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河南省中原名校2022-2023学年高二上学期物理第一次联考试卷
一、单选题
1．（2022高二上·河南月考）下列关于电源和电流的说法中正确的是（　　）
A．在电源内部，电源把电子由正极搬运到负极，把其他形式的能转化为电势能
B．电解液中正、负离子定向移动的方向相反，形成的电流方向也是相反的
C．电流既有大小又有方向，它是一个矢量
D．只要物体两端电势差不为零，就有电流存在
【答案】A
【知识点】电流、电源的概念
【解析】【解答】A．在电源内部，电源把电子由正极搬运到负极，这一过程要克服静电力做功，其他形式的能转化为电势能，A符合题意；
B．电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，B不符合题意；
C．电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量而是标量，C不符合题意；
D．形成电流的条件是物体两端保持有电压，且物体中有自由移动的电荷，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】电源的内部电子从正极搬运到负极，克服静电力做功，正电荷定向移动的方向为电流的方向，形成持续电流的条件是导体两端有电压，并有自由移动的电荷。
2．（2022高二上·河南月考）如图所示，一粗细均匀的金属导线横截面积为S，单位体积内有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为e，下面说法正确的是（　　）
A．时间t内流过该导线某一横截面的电荷量为
B．导线内的电流强度为I时，电子定向移动的速度为
C．将金属丝均匀的拉长到原来的2倍，其电阻也变为原来的2倍
D．将金属丝接入电路，随着温度的升高其电阻变小
【答案】B
【知识点】电阻定律；电流的微观表达式及其应用
【解析】【解答】A．根据题意，设电子定向移动的速度为 ，则 时间内通过该导线某一横截面积的电子数为 则时间t内流过该导线某一横截面的电荷量为
A不符合题意；
B．导线内的电流强度为I时，由电流定义式
可得
解得
B符合题意；
C．将金属丝均匀的拉长到原来的2倍，面积变为原来的 ，由公式
可得
可知，电阻变为原来的4倍，C不符合题意；
D．将金属丝接入电路，随着温度的升高电阻率变大，其电阻变大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据电流的微观表达式得出导线某横截面的电荷量以及定向移动的速度，结合电阻定律得出改变后的电阻和原来电阻的关系。
3．（2022高二上·河南月考）如图所示是三种元件的伏安特性曲线，下列说法正确的是（　　）
A．1代表标准电阻，温度升高，电阻不变，其斜率等于电阻
B．三条线代表的元件都是线性元件
C．2代表某些半导体元件，随着电压、电流的升高，电阻减小
D．3代表小灯泡的伏安特性曲线，电阻率随温度的变化而保持不变
【答案】C
【知识点】线性元件和非线性元件的伏安特性曲线
【解析】【解答】A．元件1的伏安特性曲线是直线，说明其电阻不随电压、电流、温度的变化而变化，是标准电阻，但是在I-U图像中，其斜率的倒数等于电阻，A不符合题意；
B．三条线中的2、3是曲线，说明其代表的元件不是线性元件，B不符合题意；
C．曲线2中反应的特征是，随着电压、电流的增大，电阻逐渐减小，说明该元件是半导体元件，C符合题意；
D．曲线3中反应的特征是，随着电压、电流的增大，电阻逐渐增大，这符合小灯泡的伏安特性曲线，其电阻率随温度的升高而增大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】线性元件的伏安特性曲线是直线，非线性元件的伏安特性曲线为曲线，结合图像进行分析判断正确的选项。
4．（2022高一下·襄阳期末）甲、乙为不同材料制成的两个长方体金属导电板，长、宽、高均分别为a、b、c，其中，如图，它们的外形完全相同。现将甲、乙两金属导电板按下图两种方式接入同一电源时，若回路中的电流相同，那么甲、乙两金属导电板的电阻率之比为（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】电阻定律
【解析】【解答】根据题意知，甲、乙两金属导电板的电阻相等，根据电阻决定式有
则电阻率为
甲、乙两金属导电板的电阻率之比为。
故答案为：A。
【分析】根据电阻定律得出电阻率的表达式，从而得出甲、乙两金属导电板的电阻率之比。
5．（2022高二上·河南月考）高压线是非常危险的远距输电线，但是我们也经常会看到许多鸟儿双脚站上面却相安无事。经查，某城的高压线输送电功率，输送电压为20万伏，输送导线所用的是LGJ型钢芯铝绞线，其横截面积是120mm2，其电阻率。现发现一只小鸟双脚停留在高压裸线上，鸟两爪间的距离为2cm，则该小鸟承受的电压大小为（　　）
A．1.5V B． C． D．
【答案】C
【知识点】电功率和电功；电流、电源的概念
【解析】【解答】由题可得输电线上的电流为
小鸟两爪间的输送导线电阻约为
小鸟和这部分电阻并联，则小鸟双脚停留在高压线上时承受的电压为
