2013高考人教版物理高效学习方略复习练习：第7章章末综合检测(精)

(检测范围：第七章)(时间：60分钟 满分：100分)一、选择题(每小题4分，共40分)1.如图所示是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路，在增大电容器两极板距离的过程中，下列说法正确的是( )A ．电阻R 中没有电流B ．电容器的电容变小C ．电阻R 中有从a 流向b 的电流D ．电阻R 中有从b 流向a 的电流解析 BC 由C ＝εS 4πkd ，当两板间距d 增大时，电容C 减小，由C ＝Q U 知，电容C减小，电压U 不变，则电荷量Q 减小，故电容器放电，A 板带正电荷，B 板带负电荷，故放电时通过电阻R 的电流方向从a 流向b .2．截面直径为d 、长为L 的导线，两端电压为U ，当这三个量中的一个改变时，对自由电子定向移动的平均速率的影响，下列说法正确的是( )A ．电压U 加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变B ．导线长度L 加倍时，自由电子定向移动的平均速率减为原来的一半C ．导线截面直径d 加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变D ．导线截面直径d 加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍解析 BC 根据电流I 的微观表达式、定义式以及电阻的决定式可得：I ＝neS v ＝U R＝U ρL S ，所以ne v ＝U ρL .由此可知电压U 加倍时，自由电子定向移动的平均速率v 加倍，A 错误；导线长度L 加倍时，自由电子定向移动的平均速率v 减半，B 正确；导线截面直径d 加倍时，自由电子定向移动的平均速率v 不变，C 正确，D 错误．3．已知如图，两只灯泡L 1、L 2分别标有“110 V ,60 W”和“110 V ，100 W ”，另外有一只滑动变阻器R ，将它们连接后接入220 V 的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路( )解析 B 由R ＝U 2P 可知R 2<R 1，R 和R 2并联后R 并<R 2<R 1，由串联分压可知选项A错误；R 2<R 1知选项C 错误；B 、D 两种情况灯泡可正常发光，在B 图中，电路中消耗的总功率P ＝UI 2，在D 图中，P ＝U (I 1＋I 2)，所以B 图中消耗的总功率最小，故选项B 正确．4．(2012·济南模拟)如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，若调整可变电阻R 的阻值，可使电压表○V 的示数减小ΔU (电压表为理想电表)，在这个过程中( )A ．通过R 1的电流减小，减少量一定等于ΔU /R 1B ．R 2两端的电压增加，增加量一定等于ΔUC ．路端电压减小，减少量一定等于ΔUD ．通过R 2的电流增加，但增加量一定小于ΔU /R 2解析 AD 电压表的示数减小ΔU ，通过R 1的电流减小ΔI ＝ΔU R 1，故A 项对；R 2与电源内阻，总的电压增加ΔU ，B 项错；R 2两端的电压增加量小于ΔU ，通过R 2的电流增加量小于ΔU R 2，D 对，C 错．5．(2011·湖北黄冈)在如图所示的电路中，电源的电动势E 恒定，内阻r ＝1 Ω，定值电阻R 3＝5 Ω，电表均为理想的．当开关S 断开与闭合时，ab 段电路消耗的电功率相同．则下列说法正确的是( )A ．电阻R 1、R 2可能分别为3 Ω、6 ΩB ．电阻R 1、R 2可能分别为4 Ω、5 ΩC ．开关S 断开时电压表的示数可能小于S 闭合时的示数D ．开关S 从断开到闭合，电压表的示数变化量与电流表的示数变化量之比一定等于6 Ω解析 BD 当开关S 断开时，ab 段电路消耗的电功率为P ＝E 2(R 1＋R 2＋R 3＋r )2(R 1＋R 2)；当S 闭合时，ab 段电路消耗的电功率为P ′＝E 2(R 1＋R 3＋r )2R 1，由于S 断开与闭合时ab 段电路消耗的电功率相同，代入数据可知选项A 错误，B 正确；当开关S 断开时电压表的示数为U ，当S 闭合时电压表的示数为U ′，由电路图分析可得U >U ′，选项C 错误；因为电压表示数U ＝E －I (R 3＋r )，所以ΔU ΔI ＝R 3＋r ＝6 Ω，选项D 正确．