2021年高二人教版物理選修3-1練習(xí)冊(cè)：特色專題訓(xùn)練(二)

2021年高二人教版物理選修3-1練習(xí)冊(cè)：特色專題訓(xùn)練（二）一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分.1～7題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，8～10題有多個(gè)選項(xiàng)正確．全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1．如圖Z-2-1所示，R1和R2分別標(biāo)有“2Ω1.0A”和“4Ω0.5A圖Z-2-1A．1.5WB．3.0WC．5.0WD．6.0W2．上海世博會(huì)中國(guó)館的所有門窗都采用LOM-E玻璃，它可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能并儲(chǔ)存起來．國(guó)家館頂上的觀景臺(tái)也引進(jìn)了最先進(jìn)的太陽能薄膜，它能儲(chǔ)藏陽光并利用光電轉(zhuǎn)換將太陽能轉(zhuǎn)化為電能．已知太陽能電池板的開路電壓為800mV，短路電流為40mA.現(xiàn)將該電池板與一阻值為20Ω的電阻連成一閉合電路，下列說法不正確的是()A．電池板的電動(dòng)勢(shì)為800mVB．電池板的內(nèi)阻為20ΩC．閉合電路的路端電壓為800mVD．閉合電路的路端電壓為400mV3．某電子儀器中為了便于調(diào)節(jié)電路中的電流，在它的調(diào)節(jié)部分常將兩個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)使用．如圖Z-2-2所示，已知兩個(gè)滑動(dòng)變阻器分別用不同材料的電阻絲繞在相同的絕緣瓷管上制成，R1的電阻絲的橫截面積是R2的4倍，R2的電阻絲的電阻率是R1的6倍，兩電阻絲長(zhǎng)度相同，測(cè)得R1的最大阻值為20Ω.開始時(shí)兩變阻器接入電路的阻值最大，下面的幾種方法中，能夠既快又準(zhǔn)確地使電流表指針指到要求位置的是()圖Z-2-2A．先調(diào)節(jié)R1，使電流表指針指到要求位置附近，再調(diào)節(jié)R2B．先調(diào)節(jié)R2，使電流表指針指到要求位置附近，再調(diào)節(jié)R1C．同時(shí)調(diào)節(jié)R1和R2，使電流表指針指到要求位置D．交替、反復(fù)調(diào)節(jié)R1和R2，使電流表指針指到要求位置4．在如圖Z-2-3所示的電路中，電源的負(fù)極接地，其電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，C為電容器，A、V為理想電流表和電壓表．在滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭P自a端向b端滑動(dòng)的過程中，下列說法中正確的是()圖Z-2-3A．電壓表示數(shù)變小B．電流表示數(shù)變小C．電容器C所帶電荷量增多D．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)降低5．如圖Z-2-4所示，G是電流表，R1、R2是兩個(gè)可變電阻，調(diào)節(jié)可變電阻R1、R2可以改變電流表G的示數(shù)．當(dāng)M、N間的電壓為6V時(shí)，電流表的指針剛好偏轉(zhuǎn)到最大刻度．將M、N間的電壓改為5V時(shí)，若要使電流表G的指針仍偏轉(zhuǎn)到最大刻度，下列方法中一定可行的是()圖Z-2-4A．保持R1不變，增大R2B．增大R1，減小R2C．減小R1，增大R2D．保持R2不變，減小R16．如圖Z-2-5所示，燈泡A和燈泡B原來都是正常發(fā)光的．現(xiàn)在突然發(fā)現(xiàn)燈泡A比原來暗了些，燈泡B比原來亮了些，則電路中出現(xiàn)的故障可能是()圖Z-2-5A．R3斷路B．R1短路C．R2斷路D．R1、R2同時(shí)短路7．硅光電池是一種太陽能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)．如圖Z-2-6所示，圖線a是該電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖線(電池內(nèi)阻不是常數(shù))，圖線b是某電阻R的U-I圖線．在該光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時(shí)，硅光電池的內(nèi)阻為()圖Z-2-6A．