新教材2023版高中物理单元素养评价二第二章电路及其应用教科版必修第三册 试卷

这是一份新教材2023版高中物理单元素养评价二第二章电路及其应用教科版必修第三册，共10页。
单元素养评价(二)(时间：75分钟　满分：100分)一、选择题：本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．1．国产安卓手机在闪充的发展上已经完全领先国际大牌，华为、OPPO等都有推出超级闪充功能．“充电五分钟通话两小时”的手机电源就是源于VOOC闪充新技术．VOOC闪充新技术采用低压大电流的方案，相对其他方案温度较低，充电功率更高，电能转化率达到95%，最快充电速度比一般手机充电技术快4倍以上．如图是普通单线充电数据线和双线快充数据线示意图．与普通充电数据线相比，闪充增加数据线的作用是(　　)A．增大充电电压 B．增大电池的容量C．增大充电电流 D．增大充电电阻2．有一个学生在测电灯泡内阻时，把电流表和电压表的位置交换，如图所示，将造成(　　)A．电流表烧坏 B．电压表烧坏C．灯泡烧坏 D．灯泡不亮3．在我国边远乡村的电路上常用的熔断保险丝．当电路中有较强电流通过时，保险丝会快速熔断，及时切断电源，保障用电设备和人身安全．经测量，有一段电阻为R，熔断电流为2A的保险丝，直径约0.5毫米．若将这段保险丝对折后绞成一根，那么保险丝的电阻和熔断电流将变为(　　)A． eq \f(1,4) R、4 AB． eq \f(1,2) R、4 AC． eq \f(1,4) R、0.5 AD． eq \f(1,2) R、1 A4．导体的伏安特性曲线是研究导体电流和电压关系的重要工具．一灯泡的伏安特性曲线如图中的AB(曲线)所示，AC为图线在A点的切线，C点的坐标为(1，0).下列说法正确的是(　　)A．该灯泡不适用于欧姆定律B．当灯泡两端的电压升高时，小灯泡的电阻减小C．当灯泡两端的电压为2 V时，小灯泡的电阻为1 ΩD．在灯泡两端的电压由2 V变化到4 V的过程中，灯泡的电阻改变了1 Ω5．关于多用电表的使用，下列说法正确的是(　　)A．甲图中用多用电表直流电压挡测量的是电源的电压，表笔接法正确B．甲图中用多用电表直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压，表笔接法正确C．乙图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的正向电阻D．乙图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的反向电阻6．某同学用一个微安表头(量程1 mA，内阻90 Ω)电阻箱R1和电阻箱R2组装一个多用电表，有电流10 mA和电压4 V两挡，改装电路如图所示，则R1、R2应调到多大阻值(　　)A．R1＝100 Ω，R2＝310 ΩB．R1＝10 Ω，R2＝310 ΩC．R1＝100 Ω，R2＝391 ΩD．R1＝10 Ω，R2＝391 Ω7．电路图如图甲所示，图乙是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图像，滑动变阻器的最大阻值为15 Ω，定值电阻R0＝3 Ω.以下说法中正确的是(　　)A．电源的内阻为10 ΩB．当R＝10.5 Ω时电源的输出功率最大C．当R＝4.5 Ω时电源的输出功率最大D．当R＝7.5 Ω时R消耗的功率最大8．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I；设单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此电子的定向移动速率为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为(　　)A．nvSΔt B．nvΔtC． eq \f(IΔt,e) D． eq \f(IΔt,Se) 9．如图所示的电路，L是小灯泡，C是极板水平放置的平行板电容器．有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动．若滑动变阻器的滑片向下滑动，则(　　)A．L变亮B．电容器C电荷量减小C．油滴向下运动D．油滴保持静止不动10．在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生了变化．若电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示，下列说法正确的是(　　)A． eq \f(U1,I) 不变， eq \f(ΔU1,ΔI) 不变B． eq \f(U2,I) 变小， eq \f(ΔU2,ΔI) 变小C． eq \f(U2,I) 变小， eq \f(ΔU2,ΔI) 不变D． eq \f(U3,I) 变小， eq \f(ΔU3,ΔI) 不变二、非选择题：本题共5小题，共54分．