适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练45

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课时规范练45
基础对点练
1.(电流的定义式)(2023河北邢台模拟)汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子,并通过实验测量了电子的比荷,从而开启了人类对原子认识的新篇章。现代测量发现电子的比荷是=1.76×1011 C/kg,若将此物理量以国际单位制中的基本单位表示,下列结果正确的是(　　)
A.1.76×10-11 A·s/kg
B.1.76×1011 A·s/kg
C.1.76×1011 A/(s·kg)
D.1.76×10-11 A/(s·kg)
答案 B
解析 由电流的定义可知q=It,所以1C=1A·s,因此可得1.76×1011C/kg=1.76×1011A·s/kg,故选B。
2.(电阻率)(2023浙江宁波模拟)超纯水又称UP水,是为了研制超纯材料(半导体原件材料、纳米精细陶瓷材料等),应用蒸馏、去离子化、反渗透技术或其他适当的超临界精细技术生产出来的水,其电阻率大于18 MΩ·cm,或接近18.3 MΩ·cm极限值(25 ℃)。以下说法正确的是(　　)
A.电阻率和温度并无关系
B.超纯水电阻率大,导电能力非常微弱
C.超纯水电阻率和存放容器的横截面积有关
D.去离子化制作超纯水,制作前、后的电阻率并无变化
答案 B
解析 电阻率和温度有关,A错误;超纯水电阻率大,导电能力非常微弱,B正确;超纯水的电阻率和存放容器的横截面积无关,C错误;去离子化制作超纯水,制作后的超纯水中离子浓度减小,导电能力减弱,电阻率增大,D错误。
3.(描绘小灯泡的伏安特性曲线)(2022江苏徐州模拟)某同学通过描绘小灯泡的I-U图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律,通过图像他得出小灯泡的电阻随电压的增大而增大,则该同学描绘的小灯泡的I-U图像可能为(　　)

答案 B
解析 小灯泡的电阻随温度的升高而变大,所以I-U图像的斜率随着U的增大而减小,B正确,A、C、D错误。
4.(电阻定律、欧姆定律)(2022河南新乡模拟)新能源汽车采用锂离子电池提供能量,电池充电时的额定电压为220 V,充电电流恒为32 A,锂离子电池对电压非常敏感,当充电电压低于额定电压的90%时,保护电路将自动断开而无法正常充电。某地用电高峰期充电桩的输出电压仅为210 V,已知常温下铜导线的电阻率为1.8×10-8 Ω·m,充电线缆中单根铜导线的横截面积S=5 mm2,不计插口处的接触电阻,要能够正常充电,使用的充电线缆的最大长度为(　　)
A.100 m B.80 m
C.52 m D.30 m
答案 C
解析 根据题意可知,锂离子电池的充电电压不得低于U=220V×90%=198V,充电线缆上允许损失的电压为U1=210V-198V=12V,则每根充电线缆上的电阻为R==0.1875Ω,根据电阻定律得R=,解得l=52m,A、B、D错误,C正确。
5.(焦耳定律、功率)一台直流电动机如图所示,它在额定电压下正常工作时,下列分析正确的是(　　)

A.热功率是72 W
B.输入功率为0.125 W
C.机械功率是2.875 W
D.持续工作1 h耗电为0.03 kW·h
答案 C
解析 根据焦耳定律得到P热=I2r=(0.5)2×0.5W=0.125W,A错误;电动机的输入功率P=UI=6×0.5W=3W,B错误;电动机的机械功率P机=P-P热=3W-0.125W=2.875W,C正确; 持续工作1h耗电为W=UIt=6×0.5W×1h=3W·h=0.003kW·h,D错误。
6.(电功、电功率)某无人值守彩色电视中转站采用太阳能电源工作,转换设备电压为24 V,每天发射时间为15 h,功率为20 W,其余9 h为接收等候时间,功率为5 W,则(　　)
A.转换设备电流恒为 A
B.转换设备负载每天耗电量约为14.375 A·h
C.转换设备每天消耗电能为345 kW·h
D.转换设备在等待过程中,工作电压小于24 V
答案 B
解析 发射时间转换设备电流为I1=A=A,而在接收等候时间内,其电流为I2=A,故A错误;转换设备负载每天耗电量约为q=I1t1+I2t2=15A·h+9A·h=14.375A·h,故B正确;转换设备每天消耗电能为W=P1t1+P2t2=20×15W·h+5×9W·h=345W·h=0.345kW·h,故C错误;转换设备在等待过程中,工作电压等于24V,是恒定不变的,故D错误。
7.(纯电阻电路、非纯电阻电路的分析)(2023江苏昆山模拟)油烟危害健康,某抽油烟机的主要部件是照明灯L和抽气扇M(电动机),电路连接如图所示,下列说法正确的是(　　)

