高中物理单元测试——第3章恒定电流（较难版02）

高中物理单元测试 —— 第3章 恒定电流（较难版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）2025年是全国“体重管理年”、倡导通过科学手段进行健康管理，智能体脂称是家庭体重管理中的常用工具。其原理之一是：人体含水量约占70%，体液中的钠、钾离子使其容易导电，而脂肪则不容易导电。因此，通过测量人体电阻并结合身高、体重等数据，可以综合估算出体脂率，帮助用户制定个性化的体重管理方案。如图所示为某脂肪测量仪，其原理就是根据人体电阻的大小来判断人体脂肪所占比例。根据以上信息，下列说法正确的（　　） A．通常肥胖的人比消瘦的人电阻小一些 B．同一人变瘦以后电阻会变小 C．剧烈运动出汗时人体的电阻一定会变大 D．人体脂肪的电阻率比其他组织要小一些 2．（本题4分）某同学用10分度的游标卡尺测量物体的长度，如图所示，其读数为（　　） A．4.2 mm B．4.5 mm C．4.6 mm D．9.0 mm 3．（本题4分）如图所示，一根横截面积为的均匀金属导体，自由电子沿轴线方向做速度为的匀速直线运动，导体单位体积的自由电子数为，单个自由电子电荷量为；则导体中电流大小和方向是（     ） A．，方向与的方向相反 B．，方向与的方向相同 C．，方向与的方向相同 D．nqv，方向与的方向相反 4．（本题4分）如图所示是一款电水壶及其说明书上标注的一些参数，则该电水壶（    ） A．额定工作电流为A B．加热电阻丝的电阻为Ω C．一天消耗的电能为36kW·h D．若实际电压为209V，则水壶的实际功率为1425W 5．（本题4分）经典理论中，氢原子中的电子（电量为1.6×10-19C）在半径为0.53×10-10m的圆形轨道上以6.6×1015Hz的频率运动，则轨道中的电流为（　　） A．1.06×10-3A B．1.06×10-5A C．1.06×10-6A D．1.06×104A 6．（本题4分）两条长度相同、由同种材料制成的均匀电阻丝a、b，其伏安特性曲线分别如图所示。下列说法正确的是（　　） A．电阻丝a的直径是b直径的0.3倍 B．将a、b并联后，其图线位于a、b之间 C．将a、b串联后接入电路，a、b两端电压之比为 D．将a、b并联后接入电路，通过a、b的电流之比为 7．（本题4分）如图是额定电压均为的灯泡和的图像，且灯泡的电阻小于。下列分析正确的是（　　）    A．当两端的电压为时，其实际功率为 B．当通过的电流为时，其消耗的电能为 C．将、串联，若两端的电压为，则的功率为 D．将、并联，若通过的电流为，则的功率为 二、多选题 8．（本题6分）下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（　　） A．焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解 B．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 C．电功适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路. D．电流通过生活中的电动摩托车中的电动机时，电能可以全部转化为机械能 9．（本题6分）如图所示，大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和电阻箱改装而成。已知灵敏电流表G的满偏电流，内阻，电阻箱接入电路的阻值为。下列说法正确的是（　　） A．若改装为量程的电流表，选择图甲， B．若改装为量程的电流表，选择图甲， C．若改装为量程的电压表，选择图乙， D．若改装为量程的电压表，选择图乙， 10．（本题6分）如图为一个直流电动机M的工作电路，已知电源的电动势为E=12V，电源的内阻为r=1.0Ω，电路中的定值电阻R0=1.5Ω，不计电流表内阻。闭合开关S后，发现电动机不转动，此时电流表的示数为I1=4.0A；排除故障后再次闭合开关S，电动机正常工作，此时电流表的示数为I2=2.0A，下列说法正确的是（　　） A．电动机的内阻为RM=0.5Ω B．电动机正常工作时，电动机两端的电压为U2=2.0V C．电动机正常工作时，电动机的输出功率为P出=14W D．电动机正常工作时，电源的效率约为=83.3％ 三、实验题 11．（本题6分）某实验小组测量某电阻丝的电阻率。他们截取了一段该种电阻丝，其阻值约为，实验室还提供了下列器材： A．蓄电池（电动势6V，内阻约1Ω） B．电流表A（量程，内阻约0.2Ω） C．电流计G（量程，内阻为10Ω） D．