2023-2024学年度粤教版物理必修三第五章《电能与能源的可持续发展》考试A卷（含答案）

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2023-2024学年度 粤教版 物理必修三 第五章 《电能与能源的可持续发展》考试卷
A卷（后附解析）
考试范围：xxx；考试时间：75分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．电动机是将电能转化为机械能的设备，下列使用了电动机的电器是（）
A．电风扇
B．电热毯
C．日光灯
D．家用电热水壶
2．把六个相同小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡均正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用和表示，则下列结论中正确的是（　　）
A． B． C． D．
3．对太阳能的直接转化，下列说法中错误的是（ ）.
A．用太阳灶将太阳能转化为内能 B．用硅光电池将太阳能转化为电能
C．光合作用将太阳能转化为化学能 D．上述情况转化都不能直接发生
4．和是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体，的上、下表面积大于的上、下表面积，将和按图所示方式接入电路中，闭合开关后（　　）
A．若和的体积相同，则的电功率大于的电率
B．若和的体积相同，则流过的电流大于流过的电流
C．若和的厚度相同，则流过的电流小于流过的电流
D．若和的厚度相同，则内自由电荷定向移动的速率比的更小
5．某品牌智能手机电池的铭牌如表1所示，充电器铭牌如表2所示，其中充电器的输出电压和电流有三种模式，一般情况下默认为快充模式（充电时间最短），则下列说法错误的是（　　）
表1
智能手机电池
手机型号 huawei
额定容量
标准电压
限制电压
待机时间
效率 80%
表2
型号：HW-100400c01 JB91L3KCW05907 开关电源适配器 输入：1， 输出：或或 华为技术有限公司制造
A．快充时间约为 B．快充过程中消耗的电功率约为
C．快充时通过电池的电流为 D．手机待机过程中的电流约为
6．三个阻值相同的电阻R，额定功率均为20W。接入如图电路，改变电压U，使各电阻实际功率均不超过额定功率，则三个电阻最大总功率为（　　）
A．20W B．30W C．40W D．60W
7．如图所示电路中，电源电动势为12V，内阻为，指示灯的阻值为，电动机M线圈电阻为。当开关S闭合时，指示灯的电功率为4W。电流表内阻不计，那么下列说法中正确的是（　　）
A．流过电动机M的电流为4A B．流过电流表的电流为4.5A
C．电动机M输出的机械功率7.5W D．电源的总功率为20W
评卷人得分
二、多选题
8．下列关于节约用电的做法中，正确的是：
A．不要使家电处于长时间待机状态； B．消防应急灯的电源平时要断开；
C．照明时尽量使用白炽灯； D．楼道的照明采用声控感应灯．
9．一只电炉的炉丝和一台电动机的线圈电阻相同，都为R，若把二者串联在电路中，电炉和电动机都正常工作，则（　　）
A．电炉和电动机的热功率相等
B．电动机的功率大于电炉功率
C．电炉和电动机两端电压相等
D．电炉两端电压小于电动机两端电压
10．如图所示，图甲中M为一电动机，当滑动变阻器R的滑片从左端滑到右端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在0.2 A以下时，电动机没有发生转动。不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是（　　）
A．电路中电源E的电动势为3.6 V
B．滑动变阻器的滑片向右滑动时，电压表V2读数减小
C．此过程中，电动机的输出功率增大
D．滑动变阻器R的最大阻值为30 Ω
11．某型号扫地机器人的铭牌信息如下表。已知扫地机器人剩余电量为480mA·h时，机器人自动停止扫地并返回充电基座充电。该型号扫地机器人（　　）
额定工作电压 10V
额定功率 40W
电池容量 2400mA·h
A．扫地时额定电流为4A
B．内部电路的总电阻为2.5Ω
C．可以连续扫地的时间为0.6h
D．每次扫地释放的电能最多约为
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
