汕头市高中物理必修第3册第十二章 电能 能量守恒定律试卷检测题

汕头市高中物理必修第3册第十二章电能能量守恒定律试卷检测题
一、第十二章电能能量守恒定律实验题易错题培优（难）
1．某同学设计了如图（a）所示电路研究电源输出功率变化情况．电源E电动势、内电阻恒定，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值电阻，A、V为理想电表．
（1）若滑动片P由a滑至b时A示数一直变小，则R1和R2必须满足的关系是
__________________．
（2）若R1＝6Ω，R2＝12Ω，电源内电阻r＝6Ω，，当滑动片P由a滑至b时，电源E 的输出功率P随外电路总电阻R的变化关系如图（b）所示，则R3的阻值应该选择（）（A）2Ω（B）4Ω（C）6Ω（D）8Ω
【答案】（1）R1≤R2，（2）B
【解析】
【详解】
(1)电流表的示数：
3
E
I
r R R
=
++
并
，欲使滑动片P由a滑至b时A示数一直变小，须使R并一直变大，因为两电阻之和一定时，当二者相等时并联电阻最大，所以要求R1≤R2．（2）从图b知，当R外=6Ω时，电源E的输出功率P最大，即电源内阻为6Ω，而R1和R2部分的电阻变化范围是0～4Ω，因此R3的阻值必须大于2Ω小于6Ω．所以A、C、D错误，只能选B．
2．可将光能转换为电能的硅光电池已经得到了广泛的应用．某同学利用如图甲所示的器材探究在一定光照强度下硅光电池的路端电压U与总电流I的关系．电表视为理想电表．
(1)在图甲中实物图上用笔画线代替导线进行连接___________；
(2)用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-I图象如图乙所示，由此可知在该光照强度下，硅光电池内阻________(填“是”或“不是”)常数，短路电流为________mA，电动势为________V．(结果保留三位有效数字)
(3)若将R =10kΩ的电阻接在该硅光电池两极上，用同样强度的光照射该硅光电池，则该电阻消耗的功率为________ W ，此时该硅光电池的内阻为________ kΩ.(结果保留两位有效数字)
【答案】 不是 0.295(0.293～0.297)
2.68(2.66～2.69)
3.0×10－4(2.9×10－4～3.1×10－4) 5.4(
4.9～
5.6)
【解析】
【详解】
（1）[1]本实验中测量电源的电动势和内电阻，故采用限流接法，而电流表采用相对电源的外接法；连接实物电路图，如图所示．
（2）[2][3][4]因图象的斜率是变化的，所以电池的内阻不是定值；在硅光电池的U -I 图象，图象与横轴的交点表示短路电流，由图可知，短路电流为295μA=0.295mA ；当I =0，U =E ，图线斜率的绝对值表示内阻．由图线a 可知E =2.68V ；
（3）[5][6]在图乙中作出电阻的伏安特性曲线如图所示，
与电源的伏安特性曲线的交点表示电压和电流，由图可知，I =175μA ，U =1.7V ；故电源的输出功率
P =UI =1.7×175×10-6=3.0×10-4W ；
根据闭合电路欧姆定律可得：
362.68 1.7 5.610 5.617510
E U r k I ---===⨯Ω=Ω⨯
3．现有一节干电池（电动势约为1.5V ，内阻约为0.30Ω），电压表V （量程为3V ，内阻约3kΩ）；电流表A （量程为0.6A ，内阻为0.70Ω），滑动变阻器R （10Ω，2A ），电键一个
及导线若干。

(1) 为了更准确地测出电源电动势和内阻，某组同学用右图所示电路测得多组电压和电流值，得到如图所示的 U-I 图线，由图可得该电源电动势E =_______V ，内阻 r =_______Ω。

（结果均保留两位小数）
(2)某小组在实验时，发现电流表坏了，于是不再使用电流表，仅用电阻箱R ′替换掉了滑动变阻器，电路图如右图所示。

他们在实验中读出几组电阻箱的阻值R ′和电压表的示数U ，描绘出 11-'
U R 的关系图像，得到的函数图像是一条直线。

若该图像的斜率为k ，纵轴截距为b ，则此电源电动势E =_________，内阻r =__________。

该组同学测得电源电动势E 测_____E 真，内阻r 测_____r 真。

(填“>”“＝”或“<”)。

【答案】1.48—1.50 0.30
1b K b
＜ ＜ 【解析】
【详解】 （1）[1][2]．由图可得该电源电动势E =1.50V ，内阻
1.50 1.000.70 1.00.70.300.50
A U r R I ∆-=-=Ω-Ω=Ω-Ω=Ω∆。

