周测评(22)闭合电路 电能与能源的可持续发展-【衡水真题密卷】2024-2025全学年高一物理学科素养周测评（粤教版）

2024一2025学年度学科素养周测评（二十二） 物理·闭合电路 电能与能源的可持续发展 (考试时间40分钟，总分100分) 一、选择题：本题共6小题，每小题8分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~4题 只有一项符合题目要求，第5、6题有多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不 全的得4分，有选错的得0分。 题号 2 3 5 6 答案 1.小明发现摩托车的电动机启动时，摩托车的车灯会瞬时变暗。如图为摩托车蓄电池供 电简化电路图。若蓄电池的电动势E=12V,内阻r=0.42,车灯的电阻R=22。启动该 车时，先接通开关S,打开车灯，再接通开关S2启动电动机，电动机正常工作，此刻测得 流过蓄电池的电流I=10A。在接通开关S后，下列对电路的分析，正确的是 () A.蓄电池的路端电压在开关S2接通后比接通前大 B.流过蓄电池的电流在开关S2接通后比接通前小 M C电动机的电阻小于号n D.开关S2接通时，车灯的功率为72W 2.学习了利用传感器制作简单的自动控制装置的知识后，小新同学马上想到家里过年挂 的红灯笼，想把它们也改成光控，即天黑自动亮，天亮自动灭。为此，小新利用了光敏电 阻（光照增强时，其电阻值减小）设计了一个电路，如图所示。其中，电源内阻不计，电表 为理想电表；流经灯泡的电流低于某值时视为熄灭；除光敏电阻外，其余均是定值电阻。 电压表、电流表示数变化量绝对值为△U、△I。关于此电路，下列说法正确的是( A.为了达到目的，R1应为光敏电阻 B.随着夜幕降临，电压表的示数会越来越小 A C.R3在夜晚的功率高于白天 AE S Dat 3.如图所示，电源电动势为E,内阻忽略不计，定值电阻R2=4Ω，R3=2 2,R4=12。闭合开关S,当电阻箱R1接入电路的阻值为22时， 带电微粒恰好悬浮于电容器C两板的正中间位置。已知带电微粒的质 量为m,电容器C两极板间的距离为d,重力加速度为g,电源负极接 地，则下列说法正确的是 高一学科素养周测评（二十二）物理第1页（共4页） 衡水真是 A.带电微粒带负电荷 班级 B.带电微粒的电荷量大小为”mgd E C.带电微粒的电势能为3mgd 姓名 2 D.减小电阻箱R1接入电路的阻值，悬浮的带电微粒会向下移动 得分 4.如图所示，电阻R1=2.02,R2=3.02,R3为一滑动变阻器，电压表、电流表均为理想 电表，且电源内阻恒定。现将开关S闭合，调节滑片P,观察电压表和电 MRN R, R 流表示数的变化。当滑片P距R,左端M点的长度为R,总长度的 3 E 时，两个电压表的示数均达到最大值。下面说法正确的是 ( A,滑片P从M端滑向N端过程中，电压表示数之比不断变天 滑片P从M端滑向N端过程中，电流表示数之比不断减 C.由于电源内阻未知，所以R3的阻值无法确定 D.若电源内阻r=2Ω，电压表示数达到最大值时，电源的输出功率也达到最大值 5.亚运“黑科技”赛场“场务”机器狗凭借满满科技感出圈，成为“智能亚运”里的一道亮丽风 景线。据了解，该机器狗专用的充电电池其部分参数如图所示，则下列说法正确的是() 电池参数版本 长续航版 产品名称 Go1专用电池 电池类型 聚合物锂离子电池 额定容量 9000mA·h199.8W·h 充电限制电压 DC25.2 V 最大充电功率 151.2W A.若按充电限制电压给电池充电，则最大充电电流为6A B.该电池的电动势为22.2V C.若该电池以2A的电流工作，最多可使用4.5个小时 D.将已耗尽电能的电池充满，需消耗的电能约为7.19×105J 6.感光系统的新型路灯能根据环境明暗程度自动调节灯光亮度。某兴趣小组为了研究路 灯的感光系统，设计了甲、乙两个电路，如图所示。R,为光敏电阻（光照越强，电阻越 小)，R。与R,为定值电阻，下列说法正确的是 () R R & 甲 乙 A.环境变暗时，甲电路的灯泡变亮 B.