2022—2023学年高二粤教版（2019）必修第三册 第五章 电能与能源的可持续发展 单元检测卷3（含解析）

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2022—2023学年高二粤教版（2019）必修第三册 第五章 电能与能源的可持续发展 单元检测卷3（含解析）一、单选题（共35分）1．国产某5G手机电池容量为4100mA·h，待机时间为22d（天），用超级快充装置对其充电时的电功率为66W。由此可估算手机电池（　　）A．待机时的电压 B．待机时的电流C．快充时的电流 D．快充过程获得的电能2．图为某电动自行车的相关参数，已知该电动车在额定输出功率状态下，在某水平道路上匀速运动的速度为10m/s，下列分析正确的是（　　）规格后轮驱动直流永磁毂电机车型电动自行车额定输出功率120W整车质量30kg额定转速240r/min最大载量120kg额定电压40V续行里程大于40km额定电流3.5A A．该电动车后轮电机的线圈内阻约为11.43ΩB．电动车在上述水平道路上匀速运动时受到的阻力为14NC．额定输出功率状态下的该电动车电机的发热功率为20WD．该电动车的车轮半径大约为0.8m3．如图所示，雷雨时一头牛躲在树下，闪电击中了树，一个持续40μs的电流脉冲流过地面，这段时间地面形成的等势面如图。如果前后两脚间的身体电阻为500Ω，则闪电过程中耗散在体内的能量约为（　　） A．1000J B．2000J C．3200J D．4000J4．小红在路上看到一个现象：当电动汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为，内阻为。车灯接通电动机未起动时（即开关断开，闭合），电流表示数为；电动机启动的瞬间（即开关、均闭合），电流表示数达到。若电流表内阻不计，车灯电阻恒定，电动机启动时（　　） A．车灯两端的电压为B．通过车灯的电流为C．车灯的功率为D．车灯的功率约为5．如图所示，三个电阻R1、R2、R3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为10W、10W、2W，则此电路中允许消耗的最大功率为（　　）A．22W B．12W C．15W D．16W6．DC14.8V/2200mAh的锂电池供电，额定功率为35W，当锂电池剩余电量为总容量的20%时，扫地机器人就自动回座机充电。结合上述信息，下列说法正确的是（　　）A．DC14.8V/2200mAh表示该电池输出的是交流电B．该机器人电机的额定电流为0.42AC．正常工作时机器人电动机每秒钟输出35J动能D．电池充满电后机器人正常工作约45mim后回座机充电7．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，如图所示为某款扫地机器人，已知其电池是容量为3000mA·h的锂电池，额定工作电压为15V，额定功率为30W，则下列说法正确的是（　　）A．题中“mA·h”是能量的单位B．扫地机器人正常工作时的电流是2AC．扫地机器人充满电后可以工作的时间约为2hD．扫地机器人储存的电能大约是2000J二、多选题（共25分）8．下面设想符合能量守恒定律的是（　　）A．利用核动力，驾驶地球离开太阳系B．做一条船，利用流水的能量逆水行舟C．通过太阳照射飞机，即使飞机不带燃料也能飞行D．利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械9．将一电源电动势为E，内阻为r的电池，与外电路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是（　　）A．由可知，电源的内电压随I的增大而增大B．由可知，外电压随I的增大而增大C．由可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大D．由可知，电源输出电压U随输出电流I的增大而减小10．在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ随温度t的变化关系如图所示，由于这种特性，使PTC元件具有发热、保温双重功能。以下关于电热灭蚊器的判断正确的是（　　）A．当温度低于t1时通电，通电后，其电功率先增大，后减小B．当温度低于t1时通电，通电后，其电功率先减小，后增大C．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变D．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变11．如图所示，图甲中M为一电动机，当滑动变阻器R的滑片从左端滑到右端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在0.2 A以下时，电动机没有发生转动。不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是（　　）A．电路中电源E的电动势为3.6 VB．滑动变阻器的滑片向右滑动时，电压表V2读数减小C．此过程中，电动机的输出功率增大D．滑动变阻器R的最大阻值为30 Ω12．下列关于能源的说法正确的是（　　）A．能源是取之不尽，用之不竭的B．大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源C．能源是有限的，特别是常规能源，如煤、石油、天然气等D．核能是可以无限开发和使用的三、解答题（共40分）13．2021年10月，“神舟十三号”载人飞船将三名宇航员送至“天宫”，并将完成长达6个月的太空作业。“天宫”在太空中飞行，主要靠太阳能电池提供能量。有一片太阳能电池组板，测得它的电动势为2.5V，将额定电压为1.5V、电流为50mA的指示灯接在其两端时，指示灯恰好正常发光。求：（1）该片太阳能电池板的内阻；（2）该片太阳能电池板内、外电路消耗的功率之比。14．能源按形式或转换特点分为一次能源和二次能源，简述它们的特点，并举例说明有哪些能源。‍15．如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机。P是一个质量为 m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是I=5.0A和U=110V，重物P上升的速度v=0.70m/s。已知重物的质量m=45kg，（g取10m/s2）求：（1）电动机消耗的电功率P电；（2）细绳对重物做功的机械功率P机；（3）电动机线圈的电阻R。16．有一个10 m高的瀑布，水流在瀑布顶端时速度为2 m/s，在瀑布底与岩石的撞击过程中，有10%的动能转化为水的内能，请问水的温度上升了多少摄氏度？已知水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），g取10 m/s2。
