2025年高中物理新教材同步 必修第三册 第11章　章末检测试卷(三)

章末检测试卷(三)(满分：100分)一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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．(2021·江苏卷)有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为1×10－8F的电容器，在2ms内细胞膜两侧的电势差从－70mV变为30mV，则该过程中跨膜电流的平均值为()A．1.5×10－7A B．2×10－7AC．3.5×10－7A D．5×10－7A答案D解析根据Q＝CU，可知ΔQ＝CΔU＝1×10－8×(30＋70)×10－3C＝1×10－9C，则该过程中跨膜电流的平均值为I＝eq\f(ΔQ,t)＝eq\f(1×10－9,2×10－3)A＝5×10－7A，故选D。2．(2024·北京市朝阳区高二期末)某实验小组用量程为0～3A的电流表测量电流，通过试触发现被测电流超过量程。但是实验室提供的电流表规格都是相同的，为了测量出该电流值，小组中的同学分别设计了改装电流表的四种电路方案，其中一定不可行的是()答案A解析串联电路分压但电流相同，则当用A项图中该电路继续测量超过量程的电流时，电流表流过的电流依然超过量程，故A错误；并联电路分流但电压相同，则当用并联电路测量超过量程的电流时，只要另外一并联支路分流适当，就能够使得流过电流表的电流在量程范围之内，故B、C、D正确。3.(2024·龙岩市高二期中)有四盏灯，接入如图的电路中，RL1＝RL4＝1Ω，RL2＝3Ω，RL3＝6Ω，把电路接通后，通过四盏灯的电流之比I1∶I2∶I3∶I4为()A．1∶3∶6∶1 B．3∶2∶1∶3C．3∶1∶2∶3 D．6∶3∶2∶6答案B解析RL2与RL3并联，电压相等，由欧姆定律U＝IR，则有I2∶I3＝RL3∶RL2＝6∶3＝2∶1，RL1与RL4串联，电流相等，则有I1＝I4＝I2＋I3，可得I1∶I3＝3∶1，所以有I1∶I2∶I3∶I4＝3∶2∶1∶3，B正确。4.某一导体的伏安特性曲线如图中的AB段(曲线)所示。关于导体的电阻，下列说法正确的是()A．A点对应的导体的电阻为120ΩB．在AB段，导体的电阻变化了20ΩC．B点对应的导体的电阻为8ΩD．在AB段，导体的电阻随电压的增大而减小答案B解析根据部分电路欧姆定律可知，A点对应的导体的电阻为RA＝eq\f(UA,IA)＝60Ω，B点对应的导体的电阻为RB＝eq\f(UB,IB)＝80Ω，在AB段，导体的电阻变化了ΔR＝RB－RA＝20Ω，故A、C错误，B正确；在AB段上，图线上的点与坐标原点连线的斜率变小，则导体的电阻随电压的增大而增大，D错误。5.如图所示，一块均匀的长方体金属导体，上下厚度为L，当给导体的上下表面加上电压U时，流过导体的电流为I，当给导体的前后表面加上电压U时，流过导体的电流为eq\f(I,4)，当给导体的左右表面加上电压U时，流过导体的电流为eq\f(I,9)，下列说法正确的是()A．AC的长度为4L B．AD的长度为6LC．导体的体积为12L3 D．导体的电阻率为eq\f(6UL,I)答案D解析设AC的长度为x、AD的长度为y，设导体的电阻率为ρ，根据电阻定律以及欧姆定律有ρeq\f(L,xy)＝eq\f(U,I)，ρeq\f(x,Ly)＝eq\f(4U,I)，ρeq\f(y,Lx)＝eq\f(9U,I)解得x＝2L，y＝3L，故A、B错误；导体的体积为V＝Lxy＝6L3，故C错误；由ρeq\f(L,xy)＝eq\f(U,I)，x＝2L，y＝3L，解得ρ＝eq\f(6UL,I)，故D正确。6．(2024·西安市高二月考)如图甲、乙两电路，利用一个灵敏电流计G(500μA,200Ω)和一个电阻箱R改装成电压表或电流表，若电压表量程为0～3V，电流表量程为0～25mA，则()A．