2025年高中物理新教材同步 必修第三冊 第11章　章末檢測試卷(三)

章末檢測試卷(三)(滿分：100分)一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1．(2021·江蘇卷)有研究發(fā)現(xiàn)，某神經(jīng)細胞傳遞信號時，離子從細胞膜一側(cè)流到另一側(cè)形成跨膜電流，若將該細胞膜視為1×10－8F的電容器，在2ms內(nèi)細胞膜兩側(cè)的電勢差從－70mV變?yōu)?0mV，則該過程中跨膜電流的平均值為()A．1.5×10－7A B．2×10－7AC．3.5×10－7A D．5×10－7A答案D解析根據(jù)Q＝CU，可知ΔQ＝CΔU＝1×10－8×(30＋70)×10－3C＝1×10－9C，則該過程中跨膜電流的平均值為I＝eq\f(ΔQ,t)＝eq\f(1×10－9,2×10－3)A＝5×10－7A，故選D。2．(2024·北京市朝陽區(qū)高二期末)某實驗小組用量程為0～3A的電流表測量電流，通過試觸發(fā)現(xiàn)被測電流超過量程。但是實驗室提供的電流表規(guī)格都是相同的，為了測量出該電流值，小組中的同學分別設計了改裝電流表的四種電路方案，其中一定不可行的是()答案A解析串聯(lián)電路分壓但電流相同，則當用A項圖中該電路繼續(xù)測量超過量程的電流時，電流表流過的電流依然超過量程，故A錯誤；并聯(lián)電路分流但電壓相同，則當用并聯(lián)電路測量超過量程的電流時，只要另外一并聯(lián)支路分流適當，就能夠使得流過電流表的電流在量程范圍之內(nèi)，故B、C、D正確。3.(2024·龍巖市高二期中)有四盞燈，接入如圖的電路中，RL1＝RL4＝1Ω，RL2＝3Ω，RL3＝6Ω，把電路接通后，通過四盞燈的電流之比I1∶I2∶I3∶I4為()A．1∶3∶6∶1 B．3∶2∶1∶3C．3∶1∶2∶3 D．6∶3∶2∶6答案B解析RL2與RL3并聯(lián)，電壓相等，由歐姆定律U＝IR，則有I2∶I3＝RL3∶RL2＝6∶3＝2∶1，RL1與RL4串聯(lián)，電流相等，則有I1＝I4＝I2＋I3，可得I1∶I3＝3∶1，所以有I1∶I2∶I3∶I4＝3∶2∶1∶3，B正確。4.某一導體的伏安特性曲線如圖中的AB段(曲線)所示。關于導體的電阻，下列說法正確的是()A．A點對應的導體的電阻為120ΩB．在AB段，導體的電阻變化了20ΩC．B點對應的導體的電阻為8ΩD．在AB段，導體的電阻隨電壓的增大而減小答案B解析根據(jù)部分電路歐姆定律可知，A點對應的導體的電阻為RA＝eq\f(UA,IA)＝60Ω，B點對應的導體的電阻為RB＝eq\f(UB,IB)＝80Ω，在AB段，導體的電阻變化了ΔR＝RB－RA＝20Ω，故A、C錯誤，B正確；在AB段上，圖線上的點與坐標原點連線的斜率變小，則導體的電阻隨電壓的增大而增大，D錯誤。5.如圖所示，一塊均勻的長方體金屬導體，上下厚度為L，當給導體的上下表面加上電壓U時，流過導體的電流為I，當給導體的前后表面加上電壓U時，流過導體的電流為eq\f(I,4)，當給導體的左右表面加上電壓U時，流過導體的電流為eq\f(I,9)，下列說法正確的是()A．AC的長度為4L B．AD的長度為6LC．導體的體積為12L3 D．導體的電阻率為eq\f(6UL,I)答案D解析設AC的長度為x、AD的長度為y，設導體的電阻率為ρ，根據(jù)電阻定律以及歐姆定律有ρeq\f(L,xy)＝eq\f(U,I)，ρeq\f(x,Ly)＝eq\f(4U,I)，ρeq\f(y,Lx)＝eq\f(9U,I)解得x＝2L，y＝3L，故A、B錯誤；導體的體積為V＝Lxy＝6L3，故C錯誤；由ρeq\f(L,xy)＝eq\f(U,I)，x＝2L，y＝3L，解得ρ＝eq\f(6UL,I)，故D正確。6．(2024·西安市高二月考)如圖甲、乙兩電路，利用一個靈敏電流計G(500μA,200Ω)和一個電阻箱R改裝成電壓表或電流表，若電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～25mA，則()A．甲表是電壓表，乙表是電流表B．甲表中R＝50Ω，乙表中R＝5800ΩC．