高二人教版物理选修31练习册单元测评2.docx
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高二人教版物理选修31练习册单元测评2
2019-2020年高二人教版物理选修3-1练习册:
单元测评2
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,考试时间90分钟.
第Ⅰ卷 (选择题 共40分)
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.1~6题只有一个选项正确,7~10题有多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )
A.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的热量一定越多
B.公式W=UIt适用于任何电路,而Q=I2Rt只适用于纯电阻电路
C.热功率P热=I2R=
适用于任何电路
D.焦耳定律Q=I2Rt适用于任何电路
2.来自质子源的质子(初速度为0)经一直线加速器加速,形成电流为I的细柱形质子流,已知质子源与靶间的距离为d,质子的电荷量为e,假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,质子到达靶时的速度为v,则质子源与靶间的质子数为( )
A.
B.
C.
D.
3.从某电热水壶的铭牌可推算出该电热水壶正常加热10min产生的热量为( )
电热水壶
型号
SP356A
额定电压
220V
额定功率
1800W
额定频率
50Hz
额定容量
1.5L
生产日期
×年×月
×市×有限公司
A.1.8×104JB.1.10×105J
C.1.32×105JD.1.08×106J
图C21
4.两电源电动势分别为E1、E2(E1>E2),内阻分别为r1、r2.图C21为两电源的路端电压随电流变化的图像,当这两个电源分别和一阻值为R的电阻连接时,电源输出功率相等.若将R减小为R′,电源输出功率分别为P1、P2,则( )
A.r1
C.r1 图C22 5.在如图C22所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,电压表和电流表的读数都增大,则可能出现的故障是( ) A.R1短路B.R2短路 C.R3短路D.R1断路 6.图C23为测量某电源电动势和内阻时得到的UI图线.用此电源与三个阻值均为3Ω的电阻连接成电路,测得路端电压为4.8V,则该电路可能为( ) 图C23 图C24 7.如图C25所示电路中,开关S1、S2、S3、S4均闭合,在平行板电容器C的极板间悬浮着一带电油滴P,则( ) 图C25 A.若只断开S1,则P将静止 B.若只断开S2,则P将向上做加速直线运动 C.若只断开S3,则P将静止 D.若只断开S4,则P将向下做加速直线运动 8.为了保证行车安全和乘客身体健康,动车上装有烟雾报警装置,其原理如图C26所示.M为烟雾传感器,其阻值RM随着烟雾浓度的改变而变化,电阻R为可变电阻.车厢内有人抽烟时,烟雾浓度增大,导致S两端的电压增大,装置发出警报.下列说法正确的是( ) 图C26 A.RM随烟雾浓度的增大而增大 B.RM随烟雾浓度的增大而减小 C.若要提高报警灵敏度可增大R D.若要提高报警灵敏度可减小R 9.如图C27所示,电源电动势E=3V,小灯泡L标有“2V 0.4W”,开关S接1,当变阻器调到R=4Ω时,小灯泡L正常发光.现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作,则( ) 图C27 A.电源内阻为1Ω B.电动机的内阻为4Ω C.电动机正常工作电压为1V D.电源效率约为93.3% 10.如图C28所示的两种电路中,电源相同,各电阻阻值相等,各电流表的内阻相等且不可忽略不计.电流表A1、A2、A3、A4的示数分别为I1、I2、I3、I4.下列关系式中正确的是( ) 图C28 A.I1=I2B.I1 第Ⅱ卷(非选择题 共60分) 二、实验题(本题共4小题,每小题10分,共40分) 11.多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器. 甲 乙 图C29 (1)图C29甲是一个多用电表的内部电路图,在进行电阻测量时,应将S拨到________或________; (2)在进行电压测量时,应将S拨到________或________; (3)使用多用电表进行了两次测量,指针所指的位置分别如图乙中a、b所示.若选择开关处在“×10Ω”的电阻挡时指针位于a,则被测电阻的阻值是________Ω.若选择开关处在“直流电压2.5V”挡时指针位于b,则被测电压是________V. 12.某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r,所给的器材有: A.电压表V: 0~3V~15V B.电流表A: 0~0.6A~3A C.滑动变阻器R1: (20Ω,1A) D.滑动变阻器R2: (1000Ω,0.1A) E.开关S和导线若干 (1)实验中电压表应选用的量程为________(选填“0~3V”或“0~15V”);电流表应选用的量程为________(选填“0~0.6A”或“0~3A”);滑动变阻器应选用________. (2)实验测得的6组数据已在UI图中标出,如图C210所示.