2024年高考物理第一轮复习：第2讲　限时规范训练 (8)

限时规范训练

[基础巩固]

1．小明在一根细橡胶管中灌满食盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱，他将此盐水柱接到电源两端，电源电动势和内阻恒定，握住盐水柱两端将它水平均匀拉伸到原长的1.2倍，若忽略温度对电阻率的影响，则此盐水柱(　　)

A．通过的电流增大

B．两端的电压增大

C．阻值增大为原来的1.2倍

D．电功率增大为原来的1.44倍

解析：B　根据电阻定律可知R＝ρ，橡胶管的体积不变，即R＝ρ，由此可知当长度拉伸到原长的1.2倍时，电阻变为原来的1.44倍，选项C错误．根据闭合电路的欧姆定律I＝，当外电阻变大，则电流变小，内电压变小，而路端电压变大，因此选项A错误，B正确．根据P＝I2R，如果电流保持不变则电功率增大为原来的1.44倍，但是电流在变小，所以选项D错误．

2．(2021·北京高三一模)如图所示，接通电键S，灯泡L1、L2都正常发光．某时刻由于电路故障，两灯突然熄灭．若故障只有一处，则下列说法正确的是(　　)

A．如果将电压表并联在cd两端有示数，说明cd间完好

B．如果将电压表并联在ac两端示数为0，说明ac间断路

C．如果将电流表并联在ac两端示数为0，说明cd间完好

D．如果将电压表并联在ad两端有示数，并联ac两端示数为0，说明cd间断路

解析：D　电路故障分为断路和短路，故障只有一处，假设发生了短路，如果是某盏灯短路，该灯熄灭，而另一盏灯应该变亮，如果是两盏灯以外的元件短路，则两盏灯均变亮，故假设不成立．电路故障应为断路．电压表并联在cd两端有示数，说明cd间发生了断路，故A错误；电压表并联在ac两端示数为0，说明ac部分以外的电路发生了断路，而ac间电路完好，故B错误；电流表并联在ac两端示数为0，说明ac部分以外的电路发生了断路，而ac间电路完好，无法说明cd间情况，故C错误；电压表并联在ad两端有示数，说明ad段发生了断路，并联ac两端示数为0，说明ac部分以外的电路发生了断路，故综合以上两点，应是cd间断路，故D正确．

3．(2022·德州模拟)图甲是实验室的可拆卸铅蓄电池装置，图乙是其示意图．利用铅与稀硫酸的化学反应，该装置可以将化学能转化为电能．图中M为电池正极(二氧化铅棒上端)，N为电池负极(铅棒上端)，P、Q分别为与正、负极非常靠近的探针(探针是为测量内电压而加入电池的，它们不参与化学反应)．用电压传感器(可看作理想电压表)测量各端间的电势差，数据如表，则下列说法正确的是(　　)

A.外电路接通时稀硫酸溶液中的电流方向向右

B．该电池的电动势约为0.59 V

C．该电池的电动势约为1.51 V

D．该电池的内阻约为2.5 Ω

解析：D　在电源内部电流从负极流向正极，外电路接通时稀硫酸溶液中的电流方向向左，故A错误；电源电动势等于电源没有接入电路时电源两极间的电压，由表中实验数据可知，电源电动势E＝1.51 V＋0.59 V＝2.1 V，故B、C错误；在M、N之间接入10 Ω电阻时，电路电流I＝＝，即＝，解得r＝2.5 Ω，故D正确．

4．(2022·重庆高三月考)如图所示电路中，直流电源E的内阻r≠0，滑动变阻器R1的滑片P1位于ab中点，滑动变阻器R2的滑片P2位于cd中点，水平平行板电容器C的两极板中间有一带电微粒恰好处于静止状态，则能使该带电微粒竖直向上运动的操作是(　　)

A．滑片P2向c端移动

B．滑片P2向d端移动

C．滑片P1向b端移动

D．滑片P1向a端移动

解析：C　要使该带电微粒竖直向上运动，电容器C的两极板间电压需增大，滑动变阻器R1分压需增大，滑片P1应向b端移动．故选C.

5．如图所示，电路中电池的电动势E＝3.0 V，内电阻r≈1.5 Ω，电阻R1＝0.5 Ω，R2是可变电阻，其阻值范围是0～5 Ω，求：

(1)开关S闭合，可变电阻R2为多大时，固定电阻R1消耗的功率最大？最大功率是多少？

(2)若R2取1.0 Ω，开关S由断开到闭合后电路中电流表的示数变化如乙图所示，则电容器C1的电容多大？

解析：(1)当R2＝0时，R1的消耗功率最大，此时电路中的电流为I＝＝1.5 A，R1的最大功率为P＝I2R1＝1.125 W.

