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4（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4（含解析）一、单选题（共35分）1．某无人值守彩色电视中转站采用太阳能电源工作，转换设备电压为24V，每天发射时间为15h，功耗20W，其余9小时为接收等候时间，功耗为5W，则（　　）A．转换设备电流恒为AB．转换设备负载每天耗电量约为14.37AhC．转换设备每天消耗电能为345度D．转换设备在等待过程中，工作电压小于24V2．如图所示，一个电阻R和一个灯泡L串联接在电压恒为U的电源上，电路中的电流为I。电阻两端的电压为U1，电功率为P1；灯泡两端的电压为U2，电功率为P2，则下列关系式正确的是（　　）A．P1=UI B．U2=U－IRC．P2=U2R D．U1=U－IR3．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．16W4．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．4000J5．下列物理量的单位用国际单位制中基本单位正确表示的是（　　）A．电阻： B．电功率： C．电量： D．电功：6．下列物理量单位换算正确的是（　　）A．1mm=103mB．1g=10-3kgC．1kw=10-3wD．1km/h=3.6m/s7．如图所示电路中，各灯泡额定电压和额定功率分别是：A灯“10V　10W”，B灯“60V　60W”，C灯“20V　20W”，D灯“20V　20W”。在a、b两端加上电压后，四个灯泡都能发光。比较各灯泡消耗功率大小，以下说法正确的是（　　）A．PB>PD>PA>PC B．PB>PD>PC>PAC．PB>PA>PD＝PC D．PA>PC>PD>PB二、多选题（共25分）8．机器人的使用开拓了我们的视野，延伸了我们的肢体，大大提高了我们的工业效率。如图，一款微型机器人的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在一直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，下列说法正确的是（　　） A．电动机消耗的电功率为B．电动机消耗的电功率为UIC．流过电动机的电流与其两端电压的关系满足D．电动机的线圈发热功率为9．如图所示为电动机提升重物的装置示意图，电动机线圈电阻为r=1Ω，电动机两端的电压为5V，电路中的电流为1A，重物A所受的重力为20N，不计摩擦力和空气阻力。下列说法正确的是（　　）A．电动机的输入功率为4WB．电动机线圈电阻上产生的热功率为1WC．电动机的效率为80%D．电动机在10s内可以把重物A匀速提升1m10．2022年2月18日，我国选手谷爱凌荣获北京冬奥会女子滑雪U型槽项目的冠军。如图所示，型槽可简化成由、两个相同的四分之一圆弧与水平雪道组成，与圆弧雪道相切。质量为的谷爱凌（可视为质点）从点自由下落，由左侧点进入型槽中，从右侧点自由飞出后上升至点。其中，，圆弧半径。不计空气阻力，下列判断正确的是（　　） A．谷爱凌运动到点的速度为B．谷爱凌首次运动到点时，对点的压力为C．谷爱凌由到过程损耗的机械能比到过程的大D．谷爱凌第二次离开型槽后，最高能够到达相对于点的位置11．如图所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，电动机M的线圈电阻为R。闭合电键S后，电动机正常工作，此时电压表读数为U，电流表读数为I，电表均为理想电表。下面说法正确的是（   ） A．通过电动机的电流为 B．通过电动机的电流为C．电源的效率为 D．电动机输出的机械功率为12．如图所示，一灯泡L和直流电动机M串联接入电压恒为10V的电路中，此时标有“3V   1.5W”字样的小灯泡L恰好正常发光，已知直流电动机的内阻。下列说法正确的是（　　）A．电动机的输入功率为3.5W B．电动机的输出功率为2.5WC．整个电路消耗的功率为5W D．电动机的效率约为83.3%三、解答题（共45分）13．某粮库使用额定电压，内阻的电动机运粮。如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车以速度沿斜坡匀速上行，此时电流。关闭电动机后，小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时，速度恰好为零。卸粮后，给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行。已知小车质量，车上粮食质量，配重质量，取重力加速度，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数为k，配重始终未接触地面，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。求：（1）比例系数k值；（2）上行路程L值。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．图中所示的电路中，电源电动势为，内阻为，电阻、的阻值分别为、，平行板电容器的电容。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机的额定电压，线圈的电阻，求：（1）开关闭合后，电容器的带电量；（2）电动机正常工作时的效率是多少？16．电动机是将电能转换成机械能的一种装置，在生产生活中有着广泛的应用。如图所示电路中，电动机的内阻，电源电动势、内阻，小灯泡规格为“”。闭合开关S，电路稳定后，小灯泡恰好正常发光。求：（1）电源的输出功率；（2）电动机的效率。
