人教版高中物理必修第三册第十一章电路及其应用 单元提优测试卷（含解析）

第十一章电路及其应用 单元提优测试卷
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题（本大题共7小题，共28分）
1．[4分]根据电流的公式，可知（　　）
A．电路中的电流越大，通过导体的电荷量越多
B．电路中的电流大小与通电时间成反比
C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越大，电流就越大
D．q是指单位时间内通过导体的电荷量
2．[4分]两根由不同材料制成的均匀电阻丝，长度之比l1∶l2＝5∶2，直径之比d1∶d2＝2∶1，给它们加相同的电压，通过它们的电流之比为I1∶I2＝3∶2，则它们的电阻率的比值为( )
A． B．
C． D．
3．[4分]如图所示为 a、b两个导体的伏安特性曲线，由图象分析可知（　　）
A．Ra＞Rb
B．Ra＜Rb
C．若将两个导体串联起来，总电阻的伏安特性曲线应在a线上侧
D．若将两个导体串联起来，总电阻的伏安特性曲线应在a、b两条线之间
4．[4分]某电路如图所示，当、两端接入电压时，用理想电压表测得、两端电压为；当、两端接入电压时，用理想电压表测得、两端电压为，则等于（ ）
A. B. C. D.
5．[4分]某同学想测量一工厂排出废水的电阻率。他用如图甲所示的盛水容器，其左右两侧面为带有接线柱的金属薄板（电阻极小），其余四面由绝缘材料制成，容器内部长为a，宽为b，高为c。他将含有正负离子的水样注满容器，测得水样的图线如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．电压为U时，水样电阻为
B．电压为U时，水样的电阻率为
C．随着电压增加，该水样的电阻先增大后不变
D．若加一垂直前后面向外的磁场，左端接线柱接电源正极时，该容器下表面的电势高于上表面
6．[4分]在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关闭合后，下列判断正确的是（　　）
A．灯泡L1的电阻为10Ω
B．通过灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍
C．灯泡L1消耗的电功率为0.75W
D．灯泡L2消耗的电功率为0.75W
7．[4分]如图所示，一种汽车灯光电路中，电池电动势为E，内阻不计。电压表和电流表均为理想电表。开关S闭合后，由于某个元件发生故障，电压表的示数减小但不为零，电流表的示数增大。出现这种现象的原因可能是（　　）
A．灯丝短路 B．灯丝短路 C．灯丝断路 D．灯丝断路
二、多选题（本大题共2小题，共12分）
8．[6分]研究发现电解液导电时也满足欧姆定律。图甲为一测量电解液的电阻率的长方体玻璃容器，X、Y为电极，边长，，，当里面注满待测电解液，在X、Y间加上不同电压后，其U—I图线如图乙所示。则下列说法正确的是（　　）
A．电压增大时，电解液的电阻率减小
B．电压时，通过电解液的电流为
C．电压时，电解液的电阻是1000Ω
D．电压时，电解液的电阻率是
9．[6分]在如图所示的电路中，小量程电流表G的内阻Rg＝100 Ω，满偏电流Ig＝1 mA，R1＝900 Ω，R2＝ Ω.下列说法正确的是(　　)
A．当S1断开，S2闭合时，改装成的表是电流表
B．当S1和S2均断开时，改装成的是量程为0～10 V的电压表
C．当S1断开，S2闭合时，改装成的是量程为0～10 A的电流表
D．当S1和S2均闭合时，改装成的是量程为0～1 A的电流表
三、非选择题（本大题共5小题，共60分）
10．[8分]用如图甲所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关和两个部件、.
甲
（1） 请根据下列步骤完成电阻测量：（把部件符号填入空中）
① 旋动部件______，使指针对准电流的“0”刻线.
②将旋转到欧姆挡“”的位置.
③ 将插入“”“-”插孔的表笔短接，旋动部件______，使指针对准电阻的______刻线（填“0”或“ ”）.
④ 将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小.为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按____的顺序进行操作，再完成读数测量.（填写字母代号）
A. 将旋转到欧姆挡“”的位置
B. 将旋转到欧姆挡“”的位置
C. 将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D. 将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准
（2） 如图乙所示，为多用电表的表盘，测电阻时，若用的是“”挡，这时指针所示被测电阻的阻值应为______ ；测直流电流时，用的是的量程，指针所示电流值为__；测直流电压时，用的是量程，则指针所示的电压值为____.
乙
11．[10分]某实验小组测量一粗细均匀的电阻丝的电阻率.有如下实验器材可供选择：
A.待测电阻丝阻值约
B.电流表
C.电压表
D.滑动变阻器
E.电源电压为
F.开关,若干导线
甲 乙 丙
丁
（1） 如图甲所示,用螺旋测微器测量电阻丝的直径时,当测微螺杆靠近电阻丝时,应停止使用旋钮,改用____,听到“喀喀”声时停止.（请在螺旋测微器上的三个部件①、②、③中选择）
（2） 螺旋测微器示数如图乙所示,则该电阻丝的直径____.
