步步高《单元滚动检测卷》高考物理人教全国精练第七章 恒定电流.docx
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步步高《单元滚动检测卷》高考物理人教全国精练第七章恒定电流
高三单元滚动检测卷·物理
考生注意:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共4页.
2.答卷前,考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上.
3.本次考试时间90分钟,满分100分.
4.请在密封线内作答,保持试卷清洁完整.
第七章 恒定电流
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.在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一个选项正确,第7~10题有多项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)
1.有三个用电器,分别为日光灯、电烙铁和电风扇,它们的额定电压和额定功率均为“220V,60W”.现让它们在额定电压下工作相同的时间,产生的热量( )
A.日光灯最多B.电烙铁最多
C.电风扇最多D.一样多
2.一个直流电动机,其线圈的电阻是0.5Ω,当它两端所加电压为6V时,通过电动机的电流是2A.由此可知( )
A.电动机消耗的电功率为10W
B.电动机发热的功率为10W
C.电动机输出的机械功率为10W
D.电动机的工作效率为20%
3.汽车轮胎气压自动报警装置的主要部件是压阻式压力传感器,某压阻式压力传感器的特点是压力F越大其电阻越小,现将该压力传感器R0接入如图1所示电路中,开关S闭合,当压力传感器所受压力增大时,下列说法正确的是( )
图1
A.电压表的示数增大
B.电流表的示数增大
C.R1的电功率增大
D.R2的电功率增大
4.如图2所示电路中,GMR为一个磁敏电阻,它的阻值随所处空间磁场的增强而增大,闭合开关S1和S2后,在滑片P向右滑动时( )
图2
A.L1、L2都变暗
B.L1、L2都变亮
C.L1变暗,L2变亮
D.L1变亮,L2变暗
5.把标有“220V,100W”的A灯和“220V,200W”的B灯串联起来,接入220V的电路中,不计导线电阻并假设两灯灯丝的电阻不变.则下列判断中正确的是( )
A.两灯的电阻之比RA∶RB=1∶2
B.两灯两端的实际电压之比UA∶UB=2∶1
C.两灯实际消耗的功率之比PA∶PB=1∶2
D.在相同时间内,两灯实际发热之比QA∶QB=1∶2
6.如图3所示,平行板电容器通过一滑动变阻器R与直流电源连接,G为一零刻度在表盘中央的灵敏电流计,闭合开关S后,下列说法正确的是( )
图3
A.若只在两极板间插入电介质,电容器的两极板间电压将增大
B.若只在两极板间插入电介质,电容器的电容将保持不变
C.若只将电容器下极板向下移动一小段距离,此过程电流计中有从a到b方向的电流
D.若只将滑动变阻器滑片P向上移动,电容器储存的电荷量将增加
7.如图4所示,平行板电容器中带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则( )
图4
A.电压表读数减小
B.电流表读数减小
C.质点P将向上运动
D.R1上消耗的功率逐渐增大
8.如图5所示,电源电动势E=3V,小灯泡L标有“2V,0.4W”.开关S接1,当滑动变阻器调到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5
A.电源内阻为1Ω
B.电动机的内阻为4Ω
C.电动机的正常工作电压为1V
D.电源效率约为93.3%
9.如图6所示,电源电动势E=9V,内电阻r=4.5Ω,变阻器R1的最大电阻Rm=5.0Ω,R2=1.5Ω,R3=R4=1000Ω,平行板电容器C的两金属板水平放置.在开关S与a接触且当电路稳定时,电源恰好有最大的输出功率,在平行板电容器中间引入一带电微粒恰能静止.那么( )
图6
A.在题设条件下,R1接入电路的阻值应为3Ω,电源的输出功率应为4.5W
B.引入的微粒带负电,当开关接向b(未接触b)的过程中,微粒将向下运动
C.在题设条件下,当R1的阻值增大时,R2两端的电压增大
D.在题设条件下,当开关接向b后,流过R3的电流方向为d→c
10.如图7所示,图甲中M为一电动机,当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示.已知电流表读数在0.2A以下时,电动机没有发生转动.不考虑电表对电路的影响,以下判断正确的是( )
图7
A.电路中电源电动势为3.6V
B.变阻器向右滑动时,V2读数逐渐减小
C.此电路中,电动机的最大输出功率为0.9W
D.变阻器的最大阻值为30Ω
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
二、非选择题(共60分)
11.(10分)(2015·广东理综·34
(2))某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3kΩ)、电流表(内阻约为1Ω)、定值电阻等.
