2020高中物理 第二章 恒定電流單元測(cè)試 新人教版選修3-1（通用）

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1、恒定電流 本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，試卷滿分為100分．考試時(shí)間為90分鐘． 第Ⅰ卷(選擇題，共40分) 一、選擇題(本題共10小題，每題4分，共40分．有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)) 圖1 1．(2020·鎮(zhèn)江模擬)如圖1所示，在一幢居民樓里有各種不同的用電器，如電燈、電視機(jī)、洗衣機(jī)、微波爐、排油煙機(jī)等．停電時(shí)，用多用電表測(cè)得A、B間的電阻為R；供電后，設(shè)各家用電器全都同時(shí)使用時(shí)，測(cè)得A、B間電壓為U，進(jìn)線電流為I；經(jīng)過一段時(shí)間t，從總電能表中測(cè)得這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能為W，則下列表達(dá)式用來計(jì)算該

2、幢樓居民用電的總功率，其中正確的是(　　) A．P＝I2R　　　　　　　　 B．P＝ C．P＝IU D．P＝ 解析：電路消耗的電功率的計(jì)算公式P＝UI，P＝是普遍適用的，而A、B兩選項(xiàng)只適用于純電阻電路，而電視機(jī)、洗衣機(jī)、微波爐和排油煙機(jī)都不是純電阻，所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，正確選項(xiàng)為CD. 答案：CD 2．(2020·山東棗莊)截面直徑為d、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)線，兩端電壓為U，當(dāng)這三個(gè)量中的一個(gè)改變時(shí)，對(duì)自由電子定向移動(dòng)平均速率的影響，下列說法正確的是(　　) A．電壓U加倍時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的平均速率不變 B．導(dǎo)線長(zhǎng)度L加倍時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的平均速率減為原來的一半 C．導(dǎo)線截

3、面直徑d加倍時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的平均速率不變 D．導(dǎo)線截面直徑d加倍時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的平均速率加倍 解析：根據(jù)電流I的微觀表達(dá)式、定義式以及電阻的決定式可得：I＝neSv＝＝S，所以nev＝.由此可知電壓U加倍時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的平均速率v加倍，A錯(cuò)誤；導(dǎo)線長(zhǎng)度L加倍時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的平均速率減半，B正確；導(dǎo)線截面直徑d加倍時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的平均速率v不變，C正確． 答案：BC 3. 圖2 (2020·威海模擬)如圖2所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝3.2 V，電阻R＝30 Ω，小燈泡L的額定電壓UL＝3.0 V，額定功率PL＝4.5 W．當(dāng)開關(guān)S接1時(shí)，電壓表的讀數(shù)為3

4、V，則當(dāng)開關(guān)S接2時(shí)，燈泡發(fā)光的情況是(　　) A．很暗，甚至不亮 B．正常發(fā)光 C．比正常發(fā)光略亮 D．有可能被燒壞 解析：設(shè)電源的內(nèi)電阻為r，S接1時(shí)，由閉合電路的歐姆定律得電路中的電流為：I1＝，電壓表的示數(shù)等于電阻R兩端的電壓，即：U1＝I1R，代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得：r＝2 Ω.燈泡的電阻為：RL＝＝2 Ω，S接2時(shí)，電路中的電流為：I2＝＝ A＝0.8 A，燈泡兩端的電壓為：U′L＝I2RL＝0.8×2 V＝1.6 V ，比燈泡的額定電壓小得多，燈泡很暗，甚至不亮，正確選項(xiàng)為A. 答案：A 圖3 4．如圖3所示，調(diào)整電路的可變電阻R的阻值，使電壓表V的示數(shù)增大ΔU，在

