高中物理新教材同步必修第三冊(cè) 章末檢測(cè)試卷(四)同步講義

章末檢測(cè)試卷(四)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題，每小題4分，共32分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1．兩個(gè)小燈泡，分別標(biāo)有“1A4W”和“2A1W”的字樣，則它們均正常發(fā)光時(shí)的電阻阻值之比為()A．2∶1B．16∶1C．4∶1D．1∶16答案B解析由P＝I2R知：R＝eq\f(P,I2)，所以R1∶R2＝eq\f(4,1)∶eq\f(1,4)＝16∶1.2．如圖1所示，R4是由半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻，電阻率隨溫度的升高而減小，電流表是安放在值班室的顯示器，電源兩極之間接一個(gè)報(bào)警器，當(dāng)R4所在處出現(xiàn)火情時(shí)，電流表顯示器的電流I和報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是()圖1A．I變大，U變小B．I變大，U變大C．I變小，U變大D．I變小，U變小答案A解析當(dāng)R4處出現(xiàn)火情時(shí)，R4↓→R總↓→I總↑→U外↓→U并↓→IR3↓?I↑，故A項(xiàng)正確．3．如圖2所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，三個(gè)燈泡亮度的變化情況是()圖2A．L1變亮，L2和L3均變暗B．L1變亮，L2不能確定，L3變暗C．L1變暗，L2和L3均變亮D．L1變亮，L2變亮，L3變暗答案C解析當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，則總電阻減小，總電流增大，所以L3變亮．內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，因?yàn)閁3變大，且路端電壓變小，所以L1變暗．總電流變大，流過L1的電流變小，所以流過L2的電流增大，L2變亮，故C正確．4．電吹風(fēng)機(jī)中有電動(dòng)機(jī)和電熱絲兩部分，已知電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R1，它和阻值為R2的電熱絲串聯(lián)．設(shè)電吹風(fēng)機(jī)工作時(shí)兩端的電壓為U，通過線圈的電流為I，消耗的電功率為P，則下列關(guān)系正確的是()A．P>UI B．P＝I2(R1＋R2)C．U＝I(R1＋R2) D．P>I2(R1＋R2)答案D解析電吹風(fēng)機(jī)中有電動(dòng)機(jī)，而電動(dòng)機(jī)為非純電阻用電器，工作時(shí)將有一部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，P＝UI對(duì)純電阻電路和非純電阻電路都成立，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)非純電阻電路有P>I2(R1＋R2)，U>I(R1＋R2)，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，D正確．5．在研究微型電動(dòng)機(jī)的性能時(shí)，應(yīng)用如圖3所示的實(shí)驗(yàn)電路．閉合開關(guān)S，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.50A和2.0V，重新調(diào)節(jié)R使電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和24.0V，電壓表、電流表均為理想電表，則這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的輸出功率為()圖3A．32WB．44WC．47WD．48W答案A解析電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈的電阻r＝eq\f(U1,I1)＝4Ω，電動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電功率P＝UI＝48W，熱功率為P熱＝I2r＝16W，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P機(jī)＝P－P熱＝32W，選項(xiàng)A正確．6．(2018·天津市六校聯(lián)考)如圖4所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝3V，小燈泡L標(biāo)有“2V0.4W”字樣，開關(guān)S接1，當(dāng)變阻器調(diào)到R＝4Ω時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光；現(xiàn)將開關(guān)S接2，小燈泡L和電動(dòng)機(jī)M均正常工作，則()圖4A．