12.电路及其应用 电能 能量守恒定律-【三新金卷】2027年高三物理一轮复习周测阶梯卷（安徽专用）

(十二) 题号 1 2 3 4 6 7 8 9 10 答案 c A D D C B D C AD AC 1.【答案C 【解析】电源短路时，电流1= 电流断路时，路瑞电压U=E:由公式P=(,)R= E E 可知，外电路 电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，C正确。 2.【答案】A 【解析】由公式R= =p可知，A中小灯泡L的电阻R=32,B中小灯泡L2的电阻R=4n,C中小灯泡L的电 阻R-9n,D中小灯泡1的电阻R=12。由公式P:=(R平可知，外电阻鹅接近于电源内图时.精山功 率越大，A正确。 3.【答案】D 【解析】由题意，增加光照强度，R减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I增大，电源 的内电压增大，路端电压U减小，则A灯变暗，通过R。的电流I。=I一IA,I增大，而I4减小，则I。增大，R。两 端电压U。增大，而R。、B灯的电压之和等于路端电压，路端电压减小，则知，B灯的电压减小，B灯变暗。D正 确，A、B、C错误。 4.【答案】D 【解析】由闭合电路欧姆定律得1=，平R,化简得7己十巨，结合R图线可得电源电动势E一2V,内电阻 r=10,A错误；甲图中，当电阻箱R接人电路的阻值为3Q时，电源的输出功率为P=1PR=氵W,B错误；丙图 E 中，表笔a和6短接，由闭合电路欧趟定律得L十K十R解得R=149Q,C错误；丙图中，欧姆调零后，由 E 闭合电路欧姆定律得IF,十R,千R十R,解得R,=3000D正确。 5.【答案】C 【解析】A.电场线的疏密表示电场强度大小，电场线越密场强越大。图中b点电场线比α点更密，因此b点场强 大于a点，A错误；B.电子带负电，所受电场力方向与电场方向相反。电子从a运动到b,位移方向向右，电场力 与位移方向相同，电场力做正功，根据动能定理，电子动能增大，B错误；C.电子从b运动到c,位移向右，电场力 仍向右，电场力依旧做正功，电子动能增大，速度增大，C正确；D.中轴线外的电子，所受电场力存在垂直电场中 轴线的分力，会发生偏转，因此电子束的横截面积会改变，形状发生改变，D错误。 6.【答案】B 【解析】小球从P点由静止释放，初始阶段速度方向大致向右（指向PO点）。根据左手定则可知，洛伦兹力方向 垂直速度指向里（即俯视图中PO连线的上方），轨迹向洛伦兹力方向偏转（即俯视图中向上弯曲），当小球运动 到右侧最高点(P'点)后返回，速度方向大致向左，根据左手定则可知，洛伦兹力方向垂直速度指向外（即俯视图 中P'O连线的下方)，且轨迹依然向洛伦兹力方向偏转（即俯视图中向下弯曲），综上所述，B选项图符合题意。 7.【答案】D 【解析】根据题意，由图(c)可知，线圈的位移x随时间t按正弦规律变化，则有x=Asin(wt),则线圈的速度随时 间的变化规律为v=Aωcos(wt),由于磁场是辐射状的，线圈运动方向始终与磁感线垂直，感应电动势的大小E BLw,可知，ab间电势差U的大小随时间的变化规律与速度v一致，应为余弦函数形式，t=0时刻，由右手定则 可知，线圈中电流由a→b,因此a端为负极，b端为正极，则有U.<0,综上所述，D图像符合题意。 8.【答案】C 【解析】根据题意，从0到N过程中，由动能定理有2·2x。一mg·2x=弓m一7m6,解得N= 2 Vg,从N到Q过程中，由动能定理有mE.。一mg,=名m6一m,解得6=√g,则 2 有PN=2umg·√2gxo=umg√8gx,P。=umg√3ugxo,则有PN>PQ,设经过OM、MN、NQ段的时间分 别为t1t2、3,物块在OM阶段，拉力小于滑动摩擦力，随着拉力的增大，做加速度减小的减速运动，速度由o减 速到M,物块在MN阶段，拉力大于滑动摩擦力，随着拉力的增大，做加速度增大的加速运动，物体在O点的加 高考总复习·周测阶梯卷·物理（十二）·答案P2627一3AJ 速度大小为a1=mg=以g,N点的加速度大小为a2=2mgm=g,则有a,=a2,由对称性可得t=t2,物体 在VQ阶段做加速度减小的加速运动，则在NQ段的平均速度大于MN段的平均速度，则有t<t2,根据F-x 图像面积表做功，由图可知，经过OM,MN,NQ段F做功分别为W,=mg,W,=W,= 之mgx,又有PM 华Fw=些Pg可得P<P<Pw t, 9.