故答案为：C。
【分析】结合电功率的表达式得出输电线上的电流，结合电阻定律以及欧姆定律得出该小鸟承受的电压。
6．通过电阻R的电流强度为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为 ，则在时间t内产生的热量为(　　)
A．4Q B．2Q C． D．
【答案】C
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】根据Q=I2Rt得，电阻变为原来的2倍，电流强度变为原来的 ，时间不变，则热量变为原来的 。C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】焦耳定律的应用，只要熟记公式很容易计算结果。
7．（2022高二上·河南月考）如图电路中，A、B两灯原来正常发光，忽然B灯比原来亮了，设这是因为电路中某一处发生了故障造成的，那么发生这种故障的可能是（　　）
A．R1短路 B．R2断路 C．R3断路 D．电源断路
【答案】C
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】A． R1短路，则电源被短路了，灯泡都不亮，此选项不符合题意，A不符合题意；
B．电阻R2与灯泡A是并联的，如果R2断路，此处只有灯泡A一个电阻，根据并联电路总电阻与分电阻的关系，此处电阻相当于增大，所以灯泡A两端电压增大，灯泡B两端电压降低，由
知，功率变小，灯泡B变暗，B不符合题意；
C．电阻R3与灯泡B是并联的，如果R3断路，此处只有灯泡B一个电阻，根据并联电路总电阻与分电阻的关系，此处电阻相当于增大，所以灯泡B两端电压增大，由
知，功率变大，灯泡B变亮，C符合题意；
D．电源断路，电路没有电流，灯泡都不亮，此选项不符合题意，D 不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据电功率的表达式得出灯泡B功率的变化情况，从而得出灯泡B亮度的变化情况，结合电路的动态分析进行分析判断。
8．（2022高二上·河南月考）某手机电池背面印有的一些符号如图所示。已知元电荷e=1.60×10﹣19C，下列说法正确的是（　　）
A．“毫安·时”（mA·h）是电池储存的能量的单位
B．“伏特”（V）是国际单位制中的基本单位
C．若该手机的待机电流为10mA，则手机最多可待机100小时
D．若该电池工作电流为16mA，则每秒内定向通过电源的电子个数为1×1017个
【答案】D
【知识点】单位制及量纲
【解析】【解答】A．“毫安·时”（mA·h）是指电池放电时能输出的总电荷量，显然不是电池储存的能量的单位，A不符合题意；
B．“伏特”（V）不是国际单位制中的基本单位，是导出单位，B不符合题意；
C．根据该手机电池提供的数据可知，若该手机的待机电流为10mA，则手机最多可待机时间为
C不符合题意；
D．若该电池工作电流为16mA，则每秒内定向通过电源的电子个数为 （个）
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】伏特是导出单位，结合电流的定义式得出该手机的待机时间，利用电流的微观表达式得出每秒内定向通过电源的电子个数。
二、多选题
9．（2022高二上·河南月考）下列关于能源和能量说法中正确的是（　　）
A．汽车散失的热量不能收集起来再次开动汽车，说明能量的转化或转移具有方向性
B．核电站是利用核聚变释放的能量发电，核能是不可再生的能源
C．能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用，能量的品质降低了
D．能量是守恒的，不可能消失，所以人类不需要节约能源
【答案】A,C
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】A．由于能量转化和转移具有方向性，汽车制动时，由于摩擦动能转化为内能，这些内能不能自动地再次开动汽车。A符合题意；
B．核电站是利用原子核发生裂变释放出的核能来发电的，核能是不可再生能源。B不符合题意；
C．能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用，即能量的可利用率越来越低，能量的品质越来越低。C符合题意；
D．能量是守恒的，不可能消失，但能量转化有方向，故人类需要节约资源。D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】能量转化和转移具有方向性，核电站是利用原子核发生裂变释放出的核能来发电的，能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用，结合能量守恒定律惊醒分析判断。
10．（2022高二上·河南月考）关于多用电表及材料的电阻率，下列说法正确的是（　　）
A．合金的电阻率大于构成该合金的任一纯金属的电阻率
B．电阻率表征了导体材料的导电性能的好坏，由导体的材料决定，与温度无关
C．用多用电表测电压、测电流、测电阻时，外面电路都必须有电源
D．多用电表的欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的
