淄博市高中物理必修第3册第十二章 电能 能量守恒定律试卷检测题

淄博市高中物理必修第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．在练习使用多用电表的实验中，
(1)某同学使用多用电表的欧姆档粗略测量一定值电阻的阻值R x，先把选择开关旋到“×10”挡位，测量时指针偏转如图所示．以下是接下来的测量过程：
a．将两表笔短接，调节欧姆档调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，然后断开两表笔
b．旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”档），并拔出两表笔
c．将选择开关旋到“×1”挡
d．将选择开关旋到“×100”挡
e．将选择开关旋到“×1k ”挡
f．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值R x，断开两表笔
以上实验步骤中的正确顺序是________（填写步骤前的字母）．
(2)重新测量后，指针位于如图所示位置，被测电阻的测量值为____Ω．
(3)如图所示为欧姆表表头，已知电流计的量程为I g=100μA，电池电动势为E=1.5V，则该欧姆表的内阻是____kΩ，表盘上30μA刻度线对应的电阻值是____kΩ．
(4)为了较精确地测量另一定值电阻的阻值R y，采用如图所示的电路．电源电压U恒定，电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出．
①用多用电表测电路中的电流，则与a点相连的是多用电表的____（选填“红”或“黑”）表笔．
②闭合电键，多次改变电阻箱阻值R，记录相应的R和多用电表读数I，得到R－1
I
的关系
如图所示．不计此时多用电表的内阻．则R y＝___Ω，电源电压U＝___V．
(5)一半导体电阻的伏安特性曲线如图所示．用多用电表的欧姆挡测量其电阻时，用“×100”挡和用“×1k”挡，测量结果数值不同．用____（选填“×100”或“×1k”）挡测得的电阻值较大，这是因为____________．
【答案】dafb 2200 15kΏ35kΩ红 200 8 ×1k 欧姆表中挡位越高，内阻越大；由于表内电池的电动势不变，所以选用的挡位越高，测量电流越小；该半导体的电阻随电流的增大而减小，所以选用的档位越高，测得的电阻值越大
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]先把选择开关旋到“×10”挡位，测量时指针偏转如图所示．指针指在示数较大处，为使指针指在刻度盘中央附近，应换用“×100 ”挡(几百×10=几十×100)，再欧姆调零，测量，
整理器材．实验步骤中的正确顺序是：dafb (2)[2]重新测量后，指针位于如图所示位置，被测电阻的测量值为22
1002200⨯Ω=Ω
(3)[3]电表内阻
461.5 1.51015k Ω10010
g E R I -==Ω=⨯Ω=⨯内 [4]当电表指针指在30μA 刻度线上时E I R R =
+内，整理得 4461.5 1.510 3.51035k Ω3010
E R R I -=-=-⨯Ω=⨯Ω=⨯内 (4)[5]①多用电表测电路中的电流， a 点与电源正极相连，则与a 点相连的是多用电表的红表笔．
[6][7]②由欧姆定律可得
()y U I R R =+
整理得
y U R R I
=
- 由图象的纵截距得： 200y R =Ω
由图象的斜率得：
4000V 8V 7525
U -==- (5)[8][9]欧姆表挡位越高，内阻越大；由于表内电池的电动势不变，所以选用的挡位越高，测量同一电阻时电路中电流越小；该半导体的电阻随电流的减小而增大，所以选用的档位越高，测得的电阻值越大．所以选“×1k”挡测得的电阻值较大．
2．一同学设计了如图甲所示电路来测节干电池的电动势和内阻．该同学选好器材后，进行操作(其中0R 是保护电阻)．
（1）该同学测量时记录了6组数据，并根据这些数据面出了U-I 图线如图丙所示，根据图
线求出干电池 的电动势E=_________V(结果保留三位有效数字)，内阻r=___________Ω．
（2）若保护电阻0R 的阻值未知，该干电池的电动势E 、内电阻r 已经测出，在图乙的电路中只需改动一条线就可测量出0R 的阻值．该条线是_________，需改接为________(请用接线柱处的字母去表达)．改接好后，调节滑动变阻器，读出电压表的示数为U 、电流表示数为I ，电源的电动势用E 表示，内电阻用r 表示，则0R =__________．
