第十二章 电能 能量守恒定律 单元能力提升综合检测训练（B卷）-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

第十二章 电能 能量守恒定律 单元能力提升综合检测训练（B卷） 一、单选题 1．下列表达式适用于一切电路的是（　　） ①   ②   ③    ④ A．① ④ B．① ③ C．③ ④ D．① ② 2．利用图（a）所示电路测量电源的电动势，路端电压与电流关系的图像如图（b）所示，则电源的电动势为（　　） A． B． C． D． 3．一直流电动起重机工作时的电路如图所示，其中电动机内电阻。电路中另—电阻，直流电压。当重物以1m/s竖直向上匀速上升时，理想电压表示数为54V，重力加速度g取，下列判断正确的是（　　） A．通过电动机的电流是9A B．通过电动机的电流是54A C．电机的输入功率是200W D．重物的质量是20kg 4．如图所示的U-I图象中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知（　　） A．电源电动势为3.0 V，内阻为0.5Ω B．R的阻值为1Ω C．R消耗的功率1.5 W D．电源消耗的总功率为2.5 W 5．某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合．为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是(      ) A．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器 B．一个伏特表和多个定值电阻 C．一个安培表和一个电阻箱 D．两个安培表和一个滑动变阻器 6．一标有“12V  12W”的电动机正常工作，已知其线圈电阻为2Ω，则正常工作1分钟产生的焦耳热为（　　） A．720J B．144J C．120J D．4320J 7．如图所示的电路中，、为定值电阻，为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r。设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U。当滑动触点向图中a端移动，则（　　） A．I变大，U变小 B．I变大，U变大 C．I变小，U变小 D．I变小，U变大 8．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差。应该选择的实验电路是题图中的（　　） A． B． C． D． 9．2022年6月30日位于浙江安吉的长龙山抽水蓄能电站全部机组正式投产发电。该项目是华东地区最大的抽水蓄能电站，主要承担整个华东电网调峰、填谷的双倍调峰功能。电站在电网用电低谷时将水抽到高处，在电网用电高峰时再利用水能发电，平均用4度谷电能换3度峰电。电站每年可生产清洁电能2.435×109kwh。已知峰电价格0.50元，谷电价格0.30元。下列说法正确的是（　　） A．水能是不可再生能源 B．该电站产生的电能小于消耗的电能，从经济的角度没有实际意义 C．电站实现电能转化为势能储存，需要时再转化为电能，说明能量不仅数量上守恒，在可利用的品质上也不变 D．电站每年发电直接产生的经济效益约为2.435×104万元 10．如图所示电路中，、为定值电阻，为滑动变阻器，C为电容器，电表均为理想电表。开关S闭合后，当滑动变阻器的滑片自a端向b端滑动的过程中，电压表、的示数变化为、，电流表的示数变化为，下列说法正确的是（    ） A．电容器C所带电荷量增多 B．两电压表的读数均增大 C．的绝对值减小 D．的绝对值大于的绝对值 二、多选题 11．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（　　） A．在非纯电阻电路中， B．适用于任何电路，而只适用于纯电阻电路 C．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 D．焦耳定律适用于任何电路 12．如图所示是根据某次实验记录的数据画出的U－I图线，关于此图线，下列说法中正确的是（　　） A．纵轴的截距表示电源的电动势，即E＝3.0 V B．电源的内阻r＝5Ω C．横轴的截距表示电源的短路电流，即I短＝0.6 A D．电源的内阻r＝1.0Ω 13．小明在家研究微型水泵电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0 A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0V。则当这台电动机正常运转时（　　） A．电动机的内阻为7.5Ω B．电动机的内阻为1.0Ω C．电动机的输出功率为26.0 W D．电动机的输出功率为28.0 W 14．如图，电源的内阻不可忽略。已知定值电阻R1=10Ω，R2=8Ω。当电键S接位置1时，电流表的示数为0.21A。那么当电键S接位置2时，电流表的示数可能是下列的哪些值（　　） A．0.28A B．0.25A C．0.22A D．0.19A 15．