资源简介

2024-2025学年 高二年级上学期教科版物理必修第三册第二章电路及其应用单元测试试卷
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题（本大题共8小题，共32分）
1．[4分]小周老师在优质课展示活动中做了“电池口香糖锡纸取火工具”的实验（如图甲），实验前将口香糖锡纸中间剪掉一些（如图乙），将锡纸条带锡面的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，发现锡纸条很快开始冒烟、着火，若，则以下说法正确的是（ ）
甲 乙
A. 此实验中使用老旧电池效果更好
B. 此实验利用了电流的热效应，段最先燃烧
C. 可以用锡来制作标准电阻
D. 段电阻最小，段电阻最大
2．[4分]一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为（　　）
A． B． C．ρnev D．
3．[4分]如图所示为、两电阻的伏安特性曲线，图中 ，关于两电阻的描述正确的是（ ）
A. 电阻的阻值随电流的增大而增大
B. 电阻的阻值
C. 在两图线交点处，电阻的阻值大于电阻的阻值
D. 在电阻两端加电压时，流过电阻的电流是
4．[4分]如图甲所示的电路，电源电动势，内阻，定值电阻，已知滑动变阻器消耗的功率与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．图乙中滑动变阻器的最大功率
B．图乙中
C．滑动变阻器消耗功率最大时，定值电阻R也消耗功率最大
D．调整滑动变阻器RP的阻值，可以使电源的输出电流达到2A
5．[4分]A、B两灯的额定电压都是，A灯的额定功率，B灯的额定功率，若将两灯同时接入电压恒为的电路中，且使两灯均能正常发光，同学们设计了如图甲、乙所示的两种电路，则甲、乙两电路消耗的电功率之比为（ ）
A. 2∶7 B. 2∶5 C. D.
6．[4分]如图所示，在图甲的电路中，是可变电阻，是定值电阻，其阻值为4 。实验时调节的阻值，得到各组电压表和电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的图像如图乙中AB所示。a和b分别为的滑片在不同位置时，其接入电路的电阻的图像。电压表和电流表均看作理想电表。下列说法中正确的是（　　）
A．该电源电动势为2.5V，内阻5Ω
B．的值为1Ω
C．A、B状态对应的电源的效率
D．当电流为0.25A时，滑动变阻器R的功率为
7．[4分]如图所示的电路图，电流表、电压表是理想电表，电阻是定值电阻，电源的电动势和内阻为别为E、r，电动机的内阻为；当合上开关，增大电阻箱R的阻值时，电流表和电压表的数值变化量分别为、，下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数减小 B．电流表的示数增大
C．电动机的电流变化量为 D．
8．[4分]如图所示的电路中，平行板电容器两极板水平放置，闭合开关S，待电路稳定后，位于O点的电子枪水平向右发射速度相同的电子，电子刚好击中竖直放置的荧光屏上的Q点，OP连线与极板平行，下列说法正确的是（　　）
A．将滑动变阻器的滑片向右移，电子将击中Q点上方的某位置
B．将滑动变阻器的滑片向左移，电子可能击中电容器的上极板
C．将电容器上极板下移一小段距离，电子将仍然击中Q点
D．断开开关S，将电容器的上极板上移一小段距离，电子将仍然击中Q点
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
9．[4分]家用电吹风机中，有一个小电动机和与它串联的一段电热丝.电热丝加热空气，电动机带动风叶转动，送出热风.设电动机线圈的电阻为R1，电热丝的电阻为R2.将电吹风机接到直流电源上，电源输出电压为U，输出电流为I，电吹风机消耗的电功率为P.以下表达式中正确的是 （　　）
A．P=UI B．P>UI
C．P=I2（R1+R2） D．P>I2（R1+R2）
10．[4分]在某段电路中，其两端电压为U，通过的电流为I，通电时间为t，若该电路电阻为R，则关于电功和电热的关系，下列结论不正确的是 （　　）
A．在任何电路中，电功UIt=I2Rt
B．在任何电路中，电功为UIt，电热为I2Rt
C．在纯电阻电路中，UIt=I2Rt
D．在非纯电阻电路中，UIt≥I2Rt
11．[4分]如图甲所示电路中，定值电阻，电源内阻为r，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中，图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流变A示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是
A．电流表A的示数增大
B．图线c表示的是电压表V1的示数随电流表示数变化的情况
C．与比值大于r
D．此过程中电压表V3示数的变化量△U3和电流表A示数的变化量△I的比值的绝对值不变
12．[4分]如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片P向右端移动时，下面说法中正确的是（　　）
A．电压表V1的读数减小，电流表A1的读数增大
B．电压表V1的读数增大，电流表A1的读数减小
C．电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大
D．电压表V2的读数增大，电流表A2的读数减小
三、非选择题（本大题共5小题，共52分）
13．[8分]某同学按图示连接好电路，闭合开关，发现A、B灯都不亮.他利用多用电表的电压挡分别测量电路中两点间的电压，从而确定电路故障.测量时开关应____（填“闭合”或“断开”），将__（填“红”或“黑”）表笔始终接触点，另一支表笔分别与、、、、点接触，测量结果如下表所示，若电路只存在一处故障，则故障为______________________.