【答案】1.48V 0.50Ω（0.48～0.52Ω） dj je 或者jf 0E U R r I -=
- 【解析】
【分析】
【详解】
（1）由图丙所示，电源U-I 图像可知，图像与纵轴交点坐标值为1.48，则电源电动势E=1.48V ，电源内阻 1.48 1.200.500.480.520.56
U r I ∆-===ΩΩ∆（～） , （2）将导线jd 改接为je ，此时电源与定值电阻组成等效电源，在闭合电路中，电源电动势：E=U+I （R 0+r ），定值电阻0E U R r I
-=-
3．用图甲中所示的电路测定一种特殊的电池的电动势和内阻，它的电动势E 约为8V ，内阻r 约为30Ω，已知该电池允许输出的最大电流为40mA ．为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个定值电阻充当保护电阻，除待测电池外，可供使用的实验器材还有:
A ．电流表A(量程0.05A ，内阻约为0.2Ω)
B ．电压表V(量程6V ，内阻20kΩ)
C ．定值电阻R 1(阻值100Ω，额定功率1W)
D ．定值电阻R 2(阻值200Ω，额定功率1W)
E.滑动变阻器R 3(阻值范围0~10Ω，额定电流2A)
F.滑动变阻器R 4(阻值范围0~750Ω，额定电流1A)
G.导线和单刀单掷开关若干个
(1)为了电路安全及便于操作，定值电阻应该选___________；滑动变阻器应该选
___________．(均填写器材名称代号)
(2)接入符合要求的实验器材后，闭合开关S ，调整滑动变阻器的阻值，读取电压表和电流表的示数．取得多组数据，作出了如图乙所示的图线．根据图象得出该电池的电动势E 为___________V ，内阻r 为___________Ω．(结果均保留2位有效数字)
【答案】R 2 R 4 7.8 29
【解析】
【分析】
（1）应用欧姆定律求出电路最小电阻，然后选择保护电阻；根据电源内阻与保护电阻的阻值，选择滑动变阻器．
（2）电源的U -I 图象与纵轴交点的坐标值是电源的电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻．
【详解】
（1）[1]为保护电源安全，电路最小电阻
8Ω200Ω0.040
R =
=最小， 保护电阻阻值至少为 200Ω30Ω170Ω100Ω-=>，
则保护电阻应选定值电阻2R ；
[2]电源等效电阻（电源内阻与保护电阻之和）为200Ω，为进行多次实验，测出多组实验数据，滑动变阻器应选滑动变阻器4R ．
（2）[3]由电源U -I 图象可知，图象与纵轴的交点坐标值是7.8，则电源电动势E =7.8V ，
[4]图象斜率
7.82290.034
U k I ∆=
=≈Ω∆， 电源内阻 222920029r k R =-=Ω-Ω=Ω．
4．现要测量电压表的内阻和电源的电动势，提供的器材有：
电源E(电动势约为6V,内阻不计)，电压表V1（量程0~2.5V,内阻约为2.5kΩ)，电压表V2(量程0~3v,内阻约为10kΩ)，电阻箱R0(最大阻值为9999.9Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为3kΩ)，滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干
(1)如图(1)所示的甲、乙、丙三图是几位同学为完成本次验而设计的电路图，你认为选用哪一个电路图完成本次实验最合理？_______ (填“甲”、“乙”“丙”)
(2)电路中应选用滑动变阻器_______（选填“R1”或“R2”）
(3)按照下列步骤进行实验：
①闭合开关前，将滑动变阻器和电阻箱连入电路的阻值调至最大；
②闭合开关，将电阻箱调到6Ωk,调节滑动变阻器至适当的位置，此时电压表V1的示数为
1.60V 电压表V2的示数为
2.40V;
③保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，再将电阻箱调到2kΩ, 此时电压表V1的示数如图
(2)所示，其示数为_______V,电压表V2的数为1.40V
(4)根据以上实验数据，计算得到电源的电动势为_______V,电压表V1的内阻为
_______KΩ，电,压表V2的内阻为_______KΩ.
【答案】丙 1R 2.10V 5.60V 2.5k Ω 2.5k Ω
【解析】
【分析】
考查测电阻、电源电动势的方法，根据欧姆定律综合分析可得。

