精品解析：山东省泰安第二中学2024-2025学年高二上学期开学考试物理试题

物理开学检测限时训练9.7 一、单选题（共8小题，每题4分，共32分） 1. 一台正在打扫房间卫生的扫地机器人，工作电压为20V，工作电流为10A。在它打扫一分钟的时间里，电流做的功为（　　） A. 200J B. 1200J C. 2000J D. 12000J 【答案】D 【解析】 【详解】电流做功为 故选D。 2. 扫地机器人能有效清除地板上的灰尘等颗粒垃圾。若扫地机器人电动机线圈电阻为r，当它正常工作时，电动机两端所加的电压为U，则（　　） A. 通过线圈的电流小于 B. 通过线圈的电流等于 C. 电动机的电功率为I2r D. 电动机输出的机械功率为UI 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据能量守恒有 即 即 得 故A正确，B错误； C．电动机的电功率为 故C错误； D．电动机输出的机械功率为 故D错误。 故选A。 3. 如图所示的U－I图像中，直线a为一个电源的路端电压与电流的关系，直线b是电阻R的电压与电流的关系。下列判断正确的是（　　） A. 该电源的电动势为3V B. 该电源的内阻为2Ω C. 该电阻R为2Ω D. 若该电阻与电源连接成闭合电路，电源的输出功率为12W 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由闭合电路欧姆定律可得 a图线与纵轴交点表示电动势，图线斜率绝对值表示内阻，可得 A错误，B正确； C．由电阻R的电压与电流的关系可得 C错误； D．若该电阻与电源连接成闭合电路，a、b图像的交点即为电路的电流及电源输出电压，则电源的输出功率为 D错误。 故选B。 4. 在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r均为定值，当外电路电阻R发生变化时，回路电流I、路端电压U、内电压都将随之发生变化．下列图像能正确表示其变化规律的是（ ） A. B. C. D. 【答案】AB 【解析】 【详解】由闭合电路欧姆定律有 ① ② ③ A．根据①式可知，I随R的增大单调递减，但不是线性变化，故A正确． BD．将②式变形可得，利用数学知识可知B正确，D错误． C．根据③式可知，C错误． 故选AB. 5. 如图所示的电路中，电源电动势为，内电阻为，为小灯泡（其灯丝电阻可以视为不变），和为定值电阻，为光敏电阻，其阻值的大小随照射光强度的增强而减小．闭合开关后，将照射光强度增强，则（ ） A. 电路的路端电压将增大 B. 灯泡将变暗 C. 两端的电压将增大 D. 两端的电压将增大 【答案】D 【解析】 【详解】AD：照射光强度增强，光敏电阻电阻减小，电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得，电路总电流增大，所以电源内阻所占电压增大，所以路端电压减小；电流总增大，所以R1两端的电压增大．故A项错误，D项正确． BC：因电路路端电压减小，同时1两端的电压增大，故并联电路部分电压减小，两端的电压减小；流过的电流减小，而总电流增大，所以通过灯泡的电流增大，所以变亮，故BC错误． 故选D． 点睛：灵活应用闭合电路的欧姆定律，电动势、路端电压和内电压关系，串并联电路的电压电流关系是解决动态电路的关键，即先局部--整体---局部的解题思路． 6. 如图所示，当电路里滑动变阻器R2滑动触头P向下滑动时（　　） A. 电容器C两端的电压增大 B. 电容器C两极板间的电场强度减小 C. 电压表的读数减小 D. R1消耗的功率增大 【答案】A 【解析】 【详解】D．P下滑时接入电路的电阻增大，总电阻增大，总电流减小，即通过的电流减小，根据可知消耗的功率减小，故D错误； C．根据闭合回路欧姆定律可知内电压减小，外电压增大，电压表的读数增大，故C错误； AB．由于的电流减小，所以两端的电压减小，故电容器两端的电压增大，根据可得两极板间的电场强度增大，故A正确，B错误。 故选A。 7. 如图所示，三个电阻R1、R2、R3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为10W、10W、4W，则此电路中允许消耗的最大功率为（ ） A. 14W B. 15W C. 18W D. 24W 【答案】B 【解析】 【详解】由电功率公式 P = I2R 可知允许通过R1、R2、R3的最大电流为 ， 由于电阻R2、R3的阻值相同，并联电路电压相同，则通过两电阻的电流相等，两电阻消耗的实际功率相同，因此并联电路应该先确保电阻R3的安全，由分析可知 表明若使电阻R3的功率达到额定功率，则电阻R3安全，但电阻R1将被烧毁，因此为确保安全，当电阻R1的功率达到额定功率时，此电路中允许消耗的最大功率，则干路中允许通过的最大电流为，根据串并联电路电阻的特点可知，电路的总电阻为，所以此电路中允许消耗的最大功率为 故选B 8. 