人教2019版高三物理必修三第十二章电能能量守恒定律单元测试卷（Word版含答案）

人教2019版高三物理必修三第十二章电能能量守恒定律单元测试卷
第十二章　电能　能量守恒定律　单元测试卷
注意事项：1．本试卷满分100分，建议时长70分钟；
2．如无特殊说明，本试卷中g取10m/s2 。
第一部分（选择题40分）
一、单项选择题（共8道小题，每小题3分，共24分，每道小题只有一个选项符合题目要求）。
1．（2020安徽合肥一模）电功率的公式P＝中，U是加在用电器上的电压，R是用电器的电阻，此式可用于（　　　）
A．计算电冰箱的功率 B．计算电风扇的功率
C．计算电烙铁的功率 D．计算洗衣机的功率
2．（2020上海普陀高三下学期二模）如图所示，电路中电源电动势为E、内电阻为r，R0为定值电阻。当滑动变阻器R的滑片向a移动时，下列说法正确的是（　　　）
A．R两端电压变大 B．流经R0的电流变大
C．电源总功率变小 D．电源内部消耗功率变大
3．（2021广东华南师大附中高二月考）在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路。闭合开关S，当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A和2.0 V，重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V，电压表、电流表均为理想电表，则这台电动机正常运转时的输出功率为（　　　）
A．32 W B．44 W C．47 W D．48W
4．（2021河北邢台高二上期末）在如图所示的电路中，两相同的小灯泡A、B原来都发光，忽然小灯泡A比原来亮了，小灯泡B比原来暗了，则发生这种现象的故障可能是（电源内阻不计）（　　　）
A．R1断路 B．R2短路 C．R3断路 D．R4短路
5．（2020辽宁丹东高二期中）不考虑温度对电阻的影响，对一个“220 V，40 W”的灯泡，下列说法正确的是（　　　）
A．接在110 V的电路上时的功率为20 W
B．接在110 V的电路上时的功率为10 W
C．接在440 V的电路上时的功率为160 W
D．接在22 V的电路上时的功率为4 W
6．（2020山东师大附中高二期中）如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.2 Ω，标有“8 V　16 W”的灯泡L恰好正常发光，电动机线圈电阻R0＝0.15 Ω，则电源的输出功率为（　　　）
A．16 W B．440 W C．80 W D．400 W
7．（2020河南南阳模拟）硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常量），图线b是某电阻R的U-I图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为（　　　）
A．5.5 Ω B．7.0 Ω C．12.0 Ω D．12.5 Ω
8．（2020河南信阳高二期中）如图所示，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。闭合开关，电路稳定后，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法错误的是（　　　）
A．A的示数增大 B．V2的示数增大
C．ΔU3与ΔI的比值大于r D．ΔU1大于ΔU2
二、多项选择题（本题共4道小题，每道小题4分，共16分。每道小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，选错不得分）。
9．（2020河南开封高二月考）直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的（　　　）
A．总功率一定减小 B．效率一定增大
C．内部损耗功率一定减小 D．输出功率一定先增大后减小
10．（2020湖北襄阳四中高二期中）如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P（5.2 A，3.5 V）、Q（6 A，5 V）。如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（　　　）
A．电源1与电源2的内阻之比是3∶2
B．电源1与电源2的电动势之比是1∶1
C．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2
D．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7∶10
11．（2021江苏无锡江阴四校高二期中）如图所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球。开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动触头P在a处，此时绝缘线向右偏离竖直方向，电源的内阻不能忽略，则下列判断正确的是（　　　）
A．小球带正电
B．当滑动触头从a向b滑动时，绝缘线的偏角θ变小
C．当滑动触头从a向b滑动时，电流计中有电流，方向从上向下
D．当滑动触头停在b处时电源的输出功率一定大于滑动触头在a处时电源的输出功率
12．（2021四川成都外国语学校质检）将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系中，如图所示，则下列说法正确的是（　　　）
A．图线b表示电源内部的发热功率Pr随电流I的变化关系
B．M点对应的功率为最大输出功率
C．在图线上A、B、C三点的纵坐标一定满足关系PA＜PB＋PC
D．两个交点M与N的横坐标之比一定为1∶4，纵坐标之比一定为1∶2
第二部分（非选题60分）
三、非选择题（本题共6道小题，共60分）。
13．（6分）（2021吉林东丰三中高二上期中）电流表G的满偏电流Ig＝5 mA，内阻r＝290 Ω，把它改装成如图所示的一个多量程多用电表，电流、电压和电阻的测量都各有两个量程。
（1）关于此多用电表，下列说法正确的是　　　　（多选，填字母代号）。
A．开关S接到位置4、5时是欧姆挡，两欧姆挡内阻相等，只是测量倍率不同
B．开关S接到位置5、6时是电压挡，接到位置6比接到位置5时的量程大
C．无论作什么电表使用，表盘的刻度都是均匀的
D．无论作什么电表使用，必须使电流从A表笔流入电表，从B表笔流出电表
（2）当把开关S接到位置4时，先短接A、B进行欧姆调零，而后将一已知阻值为3600 Ω的电阻R接到两表笔间，指针恰好偏转到电流表G满刻度的处，则该欧姆表的内阻为　　　　Ω。
14．（8分）[2020天津高考，9（2）]某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。