（2）[3][4]．由闭合电路欧姆定律：
'
E I r R =+ U =IR ＇；
联立变形得：
'
'
ER U r R =+； 变形可得：
'111r U E R E
=⋅+ 又此式可知图中直线斜率
r k E
= 1b E
=
， 解得： 1E b
= k r b =
[5][6]．将电压表内阻等效为电源的内阻，则电源内阻测量值
=
V V R r r r R r <+测真
电源电动势测量值 =V V R E E E R r
<+测真 即该组同学测得电源电动势E 测<E 真，内阻r 测<r 真。

4．⑴某实验小组为了测量某一电阻Rx 的阻值，他们先用多用电表进行粗测，测量出Rx 的阻值约为18Ω左右．为了进一步精确测量该电阻，实验台上有以下器材：
A ．电流表(量程15mA ，内阻未知)
B ．电流表(量程0.6A ，内阻未知)
C ．电阻箱(0～99.99Ω)
D ．电阻箱(0～999.9Ω)
E.电源(电动势约3V ，内阻约1Ω)
F.单刀单掷开关2只
G.导线若干
甲同学设计了如图甲所示的实验原理图并连接好实验器材，按照如下步骤完成实验： a.先将电阻箱阻值调到最大，闭合S 1，断开S 2，调节电阻箱阻值，使电阻箱有合适的阻值R 1，此时电流表指针有较大的偏转且示数为I ；
b.保持开关S 1闭合，再闭合开关S 2，调节电阻箱的阻值为R 2，使电流表的示数仍为I ．
①根据实验步骤和实验器材规格可知，电流表应选择_______，电阻箱应选择_______ （选填器材前的字母）
②根据实验步骤可知，待测电阻Rx= ____________________（用步骤中所测得的物理量表示）．
⑵同学乙认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻．若已知所选电流表的内阻
R A =2.0Ω，闭合开关S 2，调节电阻箱R ，读出多组电阻值R 和电流I 的数据；由实验数据绘
出的
1I
-R 图象如图乙所示，由此可求得电源电动势E=________ V ，内阻r= ____ Ω．(计算结果保留两位有效数字) 【答案】A; D; 21R R - ; 3.2; 2.0;
【解析】
【分析】
(1)根据闭合电路欧姆定律求出通过待测电阻的最大电流来选择电流表量程，然后再通过求出电路中需要的最大电阻来选择电阻箱；列出开关S 2断开和闭合时对应的闭合电路欧姆定律表达式，然后求解即可.
(2)根据实验电路应用欧姆定律求出图象的函数表达式，然后根据图示图象求出电源电动势与内阻.
【详解】
(1)电源电动势为3V ，电流表量程为15mA=0.015A ，选A ；由欧姆定律：U I R =可知，电路中的最小电阻应为：min 32000.015
A E R I ===Ω，所以电阻箱应选D ； ②根据闭合电路欧姆定律得：
S 2断开时有：E =I (R x +R 1+R A +r )，S 2闭合时有：E =I (R 2+R A +r )，解得:R x =R 2-R 1；
(2)闭合开关S 2，由闭合电路欧姆定律得：E =I (R +R A +r ），整理得：11A R r R E E I +=+由1R I -图象可知：1k E =，A R r b E +=,而已知R A ，解得1E k =，A b r R k =-.可得3.2V, 2.0ΩE r ==
【点睛】
本题考查了测电源电动势与内阻实验、考查了测量电阻的实验，要注意正确根据题意明确
实验原理；然后根据所对应的物理规律分析求解即可；对于图象分析问题，要注意根据物理规律确定公式，结合图象的性质分析斜率以及截距的意义.
