【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2020-2021學(xué)年高中物理魯科版選修3-2：第三章章末檢測(cè)-第一章-靜電場(chǎng)

章末檢測(cè)(時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分．)1．某同學(xué)做三種導(dǎo)電元件的導(dǎo)電性能試驗(yàn)，他依據(jù)所測(cè)量數(shù)據(jù)分別繪制了三種元件的I－U圖像，如圖1(甲、乙、丙)所示，則下述推斷正確的是()圖1A．只有乙圖正確B．甲、丙圖的曲線(xiàn)確定是偶然誤差太大C．甲、丙不遵從歐姆定律，確定不行能D．甲、乙、丙三個(gè)圖都可能正確，并不肯定有較大誤差答案D解析金屬的電阻率隨溫度的上升而增大，丙圖可能為金屬導(dǎo)體；半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度上升而減小，如甲圖；某些線(xiàn)性元件電阻率不隨溫度變化，如乙圖．因此，甲、乙、丙三個(gè)圖都可能正確，并不肯定因誤差引起．2．關(guān)于導(dǎo)體的電阻，下列說(shuō)法正確的是()A．導(dǎo)體的電阻僅由導(dǎo)體兩端的電壓打算B．導(dǎo)體的電阻在肯定溫度下僅由長(zhǎng)度和橫截面積打算C．導(dǎo)體的電阻在肯定溫度下由導(dǎo)體的長(zhǎng)度、粗細(xì)及材料打算D．導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體所通電流的大小有關(guān)答案C解析導(dǎo)體的電阻由材料的電阻率、長(zhǎng)度、橫截面積打算，與電壓、電流無(wú)關(guān)，因此A、B、D錯(cuò)誤，C正確．3．北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是長(zhǎng)240m的近似圓形軌道．當(dāng)環(huán)中的電流為10mA時(shí)，電子的速率為格外之一光速，則在整個(gè)環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目約為()A．5×1011(個(gè)) B．5×1019(個(gè))C．10×10－3(個(gè)) D．10×103(個(gè))答案A解析由I＝neSv，電子總數(shù)N＝nSL，得N＝eq\f(IL,ev)＝eq\f(10×10－3×240,1.6×10－19×3×107)個(gè)＝5×1011(個(gè))，選A.4．一根均勻?qū)Ь€(xiàn)，現(xiàn)將它均勻拉長(zhǎng)，使導(dǎo)線(xiàn)的直徑減小為原來(lái)的一半，此時(shí)它的阻值為64Ω，則導(dǎo)線(xiàn)原來(lái)的電阻值為()A．128Ω B．32ΩC．4Ω D．2Ω答案C解析由導(dǎo)線(xiàn)的體積πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))eq\s\up12(2)l不變可知，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)的直徑減小為原來(lái)的一半時(shí)，它的長(zhǎng)度增大為原來(lái)的4倍，又由R＝ρeq\f(l,S)可知導(dǎo)線(xiàn)的電阻為原來(lái)的16倍，故導(dǎo)線(xiàn)原來(lái)的電阻值為4Ω.選C.5．兩個(gè)小燈泡，分別標(biāo)有“1A4W”和“2A1W”的字樣，則它們均正常發(fā)光時(shí)的電阻阻值之比為()A．2∶1B．16∶1C．4∶1D．1∶16答案B解析由P＝I2R知：R＝eq\f(P,I2)，所以R1∶R2＝eq\f(4,1)∶eq\f(1,4)＝16∶16．電壓都是110V，額定功率PA＝100W，PB＝40W的燈泡兩盞，若接在電壓為220V的電路上，使兩盞燈炮均能正常發(fā)光，且消耗功率最小的電路是()答案C解析推斷燈泡能否正常發(fā)光，就要推斷電壓是否是額定電壓，或電流是否是額定電流，對(duì)燈泡有P＝UI＝eq\f(U2,R)，可知RA＜RB.對(duì)于A電路，由于RA＜RB，所以UB＞UA，且有UB＞110V，B燈被燒毀，UA＜110V，A燈不能正常發(fā)光．