2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册：第十一章电路及其应用 章末检测试卷 Word版含解析

2021年高中物理人教版（新教材）必修第三册第十一章章末检测试卷
(时间：90分钟　满分：100分)
一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分)
1．关于电流，下列说法中正确的是(　　)
A．导体中的电流越大，表示通过其横截面的电荷量越多
B．在相同时间内，通过导体横截面的电荷量越多，导体中电流就越小
C．通电时间越短，电流越大
D．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中电流越大
2.甲、乙、丙、丁是四个长度、横截面积均相同的金属导体，某同学对它们各进行了一次测量，把每个导体中通过的电流和两端的电压在I－U坐标系中描点，如图1所示，四个导体中电阻率最大的是(　　)
图1
A．甲
B．乙
C．丙
D．丁
3．一段长为L、电阻为R的均匀电阻丝，把它拉成3L长的均匀细丝后，再切成等长的三段，则其中每一段电阻丝的阻值为(　　)
A．3R
B．R
C.
D.
4．如图2所示，a、b、c为同一种材料做成的电阻，b与a的长度相等，b的横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等，c的长度是a的两倍．当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是(　　)
图2
A．V1的示数是V3的2倍
B．V1的示数是V2的2倍
C．V2的示数是V1的2倍
D．V2的示数是V3的2倍
5.如图3所示，A、B间的电压为30
V，改变滑动变阻器触头(触头始终在中间电阻R上)的位置，可以改变C、D间的电压，UCD的变化范围是(　　)
图3
A．0～10
V
B．0～20
V
C．10～20
V
D．20～30
V
6．一电流表的满偏电流Ig＝30
mA，内电阻Rg＝95
Ω，要把它改装成一个量程为0.6
A的电流表，应在电流表上(　　)
A．串联一个5.00
Ω的电阻
B．串联一个4.75
Ω的电阻
C．并联一个5.00
Ω的电阻
D．并联一个4.75
Ω的电阻
7．某同学用一块多用电表来判断一支二极管的极性．该同学使用的是多用电表的“×10”欧姆挡．将多用电表的红表笔接触二极管a端、黑表笔接触二极管b端时，发现多用电表的指针偏转角非常小；随后该同学将多用电表的黑表笔接触二极管a端、红表笔接触二极管b端时，多用电表指针指到如图4所示位置．由此可以判断(　　)
图4
A．二极管的正向电阻为20.0
Ω
B．a端是二极管的正极
C．用多用电表欧姆挡“×10”测电阻时，如果指针偏角太小，应换用“×1”倍率
D．用多用电表欧姆挡测电阻时，指针越靠近刻度盘右边，误差越小
8.如图5所示是一种风速测定装置，其中风速表是由电压表改装而成，电源电压不变，R为定值电阻，R1为滑动变阻器．T形管道的竖直管内装有可上下无摩擦自由移动的轻质活塞，活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片P相连，S闭合后，当风速增大时，下列说法中正确的是(　　)
图5
A．活塞上移，则风速表的示数变小
B．活塞上移，则风速表的示数变大
C．活塞上移，则滑动变阻器R1两端的电压变大
D．活塞上移，则风速表的示数不变
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)
9．如图6所示的电路中，通过电阻R1的电流I1是(　　)
图6
A.
B.
C.
D.
10.某导体中的电流随其两端电压的变化关系如图7所示，则下列说法中正确的是(　　)
图7
A．加5
V电压时，导体的电阻为5
Ω
B．加11
V电压时，导体的电阻可能为1.4
Ω
C．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小
D．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小
11.某同学做研究串联电路特点的实验时，接成如图8所示的电路，闭合S后，他将多用电表电压挡的红、黑表笔并联在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(　　)
图8
A．AB段断路
B．BC段断路
C．AB段短路
D．BC段短路
12.一个T型电路如图9所示，电路中的电阻R1＝1
Ω，R2＝12
Ω，R3＝4
Ω，另有一测试电源，电源提供的电压为10
V，内阻忽略不计，则(　　)
A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是4
Ω
B．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是4
Ω
C．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为
8
V
D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为8
V
三、非选择题(本题共6小题，共52分)
13．(4分)(1)如图10甲所示的三个游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为10等分刻度、20等分刻度、50等分刻度，它们的读数依次为________
mm，________
mm，________
mm.
(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则金属丝的直径是________
mm.
