新教材同步輔導(dǎo)2023年高中物理章末質(zhì)量評估三第三章恒定電流粵教版必修第三冊

章末質(zhì)量評估(三)(對應(yīng)第三章)(時(shí)間：75分鐘分值：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每題4分，共28分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，選對得4分．錯(cuò)選、多選、不選均不得分)1．據(jù)報(bào)道，我國每年心源性猝死案例高達(dá)55萬，而心臟驟停最有效的搶救方式是盡早通過AED自動(dòng)除顫機(jī)給予及時(shí)治療．某型號AED模擬治療儀器的電容器電容是20μF，充電至8kV電壓，如果電容器在2ms時(shí)間內(nèi)完成放電，則下列說法正確的是()A．電容器的擊穿電壓為8kVB．電容器充電后的電量為160CC．當(dāng)電容器放電完畢后，電容變?yōu)?D．電容器放電過程的平均電流強(qiáng)度大小為80A解析：當(dāng)電容器的電壓達(dá)到擊穿電壓時(shí)，電容器將會(huì)損壞，所以8kV電壓不是擊穿電壓，A錯(cuò)誤；據(jù)C＝eq\f(Q,U)，解得Q＝0.16C，B錯(cuò)誤；電容器的電容與電容器的帶電荷量無關(guān)，所以當(dāng)電容器放完電后，其電容保持不變，C錯(cuò)誤；電容器放電過程的平均電流強(qiáng)度大小為I＝eq\f(Q,t)＝80A，D正確．答案：D2．電位器是變阻器的一種．如圖所示，如果把電位器與燈泡串聯(lián)起來，利用它改變燈泡的亮度，下列說法正確的是()A．串接A、B使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變暗B．串接A、C使滑動(dòng)觸頭逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變亮C．串接A、C使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變暗D．串接B、C使滑動(dòng)觸頭逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變亮解析：根據(jù)電位器結(jié)構(gòu)和連線可知：串接A、B使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，回路電阻增大，回路電流減小，燈泡變暗，故A正確；串接A、C時(shí)，滑動(dòng)觸頭不能改變回路電阻，燈泡亮度不變，故B、C錯(cuò)誤；串接B、C使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，回路電阻減小，回路電流增大，燈泡變亮，故D錯(cuò)誤．故選A.答案：A3．對于常溫下一根阻值為R的均勻金屬絲，其伏安特性曲線如圖所示，下列說法正確的是()A．常溫下，若將金屬絲均勻拉長為原來的10倍，則電阻變?yōu)?0RB．常溫下，若將金屬絲從中點(diǎn)對折起來，電阻變?yōu)閑q\f(1,2)RC．給金屬絲加上的電壓逐漸從零開始增大，eq\f(U,I)比值變大D．金屬材料的電阻率隨溫度的升高而減小解析：常溫下，若將金屬絲均勻拉長為原來的10倍，橫截面積減小為0.1倍，電阻率不變，根據(jù)電阻定律，電阻增大為100倍，故A錯(cuò)誤；常溫下，若將金屬絲從中點(diǎn)對折起來，長度變?yōu)橐话耄瑱M截面積變?yōu)?倍，故電阻變?yōu)閑q\f(1,4)倍，故B錯(cuò)誤；給金屬絲加上的電壓逐漸從零增大到U0，根據(jù)圖線與原點(diǎn)連線的斜率可知金屬絲的電阻值變大，所以eq\f(U,I)比值變大，故C正確；金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，D錯(cuò)誤．故選C.答案：C4．用電流表和電壓表測量某一電阻Rx的阻值，分別將圖甲和圖乙兩種測量電路連接到電路中，按圖甲連接時(shí)，電流表示數(shù)為4.60mA，電壓表示數(shù)為2.50V；按照圖乙連接時(shí)，電流表示數(shù)為5.00mA，電壓表示數(shù)為2.45V，比較這兩次結(jié)果，正確的是()A．