章末检测试卷(第四、五章)-（配套word）2023-2024学年高一新教材物理必修第三册 【步步高】学习笔记（粤教版）

章末检测试卷(第四、五章) (满分：100分) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。) 1．(2022·广东佛山一中阶段练习)在能源消耗的过程中，我们无法把一些能源消耗产生的内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散。对于能量耗散理解正确的是(　　) A．能量耗散说明能量在不断的减少 B．能量耗散不遵循能量守恒定律 C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但能量却可以凭空消失 D．能量耗散从能量的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 答案　D 解析　能量耗散是能量变成了无法收集利用的内能，能量不会减少，故A错误；能量守恒定律适用于整个自然界，物质能量变化遵循能量守恒定律，故能量耗散遵循能量守恒定律，故B错误；能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，故C错误；能量耗散是一个宏观过程，代表着能量向不可收集利用的方向转化，反映出自然界中的宏观过程具有方向性，故D正确。 2．(2023·广州市高二期中)图甲为某元件R的U－I特性曲线，把它连接在图乙所示电路中。已知电源电动势E＝5 V，内阻r＝2 Ω，定值电阻R0＝3 Ω。闭合开关S后，电源的总功率约为(　　) A．1.5 W B．2 W C．3 W D．3.25 W 答案　B 解析　设非线性元件R的电压为U，电流为I，由欧姆定律得U＝E－I(R0＋r)，代入数据得U＝5－5I，则可看成等效电源和等效内阻的关系U＝E′－Ir′＝5－5I，在U－I图像中画出如图所示 两图线交点坐标为(0.4 A,3.0 V)，则电源的总功率约为P总＝EI＝5×0.4 W＝2 W，故选B。 3.(2023·广州市培英中学高二校考期末)如图所示是一直流电动机匀速竖直向上提升质量为m＝65 kg的重物时的电路图，已知电动机内阻r＝1 Ω，定值电阻R＝9 Ω，直流电压U＝180 V，理想电压表示数UV＝135 V，g取10 m/s2，则提升速度大小是(　　) A．1 m/s B．1.2 m/s C．1.8 m/s D．2 m/s 答案　A 解析　通过R的电流为 I＝＝ A＝5 A 电动机的输入功率为P1＝UVI＝135×5 W＝675 W 电动机内电阻的发热功率为 P2＝I2r＝52×1 W＝25 W 电动机输出功率为 P3＝P1－P2＝(675－25) W＝650 W P3＝Fv＝mgv 解得v＝＝ m/s＝1 m/s，故选A。 4．(2022·佛山市南海区九江中学高二月考)多用电表在选择不同的挡位时，在电路中有不同的连接方式，则下列叙述正确的是(　　) A．当多用电表调至电压挡时按电路图甲连接，然后闭合开关 B．当多用电表调至电流挡时按电路图乙连接，然后闭合开关 C．当多用电表调至欧姆挡时按电路图丙连接，然后闭合开关 D．当多用电表测量二极管的反向电阻时，按电路图丁连接 答案　B 解析　测电压时，多用电表的红表笔应接在待测电阻的高电势点，A错误；测电流时应将待测电阻与多用电表串联，且电流应从红表笔进入、从黑表笔流出， B正确；测电阻时，应将待测电阻与电路断开后测量， C错误；因为多用电表的黑表笔与内部电池的正极相连，所以测量二极管反向电阻时，应将黑表笔与二极管的负极相连， D错误。 5.(2022·湖州市高二期末)如图，电池、开关和灯泡组成串联电路。当开关闭合时，发现灯泡不发光。在不能拆开电路的前提下，现使用一多用电表对故障电路进行检测：选择直流电压挡，闭合开关S，红、黑表笔分别接在接线柱E、F上，电压表示数为1.5 V；断开开关S，选择电阻“×1 k”挡，红、黑表笔分别同时接E、F，指针不偏转。则下列判断可能正确的是(　　) A．灯泡短路 B．灯泡断路 C．导线DE断开 D．导线BF断开 答案　B 解析　闭合开关S，红、黑表笔分别接在接线柱E、F上，电压表示数为1.5 V，说明从电池正极到接线柱E没有断路，从电池负极到接线柱F没有断路；断开开关S，选择电阻“×1 k”挡，红、黑表笔分别同时接E、F，指针不偏转，说明接线柱E、F之间也就是小灯泡电阻无穷大，是断路，如果灯泡短路，指针应有明显的偏转，故B正确，A、C、D错误。 6.(2023·衡阳市第五中学高二学业考试)如图所示，电源电动势为E、内阻为r，定值电阻R1＝5 Ω、R2＝10 Ω，R0为滑动变阻器。