若使用中發(fā)現(xiàn)甲表的示數(shù)總比準確值稍小一些，則可適當減小電阻箱R的阻值D．若使用中發(fā)現(xiàn)乙表的示數(shù)總比準確值稍小一些，則可適當減小電阻箱R的阻值答案D解析甲由一個靈敏電流計G和一個電阻箱R并聯(lián)，利用并聯(lián)電阻的分流，改裝成電流表，乙由一個靈敏電流計G和一個電阻箱R串聯(lián)，利用串聯(lián)電阻的分壓，改裝成電壓表，故A錯誤；由公式I＝Ig＋eq\f(IgRg,R)，在甲表中，若改裝成的電流表的量程為25mA，則R≈4.08Ω，由公式U＝Ig(Rg＋R)知，在乙表中，若改裝成的電壓表的量程為3V，則R＝5800Ω，故B錯誤；使用中發(fā)現(xiàn)甲表的示數(shù)總比準確值稍小一些，則可適當增大電阻箱R的阻值，使G分流更大，故C錯誤；乙表的示數(shù)總比準確值稍小一些，說明串聯(lián)的分壓電阻偏大，以至于其分壓較大，G的電壓偏小，則可適當減小電阻箱R的阻值，故D正確。7.(2023·重慶一中月考)電子式互感器是數(shù)字變電站的關鍵裝備之一，如圖所示，某電子式電壓互感器探頭的原理為電阻分壓，a、c間的電阻是c、d間的電阻的n－1倍，某次測量中輸出端數(shù)字電壓表的示數(shù)為U，則輸入端的電壓為()A．nU B.eq\f(U,n)C．(n－1)U D.eq\f(U,n－1)答案A解析Rac和Rcd串聯(lián)，電流I＝eq\f(Uad,Rac＋Rcd)，則輸出端電壓U＝IRcd＝eq\f(UadRcd,Rac＋Rcd)＝eq\f(Uad,n)，即輸入電壓Uab＝Uad＝nU，A正確。二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得4分，有選錯的得0分。8．(2023·樂山市高二月考)對于常溫下一根阻值為R的金屬電阻絲，下列說法正確的是()A．常溫下，若將電阻絲均勻拉長為原來的10倍，則電阻變?yōu)?0RB．常溫下，若將電阻絲從中點對折，電阻變?yōu)閑q\f(R,4)C．加在電阻絲上的電壓從0逐漸加大到U，則在任意狀態(tài)下的eq\f(U,I)的值不變D．若把溫度降到絕對零度附近，電阻絲的電阻突然變?yōu)榱?，這種現(xiàn)象稱為超導現(xiàn)象答案BD解析常溫下，若將電阻絲均勻拉長為原來的10倍，則橫截面積變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,10)，根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(L,S)，則電阻變?yōu)樵瓉淼?00倍，A錯誤；常溫下，若將電阻絲從中點對折，長度為原來的一半，面積為原來的2倍，則電阻變?yōu)閑q\f(R,4)，B正確；電阻絲隨著溫度變化阻值會發(fā)生變化或者在超導狀態(tài)不成立，C錯誤；根據(jù)超導現(xiàn)象可知，D正確。9．(2024·大連市高二期中)如圖甲所示的電路中，電源電壓恒定不變，R2＝30Ω，通過R1的電流隨它兩端電壓變化關系如圖乙所示，則下列計算正確的是()A．R1的阻值大小是20ΩB．當S1、S2、S3均閉合時，若電流表的示數(shù)為0.5A，則通過電阻R2的電流為0.3AC．當S1、S2、S3均閉合時，若電流表的示數(shù)為0.5A，則電源電壓是6VD．當S1閉合，S2、S3斷開時，若電流表的示數(shù)為0.15A，則R3兩端電壓是2V答案AC解析根據(jù)圖像可知，R1的阻值大小是R1＝eq\f(U,I)＝eq\f(10,0.5)Ω＝20Ω，選項A正確；當S1、S2、S3均閉合時，R1和R2并聯(lián)，R3被短路，若電流表的示數(shù)為0.5A，則通過電阻R2的電流為I2＝eq\f(R1,R1＋R2)I＝eq\f(20,20＋30)×0.5A＝0.2A，電源電壓是U＝Ieq\f(R1R2,R1＋R2)＝0.5×eq\f(20×30,20＋30)V＝6V，選項B錯誤，C正確；當S1閉合，S2、S3斷開時，則只有R2和R3串聯(lián)，若電流表的示數(shù)為0.15A，則R2兩端電壓是U2＝0.15×30V＝4.5V，R3兩端電壓是U3＝6V－4.5V＝1.5V，選項D錯誤。10.