摘要:
**基本信息**
聚焦电路模块,融合充电宝、抽水蓄能电站等现实情境与滑动变阻器电阻率测量等实验探究,实现基础巩固与能力提升的周测适配。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选|10/40|电功公式适用条件、充电宝能量计算、电路安全范围分析|以“风速测定装置”考查电路动态分析,体现科学思维|
|多选|6/30|伏安法测电阻误差分析、电源输出功率关系、电路功率计算|结合“电动玩具汽车卡轮现象”考查非纯电阻电路,强化科学探究|
|计算|2/30|路端电压-电流图像求电动势内阻、带电小球在电场中运动|第18题融合电路分析与带电粒子运动,凸显物理观念与综合应用|
内容正文:
高二物理周周练(2025年9月13日)高二 班
(范围:第11和12章,时间:80分钟 试卷满分:100分)
第Ⅰ卷 选择题(共70分)
一、单项选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法,正确的是( )
A.电功率越大,电流做功越快,电流做功一定越多
B.W=UIt适用于任何电路
C.在纯电阻电路中,UI>I2R
D.Q=I2Rt只适用于纯电阻电路
2.充电宝作为移动电源,为移动设备提供额外电能,解决电量不足的问题。使用时要遵循充电规范、定期检查、正确存储、注意携带安全等。如图所示是某充电宝的部分标识。关于该充电宝,下列说法正确的是( )
A.充满电后储存的能量约
B.充满电后可供3.7V用电器使用100小时,平均电流强度约0.2A
C.从20%电量充电到80%电量用5小时,充电过程的电流约为1.2A
D.该电池提供的总能量可以使一名质量60kg的学生提升的最大竖直高度为300m
3.某研究小组设计了一个实验方案,粗测滑动变阻器电阻丝的电阻率,实验步骤如下:
(1)如图甲所示,滑动变阻器的瓷筒上紧密缠绕着单层电阻丝,测量出瓷筒外管直径D及瓷筒上电阻丝缠绕的总宽度L;
(2)测得n匝电阻丝缠绕后的宽度为x,则电阻丝直径d=;
(3)由于d<D,可算出单匝电阻丝的长度l'=πD;
(4)已知该滑动变阻器的最大阻值较小,但铭牌模糊,通过如图乙所示的电路来测量其最大电阻。为了减小误差,电压表的c端应该与连接;
(5)闭合开关得到电压表示数U,电流表示数I;
(6)可以估算出电阻丝的电阻率ρ=( )(用x、n、D、U、I、L表示);
A. B. C. D.
4.在如图所示的电路中,电源为电路提供的电压U=24 V,电流表允许通过的最大电流Im=0.6 A,电压表两端允许加的最大电压Um=15 V,两电表均为理想电表,定值电阻R0=30 Ω。闭合开关,调节电阻箱RP的阻值,为了保证两电表均不被烧坏,则电阻箱RP的调节范围为多少?
A.20~60 Ω B.20~50 Ω C.10~50 Ω D.10~60 Ω
5.如图甲所示电路中,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从左端逐渐滑至右端时,电压表和的示数随电流表示数变化的图像如图乙所示,图线中ab、cd段均为直线。已知电动机两端电压达到某一值时才能开始转动,各电表均为理想电表,下列说法正确的是( )
A.电源的内阻为2.0Ω
B.电动机内部线圈的电阻值为1.0Ω
C.滑动变阻器的可调范围是
D.电流表示数最大时,电动机的输出功率为6.75W
6.如图所示,电路中定值电阻的阻值等于电源内阻r的阻值,定值电阻的阻值等于2r,开关S闭合,平行板电容器中带电质点P原来处于静止状态,将滑动变阻器滑片向上滑动,理想电压表、、的示数变化量的绝对值分别为、、,理想电流表A示数变化量的绝对值为,下列说法正确的是( )
A.理想电压表示数增大,理想电压表示数减小,理想电流表A示数增大
B.质点将向下运动,定值电阻中有从a流向b的瞬间电流
C.
