高考物理 第7章第2节 知能演练强化闯关 新人教版选修3-1

1 高考物理高考物理 第第 7 7 章第章第 2 2 节节 知能演练强化闯关知能演练强化闯关 新人教版选修新人教版选修 3 13 1 1 2011 高考海南单科卷 如图 7 2 12 所示 E为内阻不能忽略的电池 R1 R2 R3为 定值电阻 S0 S为开关 V 与 A 分别为电压表与电流表 初始时S0与S均闭合 现将S 断开 则 图 7 2 12 A V 的读数变大 A 读数变小 B V 的读数变大 A 的读数变大 C V 的读数变小 A 的读数变小 D V 的读数变小 A 的读数变大 解析 选 B 故 B 正确 2 图 7 2 13 2012 潍坊模拟 如图 7 2 13 所示 直线A是电源的路端电压和电流的关系图线 直线 B C分别是电阻R1 R2的两端电压与电流的关系图线 若将这两个电阻分别接到该电源上 则 A R1接在电源上时 电源的效率高 B R2接在电源上时 电源的效率高 C R1接在电源上时 电源的输出功率大 D 电源的输出功率一样大 解析 选 A 电源的效率 由于UB UC 故R1接在电源上时 电源的效率 P出 P总 UI EI U E 高 A 项正确 B 项错误 将电阻接在电源上 电阻的U I图像与电源两端电压与电流关 系图像的交点 表示将这个电阻接到此电源上的输出电压和电流 从图像中只可看出电流 的数值 由于图线的斜率等于电阻的阻值 由图像可知 R2与电源的内阻相等 所以接在 2 电源上时 R2比R1输出功率大 故 C D 错 3 如图 7 2 14 所示的电路中 由于某一电阻发生短路或断路 使A灯变暗 B灯变亮 则故障可能是 图 7 2 14 A R1短路 B R2断路 C R3断路 D R4短路 解析 选 BC 由于A灯串联于干路中 且故障发生后A灯变暗 可知电路中总电流变小 即电路总电阻变大 由此推知 故障应为某一电阻断路 排除选项 A D 若R2断路 R1 和B灯所在支路的电压增大 而R2的断路又使B灯分配的电压增大 故B灯变亮 推理结 果与现象相符 故选项 B 对 若R3断路 也必引起与之并联的支路 即R1所在支路 中电流 增大 灯B中分得电流也变大 B灯变亮 故选项 C 也对 图 7 2 15 4 2012 安徽皖南八校高三联考 如图 7 2 15 所示 电源的电动势为E 内阻为 r R1 R2 R3为定值电阻 R为滑动变阻器 A 为电流表 V 为电压表 当滑动变阻器的滑 动触头向右滑动时 下列说法中正确的是 A 电流表和电压表示数都变大 B 电流表和电压表示数都变小 C 电流表示数减小 电压表示数变大 D 电流表示数变大 电压表示数减小 解析 选 A 滑动变阻器的滑动触头向右滑动 连入电路的电阻变小 则外电路的总电阻变 小 干路电流变大 所以电流表示数变大 而电压表测的是R1两端电压 所以电压表示数 变大 A 正确 B C D 错误 5 图 7 2 16 如图 7 2 16 所示 RB 4 A C D是额定电压和额定功率相同的 3 个用电器 电源 内阻是 1 S闭合后 当变阻器的电阻调为 5 时 各用电器均正常工作 1 S断开后 若仍要各用电器正常工作 变阻器电阻R应调为多少 2 S闭合和断开时 RB上的电功率之比为多少 变阻器上消耗的功率之比为多少 3 解析 1 在题图所示电路中 A C D三个用电器是并联的 且正常工作 其额定功率相 等 说明三个用电器的电流均相等 设每个用电器的额定电流为I 若S闭合 有 3I E U RB R r 若S断开 则有 2I E U RB r Rx 由 解得Rx 10 2 在S闭合和断开两种情况下 电阻RB上消耗的电功率之比应为其通过电流的平方比 2 变阻器上消耗的功率之比应等于通过的电流平方与电阻乘积之比 PB PB 3I 2I 9 4 P P 3I 2 R 2I 2 Rx 9 8 答案 1 10 2 9 4 9 8 一 选择题 1 下列关于电源的说法 正确的是 A 电源向外提供的电能越多 表示电动势越大 B 电动势就是电源两端的电压 C 电源的电动势与外电路有关 外电路电阻越大 电动势就越大 D 电动势越大的电源 将其他形式的能转化为电能的本领越大 解析 选 D 电源向外提供的电能除与电动势有关之外 还与输出的电流 通电时间有关 故 A 错误 只有当外电路断路时 电动势才等于电源两端的电压 故 B 错误 电源的电动 势由电源自身的性质决定 与有无外电路无关 故选项 