【精品解析】江苏省苏州市新区一中2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题

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江苏省苏州市新区一中2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题
一、单选题(4分*11=44分,每题只有一个选项正确)
1.一块均匀的长方体金属导体,长、宽、高分别为a、b、c,如图所示。电流沿AB方向时测得导体的电阻为R,该金属的电阻率为(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】电阻定律
【解析】【解答】根据电阻定律,该金属的电阻率为
故答案为:A。
【分析】本题考查电阻定律的应用,核心是明确电流沿AB方向时导体的长度和横截面积,再通过电阻定律变形求解电阻率。
2.某同学用一个微安表头(量程,内阻)、电阻箱和电阻箱组装成一个多用电表,有电流“”和电压“”两挡,改装电路如图所示,则应调到的阻值为(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】表头的改装
【解析】【解答】当接o、a接线柱时改装为电流表,根据并联电路特点得
代入数据解得
当接o、b接线柱时改装为电压表,根据串联电路特点得
解得
故答案为:A。
【分析】本题考查多用电表的改装原理,核心是结合并联分流(改装电流表)和串联分压(改装电压表)的规律,分别计算分流电阻和分压电阻的阻值。
3.关于多用电表的使用,下列说法正确的是(  )
A.甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔接法正确
B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,黑表笔电势高于红表笔
C.丙图中用的是多用电表电阻挡测量二极管的电阻,黑表笔电势高于红表笔
D.丙图、丁图中用的是多用电表电阻挡测量同一个二极管的电阻,丙图中测量值较大
【答案】C
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数
【解析】【解答】A.甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔的红黑表笔接错,电流应从红表笔流进,黑表笔流出,故A错误;
B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,电流从红表笔流入,从黑表笔流出,黑表笔电势低于红表笔,故B错误;
C:多用电表电阻挡内置电源正极接黑表笔,负极接红表笔,丙图中黑表笔接二极管正极,测的是正向电阻,此时黑表笔电势高于红表笔,故C正确;
D:丙图测正向电阻,丁图测反向电阻,二极管反向电阻远大于正向电阻,故丁图测量值较大,故D错误。
故答案为:C。
【分析】结合多用电表不同挡位( 电压、电流、电阻 )的工作原理,分析表笔连接、电势高低以及二极管正反向电阻的测量情况,判断选项正误。
4.如图是小李同学用螺旋测微器测量金属丝直径时涉及到的步骤。请选出需要的步骤,并按实验时的先后顺序排列,其合理的为(  )
A.甲乙 B.甲丙 C.甲乙丙 D.丙甲乙
【答案】D
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用
【解析】【解答】螺旋测微器的使用方法:左手持尺架,右手转动粗调旋钮使测杆与测砧间距稍大于被测物,放入被测物,转动保护旋钮到夹住被测物,直到棘轮发出声音为止,拨动固定旋钮使测杆固定后读数,D正确。
故答案为:D。
【分析】本题考查螺旋测微器的使用步骤,核心是掌握螺旋测微器 “调距 — 夹持 — 固定” 的操作流程,结合图片对应的操作动作判断步骤顺序。
5.多用电表表盘指针指在如图所示的位置,下列说法正确的是(  )
A.若该读数是选用电阻挡“”倍率得到的,应该更换“”倍率,欧姆调零后再测
B.若选用的是直流电压“”量程,则指针读数为
C.测直流电压时,必须让黑表笔接外电路的正极,红表笔接外电路负极
D.测二极管的正向电阻时,必须让黑表笔接二极管正极,红表笔接二极管负极
【答案】D
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数
【解析】【解答】A.欧姆挡指针偏角大,说明被测电阻阻值小,应换用更小的倍率(如 ×10),而非 ×1k;换倍率后需重新欧姆调零,故A错误;
B.若使用直流电压10V量程,最小分度为0.2V,读数应该为9.0V左右,故B错误;
C.测直流电压或直流电流时,应该让电流从红表笔流进,从黑表笔流出,以保证表盘指针能够正偏,必须让红表笔接外电路的正极,黑表笔接外电路负极,故C错误。
D.测二极管的正向电阻时,应该让电流从红表笔流进,从黑表笔流出,黑表笔应接二极管正极,红表笔应接二极管负极,故D正确。
故答案为:D。
【分析】本题考查多用电表的使用规则与读数方法,核心是掌握欧姆挡倍率选择、直流电压读数、表笔极性连接(含二极管测量)的关键要点。
6.甲、乙两电路图分别是滑动变阻器的两种连接方式。下列说法正确的是(  )
A.乙图电路中的滑动变阻器采用“一上一下”的连接方式
B.在闭合开关前,甲、乙两图中滑片P都应置于b端
C.阻值远远大于滑动变阻器阻值时,选择甲图电路连接
D.甲、乙两图中待测电阻两端的电压都可以调到零
【答案】B
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】A.乙图电路中的滑动变阻器电阻全部连入电路,采用并联分压接法,没有采用“一上一下”的连接方式,故A错误;
B.在闭合开关前,为了保护电路,要保证两端的电压最小,即甲图中滑动变阻器连入电路的阻值应该最大,乙图中与滑动变阻器部分并联,所以甲、乙两图中滑片P都应置于b端,故B正确;
