2009年高三物理第二輪復習綜合猜押模擬八
命題范圍:恒定電流
說明:本試卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷兩部分,共150分;答題時間120分鐘.
第Ⅰ卷(選擇題,共40分)
一、選擇題(本題共10小題,每小題4分,共40分.在每題給出的四個選項中,有的小題只有一個選項正確,有的小題有多個選項正確.全部選對的得4分,選不全的得3分,有選錯或不答的得0分)
1.橫截面的直徑為d、長為l的導線,兩端電壓為U,當這三個量中一個改變時,對自由電子定向運動的平均速率的影響是 ( )
A.電壓U加倍,自由電子定向運動的平均速率不變
B.導線長度l加倍,自由電子定向運動的平均速率加倍
C.導線橫截面的直徑加倍,自由電子定向運動的平均速率不變
D.以上說法均不正確
2.圖在E為電源,R1、R2為電阻,K為電鍵.現(xiàn)用多用電表測量流過電阻R2的電流.將多用電表的選擇開關調(diào)至直流電流擋(內(nèi)阻很。┮院螅_的接法是 ( )
A.保持K閉合,將紅表筆接在a處,黑表筆接在b處
B.保持K閉合,將紅表筆接在b處,黑表筆接在a處
C.將K斷開,將紅表筆接在a處,黑表筆接在b處
D.將K斷開,將紅表筆接在b處,黑表筆接在a處
3.如圖所示的電路中,輸入電壓U恒為12V,燈泡L標有“6V 12W”字樣,電動機線圈的電阻.若燈泡恰能正常發(fā)光,以下說法中正確的是 ( )
A.電動機的輸入功率是12W
B.電動機的輸出功率是12W
C.電動機的熱功率是2.0W
D.整個電路消耗的電功率是22W
4.有人把兩節(jié)放在3V的手電筒中小燈泡僅發(fā)出微弱光的干電池裝到額定電壓為3V的收音機中使用,還可以正常地使用一段時間,這個現(xiàn)象說明 ( )
A.舊電池與新電池的內(nèi)電阻相差不大
B.舊電池比新電池的電動勢明顯小
C.舊電池比新電池的內(nèi)電阻明顯大
D.舊電池與新電池的電動勢相差不大
5.如圖所示,A、B、C分別表示理想電流表或電壓表,燈L1與L2的額 定電壓相同,燈L1的額定功率大于燈L2的額定功率,當電鍵S閉合時,L1、L2恰好能正常發(fā)光.若A、B、C的示數(shù)均不為零,則可判定( )
A.A、B、C均為電流表
B.A、B、C均為電壓表
C.B為電流表,A、C為電壓表
D.B為電壓表,A、C為電流表
6.如圖所示,用甲、乙、丙三個電動勢相同而內(nèi)電阻不同的電源,分別給定值電阻供電.已知甲、乙、丙三個電源內(nèi)阻的大小關系為,則將R先后接在這三個電源上時的情況相比,下列說法中正確的是 ( )
A.接在甲電源上時,通過的電流最大
B.接在丙電源上時,通過的電流最大
C.接在乙電源上時,電阻消耗的電功率最大
D.接在丙電源上時,電阻消耗的電功率最大
7.“神舟”六號載人飛船上的電子儀器及各種動作的控制都是靠太陽能電池供電的.由于光照而產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象稱為光伏效應.“神舟”飛船上的太陽能電池就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23?.單片單晶硅太陽能電池可產(chǎn)生0.6V的電動勢,可獲得
A.0.24J B.0.25J C.0.26J D.0.28J
8.如圖所示,電路中電源的電動勢為E,內(nèi)電阻為r,開關S閉合后,當滑動變阻器R的滑動片P向右移動的過程中,三盞規(guī)格相同的小燈泡L1、L2、L3的亮度變化情況是( )
A.燈L1、L2變亮,燈L3變暗
B.燈L2、L3變亮,燈L1變暗
C.燈L1、L3變亮,燈L2變暗
D.燈L1變亮,燈L2、L3變暗
9.某同學按如圖電路進行實驗,電壓表內(nèi)阻看作無限大,電流表內(nèi)阻看作零。實驗中由于電路發(fā)生故障,發(fā)現(xiàn)兩電壓表示數(shù)相同了(但不為零),若這種情況的發(fā)生是由用電器引起的,則可能的故障原因是( )
A.短路
B.短路
C.斷開
D.斷開
10.在圖中所示的電路中,電源電動勢為3.0V,內(nèi)阻不計,L1、L2、L3為3個相同規(guī)格的小燈泡,這種小燈泡的伏安特性曲線如下圖所示.當開關閉合后,下列判斷正確的是( )
A.燈泡L1的電阻為12Ω
B.通過燈泡L1的電流為通過
燈泡L2電流的2倍
C.燈泡L1消耗的電功率為0.75W
D.燈泡L2消耗的電功率為0.30W
第Ⅱ卷(非選擇題,共110分)
二、本題共2小題,共20分。把答案填在題中相應的橫線上或按題目要求作答.
