余杭二高2022年高二物理周练卷2（满分：100分）
一、单项选择题（本大题共13小题，每小题3分，共39分）
1.一组铅蓄电池的电动势为4.8 V，内阻不为零，以下说法中不正确的是( )
A.电路中每通过1 C电荷量，铅蓄电池能把4.8 J的化学能转变为电能
B.体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大
C.电路中每通过1 C电荷量，铅蓄电池内部非静电力做功为4.8 J
D.该铅蓄电池把其他形式能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的强
2.如图所示，一直流电动机与阻值R＝9 Ω的电阻串联接在电源上，电源的电动势E＝30 V，内阻r＝1 Ω，闭合开关，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10 V，已知电动机线圈的电阻RM＝1 Ω，则下列说法中正确的是( )
A.通过电动机的电流为10 A
B.电动机的输入功率为2 W
C.电源的输出功率为4 W
D.电动机的输出功率为16 W
3.电动机与小电珠串联接入电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流为I1；电动机的内电阻为R2，两端电压为U2，流过的电流为I2。则( )
A.I1
4.智能扫地机器人是一种智能家用电器，能自动在房间内完成地板清洁工作，如今已慢慢普及，成为现代家庭的常用家用电器。如图为某款智能扫地机器人，其参数见下表，工作时将电池内部化学能转化为电能的效率η＝60%。下列说法正确的是( )
产品名称 科沃斯地宝 尘盒容量 0.3 L
清扫路线 自由式 液晶显示 有
电池容量 5 000 mA·h 充电器输出 24 V/1 000 mA
噪声 ≤60 dB 额定功率 40 W
行走速度 20 cm/s 工作电压 24 V
A.该扫地机器人的电池从完全没电到充满电所需时间约为8.3 h
B.该扫地机器人最多能储存的能量为4.32×105 J
C.该扫地机器人充满电后能工作5 h
D.该扫地机器人充满电后能工作4 h
5.汽车启动时由蓄电池给电动机供电，启动完成后电动机断开。图示是汽车蓄电池供电简化电路图，图中M表示电动机，L是汽车的车灯，蓄电池E的内阻不能忽略。当汽车启动时，先闭合开关S1，然后闭合开关S2，则( )
A.当闭合开关S2时，车灯会变亮
B.当闭合开关S2时，蓄电池输出功率减小
C.开关S2断开，车灯会变亮
D.开关S2断开，蓄电池输出功率增大
6.某同学按如图所示的电路进行实验，电压表内阻看做无限大。实验过程中，由于电路发生故障，发现两电压表示数相同，若这种情况的发生是由某一用电器引起的，则可能的故障原因是( )
A.R2断开 B.R3断路
C.R2短路 D.R1短路
7.在如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2为定值电阻，现使R3阻值增大，则( )
A.V表读数变小
B.A表读数变大
C.R1上的电压升高
D.流过R2的电流增大
8.在如图所示的电路中，电源电动势为E，电源内阻为r，R1、R2、R3均为定值电阻，平行板电容器中带电粒子P现处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，下列说法正确的是( )
A.电流表读数减小
B.电压表读数增大
C.粒子P将向下运动
D.R3上消耗的功率保持不变
9.如图所示的电路中，当变阻器R3的滑片向上移动时( )
A.电压表示数变小，电流表示数变大
B.电压表示数变大，电流表示数变小
C.电压表示数变大，电流表示数变大
D.电压表示数变小，电流表示数变小
10.如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，当闭合开关S时，各个电灯均能正常发光，如果电灯L1因灯丝烧断而熄灭，将要出现的现象是 ( )
A.L3变亮，L2、L4变暗
B.L2、L3变亮，L4变暗
C.L4变亮，L2、L3变暗
D.L2、L4变亮，L3变暗
