第四章 第五章 达标检测卷-【突破课堂】2025-2026学年高中物理必修第三册同步单元达标检测卷（粤教版）

( 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 封 线 内 不 要 答 题 ) 第四章　闭合电路　第五章　电能与能源的可持续发展 注意事项 1.本试卷满分100分,考试用时75分钟。 2.无特殊说明,本试卷中g取10 m/s2。 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.“神舟”六号载人飞船上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电实现的。由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应。“神舟”飞船上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池。在正常照射下,太阳能电池的光电转换效率可达23%。单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V的电动势,可获得0.1 A的电流,则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是 (　　) A.0.24 J B.0.25 J C.0.26 J D.0.28 J 2.如图所示是一小灯泡的伏安特性曲线,把该灯泡与开关串联后接入某电路电源两端,已知该电源电动势为3.0 V,内阻为 Ω。当开关闭合后,下列说法中正确的是 (　　) A.此时灯泡消耗的功率约为1.0 W B.灯泡的电阻随电压的增大而减小 C.此时流过灯泡的电流约为0.4 A D.此时灯泡的电阻为 Ω 3.酒精测试仪(主要部件是二氧化锡半导体型酒精气体传感器)用于测试机动车驾驶人员是否酒驾。酒精气体传感器的电阻与酒精气体的浓度成反比,那么电压表的示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是(　　) A.U越大,表示c越小,c与U成反比 B.U越大,表示c越大,c与U成正比 C.U越大,表示c越小,但是c与U不成反比 D.U越大,表示c越大,但是c与U不成正比 4.某同学用多用电表按如图所示电路进行了正确的测量。闭合开关S后,多用电表直接测出的是 (　　) A.滑动变阻器两端的电压 B.灯泡L的电阻 C.通过灯泡L的电流 D.灯泡L两端的电压 5.如图所示的电路中,电源有不可忽略的内阻,R1、R2、R3为三个可变电阻,闭合开关,电路稳定后电容器C1、C2所带电荷量分别为Q1和Q2,下列判断正确的是 (　　) A.仅将R1增大,Q1增大,而Q2减小 B.仅将R2增大,Q1和Q2都将减小 C.仅将R3增大,Q1减小而Q2增大 D.突然断开开关S,有自下而上的电流流过R3 6.如图所示,玩具风扇里面直流电动机线圈的内阻r=0.4 Ω,把它接入电压U=1.5 V的电路中,电动机正常工作,工作电流为I=0.5 A,则电动机正常工作时的输出功率为 (　　) A.0.65 W　　　B.0.75 W　　　C.0.85 W　　　D.0.95 W 7.如图所示,直线A为某电源的U-I图线,曲线B为某灯泡D1的U-I图线的一部分,用该电源和灯泡D1组成闭合电路时,灯泡D1恰好能正常发光,则下列说法正确的是 (　　) A.此电源的内阻为1.5 Ω B.灯泡D1的额定电压为3 V,额定功率为6 W C.把灯泡D1换成“3 V,20 W”的灯泡D2,电源的输出功率将变小 D.由于灯泡D1的U-I图线是一条曲线,所以灯泡发光的过程,欧姆定律不适用 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4分,有选错的得0分) 8.如图是苹果自动分拣装置的示意图,该装置能够按一定质量标准自动分拣大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上,杠杆末端压在电阻R1上,R1的阻值随压力的变化而变化。小苹果通过托盘秤时,R2两端的电压较小,分拣开关在弹簧向上的弹力作用下处于水平状态,小苹果进入上面通道;当大苹果通过托盘秤时,R2两端能够获得较大电压,电磁铁吸动分拣开关的衔铁,打开下面通道,让大苹果进入下面通道。设定进入下面通道的大苹果最小质量m0为该装置的分拣标准,下列说法正确的是 (　　) A.压力越小,R1越小 B.压力越小,R1越大 C.调节R2的大小可以改变分拣苹果的标准 D.