版高中物理人教版 选修31练习综合能力测试2.docx
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版高中物理人教版选修31练习综合能力测试2
第二章综合能力测试
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分,时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.如今家用电器越来越多,它们在待机状态下也会耗电。
为了节约电能和用电安全,你将选择( )
①切断长期不使用的空调机的电源 ②电视机在不使用时,可以不断开电源 ③合理使用节能灯具 ④尽量避免同时使用大功率家用电器
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②④
答案:
C
解析:
电视机在不使用时,应切断电源以保证安全,所以可排除②,故选C。
2.一照明灯泡电路如图所示,开关S闭合后,电灯不亮,但用测电笔测试a点和b点均见氖管发光。
电灯不亮可能的原因是( )
A.电厂停电B.灯丝断了
C.供电线路某处火线断路D.供电线路某处零线断路
答案:
D
解析:
当用测电笔尖测试a点和b点均见氖管发光,说明电厂没有停电,电灯的灯丝没有断,供电线路的火线没有发生断路,因此可排除选项A、B、C,故正确答案应选D。
3.(宿迁市2013~2014学年高二上学期期中)
如图所示,M、N是平行板电容器的两个极板,R0为定值电阻,R1、R2为可调电阻,用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部.闭合开关S,小球静止时受到悬线的拉力为F。
调节R1、R2,关于F的大小判断正确的是( )
A.保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变大
B.保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变小
C.保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变大
D.保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变小
答案:
B
解析:
据题图可知电容器两端电压UMN即R0两端电压,而R0和R2是串联关系,两者电压的和为电源的电动势,因此R2→UR0→UMN→电场强度E→F电→F,B正确;R2不变,缓慢增大R1时,R0两端电压不变,电容器两端电压不变,故F不变,C、D均错。
4.有一只电熨斗,内部电路如图甲所示,其中M为旋钮的内部接线端子,旋钮有“高”、“中”、“低”、“关”四个挡,每个挡内部接线有如图乙中所示的四种方式,下列判断中正确的是( )
A.a方式为“高”档B.b方式为“低”档
C.c方式为“关”档D.d方式为“中”档
答案:
B
解析:
a中回路未闭合,故a方式为“关挡”,b中总电阻Rb=R1+R2,c中总电阻为Rc=R1,d中总电阻为Rd=
,由公式P=
,故d方式为“高”档,c方式为“中”档,b方式为“低”档,所以B对,A、C、D错。
5.(湖南师大附中2013~2014学年高二上学期期中)如图所示,灯泡A、B都能正常发光,后来由于电路中某个电阻发生断路,致使灯泡A比原来亮一些,B比原来暗一些,则断路的电阻是( )
A.R1 B.R2
C.R3 D.R4
答案:
B
解析:
若R4断路则两灯泡都不亮,若R1断路则两灯泡都变亮,所以选项A、D错误;R2断路时,总电阻变大,总电流变小,则内电压、R4两端电压都变小,则并联部分电压变大,流过R1的电流变大,则B灯与R3的总电流变小,B灯变暗,B灯两端电压变小,则A灯两端电压变大,A灯变亮,所以选项B正确;同理可以判断R3断路时,A灯变暗,B灯变亮,选项C错误。
6.在测量电珠伏安特性实验中,同学们连接的电路中有两个错误电路,如图所示.电源内阻不计,导线连接良好,若将滑动变阻器的触头置于左端,闭合S,在向右端滑动触头过程中,会分别出现如下四种现象:
( )
a.电珠L不亮;电流表示数几乎为零
b.电珠L亮度增加;电流表示数增大
c.电珠L开始不亮;后来忽然发光;电流表从示数不为零到线圈烧断
d.电珠L不亮;电流表从示数增大到线圈烧断
与上述abcd四种现象对应的电路序号为
A.③①②④B.③④②①
C.③①④②D.②①④③
答案:
A
解析:
该题考查了闭合电路的连接及动态变化问题。
①电路中,随触头向右移动,电流增大,电珠变亮,对应b选项。
②电路中随电阻的减小,电流增大直到烧断,对应c选项。
③电路中电压表与灯泡串联,电流很小,灯泡不亮,对应a选项。
④电路中由于电压表与灯泡相串联,灯泡几乎不亮。
但电流表的电流一直增大,直至烧断,对应d选项。
因此A选项正确。
7.一根粗细均匀的导线,两端加上电压U时,通过导线的电流为I,导线中自由电子定向移动的平均速率为v。
若将导线均匀拉长,使它的横截面半径变为原来的
,再给它两端加上电压U,则( )
A.通过导线的电流为
B.通过导线的电流为
