江蘇省常州市2021-2022學(xué)年高二第一學(xué)期階段測(cè)試一人教版物理試題B（解析）

江蘇省常州市20212022學(xué)年高二第一學(xué)期階段測(cè)試一人教版物理試題B注意事項(xiàng)：考生在答題前請(qǐng)認(rèn)真閱讀本注意事項(xiàng)及各題答題要求：1.本試卷共6頁，滿分為100分，考試時(shí)間為90分鐘。考試結(jié)束后請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回。2.答題前，請(qǐng)務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)用0.5毫米黑色墨水的簽字筆填寫在試卷及答題卡的規(guī)定位置。一、選擇題（共11小題，共44分）兩個(gè)小燈泡，分別標(biāo)有“1A4W”和“2A1W”的字樣，則它們均正常發(fā)光時(shí)的電阻阻值之比為()A．2∶1B．16∶1C．4∶1D．1∶16【答案】B【解析】由P＝I2R知：R＝eq\f(P,I2)，所以R1∶R2＝eq\f(4,1)∶eq\f(1,4)＝16∶1.取阻值分別為R1和R2的電阻，現(xiàn)在兩電阻兩端分別施加電壓U1、U2，已知U1＝eq\f(3,2)U2，此時(shí)流過R1的電流為流過R2的電流的3倍．則eq\f(R1,R2)為()A.eq\f(1,2)B.eq\f(9,2)C.eq\f(2,1)D.eq\f(2,9)【答案】A【解析】設(shè)R2兩端的電壓為U，通過R2的電流為I，則R1兩端的電壓為eq\f(3,2)U，通過R1的電流為3I，由歐姆定律知R＝eq\f(U,I)，所以eq\f(R1,R2)＝eq\f(\f(\f(3,2)U,3I),\f(U,I))＝eq\f(1,2)，A正確．如圖所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，三個(gè)燈泡亮度的變化情況是()A．L1變亮，L2和L3均變暗B．L1變亮，L2不能確定，L3變暗C．L1變暗，L2和L3均變亮D．L1變亮，L2變亮，L3變暗【答案】C【解析】當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，則總電阻減小，總電流增大，所以L3變亮．內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，因?yàn)閁3變大，且路端電壓變小，所以L1變暗．總電流變大，流過L1的電流變小，所以流過L2的電流增大，L2變亮，故C正確．某學(xué)生在進(jìn)行“研究串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，接成如圖所示的電路．接通S后，他將較大內(nèi)阻的電壓表接在A、C兩點(diǎn)時(shí)，電壓表讀數(shù)為U；將該電壓表接在A、B兩點(diǎn)時(shí)，電壓表讀數(shù)也為U；將該電壓表接在B、C兩點(diǎn)時(shí)，電壓表的讀數(shù)為零．則出現(xiàn)此種情況的原因可能是()A．電阻R2斷路B．電阻R1斷路C．電阻R1、R2均斷路D．電阻R1、R2均短路【答案】B【解析】如題圖所示，接通S后，將較大內(nèi)阻的電壓表接在A、C兩點(diǎn)時(shí)，電壓表讀數(shù)為U，說明從A順時(shí)針方向到電源、開關(guān)S到C點(diǎn)均連接正常；將該電壓表接在A、B兩點(diǎn)時(shí)，電壓表讀數(shù)也為U，說明從A順時(shí)針方向到電源、開關(guān)S到B沒有斷路，電壓表測(cè)得的是電源電壓；將該電壓表接在B、C兩點(diǎn)時(shí)，電壓表的讀數(shù)為零，說明R1斷路或R2短路，導(dǎo)致電壓表沒有電流經(jīng)過，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí)，應(yīng)用如圖3所示的實(shí)驗(yàn)電路．閉合開關(guān)S，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.50A和2.0V，重新調(diào)節(jié)R使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和24.0V，電壓表、電流表均為理想電表，則這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出功率為()A．32WB．44WC．47WD．48W【答案】A【解析】電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈的電阻r＝eq\f(U1,I1)＝4Ω，電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電功率P＝UI＝48W，熱功率為P熱＝I2r＝16W，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P機(jī)＝P－P熱＝32W，選項(xiàng)A正確．