第12章《电能 能量守恒定律》单元测试卷（解析版）

第十二章《\o"第十二章电能能量守恒定律"电能能量守恒定律》单元测试卷（解析版）（考试时间：90分钟试卷满分：100分）注意事项：1．测试范围：人教版（2019）：

必修第三册第12章。第Ⅰ卷选择题一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1．某城市被誉为“森林中的火车站”的屋顶铺设了1.2万块光伏组件，每块面积为，发电总功率为。已知太阳的辐射总功率约为，太阳与地球之间的距离约，则以下关于该光伏组件说法正确的是（）A．每块组件上接收到的太阳辐射功率约为100WB．工作一天大约可发电C．光电的转换效率约为10%D．若一吨标准煤可以发电约3000度，则该组件一年可节省约3500吨煤【答案】C【详解】A．距离太阳的大圆球面积每块组件上接收到的太阳辐射功率约为A错误；B．若24小时都有太阳，则工作一天大约可发电但有太阳的时间小于24小时，B错误；C．太阳板接收的太阳能功率为光电的转换效率约为C正确；D．若24小时都有太阳，则工作一年大约可发电若一吨标准煤可以发电约3000度，24小时都有太阳，则该组件一年可节省约3500吨煤，但有太阳的时间小于24小时，D错误；故选C。2．某吊扇电机的内阻为，相关参数如表所示，则它以额定功率工作时（

）功率：电压/频率：噪音分贝：转速：重量：整机A．流过吊扇电机的电流为 B．吊扇电机的发热功率为C．吊扇电机的机械功率为 D．吊扇转动角速度为【答案】B【详解】A．流过吊扇电机的电流为故A错误；B．吊扇电机的发热功率为故B正确；C．吊扇电机的机械功率为故C错误；D．吊扇转动角速度为故D错误。故选B。3．某实验小组通过图甲所示的实验电路图测量一节干电池的电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的图线，以下结论正确的是（

）A．干电池内阻的测量值为 B．干电池内阻的测量值偏大C．干电池电动势的测量值 D．实验误差来源于电流表分压【答案】C【详解】AC．根据闭合电路欧姆定律可得根据图像可知，干电池电动势的测量值为干电池内阻的测量值为故A错误，C正确；BD．实验误差来源于电压表分流，设电压表内阻为，根据闭合电路欧姆定律可得整理可得则有故BD错误。故选C。4．如图所示，a、b分别表示一个电池组和电阻的伏安特性曲线，以下说法正确的是（）A．电阻的阻值为3ΩB．电池组的内阻是0.5ΩC．将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率为4WD．将某电阻接在该电池组两端，改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为3W【答案】A【详解】A．根据欧姆定律，电阻的阻值为故A正确；B．由图可知电池组的电动势为，短路电流为，电池组的内阻是故B错误；C．将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率为故C错误；D．当外电阻等于电源内阻时，电池组的输出功率最大，电池组的最大输出功率为故D错误。故选A。5．如图所示的电路中，已知电源电动势为E，内电阻为r，滑动变阻器R的阻值可以从零连续增大到，定值电阻的阻值范围为，则下列结论正确的是（）A．外电路消耗的最大功率为B．R消耗的最大功率可能为C．当时，r消耗的功率最小D．当时，消耗的功率最大【答案】A【详解】A．当外电路电阻等于电源内阻时外电路消耗的功率最大，但是由于，则只有当滑动变阻器R的阻值为零时，外电路消耗的功率最大，最大值为选项A正确；B．将R1等效为电源的内阻，则当时R消耗的功率最大，此时最大功率为选项B错误；C．当内阻r消耗的功率最小时，电路的电流最小，此时电路总电阻最大，此时，选项C错误；D．当消耗的功率最大时，此时电路的总电流最大，此时总电阻最小，即此时，选项D错误。故选A。6．在如图所示的电路中，已知电容器的电容是电容器电容的2倍，电阻的阻值是电阻阻值的2倍，电源的电动势为E，内阻不计，则下列说法中正确的是（）A．开关S处于闭合状态时，电容器所带电荷量是电容器的2倍B．开关S处于闭合状态时，电容器所带电荷量是电容器的2倍C．断开开关S后，电容器、所带电荷量一样多D．断开开关S后，电容器所带电荷量是电容器的2倍【答案】D【详解】AB．开关S闭合时，电容器两端的电压与电阻两端的电压相等，电容器两端的电压与电阻两端的电压相等，由于电阻的阻值是电阻阻值的2倍，故电阻两端的电压是电阻两端电压的2倍，由可知电容器、所带电荷量一样多，故AB错误；CD．断开开关S后，电容器、两端的电压均等于电源的电动势E，由可知电容器所带电荷量是的2倍，故C错误，D正确。故选D。7．如图所示电路中，电阻与阻值相同，理想二极管与并联，在AB间加峰值电压不变的正弦式电流，则与的电功率之比是（

