内容正文:
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此卷只装订不密封
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… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2025-2026学年高二年级必修三物理单元检测卷
第一章·基础通关
建议用时:75分钟,满分:100分
第Ⅰ卷 选择题
一.选择题(本题共10小题,共46分,在每小题给出的四个选项中,1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,8~10题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答得0分。)
1.某实验小组在“测定某金属丝的电阻”的实验中,设计了如下所示的电路图。已知该金属丝的电阻约为50Ω,滑动变阻器阻值范围为0~5Ω,电流表内阻约0.5Ω,电压表内阻约2kΩ。则以下电路图中,哪个电路为本次实验应当采用的最佳电路( )
A. B.
C. D.
2.一段均匀铜导体的电阻为r,横截面积为S,导体两端所加电压为U,电子的电荷量为e,导体中单位体积内的自由电子数为n,则电子在铜导体中定向移动的速率为( )
A. B. C. D.
3.电阻表是在电流表的基础上改装而成的,某一个简单的电阻表电路如图所示。下列分析正确的是( )
A.欧姆调零后,电阻表的内阻会随待测电阻的增大而逐渐变大
B.若待测电阻的阻值变为原来的2倍,电路中的电流也会变为原来的2倍
C.若电源内阻增大,未重新进行欧姆调零仍能准确测量待测电阻
D.若电表指针指在半偏刻度,则待测电阻等于调零后(测量前)的电阻表总内阻
4.如图,A、B 是材料相同、厚度相同、表面为正方形的金属导体,两正方形的边长之比为 2:1,通过这两个导体的电流方向如图所示,不考虑温度对电阻率的影响,则两个导体A与B( )
A.电阻率之比为 2:1
B.电阻之比为 1:2
C.串联在电路中,两端的电压之比为 2:1
D.串联在电路中,自由电子定向移动的平均速率之比为 1:2
5.如图所示,某同学将一内阻满偏电流的表头,改装成双量程电流表。电流从A端流入,电流表有0~0.6A和0~3A两个量程。下列说法正确的是( )
A.电阻R2的阻值是R1的4倍
B.电阻R1的阻值是R2的5倍
C.接A、B接线柱时,电表量程为0~0.6A
D.接A、C接线柱时,电表量程为0~3A
6.如图所示,将一个改装的电流表接入电路进行校准,发现待测表的读数比标准表的读数偏小一些,如两表的表头G是相同的,出现的误差可能是下述哪些原因引起的?
①待测表的指针偏转角度偏小 ②标准表的指针偏转角度偏大
③所并联的电阻偏小 ④所并联的电阻偏大
以上判断正确的是( )
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
7.如图所示为多用电表欧姆挡的原理示意图,其中电流表的满偏电流为300μA,内阻,调零电阻最大值,串联的固定电阻,电源电动势,用它测量电阻,能准确测量的阻值范围是( )
A.30kΩ~80kΩ B.3kΩ~8kΩ
C.300kΩ~800kΩ D.800kΩ以上
8.四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2,已知电流表A1量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好后把它们按如图所示接入电路,则( )
A.电流表A1的读数小于电流表A2的读数
B.电流表A1的偏转角等于电流表A2的偏转角
C.电压表V1的读数大于电压表V2的读数
D.电压表V1的偏转角大于电压表V2的偏转角
9.如图所示,电解池内有一价离子的电解液,在时间内通过溶液截面的正离子数为,负离子数为。设元电荷为,则以下说法正确的是( )
A.电流既有大小,又有方向,是矢量
B.适用于任何电荷的定向移动形成的电流
C.溶液内电流方向从到,电流大小为
D.溶液内电流方向从到,电流大小为
10.某国产电动汽车的充电电池标识如图所示,其含义为:电压12V,电池容量60Ah。按照用户的体验,如果在家自行充电的话,将电池充满需要10小时,而如果在充电站充电的话则需要两个小时。则下列说法中正确的是( )
A.在充电过程中最多有的电荷量通过电池
B.在充电过程中最多有60C的电荷量通过电池
C.在家自行充电的电流是在充电站充电电流大小的
D.在家自行充电的电流是在充电站充电电流大小的5倍
第Ⅱ卷 非选择题
2、 实验题:本题共2小题,共16分。
11.嫦娥钢是我国研制的一种用于探测器软着陆的新材料,具有极高的强韧性和吸能性,如图甲所示。某小组想研究嫦娥钢拉杆受力与形变量的关系,设计了如图乙所示的装置,将嫦娥钢拉杆固定(固定装置没画出),将金属应变片粘贴在嫦娥钢拉杆的下表面,将接入电路。电源电动势为E、内阻为r,电流表的内阻为。
