2024高考物理一輪復(fù)習(xí)章末檢測8恒定電流含解析新人教版

PAGE10-章末檢測8恒定電流（時間90分鐘滿分100分）一、選擇題（本題共12小題，每小題4分，共48分.在每小題給出的四個選項中，第1～8小題只有一個選項正確，第9～12小題有多個選項正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不選的得0分）1.經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為金屬的電阻源于定向運(yùn)動的自由電子與金屬離子（即金屬原子失去電子后的剩余部分）的碰撞，且金屬導(dǎo)體中通過恒定電流形成了穩(wěn)恒的電場，已知銅的電阻率為ρ，單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)量為n，自由電子的質(zhì)量為m、帶電荷量為e，假設(shè)自由電子和金屬離子碰撞后減速到零，且碰撞時間極短，則銅導(dǎo)線中自由電子連續(xù)兩次與金屬離子碰撞的時間間隔的平均值為（）A.eq\f(2m,nρe) B.eq\f(2m,nρe2)C.eq\f(2ρm,ne2) D.eq\f(2nm,ρe2)解析：設(shè)銅導(dǎo)線的長度為l，橫截面積為S，金屬導(dǎo)線內(nèi)的勻強(qiáng)電場場強(qiáng)為E，則電子定向移動的加速度為a＝eq\f(eE,m)，經(jīng)過時間t獲得的定向移動速度為v＝at＝eq\f(eEt,m)，在時間t內(nèi)的平均速度為eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(1,2)v＝eq\f(eEt,2m)，則由電流微觀表達(dá)式I＝neSeq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(ne2ES,2m)t，由歐姆定律和電阻定律可知ρeq\f(l,S)＝eq\f(U,I)＝eq\f(El,I)，聯(lián)立解得t＝eq\f(2m,nρe2)，B正確. 答案：B2.兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，假如把其中的一根勻稱拉長到原來的2倍，把另一根對折后絞合起來，然后給它們分別加上相同電壓后，則在相同時間內(nèi)通過它們的電荷量之比為（）A.1∶4 B.1∶8C.16∶1 D.1∶16解析：設(shè)原來的電阻為R，其中的一根勻稱拉長到原來的2倍，橫截面積變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，依據(jù)電阻定律，電阻R1＝4R，另一根對折后絞合起來，長度減小為原來的一半，橫截面積變?yōu)樵瓉淼?倍，依據(jù)電阻定律，電阻R2＝eq\f(1,4)R，則兩電阻之比為16∶1，電壓相等，依據(jù)歐姆定律，電流比為1∶16，依據(jù)q＝It知相同時間內(nèi)通過的電荷量之比為1∶16，故D正確，A、B、C錯誤.答案：D3.如圖所示，甲、乙兩電路中電源完全相同，內(nèi)阻不能忽視，電阻R1>R2.圖中電壓表為志向電表，當(dāng)在兩電路中通過相同的電荷量q的過程中，下列關(guān)于兩電路的比較，說法錯誤的是（）甲乙A.R1上產(chǎn)生的熱量比R2上產(chǎn)生的熱量多B.電源內(nèi)部產(chǎn)生熱量較多的是甲電路C.電壓表V1示數(shù)大于電壓表V2示數(shù)D.甲、乙兩電路電源輸出功率可能相等答案：B4.在如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻不行忽視，在調(diào)整可變電阻R的阻值過程中，發(fā)覺志向電壓表的示數(shù)減小，則（）A.R的阻值變大B.路端電壓不變C.干路電流減小D.路端電壓和干路電流的比值減小解析：由題意知，志向電壓表的示數(shù)減小，說明與電壓表并聯(lián)的電阻變小，即可變電阻R接入電路的電阻變小，選項A錯誤；由閉合電路歐姆定律知，電路總電流變大，路端電壓變小，選項B、C錯誤；由于外電路總電阻變小，結(jié)合電阻定義式R＝eq\f(U,I)知，路端電壓和干路電流的比值減小，選項D正確.