第二单元恒定电流2 Word版含解析

2018-2019学年高二上学期第二单元训练卷
物 理 （二）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题(本大题共8小题，每小题4分，共32分，每小题给出的四个选项中只有一个选项正确)
1．如图所示，R1和R2是材料相同，厚度相同、表面积为正方形的导体，已知R1的表面积是R2的100倍，通过导体的电流方向如图所示。则这两个导体的电阻关系为( )
A．R1＝100R2 B．R2＝100R1
C．R2＝10R1 D．R1＝R2
【答案】D
【解析】假设表面积正方形边长为Ｌ，厚度是d，根据，电阻的大小和表面积无关，厚度相同，所以电阻相同，D正确。
2．一节干电池的电动势为1.5 V，这表示( )
A．电池中每通过1 C的电荷量，该电池能将1.5 J的化学能转变成电势能
B．该电池接入电路工作时，电池两极间的电压恒为1.5 V
C．该电池存储的电能一定比电动势为1.2 V的电池存储的电能多
D．将1 C的电子由该电池负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5 J的功
【答案】A
【解析】电源是把其他形式的能转化为电能的装置，电路中每通过1C的电量，该电池能将1.5J的化学能转变成电能，故A正确；接入电路后，两极电压为路端电压，若外电路正常工作，则路端电压小于电动势，故B错误；电动势表示电源是把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，电动势大储存的电能不一定多，故C错误；一节干电池的电动势为1.5V，表示该电池能将1C电量的正电荷由负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5J的功，故D正确。
3．在如图所示的电路中，闭合开关S后，L1、L2两灯泡都正常发光，后来由于某种故障使L2突然变亮，电压表读数减小，由此推断，该故障可能是( )
A．L1灯丝烧断
B．电阻R2断路
C．电阻R2短路
D．电容器被击穿短路
【答案】B
【解析】若L1灯丝烧断，则总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，因此电压表示数变大，选项A错误；若R2断路，则总电阻增大，电压表读数增大，总电流减小，L1与R1并联部分两端的电压减小，故L2两端的电压增大，L2变亮，选项B错误；若电阻R2短路，则通过L2的电流为零，L2不亮，选项C错误；若电容器被击穿短路，则电路总电阻减小，路端电压减小，总电流增大，L2变亮，选项D正确。
4．如图所示由门电路组成的电路，输出端为“1”，指示灯L亮，输出端为“0”，指示灯L不亮，现要使灯L亮，则A、B两输入端分别是(　　)
A．“1”、“1” B．“0”、“0”
C．“1”、“0” D．“0”、“1”
【答案】B
【解析】要使灯L亮，“非”门的输出应该为“1”，故“非”门的输入为“0”；故“或”门的两个输入端都应该为0.故B正确。
5．一台电动机的额定输出功率为10 kW，这表明该电动机正常工作时(　　)
A．每秒钟消耗电能10 kJ
B．每秒钟提供机械能10 kW
C．每秒钟电枢线圈产生10 kJ的热量
D．每秒钟对外做功10 kJ
【答案】D
【解析】电动机是非纯电阻电路，每秒钟向外输出10 kJ的机械能，说明每秒钟对外做功10 kJ，故只有D项正确。
6．用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路，如图所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和指针偏转角度的说法正确的是( )
A．图a中的A1、A2的示数相同
B．图a中的A1、A2的指针偏角相同
C．图b中的A1、A2的示数和偏角都不同
D．图b中的A1、A2的指针偏角相同
【答案】B
【解析】小量程的电流表改装成大量程的电流表，需要并联电阻，所以图（b）中的A1、A2的示数一样，偏角不同；图（a）中由于是并联电路，A1、A2的示数不同，但是电路两端电压相同，通过小量程电表的电流相同，指针偏角相同。
7．如图所示，电源电动势为E，内阻r＝2 Ω，电阻R1、R2、R3的阻值分别为4 Ω、10 Ω、12 Ω，当滑片P滑到最右端b时时，理想电流表示数为1 A，流过电阻R3的电流为0.5 A，则下列说法正确的是( )
