2024-2025学年新教材高中物理第十一章电路及其应用学业质量标准检测含解析新人教版必修3

PAGE7-第十一章学业质量标准检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．一台半导体收音机，电池供电的电流是8mA，也就是说(B)A．1h电池供应8C的电荷量B．1000s电池供应8C的电荷量C．1s电池供应8C的电荷量D．1min电池供应8C的电荷量解析：由公式I＝eq\f(q,t)可得t＝eq\f(q,I)，故供应8C电荷量时的通电时间t＝eq\f(8,8×10－3)s＝1000s，故选项B正确。2．一根匀称导线，现将它匀称拉长，使导线的直径减小为原来的一半，此时它的阻值为64Ω，则导线原来的电阻值为(C)A．128Ω B．32ΩC．4Ω D．2Ω解析：一根匀称导线，现将它匀称拉长，使导线的直径减小为原来的一半，则横截面积变为原来的eq\f(1,4)，因为导线的体积不变，则长度变为原来的4倍，依据电阻定律R＝ρeq\f(l,S)，知电阻变为原来的16倍，所以导线原来的电阻为4Ω，选项C正确。3．(2024·浙江省温州六校高二上学期检测)关于家庭电路，下列说法中正确的是(A)A．家庭电路采纳的是电压为220V的沟通电B．洗衣机、电冰箱等家用电器都运用三孔插座，是为了节约用电C．在家庭电路中，已有两盏灯正常发光，若再打开电视，则电路中的总电流变小D．可以用铜丝代替保险丝，这样可以防止断电解析：运用三孔插座，是为了防止因漏电而发生触电事故，故B错；在家庭电路中，并联的用电器越多，总电阻越小，家庭电路的电压220V不变，则电路中的总电流变大，故C错；保险丝用铜丝代替则无法起到爱护电路的作用，故D错。4.(2024·安徽省合肥一中高二上学期段考)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(C)A.eq\f(mv2,2eL) B.eq\f(mv2Sn,e)C．ρnev D.eq\f(ρev,SL)解析：I＝eq\f(U,R)，I＝neSv，R＝ρeq\f(L,S)，E＝eq\f(U,L)，联立得E＝ρnev，故选C。5.某居民家中的电路如图所示，起先时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍能正常发光。拔出电饭煲的插头，把试电笔插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，则(C)A．仅电热壶所在的C、B两点间发生了断路故障B．仅电热壶所在的C、B两点间发生了短路故障C．仅导线AB断路D．因插座用导线接地，所以发生了上述故障解析：由于电灯仍正常发光，说明电源是好的，电热壶所在的C、B两点间没有发生短路故障。把试电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，说明插座的左、右插孔都与火线相通，说明电热壶所在的C、B两点间没有发生断路故障。综合分析可知，故障为A、B间导线断路，即C选项正确。6.电子式互感器是数字变电站的关键装备之一。如图所示，某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压，ac间的电阻是cd间电阻的(n－1)倍，某次测量中输出端数字电压表的示数为U，则输入端的电压为(A)A．nU B.eq\f(U,n)C．(n－1)U D.eq\f(U,n－1)解析：ac和cd是串联形式，由串联电路电压和电阻成正比，ac间的电阻是cd间电阻的(n－1)倍，则当某次测量中输出端数字电压表的示数为U，ac间的电压为(n－1)U，故输入电压为U＋(n－1)U＝nU，故A正确，B、C、D错误。故选A。7．如图所示是插头式电阻箱的结构示意图，下列说法正确的是(AB)A．电阻箱的铜塞拔出的越多，接入电路中的电阻越大B．电阻箱连入时要拔出一些铜塞，以免电路短路C．此电阻箱能得到的最大阻值为10ΩD．要想使电阻箱的电阻为8Ω，应拔出的铜塞是3和5解析：电阻箱的工作原理事实上是金属杆与电阻丝的并联，由电阻定律R＝ρeq\f(l,S)知，假如金属杆的横截面积比较大，其电阻很小，可忽视不计。当某个铜塞处于插入状态时，与其并联的电阻丝即被短路，当电阻箱中的铜塞全部插入时，电阻箱的电阻为零，接入电路后造成短路，因此需拔出一些铜塞，铜塞拔出越多接入电路的电阻越多，阻值越大，铜塞全部拔出时电阻箱的电阻最大，为R＝1Ω＋2Ω＋2Ω＋5Ω＋10Ω＝20Ω，当拔出铜塞3和5时，电阻丝3和5接入电路，R′＝2Ω＋10Ω＝12Ω。8．如图所示，为A、B两电阻的伏安特性曲线，关于两电阻的描述正确的是(AB)A．电阻A的电阻随电流的增大而增大，电阻B阻值不变B．在两图线交点处，电阻A的阻值等于电阻BC．在两图线交点处，电阻A的阻值大于电阻BD．在两图线交点处，电阻A的阻值小于电阻B解析：由图可知，电阻A的图像的斜率越来越大，故A的电阻随电流的增大而增大，电阻B阻值不变，故A正确；两图像的交点处，电流和电压均相同，则由欧姆定律可知，两电阻的阻值大小相等；故B正确，CD错误，故选AB。9．(2024·重庆市涪陵高级中学月考)如图所示的电路中，通过R1的电流是3A，已知R1＝4Ω，R2＝15Ω，R3＝10Ω，则(BC)A．电路的总电阻是6ΩB．通过R2的电流是1.2AC．ab两端的电压是12VD．ac两端的电压是18V解析：电路中的电阻是R＝R1＋eq\f(R2R3,R2＋R3)＝4Ω＋eq\f(15×10,15＋10)Ω＝10Ω，A错误；通过R2的电流是IR2＝I×eq\f(R3,R2＋R3)＝3×eq\f(10,15＋10)A＝1.2A，B正确；ab两端的电压是Uab＝IR1＝12V，C正确；ac两端的电压是Uac＝IR＝30V，D错误。10．关于多用电表的运用，下列说法正确的有(BC)A．甲图中用多用电表直流电压挡测量的是电源的路端电压，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，表笔接法错误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解析：题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，同时也是路端电压，电流从黑表笔流出，从红表笔流入，所以表笔接法错误，故A错误，B正确；电流从黑表笔流出，从红表笔流入，所以题图乙中用多用电表电阻挡测量的是二极管的正向电阻，故C正确，D错误。