答案：D5.如圖所示，K1、K2閉合時，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的液滴，靜止在電容器的A、B兩平行金屬板間.現(xiàn)保持K1閉合，將K2斷開，然后將B板向下平移到圖中虛線位置，則下列說法正確的是（）A.電容器的電容增大B.A板電勢比電路中Q點電勢高C.液滴將向下運(yùn)動D.液滴的電勢能增加解析：由平行板電容器電容的確定式可知，板間距離增大，電容減小，A項錯誤；K1、K2閉合時，R1中無電流通過，故B板電勢為零，電容器兩極板電勢差與R2兩端電壓相等，電阻R2下端接地，故Q點與電容器上極板電勢相等.斷開開關(guān)K2，電路結(jié)構(gòu)未發(fā)生改變，Q點電勢不變，電容器所帶電荷量保持不變，B板下移，即板間距離d增大，由C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(εrS,4πkd)可知，d增大，其他物理量保持不變，則兩極板電勢差U增大，B板電勢為零不變，故A板電勢上升，B項正確；由場強(qiáng)與電勢差關(guān)系E＝eq\f(U,d)及eq\f(Q,U)＝eq\f(εrS,4πkd)可知，E＝eq\f(4πkQ,εrS)，故兩極板間場強(qiáng)不變，因此帶電液滴受電場力不變，液滴保持靜止，C項錯誤；依據(jù)U＝Ed知，液滴距離下極板B的距離增大，所以液滴所在位置與B板的電勢差增大，B板電勢為零，故液滴所在位置電勢φ上升，液滴靜止，上極板與電源正極相連，故液滴帶負(fù)電，由Ep＝qφ可知液滴的電勢能降低，D項錯誤.答案：B6.（2024·山東淄博調(diào)研）如圖所示的電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻為R，L1和L2為相同的燈泡，每個燈泡（阻值恒定不變）的電阻和定值電阻相同，阻值均為R，電壓表為志向電表，K為單刀雙擲開關(guān)，當(dāng)開關(guān)由1位置打到2位置時，下列說法中正確的是（）A.L1亮度不變，L2將變暗B.L1將變亮，L2將變暗C.電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率將變小D.電壓表讀數(shù)將變小解析：開關(guān)擲到位置1時，燈泡L1和L2并聯(lián)，并聯(lián)電阻R并＝eq\f(R·R,R＋R)＝eq\f(R,2)，電路總電阻R總＝R＋R＋eq\f(R,2)＝eq\f(5R,2)，干路電流I＝eq\f(E,R總)＝eq\f(2E,5R)，依據(jù)并聯(lián)電路電流與電阻成反比可得流過燈泡L1和L2的電流相等，即I1＝I2＝eq\f(E,5R).開關(guān)擲到2位置時，燈泡L1與定值電阻串聯(lián)，然后與燈泡L2并聯(lián)，并聯(lián)電阻為R′并＝eq\f(（R＋R）R,R＋R＋R)＝eq\f(2R,3)，電路總電阻R′總＝R＋eq\f(2R,3)＝eq\f(5R,3)，干路電流I′＝eq\f(E,R′總)＝eq\f(3E,5R)，依據(jù)并聯(lián)電路電流與電阻成反比可得流過燈泡L1的電流I′1＝I′×eq\f(1,3)＝eq\f(E,5R)，流過燈泡L2的電流I′2＝I′×eq\f(2,3)＝eq\f(2E,5R).據(jù)此推斷，開關(guān)由1位置打到2位置時，流過燈泡L1的電流大小不變，燈泡亮度不變，流過燈泡L2的電流變大，燈泡變亮，所以選項A、B錯誤.總電流變大，電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率變大，選項C錯誤.總電流變大，內(nèi)電壓變大，路端電壓變小，電壓表示數(shù)變小，選項D正確.答案：D7.如圖所示電路中，各燈額定電壓和額定功率分別是：A燈“10V，10W”，B燈“60V，60W”，C燈“40V，40W”，D燈“30V，30W”.在a、b兩端加上電壓后，四個燈都能發(fā)光.