2022—2023学年上学期高一物理人教（2019）必修第三册第12章 ：电能 能量守恒定律学情跟踪习题（word版含答案）

2022—2023学年上学期高一物理人教（2019）必修第三册第12章 ：电能 能量守恒定律学情跟踪习题含答案
人教（2019）必修第三册第12章 电能 能量守恒定律
一、选择题。
1、如图所示为甲、乙两灯泡的I U图像，根据图像，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中时实际发光的功率分别约为(　　)
A．15 W、30 W B．30 W、40 W
C．40 W、60 W D．60 W、100 W
2、某公司发布了5分钟即可充满3 000 mA·h电池50%电量的快充技术成果，引起业界广泛关注。如图是某智能手机电池上的信息，支持低压大电流充电，则(　　)
A．4.35 V表示该电池的电动势
B．该电池充满电后以100 mA的电流工作时，可连续工作30小时
C．11.4 Wh表示该电池能提供的电量
D．3 000 mA·h表示该电池能提供的电能
3、如图所示,在用一只电压表和两个定值电阻测定电源电动势和内阻的实验中,由于未考虑电压表内阻,其测量值和与真实值与相比较,正确的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
4、关于能量和能源，下列说法正确的是 (　　)
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少，但能量品质降低了
*5、（双选）如图所示，E为电源电动势，r为电源内阻，R1为定值电阻(R1>r)，R2为可变电阻，以下说法中正确的是(　　)
A．当R2＝R1＋r时，R2上获得最大功率
B．当R1＝R2＋r时，R1上获得最大功率
C．当R2＝0时，电源的效率最大
D．当R2＝0时，电源的输出功率最大
6、如图所示电路中，各灯泡额定电压和额定功率分别是：A灯“10 V　10 W”，B灯“60 V　60 W”，C灯“20 V　20 W”，D灯“20 V　20 W”。在a、b两端加上电压后，四个灯泡都能发光。比较各灯泡消耗功率大小，以下说法正确的是(　　)
A．PB>PD>PA>PC B．PB>PA>PD＝PC
C．PB>PD>PC>PA D．PA>PC>PD>PB
7、（双选）在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r均为定值，当外电路电阻R发生变化时，回路电流I、路端电压U、内电压U′都将随之发生变化。下列图像能正确表示其变化规律的是(　　)
A　　　　　　　　　　B
C　　　　　　　　　　D
8、如图所示是甲、乙、丙三位同学设计的测量电池的电动势和内阻的电路图。电路中R1、R2为已知阻值的电阻。下列说法正确的是( )
A.只有甲同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻
B.只有乙同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻
C.只有丙同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻
D.三位同学设计的电路都能测出电池的电动势和内阻
9、下列说法正确的是 (　　)
A．能就是功，功就是能
B．外力对物体做功越多，这个物体的能量就越大
C．外力对物体不做功，这个物体就没有能量
D．能量转化的多少可以用做功的多少来量度
*10、（双选）如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S，下列说法正确的有(　　)
A．路端电压为10 V
B．电源的总功率为10 W
C．a、b间电压的大小为5 V
D．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1 A
11、如图所示，某品牌电动汽车电池储存的电能为60 kW·h，充电时，直流充电桩的充电电压为400 V，充电时间为4.5 h，充电效率为95%，以v＝108 km/h的速度在高速公路匀速行驶时，汽车的输出功率为15 kW，转化成机械能的效率为90%，则(　　)
A．充电电流约为33 A
B．匀速行驶距离可达432 km
C．匀速行驶时每秒钟消耗电能1.5×104 J
D．匀速行驶时所受阻力为500 N
12、一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内阻r分别为(　　)
A．E＝2.4 V，r＝1 Ω　　 B．E＝3 V，r＝2 Ω
C．E＝2.4 V，r＝2 Ω D．E＝3 V，r＝1 Ω
13、在“测定电源的电动势和内阻”的实验中,分别用甲、乙两个电源做实验,它们的路端电压U随电流I变化的关系如图所示,则这两个电源的内阻大小关系是( )
A.r甲r乙 D.不能确定
14、能量守恒定律的建立是人类认识自然的一次重大飞跃，它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一。下列说法正确的是 (　　)
A．因为能量守恒，所以不需要节约能源
B．因为能量不会消失，所以不可能有能源危机
C．不同形式的能量之间可以相互转化
D．能量可以被消灭，也可以被创生
二、填空类题。
15、用如图所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
(a)电流表(量程0.6 A、3 A)；
(b)电压表(量程3 V、15 V)；
(c)定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W)；
(d)定值电阻(阻值10 Ω、额定功率10 W)；
(e)滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω、额定电流2 A)；
(f)滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω、额定电流1 A)．
那么：
(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择3 V，电流表的量程应选择0.6 A；R0应选择 Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是 Ω的滑动变阻器。