【答案】AD 【解析】A.根据题图可知卫星的运动半径大于地球的运动半径，卫星、太阳和地球周期相等，根据w亭可知三者 角速度相等，根据an=wr可知卫星的向心加速度比地球的大，A正确；B.根据o=wr结合A选项分析可知卫星 线速度大于地球的线速度，B错误；C.根据题意可知太阳和地球对卫星引力的合力提供卫星做圆周运动的向心 力，向心力一定指向圆心，即向心力一定指向P点，C错误；D.根据题意可知太阳和卫星的距离等于地球和卫星 的距离，根据万有引力的表达式F一G可知太阳和地球对卫星的引力大小之比等于太阳和地球的质量之比， D正确。 10.【答案】AC 【解析】A.MN首次进人磁场时，MV切割磁感线，感应电动势E=BL 感应电流1一是 MN所受的安培力F=BIL 根据牛顿第二定律F=ma 联立可得MN首次进入磁场时线框的加速度大小a=2026BL m2R2 ,A正确；B.MN每次经过x=1.5L时，都是 PQ切制磁感线，设感应电动势为E,则U心一是E,Uw一E(根据右手定则可知要么都为正，要么都为 负) 可知MN每次经过x=1.5L时，电势差UM:UQ=1：3,B错误；C.线框MN进入磁场I过程中，根据动量 定理有-BiL·t1=m·△01 又限 BL3 可得△01= mR 线框MN从磁场I到磁场Ⅱ过程中，根据动量定理一Bi2L·t2+(一2Bi2L·t2)=m·△v2 又。 2BL2+BL2 tR 可得△2= 9B2L3 mR 线框MV离开磁场Ⅱ过程中，根据动量定理一2Bi3L·t3=m·△ 又G-2BL2 taR 4B2L 可得△03= mR 线框MN穿过磁场I、Ⅱ过程，线框MN速度变化量△0=△0十△2十△= 14B2L3 mR 根据v'一℃=△0 可得线框MN与右侧挡板碰撞前的速度大小为0'=2012BL mR 根据题意线框与挡板的碰撞均为弹性碰撞，可知MV与右侧挡板首次碰撞后瞬间线框的速度大小？=)= 2012BL,C正确：D.根据C选项分析可知线框完整穿过一次磁场I、Ⅱ，线框MN速度变化量为△0= mR 14B2L mR 根据计算可知线框MN完整穿过磁场I、Ⅱ144次后，速度为”=十144△u=10BL mR 又144为偶数，可知线框MN第145次由左侧进入磁场I,刚好完全进入磁场Ⅱ时，速度变化量为△0'= 高考总复习·周测阶梯卷·物理（十二）·答案P2727-3AJ B2L319B2L3 10BL3 mR mR mR 可知线框MN恰好停在磁场Ⅱ区域，穿过线框的磁通量为Φ=2BL2,D错误。 11.【答案】(1)见解析(2)100.6(3)a2.851.33 【解析】(1)电路图如图所示 (2)R,与国串联将国改装成量程为3V的电压表，则R=0品2n-R。=10n:R,与 R ④并联，将④改装成的电流表量程为1=1十R1=0.6A,因此此电路中R。中允许 R 通过的最大电流为0.6A。 R (3)闭合开关前，应将图甲中滑动变阻器的滑片移到α端，使滑动变阻器接入电路的电阻 最大：根据闭合电路欲鳄定律有，E=(Re十R)十（么+）(+R)1R即E=15k十(6十2)，整 理得1，-是r21则号-019，r22-2解得店=285V,=1.3n. 15 15 12.【答案】1)1000或100.0(2) ：(3)如图所示(4)1.7×102(5)> 【解析】(1)欧姆表读数为10×1002=10002； ②)当电压传感器读数为零时，CD两点电势相等，即U=Um,即，0RR中 /mv 250 RxR解得风。 R: 20 (3)绘出U-m图像如图所示； (4)由图像可知，当电压传感器的读数为200mV时，所放物体质量为1.75g,则 100 F。