2020高考物理备考 专题4曲线运动和万有引力(3)百所名校组合卷系列

2020高考物理备考 专题4曲线运动和万有引力(3)百所名校组合卷系列

‎2020高考物理备考之百所名校组合卷系列 专题7 恒定电流 ‎ ‎【试题1】一个电池组的电动势为E，内阻为r，用它给一电阻为R的直流电动机供电，当电动机正常工作时，通过电动机的电流为I，电动机两端的电压为U，经时间t ‎(　　)‎ A．电源在内外电路做的功为(I2r＋IU)t B．电池消耗的化学能为IEt C．电动机输出的机械能为IEt－I2(R＋r)t D．电池组的效率为 ‎【试题出处】2020·模拟 ‎【试题2】家用电熨斗为了适应不同衣料的熨烫，设计了调整温度的多挡开关，使用时转动旋钮即可使电熨斗加热到所需的温度．如图1(甲)所示是电熨斗的电路图．旋转多挡开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况．现将开关置于温度最高挡，这时1、2、3、4之间的连接是如图(乙)所示中的哪一个 ‎(　　)‎ 图1‎ ‎【解析】在图A中，两电阻丝并联，总电阻为R/2，总功率为PA＝2U2/R；在图B中，只有右侧电阻接入电路，功率PB＝；在图C中，电源被断开，功率PC＝0；在图D中，两电阻丝串联，功率PD＝，故A正确．‎ ‎【答案】A ‎【试题出处】2020·模拟 ‎【试题3】如图2所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器，值班室的显示器为电路中的电流表，a、b之间接报警器，当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I及报警器两端的电压U的变化情况是 ‎(　　)‎ A．I变大，U变大　　　　 B．I变大，U变小 C．I变小，U变小 D．I变小，U变大 ‎【解析】出现火情时，环境温度升高，使得热敏电阻R3的电阻减小，R2与R3并联，总电阻将变小，这部分获得的电压减小，即R2两端电压减小，所以R2电流减小，即安培表读数减小，外电路的总电阻减小，所以外电压即报警器两端的电压减小，所以C正确．‎ ‎【答案】C ‎【试题出处】2020·模拟 ‎【试题4】压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小．一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图3甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0.某过程中电流表的示数如图3乙所示，则在此过程中 ‎(　　)‎ A．物体处于失重状态 B．物体处于超重状态 C．升降机一定向上做匀加速运动 D．升降机可能向下做匀减速运动 ‎【解析】由乙图可知，电流由I0变为2I0，且保持不变，说明压敏电阻受压力恒定，说明升降机做匀变速运动；电流变大说明阻值减小，说明压力变大，说明物体处于超重状态，即升降机有向上的加速度．升降机有两种运动状态：加速向上或减速向下，故选项B、D正确．‎ ‎【答案】BD ‎【试题出处】2020·模拟 ‎【试题5】高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图5所示．超导部件有一个超导临界电流Ic，当通过限流器的电流I>Ic 时，将造成超导体失超，从超导态(电阻为零)转变为正常态(一个纯电阻)，以此来限制电力系统的故障电流．已知超导部件的正常态电阻为R1＝3 Ω，超导临界电流Ic＝‎1.2 A，限流电阻R2＝6 Ω，小灯泡L上标有“6 V,6 W”的字样，电源电动势E＝8 V，内阻r＝2 Ω，原来电路正常工作，现L突然发生短路，则 ‎(　　)‎ A．短路前通过R1的电流为 A B．短路后超导部件将由超导态转化为正常态 C．短路后通过R1的电流为 A D．短路后通过R1的电流为‎2 A ‎【解析】电路正常工作，通过小灯泡的电流为‎1 A，通过R1的电流I3P甲 ‎【解析】设各灯泡正常工作时的电流为I，则甲电路的总电流为I甲＝3I，乙电路的总电流为I乙＝I，所以由P＝UI得P甲＝3P乙，应选B.