2019高考物理高效练习方略练习-第七章章末综合检测

2019高考物理高效练习方略练习-第七章章末综合检测
(检测范围：第七章)
(时间：60分钟总分值：100分)
【一】选择题(每题4分，共40分)
1.如下图是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电
路，在增大电容器两极板距离的过程中，以下说法正确的选项是()
A 、电阻R 中没有电流
B 、电容器的电容变小
C 、电阻R 中有从a 流向b 的电流
D 、电阻R 中有从b 流向a 的电流
解析BC 由C ＝εS
4πkd ，当两板间距d 增大时，电容C 减小，
由C ＝Q
U 知，电容C 减小，电压U 不变，那么电荷量Q 减小，故电容器放电，A 板带正电荷，B 板带负电荷，故放电时通过电阻R 的电流方向从a 流向b .
2、截面直径为d 、长为L 的导线，两端电压为U ，当这三个量中的一个改变时，对自由
电子定向移动的平均速率的影响，以下说法正确的选项是()
A 、电压U 加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变
B 、导线长度L 加倍时，自由电子定向移动的平均速率减为原来的一半
C 、导线截面直径d 加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变
D 、导线截面直径d 加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍
解析BC 根据电流I 的微观表达式、定义式以及电阻的决定式可得：I ＝neSv ＝U
R ＝U
ρL
S ，所以nev ＝U
ρL .由此可知电压U 加倍时，自由电子定向移动的平均速率v 加倍，A 错误；导线长度L 加倍时，自由电子定向移动的平均速率v 减半，B 正确；导线截面直径d 加倍时，自由电子定向移动的平均速率v 不变，C 正确，D 错误、
3、如图，两只灯泡L 1、L 2分别标有“110V,60W ”和“110V ，100W ”，另外有一只滑动变阻器R ，将它们连接后接入220V 的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路()
解析B 由R ＝U 2
P 可知R 2<R 1，R 和R 2并联后R 并<R 2<R 1，由串联分压可知选项A 错误；R 2<R 1
知选项C 错误；B 、D 两种情况灯泡可正常发光，在B 图中，电路中消耗的总功率P ＝UI 2，在D 图中，P ＝U (I 1＋I 2)，所以B 图中消耗的总功率最小，应选项B 正确、
4、(2018·济南模拟)如下图的电路中，电源内阻不可忽略，假设调整可变电阻R 的阻值，可使电压表○V 的示数减小ΔU (电压表为理想电表)，在这个过程中()
A 、通过R 1的电流减小，减少量一定等于ΔU /R 1
B 、R 2两端的电压增加，增加量一定等于ΔU
C 、路端电压减小，减少量一定等于ΔU
D 、通过R 2的电流增加，但增加量一定小于ΔU /R 2
解析AD 电压表的示数减小ΔU ，通过R
1的电流减小ΔI ＝ΔU
R 1，故A 项对；R 2与电源内阻，总的电压增加ΔU ，B 项错；R 2两端的电压增加量小于ΔU ，通过R 2的电流增加量小于ΔU
R 2，D 对，C 错、
5、(2017·湖北黄冈)在如下图的电路中，电源的电动势E 恒定，内阻r ＝1Ω，定值电阻R 3＝5Ω，电表均为理想的、当开关S 断开与闭合时，ab 段电路消耗的电功率相同、那么以下说法正确的选项是()
A 、电阻R 1、R 2可能分别为3Ω、6Ω
B 、电阻R 1、R 2可能分别为4Ω、5Ω
C 、开关S 断开时电压表的示数可能小于S 闭合时的示数