=mg=1.75×10-3×9.8N=1.7×10-2N; (5)可将CD以外的电路等效为新的电源，CD两点电压看作路端电压，因为换用 非理想电压传感器当读数为200mV时，实际CD间断路（接理想电压传感器时） 0.5 1.01.5 2.0 2.53.0m7g 时的电压大于200mV,则此时压力传感器的读数F1>F。 13.【答案K2UUR R。U2-U (5)0.150(6)5.0 【解析】(2)根据题意可知，R,两端的电压为U=U,-U1,则流过R,即流过待测金属丝的电流，I=马 Ro 心金制丝的自阻联立可得 U1R。 (5)螺旋测微器的读数为d=15.0×0.01mm=0.150mm。 (6)根据电阻定律r=p5,又S=元·（号），代入数据联立解得。=5.0X100·m。 14.【解析】(1)小球进人板间后，受重力和电场力作用，且到达A板时速度为零。设两板间电压为U4,由动能 定理得 1 -mgd-qUAn=0-2 mvi 解得UAB=12V U湘=UAB=12V 设通过滑动变阻器的电流为I,由闭合电路的欧姆定律得 1=EUi=0.75A R+r 滑动变阻器接人电路的电阻R=16n (2)电源的输出功率P=P(R十R指) 解得P=16.875W E 3》滑片向下滑动，滑动变阻器的阻值减小，由UR+R·RR打 。E一知UB'减小，小球从B打到A 时，克服电场力做功W=qUs'减小，故小球能打到A板上 高考总复习·周测阶梯卷·物理（十二）·答案P2827一3AJ2027高考总复习·周测阶梯卷·物理（十二） 12.电路及其应用电能能量守恒定律 班级 姓名 考号 得分 本试卷满分100分，考试时间45分钟 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项 中，只有一项是符合要求的。 1.关于闭合电路的性质，下列说法正确的是 A.电源短路时，输出电流无穷大 B.电源断路时，路端电压无穷大 C.外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大 D.外电路电阻等于电源内阻时，电源的总功率最大 2.用电动势为6V、内阻为2Ω的直流电源依次给阻值恒定的小灯泡L1、L2、 L3、L4供电，其中最亮的是 A.L1(6V12W) B.L2(6V9W) C.L3(6V4W) D.L4(6V3W) 3.某学校创建绿色校园，图甲为新装的一批节能灯，该路灯通过光控开关实 现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。图乙为 其内部电路简化原理图，电源电动势为E、内阻为，R,为光敏电阻（光照 强度增加时，其电阻值减小)。现增加光照强度，则下列判断正确的是 甲 乙 A.干路电流减小 B.R。两端电压变小 C.B灯变亮，A灯变暗 D.A、B两灯都变暗 4.用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻，电流表①为理想电表，改 变电阻箱R的阻值，测得多组数据，根据测得数据描绘的二-R图线如图 乙所示。将该电源、电阻箱R、表笔a和b与量程为10mA、内阻为502 的毫安表连成如图丙所示的电路，将毫安表改装成欧姆表，下列说法正 确的是 A 3 2.5 1.5 0.5 0 R/2 A.电源电动势E=1V,内电阻r=0.52 B.甲图中，当电阻箱R接入电路的阻值为3Ω时，电源的输出功率为 12w C.丙图中，表笔a和b短接，当电阻箱R接入电路的阻值为1502时，毫 安表满偏 D.丙图中，欧姆调零后，表笔a和b间接入阻值为300的电阻，毫安表 的示数为4mA 5.(2026·黑吉辽蒙)某种微型“纳米光子电子加速器”利用激光照射周期性 排列的纳米柱体时产生的交变电场来加速电子束。电子束通过虚线框区 域的极短时间内，电场可视为恒定的，电场线分布如图所示，这段时间内 杆体 A.a点的电场强度比b点的大 B.电子沿直线从a点运动到b点时，动能减小 C.电子沿直线从b点运动到c点时，速度增大 D.电子束的横截面大小和形状均不变 6.(2026·黑吉辽蒙)如图，真空中一带正电的小球用绝缘轻绳悬于O点，处 于竖直向下的匀强磁场中。将小球从P点由静止释放，小球运动轨迹的 俯视示意图可能是 B D 7.