高中物理单元测试——第四章闭合电路（较难版01）

高中物理单元测试 —— 第四章 闭合电路（较难版01）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）关于电动势，下列说法正确的是（　　） A．电源电动势越大说明电源把其他形式的能转化为电能的本领越大 B．用电压表直接测量电源两极间电压得到的数值，实际上总略大于电源电动势的准确值 C．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关 D．电源电动势等于电源正、负极之间的电势差 【答案】A 【详解】A．电源电动势反映电源将其他形式能量转化为电能的本领大小，电源电动势越大说明电源把其他形式的能转化为电能的本领越大，A正确； B．用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，实际上是电源的路端电压，总略小于电源电动势的准确值，B错误； C．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，但它的数值与外电路的组成无关，电动势反映电源的特性，C错误； D．电源正、负极之间的电势差为电源的路端电压，小于电源电动势，只有当电源处于断路状态时，电源的电动势才等于路端电压，D错误； 故选A。 2．（本题4分）我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭将最后一颗北斗三号组网卫星成功送入预定轨道。卫星在工作时用太阳能电池供电，太阳能电池由许多片电池板组成。某电池板断路电压是800mV，短路电流为40mA，若将该电池板与阻值为的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是（　　） A．0.20V B．0.40V C．0.60V D．0.80V 【答案】B 【详解】根据题意可知电池板的电动势为，内阻为 若将该电池板与阻值为的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压为 故选B。 3．（本题4分）某同学家中的4盏灯突然全部熄灭，检查后发现断路器并未断开，用验电笔测试室内各处电路时，氖泡都发光。下列对故障的判断正确的是（　　） A．灯泡全部烧坏了 B．室内线路某处短路 C．进户零线断路 D．进户火线断路 【答案】C 【详解】A. 如果灯泡全部烧坏，电路火线部分应能使验电笔发光，但零线部分（如插座零线孔或灯座零线端）正常情况下不应发光；而题中各处均发光，说明零线位置也带电，故A错误； B. 如果室内线路某处短路，会导致电流过大，断路器应跳闸断开，但题中断路器未断开，故B错误； C. 进户零线断路时，火线仍有电压，但电流无法形成回路，灯不亮；由于零线断开，室内零线位置通过负载（如灯泡）与火线连通，对地电压升高，验电笔测试各处均发光，故C正确； D. 进户火线断路时，整个电路无电，验电笔测试任何位置均不应发光，但题中氖泡都发光，故D错误。 故选C。 4．（本题4分）在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝。如图所示，进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端的电压U0就变得越高，反之，电压U0就越低。这样管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，放在实验室中测量这种电热丝，得到的伏安特性曲线正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设电热丝的电阻为R1，则 结合题意可知，U0越大，说明R1越小。可见，电热丝温度越低，电阻值越小，温度越高，电阻值越大，对应的伏安特性曲线I、U 的比值越来越小，故ABC错误，D正确。 故选D。 5．（本题4分）如图所示的电路中，闭合开关后，电压表有示数、电流表指针几乎不动。关于电路故障分析正确的是（　　） A．灯泡短路 B．灯泡断路 C．电流表接触不良 D．灯泡断路 【答案】D 【详解】A．若灯泡短路，则电流表和电压表均有示数，A错误； C．若电流表接触不良时，电路断路，电压表和电流表均无示数，C错误； B．如果灯泡断路，整个电路断路，电压表、电流表指针都不会偏转，B错误； D．灯泡断路，闭合开关后，电压表有示数、电流表指针几乎不动，D正确。 故选D。 6．（本题4分）实验小组使用多用电表进行了如图所示的四次测量，实验时操作均正确且符合规范的实验要求，下列说法正确的是（　　） A．