测量点
电表示数 无示数 无示数 有示数 有示数 有示数
14．[8分]某同学将一个量程为0～1 mA、内阻未知的电流表G改装为量程为0～3 V的电压表，他先测量该电流表G的内阻Rg，再进行改装，然后把改装的电压表与标准电压表进行校准并进行误差分析。实验室准备的仪器有：
电源E（电压为4.5 V）；
滑动变阻器R1（最大阻值为5 000 Ω，允许通过的最大电流约为0.02 A）；
滑动变阻器R2（最大阻值为20 Ω，允许通过的最大电流约为1.0 A）；
电阻箱R（最大阻值为999.9 Ω，允许通过的最大电流约为0.2 A）；
标准电压表V0（最大量程为3.0 V，内阻约为4 000 Ω）；
已知阻值的定值电阻若干（可以用R′表示）；
开关两个，导线若干。
他的操作过程如下：
（1）按如图a所示连接电路，其中滑动变阻器应选择__________（选填仪器对应的符号）。测量电流表G的内阻Rg，其步骤为：
①将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，保持开关S2断开，闭合开关S1，再调节滑动变阻器，使电流表G的指针指在满刻度Ig处；
②保持滑动变阻器接入电路的阻值不变，再闭合开关S2，调节电阻箱R的阻值使电流表G的指针指在满刻度的一半处，即I＝Ig，此时电阻箱上示数如图b所示，则电流表G的内阻Rg＝__________ Ω；
（2）他根据所测出的电流表G的内阻Rg的值，通过计算后，在表头G上串联一个电阻R′，就将电流表G改装成量程0～3 V的电压表V，则这个定值电阻的阻值R′＝__________ Ω；
（3）他再用标准电压表V0对改装的电压表进行校准（如图所示），由于实验中电流表G的内阻Rg存在系统误差，所以在校准过程中，同学会发现改装的电压表的示数总是比标准表的示数__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
15．[8分]干旱季节，农民通过抽水泵抽取地下水灌溉农田。已知抽水泵由电动机、水泵、输水钢管组成，某地下水源距离地表5.55 m深，安装抽水泵时将一根输水钢管竖直打入地底下与地下水源连通，水泵出水口离地表高度为0.45 m，水流由出水口水平喷出时的速度为3 m/s，出水量为4 kg/s。已知电动机额定电压为220 V，水泵的抽水效率为75%，重力加速度g＝10 m/s2。求：
（1）（4分）每秒内水流增加的机械能；
（2）（4分）电动机的输入功率；
（3）（4分）电动机线圈的电阻（保留两位有效数字）。
16．[14分]如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，闭合开关S后，标有“8 V，12 W”的灯泡恰能正常发光，电动机M的内阻R0＝4 Ω，求：
（1）电源的输出功率P出；
（2）10 s内电动机产生的热量Q；
（3）电动机的机械功率。
17．[14分]如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机的内阻r＝0.8Ω，电路中另一电阻R＝5Ω，直流电压U＝160V，理想电压表示数UV＝110V。试求：
（1）通过电动机的电流；
（2）输入电动机的电功率；
（3）若电动机以v＝1m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。（g取10m/s2）
参考答案
1．【答案】B
【解析】此实验利用了电流的热效应,老旧电池的内阻比较大,使得电路中电流较小,电流的热效应不明显,故错误；根据电阻定律,若,材料相同,则电阻率相同,段横截面积最小,段横截面积最大,则段电阻最大,段电阻最小,此实验利用了电流热效应,根据,由于电流相等,段电阻最大,则段的功率最大,段最先燃烧,故正确，错误；用来制作标准电阻的材料,温度变化时,电阻率变化很小,而金属导体的电阻率随温度的变化而变化较大,不可以用锡来制作标准电阻,故错误.
