第12章 电能能量守恒定律 真题体验-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理必修第三册(人教版2019)

真题体验 第十二章电能 能量守恒定律 黑题 高考真题练 限时：44min 考点1能源与可特续发展 正常发光，阻值分别为R,=22,R2=32,R= 1.(2022·浙江高考)风力 2,R4=42,电源电动势E=12V,内阻不 发电已成为我国实现“双 计，四个灯泡中消耗功率最大的是 碳”目标的重要途径之 A.R B.R2 C.R D.R 一.如图所示，风力发电 4.(2023·海南高考)如图所示 2R 机是一种将风能转化为电能的装置某风力发 电路，已知电源电动势为E, 电机在风速为9m/s时，输出电功率为 内阻不计，电容器电容为C 405kW,风速在5~10m/s范围内，转化效率 闭合开关K,待电路稳定后 可视为不变.该风机叶片旋转一周扫过的面积 电容器上电荷量为 为A,空气密度为P,风场风速为"，并保持风正 A.CE gc 03 面吹向叶片，下列说法正确的是 ( A.该风力发电机的输出电功率与风速成正比 5.(江苏高考)（多选）如图所示，电源E对电容 器C充电，当C两端电压达到80V时，闪光灯 B.单位时间流过面积A的流动空气动能为)PM 瞬间导通并发光，C放电.放电后，闪光灯断开 C.若每天平均有1.0×10kW的风能资源，则 并熄灭，电源再次对C充电.这样不断地充电和 每天发电量为2.4×10°kW·h 放电，闪光灯就周期性地发光该电路 A.充电时，通过R的电流不变 D.若风场每年有5000h风速在6~10m/s范 闪光灯 B.若R增大，则充电时间 围内，则该发电机年发电量至少为6.0× C=10μF 105kW·h 变长 R=5k C.若C增大，则闪光灯闪光 考点2闭合电路的欧姆定律 =90V 次通过的电荷量增大 2.(2020·江苏高考)（多选）某汽车的电源与启 D.若E减小为85V,闪光灯闪光一次通过的 动电机、车灯连接的简化电路如图所示当汽 电荷量不变 车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变 6.(上海高考)（多选）如图所 暗，此时 示电路中，电源内阻忽略不 A.车灯的电流变小 B.路端电压变小 计闭合开关，电压表示数为 C.电路的总电流变小D.电源的总功率变大 U,电流表示数为I:在滑动 车灯 变阻器R,的滑片P由a端 启动电机 E=12V 滑到b端的过程中 A.U先变大后变小 R B.1先变小后变大 (第2题) (第3题) C.U与I比值先变大后变小 3.(2022·江苏高考)如图所示，电路中灯泡均 D.U变化量与I变化量比值等于R 必修第三册：RJ黑白题088 考点3测量电源的电动势和内阻 (3)该小组根据记录数据进一步探究，作出 7.(2023·湖北高考)某实验小组为测量干电池 的电动势和内阻，设计了如图()所示电路， }R图像如图(d所示利用图(d)中图 所用器材如下： 像的纵轴截距，结合(2)问得到的电动势 电压表（量程0~3V,内阻很大）： 与内阻，还可以求出电流表内阻为 电流表（量程0~0.6A): D(保留2位有效数字) 电阻箱（阻值0~999.9Ω）： (4)由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电 干电池一节、开关一个和导线若干. 池内阻的测量值 (填“偏大”或 “偏小”) 考点4欧姆表的原理和改装 8.(2022·湖南高考)小梦同 G 学自制了一个两挡位(“×1” “×10”)的欧姆表，其内部结 图a 图， 构如图所示，R。为调零电阻 2 (1)根据图(a),完成图(b)中的实物图连线。 (最大阻值为R),R、Rm、R.