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34综合测试解析

2015-2016学年河南省洛阳一中高二（上）月考物理试卷（9月份）

一．选择题（每小题4分，40分，1-3题只有一个正确选项，4-10题有多个选项）

1．导体中形成电流的原因是（　　）

A．只要导体中有自由电荷，就一定有电流

B．只要电路中有电源，就一定有电流

C．只要导体两端有电压，导体中就会形成电流

D．只要电路中有电源，用电器两端就一定有电压

2．以下有关电动势的说法正确的是（　　）

A．电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电量成反比

B．电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压

C．非静电力做的功越多，电动势就越大

D．E=

只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的

3．一个内电阻可以忽略的电源，给一个圆管子内装满的水银供电，电流为0.1A，若把全部水银都倒在一个内径大一倍的圆管子内，再让同一电源对它供电，那么通过的电流将是（　　）

A．0.4AB．0.8AC．1.6AD．3.2A

4．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e．此时电子的定向移动速度为v，在t时间内，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为（　　）

A．nvStB．nvtC．

D．

5．某同学按如图电路进行实验，电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零．实验中由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是（　　）

A．R3短路B．RP短路C．R3断开D．R2断开

6．小灯泡通电后，其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法不正确的是（　　）

A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大

B．对应P点，小灯泡的电阻为R=

C．对应P点，小灯泡的电阻为R=

D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积

7．两电源的U﹣I图象，下列说法正确的是（　　）

A．电源①的电动势和内阻均比电源②大

B．当外接同样的电阻时，它们的输出功率可能相等

C．当外接同样的电阻时，电源的效率可能相等

D．不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大

8．如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是（　　）

A．当R2=R1+r时，R2获得最大功率

B．当R1=R2+r时，R1获得最大功率

C．当R2=0时，R1上获得最大功率

D．当R2=0时，电源的输出功率最大

9．在如图所示的电路中，R1、R2、R3均为可变电阻．当开关S闭合后，两平行金属板MN中有一带电液滴正好处于静止状态．为使带电液滴向上加速运动，可采取的措施是（　　）

A．增大R1B．减小R2C．减小R3D．减小MN间距

10．如图所示，电源电动势为E，内阻为r．当滑动变阻器R2的滑片P向左滑动时，下列说法不正确的是（　　）

A．电阻R3消耗的功率变大

B．电容器C上的电荷量变大

C．灯L变暗

D．R1两端的电压变化量的绝对值小于R2两端的电压变化量的绝对值

二．实验题（27分）

11．小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大．某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：

I/（A）0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50

U（V）0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00

（1）在图1中画出实验电路图．可用的器材有：

电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0～10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干．

（2）在图2中画出小灯泡的U﹣I曲线．

（3）若将该小灯泡接在电动势是1.5V，内阻是2.0Ω的电池两端，根据图象（要体现在图上）小灯泡的实际功率是　　　　　　W．（保留2位有效数字）

12．（10分）（2015•河南一模）某研究小组收集了两个电学元件：

电阻R0（约为2kΩ）和手机中的锂电池（电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA）．实验室备有如下器材：

A．电压表V（量程3V，电阻RV约为4.0kΩ）

B．电流表A1（量程100mA，电阻RA1约为5Ω）

C．电流表A2（量程2mA，电阻RA2约为50Ω）

D．滑动变阻器R1（0～40Ω，额定电流1A）

E．电阻箱R2（0～999.9Ω）

F．开关S一只、导线若干

（1）为了测定电阻R0的阻值，小明设计了一电路，如图甲所示为其对应的实物图，图中的电流表A应选　　　　　　（选填“A1”或“A2”），请将实物连线补充完整．

（2）为测量锂电池的电动势E和内阻r，小红设计了如图乙所示的电路图．根据测量数据作出

﹣

图象，如图丙所示．若该图线的斜率为k，纵轴截距为b，则该锂电池的电动势E=　　　　　　，内阻r=　　　　　　（用k、b和R2表示）．该实验的测量值偏小，造成此系统误差主要原因是　　　　　　．