2．【答案】C
【分析】考查电路和电场知识
【详解】，I=neSv，，，联立得E=ρnev。
3．【答案】D
【解析】根据电阻的定义式可知,图像中,图像上的某一点与原点连线的斜率表示电阻的倒数,根据电阻的图线,图像上的点与原点连线的斜率随电流的增大逐渐增大,则电阻的阻值随电流的增大而减小,故错误；根据电阻的图线可得,电阻的阻值,不能用夹角的正切值计算,故错误；在两图线交点处,电压与电流相等,根据欧姆定律可知,、的阻值相等,故错误；电阻的阻值为一定值,根据上述分析可知,在电阻两端加电压时,流过电阻的电流,故正确.
【易错分析】利用伏安特性曲线计算电阻时,图像上的某一点与原点连线的斜率表示电阻的倒数,由于横轴与纵轴的标度不同,因此不能用图线与横轴的夹角的正切值的倒数来计算,本题易误选B.
4．【答案】B
【详解】由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电源外电阻等于内阻时，输出功率最大，把定值电阻看成电源内阻的一部分，由图乙可知，当，时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为，故A错误；由A可知，滑动变阻器的阻值为时与阻值为时消耗的功率相等，有，解得，故B正确；当回路中电流最大时，即时定值电阻R消耗的功率最大，故滑动变阻器消耗功率最大时，定值电阻R消耗功率不是最大，故C错误；当滑动变阻器的阻值为0时，电路中电流最大，最大值为，则调整滑动变阻器RP的阻值，不可以使电源的输出电流达到2A，故D错误。
5．【答案】C
【解析】由于、两灯的额定电压都是,额定功率分别为、,由可知,甲电路中,灯与滑动变阻器并联,则并联部分的总电阻,当灯与并联部分的总电阻相同时,、能同时正常发光,并联电路消耗的功率与灯的额定功率相同,所以甲电路消耗的总功率为；乙电路中,把、两灯并联之后与滑动变阻器串联,当滑动变阻器接入电路的阻值与、两灯并联的总电阻相等时,、可以正常发光,此时滑动变阻器消耗的功率与、两灯额定功率之和相同,所以乙电路消耗的总功率为,由此可知,甲、乙两电路消耗的电功率之比为,正确.
6．【答案】D
【详解】A．根据闭合电路的欧姆定律可得，由图可知，当时，，当时，，代入上式解得，，A错误；
B．结合上述可知，B错误；
C．电源的效率：，代入数据可知，，则有，C错误；
D．当电流为0.25A时，根据图像可知，则有，D正确。选D。
7．【答案】D
【详解】AB．根据闭合电路动态分析的“串反并同法”可知，当电阻箱的阻值R增大时，与R并联电压表的示数增大，与R间接串联电流表的示数减小，A B错误；
C．电动机不是纯电阻，不满足欧姆定律，所以当电动机两端电压变化量为时，其电流的变化量不等于，C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律
可得
则有
可得
D正确。
选D。
8．【答案】D
【详解】
AB．电路稳定时电阻箱分得的电压为零，把电阻箱的阻值调大或调小，电容器两端电压还是等于电源电动势，极板间电场强度不变，电子仍击中Q点，故AB错误；
C．将电容器上极板下移一小段距离，电容器两板间电压不变，距离变小，根据
可知场强变大，偏转距离将变大，而上板又下移，所以粒子将打在上极板上，故C错误；
D．断开开关S，电容器的电荷量不变，将电容器的上极板上移一小段距离，根据
可知电场强度为
不变，电子受力情况不变，则电子电子仍击中Q点，故D正确。
故选D。
9．【答案】AD
【详解】电吹风机消耗的电功率P是总功率，总功率P=IU，故A正确，B错误；电吹风机总的发热功率为P热=I2（R1+R2），由于电吹风机消耗的部分电能转化为机械能，所以电吹风机的总功率大于发热功率，故C错误，D正确.
10．【答案】AD
【详解】在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，电功等于电热，W=UIt=I2Rt，在非纯电阻电路中，电能一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能，电功大于电热，即UIt>I2Rt，故A、D错误，C正确.在任何电路中，电功W=UIt，电热Q=I2Rt，故B正确.本题选不正确的，故选A、D.