5、這個(gè)過程中(　　) A．通過R1的電流增加，增加量一定等于 B．R2兩端的電壓減小，減少量一定等于ΔU C．通過R的電流增加，增加量一定等于 D．通過R2的電流減小，但減少量一定小于 解析：電壓表的示數(shù)增加，說明可變電阻的阻值增大，路端電壓增加，電路中的電流減小，R2兩端的電壓減??；由歐姆定律得流過電阻R1的電流增加量為：ΔI1＝，R2兩端的電壓減少量等于R1兩端的電壓增加量減去路端電壓的增加量，即ΔU2＝ΔU－ΔU路＜ΔU，通過R2的電流的減少量為：ΔI2＝＜；通過電阻R的電流為：IR＝I2－I1，I2減小，而I1增大，因此IR減小．正確選項(xiàng)為AD. 答案：AD 圖4 5

6、．(2020·濟(jì)寧模擬)如圖4所示的電路中，燈泡A和燈泡B原來都是正常發(fā)光的，現(xiàn)在突然燈泡A比原來變暗了些，燈泡B比原來變亮了些，則電路中出現(xiàn)的故障可能是(　　) A．R3斷路 B．R1短路 C．R2斷路 D．R1、R2同時(shí)短路 解析：燈泡A變暗，燈泡B變亮，說明流過燈泡A的電流減小，流過燈泡B的電流增大．若R3斷路，電源的路端電壓增大，流過燈泡A、B的電流均增大；若R1短路，電源的路端電壓減小，流過R3的電流減小，流過燈泡A、B的電流增大；若R2斷路，電源的路端電壓減小，燈泡A和電阻R1兩端的電壓增大，電路中的總電流減小，流過R3的電流增大，流過燈泡A的電流減小，燈泡B兩端的電壓增

7、大，流過燈泡B的電流增大；電阻R1、R2同時(shí)短路，燈泡B不亮．正確選項(xiàng)為C. 答案：C 6．在如圖5所示的邏輯電路中，當(dāng)A端輸入電信號(hào)“1”、B端輸入電信號(hào)“0”時(shí)，則在C和D端輸出的電信號(hào)分別為(　　) 圖5 A．1和0 B．0和1 C．1和1 D．0和0 解析：B端輸入“0”，經(jīng)過“非”門輸出“1”，則D端輸出“1”；同時(shí)輸出的“1”與A端輸入的“1”一起輸入“與”門，在C端輸出“1” .所以應(yīng)選C. 答案：C 圖6 7．圖6所示為伏安法測(cè)電阻的一種常用電路，以下分析正確的是(　　) A．此接法的測(cè)量值大于真實(shí)值 B．此接法的測(cè)量值小于真實(shí)值 C

8、．此接法要求待測(cè)電阻值小于電流表內(nèi)阻 D．開始實(shí)驗(yàn)時(shí)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭P應(yīng)處在最左端 解析：由R測(cè)＝＝R真＋RA，故A正確，B錯(cuò)誤；電流表?內(nèi)接法，要求R?RA，故C錯(cuò)誤；開始實(shí)驗(yàn)時(shí)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭應(yīng)在最右端，使電壓表讀數(shù)由小變大調(diào)節(jié)，故D錯(cuò)誤． 答案：A 8．可用理想電壓表、理想電流表、變阻器R以及電鍵K和導(dǎo)線等器材來測(cè)量某一電源E的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻如圖所示．下面給出了四個(gè)電路圖，圖中“＋”、“－”代表電源的正負(fù)極和電表的正負(fù)接線柱．正確的電路圖是(　　) 解析：電流表和電壓表的正接線柱應(yīng)和電源的正極相連，而C選項(xiàng)的電壓表的接線柱接錯(cuò)，所以C選項(xiàng)錯(cuò)．A選項(xiàng)中電流表將電路短路，電流

9、表可能會(huì)被燒壞，電壓表無讀數(shù)，A選項(xiàng)錯(cuò)．D選項(xiàng)安培表和電壓表串聯(lián)，安培表讀數(shù)幾乎為零，電壓表讀數(shù)為電源電動(dòng)勢(shì)，D選項(xiàng)錯(cuò)．電源的內(nèi)電阻很小，電壓表分流作用小，將電流表和滑動(dòng)變阻器相接，誤差小，B選項(xiàng)正確． 答案：B 圖7 9．(2020·湖南湘潭二模)如圖7是一火警報(bào)警電路的示意圖．其中R3為用某種材料制成的傳感器，這種材料的電阻率隨溫度的升高而增大．值班室的顯示器為電路中的電流表，電源兩極之間接一報(bào)警器．當(dāng)傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I、報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是(　　) A．I變大，U變小 B．I變小，U變大 C．I變大，U變大 D．I變小，U變小

