（2019人教版必修第三册）高二物理精讲精练 第十一章 电路及其运用【章节测试】（原卷版+解析）

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第十一章 电路及其运用(时间：90分钟　分值：100分)一、选择题（每题4分，1~7单选，8~12多选。共48分）1．下列关于电源的说法正确的是(　　)A．电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间有电压B．电源把正、负电荷分开的过程是把其他形式的能转化为电势能的过程C．电荷的移动形成电流D．只要电路中有电源，电路中就会形成持续的电流2．如图所示A、B间的电压为30 V，改变滑动变阻器触头(触头始终在中间电阻R上)的位置，可以改变C、D间的电压，UCD的变化范围是(　　)A．0～10 V B．0～ 20 VC．10～20 V D．20～30 V3．(2020-2021学年北京市101中学高二(上)期中)有甲、乙两根材料不同，长度和横截面积都相同的金属丝，在温度一定的情况下，甲金属丝的电阻率是乙金属丝电阻率的2倍．以下有关它们电阻值的说法正确的是( )A．甲、乙的两根金属丝电阻值的相等B．甲金属丝的电阻值是乙金属线电阻值的2倍C．乙金属丝的电阻值是甲金属丝电阻值的2倍D．甲金属丝的电阻值是乙金属丝电阻值的4倍4．一电压表，内阻为3 kΩ，量程为0～3 V，要把它改装成一个量程为0～15 V的电压表，需要给它(　　)A．并联一个12 kΩ的电阻B．并联一个15 kΩ的电阻C．串联一个12 kΩ的电阻D．串联一个15 kΩ的电阻5．伏安法测电阻的接法有如图中甲、乙两种，下列说法正确的是(　　)甲　　　　　　　乙A．两种接法完全等效B．按甲图接法，测量结果偏小C．若待测电阻的阻值很大，按甲图接法误差较小D．若待测电阻的阻值很小，按甲图接法误差较小6．如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc。当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为I；若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为(　　)A．4I B．2IC．eq \f(1,2)I D．eq \f(1,4)I7．如图所示，实线OA和OP分别为某两种电学元器件的U­I图线。设OA上任意点对应的电阻为RA，OP上某点P对应的电阻为RP，则关于RA和RP，下列式子正确的是 (　　)A．RA＝5 kΩ，RP＝20 kΩB．RA＝10 kΩ，RP＝20 kΩC．RA＝5 kΩ，RP＝10 kΩD．RA＝10 kΩ，RP＝10 kΩ8．(多选)金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大；金属的电阻率随温度的升高而增大，有的金属的电阻率随温度变化而显著变化，有的合金的电阻率几乎不受温度的影响。根据以上的信息，判断下列说法中正确的是 (　　)A．连接电路用的导线一般不用合金来制作B．电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作C．电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作D．标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作9．(多选)如图所示是阻值不同的两个电阻的电流随电压变化的图线，那么a、b所示的电阻及这两个电阻串联或并联后图像所在的区域正确的是(　　)A．a表示电阻大的图线，并联后图线在区域ⅢB．a表示电阻小的图线，串联后图线在区域ⅢC．a表示电阻小的图线，并联后图线在区域ⅠD．a表示电阻大的图线，串联后图线在区域Ⅰ10．(多选)一根粗细均匀的金属导线阻值为R，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流强度为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，则下列说法正确的是 (　　)A．此时金属导线的阻值为4RB．此时通过金属导线的电流为eq \f(I,4)C．此时自由电子定向移动的平均速率为eq \f(v,2)D．此时自由电子定向移动的平均速率为eq \f(v,4)11．(多选)现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是一个十分重要的问题。下表提供了一组人的部分躯体电阻平均值数据，下列说法正确的是 (　　)A．从表中可看出干燥时的电阻是潮湿时的电阻的40～80倍B．对表中对应人体部位加220 V电压后，若对人的安全电流是22 mA以下，只有出汗或潮湿时是十分危险的C．对表中对应人体部位加220 V电压后，若对人的安全电流是22 mA以下，上述几项都十分危险D．