D 、开关S 从断开到闭合，电压表的示数变化量与电流表的示数变化量之比一定等于6Ω
解析BD 当开关S 断开时，ab 段电路消耗的电功率为P ＝E 2
R 1＋R 2＋R 3＋r
2
(R 1＋R 2)；
当S 闭合时，ab 段电路消耗的电功率为P ′＝E 2
R 1＋R 3＋r
2
R 1，由于S 断开与闭合时ab 段
电路消耗的电功率相同，代入数据可知选项A 错误，B 正确；当开关S 断开时电压表的示数为U ，当S 闭合时电压表的示数为U ′，由电路图分析可得U >U ′，选项C 错误；因为电压
表示数U ＝E －I (R 3＋r )，所以ΔU
ΔI ＝R 3＋r ＝6Ω，选项D 正确、
6、电动剃须刀的直流电动机的内阻一定，当加上0.3V 电压时，通过0.3A 的电流，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0V 时，电流为0.8A ，这时电动机正常工作，以下说法正确的选项是()
A 、此电动机的内阻为2.5Ω
B 、正常工作时此电动机消耗的热功率为0.09W
C 、正常工作时此电动机消耗的电功率为1.51W
D 、此电动机在额定电压下正常工作的效率为60% 解析D 电动机不转时，由U
1＝I 1R ，得R ＝1Ω，电动机转动时，由P 电＝UI 得P 电＝1.6W ，
P 热＝I 2
R ＝0.64W ，故A 、B 、C 错误、由P 电＝P 机＋P 耗及η＝P 机P 电×100%得η＝1.6－0.64
1.6＝60%，故D 正确、
7.在如下图的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，使A 灯变暗，
B 灯变亮，那么故障可能是()
A 、R 1短路
B 、R 2断路
C 、R 3断路
D 、R 4短路
解析BC 此题A 灯串联于干路中，且故障发生后，A 灯变暗，故可知电路中的总电流
变小，即电路总电阻变大，由此推知，故障应该为某一电阻断路，排除A 、D 选项、假设假设R 2断路，那么其断路后，电路总电阻变大，总电流变小，A 灯变暗，同时R 2断路必然引起与之并联的B 灯中电流变大，使B 灯变亮，推理结果和现象相符，应选项B 对、假设假设R 3断路，那么也引起总电阻变大，总电流变小，使A 灯变暗，同时R 3断路后也必引起与之并联的电路中电流增大，B 灯中分得的电流也变大，B 灯变亮，应选项C 正确、
8、如下图，将两只完全相同的金属圆盘接入电路，其中(a)图中的圆盘中心挖了一个洞，(b)图中圆盘中心下方挖了同样大小的一个洞，在两金属圆盘两端加上相同的恒定电压，在相同的时间内，两金属圆盘产生的热量分别为Q a 和Q b ，那么()
A 、Q a ＝Q b
B 、Q a >Q b
C 、Q a <Q b
D 、条件不足，无法比较Q a 与Q b 的大小
解析C 由Q ＝U 2
R t ，可知只需比较两金属圆盘的电阻即可，图中圆盘相当于上下两个电
阻并联，R 并＝R 上·R 下
R 上＋R 下，由题意结合数学知识可得R a >R b ，所以Q a <Q b ，选项C 正确、
9.如下图，一确定电源在外电阻不断变化时，内、外电路消耗的电功率随电流变化的关系分别用曲线C
1、C 2表示、由该图可知()
A 、电源的电动势为8V
B 、电源的内阻为2Ω
C 、电源输出功率的最大值为16W
D 、电源被短路时，电源消耗的功率为16W
解析D 电源内部消耗的功率为P
内＝I 2r ，图线为C 1，外电路消耗
的功率为P 外＝IE －I 2r ＝－r (I －E 2r )2
＋E 24r ，图线为C 2，由函数表达式和图线得，当E
2r ＝2A
时，E 24r ＝4W ，求得E ＝4V ，r ＝1Ω，电源输出功率最大值为E 2
4r ，那么电源输出功率最大值为
4W ，当电源被短路时，电源消耗功率为P 内＝E 2
r ＝16W.
