人教版高中物理选修31第二章测试.docx
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人教版高中物理选修31第二章测试
高中物理学习材料
金戈铁骑整理制作
第二章测试
（时间：
90分钟 满分：
100分）
第Ⅰ卷（选择题，共40分）
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确的选项前的符号填在括号内）
1．某“与”门电路有2个输入端A、B，一个输出端Z，设输入、输出端为高电位时取“1”，低电位时取“0”，今发现输出端Z为“1”，那么输入端A、B的电位取（ ）
A．0,1B．0,0
C．1,1D．1,0
解析 “与”门电路的逻辑关系为：
一个事件的几个条件同时满足时事件才能发生，故C选项正确．
答案 C
2．手电筒里的两节干电池，已经用过较长时间，灯泡只发出很微弱的光，把它们取出来用电压表测电压，电压表示数很接近3V，再把它们作为一台式电子钟的电源，电子钟能正常工作，下面说法中正确的是（ ）
A．这两节干电池的电动势减小了很多
B．这两节干电池的内阻增加了很多
C．这个台式电子钟的额定电压一定比手电筒小灯泡额定电压小
D．这个台式电子钟正常工作时的电流一定比小灯泡正常工作时的电流小
解析 电池用旧了，其电动势略有减小，但内阻增加很多．旧电池作为电子钟电源，能正常工作，说明电子钟的额定电流较小．
答案 BD
3．A、B两灯的额定电压U相同，额定功率PA＞PB，将A灯接在电动势和内阻一定的某电源两极，恰能正常发光，若改成B灯接在该电源两极，则B灯的实际功率一定是（ ）
A．等于PAB．等于PB
C．小于PBD．大于PB
解析 因为PA＞PB，U相同，所以RA＜RB，当B灯接在该电源两极时，UB实＞U，故PB实＞PB.
答案 D
4．如图所示的电路中，S闭合，A、B、C三只灯均正常发光，问当可变电阻的滑动触头上移时，对A、B、C三灯亮度变化下列叙述正确的是（ ）
A．A灯变亮B．B灯变亮
C．C灯变亮D．三灯均变暗
解析 滑动头上移R′↑→R总↑→I总↓→U端↑→
答案 AC
5．电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为（ ）
A.
、
B.
、
C.
、
D.
、
解析 由U－I图象可知，若电源电动势为6U0.则a、b两点所对应的路端电压分别为4U0、2U0，电源的效率η＝
＝
，所以ηa＝
＝
，ηb＝
＝
，故D选项正确．
答案 D
6.
经过精确校准的电压表V1和V2，当分别用来测量某线路中电阻R两端a、b间的电压时，如图所示，读数依次为12.7V和12.3V，则（ ）
A．a、b间的实际电压略大于12.7V
B．a、b间的实际电压略小于12.7V
C．电压表V1的内阻大于V2的内阻
D．电压表V1的内阻小于V2的内阻
解析 并联电压表使电路电阻减小，电流增大，R′两端电压增大，使ab两端电压比实际电压要小．且电压表的内阻越大，测量值越大，越接近实际电压．
答案 AC
7.
某学生在研究串联电路电压特点的实验时，接成如右图所示的电路，接通S后，他将大内阻的电压表并联在A、C两点间，电压表读数为U，当并联在A、B两点间时，电压表读数也为U，当并联在B、C两点间时，电压表的读数为零，则出现此种情况的原因可能是（ ）
A．AB段断路B．BC段断路
C．AB段短路D．BC段短路
解析 电压表并联在AC端和AB端时示数都为U.有两种可能情况：
一是AB段断路，电压表示数U为电源电动势；二是AB段没有断路但BC段短路，AB与AC段电压相同．
答案 AD
8.
右图是一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经调零，用此欧姆表测一阻值为R的电阻时，指针偏转至满刻度
处，现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的
处，则该电阻的阻值为（ ）
A．4RB．5R
C．10RD．16R
解析 设电源电动势为E，调零后的调零电阻R′，定值电阻R0，内阻r，则满偏电流Ig＝
，当所测Rx＝R时，电流为
Ig，即
Ig＝
，得R＝
，当电路里电流为
Ig时，所测电阻Rx有
Ig＝
，得Rx＝16R，故D选项正确．
答案 D
9.
如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部．闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是（ ）
A．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大
B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小
C．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大
D．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小
解析 小球受重力、悬线的拉力，电场力处于平衡状态，设悬线与竖直方向的夹角为θ，则tanθ＝
＝
，cosθ＝
，由以上可知，当U减小时，tanθ减小时，θ减小，从而cosθ增大，F减小，R0与R2是串联关系，由串联电路的分压规律可知，B选项正确，而改变R1的阻值对R0两端电压没有影响．
答案 B
10．如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是（ ）
A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等
B．电流都是I0时，两电源的内电压相等
C．电源甲的电动势大于电源乙的电动势
D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻
解析 图线与U轴的交点反映了电源的电动势，斜率反映内阻，电压为U0时流过电阻的电流相等，所以外电阻相等，由于电动势不等，此时的内电压也不相等，故A、C选项正确．
答案 AC
第Ⅱ卷（非选择题，共60分）
二、实验题（本题共2小题，共18分）
11．（6分）某欧姆表内部使用1.5V干电池一节，在某挡两表笔短接时，表针刚好指于0Ω处，此时有30mA电流流过表笔，如用此挡测某一电阻，到指针正指表盘刻度正中，则该电阻阻值为______Ω，若用此挡测两个串联起来的这样的电阻，则通过表笔的电流为______mA.