C 错误 电动势是反映电源把其他 形式能转化为电能本领的物理量 故选项 D 正确 2 如图 7 2 17 所示 一只玩具电动机用一节干电池供电 闭合开关S后 发现电动机 转速较慢 经检测 电动机性能完好 用电压表测a与b间电压 只有 0 6 V 断开开关S 测得a与b间电压接近 1 5 V 电动机转速较慢的原因是 图 7 2 17 A 开关S接触不良 B 电动机接线接触不良 C 电动机两端接线短路 D 电池过旧 内阻过大 解析 选 D 开关S接触不良 电动机接线接触不良 电动机两端接线短路 电动机就不会 旋转了 而不是转得慢 电动机转得慢的原因是电池过旧 内阻过大 电动机两端的电压 过低造成的 D 对 3 4 图 7 2 18 2012 宿州调研 如图 7 2 18 所示电路中 电源电动势E 9 V 内阻r 3 R 15 下列说法中正确的是 A 当S断开时 UAC 0 B 当S闭合时 UAC 9 V C 当S闭合时 UAB 7 5 V UBC 0 D 当S断开时 UAB 0 UBC 0 解析 选 C 当S断开时 电路中电流为 0 UAC的大小等于电动势的大小为 9 V 当S闭合 时 UBC 0 UAB R 7 5 V C 项正确 E R r 4 图 7 2 19 2010 高考课标全国卷 电源的效率 定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比 在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图 7 2 19 所示 图中U为路端电压 I为干路电流 a b为图线上的两点 相应状态下电源的效率分别为 a B 由图可知 a b的值分别为 A B 3 4 1 4 1 3 2 3 C D 1 2 1 2 2 3 1 3 解析 选 D 在闭合电路中 电源的效率 100 100 100 P外 P总 U外I EI I2R I2 R r 得 100 100 100 可见电源的效率既是输出功率与总功率之比 P外 P总 U外 E R R r 也是外电压与电动势之比 也等于外电阻与总电阻之比 图中每一小格数值为k 由图像 知 电源的电动势为 6k V a和b对应的外电压分别是 4k V 和 2k V 由此知 D 项正确 5 2011 高考北京理综卷 如图 7 2 20 所示电路 电源内阻不可忽略 开关S闭合后 在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中 图 7 2 20 A 电压表与电流表的示数都减小 B 电压表与电流表的示数都增大 C 电压表的示数增大 电流表的示数减小 5 D 电压表的示数减小 电流表的示数增大 解析 选 A 由变阻器R0的滑动端向下滑可知R0连入电路的有效电阻减小 则R总减小 由I 可知I增大 由U内 Ir可知U内增大 由E U内 U外可知U外减小 故电 E R总 r 压表示数减小 由U1 IR1可知U1增大 由U外 U1 U2可知U2减小 由I2 可知电流 U2 R2 表示数变小 故 A 正确 6 如图 7 2 21 所示的电路中 三电阻均为R 将电池与C电阻的位置交换后 发现通 过B电阻的电流减小一半 则电池内电阻r为 7 2 21 A 2R B R 2 C R D 2R 3 解析 选 C 由闭合电路欧姆定律 换位置前 通过B的电流为I1 E 1 5R r 换位置 后 通过B的电流为I2 E 3 2R 3 r I2 0 5I1 解方程组可得答案为选项 C 7 如图 7 2 22 所示 现有甲 乙 丙三个电动势E相同而内阻r不同的电源 由这三 个电源分别给定值电阻R供电 已知它的阻值大小关系为R r甲 r乙 r丙 如果将R先 后接在三个电源上时的情况相比较 下列说法正确的是 图 7 2 22 A 接在甲电源上时 电源内阻消耗的功率最大 B 接在乙电源上时 电源的总功率最大 C 接在丙电源上时 电源的输出功率最大 D 接在甲电源上时 电源的输出功率最大 解析 选 AC 根据闭合电路欧姆定律 将电阻R与电源相接后有I 因为阻值关系满 E R r 足r甲 r乙 r丙 所以I甲 I乙 I丙 电源的总功率P IE P甲 P乙 P丙 电源的输 出功率即电阻R消耗的功率P出 I2R 所以P甲出 P乙出 P丙出 电源内阻消耗的功率 P I2r r 可见 内阻r越接近外阻R 越小 内阻的功 E2 R r 2 E2 R2 r r 