某同學做研究串聯(lián)電路特點的實驗時，連接成如圖所示的電路，閉合S后，他將多用電表電壓擋的紅、黑表筆并聯(lián)在A、C兩點間時，電壓表讀數(shù)為U；當并聯(lián)在A、B兩點間時，電壓表讀數(shù)也為U；當并聯(lián)在B、C兩點間時，電壓表讀數(shù)為零，故障的原因可能是()A．AB段斷路 B．BC段斷路C．AB段短路 D．BC段短路答案AD解析由題意可得UAB＝UAC＝U，說明由A、B分別至電源的線路均已接通。若BC段完好，則AB段斷路；若BC段短路，則AB段可能斷路，也可能完好。又由題述得UBC＝0，因而可能AB段斷路或BC段短路，也有可能出現(xiàn)兩者同時發(fā)生的情況，故選A、D。三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11．(9分)(2023·廣東江門培英高級中學高二期中)電阻率是用來表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量。某同學在實驗室測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率。(1)(3分)用螺旋測微器測量其橫截面直徑如圖甲所示，由圖可知其直徑為________mm；如圖乙所示，用游標卡尺測其長度為________cm；用多用電表×10Ω擋粗測其電阻，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太大，換擋后，進行歐姆調(diào)零，如圖丙所示，重新測量其電阻為________Ω。(2)(3分)為了減小實驗誤差，需進一步測量圓柱體的電阻，除待測圓柱體Rx外，實驗室還備有的實驗器材如下，要求待測電阻兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍盡量大，則電壓表應選________，電流表應選________，滑動變阻器應選________。(均填器材前的字母代號)A．電壓表V1(量程3V，內(nèi)阻約為15kΩ)B．電壓表V2(量程15V，內(nèi)阻約為75kΩ)C．電流表A1(量程0.6A，內(nèi)阻約為1Ω)D．電流表A2(量程3A，內(nèi)阻約為0.2Ω)E．滑動變阻器R1(阻值范圍0～5Ω，1.0A)F．滑動變阻器R2(阻值范圍0～2000Ω，0.1A)G．直流電源U(電壓為3V)H．開關S，導線若干(3)(2分)請設計合理的實驗電路，將電路圖畫在虛線框中，并在圖丁中完成實物連接圖。(4)(1分)若流經(jīng)圓柱體的電流為I，圓柱體兩端的電壓為U0，圓柱體橫截面的直徑和長度分別用D、L表示，則用π、D、L、I、U0表示該圓柱體電阻率的關系式為ρ＝________。答案(1)1.8504.2406(2)ACE(3)見解析圖見解析圖(4)eq\f(πD2U0,4IL)解析(1)由題圖甲知，圓柱體的直徑為D＝1.5mm＋35.0×0.01mm＝1.850mm由題圖乙知，長度為L＝42mm＋8×0.05mm＝42.40mm＝4.240cm由題圖丙知，其電阻為6×1Ω＝6Ω(2)電源電壓為3V，所以電壓表選3V量程的。電路中最大電流約為0.5A，所以電流表量程應該選0.6A量程的。待測電阻大約為6Ω，若用滑動變阻器R2(阻值范圍0～2000Ω，0.1A)調(diào)節(jié)非常不方便，且額定電流太小，所以應選滑動變阻器R1(阻值范圍0～5Ω，1.0A)。(3)要求待測電阻兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍盡量大，滑動變阻器應用分壓式接法，電壓表內(nèi)阻較大，而待測圓柱體的電阻較小，故采用電流表外接法誤差較小，根據(jù)以上分析設計的電路圖以及實物連接圖如圖所示。(4)由I＝eq\f(U0,Rx)，Rx＝ρeq\f(L,S)，S＝eq\f(1,4)πD2，聯(lián)立解得該圓柱體電阻率的關系式為ρ＝eq\f(πD2U0,4IL)。12.(6分)(2022·全國乙卷改編)一同學探究阻值約為550Ω的待測電阻Rx在0～5mA范圍內(nèi)的伏安特性?？捎闷鞑挠校弘妷罕?