2025-2026学年高中物理人教版必修三单元测试 第十二章 电能 能量守恒定律（含解析）

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2025-2026学年高中物理人教版必修三单元测试 第十二章 电能 能量守恒定律
一、单选题
1．如图甲为测量电源的电动势和内阻的电路图，路端电压和电流表的关系如图乙所示，则该电源的电动势和内阻分别为( )
A.、 B.、 C.、 D.、
2．一电源电动势为6V，内阻不能忽略，将其和一标有“6V 3W”的小灯泡构成闭合回路，则小灯泡( )
A.正常发光 B.比正常发光略暗
C.灯泡两端电压等于6V D.灯泡两端电压大于6V
3．PM2.5主要来自化石燃料、生活物质、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用资源。关于能源和能量，下列说法正确的是( )
A.自然界的石油、煤炭等资源可供人类永久使用
B.能量被使用后就消灭了，所以要节约资源
C.人类应多开发与利用太阳能、风能等新资源
D.能量耗散说明自然界的能量正在不断减少
4．在如图所示的电路中，电源的内阻，电阻，不计电流表的内阻.闭合开关S后，电流表的示数.电源的电动势E为( )
A. B. C. D.
5．电源内部是内电路，其不可避免地存在内电阻，为简化分析，我们可以将电源看作一个没有电阻的理想电源与电阻的串联。结合这一模型，下列说法正确的是( )
A.当外电路断开时，内电压等于0
B.外电路的电势沿着电流方向升高
C.内电阻的电势沿着电流方向升高
D.电源通过非静电力做功，把电势能转化为其他形式的能
6．某新能源汽车，充满电后电池可输出电能，常温下不开空调行驶，百公里电耗续航里程（充满电后能持续运行的最大距离）为。进入冬季后，受低温影响，实际可用电能减少，因行驶阻力增加和开启暖风等，百公里电耗变成。下列说法正确的是( )
A.冬季不开暖风，电池充满电续航里程为
B.冬季不开暖风，电池充满电续航里程为
C.冬季开启暖风，电池充满电续航里程为
D.冬季开启暖风，电池充满电续航里程为
7．如图所示电路，由n个定值电阻、个开关、一个电压表和一个电池组成，电池内阻不可忽略，先闭合开关，逐步闭合开关、、、……。随着开关的闭合，下列说法正确的是( )
A.电压表示数减小 B.电压表示数增大
C.电压表示数可能先增大后减小 D.电压表示数可能先减小后增大
8．能源是人类社会活动的物质基础。下列关于能源分类与应用的叙述正确的是( )
A.风能、石油和天然气都是可再生能源
B.太阳能热水器将电能转化为水的内能
C.植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
D.水力发电站利用水轮机将电能转化为水流的机械能
9．我国风力资源丰富，随着国家对新能源行业发展的支持，风力发电得到了迅猛发展。某地风力发电机叶片转动时可形成半径为60m的圆面，且会随着风向调整姿态使转动的圆面始终与风向垂直，风力发电机能将此圆内的空气动能转化为电能。已知某段时间内的风速为，扇叶转动，发电机正常发电，空气的密度为，则风力发电机发电的功率为( )
A. B.
C. D.
10．在闭合电路中，随着外电路负载的变化，路端电压U及电源的输出功率P都会发生变化。下列各示意图中正确反映关系的是( )
