周测10 阶段检测二
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．(2023·广东广雅中学高二期末)用同种材料制成两个圆柱形导体P、Q，两者长度相同，P的横截面积比Q小，P、Q的阻值分别为RP、RQ。将P、Q串联接入电路，如图所示，通过P、Q的电流分别为IP、IQ。下列关系正确的是( )
A．IP
C．RP
2．(2024·盐城市五校高二联考)飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量。有一太阳能电池板，测得它的开路电压为1 V，短路电流为50 mA。若将该电池板与一阻值为80 Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是( )
A．0.16 V B．0.40 V
C．0.64 V D．0.8 V
3．(2024·广东深圳市高级中学高二期末)在如图所示电路中，A、B间的电压保持一定，UAB＝6 V，电阻R1＝R2＝4 Ω，R3＝2 Ω。那么( )
A．开关S断开时，R3两端电压是3 V
B．开关S断开时，R3通过的电流是0.75 A
C．开关S接通时，R3通过的电流是1.5 A
D．开关S接通时，R3两端电压是4 V
4.(2023·双鸭山市高二期末)电源内阻不可忽略，R1、R2为定值电阻，G为灵敏电流计，V为理想电压表，平行板电容器两极板水平。开关S闭合后，位于电容器两板间的带电油滴恰好静止(不考虑空气影响)。现将滑片P向上移动，则以下说法正确的是( )
A．油滴向下运动
B．V示数减小
C．G中有从b到a的电流
D．R1消耗功率增大
5．(2024·石家庄市高二期末)汽车蓄电池供电的简化电路如图所示，车灯L1、L2正常发光。当汽车启动时，开关S闭合，启动系统的电动机工作，车灯L1、L2亮度会有明显变化，下列说法正确的是( )
A．电源的效率增大
B．两灯一定变暗
C．电动机的输出功率等于电源输出功率减去两灯的功率
D．若L1不亮L2亮，可能是由于L1短路所致
6．(2024·芜湖市高二期末)如图所示，电流表A1(0～3 A)和A2(0～0.6 A)是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中，闭合开关S，则有( )
A．A1、A2的读数之比为1∶1
B．A1、A2的读数之比为5∶1
C．A1、A2的指针偏转角度之比为5∶1
D．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．关于多用电表的使用，下列说法正确的有( )
A．甲图中用多用电表直流电压挡测量的是电源的路端电压，表笔接法正确
B．甲图中用多用电表直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压，表笔接法错误
C．乙图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的正向电阻
D．乙图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的反向电阻
8．(2024·三明市高二期末)如图甲所示，用充电宝为一手机充电，其等效电路如图乙所示，在某段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I恒定不变，手机电池的内阻为r，设手机电池获得的电能除发热外全部转化为化学能，则( )
A．充电宝输出的电功率为UI－I2r
B．手机电池的热功率为I2r
C．手机电池产生的焦耳热为t
D．手机电池增加的化学能为UIt－I2rt
9．在如图甲所示的电路中，电源两端电压恒为3.0 V，L1、L2、L3为三个相同规格的灯泡，这种灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。开关闭合后，下列关于电路中的灯泡的判断正确的是( )
A．灯泡L1的电阻为12 Ω
B．通过灯泡L1的电流为通过灯泡L2的电流的2倍
C．灯泡L1的电阻为15 Ω
D．通过灯泡L1的电流为通过灯泡L2的电流的1.25倍
三、非选择题：本题共5小题，共58分。
10．(10分)(2023·新疆乌鲁木齐市八中高二开学考试)有一根细长而均匀的金属管线，横截面积如图(a)所示，外截面为正方形，因管内中空部分截面形状不规则，无法直接测量。已知这种金属的电阻率为ρ，现设计一个实验方案，测量中空部分的横截面积S0。步骤如下：
(1)(2分)按照图(b)电路图，将图(c)实物图补充完整需要完成下列哪些选项的步骤________。
A．a接e B．b接d
C．b接c D．a接f
(2)(2分)实验中，用游标卡尺测出金属管线的长度为L；如图(d)，用螺旋测微器测出金属管线外截面的边长为a＝________ mm。
