2021-2022学年【新教材】高二物理粤教版（2019）必修第三册第五章《电能与能源的可持续发展》单元基础巩固达标卷（word版含答案）

第五章《电能与能源的可持续发展》单元基础巩固达标卷
一、单选题
1．下列对能量转化的描述，正确的是（　　）
A．电暖气工作时，电能转化为动能
B．汽油发动机运转时，电能转化为化学能
C．雨滴下落过程中，部分动能转化为重力势能
D．水力发电机工作时，水的部分机械能转化为电能
2．关于能量转化与守恒，下列说法中正确的是（　　）
A．摩擦生热的过程是不可逆的
B．凡是能量守恒的过程就一定会发生
C．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
D．由于能的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机
3．关于能量和能源，下列说法中正确的是
A．化石能源是清洁能源；水能是可再生能源
B．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造
C．在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源
D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减小，但能量品质降低了
4．电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R与电动机线圈电阻相等，开关接通后，电动机正常工作，设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功W1，产生的电热为Q1；电流通过电动机做功W2，产生的热量为Q2，则有（　　）
A．U1=U2, Q1=Q2 B．W1=W2, Q1=Q2 C．W15．把六个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是（　　）
A．P甲=P乙 B．P乙=3P甲 C．P甲=3P乙 D．P乙>3P甲
6．赛力斯华为智选电动拥有两台电动机，在日常城市驾驶纯电动模式下可以行驶180公里。如图所示，为汽车的蓄电池、电流表、车灯、电动机连接的简化电路，汽车蓄电池电动势为，内阻为。闭合，车灯接通后，电动机未起动，电流表示数为；再闭合，电动机启动的瞬间，电流表示数为，假设电灯的电阻不变，不计电流表内阻，则（　　）
A．闭合电动机未启动时，车灯的功率为
B．电动机启动瞬间，车灯两端的电压为
C．电动机启动瞬间，车灯的功率减少了
D．电动机启动瞬间，电动机消耗的功率为
7．如图，电源电动势，小灯泡的额定电压和额定功率分别为“”和“”，闭合开关，两小灯泡正常发光，电动机M正常工作，则下列说法正确的是（　　）
A．电动机的线圈电阻为 B．电动机输出的机械功率为
C．电源内阻 D．电源的效率为
8．如图示，定值电阻的阻值为，电动机M的线圈电阻值为，a、b两端加有44V的恒定电压，理想电压表的示数为24V，由此可知（　　）
A．通过电动机的电流为12A B．电动机输入功率为288W
C．电动机线圈的热功率为 D．电动机输出的功率为
9．如图所示，直线A为电源的U—I图线，直线B为电阻R的U—I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是（　　）
A．4W，8W B．2W，4W C．4W，6W D．2W，3W
10．如图所示是一个直流电动机提升重物的装置重物质量m = 50kg，电源电压U = 100V，不计各处的摩擦，当电动机以v = 0.9m/s的恒定速度将重物向上提升1m时，电路中的电流I = 5A，g取10m/s2，由此可知（ ）
A．电动机线圈的电阻r = 2Ω
B．电动机线圈的电阻r = 1Ω
C．此过程中无用功为50J
D．该装置的效率为80%
11．如图所示，电源电动势E=6V，内阻r=2Ω，定值电阻R1=1Ω，R2=4Ω，当滑动变阻器接入电路的电阻为12Ω时，滑动变阻器的功率为（　　）
A．2W B．1.5W
C．0.75W D．0.5W
12．一电动自行车中电源铭牌标有“48V，”字样。假设电源工作时输出电压恒为48V，额定输出功率为192W。电动机的线圈内阻为1Ω。某次平路上行驶的人和车的总质量为100kg，阻力为总重力的0.03，则（　　）
A．中的是能量的单位
B．在平路上行驶的最大速度约为
C．充满电后该电源的总能量为576J
D．以额定输出功率行驶时，电动机的效率约为92%
二、多选题