11.电源电动势为3 V、内阻为2 Ω，灯的电阻为1 Ω，滑动变阻器阻值变化范围为0～5 Ω，如图所示连接，在滑动变阻器滑片从左向右滑动的过程中，下列描述正确的是( )
A.灯的亮度逐渐先变暗后变亮
B.电源的输出功率逐渐减小
C.滑动变阻器的功率先变大后变小
D.电源的效率逐渐减小
12.如图所示是测定两个电源的电动势和内阻实验中得到的路端电压和电流的关系图线，则应有( )
A.当I1＝I2时，电源总功率P1
D.当U1＝U2时，电源内部消耗的电功率P内1>P内2
13.如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。只闭合开关S1，三个灯泡都能正常工作。如果再闭合S2，则下列表述正确的是( )
A.电源输出功率减小
B.L1上消耗的功率增大
C.通过R1上的电流增大
D.通过R3上的电流增大
二、实验题（共22分）
14.(10分)将一铜片和一锌片分别插入一只苹果内，就构成了简单的“水果电池”，其电动势约为1.5 V，可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5 V、额定电流为0.3 A的手电筒上的小灯泡。原因是流过小灯泡的电流太小了，经实验测得电流约为3 mA。现要较精确地测定“水果电池”的电动势和内电阻，提供的仪器如下：
A.电流表A1 (量程0～3 mA，内阻约0.5 Ω)
B.电流表A2 (量程0～0.6 A，内阻约0.1 Ω)
C.电压表V(量程0～1.5 V，电阻约3 kΩ)
D.滑动变阻器R1(阻值0～30 Ω，额定电流为1 A)
E.滑动变阻器R2(阻值0～3 kΩ，额定电流为0.5 A)
F.以及开关、导线等实验器材
G.待测“水果电池”
(1)本实验中电流表应该选用________，滑动变阻器应该选________(均用序号字母表示)。
(2)请在虚线框中画出实验原理图。
(3)在实验中根据电压表的示数U与电流表的示数I的值，经描点、连线得到U－I图像，如图所示，根据图中所给数据，则“水果电池”的电动势与内阻分别为E＝________V，r＝________Ω。
15..(6分)为了测量由两节干电池组成的电源的电动势和内电阻，某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中R为电阻箱，R0＝5 Ω为保护电阻。
(1)按照图甲所示的电路图，将图乙所示的实物连接成实验电路。
(2)保持开关S断开，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值。多次重复上述操作，可得到多组电压值U及相应的电阻箱阻值R。以为纵坐标，以为横坐标，画出 － 的关系图线(该图线为一直线)，如图丙所示。由图线可求得电池组的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω(结果均保留2位有效数字)。
三、计算题（3小题，共45分，解答应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能得分。）
16.（15分）如图所示，R1＝6 Ω，R2＝3 Ω，C1＝6 μF，电源电动势E＝18 V，内阻忽略不计。求：
(1)开关S断开时，C点的电势为多少？
(2)开关S闭合时，电容器C1所带的电荷量变化了多少？
17.（15分)小型直流电动机(其线圈内阻为r＝1 Ω)与规格为“4 V 4 W”的小灯泡并联，再与阻值为R＝5 Ω的电阻串联，然后接至U＝12 V的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：
(1)通过电动机的电流；
(2)电动机的输出功率P出；
(3)电动机的效率。
18.（15分）如图所示，甲图中滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示。不考虑电表对电路的影响。
(1)电压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图像应分别为U－I图像中的哪一条直线？
(2)定值电阻R0、滑动变阻器的总电阻R分别为多少？