6．电动剃须刀的直流电动机的内阻一定，当加上0.3 V 电压时，通过0.3 A 的电流，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0 V 时，电流为0.8 A ，这时电动机正常工作，下列说法正确的是( )A ．此电动机的内阻为2.5 ΩB ．正常工作时此电动机消耗的热功率为0.09 WC ．正常工作时此电动机消耗的电功率为1.51 WD ．此电动机在额定电压下正常工作的效率为60%解析 D 电动机不转时，由U 1＝I 1R ，得R ＝1 Ω，电动机转动时，由P 电＝UI 得P 电＝1.6 W ，P 热＝I 2R ＝0.64 W ，故A 、B 、C 错误．由P 电＝P 机＋P 耗及η＝P 机P 电×100%得η＝1.6－0.641.6＝60%，故D 正确．7.在如图所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，使A 灯变暗，B 灯变亮，则故障可能是( )A ．R 1短路B ．R 2断路C ．R 3断路D ．R 4短路解析 BC 本题A 灯串联于干路中，且故障发生后，A 灯变暗，故可知电路中的总电流变小，即电路总电阻变大，由此推知，故障应该为某一电阻断路，排除A 、D 选项．若假设R 2断路，则其断路后，电路总电阻变大，总电流变小，A 灯变暗，同时R 2断路必然引起与之并联的B 灯中电流变大，使B 灯变亮，推理结果和现象相符，故选项B 对．若假设R 3断路，则也引起总电阻变大，总电流变小，使A 灯变暗，同时R 3断路后也必引起与之并联的电路中电流增大，B 灯中分得的电流也变大，B 灯变亮，故选项C 正确．8．如图所示，将两只完全相同的金属圆盘接入电路，其中(a)图中的圆盘中心挖了一个洞，(b)图中圆盘中心下方挖了同样大小的一个洞，在两金属圆盘两端加上相同的恒定电压，在相同的时间内，两金属圆盘产生的热量分别为Q a 和Q b ，则( )A ．Q a ＝Q bB ．Q a >Q bC ．Q a <Q bD ．条件不足，无法比较Q a 与Q b 的大小解析 C 由Q ＝U 2R t ，可知只需比较两金属圆盘的电阻即可，图中圆盘相当于上下两个电阻并联，R 并＝R 上·R 下R 上＋R 下，由题意结合数学知识可得R a >R b ，所以Q a <Q b ，选项C 正确．9.如图所示，一确定电源在外电阻不断变化时，内、外电路消耗的电功率随电流变化的关系分别用曲线C 1、C 2表示．由该图可知( )A ．电源的电动势为8 VB ．电源的内阻为2 ΩC ．电源输出功率的最大值为16 WD ．电源被短路时，电源消耗的功率为16 W解析 D 电源内部消耗的功率为P 内＝I 2r ，图线为C 1，外电路消耗的功率为P 外＝IE －I 2r ＝－r (I －E 2r )2＋E 24r ，图线为C 2，由函数表达式和图线得，当E 2r ＝2 A 时，E 24r ＝4 W ，求得E ＝4 V ，r ＝1 Ω，电源输出功率最大值为E 24r ，则电源输出功率最大值为4 W ，当电源被短路时，电源消耗功率为P 内＝E 2r ＝16 W.10.在如图所示的电路中，电池的电动势为E ，内阻为r ，R 1为金属电阻、R 2为光敏电阻、R 3为热敏电阻．设电流表A 的读数为I ，电压表V 1的读数为U 1，电压表V 2的读数为U 2，三个电阻中仅有一个的阻值发生变化，则下面的分析正确的是()A．给R1升温，I变小，U1变小B．用光照R2，I变小，U2变大C．给R3降温，I变大，U1变大D．给R1降温，I变小，U1变大解析B本题考查电阻率以及动态电路的分析．金属电阻R 1随温度升高阻值增大，光敏电阻R2随光照强度加大阻值减小，热敏电阻R3随温度升高阻值减小．