對(duì)于B電路，由于RB＞RA，A燈又并聯(lián)變阻器，并聯(lián)電阻更小于RB，所以UB＞U并，B燈燒毀．對(duì)于C電路，B燈與變阻器并聯(lián)電阻可能等于RA，所以可能UA＝UB＝110V，兩燈可以正常發(fā)光．對(duì)于D電路，若變阻器的有效電阻等于A、B的并聯(lián)電阻，則UA＝UB＝110V，兩燈可以正常發(fā)光．比較C、D兩個(gè)電路，由于C電路中變阻器功率為(IA－IB)×110V，而D電路中變阻器功率為(IA＋I(xiàn)B)×110V，所以C電路消耗電功率最?。⒍囗?xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題5分，共20分，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選的不得分．把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi))圖27．如圖2所示，在一幢居民樓里有各種不同的用電器，如電燈、電視機(jī)、洗衣機(jī)、微波爐、排油煙機(jī)等．停電時(shí)，用多用電表測(cè)得A、B間的電阻為R；供電后，設(shè)各家用電器全都同時(shí)使用時(shí)，測(cè)得A、B間電壓為U，進(jìn)線(xiàn)電流為I；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t，從總電能表中測(cè)得這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能為W，則下列表達(dá)式用來(lái)計(jì)算該幢樓居民用電的總功率，其中正確的是()A．P＝I2RB．P＝eq\f(U2,R)C．P＝IUD．P＝eq\f(W,t)答案CD解析電路消耗的電功率的計(jì)算公式P＝UI,P＝eq\f(W,t)是普遍適用的，而A、B兩選項(xiàng)只適用于純電阻電路，而電視機(jī)、洗衣機(jī)、微波爐和排油煙機(jī)都不是純電阻，所以A、B錯(cuò)誤，C、D正確．圖38．如圖3所示，設(shè)電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響不計(jì)，外電阻R1≠R2≠R3.若把電流表和電壓表位置對(duì)換，則()A．電流表讀數(shù)為零B．電壓表讀數(shù)為零C．電流表讀數(shù)不為零D．電壓表讀數(shù)不變答案BC解析由于電表均為抱負(fù)的，故當(dāng)兩表位置對(duì)換后，R2、R3均被電流表短路，電壓表讀數(shù)為零，則電路中總電阻減小，總電流增大．電流表讀數(shù)不為零，即B、C正確．9．試驗(yàn)室中常用滑動(dòng)變阻器來(lái)調(diào)整電流的大小，有時(shí)用一個(gè)不便利，需用兩個(gè)阻值不同的滑動(dòng)變阻器，一個(gè)作粗調(diào)(被調(diào)整的電流變化大)，一個(gè)作微調(diào)(被調(diào)整的電流變化小)．使用時(shí)連接方式可以是串聯(lián)，也可以是并聯(lián)，如圖4所示，則()圖4A．串聯(lián)時(shí)，阻值大的變阻器作粗調(diào)B．串聯(lián)時(shí)，阻值大的變阻器作微調(diào)C．并聯(lián)時(shí)，阻值大的變阻器作微調(diào)D．并聯(lián)時(shí)，阻值大的變阻器作粗調(diào)答案AC解析在串聯(lián)時(shí)，總電阻等于各個(gè)電阻之和，阻值大的電阻起主要作用，調(diào)大電阻時(shí)變化大，應(yīng)當(dāng)作為粗調(diào)，小電阻作為細(xì)調(diào)；在并聯(lián)時(shí)，總電阻的倒數(shù)等于各個(gè)電阻的倒數(shù)之和，所以并聯(lián)后的阻值比小阻值還要小，小電阻起主要作用，調(diào)小阻值的電阻變化大，應(yīng)當(dāng)作為粗調(diào)，大阻值電阻作為細(xì)調(diào)．10．下表列出了不同品牌電冰箱和電風(fēng)扇銘牌上的主要項(xiàng)目.