参考答案1．B【解析】【分析】【详解】A．发射时间转换设备电流为而在接收等候时间内，其电流为故A错误；B．转换设备负载每天耗电量约为故B正确；C．转换设备每天消耗电能为故C错误；D．转换设备在等待过程中，工作电压等于24V，他是恒定不变的，故D错误；故选B。2．B【解析】【详解】A．电阻的电功率为故A错误；BD．电阻两端的电压为灯泡两端的电压为故B正确，D错误；C．灯泡的电功率为故C错误。故选B。3．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。4．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。5．C【解析】【详解】A．电阻故A错误；B．电功率故B错误；   C．电量故C正确；D．电功故D正确。故选C。6．B【解析】【详解】A．，故A错误；B．，故B正确；C．，故C错误；D．，故D错误。故选B。7．C【解析】【详解】A灯正常工作时电阻B灯正常工作时电阻C灯正常工作时电阻D灯正常工作时电阻A灯和B灯电流相等，由，可知C灯和D灯电压相等，由，可知C灯和A灯，由，，可知故C正确，ABD错误。故选C。8．BD【解析】【详解】ABD．电动机消耗的电功率是是其内部线圈发热的功率，故A错误，BD正确；C．电动机不是纯电阻元件，通过的电流与两端电压不满足欧姆定律表示式，故C错误。故选BD。9．BC【解析】【详解】A．电动机的输入功率为故A错误；B．电动机线圈电阻上产生的热功率为故B正确；C．电动机的效率为故C正确；D．设重物A上升的速度为v，电动机的输出功率为解得电动机在10s内可以把重物A匀速提升的高度为故D错误。故选BC。10．AC【解析】【详解】A．谷爱凌从点自由下落到点过程，则有解得谷爱凌运动到点的速度为A正确；B．谷爱凌从点自由下落到第一次到点过程，根据动能定理可得谷爱凌经过点时，根据牛顿第二定律可得解得根据牛顿第三定律可知谷爱凌首次运动到点时，对点的压力小于，B错误；C．谷爱凌从到的过程，由于轨道存在摩擦，谷爱凌在运动过程中克服摩擦力做功，机械能越来越小，在左右圆弧轨道对称的同高度位置重力势能相同，左侧的动能大于右侧的动能，故左侧运动时需要提供较大的向心力，轨道支持力较大，比较左右圆弧轨道对称的同高度位置，左侧的运动时受到的摩擦力也较大，故从到过程中克服摩擦力做的功比从到过程中克服摩擦力做的功多，可知谷爱凌由到过程损耗的机械能比到过程的大，C正确；D．设谷爱凌第一次经过型槽过程，克服摩擦力做功为，根据动能定理可得解得谷爱凌第二次经过型槽过程，克服摩擦力做功为，由于第二次经过型槽的平均速率小于第一次经过型槽的平均速率，可知假设谷爱凌第二次离开型槽后，最高能够到达相对于点的位置，根据动能定理可得联立解得D错误；故选AC。11．CD【解析】【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律有解得所以AB错误；C．电源的效率为所以C正确；D．电动机输出的机械功率为所以D正确；故选CD。12．AC【解析】【详解】A．小灯泡L恰好正常发光，其电压为额定电压3V，则电动机的电压为小灯泡的额定电流是电动机的电流，有则电动机的输入功率为A正确；B．对电动机由能量守恒有解得电动机的输出功率为B错误；C．整个电路消耗的功率为C正确；D．电动机的效率约为D错误。故选AC。13．（1）；（2）【解析】【详解】（1）设电动机的牵引绳张力为，电动机连接小车的缆绳匀速上行，由能量守恒定律有解得小车和配重一起匀速，设绳的张力为，对配重有设斜面倾角为，对小车匀速有而卸粮后给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行，有联立各式解得，（2）关闭发动机后小车和配重一起做匀减速直线运动，设加速度为，对系统由牛顿第二定律有可得由运动学公式可知解得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）；（2）【解析】【详解】（1）当开关S闭合时，电动机恰好正常工作，两端的电压等于额定电压，电容器与电动机并联，两端的电压等于其带电量计算可得（2）由闭合电路欧姆定律，流过电阻的电流计算可得由欧姆定律，流过电阻的电流由串并联电路电流的关系，流过电动机的电流电动机消耗的电功率为电动机发热的功率为电动机正常工作时的效率可得16．（1）3.5W；（2）90%【解析】【详解】（1）根据小灯泡恰好正常发光，可得电路中电流电源外压电源的输出功率解得（2）电动机的电压电动机的电功率电动机的热功率电动机的效率解得