2021届高考物理（全国通用）精练 第八章 恒定电流 Word版含答案

这是一份2021届高考物理（全国通用）精练 第八章 恒定电流 Word版含答案，共13页。

1．本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共4页．
2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．
3．本次考试时间90分钟，满分100分．
4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整．
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，第1～6题只有一个选项正确，第7～12题有多项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分)
1．两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为L和2L，串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图1所示，则A和B导线的横截面积之比为( )
图1
A．2∶3B．1∶3C．1∶2D．3∶1
2．如图2所示，电源电动势E＝36V，内阻r＝1Ω，电灯上标有“6V，12W”的字样，直流电动机线圈电阻R＝2Ω.接通电源后，电灯恰能正常发光，下列说法正确的是( )
图2
A．电路中的电流大小为6A
B．电动机产生的热功率为56W
C．电动机的机械效率约为85.7%
D．电源的输出功率为72W
3．QQ是一款流行的互联网即时通讯工具，新版本QQ推出了“在线时长”新功能，用户通过积累在线时长可以获得更高等级、享受更多服务，许多网友为追求虚拟的等级而纯粹地开机在线，造成大量的电能浪费．如图3所示是某网友QQ界面的电脑屏幕抓拍图，请你估算他升到下一级还要消耗多少电能(假定QQ用户使用台式电脑)( )
图3
A．0.2kW·hB．2kW·h
C．20kW·hD．200kW·h
4.如图4所示的电路中，开关闭合时，灯L1、L2正常发光．由于电路出现故障，灯L1突然变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小．则发生的故障可能是( )
图4
A．R1断路B．R2断路
C．R3断路D．R4断路
5．如图5所示的电路中，R1、R2、R3是定值电阻，R4是光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减小．当开关S闭合且没有光照射时，电容器C不带电．当用强光照射R4且电路稳定时，与无光照时比较下列说法正确的是( )
图5
A．电容器C的下极板带正电
B．R3两端电压降低
C．通过R4的电流变小，电源的路端电压增大
D．通过R4的电流变大，电源提供的总功率变小
6.如图6所示，a、b、c为不同材料做成的电阻，b与a的长度相等，横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等，长度是a的两倍．当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是U1∶U2∶U3＝1∶1∶2.关于三种材料的电阻率ρa、ρb、ρc，下列说法中正确的是( )
图6
A．ρa是ρb的2倍B．ρa是ρc的2倍
C．ρb是ρc的2倍D．ρc是ρa的2倍
7．在如图7甲所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，R为定值电阻，阻值为7.5Ω.当开关S闭合后( )
图7
A．L1的电阻为eq \f(1,12)Ω
B．L1消耗的电功率为7.5W
C．L2的电阻为7.5Ω
D．L2消耗的电功率为0.3W
8．如图8(a)所示电路中，R2为一阻值非线性变化的滑动变阻器，移动滑片改变滑动变阻器接入电路中的长度x(x为图中a与滑片之间的距离)，得到如图(b)所示的定值电阻R1两端的电压U1与x的关系．a、b、c为滑动变阻器上等间距的三个点，当滑片从a移到b和从b移到c时，电流表A的示数变化分别为ΔIab和ΔIbc，电压表V2的示数变化分别为ΔUab和ΔUbc，电阻R1的功率变化分别为ΔP1ab和ΔP1bc，电源的总功率变化分别为ΔPab和ΔPbc，则下列说法正确的是( )
图8
A．ΔIab＝ΔIbcB．ΔUab＝ΔUbc
C．ΔP1ab＜ΔP1bcD．ΔPab＞ΔPbc
9．已知将电阻R1与R2分别接在同一电池组的两极时消耗的电功率相同，电池组向两个电阻供电时的电流分别是I1和I2，电池组内阻消耗的功率分别是P1′和P2′，电池组的效率分别是η1和η2，电阻两端的电压分别是U1和U2，若I1＜I2，则有( )
A．R1＞R2B．U1＞U2
C．η1＞η2D．P1′＞P2′
10．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某同学利用压敏电阻的这种特性设计了一个探究电梯运动情况的装置，该装置的示意图如图9所示，将压敏电阻平放在电梯内，其受压面向上，在受压面上放一物体m，电梯静止时电流表示数为I0，当电梯做四种不同的运动时，电流表示数分别如图10甲、乙、丙和丁所示，下列判断中正确的是( )
图9
图10
A．甲图表示电梯可能做匀速直线运动
B．乙图表示电梯可能做匀加速上升运动
C．丙图表示电梯可能做匀加速上升运动
D．丁图表示电梯可能做变减速下降运动
11．如图11所示，电流表A1(0～3A)和A2(0～0.6A)是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中．闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是( )