【详解】
(1)．[1]当采用甲电路图时,电压表V 1最大电流为1mA ，电压表V 2最大电流为0.3mA ，电压表V 1读数不准确，若采用乙电路图，通过V 1电流更小，读数更不准确。

故只能选择丙电路图。

(2)．[2] 由闭合电路欧姆定律可估算一下滑动变阻，估算滑动变阻器的阻值
12131
6 2.535002.5.2510E U U R U R ----==Ω=Ω⨯
最小电阻为500Ω ，所以只能选择R 1
(3)．[3] 最小分度值为0.1V ，要估读到下一位，所以读数是2.10V
(4)． 根据串并联电路特点可得
3121.6V 2.4V 2.4A 610
R R =+⨯ 3122.10V 1.40V 1.4A 210
R R =+⨯ 联立可求得R 1=2.5k Ω R 2=2.5k Ω
由闭合电路欧姆定律可得
322.4 2.41.6V 2.4V 610E R R ⎛⎫=+++⨯ ⎪⨯⎝⎭
321.4 1.42.1V 1.4V 210E R R ⎛⎫=+++⨯ ⎪⨯⎝⎭
联立可得E= 5.60V
【点睛】
器材选择要考虑安全性原则、准确性原则、方便性原则。

选择合适电路，根据欧姆定律联立可得。

5．为测定干电池的电动势和内阻，提供的实验器材如下所示：
A ．干电池2节，每节干电池的电动势约为1. 5V ，内阻约为0. 9Ω
B ．电流表A （0～0. 6A ，内阻约为0. 5Ω）
C ．滑动变阻器R 1（0～50Ω，额定电流为3A ）
D ．滑动变阻器R 2（0～1000Ω，额定电流为1A ）
E. 电流表G （0～3mA ，R g =10Ω）
F. 定值电阻3990R =Ω
G. 定值电阻490R =Ω
（1）由于两节干电池的内阻较小，现将03R =Ω的定值电阻与两节干电池串联后作为一个整体进行测量。

在进行实验时，滑动变阻器应选用__________，定值电阻应选用
__________；（填写实验器材前的编号）
（2）在如图甲所示的虚线方框中补充完整本实验电路的原理图；
（______）
（3）根据实验测得数据作出21I I -的图线如图乙所示，其中I 2为通过电流表G 的电流，I 1为通过电流表A 的电流，根据该图线可知，两节干电池的总电动势为__________V ，总内阻为__________Ω。

