江蘇省常州市2021-2022學年高二第一學期階段測試一人教版物理試題A_第1頁
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文檔簡介

江蘇省常州市20212022學年高二第一學期階段測試一人教版物理試題A注意事項:考生在答題前請認真閱讀本注意事項及各題答題要求:1.本試卷共6頁,滿分為100分,考試時間為90分鐘。考試結束后請將本試卷和答題卡一并交回。2.答題前,請務必將自己的姓名、準考證號用0.5毫米黑色墨水的簽字筆填寫在試卷及答題卡的規定位置。一、選擇題(共11小題,共44分)三個阻值相同的電阻,它們的額定電壓均為8V,現將其中兩個電阻并聯后再與第三個電阻串聯,這個電路允許加的總電壓的最大值為()A.8VB.10VC.12VD.16V【答案】C【解析】第三個電阻兩端的電壓為并聯部分兩端電壓的2倍,若讓并聯部分的電阻正常工作,則加在第三個電阻兩端的電壓就超過其額定電壓,所以讓第三個電阻正常工作,此時電路允許加的總電壓有最大值.設三個電阻的阻值都是R,額定電壓為U,則并聯部分電阻兩端的實際電壓為eq\f(U,2),則電路允許的總電壓的最大值為U+eq\f(U,2)=8V+4V=12V.如圖所示,R4是由半導體材料制成的熱敏電阻,電阻率隨溫度的升高而減小,電流表是安放在值班室的顯示器,電源兩極之間接一個報警器,當R4所在處出現火情時,電流表顯示器的電流I和報警器兩端的電壓U的變化情況是()A.I變大,U變小B.I變大,U變大C.I變小,U變大D.I變小,U變小【答案】A【解析】當R4處出現火情時,R4↓→R總↓→I總↑→U外↓→U并↓→IR3↓?I↑,故A項正確.如圖所示為一塊長方體銅塊,分別使電流沿如圖I1、I2兩個方向通過該銅塊,電阻之比為()A.1B.eq\f(a2,c2)C.eq\f(a2,b2) D.eq\f(b2,c2)【答案】B【解析】若通以電流I1,則銅塊的長度為a、橫截面積為bc,由電阻定律知其電阻為R1=ρeq\f(a,bc);若通以電流I2時,則銅塊的長度為c、橫截面積為ab,由電阻定律知其電阻為R2=ρeq\f(c,ab),故eq\f(R1,R2)=eq\f(a2,c2).電吹風機中有電動機和電熱絲兩部分,已知電動機線圈的電阻為R1,它和阻值為R2的電熱絲串聯.設電吹風機工作時兩端的電壓為U,通過線圈的電流為I,消耗的電功率為P,則下列關系正確的是()A.P>UIB.P=I2(R1+R2)C.U=I(R1+R2)D.P>I2(R1+R2)【答案】D【解析】電吹風機中有電動機,而電動機為非純電阻用電器,工作時將有一部分電能轉化為機械能,P=UI對純電阻電路和非純電阻電路都成立,選項A錯誤;對非純電阻電路有P>I2(R1+R2),U>I(R1+R2),選項B、C錯誤,D正確.在如圖所示的電路中,只有一處導線發生斷路,已知電池和兩個定值電阻完好.現要求用多用電表對該電路的故障進行探究,一同學將兩表筆正確地插入插孔后,將紅表筆接觸圖中的a點,然后黑表筆分別接觸b、c兩點.已知電源的電壓為U=6V,兩個定值電阻的阻值分別為R1=100Ω、R2=5Ω.為了能完成上述操作應選擇的合理擋位是()A.直流電壓擋10VB.直流電流擋0.5AC.直流電壓擋5VD.歐姆擋【答案】A【解析】因為被檢測的電路為含電源電路,所以選用歐姆擋一定不行.由于電路中電源電壓為6V,所以選用直流5V擋也不安全.估測電路中電流的最大值可能為Im=eq\f(U,R2)=eq\f(6,5)A=1.2A,所以選用直流0.5A擋也不合理,只能選用直流10V擋,A合理.如圖所示,電源電動勢E=3V,小燈泡L標有“2V0.4W”字樣,開關S接1,當變阻器調到R=4Ω時,小燈泡L正常發光;現將開關S接2,小燈泡L和電動機M均正常工作,則()A.電動機的內阻為4ΩB.電動機正常工作的電壓為1VC.電源內阻為1ΩD.