容聲冰箱BCD—208B/HC格力電風(fēng)扇KYTA—30A總有效容積：280L額定電壓：220V冷凍室有效容積：97L工作頻率：50Hz冷凍力量：5.25kg/24h扇葉直徑：300mm電源：220V/50Hz輸出風(fēng)量：額定輸入功率：140W>50m3/min耗電荷量：功率：50W1.00kW·h/24h凈重：4.1kg凈重58kg毛重：5kg依據(jù)銘牌上供應(yīng)的信息，正確的是()A．一天內(nèi)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電風(fēng)扇比正常工作的電冰箱消耗的電能多B．一天內(nèi)正常工作的電冰箱比連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電風(fēng)扇消耗的電能多C．電風(fēng)扇額定電流比電冰箱大D．電風(fēng)扇額定電流比電冰箱小答案AD解析由表可知冰箱一天耗電能為1.00kW·h，連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的電風(fēng)扇一天內(nèi)消耗的電能為E＝Pt＝50×10－3×24kW·h＝1.2kW·h，可知A正確，B錯(cuò)誤．冰箱的額定電流I1＝eq\f(P1,U1)＝eq\f(140,220)A＝0.64A．而電風(fēng)扇的額定電流為I2＝eq\f(P2,U2)＝eq\f(50,220)A＝0.23A．可知C錯(cuò)誤，D正確．三、試驗(yàn)題(本題16分)11．(8分)用伏安法測(cè)量一個(gè)定值電阻的電阻值，現(xiàn)有的器材規(guī)格如下：A．待測(cè)電阻Rx(大約100Ω)B．直流毫安表A1(量程0～10mA，內(nèi)阻約100Ω)C．直流毫安表A2(量程0～40mA，內(nèi)阻約40Ω)D．直流電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻約5kΩ)E．直流電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)F．直流電源(輸出電壓4V，內(nèi)阻不計(jì))G．滑動(dòng)變阻器R(阻值范圍0～50Ω，允許最大電流1A)H．開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線(xiàn)若干(1)依據(jù)器材的規(guī)格和試驗(yàn)要求，為使試驗(yàn)結(jié)果更加精確?????，直流毫安表應(yīng)選________，直流電壓表應(yīng)選________．(2)在方框內(nèi)畫(huà)出試驗(yàn)電路圖，要求電壓和電流的變化范圍盡可能大一些．(3)用鉛筆按電路圖將實(shí)物圖連線(xiàn)．圖5答案(1)CD(2)電路圖見(jiàn)解析(3)實(shí)物圖見(jiàn)解析解析(1)由于直流電源的電動(dòng)勢(shì)為4V，待測(cè)電阻Rx阻值約100Ω，故通過(guò)Rx的最大電流約為40mA，所以直流毫安表應(yīng)選C；直流電壓表若選15V量程，則讀數(shù)誤差較大，故應(yīng)選D.(2)由于要求電壓和電流的變化范圍盡可能大一些，所以滑動(dòng)變阻器接受分壓式接法；由于eq\f(RV,Rx)＝eq\f(5000,100)＝50＞eq\f(Rx,RA)＝eq\f(100,40)＝2.5，故電流表接受外接法．電路圖如圖：(3)依據(jù)電路圖，實(shí)物圖連線(xiàn)如圖：12．(8分)小燈泡燈絲的電阻會(huì)隨溫度的上升而變化，一爭(zhēng)辯性學(xué)習(xí)小組在試驗(yàn)室通過(guò)試驗(yàn)爭(zhēng)辯這一問(wèn)題，試驗(yàn)室備有的器材是：電壓表(3V，3kΩ)、電流表(0～0.6A，0.1Ω)、電池、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、待測(cè)小燈泡、導(dǎo)線(xiàn)若干．試驗(yàn)時(shí)，要求小燈泡兩端電壓從零漸漸增大到額定電壓．(1)他們應(yīng)選用圖中圖所示的________電路進(jìn)行試驗(yàn)；(2)依據(jù)試驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)描繪出如圖6所示U－I圖像，由圖分析可知，小燈泡電阻隨溫度T變化的關(guān)系是________________________________．