人教版高中物理必修第三冊第十一章電路及其應(yīng)用質(zhì)量評估練習(xí)含答案

第十一章質(zhì)量評估(時間:75分鐘滿分:100分)一、單項選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的.1.飛機在空中飛行時,其表面因不斷與空氣摩擦而帶電.某次飛行中,0.5s內(nèi)飛機表面的電荷量增加約17μC,此過程中形成的電流約為()A.34mA B.34μA C.8.5mA D.8.5μA答案:B2.甲、乙、丙、丁是四個長度、橫截面積均相同的金屬導(dǎo)體,某同學(xué)對它們各進行了一次測量,把通過每個導(dǎo)體的電流和其兩端的電壓在I-U坐標系中描點,如圖所示,四個導(dǎo)體中電阻率最大的是()A.甲 B.乙 C.丙 D.丁答案:A3.如圖所示的電路中,電壓表V1和V2的內(nèi)阻都遠大于R1、R2、R3和R4的電阻.R1和R3的阻值未知,R2=R4=20Ω,電壓表V1和V2的讀數(shù)分別為15V和10V,則A、B兩點間的電壓為()A.23V B.24V C.25V D.26V答案:C4.兩個定值電阻,甲標有“16Ω,1.5A”,乙標有“22Ω,0.5A”,兩電阻串聯(lián)時,兩端能加的最大電壓是()A.57V B.41V C.35V D.19V答案:D5.如圖所示,兩個同種材料制成的導(dǎo)體放在水平面上,兩導(dǎo)體均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,則()A.若電流沿圖示方向,大柱體與小柱體的電阻之比為a∶bB.若電流沿圖示方向,大柱體與小柱體的電阻之比為a2∶b2C.若電流方向豎直向下,大柱體與小柱體的電阻之比為b∶aD.若電流方向豎直向下,大柱體與小柱體的電阻之比為b2∶a2解析:根據(jù)電阻定律可知,若電流沿圖示方向,R1=ρaa?=ρ?,R2=ρbb?=ρ?,故兩電阻相等,比值為1∶1,選項A、B錯誤;若電流豎直向下,R1'=ρ?a2,R2'=ρ?b2,解得R1'∶答案:D6.利用如圖所示的電路可測量待測電阻Rx的阻值.定值電阻R1、R2阻值已知,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱阻值為R3時,電流表示數(shù)為0,則Rx阻值等于()A.R2 B.R1R2R3解析:電流表示數(shù)為0,說明電流表兩端的電勢相等,根據(jù)串、并聯(lián)電路特點及歐姆定律可知I1(R1+R2)=I2(Rx+R3),I1R1=I2R3,解得Rx=R3答案:D7.如圖所示,已知R1=50Ω,右方虛線框內(nèi)為黑盒,黑盒內(nèi)為多個純電阻組成的電路,連接方式未知,今用電壓表測得UAC=10V,UBC=40V,則A、B間總電阻為()A.75Ω B.150ΩC.200Ω D.250Ω解析:設(shè)B、C間的總電阻為RBC.由于電阻R1與B、C間的總電阻串聯(lián),則根據(jù)串聯(lián)電路的特點有R1∶RBC=UAC∶UBC=1∶4,代入解得RBC=200Ω,故RAB=R1+RBC=250Ω,故選項D正確.答案:D二、多項選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求.全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分.8.如圖所示,M、N間電壓恒定,當開關(guān)S接a點時,電壓表示數(shù)為10V,電流表示數(shù)為0.2A;當開關(guān)S接b點時,電壓表示數(shù)為12V,電流表示數(shù)為0.15A.可以推斷()A.Rx較準確的測量值是50Ω B.Rx較準確的測量值是80ΩC.Rx的真實值是70Ω D.電流表的內(nèi)阻是20Ω解析:由于M、N間電壓恒定,當開關(guān)S接b點時,電壓表示數(shù)為12V,知道M、N間電壓恒為12V.再由第一次測量結(jié)果可知電流表的分壓為12V-10V=2V,電流表內(nèi)阻RA=2V0.2A=10Ω.Rx的真實值Rx=70Ω.在先、后兩次測量值Rx1=10V0答案:BC9.一根粗細均勻的金屬導(dǎo)線,在其兩端加上電壓U時,通過導(dǎo)線的電流為I,導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率為v.若將導(dǎo)線均勻拉長,使它的橫截面半徑變?yōu)樵瓉淼?2,再給它兩端加上電壓2U,則()A.通過導(dǎo)線的電流為I8B.通過導(dǎo)線的電流為IC.導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率為v4D.導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率為v解析:將導(dǎo)線均勻拉長,使其橫截面半徑變?yōu)樵瓉淼?2,則橫截面積變?yōu)樵瓉淼?4,導(dǎo)線長度要變?yōu)樵瓉淼?倍,電阻率不變,由電阻定律R=ρlS可知,導(dǎo)線電阻變?yōu)樵瓉淼?6倍;電壓變?yōu)?U,由歐姆定律I=UR可知,電流變?yōu)樵瓉淼?8,故選項A正確,選項B錯誤;電流I變?yōu)樵瓉淼?8,橫截面積變?yōu)樵瓉淼?4,單位體積內(nèi)自由移動的電子數(shù)n答案:AD10.如圖所示,電流表A1(0~3A)和A2(0~0.6A)是由兩個相同的表頭改裝而成的.現(xiàn)將這兩個電流表并聯(lián)后接入電路中,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器.下列說法正確的是()A.A1、A2的讀數(shù)之比為1∶1 B.Al、A2的讀數(shù)之比為5∶1C.A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)角度之比為1∶1 D.Al、A2的指針偏轉(zhuǎn)角度之比為1∶5解析:電流表A1(0~3A)和A2(0~0.6A)由兩個相同的表頭改裝而成,并聯(lián)接入電路中,通過兩表頭的電流相等,所以兩表的指針偏轉(zhuǎn)角度相同,故選項C正確;它們的量程之比為5∶1,并聯(lián)時讀數(shù)之比為5∶1,故選項B正確.答案:BC三、非選擇題:共54分.11.(9分)某同學(xué)在閱讀科普資料時發(fā)現(xiàn):輸液用的生理鹽水的電導(dǎo)率為0.8S/m.他對“電導(dǎo)率”一詞產(chǎn)生濃厚的興趣,經(jīng)查單位及符號表得知,“S”為電導(dǎo)的單位,它等于電阻單位的倒數(shù).他又聯(lián)想到電阻率的單位為“Ω·m”,經(jīng)單位對比后他做出一個大膽的假設(shè):電導(dǎo)率一定是電阻率的倒數(shù).為了驗證他的假設(shè),他做了如下嘗試:取體積為V的輸液用的生理鹽水,這些生理鹽水剛好灌滿伸縮性能良好的透明塑料管,塑料管兩端裝有電極,形成一段粗細均勻的封閉鹽水柱(長為10.00cm、橫截面積約為1.00cm2),進行如下實驗:(1)他將鹽水柱作為純電阻R,根據(jù)他的假設(shè)此段鹽水柱的電阻約為Ω.