C.当阻值远远大于滑动变阻器阻值时,如果选择甲图电路连接,则通过待测电阻的电流变化很小,所以应选择分压式电路,即选择乙图电路,故C错误;
D.甲图电路为限流式电路,滑片滑到b端时,加在两端的电压最低但达不到零,故D错误。
故答案为:B。
【分析】本题考查滑动变阻器的限流接法与分压接法,核心是区分两种接法的连接特点、电路保护要求及适用场景,分析各选项的正确性。
7.在许多精密的仪器中,如果需要较精确地调节某一 电阻两端的电压,常常采用如图所示的电路通过两只滑动变阻器和对一阻值为500Ω左右的电阻两端电压进行粗调和微调.已知两个滑动变阻器的最大阻值分别为200Ω和10Ω关于滑动变阻器、的连接关系和各自所起的作用,下列说法正确的是( )
A.取=200Ω,=10Ω,调节起粗调作用
B.取=10Ω,=200Ω,调节起微调作用
C.取=200Ω,=10Ω,调节起粗调作用
D.取=10Ω,=200Ω,调节起微调作用
【答案】B
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】若=200Ω,=10Ω,则与R0组成的部分电路的电阻远小于,移动上的滑片很不方便调节两端的电压.当=10Ω,=200Ω时,移动上的滑片使两端的电压变化较快,移动上的滑片使R0两端的电压变化相对较慢,故B正确;ACD错误。
故答案为:B
【分析】本题考查滑动变阻器的粗调与微调原理,核心是根据分压式接法的特点,结合滑动变阻器阻值与待测电阻的大小关系,判断粗调(阻值小的变阻器)和微调(阻值大的变阻器)的对应元件。
8.一台电风扇,内阻为20Ω,接上220V电压后正常工作,消耗功率66W,则下列说法正确的是(  )
A.电风扇正常工作时通过电动机的电流是0.2A
B.电风扇正常工作时转化为机械能的功率是64.2W
C.电风扇正常工作时电动机的效率是90.3%
D.如果接上电源后,电风扇的扇叶被卡住,不能转动,这时电动机的发热功率是220W
【答案】B
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】A.根据题意可得,故A错误;
B.电风扇正常工作时转化为机械能的功率为,故B正确;
C.电风扇正常工作时电动机的效率为,故C错误;
D.如果接上电源后,电风扇的扇叶被卡住,不能转动,这时电动机的发热功率为,故D错误。
故答案为:B。
【分析】本题考查非纯电阻电路的功率计算,核心是区分纯电阻与非纯电阻电路的功率规律,利用计算总功率、热计算热功率,进而求解机械功率和效率,同时分析扇叶卡住时的纯电阻发热情况。
9.电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比,如图所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线,直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线。直线C为电阻R两端的电压与电流的关系图线,将这个电阻R分别接到a、b两电源上,那么(  )
A.R接到电源a上,电源的效率较低
B.R接到电源b上,电源的输出功率较大
C.R接到电源a上,电源的输出功率较大,电源效率较低
D.R接到电源b上,电源的输出功率较小,电源效率较低
【答案】D
【知识点】闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】电源的效率为,由题中图像可知两电源的电动势相同,A与C交点处电压大于B与C交点处电压,则R接到电源a上效率高;电源输出功率为
由题中图像交点可知R接在电源a上的输出电压和电流都较大,所以R接在电源a上的输出功率较大。
故答案为:D。
【分析】本题考查电源的效率与输出功率分析,核心是结合电源U-I图像与电阻U-I图像的交点,确定路端电压和电流,再根据效率公式、输出功率公式分析大小关系。
10.将电池、开关和灯泡组成串联电路,如图所示。闭合开关时,发现灯泡不发光。为了寻找故障原因,某同学在闭合开关且不拆开导线的情况下,用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。他将红表笔与接线柱A接触并保持不动,用黑表笔分别接触接线柱B、C、D、E、F。他发现,当黑表笔接触B、C、D时,示数为1.50V;黑表笔接触E、F时,示数为0。若该电路中只存在一处故障,则灯泡不发光的原因可能是(  )
A.灯泡短路 B.开关接触不良
C.DE间导线断路 D.AF间导线断路
【答案】C
【知识点】电路故障分析
【解析】【解答】A.若灯泡短路,闭合开关时电池发热冒烟,A错误;
B.若开关接触不良,黑表笔接触E时,示数为1.5V,B错误;
C. DE间导线断路,符合题意,C正确;
D.若 AF间导线断路,黑表笔接触F时,示数为1.5V,D错误。
故答案为:C。
【分析】本题考查电路故障的电压表检测法,核心是利用多用电表直流电压挡的示数特征,判断断路或短路的故障位置,依据 “有电压则两点间与电源连通,无电压则两点间存在断路” 的规律分析。
11.如图所示电路中,定值电阻,电源内阻,滑动变阻器的总电阻为R。当滑动变阻器的滑片P由顶端向下滑动过程中,下列说法不正确的是(  )
A.电压表示数在变小
B.电压表示数增大,电流表示数减小
C.电容器的电荷量增大,电阻消耗的电功率减小
D.电源内阻损耗的功率变小,电源的输出功率先变大后变小
【答案】A
【知识点】含容电路分析;闭合电路的欧姆定律;电路动态分析
【解析】【解答】A.滑片P向下滑动的过程中,接入电阻增大,干路电流减小,根据可知,电压表V2示数变大,故A错误;
B.滑片P向下滑动的过程中,根据,由于干路电流减小,则电压表示数增大,通过电流表的电流减小,故B正确;
C.结合上述可知,电容器两端的电压为路端电压,根据,可知电容器的带电量增大,由于干路电流减小,则电阻消耗的电功率减小,故C正确;
D.电源内阻损耗的功率,由于干路电流变小,则电源内阻损耗的功率变小,电源的输出功率
由于电源内阻,定值电阻,滑动变阻器的总电阻为R,当滑动变阻器的滑片P由顶端向下滑动过程中,的取值范围在R到2R之间,根据对勾函数的特征可知,电源的输出功率先变大后变小,故D正确。
