高中物理人教必修三第12章 電能 能量守恒定律 單元檢測檢測A卷（解析版）

1、第十二章 電能 能量守恒定律 單元檢測（A卷） 一、單選題：(每題4分，共計32分)1.市面上出售一種裝有太陽能電扇的帽子(如圖所示)在陽光的照射下，小電扇快速轉(zhuǎn)動，能給炎熱的夏季帶來一絲涼爽該裝置的能量轉(zhuǎn)化情況是()A太陽能電能機(jī)械能B太陽能機(jī)械能電能C電能太陽能機(jī)械能D機(jī)械能太陽能電能答案：A解析：電池板中太陽能轉(zhuǎn)化為電能，小電動機(jī)中電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能2.有一家用電褽斗，其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖所示，改變內(nèi)部連線方式可以使電褽斗處于斷開狀態(tài)或獲得低、中、高三個不同的溫度擋，選項圖中是它的四種不同的連接方式，其中能獲得低擋溫度的是（ ）ABCD【答案】B【解析】AA選項為斷路，沒有電流，不工作，A錯

2、誤；BCDB選項R1、R2串聯(lián)，發(fā)熱功率為：；C選項只有R1工作，發(fā)熱功率為：；D選項R1、R2并聯(lián)，發(fā)熱功率為：；可以判斷出，P2最小，所以能獲得低擋溫度的是B選項。故選B。3.用圖示的電路可以測量電阻的阻值圖中Rx是待測電阻，R0是定值電阻，G是靈敏度很高的電流表，MN是一段均勻的電阻絲閉合開關(guān)，改變滑動頭P的位置，當(dāng)通過電流表G的電流為零時，測得MPl1，PNl2，則Rx的阻值為()A.eq f(l1,l2)R0Beq f(l1,l1l2)R0 C.eq f(l2,l1)R0 Deq f(l2,l1l2)R0 解析：選C.電流表G中的電流為零，表示電流表G兩端電勢差為零(即電勢相等)，則

3、R0與Rl1兩端電壓相等，Rx與Rl2兩端電壓相等，其等效電路圖如圖所示I1R0I2Rl1I1RxI2Rl2由公式Req f(l,S)知Rl1eq f(l1,S)Rl2eq f(l2,S)由式得eq f(R0,Rx)eq f(l1,l2)即Rxeq f(l2,l1)R0.選項C正確4.如圖為2017年5月戴森公司發(fā)售的360 Eye掃地機(jī)器人.360 Eye內(nèi)置鋰電池容量為2 250 mAh，在一般狀況下，充滿一次電可供其運行的時間為45 min.已知360 Eye掃地機(jī)器人額定功率為54 W，則下列說法正確的是()A掃地機(jī)器人正常工作時的電流是2.25 AB掃地機(jī)器人正常工作時額定電壓為18

4、 VC掃地機(jī)器人工作時的內(nèi)阻為6 D掃地機(jī)器人電池充滿電之后的電能為4.374105 J答案B解析根據(jù)電流的定義式可得工作電流為：Ieq f(q,t)eq f(2 2501033 600,4560) A3 A，故A錯誤；掃地機(jī)器人額定功率為54 W，則額定電壓：Ueq f(P,I)eq f(54,3) V18 V，故B正確；掃地機(jī)器人消耗的電功率大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，電功率大于熱功率，UII2r，所以其電阻值req f(U,I)eq f(18,3) 6 ，故C錯誤；掃地機(jī)器人電池充滿電之后的電能等于放電過程中消耗的電能：EPt544560 J1.458105 J，故D錯誤5.如圖所示，直線OAC

5、為某一直流電源的總功率P總隨電流I變化的圖線拋物線OBC為同一直流電源內(nèi)部熱功率Pr隨電流I變化的圖線若A、B的對應(yīng)電流為1 A，那么AB線段表示的功率等于（ ）A1 WB3 WC2 WD2.5 W【答案】C【解析】由圖讀出I=3A時，電源的功率P=9W，電源內(nèi)部發(fā)熱功率P熱=9W，根據(jù)電源的功率P=EI和電源內(nèi)部發(fā)熱功率P熱=I2r分別求出電源的電動勢和內(nèi)阻當(dāng)電流I=2A時，分別求出電源的功率和電源內(nèi)部發(fā)熱功率，求出線段AB表示功率的變化由圖讀出I=3A時，電源的功率P=9W，由P=EI得，E=3V電源內(nèi)部發(fā)熱功率P熱=9W，由P熱=I2r求出r=1當(dāng)電流I=2A時，電源的功率P=EI=6W

6、，電源內(nèi)部發(fā)熱功率P熱=I2r=4W，則線段AB表示功率的變化為2W故C正確。故選C。6.如圖所示的電路中，閉合電鍵k后，燈a和b都正常發(fā)光，后來由于某種故障使燈b突然變亮，電壓表讀數(shù)增加，由此推斷這故障可能是（）Aa燈燈絲燒斷B電阻R2短路C電阻R2斷路D電容被擊穿短路【答案】C【解析】A：若a燈燈絲燒斷，電路總電阻增大，總電流減小，b燈兩端電壓減小，b燈變暗，不符合題意。故A項錯誤。B：若電阻R2短路，b燈被短路，b燈不亮，不符合題意。故B項錯誤。C：若電阻R2斷路，總電阻增大，總電流減小，b兩端電壓增大，b燈變亮；電源兩端電壓增大，電壓表讀數(shù)增加，符合題意。故C項正確。D：電容器被擊穿短

7、路，總電阻減小，總電流增大，路端電壓減小，電壓表讀數(shù)減小，不符合題意。故D項錯誤。7.如圖所示，甲、乙為兩個獨立電源(外電路為純電阻)的路端電壓與通過它們的電流I的關(guān)系圖線，下列說法中正確的是()A電源甲的電動勢大于電源乙的電動勢B電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻C路端電壓都為U0時，電源甲的外電阻大于電源乙的外電阻D電流都是I0時，兩電源的內(nèi)電壓相等答案A解析圖線與U軸交點的坐標(biāo)值表示電動勢的大小，由圖線可知，甲與U軸交點的坐標(biāo)值比乙的大，表明甲的電動勢大于乙的電動勢，故A正確；圖線的斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻(電動勢與短路電流的比值)，圖線甲的斜率絕對值大于圖線乙的斜率絕對值，表明甲的內(nèi)阻大于乙

8、的內(nèi)阻，故B錯誤；甲、乙兩圖線的交點坐標(biāo)為(I0，U0)，外電路是純電阻說明兩電源此時的外電阻相等，故C錯誤；電源的內(nèi)電壓等于通過電源的電流與電源內(nèi)阻的乘積，即U內(nèi)Ir，因為甲的內(nèi)阻比乙的內(nèi)阻大，所以當(dāng)電流都為I0時，甲電源的內(nèi)電壓較大，故D錯誤8.如圖所示，長為L的兩平行金屬板水平放置，接在直流電路中，圖中R為滑動變阻器，一帶電微粒自兩板左側(cè)中央以某初速度v0平行于金屬板進(jìn)入兩板間，若將滑動變阻器的滑片P置于最下端b處，帶電微粒將落在下板上距離左端eq f(L,3)處；若滑片P與b端間電阻為18 ，帶電微粒將沿直線運動；若要微粒不打到金屬板上，則滑片P與b端間電阻R的范圍應(yīng)為()A.12 R