5．某同学要测某新型手机电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路，电路中R0为定值电阻，阻值大小为3.5Ω．
（1）请按电路图完成图乙中实物图的连接_________．
（2）闭合开关S前，应先将实物图中的滑动变阻器的滑片移到最_______（填“左”或“右”端），电路中定值电阻R0的作用是_______________________________________．
（3）闭合S，调节滑动变阻器的滑片，测出多组电流表和电压表的值，作出U—I图像如图丙所示，则电池的电动势E=_____V，电池的内阻r=______Ω．
（4）本实验由于存在系统误差，使得电动势的测量值比真实值_______（填“大”或“小”），电池内阻的测量值比真实值__________（填“大”或“小”）．
【答案】左保护电路 3.80.5小小
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]根据原理图可得出对应的实物图，如图所示；
（2）[2][3]为了让电流由最小值开始调节，滑动变阻器的滑片开始时应滑到最左端；电路中定值电阻的作用是保护电路，防止电源发生短路．
（3）[4][5]根据闭合电路欧姆定律可知:
0U E I R r ﹣（）=+
由图可知，电源的电动势E =3.8V ，
图象的斜率表示内电阻与定值电阻之和：
0 3.8 1.440.6
U R r I ∆-+=
=Ω=Ω∆ 可得： r =0.5Ω
（4）[6][7]保护电阻等效到电源的内部，电压表测的电压为外电压，电流表所测的电流偏小，作出U ﹣I 图线的测量图线和实际图线，虚线表示实际图，
从图线可以看出，电动势和内阻的测量值均小于真实值．
6．测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U ﹣I 图象如图所示；请回答下列问题：
(1)如图甲所示，在闭合开关之前为防止电表过载而移动滑动变阻器的滑动头P ，应放在滑动变阻器__处（填“a ”或“b ”）
(2)现备有以下器材：
A ．干电池1个
B ．滑动变阻器（0～50 Ω）
C ．电压表（0～3 V ）
D ．电压表（0～15 V ）
E.电流表（0～0.6 A ）
F.电流表（0～3 A ）
其中电流表应选____，电压表应选____．（填字母代号）
(3)如图乙是根据实验数据画出的U ﹣I 图象．由此可知这个干电池的电动势E =__V ，内电阻r =__Ω．
【答案】a C E 1.5 0.75
【解析】
【分析】
【详解】
(1) 滑动变阻器采用限流接法，在闭合开关之前为防止电表过载，滑动变阻器的滑动触头P 应放在a处；
(2)电源电动势大约1.5V，因此电压表选择量程为3V的比较合适，故电压表选择C，
由图乙可知，电路中的电流最大值为0.4A，因此电流表选择E；
(3) 由图乙所示图象可知，电源的U-I图象与纵轴的交点坐标值是1.5，则电源电动势
E=1.5V，
图象中的斜率表示电源的内阻，
所以电源的内阻为
1.5 1.2
0.75
0.4
r
-
=Ω=Ω．
【点晴】
在选择电压表和电流表时要求在不超过量程的前提下偏转角度尽量大些，在满量程的2
3
左
右偏转最好，在U-I图象中纵坐标的截距代表的是电源的电动势，直线的斜率代表的是电源的内阻的大小．
7．现有两组同学要测定一节干电池的电动势E和内阻r（已知E约为1.5V，r约为1Ω）。