比較各燈消耗功率大小，不考慮各燈泡電阻隨電壓的改變，正確的是（）A.PB<PD<PA<PC B.PA>PC>PD>PBC.PB>PD>PC>PA D.PB>PA>PD>PC解析：A燈的電阻RA＝eq\f(Ueq\o\al(2,A),PA)＝eq\f(（10V）2,10W)＝10Ω；B燈的電阻RB＝eq\f(Ueq\o\al(2,B),PB)＝eq\f(（60V）2,60W)＝60Ω；C燈的電阻RC＝eq\f(Ueq\o\al(2,C),PC)＝eq\f(（40V）2,40W)＝40Ω；D燈的電阻R0＝eq\f(Ueq\o\al(2,D),PD)＝eq\f(（30V）2,30W)＝30Ω；設(shè)a到b回路的電流為1A，則IA＝IB＝1A；C、D兩燈并聯(lián)，則UC＝UD，則ICRC＝（1A－IC）RD，解得IC＝eq\f(RD,RC＋RD)＝eq\f(30,40＋30)A＝eq\f(3,7)A，ID＝1A－eq\f(3,7)A＝eq\f(4,7)A，A燈消耗的功率為PA＝Ieq\o\al(2,A)RA＝12×10W＝10W，B燈消耗的功率為PB＝Ieq\o\al(2,B)RB＝12×60W＝60W，C燈消耗的功率為PC＝Ieq\o\al(2,C)RC＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,7)))eq\s\up12(2)×40W≈7.3W，D燈消耗的功率為PD＝Ieq\o\al(2,D)RD＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,7)))eq\s\up12(2)×30W≈9.8W，所以PB>PA>PD>PC，故選項D正確.答案：D8.酒精測試儀用于對機(jī)動車駕駛?cè)藛T是否酒后駕駛及其他嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場檢測，它利用的是二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器，傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的改變而改變.如圖所示，是酒精氣體傳感器的原理電路，因不同的酒精氣體濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻，這樣顯示儀表的指針就與酒精氣體濃度有了對應(yīng)關(guān)系.假如二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器電阻R的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，那么，電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度c之間的對應(yīng)關(guān)系正確的是（）A.c越小，U越大，c與U成反比B.c越小，U越大，c與U不成反比C.c越大，U越大，c與U成正比D.c越大，U越大，c與U不成正比解析：酒精氣體傳感器和定值電阻串聯(lián)在電路中，電壓表測R0兩端的電壓，依據(jù)酒精氣體傳感器的電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，得eq\f(1,R)＝kc（k是比例系數(shù)），依據(jù)歐姆定律得eq\f(U,R0)＝eq\f(E,R0＋R＋r)，聯(lián)立得U＝eq\f(ER0,R0＋\f(1,kc)＋r)，由數(shù)學(xué)學(xué)問知，c越大，U越大，但兩者不成正比，故A、B、C錯誤，D正確.答案：D9.電動汽車是以車載電源為動力，開啟了“綠色出行”的新模式.某電動汽車電源電動勢為400V，內(nèi)阻為0.5Ω，充溢電時儲存的可用電能為64kW·h，汽車運(yùn)行時電源的放電電流為100A，熄火后電源的放電電流為100mA.下列說法正確的是（）A.汽車運(yùn)行時，電源持續(xù)放電的時間可超過1hB.汽車熄火后，電源持續(xù)放電的時間可超過60天C.汽車運(yùn)行時電源的輸出功率為35kWD.