某同学利用理想电流表、电阻箱和定值电阻（阻值为）等器材测量电源电动势和内阻，实验电路如图所示，闭合开关S，调节电阻箱R改变其阻值，可测得多组I、R数据。为了减少偶然误差，用图像法处理数据，以为纵轴、R为横轴，作出图像。若图像的斜率为k，纵坐标截距为b，则电源的电动势E和内阻r分别为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题意，根据闭合电路欧姆定律，可得 整理得 作出图像，可得 ， 则电源的电动势E和内阻r分别为 ， 故选B。 二、多选题（共4小题，每题6分，共24分） 9. 下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（  ） A. 电功率越大，电流做功越快，电路中产生焦耳热一定越多 B. 适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路 C. 在非纯电阻电路中，UI>I2R D. 焦耳热适用于任何电路 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据 可知，电路中产生的焦耳热还与时间有关，如果功率大，时间较短焦耳热可能较小，故A错误； B．适用于任何电路，而，由欧姆定律推导得到，只适用于纯电阻电路，故B正确； C．在非纯电阻电路中，总功率为 损耗的热功率为 故 UI>I2R 故C正确； D．焦耳热适用于任何电路，故D正确。 故选BCD。 10. 如图所示为某一电源的U－I图像，由图可知（　　） A. 电源电动势为2 V B. 电源内阻为0.3 Ω C. 电源短路时电流为5A D. 路端电压为1.2V时，电路中的外电阻为0.6Ω 【答案】ACD 【解析】 【详解】AB．由闭合电路欧姆定律得 故电源的U－I图像与纵轴的交点为电动势，斜率为内阻，由图可得 故A正确，B错误； C．电源短路时，电流为，故C正确； D．路端电压为1.2V时，电路中电流为 故外电阻为 故D正确。 故选ACD。 11. 某电动机提升重物的装置如图所示，电源的电压为120V，不计内阻。重物的质量。当电动机以的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度，重力加速度g取，则下列判断正确的是（ ） A. 电动机消耗功率600W B. 电动机的机械功率450W C. 电动机线圈电阻为6Ω D. 电动机的效率为65% 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．电动机消耗功率 故A正确； B．电动机的机械功率 故B正确； C．对电动机 解得电动机线圈电阻为 故C正确； D．电动机的效率 故D错误。 故选ABC。 12. 如图甲所示的电路，其中电源电动势，内阻，定值电阻，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　） A. 图乙中滑动变阻器的最大功率 B. 图乙中 C. 滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R消耗的功率也最大 D. 调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端，电源的效率一直增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据电路图，把定值电阻等效看成电源内阻的一部分，即 由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电源外电阻等于内阻时，电源输出功率最大，即 时，滑动变阻器此时消耗的功率最大为 故A错误； B．由选项A分析可知 时，滑动变阻器此时消耗的功率达最大。根据图乙，可知当时，滑动变阻器消耗的功率等于时消耗的功率，根据 有 求得 故B正确； C．对于定值电阻电流越大功率越大，因此滑动变阻器的阻值为零时功率最大，故C错误； D．电源的效率为 调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端时，RP变大，则R外变大，电源的效率一直变大，故D正确。 故选BD。 三、实验题（共2小题，每空2分，共18分） 13. 某实验小组同学利用以下器材设计改装制作欧姆表，改装电路如图所示，通过调节开关S所接位置，可使欧姆表具有“”和“”两种倍率。 A.电池（电动势E） B.电流表G（满偏电流，内阻） C.滑动变阻器 D.定值电阻 E.定值电阻 F.开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干 （1）用该欧姆表测电压表内阻时，红表笔应接电压表的______（填“+”或“-”）接线柱。 （2）当开关S掷向______（填“a”或“b”），欧姆表的倍率是“×10”倍率，现将两表笔短接，调节滑动变阻器，使电流表G满偏，此时通过滑动变阻器的电流为40mA，则定值电阻______ （3）再将此欧姆表调至“”倍率，两表笔短接，调节滑动变阻器，使电流表G满偏，再测量电压表内阻，电流表G指针向右偏转整个表盘满刻度的，此时电压表示数为4V，通过计算可知，该电压表内阻为______Ω。 