两电表均可视为理想电表，当滑动变阻器的滑片在最左端时，电压表示数为7.50 V，当滑片在最右端时，电压表示数为8.25 V，电流表的示数为0.45 A，则(　　) A．电源电动势为8.80 V B．电源内阻为1.0 Ω C．滑动变阻器的最大阻值为10 Ω D．当滑动变阻器接入电路阻值为最大阻值的时，电压表示数为7.00 V 答案　B 解析　滑片在最左端时，R2被短路，R外＝R1＝5 Ω，根据闭合电路欧姆定律可得·R1＝U1，代入数据可得E＝7.5＋1.5r(V)① 当滑片在最右端时，设通过R0的电流为I0，则＝I2＋，其中UV＝8.25 V，I2＝0.45 A，代入可得R0＝15 Ω，故I0＝＝0.3 A，因此I总＝I0＋I2＝0.75 A，由闭合电路欧姆定律可得E＝UV＋I总r＝8.25＋0.75r(V)② 联立①②式可得E＝9.0 V，r＝1.0 Ω，故B正确，A、C错误；当滑动变阻器接入电路阻值为最大阻值的时，R并＝5 Ω，路端电压为U＝(R1＋R并)＝ V，故D错误。 7.(2022·丘北县第一中学高二开学考试)如图所示的电路中，闭合开关后各元件处于正常工作状态，当某灯泡突然出现故障时，电流表读数变小，电压表读数变大。下列关于故障原因或故障后其他物理量的变化情况的说法中正确的是(　　) A．L1灯丝突然短路 B．L2灯丝突然烧断 C．电源的输出功率一定变小 D．电容器上电荷量减少 答案　B 解析　电流表在干路上，读数变小，说明总电阻变大。L1灯丝突然短路，总电阻减小，电流表读数变大，A错误；L2灯丝突然烧断，总电阻增大，电流表读数变小，电压表读数变大，B正确；根据电源的内阻等于外电阻时，电源的输出功率最大，由于电源的内阻与外电阻关系未知，所以输出功率不一定变小，C错误；电流表读数变小，L1的分压减小，并联支路的电压增大，电容器两端的电压增大，根据Q＝CU知电容器的带电荷量增大，D错误。 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。) 8．风力发电是利用风能的一种方式，风力发电机可以将风能(气流的动能)转化为电能，其主要部件如图所示。已知某风力发电机风轮机旋转叶片正面迎风时的有效受风面积为S，运动的空气与受风面作用后速度为零，正常发电时风力发电机将动能转化为电能的效率可当成恒定，空气密度一定。关于正常发电时风力发电机发电功率的说法正确的是(　　) A．若有效受风面积提高到原来的2倍，则发电功率提高到原来的2倍 B．若有效受风面积提高到原来的2倍，则发电功率提高到原来的4倍 C．若风速提高到原来的两倍，则发电功率提高到原来的4倍 D．若风速提高到原来的两倍，则发电功率提高到原来的8倍 答案　AD 解析　单位时间内垂直吹向旋转叶片有效受风面积的空气的质量为m＝ρSv，这些空气所具有的动能为Ek＝ρSv3，设风力发电机将风能转化为电能的效率为k，则风力发电机输出的电功率为P＝kEk＝kρSv3，若有效受风面积提高到原来的2倍，则发电功率提高到原来的2倍，选项A正确，B错误；若风速提高到原来的两倍，则发电功率提高到原来的8倍，选项D正确，C错误。 9．(2022·深圳市红岭高级中学高二月考)如图甲所示的电路，其中电源电动势E＝6 V，内阻r＝2 Ω，定值电阻R＝4 Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值Rr的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是(　　) A．图乙中滑动变阻器的最大功率P2＝1.5 W，R1＝6 Ω B．图乙中R2＝9 Ω C．滑动变阻器消耗的功率P最大时，电源输出功率也最大 D．无论如何调整滑动变阻器Rr的阻值，都无法使电源的输出功率达到4.5 W 答案　AD 解析　把定值电阻看成电源内阻一部分，由图乙可知，当Rr＝R1＝R＋r＝6 Ω，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为P2＝＝1.5 W，故A正确；滑动变阻器的阻值为3 Ω时与阻值为R2时消耗的功率相等，有()2×3＝()2R2，解得R2＝12 Ω，故B错误；当电路外电阻等于内阻时，电源输出功率最大，因为定值电阻大于电源内阻，故随着滑动变阻器接入电路阻值变大，电源输出功率减小，故滑动变阻器接入电路阻值为零时，电源输出功率最大，故C错误；当滑动变阻器接入电路阻值为零时，电路中电流最大，最大值为Im＝＝ A＝1 A，电源输出功率最大，为P＝Im2R＝4 W，故D正确。 10．