【优化方案】2022届高三物理大一轮复习-章末检测(七)-

章末检测(七)(时间：60分钟；分值：100分)一、单项选择题(本大题共6小题，每小题5分，共30分，每小题只有一个选项符合题意)1.两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为L和2L，串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示，则A和B导线的横截面积之比为()A．1∶3 B．2∶3C．1∶2 D．3∶1解析：选A.UA＝6V，UB＝4V，两导线电阻之比为：RA∶RB＝3∶2.由R＝ρeq\f(l,S)得：SA∶SB＝(lA∶RA)∶(lB∶RB)＝1∶3.A正确．2.如图所示的电路中，电源电动势为12V，电源内阻为1.0Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω.闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A．则以下推断中正确的是()A．电动机的输出功率为14WB．电动机两端的电压为7VC．电动机产生的热功率为4WD．电源输出的电功率为24W解析：选B.依据题意，由电路图可知：电动机与定值电阻R0流过的电流相等，大小等于电流表示数2.0A．由闭合电路欧姆定律可得电动机两端电压的大小为UM＝E－I(r＋R0)＝7V，所以电动机的输出功率为P＝UMI－I2RM＝12W，则A错误、B正确；电动机的热功率为PM＝I2RM＝2W，选项C错误；电源的输出功率为P出＝EI－I2r＝20W，选项D错误．3．(2021·北京通州区模拟)如图甲所示，R为电阻箱(0～99.9Ω)，置于阻值最大位置，Rx为未知电阻．(1)断开S2，闭合S1，逐次减小电阻箱的阻值，得到一组R、I值，并依据R、I值作出了如图乙所示的R－eq\f(1,I)图线；(2)断开S2，闭合S1，当R调至某一位置时，电流表的示数I1＝1.0A；保持电阻箱的阻值不变，断开S1，闭合S2，此时电流表的示数为I2＝0.8A，据以上数据可知()A．电源电动势为2.0VB．电源内阻为0.25ΩC．Rx的阻值为1.5ΩD．S1断开、S2闭合时，随着R的减小，电源输出功率减小解析：选A.断开S2，闭合S1，由闭合电路欧姆定律有，E＝I(R＋r)，则R＝Eeq\f(1,I)－r.R－eq\f(1,I)图线斜率等于电源电动势E＝2.0V，在纵轴的截距确定值等于电源内阻r＝0.5Ω，选项A正确，B错误．断开S2，闭合S1，当R调至某一位置时，电流表的示数I1＝1.0A，由E＝I(R＋r)可知R＝1.5Ω；保持电阻箱的阻值不变，断开S1，闭合S2，由闭合电路欧姆定律有E＝I(R＋Rx＋r)，此时电流表的示数为I2＝0.8A，Rx＝0.5Ω，选项C错误．S1断开，S2闭合时，随着R的减小，电源输出功率增大，选项D错误．4．(2021·成都六校检测)如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中，下列结论正确的是()A．小灯泡L变暗B．电流表读数变大，电压表读数变小C．电容器C上电荷量增加D．电源的总功率变小解析：选B.滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值减小，由闭合电路的欧姆定律得，干路的电流I增大，小灯泡L的功率P＝I2R灯增大，小灯泡L变亮，路端电压U＝E－Ir减小，电源的总功率P总＝EI增大，则A、D错误，B正确；滑动变阻器两端的电压U′＝E－I(R灯＋r)减小，电容器C上电荷量Q＝CU′减小，则C错误．5．(2021·钦州模拟)如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则()A．电压表读数减小B．电流表读数减小C．质点P将向上运动D．R3上消耗的功率渐渐增大解析：选A.滑片向b端移动，其阻值变小，总电阻变小，则干路电流变大，故A对B错；由UC＝UR3＝E－I(R1＋r)知，UC、UR3变小，故质点向下加速，R3上消耗的功率变小，故C、D错．6.(2021·北京联考)某个由导电介质制成的电阻截面如图所示．