高中物理 阶段水平测试2 新人教版选修31.doc

阶段水平测试(二)(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分)1. (多选)通常一次闪电过程历时约0.20.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅4080 s，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0109 v，云地间距离约为1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 c，闪击持续时间约为60 s。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据，下列判断正确的是()a. 闪电电流的瞬时值可达到1105 ab. 整个闪电过程的平均功率约为11014 wc. 闪电前云地间的电场强度约为1106 v/md. 整个闪电过程向外释放的能量约为6106 j答案：ac解析：根据题意，由电流定义式可得，闪电电流瞬时值i1105 a，选项a正确；整个过程平均功率为p21010 w31010 w，选项b错误；闪电前云地间的电场强度约为e1106 v/m，选项c正确；整个闪电过程向外释放的能量约为equ6109 j，选项d错误。2. 在如图所示的逻辑电路中，为使y端输出电信号为“0”，则a端和b端输入电信号分别为()a. 0和0b. 0和1c. 1和0 d. 1和1答案：a解析：该逻辑电路为“或”门电路，a端和b端输入电信号同时为“0”时，y端输出电信号为“0”。选项a正确。3. 2014长春高二检测如图所示，当滑动变阻器滑动触头向左移动时，灯泡a、b、c的亮度将 ( )a. 都变亮b. 都变暗c. a、b变亮，c变暗d. a、c变亮，b变暗答案：c解析：当滑动变阻器的滑动触头向左移动时，它接入电路中的有效电阻值减小，故电路中的总电阻将减小，干路中的电流增大，a灯变亮；因干路中电流变大，a灯及电源内阻分得电压增大，又有euruauc，所以uc减小，c灯变暗；又因为iaibic，ia增大，ic减小，故ib增大，b灯变亮，综合以上分析可知a、b、d错，c对。4. 2014合肥高二检测如图所示电路中，r是电源的内阻，r1和r2是外电路中的电阻，如果用pr、p1和p2分别表示电阻r、r1、r2上所消耗的功率，当r1r2r时，prp1p2等于()a. 111 b. 211c. 144 d. 411答案：d解析：在题图电路中，内阻上通过的电流与外电路的总电流相同，内阻与外电阻是串联关系，但r1与r2是并联的，因r1r2，则i1i2i，i总iri1i22i。prp1p2irir1ir2411，故正确选项为d。5. (多选)如图所示，r1和r2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但r1的尺寸比r2的尺寸大。在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图，则下列说法中正确的是 ( )a. r1中的电流小于r2中的电流b. r1中的电流等于r2中的电流c. r1中自由电荷定向移动的速率小于r2中自由电荷定向移动的速率d. r1中自由电荷定向移动的速率等于r2中自由电荷定向移动的速率答案：bc解析：由：r得r1，r2，则r1r2，i，故b正确，由电流微观解释inesv得，r1的s大，则v1v2，故c正确。6. (多选)据统计交通事故逐年增加，造成交通事故的一个主要原因就是酒后驾驶，“严查酒驾”成为全国交通部门的一项重要任务。酒精测试仪是用于现场检测机动车驾驶人员是否酗酒的一种仪器，它的主要元件是由二氧化锡半导体制成的酒精气体传感器，该传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化。在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r的倒数与酒精气体的浓度c成正比，则以下说法正确的是 ( )a. u越大，表示c越大，c与u成正比b. u越大，表示c越大，但是c与u不成正比c. 检测到驾驶员喝了酒时，u的示数变小d. u越大，表示检测到驾驶员喝酒越多答案：bd解析：题中给出传感器电阻r的倒数与酒精气体浓度c是正比关系，即kc，电压表示数u，可以看出电压与酒精气体浓度的关系不是正比关系，但随浓度的增大而增大。故b、d正确，a、c错误。7. 