2021届高考物理通用一轮练习：阶段综合测评6

  www.ks5u.com阶段综合测评(六)

　　时间：90分钟　　　满分：110分

第Ⅰ卷(选择题，共48分)

一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，1～8题只有一项符合题目要求，9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)

1．电路如图所示，已知电池组的总内阻r＝1 Ω，外电路电阻R＝5 Ω，电压表的示数U＝2.5 V，则电池组的电动势E应等于(　　)

A．2.0 V  B．2.5 V

C．3.0 V  D．3.5 V

答案　C

解析　根据闭合电路欧姆定律得：E＝U＋Ir＝（2.5＋×1） V＝3.0 V，A、B、D错误，C正确。

2．已知纯电阻用电器A的电阻是纯电阻用电器B的电阻的2倍，加在A上的电压是加在B上的电压的一半，那么通过A和B的电流IA和IB的关系是(　　)

A．IA＝2IB  B．IA＝

C．IA＝IB  D．IA＝

答案　D

解析　由I＝得：IA∶IB＝∶＝UARB∶UBRA＝1∶4，即IA＝IB，D正确。

3．导体中电流I的微观表达式I＝nqSv，其中S为导体的横截面积，n为导体单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是(　　)

A．导体运动的速率

B．导体传导的速率

C．电子热运动的速率

D．自由电荷定向移动的速率

答案　D

解析　从微观上看，电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动的速率以及导体的横截面积，公式I＝nqSv中的v就是自由电荷定向移动的速率。D正确。

4．如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是(　　)

A．a代表的电阻丝较粗

B．b代表的电阻丝较粗

C．a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值

D．图线表示电阻丝的阻值与电压成正比

答案　B

解析　图线的斜率表示电阻的倒数，故Ra>Rb，C错误；由R＝ρ及电阻丝a、b的材料相同、长度相同知a的横截面积较小，A错误，B正确；R＝是电阻的定义式，电阻的电阻与电压不成正比，D错误。

5．如图所示，已知R1＝R2＝R3＝1 Ω。当开关S闭合后，电压表的读数为1 V；当开关S断开后，电压表的读数为0.8 V，则电池的电动势等于(　　)

A．1 V  B．1.2 V

C．2 V  D．4 V

答案　C

解析　当S闭合时，I＝＝1 A，故有E＝I（＋R1＋r）；当S断开时，I′＝＝0.8 A，故有E＝I′(R1＋R3＋r)，联立并代入数据解得E＝2.0 V，C正确。

6．如图所示，电源电动势为12 V，电源内阻为1.0 Ω，电路中的电阻R0为1.5 Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5 Ω，闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0 A。则以下判断中正确的是(　　)

A．电动机的输出功率为14 W

B．电动机两端的电压为7.0 V

C．电动机产生的热功率为4.0 W

D．电源输出的功率为24 W

答案　B

解析　电动机两端的电压UM＝E－I(r＋R0)＝7.0 V，B正确；电动机的输出功率P出＝UMI－I2rM＝12 W，A错误；电动机产生的热功率P热＝I2rM＝2.0 W，C错误；电源输出的功率P＝EI－I2r＝20 W，D错误。

7．在如图甲所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化。图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况，以下说法错误的是(　　)

A．图线a表示的是电压表V3的示数随电流表示数变化的情况

B．图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况

C．此过程中电压表V1示数的变化量ΔU1和电流表示数变化量ΔI的比值变大

D．此过程中电压表V2示数的变化量ΔU2和电流表示数变化量ΔI的比值不变

答案　C

解析　由图甲电路得，V1测路端电压U1，V2测R1两端电压U2，V3测R2两端电压U3。滑动触头P向上滑动，则R2减小，电路总电阻减小，电流增大。因U1＝E－Ir，U3＝E－I(R1＋r)，I增大，则U1、U3减小，且U3比U1减小得快，所以图乙中图线b是电压表V1的示数随电流表示数变化的情况，a表示电压表V3的示数随电流表示数变化的情况，即A正确；因R1不变，电流增大，则U2增大，所以图乙中图线c表示电压表V2的示数随电流表示数变化的情况，即B正确；因U1＝E－Ir，U1′＝E－I′r，则ΔU1＝－rΔI，所以ΔU1和ΔI的比值不变，即C错误；因U2＝IR1，则ΔU2＝R1ΔI，则ΔU2和ΔI的比值不变，即D正确。本题要求选说法错误的，故选C。

8．如图所示，电路中电源的电动势为E，内阻为r，开关S闭合后，当滑动变阻器R的滑动片P向左移动的过程中，三盏规格相同的小灯泡L1、L2、L3的亮度变化情况是(　　)