甲表是电压表，乙表是电流表B．甲表中R＝50Ω，乙表中R＝5800ΩC．若使用中发现甲表的示数总比准确值稍小一些，则可适当减小电阻箱R的阻值D．若使用中发现乙表的示数总比准确值稍小一些，则可适当减小电阻箱R的阻值答案D解析甲由一个灵敏电流计G和一个电阻箱R并联，利用并联电阻的分流，改装成电流表，乙由一个灵敏电流计G和一个电阻箱R串联，利用串联电阻的分压，改装成电压表，故A错误；由公式I＝Ig＋eq\f(IgRg,R)，在甲表中，若改装成的电流表的量程为25mA，则R≈4.08Ω，由公式U＝Ig(Rg＋R)知，在乙表中，若改装成的电压表的量程为3V，则R＝5800Ω，故B错误；使用中发现甲表的示数总比准确值稍小一些，则可适当增大电阻箱R的阻值，使G分流更大，故C错误；乙表的示数总比准确值稍小一些，说明串联的分压电阻偏大，以至于其分压较大，G的电压偏小，则可适当减小电阻箱R的阻值，故D正确。7.(2023·重庆一中月考)电子式互感器是数字变电站的关键装备之一，如图所示，某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压，a、c间的电阻是c、d间的电阻的n－1倍，某次测量中输出端数字电压表的示数为U，则输入端的电压为()A．nU B.eq\f(U,n)C．(n－1)U D.eq\f(U,n－1)答案A解析Rac和Rcd串联，电流I＝eq\f(Uad,Rac＋Rcd)，则输出端电压U＝IRcd＝eq\f(UadRcd,Rac＋Rcd)＝eq\f(Uad,n)，即输入电压Uab＝Uad＝nU，A正确。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得4分，有选错的得0分。8．(2023·乐山市高二月考)对于常温下一根阻值为R的金属电阻丝，下列说法正确的是()A．常温下，若将电阻丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10RB．常温下，若将电阻丝从中点对折，电阻变为eq\f(R,4)C．加在电阻丝上的电压从0逐渐加大到U，则在任意状态下的eq\f(U,I)的值不变D．若把温度降到绝对零度附近，电阻丝的电阻突然变为零，这种现象称为超导现象答案BD解析常温下，若将电阻丝均匀拉长为原来的10倍，则横截面积变为原来的eq\f(1,10)，根据电阻定律R＝ρeq\f(L,S)，则电阻变为原来的100倍，A错误；常温下，若将电阻丝从中点对折，长度为原来的一半，面积为原来的2倍，则电阻变为eq\f(R,4)，B正确；电阻丝随着温度变化阻值会发生变化或者在超导状态不成立，C错误；根据超导现象可知，D正确。9．(2024·大连市高二期中)如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变，R2＝30Ω，通过R1的电流随它两端电压变化关系如图乙所示，则下列计算正确的是()A．R1的阻值大小是20ΩB．当S1、S2、S3均闭合时，若电流表的示数为0.5A，则通过电阻R2的电流为0.3AC．当S1、S2、S3均闭合时，若电流表的示数为0.5A，则电源电压是6VD．当S1闭合，S2、S3断开时，若电流表的示数为0.15A，则R3两端电压是2V答案AC解析根据图像可知，R1的阻值大小是R1＝eq\f(U,I)＝eq\f(10,0.5)Ω＝20Ω，选项A正确；当S1、S2、S3均闭合时，R1和R2并联，R3被短路，若电流表的示数为0.5A，则通过电阻R2的电流为I2＝eq\f(R1,R1＋R2)I＝eq\f(20,20＋30)×0.5A＝0.2A，电源电压是U＝Ieq\f(R1R2,R1＋R2)＝0.5×eq\f(20×30,20＋30)V＝6V，选项B错误，C正确；当S1闭合，S2、S3断开时，则只有R2和R3串联，若电流表的示数为0.15A，则R2两端电压是U2＝0.15×30V＝4.5V，R3两端电压是U3＝6V－4.5V＝1.5V，选项D错误。