高中物理粤教版选修3-1第二章 电路 章末测试题4 Word版含解析

章末测试题4
一、选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分。在每小题给出的四个选项中第1～3题只有一项符合题目要求，第4～5题有多项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1．(2019·上海调研)如图(a)所示是一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是(b)图中的 (　　)
A　[因为欧姆表需进行欧姆调零，所以电路图中应串联一个可变电阻，B、D错误；根据红进黑出可得A正确。]
2.(2019·浏阳模拟)在如图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，则正确的是(　　)
A．电压表和电流表的示数都增大
B．灯L2变暗，电流表的示数减小
C．灯L1变亮，电压表的示数减小
D．灯L2变亮，电容器的带电荷量增加
C　[将滑动变阻器的滑片P向下调节，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，路端电压U减小，干路电流I增大，则电压表示数减小，灯L1变亮，U1增大，R与灯L2并联电路的电压U2＝U－U1，U减小，U2减小，灯L2变暗，电容器放电，带电荷量减少，流过电流表的电流IA＝I－I2，I增大，I2减小，IA增大，电流表的示数增大。]
3.(2019·南通调研)如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。当R所在位置温度升高时(　　)
A．灯泡L1变亮
B．灯泡L2变亮
C．电压表读数增大
D．电源内阻消耗功率减小
A　[热敏电阻R和灯泡L2并联，随温度升高，热敏电阻R阻值变小，并联电路R并＝变小，电路总电阻R总＝R并＋R1＋r变小，总电流I＝变大，灯泡L1由于电流变大而功率变大，变亮，选项A对。电压表读数为路端电压U＝E－Ir随总电流的变大而减小，选项C错。电源内阻消耗的功率P＝I2r随电流的增大而增大，选项D错。并联电路电压U并＝E－I(r＋R1)随电流增大而减小，灯泡L2由于电压变小而功率变小，变暗，选项B错。]
4．如图所示为某种电子秤工作原理的示意图，被称物体的质量可按照一定的换算关系通过电流表的示数获得。秤盘中放入物体后，连杆P将从a点向下滑动，最终停在a、b间的某一位置。关于该电子秤，下列说法正确的是(　　)
A．物体质量越小，电流表的示数越大
B．物体质量越大，电流表的示数越大
C．物体质量越大，电路中的总电阻越大
D．物体质量越小，电路中的总电阻越大
BD　[物体质量越小，则P点的位置越接近a端，滑动变阻器的电阻越大，则电路中电流越小，电流表的示数越小，选项A错误，D正确；同理，物体质量越大，则P点的位置越接近b端，滑动变阻器的电阻越小，则电路中电流越大，电流表的示数越大，选项B正确，C错误。]
5.(2019·西安模拟)如图所示，I为电流表示数，U为电压表示数，P为定值电阻R2消耗的功率，Q为电容器C所带的电荷量，W为电源通过电荷量q时电源做的功。当变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中，下列图象能正确反映各物理量关系的是(　　)
A　　　　B　　　　C　　　　D
AB　[变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，R2消耗的功率为P＝I2R，P∝I2，故A正确；电容器C的电压UC＝E－I(R2＋r)，电荷量Q＝CUC＝C[E－I(R2＋r)]，则＝－C(R2＋r)，保持不变，则Q-I图象是向下倾斜的直线，故B正确；电压表示数U＝E－Ir，U-I图象应是向下倾斜的直线，故C错误；电源通过电荷量q时电源做的功W＝qE，E是电源的电动势，则W-q是过原点的直线，故D错误。]
二、实验题(本题共5小题，共70分)
6.(14分)(2019·菏泽检测)某同学设计如图所示的电路测电源的电动势和内阻，图中两个电流表相同，定值电阻阻值为R0。
(1)电路中R0的作用为__________。
(2)闭合开关S1之前，先将电阻箱接入电路的阻值调到__________(选填“最大”或“最小”)，闭合开关S1，再闭合开关S2，调节电阻箱的阻值，使电流表A2的指针偏转较大(接近满偏)，读出电流值I0，读出这时电阻箱的阻值R1；断开开关S2，调节电阻箱的阻值，使电流表A2的示数再次为I0，读出这时电阻箱的阻值R2，则电流表A1的阻值为__________。
