新课标高三物理第七章综合能力测试卷.doc

第七章　综合能力测试卷
[时间90分钟　满分100分]
一、选择题(本题包括10小题，共40分，每小题至少有一个选项正确，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1．有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此时电子的定向移动速度为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为(　　)
A．nvSΔt　　　　　　　　 B．nvΔt
C. D.
解析　根据电流的定义式可知，在Δt内通过导线横截面的电荷量q＝IΔt
在这段时间内通过的自由电子数为N＝＝
所以C项正确，D项错．
由于自由电子定向移动的速率是v，因此在时间Δt内，位于以横截面S为底、长l＝vΔt的这段导线内的自由电子都能通过横截面(如图所示)

这段导线的体积V＝Sl＝SvΔt，所以Δt内通过横截面S的自由电子数为N＝n V＝nSvΔt.
选项A正确．
答案　AC
2．输电线的电阻为R，电厂输送的电功率为P，输出电压为U，则用户获得的功率是(　　)
A．P B．PR/U2
C．P－ D．P－()2R
解析　要注意的是，输送电流不等于U/R而等于P/U.输电线上损失的功率P′＝I2R＝()2R，所以用户得到的功率为P－P′.选项D正确．
答案　D
3.

用电压表检查如图电路中的故障，测得Uab＝5.0 V，Ucd＝0 V，Ubc＝0 V，Uad＝5.0 V．则此故障可能是(　　)
A．L断路 B．R断路
C．R′断路 D．S断路
解析　测得Uab＝5.0 V，Uab＝5.0 V说明a，b分别到电源的线路均已接通，无故障．则此故障可能是R断路，B正确．
答案　B
4．图为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V．则该电路可能为(　　)

解析　由图可知，E＝Um＝6 V，U＝4 V时，I＝4 A，因此有6＝4＋4r，解得r＝0.5 Ω，当路端电压为4.8 V时，U内＝E－U＝6－4.8＝1.2( V)，由＝，所以R＝r＝×0.5＝2( Ω)．
答案　B
5．三个相同的电压表接入电路中，如图所示，已知电压表 V1的示数为8 V，电压表 V3的示数为5 V，那么电压表 V2的示数应为(　　)

A．5 V B．3 V
C．8 V D．大于3 V，小于5 V
解析　非理想电压表可看做一个特殊的用电器，电压表的示数为该电阻两端的电压，三个电压表相同说明它们的内阻、量程相同．则由欧姆定律得I总＝，I3＝，I2＝I总－I3＝－＝，即U2＝3 V.
答案　B
6.

一个电压表由表头G与分压电阻R串联而成，如图所示，若在使用中发现电压表的读数总是比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可能加以改进(　　)
A．在R上串联一个比R小得多的电阻
B．在R上串联一个比R大得多的电阻
C．在R上并联一个比R小得多的电阻
D．在R上并联一个比R大得多的电阻
解析　电压表示数偏小应使流过G的电流稍增大，即稍减小串联电阻R的阻值，所以D正确．
答案　D
7．在如图所示的电路中，R1、R2和R3皆为定值电阻，电源的电动势为E，内阻为r.设理想电流表A的读数为I，理想电压表 V的读数为U。当R1发生断路时(　　)

A．I变大，U变小，R3的功率不变
B．I变大，U变大，R3的功率增大
C．I变小，U变大，R3的功率增大
D．I变小，U变小，R3的功率减小
答案　B
8．(2010·潍坊抽测)如图所示，一台电动机提着质量为m的物体，以速度v匀速上升．已知电动机线圈的电阻为R，电源电动势E，通过电源的电流为I，当地重力加速度为g，忽略一切阻力及导线电阻，则(　　)

