2019-2020学年高中物理 第2章 恒定电流章末综合测试（含解析）新人教版选修3-1

第二章章末综合测试一、选择题(共15个题，10、12、13、14、15为多项选择题，全部选对得4分，部分选对得2分，选错或不选得0分，其余为单项选择题，每题4分，共60分)1关于正常工作的电动机和白炽灯，以下说法中正确的是()a电动机和白炽灯消耗的电能均大于产生的热能b电动机和白炽灯消耗的电能均等于产生的热能c电动机消耗的电能大于产生的热能，白炽灯消耗的电能等于产生的热能d电动机消耗的电能等于产生的热能，白炽灯消耗的电能大于产生的热能解析白炽灯是纯电阻用电器其消耗的电能全部转化为内能，电动机是非纯电阻用电器其消耗的电能主要转化为机械能，其中一小部分电能转化为内能，故a、b、d三项错误，c项正确答案c设置目的考查纯电阻和非纯电阻在电能转化时的不同2两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折，然后给它们分别加上相同电压后，则在同一时间内，通过它们的电荷量之比为()a14b18c116 d161答案c设置目的考查电流的定义式3.为探究小灯泡l的伏安特性，连好如图所示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的ui图象应是()解析随电流的增加温度逐渐升高，灯丝的电阻率、电阻随之变大，因此c项正确，a、b、d三项错误答案c设置目的考查小灯泡的伏安特性曲线4.如图所示是测定电流表内电阻的电路图，闭合开关s，先调节电阻箱r的电阻值至r1，使电流表指针偏转到满刻度，再把电阻箱r的电阻值调至r2，使电流表指针偏转到满刻度的一半在电池内电阻忽略不计的情况下，电流表的内阻等于()ar22r1 b.r1cr2r1 d2(r2r1)解析设电流表内阻为rg，满偏电流为ig，电源电动势为e，根据闭合电路欧姆定律得ig联立解得rgr22r1.答案a设置目的考查半偏法测电流表内阻的基本原理5.如图所示的电路中，闭合电键s后，灯l1和l2都正常发光，后来由于某种故障使灯l2突然变亮，电压表读数增加，由此推断，这故障可能是()al1灯丝烧断 b电阻r2断路c电阻r2短路 d电容器被击穿短路解析灯丝烧断是断路，电容器被击穿是短路答案b设置目的通过对电路的分析寻找故障的原因6.如图所示，a灯与b灯电阻相同，当变阻器滑片向上滑动时，对两灯明暗变化判断正确的是()aa、b灯都变亮ba、b灯都变暗ca灯变亮，b灯变暗da灯变暗，b灯变亮解析当变阻器滑片向上移动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流i减小，路端电压u增大，灯a变亮流过电阻r1的电流i1iia，由于干路电流i减小，灯a的电流ia增大，所以i1减小，电阻r1的电压减小灯b的电压ubuu1，由于u增大，u1减小，所以ub增大，灯b变亮答案a设置目的考查动态电路中相关物理量变化的分析7.如图1为测量某电源电动势和内阻时得到的ui图线，用此电源与三个阻值均为3 的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 v则该电路可能是图2中的()解析由ui图象可求得电源的电动势e6 v，内电阻r 0.5 ，外电路连接电阻r时路端电压为4.8 v，由闭合电路的欧姆定律得euiri a2.4 a又i所以rr(0.5) 2 选项a、b、c、d四个电路的外电路电阻分别是1 、2 、9 、4.5 .答案b设置目的考查对闭合电路欧姆定律和ui图的认识8.在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路，当调节滑动变阻器r并使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 a和2 v重新调节r并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2 a和24 v，则这台电动机正常运转时的输出功率为()a32 w b44 wc47 w d48 w解析电动机的输入功率为p2u2i2242 w48 w，线圈电阻：r 4 .热功率为p1i22r224 w16 w输出功率：p输p2p1(4816) w32 w.答案a设置目的通过分析电动机在转动和不转动时的区别，考查纯电阻电路和非纯电阻电路的计算9用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表a1、a2，若把a1、a2分别采用串联或并联的方式接入电路，如图(a)、(b)所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是()a图(a)中的a1、a2的示数相同b图(a)中的a1、a2的指针偏角相同c图(b)中的a1、a2的示数和偏角都不同d图(b)中的a1、a2的指针偏角相同解析大量程电流表是小量程电流表并联一适当小的分流电阻改装而成的当a1、a2并联时，由于a1、a2的电阻不同，通过a1、a2的电流不等，a1、a2的示数不同，但通过每个小量程电流表的电流相同，故指针偏角相同，a项错误，b项正确当a1、a2串联时，通过a1、a2的电流相同,故示数相同,但a1、a2的量程不同，故指针偏角不同，c、d项错误.