2023版高考物理一轮复习第7章恒定电流综合过关规范限时检测新人教版选修3-1

PAGEPAGE2第七章综合过关标准限时检测总分值100分，考试时间60分钟。一、选择题(此题共8小题，每题6分，共计48分。1～4题为单项选择，5～8题为多项选择，全都选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分)1．(2022·湖南长沙长郡中学检测)如图为直流电动机提升重物的装置，重物的重量G＝500N，电源电动势E＝90V，电源内阻为2Ω，不计各处摩擦，当电动机以v＝0.6m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I＝5A，以下判断不正确的选项是eq\x(导学号51342864)(B)A．电动机消耗的总功率为400W B．电动机线圈的电阻为0.4ΩC．电源的效率约为88.9% D．电动机的效率为75%[解析]重物被提升的功率PG＝Fv＝Gv＝500×0.6W＝300W，此时电路中的电流为I＝5A，那么电源的总功率P总＝EI＝90×5W＝450W，设电动机线圈的电阻为R，根据能量守恒得P总＝PG＋I2r＋I2R，那么得R＝eq\f(P总－PG－I2r,I2)＝eq\f(450－300－52×2,52)Ω＝4Ω，电动机消耗的总功率P电＝PG＋I2R＝400W，电源的效率为η1＝eq\f(P总－I2r,P总)×100%＝eq\f(450－52×2,450)×100%＝88.9%，电动机的效率为η2＝eq\f(PG,PG＋I2R)×100%＝eq\f(300,300＋52×4)×100%＝75%，故A、C、D正确，B错误。选项B符合题意。2．(2022·福建四地六校联考)如图是一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经调零，用此欧姆表测一阻值为R的电阻时，指针偏转至满刻度4/5处，现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的1/5处，那么该电阻的阻值为eq\x(导学号51342865)(D)A．4R B．5RC．10R D．16R[解析]设电动势为E，内阻为R内，满偏电流为Ig，欧姆表调零时，Ig＝eq\f(E,R内)。测一阻值为R的电阻时，eq\f(4,5)Ig＝eq\f(E,R＋R内)。测一未知电阻时，eq\f(1,5)Ig＝eq\f(E,R′＋R内)。解得R′＝16R，D正确。3．(2022·山东淄博期末统考)如下图，虚线框内为高温超导限流器，它由超导部件和限流电阻并联组成。超导部件有一个超导临界电流IC，当通过限流器的电流I>IC时，将造成超导体失超，从超导态(电阻为零，即R1＝0)转变为正常态(一个纯电阻，且R1＝3Ω)，以此来限制电力系统的故障电流。超导临界电流IC＝1.2A，限流电阻R2＝6Ω，小灯泡L上标有“6V6W〞的字样，电源电动势E＝8V，内阻r＝2Ω。原来电路正常工作，超导部件处于超导态，灯泡L正常发光。现灯泡L突然发生短路，那么eq\x(导学号51342866)(C)A．灯泡L短路前通过R2的电流为eq\f(4,7)AB．灯泡L短路后超导部件将由超导态转化为正常态，通过灯泡的电流为1AC．灯泡L短路后通过R1的电流为eq\f(4,3)AD．灯泡L短路后通过R2的电流为2A[解析]灯泡L短路前，灯泡L中的电流为IL＝eq\f(P,U)＝1A，此时超导元件的电阻为零，那么R2被短路，R2中的电流为零，A错误；灯泡L短路后超导部件将由超导态转化为正常态，外电路的总电阻R＝eq\f(R1R2,R1＋R2)＝2Ω，电路中的电流I＝eq\f(E,R＋r)＝2A，B错误；灯泡L短路后，由于R1R2＝12，所以通过R1的电流为eq\f(2,3)I＝eq\f(4,3)A，通过R2的电流为eq\f(1,3)I＝eq\f(2,3)A，C正确，D错误。4．(2022·江西红色七校第一次联考)在如下图电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的绝对值分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。以下说法正确的选项是eq\x(导学号51342867)(B)A.eq\f(U1,I)不变，eq\f(ΔU1,ΔI)变大 B．eq\f(U2,I)变大，eq\f(ΔU2,ΔI)不变C.eq\f(U3,I)不变，eq\f(ΔU3,ΔI)变大 D．电源的输出功率变大[解析]根据欧姆定律得eq\f(U1,I)＝eq\f(ΔU1,ΔI)＝R1，故当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，eq\f(U1,I)、eq\f(ΔU1,ΔI)均不变，故A错误。