2023版新教材高中物理单元素养检测第十一章电路及其应用新人教版必修第三册

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单元素养检测(第十一章)考试时间：75分钟，满分：100分一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．)1．以下说法正确的是    (　　)A．只要有可以自由移动的电荷，就能存在持续电流B．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的C．电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率D．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了2．飞机在空气中飞行时，其表面不断与空气摩擦而带电，某次飞行中形成的电流约为32 μA，则飞机单位时间内带电荷量增加约为  (　　)A．32 mC       B．32 μC    C．18 mC     D．18 μC3．如图所示，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(　　)A.0～10 VB．0～20 VC．10～20 VD．20～30 V4．如图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可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(已知风速越大，压强越小)，下列说法正确的是(　　)A．活塞向下运动，风速表的示数变小B．活塞向上运动，风速表的示数变大C．活塞向上运动，滑动变阻器R1两端的电压变大D．活塞静止不动，风速表的示数不变5．[2023·福建泉州一中测试]如图所示的电路中，电源电压不变，当开关S闭合，甲、乙两表都为电压表时，两表的示数之比U甲∶U乙＝5∶3；当开关S断开，甲、乙两表都为电流表时，两表的示数之比I甲∶I乙是    (　　)A．2∶5    B．3∶5C．2∶3    D．5∶26．如图所示，虚线框内为改装好的电表，M、N为新表的接线柱．已知灵敏电流计G的满偏电流为100 μA，内阻为495.0 Ω，电阻箱读数为5.0 Ω，根据以上数据计算可知改装的电表为(　　)A．电压表，量程为0～1 mVB．电压表，量程为0～500 mVC．电流表，量程为0～1 μAD．电流表，量程为0～10 mA7．P1和P2是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体，P1的上下表面积大于P2的上下表面积，将P1和P2按如图所示接到电源上，闭合开关后，下列说法正确的是 (　　)A．若P1和P2的体积相同，则通过P1的电流大于通过P2的电流B．若P1和P2的体积相同，则P1的电阻等于P2的电阻C．若P1和P2的厚度相同，则P1两端的电压等于P2两端的电压D．若P1和P2的厚度相同，则P1两端的电压大于P2两端的电压二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)8．[2023·广东深圳实验学校段考]在半导体工艺里经常需要测定金属薄膜厚度，目前采用的方式是通过测定电阻而间接测得薄膜厚度，查询资料获知构成该薄膜金属材料的电阻率ρ，取一块厚度均匀、边长为L的正方形该金属薄膜，在薄膜两端施加恒定电压U.通过薄膜的电流方向如图所示，测定出流过薄膜的电流I，即可推导出薄膜厚度d，则    (　　)A.电流I越大，则薄膜厚度d越小B．电流I越大，则薄膜厚度d越大C．正方形边长L越大，所测定的电阻值越大D．正方形边长L改变，所测定的电阻值不变9．[2023·辽宁大连普兰店一中期末]用如图所示的电路测量待测电阻Rx的阻值，下列说法正确的是(　　)A．由于电压表的分流作用，使电阻的测量值小于真实值B．由于电流表的分压作用，使电阻的测量值大于真实值C．电压表的内阻越大，测量越精确D．电流表的内阻越小，测量越精确10．[2023·辽宁丹东期末]如图所示，电流表A1(0～0.6 A)和电流表A2(0～3 A)是由两个相同的电流计改装而成的，现将这两个电流表并联后接入电路．闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法正确的是  (　　)A．A1、A2的读数之比为1∶5B．A1、A2的读数之比为1∶1C．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1D．A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5三、非选择题(本题共5小题，共54分．按题目要求作答．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11．