新教材2024版高中物理第4章闭合电路第5章电能与能源的可持续发展达标检测卷粤教版必修第三册

第四、五章达标检测卷(考试时间：60分钟满分：100分)班级：________座号：________姓名：________分数：________一、选择题：本题共20小题，每小题3分，共60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．实验桌上放着晶体二极管、电阻、电容器各一只，性能均正常，外形十分相似．现将多用电表选择开关拨到“×100”挡，分别测它们的正、反向电阻加以鉴别：测甲元件时，R正＝R反＝0.5kΩ；测乙元件时，R正＝0.5kΩ，R反＝100kΩ；测丙元件时，开始指针偏转到0.5kΩ，接着读数逐渐增大，最后停在100kΩ上．则甲、乙、丙三个元件分别是()A．电容器、电阻、二极管 B．电阻、电容器、二极管C．电阻、二极管、电容器 D．二极管、电阻、电容器【答案】C【解析】甲元件的正、反向阻值相等，说明甲元件为电阻；二极管的特点是正向电阻较小，反向电阻很大，故乙元件为二极管；电容器的特点是，在与电源突然接通时，对电容器充电，指针偏角较大，稳定后电容器为断路，指针偏角较小，故丙元件为电容器．C正确．2．在如图所示的电路中，电源的内电阻r＝1Ω，外电路电阻R＝9Ω，电流表的内阻不计，闭合开关后，电流表的示数I＝0.3A．电源的电动势E等于()A．1V B．2VC．3V D．5V【答案】C【解析】根据闭合电路欧姆定律得电源的电动势E＝I(R＋r)＝0.3×(9＋1)V＝3V，故C正确，A、B、D错误．3．在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内电阻为r，R1、R2为两个阻值固定的电阻，当可变电阻R的滑片向下移动时，电流表的示数I和电压表的示数U将()A．I变大，U变大 B．I变大，U变小C．I变小，U变大 D．I变小，U变小【答案】B【解析】当R的滑动触头P向下移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知总电流I增大，电压表测量路端电压U，而U＝E－Ir，I增大，E、r不变，则U变小；R1两端电压变大，R2两端电压变小，通过R2电流减小，总电流变大，则通过电流表A的电流变大，故B正确．4．如图所示的电路中，电阻R＝2Ω.断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为()A．1Ω B．2ΩC．3Ω D．4Ω【答案】A【解析】开关S断开时有E＝3V，开关S闭合时有eq\f(E,R＋r)R＝2V，其中R＝2Ω，解得r＝1Ω，故A正确．5．如图所示，a、b端接入电源，当滑动变阻器滑片P向下滑动时，电路中两个灯泡都不亮，用电压表检查电路时，测得Uab＝U，Ucd＝U，Uac＝0，Ubd＝0，则故障原因可能是()A．变阻器短路 B．变阻器断路C．a、c间灯泡断路 D．两个灯泡都断路【答案】B【解析】串联电路中灯不发光，则可能是某处断路，电压表测断路位置为电源电压，测不断的位置电压为零，Uab＝U测量的是电源电压，测得Ucd＝U，说明两灯泡没有断路，Uac＝0，Ubd＝0，说明在两灯泡之外有断路情况，两灯泡之间只有一个变阻器，所以变阻器处于断路情况，B正确．6．一台电动机的额定电压是220V，额定电流是5A，线圈电阻为0.5Ω，则此电动机正常工作时每秒产生的热量为()A．25J B．12.5JC．110J D．1100J【答案】B【解析】电动机正常工作时线圈电阻生热Q＝I2r线t＝52×0.5J＝12.5J，所以每秒产生的热量为12.5J，A、C、D错误，B正确．7．“电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比．”这个规律用公式表示为Q＝I2Rt.通过实验发现这个规律的物理学家是()A．牛顿 B．奥斯特C．法拉第 D．焦耳【答案】D【解析】通过实验发现这个规律的物理学家是焦耳，这个规律称为焦耳定律.故D正确．8．把一个标有“10V3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上(如图所示)，小灯泡恰能正常工作，该电路工作10s定值电阻产生的热量是()A．6J B．30JC．36J D．60J【答案】A【解析】灯泡正常工作时的电流为IL＝eq\f(PL,UL)＝0.3A，根据串联电路的分压原理，可得UR＝U－UL＝2V，该电路工作10s定值电阻产生的热量为Q＝URIt＝6J．故A正确．9．电吹风中的电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，生成的热风可将头发吹干．