eq\f(U2,I)＝R2，变大；根据闭合电路欧姆定律得U2＝E－I(R1＋r)，那么有eq\f(ΔU2,ΔI)＝R1＋r，不变，故B正确。eq\f(U3,I)＝R1＋R2，变大；根据闭合电路欧姆定律得U3＝E－Ir，那么有eq\f(ΔU3,ΔI)＝r，不变，故C错误。当外电路电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，外电阻变大，但是不知道外电阻与电源内阻的大小关系，所以无法判断电源输出功率的变化情况，故D错误。5．某同学研究白炽灯得到某白炽灯的电压与电流的关系如下图，图象上A点与原点连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角，那么eq\x(导学号51342868)(ACD)A．白炽灯的电阻随电压的增大而增大B．在A点，白炽灯的电阻可表示为eq\f(U0,I0－I1)C．在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0D．在A点，白炽灯的电阻可表示为eq\f(U0,I0)[解析]根据图线可知，白炽灯的电阻随电压的增大而增大，选项A正确；在状态A，白炽灯的电阻为eq\f(U0,I0)，选项B错误、D正确；在状态A，电炽灯的电功率可表示为U0I0，选项C正确。6．(2022·河南省郑州市第一次质量检测)在如下图的电路中，R1>r，将滑动变阻器R的滑片从位置a向下滑动到位置b的过程中，电路均处于稳定状态。滑片处于位置b和位置a相比，电路中eq\x(导学号51342869)(AC)A．灯泡L的亮度变暗 B．电容器C所带电荷量Q增大C．电源的输出功率P增大 D．电阻R1消耗的热功率P1减小[解析]电路稳定时，通过R3的电流为0。滑片由a到b，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路总电阻变小，应用闭合电路欧姆定律可知通过电源和R1的电流增大，R1和r的电压都增大，并联局部电压减小，灯泡变暗，又R2两侧电压增大，那么电容器C两端电压也在减小，电容器所带电荷量减小，A正确，B错误；因为R1>r，那么外电路电阻总大于内阻，外电路电阻在减小，根据输出功率随外电路电阻减小而增大，可知电源输出功率在增大，C正确；电阻R1中电流增大，根据P＝I2R可知，D错误。7．(2022·江西赣州期末)如下图，电源内阻不可忽略，R1为半导体热敏电阻，它的电阻随温度的升高而减小，R2为锰铜合金制成的可变电阻。当发现灯泡L的亮度逐渐变暗时，可能的原因是eq\x(导学号51342870)(AC)A．R1的温度逐渐降低 B．R1的温度逐渐升高C．R2的阻值逐渐减小 D．R2的阻值逐渐增大[解析]当发现灯泡L的亮度逐渐变暗时，说明灯两端的电压逐渐减小，可能是R2的阻值不变，R1的阻值增大，即R1的温度降低；也可能是R1的阻值不变，R2的阻值减小。选项A、C正确。8．(2022·河北衡水中学六调)在某控制电路中，需要连成如下图的电路，主要由电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成，L1、L2是红、绿两个指示灯，当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a点时，以下说法中正确的选项是eq\x(导学号51342871)(BC)A．L1变亮，L2变暗B．L1、L2两个指示灯都变暗C．假设电源的负极接地，那么a点的电势降低，b点的电势升高D．假设电源的负极接地，那么a、b点的电势都降低[解析]当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a点时，R接入电路的电阻减小，总电阻减小，干路电流增大，内电压增大，路端电压减小，L1变暗，L1中的电流变小，R1中的电流变大，R1两端的电压增大，那么R2和L2两端的总电压减小，L2中的电流变小，L2变暗，A错误，B正确；假设电源的负极接地，由于电源的路端电压减小，所以a点电势降低，由于R1两端的电压增大，所以b点电势升高，C正确，D错误。二、非选择题(共3小题，共52分。计算题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。)9．(17分)(2022·全国卷Ⅱ)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99999.9Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5kΩ)，直流电源E(电动势3V)，开关1个，导线假设干。