【答案】A,D
【知识点】电阻定律；电路动态分析
【解析】【解答】A．纯金属的电阻率较合金的电阻率小，A符合题意；
B．电阻率表征了材料导电能力的强弱，其大小与材料、温度有关，B不符合题意；
C．用多用电表测电压、测电流时，外电路必须有电源；测电阻时，外电路不用有电源，C不符合题意；
D．多用电表的欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】纯金属的电阻率小于合金的电阻率，电阻率表征了材料导电能力的强弱，结合闭合电路欧姆定律进行分析判断。
11．（2022高二上·河南月考）小杜家里新装修时使用了一批照明卤钨灯泡，如图a所示。小杜利用多用电表测量该灯泡的电阻，以下操作正确的是（　　）
A．小杜选好“×100”，红黑表笔短接后指针位置如图b所示，则他应该调节“T”进行调零
B．调零后，用红黑表笔分别接触灯泡的两脚，发现指针偏角太小，则需要更换“×1k”挡位
C．每次换挡后都需再次调节“S”进行欧姆调零
D．正确选择挡位后，指针位置如图c所示，则该灯泡电阻为
【答案】A,B
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】AC．红、黑表笔短接后指针没有满偏，说明需要欧姆调零，即调节T旋钮，每次更换挡位都需再次调节“T”进行欧姆调零，A符合题意，C不符合题意；
BD．测量时，发现指针偏角太小，说明挡位选小了，需要更换“×1k”进行测量，根据多用电表读数方法可知测量结果为
B符合题意，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】多用电表的红黑表笔短接没有满偏时需要欧姆调零，指针偏角太小时应调大挡位，利用多用电表的读数原理进行读数。
12．（2022高二上·河南月考）如图所示的电路中，电源电动势、内阻，定值电阻、，滑动变阻器R的调节范围为0~10，忽略导线的电阻。下列说法正确的是（　　）
A．定值电阻消耗的最大功率为4.5W
B．滑片P位于正中央时定值电阻消耗的功率最大
C．电源的最大输出功率为6W
D．当时，电源的输出功率最大
【答案】A,C
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】A．定值电阻 消耗的功率为
当电路中的电流最大时定值电阻 消耗的功率最大，当滑动变阻器的滑片P在最右端时电路的电阻最小，电流最大，由闭合电路欧姆定律得
定值电阻 消耗的最大功率为
A符合题意；
B．定值电阻 消耗的功率为 ，显然定值电阻 两端的电压越大，消耗的电功率越大，由电路可知当滑片P位于最左端时， 两端的电压最大，电功率最大，B不符合题意；
CD．当外电路的总电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，此时滑动变阻器与定值电阻 并联的总电阻应为 ，即
解得
电源的最大输出功率为
D不符合题意，C符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据电功率的表达式以及闭合电路欧姆定律得出定值电阻的最大功率，通过串并联电路电阻的求解以及电功率的表达式得出电源的最大输出功率。
三、实验题
13．（2022高二上·河南月考）现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。游标卡尺和螺旋测微器的示数如图1和图2所示。
（1）由如图读得圆柱体的直径为　 　mm，长度为　 　cm；
（2）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别为D、L，测得D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ = 　 　。
【答案】（1）1.610（允许摆动）；2.935
（2）
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）根据螺旋测微计的读数规则有1.5mm + 11.0 × 0.01mm = 1.610mm
根据游标卡尺的读数规则有2.9cm + 7 × 0.05mm = 2.935cm
（2）根据欧姆定律和电阻定律有 ，
化简有
【分析】（1）根据螺旋测微器和游标卡尺的读数原理进行读数；
（2）根据欧姆定律以及电阻定律得出电阻率的表达式。
14．（2022高二上·河南月考）某实验小组要测量一个量程为3V电压表的内阻，实验室提供的实验器材如下：
A．待测电压表V（量程为3V）
B．滑动变阻器（最大阻值为5kΩ）
C．滑动变阻器（最大阻值为10Ω）
D．电阻箱R（0~9999Ω）
E．电源（电动势约4.5V，内阻约1Ω）
F．开关两个、导线若干
回答下列问题：
（1）用如图所示的电路进行测量，应选用的滑动变阻器为　 　（选填“”或“”）。
（2）按电路图连接好电路，开关闭合前，滑动变阻器的触头要在　 　端（选填“a”或“b”）。
（3）闭合开关、，调节滑动变阻器，使电压表的示数为3V。保持滑动变阻器的位置不变，断开开关，调节电阻箱，当电阻箱的阻值R=2kΩ时，电压表的示数变为2V，则电压表的内阻值为　 　kΩ。