A．灯L2变亮，灯L1、L3变暗

B．灯L1变亮，灯L2、L3变暗

C．灯L1、L2变亮，灯L3变暗

D．灯L2、L3变亮，灯L1变暗

答案　A

解析　图中变阻器R与灯L3并联后与灯L2串联，再整体与灯L1并联。灯L1两端的电压等于路端电压，将滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律得知：干路电流I增大，路端电压减小，则灯L1变暗，流过灯L1的电流I1减小；流过灯L2的电流I2＝I－I1，I增大，I1减小，则I2增大，灯L2变亮，灯L2两端的电压U2增大；灯L3两端的电压U3＝U－U2，U减小，U2增大，U3减小，灯L3变暗，故A正确。

9．对于常温下一根阻值为R的金属电阻丝，下列说法正确的是(　　)

A．常温下，若将电阻丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10R

B．常温下，若将电阻丝从中点对折，电阻变为

C．加在电阻丝上的电压从0逐渐增大到U的过程中，的值不变

D．若把温度降到绝对零度附近，电阻丝的电阻突然变为零，这种现象称为超导现象

答案　BD

解析　常温下，若将电阻丝均匀拉长为原来的10倍，则其横截面积变为原来的，根据R＝ρ知，电阻变为100R，A错误；常温下，若将电阻丝从中点对折，长度为原来的一半，面积为原来的2倍，则电阻变为，B正确；加在电阻丝上的电压增大，温度升高，电阻丝随着温度变化阻值会发生变化，C错误；根据超导现象知，D正确。

10．如图所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表。开关S闭合后，当滑动变阻器R2的滑动触头P移动时，关于两个电压表V1与V2的示数，下列判断正确的是(　　)

A．P向a移动，V1示数增大、V2的示数减小

B．P向b移动，V1示数增大、V2的示数减小

C．P向a移动，V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值

D．P向b移动，V1示数改变量的绝对值大于V2示数改变量的绝对值

答案　AC

解析　P向a移动，R2接入电路的电阻减小，电源电动势一定，则电路中总电阻减小，总电流增大，U内增大，由于V1、V2为理想电压表，V1示数增大，V2示数减小，A正确；P向b移动，R2接入电路的电阻增大，电路中总电阻增大，总电流减小，则U内减小，V1示数减小，V2示数增大，B错误；由E＝U内＋U外＝U内＋UV1＋UV2，电源电动势不变，可得：U内改变量的绝对值与V1示数改变量的绝对值之和等于V2示数改变量的绝对值，C正确，D错误。

11．如图所示电路中，电阻R1∶R2∶R3∶R4＝1∶2∶3∶4，C为电容器，A为电流表，在电路中某个电阻断路瞬间，发现有自上而下的电流通过电流表A，则断路的电阻可能是(　　)

A．R1  B．R2

C．R3  D．R4

答案　BC

解析　设路端电压为U，则根据欧姆定律可得UR1＝U，UR2＝U，UR3＝U，UR4＝U，则电容器上极板的电势大于下极板电势，在电路中某个电阻断路瞬间，有自上而下的电流通过电流表，说明电容器两端电压变大，所以可能为电阻R2断路或者电阻R3断路，故B、C正确。

12．如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻为r，R0为固定电阻，当滑动变阻器R的触头向下移动时，下列论述正确的是(　　)

A．灯泡L一定变亮

B．电流表的示数变小

C．电压表的示数变小

D．R0消耗的功率变小

答案　ABD

解析　当滑动变阻器R的滑动触头向下移动时，R变大，外电路总电阻变大，则由闭合电路欧姆定律知，总电流变小，路端电压变大，则电压表的示数增大，灯泡L两端的电压增大，则灯泡L一定变亮，通过L的电流增大，而总电流减小，则电流表A的示数减小，R0消耗的功率变小，故A、B、D正确，C错误。

第Ⅱ卷(非选择题，共62分)

二、实验题(本题共2小题，共12分)

13．(5分)如图所示为简单欧姆表的原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝300 μA，内阻Rg＝100 Ω，可变电阻R的最大阻值为10 kΩ，电池的电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是________色，按正确的使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx＝________ kΩ。若该欧姆表使用一段时间后，电池的电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比________(选填“变大”“变小”或“不变”)。

答案　红　5　变大

解析　接线柱A连接欧姆表内部电源的负极，所以与其相连的应该是红表笔；指针指在刻度盘的正中央时的中值电阻等于欧姆表的总内阻，即Rx＝R中＝＝ 5 kΩ；电池电动势变小，内阻变大使得此时欧姆表的中值电阻R中′＝＜Rx，则测量结果会变大。

14．(7分)一电动势E约为9 V、内阻r约为40 Ω的电源，最大额定电流为50 mA。现有量程为3 V、内阻为2 kΩ的电压表和阻值为0～999.9 Ω的电阻箱各一个，另有若干定值电阻、开关和导线等器材。为测定该电源的电动势和内阻，某同学设计了如图甲所示的电路进行实验，请回答下列问题：

(1)实验室备有以下几种规格的定值电阻R0，实验中应选用的定值电阻是________。

A．200 Ω  B．2 kΩ

C．4 kΩ  D．10 kΩ

(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数。根据记录的多组数据，作出如图乙所示的­图线。根据该图线可求得电源的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω。(保留两位有效数字)

