人教版高中物理必修第三册第十一章电路及其应用质量评估练习含答案

第十一章质量评估(时间:75分钟满分:100分)一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.飞机在空中飞行时,其表面因不断与空气摩擦而带电.某次飞行中,0.5s内飞机表面的电荷量增加约17μC,此过程中形成的电流约为()A.34mA B.34μA C.8.5mA D.8.5μA答案:B2.甲、乙、丙、丁是四个长度、横截面积均相同的金属导体,某同学对它们各进行了一次测量,把通过每个导体的电流和其两端的电压在I-U坐标系中描点,如图所示,四个导体中电阻率最大的是()A.甲 B.乙 C.丙 D.丁答案:A3.如图所示的电路中,电压表V1和V2的内阻都远大于R1、R2、R3和R4的电阻.R1和R3的阻值未知,R2=R4=20Ω,电压表V1和V2的读数分别为15V和10V,则A、B两点间的电压为()A.23V B.24V C.25V D.26V答案:C4.两个定值电阻,甲标有“16Ω,1.5A”,乙标有“22Ω,0.5A”,两电阻串联时,两端能加的最大电压是()A.57V B.41V C.35V D.19V答案:D5.如图所示,两个同种材料制成的导体放在水平面上,两导体均是横截面为正方形的柱体,柱体高均为h,大柱体横截面边长为a,小柱体横截面边长为b,则()A.若电流沿图示方向,大柱体与小柱体的电阻之比为a∶bB.若电流沿图示方向,大柱体与小柱体的电阻之比为a2∶b2C.若电流方向竖直向下,大柱体与小柱体的电阻之比为b∶aD.若电流方向竖直向下,大柱体与小柱体的电阻之比为b2∶a2解析:根据电阻定律可知,若电流沿图示方向,R1=ρaaℎ=ρℎ,R2=ρbbℎ=ρℎ,故两电阻相等,比值为1∶1,选项A、B错误;若电流竖直向下,R1'=ρℎa2,R2'=ρℎb2,解得R1'∶答案:D6.利用如图所示的电路可测量待测电阻Rx的阻值.定值电阻R1、R2阻值已知,闭合开关S,调节电阻箱阻值为R3时,电流表示数为0,则Rx阻值等于()A.R2 B.R1R2R3解析:电流表示数为0,说明电流表两端的电势相等,根据串、并联电路特点及欧姆定律可知I1(R1+R2)=I2(Rx+R3),I1R1=I2R3,解得Rx=R3答案:D7.如图所示,已知R1=50Ω,右方虚线框内为黑盒,黑盒内为多个纯电阻组成的电路,连接方式未知,今用电压表测得UAC=10V,UBC=40V,则A、B间总电阻为()A.75Ω B.150ΩC.200Ω D.250Ω解析:设B、C间的总电阻为RBC.由于电阻R1与B、C间的总电阻串联,则根据串联电路的特点有R1∶RBC=UAC∶UBC=1∶4,代入解得RBC=200Ω,故RAB=R1+RBC=250Ω,故选项D正确.答案:D二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.8.如图所示,M、N间电压恒定,当开关S接a点时,电压表示数为10V,电流表示数为0.2A;当开关S接b点时,电压表示数为12V,电流表示数为0.15A.可以推断()A.Rx较准确的测量值是50Ω B.Rx较准确的测量值是80ΩC.Rx的真实值是70Ω D.电流表的内阻是20Ω解析:由于M、N间电压恒定,当开关S接b点时,电压表示数为12V,知道M、N间电压恒为12V.再由第一次测量结果可知电流表的分压为12V-10V=2V,电流表内阻RA=2V0.2A=10Ω.Rx的真实值Rx=70Ω.在先、后两次测量值Rx1=10V0答案:BC9.一根粗细均匀的金属导线,在其两端加上电压U时,通过导线的电流为I,导线中自由电子定向移动的速率为v.若将导线均匀拉长,使它的横截面半径变为原来的12,再给它两端加上电压2U,则()A.通过导线的电流为I8B.通过导线的电流为IC.导线中自由电子定向移动的速率为v4D.导线中自由电子定向移动的速率为v解析:将导线均匀拉长,使其横截面半径变为原来的12,则横截面积变为原来的14,导线长度要变为原来的4倍,电阻率不变,由电阻定律R=ρlS可知,导线电阻变为原来的16倍;电压变为2U,由欧姆定律I=UR可知,电流变为原来的18,故选项A正确,选项B错误;电流I变为原来的18,横截面积变为原来的14,单位体积内自由移动的电子数n答案:AD10.如图所示,电流表A1(0~3A)和A2(0~0.6A)是由两个相同的表头改装而成的.现将这两个电流表并联后接入电路中,闭合开关S,调节滑动变阻器.下列说法正确的是()A.A1、A2的读数之比为1∶1 B.Al、A2的读数之比为5∶1C.A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1 D.Al、A2的指针偏转角度之比为1∶5解析:电流表A1(0~3A)和A2(0~0.6A)由两个相同的表头改装而成,并联接入电路中,通过两表头的电流相等,所以两表的指针偏转角度相同,故选项C正确;它们的量程之比为5∶1,并联时读数之比为5∶1,故选项B正确.答案:BC三、非选择题:共54分.11.(9分)某同学在阅读科普资料时发现:输液用的生理盐水的电导率为0.8S/m.他对“电导率”一词产生浓厚的兴趣,经查单位及符号表得知,“S”为电导的单位,它等于电阻单位的倒数.他又联想到电阻率的单位为“Ω·m”,经单位对比后他做出一个大胆的假设:电导率一定是电阻率的倒数.为了验证他的假设,他做了如下尝试:取体积为V的输液用的生理盐水,这些生理盐水刚好灌满伸缩性能良好的透明塑料管,塑料管两端装有电极,形成一段粗细均匀的封闭盐水柱(长为10.00cm、横截面积约为1.00cm2),进行如下实验:(1)他将盐水柱作为纯电阻R,根据他的假设此段盐水柱的电阻约为Ω.