（4）电压表的测量值　 　（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
【答案】（1）
（2）a
（3）4
（4）大于
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】（1）因为被测电压表的内阻较大，为便于调节及减小测量误差，滑动变阻器宜使用阻值较小的 。
（2）实验前，滑动变阻器的滑动触头应在a端，使电压表所在支路的电压为零。
（3） 断开后，电阻箱R与电压表串联分压，由于电压表支路的电阻较大，可以认为 断开前后该支路的电压不变。根据串联分压，可求得电压表内阻为4kΩ。
（4）实际上，断开 后，电压表支路的电阻变大，该支路的电压会有所增加，电压表示数为2V，电阻箱R的电压略大于1V，即电压表的实际内阻值略小于4kΩ，测量值大于真实值。
【分析】（1）根据所提供的电路图得出应选用滑动变阻器；
（2）为保护电路，开关闭合之前，滑动变阻器的电阻应调到最大 值；
（3）根据电路的动态分析以及串联电路的分压得出电压表的内阻；
（4）根据电路的动态分析得出电压表的测量值和真实值的大小关系。
四、解答题
15．（2022高二上·河南月考）如图所示的电路中，电源两端的电压恒为U=4V，电阻，，、均为理想电压表。
（1）电压表的示数为多少？
（2）若把电压表换成理想电流表，则电压表的示数为多少？
【答案】（1）解：电路中的电流为
电压表 的示数为
（2）解：把 换成理想电流表后， 、 被短路，无电流，故
电压表 的示数为
【知识点】电路动态分析
【解析】【分析】（1）根据闭合电路欧姆定律以及电路动态分析得出电压表的实数；
（2）根据欧姆定律得出电压表2的示数。
16．（2022高二上·河南月考）如图所示，直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图线，直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图线，用该电源与电阻R组成闭合电路，由图像中的信息，求：
（1）电源电动势与内阻分别为多少？
（2）R的阻值为多少？
（3）电源的输出功率及电源内部消耗的功率？
【答案】（1）解：根据闭合电路欧姆定律有 ，则直线A与纵坐标U的截距表示电动势
斜率的绝对值表示电源的内阻
（2）解：由 可知直线B的斜率表示电阻
（3）解：两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，由图读出电压U=2V
电流I=2A
则电源的输出功率为
电源内部消耗的功率
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【分析】（1）根据闭合电路欧姆定律以及图像得出电源的电动势和内阻；
（2）根据欧姆定律得出R的阻值；
（3）结合图像以及电功率的表达式得出电源的输出功率以及内部消耗的功率。
17．（2022高二上·河南月考）十三陵抽水蓄能电站是利用十三陵水库为下库，在蟒山顶上修建上库（又名“天池”），上下库落差h＝430m，如图所示．其工作原理是：白天用电高峰期，将天池中的水引向下游水库，经过水轮机带动发电机产生电；晚上用电低谷期，则用抽水机将水由下游水库引向天池，由此循环来发电．假设某时刻将下游水库的水抽入天池，用电动机带动效率为η＝60%的离心水泵工作，工作电压为U＝380V，此时输入电动机的电功率为P＝19kW，电动机的内阻为r＝0.4Ω．已知水的密度为ρ＝1×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）电动机内阻消耗的热功率Pr；
（2）如果有10台这样的水泵同时工作，将540m3水蓄入天池，需多长时间？（不计进、出水口的水流速度）
【答案】（1）解：根据 ，电动机内阻消耗的热功
（2）解：根据540m3水蓄入天池，增加的重力势能： ，一台水泵工作时间t做的有效功： ，据 ，将数据代入可知：
【知识点】电功率和电功；重力势能
【解析】【分析】（1）根据电功率的表达式得出电动机内阻消耗的热功率；
（2）根据质量和密度的关系以及重力势能的表达式得出需要的时间。
18．（2022高二上·河南月考）有一只电流表，满偏电流为3mA，内阻为200Ω。现按下述要求对其作出改装
（1）若把它改装成一个量程为0～3V的电压表，需要给它串联一多大的电阻；
（2）若将它按如图示连接，使它成为一欧姆表，则表中1mA与2mA的刻度线对应的电阻值分别是多少。（图中电池的电动势为3.0V）
【答案】（1）解：电流表的满偏电压为
把它改装成一个量程为0～3V的电压表，需要给它串联的电阻为
（2）解：把电流表改成欧姆表，欧姆表的内阻为
根据闭合电路有
解得
当 ，
当 ，
【知识点】欧姆定律；串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【分析】（1）根据欧姆定律以及串联电路的特点得出需要串联的电阻；
（2）结合欧姆表内阻的求解以及闭合电路欧姆定律得出各刻度线对应的电阻。