D.电源的输出功率减小
7.如图所示为额定电压为2.5V小灯泡的伏安特性曲线。将该小灯泡与阻值为9Ω的定值电阻串联接在电动势E=3V、内阻r=1的电源两端,下列说法中正确的是( )
A.小灯泡在额定电压下的电阻值约为8.3
B.小灯泡的电阻值会随其两端电压的升高而减小
C.小灯泡的实际功率约为0.75W
D.此时小灯泡的电阻为10
8.如图所示是一种风速测定装置示意图,其中风速表表盘是由电压表改装而成,电源内阻为r,R为定值电阻,R1为滑动变阻器,T形管道的竖直管内装有可上下无摩擦自由移动的轻质活塞,活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片P相连,当风速增大时,活塞上方气压变小,活塞将上移,下列说法正确的是( )
A.风速增大,电压表的示数变小
B.风速增大,滑动变阻器R1两端的电压变小
C.风速减小,通过R的电流变大
D.风速减小,滑动变阻器R1端的电压变化量与电流变化量之比变大
9. 2022年6月30日位于浙江安吉的长龙山抽水蓄能电站全部机组正式投产发电。该项目是华东地区最大的抽水蓄能电站,主要承担整个华东电网调峰、填谷的双倍调峰功能。电站在电网用电低谷时将水抽到高处,在电网用电高峰时再利用水能发电,平均用4度谷电能换3度峰电。电站每年可生产清洁电能2.435×109kwh。已知峰电价格0.50元,谷电价格0.30元。下列说法正确的是( )
A.水能是不可再生能源
B.该电站产生的电能小于消耗的电能,从经济的角度没有实际意义
C.电站实现电能转化为势能储存,需要时再转化为电能,说明能量不仅数量上守恒,在可利用的品质上也不变
D.电站每年发电直接产生的经济效益约为2.435×104万元
10.下图是利用电动机提升重物的示意图,其中D是直流电动机。P是一个质量为m的重物,它用细绳拴在电动机的轴上。电源电动势E=120V,闭合开关S,重物P以速度v匀速上升,这时电流表和电压表的示数分别是I=5.0A和U=110V,重物P上升的速度v=0.80m/s。重物的质量m=50kg(g取)。电动机线圈的电阻R等于( )
A. 4Ω B.6Ω C.8Ω D.2Ω
二、多项选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
11.(多选)小明同学在玩会发光的电动玩具汽车时,发现了一个现象:启动电源,电动机正常工作,车轮正常转动。当不小心卡住车轮时,车灯变暗。玩具汽车的简化电路如图所示,电源电动势E = 10V, 内阻, 车轮电动机的额定电压 额定功率 线圈电阻 。忽略灯丝电阻随电压的变化,下列说法正确的是( )
A.电动机正常工作时,机械功率为5W
B.电动机正常工作时,电源的效率为60%
C.车轮卡住时,电动机的功率为1W
D.车轮卡住时,小灯泡的功率为1.5W
12.(多选)在如图所示的电路中,R1=5 Ω,R2=20 Ω,滑动变阻器R3能在0~20 Ω之间进行调节,当滑动变阻器的滑片滑动时,A、B间的( )
A.最小电阻为0 B.最小电阻为5 Ω
C.最大电阻为15 Ω D.最大电阻为35 Ω
13.(多选)如图所示是伏安法测电阻的部分电路,开关先后接通a和b时,观察电压表和电流表示数的变化,那么( )
A.若电压表示数有显著变化,测量R的值时,S应接a,测量值偏小
B.若电压表示数有显著变化,测量R的值时,S应接b,测量值偏大
C.若电流表示数有显著变化,测量R的值时,S应接a,测量值偏小
D.若电流表示数有显著变化,测量R的值时,S应接b,测量值偏大
14.(多选)某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻Rx的阻值。
(1)现有电源(4 V,内阻可不计),滑动变阻器(0~50 Ω,额定电流2 A),开关和导线若干,以及下列电表
A.电流表(0~3 A,内阻约0.025 Ω)
B.电流表(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω)
C.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ)
D.电压表(0~15 V,内阻约15 kΩ)
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用( ),电压表应选用(选填器材前的字母)( );实验电路应采用图中的( )。 A甲 B乙
15.(多选)如图甲所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,R为电阻箱,电表均为理想表。调整电阻箱电阻,得到电源的输出功率P与I的关系如图乙所示,其中电阻箱电阻为时,电流表示数为,电压表示数为,输出功率为;电阻箱电阻为时,电流表示数为,电压表示数为,输出功率也为。下列说法中正确的是( )
A.
