第十二章 电能能量守恒定律 B卷 能力提升-【金试卷】2025-2026学年高中物理必修第三册同步单元双测卷（人教A版）

第十二章电能 能量守恒定律 B卷能力提升 建议用时：75分钟满分：100分 出 一、选择题（本题共11小题，共44分.在每小题给出的四个选项中， 第1一7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-11题有多项 符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的 密 得0分) 1.“绿色、环保、低碳”是当今世界的关键词，“低碳”要求我们节约及 高效利用能源.关于能源与能量，下列说法正确的是 () 封 A.因为能量守恒，所以不用节约能源 兴 B.自然界中石油、煤炭等能源可供人类长久使用 C.人类应多开发与利用太阳能等新型能源 线 D.人类不断地开发和利用新的能源，所以能量可以被创造 2.两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中，甲电阻丝长为1， 内 直径为d;乙电阻丝长为2l,直径为2d,要使两电阻丝消耗的功 率相等，则应满足 () 不 B:-号 c 3.如图所示，直线A为某电源的U一I图线，曲线U 4 B为灯泡L1的U一I图线的一部分，用该电源 B 3 准 和灯泡L1组成闭合电路时，灯泡L1恰好能正 2 常发光，则下列说法正确的是 )10 2 4 6 I/A A.此电源的内阻为0.672 答 B.灯泡L1的额定电压为3V,额定功率为6W C.由于灯泡L1的U一I图线是一条曲线，所以灯泡发光的过程， 题 欧姆定律不适用 带 D.把灯泡L1换成规格为“3V,20W”的灯泡L2,电源的输出功 率将变小 4.如图所示电路，闭合开关S,两个灯泡都 不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指 E,r L (A 针有明显偏转，该电路的故障可能是 丝 ( 邻 A.电流表坏了或未接好 B.从点a经过灯L1到点b的电路中有断路 C.灯L2的灯丝断了或灯座未接通 D.电流表和灯L1、L2都坏了 5.某同学设计了一个测量水流速度的装置，示意 图如图所示.电阻可忽略的金属丝一端悬挂小 A 球P,另一端固定在O点.电阻丝AB水平放 PO 置，并与金属丝接触良好，其中B点位于O点 水流方向 正下方.开关闭合后，可通过仪表C(可看作理想电表)读出水流 的速度大小.下列说法正确的是 ( A.仪表C是一个电流表 B.水流速度变大，则整个电路的总功率变小 C.水流速度变大，则通过电阻R的电流变大 D.水流速度变大，则仪表C的示数变小 6.在如图所示电路中，电源电动势为E,内阻为r,R1、R2为定值电 阻，电流表、电压表均为理想电表，现使R,阻值增大，则() A.电压表读数变大 B.电流表读数变大 C.R两端的电压升高 D.流过R2的电流减小 7.如图所示，一直流电动机与阻值R=9Ω的 电阻串联接在电源上，电源的电动势E= 30V,内阻r=12,闭合开关，用理想电压表 测出电动机两端电压U=10V,已知电动机 线圈的电阻RM=12,则下列说法中正确的 是 ( A.通过电动机的电流为10AB.电动机的输入功率为2W C.电源的输出功率为4W D.电动机的输出功率为16W 8.如图所示，图线1、2分别为闭合电路中两个 U 不同电源的U一I图像，则下列说法正确的 是 () A.电动势E1=E2,短路电流I1>I2 B.电动势E1=E2,内阻r1>r2 C.电动势E1>E2,内阻r1>r2 D.当工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大 9.如图所示，电源的电动势E=4V,内阻x= 22,两个定值电阻的阻值均为6Ω，平行板E亚 R2 电容器的电容C=2×10-6F,则 () A.开关断开时两极板间的电压为3V B.开关断开时电容器的带电荷量为8×10-6C C.开关接通时两极板间的电压为4V D.开关接通时电容器的带电荷量为4.8×106C 10.如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯 L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动，则() a R b R, A.电灯L变亮，电流表的示数减小 B.定值电阻R2消耗的功率增大 C.电灯L变亮，电源的总功率减小 D.电灯L变暗，电流表的示数增大 11.