2025年高三物理上学期“物理电池”中的物理知识考查卷

2025年高三物理上学期“物理电池”中的物理知识考查卷一、单项选择题（每题4分，共20分）关于电源电动势，下列说法正确的是（）A.电动势是电源两极间的电压B.电动势反映电源将其他形式的能转化为电能的本领C.电动势的大小与外电路电阻有关D.电动势的单位是焦耳用伏安法测量电池电动势和内阻时，若采用如图所示的电路（电压表接在电源两端），则测量值与真实值的关系是（）A.电动势测量值偏大，内阻测量值偏大B.电动势测量值偏小，内阻测量值偏小C.电动势测量值偏大，内阻测量值偏小D.电动势测量值偏小，内阻测量值偏大某同学用伏阻法测量电池电动势和内阻，得到多组电压U和电阻R的数据，根据实验数据绘制出1/U-1/R图像，如图所示。则下列说法正确的是（）A.图像的斜率表示r/EB.图像与纵轴的交点表示1/EC.图像与横轴的交点表示短路电流的倒数D.该方法不存在系统误差用安阻法测量电池电动势和内阻时，需要测量多组电流I和电阻R的数据。若实验中所用电流表内阻不能忽略，则测量结果将（）A.电动势测量值偏大，内阻测量值偏大B.电动势测量值偏小，内阻测量值偏小C.电动势测量值准确，内阻测量值偏大D.电动势测量值准确，内阻测量值偏小某电池的电动势为3V，内阻为1Ω，若将该电池与一个2Ω的电阻串联，则电路中的电流和路端电压分别为（）A.1A，2VB.1A，3VC.1.5A，3VD.1.5A，2V二、多项选择题（每题5分，共15分）关于电池内阻，下列说法正确的是（）A.内阻是电池内部导体对电流的阻碍作用B.新电池的内阻通常较小，旧电池的内阻较大C.电池内阻的大小与电池的种类有关D.电池内阻不随温度变化而变化测定电池电动势和内阻的实验中，为了减小实验误差，下列做法正确的是（）A.选用内阻较大的旧电池B.选用内阻较小的电压表C.实验中电流不宜过大，读数要快D.测量多组数据，用图像法处理数据某同学用伏安法测量电池电动势和内阻，得到U-I图像如图所示。则下列说法正确的是（）A.图像与纵轴的交点表示电动势B.图像与横轴的交点表示短路电流C.图像的斜率绝对值表示内阻D.若考虑电压表的分流作用，则图像的斜率将变大三、实验题（共35分）（15分）某同学用伏安法测量一节干电池的电动势和内阻，实验器材有：干电池一节（电动势约1.5V，内阻约1Ω）电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）开关、导线若干（1）请在虚线框内画出实验电路图。（2）实验中，该同学测得的6组数据如下表所示：序号123456I/A0.100.200.300.400.500.55U/V1.451.301.151.000.850.78请在坐标纸上画出U-I图像（坐标轴自行设定）。（3）根据图像求出电池的电动势E=______V，内阻r=Ω。（结果保留两位有效数字）（4）该实验存在系统误差，其原因是，导致电动势测量值______真实值，内阻测量值______真实值。（填“大于”、“小于”或“等于”）（20分）某同学想用伏阻法测量一节蓄电池的电动势和内阻（电动势约2V，内阻约0.5Ω），实验器材有：蓄电池一节电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）电阻箱（0~9999.9Ω）开关、导线若干（1）请在虚线框内画出实验电路图。（2）实验中，该同学调节电阻箱的阻值，得到多组电阻R和电压U的数据，如下表所示：序号123456R/Ω5.010.015.020.025.030.0U/V1.601.751.801.831.851.87请根据实验原理推导出1/U与1/R的关系式，并在坐标纸上画出1/U-1/R图像（坐标轴自行设定）。