答案b10.如图所示，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，c为电容器，l为小灯泡，电表均为理想电表，闭合开关s后，若滑动变阻器的触头p向下滑动时，则()a小灯泡的功率减小b电压表的示数增大c电容器上的电荷量增加d两表示数变化量的比值|不变解析a项，p下滑，r2阻值变小，故电路总电阻减小，那么，总电流增大，通过灯泡的电流增大，可知小灯泡的功率增大，故a项错误；b项，因电流增大，则r1上的电压增大，则电压表示数增大，故b项正确；c项，总电流增大，内电压及r1上的电压增大，故电容器上电压减小，所以，电容器上的电荷量减小，故c项错误；d项，两表示数之比r1，故两表示数变化量的比值|仍为r1不变，故d项正确；故选b、d两项答案bd11.如图，直线a、抛物线b和c为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率pe、输出功率pr、电源内部发热功率pr随路端电压u变化的图象，但具体对应关系未知，根据图象可判断()a图象中任意电压值对应的功率关系为peprprbpru图象的对应图线b，由图知电动势为3 v，内阻为1 cpeu图象对应图线a，由图知电动势为9 v，内阻为3 d外电路电阻为1 时，输出功率最大为2 w解析a项，电源的总功率等于内电阻消耗功率和输出功率之和，即图象中任意电压值对应的功率关系为peprpr，故a项正确；b项，根据电功率的计算公式可得：pr，由数学知识可知，pru图象的对应图线b，故b项正确；c项，总功率为：peeieu，可知peu图象对应图线a.由数学知识得知，图象a的斜率大小为：k3；当u0时，pe9 w联立解得：e3 v，r1 .故c项错误；d项，当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，即当外电路电阻为rr1 时，输出功率最大，最大输出功率为：pm w2.25 w故d项错误故选a、b两项答案ab点评本题的关键要根据功率公式得到三种功率的解析式，利用图象信息进行研究要有基本的读图能力，根据数学知识来理解图象的物理意义12两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定定值电阻r0、电源的电动势e和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头p向某一方向移动时，一个同学记录了电流表a和电压表v1的测量数据，另一同学记录的是电流表a和电压表v2的测量数据并根据数据描绘了如图乙所示的两条ui图线则图象中两图线的交点表示的物理意义是()a滑动变阻器的滑动触头p滑到了最右端b电源的输出功率最大c定值电阻r0上消耗的功率为0.5 wd电源的效率达到最大值解析由图象可知，电源的电动势e1.5 v，r1 ，交点位置：rr02 ，r02 ，r0，滑动变阻器的滑动触头p滑到了最左端，a项错误；当电路中外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，但本题r0r，改变滑动变阻器时无法达到电路中内、外电阻相等，此时当外电阻越接近内电阻时，电源输出功率越大，b项正确；piu20.5 w，c项正确；电源的效率：，电流越小效率越高，可见滑动触头p滑到最右端时电源效率最高，d项错误答案bc设置目的将测定电源电动势的ui图和测电阻的ui图相结合，综合考查二者的区别和联系13.经过精确校准的电压表v1和v2，当分别用来测量某线路中电阻r两端a、b间的电压时，如图所示，读数依次为12.7 v和12.3 v，则()aa、b间的实际电压略大于12.7 vba、b间的实际电压略小于12.7 vc电压表v1的内阻大于v2的内阻d电压表v1的内阻小于v2的内阻解析并联电压表使电路电阻减小，电流增大，r两端电压增大，使ab两端电压比实际电压要小且电压表的内阻越大，测量值越大，越接近实际电压答案ac设置目的电压表内阻较大，考查其接入电路时对电路的影响14.某学生在研究串联电路电压特点的实验时，连接成如图所示的电路，接通s后，他将大内阻的电压表并联在a、c两点间，电压表读数为u，当并联在a、b两点间时，电压表读数也为u，当并联在b、c两点间时，电压表的读数为零，则出现此种情况的原因可能是(r1、r2的阻值相差不大)()aab段断路 bbc段断路cab段短路 dbc段短路解析电压表并联在ac端和ab端时示数都为u.