滑动变阻器（，额定电流1A） E.电阻箱（） F.开关、导线若干 (1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径，某次示数如图甲所示，其读数为______mm。 (2)实验中，将电流计G与电阻箱串联，改装成量程为6V的电压表使用，则改装后电压表的内阻______Ω。 (3)实验中，要求电表示数从0开始变化，请用笔画线代替导线，将图乙电路补画完整_____。 (4)测出电阻丝长度为L，直径为d，电阻为，则电阻丝电阻率的表达式______。 (5)小明认为可以利用电流计G的示数和电流表A的示数准确得到电阻丝的电阻值，你是否同意他的观点，若同意请写出准确的关系式（用题中出现的物理量符号表示），若不同意请简要说明理由______。 12．（本题9分）某校实验室新进了一批金属丝，每卷长度，阻值约为。物理社团想尽量准确地测出其电阻率。先用螺旋测微器测金属丝的直径如图甲（b）所示，然后在实验室找来了下列器材： ①待测金属丝1卷； ②电源（电动势6 V，内阻）； ③电流表（量程10 mA，内阻）； ④电流表（量程30 mA，内阻未知）； ⑤电压表V（量程6 V，内阻未知）； ⑥滑动变阻器（最大阻值为20 Ω）； ⑦滑动变阻器（最大阻值为1000 Ω）； ⑧开关一个、导线若干。 (1)螺旋测微器测出金属丝的直径________mm； (2)某同学设计了如图乙所示的实验电路图进行测量，考虑到量程问题，电流表只能选择。 本实验中，滑动变阻器应选________（选填“”或“”），闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动至________（选填“最左端”或“最右端”）。 (3)闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到合适位置。将开关拨到1，记录下电压表和电流表的示数分别为和；再将开关拨到2，记录下电压表和电流表的示数分别为和。对比数据发现，则开关拨到________（选填“1”或“2”）时测量结果较准确。 (4)为了进一步消除电表内阻带来的系统误差，他将电流表替换为，并找来了两个定值电阻，，应将其中的________（选填“”或“”）与电流表串联，并将开关拨到2，测得电流表和电压表的示数分别为和。 (5)金属丝的电阻率可以表示为________。（用、、、、、或表示）。 四、解答题 13．（本题10分）在如图所示的电路中，电源电压恒为12V，滑动变阻器的总阻值为30Ω，小灯上标有“6V，0.3A”的字样。先将滑动变阻器的滑片P移到端，闭合电键，电流表可以看作理想电表。求： (1)此时电流表的示数。 (2)将滑动变阻器的滑片P向上移动，当小灯正常发光时，电流表的示数为0.3A，这时滑动变阻器上滑片P与端之间的阻值为多大？ 14．（本题13分）一灵敏电流计G的内阻Rg=1Ω，满偏电流Ig=600mA，现把它改装成如图所示的多量程电表。开关S1、S2都闭合时为电流表，量程为0~3A；开关S1、S2都断开时为电压表，量程为0~3V。求： (1)定值电阻R1、R2分别为多少？ (2)开关S1闭合、S2断开时为什么表（“电流表”或“电压表”），量程是多少？ 15．（本题16分）如图所示，电路中使用电动机提升重物。已知电源电动势E=18V，内阻为r=2，电阻R=6，重物质量m=0.3kg，当将重物固定且电动机不转的时，理想电压表示数为当重物不固定且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，理想电压表示数，忽略摩擦，g取10m/。求： (1)重物固定时流过电源的电流； (2)电动机内部线圈的电阻； (3)重物匀速上升时的速度v。 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3章 恒定电流（较难版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）2025年是全国“体重管理年”、倡导通过科学手段进行健康管理，智能体脂称是家庭体重管理中的常用工具。其原理之一是：人体含水量约占70%，体液中的钠、钾离子使其容易导电，而脂肪则不容易导电。因此，通过测量人体电阻并结合身高、体重等数据，可以综合估算出体脂率，帮助用户制定个性化的体重管理方案。如图所示为某脂肪测量仪，其原理就是根据人体电阻的大小来判断人体脂肪所占比例。根据以上信息，下列说法正确的（　　） A．通常肥胖的人比消瘦的人电阻小一些 B．同一人变瘦以后电阻会变小 C．剧烈运动出汗时人体的电阻一定会变大 D．