图10
14．(6分)某同学测量阻值约为25
kΩ的电阻Rx，现备有下列器材：
A．电流表(量程100
μA，内阻约为2
kΩ)；
B．电流表(量程500
μA，内阻约为300
Ω)；
C．电压表(量程15
V，内阻约为100
kΩ)；
D．电压表(量程50
V，内阻约为500
kΩ)；
E．直流电源(20
V)；
F．滑动变阻器(最大阻值1
kΩ，额定功率1
W)；
G．开关和导线若干．
电流表应选________，电压表应选________．(填字母代号)
该同学正确选择仪器后连接了以下电路，如图11所示，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：
图11
①________________________________________________________________________
②________________________________________________________________________
15．(10分)现在要测量一段电阻丝的电阻率ρ，电阻丝的阻值Rx≈0.5
Ω，允许通过的最大电流为0.5
A．现提供如下器材：
电流表A(量程0.6
A，内阻约0.6
Ω)
电压表V(量程3
V，内阻约3
kΩ)
待测的电阻丝Rx(阻值约为0.5
Ω)
标准电阻R0(阻值5
Ω)
滑动变阻器R1(5
Ω，2
A)
滑动变阻器R2(200
Ω，1.5
A)
直流电源E(6
V)
开关S、导线若干
(1)下列选项图为四位同学分别设计的“测量部分”的电路，你认为合理的是________．
(2)实验中滑动变阻器应该选择________(选填“R1”或“R2”)，并采用________接法．
(3)根据你在(1)、(2)中的选择，在图12甲中完成实验电路的连接．
图12
(4)实验中，如果两电表的读数分别为U和I，测得拉直后电阻丝的长度为L，直径为D，则待测电阻丝的电阻率ρ的计算式为ρ＝________.
(5)用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径时读数如图乙所示，则该电阻丝的直径D＝_______
mm.
16．(10分)如图13所示的电路中，R1＝8
Ω，R2＝4
Ω，R3＝6
Ω，R4＝3
Ω.
图13
(1)求电路中的总电阻；
(2)当加在电路两端的电压U＝42
V时，通过每个电阻的电流是多少？
17．(10分)如图14所示，A、B两点间电压恒定为12
V，定值电阻R1＝2.4
kΩ，R2＝4.8
kΩ.
图14
(1)若在a、b之间接一个C＝100
μF的电容器，闭合开关S，电路稳定后，求电容器上所带的电荷量；
(2)若在a、b之间接一个内阻RV＝4.8
kΩ的电压表，求电压表的示数．
18．(12分)如果将满偏电流和内阻分别为Ig＝2
mA、Rg＝200
Ω的表头分别按如图15甲和乙所示的方式改装成双量程的电流表．试求满足题中要求的定值电阻R1、R2、R3、R4的阻值分别为多少？
图15
参考答案及解析
1.答案：D
解析：根据电流的定义式I＝，即电流等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，与通电的时间无关，选项A、B、C错误，选项D正确．
2.答案：A
解析：根据电阻定律R＝ρ可知，导体的电阻率ρ＝.分别把甲、乙、丙、丁所在的位置与坐标原点O连接，I－U图线的斜率表示电阻的倒数，由题图可知甲导体的电阻最大，丁导体的电阻最小．因甲、乙、丙、丁四个导体的长度、横截面积均相同，则甲的电阻率最大，A正确．
3.答案：A
解析：电阻丝体积一定，即LS＝3L·S′，则S′＝，由电阻定律R＝ρ得R′＝＝3R，即每一段电阻丝的阻值为3R，选项A正确．
4.答案：B
解析：由R＝ρ得a、b、c的电阻之比为R1∶R2∶R3＝2∶1∶4，三者串联，电流相等，则电压比等于电阻比，选项B正确．
5.答案：C
解析：当触头在最上端时，UCD＝UAB＝20
V，当触头在最下端时，UCD＝UAB＝10
V，故UCD的变化范围是10～20
V，选项C正确．
6.答案：C
7.答案：B
解析：用欧姆挡测电阻时，阻值＝示数×倍率，则二极管的正向电阻为20×10
Ω＝200
Ω，A错误；当用多用电表的红表笔接触二极管a端、黑表笔接触二极管b端时，b端电势高、a端电势低，此时多用电表的指针偏转角非常小，说明此时电阻很大，即此时二极管两端所加为反向电压，则a端是二极管的正极，B正确；用多用电表欧姆挡“×10”测电阻时，如果指针偏角太小，应换用更高倍率，C错误；用多用电表欧姆挡测电阻时，指针越靠近刻度盘中间，误差越小，D错误．