（结果均保留两位有效数字）
【答案】C F 3. 0 2. 0
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1] 电源为两节干电池，电动势为3V ，比较小，电源的内阻也较小，为多测几组实验数据，方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器应选C ；
[2] 上述器材中没有直接给电压表，但给了两个电流表，将电流表G 与定值电阻串联改装成电压表，改装后电压量程应约不小于3V ，根据串联电路规律可知，应串联的电阻为
3
3
10Ω
990Ω
310
R
-
=-=
⨯
故选F；
（2）[3] 用改装后的电压表测量电压值，用电流表A与滑动变阻器串联测电路电流，如图所示；
（3）[4] 由电路图，根据闭合电路的欧姆定律可得
23120
()()()
G
E I R R I I R r
=++++
整理得
21
3030
G G
R r E
I I
R R R r R R R r
+
=-+
++++++
设图像与纵轴的交点为b，图像的斜率为k，可得
30
G
E
b
R R R r
=
+++
30
G
R r
k
R R R r
+
=
+++
联立上式，代入数据解得
3.0V
E=， 2.0Ω
r=
[5] 由上题可知， 2.0Ω
r=
6．用如图所示电路测量电源的电动势和内阻．实验器材：待测电源(电动势约3V，内阻约2 Ω)，保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5Ω)，滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干．
实验主要步骤：
(i)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；
(ii)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；(iii)以U为纵坐标，I为横坐标，作U-I图线(U、I都用国际单位)；
(iv)求出U-I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a.
回答下列问题：
(1)电流表最好选用________．
A ．电压表(0～3 V ，内阻约15 kΩ)
B ．电压表(0～3 V ，内阻约3 kΩ)
C ．电流表(0～200 mA ，内阻约2 Ω)
D ．电流表(0～30 mA ，内阻约2 Ω)
(2)选用k 、a 、R 1和R 2表示待测电源的电动势E 和内阻r 的表达式E ＝________，r ＝________，代入数值可得E 和r 的测量值．
【答案】C ka k -R 2
【解析】
【分析】
【详解】
(1) [1]通过电路的最大电流约为
123A 0.176A=176mA 1052
E I R R r ==≈++++ 所以电流表选择C 项即可．
(2)[2][3]由图示电路图可知，电源电动势：
2()E U I R r =++
则：
2()U E I R r =-+
U -I 图象的斜率：
k =R 2+r
则内阻
r =k -R 2
令U =0，则有：
2E E I r R k
==+ 由题意可知，图象与横轴截距为a ，则有：
E a I k
==
解得： E ka =
7．某同学利用图甲所示的电路，测多用电表内电池的电动势，以及多用电表“×100”挡内部电路的总电阻．使用的器材有：
多用电表
电压表(量程3V,内阻几千欧)
滑动变阻器(最大阻值5kΩ)
导线若干
回答下列问题：
(1)将多用电表挡位调到电阻“×100”挡，再将红表笔和黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，直到指针指在右端的零刻度处．
(2)将图甲中多用电表的红表笔和________(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端．
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当的位置，使多用电表的示数和电压表的示数如图乙所示，则测得的电阻是____Ω，电压表的示数是________V．
(4)调节滑动变阻器的滑片，读取多组电阻R和电压U,根据测得的数据，在坐标纸上描绘出11
U R
图线如图丙所示，图线的斜率和截距分别为k和b,则多用电表内电池的电动势可表示为E=_________,电阻“×100”挡内部电路的总电阻可表示为r=_________(用图线的斜率k 和截距b表示)．
【答案】2 1600 2.14 1
b
k
b
（2）多用电表红表笔内部接电源的负极，则应将图甲中多用电表的红表笔和 “2”端相连，黑表笔连接另一端．
（3）测得的电阻是16×100Ω=1600Ω，电压表的示数是2.14V ． （4）由闭合电路的欧姆定律：U
E U r R =+
，即111r U E E R
=+⋅，由题意：1b E =；r k E =，解得1E b =，k
r b
=． 点睛：本题考查多用电表的使用方法，解题的关键是明确实验原理，会使用欧姆表和电压表测量电阻和电压，同时注意掌握多用电表的内部原理，知道两表笔的正确接法．
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，一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t 0滑至斜面底端。

已知物体在运动过程中所受的摩擦力恒定。

若用v 、s 、E p 和E 分别表示该物体的速度大小、位移大小、重力势能和机械能，设斜面最低点重力势能为零，则下列图像中可能正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】D 【解析】 【分析】
A ．在v -t 图象中，斜率表示加速度大小，由于物体沿斜面做匀加速运动，因此其v -t 图象斜率不变，选项A 错误；
B ．物体下滑位移为2
12
x at =，因此由数学知识可知其位移—时间图象为上开口抛物线，故B 错误；
C ．设斜面高为h 0，倾角为θ，则物体下落的高度
2
sin 2sin x at h θθ
==
选因为斜面最低点重力势能为零，则物体的重力势能为
2
00()2sin p mga E mg h h mgh t θ
=-=-
所以E P -t 图象明显不是一次函数关系，选项C 错误；
D ．根据功能关系，克服摩擦力做功等于机械能减小量，故物体的机械能
2001
2
E E fs E f at =-=-⋅
所以E -t 图象是下开口抛物线，选项D 正确。

故选D 。

9．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 42
4E 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，
6
A 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 。