A. B.
C. D.
11．如图所示为某小灯泡的图线，若将该小灯泡接在电动势为、内阻为的电源两端，则( )
A.小灯泡两端电压约为 B.小灯泡的功率约为
C.小灯泡的电阻约为 D.电路的总功率约为
二、多选题
12．电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电，关于路端电压说法正确的是( )
A.因为电源电动势不变，所以路端电压也不变
B.因为，所以当I增大时，路端电压也增大
C.因为，所以当I增大时，路端电压下降
D.若外电路断开，则路端电压等于电动势
13．对于电动势的定义式的理解，正确的是(　　)
A.E与W成正比
B.E与q成反比
C.E的大小与W、q无关
D.W表示非静电力的功
14．如图所示的图像中，直线a表示某电源的路端电压U与电流I的关系，直线b、c分别表示电阻、的电压U与电流I的关系。下列说法正确的是( )
A.电阻、的阻值之比为4:3
B.该电源的电动势为6V，内阻为
C.只将与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为4W
D.只将与该电源组成闭合电路时，内、外电路消耗的电功率之比为1:1
15．如图1所示灯泡L的规格为“6V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为。开关S闭合，滑动变阻器接入电路的电阻时，灯泡正常发光。已知电源的输出功率P与外电路的总电阻R的关系如图2所示，灯泡的电阻视为恒定。下列说法正确的是( )
A.电源的电动势 B.电源的电动势
C.图2中 D.图2中
三、填空题
16．煤、石油、风能、太阳能、核能、地热能等是可以________从自然界获得的，统称为________。
17．如图所示是手电筒的电路图，小灯泡的额定电压是2.5V，额定电流是0.3A。开关断开时，小灯泡两端的电压是___V；开关闭合时，小灯泡正常发光的功率是___W。
四、实验题
18．某同学测量待测电流表（，内阻约）内阻的电路，如图（a）所示。可供选择的仪器还有：电流表（，内阻约），定值电阻（阻值），定值电阻（阻值），滑动变阻器（）滑动变阻器（），干电池（），开关S及导线若干。
（1）定值电阻应选___________（选填“”或“”），滑动变阻器应选___________（选填“”或“”）
（2）根据电路图（a）将图（b）中的实物连线___________；
（3）闭合开关S，多次移动滑动变阻器的滑动触头，记录相应的，的读数，，并以为纵坐标，为横坐标，作出图线，如图（c）所示；
（4）根据图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式___________。
五、计算题
19．能源的过度消费，会对环境造成怎样不利的影响？
20．如图甲所示为现代智能家居中便携式加热垫，常用于保暖或健康理疗，其简化电路如图乙所示。加热元件的规格为“6V，24W”（加热元件电阻恒定），装置由一款电动势为20V、内阻为的可充电电池供电。电路中串联了滑动变阻器用于调节加热功率。合上开关后，求：
(1)当阻值为6Ω时，加热元件的功率是多大？
(2)当阻值为多大时，电源的输出功率最大？此时电源的输出功率为多大？
参考答案
1．答案：C
解析：根据闭合电路欧姆定律有结合图乙有故选C。
2．答案：B
解析: 组成闭合回路后，由于电源内阻的要分压，小灯泡分配电压达不到路端电压6V，不可能正常发光，亮度比正常发光暗，故B正确，ACD错误故选B。
3．答案：C
解析:A.煤、石油虽然是当今人类利用的主要能源，但不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，不可能供人类永久使用，故A错误；
B.能量被使用后转化为其他形式的能；能量并没有消失，故B错误；
C.太阳能和风能，包括水能等都是可再生资源且为清洁能源，应该尽量开发，故C正确；
D.能量虽然守恒，但有些能量使用以后不可能再被利用，所以要节约资源，但能量是不会减少，也不会被消灭掉的，只是形式发生转变，故D错误；
故选C。
4．答案：C
解析:根据闭合电路欧姆定律得
代入数据得
故C正确，ABD错误。
故选C。
5．答案：A
解析：A.当外电路断开时，回路电流为零，内阻上的电压等于0，故A正确；