電源總功率為0.4W【答案】C【解析】小燈泡的額定電流為I=eq\f(P,U)=eq\f(0.4,2)A=0.2A,電阻為RL=eq\f(U,I)=eq\f(2,0.2)Ω=10Ω;當開關接1時,由閉合電路歐姆定律可知E=I(RL+R+r),代入數據解得r=1Ω,選項C正確;當開關接2時燈泡正常發光,電流為I=0.2A,電源內阻分得電壓為Ur=Ir=0.2×1V=0.2V,故電動機分得電壓為U機=E-U-Ur=(3-2-0.2)V=0.8V,故電動機內阻R機<eq\f(U機,I)=eq\f(0.8,0.2)Ω=4Ω,選項A、B錯誤;電源總功率P=EI=3×0.2W=0.6W,選項D錯誤.阻值相等的四個電阻、電容為C的電容器及電動勢為E、內阻可以忽略的電池連接成如圖所示電路.開始時,開關S斷開且電流穩定,然后閉合開關S,電流再次穩定.閉合開關前后電容器所帶的電荷量()A.增加 B.增加 C.增加 D.減少甲【答案】B。甲【解析】由已知條件及電容定義式C=eq\f(Q,U)可得:Q1=U1C,Q2=U2C.S斷開時等效電路如圖甲所示。U1=eq\f(\f(R(R+R),(R+R)+R),R+\f(R(R+R),(R+R)+R))·E×eq\f(1,2)=eq\f(1,5)E;乙S閉合時等效電路如圖乙所示,乙U2=eq\f(\f(R·R,R+R),R+\f(R·R,R+R))·E=eq\f(1,3)E.∴Q1=QUOTE,Q2=QUOTEΔQ=Q2Q1=,QUOTE故選項B正確(多選)小強在探究定值電阻(該電阻的阻值不受溫度的影響)兩端電壓和電流的關系,當在該電阻兩端加U=20V的電壓時,通過該電阻的電流為I=5A.下列說法正確的是()A.該電阻的阻值為4ΩB.如果僅將電壓升高到30V,則通過的電流為6AC.如果僅將電阻換為阻值為10Ω的定值電阻,則通過的電流應為2AD.當電阻兩端不加電壓時,定值電阻的阻值應為零【答案】AC【解析】由歐姆定律R=eq\f(U,I)=eq\f(20,5)Ω=4Ω,知該電阻的阻值為4Ω,A正確;由于該電阻的阻值不受溫度的影響,則當電壓升高到30V,通過該電阻的電流應為I1=eq\f(U1,R)=eq\f(30,4)A=7.5A,B錯誤;如果將電阻換為阻值為10Ω的定值電阻,由歐姆定律可知I′=eq\f(U,R′)=eq\f(20,10)A=2A,C正確;定值電阻的阻值與其兩端是否加電壓無關,D錯誤.如圖所示為小燈泡的U-I圖線,若將該小燈泡與一節電動勢E=1.5V、內阻r=0.75Ω的干電池組成閉合電路時,電源的總功率和小燈泡的實際電功率分別接近以下哪一組數據()A.1.5W1.0W B.0.75W0.5WC.0.75W0.75W D.1.5W0.75W【答案】D【解析】電源的外電壓與電流的關系為U=E-Ir=1.5-0.75I,作電源的外電壓與電流的關系圖線,交點所對應的電壓U=0.75V,電流I=1.0A,則燈泡的實際功率P=UI=0.75W,電源的總功率P總=EI=1.5W,故D正確,A、B、C錯誤.(多選)四個相同的小量程電流表(表頭)分別改裝成兩個電流表A1、A2和兩個電壓表V1、V2.已知電流表A1的量程大于A2的量程,電壓表V1的量程大于V2的量程,改裝好后把它們按圖6所示接法連入電路,則()A.電流表A1的讀數大于電流表A2的讀數B.電流表A1指針的偏轉角小于電流表A2指針的偏轉角C.電壓表V1的讀數小于電壓表V2的讀數D.電壓表V1指針的偏轉角等于電壓表V2指針的偏轉角【答案】AD【解析】電流表A1與電流表A2由相同表頭與不同電阻并聯改裝而成,并聯在電路中,電流表A1與電流表A2的指針偏轉角相同,電流表A1的量程較大,則電流表A1的讀數較大,故A正確,B錯誤;電壓表V1與電壓表V2由相同表頭與不同電阻串聯改裝而成,串聯在電路中,通過表頭的電流相同,故指針的偏轉角相同,因V1量程較大,所以電壓表V1的讀數大于電壓表V2的讀數,故C錯誤,D正確.(多選)電源和一個水平放置的平行板電容器、三個電阻組成如圖8所示的電路,當開關S閉合后,電容器中有一個帶電液滴正好處于靜止狀態.