新課標2024-2025學(xué)年高中物理第二章恒定電流單元卷2含解析新人教版選修3-1

PAGE11-其次章章末綜合測試一、選擇題(共15個題，10、12、13、14、15為多項選擇題，全部選對得4分，部分選對得2分，選錯或不選得0分，其余為單項選擇題，每題4分，共60分)1．關(guān)于正常工作的電動機和白熾燈，以下說法中正確的是()A．電動機和白熾燈消耗的電能均大于產(chǎn)生的熱能B．電動機和白熾燈消耗的電能均等于產(chǎn)生的熱能C．電動機消耗的電能大于產(chǎn)生的熱能，白熾燈消耗的電能等于產(chǎn)生的熱能D．電動機消耗的電能等于產(chǎn)生的熱能，白熾燈消耗的電能大于產(chǎn)生的熱能解析白熾燈是純電阻用電器其消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電動機是非純電阻用電器其消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為機械能，其中一小部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A、B、D三項錯誤，C項正確．答案C設(shè)置目的考查純電阻和非純電阻在電能轉(zhuǎn)化時的不同2．兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，假如把其中的一根勻稱拉長到原來的2倍，把另一根對折，然后給它們分別加上相同電壓后，則在同一時間內(nèi)，通過它們的電荷量之比為()A．1∶4 B．1∶8C．1∶16 D．16∶1答案C設(shè)置目的考查電流的定義式3.為探究小燈泡L的伏安特性，連好如圖所示的電路后閉合開關(guān)，通過移動變阻器的滑片，使小燈泡中的電流由零起先漸漸增大，直到小燈泡正常發(fā)光．由電流表和電壓表得到的多組讀數(shù)描繪出的U-I圖象應(yīng)是()解析隨電流的增加溫度漸漸上升，燈絲的電阻率、電阻隨之變大，因此C項正確，A、B、D三項錯誤．答案C設(shè)置目的考查小燈泡的伏安特性曲線4.如圖所示是測定電流表內(nèi)電阻的電路圖，閉合開關(guān)S，先調(diào)整電阻箱R的電阻值至R1，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度，再把電阻箱R的電阻值調(diào)至R2，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半．在電池內(nèi)電阻忽視不計的狀況下，電流表的內(nèi)阻等于()A．R2－2R1 B.eq\f(R2,2)－R1C．R2－R1 D．2(R2－R1)解析設(shè)電流表內(nèi)阻為Rg，滿偏電流為Ig，電源電動勢為E，依據(jù)閉合電路歐姆定律得Ig＝eq\f(E,Rg＋R1) ①eq\f(Ig,2)＝eq\f(E,Rg＋R2) ②聯(lián)立①②解得Rg＝R2－2R1.答案A設(shè)置目的考查半偏法測電流表內(nèi)阻的基本原理5.如圖所示的電路中，閉合電鍵S后，燈L1和L2都正常發(fā)光，后來由于某種故障使燈L2突然變亮，電壓表讀數(shù)增加，由此推斷，這故障可能是()A．L1燈絲燒斷 B．電阻R2斷路C．電阻R2短路 D．電容器被擊穿短路解析燈絲燒斷是斷路，電容器被擊穿是短路．答案B設(shè)置目的通過對電路的分析找尋故障的緣由6.如圖所示，A燈與B燈電阻相同，當變阻器滑片向上滑動時，對兩燈明暗變更推斷正確的是()A．A、B燈都變亮 B．A、B燈都變暗C．A燈變亮，B燈變暗 D．A燈變暗，B燈變亮解析當變阻器滑片向上移動時，變阻器接入電路的電阻增大，外電路總電阻增大，依據(jù)閉合電路歐姆定律分析得知，干路電流I減小，路端電壓U增大，燈A變亮．流過電阻R1的電流I1＝I－IA，由于干路電流I減小，燈A的電流IA增大，所以I1減小，電阻R1的電壓減?。