2021屆高中物理新教材同步必修第三冊 第11章 培優(yōu)綜合練(三)

培優(yōu)綜合練(三)一、選擇題1．(2018·上海市延安中學期末)如圖1所示，兩圖線分別為A、B兩電阻的U－I圖像，關(guān)于兩電阻的描述正確的是()圖1A．電阻A的阻值隨電流的增大而減小，電阻B的阻值不變B．在兩圖線交點處，電阻A的阻值等于電阻B的阻值C．在兩圖線交點處，電阻A的阻值大于電阻B的阻值D．在兩圖線交點處，電阻A的阻值小于電阻B的阻值答案B解析由題圖可知，電阻A的阻值隨電流的增大而增大，電阻B的阻值不變，選項A錯誤；在兩圖線的交點，電流和電壓均相同，則由歐姆定律可知，兩電阻的阻值大小相等，選項B正確，C、D錯誤．2．兩根完全相同的金屬裸導線，如果把一根導線對折起來當一個電阻(R1)使用，把另一根均勻地拉伸到原來長度的2倍當電阻(R2)使用，假如它們的密度和電阻率不發(fā)生變化，則第一個電阻R1與第二個電阻R2的比值為()A．1∶4 B．1∶8C．1∶16 D．1∶32答案C解析設原來的導線電阻為R，其中的一根對折起來，橫截面積變?yōu)樵瓉淼?倍，長度變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，根據(jù)電阻定律，電阻R1＝eq\f(R,4)；另一根均勻地拉伸到原來長度的2倍，長度變?yōu)樵瓉淼?倍，橫截面積變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，根據(jù)電阻定律，電阻R2＝4R，則R1與R2之比為1∶16.3．有一電流表內(nèi)阻為10Ω，滿偏電流為500mA，要把它改裝成量程是3A的電流表．正確的方法是()A．應串聯(lián)一個2Ω的電阻 B．應并聯(lián)一個2Ω的電阻C．應串聯(lián)一個60Ω的電阻 D．應并聯(lián)一個60Ω的電阻答案B解析電流表滿偏電壓U＝IgRg＝0.5×10V＝5V，應并聯(lián)電阻R＝eq\f(U,I－Ig)＝eq\f(5,3－0.5)Ω＝2Ω，選項B正確．4．(多選)(2018·中山一中期末)經(jīng)典的氫原子模型中，電子繞核運動可以看作一環(huán)形電流．設氫原子中的電子繞原子核在半徑為r的軌道上運動，用e表示電荷量，m表示電子的質(zhì)量，k為靜電力常量．則()A．電子運動的速率為v＝e

eq\r(\f(k,mr))B．電子運動的周期為T＝eq\f(2πr,e)

eq\r(\f(m,k))C．電子運動形成的電流I＝eq\f(e2,2πr)

eq\r(\f(k,mr))D．電子運動形成的電流I＝eq\f(e,2πr)

eq\r(\f(k,mr))答案AC解析氫原子的原子核對電子的作用力充當電子做圓周運動的向心力，則eq\f(ke2,r2)＝meq\f(v2,r)，解得v＝e

eq\r(\f(k,mr))，故A正確；電子運動的周期T＝eq\f(2πr,v)＝eq\f(2πr,e)

eq\r(\f(mr,k))，故B錯誤；電子運動形成的電流I＝eq\f(e,T)＝eq\f(e2,2πr)