人体脂肪的电阻率比其他组织要小一些 【答案】B 【详解】A．通常肥胖的人体内脂肪比例更高，而脂肪电阻大，因此肥胖的人电阻会比消瘦的人大一些，A 错误； B．同一人变瘦后，脂肪比例降低、体液比例相对升高，而体液电阻小，因此变瘦后人体电阻会变小，B 正确； C．剧烈运动出汗时，人体水分（体液）减少，但同时出汗可能使皮肤表面盐分增加（导电性增强），电阻变化是 “体液减少（电阻变大）” 和 “皮肤盐分增加（电阻变小）” 的综合结果，不一定会变大，C 错误； D．根据题干，脂肪不容易导电，因此脂肪的电阻率比其他易导电的组织大一些，D 错误。 故选B 。 2．（本题4分）某同学用10分度的游标卡尺测量物体的长度，如图所示，其读数为（　　） A．4.2 mm B．4.5 mm C．4.6 mm D．9.0 mm 【答案】B 【详解】10分度的游标卡尺，其精度为0.1mm，由图可知，主尺上的读数为 游标卡尺上第5根刻度与主尺上某一刻度重合，则有游标卡尺上读数为 故图中读数为 故选B。 3．（本题4分）如图所示，一根横截面积为的均匀金属导体，自由电子沿轴线方向做速度为的匀速直线运动，导体单位体积的自由电子数为，单个自由电子电荷量为；则导体中电流大小和方向是（     ） A．，方向与的方向相反 B．，方向与的方向相同 C．，方向与的方向相同 D．nqv，方向与的方向相反 【答案】A 【详解】在时间t内，流过导线横截面的电荷量 因此导线中电流，方向与v的方向相反。 故选A。 4．（本题4分）如图所示是一款电水壶及其说明书上标注的一些参数，则该电水壶（    ） A．额定工作电流为A B．加热电阻丝的电阻为Ω C．一天消耗的电能为36kW·h D．若实际电压为209V，则水壶的实际功率为1425W 【答案】B 【详解】A．根据题意，，故A错误； B．，故B正确； C．该电热壶的额定功率是1500W，一天内电热壶工作的时间未知，所以一天电热壶消耗的电能未知，故C错误； D．若实际电压为209V，由，电阻R不变，则水壶的实际功率为1353.75W，故D错误。 故选B。 5．（本题4分）经典理论中，氢原子中的电子（电量为1.6×10-19C）在半径为0.53×10-10m的圆形轨道上以6.6×1015Hz的频率运动，则轨道中的电流为（　　） A．1.06×10-3A B．1.06×10-5A C．1.06×10-6A D．1.06×104A 【答案】A 【详解】根据电流的定义可知轨道中的电流 故选A。 6．（本题4分）两条长度相同、由同种材料制成的均匀电阻丝a、b，其伏安特性曲线分别如图所示。下列说法正确的是（　　） A．电阻丝a的直径是b直径的0.3倍 B．将a、b并联后，其图线位于a、b之间 C．将a、b串联后接入电路，a、b两端电压之比为 D．将a、b并联后接入电路，通过a、b的电流之比为 【答案】D 【详解】A．由图可知，图像斜率的倒数为电阻的大小，则有 结合电阻定律可知，两金属丝的横截面积之比为 则两金属丝直径之比为 即电阻丝a的直径是b直径的倍，故A错误； B．将a、b并联后，其等效总阻值应小于任何一个导体的阻值，因此其图线应位于b的上方，故B错误； C．将a、b串联后接入电路，根据串联电路特点可得 解得，故C错误； D．将a、b并联后接入电路，根据并联电路特点可得 解得，故D正确。 故选D。 7．（本题4分）如图是额定电压均为的灯泡和的图像，且灯泡的电阻小于。下列分析正确的是（　　）    A．当两端的电压为时，其实际功率为 B．当通过的电流为时，其消耗的电能为 C．将、串联，若两端的电压为，则的功率为 D．将、并联，若通过的电流为，则的功率为 【答案】C 【详解】ACD．因为灯泡的电阻小于，所以下面的图线为灯泡的图，上面的图线为灯泡的图。由于图线的斜率为电阻大小。得灯泡的电阻为 得灯泡的电阻为 由图当两端的电压为时，对应的电流为0.5A，所以其实际功率为 将、串联，若两端的电压为，流过电阻电流为 则的功率为 将、并联，若通过的电流为，由并联电路特点流过并联电阻电流跟电阻成反比，所以通过的电流为 则的功率为 故AD错误，C正确； B．当通过的电流为时，由图可知加在的电压为100V，其消耗的电能为 故B错误。 故选C。 二、多选题 8．（本题6分）下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（　　） A．焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解 B．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 C．