1、单元素养评价(三)(第十一章)(60分钟60分)一、选择题(本题共9小题,每小题5分,共45分)1.下列说法正确的是()A.由R=可知,电阻与电压、电流都有关系B.由R=可知,电阻只与导体的长度和横截面积有关系C.由=可知,电阻率由导体的电阻、长度和横截面积决定D.各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随着温度的升高而增大【解析】选D。电阻与导体本身的性质有关,与电压和电流无关,故A错误;R=是电阻的决定式,所以电阻与导体的长度、电阻率和横截面积都有关,故B错误;电阻率由材料和温度决定,与横截面积、电阻和长度无关,故C错误;各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度升高而增大,故D正
2、确。2.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用合金来制作B.标准电阻一般用合金来制作C.提升温度,可以使金属导体成为超导体D.白炽灯丝是用金属制成的,正常发光时灯丝的电阻比不发光时更小【解析】选B。纯金属的电阻率小,故连接电路用的导线一般用纯金属来制作,故选项A错误;有的合金的电阻率几乎不受温度的影响,则标准电阻一般用合金来制作,选项B正确;某些物质在温度降低到某一值时电阻会变成零,成为超导
3、体,则降低温度,可以使金属导体成为超导体,选项C错误;白炽灯丝是用金属制成的,正常发光时灯丝的温度较高,则其电阻比不发光时更大,故选项D错误。3.(2020三亚高二检测)某同学用伏安法对如图甲所示电路电阻进行三次测量,第一次将A、B端接入电路,第二次将B、C 端接入电路,第三次将A、C端接入电路,将三次测量得到的数据画在同一坐标系上,得到I-U图像如图乙所示。下列说法正确的是()A.第一次测量得到的图像可能是图线B.第二次测量得到的图像可能是图线C.第三次测量得到的图像可能是图线D.A、C间的电阻等于图线和图线的斜率之和【解析】选B。因为在I-U图像中直线的斜率的倒数等于电阻,可知图线斜率最小
4、,对应的电阻最大,第三次测量得到的图像可能是图线,不可能是图线,故选项A、C错误;第二次测量得到的图像可能是图线,故选项B正确;A、C间的电阻等于图线的斜率倒数,等于图线和图线的斜率倒数之和,故选项D错误。4.下面对公式R=及R=的理解正确的是()A.导体的电阻与导体两端的电压成正比,与导体中的电流成反比B.导体的电阻率越大,则导体对电流的阻碍作用越大C.导体的电阻越小,则导体的导电性能越好D.某种材料制成的导体的电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比【解析】选D。导体的电阻与导体两端的电压、电流无关,由本身因素决定,故选项A错误;电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导
5、电性能越差;电阻率越小,则其导电性能越好;但导体对电流的阻碍作用取决于电阻的大小,而电阻与导体的长度和横截面积有关,故电阻率大的导体对电流的阻碍作用不一定大,故选项B错误;电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越差;电阻率越小,则其导电性能越好,故C错误;由R=可知,某种材料制成的导体的电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比,故选项D正确。5.如图为路口交通指示灯的示意图,指示灯可以通过不同颜色灯光的变化指挥车辆和行人的交通行为,据你对交通指示灯的了解可以推断()A.红灯、黄灯、绿灯是串联的B.红灯、黄灯、绿灯是并联的C.红灯与黄灯并联后再与绿灯串联D.绿灯与黄灯
6、并联后再与红灯串联【解析】选B。红灯、黄灯、绿灯只有一盏灯亮,不可能出现同时有两盏灯亮,故由串并联电路特点可知:三盏灯任意两盏都不可能是串联的,所以,红灯、黄灯、绿灯是并联的,故选项B正确。6.某金属导线的电阻率为,电阻为R,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,那么该导线的电阻率和电阻分别变为()A.4和4RB.和4RC.和16RD.16和16R【解析】选C。电阻R=,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,其材料和体积均不变,则横截面积变为原来的,长度为原来的4倍;由于导体的电阻与长度成正比,与横截面积成反比,所以此时导体的电阻变为原来的16倍,即16R。由于电阻率受温度的影响,因温度不变,所以电阻
7、率也不变,故选项C正确。7.如图所示,某一导体的形状为长方体,其长、宽、高之比为abc=532。在此长方体的上、下、左、右四个面上分别通过导线引出四个接线柱1、2、3、4。在1、2两端加上恒定的电压U,通过导体的电流为I1;在3、4两端加上恒定的电压U,通过导体的电流为I2,则I1I2为()A.925B.259C.254D.425【解析】选C。根据电阻定律R=得,当在1、2两端加上恒定电压U时,R1=,在3、4两端加上恒定的电压时,R2=,所以=,根据欧姆定律I=得,电流之比为254,故选项C正确。8.如图所示为某线性元件甲和非线性元件乙的伏安特性曲线,两图线交于A点,A点坐标为(12 V,1