环境变暗时，乙电路的灯泡变亮 C.环境变亮时，甲电路的R1电功率减小 D.环境变亮时，乙电路的R1电功率增大 题密卷 高一学科素养周测评（二十二）物理第2页（共4页） YJ 二、非选择题：本题共3小题，共52分。 7.(12分)同学们想利用实验室现有的实验器材，按照图中的实验电路测量一组镍氢纽扣 电池的电动势E(约为3.6V)和内阻r(小于22)。已有的实验器材为： (A☐ R A.待测镍氢纽扣电池 B.电压表V(量程为3V,内阻约为5k2) C.毫安表A(量程为5mA,内阻为502) D.定值电阻R。=72,R1=502,R2=5502,R3=6k2 E.电阻箱R4(0~9999.9) F.滑动变阻器R G.开关及导线若干 (1)为将毫安表A改装成一个量程合适的电压表，需要串联一分压电阻R。根据提供的 实验器材，分压电阻R应选择 （填“R”“R2”或“R3”)。 (2)校准电表时发现改装后的电压表比标准的电压表示数稍小一些。因此，在对毫安表 A的分压电阻进行校准时，电阻箱应 (填正确答案标号)。 A.与毫安表A的分压电阻R串联，阻值比R小得多 B.与毫安表A的分压电阻R串联，阻值比R大得多 C.与毫安表A的分压电阻R并联，阻值比R小得多 D.与毫安表A的分压电阻R并联，阻值比R大得多 (3)经第(2)问校准后，将电压表V和改装后的电压表示数分别记为U1和U2。调节滑 动变阻器获得实验数据并进行描点连线绘制U1-U2图像。已知该图像的斜率为， 纵截距为a。则电源的电动势E和内阻r分别为 。(均用题中所 给物理量的字母表示) 8.（20分)图甲为质量m=1kg的遥控电动玩具汽车，其轮胎与大理石水平地面的摩擦阻 力为其所受重力的4。其内部工作简化电路如图乙所示，电源电动势E=10V,r=2Ω，车 轮电动机的额定电压UM=6V,指示灯的电阻恒为R=62,电动机的线圈电阻RM=1 2。玩具车以额定功率在大理石水平地面上启动，经过L=0.4m,玩具车开始做匀速直 线运动。取g=10/s2。不考虑空气阻力的影响，玩具车始终以额定功率在大理石水 平地面上运动，求： (1)玩具车电动机的输出功率。 YJ 高一学科素养周测评（二十二）物理第3页（共4页） 衡水真是 (2)玩具车从启动到开始做匀速直线运动过程中内部工作电路产生的总热量。 R M 9.(20分)如图所示电路中，电源电动势E1=8V,内阻r=12,定值电阻R1=22,平行板 电容器MN的电容C=10μF,调节滑动变阻器R,使得沿电容器MN的中心线射入的 初速度v。=1/s的带正电小球恰好沿直线运动，然后从CD板中点处的小孔O进入 平行板电容器AB、CD之间。已知小球的质量m=1kg、电荷量q=+0.1C,平行板电 容器MN上下两极板的间距为d1=5cm,平行板电容器AB、CD左右极板间距为d2= 6cm,极板AB、CD长均为l=40cm,极板MN的右端与极板CD的距离忽略不计。当 AB、CD极板间电压为U。时，小球恰好从CD极板下端D点离开。忽略电容器的边缘 效应，取g=10m/s2。求： (1)平行板电容器MN的电压和其所带的电荷量。 (2)滑动变阻器R接入电路的阻值。 (3)AB、CD极板间电压U。。 题密卷 高一学科素养周测评（二十二）物理第4页（共4页）衡水真题密卷 学科素养周测评 二、非选择题 则流过A、B之间的总电流为 7.(1)110.50(3)A1R1(4)见解析图 oLI UAB=1.5 A (5)(3U-Ir)d IAB一RAB 设流过R1R2之间的电流大小分别为I1、I2,则有 【解析】(1)涂层的长度为L=110mm+10× I+12=IAB,IR=I2R2 0.05mm=110.50mm。 解得I2=1A (3)本实验测导电薄膜的电阻，通过待测电阻的 所以R2两端的电压为 最大电流为1。一及=0A=0.06A,测量时为 U2=I2R2=3V。 (3)与鸟并联的导线电阻为 了使电压表和电流表指针都有明显偏转，减小相 L 对读数误差，当电流表选择量程0.06A,此时被 R。-p5=6X10-60 测电阻两端的电压为3V,而电压表V量程只有 因此与并联导线相比，小鸟的电阻远大于并联导 1.0V,为了放大电压表量程，可以利用定值电阻 线，故小鸟的电阻可视为无穷大，因此流过并联 R。