高三物理总复习综合测试题7.docx
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高三物理总复习综合测试题7
单元综合测试七(恒定电流)
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,试卷满分为100分.考试时间为90分钟.
第Ⅰ卷(选择题,共40分)
一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分.有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)
图1
1.(2018·镇江模拟)如图1所示,在一幢居民楼里有各种不同的用电器,如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等.停电时,用多用电表测得A、B间的电阻为R;供电后,设各家用电器全都同时使用时,测得A、B间电压为U,进线电流为I;经过一段时间t,从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W,则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率,其中正确的是( )
A.P=I2R B.P=
C.P=IUD.P=
解析:
电路消耗的电功率的计算公式P=UI,P=
是普遍适用的,而A、B两选项只适用于纯电阻电路,而电视机、洗衣机、微波炉和排油烟机都不是纯电阻,所以选项A、B错误,正确选项为CD.
答案:
CD
2.(2018·山东枣庄)截面直径为d、长为L的导线,两端电压为U,当这三个量中的一个改变时,对自由电子定向移动平均速率的影响,下列说法正确的是( )
A.电压U加倍时,自由电子定向移动的平均速率不变
B.导线长度L加倍时,自由电子定向移动的平均速率减为原来的一半
C.导线截面直径d加倍时,自由电子定向移动的平均速率不变
D.导线截面直径d加倍时,自由电子定向移动的平均速率加倍
解析:
根据电流I的微观表达式、定义式以及电阻的决定式可得:
I=neSv=
=
S,所以nev=
.由此可知电压U加倍时,自由电子定向移动的平均速率v加倍,A错误;导线长度L加倍时,自由电子定向移动的平均速率减半,B正确;导线截面直径d加倍时,自由电子定向移动的平均速率v不变,C正确.
答案:
BC
3.
图2
(2018·威海模拟)如图2所示,电源电动势E=3.2V,电阻R=30Ω,小灯泡L的额定电压UL=3.0V,额定功率PL=4.5W.当开关S接1时,电压表的读数为3V,则当开关S接2时,灯泡发光的情况是( )
A.很暗,甚至不亮
B.正常发光
C.比正常发光略亮
D.有可能被烧坏
解析:
设电源的内电阻为r,S接1时,由闭合电路的欧姆定律得电路中的电流为:
I1=
,电压表的示数等于电阻R两端的电压,即:
U1=I1R,代入数据联立解得:
r=2Ω.灯泡的电阻为:
RL=
=2Ω,S接2时,电路中的电流为:
I2=
=
A=0.8A,灯泡两端的电压为:
U′L=I2RL=0.8×2V=1.6V,比灯泡的额定电压小得多,灯泡很暗,甚至不亮,正确选项为A.
答案:
A
图3
4.如图3所示,调整电路的可变电阻R的阻值,使电压表V的示数增大ΔU,在这个过程中( )
A.通过R1的电流增加,增加量一定等于
B.R2两端的电压减小,减少量一定等于ΔU
C.通过R的电流增加,增加量一定等于
D.通过R2的电流减小,但减少量一定小于
解析:
电压表的示数增加,说明可变电阻的阻值增大,路端电压增加,电路中的电流减小,R2两端的电压减小;由欧姆定律得流过电阻R1的电流增加量为:
ΔI1=
,R2两端的电压减少量等于R1两端的电压增加量减去路端电压的增加量,即ΔU2=ΔU-ΔU路<ΔU,通过R2的电流的减少量为:
ΔI2=
<
;通过电阻R的电流为:
IR=I2-I1,I2减小,而I1增大,因此IR减小.正确选项为AD.
答案:
AD
图4
5.(2018·济宁模拟)如图4所示的电路中,灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的,现在突然灯泡A比原来变暗了些,灯泡B比原来变亮了些,则电路中出现的故障可能是( )
A.R3断路
B.R1短路
C.R2断路
D.R1、R2同时短路
解析:
灯泡A变暗,灯泡B变亮,说明流过灯泡A的电流减小,流过灯泡B的电流增大.若R3断路,电源的路端电压增大,流过灯泡A、B的电流均增大;若R1短路,电源的路端电压减小,流过R3的电流减小,流过灯泡A、B的电流增大;若R2断路,电源的路端电压减小,灯泡A和电阻R1两端的电压增大,电路中的总电流减小,流过R3的电流增大,流过灯泡A的电流减小,灯泡B两端的电压增大,流过灯泡B的电流增大;电阻R1、R2同时短路,灯泡B不亮.正确选项为C.
答案:
C
6.在如图5所示的逻辑电路中,当A端输入电信号“1”、B端输入电信号“0”时,则在C和D端输出的电信号分别为( )
图5
A.1和0B.0和1
C.1和1D.0和0
解析:
B端输入“0”,经过“非”门输出“1”,则D端输出“1”;同时输出的“1”与A端输入的“1”一起输入“与”门,在C端输出“1”.所以应选C.