从表中可看出干燥时对表中对应人体部位加220 V电压后的电流值最大是1.1 A12．(多选)如图所示是一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220 V的交流电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻。发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220 V，由此可知(　　)A．ab间电路通，cd间电路不通B．ab间电路不通，bc间电路通C．ab间电路通，bc间电路不通D．bc间电路不通，cd间电路通二、非选择题（共52分）13．（8分）(2020-2021学年北京市牛栏山第一中学高二(上)期末)在测定一根粗细均匀金属丝的电阻率的实验中：（1）某学生用螺旋测微器测定该金属丝的直径时，测得的结果如图甲所示，则该金属丝的直径_______mm．紧接着用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测该金属丝的长度，测得的结果如图乙所示，则该金属丝的长度________cm．（2）该同学先用多用电表粗测其电阻．用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”挡位的多用电表测量，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的“_______”挡位(选填“×100”或“×1”)，然后进行________，再次测量电阻丝的阻值，其表盘及指针所指位置如图所示．（3）现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材：A．电流表(量程为300mA，内阻约为)B．电流表(量程为0．6A，内阻约为)C．电压表(量程为3．0V，内阻约为)D．电压表(量程为15．0V，内阻约为)E．滑动变阻器(最大阻值为)F．滑动变阻器(最大阻值为)G．电源E(电动势为4V，内阻可忽略)H．开关、导线若干．①为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为(均填器材前面的字母即可)：电流表选_________；电压表选_________；滑动变阻器选_________．②下列给出的测量电路中，最合适的电路是_________．③这位同学在一次测量时，电压表的示数如图所示．电压表的读数为_________V．（4）若本实验中，测得金属丝的长度为L，直径为D，电阻为R，则该金属丝的电阻率的计算式为_______．14．(8分)如图所示的电路中，各电阻的阻值已标出。当输入电压UAB＝110 V时，输出电压UDC是多少？15．（12分）(2020-2021学年海南琼西中学高二月考)如图所示，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，滑动变阻器最大值R3＝5 Ω，则当滑动触头从a滑到b的过程中，电流表示数的最小值为多少？16．（12分）(2020-2021学年安庆市第一中学高二(上)期中)如图所示，直流电压U＝10 V，电阻R1＝3 Ω，R2＝2 Ω，R3＝5 Ω，电容C1＝4 μF、C2＝1 μF。（1）K闭合时间足够长时C1、C2带的电荷量各为多少？（2）然后把K断开后，通过R2的电荷量是多少？17．(12分)如图所示的两个串联电阻R1＝12 kΩ，R2＝36 kΩ，A、B两端的电压保持15 V不变，那么：（1）R1、R2两端的电压分别是多少？（2）如果电压表V的内阻是12 kΩ，当S分别与C、D接触时电压表的读数分别是多少？测量项目干燥时电阻出汗或潮湿时电阻手与手之间200 kΩ5 kΩ手与脚之间300 kΩ8 kΩ脚与塑料鞋底之间800 kΩ10 kΩ第十一章 电路及其运用(时间：90分钟　分值：100分)一、选择题（每题4分，1~7单选，8~12多选。共48分）1．下列关于电源的说法正确的是(　　)A．电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间有电压B．电源把正、负电荷分开的过程是把其他形式的能转化为电势能的过程C．电荷的移动形成电流D．只要电路中有电源，电路中就会形成持续的电流【答案】B　【解析】在电源内部，电源把电子由正极搬运到负极，这一过程要克服静电力做功，把其他形式的能转化为电势能，故选项A错误，选项B正确；电荷的定向移动才形成电流，故选项C错误；电路中要形成持续的电流，既要有电源，电路又要闭合，两者缺一不可，故选项D错误。2．如图所示A、B间的电压为30 V，改变滑动变阻器触头(触头始终在中间电阻R上)的位置，可以改变C、D间的电压，UCD的变化范围是(　　)A．0～10 V B．0～ 20 VC．10～20 V D．