B. C. D.
16.(多选)如图,电源电动势,内阻不计,定值电阻,,。M点和N点之间接有定值电阻和水平放置的平行板电容器,电容器的电容,为变阻箱,将其阻值由调整到,下列说法正确的是( )
A.时M点的电势高于N点的电势
B.时电容器两端的电压为
C.变阻箱的阻值改变前后,电路消耗的电功率之比为
D.变阻箱的阻值改变前后,通过电阻的电荷量为
第Ⅱ卷 非选择题(共30分)
四、计算题(本题共2小题,共30分。)
17.(16分)如图甲所示的电路中, R1、R2为定值电阻,且R1=100Ω, R2阻值未知, R3为一滑动变阻器,当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示, 其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的,求:
(1)电源的电动势和内阻;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)求电源有最大输出功率时, R3接入电路的阻值。
(4)R3接入电路的阻值为多少时, R2的功率最大,并求出最大功率。
18.(14分)如图所示电路中,电源电动势,内阻,定值电阻,平行板电容器MN的电容,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、电荷量,平行板电容器MN上下两极板的间距为,平行板电容器AB、CD左右极板间距为,极板AB、CD长均为,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,重力加速度g取。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。
高二物理周周练(2025年9月13日)参考答案
1.【答案】B
【解析】A.电功率越大,电流做功越快,根据W=Pt可知,W由P和t共同决定。故A错误;
B.电功的定义式W=UIt适用于任何电路。故B正确;
C.在纯电阻电路中,电流做功全部转化为内能,则UI=I2R故C错误;
D.焦耳定律Q=I2Rt适用于各种电路。故D错误。
2.【答案】C
【解析】A.电池容量为,充满电后储存的能量约为J故A正确;
B.电池容量为,根据电流定义式可知A故B错误;
C.从20%电量充电到80%电量用5小时,充电过程的电流约为A故C正确;
D.根据能量守恒定律可知,解得m故D错误;
3.【答案】A
解析:根据电阻决定式得R=ρ,由欧姆定律得R=,由几何知识得S=π,金属丝的总长度l=LπD,联立可得ρ=。
4.【答案】C
解析:当电压表示数为15 V时,U0=U-UP=24 V-15 V=9 V
由欧姆定律得I=IP=I0== A=0.3 A<0.6 A, 解得RP== Ω=50 Ω
当电流表示数为0.6 A时,I'=IP'=I0'=0.6 A
由欧姆定律得U0'=I0'R0=0.6×30 V=18 V
UP'=U-U0'=24 V-18 V=6 V<15 V
解得RP'== Ω=10 Ω
故在保证电路中两电表不被烧坏的情况下,电阻箱的调节范围为10~50 Ω。
5.【答案】C
【解析】A.根据闭合电路的欧姆定律有U2=E-Ir,可知,电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值等于电源的内阻,有A错误;
B.由图像可知,电动机两端的电压从1.0V到2.0V时电动机没有转动,为纯电阻,则电动机内部线圈的电阻为,B错误;
C.由图像可知,当电流表示数为1.5A时,滑动变阻器连入电路的阻值为零,当电流表示数为0.5A时,滑动变阻器全部连入电路,故滑动变阻器的最大阻值为,故滑动变阻器的可调范围是,C正确;
D.电流表示数最大值为1.5A,故电动机的输出功率为,D错误。
6.【答案】D
