高中物理人教版1第三章磁場章末綜合測評2

章末綜合測評(二)(時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共8個小題，每小題6分，共48分．在每小題給出的四個選項中第1～5題只有一項符合題目要求，第6～8題有多項符合題目要求)1．(2023·浙江高考)下列說法正確的是()A．電流通過導體的熱功率與電流大小成正比B．力對物體所做的功與力的作用時間成正比C．電容器所帶電荷量與兩極間的電勢差成正比D．彈性限度內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)與彈簧伸長量成正比【解析】在導體電阻一定的條件下，由P＝I2R知熱功率與電流的二次方成正比，選項A錯誤．根據(jù)功的公式可知其大小與力的作用時間無關(guān)，選項B錯誤．由電容的定義式可得Q＝CU，即電荷量與兩極間的電勢差成正比，選項C正確．彈簧的勁度系數(shù)只跟彈簧本身有關(guān)，與彈簧伸長量無關(guān)，選項D錯誤．【答案】C2．如圖1所示為將不同電壓加在一段金屬導體兩端，在溫度不變的情況下所測得的I-U圖線．試根據(jù)圖線回答：若將這段金屬導體在保持長度不變的前提下增大其橫截面積，則這段導體的電阻()圖1A．等于Ω B．大于ΩC．小于Ω D．等于Ω【解析】由圖象知R＝2Ω，若保持長度不變，增大橫截面積，則電阻要變小，故選項C正確．【答案】C3．(2023·德陽高二檢測)我國北京正負電子對撞機的儲存環(huán)是周長為240m的近似圓形軌道，當環(huán)中的電流是10mA時(設(shè)電子的速度是3×107m/s)，在整個環(huán)中運行的電子數(shù)目為(電子電荷量e＝×10－A．5×1011 B．5×1010C．1×102 D．1×104【解析】電子轉(zhuǎn)一圈的時間t＝eq\f(s,v)＝eq\f(240,3×107)s＝8×10－6s.整個環(huán)中電子的電荷量Q＝It＝10×10－3×8×10－6C＝8×10－8C.所以電子的數(shù)目n＝eq\f(Q,e)＝5×1011.故A正確，B、C、D錯誤．【答案】A4.(2023·北京高考)如圖2所示，其中電流表A的量程為0.6A，表盤均勻劃分為30個小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于電流表內(nèi)阻的eq\f(1,2)；R2的阻值等于電流表內(nèi)阻的2倍．若用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值，則下列分析正確的是()圖2A．將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.04AB．將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.02AC．將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.06AD．將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.01A【解析】設(shè)電流表A的內(nèi)阻為RA，用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值時，若將接線柱1、2接入電路，根據(jù)并聯(lián)電路的特點，(I1一IA)R1＝IARA，解得I1＝3IA＝A，則每一小格表示A；若將接線柱1、3接入電路，則(I2－IA)R1＝IARA，解得I2＝3IA＝A，則每一小格表示A．選項C正確．【答案】C5．(2023·安徽高考)一根長為L、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為ρ，棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為n，電子的質(zhì)量為m、電荷量為e.在棒兩端加上恒定的電壓時，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運動的平均速率為v，則金屬棒內(nèi)的電場強度大小為()【導學號：08160142】圖3\f(mv2,2eL) \f(mv2Sn,e)C．