20202021年高三物理单元同步提升训练恒定电流pdf

2020-2021年高三物理单元同步提升训练：恒定电流一、单选题（每题3分，共计24分）1.（2020年山东卷）氚核31H发生β衰变成为氦核32He。假设含氚材料中31H发生β衰变产生的电子可以全部定向移动，在3.2104s时间内形成的平均电流为5.010-8A。已知电子电荷量为1.610-19C，在这段时间内发生β衰变的氚核31H的个数为（）A.145.010B.161.010C.162.010D.181.010【答案】B【解析】【详解】根据qneItt可得产生的电子数为8416195.0103.210101.610Itne个因在β衰变中，一个氚核产生一个电子，可知氚核的个数为1.0×1016个。故选B．2.（2019·江苏卷）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．1ΩB．2ΩC．3ΩD．4Ω【答案】A【解析】开关s断开时有：3VE，开s闭合时有：2ERRr，其中2R，解得：1r，故A正确。3．用如图所示电路可以测量干电池的电动势和内阻，图中R为电阻箱。下列关于该实验的说法中正确的是A．为了测量电动势和内阻，至少需要测量6组数据B．用图象处理数据时，为了得到线性图象，可以作U与R的图象C．用图象处理数据时，为了得到线性图象，可以作1/U与R的图象D．因电压表内阻产生的误差属于系统误差【答案】D【解析】根据实验原理E=U+URr可知，方程中有两个未知量，则为了测量电动势和内阻，至少需要测量2组数据，选项A错误；根据E=U+URr可得，则用图象处理数据时，为了得到线性图象，可以作11-UR的图象，选项BC错误；因电压表内阻产生的误差属于系统误差，选项D正确。4.阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E（内阻可忽略）连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为A．25B．12C．35D．23【答案】C【解析】根据等效电路，开关S断开时，电容器的电压12112325+3EURERR，得11QCU；S闭合时，211123+2EURERR，22QCU，故112235QUQU，故选C。5.如图所示的电路中,电源电动势E=6V,内阻r=1Ω,电阻R1=6Ω,R2=5Ω,R3=3Ω,电容器的电容C=2×10-5F。若将开关S闭合,电路稳定时通过R2的电流为I;断开开关S后,通过R1的电荷量为q。则()。A.I=0.25AB.I=0.5AC.q=1×10-5CD.q=2×10-5C【解析】开关S闭合电路稳定时,外电路中总电阻R=R2+=7Ω,根据闭合电路欧姆定律得I==0.75A,电容器两端的电压U=I=1.5V,电荷量Q=CU=3×10-5C。断开开关S后,电容器通过R1与R3放电,设通过R1与R3的放电电流分别为I1和I3,则=,由q=It可知,通过R1与R3的电荷量之比=,又q1+q3=Q,联立解得通过R1的电荷量q1=Q=1×10-5C,A、B、D三项错误,C项正确。【答案】C6.如图所示电路，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，电压表、电流表的示数变化情况为A．两电表示数都增大B．两电表示数都减少C．电压表示数减少，电流表示数增大D．电压表示数增大，电流表示数减少【答案】D【解析】当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，接入电路的电阻增大，与R2并联的电阻增大，外电路总电阻R总增大，总电流I减小，则电压表的示数UV=E–I（r+R1），则UV增大；流过R2的电流22VUIR增大，电流表的读数为2AIII，则电流表示数减小；故ABC错误，D正确。7.（2020年北京卷）图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是（）A.At应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系B.At应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系C.Bt应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系D.Bt应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系【答案】B【解析】【详解】由甲图可知，At点对应的电阻阻值较小，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较大，故At应标在电流较大的刻度上；而Bt点对应的电阻阻值较大，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较小，故Bt应标在电流较小的刻度上；由图甲得0RRkt其中0R为图线的纵截距，由闭合电路欧姆定律得gEIRRr联立解得0RRgrEtkIk可知t与I是非线性关系，故B正确，ACD错误。故选B。8.（2020年全国I卷）图（a）所示的电路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C两端的电压UC。如果UC随时间t的变化如图（b）所示，则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中，正确的是（）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】根据电容器的定义式QCU可知CQIUtCC结合图像可知，图像的斜率为IC，则12s:内的电流12I与35s内的电流35I关系为12352II且两段时间中的电流方向相反，根据欧姆定律UIR可知R两端电压大小关系满足12352RRUU由于电流方向不同，所以电压方向不同。故选A。二、多选题（每题5分，共计20分）9.（2020年江苏卷）某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时（）A.车灯的电流变小B.路端电压变小C.电路的总电流变小D.电源的总功率变大【答案】ABD【解析】【详解】A．开关闭合时，车灯变暗，故流过车灯的电流I灯变小，A正确；B．电路的路端电压为=UUIR路灯灯灯I灯变小，路端电压变小，B正确；C．总电流即干路电流为UEUIrr内路干U路减小，干路电流增大，C错误；D．