第4章测评--2025粤教版高中物理必修第三册同步练习题

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2025粤教版高中物理必修第三册
第四章测评
(满分:100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)
1.实验桌上放着二极管、电阻、电容器各一个,性能均正常,外形十分相似.现将多用电表选择开关拨到欧姆挡,分别测它们的正、反向电阻以鉴别:测甲元件时,R正=R反=0.5 kΩ;测乙元件时,R正=0.5 Ω,R反=100 kΩ;测丙元件时,读数逐渐增大,最后停在100 kΩ上.则甲、乙、丙三个元件分别是(　　)
A.电容器、电阻、二极管 B.电阻、电容器、二极管
C.电阻、二极管、电容器 D.二极管、电阻、电容器
2.如图所示的电路中,电阻R=2 Ω.断开S后,电压表的读数为3 V;闭合S后,电压表的读数为2 V,则电源的内阻r为(　　)
A.1 Ω B.2 Ω
C.3 Ω D.4 Ω
3.某电路如图所示,电阻R1未知.闭合开关,移动滑动变阻器R2的滑片P,通过电压表、电流表示数(　　)
A.可以求得E
B.可以求得r
C.可以求得E和r
D.E和r都不能求得
4.某测量汽车质量的地磅如图所示,地磅空载时滑动变阻器滑片P位于A端,满载时滑片P位于B端,弹簧始终处于弹性限度内.下列说法正确的是(　　)
A.电流表的示数越大说明被测汽车质量越大
B.电流表的示数越大说明被测汽车质量越小
C.若称量值偏小,可在R0上串联一个电阻进行校正
D.电池长时间使用后,称量值会偏大
5.如今家用电器越来越多,同学们应该具备一些安全用电的常识并树立节约用电的意识.下列关于节约用电和安全用电的说法不可行的是(　　)
A.尽量避免同时使用大功率的家用电器
B.电视机和电脑在不使用时应关闭电源
C.应把节能灯换成白炽灯
D.电热毯在不使用的时候,要及时断开电源
6.如图所示,电源的电动势E=2 V,内阻r=2 Ω,两个定值电阻均为8 Ω,平行板电容器的电容C=3×10-6 F,则(　　)
A.开关断开时两极板间的电压为 V
B.开关断开时电容器所带电荷量为4×10-6 C
C.开关闭合时两极板间的电压为 V
D.开关闭合时电容器所带电荷量为4.8×10-6 C
7.如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=9 Ω,R3为滑动变阻器,当其滑片P从最左端滑至最右端,测得电源的路端电压随干路电流变化图线如图乙所示,则(　　)
A.电源电动势为6 V,内阻为2 Ω
B.电阻R2的阻值为2.5 Ω
C.当R3接入电路的阻值为1.2 Ω时,电源的输出功率最大
D.滑片P从最左端滑至最右端的过程中,电源效率一直增大
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.如图所示,水平放置的平行板电容器C间的一带电液滴悬浮在两板间处于静止状态.要使液滴上升,可使(　　)
A.R1减小 B.R2增大 C.R3减小 D.R2减小
9.某电路如图所示,电源内阻不能忽略.闭合S后,调节R的阻值,使电压表示数增大ΔU,在这一过程中,有(　　)
A.通过R1的电流增大 B.R2两端电压减小ΔU
C.通过R2的电流减小量小于 D.路端电压增大量为ΔU
10.某学生在进行研究串联电路电压特点的实验时,接成的电路如图所示,闭合S后,电路中没有电流,他将高内阻的电压表并联在A、C两点间时,电压表读数为U;当并联在A、B两点间时,电压表读数也为U;当并联在B、C两点间时,电压表读数为零,故障的原因可能是(　　)
A.AB段断路 B.BC段断路 C.AB段短路 D.BC段短路
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11.(7分)某实验小组为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图甲所示电路,所用器材如下:
电压表(量程0~3 V,内阻很大);
电流表(量程0~0.6 A);
电阻箱(阻值0~999.9 Ω);
干电池一节、开关一个和导线若干.
(1)根据图甲,用笔画线代替导线完成图乙中的实物图连接.
(2)调节电阻箱到最大阻值,闭合开关.逐次改变电阻箱的电阻,记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U.根据记录数据作出的U-I图像如图丙所示,则干电池的电动势为　　　　 V(保留3位有效数字)、内阻为　　　　 Ω(保留2位有效数字).
丙
丁
(3)该小组根据记录数据进一步探究,作出-R图像如图丁所示.利用图丁中图像的纵轴截距,结合(2)问得到的电动势与内阻,还可以求出电流表内阻为　　　　 Ω(保留2位有效数字).
(4)由于电压表内阻不是无穷大,本实验干电池内阻的测量值　　　　(选填“偏大”或“偏小”).