A．滑动变阻器的最大阻值为6 Ω
B．电源电动势为6 V
C．当滑片P滑到最左端a时，电流表的读数为1 A
D．当滑片P位于滑动变阻器的中点时，滑动变阻器消耗的功率为3.84 W
【答案】D
【解析】当滑片P滑到最右端时，被短路，与整个变阻器R并联，并联电阻上的电流都是0.5A，则并联电阻相等，都是12Ω，A错误；电源电动势，B错误；当滑片P滑到最左端时，、变阻器R及电子都被短路，此时电流表的读数，C错误；滑片P位于变阻器的中点时，与并联后再与串联，此时，并联部分的电压，变阻器上消耗的功率，D正确。
8．目前市场上大多数充电宝的核心部件是锂离子电池（电动势3.7 V）及其充放电保护电路、充放电管理电路、升压电路等。其中的升压电路可以将锂离子电池的输出电压提升到手机、平板电脑等移动设备所要求的输入电压(5 V)。由于锂离子电池的材料特性，在电池短路、过高或过低温度、过度充电或放电等情况下都有可能引起电池漏液、起火或爆炸。为安全起见，中国民航总局做出了相关规定，如右图所示。小明购买了一款移动电源，其铭牌如左图所示。给手机充电时该移动电源的效率按80%计算。
根据以上材料，请你判断( )
A．这款移动电源能为手机提供的最大充电量为8000 mAh
B．这款移动电源充满电后所储存的总化学能为37 Wh
C．乘飞机出行时，这款移动电源可以托运
D．Wh与mAh均为能量单位
【答案】B
【解析】由左图可知，这款移动电源能为手机提供的最大充电量为10000 mAh，故A错误；这款移动电源充满电后所储存的总化学能等于可以对外做的功，即E ＝ W ＝ UIt ＝ qU ＝ 10000 × 10-3A?h×3.7 V ＝ 37?W?h，故B正确；由右图可知，37?W?h的这款移动电源不可以托运，可以随身携带，故C错误；W?h是能量的单位，但mA?h是电量的单位，故D错误。
二、多项选择题(本大题共5小题，每小题4分，共20分。每小题给出的四个选项中至少有两个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
9．下列判断正确的是(　　)
A．由I＝知，电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比
B．由I＝可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
C．由R＝可知，I一定时，导体的电阻R与U成正比，U一定时，导体的电阻R与I成反比
D．对给定的导体，比值是个定值，反映了导体本身的性质
【答案】ABD
【解析】导体电阻由导体材料、导体长度与导体的横截面积有关，导体电阻与导体电阻两端的电压与流过导体的电流无关；导体中的电流是由电压及电阻决定的；电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比；故A、B、D正确；
10．如图所示，用两节干电池点亮几只小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法正确的是(　　)
A．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗
B．灯多时各灯两端的电压较低
C．灯多时通过电池的电流较大
D．灯多时通过各灯的电流较大
【答案】ABC
【解析】当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，外电阻减小，总电阻减小，由知，总电流I增大，故C项正确.由知，灯多时灯两端的电压变小，各灯较暗，故选项A、B都正确；对D选项，电源的输出功率的大小关键要看电阻和内电阻的大小，当它们相等时，电源的输出功率最大，所以灯多时电源的输出功率较灯少时可能大也可能小，因此D选项不对。
11．如图所示的电路，电源的电动势和内电阻恒定，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，当滑动触头向下滑动时(　　)
A．R1的功率将增大
B．R2的功率将增大
C．电源的总功率将减小
D．电源的效率将减小
【答案】AC