调节R2的大小不可以改变分拣苹果的标准 9.如图所示为某品牌的无人机在某活动中从高空拍照的图片,该无人机可以载重20 kg,其锂电池容量为30 A·h,其电机的额定工作电压为50 V,额定功率为5 kW,则下列说法正确的是 (　　) A.“A·h”是电容的单位 B.无人机正常工作时通过电机的电流为50 A C.无人机的电机线圈总电阻一定小于0.5 Ω D.充满一次电后,无人机正常工作时间不超过18 min 10.如图甲所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头P向右滑动的过程中,四个理想电表的示数都发生变化,图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况,以下说法正确的是(　　) A.图线a表示的是电压表V的示数随电流表示数变化的情况 B.图线a表示的是电压表V1的示数随电流表示数变化的情况 C.图线b表示的是电压表V的示数随电流表示数变化的情况 D.图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况 三、非选择题(本大题共5小题,共54分) 11.(7分)某同学要测量一节干电池的电动势和内阻,现在实验室提供了如下的器材: A.电压表V(量程0~3 V,内阻RV约为10 kΩ) B.电流表G(量程0~3 mA,内阻Rg=100 Ω) C.电流表A(量程0~3 A,内阻约为0.5 Ω) D.滑动变阻器R1(0~20 Ω,额定电流2 A) E.滑动变阻器R2(0~500 Ω,额定电流1 A) F.定值电阻R3=0.4 Ω G.开关S和导线若干 (1)该同学发现电流表A的量程太大,于是他将电流表G与定值电阻R3并联,实际上是进行了电表的改装,则他改装后的电流表对应的量程是0~　　　　A。(结果保留两位有效数字)  (2)该同学根据实际情况设计了如图甲所示的原理图。请你根据原理图用笔画线代替导线连接实物图乙。 甲 乙 丙 (3)为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是　　　　。(填“R1”或“R2”)  (4)该同学利用上述实验原理图测得数据,以电流表G读数为横坐标,以电压表V读数为纵坐标,绘出了如图丙所示的图线,根据图线可求出电源的电动势E=　　　　V,电源的内阻 r=　　　　Ω。(电源内阻结果保留两位有效数字)  12.(9分)某同学利用如图甲所示的部分电路测量标识模糊的滑动变阻器的最大阻值。请完成下列相关内容: (1)连接线路:要求在不拆电路的情况下完成欧姆调零和测量滑动变阻器的最大阻值,则闭合开关S前,a接线柱不能连接到滑动变阻器的　　　　接线柱。  A.b　　　　　B.c　　　　　C.d　　　　　D.e (2)欧姆调零:正确连接a与滑动变阻器的接线柱后,先将多用电表的选择开关旋至电阻挡“×10”位置,再将滑动变阻器的滑片滑到　　　　(选填“最左端”或“最右端”),闭合开关S,旋转多用电表的　　　　(选填“P”或“Q”)旋钮,使指针指到　　　　,完成欧姆调零。  (3)调试:在(2)的基础上,将滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端,观察到多用电表的示数较小,为了得到比较准确的测量结果,应将选择开关旋至电阻挡“　　　　”(选填“×1”或“×100”)位置,　　　　(选填“需要”或“不需要”)再次进行欧姆调零。  (4)测量:在(3)的调试后,进行正确操作和测量,多用电表指针指示如图乙,则滑动变阻器的最大阻值为　　　　 Ω。  13.(9分)如图所示电路,已知R3=4 Ω,闭合开关,电流表读数为0.75 A,电压表读数为2 V,经过一段时间,一个电阻被烧坏(断路),使电流表读数变为0.8 A,电压表读数变为3.2 V,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。 14.(13分)某同学利用图甲所示装置测定某电动机的效率。用电压传感器和电流传感器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,当重物匀速上升时用位移传感器测得重物上升的位移与时间的关系图像如图乙所示,电动机提升的重物的质量为91.2 g,不计一切摩擦,重力加速度为g。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。 15.