答案　(1)C　(2)8.6　36

解析　(1)由题中给定的电源和电压表的参数可知，电压表的量程过小，因此串联定值电阻扩大电压表的量程，由(Rg＋R0)≥E，代入数据解得R0≥4 kΩ，当定值电阻的阻值为4 kΩ时，电压表的量程为9 V，故选C。

(2)由闭合电路的欧姆定律得E＝3U＋r，则＝＋·，结合图象可得＝0.35，＝k＝，解得E＝8.6 V，r＝36 Ω。

三、计算题(本题共4小题，共50分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)

15．(10分)如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，闭合开关S后，标有“8 V　12 W”的灯泡恰能正常发光，电动机M的内阻R0＝4 Ω，求：

(1)电源的输出功率P出；

(2)10 s内电动机产生的热量Q；

(3)电动机的机械功率。

答案　(1)16 W　(2)10 J　(3)3 W

解析　(1)由题意知，外电压为U＝8 V，

故内电压为U内＝E－U＝2 V

总电流I＝＝2 A，

电源的输出功率P出＝UI＝16 W。

(2)流过灯泡的电流I1＝＝1.5 A

则流过电动机的电流I2＝I－I1＝0.5 A

电动机的发热功率P0＝IR0＝1 W

10 s内电动机产生的热量Q＝P0t＝10 J。

(3)电动机的总功率P＝UI2＝4 W

电动机的机械功率P机＝P－P0＝3 W。

16．(10分)有一个小型直流电动机，把它接入电压为U1＝0.2 V的电路中时，电动机不转，测得流过电动机的电流I1＝0.4 A；若把该电动机接入U2＝2.0 V的电路中，电动机正常工作，工作电流I2＝1.0 A。求：

(1)电动机正常工作时的输出功率多大？

(2)如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率是多大？

答案　(1)1.5 W　(2)8 W

解析　(1)U1＝0.2 V时，电动机不转，此时电动机为纯电阻元件，电动机线圈内阻r＝＝ Ω＝0.5 Ω；

U2＝2.0 V时，电动机正常工作，此时电动机为非纯电阻元件，由电功率与热功率的定义式分别得

P电＝U2I2＝2.0×1.0 W＝2 W

P热＝Ir＝1.02×0.5 W＝0.5 W

电动机的输出功率P出＝P电－P热＝2 W－0.5 W＝1.5 W。

(2)此时电动机成为纯电阻元件，其发热功率

P热′＝＝ W＝8 W。

17．(15分)有一用电器的铭牌上标明额定电压为100 V，额定功率因字迹不清而无法辨认，但该用电器有显示是否处于正常工作状态的装置，现将该用电器与一阻值变化范围为0～100 Ω的滑动变阻器连接后，接在输出电压为220 V的电源两端。

(1)为使用电器安全正常地工作，应采用怎样的接法？画出电路图；

(2)在正确连接的电路中，当用电器正常工作时通过电源的电流为2.4 A，求用电器消耗的电功率与整个电路消耗的电功率之比。

答案　(1)采用分压式接法　图见解析　(2)

解析　(1)由于用电器阻值未知，所以滑动变阻器应采用分压式接法，使其电压可以从0开始调节。电路如图所示。

(2)设滑动变阻器串联部分电阻为Rx，则Rx两端的电压为Ux＝U－U额＝220 V－100 V＝120 V，Rx＝＝＝50 Ω。滑动变阻器与用电器并联部分的电阻为R滑并＝R滑最大－Rx＝100 Ω－50 Ω＝50 Ω，通过滑动变阻器并联部分的电流为I滑并＝＝ A＝2 A，通过用电器的电流为I用电器＝I－I滑并＝0.4 A，＝＝＝。

18．(15分)在如图所示电路中，定值电阻R0＝2 Ω，电流表和电压表均为理想电表。闭合开关S，当滑动变阻器Rx的滑片P从一端移向另一端时，发现电压表的电压变化范围为0～3 V，电流表的变化范围为0.75～1.0 A。求：

(1)电源的电动势和内阻；

(2)移动变阻器滑片时，能得到的电源的最大输出功率。

答案　(1)12 V　10 Ω　(2)3.375 W

解析　(1)当Rx＝0时，Ux1＝0，

对应电流为I1＝1.0 A，

由闭合电路欧姆定律得E＝I1(R0＋r)①

当Rx为最大值时，Ux2＝3 V，对应电流为I2＝0.75 A，

有E＝I2(R0＋r)＋Ux2②

联立①②两式并代入数据得E＝12 V，r＝10 Ω。

(2)电源的输出功率P输出＝（）2(Rx＋R0)

Rx的最大值为Rxm＝＝ Ω＝4 Ω。

Rx＋R0≤Rxm＋R0<r，由输出功率随外电阻变化的关系知，当Rx＋R0取最大值，即Rx＝Rxm时，电源的输出功率最大，

Pm＝（）2·(Rxm＋R0)＝（）2×(4＋2) W＝3.375 W。