故答案为:A。
【分析】滑片 P 从顶端向下滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,结合闭合电路欧姆定律、电容器充电规律和电源功率特性分析各选项。
二、实验题(每空2分,共20分)
12.某同学用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图甲所示,此示数为    mm;用游标卡尺测量某物体的厚度时,示数如图乙所示,此示数为    cm。另一位学生用游标卡尺上标有50等分刻度的游标卡尺测一工件的长度,测得的结果如图丙所示,则该工件的长度L =    cm。
【答案】8.021;2.060;5.236
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用
【解析】【解答】螺旋测微器的读数为8mm+2.1×0.01mm = 8.021mm,由于需要估读,因此在范围8.020 ~ 8.022 mm内均正确。
由图乙可知,游标卡尺为20分度尺,则游标卡尺的读数为20 mm + 12 × 0.05 mm = 20.60 mm = 2.060 cm
由图丙可知,游标卡尺为50分度尺,则工件的长度为L = 52 mm + 0.02 × 18 mm = 5.236 cm
故答案为:8.021;2.060;5.236
【分析】(1) 螺旋测微器读数:遵循固定刻度读数 + 可动刻度读数 × 精度(0.01mm),需估读一位;
(2) 20 分度游标卡尺读数:精度为 0.05mm,读数为主尺读数 + 游标尺对齐格数 × 精度,转换为厘米单位;
(3) 50 分度游标卡尺读数:精度为 0.02mm,读数规则同前,注意主尺与游标尺的刻度对齐情况,转换为厘米单位。
13.某实验小组测量电源的电动势和内阻时,使用的器材有:电动势约为、内阻约为几欧姆的锂锰纽扣电池,量程为、内阻约为的电流表,量程为、内阻约为的电压表,最大阻值为的滑动变阻器R,开关S,导线若干。
(1)为了更准确地测出电源电动势和内阻,实验电路应该选择图a中的   (选填“甲”或“乙”)
(2)正确选择电路后,按图连接电路。闭合开关测量时,改变滑动变阻器滑片P的位置,记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I。在第一次测量中电压表的指针位置如图b所示,其示数是   V。
(3)其余实验数据如表所示。根据表中的数据,在图c中的坐标纸上描绘出相应的5个点,并作出图线   。
I() 445 400 290 250 100
U(V)   2.10 2.32 2.40 2.70
(4)根据图c的图线,可求出电池的电动势   V,内阻   (保留三位有效数字)
(5)电池电动势的测量值   真实值,该电池内阻的测量值   真实值。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】(1)乙
(2)2.00
(3)
(4)2.90;2.02
(5)小于;小于
【知识点】闭合电路的欧姆定律;电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)由题中数据可知,电池的内阻与电流表内阻大小相当,远小于电压表内阻,若实验电路采用图a中的甲,电流表的分压会使得路端电压测量值误差很大,若实验电路采用图a中的乙,通过电池的电流的测量值由于电压表分流引起的误差很小,所以为减小测量误差,相对电源来说,应采用电流表外接法,即图a中的乙。
故答案为:乙
(2)由题图b可知,电压表量程为3V,分度值为0.1V,则电压表示数为2.00V。
故答案为:2.00
(3)描点作出图线如图1所示
(4)根据闭合电路欧姆定律有
整理得
则电源图线纵截距表示电池电动势,图线斜率的绝对值表示电源的内阻,由图可知,
故答案为:2.90;2.02
(5)该实验相对于电源来说,电流表采用外接法,因电压表分流会引起电流测量的误差,干路电流真实值
则电流测量值小于真实值,且电流测量值与真实值的差别随U的减小均匀减小,当、外电路短路时,电流测量值等于真实值,即两图像在横轴交于同一点,如图2所示
由于电源的图像的纵截距表示电池电动势,斜率的绝对值表示电源内阻,由图2可知,实验得出的该电池电动势测量值小于真实值,内阻的测量值小于真实值。
故答案为:小于;小于
【分析】(1) 依据电源内阻与电表内阻的大小关系,判断电流表的接法:电源内阻小,采用电流表外接法(乙图) 减小系统误差。
(2) 根据电压表量程和分度值,直接读取指针示数。
(3) 按实验数据在坐标纸上描点,用直线拟合(舍去偏离点)得到图线。
(4) 由图线的截距求电动势,斜率绝对值求内阻(需结合电路接法修正内阻)。
(5) 分析实验电路的系统误差来源,比较测量值与真实值的大小关系。
(1)由题中数据可知,电池的内阻与电流表内阻大小相当,远小于电压表内阻,若实验电路采用图a中的甲,电流表的分压会使得路端电压测量值误差很大,若实验电路采用图a中的乙,通过电池的电流的测量值由于电压表分流引起的误差很小,所以为减小测量误差,相对电源来说,应采用电流表外接法,即图a中的乙。
(2)由题图b可知,电压表量程为3V,分度值为0.1V,则电压表示数为2.00V。
(3)描点作出图线如图1所示
(4)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
整理得
则电源图线纵截距表示电池电动势,图线斜率的绝对值表示电源的内阻,由图可知
(5)[1][2]该实验相对于电源来说,电流表采用外接法,因电压表分流会引起电流测量的误差,干路电流真实值
则电流测量值小于真实值,且电流测量值与真实值的差别随U的减小均匀减小,当、外电路短路时,电流测量值等于真实值,即两图像在横轴交于同一点,如图2所示
由于电源的图像的纵截距表示电池电动势,斜率的绝对值表示电源内阻,由图2可知,实验得出的该电池电动势测量值小于真实值,内阻的测量值小于真实值。
