2018-2019学年高中物理人教版版选修3-1课时作业第二章 章末综合检测含解析

章末综合检测

一、单项选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分，每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)

1.神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成的，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率ρ＝8×106Ω·m.某生物体中的某段髓质神经纤维可看成高为20 cm、半径为4 cm的圆柱体，当在其两端加上U＝100 V的电压时，该神经开始发生反应，则引起该神经纤维产生感觉的最小电流为()

A.0.31 μA B．0.62 μA

C.0.15 μA D．0.43 μA

解析：由电阻定义式R＝ρL

S得R＝8×10

6×

20×10－2

π×(4×10－2)2Ω＝3.18×10

8Ω.引起该

神经纤维产生感觉的最小电流I＝U

R＝

100

3.18×108

A＝0.31 μA，A正确.

答案：A

2.(2018·广东广州高二检测)两只电阻的伏安特性曲线如图所

示，则下列说法中正确的是()

A.两电阻的阻值为R1大于R2

B.两电阻串联在电路中时，R1两端电压大于R2两端电压

C.两电阻串联在电路中时，R1消耗的功率小于R2消耗的功率

D.两电阻并联在电路中时，R1的电流小于R2的电流

解析：I-U图象中，图线斜率的倒数表示电阻的阻值，由图象可以看出，R1图线的斜率大于R2图线的斜率，所以R1小于R2，A错．串联电路经过两电阻的电流相同，根据U＝IR，阻值大的电阻两端电压大，R1两端电压小于R2两端电压，B 错．功率P＝I2R，阻值大的电阻消耗的功率大，R1消耗的功率小于R2消耗的功

率，C对．两电阻并联，两电阻两端的电压相等，由I＝U

R知，电阻大的电流小，

R1的电流大于R2的电流，D错. 答案：C

3.(2018·浙江温州十校联合体期中考试)在如图所示的电路中，E

为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、

R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度

的增大而减小，V为理想电压表．若将照射R3的光的强度减弱，则()

A.电压表的示数变大

B.小灯泡消耗的功率变小

C.通过R2的电流变小

D.电源内阻的电压变大

解析：若将照射R3的光的强度减弱，则R3的电阻将增大，电路中的总电阻将增大，总电流减小，故电压表的示数变小，内电压也减小，A、D错误．而电阻R2两端的电压将变大，通过R2的电流变大，而总电流减小，所以通过小灯泡的电流减小，小灯泡消耗的功率变小，B正确，C错误．

答案：B

4.有一只电熨斗，内部电路如图甲所示，其中M为旋钮的内部接线端子，旋钮有“高”“中”“低”“关”四个挡，每个挡内部接线有如图乙中所示的四种方式，下列判断中正确的是()

A.a方式为“高”挡B．b方式为“低”挡

C.c方式为“关”挡D．d方式为“中”挡

解析：a中回路未闭合，故a方式为“关”挡，b中总电阻R b＝R1＋R2，c中总

电阻为R c＝R1，d中总电阻为R d＝

R1R2

R1＋R2

，由公式P＝

U2

R，故d方式为“高”挡，

c方式为“中”挡，b方式为“低”挡，所以B对，A、C、D错.

答案：B

5.在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，灯L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关闭合后，下列说法正确的是()

A.灯泡L 1的电流为灯泡L 2电流的2倍

B.灯泡L 1的电阻为7.5 Ω

C.灯泡L 2消耗的电功率为0.75 W

D.灯泡L 3消耗的电功率为0.30 W

解析：由于小灯泡L 2、L 3串联后与L 1并联，所以L 1两端电压是L 2或L 3两端电压的2倍，L 2或L 3两端电压是1.5 V ，由小灯泡的伏安特性曲线可知灯泡L 2中的电流是0.20 A ；灯泡L 1两端的电压是3 V ，灯泡L 1中的电流是0.25 A ，A 错误．由欧姆定律可得灯泡L 1的电阻R 1＝U 1