現將開關S斷開,則以下判斷正確的是()A.液滴仍保持靜止狀態B.液滴將向上運動C.電容器上的帶電荷量將減為零D.電容器上的帶電荷量將增大【答案】BD【解析】開關閉合時,電容器兩極板間的電壓等于電阻R2兩端的電壓,小于電源的電動勢,當斷開開關,電路穩定后,電路中沒有電流,電容器兩極板間電壓等于電源的電動勢,則知電容器兩極板間電壓增大,極板間場強增大,液滴所受電場力增大,則液滴將向上運動,由于電容器的電壓增大,由公式Q=CU可知,電容器上的帶電荷量將增大.二、解答題(共5題,共56分)從以下器材中選取適當的器材,設計一個測量阻值約為15kΩ的電阻Rx的電路,要求方法簡捷,Rx兩端的電壓從零開始變化,要盡可能提高測量的精度.電流表A1:量程300μA,內阻r1為300Ω電流表A2:量程100μA,內阻r2為500Ω;電壓表V1:量程10V,內阻r3約為15kΩ;電壓表V2:量程3V,內阻r4約為10kΩ;電阻R0:阻值約為25Ω,作保護電阻用,額定電流為1A;滑動變阻器R1:最大阻值為50Ω,額定電流為1A;滑動變阻器R2:最大阻值為1000Ω,額定電流為1A;電池組:4.5V;開關及導線若干.(1)應選用的電流表、電壓表、滑動變阻器分別是________、________、________(填器材代號).(2)在虛線框中畫出實驗電路圖.(3)用所測數據對應的物理量計算Rx,計算表達式為Rx=________.【答案】(1)A1(1分)V2(1分)R1(1分)(2)如圖所示(2分)(3)eq\f(U2,I1)-r1(U2表示V2的讀數,I1表示A1的讀數)(3分)【解析】(1)電源電壓為4.5V,所以電壓表V1量程太大,誤差太大,故選電壓表V2;電路中的電流最大約為I=eq\f(3,15000)A=200μA,故選電流表A1,為了便于操作,選較小的滑動變阻器,故選R1.(2)題中要求被測電路兩端的電壓從零開始,故采用滑動變阻器的分壓接法,由于電壓表的內阻和被測電阻的阻值接近,故采用電流表的內接法.電壓表V2量程為3V,使用R0作為保護電阻.(3)電壓表V2讀數為U2,電流表A1的讀數為I1,而電阻Rx的電壓為V2的讀數減去電流表A1的分壓,則由歐姆定律可知Rx=eq\f(U2,I1)-r1.如圖所示的電路中,各電阻的阻值已標出.已知R=1Ω,當輸入電壓UAB=110V時,求:(1)流經10R電阻的電流;(2)輸出電壓UCD.【答案】(1)10A(2)1V【解析】(1)并聯部分的等效電阻為R并=eq\f(\f(10R,9)9R+R,\f(10R,9)+9R+R)=R(1分)則電路的總電阻為R總=10R+R=11R(1分)根據歐姆定律,流經10R電阻的電流:I=eq\f(UAB,R總)=eq\f(110,11)A=10A(2分)(2)由串聯分壓得并聯部分R并上的電壓為U并=UAB·eq\f(R并,R總)=110×eq\f(R,11R)V=10V(2分)而輸出電壓UCD即電阻R上分到的電壓,再由串聯分壓得:UCD=U并eq\f(R,9R+R)=10×eq\f(1,10)V=1V.(2分)如圖所示的兩個串聯電阻R1=12kΩ,R2=36kΩ,A、B兩端的電壓保持15V不變,那么,(1)若開關S斷開,R1、R2兩端的電壓分別是多少?(2)如果電壓表的內阻是12kΩ,當S分別與C、D接觸時電壓表的讀數分別是多少?【答案】(1)3.75V11.25V(2)eq\f(15,7)Veq\f(45,7)V【解析】(1)S斷開,R1與R2串聯,根據串聯電路的電壓特點知U1=eq\f(R1,R1+R2)U=eq\f(12,12+36)×15V=3.75V(2分)U2=eq\f(R2,R1+R2)U=eq\f(36,12+36)×15V=11.25V.