高中物理选修31第2章章末综合检测高中物理练习试题

1高中物理选修3-1章末检测(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．如图2－13所示为三个门电路符号，A输入端全为“1”，B输入端全为“0”．下列判断正确的是()图2－13A．甲为“非”门，输出为“1”B．乙为“与”门，输出为“0”C．乙为“或”门，输出为“1”D．丙为“与”门，输出为“1”答案：C2．金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”，所以可以利用铂的电阻随温度变化的性质制成铂电阻温度计，如图2－14所示的I－U图象中能表示金属铂的电阻情况的是()图2－14解析：选C.铂属于金属导体，其电阻率将随温度的升高而增大，当有电流通过时，由于热效应，所以导体的温度升高，并且电流越大，温度越高，电阻也将越大．在I－U图线中各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，故C正确，A、B、D错误．3．小灯泡通电后，其电流I随所加电压U变化图2－15的图线如图2－15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，则下列说法不．正确的是()A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1I2C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1I2－I1D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积解析：选C.在I－U图象中，图象上某点与坐标原点连线斜率的倒数表示电阻，图象中图线的斜率逐渐减小，电阻应逐渐增大；对应P点，小灯泡的电压为U1，电流为I2，根据欧姆定律可知，小灯泡的电阻应为R＝U1I2；其工作功率为P＝U1I2，即为图中矩形PQOM所围的面积，因此本题应选择C项．24.两根材料相同的均匀导线x和y串联在电路中，两导线沿长度方向的电势变化情况分别如图2－16中的ab段和bc段图线所示，则导线x和y的横截面积之比为()图2－16A．2∶1B．1∶2C．6∶1D．1∶6解析：选B.两导线串联，电流相等，I1＝I2，从两段图线上截取相同的电压，U1＝U2，保证电阻是相等的，此时长度之比为L1∶L2＝1∶2，由电阻定律知，横截面积之比等于长度之比S1∶S2＝1∶2，故B正确，A、C、D错误．5.(2012·江苏金陵中学高二检测)如图2－17所示电路中，r是电源的内阻，R1和R2是外电路中的电阻，如果用Pr、P1和P2分别表示电阻r、R1和R2上所消耗的功率，当R1＝R2＝r时，Pr∶P1∶P2等于()图2－17A．1∶1∶1B．2∶1∶1C．1∶4∶4D．4∶1∶1解析：选D.在题图电路中，内电阻上通过的电流与外电路的总电流相同，内电阻与外电阻是串联关系，不能认为内电阻与外电阻是并联关系．因R1＝R2，令I1＝I2＝I，Ir＝I1＋I2＝2I则Pr∶P1∶P2＝I2rr∶I21R1∶I22R2＝4∶1∶1，所以D选项是正确的．6.如图2－18所示，直线a为某电源的路端电压随电流的变化图线，直线b为电阻R两端的电压随电流强度的变化图线，用该电源和该电阻组成的闭合电路，电源的输出功率和电源的内电阻分别是()图2－18A．4W,0.5ΩB．6W,1ΩC．4W,1ΩD．2W,0.5Ω解析：选A.如题意组成的闭合电路电流为2A，路端电压为2V，电动势为3V，内电阻r＝EI0＝36Ω＝0.5Ω，电源输出功率为P＝UI＝2×2W＝4W，故A正确．7．图2－19为测量某电源电动势和内阻时得到的U—I图线．用此电源与三个阻值均为3Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8V．则该电路可能为()图2－193图2－20解析：选B.由题中的U—I图线可知该电源的电动势为6V，内阻为0.5Ω.此电源与三个均为3Ω的电阻连接成电路时：A项中的路端电压为4V，B项中的路端电压为4.8V，C项中的路端电压为5.7V，D项中的路端电压为5.4V.8．