（3）根据图像求出电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω。（结果保留三位有效数字）（4）若考虑电压表的内阻影响，则电动势测量值______真实值，内阻测量值______真实值。（填“大于”、“小于”或“等于”）请简要说明理由。四、计算题（共30分）（10分）如图所示，电源电动势E=6V，内阻r=2Ω，R1=4Ω，R2=6Ω，R3=3Ω。求：（1）开关S断开时，电压表的示数；（2）开关S闭合时，电流表的示数和电源的输出功率。（10分）某太阳能电池的电动势为0.5V，短路电流为0.1A。若将该太阳能电池与一个定值电阻R串联，当R=4Ω时，求：（1）电路中的电流；（2）电阻R消耗的功率；（3）太阳能电池的效率。（10分）某同学设计了一个如图所示的电路来测量电池的电动势和内阻。其中R0为已知定值电阻，R为滑动变阻器，V为电压表。（1）请推导测量电动势E和内阻r的表达式；（2）若R0=10Ω，实验中测得当R=10Ω时，电压表的示数为1.0V；当R=20Ω时，电压表的示数为1.2V。求电池的电动势E和内阻r。五、综合题（共15分）某研究性学习小组想探究不同温度对干电池电动势和内阻的影响。他们选用一节新的1号干电池，将其分别置于0℃、10℃、20℃、30℃、40℃的环境中，用伏安法测量电池的电动势和内阻，得到的实验数据如下表所示：温度t/℃010203040电动势E/V1.521.501.481.461.44内阻r/Ω0.80.70.60.50.4（1）请在坐标纸上画出E-t和r-t图像（坐标轴自行设定）。（2）根据图像分析温度对干电池电动势和内阻的影响规律。（3）结合电池的工作原理，解释温度对干电池内阻影响的原因。（4）若该干电池在25℃环境下使用，其电动势和内阻大约为多少？（结果保留两位有效数字）参考答案及评分标准一、单项选择题（每题4分，共20分）B2.B3.AB4.C5.A二、多项选择题（每题5分，共15分）ABC2.ACD3.AC三、实验题（共35分）（15分）（1）电路图（3分）（2）U-I图像（4分）（3）1.5V（2分），1.3Ω（2分）（4）电压表的分流作用（2分），小于（1分），小于（1分）（20分）（1）电路图（3分）（2）推导关系式（4分），1/U-1/R图像（4分）（3）2.00V（2分），0.500Ω（2分）（4）小于（2分），小于（2分）。理由：考虑电压表内阻时，实际通过电阻箱的电流为I=U/R+U/RV，大于测量值U/R，导致1/U-1/R图像的斜率变小，从而计算出的电动势和内阻都偏小。（1分）四、计算题（共30分）（10分）（1）开关S断开时，外电路电阻R=R1+R2=10Ω，电路电流I=E/(R+r)=0.5A，电压表示数U=IR=5V。（5分）（2）开关S闭合时，R2与R3并联的电阻R并=2Ω，外电路总电阻R=R1+R并=6Ω，电路电流I=E/(R+r)=0.75A，电流表示数I'=I×R2/(R2+R3)=0.5A，电源输出功率P=I²R=3.375W。（5分）（10分）（1）电池内阻r=E/I短=5Ω，电路电流I=E/(R+r)=0.05A。（3分）（2）电阻R消耗的功率P=I²R=0.01W。（3分）（3）太阳能电池的效率η=P/(EI)=40%。（4分）（10分）（1）根据闭合电路欧姆定律E=U+I(r+R0)，其中I=U/R，可得E=U(1+(r+R0)/R)，整理得1/U=(1/E)+(r+R0)/(E)·(1/R)。（5分）（2）将数据代入得E=1.5V，r=5Ω。（5分）五、综合题（共15分）（1）E-t和r-t图像（6分）（2）随着温度升高，干电池电动势逐渐减小，内阻逐渐减小。（3分）（3）干电池内阻主要来源于电解液的电阻，温度升高，电解液的粘度减小，离子运动加快，电阻减小。（3分）（4）电动势约为1.47V，内阻约为0