圖6(3)已知試驗(yàn)中使用的小燈泡標(biāo)有1.5V字樣，請(qǐng)你依據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果求出小燈泡在1.5V電壓下的實(shí)際功率是________W.答案(1)A(2)電阻的阻值隨溫度上升而增大(3)0.69解析(1)由題意可知電壓從0開(kāi)頭調(diào)整，則必選分壓式C、D兩項(xiàng)排解，又因燈泡的阻值開(kāi)頭時(shí)很小，故電流表外接，只有A對(duì)．(2)由圖6可知電阻的阻值隨溫度的上升而增大．(3)由圖6可知當(dāng)U1＝1.5V時(shí)I1＝0.46A，故PL＝UL·IL＝1.5×0.46W＝0.69W.四、計(jì)算題(本題共4小題，共40分，計(jì)算題要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)圖713．(8分)如圖7所示的電路中，電源電壓為60V，內(nèi)阻不計(jì)，電阻R＝2Ω，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻R0＝1.6Ω，電壓表的示數(shù)為50V，電動(dòng)機(jī)正常工作，求電動(dòng)機(jī)的輸出功率．答案210W解析電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓U0＝50V，此時(shí)通過(guò)電路中的電流：I＝eq\f(U,R)＝eq\f(E－U0,R)＝5A，電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出＝U0I－I2R0＝210W.圖814．(8分)如圖8所示，電源電壓恒為U＝14V，小燈泡L標(biāo)有“4V，8W”，電動(dòng)機(jī)的線(xiàn)圈電阻rM＝1.0Ω，當(dāng)變阻器調(diào)到2Ω時(shí)，小燈泡與電動(dòng)機(jī)均正常工作，求電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率．答案66.7%解析小燈泡正常工作I＝eq\f(P,U1)＝2A電動(dòng)機(jī)輸入功率P入＝I(U－U1－IR)＝12W線(xiàn)圈電阻消耗功率P內(nèi)＝I2rM＝4W所以電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率η＝eq\f(P入－P內(nèi),P入)×100%＝eq\f(12－4,12)×100%＝66.7%.15．(12分)有一個(gè)電路，電阻R和小燈泡L串聯(lián)接在電源兩端．電源電壓為15V，內(nèi)阻不計(jì)，已知電阻R＝3Ω，且R在電路中1s內(nèi)產(chǎn)生的電熱為27J，燈泡L的額定功率為32W(假設(shè)小燈泡的電阻不隨溫度而變化)，求：(1)小燈泡的阻值；(2)小燈泡的額定電壓；(3)小燈泡在電路中實(shí)際電功率．答案(1)2Ω(2)8V(3)18W解析(1)由公式Q＝eq\f(U2,R)t得到的電阻兩端電壓：U1＝9V由于電阻R與小燈泡串聯(lián)在電路中所以，小燈泡兩端電壓U2＝U－U1＝15V－9V＝6V依據(jù)電壓安排關(guān)系eq\f(U1,U2)＝eq\f(R1,R2)得燈的電阻阻值R2＝eq\f(U2,U1)R1＝eq\f(6,9)×3Ω＝2Ω.(2)依據(jù)P額＝eq\f(Ueq\o\al(2,額),R2)得到U額＝8V即小燈泡額定電壓為8V.(3)小燈泡的實(shí)際功率為P2＝eq\f(Ueq\o\al(2,2),R2)＝eq\f(62,2)W＝18W.圖916．(12分)如圖9所示的電路中，R1＝3Ω，R2＝9Ω，R3＝6Ω，電源電壓U＝24V保持不變．當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2均開(kāi)啟和均閉合時(shí)，燈泡L都同樣正常發(fā)光．(1)畫(huà)出兩種狀況的等效電路圖，并標(biāo)出流經(jīng)燈泡的電流方向；(2)求燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻RL和電壓UL.答案(1