20～30 V【答案】C　【解析】当触头在最上端时，UCD＝eq \f(2,3)UAB＝20 V，当触头在最下端时，UCD＝eq \f(1,3)UAB＝10 V，故UCD的变化范围是10～20 V，选项C正确。3．(2020-2021学年北京市101中学高二(上)期中)有甲、乙两根材料不同，长度和横截面积都相同的金属丝，在温度一定的情况下，甲金属丝的电阻率是乙金属丝电阻率的2倍．以下有关它们电阻值的说法正确的是( )A．甲、乙的两根金属丝电阻值的相等B．甲金属丝的电阻值是乙金属线电阻值的2倍C．乙金属丝的电阻值是甲金属丝电阻值的2倍D．甲金属丝的电阻值是乙金属丝电阻值的4倍【答案】B 【解析】由电阻定律公式可以知道，当长度和横截面积都相同的金属丝时，电阻与电阻率成正比，因为甲金属丝的电阻率是乙金属丝电阻率的2倍，所以甲金属丝的电阻值是乙金属丝电阻值的2倍，B正确，ACD错误．故选B． 4．一电压表，内阻为3 kΩ，量程为0～3 V，要把它改装成一个量程为0～15 V的电压表，需要给它(　　)A．并联一个12 kΩ的电阻B．并联一个15 kΩ的电阻C．串联一个12 kΩ的电阻D．串联一个15 kΩ的电阻【答案】C　【解析】增大电压表的量程，需要给它串联一个电阻，R＝eq \f(U－Ug,\f(Ug,Rg))＝eq \f(15－3×3 kΩ,3)＝12 kΩ，故C正确。5．伏安法测电阻的接法有如图中甲、乙两种，下列说法正确的是(　　)甲　　　　　　　乙A．两种接法完全等效B．按甲图接法，测量结果偏小C．若待测电阻的阻值很大，按甲图接法误差较小D．若待测电阻的阻值很小，按甲图接法误差较小【答案】C　【解析】甲为内接法，适合R≫RA，乙为外接法，适合R≪RV，由两种接法的特点可知，A、B、D错误，C正确。6．如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc。当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为I；若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为(　　)A．4I B．2IC．eq \f(1,2)I D．eq \f(1,4)I【答案】A　【解析】设沿AB方向的横截面积为S1，沿CD方向的横截面积为S2，则有eq \f(S1,S2)＝eq \f(1,2)，AB接入电路时电阻为R1，CD接入电路时电阻为R2，则有eq \f(R1,R2)＝eq \f(ρ\f(lab,S1),ρ\f(lbc,S2))＝eq \f(4,1)，由欧姆定律得电流之比eq \f(I1,I2)＝eq \f(R2,R1)＝eq \f(1,4)，解得I2＝4I1＝4I，故A正确。7．如图所示，实线OA和OP分别为某两种电学元器件的U­I图线。设OA上任意点对应的电阻为RA，OP上某点P对应的电阻为RP，则关于RA和RP，下列式子正确的是 (　　)A．RA＝5 kΩ，RP＝20 kΩB．RA＝10 kΩ，RP＝20 kΩC．RA＝5 kΩ，RP＝10 kΩD．RA＝10 kΩ，RP＝10 kΩ【答案】C　【解析】由电阻的定义式R＝eq \f(U,I)，结合图像得RA＝eq \f(2 V,0.4 mA)＝5 kΩ，RP＝eq \f(4 V,0.4 mA)＝10 kΩ，故C正确。8．(多选)金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大；金属的电阻率随温度的升高而增大，有的金属的电阻率随温度变化而显著变化，有的合金的电阻率几乎不受温度的影响。根据以上的信息，判断下列说法中正确的是 (　　)A．连接电路用的导线一般不用合金来制作B．电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作C．电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作D．标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作【答案】AB　【解析】电路中导线输送电能，但由于导线本身有电阻，所以导线也要消耗电能，并转化为热量，导线电阻越小，在其他条件一定的情况下，损耗的电能也越小，故应选择电阻率小的材料制作导线，由提供的信息知金属较合适；电炉等电热器是利用电流的热效应工作，流过电热器的电流与导线上的电流相等，但电热器却能明显发热，说明其电阻大，选择电阻率大的合金丝较合适；电阻温度计是利用材料的电阻率随温度有明显变化的原理工作的，电阻率几乎不受温度的影响的材料显然不能制作电阻温度计；标准电阻要保证其阻值不变，所以应选用电阻率随温度变化小的材料。综上所述，正确的说法应为A、B。9．(多选)如图所示是阻值不同的两个电阻的电流随电压变化的图线，那么a、b所示的电阻及这两个电阻串联或并联后图像所在的区域正确的是(　　)A．a表示电阻大的图线，并联后图线在区域ⅢB．a表示电阻小的图线，串联后图线在区域ⅢC．a表示电阻小的图线，并联后图线在区域ⅠD．