2020高中物理 第2章 章末綜合知能優(yōu)化訓(xùn)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(shí)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(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分) 1．(2020年高考浙江理綜卷)請(qǐng)用學(xué)過(guò)的電學(xué)知識(shí)判斷下列說(shuō)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(huì)被電死 D．打雷時(shí)，呆在汽車?yán)锉却粼谀疚堇镆ｋU(xiǎn) 解析：選B.由靜電屏蔽的知識(shí)可知，A、D選項(xiàng)均錯(cuò)；金屬可以消除多余的靜電，B項(xiàng)正確；單根

2、高壓輸電線上相距較近的兩點(diǎn)之間電阻很小，因而電壓較小，小鳥不會(huì)被電死，C選項(xiàng)錯(cuò)誤． 2．金屬鉑的電阻值對(duì)溫度的高低非?！懊舾小?，所以可以利用鉑的電阻隨溫度變化的性質(zhì)制成鉑電阻溫度計(jì)，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(dǎo)體，其電阻率將隨溫度的升高而增大，當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，由于熱效應(yīng)，所以導(dǎo)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(diǎn)的切線斜率表示電阻的倒數(shù)，故電阻增大時(shí)，I－U圖線斜率應(yīng)減小，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤． 3．(2020年漳州高二檢測(cè))一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，額定電壓是100 V，電阻是1 Ω.正

3、常工作時(shí)，通過(guò)的電流為5 A，則電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的熱功率P＝I2r＝(5 A)2·1 Ω＝25 W，B正確，A、C、D錯(cuò)誤． 4．如圖2－8所示，甲、乙為兩個(gè)獨(dú)立電源的路端電壓與通過(guò)它們的電流I的關(guān)系圖線，則下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖2－8 A．路端電壓都為U0時(shí)，它們的外電阻相等 B．電流都是I0時(shí)，兩電源的內(nèi)電壓相等 C．電源甲的電動(dòng)勢(shì)大于電源乙的電動(dòng)勢(shì) D．電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻 解析：選AC.在U－I圖象中甲、乙兩圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)為

4、(I0，U0)，說(shuō)明兩電源的外電阻R＝相等，A正確．圖線與U軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值表示電動(dòng)勢(shì)的大小，與I軸交點(diǎn)坐標(biāo)值表示外電路短路時(shí)的電流，圖線斜率的絕對(duì)值大小表示電源內(nèi)電阻的大小(也即電動(dòng)勢(shì)與外電路短路時(shí)電流的比值)，由圖線可得E甲>E乙，r甲>r乙，C正確，D錯(cuò)誤．電流都是I0時(shí)，U內(nèi)＝I0r，所以U內(nèi)甲>U內(nèi)乙，B錯(cuò)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(lián)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(yīng)為某一電阻斷路，排除選項(xiàng)A、D. 若假設(shè)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(shí)R2斷路必引起與之并聯(lián)的燈B中電流的變化，使B燈變亮，推理結(jié)果與現(xiàn)象相符，故選項(xiàng)B對(duì)． 若假設(shè)R3斷路，則也引起總電阻變大，總電流變小，使A燈變暗，同時(shí)R3斷路后也必引起與之并聯(lián)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(xiàng)C正確． 6.如圖2－10所示，一個(gè)電源在外電阻不斷變化時(shí)，內(nèi)、外電阻消耗的電功率隨電流變化的關(guān)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(dòng)勢(shì)為8 V B．電源的內(nèi)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(diǎn)表示內(nèi)、外電路消耗功率相等，此時(shí)的功率和電流分別為4 W和2 A，由P內(nèi)＝I2r，代入數(shù)據(jù)得r＝1 Ω，故B錯(cuò)誤；由P外＝I2R知R＝1 Ω，內(nèi)電阻等于外電阻，電動(dòng)勢(shì)為E＝I(R＋r)＝4 V，A錯(cuò)誤．外電阻和內(nèi)電阻相等時(shí)電源輸出功率的最大值為4 W，C錯(cuò)誤．電源消耗的功率為Pm＝EI，當(dāng)R＝0時(shí)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(diǎn)，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(shuō)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(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝ C．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝ D．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，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(shù)，圖象中圖線的斜率逐漸減小，電阻應(yīng)逐漸增大；對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電壓為U1，電流為I2，根據(jù)歐姆定律可知，小燈泡的電阻應(yīng)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(yīng)選擇C項(xiàng)． 8．在如圖2－12所示電路中，開關(guān)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(gè)開關(guān)后P會(huì)向下運(yùn)動(dòng)？(　　) 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(nèi)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(qiáng)度的增大而減小，V為理想電壓表．若將照射R3的光的強(qiáng)度減弱，則(　　) 圖2－13 A．電壓表的示數(shù)變大 B．小燈泡消耗的功率變小 C．通過(guò)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(qiáng)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(cuò)；UR2增大，則由IR2＝可知IR2增大，C錯(cuò)；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(cuò)． 10．(2020年?yáng)|北三校聯(lián)考)如圖2－14所示，一個(gè)電飯煲和一臺(tái)洗衣機(jī)同時(shí)并聯(lián)接入有效電壓為220 V的電源上，均正常工作．設(shè)電飯煲的電阻為R1、洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R2.開關(guān)閉合后，用電流表分別測(cè)得流過(guò)電飯煲的電流是5 A，流過(guò)洗衣機(jī)的電流是0.5 A．經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，電飯煲消耗的電能為E1，產(chǎn)生的電熱為Q1；洗衣機(jī)消耗的電能為E2，產(chǎn)生的電熱為Q2；電飯煲消耗的功率為P1、洗衣機(jī)電動(dòng)

