2022年高考物理新一轮总复习 阶段示范性测试7 恒定电流（含解析）

2022年高考物理新一轮总复习 阶段示范性测试7 恒定电流（含解析）本卷测试内容：恒定电流本试卷分为第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，共110分。测试时间90分钟。第卷(选择题，共60分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，第1、2、4、6、8、10小题，只有一个选项正确；第3、5、7、9、11、12小题，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)1. 有四盏灯，如图所示连接在电路中，L1和L2都标有“220 V100 W”字样，L3和L4都标有“220 V40 W”字样，把电路接通后，最暗的是()A. L1B. L2C. L3 D. L4解析：由题目给出的额定电压和额定功率可以判断出R1R2P1，由I1I2知P1P2，而P2与P3的大小可由并联电路的功率分配知P2P3，所以四盏灯消耗的实际功率大小关系为P4P1P2P3，故最暗的灯是L3。答案：C2. xx陕西渭南高三质检一如图所示，一只玩具电动机用一节干电池供电，闭合开关S后，发现电动机转速较慢，经检测，电动机性能完好；用电压表测a与b间电压，只有0.6 V；断开开关S，测得a与b间电压接近1.5 V，电动机转速较慢的原因是()A开关S接触不良 B电动机接线接触不良C电动机两端接线短路 D电池过旧，内阻过大解析：本题考查了电源的电动势和内阻等知识。开关S接触不良、电动机接线接触不良、电动机两端接线短路，电动机就不会旋转了，而不是转得慢。电动机转得慢的原因是电池过旧，内阻过大，电动机两端的电压过低造成的，D正确。答案：D3. xx江西师大附中、临川一中高三联考如图所示电路中，电源电动势E恒定，内阻r1 ，定值电阻R35 ，当电键K断开与闭合时，ab段电路消耗的电功率相等，则下列说法中正确的是()A电阻R1、R2可能分别为4 、5 B电阻R1、R2可能分别为3 、6 C电键K断开时电压表的示数一定大于K闭合时的示数D电键K断开与闭合时电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等于6 解析：根据闭合电路欧姆定律知，K断开时，电压表示数大，C正确；当满足R外R外r2时，外电路消耗的电功率相等，在此题中，把R3看成电源内阻的一部分，则当R1(R1R2)(rR3)2成立时，ab段电路消耗电功率相等，代入可知，B错误，A正确；根据闭合电路欧姆定律EUI(rR3)，K断开前后rR3，故D对。答案：ACD4. 如图为实用型高温超导电缆，利用超导电缆可实现无损耗输电。现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 ，它提供给用电器的电功率为40 kW，电压为800 V。若用临界温度以下的超导体电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为()A. 1 kW B. 10 kWC. 1.6 kW D. 1.6103 kW解析：输电导线上的输电电流为I50 A，则输电线上损失的电功率为PI2R5020.4 W1000 W，A正确。答案：A5. 在如图所示电路中，电源内阻不可忽略。R1和R2为定值电阻，R为滑动变阻器，在R的滑动触头向上滑动的过程中()A. 电压表与电流表的示数都减小B. 电压表与电流表的示数都增大C. 定值电阻R1电功率增大D. R中电流变化的绝对值大于电流表读数变化的绝对值解析：R的滑动触头向上滑动的过程中，连入电路中的R阻值减小，整个电路的总电阻减小，电路中的总电流I增大，路端电压UEIr减小，即电压表的示数减小，I增大，R1两端电压增大，路端电压减小，则R2两端电压减小，R2中的电流减小，即电流表示数减小，A正确、B错误；由于R1的电流增大，其电功率增大，故C正确；由于干路电流增大，而电流表中的电流减小，故R中电流变化的绝对值大于电流表读数变化的绝对值，D正确。答案：ACD6. xx湖北模拟“神舟九号”飞船于2012年6月16日发射成功。它是中国航天计划中的一艘载人宇宙飞船，是神舟号系列飞船之一。“神舟飞船”上的太阳能电池是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池。