精品解析:上海市卢湾高级中学学2026-2027学年高二上学期期中考试物理试题
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内容正文:
上海市卢湾高级中学学2026-2027学年高二上学期期中考试物理试题
一、选择题(4分)
1. 关于家庭线路的安装,下列说法不正确的是( )
A. 照明线不要与插座线合用
B. 所有插座线均要通过漏电保护器
C. 开关应控制火线
D. 火线、零线都安装保险丝
2. 在家庭电路中常常发生:在台灯开关断开的情况下,把台灯插头插入插座时,室内其他电灯全部熄灭,保险丝熔断;有时是在台灯插头插入插座后,闭合台灯开关,室内其他电灯熄灭,保险丝熔断。引起这两种故障的最大可能是( )
A. 前者是插座短路,后者是灯泡短路
B. 前者是插头短路,后者是灯泡短路
C. 两者都是插座短路
D. 两者都是插头短路
二、综合题(单选2分,多选3分,填空2分或3分,共96分)
3. 电阻率的测定有非常重要的意义,如为满足集成电路的性能要求,对金属导体、半导体等电阻率进行测定。 “测量金属丝的电阻率”实验的电路如图所示。实验过程中:
(1)用________测量金属丝长度,用________。(均选填序号:A.刻度尺 B.螺旋测微器)测量金属丝的直径,为减少误差进行多次测量求平均值,得到金属丝长度L和直径d。
(2)根据电路图连接电路,开关S处于断开状态,滑动变阻器滑动片滑到________(选填“a”或“b”)端。闭合开关,调节滑动变阻器,记录多组电压和电流。
(3)根据实验数据,画出图线,图线的斜率就表示金属丝的阻值R,由此可知金属丝的电阻率为________(用L、d、R表示)。
4. “测量金属丝的电阻率”实验的电路如图所示。实验过程中:
(1)用______测量金属丝长度,用______测量金属丝的直径(均选填“刻度尺”、“螺旋测微器”),为减少误差进行多次测量求平均值,得到金属丝长度L和直径d。
(2)闭合开关S前,滑动变阻器滑动片滑到______端(选填“a”或“b”)。闭合开关,测量多组数据,画出图,图线的斜率就表示金属丝的阻值R。由此可知金属丝的电阻率为______(用L、d、R表示)。
5. 某小组利用下列实验器材测量自来水电阻率:圆柱形玻璃管中装入自来水,两端有密封完好的电极,管中自来水电阻约为100kΩ、两节干电池、电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)、电流表A、滑动变阻器R(0~200Ω)、开关、导线若干。
(1)测出装满水的玻璃管两极间的距离h;用游标卡尺测玻璃圆柱体的内直径d;
(2)为了实验能正常进行并减小测量误差,应从以下四个电路中选择___________电路来测量自来水电阻Rx;
A. B.
C. D.
①实验发现两表读数过小,用电压和电流传感器进行替换,正确连接电路后,测得一组U、I数据;再调节滑动变阻器,重复上述测量步骤,得出一系列数据如下表所示,并在图丙中坐标轴上标出,请作出U−I图线___________;
测量序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.18
0.33
0.44
0.57
0.69
电流I/μA
1.4
3.2
4.5
5.6
5.7
②根据图丙U−I图线可得出该玻璃管中自来水的电阻Rx=___________Ω(结果保留两位有效数字)
③自来水的电阻率表达式为ρ=___________(用Rx、h、d表示)。
在生活中常利用静电除尘,在工业生产中常利用静电净化气体或回收有用尘粒。
6. 如图,拖把头套上静电除尘纸,能吸附地板上的灰尘、毛发和细小的碎铁屑等。
(1)静电除尘纸吸附细小的碎铁屑的物理原理是__________。
(2)为了保持吸附性能,拖把头应该用________制造。
A.导体 B.绝缘体
7. 如图(a)为静电除尘装置的示意图,AB之间产生如图(b)的强电场。空气分子被电离为正离子和电子,电子在运动过程中遇到尘粒。假设尘粒带上负电后,仅在强电场力作用下被吸附到正极A处。
(1)e、f是电场中两点,空气分子在________点更容易被电离。
(2)带恒定电荷量的尘粒的加速度可能________。(多选)
A.一直变大 B.一直变小 C.先变大后变小 D.先变小后变大
(3)若AB所接的高压电源电压为60kV,负极附近某一电荷量为的尘粒在运动过程中机械能的变化量最多为________J。
扫地机器人
某智能扫地机器人利用自身携带的小型吸尘部件吸尘清扫,其前端装有感应器,通过发射、接收超声波或者红外线来侦测障碍物。已知机器人电池容量为3000 mA·h,电机两端电压为15 V,吸尘时的输入功率为30 W,输出功率为22 W。