9、20 B.16 R20 C.12 R24 D.16 R24 解析設(shè)兩平行金屬板間距為d，當(dāng)滑動變阻器的滑片P置于b處時，兩平行板間的電壓為0，得eq f(d,2)eq f(1,2)gteq oal(2,1)，eq f(L,3)v0t1；當(dāng)滑片P與b端間電阻為18 時，有eq f(qU0,d)mg。若要微粒剛好不打到金屬板上，應(yīng)滿足eq f(d,2)eq f(1,2)ateq oal(2,2)，Lv0t2，eq f(qU1,d)mgma或mgeq f(qU2,d)ma，由以上各式可求得U1eq f(10,9)U0，U2eq f(8,9)U0，由串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可求得電阻R1eq f(10,9)

10、R020 ，R2eq f(8,9)R016 ，所求R的范圍為16 R20 ，選項B正確。答案B多選題（每題4分，共計16分）9.以下關(guān)于電源的說法中正確的是()A電源的作用是維持導(dǎo)體兩端的電壓，使電路中有持續(xù)的電流B在電源內(nèi)部正電荷能從負(fù)極到正極是因為電源內(nèi)部只存在非靜電力而不存在靜電力C靜電力與非靜電力都可以使電荷移動，所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢能減小D靜電力移動電荷做功電荷電勢能減少，非靜電力移動電荷做功電荷電勢能增加答案AD解析電源的作用是維持導(dǎo)體兩端的電壓，使電路中有持續(xù)的電流，故A正確；在電源內(nèi)部既存在非靜電力，又存在靜電力，故B錯誤；靜電力與非靜電力都可以使電荷移動，靜電力移動電1

11、0.如圖是一個多量程多用電表的簡化電路圖，圖中E是電池，G為表頭，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。下列說法正確的是（ ）A該多用電表的A端應(yīng)接黑表筆B換擋開關(guān)旋至3處為歐姆擋，電阻值為讀數(shù)乘以倍率C換擋開關(guān)旋至1、2處為電流擋，換擋開關(guān)旋至2處量程較大D換擋開關(guān)旋至4、5處為電壓擋，換擋開關(guān)旋至5處量程較小【答案】AB【解析】A根據(jù)歐姆表原理可知，內(nèi)部電源的正極應(yīng)接黑表筆，這樣才能保證在測電阻時電流表中電流“紅進(jìn)黑出”則A端應(yīng)接黑色筆，故A正確；B根據(jù)多用電表的歐姆檔測量原理為表頭連接電源和滑動變阻器，根據(jù)全電路的歐姆定律由電流的大小換算出待測電阻，故換擋開關(guān)旋至3處為歐姆擋

12、，電阻值為讀數(shù)乘以倍率，故B正確；C換擋開關(guān)旋至1、2處為表頭并聯(lián)不同的電阻，利用并聯(lián)分流測大電流，則這兩處為電流擋，且并聯(lián)電阻越小能分流越多，換擋開關(guān)旋至1處是并聯(lián)的R1，量程換擋開關(guān)旋至2處是并聯(lián)的（R1+R2），故接1處量程較大，故C錯誤；D換擋開關(guān)旋至4、5處為表頭串聯(lián)不同的電阻，根據(jù)串聯(lián)分壓，則這兩處構(gòu)成電壓擋，換擋開關(guān)旋至5處串聯(lián)的總電阻較大，其量程較大，故D錯誤。故選AB。11.如圖電路中，電源電動勢、內(nèi)電阻、R1、R2為定值。閉合S后，將R的滑鍵向右移動，電壓表的示數(shù)變化量的絕對值為U，電阻R2的電壓變化量的絕對值為，電源電流變化量的絕對值為I，下列說法正確的是（）A通過R1的

13、電流增大，增大量等于B通過R2的電流增大，增大量小于C與I的比值保持不變DU與I的比值保持不變【答案】BCD【解析】A將R的滑鍵向右移動，減小，電路中的總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知干路電流增大，通過電流增大，則分壓增大，根據(jù)可知路端電壓減小，所以與構(gòu)成的并聯(lián)電路部分分壓減小，所以通過的電流減小，根據(jù)歐姆定律可知減小量等于，A錯誤；B根據(jù)閉合電路歐姆定律可知滑鍵向右移動后，結(jié)合數(shù)學(xué)知識可知可知結(jié)合歐姆定律可知B正確；C根據(jù)B選項分析可知C正確；D對變形得則D正確。故選BCD。12.如圖所示的電路中，電源電動勢為E、內(nèi)阻忽略不計，ab是總電阻為2R的滑動變阻器，滑片P剛開始位于中間位置，定

