1、单元素养评价(四)(第4章)(90分钟100分)【合格性考试】(60分钟60分)一、选择题(本题共9小题,每题只有一个选项正确,每小题4分,共36分)1.下列关于电源的说法,正确的是()A.电源向外提供的电能越多,表示电动势越大B.电动势就是电源两端的电压C.电源的电动势与外电路有关,外电路电阻越大,电动势就越大D.电动势越大的电源,将其他形式的能转化为电势能的本领越大【解析】选D。电源向外提供的电能除与电动势有关之外,还与输出的电流、通电时间有关,故选项A错误;只有当外电路断路时,电动势才等于电源两端的电压,故选项B错误;电源的电动势由电源自身的性质决定,与有无外电路无关,故选项C错误;电动
2、势是反映电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量,故选项D正确。2.小亮家台灯的插头插在如图所示的插座上,插座上有一个开关和一个指示灯L1(相当于电阻很大的灯泡)。若插座开关和台灯开关分别用S1、S2表示,小亮断开或闭合S1、S2时,记录现象如表。则符合事实的电路图是()开关状态插座指示灯(L1)台灯(L2)闭合S1,断开S2亮不亮闭合S2,断开S1不亮不亮S1和S2都闭合亮亮【解析】选C。插座的开关是控制整个电路的。台灯的开关只控制台灯,插座中的指示灯与台灯应该是并联关系,因为关掉台灯,插座指示灯不受影响。关掉插座开关S1,所有灯都不亮,则C正确,A、B、D错误。3.如图所示是一个欧姆表的
3、外部构造示意图,其正、负插孔内分别插有红、黑表笔,则虚线内的电路图应是()【解析】选A。首先,要求内部电阻可调,所以B、D错误;其次,内部电源的负极要和正插孔相连,所以A正确,B、C、D错误。4.(2019江苏高考)如图所示的电路中,电阻R=2,断开S后,电压表的读数为3V;闭合S后,电压表的读数为2V,则电源的内阻r为()A.1B.2C.3D.4【解析】选A。根据闭合电路欧姆定律U外=E-Ir和I=,结合I=可得E=3V,r=1,故选项A正确,B、C、D错误。【补偿训练】如图所示,当可变电阻R由2改为6时,电流减为原来的一半,则电源的内电阻为()A.1B.2C.3D.4【解析】选B。由闭合电
4、路欧姆定律I=得:=I=由得:r=2,则B正确,A、C、D错误。5.如图所示,直线a为某电源的路端电压随电流的变化图线,曲线b为小灯泡R两端的电压随电流强度的变化图线,用该电源和该小灯泡R组成的闭合电路,电源的输出功率和电源的内电阻分别是()A.0.6W,5B.0.6W,C.0.8W,5D.0.8W,【解析】选A。电源的U-I图像表达式为:U=E-Ir,则图像斜率的绝对值表示内阻,根据图像可知,电动势E=4V,内电阻为r=5,两个图线的交点坐标表示路端电压和对应的电流,即路端电压为3V,电流为0.2A,故电源的输出功率为:P出=UI=30.2W=0.6W,则A正确,B、C、D错误。6.一块太阳
5、能电池板,测得它的开路电压为800mV,短路电流为40mA,若将该电池板与一阻值为20的电阻构成一闭合电路,则它的路端电压是()A.100mVB.200mVC.300mVD.400mV【解析】选D。电源没有接入外电路时,路端电压值等于电动势,所以电动势E=800mV,由闭合电路欧姆定律得短路电流I短=,所以电源内阻r=20。该电源与20的电阻连成闭合电路时,电路中电流I=mA=20mA,所以路端电压U=IR=400mV。则D正确,A、B、C错误。7.某实验小组用三只相同的小灯泡连接成如图所示的电路,研究串并联电路的特点。实验中观察到的现象是()A.S2断开,S1与a连接,三只灯泡都熄灭B.S2
6、断开,S1与b连接,三只灯泡亮度相同C.S2闭合,S1与a连接,三只灯泡都发光,L1、L2亮度相同D.S2闭合,S1与b连接,三只灯泡都发光,L3的亮度小于L2的亮度【解析】选D。S2断开,S1与a连接时,三只灯泡串联,三只灯泡都发光,且亮度相同,A错误;S2断开,S1与b连接时,L1、L2两只灯泡串联,L3被断开没有接入电路,B错误;S2闭合,S1与a连接时,只有L2亮,L1和L3被短路,C错误;S2闭合,S1与b连接时,L1和L3并联,然后与L2串联,此时三只灯泡都发光,L3的亮度与L1的亮度相同,都小于L2的亮度,D正确。【补偿训练】在如图电路中,当滑动变阻器滑片P向上移动时,则()A.