为定值电阻 (2)调节电阻箱到最大阻值，闭合开关逐次 (R,+Rom<Rn<Rn),电流计G的内阻为R(R 改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应 R。).用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回 的电流表示数/和电压表示数U.根据记 答下列问题： 录数据作出的U-/图像如图(c)所示，则 (1)短接①②，将单刀双掷开关S与m接通， 干电池的电动势为 V(保留3位 电流计G示数为Im:保持电阻R滑片位 有效数字)、内阻为 2(保留2位 置不变，将单刀双掷开关S与n接通，电 有效数字) 流计G示数变为1n,则1。 (填“大 UN 1.60 于”或“小于”)1 (2)将单刀双掷开关S与n接通，此时欧姆表的 1.55 1.50 挡位为 (填“×1”或“×10”). (3)若从“×1”挡位换成“×10”挡位，调整欧姆 .45 零点（欧姆零，点在电流计G满偏刻度处） 4 时，调零电阻R。的滑片应该 (填 0.10 0.20 030 ·A 图(eg “向上”或“向下”)调节 (4)在“×10”挡位调整欧姆零点后，在①②间 接入阻值为100D的定值电阻R,稳定后 电流计G的指针偏转到满偏刻度的子：取 走R,在①②间接人待测电阻R,稳定后 电流计G的指针偏转到满偏刻度的。，则 10 15. 20253035/2 R.= 2. 图 第十二章黑白题089第4节能源与可持续发展 电池组的U-/图像电源的输出功率P R,故电源的输出功 R+r 白题基丝过关结 率P1>P故选AD 1,A解析：A.不同形式的能量之间可以相互转化，总量不变，故A正 7.C解析：A.电源内部的发热功率P,=P,P,-/图像是抛物线，而且 确：B.能量不能被创生，也不能被消灭，做B错误：CD.虽然能量是守 是增函数，则图线￡是反映电源内部的发热功率的，选项A错误： B.直流电源的总功率P=E1,P-1图像的斜率等于电动势E,则有E=三 恒的，总量不变，但是我们可以利用的能源是有限的，故一定要节约 能源防止能源危机，故CD错误.故选A P=8V=4V,选项B错误：C图中1=2A时，电源内部的发热功 了“2 2.D 3.AC 4.C解析：二次能源是由一次能源直接或间接转化而来的能源，不一 率P,与电源的总功率相等，则有P,=P,得到r= -n-2n 定是可重复利用的能源，故A错误：新能源一般是指在新技术基础上 选项C正确：D.当电流为0.5A时，根据闭合电路欧姆定律得/ 加以开发利用的可以重复使用的能源，B错误：一次能源是直接来自 自然界而未经加工转换的能源，分为可再生能源和不可再生能源.石 ,代入解特R=6,选项D错误故进C 油是不可再生能源，故C正确，D错误 )REaR,+r(2)③②(3)图乙 5.D 8.(10R+rm 6.BD解析：A.太阳能可以从自然界里源源不断地得到补充.属于可 解析：(1)图甲中所测数值，其实是将图中的电压表与电源并联看作 再生能源，故A正确，不符合题意： 了电源”（等效电源），测得的电源电动势为BR,r RvE ,内阻为 B.电池板的光电转化效率为25%只是表示太阳能有25%能转化成 电能.并不代表能量不守恒.故B错误.符合题意： R:,图乙中所测数值，其实是将图中的电流表与电源申联 r1二R扩数 C,由题意可知晴天时太阳照射2，每块电池板产生的电能E=2×6× 看作了“电源”（等效电源），测得的电源电动势为E酬=E真，内阻为 10°×2×60x25%」=0.36×10J.故C正确，不符合题意： r2=Ra+「其： D.睛天时的一天，日照按8h计算。一块电池板产生的电能为E= (2)由(1)可知，利用图甲所示的电路图E测<E,「<A,故根据如 4E=1.44×10J. 