江苏省江都中学、江苏省高邮中学、江苏省仪征中学2024-2025学年高二上学期10月联合测试物理试卷

这是一份江苏省江都中学、江苏省高邮中学、江苏省仪征中学2024-2025学年高二上学期10月联合测试物理试卷，共14页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.2019年3月19日，复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化银纳米材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即σ=1ρ。下列说法正确的是( )
A. 电导率的单位是Ω⋅m
B. 材料的电导率只与材料本身有关，与温度等因素无关
C. 材料的电导率越大，其导电性能越弱
D. 材料的电导率大小与材料的长度、横截面积无关
2.如图为某型号的干电池，在其外壳上标注有“9V”的字样，这表示( )
A. 该电源输出电压为9V
B. 该电源电动势为9V
C. 表示1C的正电荷通过该电池的过程中，有9J的电能转化为化学能
D. 表示该电池在单位时间内有9J的化学能转化为电能
3.如图，在利用多用电表欧姆挡测电阻前要进行欧姆调零，欧姆调零利用的是( )
A. 甲旋钮B. 乙旋钮C. 丙旋钮D. 丁插孔
4.如图所示R1=2Ω，R2=4Ω，R3=4Ω，，A、B两端接在电压恒定的电源上，则( )
A. S断开时，R1与R2两端的电压之比为1:2
B. S闭合时，通过R1与R2的电流之比为1:2
C. S闭合时，R1与R2两端的电压之比为1:2
D. S断开与闭合两种情况下，电阻R1两端的电压之比为2:1
5.如图为某控制电路的一部分，已知AA'的输入电压为24 V，如果电阻R=6KΩ，R1=6KΩ，R2=3KΩ，则BB'不可能输出的电压是( )
A. 12 VB. 24 VC. 6 VD. 3 V
6.一根长为L、横截面积为S的金属棒，棒内单位体积自由电子数为n，电子的电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压U时，棒内自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒材料的电阻率是( )
A. nevULB. ULnevC. UnevD. UnevL2
7.将一电源、定值电阻R0=1Ω及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路，闭合开关后调节电阻箱的阻值，测得电阻箱功率与电阻箱读数变化关系曲线如图乙所示，则下列说法中正确的是( )
A. 该电源电动势为9VB. 该电源内阻为2Ω
C. 调整R，电源最大输出功率为9WD. 电阻箱功率最大时电源效率为50%
8.图甲为某电源的U-I图线，图乙为某小灯泡的U-I图线，则下列说法正确的是( )
A. 电源的内阻为5Ω
B. 小灯泡的电阻随着功率的增大而减小
C. 电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3W
D. 小灯泡两端电压为0.5V时，它的电阻为2.5Ω
9.如图所示的电路中，闭合开关后，电压表有示数、电流表指针几乎不动。关于电路故障分析正确的是( )
A. 灯泡L1短路B. 灯泡L1断路C. 电流表接触不良D. 灯泡L2断路
10.华为Mate 60 Pr智能手机的各项性能都很优秀，该手机配备5000mA⋅h/3.7V锂聚合物电池，88W充电器，充电时可智能调节充电功率，真正实现了“充电2分钟，待机10小时”。充电测试发现，充电前2分钟是超级快充模式，充电器输出电压为18V，输出功率稳定在78W左右，随后充电功率“阶梯式”下降，直至充电结束。下列说法正确的是( )
A. 电池容量的单位“mA⋅h”是能量单位B. 电池充满电所储存的能量为6.66×104J
C. 手机待机功率为0.26WD. 电池内阻约为4.15Ω
