第七章综合测试题

第七章综合测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)1．(2014·北京东城区模拟)如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中()A．电压表的示数增大，电流表的示数减小B．电压表的示数减小，电流表的示数增大C．电压表与电流表的示数都增大D．电压表与电流表的示数都减小[答案]D[解析]利用闭合电路欧姆定律可知，当电路中滑片向下滑动时，滑动变阻器R0将变小，电路中总电阻跟着变小，所以I干↑＝ER总↓，U路↓＝E－I干↑r，R0、R2并联部分电压为U↓＝E－I干↑(r＋R1)＝I↓R2，选项D正确，选项ABC错误。2．(2014·唐山模拟)如图为瓦斯检测仪工作原理示意图，其中P是气体传感器，它的电阻与瓦斯浓度C成反比，R0为定值电阻。以下关于电压表示数U的倒数与瓦斯浓度C的倒数之间关系图象正确的是()[答案]C[解析]由于气体传感器的电阻与瓦斯浓度C成反比，则R＝kC；由欧姆定律可得：电压表的示数U＝Er＋R0RVR0＋RV＋RR0＝Er＋R0RVR0＋RV＋kCR0，即1U＝r＋R0RVR0＋RV＋kCER0＝r＋R0RVR0＋RVER0＋kER0×1C，选项C正确，选项ABD错误。3．(2014·潍坊模拟)在如图所示的电路中，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P缓慢向右移动，则()A．灯泡L变暗B．电源内部消耗的功率先变大后变小C．电容器C上的电荷量增加D．流过R1的电流方向由左向右[答案]D[解析]滑片右移，接入电路的电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，故灯泡L变亮，A项错；电源内部消耗的电功率P＝I2r，随电流的增大，电源内部消耗功率一直变大，B项错；由U＝IR可知，灯泡两端电压和电源内电压均增大，所以滑动变阻器两端电压减小，故与之并联的电容器两端电压减小，由Q＝CU可知，电容器C上的电荷量减小，C项错；电容器带电量减小，故电容器处于放电状态，流过R1的电流方向由左向右，D项正确，4．(2014·潍坊模拟)汽车轮胎气压自动报警装置的主要部件是压阻式压力传感器，某压阻式压力传感器的特点是压力F越大其电阻越小，现将该压力传感器R0接入如图所示电路中，开关S闭合，当压力传感器所受压力增大时，下列说法正确的是()A．电压表的示数增大B．电流表的示数增大C．R1的电功率增大D．R2的电功率增大[答案]C[解析]压力F增大时R0减小，线路中总电阻减小，由I＝ER总得，电路中总电流增大，内电压及R1两端电压升高，R2及R0并联部分电压降低，所以选项A、B、D均错误，选项C正确。5．如图所示，电源内阻较大，当开关闭合，滑片位于某位置时，水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡L也能正常发光，现将滑片由该位置向a端滑动，则()A．灯泡将变暗，电源效率将减小B．液滴带正电，将向上做加速运动C．电容器将放电，所带电荷量减少D．电源的路端电压增大，输出功率也增大[答案]B[解析]当滑片向a端滑动时，电路的外电阻增大，电路电流减小，灯泡变暗，路端电压增大，由η＝UE知电源效率将增大，A错；电容器两极板间电压增大(下极板带正电，液滴带正电)，电容器被充电，所带电荷量增加，两极板间电场强度增大，液滴将向上做加速运动，B对，C错；因不清楚外电阻和电源内阻的大小关系，所以电源的输出功率的变化情况无法确定，D错。6．如图所示的电路中，闭合电键后各元件处于正常工作状态，当某灯泡突然出现故障时，电流表读数变小，电压表读数变大。下列关于故障原因或故障后其他物理量的变化情况的说法中正确的是()A．L1灯丝突然短路B．L2灯丝突然烧断C．电源的输出功率一定变小D．电容器C上电荷量减小[答案]B[解析]当L1灯丝突然短路时，电路的外电阻减小，根据I＝ER外＋r得，电流表读数增大，A错；当L2灯丝突然烧断时，电路的外电阻增大，电流表读数变小，由U＝E－Ir得电压表读数增大，B对；电源的输出功率大小由电路的外电阻与内电阻的关系决定，所以C错；当L2灯丝突然烧断时，电容器两端的电压增大，所以电容器会充电，D错。