高中物理人教版1第三章磁场章末综合测评2

章末综合测评(二)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8个小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求)1．(2023·浙江高考)下列说法正确的是()A．电流通过导体的热功率与电流大小成正比B．力对物体所做的功与力的作用时间成正比C．电容器所带电荷量与两极间的电势差成正比D．弹性限度内，弹簧的劲度系数与弹簧伸长量成正比【解析】在导体电阻一定的条件下，由P＝I2R知热功率与电流的二次方成正比，选项A错误．根据功的公式可知其大小与力的作用时间无关，选项B错误．由电容的定义式可得Q＝CU，即电荷量与两极间的电势差成正比，选项C正确．弹簧的劲度系数只跟弹簧本身有关，与弹簧伸长量无关，选项D错误．【答案】C2．如图1所示为将不同电压加在一段金属导体两端，在温度不变的情况下所测得的I­U图线．试根据图线回答：若将这段金属导体在保持长度不变的前提下增大其横截面积，则这段导体的电阻()图1A．等于Ω B．大于ΩC．小于Ω D．等于Ω【解析】由图象知R＝2Ω，若保持长度不变，增大横截面积，则电阻要变小，故选项C正确．【答案】C3．(2023·德阳高二检测)我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道，当环中的电流是10mA时(设电子的速度是3×107m/s)，在整个环中运行的电子数目为(电子电荷量e＝×10－A．5×1011 B．5×1010C．1×102 D．1×104【解析】电子转一圈的时间t＝eq\f(s,v)＝eq\f(240,3×107)s＝8×10－6s.整个环中电子的电荷量Q＝It＝10×10－3×8×10－6C＝8×10－8C.所以电子的数目n＝eq\f(Q,e)＝5×1011.故A正确，B、C、D错误．【答案】A4.(2023·北京高考)如图2所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于电流表内阻的eq\f(1,2)；R2的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是()图2A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04AB．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02AC．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06AD．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A【解析】设电流表A的内阻为RA，用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值时，若将接线柱1、2接入电路，根据并联电路的特点，(I1一IA)R1＝IARA，解得I1＝3IA＝A，则每一小格表示A；若将接线柱1、3接入电路，则(I2－IA)R1＝IARA，解得I2＝3IA＝A，则每一小格表示A．选项C正确．【答案】C5．(2023·安徽高考)一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为()【导学号：08160142】图3\f(mv2,2eL) \f(mv2Sn,e)C．ρnev \f(ρev,SL)【解析】由电流定义可知：I＝eq\f(q,t)＝eq\f(nvtSe,t)＝neSv，由欧姆定律可得：U＝IR＝neSv·ρeq\f(L,S)＝ρneLv，又E＝eq\f(U,L)，故E＝ρnev，选项C正确．【答案】C6．已知如图4所示，电源内阻不计．为使电容器的带电量增大，可采取以下那些方法()图4A．增大R1 B．增大R2C．增大R3 D．减小R1【解析】由于稳定后电容器相当于断路，因此R3上无电流，电容器相当于和R2并联．只有增大R2或减小R1才能增大电容器C两端的电压，从而增大其带电量．改变R3不能改变电容器的带电量．【答案】BD7.如图5所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动，则()图5A．电灯L更亮，电流表的示数减小B．定值电阻R2消耗的功率减小C．电灯L变暗，电源的总功率减小D．电灯L变暗，电流表的示数增大【解析】滑片向b端滑动，R1变大，电路中总电阻变大，根据I＝eq\f(E,R总＋r)知I减小，电流表示数减小，根据E＝U外＋Ir，U外变大，灯泡两端电压变大，故电灯L更亮．再根据P2＝Ieq\o\al(2,2)R2，I减小，IL变大，故I2变小，R2功率变小，故C、D错误，A、B正确．【答案】AB8.如图6所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，串联的固定电阻为R2，滑动变阻器的总阻值是R1，电阻大小关系为R1＋R2＝r，则在滑动触头从a端滑到b端过程中，下列描述正确的是()【导学号：08160143】图6A．电路的总电流先减小后增大B．电路的路端电压先增大后减小C．电源的输出功率先增大后减小D．滑动变阻器R1上消耗的功率先减小后增大【解析】由并联的知识可知，当滑动变阻器触头处于中央位置时，变阻器的总电阻和电路的总电阻最大，故滑动触头从a端滑到b端过程中，总电阻先增大后减小，总电流先减小后增大，由U外＝E－Ir，电路的路端电压先增大后减小，A、B正确；因为外电路的电阻一直小于电源内阻．