10.在如下图的电路中，电池的电动势为E ，内阻为r ，R 1为金属
电阻、R 2为光敏电阻、R 3为热敏电阻、设电流表A 的读数为I ，电压表V 1的读数为U 1，电压表V 2的读数为U 2，三个电阻中仅有一个的阻值
发生变化，那么下面的分析正确的选项是()
A 、给R 1升温，I 变小，U 1变小
B 、用光照R 2，I 变小，U 2变大
C 、给R 3降温，I 变大，U 1变大
D 、给R 1降温，I 变小，U 1变大
解析B 此题考查电阻率以及动态电路的分析、金属电阻R
1随温度升高阻值增大，光敏电阻R 2随光照强度加大阻值减小，热敏电阻R 3随温度升高阻值减小、当给R 1升温时，R 1的阻值增大，外电路电阻增大，路端电压增大，通过R 2和R 3的电流增大，那么U 1和U 2均增大，因干路电流减小，而R 2支路电流反而增大，故R 1电流I 必定减小，A 错；当用光照R 2时，R 2的阻值减小，外电路电阻减小，路端电压减小，通过R 1的电流I 减小，因干路电流增大，故通过R 2和R 3的电流增大，那么U 2增大，而路端电压U ＝U 1＋U 2减小，故U 1减小，B 对；
当给R3降温时，R3的阻值增大，外电路电阻增大，路端电压增大，通过R1的电流I增大，因干路电流减小，故通过R2和R3的电流减小，那么U1减小，而路端电压U＝U1＋U2增大，故U2增大，C错；当给R1降温时，R1的阻值减小，路端电压减小，通过R2和R3的电流减小，那么U1和U2均减小，因干路电流增大，故R1的电流I必定增大，D错、
【二】非选择题(共60分)
11、(12分)(2017·全国新课标理综)使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一个表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端、现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60mA的电流表，电阻箱，导线假设干、实验时，将多用电表调至×1Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值、完成以下填空：
(1)仪器连线如图1所示(a和b是多用电表的两个表笔)、假设两电表均正常工作，那么表笔a为________(填“红”或“黑”)色；
(2)假设适当调节电阻箱后，图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2(a)，
(b)，(c)所示，那么多用电表的读数为________Ω，电流表的读数为________mA，电阻箱的读数为________Ω；
(3)将图1中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为________mA；(保留3位有效数字)
(4)计算得到多用电表内电池的电动势为________V、(保留3位有效数字)
解析(1)多用电表的黑表笔与表内电池正极相连，而a与电流表“＋”相连，故表笔
a为电流流出端，故为黑表笔、
(3)(4)多用电表内阻r等于多用电表的中值电阻，即r＝15Ω，多用电表的读数等于电阻箱与电流表的总电阻R＝14Ω，由闭合电路欧姆定律E＝I1(R＋r)，短接时E＝I2·r，解得I2＝102mA，E＝1.54V.
【答案】(1)黑(2)14.053.04.6(3)102(答案在101～103范围内均给分)(4)1.54(答案在1.53～1.57范围内均给分)
12、(12分)(2017·山东理综)某同学利用图甲所示电路，探究了电源在不同负载下的输出功率、
(1)0.15 0.25 0.35 0.45
(2)根据所画U ­I 图象，可求得电流I ＝0.20A 时电源的输出功率为________W 、(保留两位有效数字)
(3)实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计，在图乙所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是________、(R x 阻值未知)
解析(1)选择合适标度后描点，连线得图象时，应舍弃第四组数据点、
(2)在图象上读出I ＝0.20A 对应的电压U 值为184V ，那么P ＝IU ＝0.37W(或0.36W)、 (3)题中“存在安全隐患”，意为缺乏保护措施、a 电路中R x 起不到保护作用，d 中R x
起保护作用，但不能测出电源的输出功率，b 、c 能满足题目要求，选b 、c.
【答案】(1)如下图
(2)0.37(或0.36)(3)bc
13、(10分)如下图，电阻R 1＝4Ω，R 2＝6Ω，电源内阻r ＝0.6Ω，假设电路消耗的总功率为40W ，电源输出功率为37.6W ，求电源电动势E 的大小与R 3的阻值、
解析由P ＝P
出＋I 2
r 得I ＝
P －P 出
r ＝2A.
那么E ＝P I ＝20V ，R 3＝E I －R 1·R 2
R 1＋R 2－r ＝7Ω.