eq\r(\f(k,mr))，故C正確，D錯誤．5．(2018·亳州市高二期末)如圖2所示是一個小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖，則根據(jù)小燈泡的伏安特性曲線可判定下列說法中正確的是()圖2A．小燈泡的電阻隨著所加電壓的增加而減小B．當小燈泡兩端電壓為1V時，其阻值為0.202ΩC．小燈泡燈絲的電阻率隨著燈絲溫度的升高而減小D．如果把兩個這種相同的燈泡串聯(lián)后，接到電壓恒為4V的電源上，則流過每個小燈泡的電流為0.3A答案D解析由題圖可知，圖中電流隨電壓的增大而增大，每一點與坐標原點連線的斜率表示該點電阻的倒數(shù)，故可知小燈泡的電阻隨電壓的增大而增大，電阻率隨著燈絲溫度的升高而增大，故A、C錯；當小燈泡兩端電壓為1V時，電流為0.2A，則其阻值為R＝eq\f(U,I)＝eq\f(1,0.2)Ω＝5Ω，故B錯；如果把兩個這種相同的燈泡串聯(lián)后，接到電壓恒為4V的電源上，則每個燈泡兩端的電壓為2V，由題圖可知對應的電流為0.3A，故D對．6．(2018·上海交大附中期末)如圖3所示為某收音機內(nèi)一部分電路元件的電路圖，各個電阻的阻值都是1Ω，AC間接一只內(nèi)阻忽略不計的電流表，若將該部分與收音機的其他電路剝離出來，并在A、B兩點間加6V的恒定電壓，則電流表的示數(shù)是()圖3A．3AB．2AC．1AD．0答案B解析由題圖可知這三個電阻連接方式為下面兩個電阻并聯(lián)后與上面的一個電阻串聯(lián)，故電路的總電阻為1Ω＋0.5Ω＝1.5Ω，電路的總電流為4A，而電流表測量的是并聯(lián)電路中一個支路的電流，故電流表的示數(shù)為2A，選項B正確．7．(2018·六安一中期中)如圖4所示，電阻R1、R2串聯(lián)在電壓為12V的電路中，R1＝6kΩ，R2＝3kΩ.當用電阻不是遠大于R1和R2的電壓表0～3V量程測量R2兩端的電壓時，電壓表的讀數(shù)是3V；當用該電壓表0～15V量程測量R1兩端的電壓時，電壓表的讀數(shù)為()圖4A．9VB．8VC．7.5VD．6V答案C解析設0～3V量程的電壓表的內(nèi)阻為RV，依據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律有R1＝3eq\f(R2RV,R2＋RV)，解得RV＝6kΩ；根據(jù)電壓表的改裝原理可知0～15V量程的電壓表的內(nèi)阻為RV′＝30kΩ，所以當用該電壓表0～15V量程測量R1兩端的電壓時，R并＝5kΩ，電壓表的讀數(shù)為7.5V，所以選項C正確．8．(2018·湖北孝感一中期中)如圖5所示的電路電源電壓為U＝8V，兩定值電阻的阻值R1∶R2＝3∶5，電容大小為C＝200μF，當電路接通一段時間后，電容器所帶的電荷量為()圖5A．1×10－3C B．6×10－3CC．6×10－4C D．1.6×10－3C答案A解析由題中電路圖可知，兩定值電阻串聯(lián)，由串聯(lián)電路的特點可知，兩定值電阻兩端的電壓與電阻成正比，則U1∶U2＝R1∶R2＝3∶5，又U1＋U2＝8V，所以U1＝3V，U2＝5V；電容器兩極板之間的電壓等于阻值為R2的定值電阻兩端的電壓，所以UC＝U2＝5V，所以Q＝CU2＝1×10－3C，A正確．9.(多選)(2018·天津三中期末)如圖6所示的電路中，由于某一電阻發(fā)生短路或斷路，使A燈變暗，B燈變亮，則故障可能是()圖6A．R1短路B．R2斷路C．R3斷路D．R4短路答案BC解析由于A燈串聯(lián)于干路中，且故障發(fā)生后A燈變暗，可知電路中總電流變小，即電路總電阻變大，由此推知，故障應為某一電阻斷路，排除選項A、D.若R2斷路，R1和B燈所在支路的電壓增大，而R2的斷路又使B燈分得的電壓增大，故B燈變亮，推理結(jié)果與現(xiàn)象相符，故選項B可能；若R3斷路，引起與之并聯(lián)的支路(即R1所在支路)中的電流增大，B燈中分得的電流變大，B燈變亮，故選項C可能．10．(2018·重慶一中期末)有兩個同種材料制成的導體，兩導體是橫截面為正方形的柱體，柱體高均為h，大柱體橫截面邊長為a，小柱體橫截面邊長為b，現(xiàn)將大小柱體串聯(lián)接在電壓為U的電源上，已知通過導體電流方向如圖7所示，大小為I，則導體電阻率()圖7A．ρ＝eq\f(Uha,Ia＋b) B．ρ＝eq\f(hU,2I)C．ρ＝eq\f(2Uha,Ia＋b) D．ρ＝eq\f(Uha－b,Ia＋b)答案B解析由電阻定律可知R＝eq\f(ρl,S)，則兩導體的電阻Ra＝Rb＝eq\f(ρ,h)，兩導體串聯(lián)，分壓相等，即兩導體兩端的電壓均為eq\f(U,2)，由歐姆定律可知Ra＝eq\f(U,2I)＝eq\f(ρ,h)，解得ρ＝eq\f(hU,2I)，選項B正確，A、C、D錯誤．