（3） 实验时要求电流表的示数从零开始测量,用笔画线代替导线将图丙电路连接完整.
（4） 实验小组采集到多组不同长度的电阻丝对应的电压表示数和电流表示数,利用计算出电阻丝不同长度对应的阻值,描绘出的点如图丁所示,在图丁中画出图线.已知图线的斜率为,请写出电阻丝的电阻率表达式__________.（用 、、表示）
（5） 本实验中,小明同学认为由于电流表的内接导致电阻丝的阻值测量值偏大,从而使得电阻丝的电阻率 测量值偏大,你同意他的观点吗？请说明理由______.
12．[12分]某同学欲测量一阻值大约为10 Ω、粗细均匀的金属线的电阻率。实验桌上除游标卡尺、螺旋测微器、导线和开关外，还有以下器材可供选择：
A．电源E(电动势为6.0 V)
B．电压表V(量程为0～6 V，内阻约为8 kΩ)
C．电流表A1(量程为0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω)
D．电流表A2(量程为0～3 A，内阻约为0.05 Ω)
E．滑动变阻器R1(最大阻值为5 Ω，允许通过的最大电流为2 A)
(1)用游标卡尺测得该金属线的长度L如图甲所示，则L＝________mm；用螺旋测微器测得该金属线的直径D如图乙所示，则D＝________mm。
(2)测量金属线的电阻时，为了便于调节，且测量尽可能准确，实验中所用电流表应用________(填所选仪器前的字母)。选择合适的实验器材，在图丙方框内把实验原理图补充完整，把器材符号标在电路图上。
(3)设测得金属线的电阻为R，金属线的长度为L，金属线的直径为D，则金属线的电阻率为________(用R、L、D三个物理量来表述)。
13．[14分]二十世纪初，卢瑟福进行粒子散射实验的研究，改变了人们对原子结构的认识。
(1)如图1所示，有两个粒子均以速度射向金原子，它们速度方向所在的直线都不过金原子核中心。请在图1中分别画出两个粒子此后的运动轨迹示意图；
(2)如图2所示，一个粒子以速度射向金原子，速度方向所在直线过金原子核中心。由于金原子受到周边其他金原子的作用，可将粒子与一个金原子核的作用等效为与一个静止的、质量非常大的粒子发生弹性碰撞。请推导说明粒子与金原子核作用后速度的大小和方向；
(3)实验发现，绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有极少数粒子发生了大角度偏转（超过90°）。卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型。为了研究问题的方便，可作如下假设：
①将粒子视为质点，金原子视为球，金原子核视为球体；
②金箔中的金原子紧密排列，金箔厚度可以看成很多单原子层并排而成；
③各层原子核前后不互相遮蔽；
④大角度偏转是粒子只与某一层中的一个原子核作用的结果。如果金箔厚度为L，金原子直径为，大角度偏转的粒子数占总粒子的比例为，且。
a.请估算金原子核的直径；
b.上面的假设做了很多简化处理，这些处理会对金原子核直径的估算产生影响。已知金箔的厚度约，金原子直径约，金原子核直径约。请对“可认为各层原子核前后不互相遮蔽”这一假设的合理性做出评价。
14．[16分]如图所示电路中，电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，电阻R1=3Ω，R2=6Ω，R3=1Ω．求：
（1）在a、b间接入一只理想的电压表，它的示数为多大？
（2）在a、b间接入一只理想的电流表，它的示数为多大？
参考答案
1．【答案】C
A. 根据Q=It可知，电路中的电流越大，通过导体的电荷量不一定越多，选项A错误；
B. 当通过的电量一定时，电路中的电流大小与通电时间成反比，选项B错误；
C. 单位时间内通过导体横截面的电荷量越大，电流就越大，选项C正确；
D. q是指在时间t内通过导体的电荷量，选项D错误。
故选C。
2．【答案】D
根据R＝可知，两电阻丝的电阻之比为＝，两电阻丝的横截面积之比为＝，根据电阻定律得ρ＝，所以＝＝，故A、B、C错误，D正确。
3．【答案】B
AB．根据电阻的定义式I-U图线直线的斜率，斜率越大，其电阻越小，则由图可知，A错误，B正确；
CD．若两个导体串联使用时，总电阻大于任一电阻；总电阻的伏安特性曲线应在b的下侧，CD错误。选B。
4．【答案】A
当、两端接入电压时,用理想电压表测得、两端电压为,有,整理得,当、两端接入电压时,用理想电压表测得、两端电压为,有,整理得,所以,故正确,、、错误.