10、機(jī)消耗的功率為P2.則下列關(guān)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(jī)為非純電阻用電器，R2＝<，故A錯(cuò)．E2＝UI2t＝110 t，E1＝10E2，B對(duì)．Q2＝IR2t＝UR2I2t

11、1．(2020年高考安徽卷)用如圖2－15所示電路，測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路，電路中用一個(gè)定值電阻R0起保護(hù)作用．除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器(阻值范圍0～10 Ω、額定電流2 A)； f．滑動(dòng)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(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇_____

12、___ V，電流表的量程應(yīng)選擇________ A；R0應(yīng)選擇________Ω的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是________Ω的滑動(dòng)變阻器． (2)引起該實(shí)驗(yàn)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(zhǔn)備用來(lái)測(cè)量待測(cè)電阻Rx阻值的實(shí)驗(yàn)器材，器材及其規(guī)格列表如下： 器材 規(guī)格 待測(cè)電阻Rx 電源E 電壓表V1 電壓表V2 電流表A 滑動(dòng)變阻器R 開關(guān)S、導(dǎo)線若干 阻值在900 Ω～1000 Ω之間　 具有一定內(nèi)阻，電動(dòng)勢(shì)約9.0 V　 量程2.0 V，內(nèi)

13、阻r1＝1000 Ω　 量程5.0 V，內(nèi)阻r2＝2500 Ω　 量程3.0 A，內(nèi)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(jìn)行測(cè)量并盡可能減小測(cè)量誤差，實(shí)驗(yàn)要求測(cè)量時(shí)電表的讀數(shù)大于其量程的一半，而且調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器能使電表讀數(shù)有較明顯的變化．請(qǐng)用實(shí)線代替導(dǎo)線，在所給的實(shí)驗(yàn)器材圖中選擇若干合適的器材，連成滿足要求的測(cè)量Rx阻值的電路． 解析：實(shí)驗(yàn)要求測(cè)量時(shí)電表讀數(shù)大于其量程的一半，而電流表量程為3.0 A，過(guò)大不可用．兩電壓表內(nèi)阻均已知，故其中一表可當(dāng)做電流表使用，考慮兩表量程和電源電動(dòng)勢(shì)，宜選V1當(dāng)做電流表．滑動(dòng)變阻器采用分壓式

14、接法，測(cè)量電路圖和連線如下． 答案：見解析 三、計(jì)算題(本題包括4小題，共44分．解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)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(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 13．(10分)(2020年聊城三中高二物理檢測(cè))在圖2－17所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6 V，內(nèi)阻r＝1 Ω.D為直流電動(dòng)機(jī)，其電樞線圈電阻R＝2 Ω，限流電阻R′＝3 Ω.當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電壓表示數(shù)為0.3 V．求： 圖2－17 (1)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多大？ (2)電動(dòng)機(jī)輸入的電功率、轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃康墓β屎洼敵鰴C(jī)械功率各是多少？ 解析：(1)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流I

15、與流過(guò)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(dòng)機(jī)兩端電壓 UD＝E－Ir－U＝6 V－0.1×1 V－0.3 V＝5.6 V. 所以電動(dòng)機(jī)輸入的電功率P入＝UDI＝0.56 W. 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率P熱＝I2R＝0.02 W. 電動(dòng)機(jī)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(cè))如圖2－18所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6.0 V，內(nèi)阻r＝0.6 Ω，電阻R2＝0.5 Ω，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)；電流表的示數(shù)為1.5 A，電壓

16、表的示數(shù)為3.0 V，試求： 圖2－18 (1)電阻R1和R3的阻值； (2)當(dāng)S閉合后，電壓表的示數(shù)、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(shù)據(jù)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(shù) 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(dòng)勢(shì)E＝24 V，內(nèi)阻不計(jì)，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(shù)為零，此時(shí)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(cè))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(diào)溫開關(guān))，其電阻值均不受溫度

18、影響． (1)該電熨斗溫度最低時(shí)的耗電功率為121 W，溫度最高時(shí)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(guān)系如圖乙所示，現(xiàn)在溫度為20 ℃的房間使用該電熨斗來(lái)熨燙毛料西服，要求熨斗表面溫度為220 ℃，且保持不變，問(wèn)應(yīng)將R的阻值調(diào)為多大？ 圖2－20 解析：(1)溫度最低時(shí)應(yīng)該是電路中電阻最大時(shí)，此時(shí)有 P1＝ 溫度最高時(shí)應(yīng)該是電路中電阻最小時(shí)，此時(shí)有 P2＝ 聯(lián)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(shí)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(shù)據(jù)解得R＝10 Ω 所以應(yīng)將R的阻值調(diào)至10 Ω. 答案：(1)100 Ω　0到300 Ω　(2)10 Ω