8、.5 A) ,甲的图线与U轴所成夹角为30。下列说法正确的是()A.随电压的增大,元件乙的图像斜率越来越小,故其电阻随电压的增大而减小B.在A点,甲、乙两元件的电阻相等C.元件甲的电阻为R=k=tan=D.若将甲、乙元件并联,理想电源的电压为5 V,则每秒通过干路某一横截面的电荷量为1.5 C【解析】选B。随电压的增大,元件乙的图像斜率越来越小,根据欧姆定律可知,其电阻随电压的增大而增大,故选项A错误;在A点,甲、乙两元件的电压、电流相同,则电阻相等,故选项B正确;I-U图像的斜率表示电阻的倒数,元件甲的电阻R= =8 ,故选项C错误;将甲、乙两元件并联接到5 V的电源两端时,因并联电路中各支
9、路两端的电压相等,所以两元件两端的电压均为5 V,由图像可知通过两元件的电流分别为I乙=1.0 A、I甲= A=0.625 A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以总电流I=I甲+I乙=1.625 A,根据电荷量定义可知,每秒通过干路某一横截面的电荷量为1.625 C,故选项D错误。9.上海世博会中稳定运营的36辆超级电容客车吸引了众多观光者的眼球。据介绍,电容车在一个站点充电30秒到1分钟后,空调车可以连续运行 3公里,不开空调则可以坚持行驶 5公里,最高时速可达 44公里。超级电容器可以反复充放电数十万次,其显著优点有:容量大、功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽。
10、如图所示为某汽车用的超级电容器,规格为“48 V,3 000 F”,放电电流为1 000 A,漏电电流为10 mA,充满电所用时间为30 s,下列说法不正确的是()A.充电电流约为4 800 AB.放电能持续的时间超过10分钟C.若汽车一直停在车库,则电容器完全漏完电,时间将超过100天D.所储存电荷量是手机锂电池“4.2 V,1 000 mAh”的40倍【解析】选B。电容器的额定电压U=48 V,电容C=3 000 F,则所能储存的电荷量为Q=CU,充满电所用时间为30 s,所以充电电流为I充= A=4 800 A,故选项A正确;电容器的额定电压U=48 V,电容C=3 000 F,则所能储
11、存的电荷量为Q=CU,放电时,放电能持续的时间t放= s=144 s,小于10分钟,故选项B错误;电容器的额定电压 U=48 V,电容C=3 000 F,则所能储存的电荷量为Q=CU,漏电电流为10 mA,所以t漏= s166.7天,故选项C正确;手机锂电池“4.2 V,1 000 mAh”的电荷量 q=It=1 00010-33 600 C=3 600 C,则Q=40q,故选项D正确。二、非选择题10.(6分)在练习使用多用电表实验中,某同学使用多用电表来测量螺口型白炽灯的灯丝电阻,灯泡标有“220 V,100 W”字样,关于该实验回答以下问题:(1)以下测量方式正确的是:_。(2)该同学采
12、用“10 ”挡进行测量,则实际的测量结果是图中_(选填“A”“B”或“C”)位置。(3)为了用多用电表测得比较准确的灯丝阻值,还需要进行的操作步骤顺序是_。A.将选择开关置于“100 ”挡B.将选择开关置于“1 ”挡C.调节调零旋钮使指针指左侧零刻度D.调节调零旋钮使指针指右侧零刻度E.将选择开关置于“OFF”或直流电压500 V挡F.将选择开关置于“OFF”或交流电压500 V挡G.将红黑表笔短接H.测量电阻【解析】(1)灯泡底部和周围金属部分与内部灯丝相连,故为了测量灯丝的电阻,应将红黑表笔分别接金属外壳和底部,故应选用A接法进行测量。(2)灯泡正常发光时的电阻约为R= =484 ,在常温
13、下,灯泡电阻较小,约为正常发光时的十分之一;故若选用“10 ” 挡进行测量,则指针应指在4.8 附近处,故测量结果为图中的C处。(3)由(2)的解答可知,指针偏角过大,故应换用“1 ”挡位进行测量,换挡后需要调零,先将红黑表笔短接,调节调零旋钮使指针指右侧零刻度处;然后才能测量电阻,测量完成后,将开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡处,故顺序为:BGDHF。答案:(1)A(2)C(3)BGDHF11.(9分)相距11 km的A、B两地用两导线连接,由于受到暴风雨的影响,在某处一根树枝压在两根导线上造成故障。为查明故障地点,先在A处加12 V的电压,在B处测得电压为10 V;再在B处加上12 V
14、电压,在A处测得电压为4 V,问故障地点离A处多远?【解析】设A处到故障处两段导线的总电阻是R1,距离为sA,B处到故障处两段导线的总电阻是R2,距离为sB,树枝的电阻是R0。A处加电压12 V时,根据串联电路中电压和电阻成正比,故=,(2分)B处加电压12 V时,有:=2,(2分)由得:=,(2分)根据电阻定律,电阻与长度成正比,则得:=,(1分)故障发生处离A地的距离为:sA=sAB=11 km=1 km。(2分)答案:1 km(30分钟40分)12.(3分)(多选)某种型号发光二极管的伏安特性曲线如图所示,该二极管的正常工作电压为3.0 V,允许通过的最大电流为50 mA。 则该二极管(
15、)A.正常工作时阻值为75 B.正常工作时阻值为60 C.电阻随电流的增大而增大D.电阻随电流的增大而减小【解析】选A、D。由U-I图像可知,该二极管正常工作时的电压为3 V,流过二极管的电流为40 mA,故它正常工作时的电阻为R= =75 ,故选项A正确,B错误;若U-I图像为过原点的直线,则其斜率表示电阻,该图为曲线,曲线上的点与原点的连线的斜率随电流增大而减小,则电阻随电流的增大而减小,故选项C错误,D正确。13.(3分)(多选)将上下表面均为正方形、高度相等、用同种材料制成的甲、乙导体串联接在电压为U的电源上,已知电流大小为I,电流方向如图所示,甲、乙导体上下表面边长分别为a和b、高均
