2024年高中物理第二章章末質(zhì)量評(píng)估二含解析新人教版選修3-1

PAGE8-章末質(zhì)量評(píng)估（二）（時(shí)間：90分鐘分值：100分）一、單項(xiàng)選擇題（每題3分，共10個(gè)小題，共30分.每小題中只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，選對(duì)得3分，錯(cuò)誤、不選或多選均不得分）1.下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說(shuō)法中正確的是（）A.電功率越大，電流做功越快，電路中產(chǎn)生的熱量肯定越多B.公式W＝UIt適用于任何電路，而Q＝I2Rt只適用于純電阻電路C.熱功率P熱＝I2R＝eq\f(U2,R)適用于任何電路D.焦耳定律Q＝I2Rt適用于任何電路答案：D2.一根粗細(xì)勻稱的導(dǎo)線，當(dāng)其兩端電壓為U時(shí)，通過(guò)的電流是I，若將此導(dǎo)線勻稱拉長(zhǎng)到原來(lái)的2倍時(shí)，電流仍為I，導(dǎo)線兩端所加的電壓變?yōu)椋ǎ〢.eq\f(U,2) B.UC.2U D.4U答案：D3.某電源的電動(dòng)勢(shì)為3.6V，這表示（）A.電路通過(guò)1C的電荷量，電源把3.6J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能B.電源在每秒內(nèi)把3.6J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能C.該電源比電動(dòng)勢(shì)為1.5V的電源做功多D.該電源與電動(dòng)勢(shì)為1.5V的電源相比，通過(guò)1C電荷量時(shí)轉(zhuǎn)化的電勢(shì)能相同答案：A4.兩個(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∶1 B.16∶1C.4∶1 D.1∶16答案：B5.下表是某邏輯電路的真值表，該電路是（）輸入輸出000010100111答案：B6.如圖所示，把四個(gè)相同的燈泡兩兩接在甲、乙兩個(gè)電路中，甲電路兩端的電壓為8V，乙電路兩端的電壓為14V.調(diào)整變阻器R1和R2使兩燈都正常發(fā)光，此時(shí)變阻器消耗的功率分別為P1和P2.則下列關(guān)系中正確的是（）圖甲圖乙A.P1＞P2 B.P1＜P2C.P1＝P2 D.無(wú)法確定解析：設(shè)燈泡的額定電流為I0，額定電壓為U0，則P1＝（8－U0）·2I0＝16I0－2U0I0，P2＝（14－2U0）·I0＝14I0－2U0I0，所以P1＞P2，故選項(xiàng)A正確.答案：A7.如圖所示，R4是半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻，電阻率隨溫度的上升而減小，這就是一個(gè)火警報(bào)警器的電路，電流表是安放在值班室的顯示器，電源兩極之間接一個(gè)報(bào)警器，當(dāng)R4所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I和報(bào)警器兩端的電壓U的改變狀況是（）A.I變大，U變小 B.I變大，U變大C.I變小，U變大 D.I變小，U變小答案：A8.如圖為測(cè)量某電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)得到的U－I圖線.用此電源與三個(gè)阻值均為3Ω的電阻連接成電路，測(cè)得路端電壓為4.8V.則該電路可能為（）解析：依據(jù)U－I圖象可知E＝6V，r＝0.5Ω，A圖中U外＝4V，B圖中U外＝4.8V，C圖中U外＝5.7V，D圖中U外＝5.4V.答案：B9.如圖所示，一個(gè)電源在外電阻不斷改變時(shí)，內(nèi)、外電阻消耗的電功率隨電流改變的關(guān)系分別用拋物線C1、C2表示.由該圖可知（）A.電源的電動(dòng)勢(shì)為8VB.電源的內(nèi)電阻為2ΩC.電源輸出功率的最大值為16WD.電源消耗的最大功率為16W解析：圖中交點(diǎn)表示內(nèi)、外電路消耗功率相等，此時(shí)的功率和電流分別為4W和2A，由P內(nèi)＝I2r，代入數(shù)據(jù)得r＝1Ω，故B錯(cuò)誤；由P外＝I2R知R＝1Ω，內(nèi)電阻等于外電阻，電動(dòng)勢(shì)為E＝I（R＋r）＝4V，A錯(cuò)誤；外電阻和內(nèi)電阻相等時(shí)電源輸出功率的最大值為4W，C錯(cuò)誤；電源消耗的功率為P＝EI，當(dāng)R＝0時(shí)電流最大為4A，Pmax＝16W，故D正確.答案：D10.如圖所示電路中，R0為定值電阻，當(dāng)滑片P向右移動(dòng)過(guò)程中，下列推斷正確的是（）A.電壓表V1、電流表A的讀數(shù)都增大B.電壓表V1與電流表A讀數(shù)的比值保持不變C.電壓表V2與電流表A讀數(shù)的比值變大D.電壓表V1、電流表A讀數(shù)改變量的比值保持不變解析：滑片P向右移動(dòng)，R接入電路中的電阻增大，外電路總電阻增大，由閉合電路歐姆定律可知電路中總電流I減小，內(nèi)電壓U內(nèi)＝Ir減小，外電壓U外＝E－U內(nèi)增大，R0的電壓V2減小，R的電壓V1增大，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；R0為定值電阻，電壓表V2與電流表A讀數(shù)的比值保持不變，R接入電路中的電阻增大，電壓表V1與電流表A讀數(shù)的比值增大，故選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；電壓表V1、電流表A讀數(shù)改變量的比值為內(nèi)阻與R0之和，選項(xiàng)D正確.