(6)电能、能量守恒定律-【衡水金卷·先享题】2024-2025学年高一物理必修3同步周测卷（J）

高中同步周测卷/物理必修第三册 (六)电能、能量守恒定律 (考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共8小题，每题8分，共64分。每题只有一个选项最符合题意） 1.如图所示，罗浮山飞云顶沿线安装了许多太阳能路灯，太阳能电池板为夜间照明提供 能量。下列说法正确的是 A.太阳能属于清洁能源 B.太阳能电池板可以将太阳能100%转化为电能 C.太阳能电池板是将电能转化为机械能 D.能量在转化和转移的过程中，其总量保持不变，故节约能源没有必要 2.智慧城市路灯系统配备相关传感设备，主要通过光敏仪器感知光的强度，并自主调节 灯的亮度，实现自动化。如图所示，某兴趣小组为了研究路灯的感光系统，设计了甲、 乙两个电路，R,为光敏电阻（光照越强，电阻越小），R。与R,为定值电阻，下列说法正 确的是 A.当环境变亮时，甲电路的灯泡亮度变亮 B.当环境变亮时，甲电路的R消耗的电功率 减小 C.当环境变亮时，乙电路的灯泡亮度变暗 D.当环境变亮时，乙电路的R,消耗的电功率 增大 3.如图所示，一直流电动机M与阻值R,=4Ω的电阻串联在电源两端，电源的电动势 E=10V、内阻r=12,用理想电压表测出电动机两端的电压U=5V,已知电动机线 圈的电阻RM=1Ω，下列说法正确的是 A.通过电动机的电流为5A B.电源内阻的热功率为2W C.电动机线圈电阻的热功率为1W E D.电动机的输出功率为5W 4.如图所示，G为灵敏电流计，V为理想电压表，R,为定值电阻，R2是一根盐水柱（封 于橡皮管内，与电路导通)，平行板电容器两极板水平。开关S闭合后，电容器两极板 间的带电油滴恰好静止，握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中（忽略温度对电 阻的影响)，下列说法正确的是 A.R2的阻值减小 B.电压表V的示数减小 C.油滴仍然静止 D.灵敏电流计G中有从c到a的电流 物理·J必修第三册第1页（共4页) 衡水金卷·先享题 5.如图所示，电源电动势为3V、内阻为12，定值电阻R=9Ω，滑动变阻器R,的最大 阻值为20Ω，则下列说法正确的是 A.滑动变阻器的最大功率为0.9W B.定值电阻R的最大功率为0.72W C.滑动变阻器的滑片从左向右移动的过程中，定值电阻R上消耗 的功率一直减小 D.滑动变阻器的滑片从左向右移动的过程中，电源的输出功率一直增大 6.某同学将α、b、c三个电阻按图甲所示分别接入电路中，他将测得的电阻两端的电压 和通过它的电流在U-I图像中描点，得到图乙中α、b、c三点，这三点位于一条倾斜 的直线上，直线与纵轴的交点为U。、与横轴的交点为I。,b点的横坐标为0.5I,电表 均可视为理想电表，下列说法错误的是 A.电阻a的阻值比电阻b、c的阻值大 U U B.电阻α在电路中的电功率比电阻b、c在电路中 ▣(A 的电功率大 E C.电源的电动势等于U。 0.510 D.电阻b的阻值等于电源内阻 7.小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬 间变暗。汽车的电源（蓄电池）、理想电流表、车灯（其电阻不随温度变化）、电动机连 接的简化电路图如图所示，已知汽车电源的电动势为12.5V、内阻为0.05Ω，仅开关 S2闭合时电流表的示数为10A;保持开关S2闭合，将开关S,闭合的瞬间，电流表的 示数达到60A,下列说法错误的是 A.在开关S,闭合前、后，每1C电荷通过汽车电源的过程中，电源 ☑ 消耗的化学能相同 B.在开关S1闭合后的瞬间，电动机消耗的功率为475W C.在开关S1闭合前，电源的输出功率为120W E片 D.在开关S,闭合后的瞬间，电源的效率约降低为闭合前的79% 8.