8. (不定项)“mA·h”单位对应的物理量可以是( )
A. 电荷量 B. 电流 C. 电功 D. 电功率
9. 吸尘时电机的额定电流为________A,电机的效率为________%,电机的内阻为________Ω。
10. 扫地机器人有喷水功能,喷口直径约为几厘米,喷出的水速约为几十厘米每秒。水竖直向下喷出,忽略喷出水流的自重,水对地面的冲击力大小的数量级是( )
A. 100 N B. 102 N C. 104 N D. 106 N
11. 扫地机器人的水箱对水还有温度指示功能。L为指示灯泡,为定值电阻,为热敏电阻,其阻值随水温的升高而减小。电源电动势和内阻恒定。
(1)定值电阻的作用主要是________。
(2)闭合开关,温度升高时,灯泡L( )
A.变亮 B.变暗 C.亮度不变
近年来,我国在开发新能源方面发展迅速。锂电池由于具有较高的能量及更具环保性,已经开始全面取代传统的铅酸、镍氢和镍镉电池,成为目前重要的储能元件。
12. 锂电池容量为 。则 表示该电池的( )
A. 电压 B. 电量 C. 电流 D. 电功率
13. 某锂离子移动过程中,仅电场力做正功 ,则该锂离子( )
A. 电势能增加 B. 电势能减少
C. 动能减少 D. 机械能减少
14. 若锂电池的电动势为3.7 V,则外电路断开时,锂电池两极间的电压为_____V。若该锂电池外电路短路时电流为2 A,则锂电池的内阻为_______Ω。
15. 现用充电器为一手机锂电池充电,等效电路如图所示,充电器电源的输出电压为U,输出电流为I,手机电池的内阻为r,下列说法正确的是( )
A. 充电器输出的电功率为
B. 充电器输出的电功率为
C. 锂电池产生的热功率为
D. 锂电池产生的热功率为
16. 测量某一锂电池的电动势和内阻:
(1)下列各图中,A均代表电流传感器,B均代表电压传感器,R是变阻器,R1是定值电阻。则正确合理的实验电路图是( )
A. B.
C. D.
(2)某次实验得到的电源的U–I图线如图所示,由实验图线的拟合方程可得,该电源的电动势E=______V,内阻r=______Ω。
电阻的测定有非常重要的意义,如为满足集成电路的性能要求,必须对金属导体、半导体等的电阻进行测定;电阻的测量即可根据电阻的定义式进行测量,也可以根据电阻定律进行计算。在电阻定律中,不同物质的电阻率一般不同,是一个非常重要的指标,其测量也是非常重要的。
17. 某金属导线的电阻率为、电阻为。若将它均匀地拉长到原来的两倍,则该导线的( )
A. 电阻率变为 B. 电阻率变为
C. 电阻变为 D. 电阻变为
18. “测量金属丝的电阻率”实验电路如图所示,在实验过程中:
(1)某次测量,电流表示数为0.32 A,则2分钟内有________个自由电子通过电流表;
(2)根据实验数据,画出图像,可以测出金属丝的阻值。已知金属丝的长度为L,直径为d。由此可知金属丝的电阻率________(用、、表示)。
19. 如图所示为某控制电路的一部分。已知间的输入电压为,如果电阻、、,则输出的电压可能为多少?
20. 电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一,它能够储存电荷与电能。随着电子信息技术的日新月异,电容器产业也得到了极快的增长。
(1)下图电路元件中,自左到右,第________个为电容器。
(2)电容的定义式是,下列物理量的表达式中,也是用其他物理量的比来定义且为标量的是( )
A.电场强度 B.加速度
C.电势 D.电阻
(3)如图为“研究影响平行板电容器电容的因素”的实验装置,在该实验中,一已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示,已知静电计指针张角随着电容器两极间的电势差的增大而增大。现保持电容器的电量不变,且电容器A板位置不动,以下说法正确的是( )
A.A板与静电计的指针带的是异种电荷
B.甲图中将B板上移,静电计的指针偏角增大
C.乙图中将B板左移,静电计的指针偏角不变
D.将图中的静电计更换为电压表不会影响实验探究结果
(4)如图的电路,研究电容器的放电过程。实验时,先将开关S掷向1,充电完毕后,将开关掷向2,传感器将信号传入计算机屏幕上,显示出电流或电压随时间变化的图线。
①由图可知,传感器1应为________(选填“A.电流”或“B.电压”)传感器。为了使得电容器的放电时间延长便于观察,实验中所使用的可变电阻的阻值应适当________(选填“A.调大”或“B.调小”)。
