必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律综合与测试同步练习题

这是一份必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律综合与测试同步练习题，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年度高二物理第十二章单元过关检测（二）必修第三册（人教版2019）未命名  一、单选题1．电炉丝坏了，去掉四分之一，接在原来的电源上使用，在同样的时间内产生的热量与原来产生热量之比为（　　）A．3：4 B．4：3 C．4：1 D．1：42．如图所示，A、B两带正电粒子质量之比为，电荷量之比为。两粒子在O上方同一位置沿垂直电场方向射入平行板电容器中，分别打在C、D两点，，忽略粒子重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　）A．A和B在电场中运动的时间之比为B．A和B运动的加速度大小之比为1∶2C．A和B的初速度大小之比为1∶4D．A和B的末速度大小之比为1∶23．下面的例子中，属于内能转化成机械能的是（   ）A．钻木取火 B．陨石的降落C．用弹弓把石子射出 D．点燃爆竹，爆竹腾空而起4．如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r为定值，当外电路电阻发生变化时，干路电流I、路端电压U，内电压U′、电源输出功率P随之变化的图象如图所示，其中不正确的是（     ）A． B．C． D．5．某偏远山区为了实现供电，自己修建了小型水利发电站，如图所示，若该发电站蓄水池平均每天蓄水的有效总库容量为786m3，发电过程中上下水库平均水位差为64m．则下列说法正确的是（   ）A．若每天发电40 kWh,则能源利用效率约为 35%B．发电时下水库出水口的水流速度可达到 36m/sC．蓄水池中水的重力势能全部转化为电能，则每天能发电约 138 kWhD．平均每天所发电能可供10户居民同时用电（每户电功率为1.4kW）约10h6．在一次闪电形成过程中，流动的电荷量约为300c，持续时间约为0.005s，则这次闪电产生的电流大小约为（    ）A．12×104 A B．9×104 A C．6×104 A D．3×104 A7．在图电路中，当合上开关S后，两个标有“3V、1W”的灯泡均不发光，用电压表测得Uac=Ubd=6V，如果各段导线及接线处均无问题，这说明A．开关S未接通 B．灯泡L2的灯丝断了C．灯泡L1的灯丝断了 D．滑动变阻器R电阻丝断了 二、多选题8．如图所示电路图，在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是  (　 )A．路端电压变大B．电流表的示数变小C．电源内阻消耗的功率变大D．电路的总电阻变大9．如图所示，直线A为电源0的路端电压与电流的关系图线；直线B 为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R两端电压与电流的关系图线．将这个电阻分别接到a、b两电源上，那么（ ）A．电源a的内阻更大B．电源b的电动势更大C．R接到a电源上时，电源的输出功率更大D．R接到b电源上时，电源的输出功率更大10．两根材料相同的均匀导体和，其长度分别为和，串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示，则（　　）
 A．导体和的电阻之比为3：1 B．导体和的电阻之比为3：2C．导体和的横截面积之比为3：2 D．导体和的横截面积之比为1：3  三、实验题11．为了测量一精密金属丝的电阻率：(1)先用多用电表×1挡粗测其电阻如图，则读数为__，然后用螺旋测微器测其直径如图，读数为_____mm.(2)为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外实验室还备有的实验器材如下：A．电压表V1，(量程3V，内阻约为15k)B．电压表量V2(程15V，内阻约为75k)C．电流表A1，(量程3A，内阻约为0.2)D．电流表A2 (量程600 mA，内阻约为1)E.滑动变阻器R1（0〜5，0.6A)F.输出电压为3V的直流稳压电源G.电阻箱H.开关S，导线若干①上述器材中应选用的电压表是______，电流表是_____(填序号）。②请将图中的实物连成需要的电路______。③如果金属丝的直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，则计算电阻率的表达式为________。（用上述物理量表示）12．电荷的定向移动形成电流，电流表示单位时间内通过导体横截面的电荷量，即。