10、 解析：當(dāng)傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時(shí)，由題意可知，R3增大，回路總電阻增大，干路電流減小，路端電壓U變大，而UR2＝E－I總(r＋R1)，則R2兩端電壓增大，流過R2的電流變大，選項(xiàng)C正確． 答案：C 圖8 10．如圖8所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，平行板電容器兩金屬板水平放置，開關(guān)S是閉合的，兩板間一質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，G為靈敏電流計(jì)．則以下說法正確的是(　　) A．在將滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過程中，油滴向上加速運(yùn)動(dòng)，G中有從b到a的電流 B．在將滑動(dòng)變阻器滑片P向下移動(dòng)的過程中，油滴向下加速運(yùn)動(dòng)，G中有從b到a的電流 C．在將滑動(dòng)變阻器滑片P向

11、上移動(dòng)的過程中，油滴仍然靜止，G中有從a到b的電流 D．在將S斷開后，油滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，G中無電流通過 解析：滑片P向上移動(dòng)，接入電路的電阻增大，總電阻增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，干路電流減小，因U＝E－I(r＋R1)，可知電容器極板電壓變大，油滴受到的電場(chǎng)力增大，油滴向上運(yùn)動(dòng)，極板電壓變大，說明電容器充電，G中電流方向從b到a，A正確，B、C錯(cuò)誤；將S斷開后，電容器放電，G中有電流，電壓減小，電場(chǎng)力減小，油滴向下運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤． 答案：A 第Ⅱ卷(非選擇題，共60分) 二、實(shí)驗(yàn)題(本題共4小題，每題10分，共40分) 11．(2020·浙江高考)(1)如圖9甲所示，在“描繪小

12、燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，同組同學(xué)已經(jīng)完成部分導(dǎo)線的連接，請(qǐng)你在實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接． 圖9 (2)某同學(xué)從標(biāo)稱為“220V 25W”、“220V 300W”、“220V 500W”的3只燈泡中任選一只，正確使用多用電表測(cè)量燈泡阻值如圖9乙所示．該燈泡的阻值是________ Ω，標(biāo)稱的額定功率為________ W. 解析：(1)因?yàn)樾襞莸碾娮柽h(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，所以選用外接法，需要測(cè)量多組數(shù)據(jù)和描繪圖象，需要電壓從0開始調(diào)節(jié)，所以為分壓電流表外接法． (2)多用電表測(cè)量的為沒有接入電路時(shí)的電阻，該電阻要比接入電路中的電阻小些，所以為25 W的小燈泡． 答案：(1)

13、連接如圖10 圖10 (2)160　25 12．(2020·全國(guó)卷Ⅰ)如圖11所示的電路中，1、2、3、4、5、6為連接點(diǎn)的標(biāo)號(hào)．在開關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮．現(xiàn)用多用電表檢查電路故障，需要檢測(cè)的有：電源、開關(guān)、小燈泡、3根導(dǎo)線以及電路中的各連接點(diǎn)． 圖11 (1)為了檢測(cè)小燈泡以及3根導(dǎo)線，在連接點(diǎn)1、2已接好的情況下，應(yīng)當(dāng)選用多用電表的________擋．在連接點(diǎn)1、2同時(shí)斷開的情況下，應(yīng)當(dāng)選用多用電表的________擋． (2)在開關(guān)閉合情況下，若測(cè)得5、6兩點(diǎn)間的電壓接近電源的電動(dòng)勢(shì)，則表明__________可能有故障． (3)將小燈泡拆離電路，寫出用多用