8.答案：B
解析：活塞上移，R1接入电路的阻值减小，R1与R是串联关系，电源电压不变，所以R1两端电压减小，R两端电压增大，则风速表的示数变大，故B正确，A、C、D错误．
9.答案：BC
10.答案：AD
解析：导体在加5
V电压时，由题图知R＝＝5
Ω，所以此时导体电阻为5
Ω，故A正确；同理可知，B错误；由题图知，随着电压的增大，图像上的点与原点连线的斜率减小，此斜率表示电阻的倒数，则知导体的电阻不断增大；随着电压的减小，则导体的电阻不断减小，故C错误，D正确．
11.答案：AD
解析：由题意可得UAB＝UAC＝U，说明由A、B分别至电源的线路均已接通．若BC段完好，则AB段断路；若BC段短路，则AB段可能断路，也可能完好．又由题述得UBC＝0，因而可能AB段断路或BC段短路，也有可能出现两者同时发生的情况．
12.答案：AC
图9
解析：当cd端短路时，ab间电路的结构是：电阻R2、R3并联后与R1串联，等效电阻为R＝＋R1＝
Ω＋1
Ω＝4
Ω，故A正确；当ab端短路时，cd之间电路结构是：电阻R1、R3并联后与R2串联，等效电阻为R＝＋R2＝
Ω＋12
Ω＝12.8
Ω，故B错误；当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压等于电阻R3两端的电压，为U3＝E＝×10
V＝8
V，故C正确；当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压等于电阻R3两端的电压，为U3＝E＝×10
V＝2.5
V，故D错误．
13.答案：(1)16.7(1分)　22.80(1分)　4.18(1分)
(2)2.150(1分)
14.答案：B(1分)　C(1分)　①电流表应采用内接的方法(2分)　②滑动变阻器应采用分压式的接法(2分)
解析：电阻上的最大电流I＝＝
A＝8×10－4
A＝800
μA，故电流表应选择B；因直流电源的电压是20
V，故量程是50
V的电压表的使用效率偏低，应选择电压表C.因待测电阻约为25
kΩ，为了减小误差，电流表应采用内接法；因为滑动变阻器的阻值远小于待测电阻的阻值，若用限流式接法，控制的电压变化范围太小，则滑动变阻器应用分压式接法．
15.答案：(1)C(2分)　(2)R1(1分)　分压式(1分)
(3)见解析图(2分)　(4)(－R0)(2分)
(5)1.205(1.203～1.207均可)(2分)
解析：(1)电阻丝R2两端的最大电压U＝IRx＝0.25
V，比电压表量程小得多，需要串联一个分压电阻，即串联一标准电阻R0，此时R0＋Rx<，电流表采用外接法，选项C正确；
(2)滑动变阻器若选用R2或采用限流式接法，调控范围小，实验误差大，应选择R1，并采用分压式接法；
(3)根据测量电路图和滑动变阻器的分压式接法，实物连线如图所示；
(4)待测电阻Rx＝－R0，由电阻定律得Rx＝＝，联立解得ρ＝(－R0)；
(5)螺旋测微器的读数为1
mm＋0.01×20.5
mm＝1.205
mm.
16.答案：(1)14
Ω　(2)I1＝I2＝3
A　I3＝1
A　I4＝2
A
解析：(1)设R3、R4并联后电阻为R34，则
R34＝＝
Ω＝2
Ω(2分)
R1、R2和R34串联，总电阻R＝R1＋R2＋R34＝14
Ω(2分)
(2)根据欧姆定律I＝，得干路电流I＝
A＝3
A(2分)
由于R1、R2串联在干路上，通过R1、R2的电流I1＝I2＝3
A.
设通过R3、R4的电流分别为I3、I4，由并联电路的特点知I3＋I4＝3
A(1分)
＝(1分)
解得I3＝1
A，I4＝2
A(2分)
17.答案：(1)8×10－4
C　(2)6
V
解析：(1)设电容器上的电压为UC，则UC＝U(2分)
电容器的带电荷量Q＝CUC(1分)
解得Q＝8×10－4
C(2分)
(2)电压表与R2并联后电阻为R并＝(1分)
则电压表两端的电压为UV＝U(2分)
解得UV＝6
V．(2分)
18.答案：4.08
Ω　0.4
Ω　0.41
Ω　3.67
Ω
解析：按题图甲接法，量程为0.1
A时，
R1＝Rg＝×200
Ω≈4.08
Ω(3分)
量程为1
A时，
R2＝Rg＝×200
Ω≈0.4
Ω(3分)
按题图乙接法，量程为1
A时，R4和Rg串联后与R3并联；量程为0.1
A时，R3和R4串联后与Rg并联，分别得
Ig(Rg＋R4)＝(1
A－Ig)R3(2分)
IgRg＝(0.1
A－Ig)(R3＋R4)(2分)
联立解得：R3≈0.41
Ω，R4≈3.67
Ω(2分)