(2)引起该实验系统误差的主要原因是 。
16、在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路．
(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到 (选填“最大值”“最小值”或“任意值”)。
(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10 Ω的定值电阻两端的电压U。下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是 (选填“1”或“2”)。
方案编号 电阻箱的阻值R/Ω
1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0
2 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0
(3)根据实验数据描点，绘出的 R图象是一条直线．若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝，内阻r＝－R0.(用k、b和R0表示)
三、计算类题。
17、如图所示的电路中，电流表均为理想电流表，电阻R1＝40 Ω，闭合开关后，电流表A1的示数为0.2 A，电流表A的示数为0.3 A。试求：
(1)R1的电功率；
(2)R2的阻值及在1 min内R2消耗的电能。
18、如图所示，电路中电池的电动势E＝3.0V，内电阻r＝1.5Ω，固定电阻R1＝0.5Ω，R2是可变电阻，其阻值范围是0~5Ω，电容器C1＝6μF，C2＝3μF求：
(1)开关S断开时，A、B两点间的电势差为多大？
(2)开关S闭合，如R2取1.0Ω，则电容器C1的电量改变了多少？
(3)开关S闭合，R2为多大时，它自身消耗的功率最大？最大功率是多少？
19、能源问题是人类面临的重大课题，寻找新的、无污染的能源是人们努力的方向，利用潮汐发电即为一例。如图所示的是利用潮汐发电的简单示意图，左边为陆地和海湾，中间为大坝，其下有通道，水经通道可带动发电机。涨潮时，水进入海湾，待内外水面高度相同，堵住通道，如图甲所示；潮落至最低点时放水发电，如图乙所示；待内外水面高度相同，再堵住通道，直到下次涨潮至最高点，又放水发电，如图丙所示。设海湾面积为5.0×107 m2，高潮与低潮间高度差为3.0 m，则一天内水流的平均功率为多少。(海水密度ρ＝1.0×103 kg/m3，g取10 m/s2，每天两次涨潮，四个发电时间段)
2022—2023学年上学期高一物理人教（2019）必修第三册第12章 ：电能 能量守恒定律学情跟踪习题含答案
人教（2019）必修第三册第12章 电能 能量守恒定律
一、选择题。
1、如图所示为甲、乙两灯泡的I U图像，根据图像，计算甲、乙两灯泡并联在电压为220 V的电路中时实际发光的功率分别约为(　　)
A．15 W、30 W B．30 W、40 W
C．40 W、60 W D．60 W、100 W
【答案】C　
2、某公司发布了5分钟即可充满3 000 mA·h电池50%电量的快充技术成果，引起业界广泛关注。如图是某智能手机电池上的信息，支持低压大电流充电，则(　　)
A．4.35 V表示该电池的电动势
B．该电池充满电后以100 mA的电流工作时，可连续工作30小时
C．11.4 Wh表示该电池能提供的电量
D．3 000 mA·h表示该电池能提供的电能
【答案】B　
3、如图所示,在用一只电压表和两个定值电阻测定电源电动势和内阻的实验中,由于未考虑电压表内阻,其测量值和与真实值与相比较,正确的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】A
4、关于能量和能源，下列说法正确的是 (　　)
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少，但能量品质降低了
【答案】D
*5、（双选）如图所示，E为电源电动势，r为电源内阻，R1为定值电阻(R1>r)，R2为可变电阻，以下说法中正确的是(　　)
A．当R2＝R1＋r时，R2上获得最大功率
B．当R1＝R2＋r时，R1上获得最大功率
C．当R2＝0时，电源的效率最大
D．当R2＝0时，电源的输出功率最大
【答案】AD　
6、如图所示电路中，各灯泡额定电压和额定功率分别是：A灯“10 V　10 W”，B灯“60 V　60 W”，C灯“20 V　20 W”，D灯“20 V　20 W”。在a、b两端加上电压后，四个灯泡都能发光。比较各灯泡消耗功率大小，以下说法正确的是(　　)
A．PB>PD>PA>PC B．PB>PA>PD＝PC
C．PB>PD>PC>PA D．PA>PC>PD>PB
【答案】B　
7、（双选）在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r均为定值，当外电路电阻R发生变化时，回路电流I、路端电压U、内电压U′都将随之发生变化。下列图像能正确表示其变化规律的是(　　)
A　　　　　　　　　　B
C　　　　　　　　　　D
【答案】AB　
8、如图所示是甲、乙、丙三位同学设计的测量电池的电动势和内阻的电路图。电路中R1、R2为已知阻值的电阻。下列说法正确的是( )
A.只有甲同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻
B.只有乙同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻
C.只有丙同学设计的电路能测出电池的电动势和内阻
D.三位同学设计的电路都能测出电池的电动势和内阻
【答案】D
9、下列说法正确的是 (　　)
A．能就是功，功就是能
B．外力对物体做功越多，这个物体的能量就越大
C．外力对物体不做功，这个物体就没有能量
D．能量转化的多少可以用做功的多少来量度
【答案】D
*10、（双选）如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S，下列说法正确的有(　　)
A．路端电压为10 V
B．电源的总功率为10 W
C．a、b间电压的大小为5 V
D．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1 A
