第十一章电路及其应用 第二十章电能 能量守恒定律 单元检测题-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

电路及其应用 电能 能量守恒定律 单元检测题答案 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．答案　B 解析　要使人体两端的电压不高于12 V，漏电电流通过曲长管道时损失的电压要足够大，所以曲长管道应选用不易导电的材料制成，选项A错误，B正确；“隔电电阻”大于“人体电阻”，且两者串联，选项C错误；热水器漏电且接地线失效时，“防电墙”使人体内有很微弱的电流通过，保障人的安全，选项D错误。 2．答案　B 解析　在加速电场中有eU＝mv2，得v＝，在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电荷量为q＝IΔt＝I， 则电子个数n＝＝，故选B。 3.答案　B 解析　滑动触头P由中点向下移动的过程中，R2接入电路的电阻变大，总电阻增大，总电流减小，电源内阻不计，故A2示数不变，则A1示数变小，A错误，B正确；R1、R2串联，电源内阻不计，则ΔU1＝ΔU2，由R1＝可知＝＝R1，C、D错误。 4.答案　A 解析　若R1断路，则电路中总电阻增大，总电流减小，电流表A读数变小，灯L2变暗，又右侧部分总电阻没有变，则右侧分压将减小，L1两端的电压将增大，灯泡L1将变亮，A正确；若R2断路，则电路中总电阻增大，电路中的总电流减小，L1的分流减小，可知L1应变暗，B错误；若R3短路，则R2被短路，电路中总电阻将减小，电路中总电流增大，L1的分流增大，L1变亮，L1两端的电压增大，L2两端电压减小，L2的分流减小，L2变暗，由于总电流增大，而L2的分流减小，则电流表读数也将变大，C错误；若R4短路，则电路中总电阻减小，电路中总电流增大，L1的分流增大，L1变亮，L2两端的电压减小，L2的分流减小，故L2变暗，电流表A的读数变大，D错误。 5．答案　B 解析　由题图乙可知，酒精气体浓度越大，气敏电阻的阻值越大，所以电路中的总电阻越大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流就越小，即电流表示数越小。根据闭合电路欧姆定律有U＝E－I(R1＋r)，可得酒精气体浓度越大，气敏电阻两端电压就越大，电压表示数就越大，A错误，B正确；电路消耗的总功率为P＝EI，由上面的分析可知酒精气体浓度越大，电路中的电流越小，则电路消耗的总功率越小，C错误；电压表与电流表示数的比值表示气敏电阻阻值的大小，因为酒精气体浓度越大，气敏电阻阻值就越大，所以电压表与电流表示数的比值就越大，D错误。 6．答案　C 解析　如题图乙所示，把定值电阻R看成电源的内阻，则有U＝E－I(R＋r)，画出电源的伏安特性曲线如图所示，由于两灯泡并联，故电路的总电流为每盏小灯泡的电流的2倍。当路端电压U＝1 V时，两灯泡电流I1＝I2＝0.2 A，干路电流I＝0.4 A，I＝2I1＝2I2，故该状态为工作状态，此时每盏灯泡的电功率约为P＝UI1＝0.2 W，选项C正确。 7．答案　D 解析　由欧姆定律R＝结合图像可知，电阻R1小于电阻R2，故A错误；电源的内阻r＝，当I＝Im，即R1接在电源上时，由闭合电路欧姆定律有·Im＋U1＝E，同理当I＝Im，即R2接在电源上时，由闭合电路欧姆定律有·Im＋U2＝E，解得U1＝E，U2＝E，根据P＝UI可得，两种情况下，电源的输出功率P1＝P2＝EIm，故D正确，B、C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，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 8．答案　BC 解析　题图中A1、A2并联，两端电压相等，又因A1、A2是由两个相同的电流计改装而成，所以A1、A2的指针偏转角度相同，即偏转角度之比为1∶1，再结合其量程可知A1、A2的读数之比为5∶1，B、C正确。 9．答案　BD 解析　在滑动变阻器的滑动触头P向上滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，总电流增大，可知路端电压减小，即电压表V1的示数减小，电压表V2的示数增大，电压表V3的示数减小，则图线a表示的是电压表V3的示数的变化情况，图线c表示的是电压表V2的示数的变化情况，A项错误，B项正确；由闭合电路欧姆定律得U1＝E－Ir，则||＝r保持不变，C项错误；由闭合电路欧姆定律得U3＝E－I(r＋R1)，则||＝r＋R1保持不变，D项正确。 10.