(1)在嫦娥钢拉杆的上表面装有压力传感器,施加外力于嫦娥钢拉杆的上表面,读出此时力的大小F。
(2)将滑动变阻器、电阻箱的阻值调到最大,闭合开关,将开关打到 (填“a”或“b”)端,调节滑动变阻器的阻值,使电流表有一合适的示数。
(3)闭合开关,将开关打到 (填“a”或“b”)端,保持滑动变阻器接入电路的阻值不变,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数为,则此时电阻箱的示数就等于金属应变片的阻值。重复以上操作,获得多组F、数据。
(4)该电流表内阻对金属应变片的测量值 (填“有”或“无”)影响。
(5)已知金属应变片的阻值与金属应变片的形变量的关系为,k为常数,金属应变片的形变量与嫦娥钢拉杆的形变量等效,图丙是根据部分实验数据描绘的嫦娥钢拉杆受力F与其形变量x的关系图像。闭合开关,将开关打到a端,滑动变阻器接入电路的有效阻值为,当嫦娥钢拉杆受力为时,电流表的示数为 (用题中已给出的物理量符号表示)。
12.随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)不合格。某学习小组设计实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电导率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满纯净水,玻璃管长为,玻璃管两端口用插有铜钉的橡皮塞塞住。
(1)注水前,如图1所示,用10分度游标卡尺测得玻璃管长度为 cm;如图2所示,用螺旋测微器测得玻璃管内径为 mm;
(2)为了测量所取纯净水的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程,电阻约为) B.电压表(量程,电阻约为)
C.滑动变阻器,额定电流) D.电源(能提供6V的恒定电压)
E.开关一只、导线若干
①要求电流从零开始调节,请将电路图画入空白方框内 ;
②右图为根据电流表和电压表的实验数据所画的图像。根据图像,可求出该纯净水的电阻;
(3)计算纯净水的电导率表达式 (用符号、、、表示),通过代入数据发现数值偏大很多,据此可以判定纯净水 (填“合格”或“不合格”)。
三、计算题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(11分)如图所示为一简单的调光电路,电源的电压U恒为14V,灯泡的额定电压UL=6V,灯泡的电阻RL保持6Ω不变,保护电阻R0=2Ω,调光电阻R的最大阻值为8Ω。
(1)若S断开时,调节调光电阻R的滑片P,使灯泡正常发光(灯泡电压为额定电压),则调光电阻R连入电路中的阻值Rx多大?
(2)若S闭合,调光电阻R的滑片P位于正中间,灯泡两端的实际电压U1多大?
(3)若S闭合,调节调光电阻R,使滑片P左侧电阻为6Ω,通过灯泡的电流I多大?
14.(13分)如图甲所示电路,电源电压不变,滑动变阻器R标有“50Ω,1A”,小灯泡L标有“6V,0.5A”字样。闭合开关,当滑片P在某一位置时,电压表示数为2V,电流表示数为0.5A。小灯泡L的图像如图乙所示。
(1)求小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)求电源电压;
(3)将电源更换为可调电压电源,已知电流表量程为“0-0.6A”,电压表量程为“0-15V”。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关,移动滑片P,发现通过小灯泡L的电流都可以在0.2A-0.5A之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。
15.(14分)如图所示是一种悬球式加速度测量仪。金属球系在细金属丝的下端,金属丝的上端悬挂于点;电阻丝长,接在电压恒为的直流稳压电源上。金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计。电阻丝的中点与点之间接入一个量程为的电压表,金属丝和导线电阻不计。图中虚线与垂直,且,沿着前进方向,静止时金属丝呈竖直状态。(重力加速度取,,)求∶
(1)当该装置向右做匀加速直线运动,金属线偏离竖直方向时,
①该装置的加速度大小;
②电压表的读数;
(2)该装置能测得的加速度的范围。
试题 第3页(共8页) 试题 第4页(共8页)
试题 第1页(共8页) 试题 第2页(共8页)
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第十一章·基础通关
一、选择题:本题共10小题,共46分,在每小题给出的四个选项中,1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,8~10题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答得0分。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A