某组同学在实验室利用如图甲所示的电路图连接好电路，并用于测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r。调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1测量数据，另一同学记录了电流表A和电压表V2的测量数据。根据所得数据描绘了如图乙所示的两条U-I直线。则有（　　） A．图像中的图线乙是电压表V1的测量值所对应的图线 B．当该电源只给定值电阻R0供电时R0消耗的功率 为0.55W C．由图像可以得出电源电动势和内阻分别是E=1.50V，r=1.0Ω D．图像中两直线的交点说明在本电路中该电源的输出功率没有达到最大值 16．关于能源的利用，下列说法中正确的是(   ) A．由于我国煤和石油的储量十分丰富，所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要 B．能源的利用过程，实质上是能的转化和传递过程 C．现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气 D．煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能 三、填空题 17．一台小型电动机在3V电压下工作，用此电动机提升重力为4N的物体时，通过电动机的电流是0.2A，电动机线圈的电阻为5。若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，则（1）电动机的输入功率为________W，（2）电动机的输出功率为________W。 18．一电路如图所示，各电阻和端点电势参数已在图中标出，且电流表、电压表均为理想电表。则图中电压表的读数为______V，电流表的读数为______A。 19．如图所示的电路中，R1、R2为标准电阻，测定电源电动势和内电阻时，如果偶然误差可以忽略不计，则电动势的测量值___真实值，内电阻的测量值___真实值，测量误差产生的原因是___． 20．我国自古有“昼涨称潮，夜涨称汐”的说法。潮汐主要是由太阳和月球对海水的引力造成的，以月球对海水的引力为主。 (1)世界两大观潮胜地，一处是亚马孙河北河口，另一处是我国的___________入海口。 (2)图中，a、b是某些潮汐发电示意图。涨潮时开闸门（图a），水由通道进入海湾水库蓄水，待水面升至最高点时关闭闸门，当落潮时，开闸放水发电（图b）。设海湾水库面积为5.0×108m2，平均潮差为3.0m，一天涨落潮两次，发电的平均能量转化率为10%，则一天内发电的平均功率约为（ρ水取1.0×103kg/m3，g取10m/s2）___________。 A．2.6×104kW B．5.2×104kW C．2.6×105kW D．5.2×105kW 四、解答题 21．如图所示，M为一线圈电阻rM=0.4Ω的电动机，R=24Ω，电源电动势E=40V，当S断开时，电流表的示数为I1=1.6A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2=4.0A。求： (1)电源内阻r； (2)开关S闭合时电动机输出的机械功率； (3)开关S闭合时电源输出功率。 22．如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电阻，当开关S断开时，理想电流表的示数为0.5A，理想电压表的示数为6V，试求： （1）的阻值； （2）的阻值和电源的内电压； （3）开关S闭合后，上消耗的电功率。 23．如图所示的电路中，所用电源的电压恒定U=6V，电阻R1可调。现将R1调到8Ω后固定。已知R2=6Ω，R3=12Ω，求： (1)开关S断开时，AB两点间R2的电功率为多大？ (2)开关S接通时，AB两点间R2的电压为多大？ (3)开关S接通时，AB两点间R3的电功率为多大？ (4)开关S接通时，电阻R1可调。现将R1调到某个值后固定后则AB两点间的电功率为最大值。请求出R1为多少及最大电功率为多大？ 24．如图所示的电路中，电阻R1=9Ω，R2=15Ω，R3=30Ω，电源内电阻r=1Ω，闭合开关S，理想电流表的示数I2=0.4A，求： （1）电阻R3两端的电压U3； （2）流过电阻R1的电流I1的大小； （3）电源的总功率P； （4）电源的效率η。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第十二章 电能 能量守恒定律 单元能力提升综合检测训练（B卷）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C D C D C C A D D 题号 11 12 13 14 15 16 答案 ABD AD BC BC CD BCD 1．D 【详解】电功公式W=UIt、焦耳定律公式Q=I2Rt都适合于任何电路，欧姆定律适用于纯电阻电路，所以也适用于纯电阻电路。 故选D。 2．C 【详解】根据图写出测量原理式 得 图可知电源电动势为1.50V。 故选C。 3．D 【详解】AB．通过R的电流为 电动机和电阻串联，所以通过电动机的电流为4A，AB错误； C．电机的输入功率 C错误； D．