13．（10分）（2015秋•洛阳校级月考）要测量一只量程已知的电压表的内阻，所备器材如下：

A．待测电压表V（量程3V，内阻未知）

B．电流表A（量程3A，内阻0.01Ω）

C．定值电阻R（阻值2kΩ，额定电流50mA）

D．蓄电池E（电动势略小于3V，内阻不计）

E．多用电表

F．开关K1、K2，导线若干

有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：

（1）首先，用多用电表进行粗测，选用×100Ω倍率，操作方法正确．若这时刻度盘上的指针位置如图1所示，则测量的结果是　　　　　　Ω．

（2）为了更精确地测出此电压表内阻，该同学设计了如图2所示的甲、乙实验电路，你认为其中较合理的电路图是　　　　　　．理由是　　　　　　．

（3）用你选择的电路进行实验时，需要直接测量的物理量是：

　　　　　　；用上述所测量的各量表示电压表的内阻RV=　　　　　　．

三．计算简答题（33分）

14．如图所示，R1=2Ω，R2=6Ω，R3=3Ω，当S接通时，电压表读数为2.4V，S断开时，电压表读数为2V，则电源电动势和内阻各为多少？

15．（12分）（2006•江苏模拟）一台小型电动机在3V电压下工作，用此电动机提升所受重力为4N的物体时，通过它的电流是0.2A．在30s内可使该物体被匀速提升3m．若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：

（1）电动机的输入功率；

（2）在提升重物的30s内，电动机线圈所产生的热量；

（3）线圈的电阻．

16．（13分）（2011秋•孟津县校级期中）如图所示电路中，电源电动势E=10V，内电阻不计，电阻R1=14Ω，R2=6.0Ω，R3=2.0Ω，R4=8.0Ω，R5=10Ω，电容器的电容C=2.0μF．求：

（1）电容器所带的电量？

说明电容器哪个极板带正电？

（2）若R1突然断路，将有多少电荷通过R5？

2015-2016学年河南省洛阳一中高二（上）月考物理试卷（9月份）

参考答案与试题解析

一．选择题（每小题4分，40分，1-3题只有一个正确选项，4-10题有多个选项）

1．导体中形成电流的原因是（　　）

A．只要导体中有自由电荷，就一定有电流

B．只要电路中有电源，就一定有电流

C．只要导体两端有电压，导体中就会形成电流

D．只要电路中有电源，用电器两端就一定有电压

【考点】电流、电压概念．

【专题】恒定电流专题．

【分析】导体内部含有大量的自由电荷，但是这些电荷在做杂乱无章的运动即向各个方向运动，所以不能形成电流．如果这些自由电荷能够都向一个方向运动，即发生定向移动，则就会产生电流．

【解答】解：

A、导体中有自由电荷，但要使导体中的自由电荷定向移动形成电流，还要在导体的两端加上电压．故A错误．

B、要使电路中有持续电流，电路还必须是通路．故B错误．

C、导体两端有电压，电压迫使导体中的自由电荷定向移动形成电流，故C正确．

D、若电路是断开的，虽然电路中有电源，但用电器两端就没有电压，故D错误．

故选：

C

【点评】本题考查电流的形成条件，要明确形成电流的关键就在于电荷发生“定向”移动时，才能产生电流．

2．以下有关电动势的说法正确的是（　　）

A．电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电量成反比

B．电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压

C．非静电力做的功越多，电动势就越大

D．E=

只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的

【考点】电源的电动势和内阻．

【专题】恒定电流专题．

【分析】根据电动势的定义式E=

可知，非静电力把单位正电荷从电源负极移送到正极所做的功等于电源的电动势．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量．电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压．

【解答】解：

A、电源内部非静电力把正电荷从电源负极移送到正极，根据电动势的定义式E=

可知，电动势等于非静电力把单位正电荷从电源负极移送到正极所做的功．属于比值定义，故A错误．D正确；

B、电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，因此电动势的单位跟电压的单位一致，但电动势不就是两极间的电压，故B错误．

C、由E=

可知，电源把其他形式的能转化为电能越多，即W越大，电动势不一定就越高．故C错误．

故选D

【点评】本题考查电动势的物理意义．要注意电动势与电压是两个不同的概念，不能说“电动势就是电压”．

3．一个内电阻可以忽略的电源，给一个圆管子内装满的水银供电，电流为0.1A，若把全部水银都倒在一个内径大一倍的圆管子内，再让同一电源对它供电，那么通过的电流将是（　　）

A．0.4AB．0.8AC．1.6AD．3.2A

【考点】欧姆定律．

【专题】恒定电流专题．

【分析】

（1）导体的电阻的大小与材料、长度、横截面积和温度有关，在材料和温度不变时，导体越长、横截面积越小电阻越大，反之越小；

（2）因电源的电压不变，根据欧姆定律表示出两种情况下电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出答案．