電阻的真實(shí)值更接近543Ω，且大于543ΩB．電阻的真實(shí)值更接近543Ω，且小于543ΩC．電阻的真實(shí)值更接近490Ω，且大于490ΩD．電阻的真實(shí)值更接近490Ω，且小于490Ω解析：由題意可知：eq\f(ΔI,I1)＝eq\f(5－4.6,4.6)≈0.087，eq\f(ΔU,U1)＝eq\f(2.5－2.45,2.5)＝0.02，eq\f(ΔI,I1)>eq\f(ΔU,U1)，電流變化量大，電壓表分流對實(shí)驗(yàn)影響較大，電流表應(yīng)采用內(nèi)接法，即題圖甲所示接法，則電阻測量值為R＝eq\f(U1,I1)＝eq\f(2.5,0.0046Ω)≈543Ω，由于電流表采用內(nèi)接法，電壓測量值偏大，電阻測量值大于真實(shí)值，則電阻真實(shí)值小于543Ω.故選B.答案：B5．某同學(xué)對電場和電路的思維方法進(jìn)行了總結(jié)，以下總結(jié)正確的是()A．一個(gè)電子或質(zhì)子所帶電量的絕對值叫作元電荷，元電荷是一個(gè)理想化模型B．庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)中通過觀察懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小，采用了放大法C．平行板電容器的電容C＝eq\f(εrS,4πkd)，采用了比值定義法D．把表頭改裝成大量程的電流表或電壓表時(shí)，采用了控制變量法解析：一個(gè)電子或質(zhì)子所帶電量的絕對值叫作元電荷，元電荷是自然界真實(shí)存在的最小電荷量，不是理想化模型，故A錯(cuò)誤；庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)中通過觀察懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小，采用了放大法，故B正確；C＝eq\f(εrS,4πkd)是平行板電容器的電容的決定式，只有定義式C＝eq\f(Q,U)才采用了比值定義法，故C錯(cuò)誤；把表頭改裝成大量程的電流表或電壓表時(shí)，采用了等效替代法，故D錯(cuò)誤．答案：B6.如圖所示，有一個(gè)表頭G，滿偏電流Ig＝500mA，內(nèi)阻Rg＝200Ω，把它改裝為有1A和10A兩種量程的電流表，則R2的阻值為()A．20Ω B．30ΩC．40Ω D．50Ω解析：當(dāng)量程為I1＝1A時(shí)，分流電阻(R1＋R2)的阻值為R1＋R2＝eq\f(IgRg,I－Ig)＝eq\f(0.5×200,1－0.5)Ω＝200Ω，當(dāng)量程為I2＝10A時(shí)，R1與表頭G串聯(lián)，R2的阻值為R2＝eq\f(Ig（Rg＋R1）,I2－Ig)＝eq\f(0.5（200＋R1）,10－0.5)，聯(lián)立解得R1＝180Ω，R2＝20Ω，A正確．故選A.答案：A7．在長度為l、橫截面積為S、單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n的金屬導(dǎo)體兩端加上電壓，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生勻強(qiáng)電場．導(dǎo)體內(nèi)電荷量為e的自由電子在電場力作用下先做加速運(yùn)動(dòng)，然后與做熱運(yùn)動(dòng)的陽離子碰撞而減速，如此往復(fù)，所以，我們通常將自由電子的這種運(yùn)動(dòng)簡化成速率為v(不隨時(shí)間變化)的定向運(yùn)動(dòng)．已知阻礙電子運(yùn)動(dòng)的阻力大小與電子定向移動(dòng)的速率v成正比，即f＝kv(k是常量)，則該導(dǎo)體的電阻應(yīng)該等于()A.eq\f(kl,neS) B.eq\f(kl,ne2S)C.eq\f(kS,nel) D.eq\f(kS,ne2l)解析：根據(jù)題述，將自由電子的這種運(yùn)動(dòng)簡化成速率為v(不隨時(shí)間變化)的定向運(yùn)動(dòng)，則電子定向移動(dòng)所受的電場力等于阻力，即eq\f(eU,l)＝f＝kv.