图甲中多用电表在测量除多用电表以外回路中其他电阻阻值之和 B．图乙中多用电表在测量小灯泡电阻 C．图丙中多用电表在测量通过小灯泡的电流 D．图丁中多用电表在测量二极管的正向电阻 【答案】D 【详解】A．图甲中开关闭合，电路中有电源，多用电表不能置于欧姆挡测量电阻，否则会烧坏电表，且此时多用电表串联在电路中测电流，故A错误； B．图乙中开关闭合，电路中有电源，测量电阻时必须将待测电阻与电源断开，故B错误； C．图丙中开关断开，电路中没有电流，多用电表无法测量通过小灯泡的电流，故C错误； D．多用电表内部电源正极接黑表笔，负极接红表笔，电流从黑表笔流出，图丁中黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管负极，二极管正向导通，测量的是正向电阻，故D正确。 故选D。 7．（本题4分）黑箱外有编号为1､2､3的三个接线柱；用多用电表探测黑箱内电学元件的实验中；某次测量结果如下；第一步：用直流电压挡测量､1､2､3之间均无电压。第二步：用欧姆挡测量；1､2间正､反接阻值不变。第三步：用欧姆挡测量；黑表笔接1；红表笔接3；有阻值；反接阻值很大。第四步：用欧姆挡测量；黑表笔接2；红表笔接3；有阻值；阻值比第二步测得的大；反接阻值很大。依据以上结论可判断箱内元件接法为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】第一步使用电压挡进行测量；目的是看内部是否有电源；由于指针没有示数；因此内部无电源；故黑箱内不存在电源；第二步使用欧姆挡进行测量时注意黑表笔是和内部电源的正级相连的；可知：在测量1､2之间的电阻时；对两个接线柱进行正反测量；其阻值相同；说明1､2之间接有一个定值电阻；第三步在测量1､3之间电阻时；黑表笔接1时电阻很小；接3时电阻很大；说明1､3之间有二极管；而且1应该接二极管的正极。第四步用欧姆挡测量；黑表笔接2；红表笔接3；有阻值；阻值比第二步测得的大；说明了2､1､3之间串联了二极管､电阻两个元件，反接阻值很大。 故选C。 二、多选题 8．（本题6分）如图是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是（　　） A．电源的电动势为6.0V B．电源的内阻为12Ω C．电流为0.2A时的外电阻是28Ω D．电源的短路电流为0.5A 【答案】AC 【详解】根据闭合电路欧姆定律可知图像对应的函数关系式为 A．图像中，纵轴截距对应电流为0，即截距为电源的电动势，即电源的电动势为6.0V。故A正确； B．电源内阻等于图线斜率的绝对值，即 故B错误； C．根据闭合电路欧姆定律，可知 故C正确； D．该图像纵轴坐标不是从零开始的，则0.5A并不是短路电流，短路电流为 故D错误。 故选AC。 9．（本题6分）现代多数人由于运动量减少，体重逐渐增加，体内的脂肪也逐步增多，我们可以用某型号脂肪测量仪（如图甲所示）来测量脂肪积累程度，其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例（体液中含有钠离子、钾离子等，而脂肪不容易导电），模拟电路如图乙所示。已知：，测量时，闭合开关，测试者分握两手柄，体型相近的两人相比，脂肪含量高者，其电路中（　　） A．电流表示数更大 B．电源的输出功率更低 C．路端电压更大 D．电压表示数更大 【答案】BCD 【详解】A．根据题意可知：脂肪不容易导电。脂肪含量高者，接入AB段的电阻更大。根据闭合电路的欧姆定律可知电路中总阻值越大，干路电流越小，电流表示数越小，A错误； B．电源的输出功率 可知当时，电源的输出功率最大，由题意可知 且有 故当AB间的电阻增大时，电源的输出功率减小，B正确； C．根据闭合电路的欧姆定律可知电路中的电流 路端电压 当AB间的电阻增大时，电路中的电流减小，路端电压增大，C正确； D．根据串联电路特点可知 结合上述分析可知，当AB间的电阻增大时，电路中的电流减小，定值电阻、分担的电压减小，而路端电压增大，故电压表的示数增大，D正确。 故选BCD。 10．（本题6分）如图所示电路中，合上开关S后，电压表和电流表的读数分别为U、I，定值电阻R2消耗的功率为P，电容器所带的电荷量为Q，两电表均为理想电表。当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列有关物理量之间变化关系图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BD 【详解】A．当滑动变阻器的滑片向右移动，则R1减小，电流I变大，根据 可知图形是开口向上的抛物线的一部分，故A错误； Ｂ．电容器所带的电荷量为 所以图像为一次函数，故B正确； C．