=20002串联，当电压表示数为1V,则实际 导线部分的电流即为 两端电压为3V。为了使测量范围大一些，滑动 I。=500A 变阻器应采用分压接法，滑动变阻器应选总阻值 所以小鸟两爪之间的电压为 小的R1。 U。=IR。=0.003V<30V (4)由(3)分析可得，实验电路、实物连线分别如图 故小鸟能安然无恙。 所示。 9.(1)noe (2)n△t(3)n0√2eUz md 【解析】(1)由于单位时间内M板向外发射的电 子数为no,根据电流的定义式有 1-9-e. R (2)在△t时间内I=Ag=Ve △t△t h, 解得N1=no△t 3U (5)根据欧姆定律得R:十1= ,根据电阻定律 (3)在坐标为x处截取一极短的长度△x,则有 oLI I=Arn .二nue R.=p苏，可得h=3U=ir,)a° △x 8.(1)0.3A(2)3V(3)小鸟能安然无恙 【解析】(1)根据电流大小的定义得 根据动能定理有eEx=2mo9 1=2=3A=0.3A. -t-10 又有E= d (2)由电路图可知，R1、R2先并联，再和R3串联， Imd 则A、B间总的电阻为 解得n=no√2eUz _RRg十R,=6D RAB-R1十R2 2024一2025学年度学科素养周测评（二十二） 物理·闭合电路 电能与能源的可持续发展 一、选择题 车灯两端电压为U=E一Ir=8V,车灯的功率为 1.C【解析】在开关S2接通后，总电流变大，内电 P、UR 压变大，路端电压变小。流过电灯的电流变小， 一R=32W,设电动机的电阻为RM,经过电动 A、B错误；开关S2接通后，回路电流为I=10A, 机的电流为I2,且I2=6A,由UI2>IRM,可得 ·40· Y灯 ·物理· 参考答案及解析 Ru<专n,C正喷，D特说. 1+R3 用二次函数求极值的公式得到R,=一2X(- 2C【解析】为了达到目的，天黑时光敏电阻阻值 变大，而此时要求灯泡的电流也变大，则由“串反 T,解得R=5,00,C错误：依题意可知，当滑片 并同”可知，灯泡与光敏电阻应该并联，可知R2 应为光敏电阻，A错误；随着夜幕降临，光敏电阻 P距R左端M点的长度为R,总长度的时，外电 阻值变大，总电阻变大，总电流'减小，即R1的 电压减小，则由U=E一'R1可知，电压表的示 R+R,R+号R 路电阻为R外= =2.52, 数会越来越大，B错误；因夜晚时电压表示数较 R,+R+gR R:+5 大，即通过灯泡和R?的电流较大，则R?在夜晚 当外电路总电阻与电源内阻相等时，电源输出功 的功率高于白天，C正确；若设总电流变化量为 率有最大值，所以若电源内阻r=2,电压表示 △A,则R,一88D错。 数达到最大值时，电源的输出功率没有达到最大 3.心【解折】由尽<是可如，电容器下板教为商 值，D错误。 5.ABC【解析】已知给机器狗充电的限制电压为 电势，电容器内的电场强度方向向上，一带电微 Um=25.2V,最大充电功率为Pm=151.2W,则 粒恰好悬浮于电容器C两板的正中间位置，则带 电微粒受到的电场力与重力平衡，带电微粒带正 最大充包电流为I。是=6A,A正确：已加电 电荷，A错误；电容器两极板间的电压为△U 池的额定电量为q=9000mA·h,额定电能为 R+RRR千RR-号 E E =3,带电微粒恰好悬浮，有 W电=199.8W·h,则该电池的电动势为E= mg-AU 9,解得带电微粒的电荷量大小为q W=22.2V,B正确；若该电池以2A的电流工 1 作，最多可使用的时间为t=昙=900mA·h 八，B错误；带电微粒的电势为9= I 2A 2 4.5h,C正确；电池能够储存的电能为W电= E E 。RR士R,十RR2,带电微粒的电势 199.8W·h=7.1928×105J,考虑充电时有充 电器和电池的发热损耗，则将已耗尽电能的电池 能为E,=9= 3mgd,C正确；减小电阻箱R,接 2 充满，需消耗的电能一定大于7.19×10°J,D 入电路的阻值，电容器上极板电势减小，电容器 错误。 