(6分)现有一合金制成的圆柱体．为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度．螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲、乙所示．(1)由甲、乙两图分别读得圆柱体的直径为________ mm，长度为________ mm.(2)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ＝________．12．(10分)(1)用多用电表精确测量了一个10 Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值大约是3 kΩ的电阻，在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，以下哪些操作是必需的，请选择其中有用的，按操作顺序写出________．A．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆表零刻度线位置B．用螺丝刀调节表盘下面中间部位的指针定位螺丝，使指针指电流表、电压表零刻度线位置C．将红表笔和黑表笔短接D．把选择开关旋转到“×100”位置(2)如图所示为一正在测量中的多用电表表盘．①如果是用“×10”挡测量电阻，则读数为________Ω.②如果是用直流10 mA挡测量电流，则读数为________ mA.③如果是用直流5 V挡测量电压，则读数为________ V.13．(10分)如图所示，灵敏电流计的内阻Rg为500 Ω，满偏电流Ig为1 mA.当使用a、b两个端点时，是量程为I1的电流表；当使用a、c两个端点时，是量程为I2的电流表；当使用a、d两个端点时，是量程为U的电压表．已知电阻R1、R2、R3的阻值分别为0.5 Ω、2 Ω和100 Ω.则量程I1＝________；I2＝________；U＝________．14．(12分)[2023·江西南昌联考]某同学欲将满偏电流Ig＝100 μA内阻未知的电流计改装成量程较大的电流表，并对改装后的电表进行校对．(1)该同学利用如图所示的电路测量电流计的内阻(图中电源的电动势E＝6 V)时，先闭合开关S1，调节滑动变阻器R，使电流计指针偏转到满刻度；再闭合开关S2，保持R不变，调节电阻箱R′，使电流计指针偏转到满刻度的一半；接着读出此时R′的阻值为297 Ω.则该同学测出的电流计的内阻为Rg＝________ Ω； (2)若要将该电流计改装成量程为0～10 mA的电流表，需给它________(填“串联”或“并联”)一个阻值为R＝________ Ω的电阻；(3)把改装好的电流计与标准电流表串联在电路中进行校对．由于利用(1)的方法对电流计内阻测定存在系统误差，若改装好的电流计的测量值为I1，标准电流表的测量值为I2，I1与I2数值关系为I1________I2；(填“>”“＝”或“<”)(4)为了完全消除对电流计内阻测定的系统误差，该同学与邻组同学合作，又找来了一只完全一样的电流计，则只需在原“半偏法”的电路上稍作改进即可，请你在方框内画出改进后的测电流计内阻的电路图．15．(16分)某同学要测量一待测电阻Rx(约300 Ω)的阻值，现提供了下表中的器材：电池组E提供3 V电压滑动变阻器R1(0～40 kΩ，额定电流1 A)电压表V(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)滑动变阻器R2(0～20 Ω，额定电流2 A)电流表A1(量程0～10 mA，内阻约2 Ω)开关S电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约0.25 Ω)导线若干为了使实验便于操作，且使实验误差尽可能小，则：(1)电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(均填写字母代号)；(2)在图甲所示虚线框内画出测量电路的原理图(电路中各器材要求用题中给定的符号标出)；(3)若该同学已正确选用器材，并连接好部分实验电路如图乙所示，请在图乙中完成其余的电路连接．    单元素养检测(第十一章)1．答案：B解析：产生电流的条件为：有可以自由移动的电荷及导体两端有电势差；故只有自由电荷不能形成电流，故A错误；金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的，故B正确；电流的传导速度为电场形成的速率，与自由电子的定向移动速率无关，故C错误；电子定向移动的同时，热运动同样存在，正是因为热运动及碰撞等才形成了稳定的电流，故D错误．故选B.2．答案：B解析：已知飞机在某次飞行过程中形成的电流约为32 μA，根据q＝It可知，单位时间内，其表面不断与空气摩擦而增加的电荷量约为q＝32 μA×1 s＝32 μC，选项B正确．3．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．