三、解答题(6分+10分+8分+12分=36分)
14.如图所示是有两个量程的电流表,大量程为,小量程为,已知表头的内阻为,满偏电流是,其中A为公共端点,求:
(1)A与B、C的中的哪个端点为电流表的大量程,并说明理由;
(2)的总阻值。
【答案】(1)解:当A与B端点相接时,量程为
当A与C端点相接时,量程为
对比可知
故A与B两个端点对应大量程;
(2)解:根据
代入数据解得
【知识点】表头的改装
【解析】【分析】(1) 结合电流表扩量程的原理(并联电阻越小,量程越大),分析A与B、A与C连接时的并联电阻大小,判断哪个端点对应大量程。
(2) 结合电流表扩量程的并联电阻计算公式并,分别对小量程和大量程列方程,联立求解的总阻值。
(1)当A与B端点相接时,量程为
当A与C端点相接时,量程为
对比可知
故A与B两个端点对应大量程;
(2)根据
代入数据解得
15.如图所示的电路中,电源内阻,定值电阻,电容器的电容,灯泡L标有“15V,30W”字样。当开关S闭合、断开时,灯泡L恰好正常发光,认为灯泡的电阻恒定不变。
(1)求电源电动势E;
(2)当开关S、均闭合时,求小灯泡的实际电流;
(3)开关从断开到闭合直至电路稳定的过程中,求通过电阻R的电荷量Q。
【答案】(1)解:当开关S闭合,断开时的等效电路图如图甲所示
对灯泡,
由闭合电路欧姆定律
可得电动势
(2)解:当开关S、均闭合时的等效电路图如图乙所示
设与串联后再与并联的总电阻为,则有
解得
总电流
路端电压为
小灯泡的实际电流为
可得
(3)解:当开关S闭合,断开时,电容器与并联,与电压相等有
解得
且a端电势高,当开关S、均闭合时,电容器与并联,
解得
且b端电势高,所以通过电阻R的电荷量
解得
【知识点】含容电路分析;闭合电路的欧姆定律
【解析】【分析】(1) 先由灯泡的额定值求电阻,再结合开关S闭合、S1断开时的电路结构(灯泡L与R2、电源内阻串联),用闭合电路欧姆定律求电源电动势。
(2) 开关S、S1均闭合时,电路为L与R1并联后再与R2、内阻串联,先求外电路总电阻,再由闭合电路欧姆定律求总电流,结合并联电路分流规律求灯泡的实际电流。
(3) 分析S1断开和闭合时电容器的电压变化:S1断开时电容器电压等于R2两端电压,S1闭合时电容器电压等于并联部分两端电压,由求通过电阻R的电荷量。
16.小明同学在玩一个会发光的电动玩具汽车时,发现了一个现象:启动电源,电动机正常工作,车轮正常转动,当不小心卡住车轮时,车灯会变暗。玩具汽车的简化电路如图所示,电源电动势E=10V,r=2Ω,车轮电动机的额定电压UM=6V,额定功率PM=6W,线圈电阻RM=1Ω。则:
(1)玩具汽车正常工作时,流过灯泡的电流;
(2)玩具汽车被卡住后,流过灯泡的电流;
(3)玩具汽车卡住前后,灯泡消耗功率的减少量。
【答案】(1)解:玩具汽车正常工作时,电源内阻分的电压为
通过电源的电流为
玩具汽车正常工作时,通过电动机的电流为
所以流过灯泡的电流为
(2)解:灯泡的电阻为
玩具汽车被卡住后,电动机可视为纯电阻,灯泡与电动机并联的电阻为
电路中的总电流为
所以流过灯泡的电流为
(3)解:玩具汽车卡住前,灯泡消耗的功率为
玩具汽车卡住后,灯泡消耗的功率为
所以灯泡消耗功率的减少量为
【知识点】焦耳定律;闭合电路的欧姆定律
【解析】【分析】(1) 正常工作时灯泡电流:先由电动机额定功率和电压求电动机电流,再结合闭合电路欧姆定律求电源总电流,进而得到灯泡电流;
(2) 卡住后灯泡电流:电动机卡住后为纯电阻,先求并联总电阻,再由闭合电路欧姆定律求路端电压,最终得灯泡电流;
(3) 功率减少量:分别计算卡住前后灯泡的功率,作差得到功率减少量。
(1)玩具汽车正常工作时,电源内阻分的电压为
通过电源的电流为
玩具汽车正常工作时,通过电动机的电流为
所以流过灯泡的电流为
(2)灯泡的电阻为
玩具汽车被卡住后,电动机可视为纯电阻,灯泡与电动机并联的电阻为
电路中的总电流为
所以流过灯泡的电流为
(3)玩具汽车卡住前,灯泡消耗的功率为
玩具汽车卡住后,灯泡消耗的功率为
所以灯泡消耗功率的减少量为
17.如图1,电源电动势E=6V,内阻r=2Ω,电键S闭合后,将滑动变阻器的滑片从A端移动到B端,该过程中定值电阻、消耗的功率与通过该电阻的电流的关系如图2的P、Q所示。则:
(1)图像P是哪个电阻的功率变化曲线?说明理由
(2)、的阻值分别为多大?
(3)的最大功率为多少?
(4)滑动变阻器的阻值最大阻值为多少?
【答案】(1)解:图像P是电阻的功率变化曲线。因为当滑动变阻器的滑片移动到B端时,电阻和滑动变阻器被短路,流经电阻电流为零。而滑动变阻器的滑片从A端移动到B端的过程中,流经的电流不能为零。图像P电流值能取到零,所以图像P是电阻的功率变化曲线。
(2)解:上电流由到变化,即滑片置于A端时上的功率为,电流为。根据得
滑片从A向B移动过程中,总电阻减小,通过的电流逐渐增大,即滑片置于A端时,上的功率为,电流为。根据得
(3)解:当滑片置于B端时,通过的电流最大,即的功率最大,此时
则上的最大功率
(4)解:滑片置于A端时,滑动变阻器的全部电阻和并联,流经的电流,两端电压和相等
滑片置于A端时,设干路电流,由闭合电路欧姆定律得
解得
则流经滑动变阻器的电流
滑动变阻器最大阻值
【知识点】电功率和电功;闭合电路的欧姆定律
【解析】【分析】(1) 结合滑动变阻器滑片移动时的通断情况,分析电流能否为零,进而判断图像P对应的电阻。
(2) 结合功率公式,代入图像中对应的功率和电流数据,分别计算、的阻值。
(3) 结合闭合电路欧姆定律,找到中电流的最大值,再由计算的最大功率。
(4) 结合滑片在A端时的电路结构,由闭合电路欧姆定律和串并联电阻规律,求解滑动变阻器的最大阻值。
1 / 1江苏省苏州市新区一中2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题
一、单选题(4分*11=44分,每题只有一个选项正确)
1.一块均匀的长方体金属导体,长、宽、高分别为a、b、c,如图所示。电流沿AB方向时测得导体的电阻为R,该金属的电阻率为(  )