電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為4ΩB．電動(dòng)機(jī)正常工作的電壓為1VC．電源內(nèi)阻為1ΩD．電源總功率為0.4W答案C解析小燈泡的額定電流為I＝eq\f(P,U)＝eq\f(0.4,2)A＝0.2A，電阻為RL＝eq\f(U,I)＝eq\f(2,0.2)Ω＝10Ω；當(dāng)開關(guān)接1時(shí)，由閉合電路歐姆定律可知E＝I(RL＋R＋r)，代入數(shù)據(jù)解得r＝1Ω，選項(xiàng)C正確；當(dāng)開關(guān)接2時(shí)燈泡正常發(fā)光，電流為I＝0.2A，電源內(nèi)阻分得電壓為Ur＝Ir＝0.2×1V＝0.2V，故電動(dòng)機(jī)分得電壓為U機(jī)＝E－U－Ur＝(3－2－0.2)V＝0.8V，故電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻R機(jī)<eq\f(U機(jī),I)＝eq\f(0.8,0.2)Ω＝4Ω，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；電源總功率P＝EI＝3×0.2W＝0.6W，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．7.(2018·邢臺(tái)市高二上期末)在如圖5所示的電路中兩相同的小燈泡原來都發(fā)光，忽然小燈泡A比原來亮了，小燈泡B比原來暗了，則發(fā)生這種現(xiàn)象的故障可能是(電源內(nèi)阻不計(jì))()圖5A．R1斷路 B．R2短路C．R3斷路 D．R4短路答案B解析電阻R1單獨(dú)在一個(gè)支路上，斷路后電路的電阻值變大，因不考慮電源的內(nèi)阻，則燈泡所在的電路兩端的電壓不變，兩個(gè)燈泡的亮度都不變，故A錯(cuò)誤；R2短路，總電阻減小，總電壓不變，故流過A燈的電流增大，A燈變亮，由并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知流過B燈的電流減小，B燈變暗，故B正確；R3斷路，總電阻增大，總電壓不變，故流過A燈的電流減小，A燈變暗，流過B燈的電流增大，B燈變亮，故C錯(cuò)誤；R4短路，總電阻減小，總電壓不變，故流過A、B兩燈的電流都增大，故A、B兩燈都變亮，故D錯(cuò)誤．8．如圖6所示為小燈泡的U－I圖線，若將該小燈泡與一節(jié)電動(dòng)勢(shì)E＝1.5V、內(nèi)阻r＝0.75Ω的干電池組成閉合電路時(shí)，電源的總功率和小燈泡的實(shí)際電功率分別接近以下哪一組數(shù)據(jù)()圖6A．1.5W1.0W B．0.75W0.5WC．0.75W0.75W D．1.5W0.75W答案D解析電源的外電壓與電流的關(guān)系為U＝E－Ir＝1.5－0.75I，作電源的外電壓與電流的關(guān)系圖線，交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電壓U＝0.75V，電流I＝1.0A，則燈泡的實(shí)際功率P＝UI＝0.75W，電源的總功率P總＝EI＝1.5W，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)9.如圖7所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝2V，內(nèi)阻r＝2Ω，兩個(gè)定值電阻均為8Ω，平行板電容器的電容C＝3×10－6F，則()圖7A．開關(guān)斷開時(shí)兩極板間的電壓為eq\f(4,3)VB．開關(guān)斷開時(shí)電容器所帶電荷量為4×10－6CC．開關(guān)接通時(shí)兩極板間的電壓為eq\f(4,3)VD．開關(guān)接通時(shí)電容器所帶電荷量為4×10－6C答案CD解析電容器兩極板間的電壓等于R2兩端的電壓，開關(guān)S斷開時(shí)，電路中的總電流為I＝eq\f(E,R2＋r)＝eq\f(2,8＋2)A＝0.2A，電容器的兩極板間的電壓為U＝IR2＝0.2×8V＝1.6V，此時(shí)電容器所帶電荷量為Q＝CU＝3×10－6×1.6C＝4.8×10－6C，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；開關(guān)接通時(shí)兩定值電阻并聯(lián)，電容器兩極板間的電壓等于路端電壓，電路中的總電流I′＝eq\f(E,R外＋r)＝eq\f(2,4＋2)A＝eq\f(1,3)A，電容器的兩極板間的電壓U′＝I′R外＝eq\f(1,3)×4V＝eq\f(4,3)V，此時(shí)電容器所帶的電荷量Q′＝CU′＝3×10－6×eq\f(4,3)C＝4×10－6C，故選項(xiàng)C、D正確．10．