高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律综合与测试课后复习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律综合与测试课后复习题，共18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（一）必修第三册（人教版2019）未命名  一、单选题1．电源电动势为、内阻为，向可变电阻供电，关于路端电压，下列说法正确的是（    ）A．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B．因为，所以当增大时，路端电压也增大C．因为，所以当增大时，路端电压减小D．若外电路断开，则路端电压为零2．市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)．在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽．该装置的能量转化情况是(　　)A．太阳能→电能→机械能B．太阳能→机械能→电能C．电能→太阳能→机械能D．机械能→太阳能→电能3．市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)．在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽．该装置的能量转化情况是(　　)A．太阳能→电能→机械能B．太阳能→机械能→电能C．电能→太阳能→机械能D．机械能→太阳能→电能4．关于电功和电热，下面说法正确的是（  ）A．任何电路中的电功W=UIt，电热Q=I2Rt且W=QB．任何电路中的电功W=UIt，电热Q=I2Rt但W有时不等于QC．电功W=UIt在任何电路中都适用，Q=I2Rt只在纯电阻电路中适用D．电功W=UIt，电热Q=I2Rt，只适用于纯电阻电路5．如图所示，长为L的两平行金属板水平放置，接在直流电路中，图中R为滑动变阻器，一带电微粒自两板左侧中央以某初速度v0平行于金属板进入两板间，若将变阻器的滑片P置于最下端b处，带电微粒将落在下板上距离左端处，若滑片P与b端间电阻为18Ω，带电微粒将沿直线运动，若要微粒不打到金属板上，则滑片P与b端间电阻R的范围应为（　　）A．12Ω＜R＜20Ω B．16Ω＜R＜20ΩC．12Ω＜R＜24Ω D．16Ω＜R＜24Ω6．扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图为 “iRobot”扫地机器人，已知其电池容量 1000 mA·h，额定工作电压 15 V，额定功率 30 W，则下 列说法正确的是(  ) A．题中“mA·h”是能量的单位B．扫地机器人充满电后一次工作时间约为 0.5hC．扫地机器人正常工作时的电流是 0.5AD．扫地机器人充满电的电能是 1.0×105J7．如图所示的电路中，电源的电动势为，内阻为，和为定值电阻，为滑动变阻器。电路中灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的，突然，灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是（    ）
 A．断路 B．短路 C．断路 D．、同时短路 二、多选题8．如图所示，在图线上的、、点均对应该电路中电源的一个确定的工作状态，在点有，则下列说法中正确的是（　　）
 A．在点时电源的输出功率最大B．在点时电源的总功率最大C．工作状态从时角增大，电源的总功率和输出功率都将增大D．工作状态从时角增大，电源的总功率和输出功率都将减小9．两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1：310．如图电路中，电源电动势为，内阻为，、、均为定值电阻，电表均为理想电表。闭合开关，当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，下列说法中正确的是（　　）
