高中物理人教必修三第12章 電能 能量守恒定律 單元檢測(cè)檢測(cè)B卷（解析版）

1、第十二章 電能 能量守恒定律 單元檢測(cè)（B卷） 一、單選題：(每題4分，共計(jì)32分)1.“神舟”七號(hào)飛船的發(fā)射、回收成功，標(biāo)志著我國(guó)載人航空航天技術(shù)達(dá)到了世界先進(jìn)水平飛船在太空飛行時(shí)用太陽能電池供電，太陽能電池由許多片電池板組成某電池板開路電壓是800 mV，短路電流為40 mA，若將該電池板與阻值為20 的電阻器連成一閉合電路，則它的路端電壓是()A0.10 VB0.20 VC0.30 V D0.40 V【解析】電源電動(dòng)勢(shì)E0.8 V內(nèi)阻req f(E,I0)eq f(0.8,0.04)20 ，當(dāng)接入R20 電阻時(shí)Ieq f(E,Rr)0.02 A，所以UIR0.4 V【答案】D2.圖中的路

2、燈為太陽能路燈，每只路燈的光伏電池板有效采光面積約0.3 m2.晴天時(shí)電池板上每平方米每小時(shí)接收到的太陽輻射能為3106 J如果每天等效日照時(shí)間約為6 h，光電池一天產(chǎn)生的電能可供30 W的路燈工作8 h光電池的光電轉(zhuǎn)換效率為()A4.8% B9.6%C16% D44%答案C解析太陽能電池板每天(6 h)吸收的太陽能：W總0.331066 J5.4106 J，路燈正常工作，PP額30 W，路燈正常工作8 h消耗的電能：W有Pt30 W83 600 s8.64105 J，則光電池的光電轉(zhuǎn)換效率為：eq f(W有,W總)100%eq f(8.64105,5.4106)100%16%.3.在如圖所示

3、的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12 V，內(nèi)阻恒定且不可忽略初始時(shí)刻，電路中的電流等于I0，且觀察到電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電路中的電流減小為I0的一半，觀察到電動(dòng)機(jī)仍在轉(zhuǎn)動(dòng)不考慮溫度對(duì)電阻的影響，下列說法正確的是()A電源的熱功率減為初始時(shí)的一半B電源的總功率減為初始時(shí)的一半C電動(dòng)機(jī)的熱功率減為初始時(shí)的一半D變阻器的功率減為初始時(shí)的四分之一答案B解析電源的內(nèi)阻和電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻不變，根據(jù)公式PI2R知：電路中的電流減小為I0的一半，則電源的熱功率減為初始時(shí)的eq f(1,4)，電動(dòng)機(jī)的熱功率減為初始時(shí)的eq f(1,4)，故A、C錯(cuò)誤根據(jù)PEI知：電路中的電流減小為I0的一半，而電源的電動(dòng)勢(shì)不變

4、，則電源的總功率減為初始時(shí)的一半，故B正確；電路中的電流減小為I0的一半，說明變阻器接入電路的電阻增大，所以由PI2R知變阻器的功率大于初始時(shí)的eq f(1,4)，故D錯(cuò)誤4.如圖1所示，用充電寶為一手機(jī)電池充電，其等效電路如圖2所示。在充電開始后的一段時(shí)間內(nèi)，充電寶的輸出電壓、輸出電流可認(rèn)為是恒定不變的，設(shè)手機(jī)電池的內(nèi)阻為，則時(shí)間內(nèi)（）A充電寶輸出的電功率為B充電寶產(chǎn)生的熱功率為C手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為D手機(jī)電池儲(chǔ)存的化學(xué)能為【答案】D【解析】A充電寶的輸出電壓U、輸出電流I，所以充電寶輸出的電功率為A錯(cuò)誤；BC手機(jī)電池充電電流為I，所以手機(jī)電池產(chǎn)生的熱功率為而充電寶的熱功率應(yīng)為充電寶的總功

5、率減去輸出功率，根據(jù)題目信息無法求解，BC錯(cuò)誤；D輸出的電能一部分轉(zhuǎn)化為手機(jī)的化學(xué)能，一部分轉(zhuǎn)化為電池的熱能，故根據(jù)能量守恒定律可知手機(jī)電池儲(chǔ)存的化學(xué)能為D正確。故選D。5.如圖所示為一塊手機(jī)電池背面上的一些標(biāo)識(shí)，下列說法正確的是()A該電池的容量為500 CB該電池工作時(shí)的輸出電壓為3.6 VC該電池在工作時(shí)允許通過的最大電流為500 mAD若待機(jī)時(shí)的電流為10 mA，理論上可待機(jī)50 h答案D解析由電池上的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)可知，該電池的容量為500 mAh5001033 600 C1 800 C，故A錯(cuò)誤；3.6 V是電池的電動(dòng)勢(shì)，不是輸出電壓，故B錯(cuò)誤；電池的容量是500 mAh，不表示該電池在

6、工作時(shí)允許通過的最大電流為500 mA，故C錯(cuò)誤；若待機(jī)時(shí)的電流為10 mA，理論上可待機(jī)時(shí)間teq f(q,I)eq f(500 mAh,10 mA)50 h，故D正確6.如圖所示為歐姆表的原理示意圖其中，電流表的滿偏電流為300 A，內(nèi)阻rg100 ，調(diào)零電阻最大值R50 k，串聯(lián)的定值電阻R050 ，電池電動(dòng)勢(shì)E1.5 V用它測(cè)量電阻Rx，能準(zhǔn)確測(cè)量的阻值范圍是()A3080 k B38 kC300800 D3080 答案B解析用歐姆表測(cè)量電阻，指針指在表盤中央附近時(shí)測(cè)量結(jié)果比較準(zhǔn)確當(dāng)電流最大時(shí)，Igeq f(E,R內(nèi))，其中R內(nèi)為歐姆表的內(nèi)阻，得R內(nèi)eq f(E,Ig)eq f(1.5

7、,300106) 5 000 ，用它測(cè)量電阻Rx，當(dāng)指針指在表盤中央時(shí)eq f(1,2)Igeq f(E,R內(nèi)Rx)，得Rxeq f(2E,Ig)R內(nèi)5 000 ，故能準(zhǔn)確測(cè)量的阻值范圍是5 k附近，選項(xiàng)B正確7.四個(gè)相同的小燈泡按照如圖所示的(a)、(b)兩種方式接入電壓相等的電路中，調(diào)節(jié)R1、R2使四個(gè)小燈泡都正常發(fā)光，這時(shí)可變電阻R1、R2消耗的電功率P1和P2的關(guān)系為AP1=2P2BP12P2CP12P2DP1=P2【答案】B【解析】燈泡規(guī)格相同且正常發(fā)光，甲圖燈泡并聯(lián)，電流為乙圖燈泡串聯(lián)，電流為電阻的電壓為消耗的功率為電阻的電壓為消耗的功率為所以有故A、CD錯(cuò)誤，B正確；故選B。8.

8、某實(shí)物投影機(jī)有10個(gè)相同的強(qiáng)光燈L1L10(24V/200W)和10個(gè)相同的指示燈X1X10(220V/2W)，將其連接在220 V交流電源上，電路如圖2510所示，若工作一段時(shí)間后，L2 燈絲燒斷，則()A. X1的功率減小，L1的功率增大B. X1的功率增大，L1的功率增大C. X2功率增大，其它指示燈的功率減小D. X2功率減小，其它指示燈的功率增大【解析】顯然L1和X1并聯(lián)、L2和X2并聯(lián)然后他們?cè)俅?lián)接在220 V交流電源上，L2 燈絲燒斷，則總電阻變大、電路中電流I減小，又L1和X1并聯(lián)的電流分配關(guān)系不變，則X1和L1的電流都減小、功率都減小，同理可知除X2 和L2 外各燈功率都減

9、小，A、B均錯(cuò)；由于I減小，各并聯(lián)部分的電壓都減小，交流電源電壓不變，則X2 上電壓增大，根據(jù)PU2/R可知X2 的功率變大，C對(duì)、D錯(cuò)【答案】C多選題（每題4分，共計(jì)16分）9.壓敏電阻的阻值會(huì)隨所受壓力的增大而減小。某同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷電梯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置，如圖甲所示，將壓敏電阻平放在電梯內(nèi)，受壓面朝上，在上面放一物體，電梯靜止時(shí)電壓表示數(shù)為，電源內(nèi)阻不能忽略。若在某個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，電壓表的示數(shù)變化如圖乙所示，則下列說法正確的是（） A時(shí)間內(nèi)電梯內(nèi)的物體處于超重狀態(tài)B時(shí)間內(nèi)電梯內(nèi)的物體處于失重狀態(tài)C時(shí)間內(nèi)電梯可能處于勻加速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)D時(shí)間內(nèi)電梯可能處于勻減速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)【答案】BC【

10、解析】A在0t1時(shí)間內(nèi)，電壓表的示數(shù)從U0開始逐漸變大，則電路中的電流減小，總電阻變大，壓敏電阻的阻值增大，則所受壓力減小，則電梯內(nèi)的物體處于失重狀態(tài)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；BD在t2t3時(shí)間內(nèi)，電壓表的示數(shù)逐漸變小，則電流變大，總電阻變小，壓敏電阻的阻值增減小，則所受壓力變大，則電梯內(nèi)的物體處于超重狀態(tài)；由于電壓表讀數(shù)是變化的，則外電阻是變化的，壓敏電阻阻值是變化的，所受壓力是變化的，則電梯不可能做勻變速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤；C在t1t2時(shí)間內(nèi)，電壓表的示數(shù)大于靜止時(shí)的讀數(shù)且保持不變，說明外電路電阻變大且保持不變，壓敏電阻受壓力減小，電梯內(nèi)的物體處于失重狀態(tài)，電梯的加速度向下且保持不變，則電梯可能

11、處于向下的勻加速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，選項(xiàng)C正確；故選BC。10.額定電壓均為220 V的白熾燈L1和L2的UI特性曲線如圖甲所示，現(xiàn)將和L2完全相同的L3與L1和L2一起按如圖乙所示電路接入220 V電路中則下列說法正確的是()AL2的額定功率約為99 WBL2的實(shí)際功率約為17 WCL2的實(shí)際功率比L3的實(shí)際功率小17 WDL2的實(shí)際功率比L3的實(shí)際功率小82 W解析：選ABD.由L2的伏安特性曲線可得，在額定電壓220 V 時(shí)的電流為0.45 A，則L2的額定功率為P額U額I額99 W，選項(xiàng)A正確；圖示電路為L(zhǎng)1和L2串聯(lián)再與L3并聯(lián)，所以L1和L2串聯(lián)后兩端的總電壓為220 V，那么流過L1和

12、L2的電流及兩燈的電壓滿足I1I2，U1U2220 V，由L1和L2的UI圖線可知，I1I20.25 A，U1152 V，U268 V，故燈L2的實(shí)際功率P2I2U217 W，故選項(xiàng)B正確；由于L3兩端的電壓為220 V，故P3P額99 W，則P3P282 W，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確11.電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r，L1、L2、L3是相同規(guī)格的小燈泡。閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸片從左端滑到右端時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表V1、V2示數(shù)變化的絕對(duì)值分別為U1，和U2，下列說法中正確的是（）A小燈泡L3變亮，L1、L2變暗B小燈泡L3變暗，L1、L2變亮CU1U2【答案】AD【解析】AB當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸片P

13、從左端滑到右端時(shí)，變阻器接入電路的電阻增大，外電路總電阻增大，總電流減小，則L2變暗，路端電壓變大，L2兩端電壓變小，則并聯(lián)部分電壓增大，則L3變亮，由于總電流變小，流過L3的電流變大，則流過L1的電流變小，所以L1變暗，故A正確，B錯(cuò)誤；CD由于總電流變小，L2兩端電壓變小，路端電壓變大，則并聯(lián)部分電壓的增大值比L2兩端電壓的減小值更大，則有U1U2故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。12.如圖所示，直流電源、滑動(dòng)變阻器、平行板電容器與理想二極管(正向電阻為0，反向電阻為)連接，電源負(fù)極接地.開始時(shí)電容器不帶電，閉合開關(guān)S，穩(wěn)定后，一帶電油滴恰能靜止在電容器中的P點(diǎn).在開關(guān)S保持接通的狀態(tài)下，下列說

14、法正確的是()A.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)時(shí)，帶電油滴會(huì)向上運(yùn)動(dòng)B.當(dāng)電容器的上極板向上移動(dòng)時(shí)，帶電油滴會(huì)向下運(yùn)動(dòng)C.當(dāng)電容器的下極板向下移動(dòng)時(shí)，P點(diǎn)的電勢(shì)不變D.當(dāng)電容器的下極板向左移動(dòng)時(shí)，P點(diǎn)的電勢(shì)會(huì)升高答案AD解析帶電油滴恰好靜止，其合力為零，受到豎直向下的重力和豎直向上的電場(chǎng)力，即mgqE.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)時(shí)，其電阻值變大，電容器兩端的電壓U變大，對(duì)電容器進(jìn)行充電，兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度E變大，帶電油滴受到的電場(chǎng)力大于重力，會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；當(dāng)電容器的上極板向上移動(dòng)時(shí)，極板間距d變大，根據(jù)Ceq f(rS,4kd)eq f(Q,U)，電容器的電荷量Q應(yīng)減小，但由于二極管的單

15、向?qū)щ娦?，電容器只能進(jìn)行充電，不能進(jìn)行放電，故此時(shí)，電容器的電荷量Q不變，電場(chǎng)強(qiáng)度Eeq f(U,d)eq f(4kQ,rS)不變，帶電油滴仍靜止不動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；同理，當(dāng)電容器的下極板向下移動(dòng)時(shí)，d變大，電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，而P點(diǎn)到下極板的距離變大且下極板的電勢(shì)不變，故P點(diǎn)電勢(shì)升高，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)電容器的下極板向左移動(dòng)時(shí)，S變小，根據(jù)Ceq f(rS,4kd)eq f(Q,U)和二極管的單向?qū)щ娦?，電容器的電荷量Q不變，電場(chǎng)強(qiáng)度Eeq f(4kQ,rS)變大，而P點(diǎn)到下極板的距離不變，故P點(diǎn)電勢(shì)升高，選項(xiàng)D正確.實(shí)驗(yàn)題（本題共3小題，共計(jì)24分）13.（6分）如圖甲所示是一種測(cè)量電容的實(shí)驗(yàn)電路圖

16、，實(shí)驗(yàn)是通過對(duì)高阻值電阻放電的方法，測(cè)出電容器充電至電壓U時(shí)所帶電量Q，從而再求出電容器的電容C某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的情況如下：接通開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使小量程電流表的指針偏轉(zhuǎn)接近滿刻度，記下此時(shí)電流表的示數(shù)是I0=490A，電壓表的示數(shù)U0=60V，I0、U0分別是電容器放電時(shí)的初始電壓和電流斷開開關(guān)S，同時(shí)開始計(jì)時(shí)，每隔5S測(cè)讀一次電流I的值，將測(cè)得數(shù)據(jù)填入表格，并標(biāo)在圖乙坐標(biāo)紙上（時(shí)間t為橫坐標(biāo)、電流i為縱坐標(biāo)），結(jié)果如圖中小黑點(diǎn)“”所示（1）在圖乙中畫出it圖線，圖線與坐標(biāo)軸所圍成面積的物理意義是 ；（2）該電容器電容為_F（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；（3）若某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)把電壓表接

17、在E、D兩端，則電容的測(cè)量值比它的真實(shí)值_（填“大”、“小”或相等）【答案】（1）在開始放電時(shí)電容器所帶的電量；（2）1010-3（3） 小【解析】（1）由知，電荷量為I-t圖象與坐標(biāo)軸所包圍的面積：則面積為電容器在開始放電時(shí)時(shí)所帶的電荷量；（2）查出格子數(shù)，由總格子數(shù)乘以每個(gè)格子的“面積”值求：則（3）電容的測(cè)量值比它的真實(shí)值偏小，原因是若把電壓表接在E、D兩端，則電容器在放電時(shí)，有一部分電量會(huì)從電壓表中通過，從而使得通過電流表中的電量小于電容器的帶電量，從而使電容的測(cè)量值比它的真實(shí)值偏小14.（10分）同學(xué)們用如圖1所示的電路測(cè)量?jī)晒?jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)室提供的器材如

18、下：電壓表，電阻箱（阻值范圍）；開關(guān)、導(dǎo)線若干（1）請(qǐng)根據(jù)圖1所示的電路圖，在圖2中用筆替代導(dǎo)線，畫出連線，把器材連接起來_（2）某同學(xué)開始做實(shí)驗(yàn)，先把變阻箱阻值調(diào)到最大，再接通開關(guān)，然后改變電阻箱，隨之電壓表示數(shù)發(fā)生變化，讀取和對(duì)應(yīng)的，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)點(diǎn)描繪在圖中請(qǐng)將圖3、圖4中電阻箱和電壓表所示的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)點(diǎn)描繪在圖5所示的坐標(biāo)系中（描點(diǎn)用“+”表示），并畫出圖線_；（3）根據(jù)圖5中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的圖線可以得出該電池組電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值_V，內(nèi)電阻測(cè)量值_.（保留2位有效數(shù)字）（4）實(shí)驗(yàn)中測(cè)兩組的數(shù)據(jù)，可以利用閉合電路歐姆定律解方程組求電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法該同學(xué)沒有采用該方法的原因是_

19、（5）該實(shí)驗(yàn)測(cè)得電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都存在誤差，造成該誤差主要原因是_（6）不同小組的同學(xué)分別用不同的電池組（均由同一規(guī)格的兩節(jié)干電池串聯(lián)而成）完成了上述的實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)不同組的電池組的電動(dòng)勢(shì)基本相同，只是內(nèi)電阻差異較大同學(xué)們選擇了內(nèi)電阻差異較大的甲、乙兩個(gè)電池組進(jìn)一步探究，對(duì)電池組的內(nèi)電阻熱功率以及總功率分別隨路端電壓變化的關(guān)系進(jìn)行了猜想，并分別畫出了如圖6所示的和圖象若已知乙電池組的內(nèi)電阻較大，則下列各圖中可能正確的是_（選填選項(xiàng)的字母）【答案】（1）電路連線如圖： （2）畫出圖線如圖： （3）2.8V， 1 （4）偶然誤差較大； （5）電壓表內(nèi)阻不是無窮大； （6）AC 【解析】（1）電路連

20、線如圖：（2）畫出圖線如圖：（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：，即，則由圖像可知：，r=b=1；（4）由于讀數(shù)不準(zhǔn)確帶來實(shí)驗(yàn)的偶然誤差，實(shí)驗(yàn)中測(cè)兩組U、R的數(shù)據(jù)，利用閉合電路歐姆定律解方程組求電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法不能減小這種偶然誤差，而利用圖象進(jìn)行處理數(shù)據(jù)可以減小偶然誤差.（5）由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大，所以在電路中分流，從而帶來系統(tǒng)誤差； （6）電池組的內(nèi)電阻熱功率，則對(duì)于相同的U值，則r越大，對(duì)應(yīng)的P1越小，可知A正確，B錯(cuò)誤；總功率：，則對(duì)相同的U值，r越大P2越小，故C正確，D錯(cuò)誤.15.（8分）如圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡(jiǎn)易多用電表的電路圖。圖中E是電池；R1、R2、R3、R4和R5是

21、固定電阻，R6是可變電阻；表頭G的滿偏電流為250A，內(nèi)阻為480。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連該多用電表有5個(gè)擋位，5個(gè)擋位為：直流電壓1V擋和5V擋，直流電流1mA擋和2.5mA 擋，歐姆100擋。(1)關(guān)于R6的使用，下列說法正確的是_(填正確答案標(biāo)號(hào))。A在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B使用歐姆擋時(shí)，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C使用電流擋時(shí)，調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置(2)某次測(cè)量時(shí)該多用電表指針位置如圖(b)所示。若此時(shí)B端是與“1”相連的，則多用電表讀數(shù)為_；若此時(shí)B端是與

22、“3”相連的，則讀數(shù)為_；若此時(shí)B端是與“5”相連的，則讀數(shù)為_。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)【答案】B 1.47 mA 1.10 k 2.94 V 【解析】（1）1ABC可變電阻R6的作用是進(jìn)行歐姆調(diào)零，AC錯(cuò)誤，B正確。故選B。（2）2 B端接 “1”、 “2”時(shí)是電流擋。接“1”和“2”時(shí)電路總電流分別為 ，因?yàn)閯t接“1”時(shí)是直流電流2.5 mA 擋，則多用電表讀數(shù)為1.47 mA。3 B端是與“3”相連是歐姆擋，則多用電表讀數(shù)為。 4 B端是與“5”相連是直流電壓5 V擋，則多用電表讀數(shù)為2.94 V。四、計(jì)算題（本題共3小題，共計(jì)28分）16.（8分）如圖所示電路，A、B兩點(diǎn)間接上一電動(dòng)勢(shì)為4V、內(nèi)電阻為1的直流電源，三個(gè)電阻的阻值均為4，電容器的電容為20F，電流表內(nèi)阻不計(jì)，求：(1)閉合開關(guān)S后，電容器所帶電荷量；(2)斷開開關(guān)S后，通過R2的電荷量?！敬鸢浮?1)6.410-5C；(2)【解析】(1)當(dāng)電鍵S閉合時(shí)，電阻、被短路，據(jù)歐姆定律得電流表的讀數(shù)為電容器所帶電荷量(2)斷開電鍵后，電容器相當(dāng)于電源，外電路、并聯(lián)后與串聯(lián)，由于各個(gè)電阻相等，則通過的電荷量為17.（10分如圖所示的電路