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2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 恒定電流階段考查測(cè)試 一、選擇題(本大題共8小題，每小題6分，共48分) 1．在第二十九屆奧運(yùn)會(huì)上“綠色、科技、人文”的理念深入人心．如在奧運(yùn)村及奧運(yùn)場(chǎng)館內(nèi)大量使用太陽(yáng)能路燈，其光電轉(zhuǎn)換裝置在陽(yáng)光照射下把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能儲(chǔ)存起來(lái)，供夜晚照明使用．在正常照射下，太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)20%，可產(chǎn)生24 V電壓，產(chǎn)生2.5 A的電流，則每秒該路燈可轉(zhuǎn)化的太陽(yáng)能為(　　) A．120 J　 　B．300 J　 　C．600 J　 　D．1 200 J 解析：每秒鐘路燈消耗電能為 W＝UIt＝24×2.5×1 J＝60 J 則每秒轉(zhuǎn)化的太陽(yáng)能為：＝ J＝300 J 故選項(xiàng)B正確． 答案：B 2．如圖7－1所示為測(cè)定壓力的電容式傳感器，將平行板電容器、靈敏電流表(零刻度在中間)和電源串聯(lián)成閉合回路．當(dāng)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí)，膜片產(chǎn)生形變，引起電容的變化，導(dǎo)致靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)．在對(duì)膜片開(kāi)始施加壓力，從圖中的虛線(xiàn)推到圖中實(shí)線(xiàn)位置并保持固定的過(guò)程中，靈敏電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況為(電流從電流表正接線(xiàn)柱流入時(shí)指針向右偏)(　　) 圖7－1 A．向右偏到某一刻度后回到零刻度 B．向左偏到某一刻度后回到零刻度 C．向右偏到某一刻度后不動(dòng) D．向左偏到某一刻度后不動(dòng) 解析：靈敏電流表有示數(shù)的時(shí)候應(yīng)該是電容器電容值發(fā)生變化的時(shí)候，可動(dòng)電極向上動(dòng)，電容器電容增大，電路對(duì)電容器充電，故指針向右偏．當(dāng)可動(dòng)電極到了實(shí)線(xiàn)位置時(shí)，電容器的電容不再發(fā)生變化，此時(shí)電路中的電流消失，指針又回到零點(diǎn)． 答案：A 圖7－2 3．酒精測(cè)試儀用于對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛?cè)藛T是否酗酒及其他嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，它利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器．酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化，在如圖7－2所示的電路中，不同的酒精氣體濃度對(duì)應(yīng)著傳感器的不同電阻．這樣，顯示儀表的指針就與酒精氣體濃度有了對(duì)應(yīng)關(guān)系．如果二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，那么，電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度c之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是(　　) A．U越大，表示c越大，c與U成正比 B．U越大，表示c越大，但是c與U不成正比 C．U越大，表示c越小，c與U成反比 D．U越大，表示c越小，但是c與U不成反比 解析：題中給出傳感器電阻r′的倒數(shù)與酒精氣體濃度c是正比關(guān)系，即＝kc，電壓表示數(shù)U＝＝＝，可以看出電壓與濃度的關(guān)系不是正比關(guān)系，但隨濃度的增加而增加．故只有選項(xiàng)B正確． 答案：B 圖7－3 4．[xx·泉州市質(zhì)量檢查]如圖7－3所示，E為電源，其內(nèi)阻為r，L為小燈泡(其燈絲電阻可視為不變)，R1、R2為定值電阻，R3為光敏電阻．閉合開(kāi)關(guān)S后，若照射R3的光強(qiáng)度減弱，則(　　) A．R1兩端的電壓變大 B．小燈泡消耗的功率變小 C．通過(guò)R2的電流變小 D．電源兩極間的電壓變小 解析：光照強(qiáng)度減弱，R3阻值增大，電路中總電阻增大，總電流減小，R1兩端電壓減小，A錯(cuò)誤；并聯(lián)電路兩端電壓增大，R2中電流增大，C錯(cuò)誤；燈泡中電流IL＝I總－IR2，則IL減小，其功率減小，B正確；由U＝E－I總r得路端電壓增大，D錯(cuò)誤． 