图8
①使用多用电表粗测元件X的电阻.选择“×1”欧姆挡测量,示数如图8(a)所示,读数为________Ω.据此应选择图8中的________(填“b”或“c”)电路进行实验.
②连接所选电路,闭合S;滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,电流表的示数逐渐________(填“增大”或“减小”);依次记录电流及相应的电压;将元件X换成元件Y,重复实验.
图9
③图9(a)是根据实验数据作出的U-I图线,由图可判断元件________(填“X”或“Y”)是非线性元件.
④该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R=21Ω的定值电阻,测量待测电池的电动势E和内阻r,电路如图9(b)所示.闭合S1和S2,电压表读数为3.00V;断开S2,读数为1.00V,利用图9(a)可算得E=________V,r=________Ω(结果均保留两位有效数字,视电压表为理想电压表).
12.(10分)某同学为测定某柱形电子元件的电阻率,先做如下测量:
(1)用螺旋测微器测量它的直径,示数如图10甲所示,读数为d=________mm;用游标为20分度的卡尺测量它的长度,示数如图乙所示,读数为L=__________cm.
图10
(2)用多用电表粗测该元件的电阻,选用“×10”倍率的欧姆挡后,应先进行__________,再进行测量,之后多用电表的示数如图11a所示,测得该元件电阻为____________Ω.
图11
(3)为了精确测得上述待测电阻Rx的阻值,实验室提供了如下器材:
A.电流表A1(量程50mA、内阻r1=10Ω)
B.电流表A2(量程200mA、内阻r2约为2Ω)
C.定值电阻R0=30Ω
D.滑动变阻器R(最大阻值约为10Ω)
E.电源E(电动势约为4V)
F.开关S、导线若干
该同学设计了测量电阻Rx的一种实验电路原理图如图b所示,N处的电流表应选用________(填器材选项前相应的英文字母).开关S闭合前应将滑动变阻器的滑片置于________(选填“a”或者“b”).若M、N电表的读数分别为IM、IN,则Rx的计算式为Rx=________(用题中字母表示)
13.(12分)在如图12所示的电路中,R1=2Ω,R2=R3=4Ω,当开关S接a时,R2上消耗的电功率为4W,当开关S接b时,电压表示数为4.5V,试求:
图12
(1)开关S接a时,通过电源的电流和电源两端的电压;
(2)开关S接b时,电源的电动势和内电阻;
(3)当开关S接c时,通过R2的电流.
14.(14分)如图13所示,一电荷量q=+3×10-5C的小球,用绝缘细线悬挂于一对竖直放置的足够大的平行金属板中的O点.开关S闭合后,小球静止时细线与竖直方向的夹角θ=37°.已知两板间距d=0.1m,电源电动势E=15V,内阻r=0.5Ω,电阻R1=3Ω,R2=R3=R4=8Ω.取g=10m/s2,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
图13
(1)电路稳定后电源的输出功率;
(2)电路稳定后两板间的电场强度的大小;
(3)带电小球的质量.
15.(14分)如图14所示,内壁光滑、内径很小的圆弧管固定在竖直平面内,圆弧的半径r为0.2m,在圆心O处固定一个电荷量为-1.0×10-9C的点电荷Q.质量为0.06kg、直径略小于圆管截面直径的带电小球,从与O点等高的A点沿圆管内径由静止运动到最低点B,到达B点时小球刚好与圆弧管间没有作用力,然后从B点进入板间距d=0.08m的平行板电容器后刚好能在水平方向上做匀速直线运动,且此时电路中的电动机刚好能正常工作(开关闭合).已知电源的电动势为12V,内阻为1Ω,定值电阻R的阻值为6Ω,电动机的内阻为0.5Ω.求:
(取g=10m/s2,静电力常量k=9.0×109N·m2/C2)
图14
(1)小球到达B点时的速度;
(2)小球所带的电荷量;
(3)电动机的机械功率.