8.0ΩB．10ΩC．12ΩD．12.5Ω8．關(guān)于多用電表表盤上的刻度線，下列說法中正確的是()A．直流電流刻度線和直流電壓刻度線都是均勻的，可以共用一刻度B．電阻刻度是不均勻的C．電阻刻度上的零刻度線與直流電流的最大刻度線相對(duì)應(yīng)D．電阻刻度上的零刻度線與直流電流的最大刻度線不對(duì)應(yīng)9．如圖Z-2-7所示，將兩個(gè)相同的電流計(jì)分別改裝成電流表A1(量程3A)和電流表A2(量程0.6A)圖Z-2-7A．A1的指針還沒有滿偏時(shí)，A2的指針已經(jīng)滿偏B．A1的指針半偏時(shí)，A2的指針也半偏C．A1的讀數(shù)為1A時(shí)，A2D．A1的讀數(shù)為1A10．如圖Z-2-8所示，直線A為電源的U-I圖線，直線B和C分別為電阻R1、R2的U-I圖線，用該電源分別與R1、R2組成閉合電路時(shí)，電源的輸出功率分別為P1、P2，電源的效率分別為η1、η2，則()圖Z-2-8A．P1＞P2B．P1＝P2C．η1＞η2D．η1第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、實(shí)驗(yàn)題(本題共4小題，第11、12題各8分，第13、14題各10分，共36分)圖Z-2-911．在“測(cè)定一根粗細(xì)均勻的合金絲Rx的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中：(1)利用螺旋測(cè)微器測(cè)定合金絲的直徑，示數(shù)如圖Z-2-9所示，則可讀得合金絲的直徑為________mm.(2)待測(cè)合金絲Rx的電阻約為5Ω.提供的儀器有：A．電壓表V(內(nèi)阻約為10kΩ，量程為3V)B．電流表A1(內(nèi)阻約為3Ω，量程為0.6C．電流表A2(內(nèi)阻約為0.1Ω，量程為3D．滑動(dòng)變阻器R(阻值為0～5Ω，額定電流為2E．電源E(電動(dòng)勢(shì)為5V，內(nèi)阻為1Ω)F．一個(gè)開關(guān)、若干導(dǎo)線①要求較準(zhǔn)確地測(cè)出其阻值，電流表應(yīng)選________．(填序號(hào))②某同學(xué)利用以上儀器，按圖Z-2-10連接實(shí)驗(yàn)線路，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)的變化范圍較窄，現(xiàn)請(qǐng)你用筆在圖Z-2-10中畫一條線對(duì)電路進(jìn)行修改，使電流表示數(shù)的變化范圍變寬．圖Z-2-10③修改后的電路其測(cè)量結(jié)果比真實(shí)值偏________．(選填“大”或“小”)12．需要組裝一個(gè)單量程的歐姆表，所給電源的電動(dòng)勢(shì)為3.0V，內(nèi)阻可忽略不計(jì)，其他可供選擇的主要器材有：A．電流表A1(量程0～300μA，內(nèi)阻3000Ω)B．電流表A2(量程0～3mA，內(nèi)阻500Ω)C．變阻器R1(阻值范圍0～300Ω)D．變阻器R2(阻值范圍0～800Ω)(1)在方框內(nèi)完成組裝歐姆表的電路圖(要標(biāo)明所選器材的代號(hào)，如A1)；圖Z-2-11(2)電流表的表盤刻度分為三等分大格，如圖Z-2-11所示，其中0為電流表的零刻度，則該單量程歐姆表按正確的方法組裝完成后，刻度C表示的電阻值為________Ω，刻度B表示的電阻值為________Ω.13．xx年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了赤崎勇、天野浩以及中村修二，以表彰他們發(fā)明了一種新型高效節(jié)能光源——藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)．發(fā)光二極管(LED)具有單向?qū)щ娦?，正向電阻較小，反向電阻很大．某同學(xué)想借用“測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線”的方法來研究發(fā)光二極管的伏安特性．(1)實(shí)驗(yàn)先判斷發(fā)光二極管的正、負(fù)極，該同學(xué)使用多用電表歐姆擋的“×1k”擋來測(cè)量二極管的電阻，紅、黑表筆分別與二極管的“長(zhǎng)腳”和“短腳”接觸，發(fā)現(xiàn)指針幾乎不動(dòng)．調(diào)換接觸腳后，指針的讀數(shù)為7800Ω.