人教版高中物理必修第三冊第十一章電路及其應用質量評估練習含答案

第十一章質量評估(時間:75分鐘滿分:100分)一、單項選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的.1.飛機在空中飛行時,其表面因不斷與空氣摩擦而帶電.某次飛行中,0.5s內飛機表面的電荷量增加約17μC,此過程中形成的電流約為()A.34mA B.34μA C.8.5mA D.8.5μA答案:B2.甲、乙、丙、丁是四個長度、橫截面積均相同的金屬導體,某同學對它們各進行了一次測量,把通過每個導體的電流和其兩端的電壓在I-U坐標系中描點,如圖所示,四個導體中電阻率最大的是()A.甲 B.乙 C.丙 D.丁答案:A3.如圖所示的電路中,電壓表V1和V2的內阻都遠大于R1、R2、R3和R4的電阻.R1和R3的阻值未知,R2=R4=20Ω,電壓表V1和V2的讀數(shù)分別為15V和10V,則A、B兩點間的電壓為()A.23V B.24V C.25V D.26V答案:C4.兩個定值電阻,甲標有“16Ω,1.5A”,乙標有“22Ω,0.5A”,兩電阻串聯(lián)時,兩端能加的最大電壓是()A.57V B.41V C.35V D.19V答案:D5.如圖所示,兩個同種材料制成的導體放在水平面上,兩導體均是橫截面為正方形的柱體,柱體高均為h,大柱體橫截面邊長為a,小柱體橫截面邊長為b,則()A.若電流沿圖示方向,大柱體與小柱體的電阻之比為a∶bB.若電流沿圖示方向,大柱體與小柱體的電阻之比為a2∶b2C.若電流方向豎直向下,大柱體與小柱體的電阻之比為b∶aD.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:根據(jù)電阻定律可知,若電流沿圖示方向,R1=ρaa?=ρ?,R2=ρbb?=ρ?,故兩電阻相等,比值為1∶1,選項A、B錯誤;若電流豎直向下,R1'=ρ?a2,R2'=ρ?b2,解得R1'∶答案:D6.利用如圖所示的電路可測量待測電阻Rx的阻值.定值電阻R1、R2阻值已知,閉合開關S,調節(jié)電阻箱阻值為R3時,電流表示數(shù)為0,則Rx阻值等于()A.R2 B.R1R2R3解析:電流表示數(shù)為0,說明電流表兩端的電勢相等,根據(jù)串、并聯(lián)電路特點及歐姆定律可知I1(R1+R2)=I2(Rx+R3),I1R1=I2R3,解得Rx=R3答案:D7.如圖所示,已知R1=50Ω,右方虛線框內為黑盒,黑盒內為多個純電阻組成的電路,連接方式未知,今用電壓表測得UAC=10V,UBC=40V,則A、B間總電阻為()A.75Ω B.150ΩC.200Ω D.250Ω解析:設B、C間的總電阻為RBC.由于電阻R1與B、C間的總電阻串聯(lián),則根據(jù)串聯(lián)電路的特點有R1∶RBC=UAC∶UBC=1∶4,代入解得RBC=200Ω,故RAB=R1+RBC=250Ω,故選項D正確.答案:D二、多項選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求.全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分.8.如圖所示,M、N間電壓恒定,當開關S接a點時,電壓表示數(shù)為10V,電流表示數(shù)為0.2A;當開關S接b點時,電壓表示數(shù)為12V,電流表示數(shù)為0.15A.可以推斷()A.Rx較準確的測量值是50Ω B.Rx較準確的測量值是80ΩC.Rx的真實值是70Ω D.電流表的內阻是20Ω解析:由于M、N間電壓恒定,當開關S接b點時,電壓表示數(shù)為12V,知道M、N間電壓恒為12V.再由第一次測量結果可知電流表的分壓為12V-10V=2V,電流表內阻RA=2V0.2A=10Ω.Rx的真實值Rx=70Ω.在先、后兩次測量值Rx1=10V0答案:BC9.一根粗細均勻的金屬導線,在其兩端加上電壓U時,通過導線的電流為I,導線中自由電子定向移動的速率為v.若將導線均勻拉長,使它的橫截面半徑變?yōu)樵瓉淼?2,再給它兩端加上電壓2U,則()A.通過導線的電流為I8B.通過導線的電流為IC.導線中自由電子定向移動的速率為v4D.導線中自由電子定向移動的速率為v解析:將導線均勻拉長,使其橫截面半徑變?yōu)樵瓉淼?2,則橫截面積變?yōu)樵瓉淼?4,導線長度要變?yōu)樵瓉淼?倍,電阻率不變,由電阻定律R=ρlS可知,導線電阻變?yōu)樵瓉淼?6倍;電壓變?yōu)?U,由歐姆定律I=UR可知,電流變?yōu)樵瓉淼?8,故選項A正確,選項B錯誤;電流I變?yōu)樵瓉淼?8,橫截面積變?yōu)樵瓉淼?4,單位體積內自由移動的電子數(shù)n答案:AD10.如圖所示,電流表A1(0~3A)和A2(0~0.6A)是由兩個相同的表頭改裝而成的.現(xiàn)將這兩個電流表并聯(lián)后接入電路中,閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器.下列說法正確的是()A.A1、A2的讀數(shù)之比為1∶1 B.Al、A2的讀數(shù)之比為5∶1C.A1、A2的指針偏轉角度之比為1∶1 D.Al、A2的指針偏轉角度之比為1∶5解析:電流表A1(0~3A)和A2(0~0.6A)由兩個相同的表頭改裝而成,并聯(lián)接入電路中,通過兩表頭的電流相等,所以兩表的指針偏轉角度相同,故選項C正確;它們的量程之比為5∶1,并聯(lián)時讀數(shù)之比為5∶1,故選項B正確.答案:BC三、非選擇題:共54分.11.(9分)某同學在閱讀科普資料時發(fā)現(xiàn):輸液用的生理鹽水的電導率為0.8S/m.他對“電導率”一詞產生濃厚的興趣,經查單位及符號表得知,“S”為電導的單位,它等于電阻單位的倒數(shù).他又聯(lián)想到電阻率的單位為“Ω·m”,經單位對比后他做出一個大膽的假設:電導率一定是電阻率的倒數(shù).為了驗證他的假設,他做了如下嘗試:取體積為V的輸液用的生理鹽水,這些生理鹽水剛好灌滿伸縮性能良好的透明塑料管,塑料管兩端裝有電極,形成一段粗細均勻的封閉鹽水柱(長為10.00cm、橫截面積約為1.00cm2),進行如下實驗:(1)他將鹽水柱作為純電阻R,根據(jù)他的假設此段鹽水柱的電阻約為Ω.