橫截面積為S、單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n的金屬導(dǎo)體中電流為I＝nevS，由歐姆定律可得則該導(dǎo)體的電阻應(yīng)該等于R＝eq\f(U,I)，聯(lián)立解得R＝eq\f(kl,ne2S)，選項(xiàng)B正確．答案：B二、多項(xiàng)選擇題(本大題共3小題，每題6分，共18分．每小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的，全選對得6分，少選得3分，錯(cuò)選、多選、不選均不得分)8.如圖，兩個(gè)截面不同、長度相等的均勻銅棒接在電路中，兩端的電壓為U，則()A．通過兩棒的電流不相等B．兩棒的自由電子定向移動(dòng)的平均速率v1>v2C．兩棒內(nèi)的電場強(qiáng)度不同，細(xì)棒內(nèi)場強(qiáng)E1小于粗棒內(nèi)部場強(qiáng)E2D．細(xì)棒的電壓U1大于粗棒的電壓U2解析：兩棒串聯(lián)，電流相等，根據(jù)電流的微觀表達(dá)式I＝neSv可知，面積越大的，自由電子定向移動(dòng)的平均速率越小，A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(l,S)可知，細(xì)棒的電阻大，根據(jù)歐姆定律得U1>U2，根據(jù)E＝eq\f(U,d)可知，細(xì)棒內(nèi)場強(qiáng)E1大于粗棒內(nèi)部場強(qiáng)E2，C錯(cuò)誤，D正確．故選BD.答案：BD9．2019年1月18日，世界頂級學(xué)術(shù)期刊Nature雜志發(fā)布了“2018年度科學(xué)人物”，來自中國的22歲少年曹原位居榜首．曹原通過石墨烯的研究成功發(fā)現(xiàn)常溫超導(dǎo)體，他解決了困擾世界107年的難題，也是149年以來獲此殊榮的最年輕的杰出科學(xué)家．其中電導(dǎo)率是衡量材料性質(zhì)的物理量．電導(dǎo)率σ就是電阻率ρ的倒數(shù)，即σ＝eq\f(1,ρ).關(guān)于電導(dǎo)率的下列說法正確的是()A．電導(dǎo)率的單位是eq\f(1,Ω·m) B．材料的電導(dǎo)率與材料的形狀有關(guān)C．材料的電導(dǎo)率越大，其導(dǎo)電性能越強(qiáng) D．電導(dǎo)率大小與溫度無關(guān)解析：根據(jù)R＝ρeq\f(L,S)，則σ＝eq\f(1,ρ)＝eq\f(L,RS)，則電導(dǎo)率的單位是eq\f(m,Ω·m2)＝eq\f(1,Ω·m)，故A正確；材料的電導(dǎo)率與材料的形狀無關(guān)，故B錯(cuò)誤；材料的電導(dǎo)率越大，電阻率越小，則其導(dǎo)電性能越強(qiáng)，故C正確；導(dǎo)體的電阻率與溫度有關(guān)，則電導(dǎo)率大小與溫度有關(guān)，故D錯(cuò)誤．故選AC.答案：AC10.一個(gè)T形電路如圖所示，電路中的電阻R1＝10Ω，R2＝120Ω，R3＝40Ω.另有一測試電源，電動(dòng)勢為100V，內(nèi)阻忽略不計(jì)．則()A．當(dāng)cd端短路時(shí)，a、b之間的等效電阻是40ΩB．當(dāng)ab端短路時(shí)，c、d之間的等效電阻是40ΩC．當(dāng)ab兩端接通測試電源時(shí)，cd兩端的電壓為80VD．當(dāng)cd兩端接通測試電源時(shí)，ab兩端的電壓為80V解析：當(dāng)cd端短路時(shí)，a、b之間的電路結(jié)構(gòu)是電阻R2、R3并聯(lián)后與R1串聯(lián)，等效電阻為R＝eq\f(R2R3,R2＋R3)＋R1＝eq\f(120×40,120＋40)＋10＝40(Ω)，故A正確；當(dāng)ab端短路時(shí)，c、d之間的電路結(jié)構(gòu)是電阻R1、R3并聯(lián)后與R2串聯(lián)，等效電阻為R＝eq\f(R1R3,R1＋R3)＋R2＝eq\f(10×40,10＋40)＋120＝128(Ω)，故B錯(cuò)誤；當(dāng)ab兩端接通測試電源時(shí)，cd兩端的電壓為U＝eq\f(R3,R1＋R3)E＝eq\f(40,40＋10)×100V＝80V，故C正確；當(dāng)cd兩端接通測試電源時(shí)，ab兩端的電壓為U3＝eq\f(R3,R2＋R3)×100V＝eq\f(40,120＋40)×100V＝25V，故D錯(cuò)誤．