参考答案1．B【解析】【详解】AB．根据手机电池容量为4100mA·h以及待机时间为22d，根据可求解待机时的电流，但是无法求解待机时的电压，选项A错误，B正确；CD．根据题中条件无法求解快充时的电流，也不能求解快充过程获得的电能，选项CD错误。故选B。2．C【解析】【详解】AC．该电动车额定电压下工作时的线圈发热功率为由可得后轮电机的线圈内阻为故A错误，C正确；B．该电动车额定电压下工作时的输出功率为120W，由可以计算得阻力为故B错误；D．由可得该电动车的车轮半径为故D错误。故选C。3．C【解析】【详解】由图可知加在牛前后两脚间的电压因此流过牛身体的电流闪电过程中耗散在牛体内的能量 故选C。4．D【解析】【详解】A．电动机启动时，车灯两端的电压为故A错误；B．车灯电阻为电动机启动时，通过车灯的电流为故B错误；CD．电动机启动时，车灯的功率为故C错误，D正确。故选D。5．B【解析】【详解】由题意知R1=R2=R3=R，P1=10W，P2=10W，P3=2W。由图知，R2与R3并联，则两端电压相等，根据可知R2与R3所消耗的功率一样，因R2与R3本身允许的最大功率分别是10W和2W，则R2、R3在电路中允许最大功率只能都是2W，否者会超过R3的允许功率。又把R2与R3看成一个并联电阻R'，则电路就是R1与R′串联，故电流相等，根据可知R1与R'所消耗功率之比为。由题知，三个电阻R1，R2，R3的阻值相同，R2与R3的并联值，所以，所以R1上消耗的功率是并联电阻R'上的两倍。若R2、R3的功率都为2W，则R'的功率即为2W+2W=4W则R1的功率为2×4W=8W<10W所以总功率最大为2W+2W+8W=12W故选B。6．D【解析】【详解】A．DC14.8V/2200mAh表示该电池输出的是直流电，选项A错误；B．该机器人电机的额定电流为选项B错误；C．正常工作时机器人电动机内阻要产生部分内能，则每秒钟输出动能小于35J，选项C错误；D．机器人人正常工作的时间选项D正确。故选D。7．B【解析】【详解】A．题中“mA·h”是电荷量的单位，故A错误；B．扫地机器人正常工作时的电流I＝＝2A故B正确；C．扫地机器人充满电后可以工作的时间t＝＝＝1.5A故C错误；D．扫地机器人额定功率30W，根据E＝W＝Pt＝30×5400J＝162000J故D项错误。故选B。8．ABC【解析】【详解】A．利用核动力，核能提供能量，驾驶地球离开太阳系，符合能量守恒定律，故A正确；BC．让船先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行；同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转化为飞机的动能，实现飞机起飞，故BC正确；D．利用永久磁铁和软铁的相互作用，制成一台机器，不消耗能量而不停地转动，不符合能量守恒定律，故D错误。故选ABC。9．AD【解析】【详解】A．由可知，电源的内电压随I的增大而增大，故A错误；BD．因为I增大时，外电阻R减小，所以不能根据得出外电压随I的增大而增大的结论，根据可知外电压（即输出电压）随I的增大而减小，故B错误，D正确；C．电源的输出功率为根据数学知识可知当时，P随I的增大而减小，当时，P随I的增大而增大，故C错误。故选AD。10．AD【解析】【详解】在电热灭蚊器温度由初温升高到t1的过程中，电阻器的电阻率随温度的升高而减小，其电阻也随之减小，由于加在灭蚊器上的电压U保持不变，灭蚊器的电功率P增大，当t=t1时，功率达到最大；在温度由 t1升高到 t2的过程中，ρ增大，R增大，P减小，因此在t1~t2之间的某一温度会有产热功率等于散热功率，这时是保温状态，故AD正确，BC错误。故选AD。11．AD【解析】【详解】A．由题图甲知，电压表V2测量路端电压，所以题图乙中最上面的图线表示V2的电压与电流I的关系，此图线的斜率大小等于电源的内阻，则r＝Ω＝2 Ω当电流I＝0.1 A时U＝3.4 V，则电源的电动势为E＝U＋Ir＝3.6 VA正确；B．滑动变阻器的滑片向右滑动时，R的阻值变大，则路端电压(即V2的读数)增大，B错误；C．电流表读数在0.2 A以下时，电动机没有发生转动，所以电动机的电阻为rM＝Ω＝4 Ω当I＝0.3 A时，U＝3 V，电动机的输出功率最大，滑动变阻器向右端滑动的过程中，R阻值变大，总电流减小，电动机的输出功率减小，C错误；D．当I＝0.1 A时，电路中的电流最小，滑动变阻器接入的阻值最大，所以可得D正确。故选AD。12．BC【解析】【详解】AC．尽管能量守恒，但耗散的能量无法重新收集利用，所以能源是有限的，特别是常规能源，故A错误，C正确；B．常规能源的利用比新能源的利用对环境的影响大，故B正确；D．核能反应的原材料是有限的，且核反应会带来核污染，需要合理利用核能，故D错误。故选BC。13．（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律有解得太阳能电池板的内阻（2）太阳能电池板内电路消耗的功率太阳能电池板外电路消耗的功率则14．见解析【解析】【详解】来自自然界、没有经过任何加工或转换的能源叫做一次能源，所以化石燃料属于一次能源，水力和风力都属于一次能源；汽油、酒精、煤气、电是从一次能源直接或间接转化而来的能源属二次能源；15．（1）550W；（2）315W；（3）9.4Ω【解析】【详解】（1）电动机消耗的电功率为（2）细绳对重物做功的机械功率为（3）电动机线圈消耗的功率为解得16．2.4×10-3℃【解析】【详解】以瀑布底为零重力势能面，由机械能守恒定律可得，质量为m的水流到达瀑布底时的动能为水吸收的热量Q与比升高的温度Δt之间满足Q=cmΔt又因为水吸收的热量为动能的10%，所以有代入数据解得Δt≈2.4×10-3℃