I 1

＝12 Ω，B 错误．由P ＝UI 得灯泡L 2(或

L 3)消耗的电功率P 2＝U 2I 2＝1.5×0.20 W ＝0.30 W ，C 错误，D 正确. 答案：D

6.如图所示，电源电动势为E ，内阻为r ，平行板电容器两

金属板水平放置，开关S 是闭合的，两板间一质量为m 、电荷量为q 的油滴恰好处于静止状态，G 为灵敏电流计．则以下说法正确的是( )

A.在将滑动变阻器滑片P 向上移动的过程中，油滴向上加速运动，G 中有从b 到a 的电流

B.在将滑动变阻器滑片P 向上移动的过程中，油滴向下加速运动，G 中有从b 到a 的电流

C.在将滑动变阻器滑片P 向上移动的过程中，油滴仍然静止，G 中有从a 到b 的电流

D.在将S 断开后，油滴仍保持静止状态，G 中无电流通过

解析：滑片P 向上移动，接入电路的电阻增大，总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流减小，因U ＝E －I (r ＋R 1)，可知电容器极板电压变大，油滴受到的电场力增大，油滴向上运动，极板电压变大，说明电容器充电，G 中电流方向从b 到a ，A 正确，B 、C 错误；将S 断开后，电容器放电，G 中有电流，

极板间电压减小，电场力减小，油滴向下运动，D错误.

答案：A

二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分，每小题有多个选项符合题意，把正确选项前的字母填在题后的括号内)

7.一个T形电路如图所示，电路中的电阻R

1

＝10 Ω，R2＝120

Ω，R3＝40 Ω，另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽

略不计．则()

A.当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 Ω

B.当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 Ω

C.当a、b两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 V

D.当c、d两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V

解析：当cd端短路时，等效电路如图甲所示，ab之间的等效电阻R123＝R1＋

R2R3 R2＋R3

＝40 Ω，A正确，同理可得B错误．

当a、b两端接通测试电源时，等效电路如图乙所示，根据欧姆定律得I＝E

R1＋R3

＝100

10＋40

A＝2 A，所以U cd＝IR3＝80 V，C正确，同理可得D错误. 答案：AC

8.如图所示，图线a是某一电源的U I图线，图线b是一定值

电阻的U I图线．若将该电源与该定值电阻连成闭合电路(已知

该电源的内阻r＝2.0 Ω)，则下列说法正确的是()

A.该定值电阻为6 Ω

B.该电源的电动势为20 V

C.将2只这种电阻串联作为外电阻，电源输出功率最大

D.将3只这种电阻并联作为外电阻，电源输出功率最大

解析：图线b的斜率k＝ΔU

ΔI＝6 Ω，则定值电阻的阻值R＝k＝6 Ω，A正确．由图

读出交点的电压U＝15 V，电流I＝2.5 A，根据闭合电路欧姆定律得，电源的电

动势E＝U＋Ir＝15 V＋2.5×2 V＝20 V，B正确．对于电源，当内外电路的电阻相等时输出功率最大，故将3只这种电阻并联作为外电阻，电源输出功率最大，C 错误，D正确．

答案：ABD

9.如图所示电路，将两个相同的电流表分别改装成A1(0～3

A)和A2(0～0.6 A)的电流表，把两个电流表并联接入电路中

测量电流．则下列说法中正确的是()

A.A1的指针半偏时，A2的指针也半偏

B.A1的指针还没有满偏，A2的指针已经满偏

C.A1的读数为1 A时，A2的读数为0.6 A

D.A1的读数为1 A时，干路中的电流I为1.2 A

解析：由于两个电流表并联接入电路中，则加在两电流表上的电压相等，所以指针偏转的角度相同．两电流表量程之比为5∶1，两电流表内阻之比为1∶5，当A1的读数为1 A时，A2的读数为0.2 A，干路中的电流为1.2 A．因此A、D是正确的.