(3)再闭合开关S3，依次调__________(选填“大”或“小”)电阻箱的阻值，记录每次调节后电阻箱的阻值R，并记录每次调节后电流表A1的示数I，根据记录的R、I，作出IR-I图象，则图象可能是__________。
A　　　 　　B　　　　　C　 　　　　D
(4)若根据记录的R、I，作出-R图象，通过对图象的处理，得到图象与纵轴的截距为a，图象的斜率为b，则电源的电动势E＝__________，电源的内阻r＝__________。
解析：(1)电路中R0作为保护电阻，起到保护电路元件的作用。
(2)为了防止电路中的电流过大，闭合开关S1之前，应将电阻箱接入电路的电阻调到最大。根据等效替代法可知，电流表A1的内阻为R1－R2。
(3)由于再闭合开关S3之前电流表接近满偏，因此应调节电阻箱使电流表的示数逐渐减小，则可知应依次调大电阻箱的阻值。由闭合电路欧姆定律得E＝I(R＋RA1＋R0＋r)，得到IR＝E－I(r＋R0＋RA1)，可见D项正确。
(4)由E＝I(R＋RA1＋R0＋r)，得＝R＋(r＋R0＋RA1)，根据题意有＝b，得E＝，由(r＋R0＋RA1)＝a，得r＝－R0－(R1－R2)＝＋R2－R0－R1。
答案：(1)保护电路元件(或保护电路)
(2)最大　R1－R2
(3)大　D
(4)　＋R2－R0－R1
7．(14分)(2019·长沙模拟)如图所示为多量程多用电表的示意图。
(1)测量某电阻时，用欧姆挡“×100”挡时，发现指针偏转角度过小，他应该换用欧姆挡__________挡(选填“×10”或“×1 k”)，换挡后在测量前要先进行__________，若接通3、4时分别对应“×10”、“×100”挡，则E′＝__________E。
(2)表头G的标记值为10 mA,10 Ω，据此改装的多用电表测电流时的读数总比标准电流表的读数偏大，则表头G内阻的真实值__________(选填“大于”或“小于”)10 Ω。
(3)现提供以下实验器材：
A．表头G，标记值为10 mA,10 Ω；
B．电阻箱R(0～999.9 Ω)；
C．滑动变阻器R1(0～200 Ω，额定电流1 A)；
D．滑动变阻器R2(0～2 kΩ，额定电流1 A)；
E．直流电源E1(电动势为1.5 V，内阻很小)；
F．直流电源E2(电动势为12 V，内阻很小)；
G．开关S1、S2，导线若干
请在所给的虚线框中，用上述器材设计一个用半偏法较准确地测量表头G内阻的实验电路图，并在电路图中标明所选择器材的物理量符号。
解析：(1)用欧姆挡“×100”挡时，指针偏转角度过小，说明待测电阻较大，应换为倍率更大的“×1 k”挡位。欧姆表更换挡位后，需要重新欧姆调零。若接通3、4时分别对应“×10”、“×100”挡，则E′＝10E。
(2)由I0R0＝(I－I0)R，得I＝I0，当I的读数比真实值偏大，说明R0的真实值比改装表计算时的代入值10 Ω偏小。
(3)根据半偏法的原理可知，应选用0～999.9 Ω的电阻箱，为了减小系统误差的影响，应选择阻值大的滑动变阻器R2，且应用限流式接法。同时为了满足电流的要求，应选择电动势大的电源E2。最终的电路设计如答案图所示。
答案：(1)×1 k　欧姆调零　10
(2)小于
(3)如图所示
8．(14分)(2016·江苏高考)小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系。已知该金属电阻在常温下的阻值约10 Ω，R随t的升高而增大。实验电路如图所示，控温箱用以调节金属电阻的温度。
实验时闭合S，先将开关K与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t1，t2，…和电流表的相应示数I1，I2，…。然后将开关K与2端闭合，调节电阻箱使电流表的示数再次为I1，I2，…，分别记下电阻箱相应的示数R1，R2，…。
(1)有以下两种电流表，实验电路中应选用________。
A．量程0～100 mA，内阻约2 Ω
B．量程0～0.6 A，内阻可忽略
(2)实验过程中，要将电阻箱的阻值由9.9 Ω调节至10.0 Ω，需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”，正确的操作顺序是________。
①按旋钮a由“0”旋转至“1”
②将旋钮b由“9”旋转至“0”
③将旋钮c由“9”旋转至“0”
(3)实验记录的t和R的数据见下表：