7．在如图所示的电路中，电源的电动势恒定，要想使灯泡L变暗，可以()A．增大R1的阻值B．减小R1的阻值C．增大R2的阻值D．减小R2的阻值[答案]AD[解析]因电容器具有“隔直通交”的特征，所以其电路可等效为如图所示电路。当R2的阻值减小并趋于零，L被短路，灯泡L变暗；当R1的阻值增大并趋于无穷大时，可视为断路，总电流趋于零，灯泡L也变暗。所以选项A、D正确。8.锂电池因能量高、环保无污染而广泛用于手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器的输出电压为1.4V，输出电流为100mA，锂电池的内阻为2Ω。下列说法中正确的是()A．电能转化为化学能的功率为0.12WB．充电器输出的电功率为0.14WC．充电时，电池的发热功率为0.02WD．电池储存电能的功率为0.14W[答案]ABC[解析]充电器的输出功率为UI＝0.14W，锂电池的发热功率为I2r＝0.02W，故根据能量守恒，电能转化为化学能的功率为0.12W，选项A、B、C正确，D错误。9．如图所示，曲线C1、C2分别是纯直流电路中内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线，由该图可知下列说法正确的是()A．电源的电动势为4VB．电源的内阻为1ΩC．电源输出功率最大值为8WD．电源被短路时，电源消耗的功率为16W[答案]ABD[解析]根据图象可知，当电流为2A时，内电路消耗功率为4W，由I2r＝4W可得电源内阻r＝1Ω，选项B正确；根据图象可知，当电流为2A时，外电路消耗功率为4W，外电路路端电压为U＝2V，由E＝U＋Ir可得电源电动势为E＝4V，选项A正确；由U＝IR可得外电路电阻R＝1Ω时，电源输出功率最大，最大值为4W，选项C错误；电源被短路时，短路电流为I＝E/r＝4A，电源消耗功率为I2r＝16W，选项D正确。10．(2014·南昌模拟)一平行板电容器C的极板是水平放置的，它和四个可变电阻及电源(电源内有内阻)连接成如图所示的电路，今有一质量为m的带正电油滴悬浮在两极板之间静止不动，现调节其中一个电阻，其余电阻不变，则()A．若增大R1，油滴加速上升B．若增大R2，油滴加速上升C．若增大R3，油滴加速上升D．若增大R4，油滴加速上升[答案]AD[解析]带电油滴处于静止状态，其受到竖直向下的重力mg、竖直向上的电场力qU0d，其合力为零，mg＝qU0d；设电源两端的电压为U，根据欧姆定律可得：U＝I1(R1＋R3)＝I2(R2＋R4)，U0＝I2R4－I1R3＝UR2R4＋1－UR1R3＋1；选项A中，若增大R1，U0↑＝UR2R4＋1－UR1↑R3＋1↓，qU0dmg，油滴加速上升；选项B中，若增大R2，U0↓＝UR2↑R4＋1↓－UR1R3＋1，qU0dmg，油滴加速下降；选项C中，若增大R3，U0↓＝UR2R4＋1－UR1R3↑＋1↑，qU0dmg，油滴加速下降；选项D中，若增大R4，U0↑＝UR2R4↑＋1－UR1R3＋1，qU0dmg，油滴加速上升，综上所述，选项AD正确，选项BC错误。第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，每小题6分，共18分。把答案直接填在横线上)11．(6分)来自质子源的质子(初速度为零)，经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷量e＝1.60×10－19C，这束质子流每秒打到靶上的个数为________。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1n2＝________。[答案]6.25×1015[解析](1)由I＝net可知质子流每秒打到靶上的质子数nt＝Ie＝6.25×1015个。(2)建立如图所示的“柱体微元”模型，设质子经过距质子源L和4L处时的速度分别为v1、v2，在L和4L处作两个长为ΔL(极短)的柱体微元。