(2023·台山市第一中学高二期中)如图，平行金属板间带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，选地面的电势为零，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，下列说法正确的是(　　) A．电压表读数增大 B．若带电质点P固定，则其电势能增大 C．电容器极板带电荷量减小 D．若电压表、电流表的示数变化量分别为ΔU和ΔI，则>r＋R1 答案　BC 解析　当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，R4的阻值减小，根据串反并同规律，电压表读数减小，A错误；质点P受重力和电场力作用，电场力竖直向上，则P带负电，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，R4的阻值减小，根据串反并同规律，电容器两端电压减小，电容器内电场强度减小，则UP下＝EdP下＝φP－0，由于带电质点P固定，则dP下不变，E减小，UP下减小，φP减小，则带电质点P的电势能Ep＝－φPq，增大，B正确；电容器两端电压减小，由于Q＝CU，可知电容器极板带电荷量减小，C正确；根据闭合电路欧姆定律U＝E－I(r＋R1)，解得＝r＋R1，D错误。 三、非选择题(本题共5小题，共54分) 11.(8分)(2022·株洲二中高二阶段练习)物理兴趣小组成员根据手头的实验器材设计了如图所示的欧姆表电路，通过调节开关S，可使欧姆表具有“×1”和“×10”的两种倍率，可用器材如下： A．干电池(电动势E＝1.5 V，内阻不计) B．电流表G(满偏电流Ig＝1 mA，内阻Rg＝90 Ω) C．定值电阻R0(阻值为5.0 Ω) D．滑动变阻器R1(最大阻值为150 Ω) E．定值电阻Ra、Rb G．开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干 (1)该兴趣小组成员按照如图所示电路图连接好实验电路。当开关S合向________(填“a”或“b”)时，欧姆表的倍率是“×10”倍率。 (2)已知欧姆表为“×1”倍率时的中值电阻为15 Ω，则定值电阻Ra＝________ Ω，Rb＝________ Ω。 (3)将开关S合向b，第一步：将红、黑表笔短接，调节滑动变阻器R1，电流表电流达到满偏电流。第二步：在红、黑表笔间接入待测电阻Rx，发现电流表指针指向的位置，则待测电阻Rx＝________ Ω。 答案　(1)b　(2)1　9　(3)300(每空2分) 解析　(1)把虚线框内的电路等效成一个电流表，当开关S合向a端时，满偏电流为Ia，当开关S合向b端时，满偏电流为Ib，根据串并联电路的特点可知(Ia－Ig)Ra＝Ig(Rg＋Rb)，(Ib－Ig)(Ra＋Rb)＝IgRg 得Ia>Ib，当开关S合向b时，欧姆表的倍率是“×10”倍率。 (2)当开关S合向a端时， 则中值电阻为R中a＝15 Ω， 则Ia＝＝ A＝100 mA 当开关S合向b端时，则中值电阻为R中b＝150 Ω， 则Ib＝＝ A＝10 mA， 联立可解得Ra＝1 Ω，Rb＝9 Ω (3)根据闭合电路的欧姆定律得Ib＝，在红、黑表笔间接入待测电阻Rx，发现电流表指针指向的位置，干路电流I＝， 则Ib＝，解得Rx＝300 Ω。 12．(9分)(2022·深圳市高二期末)某中学生课外科技活动小组利用铜片(正极)、锌片(负极)插入一只苹果内，就制成了一个简单的“水果电池”，他们做了两个这样的水果电池，如图甲所示，并依次进行以下实验： (1)用多用电表的直流电压2.5 V挡粗测其中一个水果电池的电动势，测量时水果电池的铜极应与多用电表的__________表笔相接。指针位置如图乙所示，其示数为________ V； (2)将两个水果电池串联起来组成电池组给“1.5 V、0.3 A”的小灯泡供电，小灯泡不能发光，检查电路无故障。再将多用电表串联在电路中测量电流，发现读数不足3 mA。由此可推测小灯泡不发光的原因是________(选填选项前的字母)； A．水果电池的电动势太大 B．水果电池的电动势太小 C．水果电池的内阻太大 D．小灯泡的电阻太大 (3)为了尽可能准确地测出该水果电池组的电动势和内阻，小组成员在实验室中找到了电流表A(0～300 μA，内阻为100 Ω)，电阻箱R(0～9 999 Ω)，导线、开关等实验器材。设计了如图丙所示的实验电路，请用笔画线代替导线将图丁中的实物电路补充完整； (4)连接电路后，调节电阻箱R的阻值，得到的测量数据如下表所示。 