10.某同学做研究串联电路特点的实验时，连接成如图所示的电路，闭合S后，他将多用电表电压挡的红、黑表笔并联在A、C两点间时，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，电压表读数为零，故障的原因可能是()A．AB段断路 B．BC段断路C．AB段短路 D．BC段短路答案AD解析由题意可得UAB＝UAC＝U，说明由A、B分别至电源的线路均已接通。若BC段完好，则AB段断路；若BC段短路，则AB段可能断路，也可能完好。又由题述得UBC＝0，因而可能AB段断路或BC段短路，也有可能出现两者同时发生的情况，故选A、D。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11．(9分)(2023·广东江门培英高级中学高二期中)电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。(1)(3分)用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示，由图可知其直径为________mm；如图乙所示，用游标卡尺测其长度为________cm；用多用电表×10Ω挡粗测其电阻，发现指针偏转角度太大，换挡后，进行欧姆调零，如图丙所示，重新测量其电阻为________Ω。(2)(3分)为了减小实验误差，需进一步测量圆柱体的电阻，除待测圆柱体Rx外，实验室还备有的实验器材如下，要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大，则电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________。(均填器材前的字母代号)A．电压表V1(量程3V，内阻约为15kΩ)B．电压表V2(量程15V，内阻约为75kΩ)C．电流表A1(量程0.6A，内阻约为1Ω)D．电流表A2(量程3A，内阻约为0.2Ω)E．滑动变阻器R1(阻值范围0～5Ω，1.0A)F．滑动变阻器R2(阻值范围0～2000Ω，0.1A)G．直流电源U(电压为3V)H．开关S，导线若干(3)(2分)请设计合理的实验电路，将电路图画在虚线框中，并在图丁中完成实物连接图。(4)(1分)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端的电压为U0，圆柱体横截面的直径和长度分别用D、L表示，则用π、D、L、I、U0表示该圆柱体电阻率的关系式为ρ＝________。答案(1)1.8504.2406(2)ACE(3)见解析图见解析图(4)eq\f(πD2U0,4IL)解析(1)由题图甲知，圆柱体的直径为D＝1.5mm＋35.0×0.01mm＝1.850mm由题图乙知，长度为L＝42mm＋8×0.05mm＝42.40mm＝4.240cm由题图丙知，其电阻为6×1Ω＝6Ω(2)电源电压为3V，所以电压表选3V量程的。电路中最大电流约为0.5A，所以电流表量程应该选0.6A量程的。待测电阻大约为6Ω，若用滑动变阻器R2(阻值范围0～2000Ω，0.1A)调节非常不方便，且额定电流太小，所以应选滑动变阻器R1(阻值范围0～5Ω，1.0A)。(3)要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大，滑动变阻器应用分压式接法，电压表内阻较大，而待测圆柱体的电阻较小，故采用电流表外接法误差较小，根据以上分析设计的电路图以及实物连接图如图所示。(4)由I＝eq\f(U0,Rx)，Rx＝ρeq\f(L,S)，S＝eq\f(1,4)πD2，联立解得该圆柱体电阻率的关系式为ρ＝eq\f(πD2U0,4IL)。12.(6分)(2022·全国乙卷改编)一同学探究阻值约为550Ω的待测电阻Rx在0～5mA范围内的伏安特性。