12．如图甲，电源电压恒为6V，滑动变阻器标有“1A，”，闭合断开、，调节R滑片P得出电压表和电流表示数图像如乙图A线；闭合断开、，调节R滑片P得到关系图像如乙图B线。当闭合、断开，P在b时A示数为 ，当P在某位置，V示数为2V，则A示数为 ，此时，滑动变阻器消耗电功率为 。
13．在描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中，实验所用的小灯泡额定电压为。
（1）把图甲所示的实验器材用笔画线补充完整。( )
（2）已经将实验数据描到图乙中，请描绘出小灯泡的伏安特性曲线 。
（3）根据得到的小灯泡的伏安特性曲线，得出小灯泡的正常工作电阻为 ，额定功率为 。（结果均保留两位有效数字）
评卷人得分
四、解答题
14．某一发电机的电动势为380V，当它与外电路连接成闭合电路时，电路中的电流强度为5A，发电机在1分钟的时间内将多少机械能转化为电势能？发电机做功的功率是多少？
15．某一用直流电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r=1 Ω，电动机两端电压恒为5 V，物体A重20 N。某时刻电路中的电流为1 A，不计摩擦力。
（1）此时电动机的输出功率是多少？
（2）电动机对该重物的最大提升速度是多少？
（3）若电动机因故不能转动，这时通过它的电流强度多大？电动机实际消耗的电功率多大？

16．如图所示，M为一线圈电阻rM＝0.4Ω的电动机，R＝24Ω，电源电动势E＝40V。当S断开时，电流表的示数为I1＝1.6A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2＝4.0A．求：
（1）电源内阻r；
（2）开关S闭合时电源输出功率。
（3）开关S闭合时电动机输出的机械功率；
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
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第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．A
解析：在各电器中，使用了电动机将电能转化为机械能的电器有电风扇。
答案：A。
2．D
解析：由图知甲乙电路总电压U相等，设小灯泡正常工作时的电流为I，则甲电路消耗的功率为
乙电路消耗的功率为
所以有
答案：D。
3．D
解析：A. 用太阳灶将太阳能转化为内能，这属于直接利用太阳能的形式，故A正确不符合题意；
B. 硅光电池可以通过太阳能向电能的转化，供用电器进行工作。这属于直接利用太阳能，故B正确不符合题意。
C. 植物通过光合作用，可以将太阳能转化为化学能，故C正确不符合题意。
D.根据以上分析可知，故D错误符合题意。
4．D
解析：由于两电阻并联在电路中，因此两电阻两端的电压相等，设电阻的表面边长为a，厚度为d，根据电阻定律，有
则可知电阻与厚度d有关，与表面边长无关。
B．如果两导体的体积相同，由
V＝Sd
可知P1的厚度小于P2厚度，因此P1的电阻大于P2的电阻；两电阻中电压相等，电流为
所以通过P1的电流小于通过P2的电流，故B错误；
A．由电功率的表达式，有
P＝UI
可知P1的电功率小于P2的电功率，故A错误；
C．若厚度相同，则两电阻阻值相同，由
可知流过P1的电流等于流过P2的电流，故C错误；
D．因为流过P1的电流等于流过P2的电流，根据电流的微观表达式，有
两个导体材料相同，所以n、q相同，又因为P1的横截面积大，所以P1内自由电荷定向移动的速率比P2的小，故D正确。
答案：D。
5．A
解析：AB．由表2得快充的电功率
手机电池的最大存储能量，根据，得快充时间
故A错误，符合题意，B正确，不符合题意；
C．充电时手机电池内的额定电压，根据或，可得充电时通过电池的电流
故C正确，不符合题意；
D．待机过程根据，可得
故D正确，不符合题意。
答案：A。
6．B
解析：由电路图可知，两电阻并联后与第三个电阻并联。假设额定电流为I，则电路中的电流最大值为I，则有
由于并联电路中各支路两端的电压相等，且三电阻的阻值相等，根据欧姆定律可知，通过两电阻的电流均为
则三电阻最大总功率为
答案：B。
7．C
解析：AB．指示灯的电压为
指示灯的电流为
根据闭合电路欧姆定律可得
解得，流过电流表的电流为
流过电动机M的电流为
选项AB错误；
C．电动机M输出的机械功率为
选项C正确；
D．电源的总功率为