(3)求出电源的电动势和内阻。
余杭二高2022年高二物理周练卷2答案
1.B。
2答案 D
解析 由E＝30 V，电动机两端电压为10 V可得R和电源内阻上分担的电压为20 V，则I＝＝ A＝2 A，故A错误；
电动机输入功率P＝UI＝10×2 W＝20 W，故B错误；
电源的热功率Pr＝I2r＝22×1 W＝4 W，
电源的输出功率为P出＝IE－Pr＝(2×30－4) W＝56 W，故C错误；
电动机的热功率P热＝I2RM＝4×1 W＝4 W，
电动机的输出功率P输出＝P－P热＝20 W－4 W＝16 W，故D正确。
3答案 B
解析 小电珠与电动机串联，所以I1＝I2，故A错误；对小电珠，由欧姆定律可得U1＝I1R1，故B正确；电动机不是纯电阻电路，则U2>I2R2，且U1＝I1R1，则<，故C、D错误。
4答案 B
解析 由题表可知，电池的容量为5 000 mA·h，所带的电荷量为q＝5 000×10－3 A×3 600 s＝1.8×104 C，充电器输出电流为I＝1 000 mA＝1 A，所以该扫地机器人的电池从完全没电到充满电所需时间为t＝＝ s＝5 h，故A错误；该扫地机器人最多能储存的能量为W＝qU＝1.8×104×24 J＝4.32×105 J，故B正确；该扫地机器人的额定功率为40 W，所以充满电后工作的时间t＝＝ s＝1.8 h，故C、D错误。
5答案 C
解析 当闭合开关S2时，外电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，则车灯会变暗；当开关S2断开，同理，则外电压增大，那么车灯会变亮，故A错误，C正确；当闭合或断开开关S2时，因电池的内电阻与外电阻大小关系不确定，因此蓄电池输出功率增大还是减小也无法确定，故B、D错误。
6答案 A
解析 由图可知R1与R2、R3串联，电压表V1测R2和R3两端的总电压；V2测R2两端的电压；若两电压表示数相同，则是两电表接在了同一部分的两端，故可能是R2断路或者R3短路；故A正确，B、C、D错误。
7答案 D
解析 由图可知，R2与R3并联，再与R1串联，当R3阻值增大时，电路中总阻值增大，由闭合电路的欧姆定律可知，电路中电流减小，故电流表示数减小，故B错误；内电压减小，由U＝E－Ir可知，路端电压增大，电压表示数增大，故A错误；因电流减小，故R1两端的电压降低，故C错误；因内电压以及R1两端的电压降低，故并联部分电压增大，R2中电流增大，故D正确。
8答案 C
解析 粒子P原来处于静止状态，重力和静电力平衡；滑动变阻器R4的滑片向b端移动，R4接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，总电流变大，内电阻和R1两端的电压变大，并联电路两端的电压变小，电容器两端的电压变小，粒子P所受静电力变小，带电粒子P将向下运动，故C正确；由于并联电路两端电压变小，定值电阻R3的电流IR3变小，电流表读数IA＝I总－IR3，所以电流表的读数变大，电阻R2两端的电压变大，所以R4两端的电压变小，电压表的读数变小，故A、B错误；由于R3两端的电压减小，P3＝eq \f(U,R3)，所以电阻R3上消耗的功率减小，故D错误。
9答案 B
解析 当变阻器R3的滑片向上移动时，R3接入电路的阻值增加，整个电路总电阻增加，总电流减小，内电压降低，路端电压升高，电压表示数增加；流过R1的电流减小，加在R1两端的电压降低，因此加在R2两端的电压升高，流过R2的电流增大，由于总电流减小，因此流过电流表的电流减小，故B正确，A、C、D错误。
10答案 B
解析 由图可知，L2与L1并联后与L4串联，再与L3并联，L1因灯丝烧断而熄灭，并联部分电阻增大，则总电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律I＝知干路总电流I减小，根据U＝E－Ir，知路端电压增大，则有U3＝U，L3两端电压变大，所以通过L3的电流变大，电灯L3变亮；由于干路总电流减小，通过L3的电流变大，所以通过L4的电流减小，L4变暗；L4两端电压减小，并联部分电压增大，则L2两端电压增大，所以通过L2的电流增大，L2变亮，所以B正确，A、C、D错误。