14、值電阻的阻值為R，平行板電容器的電容為C，其下極板與地（取為零電勢）相連，一電量為q帶正電的粒子固定在兩板中央e處，閉合開關(guān)S，待穩(wěn)定后，下列判斷正確的是（）Ae處的電勢為B若把滑片P移至b端，穩(wěn)定后粒子的電勢能減少了C若把滑片P移至b端，穩(wěn)定后粒子所受電場力變?yōu)樵瓉淼?倍D若把滑片P移至b端，同時上極板向上移動僅使板間距變?yōu)樵瓉淼?倍，穩(wěn)定后電容器的帶電量變?yōu)樵瓉淼?.5倍【答案】AD【解析】A由閉合電路歐姆定律得，干路電流為則電容器兩端的電壓因為e是中點，且下極板接地，所以e處的電勢為，故A正確；B若把滑片P移至b端，則電容器的兩端電壓為E，那么電勢是原來的3倍，因粒子帶正電，且e處的電勢

15、為正值，所以粒子的電勢能增大了，故B錯誤；C若把滑片P移至b端，則電容器的兩端電壓為E，因此電容器的電場強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍，穩(wěn)定后粒子所受電場力變?yōu)樵瓉淼?倍，故C錯誤；D因電容器的電壓是原來的3倍，當(dāng)把滑片P移至b端，同時上極板向上移動僅使板間距d變?yōu)樵瓉淼?倍，由可知，電容C是原來的一半，由Q = CU可知，穩(wěn)定后電容器的帶電量變?yōu)樵瓉淼?.5倍，故D正確。故選AD。實驗題（本題共3小題，共計24分）13.（7分）在“用傳感器觀察電容器的充電和放電”實驗中，電路圖如圖甲。一位同學(xué)使用的電源電動勢為8.0V，測得電容器放電的i-t圖像如圖乙所示。（1）若按“四舍五入（大于半格算一個，小于半格

16、舍去）”法， i-t圖線與兩坐標(biāo)軸包圍面積表示的物理意義是_；電容器在全部放電過程中釋放的電荷量約為_C；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（2）根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算電容器的電容值為_ F；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）如果將電阻R換一個阻值更大的電阻，則放電過程釋放的電荷量_（選填“變多”、“不變”或“變少”）。【答案】I-t 圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示總的電荷量 2.41032.6103C 3.01043.3104F 不變 【解析】(1)1電容器的放電圖象是一條逐漸下降的曲線，而q=It，從微法得到，It圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積就是總的電荷量；2圖象下共有30格，所以電容器在全部放電過程中釋放的電荷量約為

17、由于誤差所以2.41032.6103C均可；(2)3電容器充滿電后所帶的電荷量Q=2.410-3C，而所加電壓U=E=8.0V，所以由于Q值2.41032.6103C均可，所以電容在3.01043.3104F均可；(3)4由圖看出，若將電阻換一個阻值較大電阻，但由于電容器電荷量一定，則所有電荷量將通過電阻R釋放，只是圖象更加平緩些，但總量不變。（9分）在物理課外活動中，小明同學(xué)制作了一個簡單的多用電表，圖甲為電表的電路原理圖。已知選用的電流表內(nèi)阻Rg=10、滿偏電流Ig=10mA，當(dāng)選擇開關(guān)接3時為量程250V的電壓表。該多用電表表盤如圖乙所示，下排刻度均勻，C為上排刻度線的中間刻度，由于粗心