(2)現(xiàn)用以下器材采用伏安法測鹽水柱的電阻.A.直流電源E:電壓18V,額定電流1A;B.電流表A:量程12mA,內阻約10Ω;C.電壓表V:量程15V,內阻約15kΩ;D.滑動變阻器R0:最大阻值50Ω;E.開關、導線若干.根據(jù)所給的器材,在虛線框內畫出合理的實驗電路圖(圖中已給出鹽水柱、電源的符號).(3)為了較準確地測量電導率,他設計了以下方案:把這段封閉的鹽水柱均勻拉長(鹽水柱的兩端始終與電極充分接觸),測得鹽水柱長度l和對應的電阻R,利用實驗數(shù)據(jù)作出電阻R與長度l2的關系圖像如圖所示,則鹽水的電導率應為(用該圖線的斜率k、體積V表示).若測得電導率數(shù)值約為0.8,則說明他的假設是正確的.

解析:(1)設電導率為D,根據(jù)他的假設可知D=1ρ,由電阻定律得R=ρlS=0.(2)因為RRA=125,RVR=12,所以(3)由題圖看出,R與l2成正比,有R=kl2,由電阻定律得R=ρlS;若D=1ρ,則kl2=lDS,得D=1klS,又由體積V=lS答案:(1)1250(2)見解析圖.(3)112.(9分)在測定金屬的電阻率的實驗中,某同學所測的金屬導體的形狀如圖甲所示,其橫截面為空心的等邊三角形,外等邊三角形的邊長是內等邊三角形邊長的2倍.為了合理選用器材設計測量電路,他先用多用電表的歐姆擋“×1”擋按正確的操作步驟粗測其電阻,指針位置如圖乙所示,則讀數(shù)為Ω.