10．如图所示，电源电动势为E ，内阻为r ，R 1、R 2为定值电阻，L 为小灯泡，R 3为光敏电阻，当照射光强度增大时，下列说法正确的是（ ）
A ．电压表的示数减小
B ．灯泡L 变暗
C ．R 1电流变化量比R 3电流变化量小
D ．R 1电压变化量比R 2电压变化量大
【答案】C 【解析】 【详解】
A ．当照射光强度增大时，电阻减小，外电路总电阻减小，则干路电流增大，根据
11U IR =
可知R 1两端的电压电压增大，而电压表的示数等于R 1两端的电压，所以电压表的示数增大，故A 错误；
B ．干路电流增大，则全电路的欧姆定律有：
1
2
2
()
R
E I r R
I
R
-+
=
故通过R2中电流减小，则由并联分流关系知通过小灯泡的电流增大，故小灯泡功率增大，灯泡L变亮，故B错误；
C．电路中并联部分电压减小，通过R2中电流减小，灯泡支路的电流增大，而干路电路的电流增大，则干路电流增加量小于电阻R3电流增加量，故C正确；
D．干路电流增大，电源内电压增大，路端电压减小，则电阻R1电压增加量小于并联部分电压减小量，即R1电压变化量比R2电压变化量小，故D错误；
故选C。

11．如图所示的电路中， R1、R2、R3为阻值相同的电阻，C为电容器，电源的电动势为E，内阻为r。

先将电键S闭合，电路稳定后，流过电源的电流为I1，电源的效率为η1，电容器的带电量为Q1；再将S断开，电路稳定后，流过电源的电流为I2，电源的效率为η2，电容器的带电量为Q2，则下列说法正确的是（）
A．I1< I2
B．η1>η2
C．Q1>Q2
D．S断开后，通过电阻R3的电荷量为Q1+Q2
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．设三个相同的电阻为R，电键S闭合，电路如图
通过电源的电流
12
3
E
I
r R
=
+
S断开，电路如图
通过电源的电流
22
E
I
r R
=
+
所以，12
I I
>，A错误；
B．电键S闭合，电源效率
2
12
2
3
23
32
R
I R R
I R R r R r
η===
++
外
总
S断开，电源效率
2
22
2
1
2
2
I R R R
I R R r R r
η===
++
外
总
所以，12
ηη
<，B错误；
C．电键S闭合，电容器的两端的电压等于电阻1R两短的电压
1
1
23
3
c
E
U R
r R
=⨯
+
电容器的带电量
11
1
2332
3
c
E E
Q CU C R C R
r R
r R
==⨯=⨯
+
+
S断开，电容器的两端的电压等于电阻2R两端的电压
22
c
E
U R
r R
=
+
电容器的带电量
222
c
E
Q CU C R
r R
==
+
分析可得12Q Q <，C 错误；
D ．电键S 闭合，给电容器充电，电容器下级板带正电，上级板带负电，电容器充电电量为1Q ，S 断开后，电容器首先放电，通过3R 的电荷量为1Q ，然后在给电容器充电，充电量为2Q ，则流过3R 电荷量为
12Q Q +
D 正确。

故选D 。

12．如图所示的电路中，电表为理想电表，R 1、R 2为定值电阻，电源的正极接地，将滑动变阻器R 3的滑片P 向上移动，下列说法正确的是（ ）
A ．电流表的示数变大
B ．电压表的示数变大
C ．电容器带电量减小
D ．a 点的电势升高
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
B ．当滑动变阻器的滑片向上移动时，电路中的总电阻增大，总电流减小，内电压减小，外电压增大，电压表的示数增大，选项B 正确；
CD ．R 1两端的电压减小，R 2两端的电压增大，电容器的带电量增大，a 点的电势降低，选项C 、D 错误；
A ．R 2两端的电压增大，流过R 2的电流增大，而总电流减小，因此流过R 3的电流减小，即电流表的示数减小，选项A 错误。

