第十二章 电能 能量守恒定律 单元测试卷 2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 2026-2027人教版高中物理必修三第十二章（恒定电流）单元测试卷，70分钟100分，通过生活科技情境（风电场、电热水壶等）融合基础概念与综合应用，适配单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7题/35分|电动势、焦耳定律、电路动态分析|第5题以风电场为情境，考查空气动能与发电功率，体现科学态度与责任| |多选题|3题/15分|电源原理、电路故障排查|第9题结合多用电表排查电路故障，培养科学探究能力| |实验题|2题/20分|电阻测量、电动势内阻测定|第11题设计恒流源测电阻实验，通过图像法处理数据，强化模型建构与科学推理| |解答题|3题/30分|电路计算、功率计算|第15题以紫砂电饭锅为背景，分析高/中/低温挡功率及加热时间，联系实际应用，提升问题解决能力|

2026-2027人教版高中物理必修三第十二章单元测试卷 考试时间70分钟，分值100分 一、单选题 1．下列说法正确的是（　　） A．电源电动势越大说明可容纳的电荷量越多 B．焦耳热公式适用于任何电路 C．由电流定义式可知I与q成正比 D．某干电池铭牌为“1.5V 400mA·h”，说明该电池的电动势为1.5V，功率为400W 2．在如图所示的电路中，、均为定值电阻。当滑动变阻器的滑片缓慢向下移动时，下列说法正确的是（     ） A．小灯泡L变暗 B．中电流变大 C．电源效率增大 D．点有向上的电流 3．对某品牌的直流蓄电池进行测试，测试过程中系统输出的图像如图所示，其中P为直流电源的输出功率，I为总电流，下列说法正确的是（　　） A．该蓄电池的电动势为 B．该蓄电池的内阻为 C．该蓄电池输出的最大功率为 D．该蓄电池的短路电流为 4．如图所示，四个相同的灯泡并联后接在电池两端。先闭合开关S1使小灯泡L1发光，然后依次闭合开关S2、S3和S4，小灯泡L2、L3和L4也相继发光。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，则在此过程中（     ） A．电路总电阻变大，L1变暗 B．电源的输出功率增大，L1变亮 C．电路总电阻变小，流过电源的电流变小 D．流过电源的电流变大，L1变暗 5．如图所示为洞头鹿西岛风电场，共有2台风力发电机，叶片转动时可形成半径为50 m的圆面。某时段风速为10 m/s，风向恰好与圆面垂直。已知空气密度为1.2 kg/m3，风力发电机将圆内10%的空气动能转化为电能，π取3。下列说法正确的是（     ） A．每秒冲击每台发电机叶片圆面的气流体积约为7.5×103 m3 B．每秒冲击每台发电机叶片圆面的空气动能约为4.5×106 J C．每台发电机发电功率约为9.0×105 W D．该发电场工作1小时，总发电量约为450 kWh 6．如图甲所示，R0是定值电阻，R是滑动变阻器，两者与一理想电流表串联后接在恒压直流电源上，当滑动变阻器的触头从a端滑向b端的过程中，得到定值电阻的功率随电流变化的图线如图乙所示，其中电流为0.15A时对应的触头在a端，电流为Ic时对应的触头在c点，且ab=4bc，下列说法正确的是（　　） A．电流Ic的大小为0.6A B．定值电阻R0=25Ω C．滑动变阻器的全阻值为R=280Ω D．当滑动变阻器消耗的功率为6.3W时，对应的电流一定为2.1A 7．用如图所示的电路测量两节干电池的电动势和内电阻，实验测量得到关系图线和理论值图线正确的是（     ） A． B． C． D． 二、多选题 8．关于电源和电路，下列说法正确的是（　　） A．电源的电动势就是闭合电路中电源两极间的电压 B．电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置 C．