B.外电路的电势沿着电流方向降低，外电路电流由电源正极流向负极，故B错误；
C.根据图示可知，电流经内电阻流向负极，内电阻的电势沿着电流方向降低，故C错误；
D.电源通过非静电力做功，把其他形式的能转化为电势能，故D错误。
故选A。
6．答案：D
解析：常温下续航里程：
冬季情况：低温导致实际可用电能减少，即
冬季不开暖风，阻力不变，电池充满电续航里程为
但因行驶阻力增加，续航小于400km。冬季开启暖风，百公里电耗统一为，冬季续航里程为
故选D。
7．答案:A
解析:随着开关逐步闭合，外电路并联电阻数量增加，总电阻R减小，根据闭合电路欧姆定律
可知总电流增大，路端电压
故电压表示数减小。
故选A。
8．答案：C
解析：A.石油和天然气属于不可再生能源，故A错误；B.太阳能热水器直接将太阳能转化为水的内能，未涉及电能，故B错误；C.光合作用中太阳能被转化为有机物中的化学能，故C正确；D.水力发电是将水流的机械能通过水轮机转化为电能，而非电能转化为机械能，故D错误。故选C。
9．答案：A
解析:单位时间内吹到叶面上的空气的质量
则发电功率
故选A。
10．答案：C
解析:设电源的电动势为E，内阻为r，根据闭合电路欧姆定律可得
可得
则电源的输出功率为
可知图像为开口向下的抛物线。
故选C。
11．答案：B
解析:A.由闭合回路欧姆定律有
则电源的路端电压与电流关系式为
把电源的图像画到灯泡的图像中，如图所示。
由图可知，把电源和小灯泡组成闭合回路，灯泡两端的电压约为
故A错误；
B.结合图像可知灯泡电流约为
根据功率
整理数据得
故B正确；
C.根据
代入以上数据可得灯泡电阻
故C错误；
D.根据功率
电路的总功率约为
故D错误。
故选 B。
12．答案：CD
解析:A.电源的电动势不变，路端电压随外电阻的增大而增大，减小而减小．故A错误．
B、I增大是由于外电阻R减小造成的，所以不能根据判断路端电压的变化，当I增大时，电源的内电压增大，由闭合电路欧姆定律可知，路端电压应减小，故B错误．
C、由分析，E、r不变，I减小，得到U增大，即路端电压增大，故C正确；
D、若外电路断开，电流为零，根据，路端电压为E，故D正确。
故选CD。
13．答案：CD
解析:电动势的定义式中，E与W,q无关，E反映的是电源的属性，由电源内部非静电力的特性决定，W为非静电力做的功，故AB错误。CD正确。
14．答案：CD
解析:A.根据图像得，
电阻、的阻值之比为2:1，A错误；
B.该电源的电动势为6V，内阻为，B错误；
C.只将与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为，C正确；
D.只将与该电源组成闭合电路时，内、外电路消耗的电功率分别为，
解得，D正确。
故选CD。
15．答案：BD
解析:AB.由图可知，当外电路电阻等于电源内阻时，电源的输出功率达到最大，所以
根据闭合电路欧姆定律可得
代入数据解得
故A错误，B正确；
CD.由图可知，电源输出功率没有达到最大值时，有
联立可得
其中
所以
故C错误，D正确。
故选BD。
16．答案：直接；一次能源
解析：可以从自然界直接获得的能源是一次能源。煤、石油、风能、太阳能、核能、地热能等都可以从自然界直接获得，故统称为一次能源。
17．答案：0；0.75
解析:开关断开时，小灯泡右端与电源断开，两端的电压是0。
小灯泡正常发光的功率是
18．答案：(1)；
(2)
(4)
解析：(1)根据两块电流表的量程，可知定值电阻应该选择阻值与电流表内阻相差不多的，以保证电流表的安全性。故选。
由电路图可知，滑动变阻器采用的是分压式接法。应该选用阻值小的滑动变阻器，故选。
(2)按照电路图，依次连接即可，如图
(4)根据分流原理，有
整理，有
依题意，图像斜率为k，则有
19．答案：见解析
解析：大量使用石油、煤炭造成空气污染并产生各种废料；使用木柴等加剧对树木的砍伐，会导致水土流失和沙漠化；海上石油开采发生泄漏，会破坏生态环境；煤炭燃烧产生的二氧化硫等气体会形成酸雨，导致水、土壤酸化，对植物、建筑物造成危害等。
20．答案：(1)6W
(2)，40W
解析:（1）的电阻
回路电流
所以加热元件的功率
（2）当外电阻和电源内阻相等时，电源的输出功率最大，此时
最大输出功率
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