用圖Z-2-12甲所示的電路測(cè)量發(fā)光二極管的正向伏安特性，則發(fā)光二極管的“長(zhǎng)腳”應(yīng)與圖乙中的________(選填“a”或“b”)端連接．圖Z-2-12(2)按圖甲的電路圖將圖乙中的實(shí)物連線補(bǔ)充完整．(3)該同學(xué)測(cè)得發(fā)光二極管的正向U-I圖線如圖Z-2-13所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電壓表示數(shù)U＝0.95V時(shí)，發(fā)光二極管開始發(fā)光．那么請(qǐng)你判斷圖Z-2-12甲狀態(tài)下發(fā)光二極管________(選填“發(fā)光”或“不發(fā)光”)，并說明理由：________________________________________________________________________.圖Z-2-1314．在“測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電源為干電池a(電動(dòng)勢(shì)E1約為1.5V，內(nèi)阻r1約為1Ω)和水果電池b(電動(dòng)勢(shì)E2約為1V，內(nèi)阻r2約為1000Ω)．圖Z-2-14(1)電路如圖Z-2-14甲所示，下列選擇正確的是________．A．測(cè)定a、b時(shí)，S2均接1B．測(cè)定a、b時(shí)，S2均接2C．測(cè)定a時(shí)，S2表接1，測(cè)試b時(shí)，S2表接2D．測(cè)定a時(shí)，S2表接2，測(cè)試b時(shí)，S2表接1(2)現(xiàn)有下列器材：A．電壓表V(量程0～15V，內(nèi)阻約為3kΩ)B．電流表A1(量程0～0.6A，內(nèi)阻約為1C．電流表A2(量程0～1mA，內(nèi)阻為r＝100Ω)D．定值電阻R1(1900Ω)E．滑動(dòng)變阻器R2(0～10Ω)F．滑動(dòng)變阻器R3(0～1000Ω)G．開關(guān)S1、S2，導(dǎo)線若干①甲同學(xué)用上述器材測(cè)干電池a，應(yīng)選用的器材有______．(填字母代號(hào))②乙同學(xué)找來一電阻箱，結(jié)合電流表用如圖乙所示電路對(duì)水果電池b進(jìn)行測(cè)量．測(cè)得多組數(shù)據(jù)，作出eq\f(1,I2)-R圖像如圖丙所示，則水果電池b的電動(dòng)勢(shì)E2＝________V，內(nèi)阻r2＝________Ω.三、計(jì)算題(本題共2小題，每小題12分，共24分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和主要的演算步驟)15．一臺(tái)電風(fēng)扇，電動(dòng)機(jī)的線圈內(nèi)阻為20Ω，接上220V的電壓后正常工作，消耗的功率為66W，問：(1)電風(fēng)扇正常工作時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流是多少？(2)電風(fēng)扇正常工作時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率是多少？轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率是多少？電動(dòng)機(jī)的效率是多少？(3)如果接上電源后，電風(fēng)扇的風(fēng)葉被卡住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率和發(fā)熱功率分別是多少？16．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種測(cè)定風(fēng)力的裝置，其原理如圖Z-2-15所示，迎風(fēng)板與一輕彈簧的一端N相接，穿在光滑的金屬桿上．彈簧是由絕緣材料制成的，其勁度系數(shù)k＝1300N/m，自然長(zhǎng)度L0＝0.5m．均勻金屬桿用電阻率較大的合金制成，工作時(shí)迎風(fēng)板總是正對(duì)著風(fēng)吹來的方向．電路中左端導(dǎo)線與金屬桿M端相連，右端導(dǎo)線接在N點(diǎn)并可隨迎風(fēng)板在金屬桿上滑動(dòng)，且與金屬桿接觸良好．限流電阻的阻值R＝1Ω，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝12V，內(nèi)阻r＝0.5Ω.合上開關(guān)，沒有風(fēng)吹時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)，電壓表的示數(shù)U1＝3.0V；如果某時(shí)刻由于風(fēng)吹使迎風(fēng)板向左壓縮彈簧，電壓表的示數(shù)變?yōu)閁2＝2.0V(1)金屬桿單位長(zhǎng)度的電阻；(2)此時(shí)作用在迎風(fēng)板上的風(fēng)力．圖Z-2-15