2014呼伦贝尔高二考试在如图所示的电路中，开关s闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，电压表和电流表的读数都增大，则可能出现了下列哪种故障()a. r1短路 b. r2短路c. r3断路 d. r1断路答案：a解析：题图中电流表测的是r1线路上的电流，电压表测的是r3两端的电压，电路中r1和r2并联，再与r3串联。若r1短路，电路中电阻减小，电流增大，电压表和电流表的读数都增大，选项a正确；若r2短路，则电压表读数增大，但电流表的读数为零，选项b错误；若r3断路，而电压表电阻无穷大，所以电流表的读数为零，电压表测路端电压读数增大，选项c错误；若r1断路，则电路中电阻增大，电流减小，电流表的读数为零，电压表读数减小，选项d错误。8. 2014信阳期末在如图所示的电路中，电源电动势为e、内阻为r，c为电容器，r0为定值电阻，r为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡l能正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是()a. 电压表的示数将减小b. 灯泡l将变亮c. 电容器c的电容将减小d. 电容器c的电荷量将增大答案：d解析：滑片向右移，滑动变阻器接入电阻增大，电路中电流减小，路端电压增大，即示数增大，灯泡变暗，选项a、b错误；电容器的电容不变，选项c错误；电容器两端电压增大，qcu，电荷量增大，选项d正确。9. 2013安徽高考用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中rx是待测电阻，r0是定值电阻，是灵敏度很高的电流表，mn是一段均匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头p的位置，当通过电流表的电流为零时，测得mpl1，pnl2，则rx的阻值为()a. r0b. r0c. r0 d. r0答案：c解析：当通过电流表的电流为零时，说明电流表的两端电势相等，mp与r0的电压相等，pn与rx的电压相等，根据串并联关系有r0rx，解之有rxr0，故c对，a、b、d错。10. 如图，e为内阻不能忽略的电池，r1、r2、r3为定值电阻，s0、s为开关，与分别为电压表与电流表。初始时s0与s均闭合，现将s断开，则()a. 的读数变大，的读数变小b. 的读数变大，的读数变大c. 的读数变小，的读数变小d. 的读数变小，的读数变大答案：b解析：当s断开后，闭合电路的总电阻增加，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流减小，故路端电压ueir增加，即的读数变大；由于定值电阻r1两端的电压减小，故r3两端的电压增加，通过r3的电流增加，即的读数变大，选项b正确。二、实验题(本大题共2小题，共16分)11. (6分)2014濮阳期末实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，课外活动小组的同学设计了一个实验来测算螺线管的电阻。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线和学生电源等。(1)他们使用多用电表粗测螺线管金属丝的电阻，完成下列操作步骤：将红表笔插入多用电表的_(填“正”或“负”)插孔、黑表笔插入多用电表的_(填“正”或“负”)插孔；选择电阻挡“1”；将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指在电阻为0处；把红、黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用电表的示数如图(甲)所示，读数为_。(2)根据多用电表示数，再进一步采用伏安法精测螺线管金属丝的电阻，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图(乙)中的a、b、c、d四个电路中选择的电路是_。答案：(1)正负4(2)d解析：(1)红、黑表笔应插入相应的正、负插孔。多用电表示数为4 。(2)由于被测电阻较小，故电流表应采用外接法，由于实验中要求获得较大的电压调节范围，滑动变阻器应采用分压式，选项d正确。12. (10分)2014苏州高二考试在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“3v1.5w”的灯泡两端的电压和通过它的电流，现有如下器材：a. 直流电源3 v(内阻可不计)b. 直流电流表03 a(内阻约0.1 )c. 直流电流表0600 ma(内阻约0.5 )d. 直流电压表03 v(内阻约3 k)e. 