电动机内电阻的发热功率为 输出的机械功率为 根据 解得 D正确。 故选D。 4．C 【详解】A．直线Ⅰ可以看出，电源电动势为3.0V，斜率为内阻，A错误； B．直线Ⅱ的斜率为R的阻值，为，B错误； C．用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，图像的交点即为此时电阻工作的电压和电流，其电功率为1.5W，C正确； D．电阻和电源的总电阻为，电源电动势为3V，则电源消耗总功率为3W，D错误． 5．D 【详解】A中根据闭合回路欧姆定律可得，可测量多组数据列式求解，A正确；B中根据欧姆定律可得，测量多组数据可求解，B正确；C中根据欧姆定律可得，可测量多组数据列式求解，C正确；D中两个安培表和一个滑动变阻器，由于不知道滑动变阻器电阻，故无法测量，D错误； 【点睛】对于闭合回路欧姆定律的应用，一定要注意公式形式的变通，如本题中，，，结合给出的仪器所测量的值，选择或者变通相对应的公式， 6．C 【详解】由题意可知电动机正常工作时， 根据 解得 根据焦耳定律 解得 故选C。 7．C 【详解】当的滑动触点向图中a端移动时，减小，外电路总电阻变小，则由闭合电路欧姆定律可知，总电流变大，路端电压变小，则有变小。电路中并联部分电压变小，则变小。 故选C。 8．A 【详解】AB．干电池内阻较小，和电流表的内阻差不多。测量电源电动势和内电阻时，实验原理是 若采用电流表外接法 测出的电动势是准确的，而电源的内阻测量值为 由于电流表内阻跟电源内阻差不多，导致误差较大； 采取安培表内接法，实验的误差主要是由电压表分流所致，由于电压表内阻远远地大于滑动变阻器和电流表内阻，电压表的分流作用可以忽略，B错误A正确； CD．测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律 作电压表测量路端电压U、用电流表测量电流I，利用滑动变阻器调节外电阻，改变路端电压和电流，实现多次测量，只有一个电流表和滑动变阻器或一个电压表和滑动变阻器无法进行测量，CD错误。 故选A。 9．D 【详解】A．水能是可再生能源，故A错误； B．虽然该电站产生的电能小于消耗的电能，消耗4度谷电能换3度峰电，但峰电价格0.50元，谷电价格0.30元，则可知每4度谷电能换3度峰电产生的直接经济效益为元，因此从经济的角度是有意义的，故B错误； C．电站实现电能转化为势能储存，在转化的过程中，虽然能量是守恒的，但有一部分能量被耗散，不能实现百分之百的转化，而需要时再转化为电能的量减少了，利用的品质下降了，故C错误； D．电站每年可生产清洁电能 则需要消耗的电能为 直接产生的经济效益为 故D正确。 故选D。 10．D 【详解】A．滑片由端向端滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，则电路总电阻减小，总电流增大，电阻两端电压增大，由于电容器两端的电压 I增大，则减小，由可知，电容器所带电荷量减少，故A错误； B．电压表示数变大，电压表示数变小，故B错误； CD．由可知 由可知 所以的绝对值不变，的绝对值大于的绝对值，故C错误，D正确。 故选D。 11．ABD 【详解】A．在非纯电阻电路中，因为电流做功产生其它能量如机械能、化学能等，所以电功大于电热，则电功率大于热功率，有 故A正确； B．公式 是计算电路的总功的大小，适用于任何的电路；对于纯电阻，欧姆定律适用 代入可得 只适用于纯电阻电路，故B正确； C．电功率越大，表示电流做功越快，但焦耳热 焦耳热还与时间有关，所以电功率越大电路中产生的焦耳热不一定越多，故C错误； D．焦耳热为 适用于任何电路中的焦耳热量的计算，故D正确。 故选ABD。 12．AD 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律 根据图像可知，电源电动势为3.0 V，A正确； C．路端电压为2.4V时，电流为0.6A，所以这个电流值不是短路电流，C错误； BD．又 B错误，D正确。 故选AD。 【点睛】在测电池电动势和内电阻的实验中，一般选用旧电池来测量，可减小误差。处理数据的方法一般采取作电源的U-I图像，这样纵轴上的截距即为电池电动势，而横轴上的截距为短路电流，由 即可求出内阻；因为路端电压变化不很明显，有时采取纵坐标放大的方法，就是纵坐标不从0开始，本题的图像就用了这个办法。 13．BC 【详解】AB．当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电动机此时可视为纯电阻，根据欧姆定律可知，电动机的内阻为 A错误，B正确； CD．重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电动机此时为非纯电阻，电动机的输入功率为 热功率为 电动机的输出功率为 C正确，D错误。 故选BC。 14．BC 【详解】当电键S接位置1时，电流表的示数为0.21A，根据欧姆定律可知：路端电压 A．当电键S接位置2时，若电流表的示数为0.28A，根据欧姆定律得路端电压 由于 路段电压减小，不可能增大，所以A错误； B．当电键S接位置2时，若电流表的示数为0.25A，根据欧姆定律得路端电压 外电路电阻减小，电路中电流大于0.21A，所以电流表示数可能是0.25A，故B可能； C．当电键S接位置2时，若电流表的示数为0.25A，根据欧姆定律得路端电压 外电路电阻减小，电路中电流大于0.21A，所以电流表示数可能是0.22A，故C可能； D．外电路电阻减小，电路中电流大于0.21A，所以电流表示数不可能是0.19A，故D不可能。 故选BC。 15．CD 【详解】A．由图可知，电压表V1测电源的路端电压，电压表V2测量R0的电压，路端电压随电流增大而减小，定值电阻两端电压随电流增大而增大，由图乙所示图像可知，图线甲是电压表V1的测量值所对应的图线，故A错误； B．两图线交点表示电压表示数相等，此时滑动变阻器接入电路的阻值为零，只有定值电阻接在电源两端，由图像可知，此时电阻两端电压为1V，电路电流为0.5A，则当该电源只给定值电阻R0供电时，R0消耗的功率 故B错误； C．由电源的U-I图像可知，图像与总轴的交点纵轴坐标是1.5，则电源电动势E=1.50V，电源内阻 故C正确； D．电源的输出功率 当R=r时，输出功率最大，由图线可知，交点对应的外电阻为 所以，此时输出功率不是最大，故D正确。 故选CD。 16．BCD 【详解】我国煤和石油的储量较丰富但人均占有量很低，开发太阳能和核能，改善能源结构具有十分重要的意义，可知A错，BCD正确，故选ＢＣＤ 思路分析：根据我国能源现状和对人类目前对能源的利用情况进行解答 试题点评：考查了学生对能源的利用和我国能源现状的了解情况．能源已经成为制约我国发展的一个瓶颈． 17． 0.6 0.4 【详解】（1）[1]电动机在3V电压下工作，电流是0.2A，电动机的输入功率为 （2）[2]电动机线圈的热功率为 电动机的输出功率为 18． 【详解】设接地处的电势为0，右端A电势高于左端B电势，如图所示 设通过的电流为，通过电流表的电流为，则通过、的电流为，若右端节点的电势为，则右端节点的电势为 对于由欧姆定律可得 对于、由欧姆定律可得 解得 说明电流表的示数大小为,方向与假设的电流方向相反，代入上式解得通过、的电流 故电压表的示数 19． 等于 大于 电流表具有内电阻 【分析】本题是一种安阻法测量电源电动势和内阻的方法，可以用电阻箱代入两个定值电阻．分析误差采用公式法，将测量值与真实值的表达式进行比较得到， 【详解】[1][2]若不考虑电流表内阻，则 联立解得 考虑电流表内阻，设电流表的内阻为RA，电源的电动势和内阻真实值分别为E′和r′，则有： 联立解得 故 即电动势的测量值等于真实值，电源内电阻的测量值大于真实值． [3]测量误差产生的原因是电流表有内阻。 20． 钱塘江 B 【详解】(1)[1]钱塘江是世界著名的观潮胜地，有“八月十八潮，壮观天下无”的说法。 (2)[2]发电时水减少的势能 ΔEp=mgΔh=ρ水ShgΔh 其中 Δh= 一天发电两次，转化成的电能 E=2ΔEp×10%，P= 代入数值得 P=5.2×104kW 故选B。 21．(1)1Ω；(2)87.5W；(3)144W 【详解】(1)当S断开时 E=I1(R＋r) 代入数据得 r=1Ω (2)设开关S闭合时，路端电压为U2 U2=E－I2r=36V 流过R的电流 IR==1.5A 流过电动机的电流 IM=I2－IR=2.5A 电动机输出的机械功率 P出=U2IM－rM=87.5W (3)开关S闭合时电源输出功率 P=U2I2=144W 22．（1）；（2），；（3） 【详解】（1）理想电压表的示数为6V，理想电流表的示数为0.5A，可得 （2）内阻，则可得电源的内电压为 则两端的电压为 可得的阻值为 （3）开关S闭合后，并联电路的总电阻为 则可得干路的电流为 则可得此时并联电路两端的电压为 可得上消耗的电功率为 23．(1)开关S断开时，AB两点间R2的电功率为1.1W； (2)开关S接通时，AB两点间R2的电压多大2V； (3)开关S接通时，AB两点间R3的电功率为0.33W； (4)R1为0时AB两点间电功率最大，电功率为9W。 【分析】开关S断开时，R1、R2串联；开关S接通时，R2、R3并联后与R1串联。先求出外电路总电阻，再根据闭合电路欧姆定律进行相应的计算；A、B之间电路电阻的一定，要使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，电流应达到最大值，R1调为零，再求出A、B间电路消耗的电功率。 【详解】(1)开关S断开时， 此时 (2) 开关S接通时，R2、R3并联的总电阻 则R2两端的电压为 (3) 开关S接通时，R3两端的电压为 则R3的电功率为 (4) 开关S接通时，A、B之间的总电阻为定值，所以，只有当，总电流最大，A、B之间的电功率才最大，此时电功率为 【点睛】本题是简单的串并联电路问题，先求外电路总电阻，再求解电流是常用思路。 24．(1)6V；(2)0.6A；(3)7.2W；(4) 【详解】 （1）根据并联电路规律可知，电阻R2、R3两端的电压相等，则电阻R3两端电压为 （2）根据欧姆定律可知，通过电阻R3的电流大小 根据并联电路规律可知，流过R1的电流大小为 （3）根据闭合电路欧姆定律可知，电源的电动势为 电源总功率为 （4）电源输出功率 电源的效率 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $