物理必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律综合与测试当堂达标检测题

这是一份物理必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律综合与测试当堂达标检测题，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（四）必修第三册（人教版2019）未命名  一、单选题1．如图所示的电解槽中，如果在4s内各有4C的正、负电荷通过面积为0．08m2的横截面AB，那么 （ ）A．正离子向左移动，负离子向右移动B．由于正负离子移动方向相反，所以电解槽中无电流C．4s内通过横截面AB的电荷量为4CD．电解槽中的电流为2A2．近年来，我国太阳能光伏发电技术不断研发，日趋成熟。当前人们生活对于电能的需求与日俱增，而不可再生资源逐渐减少，利用太阳能等可再生能源发电已经成为全世界都在研究的课题。硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象（电池内阻不是常量），图线b，是某电阻R的图象。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为（   ）
 A．5.5Ω B．7.0Ω C．12.0Ω D．12.5Ω3．两根由同种材料制成的均匀电阻丝A、B串联在电路中，A的长度为L，直径为d；B的长度为2L，直径为2d，那么通电后在相同的时间内产生的热量之比为A．QA∶QB＝1∶2 B．QA∶QB＝2∶1C．QA∶QB＝1∶1 D．QA∶QB＝4∶14．核电站中，下列能量转换过程正确的是（    ）.A．核能→电能 B．核能→内能→电能C．核能→内能→机械能→电能 D．核能→机械能→内能→电能5．某居民家中的电路如图所示，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍能正常发光。拔出电饭煲的插头，把试电笔插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，则（　　）A．仅电热壶所在的C、B两点间发生了断路故障B．仅电热壶所在的C、B两点间发生了短路故障C．仅导线AB间断路D．因插座用导线接地，所以发生了上述故障6．2013年6月20日，神舟十号女航天员王亚平在天宫一号开展基础物理实验，为全国青少年进行太空授课。有同学设想在“天宫一号”飞行器中利用下列装置进行高中物理实验，你认为可行的是（　　）A．如图a用弹簧秤验证力的平行四边形定则B．如图b探究小车速度随时间变化的规律C．如图c用自由落体运动验证机械能守恒定律D．如图d用悬挂小球碰撞验证动量守恒定律7．如图所示，竖直放置的一对平行金属板的电势差为U1，水平放置的一对平行金属板间的电势差为U2。一电子由静止开始经U1加速后，进入水平放置的金属板间，刚好从下板边缘射出.不计电子重力。下列说法正确的是（　　）A．增大U1，电子一定打在金属板上B．减小U1，电子不一定打在金属板上C．减小U2，电子一定能从水平金属板间射出D．增大U2，电子一定能从水平金属板间射出 二、多选题8．如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是（　　）A．当R2=R1＋r时，R2获得最大功率B．当R1=R2＋r时，R1获得最大功率C．当R2=0时，R1获得最大功率D．当R2=0时，电源的输出功率最大9．离地面高度5.0×104m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质，假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得离地面高度5.0×104m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场，其电势差约为3×105 V。已知，雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103C，地球表面积近似为5.0×1014 m2，则（　　）A．该大气层的等效电阻约为600ΩB．该大气层的平均漏电电流约为1.8×103 AC．该大气层的平均电阻率约为1.7×1012Ω·mD．该大气层的平均电阻率约为1.7×108Ω·m10．在如图所示电路中，电源电动势为ε，内阻为r，闭合电键后，当滑动变阻器的滑片P处于图中R的中点位置时，小灯泡L1、L2、L3的亮度相同．若将滑片P向左滑动，小灯泡的亮度变化情况是（ ）A．L1变暗，L3变暗 B．L1变亮，L2变暗C．L2变亮，L3变暗 D．L2变暗，L3变亮  三、实验题11．某探究学习小组探究一个标有“6V，0.5A"的微型直流电动机正常工作时的输出功率。该电动机的线圈由铜导线绕制而成，电阻值约为1.1Ω；需要先比较准确地测量其线圈电阻值，才能计算出电动机正常工作时的输出功率。为了测量线圈电阻，实验室备有如下器材∶A．直流电源E（8V，内阻不计。）B．直流电流表A（0~0.6 A，内阻约为0.5Ω）C．直流电压表V（0~3V，内阻约为5kΩ；0~15V，内阻约为15kΩ）D．滑动变阻器R（0~ 10Ω，额定电流为2A。）E.标准电阻R0（电阻值为3.0Ω）在实验前，该学习小组查阅了相关资料，得知该电动机在实际电压不足额定电压的50%时，不能转动。如图甲所示是比较准确微型电动机地测量电动机线圈电阻值的电路图，M表示电动机。（1）电压表应选择的量程为0-_______V（选填3或15）（2）请用笔画线代替导线，将图乙所示的实物图连接完整。（________）（3）当电流表的示数为0.50A时，电压表的示数为2.00 V，则该电动机线圈的电阻为______Ω，电动机正常工作时输出的机械功率___W。（结果保留两位有效数字）12．在“观察电容器的充、放电现象”实验中，电路如图（甲）所示(1)将开关S接通1，电容器的__________（填“上”或“下”）极板带正电，再将S接通2，通过电流表的电流方向向__________（填“左”或“右”）。(2)若电源电动势为10V，实验中所使用的电容器如图（乙）所示，充满电后电容器正极板带电量为__________C（结果保留两位有效数字）。(3)下列关于电容器充电时，电流i与时间t的关系；所带电荷量q与两极板间的电压U的关系正确的是__________。 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，图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故，参考这条曲线回答下列问题（不计电流表内阻，线路提供电压不变）： （1）若把三个这样的电灯串联后，接到电压恒定为12 V的电路上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻；（2）如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与10Ω的定值电阻R0串联，接在电压恒定为10V的电路上，求通过电流表的电流值以及每个灯的实际功率．15．如图所示，R1=25Ω，小灯泡L的规格为“2.5V ，0.3A”，电源电压保持不变．（1）S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光，求电源电压；（2）S1、S2都闭合时，电流表示数变为0.6A，求R2的功率．16．如图甲所示的电路中R1＝R2＝100 Ω，是阻值不随温度而变的定值电阻．白炽灯泡L的伏安特性曲线如图乙所示．电源电动势E＝100 V，内阻不计．求：(1)当开关S断开时，灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率；(2)当开关S闭合时，灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率．
参考答案1．D【详解】电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，由于在电极之间建立电场，电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动，电解槽中的电流方向向右，选项AB错误；4s内通过横截面AB的电荷量为4C+4C=8C，选项C错误；由电流强度的定义，选项D正确；故选D．【点睛】本题考查电流的定义，要注意明确在电解质导电时，流过截面的电量为正负电荷电量绝对值的和2．A【详解】由图线a可读出硅光电池的电动势为E = 3.6V根据闭合电路的欧姆定律有E = U + Ir代入点（0.2，2.5）有r = 5.5Ω故选A。3．B【分析】由题意可知考查焦耳定律、电阻定律，据此分析计算可得．【详解】由电阻定律可得电阻丝A的电阻电阻丝B的电阻所以由焦耳定律可得代入数值可得QA∶QB＝2∶1【点睛】先由电阻定律求得两个电阻丝的电阻之比，再由焦耳定律计算出相同时间产生的热量之比．4．C【详解】根据核电站的发电过程可知，核能发电的能量传递和转化过程是：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能。A．核能→电能，与结论不相符，选项A错误；B．核能→内能→电能，与结论不相符，选项B错误；C．核能→内能→机械能→电能，与结论相符，选项C正确；D．核能→机械能→内能→电能，与结论不相符，选项D错误；故选C。5．C【详解】A．若电热壶所在的、B两点间发生了断路故障，则电灯可以正常工作，但电热壶不能工作，拔出电饭煲的插头，试电笔插入插座的左插孔时，氖管不能发光。故A错误；B．若是电热壶所在的、B两点间发生了短路故障，则电热壶在插头插入三孔插座之前，不会工作的。故B错误；C．只有导线断路，导致电热壶不能正常工作，同时试电笔插入插座的左、右插孔，氖管均能发光。故C正确；D．因插座用导线接地，没有影响火线与零线。故D错误。故选C。6．A【详解】A．重物处于完全失重状态，但是对弹簧测力计测量力没有关系，该实验可以进行。故A正确。B．重物处于完全失重状态，不能拉动小车运动。故B错误。C．重物处于完全失重状态，不能选项做自由落体运动。故C错误。D．小球处于完全失重状态，给小球很小的初速度，小球在拉力作用下在竖直平面内做匀速圆周运动，不能通过摆到相等的高度来演示能量守恒。故D错误。故选A。7．C【详解】设水平金属板长为L，两板间距离为d，电子在加速度电场中，根据动能定理，有 eU1=mv2电子在偏转电场中，水平方向有L=vt竖直方向联立三式可得，电子在竖直方向的偏转距离AB．