(3)(4分)根据所测数据，在坐标纸上描出了该金属管线的伏安关系图线，如图(e)所示。由此图得出该金属管线的阻值为R＝________Ω(保留2位有效数字)，此结果比真实值________。(填“偏大”或“偏小”)
(4)(2分)用上述测量的物理量的符号，将金属管线内部空间横截面积表示为S0＝__________。
11．(12分)(2020·山东卷)实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有：
干电池一节(电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω)；
电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)；
电流表A(量程0.6 A，内阻约1 Ω)；
滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)；
定值电阻R1(阻值2 Ω)；
定值电阻R2(阻值5 Ω)；
开关一个，导线若干。
(1)(3分)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U－I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是________。(单选，填正确答案标号)
A．电压表分流
B．干电池内阻较小
C．滑动变阻器最大阻值较小
D．电流表内阻较小
(2)(9分)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示。
序号 1 2 3 4 5 6 7
I/A 0.08 0.14 0.20 0.26 0.32 0.36 0.40
U/V 1.35 1.20 1.05 0.88 0.73 0.71 0.52
请根据实验数据，回答以下问题：
①图丙中已标出后3组数据对应的坐标点，请标出前4组数据对应的坐标点并画出U－I图像。
②根据实验数据可知，所选的定值电阻为________(填“R1”或“R2”)。
③用笔画线代替导线，请按照改进后的方案，将图丁所示实物图连接成完整电路。
12.(10分)(2024·上海市曹杨二中高二月考)某同学将量程为200 μA、内阻为500 Ω的表头改装成量程为1 mA和10 mA的双量程电流表，设计电路如图所示。定值电阻R1＝500 Ω，R2和R3的阻值待定，S为单刀双掷开关。
(1)(3分)开关S接哪个挡改装后电流表的量程为10 mA
(2)(7分)计算定值电阻R2和R3的阻值。
13．(12分)(2023·商丘市高二联考)如图所示，电流表和电压表均为理想电表，电容器的电容C＝6 μF，定值电阻R1＝3 Ω，R2＝5 Ω，电源电动势E＝6 V，内阻未知，开关S闭合一段时间后，电流表的读数为0.6 A，求：
(1)(4分)电源内阻r；
(2)(2分)电压表的示数；
(3)(6分)将开关S断开，通过R2的电荷量。
14．(14分)(2024·嘉兴市高二期末)利用电动机起重装置可以提升重物，工作原理及电路图如图所示。已知电源电动势E＝10 V，电源内阻r＝1 Ω，电阻R＝2.5 Ω。当重物质量严重超载时(电动机未能将重物提升)闭合电源开关S，电压表的示数U1＝8 V；减小重物质量，当质量m＝0.72 kg，闭合电源开关S，电动机最后以稳定的速度匀速提升重物，此时电动机获得的电功率与不能提升重物时电动机获得的电功率相同。(不计摩擦，重力加速度g取10 m/s2)求：
(1)(3分)电动机的内阻RM；
(2)(8分)重物匀速上升时电压表示数U2和流经电动机的电流大小IM；
(3)(3分)重物匀速上升的速度大小v。
参考答案及解析
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．(2023·广东广雅中学高二期末)用同种材料制成两个圆柱形导体P、Q，两者长度相同，P的横截面积比Q小，P、Q的阻值分别为RP、RQ。将P、Q串联接入电路，如图所示，通过P、Q的电流分别为IP、IQ。下列关系正确的是( )
A．IP
C．RP
答案 D
解析 因为P、Q是串联，所以流过它们的电流相同，故A、B错误。根据电阻的决定式R＝ρ，P、Q材料相同，所以电阻率相同，两者长度也相同，P的横截面积比Q小，得RP>RQ，故D正确。
2．(2024·盐城市五校高二联考)飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量。有一太阳能电池板，测得它的开路电压为1 V，短路电流为50 mA。若将该电池板与一阻值为80 Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是( )
