【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2020-2021學(xué)年高中物理魯科版選修3-2：第四章章末檢測-第一章-靜電場

章末檢測(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分)1．測得蓄電池開路電壓為2V，下列結(jié)論正確的是()A．該電池的電動(dòng)勢大于2VB．該電池的電動(dòng)勢等于2VC．電池的內(nèi)電壓為2VD．電池內(nèi)每移動(dòng)1C電荷，電場力做功2J答案B解析電源電動(dòng)勢在數(shù)值上等于電源開路時(shí)電源兩端的電壓，故A錯(cuò)誤，B正確．電池的內(nèi)電壓隨外電路的變化而變化．一般小于電源電動(dòng)勢，故C錯(cuò)．在電池內(nèi)部電場力做負(fù)功，故D錯(cuò)．2．在正常照射下，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)23%.單片單晶硅太陽能電池可產(chǎn)生0.6V的電動(dòng)勢，可獲得0.1A的電流，則每秒照射到這種太陽能電池上的太陽光的能量是 ()A．0.24JB．0.25JC．0.26JD．0.28J答案C解析依據(jù)W＝UIt可得每秒太陽能電池產(chǎn)生的能量為W＝0.6×0.1×1J＝0.06J，設(shè)太陽能每秒照射的能量為Q，則由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得Q×23%＝W，所以Q＝0.26J.3．為了保障行駛平安，一種新型雙門電動(dòng)公交車安裝了如下把握裝置：只要有一扇門沒有關(guān)緊，汽車就不能啟動(dòng)．假如規(guī)定，車門關(guān)緊時(shí)為“1”，未關(guān)緊時(shí)為“0”；當(dāng)輸出信號(hào)為“1”時(shí)，汽車可以正常啟動(dòng)行駛，當(dāng)輸出信號(hào)為“0”時(shí)，汽車不能啟動(dòng)．能正確表示該把握裝置工作原理的規(guī)律門是()A．“與”門B．“或”門C．“非”門D．“與非”門答案A解析依據(jù)汽車雙門都關(guān)緊汽車才能啟動(dòng)的狀況可知，即兩個(gè)條件都滿足大事才能發(fā)生，故能正確表示該把握裝置工作原理的規(guī)律門應(yīng)當(dāng)是“與”門．圖14．如圖1所示，R4是半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻，電阻率隨溫度的上升而減小，這就是一個(gè)火警報(bào)警器的電路，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所在處消滅火情時(shí)，顯示器的電流I和報(bào)警器兩端的電壓U的變化狀況是()A．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所在處消滅火情時(shí)，R4阻值變小，外電路總電阻變小，則總電流變大，電源的內(nèi)電壓變大，路端電壓變小，即U變?。娐分胁⒙?lián)部分的電壓U并＝E－I總(R1＋r)，I總變大，則U并變小，流經(jīng)R3的電流減小，所以電流表示數(shù)變大．故A項(xiàng)正確．5．如圖2所示為測量某電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻時(shí)得到的U－I圖線．用此電源與三個(gè)阻值均為3Ω的電阻連接成電路，測得路端電壓為4.8V．則該電路可能為()圖2答案B解析由圖像可知，電源的電動(dòng)勢為6V，內(nèi)阻為0.5Ω，此電源與三個(gè)均為3Ω的電阻連成電路時(shí)路端電壓為4.8V，則內(nèi)電壓為1.2V，電路電流為2.4A，外電阻為2Ω，只有B電路三個(gè)3Ω的電阻連接方式電阻為2Ω，故B正確．圖36．電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比．在測電源電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的試驗(yàn)中得到的試驗(yàn)圖線如圖3所示，圖中U為路端電壓，I為干路電流，a、b為圖線上的兩點(diǎn)，相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為ηa、ηb.由圖可知ηa、ηb的值分別為()A.eq\f(3,4)、eq\f(1,4)B.eq\f(1,3)、eq\f(2,3)C.eq\f(1,2)、eq\f(1,2)D.eq\f(2,3)、eq\f(1,3)答案D解析電源的效率η＝eq\f(UI,EI)×100%＝eq\f(U,E)×100%.a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的路端電壓U為4個(gè)格，而電動(dòng)勢E為6個(gè)格．因此ηa＝eq\f(2,3)；b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的路端電壓為2個(gè)格，因此ηb＝eq\f(1,3).故D正確．二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題5分，共20分)圖47．一平行板電容器C，極板是水平放置的，它和三個(gè)可變電阻及電源連接成如圖4所示的電路．今有一質(zhì)量為m的帶電油滴懸浮在兩極板之間靜止不動(dòng)．要使油滴上升，可接受的方法是()A．增大R1B．增大R2C．增大R3D．減小R2答案CD解析由題圖分析可知，電容器兩端的電壓就是R3兩端的電壓，要使油滴上升，必需增大電容器兩端的電壓，即增大R3兩端的電壓，從電路分析得，增大R3和減小R2的電阻都可．圖58．某同學(xué)做爭辯串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)的試驗(yàn)時(shí)，接成如圖5所示的電路，接通S后，他將多用電表電壓擋的紅、黑表筆并聯(lián)在A、C兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)為U；當(dāng)并聯(lián)在A、B兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)也為U；當(dāng)并聯(lián)在B、C兩點(diǎn)間時(shí)，電壓表讀數(shù)為零，故障的緣由可能是()A．AB段斷路B．BC段斷路C．AB段短路D．BC段短路答案AD解析由題意可得UAB＝UAC＝U，說明由A、B分別至電源的線路均已接通．若BC段完好，則AB段斷路；若BC段短路，則AB段可能斷路，也可能完好．又由題述得UBC＝0，因而可能AB段斷路，或BC段短路，也有可能消滅兩者同時(shí)發(fā)生的狀況．分析時(shí)考慮要全面，要把故障的可能緣由全部找出來，不要漏掉正確選項(xiàng)．圖69．如圖6所示，已知電源電動(dòng)勢E＝12V，內(nèi)阻r＝1Ω，定值電阻R＝2Ω，通過小燈泡的電流為1A，已知小燈泡的電阻為3Ω，小型直流電動(dòng)機(jī)的線圈電阻r′＝1Ω，則()A．電動(dòng)機(jī)兩端的電壓1VB．電動(dòng)機(jī)兩端的電壓6VC．電動(dòng)機(jī)的輸入功率6WD．電動(dòng)機(jī)的輸出功率5W答案BCD解析電動(dòng)機(jī)兩端的電壓UM＝E－I(R＋RL＋r)＝12V－1×(2＋3＋1)V＝6V，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；電動(dòng)機(jī)的輸入功率P＝UMI＝6×1W＝6W，P出＝P－I2r＝6W－1W＝5W，故選項(xiàng)C、D正確．圖710．如圖7所示，電源的電動(dòng)勢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()A．開關(guān)斷開時(shí)兩極板間的電壓eq\f(4,3)VB．開關(guān)斷開時(shí)電容器的帶電量4×10－6CC．開關(guān)接通時(shí)兩極板間的電壓eq\f(4,3)VD．開關(guān)接通時(shí)電容器的帶電量4×10－6C答案CD解析電容器兩極板間的電壓等于R2兩端電壓，開關(guān)S斷開時(shí)，電路中的總電流I＝eq\f(E,R2＋r)＝eq\f(2,8＋2)A＝0.2A，電容器的極板電壓U＝IR2＝0.2×8V＝1.6V，此時(shí)電容器的帶電量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，電容器的極板電壓U′＝I′R外＝eq\f(1,3)×4V＝eq\f(4,3)V，此時(shí)電容器的帶電量Q′＝CU′＝3×10－6×eq\f(4,3)C＝4×10－6C，故選項(xiàng)C、D正確．三、試驗(yàn)題(本題共2小題，共15分)11．(6分)有一內(nèi)阻未知(約20kΩ～60kΩ)、量程(0～10V)的直流電壓表．①某同學(xué)想通過一個(gè)多用表中的歐姆擋，直接去測量上述電壓表的內(nèi)阻，該多用表刻度盤上讀出電阻刻度中間值為30，歐姆擋的選擇開關(guān)撥至倍率“×1k”擋，先將紅、黑表筆短接調(diào)零后，選用圖8中________方式連接(填“A”或“B”)．圖8②在試驗(yàn)中，歐姆表和電壓表的示數(shù)如圖9所示，則可計(jì)算出歐姆表中電池的電動(dòng)勢為________V.圖9答案A8.75解析①電流從紅表筆流入，黑表筆流出，故A方式正確；②歐姆表讀數(shù)＝表盤讀數(shù)×倍率＝40×1k＝40kΩ電壓表讀數(shù)為5V；歐姆表內(nèi)阻等于中值電阻，為r＝30kΩ；依據(jù)閉合電路歐姆定律，有：E＝Ir＋U＝eq\f(U,R)＋U＝eq\f(5,40×1000)×30×1000＋5＝8.75V.12．(9分)用電流表和電壓表測一節(jié)干電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r，待測干電池的電動(dòng)勢約1.5V、內(nèi)電阻不大于1.0Ω，要求干電池放電電流不得超過0.6A，可供選擇的器材除電鍵、導(dǎo)線外，還有：A．電壓表(量程0～3V，內(nèi)電阻約3kΩ)B．電壓表(量程0～15V，內(nèi)電阻約15kΩ)C．電流表(量程0～0.6A，內(nèi)電阻約0.1kΩ)D．電流表(量程0～3A，內(nèi)電阻約0.02kΩ)E．滑動(dòng)變阻器(最大電阻50Ω，額定電流1.5A)F．滑動(dòng)變阻器(最大電阻200Ω，額定電流1.5A)(1)試驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用________、滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________．