）A．1∶5 B．1∶4 C．1∶2 D．【答案】A【详解】设在AB间加峰值电压为，周期为，则电压的有效值为设，一周期内，的产生的焦耳热为一周期内，的产生的焦耳热为与的电功率之比是故选A。8．如图为一海上风电厂的照片，该海上风电厂的风力发电机的叶片长为50米，有40个发电机组。假设一年中有约100天左右时间可以发电，且发电时风速约；发电机将风能转变为电能的效率约为。空气密度为，试通过估算判断：该海上风电厂年发电量与下列选项中哪一个最接近（）A． B．C． D．【答案】B【详解】风力发电是利用动能转化成电能，假设在时间内，吹到风叶上的空气质量为，有每台发电机发电功率为一年发电量为故选B。9．（多选）某电动机正常工作时所加电压，通过的电流，电动机线圈电阻，则电动机正常工作时，下列选项正确的有（）A．线圈的发热功率为 B．线圈的发热功率为C．电动机消耗的电功率为 D．电动机对外做功的功率为【答案】AC【详解】AB．线圈的发热功率为故A正确，B错误；C．电动机消耗的电功率为故C正确。D．电动机对外做功的功率为故D错误。故选AC。10．（多选）以下关于能量转换的说法，正确的是（）A．物体受到的合力对物体做了多少功，物体就具有多少机械能B．在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的C．摩擦力一定对物体做负功，导致物体机械能一定减少D．物体除受重力外，还受其他力，但其他力不做功，则物体的机械能一定守恒【答案】BD【详解】A．物体受到的合力对物体做了多少功，物体就有多少动能发生了变化，选项A错误；B．在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的，无物体沿粗糙斜面下滑，由于摩擦力做功机械能减少，但动能增大，选项B正确；C．摩擦力可能对物体做正功，如放在水平传送带的物体在摩擦力作用下岁传送带一起运动，使得物体动能增加，机械能增加，选项C错误；D．物体除受重力外，还受其他力，但其他力不做功，则物体的机械能一定守恒，选项D正确。故选BD。11．（多选）将额定电压为U、线圈电阻为的直流电动机与电动势为E、内阻为r的电源两端直接相连，电动机刚好正常工作。则关于电动机消耗的电功率，则下列表达式中错误的是（）A． B．C． D．【答案】ABD【详解】C．由闭合电路欧姆定律可得则电动机消耗的电功率为C正确，不符合题意；ABD．因为电动机正常工作时为非纯电阻用电器，欧姆定律不成立，故ABD错误，符合题意。故选ABD。12．（多选）在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列判断正确的是（）A．，B．不变，不变C．变大，变大D．变大，变大【答案】AB【详解】A．当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路总电流减小，根据闭合电路的欧姆定律内阻、两端的电压都减小，则增大，则满足根据电路总电流减小，路端电压增大，则故A正确；B．根据则不变，可得则不变，故B正确；C．根据则变大，根据闭合电路的欧姆定律可得则不变，故C错误；D．根据则变大，根据闭合电路的欧姆定律可得则不变，故D错误。故选AB。第Ⅱ卷非选择题二、实验题（本题共2小题，共20分）13．某物理探究小组的同学设计了如图甲所示的实验电路测定干电池的电动势和内阻。实验器材：电池组两节干电池；定值电阻R0=2Ω；毫安表（量程为50mA，内阻Rg=4.5Ω）；电压表量程为3V，内阻很大；滑动变阻器；电阻箱；开关；导线若干；(1)将电阻箱的阻值调至，则图甲中虚线框内改装后电流表的量程为mA。(2)实验步骤如下：闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片移到端选填“左”或“右”；闭合开关S，改变滑片位置，记下电压表的示数和毫安表的示数，多次实验后将所测数据描绘在如图乙所示的坐标纸上，作出图线。(3)电池组两节干电池的电动势，内阻结果均保留两位有效数字。(4)从实验原理上分析，通过本实验测量的电动势实际电动势选填“大于”“等于”或“小于”。【答案】(1)500(2)左(3)3.02.0(4)等于【详解】（1）改装后电流表的量程为（2）闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片移到左端阻值最大的位置；（3）[1][2]由电路可知，毫安表的读数为电路中总电流的10倍，改装后的电流表电阻即由图像可知E=3.0V解得r=2.0Ω（4）从实验原理上分析，已经考虑到了电流表内阻的影响，则通过本实验测量的电动势等于实际电动势。14．高2025届学生通过对《直流电路》学习后，想利用所学知识组装如图所示的简易多用电表，实验室老师提供了以下器材，组装时要求只能用以下给定仪器且仪器不得重复使用。

