2020高中物理 第2章 章末綜合知能優(yōu)化訓練 新人教版選修3-1（通用）

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1、2020高中物理(人教版)選修3-1 (時間：90分鐘，滿分：100分) 一、選擇題(本題包括10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分) 1．(2020年高考浙江理綜卷)請用學過的電學知識判斷下列說法正確的是(　　) A．電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全 B．制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好 C．小鳥停在單根高壓輸電線上會被電死 D．打雷時，呆在汽車里比呆在木屋里要危險 解析：選B.由靜電屏蔽的知識可知，A、D選項均錯；金屬可以消除多余的靜電，B項正確；單根

2、高壓輸電線上相距較近的兩點之間電阻很小，因而電壓較小，小鳥不會被電死，C選項錯誤． 2．金屬鉑的電阻值對溫度的高低非常“敏感”，所以可以利用鉑的電阻隨溫度變化的性質制成鉑電阻溫度計，如圖2－7所示的I－U圖象中能表示金屬鉑的電阻情況的是(　　) 圖2－7 解析：選C.鉑屬于金屬導體，其電阻率將隨溫度的升高而增大，當有電流通過時，由于熱效應，所以導體的溫度升高，并且電流越大，溫度越高，電阻也將越大．在I－U圖線中各點的切線斜率表示電阻的倒數，故電阻增大時，I－U圖線斜率應減小，故C正確，A、B、D錯誤． 3．(2020年漳州高二檢測)一臺電動機，額定電壓是100 V，電阻是1 Ω.正

3、常工作時，通過的電流為5 A，則電動機因發(fā)熱損失的功率為(　　) A．500 W　　　　　　　　 B．25 W C．1000 W D．475 W 解析：選B.電動機的熱功率P＝I2r＝(5 A)2·1 Ω＝25 W，B正確，A、C、D錯誤． 4．如圖2－8所示，甲、乙為兩個獨立電源的路端電壓與通過它們的電流I的關系圖線，則下列說法中正確的是(　　) 圖2－8 A．路端電壓都為U0時，它們的外電阻相等 B．電流都是I0時，兩電源的內電壓相等 C．電源甲的電動勢大于電源乙的電動勢 D．電源甲的內阻小于電源乙的內阻 解析：選AC.在U－I圖象中甲、乙兩圖線的交點坐標為

4、(I0，U0)，說明兩電源的外電阻R＝相等，A正確．圖線與U軸交點的坐標值表示電動勢的大小，與I軸交點坐標值表示外電路短路時的電流，圖線斜率的絕對值大小表示電源內電阻的大小(也即電動勢與外電路短路時電流的比值)，由圖線可得E甲>E乙，r甲>r乙，C正確，D錯誤．電流都是I0時，U內＝I0r，所以U內甲>U內乙，B錯誤． 5.在如圖2－9所示的電路中，由于某一電阻發(fā)生短路或斷路，使A燈變暗，B燈變亮，則故障可能是(　　) 圖2－9 A．R1短路 B．R2斷路 C．R3斷路 D．R4短路 解析：選BC.由于A串聯于干路中，且故障發(fā)生后，A燈變暗，故知電路中總電流變小，即電路總

5、電阻變大，由此推知，故障應為某一電阻斷路，排除選項A、D. 若假設R2斷路，則其斷路后，電路總電阻變大，總電流變小，A燈變暗，同時R2斷路必引起與之并聯的燈B中電流的變化，使B燈變亮，推理結果與現象相符，故選項B對． 若假設R3斷路，則也引起總電阻變大，總電流變小，使A燈變暗，同時R3斷路后也必引起與之并聯的電路(即R1所在支路)中電流增大，燈B中分得電流也變大，B燈變亮，故選項C正確． 6.如圖2－10所示，一個電源在外電阻不斷變化時，內、外電阻消耗的電功率隨電流變化的關系分別用拋物線C1、C2表示．由該圖可知(　　) 圖2－10 A．電源的電動勢為8 V B．電源的內電

6、阻為2 Ω C．電源輸出功率的最大值為16 W D．電源消耗的最大功率為16 W 解析：選D.圖中交點表示內、外電路消耗功率相等，此時的功率和電流分別為4 W和2 A，由P內＝I2r，代入數據得r＝1 Ω，故B錯誤；由P外＝I2R知R＝1 Ω，內電阻等于外電阻，電動勢為E＝I(R＋r)＝4 V，A錯誤．外電阻和內電阻相等時電源輸出功率的最大值為4 W，C錯誤．電源消耗的功率為Pm＝EI，當R＝0時電流最大為4 A，Pm＝16 W，故D正確． 7．小燈泡通電后，其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖2－11所示，P為圖線上一點，PN為圖線的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說法