14、電表檢測(cè)該小燈泡是否有故障的具體步驟． ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 解析：本題主要考查多用電表的使用、閉合電路歐姆定律等知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生應(yīng)用閉合電路歐姆定律分析電路故障，加強(qiáng)對(duì)理論聯(lián)系實(shí)際的能力的考查． 用多用電表歐姆擋測(cè)電阻時(shí)必須將其從電路中斷開，在點(diǎn)1和點(diǎn)2已接好的情況下，應(yīng)選用多用電表的電壓擋測(cè)量各器材兩端的電壓；點(diǎn)

15、1和點(diǎn)2同時(shí)斷開時(shí)，可以用歐姆擋進(jìn)行測(cè)量．在開關(guān)閉合時(shí)，若測(cè)得5、6兩點(diǎn)間電壓接近電源電動(dòng)勢(shì)，可知開關(guān)或連接點(diǎn)5、6出現(xiàn)故障．把小燈泡拆離電路后，檢驗(yàn)小燈泡是否斷路可用多用電表的歐姆擋，調(diào)零后進(jìn)行測(cè)量，如果電阻無窮大，說明燈泡是斷路的． 答案：(1)電壓　歐姆 (2)開關(guān)或連接點(diǎn)5、6 (3)①將多用電表擋位調(diào)至歐姆擋； ②將紅、黑表筆相接，檢查歐姆擋能否正常工作； ③測(cè)量小燈泡的電阻．如電阻為無窮大，表明小燈泡有故障． 圖12 13．圖12為用伏安法測(cè)量電阻的原理圖．圖中，為電壓表，內(nèi)阻為4000 Ω；為電流表，內(nèi)阻為50 Ω；E為電源，R為電阻箱，Rx為待測(cè)電阻，S為

16、開關(guān)． (1)當(dāng)開關(guān)閉合后電壓表讀數(shù)U＝1.6 V，電流表讀數(shù)I＝2.0 mA.若將Rx＝作為測(cè)量值，所得結(jié)果的百分誤差是________． (2)若將電流表改為內(nèi)接，開關(guān)閉合后，重新測(cè)得電壓表讀數(shù)和電流表讀數(shù)，仍將電壓表讀數(shù)與電流表讀數(shù)之比作為測(cè)量值，這時(shí)結(jié)果的百分誤差是________． (百分誤差＝×100%) 解析：(1)通過電壓表的電流Iv＝＝0.4 mA 通過Rx的電流IRx＝(2.0－0.4) mA＝1.6 mA Rx的實(shí)際阻值　Rx實(shí)＝＝1000 Ω Rx的測(cè)量值Rx測(cè)＝＝800 Ω 結(jié)果百分誤差＝×100%＝20%. (2)同理可得電流表改為內(nèi)接時(shí)，結(jié)果百分

17、誤差＝×100%＝5%. 答案：(1)20%　(2)5% 14．(2020·重慶高考)硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件，某同學(xué)用圖13所示電路探究硅光電池的路端電壓U與總電流I的關(guān)系，圖中R0為已知定值電阻，電壓表視為理想電壓表． 　 (1)請(qǐng)根據(jù)圖13，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖14中的實(shí)驗(yàn)器材連接成實(shí)驗(yàn)電路． (2)若電壓表V2的讀數(shù)為U0，則I＝________. (3)實(shí)驗(yàn)一：用一定強(qiáng)度的光照射硅光電池，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，通過測(cè)量得到該電池的U—I曲線a，見圖15，由此可知電池內(nèi)阻 ________(填“是

18、”或“不是”)常數(shù)，短路電流為________mA，電動(dòng)勢(shì)為________V. (4)實(shí)驗(yàn)二：減小實(shí)驗(yàn)一中光的強(qiáng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得U—I曲線b，見圖15. 圖15 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻為某值時(shí)，若實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為1.5 V，則實(shí)驗(yàn)二中外電路消耗的電功率為________mW(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)． 解析：本題考查了閉合電路的歐姆定律和電阻的伏安特性曲線等，意在考查考生數(shù)據(jù)處理的能力、創(chuàng)造性作圖的能力等． (2)由部分電路的歐姆定律有I＝ (3)由U＝E－Ir知，若電池內(nèi)阻不變，則圖線應(yīng)該是直線． (4)因?yàn)閮纱螌?shí)驗(yàn)中外電路的總電阻沒有改變，因此可以作出外電路總電阻的