②在做“观察电容器的充、放电现象”实验时,先将开关S拨到位置1,一段时间后再拨到位置2。在此过程中的和图线可能为________
A. B.
C. D.
③将一电容为的电容器与一电压恒定的电源连接,电容器充电完成后,两极板上的电荷量分别为和,则电源电压为________V。
家庭用电
21. 如图所示,是一幢居民楼的供电示意图。停电时,用欧姆表测得A、B间电阻为R;供电后,各家电器同时使用,测得A、B间电压为U,进线电流为I,则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是( )
A. B.
C. D.
22. 如图是安装完成的部分家庭电路示意图,闭合开关灯不亮,经检查保险丝完好,用测电笔测a点、b点、c点氖管均发光,d点氖管不发光,此电路故障可能是( )
A. 间断路 B. 间断路
C. 插座发生短路 D. 进户的火线断路
23. 一只家用电熨斗的电路结构如图所示,改变开关内部接线方式可以使电熨斗处于断开状态和获得低、中、高三个不同的温度挡,下图是它的四种不同连线方式,其中能获得高挡温度的连接方式是( )
A. B.
C. D.
24. 电动牙刷工作时,驱动电动机转动。电动机的额定电压为,额定电流为,内阻为,则电动机正常工作时输出的机械功率为________W(保留三位有效数字),工作效率为________。
25. 在图示电路中,直流发电机,,,电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器的额定电压为,额定功率为,其他电阻不计,并且不计电热器电阻随温度的变化,问:
(1)当接通几只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作;
(2)当接通几只电热器时,发电机的输出功率最大;
(3)当接通几只电热器时电热器组加热物体最快。
各式各样的家用电器为人类的生活提供便利,家中几乎所有的用电器都需要接入家庭供电线路。
26. 某居民家中的部分电路如图所示,开始电路正常,将电饭煲的插头插入三孔插座后,正在烧水的电热壶突然不能工作,但是电灯仍然正常工作,拔出电饭煲的插头,电热水壶仍然不能工作,把测电笔分别插入插座的左、右插孔,氖管均发光,若电路只有一处故障,则( )
A. 电路的C、D两点间断路
B. 插座左右两孔短路
C. 插座的接地线断路
D. 电热壶所在支路的B、D两点间断路
27. 关于多用电表的使用,下列说法正确的是( )
A. 甲图中用直流电压挡测量的是电源的电压,表笔接法正确
B. 甲图中用直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压,表笔接法正确
C. 乙图中用电阻挡测量电阻时,至少要将电阻一端断开与电路的连接
D. 乙图中用电阻挡测量电阻时要注意红黑表笔不要接反
28. 扫地机器人是智能家用电器的一种,如图表所示为某款扫地机器人的铭牌标有的数据。
产品尺寸
280 mm×280 mm×75 mm
电池
锂电池
质量
0.65 kg
工作额定电压
20 V
工作额定功率
40 W
该扫地机器人的额定工作电流是________A,电池充满电后储存的电荷量为________C。
29. 一台电动机额定电压是220 V,线圈电阻为,电动机在正常工作时通过的电流为32 A,则电动机在运转20 min的过程中,消耗的电能为________J,其中有________J电能转化为热能浪费掉了(结果均保留三位有效数字)。
30. 如图所示,直线为电源的图线,直线为电阻的图线,用该电源和该电阻组成闭合电路时,电源的输出功率是________W,电源内电阻的发热功率是________W。
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上海市卢湾高级中学学2026-2027学年高二上学期期中考试物理试题
一、选择题(4分)
1. 关于家庭线路的安装,下列说法不正确的是( )
A. 照明线不要与插座线合用
B. 所有插座线均要通过漏电保护器
C. 开关应控制火线
D. 火线、零线都安装保险丝
【答案】D
【解析】
【详解】A.照明线若与插座线合用有安全隐患,因此照明线不要与插座线合用,则A正确,不符合题意;
B.插座线通过漏电保护器,能保护家用电器,则B正确,不符合题意;
C.开关应控制火线,以免发生漏电事故,则C正确,不符合题意;
D.保险丝应安装在火线上,若安装在零线上,有安全隐患,则D错误,符合题意。
故选D。