11.(8分)實驗室新進一批毫安表,量程為10mA,內(nèi)阻為50Ω.實驗室備有下列器材:標準毫安表兩只,記作mA1和mA2,量程分別為50mA和15mA(內(nèi)阻均約30Ω左右);標準變阻箱三只R1、R2、R3,最大阻值分別為9999.9Ω、999.9Ω和99.9Ω;滑動變阻器兩只R4和R5,全電阻分別為100Ω和1000Ω;1.5V干電池4節(jié);電鍵1只;導線若干.請用上述器材對新進毫安表進行校對,以檢測表的質(zhì)量,請設計合理的校對電路,并且使調(diào)節(jié)盡可能方便,將設計的電路圖畫在下面方框圖中,注明所用器材的標號,并用細線代替導線將右邊的實物連接成實驗電路.
12.(12分)有同學發(fā)現(xiàn)實驗中多用電表上的電壓為9V的干電池已不能用了,他用電壓表直接接在其兩極上發(fā)現(xiàn)電壓為6.9V,他把3V的小燈泡串聯(lián)滑動變阻器接在電源上時,無論怎樣調(diào)節(jié)小燈泡也不發(fā)光,他又把電流表直接接在兩極上時發(fā)現(xiàn)電流并不大,發(fā)現(xiàn)電流只有43mA。實驗室備有下列器材:滑動變阻器兩只A、B(最大電阻分別為100Ω和1000Ω);電壓表C、D(量程分別為6V和15V,內(nèi)阻都約2kΩ);毫安表E、F(量程分別為150mA和60mA,內(nèi)阻都大約幾歐);開關;導線若干。他想用這些器材準確測量這只電池的電動勢和內(nèi)阻,請設計一個合適的電路圖畫在下邊的方框中,并注明所選用的器材。
如果該同學測量的結(jié)果如下所示,
請在下面坐標紙上畫出
U―I圖象,并求出測量的電動勢
和內(nèi)阻分別為______________.
若不計偶然誤差,用這種方法測
量出的電動勢和內(nèi)阻與真實值相
比電動勢E ,內(nèi)阻r .(填偏大、偏小或相等)
測量次數(shù)
1
2
3
4
5
6
7
電流表示數(shù)I/mA
28.0
24.6
21.0
16.8
14.0
12.0
10.4
電壓表示數(shù)U/V
2.8
3.6
4.2
5.2
5.6
6.0
6.2
三、本題共6小題,共90分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟.只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.
13.(14分)如圖所示,電學黑箱中有兩個電阻:一個定值電阻,另一個未知電阻,由箱內(nèi)抽出三根引線A、B、C,當開關AS和C閉合時,
電流表的讀數(shù)為1A,電壓表的讀數(shù)為8V;當開關S和D閉合時,
電流的讀數(shù)仍為1A,電壓表的讀數(shù)為10V.請畫出黑箱中兩個電
阻和A、B、C的連接圖,并求出電阻的阻值.(電流表和電
壓表均可看成理想電表)
14.(14分)如圖所示的電路,電源電動勢E=6V,內(nèi)阻r=1Ω,電阻R1=3Ω,R2=6Ω,電容器的電容C=3.6μF,二極管D具有單向?qū)щ娦,開始時,開關S1閉合,S2斷開.
(1)合上S2,待電路穩(wěn)定以后,求電容器上電量變化了多少?
(2)合上S2,待電路穩(wěn)定后再斷開S1,求斷開S1后流過R1的電量是多少?
15.(14分)如圖甲所示,為一放于水平面上的長方形槽,上端開口,、面為兩銅板,其他面為絕緣板,槽中盛滿導電液體(設該液體導電時不發(fā)生電解).現(xiàn)用質(zhì)量不計的細銅絲在下端固定一鐵球構(gòu)成一單擺,銅絲的上端可繞O點擺動,O點在槽中心的正上方,擺球振動平面與AB垂直.在兩銅板上接上圖示的電源,電源內(nèi)阻可忽略,電動勢,將電源負極和細銅絲的上端點分別連接到記憶示波器的地和輸入端(記憶示波器的輸入電阻可視為無窮大).假設擺球在導電液中做簡諧運動,示波器的電壓波形如圖乙所示.
(1)求單擺的擺長(已知,).
(2)設邊長為,則擺動過程中擺球偏離板的最大距離和最小距離(忽略銅絲對導電液中電場的影響).