（多選）如圖所示，當(dāng)電路里滑動(dòng)變阻器R2的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)()A．電容器C兩端的電壓增大B．電容器C兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大C．電壓表的讀數(shù)減小D．R1消耗的功率增大【答案】AB【解析】P下滑時(shí)R2接入電路的電阻增大，總電阻增大，總電流減小，R1消耗的功率減小，故D錯(cuò)誤．內(nèi)電壓減小，外電壓增大，電壓表的讀數(shù)增大，故C錯(cuò)誤．電容器兩端的電壓增大，兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大，A、B選項(xiàng)正確．阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路。開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關(guān)S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為()A.eq\f(2,5) B.eq\f(1,2) C.eq\f(3,5) D.eq\f(2,3)【答案】C【解析】S斷開時(shí)等效電路如圖甲所示。電容器兩端電壓為U1＝eq\f(E,R＋\f(2,3)R)×eq\f(2,3)R×eq\f(1,2)＝eq\f(1,5)E；S閉合時(shí)等效電路如圖乙所示。電容器兩端電壓為U2＝eq\f(E,R＋\f(1,2)R)×eq\f(1,2)R＝eq\f(1,3)E，由Q＝CU得eq\f(Q1,Q2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(3,5)，故選項(xiàng)C正確。小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖4所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線在P點(diǎn)的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說法中不正確的是()A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大B．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2)C．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2－I1)D．用歐姆表測(cè)得的小燈泡的電阻小于eq\f(U1,I2)【答案】C【解析】由題圖知，隨著電壓的增大，圖像上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率減小，此斜率等于電阻的倒數(shù)，則知燈泡的電阻不斷增大，故A正確；由題圖可知，P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓為U1，電流為I2，則燈泡的電阻R＝eq\f(U1,I2)，故B正確，C錯(cuò)誤；用歐姆表測(cè)得的小燈泡的電阻小于eq\f(U1,I2)，故D正確．（多選）電位器是變阻器的一種．如圖5所示，如果把電位器與燈泡串聯(lián)起來，利用它改變燈泡的亮度，下列說法正確的是()A．串接A、B，使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變暗B．串接A、C，使滑動(dòng)觸頭逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變亮C．串接A、C，使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變暗D．串接B、C，使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變亮【答案】AD【解析】根據(jù)電位器結(jié)構(gòu)和連線可知：串接A、B，使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)回路電阻增大，回路電流減小，燈泡變暗，A正確；同理，D正確；串接A、C時(shí)，滑動(dòng)觸頭不能改變回路電阻，燈泡亮度不變，故B、C錯(cuò)誤．如圖所示，直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖像；直線B為電源b的路端電壓與電流的關(guān)系圖像；直線C為一個(gè)電阻R兩端的電壓與電流的關(guān)系圖像．如果將這個(gè)電阻R分別接到a、b兩電源上，那么有()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【答案】C【解析】由題圖判斷電源a的內(nèi)阻大，在純電阻電路中電源效率η＝eq\f(R,R＋r)×100%，內(nèi)阻越大，效率越低；電源的輸出功率P＝UI對(duì)應(yīng)圖線交點(diǎn)坐標(biāo)的乘積，只有C正確．