2. 在家庭电路中常常发生:在台灯开关断开的情况下,把台灯插头插入插座时,室内其他电灯全部熄灭,保险丝熔断;有时是在台灯插头插入插座后,闭合台灯开关,室内其他电灯熄灭,保险丝熔断。引起这两种故障的最大可能是( )
A. 前者是插座短路,后者是灯泡短路
B. 前者是插头短路,后者是灯泡短路
C. 两者都是插座短路
D. 两者都是插头短路
【答案】B
【解析】
【详解】家庭电路中的保险丝熔断,是由于电路中的电流过大引起。而产生电流过大的原因有两个:一是用电器总功率过大,二是发生短路。由生活常识可知台灯的功率一般较小,所以造成保险丝熔断的原因不会是因台灯的功率过大。在台灯开关断开的情况下,把台灯插头插入插座时,室内其他灯全部熄灭,保险丝熔断,这是由于插头短路引起;在台灯插头插入插座后,闭合开关室内其他灯熄灭,保险丝熔断,这是由于灯泡短路造成。
故选B。
二、综合题(单选2分,多选3分,填空2分或3分,共96分)
3. 电阻率的测定有非常重要的意义,如为满足集成电路的性能要求,对金属导体、半导体等电阻率进行测定。 “测量金属丝的电阻率”实验的电路如图所示。实验过程中:
(1)用________测量金属丝长度,用________。(均选填序号:A.刻度尺 B.螺旋测微器)测量金属丝的直径,为减少误差进行多次测量求平均值,得到金属丝长度L和直径d。
(2)根据电路图连接电路,开关S处于断开状态,滑动变阻器滑动片滑到________(选填“a”或“b”)端。闭合开关,调节滑动变阻器,记录多组电压和电流。
(3)根据实验数据,画出图线,图线的斜率就表示金属丝的阻值R,由此可知金属丝的电阻率为________(用L、d、R表示)。
【答案】(1) ①. A ②. B
(2)a (3)
【解析】
【小问1详解】
[1][2]在“测定金属丝的电阻率”实验中,金属丝的长度需要用刻度尺来测量,金属丝的直径需要用精确度更高的螺旋测微器来测量,故第一空填A,第二空填B。
【小问2详解】
在闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器接入电路中的阻值要达到最大,所以,如题图所示,闭合S前,滑动变阻器滑动片应滑到a端。
【小问3详解】
根据
,
可得
4. “测量金属丝的电阻率”实验的电路如图所示。实验过程中:
(1)用______测量金属丝长度,用______测量金属丝的直径(均选填“刻度尺”、“螺旋测微器”),为减少误差进行多次测量求平均值,得到金属丝长度L和直径d。
(2)闭合开关S前,滑动变阻器滑动片滑到______端(选填“a”或“b”)。闭合开关,测量多组数据,画出图,图线的斜率就表示金属丝的阻值R。由此可知金属丝的电阻率为______(用L、d、R表示)。
【答案】(1) ①. 刻度尺 ②. 螺旋测微器
(2) ①. a ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]金属丝长度较长,所以选用量程较大、分度值较大的刻度尺;
[2]金属丝的直径较细,所以选用量程较小、分度值较小的螺旋测微器。
【小问2详解】
[1]在闭合开关S前,为了保护电路,滑动变阻器接入电路中的阻值要达到最大,所以闭合S前,滑动变阻器滑动片应滑到a端;
[2]根据电阻定律可得
其中
联立可得金属丝的电阻率为
5. 某小组利用下列实验器材测量自来水电阻率:圆柱形玻璃管中装入自来水,两端有密封完好的电极,管中自来水电阻约为100kΩ、两节干电池、电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)、电流表A、滑动变阻器R(0~200Ω)、开关、导线若干。
(1)测出装满水的玻璃管两极间的距离h;用游标卡尺测玻璃圆柱体的内直径d;
(2)为了实验能正常进行并减小测量误差,应从以下四个电路中选择___________电路来测量自来水电阻Rx;
A. B.
C. D.
①实验发现两表读数过小,用电压和电流传感器进行替换,正确连接电路后,测得一组U、I数据;再调节滑动变阻器,重复上述测量步骤,得出一系列数据如下表所示,并在图丙中坐标轴上标出,请作出U−I图线___________;
测量序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.18
0.33
0.44
0.57
0.69
电流I/μA
1.4
3.2
4.5
5.6
5.7
②根据图丙U−I图线可得出该玻璃管中自来水的电阻Rx=___________Ω(结果保留两位有效数字)
③自来水的电阻率表达式为ρ=___________(用Rx、h、d表示)。
【答案】 ①. A ②. ③. 9.3×10⁴ ④.