【答案】20V7Ω
14、(12分)如下图，电路中接一电动势为4V 、内电阻为2Ω的直流电源，电阻R 1、R 2、R 3、R 4的阻值均为4Ω，电容器的电容为30μF ，电流表的内阻不计，当电路稳定后，
(1)求电流表的读数；
(2)求电容器所带的电荷量；
(3)如果断开电源，求通过R 2的电荷量、
解析(1)因电流表的内阻不计，故R
1、R 2被○A 短路，电流表的示数I ＝E
r ＋R 4＋R 3＝0.4A. (2)电容器C 上的电压与R 3的电压相等， 故U C ＝IR 3＝1.6V ，
Q ＝CU C ＝30×10－6×1.6C ＝4.8×10－5C.
(3)断开电源后，电容器上的电量Q 全部放掉，此过程中，R 1与R 2并联，且电阻相等，故通过R 2的电荷量
QR 2＝Q
2＝2.4×10－5C.
【答案】(1)0.4A(2)4.8×10－5C(3)2.4×10－5C
15、(12分)如下图的电路中，电阻R 1＝9Ω，R 2＝15Ω，电源电动势E ＝12V ，内阻r ＝1Ω.那么：
(1)当电流表示数为0.4A 时，变阻器R 3的阻值多大？ (2)R 3阻值多大时，它消耗的功率最大？ (3)R 3阻值多大时，电源的输出功率最大？
解析(1)设干路电流为I ，根据并联电路的分流原理I
2＝R 3
R 2＋R 3I ①
外电路的总电阻R ＝R 1＋R 2R 3
R 2＋R 3②
由闭合电路的欧姆定律：I ＝E
R ＋r ③ 由①②③可得R 3＝30Ω.
(2)设阻值为R 3′时，它消耗的功率最大为P 3，此时电路总外电阻为：R ′＝R 1＋R 2R 3′
R 2＋R 3′
①
干路电流I ′＝E
R ′＋r ②
I 3′＝R 2
R 2＋R 3′I ′③ P 3＝I 3′2R 3′④
由①②③④得：
P 3＝362·R 3′
25R 3′2＋12R 3′＋36＝
362
25
R 3′＋12＋36R 3′
.
当36
R 3′＝R 3′时，消耗的功率最大，
即R 3′＝6Ω.
(3)设阻值为R 3″时，电源输出功率最大为P m ，那么
P m ＝(E
R ＋r )2R .
当外电路的总电阻R ＝r 时，电源输出功率最大，因为R >r ，所以当R 越接近r 时，输出功率越大，那么只有当R 3″＝0时，R 最接近r ，此时电源输出功率最大、
【答案】(1)30Ω(2)6Ω(3)0
16、(12分)一电路如下图，电源电动势E ＝28V ，内阻r ＝2Ω，电阻R 1＝12Ω，R 2＝R 4
＝4Ω，R 3＝8Ω，C 为平行板
电容器，其电容C ＝3.0pF ，虚线到两极板距离相等，极板长L ＝0.20m ，两极板的间距d ＝1.0×10－2m.
(1)假设开关S 处于断开状态，那么当其闭合后，求流过R 4的总电荷量为多少？ (2)假设开关S 断开时，有一带电微粒沿虚线方向以v 0＝2.0m/s 的初速度射入C 的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S 闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C 的电场中，能否从C 的电场中射出？(要求写出计算和分析过程，g 取10m/s 2)
解析(1)S 断开时，电阻R
3两端电压为U 3＝E
R 2＋R 3＋r ·R 3＝16V
S 闭合后，外电路的电阻为R ＝R 1R 2＋R 3
R 1＋R 2＋R 3＝6Ω
路端电压为U ＝E
R ＋r ·R ＝21V
电阻R 3两端电压为U ′3＝U
R 2＋R 3·R 3＝14V 那么流过R 4的总电荷量为
ΔQ ＝C (U 3－U ′3)＝6.0×10－12C.
(2)设带电微粒的质量为m ，电荷量为q ，当开关S 断开时，有qU 3
d ＝mg
当开关S 闭合后，设带电微粒加速度为a ，那么mg －qU 3′
d ＝ma
联立上式，解得加速度a ＝g
8
设带电微粒能从C 的电场中做类平抛运动射出，那么：
水平方向：t ＝L v 0，竖直方向：y ＝1
2at 2
由以上各式求得：y ＝6.25×10－3
m>d
2， 故带电微粒不能从C 的电场中射出、 【答案】(1)6.0×10－12C(2)不能。