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2019-2020年高考物理新一輪總復習 階段示范性測試7 恒定電流（含解析）
本卷測試內(nèi)容：恒定電流
本試卷分為第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，共110分。測試時間90分鐘。
第Ⅰ卷 (選擇題，共60分)
一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中，第1、2、4、6、8、10小題，只有一個選項正確；第3、5、7、9、11、12小題，有多個選項正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。)
1. 有四盞燈，如圖所示連接在電路中，L1和L2都標有“220 V100 W”字樣，L3和L4都標有“220 V40 W”字樣，把電路接通后，最暗的是( )
A. L1 B. L2
C. L3 D. L4
解析：由題目給出的額定電壓和額定功率可以判斷出R1＝R2
P1，由I1>I2知P1>P2，而P2與P3的大小可由并聯(lián)電路的功率分配知P2>P3，所以四盞燈消耗的實際功率大小關系為P4>P1>P2>P3，故最暗的燈是L3。
答案：C
2. [xx陜西渭南高三質(zhì)檢一]如圖所示，一只玩具電動機用一節(jié)干電池供電，閉合開關S后，發(fā)現(xiàn)電動機轉(zhuǎn)速較慢，經(jīng)檢測，電動機性能完好；用電壓表測a與b間電壓，只有0.6 V；斷開開關S，測得a與b間電壓接近1.5 V，電動機轉(zhuǎn)速較慢的原因是( )
A．開關S接觸不良 B．電動機接線接觸不良
C．電動機兩端接線短路 D．電池過舊，內(nèi)阻過大
解析：本題考查了電源的電動勢和內(nèi)阻等知識。開關S接觸不良、電動機接線接觸不良、電動機兩端接線短路，電動機就不會旋轉(zhuǎn)了，而不是轉(zhuǎn)得慢。電動機轉(zhuǎn)得慢的原因是電池過舊，內(nèi)阻過大，電動機兩端的電壓過低造成的，D正確。
答案：D
3. [xx江西師大附中、臨川一中高三聯(lián)考]如圖所示電路中，電源電動勢E恒定，內(nèi)阻r＝1 Ω，定值電阻R3＝5 Ω，當電鍵K斷開與閉合時，ab段電路消耗的電功率相等，則下列說法中正確的是( )
A．電阻R1、R2可能分別為4 Ω、5 Ω
B．電阻R1、R2可能分別為3 Ω、6 Ω
C．電鍵K斷開時電壓表的示數(shù)一定大于K閉合時的示數(shù)
D．電鍵K斷開與閉合時電壓表的示數(shù)變化量大小與電流表的示數(shù)變化量大小之比一定等于6 Ω
解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律知，K斷開時，電壓表示數(shù)大，C正確；當滿足R外R′外＝r2時，外電路消耗的電功率相等，在此題中，把R3看成電源內(nèi)阻的一部分，則當R1(R1＋R2)＝(r＋R3)2成立時，ab段電路消耗電功率相等，代入可知，B錯誤，A正確；根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝U＋I(r＋R3)，K斷開前后＝r＋R3，故D對。
答案：ACD
4. 如圖為實用型高溫超導電纜，利用超導電纜可實現(xiàn)無損耗輸電?，F(xiàn)有一直流電路，輸電線的總電阻為0.4 Ω，它提供給用電器的電功率為40 kW，電壓為800 V。若用臨界溫度以下的超導體電纜替代原來的輸電線，保持供給用電器的功率和電壓不變，那么節(jié)約的電功率為( )
A. 1 kW B. 10 kW
C. 1.6 kW D. 1.6103 kW
解析：輸電導線上的輸電電流為I＝＝＝50 A，則輸電線上損失的電功率為P′＝I2R＝5020.4 W＝1000 W，A正確。
答案：A
5. 在如圖所示電路中，電源內(nèi)阻不可忽略。R1和R2為定值電阻，R為滑動變阻器，在R的滑動觸頭向上滑動的過程中( )
A. 電壓表與電流表的示數(shù)都減小
B. 電壓表與電流表的示數(shù)都增大
