内容正文:
镇宁高中教育集团2026–2027学年第一学期第一次阶段性评价高二年级
一、单选题
1. 如图所示的电路中,闭合开关S后,电流表的示数为0.20A。已知电源内阻Ω,电阻Ω,电流表和电压表均视为理想电表。下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数为0.2V B. 电源的电动势为1.8V
C. 电阻R的电功率为0.4W D. 电路消耗的总功率为0.4W
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据欧姆定律可知,电压表的示数为,故A错误;
B.根据闭合电路的欧姆定律可得,电源的电动势为,故B错误;
C.电阻R的电功率,故C错误;
D.电路消耗的总功率为,故D正确。
故选D。
2. 北京时间2023年10月3日,据诺贝尔奖官方网站公布,2023年诺贝尔物理学奖颁发给Pierre等三位物理学家,以表彰他们“为研究物质中的电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法”。阿秒(as)这种时间尺度,适合用来描述电子在原子内部运动的情况,,例如电子绕氢原子核一周大约是。已知电子所带电荷量为,氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动。根据以上信息估算氢原子核外电子绕核运动的等效电流大约为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据电流的定义式
故选A。
3. 石墨烯是迄今为止人类发现的导电性能最好的材料。如图所示,用石墨烯制成的两个导体P、Q串联后接在电路中,已知P、Q的横截面积之比为,当电路中通入恒定电流时,下列说法正确的是( )
A. 流过P、Q的自由电子定向移动的平均速率之比为
B. 流过P、Q的自由电子定向移动的平均速率之比为
C. 相同时间内,流过P、Q横截面的电荷量之比为
D. 相同时间内,流过P、Q横截面的电荷量之比为
【答案】B
【解析】
【详解】AB.因为串联电路电流处处相等,由电流的微观表达式
可知,故A错误,B正确;
CD.由可知,相同时间内,流过P、Q横截面的电荷量之比为1:1,故CD错误。
故选B。
4. 一根长为、横截面积为S的金属棒。棒内单位体积内自由电子数为,电子的电荷量为。在棒两端加上恒定电压时,棒内自由电子定向运动的平均速率为,则金属棒的电阻率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】导体棒中的电流
则电阻
而
解得
故选A。
5. 某一导体的伏安特性曲线(图中段曲线)如图所示,由图像可知( )
A. 导体两端电压为6V时,电阻为
B. 该导体的电阻随电压的升高而减小
C. 导体两端电压为12V时,电阻为
D. 由到过程中,导体的电阻因温度的影响改变了
【答案】A
【解析】
【详解】A.导体电阻的定义为,导体两端有一定电压时,电压与其上电流的比值。伏安曲线上某点的电阻对应的是该点与原点连线的斜率的倒数,切线斜率没有实际含义。导体两端电压为时,其上电流为,由欧姆定律得,,故A正确;
B.由图可知,随着电压升高,伏安曲线上一点与原点相连的直线斜率逐渐减小。斜率的倒数对应电阻,因此电阻逐渐变大,故B错误;
C.导体两端电压为时,由欧姆定律得,,故C错误;
D.点和点的电阻之差为,故D错误。
故选A。
6. 扫地机器人主要由动力系统、清扫系统、导航系统、控制系统组成,其动力系统主要由电动机与直流电源构成。如图所示电源电动势为20V其内阻为2Ω,当电动机正常工作时电流表示数为2A,图中电流表电压表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数为20V
B. 电源内阻消耗的热功率为4W
C. 电动机的输入功率为32W
D. 若电动机的输出功率为20W,则线圈电阻为5Ω
【答案】C
【解析】
【详解】A.正常工作时电流表示数为2A,根据
则电压表示数为
代入数据得,故A错误;
B.电源内阻消耗的热功率为,故B错误;