疅鬊的電壓UB＝U－U1，由于U增大，U1減小，所以UB增大，燈B變亮．答案A設(shè)置目的考查動態(tài)電路中相關(guān)物理量變更的分析7.如圖1為測量某電源電動勢和內(nèi)阻時得到的U-I圖線，用此電源與三個阻值均為3Ω的電阻連接成電路，測得路端電壓為4.8V．則該電路可能是圖2中的()解析由U-I圖象可求得電源的電動勢E＝6V，內(nèi)電阻r＝eq\f(6－4,4)Ω＝0.5Ω，外電路連接電阻R時路端電壓為4.8V，由閉合電路的歐姆定律得E＝U＋IrI＝eq\f(E－U,r)＝eq\f(6－4.8,0.5)A＝2.4A又I＝eq\f(E,R＋r)所以R＝eq\f(E,I)－r＝(eq\f(6,2.4)－0.5)Ω＝2Ω選項A、B、C、D四個電路的外電路電阻分別是1Ω、2Ω、9Ω、4.5Ω.答案B設(shè)置目的考查對閉合電路歐姆定律和U-I圖的相識8.在探討微型電動機的性能時，應(yīng)用如圖所示的試驗電路，當調(diào)整滑動變阻器R并使電動機停止轉(zhuǎn)動時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.5A和2V．重新調(diào)整R并使電動機復(fù)原正常運轉(zhuǎn)，此時電流表和電壓表的示數(shù)分別為2A和24V，則這臺電動機正常運轉(zhuǎn)時的輸出功率為()A．32W B．44WC．47W D．48W解析電動機的輸入功率為P2＝U2I2＝24×2W＝48W，線圈電阻：R＝eq\f(U1,I1)＝eq\f(2,0.5)Ω＝4Ω.熱功率為P1＝I22R＝22×4W＝16W．輸出功率：P輸＝P2－P1＝(48－16)W＝32W.答案A設(shè)置目的通過分析電動機在轉(zhuǎn)動和不轉(zhuǎn)動時的區(qū)分，考查純電阻電路和非純電阻電路的計算9．用兩個相同的小量程電流表，分別改裝成了兩個量程不同的大量程電流表A1、A2，若把A1、A2分別采納串聯(lián)或并聯(lián)的方式接入電路，如圖(a)、(b)所示，則閉合開關(guān)后，下列有關(guān)電表的示數(shù)和電表指針偏轉(zhuǎn)角度的說法正確的是()A．圖(a)中的A1、A2的示數(shù)相同 B．圖(a)中的A1、A2的指針偏角相同C．圖(b)中的A1、A2的示數(shù)和偏角都不同 D．圖(b)中的A1、A2的指針偏角相同解析大量程電流表是小量程電流表并聯(lián)一適當小的分流電阻改裝而成的．當A1、A2并聯(lián)時，由于A1、A2的電阻不同，通過A1、A2的電流不等，A1、A2的示數(shù)不同，但通過每個小量程電流表的電流相同，故指針偏角相同，A項錯誤，B項正確．當A1、A2串聯(lián)時，通過A1、A2的電流相同,故示數(shù)相同,但A1、A2的量程不同，故指針偏角不同，C、D項錯誤.答案B10.如圖所示，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器，C為電容器，L為小燈泡，電表均為志向電表，閉合開關(guān)S后，若滑動變阻器的觸頭P向下滑動時，則()A．小燈泡的功率減小 B．電壓表的示數(shù)增大C．電容器上的電荷量增加 D．兩表示數(shù)變更量的比值|eq\f(ΔU,ΔI)|不變解析A項，P下滑，R2阻值變小，故電路總電阻減小，那么，總電流增大，通過燈泡的電流增大，可知小燈泡的功率增大，故A項錯誤；B項，因電流增大，則R1上的電壓增大，則電壓表示數(shù)增大，故B項正確；C項，總電流增大，內(nèi)電壓及R1上的電壓增大，故電容器上電壓減小，所以，電容器上的電荷量減小，故C項錯誤；D項，兩表示數(shù)之比eq\f(U,I)＝R1，故兩表示數(shù)變更量的比值|eq\f(ΔU,ΔI)|仍為R1不變，故D項正確；故選B、D兩項．答案BD11.