【答案】（1）- （2） ①. a ②. 120 （3）1500 【解析】 【小问1详解】 [1]欧姆表黑表笔接电源正极，红表笔接电源负极，由电路图可知红表笔应接电压表的-接线柱。 【小问2详解】 [1]设欧姆表中值刻度为，则欧姆表为“×1”倍率时的欧姆内阻为 欧姆表为“×10”倍率时的欧姆内阻为 欧姆表为“×100”倍率时的欧姆内阻为 欧姆表进行欧姆调零时，有 欧姆表倍率越高，欧姆表的内阻越大，可知电路的满偏电流越小；由电路图可知，当开关S合向a端，电路的满偏电流较大，欧姆表的倍率是“×10”挡。 [2]因此a档位的干路最大电流是b档位的干路最大电流的十倍，即b档位的电流最大值为4mA，此时有 得 【小问3详解】 [1]将开关S合向b端，欧姆表的倍率是“×100”挡，测量电压表内阻，电流表G指针向右偏转整个表盘满刻度的，此时电路总电流为 又 联立得 14. 某同学为了测量一个量程为3V的电压表的内阻，进行了如下实验． （1）他先用多用表进行了正确测量，测量时指针位置如图1所示，得到电压表的内阻为3.00×103Ω，此时电压表的指针也偏转了．已知多用表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”，表内电池电动势为1.5V，则电压表的示数应为______________V（结果保留两位有效数字）． （2）为了更准确地测量该电压表的内阻Rv，该同学设计了图2所示的电路图，实验步骤如下： A.断开开关S，按图2连接好电路； B. 把滑动变阻器R的滑片P滑到b端； C. 将电阻箱R0的阻值调到零； D. 闭合开关S； E．移动滑动变阻器R的滑片P的位置，使电压表的指针指到3V的位置； F．保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，调节电阻箱R0的阻值使电压表指针指到1.5V，读出此时电阻箱R０的阻值，此值即为电压表内阻Rv的测量值； G．断开开关S． 实验中可供选择的实验器材有： a．待测电压表 b．滑动变阻器：最大阻值2000Ω c．滑动变阻器：最大阻值10Ω d．电阻箱：最大阻值9999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω e．电阻箱：最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω f．电池组：电动势约6V，内阻可忽略 g．开关，导线若干 按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题： ①要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用____（填“b”或“c”），电阻选用_____（填“d”或“e”）． ②电压表内阻的测量值R测和真实值R真相比，R测____R真（填“＞”或“＜”）；若Rv越大，则 越____（填“大”或“小”） 【答案】 ①. 1.0V ②. c ③. d ④. ＞ ⑤. 小 【解析】 【详解】(1)[1]电压表的示数即为等效电路的路段电压，由表盘读数可知，现在的欧姆表用的是“”挡，故现在的多用表内阻为1500Ω，由闭合电路欧姆定律可得 (2)[2][3]①采用电压表半偏法测量电压表内电阻，要保证电压表与电阻箱的总电压保持不变，需要使电压表电阻远大于滑动变阻器的电阻，故滑动变阻器选择小电阻，即选择c；电阻箱最大电阻不能小于电压表电阻，电压表内电阻约为3000欧姆，故电阻箱选择d； [4][5]②由闭合电路欧姆定律可知，随着电阻箱的阻值变大，电源两端的路端电压随之变大，当电阻箱调至使电压表半偏时，此时电压表与变阻箱两端的总电压比变阻箱阻值为0时要大，故此时变阻箱的实际分压是大于电压表的，故有R测＞R真，外电阻越大，干路电流越小，当外电阻变化时，路端电压的变化量越小，故测量误差也越小． 四、解答题（共2小题，共26分） 15. 如图所示，A为电解槽， 为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12V，电解槽内阻RA＝2Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为6A；当S2闭合，S1、S3断开时，电流表示数为5A，且电动机输出功率为35W；当S3闭合，S1、S2断开时，电流表示数为4A．求： (1)电炉子的电阻及发热功率； (2)电动机的内阻； (3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少． 