【優(yōu)化方案】2022屆高三物理大一輪復(fù)習(xí)-章末檢測(cè)(七)-

章末檢測(cè)(七)(時(shí)間：60分鐘；分值：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本大題共6小題，每小題5分，共30分，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.兩根材料相同的均勻?qū)Ь€A和B，其長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)和2L，串聯(lián)在電路中時(shí)沿長(zhǎng)度方向電勢(shì)的變化如圖所示，則A和B導(dǎo)線的橫截面積之比為()A．1∶3 B．2∶3C．1∶2 D．3∶1解析：選A.UA＝6V，UB＝4V，兩導(dǎo)線電阻之比為：RA∶RB＝3∶2.由R＝ρeq\f(l,S)得：SA∶SB＝(lA∶RA)∶(lB∶RB)＝1∶3.A正確．2.如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12V，電源內(nèi)阻為1.0Ω，電路中的電阻R0為1.5Ω，小型直流電動(dòng)機(jī)M的內(nèi)阻為0.5Ω.閉合開(kāi)關(guān)S后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電流表的示數(shù)為2.0A．則以下推斷中正確的是()A．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為14WB．電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為7VC．電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱功率為4WD．電源輸出的電功率為24W解析：選B.依據(jù)題意，由電路圖可知：電動(dòng)機(jī)與定值電阻R0流過(guò)的電流相等，大小等于電流表示數(shù)2.0A．由閉合電路歐姆定律可得電動(dòng)機(jī)兩端電壓的大小為UM＝E－I(r＋R0)＝7V，所以電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P＝UMI－I2RM＝12W，則A錯(cuò)誤、B正確；電動(dòng)機(jī)的熱功率為PM＝I2RM＝2W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電源的輸出功率為P出＝EI－I2r＝20W，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．3．(2021·北京通州區(qū)模擬)如圖甲所示，R為電阻箱(0～99.9Ω)，置于阻值最大位置，Rx為未知電阻．(1)斷開(kāi)S2，閉合S1，逐次減小電阻箱的阻值，得到一組R、I值，并依據(jù)R、I值作出了如圖乙所示的R－eq\f(1,I)圖線；(2)斷開(kāi)S2，閉合S1，當(dāng)R調(diào)至某一位置時(shí)，電流表的示數(shù)I1＝1.0A；保持電阻箱的阻值不變，斷開(kāi)S1，閉合S2，此時(shí)電流表的示數(shù)為I2＝0.8A，據(jù)以上數(shù)據(jù)可知()A．電源電動(dòng)勢(shì)為2.0VB．電源內(nèi)阻為0.25ΩC．Rx的阻值為1.5ΩD．S1斷開(kāi)、S2閉合時(shí)，隨著R的減小，電源輸出功率減小解析：選A.斷開(kāi)S2，閉合S1，由閉合電路歐姆定律有，E＝I(R＋r)，則R＝Eeq\f(1,I)－r.R－eq\f(1,I)圖線斜率等于電源電動(dòng)勢(shì)E＝2.0V，在縱軸的截距確定值等于電源內(nèi)阻r＝0.5Ω，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤．?dāng)嚅_(kāi)S2，閉合S1，當(dāng)R調(diào)至某一位置時(shí)，電流表的示數(shù)I1＝1.0A，由E＝I(R＋r)可知R＝1.5Ω；保持電阻箱的阻值不變，斷開(kāi)S1，閉合S2，由閉合電路歐姆定律有E＝I(R＋Rx＋r)，此時(shí)電流表的示數(shù)為I2＝0.8A，Rx＝0.5Ω，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．S1斷開(kāi)，S2閉合時(shí)，隨著R的減小，電源輸出功率增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．4．