第四章《 闭合电路欧姆定律和逻辑电路》章末测试题 word版含答案

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2019鲁科版高中物理选修3-1第四章《 闭合电路欧姆定律和逻辑电路》章末测试题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
第Ⅰ卷
一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)


1.按图连接电路后，灯泡L不亮，用欧姆表检查灯泡L，发现L是好的，用电压表测得Ucd＝Ubd＝0，Uad＝6V．由此可断定该电路可能发生的故障是(　　)

A．R1短路
B．R2短路
C．R1断路
D．R2断路
【答案】C
【解析】由题意可知Uad＝6V，说明电源没问题；Ucd＝Ubd＝0说明电路中没有电流，应该是断路，Uad＝6V说明ad间有断路其余部分是连通的，可判断R1断路，故选C.
2.如图所示的电路中，开关S1、S2、S3、S4均闭合，C是极板水平放置的平行板电容器，极板间悬浮着一油滴P，欲使P向下运动，应断开开关(　　)

A． S1
B． S2
C． S3
D． S4
【答案】C
【解析】要使P下移，应使电场力减小，根据公式E＝可得需要使电容器两端的电压减小，而电容器两端电压等于R3两端电压，如果断开S1和断开S4，电容器两板间的电压不变，场强不变，油滴所受的电场力不变，油滴仍处于平衡状态，故A、D错误；断开S2，电容器两板间的电压增大，稳定时，其电压等于电源的电动势，板间场强增大，油滴所受的电场力增大，油滴将向上运动，故B错误；断开S3，电容器放电，板间场强逐渐减小，油滴所受的电场力减小，油滴将向下运动，故C正确．
3.某电源的U－I图象如图所示，图中U为路端电压，I为干路电流．a、b为图线上的两点．相应状态下电源的输出功率分别为Pa、Pb，外电路电阻为Ra、Rb，由图可知，及的比值分别为(　　)

A． 3∶1　1∶2
B． 1∶3　2∶3
C． 1∶1　1∶2
D． 1∶1　4∶1
【答案】D
【解析】由图可知，Ua＝2Ub；Ia＝；
由P＝UI可知，功率之比为1∶1；
由R＝可知，电阻之比为4∶1.
4.一个机要仓库有一扇很大的电动仓库门，门上装有三把锁，三个机要员各有一把锁的钥匙，只有三人同时转动自己的钥匙(闭合自己的开关)，才能通过一个继电器把门打开．图中的S1、S2、S3是三个锁内的开关，J为继电器(图中未画电动机的电路)．则方框内符合要求的门电路是(　　)

A． “与”门
B． “或”门
C． “非”门
D． “与非”门
【答案】A
【解析】仓库门开这个事件要想发生，必须三个机要员同时转动自己的钥匙这个条件满足，由此得出该逻辑关系为与逻辑关系，对应的逻辑电路为“与”门电路．
5.如图为某次测量电源的电动势和内电阻所作的图象，有关这个图象的说法不正确的是(　　)

A． 纵轴截距表示待测电源的电动势，即E＝3V
B． 横轴截距表示路端电压为2.4V时的电流为0.3A
C． 根据r＝，计算出待测电源内阻为10Ω
D． 根据r＝，计算出待测电源内阻为2Ω
【答案】C
【解析】由公式U＝E－Ir，当I＝0时，U＝E，故A正确．由于纵轴刻度不是从0开始，故C错，B、D对．
6.如图所示的逻辑电路中，当A端、B端分别输入电信号为“1”、“0”时，C端和D端输出的电信号分别为(　　)

A． “0”和“0”
B． “1”和“0”
C． “0”和“1”
D． “1”和“1”
【答案】C
【解析】
7.如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置．则(　　)

A． 当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高
B． 当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低
C． 当仅增大R1的阻值时，可增大A、B之间的电压
D． 当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
【答案】B
【解析】由电路图可知，两电阻串联，监控装置与R2并联．当有人通过而遮蔽光线时，R1阻值变大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，根据U＝IR可知，R2阻值不变时，其两端的电压变小，即A、B间电压降低，故A错误，B正确．
当仅增大R1的阻值时，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，根据U＝IR可知，A、B间电压减小，故C错误．
当仅减小R2的阻值时，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，电源的内阻和R1阻值不变时，路端电压变小，R1两端的电压变大，A、B间电压减小，故D错误．
8.如图所示是应用某逻辑电路制作的简单车门报警电路图，开关S1、S2分别装在汽车的两道门上，D是发光二极管(报警灯)，根据电路图可判断(　　)

A． S1、S2均闭合时，D发光
B． S1闭合，S2断开时，D不发光
C． S1断开，S2闭合时，D发光
D． S1、S2均断开时，D不发光
【答案】C
【解析】门电路是“或”门电路，开关闭合时，输入端为低电位．S1、S2均闭合，输入端均为低电位(均为“0”)，输出为低电位(为“0”)，D不发光，A错误．S1、S2中有一个断开或均断开时，输入端有一个为高电位或均为高电位(“1”)，输出为高电位，D上加有正的电压，D发光，故C正确，B、D错误．
9.如图所示是一个三输入端复合门电路，当C端输入1，输出端Y输出0时，A，B端的输入分别是(　　)

A． 0、0
B． 0、1
C． 1、0
D． 1、1
【答案】A
【解析】当C端输入1，输出端Y输出0时，可知“与”门的另一输入端(即“或”门的输出端)必为0，故“或”门的输入端，即A、B端的输入分别为0、0，故选A.
10.如图为监控汽车安全带使用情况的报警电路，S为汽车启动开关，汽车启动时S闭合．驾驶员未系安全带时开关S′闭合，系好安全带时S′断开．要求当驾驶员启动汽车但未系安全带时蜂鸣器报警．则在图中虚线框内应接入的门电路是(　　)

A． “非”门
B． “或”门
C． “与”门
D． “与非”门
【答案】C
【解析】只有当驾驶员启动汽车且未系安全带时蜂鸣器才报警，体现了一种”与”的逻辑关系，故选C.
11.如图所示电路中，A、B两灯均正常发光，R为一滑动变阻器，P为滑片，若将滑片向下滑动，则(　　)

A．A灯变亮
B．B灯变亮
C． 总电流变小
D．R1上消耗功率变大
【答案】D
【解析】当滑片向下滑动，总电阻减小，干路电流增大，电源路端电压减小，A灯变暗，所以A错误；干路电流增大，所以R1消耗功率变大，所以D正确；B灯两端电压减小，B灯变暗，所以B项错误．
12.如图所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该电源上，则(　　)

A．R1接在电源上时，电源的效率高
B．R2接在电源上时，电源的效率高
C．R1接在电源上时，电源的输出功率大
D． 电源的输出功率一样大
【答案】A
【解析】根据路端电压U＝E－Ir，路端电压随电流变化图象与纵轴的截距代表电动势，斜率代表内阻．而根据欧姆定律R＝，电阻的电压随电流变化图象与原点连线的斜率代表电阻，因此有R1>R2，两个图象的交点代表该电阻接入电路时的路端电压和电流，那么根据图象判断交点的路端电压和电流乘积即电功率大小，但是两个交点的路端电压大的电流小，所以电源输出功率无法判断，选项C、D错．电源的效率是输出功率和总功率的比值即η＝＝＝，外电阻越大，效率越高，所以R1接在电源上效率高，选项A对，B错．
13.图示电路中，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流．R0为定值电阻，移动滑动变阻器的滑片，则下列表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中，可能正确的是(　　)




A．　　　　　　　B． C．　　　　　D．
【答案】C
【解析】设电路中总电流为I总，通过R0的电流为I0.
根据并联电路的特点得：U＝I0R0＝(I总－I)R0＝－IR0＋I总R0，I总、R0均不变，由数学知识可知，U－I图象是不过原点的直线，故A、B错误．
电路总功率P＝UI总＝(－IR0＋I总R0)I总＝－II总R0＋IR0，由数学知识可知，P－I图象是向下倾斜的直线，故C正确，D错误．
14.如图所示，a，b端接入电源，当滑动变阻器滑片P向下滑动时，电路中两个灯泡都不亮，用电压表检查电路时，测得Uab＝U，Ucd＝U，Uac＝0，Ubd＝0，则故障原因可能是(　　)

A． 变阻器短路
B． 变阻器断路
C．a、c间灯泡断路
D． 两个灯泡都断路
【答案】B
【解析】串联电路中灯不发光，则可能是某处断路，电压表测断路位置为电源电压，测不断的位置电压为零，Uab＝U测量的是电源电压，测得Ucd＝U，说明两灯泡没有断路，Uac＝0，Ubd＝0，说明在两灯泡之外有断路情况，两灯泡之间只有一个变阻器，所以变阻器处于断路情况，B正确．
15.用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值．如图所示，分别将图(a)和(b)两种测量电路连接到电路中，按照(a)图时，电流表示数为4.60mA，电压表示数为2.50V；按照(b)图时，电流表示数为5.00mA，电压表示数为2.30V，比较这两次结果，正确的是(　　)

A． 电阻的真实值更接近543Ω，且大于543Ω
B． 电阻的真实值更接近543Ω，且小于543Ω
C． 电阻的真实值更接近460Ω，且大于460Ω
D． 电阻的真实值更接近460Ω，且小于460Ω
【答案】B
【解析】比较题图(a)、(b)的电压读数，可知ΔU＝0.20V，则＝＝0.08；电流变化ΔI＝0.40mA，则＝＝0.087，可见>，即电流变化明显一些，可见电压表内阻带来的影响比电流表内阻带来的影响大，故应采取电流表内接法，即按照(a)图所示电路测量电阻Rx，Rx＝≈543Ω，此法测量值偏大，因此选项B正确．
16.如图所示是一个基本逻辑电路．声控开关、光敏电阻、小灯泡等元件构成的一个自动控制电路．该电路的功能是白天无论声音多么响，小灯泡都不会亮，在晚上，只要有一定的声音，小灯泡就亮．这种电路现广泛使用于公共楼梯间，该电路虚线框N中使用的是门电路．则下面说法正确的是(　　)

A．R1为光敏电阻，N为与门电路
B．R1为光敏电阻，N为或门电路
C．R2为光敏电阻，N为或门电路
D．R2为光敏电阻，N为与门电路
【答案】D
【解析】电路的功能是白天无论声音多么响，小灯泡都不会亮，在晚上，只要有一定的声音，小灯泡就亮，电路虚线框N中使用的是门电路，R2为光敏电阻，N为与门电路。
17.如图所示，C为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关S，当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态．要使尘埃P向下加速运动，下列方法中可行的是(　　)

A． 把R2的滑片向左移动
B． 把R2的滑片向右移动
C． 把R1的滑片向左移动
D． 把开关S断开
【答案】A
【解析】要使尘埃向下加速运动，应使电场力减小，即电容器两极板间的电压减小，故应向左移动R2的滑片．故A正确，B错．由于稳定时R1支路无电流，故无论怎样移动R1，电容器两极板间的电压都不会改变，故尘埃仍平衡，故C错．断开开关S，电容器两极板间电压增大，电场力增大，尘埃P向上加速运动，故D错．
18.如图所示，将多用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻Rt(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻)的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间．若往Rt上擦一些酒精，表针将向__________移动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向________移动，两个空应该分别填(　　)
A． “右”或“左”
B． “左”或“右”
C． “右”或“右”
D． “左”或“左”
【答案】B
【解析】因为负温度系数的热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻，若往Rt上擦一些酒精，由于酒精蒸发吸热导致热敏电阻的温度降低，从而电阻增大，故欧姆表指针将向左方偏转；若用吹风机将热风吹向电阻，则热敏电阻的温度升高，从而电阻减小，故欧姆表指针将向右偏转，故B选项正确．
19.如图所示的电路中，电源电动势为6V，当开关S接通后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uab＝6V，Uad＝0，Udc＝6V，由此可判定(　　)