(2019·東北師大附中高二檢測(cè))電源和一個(gè)水平放置的平行板電容器、三個(gè)電阻組成如圖8所示的電路，當(dāng)開關(guān)S閉合后，電容器中有一個(gè)帶電液滴正好處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)將開關(guān)S斷開，則以下判斷正確的是()圖8A．液滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)B．液滴將向上運(yùn)動(dòng)C．電容器上的帶電荷量將減為零D．電容器上的帶電荷量將增大答案BD解析開關(guān)閉合時(shí)，電容器兩極板間的電壓等于電阻R2兩端的電壓，小于電源的電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)斷開開關(guān)，電路穩(wěn)定后，電路中沒有電流，電容器兩極板間電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)，則知電容器兩極板間電壓增大，極板間場(chǎng)強(qiáng)增大，液滴所受電場(chǎng)力增大，則液滴將向上運(yùn)動(dòng)，由于電容器的電壓增大，由公式Q＝CU可知，電容器上的帶電荷量將增大．11．(2018·無錫市江陰四校高二期中)如圖9所示，A和B為豎直放置的平行金屬板，在兩極板間用絕緣線懸掛一帶電小球．開始時(shí)開關(guān)S閉合且滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P在a處，此時(shí)絕緣線向右偏離豎直方向，電源的內(nèi)阻不能忽略，則下列判斷正確的是()圖9A．小球帶正電B．當(dāng)滑動(dòng)觸頭從a向b滑動(dòng)時(shí)，絕緣線的偏角θ變小C．當(dāng)滑動(dòng)觸頭從a向b滑動(dòng)時(shí)，電流計(jì)中有電流，方向從上向下D．當(dāng)滑動(dòng)觸頭停在b處時(shí)電源的輸出功率一定大于滑動(dòng)觸頭在a處時(shí)電源的輸出功率答案ABC解析由題圖知，A板帶正電，B板帶負(fù)電，電容器內(nèi)電場(chǎng)方向水平向右．絕緣線向右偏，電場(chǎng)力向右，則小球帶正電，故A正確．滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí)，R接入電路的阻值變小，外電路總電阻變小，總電流變大，路端電壓U＝E－Ir變小，R1兩端電壓變小，則電容器電壓變小，絕緣線偏角變小，故B正確．滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí)，電容器電壓變小，電容器放電，因A板帶正電，則流過電流計(jì)的電流方向從上向下，故C正確．根據(jù)電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系：當(dāng)外電阻等于內(nèi)阻時(shí)，輸出功率最大．外電阻大于內(nèi)阻時(shí)，外電阻減小，輸出功率增大；外電阻小于內(nèi)阻時(shí)，外電阻減小，輸出功率減?。绢}不知道外電阻與內(nèi)阻大小關(guān)系，故無法比較電源輸出功率的大小，故D錯(cuò)誤．12．(2018·成都外國(guó)語(yǔ)學(xué)校質(zhì)檢)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在同一坐標(biāo)系中，如圖10所示，則下列說法正確的是()圖10A．圖線b表示電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I的變化關(guān)系B．M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的功率為最大輸出功率C．在圖線上A、B、C三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系PA<PB＋PCD．兩個(gè)交點(diǎn)M與N的橫坐標(biāo)之比一定為1∶4，縱坐標(biāo)之比一定為1∶2答案AB解析由電源的總功率、輸出功率和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率表達(dá)式PE＝EI，PR＝EI－I2r，Pr＝I2r，可知，a表示的是電源的總功率隨電流I的變化關(guān)系；b表示的是電源內(nèi)部的發(fā)熱功率隨電流I的變化關(guān)系；c表示輸出功率PR隨電流I的變化關(guān)系，A正確；當(dāng)R＝r時(shí)，輸出功率最大，M點(diǎn)是輸出功率最大的位置，B正確；A、B、C為在a、b、c三條圖線上橫坐標(biāo)相同的三點(diǎn)，因?yàn)橹绷麟娫吹目偣β实扔谳敵龉β屎碗娫磧?nèi)部的發(fā)熱功率之和，所以這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系PA＝PB＋PC，C錯(cuò)誤；M點(diǎn)輸出功率最大，R＝r，IM＝eq\f(E,2r)，IN＝eq\f(E,r)，eq\f(IM,IN)＝eq\f(1,2)，eq\f(PM,PN)＝eq\f(1,4)，D錯(cuò)誤．