电流传感器可以像电流表一样测量电流，并且可以和计算机相连，画出电流与时间的变化图像。图甲是用电流传感器观察充、放电过程的实验电路图，图中电源的电压为。先使开关S与1接通，待充电完成后，再使开关S与2接通，电容器通过电阻放电，电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的图像，如图乙所示。(1)下列说法正确的是_____。A．电容器充电的过程中，负电荷由电源的正极移动到电容器的正极板B．电容器充电的过程中，电路中的电流不断增大C．电容器放电的过程中，电容器两极板间的场强不断变小D．电容器放电的过程中，电容器把储存的电能转化为电路中其它形式的能量(2)乙图中图线与两坐标轴所包围面积的物理意义是___________。(3)若充电完成后，电容器所带的电荷量为，则该电容器的电容为_______。（保留3位有效数字） 四、解答题13．图（a）所示电路中，定值电阻，R为电阻箱，为单刀双掷开关．闭合，将切换到“a”，调节电阻箱，读出其阻值为，记录电压传感器测得的数据为，然后保持电阻箱阻值不变，将切换到“b”，记录电压传感器示数为．（1）试写出电阻的表达式．（2）若求得电阻，将切换到“a”，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱阻值R和记录对应的电压传感器数据U，对测得的数据进行处理，绘出如图（b）所示的图线．求电源电动势E和内阻r．14．如图所示的电路中，已知R0=24Ω，灯泡L标有“6V、3W”字样，电源两端的电压和灯丝的电阻均保持不变。(1)求灯泡的电阻值；(2)当开关S1、S2都断开时，滑动变阻器R的滑片P从b端滑到某一位置c时（图中未标出），滑动变阻器R接入电路的电阻减小6Ω，电流表示数变化了0.1A，灯泡恰好正常发光。求电源电压；(3)当开关S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器滑片P的位置（滑片P不接触a端），求电路消耗总功率的最小值。15．在图中的电路中，若 R1=4Ω，R3=6Ω，电池内阻r=0.6Ω，则电源产生的总功率为40W，而输出功率为37.6W。求：（1）电源内阻上消耗的电功率是多少？（2）电源电动势.16．如图所示电路，两个小灯泡上分别标有：：“”和：“”。把A、b两端接在输出电压为的电源上，两个小灯泡刚好都能正常发光。求：（1）电阻与的阻值；（2）电路的总功率；（3）请设计一个功率更小的电路，要求接在电源上时，两个灯泡都能正常发光。把你设计的电路图画在下面，并计算出电路的总功率。
参考答案1．B【详解】电炉丝坏了，去掉了四分之一，现在电炉丝和原来的电炉丝的电阻关系为电流通过电炉丝做功消耗电能全部转化为内能仍然接在原来的电源两端分，所加电压相等。在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比综上分析B正确，ACD错误。故选B。2．B【详解】A．质量之比为1：2，电荷量之比为1：4．所以比荷之比为1：2。粒子在竖直方向做静止开始的匀加速运动且位移相等可知运动时间之比为，选项A错误；B．由于加速度与比荷成正比，所以加速度之比为1:2，选项B正确；C．根据而位移之比为1:2，时间之比为，所以初速度之比为，选项C错误；D．末速度无法比较末速度关系，选项D错误。故选B。3．D【解析】【详解】A.钻木取火是将机械能转化为内能来引燃，A错误B.陨石降落与大气摩擦生热，是将机械能转化为内能，B错误C.弹弓把石子射出是将弹弓的弹性势能转化为动能，C错误D.点燃爆竹，爆竹内部燃烧释放能量，腾空而起，内能转化为机械能，D正确4．C【详解】A．由闭合电路欧姆定律有干路电流①随的增大单调递减，但不是线性变化，A正确；B．路端电压②利用数学知识可分析得到B正确；C．电源内电压③电源内电压U′随的增大单调递减，但不是线性变化，C错误；D．电源输出功率利用数学知识可，D正确。本题选不正确的，故选C。5．C【解析】A、蓄水池中能用于发电的水的重力势能为Ep=mgh=ρVgh=1.0×103×786×10×64J≈5.0×108J，则能源利用效率，A错误；B、若没有任何阻力，由机械能守恒得mgh=mv2，得v==≈37m/s，由题知，水流下的过程中受到阻力，所以发电时流入下水库的水流速度小于37m/s，故B错误；C. 蓄水池中能用于发电的水的重力势能为Ep=mgh=ρVgh=1.0×103×7.86×106×10×64J≈5.0×108J，全部转化为电能，则每天能发电约≈138 kWh，故C正确；D、若重力势能全部转化为电能，平均每天所发电能可供10户居民同时用电时间,由于效率不可能达到100%，可供给一个大城市居民用电时间小于10h，D错误．