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