设电动机线圈的电阻为R1，它与电热丝的电阻R2串联，接到直流电源上，电吹风两端电压为U，通过的电流为I.下列说法正确的是()A．电吹风两端的电压U＝I(R1＋R2)B．电吹风消耗的电功率为UI＋I2(R1＋R2)C．电吹风输出的机械功率为UI－I2(R1＋R2)D．电吹风消耗的电功率为I2(R1＋R2)【答案】C【解析】电吹风为非纯电阻电路，所以电吹风两端的电压U>I(R1＋R2)，A错误；电吹风消耗的电功率为UI，B、D错误；电吹风输出的机械功率为UI－I2(R1＋R2)，C正确．10．一台正在打扫房间卫生的扫地机器人，工作电压为14V，工作电流为5A．在它打扫一分钟的时间里，电流做的功为()A．70J B．420JC．700J D．4200J【答案】D【解析】一分钟的时间里，电流做的功为W＝UIt＝4200J，故D正确．11．如图，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由a滑到b的过程中，外电阻逐渐变小，小灯泡没有烧坏，则小灯泡的亮暗变化情况是()A．逐渐变暗 B．逐渐变亮C．先变亮后变暗 D．先变暗后变亮【答案】B【解析】根据闭合电路欧姆定律I＝eq\f(E,R＋r)可知，滑动变阻器的滑片P由a滑到b的过程中，外电阻逐渐变小，电流变大，则小灯泡逐渐变亮，故A、C、D错误，B正确．12．如图所示电路中，电源的电动势为3.0V．闭合开关后，电压表示数为2.4V，电流表示数为0.60A．将电压表和电流表视为理想电表，则电源的内阻r为()A．0.50Ω B．1.0ΩC．1.5Ω D．2.0Ω【答案】B【解析】根据闭合电路欧姆定律知U＝E－Ir，代入数据有2.4＝3.0－0.60r，求得r＝1.0Ω.故B正确．13．在如图所示的电路中，电阻R＝2.0Ω，电源的电动势E＝3.0V，内电阻r＝1.0Ω，闭合开关S后，流过电阻R的电流为()A．1.0A B．1.5AC．2.0A D．3.0A【答案】A【解析】根据闭合电路的欧姆定律可得I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(3.0,2.0＋1.0)A＝1.0A．故A正确．14．如图所示，直线A、B分别为某电源和一电阻的U-I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率为()A．1W B．2WC．3W D．4W【答案】D【解析】由交点坐标可知，工作电压为2V，工作电流为2A．根据公式有P输出＝UI＝4W，故D正确．15．如图所示的“测定电池的电动势和内阻”实物连线图中，有一根线的连接是错误的，这根错误的线是()A．a B．bC．c D．d【答案】C【解析】图中c导线的下端不应该与电源的负极相连，而应该连接到电键的右端，这样电键就能控制整个电路了．故C正确．16．在正常照射下，太阳能电池的光转换效率可达到23%.单片晶体硅太阳能电池可产生0.6V的电动势，可获得0.1A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是()A．0.14J B．0.23JC．0.26J D．2.6J【答案】C【解析】太阳能电池每秒产生电能为W＝UIt＝0.6V×0.1A×1s＝0.06J，则照到太阳能电池上的光能为W光＝eq\f(W,23%)＝eq\f(0.06,0.23)J＝0.26J．故C正确．17．关于能源的开发和应用，下列说法中不正确的是()A．能源应用的过程就是内能完全转化为机械能的过程B．化石能源的能量归根结底来自太阳能C．在农村推广沼气前景广阔、意义重大，既变废为宝，减少污染，又大量节约能源D．随着科学技术的发展，煤炭资源将逐步被其他清洁能源所取代【答案】A【解析】能源应用过程并不单纯是将内能转化为机械能的过程，各种转化形式均可为人类服务，故A错误；化石能源的能量虽然来自太阳能，但要经过数亿年的地质演变才能形成，且储量有限，为不可再生能源，故B正确；在广大农村推广沼气对改善农村环境、节约能源意义重大，功在当代，利在千秋，故C正确；随着科学技术的发展，煤炭资源将逐步被其他清洁能源所取代，D正确．18．一太阳能电池板的电动势为0.80V，内阻为20Ω，将该电池板与一阻值为140Ω的电阻连成闭合电路，该闭合电路的路端电压为()A．0.80V B．0.70VC．0.60V D．0.50V【答案】B【解析】根据闭合电路的欧姆定律可得I＝eq\f(E,R＋r)＝0.005A，则路端电压为U＝IR＝0.70V，故B正确．19．如图所示，电源的电动势E＝2V，内阻r＝2Ω，两个定值电阻均为8Ω，平行板电容器的电容C＝3×10-6F，则()A．开关断开时两极板间的电压为eq\f(4,3)VB．