B
D
D
A
A
B
BC
BC
AC
二、实验题:本题共2小题,共16分。
11. 无 (每空2分)
12.(1) 5.25 (1分) 4.774/4.773/4.772/4.775 (1分)
(2)(2分)
(3) (2分)不合格(2分)
三、计算题:本题共4小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(11分)(1)S断开时,调光电阻R是限流接法,流过灯泡的电流,(2分)
解得(1分)
(2)S闭合,调光电阻R为分压接法,设调光电阻滑片P左端的电阻为R1,则(1分)
设电路中的电流为I2,则(1分)
灯泡两端的电压(2分)
(3)滑片P左侧电阻(1分)
灯泡和调光电阻左端并联电阻为(1分)
所以(1分)
则灯泡的电流(1分)
14.(13分)(1)由题知,小灯泡L正常发光时的电压,电流
故小灯泡L正常发光时的电阻为(2分)
(2)当滑片P在某一位置时,电流表示数为0.5A,由图乙可知,此时小灯泡的电压为(1分)
所以电源电压为(2分)
(3)已知电流表量程为“0-0.6A”,电压表量程为“0-15V”, 滑动变阻器R标有“50Ω,1A”,小灯泡L允许通过的最大电流为0.5A;电路中的最大电流为,最小电流为;
当电流为0.5A时,由图乙可知,此时小灯泡的电压为(1分)
若滑动变阻器两端电压
则电源的最大电压为(1分)
当滑动变阻器接入电阻为0时,电源最小电压为(1分)
当电流为0.2A时,由图乙可知,此时小灯泡的电压为(1分)
滑动变阻器最大阻值,则此时滑动变阻器的电大电压为(1分)
则电源的最大电压为(1分)
当滑动变阻器接入电阻为0时,电源最小电压为(1分)
要使电流在0.2A-0.5A之间连续变化,电源电压需同时满足两种电流下的限制,则电源电压取值范围为。(1分)
15.(14分)(1)①对小球进行受力分析,小球受重力,绳的拉力,其合力沿水平方向,大小为(1分)
根据牛顿第二定律得(2分)
②电压表所测电阻丝的长度(2分)
串联电路电流相等,有(2分)
解得(1分)
(2)电压表的最大值对应着加速度的最大值,电压表的最大读数为15V,根据串联电路电流相等,有(2分)
此时电压表所测电阻丝的长度(1分)
根据几何关系有(1分)
根据牛顿第二定律得(1分)
此时加速度的值为(1分)
根据对称性做减速运动最大加速度为−12.5m/s2
则该装置能测得的加速度的范围为−12.5m/s2~12.5m/s2
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第十一章·基础通关
建议用时:75分钟,满分:100分
第Ⅰ卷 选择题
一.选择题(本题共10小题,共46分,在每小题给出的四个选项中,1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,8~10题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答得0分。)
1.某实验小组在“测定某金属丝的电阻”的实验中,设计了如下所示的电路图。已知该金属丝的电阻约为50Ω,滑动变阻器阻值范围为0~5Ω,电流表内阻约0.5Ω,电压表内阻约2kΩ。则以下电路图中,哪个电路为本次实验应当采用的最佳电路( )
A. B.
C. D.
2.一段均匀铜导体的电阻为r,横截面积为S,导体两端所加电压为U,电子的电荷量为e,导体中单位体积内的自由电子数为n,则电子在铜导体中定向移动的速率为( )
A. B. C. D.
3.电阻表是在电流表的基础上改装而成的,某一个简单的电阻表电路如图所示。下列分析正确的是( )
A.欧姆调零后,电阻表的内阻会随待测电阻的增大而逐渐变大
B.若待测电阻的阻值变为原来的2倍,电路中的电流也会变为原来的2倍
C.若电源内阻增大,未重新进行欧姆调零仍能准确测量待测电阻
D.若电表指针指在半偏刻度,则待测电阻等于调零后(测量前)的电阻表总内阻
4.如图,A、B 是材料相同、厚度相同、表面为正方形的金属导体,两正方形的边长之比为 2:1,通过这两个导体的电流方向如图所示,不考虑温度对电阻率的影响,则两个导体A与B( )
A.电阻率之比为 2:1
B.电阻之比为 1:2
C.串联在电路中,两端的电压之比为 2:1
D.串联在电路中,自由电子定向移动的平均速率之比为 1:2
5.如图所示,某同学将一内阻满偏电流的表头,改装成双量程电流表。电流从A端流入,电流表有0~0.6A和0~3A两个量程。下列说法正确的是( )
A.电阻R2的阻值是R1的4倍
B.电阻R1的阻值是R2的5倍
C.接A、B接线柱时,电表量程为0~0.6A
D.接A、C接线柱时,电表量程为0~3A
6.如图所示,将一个改装的电流表接入电路进行校准,发现待测表的读数比标准表的读数偏小一些,如两表的表头G是相同的,出现的误差可能是下述哪些原因引起的?