如圖，直線a、拋物線b和c為某一穩(wěn)恒直流電源在純電阻電路中的總功率PE、輸出功率PR、電源內(nèi)部發(fā)熱功率Pr隨路端電壓U變更的圖象，但詳細對應(yīng)關(guān)系未知，依據(jù)圖象可推斷()A．圖象中隨意電壓值對應(yīng)的功率關(guān)系為PE＝Pr＋PRB．Pr-U圖象的對應(yīng)圖線b，由圖知電動勢為3V，內(nèi)阻為1ΩC．PE-U圖象對應(yīng)圖線a，由圖知電動勢為9V，內(nèi)阻為3ΩD．外電路電阻為1Ω時，輸出功率最大為2W解析A項，電源的總功率等于內(nèi)電阻消耗功率和輸出功率之和，即圖象中隨意電壓值對應(yīng)的功率關(guān)系為PE＝Pr＋PR，故A項正確；B項，依據(jù)電功率的計算公式可得：Pr＝eq\f(（E－U）2,r)，由數(shù)學(xué)學(xué)問可知，Pr-U圖象的對應(yīng)圖線b，故B項正確；C項，總功率為：PE＝EI＝E·eq\f(E－U,r)＝－eq\f(E,r)U＋eq\f(E2,r)，可知PE-U圖象對應(yīng)圖線a.由數(shù)學(xué)學(xué)問得知，圖象a的斜率大小為：k＝eq\f(E,r)＝eq\f(9,3)＝3；當U＝0時，PE＝eq\f(E2,r)＝9W．聯(lián)立解得：E＝3V，r＝1Ω.故C項錯誤；D項，當內(nèi)外電阻相等時，電源的輸出功率最大，即當外電路電阻為R＝r＝1Ω時，輸出功率最大，最大輸出功率為：Pm＝eq\f(（\f(1,2)E）2,R)＝eq\f(E2,4r)＝eq\f(32,4×1)W＝2.25W．故D項錯誤．故選A、B兩項．答案AB點評本題的關(guān)鍵要依據(jù)功率公式得到三種功率的解析式，利用圖象信息進行探討．要有基本的讀圖實力，依據(jù)數(shù)學(xué)學(xué)問來理解圖象的物理意義．12．兩位同學(xué)在試驗室利用如圖甲所示的電路測定定值電阻R0、電源的電動勢E和內(nèi)電阻r，調(diào)整滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時，一個同學(xué)記錄了電流表A和電壓表V1的測量數(shù)據(jù)，另一同學(xué)記錄的是電流表A和電壓表V2的測量數(shù)據(jù)．并依據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖乙所示的兩條U-I圖線．則圖象中兩圖線的交點表示的物理意義是()A．滑動變阻器的滑動觸頭P滑到了最右端 B．電源的輸出功率最大C．定值電阻R0上消耗的功率為0.5W D．電源的效率達到最大值解析由圖象可知，電源的電動勢E＝1.5V，r＝1Ω，交點位置：R＋R0＝eq\f(U1,I)＝2Ω，R0＝eq\f(U2,I)＝2Ω，R＝0，滑動變阻器的滑動觸頭P滑到了最左端，A項錯誤；當電路中外電阻等于內(nèi)電阻時，電源輸出功率最大，但本題R0>r，變更滑動變阻器時無法達到電路中內(nèi)、外電阻相等，此時當外電阻越接近內(nèi)電阻時，電源輸出功率越大，B項正確；P＝IU2＝0.5W，C項正確；電源的效率：η＝eq\f(IE－I2r,IE)，電流越小效率越高，可見滑動觸頭P滑到最右端時電源效率最高，D項錯誤．答案BC設(shè)置目的將測定電源電動勢的U-I圖和測電阻的U-I圖相結(jié)合，綜合考查二者的區(qū)分和聯(lián)系13.經(jīng)過精確校準的電壓表V1和V2，當分別用來測量某線路中電阻R兩端a、b間的電壓時，如圖所示，讀數(shù)依次為12.7V和12.3V，則()A．a(chǎn)、b間的實際電壓略大于12.7VB．a(chǎn)、b間的實際電壓略小于12.7VC．電壓表V1的內(nèi)阻大于V2的內(nèi)阻D．電壓表V1的內(nèi)阻小于V2的內(nèi)阻解析并聯(lián)電壓表使電路電阻減小，電流增大，R′兩端電壓增大，使ab兩端電壓比實際電壓要?。