电压表的示数为 所以图像为一次函数，图像为正比例函数，故C错误，D正确； 故选BD。 三、实验题 11．（本题6分）学习小组要做“测量电源的电动势和内阻”实验，设计了图1所示电路，实验室提供的器材有： 干电池一节（电动势约1.5V，内阻约1Ω）； 电压表V（量程0~3V，内阻约3kΩ）； 电流表A（量程0~0.6A，内阻约1Ω）； 滑动变阻器（最大阻值20Ω）； 滑动变阻器（最大阻值200Ω）； 定值电阻（阻值0.5Ω）； 开关一个，导线若干。 (1)实验中，滑动变阻器应选择________（选填“”或“”）。 (2)正确操作，调节滑动变阻器滑片，记录多组电压表和电流表的示数，并根据实验数据作出图像，如图3所示。根据图线求得电动势________V。（选填“1.48”或“0.48”） (3)若采用图2实验原理图进行实验，由于________（选填“电压”或“电流”）表的分压作用。如果用实线表示由实验数据描点得到的图线，用虚线表示该干电池真实的路端电压和干路电流的关系图像，则下列图像正确的是________。 A． B． C． D． 【答案】(1) (2)1.48 (3) 电流 C 【详解】（1）若选用滑动变阻器，且阻值全部接入电路，则电流表示数约为 ，结合电流表量程可知，能够满足实验需要，阻值过大，为了操作方便，滑动变阻器应选择； （2）根据闭合电路欧姆定律和电路图可知 整理得 图像的纵截距表示电源电动势，结合图像可得； （3）[1]图2中，真实路端电压为电压表示数加电流表两端电压，故由于电流表的分压作用，电压表的测量存在误差且偏小； [2]根据“等效电源法”，知图2测得的电动势准确，但内阻偏大，即测量电动势等于真实电动势，测量图线斜率大于真实图线斜率，故选C。 12．（本题9分）某实验小组在实验室练习使用多用电表测电阻： (1)多用电表表盘如图甲所示，某同学在完成机械调零后，准备测电阻，他进行如下操作，请帮助他完成以下实验步骤： ①将K旋转到电阻挡“×10”的位置。 ②将红、黑表笔短接，旋动___________（填“S”或“T”），使指针对准电阻挡的0刻线。 ③将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，如图乙中虚线所示，则应将K旋转到电阻挡“×___________”的位置（选填“1”、“100”）。 (2)该同学在做好正确操作后，表盘指针如图乙实线所示，则该电阻阻值为___________Ω。 (3)图丙是该实验小组绘制的多用电表内部电路图，图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250µA，内阻为480Ω，虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位：欧姆×100Ω挡、直流电压1V挡、直流电压5V挡、直流电流1mA挡和直流电流2.5mA挡。根据上述条件可得：R1+R2=___________Ω，R4=___________Ω。 【答案】(1) T 100 (2)1900 (3) 160 880 【详解】（1）[1]将红、黑表笔短接，旋动欧姆调零旋钮T，使指针对准电阻挡的0刻线； [2]将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，说明待测电阻阻值较大，所以应换大倍率，即应将K旋转到电阻挡“×100”位置。 （2）欧姆表的读数为指针所指刻度与倍率的乘积，所以所测电阻阻值为 （3）[1]B端接2时，该多用电表为电流表，量程为1mA，此时 代入数据解得 [2]B端接4时，该多用电表为电压表，量程为1V，此时 代入数据解得 四、解答题 13．（本题10分）如图所示电路中,定值电阻，当开关S接A点时,电流表示数当开关S接B点时，电流表示数， 的功率为0.81W，电流表为理想电表。求： （1）电阻 的阻值; （2）该电源的电动势E和内阻r。    【答案】（1）；（2）， 【详解】（1）当开关S接B点时，电流表示数，的功率为。根据 解得 （2）当开关S接A点时，电流表示数，有 当开关S接B点时，电流表示数，有 代入数据解得 ， 14．（本题13分）某趣味玩具“蒜鸟”，以一定力度挤压时它会发出声音，其核心元件是压敏电阻，的阻值与压力F的变化关系为（其中，），该玩具的简化电路如图所示，电源的电动势、内阻，定值电阻，蜂鸣器（视为纯电阻）并联在定值电阻两端。已知蜂鸣器两端电压时，会发出提示音，求： (1)蜂鸣器恰好发出提示音时，电路中的总电流大小； (2)触发蜂鸣器所需的最小压力。