7、A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮B.A灯变暗、B灯变暗、C灯变亮C.A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗D.A灯变暗、B灯变亮、C灯变暗【解析】选D。当滑动变阻器滑片P向上移动时,其接入电路的电阻变大,外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律分析得知,干路电流I减小,则A灯变暗。并联部分两端的电压增大,则B灯变亮。流过C的电流IC=I-IB,I减小,IB增大,IC增大,则C灯变暗,所以A灯变暗、B灯变亮、C灯变暗。故D正确,A、B、C错误。8.在“测定电源电动势和内阻”的实验中,针对两个不同的电源得出如图所示的1、2两条图线,则两个电源的电动势E1和E2、内阻r1和r2满足关系()A.E1E2,r1r2B.
8、E1E2,r1r2C.E1E2,r1r2D.E1r2【解析】选C。当外电阻无穷大时,路端电压等于电源的电动势,故U-I图像中图像与纵轴的交点等于电源的电动势,由图可知,2的电动势较大;由U=E-Ir可知图像的斜率绝对值表示电源的内阻,2的斜率较大,故2的内阻较大,即:E1E2,r1r2,故C正确,A、B、D错误;故选C。【补偿训练】图甲为某一小灯泡的U-I图线,现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4的定值电阻R串联,接在内阻为1、电动势为5V的电源两端,如图乙所示。则()A.通过每盏小灯泡的电流强度为0.2A,此时每盏小灯泡的电功率为0.6WB.通过每盏小灯泡的电流强度为0.3A,此时每盏小灯泡
9、的电功率为0.6WC.通过每盏小灯泡的电流强度为0.2A,此时每盏小灯泡的电功率为0.26WD.通过每盏小灯泡的电流强度为0.3A,此时每盏小灯泡的电功率为0.4W【解析】选B。若通过每盏小灯泡的电流强度为0.2A,则电源输出电流为I=0.4A,由闭合电路欧姆定律计算得,此时小灯泡两端电压为U=E-I(R+r)=3V。由题图甲可知小灯泡的电流强度为0.2A时,小灯泡两端电压约为1.3V,显然通过每盏小灯泡的电流强度不可能为0.2A,A、C错误;若通过每盏小灯泡的电流强度为0.3A,由题图甲可知小灯泡的电流强度为0.3A时小灯泡两端电压为2.0V,电阻R和内阻r上的电压为3.0V,此时每盏小灯泡
10、的电功率为P=UI=0.6W,B正确,D错误。9.如图所示的电路中,R1是光敏电阻,其阻值随光照强度的增强而减小;R2、R3、R4是定值电阻,当开关S闭合且没有光照射时,电容器C不带电,当用强光照射R1且电路稳定时,与无光照射时比较,下列说法中正确的是()A.电容器C的下极板带正电B.R2两端电压降低C.通过R4的电流变大,电源提供的总功率变小D.R3两端的电压变小,电源的路端电压变小【解析】选D。当用强光照射R1时,R1电阻减小,两端电压降低,电阻R2上电压升高,故电容器C的上极板电势升高,带正电,A、B选项错误;干路电流增大,路端电压减小,电阻R4两端电压减小,通过它的电流减小,C选项错误
11、;电阻R3两端电压减小,D选项正确。二、实验题(共6分)10.用电流表和电压表测一节干电池的电动势E和内电阻r,待测干电池的电动势约1.5V、内电阻不大于1.0,要求干电池放电电流不得超过0.6A,可供选择的器材除开关、导线外,还有:A.电压表(量程03V,内电阻约3k)B.电压表(量程015V,内电阻约15k)C.电流表(量程00.6A,内电阻约0.1k)D.电流表(量程03A,内电阻约0.02k)E.滑动变阻器(最大电阻50,额定电流1.5A)F.滑动变阻器(最大电阻200,额定电流1.5A)(1)实验中电压表应选用_、滑动变阻器应选_。(填序号)(2)下列是三个同学分别在实验中记录的电流
12、表测量值:甲同学:0.02A、0.06A、0.08A、0.15A、0.20A乙同学:0.10A、0.20A、0.30A、0.40A、0.50A丙同学:0.10A、0.40A、0.50A、0.80A、1.00A其中_同学在控制实验条件、适当选取实验数据方面做得最好。(3)根据测得的数据作出如图所示的图线,则待测干电池的电动势E=_V,内电阻r=_。【解析】(1)因为待测干电池的电动势约1.5V,为测量准确,电压表应选A;滑动变阻器一般选阻值较小的,选E。(2)要求干电池放电电流不得超过0.6A,在记录的电流表测量值的最大值中,甲同学的0.20A偏小,丙同学的1.00A偏大,乙同学0.50A接近而
