(人教版)高中物理必修第三册第十一章综合测试02(含答案)
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第十二章综合测试
一、单选题:(每题4分,共计32分)
1.鸟儿落在110 KV 的高压输电线上,虽然通电的高压线是裸露导线,但鸟儿仍然安然无恙,这是因为(
)
A .鸟有耐高压的本领
B .鸟脚是干燥的,所以鸟的身体不导电
C .鸟两脚间的电压几乎为零
D .鸟身体的电阻极大,所以无电流通过
2.将四个定值电阻a b c d 、、、分别接入电路,测得相应的电流、电压值如图所示.其中阻值最接近的两个电阻是(
)
A .a 和b
B .b 和d
C .a 和c
D .c 和d
3.在如图所示电路中,AB 为粗细均匀、长为L 的电阻丝,以A 、B 上各点相对A 点的电压为纵坐标,各点离A 点的距离x 为横坐标,则各点电势U 随x 变化的图线应为(
)
A .
B .
C .
D .
4.一个电流表,刻度盘的每1小格代表1 μA ,内阻为R g ,如果把它改装成量程较大的电流表,刻度盘的每一小格代表n A μ,则(
)
A .给它串联一个电阻,阻值为g nR
B .给它串联一个电阻,阻值为()1g n R -
C .给它并联一个电阻,阻值为
g R n
D .给它并联一个电阻,阻值为
1
g
R n -5.在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U 的加速电场,设其初速度为零,经
加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束,已知电子的电荷量为e 、质量为m ,则在刚射出加速电场时,一小段长为l ∆的电子束内的电子个数是()
A B
C D 6.阻值相等的四个电阻、
电容器C 及电池E (内阻可忽略)连接成如图所示电路.开关S 断开且电流稳定时,C 所带的电荷量为1Q ,闭合开关S ,电流再次稳定后,C 所带的电荷量为21.Q Q 与2Q 的比值为(
)
A .
2
5
B .
12
C .
35
D .
23
7.在如图所示的电路中,开关S 闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,理想电压表和理想电流表的读数都增大,则可能出现了下列哪种故障(
)
A .R 1短路
B .R 2短路
C .R 3短路
D .R 1断路
8.两个定值电阻R 1、R 2串联后接在输出电压12 V U =的直流电源上,且电源电压保持不变.把一个内阻不是远大于R 1、R 2的电压表接在R 1的两端(如图所示),电压表的示数为8 V ,如果把此电压表改接在R 2两端,则电压表的示数将(
)
A .小于4 V
B .等于4 V
C .大于4 V 、小于8 V
D .等于或大于8 V
二、多选题(每题4分,共计16分)
9.小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的I—U 图线如图所示,P 为图线上一点,PN 为图线的切线,PQ 为U 轴的垂线,PM 为I 轴的垂线,下列说法中正确的是(
)
A .随着所加电压的增大,小灯泡的电阻减小
B .对应P 点,小灯泡的电阻为12U R I =
C .对应P 点,小灯泡的电阻为121
U R I I =
-D .对应P 点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围“面积”
10.一个T 型电路如图所示,电路中的电阻110 ΩR =,2120 ΩR =,340 ΩR =,另有一测试电源,电动势为100 V ,内阻忽略不计,则(
)
A .当cd 端短路时,ab 之间的等效电阻是40 Ω
B .当ab 端短路时,cd 之间的等效电阻是40 Ω
C .当ab 两端接通测试电源时,cd 两端的电压为80 V
D .当cd 两端接通测试电源时,ab 两端的电压为80 V
11.如图所示,电源的电动势 2 V E =,内阻 2 Ωr =,两个定值电阻均为8 Ω,平行板电容器的电容
6310F C -=⨯,则(
)
A .开关断开时两极板间的电压为
4 V 3B .开关断开时电容器所带电荷量为6410C -⨯C .开关接通时两极板间的电压为
4 V 3
D .开关接通时电容器所带电荷量为6
410C
-⨯12.四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A 1、A 2和两个电压表V 1、V 2已知电流表A 1
的量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好后把它们按图3所示接法连入电路,则()