eq\x(导学号51342872)实验步骤如下：①按电路原理图(a)连接线路；②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；③调节滑动变阻器；使电压表满偏；④保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V，记下电阻箱的阻值。答复以下问题：(1)试验中应选择滑动变阻器__R1__(填“R1”或“R2(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω，假设认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为__2520__Ω(结果保存到个位)。(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为__D__(填正确答案标号)。A．100μA B．250μAC．500μA D．1mA[答案](2)连线如下图[解析](1)为了使电阻箱调节时，滑动变阻器分得的电压变化很小，分压电路中滑动变阻器的最大阻值越小越好，因此应选用R1。(3)如果认为滑动变阻器分得的电压不变，那么调节电阻箱后，电压表两端的电压为2.00V，电阻箱两端的电压为0.5V，根据串联电路的分压原理，eq\f(RV,R)＝eq\f(2.00,0.5)，求得电压表的内阻Rv＝4×630.0Ω＝2520Ω。(4)如果此电压表由一个表头与一个电阻串联组成，可知此表头的满偏电流为Ig＝eq\f(2.5V,2520Ω)＝1mA，D项正确。10．(14分)(2022·无锡期末)如下图的电路中，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，电容器的电容C＝3.6μF，二极管D具有单向导电性，开始时，开关S1闭合，S2断开。求：eq\x(导学号51342873)(1)电路稳定后电源的总功率及内阻r的发热功率；(2)合上S2，待电路稳定以后，求电容器C上电量变化了多少？(3)合上S2，待电路稳定以后再断开S1，求断开S1后流过R1的电量是多少？[答案](1)9W；2.25W(2)减少了1.8×10－6C(3)9.6×10－[解析](1)设开关S1闭合，S2断开时，电容器两端的电压为U1，干路电流为I1，根据闭合电路欧姆定律有：I1＝eq\f(E,R1＋r)＝eq\f(6,3＋1)A＝1.5A，那么电源总功率为：P＝EI＝6×1.5＝9W，内阻r的发热功率为：Pr＝I2r＝1.52×1＝2.25W，(2)S1闭合，S2断开时，有：U1＝I1R1＝1.5×3V＝4.5V电容器上电荷量为：Q1＝CU1＝3.6×10－6×4.5C＝1.62×10－5合上开关S2后，电容器两端电压为U2，干路电流为I2，根据闭合电路欧姆定律有：I2＝eq\f(E,\f(R1R2,R1＋R2)＋r)＝eq\f(6,\f(3×6,3＋6)＋1)A＝2AU2＝I2eq\f(R1R2,R1＋R2)＝2×eq\f(3×6,3＋6)V＝4V所以电容器上电荷量减少了：ΔQ＝(U1－U2)C＝(4.5－4)×3.6×10－6C＝1.8×10－(3)合上S2后，电容器上的电荷量为Q，有：Q＝CU2＝3.6×10－6×4C＝1.44×10－5再断开S1后，R1和R2的电流与阻值成反比，故流过电阻的电荷量与阻值成反比。故流过电阻R1的电荷量为：Q3＝eq\f(R2,R1＋R2)Q＝9.6×10－6C11．(21分)(2022·上海静安区一模)如下图电路中，灯L标有“6V3W〞，定值电阻R1＝4Ω，R2＝10Ω，电源内阻r＝2Ω，当滑片P滑到最下端时，电流表读数为1A，此时灯L恰好正常发光，试求：eq\x(导学号51342874)(1)滑动变阻器最大阻值R；(2)当滑片P滑到最上端时，电流表的读数；(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时，变阻器消耗的功率。[答案](1)12Ω(2)2A(3)3.84W[解析](1)灯L的电阻RL＝eq\f(U\o\al(2,1),PL)＝eq\f(62,3)Ω＝12Ω。当P滑到最下端时，R2被短路，灯L与整个变阻器R并联，此时灯正常发光，通过灯L的电流为IL＝eq\f(PL,UL)＝eq\f(3,6)A＝0.5A。通过变阻器R的电流为IR＝I－IL＝1A－0.5A＝0.5A，即滑动变阻器的最大阻值R＝RL＝12Ω。(2)电源电动势E＝I(R1＋r＋eq\f(RRL,R＋RL))＝1×(4＋