在图甲所示的电路中，R1是滑动变阻器，R2是定值电阻，电源内阻不计，电压表、电 流表均为理想电表。实验时调节R,的阻值，得到各组电压表和电流表的数据，用这 些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的U-I图像如图乙中直线AB所示，下列说法正 确的是 ◆UV A A.虚线a的斜率表示A状态下R,的阻值为 2■ 202 B.R2的阻值为102 0.1 0.3iA C.电源电动势为3V D.图乙中电流从0.1A增加至0.3A的过程中，R1消耗的功率不断增大 高中同步周测卷六 物理·J必修第三册第2页（共4页） 班级 姓名 分数 题号 1 2 3 5 6 8 答案 二、非选择题（本题共3小题，共36分。请按要求完成下列各题） 9.(10分)某同学测量一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材： A.待测干电池一节（电动势约为1.5V) B.电流表A(量程为0.6A,内阻RA=0.22) C.电压表V(量程为15V,内阻未知) D.电压表V,(量程为3V,内阻未知) E.滑动变阻器R,(阻值范围为0~102，允许通过的最大电流为2A) F.滑动变阻器R2(阻值范围为0~100Ω，允许通过的最大电流为1A) G.开关、导线若干 (1)用伏安法测电池电动势和内阻的实验，在现有器材的条件下，要尽可能准确地测 量电池的电动势和内阻。在上述器材中请选择适当的器材，电压表选择 ,滑 动变阻器选择 (填器材前的字母) (2)实验电路图应选择 (填“甲”或“乙”)。 R ① 9 甲 乙 (3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图像，则干电池的 内阻r= n. U/V 1.4 090 0.4 丙 (4)若使用图乙所示电路图，则测得干电池的电动势 (填“大于”“小于”或“等 于”)真实值。 10.(10分)物理学习小组要测量一节旧干电池的电动势和内阻，现有如下实验器材： A.电流表A(量程为200mA,内阻RA=62) B.电压表V(量程为15V,内阻约为3k2) C.电阻箱R(最大阻值为999.92) D.滑动变阻器R2(最大阻值为2kΩ) E.开关S、导线若干 F.待测干电池（电动势约为1.5V,内阻约为42） 物理·J必修第三册第3页（共4页） 衡水金卷·先享题· 2 11.0 10.0 6.0 2.0 4.0 6.0 8.0R/2 甲 (1)该实验除E、F外，还需要以上哪些实验器材 。(填写器材前的字母) (2)根据所选用的实验器材，在图甲虚线框内画出所设计的实验电路图，并标明器材 符号。 (3)根据表中的数据，在图乙的坐标纸上描点并作图，该电池的电动势为 V, 内阻为 2。(结果保留三位有效数字) R/2 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 I/A 0.130 0.119 0.110 0.102 0.095 0.089 7/A1 7.69 8.40 9.09 9.80 10.53 11.24 11.(16分)如图所示，某照明电路并联了20盏阻值均为R=8072(阻值可视为恒定不 变)的电灯，已知照明电路的电压为220V,两条输电线的阻值均为r=1,其余电 阻不计。 (1)若只开10盏灯，求该照明电路的效率；（结果保留三位有效数字） (2)若将20盏灯都打开，则输电线上损失的电压和损失的电功率相比开10盏灯时 如何变化，变化量为多少？