人教版高中物理必修第三冊(cè)第十二章測(cè)試題含答案解析

人教版高中物理必修第三冊(cè)第十二章測(cè)試題含答案解析第一部分知識(shí)思維導(dǎo)圖第二部分章末試題演練班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：一、選擇題1．下列關(guān)于電功、電功率和焦耳定律的說(shuō)法中正確的是A．電功率越大，說(shuō)明電流做功越快，則電路中產(chǎn)生的焦耳熱一定越多B．W＝UIt＝I2Rt＝t，對(duì)任何電路都適用C．U=IR對(duì)于純電阻和非純電阻電路都適用D．焦耳熱Q＝I2Rt適用于任何電路【答案】D【詳解】電功率越大，表示電流做功越快，但是電路中產(chǎn)生的焦耳熱量的多少還與做功的時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)，所以A錯(cuò)誤；公式W=UIt是計(jì)算電路的總功的大小，適用于任何的電路，當(dāng)為純電阻電路時(shí)，根據(jù)歐姆定律I=UR，可以推到出W=I2Rt，W＝U2Rt，所以W=I2Rt，W＝U2故選D.2．風(fēng)能是我國(guó)未來(lái)開(kāi)發(fā)和利用的重要能源之一，我國(guó)已經(jīng)建成了一些風(fēng)力發(fā)電廠。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．風(fēng)能是可再生資源B．風(fēng)力發(fā)電是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能C．若空氣的密度為，風(fēng)速為時(shí)，時(shí)間通過(guò)截面為的空氣動(dòng)能為D．風(fēng)力發(fā)電既經(jīng)濟(jì)又環(huán)?！敬鸢浮緾【詳解】AD．風(fēng)能是可以從自然界源源不斷得到的能源，是可再生能源，風(fēng)力發(fā)電既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保，AD正確，不符合題意；B．風(fēng)力發(fā)電過(guò)程，消耗機(jī)械能而產(chǎn)生電能，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程，B正確，不符合題意；C．若空氣的密度為ρ，風(fēng)速為v時(shí)，t時(shí)間通過(guò)截面為S的空氣動(dòng)能為12C錯(cuò)誤，符合題意。故選C。3．如圖所示的電路中，電阻R=2Ω。斷開(kāi)S后，電壓表的讀數(shù)為3V；閉合S后，電壓表的讀數(shù)為2V，則電源的內(nèi)阻r為（）A．1Ω B．2Ω C．3Ω D．4Ω【答案】A【詳解】開(kāi)關(guān)s斷開(kāi)時(shí)有：E=3V，開(kāi)s閉合時(shí)有：2=ER+rR，其中R=2Ω，解得：故A正確．4．如圖所示是我國(guó)某沿海地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電站。已知每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率為，該地區(qū)平均每天能使風(fēng)力發(fā)電機(jī)正常發(fā)電的時(shí)間約為12小時(shí)。下列說(shuō)法正確的是（）A．若該地區(qū)某城市的用電功率峰值為，則需要4000臺(tái)該風(fēng)力發(fā)電機(jī)同時(shí)供電B．一臺(tái)該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的年發(fā)電量約為C．一臺(tái)該風(fēng)力發(fā)電機(jī)一天的發(fā)電量能供一臺(tái)額定功率為的用電器工作10小時(shí)D．若該風(fēng)力發(fā)電站有200臺(tái)發(fā)電機(jī)，則年發(fā)電量約為【答案】B【詳解】A．每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率為1MW，該地區(qū)某城市的用電功率峰值為4000MWB．一臺(tái)該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的年發(fā)電量E=Pt=1MW×365×12C．一臺(tái)該風(fēng)力發(fā)電機(jī)一天的發(fā)電量E1=P故t2=ED.若該風(fēng)力發(fā)電站有200臺(tái)發(fā)電機(jī)，則年發(fā)電量E'=200E≈8.8×1故選B。5．電源電動(dòng)勢(shì)為、內(nèi)阻為，向可變電阻供電，關(guān)于路端電壓，下列說(shuō)法正確的是（）A．因?yàn)殡娫措妱?dòng)勢(shì)不變，所以路端電壓也不變B．因?yàn)椋援?dāng)增大時(shí)，路端電壓也增大C．