2R R2 r r 率P 越大 应该有P甲内 P乙内 P丙内 正确选项是 AC 6 图 7 2 23 8 图 7 2 23 所示为两电源的U I图像 则下列说法正确的是 A 电源 的电动势和内阻均比电源 小 B 当外接同样的电阻时 两电源的输出功率可能相等 C 当外接同样的电阻时 两电源的效率可能相等 D 不论外接多大的相同电阻 电源 的输出功率总比电源 的输出功率大 解析 选 D 图线在U坐标轴上的截距等于电源电动势 图线的斜率等于电源的内阻 因此 A 错误 作外接电阻R的U I曲线分别交电源 的伏安特性曲线于S1 S2两点 工作点横 纵坐标的乘积IU为电源的输出功率 由右图可知 无论外接多大电阻 两工作点S1 S2 横 纵坐标的乘积不可能相等 且电源 的输出功率总比电源 的输出功率大 故 B 错 D 对 电源的效率 因此电源内阻不同则电源效率不同 C 错 P出 P总 I2R I2 R r R R r 图 7 2 24 9 2012 北京丰台区高三测试 在如 7 2 24 图所示的闪光灯电路中 电源的电动势为 E 电容器的电容为C 当闪光灯两端电压达到击穿电压U时 闪光灯才有电流通过并发光 正常工作时 闪光灯周期性短暂闪光 则可以判定 A 电源的电动势E一定小于击穿电压U B 电容器所带的最大电荷量一定为CE C 闪光灯闪光时 电容器所带的电荷量一定增大 D 在一个闪光周期内 通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等 解析 选 D 电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等 当电源给电容器充电 达到闪光 灯击穿电压U时 闪光灯被击穿 电容器放电 放电后闪光灯两端电压小于U 断路 电 源再次给电容器充电 达到电压U时 闪光灯又被击穿 电容器放电 如此周期性充放电 使得闪光灯周期性短暂闪光 要使得充电后达到电压U 则电源电动势一定大于等于U A 错误 电容器两端的最大电压为U 故电容器所带的最大电荷量为CU B 错误 闪光灯闪 光时电容器放电 所带电荷量减少 C 错误 充电时电荷通过R 通过闪光灯放电 故充放 电过程中通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等 D 正确 答案为D 10 在如图 7 2 25 所示的电路中 电源电动势为 3 0 V 内阻不计 L1 L2 L3为 3 个 相同规格的小灯泡 这种小灯泡的伏安特性曲线如图 7 2 26 所示 当开关闭合后 下列 7 判断正确的是 图 7 2 25 图 7 2 26 A 灯泡 L1的电阻为 12 B 通过灯泡 L1的电流为灯泡 L2电流的 2 倍 C 灯泡 L1消耗的电功率为 0 75 W D 灯泡 L2消耗的电功率为 0 30 W 解析 选 ACD 当 L1两端电压为 3 0 V 时 IL1 0 25 A 由于I 得R 12 U R U I 3 0 0 25 A 正确 由P1 I1U1 0 25 3 W 0 75 W C 正确 因 L2 L3的两电阻相等 即 L2 L3两端电压各为 1 5 V 由图可知I2 0 20 A 即可得出灯泡 L2消耗的电功率为 P2 I2U2 0 20 1 5 W 0 30 W D 正确 二 非选择题 图 7 2 27 11 如图 7 2 27 所示 在A B两点间接一电动势为 4 V 内电阻为 1 的直流电源 电阻R1 R2 R3的阻值均为 4 电容器的电容为 30 F 电流表的内阻不计 求 1 电流表的读数 2 电容器所带的电荷量 3 断开电源后 通过R2的电荷量 解析 1 由题图可知 接入电路的有效电阻仅有R3 则 8 I A 0 8 A E R3 r 4 4 1 2 电容器C两端电压与R3两端电压相同 故电容器所带电荷量 Q CIR3 30 10 6 0 8 4 C 9 6 10 5 C 3 断开电源 R1与R2并联后与R3 C构成放电回路 故通过R2的电荷量 Q2 C 4 8 10 5 C Q 2 9 6 10 5 2 答案 1 0 8 A 2 9 6 10 5 C 3 4 8 10 5 C 12 2012 陕西榆林高三检测 如图 7 2 28 甲所示的电路中 R1 R2均为定值电阻 且R1 100 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