答案：B 圖7－4 5．如圖7－4所示，M、N是平行板電容器的兩個(gè)極板，R0為定值電阻，R1、R2為可調(diào)電阻，用絕緣細(xì)線(xiàn)將質(zhì)量為m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部．閉合電鍵S，小球靜止時(shí)受到懸線(xiàn)的拉力為F.調(diào)節(jié)R1、R2，關(guān)于F的大小判斷正確的是(　　) A．保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變大 B．保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，F(xiàn)將變小 C．保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變大 D．保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，F(xiàn)將變小 解析：本題主要考查帶電體在電場(chǎng)中的平衡問(wèn)題，意在考查考生對(duì)物體平衡、電容器等知識(shí)的理解和應(yīng)用．小球重力、電場(chǎng)力、懸線(xiàn)的拉力處于平衡狀態(tài)，設(shè)懸線(xiàn)與豎直方向的夾角為θ，則tanθ＝＝，cosθ＝，由閉合電路歐姆定律知增大R2時(shí)，定值電阻兩端電壓減小，由此可知θ減小，cosθ增大，F(xiàn)減小，B項(xiàng)對(duì)；而改變R1對(duì)定值電阻兩端電壓不起作用． 答案：B 圖7－5 6．如圖7－5所示，直線(xiàn)A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖線(xiàn)，直線(xiàn)B為電源b的路端電壓與電流的關(guān)系圖線(xiàn)，直線(xiàn)C為一個(gè)電阻R的兩端電壓與電流的關(guān)系圖線(xiàn)，將這個(gè)電阻R分別接到a、b兩電源上，那么(　　) A．R接到a電源上，電源的效率較高 B．R接到b電源上，電源的輸出功率較大 C．R接到a電源上，電源的輸出功率較大，但電源效率較低 D．R接到b電源上，電阻的發(fā)熱功率和電源的效率都較高 解析：由圖線(xiàn)可知，a、b兩電源的短路電流一樣大，a的電動(dòng)勢(shì)大于b的電動(dòng)勢(shì)，故a的內(nèi)阻大于b的內(nèi)阻，由A與C的交點(diǎn)坐標(biāo)可知，當(dāng)電阻R與電源相連時(shí)，電流I＝，即＝＋，可得接a時(shí)的電流大于接b時(shí)的電流．由電源輸出功率P＝I2R得接a電源時(shí)的功率較大，電源的效率η＝，所以電阻R接a時(shí)效率較低． 答案：C 圖7－6 7．(多選題)如圖7－6所示的電路中，電源有不可忽略的內(nèi)阻，R1、R2、R3為三個(gè)可變電阻，電容器C1、C2所帶電荷量分別為Q1和Q2，下面判斷正確的是(　　) A．僅將R1增大，Q1和Q2都將增大 B．僅將R2增大，Q1和Q2都將增大 C．僅將R3增大，Q1和Q2都將不變 D．突然斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，Q1和Q2都將不變 解析：C1兩端電壓是R1、R2電壓之和，C2兩端電壓是R2兩端電壓， R1增大，UC1增大，Q1增大，Q2減?。? R2增大，UC1增大，UC2增大，Q1、Q2都增大； 斷開(kāi)S，C1、C2均放電，Q1、Q2逐漸減少． 答案：BC 8．如圖7－7所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E＝12 V，內(nèi)阻r＝3 Ω，R0＝1 Ω，直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻R′0＝1 Ω，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1時(shí)可使甲圖電路輸出功率最大，調(diào)節(jié)R2時(shí)可使乙圖電路輸出功率最大，且此時(shí)電動(dòng)機(jī)剛好正常工作(額定功率為2 W)，則R1和R2值為(　　) 圖7－7 A．2 Ω，2 Ω B．2 Ω，1.5 Ω C．1.5 Ω，1.5 Ω D．1.5 Ω，2 Ω 解析：對(duì)于甲圖，由于是純電阻電路，電源消耗能量全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱，電功率等于熱功率，有： P＝I2R＝R外＝. 當(dāng)R外＝r時(shí)，外電路消耗功率P最大，Pmax＝＝12 W，R1＝2 Ω.對(duì)于乙圖電路，由于是非純電阻電路，依能量守恒定律可知：電源消耗能量一部分轉(zhuǎn)化為焦耳熱，而另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能(電動(dòng)機(jī)動(dòng)能)，電功率不等于熱功率．