深圳市沪教院福田实验学校高中物理必修三第十二章《电能能量守恒定律》测试卷(答案解析)

一、选择题

1．如图所示的电路中，A灯和B灯原来都是正常发光的，现在A灯突然比原来暗了些，B灯比原来亮了些，则电路中出现的故障可能是（ ）

A．R1、R2同时短路 B．R1短路 C．R3断路 D．R2断路

2．某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示。以下判断错误的是（ ）

A．直线a表示电源的总功率PE C．电源的电动势E＝3 V，内电阻r＝1 Ω

B．曲线c表示电源的输出功率PR D．电源的最大输出功率Pm＝9 W

3．多用电表测量未知电阻阻值的电路如图a所示，电源的电动势为E，R0为调零电阻。某次将待测电阻用电阻箱代替时，电路中电流I与电阻箱的阻值Rx的关系图像如图b所示，则下列说法正确的是（ ）

A．当电流为0.4mA时，待测电阻为30kΩ B．左插孔插入的是多用电表的红表笔 C．多用电表的内阻为15kΩ D．表内电源的电动势为9V

4．四个定值电阻连成如图所示的电路。RA、RC的规格为“6V 6W”，RB、RD的规格为“6V 12W”。将该电路接在输出电压U=11V的恒压电源上，则（ ）

A．RA的功率最大，为6W B．RB的功率最小，为0. 67W C．RC的功率最小，为1.33W D．RD的功率最大，为12W

5．如图所示电路，闭合电键S，滑动变阻器的滑片向左滑动，则下列说法正确的是（ ）

A．电流表A的示数增大 B．电流表A1的示数增大 C．电压表V的示数增大

D．如果保持滑动变阻器的滑片不动而将S断开三表A、A1、V的示数都减小 6．电动势为E，内阻为r的电源与定值电阻R1、R2、滑动变阻器R连接成如图所示电路，已知Rr，R22r，滑动变阻器的最大阻值为2r，所有电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，下列说法正确的是（ ）

A．通过定值电阻R1中的电流减小 B．定值电阻R2消耗的功率增大 C．滑动变阻器R消耗的功率一直增大 D．电源的输出功率增大

7．如图所示，电源的电动势E一定，内阻r2Ω，定值电阻R10.5Ω，滑动变阻器R2

的最大阻值为5Ω，则：（ ）

A．当滑动变阻器阻值为5 Ω时，电源的输出功率最大 B．当滑动变阻器阻值为1.5Ω时，电源的输出功率最大 C．当滑动变阻器阻值为2.0Ω时，变阻器R2消耗的功率最大 D．当滑动变阻器的阻值为2.5Ω时，电阻R1消耗的功率最大

8．今年疫情期间，一名河南大学生建造微型高铁的视频迅速走红，人称“村里的基建狂魔”。他一直钻研与高铁相关的构造，历时三个月的艰苦探索，一列由锂电池和微型电机打造的微型高铁终于在自家菜园里大功告成了，如图所示。假设这列高铁的质量为m，在平直轨道上匀速行驶的速度大小为v，受到的阻力大小为f，受到轨道的支持力大小为F，重力加速度为g。此时，电机的输出功率为（ ）

A．mgv B．mv C．fv D．Fv

9．某同学在一根细橡胶管中灌满食盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。他将此盐水柱接到电源两端，电源电动势和内阻恒定。握住橡胶管两端将它水平均匀拉伸到原长的2倍，忽略温度对电阻率的影响，下列说法正确的是（ ） A．盐水柱两端的电压增大 B．通过盐水柱的电流增大 C．盐水柱的电阻增大为原来的2倍 D．电源的输出功率增大

10．如图所示的闭合电路中，当滑动变阻器的滑片P从b滑向a的过程中，V1、V2两个电压表示数的变化量分别为ΔU1、ΔU2，则它们的大小相比较应是（ ）

A．|ΔU1|＞|ΔU2| B．|ΔU1|＜|ΔU2| C．|ΔU1|＝|ΔU2| D．无法判断

11．平衡车仅仅依靠重心的改变，便可以实现车辆的启动、加速、减速、停止等动作，因为其炫酷的操作，平衡车已经从年轻人的玩具变成了日常通勤的交通工具。右表是质量为60kg的小哥所骑电动平衡车的部分技术参数，已知电动平衡车行驶时受到的阻力为总重的0.1倍，不计空气阻力。下列结论正确的是（ ） 技术参数 车身自重 最大载重 最高速度 电池 额定工作电压 电池容量 30kg 150kg 20km/h 可充电电池 60V 12A·h A．表中的电池容量是指能量 B．该平衡车的额定功率为3600W

C．小哥驾驶它在水平面上匀速行驶，若消耗的电能全部转化为机械能，该电动平衡车充满电后，最多能行驶28.8km

D．小哥驾驶它在水平路面上匀速行驶5km，电动机做的功为4.5×104J

12．如图所示，三个灯泡上分别标有“110V、40W”“110V、25W”“110V、5W”等字样，当三个灯泡按照右图以几种不同的方式连接在电路中，只要调节可变电阻R，并在AB间加220V的交流电，都可以使三个灯泡正常发光。当三个灯泡都正常发光时，电路中消耗的总功率最小值是（ ）

A．60W C．130W

B．150W D．90W

13．新冠肺炎疫情严重时期，网络上课成为同学们的主要学习方式。某同学希望估算一下全校学生在家上课期间的耗电情况。通过收集相关资料，他得到了上表的信息。若仅考虑表中的用电器，试估算全校师生在家上直播课一天消耗的总电能约为（ ） 学校学生总人数 2000人 每节课时间 每日上课节数 每日网络作业时间 8节 45min 4h 使用手机人数占比 使用电脑人数占比 60% 40% 手机的功率 电脑的功率 5W C．820kWh

50W D．1080kWh

A．460kWh

B．0kWh

14．如图所示的UI图像中，直线I为某电源的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，由图像可知（ ）

A．R的阻值为2.5Ω C．电阻R功率为1.5W

B．电源内阻为0.5Ω D．电源内阻消耗功率为2W

15．小型直流电动机与“6V 12W”灯泡及电源连接成图示电路，电源电动势为20V、内阻为1.0Ω，电动机的内阻为0.5Ω。闭合S后，电动机转动，灯泡正常发光，则电动机（ ）

A．两端的电压为1.0V C．热功率为4.0W

B．电功率为2.0W D．输出的机械功率为22.0W

二、填空题

16．如图所示，小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态，当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆起一定的角度θ，水流速度越大，θ越大。为了测定水流对小球作用力的大小，在水平方向固定一根电阻丝BC，它与金属丝接触良好，不计摩擦（C端在O点正下方处）。已知电源电动势E=3V（内阻不计），电压表为理想表，其余线路电阻均不计。

（1）通过分析可知：当水速增大时，电压表示数将______（选填“变大”或“变小”）。 （2）如果OC间距离为h=1m，BC的长度为L3m，某次当小铅球平衡时（不计水对

小铅球的浮力），电压表示数为U=1V，则此时金属丝与竖直方向的夹角θ=______；已知小球质量为m3kg，g取10m/s2，则此时水流对小球作用力的大小F=_______。

17．我国自古有“昼涨称潮，夜涨称汐”的说法。潮汐主要是由太阳和月球对海水的引力造成的，以月球对海水的引力为主。

(1)世界两大观潮胜地，一处是亚马孙河北河口，另一处是我国的___________入海口。 (2)图中，a、b是某些潮汐发电示意图。涨潮时开闸门（图a），水由通道进入海湾水库蓄水，待水面升至最高点时关闭闸门，当落潮时，开闸放水发电（图b）。设海湾水库面积为5.0×108m2，平均潮差为3.0m，一天涨落潮两次，发电的平均能量转化率为10%，则一天内发电的平均功率约为（ρ水取1.0×103kg/m3，g取10m/s2）___________。

