2022-2023学年人教版（2019）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)

第十二章 电能 能量守恒定律 单元测试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题(共32分)
1、(4分)如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度v从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程( )
A.动能增加 B.机械能增加 C.重力势能增加 D.电势能增加
2、(4分)中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来用500kV的超高压输电，输电线上的损耗电功率为P。在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率变为( )
A. B. C. D.
3、(4分)用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中是待测电阻，是定值电阻，G是灵敏度很高的电流表，是一段均匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表G的电流为零时，测得，则的阻值为( )
A. B. C. D.
4、(4分)如图所示为汽车蓄电池与车灯（电阻不变）、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为。电动机内部线圈电阻为，电流表和电压表均为理想电表。只接通时，电流表示数为20 A，电压表示数为60 V；再接通，启动电动机工作，电压表示数变为45 V，则此时通过启动电动机的电流是( )
A.20 A B.22.5 A C.30 A D.45 A
5、(4分)某抽水蓄能电站（图甲）分为上水库和下水库。上水库蓄水之后，湖面面积为，下水库湖面面积为，上、下水库湖面落差590 m，两水库之间用倾斜输水管道及水平支管相连（图乙）。某次上水库放水发电，上水库湖面下降10 m。若水电站发电效率为65%，假定湖面面积没变化，则该次水电站的发电量大约为( )
A. B. C. D.
6、(4分)如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内( )
A.充电宝输出的电功率为 B.充电宝产生的热功率为
C.手机电池产生的焦耳热为 D.手机电池储存的化学能为
7、(4分)由若干个LED灯组成的LED屏幕如图所示，每只LED灯在不同的电压下能发出不同颜色的光。当电压为3.2 V时，LED灯会发出蓝光，发光时的工作电流约为20 mA。若这块屏幕共有约10000个LED灯，则此时这块屏幕消耗的功率约为( )
A.6.4 W B.64 W C.320 W D.640 W
8、(4分)如图所示，电源的电动势E一定，内阻，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为，则( )
A.当滑动变阻器接入电路的阻值为时，电源的输出功率最大
B.当滑动变阻器接入电路的阻值为时，电源的输出功率最大
C.当滑动变阻器接入电路的阻值为时，变阻器消耗的功率最大
D.当滑动变阻器接入电路的阻值为时，电阻消耗的功率最大
二、多选题(共16分)
9、(4分)如图所示的图象中，直线Ⅰ表示某电源路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知( )
A.R的阻值为 B.电源电动势为，内阻为
C.电源的输出功率为 D.电源内部消耗功率为
10、(4分)在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，各电表都看做理想电表，闭合开关，滑动变阻器滑片P向右移动，若以; 分别表示电压表和电流表A的示数变化的大小，则下述结论正确的是（ ）
A.电压表和电流表A的示数分别是变小、变大、变小、变大
B.电压表和电流表A的示数分别是变大、变小、变大、变小
C.分别是变小、不变、变小
D.都不变
11、(4分)如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器的滑片P向上缓慢滑动的过程中( )
A.小灯泡变亮 B.电流表的示数增大 C.电压表的示数增大 D.电容器的电荷量减小
12、(4分)如图甲所示的电路中，电源电动势为6.0 V，内阻不计，为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，R为定值电阻，阻值为。当开关S闭合后( )
A.的电阻为 B.消耗的电功率为15 W
C.的电阻为 D.消耗的电功率为7.5 W
三、填空题(共16分)
13、(4分)某研究性学习小组利用如图1所示电路测量电池组的电动势E和内阻r。根据实验数据绘出如图2所示的图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到__________V,_________Ω。
14、(4分)可以用伏特表直接粗略测量干电池的电动势，将一伏特表与一节电池直接相连，此时伏特表的示数为U，该干电池电动势的真实值为E，则U_______E（选填“>"“<”或“=”）。