在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达24%。单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V的电动势，可获得0.1 A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是()A. 0.24 J B. 0.25 JC. 0.26 J D. 0.28 J解析：根据WUIt可得，每秒单片单晶硅太阳能电池产生的能量为W0.60.11 J0.06 J，设太阳每秒照射到该电池上的能量为Q，则由能量守恒定律得Q24%W，所以Q0.25 J，故答案为B。答案：B7. xx河北五校联盟模拟一辆电动观光车蓄电池的电动势为E，内阻不计，当空载的电动观光车以大小为v的速度匀速行驶时，流过电动机的电流为I，电动车的质量为m，电动车受到的阻力是车重的k倍，忽略电动观光车内部的摩擦，则()A. 电动机的内阻为RB. 电动机的内阻为RC. 如果电动机突然被卡住而停止转动，则电源消耗的功率将变大D. 如果电动机突然被卡住而停止转动，则电源消耗的功率将变小解析：根据能的转化与守恒定律，EII2Rkmgv，所以电动机的内阻为R，B正确；当电动机突然被卡住而停止转动时，变成了纯电阻电路，回路中的电流变大，故电源消耗的功率PEI将变大，所以C正确。答案：BC8. xx福州质检如图所示电路，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻(光照强度增加时，其电阻值减小)。现增加光照强度，则下列判断正确的是()A. B灯变暗，A灯变亮 B. R0两端电压变大C. 电源路端电压不变 D. 电源总功率不变解析：光照强度增大，光敏电阻的阻值减小，全电路的总电阻减小，总电流变大，电源的总功率PEI变大，路端电压变小，A灯变暗，C、D错误；因总电流增大，A灯的电流减小，故流过R0的电流变大，R0两端的电压变大，B正确；B灯泡的电压因路端电压减小、R0两端的电压变大而减小，B灯变暗，A错误。答案：B9. xx南京高三质检如图虚线框内为高温超导限流器，它由超导部件和限流电阻并联组成。超导部件有一个超导临界电流Ic，当通过限流器的电流IIc时，将造成超导体失超，从超导态(电阻为零，即R10)转变为正常态(一个纯电阻，且R13 )，以此来限制电力系统的故障电流。已知超导临界电流Ic1.2 A，限流电阻R26 ，小灯泡L上标有“6 V6 W”的字样，电源电动势E8 V，内阻r2 。原来电路正常工作，超导部件处于超导态，灯泡L正常发光，现L突然发生短路，则()A. 灯泡L短路前通过R2的电流为 AB. 灯泡L短路后超导部件将由超导状态转化为正常态C. 灯泡L短路后通过R1的电流为4 AD. 灯泡L短路后通过R2的电流为 A解析：在灯泡短路前，超导部件R1处于超导态，限流电阻R2被短路，通过R2的电流为0，A选项错误；当灯泡短路后，假设超导部件R1仍处于超导态，则通过R1的电流为I4 A，此时IIc可知假设不成立，超导部件R1由超导状态转为正常态，此时通过R1的电流大小为I1 A，通过R2的电流大小为I2 A，BD选项正确，C选项错误。答案：BD10. xx福州模拟将电阻R1和R2分别接到同一电池组的两极时消耗的电功率相同。电池组向两个电阻供电时的电流分别是I1和I2，电池组内阻消耗的功率分别是P1和P2，电池组的效率分别是1和2，电阻两端的电压分别是U1和U2。若已知电流I1I2，则有()A. R1R2 B. U12 D. P1P2解析： 根据题意画出电源及电阻R1、R2的UI图象，由图象不难得出R1R2，U1U2，由P内I2r知，P12，选项C正确。答案：C11. 在图示电路中，R1100 ，R2200 ，R380 ，C20 F，电源电动势为12 V，电源内阻不计，闭合电键后，若要使电容器所带电荷量为4105 C，则R4的阻值应为()A. 40 B. 80 C. 160 D. 400 解析：电容器电压UQ/C2 V；R1两端电压U14 V，则R3两端电压U3U1U2 V(或6 V)，所以R4两端电压U410 V(或6 V)，当U32 V时，R4400 ，当U36 V时，R480 。可见B、D正确。答案：BD12. xx哈尔滨第三中学高三质检如图所示，甲、乙两电路中电源完全相同，内阻不能忽略，电阻R1R2。图中电压表为理想电表。当在两电路中通过相同的电量q的过程中，下列关于两电路的比较，正确的是 ()A. R1上产生的热量比R2上产生的热量多B. 电源内部产生热量较多的是甲电路C. 