译妷罕淼膬?nèi)阻越大，測量值越大，越接近實際電壓．答案AC設(shè)置目的電壓表內(nèi)阻較大，考查其接入電路時對電路的影響14.某學(xué)生在探討串聯(lián)電路電壓特點的試驗時，連接成如圖所示的電路，接通S后，他將大內(nèi)阻的電壓表并聯(lián)在A、C兩點間，電壓表讀數(shù)為U，當并聯(lián)在A、B兩點間時，電壓表讀數(shù)也為U，當并聯(lián)在B、C兩點間時，電壓表的讀數(shù)為零，則出現(xiàn)此種狀況的緣由可能是(R1、R2的阻值相差不大)()A．AB段斷路 B．BC段斷路C．AB段短路 D．BC段短路解析電壓表并聯(lián)在AC端和AB端時示數(shù)都為U.有兩種可能狀況：一是AB段斷路，電壓表示數(shù)U為電源電動勢；二是AB段沒有斷路但BC段短路，AB與BC段電壓相同．答案AD設(shè)置目的考查故障電路的排查15．圖甲電路中，D為二極管，其伏安特性曲線如圖乙所示．在圖甲電路中，閉合開關(guān)S，滑動變阻器R的滑片P從左端向右移動過程中()A．二極管D消耗的功率變大 B．二極管D的電阻變大C．通過二極管D的電流減小 D．電源的功率減小解析A、B、C三項，滑動變阻器R的滑片P從左端向右移動過程中，滑動變阻器的電阻減小，電路電流增大，由圖乙可知，二極管的電阻減小，電流、電壓增大，消耗的功率也增大，故A項正確，B、C兩項錯誤；D項，電源的功率為：P＝EI，因為電流增大，所以電源的功率增大，故D項錯誤．故選A項．答案A二、試驗題(共5小題，每題8分，共40分)16．如圖所示為一電學(xué)試驗的實物連線圖．該試驗可用來測量待測電阻Rx的阻值(約20Ω)．圖中兩個電流表量程相同，內(nèi)阻都較小．試驗步驟如下：①調(diào)整電阻箱，使它的阻值R0與待測電阻的阻值接近；將滑動變阻器的滑動觸頭調(diào)到最左端．②合上開關(guān)S.③將滑動變阻器的滑動觸頭向右端滑動，使兩個電流表指針都有明顯偏轉(zhuǎn)．④登記兩個電流表A1和A2的讀數(shù)I1和I2.⑤多次變更滑動變阻器滑動觸頭的位置，登記A1和A2的多組讀數(shù)I1和I2.⑥求Rx的平均值．回答下列問題：(1)依據(jù)實物連線圖在虛線框內(nèi)畫出試驗的電路圖，器材用通用的符號表示；(2)不計電流表內(nèi)阻的影響，用I1、I2和R0表示Rx的公式為Rx＝________．答案(1)如圖所示(2)eq\f(I1R0,I2)17．(1)在測定一根粗細勻稱合金絲電阻率的試驗中，利用螺旋測微器測定合金絲直徑的過程如圖所示，校零時的讀數(shù)為________mm，合金絲的直徑為________mm.(2)為了精確測量合金絲的電阻Rx，設(shè)計出如圖甲所示的試驗電路圖，依據(jù)該電路圖完成圖乙中的實物電路連接．解析(1)依據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)原則得，校零時的讀數(shù)為0.007mm，合金絲的直徑為0.656mm－0.007mm＝0.649mm(在0.647mm～0.651mm都算正確)．(2)連線如圖所示．答案(1)0.0070.649(在0.647mm～0.651mm都算正確)(2)見解析圖18．某同學(xué)打算探究一未知元件Q的伏安特性曲線，他設(shè)計了如圖甲所示的電路圖．請回答下列問題：(1)請將圖乙中的實物連線按電路圖補充完整．(2)該同學(xué)正確連接試驗電路后閉合開關(guān)，調(diào)整滑動變阻器滑動頭P，發(fā)覺電流表和電壓表的指針始終不發(fā)生偏轉(zhuǎn)．在不斷開電路的狀況下，他運用多用電表直流電壓擋檢查電路故障，將多用電表的紅、黑表筆與電流表的“＋”“－”接線柱接觸時，發(fā)覺多用電表指針發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)，說明電路故障是________．