【解析】A.分析电路可知,当开关S闭合,滑动变阻器与定值电阻R1串联后接在电源两端;将滑动变阻器的滑片向上滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,电路电流减小,理想电流表A示数减小;
理想电压表V1测量定值电阻R1两端的电压,据欧姆定律可得电路电流减小,则变小,即理想电压表示数减小;
而理想电压表V2测量电源的路端电压,据闭合电路欧姆定律可得,电路电流减小,电源内阻上分得的电压变小,电源路端电压增大,理想电压表V2的示数增大。故A错误;
B.理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压,据闭合电路欧姆定律可得,电路电流减小,则增大;根据,可知电容器的电荷量增大,电容器充电,所以定值电阻中有从b流向a的瞬间电流;
又和,可得,电荷量增大,E增大,向上的电场力增大,则质点将向上运动,B错误;
C.理想电压表V1测量定值电阻R1两端的电压,据欧姆定律可得
理想电压表V2测量电源的路端电压,据闭合电路欧姆定律可得
理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压,据闭合电路欧姆定律可得
电路中定值电阻R1的阻值等于电源内阻r的阻值,当电路中电流增大,电阻R1的阻值不变,故,故C错误;
D.电源的输出功率与外电阻变化的图像如下
定值电阻R1的阻值等于电源内阻r的阻值,将滑动变阻器的滑片向上滑动,滑动变阻器接入电路的电阻增大,电路的外电阻阻值从大于内阻r继续增大,则电源的输出功率减小,故D正确。
7.【答案】A
【解析】A.根据图像可知额定电压2.5V时的电流为0.3A,则小灯泡在额定电压下的电阻值约为,故A正确;
B.图像上每一点与坐标原点所连接的割线斜率表示电阻的倒数,此斜率随其两端电压的升高逐渐减小,表示小灯泡的电阻值会随其两端电压的升高而增大,故B错误;
CD.小灯泡与阻值为9Ω的定值电阻串联接在电动势E=3V、内阻r=1的电源两端,看成等效电源的电动势为E=3V,而等效内阻为
作出等效电源的图像如图所示
可读出工作点的电压为,
则小灯泡的实际功率约为
此时小灯泡的电阻为,CD错误。
8.【答案】B
【解析】AB.风速增大,活塞上方气压变小,活塞将上移,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电路总电阻减小,电路总电流增大,定值电阻R、电源内阻r两端的电压增大,电压表的示数变大,滑动变阻器R1两端的电压变小,故A错误,B正确;
C.风速减小,活塞上方气压变大,活塞将下移,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电路总电阻增大,通过R的电流变小,故C错误;
D.同理可得,风速减小,滑动变阻器R1端的电压将变大,通过滑动变阻器R1的电流将减小,根据闭合电路的欧姆定律
滑动变阻器R1端的电压变化量与电流变化量之比为
故风速减小,滑动变阻器R1端的电压变化量与电流变化量之比不变,故D错误。
9.【答案】D
【解析】A.水能是可再生能源,故A错误;
B.虽然该电站产生的电能小于消耗的电能,消耗4度谷电能换3度峰电,但峰电价格0.50元,谷电价格0.30元,则可知每4度谷电能换3度峰电产生的直接经济效益为元,因此从经济的角度是有意义的,故B错误;
C.电站实现电能转化为势能储存,在转化的过程中,虽然能量是守恒的,但有一部分能量被耗散,不能实现百分之百的转化,而需要时再转化为电能的量减少了,利用的品质下降了,故C错误;
D.电站每年可生产清洁电能,则需要消耗的电能为
直接产生的经济效益为,故D正确。
10.【答案】B
【解析】电动机的电功率
电动机的机械功率
电动机线圈的电阻R的发热功率为
由,得
11.【答案】ABD
【解析】A.电动机正常工作时,通过电动机的电流
机械功率为,故A正确;