特色專題訓(xùn)練(二)1．A[解析]串聯(lián)電路各用電器電流相同，允許的最大電流等于0.5A，由P＝I2R可得，R1和R2的功率分別為0.5W、1W，選項(xiàng)A2．C[解析]太陽能電池板的電動(dòng)勢(shì)等于開路電壓，即E＝800mV，選項(xiàng)A正確；內(nèi)阻r＝eq\f(E,Im)＝20Ω，選項(xiàng)B正確；將其與20Ω的電阻連成一閉合電路，路端電壓為400mV，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確．3．B[解析]由電阻定律可得R2＝24R1＝480Ω，R1相對(duì)R2較小，R2是粗調(diào)，R1是微調(diào)，即先調(diào)節(jié)R2，使電流表指針指到要求位置附近，再調(diào)節(jié)R1，選項(xiàng)B正確．4．D[解析]在滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭P自a端向b端滑動(dòng)的過程中，R3的有效阻值變小，可知電壓表的示數(shù)變大，電流表的示數(shù)變大，R2兩端的電壓減小，電容器帶的電荷量減少，又因R3兩端電壓等于R2兩端電壓，故a點(diǎn)電勢(shì)降低，選項(xiàng)D正確．5．B[解析]M、N間的電壓改為5V時(shí)，R1兩端的電壓將減?。@時(shí)若想讓電流表再偏轉(zhuǎn)到最大刻度，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)，若保持R1不變，必須減小R2，或保持R2不變，必須增大R1，也可以增大R1，同時(shí)減小R2.選項(xiàng)B正確．6．C[解析]若R3斷路，總電阻變大，總電流減小，U內(nèi)＝I總r減小，故U路＝E－U內(nèi)增大，燈泡A、B均變亮，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若R1短路，總電阻變小，總電流增大，路端電壓減小，故通過R3的電流減小，通過燈泡A的電流增大，燈泡A變亮，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若R1、R2同時(shí)短路，則燈泡B被短路，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；若R2斷路，總電阻增大，總電流減小，路端電壓增大，通過R3的電流增大，故通過燈泡A的電流減小，燈泡A、R1的總電壓減小，燈泡B兩端電壓增大，故燈泡A變暗，燈泡B變亮，選項(xiàng)C正確．7．A[解析]由閉合電路歐姆定律得U＝E－Ir，當(dāng)I＝0時(shí)，E＝U，由a與縱軸的交點(diǎn)讀出電動(dòng)勢(shì)為E＝3.6V．根據(jù)兩圖線交點(diǎn)處的狀態(tài)可知，電阻R兩端的電壓為2V，通過電阻R的電流為0.2A，則內(nèi)阻r＝eq\f(3.6－2,0.2)Ω＝8Ω.選項(xiàng)A正確．8．ABC[解析]電流表和電壓表刻度線均勻，零刻度線在左側(cè)，最大刻度線在右側(cè)，左側(cè)的零刻度線與歐姆表無窮大重合，右側(cè)的最大刻度線與歐姆表零刻度線重合，歐姆表從右向左讀數(shù)且刻度不均勻．選項(xiàng)A、B、C正確．9．BD[解析]電流計(jì)改裝成電流表，是用一小阻值的電阻與電流計(jì)并聯(lián)，量程不同，并聯(lián)的電阻不同．因是兩個(gè)相同的電流計(jì)改裝成不同的電流表，且并聯(lián)接入電路，所以兩電流計(jì)兩端電壓相等，即它們的指針偏轉(zhuǎn)總是相同，所以選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．因兩電流表指針偏轉(zhuǎn)相同，但讀數(shù)不同，當(dāng)A1的讀數(shù)為1A時(shí)，即偏轉(zhuǎn)eq\f(1,3)，A2也偏轉(zhuǎn)eq\f(1,3)，所以A2的讀數(shù)為0.2A，因此選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確．10．