高考物理一轮复习【分层练习】 第15章 电能 能量守恒定律

高考物理一轮复习策略

首先，要学会听课：

1、有准备的去听，也就是说听课前要先预习，找出不懂的知识、发现问题，带着知识点和问题去听课会有解惑的快乐，也更听得进去，容易掌握;

2、参与交流和互动，不要只是把自己摆在“听”的旁观者，而是“听”的参与者。

3、听要结合写和思考。

4、如果你因为种种原因，出现了那些似懂非懂、不懂的知识，课上或者课后一定要花时间去弄懂。

其次，要学会记忆：

1、要学会整合知识点。把需要学习的信息、掌握的知识分类，做成思维导图或知识点卡片，会让你的大脑、思维条理清醒，方便记忆、温习、掌握。

2、合理用脑。

3、借助高效工具。学习思维导图，思维导图是一种将放射性思考具体化的方法，也是高效整理，促进理解和记忆的方法。最后，要学会总结：

一是要总结考试成绩，通过总结学会正确地看待分数。

1.摸透主干知识       2.能力驾驭高考      3.科技领跑生活

第十五章 电能 能量守恒定律分层训练

1．手机电池容量（电量）和快速充电功能已经成为人们选择手机时的重要参考因素，如图为某品牌手机将锂电池电量从0%~100%充满过程中充电功率P和充电时间t的关系图像，设充电过程中电池两端电压恒为4.35V，不计其他能量损耗，则（　　）

A．充电过程的平均功率为40W B．充电过程的平均功率为60W

C．该电池的容量是2000mA·h D．该电池的容量是4000mA·h

2．家电待机耗电问题常常被市民所忽略，技术人员发现一台电视机待机一天的耗电量约0.2度。据最新统计浙江省的常住人口约5800万人，假设每户家庭拥有的家用电器如下表所示，则由表中数据，估算每年浙江省家庭用电器待机耗电量约为（　　）

A．度 B．度 C．度 D．度

3．新冠肺炎患者中有13%的重症患者和6%的危重患者需要给予及时的呼吸机治疗，呼吸机成为生死攸关的战略资源。呼吸机的核心部件之一是呼吸机马达。下图是国内某制造商生产的呼吸机的马达主要参数。下列说明正确的是（　　）

A．额定电流状态下，马达内阻等消耗功率为13.6W

B．利用空载状态的参数，计算出马达的内阻是120Ω

C．利用额定状态的参数，计算出马达的内阻约为9Ω

D．空载状态下，马达的输出功率为4.8W

1．如图所示直线A为某电源的图线，曲线B为某小灯泡的图线的一部分，用该电源和小灯泡串联起来组成闭合回路时灯泡恰能正常发光，则下列说法中正确的是（　　）

A．此电源的内电阻为

B．灯泡的额定电压为，额定功率为

C．把灯泡换成阻值恒为的纯电阻，电源的输出功率将变小，电源的效率减小

D．由于小灯泡的图线是一条曲线，所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用

2．如图所示的电路中，电压表、电流表均为理想电表。闭合开关，滑动变阻器的触头向右滑动过程中，则（　　）

A．电流表的示数减小、电流表的示数不变、电压表V的示数减小

B．电流表示数变化的绝对值比电流表示数变化的绝对值小

C．电阻消耗的功率一直减小，电源的效率一直增大

D．电容器C两极板的电场强度减小

3．如图所示电路，电源电压不变，闭合开关后，在滑动变阻器的滑片自中点向右移动到最右端的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．表示数变大，表示数不变

B．表示数变小，表示数变大

C．滑片在中点时，消耗的电功率最大

D．滑片在最右端时，消耗的电功率最小

1．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流，上述不同现象中所包含的相同的物理过程是（　　）

A．物体机械能守恒

B．物体的动能转化为其它形式的能量

C．物体的势能转化为其它形式的能量

D．物体的机械能转化为其它形式的能量

2．潮汐能是海水周期性涨落运动中所具有的能量，是一种可再生能源。现建立一个简化模型，某发电站大坝内储水水库的有效面积为，涨潮时，当大坝外侧海平面高度为时（以海水流入前的水库水面为参考系），打开大坝下面通道的闸门海水流入，此过程中通道处的水轮机利用水流的动能发电，直至大坝内外水面等高，关闭闸门。等到完全退潮后，开闸放水，再次发电，直至大坝内外水面再次相同，关闭闸门，等待下一次涨潮发电（此时的水库水面高度即为涨潮前的水库水面高度）。由于海洋很大，大坝外的海平面高度在海水流入、流出水库过程中几乎不变，潮水一天涨落两次，海水的势能有25%转化为电能，则这个发电站一天的发电量约为（　　）