可用器材有：电压表(量程为3V，内阻很大)，电流表(量程为1mA，内阻为300Ω)，电源U(电压约为4V)，滑动变阻器R(最大阻值可选10Ω或1.5kΩ)，定值电阻R0(阻值可选75Ω或150Ω)，开关S，导线若干。(1)(1分)要求通过Rx的电流可在0～5mA范围内连续可调，将图(a)所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图；(2)(2分)实验时，图(a)中的R应选最大阻值为________(填“10Ω”或“1.5kΩ”)的滑动变阻器，R0应选阻值为________(填“75Ω”或“150Ω”)的定值电阻；(3)(3分)测量多组数据可得Rx的伏安特性曲线。若在某次测量中，电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示，则此时Rx两端的电压为__________V，流过Rx的电流为________mA，此组数据得到的Rx的阻值为________Ω(保留3位有效数字)。答案(1)见解析图(2)10Ω75Ω(3)2.304.20548解析(1)电流表内阻已知，电流表与R0并联扩大电流表量程，进而准确测量通过Rx的电流，电压表单独测量Rx的电压；滑动变阻器采用分压式接法，电表示数从0开始变化，满足题中通过Rx的电流从0～5mA连续可调，电路图如图。(2)电路中R应选最大阻值为10Ω的滑动变阻器，方便电路的调节，测量效率高、实验误差小；通过Rx的电流最大为5mA，需要将电流表量程扩大为原来的5倍，根据并联分流的规律，示意图如图。根据并联分流，即并联电路中电流之比等于电阻的反比，可知eq\f(4mA,1mA)＝eq\f(300Ω,R0)，解得R0＝75Ω。(3)电压表每小格表示0.1V，估读到0.01V，即U0＝2.30V；电流表每小格表示0.02mA，估读到0.01mA，即0.84mA，电流表量程扩大5倍，所以通过Rx的电流为I＝4.20mA；根据欧姆定律可知Rx＝eq\f(U0,I)＝eq\f(2.30,4.20×10－3)Ω≈548Ω。13．(12分)(2024·大同市高二期中)如图所示的电路中，A、B之间的电压为9V，标有“6V,3.6W”的灯泡L恰好能正常发光，电流表A1、A2是完全相同的两个电表，内阻均为2Ω，求：(1)(3分)电流表A1的示数；(2)(6分)电流表A2的示数；(3)(3分)定值电阻的阻值R。答案(1)0.6A(2)0.9A(3)24Ω解析(1)由欧姆定律可知，电流表A1的示数为I1＝IL＝eq\f(PL,UL)＝0.6A(2)由串联电路规律和欧姆定律可得，电流表A1两端的电压U1＝I1RA＝0.6×2V＝1.2V所以电流表A2两端的电压U2＝U－UL－U1＝1.8V所以电流表A2的示数为I2＝eq\f(U2,RA)＝0.9A(3)由并联电路规律可得IR＝I2－I1＝0.3A由欧姆定律得，定值电阻的阻值为R＝eq\f(UL＋U1,IR)＝24Ω。14．(13分)(2023·宁波市高一期末)如图所示，A、B两端接直流稳压电源，U＝70V，R0＝40Ω，C＝30μF，滑动变阻器总电阻R＝60Ω，当滑片处于滑动变阻器中点时，求：(1)(5分)电路中的等效电阻；(2)(5分)C、D两端的电压；(3)(3分)电容器C所带的电荷量。答案(1)21Ω(2)40V(3)1.2×10－3C解析(1)当滑片处于滑动变阻器中点时，则有滑动变阻器R的上半部分与R0串联，再与滑动变阻器R的下半部分并联，则有电路中的等效电阻R等效＝eq\f(\f(1,2)R＋R0×\f(1,2)R,\f(1,2)R＋R0＋\f(1,2)R)＝eq\f(\f(1,2)×60＋40×\f(1,2)×60,\f(1,2)×60＋40＋\f(1,2)×60)Ω＝21Ω(2)当滑片处于滑动变阻器中点时，则有滑动变阻器R的上半部分与R0串联，再与滑动变阻器R的下半部分并联，则串联电路总电阻为R′＝eq\f(1