BC[解析]由直線A與直線B和C的交點(diǎn)可得電壓、電流的數(shù)值，則輸出功率P1＝P2＝UI＝8W，選項(xiàng)B正確；由直線B和C可得電阻R1＞R2，效率η＝eq\f(P出,P總)＝eq\f(R,R＋r)，則η1＞η2，選項(xiàng)C正確．11．(1)0.608(0.607～0.609均對(duì))(2)①B②如圖所示③小[解析](1)由螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則知該合金絲的直徑為0.5mm＋10.8×0.01(2)①由于被測(cè)電阻約為5Ω，電源電動(dòng)勢(shì)為5V，內(nèi)阻為1Ω，則電路中出現(xiàn)的最大電流約為0.8A，如果選擇量程為3A的電流表，誤差太大，故電流表應(yīng)選擇量程為0.6A的．②原電路圖中滑動(dòng)變阻器是限流接法，電路的電流變化范圍小，加一條導(dǎo)線連接，讓滑動(dòng)變阻器起分壓作用，被測(cè)電路中電流變化范圍變大．③被測(cè)電阻值Rx＝eq\f(U,I)，由于電壓表分流，故I>I真12．(1)如圖所示(2)0500[解析](1)若用A1，則R1總＝eq\f(E,I1m)＝eq\f(3,300×10－6)Ω＝1×104Ω，可知無論串聯(lián)R1還是R2，都不能滿足要求，所以A1不可選；若用A2，則R2總＝eq\f(E,I2m)＝eq\f(3,3×10－3)Ω＝1×103Ω，可知串聯(lián)R2可滿足要求．(2)刻度C為滿偏時(shí)的外電阻值，為0，B的電流為2mA，此時(shí)的外電阻為RX，由閉合電路歐姆定律得I＝eq\f(E,RA＋R′2＋RX)，其中R′2＝500Ω，得RX＝500Ω.13．(1)b(2)如圖所示(3)發(fā)光由U-I圖線知，阻值為7800Ω時(shí)對(duì)應(yīng)的工作電壓約為1.20V，超過二極管的發(fā)光電壓，故二極管發(fā)光[解析](1)紅、黑表筆分別與二極管兩腳(“長(zhǎng)腳”和“短腳”)接觸，發(fā)現(xiàn)指針幾乎不動(dòng)，可知“長(zhǎng)腳”為正極，在“測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)電路中，二極管的“長(zhǎng)腳”應(yīng)接正極，與圖甲中的b端連接．(3)作一條過原點(diǎn)的直線，直線的斜率為7.8V/mA，直線與U-I圖線的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值為甲狀態(tài)下二極管兩端的電壓，該電壓大于0.95V時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)光．14．(2)(1)D(2)①BCDEG②1.0900[解析](1)因電池a內(nèi)阻較小，測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)應(yīng)選用電流表內(nèi)接法，即S2接2；電池b內(nèi)阻很大，測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)應(yīng)選用電流表外接法，即S2接1.(2)①電池a電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，電壓表V量程15V太大，應(yīng)選用電流表與定值電阻串聯(lián)改裝為電壓表使用，即電流表A2與定值電阻R1串聯(lián)，改裝后的電壓表的量程為U0＝Ig2(R1＋r)＝2V；電流表選用A1(量程0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω)，電路中的最大電阻約為Rmax＝eq\f(E,Imin)＝eq\f(1.5V,0.2A)＝7.5Ω，滑動(dòng)變阻器選用R2(0～10Ω)．②由閉合電路歐姆定律得E2＝I2(R＋r＋r2)，整理得eq\f(1,I2)＝eq\f(1,E2)·R＋eq\f(r＋r2,E2)，圖像斜率k＝eq\f(1,E2)，縱軸截距b＝eq\f(r＋r2,E2)，由圖像知k＝eq\f(1,1000)mA－1·Ω－1＝1V－1，b＝1mA－1，解得E2＝1.0V，r2＝900Ω.15．(1)0.3A(2)64.2W1.8W97.3%(3)2420W2420[解析](1)用電器總功率是輸入電壓和電流的乘積，即P＝UI，所以I＝eq\f(P,U)＝eq\f(66,220)A＝0.3A.(2)由于電風(fēng)扇是非純電阻用電器，其消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，另一部分在電阻上轉(zhuǎn)化