12.(9分)用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200 Ω),实验室提供如下器材:
电池组E(电动势3 V,内阻不计)
电流表A1(量程0~15 mA,内阻约为100 Ω)
电流表A2(量程0~300 μA,内阻为1 000 Ω)
滑动变阻器R1(阻值范围0~20 Ω,额定电流2 A)
电阻箱R2(阻值范围0~9 999 Ω,额定电流1 A)
开关S、导线若干
要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值,请回答下面问题:
(1)为了测量待测电阻两端的电压,可以将电流表　　　　(填写器材代号)与电阻箱串联,并将电阻箱阻值调到　　　　 Ω,这样可以改装成一个量程为3 V的电压表.
(2)在方框中将测量Rx阻值的电路图补充完整,并在图中标明器材代号.
(3)调节滑动变阻器R1,A1、A2两表的示数如图甲、乙所示,可读出电流表A1的示数是　　　　 mA,电流表A2的示数是　　　　 μA,测得待测电阻Rx的阻值是　　　　 Ω(结果保留1位小数).
13.(10分)如图所示,电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,定值电阻R1=5 Ω,R2=10 Ω,滑动变阻器R3阻值变化范围为0~10 Ω,求电路中的总电流的变化范围.
14.(12分)现代生物医学研究使用的细菌培养箱内的温度需要精确测控,测控的方法之一是用热敏电阻来探测温度.某电路如图甲所示,将热敏电阻R0置于细菌培养箱内(如图中虚线内部分所示),其余都置于箱外.这样可以通过理想电流表、电压表的示数来表示箱内温度.已知随着箱内温度的改变,电压表和电流表示数如图乙所示,电源的电动势恒定、内阻忽略不计.热敏电阻随温度的变化图像如图丙所示.
(1)求电阻R的阻值;
(2)当培养箱内的温度为40 ℃时,求电流表的示数;
(3)已知电流表的量程为0~20 mA,电压表的量程为0~16 V,则此电路能够测量的最高温度约是多少
15.(16分)如图所示的电路中,电表均为理想电表,R1=1 Ω,R2=5 Ω,电容器的电容C=100 mF,滑动变阻器R3的最大阻值为10 Ω.闭合开关S且电路稳定后,当R3的阻值为1 Ω时,电压表的示数为3 V;当R3的阻值为7 Ω时,电流表的示数为1 A.
(1)求电源的电动势和内阻;
(2)调节滑动变阻器R3,使其阻值等于r+R1,求电压表的示数和电容器上容纳的电荷量.
第四章测评
1.C　解析 甲元件的正、反向电阻相等,说明甲元件为电阻;二极管的特点是正向电阻较小,反向电阻很大,故乙元件为二极管;电容器的特点是,在与电源突然接通时,对电容器充电,电表指针偏角较大,稳定后电容器视为断路,电表指针偏角较小,故丙元件为电容器.故选D.
2.A　解析 开关S断开时有E=3 V,开关S闭合时有R=2 V,其中R=2 Ω,解得r=1 Ω,故选A.
3.A　解析 闭合开关,移动滑动变阻器R2的滑片P,记下电压表和电流表的读数U1和I1,再次改变滑片P的位置,得到电压表和电流表的读数U2和I2,则由闭合电路欧姆定律得E=U1+I1(R1+r),E=U2+I2(R1+r),由于R1未知,所以只能求出电源的电动势为E=,故选A.
4.A　解析 汽车质量越大,滑动变阻器阻值越小,则电流表示数越大,故A正确,B错误;若称量值偏小,则应使电流表示数变大,可在R0上并联一个较大阻值的电阻进行校正,故C错误;电池长时间使用后,内阻变大,导致电流减小,所以称量值会偏小,故D错误.
5.C　解析 尽量避免同时使用大功率的家用电器,以防电流过大,发生危险,故A正确,不符合题意;电视机和电脑在不使用时应关闭电源,不要保持待机状态,故B正确,不符合题意;白炽灯的功率一般比节能灯的功率大,则应把白炽灯换成节能灯,选项C错误,符合题意;电热毯在不使用的时候,要及时断开电源,故D正确,不符合题意,故选C.
6.C　解析 电容器两极板间的电压等于R2两端的电压,开关S断开时,电路中的总电流为I= A=0.2 A,电容器的两极板间的电压为U=IR2=0.2×8 V=1.6 V,此时电容器所带电荷量为Q=CU=3×10-6×1.6 C=4.8×10-6 C,故A、B错误;开关闭合时两定值电阻并联,电容器两极板间的电压等于路端电压,电路中的总电流I'= A= A,电容器的两极板间的电压U'=I'R外=×4 V= V,此时电容器所带的电荷量Q'=CU'=3×10-6× C=4×10-6 C,故C正确,D错误.
7.A　解析 根据题意,由闭合电路欧姆定律有U=E-Ir,代入图乙数据可得4.8 V=E-0.6 A·r,1.2 V=E-2.4 A·r,解得E=6 V,r=2 Ω,故A正确;根据题意,由图甲可知,当R3=0时,外电路的总电阻最小,干路电流最大,由闭合电路欧姆定律有Im=,由图乙可知,最大电流为Im=2.4 A,解得R2=0.5 Ω,故B错误;根据题意可知,当外电路总电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大,则有+R2=r,解得R3=1.8 Ω,故C错误;滑片P从最左端滑至最右端的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻逐渐减小,由闭合电路欧姆定律可知,路端电压逐渐减小,电源效率η=×100%=×100%,可知电源的效率一直减小,故D错误.