 A．电压表的示数变小B．电流表的示数变小C．流过电流的变化量的绝对值一定大于流过电流的变化量的绝对值D．电压表示数的变化量的绝对值与电流表示数的变化量的绝对值之比一定小于电源的内阻  三、实验题11．电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用．对给定电容值为C的电容器充电，无论采用何种充电方式，其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都相同．（1）请在图1中画出上述u–q图像．类比直线运动中由v–t图像求位移的方法，求两极间电压为U时电容器所储存的电能Ep．（___________）______（2）在如图2所示的充电电路中，R表示电阻，E表示电源（忽略内阻）．通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电，对应的q–t曲线如图3中①②所示．a．①②两条曲线不同是______（选填E或R）的改变造成的；b．电容器有时需要快速充电，有时需要均匀充电．依据a中的结论，说明实现这两种充电方式的途径．__________________（3）设想使用理想的“恒流源”替换（2）中电源对电容器充电，可实现电容器电荷量随时间均匀增加．请思考使用“恒流源”和（2）中电源对电容器的充电过程，填写下表（选填“增大”、“减小”或“不变”）． “恒流源”（2）中电源电源两端电压________通过电源的电流________ 12．在测定金属的电阻率的实验中,所测金属丝的电阻大约为5Ω,先用伏安法测出该金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．用米尺测出该金属丝的长度L,用螺旋测微器测量该金属丝直径时的刻度位置如图所示：（1）从图中读出金属丝的直径为_____________mm．（2）实验时,取来两节新的干电池、开关、若干导线和下列器材:A．电压表0～3V,内阻10kΩB．电压表0～15V,内阻50 kΩC．电流表0～0.6A,内阻0.05ΩD．电流表0～3A,内阻0.01ΩE.滑动变阻器,0～10ΩF.滑动变阻器,0～100Ω 要比较准确地测出该金属丝的电阻值,电压表应选_____,电流表应选______,滑动变阻器选_____(填序号)．（3）实验中,某同学的实物接线如图所示,请指出该实物接线中的两处明显错误．错误1:____________________; 错误2:___________________． 四、解答题13．如图所示的闭合电路中，电源电动势E=6V，灯泡A标有“4.5V，3W”，灯泡B标有“3V，3W”．当开关S闭合时A、B两灯均正常发光．求：（1）R的阻值；（2）电源的内阻r．14．电鳗是一种放电能力很强的淡水鱼类，它能借助分布在身体两侧肌肉内的起电斑产生电流。某电鳗体中的起电斑并排成140行，每行串有5000个起电斑，沿着身体延伸分布。已知每个起电斑的内阻为，并能产生的电动势。该起电斑阵列一端在电鳗的头部而另一端接近其尾部，与电鳗周围的水形成回路。假设回路中水的等效电阻为，请计算：电鳗放电时，其首尾间的输出电压是多少？提示：电鳗的诸多起电斑构成了一个串、并联电池组。已知个相同电池并联时，电池组的电动势等于一个支路的电动势，内阻等于一个支路内阻的分之一。15．如图所示，电路中小灯泡的额定电压为、额定功率为，、，电源的电动势未知、内阻为。当滑动变阻器的滑动触头位于端时，理想电流表的读数为，且小灯泡刚好以额定功率正常发光。则：(1)滑动变阻器的最大阻值为多少？(2)当滑动变阻器的滑动触头位于端时，理想电流表的读数为多少？(3)当滑动触头位于正中央时（假设此时小灯泡电阻变化可忽略）滑动变阻器的电功率为多少？16．某实验小组用电阻箱和电压表（内阻可视为无穷大）按图的电路测定一个水果电池的电动势和内阻。闭合开关后，调节电阻箱得到各组实验数据如下表。数据序号123456电阻箱的电阻0.10.20.40.81.64.0电压0.090.160.270.400.600.67电流      (1)由电阻箱的电阻和电阻箱两端的电压，计算通过电阻箱的电流，把每组电流的数据填在表中的空格处。(2)根据表中电压和电流的数据，在图中描点，作出图像。(3)根据图像，计算水果电池的电动势和内阻。