直流电压表015 v(内阻约200 k)f. 滑动变阻器(10 ，1 a)g. 滑动变阻器(1 k，300 ma)(1)除开关、导线外，为完成实验，需要从上述器材中选用_(用字母表示)。(2)某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接的电路如图所示，电路中所有元器件都是完好的，且电压表和电流表已调零。闭合开关后若分别出现下列现象：发现电压表的示数为2 v，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则可判断断路的导线是_。若电压表示数为零，电流表的示数为0.3 a，小灯泡亮，则断路的导线是_。若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表示数不能调为零，则断路的导线是_。(3)下表中的各组数据是该同学在实验中测得的，该同学根据表格中的数据作出了该灯泡的伏安特性曲线。若将该灯泡与一个10 的定值电阻串联，直接接在题中电源两端，则可以估算出该灯泡的实际功率为_w。(结果保留两位有效数字)u/vi/a000.50.171.00.301.50.392.00.452.50.49答案：(1)acdf(2)dhg(3)0.17(0.150.18都对)解析：(1)直流电源3 v必选；电压表和电流表要求尽量达到满偏，所以电压表应选直流电压表03 v的，因小灯泡的额定电流i额0.5 a，所以电流表应选直流电流表0600 ma，滑动变阻器采用分压式接法，应选用阻值较小的。(3)将10 的定值电阻等效为电源内阻，作出电流和路端电压关系图线，如图所示，两图线的交点为灯泡工作状态。由此知小灯泡中的电流为0.24 a，两端电压为0.7 v，由公式piu得p0.240.7 w0.17 w。三、计算题(本大题共4小题，共44分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13. (10分)如图所示的电路中各元件电阻值分别为：r1r210 ，r3r420 ，电容器电容c300 f，电源电压u6 v，内阻不计，原先双掷开关s与触点2接触，则当开关s从与触点2接触改为与触点1接触，待电路稳定后，试求：(1)电容器c所带电荷量；(2)若开关从与触点1接触改为与触点2接触，直到电流变为0时为止，求通过电阻r1的电荷量。答案：(1)9104 c(2)4.5104 c解析：(1)当开关s与1接触时，r1、r2、r3、r4串联，由分压原理得，电容器两端的电压ucu3 v，所带电荷量qccuc9104 c。(2)当开关s再与2接触时，电容器放电，由分流作用得，通过电阻r1的电荷量qr14.5104 c。14. (10分)如图所示的电路中，两平行金属板a、b水平放置，两板间的距离d40 cm。电源电动势e24 v，内电阻r1 ，电阻r15 。闭合开关s，待电路稳定后，将一带正电的小球从b板小孔以初速度v04 m/s竖直向上射入板间。已知小球所带的电荷量为q1102 c，质量为m2102 kg，不考虑空气阻力。求滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达a板？此时，电源的输出功率为多大？(g取10 m/s2)答案：8 23 w解析：小球进入两金属板间后，受重力和电场力作用，且到达a板时速度为零。设两板间电压为uab，由动能定理得mgdquab0mv解得uab8 v滑动变阻器两端电压u滑uab8 v设通过滑动变阻器的电流为i，由闭合电路欧姆定律得i1 a滑动变阻器接入电路的电阻r滑8 电源的输出功率p出i2(rr滑)23 w。15. (12分)2014莱州期末如图所示，一微型电动机与一指示灯(白炽灯)串联，限流电阻r5 ，电源电动势e15 v，内阻r1 ，指示灯上标有“3 v1.5 w”字样，微型电动机的线圈电阻r1 ，开关闭合时，指示灯和电动机均能正常工作。求：(1)指示灯的电阻和通过的电流；(2)电动机的输入功率和输出功率。答案：(1)6 0.5 a(2)4.5 w4.25 w解析：(1)由piu，得i0.5 a，由p，得rl6 。(2)urir0.55 v2.5 v，urir0.51 v0.5 v，电动机的输入功率p入i(euurur)0.59 w4.5 w，电动机的输出功率p出p入prp入i2r4.5 w0.25 w4.25 w。16. (12分)2014福州期末如图所示的电路中，电源的电动势e10 v，内阻r1 ；r1阻值为7.5 ，滑动变阻器r2全电阻为10 ；小灯泡d的标称值为“6 v6 w”；s1为单刀单掷开关，s2为单刀双掷开关，有1、2两个触点。开始时