（1）第一组采用图所示电路。

①为了完成该实验，选择实验器材时，在电路的a、b两点间可接入的器件是_______。

A．一个定值电阻 B．电阻箱 C．滑动变阻器
②为了调节方便且测量精度更高，电流表和电压表应选____（选填选项前的字母）。

A．电流表（0~0.6A），电压表（0~3V） B．电流表（0~0.6A），电压表（0~15V）C．电流表（0~3A），电压表（0~3V） D．电流表（0~3A），电压表（0~15V）
③经过多次测量，他们记录了多组电流表示数I和电压表示数U，并在图中画出了U-I图像。

由图像可以得出，此干电池的电动势的测量值E=_______V（保留三位有效数字），内阻的测量值r=_______Ω（保留两位有效数字）。

（2）第二组在没有电压表的情况下，设计了如图所示的电路，完成了对同一电池的测量。

①改变电阻箱接入电路中的电阻值，记录了多组电流表示数I 和电阻箱示数R ，通过研究1R I
-图像的信息，他们发现电动势的测量值与第一组的结果非常接近，但是内阻的测量值与第一组的结果有明显偏差。

将上述实验重复进行了若干次，结果依然如此。

关于第二组测量内阻产生的偏差及其原因，下列分析中正确的是_______（选填选项前的字母）。

A ．第二组内阻的测量结果小于第一组的测量结果
B ．第二组内阻的测量结果大于第一组的测量结果
C ．造成这个偏差的原因是实际电流表内阻不能近似为零
D ．造成这个偏差的原因是实验小组读取电流表读数时眼睛没有正对表盘，使读数有时候偏大，有时候偏小
②第二组对实验进行深入的理论研究，在是否可忽略电流表内阻这两种情况下，绘制两类图像。

第一类图像以电流表读数I 为横坐标，将电流表和电阻箱读数的乘积IR 记为U 作为纵坐标。

第二类图像以电阻箱读数R 为横坐标，电流表读数的倒数1I
为纵坐标。

图中实线代表电流表内阻可忽略的情况，虚线代表电流表内阻不可忽略的情况，这四幅图中，能正确反映相关物理量之间关系的是_______（选填选项前的字母）。

A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】BC A 1.48（1.48或1.49） 0.80（0.78~0.82） BC AC
【解析】 【详解】
（1）①[1]a 、b 两点间接入电阻箱或滑动变阻器，通过改变阻值，改变电路中电压表和电流表的示数，测量多组数据；
② [2]电动势约1.5V ，电压表选择03V 即可，根据题中描绘的U I -图像可知，电流表的量程选用00.6A 即可，故A 正确，BCD 错误；
③ [3]根据闭合电路欧姆定律推导：
U E Ir =-
U I -图线与纵轴的交点即为电动势： 1.48V E =
[4]斜率为内阻：
1.48 1.00Ω0.80Ω0.60
r -==； （2）①[5]第二组采用的电路中将电阻箱的分压作为路端电压，实际测量的是电源和电流表组成的等效电源两端的电压，测量的内阻也是电源内阻和电流表内阻之和，所以测量的
内阻偏大，故BC正确，AD错误；
② [6]AB．根据闭合电路欧姆结合所选电路：
=+
E U Ir
可知干路电流测量准确，所以电动势测量准确，而虚线中电流表内阻不可忽略，所以内阻测量偏大，斜率变大，故A正确，B错误；
CD．根据闭合电路欧姆定律：
=+
E IR Ir
11r
=⋅+
R
I E E
电动势测量值与真实值相等，图像的斜率不变，而虚线中电流表内阻不可忽略，内阻测量偏大，图线与纵轴的截距变大，故C正确，D错误。