参考答案1．C【详解】ABC．路端电压因为增大时，变化，所以不能用判断路端电压的变化情况，根据可知，当增大时，路端电压减小，AB错误，C正确；D．当外电路断开时，路端电压为，D错误。故选C。2．A【解析】帽子上的太阳能电池板将太阳能转化为电能，供小电扇工作．小电扇工作时消耗电能，将电能转化为扇叶的机械能．故选A．3．A【解析】帽子上的太阳能电池板将太阳能转化为电能，供小电扇工作．小电扇工作时消耗电能，将电能转化为扇叶的机械能．故选A．4．B【详解】任何电路中电功公式W=UIt，电热公式Q=I2Rt都适用，但两者不一定相等，只有在纯电阻电路中 W=Q，故A错误，CD错误．B项：任何电路中的电功W=UIt，电热Q=I2Rt，在非纯电阻电路中电能一部分转化为内能，还有一部分转化为其他形式的能，所以此时W大于Q，故B正确．【点睛】电功公式W=UIt和电热公式Q=I2Rt都适用于任何电路；在纯电阻电路中，电功等于电热，在非纯电阻电路中，电功大于电热．5．B【分析】滑片P位于最下端b，带电微粒做平抛运动，由平抛运动的规律列出方程；带电微粒沿直线运动时，电场力和重力平衡；微粒刚好不打在金属板上，可能从上下极板的边缘之间射出，根据类平抛运动的规律和牛顿第二定律结合串联电路的分压规律求出临界值，即可得到范围．【详解】设两平行金属板间距为d，由已知得： 当滑片p与b端间电阻为18Ω时，有： 若要微粒刚好不打在金属板上，应满足：或由以上各式解得：，由串联电路的分压规律可求得对应电阻为： 所求R的范围为16Ω＜R＜20Ω，故B正确，ACD错误．故应选：B．【点睛】本题是带电粒子在电场中类平抛运动和电路问题的综合，容易出错的是受习惯思维的影响，求加速度时将重力遗忘，要注意分析受力情况，根据合力求加速度．6．B【详解】A、电池容量是指电池的存储电量（电流与时间的乘积）多少，单位是“Ah”或“mAh”，不是储存电能的大小，故A错误．C、机器人正常工作的电压为15V，机器人正常工作时的电流，故C错误．B、机器人充满电后一次工作时间为，故B正确．D、根据电能的公式，故D错误．故选B．【点睛】本题是信息给予题，要求同学们能从题目中获取有用信息，知道电池容量是指电池储存电量的大小．7．C【详解】A．若断路，外电阻增大，路端电压增大，灯泡A、B均变亮，与题意不符，故A错误；B．若短路，外电阻减小，路端电压减小，通过的电流减小，而干路电流增大，则通过灯泡A的电流增大，增大，灯泡A变亮；通过和灯泡B的总电流增大，则和灯泡B两端的电压增大，灯泡B变亮，与题意不符，故B错误；C．断路，外电阻增大，路端电压增大，通过的电流增大，而干路电流减小，则通过灯泡A的电流减小，灯泡A变暗；灯泡B两端电压增大，灯泡B变亮，与题意相符，故C正确；D．短路，灯泡B不亮，与题意不符，故D错误。故选C。8．AD【详解】A．根据题图可知过原点的直线的斜率表示外电阻，与两坐标轴相交的直线的斜率的绝对值表示电源内阻，当时，内外电阻相等，是电源的输出功率最大的时候，A正确；B．电源的总功率工作状态从时，角减小，电流增大，电源的总功率增大，故在点时电源的总功率不是最大，B错误；C．在点时，电源的输出功率最大，工作状态从时，角增大，电源的输出功率增大，由于电流减小，故电源的总功率减小，C错误；D．工作状态从时，角增大，电源的输出功率减小，由于电流减小，故电源的总功率减小，D正确。故选AD。9．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。10．BD【详解】A．设流过、、、的电流分别为、、、，电压分别为、、、，干路电流为，路端电压为，电流表的示数为，当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，外电路总电阻变大，变小，根据闭合电路欧姆定律有可知变大，即电压表的示数变大，故A错误；B．变大，由可得变小，从而知变小，而变大，则变大，变大，又变小，可知变小，故B正确；C．