下极板电势不变，电容器两极板间的电压增大， 6.AD【解析】设电源内阻为r,题图甲中，当环境 电容器内的电场强度增大，带电微粒受到电场力 变暗时，R,阻值变大，电路总电阻变大，千路电流 大于重力，悬浮的带电微粒会向上移动，D错误。 减小，根据闭合电路欧姆定律得U=E一I(R。十 4.B【解析】由题图可知，两个电压表测量的都是路 ),可知灯泡两端电压变大，灯泡变亮；当环境变 端电压，所以比值始终不变，A错误；两支路电压始 亮时，R:阻值变小，电路总电阻变小，千路电流增 终相同，所以电流与电阻成反比，滑片P从M端滑 大，根据闭合电路欧姆定律可知，灯泡两端电压 向N端过程左边支路电阻增大，右边支路电阻减 变小，流过灯泡的电流变小，由于通过干路的总 小，所以减小，B正确；设MP间阻值为R,则并 电流增大，故流过R1的电流I1增大，根据P1= IR1可知R1电功率增大，A正确，C错误；题图 联部分的总阻值为R=+R,)R,+R,一R) R1+R2+R3 乙中，当环境变暗时，R,阻值变大，电路总电阻变 大，干路电流减小，因为R,的电阻值和灯泡的阻 -R2+(1+Rg)Rz+2R3+6 其分子是R的二 5+R3 值不变，故流过灯泡的电流减小，灯泡变暗；当环 次函数，由已知条件可得，R,=3 境变亮时，R,阻值变小，电路总电阻变小，千路电 5 3时，两个电压 流增大，流过R1的电流变大，电功率增大，B错 表的示数均达到最大值，此时R应具有极大值。利误，D正确。 ·41· YJ 衡水真题密卷 学科素养周测评 二、非选择题 9.(1)5V5×10-5C(2)52(3)6V kRo 7.(1)R2(2)D(3)1-k1-k a 【解析】(1)小球沿电容器MN的中心线做直线 运动，一定是匀速直线运动，对小球有 【解析】(1)被测电源的电动势约为3.6V,改装 qE=mg 电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，所以改 U 装量程应在0~3V之间。当毫安表A满偏时， 其中E=d 3V 联立得电容器MN的电压为 根据欧姆定律有5mA=RA十R,解得R=50, 即分压电阻应选择R2。 U=mgd.=5 V q (2)校准电表时发现改装后的电压表比标准的电 电容器所带的电荷量为 压表示数稍小一些，说明流过毫安表的电流偏 Q=CU 小，与毫安表串联的分压电阻偏大。因此，在对 解得Q=5×10-5C。 毫安表的分压电阻进行校准时，电阻箱应与分压 (2)由闭合电路欧姆定律可知电阻R,和电源内 电阻并联，使总电阻减小；根据电阻并联的特点 阻的总电压为 可知，应使电阻箱的阻值比分压电阻大得多，才 U,.R =E1-U 能使并联后总电阻比分压电阻稍小，D正确。 由欧姆定律可知，经过滑动变阻器的电流为 U1-U2 (3)根据闭合电路的欧姆定律可得U1十 R。r= U..R1 I-T+R RoE E,整理得U=R。十，U,十R干，根搭题高可得 解得I=-1A 则滑动变阻器接入电路的阻值为 R。E akR。 R。十，=R。十，=a,解得E=1二7=二0 R9-5n. 8.(1)5W(2)9J (3)小球在平行板电容器AB、CD间同时受到重 【解析】(1)对题图乙电路，令干路电流为I,根据 力和电场力，其运动轨迹如图所示。将小球的运 闭合电路欧姆定律有 动沿水平方向和竖直方向分解，在竖直方向上有 E=UM+Ir l1 解得I=2A 2=28t 通过电动机的电流为 解得t=0.2s M二1A -I-R 在水平方向上，小球做往复运动，往返的时间一 样，小球向右的最大位移为 对电动机，根据能量守恒定律有 P出=UMI1-IRM x 解得P=5W。 解得x=0.05m=5cm<d2 (2)玩具车从启动到开始做匀速直线运动过程， 说明小球不会碰到AB极板，水平方向的加速度为 根据动能定理有 0=10m/s2 ar= Pmogl. t 在匀速运动过程，玩具车处于平衡状态，则有 qUo 后-8 md2 解得U。=6V。 根据能量守恒定律可知，玩具车从启动到开始做 匀速直线运动过程中内部工作电路产生的总热 量为 Q=EIt-Pat 解得Q=9J。 ·42· Y灯