11．(6分)物理探究小组进行改装电表的探究实验，他们在实验室找到了一个量程为0～0.6 A、内阻为0.5 Ω的电流表，实验室老师又给该小组的同学提供了若干各种规格的定值电阻和其他相关器材．回答下列问题：(1)探究小组要将电流表改装成量程为0～3 V的电压表，同学们经计算后将一阻值为________ Ω的电阻R与该电流表________(填“并联”或“串联”)进行改装；(2)改装完成后，探究小组利用标准电压表对改装后的电压表进行检测校准，请用笔画线代替导线，补全图甲实物连线，构成完整的实验电路；(3)图乙和图丙分别为校准检测某次实验时标准电压表和电流表的示数，由此可知改装电压表的实际量程为0～________ V；(4)产生上述问题的原因可能是________．A．电流表内阻标记错误，实际内阻大于0.5 ΩB．电流表内阻标记错误，实际内阻小于0.5 ΩC．R值计算错误，接入的电阻偏小D．R值计算错误，接入的电阻偏大12．(8分)利用如图(a)所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R(最大阻值999.9 Ω)，电阻R0(阻值为3.0 Ω)，电阻R1(阻值为3.0 Ω)，电流表A(量程为200 mA，内阻为RA＝6.0 Ω)，开关S.实验步骤如下：①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；③以 eq \f(1,I) 为纵坐标，R为横坐标，作 eq \f(1,I) ­R图线(用直线拟合)；④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b；回答下列问题：(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则 eq \f(1,I) 与R的关系式为________；(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R＝3.0 Ω时，电流表的示数如图(b)所示，读出数据，完成下表，①________，②________；(3)在图(c)的坐标纸上描点并作图，根据图线求得斜率k＝________ A－1· Ω－1，截距b＝________ A－1；(4)根据图线求得电源电动势E＝________ V，内阻r＝________Ω.13．(10分)如图所示电路中，电阻R1＝12 kΩ，R2＝36 kΩ，A、B两端的电压保持28 V不变，电压表 V的内阻是12 kΩ，那么：(1)当S与C接触时电压表的读数是多少？(2)当S与D接触时电压表的读数是多少？以及与D接触时通过电压表的电流是多少？14．(12分)某同学设计了一个加速度计，如图所示．较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用相同的弹簧连着，两弹簧处于自然状态；R为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离成正比．这个装置实际上是一个加速度传感器．两个电池E完全相同，内阻不计．按图连接电路后，滑片4处于R的中点，电压表指针的零点在中央，当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转．已知弹簧劲度系数为k，滑块和滑动片的总质量为m，电阻器总长度为L.框架固定在运动的物体上，当物体具有图示方向的加速度a时：(1)电压表的指针将向哪个方向偏转？(2)电压表示数多大？(3)如果将电压表的表盘换作加速度刻度，其刻度值是均匀的还是不均匀的？请简要分析．15．(18分)如图所示的电路中，R2＝5 Ω.灯泡L上标有“3 V　4.5 W”，滑动变阻器R3的最大值为10 Ω，电容器的电容C＝1×10－6F，当滑片P滑到最右端a时，电流表读数为1 A，此时灯泡L恰好正常发光．当滑动变阻器的滑片P位于R3中点时；电流表的示数为0.6 A，求：(灯泡电阻保持不变，电流表为理想电表)(1)R1的大小；(2)电源的电动势和内阻；(3)当滑片P从a端滑到R3中点的过程中，电容器的带电量变化了多少？单元素养评价(二)1．解析：VOOC闪充新技术采用低压大电流的方案，C正确，A错误；电池的容量由手机决定，数据线根数越多，并联的电阻越小，充电的总电流越大，B、D错误．答案：C2．