A. B. C. D.
2.某同学用一个微安表头(量程,内阻)、电阻箱和电阻箱组装成一个多用电表,有电流“”和电压“”两挡,改装电路如图所示,则应调到的阻值为(  )
A. B.
C. D.
3.关于多用电表的使用,下列说法正确的是(  )
A.甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔接法正确
B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,黑表笔电势高于红表笔
C.丙图中用的是多用电表电阻挡测量二极管的电阻,黑表笔电势高于红表笔
D.丙图、丁图中用的是多用电表电阻挡测量同一个二极管的电阻,丙图中测量值较大
4.如图是小李同学用螺旋测微器测量金属丝直径时涉及到的步骤。请选出需要的步骤,并按实验时的先后顺序排列,其合理的为(  )
A.甲乙 B.甲丙 C.甲乙丙 D.丙甲乙
5.多用电表表盘指针指在如图所示的位置,下列说法正确的是(  )
A.若该读数是选用电阻挡“”倍率得到的,应该更换“”倍率,欧姆调零后再测
B.若选用的是直流电压“”量程,则指针读数为
C.测直流电压时,必须让黑表笔接外电路的正极,红表笔接外电路负极
D.测二极管的正向电阻时,必须让黑表笔接二极管正极,红表笔接二极管负极
6.甲、乙两电路图分别是滑动变阻器的两种连接方式。下列说法正确的是(  )
A.乙图电路中的滑动变阻器采用“一上一下”的连接方式
B.在闭合开关前,甲、乙两图中滑片P都应置于b端
C.阻值远远大于滑动变阻器阻值时,选择甲图电路连接
D.甲、乙两图中待测电阻两端的电压都可以调到零
7.在许多精密的仪器中,如果需要较精确地调节某一 电阻两端的电压,常常采用如图所示的电路通过两只滑动变阻器和对一阻值为500Ω左右的电阻两端电压进行粗调和微调.已知两个滑动变阻器的最大阻值分别为200Ω和10Ω关于滑动变阻器、的连接关系和各自所起的作用,下列说法正确的是( )
A.取=200Ω,=10Ω,调节起粗调作用
B.取=10Ω,=200Ω,调节起微调作用
C.取=200Ω,=10Ω,调节起粗调作用
D.取=10Ω,=200Ω,调节起微调作用
8.一台电风扇,内阻为20Ω,接上220V电压后正常工作,消耗功率66W,则下列说法正确的是(  )
A.电风扇正常工作时通过电动机的电流是0.2A
B.电风扇正常工作时转化为机械能的功率是64.2W
C.电风扇正常工作时电动机的效率是90.3%
D.如果接上电源后,电风扇的扇叶被卡住,不能转动,这时电动机的发热功率是220W
9.电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比,如图所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线,直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线。直线C为电阻R两端的电压与电流的关系图线,将这个电阻R分别接到a、b两电源上,那么(  )
A.R接到电源a上,电源的效率较低
B.R接到电源b上,电源的输出功率较大
C.R接到电源a上,电源的输出功率较大,电源效率较低
D.R接到电源b上,电源的输出功率较小,电源效率较低
10.将电池、开关和灯泡组成串联电路,如图所示。闭合开关时,发现灯泡不发光。为了寻找故障原因,某同学在闭合开关且不拆开导线的情况下,用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。他将红表笔与接线柱A接触并保持不动,用黑表笔分别接触接线柱B、C、D、E、F。他发现,当黑表笔接触B、C、D时,示数为1.50V;黑表笔接触E、F时,示数为0。若该电路中只存在一处故障,则灯泡不发光的原因可能是(  )
A.灯泡短路 B.开关接触不良
C.DE间导线断路 D.AF间导线断路
11.如图所示电路中,定值电阻,电源内阻,滑动变阻器的总电阻为R。当滑动变阻器的滑片P由顶端向下滑动过程中,下列说法不正确的是(  )
A.电压表示数在变小
B.电压表示数增大,电流表示数减小
C.电容器的电荷量增大,电阻消耗的电功率减小
D.电源内阻损耗的功率变小,电源的输出功率先变大后变小
二、实验题(每空2分,共20分)
12.某同学用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图甲所示,此示数为    mm;用游标卡尺测量某物体的厚度时,示数如图乙所示,此示数为    cm。另一位学生用游标卡尺上标有50等分刻度的游标卡尺测一工件的长度,测得的结果如图丙所示,则该工件的长度L =    cm。
13.某实验小组测量电源的电动势和内阻时,使用的器材有:电动势约为、内阻约为几欧姆的锂锰纽扣电池,量程为、内阻约为的电流表,量程为、内阻约为的电压表,最大阻值为的滑动变阻器R,开关S,导线若干。
(1)为了更准确地测出电源电动势和内阻,实验电路应该选择图a中的   (选填“甲”或“乙”)
(2)正确选择电路后,按图连接电路。闭合开关测量时,改变滑动变阻器滑片P的位置,记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I。在第一次测量中电压表的指针位置如图b所示,其示数是   V。
(3)其余实验数据如表所示。根据表中的数据,在图c中的坐标纸上描绘出相应的5个点,并作出图线   。
I() 445 400 290 250 100
U(V)   2.10 2.32 2.40 2.70
(4)根据图c的图线,可求出电池的电动势   V,内阻   (保留三位有效数字)
(5)电池电动势的测量值   真实值,该电池内阻的测量值   真实值。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
三、解答题(6分+10分+8分+12分=36分)
14.如图所示是有两个量程的电流表,大量程为,小量程为,已知表头的内阻为,满偏电流是,其中A为公共端点,求:
(1)A与B、C的中的哪个端点为电流表的大量程,并说明理由;
(2)的总阻值。
15.如图所示的电路中,电源内阻,定值电阻,电容器的电容,灯泡L标有“15V,30W”字样。当开关S闭合、断开时,灯泡L恰好正常发光,认为灯泡的电阻恒定不变。
(1)求电源电动势E;
(2)当开关S、均闭合时,求小灯泡的实际电流;
(3)开关从断开到闭合直至电路稳定的过程中,求通过电阻R的电荷量Q。
16.小明同学在玩一个会发光的电动玩具汽车时,发现了一个现象:启动电源,电动机正常工作,车轮正常转动,当不小心卡住车轮时,车灯会变暗。玩具汽车的简化电路如图所示,电源电动势E=10V,r=2Ω,车轮电动机的额定电压UM=6V,额定功率PM=6W,线圈电阻RM=1Ω。则:
(1)玩具汽车正常工作时,流过灯泡的电流;
(2)玩具汽车被卡住后,流过灯泡的电流;
(3)玩具汽车卡住前后,灯泡消耗功率的减少量。
17.如图1,电源电动势E=6V,内阻r=2Ω,电键S闭合后,将滑动变阻器的滑片从A端移动到B端,该过程中定值电阻、消耗的功率与通过该电阻的电流的关系如图2的P、Q所示。则:
(1)图像P是哪个电阻的功率变化曲线?说明理由
(2)、的阻值分别为多大?
