素养培优专练（六）-【金版教程】2024高考物理一轮总复习首选用卷全书word（新教材）

金版教程 高考总复习首选用卷 物理 素养培优专练(六) 一、恒定电流在实际情境中的应用 (一)恒定电流在生产、生活中的应用 1．(2022·广东省广州市普通高中高三下综合测试二)(多选)某型号扫地机器人的铭牌信息如下表。已知扫地机器人剩余电量为480 mA·h时，机器人自动停止扫地并返回充电基座充电。该型号扫地机器人(　　) 额定工作电压 10 V 额定功率 40 W 电池容量 2400 mA·h A．扫地时额定电流为4 A B．内部电路的总电阻为2.5 Ω C．可以连续扫地的最长时间为0.6 h D．每次扫地释放的电能最多约为6.9×104 J 答案　AD 解析　设扫地机器人扫地时工作电流为I，有P＝UI，其中P为额定功率，U为额定工作电压，代入数据解得I＝4 A，A正确；扫地机器人为非纯电阻元件，由扫地机器人铭牌数据不能得出扫地机器人内部电路总电阻，B错误；根据电池容量为2400 mA·h，扫地机器人剩余电量为480 mA·h时，机器人自动停止扫地并返回充电基座充电，可知工作过程中消耗电量最多为q＝2.4 A·h－0.48 A·h＝1.92 A·h，可以连续扫地的最长时间为t＝＝ h＝0.48 h，C错误；每次扫地释放的电能最多约为ΔE＝W＝qU＝1.92×3600×10 J≈6.9×104 J，D正确。 2．(2022·山东高考)某粮库使用额定电压U＝380 V、内阻R＝0.25 Ω的电动机运粮。如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车以速度v＝2 m/s沿斜坡匀速上行，此时电流I＝40 A。关闭电动机后，小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时，速度恰好为零。卸粮后，给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行。已知小车质量m1＝100 kg，车上粮食质量m2＝1200 kg，配重质量m0＝40 kg，取重力加速度g＝10 m/s2，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数为k，配重始终未接触地面，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。求： (1)比例系数k值； (2)上行路程L值。 答案　(1)0.1　(2) m 解析　(1)设小车沿斜坡匀速上行时，电动机连接小车的缆绳中张力大小为T1，由能量守恒定律有UI＝I2R＋T1v 设此时配重连接小车的缆绳中张力大小为T2，对配重有T2＝m0g 设斜面倾角为θ，对小车及车上粮食整体有 T1＋T2＝(m1＋m2)g sin θ＋k(m1＋m2)g 卸粮后给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行，分析知此时配重连接小车的缆绳中张力大小仍为T2，对小车有 m1g sin θ＝T2＋km1g 联立并代入数据解得k＝0.1。 (2)关闭电动机后，小车沿斜坡向上做匀减速直线运动，设加速度大小为a，此时配重连接小车的缆绳中张力大小为T3，根据牛顿第二定律，对小车及车上粮食整体有 (m1＋m2)g sin θ＋k(m1＋m2)g－T3＝(m1＋m2)a 对配重有T3－m0g＝m0a 对小车及车上粮食整体由运动学公式可知 0－v2＝－2aL 联立并代入数据解得L＝ m。 (二)恒定电流在前沿科技、迁移创新中的应用 3.(多选)超级电容器是电容C达到上千法拉甚至上万法拉的大容量电容器，具有功率密度高、充电速度快、循环寿命长等优点。现采用如图所示的电路对某个超级电容器充电。充电器具有控制输出电压和输出电流的功能。充电过程分为两个阶段：第一阶段是恒流充电(即充电器输出的电流不变)，当充电器检测到电压达到一定值后，进入第二阶段，进行恒压充电(即充电器输出的电压不变)，直到充电完成。若电阻R的阻值恒定，关于充电过程，下列说法正确的是(　　) A．恒流充电时，充电器的输出功率逐渐减小 B．恒流充电时，超级电容器两端电压随时间均匀增大 C．恒压充电时，电阻R两端的电压逐渐减小 D．恒压充电时，充电器的输出功率逐渐增大 答案　BC 解析　恒流充电时，电流不变，根据U＝＝t，可知超级电容器两端电压随时间均匀增大，由UR＝IR知R两端电压不变，则充电器两端电压U总＝U＋UR逐渐变大，由P＝U总I知充电器的输出功率逐渐增大，故A错误，B正确；恒压充电时，充电器输出电压U总不变，电容器充电过程中电容器两端电压U逐渐增大，电阻R两端电压UR逐渐减小，则电路中电流I＝逐渐减小，由P＝U总I可知，充电器的输出功率逐渐减小，故C正确，D错误。 4.2019年1月3日，嫦娥四号月球探测器平稳降落在月球背面南极——艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内，震惊了全世界。嫦娥四号展开的太阳能电池帆板在有光照时，可以将光能转化为电能，太阳能电池板作为电源，其路端电压与干路电流的关系如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．该电池板的电动势为2.80 V B．随着外电路电阻增大，