2020高中物理 第2章 章末综合知能优化训练 新人教版选修3-1（通用）

2020高中物理(人教版)选修3-1 (时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1(2020年高考浙江理综卷)请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C小鸟停在单根高压输电线上会被电死D打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险解析：选B.由静电屏蔽的知识可知，A、D选项均错；金属可以消除多余的静电，B项正确；单根高压输电线上相距较近的两点之间电阻很小，因而电压较小，小鸟不会被电死，C选项错误2金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”，所以可以利用铂的电阻随温度变化的性质制成铂电阻温度计，如图27所示的IU图象中能表示金属铂的电阻情况的是()图27解析：选C.铂属于金属导体，其电阻率将随温度的升高而增大，当有电流通过时，由于热效应，所以导体的温度升高，并且电流越大，温度越高，电阻也将越大在IU图线中各点的切线斜率表示电阻的倒数，故电阻增大时，IU图线斜率应减小，故C正确，A、B、D错误3(2020年漳州高二检测)一台电动机，额定电压是100 V，电阻是1 .正常工作时，通过的电流为5 A，则电动机因发热损失的功率为()A500 WB25 WC1000 W D475 W解析：选B.电动机的热功率PI2r(5 A)21 25 W，B正确，A、C、D错误4如图28所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，则下列说法中正确的是()图28A路端电压都为U0时，它们的外电阻相等B电流都是I0时，两电源的内电压相等C电源甲的电动势大于电源乙的电动势D电源甲的内阻小于电源乙的内阻解析：选AC.在UI图象中甲、乙两图线的交点坐标为(I0，U0)，说明两电源的外电阻R相等，A正确图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小，与I轴交点坐标值表示外电路短路时的电流，图线斜率的绝对值大小表示电源内电阻的大小(也即电动势与外电路短路时电流的比值)，由图线可得E甲E乙，r甲r乙，C正确，D错误电流都是I0时，U内I0r，所以U内甲U内乙，B错误5.在如图29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()图29AR1短路BR2断路CR3断路DR4短路解析：选BC.由于A串联于干路中，且故障发生后，A灯变暗，故知电路中总电流变小，即电路总电阻变大，由此推知，故障应为某一电阻断路，排除选项A、D.若假设R2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R2断路必引起与之并联的灯B中电流的变化，使B灯变亮，推理结果与现象相符，故选项B对若假设R3断路，则也引起总电阻变大，总电流变小，使A灯变暗，同时R3断路后也必引起与之并联的电路(即R1所在支路)中电流增大，灯B中分得电流也变大，B灯变亮，故选项C正确6.如图210所示，一个电源在外电阻不断变化时，内、外电阻消耗的电功率随电流变化的关系分别用抛物线C1、C2表示由该图可知()图210A电源的电动势为8 VB电源的内电阻为2 C电源输出功率的最大值为16 WD电源消耗的最大功率为16 W解析：选D.图中交点表示内、外电路消耗功率相等，此时的功率和电流分别为4 W和2 A，由P内I2r，代入数据得r1 ，故B错误；由P外I2R知R1 ，内电阻等于外电阻，电动势为EI(Rr)4 V，A错误外电阻和内电阻相等时电源输出功率的最大值为4 W，C错误电源消耗的功率为PmEI，当R0时电流最大为4 A，Pm16 W，故D正确7小灯泡通电后，其电流I随所加电压U变化的图线如图211所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法不正确的是()图211A随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B对应P点，小灯泡的电阻为RC对应P点，小灯泡的电阻为RD对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积解析：选C.在IU图象中，图线的斜率表示电阻的倒数，图象中图线的斜率逐渐减小，电阻应逐渐增大；对应P点，小灯泡的电压为U1，电流为I2，根据欧姆定律可知，小灯泡的电阻应为R；其工作功率为PU1I2，即为图中矩形PQOM所围的面积，因此本题应选择C项8在如图212所示电路中，开关S1、S2、S3、S4均闭合，C是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴P，断开哪一个开关后P会向下运动？()图212AS1BS2CS3 DS4答案：C9(2020年北京海淀二模)在如图213所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表若将照射R3的光的强度减弱，则()图213A电压表的示数变大B小灯泡消耗的功率变小C通过R2的电流变小D电源两极间的电压变小解析：选B.若照射R3的光的强度减弱，则R3阻值增大，R总增大，由I知I减小，由UR1IR1可知UR1减小，A错；UR2增大，则由IR2可知IR2增大，C错；灯泡的功率PLIRL，由ILIIR2可知IL减小，故PL减小，B正确；电源两极间电压UEIr，所以U增大，D错10(2020年东北三校联考)如图214所示，一个电饭煲和一台洗衣机同时并联接入有效电压为220 V的电源上，均正常工作设电饭煲的电阻为R1、洗衣机电动机线圈的电阻为R2.