压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小，某兴趣小组利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图2－21甲所示．将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电梯静止时电压表示数为U0，电梯在某次运动过程中，电压表的示数变化情况如图乙所示，下列判断中正确的是()图2－21A．乙图表示电梯可能匀速下降B．乙图表示电梯可能匀减速下降C．乙图表示电梯可能变减速上升D．乙图表示电梯可能变减速下降解析：选D.由U—t图可知，V读数均匀减小，R阻值均匀减小，压力均匀增大．对物体A：FN－mg＝ma，则知当FN增大时，a增大，所以其可能变加速上升或变减速下降，故D对．9.(2011·高考上海卷)如图2－22所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时，()图2－22A．电压表V读数先变大后变小，电流表A读数变大B．电压表V读数先变小后变大，电流表A读数变小C．电压表V读数先变大后变小，电流表A读数先变小后变大D．电压表V读数先变小后变大，电流表A读数先变大后变小解析：选A.设滑动变阻器总电阻为R0.P以上电阻为Rx，则变阻器在电路中的阻值R′＝R0－RxRxR0.当Rx＝R02时，R′最大．P从最高端向下滑动时，回路总电阻先增大，后减小．当P滑向中点时：P滑过中点后，R′↓→I↑→U↓，由并联分流IA＝RxR′I，新的IA增大，故A正确．410.(2012·天津一中高二检测)如图2－23所示，电路中电源的电动势为E，内阻为r，电压表内阻为10kΩ，B为静电计；两个电容器的电容分别为C1和C2，将开关S合上一段时间后，下列说法中正确的是()图2－23A．若C1C2，则电压表两端的电势差大于静电计两端的电势差B．若将滑动变阻器滑片P向右滑动，则电容器C2所带电荷量增大C．C1所带电荷量为零D．再将开关S断开，然后使电容器C2两极板间距离增大，则静电计张角增大解析：选CD.电容器、静电计在电路稳定时都相当于断路，电压表没有示数，且此时相当于导线，则电压表的示数为零，C1所带电荷量为零，选项A、B错误，C正确．电容器C2和静电计两端的电压等于电源的电动势，将开关S断开，电容器极板上的电荷量不变，极板间距离增大，电压增大，则静电计张角增大，选项D正确．二、实验题(本题共2小题，共18分．按题目要求作答)11．(8分)用如图2－24所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：图2－24a．电流表(量程0.6A、3A)；b．电压表(量程3V、15V)；c．滑动变阻器(阻值范围0～10Ω、额定电流2A)；d．滑动变阻器(阻值范围0～100Ω、额定电流1A)．那么(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择__________V，电流表的量程应选择__________A；R应选择阻值范围是________Ω的滑动变阻器．(2)引起该实验系统误差的主要原因是________．答案：(1)30.60～10(2)电压表的分流图2－2512．(10分)(1)某额定电压为8V的灯泡的伏安特性曲线如图2－25所示．若将它与一个R＝7Ω的定值电阻串联后接在电动势E＝8V、内阻r＝1Ω的电源上，则通过该灯泡的实际电流为________A，该灯泡的实际功率为________W.(2)在测定金属丝电阻率的实验中，用螺旋测微器测得金属丝的直径如图2－26甲所示，d＝5________mm；用多用电表的“×1”欧姆挡，调零后测得金属丝的电阻值如图乙所示，R＝________Ω.若实验中测出金属丝的长度为L，则该金属丝电阻率的表达式ρ＝________(用符号表示)．图2－26解析：(1)由题意可得I(R＋r＋RL)＝E＝8V，即I(8＋RL)＝8V，结合题中图象可得I＝0.5A，对应此时灯泡的电阻RL＝8Ω，所以灯泡的实际功率PL＝I2RL＝(0.5)2×8W＝2W.