甲乙現(xiàn)利用實驗室的下列器材,精確測量它的電阻R,以便進一步測出該材料的電阻率ρ.A.電源E(能提供的最大電壓為3V)B.電流表A1(量程為0~0.6A,內阻r1約為1Ω)C.電流表A2(量程為0~0.6A,內阻r2=5Ω)D.最大阻值為10Ω的滑動變阻器R0E.開關S,導線若干(1)請在圖丙虛線框內補充畫出完整、合理的測量電路圖.丙丁(2)先將R0調至最大,閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器R0,記下各電表讀數(shù),再改變R0進行多次測量.在所測得的數(shù)據(jù)中選一組數(shù)據(jù),用測量量和已知量來計算R時,若A1的示數(shù)為I1,A2的示數(shù)為I2,則該金屬導體的電阻R=.

(3)該同學用直尺測量導體的長度為l,用螺旋測微器測量了外三角形的邊長為a.測邊長時,螺旋測微器讀數(shù)如圖丁所示,則a=mm.用已經測得的物理量I1、I2、l、a及題中所給物理量可得該金屬材料電阻率的表達式為ρ=.

解析:多用電表讀數(shù)為6×1Ω=6Ω.(1)給出的器材中沒有電壓表,但其中一個電流表給出了其內阻,可將此電流表當電壓表使用,利用伏安法測電阻,測量電路如圖所示.(2)由歐姆定律可知I2r2=(I1-I2)R,解得R=I2(3)螺旋測微器讀數(shù)a=5.5mm+0.01mm×16.5=5.665mm;由幾何關系可得導體的截面積為S=3316a2,根據(jù)歐姆定律R=ρlS,解得答案:6(1)見解析圖.(2)I2r213.(10分)如圖所示的“氫火焰離子化監(jiān)測器”可以檢測出無機物氣體中極其微小的有機物分子的含量,在氫火焰的作用下,有機物的分子電離為一價正離子和自由電子,而無機物的分子不會電離.設單位時間內有物質的量為n的被檢測氣體進入檢測器,調節(jié)滑動變阻器,使電流表的示數(shù)逐漸變大,直到達到最大值I,求有機物分子與被檢測氣體分子的數(shù)目的比值K.已知阿伏加德羅常數(shù)為NA,電子的電荷量為e.解析:電流達到最大值I,表明電離出來的電子全部到達了陽極,設經過的時間為t,則到達極板的電荷量q=It.被電離的有機物的分子數(shù)N'=qe=Ite,則有機物分子占被測氣體分子數(shù)的比值為K=N'N=答案:I14.(12分)有一個電流表G,內阻Rg=25Ω,滿偏電流Ig=3mA.要把它改裝成量程為0~0.6A的電流表,需并聯(lián)多大的電阻?改裝后電流表的內阻是多大?解析:電流表A由電流表G和電阻R并聯(lián)組成,如下圖虛線框中所示.電流表量程為0~0.6A,是指通過電流表A的電流為0.6A時,表頭的指針指在最大刻度處,即通過電流表G的電流等于Ig.此時通過電阻R的電流IR=I-Ig=0.597A,由歐姆定律可求出分流電阻R=UIR=IgRgIR=3×1答案:0.126Ω0.125Ω15.(14分)神經系統(tǒng)中,把神經纖維分為有髓鞘與無髓鞘兩大類.現(xiàn)代生物學認為,髓鞘是由多層(幾十到幾百層不等)類脂物質——髓質累積而成的,髓質具有很大的電阻.已知蛙有髓鞘神經,髓鞘的厚度只有2μm左右,而髓鞘在每平方厘米的面積上產生的電阻卻高達1.6×105Ω