ρnev \f(ρev,SL)【解析】由電流定義可知：I＝eq\f(q,t)＝eq\f(nvtSe,t)＝neSv，由歐姆定律可得：U＝IR＝neSv·ρeq\f(L,S)＝ρneLv，又E＝eq\f(U,L)，故E＝ρnev，選項C正確．【答案】C6．已知如圖4所示，電源內(nèi)阻不計．為使電容器的帶電量增大，可采取以下那些方法()圖4A．增大R1 B．增大R2C．增大R3 D．減小R1【解析】由于穩(wěn)定后電容器相當于斷路，因此R3上無電流，電容器相當于和R2并聯(lián)．只有增大R2或減小R1才能增大電容器C兩端的電壓，從而增大其帶電量．改變R3不能改變電容器的帶電量．【答案】BD7.如圖5所示的電路中，電源的電動勢E和內(nèi)電阻r恒定不變，電燈L恰能正常發(fā)光，如果變阻器的滑片向b端滑動，則()圖5A．電燈L更亮，電流表的示數(shù)減小B．定值電阻R2消耗的功率減小C．電燈L變暗，電源的總功率減小D．電燈L變暗，電流表的示數(shù)增大【解析】滑片向b端滑動，R1變大，電路中總電阻變大，根據(jù)I＝eq\f(E,R總＋r)知I減小，電流表示數(shù)減小，根據(jù)E＝U外＋Ir，U外變大，燈泡兩端電壓變大，故電燈L更亮．再根據(jù)P2＝Ieq\o\al(2,2)R2，I減小，IL變大，故I2變小，R2功率變小，故C、D錯誤，A、B正確．【答案】AB8.如圖6所示電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，串聯(lián)的固定電阻為R2，滑動變阻器的總阻值是R1，電阻大小關(guān)系為R1＋R2＝r，則在滑動觸頭從a端滑到b端過程中，下列描述正確的是()【導學號：08160143】圖6A．電路的總電流先減小后增大B．電路的路端電壓先增大后減小C．電源的輸出功率先增大后減小D．滑動變阻器R1上消耗的功率先減小后增大【解析】由并聯(lián)的知識可知，當滑動變阻器觸頭處于中央位置時，變阻器的總電阻和電路的總電阻最大，故滑動觸頭從a端滑到b端過程中，總電阻先增大后減小，總電流先減小后增大，由U外＝E－Ir，電路的路端電壓先增大后減小，A、B正確；因為外電路的電阻一直小于電源內(nèi)阻．由P出－R圖象可以看出(如圖所示)，在虛線左側(cè)，電源的輸出功率先增大(箭頭向右)后減小(箭頭向左)，故C正確；對于D選項，可把R2拉到電源內(nèi)部去，看成內(nèi)部的一部分，此時R外小于電源內(nèi)阻(r＋R2)，由圖看出在虛線左側(cè)，R1消耗功率先增大后減小，D錯．【答案】ABC二、非選擇題(本題共4小題，共52分，按要求作答)9．(8分)在“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中，已連接好部分實驗電路．甲乙圖7(1)按圖7甲所示的實驗電路，把圖乙中剩余的電路連接起來．(2)在圖乙的電路中，為避免燒壞電表，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于________端(選填“A”或“B”)．(3)如圖8是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的U－I圖象，由圖可知，電源的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.圖8【解析】(1)電路連接如圖所示．(2)閉合開關(guān)前，滑動變阻器接入電路中的阻值應(yīng)該最大，故滑片應(yīng)置于B端．(3)由題圖圖象可知，電源電動勢為V，內(nèi)阻r＝eq\f－,Ω＝Ω.【答案】(1)見解析圖(2)B(3)10．(10分)(2023·煙臺高二檢測)在“測定金屬導體的電阻率”的實驗中，待測金屬絲的電阻Rx約為5Ω，實驗室備有下列實驗器材A．電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻約為15kΩ)B．電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻約為75kΩ)C．電流表A1(量程0～3A，內(nèi)阻約為Ω)D．電流表A2(量程0～0.6A，內(nèi)阻約為11Ω)E．變阻器R1(0～100Ω，0.6A)F．變阻器R2(0～2000Ω，0.1A)G．電池組E(電動勢為3V，內(nèi)阻約為Ω)H．開關(guān)S，導線若干(1)為減小實驗誤差，應(yīng)選用的實驗器材有(填代號)________．(2)為減小實驗誤差，應(yīng)選用圖9中________(填“甲”或“乙”)為該實驗的電路原理圖，并按所選擇的電路原理圖把圖10中的實物圖用線接連起來．甲乙圖9圖10圖11(3)若用毫米刻度尺測得金屬絲長度為60.00cm，用螺旋測微器測得金屬絲的直徑(如圖甲)及兩電表的示數(shù)如圖乙所示，則金屬絲的直徑為________mm，電阻值為________Ω.【解析】(1)由于電源的電動勢為3V，所以電壓表應(yīng)選A，被測電阻阻值約為5Ω，電路中的最大電流約為I＝eq\f(E,Rx)＝eq\f(3,5)A＝A，電流表應(yīng)選D，根據(jù)變阻器允許通過的最大電流可知，變阻器應(yīng)選E，還要選用電池和開關(guān)，導線若干．故應(yīng)選用的實驗器材有：ADEGH.(2)由于eq\f(RV,Rx)>eq\f(Rx,RA)，應(yīng)采用電流表外接法，應(yīng)選乙圖所示電路，實物連接如圖所示．(3)從螺旋測微器可以讀出金屬絲的直徑為0.635mm，從電壓表可以讀出電阻兩端電壓為V，從電流表可以讀出流過電阻的電流為0.50A，被測電阻的阻值為：Rx＝eq\f(Ux,Ix)＝eq\f,Ω＝Ω.【答案】(1)ADEGH(2)乙，如解析圖所示(3)11．(14分)一個允許通過最大電流為2A的電源和一個滑動變阻器，接成如圖12甲所示的電路．滑動變阻器最大阻值為R0＝22Ω，電源路端電壓U隨外電阻R變化的規(guī)律如圖乙所示，圖中U＝12V的直線為圖線的漸近線，試求：甲乙圖12(1)電源電動勢E和內(nèi)阻r；(2)A、B空載時輸出電壓的范圍；(3)若要保證滑動變阻器的滑片任意滑動時，干路電流不能超過2A，A、B兩端所接負載電阻至少多大．【解析】(1)由乙圖可知，當R→∞時，E＝12V，而當U＝6V時，應(yīng)有r＝R＝2Ω.(2)當滑片滑至上端時，UAB最大，Umax＝eq\f(R0,R0＋r)E＝11V當滑片滑至下端時，UAB為零，因此，A、B空載時輸出電壓范圍為0～11V.(3)A、B兩端接某一負載電阻后，滑動變阻器滑片移至上端時，干路電流最大．此時I＝eq\f(E,\f(R0Rx,R0＋Rx)＋r)為了電源不過載，應(yīng)保證I≤2A代入數(shù)據(jù)得Rx≥Ω，即所接負載電阻最小值為Ω.【答案】(1)12V2Ω(2)0～11V(3)12．(20分)(2023·聊城高二檢測)某課外小組設(shè)計了一種測定風力的裝置，其原理如圖13所示，一個由不導電的材料制成的、勁度系數(shù)k＝1200N/m、自然長度L0＝0.5m的彈簧，一端固定在墻上的M點，另一端N與導電的迎風板相連，彈簧穿在水平放置的光滑金屬桿上，金屬桿單位長度的電阻為ρ＝6Ω/m；電路的一端與迎風板相連，另一端在M點與金屬桿相連，定值電阻R＝Ω，電源的電動勢E＝12V，內(nèi)阻r＝1Ω；迎風板可在金屬桿上滑動，且與金屬桿接觸良好，工作時，迎風板總是正對著風吹來的方向．閉合開關(guān)，沒有風吹時，彈簧處于原長，理想電壓表的示數(shù)為U1；某時刻由于風吹迎風板，電壓表的示數(shù)變?yōu)閁2＝V，求：【導學號：08160144】(1)無風時電壓表的示數(shù)U1；(2)U2＝V時，作用在迎風板上的風力；(3)風力多大時，金屬桿上消耗的功率最大，最大功率為多少？圖13【解析】(1)無風時金屬桿接入電路的電阻為R0＝ρL＝6×Ω＝3Ω則I1＝eq\f(E,R0＋R＋r)＝eq\f(12,3＋1＋1)A＝A電壓表的示數(shù)U1＝I1R0＝×3V＝V.(2)U2＝V時，金屬桿接入電路的電阻為R2.則I2＝eq\f(E－U2,R＋r)＝4A由U2＝I2R2，得R2＝1Ω則L＝eq\f(R2,ρ)＝eq\f(1,6)m彈簧壓縮量x1＝L0－L＝m－eq\f(1,6)m＝eq\f(1,3)m故風力F1＝kx1