‎ ‎【答案】B ‎【试题出处】2020·模拟 ‎【试题9】电动自行车比摩托车具有许多优点，而且能量利用率很高．因此电动自行车已成为许多家庭的交通工具．下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗．若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则 ‎(　　)‎ 自重 ‎40(kg)‎ 额定电压 ‎48(V)‎ 载重 ‎75(kg)‎ 额定电流 ‎12 (A)‎ 最大运行速度 ‎20(km/h)‎ 额定输出功率 ‎350(W)‎ A.电动机的输入功率为576 W B．电动机的内电阻为4 Ω C．该车获得的牵引力为104 N D．该车受到的阻力为63 N ‎【解析】电动机的输入功率P入＝UI＝48×12 W＝576‎ ‎ W，故A对；电动机正常工作时为非纯电阻电路，不能用R＝U/I计算电阻，B错；电动车速度最大时，牵引力与阻力相等，由P出＝F·vmax＝Ff·vmax得Ff＝＝ N＝63 N．故C错D对．‎ ‎【答案】AD ‎【试题出处】2020·模拟 ‎【试题10】北京正负电子对撞机的储存环是周长为‎240 m的近似圆形轨道．当环中电子以光速的的速度流动而形成的电流是10 mA时，环中运行的电子数目为(已知光速c＝3×‎108 m/s，电子电荷量e＝1.6×10－‎19 C)‎ ‎(　　)‎ A．5×1010 B．5×1011‎ C．1×102 D．1×104‎ ‎【解析】设单位长度上电子数目为n，‎ 则单位长度上电子带的电荷量q′＝ne t秒内电子通过的距离x＝×ct t秒内通过某截面的电量q＝xq′＝nect/10‎ 由I＝得I＝ ‎∴n＝ 环中电子数目N＝240n＝240×个＝5×1011个．故B正确．‎ ‎【答案】B ‎【试题出处】2020·模拟 ‎【试题11】‎ 根据经典理论，金属导体中电流的微观表达式为I＝nvSe，其中n为金属导体中每单位体积内的自由电子数，v为导体中自由电子沿导体定向移动的速率，S为导体的横截面积，e为自由电子的电荷量．如图11所示，两段长度和材料完全相同、各自粗细均匀的金属导线ab、bc，圆横截面的半径之比为rab∶rbc＝1∶4，串联后加上电压U，则 ‎(　　)‎ 图11‎ A．两导线内的自由电子定向移动的速率之比为vab∶vbc＝1∶4‎ B．两导线内的自由电子定向移动的速率之比为vab∶vbc＝4∶1‎ C．两导线的电功率之比为Pab∶Pbc＝4∶1‎ D．两导线的电功率之比为Pab∶Pbc＝16∶1‎ ‎【试题出处】2020·模拟 ‎【试题12】如图6所示的电路中，电源有不可忽略的电阻，R1、R2、R3为三个可变电阻，电容器C1、C2所带电荷量分别为Q1和Q2，下面判断正确的是 ‎(　　)‎ A．仅将R1增大，Q1和Q2都将增大 B．仅将R2增大，Q1和Q2都将增大 C．仅将R3增大，Q1和Q2都将不变 D．突然断开开关S，Q1和Q2都将不变 ‎【解析】C1两端电压是R1、R2电压之和，C2两端电压是R2两端电压．‎ R1增大，UC1增大，Q1增大，Q2减少；‎ R2增大，UC1增大，UC2增大，Q、Q2都增大；‎ 断开S，C1、C2均放电，Q1、Q2逐渐减少．故BC正确．‎ ‎【答案】BC ‎【试题出处】2020·模拟 ‎【试题13】电饭锅工作时有两种状态，一种是锅内水烧开前的加热状态，另一种是锅内水烧开后的保温状态．图13所示是电饭锅电路原理示意图，S是用感温材料制造的开关，下列说法中正确的是 ‎(　　)‎ 图13‎ A．其中R2是供加热用的电阻丝 B．当开关S接通时电饭锅为加热状态，S断开时为保温状态 C．要使R2在保温状态时的功率为加热状态时的一半，则R1/R2应为 2∶1‎ D．要使R2在保温状态时的功率为加热状态时的一半，则R1/R2应为(－1)∶1‎ ‎【解析】电饭锅工作时，电阻丝把电能全部转化为电热，其电功率P电等于热功率P热，即：‎ P电＝P热＝I2R＝①‎ 由①式可知，在电压一定的情况下，电阻丝电阻越大，其发热消耗的电功率越小．