(2)金属丝的直径d＝0.5mm＋23.0×0.01mm＝0.730mm，从多用电表中读出电阻R＝8.0Ω，根据电阻定律R＝ρLS＝ρLπd/22，得ρ＝πRd24L.答案：(1)0.52(2)0.7308.0πRd24L三、计算题(本题共4小题，共42分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(10分)如图2－27所示，电源电动势E＝10V，内阻r＝1Ω，电容器的电容C＝40μF，电阻R1＝R2＝4Ω，R3＝5Ω.接通开关S，待电路稳定后，求：图2－27(1)理想电压表V的读数；(2)电容器的带电量．解析：(1)电路稳定后，电容器和电压表所在支路可认为是断路，可得R2上无电流通过，R2两端电势相等，电压表的读数为R3两端的电压，电容器两端电压为R1两端的电压．根据闭合电路欧姆定律，得电路的电流I＝ER1＋R3＋r＝104＋5＋1A＝1A电压表的读数为U＝IR3＝1×5V＝5V(2)电容器两端电压为UC＝IR1＝1×4V＝4V电容器的带电量为Q＝CUC＝40×10－6×4C＝1.6×10－4C.答案：(1)5V(2)1.6×10－4C14．(10分)在图2－28所示电路中，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω.D为直流电动机，其电枢线圈电阻R＝2Ω，限流电阻R′＝3Ω.当电动机正常工作时，电压表示数为0.3V．求：图2－28(1)通过电动机的电流是多大？(2)电动机输入的电功率、转变为热量的功率和输出机械功率各是多少？6解析：(1)通过电动机的电流I与流过限流电阻R′的电流相同，由I＝UR′得：I＝0.33A＝0.1A.(2)由E＝Ir＋U＋UD可得电动机两端电压UD＝E－Ir－U＝6V－0.1×1V－0.3V＝5.6V所以电动机输入的电功率P入＝UDI＝0.56W.电动机的发热功率P热＝I2R＝0.02W.电动机的输出功率P出＝P入－P热＝0.54W.答案：(1)0.1A(2)0.56W0.02W0.54W15．(10分)一个允许通过的最大电流为2A的电源和一个滑动变阻器，接成如图2－29甲所示的电路，变阻器最大阻值为R0＝22Ω，电源路端电压U随外电阻R变化的规律如图乙所示，图中U＝12V的直线为图线的渐近线，试求：图2－29(1)电源电动势和内电阻；(2)A、B空载时输出电压的范围；(3)若要保证变阻器的滑片能任意滑动，A、B两端所接负载的最小电阻为多大？解析：(1)由题图乙可知，当R→∞时，E＝12V，而当U＝6V＝E2时，应有r＝R＝2Ω.(2)当滑片滑至变阻器的最上端时，A、B两端输出电压最大值Umax＝ER0＋rR0＝1222＋2×22V＝11V当滑片滑至变阻器的最下端时，A、B两端输出电压最小为零，故A、B空载时输出电压范围为0～11V.(3)当滑动片滑至变阻器的最上端时，通过电源的电流恰为最大电流2A，A、B两端所接负载电阻最小．I＝ER0RABR0＋RAB＋r，解得RAB＝4.9Ω.答案：(1)12V2Ω(2)0～11V(3)4.9Ω16．(12分)(2012·合肥一中高二检测)如图2－30所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间距离d＝40cm.电源电动势E＝24V，内电阻r＝1Ω，电阻R＝15Ω.闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0＝4m/s竖直向上射入板间．若小球带电荷量q＝1×10－2C，质量为m＝2×10－2kg，不考虑空气阻力．那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时电源输出功率是多大？(g取10m/s2)图2－30解析：设两板间电压为UAB，由动能定理：－mgd－qUAB＝0－12mv20，7所以UAB＝12mv20－mgdq＝12×42－10×0.4×2×10－21×10－2V＝8V.则滑动变阻器两端电压U滑＝UAB＝8V.设通过滑动变阻器电流为I，由闭合电路欧姆定律得：I＝E－U滑R＋r＝24V－8V15Ω＋1Ω＝1A.滑动变阻