A.抽气扇须在点亮照明灯的情况下才能工作
B.闭合开关S1和S2,抽气扇处于“弱吸”挡
C.抽气扇由“弱吸”挡换成“强吸”挡,其发热功率不变
D.工作中的抽气扇因吸入异物出现卡机时,回路中的电流将变大
答案 D
解析 由电路图可知,照明灯和抽气扇并联,则抽气扇是否工作与是否点亮照明灯无关,A错误;由电路图可知,闭合开关S2电阻R被短路,则流过抽气扇的电流、电压变大,则功率变大,抽气扇处于“强吸”挡,B错误;由电路图可知,闭合开关S2电阻R被短路,则流过抽气扇的电流变大,而抽气扇的热功率为P=I2r,其中r为电机内阻,不变,则抽气扇由“弱吸”挡换成“强吸”挡,其发热功率增大,C错误;工作中的抽气扇因吸入异物出现卡机时,电动机变成纯电阻电路,回路中的电流将变大,D正确。
素养综合练
8.(2023山东潍坊模拟)锂离子电池主要依靠锂离子(Li+)在正极和负极之间移动来工作。锂电池的内部结构如图所示,某过程中Li+从正极脱嵌通过隔膜嵌入负极,负极处于富锂状态。锂电池的电动势为3.7 V,则(　　)

A.电池处于充电状态
B.电池内部电流方向从负极到正极
C.移动一个锂离子,需要消耗电能3.7 eV
D.在电池中电荷量的单位通常表示为kW·h
答案 A
解析 电池在放电状态下,带正电的锂离子(Li+)在电源内部应该由负极到正极,而在图中状态下带正电的锂离子(Li+)从正极到负极,可知电池处于充电状态,A正确;电流的方向是正电荷定向移动的方向,可知电池内部电流方向从正极到负极,B错误;给电池充电时充电电压必须大于电池电动势才能把电能充进电池,则移动一个锂离子,需要消耗的电能大于3.7eV,C错误;kW·h是能量单位,在电池中电荷量的单位通常表示为mA·h,D错误。
9.在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路。当电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为I1和U1;当电动机正常运转时,电流表和电压表的示数分别为I2和U2。不计一切阻力,则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是(　　)

A.电动机的内阻为
B.电动机正常工作时的效率为1-
C.电动机的输出功率为U2I2-U1I1
D.若电动机拉着质量为m的重物以速度v匀速上升,则U2I2=mgv
答案 B
解析 依题意,电动机停止转动时,为纯电阻,其内阻为R=,A错误;电动机正常工作时,输出功率为P输出=P总-P热=U2I2-R,联立可得P输出=U2I2-,C错误;电动机正常工作时的效率为η==1-,B正确;若电动机拉着重物以速度v匀速上升,则P输出=mgv,即U2I2-=mgv,D错误。
10.(2022湖南长沙模拟)如图甲所示,电源电压恒为9 V,滑动变阻器的最大阻值为100 Ω,电流在0.1~0.4 A之间时电子元件均能正常工作。若通过此电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示,则下列判断正确的是(　　)

A.电子元件工作时,电阻保持不变
B.电子元件处于正常工作状态时,电路消耗的最小功率为3.6 W
C.当滑动变阻器滑片在中点时,电子元件与滑动变阻器的电压之比为1∶1
D.为使电子元件处于正常工作状态,滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5~70 Ω
答案 D
解析 U-I图像上某一点与原点连线的斜率表示电阻,根据图像可知,电子元件工作时的电阻是变化的,A错误;电子元件工作时的电功率P=UI,由题意可知,电路最小功率Pm=EI=9×0.1W=0.9W,B错误;当滑动变阻器滑片在中点时,滑动变阻器的电阻为50Ω,滑动变阻器与电子元件串联,所以电压之比等于电阻之比,若电子元件与滑动变阻器的电压之比为1∶1,则滑动变阻器两端的电压应为4.5V,根据欧姆定律I1==0.09A,此时电子元件两端电压应为4.5V,通过电子元件的电流应为0.09A,根据图像可知电流为0.09A时,对应电压小于2V,C错误;电子元件处于正常工作状态时,电路最小电流为0.1A,电子元件两端的最小电压为2V,因串联电路中总电压等于各部分电路电压之和,所以滑动变阻器两端的最大电压U滑=U-U电子=9V-2V=7V,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大R滑==70Ω,电路最大电流为0.4A时,电子元件两端的最大电压为4V,则滑动变阻器两端的最小电压U滑'=U-U电子'=9V-4V=5V,滑动变阻器接入电路的电阻最小R滑'==12.5Ω,所以滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5~70Ω,D正确。