C.导线中自由电子定向移动的速率为
D.导线中自由电子定向移动的速率为
答案:
BC
解析:
导线被拉长后,其横截面积变小,变为原来的
,其电阻增大为原来的16倍,则加上相同的电压U时,电流会减为原来的
,B项正确;又根据I=neSv,导线被拉长后,n、e不变,I变为原来的
,S变为原来的
,故v变为原来的
,C项正确。
8.如图所示的电路,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表读数变小,电压表读数变大
B.小灯泡L变亮
C.电容器C上电荷量减小
D.电源的总功率变小
答案:
BC
解析:
当滑动变阻器滑片P向右移动时,接入电路中的阻值变小,回路的总阻值R总减小,干路电流(I干)增大,电流表读数变大,小灯泡L变亮,而内电压(I干·r)增大,故路端电压减小,选项A错误,B正确;由P=EI干得,选项D错误;由UC=E-I干(r+R灯)及q=C·UC知,选C正确。
9.(郑州一中2013~2014学年高二上学期检测)如图(a)所示的电路中,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动,根据电路中电压表和电流表的数据描绘了如图(b)所示的两条U-I图线( )
A.图线甲是根据电压表V1和电流表A的示数描绘的
B.由图线可知,电源内阻r=3.0Ω
C.图中两图线的交点表示在整个调节过程中,此时电源的输出功率最大
D.图中两图线的交点表示在整个调节过程中,此时电源效率达到最大值
答案:
AC
解析:
由题意可知图象甲表示电源的路端电压随电流的变化关系,图象乙表示电阻两端的电压随电流的变化关系,所以选项A正确;交点处说明两图象表示的电流相等,并且电压相等,故说明此时滑动变阻器短路,即滑片滑到了最左端,此时内电压U内=Ir=0.5V,所以内阻r=1Ω,故选项B错误;由图象乙可知定值电阻R0=2Ω>r,即外电路总阻值大于内电阻,所以当外电路阻值最小时,电源的输出功率最大,故选项C正确;图象交点表示电路所能达到的最大电流,η=
可知此时电源的效率最小,故选项D错误。
10.下表列出了某品牌电动自行车(如图)及所用电动机的主要技术参数,不计其自身机械损耗。
若该车在额定状态下以最大运行速度行驶,则( )
自重
40(kg)
额定电压
48(V)
载重
75(kg)
额定电流
12(A)
最大行驶速度
20(km/h)
额定输出功率
350(W)
A.电动机的输入功率为576WB.电动机的内电阻为4Ω
C.该车获得的牵引力为104ND.该车受到的阻力为63N
答案:
AD
解析:
电动机的输入功率P入=UI=48×12W=576W,故选项A正确。
电动机正常工作时为非纯电阻电路,不能用欧姆定律求内电阻,故选项B错误。
电动车速度最大时,牵引力F与阻力Ff大小相等,由P出=Ffvmax得Ff=
=
N=63N,故选项C错误、D正确。
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、填空题(共3小题,每小题8分,共24分。
把答案直接填在横线上)
11.用如图甲所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。
请根据下列步骤完成电阻测量(请将你的答案相应的字母或文字)填写在空格内:
图甲
(1)旋动部件________,使指针对准电流的“0”刻线;
(2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置;
(3)将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件________,使指针对准电阻的________(填“0刻线”或“∞刻线”);
(4)将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小。
为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按________的顺序进行操作,再完成读数测量。
A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准
(5)将红、黑笔表分别与待测电路两端相接触,若电表的读数如图乙所示,则该电阻的阻值读数应为________Ω。
图乙
(6)测量完毕后,要将选择开关旋转到________位置。
答案:
(1)S (3)T 0刻线 (4)ADC (5)19k (6)OFF
12.(河北石家庄市2013~2014学年高二上学期期末)某同学用量程为1mA、内阻为120Ω的表头按图(a)所示电路改装成量程分别为1V和1A的多用电表。
图中R1和R2为定值电阻,S为开关。
回答下列问题:
(1)根据图(a)所示的电路,在图(b)所示的实物图上连线。
(2)开关S闭合时,多用电表用于测量________(填“电流”“电压”或“电阻”);开关S断开时,多用电表用于测量________(填“电流”、“电压”或“电阻”)。
(3)表笔A应为________色(填“红”或“黑”)。
(4)定值电阻的阻值R1=________Ω,R2=________Ω。
(结果取3位有效数字)
答案:
(1)如图所示
(2)电流 电压 (3)黑
(4)1.00 880
解析:
将表头改装成电压表时,需串联一电阻进行分压,而改装成电流表时则需并联一电阻分流,因此闭合开关后,并联上R1改装成一电流表,断开开关,表头与R2串联则改装成一电压表。
多用电表内部表头的正极在右侧,即电流应从表笔B流入,从表笔A流出,则表笔A为黑色。
当断开S时,Ig(R2+r)=Um,解得R2=880Ω。
当闭合S时,Ig(R2+r)=(I-Ig)R1,解得R1≈1.00Ω。
13.(青岛市2013~2014学年高二上学期五校联考)某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内电阻,备有下列器材:
①待测电池,电动势约为1.5V(小于1.5V)
②电流表,量程3mA
③电流表,量程0.6A
④电压表,量程1.5V
⑤电压表,量程3V
⑥滑动变阻器,0~20Ω
⑦开关一个,导线若干
(1)请选择实验中需要的器材________(填标号)。
(2)按电路图将实物(如图甲所示)连接起来。
(3)小组由实验数据作出的U-I图象如图乙所示,由图象可求得电源电动势为________V,内电阻为________Ω。
答案:
(1)①③④⑥⑦
(2)如图所示 (3)1.4 2.8
解析:
(1)根据本实验的原理以及特点,所选器材是①③④⑥⑦;
(2)根据电路图连接实物图时,一定要看清电路的结构,滑动变阻器的接线柱所在的位置,注意导线不能交叉;(3)电源的电动势是纵轴截距1.4V,内电阻r=
=
Ω=2.8Ω。
三、论述·计算题(共3小题,共36分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
14.(11分)右图为“解放”牌大卡车的远程车灯电路的蓄电池总功率随电流变化的图象,已知蓄电池瞬间短路时的电流为14A。
求:
(1)该蓄电池的电动势E和内电阻r。
(2)车头两个远程车灯的铭牌上标有“12V、12W”字样,若两灯并联接在蓄电池两端,则两灯消耗的总电功率为多少?
答案:
(1)E=14V;r=1Ω
(2)P总=24W
解析:
(1)由图可知瞬间短路时总功率P=196W,由P=I短E,求出E=14V,由P=I
r,求出r=1Ω
(2)一个车灯的电阻:
R灯=
=12Ω
两灯并联的电阻:
R并=
=6Ω
电路中的总电流:
I=
=2A
两灯总电功率P总=I2R并=24W
15.(12分)(郑州一中2013~2014学年高二上学期检测)如图所示,在A、B两点间接一电动势为3V,内电阻为1Ω的直流电源,电阻R1、R2、R3的阻值均为5Ω,电容器的电容为30μF,电流表的内阻不计,当电键S闭合时,求:
(1)电流表的读数;
(2)电容器所带的电量;
(3)断开电键S后,通过R2的电量。
答案:
(1)0.5A
(2)7.5×10-5C (3)3.75×10-5C
解析:
(1)当电键S闭合时,电阻R1、R2被短路,根据欧姆定律得,电流表的读数I=
=
A=0.5A
(2)电容器两板间的电压等于电阻R3两端的电压
U=IR3=0.5×5V=2.5V
故电容器所带的电量
Q=CU=30×10-6×2.5C=7.5×10-5C
(3)断开电键S后,电容器相当于电源,外电路R1、R2并联后与R3串联,由于各个电阻阻值都相等,则通过R2的电量为Q′=
Q=3.75×10-5C。
16.(13分)如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,极板长l=80cm,两板间的距离d=40cm电源电动势E=40V,内电阻r=1Ω,电阻R=15Ω,闭合开关S,待电路稳定后,将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v0=4m/s水平向右射入两板间,该小球可视为质点。
若小球带电量q=1×10-2C,质量为m=2×10-2kg,不考虑空气阻力,电路中电压表、电流表均是理想电表。
若小球恰好从A板右边缘射出(g取10m/s2)。
求
(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多少?
(2)此时电流表、电压表的示数分别为多少?
(3)此时电源的输出功率是多少?
答案:
(1)24Ω
(2)1A 39V (3)39W
解析:
(1)设小球在板间飞行时间为t,
t=
=
s=0.2s
根据d=
at2得飞行加速度
a=
=
m/s2=20m/s2
对小球根据牛顿第二定律得q
-mg=ma,解得:
UAB=
=
V=24V
所以滑动变阻器两端电压U滑=UAB=24V
设通过滑动变阻器的电流为I,由欧姆定律得,
I=
=
A=1A
滑动变阻器接入电路的阻值R滑=
=24Ω。
(2)此时电流表的示数为1A,
电压表的示数为
U=E-Ir=(40-1×1)V=39V
(3)电源的输出功率P出=IU=39W。
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