2024-2025學(xué)年新教材高中物理第三章恒定電流單元素養(yǎng)評價學(xué)案粵教版必修3

PAGE12-單元素養(yǎng)評價(三)(第三章)(60分鐘·60分)一、選擇題(本題共9小題,每小題3分,共27分)1.下列說法正確的是 ()A.由R=可知,電阻與電壓、電流都有關(guān)系B.由R=可知,電阻只與導(dǎo)體的長度和橫截面積有關(guān)系C.由ρ=可知,電阻率由導(dǎo)體的電阻、長度和橫截面積確定D.各種材料的電阻率都與溫度有關(guān),金屬的電阻率隨著溫度的上升而增大【解析】選D。電阻與導(dǎo)體本身的性質(zhì)有關(guān),與電壓和電流無關(guān),故A錯誤;R=是電阻的確定式,所以電阻與導(dǎo)體的長度、電阻率和橫截面積都有關(guān),故B錯誤;電阻率由材料和溫度確定,與橫截面積、電阻和長度無關(guān),故C錯誤;各種材料的電阻率都與溫度有關(guān),金屬的電阻率隨溫度上升而增大,故D正確。2.金屬材料的電阻率有以下特點:一般而言,純金屬的電阻率小,合金的電阻率大;金屬的電阻率隨溫度的上升而增大,有的金屬電阻率隨溫度改變而顯著改變,有的合金的電阻率幾乎不受溫度的影響。依據(jù)以上的信息推斷,下列說法中正確的是 ()A.連接電路用的導(dǎo)線一般用合金來制作B.標(biāo)準(zhǔn)電阻一般用合金來制作C.提升溫度,可以使金屬導(dǎo)體成為超導(dǎo)體D.白熾燈絲是用金屬制成的,正常發(fā)光時燈絲的電阻比不發(fā)光時更小【解析】選B。純金屬的電阻率小,故連接電路用的導(dǎo)線一般用純金屬來制作,故選項A錯誤;有的合金的電阻率幾乎不受溫度的影響,則標(biāo)準(zhǔn)電阻一般用合金來制作,選項B正確;某些物質(zhì)在溫度降低到某一值時電阻會變成零,成為超導(dǎo)體,則降低溫度,可以使金屬導(dǎo)體成為超導(dǎo)體,選項C錯誤;白熾燈絲是用金屬制成的,正常發(fā)光時燈絲的溫度較高,則其電阻比不發(fā)光時更大,故選項D錯誤。3.(2024·珠海高二檢測)有兩個同種材料制成的導(dǎo)體,兩導(dǎo)體為橫截面為正方形的柱體,柱體高均為h,大柱體柱截面邊長為a,小柱體柱截面邊長為b,則()A.從圖示電流方向看大柱體與小柱體的電阻之比為a∶bB.從圖示電流方向看大柱體與小柱體的電阻之比為b∶aC.若電流方向豎直向下,大柱體與小柱體的電阻之比為a∶bD.若電流方向豎直向下,大柱體與小柱體的電阻之比為b2∶a2【解析】選D。從圖示方向看,則依據(jù)電阻定律可知,R1=,R2=故兩電阻相等,比值為1∶1,故A、B錯誤。若電流豎直向下,則依據(jù)電阻定律有:R1=,R2=,故R1∶R2=b2∶a2故C錯誤D正確。4.(2024·三亞高二檢測)某同學(xué)用伏安法對如圖甲所示電路電阻進行三次測量,第一次將A、B端接入電路,其次次將B、C端接入電路,第三次將A、C端接入電路,將三次測量得到的數(shù)據(jù)畫在同一坐標(biāo)系上,得到I-U圖像如圖乙所示。下列說法正確的是 ()A.第一次測量得到的圖像可能是圖線①B.其次次測量得到的圖像可能是圖線②C.第三次測量得到的圖像可能是圖線③D.A、C間的電阻等于圖線②和圖線③的斜率之和【解析】選B。因為在I-U圖像中直線的斜率的倒數(shù)等于電阻,可知圖線①斜率最小,對應(yīng)的電阻最大,第三次測量得到的圖像可能是圖線①,不行能是圖線③,故選項A、C錯誤;其次次測量得到的圖像可能是圖線②,故選項B正確;A、C間的電阻等于圖線①的斜率倒數(shù),等于圖線②和圖線③的斜率倒數(shù)之和,故選項D錯誤。5.如圖為路口交通指示燈的示意圖,指示燈可以通過不同顏色燈光的改變指揮車輛和行人的交通行為,據(jù)你對交通指示燈的了解可以推斷 ()A.紅燈、黃燈、綠燈是串聯(lián)的B.紅燈、黃燈、綠燈是并聯(lián)的C.紅燈與黃燈并聯(lián)后再與綠燈串聯(lián)D.綠燈與黃燈并聯(lián)后再與紅燈串聯(lián)【解析】選B。