【解析】由题可知当当滑动触头向下滑动时，接入电阻的阻值变大，故电路中总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路总电流I减小，内电压减小，外电源增大，即电阻两端电压增大，故电阻的功率增大，故选项A正确；由上面分析可知，通过电阻的电流增大，由于干路总电流I减小，故通过电阻的电流减小，故电阻的功率减小，故选项B错误；由于干路总电流I减小，则电源的总功率减小，故选项C正确；电源的效率为：，由于外电源增大，故电源的效率将增大，故选项D错误。
12．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，M为一特殊电子元件，其阻值与两端所加的电压成正比(即RM＝kU，k为正的常数)且遵循欧姆定律，R1为定值电阻，R2是一滑动变阻器，闭合开关S且滑片位于最下端时，电容器C中的带电液滴恰好静止，现将滑动变阻器的滑片向上移动，下列说法中正确的是(　　)
A．液滴将向上做加速运动
B．两电压表示数均减小
C．电流表示数不变，液滴仍静止
D．电源的输出功率不变，但电子元件消耗的总功率增大
【答案】CD
【解析】据题知：电子元件M满足欧姆定律，所以是定值，即滑动变阻器的滑片向上移动时电路中电流不变，电流表的示数不变，两端电压不变，即电容器板间的电压不变，所以液滴仍静止，故A错误，C正确；因电流不变，所以电源的内电压不变，则路端电压不变，所以电压表示数不变。因的电阻减小，所以其两端电压减小，即电压表示数减小，故B错误；路端电压和两端电压均不变，的电压减小，则电子元件M两端的电压增大，由知，电子元件消耗的总功率增大，故D正确。
13．一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U变化的关系图象如图甲所示，若将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，3个用电器消耗的电功率均为P。现将它们连接成如图乙所示的电路，接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，它们之间的关系为(　　)
A．P1＝4PD B．
C．PD＜P2 D．P1＜4P2
【答案】CD
【解析】由题，电阻器D与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，三个用电器消耗的电功率均为P，此时三个电阻的阻值相等；当将它们连接成如图乙所示的电路，接在该电源的两端时，电阻器D的电压小于U，由甲图象可知，电阻器D的电阻增大，有RD＞R1＝R2。RD与R2并联，电压相等，可得PD < P2，C正确；根据欧姆定律得知，电流ID＜I2，又I1 ＝ I2 + ID，可得，，则P1＜4P2，D正确；而RD＞R1，P1与4PD的大小无法判断，A错误；，故，则，B错误。
三、填空与实验题(本大题共2小题，共20分)
14．(10分)某同学测量一只未知阻值的电阻Rx。
(1)他先用多用电表进行测量，指针偏转如图甲所示，为了使多用电表的测量结果更准确，该同学应选用________挡位，更换挡位重新测量之前应进行的步骤是______________________________。
(2)接下来再用“伏安法”测量该电阻，所用仪器如图乙所示，其中电压表内阻约为5 kΩ，电流表内阻约为5 Ω，变阻器最大阻值为100 Ω。图中部分连线已经连接好，为了尽可能准确地测量电阻，请你完成其余的连线。
(3)该同学用“伏安法”测量的电阻Rx的值将______(选填“大于”“小于”或“等于”)被测电阻的实际值。
(4)连接电路时应注意的主要事项：_________________________________________________________(任回答一项)。
【答案】(1)×100 欧姆挡调零
(2)如图所示：

(3)大于 (4)使滑动变阻器所分的电压为零；电表的正负接线柱不能接错
【解析】(1)指针的指示值为，倍率为10，则读数为，多用电表指针偏转角太小，为了减小误差，换用“”挡，指针可在刻度盘中央附近，更换挡位重新测量之前应进行欧姆挡调零，从而进一步减小实验误差；
(2)因为，则采用电流表内接法，又变阻器最大电阻远小于待测电阻，故变阻器采用分压式接法，根据这两点连接线路，如图。
(3)由于电流表的分压，的电压测量值比真实值大，根据，则电阻测量值比真实值大，实际测量的是电阻与电流表串联的阻值；