A．0.16 V B．0.40 V
C．0.64 V D．0.8 V
答案 D
解析 由题意可知，电动势为E＝1 V
内阻为r＝＝ Ω＝20 Ω
将该电池板与一阻值为80 Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压为
U＝E＝×1 V＝0.8 V，故选D。
3．(2024·广东深圳市高级中学高二期末)在如图所示电路中，A、B间的电压保持一定，UAB＝6 V，电阻R1＝R2＝4 Ω，R3＝2 Ω。那么( )
A．开关S断开时，R3两端电压是3 V
B．开关S断开时，R3通过的电流是0.75 A
C．开关S接通时，R3通过的电流是1.5 A
D．开关S接通时，R3两端电压是4 V
答案 C
解析 由题图可知，开关S断开时，R2和R3串联接入电路，则通过R3的电流为I＝＝1 A
R3两端电压为U＝IR3＝2 V，故A、B错误；
由题图可知，开关S接通时，R1和R2并联之后与R3串联接入电路，则通过R3的电流为
I′＝＝1.5 A
R3两端电压为U′＝I′R3＝3 V，故D错误，C正确。
4.(2023·双鸭山市高二期末)电源内阻不可忽略，R1、R2为定值电阻，G为灵敏电流计，V为理想电压表，平行板电容器两极板水平。开关S闭合后，位于电容器两板间的带电油滴恰好静止(不考虑空气影响)。现将滑片P向上移动，则以下说法正确的是( )
A．油滴向下运动
B．V示数减小
C．G中有从b到a的电流
D．R1消耗功率增大
答案 C
解析 滑片P向上移动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，电路总电流I减小，电源内电压减小，路端电压U外增大；通过定值电阻R1电流减小，根据P1＝I2R1可知R1消耗功率减小；由于定值电阻R1两端电压U1减小，可知定值电阻R2两端电压U2增大，则电压表示数增大，电容器电压增大，电容器电荷量增加，电容器充电，故G中有从b到a的电流，故C正确，B、D错误；带电油滴原来处于平衡状态，重力和静电力平衡，由于电容器电压增大，根据E＝可知板间电场强度增大，油滴所受的方向向上的静电力变大，则油滴将向上加速运动，故A错误。
5．(2024·石家庄市高二期末)汽车蓄电池供电的简化电路如图所示，车灯L1、L2正常发光。当汽车启动时，开关S闭合，启动系统的电动机工作，车灯L1、L2亮度会有明显变化，下列说法正确的是( )
A．电源的效率增大
B．两灯一定变暗
C．电动机的输出功率等于电源输出功率减去两灯的功率
D．若L1不亮L2亮，可能是由于L1短路所致
答案 B
解析 电源的效率η＝＝
汽车启动时，开关S闭合，电路中总电阻变小，总电流变大，内电压变大，则路端电压U变小，可知电源的效率减小，选项A错误；
汽车启动时，电路中总电流变大，则电源内电压变大，则路端电压减小，则车灯一定变暗，选项B正确；
由能量关系可知，电动机的输入功率等于电源输出功率减去两灯的功率，选项C错误；
若L1灯短路，则L2灯也会不亮，选项D错误。
6．(2024·芜湖市高二期末)如图所示，电流表A1(0～3 A)和A2(0～0.6 A)是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中，闭合开关S，则有( )
A．A1、A2的读数之比为1∶1
B．A1、A2的读数之比为5∶1
C．A1、A2的指针偏转角度之比为5∶1
D．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5
答案 B
解析 两电流表由两个相同的电流计改装而成，根据电流表改装原理可知改装后电流表内阻为RA＝
则A1、A2的内阻之比为RA1∶RA2＝0.6∶3＝1∶5
两电流表并联，则电压相等，则电流之比即读数之比为5∶1，选项A错误，B正确；
A1、A2的量程之比为5∶1，读数之比为5∶1，则指针偏转角度之比为1∶1，选项C、D错误。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．关于多用电表的使用，下列说法正确的有( )
A．甲图中用多用电表直流电压挡测量的是电源的路端电压，表笔接法正确
B．甲图中用多用电表直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压，表笔接法错误
C．乙图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的正向电阻
D．乙图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的反向电阻
答案 BC