紅燈、黃燈、綠燈只有一盞燈亮,不行能出現(xiàn)同時有兩盞燈亮,故由串并聯(lián)電路特點可知:三盞燈隨意兩盞都不行能是串聯(lián)的,所以,紅燈、黃燈、綠燈是并聯(lián)的,故選項B正確。6.某金屬導(dǎo)線的電阻率為ρ,電阻為R,現(xiàn)將它勻稱拉長到直徑為原來的一半,那么該導(dǎo)線的電阻率和電阻分別變?yōu)?()A.4ρ和4R B.ρ和4RC.ρ和16R D.16ρ和16R【解析】選C。電阻R=ρ,現(xiàn)將它勻稱拉長到直徑為原來的一半,其材料和體積均不變,則橫截面積變?yōu)樵瓉淼?長度為原來的4倍;由于導(dǎo)體的電阻與長度成正比,與橫截面積成反比,所以此時導(dǎo)體的電阻變?yōu)樵瓉淼?6倍,即16R。由于電阻率受溫度的影響,因溫度不變,所以電阻率也不變,故選項C正確。7.如圖所示為某線性元件甲和非線性元件乙的伏安特性曲線,兩圖線交于A點,A點坐標(biāo)為(12V,1.5A),甲的圖線與U軸所成夾角θ為30°A.隨電壓的增大,元件乙的圖像斜率越來越小,故其電阻隨電壓的增大而減小B.在A點,甲、乙兩元件的電阻相等C.元件甲的電阻為R=k=tanθ=D.若將甲、乙元件并聯(lián),志向電源的電壓為5V,則每秒通過干路某一橫截面的電荷量為1.5【解析】選B。隨電壓的增大,元件乙的圖像斜率越來越小,依據(jù)歐姆定律可知,其電阻隨電壓的增大而增大,故選項A錯誤;在A點,甲、乙兩元件的電壓、電流相同,則電阻相等,故選項B正確;I-U圖像的斜率表示電阻的倒數(shù),元件甲的電阻R==Ω=8Ω,故選項C錯誤;將甲、乙兩元件并聯(lián)接到5V的電源兩端時,因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以兩元件兩端的電壓均為5V,由圖像可知通過兩元件的電流分別為I乙=1.0A、I甲==A=0.625A,因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以總電流I=I甲+I乙=1.625A,依據(jù)電荷量定義可知,每秒通過干路某一橫截面的電荷量為1.625C8.如圖所示,某一導(dǎo)體的形態(tài)為長方體,其長、寬、高之比為a∶b∶c=5∶3∶2。在此長方體的上、下、左、右四個面上分別通過導(dǎo)線引出四個接線柱1、2、3、4。在1、2兩端加上恒定的電壓U,通過導(dǎo)體的電流為I1;在3、4兩端加上恒定的電壓U,通過導(dǎo)體的電流為I2,則I1∶I2為 ()A.9∶25 B.25∶9C.25∶4 D.4∶25【解析】選C。依據(jù)電阻定律R=得,當(dāng)在1、2兩端加上恒定電壓U時,R1=,在3、4兩端加上恒定的電壓時,R2=,所以==,依據(jù)歐姆定律I=得,電流之比為25∶4,故選項C正確。9.如圖所示是電阻R的I-U圖像,圖中α=45°,由此得出 ()A.電阻R=0.5ΩB.歐姆定律適用于該元件C.因I-U圖像的斜率表示電阻的倒數(shù),故R=D.在R兩端加上6.0V的電壓時,每秒通過電阻橫截面的電荷量是2.0【解析】選B。依據(jù)數(shù)學(xué)學(xué)問可知,通過電阻的電流與兩端電壓成正比,歐姆定律適用,依據(jù)電阻的定義式R=,可知I-U圖像斜率的倒數(shù)等于電阻R,則得R=Ω=2Ω,故A錯誤,B正確;由于I-U圖像中橫縱坐標(biāo)的標(biāo)度不同,故不能依據(jù)直線傾角的正切的倒數(shù)求解電阻,故C錯誤;由圖知,當(dāng)U=6V時,I=3A,則每秒通過電阻橫截面的電荷量是q=It=3×1C=3.0C,二、試驗題(6分)10.小明用如圖甲所示的電路測量電阻Rx的阻值(約幾百歐)。R是滑動變阻器,R0是電阻箱,S2是單刀雙擲開關(guān),部分器材規(guī)格圖乙中已標(biāo)出。(1)依據(jù)圖甲試驗電路,在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線將實物圖連接完整。(2)正確連接電路后,斷開S1,S2接1。調(diào)整好多用電表,將兩表筆接觸Rx兩端的接線柱,粗測其阻值,此過程中存在的問題是________________。正確操作后,粗測出Rx的阻值為R′。

