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B卷

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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
B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．学习物理，更多的是要掌握物理的思想和方法，了解物理规律发现的过程，学会像科学家那样观察和思考，这往往比掌握知识本身更重要．以下有关电学的研究符合事实的是（ ）
A．欧姆发现了电流通过导体时产生热效应的规律
B．牛顿借助扭秤装置总结出了点电荷间相互作用的规律
C．安培通过油滴实验测定了元电荷的数值
D．法拉第提出电荷周围有电场，并用简洁方法──电场线描述了电场
2．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
3．近年来，人工智能技术的快速发展给我们的生活带来了巨大变化，如图为一种服务型机器人，其额定功率为48W，额定工作电压为24V，机器人的锂电池容量为。则机器人（　　）
A．额定工作电流为20A B．充满电后最长工作时间为2h
C．电池充满电后总电量为 D．以额定电流工作时每分钟消耗能量为48J
4．下列过程中，动能转化为重力势能的是（ ）．
A．直升机匀速上升 B．人骑车匀速下桥
C．火车徐徐进站 D．将小球向上抛出，小球在上升阶段
5．如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r=1，电动机两端电压为5V，电路中的电流为1A，物体重20N，不计摩擦力，则（　　）
A．电动机的机械功率为5W B．电动机的电功率为1W
C．物体匀速上升时的速度为0.2m/s D．电动机的热功率为4W
6．在如图所示的电路中，a、b两端电压U 恒为8V，灯泡L标有“”字样，电动机线圈的电阻，若灯泡恰能正常发光，则此时（　　）
A．电动机的热功率为 B．电动机的输入功率为
C．电动机的输出功率为 D．整个电路消耗的电功率为
7．某电路图如图所示，电源的电动势，内阻，滑动变阻器的最大阻值为，定值电阻的阻值为，闭合开关，将滑片由端缓慢移至端，则下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器消耗的最大功率为 B．电源的最大输出功率为
C．路端电压的最大值为 D．电源的最大效率约为
评卷人得分
二、多选题
8．在下列用电器中，哪些属于纯电阻用电器（　　）
A．电扇和电吹风 B．白炽灯、电烙铁 C．洗衣机和电冰箱 D．电烙铁、电热毯
9．下列关于电功率P电=UI和电热功率P热=I2R的说法正确的是（ ）
A．只有在纯电阻电路中，才能用P热=I2R求电热功率
B．P热=I2R普遍适用于一切电路求电热功率
C．P电=UI普遍适用于一切电路求电功率
D．非纯电阻电路中，电热功率P热＜I2R
10．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，为图线的切线，为横轴的垂线，为纵轴的垂线。则下列说法中正确的是（ ）
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．对应P点，小灯泡的电阻为
C．对应P点，小灯泡的电阻为
D．对应P点，小灯泡的功率为图中梯形所围的面积
11．有三个电阻的阻值及额定功率分别为R1＝10Ω，P1＝10W，R2＝20Ω，P2＝80W，R3＝5Ω，P3＝20W，它们组成的电路如图(甲)、(乙)、(丙)所示。下列关于各图的说法正确的是
A．图(甲)两端允许加的最大电压为35V
B．图(乙)电路允许通过的最大电流为5.5A
C．图(丙)两端允许加的最大电压为17.5V
D．图(丙)电路允许消耗的最大功率为110W
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．为了描绘小灯泡的伏安特性曲线，提供以下实验器材：
待测小灯泡L（额定电压2.5V，额定电流0.5A）
电压表V1（量程3V，内阻约3kΩ）
电压表V2（量程15V，内阻约15kΩ）
电流表A（量程0.6A，内阻约0.5Ω）
滑动变阻器R（阻值0~10Ω）
直流电源E（电动势4V，内阻不计）
开关S及导线若干
（1）为减小实验误差，实验中电压表应选择 （选填“V1”或“V2”）；
（2）请将图甲方框中的实验电路图补充完整 ；