由P出－R图象可以看出(如图所示)，在虚线左侧，电源的输出功率先增大(箭头向右)后减小(箭头向左)，故C正确；对于D选项，可把R2拉到电源内部去，看成内部的一部分，此时R外小于电源内阻(r＋R2)，由图看出在虚线左侧，R1消耗功率先增大后减小，D错．【答案】ABC二、非选择题(本题共4小题，共52分，按要求作答)9．(8分)在“测定电池的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路．甲乙图7(1)按图7甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来．(2)在图乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端(选填“A”或“B”)．(3)如图8是根据实验数据作出的U－I图象，由图可知，电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.图8【解析】(1)电路连接如图所示．(2)闭合开关前，滑动变阻器接入电路中的阻值应该最大，故滑片应置于B端．(3)由题图图象可知，电源电动势为V，内阻r＝eq\f－,Ω＝Ω.【答案】(1)见解析图(2)B(3)10．(10分)(2023·烟台高二检测)在“测定金属导体的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为5Ω，实验室备有下列实验器材A．电压表V1(量程0～3V，内阻约为15kΩ)B．电压表V2(量程0～15V，内阻约为75kΩ)C．电流表A1(量程0～3A，内阻约为Ω)D．电流表A2(量程0～0.6A，内阻约为11Ω)E．变阻器R1(0～100Ω，0.6A)F．变阻器R2(0～2000Ω，0.1A)G．电池组E(电动势为3V，内阻约为Ω)H．开关S，导线若干(1)为减小实验误差，应选用的实验器材有(填代号)________．(2)为减小实验误差，应选用图9中________(填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把图10中的实物图用线接连起来．甲乙图9图10图11(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径(如图甲)及两电表的示数如图乙所示，则金属丝的直径为________mm，电阻值为________Ω.【解析】(1)由于电源的电动势为3V，所以电压表应选A，被测电阻阻值约为5Ω，电路中的最大电流约为I＝eq\f(E,Rx)＝eq\f(3,5)A＝A，电流表应选D，根据变阻器允许通过的最大电流可知，变阻器应选E，还要选用电池和开关，导线若干．故应选用的实验器材有：ADEGH.(2)由于eq\f(RV,Rx)>eq\f(Rx,RA)，应采用电流表外接法，应选乙图所示电路，实物连接如图所示．(3)从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为0.635mm，从电压表可以读出电阻两端电压为V，从电流表可以读出流过电阻的电流为0.50A，被测电阻的阻值为：Rx＝eq\f(Ux,Ix)＝eq\f,Ω＝Ω.【答案】(1)ADEGH(2)乙，如解析图所示(3)11．(14分)一个允许通过最大电流为2A的电源和一个滑动变阻器，接成如图12甲所示的电路．滑动变阻器最大阻值为R0＝22Ω，电源路端电压U随外电阻R变化的规律如图乙所示，图中U＝12V的直线为图线的渐近线，试求：甲乙图12(1)电源电动势E和内阻r；(2)A、B空载时输出电压的范围；(3)若要保证滑动变阻器的滑片任意滑动时，干路电流不能超过2A，A、B两端所接负载电阻至少多大．【解析】(1)由乙图可知，当R→∞时，E＝12V，而当U＝6V时，应有r＝R＝2Ω.(2)当滑片滑至上端时，UAB最大，Umax＝eq\f(R0,R0＋r)E＝11V当滑片滑至下端时，UAB为零，因此，A、B空载时输出电压范围为0～11V.(3)A、B两端接某一负载电阻后，滑动变阻器滑片移至上端时，干路电流最大．此时I＝eq\f(E,\f(R0Rx,R0＋Rx)＋r)为了电源不过载，应保证I≤2A代入数据得Rx≥Ω，即所接负载电阻最小值为Ω.【答案】(1)12V2Ω(2)0～11V(3)12．(20分)(2023·聊城高二检测)某课外小组设计了一种测定风力的装置，其原理如图13所示，一个由不导电的材料制成的、劲度系数k＝1200N/m、自然长度L0＝0.5m的弹簧，一端固定在墙上的M点，另一端N与导电的迎风板相连，弹簧穿在水平放置的光滑金属杆上，金属杆单位长度的电阻为ρ＝6Ω/m；电路的一端与迎风板相连，另一端在M点与金属杆相连，定值电阻R＝Ω，电源的电动势E＝12V，内阻r＝1Ω；迎风板可在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好，工作时，迎风板总是正对着风吹来的方向．闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长，理想电压表的示数为U1；某时刻由于风吹迎风板，电压表的示数变为U2＝V，求：【导学号：08160144】(1)无风时电压表的示数U1；(2)U2＝V时，作用在迎风板上的风力；(3)风力多大时，金属杆上消耗的功率最大，最大功率为多少？图13【解析】(1)无风时金属杆接入电路的电阻为R0＝ρL＝6×Ω＝3Ω则I1＝eq\f(E,R0＋R＋r)＝eq\f(12,3＋1＋1)A＝A电压表的示数U1＝I1R0＝×3V＝V.(2)U2＝V时，金属杆接入电路的电阻为R2.则I2＝eq\f(E－U2,R＋r)＝4A由U2＝I2R2，得R2＝1Ω则L＝eq\f(R2,ρ)＝eq\f(1,6)m弹簧压缩量x1＝L0－L＝m－eq\f(1,6)m＝eq\f(1,3)m故风力F1＝kx1