①待测表的指针偏转角度偏小 ②标准表的指针偏转角度偏大
③所并联的电阻偏小 ④所并联的电阻偏大
以上判断正确的是( )
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
7.如图所示为多用电表欧姆挡的原理示意图,其中电流表的满偏电流为300μA,内阻,调零电阻最大值,串联的固定电阻,电源电动势,用它测量电阻,能准确测量的阻值范围是( )
A.30kΩ~80kΩ B.3kΩ~8kΩ
C.300kΩ~800kΩ D.800kΩ以上
8.四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2,已知电流表A1量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好后把它们按如图所示接入电路,则( )
A.电流表A1的读数小于电流表A2的读数
B.电流表A1的偏转角等于电流表A2的偏转角
C.电压表V1的读数大于电压表V2的读数
D.电压表V1的偏转角大于电压表V2的偏转角
9.如图所示,电解池内有一价离子的电解液,在时间内通过溶液截面的正离子数为,负离子数为。设元电荷为,则以下说法正确的是( )
A.电流既有大小,又有方向,是矢量
B.适用于任何电荷的定向移动形成的电流
C.溶液内电流方向从到,电流大小为
D.溶液内电流方向从到,电流大小为
10.某国产电动汽车的充电电池标识如图所示,其含义为:电压12V,电池容量60Ah。按照用户的体验,如果在家自行充电的话,将电池充满需要10小时,而如果在充电站充电的话则需要两个小时。则下列说法中正确的是( )
A.在充电过程中最多有的电荷量通过电池
B.在充电过程中最多有60C的电荷量通过电池
C.在家自行充电的电流是在充电站充电电流大小的
D.在家自行充电的电流是在充电站充电电流大小的5倍
第Ⅱ卷 非选择题
2、 实验题:本题共2小题,共16分。
11.嫦娥钢是我国研制的一种用于探测器软着陆的新材料,具有极高的强韧性和吸能性,如图甲所示。某小组想研究嫦娥钢拉杆受力与形变量的关系,设计了如图乙所示的装置,将嫦娥钢拉杆固定(固定装置没画出),将金属应变片粘贴在嫦娥钢拉杆的下表面,将接入电路。电源电动势为E、内阻为r,电流表的内阻为。
(1)在嫦娥钢拉杆的上表面装有压力传感器,施加外力于嫦娥钢拉杆的上表面,读出此时力的大小F。
(2)将滑动变阻器、电阻箱的阻值调到最大,闭合开关,将开关打到 (填“a”或“b”)端,调节滑动变阻器的阻值,使电流表有一合适的示数。
(3)闭合开关,将开关打到 (填“a”或“b”)端,保持滑动变阻器接入电路的阻值不变,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数为,则此时电阻箱的示数就等于金属应变片的阻值。重复以上操作,获得多组F、数据。
(4)该电流表内阻对金属应变片的测量值 (填“有”或“无”)影响。
(5)已知金属应变片的阻值与金属应变片的形变量的关系为,k为常数,金属应变片的形变量与嫦娥钢拉杆的形变量等效,图丙是根据部分实验数据描绘的嫦娥钢拉杆受力F与其形变量x的关系图像。闭合开关,将开关打到a端,滑动变阻器接入电路的有效阻值为,当嫦娥钢拉杆受力为时,电流表的示数为 (用题中已给出的物理量符号表示)。
12.随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)不合格。某学习小组设计实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电导率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满纯净水,玻璃管长为,玻璃管两端口用插有铜钉的橡皮塞塞住。
(1)注水前,如图1所示,用10分度游标卡尺测得玻璃管长度为 cm;如图2所示,用螺旋测微器测得玻璃管内径为 mm;
(2)为了测量所取纯净水的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程,电阻约为) B.电压表(量程,电阻约为)
C.滑动变阻器,额定电流) D.电源(能提供6V的恒定电压)
E.开关一只、导线若干
①要求电流从零开始调节,请将电路图画入空白方框内 ;
②右图为根据电流表和电压表的实验数据所画的图像。根据图像,可求出该纯净水的电阻;
(3)计算纯净水的电导率表达式 (用符号、、、表示),通过代入数据发现数值偏大很多,据此可以判定纯净水 (填“合格”或“不合格”)。
三、计算题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(11分)如图所示为一简单的调光电路,电源的电压U恒为14V,灯泡的额定电压UL=6V,灯泡的电阻RL保持6Ω不变,保护电阻R0=2Ω,调光电阻R的最大阻值为8Ω。
(1)若S断开时,调节调光电阻R的滑片P,使灯泡正常发光(灯泡电压为额定电压),则调光电阻R连入电路中的阻值Rx多大?