第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(2小题，共20分。把答案干脆填在横线上)11．(8分)某学生用多用电表测电阻，运用的试验器材有多用电表、电压表、滑动变阻器及若干导线。(1)先将多用电表挡位调到电阻“×100”挡，再将红表笔和黑表笔__短接__，调整__欧姆调零旋钮__，使指针指向“0Ω”。(2)再将调整好的多用电表红表笔和图甲中的__1__(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。将滑动变阻器的滑片滑到适当位置，欧姆表的读数如图乙所示，则被测电阻为__2.5__kΩ。(3)图甲中的电压表有两个量程(0～3V，内阻为R1；0～15V，内阻为R2)，则R1__＜__R2(填“＞”“＝”或“＜”)。解析：(1)运用多用电表测电阻，调挡后应将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指向“0Ω”。(2)多用电表红表笔应接电压表的“1”处，黑表笔接“2”处；由多用电表指针可读出被测电阻为2.5kΩ。(3)电压表量程越大，其内阻越大，故R1＜R2。12．(12分)(2024·海南省海口市第一中学高二上学期期中)在测量某种合金丝电阻率的试验中：(1)若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率ρ＝eq\f(πRD2,4L)。用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示，读数为__0.650__mm。(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图，闭合S1，当S2处于位置a时，电压表和电流表的示数分别为U1＝1.35V，I1＝0.30A；当S2处于位置b时，电压表和电流表的示数分别为U2＝0.92V，I2＝0.32A。依据以上测量数据推断，当S2处于位置__b__(选填“a”或“b”)时，测量相对精确，测量值Rx＝__2.9__Ω。(结果保留两位有效数字)解析：(1)由电阻定律可知，电阻R＝ρeq\f(L,S)，截面积为：S＝πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,2)))2，联立可得：ρ＝eq\f(πD2R,4L)，由图甲所示螺旋测微器可知，其示数为：0.5mm＋15.0×0.01mm＝0.650mm。(2)依据eq\f(ΔU,U1)＝eq\f(1.35－0.92,1.35)≈0.32，eq\f(ΔI,I1)＝eq\f(0.32－0.30,0.30)≈0.067，可知，电流表电阻较大、分压明显，故接b位置时更加精确，即S2处于位置b，依据欧姆定律，则有Rx＝eq\f(0.92,0.32)Ω≈2.9Ω。三、论述·计算题(共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最终答案不能得分，有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位)13．(9分)夏季某日午后，某地区距地面约1km的空中有两块乌云，相距3km，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差能保持约为3×109V不变。已知空气的电场击穿场强为3×106V/m。请对以下问题进行估算。(1)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣？(2)当电闪雷鸣时，若两块乌云之间通过的电量为500C，可释放多少能量？(3)这次放电现象历时约0.01s，则其平均电流约为多大？答案：(1)1000m(2)1.5×1012J(3)5×104A解析：(1)由E＝eq\f(U,d)得d＝eq\f(U,E)＝eq\f(3×109,3×106)m＝1000m。(2)释放的能量E能＝qU＝500×3×109J＝1.5×1012J。(3)由电流的定义得I＝eq\f(q,t)＝eq\f(500,0.01)A＝5×104A。14．(9分)(2024·山东省昌乐二中高二上学期月考)如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1m，b＝0.2m，c＝0.1m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其U－I图线如图乙所示。当U＝10V时，求电解液的电阻率ρ是多少？答案：40Ω·m解析：由图乙可知，当U＝10V时，R＝eq\f(U,I)＝2×103Ω由R＝ρeq\f(L,S)得ρ＝eq\f(RS,L)＝eq\f(2×103×0.2×0.1,1)Ω·m＝40Ω·m。15．(11分)如图所示，灵敏电流计的内阻Rg为500Ω，满偏电流Ig为1mA。当运用a、b两个端点时，是量程为I1的电流表；当运用a、c两个端点时，是量程为I2的电流表；当运用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0.5Ω、2Ω和100Ω。求量程I1、I2、U的值。答案：1.005A201mA20.6V解析：接a、b时满意Ig(Rg＋R2)＝(I1－Ig)R1接a、c时满意IgRg＝(I2－Ig)(R1＋R2)解得I1＝1.005A，I2＝201mA，接a、d时满意IgRg＋I3R3＝U且IgRg＝(I3－Ig)(R1＋R2)解得U≈20.6V16．(11分)如图所示电路，R1＝R2＝4Ω，R3＝R4＝2Ω，UAB＝6V，求：(1)电流表A1和A2的示数(不计电流表的内阻)；(2)R1与R4两端的电压之比。答案：(1)1.5A1.0A(2)1∶2解析：(1)等效电路图如图所示，R1、R2、R3三个电阻并联的总电阻设为R并，则有：eq\f(1,R并)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋eq\f(1,R3)，得R并＝1Ω。电路的总电流I＝eq\f(UAB,R并＋R4)＝eq\f(6,1＋2)A＝2A。并联部分的电压U并＝IR并＝2×1V＝2V。通过R1、R2、R3三个电阻的电流分别为：I1＝eq\f(U并,R1)＝eq\f(2,4)A＝0.5