导电介质的电阻率为ρ，制成内、外半径分别为a和b的半球壳层外形(图中阴影部分)，半径为a、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极，在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极．设该电阻的阻值为R.下面给出R的四个表达式中合理的是()A．R＝eq\f(ρb＋a,2πab) B．R＝eq\f(ρb－a,2πab)C．R＝eq\f(ρab,2πb－a) D．R＝eq\f(ρab,2πb＋a)解析：选B.对于A选项：等式左边的单位是Ω，右边的单位是Ω，单位是合理的，将b＝a代入得到R≠0，由于电阻是很薄的一层，电阻应当很小，这个等式是不合理的，故A错误．对于B选项：等式左边的单位是Ω，右边的单位是Ω，单位是合理的，将b＝a代入得到R＝0，依据上面分析是合理的，故B正确．对于C选项：等式左边的单位是Ω，右边的单位是Ω·m2，左右两边单位不同，则此式不合理，故C错误．对于D选项：等式左边的单位是Ω，右边的单位是Ω·m2，左右两边单位不同，则此式不合理，故D错误．二、多项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分，每小题有多个选项符合题意)7．(2021·甘肃兰州联考)如图所示电路中，A1和A2为抱负电流表，示数分别为I1和I2，R1∶R2∶R3＝1∶2∶3.当a、b两点间加恒定的电压U后，下列结论正确的是()A．I1∶I2＝3∶4B．I1∶I2＝5∶9C．将A1、A2换为抱负电压表，其示数之比为3∶5D．将A1、A2换为抱负电压表，其示数之比为1∶1解析：选BC.当a、b两点间加恒定的电压U后，三个电阻并联，抱负电流表A1测量的是R2和R3的电流，抱负电流表A2测量的是R2和R1的电流，依据R1∶R2∶R3＝1∶2∶3，可得三个电阻中电流比值为6∶3∶2，I1∶I2＝5∶9，选项A错误，B正确．将A1、A2换为抱负电压表，示数之比为U1∶U2＝(R1＋R2)∶(R2＋R3)＝3∶5，选项C正确，D错误．8．截面积为S的导线中通有电流I.已知导线每单位体积中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量是e，自由电子定向移动的速率是v，则在时间Δt内通过导线截面的自由电子数是()A．nSvΔt B．nvΔtC.eq\f(IΔt,e) D.eq\f(IΔt,Se)解析：选AC.由于I＝eq\f(q,Δt)，所以q＝I·Δt，自由电子数为：N＝eq\f(q,e)＝eq\f(IΔt,e)，则选项C正确．又由于电流的微观表达式为I＝nevS，所以自由电子数为N＝eq\f(q,e)＝eq\f(IΔt,e)＝eq\f(nevSΔt,e)＝nvSΔt，选项A正确．9．(2021·河北唐山月考)有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是抱负电流表)．设踏板的质量可忽视不计，已知抱负电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是()A．该秤能测量的最大体重是1400NB．该秤能测量的最大体重是1300NC．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375A处D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400A处解析：选AC.由E＝I(r＋R)可得R最小值为2Ω.由R＝30－0.02F可得F最大值为1400N，选项A正确B错误；F＝0，R＝30Ω，该秤零刻度线对应电流I＝eq\f(E,r＋30)＝0.375A，选项C正确D错误．10．(2021·西安模拟)在如图所示的电路中，电源电动势E恒定，内阻r＝1Ω，定值电阻R3＝5Ω.当开关S断开与闭合时，ab段电路消耗的电功率相等，则以下说法中正确的是()A．电阻R1、R2可能分别为4Ω、5ΩB．电阻R1、R2可能分别为3Ω、6ΩC．开关S断开时电压表的示数确定大于S闭合时的示数D．开关S断开与闭合时，电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比确定等于6Ω解析：选ACD.取R＝R3＋r＝6Ω，有：Pab＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋Rab)))2·Rab＝eq\f(E2,\f(R2,Rab)＋2R＋Rab)当S断开前后有：Rab·R′ab＝R2＝36Ω时，Pab＝P′ab，故A正确，B错误．又由Uab＝E－eq\f(E,R＋Rab)·R知Rab变大时，Uab变大，C正确．当Rab变化时，Uab－I图象如图所示．图象的斜率k＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝R3＋r＝6Ω，D正确．三、非选择题(本大题共3小题，共46分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11．(10分)(2021·南京模拟)(1)用多用电表欧姆挡粗略测量某元件的电阻，选用×1挡，测量结果如图甲所示，则测得的电阻为________Ω.甲(2)为描绘该元件的U－I图线，供应了如下器材：A．电流表A(量程0.6A，内阻约0.9Ω)B．电压表V(量程3V，内阻约3kΩ)C．滑动变阻器R1(10Ω，2A)D．滑动变阻器R2(1000Ω，1A)E．电源E(电动势6V，内阻约0.1Ω)F．开关S及导线若干①试验中滑动变阻器应当选择________(填写器材序号即可)，以保证明验过程中调整便利；②设计合适的电路，在虚线框内画出试验电路图；乙③如图乙中Ⅰ、Ⅱ图线，一条为元件真实的U－I图线，另一条是本次试验中测得的U－I图线，其中________是本次试验中测得的图线．解析：(1)从多用电表指针位置可以读出示数为13.0，乘以倍率，即可得该元件的电阻为13.0Ω.(2)由于该元件电阻较小，所以电流表选用外接法；描绘该元件的伏安特性曲线，电压从零开头，且要测量多组数据，故滑动变阻器选用小阻值的R1且接受分压式接法，选用C.由于电压表的分流，所以试验中测得的U－I图线比该元件真实的U－I图线要低一些，应选图线Ⅱ.答案：(1)13.0(2分)(2)①C(或滑动变阻器R1)(2分)②如图所示(4分)③Ⅱ(2分)12．(18分)(2021·云南玉溪质检)在如图所示的电路中，电阻R1＝12Ω，R2＝8Ω，R3＝4Ω.当开关S断开时，电流表示数为0.25A，当S闭合时电流表示数为0.36A．求：(1)开关S断开和闭合时的路端电压U及U′；(2)电源的电动势和内电阻；(3)开关S断开和闭合时内阻上的热功率P及P′.解析：(1)S断开时，U＝I1(R2＋R3)＝3V，(2分)S闭合时，U′＝I2R2＝2.88V．(2分)(2)S断开时，外电路总电阻R＝eq\f(R2＋R3R1,R1＋R2＋R3)＝6Ω，(2分)S闭合时，外电路总电阻R′＝eq\f(R1R2,R1＋R2)＝4.8Ω，(2分)由闭合电路欧姆定律：E＝U＋eq\f(U,R)r，E＝U′＋eq\f(U′,R′)r，代入数据解得：E＝3.6V，r＝1.2Ω.(4分)(3)S断开时，I＝eq\f(E,R＋r)＝0.5A，故P＝I2r＝0.3W，(3分)S闭合时，I′＝eq\f(E,R′＋r)＝0.6A，故P′＝I′2r＝0.432W．(3分)答案：(1)3V2.88V(2)3.6V1.2Ω(3)0.3W0.432W13．(18分)在如图所示的电路中，两平行正对金属板A、B水平放置，两板间的距离d＝4.0cm.电源电动势E＝400V，内阻r＝20Ω，电阻R1＝1980Ω.闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球(可视为质点)从B板上的小孔以初速度v0＝1.0m/s竖直向上射入两板间，小球恰好能到达A板．若小球所带电荷量q＝＋1.0×10－7C，质量m＝2.0×10－4kg，不考虑空气阻力，忽视射入小球对电路的影响，取g＝10m/s2.求：(1)A、B两金属板间电压的大小U；(2)滑动变阻器消耗的电功率P滑；(3)电源的效率η.解析：(1)小球从B板上的小孔射入恰好到达A板的过程中，在电场力和重力的作用下做匀减速直线运动，设A、B两极板间电压为U，依据动能定理有－qU－mgd＝0－e