電能 能量守恒定律單元測試-2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

密○封○裝○訂○線密○封○裝○訂○線密○封○裝○訂○線密○封○裝○訂○線密封線內(nèi)不要答題姓名班級考號姓名班級考號密○封○裝○訂○線密○封○裝○訂○線密封線內(nèi)不要答題第十二章電能能量守恒定律全卷滿分100分考試用時90分鐘一、單項選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分。每小題只有一個選項符合題目要求)1.下面是某同學(xué)對一些概念及公式的理解,其中正確的是()A.根據(jù)公式ρ=SRL可知,B.根據(jù)公式W=UIt只能求純電阻電路的電流做的功C.根據(jù)公式q=It可知,電流越大,單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量就越多D.根據(jù)公式C=QU可知,電容與電容器所帶電荷量成正比,2.小王老師的電動車使用“48V0.5kW”的電動機,由4個“12V20A·h”的電池串聯(lián)起來供電,車上前大燈的燈泡規(guī)格是“48V20W”,尾燈和4個轉(zhuǎn)向燈的燈泡規(guī)格都是“48V10W”。小王老師晚上值班后,騎上該車并開啟前大燈和尾燈,以最大速度勻速騎行20分鐘回到家。在此過程中,電動車消耗的電能至少是()A.6.36×105JB.6.84×105JC.3.6×104JD.8.4×104J3.如圖所示,圖線a是某電源的U-I圖線,圖線b是一定值電阻的U-I圖線。若將該電源與該定值電阻連成閉合電路,已知該電源的內(nèi)阻r=2.0Ω,則下列說法錯誤的是()A.該定值電阻的阻值為6ΩB.該電源的電動勢為20VC.將2只這種電阻串聯(lián)作為外電阻,電源輸出功率最大D.將3只這種電阻并聯(lián)作為外電阻,電源輸出功率最大4.如圖所示電路,電源內(nèi)阻不可忽略,電表均為理想電表。開關(guān)S閉合后,在滑動變阻器R0的滑片P向上緩慢滑動的過程中,下列說法正確的是()A.小燈泡L變亮B.電壓表的示數(shù)增大C.電流表的示數(shù)減小D.電容器C所帶電荷量減小5.在如圖所示的電路中,燈泡A和B原來都正常發(fā)光。現(xiàn)在突然發(fā)現(xiàn)燈泡A比原來變暗了些,B比原來變亮了些,則電路中出現(xiàn)的故障可能是()A.R3斷路B.R1短路C.R2斷路D.R1、R2同時短路6.如圖所示,圖甲中M為一電動機,當滑動變阻器R的滑片從左端滑到右端的過程中,兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙所示。已知電流表讀數(shù)在0.2A以下時,電動機沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動,不考慮電表對電路的影響,以下判斷正確的是()A.電路中電源電動勢為3.4VB.變阻器滑片向右滑動時,V2讀數(shù)逐漸減小C.此過程中,電動機的輸出功率最大值為0.54WD.變阻器的最大阻值為20Ω7.某學(xué)校高二物理興趣小組的同學(xué)自制歐姆表,電路圖如圖甲所示,電流表G的滿偏電流Ig=3mA,內(nèi)阻Rg=30Ω,電源電動勢E=1.5V,內(nèi)阻r=1Ω。下列說法正確的是()A.使用該歐姆表時,應(yīng)將黑表筆插入A孔B.歐姆調(diào)零時,R0接入電路的阻值為500ΩC.將待測電阻Rx接入A、B間,此時G的示數(shù)如圖乙所示,則Rx為1kΩD.該歐姆表能較準確測量電阻的范圍為1kΩ~3kΩ8.如圖所示,電源電動勢E=6V,內(nèi)阻r=1Ω,定值電阻R=R1=1Ω,滑動變阻器R2的最大阻值為3Ω。若閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P從右向左滑動,已知兩電表均為理想電表,則下列說法正確的是()A.電壓表示數(shù)增大,電流表示數(shù)增大B.定值電阻R上消耗的功率增大,最大值為2254C.電源輸出功率先變小后變大,電源效率一定增大D.滑動變阻器R2消耗的功率先變大后變小二、多項選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16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4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)9.如今,人們對手機的依賴程度越來越高,手機已成為現(xiàn)代人必不可少的隨身物品,然而長時間使用手機會對眼睛造成一定的傷害,因此現(xiàn)在的智能手機都有一項可以調(diào)節(jié)亮度的功能,該功能既可以自動調(diào)節(jié),也可以手動調(diào)節(jié)。某同學(xué)為了模擬該功能,設(shè)計了如圖所示的電路,R1為光敏電阻,光照增強,阻值變小,R2為滑動變阻器,閉合開關(guān)后,下列說法正確的是()A.僅光照變?nèi)?小燈泡變亮B.僅光照變強,小燈泡變亮C.僅將滑片向a端滑動,小燈泡變暗D.僅將滑片向a端滑動,電池輸出的路端電壓變小10.如圖所示,I為理想電流表A的示數(shù),U為理想電壓表V的示數(shù),P為定值電阻R2消耗的功率,Q為電容器C所帶的電荷量,W為通過電荷量q時電源做的功,在滑動變阻器R1的滑片向右緩慢滑動過程中,下列圖像能正確反映各物理量關(guān)系的是()11.如圖甲所示的電路中,將滑動變阻器R2的滑片由a端向b端移動,用兩個電表分別測量電壓和電流,得到部分U-I圖像如圖乙所示,則下列說法正確的是()A.電源的電動勢為6VB.滑動變阻器的總阻值為20ΩC.當電壓表示數(shù)為5.0V時,電源效率最高D.當電壓表示數(shù)為5.0V時,R2消耗的功率最大12.如圖所示,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,R是定值電阻,熱敏電阻RT的阻值隨溫度的降低而增大,C是平行板電容器,電路中的電表均為理想電表。閉合開關(guān)S,平行板電容器內(nèi)的帶電液滴恰好靜止。分別用I、U1、U2和U3表示電流表A、電壓表V1、電壓表V2和電壓表V3的示數(shù),用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示電流表A、電壓表V1、電壓表V2和電壓表V3的示數(shù)變化量的絕對值。當溫度降低時,關(guān)于該電路工作狀態(tài)的變化,下列說法正確的是()A.U2和U3均增大B.ΔC.電源的輸出功率可能先增大后減小D.帶電液滴一定向下運動三、非選擇題(本題共6小題,共60分)13.(6分)某研究小組收集了兩個電學(xué)元件:電阻R0(約為2kΩ)和手機中的鋰電池(電動勢E標稱值為3.7V,允許最大放電電流為100mA)。實驗室備有如下器材:A.電壓表V(量程0~3V,內(nèi)阻RV約為4.0kΩ)B.電流表A1(量程0~100mA,內(nèi)阻RA1約為5Ω)C.電流表A2(量程0~2mA,內(nèi)阻RA2約為50Ω)D.滑動變阻器R1(0~40Ω,允許通過的最大電流1A)E.電阻箱R2(0~999.9Ω)F.開關(guān)S一只、導(dǎo)線若干(1)為了測定電阻R0的阻值,小明設(shè)計了一個電路,如圖所示為其對應(yīng)的實物圖,圖中的電流表A應(yīng)選(選填“A1”或“A2”)。

(2)為測量鋰電池的電動勢E和內(nèi)阻r,小紅設(shè)計了如圖甲所示的電路圖。根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出1U?1R2圖像,如圖乙所示。若該圖線的斜率為k,縱軸截距為b,則該鋰電池的電動勢E=,內(nèi)阻r=(用k14.(8分)某科技小組用楊梅制作了楊梅果汁電池(如圖1),他們要測量這種電池的電動勢E和內(nèi)阻r,并探究電極間距對E和r的影響。(1)同學(xué)們決定先用多用電表粗測果汁電池的電動勢,如圖2所示,測量時電極A應(yīng)為(選填“銅片”或“鋅片”),選擇開關(guān)在“直流2.5V擋”,則圖3粗測得果汁電池的電動勢為V。

(2)測量E和r的實驗方案為:調(diào)節(jié)滑動變阻器,改變電源兩端的電壓U和流過電源的電流I,利用測量數(shù)據(jù)作出U-I圖像,得出E和r。實驗中銅片與鋅片的間距由6cm變成10cm,分別得到相應(yīng)果汁電池的U-I圖像如圖4中a、b所示。由此可知:在該實驗中,隨電極間距的增大,電源電動勢(選填“增大”“減小”或“不變”),電源內(nèi)阻(選填“增大”“減小”或“不變”)。曲線a對應(yīng)的電源電動勢E=V(保留2位有效數(shù)字),內(nèi)阻r=Ω(結(jié)果取整數(shù))。

15.(8分)歐姆表內(nèi)部電路如圖甲所示,G表滿偏電流為0.8mA,R0為歐姆調(diào)零電阻,測量前已歐姆調(diào)零,以電阻箱代替待測電阻,測得電路中電流I與電阻箱的阻值Rx的關(guān)系圖像如圖乙所示,求:(1)歐姆表的內(nèi)阻R內(nèi);(2)電源的電動勢E;(3)將一個未校準的電壓表接到兩表筆間,若G表示數(shù)為0.3mA,則電壓表的內(nèi)阻是多大。16.(8分)隨著全球能源危機加劇,電動汽車逐漸成為更多家庭購車的選擇,電動汽車比傳統(tǒng)汽車更環(huán)保、更節(jié)能。小明同學(xué)和爸爸晚上開車回家,小明同學(xué)坐在汽車的副駕駛位上看到一個現(xiàn)象:當汽車的電動機啟動時,汽車的車燈會瞬時變暗。汽車的電源、電流表、車燈、電動機連接的簡化電路如圖所示。已知汽車電源電動勢為10.5V,內(nèi)阻為0.05Ω,電動機線圈電阻為0.01Ω。車燈接通,電動機未啟動時,電流表示數(shù)為10A;電動機啟動的瞬間,電流表示數(shù)達到50A。電流表為理想電表,車燈的電阻認為不變。求:(1)車燈電阻R;(2)電動機啟動前后,車燈的功率各為多大;(3)電動機啟動后,電動機的輸出功率。17.(14分)如圖所示,電路中電源的電動勢為E,內(nèi)阻不計,其他各電阻阻值R1=R3=3R,R2=R。水平放置的平行金屬板A、B間的距離為d,板長為L。在A板的左端且非常靠近極板A的位置,有一質(zhì)量為m、帶電荷量為-q的小液滴,以初速度v0水平向右射入兩板間(重力加速度用g表示)。則:(1)若使液滴能沿v0方向射出電場,電動勢E應(yīng)為多大?(2)若使液滴恰能打在B板的中點,電動勢E應(yīng)為多大?18.(16分)如圖所示是某同學(xué)在科技制作活動中自制的電子秤原理圖,利用電信號來顯示物體的質(zhì)量,托盤與電阻可忽略的彈簧相連,托盤與彈簧的質(zhì)量均不計?；瑒幼冏杵鞯幕瑒佣伺c彈簧上端連接,當托盤中沒有放物體時,滑片剛好和變阻器的上端相平,電壓表的示數(shù)為零。已知滑動變阻器的總長度L=20cm,最大阻值R=20Ω,限流電阻阻值為R0=9Ω,電源電動勢E=9V,內(nèi)阻為r=1Ω,重力加速度g取10m/s2,彈簧的勁度系數(shù)k=10N/m(彈簧始終在彈性限度內(nèi)),不計一切阻力。求:(1)電壓表的最大示數(shù)Um;(2)物體質(zhì)量為多少時滑動變阻器上消耗的功率最大,并求出最大值Pm;(3)電壓表示數(shù)U與所稱物體質(zhì)量m的關(guān)系式。答案1.C2.A3.C4.B5.C6.C7.C8.D9.BC10.AB11.BC12.AC13.答案(1)A2(2分)(2)1b(2分)kb(214.答案(1)鋅片(1分)0.95(1分)(2)不變(1分)增大(1分)0.97(2分)474(2分)15.答案(1)15kΩ(2)12V(3)25kΩ解析(1)(2)由題圖乙可知,當Rx=0時,I=Ig=0.8mA,當I=0.4mA時,電阻箱的阻值為Rx=15kΩ,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得Ig=ER內(nèi)(1I=ER內(nèi)+代入數(shù)據(jù)解得E=12V,R內(nèi)=15kΩ(2分)(3)將電壓表接到兩表筆間,若G表示數(shù)為0.3mA,則電壓表兩端電壓為U=E-IR內(nèi)=12V-0.3×10-3×15×103V=7.5V(2分)則電壓表的內(nèi)阻為RV=UI=7.5016.答案(1)1Ω(2)100W64W(3)318.36W解析(1)車燈接通,電動機未啟動時,由閉合電路歐姆定律可得E=I1R+I1r(1分)得車燈電阻R=E-I1rI(2)車燈接通,電動機未啟動時,車燈的功率P1=I12R=100W(1電動機啟動后,路端電壓U=E-I2r=10.5V-50×0.05V=8V(1分)車燈的功率P2=U2R=64W(1(3)電動機啟動后,電動機的輸入功率P入=UI2-UR=336電動機的熱功率PRM=I2-UR2RM則電動機的輸出功率為P出=P入-PRM=318.36W(1分)17.答案(1)4解析(1)由閉合電路歐姆定律可得通過電阻R2的電流為I=ER1+兩極板間的電壓等于R2兩端的電壓,故UBA=IR2=E4(2分液滴沿v0方向射出電場,在兩板間做勻速直線運動,由平衡條件得mg=qUBAd解得E=4mgdq(1(2)液滴恰好打在B板的中點,在兩板間做類平拋運動,則水平方向有L2=v0t(2分豎直方向有y=d=12at2(1分且qUBA'其中UBA'=14E(1分聯(lián)立解得E=4mdq818.答案(1)6V(2)0.1kg2.025W(3)U=90m1+10m(m≤解析(1)分析電路知,限流電阻與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測變阻器兩端的電壓,當滑片在R最下方時,接入電路的電阻最大,電壓表示數(shù)最大,此時電路總電阻為R總=R+R0+r=30Ω(1分)由閉合電路歐姆定律可得I1=E