解析：电流表和电压表的位置交换，电流表和小灯泡两者一起与电压表形成串联，因为电压表电阻很大，电流表相当于导线，此时所通过的电流几乎为零，所以电流表不会被烧坏，A错误；电流表和电压表的位置交换，电压表与电流表和小灯泡两者一起形成串联，电压表相当于在测量电源电压，对电压表不会产生烧坏现象，B错误；电流表和电压表的位置交换后，电流表和小灯泡并联，导致小灯泡被短路而不亮，并非灯泡被烧坏，C错误；电流表和电压表的位置交换后，电流表和小灯泡并联，导致小灯泡被短路而不亮，D正确．答案：D3．解析：根据电阻表达式r＝ρ eq \f(l,s)可知对折后电阻为R′＝ρ eq \f(\f(1,2)l,2s)＝ eq \f(1,4)R，而两段最大电流为2 A的保险丝并联，其允许的最大电流I′＝2Imax＝4 A，A正确．答案：A4．解析：虽然小灯泡伏安特性曲线不是直线，原因是灯泡的电阻率随着温度增大而发生了变化，但灯丝是金属导体，欧姆定律同样适用，A错误；由灯泡的伏安特性曲线可知，图像上每一个点与坐标原点连线斜率为k＝ eq \f(1,R)，则灯泡两端的电压升高时，灯泡的电阻增大，B错误；当灯泡两端的电压为2 V时，AC为图线在A点的切线，则k＝ eq \f(1,R)＝ eq \f(2,2)＝1，则小灯泡电阻为1 Ω，C正确；在灯泡两端的电压由2 V变化到4 V的过程中，在电压为4 V时，电阻为 eq \f(4,3) Ω，D错误．答案：C5．解析：图甲中用多用电表直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压，但电流应从红笔流入，黑笔流出，图中表笔接法错误，A、B错误；图乙中电流从黑笔流出，红笔流入，此时二极管是导通状态，所以多用电表测量的是二极管的正向电阻，C正确，D错误．答案：C6．解析：电流10 mA挡时，根据电路图可得Ig＝ eq \f(IgRg,R1)＝Im，解得R1＝ eq \f(IgRg,Im－Ig)＝ eq \f(1×90,10－1) Ω＝10 Ω，电压4 V挡时，根据电路图可得IgRg＋ImR2＝Um，解得R2＝ eq \f(Um－IgRg,Im)＝ eq \f(4－1×10－3×90,10×10－3)Ω＝391 Ω，D正确．答案：D7．解析：根据闭合电路欧姆定律可得U＝－Ir＋E可知U­I图像的纵轴截距等于电动势，则有E＝20 V，U­I图像的斜率绝对值等于内阻，则有r＝| eq \f(ΔU,ΔI)|＝ eq \f(20－5,2) Ω＝7.5 Ω，A错误；设电路外电阻为R外，则电源的输出功率为P＝I2R外＝( eq \f(E,R外＋r))2R外＝ eq \f(E2,R外＋\f(r2,R外)＋2r)，可知当外电阻R外＝r＝7.5 Ω时，电源的输出功率最大，则有R＝R外－R0＝7.5 Ω－3 Ω＝4.5 Ω，B错误，C正确；R消耗的功率为PR＝I2R＝( eq \f(E,R＋R0＋r))2R＝ eq \f(E2,R＋\f(（R0＋r）2,R)＋2（R0＋r）)，可知当R＝R0＋r＝10.5 Ω，R消耗的功率最大，故D错误．答案：C8．解析：根据电流的定义式I＝ eq \f(q,Δt)，在Δt时间内通过导体横截面的自由电子的电量q＝IΔt，则在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子的数目为N＝ eq \f(q,e)＝ eq \f(IΔt,e)，C正确，D错误；横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为e，此时电子定向移动的速率为v，则I＝nevS，联立可得N＝nvSΔt，A正确，B错误．答案：AC9．解析：灯泡、滑动变阻器、电容器并联，滑动变阻器的滑片向下滑动，则滑动变阻器接入电阻R减小，并联后的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律I＝ eq \f(E,R并＋r)可知，干路总电流增大，根据路端电压公式U外＝E－Ir可知，路端电压减小，即小灯泡电压减小，L变暗，故A错误；由电容定义式C＝ eq \f(Q,U)可得Q＝CU，电容器两极板间电压为路端电压，路端电压减小，所以电荷量减小，故B正确；开始时静止，根据平衡条件可知电场力与重力平衡，现电容器两极板间电压减小，根据E＝ eq \f(U,d)可知电场强度减小，向上的电场力小于重力，油滴向下运动，故C正确，D错误．答案：BC10．解析：根据欧姆定律可得 eq \f(U1,I)＝ eq \f(ΔU1,ΔI)＝R1，比值是定值，故A正确；R2随P向下移动而变小，即 eq \f(U2,I)＝R2变小．而| eq \f(ΔU2,ΔI)|＝| eq \f(ΔI（R1＋r）,ΔI)|＝R1＋r不变，故B错误，C正确；因为 eq \f(U3,I)＝R1＋R2，且R2减小，所以 eq \f(U3,I)变小．而| eq \f(ΔU3,ΔI)|＝r为电源内阻不变，故D正确．