答案：D二、多項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每題4分，共16分，每小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的，全選對(duì)得4分，少選得2分，選錯(cuò)、多選或不選得0分）11.某導(dǎo)體的電流隨電壓的改變?nèi)鐖D所示，則下列說(shuō)法中正確的是（）A.加5V電壓時(shí)，導(dǎo)體電阻約是5ΩB.加11V電壓時(shí)，導(dǎo)體的電阻約是1.4ΩC.由圖可知，隨著電壓的增大，導(dǎo)體的電阻不斷減小D.由圖可知，隨著電壓的減小，導(dǎo)體的電阻不斷減小解析：R＝eq\f(U,I)＝eq\f(5,1)Ω＝5Ω，由R＝eq\f(U,I)可知，隨著電壓的減小，導(dǎo)體的電阻不斷減小，故加11V電壓時(shí)，導(dǎo)體的電阻大于5Ω.答案：AD12.某學(xué)生做探討串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)的試驗(yàn)時(shí)，接成如圖所示的電路，接通開關(guān)S后，他將多用電表電壓擋的紅、黑表筆并聯(lián)在A、C兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)為U；當(dāng)并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)也為U；當(dāng)并聯(lián)在B、C兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)為零.故障的緣由可能是（）A.AB段斷路 B.BC段斷路C.AB段短路 D.BC段短路解析：由題意可得UAB＝UAC＝U，說(shuō)明由A、B分別連接電源的線路均已接通.若BC段完好，則AB段斷路；若BC段短路，則AB段可能斷路，也可能完好.又由題述得UBC＝0，因而可能AB段斷路，或BC段短路，也有可能出現(xiàn)兩者同時(shí)發(fā)生的狀況.答案：AD13.如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻為2Ω，四個(gè)電阻的阻值已在圖中標(biāo)出，閉合開關(guān)S，下列說(shuō)法正確的有（）A.路端電壓為10VB.電源的總功率為10WC.a、b間電壓的大小為5VD.a、b間用導(dǎo)線連接后，電路的總電流為1A解析：外電路的總電阻R＝eq\f(20×20,20＋20)Ω＝10Ω，總電流I＝eq\f(E,R＋r)＝1A，則路端電壓U＝IR＝10V，A正確；電源的總功率P總＝EI＝12W，B錯(cuò)誤；a、b間電壓大小為|Uab|＝0.5×15V－0.5×5V＝5V，C項(xiàng)正確；a、b間用導(dǎo)線連接后，外電路的總電阻為R′＝2×eq\f(5×15,5＋15)Ω＝7.5Ω，電路中的總電流I＝eq\f(E,R′＋r)≈1.26A，D項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：AC14.直流電路如圖所示，在滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電源的（）A.總功率肯定減小B.效率肯定增大C.內(nèi)部損耗功率肯定減小D.輸出功率肯定先增大后減小解析：當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路中的有效電阻值變大，使干路中的電流變小，內(nèi)電壓變小，路端電壓增大，故總功率P總＝EI減小，選項(xiàng)A正確；效率η＝eq\f(IU,IE)×100%＝eq\f(U,E)×100%，即η增大，選項(xiàng)B正確；電源內(nèi)部損耗的功率Pr＝I2r減小，選項(xiàng)C正確；當(dāng)R＝r時(shí)，輸出功率最大，由于不知道滑動(dòng)變阻器原來(lái)的阻值與電源的內(nèi)阻r的大小關(guān)系，所以不能確定輸出功率的大小改變狀況，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案：ABC三、試驗(yàn)題（共21分）15.[（1）（2）每空1分，（3）每空2分，共9分]（1）某試驗(yàn)小組在“測(cè)定金屬的電阻率”的試驗(yàn)過(guò)程中，獲得的金屬絲直徑以及電流表、電壓表的讀數(shù)如圖所示，則它們的值分別是mm，A，V.圖甲圖乙圖丙（2）已知試驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器阻值范圍為0～10Ω，電流表內(nèi)阻約幾歐，電壓表內(nèi)阻約20kΩ.電源為干電池（不宜在長(zhǎng)時(shí)間、大功率狀況下運(yùn)用），電動(dòng)勢(shì)E＝4.5V，內(nèi)阻很小.則圖中（填電路圖下方的字母）電路為本次試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)采納的最佳電路.用此電路測(cè)得的金屬絲電阻Rx比真實(shí)值（選填“大”或“小”）.