【答案】(1)2 Ω　72 W　(2)1 Ω　(3)16 W 【解析】 【详解】试题分析：（1）电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律 得 其发热功率为： （2）电动机为非纯电阻元件，由能量守恒定律得 所以 （3）电解槽工作时，由能量守恒定律得： 考点：闭合电路欧姆定律 点评：注意纯电阻电路与非纯电阻电路在的区别 16. 如图所示，已知电源的电动势为，内阻，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为5Ω，求： （1）当滑动变阻器的阻值为多大时，电阻消耗的功率最大？最大为多少？ （2）当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大为多少？ （3）当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？最大为多少？ 【答案】（1）， （2）， （3）， 【解析】 【小问1详解】 电阻是定值电阻，消耗的功率 当滑动变阻器的阻值时，电阻消耗的功率最大，此时消耗的电功率为 【小问2详解】 滑动变阻器消耗的功率为 可知当 时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为 【小问3详解】 电源的输出功率为 可知当 即 电源的输出功率最大，最大功率为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 物理开学检测限时训练9.7 一、单选题（共8小题，每题4分，共32分） 1. 一台正在打扫房间卫生的扫地机器人，工作电压为20V，工作电流为10A。在它打扫一分钟的时间里，电流做的功为（　　） A. 200J B. 1200J C. 2000J D. 12000J 2. 扫地机器人能有效清除地板上的灰尘等颗粒垃圾。若扫地机器人电动机线圈电阻为r，当它正常工作时，电动机两端所加的电压为U，则（　　） A. 通过线圈的电流小于 B. 通过线圈的电流等于 C. 电动机的电功率为I2r D. 电动机输出的机械功率为UI 3. 如图所示的U－I图像中，直线a为一个电源的路端电压与电流的关系，直线b是电阻R的电压与电流的关系。下列判断正确的是（　　） A. 该电源的电动势为3V B. 该电源的内阻为2Ω C. 该电阻R2Ω D. 若该电阻与电源连接成闭合电路，电源的输出功率为12W 4. 在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r均为定值，当外电路电阻R发生变化时，回路电流I、路端电压U、内电压都将随之发生变化．下列图像能正确表示其变化规律的是（ ） A. B. C. D. 5. 如图所示的电路中，电源电动势为，内电阻为，为小灯泡（其灯丝电阻可以视为不变），和为定值电阻，为光敏电阻，其阻值的大小随照射光强度的增强而减小．闭合开关后，将照射光强度增强，则（ ） A. 电路的路端电压将增大 B. 灯泡将变暗 C. 两端的电压将增大 D. 两端的电压将增大 6. 如图所示，当电路里滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时（　　） A. 电容器C两端的电压增大 B. 电容器C两极板间的电场强度减小 C. 电压表的读数减小 D. R1消耗的功率增大 7. 如图所示，三个电阻R1、R2、R3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为10W、10W、4W，则此电路中允许消耗的最大功率为（ ） A. 14W B. 15W C. 18W D. 24W 8. 某同学利用理想电流表、电阻箱和定值电阻（阻值为）等器材测量电源的电动势和内阻，实验电路如图所示，闭合开关S，调节电阻箱R改变其阻值，可测得多组I、R数据。为了减少偶然误差，用图像法处理数据，以为纵轴、R为横轴，作出图像。若图像的斜率为k，纵坐标截距为b，则电源的电动势E和内阻r分别为（ ） A. B. C. D. 二、多选题（共4小题，每题6分，共24分） 9. 下列关于电功、电功率和焦耳定律说法中正确的是（  ） A. 电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B. 适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路 C. 在非纯电阻电路中，UI>I2R D. 焦耳热适用于任何电路 10. 如图所示为某一电源的U－I图像，由图可知（　　） A. 电源电动势为2 V B. 电源内阻为0.3 Ω C. 电源短路时电流为5A D. 路端电压为1.2V时，电路中的外电阻为0.6Ω 11. 某电动机提升重物的装置如图所示，电源的电压为120V，不计内阻。重物的质量。当电动机以的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度，重力加速度g取，则下列判断正确的是（ ） A. 电动机消耗功率600W B. 电动机的机械功率450W C. 电动机线圈电阻为6Ω D. 