因此上面推導(dǎo)不再適用，正確推導(dǎo)如下： P＝UI＝U＝. 顯然，當(dāng)U＝時(shí)，Pmax＝＝12 W，U內(nèi) ＝6 V，I＝2 A；又因?yàn)镻電動(dòng)機(jī)＝P額＋P熱＝6 W，所以PR2＝I2R2＝6 W，R2＝1.5 Ω. 綜上所述，只有B選項(xiàng)正確． 答案：B 第Ⅱ卷　非選擇題，共52分 二、實(shí)驗(yàn)題(本大題共2小題，共15分) 9．(6分)[xx·大慶市質(zhì)量檢測(cè)]為了測(cè)量一根長(zhǎng)約為3 cm、電阻約為100 Ω、橫截面為圓形、粗細(xì)均勻的導(dǎo)電材料的電阻率，所用器材如下： 直流電源E(電動(dòng)勢(shì)約為8.0 V，內(nèi)阻可忽略不計(jì))； 電流表A1(量程為0～25 mA，內(nèi)阻r1＝100 Ω)； 電流表A2(量程為0～150 mA，內(nèi)阻r2＝20 Ω)； 定值電阻R0(阻值為10 Ω)； 滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為10 Ω)； 開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線(xiàn)若干． (1)用游標(biāo)卡尺測(cè)得該材料的長(zhǎng)度如圖7－8甲所示，示數(shù)為L(zhǎng)＝________ mm；用螺旋測(cè)微器測(cè)得該材料的直徑如圖乙所示，示數(shù)為D＝________ mm. 甲 　乙 圖7－8 (2)為了在測(cè)量中盡量減小誤差，并測(cè)多組數(shù)據(jù)，現(xiàn)給出測(cè)量電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路，請(qǐng)據(jù)此電路圖7－9將實(shí)驗(yàn)器材連接起來(lái)． 　 圖7－9 (3)若某次測(cè)量中電流表A1的示數(shù)為I1，電流表A2的示數(shù)為I2，則由已知量和測(cè)量量計(jì)算電阻率的表達(dá)式為ρ＝__________________.(用題目中字母表示即可) 答案：(1)30.35　3.205(3.204或3.206) (2)見(jiàn)圖7－10 圖7－10 (3)[I2(R0＋r2)－I1r1] 10．(9分)[xx·新課標(biāo)全國(guó)卷]圖7－11中虛線(xiàn)框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．現(xiàn)通過(guò)測(cè)量通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所受的安培力，來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向．所用部分器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，兩側(cè)邊豎直且等長(zhǎng)；E為直流電源；R為電阻箱；A為電流表；S為開(kāi)關(guān)．此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線(xiàn)． 圖7－11 (1)在圖中畫(huà)線(xiàn)連接成實(shí)驗(yàn)電路圖． (2)完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空： ①按圖接線(xiàn)． ②保持開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，在托盤(pán)內(nèi)加入適量細(xì)沙，使D處于平衡狀態(tài)；然后用天平稱(chēng)出細(xì)沙質(zhì)量m1. ③閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng)，在托盤(pán)內(nèi)重新加入適量細(xì)沙，使D__________；然后讀出__________，并用天平稱(chēng)出__________． ④用米尺測(cè)量__________． (3)用測(cè)得的物理量和重力加速度g表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，可以得出B＝__________. (4)判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是：若__________，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外；反之，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里． 解析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮碗姶盘炱降脑恚瑢㈦娫?