【解答】解：

当将全部水银倒入另一个内径大一倍的绝缘圆管子里时，

由S=πr2可知，横截面积变为原来的4倍，

由V=Sh可知，长度变为原来的

，

因导体的电阻的大小与材料、长度、横截面积和温度有关，

所以，电阻变为原来的

，

因电源的电压不变，所以，由I=

可得，电源的电压：

U=I1R1=I2R2，

即：

0.1A×R=I×

R，

解得：

I=1.6A．

故选：

C

【点评】本题考查了欧姆定律的灵活应用，关键是根据电源的电压不变得出等式进行解答，难点是绝缘圆管子变化时水银电阻变化的判断．

4．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e．此时电子的定向移动速度为v，在t时间内，通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为（　　）

A．nvStB．nvtC．

D．

【考点】电流、电压概念．

【专题】恒定电流专题．

【分析】根据电流的两个表达式来分析，首先从导体导电的微观角度来说，在t时间内能通过某一横截面的自由电子必须处于长度为vt的圆柱体内，由于自由电子可以认为是均匀分布，故此圆柱体内的电子数目为nvSt．而从电流的定义来说，I=

，故在t时间内通过某一横截面的电荷量为It，通过横截面的自由电子数目为

．

【解答】解：

A、从微观角度来说，在t时间内能通过某一横截面的自由电子必须处于长度为vt的圆柱体内，此圆柱体内的电子数目为nvSt，故A正确；

B、vt是电子通过的距离，nvt没意义，缺少面积s，故B错误；

C、从电流的定义式来说，I=

，故在t时间内通过某一横截面的电荷量为It，通过横截面的自由电子数目为

，故C错误，D正确；

故选：

AD．

【点评】本题考查了电流的两个表达式，要特别注意微观表达式I=nvst中各物理量的意义．

5．某同学按如图电路进行实验，电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零．实验中由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是（　　）

A．R3短路B．RP短路C．R3断开D．R2断开

【考点】闭合电路的欧姆定律．

【专题】恒定电流专题．

【分析】根据四个选项逐一代入检查，分析哪种情况中两电压表测量哪部分电压，示数是否相同，再进行选择．

【解答】解：

A、若R3短路时，由于电流表内阻看作零，两电压表都被短路，示数都为零，与题不符．故A错误．

B、RP短路时，两电压表都测量R2的电压，示数相同，而且都不为零．故B正确．

C、R3断开时，电压表V2测量Rp的电压，电压表V1测量Rp和R2串联的电压，电压表V1的示数大于电压表V2的示数．故C错误．

D、R2断开时，由于电压表内阻看作无限大，RP中电流为零，电压为零，两电压表都测量R3的电压，示数相同，而且都不为零．故D正确．

故选BD

【点评】本题中两电表都是理想电表，电压表内阻看作无限大，与之串联的电阻没有电流．电流表内阻看作零，与电流表并联的电阻被短路．

6．小灯泡通电后，其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法不正确的是（　　）

A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大

B．对应P点，小灯泡的电阻为R=

C．对应P点，小灯泡的电阻为R=

D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积

【考点】欧姆定律．

【专题】恒定电流专题．

【分析】由图象的斜率表示电阻的倒是，可判定电阻的变化；

找到P点对应的电压和电流，根据欧姆定律求出此时灯泡的电阻；

由功率公式可对应图线的“面积”．

【解答】解：

A、由图象可知，斜率表示电阻的倒数，而图象的斜率是减小的，故电阻是增大的，故A正确；

BC、由图象可知，P点对应的电压为U1，电流为I2，则灯泡的电阻R=

，而

是错误的，故B错误，C正确；

D、因P=UI，所以图象中矩形PQOM所围的面积为对应P点小灯泡的实际功率，故D正确．

本题选错误的，故选：

B．

【点评】本题要考察图象的识别应用问题，此类问题，首先看清坐标轴的含义，其次弄清斜率含义，面积的含义．

7．两电源的U﹣I图象，下列说法正确的是（　　）

A．电源①的电动势和内阻均比电源②大

B．当外接同样的电阻时，它们的输出功率可能相等

C．当外接同样的电阻时，电源的效率可能相等

D．不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大

【考点】闭合电路的欧姆定律；电源的电动势和内阻．

【专题】恒定电流专题．

【分析】根据闭合电路欧姆定律分析两电源的电动势和内阻大小．过原点O作出一条倾斜的直线，该直线与两图线的交点表示两电源与同样的电阻连接时的工作状态，电源的输出功率P=UI，由交点纵坐标与横坐标乘积比较输出功率的大小．电源的效率η=