a表示电阻大的图线，串联后图线在区域Ⅰ【答案】BC　【解析】根据R＝eq \f(U,I)知，I­U图像的斜率表示电阻的倒数，所以a表示电阻小的图线，选项A、D错误；电阻串联后的总电阻比Rb大，即串联后图线在区域Ⅲ，选项B正确；电阻并联后的总电阻比Ra小，即并联后图线在区域Ⅰ中，选项C正确。10．(多选)一根粗细均匀的金属导线阻值为R，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流强度为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，则下列说法正确的是 (　　)A．此时金属导线的阻值为4RB．此时通过金属导线的电流为eq \f(I,4)C．此时自由电子定向移动的平均速率为eq \f(v,2)D．此时自由电子定向移动的平均速率为eq \f(v,4)【答案】ABC　【解析】将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的eq \f(1,2)，根据电阻定律R＝ρeq \f(L,S)分析得到，电阻变为原来的4倍，电压U恒定不变，根据欧姆定律I＝eq \f(U,R)可知，电流变为eq \f(I,4)，故A、B正确；电流的微观表达式I＝nevS，其中n、e不变，电流I为原来的eq \f(1,4)，横截面积变为原来的eq \f(1,2)，则自由电子定向移动的平均速率为eq \f(v,2)，故C正确，D错误。11．(多选)现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是一个十分重要的问题。下表提供了一组人的部分躯体电阻平均值数据，下列说法正确的是 (　　)A．从表中可看出干燥时的电阻是潮湿时的电阻的40～80倍B．对表中对应人体部位加220 V电压后，若对人的安全电流是22 mA以下，只有出汗或潮湿时是十分危险的C．对表中对应人体部位加220 V电压后，若对人的安全电流是22 mA以下，上述几项都十分危险D．从表中可看出干燥时对表中对应人体部位加220 V电压后的电流值最大是1.1 A【答案】AB　【解析】由表中数据可知选项A正确；由I＝eq \f(U,R)可求得对人体加上220 V电压后，干燥时的电流分别为1.1 mA、0.7 mA、0.28 mA，潮湿时的电流分别为44 mA、27.5 mA、22 mA，根据数据可知，潮湿时各种情况均有危险，B正确，C、D错误。12．(多选)如图所示是一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220 V的交流电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻。发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220 V，由此可知(　　)A．ab间电路通，cd间电路不通B．ab间电路不通，bc间电路通C．ab间电路通，bc间电路不通D．bc间电路不通，cd间电路通【答案】CD　【解析】若电路中仅有一处断路，则横跨断路处任意两点间的电压均是电源电压。由题可知，bd间电压为220 V，说明断路点必在bd之间且ab段是通路；ac间电压为220 V，说明断点又必在ac间且cd间是通路，故bc断路，其余各段均完好，故C、D正确。二、非选择题（共52分）13．（8分）(2020-2021学年北京市牛栏山第一中学高二(上)期末)在测定一根粗细均匀金属丝的电阻率的实验中：（1）某学生用螺旋测微器测定该金属丝的直径时，测得的结果如图甲所示，则该金属丝的直径_______mm．紧接着用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测该金属丝的长度，测得的结果如图乙所示，则该金属丝的长度________cm．（2）该同学先用多用电表粗测其电阻．用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”挡位的多用电表测量，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的“_______”挡位(选填“×100”或“×1”)，然后进行________，再次测量电阻丝的阻值，其表盘及指针所指位置如图所示．（3）现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材：A．电流表(量程为300mA，内阻约为)B．电流表(量程为0．6A，内阻约为)C．电压表(量程为3．0V，内阻约为)D．电压表(量程为15．0V，内阻约为)E．滑动变阻器(最大阻值为)F．滑动变阻器(最大阻值为)G．电源E(电动势为4V，内阻可忽略)H．开关、导线若干．①为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为(均填器材前面的字母即可)：电流表选_________；电压表选_________；滑动变阻器选_________．