答案　BC 解析　S断开时，电阻R3两端电压为U3＝E＝×30 V＝18 V，S闭合后，外电阻为R＝＝ Ω＝8 Ω，路端电压为U＝E＝×30 V＝20 V，电阻R3两端电压为U3′＝·U＝×20 V＝15 V，则流过R4的总电荷量为ΔQ＝CU3－CU3′＝3.0×10－11 C，故A错误，B正确；设微粒质量为m，电荷量为q，当开关S断开时有＝mg，当开关S闭合后，微粒加速度为a，则有mg－＝ma，微粒能从电场中射出，则水平方向有t＝，竖直方向有y＝at2，由以上各式求得y＝7.5×10－2 m＝7.5 cm，故C正确，D错误。 三、非选择题(本题共4小题，共54分) 11．答案　(1)C　红　(2)满偏　(3)3.16　531 解析　(1)根据欧姆表的原理可知其内部有电源，有可调电阻调节其内阻，并且从G表的正极流入，故选C；黑表笔接电源的正极，红表笔接电源的负极，故表笔a为红色。 (2)当两表笔短接时，由欧姆定律知，可以通过调节可调电阻使电流表满偏，令指针指在电流表的满偏电流刻度处，进行调零。 (3)在闭合电路中，电源电动势E＝In(R内＋Rx)，而又因为Rx＝nR，则＝nR＋R内＝n＋R内，即E≈3.16 V，R内≈531 Ω。 12．答案　(1)190　10　(2)198.3　(3)C 解析　(1)闭合开关K2，调节滑动变阻器RP接入电路的阻值使微安表满偏，保持滑动变阻器RP接入电路的阻值不变，认为电路中电流不变，闭合开关K1并调节电阻箱接入电路的阻值，微安表电流为125 μA时，电阻箱R的电流也为125 μA，此时微安表与电阻箱并联，电压相等，所以微安表的内阻等于电阻箱接入电路的电阻，则微安表内阻测量值为Rg＝190 Ω；把微安表改装成5 mA电流表时，需要并联的电阻阻值为R＝＝10 Ω。 (2)微安表示数为240 μA，微安表的实际内阻为Rg＝＝ Ω＝198.3 Ω。 (3)半偏法测量微安表内阻的系统误差来源于闭合开关K1时电路中总电阻减小，电流增大，欲减小系统误差，需要使滑动变阻器接入电路的电阻增大，闭合开关K1时，电路中电阻变化小，电流变化小，而增大滑动变阻器接入电路的电阻，需要提高电源电动势，故选C。 13． 答案　(1)0.400　1.450　(2)11　(3)见解析图　(4)10 解析　(1)题图甲中螺旋测微器固定刻度为0，可动刻度为40.0，螺旋测微器读数为0.400 mm；题图乙中游标卡尺读数为14 mm＋10×0.05 mm＝14.50 mm＝1.450 cm。 (2)多用电表欧姆挡的读数为11×1 Ω＝11 Ω。 (3)电源电动势为4 V，电压表量程为15 V，所给电压表的量程太大，测量时指针偏角太小，读数误差太大，可选用电流表A1与定值电阻R1串联改装成电压表，改装后的电压表量程为3 V，测量时可以达到满偏，测量误差小，用电流表A2 与定值电阻R2并联改装成大量程电流表，改装后的电流表量程为0.5 A，金属棒的阻值约为11 Ω，滑动变阻器最大阻值为5 Ω，故滑动变阻器选用分压接法，电路图如图所示。 (4)题图丁中纵轴为电流表A1的示数I1，单位为mA，根据并联电路电压相等，可得出I1(r1＋R1)＝(I2＋－I1)Rx，代入数据解得金属棒的电阻为Rx＝10 Ω。 14．答案　(1)见解析图　(2)11.0　7.5　4　(3)10　11 解析　(1)由电路图连接的实物图如图所示。 (2)由题图可知，电阻箱的读数为0×100 Ω＋1×10 Ω＋1×1 Ω＋0×0.1 Ω＝11.0 Ω；将S1打到b端，电压表的读数为5.5 V，由欧姆定律知，电流为I＝ A＝0.5 A；然后将S1打到a端，此时电压表读数如题图丁所示，电压表量程为15 V，分度值为0.5 V，其读数为7.5 V，根据以上数据可得电阻R0＝ Ω－11.0 Ω＝4 Ω。 (3)根据闭合电路欧姆定律有E＝U＋I(r＋R0)＝U＋(r＋R0)，整理得＝＋·，结合题图戊所示图像可知纵截距b＝＝0.1 V－1，解得E＝10 V，图像斜率k＝＝1.5 Ω/V，则电源内阻为r＝kE－R0＝15 Ω－4 Ω＝11 Ω。 学科网（北京）股份有限公司 $ 电路及其应用 电能 能量守恒定律 单元检测题 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．电热水器金属内胆出水口加接一段曲长管道，在电热水器漏电且接地线失效时，能形成“防电墙”，保障人的安全。如图所示，当热水器漏电且接地线失效时，其金属内胆与大地间电压为220 V，由于曲长管道中水具有电阻(简称“隔电电阻”)，因而人体两端的电压不高于12 V，下列说法正确的是(　　) A．曲长管道应选用导电性能好的材料制成 B．曲长管道应选用不易导电的材料制成 C．“隔电电阻”小于“人体电阻”，且两者串联 D．热水器漏电且接地线失效时，“防电墙”使人体内无电流通过 2．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl的电子束内的电子个数是(　　) A. B. C. D. 3.图示电路中，电源电动势为E，内阻不计，闭合开关S，滑动触头P由中点向下移动的过程中，理想电表A1、V1、V2示数变化的大小分别为ΔI1、ΔU1、ΔU2，则下列说法正确的是(　　) A．A1示数减小、A2示数增大 B．A1示数减小，A2示数不变 C.不变，增大 D.、均不变，且< 4.如图所示的电路中，闭合开关，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，理想电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是(　　) A．R1断路 B．R2断路 C．R3短路 D．R4短路 5．如图甲是用气敏电阻改装的酒精含量测试仪电路图，测试仪用来测试汽车司机是否酒驾，R1为定值电阻，R2为气敏电阻。R2的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙，电源电动势保持不变。测试对象呼出的气体中酒精气体浓度越大，则(　　) A．测试仪中电压表的示数越小 B．测试仪中电流表的示数越小 C．电路消耗的总功率越大 D．电压表与电流表示数的比值越小 6．如图甲所示为某一小灯泡的U－I图线，现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4 Ω的定值电阻R串联，接在内阻为1 Ω、电动势为3 V的电源两端，如图乙所示，则(　　) A．通过每盏小灯泡的电流约为0.2 A，此时每盏小灯泡的电功率约为0.6 W B．通过每盏小灯泡的电流约为0.3 A，此时每盏小灯泡的电功率约为0.6 W C．通过每盏小灯泡的电流约为0.2 A，此时每盏小灯泡的电功率约为0.2 W D．通过每盏小灯泡的电流约为0.3 A，此时每盏小灯泡的电功率约为0.4 W 7．如图所示的U－I图像中，直线a为电源的路端电压与电流的关系，直线b、c分别是电阻R1、R2两端的电压与电流的关系。若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则下列说法正确的是(　　) A．电阻R1大于电阻R2 B．R1接在电源上时，电源的输出功率较大 C．R2接在电源上时，电源的输出功率较大 D．两种情况，电源的输出功率相等 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，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 8．如图所示，电流表A1(0～3 A)和A2(0～0.6 A)是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中。闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法正确的是(　　) A．A1、A2的读数之比为1∶1 B．A1、A2的读数之比为5∶1 C．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1 D．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5 9．在如图甲所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关S，在滑动变阻器的滑动触头P向上滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生了变化。图乙中的三条图线分别表示了三个电压表示数的变化情况。则下列说法正确的是(　　) A．图线a表示的是电压表V1的示数的变化情况 B．图线c表示的是电压表V2的示数的变化情况 C．此过程中电压表V1示数的变化量ΔU1和电流表A示数的变化量ΔI的比值的绝对值变大 D．此过程中电压表V3示数的变化量ΔU3和电流表A示数的变化量ΔI的比值的绝对值不变 10.某电路如图所示，电源电动势E＝30 V，内阻r＝4 Ω，电阻R1＝16 Ω，R2＝R4＝4 Ω，R3＝12 Ω，C为平行板电容器，其电容C＝10.0 pF，虚线到两极板距离相等，极板长L＝0.60 m，重力加速度g取10 m/s2。开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以v0＝2.0 m/s的初速度射入电容器C之间的电场中，刚好沿虚线匀速运动(　　) A．当开关S闭合后，流过R4的总电荷量ΔQ＝1.8×10－10 C B．当开关S闭合后，流过R4的总电荷量ΔQ＝3×10－11 C C．