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河南省中原名校2022-2023学年高二上学期物理第一次联考试卷
一、单选题
1．（2022高二上·河南月考）下列关于电源和电流的说法中正确的是（　　）
A．在电源内部，电源把电子由正极搬运到负极，把其他形式的能转化为电势能
B．电解液中正、负离子定向移动的方向相反，形成的电流方向也是相反的
C．电流既有大小又有方向，它是一个矢量
D．只要物体两端电势差不为零，就有电流存在
2．（2022高二上·河南月考）如图所示，一粗细均匀的金属导线横截面积为S，单位体积内有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为e，下面说法正确的是（　　）
A．时间t内流过该导线某一横截面的电荷量为
B．导线内的电流强度为I时，电子定向移动的速度为
C．将金属丝均匀的拉长到原来的2倍，其电阻也变为原来的2倍
D．将金属丝接入电路，随着温度的升高其电阻变小
3．（2022高二上·河南月考）如图所示是三种元件的伏安特性曲线，下列说法正确的是（　　）
A．1代表标准电阻，温度升高，电阻不变，其斜率等于电阻
B．三条线代表的元件都是线性元件
C．2代表某些半导体元件，随着电压、电流的升高，电阻减小
D．3代表小灯泡的伏安特性曲线，电阻率随温度的变化而保持不变
4．（2022高一下·襄阳期末）甲、乙为不同材料制成的两个长方体金属导电板，长、宽、高均分别为a、b、c，其中，如图，它们的外形完全相同。现将甲、乙两金属导电板按下图两种方式接入同一电源时，若回路中的电流相同，那么甲、乙两金属导电板的电阻率之比为（　　）
A． B． C． D．
5．（2022高二上·河南月考）高压线是非常危险的远距输电线，但是我们也经常会看到许多鸟儿双脚站上面却相安无事。经查，某城的高压线输送电功率，输送电压为20万伏，输送导线所用的是LGJ型钢芯铝绞线，其横截面积是120mm2，其电阻率。现发现一只小鸟双脚停留在高压裸线上，鸟两爪间的距离为2cm，则该小鸟承受的电压大小为（　　）
A．1.5V B． C． D．
6．通过电阻R的电流强度为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为 ，则在时间t内产生的热量为(　　)
A．4Q B．2Q C． D．
7．（2022高二上·河南月考）如图电路中，A、B两灯原来正常发光，忽然B灯比原来亮了，设这是因为电路中某一处发生了故障造成的，那么发生这种故障的可能是（　　）
A．R1短路 B．R2断路 C．R3断路 D．电源断路
8．（2022高二上·河南月考）某手机电池背面印有的一些符号如图所示。已知元电荷e=1.60×10﹣19C，下列说法正确的是（　　）
A．“毫安·时”（mA·h）是电池储存的能量的单位
B．“伏特”（V）是国际单位制中的基本单位
C．若该手机的待机电流为10mA，则手机最多可待机100小时
D．若该电池工作电流为16mA，则每秒内定向通过电源的电子个数为1×1017个
二、多选题
9．（2022高二上·河南月考）下列关于能源和能量说法中正确的是（　　）
A．汽车散失的热量不能收集起来再次开动汽车，说明能量的转化或转移具有方向性
B．核电站是利用核聚变释放的能量发电，核能是不可再生的能源
C．能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用，能量的品质降低了
D．能量是守恒的，不可能消失，所以人类不需要节约能源
10．（2022高二上·河南月考）关于多用电表及材料的电阻率，下列说法正确的是（　　）
A．合金的电阻率大于构成该合金的任一纯金属的电阻率
B．电阻率表征了导体材料的导电性能的好坏，由导体的材料决定，与温度无关
C．用多用电表测电压、测电流、测电阻时，外面电路都必须有电源
D．多用电表的欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的
11．（2022高二上·河南月考）小杜家里新装修时使用了一批照明卤钨灯泡，如图a所示。小杜利用多用电表测量该灯泡的电阻，以下操作正确的是（　　）
A．小杜选好“×100”，红黑表笔短接后指针位置如图b所示，则他应该调节“T”进行调零
B．调零后，用红黑表笔分别接触灯泡的两脚，发现指针偏角太小，则需要更换“×1k”挡位
C．每次换挡后都需再次调节“S”进行欧姆调零
D．正确选择挡位后，指针位置如图c所示，则该灯泡电阻为
12．（2022高二上·河南月考）如图所示的电路中，电源电动势、内阻，定值电阻、，滑动变阻器R的调节范围为0~10，忽略导线的电阻。下列说法正确的是（　　）
A．定值电阻消耗的最大功率为4.5W
B．滑片P位于正中央时定值电阻消耗的功率最大
C．电源的最大输出功率为6W
D．当时，电源的输出功率最大
三、实验题
13．（2022高二上·河南月考）现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。游标卡尺和螺旋测微器的示数如图1和图2所示。
（1）由如图读得圆柱体的直径为　 　mm，长度为　 　cm；