由变小，变大，则变小，不能确定流过电流的变化量的绝对值与流过电流的变化量的绝对值的大小关系，故C错误；D．电源的内阻，变小，变小，变大，所以可得故D正确。故选BD。11．        R    要快速度充电时，只要减小图2中的电阻R；要均匀充电时，只要适当增大图2中的电阻R即可    增大    不变    不变    减小    【详解】由电容器电容定义式得到图象，类比图象求位移求解电量，由图3斜率解决两种充电方式不同的原因和方法；根据电容器充电过程中电容器两极板相当于电源解答(1)由电容器电容定义式可得：，整理得：，所以图象应为过原点的倾斜直线，如图：由题可知，两极间电压为U时电容器所储存的电能即为图线与横轴所围面积，即，当两极间电压为U时，电荷量为，所以；(2)a.由于电源内阻不计，当电容器充满电后电容器两端电压即电源的电动势，电容器最终的电量为：，由图可知，两种充电方式最终的电量相同，只是时间不同，所以①②曲线不同是R造成的；b.由图3可知，要快速度充电时，只要减小图2中的电阻R，要均匀充电时，只要适当增大图2中的电阻R即可；(3)在电容器充电过程中在电容器的左极板带正电，右极板带负电，相当于另一电源，且充电过程中电量越来越大，回路中的总电动势减小，当电容器两端电压与电源电动势相等时，充电结束，所以换成“恒流源”时，为了保证电流不变，所以“恒流源两端电压要增大，通过电源的电流不变，在(2)电源的电压不变，通过电源的电流减小．12．0.680    A    C    E    导线连接在滑动变阻器的滑片上    采用了电流表内接法测电阻    【详解】（1）[1]固定刻度读数：0；半刻度读数：0.5mm；可动刻度读数0.01mm×18.0=0.180mm；故螺旋测微器读数为：0.680mm；（2）[2]]两节干电池电动势共为3V，为减小读数误差，选小量程电压表，故选A；[3]回路中的最大电流约为：A电流不超过0.6A，故电流表同样选择小量程的，即选C；[4] 滑动变阻器的特点是：电阻大的调节精度低，电阻变化快，操作不方便，故选小电阻的，即选E；（3）[5] 导线连接在滑动变阻器的滑片上；[6] 采用了电流表内接法测电阻．13．（1）1.5Ω    （2）0.9Ω【分析】明确电路结构，由B灯正常发光可得电流IB，由欧姆定律可得R的电压从而得出A灯的电压由欧姆定律即可求得R的阻值，根据A灯求出A在的之路的电流，从而知总电流，由全电路欧姆定律求得r的阻值．【详解】流过R及B灯的电流IB= 所以 流过A灯的电流 由闭合电路欧姆定律：E=UA+（IA+IB）r解得：r=0.9Ω．【点睛】对于直流电路的计算问题，往往先求出局部的电阻，再求出外电路总电阻，根据欧姆定律求出路端电压和总电流，再计算各部分电路的电压和电流．14．741.7V【详解】一行起电斑的电动势、内阻分别为，起电斑阵列的电动势、内电阻为，电鳗放电时，由闭合电路的欧姆定律得首尾间的输出电压即路端电压为15．(1)；(2)；(3)【详解】(1)由题意可知小灯泡的电阻当滑动变阻器的滑动触头位于端时，定值电阻被短路，小灯泡与整个滑动变阻器并联，此时小灯泡正常发光，通过小灯泡的电流通过滑动变阻器的电流则滑动变阻器的最大阻值(2)由以上分析可知电源电动势代入数据得当滑动变阻器的滑动触头位于端时，小灯泡滑动变阻器及定值电阻都被短路，此时电流表的读数(3)当滑动触头位于正中央时，小灯泡与滑动变阻器的一半电阻并联后再与串联，此时总电流为并联部分的电压滑动变阻器消耗的功率代入数据得16．(1) 0.90，0.80，0.68，0.50，0.38，0.17 ；(2)如图所示(3) 。【详解】由公式得计算出表格内数据分别为 0.90，0.80，0.68，0.50，0.38，0.17；填入表格数据序号123456电阻箱的电阻0.10.20.40.81.64.0电压0.090.160.270.400.600.67电流0.900.800.680.500.380.17(2) 图像如图所示(3)由公式得所以直线斜率k=r，由图可知电源电动势E=0.85V，电源内阻所以r=8.5×102Ω，E=0.85V。