由上式可知，减小U1，可增大偏转距离y，则电子一定打在金属板上，AB错误；CD．减小U2，可减小偏转距离y，则电子一定能从水平金属板间射出，C 正确，D错误。 故选C。8．AC【详解】A．在讨论R2的电功率时，可将R1视为电源内阻的一部分，即将原电路等效为外电阻R2与电动势为E、内阻为R1＋r的电源（等效电源）连成的闭合电路，如图所示R2的电功率是等效电源的输出功率，显然当R2＝R1＋r时，R2获得的电功率最大，A正确；BC．讨论R1的电功率时，由于R1为定值，根据P＝I2R可知电路中电流越大，R1上的电功率就越大，即P1＝I2R1所以，当R2＝0时，R1获得的电功率最大，故B错误，C正确；D．讨论电源的输出功率时，R1＋R2为外电阻，内电阻r恒定，由于题目没有给出R1和r的具体数值，所以当R2＝0时，电源的输出功率不一定最大，故D错误；故选AC。9．BC【详解】AB．该大气层的平均漏电电流约为该大气层的等效电阻为故A错误，B正确；CD．根据可得，该大气层的平均电阻率约为故C正确，D错误。故选BC。10．BD【分析】首先认识电路的结构：闭合电键后，L1与变阻器并联后与L2串联，再与L3并联．若将滑片P向左滑动时，变阻器在路电阻增大，外电阻增大，根据闭合电路欧姆定律分析路端电压的变化和干路电流的变化，即知L3亮度的变化．根据干路电流和通过L3电流的变化，分析通过L2电流的变化，判断其亮度的变化．根据路端电压与L2电压的变化，分析L1电压的变化，即可判断其亮度的变化．【详解】若将滑片P向左滑动时，变阻器在路电阻增大，外电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I减小，路端电压U增大，则L3变亮，通过L2电流I2=I﹣I3，I减小，I3增大，则I2减小，故L2变暗，L1电压U1=U﹣U2，U增大，U2减小，则U1增大，故L1变亮，BD正确，AC错误。故选BD。【点睛】本题首先要搞清电路的连接方式，其次按“局部→整体→局部”的思路进行分析．11．3        1.0    2.8    【详解】（1）[1]测电动机线圈电阻，应控制电动机不转，测出电动机两端电压与通过电动机的电流，电动机不转时，通过电动机的电流与电动机两端电压都很小，故电压表应选择的量程为0-3V；（2）[2]根据图甲中的电路图，连接图乙中完整的实物图，如图所示（3）[3]根据欧姆定律可得电动机线圈电阻代入数据解得r=1.0Ω；[4]电动机正常工作时，总功率W=3W线圈产生的热功率0.25W电动机正常工作输出的机械功率P机械==2.8W12．上    左        A    【详解】(1)[1]开关S接通1，电容器充电，根据电源的正负极可知电容器上极板带正电。[2]开关S接通2，电容器放电，通过电流表的电流向左。(2)[3]充满电后电容器所带电荷量(3)[4]AB．电容器充电过程中，电流逐渐减小，随着两极板电荷量增大，电流减小的越来越慢，电容器充电结束后，电流减为0，A正确，B错误；CD．电容是电容器本身具有的属性，根据电容的定义式可知，电荷量与电压成正比，所以图线应为过原点直线，CD错误。故选A。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）0.4 A；10 Ω　（2）0.7 A；10.5 W【详解】（1）由于三个电灯完全相同，所以每个电灯两端的电压为：UL＝V＝4 V结合图象可得当UL＝4 V时，IL＝0.4 A故每个电灯的电阻为：R＝＝Ω＝10 Ω.（2）设此时电灯两端的电压为U′，流过每个电灯的电流为I，由闭合电路欧姆定律得E＝U′＋2IR0代入数据得U′＝10－20I可得到该直线与曲线的交点（3 V，0.35 A），即流过电灯的电流为0.3 A，则流过电流表的电流为IA＝2I＝0.7 A每个灯的功率为：P＝UI＝3×0.35 W＝10.5 W.15．U = 10V ；P = 2W【详解】（1）由图可知，当、 都断开时，小灯泡L与电阻 串联，电路为串联电路，因为小灯泡正常发光，则电路电流大小为 ，小灯泡两端电压为 ，根据欧姆定律，两端电压大小为故电源电压为（2）由电路图可知，当．都闭合时，与 并联，小灯泡被短路，电流表测干路电流，由并联电路的电压规律可知：和两端的电压相等都等于 ，通过的电流为由并联电路电流规律可知，通过的电流大小为所以的功率为16．(1)40 V　0.6 A　24 W  (2)25 V　0.5 A　12.5 W【详解】(1)当S断开时，因R1是定值电阻，与灯泡串联，设灯泡上的电压为U1，电流为I1，根据闭合电路的欧姆定律有：E＝U1＋IR1，代入数据得：I1＝1－，在IU图上作出图线如图所示：这条直线与灯泡的伏安特性曲线的交点为(40V，0.60 A)．由此可知此时流过灯泡的电流为0.6 A，灯泡上的电压为40 V，灯泡的实际功率为：P＝0.6×40=24W；(2)当S闭合时，设灯泡上的电压为U2，电流为I2，根据闭合电路的欧姆定律有：E＝U2＋(I2＋)R1，代入数据得：I2＝1－，在IU图上作出图线，如上图所示，这条直线与灯泡的伏安特性曲线的交点为(25V，0.5 A)．由此可知此时流过灯泡的电流为0.5 A，灯泡上的电压为25 V，灯泡的实际功率：P＝0.5×25=12.5W。