当给R1升温时，R1的阻值增大，外电路电阻增大，路端电压增大，通过R2和R3的电流增大，则U1和U2均增大，因干路电流减小，而R2支路电流反而增大，故R1电流I必定减小，A错；当用光照R2时，R2的阻值减小，外电路电阻减小，路端电压减小，通过R1的电流I减小，因干路电流增大，故通过R2和R3的电流增大，则U2增大，而路端电压U＝U1＋U2减小，故U1减小，B对；当给R3降温时，R3的阻值增大，外电路电阻增大，路端电压增大，通过R1的电流I 增大，因干路电流减小，故通过R2和R3的电流减小，则U1减小，而路端电压U＝U1＋U2增大，故U2增大，C错；当给R1降温时，R1的阻值减小，路端电压减小，通过R2和R3的电流减小，则U1和U2均减小，因干路电流增大，故R1的电流I必定增大，D错．二、非选择题(共60分)11．(12分)(2011·全国新课标理综)使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一个表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端．现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：待测多用电表，量程为60 mA的电流表，电阻箱，导线若干．实验时，将多用电表调至×1 Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值．完成下列填空：(1)仪器连线如图1所示(a和b是多用电表的两个表笔)．若两电表均正常工作，则表笔a为________(填“红”或“黑”)色；(2)若适当调节电阻箱后，图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2(a)，(b)，(c)所示，则多用电表的读数为________Ω，电流表的读数为________mA，电阻箱的读数为________Ω；(3)将图1中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为________mA；(保留3位有效数字)(4)计算得到多用电表内电池的电动势为________V．(保留3位有效数字)解析(1)多用电表的黑表笔与表内电池正极相连，而a与电流表“＋”相连，故表笔a为电流流出端，故为黑表笔．(3)(4)多用电表内阻r等于多用电表的中值电阻，即r＝15 Ω，多用电表的读数等于电阻箱与电流表的总电阻R＝14 Ω，由闭合电路欧姆定律E＝I1(R＋r)，短接时E＝I2·r，解得I2＝102 mA，E＝1.54 V.【答案】(1)黑(2)14.053.0 4.6(3)102(答案在101～103范围内均给分) (4)1.54(答案在1.53～1.57范围内均给分)12．(12分)(2011·山东理综)某同学利用图甲所示电路，探究了电源在不同负载下的输出功率．(1)所得实验数据如下表，请在给出的直角坐标系上画出U-I图象U/V 1.96 1.86 1.80 1.84 1.64 1.56I/A0.050.150.250.350.450.55(2)根据所画U-I图象，可求得电流I＝0.20 A时电源的输出功率为________ W．(保留两位有效数字)(3)实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计，在图乙所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是________．(R x阻值未知)解析(1)选择合适标度后描点，连线得图象时，应舍弃第四组数据点．(2)在图象上读出I＝0.20 A对应的电压U值为184 V，则P＝IU＝0.37 W(或0.36 W)．(3)题中“存在安全隐患”，意为缺乏保护措施．a电路中R x起不到保护作用，d中R x 起保护作用，但不能测出电源的输出功率，b、c能满足题目要求，选b、c.【答案】(1)如图所示(2)0.37(或0.36)(3)bc13．(10分)如图所示，电阻R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，电源内阻r＝0.6 Ω，若电路消耗的总功率为40 W，电源输出功率为37.6 W，求电源电动势E的大小与R3的阻值．解析 由P ＝P 出＋I 2r 得I ＝P －P 出r ＝2 A.