15、(4分)在图示的电路中，电压表的读数为，电流表的读数为，则待测电阻的测量值是________。如果考虑电压表的内阻对测量的影响，待测电阻中的电流比电流表读数要________一些。（填“大”或“小”）
16、(4分)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图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，则电源1和电源2的内阻之比为________。若把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接时，则在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比为________。
四、计算题(共24分)
17、(12分)如图，电源的电动势，内阻，小灯泡标有“”的字样，M是电动机，其线圈电阻。当小灯泡正常发光时，求：
（1）通过电动机的电流；
（2）电动机两端电压；
（3）电动机的输出功率。
18、(12分)如图所示，两平行金属板中的A板上有阴极发射器，发射出的电子冲向B板，灵敏电流计指针偏转。已知，滑动变阻器最大阻值板发射出的电子最大动能。闭合开关S，自左向右移动触片，至滑动变阻器的处时，电流计指针恰好无偏转，求：
（1）此时平行金属板间的电压；
（2）电源的内阻。
五、实验题(共12分)
19、(12分)某同学有个超霸（GP）9V电池（如图甲所示），他欲测量该电池的电动势和内阻（内阻约为25Ω）。提供的器材如下:电流表（量程为200μA，内阻为500Ω），开关S，电阻箱（最大阻值为9999.9Ω），电阻箱（最大阻值99999.9Ω）和若干导线。
（1）由于电流表的量程太小，需将电流表改装成量程为9V的电压表，则电流表应与电阻箱____________（选填“并联”、“串联”、“并联”或“串联”），并将该电阻箱的阻值调为_____________Ω。
（2）设计的测量电路如图乙所示，调节电阻箱R的阻值，读出相应的电压表示数U，获得多组数据，画出一图线如图丙所示。若不考虑电表对电路的影响，则根据图线可得该电池的电动势___________V内阻_____________Ω。（结果均保留三位有效数字）
（3）若考虑电表对电路的影响，则该电池的电动势测量值____________真实值，内阻的测量值__________真实值。（均选填“大于”、“等于”或“小于”）
参考答案
1、答案：B
解析：带电小球在M点的动能为，在N点的动能为，所以动能的增量为，故A错误；带电小球竖直方向受重力并做匀减速运动，水平方向受静电力并做匀加速运动，由运动学公式有，可得，竖直方向的位移，水平方向的位移，因此有，对小球由动能定理有，联立上式可解得，因此静电力做正功，机械能增加，故机械能增加，电势能减少，故B正确、D错误；重力做负功，重力势能增加量为，故C错误。
2、答案：A
解析：由热功率公式可知损耗的电功率与输送电压的平方成反比，A对.
3、答案：C
解析：电桥法是测量电阻的一种特殊方法，其测量电路如图所示，实验中调节电阻箱，当两点的电势相等时，和两端的电压相等，设为.同时和两端的电压也相等设为，根据欧姆定律，有，由以上两式解得，这就是电桥平衡的条件，由该平衡条件就可求出被测电阻的阻值。根据电桥平衡的条件及电阻定律可知，当通过灵敏电流表的电流为零时，有，可得。
4、答案：A
解析：只接通时，由闭合电路欧姆定律得，电源的电动势，车灯的电阻，再接通后，流过电动机的电流为，故A正确，B、C、D错误。
5、答案：C
解析：从上水库流到下水库的水的质量，上水库湖面下降，上、下水库湖面落差，由能量守恒定律得，代入数据解得，故C正确，A、B、D错误。
6、答案：D
解析：充电宝的输出电压为U、输出电流为I，所以充电宝输出的电功率为，故A错误；充电宝内的电流是I，但其内阻未知，所以产生的热功率未知，故B错误；U是充电宝的输出电压，不能用计算电池产生的焦耳热，电池产生的焦耳热应为，故C错误；由已知条件可得电池储存的化学能为，故D正确。
7、答案：D
解析：，当所有的LED灯均发蓝光时，屏幕消耗的功率，故D正确，A、B、C错误。
8、答案：B
解析：当电源的输出功率最大时，外电路电阻等于内阻，则此时滑动变阻器接入电路的阻值为，选项A错误，B正确；将电阻等效为电源内阻，则当滑动变阻器接入电路的阻值为时，变阻器消耗的功率最大，选项C错误；当电阻消耗的功率最大时，电路中的电流最大，总电阻最小，则此时滑动变阻器接入电路的阻值为0，选项D错误。
9、答案：AD
解析：A.由欧姆定律得，故A正确；
B.根据闭合电路欧姆定律得，当时，由读出电源的电动势，内阻等于图线的斜率大小，则，故B错误；
C.两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压，电流，则电源的输出功率为，故C错误；
D.电源内部消耗功率为，故D正确。
10、答案：AD
解析：解：AB、当滑动变阻器的滑动片P向右移动时，变阻器接入电路的电阻减小，总电阻减小，则电路中的总电流增大，则电流表A的示数变大根据欧姆定律可以知道的电压增大，电压表示数变大；内电压增大，则路端电压减小，电压表示数变小.的电压增大，路端电压减小，则的电压减小，则电压表的示数变小，所以A选项是正确的，B错误C、由，，不变，，不变.由，不变.故C错误，D正确.所以AD选项是正确的.