电功适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路. D．电流通过生活中的电动摩托车中的电动机时，电能可以全部转化为机械能 【答案】AC 【详解】A．焦耳定律适用于一切电路的焦耳热的求解，故A正确； B．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热不一定越多，还与时间有关，故B错误； C．电功适用于任何电路，欧姆定律只适用于纯电阻电路，故只适用于纯电阻电路，故C正确； D．电流通过生活中的电动摩托车中的电动机时，由于电动机有内阻，则当电流通过电动机时，电能转化为机械能和内能，故D错误。 故选AC。 9．（本题6分）如图所示，大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和电阻箱改装而成。已知灵敏电流表G的满偏电流，内阻，电阻箱接入电路的阻值为。下列说法正确的是（　　） A．若改装为量程的电流表，选择图甲， B．若改装为量程的电流表，选择图甲， C．若改装为量程的电压表，选择图乙， D．若改装为量程的电压表，选择图乙， 【答案】BC 【详解】AB．若改装为量程0~0.6A的电流表，需并联分流电阻，故选择图甲，电阻箱接入电路的阻值为，故B正确，A错误； CD．若改装为量程0~5V的电压表，需串联分压电阻，故选择图乙，电阻箱接入电路的阻值为，故C正确，D错误。 故选BC。 10．（本题6分）如图为一个直流电动机M的工作电路，已知电源的电动势为E=12V，电源的内阻为r=1.0Ω，电路中的定值电阻R0=1.5Ω，不计电流表内阻。闭合开关S后，发现电动机不转动，此时电流表的示数为I1=4.0A；排除故障后再次闭合开关S，电动机正常工作，此时电流表的示数为I2=2.0A，下列说法正确的是（　　） A．电动机的内阻为RM=0.5Ω B．电动机正常工作时，电动机两端的电压为U2=2.0V C．电动机正常工作时，电动机的输出功率为P出=14W D．电动机正常工作时，电源的效率约为=83.3％ 【答案】AD 【详解】A．电动机不转动时，电动机为纯电阻，根据闭合电路欧姆定律有 解得电动机的内阻为 =0.5Ω 故A正确； B．电动机正常工作时，电动机两端的电压为 =7V 故B错误； C．电动机的输入功率为 =14W 电动机的热功率为 =2W 则电动机的输出功率为 =12W 故C错误； D．电动机正常工作时，电源的输出功率为 =20W 电源的总功率为 =24W 电源的效率为 ≈83.3% 故D正确。 故选AD。 三、实验题 11．（本题6分）某实验小组测量某电阻丝的电阻率。他们截取了一段该种电阻丝，其阻值约为，实验室还提供了下列器材： A．蓄电池（电动势6V，内阻约1Ω） B．电流表A（量程，内阻约0.2Ω） C．电流计G（量程，内阻为10Ω） D．滑动变阻器（，额定电流1A） E.电阻箱（） F.开关、导线若干 (1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径，某次示数如图甲所示，其读数为______mm。 (2)实验中，将电流计G与电阻箱串联，改装成量程为6V的电压表使用，则改装后电压表的内阻______Ω。 (3)实验中，要求电表示数从0开始变化，请用笔画线代替导线，将图乙电路补画完整_____。 (4)测出电阻丝长度为L，直径为d，电阻为，则电阻丝电阻率的表达式______。 (5)小明认为可以利用电流计G的示数和电流表A的示数准确得到电阻丝的电阻值，你是否同意他的观点，若同意请写出准确的关系式（用题中出现的物理量符号表示），若不同意请简要说明理由______。 【答案】(1)0.450 (2)6000 (3) (4) (5)同意， 【详解】（1）由螺旋测微器读数规则可知，电阻丝的直径为 解得 （2）将电流计与电阻箱串联，改装成量程为的电压表，根据欧姆定律可知改装后电压表的内阻为 其中电流计满偏电流，代入数据解得 （3）要求电压表读数从0开始变化，滑动变阻器必须采用分压式接法，由于待测电阻阻值约为，远小于改装后电压表的内阻，满足小电阻外接法条件，故电流表应采用外接法完成实物连线。 （4）根据电阻定律有 其中电阻丝横截面积为 联立解得 （5）[1]同意。 [2]改装后电压表两端的实际电压为 根据并联分流规律，流过待测电阻的真实电流为 根据欧姆定律可得待测电阻的阻值为 联立解得 12．（本题9分）某校实验室新进了一批金属丝，每卷长度，阻值约为。物理社团想尽量准确地测出其电阻率。