有两种可能情况：一是ab段断路，电压表示数u为电源电动势；二是ab段没有断路但bc段短路，ab与bc段电压相同答案ad设置目的考查故障电路的排查15图甲电路中，d为二极管，其伏安特性曲线如图乙所示在图甲电路中，闭合开关s，滑动变阻器r的滑片p从左端向右移动过程中()a二极管d消耗的功率变大b二极管d的电阻变大c通过二极管d的电流减小d电源的功率减小解析a、b、c三项，滑动变阻器r的滑片p从左端向右移动过程中，滑动变阻器的电阻减小，电路电流增大，由图乙可知，二极管的电阻减小，电流、电压增大，消耗的功率也增大，故a项正确，b、c两项错误；d项，电源的功率为：pei，因为电流增大，所以电源的功率增大，故d项错误故选a项答案a二、实验题(共5小题，每题8分，共40分)16如图所示为一电学实验的实物连线图该实验可用来测量待测电阻rx的阻值(约20 )图中两个电流表量程相同，内阻都较小实验步骤如下：调节电阻箱，使它的阻值r0与待测电阻的阻值接近；将滑动变阻器的滑动触头调到最左端合上开关s.将滑动变阻器的滑动触头向右端滑动，使两个电流表指针都有明显偏转记下两个电流表a1和a2的读数i1和i2.多次改变滑动变阻器滑动触头的位置，记下a1和a2的多组读数i1和i2.求rx的平均值回答下列问题：(1)根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路图，器材用通用的符号表示；(2)不计电流表内阻的影响，用i1、i2和r0表示rx的公式为rx_答案(1)如图所示 (2)17(1)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为_ mm，合金丝的直径为_ mm.(2)为了精确测量合金丝的电阻rx，设计出如图甲所示的实验电路图，按照该电路图完成图乙中的实物电路连接解析(1)按照螺旋测微器的读数原则得，校零时的读数为0.007 mm，合金丝的直径为0.656 mm0.007 mm0.649 mm(在0.647 mm0.651 mm都算正确)(2)连线如图所示答案(1)0.0070.649(在0.647 mm0.651 mm都算正确)(2)见解析图18某同学准备探究一未知元件q的伏安特性曲线，他设计了如图甲所示的电路图请回答下列问题：(1)请将图乙中的实物连线按电路图补充完整(2)该同学正确连接实验电路后闭合开关，调节滑动变阻器滑动头p，发现电流表和电压表的指针始终不发生偏转在不断开电路的情况下，他使用多用电表直流电压挡检查电路故障，将多用电表的红、黑表笔与电流表的“”“”接线柱接触时，发现多用电表指针发生较大角度的偏转，说明电路故障是_(3)排除故障后，该同学测得实验数据如下表所示，请在坐标系中作出该元件的ui图线序号电流/a电压/v10.000.0020.101.0030.201.6040.301.8250.401.9560.502.0870.602.13(4)通过实验可以得出，该元件的阻值随所加电压的增大而_(选填“增大”“减小”或“不变”)解析使用多用电表直流电压挡检查电路故障，将多用电表的红、黑表笔与电流表的“”“”接线柱接触时，发现多用电表指针发生较大角度的偏转，说明多用电表与电源构成通路，电路故障是电流表断路根据画出的图象，由欧姆定律可知，该元件的阻值随所加电压的增大而减小答案(1)如图1(2)电流表断路(3)如图2 (4)减小19某实验小组利用一滑动变阻器和未知内阻的微安表，来测量多用电表“1k”挡内部电池的电动势e.(1)该小组采用图甲的电路进行实验，请将图乙中的实物连线连接完整(2)请将下面的实验步骤补充完整：a插上红、黑表笔，把多用电表的选择开关拨到欧姆挡的“1 k”位置，将红、黑表笔_，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指到“0 ”b按照电路图连接好电路c接通开关，改变滑动变阻器的阻值，得到多用电表和微安表的示数分别如图所示多用电表和微安表的读数分别为_ k和_a.d断开开关，拔下红、黑表笔，把多用电表的选择开关扳到_位置(3)由以上信息可得多用电表“1k”挡内部电池的电动势为_v(保留两位有效数字)解析(1)根据电路图，连接实物图，注意红、黑表笔的正、负接法(2)a.根据欧姆表的使用方法可知，选挡后应将红、黑表笔短接进行欧姆调零；c欧姆表的读数为r221 k22 k，微安表的读数为242 a或243 a或244 a.(3)根据闭合电路欧姆定律可得ei(rr0)，i表示微安表的示数、r表示多用电表的读数、r0表示多用电表的内阻，代入数据有e242106(2215)103 v8.954 v9.0 v.答案(1)电路连接如图(2)短接22242交流电压最高挡或off挡 (3)9.020(1)某实验小组为了测量某一电阻rx的阻值，他们先用多用电表进行粗测，测量出rx的阻值约为18 左右为了进一步精确测量该电阻，实验台上有以下器材：a电流表(量程15 ma，内阻未知)b电流表(量程0.6 a，内阻未知)c电阻箱(099.99 )d电阻箱(0999.9 )e电源(电动势约3 v，内阻约1 )f单刀单掷开关2只g导线若干甲同学设计了如图甲所示的实验原理图并连接好实验器材，按照如下步骤完成实验：a先将电阻箱阻值调到最大，闭合s1，断开s2，调节电阻箱阻值，使电阻箱有合适的阻值r1，此时电流表指针有较大的偏转