在如图所示的电路中，电源电动势为E,内电阻为r,各电表都看 作理想电表.闭合开关，滑动变阻器滑片P向右移动，若以 △U1、△U2、△U3、△I分别表示电压表V1、V2、V3和电流表A的 示数变化量的绝对值，则下述结论正确的是 () P R V 。A ⑦ A.电压表V1、V2、V3和电流表A的示数分别变小、变大、变小 变大 B.电源的效率和总功率都变大 C.△U2+△U3=△U D.分别变小，不变变小 二、实验题（本题共2小题，共14分） 12.(6分)(1)欧姆表的内部电路如图甲所示， 已知电流计的电阻为R。,滑动变阻器接入电路的阻值为R。,电 源的电动势和内阻分别为E、r.下列说法正确的是 A.欧姆表的工作原理是闭合电路的欧姆定律 B.电路图中左侧的表笔为黑表笔 C.欧姆表表盘的最左端为欧姆“0”刻度 D.欧姆表表盘的中间刻度值为R中=r十R。十R。 R G 乙 第一部分单元检测卷21 (2)如图乙所示是把量程为3mA的电流表改装成欧姆表的示 意图，其中电源电动势E=1.5V.改装后若将原电流表3mA刻 度处定为零阻值位置，则1.5mA刻度处应标 ,1mA刻 度处应标 0. 13.(8分)同学们想测量由两节干电池串联而成的电池组的电动势 E和内阻.用电压表、电阻箱、开关、若干导线和待测电池组连 成电路，如图甲所示.电路中用到的器材均完好无损， (1)检查电路时，他们发现在开关闭合前电压表示数不为零，这 是导线 (填写表示导线的字母)连接错误造成的.改正 错误连接后闭合开关，他们发现电压表有示数，但改变电阻箱连 入电路的阻值时，电压表示数保持不变，原因可能是（写出一条 即可) (2)排除故障后，他顺利完成实验，并根据测得的数据画出图乙 所示的亡最图线，其中U为电压表示数，R为电阻箱连入电路 的阻值.由图知：电池组的电动势E= ,内阻r= -V /2-1 甲 乙 三、计算题（本题共3小题，共42分.解答时应写出必要的文字说 明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算 的题，答案中必须明确写出数值和单位) 14.(10分)电动平衡车是一种绿色环保、智能时尚的代步工具，它 利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器来检测车体姿态的变 化，通过伺服控制系统驱动电机进行相应调整，以保持正常工 作.某平衡车使用的电机额定功率P=700W,额定电压U= 35V,车身自重m=15kg,设平衡车行驶时受到的阻力为人和 车总重的0.1倍，小明质量M=65kg,重力加速度g= 10m/s2.当小明以速度v=5m/s驾驶平衡车在公路上匀速行 驶时，电机恰好达到额定功率.求： 22第一部分单元检测卷 (1)5分钟内电机所消耗的电能； (2)电机的输出功率； (3)电机的内阻. 15.(14分)如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1= 1002,R2阻值未知，R3为一滑动变阻器.当其滑片P从左端滑 至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线 如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端 点得到的.求： UNV 20k 164 R2 12 R 4-------- B E 0 0.40.8 IA 甲 乙 (1)电源的电动势和内阻； (2)定值电阻R2的阻值； (3)滑动变阻器的最大阻值. 16.(18分)为了制作一个简易加热装置，小明用一个电源直接给电 热丝供电，如图1所示.已知电源电动势E=6V,内阻r=42; 电热丝的阻值R=82. (1)求通过电热丝的电流I1及其热功率P· (2)为了使加热装置可以调节功率，小明找了一个滑动变阻器并 将其按图2的方式连入电路.已知该滑动变阻器的阻值范围为 0~122,求电热丝的功率范围. (3)接上一问.为了尝试不同的接法，小明将同一个滑动变阻器 改用图3的方式连入电路，求此时电热丝的功率范围， (4)调节滑动变阻器使图2和图3电路中电热丝的功率同为 1W,请判断此时哪一个电路的效率更高，并说明理由. R E,r E, E,r 图1 图2 图3(2)伏安法测电源电动势和内阻实验，电压表测路端电压，电流表测电路电流，实验 电路图如图所示。 (3)根据坐标系内描出的点，作出电源的U一I图像如图所示。 ↑UV 1.5 1.2 1.1 1.0%0.20.40.60.81.07A 由电源的U一I图像可知，图像与纵轴交点坐标值为1.5V,则电源电动势E= 15V,电速内a为=-50Q=0500 1.0 13.