当S闭合时，R1被短路，电阻变小，其消耗的电功率增大，因此，S闭合时应为水烧开前的加热状态，而S断开时应为水烧开后的保温状态，故选项A、B正确．又因为保温时，R1、R2为串联关系，电源电压恒定，故P2＝I2R2＝()2R2②‎ 题目要求R2保温时功率为加热时功率的一半，则有：‎ ‎()2R2＝③‎ 由③式得R1∶R2＝(－1)∶1，选项D亦正确．‎ ‎【答案】ABD ‎【试题出处】2020·模拟 ‎【试题14】静电计和电压表都是测量电势差的仪器，为了弄清它们的主要区别，某实验小组设计了图7所示电路．已知电容器的电容C1＝C2＝C，电源的电动势为E，内阻为r，电压表的内阻为10 kΩ，当电路达到稳定状态后，则 ‎(　　)‎ A．电压表和静电计两端的电势差相等，都是E/2‎ B．电压表两端电势差比静电计两端的电势差大些 C．静电计两端电势差为E D．电压表两端电势差为零 ‎【解析】电压表本身是电阻，只有自身有电流通过时才有示数，静电计的两个箔片是相互绝缘的，由题图电路可知，电压表中无电流通过，故示数为零，而静电计相当于直接接在电源上，故电势差为E，故C、D对．‎ ‎【答案】CD ‎【试题出处】2020·模拟 ‎【试题15】如图7所示，厚度均匀的矩形金属薄片边长ab＝‎10 cm，bc＝‎5 cm.当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为‎1 A；若将C与D接入同一电路中，则电流为 ‎(　　)‎ 图7‎ A．‎4 A B．‎‎2 A C. A D. A ‎【解析】首先计算出沿A、B方向和沿C、D方向电阻的比值，再利用欧姆定律求出两种情况下的电流比．设沿A、B方向的横截面积为S1，沿C、D方向的横截面积为S2，则＝，A、B接入线路中时的电阻为R1，C、D接入电路中时的电阻为R2，则有＝＝.两种情况下电流之比为＝＝，故I2＝4I1＝‎4 A．选项A正确．‎ ‎【答案】A ‎【试题出处】2020·模拟 ‎【试题16】在如图8所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．开关闭合后，灯泡L能正常发光．当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是 ‎(　　)‎ A．灯泡L将变暗 B．灯泡L将变亮 C．电容器C的电荷量将减小 D．电容器C的电荷量将增大 ‎【解析】当滑动变阻器的滑片向右滑动时，变阻器R接入电路部分电阻增大，灯泡L中电流减小，灯泡L将变暗，选项B错A正确；电阻R接入电路部分电阻增大，电源路端电压增大，电容器两端电压增大，电容器C的电荷量增大，选项C错D正确．‎ ‎【答案】AD ‎【试题出处】2020·模拟 ‎【试题17】某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻．完成下列测量步骤：‎ ‎(1)检查多用电表的机械零点．‎ ‎(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处．‎ ‎(3)将红、黑表笔________，进行欧姆调零．‎ ‎(4)测反向电阻时，将________表笔接二极管正极，将________表笔接二极管负极，读出电表示数．‎ ‎(5)为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘________(填“左侧”、“右侧”或“中央”)；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤(3)、(4)．‎ ‎(6)测量完成后，将选择开关拨向____________位置．‎ ‎【解析】(3)将黑、红表笔短接，使指针指在欧姆表盘的零刻度线处，表示外测电阻为零，称为欧姆调零．‎ ‎(4)将选择开关拨向欧姆挡，即接通表内电源，此时，红表笔接内电源的负极，黑表笔接内电源的正极，因此，测二极管反向电阻时，应将红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极．‎ ‎(5)使用欧姆表测电阻时，指针指在“中央”附近较精确．‎ ‎(6)测量完毕，应将选择开关拨离欧姆挡，以切断内电源．为了保护多用电表，应将选择开关拨向“OFF”或“交流电压最高挡”．‎ ‎【答案】(3)短接　(4)红　黑　(5)中央　(6)OFF ‎【试题出处】2020·模拟 ‎【试题18】用下列器材组装成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路，请将实物图连线成为实验电路．‎ 微安表μA(量程200 μA，内阻约200 Ω)；‎ 电压表V(量程3 V，内阻约10 kΩ)；‎ 电阻R0(阻值约20 kΩ)；‎ 滑动变阻器R(最大阻值50 Ω，额定电流‎1 A)；‎ 电池组E(电动势3 V，内阻不计)；‎ 开关S及导线若干．‎ 图9‎ ‎【试题出处】2020·模拟 ‎【试题19】用伏安法测量电阻R的阻值，并求出其电阻率ρ.实验器材：电压表V(内阻约为40 kΩ)、电流表A(内阻约为30 Ω)、滑动变阻器R0、电源E、开关S、待测电阻R(约为50 Ω)及导线若干．‎ ‎(1)在下面的虚线框内画出测量R的电路图．‎ 图11‎ ‎(2)如图11所示的坐标中的7个点表示实验中测得的7组电流I、电压U的值，试作出U—I图线并通过图线求出电阻值R＝________Ω.(保留三位有效数字)‎ ‎(3)待测电阻是一均匀材料制成的电阻丝，用游标为50分度的游标卡尺测量其长度，用螺旋测微器测量其直径，结果分别如图12中甲、乙所示，由图可知其长度为____cm，直径为____mm.‎ 图12‎ ‎(4)由以上数据可求出ρ＝________Ω·m(保留三位有效数字)．‎ ‎【解析】(1)根据题目所给的电压表、电流表的内阻、待测电阻的大约阻值，可知选用电流表外接法测量误差小．因滑动变阻器没有给出规格，题目也没有明显信息和要求，可用分压式连接也可用限流式连接．‎ 图13‎ ‎(2)用图象法处理实验数据，正确作出图象是关键．本题作U—I图象的原则和方法：对于定值电阻，其电压和电流成正比，故作出的图象应是过坐标原点的直线；让尽可能多的点在直线上，不在直线上的点应尽可能分布在直线的两侧．偏离太大的点舍去．‎ 在图象上取距离较远的两点，求出直线的斜率即为待测电阻．R＝＝51.0 Ω.‎ ‎(3)严格按以下读数规则，防止有效数字位数错误．‎ 游标卡尺读数：‎48 mm＋0×‎0.02 mm＝‎48.00 mm＝‎‎4.800 cm 螺旋测微器读数：‎2 mm＋0.0×‎0.01 mm＝‎‎2.000 mm ‎(4)根据R＝ρ，S＝，代入数值得 ρ≈3.34×10－3 Ω·m.‎ ‎【答案】(1)如下图14所示．(滑动变阻器接成限流式也可)‎ 图14‎ ‎(2)图象见图13　51.0(49.0～52.0)‎ ‎(3)4.800　2.000‎ ‎(4)3.34×10－3(3.20～3.40)‎ ‎【试题出处】2020·模拟 ‎【试题20】受动画片《四驱兄弟》的影响，越来越多的小朋友喜欢上了玩具赛车，某玩具赛车充电电池的输出功率P随电流I变化的图象如图17所示．‎ 图17‎ ‎(1)求该电池的电动势E和内阻r；‎ ‎(2)求该电池的输出功率最大时对应的外电阻R(纯电阻)；‎ ‎(3)由图象可以看出，同一输出功率P可对应两个不同的电流I1、I2，即对应两个不同的外电阻(纯电阻)R1、R2，试确定r、R1、R2三者间的关系．‎ ‎【解析】(1)I1＝‎2 A时，Pm＝ I2＝‎4 A时，输出功率为零，此时电源被短路，即：I2＝.解得：E＝2 V，r＝0.5 Ω.‎ ‎(2)R＝r＝0.5 Ω ‎(3)由题知：()2R1＝()2R2，整理得r2＝R1R2.‎ ‎【答案】(1)2 V　0.5 Ω　(2)0.5 Ω　(3)r2＝R1R2‎ ‎【试题出处】2020·模拟 ‎【试题21】一只电流表头，其内电阻Rg＝399.6 Ω.当给表头并联上一个阻值为0.4 Ω的电阻后，此电流表量程为‎1 A.‎ ‎(1)求电流表头的满偏电流；‎ ‎(2)若用这只电流表头和一节干电池(E＝1.5 V　r＝0.4 Ω)组装成欧姆表，现有变阻器R1＝1 kΩ，R2＝1.5 kΩ，应选用哪一个作调零电阻？为什么？‎ ‎(3)当用这只组装好的欧姆表测某电阻时，表指针正好指在刻度中央，求被测电阻的阻值是多少？‎