(16分)如图所示电路,电源电动势E=3 V,内阻r=1 Ω,两个定值电阻阻值R1=R2=2 Ω,电容器的电容C=20 μF。开关全部闭合时,一粒带电油滴恰能在极板间静止。求: (1)极板带的电荷量大小; (2)电源的效率; (3)断开开关S2(认为电容器充放电过程极快完成),油滴加速度的大小和方向。 答案与分层梯度式解析 1.C　由电功的定义可知,每秒太阳能电池产生的能量为W=UIt=0.6×0.1×1 J=0.06 J,设每秒照射到这种太阳能电池上的能量为Q,由能量守恒定律有Q== J≈0.26 J,故选C。 2.D　根据电源电动势为3.0 V,内阻为 Ω,可在题图中作出电源的I-U图线,如图所示 由图像可知,灯泡与电源组成的闭合回路中,灯泡两端的电压为1.5 V,流过灯泡的电流为0.8 A,由欧姆定律可知此时灯泡的电阻为R== Ω,此时灯泡消耗的功率约为P=UI=1.2 W,故D正确,A、C错误;灯泡的I-U图线上的点与原点连线的斜率表示灯泡电阻的倒数,由题图可知灯泡的电阻随电压的增大而增大,故B错误。故选D。 3.D　酒精气体传感器和定值电阻R、R0串联在电路中,电压表测R0两端的电压。设酒精气体传感器电阻为r',根据酒精气体传感器的电阻与酒精气体的浓度成反比,有=kc(k是比例系数),根据欧姆定律有=,则有U==,可以看出电压表的示数U与酒精气体浓度c的关系不是正比关系,但U随浓度c的增大而增大,选项D正确,A、B、C错误。 4.C　闭合开关后,多用电表串联在电路中,由题意知接法正确,故选择的是电流挡,即测量的是通过灯泡L的电流,故选C。 5.A　仅增大R1,整个电路电阻变大,由闭合电路欧姆定律可知,电路电流减小,路端电压变大,R2两端电压减小,R1两端电压增大,电容器C1两端电压增大,C2两端电压减小,电容器所带电荷量Q1增大,Q2减小,选项A正确;仅增大R2,整个电路电阻变大,由闭合电路欧姆定律可知,电路电流减小,路端电压变大,电阻R1两端电压变小,电阻R2两端电压变大,电容器C1、C2两端电压变大,两电容器所带电荷量Q1和Q2都增加,选项B错误;仅增大R3,整个电路电阻不变,Q1和Q2都将不变,选项C错误;突然断开开关S,两个电容器都放电,有自上而下的电流流过R3,选项D错误。 6.A　电动机正常工作时线圈的热功率为P热=I2r=0.1 W,电动机正常工作时的电功率为P电=UI=0.75 W,则电动机正常工作时的输出功率为P出=P电-P热=0.65 W,故选A。 7.B　由题图可知电源的电动势E=4 V,内阻r== Ω=0.5 Ω,故A错误;两图线的交点表示灯泡D1与电源连接时的工作状态,此时灯泡两端的电压U1=3 V,流过灯泡的电流I1=2 A,灯泡消耗的电功率为P=U1I1=6 W,由于灯泡D1正常发光,则灯泡D1的额定电压为3 V,额定功率为6 W,故B正确;灯泡D1的电阻R1==1.5 Ω,“3 V,20 W”的灯泡D2的电阻R2== Ω=0.45 Ω,可知灯泡D2的电阻更接近电源的内阻,根据电源的内、外电阻相等时,电源的输出功率最大,可知把灯泡D1换成灯泡D2,电源的输出功率将变大,故C错误;灯泡是纯电阻元件,欧姆定律仍适用,图线为曲线是因为灯泡的电阻随温度的升高而增大,D错误。故选B。 8.BC　苹果越小,压力越小,若电阻R1越大,根据串反并同规律,与R1间接串联的电磁铁的电流越小,电磁铁的磁力越小,杠杆仍然处于水平状态,小苹果进入上面通道,符合分拣标准,A错误,B正确;若增大R2,根据串反并同规律,与R2并联的电磁铁的电流增大,电磁铁的磁力增大,下面通道被打开,原来质量不够大的苹果也能进入下面通道,m0减小,分拣标准降低,C正确,D错误。故选B、C。 9.CD　根据公式q=It可知“A·h”是电荷量的单位,故A错误;电机的额定工作电压为50 V,额定功率为5 kW,根据公式P=UI可知无人机正常工作时通过电机的电流为I== A=100 A,故B错误;无人机的电机不是纯电阻,其工作时的热功率一定小于总功率,即I2R<UI,整理得R<,可知无人机的电机线圈总电阻一定小于0.5 Ω,故C正确;根据公式q=It可知无人机充满一次电后正常工作的时间为t===0.3 h=18 min,故D正确。故选C、D。 10.BCD　当滑动变阻器的滑动触头P向右滑动时,变阻器接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路的欧姆定律I=可知,总电流I增大,R2两端电压增大,即电压表V2示数增大;内电压增大,路端电压U减小,可知电压表V示数减小,当滑动变阻器的滑动触头P滑到最右端时,电压表V1的示数为零,但电压表V的示数不为零,所以图线a表示的是电压表V1的示数随电流表示数变化的情况,图线b表示的是电压表V的示数随电流表示数变化的情况,图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况,选项A错误,B、C、D正确。 