图甲所示的电路图实测数据画出的是③：利用图乙所示的电路图 能让十盏60W的白织灯工作的时间1=E=1,4x10】24× 10P=10x60W E腾=E真，「侧>「食，根据如图乙所示的电路图实测数据画出的是②. (3)由(1)的分析可知，采用图乙测量电源的电动势设有系统误差. 10s6.7h,故D错误，符合题意.本题选不正确的，故选BD. 故电路图应该选用图乙 本章达标检测 9.()6V00(2)0n06w(3)0.65 白晒 单元达标测 解析：(1)根据闭合电路欧姆定律可得E。=U+。, 1.C2.A 可知图线I的纵轴截距等于电源的电动势，则有E。=6V. 3.B解析：因为滑动变阻器的滑片P自C向D滑动时，滑动变阻器接 图线1的斜率绝对值等于内阻.则。6100 人电路的电阳减小，所以总电阻减小，总电流增大，根据闭合电路欧 姆定律E=U+可知，路端电压减小，所以L,变暗，通过电阻R的电 (2)闭合开关S1,断开开关S2,由图线Ⅱ可知灯泡两端的电压 流增大，所以L,和滑动变阻器的分压诚小，因此L,变暗.故B正确。 U,=2V时，通过灯泡的电流为1，=0.3A,则灯泡的电功率为P= 4.D解析：ABC.无论是测电压还是测电阻，电流都是从红表笔流入： U,/1=0.6W, 从黑表笔流出，并且测电阻时内部有电源，不需要外部电藤，当黑表 设定值电阻的阻值为R.由闭合电路欧姆定律有E。=U+(R+o), 笔接M点，红表笔接H,可测R,和R,的总阻值，故ABC错误；D.当红 代入数指解得= 3 表笔接H点，黑表笔接N,则电流正向流过二极管，所以可测二极管 (3)断开开关S1,闭合开关S,流过电动机的电流为1，=0.2A时，电 的正向电阻，故D正确.故选D, 动机两端的电压为=E。-(R+). 5.D解析：由闭合电路的欧姆定律得：调零时有E=/,R, 电动机的输出功率为P=,山3-1，代人数据解得Pm=0.65W. 指针偏转至清刻度的子时有E:(R。 5 真题体验第十二章电能 能量守恒定律 指针树转到满刻度的兮时有发：。 5 联立三式可解得R=16R.故选D. 1,D解析：AB.单位时间流过面积A的流动空气体积为V。=A,单位 6.AD解析：根据闭合电路做姆定律E=U+r,U=E-,故C-I图像纵 时间流过面积A的流动空气质量为m。=p。=e,单位时间流过面 轴截距表示电源电动势，斜率绝对值表示内阻大小由图可知，两电 源的电动势￡，>E,1<2,放①代表新电池组的U-/图像，②代表旧 积4的流动空气动能为了，：，风速在5~10范偶内。 参考答案与解析黑白题41 转化效率可祝为不变，可知该风力发电机的输出电功率与风速的 三次方成正比，AB错误：C.由于风力发电存在转化效率，若每天平 均有1.0×10kW的风能资源.则每天发电量应满足E<1.0×10× 24kW·h=24×10°kW·h.C错误：D.若风场每年有5000h风速在 6-10m/s的风能资源，当风速取最小值6m/时.该发电机年发电量 具有最小值，根据题意.风速为9m/s时，输出电功率为405kW,风速 在5-10/s范围内，转化效率可视为不变.可知风速为6m/s时，输 解析：(1)实物连线如答图所示. (2)由电路结合闭合电路的欧婷定律可得U=E-, 出电功率为P6×kW=120kW,则该发电机年发电量至少为 由图像可知=1.58V,内图，=上58-1.37 1=0.642. 0.33 E=h=120x5000kW·h=6.0x103kW·h,D正确.故选D. 2.ABD解析：开关闭合时，车灯变暗，故流过车灯的电流1红变 E·, (3)根据E=(R+R,切)，可得}-↓. E 小，A正确：电路的路端电压为U厮=U红=R,1灯变小，路端电压 Ra+ 由图像可知 变小.B正确：总电流即干路电流为1年B-,角减小，干路 E =2A1,解得R,2.5 (4)由于电压表内阻不是无穷大，则实验测得的是电压表内阻与电 电流增大，C错误：电源总功率为P急=！