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）蜂鸣器恰好发声时，，故通过定值电阻的电流 通过蜂鸣器的电流 电路中的总电流 解得 （2）定值电阻与蜂鸣器的并联电阻 由闭合电路欧姆定律可得 解得 由可得，最小压力 15．（本题16分）在竖直平面内安装如图所示的电路，其中电源电动势E=5 V，电源内阻r=2 Ω，定值电阻R=3 Ω，平行板电容器的电容C=2×10-3 F，电容器两个极板的间距d=0.4 m，电容器中长度为L=0.3 m的绝缘绳子一端固定在O点，另一端连接一个质量m=0.1 kg带正电可视为质点的小球，小球的电荷量q=0.1 C，g取10 m/s2，不计小球对电容器的影响及电容器边缘效应。闭合开关后求： (1)电容器所带电荷量Q； (2)小球静止时距O点的高度h。 【答案】(1) (2)0.24 m 【详解】（1）开关闭合电路稳定后，电容器与电阻并联，电容器两端的电压等于电阻两端的电压，根据闭合电路欧姆定律，电阻两端的电压为 根据电容的定义式，电容器所带电荷量为 （2）电容器两极板间的电场强度为 小球带正电，在水平方向的匀强电场中受到的电场力水平向右，大小为 对静止的小球进行受力分析，小球受到重力、水平向右的电场力以及绝缘绳的拉力，设绳与竖直方向的夹角为，由平衡条件可得 解得 可得 小球静止时距点的高度为 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第四章 闭合电路（较难版01）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）关于电动势，下列说法正确的是（　　） A．电源电动势越大说明电源把其他形式的能转化为电能的本领越大 B．用电压表直接测量电源两极间电压得到的数值，实际上总略大于电源电动势的准确值 C．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关 D．电源电动势等于电源正、负极之间的电势差 2．（本题4分）我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭将最后一颗北斗三号组网卫星成功送入预定轨道。卫星在工作时用太阳能电池供电，太阳能电池由许多片电池板组成。某电池板断路电压是800mV，短路电流为40mA，若将该电池板与阻值为的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是（　　） A．0.20V B．0.40V C．0.60V D．0.80V 3．（本题4分）某同学家中的4盏灯突然全部熄灭，检查后发现断路器并未断开，用验电笔测试室内各处电路时，氖泡都发光。下列对故障的判断正确的是（　　） A．灯泡全部烧坏了 B．室内线路某处短路 C．进户零线断路 D．进户火线断路 4．（本题4分）在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝。如图所示，进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端的电压U0就变得越高，反之，电压U0就越低。这样管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，放在实验室中测量这种电热丝，得到的伏安特性曲线正确的是（　　） A． B． C． D． 5．（本题4分）如图所示的电路中，闭合开关后，电压表有示数、电流表指针几乎不动。关于电路故障分析正确的是（　　） A．灯泡短路 B．灯泡断路 C．电流表接触不良 D．灯泡断路 6．（本题4分）实验小组使用多用电表进行了如图所示的四次测量，实验时操作均正确且符合规范的实验要求，下列说法正确的是（　　） A．图甲中多用电表在测量除多用电表以外回路中其他电阻阻值之和 B．图乙中多用电表在测量小灯泡电阻 C．图丙中多用电表在测量通过小灯泡的电流 D．图丁中多用电表在测量二极管的正向电阻 7．（本题4分）黑箱外有编号为1､2､3的三个接线柱；用多用电表探测黑箱内电学元件的实验中；某次测量结果如下；第一步：用直流电压挡测量､1､2､3之间均无电压。第二步：用欧姆挡测量；1､2间正､反接阻值不变。第三步：用欧姆挡测量；黑表笔接1；红表笔接3；有阻值；反接阻值很大。第四步：用欧姆挡测量；黑表笔接2；红表笔接3；有阻值；阻值比第二步测得的大；反接阻值很大。依据以上结论可判断箱内元件接法为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 8．（本题6分）如图是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是（　　） A．电源的电动势为6.0V B．