11．【答案】BCD
【分析】
当滑动变阻器的滑动触头P滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻变化，外电路总电阻变化，总电流变化，可知路端电压变化，从而两个电压表示数的变化．由闭合电路欧姆定律得知，电压表V3示数的变化量△U3和电流表示数变化量△I的比值等于r，电压表V2示数的变化量△U2和电流表示数变化量△I的比值等于r+R1，由此分析即可．
【详解】
AB.当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，所以电流表A的示数减小，可知路端电压增大，即知电压表V3示数增大，电压表V1的示数减小，电压表V2的示数增大，则知，图线c表示的是电压表V1的示数随电流表示数变化的情况，故A错误，B正确；
C.由闭合电路欧姆定律得：U2=E-I（r+R1），所以，即电压表V2示数的变化量△U2和电流表示数变化量△I的比值等于r+R1，故C正确；
D.由闭合电路欧姆定律得：U3=E-Ir，则，故D正确．
所以BCD正确，A错误．
12．【答案】AD
【详解】AB．当滑动变阻器的滑动触头P向右端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，干路中的电流增大，电源内阻及分担的电压增大，电压表的读数减小，电流表的读数增大，B错误，A正确；
CD．由于电压表的读数减小，由部分电路欧姆定律可得通过的电流减小，则电流表的读数减小，由
可知通过的电流增大，则电压表的读数增大，C错误，D正确。
故选AD。
13．【答案】闭合； 红； 、间断路
【解析】利用多用电表的电压挡分别测量电路中两点间的电压,需要电路是闭合的,这样电表才可能有示数,故测量时开关应闭合.根据多用电表电流“红进黑出”的原则,红表笔应该接触点.、间无示数,说明可能、间短路,或其他部分断路；、间无示数,说明可能、间短路,或其他部分断路；、间有示数,说明可能、间断路,或其他部分短路；、间有示数,说明可能、间断路,或其他部分短路；、间有示数,说明、间可能断路；若电路只存在一处故障,综上所述只能是、间断路.
14．【答案】（1）R1　②105.0　（2）2 895.0　（3）偏小
【详解】（1）按题图a连接的电路，电流表满偏时，电路的总电阻为
R总＝＝＝4 500 Ω
可知滑动变阻器应选择R1；
②由题图b电阻箱的读数为R＝105.0 Ω
由于滑动变阻器接入电路的阻值远大于电阻箱阻值和电流表G的内阻，因此保持滑动变阻器接入电路的阻值不变，可认为电路的总电流保持不变，再闭合开关S2，调节电阻箱R的阻值使电流表G的指针指在满刻度的一半处，即
I＝Ig
则有IRg＝（Ig－I）R
可得Rg＝R＝105.0 Ω
（2）表头G上串联一个电阻R′，电流表G改装成量程0～3 V的电压表V，则有Um＝Ig（Rg＋R′）
解得R′＝－Rg＝2 895.0 Ω
（3）用半偏法测电流表内阻时，由于电阻箱与电流表并联，使得电路总电阻减小，从而总电流变大，设电流表内阻实际值为Rg′，则有Rg′＝（I总－）R>（Ig－）R
可得Rg′>R＝105.0 Ω
可得Rg的测量值偏小，根据R′＝－Rg
可知改装电压表时，串联电阻R′的阻值偏大。校准时，改装电压表与标准电压表并联，两表电压相等，而改装电压表串联电阻R′的阻值偏大，且串联电阻阻值远大于电流表内阻，因此通过改装电压表的电流值偏小，故改装的电压表的示数总是比标准表的示数偏小。
15．【答案】（1）258 J　（2）344 W　（3）35 Ω
【详解】（1）以每秒出水量为研究对象，每秒内水流机械能增加ΔE＝mgh＋mv2
h＝5.55 m＋0.45 m＝6 m
代入数据解得ΔE＝258 J
（2）电动机的输出功率
P出＝＝＝ W＝258 W
电动机的输入功率为P入＝＝ W＝344 W
（3）对电动机，有P入＝P出＋I2r
P入＝UI
代入数据联立解得r＝ Ω≈35 Ω。
16．【答案】（1）16 W；（2）10 J；（3）3 W
【详解】(1)由题意知，并联部分电压为
U＝8 V
故内电压为
U内＝E－U＝2 V
总电流
电源的输出功率
P出＝UI＝16 W
(2)流过灯泡的电流
则流过电动机的电流
I2＝I－I1＝0.5 A
电动机的热功率
P0＝I22R0＝1 W
10s内电动机产生的热量
Q＝P0t＝10 J
(3)电动机的总功率
P＝UI2＝4W
电动机的机械功率
P机＝P－P0＝3W
17．【答案】（1）10A；（2）1100W；（3）102kg
【详解】（1）由电路中的电压关系可得电阻R的分压
UR＝U－UV＝（160－110）V＝50V
流过电阻R的电流
即通过电动机的电流
IM＝IR＝10A
（2）电动机的电压
UM＝UV＝110V
输入电动机的电功率
P电＝IMUM＝1100W
（3）电动机的发热功率
P热＝IM2r＝80W
电动机输出的机械功率
P出＝P电－P热＝1020W
又因
P出＝mgv
所以
第 page number 页，共 number of pages 页
第 page number 页，共 number of pages 页

展开更多......

收起↑