7、不正確的是(　　) 圖2－11 A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大 B．對應P點，小燈泡的電阻為R＝ C．對應P點，小燈泡的電阻為R＝ D．對應P點，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積 解析：選C.在I－U圖象中，圖線的斜率表示電阻的倒數，圖象中圖線的斜率逐漸減小，電阻應逐漸增大；對應P點，小燈泡的電壓為U1，電流為I2，根據歐姆定律可知，小燈泡的電阻應為R＝；其工作功率為P＝U1I2，即為圖中矩形PQOM所圍的面積，因此本題應選擇C項． 8．在如圖2－12所示電路中，開關S1、S2、S3、S4均閉合，C是極板水平放置的平行板電容器，板間懸浮著一油滴P，斷開哪

8、一個開關后P會向下運動？(　　) 圖2－12 A．S1　　　　　　　　　　 B．S2 C．S3 D．S4 答案：C 9．(2020年北京海淀二模)在如圖2－13所示的電路中，E為電源，其內阻為r，L為小燈泡(其燈絲電阻可視為不變)，R1、R2為定值電阻，R3為光敏電阻，其阻值大小隨所受照射光強度的增大而減小，V為理想電壓表．若將照射R3的光的強度減弱，則(　　) 圖2－13 A．電壓表的示數變大 B．小燈泡消耗的功率變小 C．通過R2的電流變小 D．電源兩極間的電壓變小 解析：選B.若照射R3的光的強度減弱，則R3阻值增大，R總增大，由I＝知I減小，由UR

9、1＝IR1可知UR1減小，A錯；UR2增大，則由IR2＝可知IR2增大，C錯；燈泡的功率PL＝I·RL，由IL＝I－IR2可知IL減小，故PL減小，B正確；電源兩極間電壓U＝E－Ir，所以U增大，D錯． 10．(2020年東北三校聯考)如圖2－14所示，一個電飯煲和一臺洗衣機同時并聯接入有效電壓為220 V的電源上，均正常工作．設電飯煲的電阻為R1、洗衣機電動機線圈的電阻為R2.開關閉合后，用電流表分別測得流過電飯煲的電流是5 A，流過洗衣機的電流是0.5 A．經過時間t后，電飯煲消耗的電能為E1，產生的電熱為Q1；洗衣機消耗的電能為E2，產生的電熱為Q2；電飯煲消耗的功率為P1、洗衣機電動

10、機消耗的功率為P2.則下列關系正確的是(　　) 圖2－14 A．R2＝10R1 B．E1＝10E2 C．Q1＝10Q2 D．P1＝1555 W，P2＝155.5 W 解析：選B.電源電壓的有效值U＝220 V，電飯煲為純電阻用電器，故E1＝Q1＝U1I1t＝220×5t＝1100t，R1＝＝44 Ω，P1＝U1I1＝1100 W．而洗衣機為非純電阻用電器，R2＝<，故A錯．E2＝UI2t＝110 t，E1＝10E2，B對．Q2＝IR2t＝UR2I2t

11、1．(2020年高考安徽卷)用如圖2－15所示電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內阻．電池的內阻較小，為了防止在調節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R0起保護作用．除電池、開關和導線外，可供使用的實驗器材還有： 圖2－15 a．電流表(量程0.6 A、3 A)； b．電壓表(量程3 V、15 V)； c．定值電阻(阻值1 Ω、額定功率5 W)； d．定值電阻(阻值10 Ω、額定功率10 W)； e．滑動變阻器(阻值范圍0～10 Ω、額定電流2 A)； f．滑動變阻器(阻值范圍0～100 Ω、額定電流1 A)．那么 (1)要正確完成實驗，電壓表的量程應選擇_____

12、___ V，電流表的量程應選擇________ A；R0應選擇________Ω的定值電阻，R應選擇阻值范圍是________Ω的滑動變阻器． (2)引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是________． 答案：(1)3　0.6　1　0～10　(2)電壓表的分流 12．(2020年高考福建理綜卷)如圖2－16所示是一些準備用來測量待測電阻Rx阻值的實驗器材，器材及其規(guī)格列表如下： 器材 規(guī)格 待測電阻Rx 電源E 電壓表V1 電壓表V2 電流表A 滑動變阻器R 開關S、導線若干 阻值在900 Ω～1000 Ω之間　 具有一定內阻，電動勢約9.0 V　 量程2.0 V，內

13、阻r1＝1000 Ω　 量程5.0 V，內阻r2＝2500 Ω　 量程3.0 A，內阻r＝0.10 Ω　 最大阻值約100 Ω，額定電流0.5 A 圖2－16 為了能正常進行測量并盡可能減小測量誤差，實驗要求測量時電表的讀數大于其量程的一半，而且調節(jié)滑動變阻器能使電表讀數有較明顯的變化．請用實線代替導線，在所給的實驗器材圖中選擇若干合適的器材，連成滿足要求的測量Rx阻值的電路． 解析：實驗要求測量時電表讀數大于其量程的一半，而電流表量程為3.0 A，過大不可用．兩電壓表內阻均已知，故其中一表可當做電流表使用，考慮兩表量程和電源電動勢，宜選V1當做電流表．滑動變阻器采用分壓式

14、接法，測量電路圖和連線如下． 答案：見解析 三、計算題(本題包括4小題，共44分．解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位) 13．(10分)(2020年聊城三中高二物理檢測)在圖2－17所示電路中，電源電動勢E＝6 V，內阻r＝1 Ω.D為直流電動機，其電樞線圈電阻R＝2 Ω，限流電阻R′＝3 Ω.當電動機正常工作時，電壓表示數為0.3 V．求： 圖2－17 (1)通過電動機的電流是多大？ (2)電動機輸入的電功率、轉變?yōu)闊崃康墓β屎洼敵鰴C械功率各是多少？ 解析：(1)通過電動機的電流I

15、與流過限流電阻R′的電流相同，由I＝得：I＝ A＝ 0.1 A. (2)由E＝Ir＋U＋UD可得電動機兩端電壓 UD＝E－Ir－U＝6 V－0.1×1 V－0.3 V＝5.6 V. 所以電動機輸入的電功率P入＝UDI＝0.56 W. 電動機的發(fā)熱功率P熱＝I2R＝0.02 W. 電動機的輸出功率P出＝P入－P熱＝0.54 W. 答案：(1)0.1 A　(2)0.56 W　0.02 W　0.54 W 14．(10分) (2020年廣安高二檢測)如圖2－18所示的電路中，電源電動勢E＝6.0 V，內阻r＝0.6 Ω，電阻R2＝0.5 Ω，當開關S斷開時；電流表的示數為1.5 A，電壓

16、表的示數為3.0 V，試求： 圖2－18 (1)電阻R1和R3的阻值； (2)當S閉合后，電壓表的示數、以及R2上消耗的電功率． 解析：(1)R3＝＝ Ω＝2.0 Ω 由于E＝I3(R1＋R3＋r) 代入數據有6.0＝1.5(R1＋2.0＋0.6) 解得：R1＝1.4 Ω. (2)S閉合后， R總＝R1＋r＋＝2.4 Ω 電壓表的示數 U＝×＝×0.4 V＝1.0 V R2上消耗的功率 P2＝＝ W＝2.0 W. 答案：(1)1.4 Ω　2.0 Ω　(2)1.0 V　2.0 W 15．(12分)如圖2－19所示的電路中，電源電動勢E＝24 V，內阻不計，電

17、容C＝12 μF，R1＝10 Ω，R3＝60 Ω，R4＝20 Ω，R5＝40 Ω，電流表G的示數為零，此時電容器所帶電荷量Q＝7.2×10－5 C．求電阻R2的阻值． 圖2－19 解析：電容器兩端電壓UC＝＝6 V，＝，所以U4＝8 V， 若U1＝6 V＋8 V＝14 V，則＝， 所以R2＝7.14 Ω. 若U′1＝8 V－6 V＝2 V，則＝， 所以R2＝110 Ω. 答案：110 Ω或7.14 Ω 16．(12分)(2020年蘇州高二檢測)如圖2－20甲是一種家用電熨斗的電路原理圖(額定電壓為220 V)．R0是定值電阻，R是可變電阻(調溫開關)，其電阻值均不受溫度

18、影響． (1)該電熨斗溫度最低時的耗電功率為121 W，溫度最高時的耗電功率為484 W，求R0的阻值及R的阻值變化范圍． (2)假定電熨斗每秒鐘散發(fā)的熱量q跟電熨斗表面溫度與環(huán)境溫度的溫差關系如圖乙所示，現在溫度為20 ℃的房間使用該電熨斗來熨燙毛料西服，要求熨斗表面溫度為220 ℃，且保持不變，問應將R的阻值調為多大？ 圖2－20 解析：(1)溫度最低時應該是電路中電阻最大時，此時有 P1＝ 溫度最高時應該是電路中電阻最小時，此時有 P2＝ 聯立以上兩式解得R0＝100 Ω Rmax＝300 Ω 所以變阻器阻值范圍是0到300 Ω. (2)此時電熨斗表面溫度與環(huán)境溫度之差 Δt＝220 ℃－20 ℃＝200 ℃ 由圖象知電熨斗每秒鐘散發(fā)的熱量 q＝440 J 要保持電熨斗的表面溫度不變，則電熨斗的電功率 P＝440 W 又有：P＝ 代入數據解得R＝10 Ω 所以應將R的阻值調至10 Ω. 答案：(1)100 Ω　0到300 Ω　(2)10 Ω