(2021·成都六校檢測(cè))如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，閉合開(kāi)關(guān)S，在滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)的過(guò)程中，下列結(jié)論正確的是()A．小燈泡L變暗B．電流表讀數(shù)變大，電壓表讀數(shù)變小C．電容器C上電荷量增加D．電源的總功率變小解析：選B.滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小，由閉合電路的歐姆定律得，干路的電流I增大，小燈泡L的功率P＝I2R燈增大，小燈泡L變亮，路端電壓U＝E－Ir減小，電源的總功率P總＝EI增大，則A、D錯(cuò)誤，B正確；滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U′＝E－I(R燈＋r)減小，電容器C上電荷量Q＝CU′減小，則C錯(cuò)誤．5．(2021·欽州模擬)如圖所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P原處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，則()A．電壓表讀數(shù)減小B．電流表讀數(shù)減小C．質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動(dòng)D．R3上消耗的功率漸漸增大解析：選A.滑片向b端移動(dòng)，其阻值變小，總電阻變小，則干路電流變大，故A對(duì)B錯(cuò)；由UC＝UR3＝E－I(R1＋r)知，UC、UR3變小，故質(zhì)點(diǎn)向下加速，R3上消耗的功率變小，故C、D錯(cuò)．6.(2021·北京聯(lián)考)某個(gè)由導(dǎo)電介質(zhì)制成的電阻截面如圖所示．導(dǎo)電介質(zhì)的電阻率為ρ，制成內(nèi)、外半徑分別為a和b的半球殼層外形(圖中陰影部分)，半徑為a、電阻不計(jì)的球形電極被嵌入導(dǎo)電介質(zhì)的球心成為一個(gè)引出電極，在導(dǎo)電介質(zhì)的外層球殼上鍍上一層電阻不計(jì)的金屬膜成為另外一個(gè)電極．設(shè)該電阻的阻值為R.下面給出R的四個(gè)表達(dá)式中合理的是()A．R＝eq\f(ρb＋a,2πab) B．R＝eq\f(ρb－a,2πab)C．R＝eq\f(ρa(bǔ)b,2πb－a) D．R＝eq\f(ρa(bǔ)b,2πb＋a)解析：選B.對(duì)于A選項(xiàng)：等式左邊的單位是Ω，右邊的單位是Ω，單位是合理的，將b＝a代入得到R≠0，由于電阻是很薄的一層，電阻應(yīng)當(dāng)很小，這個(gè)等式是不合理的，故A錯(cuò)誤．對(duì)于B選項(xiàng)：等式左邊的單位是Ω，右邊的單位是Ω，單位是合理的，將b＝a代入得到R＝0，依據(jù)上面分析是合理的，故B正確．對(duì)于C選項(xiàng)：等式左邊的單位是Ω，右邊的單位是Ω·m2，左右兩邊單位不同，則此式不合理，故C錯(cuò)誤．對(duì)于D選項(xiàng)：等式左邊的單位是Ω，右邊的單位是Ω·m2，左右兩邊單位不同，則此式不合理，故D錯(cuò)誤．二、多項(xiàng)選擇題(本大題共4小題，每小題6分，共24分，每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意)7．(2021·甘肅蘭州聯(lián)考)如圖所示電路中，A1和A2為抱負(fù)電流表，示數(shù)分別為I1和I2，R1∶R2∶R3＝1∶2∶3.當(dāng)a、b兩點(diǎn)間加恒定的電壓U后，下列結(jié)論正確的是()A．I1∶I2＝3∶4B．I1∶I2＝5∶9C．將A1、A2換為抱負(fù)電壓表，其示數(shù)之比為3∶5D．將A1、A2換為抱負(fù)電壓表，其示數(shù)之比為1∶1解析：選BC.當(dāng)a、b兩點(diǎn)間加恒定的電壓U后，三個(gè)電阻并聯(lián)，抱負(fù)電流表A1測(cè)量的是R2和R3的電流，抱負(fù)電流表A2測(cè)量的是R2和R1的電流，依據(jù)R1∶R2∶R3＝1∶2∶3，可得三個(gè)電阻中電流比值為6∶3∶2，I1∶I2＝5∶9，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確．將A1、A2換為抱負(fù)電壓表，示數(shù)之比為U1∶U2＝(R1＋R2)∶(R2＋R3)＝3∶5，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．8．截面積為S的導(dǎo)線中通有電流I.已知導(dǎo)線每單位體積中有n個(gè)自由電子，每個(gè)自由電子的電荷量是e，自由電子定向移動(dòng)的速率是v，則在時(shí)間Δt內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線截面的自由電子數(shù)是()A．nSvΔt B．nvΔtC.eq\f(IΔt,e) D.eq\f(IΔt,Se)解析：選AC.由于I＝eq\f(q,Δt)，所以q＝I·Δt，自由電子數(shù)為：N＝eq\f(q,e)＝eq\f(IΔt,e)，則選項(xiàng)C正確．又由于電流的微觀表達(dá)式為I＝nevS，所以自由電子數(shù)為N＝eq\f(q,e)＝eq\f(IΔt,e)＝eq\f(nevSΔt,e)＝nvSΔt，選項(xiàng)A正確．9．(2021·河北唐山月考)有一種測(cè)量人體重的電子秤，其原理如圖中虛線內(nèi)所示，它主要由三部分構(gòu)成：踏板、壓力傳感器R(是一個(gè)阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實(shí)質(zhì)是抱負(fù)電流表)．設(shè)踏板的質(zhì)量可忽視不計(jì)，已知抱負(fù)電流表的量程為3A，電源電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻為2Ω，電阻R隨壓力變化的函數(shù)式為R＝30－0.02F(F和R的單位分別是N和Ω)．下列說(shuō)法正確的是()A．該秤能測(cè)量的最大體重是1400NB．該秤能測(cè)量的最大體重是1300NC．該秤零刻度線(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤(pán)0.375A處D．該秤零刻度線(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤(pán)0.400A處解析：選AC.由E＝I(r＋R)可得R最小值為2Ω.由R＝30－0.02F可得F最大值為1400N，選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤；F＝0，R＝30Ω，該秤零刻度線對(duì)應(yīng)電流I＝eq\f(E,r＋30)＝0.375A，選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤．10．(2021·西安模擬)在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E恒定，內(nèi)阻r＝1Ω，定值電阻R3＝5Ω.當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)與閉合時(shí)，ab段電路消耗的電功率相等，則以下說(shuō)法中正確的是()A．電阻R1、R2可能分別為4Ω、5ΩB．電阻R1、R2可能分別為3Ω、6ΩC．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)電壓表的示數(shù)確定大于S閉合時(shí)的示數(shù)D．開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)與閉合時(shí)，電壓表的示數(shù)變化量大小與電流表的示數(shù)變化量大小之比確定等于6Ω解析：選ACD.取R＝R3＋r＝6Ω，有：Pab＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋Rab)))2·Rab＝eq\f(E2,\f(R2,Rab)＋2R＋Rab)當(dāng)S斷開(kāi)前后有：Rab·R′ab＝R2＝36Ω時(shí)，Pab＝P′ab，故A正確，B錯(cuò)誤．又由Uab＝E－eq\f(E,R＋Rab)·R知Rab變大時(shí)，Uab變大，C正確．當(dāng)Rab變化時(shí)，Uab－I圖象如圖所示．圖象的斜率k＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝R3＋r＝6Ω，D正確．三、非選擇題(本大題共3小題，共46分，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)11．(10分)(2021·南京模擬)(1)用多用電表歐姆擋粗略測(cè)量某元件的電阻，選用×1擋，測(cè)量結(jié)果如圖甲所示，則測(cè)得的電阻為_(kāi)_______Ω.甲(2)為描繪該元件的U－I圖線，供應(yīng)了如下器材：A．電流表A(量程0.6A，內(nèi)阻約0.9Ω)B．