电源总功率为PEI干总I干增大，总功率变大，D正确。故选ABD。10.如图所示，系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机，旋翼由电动机带动。现有质量为20kg、额定功率为5kW的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过200s到达100m高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为400V，若不计电缆的质量和电阻，忽略电缆对无人机的拉力，则（）A.空气对无人机的作用力始终大于或等于200NB.直流电源对无人机供电的额定电流为12.5AC.无人机上升过程中消耗的平均功率为100WD.无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功【答案】BD【解析】【详解】A．无人机先向上加速后减速，最后悬停，则空气对无人机的作用力先大于200N后小于200N，最后等于200N，选项A错误；B．直流电源对无人机供电的额定电流5000A=12.5A400PIU选项B正确；C．若空气对无人机的作用力为F=mg=200N则无人机上升过程中消耗的平均功率200100100W200FhPt但是由于空气对无人机向上的作用力不是一直为200N，则选项C错误；D．无人机上升及悬停时，螺旋桨会使周围空气产生流动，则会有部分功率用于对空气做功，选项D正确。故选BD。11.如图所示的电路,电源电动势为E,内阻为r,R1和R3为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关,一带电液滴恰好悬浮在电容器之间。保持其他条件不变,则()。A.若将滑动变阻器滑片向b端滑动,带电液滴将向下运动B.若将滑动变阻器滑片向b端滑动,电流将从c流向dC.若将金属块抽出,抽出过程中,带电液滴将向上运动D.若将金属块抽出,抽出过程中,电路将从d流向c【解析】由图可知,当滑片向b端滑动时,接入电路中的电阻R2增大,根据闭合电路欧姆定律可知电路中总电流减小,则电阻R3两端电压减小,即电容器两端电压减小,电容器内电场强度减弱,故带电液滴向下运动,A项正确;电容器电压减弱,则带电荷量减小,电容器放电,放电电流将从d流向c,B项错误;将金属块抽出,相当于电容器极板间距离增大,则电容减小,由于电压不变,则电场强度减弱,故带电液滴向下运动,C项错误;电容减小,由于电压不变,则电荷量减小,电容器放电,放电电流将从d流向c,D项正确。【答案】AD12.A、B两个电源的路端电压U和电流I的关系图象如图甲所示,设两个电源的内阻分别为rA、rB。若将一定值电阻R分别接到两个电源上,设R消耗的功率分别为PA、PB,则关于两个物理量大小关系的判断正确的是()。甲A.rArBB.rArBC.PAPBD.PAPB【解析】由图甲可知,图线B斜率的绝对值大于图线A斜率的绝对值,因此rArB,A项错误,B项正确;在同一坐标系内作出电阻R的U-I图象,如图乙所示,图象与两个电源的U-I图象的交点为电路的工作点,根据P=IU可知R消耗的功率PAPB,C项正确,D项错误。乙【答案】BC三、实验题（13题10分，14、15题各12分，共34分）13.（2020年浙江卷）某同学分别用图甲和图乙的电路测量同一节干电池的电动势和内阻。(1)在答题纸相应的方框中画出图乙的电路图____________；(2)某次测量时电流表和电压表的示数如图所示，则电流I_____A，电压U_____V；(3)实验得到如图所示的两条直线，图中直线Ⅰ对应电路是图1_____（选填“甲”或“乙”）；(4)该电池的电动势E_____V（保留三位有效数字），内阻r_____Ω（保留两位有效数字）。【答案】(1).(2).0.39～0.41(3).1.29～1.31(4).乙(5).1.51～1.54(6).0.52～0.54【解析】【详解】(1)[1]图乙中，电流表内接和变阻器串联接在电源两端，电压表测路段电压，则图乙对应的电路图为(2)[2][3]一节干电池的电动势一般约为1.5V，故电压表量程选择0~3V，电流表量程选择0~0.6A，所以量表的读数分别为1.30V（1.29～1.31V均可），0.40A（0.39～0.41A均可）(3)[4]由闭合电路欧姆定律可得UEIr可得U-I图象的纵轴截距为电源电动势，斜率为电源内阻。图甲中电流表外接，则实验测得的电源内阻A=+rrr测内测量值偏大；图乙中电路=VVrrrrr测内内测量值偏小，但是由于VRr真，故图乙实验测出的内阻误差更小，故图线Ⅰ对应图乙，图线Ⅱ对应的图甲。(4)[5]图线Ⅱ与纵轴的交点为电源的电动势E=1.52V；[6]在图线Ⅰ与横轴的交点为短路电流I=2.86A由1.52V0.532.86AErI，此实验原理无误差。14.利用如图(a)所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R(最大阻值999.9Ω)，电阻R0(阻值为3.0Ω)，电阻R1(阻值为3.0Ω)，电流表A(量程为200mA，内阻为RA＝6.0Ω)，开关S.图(a)实验步骤如下：①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻值箱相应的阻值R；③以1I为纵坐标，R为横坐标，作1I－R图线(用直线拟合)；④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.回答下列问题：(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则1I与R的关系式为________．(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R＝3.0Ω时电流表的示数如图(b)所示，读出数据，完成下表．答：①________，②________．R/Ω1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.077I－1/A－16.998.00②10.011.011.913.0图(b)图(c)(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k＝________A－1Ω－1，截距b＝________A－1.(4)根据图线求得电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.【答案】(1)1I＝RA＋R1ER1R＋1E