(2)若S闭合,调光电阻R的滑片P位于正中间,灯泡两端的实际电压U1多大?
(3)若S闭合,调节调光电阻R,使滑片P左侧电阻为6Ω,通过灯泡的电流I多大?
14.(13分)如图甲所示电路,电源电压不变,滑动变阻器R标有“50Ω,1A”,小灯泡L标有“6V,0.5A”字样。闭合开关,当滑片P在某一位置时,电压表示数为2V,电流表示数为0.5A。小灯泡L的图像如图乙所示。
(1)求小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)求电源电压;
(3)将电源更换为可调电压电源,已知电流表量程为“0-0.6A”,电压表量程为“0-15V”。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关,移动滑片P,发现通过小灯泡L的电流都可以在0.2A-0.5A之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。
15.(14分)如图所示是一种悬球式加速度测量仪。金属球系在细金属丝的下端,金属丝的上端悬挂于点;电阻丝长,接在电压恒为的直流稳压电源上。金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计。电阻丝的中点与点之间接入一个量程为的电压表,金属丝和导线电阻不计。图中虚线与垂直,且,沿着前进方向,静止时金属丝呈竖直状态。(重力加速度取,,)求∶
(1)当该装置向右做匀加速直线运动,金属线偏离竖直方向时,
①该装置的加速度大小;
②电压表的读数;
(2)该装置能测得的加速度的范围。
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第十一章·基础通关
建议用时:75分钟,满分:100分
第Ⅰ卷 选择题
一.选择题(本题共10小题,共46分,在每小题给出的四个选项中,1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,8~10题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答得0分。)
1.某实验小组在“测定某金属丝的电阻”的实验中,设计了如下所示的电路图。已知该金属丝的电阻约为50Ω,滑动变阻器阻值范围为0~5Ω,电流表内阻约0.5Ω,电压表内阻约2kΩ。则以下电路图中,哪个电路为本次实验应当采用的最佳电路( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由于待测电阻的阻值约为,大于滑动变阻器的阻值,所以采用分压电路,且,所以采用内接法。
故选A。
2.一段均匀铜导体的电阻为r,横截面积为S,导体两端所加电压为U,电子的电荷量为e,导体中单位体积内的自由电子数为n,则电子在铜导体中定向移动的速率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据欧姆定律有
根据电流的微观表达式
联立解得电子定向移动的速率为
故选B。
3.电阻表是在电流表的基础上改装而成的,某一个简单的电阻表电路如图所示。下列分析正确的是( )
A.欧姆调零后,电阻表的内阻会随待测电阻的增大而逐渐变大
B.若待测电阻的阻值变为原来的2倍,电路中的电流也会变为原来的2倍
C.若电源内阻增大,未重新进行欧姆调零仍能准确测量待测电阻
D.若电表指针指在半偏刻度,则待测电阻等于调零后(测量前)的电阻表总内阻
【答案】D
【详解】A.欧姆调零后,电阻表的内阻保持不变,不会随待测电阻的增大而逐渐变大,故A错误;
B.根据闭合电路欧姆定律
若待测电阻的阻值变为原来的2倍,电路中的电流不是变为原来的2倍,故B错误;
C.根据闭合电路欧姆定律
若电源内阻增大,未重新进行欧姆调零,则欧姆表内阻变大,不能准确测量待测电阻,故C错误;
D.欧姆调零时,有
若电表指针指在半偏刻度,根据闭合电路欧姆定律
则待测电阻等于调零后(测量前)的电阻表总内阻,故D正确。
故选D。
4.如图,A、B 是材料相同、厚度相同、表面为正方形的金属导体,两正方形的边长之比为 2:1,通过这两个导体的电流方向如图所示,不考虑温度对电阻率的影响,则两个导体A与B( )
A.电阻率之比为 2:1
B.电阻之比为 1:2
C.串联在电路中,两端的电压之比为 2:1
D.串联在电路中,自由电子定向移动的平均速率之比为 1:2
【答案】D
【详解】A. AB 是材料相同,则电阻率相同,故A错误;
B.根据题意可知,
结合电阻定律可知,AB的电阻之比为,故B错误;
C.串联电路电流相等,AB电阻的阻值相等,根据欧姆定律可知,AB电阻两端的电压相等,即两电阻两端的电压之比为,故C错误;
D.串联电路电流相等,根据电流的微观表达式
可知自由电子在导体A与B中的定向移动速率之比为,故D正确。
故选D。
5.如图所示,某同学将一内阻满偏电流的表头,改装成双量程电流表。电流从A端流入,电流表有0~0.6A和0~3A两个量程。下列说法正确的是( )
A.电阻R2的阻值是R1的4倍
B.电阻R1的阻值是R2的5倍
C.接A、B接线柱时,电表量程为0~0.6A
D.接A、C接线柱时,电表量程为0~3A
【答案】A
【详解】AB.接A、B接线柱时,有
接A、C接线柱时,有
联立可得,
即,故B错误,A正确;
CD.并联电阻越小,改装电表量程越大,所以接A、B接线柱时,电表量程为;接A、C接线柱时,电表量程为,故CD错误。
故选A。
6.如图所示,将一个改装的电流表接入电路进行校准,发现待测表的读数比标准表的读数偏小一些,如两表的表头G是相同的,出现的误差可能是下述哪些原因引起的?