【解析】
【详解】[1]自来水的电阻约为100kΩ,远大于滑动变阻器的最大阻值200Ω,限流接法下电路中电流和电压的调节范围太小,滑动变阻器应采用分压接法;
电压表内阻约为3kΩ,与相比太小,若采用电流表外接法,电压表的分流作用明显,测量误差较大;而电流表内阻远小于,其分压作用可忽略,故电流表应采用内接法。综上,应选择电路A。
故选A。
[2]第5组数据(5.7μA,0.69V)明显偏离其余数据点,作图时应舍去;用直线将其余四个数据点相连,使尽可能多的点落在直线上,不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧。
[3]U−I图线的斜率表示自来水的电阻,在直线上取相距较远的两点(1.4μA,0.18V)、(5.6μA,0.57V),则
[4]由电阻定律,玻璃管的横截面积,解得
在生活中常利用静电除尘,在工业生产中常利用静电净化气体或回收有用尘粒。
6. 如图,拖把头套上静电除尘纸,能吸附地板上的灰尘、毛发和细小的碎铁屑等。
(1)静电除尘纸吸附细小的碎铁屑的物理原理是__________。
(2)为了保持吸附性能,拖把头应该用________制造。
A.导体 B.绝缘体
7. 如图(a)为静电除尘装置的示意图,AB之间产生如图(b)的强电场。空气分子被电离为正离子和电子,电子在运动过程中遇到尘粒。假设尘粒带上负电后,仅在强电场力作用下被吸附到正极A处。
(1)e、f是电场中两点,空气分子在________点更容易被电离。
(2)带恒定电荷量的尘粒的加速度可能________。(多选)
A.一直变大 B.一直变小 C.先变大后变小 D.先变小后变大
(3)若AB所接的高压电源电压为60kV,负极附近某一电荷量为的尘粒在运动过程中机械能的变化量最多为________J。
【答案】6. ①. 静电感应 ②. B
7. ①. f ②. BC##CB ③.
【解析】
【6题详解】
(1)[1]静电除尘纸吸附细小的碎铁屑的物理原理是静电感应。
(2)[2]人体是导体,为了保持拖把头吸附性能,拖把头应该用绝缘体材料,防止静电被人体导走。
故选B。
【7题详解】
(1)[1]电场线的疏密程度表示电场的强弱,由图可知点电场更强,空气分子更容易被电离。
(2)[2]由题意可知带恒定电荷量的尘粒带负电,静电力的方向为,尘粒在除尘装置中的运动有两种情形,第一种是在静电力作用下直接靠近正极,第二种是先靠近,在静电力作用下减速再反向加速靠近。尘粒的加速度为
又因为电场线的疏密程度表示电场的强弱,所以尘粒的加速度要么一直变小,要么先变大后变小。
故选BC。
(3)[3]由题意可知尘粒在运动过程中机械能的变化量最多为
扫地机器人
某智能扫地机器人利用自身携带的小型吸尘部件吸尘清扫,其前端装有感应器,通过发射、接收超声波或者红外线来侦测障碍物。已知机器人电池容量为3000 mA·h,电机两端电压为15 V,吸尘时的输入功率为30 W,输出功率为22 W。
8. (不定项)“mA·h”单位对应的物理量可以是( )
A. 电荷量 B. 电流 C. 电功 D. 电功率
9. 吸尘时电机的额定电流为________A,电机的效率为________%,电机的内阻为________Ω。
10. 扫地机器人有喷水功能,喷口直径约为几厘米,喷出的水速约为几十厘米每秒。水竖直向下喷出,忽略喷出水流的自重,水对地面的冲击力大小的数量级是( )
A. 100 N B. 102 N C. 104 N D. 106 N
11. 扫地机器人的水箱对水还有温度指示功能。L为指示灯泡,为定值电阻,为热敏电阻,其阻值随水温的升高而减小。电源电动势和内阻恒定。
(1)定值电阻的作用主要是________。
(2)闭合开关,温度升高时,灯泡L( )
A.变亮 B.变暗 C.亮度不变
【答案】8. A 9. ①. 2 ②. 73.3 ③. 2 10. A
11. ①. 保护电路(或分压限流) ②. B
【解析】
【8题详解】
A.由可知,,是电荷量的单位,故A正确;
B.电流的单位是,不是,故B错误;
C.电功的单位是或,不是,故C错误;
D.电功率的单位是,不是,故D错误。
故选A。
【9题详解】
[1]吸尘时电机输入功率为,两端电压为,根据
解得
[2]电机效率为
代入数据解得
[3]根据能量守恒定律有
代入数据解得
【10题详解】
设喷口直径约为,水速约为,水的密度取,喷口横截面积,单位时间内喷出水的质量
水冲击地面后速度变为0,根据动量定理有
联立解得
代入数据得
数量级为
故选A。
【11题详解】
[1]定值电阻的作用主要是保护电路(或分压限流)。
[2]A.温度升高时,热敏电阻的阻值减小,并联部分电阻减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律有
干路电流增大,定值电阻两端电压增大,并联部分电压减小,灯泡两端电压减小,灯泡变暗,故A错误;
B.由以上分析可知,灯泡两端电压减小,通过灯泡的电流减小,灯泡变暗,故B正确;
C.灯泡亮度由实际功率决定,温度升高时灯泡实际功率减小,亮度变暗,故C错误。
故选B。
近年来,我国在开发新能源方面发展迅速。锂电池由于具有较高的能量及更具环保性,已经开始全面取代传统的铅酸、镍氢和镍镉电池,成为目前重要的储能元件。
12. 锂电池容量为 。则 表示该电池的( )
A. 电压 B. 电量 C. 电流 D. 电功率
13. 某锂离子移动过程中,仅电场力做正功 ,则该锂离子( )
A. 电势能增加 B. 电势能减少
C. 动能减少 D. 机械能减少
14. 若锂电池的电动势为3.7 V,则外电路断开时,锂电池两极间的电压为_____V。若该锂电池外电路短路时电流为2 A,则锂电池的内阻为_______Ω。
15. 现用充电器为一手机锂电池充电,等效电路如图所示,充电器电源的输出电压为U,输出电流为I,手机电池的内阻为r,下列说法正确的是( )
A. 充电器输出的电功率为
B. 充电器输出的电功率为
C. 锂电池产生的热功率为
D. 锂电池产生的热功率为
16. 测量某一锂电池的电动势和内阻:
(1)下列各图中,A均代表电流传感器,B均代表电压传感器,R是变阻器,R1是定值电阻。则正确合理的实验电路图是( )