因?yàn)椋援?dāng)增大時(shí)，路端電壓減小D．若外電路斷開(kāi)，則路端電壓為零【答案】C【詳解】ABC．路端電壓U=IR因?yàn)镮增大時(shí)，R變化，所以不能用U=IR判斷路端電壓的變化情況，根據(jù)U=E?Ir可知，當(dāng)ID．當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，路端電壓為E，D錯(cuò)誤。故選C。6．電動(dòng)機(jī)的電樞阻值為，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，兩端的電壓為，通過(guò)的電流為，工作時(shí)間為，下列說(shuō)法中正確的是（）A．電動(dòng)機(jī)消耗的電能為B．電動(dòng)機(jī)消耗的電能為C．電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量為D．電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量為【答案】C【詳解】AB．含電動(dòng)機(jī)的電路不是純電阻電路，所以不能使用歐姆定律，電動(dòng)機(jī)的總功率大小為P=UI所以消耗的總電能為E電=UItCD．電動(dòng)機(jī)線圈發(fā)熱的功率為P熱=I2R故選C。7．內(nèi)阻不可忽略、電動(dòng)勢(shì)已知的電源按如圖所示的電路連接，閉合開(kāi)關(guān)S1，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，電壓表與電流表偏轉(zhuǎn)一定的角度，閉合開(kāi)關(guān)S2，電壓表的示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的、電流表的示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的3倍。則由以上條件可求得（）A．電源的內(nèi)阻B．電流表的內(nèi)阻C．電壓表原來(lái)的示數(shù)D．電流表原來(lái)的示數(shù)【答案】C【詳解】假設(shè)電壓表和電流表原來(lái)的示數(shù)分別為U、I，電源和電流表的內(nèi)阻分別為r、rA，由閉合電路歐姆定律可知E=U+Ir+rA閉合開(kāi)關(guān)后E=故選C。8．如圖所示電路中，為電阻箱，、為定值電阻（阻值未知）。當(dāng)電阻箱電阻為20Ω時(shí)，通過(guò)它的電流為1A；當(dāng)電阻箱電阻為64Ω時(shí)，通過(guò)它的電流為0.5A；當(dāng)通過(guò)電阻箱的電流為0.1A時(shí)，電阻箱電阻為（）A．124Ω B．416Ω C．654Ω D．800Ω【答案】B【詳解】把電阻箱之外的電路看作一個(gè)等效電源，設(shè)整體的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，則有聯(lián)立解得E=44V當(dāng)通過(guò)電阻箱的電流為0.1A時(shí)，可得電阻箱電阻為，故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。9．如圖所示的電路中，r是電源的內(nèi)阻，和是外電路中的電阻，如果用、和分別表示電阻r、、上所消耗的功率，當(dāng)時(shí)，等于（）A． B． C． D．【答案】D【詳解】電路中，內(nèi)電阻上通過(guò)的電流與外電路的總電流相同，內(nèi)電阻與外電阻是串聯(lián)關(guān)系，而R1與R2是并聯(lián)的，由于因此I1=IPr故選D。10．在圖甲所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，為定值電阻，為滑動(dòng)變阻器，閉合開(kāi)關(guān)S，在滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)的過(guò)程中，四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生了變化。圖乙中的三條圖線分別表示了三個(gè)電壓表示數(shù)的變化情況。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．圖線a表示的是電壓表的示數(shù)的變化情況B．圖線c表示的是電壓表的示數(shù)的變化情況C．此過(guò)程中電壓表示數(shù)的變化量和電流表A示數(shù)的變化量的比值的絕對(duì)值變小D．此過(guò)程中電壓表示數(shù)的變化量和電流表A示數(shù)的變化量的比值的絕對(duì)值不變【答案】C【詳解】AB．滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，總電流增大，內(nèi)電壓增大，可知路端電壓減小，即電壓表V1示數(shù)減小，電壓表V2的示數(shù)增大，電壓表V3的示數(shù)減小，由于U1=U2+U3C．由閉合電路歐姆定律得U1=E?IrD．由閉合電路歐姆定律得U3=E?I故選C。11．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝10V，內(nèi)阻r＝1Ω．閉合開(kāi)關(guān)S后，標(biāo)有“8V，12W”的燈泡恰能正常發(fā)光．電動(dòng)機(jī)M線圈的電阻R0＝4Ω，則下列說(shuō)法正確的是（）A．電源的輸出功率為14WB．流過(guò)電機(jī)的電流為1AC．電機(jī)輸出功率為3WD．通電5秒鐘電機(jī)產(chǎn)生80J的熱【答案】C【詳解】A．由題意知，并聯(lián)部分電壓為U＝8V，內(nèi)電壓應(yīng)為U內(nèi)＝E﹣U＝2V．總電流I＝U內(nèi)r＝2A．電源的輸出功率P出B．流過(guò)燈泡的電流I1＝P1U=128AC．電動(dòng)機(jī)的總功率P＝UI2＝8×0.5W＝4W，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率P機(jī)＝P﹣P0＝4﹣1W＝3W，故C正確；D．電動(dòng)機(jī)的熱功率P0＝I22R0＝0.52×4W＝1W，則5s內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q＝P0t＝1×5J＝5J，故D錯(cuò)誤；故選C．12．近年來(lái)，農(nóng)村光伏項(xiàng)目得到大力發(fā)展。如圖，我市某戶居民在樓頂安裝了60平米的多晶硅光伏發(fā)電系統(tǒng)。據(jù)了解，該系統(tǒng)組件設(shè)計(jì)要求為每平米發(fā)電功率150W，實(shí)際發(fā)電功率約為設(shè)計(jì)功率的70%。其中發(fā)電總量的30%供自家使用，還有富余發(fā)電以0.7元/度的價(jià)格并入國(guó)家電網(wǎng)。2018年衢州地區(qū)每天平均有效日照時(shí)間為3.8h，關(guān)于該戶居民所安裝的發(fā)電系統(tǒng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．平均每天的發(fā)電量大約可供一盞15W的節(jié)能燈使用600hB．2018年發(fā)電總量約1.2×104KW·hC．富余發(fā)電的年平均收入約為4280元D．容易造成光污染，不適合在農(nóng)村推廣【答案】C【詳解】A．每天的發(fā)電量為E=60×150×10?3×0.7×3.8B．2018年發(fā)電總量約E總=365E=365×23.94C．每年富余發(fā)電E'=0.76.12×103D．光伏發(fā)電為將光能轉(zhuǎn)化為電能，則不會(huì)造成光污染，故D錯(cuò)誤。故選C。13．如圖，E為內(nèi)阻不能忽略的電池，R1、R2、R3為定值電阻，S0、S為開(kāi)關(guān)，V與A分別為電壓表與電流表．初始時(shí)S0與S均閉合，現(xiàn)將S斷開(kāi)，則（）A．V的讀數(shù)變大，A的讀數(shù)變小 B．V的讀數(shù)變大，A的讀數(shù)變大C．V的讀數(shù)變小，A的讀數(shù)變小 D．V的讀數(shù)變小，A的讀數(shù)變大【答案】B【詳解】S斷開(kāi)，相當(dāng)于電阻變大，則由閉合電路歐姆定律可得電路中總電流減小，故路端電壓增大，V的讀數(shù)變大；把R1歸為內(nèi)阻，內(nèi)電壓減小，故R3中的電壓增大，由歐姆定律可知R3中的電流也增大，電流表示數(shù)增大，A．分析得V的讀數(shù)變大，Ａ的讀數(shù)變大，故A錯(cuò)誤；B．分析得V的讀數(shù)變大，Ａ的讀數(shù)變大，故B正確；C．分析得V的讀數(shù)變大，Ａ的讀數(shù)變大，故C錯(cuò)誤；D．分析得V的讀數(shù)變大，Ａ的讀數(shù)變大，故D錯(cuò)誤；二、非選擇題14．某中學(xué)生課外科技活動(dòng)小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產(chǎn)的柑橘制作了果汁電池，他們測(cè)量了這種電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，并探究電極間距對(duì)E和r的影響。實(shí)驗(yàn)器材如圖甲所示。(1)測(cè)量E和r的實(shí)驗(yàn)方案為：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，改變電源兩端的電壓U和流過(guò)電源的電流I，依據(jù)公式___________，利用測(cè)量數(shù)據(jù)作出圖像，得出E和r。(2)將電壓表視為理想電表，要求避免電流表的分壓作用對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，請(qǐng)?jiān)陬}圖甲中用筆畫線代替導(dǎo)線連接電路__________。(3)實(shí)驗(yàn)中依次減小銅片與鋅片的間距，分別得到相應(yīng)果汁電池的圖像如圖乙中（a）（b）（c）（d）所示，由此可知：在該實(shí)驗(yàn)中，隨電極間距的減小，電源電動(dòng)勢(shì)__________（填“增大”“減小”或“不變”），電源內(nèi)阻________（填“增大”“減小”或“不變”）。圖線（c）對(duì)應(yīng)的電源電動(dòng)勢(shì)__________V，內(nèi)阻__________Ω，當(dāng)外電路總電阻為2500Ω時(shí)，該電源的輸出功率__________W。（均保留三位有效數(shù)字）【答案】U=E?Ir見(jiàn)詳解不變?cè)龃?.9754692.70×1【詳解】(1)[1]本實(shí)驗(yàn)利用伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，由閉合電路歐姆定律得U=E?Ir，利用測(cè)量數(shù)據(jù)作出U?I圖像，得出E(2)[2]要避免電流表的分壓作用，則電流表應(yīng)與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)再與電壓表并聯(lián)，連接實(shí)物電路圖如圖丙所示。(3)[3][4][5][6][7]由圖乙中圖線可知，當(dāng)兩電極間距離減小時(shí)，果汁電池電動(dòng)勢(shì)不變；圖線斜率的絕對(duì)值為內(nèi)阻，可知圖線斜率的絕對(duì)值變大，則電池的內(nèi)阻變大。圖線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值為0.975V，電源電動(dòng)勢(shì)E=0.975V。從圖線上選取兩點(diǎn)即可求得斜率，圖線（c）的斜率絕對(duì)值約為469Ω（450~490Ω均正確）。當(dāng)外電阻為2500Ω時(shí)，電源的輸出功率P=E15．某中學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)現(xiàn)要測(cè)量一蓄電池的內(nèi)阻和一未知電阻的電阻值，已知蓄電池的電動(dòng)勢(shì)約為6V，蓄電池的內(nèi)阻和未知電阻的電阻值約為幾十歐姆．實(shí)驗(yàn)室為該小組提供的實(shí)驗(yàn)器材有：雙量程電流表（0~30mA、0~100mA）、電壓表（0~6V）、滑動(dòng)變阻器（0~5Ω）、滑動(dòng)變阻器（0~300Ω）、開(kāi)關(guān)以及導(dǎo)線若干．該小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路，并進(jìn)行了如下的操作：a．將實(shí)驗(yàn)器材按圖1所示電路圖連接；b．將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭滑至最左端，閉合開(kāi)關(guān)，然后將滑動(dòng)觸頭逐漸向右移動(dòng)，記錄多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪在坐標(biāo)系中；c．打開(kāi)開(kāi)關(guān)，將待測(cè)電阻改接在2、3間，重復(fù)b操作，將得到的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪在同一坐標(biāo)系中，該圖線與橫縱軸的交點(diǎn)分別為（、0）、（0、），圖中未畫出．根據(jù)以上操作回答下列問(wèn)題：（1）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，電流表的量程應(yīng)選擇__________、滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇__________；（2）由伏安特性曲線可知，該蓄電池的內(nèi)阻約為_(kāi)_______Ω；（3）待測(cè)電阻的關(guān)系式=________（用、、表示）；（4）如果兩電表均為理想電表，待測(cè)電阻接在1、2間和接在2、3間，滑動(dòng)觸頭從最左端向右移動(dòng)相同的距離時(shí)，電流表讀數(shù)的變化范圍_____，電壓表讀數(shù)的變化范圍_____．（均選填“相同”或“不同”）【答案】0~100mAR2251?000U【詳解】（1）因?yàn)樾铍姵氐碾妱?dòng)勢(shì)約為6V，待測(cè)電阻和蓄電池的內(nèi)阻都是幾十歐姆，可估算出電路中的電流為數(shù)百毫安，因此電流表的量程應(yīng)選擇0~100mA；為了電路正常工作以及方便調(diào)節(jié)，多測(cè)量幾組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R2；（2）根據(jù)圖1電路結(jié)構(gòu)可知，電壓表測(cè)量路端電壓，電流表測(cè)量電路的總電流，因此圖2中，圖線斜率的絕對(duì)值即為蓄電池的內(nèi)阻，有：r=|k|=5.5?4.5（3）當(dāng)改接電路后，將待測(cè)電阻與蓄電池視為整體，即“等效電源”，此時(shí)圖線斜率的絕對(duì)值為等效電源的內(nèi)阻，因此有：r′=r+Rx=|k′|=U0?0I0×10?3（4）若電表為理想電表，Rx接在2、3之間與接在1、2之間，電路的總電阻可變范圍不變，因此電流表的示數(shù)變化范圍相同，Rx接在2、3之間時(shí)，電壓表測(cè)量的是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，而Rx接在1、2之間時(shí)，電壓表測(cè)量的是滑動(dòng)變阻器與Rx兩端電壓的和，由于對(duì)應(yīng)某一滑動(dòng)變阻器阻值時(shí)，電路的電流相同，因此電壓表的讀數(shù)不同，所以電壓表示數(shù)變化范圍也不同．16．如圖所示的閉合電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=6V，燈泡A標(biāo)有“4.5V，3W”，燈泡B標(biāo)有“3V，3W”．當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)A、B兩燈均正常發(fā)光．求：（1）R的阻值；（2）電源的內(nèi)阻r．【答案】（1）1.5Ω（2）0.9Ω【詳解】流過(guò)R及B燈的電流IB=PBU所以R=UA流過(guò)A燈的電流IA=由閉合電路歐姆定律：E=UA+（IA+IB）r解得：r=0.9Ω．17．如圖所示為直流電動(dòng)機(jī)提升重物裝置,電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻一定,閉合開(kāi)關(guān)K,當(dāng)把它接入電壓為U1=0.2V的電路時(shí),電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn),測(cè)得此時(shí)流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是I1=0.4A；當(dāng)把電動(dòng)機(jī)接入電壓為U2=4.0V的電路中,電動(dòng)機(jī)下常工作且電動(dòng)機(jī)勻速提升重物,工作電流是I2=1.0A,求:(1)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻r；(2)當(dāng)U2=4.0V電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率及電動(dòng)機(jī)的效率；(3)如果重物質(zhì)量m=1.0kg,當(dāng)U2=4.0V時(shí)電動(dòng)機(jī)提升重物的速度大小是多少?(g取)【答案】（1）0.5Ω（2）3.5W87.5%（3）0.35m/s【詳解】（1）電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)為純電阻元件，則：（2）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)消耗的功率為：P=U2I2=4.0×1.0

W=4.0

W

電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈電阻損耗的功率為：P熱=I22r=1.02×0.5

W=0.5

W

電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)輸出功率為：P出=P-P熱=4.0-0.5

W=3.5

W

電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)效率為：η=P出（3）勻速提升時(shí)，拉力等于重力，即：F=mg=1×10N=10N

由電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出=Fv可得提升重物的速度為：v=P18．如圖甲所示的電路，滑動(dòng)變阻器與電源相連接，其中滑動(dòng)變阻器的最大阻值，電源的輸出電壓隨外電路總電阻按圖乙所示的規(guī)律變化，其中段與橫軸平行，且與的虛線接近重合。(1)求電源的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻；(2)求、間空載時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓的取值范圍；(3)若干路電流不能超過(guò)，求、間所接電阻的最小值。（保留一位小