A． B． C． D．

3．某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地区的风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发电机能将此圆内空气动能的10%转化为电能，若该风力发电机的发电功率约为1.63×104W，则该地区的风速约为（　　）

A．10m/s B．8m/s C．6m/s D．4m/s

一、单选题

1．如图是电解硫酸铜溶液的装置示意图，图中电压表示数为U，电流表示数为I，通电时间t，则下列说法正确的是（　　）

A．CuSO4溶液中的阳离子向铜板定向移动

B．IU是电能转化成化学能的功率

C．IUt是这段时间内电路消耗的总电能

D．IUt是这段时间内产生的总焦耳热

2．在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为和；当电动机正常运转时，电流表和电压表的示数分别为和。不计一切阻力，则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是（　　）

A．电动机的内电阻为

B．电动机正常工作时的效率为

C．电动机的输出功率为

D．若电动机拉着重物m以速度v匀速上升，则

3．如图所示，若令轴和轴分别表示某个物理量，则图像可以反映某种情况下物理量之间的关系，在有些情况中，图线上任一点的切线斜率、图线与轴围成的面积也有相应的物理含义。为图线上一点，过点作图线的切线交轴于点，过点作垂线交轴于点，切线的斜率记为，图中的阴影面积记为。下列说法正确的是（　　）

A．对于一段只含有电热元件的电路，若轴表示电流，轴表示电压，面积可以表示电流在这段电路中做功的功率

B．对于做直线运动的物体，若轴表示速度，轴表示物体所受的合外力，面积可以表示某速度时对应的合外力做功的瞬时功率

C．对于某电容器的充电过程，若轴表示时间，轴表示电量，斜率可以表示电容器在充电过程中对应时刻的电流大小

D．对于做圆周运动的物体，若轴表示半径，轴表示线速度，斜率可以表示对应半径的角速度大小

4．2021年2月24日，我国以“一箭三星”方式成功将遥感三十一号03组卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。卫星两翼的太阳能电池板把太阳能转化为电能供卫星使用。如图所示，图线a是太阳能电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常量），图线b是某电阻R的图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，则（　　）

A．电源的电动势为E=5V B．电阻两端的电压为U=4V

C．电阻的电流为I=0.4A D．太阳能电池的内阻为5Ω

5．在如图所示的电路中，为定值电阻，R为光敏电阻（光照减弱时阻值增大），C为电容器，现减弱对光敏电阻R光照的强度，下列说法正确的是（　　）

A．电流表的示数增大 B．电容器C的电荷量增大

C．电源输出功率增大 D．电源内部消耗的功率变大

6．如图所示，R1、R2为定值电阻，C为电容器。闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片向上滑动过程中（　　）

A．电阻R2中有向下的电流 B．通过电阻R1电流增大

C．滑动变阻器R两端的电压变小 D．电容器C极板所带电荷量变小

7．角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，其简化结构如图所示。当系统绕转轴 OO′转动时，元件A在光滑直杆上发生位移并输出相应的无线电压信号U，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为 k、自然长度为 l，电源的电动势为 E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，系统静止时滑片 P位于B点，当系统（包括电路系统）以角速度ω转动时 （　　）

A．流过电源E的电流随角速度的增大而增大

B．流过电源E的电流随角速度的增大而减小

C．弹簧的伸长量为 x =

D．输出电压 U 与ω的函数式为U =

8．某同学利用手边的实验器材设计了如图所示的测量电路，电阻R以及电源的电动势和内阻均未知，电压表左端的接线位置待定。不管接哪个接线柱，都可以通过改变滑动变阻器接入电路的阻值，获得多组数据，描绘出U-I关系图像（U、I分别为电压表和电流表的示数）。下列说法正确的是（　　）