11.答案　(1)0.75(2分)　(2)见解析(1分)　(3)R1(1分)　(4)1.50　(1分)　0.80(2分) 解析　(1)根据串、并联电路规律可得,改装后的电流表对应的量程是Im=Ig+=3×10-3 A+ A≈0.75 A。 (2)连接实物图如图所示 (3)滑动变阻器接入电路的最小阻值Rmin== Ω=2 Ω,为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是R1。 (4)根据U-I图线可知电源电动势E=1.50 V,根据闭合电路欧姆定律有U=E-250Ir,根据图像有250r== Ω=200 Ω,则电源的内阻为r= Ω=0.80 Ω。 12.答案　(1)CD(2分)　(2)最右端(1分)　Q(1分)　0 Ω处(或满偏电流处、欧姆表零刻度处)(1分)　(3)×1(1分)　需要(1分) (4)20/20.0(2分) 解析　(1)要求在不拆电路的情况下完成欧姆调零和测量滑动变阻器的最大阻值,则闭合开关S前,a接线柱不能连接到滑动变阻器的d、e接线柱,只能连接b或c接线柱。当滑片滑到最右端时,闭合开关S可完成欧姆调零;当滑片滑到最左端时,闭合开关S可完成测量滑动变阻器的最大阻值。故选C、D。 (2)正确连接a与滑动变阻器的接线柱后,先将多用电表的选择开关旋至电阻挡“×10”位置,再将滑动变阻器的滑片滑到最右端,闭合开关S,旋转多用电表的欧姆调零旋钮,即“Q”旋钮,使指针指到0 Ω处,完成欧姆调零。 (3)在(2)的基础上,将滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端,观察到多用电表的示数较小,说明挡位太高,为了得到比较准确的测量结果,应将选择开关旋至电阻挡“×1”位置,需要再次进行欧姆调零。 (4)由题图乙可知,指针指在“20”刻度处,则滑动变阻器的最大阻值为20×1 Ω=20 Ω。 13.答案　(1)R2　(2)4 Ω　(3)见解析 解析　(1)由于发生故障后,电压表和电流表都有示数且增大,说明R1、R4、R3完好,只能是R2被烧断了。 (2分) (2)R2被烧断后,电压表的示数等于电阻R1两端的电压,则 R1== Ω=4 Ω。 (1分) (3)电阻R2未被烧坏时,电阻R3两端的电压为 U3=I1R1-U1=0.75×4 V-2 V=1 V(1分) 通过电阻R3的电流为I3== A=0.25 A(1分) 根据闭合电路欧姆定律得 E=I1R1+(I1+I3)(R4+r) (1分) 电阻R2烧坏后,由闭合电路欧姆定律得 E=U'1+I'1(R4+r) (1分) 代入数据可得 E=3 V+1 A×(R4+r),E=3.2 V+0.8 A×(R4+r) (1分) 联立两式解得E=4 V,R4+r=1 Ω(1分) 由于R4未知,故只能求出电源电动势E,而不能求出内阻r。 14.答案　(1)3.2 V　1.25 Ω　(2)95% 解析　(1)电动机与电源构成闭合电路 初始启动时U1=2.8 V,I1=0.32 A①(2分) 由闭合电路欧姆定律可知U1=E-I1r ②(1分) 电动机稳定工作时U2=3.0 V,I2=0.16 A③(1分) 由闭合电路欧姆定律可知U2=E-I2r ④(1分) 联立①②③④解得E=3.2 V,r=1.25 Ω。 (2分) (2)电动机的输入功率为P1=U2I2 ⑤(2分) 由题图乙可知重物匀速上升时的速度为v= ⑥(1分) 电动机的输出功率为P2=mgv ⑦(1分) 电动机的效率为η=×100% ⑧(1分) 联立③⑤⑥⑦⑧解得η=95%。 (1分) 15.答案　(1)4×10-5 C　(2)66.7%　(3)5 m/s2　竖直向上 解析　(1)回路中的电流I===1 A(2分) 电容器两极板间电压U=IR1=1×2 V=2 V(2分) 电容器带电荷量Q=CU=20×10-6×2 C=4×10-5 C。 (2分) (2)电源的输出功率P=IU=1×2 W=2 W(2分) 电源的总功率P总=IE=1×3 W=3 W(2分) 电源的效率η=×100%=66.7%。 (1分) (3)设油滴带电荷量为q,极板间距为d 开始时油滴受力平衡,有q=mg (1分) 断开开关S2后,有q-mg=ma (2分) 代入数据解得:a=5 m/s2,方向竖直向上。 (2分) 学科网（北京）股份有限公司 $