因ΔL极短，故L和4L处的两个柱体微元中的质子的速度可分别视为v1、v2。对于这两个柱体微元，设单位体积内的质子数分别为n1和n2，由I＝qt＝n·e·Svtt＝neSv可知，I1＝n1eSv1，I2＝n2eSv2，作为串联电路，各处的电流相等，所以I1＝I2，故n1n2＝v2v1。据动能定理，分别有eEL＝12mv21，eE·4L＝12mv22，可得v2v1＝21，因此，两柱体微元中的质子数之比n1n2＝21。12．(6分)(2014·潍坊模拟)一同学要测量某电池的电动势E和内阻r，实验器材如下：A．电压表V1(量程3V，内阻约为3kΩ)B．电压表V2(量程1.5V，内阻约为2kΩ)C．定值电阻R0，阻值为5ΩD．滑动变阻器R，最大阻值10ΩE．导线和开关(1)根据图甲所示实验电路，在图乙中完成实物电路的连接。(2)实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，绘出U1—U2图象如图丙所示，则电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。[答案](1)如图所示(2)3.07.5[解析](1)连接实物电路图时，注意电流的走向。先将R0与滑动变阻器串联起来，再将电压表V1并联在电源和开关两端，电压表V2并联在R0两端。(2)电压表V1测量电源的端电压，电压表V2的示数与R0阻值之比为通过电源的电流，由闭合电路欧姆定律可知，U1＝E－U2R0r，所以图线的纵截距为电源的电动势，故E＝3.0V；斜率为rR0＝32，所以电源的内阻r＝7.5Ω。13．(6分)(2014·合肥模拟)在“测定金属丝的电阻率”的实验中，所用金属电阻丝的电阻约为30Ω。现通过以下实验测量该金属材料的电阻率。(1)用螺旋测微器测量电阻丝直径，其示数如图所示，读数为d＝________mm；(2)实验中提供的器材有开关、若干导线及下列器材：电压表V1(量程3V，内阻约3kΩ)；电压表V2(量程15V，内阻约15kΩ)；电流表A1(量程100mA，内阻约2Ω)；电流表A2(量程0.6A，内阻约0.1Ω)；滑动变阻器R1(最大阻值约10Ω)；滑动变阻器R2(最大阻值约1kΩ)；电源E(电动势为4.5V，内阻不计)。为了便于调节电路并能较准确地测出电阻丝的阻值，电压表应选择________、电流表应选择______、滑动变阻器应选________；(3)如图甲所示，将电阻丝拉直后两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，刻度尺的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P，触头上固定了接线柱c，当按下触头P时，触头P才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出。实验采用的电路原理图如图乙所示，请在图丙中完成实物电路的连接；(4)实验中先移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数I较大，以后不再移动滑动变阻器的滑片；再改变触头P与电阻丝接触的位置，并分别测量出多组a、P间电阻丝的长度L与对应的电压U。利用测量数据画出U—L图线，如图丁所示，其中(L0，U0)是U－L图线上的一个点的坐标。用电阻丝的直径d、电流I和坐标(L0，U0)可计算得出电阻丝的电阻率ρ＝________。(用所给字母表示)[答案](1)0.183(2)V1A1R1(3)如图所示(4)πd2U04IL0[解析](1)螺旋测微器主尺读数为0，可动刻度读数为18.3×0.01mm＝0.183mm，所以电阻丝直径为0.183mm；(2)实验所提供电源电动势为4.5V，为使电压表读数准确，故电压表选择3V量程的V1，电阻丝两端电压最大值为3V，电阻约为30Ω，由欧姆定律可知通过电阻丝的电流最大值约为100mA，故电流表选择A1，为调节电路方便，滑动变阻器阻值应与待测电阻相差不多，故选择R1；(3)按照