（3）图乙为某同学在所有操作均正确的基础上，所描绘的该小灯泡的伏安特性曲线。由图可知，小灯泡的电阻随电压增大而 （选填“增大”或“减小”）；
（4）现将该小灯泡与另一电源E0（电动势为2V，内阻为4Ω）连接成如图丙所示的电路，则小灯泡的实际功率为 W（结果保留两位有效数字）。
13．有一个额定电压为10V、额定功率在10～15W之间的用电器L(该用电器在电路中可用电阻符号表示)，为了测定它的额定功率，现有下面器材可供选用：
A．电动势为3V、15V、50V的直流电源各一个(内阻均不计)
B．滑动变阻器：R1(0～5 3A)、R2(0～15 2A)、R3(0～50 1 A)
C．量程分别为0~0.6A、0～3A内阻可忽略的双量程直流电流表一只
D．量程为0～3V、内阻为2k的直流电压表一只
E．阻值为r1=2k、r2=6k、r3=20k的定值电阻各一个(实验中只能选用一个)
F．开关一个，导线若干
利用上述仪器，为使测量尽可能准确、方便，并使耗电功率最小，则：
（1）应选择的滑动变阻器是
（2）应选择的电流表量程是
（3）画出测量电路图
（4）若电表的指针如图所示，由此可求得该用电器额定功率P= W(结果保留三位有效数字)。

评卷人得分
四、解答题
14．某直流电动机提升重物的装置如图，重物质量为，电源电压恒为，不计各处摩擦，当电动机以的速率匀速提升重物时，电路中的电流强度为。求：
（1）电动机消耗总功率；
（2）电动机输出的机械功率；
（3）电动机线圈的电阻。
15．如图，电动机M与灯泡L串联在电路中，电动机M的线圈电阻为，灯泡L的电阻为，电源的电动势为、内阻为。闭合开关S后，灯泡正常发光，电动机正常运转，电动机线圈上产生的热功率为，忽略电动机转动时受到的摩擦，求：
（1）电动机M输出的机械功率；
（2）电源输出的电功率P。

16．电饭锅的电路图如图所示。S1是一个温控开关，手动闭合后，当此开关温度达到103℃时，会自动断开。S2是一个自动温控开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80℃时，自动断开。红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯，定电阻R1=R2=500Ω，加热电阻丝R3=50Ω，两灯电阻不计。
（1）分析电饭锅的工作原理；
（2）计算加热和保温两种状态下，电饭锅消耗的电功率之比。
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
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参考答案：
1．D
解析：A．焦耳发现了电流通过导体时产生热效应的规律，故A错误；
B．库仑借助扭秤装置总结出了点电荷间相互作用的规律，故B错误；
C．密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，故C错误；
D．法拉第提出电荷周围有电场，并用简洁方法描述了电场──电场线，故D正确；
2．D
解析：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。
答案：D。
3．C
解析：A．根据
可知，额定电流为
故A错误；
B．机器人的锂电池容量为，即当额定电流下正常工作时，能够工作最长时间为
，故B错误；
C．电池充满电后总电量为
故C正确；
D．以额定电流工作时，机器人额定功率为48W，则每分钟消耗能量为
故D错误。
答案：C。
4．D
思路：判断是否有动能转化为重力势能，可以看动能是否有减少，重力势能是否有增加。
解析：A. 直升机匀速上升过程，重力势能增加，但动能不变，没有减少，选项A错误；
B. 人骑车匀速下桥，重力势能减少，动能不变，选项B错误；
C. 火车徐徐进站，速度减小，动能减小，但火车的重力势能没有变化，选项C错误。
D. 将小球向上抛出，小球在上升阶段，动能减少，重力势能增加，动能转化为重力势能，选项D正确。
答案：D。
5．C
解析：ABD．电动机的热功率
电动机消耗的总功率
电动机的机械功率为也就是输出功率
故ABD错误；
C．电动机的机械功率等于绳子拉力的功率，物体匀速上升时有
物体匀速上升时的速度为
故C正确。
答案：C。
6．C
解析：B．电动机两端的电压
整个电路中的电流
所以电动机的输入功率
故B错误；
A．电动机的热功率
故A错误；
C．电动机的输出功率为
选项C正确；
D．整个电路消耗的电功率为
选项D错误。
答案：C。
7．A
解析：A．滑动变阻器消耗的功率为
当时，滑动变阻器消耗的功率最大，为
故A正确；
B．电源的输出功率为
理论上时电源的输出功率最大，但是大于r，所以外阻越小电源输出功率越大，故当