A．若接a，利用该电路可测量电阻R的阻值，且测量值偏大

B．若接a，利用该电路可测量电源的电动势和内阻，且测量值均偏小

C．若接b，利用该电路可测量电源的电动势和内阻，且测量值均偏大

D．若接b，利用该电路可测量电阻R的阻值，且测量值偏小

9．如图所示，机械臂主要结构包括上臂、支柱和电机，上臂、支柱由同种材料制作。已知上臂长2m，重10kg，支柱高2.5m，重20kg，机械臂将15kg的A物体从如图所示位置缓慢提高2m，g=10m/s2，则电机消耗电能约为（　　）

A．300J B．400J C．500J D．600J

10．2020年特斯拉公司发布新型“无极耳”电池，极耳是从正负极引出了的金属导体，电流必须流经极耳才能与外部连接，可以将其视为电池正负极。为了减小体积，电池内部采用类似卷纸结构。传统电池的极耳位于两对角线（如图左所示，卷起后位于电池上下两端），所谓无极耳电池其实有多个极耳（如图右所示，卷起后多个极耳连接在一起构成电极），电池展开后高度与长度之比为1：10；试根据所学内容，分析下列选项可能正确的是（　　）

A．通过无极耳设计，可以增大电池电动势

B．通过无极耳设计，可以增大电源内阻

C．通过无极耳设计，电源内阻约为传统电池的

D．若工作时流经两种电池电流相等，无极耳电池内部功率更大

二、多选题

11．如图所示，电源电动势为E，内电阻恒为r，R是定值电阻，已知R>r，热敏电阻RT的阻值随温度降低而增大，C是平行板电容器，闭合开关S，带电液滴刚好静止在C内，在温度降低的过程中，分别用ΔI

、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示电流表、电压表1、电压表2和电压表3示数变化量的绝对值，关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是（　　）

A．带电液滴一定向下加速运动

B．电源的工作效率一定变大

C．电源的输出功率一定减小

D．、、都不变，且

12．2022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

13．如图所示，电路中开关S闭合，两平行金属板间带电微粒P处于静止状态，当滑动变阻器的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（　　）

A．微粒P将向上运动  B．电流表读数增大

C．上消耗的电功率增大 D．电源的效率减小

14．如图所示电路，电源电动势为E，内电阻为r，在平行金属板MN内部左侧中央P有一质量为m的带电粒子（重力不计）以水平速度v0射入电场并打在N板的O点。改变R1或R2的阻值，粒子仍以v0射入电场，则（　　）

A．该粒子带负电

B．减少R2，粒子将打在O点左侧

C．增大R1，粒子在板间运动时间不变

D．减少R1，粒子将打在O点左侧

1．某同学根据图甲所示的欧姆表原理图，利用微安表（满偏电流为、内阻为）、滑动变阻器（最大值为）和一节干电池，将微安表改装成欧姆表。

（1）将两表笔短接，调节使微安表指针指在“___________”处；

（2）当两表笔之间接入阻值为的定值电阻时，微安表指针指在如图乙所示位置，则其读数为___________，电池的电动势为___________，欧姆表的内阻为___________；

（3）将微安表上的处标明“”，“300”位置处标明“0”，“100”位置处标明“___________”，并在其他位置标明相应的电阻刻度值，这样就把微安表改装成了欧姆表；

（4）经过一段时间之后，电池的电动势降低，内阻增大，则重新欧姆调零之后，测得的电阻阻值将___________（填“偏大”“不变”或“偏小”）。

2．某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻（阻值为）、一个电流表（内阻为）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下：

（1）将器材如图（a）连接：

（2）开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的___________端（填“a”或“b”）；

（3）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角和电流表示数，得到多组数据；

（4）整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图（b）所示，图线斜率为，与纵轴截距为d，设单位角度对应电阻丝的阻值为，该电池电动势和内阻可表示为___________，___________（用、、、d、表示），此实验中的r测_______r真（填“大于”，“等于”或“小于”）

（5）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值。利用现有器材设计实验，在图（c）方框中画出实验电路图__________（电阻丝用滑动变阻器符号表示）；