【答案】AC　
11、如图所示，某品牌电动汽车电池储存的电能为60 kW·h，充电时，直流充电桩的充电电压为400 V，充电时间为4.5 h，充电效率为95%，以v＝108 km/h的速度在高速公路匀速行驶时，汽车的输出功率为15 kW，转化成机械能的效率为90%，则(　　)
A．充电电流约为33 A
B．匀速行驶距离可达432 km
C．匀速行驶时每秒钟消耗电能1.5×104 J
D．匀速行驶时所受阻力为500 N
【答案】D　
12、一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内阻r分别为(　　)
A．E＝2.4 V，r＝1 Ω　　 B．E＝3 V，r＝2 Ω
C．E＝2.4 V，r＝2 Ω D．E＝3 V，r＝1 Ω
【答案】B　
13、在“测定电源的电动势和内阻”的实验中,分别用甲、乙两个电源做实验,它们的路端电压U随电流I变化的关系如图所示,则这两个电源的内阻大小关系是( )
A.r甲r乙 D.不能确定
【答案】A
14、能量守恒定律的建立是人类认识自然的一次重大飞跃，它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一。下列说法正确的是 (　　)
A．因为能量守恒，所以不需要节约能源
B．因为能量不会消失，所以不可能有能源危机
C．不同形式的能量之间可以相互转化
D．能量可以被消灭，也可以被创生
【答案】C
二、填空类题。
15、用如图所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
(a)电流表(量程0.6 A、3 A)；
(b)电压表(量程3 V、15 V)；
(c)定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W)；
(d)定值电阻(阻值10 Ω、额定功率10 W)；
(e)滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω、额定电流2 A)；
(f)滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω、额定电流1 A)．
那么：
(1)要正确完成实验，电压表的量程应选择3 V，电流表的量程应选择0.6 A；R0应选择 Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是 Ω的滑动变阻器。
(2)引起该实验系统误差的主要原因是 。
【答案】（1）1 0～10 （2）电压表分流
16、在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路．
(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到 (选填“最大值”“最小值”或“任意值”)。
(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10 Ω的定值电阻两端的电压U。下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是 (选填“1”或“2”)。
方案编号 电阻箱的阻值R/Ω
1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0
2 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0
(3)根据实验数据描点，绘出的 R图象是一条直线．若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝，内阻r＝－R0.(用k、b和R0表示)
【答案】（1）最大值 （2）2 （3）E＝，r＝－R0
三、计算类题。
17、如图所示的电路中，电流表均为理想电流表，电阻R1＝40 Ω，闭合开关后，电流表A1的示数为0.2 A，电流表A的示数为0.3 A。试求：
(1)R1的电功率；
(2)R2的阻值及在1 min内R2消耗的电能。
【答案】(1)1.6 W　(2)80 Ω　48 J
【解析】(1)R1的电功率P1＝I12R1＝1.6 W。
(2)由电路图可知，R2两端的电压U2＝I1R1＝8 V，
通过R2的电流为I2＝0.3 A－0.2 A＝0.1 A，
因此R2的阻值为R2＝＝ Ω＝80 Ω，
在1 min内R2消耗的电能Q＝W＝U2I2t＝8×0.1×60 J＝48 J。
18、如图所示，电路中电池的电动势E＝3.0V，内电阻r＝1.5Ω，固定电阻R1＝0.5Ω，R2是可变电阻，其阻值范围是0~5Ω，电容器C1＝6μF，C2＝3μF求：
(1)开关S断开时，A、B两点间的电势差为多大？
(2)开关S闭合，如R2取1.0Ω，则电容器C1的电量改变了多少？
(3)开关S闭合，R2为多大时，它自身消耗的功率最大？最大功率是多少？
【答案】(1)3.0V； (2)； (3)；
【详解】 (1)开关S断开时，A、B两点间的电势等于电源电动势，即
(2)开关S断开时,电容器C1两端电压为
电容器C1的电荷量为
开关S闭合后，R1与R2并联，电容器C1两端电压为
此时电容器C1的电荷量为
则电容器C1的电荷量改变量为
(3)将R1等效为电源内阻，则
因此当时，它的消耗功率最大，此时电路中的电流为
最大功率为
19、能源问题是人类面临的重大课题，寻找新的、无污染的能源是人们努力的方向，利用潮汐发电即为一例。如图所示的是利用潮汐发电的简单示意图，左边为陆地和海湾，中间为大坝，其下有通道，水经通道可带动发电机。涨潮时，水进入海湾，待内外水面高度相同，堵住通道，如图甲所示；潮落至最低点时放水发电，如图乙所示；待内外水面高度相同，再堵住通道，直到下次涨潮至最高点，又放水发电，如图丙所示。设海湾面积为5.0×107 m2，高潮与低潮间高度差为3.0 m，则一天内水流的平均功率为多少。(海水密度ρ＝1.0×103 kg/m3，g取10 m/s2，每天两次涨潮，四个发电时间段)
【答案】1.04×108 W
【解析】每次涨潮时流进海湾(落潮时流出海湾)的海水的质量
m＝ρSh＝1.5×1011 kg
其重心高度变化为h′＝1.5 m
每次落潮海水重力势能的减少量ΔEp＝mgh′＝2.25×1012 J
一天内水流做功的功率P＝≈1.04×108 W。