（2）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别为D、L，测得D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ = 　 　。
14．（2022高二上·河南月考）某实验小组要测量一个量程为3V电压表的内阻，实验室提供的实验器材如下：
A．待测电压表V（量程为3V）
B．滑动变阻器（最大阻值为5kΩ）
C．滑动变阻器（最大阻值为10Ω）
D．电阻箱R（0~9999Ω）
E．电源（电动势约4.5V，内阻约1Ω）
F．开关两个、导线若干
回答下列问题：
（1）用如图所示的电路进行测量，应选用的滑动变阻器为　 　（选填“”或“”）。
（2）按电路图连接好电路，开关闭合前，滑动变阻器的触头要在　 　端（选填“a”或“b”）。
（3）闭合开关、，调节滑动变阻器，使电压表的示数为3V。保持滑动变阻器的位置不变，断开开关，调节电阻箱，当电阻箱的阻值R=2kΩ时，电压表的示数变为2V，则电压表的内阻值为　 　kΩ。
（4）电压表的测量值　 　（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
四、解答题
15．（2022高二上·河南月考）如图所示的电路中，电源两端的电压恒为U=4V，电阻，，、均为理想电压表。
（1）电压表的示数为多少？
（2）若把电压表换成理想电流表，则电压表的示数为多少？
16．（2022高二上·河南月考）如图所示，直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图线，直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图线，用该电源与电阻R组成闭合电路，由图像中的信息，求：
（1）电源电动势与内阻分别为多少？
（2）R的阻值为多少？
（3）电源的输出功率及电源内部消耗的功率？
17．（2022高二上·河南月考）十三陵抽水蓄能电站是利用十三陵水库为下库，在蟒山顶上修建上库（又名“天池”），上下库落差h＝430m，如图所示．其工作原理是：白天用电高峰期，将天池中的水引向下游水库，经过水轮机带动发电机产生电；晚上用电低谷期，则用抽水机将水由下游水库引向天池，由此循环来发电．假设某时刻将下游水库的水抽入天池，用电动机带动效率为η＝60%的离心水泵工作，工作电压为U＝380V，此时输入电动机的电功率为P＝19kW，电动机的内阻为r＝0.4Ω．已知水的密度为ρ＝1×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）电动机内阻消耗的热功率Pr；
（2）如果有10台这样的水泵同时工作，将540m3水蓄入天池，需多长时间？（不计进、出水口的水流速度）
18．（2022高二上·河南月考）有一只电流表，满偏电流为3mA，内阻为200Ω。现按下述要求对其作出改装
（1）若把它改装成一个量程为0～3V的电压表，需要给它串联一多大的电阻；
（2）若将它按如图示连接，使它成为一欧姆表，则表中1mA与2mA的刻度线对应的电阻值分别是多少。（图中电池的电动势为3.0V）
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】电流、电源的概念
【解析】【解答】A．在电源内部，电源把电子由正极搬运到负极，这一过程要克服静电力做功，其他形式的能转化为电势能，A符合题意；
B．电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，B不符合题意；
C．电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量而是标量，C不符合题意；
D．形成电流的条件是物体两端保持有电压，且物体中有自由移动的电荷，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】电源的内部电子从正极搬运到负极，克服静电力做功，正电荷定向移动的方向为电流的方向，形成持续电流的条件是导体两端有电压，并有自由移动的电荷。
2．【答案】B
【知识点】电阻定律；电流的微观表达式及其应用
【解析】【解答】A．根据题意，设电子定向移动的速度为 ，则 时间内通过该导线某一横截面积的电子数为 则时间t内流过该导线某一横截面的电荷量为
A不符合题意；
B．导线内的电流强度为I时，由电流定义式
可得
解得
B符合题意；
C．将金属丝均匀的拉长到原来的2倍，面积变为原来的 ，由公式
可得
可知，电阻变为原来的4倍，C不符合题意；
D．将金属丝接入电路，随着温度的升高电阻率变大，其电阻变大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据电流的微观表达式得出导线某横截面的电荷量以及定向移动的速度，结合电阻定律得出改变后的电阻和原来电阻的关系。
3．【答案】C
【知识点】线性元件和非线性元件的伏安特性曲线
【解析】【解答】A．元件1的伏安特性曲线是直线，说明其电阻不随电压、电流、温度的变化而变化，是标准电阻，但是在I-U图像中，其斜率的倒数等于电阻，A不符合题意；
B．三条线中的2、3是曲线，说明其代表的元件不是线性元件，B不符合题意；