三、非選擇題(本題共5小題，共52分)13．(5分)(2018·吉林市東豐三中高二上期中)電流表G的滿偏電流Ig＝5mA，內(nèi)阻r＝290Ω，把它改裝成如圖11所示的一個(gè)多量程多用電表，電流、電壓和電阻的測(cè)量都各有兩個(gè)量程．圖11(1)關(guān)于此多用電表，下列說法正確的是________(填字母代號(hào))．A．開關(guān)S接到位置4、5時(shí)是歐姆擋，兩歐姆擋內(nèi)阻相等，只是測(cè)量倍率不同B．開關(guān)S接到位置5、6時(shí)是電壓擋，接到位置6比接到位置5時(shí)的量程大C．無論作什么電表使用，表盤的刻度都是均勻的D．無論作什么電表使用，必須使電流從A表筆流入電表，從B表筆流出電表(2)當(dāng)把開關(guān)S接到位置4時(shí)，先短接A、B進(jìn)行歐姆調(diào)零，而后將一已知阻值為3600Ω的電阻R接到兩表筆間，指針恰好偏轉(zhuǎn)到電流表G滿刻度的eq\f(1,3)處，則該歐姆表的內(nèi)阻為______Ω.答案(1)BD(2分)(2)1800(3分)解析(1)當(dāng)開關(guān)S旋到位置4時(shí)，電流表與電表中的電源相連接，是歐姆擋，開關(guān)接5時(shí)，沒有電源，此時(shí)電阻與電流表串聯(lián)，故為電壓擋，故A錯(cuò)誤；開關(guān)S旋到5串聯(lián)的電阻小于旋到6串聯(lián)的電阻，可知旋到6電流表串聯(lián)的電阻大，電壓表量程大，故B正確；多用電表的歐姆擋表盤刻度是不均勻的，故C錯(cuò)誤；為了讓表頭正向偏轉(zhuǎn)，無論作什么電表使用，必須使電流從A表筆流入電表，從B表筆流出電表，故D正確．(2)將一已知阻值為3600Ω的電阻R接到兩表筆間，根據(jù)閉合電路歐姆定律有eq\f(1,3)Ig＝eq\f(E,R＋R內(nèi))，當(dāng)表筆短接時(shí)有Ig＝eq\f(E,R內(nèi))，聯(lián)立解得R內(nèi)＝1800Ω.14．(10分)(2017·全國(guó)卷Ⅲ)圖12(a)為某同學(xué)組裝完成的簡(jiǎn)易多用電表的電路圖．圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭的滿偏電流為250μA，內(nèi)阻為480Ω.虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連．該多用電表有5個(gè)擋位，5個(gè)擋位為：直流電壓1V擋和5V擋，直流電流1mA擋和2.5mA擋，歐姆×100Ω擋．圖12(1)圖(a)中的A端與________(填“紅”或“黑”)色表筆相連接．(2)關(guān)于R6的使用，下列說法正確的是________(填正確答案標(biāo)號(hào))．A．在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B．使用歐姆擋時(shí)，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C．使用電流擋時(shí)，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置(3)根據(jù)題給條件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω.(4)某次測(cè)量時(shí)該多用電表指針位置如圖(b)所示．若此時(shí)B端是與“1”相連的，則多用電表讀數(shù)為__________；若此時(shí)B端是與“3”相連的，則讀數(shù)為________；若此時(shí)B端是與“5”相連的，則讀數(shù)為____________．(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)答案(1)黑(1分)(2)B(2分)(3)160(2分)880(2分)(4)1.47mA(1分)1.10kΩ(1分)2.94V(1分)解析(1)電流從黑表筆流出多用電表，故A端與黑色表筆相連接．(2)在使用多用電表之前，調(diào)整指針定位螺絲，使電表指針指在表盤左端電流“0”位置，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；使用歐姆擋時(shí)，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置，選項(xiàng)B正確；使用電流擋時(shí)，電阻R6不在閉合電路中，調(diào)節(jié)無效，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．