电压表V1示数大于电压表V2示数D. 甲、乙两电路电源输出功率可能相等解析：由焦耳定律可得QI2RtItIRqU，由于两电路电源相同且R1R2，由串联分压与电阻成正比，得U1U2，所以Q1Q2，AC正确；电源内部产生的热量QrI2rtItIrq(EU)，由于U1U2，故Qr1Qr2，B错误；由于电源的内阻与负载电阻的大小关系未知，甲、乙两电路电源输出功率可能相等，D正确。答案：ACD第卷(非选择题，共50分)二、实验题(本题共4小题，共32分)13. (6分)xx课标全国卷在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200 ，电压表的内阻约为2 k，电流表的内阻约为10 ，测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示，结果由公式Rx计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则_(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1_(填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2_(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。解析：20，10，因此Rx属于大电阻，用电流表内接法时测量值更接近真实值，即Rx1更接近真实值；因Rx1RxRA，故Rx1Rx，Rx2R并(即Rx与RV的并联值)，故Rx2Rx。答案：Rx1大于小于14. (6分)xx天津高考现要测量一个未知电阻Rx的阻值，除Rx外可用的器材有：多用电表(仅可使用欧姆挡)；一个电池组E(电动势6 V)；一个滑动变阻器R(020 ，额定电流1 A)；两个相同的电流表G(内阻Rg1000 ，满偏电流Ig100 A)；两个标准电阻(R129000 ，R20.1 )；一个电键S、导线若干。为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，下列判断和做法正确的是_(填字母代号)。(2分)A. 这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆B. 这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆C. 如需进一步测量可换“1”挡，调零后测量D. 如需进一步测量可换“1 k”挡，调零后测量根据粗测的判断，设计一个测量电路，要求测量尽量准确并使电路能耗较小，画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。(4分)解析：欧姆挡的零刻线在右侧，偏转越大时阻值越小，故A正确。要使指针指在中间刻度线附近，由“阻值读数倍率”可知所选倍率应减小以增大读数，故C正确。由电路能耗较小的要求可知控制电路应采用限流式。因器材中只有两个内阻已知的电流表，故可考虑改装：由题给数据可知电流表G与R1可改装为一个量程为3 V的电压表。电流表G与R2可改装为一个量程为1 A的电流表。改装后的内阻分别为RV30000 与RA0.1 ，而被测电阻的阻值约为几欧，属于小电阻，故测量电路应采用外接法，电路图见答案。答案：AC如图所示15. (10分)xx年暑假期间，某学校课题研究小组为了撰写关于未知材料电阻率的实践报告，设计了一个测量电阻率(被测电阻丝的阻值约为25 )的实验方案，可提供的器材有：A. 电流表G，内阻Rg120 ，满偏电流Ig3 mAB. 电流表A，内阻约为0.2 ，量程为00.6 AC. 螺旋测微器D. 电阻箱R0(09999 ，0.5 A)E. 滑动变阻器R(5 ，1 A)F. 干电池组(3 V,0.05 )G. 一个开关和导线若干他进行了以下操作：(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径，其示数部分如图甲所示，则该次测量测得直径d_mm；甲(2)把电流表G与电阻箱串联改装成电压表使用，最大测量电压为3 V，则电阻箱的阻值应调为R0_；(3)请用改造完的电压表设计一个测量电阻率的实验电路，根据提供的器材和实验需要，请将图乙中电路图补画完整；乙(4)实验数据的测量与电阻率的计算：如果电阻丝的长度用L表示，电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电流表G的示数为I1，电流表A的示数为I2，请用已知量和测量量写出计算电阻率的表达式_。