11.如图所示电路中，电源内阻不能忽略不计，电流表、电压表均视为理想电表，滑动变阻器总阻值足够大；当滑动变阻器滑片从左端向右端滑动时，下列说法中正确的是( )
A. 电流表A示数减小
B. 电压表V1、V2示数减小
C. 电压表V3示数变化的绝对值与电流表示数变化的绝对值之比为R
D. 滑动变阻器消耗的电功率先减小后增大
二、实验题：本大题共2小题，共18分。
12.某同学通过实验测量长为l的圆柱形导体的电阻率。
(1)他用螺旋测微器测导体的直径d，示数如图所示，则d=_______mm。
(2)他先用多用电表对该电阻阻值进行了初步测量。用电阻×1挡进行测量，指针位置如图1所示，则该电阻的阻值约为___________Ω。
(3)在(2)基础上，他想用电压表和电流表更精确地测量这个电阻的阻值。
他找来如下器材：
电流表：量程0∼0.6A，内阻约0.1Ω； 电压表：量程0∼3V，内阻约3kΩ；
滑动变阻器：最大阻值15Ω，额定电流1.0A； 电源：电动势3V，内阻约0.5Ω；
开关一个，导线若干。
①为了减小实验误差，电流表和电压表的连接方法应该选用图2中的___________(选填“甲”或“乙”)，采用这种方式测量的结果与真实值相比偏___________(选填“大”或“小”)。
②他在相关实验手册中，看到图3所示的两种滑动变阻器的连接方式，他选择了其中一种，经过实验他得到下表中的数据。
由数据可知，他选择的滑动变阻器的连接方式是图3中的___________(选填“甲”或“乙”)。你的判断依据是：____________________________________________________________________________。
13.某多用电表由于长时间未使用，电源电动势和内阻发生了明显变化，导致欧姆表无法进行欧姆调零。小明同学用如图甲所示的电路来研究其内部的电源情况。实验时选择欧姆表“×1”挡位，已知毫安表
的量程为400mA，内阻约为1Ω，
表头G的内阻为Rg。
(1)在电路连接时，要注意毫安表的“-”接线柱要与欧姆表的_______(选填“红”或“黑”)表笔相连；
(2)调节电阻箱的阻值，当毫安表的读数为400mA时，欧姆表指针偏转到整个表盘45位置的10Ω刻度处，如图乙所示，则欧姆表表头G的量程Ig为_________mA；
(3)连续调节电阻箱的阻值，记录多组电阻箱阻值R和通过毫安表电流I，算出电源的电动势E=5V。若想让该欧姆表在“×1”挡位下可以正常使用，则更换的新电源电动势E'=_______V。
(4)该同学进一步研究多用表其他内部电路，部分电路如丙图所示，这部分是多用表中_________(选填电流表、电压表或欧姆表)的电路。选用与______(选填a或b)之间量程相对较大。选与a之间电路，对应电表的量程为______(用Ig、Rg、R1、R2等字母表示)。
三、计算题：本大题共3小题，共30分。
14.如图所示的电路中，所用电源的电动势E=4V，内电阻r=1Ω，电阻R1在0-10Ω范围内可调。已知R2=6Ω，R3=3Ω，求：
(1)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率是多少？
(2)为了使R1的功率达到最大值，应将开关S接通还是断开，最大电功率是多少？
15.如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，闭合开关S后，标有“8 V，12 W”的灯泡恰能正常发光，电动机M的内阻R0=4Ω，求：
(1)电源的输出功率P出；
(2)电动机的机械功率；
(3)电动机突然被卡住，卡住后流过灯泡的电流。
16.如图甲所示，电源内阻r=1Ω，R1、R2、R4均为定值电阻，R2=6Ω，R4=2Ω，R3为滑动变阻器，最大阻值为6Ω，电容器的电容C=100μF，电表均为理想电表。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，电路稳定时读出电压表和电流表的示数，得到U-I关系如图乙所示。求：