+，/：增大，总功率变大， 源内阻的并联值，即实验中测得的电池内阻偏小 D正确.故选ABD. 8.(1)大于(2)×10(3)向上(4)400 3.A解析：由电路图可知R,与R,申联后与R2并联，再与R申联，并联 解析：(1)根据题意可知R,<R、,所以开关拨向m时电路的总电阻小 电路部分的等效电阻为R#= R(R3+R) =2D.由闭合电路欧娟定律 于开关拔向n时电路的总电阻，电家电动势E不变，根据=二可细 R2+R,+R4 R台 1>l.; 可知，干路电流即经过风的电瓷为=成3人并联部分各 (2)当开关S拨向n时，全电路的总电阻较大，中值电阻较大，能够接 支路电流大小与电阻成反比，则12 R=2A,5=1 R 人待测电阳的阻值也更大，所以开关$拔向？时对应默姆表的挡 =1A R,+R4 位倍*较大.即×10： 四个灯泡的实际功率分别为P,=斤R,=8W,P2=R2=2W,P3= (3)从“×1“挡位换成“×10”挡位，即开关S从m拨向n,全电路电阻 后R,=2W,P,=R4=4W,故四个灯泡中功率最大的是R,.故选A. 增大，干路电流减小.①②短接时，为了使电流表海偏.则需要增大通 4.C解析：电路稳定后，由于电源内阻不计，则整个回路可看成3R,2R 过电流计G所在支路的电流，所以需要将R。的滑片向上周节： 的申联部分与R,4R的串联部分并联，若取电源负极为零电势点，则 (4)在“×10”挡位，电路图结构简化如图： 2E 电容器上极板的电势为中1=5识·2R= 门一2 5 E 电容器下极板的电势为P下=汉·4机=4 5 R 2E 则电容两端的电压U下L 第一次，当①②短接，金电路的总电阻为R=R,(R,+)Rr Rc+Ro 则电容器上的电荷量为0=G心CB,故选C, 通过干路的电流为1= E 5。BCD解析：电容器充电时两端电压不断增大，所以电源与电容器极 电流表满偏根据并联电路中电流之比等于电阻反比可知 板间的电势差不断减小.因此充电电流变小，选项A错误：当电阻R RoF 增大时，充电电流变小，在电容器所充电荷量不变的情况下，充电时 (R+R: 第二次，①2之间接人R,=100D,全电路总电阻为R+R,,通过干路 间变长，选项B正确：若C增大，根据Q=CU,电容器的带电荷量增 大，选项C正确：当电源电动势为85V时，电源给电容器充电仍能达 的电流为L=R+R 到闪光灯击穿电压80V,所以闪光灯仍然发光，闪光一次通过的电荷 2 量不变.选项D正确。 电流表偏转了量程的子，期了公 RoF 2 6.C解析：据题意，由于电源内阻不计，电压表的示数总是不变，故 3 Re+R上 选项A错误：滑片滑动过程中，电阻R,的总阻值先增大后减小，电压 结合第一次和第二次解得R=2R,=200: 不变，所以电流表示数先变小后变大，故选项C正确：由于电压表示 第三次，①②之间接人R,全电路总电阻为R,+R,通过干路的电流为 数没有变化，故选项D错误 E 7.(1)如图所示(2)L.58064(3)25(4)偏小 1=R.+R' 必修第三册·RJ黑白题42 1 Ro下 E·R:=4V,b端电势P产R+R 闭合后，：端电势9。R+R E·R =8V,电容器 电流表偏转了量程的！ RG+R上 下极板电势高，上极板电势低，由于液滴带负电，将加速向下运 结合第二次和第三次，解得R=R+2R,=400. 动，AB错误：C.开关S,闭合后，a,b两点间的电势老U。=P。9= -4V,C错误：D.开关S,闭合前，电容器的带电量9，=CU2=6× 闭合电路模块测评 10◆×4C▣2.4×103C,开关S52闭合后，电容器的带电量2= C1U.1=6×106×4C=2.4×103C.由于开关52闭合前上极板电势 黑题模块通关测 高，开关5，闭合后，下极板电势高，因此通过R,的电量Q=g1+ 1,B解析：橡胶棒沿轴线方向以速度r做匀速直线运动时.