A.电流表A1的读数大于电流表A2的读数
B.电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角
C.电压表V1的读数小于电压表V2的读数
D.电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角
三、实验题(本题共3小题,共计24分)
13.在学校实验室中测绘一只“2.5 V,0.5 W”小灯泡的伏安特性曲线,实验室备有下列实验器材:
~~,内阻很大)
A.电压表V(量程0 3 V15 V
~~,内阻约为1 Ω)
B.电流表A(量程00.6 A 3 A
~,0.6 A)
C.变阻器R1(010 Ω
~,0.1 A)
D.变阻器R2(0 2 000 Ω
E.电池组E(电动势为3 V,内阻约为0.3 Ω)
F.开关S,导线若干
图6
(1)实验中应选用的滑动变阻器为________;(填写序号)
(2)在实验时小杰同学采用了如图6甲所示的实物电路,并且准备合上开关开始测量.则具体实验操作前该电路存在错误或需改进的地方有________;________。
(请写出两处)
(3)在改正电路需改进之处后,小杰同学进行了实验,电流表示数比小灯泡中实际通过的电流________;(填“偏大”、“偏小”或“相等”)
(4)图乙是改进后的实验中得到的I-U图象,若I-U图象中的虚线Ⅰ或Ⅱ表示小灯泡真实的伏安特性曲线,与实验中得到的实线相比,虚线________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)才是其真实的伏安特性曲线。
14.有一根细而均匀的导电材料,截面为同心圆环,如图所示,已知这种材料的电阻率为 ,长度为L,欲测量该样品的内径,但内径太小,无法直接测量,现提供以下实验器材:
A.螺旋测微器
B .电流表A 1(量程50 mA ,内阻1100 Ωr =)
C .电流表A 2(量程100 mA ,内阻240 Ωr =)
D .滑动变阻器R 1(010 Ω~,额定电流2 A )
E .直流电源E (12 V ,内阻很小)
F .上述导电材料R 2(长L 为5 cm ,电阻约为100 Ω)
G .开关一只,导线若干
请用上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d 的实验方案。
(1)用螺旋测微器测得该样品的外径如图11所示,其示数D =________mm 。
(2)在所给的虚线框中画出设计的实验电路图,并标明所选器材。
(3)用已知的物理量和所测得的物理量的符号表示样品的内径d =________。
15.二极管具有独特的单向导电性,当在二极管两极之间所加正向电压小于某值时,二极管的电阻很大(6110 Ω⨯,甚至更大),而当正向电压超过某值时,二极管的电阻随两端电压的升高而急剧减小,为了探究二极管的导电特性:
(1)实验小组先用多用电表判断二极管的极性,步骤如下:
A .将多用电表置于欧姆表“100⨯”挡,短接红、黑表笔,调整________,使指针指向表盘右侧“0”位置;
B .将二极管串接在两表笔之间,多用电表示数如图中a 所示;
C .将二极管两极对调,多用电表示数如图中b 所示,则此时与红表笔接触的是二极管的________(填“正”或“负”)极。
(2)实验小组设计了如图15所示的实验电路,通过实验测得相关数据如下表。
正向电压/V
U 正向电流/mA
I 0.10
00.2000.3000.400.020.500.260.550.560.60 1.130.65 1.790.68
2.37
0.70 3.00
图15
图16
①由二极管的特性和表中数据可知,当电压表示数为0.100.30 V ~时,图中开关S 一定接在位置________;②根据表中数据,在图16中作出二极管的伏安特性曲线(要求保留所描的点迹),由图线可知,二极管是________(填“线性”或“非线性”)元件。
(3)若此二极管为发光二极管,正常发光时通过的电流为3.00 mA ,若用1.5 V 的电源供电,则应该给二极管________(填“串”或“并”)联一个约________Ω的电阻,(结果保留三位有效数字)四、计算题(本题共3小题,共计28分)
16.夏季某日午后,某地区距地面约1 km 的空中有两块乌云,相距3 km ,它们因与空气摩擦带电,致使两
块乌云之间的电势差能保持约为9310V ⨯不变,已知空气的电场击穿场强为6
310m V/⨯,请对以下问题进
行估算。
(1)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣?
(2)当电闪雷鸣时,若两块乌云之间通过的电荷量为500 C ,可释放多少能量?(3)这次放电现象历时约0.01 s ,则其平均电流约为多大?