故选
B 。

13．如图，电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻r ，开关K 闭合，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V 1、V 2、V 3的示数变化量的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3，理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI ，正确的是
A ．V 2的示数增大
B ．电源输出功率在增大
C ．ΔU 3＞ΔU 1＞ΔU 2
D ．ΔU 3与ΔI 的比值在减小 【答案】BC 【解析】 【详解】
理想电压表内阻无穷大，相当于断路．理想电流表内阻为零，相当短路，所以R 与变阻器串联，电压表123V V V 、、分别测量R 、路端电压和变阻器两端的电压．当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大． A.根据闭合电路欧姆定律得：2V 的示数
2U E Ir =-
I 增大，2U 减小，故A 错误；
B. 电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻r ，外电阻减小，电源输出功率在增大，故B 正确；
D. 由闭合欧姆定律得：
()3U E I r R =-+
解得
3
U R r I
∆=+∆ 所以
3
U I
∆∆不变，故D 错误； C.由闭合欧姆定律得：
()3 U I R r ∆=∆+
2U Ir ∆=∆ 1U IR ∆=∆
又定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值r ，则312U U U ∆>∆>∆，故C 正确．
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，电路中灯泡A 、B 均正常发光．忽然灯泡B 比原来变暗了些，而灯泡A 比原来变亮了些．电路中出现的故障可能是( )
A ．R 2发生断路
B ．R 3发生断路
C ．R 1、R 2同时发生断路
D ．R 1、R 3同时发生断路
【答案】AC
【解析】
若R 2断路，外电路总电阻增大，路端电压增大，总电流减小，通过R 1的电流增大，所以通过B 灯和R 3的总电流减小，灯B 亮度变暗，灯泡A 两端电压增大，A 亮度变亮，故A 正确；同理若R 3发生断路，则B 灯变亮，A 灯变暗，故B 错误；若R 1、R 2同时发生断路，外电路总电阻变大，干路电流变小，内电压变小，外电压变大．导致A 灯电压变大，A 灯变亮，由于干路电流变小，则B 灯分流变小，B 灯变暗，故C 正确 ；同理R 1、R 3同时发生断路时，A 灯变暗，B 灯变亮．故D 错误；综上分析，AC 正确．
18．如图所示电路中，电源的电动势、内阻及各电阻的阻值都标记在图中，当滑动变阻器R3的滑片P 向a 端移动时,以下说法中正确的是（ ）
A ．电压表示数变小，电流表示数变小
B ．电阻R 1两端的电压减小
C ．电源的总功率减少但电源的输出功率增大
D ．如果设定流过电阻R2电流变化量的绝对值为2I ∆，流过滑动变阻器R3的电流变化量的绝对值为3I ∆，则23I I ∆<∆
【答案】BD
【解析】
A 、将滑动变阻器的滑动触片P 从图示位置向a 滑动的过程中，外电路总电阻变大，电路中总电流变小，内电压减小，路端电压变大；电压表示数变大，故A 错误；
BD 、电路中总电流变小，通过电阻R 1的电流变小，R 1两端电压变小，R 2两端电压增大，通过电阻R 2的电流变大，通过电阻R 1的电流等于通过电阻R 2的电流和通过电阻R 3的电流之和，故通过电阻R 3的电流变小，故有123I I I ∆=∆+∆，23I I ∆<∆，故BD 正确；
C 、电路中总电流变小，则电源的总功率减少，因不知道外电阻与内电阻之间的关系，所以无法判断电源的输出功率的变化；故C 错误；
故选BD ．
19．如图，电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值r .将滑动变阻器滑片x R 向下滑动，理想电压表V 1、V 2、V 3示数变化量的绝对值分别为1U ∆、2U ∆、3U ∆，理想电流表A 示数变化量的绝对值为I ∆，下列判断正确的是
A ．V 2的示数增大
B ．电源输出功率在增大
C ．2U ∆与I ∆的比值不变
D ．1U ∆小于2U ∆
【答案】BC
【解析】 【详解】 A ．理想电压表内阻无穷大，相当于断路，理想电流表内阻为零，相当短路，所以定值电阻R 与变阻器串联，电压表V 1、V 2、V 3分别测量R 、路端电压和变阻器两端的电压。

当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，内电压增大，路端电压减小，则V 2的示数减小，故A 错误； B ．当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，故当滑动变阻器滑片向下滑动时，外电阻越来越接近内阻，故电源的输出功率在增大，故B 正确；
C ．2U ∆与I ∆的比值为r ，不会改变，故C 正确
D ．根据闭合电路欧姆定律得2U
E Ir =-，则得
2
U r I
而 1
U R I
由于R r ＞，则得 12U U ＞
故D 错误。

【点睛】
本题是电路的动态分析问题，关键要搞清电路的结构，明确电表各测量哪部分电路的电压或电流，根据闭合电路欧姆定律进行分析。