(6)电能与能源的可持续发展-【衡水金卷·先享题】2024-2025学年高一物理必修3同步周测卷（粤教版）

高中同步周测卷/物理必修第三册 (六)电能与能源的可持续发展 (考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只 有一项是符合题目要求的) 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 甲 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，理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给 空气加热，生成的热风可将头发吹干。设电动机线圈的阻值为R,,它与阻值为R2的 电热丝串联，接到直流电源上，电吹风机两端的电压为U,通过的电流为I,下列说法 正确的是 A.该电吹风机的发热功率为IR。 B.该电吹风机消耗的电功率为U1 C.该电吹风机转化为机械能的功率为I严(R,十R2) D.该电吹风机的机械效率为1(R+R)×1O0% 4.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=1Ω，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=12,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 物理（粤教版）必修第三册第1页（共4页） 衡水金卷·先享题 C.电动机线圈电阻的热功率为1W D.电动机的输出功率为5W 5.如图所示，电源电动势为3V、内阻为12，定值电阻R=9,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O.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 B.电阻a在电路中的电功率比电阻b、c在电路中 ☐A 的电功率大 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 二、多项选择题（本题共2小题，每小题8分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有 多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 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0.052，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,下列说法正确的是 S S2 Er 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 D.在开关S1闭合后的瞬间，电源的效率约降低为闭合前的79% 高中同步周测卷六 物理（粤教版）必修第三册第2页（共4页) 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 A.虚线a的斜率表示A状态下R,的阻值为 202 B.R2的阻值为52 C.电源电动势为3V 0.31A D.图乙中电流从0.1A增加至0.3A的过程中， R,消耗的功率不断增大 班级 姓名 分数 题号 1 2 3 4 5 6 8 答案 三、非选择题（本题共3小题，共48分。请按要求完成下列各题） 9.(14分)现有一节干电池（电动势约为1.5V),电压表V(量程为3V,内阻约为 3k2),电流表A(量程为0.6A,内阻为22)，滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω，允许 通过的最大电流为2A),开关一个及导线若干。 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1. 00.10.20.30.40.57A 甲 乙 丙 (1)为了更准确地测出电源电动势和内阻，某组同学用如图甲所示的电路测得多组电 压和电流值，并作出了如图乙所示的U-I图像中的倾斜直线，由此可得该电源电动 势E V,内阻r= 2。(结果保留一位小数) (2)如图乙所示曲线为一个小灯泡的U-I曲线，将该小灯泡与(1)中所述电源串联起 来组成闭合回路，小灯泡的实际功率P= W,该小灯泡发光过程中欧姆定律 (填“适用”或“不适用”)。 (3)另一小组在实验时，发现电流表坏了，于是不再使用电流表，仅用电阻箱替换掉了 滑动变阻器，电路图如图丙所示。他们在实验中读出几组电阻箱的阻值R2和电压表 的示数U描绘出亡尽的关系图像，得到的函数图像是一条直线。若该图像的斜率 为k,纵截距为b,则此电源电动势E= ,内阻r= 。(用题中所给字 母表示) 物理（粤教版）必修第三册第3页（共4页） 衡水金卷·先享题 10.(16分)某学生喜欢拼插乐高玩具，如图甲所示为拼插的吊车模型，如图乙所示为该 吊车模型的电路图，直流电源是两节5号干电池，每节干电池的电动势E=1.5V、 内阻r=0.52,保护电阻R。=8.752,电动机线圈的电阻为R,重物的质量m= 0.04kg,当吊车以恒定速度向上提升重物时，平板显示器上的数据显示重物的速度 v=0.5m/s,电路中的电流I=0.1A,不计各处的摩擦及空气阻力，重力加速度g= 10m/s2. (1)求此电动机线圈的电阻R; (2)若重物太重，电动机不能转动，求此时电源的输出功率P出和效率？。 京州 电动机 直流电源 11.(18分)如图所示，某照明电路并联了20盏阻值均为R=807Ω（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=12,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☒☒☒☒…⑧ 高中同步周测卷六 物理（粤教版）必修第三册第4页（共4页)高中周测卷 ·物理（粤教版）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： I.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①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) ②③ ④ 档次 系数 1 单项选择题 6 能源与可持续发展 易 0.85 2 单项选择题 6 电路动态分析 易 0.81 单项选择题 吹风机的功率与效率 易 0.80 4 单项选择题 6 非纯电阻电路分析 中 0.75 5 单项选择题 6 功率问题 中 0.67 6 单项选择题 6 U-I图像 难 0.55 7 多项选择题 8 功率、效率 中 0.70 8 多项选择题 8 U-I图像、功率的极值 难 0.55 9 非选择题 14 测电源电动势和内阻 的 0.75 10 非选择题 16 电动机的功率与效率 中 0.68 11 非选择题 18 闭合电路欧姆定律、功率、效率 难 0.59 叁考答案及解析 一、单项选择题 R以及灯泡L上的电流都变大，则灯泡亮度变亮，R 1.A【解析】太阳能属于清洁能源，A项正确；太阳能 消耗的电功率增大，C项错误，D项正确。 电池板不可以将太阳能100%转化为电能，B项错误； 3.B【解析】该电吹风机消耗的电功率P电=UI,发热 太阳能电池板是将太阳能转化为电能，C项错误：能 功率P热=I(R十R),所以该电吹风机转化为机械 量在转化和转移的过程中，其总量保持不变，但会有 能的功率P机=UI一I(R1十R2),机械效率)= 部分能量不能被回收利用，故节约能源还是必要的， D项错误。 U-I(R十R:)X100%,B项正确，A,CD项错误。 U 2.D【解析】当环境变亮时，光敏电阻R,的阻值变小， 4.C【解析】根据欧姆定律可知回路中的电流I= 则甲电路的总电阻变小，总电流变大，R。以及电源内 阻上的电压变大，则灯泡两端电压及电流均减小， 震-A=1A,A项结误：电源内阻的热功 灯泡亮度变暗，通过R的电流变大，则R消耗的电 率P=Pr=1W,B项错误；电动机线圈电阻的热功 功率增大，A、B项错误；当环境变亮时，光敏电阻R。 率PM内='RM=1W,C项正确；电动机的输出功率 的阻值变小，则乙电路的总电阻变小，总电流变大，则 PMm=UI-PM呐=4W,D项错误。 ·23· ·物理（粤教版）必修第三册· 参考答案及解析 5.D【解析】把R视为电源内阻，电源等效内阻r= 的功率最大，图乙中电流从0.1A增加至0.3A的过 10Ω，当滑动变阻器的电阻等于等效内阻时，滑动变 程中，R的阻值从20Ω减小至约3.3Ω，故其消耗的 阻器的功率最大，最大功率P三行=0.225w,A 功率先增大后减小，D项错误。 三、非选择题 项错误；根据Pr=IR,当电路中的电流最大，即滑动 9.(1)1.5(2分)1.0(2分) 变阻器的电阻最小时，电阻R的功率最大，有最大电 (2)0.36(2分)适用(2分) E 流1m=R千，=0.3A,最大功率Pm=IR 3)63分)会3分) 0.81W,所以滑动变阻器的滑片从左向右移动的过 【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律可知U=E一Ir, 程中，定值电阻R上消耗的功率一直增大，B、C项错 由U-I图像可得电源电动势E=1.5V,内阻r= 误；因为外电路的总电阻(R十R,)总大于电源内阻r, 滑动变阻器的滑片从左向右移动的过程中，外电路的 贺=i152a=1.0n 总电阻减小，逐渐接近电源内阻，所以电源的输出功 (2)两图线交点处的电压和电流分别为U1=1.2V, 率一直增大，D项正确。 I1=0.3A,故小灯泡的实际功率P=U1I1=0.36W; 6.B【解析】根据图乙结合R= 了可知，三个电阻的阻 小灯泡属于纯电阻元件，故该小灯泡发光过程中欧姆 定律适用。 值关系为R.>R>R。,A项正确：根据闭合电路欧姆 (3)由图丙所示电路图，结合闭合电路欧姆定律得E 定律U=E一Ix可知，图线与纵轴的交点即为电源电 -U+=U+是，整理得亡·+即图 动势，因此电源的电动势等于，电源内阻一一，C 项正确：由题图可知，电阻b的阻值R。=。5少 像的斜率k=官，纵截距6=言，故电源电动势E 0.51 =r, 此时电源的输出功率最大，电阻b在电路中的电功率 名内阻一会。 最大，B项错误，D项正确。 10.【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律，可得2E=I(R。 二、多项选择题 +2r)+U (2分) 7.ACD【解析】由电动势的定义可知，每1C电荷通 由功能关系，可得UI=IR十mg (2分) 过汽车电源的过程中，电源转化成电能的化学能均为 联立解得R=0.25 (3分) 12.5J,即消耗的化学能相同，A项正确；仅开关S2闭 (2)若电动机不能转动，电动机相当于一个定值电 合时，车灯两端的电压U1=E-I1r=12V,车灯的功 率P=U1I1=120W,C项正确；由题可知，在开关S 阻，由闭合电路欧姆定律得I=R十R十2 2E (2分) 闭合的瞬间，流过车灯的电流小于10A,所以流过电 电源的输出功率Pm='2(R十R)=0.81W(2分) 动机的电流大于50A,此时电动机两端电压U2=E 电源的总功率P=2EI (2分) 一I2r=9.5V,故电动机消耗的功率大于475W,B项 电源此时的效率)一片×10%=90% (3分) 错误；在开关S闭合后的瞬间，电源的输出电压U2 11.【解析】(1)若只开10盏灯，并联部分的阻值R= =E-12r=9.5V,由电源的效率7=吊X ×100%可 8-80.7n (1分) 知，在开关S闭合后的瞬间，电源的效率降低为闭合 回路的总阻值R总=R十2r=82.7 (1分) 前的≈9%，D项正确。 回路的总电流1=-20A≈2.66A Ra82.7 (1分) 8.AB【解析】虚线a的斜率表示A状态下R1的阻 电路消耗的电功率P=UI=220×2.66W≈ 值，为202，A项正确；直线AB的斜率的绝对值表示 585.2W (1分) R2的阻值，为5，B项正确；在A状态下，E=U十 10盏灯消耗的电功率P=IPR≈571W(1分) IR2=(2+0.1×5)V=2.5V,C项错误；将R2视为 P' 电源内阻，当R的阻值与R2的阻值等大时，R消耗 照明电路的效率7=下×100%≈97,6% (2分) ·24· 高中周测卷 ·物理（粤教版）必修第三册· (2)开10盏灯时，输电线上损失的电压△U=I×2 输电线上损失的电压△U'='×2r=10.39V =2.66×2V=5.32V (1分) (1分) 损失的电功率P描=I2×2r≈14.2W (1分) 损失的电功率P横'='2×2≈54.0W (1分) 开20盏灯时，并联部分的阻值R'=80? 2= 综上可知，若将20盏灯都打开，则输电线上损失的 20 电压增加了(10.39-5.32)V≈5.1V (2分) 40.350 (1分) 损失的电功率增加了(54.0一14.2)W≈40W 回路的总阻值R。'=R′+2r=42.352 (1分) (2分) U 回路的总电流I=R≈5.195A (1分) ·25·