13．下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械能损耗。若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则（　　）
自重 40 kg 额定电压 48 V
载重 75 kg 额定电流 12 A
最大行驶速度 20 km/h 额定输出功率 350 W
A．电动机的输入功率为576 W B．电动机的内电阻为4 Ω
C．该车获得的牵引力为104 N D．该车受到的阻力为63 N
14．某电动机线圈电阻为R，电动机正常工作时两端的电压为U，通过的电流为I，关于这个电动机正常工作t时间内能量的消耗及产生的焦耳热，下列说法中正确的是（　　）
A．电动机消耗的电能为UIt
B．电动机输出的机械能为I2Rt
C．电动机线圈产生的热量为I2Rt
D．电动机消耗的电能为
15．某电动自行车使用的锂离子电池额定电压为30V，电池总容量为60A·h，当电池剩余容量为总容量的时，该车将不能行驶。该电动自行车质量为40kg，质量为60kg的人骑该车在平直路面上行驶时额定车速为18km/h，所受阻力大小为人车总重的0.1倍。已知1度电为1kW·h。取重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A．题中电池容量的单位A·h为能量单位
B．从此车不能行驶开始充电至电池充满需要用电1.5度
C．该人骑此车在平直路面上以额定速度行驶时，此车的额定功率为500W
D．该人骑此车在平直路面上以额定速度行驶，能行驶的最大里程约为45km
16．如图所示为某电动摩托车的内部简化电路图。电路中M为电动机，电动机内部线圈电阻为。为摩托车内部指示灯的电阻阻值，A为摩托车内部所装的电流表，V为摩托车内部所装的电压表。电动机所用电池的电动势为、内阻为。开关S闭合后，电动机正常工作，摩托车正常行驶，此时电压表的读数为，电流表的读数为。设电压表和电流表均为理想电表，则下列结论正确的是（　　）。
A．指示灯消耗的功率为 B．电动机内部发热功率为
C．电动机的输出功率为 D．电池输出的总功率为
17．大气中存在可自由运动的带电粒子，其密度随距地面高度的增加而增大，可以把离地面50km以下的大气看做是具有一定程度漏电的均匀绝缘体（即电阻率较大的物质）；离地面50km以上的大气则可看做是带电粒子密度非常高的良导体，地球本身带负电，其周围空间存在电场。离地面h=50km处与地面之间的电势差约为U=3.0×105V。由于电场的作用，地球处于放电状态。但大气中频繁发生雷暴又对地球充电，从而保证了地球周围电场恒定不变（可视为匀强电场），统计表明，雷暴每秒带给地球的平均电荷量约为q=1800C，已知地球半径r=6400km。下列说法正确的是（有关计算只要求1位有效数字）（　　）
A．离地面越近电势越高
B．地球附近大气层的电场强度约为6×103V/m
C．地球漏电功率约为5×108W
D．大气电阻率ρ约为2×1012Ω·m
18．在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关S闭合后，电路中的总电流为0.20A，则此时（　　）
A．L2的电阻为7.5Ω
B．L1上的电压为L2上电压的2倍
C．L1消耗的电功率为0.30W
D．L1、L2消耗的电功率的比值大于4
三、实验题
19．某兴趣小组想测绘热敏电阻的伏安特性曲线，设计了如图1所示的电路。
(1)滑动变阻器有以下两种规格，应选择___________；
A．滑动变阻器（阻值范围、额定电流2A）
B．滑动变阻器（阻值范围、额定电流1A）
(2)请用笔画线代替导线把图2所示的实物图补充完整__________。
(3)闭合电键S前，滑动变阻器的滑片应置于___________（选填“最左端”、“最右端”或“中间位置”）；
(4)小组同学改变滑片的位置，得到多组电压表和电流表的示数，作出通过热敏电阻的电流随电压的变化曲线，如图3所示。
①当热敏电阻两端的电压是1V时，热敏电阻的阻值是___________；
②把热敏电阻和定值电阻、恒压电源组成图4所示的电路，电源电压恒为6V，定值电阻，热敏电阻消耗的电功率为___________W。（结果均保留3位有效数字）
20．某同学要测定直流电动机的效率，其设计电路如图所示。电键闭合后，调节变阻器滑动片，使电动机正常工作。重物G达到稳定速度后，记录数据：
1.5 0.15 5.0 1.2 0.75
（1）根据测定的物理量U、I、t、s、G，写出计算电动机效率的公式_____________。