C.电动机的输入功率为,故C正确;
D.若电动机输出功率为20W,则产生的热功率为
根据
代入数据得,故D错误。
故选C。
7. 马路边的光控电路节能灯的简化电路原理图如图所示,其中灯为照明用灯,灯为指示灯,电流表可视为理想电表,为定值电阻,为光敏电阻(其电阻随光线照射的强度的增大而减小)。随着照射在光敏电阻上的光线强度的增大,下列说法正确的是( )
A. 灯变暗 B. 灯变亮 C. 电流表示数减小 D. 电源的总功率减小
【答案】A
【解析】
【详解】CD.随着照射在光敏电阻上的光线强度的增大,光敏电阻的阻值减小,电路的总电阻减小,电流表示数增大,根据P=IE
可知电源的总功率增大,故CD错误;
A.通过电源的电流增大,根据U=E-Ir
可知路端电压减小,灯两端电压减小,灯变暗,故A正确;
B.通过电源的电流增大,通过灯的电流减小,因此通过的电流增大,两端电压增大,灯两端电压减小,灯变暗,故B错误。
故选A。
二、多选题
8. 在如图所示的图像中,直线Ⅰ为某电源路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻的图线。用该电源与电阻连接成闭合电路,由图像可知( )
A. 的阻值为
B. 电源内阻为
C. 改变R的阻值大小,可以使电源的输出功率达到2W
D. 电源的效率为50%
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由于电源的路端电压与电流的关系图线Ⅰ和电阻的图线Ⅱ都为直线,所以电阻的图线 Ⅱ 的斜率等于电阻的阻值,
A错误;
B.电源的路端电压与电流的关系图线 Ⅰ 的斜率的绝对值等于电源内阻,
B正确;
C.由直线Ⅰ可知该电源的电动势
改变的阻值大小,当时,该电源的输出功率达到最大,为
C错误;
D.电源的路端电压与电流的关系图线和电阻的图线交点纵、横坐标的乘积表示电源的输出功率,电源的输出功率为
而电源的总功率
故该电源的效率
D正确;
故选BD。
9. 如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成的,已知灵敏电流表的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
A. 甲图是电流表,R增大时量程增大
B. 乙图是电压表,R增大时量程增大
C. 在甲图中,若改装成的电流表的量程为0.6A,则
D. 在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V,则
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.甲由一个灵敏电流表G和一个变阻器R并联,利用并联电阻的分流,改装成安培表;
安培表的量程,可知当R减小时量程I增大,故A错误;
B.乙由一个灵敏电流表G和一个变阻器R串联,利用串联电阻的分压,改装成电压表;
电压表的量程U=Ig(Rg+R),可知R增大时量程增大,故B正确;
C.由公式知,在甲图中,若改装成的电流表的量程为0.6A,则,C正确;
D.由公式U=Ig(Rg+R)知,在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V,则R=1200Ω,D正确。
故选BCD。
10. 比亚迪公司推出的纯电动汽车“比亚迪e6”采用“磷酸铁锂电池组”驱动“永磁电动机”为“e6”提供动力。“磷酸铁锂电池组”电压为,总储能达,电能转化为机械能的效率为。“永磁电动机”最大输出功率为,电动机直接驱动车辆前进,最高时速可达,设整个过程阻力恒定。根据上述信息,下列说法正确的是( )
A. 该“磷酸铁锂电池组”的容量为
B. “e6”从完全没电到完全充满大约需要900度电
C. 在理想情况下,“e6”以最大输出功率最高时速匀速运动里程可达126 km
D. “e6”以最大输出功率行驶且速率为36 km/h时,牵引力为9000 N
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由和可知该“磷酸铁锂电池组”的容量为,故A错误;