16、为h,则()A.电流沿图中方向流过两导体时,甲、乙阻值之比是11B.电流沿图中方向流过两导体时,甲、乙阻值之比是abC.导体电阻率为=D.导体电阻率为=【解析】选A、C。由电阻定律R=可知:两导体的电阻R甲=、R乙=,=11,故选项A正确,B错误;两电阻串联,分压相等,则甲、乙两端的电压均为,由欧姆定律可知:R甲=,解得:=,故选项C正确,D错误。14.(3分)(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
17、 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【解析】选C、D。bd间电压为220 V,说明ab与电源之间是连通的,断路点必在bd之间,故B错误;ac间电压为220 V,说明cd与电源之间是连通的,断路点又必在ac之间,故A错误;两者共同区间是bc,故bc断路,其余各段均完好,故C、D正确。15.(7分)(2020全国卷)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx,所用电压表的内阻为1 k,电流表内阻为0.5 ,该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图(a)所示电路的O、P两点之间,另一
18、种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图(b)所示的两条U-I图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数。回答下列问题:(1)图(b)中标记为的图线是采用电压表跨接在_(选填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的。(2)根据所用实验器材和图(b)可判断,由图线(选填“”或“”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为_(保留1位小数)。(3)考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的阻值为_(保留1位小数)。【解析】(1)若将电压表跨接在O、P之间,I=+,解得U=I,根据一次函数关系可知对应斜率为,且Rx,结合图像的斜率可知kIkII,所以图线是采用电压
19、表跨接在O、P之间。(2)、(3)因为待测电阻为几十欧姆的电阻,通过图像斜率估算待测电阻为50 左右,而=20、=100,则,说明电流表的分压较小,电压表的分流较大,所以电压表应跨接在O、Q之间,所以选择图线I得到的结果较为准确。根据图像可知Rx+RA=50.5 ,考虑电流表内阻,修正后待测电阻的阻值Rx=50.5 -0.5 =50.0 。答案:(1)O、P(2)I50.5(3)50.016.(8分)有一块满偏电流Ig=1 mA、内阻Rg=100 的小量程电流表G。(1)它的满偏电压为多大。(2)把它改装成量程U=15 V的电压表。(3)把它改装成量程I=3 A的电流表。(要求画出改装的电路图
20、,算出有关数据)。【解析】(1)根据欧姆定律可知,G的满偏电压为:Ug=IgRg=110-3100 V=0.1 V。(2分)(2)把它改装成15 V的电压表应串联一个电阻,则有:U=Ug+IgR,即:(1分)R= =14 900 。(1分)电路图如下:(1分)(3)把它改装成3 A的电流表应并联一个电阻,则有:R= 0. 033 。(2分)电路图如下:(1分)答案:(1)0.1 V(2)串联一个14 900 的电阻(3)并联一个0.033 的电阻17.(8分)如图所示,A、B两点间电压恒定,为12 V,定值电阻R1=2.4 k、R2=4.8 k。(1)若在a、b之间接一个C=100 F的电容器
21、,闭合开关S,电路稳定后,求电容器上所带的电荷量;(2)若在a、b之间接一个内阻RV=4.8 k的电压表,求电压表的示数。【解析】(1)设电容器上的电压为UC,则UC=U,(1分)电容器带的电荷量Q=CUC,(1分)解得:Q=810-4 C。(1分)(2)电压表与R2并联后电阻为:R并=,(2分)则电压表两端的电压为UV=U,(2分)解得:UV=6 V。(1分)答案:(1)810-4 C(2)6 V18.(8分)如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1 = 100 ,R2电阻值未知,R3为滑动变阻器。当R3滑片从左端滑到右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化的图像如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的,求:(1) R2的阻值;(2)滑动变阻器的最大阻值。【解析】 (1)当P滑到R3右端时,电路对应图乙中的B点,即U2 = 4 V、I2 = 0.8 A,得:R2= =5 。(2分)(2)当P滑到R3左端时,电路对应图乙中的A点,即U外 =16 V、I总 = 0.2 A,则R外= =80 ,(2分)因为R外=+R2(2分)所以滑动变阻器的最大阻值为R3=300 。(2分)答案:(1) 5 (2) 300