（多選）如圖所示，A和B為豎直放置的平行金屬板，在兩極板間用絕緣線懸掛一帶電小球．開始時(shí)開關(guān)S閉合且滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P在a處，此時(shí)絕緣線向右偏離豎直方向，電源的內(nèi)阻不能忽略，則下列判斷正確的是()A．小球帶正電B．當(dāng)滑動(dòng)觸頭從a向b滑動(dòng)時(shí)，絕緣線的偏角θ變小C．當(dāng)滑動(dòng)觸頭從a向b滑動(dòng)時(shí)，電流計(jì)中有電流，方向從上向下D．當(dāng)滑動(dòng)觸頭停在b處時(shí)電源的輸出功率一定大于滑動(dòng)觸頭在a處時(shí)電源的輸出功率【答案】ABC【解析】由題圖知，A板帶正電，B板帶負(fù)電，電容器內(nèi)電場(chǎng)方向水平向右．絕緣線向右偏，電場(chǎng)力向右，則小球帶正電，故A正確．滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí)，R接入電路的阻值變小，外電路總電阻變小，總電流變大，路端電壓U＝E－Ir變小，R1兩端電壓變小，則電容器電壓變小，絕緣線偏角變小，故B正確．滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí)，電容器電壓變小，電容器放電，因A板帶正電，則流過電流計(jì)的電流方向從上向下，故C正確．根據(jù)電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系：當(dāng)外電阻等于內(nèi)阻時(shí)，輸出功率最大．外電阻大于內(nèi)阻時(shí)，外電阻減小，輸出功率增大；外電阻小于內(nèi)阻時(shí)，外電阻減小，輸出功率減小．本題不知道外電阻與內(nèi)阻大小關(guān)系，故無法比較電源輸出功率的大小，故D錯(cuò)誤．二、解答題（共5題，共56分）某同學(xué)組裝一個(gè)多用電表．可選用的器材有：微安表頭(量程100μA，內(nèi)阻900Ω)；電阻箱R1(阻值范圍0～999.9Ω)；電阻箱R2(阻值范圍0～99999.9Ω)；導(dǎo)線若干．要求利用所給器材先組裝一個(gè)量程為1mA的直流電流表，在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3V的直流電壓表．組裝好的多用電表有電流1mA和電壓3V兩擋．回答下列問題：(1)在圖虛線框內(nèi)畫出電路圖并標(biāo)出R1和R2，其中*為公共接線柱，a和b分別是電流擋和電壓擋的接線柱．(2)電阻箱的阻值應(yīng)取R1＝________Ω，R2＝______Ω.(保留到個(gè)位)【答案】(1)如圖所示(4分)(2)100(2分)2910(2分)【解析】(2)接a時(shí)改裝成量程為1mA的電流表，有IgRg＝(I－Ig)R1解得R1＝100Ω接b時(shí)改裝成量程為3V的電壓表，有U＝IgRg＋I(xiàn)R2解得R2＝2910Ω.在如圖所示的電路中，三個(gè)電阻的阻值分別為R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝4Ω，電源電壓恒定．(1)接通開關(guān)S，斷開開關(guān)S′時(shí)，R1與R2兩端電壓之比為多少？(2)兩個(gè)開關(guān)S、S′都接通時(shí)，R1與R2兩端電壓之比為多少？【答案】(1)2∶3(2)7∶6【解析】(1)接通開關(guān)S，斷開開關(guān)S′時(shí)，電阻R1與R2串聯(lián)，由串聯(lián)電路的規(guī)律知U1∶U2＝R1∶R2＝2∶3.(3分)(2)兩個(gè)開關(guān)都接通時(shí)，R2與R3并聯(lián)，且R23＝eq\f(R2R3,R2＋R3)＝eq\f(12,7)Ω，(3分)R1與R23串聯(lián)，由串聯(lián)電路的規(guī)律知，U1′∶U2′＝R1∶R23＝7∶6.(2分)如圖所示，靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻Rg為500Ω，滿偏電流Ig為1mA.當(dāng)使用a、b兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，是量程為I1的電流表；當(dāng)使用a、c兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，是量程為I2的電流表；當(dāng)使用a、d兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，是量程為U的電壓表．已知電阻R1、R2、R3的阻值分別為0.5Ω、2Ω和100Ω.求量程I1、I2、U的值．