①待测表的指针偏转角度偏小 ②标准表的指针偏转角度偏大
③所并联的电阻偏小 ④所并联的电阻偏大
以上判断正确的是( )
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
【答案】A
【详解】改装成的电流表(待测表)比标准表的示数偏小,说明流经表头G的电流偏小些,即待测表的指针偏转角度偏小。根据并联电路的特点知,所并联的电阻越小,流经表头G的电流越小。故①③符合题意,②④不符合题意。
故选A。
7.如图所示为多用电表欧姆挡的原理示意图,其中电流表的满偏电流为300μA,内阻,调零电阻最大值,串联的固定电阻,电源电动势,用它测量电阻,能准确测量的阻值范围是( )
A.30kΩ~80kΩ B.3kΩ~8kΩ
C.300kΩ~800kΩ D.800kΩ以上
【答案】B
【详解】进行欧姆调零时有
令中值电阻为,则有
解得
由于欧姆表刻线在中央刻线附近较均匀,即指针靠近中央刻线附近的测量值较准确,可知,能准确测量的阻值范围是3kΩ~8kΩ。
故选B。
8.四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2,已知电流表A1量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好后把它们按如图所示接入电路,则( )
A.电流表A1的读数小于电流表A2的读数
B.电流表A1的偏转角等于电流表A2的偏转角
C.电压表V1的读数大于电压表V2的读数
D.电压表V1的偏转角大于电压表V2的偏转角
【答案】BC
【详解】A.电流表是由表头并联电阻改装而成,电流表A1的量程大于电流表A2的量程,故电流表A1的阻值小于电流表A2的阻值;并联电路中,电阻小的支路电流大,故电流表A1的读数大于电流表A2的读数,故A错误;
B.两个电流表A1、A2的表头是并联关系,电压相同,通过两个电流表A1、A2的表头电流相等,则电流表A1的偏转角等于电流表A2的偏转角,故B正确;
C.电压表是由表头串联电阻改装而成,电压表V1的量程大于V2的量程,故电压表V1的阻值大于电压表V2的阻值;串联电路中,阻值大的两端电压大,故电压表V1的读数大于电压表V2的读数,故C正确;
D.两个电压表V1、V2的表头是串联关系,电流相等,故电压表V1的偏转角等于电压表V2的偏转角,故D错误。
故选BC。
9.如图所示,电解池内有一价离子的电解液,在时间内通过溶液截面的正离子数为,负离子数为。设元电荷为,则以下说法正确的是( )
A.电流既有大小,又有方向,是矢量
B.适用于任何电荷的定向移动形成的电流
C.溶液内电流方向从到,电流大小为
D.溶液内电流方向从到,电流大小为
【答案】BC
【详解】A.根据矢量的含义可知,矢量既有大小,又有方向,运算时遵守平行四边形定则;虽然电流有大小,又有方向,但其运算时不遵循平行四边形定则,因此电流不是矢量,故A错误;
B.公式是电流的定义式,是比值定义法,适用于任何情况,故B正确;
CD.电流的方向与正电荷定向移动的方向相同,与负电荷定向移动的方向相反,由图可得溶液内电流的方向从A到B;设电解液中通过截面S的电荷量为q,根据题意得
故溶液内电流的大小为,故C正确,D错误。
故选BC。
10.某国产电动汽车的充电电池标识如图所示,其含义为:电压12V,电池容量60Ah。按照用户的体验,如果在家自行充电的话,将电池充满需要10小时,而如果在充电站充电的话则需要两个小时。则下列说法中正确的是( )
A.在充电过程中最多有的电荷量通过电池
B.在充电过程中最多有60C的电荷量通过电池
C.在家自行充电的电流是在充电站充电电流大小的
D.在家自行充电的电流是在充电站充电电流大小的5倍
【答案】AC
【详解】AB.由题意,电池容量为60Ah,根据
可得在充电过程中通过电池最多的电荷量为,故A正确,B错误;
CD.由题意,在家自行充电的话,将电池充满需要10小时,而如果在充电站充电的话则需要两个小时,根据
可得在家自行充电的电流是在充电站充电电流大小关系为,故C正确,D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷 非选择题
2、 实验题:本题共2小题,共16分。