B.该“磷酸铁锂电池组” 总储能达,所以“e6”从完全没电到完全充满大约需要90度电,故B错误;
C.按照电池的效率可知,能有效用于输出的电能为
当汽车满功率运行时,可以运行时间为
故行驶的路程为,故C正确;
D.由。根据,可知牵引力为,故D正确。
故选CD。
三、实验题
11. 某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率,其阻值大约为。
(1)用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示,由图可知其直径为______mm;如图乙所示,用游标卡尺测其长度为______cm;
(2)为了减小实验误差,需进一步测量圆柱体的电阻,除待测圆柱体外,实验室还备有的实验器材如下,要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大,则滑动变阻器应选______;(填器材前的字母代号)
A. 滑动变阻器(阻值范围,1.0A)
B. 滑动变阻器(阻值范围,0.1A)
(3)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端的电压为U,圆柱体横截面的直径和长度分别用D、L表示,则用D、L、I、U表示该圆柱体电阻率的关系式为______。
【答案】(1) ①. 1.850 ②. 4.250 (2)A
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1]由图甲可知,其横截面直径为
[2]由图乙可知,其长度为
【小问2详解】
为了测多组实验数据,滑动变阻器应用分压接法,滑动变阻器选取总阻值较小的,便于调节。
故选A。
【小问3详解】
根据欧姆定律
又
联立解得
12. 某研究性学习小组在学习了化学课上的原电池原理后,将铜片和锌片插入两个新鲜的柠檬中制成一个水果电池,如图所示,并利用下列所给器材测量水果电池的电动势和内阻。
A.待测水果电池(电动势约为,内阻约为几百到几千欧)
B.滑动变阻器(最大阻值为,额定电流为)
C.滑动变阻器(最大阻值为,额定电流为)
D.电流表A(量程为,内阻为)
E.电压表(量程为,内阻约为)
F.电压表(量程为,内阻约为)
G.开关,导线若干
(1)研究小组设计了如图甲、乙两种电路,应选择_______(填“甲”或“乙”)电路。滑动变阻器应选择_______,电压表应选择_______(均填对应器材前的字母序号)。
(2)根据选择的电路,移动滑动变阻器的滑片,得到电压表示数与电流表示数的多组数据,作出图像如图丙所示,根据图像和题中所给信息,得到该水果电池的电动势_______,内阻_______。(结果均保留三位有效数字)
【答案】(1) ①. 甲 ②. C ③. E
(2) ①. 1.00 ②. 950
【解析】
【小问1详解】
[1]水果电池内阻高达几千欧,属于大内阻电源,乙电路是电流表外接法,电压表的分流作用不可忽略,会带来很大的系统误差;
甲电路为电流表内接法,电流表直接测量干路总电流,此时电压表的分流影响可以完全避免,虽然测量结果会将电流表内阻计入电源内阻,但本题电流表内阻已知,后续可结合图像准确修正得到真实电源内阻,因此选择甲电路。
[2]电源内阻为几百到几千欧,若选最大阻值200Ω的,调节时电路电流变化范围极小,无法获得多组有效数据,选择最大阻值8000Ω的,可匹配大内阻电源,实现电流的大范围调节,因此选C。
[3]水果电池电动势约1V,选量程1.5V的即可,因此选E。
【小问2详解】
[1]根据甲电路的闭合电路欧姆定律:
变形为
纵轴截距对应时的电压值,也就是电源电动势,从图丙可得截距为1.00V。
[2]图像的斜率绝对值
斜率绝对值:
因此水果电池内阻
四、解答题
13. 如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设a=1m,b=0.2m,c=0.1m,当里面注满某电解液,且P、Q间加上电压后,其U-I图线如图乙所示。求:
(1)当U=10V时,电解液的电阻R是多少?
(2)当U=10V时,电解液的电阻率ρ是多少?