△内通过 4.8×105C,D正确.故选D. 的距离为4,4t内通过横截面的电荷量Q=gπ4， 7.AB解析：ABC.根据闭合电路欧姆定律有E=(R+R,+r).解得R= 根据电流的定义式得到等效电流仁华 E(). 电流方向与负电荷定向移动方向相反，故等效电流方向向左故选B. 则知图像的斜率表示电源电动势，纵轴截距的绝对值为R,与电源内 2.B解析：当R1被光照射时，阳值减小，电路总电阻减小，总电流 阻r的总阻值 变大，R,上的电压变大，电源内阻以及R上的电压之和变大，则R2的 并联支路的电压减小，R,的电流减小，则电流表示数变小，故选B. E=9y=5V,R,r=L0n,故AB正确，C错误 0.2 3.G解析：A.根据欧姆定律可得通过R的电流为，= 5A=04A. D.当外电阳跟电源内阻相等时，电源的输出功率最大，外电阻越接 近内阻输出功率越大，因不能确定R,与电源内阻？的大小关系，随 通过R的电流为3=11-2=04-0.2A=0.2A,A错误： 着R的增大，无法确定电源的输出功率的变化情况，故D错误故 B.R2与R,并联.两端电压为U3=12×0.2V=2.4V.可得R,= 选AB. 12n.B错误： 8.(1)1.416(2)×10170(3)AD。(4t 4 、C.R,与R,并联后的电阻为Rn==6几， 解析：(1)根据螺旋测微器的读数规律，该读数为1mm+001× 41.6mm=1,416mm 可得AC部分的总电阻为Rc=R+R,=11,C正确： (2)用“×100”挡测量时发现指针偏转角度过大，表明通过表头的电 D.AC两端的电压为c=U,+U,=2.4V+2V=4.4V,D错误故 流过大，待测电阻阻值过小，为了减小欧婚表读数的偶然误差，换用 选C. “×10”挡： 4.D解析：A.根据“红进黑出”，电流由红表笔流入电表，由黑表笔流 根据欧妈表的读数规则.该金属丝的电阻为17.0×100=1700. 出电表可知，接表内电池正极的是黑表笔，接表内负极的是红表笔， (3)由于电源电动势为4V,为确保电压测量的安全与精度，电压表 故A错误：B.用多用电表的欧姆挡测量某电阻时，若指针指面板中 选择V,量程为3V: 突，侧此时根据用合电路酸蝴定排有兰风E又因为： E 待测金属丝阻值约为170D.滑动变阻器采用限流接法，为测多组实 验致据，带动变阻器应选择D: ++所以，可得尼=儿++，显然调零电阻不一定等于尼， E R、R 根据题中数据有 ,可知电压表分流影响大，实验时应该排除 RR 故B错误C测量电组时，应先选倍率挡，再进行欧姆棋零，最后接人 电压表分范影响，测量电路采用电流表内接法，则电压表的左端应与 电阻进行测量，故C错误D.用多用电表的欧姆挡测量某电阻时，发 电路中的a点相连 现指针，转太小，说明待测电阻较大，因为指针指向中间位置附近相 对较为准确，所以应改选较大的倍率挡，放D正确故选D (4)根据尼= .R.=p ,解得p= D 5.C解析：设理想电源电动势为E,内阻为「，根据串联电路分压原 2 理得 9.(1)乙1,23076.9(2)如图所示(3)600076.9 E=r1+(R1+R)=r+R,)+U2,U1=R,. 整理得U2=-(R+r)+E, 根据-/图像得k1=R,k2=-(R,+r), 可得电压表V,的U-1图像的斜率大干V,的U-/图像的斜率， 故ABD错误，C正确.故选C 6.D解析：AB.设电源负极电势为零，当开关S2闭合前，电阳R,中没 有电流，电容器两端的电压等于电阻R,两端的电压，可知U:= E。4V,且a端电势高，电容器内部的粒子带负电荷，当开关s: 解析：(1)若选甲图方案，相当于测量电压表与可乐电池构成的等效 R:+R2 电源的电动势和内阻，此情形测得的电动势和内阻将明显小于可乐 参考答案与解析黑白题43