(2)现用以下器材采用伏安法测盐水柱的电阻.A.直流电源E:电压18V,额定电流1A;B.电流表A:量程12mA,内阻约10Ω;C.电压表V:量程15V,内阻约15kΩ;D.滑动变阻器R0:最大阻值50Ω;E.开关、导线若干.根据所给的器材,在虚线框内画出合理的实验电路图(图中已给出盐水柱、电源的符号).(3)为了较准确地测量电导率,他设计了以下方案:把这段封闭的盐水柱均匀拉长(盐水柱的两端始终与电极充分接触),测得盐水柱长度l和对应的电阻R,利用实验数据作出电阻R与长度l2的关系图像如图所示,则盐水的电导率应为(用该图线的斜率k、体积V表示).若测得电导率数值约为0.8,则说明他的假设是正确的.

解析:(1)设电导率为D,根据他的假设可知D=1ρ,由电阻定律得R=ρlS=0.(2)因为RRA=125,RVR=12,所以(3)由题图看出,R与l2成正比,有R=kl2,由电阻定律得R=ρlS;若D=1ρ,则kl2=lDS,得D=1klS,又由体积V=lS答案:(1)1250(2)见解析图.(3)112.(9分)在测定金属的电阻率的实验中,某同学所测的金属导体的形状如图甲所示,其横截面为空心的等边三角形,外等边三角形的边长是内等边三角形边长的2倍.为了合理选用器材设计测量电路,他先用多用电表的欧姆挡“×1”挡按正确的操作步骤粗测其电阻,指针位置如图乙所示,则读数为Ω.

甲乙现利用实验室的下列器材,精确测量它的电阻R,以便进一步测出该材料的电阻率ρ.A.电源E(能提供的最大电压为3V)B.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻r1约为1Ω)C.电流表A2(量程为0~0.6A,内阻r2=5Ω)D.最大阻值为10Ω的滑动变阻器R0E.开关S,导线若干(1)请在图丙虚线框内补充画出完整、合理的测量电路图.丙丁(2)先将R0调至最大,闭合开关S,调节滑动变阻器R0,记下各电表读数,再改变R0进行多次测量.在所测得的数据中选一组数据,用测量量和已知量来计算R时,若A1的示数为I1,A2的示数为I2,则该金属导体的电阻R=.

(3)该同学用直尺测量导体的长度为l,用螺旋测微器测量了外三角形的边长为a.测边长时,螺旋测微器读数如图丁所示,则a=mm.用已经测得的物理量I1、I2、l、a及题中所给物理量可得该金属材料电阻率的表达式为ρ=.

解析:多用电表读数为6×1Ω=6Ω.(1)给出的器材中没有电压表,但其中一个电流表给出了其内阻,可将此电流表当电压表使用,利用伏安法测电阻,测量电路如图所示.(2)由欧姆定律可知I2r2=(I1-I2)R,解得R=I2(3)螺旋测微器读数a=5.5mm+0.01mm×16.5=5.665mm;由几何关系可得导体的截面积为S=3316a2,根据欧姆定律R=ρlS,解得答案:6(1)见解析图.(2)I2r213.(10分)如图所示的“氢火焰离子化监测器”可以检测出无机物气体中极其微小的有机物分子的含量,在氢火焰的作用下,有机物的分子电离为一价正离子和自由电子,而无机物的分子不会电离.设单位时间内有物质的量为n的被检测气体进入检测器,调节滑动变阻器,使电流表的示数逐渐变大,直到达到最大值I,求有机物分子与被检测气体分子的数目的比值K.已知阿伏加德罗常数为NA,电子的电荷量为e.解析:电流达到最大值I,表明电离出来的电子全部到达了阳极,设经过的时间为t,则到达极板的电荷量q=It.被电离的有机物的分子数N'=qe=Ite,则有机物分子占被测气体分子数的比值为K=N'N=答案:I14.(12分)有一个电流表G,内阻Rg=25Ω,满偏电流Ig=3mA.要把它改装成量程为0~0.6A的电流表,需并联多大的电阻?改装后电流表的内阻是多大?解析:电流表A由电流表G和电阻R并联组成,如下图虚线框中所示.电流表量程为0~0.6A,是指通过电流表A的电流为0.6A时,表头的指针指在最大刻度处,即通过电流表G的电流等于Ig.此时通过电阻R的电流IR=I-Ig=0.597A,由欧姆定律可求出分流电阻R=UIR=IgRgIR=3×1答案:0.126Ω0.125Ω15.(14分)神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类.现代生物学认为,髓鞘是由多层(几十到几百层不等)类脂物质——髓质累积而成的,髓质具有很大的电阻.已知蛙有髓鞘神经,髓鞘的厚度只有2μm左右,而髓鞘在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105Ω