A．电源内阻r＝－R
B．电源内阻r＝－－R
C．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变大
D．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小
解析　由于电动机是非纯电阻元件，欧姆定律不再适用，电动机的输入功率P1＝UI，热功率P2＝I2R，输出功率P3＝mgv，P1＝P2＋P3，可解得：U＝IR＋，又由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir，解得：r＝－－R；当电动机被卡住时，电动机变成纯电阻元件，总电流I总＝，电流增大，故电源消耗的功率P增大，所以B、C正确．
答案　BC
9．如图所示，电压U保持恒定，C1、C2是两个不同的电容器，且C1>C2，R1、R2、R3为不同阻值的电阻．开始时，C1与C2所带电荷量相等，如果把C1与R1对换位置，其他条件不变，下列判断错误的是(　　)

A．R1一定小于R2
B．电路中的总电流比原来小
C．电容器C1、C2所带电荷量都比原来大
D．两电容器所带电荷量仍相等
解析　首先对电路结构进行分析，R1、R2串联，电流相同，C1、C2分别并在R1、R2两端．因C1>C2，它们所带电荷量相同．由Q＝CU＝CIR可知，R1读数变小，电压表读数变大
解析　将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，R的阻值变大，电路中电流变小，灯泡变暗，A错误；路端电压变大，电阻R两端电压变大，电容器C两端电压变大，电容器C上电荷量增加，C错误，D正确；当外电路电阻等于电源的内阻时电源的输出功率最大，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，则外电路电阻比r大得越多，输出功率越小，B正确．
答案　BD
二、实验题(本题包括2小题，共18分)
11．(6分)(2010·长沙市一中月考)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下：
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度为________mm；

2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径为________mm；
(3)用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为________ Ω.

答案　(1)50.15　(2)4.700　(3)220
12．(12分)(2011·安徽江南十校联考)(1)在实验室，小叶同学想测出某种材料的电阻率．由于不知是何种材料，也不知其大约阻值，于是他用多用电表先粗测该材料一段样品的电阻，经正确操作后，用“×100”挡时发现指针偏转情况如图所示，则他应该换用______挡(选填“×10”或“×1 k”)重新测量．换挡后，在测量前先要________．

(2)要测出(1)中所给材料样品的电阻率，必须精确测出该段样品的阻值．除了导线和开关外，实验室还备有以下器材可供选用：
电流表A1(量程1 A，内阻r1约0.5 Ω)
电流表A2(量程30 mA，内阻r2约200 Ω)
电压表V1(量程6 V，内阻RV1等于20 kΩ)
电压表V2(量程10 V，内阻RV2约30 kΩ)
滑动变阻器R1(0～20 Ω，额定电流2 A)
滑动变阻器R2(0～2000 Ω，额定电流1 mA )
电源E(电动势为12 V，内阻r约2 Ω)
请选择合适的器材，设计出便于精确测量的电路图画在虚线框中，其中滑动变阻器应选____．

若选用其中一组电表的数据，设该段圆柱形材料的长为L，直径为d，由以上实验得出这种材料电阻率的表达式为________，式中符号的含义为____________________________________．
解析　(1)欧姆表0刻线在表盘右侧，指针偏转较小，说明待测阻值较大，应调至“×1 k”挡，每次接挡后，都要重新进行欧姆调零．
(2)由欧姆表示数可知，待测电阻的阻值约为Rx＝1.8×104 Ω，远大于两个滑动变阻器的阻值，考虑到调节范围尽可能大些，滑动变阻器应采用分压式接法．在不超出滑动变阻器额定电流的情况下，应选择阻值较小的，连续性较好．Rx两端电压为U2－U1，流经Rx的电流为，则Rx＝，材料的截面积S＝π()2，由电阻定律Rx＝ρ得ρ＝.
答案　(1)×1 k　重新欧姆调零
(2)如图所示　R1

ρ＝　U1表示电压表V1的示数，U2表示电压表V2的示数
三、计算题(本题包括4个小题，共42分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的题要注明单位)
13．(10分)(2010·徐州高三期末统考)如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，已知电炉阻值R＝19 Ω，电源内阻r＝1 Ω，电解槽内阻r′＝0.5 Ω.当S1闭合、S2断开时，电炉消耗的功率为684 W；S1、S2都闭合时，电炉消耗的功率为475 W．试求：