汽車運(yùn)行時電源的效率為95%解析：充溢電儲存電能WE＝64kW·h，汽車運(yùn)行時，電源的放電電流為I1＝100A，放電功率P1＝EI1＝400×100W＝40kW，電源持續(xù)放電的時間t1＝eq\f(WE,P1)＝1.6h，超過1h，選項A正確；汽車熄滅后，電源的放電電流為I2＝100mA，放電功率P2＝EI2＝400×0.1W＝0.04kW，電源持續(xù)放電的時間t2＝eq\f(WE,P2)＝1600h，約66.7天，可超過60天，選項B正確；汽車運(yùn)行時電源輸出功率P出＝P1－Ieq\o\al(2,1)r＝40kW－5kW＝35kW，選項C正確；汽車運(yùn)行時電源效率η＝eq\f(P出,P1)×100%＝87.5%，選項D錯誤.答案：ABC10.A、B兩塊正對的金屬板豎直放置，在金屬板A的內(nèi)側(cè)表面系一絕緣細(xì)線，細(xì)線下端系一個帶電小球（可視為點電荷）.兩塊金屬板接在如圖所示的電路中，電路中的R1為光敏電阻（其阻值隨所受光照強(qiáng)度的增大而減小），R2為滑動變阻器，R3為定值電阻.當(dāng)R2的滑片P在中間時閉合開關(guān)S，此時電流表和電壓表的示數(shù)分別為I和U，帶電小球靜止時絕緣細(xì)線與金屬板A的夾角為θ，電源電動勢E和內(nèi)阻r肯定，電表均為志向電表.下列說法中正確的是（）A.無論將R2的滑動觸頭P向a端移動還是向b端移動，θ均不會改變B.若將R2的滑動觸頭P向b端移動，則I減小，U減小C.保持滑動觸頭P不動，用較強(qiáng)的光照耀R1，則小球重新達(dá)到穩(wěn)定后θ變小D.保持滑動觸頭P不動，用較強(qiáng)的光照耀R1，則U改變量的肯定值與I改變量的肯定值的比值不變答案：ACD11.如圖所示，直流電源、滑動變阻器、平行板電容器與志向二極管（正向電阻為0，反向電阻為∞）連接，電源負(fù)極接地.起先時電容器不帶電，閉合開關(guān)S，穩(wěn)定后，一帶電油滴恰能靜止在電容器中的P點.在開關(guān)S保持接通的狀態(tài)下，下列說法正確的是（）A.當(dāng)滑動變阻器的滑片向上滑動時，帶電油滴會向上運(yùn)動B.當(dāng)電容器的上極板向上移動時，帶電油滴會向下運(yùn)動C.當(dāng)電容器的下極板向下移動時，P點的電勢不變D.當(dāng)電容器的下極板向左移動時，P點的電勢會上升解析：帶電油滴恰好靜止，其合力為零，受到豎直向下的重力和豎直向上的電場力，即mg＝qE.當(dāng)滑動變阻器的滑片向上滑動時，其電阻值變大，電容器兩端的電壓U變大，對電容器進(jìn)行充電，兩極板間電場強(qiáng)度E變大，帶電油滴受到的電場力大于重力，會向上運(yùn)動，選項A正確；當(dāng)電容器的上極板向上移動時，極板間距d變大，依據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)＝eq\f(Q,U)，電容器的電荷量Q應(yīng)減小，但由于二極管的單向?qū)щ娦?，電容器只能進(jìn)行充電，不能進(jìn)行放電，故此時，電容器的電荷量Q不變，電場強(qiáng)度E＝eq\f(U,d)＝eq\f(4πkQ,εrS)不變，帶電油滴仍靜止不動，選項B錯誤；同理，當(dāng)電容器的下極板向下移動時，d變大，電場強(qiáng)度E不變，而P點到下極板的距離變大且下極板的電勢不變，故P點電勢上升，選項C錯誤；當(dāng)電容器的下極板向左移動時，S變小，依據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)＝eq\f(Q,U)和二極管的單向?qū)щ娦裕娙萜鞯碾姾闪縌不變，電場強(qiáng)度E＝eq\f(4πkQ,εrS)變大，而P點到下極板的距離不變，故P點電勢上升，選項D正確.答案：AD12.在一次探討性學(xué)習(xí)的試驗探究中，某組同學(xué)分別測繪出一個電源的路端電壓隨電流改變的關(guān)系圖線，還測繪出了一個電阻兩端的電壓隨電流改變的關(guān)系圖線，如圖中AC和OB所示.若把該電阻R接在該電源上構(gòu)成閉合電路（R為唯一用電器），由圖可知（）A.電源的內(nèi)電阻是1.2ΩB.外電阻的電阻值是1.2ΩC.電源的效率是80%D.