（结果保留两位有效数字） U=220V R☒☒☒☒… 高中同步周测卷六 物理·J必修第三册第4页（共4页）高中周测卷 ·物理·J必修第三册· 高中同步周测卷/物理必修第三册（六） 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： ,理解能力 Ⅱ，推理能力Ⅲ，分析综合能力Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究( 科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) ① ② ③ ④ 档次 系数 1 单项选择题 8 能源与可持续发展 易 0.85 2 单项选择题 电路动态分析 易 0.81 3 单项选择题 8 非纯电阻电路分析 易 0.80 4 单项选择题 含容电路动态分析 中 0.75 5 单项选择题 8 功率问题 中 0.67 6 单项选择题 8 U-I图像 难 0.55 7 单项选择题 8 功率、效率 中 0.70 8 单项选择题 8 U-I图像、功率的极值 难 0.55 常规方法测干电池的电动势 非选择题 10 中 0.75 内阻 10 非选择题 10 安阻法测干电池的电动势、内阻 0.68 非选择题 16 闭合电路欧姆定律、功率、效率 0.59 香考答案及解析 一、单项选择题 功率增大，A、B项错误：当环境变亮时，光敏电阻R 1.A【解析】太阳能属于清洁能源，A项正确；太阳能 的阻值变小，则乙电路的总电阻变小，总电流变大，则 电池板不可以将太阳能100%转化为电能，B项错误； R1以及灯泡L上的电流都变大，则灯泡亮度变亮，R 太阳能电池板是将太阳能转化为电能，C项错误：能 消耗的电功率增大，C项错误，D项正确。 量在转化和转移的过程中，其总量保持不变，但会有 3.C【解析】根据欧姆定律可知回路中的电流I= 部分能量不能被回收利用，故节约能源还是必要的， 后A=1A,A现结误；电源内阻约热功 D项错误。 率P=r=1W,B项错误；电动机线圈电阻的热功 2.D【解析】当环境变亮时，光敏电阻R,的阻值变小， 率PM内=IRM=1W,C项正确；电动机的输出功率 则甲电路的总电阻变小，总电流变大，R。以及电源内 PMm=UI一PM内=4W,D项错误。 阻？上的电压变大，则灯泡两端电压及电流均减小， 灯泡亮度变暗，通过R1的电流变大，则R消耗的电 4,D【解析】根据电阻定律R=PS可知，握住盐水柱 ·23· ·物理·J必修第三册· 参考答案及解析 两端将它竖直均匀拉伸的过程中，R2的阻值增大，A 知，在开关S闭合后的瞬间，电源的效率降低为闭合 项错误；由于R2的阻值增大，电路的总阻值增大，根 前的≈79%，D项正确。 据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流减小，路端电 压增大，则电压表V的示数增大，电容器极板间的电 8.A【解析】虚线a的斜率表示A状态下R!的阻值， 压增大，板间电场强度增大，油滴受到的电场力增大， 为202，A项正确：直线AB的斜率的绝对值表示R, 的阻值，为52，B项错误；在A状态下，E=U+IR 油滴向上运动，B.C项结误：根据C-号可知，电容器 =(2+0.1×5)V=2.5V,C项错误；将R2视为电源 所带的电荷量增大，电容器充电，则灵敏电流计G中 内阻，当R的阻值与R2的阻值等大时，R消耗的功 有从c到a的电流，D顶正确。 率最大，图乙中电流从0.1A增加至0.3A的过程 5.D【解析】把R视为电源内阻，电源等效内阻r= 中，R的阻值从202减小至约3.32，故其消耗的功 10Ω，当滑动变阻器的电阻等于等效内阻时，滑动变 率先增大后减小，D项错误。 阻器的功率最大，最大功率P= 7=0.225W,A 二、非选择题 9.(1)D(2分) E(2分) 项错误；根据PR=IR,当电路中的电流最大，即滑动 (2)甲(2分) 变阻器的电阻最小时，电阻R的功率最大，有最大电 (3)1.05(2分) E 流1m=R千，=0.3A,最大功率Pm=IR= (4)小于(2分) 【解析】(1)实验要尽可能准确地测量一节干电池的 0.81W,所以滑动变阻器的滑片从左向右移动的过 电动势和内阻，已知电流表的内阻，可以把它串联在 程中，定值电阻R上消耗的功率一直增大，B、C项错 干路中，把它的内阻看成电源的一部分，而电压表测 误；因为外电路的总电阻(R十R,)总大于电源内阻x, 量得到的电压就可以看成是路端电压，由于一节干电 滑动变阻器的滑片从左向右移动的过程中，外电路的 池的电动势约为1.5V,路端电压小于1.5V,用0~ 总电阻减小，逐渐接近电源内阻，所以电源的输出功 率一直增大，D项正确。 