C．曲线2中反应的特征是，随着电压、电流的增大，电阻逐渐减小，说明该元件是半导体元件，C符合题意；
D．曲线3中反应的特征是，随着电压、电流的增大，电阻逐渐增大，这符合小灯泡的伏安特性曲线，其电阻率随温度的升高而增大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】线性元件的伏安特性曲线是直线，非线性元件的伏安特性曲线为曲线，结合图像进行分析判断正确的选项。
4．【答案】A
【知识点】电阻定律
【解析】【解答】根据题意知，甲、乙两金属导电板的电阻相等，根据电阻决定式有
则电阻率为
甲、乙两金属导电板的电阻率之比为。
故答案为：A。
【分析】根据电阻定律得出电阻率的表达式，从而得出甲、乙两金属导电板的电阻率之比。
5．【答案】C
【知识点】电功率和电功；电流、电源的概念
【解析】【解答】由题可得输电线上的电流为
小鸟两爪间的输送导线电阻约为
小鸟和这部分电阻并联，则小鸟双脚停留在高压线上时承受的电压为
故答案为：C。
【分析】结合电功率的表达式得出输电线上的电流，结合电阻定律以及欧姆定律得出该小鸟承受的电压。
6．【答案】C
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】根据Q=I2Rt得，电阻变为原来的2倍，电流强度变为原来的 ，时间不变，则热量变为原来的 。C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】焦耳定律的应用，只要熟记公式很容易计算结果。
7．【答案】C
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】A． R1短路，则电源被短路了，灯泡都不亮，此选项不符合题意，A不符合题意；
B．电阻R2与灯泡A是并联的，如果R2断路，此处只有灯泡A一个电阻，根据并联电路总电阻与分电阻的关系，此处电阻相当于增大，所以灯泡A两端电压增大，灯泡B两端电压降低，由
知，功率变小，灯泡B变暗，B不符合题意；
C．电阻R3与灯泡B是并联的，如果R3断路，此处只有灯泡B一个电阻，根据并联电路总电阻与分电阻的关系，此处电阻相当于增大，所以灯泡B两端电压增大，由
知，功率变大，灯泡B变亮，C符合题意；
D．电源断路，电路没有电流，灯泡都不亮，此选项不符合题意，D 不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据电功率的表达式得出灯泡B功率的变化情况，从而得出灯泡B亮度的变化情况，结合电路的动态分析进行分析判断。
8．【答案】D
【知识点】单位制及量纲
【解析】【解答】A．“毫安·时”（mA·h）是指电池放电时能输出的总电荷量，显然不是电池储存的能量的单位，A不符合题意；
B．“伏特”（V）不是国际单位制中的基本单位，是导出单位，B不符合题意；
C．根据该手机电池提供的数据可知，若该手机的待机电流为10mA，则手机最多可待机时间为
C不符合题意；
D．若该电池工作电流为16mA，则每秒内定向通过电源的电子个数为 （个）
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】伏特是导出单位，结合电流的定义式得出该手机的待机时间，利用电流的微观表达式得出每秒内定向通过电源的电子个数。
9．【答案】A,C
【知识点】能量守恒定律
【解析】【解答】A．由于能量转化和转移具有方向性，汽车制动时，由于摩擦动能转化为内能，这些内能不能自动地再次开动汽车。A符合题意；
B．核电站是利用原子核发生裂变释放出的核能来发电的，核能是不可再生能源。B不符合题意；
C．能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用，即能量的可利用率越来越低，能量的品质越来越低。C符合题意；
D．能量是守恒的，不可能消失，但能量转化有方向，故人类需要节约资源。D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】能量转化和转移具有方向性，核电站是利用原子核发生裂变释放出的核能来发电的，能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用，结合能量守恒定律惊醒分析判断。
10．【答案】A,D
【知识点】电阻定律；电路动态分析
【解析】【解答】A．纯金属的电阻率较合金的电阻率小，A符合题意；
B．电阻率表征了材料导电能力的强弱，其大小与材料、温度有关，B不符合题意；
C．用多用电表测电压、测电流时，外电路必须有电源；测电阻时，外电路不用有电源，C不符合题意；
D．多用电表的欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】纯金属的电阻率小于合金的电阻率，电阻率表征了材料导电能力的强弱，结合闭合电路欧姆定律进行分析判断。
11．【答案】A,B
【知识点】练习使用多用电表
【解析】【解答】AC．红、黑表笔短接后指针没有满偏，说明需要欧姆调零，即调节T旋钮，每次更换挡位都需再次调节“T”进行欧姆调零，A符合题意，C不符合题意；