故选AC。

二、第十二章电能能量守恒定律选择题易错题培优（难）
8．如图所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球．开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑片P在a处，此时绝缘线向右偏离竖直方向，电源的内阻不能忽略，下列判断正确的是
A．小球带负电
B．当滑片从a向b滑动时，绝缘线的偏角θ变大
C．当滑片从a向b滑动时，电流表中有电流，方向从上向下
D．当滑片从a向b滑动时，电源的输出功率一定变大
【答案】C
【解析】
【分析】
由题，小球向右偏，可判断小球所受电场力方向，根据电场方向，能判断出小球的电性．滑动头从a向b滑动时，接入电路电阻变小，由欧姆定律可分析电容器的电压的变化，从而判断细线的偏角变化，同时可判断电容器是充电还是放电，得出电流表中电流方向．利用电源的输出功率与外电阻关系，可判断输出功率大小．
【详解】
A.由图，A板带正电，B带负电，电容器内电场方向水平向右．细线向右偏，电场力向右，则小球带正电．故A错误．
B.滑动头向右移动时，R变小，外电路总电阻变小，总电流变大，路端电压U=E-Ir变小，
电容器电压变小，小球受到电场力变小，细线偏角变小，故B错误．
C.滑动头向右移动时，电容器电压变小，电容器放电，因A板带正电，则流过电流表的电流方向向下．故C正确．
D.根据电源的输出功率与外电阻的关系：当外电阻等于内阻时，输出功率最大．外电阻大于内阻，外电阻减小输出功率增大；当外电阻小于内阻时，外电阻减小，输出功率减小．本题，不知道外电阻与内阻大小关系，故无法判断电源输出功率的大小．故D错误.【点睛】
本题含容电路的问题，是高考热点问题．对于电容器，关键是分析和计算其电压，及充电情况．电源的输出功率与外电阻的关系可根据数学知识进行严格推导．
9．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电路中的2R、3R分别为总阻值一定的滑动变阻器，0R为定值电阻，1R为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小），当开关S闭合，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态，下列说法中正确的是（）
A．只断开开关S，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动
B．只调节电阻3R的滑动端2P向上移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动
C．只调节电阻2R的滑动端1P向下移动时，电压表示数变大，带电微粒向上运动D．只增大1R的光照强度，电阻0R消耗的功率变大，带电微粒向上运动
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
只断开开关S，电容器放电，所带电荷量变小，带电微粒向下运动，所以A错误；电阻R3与电容器串联，该之路断路，所以只调节电阻R3的滑动端P2向上移动时，电压表示数不变，带电微粒静止不动，所以B错误；只调节电阻R2的滑动端P1向下移动时，外电路电阻不变，路端电压不变，故电压表示数保持不变，电容器的电压增大，带电微粒向上运动，C错误；只增大R1的光照强度，R1的阻值减小，电流增大，所以电阻R0消耗的功率变大，带电微粒向上运动，D正确．
10．如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数的变化量分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列说法正确的是()
A ．1
U I 不变，1U I
∆∆变大 B ．2
U I 变大，2U I
∆∆变大 C ．
2
U I 变大，2U I ∆∆不变 D ．
3U I 不变，3
U I
∆∆不变 【答案】C 【解析】 【详解】
A ．R 1是定值电阻，有
111U U R I I
∆=
=∆ 可知
1
U I 不变，1U I
∆∆不变，故A 错误． BC ．当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，R 2变大，R 2是可变电阻，有
2
2U R I
= 所以
2
U I
变大.根据闭合电路欧姆定律得： U 2=E -I (R 1+r ）
则知
2
1U R r I
∆=+∆ 其值不变；故B 错误，C 正确． D ．U 3为路端电压，
3
U I
为外电阻，其值增大，根据闭合电路欧姆定律知 3U r I
∆∆
其值不变，故D 错误． 【点睛】
本题要分定值电阻与可变电阻去分析．对于定值电阻，有U U R I I
∆==∆；对于可变电阻，可根据闭合电路欧姆定律分析
U
I
∆∆与电源内阻的关系，从而作出判断.
11．在如图所示的电路中，电源的电动势为E ，内阻为r ，R 1、R 3为定值电阻，R 2为滑动变阻器，C 为电容器。

将滑动变阻器的滑动触头P 置于位置a ，闭合开关S ，电路稳定时理想
电压表V 1、V 2的示数分别为U 1、U 2，理想电流表A 的示数为I 。

当滑动变阻器的滑动触头P 由a 滑到b 且电路再次稳定时，理想电压表V 1、V 2的示数分别为U 1′、U 2′，理想电流表A 的示数为I ′。

则以下判断中正确的是（ ）
A ．滑动变阻器的滑动触头P 由a 滑向b 的过程中，通过R 3的电流方向由左向右
B ．滑动变阻器的滑动触头P 由a 滑向b 的过程中，电容器的带电量减小
C ．11'U U > ，22'U U >，I I '>
D ．
221'
U U R r I I -=+-'
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．电容C 与电阻R 1、R 2并联，其电压等于电源的路端电压，当滑动变阻器滑动触头P 由a 滑向b 的过程中，变阻器的电阻增大，总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，根据
Q
C U =
可知，电容器的电荷量增加，电容器充电，通过R 3的电流方向由右向左，故AB 项错误；
C ．因电路电流减小，故I I '>，则R 1两端电压减小，即11'U U >。

因路端电压增大，则R 2两端电压增大，即22'U U <，故C 项错误；
D ．将R 1等效为电源内阻，则2U 可视为等效电源的路段电压，根据U —I 图像的斜率关系可得
221'
U U R r I I -=+-'
故D 项正确。

故选D 。

12．如图所示，电源的电动势为6V 、内阻为1Ω，R 是一个电阻箱，定值电阻R 2=4Ω、R 3= 10Ω，电容器C 的电容为5μF ，闭合开关S ，调节电阻箱R ，电路达到稳定状态后，下列说法正确的是
A．当R1的阻值增大时，电源的路端电压增大，流过R3的电流减小
B．当R1的阻值增大时，电容器的电荷量将增大
C．当R1的电阻为6Ω时，电容器所带电荷量的大小为1×10-5C
D．当S断开后，R2中将出现瞬时电流，方向由a→b
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．当R1的阻值增大时，总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流减小，内电压减小，电源的路端电压增大，则R3两端电压增大，通过的电流增大；故A错误。