答案(1)3V(2)3.6V1.22(3)0.432w 解析(1)滑动变阻器的滑片在左端时，R3=4Ω，由欧姆定律可得U=I1(R2十R3) 解得U=3V U (2)滑动变阻器的滑片在左端时，设电路总电流为1总，则有1总=1十尺=0.5A 由闭合电路欧姆定律有E=U十I蒸x 滑动变阻器的滑片在右端时，设电路总电流为1邀，则有1=12十L=0,6A 由闭合电路欧姆定律有E=I2R2十I'r 联立解得E=3.6V,r=1.2Ω (3)滑动变阻器的滑片在右端时，P=I总2， 解得P=0.432W 14.答案(1)8000W(2)7×103W(3)2.5 解析(1)驱动电机的输入功率P入=UI=400V×20A=8000W。 (2)电动车行驶时所受阻力f=10mg=1.75×103N 电动车匀速行驶时，F=f 电动车行驶时输出的机械功率 P出=F0=1.75X103×4W=7×103W。 (3)驱动电机内阻的发热功率 P热=P入-P出=8000W-7000W=1000W 根据P然=1P,得，=P整=10000=2.50。 12202 B卷能力提升 1.C能量守恒告诉我们，能量是不会减少的，煤炭、石油、天然气等化石能源使用后， 化学能转化为内能耗散了，虽然总能量没有减少，但是可以利用的品质降低了，故要 节约能源，故A错误；自然界中石油、煤炭等能源是有限的，故会不断减少，故B错 误；化石能源不可再生，故人类应多开发与利用太阳能等新型能源，故C正确；由能 量守恒定律知，D错误。 2.C由R=0S可得R里=是。要使Pp=P2,由P= 得=巨 R可得2=。选项C 正确。 3.B由题图可知，电源的电功势E=4V,内阻=贸=0.50，A错误；两图线的 交点坐标表示灯泡L1与电源连接时的工作状态，此时灯泡两端的电压U1=3V,流 过灯泡的电流I1=2A,灯泡消耗的电功率为P1=U1I1=6W,由于灯泡L1恰好能 正常发光，则灯泡L1的额定电压为3V,额定功率为6W,B正确；灯泡是纯电阻元 件，欧姆定律适用，图线为曲线是因为灯泡的电阻随温度的升高而增大，C错误；灯 泡L1恰好正常发光时，电租R1-=1.50,规格为3V,20W的女泡L正常发 U232 光时的电阻R,=户-0D=0.450,可知灯泡L的电阻更接近电源的内阻，根据 52参考答案 电源的内、外电阻相等时，电源的输出功率最大，可知把灯泡L1换成灯泡L2,电源的 输出功率将变大，D错误。 4.B由于闭合开关，两灯不亮，电流表没有示数，可以断定电路中某处断路，由于电压 表有示数，则经开关、电流表、电压表、L2线路没有断路，故应是点α经L1到点b间 有断路，故B正确。 5.B仪表C并联在电阻丝的两端，故仪表C是一个电压表，故A错误。水流速度变 大，OP与竖直方向的夹角变大，电阻丝AB连入电路的电阻变大，回路中的总电阻 变大，根据闭合电路欧姆定律可知，电流I变小，即通过R的电流变小，整个电路的 总功率P总=EI变小，仪表C的示数Uc=UAB=E-Ir-IR,可知Uc增大，即仪表 C的示数变大，故B正确，C、D错误。 6.A由题图可知，R2与R3并联，再与R1串联，当R3阻值增大时，电路中总阻值增 大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流减小，故电流表示数减小，故B错误；内 电压减小，由U=E一Ir可知，路端电压增大，电压表示数增大，故A正确；因总电流 减小，故R1两端的电压降低，故C错误；因内电压以及R1两端的电压降低，故并联 部分电压增大，R2中电流增大，故D错误。 7.D由E=30V,电动机两端电压为10V可得电阻R和电源内阻上分担的电压为 ' 0V,则IR+,g20A=2A,故A错误；电动机输入功率P=U1=10X2 20W,故B错误；电源的热功率P,=2r=22×1W=4W,电源的输出功率为P出= IE-P,=(2×30-4)W=56W,故C错误；电动机的热功率P热=IRM=22×1W =4W,电动机的输出功率P出'=P-P热=20W-4W=16W,故D正确。 8.AD由闭合电路欧姆定律知E=U十Ir。当I=0时U=E,即U一I图线中纵轴截 距表示电源电动势，两电源的电动势相等。当U=0时I=E,由题图知，横轴藏距 示短路电流，则短路电流山>2，A正确；内阻r=,即U一1图线的斜率 绝对值表示电源的内阻，由题图知内阻1<r2,B、C错误；当工作电流变化量相同 时，因为1<r2,则电源2的路端电压变化较大，D正确。 