16.(16分)已知電源電動勢E=8V,紅燈電阻,綠燈電阻.接在如圖所示的電路中,燈正常發(fā)光時電壓表的讀數(shù)為6V,,,經(jīng)過一段時間,由于電路中某一個電阻發(fā)生故障,引起紅燈變亮,綠燈變暗的現(xiàn)象,而此時電壓表的讀數(shù)變?yōu)?.4V.
(1)畫出電路發(fā)生故障前的能夠直接看出串、并聯(lián)的簡化電路圖;
(2)通過分析與計算,判斷電路中哪一個電阻發(fā)生了故障?是什么故障?
17.(16分) 如圖甲為一個電燈兩端電壓與通過它的電流的變化關系曲線.由圖可知,兩者不成線性關系,這是由于焦耳熱使燈絲的溫度發(fā)生了變化的緣故,參考這條曲線回答下列問題(不計電流表和電池的內(nèi)阻).
(1)若把三個這樣的電燈串聯(lián)后,接到電動勢為12V的
電源上,求流過燈泡的電流和每個燈泡的電阻;
(2)如圖乙所示,將兩個這樣的燈泡并聯(lián)后再與10Ω的定
值電阻串聯(lián),接在電動勢為8V的電源上,求通過電流表的電流值以及每個燈的實際功率.
18.(16分)在如圖所示電路中,定值電阻R0=2Ω,安培表和伏特表均為理想電表.閉合開關K,當滑動變阻器Rx滑片P從一端移向另一端時,發(fā)現(xiàn)電壓表的電壓變化范圍為0V到3V,安培表的變化范圍為
(1)電源的電動勢和內(nèi)阻;
(2)移動變阻器滑片時,能得到的電源的最大輸出功率.
1.答案:C 由歐姆定律、電阻定律和I=nesv可得,.從上式可知C正確.
2.答案:C 若保持K閉合,并將多用電表接在a、b間,則電表被短路,無法測量流過電阻R2的電流,所以應將K斷開,將紅表筆接在a處(電流流進),黑表筆接在b處(電流流出).故選項C正確.
3.答案:AC 燈正常發(fā)光,表明燈兩端電壓UL=6V,電路中電流為A.電動機兩端電壓也為6V,電動機的輸入功率W,電動機的發(fā)熱功率W,電動機的輸出功率為=10W,整個電路中消耗的功率為W.
4.答案:CD 電池能使收音機正常工作,說明收音機兩端的電壓接近3V,也就是電池的電動勢不會比3V小很多.小燈泡發(fā)出微弱的光說明燈泡兩端電壓遠不足3V,這就說明電池的路端電壓較小而內(nèi)電阻較大.我們知道小燈泡的額定電流比收音機的大,也就是小燈泡的電阻比收音機的要小,電路中的電流比收音機的大,因此電池接在燈泡上路端電壓較小是由于電池的內(nèi)電阻增大造成的.
5.答案:D 此題可采用排除法,如果都是理想電流表,兩燈均被短路,不可能正常發(fā)光,A錯;如果都是理想電壓表,兩燈均處于斷路狀態(tài),兩燈也不能正常發(fā)光,B錯;如果B是電流,A、C是電壓表,則通過兩燈的電流相等,也不可能均達到額定功率,C錯.因此只有D正確.
6.答案:D 提示:由全電路歐姆定律知,結(jié)合題中條件,可知接內(nèi)阻最小電源時通過的電流最大,故B正確。電阻R消耗的功率,由、相同,當最小時,電阻消耗的電功率最大,故D正確.
7.答案:C 根據(jù)W=UIt可得每秒太陽能電池的能量為W=0.06J,設太陽能每秒照射的能量為Q, 則Q×23?=W,可解得Q=0.26J.
8.答案:C 先畫出等效電路圖,然后先整體再部分進行動態(tài)分析即可.
9.答案:BD 利用假設法或把各選項代入驗證.
10.答案:ABC 由于電源電動勢為3.0V,內(nèi)阻不計,所以當開關閉合后,達到穩(wěn)定狀態(tài)時,加在小燈泡L1兩端的電壓應為3.0V,由小燈泡的伏安特性曲線可以看出當電壓為3.0V時,流過小燈泡L1的電流為
11.答案:原理圖和實物圖各占4分.
解析:由于是對毫安表進行校對,所以標準表
和待校表應串聯(lián)連接;校準電表應從零刻度開
始到滿偏,所以滑動變阻器應采用分壓接法;
在分壓接法中,負載電阻是滑動變阻器的幾倍
時,滑動變阻器才能起到均勻調(diào)節(jié)的作用,并
易于操作,所以在兩表上還應串聯(lián)一只變阻箱
以增大負載電阻.