解析 甲图中用多用电表直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压，也是电源的路端电压，电流应从黑表笔流出，从红表笔流入，所以表笔接法错误，故A错误，B正确；电流应从黑表笔流出，从红表笔流入，所以乙图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的正向电阻，故C正确，D错误。
8．(2024·三明市高二期末)如图甲所示，用充电宝为一手机充电，其等效电路如图乙所示，在某段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I恒定不变，手机电池的内阻为r，设手机电池获得的电能除发热外全部转化为化学能，则( )
A．充电宝输出的电功率为UI－I2r
B．手机电池的热功率为I2r
C．手机电池产生的焦耳热为t
D．手机电池增加的化学能为UIt－I2rt
答案 BD
解析 充电宝输出的电功率为P总＝UI，故A错误；
手机电池的热功率为P热＝I2r，故B正确；
手机电池不能看成纯电阻，则r≠
手机电池产生的焦耳热为Q＝I2rt≠t，故C错误；
根据能量守恒定律可知，充电宝输出的电功等于手机电池增加的化学能与手机电池内阻产生的焦耳热之和，即P总t＝ΔE＋Q
手机电池增加的化学能为ΔE＝UIt－I2rt，故D正确。
9．在如图甲所示的电路中，电源两端电压恒为3.0 V，L1、L2、L3为三个相同规格的灯泡，这种灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。开关闭合后，下列关于电路中的灯泡的判断正确的是( )
A．灯泡L1的电阻为12 Ω
B．通过灯泡L1的电流为通过灯泡L2的电流的2倍
C．灯泡L1的电阻为15 Ω
D．通过灯泡L1的电流为通过灯泡L2的电流的1.25倍
答案 AD
解析 灯泡L1两端的电压为3.0 V，由题图乙知通过灯泡L1的电流为0.25 A，灯泡L1的电阻为＝12 Ω，选项A正确，C错误；L2与L3串联，电流相等，电压均为＝1.5 V，由题图乙知通过L2与L3的电流均为0.20 A，＝1.25，即通过灯泡L1的电流为通过灯泡L2的电流的1.25倍，选项B错误，D正确。
三、非选择题：本题共5小题，共58分。
10．(10分)(2023·新疆乌鲁木齐市八中高二开学考试)有一根细长而均匀的金属管线，横截面积如图(a)所示，外截面为正方形，因管内中空部分截面形状不规则，无法直接测量。已知这种金属的电阻率为ρ，现设计一个实验方案，测量中空部分的横截面积S0。步骤如下：
(1)(2分)按照图(b)电路图，将图(c)实物图补充完整需要完成下列哪些选项的步骤________。
A．a接e B．b接d
C．b接c D．a接f
(2)(2分)实验中，用游标卡尺测出金属管线的长度为L；如图(d)，用螺旋测微器测出金属管线外截面的边长为a＝________ mm。
(3)(4分)根据所测数据，在坐标纸上描出了该金属管线的伏安关系图线，如图(e)所示。由此图得出该金属管线的阻值为R＝________Ω(保留2位有效数字)，此结果比真实值________。(填“偏大”或“偏小”)
(4)(2分)用上述测量的物理量的符号，将金属管线内部空间横截面积表示为S0＝__________。
答案 (1)AB (2)6.683 (3)2.4×103 偏大 (4) a2－
解析 (1)由于滑动变阻器采用分压接法，故滑动变阻器需要“两下一上”连接，故接线柱a接e；测量电路采用电流表的内接法，故接线柱b接d。故选A、B。
(2)螺旋测微器的读数即金属管线外截面的边长为a＝6.5 mm＋18.3×0.01 mm＝6.683 mm
(3)根据欧姆定律可得R＝
将图线中的点(2.4 V,1.0 mA)代入可得该金属管线的阻值为R＝ Ω＝2.4×103 Ω
由于测量电路采用电流表的内接法，电流表的测量值等于流过电阻的电流的真实值，而由于电流表的分压作用，电压表的测量值大于电阻两端电压的真实值，根据欧姆定律，知电阻的测量值大于真实值。
(4)根据电阻定律R＝ρ
可得该金属管线的有效面积为S＝ρ＝
故金属管线内部空间横截面积为S0＝a2－。
11．(12分)(2020·山东卷)实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有：
干电池一节(电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω)；
电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)；
电流表A(量程0.6 A，内阻约1 Ω)；
滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)；
定值电阻R1(阻值2 Ω)；
定值电阻R2(阻值5 Ω)；
