2020届高考物理复习恒定电流单元评估检测（八）（含解析）新人教版

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单元评估检测(八)(第八章)(45分钟　100分)一、选择题(本题共8小题，每小题7分，共56分。1～5题为单选题，6～8题为多选题)1.扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图为酷斯520扫地机器人，已知其工作额定电压15V，额定功率30W，充电额定电压24V，额定电流0.5A，充电时间约240分钟，电池容量2000mA·h，则下列说法正确的是(　　)A.电池容量是指电池储存电能的大小B.机器人正常工作的电压为24VC.机器人正常工作时的电流为0.5AD.机器人充满电后一次工作时间最多约为1小时【解析】选D。电池容量2000mAh，单位为电量的单位，所以电池容量是指电池储存电荷量的大小，选项A错误；机器人正常工作的电压为15V，选项B错误；根据其工作额定电压15V，额定功率30W，可知机器人正常工作时的电流为2A，选项C错误；机器人充满电后一次工作时间最多约为t==1h，选项D正确。【加固训练】　　某型号手机电池的背面印有如图所示的一些符号，另外在手机使用说明书上还写有“通话时间3h，待机时间100h”。则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为(　　)A.1.8W　　5.4×10-2WB.0.6W　　1.8×10-2WC.3.6W　　0.108WnD.6.48×103W　　1.94×102W【解析】选B。由手机电池背面的符号可知，该电池的最大存储电能为W=UIt=UQ=3.6×500×10-3×3600J=6480J，所以由P=得通话功率P1==W=0.6W，待机功率P2==W=1.8×10-2W，选项B正确。2.如图所示是某型号电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。已知电吹风的额定电压为220V，吹冷风时的功率为120W，吹热风时的功率为1000W。关于该电吹风，下列说法正确的是(　　)A.若S1、S2闭合，则电吹风吹冷风B.电热丝的电阻为48.4ΩC.电动机工作时输出的机械功率为880WD.当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120J【解析】选D。开关均闭合时，电动机、电热丝均工作，电吹风吹热风，A项错误；电动机工作时输出的机械功率为电动机的功率减去自身消耗的功率，其数值一定小于120W，C项错误；由P=得R==Ω=55Ω，B项错误；电吹风吹热风、冷风时电动机消耗的电功率不变，均为120W，故每秒钟消耗的电能为120J，D项正确。3.(2018·岳阳模拟)在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝。如图所示，当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端的电压U0就变得越高，反之，电压U0就越低。这样管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，放在实验室中测量这种电热丝，得到的伏安特性曲线正确的是(　　)n【解析】选D。设电热丝的电阻为R丝，则U0=R，结合题意可知，U0越大，说明R丝越小，可见，电热丝温度越低，电阻值越小，故对应的伏安特性曲线为D。4.如图所示是某晶体二极管的伏安特性曲线，下列说法正确的是(　　)A.加正向电压时，二极管电阻较小，且随着电压的增大而增大B.加反向电压时，二极管电阻较大，无论加多大电压，电流都很小　C.无论是加正向电压还是加反向电压，电压和电流都不成正比，所以二极管是非线性元件D.二极管加正向电压时，电流随电压变化是一条直线【解析】选C。由图知加正向电压时，二极管电阻较小，但随电压增大电阻变小，A错误。加反向电压时，二极管电阻较大，当反向电压达到一定值，二极管会被击穿，电流会突然变得很大，故B错误。二极管加正向电压时，电流随电压变化是一条曲线，D错误，正确选项为C。5.将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知(　　)A.电源最大输出功率可能大于45WB.电源内阻一定等于5ΩnC.电源电动势为45VD.电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率大于50%【解析】选B。由于题述将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，电阻箱所消耗功率P等于电源输出功率。由电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线可知，电阻箱所消耗功率P最大为45W，所以电源最大输出功率为45W，选项A错误；由电源输出功率最大的条件可知，电源输出功率最大时，外电路电阻等于电源内阻，所以电源内阻一定等于5Ω，选项B正确；由电阻箱所消耗功率P最大值为45W可知，此时电阻箱读数为R=5Ω，电流I==3A，电源电动势E=I(R+r)=30V，选项C错误；电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为50%，选项D错误。