量程為3V，內(nèi)阻很大)，電流表(量程為1mA，內(nèi)阻為300Ω)，電源U(電壓約為4V)，滑動變阻器R(最大阻值可選10Ω或1.5kΩ)，定值電阻R0(阻值可選75Ω或150Ω)，開關S，導線若干。(1)(1分)要求通過Rx的電流可在0～5mA范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，將圖(a)所示的器材符號連線，畫出實驗電路的原理圖；(2)(2分)實驗時，圖(a)中的R應選最大阻值為________(填“10Ω”或“1.5kΩ”)的滑動變阻器，R0應選阻值為________(填“75Ω”或“150Ω”)的定值電阻；(3)(3分)測量多組數(shù)據(jù)可得Rx的伏安特性曲線。若在某次測量中，電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖(b)和圖(c)所示，則此時Rx兩端的電壓為__________V，流過Rx的電流為________mA，此組數(shù)據(jù)得到的Rx的阻值為________Ω(保留3位有效數(shù)字)。答案(1)見解析圖(2)10Ω75Ω(3)2.304.20548解析(1)電流表內(nèi)阻已知，電流表與R0并聯(lián)擴大電流表量程，進而準確測量通過Rx的電流，電壓表單獨測量Rx的電壓；滑動變阻器采用分壓式接法，電表示數(shù)從0開始變化，滿足題中通過Rx的電流從0～5mA連續(xù)可調(diào)，電路圖如圖。(2)電路中R應選最大阻值為10Ω的滑動變阻器，方便電路的調(diào)節(jié)，測量效率高、實驗誤差小；通過Rx的電流最大為5mA，需要將電流表量程擴大為原來的5倍，根據(jù)并聯(lián)分流的規(guī)律，示意圖如圖。根據(jù)并聯(lián)分流，即并聯(lián)電路中電流之比等于電阻的反比，可知eq\f(4mA,1mA)＝eq\f(300Ω,R0)，解得R0＝75Ω。(3)電壓表每小格表示0.1V，估讀到0.01V，即U0＝2.30V；電流表每小格表示0.02mA，估讀到0.01mA，即0.84mA，電流表量程擴大5倍，所以通過Rx的電流為I＝4.20mA；根據(jù)歐姆定律可知Rx＝eq\f(U0,I)＝eq\f(2.30,4.20×10－3)Ω≈548Ω。13．(12分)(2024·大同市高二期中)如圖所示的電路中，A、B之間的電壓為9V，標有“6V,3.6W”的燈泡L恰好能正常發(fā)光，電流表A1、A2是完全相同的兩個電表，內(nèi)阻均為2Ω，求：(1)(3分)電流表A1的示數(shù)；(2)(6分)電流表A2的示數(shù)；(3)(3分)定值電阻的阻值R。答案(1)0.6A(2)0.9A(3)24Ω解析(1)由歐姆定律可知，電流表A1的示數(shù)為I1＝IL＝eq\f(PL,UL)＝0.6A(2)由串聯(lián)電路規(guī)律和歐姆定律可得，電流表A1兩端的電壓U1＝I1RA＝0.6×2V＝1.2V所以電流表A2兩端的電壓U2＝U－UL－U1＝1.8V所以電流表A2的示數(shù)為I2＝eq\f(U2,RA)＝0.9A(3)由并聯(lián)電路規(guī)律可得IR＝I2－I1＝0.3A由歐姆定律得，定值電阻的阻值為R＝eq\f(UL＋U1,IR)＝24Ω。14．(13分)(2023·寧波市高一期末)如圖所示，A、B兩端接直流穩(wěn)壓電源，U＝70V，R0＝40Ω，C＝30μF，滑動變阻器總電阻R＝60Ω，當滑片處于滑動變阻器中點時，求：(1)(5分)電路中的等效電阻；(2)(5分)C、D兩端的電壓；(3)(3分)電容器C所帶的電荷量。答案(1)21Ω(2)40V(3)1.2×10－3C解析(1)當滑片處于滑動變阻器中點時，則有滑動變阻器R的上半部分與R0串聯(lián)，再與滑動變阻器R的下半部分并聯(lián)，則有電路中的等效電阻R等效＝eq\f(\f(1,2)R＋R0×\f(1,2)R,\f(1,2)R＋R0＋\f(1,2)R)＝eq\f(\f(1,2)×60＋40×\f(1,2)×60,\f(1,2)×60＋40＋\f(1,2)×60)Ω＝21Ω(2)當滑片處于滑動變阻器中點時，則有滑動變阻器R的上半部分與R0串聯(lián)，再與滑動變阻器R的下半部分并聯(lián)，則串聯(lián)電路總電阻為R′＝eq\f(1