（3）若已知試驗(yàn)所用的電流表內(nèi)阻的精確值RA＝2.0Ω，那么精確測(cè)量金屬絲電阻Rx的最佳電路應(yīng)是圖中的電路.若此時(shí)測(cè)得電流為I、電壓為U，則金屬絲電阻Rx＝（用題中各物理量符號(hào)表示）.解析：（2）由于金屬絲電阻一般不太大，應(yīng)采納電流表外接法.干電池不宜在長(zhǎng)時(shí)間、大功率狀況下運(yùn)用，應(yīng)采納限流電路，所以本次試驗(yàn)應(yīng)采納的最佳電路為圖A.用此電路測(cè)得的金屬絲電阻Rx實(shí)質(zhì)是金屬絲與電壓表并聯(lián)后的等效電阻值，比真實(shí)值小.（3）若已知試驗(yàn)所用的電流表內(nèi)阻的精確值RA＝2.0Ω，那么精確測(cè)量金屬絲電阻Rx的最佳電路應(yīng)是題圖中的B電路.若此時(shí)測(cè)得電流為I、電壓為U，則金屬絲電阻Rx＝eq\f(U,I)－RA.答案：（1）0.9980.422.26（2）A?。?）Beq\f(U,I)－RA16.（每空2分，共12分）多用電表是試驗(yàn)室和生產(chǎn)實(shí)際中常用的儀器.（1）圖甲是一個(gè)多用電表的內(nèi)部電路圖，在進(jìn)行電阻測(cè)量時(shí)，應(yīng)將S撥到或；（2）在進(jìn)行電壓測(cè)量時(shí)，應(yīng)將S撥到或；（3）運(yùn)用多用電表進(jìn)行了兩次測(cè)量，指針?biāo)傅奈恢梅謩e如圖乙中a、b所示.若選擇開關(guān)處在“×10Ω”的電阻擋時(shí)指針位于a，則被測(cè)電阻的阻值是Ω.若選擇開關(guān)處在“直流電壓2.5V”擋時(shí)指針位于b，則被測(cè)電壓是V.解析：（1）多用電表在進(jìn)行電阻測(cè)量時(shí)，內(nèi)部有電源和調(diào)零電阻，應(yīng)將S撥到3或4；（2）在進(jìn)行電壓測(cè)量時(shí)，內(nèi)部串聯(lián)電阻分壓，應(yīng)將S撥到5或6；（3）當(dāng)選擇開關(guān)處在“×10Ω”的電阻擋時(shí)指針位于a，則被測(cè)電阻的阻值是500Ω.當(dāng)選擇開關(guān)處在“直流電壓2.5V”擋時(shí)指針位于b，則被測(cè)電壓是2.05V.答案：（1）34（2）56（3）5002.05四、計(jì)算題（共33分）17.（10分）如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)阻r＝1Ω.D為直流電動(dòng)機(jī)，其電樞線圈電阻R＝2Ω，限流電阻R′＝3Ω.當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電壓表示數(shù)為0.3V.求：（1）通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流大小；（2）電動(dòng)機(jī)輸入的電功率、轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃康墓β屎洼敵鰴C(jī)械功率.解析：（1）通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流I與流過(guò)限流電阻R′的電流相同，由I＝eq\f(U,R′)得I＝eq\f(0.3,3)A＝0.1A.（2）由E＝Ir＋U＋UD可得電動(dòng)機(jī)兩端電壓為UD＝E－Ir－U＝6V－0.1×1V－0.3V＝5.6V.所以電動(dòng)機(jī)輸入的電功率P入＝UDI＝0.56W.電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率P熱＝I2R＝0.02W.電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出＝P入－P熱＝0.54W.18.（12分）有一種“電測(cè)井”技術(shù)，用鉆頭在地上鉆孔，通過(guò)在鉆孔中進(jìn)行電特性測(cè)量，可以反映地下的有關(guān)狀況，鉆孔如圖所示，其形態(tài)為圓柱體，半徑為10cm，設(shè)里面充溢濃度勻稱的鹽水，其電阻率ρ＝0.314Ω·m，現(xiàn)在鉆孔的上表面和底部加上電壓，測(cè)得U＝100V，I＝100mA.（1）求該鉆孔的深度.（2）若截取一段含鹽水的圓柱體與電動(dòng)勢(shì)為200V、內(nèi)阻為100Ω的電源相連，通電10min，當(dāng)截取的圓柱體長(zhǎng)度為多少時(shí)，鹽水產(chǎn)生的熱量最多？最多為多少？解析：（1）鹽水電阻R＝eq\f(U,I)＝1000Ω，由電阻定律有R＝eq\f(ρh,S)＝eq\f(ρh,πr2)，解得h＝100m.（2）當(dāng)圓柱體電阻等于電源內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率最大，鹽水產(chǎn)生的熱量最多，即截取的圓柱體的電阻R′＝r＝100Ω時(shí)，產(chǎn)生的熱量最多，則：圓柱體的長(zhǎng)度L＝eq\f(R′S,ρ)＝10m，由閉合電路歐姆定律得，電流I′＝eq\f(E,R′＋r)＝1A，熱量為Q＝I′2R′t＝6×104J.19.（11分）如圖所示，E＝10V，r＝1Ω，R1＝R3＝5Ω，R2＝4Ω，C＝100μF，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電容器中帶電粒子恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，求：