電源的輸出功率是1.5W解析：由于AC斜率的肯定值表示電源的內(nèi)阻，則r＝eq\f(1.5,5)Ω＝0.3Ω，故A錯誤；由于OB的斜率表示外電阻大小，則R＝eq\f(1.2,1)Ω＝1.2Ω，故B正確；電源的輸出功率P＝IU，U為外電阻兩端電壓，電路中的總電流即為流過外電阻的電流，所以P＝1×1.2W＝1.2W，則電源的效率η＝eq\f(I2R,I2（R＋r）)＝eq\f(1.2,1.2＋0.3)×100%＝80%，C正確，D錯誤.答案：BC二、非選擇題（共52分）13.（14分）圖甲為某同學(xué)家中裝修所用整盤導(dǎo)線的部分參數(shù)，他想利用整盤導(dǎo)線測定該導(dǎo)線的電阻率.由于沒有電壓表，他先將一個內(nèi)阻未知、量程為500μA的微安表進(jìn)行改裝，然后利用伏安法測出該導(dǎo)線的電阻.產(chǎn)品名稱單芯銅線型號名稱BV1.5產(chǎn)品規(guī)格1.5mm2產(chǎn)品顏色紅、黃、藍(lán)、綠、雙色導(dǎo)體材質(zhì)無氧銅絕緣材質(zhì)聚氯乙烯額定電壓450/750V整盤長度100m（±0.5m）甲乙丙該同學(xué)的試驗步驟如下：（1）采納圖乙所示的電路測定微安表的內(nèi)阻.首先斷開S2，閉合S1，調(diào)整滑動變阻器的阻值使微安表滿偏；然后保持滑片不動，閉合S2，調(diào)整電阻箱使微安表的指針半偏，登記此時電阻箱的讀數(shù)，如圖丙所示.假如忽視閉合S2前后電路總阻值的改變，則電流表的內(nèi)阻為_____Ω.（2）若將微安表改裝成量程為3V的電壓表，則須要將微安表與阻值為R＝Ω的定值電阻串聯(lián).（3）若利用伏安法測出該導(dǎo)線的電阻為1.6Ω，則該導(dǎo)線的電阻率ρ＝Ω·m.解析：（1）由試驗原理可知，電流表的內(nèi)阻等于電阻箱的電阻，阻值為RA＝800Ω.（2）若將微安表改裝成量程為3V的電壓表，則須要將微安表與阻值為R＝eq\f(U,Ig)－RA＝eq\f(3,500×10－6)Ω－800Ω＝5200Ω的定值電阻串聯(lián).（3）依據(jù)R＝ρeq\f(L,S)，解得ρ＝eq\f(RS,L)＝eq\f(1.6×1.5×10－6,100)Ω·m＝2.4×10－8Ω·m.答案：（1）800（2）5200（3）2.4×10－814.（18分）某同學(xué)設(shè)計了一個測量金屬絲電阻率的試驗方案，試驗室供應(yīng)的器材有：A.電壓表V；B.電流表A；C.螺旋測微器；D.米尺；E.滑動變阻器RP（5Ω，2A）；F.干電池組；G.一個開關(guān)和導(dǎo)線若干.他進(jìn)行了以下操作：（1）用多用電表粗測金屬絲的阻值.當(dāng)用“×10”擋時發(fā)覺指針偏轉(zhuǎn)角度過大，為了得到比較精確的測量結(jié)果，請從下列選項中挑出合理的步驟，并按（填代碼）的依次正確進(jìn)行操作，最終完成讀數(shù)測量.A.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋“×1Ω”的位置B.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋“×100Ω”的位置C.將兩表筆分別與被測電阻的兩根引線相接，正確讀數(shù)D.將兩表筆短接，重新進(jìn)行歐姆調(diào)零（2）該同學(xué)采納上述合理步驟測量后，表針指示靜止時如圖所示，則金屬絲的阻值約為Ω.（3）依據(jù)本題供應(yīng)的試驗器材，要求測量金屬絲電阻試驗時電壓調(diào)整范圍盡可能大，則滑動變阻器用（選填“限流”或“分壓”）接法.（4）若測得金屬絲直徑為D，接入電路長度為L時，電壓表、電流表示數(shù)分別為U、I，則金屬絲的電阻率ρ＝.解析：（1）因歐姆表刻度不勻稱，歐姆表指針指在歐姆表中值電阻旁邊時讀數(shù)較準(zhǔn)，當(dāng)用“×10Ω”擋時發(fā)覺指針偏轉(zhuǎn)角度過大，說明倍率過大，則要選擇“×1Ω”擋，調(diào)零后再進(jìn)行測量，故試驗依次為ADC.（2）金屬絲的阻值約為R＝1×15Ω＝15Ω.（3）要求測量金屬絲電阻試驗時電壓調(diào)整范圍盡可能大，則滑