（2026·黑吉辽蒙)动圈式扬声器的结构和线圈绕向如图(a)所示，图(b) 为线圈所在区域磁场分布。将其用作话筒时，锥形纸盆的振动带动线圈 运动，把声信号转化为电信号。规定向右为线圈位移x的正方向，若x随 时间t的变化如图(c)所示，则a、b间电势差Ub随t变化的图像可能为 永久磁体 锥形纸盒 线圈 图(a) 图(b) 图(c) 高考总复习·周测阶梯卷·物理（十二）P12-127-3A g ○ 8.(2026·黑吉辽蒙)如图(a),水平面上一质量为m的物块在拉力F作用 下，以初速度由原点O出发，沿x轴依次经过M、N、Q三点。已知O☑ =M下=NQ=xo,物块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g, =√2gxo,F随位置x的变化如图(b)所示。设物块经过N、Q两点时F 的瞬时功率分别为PN、P。,经过OM、MN、NQ段F的平均功率分别为 PM、PM、Po,则 F 2umg umg O M N Q 图(a) 图b) A.Py>Po,Pov>PMN B.PN<Po;Po>PMN C.Px>Pa.PM<PxQ D.Pv<Po,PM<PNQ 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中， 有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选 错的得0分。 9.(2026·黑吉辽蒙)我国计划将“羲和二号”太阳探测卫星部署至日地系统 拉格朗日点L5。研究表明，太阳中心S、地球中心E和L5的连线构成稳 定的等边三角形，太阳、地球和部署在L5的卫星以相同周期绕日地连线 上的P点做圆周运动，如图所示，则 A.卫星的向心加速度比地球的大 B.卫星与地球的线速度大小相等 C.太阳和地球对卫星引力的合力指向E、S连线中点 D.太阳和地球对卫星的引力大小之比等于太阳和地 球的质量之比 10.(2026·黑吉辽蒙)如图，光滑绝缘水平面上x=0两侧区域I、Ⅱ分别存 在竖直方向的匀强磁场，宽度均为L,磁感应强度方向相反，大小分别为 B、2B,x=一3L和x=3L处有固定挡板。同种材料制成、粗细均匀的正 方形导体线框MNPQ,边长为L,质量为m,总电阻为R,以初速度o= 2026BL从左侧进入磁场，沿x轴方向运动。线框平面始终与磁场方向 mR 垂直，MN边始终与磁场边界平行，线框与挡板的碰撞均为弹性碰 撞。则 A.MN首次进入磁场时线框的加速度大小a=2026BL m2R2 B.MN每次经过x=1.5L时，电势差UM:Uo=1:1 C.MN与右侧挡板首次碰撞后瞬间线框的速度大小u=2012BL mR D.线框停止处，穿过线框的磁通量为0 选择题答题栏 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 三、非选择题：本题共4小题，共58分。 11.(12分)为了测量干电池组的电动势和内阻，某同学在实验室内选择了合 适的器材组成了如图甲所示的电路。图中定值电阻R。=2Ω；电流表© 的量程为100mA,内阻R1=102;电流表@的量程为200mA,内阻R2 =52,定值电阻R1=22. R 甲 乙 (1)请在图乙的方框内，画出图甲电路的电路图。 (2)电路中将R,与电流表①串联，将电流表①改装成了量程为3V的电 压表，则R2 Ω，此电路中定值电阻R。中可能通过的最 大电流为 A。 (3)闭合开关K前，将图甲中滑动变阻器的滑片移到 (填“a” 或“b”)端，闭合电键后，多次调节滑动变阻器的滑片，得到多组电流 表④、④的示数I1、I2,以I2为纵轴、I1为横轴作I2-I1图像，得到图 像与纵轴的截距为190mA,图像斜率绝对值为2，则电池组的电动势 E= V,内阻r= 2(结果均保留三位有效数字)。 12.(14分)某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量 微小压力的装置，其电路如图()所示，R1、R2、R3为电阻箱，R为半导体 薄膜压力传感器，C、D间连接电压传感器（内阻无穷大）。 