请你根据数据点位置完成UI图线,并由图线求出该电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω. 图C210 13.为了测量某一未知电阻Rx的阻值,某实验小组找来以下器材: 电压表(0~3V,内阻约为3kΩ)、电流表(0~0.6A,内阻约为0.5Ω)、滑动变阻器(0~15Ω,2A)、电源(E=3V,内阻很小)、开关与导线,并采用如图C211甲所示的电路图做实验. 图C211 (1)请按图甲所示的电路图将图乙中实物连线图补充完整. (2)图乙中,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于________端.(选填“a”或“b”) (3)闭合开关,缓慢调节滑动变阻器,得到多组电压表与电流表的读数,根据实验数据在坐标系中描出坐标点,如图丙所示,请你完成UI图线. (4)根据UI图可得,该未知电阻的阻值Rx=________.(保留两位有效数字) (5)实验中使用的电表不是理想电表,这会对实验结果造成一定的影响,则该小组同学通过实验测出的电阻值________(选填“>”“<”或“=”)Rx的真实值. (6)利用现有的仪器,为了更加精确地测量这个电阻的阻值,请你给该实验小组提出建议并说明理由: ________________________________________________________________________ ________________________________. 图C212 14.某兴趣小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值为ρ≥200Ω·m).图C212为该小组所用盛水容器,其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小),其余四面由绝缘材料制成,左右两侧带有接线柱.容器内表面长a=40cm,宽b=20cm,高c=10cm.将水样注满容器后,进行以下操作: (1)分别用多用电表欧姆挡的“×1k”“×100”两挡粗测水样的电阻值时,表盘上指针如图C213所示,则所测水样的电阻约为________Ω. 图C213 (2)为更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材: A.电流表(量程3mA,电阻RA为5Ω) B.电压表(量程6V,电阻RV约为10kΩ) C.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A) D.电源(6V,内阻约为1Ω) E.开关一只、导线若干 请完成图C214中的实物图连接. 图C214 (3)正确连接电路后,闭合开关,测得一组U、I数据,再调节滑动变阻器,重复上述测量步骤,得出一系列数据如表所示,请根据表中数据作出UI关系图线. U/V 1.1 1.8 3.0 3.8 4.8 I/mA 0.50 0.82 1.36 1.73 2.18 (4)由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为________Ω·m.据此可知,所测水样在电阻率这一指标上________.(选填“达标”或“不达标”) 三、计算题(本题共2小题,每小题10分,共20分.解答应写出必要的文字说明、方程式和主要的演算步骤) 15.有一种“电测井”技术,用钻头在地上钻孔,通过在钻孔中进行电特性测量,可以反映地下的有关情况,图C215为一钻孔,其形状为圆柱体,半径为10cm,设里面充满浓度均匀的盐水,其电阻率ρ=0.314Ω·m,现在钻孔的上表面和底部加上电压,测得U=100V,I=100mA. (1)求该钻孔的深度. (2)若截取一段含盐水的圆柱体与电动势为200V、内阻为100Ω的电源相连,通电10min,当截取的圆柱体长度为多少时,盐水产生的热量最多? 最多为多少? 图C215 16.如图C216所示的电路中A、B、C为三个规格不同的小电珠,R为滑动变阻器,在A、B上分别标有“2V 0.2W”和“1.5V 0.15W”字样,而C上只看得出标有“2V”字样.当滑片P在图示位置时,A、B、C三个小电珠均能正常发光,已知电源电动势为6V,内阻为1Ω,求: (1)滑动变阻器的阻值R; (2)三个小电珠正常发光时,滑动变阻器所消耗的电功率. 图C216 参考答案 单元测评 (二) 1.D [解析]电功率P=UI越大,电流做功越快,但热量Q=I2Rt由I、R、t三者决定,选项A错误;电功W=UIt适用于任何电路,电热Q=I2Rt适用于任何电路,而P热= 只适用于纯电阻电路,选项B、C错误,选项D正确. 2.B [解析]质子从质子源由静止发出后做匀加速直线运动到靶,设运动时间为t,则d= vt,可得t= ,质子源与靶间的电荷量为q=It= ,质子数n= = ,选项B正确. 3.D [解析]热量Q=Pt=1800W×600s=1.08×106J,选项D正确. 4.D [解析]路端电压图像的斜率的绝对值表示内阻,则r1>r2;将R减小为R′,电源输出功率分别为P1、P2,R′的UI图像与路端电压随电流变化的图像的交点的横、纵坐标的乘积为输出功率,由图可得P1 5.A [解析]若各元件没有故障,电路正常,则电流表测量流过R1支路的电流,电压表测量R3两端的电压;若R1短路,则R2被短路,外电路只有电阻R3接在电源两端,电流表测量干路电流,电压表测量路端电压,两表示数均增大,符合题意.