②下列给出的测量电路中，最合适的电路是_________．③这位同学在一次测量时，电压表的示数如图所示．电压表的读数为_________V．（4）若本实验中，测得金属丝的长度为L，直径为D，电阻为R，则该金属丝的电阻率的计算式为_______．【解析】(1)[1][2]螺旋测微器的读数是，游标卡尺的读数是．(2)[3][4]用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”挡位的多用电表测量，发现指针的偏转角度太大，知该电阻较小，换用“×1”挡位，换挡后进行欧姆调零．(3)①[5][6][7]电源电动势大约为4V，为了测量的精确，电压表选择C，流过电阻丝的最大电流约为可知电流表选择A．电阻丝的电阻值仅仅约，与的滑动变阻器的电阻值相差比较大，滑动变阻器阻值越小，调节时电表变化越明显，为方便实验操作，滑动变阻器应选E．②[8]待测电阻丝的阻值与电流表内阻相当，属于小电阻，电流表采用外接法．题目要求尽可能提高测量精确度，滑动变阻器应用分压式接法，故选B．③[9]电压表的读数为2．40V．(4)[10]根据，得【答案】(1)3．206(2)5．015(3)×1(4)欧姆调零(5)A(6)C(7)E(8)B(9)2．40(2．40～2．42)V(10)14．(8分)如图所示的电路中，各电阻的阻值已标出。当输入电压UAB＝110 V时，输出电压UDC是多少？【解析】并联部分的等效电阻为R并＝eq \f(9R＋R×\f(10,9)R,9R＋R＋\f(10,9)R)＝R，则电路的总电阻为R总＝10R＋R＝11R。由串联分压得并联部分R并上的电压为U并＝eq \f(R并,R总)·UAB＝eq \f(R,11R)×110 V＝10 V。而输出电压UDC即电阻R上分到的电压，再由串联分压得，UDC＝UR＝eq \f(R,9R＋R)U并＝eq \f(1,10)×10 V＝1 V。15．（12分）(2020-2021学年海南琼西中学高二月考)如图所示，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，滑动变阻器最大值R3＝5 Ω，则当滑动触头从a滑到b的过程中，电流表示数的最小值为多少？【解析】　设触头上部分电阻为x Ω，则触头下部分电阻为(5－x) Ω，上方支路的总电阻为(2＋x) Ω，下方支路的总电阻为(3＋5－x) Ω＝(8－x) Ω，则电路总电阻R＝eq \f(（2＋x）（8－x）,2＋x＋8－x)＝eq \f(（2＋x）（8－x）,10)由数学知识可知当2＋x＝8－x，即x＝3 Ω时，R最大，电流表的示数最小此时Rmax＝eq \f(5×5,10) Ω＝2.5 Ω，Imin＝eq \f(5,2.5) A＝2 A。【答案】　2 A16．（12分）(2020-2021学年安庆市第一中学高二(上)期中)如图所示，直流电压U＝10 V，电阻R1＝3 Ω，R2＝2 Ω，R3＝5 Ω，电容C1＝4 μF、C2＝1 μF。（1）K闭合时间足够长时C1、C2带的电荷量各为多少？（2）然后把K断开后，通过R2的电荷量是多少？【解析】 (1)电路稳定后，R3两端电压为0，所以此时电容器C1两端电压为U1＝U＝4 V此时电容器C1所带电荷量为Q1＝C1U1＝1.6×10－5 C此时电容器C2两端电压为U2＝U＝10 V此时电容器C1所带电荷量为Q2＝C2U2＝1.0×10－5 C(2)把K断开后，两电容器放电，都经过电阻R2，故通过R2的电荷量为Q＝Q1＋Q2＝2.6×10－5 C【答案】 (1)1.6×10－5 C；1.0×10－5 C；(2)2.6×10－5 C17．(12分)如图所示的两个串联电阻R1＝12 kΩ，R2＝36 kΩ，A、B两端的电压保持15 V不变，那么：（1）R1、R2两端的电压分别是多少？（2）如果电压表V的内阻是12 kΩ，当S分别与C、D接触时电压表的读数分别是多少？【解析】　(1)根据串联电路的电压特点知U∝R，所以U1＝eq \f(R1,R1＋R2)U＝eq \f(12,12＋36)×15 V＝3.75 VU2＝eq \f(R2,R1＋R2)U＝eq \f(36,12＋36)×15 V＝11.25 V。(2)当S与C接触时，电压表与R1并联，测并联支路电压，并联电阻R并＝eq \f(R1RV,R1＋RV)＝eq \f(12×12,12＋12) kΩ＝6 kΩU并＝eq \f(R并,R并＋R2)U＝eq \f(6,6＋36)×15 V≈2.14 V同理，当S与D接触时R并′＝eq \f(R2RV,R2＋RV)＝eq \f(36×12,36＋12) kΩ＝9 kΩU并′＝eq \f(R并′,R并′＋R1)U＝eq \f(9,9＋12)×15 V≈6.43 V。测量项目干燥时电阻出汗或潮湿时电阻手与手之间200 kΩ5 kΩ手与脚之间300 kΩ8 kΩ脚与塑料鞋底之间800 kΩ10 kΩ