(3)解除故障后，該同學(xué)測得試驗數(shù)據(jù)如下表所示，請在坐標系中作出該元件的U-I圖線．序號電流/A電壓/V10.000.0020.101.0030.201.6040.301.8250.401.9560.502.0870.602.13(4)通過試驗可以得出，該元件的阻值隨所加電壓的增大而________(選填“增大”“減小”或“不變”)．解析運用多用電表直流電壓擋檢查電路故障，將多用電表的紅、黑表筆與電流表的“＋”“－”接線柱接觸時，發(fā)覺多用電表指針發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)，說明多用電表與電源構(gòu)成通路，電路故障是電流表斷路．依據(jù)畫出的圖象，由歐姆定律可知，該元件的阻值隨所加電壓的增大而減小．答案(1)如圖1(2)電流表斷路(3)如圖2(4)減小19．某試驗小組利用一滑動變阻器和未知內(nèi)阻的微安表，來測量多用電表“×1k”擋內(nèi)部電池的電動勢E.(1)該小組采納圖甲的電路進行試驗，請將圖乙中的實物連線連接完整．(2)請將下面的試驗步驟補充完整：a．插上紅、黑表筆，把多用電表的選擇開關(guān)撥到歐姆擋的“×1k”位置，將紅、黑表筆________，調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指到“0Ω”．b．依據(jù)電路圖連接好電路．c．接通開關(guān)，變更滑動變阻器的阻值，得到多用電表和微安表的示數(shù)分別如圖所示．多用電表和微安表的讀數(shù)分別為________kΩ和________μA.d．斷開開關(guān)，拔下紅、黑表筆，把多用電表的選擇開關(guān)扳到________位置．(3)由以上信息可得多用電表“×1k”擋內(nèi)部電池的電動勢為________V(保留兩位有效數(shù)字)．解析(1)依據(jù)電路圖，連接實物圖，留意紅、黑表筆的正、負接法．(2)a.依據(jù)歐姆表的運用方法可知，選擋后應(yīng)將紅、黑表筆短接進行歐姆調(diào)零；c．歐姆表的讀數(shù)為R＝22×1kΩ＝22kΩ，微安表的讀數(shù)為242μA或243μA或244μA.(3)依據(jù)閉合電路歐姆定律可得E＝I(R＋R0)，I表示微安表的示數(shù)、R表示多用電表的讀數(shù)、R0表示多用電表的內(nèi)阻，代入數(shù)據(jù)有E＝242×10－6×(22＋15)×103V＝8.954V≈9.0V.答案(1)電路連接如圖(2)短接22242溝通電壓最高擋或OFF擋(3)9.020．(1)某試驗小組為了測量某一電阻Rx的阻值，他們先用多用電表進行粗測，測量出Rx的阻值約為18Ω左右．為了進一步精確測量該電阻，試驗臺上有以下器材：A．電流表(量程15mA，內(nèi)阻未知)B．電流表(量程0.6A，內(nèi)阻未知)C．電阻箱(0～99.99Ω)D．電阻箱(0～999.9Ω)E．電源(電動勢約3V，內(nèi)阻約1Ω)F．單刀單擲開關(guān)2只G．導(dǎo)線若干甲同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的試驗原理圖并連接好試驗器材，依據(jù)如下步驟完成試驗：a．先將電阻箱阻值調(diào)到最大，閉合S1，斷開S2，調(diào)整電阻箱阻值，使電阻箱有合適的阻值R1，此時電流表指針有較大的偏轉(zhuǎn)且示數(shù)為I；b．保持開關(guān)S1閉合，再閉合開關(guān)S2，調(diào)整電阻箱的阻值為R2，使電流表的示數(shù)仍為I.①依據(jù)試驗步驟和試驗器材規(guī)格可知，電流表應(yīng)選擇________，電阻箱應(yīng)選擇________(選填器材前的字母)②依據(jù)試驗步驟可知，待測電阻Rx＝________(用步驟中所測得的物理量表示)