选项D错误。
答案：C。
8．AD
解析：不要使家电处于长时间待机状态，选项A正确；消防应急灯的电源平时不应该断开，选项B错误；照明时尽量使用节能灯泡，不一定用白炽灯，选项C错误；楼道的照明采用声控感应灯，选项D正确；答案：AD．
9．ABD
解析：A．根据
P=I2r
知电炉和电动机的电阻相同，电流相同，则电炉和电动机的热功率相等。故A正确；
B．电动机消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为机械能，电炉消耗的电能全部转化为内能，而相等时间内它们产生的热量相等，则在相同的时间内，电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能，则电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率。故B正确；
CD．设电流为I，电阻为r，则电炉两端电压
U炉=Ir
电动机两端电压
U机＞Ir
所以
U机＞U炉
即电动机两端电压大于电炉两端电压。故C错误；D正确。
答案：ABD。
10．AD
解析：A．由题图甲知，电压表V2测量路端电压，所以题图乙中最上面的图线表示V2的电压与电流I的关系，此图线的斜率大小等于电源的内阻，则
r＝Ω＝2 Ω
当电流I＝0.1 A时U＝3.4 V，则电源的电动势为
E＝U＋Ir＝3.6 V
A正确；
B．滑动变阻器的滑片向右滑动时，R的阻值变大，则路端电压(即V2的读数)增大，B错误；
C．电流表读数在0.2 A以下时，电动机没有发生转动，所以电动机的电阻为
rM＝Ω＝4 Ω
当I＝0.3 A时，U＝3 V，电动机的输出功率最大，滑动变阻器向右端滑动的过程中，R阻值变大，总电流减小，电动机的输出功率减小，C错误；
D．当I＝0.1 A时，电路中的电流最小，滑动变阻器接入的阻值最大，所以可得
D正确。
答案：AD。
11．AD
解析：A．扫地机器人扫地时工作电流为
代入数据解得
A正确；
B．扫地机器人为非纯电阻元件，由扫地机器人铭牌数据不能得出扫地时机器人电阻，B错误；
C．根据电池容量2400mA·h，扫地机器人剩余电量为480mA·h时，机器人自动停止扫地并返回充电基座充电，工作过程中消耗电量为
可以连续扫地的时间为
C错误；
D．每次扫地释放的电能最多约为
D正确。
答案：AD。
12．
解析：[1]根据题意可知，乙图中图线A表示电阻两端电压与流过电流的关系，图线B表示电阻两端电压与流过电流的关系，由于电压恒为，当闭合、断开，P在b时，滑动变阻器接入电阻为0，则电压表读数为，即和两端电压均为，由图乙可知，流过的电流为，流过的电流为，此时电流表的示数为
[2][3]当P在某位置，V示数为2V，即和两端电压均为，由图乙可知，流过的电流为，流过的电流为，此时电流表的示数为
滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器消耗电功率为
13．
解析：(1)[1]描绘伏安特性曲线要求电压从零开始调节，故滑动变阻器采用分压式接法，小灯泡电阻较小，采用电流表外接法，由乙图可知电流表选择0.6A的量程，实物连接如图所示
(2)[2]用平滑曲线连接各点，个别偏差太大的舍弃，描绘出的小灯泡伏安特性曲线如图所示
(3)[3][4]小灯泡正常工作电压U=2.5V，由伏安特性曲线可知，电流为I=0.3A，故小灯泡的正常工作电阻为
额定功率为
14．114000J；1900W
解析：发电机在1分钟的时间内转化为电能的机械能为
发电机做功的功率
15．（1）4W；（2）0.2m/s；（3）5A，25W
解析：（1）电动机的输入功率为
电动机线圈产生的热功率为
输出功率为
（2）当牵引力等于重力时，速度最大，则有
解得
（3）电动机不转时看作纯电阻元件，由于电动机两端电压恒为5 V，根据欧姆定律，这时通过电动机的电流为
实际消耗的电功率为
16．（1）1 Ω；（2）144 W；（3）87.5 W
解析：（1）当S断开时
E＝I1（R＋r）
代入数据得
r＝1 Ω
（2）设开关S闭合时，路端电压为U2，
U2＝E－I2r＝36 V
P＝U2I2＝144 W
（3）流过R的电流
流过电动机的电流
IM＝I2－IR＝2.5 A
电动机输出的机械功率
P出＝U2IM－IM2rM＝87.5 W
答案第1页，共2页
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