(2)現(xiàn)用以下器材采用伏安法測鹽水柱的電阻.A.直流電源E:電壓18V,額定電流1A;B.電流表A:量程12mA,內(nèi)阻約10Ω;C.電壓表V:量程15V,內(nèi)阻約15kΩ;D.滑動變阻器R0:最大阻值50Ω;E.開關(guān)、導(dǎo)線若干.根據(jù)所給的器材,在虛線框內(nèi)畫出合理的實驗電路圖(圖中已給出鹽水柱、電源的符號).(3)為了較準確地測量電導(dǎo)率,他設(shè)計了以下方案:把這段封閉的鹽水柱均勻拉長(鹽水柱的兩端始終與電極充分接觸),測得鹽水柱長度l和對應(yīng)的電阻R,利用實驗數(shù)據(jù)作出電阻R與長度l2的關(guān)系圖像如圖所示,則鹽水的電導(dǎo)率應(yīng)為(用該圖線的斜率k、體積V表示).若測得電導(dǎo)率數(shù)值約為0.8,則說明他的假設(shè)是正確的.

解析:(1)設(shè)電導(dǎo)率為D,根據(jù)他的假設(shè)可知D=1ρ,由電阻定律得R=ρlS=0.(2)因為RRA=125,RVR=12,所以(3)由題圖看出,R與l2成正比,有R=kl2,由電阻定律得R=ρlS;若D=1ρ,則kl2=lDS,得D=1klS,又由體積V=lS答案:(1)1250(2)見解析圖.(3)112.(9分)在測定金屬的電阻率的實驗中,某同學(xué)所測的金屬導(dǎo)體的形狀如圖甲所示,其橫截面為空心的等邊三角形,外等邊三角形的邊長是內(nèi)等邊三角形邊長的2倍.為了合理選用器材設(shè)計測量電路,他先用多用電表的歐姆擋“×1”擋按正確的操作步驟粗測其電阻,指針位置如圖乙所示,則讀數(shù)為Ω.