当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入电容器C之间的电场后，射出电场时，在垂直于板面方向偏移的距离是7.5 cm D．当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入电容器C之间的电场后，射出电场时，在垂直于板面方向偏移的距离是37.5 m 三、非选择题(本题共4小题，共54分) 11．(10分) (1)小明同学利用自己所学物理知识，自制了一个欧姆表，他采用的内部等效电路图为甲图中的________，表笔a为________(选填“红”或“黑”)色。 (2)已知G表的满偏电流为6 mA，制作好欧姆表后，小明同学对欧姆表进行欧姆调零。他将图甲中欧姆表的红黑表笔短接，G表指针位置如图乙所示，调节欧姆调零旋钮，使G表指针指在________(选填“0刻度”或“满偏”)位置，即完成欧姆调零。 (3)经欧姆调零后，小明同学打算测量此欧姆表的电动势和内阻，他找到5个规格相同的标准电阻R＝100.0 Ω，他将n个(n＝1,2,3,4,5)电阻串联后先后接在该欧姆表的红黑表笔之间，记下串联电阻的个数n和对应电流表的读数In。根据所得数据作出－n图像，如图丙所示，可求得欧姆表中电源的电动势为________ V，该欧姆表的内阻为________ Ω。(结果保留3位有效数字) 12．(12分)某同学采用半偏法测量一量程为250 μA的微安表G的内阻，将其改装为量程为5 mA的电流表，并利用量程为5 mA的标准电流表A进行检验。 (1)如图甲所示，断开开关K1、K2，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关K2，调节滑动变阻器RP接入电路的阻值使微安表满偏，保持滑动变阻器RP接入电路的阻值不变，闭合开关K1并调节电阻箱R接入电路的阻值，微安表电流为125 μA时，电阻箱R接入电路的阻值为190.0 Ω，则微安表的内阻测量值为________ Ω；要把该微安表改装成量程为5 mA的电流表，需要将与微安表并联的电阻箱R接入电路的阻值调到________ Ω。 (2)如图乙，虚线框内为改装后的量程为5 mA的电流表，闭合开关K3，调节滑动变阻器，当量程为5 mA的标准电流表示数达到满偏时，微安表示数为240 μA，则微安表的实际内阻为______ Ω。(结果保留一位小数) (3)由(2)知半偏法测量微安表的内阻结果偏小了，为减小该系统误差，对图甲电路采取的下列措施中可行的是________。 A．更换调节更灵敏的滑动变阻器 B．更换调节范围更大的电阻箱 C．更换电动势更大的电源 D．更换内阻更小的电源 13．(15分)某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有： A．电流表A1(量程为3 mA，内阻r1＝100 Ω) B．电流表A2(量程为100 mA，内阻r2＝20 Ω) C．电压表V(量程15 V，内阻约5.0 kΩ) D．定值电阻R1＝900 Ω E．定值电阻R2＝5 Ω F．滑动变阻器R(5 Ω，2 A) G．电源E(4 V,0.05 Ω) H．开关一个和导线若干 I．螺旋测微器，游标卡尺 (1)如图甲，用螺旋测微器测得的金属棒直径为________ mm；如图乙，用20分度游标卡尺测得的金属棒长度为________ cm。 (2)为测出金属棒的电阻，他选用多用电表测该金属棒阻值，当他选择倍率为×1的欧姆挡测量时，得到的结果如图丙所示，则金属棒的阻值约为________ Ω。 (3)请根据提供的器材设计一个实验电路，尽可能减小实验误差，精确测量金属棒的阻值，将电路图画在虚线框中，并在图中标出相应器材的符号。 (4)根据实验中多次测量的数据，以电流表A2的示数I2为横轴，另一个测量的物理量为纵轴，画出了相应的图像(丁)，则金属棒的电阻Rx＝________ Ω(结果保留两位有效数字)。 14．(17分)某实验小组设计如图甲所示电路来测量电源的电动势及内阻，其中待测电源电动势约为9 V，所用电压表量程为15 V，内阻非常大，可看成理想电压表。 (1)按实验电路图在图乙中补充完成实物连线。 (2)先将电阻箱接入电路的电阻调至如图丙所示，则其读数为________Ω；闭合开关S，将S1打到b端，读出电压表的读数为5.5 V；然后将S1打到a端，此时电压表读数如图丁所示，则其读数为________ V。根据以上测量数据可得电阻R0＝________ Ω。 (3)将S1打到b端，读出电阻箱读数R以及相应的电压表读数U、不断调节电阻箱接入电路的阻值，得到多组R值与相应的U值，作出－图线如图戊所示，则通过图像可以得到该电源的电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω。 学科网（北京）股份有限公司 $