AD开关断开时，电容器两板板间的电压为路端电压，有U三，KE=3V,电容器 的带电荷量Q=CU=6X10一6C,A正确，B错误；开关接通时，电容器两极板间的电 压为路端电压，有U'= -E=2.4V,电容器的带电荷量Q=CU=4.8X 10-6C,C错误，D正确。 10.AC滑片向b端滑动，R1变大，电路中总电阻变大，根据I一R意* E知I减小，电流表 示数减小，根据E=U外十Ir,U外变大，灯泡两端电压变大，故电灯L变亮，故A正 确，D错误；再根据P2=R2,I总减小，IL变大，故I2变小，R2消耗的功率变小，故 B错误；电源的总功率P总=EI,知P总减小，故C正确。 11.AC当滑动变阻器滑片P向右移动时，R1接入电路的阻值减小，电路总电阻减 小，则电流变大，电流表A示数变大；由U内=Ir可知，总电流变大则电源的内电压 增大，路端电压减小，即V3示数U3减小；由于总电流变大，则R2两端的电压变大， 即V2示数U2变大；因为U3=U1+U2,在U3减小，U2变大的情况下V1示数U1 安小，故A正确。电源效率7号-，因为U,变小，E不变，则电源的效率变 小，根籍P=EI可知电源的总功率交大，故B错买。周为智-R,所以智保持 不定：因为曾-所以普保持不定周为智-十民，所以普不室，联立可得 △U2十△U3=△U1,故C正确，D错误。 12.答案(1)AD(2)5001000 解析(1)欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律制成的，A正确；电流从红表笔进，黑 表笔出，B错误；“∞”刻度在欧姆表表盘的最左端，C错误；当欧姆表指针指在中间 E E 刻度值时，受R十R,十，十R1gR。十十尽，所以R:=R十R十，即中间别 度值为R中=r十Rg十R,D正确。 =E=1.5 （2)欧垛表内阻R角-片3X10Q=500 电流为1.5mA时，I=2 则R=R内=5002 电流为1mA时 E 1.5V T=R千R有R+600n=0.01A 解得R'=10002。 13.答案(1)c导线a或导线d与电阻箱连接处有断路（合理即可） (2)142-a1 a1 a1b1 解析(1)图甲中电压表与电源直接相连，造成了闭合开关前电压表的示数不为0， 则导线C应该接在开关与电阻箱之间；若闭合开关后发现电压表有示数，但改变电 阻箱连入电路的阻值时，电压表示数保持不变，说明与电压表并联部分出现了断 路，即导线a或导线d与电阻箱连接处有断路。 (②)由闭合电略欧姆定律可知，电源电动势E=U+1r=U+只，整理得亡=巨· 良十宝由亡一只固限可知，国缘的得率=言-。，纸轴城距a1=,解得电 1,1 源电动势E-电源内阻，-品。 a1b1。 14.答案(1)2.1×105J(2)400W(3)0.752 解析(1)5分钟内电机所消耗的电能E=W=Pt 解得E=2.1X105J (2)由匀速运动可知，牵引力F=f f=0.1(m+M)g 电机输出功率P输出=F0 代入数据解得P输出=400W (3)电机的热功率P热=P一P输出 由P-U1得，1=号 又P热=IR 代入数据可得R=0.752 15.答案(1)20V202(2)52(3)3002 解析(1)题中图乙中AB延长线，交U轴于20V处，交I轴于1.0A处，所以电源 E=200. 的电动势为E=20V,内阻r= (2)当P滑到R3的右端时，电路参数对应图乙中的B点，即U2=4V、I2=0.8A, U2二50. 得R2一I (3)当P滑到R3的左端时，由图乙知此时U外=16V,I总=0.2A U外=800 所以R外一I R1R:十R2,所以滑动变阻器的最大阻值为R,=3000。 因为R外=R1十R3 16.答案(1)0.5A2W(2)0.5~2W(3)01.34W(4)见解析 解析(1)由闭合电路欧姆定律可得，通过电热丝的电流 E 6 1=,十R4十8A=0.5A 热功率P1=IR=0.52×8W=2W (2》回路中的最小电流为1=7十R于R件S干亚A=子A E 6 电热丝的最小功率为Pn=IR=6×8W=0.5W 则电热丝的功率范围为0.5一2W (3)当滑动变阻器滑片移到最左端时，电阻丝被短路，此时的功率为0，当滑动变阻 器滑片移到最右端时，并联部分的电压为 E U=- RRomax RRomax= 6×8X1V≈3.27V T十R十Romax R+R4十醉智*年2 U2=3.272w≈1.34W 电热丝的功率为P3=R=8 则电热丝的功率范围为0~1.34W (4)当电热丝的功率同为1W时，题图3千路中的电流比题图2干路中的电流更 大，则题图3中内电压比题图2中的内电压更大，则题图2电路的效率更高。