故选C【点睛】根据每天有效蓄水量求电站的总效率；由能量守恒定律分析发电时流入下水库的水流速度；根据Ep=mgh求蓄水池中能用于发电的水的重力势能；再由能量守恒求居民用电时间．6．C【解析】根据电流的定义式得：电流，故C正确，ABD错误．故选C．7．B【详解】闭合开关后，两个小灯泡均不发光，说明电路为断路，电压表测得ac与bd两点间的电压均为6V，而ac和bd的公共部分为bc，因此bc处发生断路，即L2的灯丝断了．若L1灯断路，则Ubd=0；若变阻器断路，则Uac=0，与题目所给的结论不符．故B正确，ACD错误．故选B．8．BC【详解】在滑动触头由a端滑向b端的过程中，变阻器接入电路的电阻变小，外电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，电路中总电流I变大，电源两端的电压，即路端电压U=E-Ir，U变小．故AD错误．电流表的示数，U变小，IA变小．故B正确．由上知流过电源内阻的电流I变大，电源内阻消耗的功率变大，故C正确．
故选BC.点睛：本题是电路的动态变化分析问题，首先分析变阻器接入电路的电阻如何变化，接着分析总电阻、总电流和路端电压的变化，再分析局部电流、电压的变化，即按“局部到整体再到局部”的思路进行分析．9．AC【分析】由电源的U-I图象与U轴的交点表示电动势，斜率大小等于电源的内阻，比较读出电源电动势和内电阻的大小；由电阻两端电压与电流的关系图线与电源路端电压和电流图线的交点为电源实际路端电压和电流，比较电源输出功率的大小．【详解】AB、由闭合电路欧姆定律U=E−Ir可知，图象与U轴的交点表示电动势，则A的电动势较大，图象的斜率表示内阻，则B电源的内阻r较小，A电源的内阻r较大．故A正确，B错误．CD. 电阻R两端电压与电流的关系图线与电源路端电压和电流图线的交点为电源实际路端电压和电流，由图可知，a电源的输出功率更大，故C正确，D错误．故选AC10．BD【详解】AB．由题图可知，导体两端的电压导体两端的电压因导体和串联，由电压与电阻成正比可知，导体和的电阻之比为3：2，A错误，B正确；CD．由于故（、相同）所以导体和的横截面积之比为1：3，C错误，D正确。故选BD。11．6    2.095（2.094~2.096）    A    D    实物图如图所示        【详解】（1）[1]根据欧姆表的读数原则可知，读数为6Ω；[2]根据螺旋测微器的读数原理可知，读数为（2+9.5×0.01）mm=2.095mm（2）[3]实验选用的是两节干电池，所以电压表选择A；[4]为了使读数超过量程的，电流表选择D；[5]为了比较精确测出电阻丝的电阻，同时滑动变阻器给的阻值限制，我们选择分压式接法，且电流表的阻值和电阻丝阻值接近，所以选用电流表外接，电路图如图所示[6]根据电阻定律可知，12．CD    电容器储存的电荷量    567    【详解】(1) [1]A．电容器充电的过程中，正电荷由电源的正极移动到电容器的正极板，负电荷由电源的负极移动到电容器的负极板，选项A错误；B．电容器充电的过程中，电路中的电流不断减小，选项B错误；C．电容器放电的过程中，电容器带电量逐渐减小，则两极板间的场强不断变小，选项C正确；D．电容器放电的过程中，电容器把储存的电能转化为电路中其它形式的能量，选项D正确。故选CD。(2)[2]根据图象的含义，因Q=It，可知乙图中图线与两坐标轴所包围面积的物理意义是电容器的放电量，也就是电容器储存的电荷量。(3)[3]电容器的电容13．(1) (2) 2V  0.5Ω【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律，联立方程求得（2）利用图线的截距求，令，即得将，，代入上式得（通过图线斜率求解r同样可以）14．(1)；(2)12V；(3)14W【详解】(1)根据电功率公式，可求得灯泡的电阻值(2)当开关、都断开时，滑动变阻器在b端时，灯泡L和滑动变阻器的整个电阻Rab串联在电路中，电路电流为 I甲，如图甲所示RL   Rab当开关、都断开时，滑动变阻器R的滑片P从b端滑到某一位置c时，如图乙所示图乙中灯泡正常工作，则因为电源电压不变，所以代入数据得解得，。所以(3)当开关、都闭合时，R0与Rab并联时，电路消耗的总功率最小，如图丙所示电路中的电流电路消耗的最小功率15．（1）2.4W（2）20V【详解】（1）电源内阻上消耗的电功率（2）因为P损=I干2r可得：I干=2A     而P总=EI干可得E=20V16．（1）     （2）  （3）. ,10W【详解】（1）两灯正常发光，由可得：，；干路的电流：；；；（2）总功率为：；（3）让L2与电阻R2并联之后，再与L1和电阻R1串联，此时电阻R1的电压是3V，电流时1A，所以此时R1的功率为3W，电阻R2的电压是4V，电流时0.5A，此时R2的功率为2W．所以总的功率为3W＋2W＋3W＋2W＝10W．