電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約3kΩ)C．滑動(dòng)變阻器R1(10Ω，2A)D．滑動(dòng)變阻器R2(1000Ω，1A)E．電源E(電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻約0.1Ω)F．開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干①試驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)當(dāng)選擇________(填寫(xiě)器材序號(hào)即可)，以保證明驗(yàn)過(guò)程中調(diào)整便利；②設(shè)計(jì)合適的電路，在虛線框內(nèi)畫(huà)出試驗(yàn)電路圖；乙③如圖乙中Ⅰ、Ⅱ圖線，一條為元件真實(shí)的U－I圖線，另一條是本次試驗(yàn)中測(cè)得的U－I圖線，其中________是本次試驗(yàn)中測(cè)得的圖線．解析：(1)從多用電表指針位置可以讀出示數(shù)為13.0，乘以倍率，即可得該元件的電阻為13.0Ω.(2)由于該元件電阻較小，所以電流表選用外接法；描繪該元件的伏安特性曲線，電壓從零開(kāi)頭，且要測(cè)量多組數(shù)據(jù)，故滑動(dòng)變阻器選用小阻值的R1且接受分壓式接法，選用C.由于電壓表的分流，所以試驗(yàn)中測(cè)得的U－I圖線比該元件真實(shí)的U－I圖線要低一些，應(yīng)選圖線Ⅱ.答案：(1)13.0(2分)(2)①C(或滑動(dòng)變阻器R1)(2分)②如圖所示(4分)③Ⅱ(2分)12．(18分)(2021·云南玉溪質(zhì)檢)在如圖所示的電路中，電阻R1＝12Ω，R2＝8Ω，R3＝4Ω.當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電流表示數(shù)為0.25A，當(dāng)S閉合時(shí)電流表示數(shù)為0.36A．求：(1)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)和閉合時(shí)的路端電壓U及U′；(2)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；(3)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)和閉合時(shí)內(nèi)阻上的熱功率P及P′.解析：(1)S斷開(kāi)時(shí)，U＝I1(R2＋R3)＝3V，(2分)S閉合時(shí)，U′＝I2R2＝2.88V．(2分)(2)S斷開(kāi)時(shí)，外電路總電阻R＝eq\f(R2＋R3R1,R1＋R2＋R3)＝6Ω，(2分)S閉合時(shí)，外電路總電阻R′＝eq\f(R1R2,R1＋R2)＝4.8Ω，(2分)由閉合電路歐姆定律：E＝U＋eq\f(U,R)r，E＝U′＋eq\f(U′,R′)r，代入數(shù)據(jù)解得：E＝3.6V，r＝1.2Ω.(4分)(3)S斷開(kāi)時(shí)，I＝eq\f(E,R＋r)＝0.5A，故P＝I2r＝0.3W，(3分)S閉合時(shí)，I′＝eq\f(E,R′＋r)＝0.6A，故P′＝I′2r＝0.432W．(3分)答案：(1)3V2.88V(2)3.6V1.2Ω(3)0.3W0.432W13．(18分)在如圖所示的電路中，兩平行正對(duì)金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d＝4.0cm.電源電動(dòng)勢(shì)E＝400V，內(nèi)阻r＝20Ω，電阻R1＝1980Ω.閉合開(kāi)關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從B板上的小孔以初速度v0＝1.0m/s豎直向上射入兩板間，小球恰好能到達(dá)A板．若小球所帶電荷量q＝＋1.0×10－7C，質(zhì)量m＝2.0×10－4kg，不考慮空氣阻力，忽視射入小球?qū)﹄娐返挠绊?，取g＝10m/s2.求：(1)A、B兩金屬板間電壓的大小U；(2)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率P滑；(3)電源的效率η.解析：(1)小球從B板上的小孔射入恰好到達(dá)A板的過(guò)程中，在電場(chǎng)力和重力的作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)A、B兩極板間電壓為U，依據(jù)動(dòng)能定理有－qU－mgd＝0－e