R/kΩ 9 8 7 6 5 4 3 I/μA 120 133 150 170 198 234 286 将实验数据输入电子表格，根据实验数据作出的－R图像如图戊所示，则从图像中得出水果电池组的电动势E＝________ V，内阻为r＝________ kΩ(均保留两位有效数字)。 戊 答案　(1)红(1分)　0.65(1分)　(2)C(2分) (3)见解析图(1分)　(4)1.2(2分)　1.1(2分) 解析　(1)水果电池的铜极为正极，应与多用电表的红表笔相接； 直流电压2.5 V挡表盘的最小刻度为0.05 V，需要估读到0.01 V，所以示数为 E粗＝13×0.05 V＝0.65 V (2)由题意可知小灯泡不发光的直接原因是通过其电流过小，即小灯泡两端电压过小，造成这一现象的根本原因在于水果电池的内阻太大，从而使内电压过大，路端电压过小。故选C； (3)如图所示。 (4)根据闭合电路欧姆定律有 E＝I(R＋RμA＋r) 整理得＝＋ 可知图像的斜率为k＝＝ V－1 纵截距为b＝＝1×103A－1 解得E＝1.2 V r＝1.1 kΩ。 13．(10分)如图所示，电源电动势E＝6 V、内阻r＝1 Ω，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝7.5 Ω，电容器的电容C＝4 μF。开关S原来断开，从闭合开关S到电路稳定，试问这一过程中通过电阻R的电荷量是多少？ 答案　1.92×10－5 C 解析　S断开时的等效电路图如图甲所示，电容器两端电压U等于电阻R2两端电压U2，而U2＝E＝3 V(2分) 电容器的带电荷量Q＝CU2＝1.2×10－5 C，且a板带正电，b板带负电。(1分) S闭合后的等效电路图如图乙所示，电容器两端电压U′等于电阻R1两端电压U1′， 外电路总电阻R外＝＝3 Ω(2分) 干路电流I＝＝1.5 A(1分) 路端电压U端＝E－Ir＝4.5 V(1分) 电阻R1两端电压U1′＝U端＝1.8 V(1分) 电容器的带电荷量Q′＝CU′＝CU1′＝7.2×10－6 C 且a板带负电，b板带正电，(1分) 通过电阻R的电荷量ΔQ＝Q＋Q′＝1.92×10－5 C。(1分) 14．(11分)(2023·广州市培英中学高二校考期末)如图甲所示，R为滑动变阻器，当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中，分别测出几组对应的电压值和电流值，通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P，并得到滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图像，如图乙所示。求： (1)滑动变阻器的最大阻值R； (2)电源的电动势E和内阻r。 答案　(1)50 Ω　(2)12 V　10 Ω 解析　(1)由题图乙可知，当滑片P在b端时，电路中的电流最小，且Ib＝0.2 A，Pb＝2 W，由P＝I2R 可知，滑动变阻器的最大阻值为R＝＝＝50 Ω(4分) (2)设电源电动势为E，内阻为r，当滑片P在b端时，由闭合电路欧姆定律得Ib＝(2分) 得0.2 A＝① 当电流I＝0.4 A时，路端电压U＝＝ V＝8 V(1分) 由闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir(2分) 得8 V＝E－0.4r② 由①②两式得E＝12 V，r＝10 Ω。(2分) 15．(16分)某同学利用图甲所示装置测定某电源电动势的效率。分别用电压表和电流表测得电动机的输入电压和输入电流与时间的关系图像分别如图丙、丁所示，当重物匀速上升时，其位移与时间的关系图线如图乙所示，电动机提升的重物的质量为91.2 g，不计一切摩擦，取g＝10 m/s2。求： (1)该电源的电动势与内阻； (2)该电动机在图乙所示时间内的效率； (3)该电动机的内阻(保留2位有效数字)。 答案　(1)3.2 V　1.25 Ω　(2)95%　(3)0.94 Ω 解析　(1)电动机与电源构成闭合回路 由题图丙、丁知，刚启动时U1＝2.8 V，I1＝0.32 A，E＝U1＋I1r(1分) 电动机稳定工作时U2＝3.0 V，I2＝0.16 A， E＝U2＋I2r(1分) 联立解得E＝3.2 V，r＝1.25 Ω(2分) (2)电动机的输入功率为P入＝U2I2(1分) 由题图乙可知重物匀速上升时的速度为v＝(1分) 电动机的输出功率为P出＝mgv(2分) 电动机的效率为η＝×100%(2分) 联立解得η＝95%(1分) (3)设电动机的内阻为r0 电动机稳定工作时，根据焦耳定律得P＝I22r0(2分) P＝P入－P出(2分) 联立解得r0≈0.94 Ω。(1分) 学科网（北京）股份有限公司 $$