第2章 电路及其应用 单元过关检测(二)-【优学精讲】2024-2025学年高中物理必修第三册教用Word(教科版)

单元过关检测(二) (时间：75分钟　分值：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，只有一项符合题目要求。 1．下列说法正确的是(　　) A．由I＝知道，I与q成正比 B．由I＝知道，电阻中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比 C．由R＝知道，电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比 D．由R＝知道，电阻率是反映材料导电性能的物理量，材料的电阻率越大，则导电性能越好 解析：选B。公式I＝为电流的定义式，I与q、t无关，A错误；由I＝知道，电阻中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，B正确；公式R＝为电阻的定义式，电阻跟它两端的电压、通过它的电流无关，C错误；由R＝知道，电阻率是反映材料导电性能的物理量，材料的电阻率越大，则导电性能越差，D错误。 2．一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位长度自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e，在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为(　　) A.　　　　　　 B． C．ρnev D． 解析：选A。导体中的电流I＝nev，导体的电阻R＝ρ，导体两端的电压U＝IR，电场强度E＝，联立解得E＝。 3．一电源电动势为6 V，内阻不能忽略，将其和一标有“6 V　3 W”的小灯泡构成闭合回路，则小灯泡(　　) A．正常发光 B．比正常发光时暗 C．两端电压等于6 V D．两端电压大于6 V 解析：选B。组成闭合回路后，由于电源内阻要分压，小灯泡两端电压达不到电源电动势6 V，不可能正常发光，亮度比正常发光时暗，故B正确，A、C、D错误。 4．如图所示，R2＝R4，理想电压表V1的示数为70 V，理想电压表V2的示数为50 V，则A、B间的电压为(　　) A．140 V B．120 V C．100 V D．无法计算 解析：选B。理想电压表所在支路不通，则题图所示电路是四个电阻串联，电压表V1测量的是R1和R2两端的电压之和，电压表V2测量的是R2和R3两端的电压之和。因为R2＝R4，所以电压表V2相当于测的是R3和R4两端的电压之和，即A、B间的电压为电压表V1的示数与电压表V2的示数之和，则A、B间的电压为50 V＋70 V＝120 V，B正确。 5．如图所示的电路中，已知R1＝5 Ω，R2＝12 Ω，理想电压表示数为2 V，理想电流表示数为0.2 A，下列说法正确的是(　　) A．通过R3的电流为0.4 A B．R3的阻值为10 Ω C．AC部分的总电阻为11 Ω D．AC两端的电压为2.4 V 解析：选C。根据欧姆定律可得，通过R1的电流I1＝ A＝0.4 A，可得通过R3的电流I3＝I1－I2＝(0.4－0.2) A＝0.2 A，A错误；R2与R3并联，两端电压U23＝12×0.2 V＝2.4 V，可得R3＝＝12 Ω，B错误；R2与R3并联后的电阻R23＝ Ω＝6 Ω，可得AC部分的总电阻RAC＝R23＋R1＝11 Ω，C正确；AC两端的电压UAC＝U23＋U1＝2.4 V＋2 V＝4.4 V，D错误。 6．如图所示，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器 R0的滑片 P 向上缓慢滑动的过程中(　　) A．小灯泡L变亮 B．电压表的示数增大 C．电流表的示数减小 D．电容器C所带电荷量减小 解析：选B。滑片向上滑动，R0增大，电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律I＝可知干路电流减小，则通过灯泡的电流减小，所以小灯泡变暗，A错误；电压表测量路端电压，根据闭合电路欧姆定律E＝U路＋Ir可知，干路电流减小，路端电压增大，B正确；小灯泡分压减小，路端电压增大，所以除小灯泡以外的并联部分电路两端电压增大，根据欧姆定律I＝可知电流表的示数增大，C错误；电容器两端电压增大，根据电容的定义式C＝可知电容器所带电荷量增大，D错误。 7．如图所示，将某一电源的路端电压随干路电流的变化关系和某一定值电阻R两端的电压与通过该电阻的电流关系画在同一个U－I图像中。若将该电源与两个定值电阻R串联构成闭合回路，下列分析正确的是　(　　) A．