电源的内阻为12Ω C．电流为0.2A时的外电阻是28Ω D．电源的短路电流为0.5A 9．（本题6分）现代多数人由于运动量减少，体重逐渐增加，体内的脂肪也逐步增多，我们可以用某型号脂肪测量仪（如图甲所示）来测量脂肪积累程度，其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例（体液中含有钠离子、钾离子等，而脂肪不容易导电），模拟电路如图乙所示。已知：，测量时，闭合开关，测试者分握两手柄，体型相近的两人相比，脂肪含量高者，其电路中（　　） A．电流表示数更大 B．电源的输出功率更低 C．路端电压更大 D．电压表示数更大 10．（本题6分）如图所示电路中，合上开关S后，电压表和电流表的读数分别为U、I，定值电阻R2消耗的功率为P，电容器所带的电荷量为Q，两电表均为理想电表。当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列有关物理量之间变化关系图像正确的是（　　） A． B． C． D． 三、实验题 11．（本题6分）学习小组要做“测量电源的电动势和内阻”实验，设计了图1所示电路，实验室提供的器材有： 干电池一节（电动势约1.5V，内阻约1Ω）； 电压表V（量程0~3V，内阻约3kΩ）； 电流表A（量程0~0.6A，内阻约1Ω）； 滑动变阻器（最大阻值20Ω）； 滑动变阻器（最大阻值200Ω）； 定值电阻（阻值0.5Ω）； 开关一个，导线若干。 (1)实验中，滑动变阻器应选择________（选填“”或“”）。 (2)正确操作，调节滑动变阻器滑片，记录多组电压表和电流表的示数，并根据实验数据作出图像，如图3所示。根据图线求得电动势________V。（选填“1.48”或“0.48”） (3)若采用图2实验原理图进行实验，由于________（选填“电压”或“电流”）表的分压作用。如果用实线表示由实验数据描点得到的图线，用虚线表示该干电池真实的路端电压和干路电流的关系图像，则下列图像正确的是________。 A． B． C． D． 12．（本题9分）某实验小组在实验室练习使用多用电表测电阻： (1)多用电表表盘如图甲所示，某同学在完成机械调零后，准备测电阻，他进行如下操作，请帮助他完成以下实验步骤： ①将K旋转到电阻挡“×10”的位置。 ②将红、黑表笔短接，旋动___________（填“S”或“T”），使指针对准电阻挡的0刻线。 ③将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，如图乙中虚线所示，则应将K旋转到电阻挡“×___________”的位置（选填“1”、“100”）。 (2)该同学在做好正确操作后，表盘指针如图乙实线所示，则该电阻阻值为___________Ω。 (3)图丙是该实验小组绘制的多用电表内部电路图，图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250µA，内阻为480Ω，虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位：欧姆×100Ω挡、直流电压1V挡、直流电压5V挡、直流电流1mA挡和直流电流2.5mA挡。根据上述条件可得：R1+R2=___________Ω，R4=___________Ω。 四、解答题 13．（本题10分）如图所示电路中,定值电阻，当开关S接A点时,电流表示数当开关S接B点时，电流表示数， 的功率为0.81W，电流表为理想电表。求： （1）电阻 的阻值; （2）该电源的电动势E和内阻r。    14．（本题13分）某趣味玩具“蒜鸟”，以一定力度挤压时它会发出声音，其核心元件是压敏电阻，的阻值与压力F的变化关系为（其中，），该玩具的简化电路如图所示，电源的电动势、内阻，定值电阻，蜂鸣器（视为纯电阻）并联在定值电阻两端。已知蜂鸣器两端电压时，会发出提示音，求： (1)蜂鸣器恰好发出提示音时，电路中的总电流大小； (2)触发蜂鸣器所需的最小压力。 15．（本题16分）在竖直平面内安装如图所示的电路，其中电源电动势E=5 V，电源内阻r=2 Ω，定值电阻R=3 Ω，平行板电容器的电容C=2×10-3 F，电容器两个极板的间距d=0.4 m，电容器中长度为L=0.3 m的绝缘绳子一端固定在O点，另一端连接一个质量m=0.1 kg带正电可视为质点的小球，小球的电荷量q=0.1 C，g取10 m/s2，不计小球对电容器的影响及电容器边缘效应。闭合开关后求： (1)电容器所带电荷量Q； (2)小球静止时距O点的高度h。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $