2020年高考物理专题卷：专题07

2020年高考物理专题卷：专题07

‎2020年专题卷物理专题七答案与解析 ‎1．【命题立意】本题是一道与实际联系密切的习题，考查审题能力以及对电源做功、功率、效率等概念的理解。‎ ‎【思路点拨】从能量守恒的角度，先计算出电源的功率，再根据效率，算出其转化的太阳能的功率。‎ ‎【答案】B【解析】根据W=UIt可得，每秒太阳能电池产生的能量为W=0.6×0.1×1J=0.06J，设太阳每秒照射的能量为Q，则由能量守恒定律得Q×24%=W，所以Q=0.25J，故选项B正确。‎ ‎2．【命题立意】考查串联的知识及电阻定律，并对读图能力具有一定的要求。‎ ‎【思路点拨】由图象可知，两段导线的长度分别为1m和2m，所分担的电压分别为6V和4V，由电压之比可知电阻之比，再根据电阻定律计算其横截面积之比。‎ ‎【答案】B【解析】由图象可知，两导线电压分别为UA=6V，UB=4V；由于它们串联，则3RB=2RA；由电阻定律可知，，得，选项B正确。‎ ‎3．【命题立意】考查电阻的串并联知识以及对故障的判断能力。‎ ‎【思路点拨】抓住电流表不再有读数，电压表读数增大这个关键点，对各种情况逐一判断。‎ ‎【答案】B【解析】如果R1断路，则电路中总电阻增大，总电流减小，电压表示数应减小，所以选项A错误；如果R1短路，则电流表不再有读数，总电阻减小，总电流增大，R2两端的电压增大，所以选项B正确；如果R2短路，则电压表不再有读数，选项C错误；R3短路时，电压表和电流表的读数都增大，选项D错误。‎ ‎4．【命题立意】考查欧姆定律、焦耳定律、非纯电阻电路的功率问题。‎ ‎【思路点拨】对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用，但在本题中可以判断电流范围。要注意非纯电阻电路中热功率、总功率的关系。‎ ‎【答案】B【解析】S断开时，电流表示数为0.5A，则U=I1R1=10V；S闭合时，因电动机为非纯电阻元件，故I2＜=1A，故A错、B对。这时电路总功率P=UI总=U（I1+I2）＜10×（1+0.5）W，即P＜15W，故C错误。热功率P热=I22R2<10W，选项D错误。‎ ‎5．【命题立意】考查全电路欧姆定律、焦耳定律。‎ ‎【思路点拨】本题首先要排除一些干扰数据，要认识到干路电流越大，电源的内电阻消耗功率越大。‎ ‎【答案】B【解析】当整个电路的电阻最小时，电路中干路电流最大，电源的内电阻消耗功率最大，当两电阻并联时，总电阻最小，因此B选项正确。‎ - 6 -‎ ‎6．【命题立意】本题以热敏电阻为载体，考查含电容电路的动态分析，运用数学知识解决物理问题。‎ ‎【思路点拨】解决本题的关键是根据电阻的变化，进而分析电容器两端的电压的变化。‎ ‎【答案】D【解析】当环境温度升高时R4的电阻减小，整个回路电阻减小，干路电流增大，安培表示数增大，并联电路电压增大即电容器两端电压增大，所以电容器电量也增大，A答案错误；若R1的阻值减小，对电路无影响，B答案错误；由闭合电路的欧姆定律知，故电容器两端的电压，随R4的电阻减小，R2的阻值增大，电容器两端的电压增大，故电容器的带电量增大，C答案错误；若R2的阻值减小，整个回路电阻减小，干路电流增大，则R4和内阻分压增大，并联电路电压可能与温度升高前相等，安培表示数可能不变，D答案正确。‎ ‎7．【命题立意】考查闭合电路的欧姆定律以及电路分析。‎ ‎【思路点拨】要注意电源的内电阻不能忽略，电流表示数增大ΔI，则R2和内电路的总电压将增大，并联支路的电压减小，由此可对各选项作出判断。‎ ‎【答案】AC【解析】“调整R的阻值，使电流表的示数增大ΔI”，那一定是R变小了。R2和内电路的总电压将增大，并联支路的电压减小，因此通过R1的电流减小，通过R的电流增大，两个支路的总电流增加量为ΔI，所以选项A正确B错误；R2阻值不变，两端的电压增大，故电压增加量为ΔIR2，选项C正确；并联支路电压的减小量等于ΔI（R2+r），由此可知选项D错误。‎ ‎8．【命题立意】考查滑动变阻器的使用。‎ ‎【思路点拨】本题是滑动变阻器的限流接法，所选用的滑动变阻器的阻值与具体电路有关，应结合实际进行分析。‎ ‎【答案】CD【解析】对于限流接法中选用的滑动变阻器的阻值，既不是阻值越大越好，也不是阻值越小越好，要具体问题具体分析。在伏安法测电阻电路中，滑动变阻器阻值应比待测电阻略大或相差不多，选项C正确；在测电源的电动势和内阻电路中，现根据待测电源的电动势和允许通过的最大电流算出对应的最小阻值，则滑动变阻器阻值应是这个值的五至十倍，选项D正确。需要注意的是，阻值并不是越大越好，因为阻值太大时，调节滑动变阻器电流变化不明显或者电流表不能读数也是没有意义的。‎ ‎9．【命题立意】考查电阻的伏安曲线，以及图线上各点物理意义。‎ ‎【思路点拨】“面积”表示功率，横纵坐标之比为电阻值。本题易出错的地方是对图线的理解，有的同学误以为对于I-U图线，某状态的电阻是该点切线斜率的倒数，这一点需要注意。‎ ‎【答案】BD【解析】小灯泡的灯丝是一个纯电阻，其灯丝温度会随着通电电流而增大，阻值也随着增大，所以图中b是小灯泡的伏安曲线；同理可知，热敏电阻的的温度随着通电电流增大，其 - 6 -‎ 阻值会逐渐减小，图线a是热敏电阻的伏安曲线，选项B正确；两图线的交点M，表示此状态两元件不仅电流相同，电压也相同，所以此时两者阻值相同，功率也相同，选项C错误D正确。‎ ‎10．【命题立意】考查闭合电路的欧姆定律、电源的输出功率等知识点。‎ ‎【思路点拨】本题的关键是ab段电路消耗的电功率在开关S断开与闭合时相等，如果将电源与R3视为等效电源，则ab电路就是外电路，联系电源的输出功率即可找到解题思路。‎ ‎【答案】AD【解析】取R=R3+r=6Ω，有Pab=。当S断开前后如果有Rab·Rab′=R2=36Ω时，Pab=Pab′，显然A正确，B错误。又由知，Rab变大时，Uab变大，C不正确。当Rab变化时，Uab－I图象如上图所示。图象的斜率k==R3+r=6Ω，选项D正确。‎ ‎11．【命题立意】考查测电池电动势和内阻实验的原理、仪器的使用、实验故障的处理方法。‎ ‎【思路点拨】本题以测电池的电动势和内阻为背景，考查的是滑动变阻器的使用。滑动变阻器的阻值适当时才便于调节。由图象读出电源的电动势和内阻是最基本的能力，但要注意纵坐标不是从零开始。‎ ‎【答案】变阻器的阻值太大（2分）换用阻值较小的变阻器（2分）1.44V~1.48V（1分）2.2Ω~2.4Ω（2分）‎ ‎【解析】滑动变阻器阻值太大，滑片向B端移动时，因开始电流值较小，电压表示数变化不明显，要改进这种现象，可以换用阻值较小的滑动变阻器。由乙图可知，E=1.48V，r==Ω=2.4Ω。‎ ‎12．【命题立意】本题考查描绘小灯泡的伏安特征曲线以及设计电路、描绘图象、利用图象的解题能力。‎ ‎【思路点拨】描绘图象应采用拟合法描点连线，电阻大小取决于U－I图象的斜率，求实际功率可作出实际电路的U－I图象，寻找两图象的交点即可。‎ ‎【答案】（1）如下图a所示（3分）‎ ‎（2）如下图b所示 灯丝电阻随发光亮度增加而变大（2分）‎ ‎（3）0.28 53%（每空2分）‎ ‎ ‎ - 6 -‎ ‎ 图a 图b ‎【解析】（1）由表格数据可知，灯泡电阻约为2Ω~4Ω，远小于电压表内阻，应采用电流表外接法；由表格中的第一组数据可知，要取到0.12A的电流，滑动变阻器需用分压式接法。‎ （2） 做小灯泡的U－I曲线时要先描点，用平滑的曲线将尽量多的点连在曲线上，连不上的尽量分布在曲线两侧；由描绘出的图象观察可得，U－I图象的斜率越来越大，故灯丝电阻随发光亮度增加而变大。‎ （3） 小灯泡和电源串联的电路如上图所示，作出U=E－Ir的图线如图中倾斜直线，根据两图线交点的物理意义可知，此时电源和灯泡的电流为0.35A，灯泡工作电压为0.80V，因此小灯泡的实际功率为P=UI=0.28W。电源效率为×100%=×100%=53%。‎ ‎13．【命题立意】本题以新科技为背景，考查仪器选择、电路设计、数据分析、结论推导。‎ ‎【思路点拨】设计电路主要从两个方向考虑（1）测量电路；（2）供电电路；灯泡正常工作时，两端电压为3V要结合这一条件，回归具体电路分析。‎ ‎【答案】（1）如下图（4分）‎ ‎（2） I2 1.5mA （每空2分）‎ ‎【解析】（1）滑动变阻器比待测电阻阻值小很多，故供电电路采用分压式；可估算LED灯正常工作时的电流为：，故电流表A1不能用来测其电流，要精确测定其电阻就要排除电压表与电流表内阻的分流与分压，所以不能用电压表V测其电压与电流表A2测其电流的比值求电阻。由于电流表A2内阻已知，与定值电阻串联可当做量程为0~6V的电压表与灯泡并联测电压；电压表V内阻已知，可当电流表在干路中测电流与电流表A2示数的差值即为通过灯泡的真实电流。电路图如上图所示。‎ （2） 由于灯泡的额定电压为3V，所以当I2（R2+RA2）=3V，灯泡达到额定电压，此时电流的值为：I2=1.5mA。‎ ‎14．【命题立意】考查电路的串并联、闭合电路的欧姆定律等知识点。‎ ‎【思路点拨】由电流表、电压表读数的变化可以判断出是R2被烧断路了，于是电路结构也变得简单了，由电表读数求出R1的阻值，再进一步分析电源的电动势和内阻是否可求。‎ ‎【答案】（1）R2断路（2）4Ω（3）4V 不能求出内阻 - 6 -‎ ‎【解析】（1）伏特表和安培表有示数且增大，说明外电阻增大，故只能是R2被烧断路了（2分）‎ ‎（2）（2分）‎ ‎（3）因为UR3=I1R1－UR2=0.75×4V－2V=1V（1分）‎ 所以（1分）‎ 据闭合电路的欧姆定律有：‎ E=3.2+0.8（R4+r） （1分）‎ E=3+（0.25+0.75）（R4+r） （1分）‎ 联立解得：R4+r=1Ω（1分），E=4V（1分）‎ 故只能求出电源电动势E而不能求出内阻r。‎ ‎15．【命题立意】本题考查电路的基本规律以及处理图象的能力。‎ ‎【思路点拨】在保持电阻箱阻值不变，将S2由a切换到b，电路中的电流不变。对于闭合电路的欧姆定律的表达式可以有多种表示形式，每种表示形式都对应不同的图象，要仔细体会图象的意义。‎ ‎【答案】（1）3Ω （2）2V 1.0Ω ‎【解析】（1）将S2切换到a或切换到b，电流不变，故 （2分）‎ 解得：Rx=3Ω （2分）‎ ‎（2）利用图线的截距求E，将S2切换到a时，据闭合电路的欧姆定律：‎ ‎ （2分）‎ 整理得 （2分）‎ 由数学知识可得： 解得，E=2V （2分）‎ ‎ 解得，r=3Ω。（2分）‎ ‎16．【命题立意】本题考查欧姆表原理、电流表、电压表的改装、部分电路的欧姆定律、闭合电路的欧姆定律等知识点。‎ ‎【思路点拨】此题前两问要清楚电流表、电压表的改装原理，表头与一个小电阻并联可改装为大量程的电流表，与一个大电阻串联可改装为大量程的电压表，具体电阻为多少，要根据串并联关系计算。后两问要清楚欧姆表的原理和注意欧姆表的一个结论：中值电阻等于欧姆表头内阻。‎ ‎【答案】（1）1mA （2）2700.3Ω （3）R2 （4）1.5kΩ ‎【解析】（1）设表头满偏电流为Ig，则并联电阻电流为（I－Ig）‎ 由Ig×299.7=（I－Ig）×0.3，得Ig=1mA（4分）‎ ‎（2）需串联的电阻Ω=2700.3Ω （3分）‎ - 6 -‎ ‎（3）由得，R=1200Ω 故应选R2作为调零电阻（3分）‎ ‎（4）中值电阻等于欧姆表头内阻 由 得，中值电阻R中=r+Rg+R==1.5kΩ 所以被测电阻的阻值是1.5kΩ。（3分） ‎ - 6 -‎