15V的电压表误差太大，电压表应选择D,干电池内 阻较小，则为了方便调节，减小误差，滑动变阻器应选 6.B【解析】根据图乙结合R= 号可知，三个电阻的阻 择E。 值关系为R>R>R,A项正确；根据闭合电路欧姆 (2)因为电流表的内阻已知，把它接入干路中，可以准 定律U=E一r可知，图线与纵轴的交点即为电源电 确测出流过电源的干路电流，把它的内阻等效为电源 内阻的一部分，电压表的示数即可看作路端电压，则 此电源的电动势等于U,电源内阻 电路图应选甲。 项正确：由题图可知，电阻b的阻值R。=0.5 (3)由闭合电路欧姆定律有U=E-I(R十r),结合 0.5I0 此时电源的输出功率最大，电阻b在电路中的电功率 图像可得1=R十，=14二0.90，解得， 0.4 最大，B项错误，D项正确。 =1.052: 7.B【解析】由电动势的定义可知，每1C电荷通过汽 (4)若使用图乙所示电路图测电动势和内阻，相对于 车电源的过程中，电源转化成电能的化学能均为 电源而言，电流表外接，由于电压表有分流作用，故电 12.5J,即消耗的化学能相同，A项正确：仅开关S 流表的测量值偏小，当外电路短路时，电流测量值等 闭合时，车灯两端的电压U1=E-I1r=12V,车灯的 于真实值，电源的U-I图像如图所示，由图可知，电 功率P=U1I1=120W,C项正确；由题可知，在开关 源电动势的测量值小于真实值。 S闭合的瞬间，流过车灯的电流小于10A,所以流过 电动机的电流大于50A,此时电动机两端电压U, E-I2r=9.5V,故电动机消耗的功率大于475W,B 项错误；在开关S闭合后的瞬间，电源的输出电压 U,=E-12r=9.5V,由电源的效率7一尼 IU. ×100%可 IA ·24· 高中周测卷 ·物理·J必修第三册· 10.(1)AC(2分) =4.002。 (2)如图所示(2分) 11.【解析】(1)若只开10盏灯，并联部分的阻值R= 6-8a.7n (1分) 回路的总阻值R&=Rf十2r=82.72 (1分) ,s④ 回路的总电流1一R。一82.7 U220 ≈2.66A (1分) (3)如图所示(2分) 电路消耗的电功率P=UI=220×2.66W≈ 585.2W (1分) 10盏灯消耗的电功率P'=IR≈571W(1分) 12.0 P 11.0 照明电路的效率7=p×100%≈97.6% (2分) 10.0 (2)开10盏灯时，输电线上损失的电压△U=I×2 9.0 =2.66×2V=5.32V (1分) 8.0 损失的电功率P=I×2≈14,2W (1分) 7.0 开20盏灯时，并联部分的阻值R'=802 20 0= 6.0 40.352 (1分) 0 2.04.0 6.0 8.0R/ 回路的总阻值Ra'=R'十2r=42.35Ω (1分) 1.43(2分)4.00(2分) 【解析】(1)由于电压表量程较大，滑动变阻器接入 回路的总电流1=R。≈5.195A (1分) 电路的阻值无法确定，所以不选用，故实验除E、F 输电线上损失的电压△U'='×2r=10.39V 外，还需要电流表和电阻箱。 (1分) (2)实验电路图如图所示。 损失的电功率P'=2×2r≈54.0W (1分) (3)根据闭合电路欧姆定律可得E=I(r十RA十R), 综上可知，若将20盏灯都打开，则输电线上损失的 所以片=十是，结合图线可得吉 电压增加了(10.39-5.32)V≈5.1V (1分) E 损失的电功率增加了(54.0一14.2)W≈40W 11.2-1.0,+R=7.0,解得E≈1.43V,r 6.0 E (1分) ·25·