13、不超过,符合要求。(3)由U-I图像可知E=1.5V,r=0.6。答案:(1)AE(2)乙(3)1.50.6【补偿训练】物理学习小组在测定某电源的电动势E和内阻r时,找来一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝ab替代滑动变阻器,设计了如图甲所示的实验,其中R0是阻值为2的保护电阻,滑片P与电阻丝始终接触良好。实验时闭合开关,调节P的位置,测得aP的长度x和对应的电压U、电流I数据,并分别绘制了如图乙所示的U-I图像和如图丙所示的-x数据描点。则:(1)电源的电动势E=_V,内阻r=_。(保留两位有效数字)(2)已知电阻丝的横截面积S=0.1210-6m2,电阻丝的电阻率为_m,安培表内阻为_。(保留
14、两位有效数字)(3)此实验用了图像法处理数据优点是直观,但是不能减少或者消除_(选填“偶然误差”或“系统误差”)。【解析】(1)图线与纵坐标的交点就是电源的电动势,从图上可得:E=3.0V。在图像中找出两个清晰的点,读出对应的数据,然后根据公式:r=R0+r,得r=1。(2)电阻丝电阻R=+RA,则=x+RA,-x图像的斜率k=10,电阻率=kS=100.1210-6m=1.210-6m。由=x+RA可知,函数-x图线纵截距为2.0,它表示电流表的内阻为2。(3)图像法可以减小因为读数带来的偶然误差,但是对于电路选择等引起的系统误差却不能减小或消除。答案:(1)3.0(2.993.02均可)1
15、.0(0.801.0均可)(2)1.210-62.0(3)系统误差三、计算题(本题共3小题,共18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.(6分)如图所示,M为一线圈电阻rM=0.4的电动机,R=24,电源电动势E=40V。当S断开时,电流表的示数为I1=1.6A,当开关S闭合时,电流表的示数为I2=4.0A。求:(1)电源内阻r。(2)开关S闭合时电源输出功率。(3)开关S闭合时电动机输出的机械功率。【解析】(1)当S断开时,E=I1(R+r),代入数据得r=1。(1分)(2)设开关S闭合时,路端电压为U2,U2=E-I2r=36VP=I2U2=144W。(2分)(3
16、)流过R的电流IR=1.5A流过电动机的电流IM=I2-IR=2.5A电动机输出的机械功率P出=U2IM-rM=87.5W。(3分)答案:(1)1(2)144W(3)87.5W12.(6分)如图所示,变阻器R2的最大电阻是10,R3=5,电源的内电阻r=1,当电键S闭合,变阻器的滑片在中点位置时,电源的总功率为16W,电源的输出功率为12W。此时电灯R1正常发光,求:(1)电灯阻值R1是多少?(设R1阻值恒定不变)(2)当电键S断开时,要使电灯正常工作,应使变阻器的电阻改变为多少?【解析】(1)当电键S闭合时,由P总-P出=I2r得:I=A=2A(1分)由P总=EI,得:E=V=8V路端电压U
17、=E-Ir=8V-21V=6V(1分)通过R3的电流为I3=A=1.2A,通过电灯的电流为I2=I-I3=(2-1.2)A=0.8A(1分)电灯R1的阻值R1=2.5(1分)(2)当电键S闭合时可知电灯额定电流I额=I2=0.8A(1分)当电键S断开时,由闭合电路欧姆定律得:E=I额(r+R1+R2)由上式并代入数据得:R2=6.5。(1分)答案:(1)2.5(2)6.513.(6分)如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100,R2阻值未知,R3为一滑动变阻器。当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图像如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两
18、个不同端点得到的。求:(1)电源的电动势和内阻。(2)定值电阻R2的阻值。(3)滑动变阻器的最大阻值。【解析】(1)将乙图中AB线段延长,交U轴于20V处,交I轴于1.0A处,所以电源的电动势为E=20V,内阻r=20。(1分)(2)当P滑到R3的右端时,电路参数对应乙图中的B点,即U2=4V、I2=0.8A,得R2=5。(2分)(3)当P滑到R3的左端时,由乙图知此时U外=16V,I总=0.2A,所以R外=80。(1分)因为R外=+R2,所以滑动变阻器的最大阻值为:R3=300。(2分)答案:(1)20V20(2)5(3)300【等级性考试】(30分钟40分)14.(6分)(多选)如图所示,
19、是带指示灯的五孔插座。闭合开关,插座上的指示灯发光,再将台灯插入插孔,台灯与指示灯都能发光,下列说法正确的是()A.该插座内有火线、零线和地线B.台灯与指示灯串联C.台灯与指示灯并联D.该插座的五个插孔都会使试电笔的氖管发光【解析】选A、C。插座内有火线和零线,为防止漏电还有地线,则A正确;台灯与指示灯是并联关系,则C正确、B错误;只有火线才会使试电笔的氖管发光,则D错误。15.(6分)(多选)如图电路中,电源电动势为E、内阻为r,R0为定值电阻,电容器的电容为C。闭合开关S,增大可变电阻R的阻值,电压表示数的变化量为U,电流表示数的变化量为I,则()A.电压表示数U和电流表示数I的比值不变B