11答案 C
解析 当滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻值增大，总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律可知，电路中总电流减小，则灯的亮度逐渐变暗，故A错误；据题：电源内阻2 Ω，灯的电阻1 Ω，滑动变阻器0～5 Ω，则滑动变阻器滑片从左向右滑动的过程中，外电路总电阻先小于电源的内阻，后大于电源的内阻，所以电源的输出功率先增大后减小，故B错误；将灯看作电源的内阻，则等效电源的内阻先大于外电阻后小于外电阻，所以滑动变阻器的功率先增大后减小，故C正确；电源的效率为η＝＝，外电阻增大，路端电压U增大，则电源的效率不断增大，故D错误。
12答案 B
解析 由题图可知，两电源的电动势E相等，由电源的总功率P＝EI知，当I1＝I2时，电源总功率P1＝P2，故A错误；电源的输出功率P出＝UI，当U1＝U2时，由题图读出I1
解析 在闭合S2之前，三个灯泡都能正常工作，闭合S2之后，电路中的总电阻R总减小，则I总增大，即通过R1的电流增大，由于不计电源内阻，由电源的输出功率P出＝EI，可知电源的输出功率增大，A错误，C正确；并联部分的电压减小，并联部分各支路电流减小，由L1的消耗功率PL1＝IRL1可知，L1上消耗的功率减小，B、D错误。
14答案 (1)A E (2)实验原理图见解析 (3)1.35 450
解析 (1)电路电流约为3 mA，则电流表应选A；电源的内阻大约r＝＝ Ω ＝500 Ω ，若选用0～30 Ω的滑动变阻器，移动滑片，电流基本不变，因此滑动变阻器应选E。
(2)由题意可知水果电池内阻较大，为减小实验误差，相对于电源来说，电流表应采用内接法，实验原理图如图所示。
(3)由图示电源U－I图线可知，图像与纵轴截距为1.35 V，
则电源电动势E＝1.35 V
电池内阻r＝＝ Ω＝450 Ω。
15答案 (1)如图所示
(2)2.9 1.2
解析 (2)由闭合电路欧姆定律得E＝U＋(R0＋r)，变形得＝＋·，结合题图丙 － 图像可知纵轴截距为，图像的斜率k＝，代入数据解得E＝2.9 V，r＝1.2 Ω。
16答案 (1)0 (2)减少了3.6×10－5 C
解析 (1)开关S断开时，待电路稳定后，两支路都无电流，B、C两点电势相等，A、D两点电势相等，因B接地，所φC＝φB＝0。
(2)开关S闭合前，C1两端的电势差U＝E＝18 V。开关S闭合后，两个电容器相当于两个电压表，C1两端的电势差U′＝E＝×18 V＝12 V，故C1两端电势差减小了ΔU＝U－U′＝18 V－12 V＝6 V，带电荷量减少了ΔQ＝C1ΔU＝6×10－6×6 C＝3.6×10－5 C。
17.解析 (1)流经灯泡的电流IL＝＝ A＝1 A
流经电阻R的电流IR＝＝ A＝1.6 A
流经电动机的电流I＝IR－IL＝0.6 A。
(2)电动机消耗的总功率P′＝ULI＝4×0.6 W＝2.4 W
电动机的热功率P热＝I2r＝(0.6)2×1 W＝0.36 W
电动机的输出功率
P出＝P′－P热＝2.4 W－0.36 W＝2.04 W。
(3)电动机的效率η＝×100%＝×100%＝85%。
18.(1)电流增大，路端电压减小，定值电阻R0分压增大，V1测量电阻R0两端电压，示数随电流表示数变化的图像应为AC直线，V2测量路端电压，示数随电流表示数变化的图像应为BC直线所示。
(2)根据欧姆定律，由题图乙可知，
R0＝＝ Ω＝3 Ω。
当电流取最小值I0＝0.5 A时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，此时滑动变阻器两端电压
UR＝UB－UA＝(7.5－1.5) V＝6 V，
总电阻R＝＝ Ω＝12 Ω。
(3)根据闭合电路的欧姆定律，路端电压与电流的关系是
U＝E－Ir
所以BC直线斜率的绝对值表示电源内阻，
即r＝＝ Ω＝1 Ω，
电动势E＝UB＋I0r＝(7.5＋0.5×1) V＝8 V。
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