答案：AD

10.直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的()

A.总功率一定减小

B.效率一定增大

C.内部损耗功率一定减小

D.输出功率一定先增大后减小

解析：当滑片P向右移动时，滑动变阻器连入电路中的有效电阻值变大，使干路中的电流变小，内电压变小，路端电压增大，故总功率P

总

＝EI减小，选项A正

确；效率η＝IU

IE×100%＝

U

E×100%，即η增大，选项B正确；电源内部损耗的功

率P r＝I2r减小，选项C正确；当R＝r时，输出功率最大，由于不知道滑动变阻器原来的阻值与电源的内阻r的大小关系，所以不能确定输出功率的大小变化情况，选项D错误．

答案：ABC

三、非选择题(本题共3小题，共46分，解答时应写出必要的文字说明、方程式

和演算步骤，有数值计算的要注明单位)

11.(14分)(2018·天津南开区高二检测)某课题小组通过实验测量河水的电阻率．现备有一根均匀的长玻璃管(两端各有一个圆形电极，可装入样品水，接触电阻不计)、电压表(量程12 V，内阻约10 kΩ)、电流表(量程100 μA，内阻约50 Ω)、滑动变阻器(10 Ω，1 A)、电池组(电动势E＝12 V，内阻不计)、开关、导线若干、直尺、待测的水样品．如图甲是他们用伏安法多次测量并计算出对应的水柱长度L 与水柱电阻R描点画出的图象；实验中还用10分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图乙所示．

请回答下面的问题：

(1)玻璃管内径d的测量值为________cm；

(2)请在虚线框内画出测量水柱电阻的电路图；

(3)所测水的电阻率为________Ω·m.(保留两位有效数字)

解析：根据游标卡尺的读数方法可以知道读数应该为：22 mm＋0.1×6 mm＝22.6 mm＝2.26 cm.

待测电阻阻值为几十千欧，比电流表的电阻大很多，所以电流表选择内接法，待测电阻阻值比滑动变阻器阻值大很多，所以变阻器选择分压式接法．由电阻定律

得R＝ρL

S＝ρ

L

π(

d

2)

2

，结合图象的斜率及已知数据可以计算水柱的电阻率是80 Ω·m.

答案：(1)2.26(2)如图所示(3)80(±4 均可)

12.(16分)在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路．

(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到________．(选填“最大值”“最小值”或“任意值”)

(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10 Ω的定值电阻两端的电压U，在下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________．(选填“1”或“2”)

(3)根据实验数据描点，绘出的1

U-R图象是一条直线．若直线的斜率为k，在

1

U坐

标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝________，内阻r＝________.(用k、b 和R0表示)

解析：(1)为了保护电路及电表，防止电路中电流过大，所以实验前电阻箱应置于最大值接入电路中．

(2)通过试值法来说明理由．若R＝300 Ω，电流约为

9

300＋10

A≈0.03 A；若R＝

60 Ω，电流约为

9

60＋10

A≈0.13 A，后者电流大，电压表读数大，误差小，应选

2.

(3)电流I＝U

R0，E＝I(R＋R0＋r)，得

1

U＝

1

ER0R＋

1

E＋

r

ER0，

1

U-R图象的斜率k＝

1

ER0，

截距b ＝1E ＋r ER 0，所以电动势E ＝1kR 0，内阻r ＝b

k －R 0.

答案：(1)最大值 (2)2 (3) 1kR 0

b

k －R 0

13.(16分)某同学在研究微型直流电动机的性能时，采用如图所

示的实验电路．调节滑动变阻器R 的阻值，使电动机无法转动，此时电流表和电压表的示数分别为0.2 A 和0.3 V ．重新调节R

的阻值，使电动机能够正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为1.0 A 和6.0 V ．(电流表、电压表均为理想电表)求： (1)这台电动机的线圈电阻； (2)电动机正常运转时的输出功率．

解析：(1)当电动机停止转动时看做纯电阻元件，由欧姆定律得：线圈电阻R 0＝U 1I 1

，

代入数据得R 0＝1.5 Ω.

(2)当电动机恢复正常运转时，有 P 电＝U 2I 2①

P 热＝I 22R 0②

P 电＝P 热＋P 出③

由①②③式得P 出＝U 2I 2－I 22R 0， 代入数据得P 出＝4.5 W. 答案：(1)1.5 Ω (2)4.5 W