8.AB　解析 液滴受重力和电场力,开始时处于静止状态,故电场力一定向上;若要使液滴上升,则应使电场力增大,即使电容器两端电压增大;由题图可知,R1与R2串联,电容器与R2并联;R1减小,则总电阻减小,电流增大,则R2两端的电压增大,电容器两端的电压增大,液滴受电场力增大,液滴上升,A正确.R2增大时,总电阻增大,总电流减小,则R1和电源分担的电压减小,则R2两端的电压增大,电容器两端的电压增大,液滴受电场力增大,液滴上升,B正确,D错误.R3与电容串联,故R3相当于导线,改变R3不会改变板间电压,故液滴不动,C错误.故选A、B.
9.AC　解析 由电流I=可知,当电压增加ΔU时,通过R1的电流就增加,故A正确;由于电源的内阻不能忽略,故R2两端电压减小量比ΔU小,故B错误,C正确;因R2两端的电压减小,故路端电压增大量比ΔU要小,故D错误.故选A、C.
10.AD　解析 闭合S后,将电压表并联在A、C两点间时电压表读数为U,说明电源没有故障.当并联在A、B两点间时,电压表读数也为U,当并联在B、C两点间时,电压表的读数为零,说明A、B间有断路,故A正确.因为电路中没有电流,B、C间为定值电阻,根据欧姆定律U=IR可知,B、C间电压为零,这时,A点电势与电源的正极电势相等,B点电势与电源的负极电势相等.若B、C间断路,电压表并联在A、B两点间时,读数不应为U,与题设条件不符,故B错误.若AB段短路,电压表并联在A、B两点间时,电压表读数应为零,与题设条件不符,故C错误.电压表并联在B、C两点间时,读数为零,BC段可能短路,故D正确.
11.解析 (1)实物图连接如图所示:
(2)由电路图结合闭合电路的欧姆定律可得U=E-Ir,由图丙可知E=1.58 V,内阻r= Ω≈0.64 Ω.
(3)根据E=I(R+RA+r),可得·R+,由图丁可知=2 A-1,解得RA≈2.5 Ω.
(4)由于电压表内阻不是无穷大,则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值,即实验中测得的电池内阻偏小.
答案 (1)见解析图　(2)1.58　0.64　(3)2.5　(4)偏小
12.解析 (1)应用伏安法测电阻,需要用电压表测待测电阻的电压,现在没有电压表,可以用内阻已知的小量程电流表A2与电阻箱串联改装成电压表,改装后电压表量程是3 V,则电阻箱阻值R==9 000 Ω.
(2)滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻阻值,滑动变阻器应采用分压式接法,待测电阻阻值约为200 Ω,电流表A1内阻约为100 Ω,改装电压表内阻为RV=1 000 Ω+9 000 Ω=10 000 Ω,电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表应采用外接法,电路图如图所示.
(3)电流表A1的示数为8.0 mA,电流表A2的示数是150 μA;待测电阻两端电压U=I2RV=150×10-6×10 000 V=1.5 V,由欧姆定律得待测电阻Rx= Ω=191.1 Ω.
答案 (1)A2　9 000　(2)见解析图　(3)8.0　150　191.1
13.解析 当R3阻值为零时,R2被短路,外电阻最小,电流最大
此时R外=R1=5 Ω,I= A=1 A
当R3阻值为10 Ω时,外电阻最大,电流最小
R并==5 Ω
此时R外'=R1+R并=10 Ω
I'= A=0.55 A
故电路中的总电流的变化范围为0.55~1 A.
答案 0.55~1 A
14.解析 (1)根据题意,由图乙可知,当I=0时U1=16 V
则电源的电动势为E=16 V
当I=20 mA=0.02 A时,电阻R0两端的电压为U2=4 V
由闭合电路欧姆定律有U=E-IR,解得R=600 Ω.
(2)由图丙可知,当培养箱内的温度为40 ℃时,R0的阻值为R0=400 Ω
由闭合电路欧姆定律有I'==0.016 A=16 mA.
(3)根据题意,由图丙可知,温度越高,R0阻值越小,则温度最高时,电路中电流最大,即电流表满偏电流,则有E=Ig(R0'+R)
解得此时R0的阻值为R0'=200 Ω
由图丙可知,此时温度为70 ℃.
答案 (1)600 Ω　(2)16 mA　(3)70 ℃
15.解析 (1)闭合开关S,待电路稳定后,电容器所在支路可看作断路,由题意可知,当R3=1 Ω时,I1=3 A
由闭合电路欧姆定律有I1=
当R3'=7 Ω时,回路电流为I2=1 A
由闭合电路欧姆定律有I2=
联立解得E=9 V,r=1 Ω.
(2)当R3″=r+R1=2 Ω时
电流I3= A
电容器两端电压U3=I3×R3″=4.5 V
此时电容器的电荷量Q=CU3=0.45 C.
答案 (1)9 V　1 Ω　(2)4.5 V　0.45 C
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