(2分)(2)當S與C接觸時,電壓表與R1并聯,并聯電阻R并=eq\f(R1RV,R1+RV)=eq\f(12×12,12+12)kΩ=6kΩ(1分)則并聯支路電壓U并=eq\f(R并,R并+R2)U=eq\f(6,6+36)×15V=eq\f(15,7)V(2分)同理,當S與D接觸時R并′=eq\f(R2RV,R2+RV)=eq\f(36×12,36+12)kΩ=9kΩ(1分)U并′=eq\f(R并′,R并′+R1)U=eq\f(9,9+12)×15V=eq\f(45,7)V.(2分)在圖所示電路中,電源輸出電壓U0恒定,定值電阻r的阻值為5Ω,L為標有“3V,1.5W”的小燈泡,滑動變阻器的總阻值為30Ω,當滑動變阻器的滑動觸頭P位于變阻器的中點時,燈泡L恰能正常發光,此時理想電壓表的示數為20.5V.求:(1)電阻Rx的阻值;(2)電源的電壓;(3)此時滑動變阻器消耗的功率.【答案】(1)10Ω(2)24V(3)7.95W【解析】(1)燈泡L的電阻RL=eq\f(U\o\al(L2),PL)=6Ω(1分)燈泡正常發光時IL=eq\f(PL,UL)=0.5A(1分)L與滑動變阻器左端Ra部分并聯,則Ra的電流Ia=eq\f(UL,Ra)=0.2A(1分)通過右端Rb的電流:Ib=Ia+IL=0.7A(1分)電壓表兩端電壓:U=UL+Ib(Rb+Rx)(2分)解得:Rx=10Ω(1分)(2)電源電壓為U0=U+Ibr=24V(2分)(3)此時滑動變阻器消耗的功率P=Pa+Pb=Ia2Ra+Ib2Rb=7.95W.(2分)如圖所示,變阻器R2的最大電阻是10Ω,R3=5Ω,電源的內電阻r=1Ω,當電鍵S閉合,變阻器的滑片在中點位置時,電源的總功率為16W,電源的輸出功率為12W.此時電燈R1正常發光,求:(1)電燈阻值R1是多少?(設R1阻值恒定不變)(2)當電鍵S斷開時,要使電燈正常工作,應使變阻器的電阻改變為多少?【答案】(1)2.5Ω(2)6.5Ω【解析】:(1)當電鍵S閉合時,由P總-P出=I2r得:I=eq\r(\f(P總-P出,r))=eq\r(\f(16-12,1))A=2A由P總=EI,得:E=eq\f(P總,I)=eq\f(16,2)V=8V路端電壓U=E-Ir=8V-2×1V=6V通過R3的電流為I3=eq\f(U,R3)=eq\f(6,5)A=1.2A,通過電燈的電流為I2=I-I3=(2-1.2)A=0.8A電燈R1的阻值R1=eq\f(U-I2R2,I2)=eq\f(6-0.8×5,0.8)`Ω=2.5Ω.(2)由部分電路歐姆定律得:U=I3R3I=I3+I1I1=I-I3=(2-1.2)A=0.8A又可知電燈額定電流I額=0.8A由閉合電路歐姆定律得:E=I額(r+R1+R2)由上式并代入數據得:R2=6.5Ω.【附加題】(多選)如圖所示電路中,合上開關S后,電壓表和電流表的讀數分別為U、I,定值電阻R2消耗的功率為P,電容器所帶的電荷量為Q,兩電表均為理想電表.當滑動變阻器的滑片向右移動時,下列有關物理量之間變化關系圖象正確的是()ABCD【答案】BD【解析】當滑動變阻器的滑片向右移動時,滑動變阻器接入電路中的電阻減小,由閉合電路歐姆定律,E=I(r+R1+R2),電流表讀數I增大,電壓表讀數U減小,定值電阻R2消耗的功率P增大,(多選)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內部的發熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在同一坐標系中,如圖所示,則下列說法正確的是()A.圖線b表示電源內部的發熱功率Pr隨電流I的變化關系B.M點對應的功率為最大輸出功率C.在圖線上A、B、C三點的縱坐標一定滿足關系PA<PB+PCD.兩個交點M與N的橫坐標之比一定為1∶4,縱坐標之比一定為1∶2【答案】AB【解析】由電源的總功率、輸出功率和電源內部的發熱功率表達式PE=EI,PR=EI

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