11、答案：BC
解析：滑片P向上滑动，接入电路中的电阻增大，则增大，干路电流减小，故灯泡变暗，故A错误；由闭合电路欧姆定律可得，则路端电压增大，电压表的示数增大，而灯泡两端的电压减小，则电阻R支路两端电压增大，电流表的示数也增大，故B、C正确；对电容器，由可知，由于U增大，C不变，则电容器的电荷量也增大，故D错误。故选B、C。
12、答案：BC
解析：加在两端的电压为6 V，由图线可知，此时流过的电流为2.5 A，则，故A错误；消耗的电功率为，故B正确；由电路图可得流过的电流与电压的关系式为，在小灯泡的伏安特性曲线上画出此图线，交点为（3 V，2 A），则小灯泡的电阻，故C正确；此时小灯泡消耗的电功率为，故D错误。
13、答案：3;1
解析：解法一：特殊值代入法
选择A和B，如图所示，从图像中读出两点的坐标分别为，由此可得，，把这两组数据代入下面的方程组，可解得。
解法二：斜率、截距法
由得，所以图像的斜率表示E，即，截距的绝对值为电源的内阻，即。
14、答案：<
解析：将一伏特表与一节干电池直接相连,干电池与伏特表组成闭合回路,伏特表示数测的是路端电压,路端电压小于电池的电动势。
15、答案：5;小
解析：
16、答案：11:7；1:2
解析：
17、答案：（1）0.3A（2）9.2V（3）2.67W
解析：（1）灯泡正常发光，则电路电流,因为小灯泡与电动机串联故通过电动机的电流为
（2）电动机两端电压为
（3）电动机的输出功率
18、答案：（1）2.4 V
（2）
解析：（1）设平行金属板间的电压为U，电子由A运动到B过程，由动能定理有
代入数据解得
（2）设电源内阻为r，回路中电流为I，由闭合电路欧姆定律可得
联立解得内阻
19、答案：（1）串联;44500
（2）8.62（8.55～8.70）;19.1（18.6～19.3）
（3）小于;小于
解析：（1）根据电表的改装，应将给电流表串联一个电阻，从而将其改装为电压表。将，的电流表改装成量程为9V的电压表，则有，代入数据解得，通过以上计算，应选：串联；
应将电阻箱的阻值调为。
（2）由图乙，据闭合电路欧姆定律，得电路中电流为，电压表的示数为，上式变形可得，由图丙可知，，电池的内阻为，。
（3）如果把电阻箱的电阻R看做外电路，则电压表可看成内电路的一部分，因此实际测出的是电池和电压表整体等效的和，当外电路打开时，电压表与电源构成闭合回路，此时电压表两端的电压即为等效电动势，小于电池电动势E。
因电压表和电池并联，因此等效内阻，小于电池内阻r。