(4)连接电路时应注意的主要事项: 使滑动变阻器所分压部分的电压为零，从而保护电表，同时要注意电表的正负接线柱不能接错，等等。
15．(10分)某同学对纽扣锂电池的特性进行了实验探究．该类电池的内阻约为1 kΩ～5 kΩ，电动势标称值为3 V。现有以下实验器材：
A．电压表V1：量程3 V，内阻约20 kΩ
B．电压表V2：量程6 V，内阻约10 kΩ
C．定值电阻1 kΩ
D．定值电阻20 kΩ
E．滑动变阻器一只(0～50 kΩ)，待测纽扣锂电池，开关，导线若干．
(1)实验原理见图甲，请选择合适的实验器材，在图中的小虚线框里标出所选取的器材编号。
(2)该同学测量出路端电压U和干路电流I，作出U-I曲线如图乙，可知电池的短路电流是________ mA，电动势是________ V，内阻为________ kΩ。
(3)当路端电压为1.5 V时，负载消耗的电功率为________ mW。
【答案】(1)如图所示 (2)2.64(2.60～2.65均可) 2.94(2.90～2.95均可) 1.11(1.08～1.15均可) (3)1.94(1.90～1.95均可)
【解析】(1)图中，闭合电路中路端电压大于两端的电压，可用电压表B测量路端电压，电压表A测量的电压，电阻选用定值电阻C足够，因为电源内阻较大，如图所示。
(2)根据闭合电路欧姆定律得：，当时，，由图可知，图象的纵轴截距大小等于电池的电动势，故电池的电动势．短路时，，则由图知，短路电流为。图象的斜率的绝对值等于电池的内阻，则。
(3)当路端电压为时，由图象读出电流，由得电源的输出功率。
四、计算题(本大题共3小题，共28分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
16．(8分)将一个允许通过最大电流为2 A的电源和一个滑动变阻器接成如图甲所示的电路。变阻器的最大阻值R0＝22 Ω，电源的路端电压U随外电阻R变化的规律如图乙所示，图中U＝12 V的直线为图线的渐近线。
(1)求电源的电动势E和内阻r。
(2)求A、B空载时输出电压的范围。
【解析】(1)由图乙可知，电源的电动势E＝12 V
当R ＝ 2 Ω，U ＝ 6 V时，
由闭合电路欧姆定律得：E ＝ U + Ir
解得：r ＝ 2 Ω。
(2)当滑动变阻器的滑片移到最上端时，有：
当滑动变阻器的滑片移到最下端时，UAB ＝ 0
所以A、B空载时输出电压的范围为：。
17．(8分)电动轿车是未来小轿车发展的趋势，某轻型电动轿车，质量(含载重) m＝200 kg，蓄电池组电动势E＝200 V，内阻r＝0.05 Ω，直接对超导电动机(线圈为超导材料，电阻为零)供电，供电电流I＝100 A，电动机通过传动效率η＝90％的传动装置带动车轮转动。保持电动机功率不变，假设轿车在运动过程中所受摩擦及空气阻力大小之和恒为f＝653 N，g＝10 m/s2，试求：
(1)若轿车在6 s内由静止在水平路面上加速到v＝72 km/h，则这6 s内轿车的位移大小为多少？
(2)已知某斜坡路面的倾角为θ，轿车所受摩擦及空气阻力大小不变，则轿车在上坡过程中能达到的最大速度为多少？(sin θ＝0.2585)
【解析】(1)电源输出电压：
电动机功率：
由动能定理：
解得：。
(2)当轿车加速度a＝0时，速度达到最大，此时轿车牵引力：
又
解得：。
18．(12分)如图所示电路中，R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，R3＝1.5 Ω，C＝20 μF，当开关S1闭合、S2断开电路稳定时，电源消耗的总功率P1＝2 W，当开关S1、S2都闭合电路稳定时，电源消耗的总功率P2＝4 W，求：
(1)电源电动势E和内阻r；
(2)当S1闭合，S2断开，电路稳定后，电容器所带的电量；
(3)当S1、S2都闭合电路稳定时，电源的输出功率及电容器所带的电量。
【解析】(1) S1闭合、S2断开电路稳定时，电源消耗的总功率
S1、S2都闭合电路稳定时，R1、R2并联，
电源消耗的总功率
联立解得：E ＝ 4 V，r ＝ 0.5 Ω。
(2)当S1闭合，S2断开，电路稳定后，外部总电阻
干路上总电流
电容器两端电压和电阻R2两端电压相同，
电容器所带的电荷量。
(3)当S1、S2闭合时，外部总电阻
干路上总电流
电源的输出功率
当S1、S2闭合时，电容器两端电压为0，电容器所带的电荷量Q＝0。