．

【解答】解：

A、根据闭合电路欧姆定律得，U=E﹣Ir，当I=0时，U=E，即图线与纵轴交点表示断路状态，交点的纵坐标等于电源的电动势大小，图线的斜率大小等于电源的内阻，由图看出，电源①的电动势和内阻均比电源②大．故A正确．

B、D过原点O作出一条倾斜的直线（3），该直线与图线①、②的交点就表示该电阻与两电源连接时的工作状态，由图看出，直线（3）与图线①交点的两坐标的乘积大于直线（3）与图线②交点的两坐标的乘积，说明不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大．故B错误，D正确．

C、电源的效率η=

，当外接同样的电阻，由于内阻r不等，电源的效率不可能相等，电源②的效率总大于电源①的效率．故C错误．

故选AD

【点评】本题根据图线的截距、交点、斜率等数学意义来理解图线的物理意义，技巧是作出电阻的伏安特性曲线．

8．如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是（　　）

A．当R2=R1+r时，R2获得最大功率

B．当R1=R2+r时，R1获得最大功率

C．当R2=0时，R1上获得最大功率

D．当R2=0时，电源的输出功率最大

【考点】电功、电功率；闭合电路的欧姆定律．

【专题】恒定电流专题．

【分析】当外电阻等于内阻时电源的输出功率最大．对于定值电阻，根据P=I2R，电流最大时，功率最大．

【解答】解：

A、将R1等效到电源的内部，R2上的功率等于电源的输出功率，当外电阻等于内阻时，即R2=R1+r时，输出功率最大，即R2上的功率最大．故A正确．

B、根据P=I2R，电流最大时，R1上的功率最大．当外电阻最小时，即R2=0时，电流最大．故B错误．C正确．

D、当外电阻等于内阻时，即R1+R2=r时，电源的输出功率最大．故D错误．

故选AC．

【点评】解决本题的关键掌握当外电阻等于内阻时电源的输出功率最大．对于定值电阻，根据P=I2R，电流最大时，功率最大．

9．在如图所示的电路中，R1、R2、R3均为可变电阻．当开关S闭合后，两平行金属板MN中有一带电液滴正好处于静止状态．为使带电液滴向上加速运动，可采取的措施是（　　）

A．增大R1B．减小R2C．减小R3D．减小MN间距

【考点】闭合电路的欧姆定律．

【专题】恒定电流专题．

【分析】R1、R2为滑动变阻器，而R3为变阻箱．当开关闭合后，带电液滴正好处于静止，为使能加速向上，则电场力大于重力．可以提高两极板的电压，即提高变阻箱R3的电压；也可以变化两极板的距离，从而实现提高两板间的电场强度．

【解答】解：

A、当增大R1电阻时，没有作用，因为R1电阻与两平行金属板相串联，没有电流通过，所以R1电阻两端没有电势差．故A错误；

B、当R2减小时，导致总电阻减小，所以总电流变大，则变阻器R3电压变大，电容器板间电压增大，场强增大，液滴所受的电场力增大，将向上加速运动，故B正确；

C、当R3减小时，导致总电阻减小，所以总电流变大，则R2电阻两端电压变大，那么R3变阻器电压变小，电容器板间电压减小，场强减小，液滴所受的电场力减小，将向下加速运动，故C错误；