A． L1和L2的灯丝都烧断了
B． L1的灯丝烧断了
C． L2的灯丝烧断了
D． 变阻器R断路
【答案】C
【解析】由题目给出的条件可知，电路中有的地方有电压，说明电源是有电压的．由Uab＝6V和Uad＝0可知外电路上bcd段有断点；由Udc＝6V可知外电路上cL2d段有断点，即L2烧断，而且除L2外，L1和变阻器R都没有与L2同时断开，否则也不存在Udc＝6V．在这种情况下，Uad＝0是情理之中的．故而C选项正确．
20.在用欧姆表测电阻的实验中，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，正确的判断和做法是(　　)
A． 这个电阻值很小
B． 这个电阻值很大
C． 为了把电阻测得更准确一些，应换用“×1”挡，重新测量
D． 为了把电阻测得更准确一些，应换用“×100”挡，重新测量
【答案】D
【解析】利用欧姆表测量电阻，待测电阻＝表盘示数×挡位，如果指针偏角极小，则表盘读数很大(因为最左端刻度为∞)在待测电阻是定值条件下，所以应该选择×100挡位．
第Ⅱ卷
二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)


21.如图所示，电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝3Ω，R2＝2Ω，R3＝5Ω，电容器的电容C1＝4μF，C2＝1μF，求C1、C2所带电荷量．

【答案】1.6×10－5C　1.0×10－5C
【解析】根据闭合电路欧姆定律，有
I＝＝A＝2A，
U1＝IR1＝6V，U2＝IR2＝4V，
UC1＝U2＝4V，UC2＝U1＋U2＝10V，
根据Q＝CU，
Q1＝C1UC1＝4×10－6×4C＝1.6×10－5C，
Q2＝C2UC2＝1×10－6×10C＝1.0×10－5C.
22.如图所示，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝7.5Ω，电容器的电容C＝4μF.开关S原来断开，现在合上开关S到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电荷量是多少？

【答案】1.92×10－5C
【解析】S断开时的等效电路如图甲所示，电容器C两端电压U为电阻R2两端电压U2，则U2＝R2＝3V．电容器C的电荷量Q＝CU＝CU2＝1.2×10－5C．且a板带正电，b板带负电．

S闭合时的等效电路如图乙所示，电容器C两端电压U′为电阻R1两端电压U1′.则有R外＝＝3Ω，电阻R1中的电流I1′＝·＝0.9A，电阻R1两端电压U1′＝I1′R1＝1.8V，电容器C的电荷量Q′＝CU1′＝7.2×10－6C．且a板带负电，b板带正电．故通过电流表的电荷量ΔQ＝Q＋Q′＝1.92×10－5C.
23.如图所示的电路中，当开关S接a点时，标有“5V　2.5W”的小灯泡L正常发光，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1A，此时电阻R两端的电压为4V．求：

(1)电阻R的阻值；
(2)电源的电动势和内阻．
【答案】(1)4Ω　(2)6V　2Ω
【解析】(1)电阻R的阻值为R＝＝Ω＝4Ω.
(2)当开关接a时，有E＝U1＋I1r，
又U1＝5V，
I1＝＝A＝0.5A.
当开关接b时，有E＝U2＋I2r，
又U2＝4V，I2＝1A，
联立解得E＝6V，r＝2Ω.
24.如图所示，电源电动势为6 V，内阻为1 Ω，R1＝5 Ω，R2＝10 Ω，滑动变阻器R3阻值变化范围为0～10 Ω，求电路中的总电流范围．

【答案】0.55～1 A
【解析】当R3阻值为零时，R2被短路，外电阻最小，电流最大．
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，R外′＝R1＋R并＝10 Ω，
I′＝＝A≈0.55 A.