电压表（量程0～3 V，内阻约为3 kΩ ）
电流表（量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω）
滑动变阻器（0～20 Ω，额定电流1 A ）
待测电池组（电动势约为3 V，内阻约为1 Ω ）
开关、导线若干
①该小组连接的实物电路如图所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是　　　　。
②改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的　　　　端。（填“a”或者“b”）
③实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5 Ω的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U-I图像，如图所示。根据图像可知，电池组的电动势为　　　　V，内阻为　　　　Ω。（结果均保留两位有效数字）
15．（12分）（2021江苏苏州高三上期中）用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6 V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有：
电流表A1（量程0～30 mA）；
电流表A2（量程0～100 mA）；
电压表V（量程0～6 V）；
滑动变阻器R1（阻值0～5 Ω）；
滑动变阻器R2（阻值0～300 Ω）；
开关S一个，导线若干条。
某同学的实验过程如下：
①设计如图甲所示的电路图，正确连接电路。
②将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录。以U为纵轴，I为横轴，得到如图乙所示的图线。
③断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变。重复②中的步骤，得到另一条U-I图线，图线与横轴I的交点坐标为（I0，0），与纵轴U的交点坐标为（0，U0）。
甲
乙
回答下列问题：
（1）电流表应选用　　　，滑动变阻器应选用　　　。
（2）由图乙中的图线，得电源内阻r＝　　　　Ω。
（3）用I0、U0和r表示待测电阻的表达式Rx＝　　　，代入数值可得Rx 。
（4）若电表为理想电表，Rx接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围　　　　，电压表示数变化范围　　　　。（均选填“相同”或“不同”）
16．（10分）（2020湖南长沙雅礼中学高二上期中）太阳能是人类使用的最基本的能源，它无污染、无费用，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长。当太阳光照射地面时，1 m2地面上在1 s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103 J。太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经出现在我们的生活中。晓雨在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：
容积（V）　　　　　　　100 L
集热管的采光面积（S）　　　1.5 m2
效率（η）　　　40%
使用年限（z）　　　15年
求：（结果均保留两位有效数字）
（1）晓雨家每天大约需要100 kg热水，用这种热水器将这些水从25 ℃加热到45 ℃需要多长时间？[水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)]
（2）与效率为80 %的电热水器相比，晓雨家每天可节约多少电能？
17．（12分）（2020湖北部分重点高中高二上联考）如图所示的电路中，所用电源的电动势E＝4 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R1可调。现将R1调到3 Ω后固定。已知R2＝6 Ω，R3＝3 Ω，求：
（1）开关S断开和接通时，通过R1的电流分别为多大？
（2）为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率是多少？（结果保留三位有效数字）
18．（12分）（2021辽宁阜新实验中学高二月考）如图所示，一电荷量q＝3×10-4 C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点。S合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角α＝37°。已知两板相距d＝0.1 m，电源电动势E＝12 V，内阻r＝2 Ω，电阻R1＝4 Ω，R2＝R3＝R4＝12 Ω。sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：
（1）流过电源的电流；
（2）两板间的电场强度的大小；
（3）小球的质量。
参考答案
第一部分（选择题）
1 2 3 4 5 6
C D A B B C
7 8 9 10 11 12
A B ABC AB ABC AB
第二部分（非选择题）
13．（1）BD （3分）；（2）1800 （3分）
14．①5 （2分）；② a （2分）；③ 2.9 （2分）；0.80 （2分）
15．（1）A （2分）；R2 （2分）；（2）25 （2分）；（3）－r （2分）
（4）相同 （2分）；不同 （2分）
16．解：（1）设T为光照时间，k＝1.0×103 J/(s·m2)（1分）
Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103×100×(45－25) J＝8.4×106 J（2分）
太阳能热水器传递给水的热量Q放＝kSTη （1分）
因为Q吸＝Q放，所以
T＝s＝1.4×104 s≈3.9 h。 （2分）
（2）由Q吸＝Q电η1得：
Q电＝J＝1.05×107 J≈2.9 kW·h。 （4分）
17．解：（1）开关S断开时，
I1＝A＝0.4 A （2分）
开关S接通时，R2、R3并联的总电阻R23＝＝2 Ω（2分)
I1'＝A＝0.67 A。 （2分）
（2）开关S接通时，A、B之间的总电阻R23＝2 Ω为定值，所以，当总电流最大时，A、B之间的电功率最大，此时R1'＝0 。 （2分）
I＝A＝A（2分）
PAB＝I2R23＝×2 W≈3.56 W。 （2分）
18．解：（1）R1所在支路电阻R＝＋R1＝10 Ω（2分）
电路中总电流I＝A＝1 A（2分）
（2）路端电压U＝E－Ir＝10 V（2分）
两板间的场强E0＝V/m＝100 V/m（2分）
（3）设小球的质量为m，根据共点力平衡条件有：
mg tan θ＝qE0（2分）
解得m＝4×10-3 kg（2分）