C. 定值電阻R1電功率增大
D. R中電流變化的絕對值大于電流表讀數(shù)變化的絕對值
解析：R的滑動觸頭向上滑動的過程中，連入電路中的R阻值減小，整個電路的總電阻減小，電路中的總電流I增大，路端電壓U＝E－Ir減小，即電壓表的示數(shù)減小，I增大，R1兩端電壓增大，路端電壓減小，則R2兩端電壓減小，R2中的電流減小，即電流表示數(shù)減小，A正確、B錯誤；由于R1的電流增大，其電功率增大，故C正確；由于干路電流增大，而電流表中的電流減小，故R中電流變化的絕對值大于電流表讀數(shù)變化的絕對值，D正確。
答案：ACD
6. [xx湖北模擬]“神舟九號”飛船于2012年6月16日發(fā)射成功。它是中國航天計劃中的一艘載人宇宙飛船，是神舟號系列飛船之一?！吧裰埏w船”上的太陽能電池是依靠光伏效應設計的單晶硅太陽能電池。在正常照射下，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達24%。單片單晶硅太陽能電池可產(chǎn)生0.6 V的電動勢，可獲得0.1 A的電流，則每秒照射到這種太陽能電池上的太陽光的能量是( )
A. 0.24 J B. 0.25 J
C. 0.26 J D. 0.28 J
解析：根據(jù)W＝UIt可得，每秒單片單晶硅太陽能電池產(chǎn)生的能量為W＝0.60.11 J＝0.06 J，設太陽每秒照射到該電池上的能量為Q，則由能量守恒定律得Q24%＝W，所以Q＝0.25 J，故答案為B。
答案：B
7. [xx河北五校聯(lián)盟模擬]一輛電動觀光車蓄電池的電動勢為E，內(nèi)阻不計，當空載的電動觀光車以大小為v的速度勻速行駛時，流過電動機的電流為I，電動車的質(zhì)量為m，電動車受到的阻力是車重的k倍，忽略電動觀光車內(nèi)部的摩擦，則( )
A. 電動機的內(nèi)阻為R＝
B. 電動機的內(nèi)阻為R＝－
C. 如果電動機突然被卡住而停止轉(zhuǎn)動，則電源消耗的功率將變大
D. 如果電動機突然被卡住而停止轉(zhuǎn)動，則電源消耗的功率將變小
解析：根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒定律，EI＝I2R＋kmgv，所以電動機的內(nèi)阻為R＝－，B正確；當電動機突然被卡住而停止轉(zhuǎn)動時，變成了純電阻電路，回路中的電流變大，故電源消耗的功率P＝EI將變大，所以C正確。
答案：BC
8. [xx福州質(zhì)檢]如圖所示電路，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，Rt為光敏電阻(光照強度增加時，其電阻值減小)?，F(xiàn)增加光照強度，則下列判斷正確的是( )
A. B燈變暗，A燈變亮 B. R0兩端電壓變大
C. 電源路端電壓不變 D. 電源總功率不變
解析：光照強度增大，光敏電阻的阻值減小，全電路的總電阻減小，總電流變大，電源的總功率P＝EI變大，路端電壓變小，A燈變暗，C、D錯誤；因總電流增大，A燈的電流減小，故流過R0的電流變大，R0兩端的電壓變大，B正確；B燈泡的電壓因路端電壓減小、R0兩端的電壓變大而減小，B燈變暗，A錯誤。
答案：B
9. [xx南京高三質(zhì)檢]如圖虛線框內(nèi)為高溫超導限流器，它由超導部件和限流電阻并聯(lián)組成。超導部件有一個超導臨界電流Ic，當通過限流器的電流I>Ic時，將造成超導體失超，從超導態(tài)(電阻為零，即R1＝0)轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)(一個純電阻，且R1＝3 Ω)，以此來限制電力系統(tǒng)的故障電流。已知超導臨界電流Ic＝1.2 A，限流電阻R2＝6 Ω，小燈泡L上標有“6 V 6 W”的字樣，電源電動勢E＝8 V，內(nèi)阻r＝2 Ω。原來電路正常工作，超導部件處于超導態(tài)，燈泡L正常發(fā)光，現(xiàn)L突然發(fā)生短路，則( )
A. 燈泡L短路前通過R2的電流為 A
B. 燈泡L短路后超導部件將由超導狀態(tài)轉(zhuǎn)化為正常態(tài)
