20202021年高三物理单元同步提升训练电学综合pdf

2020-2021年高三物理单元同步提升训练：电学综合一、单选题（每题3分，共计24分）1.（2020年北京卷）真空中某点电荷的等势面示意如图，图中相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的是（）A.该点电荷一定为正电荷B.P点的场强一定比Q点的场强大C.P点电势一定比Q点电势低D.正检验电荷在P点比在Q点的电势能大【答案】B【解析】【详解】A．正电荷和负电荷周围的等势面都为一组同心球壳，该点电荷不一定为正电荷，故A错误；B．相邻等势面间电势差相等，P点附近的等差等势面更加密集，故P点的场强一定比Q点的场强大，故B正确；C．正电荷和负电荷周围的等势面都为一组同心球壳，若为正点电荷，则P点电势一定比Q点电势高，故C错误；D．从等势面的情况无法判断该点电荷为正点电荷还是负点电荷，无法判断P点电势与Q点电势的高低，就无法判断正检验电荷在P点和在Q点的电势能的大小，故D错误。故选B。2..如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点．由O点静止释放的电子恰好能运动到P点．现将C板向右平移到P′点，则由O点静止释放的电子()A．运动到P点返回B．运动到P和P′点之间返回C．运动到P′点返回D．穿过P′点【答案】A【解析】C板在P点时，由静止释放的电子从O到P过程中合外力做的总功为零．当C板移到P′时，根据E＝Ud＝QCd＝QεrS4πkdd＝4πkQεrS，可知B、C板间的电场强度不变，由静止释放的电子从O到P过程中合外力做的总功仍然为零，所以电子运动到P点时速度为零，然后返回，故A正确．3.如图所示电路，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，电压表、电流表的示数变化情况为A．两电表示数都增大B．两电表示数都减少C．电压表示数减少，电流表示数增大D．电压表示数增大，电流表示数减少【答案】D【解析】当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，接入电路的电阻增大，与R2并联的电阻增大，外电路总电阻R总增大，总电流I减小，则电压表的示数UV=E–I（r+R1），则UV增大；流过R2的电流22VUIR增大，电流表的读数为2AIII，则电流表示数减小；故ABC错误，D正确。4.某空间存在一电场，电场中的电势在x轴上的分布如图所示，下列说法正确的是A．在x轴上，从1x到2x电场强度方向向左B．在x轴上，从1x到2x电场强度先增大后减小C．把一负电荷沿x轴正向从1x移到2x，电场力先减小后增大D．把一负电荷从1x移到2x，电场力做负功【答案】C【解析】在x轴上，从1x到2x电势先降低后升高，可知电场强度方向先向右后向左，A项错误；因x—图像的斜率等于电场强度，可知从1x到2x电场强度先减小后增大，B项错误；由FqE知把一负电荷沿x轴正向从1x移到2x，电场力先减小后增大，C项正确；由pEq知12ppEE，把一负电荷从1x移到2x电势能减小，电场力做正功，D项错误。5.如图所示,电源的电动势和内阻分别为E、r,在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中,下列各物理量变化的情况为()。A.R0的功率逐渐增大B.电流表的示数逐渐减小C.电源的输出功率可能先减小后增大D.电压表与电流表示数的改变量的比值先增大后减小【解析】在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中,滑动变阻器并联总电阻先增大后减小,根据闭合电路欧姆定律分析可知,电路中总电流I先减小后增大,电流表的示数先减小后增大,故R0的功率P=I2R0先减小后增大,A、B两项错误;由于电源的内阻与外电阻的关系未知,无法判断电源输出功率如何变化,可能先减小后增大,也可能先增大后减小,C项正确;电流表的示数先减小后增大,电压表的示数先增大后减小,电压表测的是路端电压,电压表与电流表示数的改变量的比值等于电源内阻,大小不变,D项错误。【答案】C6.某同学按如图1所示连接电路，利用电压传感器研究电容器的放电过程。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电压表的电压传感器将电压信息传入计算机，屏幕上显示出电压随时间变化的U-t曲线，如图2所示。电容器的电容C已知，且从图中可读出最大放电电压U0，图线与坐标轴围成的面积S、任一点的点切线斜率k，但电源电动势、内电阻、定值电阻R均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出．．．．的是A．电容器放出的总电荷量B．电阻R两端的最大电流C．定值电阻RD．电源的电动势和内电阻【答案】D【解析】由Q=CU0，所以容器放出的总电荷量可求，所以A选项能求出；根据I=Q/t，变形得UtQItR，Ut为图象与坐标轴所围面积S可求，所以Q=S/R，则，所以C选项可求；电阻R两端的最大电流即为电容器刚开始放电的时候，所以，选项B电阻R两端的最大电流可求；根据题意只知道电源的电动势等于电容器充满电两板间的电压，也就是刚开始放电时的电压，即E=U0，内电阻无法求出，所以选项D不能求出。7.（2020年北京卷）图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是（）A.At应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系B.At应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系C.Bt应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系D.Bt应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系【答案】B【解析】【详解】由甲图可知，At点对应的电阻阻值较小，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较大，故At应标在电流较大的刻度上；而Bt点对应的电阻阻值较大，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较小，故Bt应标在电流较小的刻度上；由图甲得0RRkt其中0R为图线的纵截距，由闭合电路欧姆定律得gEIRRr联立解得0RRgrEtkIk可知t与I是非线性关系，故B正确，ACD错误。故选B。8.（2020年浙江卷）如图所示，一质量为m、电荷量为q（0q）的粒子以速度0v从MN连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。已知MN与水平方向成45°角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达MN连线上的某点时（）A.所用时间为0mvqEB.速度大小为03vC.与P点的距离为2022mvqED.速度方向与竖直方向的夹角为30°【答案】C【解析】【详解】A．粒子在电场中做类平抛运动，水平方向0xvt竖直方向212Eqytm由tan45yx可得02mvtEq故A错误；B．由于02yEqvtvm故粒子速度大小为22005yvvvv故B错误；C．由几何关系可知，到P点的距离为200222mvLvtEq故C正确；D．由于平抛推论可知，tan2tan，可知速度正切tan2tan452tan60可知速度方向与竖直方向的夹角小于30°，故D错误。故选C。二、多选题（每题5分，共计20分）9.如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，R1、R2、R3为定值电阻，RL为光敏电阻（光照减弱时阻值增大），C为电容器。闭合开关S，电路稳定后，用光照射RL，下列说法正确的是A．电压表示数增大B．电源的效率增大C．电容器所带电量增加D．R2消耗的功率增大【答案】CD【解析】A、当光照射RL，电阻变小，外电路总电阻变小，得：EIrR外，总电流I变大，根据UEIr，当电流变大，路端电压变小，即电压表示数变小，A错误；B、电源效率，路端电压变小，效率变小，B错误；C、路端电压变小，1R两端电压变小，电流1I变小，而总电流变大，2R电流2I变大，所以2R两端电压222UIR，变大电容器两端电压与2R两端电压相等，变大，所以QCU，电量变大，C正确；D、根据C选项分析2222PIR，电流变大，消耗功率变大，D正确。10.检测煤气管道是否漏气通常使用气敏电阻传感器。某气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度增大而减小，某同学用该气敏电阻R1设计了图示电路，R为变阻器，a、b间接报警装置。当a、b间电压高于某临界值时，装置将发出警报。则A．煤气浓度越高，a、b间电压越高B．煤气浓度越高，流过R1的电流越小C．煤气浓度越低，电源的功率越大D．调整变阻器R的阻值会影响报警装置的灵敏度【答案】AD【解析】煤气浓度越高气敏电阻R1阻值越小，电路总电阻越小，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流I越大，电阻两端电压U＝IR变大，即a、b间电压越高，故A正确，B错误；煤气浓度越大，气敏电阻R1越大，电路总电阻越大，电路电流I越小，电源功率P＝EI越小，故C错误；调整变阻器R的阻值会改变煤气浓度一定时a、b间的电压，会影响报警器的灵敏度，故D正确。11.图甲中直线PQ表示电场中的一条电场线,质量为m、电荷量为q的带负电粒子仅在电场力作用下沿电场线向右运动,经过P点时速度为v0,到达Q点时速度减为零,粒子运动的v-t图象如图乙所示。其中A点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)。下列说法正确的是()。A.P点电势高于Q点电势B.A点电场强度小于Q点电场强度C.P、Q两点间的电势差为D.带负电的粒子在P点的电势能大于在Q点的电势能【解析】由图乙知速度减小,负电荷受向左的电场力,故电场线方向向右,P点电势一定高于Q点电势,A项正确;v-t图象的斜率表示加速度,由图可知A点的加速度大于Q点的加速度,根据a=,可知A点电场强度大于Q点电场强度,故B项错误;由动能定理知-qUPQ=0-m,解得P、Q两点间的电势差UPQ=,C项正确;由图乙知速度减小,电场力做负功,所以带负电的粒子在P点的电势能小于在Q点的电势能,D项错误。【答案】AC12.（2020年全国III卷）如图，∠M是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q（q0）的点电荷固定在P点。下列说法正确的是（）A.沿MN边，从M点到N点，电场强度的大小逐渐增大B.沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小C.正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大D.将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负【答案】BC【解析】【详解】A．点电荷的电场以点电荷为中心，向四周呈放射状，如图M是最大内角，所以PNPM，根据点电荷的场强公式2QEkr（或者根据电场线的疏密程度）可知从MN电场强度先增大后减小，A错误；B．电场线与等势面（图中虚线）处处垂直，沿电场线方向电势降低，所以从MN电势先增大后减小，B正确；C．M、N两点的电势大小关系为MN，根据电势能的公式pEq可知正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能，C正确；D．正电荷从MN，电势能减小，电场力所做的总功为正功，D错误。故选BC。三、实验题（每题10分，共20分）13.（2020年天津卷）某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。电压表（量程0~3V，内阻约为3k）电流表（量程0~0.6A，内阻约为1）滑动变阻器（0~20，额定电流1A）待测电池组（电动势约为3V，内阻约为1）开关、导线若干①该小组连接的实物电路如图所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是________。②改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的________端（填“a”或者“b”）③实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出UI图像，如图所示。根据图像可知，电池组的电动势为________V，内阻为________。（结果均保留两位有效数字）【答案】(1).5(2).a(3).2.9(4).0.80【解析】【详解】①[1]因为电源内阻较小，故对于电源来说应该采用电流表外接法，图中采用的是电流表内接；故导线5连接不当，应该从电压表正接线柱接到电流表正接线柱；②[2]开始实验前应该让滑动变阻器连入电路阻值最大，故应将滑片置于a端；③[3][4]由图线可知图线与纵轴的交点即为