答案：AC三、非選擇題(本大題共5小題，共54分．解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程和重要演算步驟，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)11．(8分)有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4V，2W”的字樣，現(xiàn)在要用伏安法描繪這個(gè)燈泡的伏安特性曲線．現(xiàn)有下列器材供選用：電壓表(0～5V，內(nèi)阻約10kΩ)、電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約0.4Ω)、滑動(dòng)變阻器(10Ω，2A)、學(xué)生電源(直流6V)、開關(guān)、導(dǎo)線若干．(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)選下面兩圖中________(選填“圖甲”或“圖乙”)電路圖來完成實(shí)驗(yàn)．(2)根據(jù)所選電路圖，將圖丙的實(shí)驗(yàn)器材用實(shí)線連接成實(shí)物電路圖，圖中部分連線已經(jīng)連接好，請你完成其余的連線．解析：(1)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻阻值為R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(42,2)Ω＝8Ω，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，電流表應(yīng)采用外接法，又因要描繪燈泡的伏安特性曲線，電流從零開始變化，則滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，所以應(yīng)選甲電路圖完成實(shí)驗(yàn)．(2)實(shí)物連線圖如圖．答案：(1)圖甲(2)見解析圖12．(10分)隨著居民生活水平的提高，純凈水已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶．已知電導(dǎo)率σ是電阻率的倒數(shù)，是檢驗(yàn)純凈水是否合格的一項(xiàng)重要指標(biāo)．某市對市場上出售的純凈水質(zhì)量進(jìn)行抽測時(shí)，為方便測量純凈水的電導(dǎo)率，檢測人員將水樣裝滿長為L、絕緣性能良好的薄壁塑料圓柱形容器，容器兩端用金屬圓片電極密封，如圖甲所示．(1)如圖乙所示，用螺旋測微器測出該圓柱體的直徑D＝________mm.(2)按照圖丙所示連接電路，圖中R為水樣，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，記錄電壓表和電流表示數(shù)分別為U和I，則電導(dǎo)率σ＝______________(用U、I、L、D、π表示)．(3)由于圖丙中所用電壓表和電流表不是理想電表，則用圖丙所示電路測量的電導(dǎo)率σ________(選填“偏大”“偏小”或“準(zhǔn)確”)．解析：(1)根據(jù)螺旋測微器讀數(shù)規(guī)則6.5mm＋0.01mm×22.5＝6.725mm.(2)根據(jù)伏安法測電阻得R＝eq\f(U,I)，電阻定義式R＝ρeq\f(L,S)，橫截面積S＝eq\f(πD2,4)，又σ＝eq\f(1,ρ)，綜上得σ＝eq\f(4IL,πUD2).(3)由于電壓表分流作用，R的測量值偏小，ρ偏小，σ偏大．答案：(1)6.725(2)eq\f(4IL,πUD2)(3)偏大13．