17.如图所示的两个串联电阻112 kΩR =,236 kΩR =,A 、B 两端的电压保持15 V 不变,那么。
(1)R 1、R 2两端的电压分别是多少?
(2)如果电压表V 的内阻是12 kΩ,当S 分别与C 、D 接触时电压表的读数分别是多少?
18.如图所示的电路中,小量程电流表G 的内阻100 Ωg R =,满偏电流 1 mA g I =,1900 ΩR =,
2100
Ω999
R =。
(1)当S 1和S 2均断开时,改装成的表是什么表?量程为多大?(2)当S 1和S 2均闭合时,改装成的表是什么表?量程为多大?
第十一章综合测试
答案解析
一、1.【答案】C
【解析】鸟两脚间导线的电阻非常小,故两脚间电压几乎为零。
2.【答案】A
【解析】本题考查U -I 图象的意义,根据R U
I
=
知,定值电阻的U -I 图线的斜率表示定值电阻的阻值。
在U -I 图中分别连接O 与4个点,根据它们的倾斜度可知,a 和b 的阻值最接近,故选A 。
3.【答案】A 【解析】由x E x E
U IR R R L L
==⋅=,其中E 、L 均为定值,故U 与x 成正比,A 项正确。
4.【答案】D 【解析】因g g g
U I R =
,量程扩大n 倍即为g nI ,则应有(1)n Ig -被分流,故应并联一个分流电阻,阻值
11
g g
g
I R R R n n =
=
--。
5.【答案】B
【解析】在加速电场中有2
12eU mv =
,得v =l ∆的电子束内电荷量为1q I t I v ∆=∆=
,则电子个数q n e ==,B 正确。
6.【答案】C
【解析】根据等效电路,开关S 断开时,电容器的电压
1211
2325+3
E U R E R R =
⋅⨯=,得11Q CU =;S 闭合时,
211123+2
E U R E R R =
⋅=,22Q CU =,故112235Q U Q U ==,故选C 。
7.【答案】A
【解析】若R 1短路,则外部电路的电阻只有R 3,故总电阻减小,总电流变大,电流表的示数变大,电压表的示数变大,A 对;若R 2短路,电流表的示数为零,故B 错;若R 3短路,电压表的示数为零,故C 错;若R 1断路,电流表的示数为零,D 错。
8.【答案】A
【解析】当电压表接在R 1两端时,其示数为8 V ,则此时电阻R 2两端的电压为4 V ,将R 1与R V 并联后的电阻用R 1V 表示,则
1282
41
V R R ==,即122V R R =,由于11V R R >,则122R R >,电压表改接在R 2两端时,将
R 2与R V 并联后的电阻用R 2V 表示,则22V R R >,此时电阻R 1两端的电压U 1与电压表示数U 2V 之比为11222 2 2 2
222V V V U R R R
U R R R ==>>,故电压表的示数将小于4 V ,选项A 正确。
二、
9.【答案】BD
【解析】A.I—U 图线中各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数,由题可知斜率减小,说明随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大,故A 错误;
BC.根据电阻的定义可知,对应P 点的电压为U 1,电流为I 2,则小灯泡的电阻为1
2
U R I =,而R 不等于切线斜率,故B 正确,C 错误;
D.根据功率表达式12P U I =,则有小灯泡功率为图中矩形PQOM 所围“面积”的数值,故D 正确;故选BD 。
10.【答案】AC
【解析】当c d 端短路时,等效电阻23
123123
40 ΩR R R R R R =+=+,所以A 对,当a b 端短路时,等效电阻
13
123213
128 ΩR R R R R R =+=+,所以B 错,当a b 两端接通测试电源时,根据欧姆定律得
13100
A 2 A 1040
E I R R =
==++,所以380 V cd
U IR ==,所以C 对,当c d 两端接通测试电源时,根据欧姆
定律得231005
A A 120408
E I R R =
==++,所以325 V ab
U IR ==,所以D
错。
11.【答案】D
【解析】电容器两极板间的电压等于R 2两端的电压,开关S 断开时,电路中的总电流为22 A 0.2 A 82
E I R r =
==++,电容器两极板间的电压为2
0.28 V 1.6 V U IR ==⨯=,此时电容器所带电荷