11.嫦娥钢是我国研制的一种用于探测器软着陆的新材料,具有极高的强韧性和吸能性,如图甲所示。某小组想研究嫦娥钢拉杆受力与形变量的关系,设计了如图乙所示的装置,将嫦娥钢拉杆固定(固定装置没画出),将金属应变片粘贴在嫦娥钢拉杆的下表面,将接入电路。电源电动势为E、内阻为r,电流表的内阻为。
(1)在嫦娥钢拉杆的上表面装有压力传感器,施加外力于嫦娥钢拉杆的上表面,读出此时力的大小F。
(2)将滑动变阻器、电阻箱的阻值调到最大,闭合开关,将开关打到 (填“a”或“b”)端,调节滑动变阻器的阻值,使电流表有一合适的示数。
(3)闭合开关,将开关打到 (填“a”或“b”)端,保持滑动变阻器接入电路的阻值不变,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数为,则此时电阻箱的示数就等于金属应变片的阻值。重复以上操作,获得多组F、数据。
(4)该电流表内阻对金属应变片的测量值 (填“有”或“无”)影响。
(5)已知金属应变片的阻值与金属应变片的形变量的关系为,k为常数,金属应变片的形变量与嫦娥钢拉杆的形变量等效,图丙是根据部分实验数据描绘的嫦娥钢拉杆受力F与其形变量x的关系图像。闭合开关,将开关打到a端,滑动变阻器接入电路的有效阻值为,当嫦娥钢拉杆受力为时,电流表的示数为 (用题中已给出的物理量符号表示)。
【答案】 无 (每空2分)
【详解】(2)(3)[1][2]本题采用等效替代法测电阻,闭合开关,将开关打到a端,调节滑动变阻器的阻值,使电流表有一合适的示数;将开关打到端,保持滑动变阻器接入电路的阻值不变,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数为,电阻箱的示数就等于金属应变片的阻值。
(4)[3]开关打到和打到端对电路产生的效果是相同的,电流表内阻对测量结果无影响。
(5)[4]由题图丙可知,当嫦娥钢拉杆受力为时,嫦娥钢拉杆的形变量为,即金属应变片的形变量为,此时金属应变片的阻值,根据闭合电路欧姆定律可得,电流表的示数为
12.随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)不合格。某学习小组设计实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电导率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满纯净水,玻璃管长为,玻璃管两端口用插有铜钉的橡皮塞塞住。
(1)注水前,如图1所示,用10分度游标卡尺测得玻璃管长度为 cm;如图2所示,用螺旋测微器测得玻璃管内径为 mm;
(2)为了测量所取纯净水的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程,电阻约为) B.电压表(量程,电阻约为)
C.滑动变阻器,额定电流) D.电源(能提供6V的恒定电压)
E.开关一只、导线若干
①要求电流从零开始调节,请将电路图画入空白方框内 ;
②右图为根据电流表和电压表的实验数据所画的图像。根据图像,可求出该纯净水的电阻;
(3)计算纯净水的电导率表达式 (用符号、、、表示),通过代入数据发现数值偏大很多,据此可以判定纯净水 (填“合格”或“不合格”)。
【答案】(1) 5.25 (1分) 4.774/4.773/4.772/4.775 (1分)
(2)(2分)
(3) (2分)不合格(2分)
【详解】(1)[1]10分度游标卡尺的精度为,玻璃管长度为
[2]螺旋测微器的精度为,玻璃管内径为
(2)根据题意,滑动变阻器应采用分压式接法,根据图像,纯净水的电阻约,因为,可知电流表应采用内接法,电路图如图所示
(3)[1]根据电阻定律有
电导率是电阻率的倒数,有
联立可得
[2]合格的纯净水电阻率非常高,电导率很小,通过代入数据发现测量所取纯净水的电导率数值偏大很多,则判定纯净水不合格。
三、计算题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(11分)如图所示为一简单的调光电路,电源的电压U恒为14V,灯泡的额定电压UL=6V,灯泡的电阻RL保持6Ω不变,保护电阻R0=2Ω,调光电阻R的最大阻值为8Ω。
(1)若S断开时,调节调光电阻R的滑片P,使灯泡正常发光(灯泡电压为额定电压),则调光电阻R连入电路中的阻值Rx多大?