【答案】1.005A201mA20.6V【解析】接a、b時(shí)滿足Ig(Rg＋R2)＝(I1－Ig)R1(2分)接a、c時(shí)滿足IgRg＝(I2－Ig)(R1＋R2)(2分)解得I1＝1.005A，I2＝201mA(2分)接a、d時(shí)滿足IgRg＋I(xiàn)3R3＝U(2分)且IgRg＝(I3－Ig)(R1＋R2)(1分)解得U＝20.6V．(1分)如圖所示，M為一線圈電阻r＝0.4Ω的電動(dòng)機(jī)，R＝24Ω，電源電動(dòng)勢(shì)E＝40V，當(dāng)S斷開時(shí)，理想電流表的示數(shù)I1＝1.6A，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，理想電流表的示數(shù)為I2＝4.0A．求：(1)電源內(nèi)阻r0；(2)開關(guān)S閉合時(shí)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱消耗的功率和轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率；(3)開關(guān)S閉合時(shí)電源的輸出功率和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率．【答案】(1)1Ω(2)2.5W87.5W(3)144W97.2%【解析】(1)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，根據(jù)閉合電路的歐姆定律：I1＝eq\f(E,R＋r0)；(1分)代入數(shù)據(jù)解得：r0＝eq\f(E,I1)－R＝(eq\f(40,1.6)－24)Ω＝1Ω.(1分)(2)開關(guān)S閉合后，路端電壓：U＝E－I2r0＝(40－4.0×1)V＝36V(1分)流過R的電流為：IR＝eq\f(U,R)＝1.5A(1分)流過電動(dòng)機(jī)的電流為：I＝I2－IR＝(4.0－1.5)A＝2.5A(1分)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱消耗的功率為：P熱＝I2r＝2.52×0.4W＝2.5W(1分)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率：P機(jī)＝UI－P熱＝87.5W．(1分)(3)開關(guān)S閉合時(shí)電源輸出功率：P＝UI2＝144W(1分)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率：η＝eq\f(P機(jī),UI)×100%＝eq\f(87.5,36×2.5)×100%≈97.2%.(2分)在如圖15所示電路中，燈L標(biāo)有“6V3W”，定值電阻R1＝4Ω，R2＝10Ω，電源內(nèi)阻r＝2Ω，當(dāng)滑片P滑到最下端時(shí)，理想電流表讀數(shù)為1A，此時(shí)燈L恰好正常發(fā)光，試求：(1)滑動(dòng)變阻器最大值R；(2)當(dāng)滑片P滑到最上端時(shí)，電流表的讀數(shù)；(3)當(dāng)滑片P位于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率．【答案】(1)12Ω(2)2A(3)3.84W【解析】(1)燈L的電阻為RL＝eq\f(U\o\al(L2),PL)＝eq\f(62,3)Ω＝12Ω(2分)當(dāng)P滑到最下端時(shí)，R2被短路，燈L與整個(gè)滑動(dòng)變阻器R并聯(lián)，此時(shí)燈正常發(fā)光，通過燈L的電流為IL＝eq\f(PL,UL)＝eq\f(3,6)A＝0.5A．(1分)通過滑動(dòng)變阻器R的電流為IR＝IA－IL＝1A－0.5A＝0.5A(1分)則IR＝IL，即得滑動(dòng)變阻器最大值R＝RL＝12Ω.(1分)(2)電源電動(dòng)勢(shì)：E＝I(R1＋r＋eq\f(R·RL,R＋RL))＝1×(4＋2＋6)V＝12V(2分)當(dāng)P滑到最上端時(shí)，燈L、滑動(dòng)變阻器R及電阻R2都被短路，此時(shí)的電流表的讀數(shù)為I′＝eq\f(E,R1＋r)＝eq\f(12,4＋2)A＝2A．(2分)(3)P位于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，燈L與eq\f(R,2)并聯(lián)后再與R1串聯(lián)，此時(shí)：R并＝4Ω(1分)總電流為I總＝eq\f(E,R并＋R1＋r)＝eq\f(12,4＋4＋2)A＝1.2A(2分)并聯(lián)部分的電壓為U并＝I總·R并＝1.2×4V＝4.8V(2分)滑動(dòng)變阻器上消耗的功率為PR＝eq\f(U\o\al(并2),\f(R,2))＝eq\f(4.82,6)W＝3.84W(2分)【附加題】在如圖所示的電路中兩相同的小燈泡原來都發(fā)光，忽然小燈泡A比原來亮了，小燈泡B比原來暗了，則發(fā)生這種現(xiàn)象的故障可能是(電源內(nèi)阻不計(jì))()A．R1斷路 B．R2短路C．R3斷路 D．R4短路【答案】B【解析】電阻R1單獨(dú)在一個(gè)支路上，斷路后電路的電阻值變大，因不考慮電源的內(nèi)阻，則燈泡所在的電路兩端的電壓不變，兩個(gè)燈泡的亮度都不變，故A錯(cuò)誤；R2短路，總電阻減小，總電壓不變，故流過A燈的電流增大，A燈變亮，由并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知流過B燈的電流減小，B燈變暗，故B正確；R3斷路，總電阻增大，總電壓不變，故流過A燈的電流減小，A燈變暗，流過B燈的電流增大，B燈變亮，故C錯(cuò)誤；R4短路，總電阻減小，總電壓不變，故流過A、B兩燈的電流都增大，故A、B兩燈都變亮，故D錯(cuò)誤．（多選）如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝2V，內(nèi)阻r＝2Ω，兩個(gè)定值電阻均為8Ω，平行板電容器的電容C＝3×10－6F，則()A．開關(guān)斷開時(shí)兩極板間的電壓為eq\f(4,3)VB．開關(guān)斷開時(shí)電容器所帶電荷量為4×10－6CC．開關(guān)接通時(shí)兩極板間的電壓為eq\f(4,3)VD．開關(guān)接通時(shí)電容器所帶電荷量為4×10－6C【答案】CD【解析】電容器兩極板間的電壓等于R2兩端的電壓，開關(guān)S斷開時(shí)，電路中的總電流為I＝eq\f(E,R2＋r)＝eq\f(2,8＋2)A＝0.2A，電容器的兩極板間的電壓為U＝IR2＝0.2×8V＝1.6V，此時(shí)電容器所帶電荷量為Q＝CU＝3×10－6×1.6C＝4.8×10－6C，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；開關(guān)接通時(shí)兩定值電阻并聯(lián)，電容器兩極板間的電壓等于路端電壓，電路中的總電流I′＝eq\f(E,R外＋r)＝eq\f(2,4＋2)A＝eq\f(1,3)A，電容器的兩極板間的電壓U′＝I′R外＝eq\f(1,3)×4V＝eq\f(4,3)V，此時(shí)電容器所帶的電荷量Q′＝CU′＝3×10－6×eq\f(4,3)C＝4×10－6C，故選項(xiàng)C、D正確．（多選）如圖所示的圖象中，直線表示某電源路端電壓與電流的關(guān)系，直線為某一電阻的伏安特性曲線。用該電源直接與電阻連接成閉合電路，由圖象可知：()A．的阻值為B．電源電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻為C．電源的輸出功率為D．電源內(nèi)部消耗功率為【答案】AD【解析】電阻R=U/I=1.5Ω．故A正確；根據(jù)閉合電路歐姆定律得U=EIr，當(dāng)I=0時(shí)，U=E，由讀出電源的電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻等于圖線的斜率大小，則r=|△U/△I|=3/2Ω=1.5Ω．故B錯(cuò)誤；兩圖線的交點(diǎn)表示該電源直接與電阻R相連組成閉合電路時(shí)工作狀態(tài)，由圖讀出電壓U=1.5V，電流I=1.0A，則電源的輸出功率為P=UI=1.5W．故C錯(cuò)誤；電源內(nèi)部消耗功率為，故D正確．考點(diǎn)：閉合電路的歐姆定律；電功；電功率（多選）如圖所示，M、N間電壓恒定，當(dāng)開關(guān)S接a點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)為10V，電流表示數(shù)為0.2A；當(dāng)開關(guān)S接b點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)為12V，電流表示數(shù)為0.15A．可以推斷()A．Rx較準(zhǔn)確的測(cè)量值是50ΩB．Rx較準(zhǔn)確的測(cè)量值是80ΩC．Rx的真實(shí)值是70ΩD．電流表的內(nèi)阻是20Ω【答案】BC【解析】從數(shù)據(jù)變化可得電壓表的分流較大，所以應(yīng)采用電流表內(nèi)接法，所以Rx較準(zhǔn)確的測(cè)量值是Rx＝eq\f(12,0.15)Ω＝80Ω，由題意可知M、N兩端的電壓是12V，當(dāng)采用外接法時(shí)，電流表兩端的電壓是2V，此時(shí)的電流是0.2A，所以電流表內(nèi)阻為r＝eq\f(2,0.2)Ω＝10Ω，故當(dāng)采用電流表內(nèi)接法時(shí)，測(cè)得的電阻值為待測(cè)電阻的真實(shí)值與電流表內(nèi)阻之和，即Rx的真實(shí)值是70Ω，B、C正確．某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲做“描繪小電珠的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)。已知所用小電珠的額定電壓和額定功率分別為、，實(shí)驗(yàn)使用的直流