D、当减小MN间距时，由于平行板两端电压不变，则两板间的电场强度变大，所以电场力将大于重力，液滴向上加速运动，故D正确．

故选：

BD．

【点评】电阻R1与两平行板相串联，由于没有电流，所以没有电势降落，因此可将R1电阻去除．当改变间距时，会导致两板间的电容变化．

10．如图所示，电源电动势为E，内阻为r．当滑动变阻器R2的滑片P向左滑动时，下列说法不正确的是（　　）

A．电阻R3消耗的功率变大

B．电容器C上的电荷量变大

C．灯L变暗

D．R1两端的电压变化量的绝对值小于R2两端的电压变化量的绝对值

【考点】闭合电路的欧姆定律．

【专题】恒定电流专题．

【分析】首先明确电路结构，R2和L并联然后和R1串联，串联后与R3并联．

【解答】解：

A、当滑动变阻器R2的滑片P向左滑动时，电阻变小，则外电路的总电阻变小，小电阻分小电压，则外电压变小，故R3消耗的功率：

P=

变小，A错误；

B、R2变小，外电路的总电阻变小，则干路总电流变大，而R3上电压变小则电流变小，故R1上电流变大，电压变大，故电容器两端电压变大，Q=CU，则电荷量变大，故B正确；

C、R2变小，小电阻分小电压，则R2的电压变小，灯泡的电压变小，故灯L变暗，C正确；

D、R1两端的电压变大，R2两端的电压变小，二者电压之和等于外电压，由前面分析之外电压变小，故R1两端增加的电压小于R2两端减小的电压，D正确；

题目要求选不正确的，故选：

A．

【点评】本题考查电路的动态分析，关键抓住电源的电动势和内阻不变，运用“局部→整体→局部”的思路进行分析．

二．实验题（27分）

11．小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大．某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：

I/（A）0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50

U（V）0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00

（1）在图1中画出实验电路图．可用的器材有：

电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0～10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干．

（2）在图2中画出小灯泡的U﹣I曲线．

（3）若将该小灯泡接在电动势是1.5V，内阻是2.0Ω的电池两端，根据图象（要体现在图上）小灯泡的实际功率是　0.27～0.28　W．（保留2位有效数字）

【考点】测定金属的电阻率．

【专题】实验题；恒定电流专题．

【分析】

（1）为测量多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡电阻较小，远小于电压表内阻，电流表应采用外接法，据此作出实验电路图．

（2）根据表中实验数据，应用描点法作图，作出小灯泡的伏安特性曲线．

（3）在小灯泡的伏安特性曲线上作出电源路端电压与电路电流关系图象，找出该图象与灯泡伏安特性曲线交点所对应的电压与电流值，由P=UI求出灯泡的实际功率．

【解答】解：

（1）由于小灯泡灯丝的电阻值远小于电压表的内阻，如：

电压为2.00V时，其阻值R灯=

=

，为减少由于电表接入电路引起的系统误差，应采用电流表外接法．为使小灯泡两端的电压的变化范围尽可能大，滑线变阻器应连接成分压电路，实验电路如图1所示．

（2）根据实验得到的数据在U﹣I坐标系中描点，并将这些数据点连接成一条平滑的曲线，如图2所示．

（3）作出电源的U﹣I图线，它与小灯泡的伏安特性曲线的交点坐标就是小灯泡的工作点，小灯泡的实际电流为0.33﹣0.35A电压为0.80﹣0.82V，功率P=IU=0.27～0.28W．

故答案为：

（1）电路图如图1所示；

（2）图象如图2所示；（3）0.27～0.28．

【点评】本题考查了实验电路的设计，设计实验电路是实验常考问题，设计实验电路的关键是根据题目要求确定滑动变阻器采用分压接法还是采用限流接法，根据待测电路元件电阻大小与电表内阻间的关系确定电流表采用内接法还是外接法．

12．（10分）（2015•河南一模）某研究小组收集了两个电学元件：

电阻R0（约为2kΩ）和手机中的锂电池（电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA）．实验室备有如下器材：

A．电压表V（量程3V，电阻RV约为4.0kΩ）

B．电流表A1（量程100mA，电阻RA1约为5Ω）

C．电流表A2（量程2mA，电阻RA2约为50Ω）

D．滑动变阻器R1（0～40Ω，额定电流1A）

E．电阻箱R2（0～999.9Ω）

F．开关S一只、导线若干

（1）为了测定电阻R0的阻值，小明设计了一电路，如图甲所示为其对应的实物图，图中的电流表A应选　A2　（选填“A1”或“A2”），请将实物连线补充完整．

（2）为测量锂电池的电动势E和内阻r，小红设计了如图乙所示的电路图．根据测量数据作出

﹣

图象，如图丙所示．若该图线的斜率为k，纵轴截距为b，则该锂电池的电动势E=　

　，内阻r=　

　（用k、b和R2表示）．该实验的测量值偏小，造成此系统误差主要原因是　电压表分流　．

【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线．