电动机的效率为65% 12. 如图甲所示的电路，其中电源电动势，内阻，定值电阻，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　） A. 图乙中滑动变阻器的最大功率 B. 图乙中 C. 滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R消耗的功率也最大 D. 调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端，电源的效率一直增大 三、实验题（共2小题，每空2分，共18分） 13. 某实验小组同学利用以下器材设计改装制作欧姆表，改装电路如图所示，通过调节开关S所接位置，可使欧姆表具有“”和“”两种倍率。 A.电池（电动势E） B.电流表G（满偏电流，内阻） C.滑动变阻器 D.定值电阻 E定值电阻 F.开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干 （1）用该欧姆表测电压表内阻时，红表笔应接电压表的______（填“+”或“-”）接线柱。 （2）当开关S掷向______（填“a”或“b”），欧姆表的倍率是“×10”倍率，现将两表笔短接，调节滑动变阻器，使电流表G满偏，此时通过滑动变阻器的电流为40mA，则定值电阻______ （3）再将此欧姆表调至“”倍率，两表笔短接，调节滑动变阻器，使电流表G满偏，再测量电压表内阻，电流表G指针向右偏转整个表盘满刻度的，此时电压表示数为4V，通过计算可知，该电压表内阻为______Ω。 14. 某同学为了测量一个量程为3V的电压表的内阻，进行了如下实验． （1）他先用多用表进行了正确的测量，测量时指针位置如图1所示，得到电压表的内阻为3.00×103Ω，此时电压表的指针也偏转了．已知多用表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”，表内电池电动势为1.5V，则电压表的示数应为______________V（结果保留两位有效数字）． （2）为了更准确地测量该电压表的内阻Rv，该同学设计了图2所示的电路图，实验步骤如下： A断开开关S，按图2连接好电路； B. 把滑动变阻器R的滑片P滑到b端； C. 将电阻箱R0的阻值调到零； D. 闭合开关S； E．移动滑动变阻器R的滑片P的位置，使电压表的指针指到3V的位置； F．保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，调节电阻箱R0的阻值使电压表指针指到1.5V，读出此时电阻箱R０的阻值，此值即为电压表内阻Rv的测量值； G．断开开关S． 实验中可供选择的实验器材有： a．待测电压表 b．滑动变阻器：最大阻值2000Ω c．滑动变阻器：最大阻值10Ω d．电阻箱：最大阻值9999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω e．电阻箱：最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω f．电池组：电动势约6V，内阻可忽略 g．开关，导线若干 按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题： ①要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用____（填“b”或“c”），电阻选用_____（填“d”或“e”）． ②电压表内阻的测量值R测和真实值R真相比，R测____R真（填“＞”或“＜”）；若Rv越大，则 越____（填“大”或“小”） 四、解答题（共2小题，共26分） 15. 如图所示，A为电解槽， 为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12V，电解槽内阻RA＝2Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为6A；当S2闭合，S1、S3断开时，电流表示数为5A，且电动机输出功率为35W；当S3闭合，S1、S2断开时，电流表示数为4A．求： (1)电炉子的电阻及发热功率； (2)电动机的内阻； (3)在电解槽工作时，电能转化为化学能功率为多少． 16. 如图所示，已知电源的电动势为，内阻，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为5Ω，求： （1）当滑动变阻器的阻值为多大时，电阻消耗的功率最大？最大为多少？ （2）当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大为多少？ （3）当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？最大为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$