甲乙現(xiàn)利用實驗室的下列器材,精確測量它的電阻R,以便進一步測出該材料的電阻率ρ.A.電源E(能提供的最大電壓為3V)B.電流表A1(量程為0~0.6A,內(nèi)阻r1約為1Ω)C.電流表A2(量程為0~0.6A,內(nèi)阻r2=5Ω)D.最大阻值為10Ω的滑動變阻器R0E.開關(guān)S,導(dǎo)線若干(1)請在圖丙虛線框內(nèi)補充畫出完整、合理的測量電路圖.丙丁(2)先將R0調(diào)至最大,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器R0,記下各電表讀數(shù),再改變R0進行多次測量.在所測得的數(shù)據(jù)中選一組數(shù)據(jù),用測量量和已知量來計算R時,若A1的示數(shù)為I1,A2的示數(shù)為I2,則該金屬導(dǎo)體的電阻R=.

(3)該同學(xué)用直尺測量導(dǎo)體的長度為l,用螺旋測微器測量了外三角形的邊長為a.測邊長時,螺旋測微器讀數(shù)如圖丁所示,則a=mm.用已經(jīng)測得的物理量I1、I2、l、a及題中所給物理量可得該金屬材料電阻率的表達式為ρ=.

解析:多用電表讀數(shù)為6×1Ω=6Ω.(1)給出的器材中沒有電壓表,但其中一個電流表給出了其內(nèi)阻,可將此電流表當電壓表使用,利用伏安法測電阻,測量電路如圖所示.(2)由歐姆定律可知I2r2=(I1-I2)R,解得R=I2(3)螺旋測微器讀數(shù)a=5.5mm+0.01mm×16.5=5.665mm;由幾何關(guān)系可得導(dǎo)體的截面積為S=3316a2,根據(jù)歐姆定律R=ρlS,解得答案:6(1)見解析圖.(2)I2r213.(10分)如圖所示的“氫火焰離子化監(jiān)測器”可以檢測出無機物氣體中極其微小的有機物分子的含量,在氫火焰的作用下,有機物的分子電離為一價正離子和自由電子,而無機物的分子不會電離.設(shè)單位時間內(nèi)有物質(zhì)的量為n的被檢測氣體進入檢測器,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流表的示數(shù)逐漸變大,直到達到最大值I,求有機物分子與被檢測氣體分子的數(shù)目的比值K.已知阿伏加德羅常數(shù)為NA,電子的電荷量為e.解析:電流達到最大值I,表明電離出來的電子全部到達了陽極,設(shè)經(jīng)過的時間為t,則到達極板的電荷量q=It.被電離的有機物的分子數(shù)N'=qe=Ite,則有機物分子占被測氣體分子數(shù)的比值為K=N'N=答案:I14.(12分)有一個電流表G,內(nèi)阻Rg=25Ω,滿偏電流Ig=3mA.要把它改裝成量程為0~0.6A的電流表,需并聯(lián)多大的電阻?改裝后電流表的內(nèi)阻是多大?解析:電流表A由電流表G和電阻R并聯(lián)組成,如下圖虛線框中所示.電流表量程為0~0.6A,是指通過電流表A的電流為0.6A時,表頭的指針指在最大刻度處,即通過電流表G的電流等于Ig.此時通過電阻R的電流IR=I-Ig=0.597A,由歐姆定律可求出分流電阻R=UIR=IgRgIR=3×1答案:0.126Ω0.125Ω15.(14分)神經(jīng)系統(tǒng)中,把神經(jīng)纖維分為有髓鞘與無髓鞘兩大類.現(xiàn)代生物學(xué)認為,髓鞘是由多層(幾十到幾百層不等)類脂物質(zhì)——髓質(zhì)累積而成的,髓質(zhì)具有很大的電阻.已知蛙有髓鞘神經(jīng),髓鞘的厚度只有2μm左右,而髓鞘在每平方厘米的面積上產(chǎn)生的電阻卻高達1.6×105Ω