高考物理第7章第1节知能演练强化闯关新人教选修31.doc

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1、高考物理 第7章第1节 知能演练强化闯关 新人教版选修3-11. 一根粗细均匀的金属导线, 两端加上恒定电压U时, 通过金属导线的电流为I, 金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v, 假设将金属导线均匀拉长, 使其长度变为原来的2倍, 仍给它两端加上恒定电压U, 那么此时()A. 通过金属导线的电流为B. 通过金属导线的电流为C. 自由电子定向移动的平均速率为D. 自由电子定向移动的平均速率为解析: 选BC.金属导线均匀拉长2倍, 那么导线的横截面积变为原来的1/2, 由电阻定律可得, 导线的电阻变为原来的4倍, 由欧姆定律可得, 通过金属导线的电流变为原来的1/4, 即为I/4, A错误,

2、 B正确; 由电流的微观表达式IneSv, 可以解得, 金属导线中自由电子定向移动的平均速率变为原来的1/2, 即为v/2, D错误, C正确. 2.图713(高新一中高三质检)如图713所示电解池内有一价离子的电解液, 在时间t内通过溶液截面S的正离子数为n1, 负离子数为n2, 设元电荷电荷量为e, 那么以下说法正确的选项是()A. 溶液内电流方向从A到B, 电流为B. 溶液内电流方向从B到A, 电流为C. 溶液内正、负离子反方向移动, 产生的电流相互抵消D. 溶液内电流方向从B到A, 电流为解析: 选 D.溶液内正、负离子反方向移动, 通过截面的电荷量为正、负离子电荷量绝对值之和, 由电

3、流的定义可算出, 电流为, 选 D.3.图714小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图714所示, P为图线上一点, PN为图线在P点的切线, PQ为U轴的垂线, PM为I轴的垂线, 那么以下说法中不正确的选项是()A. 随着所加电压的增大, 小灯泡的电阻增大B. 对应P点, 小灯泡的电阻为RC. 对应P点, 小灯泡的电阻为RD. 对应P点, 小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积R, 结合图像知, A、B正确, C错误; 小灯泡的功率PUI, 所以D正确. 4. 电阻R和电动机M串联接到电路中, 如图715所示, 电阻R跟电动机线圈的电阻值相等, 电键接通后, 电动机正常工作. 设电

4、阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2, 经过时间t, 电流通过电阻R做功为W1, 产生热量为Q1, 电流通过电动机做功为W2, 产生热量为Q2, 那么有()图715A. U1U2, Q1Q2B. U1U2, Q1Q2C. W1W2, Q1Q2 D. W1W2, Q2Q2解析: 选A.电动机是非纯电阻, 其两端电压U2IRU1, B错; 电流做的功W1IU1t, W2IU2t, 因此W1W2, C错; 产生的热量由QI2Rt可判断Q1Q2, A对D错. 5. 如图716甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器, P、Q为电极, 设a1 m, b0.2 m, c0.1 m, 当里面注满某电解液, 且P

5、、Q加上电压后, 其UI图线如图乙所示, 当U10 V时, 求电解液的电阻率是多少？图716解析: 由题图乙可求得电解液的电阻为R 由题图甲可知电解液长为: la1 m截面积为: Sbc0.02 m2结合电阻定律R得 m40 m.答案: 40 m一、选择题1. 以下关于电流方向的说法中, 正确的选项是()A. 电流的方向就是自由电子定向移动的方向B. 电流的方向规定为正电荷定向移动的方向C. 在金属导体中, 电流的方向与自由电子定向移动的方向相同D. 在电解液中, 电流的方向与离子定向移动的方向相同解析: 选 B.电流方向规定为与正电荷定向移动的方向相同, 与负电荷移动的方向相反, 在电解液中

6、电流方向与正离子定向移动的方向相同. 2. 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q.此时电子的定向移动速度为v, 在t时间内, 通过导线横截面的自由电子数目可表示为()A. nvSB. nvtC. D.解析: 选C.根据电流的定义式可知, 在t内通过导线横截面的电荷量QIt所以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t内, 位于横截面S为底、长lvt的这段导线内的自由电子都能通过横截面(如图). 这段导线的体积VSlSvt, 所以t内通过横截面S的自由电子数为NnVn

7、Svt.选项A、B均错. 3. 两根完全相同的金属导线, 如果把其中的一根均匀拉长到原来的4倍, 把另一根导线对折后绞合起来, 那么它们的电阻之比为()A. 641 B. 321C. 161 D. 41R拉长后l14l, 因为总体积VlS保持不变, 所以截面积S1S/4, 所以R116R对折后l2l/2, 截面积S22S所以R2R/4那么后来两导线的电阻之比R1R2641.应选A.图7174. 如图717所示, 厚度均匀的矩形金属薄片边长ab10 cm, bcA与B接入电压为U的电路中时, 电流为1 A; 假设将C与D接入同一电路中, 那么电流为()A. 4 A B. 2 AC. A D. A