A．2.6×104kW B．5.2×104kW C．2.6×105kW D．5.2×105kW

18．当一个电池的外电路分别接4欧和9欧电阻时，电池的输出功率相等，则在这两种情况下，通过电池的电流强度之比为______，电池的内电阻为______欧。

19．如下图所示电路中，电源电动势E=9V，内阻r=1，R2＝2，灯A标有“12V，12W”，灯B标有“4V，4W”字样，调节滑动变阻器R1的大小，使灯B正常发光，则灯A的功率为__________W，滑动变阻器接入电路的阻值为__________。

20．电动机是一种将电能转化为______能的装置。将一电动机接在如图所示的电路中，当电键S闭合后，电动机可带动质量为m的重物匀速上升，设在重物上升的过程中，电压表和电流表的示数始终保持不变，分别为U和I。若在时间t内，测得重物上升的高度为h，

则该电动机的效率为______。

21．灯A与灯B上分别标有“220V，15W”、“220V，60W”，把这两灯串联起来接入电路中，要使两灯都不超过额定功率，则两端电压最多加到_____V，此时A灯的实际功率_____W。

22．两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的UI特性曲线如图所示。L2的额定功率约为_____W；现将L1和L2串联后接在220V的电源上，电源内阻忽略不计，此时L2的实际功率约为_____ W。

23．用相同的电源分别对R11Ω和R2=16Ω的电热器供电，在相等时间里测得电热器放出的热量相等，则该电源的内阻是______。

24．如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，外电路总电阻为R，当S闭合后，电源总功率为______，电源的输出功率为______，外电路消耗的功率为______，内电路消耗的功率为______，电源的供电效率为______。

25．电动自行车具有低噪声、无废气、无油污的环保性，而且它的能源利用率很高，下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗，若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则 自重 载重 40kg 75kg 额定电压 额定电流 48V 12A 最大运行速度 20km/h 额定输出功率 350W （1）该车获得的牵引力为______N。 （2）电动机的内阻为______Ω。

26．如图a所示电路中，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，R1=R2=4Ω。若在A、B间连接一个理想电压表，其读数是_____V；图a中虚线框内的电路可等效为一个电源，即图a可等效为图b，其等效电动势E′等于AB间断路时AB间的电压；则该等效电源的内电阻r′是___Ω。

三、解答题

27．在如图所示的电路中，电源电动势E=20V，内阻r=2Ω；当接入固定电阻R=4Ω时，电路中标有“4V 2W”的灯泡L和内阻r0.5Ω的小型直流电动机都恰能正常工作。 求： (1)电路中的电流强度； (2)电源的输出功率； (3)电动机的额定工作电压。

28．如图所示的电路中，电源的电动势E=3.3V，内阻r=1.0Ω；电阻R1=20Ω、R2=10Ω、R3=10Ω、R4=50Ω；电容器的电容C=100μF，电容器原来不带电。求从接通开关K至电路达到稳定过程中流过R4的电荷量Q。

29．如图所示，恒压源输出电压不变为U＝18V，A为电解槽，M为电动机，N为电炉（纯

电阻），电解槽内阻rA＝3Ω，只闭合S1，其余开关断开时，A示数为3A；只闭合S2，其余开关断开时，A示数为5A，且电动机输出功率为40W；只闭合S3，其余开关断开时，A示数为1A。求：

(1)电炉的电阻及发热功率； (2)电动机的内阻；

(3)电解槽正常工作时，1s内电能转化为的化学能。

30．如图所示电路中，电阻R1=4Ω，R2=10Ω，电源内阻r=2Ω，小灯泡的规格为5V，5W，当开关S闭合时，小灯泡正常发光，求： (1)电源电动势；

(2)若通电8s，则电阻R2的发热量为多少。