B．电容器两端的电压为电阻R2两端电压，干路电流减小，通过R3的电流增大，则流过R2的电流减小，两端电压减小，电容器的电荷量Q=CU减小；故B错误。

C．当R1的电阻为6Ω时，则外电阻为5Ω，则路端电压为5V，电阻R2两端电压为2V，电荷量
Q=CU=5×10-6×2C=1×10-5C
故C正确。

D．当S断开时，电容器放电，左端为正极，R2中将出现瞬时电流，方向由b→a；故D错误。

故选C。

13．如图甲所示，电源的电动势E＝6 V，内阻为r，闭合开关S，滑动变阻器的滑片C从A 端滑至B端的过程中，电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示：图I描述电源的输出功率随端电压的变化规律，图II描述端电压随电流的变化规律、图III描述电源的效率随外电阻的变化规律，电表、导线对电路的影响不计。

则下列说法不正确的是( )
A ．电源的内阻r 为2Ω
B ．滑动变阻器最大阻值6Ω
C ．I 图上b 点的坐标(3V ，4.5W)
D ．II 图上a 点的坐标(0.6A ，4.8V) 【答案】B 【解析】 【详解】
Ａ．由乙图可知短路电流为 I 短=3A ，由 E
I r
=
短得： 6
23
E r I =
=Ω=Ω短 选项Ａ正确，不符合题意；
B ．电源效率最高时，滑动变阻器的阻值最大，由丙图知电源的最大效率为 η=80%，由
UI R EI R r
η=
=+ 解得：
R =8Ω
即变阻器最大阻值为8Ω，选项B 错误，符合题意；
C ．当输出功率达到最大时：R=r =2Ω，此时路端电压为U =3V ，所以各点的坐标为： I 图b 点：U =3V
2
2
6W 4.5W 424E P r
===⨯
坐标为：（3V ，4.5W ）；选项C 正确，不符合题意； D ．II 图a 点：R =8Ω，
6A 0.6A 82
E I R r =
==++ U =E-Ir =6-0.6×2=4.8V
a 点的坐标为（0.6A ，4.8V ）；选项D 正确，不符合题意； 故选B 。

14．在如图所示的电路中，电源电动势E 和内电阻r 为定值，R 1为滑动变阻器，R 2和R 3为定值电阻．当R 1的滑动触头P 从左向右移动时，伏特表V 1和V 2的示数的增量分别为ΔU 1和ΔU 2，对ΔU 1和ΔU 2有
A ．12U U ∆>∆
B ．12U U ∆=∆
C ．120,0U U ∆>∆<
D ．210,0U U ∆>∆<
【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
根据闭合电路欧姆定律可知：
()13U I r R ∆=∆+
23U IR ∆=∆
结合公式可知1U ∆>2U ∆，故A 对；B 错
当R 1的滑动触头P 从左向右移动时，回路中电阻减小，电流增大，所以电压表V 2增大，由于路端电压减小，所以电压表V 1变小，则知ΔU 2>0，ΔU 1 <0，故C 错；D 对 故选AD
15．设想宇航员完成了对火星表面的科学考察任务，乘坐返回舱返回围绕火星做圆周运动的轨道舱，如图所示。

为了安全，返回舱与轨道舱对接时，必须具有相同的速度。

已知返回舱返回过程中需克服火星的引力做功1R W mgR r ⎛⎫
=-
⎪⎝⎭
，返同舱与人的总质量为m ，火星表面的重力加速度为g ，火星的半径为R ，轨道舱到火星中心的距离为r ，轨道舱的质量为M ，不计火星表面大气对返回舱的阻力和火星自转的影响，则下列说法正确的是
A ．该宇航员乘坐的返回舱要返回轨道舱至少需要获得能量W
B ．若设无穷远处万有引力势能为零，则地面处返回舱的引力势能为mgR
C ．轨道舱的动能为2
2MgR r
D ．若设无穷远处万有引力势能为零，轨道舱的机械能为2
2MgR r
-
【答案】CD 【解析】
【分析】 【详解】
AC ．返回舱与人在火星表面附近有
2
GMm
mg R = 设轨道舱的质量为0m ，速度大小为v ，则
2
002GMm v m r r
= 计算得出宇航员乘坐返回舱与轨道舱对接时，具有的动能为
2
2122k MgR E mv r
==
因为返回舱返回过程克服引力做功
1R W mgR r ⎛⎫=- ⎪⎝
⎭
所以返回舱返回时至少需要能量k E E W =+，故A 错误，C 正确；
B ．若设无穷远处万有引力势能为零，则地面处返回舱的引力势能为1R mgR r ⎛⎫
-- ⎪⎝
⎭，故B
错误；
D ．轨道舱的机械能等于动能加重力势能，所以若设无穷远处万有引力势能为零，轨道舱的机械能为
22
122MgR R MgR E mgR r r r ⎛⎫=--= ⎪⎝⎭
故D 正确。

