第12章《電能 能量守恒定律》單元測試卷（解析版）

第十二章《\o"第十二章電能能量守恒定律"電能能量守恒定律》單元測試卷（解析版）（考試時間：90分鐘試卷滿分：100分）注意事項：1．測試范圍：人教版（2019）：

必修第三冊第12章。第Ⅰ卷選擇題一、選擇題（本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～12題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）1．某城市被譽(yù)為“森林中的火車站”的屋頂鋪設(shè)了1.2萬塊光伏組件，每塊面積為，發(fā)電總功率為。已知太陽的輻射總功率約為，太陽與地球之間的距離約，則以下關(guān)于該光伏組件說法正確的是（）A．每塊組件上接收到的太陽輻射功率約為100WB．工作一天大約可發(fā)電C．光電的轉(zhuǎn)換效率約為10%D．若一噸標(biāo)準(zhǔn)煤可以發(fā)電約3000度，則該組件一年可節(jié)省約3500噸煤【答案】C【詳解】A．距離太陽的大圓球面積每塊組件上接收到的太陽輻射功率約為A錯誤；B．若24小時都有太陽，則工作一天大約可發(fā)電但有太陽的時間小于24小時，B錯誤；C．太陽板接收的太陽能功率為光電的轉(zhuǎn)換效率約為C正確；D．若24小時都有太陽，則工作一年大約可發(fā)電若一噸標(biāo)準(zhǔn)煤可以發(fā)電約3000度，24小時都有太陽，則該組件一年可節(jié)省約3500噸煤，但有太陽的時間小于24小時，D錯誤；故選C。2．某吊扇電機(jī)的內(nèi)阻為，相關(guān)參數(shù)如表所示，則它以額定功率工作時（

）功率：電壓/頻率：噪音分貝：轉(zhuǎn)速：重量：整機(jī)A．流過吊扇電機(jī)的電流為 B．吊扇電機(jī)的發(fā)熱功率為C．吊扇電機(jī)的機(jī)械功率為 D．吊扇轉(zhuǎn)動角速度為【答案】B【詳解】A．流過吊扇電機(jī)的電流為故A錯誤；B．吊扇電機(jī)的發(fā)熱功率為故B正確；C．吊扇電機(jī)的機(jī)械功率為故C錯誤；D．吊扇轉(zhuǎn)動角速度為故D錯誤。故選B。3．某實驗小組通過圖甲所示的實驗電路圖測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的圖線，以下結(jié)論正確的是（

）A．干電池內(nèi)阻的測量值為 B．干電池內(nèi)阻的測量值偏大C．干電池電動勢的測量值 D．實驗誤差來源于電流表分壓【答案】C【詳解】AC．根據(jù)閉合電路歐姆定律可得根據(jù)圖像可知，干電池電動勢的測量值為干電池內(nèi)阻的測量值為故A錯誤，C正確；BD．實驗誤差來源于電壓表分流，設(shè)電壓表內(nèi)阻為，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得整理可得則有故BD錯誤。故選C。4．如圖所示，a、b分別表示一個電池組和電阻的伏安特性曲線，以下說法正確的是（）A．電阻的阻值為3ΩB．電池組的內(nèi)阻是0.5ΩC．將該電阻接在該電池組兩端，電池組的輸出功率為4WD．將某電阻接在該電池組兩端，改變外電阻的阻值時，該電池組的最大輸出功率為3W【答案】A【詳解】A．根據(jù)歐姆定律，電阻的阻值為故A正確；B．由圖可知電池組的電動勢為，短路電流為，電池組的內(nèi)阻是故B錯誤；C．將該電阻接在該電池組兩端，電池組的輸出功率為故C錯誤；D．當(dāng)外電阻等于電源內(nèi)阻時，電池組的輸出功率最大，電池組的最大輸出功率為故D錯誤。故選A。5．如圖所示的電路中，已知電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r，滑動變阻器R的阻值可以從零連續(xù)增大到，定值電阻的阻值范圍為，則下列結(jié)論正確的是（）A．外電路消耗的最大功率為B．R消耗的最大功率可能為C．當(dāng)時，r消耗的功率最小D．當(dāng)時，消耗的功率最大【答案】A【詳解】A．當(dāng)外電路電阻等于電源內(nèi)阻時外電路消耗的功率最大，但是由于，則只有當(dāng)滑動變阻器R的阻值為零時，外電路消耗的功率最大，最大值為選項A正確；B．將R1等效為電源的內(nèi)阻，則當(dāng)時R消耗的功率最大，此時最大功率為選項B錯誤；C．當(dāng)內(nèi)阻r消耗的功率最小時，電路的電流最小，此時電路總電阻最大，此時，選項C錯誤；D．當(dāng)消耗的功率最大時，此時電路的總電流最大，此時總電阻最小，即此時，選項D錯誤。故選A。6．在如圖所示的電路中，已知電容器的電容是電容器電容的2倍，電阻的阻值是電阻阻值的2倍，電源的電動勢為E，內(nèi)阻不計，則下列說法中正確的是（）A．開關(guān)S處于閉合狀態(tài)時，電容器所帶電荷量是電容器的2倍B．開關(guān)S處于閉合狀態(tài)時，電容器所帶電荷量是電容器的2倍C．?dāng)嚅_開關(guān)S后，電容器、所帶電荷量一樣多D．?dāng)嚅_開關(guān)S后，電容器所帶電荷量是電容器的2倍【答案】D【詳解】AB．開關(guān)S閉合時，電容器兩端的電壓與電阻兩端的電壓相等，電容器兩端的電壓與電阻兩端的電壓相等，由于電阻的阻值是電阻阻值的2倍，故電阻兩端的電壓是電阻兩端電壓的2倍，由可知電容器、所帶電荷量一樣多，故AB錯誤；CD．?dāng)嚅_開關(guān)S后，電容器、兩端的電壓均等于電源的電動勢E，由可知電容器所帶電荷量是的2倍，故C錯誤，D正確。故選D。7．如圖所示電路中，電阻與阻值相同，理想二極管與并聯(lián)，在AB間加峰值電壓不變的正弦式電流，則與的電功率之比是（

）A．1∶5 B．1∶4 C．1∶2 D．【答案】A【詳解】設(shè)在AB間加峰值電壓為，周期為，則電壓的有效值為設(shè)，一周期內(nèi)，的產(chǎn)生的焦耳熱為一周期內(nèi)，的產(chǎn)生的焦耳熱為與的電功率之比是故選A。8．如圖為一海上風(fēng)電廠的照片，該海上風(fēng)電廠的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片長為50米，有40個發(fā)電機(jī)組。假設(shè)一年中有約100天左右時間可以發(fā)電，且發(fā)電時風(fēng)速約；發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿男始s為?？諝饷芏葹?，試通過估算判斷：該海上風(fēng)電廠年發(fā)電量與下列選項中哪一個最接近（）A． B．C． D．【答案】B【詳解】風(fēng)力發(fā)電是利用動能轉(zhuǎn)化成電能，假設(shè)在時間內(nèi)，吹到風(fēng)葉上的空氣質(zhì)量為，有每臺發(fā)電機(jī)發(fā)電功率為一年發(fā)電量為故選B。9．（多選）某電動機(jī)正常工作時所加電壓，通過的電流，電動機(jī)線圈電阻，則電動機(jī)正常工作時，下列選項正確的有（）A．線圈的發(fā)熱功率為 B．線圈的發(fā)熱功率為C．電動機(jī)消耗的電功率為 D．電動機(jī)對外做功的功率為【答案】AC【詳解】AB．線圈的發(fā)熱功率為故A正確，B錯誤；C．電動機(jī)消耗的電功率為故C正確。D．電動機(jī)對外做功的功率為故D錯誤。故選AC。10．（多選）以下關(guān)于能量轉(zhuǎn)換的說法，正確的是（）A．物體受到的合力對物體做了多少功，物體就具有多少機(jī)械能B．在物體的機(jī)械能減少的過程中，動能有可能是增大的C．摩擦力一定對物體做負(fù)功，導(dǎo)致物體機(jī)械能一定減少D．物體除受重力外，還受其他力，但其他力不做功，則物體的機(jī)械能一定守恒【答案】BD【詳解】A．物體受到的合力對物體做了多少功，物體就有多少動能發(fā)生了變化，選項A錯誤；B．在物體的機(jī)械能減少的過程中，動能有可能是增大的，無物體沿粗糙斜面下滑，由于摩擦力做功機(jī)械能減少，但動能增大，選項B正確；C．摩擦力可能對物體做正功，如放在水平傳送帶的物體在摩擦力作用下歲傳送帶一起運動，使得物體動能增加，機(jī)械能增加，選項C錯誤；D．物體除受重力外，還受其他力，但其他力不做功，則物體的機(jī)械能一定守恒，選項D正確。故選BD。11．（多選）將額定電壓為U、線圈電阻為的直流電動機(jī)與電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源兩端直接相連，電動機(jī)剛好正常工作。則關(guān)于電動機(jī)消耗的電功率，則下列表達(dá)式中錯誤的是（）A． B．C． D．【答案】ABD【詳解】C．由閉合電路歐姆定律可得則電動機(jī)消耗的電功率為C正確，不符合題意；ABD．因為電動機(jī)正常工作時為非純電阻用電器，歐姆定律不成立，故ABD錯誤，符合題意。故選ABD。12．（多選）在如圖所示電路中，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時，四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列判斷正確的是（）A．，B．不變，不變C．變大，變大D．變大，變大【答案】AB【詳解】A．當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時，滑動變阻器接入電路的電阻增大，電路總電流減小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律內(nèi)阻、兩端的電壓都減小，則增大，則滿足根據(jù)電路總電流減小，路端電壓增大，則故A正確；B．根據(jù)則不變，可得則不變，故B正確；C．根據(jù)則變大，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得則不變，故C錯誤；D．根據(jù)則變大，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得則不變，故D錯誤。故選AB。第Ⅱ卷非選擇題二、實驗題（本題共2小題，共20分）13．某物理探究小組的同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的實驗電路測定干電池的電動勢和內(nèi)阻。實驗器材：電池組兩節(jié)干電池；定值電阻R0=2Ω；毫安表（量程為50mA，內(nèi)阻Rg=4.5Ω）；電壓表量程為3V，內(nèi)阻很大；滑動變阻器；電阻箱；開關(guān)；導(dǎo)線若干；(1)將電阻箱的阻值調(diào)至，則圖甲中虛線框內(nèi)改裝后電流表的量程為mA。(2)實驗步驟如下：閉合開關(guān)S前，將滑動變阻器的滑片移到端選填“左”或“右”；閉合開關(guān)S，改變滑片位置，記下電壓表的示數(shù)和毫安表的示數(shù)，多次實驗后將所測數(shù)據(jù)描繪在如圖乙所示的坐標(biāo)紙上，作出圖線。(3)電池組兩節(jié)干電池的電動勢，內(nèi)阻結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字。(4)從實驗原理上分析，通過本實驗測量的電動勢實際電動勢選填“大于”“等于”或“小于”?！敬鸢浮?1)500(2)左(3)3.02.0(4)等于【詳解】（1）改裝后電流表的量程為（2）閉合開關(guān)S前，將滑動變阻器的滑片移到左端阻值最大的位置；（3）[1][2]由電路可知，毫安表的讀數(shù)為電路中總電流的10倍，改裝后的電流表電阻即由圖像可知E=3.0V解得r=2.0Ω（4）從實驗原理上分析，已經(jīng)考慮到了電流表內(nèi)阻的影響，則通過本實驗測量的電動勢等于實際電動勢。14．高2025屆學(xué)生通過對《直流電路》學(xué)習(xí)后，想利用所學(xué)知識組裝如圖所示的簡易多用電表，實驗室老師提供了以下器材，組裝時要求只能用以下給定儀器且儀器不得重復(fù)使用。

A．電流計（0~100μA，180Ω）B．電阻箱（0~999Ω）C．電阻箱（0~9999Ω）D．定值電阻R2（1000Ω）E.變阻器（0~100Ω）F.變阻器（0~1000Ω）G.干電池（1.5V，r內(nèi)阻很?。〩.導(dǎo)線若干；該多用電表需設(shè)置0、1為量程0~1mA的電流檔，0、3為量程0~3V的電壓擋，0、2為歐姆擋。該同學(xué)通過計算并選擇器材（器材選擇只填器材前的字母）。（1）量程0~1mA的電流擋中電阻箱R1應(yīng)該選擇，若將改裝后的電流表與標(biāo)準(zhǔn)電流表串聯(lián)在電路中，發(fā)現(xiàn)改裝后的電流表示數(shù)總是略偏大標(biāo)準(zhǔn)電流表示數(shù)，則應(yīng)適當(dāng)R1（填“增加”或“減小”）。（2）量程0~3V的電壓擋中電阻箱R4應(yīng)該選擇，將其阻值調(diào)節(jié)為Ω。（3）0、2的歐姆擋中變阻器R3應(yīng)該選擇。（4）該同學(xué)用上述簡易多用電表的歐姆擋測量某一未知電阻，他首先進(jìn)行了歐姆擋調(diào)零，然后將電阻接在0、2之間，發(fā)現(xiàn)電流計讀數(shù)為40.0μA，由此可求得未知電阻為Ω?！敬鸢浮緽減小C2982F2250【詳解】（1）[1]量程0～1mA的電流擋中電阻箱阻值為R1＝則R1應(yīng)該選擇B，將其調(diào)節(jié)為20；[2]由于發(fā)現(xiàn)改裝后電流表的示數(shù)總是略大于標(biāo)準(zhǔn)電流表的示數(shù)，說明改裝后電流表的總阻值偏大，應(yīng)適當(dāng)減小R1。（2）[3][4]量程0～3V的電壓擋中電阻箱阻值R4＝則R4應(yīng)該選擇C，將其調(diào)節(jié)為2982。（3）[5]0、2的歐姆擋中電源為一節(jié)1.5V干電池，當(dāng)歐姆擋短接時，根據(jù)閉合電路歐姆定律，有則R3=482變阻器R3應(yīng)該選擇F。（4）[6]電流表示數(shù)為，此時電路中的電流為根據(jù)閉合電路歐姆定律有由此可求得未知電阻為Rx＝2250Ω三．計算題（本題共3小題，共32分）15．某興趣小組為了測量一手機(jī)電池的電動勢和內(nèi)阻，采用如圖所示的電路，，。當(dāng)開關(guān)K閉合時，電壓表示數(shù)為，當(dāng)開關(guān)K斷開時，電壓表示數(shù)為，試求：該手機(jī)電池的電動勢和內(nèi)電阻。

【答案】4.0V，1.0Ω【詳解】當(dāng)開關(guān)K閉合時，根據(jù)閉合電路歐姆定律有根據(jù)部分電路歐姆定律有當(dāng)開關(guān)K斷開時，根據(jù)閉合電路歐姆定律有根據(jù)部分電路歐姆定律有解得，16．如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，接入如圖所示電路中，兩板間的距離d=50cm，電源電動勢E=15V，內(nèi)電阻r=1Ω，電阻R1=4Ω，R2=10Ω，閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶電的小球放入板間恰能保持靜止，若小球質(zhì)量為m=2×10-2kg，電量為q，問：（1）電路中的電流為多大？（2）電阻R2兩端的電壓為多大？（3）電量q是多大？（取g=10m/s2）【答案】（1）1A；（2）10V；（3）1×10-2C【詳解】（1）閉合開關(guān)后，據(jù)閉合電路歐姆定律，電路中的電