二、非選擇題11．(2018·新鄉(xiāng)市高二期末)某實驗小組利用圖8甲所示電路進行一些實驗操作，所用的器材有：多用電表、電壓表(量程為5V)、滑動變阻器、導線若干．回答下列問題：(1)將圖甲中多用電表的紅表筆和________(選填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端；(2)將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當位置，使用多用電表歐姆“×1k”擋正確測量時的示數(shù)如圖乙所示，這時電壓表的示數(shù)如圖丙所示，多用電表和電壓表的示數(shù)分別為________kΩ和________V.圖8答案(1)2(2)153.50解析(1)多用電表電阻擋內(nèi)部電源接法為紅負黑正，電流從紅表筆流入多用電表，從黑表筆流出多用電表；電流從電壓表正接線柱流入，故紅表筆接觸2，黑表筆接觸1.V.12．(2020·山東等級考模擬卷)某同學為了測量一根鉛筆芯的電阻率，設計了如圖9甲所示的電路測量該鉛筆芯的電阻值．所用器材有電流表A1、A2，電阻箱R1、滑動變阻器R2、待測鉛筆芯Rx、電源E、開關(guān)S及導線等．操作步驟如下：調(diào)節(jié)滑動變阻器和電阻箱的阻值達到最大；閉合開關(guān)，適當調(diào)節(jié)滑動變阻器和電阻箱的阻值，記錄兩個電流表A1、A2的示數(shù)分別為I1、I2.圖9請回答以下問題：(1)若電流表的內(nèi)阻可忽略，則電流表示數(shù)I2＝________I1時，電阻箱的阻值等于待測鉛筆芯的電阻值．(2)用螺旋測微器測量該鉛筆芯的直徑，螺旋測微器的示數(shù)如圖乙所示，該鉛筆芯的直徑為________mm.(3)已測得該鉛筆芯的長度L＝20.00cm，電阻箱R1的讀數(shù)為5.00Ω，根據(jù)上面測量的數(shù)據(jù)可計算出鉛筆芯的電阻率ρ＝________Ω·m.(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)(4)若電流表A2的內(nèi)阻不能忽略，仍利用(1)中方法，則鉛筆芯電阻的測量值________真實值(填“大于”“小于”或“等于”)．答案(1)eq\f(1,2)(2)1.000(3)1.96×10－5(4)小于解析(1)由并聯(lián)電路特點可知，當I2＝eq\f(1,2)I1時，電阻箱的阻值與待測鉛筆芯的阻值相等；(2)螺旋測微器的讀數(shù)為1.000mm；(3)由公式R＝ρeq\f(L,S)計算，鉛筆芯的電阻率為1.96×10－5Ω·m；(4)電流表A2的內(nèi)阻不能忽略時，電流表A2與電阻箱的電阻之和等于待測鉛筆芯的電阻，即鉛筆芯電阻的測量值小于真實值．13．如圖10所示的并聯(lián)電路，已知定值電阻R1＝2Ω、R2＝3Ω、R3＝4Ω.圖10(1)若流過定值電阻R1的電流大小為I1＝3A，則流過電流表的電流大小為多少？(2)若流過電流表的電流大小為I＝3A，則流過三個定值電阻的電流大小分別為多少？答案(1)6.5A(2)eq\f(18,13)Aeq\f(12,13)Aeq\f(9,13)A解析(1)由歐姆定律得R1兩端的電壓為U1＝I1R1＝3×2V＝6VR1、R2、R3并聯(lián)，三者兩端電壓應相等U1＝U2＝U3，R2中的電流為I2＝eq\f(U2,R2)＝eq\f(6,3)A＝2AR3中的電流為I3＝eq\f(U3,R3)＝eq\f(6,4)A＝1.5A則流過電流表的電流I總＝I1＋I2＋I3＝6.5A(2)因R1、R2、R3并聯(lián)，則有eq\f(1,R總)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋eq\f(1,R3)＝eq\f(13,12)Ω－1R總＝eq\f(12,13)Ω所以U＝IR總＝eq\f(36,13)VI1′＝eq\f(U,R1)＝eq\f(18,13)AI2′＝eq\f(U,R2)＝eq\f(12,13)AI3′＝eq\f(U,R3)＝eq\f(9,13)A.14．(2019·青島二中期中)在如圖11所示的電路中，定值電阻R1＝2Ω、R2＝3Ω，滑動變阻器的最大阻值為R＝5Ω，電流表的內(nèi)阻不計．如果電路兩端接有U＝6.3V的電壓，試分析當滑片P由最上端向下滑動到最下端的過程中，電流表示數(shù)的變化．圖11答案電流表示數(shù)從3.94A減小到2.52A再增大到3A解析設P、a間電阻為Ra，則混聯(lián)電路總電阻：R總＝eq