C. 燈泡L短路后通過R1的電流為4 A
D. 燈泡L短路后通過R2的電流為 A
解析：在燈泡短路前，超導部件R1處于超導態(tài)，限流電阻R2被短路，通過R2的電流為0，A選項錯誤；當燈泡短路后，假設超導部件R1仍處于超導態(tài)，則通過R1的電流為I＝＝4 A，此時I>Ic可知假設不成立，超導部件R1由超導狀態(tài)轉(zhuǎn)為正常態(tài)，此時通過R1的電流大小為I1＝＝ A，通過R2的電流大小為I2＝＝ A，BD選項正確，C選項錯誤。
答案：BD
10. [xx福州模擬]將電阻R1和R2分別接到同一電池組的兩極時消耗的電功率相同。電池組向兩個電阻供電時的電流分別是I1和I2，電池組內(nèi)阻消耗的功率分別是P′1和P′2，電池組的效率分別是η1和η2，電阻兩端的電壓分別是U1和U2。若已知電流I1η2 D. P′1>P′2
解析： 根據(jù)題意畫出電源及電阻R1、R2的U－I圖象，由圖象不難得出R1>R2，U1>U2，由P內(nèi)＝I2r知，P′1η2，選項C正確。
答案：C
11. 在圖示電路中，R1＝100 Ω，R2＝200 Ω，R3＝80 Ω，C＝20 μF，電源電動勢為12 V，電源內(nèi)阻不計，閉合電鍵后，若要使電容器所帶電荷量為410－5 C，則R4的阻值應為( )
A. 40 Ω B. 80 Ω
C. 160 Ω D. 400 Ω
解析：電容器電壓U＝Q/C＝2 V；R1兩端電壓U1＝4 V，則R3兩端電壓U3＝U1U＝2 V(或6 V)，所以R4兩端電壓U4＝10 V(或6 V)，當U3＝2 V時，R4＝400 Ω，當U3＝6 V時，R4＝80 Ω?？梢夿、D正確。
答案：BD
12. [xx哈爾濱第三中學高三質(zhì)檢]如圖所示，甲、乙兩電路中電源完全相同，內(nèi)阻不能忽略，電阻R1>R2。圖中電壓表為理想電表。當在兩電路中通過相同的電量q的過程中，下列關于兩電路的比較，正確的是 ( )
A. R1上產(chǎn)生的熱量比R2上產(chǎn)生的熱量多
B. 電源內(nèi)部產(chǎn)生熱量較多的是甲電路
C. 電壓表V1示數(shù)大于電壓表V2示數(shù)
D. 甲、乙兩電路電源輸出功率可能相等
解析：由焦耳定律可得Q＝I2Rt＝ItIR＝qU，由于兩電路電源相同且R1>R2，由串聯(lián)分壓與電阻成正比，得U1>U2，所以Q1>Q2，AC正確；電源內(nèi)部產(chǎn)生的熱量Qr＝I2rt＝ItIr＝q(E－U)，由于U1>U2，故Qr1＜Qr2，B錯誤；由于電源的內(nèi)阻與負載電阻的大小關系未知，甲、乙兩電路電源輸出功率可能相等，D正確。
答案：ACD
第Ⅱ卷 (非選擇題，共50分)
二、實驗題(本題共4小題，共32分)
13. (6分)[xx課標全國卷Ⅱ]在伏安法測電阻的實驗中，待測電阻Rx約為200 Ω，電壓表的內(nèi)阻約為2 kΩ，電流表的內(nèi)阻約為10 Ω，測量電路中電流表的連接方式如圖(a)或圖(b)所示，結(jié)果由公式Rx＝計算得出，式中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)。若將圖(a)和圖(b)中電路測得的電阻值分別記為Rx1和Rx2，則________(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待測電阻的真實值，且測量值Rx1________(填“大于”“等于”或“小于”)真實值，測量值Rx2________(填“大于”“等于”或“小于”)真實值。
解析：＝20，＝10，因此Rx屬于大電阻，用電流表內(nèi)接法時測量值更接近真實值，即Rx1更接近真實值；因Rx1＝＝Rx＋RA，故Rx1＞Rx，Rx2＝＝R并(即Rx與RV的并聯(lián)值)，故Rx2＜Rx。
答案：Rx1 大于 小于
14. (6分)[xx天津高考]現(xiàn)要測量一個未知電阻Rx的阻值，除Rx外可用的器材有：
多用電表(僅可使用歐姆擋)；
一個電池組E(電動勢6 V)；
一個滑動變阻器R(0～20 Ω，額定電流1 A)；