温度t(℃)
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
阻值R(Ω)
9.6
10.4
11.1
12.1
12.8
请根据表中数据，在下面方格纸上作出R-t图线。
由图线求得R随t的变化关系为R＝________ Ω。
解析：(1)电路中电源电动势为1.5 V，金属电阻的阻值约为10 Ω，滑动变阻器电阻最大为10 Ω，电流在0.075～0.15 A，则电流一般在0.1 A以内调整，为使电流读数更准确，应选用量程0～100 mA的电流表。
(2)调节电阻箱阻值时，为了避免有其他电路发生短路而烧毁器材，电阻箱应先调至较大电阻，然后依次从电阻较小的挡位开始减小。
(3)R-t图象如图所示，可得R随t的变化规律是R＝0.04 t＋8.8 Ω。
答案：(1)A　(2)①②③(或①③②)
(3)如图所示
0．04 t＋8.8(0.04 t＋8.6～0.04 t＋9.0都算对)
9．(16分)(2019·唐山检测)为测量一未知电源电动势和内阻，某同学设计了如图所示电路，电路中所用到的器材规格如下：
待测电源：电动势约为4～6 V，内阻约为几十欧姆；
定值电阻：R0＝10 Ω；
定值电阻：R2＝3 kΩ；
电阻箱R1：0～9 999 Ω；
电压表：量程0～3 V，内阻RV＝3 kΩ；
开关、导线若干
(1)闭合开关后，将电阻箱的阻值由零开始逐渐增大，记录若干组电阻箱R1和电压表的读数；
(2)第一次该同学将得到的数据在U-R1坐标系中描点连线，得到如图甲所示曲线，曲线与纵轴的截距为b1＝0.8 V，虚线为图中曲线的渐近线。由图可得电动势E＝__________V，内阻r＝__________Ω；
甲　　　　　　　　　　乙
(3)第二次该同学将得到的数据在 -坐标系中描点连线，得到如图乙所示直线，直线与纵轴的截距为b2＝0.4 V－1，斜率k＝8.4 Ω·V－1。由图可得电动势E＝__________V，内阻r＝__________Ω；
(4)将两次数据处理方式进行对比，误差较小的应为第__________(选填“一”或“二”)次。
解析：(2)当R1接近最大值时R外?r，则此时的路端电压近似等于电源的电动势，因R2＝RV，则U外＝4.8 V，故E＝4.8 V。当R1＝0时，R外＝10 Ω，而此时的路端电压U外＝2×0.8 V＝1.6 V，据＝得r＝20 Ω。
(3)据闭合电路欧姆定律有E＝2U＋·r，变形得＝·＋，结合图象可知＝0.4 V－1，＝8.4 Ω·V－1，得E＝5.0 V，r＝21 Ω。
(4)在数据处理中，画出的图线为直线时，更容易找出对应关系，可精确求解。
答案：(2)4.8　20　(3)5.0　21　(4)二
10．(12分)(2019·南昌检测)某学生用如图(a)所示电路测金属导线的电阻率，可供使用的器材有：被测金属导线ab，电阻约10 Ω，导线允许流过的最大电流为0.8 A；稳恒电源，电源输出电压恒为E＝12 V；电压表V，量程为0～3 V，内阻约5 kΩ；保护电阻：R1＝10 Ω，R2＝30 Ω，R3＝200 Ω。刻度尺、螺旋测微器，开关S，导线若干等。
实验时的主要步骤如下：
①用刻度尺量出导线ab的长度l，用螺旋测微器测出导线的直径d。
②按如图(a)所示电路将实验所需器材用导线连接好。
③闭合开关S，移动接线触片P，测出aP长度x，读出电压表的示数U。
④描点作出U-x图线，求出金属导线的电阻率ρ。
(a)　　　　　　(b)　　　　　　(c)
完成下列填空：
(1)由螺旋测微器测量金属导线的直径d，其示数如图(b)所示，该金属导线的直径d＝__________mm。
(2)如果实验时既要保证安全，又要测量误差较小，保护电阻R应选__________。
(3)根据多次实验测出的aP长度x和对应每次实验读出的电压表的示数U作出的U-x图线如图(c)所示，其中图线的斜率为k，则金属导线的电阻率ρ＝__________。(用实验器材中给出的物理量字母和实验步骤中测出的物理量字母表示)
解析：(1)d＝0.5 mm＋0.01×37.0 mm＝0.870 mm。
(2)已知被测金属导线允许流过的最大电流Imax＝0.8 A，则Rmin＝＝ Ω＝15 Ω，又电压表量程为0～3 V，所以为保证安全，又要测量误差较小，应选电阻R2。
(3)设金属导线单位长度的电阻为R0，当x长度的导线两端电压为U时，由闭合电路欧姆定律有E＝(lR0＋R2)，得U＝x，所以图(c)中图线斜率k＝，解得R0＝，由R＝ρ，可得R0l＝ρ，得ρ＝。
答案：(1)0.870　(2)R2　(3)