则E ＝P I ＝20 V ，R 3＝E I －R 1·R 2R 1＋R 2－r ＝7 Ω.【答案】 20 V 7 Ω14．(12分)如图所示，电路中接一电动势为4 V 、内电阻为2 Ω的直流电源，电阻R 1、R 2、R 3、R 4的阻值均为4 Ω，电容器的电容为30 μF ，电流表的内阻不计，当电路稳定后，(1)求电流表的读数；(2)求电容器所带的电荷量；(3)如果断开电源，求通过R 2的电荷量．解析 (1)因电流表的内阻不计，故R 1、R 2被○A 短路，电流表的示数I ＝E r ＋R 4＋R 3＝0.4 A.(2)电容器C 上的电压与R 3的电压相等，故U C ＝IR 3＝1.6 V ，Q ＝CU C ＝30×10－6×1.6 C ＝4.8×10－5 C.(3)断开电源后，电容器上的电量Q 全部放掉，此过程中，R 1与R 2并联，且电阻相等，故通过R 2的电荷量QR 2＝Q 2＝2.4×10－5 C.【答案】 (1)0.4 A (2)4.8×10－5 C (3)2.4×10－5 C15．(12分)如图所示的电路中，电阻R 1＝9 Ω，R 2＝15 Ω，电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝1 Ω.则：(1)当电流表示数为0.4 A 时，变阻器R 3的阻值多大？(2)R 3阻值多大时，它消耗的功率最大？(3)R 3阻值多大时，电源的输出功率最大？解析(1)设干路电流为I，根据并联电路的分流原理I 2＝R3R2＋R3I①外电路的总电阻R＝R1＋R2R3R2＋R3②由闭合电路的欧姆定律：I＝ER＋r③由①②③可得R3＝30 Ω.(2)设阻值为R3′时，它消耗的功率最大为P3，此时电路总外电阻为：R′＝R1＋R2R3′R2＋R3′①干路电流I′＝ER′＋r②I3′＝R2R2＋R3′I′③P3＝I3′2R3′④由①②③④得：P3＝362·R3′25(R3′2＋12R3′＋36)＝36225(R3′＋12＋36R3′).当36R3′＝R3′时，消耗的功率最大，即R3′＝6 Ω.(3)设阻值为R3″时，电源输出功率最大为P m，则P m＝(ER＋r)2R.当外电路的总电阻R＝r时，电源输出功率最大，因为R>r，所以当R越接近r时，输出功率越大，则只有当R3″＝0时，R最接近r，此时电源输出功率最大．【答案】(1)30 Ω(2)6 Ω(3)016．(12分)一电路如图所示，电源电动势E＝28 V，内阻r＝2 Ω，电阻R1＝12 Ω，R2＝R4＝4 Ω，R3＝8 Ω，C为平行板电容器，其电容C＝3.0 pF，虚线到两极板距离相等，极板长L＝0.20 m，两极板的间距d＝1.0×10－2 m.(1)若开关S 处于断开状态，则当其闭合后，求流过R 4的总电荷量为多少？(2)若开关S 断开时，有一带电微粒沿虚线方向以v 0＝2.0 m/s 的初速度射入C 的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S 闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C 的电场中，能否从C 的电场中射出？(要求写出计算和分析过程，g 取10 m/s 2)解析 (1)S 断开时，电阻R 3两端电压为U 3＝E R 2＋R 3＋r ·R 3＝16 V S 闭合后，外电路的电阻为R ＝R 1(R 2＋R 3)R 1＋R 2＋R 3＝6 Ω 路端电压为U ＝E R ＋r ·R ＝21 V 电阻R 3两端电压为U ′3＝U R 2＋R 3·R 3＝14 V 则流过R 4的总电荷量为ΔQ ＝C (U 3－U ′3)＝6.0×10－12 C. (2)设带电微粒的质量为m ，电荷量为q ，当开关S 断开时，有qU 3d ＝mg 当开关S 闭合后，设带电微粒加速度为a ，则mg －qU 3′d ＝ma联立上式，解得加速度a ＝g 8设带电微粒能从C 的电场中做类平抛运动射出，则：水平方向：t ＝L v 0，竖直方向：y ＝12at 2 由以上各式求得：y ＝6.25×10－3 m>d2，故带电微粒不能从C 的电场中射出．【答案】 (1)6.0×10－12 C (2)不能。