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)由图乙可得,当U=10V时,电解液的电阻为
(2) 当U=10V时,电解液的电阻率
14. 如图甲所示,电动势为、内阻为的电源与的定值电阻、滑动变阻器、开关S组成串联回路,已知滑动变阻器消耗的功率与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示。当=10时滑动变阻器消耗的功率达到最大值0.4W;滑动变阻器接入阻值为4与时,消耗的功率相等。
(1)求电源的电动势E和内阻r;
(2)求图乙中Rx的大小;
(3)调节滑动变阻器,求该电源能够获得的最大输出功率。
【答案】(1)4V,4
(2)25
(3)0.96W
【解析】
【分析】
【小问1详解】
当=10时,滑动变阻器消耗的功率达到最大值0.4W。滑动变阻器消耗的功率为
当时有最大功率,最大功率为
因此功率最大时满足
代入数据解得电源的内阻为
输出功率最大值满足
代入数据解得电源的电动势为
【小问2详解】
对于等效电源,若两个不同外阻、对应的输出功率相等,可推导得
代入数据解得
【小问3详解】
当外电路电阻与内阻相等时,电源输出功率最大,本题中定值电阻的阻值已经大于内阻的阻值,故滑动变阻器的阻值为零时,电源的输出功率最大,最大功率为
【点睛】
15. 如图所示,电路中电源电动势,内阻不计,电路中三个定值电阻R的阻值相同。
A、B分别为水平放置的平行板电容器的上、下极板,板长,板间距离。在两金属板左端正中间位置M处,有一个小液滴以某一初速度水平向右射入两板间,从A板右侧边缘射出电场。已知小液滴的质量,带负电,电荷量重力加速度求:
(1)平行板电容器两极板间电压U的大小。
(2)在此过程中液滴电势能的变化量。
(3)液滴进入电场时初速度的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据闭合电路欧姆定律得
代入数据解得。
【小问2详解】
液滴在电场中运动电场力做功
代入数据解得
根据电场力做功与电势能变化的关系
得
即液滴电势能减小。
【小问3详解】
液滴在电场中运动所受电场力大小为
根据牛顿第二定律得
液滴在电场中做类平抛运动,竖直方向有
水平方向有
联立解得。
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一、单选题
1. 如图所示的电路中,闭合开关S后,电流表的示数为0.20A。已知电源内阻Ω,电阻Ω,电流表和电压表均视为理想电表。下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数为0.2V B. 电源的电动势为1.8V
C. 电阻R的电功率为0.4W D. 电路消耗的总功率为0.4W
2. 北京时间2023年10月3日,据诺贝尔奖官方网站公布,2023年诺贝尔物理学奖颁发给Pierre等三位物理学家,以表彰他们“为研究物质中的电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法”。阿秒(as)这种时间尺度,适合用来描述电子在原子内部运动的情况,,例如电子绕氢原子核一周大约是。已知电子所带电荷量为,氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动。根据以上信息估算氢原子核外电子绕核运动的等效电流大约为( )
A. B. C. D.
3. 石墨烯是迄今为止人类发现的导电性能最好的材料。如图所示,用石墨烯制成的两个导体P、Q串联后接在电路中,已知P、Q的横截面积之比为,当电路中通入恒定电流时,下列说法正确的是( )
A. 流过P、Q的自由电子定向移动的平均速率之比为
B. 流过P、Q的自由电子定向移动的平均速率之比为
C. 相同时间内,流过P、Q横截面的电荷量之比为
D. 相同时间内,流过P、Q横截面的电荷量之比为
4. 一根长为、横截面积为S的金属棒。棒内单位体积内自由电子数为,电子的电荷量为。在棒两端加上恒定电压时,棒内自由电子定向运动的平均速率为,则金属棒的电阻率为( )
A. B. C. D.
5. 某一导体的伏安特性曲线(图中段曲线)如图所示,由图像可知( )
A. 导体两端电压为6V时,电阻为
B. 该导体的电阻随电压的升高而减小
C. 导体两端电压为12V时,电阻为
D. 由到过程中,导体的电阻因温度的影响改变了
6. 扫地机器人主要由动力系统、清扫系统、导航系统、控制系统组成,其动力系统主要由电动机与直流电源构成。如图所示电源电动势为20V其内阻为2Ω,当电动机正常工作时电流表示数为2A,图中电流表电压表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数为20V
B. 电源内阻消耗的热功率为4W
C. 电动机的输入功率为32W
D. 若电动机的输出功率为20W,则线圈电阻为5Ω
7. 马路边的光控电路节能灯的简化电路原理图如图所示,其中灯为照明用灯,灯为指示灯,电流表可视为理想电表,为定值电阻,为光敏电阻(其电阻随光线照射的强度的增大而减小)。随着照射在光敏电阻上的光线强度的增大,下列说法正确的是( )