8、A、B方向和沿C、D方向电阻的比值, 再利用欧姆定律求出两种情况下的电流比. 设沿A、B方向的横截面积为S1, 沿C、D方向的横截面积为S2, 那么, A、B接入电路中时的电阻为R1, C、D接入电路中时的电阻为R2, 那么有.两种情况下电流之比为, 故I24I14 A. 选项A正确. 5.图718电阻R1和R2分别标有“2 , 1.0 A和“4 , 0.5 A, 将它们串联后接入电路中, 如图718所示, 那么此电路中允许消耗的最大功率为() W B. 3.0 WC. 5.0 W D. 6.0 W解析: 选A.两电阻的额定电流不同, R2允许通过的最大电流为0.5 A, 为保证电路平安, 电

9、路允许通过的最大电流I0.5 A, 所以, 此电路中允许消耗的最大功率为PI2(R1R2)1.5 W.6. (高三质检)一个直流电动机所加电压为U, 电流为I, 线圈内阻为R, 当它工作时, 下述说法中正确的选项是()A. 电动机的输出功率为U2/RB. 电动机的发热功率为I2RC. 电动机的输出功率为IUI2RD. 电动机的功率可写作IUI2RU2/R解析: 选BC.电动机是非纯电阻电路, 电动机的输出功率P出UII2R, 发热功率为I2R, 正确选项为B、C.7.图719两根材料相同的均匀导线A和B, 其长度分别为L和2L, 串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图719所示, 那么A和B导

10、线的横截面积之比为()A. 23 B. 13C. 12 D. 31UA6 V, UB4 V; 由于它们串联, 那么3RB2RA; 由电阻定律可知, 解得, 选项B正确. 8.图7110如图7110所示, 电阻R120 , 电动机线圈电阻R2S断开时, 电流表的示数为0.5 A; 当开关S闭合后, 电动机转起来, 电路两端电压不变. 电流表显示的电流I和电路消耗的电功率P应是()A. I1.5 A B. I1.5 AC. P15 W D. P15 W解析: 选B D.S断开时, UIR110 V; S闭合时, 对电动机, IMR2U, 即IM1 A, IIMI11.5 A, 应选项B正确, A错

11、误; 电动机消耗的功率为PMIMU10 W, 电阻R1消耗的功率为PRI1U5 W, PPMPR15 W, 应选项D正确, C错误. 9. (原创题)我国2011年9月29日发射的“天宫一号卫星上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的. 由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应. “天宫一号上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池. 在正常照射下, 太阳能电池的光电转换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V的电动势, 可获得0.1 A的电流, 那么每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是() J B. 0.25 JC. 0.26 J D. 0.28 JWUI

12、t可得每秒太阳能电池产生的能量为W0.60.11 J0.06 J, 设太阳能每秒照射的能量为Q, 那么由能的转化和守恒定律得Q23%W, 所以Q0.26 J.10. ( 高三检测)一个用半导体材料制成的电阻器D, 其电流I随它两端的电压U的关系图像如图7111甲所示, 将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上, 如图乙所示, 三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图丙所示的电路, 仍然接在该电源的两端, 设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2, 它们之间的大小关系为()图7111A. P14P2 B. PDP2C. P14P2 D. PDP2U的电

13、源上时, 消耗的功率都是P, 说明此时三个电阻的阻值相等, 因此两个定值电阻R1R2, 有P.假设将它们连接成如题图丙所示的电路, 仍然接在该电源的两端, 那么R2与D并联的阻值小于电阻R1, 所以R1两端电压U1U, D与R2两端电压U2U, 由D的IU图像可知, 电压越小D的电阻越大, 所以此时RDR2.设题图丙中总电流为I, 那么流过R2的电流I2I, 由PI2R得P14P2, A错误. C正确. 由P得: PDP2, D错误, B正确. 应选BC.二、非选择题11.图7112用一个标有额定电压为12 V的灯泡做实验, 测得灯丝电阻随灯泡两端的电压变化如图7112所示. 那么: (1)灯

14、泡两端加上12 V电压后, 需0.5 s灯泡才能到达正常亮度, 为什么这时电流比开始小, 计算电流的最大值？(2)设灯丝电阻与绝对温度成正比, 室温为300 K, 那么灯泡正常发光时灯丝的温度为多少？解析: (1)灯泡刚通电时, 灯未正常发光, 温度低电阻小, 电流大. 此时电阻R01 所以电流最大值为: Imax A12 A.(2)当R01 时, 温度T0300 K灯正常发光时, R5 , 由于电阻与绝对温度成正比, 那么, 所以TT0300 K1500 K.答案: 见解析12.图7113(模拟)如图7113所示, A为电解槽, M为电动机, N为电炉子, 恒定电压U12 V, 电解槽内阻r

15、A2 , 当S1闭合、S2、S3断开时, 电流表A示数为6 A; 当S2闭合、S1、S3断开时, A示数为5 A, 且电动机输出功率为35 W; 当S3闭合、S1、S2断开时, A示数为4 A. 求: (1)电炉子的电阻及发热功率各多大？(2)电动机的内阻是多少？(3)在电解槽工作时, 电能转化为化学能的功率为多少？解析: (1)电炉子为纯电阻元件, 由欧姆定律I得R2 , 其发热功率为: PRUI1126 W72 W.(2)电动机为非纯电阻元件, 由能量守恒定律得UI2IrMP输出, 所以rM 1 .(3)电解槽工作时, 由能量守恒定律得: P化UI3IrA16 W.答案: (1)2 72 W(2)1 (3)16 W