故选CD 。

【点睛】
根据火星表面的重力等于万有引力列出等式。

研究轨道舱绕卫星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求解宇航员乘坐返回舱与轨道舱对接时速度。

根据能量守恒求解返回轨道舱至少需要获得的能量，克服引力做功，则引力做负功，所以引力势能减小。

向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用。

16．在工厂中常用如图所示水平传送带传送工件，可大大提高工作效率，传送带以恒定的速度v =2m/s 运行，质量为m =0.5kg 的工件以v 0=1m/s 的初速度从位置A 滑上传送带．工件与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时，后一个工件立即滑上传送带，取g =10m/s 2，则下列说法中正确的是( )
A ．工件经0.5s 停止相对滑动
B ．正常运行时传送带上相邻工件相距0.5m
C ．摩擦力对每个工件做正功为0.75J
D ．每个工件与传送带间因摩擦产生的内能为1 J 【答案】AC 【解析】 【分析】
当工件的速度等于传送带的速度时，停止相对滑动，则由牛顿第二定律及速度公式可求得时间，由前后两工件的运动情况可求得两工件间的距离；摩擦力与对地位移的乘积为摩擦力所做的功．摩擦力与相对位移的乘积等于产生的内能． 【详解】
A ．工件进入水平传送带先匀加速运动后匀速运动，加速度大小由：μmg =ma 得：
a =μg =0.2×10m/s 2=2m/s 2
加速运动的时间：
0.5s v v t a
-=
=， 故A 正确；
B ．在0.5s 内传送带相对地的位移即是正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离为：
d =vt =2×0.5m=1m ，
故B 错误；
C ．由动能定理得摩擦力对每个工件做正功为：
22
0110.75J 22
f W mv mv =
-=， 故C 正确；
D ．工件对地位移为：
10.75m 2
v v x t +=
= 传送带对地位移为
x 2=vt =1m
则工件相对传送带的位移大小为：
121m 0.75m 0.25m x x x ∆=-=-=
因摩擦产生的内能为：
0.20.5100.25J 0.25J Q mg x μ=⋅∆=⨯⨯⨯= ，
故D 错误．
17．如图所示的U -I 图象中，直线Ⅰ为某电源路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R 的U -I 图线．用该电源与电阻R 连接成闭合电路，由图象可知（ ）
A．R 的阻值为1.5Ω
B．电源电动势为3.0V，内阻为1.5ΩC．电源的输出功率为3.0W
D．电阻R 消耗的功率为1.5W
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】
A、由两图线的交点知，
1.5
1.5
1.0
U
R
I
===Ω，故A正确；
B、直线I在纵轴上的截距为电动势，即E=3V，斜率的绝对值为内阻，即
3
1.5
2
r==Ω，
选项B正确；
CD、电源的输出功率P=UI=1.5W，也等于电阻R消耗的功率，选项C错误，D正确．
综上所述本题答案是：ABD
18．在如图所示的电路中，闭合开关S，电路达到稳定后，平行金属板中带电质点P恰好处于静止状态．不考虑电流表和电压表对电路的影响，二极管视为理想二极管，R1、R2、R3三个电阻的阻值相等且与电源的内阻r的阻值也相等．当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则
A．带电质点P将向下运动
B．电源的输出功率将变大
C．电压表V2与电流表A的读数变化量的绝对值之比一定不变
D．电压表V读数变化量的绝对值等于电压表V2的读数变化量的绝对值
【答案】BC
【解析】
当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，R4阻值减小，则电路总电流变大，R1上电压变。