(2)开关S断开时，A、B两点间的电势差等于电源电动势，即UAB＝E＝3.0 V

开关S断开时，电容器C1两端电压为U1＝E＝3.0 V

开关S闭合后，R1与R2串联，电容器C1两端电压为U1′＝E＝0.5 V

电容器C1的电压变化了ΔU＝2.5 V

由i－t图像，可知：图像围成的面积就是电容器C1电荷量的变化量ΔQ＝30Q0＝7.5×10－3 C

则电容器C1的电容为C＝＝3×10－3 F.

答案：(1)R2＝0　1.125 W　(2)3×10－3 F

[能力提升]

6．(多选)如图所示，D是一只理想二极管，水平放置的平行板电容器AB内部原有带电微粒P处于静止状态．下列措施下，关于P的运动情况说法正确的是(　　)

A．保持S闭合，增大A、B板间距离，P仍静止

B．保持S闭合，减小A、B板间距离，P向上运动

C．断开S后，增大A、B板间距离，P向下运动

D．断开S后，减小A、B板间距离，P仍静止

解析：ABD　保持S闭合，电源的路端电压不变，增大A、B板间距离，电容减小，由于二极管的单向导电性，电容器不能放电，其电量不变，由推论E＝得到，板间场强不变，微粒所受电场力不变，仍处于静止状态，故A正确；保持S闭合，电源的路端电压不变，电容器的电压不变，减小A、B板间距离，由E＝可知，板间场强增大，电场力增大，微粒将向上运动，故B正确；断开S后，电容器的电量Q不变，由推论E＝得到，板间场强不变，微粒所受电场力不变，仍处于静止状态，故C错误，D正确．

7．(2021·辽宁高三专题练习)在图示电路中，灯L1、L2的电阻分别为R1、R2，变阻器的最大电阻为R0，且R0>R2，电容器的电容为C.若有电流通过，灯就能发光，假设灯的电阻不变，当变阻器的滑动片P由a端向b端移动过程中，以下说法中正确的是(　　)

A．L1先变暗后变亮，L2一直变亮

B．L1先变亮后变暗，L2先变暗后变亮

C．电容器极板所带的电量先减小后增大

D．电源的效率先减小后增大

解析：A　R0>R2时，灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻先大于后小于右部分的电阻，当变阻器的滑片P由a向b端移动时，总电阻先增大，后减小，所以总电流先减小后增大，所以通过灯L1的电流先减小后增大，故L1先变暗后变亮，而通过L2的电流一直变大，L2不断变亮，所以A正确；B错误；电容器C上的电压UC＝E－I(r＋RL1)，总电流先减小后增大，所以电容器C上的电压先增大后减小，则电容器极板所带的电量先增大后减小，所以C错误；电源的效率η＝×100%＝×100%＝＝＝1－，因为总电流先减小后增大，所以电源的效率先增大后减小，则D错误．

8．(2022·全国高三专题练习)(多选)在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，各电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列说法正确的是(　　)

A.不变，不变 　 B．变大，变大

C.变大，不变  D．变大，不变

解析：ACD　由题图电路图可知，U1、U2分别是R1、R2两端的电压，电流表测通过这个电路的总电流，U3是路端电压，由欧姆定律可知R1＝＝(因R1是定值电阻)，所以A正确；由闭合电路欧姆定律有U2＝E－I(R1＋r)(因E、R1、r均是定值)，＝R2，R2变大，变大，的大小为R1＋r，保持不变，故B错误；C正确；由欧姆定律有＝R1＋R2，因R2变大，则变大，又由于U3＝E－Ir，可知的大小为r，保持不变，故D正确．

[热点加练]

9．(2021·江苏高三专题练习)如图是一个简易风速测量仪的示意图，绝缘弹簧的一端固定，另一端与导电的迎风板相连，弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属杆上．迎风板与金属杆接触良好，并能在金属杆上自由滑动．电路的一端与迎风板相连，另一端与金属杆相连．已知弹簧的劲度系数k＝1300 N/m，电阻R＝1.0 Ω，电源的电动势E＝12 V，内阻r＝0.5 Ω.闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长l0＝0.5 m，电压传感器的示数U1＝3.0 V．若不计摩擦和迎风板的电阻，求：

(1)金属杆单位长度的电阻R0；

(2)当电压传感器的示数为U2＝2.0 V时，作用在迎风板上的风力F.

解析：(1)无风时，电路中的电流为I1＝＝6 A

则此时金属杆的电阻为R1＝＝0.5 Ω

则金属杆单位长度的电阻为R0＝＝1 Ω/m.

(2)当传感器的示数为U2＝2.0 V时，根据闭合电路欧姆定律U2＝R2

解得此时金属杆电阻为R2＝0.3 Ω

则此时弹簧长度为l1＝＝0.3 m

所以弹簧压缩量为Δl＝l0－l1＝0.2 m

根据平衡条件，此时风力为F＝kΔl＝260 N.

答案：(1)1 Ω/m　(2)260 N