开关断开时电容器所带电荷量为4×10-6CC．开关闭合时两极板间的电压为eq\f(4,3)VD．开关闭合时电容器所带电荷量为4.8×10-6C【答案】C【解析】电容器两极板间的电压等于R2两端的电压，开关S断开时，电路中的总电流为I＝eq\f(E,R2＋r)＝eq\f(2,8＋2)A＝0.2A，电容器的两极板间的电压为U＝IR2＝0.2×8V＝1.6V，此时电容器所带电荷量为Q＝CU＝3×10-6×1.6C＝4.8×10-6C，故A、B错误；开关闭合时两定值电阻并联，电容器两极板间的电压等于路端电压，电路中的总电流I′＝eq\f(E,R外＋r)＝eq\f(2,4＋2)A＝eq\f(1,3)A，电容器的两极板间的电压U′＝I′R外＝eq\f(1,3)×4V＝eq\f(4,3)V，此时电容器所带的电荷量Q′＝CU′＝3×10-6×eq\f(4,3)C＝4×10-6C，故C正确，D错误．20．闭合电路的电源电动势为E、内阻为r，如图所示，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时，下列说法中正确的是()A．小灯泡L1、L3变亮，L2变暗B．小灯泡L3变亮，L1、L2变暗C．电压表V1示数变大D．电压表V2示数变大【答案】D【解析】当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时，并联电路总电阻减小，总电流I增大，路端电压U减小．干路电流增大，则L2变亮；与滑动变阻器并联的灯泡L3电压U3＝U－U2，U减小，U2增大，则U3减小，L3变暗；与滑动变阻器串联的灯泡L1电流增大，变亮；U1减小，U2增大，即V1示数变小，V2示数变大，故D正确．二、非选择题：本题共3小题，共40分．21．(12分)某学生实验小组利用图甲所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻．使用的器材有：多用电表；电压表：量程5V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5kΩ；导线若干．回答下列问题：(1)将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡，再将红表笔和黑表笔__________，调零点.(2)将图甲中多用电表的红表笔和__________(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端.(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图乙所示，这时电压表的示数如图丙所示．多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________V.【答案】(1)短接(2)1(3)153.60【解析】(1)使用多用电表测电阻前，应首先将红、黑表笔短接进行欧姆调零．(2)多用电表电流为“红进黑出”，图甲中外电路电流由2到1，所以红表笔应连1端．(3)多用电表挡位为“×1k”欧姆挡，指针指15，则R＝15×1kΩ＝15kΩ，由图丙知电压表读数为3.60V.22．(13分)小明要测量一电源的电动势E和内阻r，实验器材有：一只DIS电流传感器(可视为理想电流表，测得的电流用I表示)，一只电阻箱(阻值用R表示)，一只开关和导线若干．该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据．甲乙丙(1)小明设计该实验的原理表达式是__________(用E、r、I、R表示).(2)小明在闭合开关之前，应先将电阻箱阻值调至________(填“最大值”“最小值”或“任意值”)，在实验过程中，将电阻箱调至如图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω.(3)小明根据实验采集到的数据作出如图丙所示的eq\f(1,I)-R图像，则由图像求得该电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果均保留2位有效数字)【答案】(1)E＝I(R＋r)(2)最大值25(3)8.0(7.8～8.2均可)4.0(3.7～4.3均可)【解析】(1)在闭合电路中，E、I、R、r几个量之间的关系是E＝I(R＋r).(2)为了整个电路的安全，所以开始电流要小，即电阻箱电阻调到最大值；题图中电阻箱读数为25Ω.(3)由E＝I(R＋r)，推出eq\f(1,I)＝eq\f(R,E)＋eq\f(r,E)，再结合eq\f(1,I)-R图像可知，图线的斜率为eq\f(1,E)，截距为eq\f(r,E)