19、伏安特性曲線，它和b曲線的交點(diǎn)就是外電路中總電阻的工作狀態(tài)．先找出外電阻在實(shí)驗(yàn)一中的工作狀態(tài)，再將點(diǎn)(210,1.5)和原點(diǎn)相連，和曲線b相交于(93,0.7)． 答案：(1)如圖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) 圖16 三、計(jì)算題(本題共2小題，每題10分，共20分，計(jì)算時(shí)必須有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 圖17 15．(2011·浙江寧波期末)某課外小組設(shè)計(jì)了一種測(cè)定風(fēng)速的裝置，其原理如圖17所示．一個(gè)勁度系數(shù)k＝120 N/m、自然長(zhǎng)度L

20、0＝1 m的彈簧一端固定在墻上的M點(diǎn)，另一端N與導(dǎo)電的迎風(fēng)板相連，彈簧穿在光滑水平放置的電阻率較大的金屬桿上，彈簧是不導(dǎo)電的材料制成的．迎風(fēng)板面積S＝0.5 m2，工作時(shí)總是正對(duì)著風(fēng)吹來的方向，電路的一端與迎風(fēng)板相連，另一端在M點(diǎn)與金屬桿相連，迎風(fēng)板可在金屬桿上滑動(dòng)，且與金屬桿接觸良好．定值電阻R＝1.0 Ω，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝12 V，內(nèi)阻r＝0.5 Ω.閉合開關(guān)，沒有風(fēng)吹時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)，電壓表的示數(shù)U1＝9.0 V，某時(shí)刻由于風(fēng)吹迎風(fēng)板，電壓表的示數(shù)變?yōu)閁2＝6.0 V．(電壓表可看做理想表)求： (1)金屬桿單位長(zhǎng)度的電阻； (2)此時(shí)作用在迎風(fēng)板上的風(fēng)力． 解析：設(shè)無風(fēng)時(shí)金屬桿接

21、入電路的電阻為R1，風(fēng)吹時(shí)接入電路的電阻為R2，由題意得 (1)無風(fēng)時(shí)：U1＝R1 得R1＝4.5 Ω 所以金屬桿單位長(zhǎng)度的電阻r＝＝ Ω/m＝4.5 Ω/m. (2)有風(fēng)時(shí)：U2＝R2 得R2＝1.5 Ω 此時(shí)，彈簧長(zhǎng)度L＝＝ m 壓縮量x＝L0－L＝(1－) m＝ m 由二力平衡得此時(shí)風(fēng)力：F＝kx＝120× N＝80 N. 答案：(1)4.5 Ω/m　(2)80 N 圖18 16．如圖18所示電路，已知R3＝4 Ω，閉合電鍵，安培表讀數(shù)為0.75 A，伏特表讀數(shù)為2 V，經(jīng)過一段時(shí)間，一個(gè)電阻被燒壞(斷路)，使安培表讀數(shù)變?yōu)?.8 A，伏特表讀數(shù)變?yōu)?.2 V，

22、問： (1)哪個(gè)電阻發(fā)生斷路故障？ (2)R1的阻值是多少？ (3)能否求出電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r？如果能，求出結(jié)果；如果不能，說明理由． 解析：(1)伏特表和安培表有示數(shù)且增大，說明外電阻增大，故只能是R2被斷路了． (2)R1＝＝ Ω＝4 Ω. (3)UR3＝I1R1－UR2＝0.75×4 V－2 V＝1 V I3＝＝＝0.25 A E＝3.2 V＋0.8 A×(R4＋r) E＝3 V＋(0.25 A＋0.75 A)(R4＋r) R4＋r＝1 Ω E＝4 V 故只能求出電源電動(dòng)勢(shì)E而不能求出內(nèi)阻r. 答案：(1)R2　(2)4 Ω　(3)4 V　不能求出內(nèi)阻　理由見解析