先用螺旋测微器测金属丝的直径如图甲（b）所示，然后在实验室找来了下列器材： ①待测金属丝1卷； ②电源（电动势6 V，内阻）； ③电流表（量程10 mA，内阻）； ④电流表（量程30 mA，内阻未知）； ⑤电压表V（量程6 V，内阻未知）； ⑥滑动变阻器（最大阻值为20 Ω）； ⑦滑动变阻器（最大阻值为1000 Ω）； ⑧开关一个、导线若干。 (1)螺旋测微器测出金属丝的直径________mm； (2)某同学设计了如图乙所示的实验电路图进行测量，考虑到量程问题，电流表只能选择。 本实验中，滑动变阻器应选________（选填“”或“”），闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动至________（选填“最左端”或“最右端”）。 (3)闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到合适位置。将开关拨到1，记录下电压表和电流表的示数分别为和；再将开关拨到2，记录下电压表和电流表的示数分别为和。对比数据发现，则开关拨到________（选填“1”或“2”）时测量结果较准确。 (4)为了进一步消除电表内阻带来的系统误差，他将电流表替换为，并找来了两个定值电阻，，应将其中的________（选填“”或“”）与电流表串联，并将开关拨到2，测得电流表和电压表的示数分别为和。 (5)金属丝的电阻率可以表示为________。（用、、、、、或表示）。 【答案】(1)0.608/0.606/0.607/0.609 (2) 最左端 (3)2 (4) (5) 【详解】（1）根据螺旋测微器的读法可知，金属丝的直径为 （2）[1] 该滑动变阻器采用分压式接法，为了调节方便灵敏，滑动变阻器选用； [2] 闭合开关前，应使得分压最小，故应将滑动变阻器的滑片移动至最左端。 （3）从1到2，电压表示数增大，变化值为；电流表示数减小，减小值为； 由已知条件 说明电流的变化率大于电压的变化率，即电压表分流作用明显（为大电阻），此时为了减小误差，应当采用电流表内接法，即开关应拨到2处。 （4）将电流表替换为，电流表量程为10 mA，要使得电压表和电流表指针能同步偏转，可计算支路电阻约为 则定值电阻应选择 （5）根据上述分析可知 由电阻定律有， 联立解得金属丝电阻率 四、解答题 13．（本题10分）在如图所示的电路中，电源电压恒为12V，滑动变阻器的总阻值为30Ω，小灯上标有“6V，0.3A”的字样。先将滑动变阻器的滑片P移到端，闭合电键，电流表可以看作理想电表。求： (1)此时电流表的示数。 (2)将滑动变阻器的滑片P向上移动，当小灯正常发光时，电流表的示数为0.3A，这时滑动变阻器上滑片P与端之间的阻值为多大？ 【答案】(1)0.4A (2)10 【详解】（1）将滑动变阻器R的滑片P移到b端时，小灯被短路，则此时电流表的示数 （2）将滑动变阻器的滑片P向上移动，当小灯正常发光时，通过灯泡的电流IL=0.3A，其两端的电压UL=6V，干路电流 由串联电路中分压原理，可知 则滑片P与a端之间的阻值 14．（本题13分）一灵敏电流计G的内阻Rg=1Ω，满偏电流Ig=600mA，现把它改装成如图所示的多量程电表。开关S1、S2都闭合时为电流表，量程为0~3A；开关S1、S2都断开时为电压表，量程为0~3V。求： (1)定值电阻R1、R2分别为多少？ (2)开关S1闭合、S2断开时为什么表（“电流表”或“电压表”），量程是多少？ 【答案】(1)4Ω，0.25Ω (2)电压表，12.6V 【详解】（1）由题意知电流表G的满偏电压为 开关S1、S2都断开时为电压表，原理示意图如图所示 当达到满偏时有 所以 开关S1、S2都闭合时为电流表，原理示意图如图所示 当达到满偏时有 所以 （2）开关S1闭合，S2断开时为电压表，原理示意图如图所示 当达到满偏时有 15．（本题16分）如图所示，电路中使用电动机提升重物。已知电源电动势E=18V，内阻为r=2，电阻R=6，重物质量m=0.3kg，当将重物固定且电动机不转的时，理想电压表示数为当重物不固定且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，理想电压表示数，忽略摩擦，g取10m/。求： (1)重物固定时流过电源的电流； (2)电动机内部线圈的电阻； (3)重物匀速上升时的速度v。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）重物固定时，列闭合电路欧姆定律 解得 （2）重物固定时，对电动机列部分电路欧姆定律 解得 （3）匀速提升重物时，列闭合电路欧姆定律 解得 电动机的输出功率 解得 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 $