18、上排刻度線對應(yīng)數(shù)值沒有標(biāo)出。(1)若指針指在圖乙所示位置，選擇開關(guān)接1時其讀數(shù)為_；選擇開關(guān)接3時其讀數(shù)為_；(2)為了測該多用電表歐姆擋的電阻和表內(nèi)電源的電動勢，小明同學(xué)在實驗室找到了一個電阻箱，設(shè)計了如下實驗：將選擇開關(guān)接2，紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)R1的阻值使電表指針滿偏；將多用電表紅黑表筆與電阻箱相連，調(diào)節(jié)電阻箱使多用電表指針指在C處，此時電阻箱如圖丙所示，則C處刻度應(yīng)為_；計算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為_V；（保留2位有效數(shù)字）(3)調(diào)零后將電表紅黑表筆與某一待測電阻相連，若指針指在圖乙所示位置，則待測電阻的阻值為_。（保留2位有效數(shù)字）【答案】6.9mA 173V（172174V間均可

19、） 150 1.5 67（6669均可） 【解析】(1)1選擇開關(guān)接1時測電流，多用電表為量程是10mA的電流表，其分度值為0.2mA，示數(shù)為6.9mA；2選擇開關(guān)接3時測電壓，多用電表為量程250V的電壓表，其分度值為5V，其示數(shù)為173V；由于誤差（172174V間均可）(2)3由圖丙所示電阻箱可知，電阻箱示數(shù)為4由圖乙所示可知，指針指在C處時，電流表示數(shù)為5mA=0.005A，C處電阻為中值電阻，則電表內(nèi)阻為150，電源電動勢(3)5根據(jù)第(1)問可知，調(diào)零后將電表紅黑表筆與某一待測電阻相連，此時電路中的電流值為6.9mA，而表內(nèi)電池的電動勢為E=1.5V，表內(nèi)總電阻為150，所以待測電

20、阻的阻值為67，由于誤差（6669均可）15.(8分）某研究小組收集了兩個電學(xué)元件：電阻R0(約為2 k)和手機(jī)中的鋰電池(電動勢E標(biāo)稱值為3.7 V，允許最大放電電流為100 mA)實驗室備有如下器材：A電壓表V(量程3 V，電阻RV約為4.0 k)B電流表A1(量程100 mA，電阻RA1約為5 )C電流表A2(量程2 mA，電阻RA2約為50 )D滑動變阻器R1(040 ，額定電流1 A)E電阻箱R2(0999.9 )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)計了一電路，與其對應(yīng)的實物圖如圖9，圖中的電流表A應(yīng)選_(選填“A1”或“A2”)，請將實物連線補(bǔ)充完整(2)為測

21、量鋰電池的電動勢E和內(nèi)阻r，小紅設(shè)計了如圖10甲所示的電路圖根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出eq f(1,U)eq f(1,R2)圖象，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k、b表示)圖10答案(1)A2實物連線如圖所示(2)eq f(1,b)eq f(k,b)解析(2)由EUeq f(U,R2)r得：eq f(1,U)eq f(1,E)eq f(r,E)eq f(1,R2)則eq f(1,E)b，eq f(r,E)k，故：Eeq f(1,b)，req f(k,b).四、計算題（本題共3小題，共計28分）16.（8分）如圖所示電路，電源電動勢為E，內(nèi)阻為，定值電阻，閉合、斷開，電流表的示數(shù)是；閉合和，電流表的示數(shù)是，此時電動機(jī)豎直向上勻速吊起質(zhì)量為的重物，已知電動機(jī)線圈電阻為，電流表、電壓表均為理想電表，不計一切阻力，取，求：(1)電源電動勢E；(2)閉合和時，重物向上運動的速率。【答案】(1)6.00V；(2)0.68m/s【解析】(1)閉合、斷開，電流表的示數(shù)是，由閉合電路歐姆定律有(2)閉合和，電流表的示數(shù)是，則路端電壓為此時流過電動機(jī)的電流為則電動機(jī)的輸出功率為重物向上運動的速率