2022高考物理拉分題25專項(xiàng)訓(xùn)練

PAGE1-恒定電流第Ⅰ卷選擇題，共48分一、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)場館內(nèi)大量使用太陽能路燈，其光電轉(zhuǎn)換裝置在陽光照射下把太陽能轉(zhuǎn)換為電能儲存起來，供夜晚照明使用．在正常照射下，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)20%，可產(chǎn)生24V電壓，產(chǎn)生2.5A的電流，則每秒該路燈可轉(zhuǎn)化的太陽能為()A．120JB．300JC．600JD．1200J解析：每秒鐘路燈消耗電能為W＝UIt＝24×2.5×1J＝60J則每秒轉(zhuǎn)化的太陽能為：eq\f(W,η)＝eq\f(60,20%)J＝300J故選項(xiàng)B正確．答案：B2．如圖7－1所示為測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作用于可動膜片電極上時，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)．在對膜片開始施加壓力，從圖中的虛線推到圖中實(shí)線位置并保持固定的過程中，靈敏電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況為(電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏)()圖7－1A．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D．向左偏到某一刻度后不動解析：靈敏電流表有示數(shù)的時候應(yīng)該是電容器電容值發(fā)生變化的時候，可動電極向上動，電容器電容增大，電路對電容器充電，故指針向右偏．當(dāng)可動電極到了實(shí)線位置時，電容器的電容不再發(fā)生變化，此時電路中的電流消失，指針又回到零點(diǎn)．答案：A圖7－23．酒精測試儀用于對機(jī)動車駕駛?cè)藛T是否酗酒及其他嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場檢測，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eq\f(1,r′)＝kc，電壓表示數(shù)U＝eq\f(R0E,r′＋R＋R0＋r)＝eq\f(R0E,\f(1,kc)＋R＋R0＋r)＝eq\f(kR0E,kR＋R0＋r＋\f(1,c))，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7－34．[2014·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錯誤；并聯(lián)電路兩端電壓增大，R2中電流增大，C錯誤；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錯誤．答案：B圖7－45．如圖7－4所示，M、N是平行板電容器的兩個極板，R0為定值電阻，R1、R2為可調(diào)電阻，用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部．閉合電鍵S，小球靜止時受到懸線的拉力為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，F(xiàn)將變大B．保持R1不變，緩慢增大R2時，F(xiàn)將變小C．保持R2不變，緩慢增大R1時，F(xiàn)將變大D．保持R2不變，緩慢增大R1時，F(xiàn)將變小解析：本題主要考查帶電體在電場中的平衡問題，意在考查考生對物體平衡、電容器等知識的理解和應(yīng)用．小球重力、電場力、懸線的拉力處于平衡狀態(tài)，設(shè)懸線與豎直方向的夾角為θ，則tanθ＝eq\f(qE,mg)＝eq\f(qU,mgd)，cosθ＝eq\f(mg,F)，由閉合電路歐姆定律知增大R2時，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；而改變R1對定值電阻兩端電壓不起作用．答案：B圖7－56．如圖7－5所示，直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線B為電源b的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線C為一個電阻R的兩端電壓與電流的關(guān)系圖線，將這個電阻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：由圖線可知，a、b兩電源的短路電流一樣大，a的電動勢大于b的電動勢，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，電流I＝eq\f(E,R＋r)，即eq\f(1,I)＝eq\f(R,E)＋eq\f(r,E)，可得接a時的電流大于接b時的電流．由電源輸出功率P＝I2R得接a電源時的功率較大，電源的效率η＝eq\f(R,R＋r)，所以電阻R接a時效率較低．答案：C圖7－67．(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．突然斷開開關(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S，C1、C2均放電，Q1、Q2逐漸減少．答案：BC8．如圖7－7所示，電源電動勢為E＝12V，內(nèi)阻r＝3Ω，R0＝1Ω，直流電動機(jī)內(nèi)阻R′0＝1Ω，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R1時可使甲圖電路輸出功率最大，調(diào)節(jié)R2時可使乙圖電路輸出功率最大，且此時電動機(jī)剛好正常工作(額定功率為2W)，則R1和R2值為()圖7－7A．2Ω，2Ω B．2Ω，1.5ΩC．1.5Ω，1.5Ω D．1.5Ω，2Ω解析：對于甲圖，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＝eq\f(E2,R外＋r2)R外＝eq\f(E2,R外＋2r＋\f(r2,R外)).當(dāng)R外＝r時，外電路消耗功率P最大，Pmax＝eq\f(E2,4r)＝12W，R1＝2Ω.對于乙圖電路，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(電動機(jī)動能)，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＝eq\f(E－U,r)U＝eq\f(EU－U2,r).