若R2短路,则R1被短路,电流表示数为零,显然不符合题意;若R3短路,则电压表示数为零,不符合题意;若R1断路,则电流表示数为零,也不符合题意.选项A正确. 6.B [解析]根据UI图线可知,电源电动势E=6V,内阻r=0.5Ω;当路端电压为U=4.8V时,干路电流I= =2.4A,外电路电阻R= =2Ω,而四个选项中外电路的电阻分别为1Ω、2Ω、9Ω和4.5Ω,所以选项B正确. 7.AB [解析]开关S1、S2、S3、S4均闭合时,电容器两端的电压等于R3两端的电压U3,此时 =mg;若只断开S1,电压U3不变,P仍静止,选项A正确;若只断开S2,电压U3变大,则P将向上做加速直线运动,选项B正确;若只断开S3,电容器放电,则P将向下做加速直线运动,选项C错误;若只断开S4,电压U3不变,P仍静止,选项D错误. 8.BC [解析]烟雾浓度高时,S两端的电压U=IRS增大,干路电流I增大,传感器的电阻减小,其电阻随烟雾浓度增大而减小,选项B正确;增大R,并联支路的总电阻更接近传感器的电阻,传感器电阻变化引起总电阻变化明显,可提高报警灵敏度,选项C正确. 9.AD [解析]开关接1时,通过小灯泡的电流I= =0.2A,对内阻r和电阻R,有r+R= = Ω,则内阻r=1Ω,选项A正确;开关接2时,电动机两端的电压UM=E-U-Ir=0.8V,选项C错误;电源的工作效率η= ×100%= ×100%=93.3%,选项D正确;电动机的线圈不满足欧姆定律,无法计算其内阻,选项B错误. 10.BD [解析]左图中,通过下面电阻的电流大于I1,所以I2>2I1,选项A、C错误;左图电路的总电阻大于右图电路的总电阻,所以左图的干路电流较小,即I2 11. (1)3 4 (2)5 6 (3)500 2.05 [解析] (1)多用电表在进行电阻测量时,内部有电源和调零电阻,应将S拨到3或4; (2)在进行电压测量时,内部串联电阻分压,应将S拨到5或6; (3)当选择开关处在“×10Ω”的电阻挡时指针位于a,则被测电阻的阻值是500Ω.当选择开关处在“直流电压2.5V”挡时指针位于b,则被测电压是2.05V. 12. (1)0~3V 0~0.6A R1 (2)1.5 0.5 [解析] (1)由图像的数据可知电压在1.5V以内,电流在0.6A以内,则实验中电压表应选用的量程为0~3V,电流表应选用的量程为0~0.6A;滑动变阻器采用限流连接,应选用R1. (2)连线如图,由UI图线得该电池的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω. 13. (1)如图所示 (2)a (3)如图所示 (4)5.0Ω(4.8Ω~5.0Ω均正确) (5)> (6)由于待测电阻阻值相对较小,所以建议电流表外接 [解析] (2)闭合开关前,应使Rx分得的电压最小,应将滑动变阻器的滑片P置于a端. (4)由UI图的斜率可得Rx= =5.0Ω. (5)该实验采用电流表的内接法,电压的测量值偏大,则测量的电阻值大于Rx的真实值. (6)由于待测电阻阻值相对较小,建议电流表外接,因电压表所分得的电流远小于待测电阻的电流,故其对电流的测量影响较小. 14. (1)1750 (2)电路连线如图甲所示 (3)如图乙所示 (4)110.0 不达标 [解析] (1)多用电表的指针应尽可能偏转到中央附近,按右图读数,可知电阻为17.5×100Ω=1750Ω. (2)滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻,电路电压要有较大变化范围,应采用分压式连接;因电流表内阻精确已知,采用电流表的内接法,电路如图甲所示. (3)让绝大多数的点在直线上,其余各点均匀地分布在直线两侧,如图乙所示. (4)由图线斜率可知,总电阻为2200Ω(理论上R=R总-RA=2195Ω,但由于实验的偶然误差可能比5Ω还要大,因此,电流表电阻可以忽略),根据电阻定律R=ρ ,代入数据得ρ=110.0Ω·m,由于ρ<200Ω·m,因此,所测水样在电阻率这一指标上不达标. 15. (1)100m (2)10m 6×104J [解析] (1)盐水电阻R= =1000Ω 由电阻定律有R= = 解得h=100m. (2)当圆柱体电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大,盐水产生的热量最多, 即截取的圆柱体的电阻R′=r=100Ω时,产生的热量最多,则 圆柱体的长度L= =10m 由闭合电路欧姆定律得,电流I′= =1A 热量为Q=I′2R′t=6×104J. 16. (1)14Ω (2)0.41W [解析] (1)A、B、C三个小电珠均能正常发光,由I= 得 IA= = A=0.1A IB= = A=0.1A 回路的总电流I=IA+IB=0.2A 回路的路端电压U=E-Ir=(6-0.2×1)V=5.8V 滑片P距a端阻值Ra= = Ω=5Ω 滑片P距b端阻值Rb= = Ω=9Ω 所以滑动变阻器的阻值R=Ra+Rb=14Ω. (2)滑动变阻器所消耗的电功率 P=I Ra+I2Rb=(0.12×5+0.22×9)W=0.41W.
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