、開(kāi)關(guān)、電阻箱、電流表及U形金屬框串聯(lián)起來(lái)，連接成電路圖．設(shè)金屬框質(zhì)量為M，托盤(pán)質(zhì)量為m0，第一次操作中未接通電源時(shí)由平衡條件：Mg＝(m0＋m1)g，第二次接通電源后，加入適量細(xì)沙m2使D重新處于平衡狀態(tài)，然后讀出電流表的示數(shù)I，并測(cè)量出金屬框底部的長(zhǎng)度l，若金屬框受到的安培力豎直向下，由平衡條件：BIl＋Mg＝(m0＋m2)g，兩式聯(lián)立解得：B＝；若金屬框受到的安培力豎直向上，則B＝，綜上B＝g，若m2＞m1，則由左手定則可知磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外，反之，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里． 答案：(1)如圖7－12所示 圖7－12 (2)③重新處于平衡狀態(tài)　電流表的示數(shù)I　此時(shí)細(xì)沙質(zhì)量m2?、蹹的底邊長(zhǎng)l (3)　(4)m2＞m1 三、計(jì)算題(本大題共2小題，共37分) 圖7－13 11．(17分)如圖7－13所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝110 V，電阻R1＝21 Ω，電動(dòng)機(jī)繞線(xiàn)的電阻R0＝0.5 Ω，開(kāi)關(guān)S1始終閉合．當(dāng)開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)時(shí)，電阻R1的電功率是525 W；當(dāng)開(kāi)關(guān)S2閉合時(shí)，電阻R1的電功率是336 W．求： (1)電源的內(nèi)電阻； (2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S2閉合時(shí)流過(guò)電源的電流和電動(dòng)機(jī)輸出的功率． 圖7－14 解析：(1)S2斷開(kāi)時(shí)等效電路如圖7－14所示，R1消耗的功率為P1，則 P1＝()2·R1 代入數(shù)據(jù)解得r＝1Ω. (2)設(shè)S2閉合時(shí)路端電壓為U， R1消耗的功率為P2，則P2＝ 由閉合電路歐姆定律得E＝U＋I(xiàn)r 代入數(shù)據(jù)解得I＝26A 設(shè)流過(guò)R1的電流為IR1，流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為IM， IR1＝ 而IM＋I(xiàn)R1＝I 對(duì)電動(dòng)機(jī)有UIM＝P出＋I(xiàn)R0 代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得P出＝1 606W. 答案：(1)1Ω　(2)26A　1 606W 圖7－15 12．(20分)如圖7－15所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，極板長(zhǎng)l＝80 cm，兩板間的距離d＝40 cm.電源電動(dòng)勢(shì)E＝40 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，電阻R＝15 Ω，閉合開(kāi)關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶負(fù)電的小球從B板左端且非?？拷麭板的位置以初速度v0＝4 m/s水平向右射入兩板間，該小球可視為質(zhì)點(diǎn)．若小球帶電荷量q＝1×10－2 C，質(zhì)量為m＝2×10－2 kg，不考慮空氣阻力，電路中的電壓表、電流表均是理想電表．若小球恰好從A板右邊緣射出(g取10 m/s2)．求： (1)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大？ (2)此時(shí)電流表、電壓表的示數(shù)分別為多少？ (3)此時(shí)電源的輸出功率是多大？ 解析：(1)設(shè)小球在板間飛行時(shí)間為t，t＝＝ s＝0.2 s，根據(jù)d＝at2， 得飛行加速度a＝＝ m/s2＝20 m/s2. 對(duì)小球根據(jù)牛頓第二定律得 q－mg＝ma， 解得： UAB＝＝ V＝24 V， 所以滑動(dòng)變阻器的兩端電壓U滑＝UAB＝24 V. 設(shè)通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流為I，由歐姆定律得 I＝＝ A＝1 A. 滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R滑＝＝24 Ω. (2)此時(shí)電流表的示數(shù)為1 A，電壓表的示數(shù)為U＝E－Ir＝(40－1×1) V＝39 V. (3)電源的輸出功率P出＝IU＝39 W. 答案：(1)24 Ω　(2)1 A　39 V　(3)39 W