(1)电源的电动势E；
(2)S1、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小、电解槽内阻消耗的功率及电解槽将电能转化为化学能的功率．
解析　(1)S1闭合，S2断开，电炉的消耗功率为P1，
电炉中的电流I1＝＝6 A，
E＝I1·(R＋r)＝120 V.
(2)S1、S2均合上，电炉的消耗功率为P2，
电炉中的电流IR＝＝A＝5 A，
外电压U＝IRR＝95 V，
总电流I＝＝25 A，
∴IA＝I－IR＝20 A.
电解槽内阻消耗的功率P内＝Ir′＝200 W.
电解槽消耗的总功率为P＝UIA＝95×20 W＝1900 W，则其将电能转化为化学能的功率P化＝P－P内＝(1900－200)W＝1 700 W.
答案　(1)120 V　(2)20 A,200 W,1700 W
14．(10分)如图(甲)所示是一种家用电熨斗的电路图．R0是定值电阻，R是可变电阻(调温开关)，其电阻值不受温度影响．

(1)该电熨斗温度最低时的功率为121 W，温度最高时的功率为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？
解析　(1)处于温度最低挡时，功率为P1＝＝，处于温度最高挡时，功率为P2＝＝，联立解得R0＝100 Ω，Rmax＝300 Ω.所以R阻值变化范围是0到300 Ω.
(2)此时电熨斗表面温度与环境温度之差Δt＝220℃－20℃＝200℃
由图像知电熨斗每秒钟散发的热量Q＝440 J
要保持电熨斗的表面温度不变，则电熨斗的电功率P＝440 W
由P＝代入数值得R＝10 Ω，即应将R调至10 Ω.
答案　(1)100 Ω，0～300 Ω　(2)10 Ω
15．(10分)如图所示电路，已知R3＝4 Ω，闭合开关，电流表读数为0.75 A，电压表读数为2 V，经一段时间，一个电阻被烧坏，使电流表读数变为0.8 A，电压表读数变为3.2 V，问：
(1)哪个电阻发生故障？是短路还是断路？
(2)R1的阻值是多少？
(3)能否求出电源电动势E和内阻r？如果能，求出结果；如果不能，说明理由．

解析　(1)R2断路．
(2)R2断路后，伏特表的读数就是R1两端的电压，因此有：R1＝＝4 Ω.
(3)由E＝U2＋I2(r＋R4)和E＝I1R1＋(r＋R4)
可得：E＝4 V，r＋R4＝1 Ω
因为R4未知，所以不能求出r的值．
答案　(1)R2断路．　(2)R1＝4 Ω　(3)E＝4 V无法求内阻
16．(12分)如图甲的电路中R1＝R2＝100 Ω是阻值不随温度而变的定值电阻．白炽灯泡L的伏安特性曲线如图乙的I－U图线所示．电源电动势E＝100 V，内阻不计．求：
(1)当开关S断开时，灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率；
(2)当开关S闭合时，灯炮两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率．

解析　(1)当S断开时，因R1是定值电阻，与灯泡串联，设灯泡上的电压为U，电流为I，根据闭合电路的欧姆定律有：E＝U＋IR1，代入数据得：I＝1－.
在I－U图上作出这条直线，如图所示，这条直线与灯泡的伏安特性曲线的交点为(40,0.60)．由此可知此时流过灯泡的电流为0.6 A，灯泡上的电压为40 V，灯泡的实际功率P＝24 W.
(2)当S闭合时，设灯泡上的电压为U，电流为I，根据闭合电路的欧姆定律有：E＝U＋(I＋)R1，代入数据有：50＝U＋50I，即I＝1－
在I－U图上作出这条直线，如图所示，这条直线与灯泡的伏安特性曲线的交点为(25,0.5)．由此可知此时流过灯泡的电流为0.5 A，灯泡上的电压为25 V，灯泡的实际功率P＝12.5 W.

答案　(1)40 V,0.6 A,24 W
(2)25 V,0.5 A,12.5 W