(3)小明通過下列步驟,較精確地測出Rx的阻值。①將滑動變阻器的滑片P調(diào)至圖甲中的________(選填“A”或“B”)端。閉合S1,將S2撥至1,調(diào)整變阻器的滑片P至某一位置,使電壓表的示數(shù)滿偏。

②調(diào)整電阻箱R0,使其阻值________(選填“大于R′”或“小于R′”)。

③將S2撥至“2”,保持變阻器滑片P的位置不變,調(diào)整電阻箱的阻值,使電壓表再次滿偏,此時電阻箱示數(shù)為R1,則Rx=________?！窘馕觥?1)依據(jù)電路圖連接實物圖,如圖所示:(2)測量電阻時,要把電阻與其他元件斷開。(3)①閉合開關(guān)前,將滑動變阻器的滑片P調(diào)至圖甲中的A端,使電壓表示數(shù)為零;②調(diào)整電阻箱R0,使其阻值小于R′,目的是防止S2撥至2時電壓表示數(shù)超量程;③將S2撥至“2”,保持變阻器滑片P的位置不變,調(diào)整電阻箱的阻值,使電壓表再次滿偏,則此時并聯(lián)部分的電阻相等,Rx的阻值等于電阻箱的阻值,即Rx=R1答案:(1)見解析圖(2)待測電阻未與其他元件斷開(3)①A②小于R′③R1三、計算題(本題共3小題,共27分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)11.(8分)(2024·中山高二檢測)兩根完全相同的金屬導(dǎo)線A和B,假如把其中的一根A勻稱拉長到原來的兩倍,把另一根導(dǎo)線對折后絞合起來,則它們的電阻之比為多少?【解析】金屬導(dǎo)線原來的電阻為R=ρ, (1分)拉長后l′=2l因為體積V=lS不變,所以S′=,R′=ρ=4ρ=4R。 (2分)對折后l″=,S″=2S, (1分)所以R″=ρ=ρ·=, (2分)則R′∶R″=16∶1。 (1分)答案:16∶112.(9分)有一塊滿偏電流Ig=1mA、內(nèi)阻Rg=100Ω的小量程電流表G。(1)它的滿偏電壓為多大。(2)把它改裝成量程U=15V的電壓表。(3)把它改裝成量程I=3(要求畫出改裝的電路圖,算出有關(guān)數(shù)據(jù))?！窘馕觥?1)依據(jù)歐姆定律可知,G的滿偏電壓為:Ug=IgRg=1×10-3×100V=0.1V。 (2分)(2)把它改裝成15V的電壓表應(yīng)串聯(lián)一個電阻,則有:U=Ug+IgR,即: (1分)R==Ω=14900Ω。 (2分)電路圖如下: (1分)(3)把它改裝成3A的電流表應(yīng)并聯(lián)一個電阻,則有:R′==Ω≈0.033Ω。 (2分)電路圖如下: (1分)答案:(1)0.1V(2)串聯(lián)一個14900Ω的電阻(3)并聯(lián)一個0.033Ω的電阻13.(10分)如圖所示,A、B兩點間電壓恒定,為12V,定值電阻R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ。(1)若在a、b之間接一個C=100μF的電容器,閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后,求電容器上所帶的電荷量;(2)若在a、b之間接一個內(nèi)阻RV=4.8kΩ的電壓表,求電壓表的示數(shù)?！窘馕觥?1)設(shè)電容器上的電壓為UC,則UC=U, (2分)電容器帶的電荷量Q=CUC, (2分)解得:Q=8×10-4C(2)電壓表與R2并聯(lián)后電阻為:R并=, (2分)則電壓表兩端的電壓為UV=U, (2分)解得:UV=6V。 (1分)答案:(1)8×10-4C(30分鐘·40分)14.(5分)上海世博會中穩(wěn)定運營的36輛超級電容客車吸引了眾多觀光者的眼球。據(jù)介紹,電容車在一個站點充電30秒到1分鐘后,空調(diào)車可以連續(xù)運行3公里,不開空調(diào)則可以堅持行駛5公里,最高時速可達44公里。