（6）利用测出的，可得该电池的电动势和内阻。

3．如图甲是家用电子体重秤，因为轻小方便深受人们的青眯。某同学用电子体重秤上的压敏电阻R和一个电流表测定电池的电动势和内阻。该同学通过查阅说明书得知该压敏电阻的阻值只和其受到的压力FN有关，R=R0+kFN，其中R0和k为已知常数，当地重力加速度为g。

备有下列器材：待测电池压敏电阻、天平、电流表一只、质量不同的物体、开关一个、导线若干。主要实验步骤如下：

①按设计电路图乙连接好实物图；

②用天平测量物体的质量m，将物体放在压敏电阻上，闭合开关S，读出对应的电流表示数I；

③更换不同质量的物体，重复②的操作记录多组数据；

④根据所测量的数据做出图像如图丙所示，b为图线在纵轴上的截距，a、c为图线上一个点的坐标值。

回答以下问题：

（1）如图丙所示，选取为纵坐标，要符合图中图线特点，则横坐标x代表的物理量为___________（填“”或“m”）；

（2）若电流表的内阻可忽略，根据（1）问中选取横坐标后的图丙图像可知，待测电池的电动势E=__________，内阻r=__________（选用k、a、b、c、g、R0表示）；

（3）若电流表的内阻不可忽略，分析可知该电池的电动势的测量值__________（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值，该电池内阻的测量值__________（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。

1．电动汽车消耗电池能量驱动汽车前进，电池的性能常用两个物理量来衡量：一是电池容量Q，即电池能够存储的电量；另一个是电池的能量密度ρ，是指单位质量能放出电能的多少。某次实验中质量的电池以恒定电流放电时，端电压与流过电池电量的关系如下图所示。电池容量检测系统在电压为4.0V时显示剩余电量100%，电压为3.0V时显示剩余电量为0。通过计算机测得曲线与电量轴所围的面积约为7000V·mAh。

（1）该电池的能量密度是多少？

（2）在放电过程中显示剩余电量从100%到90%用了时间t

，依据图像信息推测剩余电量从90%到70%约要多少时间？

（3）电动汽车的续航里程是指单次充电后可以在水平路面上匀速行驶的最大距离。某电动汽车除电池外总质量为，配上质量为，能量密度为的电池，续航里程为。已知汽车行驶过程中所受阻力与总质量成正比，驱动汽车做功的能量占电池总能量的比例确定，为提升该电动汽车的续航里程，可以采用增加电池质量和提高电池能量密度两种方式，请计算说明哪种方式更合理？

2．在如图所示的电路中，电源的电动势E＝28 V、内阻r＝2 Ω，电阻R1＝12 Ω，R2＝R4＝4 Ω，R3＝8 Ω，C为平行板电容器，其电容C＝3.0 pF，虚线到两极板的距离相等，极板长L＝0.20 m，两极板的间距d＝1.0×10－2 m，g取10 m/s2。

（1）若最初开关S处于断开状态，则将其闭合后，流过R4的电荷量为多少；

（2）若开关S断开时，有一个带电微粒沿虚线方向以v0＝2.0 m/s的初速度射入平行板电容器的两极板间，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，则当开关S闭合后，此带电微粒以相同的初速度沿虚线方向射入两极板间后，能否从极板间射出？(要求写出计算和分析过程)

3．类比是研究问题的常用方法。

（1）情境1：如图甲所示，设质量为的小球以速度与静止在光滑水平面上质量为的小球发生对心碰撞，碰后两小球粘在一起共同运动。求两小球碰后的速度大小v；

（2）情境2：如图乙所示，设电容器充电后电压为，闭合开关K后对不带电的电容器

放电，达到稳定状态后两者电压均为U；

a．请类比（1）中求得的v的表达式，写出放电稳定后电压U与、和的关系式；

b．在电容器充电过程中，电源做功把能量以电场能的形式储存在电容器中。图丙为电源给电容器充电过程中，两极板间电压u随极板所带电量q的变化规律。请根据图像写出电容器充电电压达到时储存的电场能E；并证明从闭合开关K到两电容器电压均为U的过程中，损失的电场能；

（3）类比情境1和情境2过程中的“守恒量”及能量转化情况完成下表。