(1)电源的电动势E和R1的阻值；
(2)当滑片P移到ab正中间位置时，电容器上带的电荷量Q；
(3)滑片P从a移到b的过程中，滑动变阻器R3的最大功率Pm。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】A、根据R=ρLS，则σ=1ρ=LRS，则电导率的单位是mΩ⋅m2=1Ω⋅m，故A错误；
C、材料的电导率越大，电阻率越小，则其导电性能越强，故C错误；
BD、材料的电导率与材料的本身有关，与温度等因素有关，与材料的长度、横截面积等因素有无关，故B错误，D正确。
2.【答案】B
【解析】AB.电池外壳的铭牌信息，“9 V”，表明电池的电动势为9 V，因电源存在内阻，电源输出电压小于9 V，故 A错误， B正确;
C.电池将1C的正电荷从负极移至正极的过程中，克服静电力做功9 J，故电势能增加9 J，即9 J化学能转化为电能，故 C错误;
D.电池的电动势为9v，表示非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为9 J，即电能增加9 J，9J化学能转化为电能，与时间无关，故 D错误;
故选B。
3.【答案】C
【解析】在利用多用电表欧姆档前要进行欧姆调零，欧姆调零利用欧姆调零旋钮，即图丙所示，故C正确，ABD错误。
4.【答案】A
【解析】【分析】
S断开时，根据串联电路电压与电阻成正比确定比例；分析电路串并联关系，求出各个电阻的电压与A、B总电压的关系，就能得到S断开与闭合两种情况电压的比例。
本题考查了欧姆定律、串联电路和并联电路；电路的分析与计算问题的基础是分析电路的结构．往往按局部→整体→局部的顺序进行分析和计算．也有时抓住串并联电流、电压与电阻的分配关系求解。
【解答】
A.串联电路各电阻两端的电压与各电阻的电阻值成正比，则S断开时，U1：U2=R1：R2=1：2，故A正确；
B.根据并联电路的特点可知：I1=I2+I3，I2=I3，R3=R2，则I1=2I2，即：S闭合时，通过R1与R2的电流之比为2：1，故B错误；
C.S闭合时，则R1与R2两端的电压之比为I1R1：I2R2=1:1，故C错误；
D.断开时，U1：U2=R1：R2=1：2，则U1=13UAB，S闭合时，U1'：U2'=R1：12R2=1：1，则U1'=12UAB，电阻R1两端的电压之比为2：3，故D错误。
5.【答案】D
【解析】由图可知，BB'输出的是下半部分电阻两端的电压，则可知：
当两电阻均不接入时，输出电压为24V；
当只有R1接入时，输出电压U1=U入R+R1R1=246+6×6V=12V，
当只有R2接入时，输出电压U2=U入R+R2R2=246+3×3V=8V；
当两电阻均接入时，U3=U入R+R1R2R1+R2R1R2R1+R2=246+6×36+3×6×36+3V=6V，故可能的为ABC，不可能的为D。
本题选不可能输出的电压，故选：D。
6.【答案】B
【解析】解：由电流的微观表达式得，导体中的电流为I=neSv
由电阻定律得，导体的电阻为R=ρLS
根据欧姆定律得，R=UI
联立解得：ρ=UnevL
故ACD错误，B正确。
故选：B。
根据电流的微观表达式求解导体中的电流，根据欧姆定律求解金属棒的电阻，根据电阻定律求解电阻率。
本题考查电阻定律，电流的微观表达式和欧姆定律，掌握几个公式并能够熟练应用即可。
7.【答案】B
【解析】B. 由图乙可得电阻箱电阻R=3Ω时，功率P=3W，此时电阻箱阻值等于定值电阻和电源内阻之和，解得r=R-R0=2Ω，故B正确；
A. 根据P=I2R可得，此时电路电流为I=1A，根据闭合电路欧姆定律有E=I(R+R0+r)，解得E=6V，故A错误；
C. 调整R，电源输出功率P=I2R外=E2R外(R外+r)2=E2R外+r2R外+2r，因此可知外电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，所以当电阻箱电阻R=1Ω时，电源输出功率最大P=E24r=624×2W=4.5W，故C错误；
D. 电阻箱功率最大时电源效率η=IUIE=UE=IR+R0E≈66.7%，故D错误。
8.【答案】C
【解析】A.根据闭合电路欧姆定律变形U=E-Ir可得图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率的大小表示内阻，根据甲图电动势为E=1.5V，内阻为r=ΔUΔI=|1.0-1.5|0.3Ω=53Ω ，A错误；
B.根据乙图可知电流越大，小灯泡功率越大，根据欧姆定律变形得R=UI，可知乙图线上某点与原点连线的斜率为电阻，所以小灯泡的电阻随着功率的增大而增大，B错误；
CD.把电源和小灯泡组成闭合回路，在乙中作该电源对应的U-图像，如图所示 ，两U-I曲线的交点即小灯泡的电压、电流，根据图像读数U≈0.5V，I≈0.6A，所以，小灯泡的功率为：P=UI=0.5×0.6W≈0.3W，小灯泡的电阻为R=UI=0.50.6Ω≈56Ω，C正确，D错误。
9.【答案】D
【解析】解：灯泡L1短路，电流表和电压表均有示数；电流表接触不良时，电路断路，电压表和电流表均无示数；如果灯泡L1断路，整个电路断路，电压表、电流表指针都不会偏转，灯泡L2断路，闭合开关后，电压表有示数、电流表指针几乎不动，故ABC错误，D正确。
故选：D。
灯泡L1短路或者开关短路，电流表和电压表都要示数，电流表接触不良时，电路断路，灯泡L2断路，相当于电压表之间接到电源两端。
本题考查电路故障分析，解题关键掌握元件的短路或断路对应的故障分析即可。
10.【答案】B
【解析】A.根据 q=It 可知， mA⋅h 是电荷量的单位，故A错误；
B.电池充满电所储存的能量等于充电时电流做的功W=It⋅U=5000mA⋅h×3.7V=6.66×104J
故B正确；
C.充电2分钟，充电器输出的能量为E2=Pt充=78W×2×60s=9360J
若能量全部储存在电池中，则待机功率为P待=E2t待=9360J10×3600s=0.26W
由于电池储存的能量小于充电器输出能量，故C错误；
D.电流I=P出U出=7818A=133A
若电池为纯电阻，则有R=U出I=4.15Ω
由于电池为非纯电阻，故D错误。
故选B。
11.【答案】A
【解析】【分析】
根据滑片的移动方向判断出滑动变阻器接入电路的阻值如何变化，然后由串并联电路特点及欧姆定律分析根据等效电源和闭合电路欧姆定律确定电路中电流表A示数的变化和电压表V1、V2示数的变化，根据串联电路的电压特点确定电压表示数的变化，最后根据欧姆定律和滑动变阻器接入电路中电阻的变化确定电压表与电流表的示数之比的变化.根据由P出-R外函数规律可知滑动变阻器消耗的电功率的变化。
【解答】
A、分析电流表A的示数变化情况时，可将R1、R3、E视为一个等效电源(E1、r1)，如图虚线框所示，由闭合电路欧姆定律有I=E1r1+R2+R，R增大时，电流表A示数减小，A正确；
B、电压表V1的示数为电源E的路端电压，R增大时，外电阻增大，由闭合电路欧姆定律有U1=R外R外+rE，可知电压表V1示数增大；分析电压表V2示数变化情况时，可将R2视为等效电源(E1、r1)的外电阻的一部分，则由闭合电路欧姆定律有U2=R2R+R2+r1E1，可知R增大时，U2减小，B错误；
C、将除R外的其余部分视为等效电源(E2、r2)，则有U3=E2-Ir2，可知|ΔU3ΔI|=r2，而不是R，R实际上是变化的，C错误；
D、R消耗的功率即等效电源(E2、r2)的输出功率，由P出-R外函数规律可知，R从0逐渐增大到r2过程中，P逐渐增大；R=r2时，P最大，为Pm=E224r2；R再增大，P又减小，D错误。
12.【答案】(1)1.843(1.841-1.845)；
(2)5；
(3)①甲；小；②乙；若选用甲图，电流表示数最小约为0.15A，而表中电流有3组数据都小于0.15A，所以一定是采用了乙图。
【解析】(1)d=1.5mm+34.3×0.01mm=1.843mm。
(2)欧姆表的读数为指针示数与倍率的乘积，故该电阻约为5×1Ω=5Ω。