B.电动机正常工作时,设干路电流为,电源的效率故B正确;
CD.电动机正常工作时
电压内电压
干路电流
流过灯泡的电流
灯泡电阻
电动机卡住时,当做纯电阻,电机和灯泡并联后的总电阻,
得
此时外电压
电动机的功率
小灯泡的功率为,故C错误,D正确。
12.答案:BC
解析: 当R3的滑动端在最左端时,R3的电阻为零,此时A、B间总电阻最小,最小电阻为Rmin=R1=5 Ω,A错误,B正确;当R3的滑动端在最右端时,R3的电阻最大,此时A、B间总电阻最大,最大电阻为Rmax=R1+=5 Ω+ Ω=15 Ω,D错误,C正确。
13.答案:AD
解析: 若电压表示数有明显变化,说明电流表内阻较大,分压较多,应采用电流表外接法,即S接a,可减小误差,此时电流的测量值偏大,R的测量值偏小,A正确,B错误;若电流表示数有明显变化,说明电压表内阻较小,分流较多,应采用电流表内接法,即S接b,可减小误差,此时电压的测量值偏大,R的测量值偏大,C错误,D正确。
14.答案 B C A
解析:由于电源电压为4 V,所以电压表应选C;根据欧姆定律可知,通过待测电阻的最大电流为Im== A=0.6 A,所以电流表应选B;由于待测电阻满足>,所以电流表应采用外接法,即电路图应是“限流外接”,所以应采用图A电路。
15.【答案】CD
【解析】A.由欧姆定律可知,,A错误;
B.由闭合电路欧姆定律可知联立解得B错误;
C.根据电功率表达式可知
又, 则
整理得,C正确;
D.由闭合电路欧姆定律可知,输出功率为
故
整理得,D正确。
16.【答案】CD
【解析】A.当电阻箱的阻值为,电阻R1两端的电压为解得
电阻R4两端的电压为,解得
结合外电路中顺着电流方向电势降低,可知M点的电势等于N点的电势,故A错误;
B.当电阻箱的阻值为,电阻箱两端的电压为,解得
则电容器两端的电势差为,故B错误;
C.电阻箱的阻值改变前,电路消耗的电功率为
解得
电阻箱的阻值改变后,电路消耗的电功率为
解得
电阻箱的阻值改变前后,电路消耗的电功率之比为,故C正确;
D.当电阻箱的阻值为,M点的电势等于N点的电势,电容器下极板不带电;当电阻箱的阻值为,电阻R3两端的电压为,解得
则M点的电势高于N点的电势,电容器上极板带正电,带电量为,电阻箱的阻值改变的过程中,通过电阻R5的电荷量为,故D正确。
17.(每一问4分)【答案】(1)20V,20Ω;(2)5Ω;(3)17.6Ω ;(4),
【解析】(1)将乙图中AB线延长,交U轴于20V处,所以电源的电动势为E=20V。
图像斜率表示内阻
(2)当P滑到R3的右端时,电路参数对应乙图中的B点,只有电阻R2接入电路
由图乙所示图像可知,U2=4V, I2=0.8A,则定值电阻R2的阻值
(3)当P滑到R3的左端时,电路参数对应乙图中的A点,此时并联部分电阻
此时滑动变阻器阻值Rp,得
得
当外电路总电阻与电源内阻相等时,电源输出功率最大,故并联部分总电阻为
则
解得
(4)根据功率表达式得R2的功率
当电流I最大时,R2的功率最大,即当P滑到R₃的右端,所以
18.(4分+4分+6分=14分) 【答案】(1)5V,;(2);(3)
【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
其中
联立得电容器MN的电压
电容器所带的电荷量为
解得
(2)由闭合电路欧姆定律可知:电阻和电源内阻的总电压为
由欧姆定律可知,流过滑动变阻器的电流为
解得
则滑动变阻器接入电路的阻值为
(3)小球在平行板电容器AB、CD间同时受到重力和电场力,其运动轨迹如图所示:
将小球的运动沿水平方向和竖直方向分解,在竖直方向上
得
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:
得
说明小球不会碰到AB极板,水平方向的加速度为
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