A. B.
C. D.
(2)某次实验得到的电源的U–I图线如图所示,由实验图线的拟合方程可得,该电源的电动势E=______V,内阻r=______Ω。
【答案】12. B 13. B
14. ①. 3.7 ②. 1.85 15. C
16. ①. D ②. 2.82 ③. 1.03
【解析】
【12题详解】
电流的定义式为,变形可得电量。其中电流 的单位为安培(A),时间的单位为小时(h),因此是电量的常用单位, 表示该电池的电量,B正确,ACD错误。
故选B。
【13题详解】
根据功能关系可得,电场力做正功,电势能减小,动能增加,所以电场力做正功 ,即电势能减小 ,动能增加 ,B正确,ACD错误。
故选B。
【14题详解】
[1]外电路断开时,电路中无电流,电池的路端电压等于电动势,因此锂电池两极间的电压为
[2]外电路短路时,外电阻为0,根据闭合电路欧姆定律,变形得内阻。代入,可得
【15题详解】
充电器输出的电功率为,而电池产生的热功率为 ,C正确,ABD错误。
故选C。
【16题详解】
[1]由于锂电池内阻较小,所以电流传感器应采用外接法,同时开关应控制整个电路的通断,所以开关应与电源相连,定值电阻起保护电路的作用,应与电流表相连,D正确,ABC错误。
故选D。
[2]根据闭合电路欧姆定律可得,对比
可得
[3]根据闭合电路欧姆定律可得,对比
斜率绝对值即内阻,可得
电阻的测定有非常重要的意义,如为满足集成电路的性能要求,必须对金属导体、半导体等的电阻进行测定;电阻的测量即可根据电阻的定义式进行测量,也可以根据电阻定律进行计算。在电阻定律中,不同物质的电阻率一般不同,是一个非常重要的指标,其测量也是非常重要的。
17. 某金属导线的电阻率为、电阻为。若将它均匀地拉长到原来的两倍,则该导线的( )
A. 电阻率变为 B. 电阻率变为
C. 电阻变为 D. 电阻变为
18. “测量金属丝的电阻率”实验电路如图所示,在实验过程中:
(1)某次测量,电流表示数为0.32 A,则2分钟内有________个自由电子通过电流表;
(2)根据实验数据,画出图像,可以测出金属丝的阻值。已知金属丝的长度为L,直径为d。由此可知金属丝的电阻率________(用、、表示)。
19. 如图所示为某控制电路的一部分。已知间的输入电压为,如果电阻、、,则输出的电压可能为多少?
20. 电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一,它能够储存电荷与电能。随着电子信息技术的日新月异,电容器产业也得到了极快的增长。
(1)下图电路元件中,自左到右,第________个为电容器。
(2)电容的定义式是,下列物理量的表达式中,也是用其他物理量的比来定义且为标量的是( )
A.电场强度 B.加速度
C.电势 D.电阻
(3)如图为“研究影响平行板电容器电容的因素”的实验装置,在该实验中,一已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示,已知静电计指针张角随着电容器两极间的电势差的增大而增大。现保持电容器的电量不变,且电容器A板位置不动,以下说法正确的是( )
A.A板与静电计的指针带的是异种电荷
B.甲图中将B板上移,静电计的指针偏角增大
C.乙图中将B板左移,静电计的指针偏角不变
D.将图中的静电计更换为电压表不会影响实验探究结果
(4)如图的电路,研究电容器的放电过程。实验时,先将开关S掷向1,充电完毕后,将开关掷向2,传感器将信号传入计算机屏幕上,显示出电流或电压随时间变化的图线。
①由图可知,传感器1应为________(选填“A.电流”或“B.电压”)传感器。为了使得电容器的放电时间延长便于观察,实验中所使用的可变电阻的阻值应适当________(选填“A.调大”或“B.调小”)。
②在做“观察电容器的充、放电现象”实验时,先将开关S拨到位置1,一段时间后再拨到位置2。在此过程中的和图线可能为________
A. B.
C. D.
③将一电容为的电容器与一电压恒定的电源连接,电容器充电完成后,两极板上的电荷量分别为和,则电源电压为________V。
【答案】17. C 18. ①. ②.