(2)若S闭合,调光电阻R的滑片P位于正中间,灯泡两端的实际电压U1多大?
(3)若S闭合,调节调光电阻R,使滑片P左侧电阻为6Ω,通过灯泡的电流I多大?
【答案】(1)6Ω
(2)4V
(3)1A
【详解】(1)S断开时,调光电阻R是限流接法,流过灯泡的电流,(2分)
解得(1分)
(2)S闭合,调光电阻R为分压接法,设调光电阻滑片P左端的电阻为R1,则(1分)
设电路中的电流为I2,则(1分)
灯泡两端的电压(2分)
(3)滑片P左侧电阻(1分)
灯泡和调光电阻左端并联电阻为(1分)
所以(1分)
则灯泡的电流(1分)
14.(13分)如图甲所示电路,电源电压不变,滑动变阻器R标有“50Ω,1A”,小灯泡L标有“6V,0.5A”字样。闭合开关,当滑片P在某一位置时,电压表示数为2V,电流表示数为0.5A。小灯泡L的图像如图乙所示。
(1)求小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)求电源电压;
(3)将电源更换为可调电压电源,已知电流表量程为“0-0.6A”,电压表量程为“0-15V”。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关,移动滑片P,发现通过小灯泡L的电流都可以在0.2A-0.5A之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。
【答案】(1)
(2)8V
(3)
【详解】(1)由题知,小灯泡L正常发光时的电压,电流
故小灯泡L正常发光时的电阻为(2分)
(2)当滑片P在某一位置时,电流表示数为0.5A,由图乙可知,此时小灯泡的电压为(1分)
所以电源电压为(2分)
(3)已知电流表量程为“0-0.6A”,电压表量程为“0-15V”, 滑动变阻器R标有“50Ω,1A”,小灯泡L允许通过的最大电流为0.5A;电路中的最大电流为,最小电流为;
当电流为0.5A时,由图乙可知,此时小灯泡的电压为(1分)
若滑动变阻器两端电压
则电源的最大电压为(1分)
当滑动变阻器接入电阻为0时,电源最小电压为(1分)
当电流为0.2A时,由图乙可知,此时小灯泡的电压为(1分)
滑动变阻器最大阻值,则此时滑动变阻器的电大电压为(1分)
则电源的最大电压为(1分)
当滑动变阻器接入电阻为0时,电源最小电压为(1分)
要使电流在0.2A-0.5A之间连续变化,电源电压需同时满足两种电流下的限制,则电源电压取值范围为。(1分)
15.(14分)如图所示是一种悬球式加速度测量仪。金属球系在细金属丝的下端,金属丝的上端悬挂于点;电阻丝长,接在电压恒为的直流稳压电源上。金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计。电阻丝的中点与点之间接入一个量程为的电压表,金属丝和导线电阻不计。图中虚线与垂直,且,沿着前进方向,静止时金属丝呈竖直状态。(重力加速度取,,)求∶
(1)当该装置向右做匀加速直线运动,金属线偏离竖直方向时,
①该装置的加速度大小;
②电压表的读数;
(2)该装置能测得的加速度的范围。
【答案】(1)①7.5m/s2;②9.0V
(2)−12.5m/s2~12.5m/s2
【详解】(1)①对小球进行受力分析,小球受重力,绳的拉力,其合力沿水平方向,大小为(1分)
根据牛顿第二定律得(2分)
②电压表所测电阻丝的长度(2分)
串联电路电流相等,有(2分)
解得(1分)
(2)电压表的最大值对应着加速度的最大值,电压表的最大读数为15V,根据串联电路电流相等,有(2分)
此时电压表所测电阻丝的长度(1分)
根据几何关系有(1分)
根据牛顿第二定律得(1分)
此时加速度的值为(1分)
根据对称性做减速运动最大加速度为−12.5m/s2
则该装置能测得的加速度的范围为−12.5m/s2~12.5m/s2
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