答案：ACD11．解析：(1)根据电表改装原理可知将电流表改装成量程为0～3 V的电压表时，需要串联分压电阻，其阻值为R＝ eq \f(UV,IA)－rA＝4.5 Ω.(2)对改装后的电压表进行检测校准时，标准电压表应并联在改装后电压表两端，且两电压表两端电压应从零开始变化，所以滑动变阻器应采用分压式接法，实验电路如图所示．(3)由图乙和图丙可知，当标准电压表读数为2.40 V时，通过电流表读数为0.40 A，所以改装电压表的实际内阻为RV实＝ eq \f(U标,I′A)＝6 Ω，则改装电压表的实际量程为UV实＝IARV实＝3.6 V.(4)根据前面分析可知，改装电压表的实际内阻比按0～3 V量程计算的理论内阻大，产生该问题的原因可能是电流表内阻标记错误，实际内阻大于0.5 Ω，或者R值计算错误，接入的电阻偏大，故选A、D.答案：(1) 4.5　串联　(2)见解析　(3)3.6　(4)AD12．解析：(1)根据闭合电路欧姆定律有E＝( eq \f(IRA,R1)＋I)(R＋R0＋r)＋IRA，代入数据化简得 eq \f(1,I)＝ eq \f(3R,E)＋ eq \f(15＋3r,E).(2)电流表每小格表示4 mA，因此电流表读数为I＝0.110 A， eq \f(1,I)≈9.09 A－1.(3)在坐标纸上描点，画出一条直线，如图所示由图可知，斜率为k＝1.0 A－1· Ω－1，截距为b＝6.0 A－1(4)根据表达式，图线的斜率为k＝ eq \f(3,E)，解得E＝3.0 V，纵截距为b＝ eq \f(15＋3r,E)，解得r＝1.0 Ω.答案：(1) eq \f(1,I)＝ eq \f(3R,E)＋ eq \f(15＋3r,E)　(2)①0.110　②9.09　(3)见解析图　1.0(0.96～1.04均可)　6.0(5.9～6.1均可)　 (4)3.0(2.7～3.3均可)　1.0(0.6～1.4均可)13．解析：(1)当S与C接触时，电压表与R1并联，并联部分的电阻为R并＝ eq \f(R1RV,R1＋RV)＝ eq \f(12×12,12＋12) kΩ＝6 kΩ则电压表的读数为U＝ eq \f(R并,R并＋R2)UAB＝ eq \f(6,6＋36)×28 V＝4 V(2)当S与D接触时，电压表与R2并联，并联部分的电阻为R′并＝ eq \f(R2RV,R2＋RV)＝ eq \f(36×12,36＋12) kΩ＝9 kΩ则电压表的读数为U′＝ eq \f(R′并,R′并＋R1)UAB＝ eq \f(9,9＋12)×28 V＝12 V通过电压表的电流为IV＝ eq \f(U′,RV)＝ eq \f(12,12×103) A＝1×10－3A.答案：(1)4 V　(2)12 V　1×10－3A14．解析：(1)当系统水平向右做匀加速运动时，滑块向左移动，电压表P端的电势低于Q端的电势，由题知，指针向左侧偏转．(2)设滑块偏离中间位置x距离时，设电阻器总长度为L，单位长度的电阻为r，则流过电阻器的电流为I＝ eq \f(2E,Lr)电压表的示数为U＝Ixr由牛顿第二定律得2kx＝ma由以上各式解得U＝ eq \f(mE,kL)a(3)由U＝ eq \f(mE,kL)a可知，电压表示数与加速度成正比．如果将电压表的表盘换作加速度刻度，其刻度值是均匀的．答案：(1)指针向左侧偏转　(2) eq \f(mE,kL)a　(3)刻度均匀，电压表示数与加速度成正比．15．解析：(1)当滑片P滑到最右端a时，灯泡正常发光，则I＝ eq \f(P,U)＝1.5 A电阻R2中电流I2＝1 A则电阻R1中电流I1＝I－I2＝0.5 A电阻R1两端的电压U1＝U2＝I2R2＝5 V则电阻R1＝ eq \f(U1,I1)＝10 Ω(2)由(1)问知E＝Ir＋UL＋U1当滑动变阻器的滑片P位于R3中点时，通过电阻R2和R3中电流I′2＝0.6 A电阻R1两端的电压U′1＝U′2＝I′2(R2＋R3)＝6 V则电阻R1中电流I′1＝ eq \f(U′1,R1)＝0.6 A电路中的总电流I′＝I′1＋I′2＝1.2 A根据闭合电路欧姆定律E＝I′(r＋RL＋ eq \f(1,2)R1)联立解得E＝10 V，r＝ eq \f(4,3) Ω(3)当滑片P在a端时，电容器两端电压UC1＝UL＝3 V当滑片P在R3中点时，电容器两端电压UC2＝I′RL＝2.4 V因此，电容器带电量的变化量为ΔQ＝C(UC1－UC2)＝6×10－7C.答案：(1)10 Ω　(2)10 V　 eq \f(4,3) Ω　(3)6×10－7CR/ Ω1.02.03.04.05.06.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.084 eq \f(1,I) /A－16.998.00②10.011.011.9