19. 12V##8V##6V##24V
20. ①. 3 ②. C ③. B ④. A ⑤. A ⑥. A ⑦. 24
【解析】
【17题详解】
导线均匀拉长为原来的两倍,长度,因总体积不变,即,根据电阻定律,新电阻
解得该导线的电阻
故选C。
【18题详解】
[1][2]根据电流的定义式
解得:2分钟内通过电流表的电荷量为
2分钟内通过电流表的电子个数为
由电阻定律得金属丝的电阻率为
【19题详解】
若仅闭合S1:R1与R串联,由串联分压得
解得
若仅闭合S2:R与R2串联,由串联分压得
解得
若S1、S2都闭合:R1与R2并联后总电阻 再与R串联,分压得
解得
若开关都断开,输出端无电流,输出电压等于输入电压24V, 即
【20题详解】
[1]从左到右元件依次为电动机或发电机、电感、瓷片电容、电阻、三极管、二极管,第3个是电容器。
[2]A.电场强度属于比值定义,电场强度是矢量,A不符合题意;
B.加速度是加速度的决定式,不是比值定义式,加速度是矢量,B不符合题意;
C.电势是比值定义的物理量,电势是标量,C符合题意;
D.是电阻的决定式,不是比值定义式,电阻是标量,D不符合题意。
故选C。
[3]A. A板与静电计指针带同种电荷,A错误;
B.B板上移,正对面积减小,由得电容C减小,电量Q不变,由得电势差U增大,静电计指针偏角增大,B正确;
C.B板左移,极板间距d增大,由得电容C减小,电量Q不变,由得电势差U增大,静电计指针偏角增大,C错误;
D.静电计与电压表的原理不同,它是根据电荷间相互作用规律工作的,而电压表线圈中必须有电流通过时,指针才偏转,若电压表代替静电计的话,会导致电容器放电,无法完成电量不变的探究实验,故D错误。
故选B。
[4][5]传感器1和可变电阻串联,因此应为电流传感器,故选填A;根据电流定义式可知:为了使电容器的放电时间延长便于观察,需要减小电流,因此需要把电阻适当调大,故选填A。
[6]充电电流方向与放电电流方向相反,且随着充电进行,电容器两端电压变大,充电电流逐渐减小且电流的变化率减小,电量积累变慢,根据电容器电容的定义式可知,电压增加的变化率变小,因此图像斜率变小。在放电的过程中电容器两端电压变小,放电电流减小且电流的变化率减小,电量减小,根据电容器电容的定义式可知,电压减小且电压的变化率变小,因此图像斜率变小。A正确,BCD错误。
故选A。
[7]电源电压等于充电完成后电容器两端电压,根据电容定义式
解得电源电压为U=24V
家庭用电
21. 如图所示,是一幢居民楼的供电示意图。停电时,用欧姆表测得A、B间电阻为R;供电后,各家电器同时使用,测得A、B间电压为U,进线电流为I,则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是( )
A. B.
C. D.
22. 如图是安装完成的部分家庭电路示意图,闭合开关灯不亮,经检查保险丝完好,用测电笔测a点、b点、c点氖管均发光,d点氖管不发光,此电路故障可能是( )
A. 间断路 B. 间断路
C. 插座发生短路 D. 进户的火线断路
23. 一只家用电熨斗的电路结构如图所示,改变开关内部接线方式可以使电熨斗处于断开状态和获得低、中、高三个不同的温度挡,下图是它的四种不同连线方式,其中能获得高挡温度的连接方式是( )