开关一个，导线若干。
(1)(3分)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U－I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是________。(单选，填正确答案标号)
A．电压表分流
B．干电池内阻较小
C．滑动变阻器最大阻值较小
D．电流表内阻较小
(2)(9分)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示。
序号 1 2 3 4 5 6 7
I/A 0.08 0.14 0.20 0.26 0.32 0.36 0.40
U/V 1.35 1.20 1.05 0.88 0.73 0.71 0.52
请根据实验数据，回答以下问题：
①图丙中已标出后3组数据对应的坐标点，请标出前4组数据对应的坐标点并画出U－I图像。
②根据实验数据可知，所选的定值电阻为________(填“R1”或“R2”)。
③用笔画线代替导线，请按照改进后的方案，将图丁所示实物图连接成完整电路。
答案 (1)B (2)①见解析图(a) ②R1 ③见解析图(c)
解析 (1)电压表示数的变化范围小，原因是外电阻的阻值远大于电源内阻，选项B正确。
(2)①根据数据描点并连成一条直线，如图(a)所示。
②由图像可知E＝1.55 V，U＝0时I＝0.59 A，故r′＝≈2.63 Ω，
由于2 Ω
故定值电阻只能是R1。
③先画出原理图，如图(b)，然后依据原理图将各仪器依次连接起来，如图(c)。
12.(10分)(2024·上海市曹杨二中高二月考)某同学将量程为200 μA、内阻为500 Ω的表头改装成量程为1 mA和10 mA的双量程电流表，设计电路如图所示。定值电阻R1＝500 Ω，R2和R3的阻值待定，S为单刀双掷开关。
(1)(3分)开关S接哪个挡改装后电流表的量程为10 mA
(2)(7分)计算定值电阻R2和R3的阻值。
答案 (1)接“1”挡 (2)225 Ω 25 Ω
解析 (1)开关S接“1”挡时，表头和R1、R2串联后再与R3并联；将开关S接“2”挡时，表头和R1串联、R2和R3串联，之后两支路并联，所以开关S接“1”挡时表头并联电阻的阻值较小，分流较大，改装后的电流表量程较大，为10 mA。
(2)当开关S接“1”挡时，有
Ig(Rg＋R1＋R2)＝(I1－Ig)R3
其中I1＝10 mA
当开关S接“2”挡时，有
Ig(Rg＋R1)＝(I2－Ig)(R2＋R3)
其中I2＝1 mA
联立解得R2＝225 Ω，R3＝25 Ω。
13．(12分)(2023·商丘市高二联考)如图所示，电流表和电压表均为理想电表，电容器的电容C＝6 μF，定值电阻R1＝3 Ω，R2＝5 Ω，电源电动势E＝6 V，内阻未知，开关S闭合一段时间后，电流表的读数为0.6 A，求：
(1)(4分)电源内阻r；
(2)(2分)电压表的示数；
(3)(6分)将开关S断开，通过R2的电荷量。
答案 (1)2 Ω (2)4.8 V (3)1.8×10－5 C
解析 (1)开关闭合一段时间后，电容器相当于断路，由闭合电路欧姆定律知E＝I(R1＋R2＋r)
代入数据得r＝2 Ω
(2)电压表的示数U＝I(R1＋R2)＝4.8 V
(3)开关闭合一段时间后，R2两端的电压为
U2＝IR2＝0.6×5 V＝3 V
此时电容器上电荷量Q＝CU2＝1.8×10－5 C
断开开关S后，电荷量Q经R2释放，所以将开关S断开，通过R2的电荷量Q＝1.8×10－5 C。
14．(14分)(2024·嘉兴市高二期末)利用电动机起重装置可以提升重物，工作原理及电路图如图所示。已知电源电动势E＝10 V，电源内阻r＝1 Ω，电阻R＝2.5 Ω。当重物质量严重超载时(电动机未能将重物提升)闭合电源开关S，电压表的示数U1＝8 V；减小重物质量，当质量m＝0.72 kg，闭合电源开关S，电动机最后以稳定的速度匀速提升重物，此时电动机获得的电功率与不能提升重物时电动机获得的电功率相同。(不计摩擦，重力加速度g取10 m/s2)求：
(1)(3分)电动机的内阻RM；
(2)(8分)重物匀速上升时电压表示数U2和流经电动机的电流大小IM；
(3)(3分)重物匀速上升的速度大小v。
答案 (1)1.5 Ω (2) V A (3) m/s
解析 (1)未能提升时，电路为纯电阻，根据闭合电路欧姆定律有E＝U1＋Ir
U1＝I(R＋RM)
解得RM＝1.5 Ω，I＝2 A
(2)电动机获得的电功率与不能提升重物时电动机获得的电功率相同，则PM1＝I2RM
PM2＝PM1＝EIM－IM2(R＋r)
解得IM＝ A(另一解不合实际舍去)
根据闭合电路欧姆定律有U2＝E－IMr＝ V
(3)重物匀速上升时有：PM2＝IM2RM＋mgv
解得v＝ m/s。