A. 灯变暗 B. 灯变亮 C. 电流表示数减小 D. 电源的总功率减小
二、多选题
8. 在如图所示的图像中,直线Ⅰ为某电源路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻的图线。用该电源与电阻连接成闭合电路,由图像可知( )
A. 的阻值为
B. 电源内阻为
C. 改变R的阻值大小,可以使电源的输出功率达到2W
D. 电源的效率为50%
9. 如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成的,已知灵敏电流表的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
A. 甲图是电流表,R增大时量程增大
B. 乙图是电压表,R增大时量程增大
C. 在甲图中,若改装成的电流表的量程为0.6A,则
D. 在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V,则
10. 比亚迪公司推出的纯电动汽车“比亚迪e6”采用“磷酸铁锂电池组”驱动“永磁电动机”为“e6”提供动力。“磷酸铁锂电池组”电压为,总储能达,电能转化为机械能的效率为。“永磁电动机”最大输出功率为,电动机直接驱动车辆前进,最高时速可达,设整个过程阻力恒定。根据上述信息,下列说法正确的是( )
A. 该“磷酸铁锂电池组”的容量为
B. “e6”从完全没电到完全充满大约需要900度电
C. 在理想情况下,“e6”以最大输出功率最高时速匀速运动里程可达126 km
D. “e6”以最大输出功率行驶且速率为36 km/h时,牵引力为9000 N
三、实验题
11. 某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率,其阻值大约为。
(1)用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示,由图可知其直径为______mm;如图乙所示,用游标卡尺测其长度为______cm;
(2)为了减小实验误差,需进一步测量圆柱体的电阻,除待测圆柱体外,实验室还备有的实验器材如下,要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大,则滑动变阻器应选______;(填器材前的字母代号)
A. 滑动变阻器(阻值范围,1.0A)
B. 滑动变阻器(阻值范围,0.1A)
(3)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端的电压为U,圆柱体横截面的直径和长度分别用D、L表示,则用D、L、I、U表示该圆柱体电阻率的关系式为______。
12. 某研究性学习小组在学习了化学课上的原电池原理后,将铜片和锌片插入两个新鲜的柠檬中制成一个水果电池,如图所示,并利用下列所给器材测量水果电池的电动势和内阻。
A.待测水果电池(电动势约为,内阻约为几百到几千欧)
B.滑动变阻器(最大阻值为,额定电流为)
C.滑动变阻器(最大阻值为,额定电流为)
D.电流表A(量程为,内阻为)
E.电压表(量程为,内阻约为)
F.电压表(量程为,内阻约为)
G.开关,导线若干
(1)研究小组设计了如图甲、乙两种电路,应选择_______(填“甲”或“乙”)电路。滑动变阻器应选择_______,电压表应选择_______(均填对应器材前的字母序号)。
(2)根据选择的电路,移动滑动变阻器的滑片,得到电压表示数与电流表示数的多组数据,作出图像如图丙所示,根据图像和题中所给信息,得到该水果电池的电动势_______,内阻_______。(结果均保留三位有效数字)
四、解答题
13. 如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设a=1m,b=0.2m,c=0.1m,当里面注满某电解液,且P、Q间加上电压后,其U-I图线如图乙所示。求:
(1)当U=10V时,电解液的电阻R是多少?
(2)当U=10V时,电解液的电阻率ρ是多少?
14. 如图甲所示,电动势为、内阻为的电源与的定值电阻、滑动变阻器、开关S组成串联回路,已知滑动变阻器消耗的功率与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示。当=10时滑动变阻器消耗的功率达到最大值0.4W;滑动变阻器接入阻值为4与时,消耗的功率相等。
(1)求电源的电动势E和内阻r;
(2)求图乙中Rx的大小;
(3)调节滑动变阻器,求该电源能够获得的最大输出功率。
15. 如图所示,电路中电源电动势,内阻不计,电路中三个定值电阻R的阻值相同。
A、B分别为水平放置的平行板电容器的上、下极板,板长,板间距离。在两金属板左端正中间位置M处,有一个小液滴以某一初速度水平向右射入两板间,从A板右侧边缘射出电场。已知小液滴的质量,带负电,电荷量重力加速度求:
(1)平行板电容器两极板间电压U的大小。
(2)在此过程中液滴电势能的变化量。
(3)液滴进入电场时初速度的大小。
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