时电源输出功率最大，为
故B错误；
C．路端电压
当最大时路端电压最大，所以当时路端电压的最大值为
故C错误；
D．电源的效率为
当最大时电源的效率最大，所以当时效率的最大值为
故D错误。
答案：A。
8．BD
解析：A．电扇和电吹风都有机械功的输出，故是非纯电阻电器，故A错误。
B．白炽灯、电烙铁只发热没有机械功的输出，故是纯电阻电器，故B正确。
C．洗衣机和电冰箱都不是只发热，故是非纯电阻电器，故C错误。
D．电烙铁、电热毯只发热，没有其他形式能量的转化，故D正确。
答案：BD。
9．BC
解析：AB．P=I2R由焦耳定律推导出来看，适用于任何电路计算热功率；故A错误，B正确．
C．P=IU适用于任何电路计算电功率，C正确．
D．非纯电阻电路中，电热功率P热=I2R，D错误。
答案：BC。
10．AB
解析：A．图线上的点与原点O连线的斜率的倒数表示电阻值，由图可知随着所加电压的增大，图线斜率减小，故小灯泡的电阻增大，故A正确；
BC．由欧姆定律可得，对应P点，小灯泡的电阻为
故B正确，C错误；
D．对应P点，小灯泡的功率为
P=U1I2
与题图中PQOM所围的面积相等，故D错误。
答案：AB。
11．AC
解析：A．由公式可得：
同理可求得的额定电流，的额定电流，当三个电阻串联时最大电流为，两端允许加的最大电压为
故A正确；
B．由公式，可得
同理可求得电阻、的额定电压分别为、，当三个电阻串联时最大电压为，所以最大电流为
图(乙)电路允许通过的最大电流为3.5A，故B错误；
C．由前面分析可知、并联时最大电压为10v，并联后总电流为1.5A，流过时的电流最大小1.5A，两端电压大小为
所以两端允许加的最大电压为
故C正确；
D．图(丙)电路允许消耗的最大功率
故D错误；
答案：AC。
12． 增大 0.24
解析：（1）[1]小灯泡额定电压为2.5V，为使电压表指针能够有适当的摆动幅度从而减小读数误差，实验中电压表应选择V1。
（2）[2]小灯泡的电阻随通过的电流增大而增大，当两端电压达到额定电压时电阻最大，所以整个实验过程小灯泡的电阻满足
因此为了减小系统误差，电流表应采用外接法，电路如图所示。
（3）[3]I-U图线上点与坐标原点连线斜率的倒数表示电阻，由图可知小灯泡的电阻随电压增大而增大。
（4）[4]把该小灯泡接在电源E0上后，设小灯泡两端电压为U，通过小灯泡的电流为I，根据闭合电路欧姆定律有
代入数据后有
将上述表达式代表的电源的I-U图线和小灯泡的I-U图线作在同一坐标系中，如图所示。两图线交点坐标的乘积即为小灯泡的实际功率，即
13． R2 0～3A 12.0
解析：（1）[1]用电器的电阻为
根据已知条件可知，R在6.7Ω10Ω，为方便条件，滑动变阻器选R2（规格为0～15Ω、2A）；
（2）[2]根据
可得，用电器的额定电流约为
所以电流表选择0～3A的。
（3）[3]我们发现电压表的量程不符合要求，要扩大量程，电压表串联一个定值电阻，扩大量程；电压表量程应扩大到15V，所以要串联一个r2=6kΩ的定值电阻，因直流电流表的内阻不计，电流表内接，使耗电功率最小，采用分流式接法，电路图如图所示
（4）[4]根据图象读出电流为1.20A，所以该用电器额定功率为
14．（1）；（2）；（3）
解析：（1）电动机消耗总功率为
（2）电动机输出的机械功率为
（3）电动机线圈电阻消耗的功率为
又
解得电动机线圈的电阻为
15．（1）；（2）
解析：（1）根据题意通过电动机的干路电流为
根据闭合电路欧姆定律得电动机两端的电压为
故电动机M输出的机械功率为
（2）电源输出的电功率为
16．（1）见解析；（2）12：1
解析：（1）电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯被短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态，加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合；当温度升高到103℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态，由于散热，待温度降至70℃时，S2自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80℃时，S2又自动断开，再次处于保温状态。
（2）加热时电饭煲消耗的电功率
保温时电饭煲消耗的电功率
联立方程，可得
答案第1页，共2页
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