(3)根據(jù)題給條件可知，當(dāng)B端與“2”連接時(shí)，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，此時(shí)為量程1mA的電流擋，由并聯(lián)電路兩支路電流與電阻成反比知，eq\f(Rg,R1＋R2)＝eq\f(1－0.25,0.25)＝eq\f(3,1)，解得R1＋R2＝160Ω.當(dāng)B端與“4”連接時(shí)，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)后再與R4串聯(lián)，此時(shí)為量程1V的電壓擋，表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)后的總電阻為120Ω，兩端電壓為0.12V，則R4兩端電壓為0.88V，由串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比知：R4電阻為880Ω.(4)若此時(shí)B端是與“1”連接的，多用電表作為直流電流表使用，量程為2.5mA，讀數(shù)為1.47mA.若此時(shí)B端是與“3”連接的，多用電表作為歐姆表使用，讀數(shù)為11×100Ω＝1.10kΩ.若此時(shí)B端是與“5”連接的，多用電表作為直流電壓表使用，量程為5V，讀數(shù)為2.94V.15．(10分)如圖13所示，M為一線圈電阻r＝0.4Ω的電動(dòng)機(jī)，R＝24Ω，電源電動(dòng)勢(shì)E＝40V，當(dāng)S斷開時(shí)，理想電流表的示數(shù)I1＝1.6A，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，理想電流表的示數(shù)為I2＝4.0A．求：圖13(1)電源內(nèi)阻r0；(2)開關(guān)S閉合時(shí)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱消耗的功率和轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率；(3)開關(guān)S閉合時(shí)電源的輸出功率和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率．答案(1)1Ω(2)2.5W87.5W(3)144W97.2%解析(1)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，根據(jù)閉合電路的歐姆定律：I1＝eq\f(E,R＋r0)；(1分)代入數(shù)據(jù)解得：r0＝eq\f(E,I1)－R＝(eq\f(40,1.6)－24)Ω＝1Ω.(1分)(2)開關(guān)S閉合后，路端電壓：U＝E－I2r0＝(40－4.0×1)V＝36V(1分)流過R的電流為：IR＝eq\f(U,R)＝1.5A(1分)流過電動(dòng)機(jī)的電流為：I＝I2－IR＝(4.0－1.5)A＝2.5A(1分)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱消耗的功率為：P熱＝I2r＝2.52×0.4W＝2.5W(1分)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率：P機(jī)＝UI－P熱＝87.5W．(1分)(3)開關(guān)S閉合時(shí)電源輸出功率：P＝UI2＝144W(1分)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率：η＝eq\f(P機(jī),UI)×100%＝eq\f(87.5,36×2.5)×100%≈97.2%.(2分)16.(11分)(2018·平頂山市、許昌市、汝州市高二上學(xué)期第二次聯(lián)考)在圖14所示電路中，電源輸出電壓U0恒定，定值電阻r的阻值為5Ω，L為標(biāo)有“3V,1.5W”的小燈泡，滑動(dòng)變阻器的總阻值為30Ω，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P位于變阻器的中點(diǎn)時(shí)，燈泡L恰能正常發(fā)光，此時(shí)理想電壓表的示數(shù)為20.5V．求：圖14(1)電阻Rx的阻值；(2)電源的電壓；(3)此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的功率．答案(1)10Ω(2)24V(3)7.95W解析(1)燈泡L的電阻RL＝eq\f(U\o\al(L2),PL)＝6Ω(1分)燈泡正常發(fā)光時(shí)IL＝eq\f(PL,UL)＝0.5A(1分)L與滑動(dòng)變阻器左端Ra部分并聯(lián)，則Ra的電流Ia＝eq\f(UL,Ra)＝0.2A(1分)通過右端Rb的電流：Ib＝Ia＋I(xiàn)L＝0.7A(1分)電壓表兩端電壓：U＝UL＋I(xiàn)b(Rb＋Rx)(2分)解得：Rx＝10Ω(1分)(2)電源電壓為U0＝U＋I(xiàn)br＝24