(填序號(hào))(2)下列是三個(gè)同學(xué)分別在試驗(yàn)中記錄的電流表測量值：甲同學(xué)：0.02A、0.06A、0.08A、0.15A、0.20A乙同學(xué)：0.10A、0.20A、0.30A、0.40A、0.50A丙同學(xué)：0.10A、0.40A、0.50A、0.80A、1.00A其中________同學(xué)在把握試驗(yàn)條件、適當(dāng)選取試驗(yàn)數(shù)據(jù)方面做得最好．圖10(3)依據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出如圖10所示的圖線，則待測干電池的電動(dòng)勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω.答案(1)AE(2)乙(3)1.50.6解析(1)由于待測干電池的電動(dòng)勢約1.5V，為測量精確?????，電壓表應(yīng)選A；滑動(dòng)變阻器一般選阻值較小的，選E.(2)要求干電池放電電流不得超過0.6A，在記錄的電流表測量值的最大值中，甲同學(xué)的0.20A偏小，丙同學(xué)的1.00A偏大，乙同學(xué)0.50A接近而不超過，符合要求．(3)由U－I圖像可知E＝1.5V，r＝eq\f(ΔU,I)＝eq\f(1.5－0.9,1)Ω＝0.6Ω.四、計(jì)算題(本題共4小題，每小題4分，共41分)13．(10分)如圖11甲所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3為一滑動(dòng)變阻器．當(dāng)其滑片P從左端滑至右端時(shí)，測得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖像如圖11乙所示，其中A、B兩點(diǎn)是滑片P在變阻器的兩個(gè)不同端點(diǎn)得到的．求：圖11(1)電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻．(2)定值電阻R2的阻值．(3)滑動(dòng)變阻器的最大阻值．答案(1)20V20Ω(2)5Ω(3)300Ω解析(1)將乙圖中AB線延長，交U軸于20V處，交I軸于1.0A處，所以電源的電動(dòng)勢為E＝20V，內(nèi)阻r＝eq\f(E,I短)＝20Ω.(2)當(dāng)P滑到R3的右端時(shí)，電路參數(shù)對(duì)應(yīng)乙圖中的B點(diǎn)，即U2＝4V、I2＝0.8A，得R2＝eq\f(U2,I2)＝5Ω.(3)當(dāng)P滑到R3的左端時(shí)，由乙圖知此時(shí)U外＝16V，I總＝0.2A，所以R外＝eq\f(U外,I總)＝80Ω.由于R外＝eq\f(R1R3,R1＋R3)＋R2，所以滑動(dòng)變阻器的最大阻值為：R3＝300Ω.圖1214．(10分)如圖12所示，M為一線圈電阻rM＝0.4Ω的電動(dòng)機(jī)，R＝24Ω，電源電動(dòng)勢E＝40V．當(dāng)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為I1＝1.6A，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為I2＝4.0A．求：(1)電源內(nèi)阻r.(2)開關(guān)S閉合時(shí)電源輸出功率．(3)開關(guān)S閉合時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率．答案(1)1Ω(2)144W(3)87.5W解析(1)當(dāng)S斷開時(shí)E＝I1(R＋r),代入數(shù)據(jù)得r＝1Ω.(2)設(shè)開關(guān)S閉合時(shí)，路端電壓為U2，U2＝E－I2r＝36VP＝I2U2＝144W.(3)流過R的電流IR＝eq\f(U2,R)＝1.5A流過電動(dòng)機(jī)的電流IM＝I2－IR＝2.5A電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P出＝U2IM－I2rM＝87.5W.圖1315．(10分)如圖13所示，電路中接一電動(dòng)勢為4V，內(nèi)電阻為2Ω的直流電源，電阻R1、R2、R3、R4的阻值均為4Ω，電容器的電容為30μF，電流表的內(nèi)阻不計(jì)，當(dāng)電路穩(wěn)定后，(1)求電流表的讀數(shù)；(2)求電容器所帶的電荷量；(3)假如斷開電源，求通過R2的電荷量．答案(1)0.4A(2)4.8×10－5C(3)2.4×10－5C解析(1)等效電路如圖．由閉合電路歐姆定律得，I＝eq\f(E,R3＋R4＋r)＝eq\f(4,4＋4＋2)A＝0.4A(2)U3＝IR3＝0.4×4V＝1.6VQ＝CU3＝4.8×10－5C(3)因R1、R2并聯(lián)，且R1＝R2，所以在放電回路中，通過R2的電荷量為eq\f(Q,2)＝2.4×10－5C.圖1416．(11分)如圖14所示的電路中，電源的電動(dòng)勢E＝12V，內(nèi)阻未知，R1＝8Ω，R2＝1.5Ω，L為規(guī)格“3V，3W”的燈泡，開關(guān)S斷開時(shí)，燈泡恰好正常發(fā)光．(不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響)試求：(1)燈泡的額定電流和燈絲電阻；(2)電源的內(nèi)阻；(3)開關(guān)S閉合時(shí)，燈泡實(shí)際消耗的功率．答案(1)1A3Ω(2)1Ω(3)0.48W解析(1)燈泡的額定電流I0＝eq\f(P0,U0)＝eq\f(3,3)A＝1A燈絲電阻RL