答案:
C
图6
7.图6所示为伏安法测电阻的一种常用电路,以下分析正确的是( )
A.此接法的测量值大于真实值
B.此接法的测量值小于真实值
C.此接法要求待测电阻值小于电流表内阻
D.开始实验时滑动变阻器滑动头P应处在最左端
解析:
由R测=
=R真+RA,故A正确,B错误;电流表Ⓐ内接法,要求R≫RA,故C错误;开始实验时滑动变阻器滑动头应在最右端,使电压表读数由小变大调节,故D错误.
答案:
A
8.可用理想电压表
、理想电流表
、变阻器R以及电键K和导线等器材来测量某一电源E的电动势和内阻如图所示.下面给出了四个电路图,图中“+”、“-”代表电源的正负极和电表的正负接线柱.正确的电路图是( )
解析:
电流表和电压表的正接线柱应和电源的正极相连,而C选项的电压表的接线柱接错,所以C选项错.A选项中电流表将电路短路,电流表可能会被烧坏,电压表无读数,A选项错.D选项安培表和电压表串联,安培表读数几乎为零,电压表读数为电源电动势,D选项错.电源的内电阻很小,电压表分流作用小,将电流表和滑动变阻器相接,误差小,B选项正确.
答案:
B
图7
9.(2018·湖南湘潭二模)如图7是一火警报警电路的示意图.其中R3为用某种材料制成的传感器,这种材料的电阻率随温度的升高而增大.值班室的显示器为电路中的电流表,电源两极之间接一报警器.当传感器R3所在处出现火情时,显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( )
A.I变大,U变小B.I变小,U变大
C.I变大,U变大D.I变小,U变小
解析:
当传感器R3所在处出现火情时,由题意可知,R3增大,回路总电阻增大,干路电流减小,路端电压U变大,而UR2=E-I总(r+R1),则R2两端电压增大,流过R2的电流变大,选项C正确.
答案:
C
图8
10.如图8所示,电源电动势为E,内阻为r,平行板电容器两金属板水平放置,开关S是闭合的,两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态,G为灵敏电流计.则以下说法正确的是( )
A.在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,油滴向上加速运动,G中有从b到a的电流
B.在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中,油滴向下加速运动,G中有从b到a的电流
C.在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,油滴仍然静止,G中有从a到b的电流
D.在将S断开后,油滴仍保持静止状态,G中无电流通过
解析:
滑片P向上移动,接入电路的电阻增大,总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可知,干路电流减小,因U=E-I(r+R1),可知电容器极板电压变大,油滴受到的电场力增大,油滴向上运动,极板电压变大,说明电容器充电,G中电流方向从b到a,A正确,B、C错误;将S断开后,电容器放电,G中有电流,电压减小,电场力减小,油滴向下运动,D错误.
答案:
A
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
二、实验题(本题共4小题,每题10分,共40分)
11.(2018·浙江高考)
(1)如图9甲所示,在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,同组同学已经完成部分导线的连接,请你在实物接线图中完成余下导线的连接.
图9
(2)某同学从标称为“220V25W”、“220V300W”、“220V500W”的3只灯泡中任选一只,正确使用多用电表测量灯泡阻值如图9乙所示.该灯泡的阻值是________Ω,标称的额定功率为________W.
解析:
(1)因为小灯泡的电阻远小于电压表内阻,所以选用外接法,需要测量多组数据和描绘图象,需要电压从0开始调节,所以为分压电流表外接法.
(2)多用电表测量的为没有接入电路时的电阻,该电阻要比接入电路中的电阻小些,所以为25W的小灯泡.
答案:
(1)连接如图10
图10
(2)160 25
12.(2018·全国卷Ⅰ)如图11所示的电路中,1、2、3、4、5、6为连接点的标号.在开关闭合后,发现小灯泡不亮.现用多用电表检查电路故障,需要检测的有:
电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点.
图11
(1)为了检测小灯泡以及3根导线,在连接点1、2已接好的情况下,应当选用多用电表的________挡.在连接点1、2同时断开的情况下,应当选用多用电表的________挡.
(2)在开关闭合情况下,若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,则表明__________可能有故障.
(3)将小灯泡拆离电路,写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤.
________________________________________________________________________
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解析:
本题主要考查多用电表的使用、闭合电路欧姆定律等知识点,意在考查考生应用闭合电路欧姆定律分析电路故障,加强对理论联系实际的能力的考查.
用多用电表欧姆挡测电阻时必须将其从电路中断开,在点1和点2已接好的情况下,应选用多用电表的电压挡测量各器材两端的电压;点1和点2同时断开时,可以用欧姆挡进行测量.在开关闭合时,若测得5、6两点间电压接近电源电动势,可知开关或连接点5、6出现故障.把小灯泡拆离电路后,检验小灯泡是否断路可用多用电表的欧姆挡,调零后进行测量,如果电阻无穷大,说明灯泡是断路的.
答案:
(1)电压 欧姆
(2)开关或连接点5、6
(3)①将多用电表挡位调至欧姆挡;
②将红、黑表笔相接,检查欧姆挡能否正常工作;
③测量小灯泡的电阻.如电阻为无穷大,表明小灯泡有故障.
图12
13.图12为用伏安法测量电阻的原理图.图中,
为电压表,内阻为4000Ω;
为电流表,内阻为50Ω;E为电源,R为电阻箱,Rx为待测电阻,S为开关.
(1)当开关闭合后电压表读数U=1.6V,电流表读数I=2.0mA.若将Rx=
作为测量值,所得结果的百分误差是________.
(2)若将电流表改为内接,开关闭合后,重新测得电压表读数和电流表读数,仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值,这时结果的百分误差是________.
(百分误差=
×100%)
解析:
(1)通过电压表的电流Iv=
=0.4mA
通过Rx的电流IRx=(2.0-0.4)mA=1.6mA
Rx的实际阻值 Rx实=
=1000Ω
Rx的测量值Rx测=
=800Ω
结果百分误差=
×100%=20%.
(2)同理可得电流表改为内接时,结果百分误差=
×100%=5%.
答案:
(1)20%
(2)5%
14.(2018·重庆高考)硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件,某同学用图13所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系,图中R0为已知定值电阻,电压表视为理想电压表.
(1)请根据图13,用笔画线代替导线将图14中的实验器材连接成实验电路.
(2)若电压表V2的读数为U0,则I=________.
(3)实验一:
用一定强度的光照射硅光电池,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U—I曲线a,见图15,由此可知电池内阻________(填“是”或“不是”)常数,短路电流为________mA,电动势为________V.
(4)实验二:
减小实验一中光的强度,重复实验,测得U—I曲线b,见图15.
图15
当滑动变阻器的电阻为某值时,若实验一中的路端电压为1.5V,则实验二中外电路消耗的电功率为________mW(计算结果保留两位有效数字).
解析:
本题考查了闭合电路的欧姆定律和电阻的伏安特性曲线等,意在考查考生数据处理的能力、创造性作图的能力等.
(2)由部分电路的欧姆定律有I=
(3)由U=E-Ir知,若电池内阻不变,则图线应该是直线.
(4)因为两次实验中外电路的总电阻没有改变,因此可以作出外电路总电阻的伏安特性曲线,它和b曲线的交点就是外电路中总电阻的工作状态.先找出外电阻在实验一中的工作状态,再将点(210,1.5)和原点相连,和曲线b相交于(93,0.7).
答案:
(1)如图16所示
(2)
(3)不是 0.295(0.293~0.297) 2.67(2.64~2.70) (4)0.065(0.060~0.070)
图16
三、计算题(本题共2小题,每题10分,共20分,计算时必须有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
图17
15.(2011·浙江宁波期末)某课外小组设计了一种测定风速的装置,其原理如图17所示.一个劲度系数k=120N/m、自然长度L0=1m的弹簧一端固定在墙上的M点,另一端N与导电的迎风板相连,弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上,弹簧是不导电的材料制成的.迎风板面积S=0.5m2,工作时总是正对着风吹来的方向,电路的一端与迎风板相连,另一端在M点与金属杆相连,迎风板可在金属杆上滑动,且与金属杆接触良好.定值电阻R=1.0Ω,电源的电动势E=12V,内阻r=0.5Ω.闭合开关,没有风吹时,弹簧处于原长,电压表的示数U1=9.0V,某时刻由于风吹迎风板,电压表的示数变为U2=6.0V.(电压表可看做理想表)求:
(1)金属杆单位长度的电阻;
(2)此时作用在迎风板上的风力.
解析:
设无风时金属杆接入电路的电阻为R1,风吹时接入电路的电阻为R2,由题意得
(1)无风时:
U1=
R1
得R1=4.5Ω
所以金属杆单位长度的电阻r=
=
Ω/m=4.5Ω/m.
(2)有风时:
U2=
R2
得R2=1.5Ω
此时,弹簧长度L=
=
m
压缩量x=L0-L=(1-
)m=
m
由二力平衡得此时风力:
F=kx=120×
N=80N.
答案:
(1)4.5Ω/m
(2)80N
图18
16.如图18所示电路,已知R3=4Ω,闭合电键,安培表读数为0.75A,伏特表读数为2V,经过一段时间,一个电阻被烧坏(断路),使安培表读数变为0.8A,伏特表读数变为3.2V,问:
(1)哪个电阻发生断路故障?
(2)R1的阻值是多少?
(3)能否求出电源电动势E和内阻r?
如果能,求出结果;如果不能,说明理由.
解析:
(1)伏特表和安培表有示数且增大,说明外电阻增大,故只能是R2被断路了.
(2)R1=
=
Ω=4Ω.
(3)UR3=I1R1-UR2=0.75×4V-2V=1V
I3=
=
=0.25A
E=3.2V+0.8A×(R4+r)
E=3V+(0.25A+0.75A)(R4+r)
R4+r=1Ω
E=4V
故只能求出电源电动势E而不能求出内阻r.
答案:
(1)R2
(2)4Ω (3)4V 不能求出内阻 理由见解析
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