新教材高中物理第12章电能能量守恒定律高考真题演练新人教版必修第三册

第十二章高考真题演练一、选择题1．(2019·江苏高考)如图所示的电路中，电阻R＝2Ω。断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为()A．1Ω B．2ΩC．3Ω D．4Ω答案A解析当S断开后，电压表读数为U＝3V，可知电源电动势E＝3V；当S闭合后，电压表读数为U′＝2V，由闭合电路欧姆定律知E＝U′＋Ir，且I＝eq\f(U′,R)，整理得电源内阻r＝eq\f(E－U′R,U′)＝1Ω，A正确。2．(2016·江苏高考)(多选)如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为2Ω，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S，下列说法正确的有()A．路端电压为10VB．电源的总功率为10WC．a、b间电压的大小为5VD．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1A答案AC解析外电路的总电阻R＝10Ω，由闭合电路欧姆定律可得电路中的总电流I＝eq\f(E,R＋r)＝1A，因此路端电压U＝E－Ir＝12V－1×2V＝10V，A项正确；电源的总功率P＝EI＝12W，B项错误；由图a可知Uab＝UaO－UbO＝－15×0.5V＋5×0.5V＝－5V，故C项正确；当a、b间用导线连接后，其等效电路如图b所示，电路中的外电阻R′＝7.5Ω，电路中总电流I′＝eq\f(E,R′＋r)＝eq\f(12,9.5)A≠1A，D项错误。3．(2016·北京高考)某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是()A．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B．一个伏特表和多个定值电阻C．一个安培表和一个电阻箱D．两个安培表和一个滑动变阻器答案D解析根据闭合回路欧姆定律可得E＝U＋Ir，可测量多组数据列式求解，A正确，不符合题意；根据欧姆定律可得E＝eq\f(U,R)(R＋r)，测量多组数据可求解，B正确，不符合题意；根据欧姆定律可得E＝I(R＋r)，测得多组数据可求解，C正确，不符合题意；两个安培表和一个滑动变阻器，由于不知道滑动变阻器电阻，故无法测量，D错误，符合题意。二、实验题4．(2019·全国卷Ⅲ)某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1500Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500Ω)，电阻箱(0～99999.9Ω)，干电池(E＝1.5V，r＝1.5Ω)，红、黑表笔和导线若干。(1)欧姆表设计将图a中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为________Ω；滑动变阻器选________(填“R1”或“R2”)。(2)刻度欧姆表表盘通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图b所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为________、________。(3)校准红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向________kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图c所示，则电阻箱接入的阻值为________Ω。答案(1)如图所示900R1(2)455(3)035000.0解析(1)欧姆表内各元件串联，且红表笔接电源负极，黑表笔接电源正极。欧姆表的中值刻度为欧姆表的内阻，即R内＝r＋R0＋RA＋R＝15kΩ，解得R＝900Ω。由于滑动变阻器R2的最大阻值为500Ω，所以滑动变阻器选R1。(2)根据闭合电路欧姆定律，得Ia＝eq\f(E,R内＋Ra)和Ib＝eq\f(E,R内＋Rb)，代入数据解得Ra＝45kΩ，Rb＝5kΩ。(3)使用欧姆表测量电阻时，首先要进行电阻调零，此时应将红、黑表笔短接，调整滑动变阻器，使欧姆表指针指向0kΩ处。电阻箱的阻值为(0.1×0＋1×0＋10×0＋100×0＋1000×5＋10000×3)Ω＝35000.0Ω。5．(2018·江苏高考)一同学测量某干电池的电动势和内阻。(1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处____________；____________。(2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的eq\f(1,I)数据见下表：R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26eq\f(1,I)/A－16.76.05.34.53.8根据表中数据，在方格纸上作出R­eq\f(1,I)关系图像。由图像可计算出该干电池的电动势为________V；内阻为________Ω。(3)为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱，当电流表的示数为0.33A时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为________V；内阻应为________Ω。答案(1)开关未断开电阻箱阻值为零(2)图像如图所示。1．37(1.30～1.44都算正确)1.20(1.0～1.4都算正确)(3)1.37(结果与(2)问第一个空格一致)1.00(结果比(2)问第二个空格小0.2)解析(1)连接电路时电源应与电路断开，所以开关要断开；另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零，这样容易烧坏电流表和电源。(2)将数据描点连线，作出一条倾斜的直线。根据闭合电路欧姆定律E＝I(R＋r)得R＝E·eq\f(1,I)－r，所以图线的斜率表示电源电动势，E＝eq\f(8－－1.2,6.7－0)V＝1.37V，截距绝对值表示电源内阻：r＝0.4×3.0Ω＝1.20Ω。(3)用电压表与电流表并联，可测得电流表的内阻RA＝eq\f(UA,IA)＝eq\f(66.0×10－3,33×10－2)Ω＝0.20Ω，考虑电表内阻对实验的影响，则E＝I(R＋RA＋r)，得R＝E·eq\f(1,I)－(RA＋r)，所以图线的斜率仍表示电动势，电动势的准确值为1.37V，图线的截距绝对值表示(RA＋r)，所以内阻精确值为r＝(1.20－0.20)Ω＝1.00Ω。6．(2017·全国卷Ⅲ)图a为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250μA，内阻为480Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω挡。(1)图a中的A端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接。(2)关于R6的使用，下列说法正确的是________(填正确答案标号)。A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1＋R2＝__________Ω，R4＝__________Ω。(4)某次测量时该多用电表指针位置如图b所示。若此时B端是与“1”连接的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”连接的，则读数为________；若此时B端是与“5”连接的，则读数为________。(结果均保留三位有效数字)答案(1)黑(2)B(3)160880(4)1.47mA1.10kΩ2.95V解析(1)当B端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接。(2)在使用多用电表之前，调整表头螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，选项A错误；使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B正确；使用电流挡时，电阻R6不在闭合电路中，调节无效，选项C错误。(3)根据题给条件可知：当B端与“2”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联，此时为量程1mA的电流挡，由并联电路两支路电流与电阻成反比知，eq\f(Rg,R1＋R2)＝eq\f(1－0.25,0.25)＝eq\f(3,1)，解得R1＋R2＝160Ω。当B端与“4”连接时，表头与R1、R2组成的串联电路并联后再与R4串联，此时为量程1V的电压挡，表头与R1、R2组成的串联电路并联总电阻为120Ω，两端电压为0.12V，由串联电路中电压与电阻成正比知：R4两端电压为0.88V，则R4电阻为880Ω。(4)若此时B端是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表使用，量程2.5mA，读数为1.47mA。若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为11×100Ω＝1.10kΩ。若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为5V，读数为2.95V。7．(2017·天津高考)某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1＝1.0kΩ，电阻R1＝9.0kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝3.0Ω的电阻。(1)按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的，将开关S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是________导线断开。(2)排除故障后，该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图像如图。由I1­I2图像得到电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。答案(1)aa′bb′(2)1.4(1.36～1.44均可)0.5(0.4