解析 Ig＝
，
＝
，
解得R＝R内＝
＝
Ω＝50Ω，
I＝
＝
A＝10mA.
答案 50 10
12．（12分）一直流电压表V，量程为1V，内阻为1000Ω.现将一阻值在5000～7000Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表的量程．为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源（电动势E为6～7V，内阻可忽略不计），一阻值R2＝2000Ω的固定电阻，两个单刀开关S1、S2及若干导线．
（1）为达到上述目的，将下图连成一个完整的实验电路图．
（2）连线完成以后，当S1与S2均闭合时，电压表的示数为0.90V；当S1闭合，S2断开时，电压表的示数为0.70V．由此可以计算出改装后电压表的量程为____________V，电源电动势为____________V.
解析 原电压表满偏电流Ig＝
A＝10－3A，
改装后的量程 U＝Ig（RV＋R1）．①
当S1、S2均闭合时
＝
；②
当S1闭合S2断开时
＝
.③
联立①②③解得 E＝6.3V U＝7V.
答案
（1）连线如图
（2）7 6.3
三、计算题（本题共4小题，共42分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤）
13.
（8分）如右图所示电路，电压U恒定，R1＝R2＝R3，当S断开时，处在水平放置的平行板电容器极板间的微粒恰好处于平衡状态．当开关S闭合后，带电微粒的加速度是多大？
方向如何？
解析 平衡时有mg＝
q＝
.当S闭合后，R2直接与电容器串联，可视作短路导线，电容器上的电压即为R3上的电压，因此电容器上的电压Uc′＝
R3＝
.带电粒子受到的电场力为
，所以粒子所受的合力为F＝mg－
＝mg－
＝
，加速度a＝
＝
.方向与重力方向一致，即竖直向下．
答案
方向竖直向下
14.
（10分）如右图所示，电源电动势E＝14V，内电阻r＝1Ω，小灯泡标有“2V，4W”，电动机D的内阻r′＝0.5Ω，当变阻器的阻值R调到1Ω时，电灯和电动机均能正常工作，求：
（1）电动机两端的电压；
（2）电动机输出的机械功率；
（3）电路消耗的总功率．
解析
（1）电灯和电动机正常工作，
I＝
＝
A＝2A.
设电动机两端电压为U′，由闭合电路欧姆定律得
E＝U灯＋U′＋I（R＋r）．
U′＝E－U灯－I（R＋r）＝14V－2V－2×（1＋1）V＝8V.
（2）电动机输出功率
P出＝U′I－I2r′＝8×2W－22×0.5W＝14W.
（3）电路消耗的总功率为P总＝EI＝14×2W＝28W.
答案
（1）8V
（2）14W
（3）28W
15.
（11分）如图所示电路中，电源电动势E＝9V，内阻r＝2Ω，定值电阻R1＝6Ω，R2＝10Ω，R3＝6Ω，电容器的电容C＝10μF.
（1）保持开关S1、S2闭合，求电容器的带电荷量；
（2）保持开关S1闭合，将开关S2断开，求断开开关S2后流过电阻R2的电荷量．
解析
（1）S1、S2闭合，则R1、R2串联，电容器与R1并联，UC＝U1＝I1R1＝
R1＝
×6V＝3V，故电容器所带电荷量
Q＝CUC＝10×10－6×3C＝3×10－5C.
（2）S1闭合，S2断开后UC＝E，电容器所带电荷量Q′＝CE＝10×10－6×9C＝9×10－5C，增加的电荷量通过R2，故流过R2的电荷量
ΔQ＝Q′－Q＝6×10－5C.
答案
（1）3×10－5C
（2）6×10－5C
16．（13分）如图所示的电路中，电源电动势E＝9V，内阻r＝1Ω，电阻R2＝2Ω，灯泡L1标有“6V,6W”，L2标有“4V,4W”，滑动变阻器的调节范围是0～20Ω，求：
（1）接入电路中的滑动变阻器R1的阻值为多大时，灯L2正常发光？
（2）此时灯L1的实际功率是多大？
（设灯泡的电阻不随温度变化）
解析
（1）首先计算L1、L2两灯泡的电阻
L1灯：
RL1＝
＝
Ω＝6Ω，
L2灯：
RL2＝
＝
Ω＝4Ω.
L2与R2串联，与L1并联，最后与R1串联组成外电路．
L2正常发光，则L2两端电压为额定电压4V，通过L2的电流为额定电流
I2＝
＝
A＝1.0A.
则R2与L2串联支路两端电压为
U2′＝I2（R2＋RL2）＝1.0×（2＋4）V＝6.0V.
L1两端电压为U1′＝U2′＝6.0V，
通过L1的电流为
I1＝
＝
A＝1.0A.
闭合电路总电流为：
I＝I1＋I2＝1.0A＋1.0A＝2.0A.
闭合电路总电阻：
R＋r＝
＝
Ω＝4.5Ω.
外电路总电阻为
R＝4.5Ω－r＝4.5Ω－1Ω＝3.5Ω，
并联部分电阻为
R并＝
＝
Ω＝3Ω，
则滑动变阻器的阻值为
R1＝R－R并＝3.5Ω－3Ω＝0.5Ω.
（2）此时灯L1的实际电压U1′＝6.0V，实际功率为：
P1＝
＝
W＝6W.
答案
（1）0.5Ω
（2）6W
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