A. B.
C. D.
24. 电动牙刷工作时,驱动电动机转动。电动机的额定电压为,额定电流为,内阻为,则电动机正常工作时输出的机械功率为________W(保留三位有效数字),工作效率为________。
25. 在图示电路中,直流发电机,,,电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器的额定电压为,额定功率为,其他电阻不计,并且不计电热器电阻随温度的变化,问:
(1)当接通几只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作;
(2)当接通几只电热器时,发电机的输出功率最大;
(3)当接通几只电热器时电热器组加热物体最快。
【答案】21. C 22. A 23. D
24. ①. 1.21 ②. 89.5%
25. (1)2;(2)40;(3)8
【解析】
【21题详解】
各家电器有纯电阻也有非纯电阻,故计算该幢居民楼用电的总功率只能用
故选C。
【22题详解】
用测电笔测a点、b点、c点氖管均发光,说明这三点都和火线连通,而d点氖管不发光,说明d点与火线断开,故此电路故障只可能是cd断路。
故选A。
【23题详解】
电熨斗的发热功率为,其中恒为,故最小时最大,与并联的总电阻最小,电熨斗功率最大,获得高挡温度。
A.该连接方式只有接入电路,总电阻不是最小,故A不符合题意;
B.该连接方式电路断路,电熨斗不工作,故B不符合题意;
C.该连接方式只有接入电路,总电阻不是最小,故C不符合题意;
D.该连接方式,并联接入电路,总电阻最小,电熨斗功率最大,即获得高档温度,故D符合题意。
故选D。
【24题详解】
[1][2]电动机正常工作时输出的机械功率等于总功率减去发热功率,即
工作效率为
【25题详解】
(1)电热器的额定电流为
设接通只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作,根据闭合电路欧姆定律
解得
(2)每只电热器的电阻为
当外电阻等于发电机内阻时,发电机的输出功率最大,设有只电热器接通,则有
解得
(3)设接通只电热器时电热器组加热物体最快,将,也看成发电机的内阻,则接通的电热器的总电阻等于时,电热器组的功率最大,加热物体最快,此时有
解得
各式各样的家用电器为人类的生活提供便利,家中几乎所有的用电器都需要接入家庭供电线路。
26. 某居民家中的部分电路如图所示,开始电路正常,将电饭煲的插头插入三孔插座后,正在烧水的电热壶突然不能工作,但是电灯仍然正常工作,拔出电饭煲的插头,电热水壶仍然不能工作,把测电笔分别插入插座的左、右插孔,氖管均发光,若电路只有一处故障,则( )
A. 电路的C、D两点间断路
B. 插座左右两孔短路
C. 插座的接地线断路
D. 电热壶所在支路的B、D两点间断路
27. 关于多用电表的使用,下列说法正确的是( )
A. 甲图中用直流电压挡测量的是电源的电压,表笔接法正确
B. 甲图中用直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压,表笔接法正确
C. 乙图中用电阻挡测量电阻时,至少要将电阻一端断开与电路的连接
D. 乙图中用电阻挡测量电阻时要注意红黑表笔不要接反
28. 扫地机器人是智能家用电器的一种,如图表所示为某款扫地机器人的铭牌标有的数据。
产品尺寸
280 mm×280 mm×75 mm
电池
锂电池
质量
0.65 kg
工作额定电压
20 V
工作额定功率
40 W
该扫地机器人的额定工作电流是________A,电池充满电后储存的电荷量为________C。
29. 一台电动机额定电压是220 V,线圈电阻为,电动机在正常工作时通过的电流为32 A,则电动机在运转20 min的过程中,消耗的电能为________J,其中有________J电能转化为热能浪费掉了(结果均保留三位有效数字)。
30. 如图所示,直线为电源的图线,直线为电阻的图线,用该电源和该电阻组成闭合电路时,电源的输出功率是________W,电源内电阻的发热功率是________W。
【答案】26. A 27. C
28. ①. 2 ②. 1.8104
29. ①. 8.45×106 ②.
30. ①. 4 ②. 2
【解析】
【26题详解】
由于电灯正常工作,说明A、C之前的电路没问题;测电笔分别插入插座的左、右插孔,氖管均发光,说明AB之间连通,D点通过电热壶与火线接通,因此应该是C、D之间出现断路。故选A。
【27题详解】
AB.甲图中用直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压,也是电源的路端电压,电流应从黑表笔流出,从红表笔流入,而甲图中电流是从黑表笔流入,从红表笔流出的,所以表笔接法错误,故AB错误;
CD.乙图中用电阻挡测量电阻时,被测电阻要与原来的电路断开,至少要将电阻一端与原电路断开连接,红黑表笔分别接在电阻两端即可,红黑表笔是否接反对电阻测量没有影响,故C正确,D错误。
故选C。
【28题详解】
[1][2]由扫地机器人的铭牌知,额定电压为U=20V,额定功率P=40W,额定电流为
充满电后储存的电荷量为
【29题详解】
[1][2]电动机在运转20min的过程中,消耗的电能为W=UIt=220×32×20×60J8.45×106J
产生的热量为
解得
【30题详解】
[1][2]图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态,电源的输出功率为P=UI=22W=4W
电源的内阻为
电源内阻的发热功率
解得
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