20、.变化过程中U和I的比值保持不变C.电阻R0两端电压减小,减小量为UD.电容器的带电量增大,增大量为CU【解析】选B、D。由题图可知,R=,R增大,则电压表的示数U和电流表的示数I的比值变大,故A错误。根据闭合电路欧姆定律得:U=E-I(R0+r),由数学知识得知,=R0+r,保持不变,故B正确。闭合开关S,增大可变电阻R的阻值后,电路中电流减小,由欧姆定律分析得知,电阻R0两端的电压减小,R两端的电压增大,而它们的总电压即路端电压增大,所以电阻R0两端的电压减小量小于U,故C错误。电容器两极板间的电压等于R两端的电压,可知电容器板间电压增大,带电量增大,增大量为CU,D正确。16.(6分)(
21、多选)如图所示,电灯L标有“4V,1W”的字样,滑动变阻器R总电阻为50,当滑片P滑至某位置时,L恰好正常发光,此时电流表示数为0.45A,由于外电路某处发生故障,电灯L突然熄灭,此时电流表示数为0.5A,电压表示数为10V。若导线完好,电路中各处接触良好,电表均为理想电表,则下列判断正确的是()A.发生的故障是断路B.发生的故障是短路C.电源的电动势为12.5V、内阻为0.5D.发生故障前,滑动变阻器接入电路的阻值为20【解析】选A、D。电灯熄灭之后电流表示数增大,说明路端电压增大,则外电阻增大,发生的故障是断路,A对、B错;电流表示数为0.5A,电压表示数为10V,则R2=20,电灯正常发
22、光时I=0.25A,滑动变阻器接入电路的阻值R=20,根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir,可得E=10+0.5r,E=0.4520+(0.45+0.25)r,计算可得E=12.5V、r=5,C错,D对。17.(8分)用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一个表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为60mA的电流表,电阻箱,导线若干。实验时,将多用电表调至1挡,调好零点;电阻箱置于适当数值。完成下列填空:(1)仪器连线如图甲所示(a和b是多用电表的两个表笔)。若两电表均正常工
23、作,则表笔a为_(选填“红”或“黑”)色。(2)若适当调节电阻箱后,图乙中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图乙(a)、(b)、(c)所示,则多用电表的读数为_,电流表的读数为_mA,电阻箱的读数为_。(3)计算得到多用电表内电池的电动势为_V。(保留3位有效数字)【解析】(1)多用电表在使用时必须使电流从红表笔(正接线柱)流进,黑表笔(负接线柱)流出,串联的电流表也必须使电流从正接线柱流进,负接线柱流出,所以可以判断电流是从a表笔流出的,a为黑表笔。(2分)(2)多用电表用1挡,由图示(a)可知,其示数为14.01=14.0;(1分)电流表的量程是60mA,由图示(b)可知,其分度值为1m
24、A,示数为53.0mA;(1分)电阻箱的读数为:0100+010+41+60.1=4.6。(1分)(3)当表头短接时,电路电流最大为表头的满偏电流Ig=,将Rg取为r+rg+R为多用电表的内阻,当待测电阻等于Rg时,这时表头半偏,表针指在欧姆表盘的中值上,所以Rg又称为中值电阻。当选择1挡测量时,中值电阻直接在欧姆表盘上读数为15,在(2)中多用电表外的电阻为多用电表的读数14.0,干路电流是53.0mA,则电源电动势是E=I(R内+R外)=0.053(15+14)V=1.537V1.54V。(3分)答案:(1)黑(2)14.053.04.6(3)1.5418.(14分)如图所示,一电荷量q=
25、310-4C带正电的小球,用绝缘细线悬于竖直放置、足够大的平行金属板中的O点。S合上后,小球静止时,细线与竖直方向的夹角=37。已知两板相距d=0.1m,电源电动势E=12V,内阻r=2,电阻R1=4,R2=R3=R4=12。g取10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8。求:(1)流过电源的电流。(2)两板间的电场强度的大小。(3)小球的质量。【解析】(1)R2与R3并联后的电阻值R23=6(2分)由闭合电路欧姆定律得IA=A=1A。(2分)(2)电容器两板间的电压UC=IA(R1+R23)=110V=10V(2分)电容器两板间的电场强度E1=N/C=100N/C。(2分)(3)小球处于静止状态,所受电场力为F,由平衡条件得F=mgtan(2分)又有F=qE1,所以m=代入数据解得m=410-3kg。(4分)答案:(1)1A(2)100N/C(3)410-3kg关闭Word文档返回原板块