(3)的最大功率为多少?
(4)滑动变阻器的阻值最大阻值为多少?
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】电阻定律
【解析】【解答】根据电阻定律,该金属的电阻率为
故答案为:A。
【分析】本题考查电阻定律的应用,核心是明确电流沿AB方向时导体的长度和横截面积,再通过电阻定律变形求解电阻率。
2.【答案】A
【知识点】表头的改装
【解析】【解答】当接o、a接线柱时改装为电流表,根据并联电路特点得
代入数据解得
当接o、b接线柱时改装为电压表,根据串联电路特点得
解得
故答案为:A。
【分析】本题考查多用电表的改装原理,核心是结合并联分流(改装电流表)和串联分压(改装电压表)的规律,分别计算分流电阻和分压电阻的阻值。
3.【答案】C
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数
【解析】【解答】A.甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,表笔的红黑表笔接错,电流应从红表笔流进,黑表笔流出,故A错误;
B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流,电流从红表笔流入,从黑表笔流出,黑表笔电势低于红表笔,故B错误;
C:多用电表电阻挡内置电源正极接黑表笔,负极接红表笔,丙图中黑表笔接二极管正极,测的是正向电阻,此时黑表笔电势高于红表笔,故C正确;
D:丙图测正向电阻,丁图测反向电阻,二极管反向电阻远大于正向电阻,故丁图测量值较大,故D错误。
故答案为:C。
【分析】结合多用电表不同挡位( 电压、电流、电阻 )的工作原理,分析表笔连接、电势高低以及二极管正反向电阻的测量情况,判断选项正误。
4.【答案】D
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用
【解析】【解答】螺旋测微器的使用方法:左手持尺架,右手转动粗调旋钮使测杆与测砧间距稍大于被测物,放入被测物,转动保护旋钮到夹住被测物,直到棘轮发出声音为止,拨动固定旋钮使测杆固定后读数,D正确。
故答案为:D。
【分析】本题考查螺旋测微器的使用步骤,核心是掌握螺旋测微器 “调距 — 夹持 — 固定” 的操作流程,结合图片对应的操作动作判断步骤顺序。
5.【答案】D
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数
【解析】【解答】A.欧姆挡指针偏角大,说明被测电阻阻值小,应换用更小的倍率(如 ×10),而非 ×1k;换倍率后需重新欧姆调零,故A错误;
B.若使用直流电压10V量程,最小分度为0.2V,读数应该为9.0V左右,故B错误;
C.测直流电压或直流电流时,应该让电流从红表笔流进,从黑表笔流出,以保证表盘指针能够正偏,必须让红表笔接外电路的正极,黑表笔接外电路负极,故C错误。
D.测二极管的正向电阻时,应该让电流从红表笔流进,从黑表笔流出,黑表笔应接二极管正极,红表笔应接二极管负极,故D正确。
故答案为:D。
【分析】本题考查多用电表的使用规则与读数方法,核心是掌握欧姆挡倍率选择、直流电压读数、表笔极性连接(含二极管测量)的关键要点。
6.【答案】B
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】A.乙图电路中的滑动变阻器电阻全部连入电路,采用并联分压接法,没有采用“一上一下”的连接方式,故A错误;
B.在闭合开关前,为了保护电路,要保证两端的电压最小,即甲图中滑动变阻器连入电路的阻值应该最大,乙图中与滑动变阻器部分并联,所以甲、乙两图中滑片P都应置于b端,故B正确;
C.当阻值远远大于滑动变阻器阻值时,如果选择甲图电路连接,则通过待测电阻的电流变化很小,所以应选择分压式电路,即选择乙图电路,故C错误;
D.甲图电路为限流式电路,滑片滑到b端时,加在两端的电压最低但达不到零,故D错误。
故答案为:B。
【分析】本题考查滑动变阻器的限流接法与分压接法,核心是区分两种接法的连接特点、电路保护要求及适用场景,分析各选项的正确性。
7.【答案】B
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】若=200Ω,=10Ω,则与R0组成的部分电路的电阻远小于,移动上的滑片很不方便调节两端的电压.当=10Ω,=200Ω时,移动上的滑片使两端的电压变化较快,移动上的滑片使R0两端的电压变化相对较慢,故B正确;ACD错误。
故答案为:B
【分析】本题考查滑动变阻器的粗调与微调原理,核心是根据分压式接法的特点,结合滑动变阻器阻值与待测电阻的大小关系,判断粗调(阻值小的变阻器)和微调(阻值大的变阻器)的对应元件。
8.【答案】B
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】A.根据题意可得,故A错误;
B.电风扇正常工作时转化为机械能的功率为,故B正确;
C.电风扇正常工作时电动机的效率为,故C错误;
D.如果接上电源后,电风扇的扇叶被卡住,不能转动,这时电动机的发热功率为,故D错误。
故答案为:B。
【分析】本题考查非纯电阻电路的功率计算,核心是区分纯电阻与非纯电阻电路的功率规律,利用计算总功率、热计算热功率,进而求解机械功率和效率,同时分析扇叶卡住时的纯电阻发热情况。