6.如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作，过了一会儿，电流表的示数变为零，若电路中故障发生在灯L、电阻R上，用一根导线来判断电路故障，则下列判断正确的是(　　)A.将导线并联在R两端，电流表无示数，一定是L断路B.将导线并联在L两端，电流表无示数，一定是R断路C.将导线并联在R两端，电流表有示数，一定是R断路D.将导线并联在L两端，电流表有示数，一定是L断路【解析】选C、D。电流表的示数变为零，说明电路故障为断路。将导线与用电器并联进行检测时，若电流表有示数，说明与导线并联的用电器断路；若电流表无示数，说明另一个用电器断路或两个用电器都断路。若将导线并联在R两端，电流表无示数，则可能是L断路，也可能是R、L都断路，故选项A错误；若将导线并联在L两端，电流表无示数，则可能是R断路，也可能是R、L都断路，故选项B错误；若将导线并联在R两端，电流表有示数，则一定是R断路，选项C正确；若将导线并联在L两端，电流表有示数，则一定是L断路，选项D正确。n7.如图所示电路中，滑片P位于滑动变阻器R2正中间，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表。当滑动变阻器R2的滑片P滑动时，关于两个电压表V1与V2的示数，下列判断正确的是(　　)A.P向a端滑动的过程中，V1的示数逐渐增大、V2的示数逐渐减小B.P向a端滑动的过程中，R2消耗的功率一定逐渐减小C.P向b端滑动的过程中，V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值D.P向b端滑动的过程中，V2示数改变量与流过R2的电流改变量的比值保持不变【解析】选A、C、D。滑动变阻器的滑片P向a端滑动的过程中，其阻值减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，总电流增大，R1两端电压变大，V1的示数逐渐增大，电源的内电压增大，电动势不变，故R2的电压减小，V2的示数逐渐减小，由于电阻大小关系无法确定，R2消耗的功率无法确定，选项A正确，选项B错误；滑动变阻器的滑片P向b端滑动的过程中，滑动变阻器阻值变大，电路总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律，总电流减小，内压变小，路端电压变大，V1示数减小量小于V2示数增大量，选项C正确；根据R1+r=，R1+r不变，V2示数改变量与流过R2的电流改变量的比值保持不变，选项D正确。8.(2018·长沙模拟)某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，电源的内阻为1.0Ω。现闭合开关S，理想电压表V的示数为4.0V，则(　　)A.三个灯泡的总电阻为8.3ΩB.电源的电动势为5.6VC.电源消耗的热功率为3.0WD.电源的效率为89.3%n【解析】选A、B、D。理想电压表V的示数为4.0V，可知串联的灯泡电流为0.6A，此时小灯泡电阻为Ω=Ω；每个并联灯泡的电流为0.3A，电压1.0V，此时小灯泡电阻RL=Ω=Ω，所以总电阻为R总=Ω+×Ω=8.3Ω，A正确；电动势E=4V+1V+0.6×1.0V=5.6V，B正确；电源消耗的热功率为P热=0.62×1.0W=0.36W，C错误；电源效率η=×100%=89.3%，D正确。二、实验题(本题共2小题，共24分)9.(12分)(2019·佛山模拟)某同学用以下器材连接成如图甲所示的电路，并将原微安表盘改画成如图乙所示，成功地改装成一个简易的“R×1k”的欧姆表，使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10～20kΩ范围内的电阻时精确度令人满意，表盘上数字“15”为原微安表盘满偏电流一半处。所供器材如下：A.Ig=100μA的微安表一个；B.电动势E=1.5V，电阻可忽略不计的电池；C.阻值调至14kΩ的电阻箱R一个；D.红、黑表笔和导线若干。(1)原微安表的内阻Rg=_______Ω。 (2)在电路图的基础上，不换微安表和电池，电路图右侧的刻度也不改变，仅增加1个电阻，就能改装成“R×1”的欧姆表。要增加的电阻应接在_________(选填“a、b”“b、c”或“a、c”)之间，规格为_______(保留两位有效数字)。 (3)画出改装成“R×1”的欧姆表后的电路图。【解析】(1)根据“使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10～20kΩ范围内的电阻时精确度令人满意”，说明在测阻值在10～20kΩ范围内的电阻时欧姆表的指针在刻度盘的中间附近，由此可结合刻度盘确定此表的中值电阻，即表内总电阻为R总=15kΩ(相当于欧姆表选择量程n×1k挡)。当表笔短接时，电流满偏，根据闭合电路欧姆定律有：Ig=，代入E、R、Ig的值，解得：Rg=1kΩ。(2)要把原表改装成“R×1”的欧姆表，就要减小表的内阻，依题意，显然只有在a、c之间并联一个小电阻R′，才能使表内总电阻等于中值电阻R中=15Ω。根据R中=，代入R以及Rg的数值计算可得R′≈15Ω。(3)画出改装成“R×1”的欧姆表后的电路图如图所示。答案：(1)1000　(2)a、c　15Ω(3)电路图见解析10.(12分)某课外实验小组欲利用如图所示的实验装置，将一灵敏电流表改装为温度计。提供的实验器材有：灵敏电流表(量程为1.0mA，内阻为300Ω)，学生电源(输出电压为U=2.0V，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为3000Ω)，单刀双掷开关，用防水绝缘材料包裹的热敏电阻RT，导线若干。已知热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为RT=2.5t-15(Ω)，实验步骤如下：a.按照电路图连接好实验器材；b.为不烧坏灵敏电流表，将滑动变阻器的滑片P调整到a端；然后将单刀双掷开关掷于c端，调节滑动变阻器，使灵敏电流表指针指在_____(选填“中央刻线”或“满刻线”)位置，并在以后的操作中使滑片P_______(选填“位置不变”“置于a端”或“置于b端”)； nc.在容器中倒入适量热水，将单刀双掷开关掷于d端，随着热水温度的下降，记录若干个灵敏电流表的示数；d.根据热敏电阻随温度变化的特性，计算出各个电流对应的温度，重新制作灵敏电流表的刻度盘，改装成温度计。(1)为使改装的温度计的量程足够大，将实验步骤b补充完整。(2)根据实验过程，电路中的滑动变阻器应选_______(选填“R1”或“R2”)。 (3)灵敏电流表的电流I与热水温度t之间的函数关系式为I=_______(A)，该温度计能够测量的最低温度为_______℃。 (4)重新制作后的灵敏电流表的刻度盘的特点是低温刻度在刻度盘的_______(选填“左”或“右”)侧，刻度盘上的刻度_______(选填“均匀”或“不均匀”)。 【解析】(1)调节滑动变阻器，使灵敏电流表指针指在满刻线位置，并在以后的操作中使滑片P位置不变。(2)由于灵敏电流表的内阻只有300Ω，所以当灵敏电流表达到满偏时，有I=，将U=2.0V，Rg=300Ω及I=1.0×10-3A代入可得R=1700Ω，故应选择滑动变阻器R2。(3)由于滑动变阻器的滑片在以后的实验中保持不动，故滑动变阻器接入电路的阻值和电流表的内阻之和为2000Ω。当开关掷于d端时，有I=(A)，又因为RT=2.5t-15(Ω)，代入并整理可得I=(A)，当电流表达到满偏时，此时测量的温度为该温度计能够测量的最低温度，将I=1.0×10-3A代入上式可得t=6℃。(4)由I=(A)可知，温度随电流不是均匀变化的，故刻度盘上的刻度不均匀，温度越低，电流越大，指针越向右偏，故低温刻度应在刻度盘的右侧。答案：(1)满刻线　位置不变　(2)R2(3)　6　(4)右　不均匀三、计算题(本题共20分。需写出规范的解题步骤)11.国庆群众游行队伍中的彩车，不仅气势磅礴而且还是一辆电动车，充一次电可以走100公里左右。假设这辆电动彩车总质量为6.75×103kg，当它匀速通过天安门前500mn的检阅区域时用时250s，驱动电机的输入电流I=10A，电压为300V，电动彩车行驶时所受阻力为车重的0.02倍。g取10m/s2，不计摩擦，只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量，求：(1)驱动电机的输入功率。(2)电动彩车通过天安门前500m的检阅区域时牵引电动彩车前进的机械功率。(3)驱动电机的内阻和机械效率。【解析】(1)驱动电机的输入功率P入=UI=300×10W=3000W(2)电动彩车通过天安门前的速度v==2m/s，电动彩车行驶时所受阻力为f=0.02mg=0.02×6.75×103×10N=1.35×103N，电动彩车匀速行驶时F=f，故电动彩车通过天安门前时牵引电动彩车前进的机械功率P机=Fv=2700W(3)设驱动电机的内阻为R，由能量守恒定律得P入t=P机t+I2Rt解得驱动电机的内阻R=3Ω驱动电机的机械效率η=×100%=90%答案：(1)3000W　(2)2700W(3)3Ω　90%【加固训练】　　某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m=3×103kg。当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I=5A，电压U=300V。在此行驶状态下：(1)求驱动电机的输入功率P电。(2)若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力与车重的比值(g取10m/s2)。(3)设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积。已知太阳辐射的总功率P0=4×1026W，太阳到地球的距离r=1.5×1011m，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。【解析】(1)驱动电机的输入功率P电=IU=1.5×103Wn(2)在匀速行驶时：P机=0.9P电=Fv=fvf=汽车所受阻力与车重之比：=0.045。(3)当阳光垂直电池板入射时，所需板面积最小，设其为S，距太阳中心为r的球面面积S0=4πr2若没有能量的损耗，太阳能电池板接受到的太阳能功率为P′，则：=设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为P，P=(1-30%)P′，则有：=由于P电=15%P，所以电池板的最小面积：S===10.1m2答案：(1)1.5×103W　(2)0.045(3)10.1m2