超級電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬次,其顯著優(yōu)點有:容量大、功率密度高、充放電時間短、循環(huán)壽命長、工作溫度范圍寬。如圖所示為某汽車用的超級電容器,規(guī)格為“48V,3000F”,放電電流為1000A,漏電電流為10A.充電電流約為4800B.放電能持續(xù)的時間超過10分鐘C.若汽車始終停在車庫,則電容器完全漏完電,時間將超過100天D.所儲存電荷量是手機鋰電池“4.2V,1000mAh”的40倍【解析】選B。電容器的額定電壓U=48V,電容C=3000F,則所能儲存的電荷量為Q=CU,充溢電所用時間為30s,所以充電電流為I充==A=4800A,故選項A正確;電容器的額定電壓U=48V,電容C=3000F,則所能儲存的電荷量為Q=CU,放電時,放電能持續(xù)的時間t放==s=144s,小于10分鐘,故選項B錯誤;電容器的額定電壓U=48V,電容C=3000F,則所能儲存的電荷量為Q=CU,漏電電流為10mA,所以t漏==s≈166.7天,故選項C正確;手機鋰電池“4.2V,1000mA·h”的電荷量q=It=1000×10-3×3600C=3600C15.(5分)(多選)某種型號發(fā)光二極管的伏安特性曲線如圖所示,該二極管的正常工作電壓為3.0V,允許通過的最大電流為50mA。則該二極管 ()A.正常工作時阻值為75ΩB.正常工作時阻值為60ΩC.電阻隨電流的增大而增大D.電阻隨電流的增大而減小【解析】選A、D。由U-I圖像可知,該二極管正常工作時的電壓為3V,流過二極管的電流為40mA,故它正常工作時的電阻為R==Ω=75Ω,故選項A正確,B錯誤;若U-I圖像為過原點的直線,則其斜率表示電阻,該圖為曲線,曲線上的點與原點的連線的斜率隨電流增大而減小,則電阻隨電流的增大而減小,故選項C錯誤,D正確。16.(5分)(多選)如圖所示是一電路板的示意圖,a、b、c、d為接線柱,a、d與220V的溝通電源連接,ab間、bc間、cd間分別連接一個電阻。發(fā)覺電路中沒有電流,為檢查電路故障,用一溝通電壓表分別測得b、d兩點間以及a、c兩點間的電壓均為220V,由此可知 ()A.ab間電路通,cd間電路不通B.ab間電路不通,bc間電路通C.ab間電路通,bc間電路不通D.bc間電路不通,cd間電路通【解析】選C、D。bd間電壓為220V,說明ab與電源之間是連通的,斷路點必在bd之間,故B錯誤;ac間電壓為220V,說明cd與電源之間是連通的,斷路點又必在ac之間,故A錯誤;兩者共同區(qū)間是bc,故bc斷路,其余各段均完好,故C、D正確。17.(10分)(2024·全國Ⅰ卷)某同學(xué)用伏安法測量一阻值為幾十歐姆的電阻Rx,所用電壓表的內(nèi)阻為1kΩ,電流表內(nèi)阻為0.5Ω,該同學(xué)采納兩種測量方案,一種是將電壓表跨接在圖(a)所示電路的O、P兩點之間,另一種是跨接在O、Q兩點之間。測量得到如圖(b)所示的兩條U-I圖線,其中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)。回答下列問題:(1)圖(b)中標(biāo)記為Ⅱ的圖線是采納電壓表跨接在__________(選填“O、P”或“O、Q”)兩點的方案測量得到的。

(2)依據(jù)所用試驗器材和圖(b)可推斷,由圖線______(選填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的結(jié)果更接近待測電阻的真實值,結(jié)果為__________Ω(保留1位小數(shù))。

(3)考慮到試驗中電表內(nèi)阻的影響,需對(2)中得到的結(jié)果進行修正,修正后待測電阻的阻值為________Ω(保留1位小數(shù))。

【解析】(1)若將電壓表跨接在O、P之間,I=+,解得U=·I,依據(jù)一次函