图11
A．A1、A2的读数之比为1∶1
B．A1、A2的读数之比为5∶1
C．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1
D．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5
12．如图12所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，当滑动变阻器R2的滑动端向右滑动后，理想电流表A1、A2的示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2，理想电压表示数变化量的绝对值为ΔU.下列说法中正确的是( )
图12
A．电压表V的示数减小
B．电流表A2的示数减小
C．ΔU与ΔI1的比值一定小于电源内阻r
D．ΔU与ΔI2的比值一定小于电源内阻r
第Ⅱ卷(非选择题，共52分)
二、非选择题(共52分)
13.(6分)实验电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联．测量实验电流表G1内阻r1的电路如图13所示．供选择的仪器如下：①待测电流表G1(0～5mA，内阻约为300Ω)；②电流表G2(0～10mA，内阻约为100Ω)；③定值电阻R1(300Ω)；④定值电阻R2(10Ω)；⑤滑动变阻器R3(0～1000Ω)；⑥滑动变阻器R4(0～20Ω)；⑦干电池(1.5V)；⑧开关S及导线若干．
图13
(1)定值电阻应选________，滑动变阻器应选________．(在空格内填写序号)
(2)用连线连接实物图．(图14)
图14
(3)补全实验步骤：
①按电路图连接电路，_________________________________________________；
②闭合开关S，移动滑动触头至某一位置，记录G1、G2的读数I1、I2；
③________________________________________________________________________；
④以I2为纵坐标，I1为横坐标，在图15中作出相应图线．
图15
(4)根据I2－I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表的内阻的表达式__________________．
14．(6分)A、B同学都用如图16甲所示的电路测电源电动势E、内阻r以及R1的阻值．实验器材有：待测电源E，待测电阻R1，电压表V(量程为2.0V，内阻很大)，电阻箱R(0～99.99Ω)，单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干．
图16
(1)A同学测量电阻R1的实验步骤如下，请在下面横线的空白处将他的操作补充完整．
闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数R0和对应的电压表示数U1，保持电阻箱阻值不变，________，读出电压表的示数U2，则电阻R1的表达式为R1＝______.
(2)B同学已经测得电阻R1＝5.2Ω，继续测电源电动势E和内阻r的值．该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据绘出了如图乙所示的eq \f(1,U)－eq \f(1,R)图线，则待测电源电动势E＝______V，内阻r＝______Ω.(计算结果小数点后均保留两位数字)
15．(8分)如图17所示电路中，电动势E＝12V，内阻r＝2Ω，指示灯RL的阻值为16Ω，电动机M线圈电阻RM为2Ω.当开关S闭合时，指示灯RL的电功率P＝4W．求：
图17
(1)流过电流表A的电流；
(2)电动机M输出的机械功率．
16.(10分)如图18所示，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝7.5Ω，电容器的电容C＝4μF.开关S原来断开，现在合上开关S到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电荷量是多少？
图18
17．(10分)如图19甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器．当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的．求：
图19
(1)电源的电动势和内阻；
(2)定值电阻R2的阻值；
(3)滑动变阻器的最大阻值．
18．(12分)在如图20所示的电路中，R1＝2Ω，R2＝R3＝4Ω，当开关K接a时，R2上消耗的电功率为4W，当开关K接b时，电压表示数为4.5V，试求：
图20
(1)开关K接a时，通过电源的电流和电压表的示数；
(2)电源的电动势和内电阻；
(3)当开关K接c时，通过R2的电流．
答案精析
1．B
2．C
3．B
4．A
5．A
6．C
7．CD
8．AB
9.ABC
10．ACD
11．BC
12．BC
13．(1)③ ⑥ (2)见解析图 (3)①将滑动触头移至最左端 ③多次移动滑动触头，记录相应的G1、G2的读数I1、I2 (4)r1＝(k－1)R1
解析 (1)根据实验的电路原理图，若定值电阻与待测电流表内阻大约相同，实验中两电流表可同时达到满偏，读数误差较小；滑动变阻器采用分压接法时，应选用阻值适当小一些的变阻器，调节方便．
(2)连线时要注意：电表的正、负接线柱不能接反，如图所示．
(3)在闭合开关前应将滑动变阻器滑动触头移至最左端以保护电表．实验中要多次测量，减小偶然误差．
(4)根据串、并联电路规律可知，I2＝I1＋eq \f(I1r1,R1)＝eq \f(R1＋r1,R1)I1，即k＝eq \f(R1＋r1,R1)，所以r1＝(k－1)R1.