（2）根据以上数据，求得电动机的效率为______（用百分比表示）。
（3）做好该实验，需注意的事项是___________。（写出一条即可）
四、解答题
21．如图所示，直流电动机和电炉并联后接在直流电源上，电源的内阻r =2Ω，电炉的电阻R1=18Ω，电动机线圈的电阻R2=1Ω，当开关S断开时，电源内电路消耗的热功率P=72W；当S闭合时，干路中的电流I=15A。求：
（1）电源的电动势E；
（2）S闭合后电动机的机械功率。
22．一直流电动机与定值电阻R＝4Ω串联后接在电路中的A、B两点间，电流表为理想电表，电路如图所示，当A、B间接电压0.5V时，电动机不转，此时电流表示数为0.1A；当A、B间接电压12V时，电动机正常转动起来，此时电流表示数为2A。试求：
（1）电动机的内阻；
（2）电动机正常转动时的输出功率。
23．如图所示，电源电动势E=3V，小灯泡L标有“2V，0.4W”，开关S接1，当变阻器调到R=22时，小灯泡L正常发光；现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，电动机的内阻为1Ω。
(1)电源的内阻r；
(2)正常工作时电动机的输出功率P。
参考答案
1．D
【详解】
A．电暖器工作时，电能转化为热能，故A错误；
B．汽油发动机运转时，化学能转化为机械能，故B错误；
C．雨滴下落过程中，部分重力势能转化为动能，故C错误；
D．水力发电机工作时，水的部分机械能转化为电能，故D正确．
2．A
【详解】
摩擦生热是由机械能转化为内能的过程，是自发的过程，而内能不能自发的变为机械能，所以摩擦生热的过程是不可逆的，故A正确；根据“热力学第二定律”可知，宏观热现象具有方向性，故能量守恒的过程不一定都会发生，故B错误；热传递存在方向性的含义是指热量可以自发的从高温物体传递到低温物体，而不能自发的从高温物体传递到低温物体，但若有其它影响也可以将热量从低温物体传递到高温物体，空调机制冷时必须通过压缩机做功才能实现热量从低温物体传递到高温物体，因此热传递仍然存在方向性，故C错误；能量的转化过程尽管符合能量守恒定律，高品质的能量能够自发的变为内能耗散到空中，但耗散的低品质的能量不能再集中利用，所以会发生能源危机，故D错误；故选A．
3．D
【详解】
A．化石能源不是清洁能源；水能是可再生能源，选项A错误；
B．人类在不断地开发和利用新能源，但是能量是不可以被创造的，选项B错误；
C．在能源的利用过程中，虽然能量在数量上并未减少，但是能源的品质再降低，所以还需要节约能源，选项C错误；
D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减小，但能量品质降低了，选项D正确.
故选D。
4．D
【详解】
设电键接通后，电路中电流为，对于电阻，由欧姆定律得
对于电动机
则
电流通过电阻做功为
电流通过电动机做功为
因为，所以
根据焦耳定律得
则
故选D。
5．C
【详解】
设灯泡正常发光时的电流为I，对于甲图，电路的总的电流为3I，此时甲的总功率的大小为
P甲＝U 3I
对于乙图，电流的总电流的大小就为I，此时乙的总功率的大小为
P乙＝U I
所以
P甲＝3P乙
故选C。
6．C
【详解】
A．闭合电动机未启动时，车灯两端的电压
车灯的功率为
选项A错误；
B．电动机启动瞬间，车灯两端的电压为
选项B错误；
C．车灯电阻
电动机启动瞬间，车灯的功率
车灯的功率减少了
选项C正确；
D．电动机启动瞬间，车灯的电流
电动机消耗的功率为
选项D错误。
故选C。
7．D
【详解】
A．电动机的电流为
电动机的线圈为非纯电阻则有
所以A错误；
B．电动机输出的机械功率为
所以B错误；
C．电源内阻为
所以C错误；
D．电源的效率为
所以D正确；
故选D。
8．D
【详解】
A．根据串联关系，定值电阻的电流等于电动机的电流，故
A错误。
B．电动机的输入功率为
B错误。
C．电动机线圈的热功率为
C错误。
D．电动机的输出功率为输入功率减去线圈的热功率，故为64W，D正确。
故选D。
9．C
【详解】
图像的交点即为工作点，所以输出功率为
电源的总功率为
故选C。
10．A
【详解】
AB．电动机以v = 0.9m/s的恒定速度将重物向上提升有
F = mg = 500N，P机 = Fv = 450W
对于电动机有
P机 = UI - I2r，U = 100V，I = 5A
代入数据有
r = 2Ω
A正确、B错误；
C．此过程中无用功
W无 = I2rt
由于重物做匀速运动有
h = vt
解得
W无 = J
C错误；
D．该装置的效率为