200L005003020 10 压力传感器 00、 1.5 50000/V A-V-2 25002/Y e 图(a) 图(b) (1)先用欧姆表“×100”挡粗测R的阻值，示数如图(b)所示，对应的读 数是 Q; (2)适当调节R、R2、R,使电压传感器示数为0，此时，R的阻值为 (用R1、R2、R3表示)； (3)依次将0.5g的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压 力大小等于砝码重力大小)，读出电压传感器示数U,所测数据如下 表所示： 次数 1 2 3 4 5 6 砝码质量m/g 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电压U/mV 0 57 115 168 220 280 根据表中数据在图(c)上描点，绘制U-m关系图线； U/mV 300 250 200 50 100 0 0.51.01.52.02.53.0mg 图(c) (4)完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投人使用。 在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F。,电压传感器示数为 200mV,则F。大小是 N(重力加速度取9.8m/s2,保留2 位有效数字)； (5)若在步骤(4)中换用非理想毫伏表测量C、D间电压，在半导体薄膜 压力传感器上施加微小压力F1,此时非理想毫伏表读数为200mV, 则F F。(填“>”“=”或“<”)。 13.(14分)一学生小组测量某金属丝（阻值约十几欧姆）的电阻率。现有实 验器材：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表（内阻非常大）、定值电阻R。 (阻值10.02)、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导 线若干。图(a)是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空： 2 金届丝 15 10 图(a) 图(b) (1)实验时，先将滑动变阻器R接人电路的电阻调至最大，闭合S: (2)将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压 表读数记为U1,然后将K与2端相连，此时电压表读数记为U2。由 此得到流过待测金属丝的电流Ⅰ= ,金属丝的电阻r= 。(结果均用R。、U1、U2表示) 高考总复习·周测阶梯卷·物理（十二）P12一227一3A (3)继续微调R,重复(2)的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示： U(mV) 0.57 0.71 0.85 1.14 1.43 U,(mV) 0.97 1.21 1.45 1.94 2.43 (4)利用上述数据，得到金属丝的电阻r=14.22。 (5)用米尺测得金属丝长度L=50.00cm。用螺旋测微器测量金属丝不同 位置的直径，某次测量的示数如图(b)所示，该读数为d= mm。多次测量后，得到直径的平均值恰好与d相等。 (6)由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率ρ= 10-72·m。(保留2位有效数字) 14.(18分)如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间距离d =20cm。电源电动势E=24V、内阻r=22,定值电阻R=14Ω。闭合 开关S,当滑动变阻器的滑片位于某一位置时，将一带正电的小球从B 板小孔以初速度vo=4m/s竖直向上射入板间，小球恰能到达A板。已 知小球带电荷量q=1×102C、质量m=2×102kg,不考虑空气阻力， 取g=10m/s2。 (1)求此时滑动变阻器接入电路的阻值。 (2)求电源输出功率。 (3)若滑片向下滑动，小球还能打到A板上吗？