解析：(1)固定部分的读数0，可动部分的读数为26.70.01 mm0.267 mm，所以读数为0.267 mm。(2)由电压表改装原理知R0Rg880 。(3)由于电流表内阻较小，所以用内接法，为了测量方便，滑动变阻器采用分压式接法，电路图如图所示(见答案)。(4)由电路接法知I2，R，联立得。答案：(1)0.267(0.2650.268)(2)880(3)如图所示(4)16. (10分)某同学设计用伏安法测量一节干电池的电动势E和内电阻r。除待测干电池外，实验室可供选择的主要器材有：A. 电流表G：测量范围010 mA，内电阻未知；B. 电流表A：测量范围00.5 A，内电阻很小；C. 电阻箱R0：电阻变化范围0999.9 ，最小精度0.1 ；D. 滑动变阻器R：电阻变化范围020 ；E. 开关一个、导线若干。(1)实验中，首先需将电流表G改装成电压表。该同学采用图1所示的电路测定电流表G的内阻，其主要实验步骤如下，请完成步骤中的填空：图1将R0调到某一设定值，滑动变阻器R的滑动触头移到_(选填“左端”“右端”或“任意”)位置，然后闭合开关；多次改变R0的大小，反复调节滑动变阻器的滑动触头位置，发现当R05.0 时，电流表G的示数为10.0 mA，电流表A的示数为0.210 A，则电流表G的内电阻为_；拆开电路，采用电阻箱R0与电流表G串联的方式，将电流表G改装成量程为2 V的电压表V，则R0的值应调为_。(2)用改装成的电压表V和电流表A，采用图2的电路测量电源的电动势和内电阻。根据电压表V的示数U与电流表A的示数I，经描点、连线得到UI图象如图3所示。根据图象可求得该干电池的电动势E_V；内电阻r_。(保留三位有效数字)解析：(1) 根据安全的原则，闭合开关前，应将滑动触头滑到左端，以保证测量电路部分的电压和电流最小，电表不会因电压和电流过大而被烧坏；依题意知，通过R0的电流为IR0IAIg0.200 A，有UR0IR0R01.0 V，则Rg 100 ；改装后的电压表总内阻RV200 ，则R0RVRg200 100 100 。(2)根据实验原理，电源的伏安特性图线的纵截距为电源的电动势，可从图中读出为1.46 V(或1.47 V)，电源内电阻为图线斜率的绝对值，即r| 0.920 。答案：(1)左端100100(2)1.46(1.47)0.920(0.940)三、计算题(本题共2小题，共18分)17. (9分)如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d40 cm。电源电动势E24 V，内电阻r1 ，电阻R15 。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v04 m/s竖直向上射入板间。若小球带电荷量为q1102 C，质量为m2102 kg，不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时电源的输出功率是多少？(取g10 m/s2)解析：小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到达A板时速度为零。设两板间电压为UAB，由动能定理得mgdqUAB0mv解得UAB8 V滑动变阻器两端的电压U滑UAB8 V设通过滑动变阻器的电流为I，由欧姆定律得I1 A滑动变阻器接入的电路R滑8 电源的输出功率P出I2(RR滑)23 W。答案：8 23 W18. (9分)xx湖南雅礼中学高三第四次月考在如图所示的电路中，R12，R2R34 ，当开关K接a时，R2上消耗的电功率为4 W，当开关K接b时，电压表示数为4.5 V。试求：(1)当开关K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；(2)电源的电动势和内电阻；(3)当开关K接c时，通过R2的电流。解析：(1)当K接a时，R1被短路，外电阻为R2，根据电功率公式可得通过电源的电流I11 A电源两端的电压U14 V(2)当K接a时，有EU1I1r4r 当K接b时，R1和R2串联，R外R1R26 通过电源的电流I20.75 A这时有：EU2I2r4.50.75r解式得：E6 V，r2 (3)当K接c时，R总R1rR236 总电流I3E/R总1 A通过R2的电流II30.5 A。答案：(1)1 A4 V(2)6 V2 (3)0.5 A