开关闭合后，用电流表分别测得流过电饭煲的电流是5 A，流过洗衣机的电流是0.5 A经过时间t后，电饭煲消耗的电能为E1，产生的电热为Q1；洗衣机消耗的电能为E2，产生的电热为Q2；电饭煲消耗的功率为P1、洗衣机电动机消耗的功率为P2.则下列关系正确的是()图214AR210R1 BE110E2CQ110Q2 DP11555 W，P2155.5 W解析：选B.电源电压的有效值U220 V，电饭煲为纯电阻用电器，故E1Q1U1I1t2205t1100t，R144 ，P1U1I11100 W而洗衣机为非纯电阻用电器，R2，故A错E2UI2t110 t，E110E2，B对Q2IR2tUR2I2tE2，故C错P2UI2110 W，故D错二、实验题(本题包括2小题，每小题8分，共16分按题目要求作答)11(2020年高考安徽卷)用如图215所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：图215a电流表(量程0.6 A、3 A)；b电压表(量程3 V、15 V)；c定值电阻(阻值1 、额定功率5 W)；d定值电阻(阻值10 、额定功率10 W)；e滑动变阻器(阻值范围010 、额定电流2 A)；f滑动变阻器(阻值范围0100 、额定电流1 A)那么(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择_ V，电流表的量程应选择_ A；R0应选择_的定值电阻，R应选择阻值范围是_的滑动变阻器(2)引起该实验系统误差的主要原因是_答案：(1)30.61010(2)电压表的分流12(2020年高考福建理综卷)如图216所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材，器材及其规格列表如下：器材规格待测电阻Rx电源E电压表V1电压表V2电流表A滑动变阻器R开关S、导线若干阻值在900 1000 之间具有一定内阻，电动势约9.0 V量程2.0 V，内阻r11000 量程5.0 V，内阻r22500 量程3.0 A，内阻r0.10 最大阻值约100 ，额定电流0.5 A图216为了能正常进行测量并尽可能减小测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化请用实线代替导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量Rx阻值的电路解析：实验要求测量时电表读数大于其量程的一半，而电流表量程为3.0 A，过大不可用两电压表内阻均已知，故其中一表可当做电流表使用，考虑两表量程和电源电动势，宜选V1当做电流表滑动变阻器采用分压式接法，测量电路图和连线如下答案：见解析三、计算题(本题包括4小题，共44分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(10分)(2020年聊城三中高二物理检测)在图217所示电路中，电源电动势E6 V，内阻r1 .D为直流电动机，其电枢线圈电阻R2 ，限流电阻R3 .当电动机正常工作时，电压表示数为0.3 V求：图217(1)通过电动机的电流是多大？(2)电动机输入的电功率、转变为热量的功率和输出机械功率各是多少？解析：(1)通过电动机的电流I与流过限流电阻R的电流相同，由I得：I A 0.1 A.(2)由EIrUUD可得电动机两端电压UDEIrU6 V0.11 V0.3 V5.6 V.所以电动机输入的电功率P入UDI0.56 W.电动机的发热功率P热I2R0.02 W.电动机的输出功率P出P入P热0.54 W.答案：(1)0.1 A(2)0.56 W0.02 W0.54 W14(10分) (2020年广安高二检测)如图218所示的电路中，电源电动势E6.0 V，内阻r0.6 ，电阻R20.5 ，当开关S断开时；电流表的示数为1.5 A，电压表的示数为3.0 V，试求：图218(1)电阻R1和R3的阻值；(2)当S闭合后，电压表的示数、以及R2上消耗的电功率解析：(1)R3 2.0 由于EI3(R1R3r)代入数据有6.01.5(R12.00.6)解得：R11.4 .(2)S闭合后，R总R1r2.4 电压表的示数U0.4 V1.0 VR2上消耗的功率P2 W2.0 W.答案：(1)1.4 2.0 (2)1.0 V2.0 W15(12分)如图219所示的电路中，电源电动势E24 V，内阻不计，电容C12 F，R110 ，R360 ，R420 ，R540 ，电流表G的示数为零，此时电容器所带电荷量Q7.2105 C求电阻R2的阻值图219解析：电容器两端电压UC6 V，所以U48 V，若U16 V8 V14 V，则，所以R27.14 .若U18 V6 V2 V，则，所以R2110 .答案：110 或7.14 16(12分)(2020年苏州高二检测)如图220甲是一种家用电熨斗的电路原理图(额定电压为220 V)R0是定值电阻，R是可变电阻(调温开关)，其电阻值均不受温度影响(1)该电熨斗温度最低时的耗电功率为121 W，温度最高时的耗电功率为484 W，求R0的阻值及R的阻值变化范围(2)假定电熨斗每秒钟散发的热量q跟电熨斗表面温度与环境温度的温差关系如图乙所示，现在温度为20 的房间使用该电熨斗来熨烫毛料西服，要求熨斗表面温度为220 ，且保持不变，问应将R的阻值调为多大？图220解析：(1)温度最低时应该是电路中电阻最大时，此时有P1温度最高时应该是电路中电阻最小时，此时有P2联立以上两式解得R0100 Rmax300 所以变阻器阻值范围是0到300 .(2)此时电熨斗表面温度与环境温度之差t220 20 200 由图象知电熨斗每秒钟散发的热量q440 J要保持电熨斗的表面温度不变，则电熨斗的电功率P440 W又有：P代入数据解得R10 所以应将R的阻值调至10 .答案：(1)100 0到300 (2)10