待校電表的量程為10mA,即電路中最大電流
為10mA,因此選擇15mA的標準表.若選全
用電阻為1000Ω的滑動變阻器,則根據(jù)分壓
電路中負載電阻與滑動變阻器全電阻的關系,
應選最大電阻為9999.9Ω的變阻箱,且變阻箱
的電阻至少應調(diào)到1000Ω以上,此時無論怎
樣調(diào)節(jié)滑動變阻器均不能使待校電表滿偏.所以應選用全電阻100Ω的滑動變阻器,這樣再選用最大電阻為999.9Ω的變阻箱,且調(diào)到電阻在400~500Ω之間為宜,又保證調(diào)節(jié)滑動變阻器起到均勻調(diào)節(jié)的作用.
12.答案:如圖所示(4分) E=8.4V(2分),r=200Ω(2分),相等(2分) 偏大(2分)
解析:從題目中看出所測量的電源內(nèi)阻非
常大,所以設計電路時要注意電流表的位
置。做圖象時應選好標度,坐標不必從零
開始,然后描點,做直線時應讓盡可能多
的點落在直線上,不在直線上的點均勻分
布在直線的兩側(cè).對于電動勢和內(nèi)阻的求
解,畫出圖象后求斜率即可.從圖象上分析,
當電流為短路電流時,電動勢是準確的,但所測電阻包含了G的內(nèi)阻,因此測量內(nèi)電阻偏大.
13.解析:電阻連接方式如圖所示.(4分)
當開關S接C時,U1為電阻R0兩端電壓;(4分)
當開關S接D時,U2為電阻R0和兩端的電壓,
由題知(3分)代入數(shù)據(jù)得,=2Ω(3分)
14.解析:(1)設開關S1閉合,S2斷開時,電容器兩端的電壓為U1,干路電流為I1,根據(jù)閉合道路歐姆定律有
A(2分)
V(2分)
合上開關S2后,設電容器兩端電壓為U2,干路電流為I2,根據(jù)閉合電路歐姆定律有
A(2分)
V(2分)
所以電容器上電量變化了C(2分)
(或電容器上電量減少了C)
(2)合上S2后,設電容器上的電量為Q,則C(2分)
斷開S1后,R1和R2的電流與阻值成反比,因而流過的電量與阻值也成反比,故流過R1的電量C(2分)
15.解析:(1)由圖乙可知單擺的周期為(3分)
由得,(4分)
(2)擺動過程中電壓最大為,該電壓與擺球偏離板的距離成正比,有
,其中,,(4分)
解得
此即為擺球偏離板的最大距離(3分)
16.(16分)已知電源電動勢E=8V,紅燈電阻,綠燈電阻.接在如圖所示的電路中,燈正常發(fā)光時電壓表的讀數(shù)為6V,,,經(jīng)過一段時間,由于電路中某一個電阻發(fā)生故障,引起紅燈變亮,綠燈變暗的現(xiàn)象,而此時電
壓表的讀數(shù)變?yōu)?.4V.
(1)畫出電路發(fā)生故障前的能夠直接看出串、并聯(lián)的簡化電路圖;
(2)通過分析與計算,判斷電路中哪一個電阻發(fā)生了故障?是什么故障?
解析(1)先畫出等效電路圖如圖所示.
(2)定性分析:由等效電路圖可以看出,電壓表讀數(shù)增大,
即路端電壓增大,表明外總電阻阻值增大,而紅燈變
亮、綠燈變暗,則只可能R1增大后斷路.
定量計算:正常發(fā)光時,,A,求出;
非正常發(fā)光時,A .
綠燈電壓V,而紅燈電壓V
表明R1和的并聯(lián)阻值為,表明R1斷路.
17.解析:(1)把三個這樣的電燈串聯(lián)后,每只燈泡得到的實際電壓為12/3=4V,再在圖甲上可以查到每只電燈加上4V實際電壓時的工作電流為I=
由此可以求出在此時每只電燈的實際電阻(2分)
(2)在題乙圖中的混聯(lián)電路中,設每只電燈加上的實際電壓和實際電流分別為U和I. 在
這個閉合電路中,(2分)
代入數(shù)據(jù)并整理得,(2分)
這是一個反映了電路約束的直線方程,把該直線在題甲圖上畫出,
如圖所示.(2分)
這兩條曲線的交點為U=2V、I=0.3A,同時滿足了電路結(jié)構(gòu)和元件的要求,此時通過電流表的電流值=2I=0.6A(3分)
每只燈泡的實際功率P=UI=2×0.3=0.6W(3分)
18.解析:(1)當時,,對應電流為A,由閉合電路歐姆定律得,
①(2分)
當為最大值時,V,對應電流為A,有
②(2分)
的最大值為(2分)
由①②兩式代入數(shù)據(jù)得,E=12V,r=10Ω(2分)
(2)電源的輸出功率(2分)
當時,電源有最大輸出功率,但恒小于r,由輸出功率隨外電阻變化的關系知,當取最大值時輸出功率最大,(3分)
即W(3分)
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