η = × 100% = × 100% = × 100% = 90%
D错误。
故选A。
11．C
【详解】
并联部分的电阻为
电路中的总电流为
并联部分的电压为
滑动变阻器的功率为
故选C。
12．D
【详解】
A．中的是电量的单位，A错误；
B．电动机的额定工作电流为
输出功率为
P出=P I2r=192W 42×1W=176W
当速度最大时，牵引力等于阻力，则有
P出=0.03mgv
解得
v≈5.87m/s
B错误。
C．充满电后该电池的总能量为
W=48×12×3600J=2073600J
C错误；
D．所以电动机的效率为
D正确。
故选D。
13．AD
【详解】
A．由于U＝48 V，I＝12 A，则
P＝IU＝576 W
故A正确；
B．因，所以
则
故B错误；
CD．最大速度行驶时，牵引力与阻力大小相等，由P出＝Fv＝Ffv，得
故C错误，D正确。
故选AD。
14．AC
【详解】
A．据电功的定义可知，电动机消耗的电能为UIt，A正确；
BC．据焦耳定律可知，电动机线圈产生的热量为I2Rt，输出的机械能为
B错误，C正确；
D．电动机正常工作时不是纯电阻电路，电流
故电动机消耗的电能不能表示为，D错误。
故选AC。
15．BC
【详解】
A．根据q = It，则电池容量的单位Ah就是电量单位，A错误；
B．由题知当电池剩余容量为总容量的时，该车将不能行驶，则从此车不能行驶开始充电至电池充满有
q = 60 - × 60A·h = 50Ah
又因为自行车使用的锂离子电池额定电压为30V，则
W = Eq = 1500Wh = 1.5kWh
B正确；
C．该人骑此车在平直路面上以额定速度行驶时有
P = fv = 500W
C正确；
D．由选项B可知该车可用的总功率有1500Wh，则该车以额定速度行驶，能行驶3h，则走过的里程为
s = vt = 54km
D错误。
故选BC。
16．AD
【详解】
A．指示灯为纯电阻，故所消耗的功率为
A正确；
B．电动机内部发热功率为
B错误；
C．电动机的输出功率为
C错误；
D．电池输出的总功率为
D正确。
故选AD。
17．CD
【详解】
A．地球本身带负电，越靠近负电荷电势越低，故离地面越近电势越低，A错误；
B．如果视为匀强电场，则有
B错误；
CD．把50km厚的漏电均匀绝缘体视为一个导体，其长度为50km，横截面积为地球表面积，所加电压为U=3.0×105V，则由题意可得
则地球的漏电功率为
地球漏电功率约为5×108W，C正确；
由电阻定律可得
D正确；
故选CD。
18．CD
【详解】
A．L2的电流为0.1A，由图像得L2电压为0.25V，电阻为
A错误；
B．L1的电流为0.2A，由图像得L1的电压为1.5V， ，L1上的电压为L2上电压的6倍，B错误；
C．L1消耗的电功率为
C正确；
D．L2消耗的电功率为
L1、L2消耗的电功率的比值为
L1、L2消耗的电功率的比值等于120，D正确。
故选CD。
19．A 见解析 最左端
【详解】
(1)[1]电路是分压电路，滑动变阻器应选择总阻值较小的，故选A；
(2)[2]根据电路图1连接实物图，如图所示；
(3)[3]为保护电表安全，闭合电键前通过电流表的电流应是最小的，所以闭合电键前，滑动变阻器的滑片应置于最左端；
(4)①[4]由图2可知，当热敏电阻两端电压是1V时，热敏电阻的阻值为
②[5]把定值电阻看成恒压电源的内阻，作出曲线，由两曲线的交点可知热敏电阻两端的电压为，通过热敏电阻的电流为，所以热敏电阻消耗的电功率为
20． 80% 测量S需测重物同一位置通过的距离
【详解】
（1）[1] 电动机效率为有效功除以总功，故机械效率为：
；
（2）[2]代入数据得：
；
（3）做好该实验，需注意我们测量S需测重物同一位置通过的距离；
21．（1）E=120V；（2）P机械=800W
【详解】
(1) 当开关S断开时，电源内电路消耗的热功率P＝72 W，由热功率公式可得
解得
由闭合电路欧姆定律可得
(2) 当S闭合时，干路中的电流I＝15A，由闭合电路欧姆定律可得
解得
此时通过R1的电流为
由并联电路电流的规律可得，通过电动机的电流为
因此电动机的电功率为
电动机的热功率为
电动机的机械功率为
22．（1）；（2）
【详解】
（1）A、B间接电压0.5V时电阻R的电压
电动机的电压
电动机的内阻
（2）A、B间接电压12V时电阻R的电压
电动机的电压
电动机的输出功率
23．(1)；(2)0.04W
【详解】
(1)小灯泡的额定电流
根据闭合欧姆定律
得
(2)电动机两端电压为0.4V，电功率
输出功率
试卷第1页，共3页