量为6
6
310 1.6 C 4.810C Q CU --==⨯⨯=⨯,故选项A 、B 错误;开关接通时两定值电阻并联,电容器两极板间的电压等于路端电压,电路中的总电流 21
A A 2'43
E I R r =
==++外,电容器两极板间的电压
14' 4 V V 33'U I R ==⨯=外,此时电容器所带的电荷量664
3 C 410C 3
'' Q CU --==⨯=⨯,故选项C 、D 正
确。
12.【答案】AD
【解析】电流表A 1与电流表A 2由相同表头与不同电阻并联改装而成,并联在电路中,电流表A 1与电流表A 2的指针偏转角相同,电流表A 1的量程较大,则电流表A 1的读数较大,故A 正确,B 错误;电压表V 1
与电压表V 2由相同表头与不同电阻串联改装而成,串联在电路中,通过表头的电流相同,故指针的偏转角相同,因V 1量程较大,所以电压表V 1的读数大于电压表V 2的读数,故C 错误,D 正确。
三、
13.【答案】(1)C (2)电流表应外接电流表量程太大
滑线变阻器滑片应置于左端(任选两处)
(3)偏大(4)Ⅱ
14.【答案】(1)3.205(3.204~3.206均可)(2)见解析图(3
【解析】(1)由题图读得其外径为 3.205 mm D =。
(2)虽然题干中没有给出电压表,但A 1电流表的内阻已知,可以当电压表用,使其与R 2并联,因A 2
量程大于A 1,故用A 2测干路中的电流;又因滑动变阻器小于待测电阻,故滑动变阻器要用分压式接法,电路如图。
(3)由电路连接特点知,11221I r
R I I =-,又22
22D d S ππ⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
,由电阻定律知:2L R S ρ=
,联立得:
d =。
15.【答案】(1)欧姆调零旋钮负
(2)1见解析图非线性
(3)串
267
【解析】(1)A.欧姆表选挡后要进行欧姆调零,即短接两表笔,调整欧姆调零旋钮,使指针指在表盘右侧“0”位置;
C.步骤B 中欧姆表示数很大,而步骤C 中示数很小,由题中所给条件知,当示数很小时红表笔所接为二极管负极。
(2)①图中设计为伏安法测电阻的内接法和外接法可以互换的电路,当开关S 接位置1时为电流表内接法,接位置2时为电流表外接法,由表中数据可知,当电压表示数为0.10.3 V ~时电流表示数为0,故电流表内接,开关S 接在位置1;②描点作图如图所示,由图线可知二极管是非线性元件。
必修第三册4/
4(3)发光二极管正常工作时两端电压为0.7 V ,电源电动势高于0.7 V ,应串联一个电阻,阻值31.50.7 Ω267 Ω310
E U R I ---=
=≈⨯。
四、16.【答案】(1)由U E d =得96
310 m 1000 m 310U d E ⨯===⨯;(2)释放的能量912500310J 1.510J E qU ==⨯⨯=⨯能;
(3)由电流的定义得4500 A 510 A 0.01
q I t ===⨯。
17.【答案】(1)根据串联电路的电压特点知U R ∝,所以11121215 V 3.75 V 1236R U R R ==⨯=++,22123615 V 11.25 V 1236
R U U R R ==⨯=++。
(2)当S 与C 接触时,电压表与R 1并联,测并联支路电压,并联电阻111212 kΩ 6 kΩ1212V V R R R R R ⨯=
==++并,²¢ 261515 V V 6367
R U U R R ==⨯=++并并。
同理,当S 与D 接触时223612' kΩ9 kΩ3612
V V R R R R R ⨯===++并,1'9'15 V '912R U U R R ==⨯+⨯并并并45 V 7=。
18.【答案】(1)S 1和S 2均断开时,电阻R 1与小量程电流表G 串联,可组成较大量程的电压表,电压表的内阻11000 ΩV g R R R =+=,所以电压表两端的电压最高为:g V U I R ==0.0011000 V 1 V ⨯=,即改装成的电压表的量程为1 V 。
(2)S 1和S 2均闭合时,电阻R 1被短路,电阻R 2与小量程电流表G 并联,组成较大量程的电流表,当小量程电流表G 满偏时,通过R 2的电流为:220.001100 A 0.999 A 100999
g g
R I R I R ⨯===,故改装成的电流表的量程为20.999 A 0.001 A 1 A R g I I I =+=+=。