甲反映定值电阻R的U－I关系， R＝1.0 Ω B．乙反映电源的U－I关系，其电动势E＝5.0 V C．通过定值电阻R的电流大小一定为1.0 A　 D．电源内阻r消耗的热功率为1.44 W 解析：选D。根据题意，由欧姆定律有U＝IR，结合图像可知，甲反映定值电阻R的U－I关系，则R＝＝ Ω＝2 Ω，故A错误；根据闭合电路欧姆定律有U＝E－Ir，结合图像可知，乙反映路端电压的U－I关系，代入题图中数据有5＝E－r，4＝E－2r，解得E＝6 V，r＝1 Ω， 故B错误；若将该电源与两个定值电阻R串联构成闭合回路，根据闭合电路欧姆定律有I＝＝1.2 A，电源内阻r消耗的热功率P＝I2r＝1.44 W，故C错误，D正确。 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，有多项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 8．一个电流表的满偏电流Ig＝1 mA，内阻为200 Ω。要把它改装成一个量程为0～10 V的电压表，下列说法正确的是(　　) A．应在电流表旁串联一个9 800 Ω的电阻 B．应在电流表上并联一个10 000 Ω的电阻 C．改装之后的电压表内阻为10 000 Ω D．改装之后的电压表内阻小于200 Ω 解析：选AC。改装成一个量程为0～10 V的电压表，需串联一个电阻，电流表与电阻分得的电压之和等于10 V，即Ig＝U，得R＝9 800 Ω，A正确，B错误；改装后的电压表总电阻RV＝Rg＋R＝10 000 Ω，C正确，D错误。 9.如图所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，R0为定值电阻，Rt为热敏电阻(温度越高，Rt电阻越小)，闭合开关，则在温度逐渐升高的过程中，下列说法正确的是(　　) A．电流表示数增大 B．热敏电阻的功率一定增大 C．电源效率减小 D．电源的输出功率一定增大 解析：选AC。温度升高，Rt电阻减小，则串联电路总电阻减小，由I＝知总电流增大，则电流表示数增大，故A正确；总电流增大，R0和内阻上电压增大，则Rt两端电压减小，故无法判断热敏电阻的功率变化，故B错误；总电流增大，由于U外＝E－Ir，则外电路电压减小，由于电源效率η＝，则电源效率减小，故C正确；因不知外阻与内阻大小关系，故无法判断电源输出功率如何变化，故D错误。 10．图甲为某电源的U－I图线，图乙为某小灯泡的U－I图线的一部分，则下列说法正确的是(　　) A．电源的内阻为10 Ω B．当小灯泡两端的电压为2.5 V时，它的电阻约为5 Ω C．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡两端的电压约为1.0 V D．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.48 W 解析：选BD。结合题图甲，电源的内阻r＝＝ Ω＝7.5 Ω，故A错误；由题图乙可知，当小灯泡两端的电压为2.5 V时，通过的电流为0.5 A，故小灯泡的电阻约为R＝＝5 Ω，故B正确；把电源和小灯泡组成闭合回路，将甲、乙两图叠加到一起，图像的交点即小灯泡的电压、电流，如图所示，可得小灯泡两端的电压约为U＝1.3 V，电流约为I＝0.37 A，故小灯泡的功率约为P＝UI＝1.4×0.34 W≈0.48 W，故C错误，D正确。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．(6分)实验室中可以用欧姆表直接测量电阻，如图是欧姆表的简化结构图，其中a、b为两表笔。 (1)欧姆表的表盘刻度不均匀，“0”刻度线在表盘________侧，“∞”刻度线在表盘________侧(均选填“左”或“右”)。 (2)若用欧姆表测量某电压表的阻值，a表笔应与电压表的________(选填“正”或“负”)接线柱相接。 解析：(1)欧姆表是由电流表改装而来，根据闭合电路欧姆定律，则Rx＝－(r＋R)，所以“0”刻度线在表盘右侧，“∞”刻度线在表盘左侧。 (2)电压表的工作电流应从正接线柱流入，欧姆表的电流是从a表笔流出，因此a表笔连接电压表正接线柱，b表笔连接电压表负接线柱。 答案：(1)右　左　(2)正 12．(10分)某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。 电压表(量程0～3 V，内阻约为3 kΩ) 电流表(量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω) 滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流1 A) 待测电池组(电动势约为3 V，内阻约为1 Ω) 开关、导线若干 (1)该小组连接的实物电路如图甲所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是________。 (2)改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的________(选填“a”或“b”)端。 (3)该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U－I图像如图乙所示。根据图像可知，电池组的电动势为________V，内阻为________Ω(结果均保留2位有效数字)。 解析：(1)5号导线连接错误，应该接在电源的正极接线柱上。 (2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的a端，在闭合开关后，电路中的电流较小，以免烧毁电流表。 (3)图线的纵截距表示电源电动势，则有E＝2.9 V 图线斜率的绝对值表示内阻，则有r＝ Ω＝5.8 Ω。 答案：(1)5　(2)a　(3)2.9　5.8 13．(12分)某同学在做《自来水电阻率的测定》课题时，在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极，其间充满待测的自来水，然后用如图甲所示电路进行测量。 该同学选用器材如下： 电压表(量程0～15 V，内阻约90 kΩ)、电流表(量程0～300 μA，内阻约50 Ω)、滑动变阻器(100 Ω，1 A)、电池组(电池组两极间电压恒为12 V)、开关一个、导线若干。 实验中测量情况如下： 安装前他用图乙所示的20分度的游标卡尺测玻璃管的内径，测得玻璃管的内径为30.75 mm，用刻度尺测得两电极相距L＝0.314 m。实验中还测得包括0在内的9组电流I、电压U的值，在坐标纸上描点如图丙。 根据以上材料回答下面的问题： (1)测量玻璃管内径时，应将图乙游标卡尺中的A、B、C三部分中的________与玻璃管内壁接触；该同学测得玻璃管的内径为30.75 mm，则此时游标尺上的刻度线与主尺上第________根线对齐。 (2)根据实验数据可知该同学测得水柱的电阻R＝________ Ω(保留2位有效数字)。 (3)根据测得水柱电阻值可知实验中电路设计有一处错误，应改为____________，请在虚线框中画出改进后的电路图(电路图中用Rx表示自来水的电阻)。 解析：(1)测量玻璃管内径时应该用内爪，即A部分；由于使用的是20分度的游标卡尺，玻璃管的内径为 30．75 mm＝30 mm＋0.05 mm×15 如图1所示 因此游标尺第15根线和主尺45根线对齐。 (2)根据U－I图线斜率等于电阻，可知R＝＝1.0×105 Ω 由于误差原因，9.8×104 Ω～1.2×105 Ω均算正确。 　 (3)根据测得水柱电阻值可知水柱阻值较大，远远大于电流表的内阻，而与电压表内阻较为接近，因此电流表选择内接法更合适；改进后的电路图如图3所示。 答案：(1)A　45　(2)1.0×105　(3)电流表应该采用内接　见解析图3 14. (12分)在如图所示的电路中，两电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片位于最左端时，两电表的示数分别为10 V、0.2 A；当滑动变阻器的滑片位于最右端时，两电表的示数分别为4 V、0.5 A。已知R1＝84 Ω，求： (1)滑动变阻器的最大电阻值； (2)电源的电动势E、内阻r。 解析：(1)当滑动变阻器的滑片位于最右端时，有 IR2＝U 当滑动变阻器的滑片位于最左端时，有I′R外＝U′ 又R外＝＋R2 解得R3＝84 Ω。 (2)当滑动变阻器的滑片位于最右端时U＋Ir＝E 当滑动变阻器的滑片位于最左端时U′＋I′r＝E 联立解得E＝14 V，r＝20 Ω。 答案：(1)84 Ω　(2)14 V　20 Ω 15．(14分)如图所示，电源的电动势E＝8 V，三个定值电阻的阻值相同且R＝7.5 Ω，电容器的电容C＝2 pF，闭合开关，电路稳定后，理想电流表的示数I＝0.50 A。求： (1)电源的内阻； (2)电容器带的电荷量； (3)电源的输出功率及其效率。 解析：(1)由闭合电路欧姆定律得I＝ 解得r＝1 Ω。 (2)根据U＝IR，Q＝CU 解得Q＝7.5×10－12 C。 (3)电源的输出功率P出＝P总－P内 P总＝EI， P内＝I2r 解得P出＝3.75 W 电源的效率η＝×100% 解得η＝93.75%。 答案：(1)1 Ω　(2)7.5×10－12 C (3)3.75 W　93.75% 学科网（北京）股份有限公司 $