14．(1)将S2切换到b eq \f(U2－U1,U1)R0 (2)1.43 0.80
解析 (1)当S2接a时，电压表测R两端的电压，当S2接b时，电压表测R1及R两端的总电压，则R1两端的电压为U2－U1，此时流过R1的电流为eq \f(U1,R0)，由欧姆定律可得R1＝eq \f(U2－U1,U1)R0.
(2)由题意可知，此实验中可读出电阻箱的示数R，而电压表测出R两端的电压，由闭合电路欧姆定律可得E＝eq \f(U,R)(R＋R1＋r)，
变形可得eq \f(1,U)＝eq \f(R1＋r,E)·eq \f(1,R)＋eq \f(1,E).
由数学知识可得：eq \f(1,E)＝0.7V－1，则E≈1.43V；
eq \f(R1＋r,E)＝eq \f(2.8－0.7,0.5)V－1·Ω，
解得内阻r＝0.80Ω.
15．(1)2A (2)7.5W
解析 (1)对指示灯根据焦耳定律，P＝Ieq \\al(2,L)RL，解得IL＝0.5A
路端电压为U＝ILRL，解得U＝8V
设流过电流表的电流为I，根据闭合电路欧姆定律，U＝E－Ir
解得I＝eq \f(E－U,r)＝2A.
(2)电动机支路的电流为IM，IM＝I－IL
电动机总功率为PM＝UIM＝12W
电动机输出机械功率为PM出＝PM－Ieq \\al(2,M)RM
解得PM出＝7.5W.
16．1.92×10－5C
解析 S断开时的等效电路如图甲所示，电容器C两端电压U为电阻R2两端电压U2，则U2＝eq \f(E,R1＋R2＋r)·R2＝3V
电容器C的电荷量Q＝CU＝CU2＝1.2×10－5C．且a板带正电，b板带负电
S闭合时的等效电路如图乙所示，电容器C两端电压U′为电阻R1两端电压U1′
有R外＝eq \f(R3(R1＋R2),R3＋(R1＋R2))＝3Ω
电阻R1中的电流I1′＝eq \f(E,R外＋r)·eq \f(R外,R1＋R2)＝0.9A
电阻R1两端电压U1′＝I1′R1＝1.8V
电容器C的电荷量Q′＝CU′＝CU1′＝7.2×10－6C
且a板带负电，b板带正电
通过电流表的电荷量ΔQ＝Q＋Q′＝1.92×10－5C.
17．(1)20V 20Ω (2)5Ω (3)300Ω
解析 (1)题图乙中AB延长线，交U轴于20V处，交I轴于1.0A处，所以电源的电动势为E＝20V，内阻r＝eq \f(E,I短)＝20Ω.
(2)当P滑到R3的右端时，电路参数对应图乙中的B点，即U2＝4V、I2＝0.8A，得R2＝eq \f(U2,I2)＝5Ω.
(3)当P滑到R3的左端时，由图乙知此时U外＝16V，I总＝0.2A，所以R外＝eq \f(U外,I总)＝80Ω
因为R外＝eq \f(R1R3,R1＋R3)＋R2，所以滑动变阻器的最大阻值为：R3＝300Ω.
18．(1)1A 4V (2)6V 2Ω (3)0.5A
解析 (1)K接a时，R1被短路，外电阻为R2，根据电功率公式P＝I2R可得通过电源电流I1＝eq \r(\f(P,R2))＝1A，再根据P＝eq \f(U2,R)可得电压表的示数U1＝eq \r(PR2)＝4V.
(2)K接a时，有E＝U1＋I1r
K接b时，R1和R2串联，R外＝R1＋R2＝6Ω
通过电源电流I2＝eq \f(U2,R外)＝0.75A
这时有：E＝U2＋I2r，解得：E＝6V，r＝2Ω.
(3)当K接c时，R2、R3并联，R23＝eq \f(R2R3,R2＋R3)＝2Ω
R总＝R1＋r＋R23＝6Ω
总电流I3＝eq \f(E,R总)＝1A，通过R2的电流I′＝eq \f(1,2)I3＝0.5A．