顯然，當(dāng)U＝eq\f(E,2)時，Pmax＝eq\f(E2,4r)＝12W，U內(nèi)＝6V，I＝2A；又因?yàn)镻電動機(jī)＝P額＋P熱＝6W，所以PR2＝I2R2＝6W，R2＝1.5Ω.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)[2014·大慶市質(zhì)量檢測]為了測量一根長約為3cm、電阻約為100Ω、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(電動勢約為8.0V，內(nèi)阻可忽略不計)；電流表A1(量程為0～25mA，內(nèi)阻r1＝100Ω)；電流表A2(量程為0～150mA，內(nèi)阻r2＝20Ω)；定值電阻R0(阻值為10Ω)；滑動變阻器R(最大阻值為10Ω)；開關(guān)S，導(dǎo)線若干．(1)用游標(biāo)卡尺測得該材料的長度如圖7－8甲所示，示數(shù)為L＝________mm；用螺旋測微器測得該材料的直徑如圖乙所示，示數(shù)為D＝________mm.甲乙圖7－8(2)為了在測量中盡量減小誤差，并測多組數(shù)據(jù)，現(xiàn)給出測量電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路，請據(jù)此電路圖7－9將實(shí)驗(yàn)器材連接起來．圖7－9(3)若某次測量中電流表A1的示數(shù)為I1，電流表A2的示數(shù)為I2，則由已知量和測量量計算電阻率的表達(dá)式為ρ＝__________________.(用題目中字母表示即可)答案：(1)30.353.205(3.204或3.206)(2)見圖7－10圖7－10(3)eq\f(πD2,4I1L)[I2(R0＋r2)－I1r1]10．(9分)[2012·新課標(biāo)全國卷]圖7－11中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場．現(xiàn)通過測量通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力，來測量磁場的磁感應(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；E為直流電源；R為電阻箱；A為電流表；S為開關(guān)．此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線．圖7－11(1)在圖中畫線連接成實(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．②保持開關(guān)S斷開，在托盤內(nèi)加入適量細(xì)沙，使D處于平衡狀態(tài)；然后用天平稱出細(xì)沙質(zhì)量m1.③閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng)，在托盤內(nèi)重新加入適量細(xì)沙，使D__________；然后讀出__________，并用天平稱出__________．④用米尺測量__________．(3)用測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?，將電源、開關(guān)、電阻箱、電流表及U形金屬框串聯(lián)起來，連接成電路圖．設(shè)金屬框質(zhì)量為M，托盤質(zhì)量為m0，第一次操作中未接通電源時由平衡條件：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，并測量出金屬框底部的長度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＝eq\f(m2－m1g,Il)；若金屬框受到的安培力豎直向上，則B＝eq\f(m1－m2g,Il)，綜上B＝eq\f(|m2－m1|,Il)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此時細(xì)沙質(zhì)量m2④D的底邊長l(3)eq\f(|m2－m1|g,Il)(4)m2＞m1三、計算題(本大題共2小題，共37分)圖7－1311．(17分)如圖7－13所示，電源的電動勢E＝110V，電阻R1＝21Ω，電動機(jī)繞線的電阻R0＝0.5Ω，開關(guān)S1始終閉合．當(dāng)開關(guān)S2斷開時，電阻R1的電功率是525W；當(dāng)開關(guān)S2閉合時，電阻R1的電功率是336W．求：(1)電源的內(nèi)電阻；(2)當(dāng)開關(guān)S2閉合時流過電源的電流和電動機(jī)輸出的功率．圖7－14解析：(1)S2斷開時等效電路如圖7－14所示，R1消耗的功率為P1，則P1＝(eq\f(E,R1＋r))2·R1代入數(shù)據(jù)解得r＝1Ω.(2)設(shè)S2閉合時路端電壓為U，R1消耗的功率為P2，則P2＝eq\f(U2,R1)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R1的電流為IR1，流過電動機(jī)的電流為IM，IR1＝eq\f(U,R1)而IM＋I(xiàn)R1＝I對電動機(jī)有UIM＝P出＋I(xiàn)eq\o\al(2,M)R0代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得P出＝1606W.答案：(1)1Ω(2)26A1606W圖7－1512．(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l＝80cm，兩板間的距離d＝40cm.電源電動勢E＝40V，內(nèi)阻r＝1Ω，電阻R＝15Ω，閉合開關(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＝4m/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＝1×10－2C，質(zhì)量為m＝2×10－2kg，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10m/s(1)滑動變阻器接入電路的阻值為多大？(2)此時電流表、電壓表的示數(shù)分別為多少？(3)此時電源的輸出功率是多大？解析：(1)設(shè)小球在板間飛行時間為t，t＝eq\f(l,v0)＝eq\f(0.8,4)s＝0.2s，根據(jù)d＝eq\f(1,2)at2，得飛行加速度a＝eq\f(2d,t2)＝eq\f(2×0.4,0.22)m/s2＝20m/s2.對小球根據(jù)牛頓第二定律得qeq\f(UAB,d)－mg＝ma，解得：UAB＝e