9.【答案】D
【知识点】闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】电源的效率为,由题中图像可知两电源的电动势相同,A与C交点处电压大于B与C交点处电压,则R接到电源a上效率高;电源输出功率为
由题中图像交点可知R接在电源a上的输出电压和电流都较大,所以R接在电源a上的输出功率较大。
故答案为:D。
【分析】本题考查电源的效率与输出功率分析,核心是结合电源U-I图像与电阻U-I图像的交点,确定路端电压和电流,再根据效率公式、输出功率公式分析大小关系。
10.【答案】C
【知识点】电路故障分析
【解析】【解答】A.若灯泡短路,闭合开关时电池发热冒烟,A错误;
B.若开关接触不良,黑表笔接触E时,示数为1.5V,B错误;
C. DE间导线断路,符合题意,C正确;
D.若 AF间导线断路,黑表笔接触F时,示数为1.5V,D错误。
故答案为:C。
【分析】本题考查电路故障的电压表检测法,核心是利用多用电表直流电压挡的示数特征,判断断路或短路的故障位置,依据 “有电压则两点间与电源连通,无电压则两点间存在断路” 的规律分析。
11.【答案】A
【知识点】含容电路分析;闭合电路的欧姆定律;电路动态分析
【解析】【解答】A.滑片P向下滑动的过程中,接入电阻增大,干路电流减小,根据可知,电压表V2示数变大,故A错误;
B.滑片P向下滑动的过程中,根据,由于干路电流减小,则电压表示数增大,通过电流表的电流减小,故B正确;
C.结合上述可知,电容器两端的电压为路端电压,根据,可知电容器的带电量增大,由于干路电流减小,则电阻消耗的电功率减小,故C正确;
D.电源内阻损耗的功率,由于干路电流变小,则电源内阻损耗的功率变小,电源的输出功率
由于电源内阻,定值电阻,滑动变阻器的总电阻为R,当滑动变阻器的滑片P由顶端向下滑动过程中,的取值范围在R到2R之间,根据对勾函数的特征可知,电源的输出功率先变大后变小,故D正确。
故答案为:A。
【分析】滑片 P 从顶端向下滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,结合闭合电路欧姆定律、电容器充电规律和电源功率特性分析各选项。
12.【答案】8.021;2.060;5.236
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用
【解析】【解答】螺旋测微器的读数为8mm+2.1×0.01mm = 8.021mm,由于需要估读,因此在范围8.020 ~ 8.022 mm内均正确。
由图乙可知,游标卡尺为20分度尺,则游标卡尺的读数为20 mm + 12 × 0.05 mm = 20.60 mm = 2.060 cm
由图丙可知,游标卡尺为50分度尺,则工件的长度为L = 52 mm + 0.02 × 18 mm = 5.236 cm
故答案为:8.021;2.060;5.236
【分析】(1) 螺旋测微器读数:遵循固定刻度读数 + 可动刻度读数 × 精度(0.01mm),需估读一位;
(2) 20 分度游标卡尺读数:精度为 0.05mm,读数为主尺读数 + 游标尺对齐格数 × 精度,转换为厘米单位;
(3) 50 分度游标卡尺读数:精度为 0.02mm,读数规则同前,注意主尺与游标尺的刻度对齐情况,转换为厘米单位。
13.【答案】(1)乙
(2)2.00
(3)
(4)2.90;2.02
(5)小于;小于
【知识点】闭合电路的欧姆定律;电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)由题中数据可知,电池的内阻与电流表内阻大小相当,远小于电压表内阻,若实验电路采用图a中的甲,电流表的分压会使得路端电压测量值误差很大,若实验电路采用图a中的乙,通过电池的电流的测量值由于电压表分流引起的误差很小,所以为减小测量误差,相对电源来说,应采用电流表外接法,即图a中的乙。
故答案为:乙
(2)由题图b可知,电压表量程为3V,分度值为0.1V,则电压表示数为2.00V。
故答案为:2.00
(3)描点作出图线如图1所示
(4)根据闭合电路欧姆定律有
整理得
则电源图线纵截距表示电池电动势,图线斜率的绝对值表示电源的内阻,由图可知,
故答案为:2.90;2.02
(5)该实验相对于电源来说,电流表采用外接法,因电压表分流会引起电流测量的误差,干路电流真实值
则电流测量值小于真实值,且电流测量值与真实值的差别随U的减小均匀减小,当、外电路短路时,电流测量值等于真实值,即两图像在横轴交于同一点,如图2所示
由于电源的图像的纵截距表示电池电动势,斜率的绝对值表示电源内阻,由图2可知,实验得出的该电池电动势测量值小于真实值,内阻的测量值小于真实值。
故答案为:小于;小于
【分析】(1) 依据电源内阻与电表内阻的大小关系,判断电流表的接法:电源内阻小,采用电流表外接法(乙图) 减小系统误差。
(2) 根据电压表量程和分度值,直接读取指针示数。
(3) 按实验数据在坐标纸上描点,用直线拟合(舍去偏离点)得到图线。
(4) 由图线的截距求电动势,斜率绝对值求内阻(需结合电路接法修正内阻)。
(5) 分析实验电路的系统误差来源,比较测量值与真实值的大小关系。