A．电流计（0~100μA，180Ω）B．电阻箱（0~999Ω）C．电阻箱（0~9999Ω）D．定值电阻R2（1000Ω）E.变阻器（0~100Ω）F.变阻器（0~1000Ω）G.干电池（1.5V，r内阻很小）H.导线若干；该多用电表需设置0、1为量程0~1mA的电流档，0、3为量程0~3V的电压挡，0、2为欧姆挡。该同学通过计算并选择器材（器材选择只填器材前的字母）。（1）量程0~1mA的电流挡中电阻箱R1应该选择，若将改装后的电流表与标准电流表串联在电路中，发现改装后的电流表示数总是略偏大标准电流表示数，则应适当R1（填“增加”或“减小”）。（2）量程0~3V的电压挡中电阻箱R4应该选择，将其阻值调节为Ω。（3）0、2的欧姆挡中变阻器R3应该选择。（4）该同学用上述简易多用电表的欧姆挡测量某一未知电阻，他首先进行了欧姆挡调零，然后将电阻接在0、2之间，发现电流计读数为40.0μA，由此可求得未知电阻为Ω。【答案】B减小C2982F2250【详解】（1）[1]量程0～1mA的电流挡中电阻箱阻值为R1＝则R1应该选择B，将其调节为20；[2]由于发现改装后电流表的示数总是略大于标准电流表的示数，说明改装后电流表的总阻值偏大，应适当减小R1。（2）[3][4]量程0～3V的电压挡中电阻箱阻值R4＝则R4应该选择C，将其调节为2982。（3）[5]0、2的欧姆挡中电源为一节1.5V干电池，当欧姆挡短接时，根据闭合电路欧姆定律，有则R3=482变阻器R3应该选择F。（4）[6]电流表示数为，此时电路中的电流为根据闭合电路欧姆定律有由此可求得未知电阻为Rx＝2250Ω三．计算题（本题共3小题，共32分）15．某兴趣小组为了测量一手机电池的电动势和内阻，采用如图所示的电路，，。当开关K闭合时，电压表示数为，当开关K断开时，电压表示数为，试求：该手机电池的电动势和内电阻。

【答案】4.0V，1.0Ω【详解】当开关K闭合时，根据闭合电路欧姆定律有根据部分电路欧姆定律有当开关K断开时，根据闭合电路欧姆定律有根据部分电路欧姆定律有解得，16．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，接入如图所示电路中，两板间的距离d=50cm，电源电动势E=15V，内电阻r=1Ω，电阻R1=4Ω，R2=10Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带电的小球放入板间恰能保持静止，若小球质量为m=2×10-2kg，电量为q，问：（1）电路中的电流为多大？（2）电阻R2两端的电压为多大？（3）电量q是多大？（取g=10m/s2）【答案】（1）1A；（2）10V；（3）1×10-2C【详解】（1）闭合开关后，据闭合电路欧姆定律，电路中的电