(3)①用伏安法测待测电阻，由于 RVRx=30005=600， RxRA=50.1=50，所以待测电阻是小电阻，电流表采用外接法，故选图2中的甲；
外接法的误差是电压表的分流，导致电流的测量值偏大，根据R=UI可知电阻测量值偏小。
②由实验数据可知滑动变阻器的连接方式是图3中的乙。
理由：若选用甲图，电流表示数最小约为0.15A，而表中电流有3组数据都小于0.15A，所以一定是采用了乙图。
13.【答案】(1)红；(2)500；(3)20；(4)电流表；a；(R1+R2+Rg)IgR1。
【解析】(1)电流从欧姆表的红表笔流入，从毫安表的“-”接线柱流出，所以毫安表的“-”接线柱要与欧姆表的红表笔相连。
(2)设欧姆表表头G的量程为Ig，由题意可得45Ig=400mA，解得Ig=500mA。
(3)设欧姆表在“×1”挡位下的内阻为r内，则E'r内=Ig=500mA，E'r内+10Ω=400mA，联立以上两式解得E'=20V。
(4)表头与定值电阻并联是改装为电流表，故图丙是多用表中的电流表的电路，并联的定值电阻阻值越小，则量程越大，故选用与a之间量程相对较大。
此时G与R2串联后再与R1并联，量程为Ig+IgRg+R2R1=(R1+R2+Rg)IgR1。
14.【答案】解：(1)开关接通时， A、B之间的总电阻R23=R2R3R2+R3=2Ω为定值，所以，只有当R1=0时，总电流最大， A、B之间的电功率才最大。
I=Er+R1+R23=41+0+2A=43A，PAB=I2R23=(43)2×2W=3.556W。
(2)开关接通时， A、B之间的总电阻R23=2Ω为定值，当R1=3Ω时，R1电功率最大。
P1=E24(R23+r)=43W，
开关断开时， A、B之间的总电阻R2=6Ω为定值，当R1=7Ω时，R1电功率最大。
P'1=E24(R2+r)=47W，
综上，S接通时最大R1电功率最大，最大为43W(1.33W)。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：(1)由题意知，并联部分电压为U=8V，
故内电压为U内=E-U=2V，
总电流I=U内r=21A=2A，
电源的输出功率P出=UI=16W。
(2)流过灯泡的电流I1=P1U=128A=1.5A，
则流过电动机的电流I2=I-I1=0.5A，
电动机的热功率P0=I22R0=1W，
电动机的总功率P=UI2=4W，
电动机的机械功率P机=P-P0=3W。
(3)灯泡电阻R1=UI1=163Ω，
电动机被卡住后是纯电阻，
R并=R1R0R1+R0=167Ω，
干路电流I并=Er+R并=7023A，
U并=E-I并r，
IL=U并R1=3023A≈1.3A。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
16.【答案】(1)结合电路图，根据闭合电路的欧姆定律可得E=U+Ir+R1
由图乙知，当 I1=1.2A 时， U1=3.6V ；当 I2=2.4A 时， U2=1.2V ；
代入数据，联立解得E=6V ， R1=1Ω
(2)当滑片P移到 ab 正中间位置时，电阻 R3 接入电路的阻值为最大值的一半，即 R3=3Ω 。可得 R2 和 R3 并联部分的电阻为R并=6×36+3Ω=2Ω
此时电流表的示数为I3=Er+R1+R并=1.5A
此时电容两端的电势差等于电阻 R1 两端的电势差，为UC=I3R1
由电容器的定义可得Q=CUC
代入数据解得Q=1.5×10-4C
(3)并联部分电压U=R2R3R2+R3R2R3R2+R3+R1+rE
R3 的功率P3=U2R3
整理得P3=36264R3+144R3+192
当 64R3=144R3 时，功率最大，解得Pm=3.375W

【解析】详细解答和解析过程见【答案】电压U/V
0.10
0.40
0.60
1.00
1.20
1.50
1.70
2.00
电流I/A
0.02
0.08
0.12
0.19
0.25
0.31
0.34
0.40