5．【答案】B
电压为U时，水样电阻为，根据，可得水样的电阻率为，选项A错误，B正确；随着电压增加，图像上的点与原点连线的斜率逐渐增大，可知该水样的电阻逐渐增大，选项C错误；若加一垂直前后面向外的磁场，左端接线柱接电源正极时，根据左手定则可知，负离子受洛伦兹力向下偏向下极板，则该容器下表面的电势低于上表面，选项D错误。
6．【答案】C
AC．当开关闭合后，灯泡L1两端的电压U1=3V，由题图乙读出其电流I1=0.25A，则灯泡L1的电阻
功率
故A错误，C正确；
BD．灯泡L2、L3串联，电压U2=U3=1.5V，由题图乙读出其电流I2=I3=0.20A，灯泡L2、L3的功率
故BD错误。
故选C。
7．【答案】D
依题意，电压表及电流表均为理想电表，由电路图可知电压表测量 R两端电压，电流表测量的电流，被短路，导致并联部分等效电阻减小，总电阻减小，总电流增大，电压表示数增大， 故A错误；被短路，并联部分被短路，总电阻减小，总电流增大，但两端电压为零，电流表示数为零， 故B错误；断路后，并联部分只有，等效电阻增大，总电阻增大，总电流减小，电压表示数减小;但断路后电流表示数为零， 故C错误；断路后，并联部分只有，等效电阻增大，总电阻增大，总电流减小，电压表示数减小;此时两端电压增大，通过的电流即电流表示数增大， 故D正确。
8．【答案】AD
A．图像中，图线上某点与坐标原点连线的斜率表示电阻，根据图乙可知，电压增大时，电解液的电阻减小，即电压增大时，电解液的电阻率减小，故A正确；
B．根据图乙可知，电压时，通过电解液的电流为，故B错误；
C．结合上述可知，电压时，电解液的电阻
故C错误；
D．根据
结合上述与题中所给数据解得
故D正确。
故选AD。
9．【答案】ACD　
当S1断开S2闭合时，电流表G先跟R1串联，再与R2并联，并联后测量的电流范围变大，故S1断开S2闭合时，改装成的表是电流表，其满偏电流为I＝Ig＋＝10 A，改装后电流表量程为0～10 A，故A、C正确；当S1和S2均断开时，电流表G跟R1串联，改装成的是电压表，其满偏电压为U＝Ig(Rg＋R1)＝1 V，改装后电压表的量程为0～1 V，故B错误；S1和S2均闭合时，G跟R2并联，改装成的是电流表，满偏电流为I′＝Ig＋≈1 A，改装后电流表的量程为0～1 A，故D正确．
10．【答案】①
③ ；0
④ ADC
（2） 1 700；47；23.5
（1） 机械调零应旋动，使指针对准.欧姆调零应旋动，使指针对准电阻的“0”刻线.指针偏转角度小，说明待测电阻大，所选倍率小，应改选更大的倍率，重新进行欧姆调零，所以应按顺序操作.
（2） 欧姆表读数等于刻度盘读数乘倍率，即为 ；选用量程为的电流挡，读数选取中间刻度第三排，读数为；选用量程为的电压挡，读数选取中间刻度第二排，读数为.
11．
（1） 为了保护螺旋测微器,当测微螺杆靠近电阻丝时,应停止使用旋钮,改用微调旋钮,听到“喀喀”声时停止，螺旋测微器上的③为微调旋钮.
（2） 螺旋测微器的精度为,电阻丝的直径.
（3） 实验时要求电流表的示数从零开始测量,因此滑动变阻器采用分压式接法,电源电压为，电压表选用量程，电路中最大电流约为,电流表选用量程，电路连接如图所示.
（4） 根据电阻定律,图像的斜率,解得.
（5） 小明同学的观点不正确,实验采用电流表内接法,只会导致测量值相对电阻丝的电阻在图像中向上平移,不会改变图像的斜率,所以不影响电阻丝电阻率 的测量值.
12．【答案】(1)60.20；0.732；(2)C；见详解图；(3)
(1)根据游标卡尺的读数规则可得L＝60 mm＋4×0.05 mm＝60.20 mm；根据螺旋测微器的读数规则可得D＝0.5 mm＋0.01×23.2 mm＝0.732 mm。
(2)通过待测电阻的最大电流Imax＝＝0.6 A，因此选择A1，滑动变阻器的最大阻值较小，用分压式接法，待测电阻远小于电压表内阻，则电流表采用外接法，电路图如图所示。
(3)根据电阻定律有R＝ρ，解得ρ＝。
13．
(1)如图，靠近原子核的偏转角度大一些。
(2)设粒子质量为m，金原子核质量为M，碰撞后，粒子速度为v1，金原子核速度为v2。根据动量守恒和机械能守恒可得，，解得，由题意，因此，即碰撞后粒子速度大小几乎不变，方向与原来相反。
(3)a．粒子在遇到第一层单原子膜时，被大角度散射的概率，由于大角度散射的概率很小，可以认为通过每一层单原子膜时的粒子数目不变，所以每一层被大角度散射的概率相同，都为。得，解得b．这一简化不够合理。因为大角度散射的概率本来就很小，前后遮蔽的概率也很小,不能忽略前后遮蔽的影响。另外随着金箔厚度的增加，金箔前后遮蔽的概率将增大。
14．【答案】（1）6V；（2）0.83A
（1）在a、b间接入一只内阻很大的伏特表，它的示数为
（2）在a、b间接入一只内阻很小的安培表，它的示数为
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