BD．测量时，发现指针偏角太小，说明挡位选小了，需要更换“×1k”进行测量，根据多用电表读数方法可知测量结果为
B符合题意，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】多用电表的红黑表笔短接没有满偏时需要欧姆调零，指针偏角太小时应调大挡位，利用多用电表的读数原理进行读数。
12．【答案】A,C
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】A．定值电阻 消耗的功率为
当电路中的电流最大时定值电阻 消耗的功率最大，当滑动变阻器的滑片P在最右端时电路的电阻最小，电流最大，由闭合电路欧姆定律得
定值电阻 消耗的最大功率为
A符合题意；
B．定值电阻 消耗的功率为 ，显然定值电阻 两端的电压越大，消耗的电功率越大，由电路可知当滑片P位于最左端时， 两端的电压最大，电功率最大，B不符合题意；
CD．当外电路的总电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，此时滑动变阻器与定值电阻 并联的总电阻应为 ，即
解得
电源的最大输出功率为
D不符合题意，C符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据电功率的表达式以及闭合电路欧姆定律得出定值电阻的最大功率，通过串并联电路电阻的求解以及电功率的表达式得出电源的最大输出功率。
13．【答案】（1）1.610（允许摆动）；2.935
（2）
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）根据螺旋测微计的读数规则有1.5mm + 11.0 × 0.01mm = 1.610mm
根据游标卡尺的读数规则有2.9cm + 7 × 0.05mm = 2.935cm
（2）根据欧姆定律和电阻定律有 ，
化简有
【分析】（1）根据螺旋测微器和游标卡尺的读数原理进行读数；
（2）根据欧姆定律以及电阻定律得出电阻率的表达式。
14．【答案】（1）
（2）a
（3）4
（4）大于
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】（1）因为被测电压表的内阻较大，为便于调节及减小测量误差，滑动变阻器宜使用阻值较小的 。
（2）实验前，滑动变阻器的滑动触头应在a端，使电压表所在支路的电压为零。
（3） 断开后，电阻箱R与电压表串联分压，由于电压表支路的电阻较大，可以认为 断开前后该支路的电压不变。根据串联分压，可求得电压表内阻为4kΩ。
（4）实际上，断开 后，电压表支路的电阻变大，该支路的电压会有所增加，电压表示数为2V，电阻箱R的电压略大于1V，即电压表的实际内阻值略小于4kΩ，测量值大于真实值。
【分析】（1）根据所提供的电路图得出应选用滑动变阻器；
（2）为保护电路，开关闭合之前，滑动变阻器的电阻应调到最大 值；
（3）根据电路的动态分析以及串联电路的分压得出电压表的内阻；
（4）根据电路的动态分析得出电压表的测量值和真实值的大小关系。
15．【答案】（1）解：电路中的电流为
电压表 的示数为
（2）解：把 换成理想电流表后， 、 被短路，无电流，故
电压表 的示数为
【知识点】电路动态分析
【解析】【分析】（1）根据闭合电路欧姆定律以及电路动态分析得出电压表的实数；
（2）根据欧姆定律得出电压表2的示数。
16．【答案】（1）解：根据闭合电路欧姆定律有 ，则直线A与纵坐标U的截距表示电动势
斜率的绝对值表示电源的内阻
（2）解：由 可知直线B的斜率表示电阻
（3）解：两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，由图读出电压U=2V
电流I=2A
则电源的输出功率为
电源内部消耗的功率
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【分析】（1）根据闭合电路欧姆定律以及图像得出电源的电动势和内阻；
（2）根据欧姆定律得出R的阻值；
（3）结合图像以及电功率的表达式得出电源的输出功率以及内部消耗的功率。
17．【答案】（1）解：根据 ，电动机内阻消耗的热功
（2）解：根据540m3水蓄入天池，增加的重力势能： ，一台水泵工作时间t做的有效功： ，据 ，将数据代入可知：
【知识点】电功率和电功；重力势能
【解析】【分析】（1）根据电功率的表达式得出电动机内阻消耗的热功率；
（2）根据质量和密度的关系以及重力势能的表达式得出需要的时间。
18．【答案】（1）解：电流表的满偏电压为
把它改装成一个量程为0～3V的电压表，需要给它串联的电阻为
（2）解：把电流表改成欧姆表，欧姆表的内阻为
根据闭合电路有
解得
当 ，
当 ，
【知识点】欧姆定律；串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【分析】（1）根据欧姆定律以及串联电路的特点得出需要串联的电阻；
（2）结合欧姆表内阻的求解以及闭合电路欧姆定律得出各刻度线对应的电阻。
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