(1)由题中数据可知,电池的内阻与电流表内阻大小相当,远小于电压表内阻,若实验电路采用图a中的甲,电流表的分压会使得路端电压测量值误差很大,若实验电路采用图a中的乙,通过电池的电流的测量值由于电压表分流引起的误差很小,所以为减小测量误差,相对电源来说,应采用电流表外接法,即图a中的乙。
(2)由题图b可知,电压表量程为3V,分度值为0.1V,则电压表示数为2.00V。
(3)描点作出图线如图1所示
(4)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
整理得
则电源图线纵截距表示电池电动势,图线斜率的绝对值表示电源的内阻,由图可知
(5)[1][2]该实验相对于电源来说,电流表采用外接法,因电压表分流会引起电流测量的误差,干路电流真实值
则电流测量值小于真实值,且电流测量值与真实值的差别随U的减小均匀减小,当、外电路短路时,电流测量值等于真实值,即两图像在横轴交于同一点,如图2所示
由于电源的图像的纵截距表示电池电动势,斜率的绝对值表示电源内阻,由图2可知,实验得出的该电池电动势测量值小于真实值,内阻的测量值小于真实值。
14.【答案】(1)解:当A与B端点相接时,量程为
当A与C端点相接时,量程为
对比可知
故A与B两个端点对应大量程;
(2)解:根据
代入数据解得
【知识点】表头的改装
【解析】【分析】(1) 结合电流表扩量程的原理(并联电阻越小,量程越大),分析A与B、A与C连接时的并联电阻大小,判断哪个端点对应大量程。
(2) 结合电流表扩量程的并联电阻计算公式并,分别对小量程和大量程列方程,联立求解的总阻值。
(1)当A与B端点相接时,量程为
当A与C端点相接时,量程为
对比可知
故A与B两个端点对应大量程;
(2)根据
代入数据解得
15.【答案】(1)解:当开关S闭合,断开时的等效电路图如图甲所示
对灯泡,
由闭合电路欧姆定律
可得电动势
(2)解:当开关S、均闭合时的等效电路图如图乙所示
设与串联后再与并联的总电阻为,则有
解得
总电流
路端电压为
小灯泡的实际电流为
可得
(3)解:当开关S闭合,断开时,电容器与并联,与电压相等有
解得
且a端电势高,当开关S、均闭合时,电容器与并联,
解得
且b端电势高,所以通过电阻R的电荷量
解得
【知识点】含容电路分析;闭合电路的欧姆定律
【解析】【分析】(1) 先由灯泡的额定值求电阻,再结合开关S闭合、S1断开时的电路结构(灯泡L与R2、电源内阻串联),用闭合电路欧姆定律求电源电动势。
(2) 开关S、S1均闭合时,电路为L与R1并联后再与R2、内阻串联,先求外电路总电阻,再由闭合电路欧姆定律求总电流,结合并联电路分流规律求灯泡的实际电流。
(3) 分析S1断开和闭合时电容器的电压变化:S1断开时电容器电压等于R2两端电压,S1闭合时电容器电压等于并联部分两端电压,由求通过电阻R的电荷量。
16.【答案】(1)解:玩具汽车正常工作时,电源内阻分的电压为
通过电源的电流为
玩具汽车正常工作时,通过电动机的电流为
所以流过灯泡的电流为
(2)解:灯泡的电阻为
玩具汽车被卡住后,电动机可视为纯电阻,灯泡与电动机并联的电阻为
电路中的总电流为
所以流过灯泡的电流为
(3)解:玩具汽车卡住前,灯泡消耗的功率为
玩具汽车卡住后,灯泡消耗的功率为
所以灯泡消耗功率的减少量为
【知识点】焦耳定律;闭合电路的欧姆定律
【解析】【分析】(1) 正常工作时灯泡电流:先由电动机额定功率和电压求电动机电流,再结合闭合电路欧姆定律求电源总电流,进而得到灯泡电流;
(2) 卡住后灯泡电流:电动机卡住后为纯电阻,先求并联总电阻,再由闭合电路欧姆定律求路端电压,最终得灯泡电流;
(3) 功率减少量:分别计算卡住前后灯泡的功率,作差得到功率减少量。
(1)玩具汽车正常工作时,电源内阻分的电压为
通过电源的电流为
玩具汽车正常工作时,通过电动机的电流为
所以流过灯泡的电流为
(2)灯泡的电阻为
玩具汽车被卡住后,电动机可视为纯电阻,灯泡与电动机并联的电阻为
电路中的总电流为
所以流过灯泡的电流为
(3)玩具汽车卡住前,灯泡消耗的功率为
玩具汽车卡住后,灯泡消耗的功率为
所以灯泡消耗功率的减少量为
17.【答案】(1)解:图像P是电阻的功率变化曲线。因为当滑动变阻器的滑片移动到B端时,电阻和滑动变阻器被短路,流经电阻电流为零。而滑动变阻器的滑片从A端移动到B端的过程中,流经的电流不能为零。图像P电流值能取到零,所以图像P是电阻的功率变化曲线。
(2)解:上电流由到变化,即滑片置于A端时上的功率为,电流为。根据得
滑片从A向B移动过程中,总电阻减小,通过的电流逐渐增大,即滑片置于A端时,上的功率为,电流为。根据得
(3)解:当滑片置于B端时,通过的电流最大,即的功率最大,此时
则上的最大功率
(4)解:滑片置于A端时,滑动变阻器的全部电阻和并联,流经的电流,两端电压和相等
滑片置于A端时,设干路电流,由闭合电路欧姆定律得
解得
则流经滑动变阻器的电流
滑动变阻器最大阻值
【知识点】电功率和电功;闭合电路的欧姆定律
【解析】【分析】(1) 结合滑动变阻器滑片移动时的通断情况,分析电流能否为零,进而判断图像P对应的电阻。
(2) 结合功率公式,代入图像中对应的功率和电流数据,分别计算、的阻值。
(3) 结合闭合电路欧姆定律,找到中电流的最大值,再由计算的最大功率。
(4) 结合滑片在A端时的电路结构,由闭合电路欧姆定律和串并联电阻规律,求解滑动变阻器的最大阻值。
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