4．答案：B解析：定值电阻R和滑动变阻器R1串联，当风速增大时，管道内压强减小，活塞上移，带动滑动变阻器的滑片P上移，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电流增大，定值电阻两端的电压变大，B正确．5．答案：A解析：开关S闭合，电压表乙测量的是电阻R2两端的电压，电压表甲测量的是R1和R2两端的总电压，两个电阻串联，由欧姆定律可得＝＝；开关S断开，甲、乙两表都为电流表时，两个电阻是并联关系，流过两个电阻的电流＝＝，甲电流表测流过R2的电流，乙电流表测流过两个电阻的总电流，因此＝＝，A正确．6．答案：D解析：灵敏电流计与电阻箱并联，改装后的电表为电流表，满偏时，M、N两端电压为U＝IgRg＝100×10－6×495.0 V＝0.049 5 V＝49.5 mV，流过电阻箱的电流为IR＝＝ A＝0.009 9 A＝9.9 mA，故改装后电流表的满偏电流I＝Ig＋IR＝(9.9＋0.1)mA＝10 mA，D正确．7．答案：C解析：由于两电阻串联在电路中，因此通过两电阻的电流一定相等，A错误；设电阻的上、下表面边长为a，厚度为d，根据R＝可知，R＝＝，则可知电阻与厚度d有关，由V＝Sd可知，如果两导体的体积相同，则P1的厚度小于P2的厚度，因此P1的电阻大于P2的电阻，B错误；若厚度相同，则两电阻阻值相同，由U＝IR可知，P1两端的电压等于P2两端的电压，C正确，D错误．8．答案：BD解析：根据电阻定律可知，薄膜电阻为R＝ρ＝，可知所测定的电阻值R与正方形边长L无关，故D正确，C错误；根据欧姆定律得R＝，可得d＝，可知d与I成正比，电流I越大，则薄膜厚度d越大，故B正确，A错误．9．答案：AC解析：由于电压表的分流作用，使得电流的测量值偏大，根据R测＝可知，电阻的测量值小于真实值，A正确，B错误；电压表的内阻越大，分流作用越小，电流表的示数越接近电阻上电流的真实值，测量越精确，C正确，D错误．10．答案：AC解析：因为两个电流表是并联接入电路的，所以两个电流计也是并联的，且两个电流计两端电压相等，所以通过两个电流计的电流相等，即两个电流表的指针偏转角度相同，因为两个电流表的量程之比为1∶5，所以两个电流表的读数之比为1∶5，故A、C正确．11．答案：(1)1.844 (1.843～1.845均可)　42.40　(2)解析：(1)由题图甲可知，圆柱体的直径为1.5 mm＋34.4×0.01 mm＝1.844 mm；由题图乙可知，圆柱体的长度为42 mm＋8×0.05 mm＝42.40 mm.(2)根据电阻定律有R＝ρ，又根据欧姆定律有R＝，联立解得ρ＝.12．答案：(1)DCA　(2)①60　 ②7.0　③3.50解析：(1)用多用电表测量了一个10 Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值大约是3 kΩ的电阻，多用电表应选择“×100”挡，应把选择开关置于“×100”位置，然后两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指向欧姆表零刻度线位置，然后再测电阻，因此合理的实验步骤是DCA.(2)①如果是用“×10”挡测量电阻，由题图所示表盘可知，其读数为6×10 Ω＝60 Ω.②如果是用直流10 mA挡测量电流，由题图所示表盘可知，其分度值为0.2 mA，读数为7.0 mA.③如果是用直流5 V挡测量电压，由题图所示表盘可知，其分度值为0.1 V，故读数为3.50 V．13．答案：1.005 A　201 mA　20.6 V解析：当使用a、b两个端点时满足Ig(Rg＋R2)＝(I1－Ig)R1解得I1＝1.005 A当使用a、c两个端点时满足IgRg＝(I2－Ig)(R1＋R2)解得I2＝201 mA当使用a、d两个端点时，设流过R3的电流为I3，则满足IgRg＋I3R3＝U且IgRg＝(I3－Ig)(R1＋R2)解得U＝20.6 V．14．答案：(1)297　(2)并联　3　(3)<　(4)见解析解析：(1)因电流计与电阻箱是并联关系，且二者电流相等，则电阻相等，即Rg＝297 Ω.(2)改装成电流表要并联电阻分流，设并联电阻阻值为R，则R＝＝3 Ω.(3)半偏法测电流表内阻得到的结果比实际电阻偏小，按照测量值改装电流表时并联的电阻偏小，这个并联的电阻分流更大，使电流表读数比实际偏小，即I1<I2.(4)用另一只完全一样的电流计测出电阻箱支路的电流，再根据欧姆定律即可求出电流计的内阻，据此设计电路如图所示(甲、乙均可).15．答案：(1)A1　R2(2)如下左图所示　(3)如下右图所示　解析：(1)流过待测电阻的最大电流约为Imax＝≈10 mA，故电流表选A1.因为待测电阻的阻值约300 Ω，若采用限流式接法，则R1过大，而R2偏小．所以应采用分压式接法，为了便于调节，滑动变阻器选R2.(2)待测电阻阻值较大(>)，故采用电流表内接法．如答案左图所示．(3)实物连接如答案右图所示．