兩個相同的電流表G(內(nèi)阻Rg＝1000 Ω，滿偏電流Ig＝100 μA)；
兩個標準電阻(R1＝29000 Ω，R2＝0.1 Ω)；
一個電鍵S、導線若干。
①為了設計電路，先用多用電表的歐姆擋粗測未知電阻，采用“10”擋，調(diào)零后測量該電阻，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)非常大，最后幾乎緊挨滿偏刻度停下來，下列判斷和做法正確的是________(填字母代號)。(2分)
A. 這個電阻阻值很小，估計只有幾歐姆
B. 這個電阻阻值很大，估計有幾千歐姆
C. 如需進一步測量可換“1”擋，調(diào)零后測量
D. 如需進一步測量可換“1 k”擋，調(diào)零后測量
②根據(jù)粗測的判斷，設計一個測量電路，要求測量盡量準確并使電路能耗較小，畫出實驗電路圖，并將各元件字母代碼標在該元件的符號旁。(4分)
解析：①歐姆擋的零刻線在右側(cè)，偏轉(zhuǎn)越大時阻值越小，故A正確。要使指針指在中間刻度線附近，由“阻值＝讀數(shù)倍率”可知所選倍率應減小以增大讀數(shù)，故C正確。②由電路能耗較小的要求可知控制電路應采用限流式。因器材中只有兩個內(nèi)阻已知的電流表，故可考慮改裝：由題給數(shù)據(jù)可知電流表G與R1可改裝為一個量程為3 V的電壓表。電流表G與R2可改裝為一個量程為1 A的電流表。改裝后的內(nèi)阻分別為RV＝30000 Ω與RA＝0.1 Ω，而被測電阻的阻值約為幾歐，屬于小電阻，故測量電路應采用外接法，電路圖見答案。
答案：①AC?、谌鐖D所示
15. (10分)xx年暑假期間，某學校課題研究小組為了撰寫關于未知材料電阻率的實踐報告，設計了一個測量電阻率(被測電阻絲的阻值約為25 Ω)的實驗方案，可提供的器材有：
A. 電流表G，內(nèi)阻Rg＝120 Ω，滿偏電流Ig＝3 mA
B. 電流表A，內(nèi)阻約為0.2 Ω，量程為0～0.6 A
C. 螺旋測微器
D. 電阻箱R0(0～9999 Ω，0.5 A)
E. 滑動變阻器R(5 Ω，1 A)
F. 干電池組(3 V,0.05 Ω)
G. 一個開關和導線若干
他進行了以下操作：
(1)用螺旋測微器測量電阻絲的直徑，其示數(shù)部分如圖甲所示，則該次測量測得直徑d＝________mm；
甲
(2)把電流表G與電阻箱串聯(lián)改裝成電壓表使用，最大測量電壓為3 V，則電阻箱的阻值應調(diào)為R0＝________Ω；
(3)請用改造完的電壓表設計一個測量電阻率的實驗電路，根據(jù)提供的器材和實驗需要，請將圖乙中電路圖補畫完整；
乙
(4)實驗數(shù)據(jù)的測量與電阻率的計算：如果電阻絲的長度用L表示，電路閉合后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到合適位置，電流表G的示數(shù)為I1，電流表A的示數(shù)為I2，請用已知量和測量量寫出計算電阻率的表達式ρ＝________。
解析：(1)固定部分的讀數(shù)0，可動部分的讀數(shù)為26.70.01 mm＝0.267 mm，所以讀數(shù)為0.267 mm。
(2)由電壓表改裝原理知R0＝－Rg＝880 Ω。
(3)由于電流表內(nèi)阻較小，所以用內(nèi)接法，為了測量方便，滑動變阻器采用分壓式接法，電路圖如圖所示(見答案)。
(4)由電路接法知＝I2，R＝，聯(lián)立得ρ＝。
答案：(1)0.267(0.265～0.268)
(2)880
(3)如圖所示
(4)
16. (10分)某同學設計用伏安法測量一節(jié)干電池的電動勢E和內(nèi)電阻r。除待測干電池外，實驗室可供選擇的主要器材有：
A. 電流表G：測量范圍0～10 mA，內(nèi)電阻未知；
B. 電流表A：測量范圍0～0.5 A，內(nèi)電阻很??；
C. 電阻箱R0：電阻變化范圍0～999.9 Ω，最小精度0.1 Ω；
D. 滑動變阻器R：電阻變化范圍0～20 Ω；
E. 開關一個、導線若干。
(1)實驗中，首先需將電流表G改裝成電壓表。該同學采用圖1所示的電路測定電流表G的內(nèi)阻，其主要實驗步驟如下，請完成步驟中的填空：
圖1
①將R0調(diào)到某一設定值，滑動變阻器R的滑動觸頭移到________(選填“左端”“右端”或“任意”)位置，然后閉合開關；
②多次改變R0的大小，反復調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭位置，發(fā)現(xiàn)當R0＝5.0 Ω時，電流表G的示數(shù)為10.0 mA，電流表A的示數(shù)為0.210 A，則電流表G的內(nèi)電阻為________Ω；
③拆開電路，采用電阻箱R0與電流表G串聯(lián)的方式，將電流表G改裝成量程為2 V的電壓表V，則R0的值應調(diào)為________Ω。
(2)用改裝成的電壓表V和電流表A，采用圖2的電路測量電源的電動勢和內(nèi)電阻。根據(jù)電壓表V的示數(shù)U與電流表A的示數(shù)I，經(jīng)描點、連線得到U－I圖象如圖3所示。根據(jù)圖象可求得該干電池的電動勢E＝________V；內(nèi)電阻r＝________Ω。(保留三位有效數(shù)字)
解析：(1) ①根據(jù)安全的原則，閉合開關前，應將滑動觸頭滑到左端，以保證測量電路部分的電壓和電流最小，電表不會因電壓和電流過大而被燒壞；②依題意知，通過R0的電流為IR0＝IA－Ig＝0.200 A，有UR0＝IR0R0＝1.0 V，則Rg＝＝ Ω＝100 Ω；③改裝后的電壓表總內(nèi)阻RV＝＝200 Ω，則R0＝RV－Rg＝200 Ω－100 Ω＝100 Ω。(2)根據(jù)實驗原理，電源的伏安特性圖線的縱截距為電源的電動勢，可從圖中讀出為1.46 V(或1.47 V)，電源內(nèi)電阻為圖線斜率的絕對值，即r＝||＝ Ω＝0.920 Ω。
答案：(1)①左端?、?00?、?00
(2)1.46(1.47) 0.920(0.940)
三、計算題(本題共2小題，共18分)
17. (9分)如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d＝40 cm。電源電動勢E＝24 V，內(nèi)電阻r＝1 Ω，電阻R＝15 Ω。閉合開關S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v0＝4 m/s豎直向上射入板間。若小球帶電荷量為q＝110－2 C，質(zhì)量為m＝210－2 kg，不考慮空氣阻力。那么，滑動變阻器接入電路的阻值為多大時，小球恰能到達A板？此時電源的輸出功率是多少？(取g＝10 m/s2)
解析：小球進入板間后，受重力和電場力作用，且到達A板時速度為零。
設兩板間電壓為UAB，由動能定理得
－mgd－qUAB＝0－mv
解得UAB＝8 V
滑動變阻器兩端的電壓U滑＝UAB＝8 V
設通過滑動變阻器的電流為I，由歐姆定律得
I＝＝1 A
滑動變阻器接入的電路R滑＝＝8 Ω
電源的輸出功率P出＝I2(R＋R滑)＝23 W。
答案：8 Ω 23 W
18. (9分)[xx湖南雅禮中學高三第四次月考]在如圖所示的電路中，R1＝2Ω，R2＝R3＝4 Ω，當開關K接a時，R2上消耗的電功率為4 W，當開關K接b時，電壓表示數(shù)為4.5 V。試求：
(1)當開關K接a時，通過電源的電流和電源兩端的電壓；
(2)電源的電動勢和內(nèi)電阻；
(3)當開關K接c時，通過R2的電流。
解析：(1)當K接a時，R1被短路，外電阻為R2，根據(jù)電功率公式可得
通過電源的電流I1＝＝1 A
電源兩端的電壓U1＝＝4 V
(2)當K接a時，有E＝U1＋I1r＝4＋r ?、?
當K接b時，R1和R2串聯(lián)，R外＝R1＋R2＝6 Ω
通過電源的電流I2＝＝0.75 A
這時有：E＝U2＋I2r＝4.5＋0.75r?、?
解①②式得：E＝6 V，r＝2 Ω
(3)當K接c時，R總＝R1＋r＋R23＝6 Ω
總電流I3＝E/R總＝1 A
通過R2的電流I′＝I3＝0.5 A。
答案：(1)1 A 4 V (2)6 V 2 Ω (3)0.5 A
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