答案解析
1.B [三个用电器的额定功率相同,在相同的时间内消耗的电能相同,但日光灯将消耗的电能中的大部分转化为光能,电风扇将消耗的电能中的大部分转化为机械能,只有电烙铁将消耗的电能绝大部分转化为热量,故选B.]
2.C [非纯电阻用电器如电动机,电动机消耗的电功率P总=UI=12W,选项A错误;电动机发热的功率P热=I2R=2W,选项B错误;电动机输出的机械功率P机=P总-P热=10W,选项C正确;电动机的工作效率为机械功率除以总功率η=≈83%,选项D错误.]
3.C [压力传感器所受压力增大时,R0接入电路中的阻值变小,根据并联电路特点,并联部分电阻减小,电路总电阻减小.根据闭合电路欧姆定律,电路中的总电流增大,则内电压增大,R1上的电压也增大,并联部分的电压减小,所以电压表示数变小,电流表示数变小,选项A、B错误;根据电功率P=I2R知,R1的电功率增大,R2的电功率减小,故选项C正确,D错误.]
4.D [滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入电路的有效电阻变大,电磁铁产生的磁场减弱,磁敏电阻的阻值减小,右侧电路外电阻变小,路端电压变小,L2变暗,总电阻变小,总电流变大,通过L2的电流变小,通过L1的电流变大,L1变亮,选项D正确.]
5.B [RA==Ω=484Ω,
RB==Ω=242Ω,
则RA∶RB=2∶1,
因为A与B串联,
所以UA∶UB=RA∶RB=2∶1,
PA∶PB=RA∶RB=2∶1.
在相同时间内,
QA∶QB=RA∶RB=2∶1.
故只有B正确.]
6.D [若只在两极板间插入电介质,电容器的电容将增大,电压不变,选项A、B错误.若只将电容器下极板向下移动一小段距离,电容器的电容将减小,由C=可知,电容器所带电荷量Q减小,此过程电流计中有从b到a方向的电流,选项C错误.若只将滑动变阻器滑片P向上移动,电容器两端的电压升高,由C=可知,所带电荷量Q增大,电容器储存的电荷量将增加,选项D正确.]
7.BC [R4的滑片向b端移动时,R4↑→R总↑→I总↓→U端↑,分析电流表示数变化时,可把R1和R3等效为电源内阻,
示数即可等效为总电流,由上面分析知其示数减小,B正确;分析
示数的变化时,可把R1、R2和R3都等效为电源内阻,其示数即为等效路端电压,增大,A错误;分析电容器两极板间电压时,可把R1等效为电源内阻,UC增大,E=增大,故质点P将向上运动,C正确;P1=IR1减小,D错误.]
8.AD [由小灯泡的额定功率P=UI可知,I=0.2A,由欧姆定律得RL=,可知小灯泡正常发光时电阻RL=10Ω,由闭合电路欧姆定律可知I=,解得r=1Ω,A正确;开关S接2时小灯泡正常发光,说明电路中电流仍为0.2A,故电动机两端电压U′=E-IRL-Ir=0.8V,电动机为非纯电阻用电器,故电动机内阻不等于4Ω,B、C错误;由P总=EI,P内=I2r,η=×100%代入数据可得电源效率约为93.3%,D正确.]
9.AD [选项A中,在开关S与a接触且当电路稳定时,电源恰好有最大的输出功率,可知R1+R2=r,R2=1.5Ω,则R1=3Ω,电源的输出功率Pm==4.5W,故选项A正确;微粒受重力和电场力作用而处于平衡状态,而上极板带正电,可知微粒带负电.当开关接向b(未接触b)的过程中,电容器所带的电荷量未变,电场强度也不变,所以微粒不动,故选项B错误;选项C中,电容器所在的支路相当于断路,在题设条件下,R1和R2及电源构成串联电路,R1的阻值增大时,总电阻增大,总电流减小,R2两端的电压减小,故选项C错误;选项D中,在题设条件下,开关接a时,上极板带正电,当开关接向b后,下极板带正电,流过R3的电流方向为d→c,故选项D正确.]
10.AD [由题图甲知,电压表V2测量路端电压,电流增大时,内电压增大,路端电压减小,所以题图乙中最上面的图线表示V2的电压与电流的关系.此图线的斜率的绝对值等于电源的内阻,为r=Ω=2Ω.当电流I=0.1A时,U=3.4V,则电源的电动势E=U+Ir=3.4V+0.1×2V=3.6V,故A正确;变阻器向右滑动时,R阻值变大,总电流减小,内电压减小,路端电压即为V2读数逐渐增大,故B错误;由题图乙可知,电动机的电阻rM=Ω=4Ω.当I=0.3A时,U=3V,电动机输出功率最大,最大为P=UI-I2rM=3V×0.3A-(0.3A)2×4Ω=0.54W,故C错误;当I=0.1A时,电路中电流最小,变阻器的电阻为最大值,所以R=-r-rM=(-2-4)Ω=30Ω,故D正确.]
11.①10 b ②增大 ③Y ④3.2 0.50
解析 ①用多用电表的欧姆挡测电阻时,电阻值=示数×倍率,故X的读数为10Ω×1=10Ω,由于<,或RX≪RV,故用伏安法测元件X的电阻时,电流表应外接,故选b电路进行实验.②滑片P从左向右滑动过程中,元件X两端的电压越来越大,电流越来越大,故电流表示数逐渐增大.③由U-I图线可知Y是非线性元件.④由③中的U-I图线,可知线性元件的电阻RX=10Ω,当S1、S2都闭合时,回路中的电流I1==0.3A,当S1闭合,S2断开时,回路中的电流I2==0.1A,根据闭合电路欧姆定律,得E=I1(RX+r),E=I2(RX+R+r),联立两式并代入数据解得E≈3.2V,r=0.50Ω.
12.
(1)0.617(0.616~0.618均可) 10.670
(2)欧姆调零 70 (3)B a -r1
解析
(1)螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm,可动刻度读数为:
11.7×0.01=0.117mm,所以最终读数为:
0.5mm+0.117mm=0.617mm;
游标卡尺的主尺读数为106mm,游标读数为0.05×14=0.70mm,
所以最终读数为:
106mm+0.70mm=106.70mm=10.670cm
(2)用多用电表测量该元件的电阻,选用“×10”倍率的欧姆挡后,应先进行欧姆调零,再进行测量,由题图a所示可知,测量结果为7×10Ω=70Ω;
(3)通过待测电阻的最大电流约为:
IM==A≈0.057A=57mA
通过N的最大电流约为:
IN=IM+=0.057A+A≈0.19A=190mA
为保证测量时电流表读数不小于其量程的三分之一,N处的电流表应选B;开关S闭合前应将滑动变阻器的滑片置于a端;
通过定值电阻R0的电流I=IN-IM,并联电路两端电压U=IR0=(IN-IM)R0
Rx+r1=
则待测电阻的电阻值:
Rx=-r1
13.
(1)1A 4V
(2)6V 2Ω (3)0.5A
解析
(1)当S接a时,R1被短路,外电阻为R2,根据电功率公式可得
通过电源的电流I1==1A
电源两端的电压U1==4V.
(2)当S接a时,有E=U1+I1r=4+r①
当S接b时,R1和R2串联,R外′=R1+R2=6Ω
通过电源的电流I2==0.75A
这时有:
E=U2+I2r=4.5+0.75r②
联立①②式得:
E=6V,r=2Ω.
(3)当S接c时,R总=R1+r+R23=6Ω
总电流I总==1A
通过R2的电流I′=I总=0.5A.
14.
(1)28W
(2)140V/m (3)5.6×10-4kg
解析
(1)外电路电阻R=+R1
电路稳定后电路中的总电流I=
路端电压U=E-Ir
输出功率P=UI
联立以上各式代入数据解得P=28W
(2)场强E0==140V/m
(3)设带电小球质量为m,
mgtanθ=qE0
解得m=5.6×10-4kg
15.
(1)2m/s
(2)8×10-3C (3)4.5W
解析
(1)由机械能守恒得,mgr=mv
解得vB=2m/s
(2)到达B点时小球刚好与圆弧管间没有作用力,设小球所带电荷量为q,由牛顿第二定律得
-mg=
解得q=8×10-3C
(3)设电容器两端电压为U,电动机两端电压为UM,由小球在平行板间做匀速直线运动得=mg
由欧姆定律得I=
所以,电动机两端电压UM=E-U-Ir
P机=P总-P热=IUM-I2rM
联立各式代入数据解得
P机=4.5W
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