(10分)如圖是雙量程電壓表的原理圖，它有兩個(gè)量程分別為0～3V和0～15V，則使用a、b兩端時(shí)量程應(yīng)為_____V，已知表頭內(nèi)阻為15Ω，滿偏電流為4mA，則R1＝_____Ω.解析：改裝后電壓表的量程為U＝Ig(Rg＋R串)，故串聯(lián)的電阻越大，量程越大，故接a、b時(shí)，為靈敏電流計(jì)與R1串聯(lián)，量程為3V；接a、c時(shí)，為靈敏電流計(jì)與R1和R2串聯(lián)，量程為15V；由題可知，滿偏電壓Ug＝IgRg＝0.004×15V＝0.006V，則R1兩端的電壓為UR1＝(3－0.06)V＝2.94V，則R1＝eq\f(UR1,Ig)＝eq\f(2.94,0.004)Ω＝735Ω.答案：0～373514．(12分)氫原子內(nèi)有一個(gè)氫原子核和一核外電子，電子和原子核都帶一個(gè)元電荷，電子帶負(fù)電，原子核帶正電，電子質(zhì)量為m，設(shè)電子繞原子核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，求：(1)電子的運(yùn)動(dòng)周期；(2)電子的動(dòng)能Ek；(3)等效電流的大小．解析：(1)氫原子核對電子的庫侖力提供了電子運(yùn)動(dòng)的向心力，keq\f(e2,r2)＝meq\f(v2,r)，解得電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度v＝eeq\r(\f(k,mr))，電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T＝eq\f(2πr,v)，聯(lián)立得T＝eq\f(2πr,e)eq\r(\f(mr,k)).(2)由(1)可知電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，故電子的動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(ke2,2r).(3)等效電流為I＝eq\f(e,T)＝eq\f(e2,2π)eq\r(\f(k,mr3)).答案：(1)eq\f(2πr,e)eq\r(\f(mr,k))(2)eq\f(ke2,2r)(3)eq\f(e2,2π)eq\r(\f(k,mr3))15．(14分)在物理課外實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中，某小組設(shè)計(jì)了一個(gè)能反映水平風(fēng)力大小的裝置，如圖甲所示，電源電壓恒定為16V，R0為定值電阻，L為額定電壓是2.5V的小燈泡，其IU關(guān)系的部分?jǐn)?shù)據(jù)如圖乙所示，AB為長14cm、阻值60Ω、粗細(xì)均勻的電阻絲(電阻絲的阻值與長度成正比)，OP為質(zhì)量、電阻均不計(jì)的金屬細(xì)桿，下端連接一個(gè)重2N的圓球P.閉合開關(guān)S，無風(fēng)時(shí)，OP下垂并與A端接觸，此時(shí)電流表示數(shù)為0.2A；有風(fēng)時(shí)，OP繞懸掛點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)對球的作用力F方向始終水平向右，已知OA為10cm，OP始終與AB接觸良好且摩擦忽略不計(jì)．求：(1)電流表示數(shù)為0.2A時(shí)燈泡的電阻；(2)無風(fēng)時(shí)R0消耗的電功率；(3)有風(fēng)時(shí)，為防止燈泡燒壞(其兩端電壓不超過額定電壓)，允許風(fēng)對球施加的最大作用力．(OP可看作以O(shè)為支點(diǎn)的杠桿)解析：(1)由題電路圖可知，燈泡L、定值電阻R0和電阻絲串聯(lián)，電流表測電路中的電流，當(dāng)電流表示數(shù)為0.2A時(shí)，由題圖乙可知此時(shí)燈泡兩端的電壓為1V，所以燈泡的電阻RL＝eq\f(UL,IL)＝eq\f(1V,0.2A)＝5Ω.(2)無風(fēng)時(shí)，OP下垂并與A端接觸，電阻絲接入阻值最大為60Ω，電阻絲兩端的電壓UAB＝IR