电动势的数值等于电源每秒转换的能量 D．在电源内部电流从低电势处流向高电势处 9．如图所示，一节电动势为1.5V的干电池、开关和灯泡组成串联电路。当闭合开关时，灯泡不发光。某同学保持开关闭合，将多用电表调至直流电压挡，红表笔始终与a端接触，再用黑表笔分别与b、c、d、e接触进行电路故障排查。若电路中仅存在一处断路故障，下列说法正确的是（　　） A．若黑表笔与b接触时电表示数为0，则断路故障在a-b之间 B．若黑表笔与c接触时电表示数约为1.5V，则断路故障在a-b-c之间 C．若黑表笔与d接触时电表示数为0，则断路故障在d-e-f之间 D．若黑表笔与e接触时电表示数约为1.5V，则断路故障在e-f之间 10．如图所示为一键加水的全自动电热水壶，当壶内水位过低时能自动加满水，加热之后的水经过一段时间后冷却，机器又可以自动加热到设定温度，某兴趣小组对水泵电路进行单独测试时发现，当其两端所加电压＝6V时，电动机不转动，此时通过它的电流＝2A；当其两端所加电压＝30V时，电动机能带动负载正常运转，这时电流＝1A。电热水壶加热部分的信息如铭牌所示，则（　　） A．水泵正常工作时消耗的热功率为12W B．水泵正常工作时，其输出的机械功率为27W C．这种电热水壶工作时加热部分的电阻约为27Ω D．使用一天该电热水壶消耗的电能约为43.2kW·h 三、实验题 11．某新型智能恒流源，能稳定输出大小为的电流。某实验小组利用此恒流源测量一定值电阻的阻值。他们找来了一块电流表内阻r未知、电阻箱导线若干。 (1)为了测出电流表A的内阻，同学们先设计了如图甲所示的电路。按照图甲所示电路图，连接好电路后，闭合开关S，调节电阻箱，当电流表的示数为时，记下电阻箱的阻值为，则电流表的内阻为______用表示；用该种方法测量的电流表内阻______填“大于”“小于”或“等于”电流表内阻的真实值。不考虑偶然误差 (2)测量电阻时，采用如图乙所示的电路，连接好电路后，为保证电流表的安全，闭合开关前应将电阻箱的阻值调到______填“最大”或“最小”。 (3)该同学通过改变电阻箱的阻值R，同时记录电流表A的示数I，得到多组数据，他采用图像法处理数据，作出了图像如图丙所示，则电阻的阻值______用a、b、c和r表示。 (4)该同学在使用图乙电路，调节电阻箱阻值的过程中，消耗的功率会不断变化，设电阻箱的最大阻值足够大，当电阻箱的阻值为时，电阻箱消耗的功率最大，则最大功率为______用和表示。 12．某同学采用如图甲所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。 (1)实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在________（选填“M”或“N”）端； (2)按照图甲连接实物图，如图乙所示，闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为________（选填“a”“b”或“c”）。 (3)根据实验数据作出的图像如图丙所示，则该电池的内阻________Ω（结果保留2位有效数字）。 四、解答题 13．如图所示，电阻、，电动机的内阻。电源电动势、内电阻。开关闭合后，理想电流表的示数为。求： (1)电源的路端电压； (2)电动机的输出功率。 14．新能源汽车的电源是由多个小电池组合而成。假设某新能源汽车中的某小电池，测得它不接负载时的电压为9V，短路电流为9A，若将该电池与两电阻器按如图所示连接成闭合电路，其中，。求： (1)该小电池的电动势E和内阻r； (2)闭合电路的路端电压U； (3)电阻器R2消耗的功率P。 15．如图甲所示为一款紫砂电饭锅，图乙所示为其工作原理图，它能够实现高温、中温和低温三种加热功能。它在低温挡工作时的电功率为176W，中温挡工作时的电功率为880W。 (1)电饭锅在低温挡工作时，电路中的电流； (2)的阻值； (3)电饭锅在高温挡工作时的电功率； (4)若不计热量损失，电饭锅使用高温挡加热，使水从升高到，需要多长时间。 试卷第4页，共4页 试卷第3页，共4页 学科网（北京）股份有限公司 《2026-2027人教版高中物理必修三第十二章单元测试卷》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D C D B C B BD BC BC 1．B 【详解】A．电源电动势是描述电源将非电能转化为电能的本领的物理量，与电荷量无关，故A错误； B．焦耳热公式 是焦耳定律，适用于任何电路中电阻产生的热量（无论电路是否含有非纯电阻元件），故B正确； C．电流定义式是比值定义法，不能直接得出与成正比,故C错误； D．电池铭牌“1.5V”表示电动势，“400mA·h”表示电池容量（电荷量），而非功率，故D错误。 故选B。 2．D 【详解】A． 减小 → 并联总电阻减小 → 电路总电阻减小 → 干路总电流增大 → 并联支路电压减小 两端电压等于，因此流过的电流减小 又，增大、减小，因此流过灯泡的电流增大，灯泡功率增大，变亮。故A错误； B．对于 由上述推导，并联电压减小，，不变，因此电流减小，故B错误； C． 电源效率（为外电路总电阻），减小 → 外电阻减小 → 减小。故C错误； D．a点有向上的电流，电容器电压等于，减小 → 电容器带电量减小，电容器放电。电容器上极板接高电位带正电，下极板（侧）带负电；放电时负电荷从下极板向下流出，电流方向与负电荷运动方向相反，因此点电流向上，故D正确。 故选D。 3．C 【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律，有 电源的输出功率 联立并整理得 知图像的斜率为E，纵截距的绝对值为r，结合题中图像解得电动势，内阻，故AB错误； C．当外电阻等于电源内电阻时，电源的输出功率最大，即，故C正确； D．根据闭合电路欧姆定律，有，解得短路电流，故D错误。 故选C。 4．D 【详解】A．由图可知，这四个相同的灯泡是并联接法。初始情况开关全部断开，依次闭合相当于不断增加并联支路。因此根据并联电路的电阻规律 可知外电路电阻不断减小，电路总电阻减小。故A错误； B．电源的输出功率为，在内外电路阻值相同时达到最大值。题目未给出内外电路阻值关系，因此无法判断。故B错误； C．根据闭合电路欧姆定律，可知，电路总阻值变小，则干路电流会增大，流过电源的电流会变大。故C错误； D．根据闭合电路欧姆定律可知，当电流增大后电源分压增大，路端电压减小。因此灯泡两端电压减小，根据可知灯泡会变暗。故D正确。 故选D。 5．B 【详解】A．每秒冲击每台风力发电机叶片转动形成圆面的空气体积约为，故A错误； B．每秒冲击每台风力发电机叶片转动形成圆面的空气动能约为，故B正确； C．每台发电机的发电功率约为，故C错误； D．该发电场工作1小时，发电量约为，故D错误。 故选B。 6．C 【详解】B．由图乙可知，电流为0.15A时对应的功率为0.45W，根据，可得，故B错误； A．由图乙可知，电流为时对应的功率为5 W，根据，可得，故A错误； C．当滑动变阻器在a端时，有 当滑动变阻器在c点时，有 联立解得，，故C正确； D．当滑动变阻器消耗的功率为6.3W时，设滑动变阻器两端的电压为U1，则有， 联立解得，或， 回路最大电流和最小电流分别为， 故当滑动变阻器消耗的功率为6.3W时，对应的电流可能为或，故D错误。 故选C。 7．B 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律，理论值图线方程为 纵截距为 考虑电压表内阻的影响，实际测量满足 整理得 故测量图线纵截距，故测量图线的纵截距小于理论图线，故A错误； B．由推导可知，理论图线纵截距大于测量图线纵截距。当时，两方程均解得 即两图线在横轴上的截距相同，交于一点。图B中理论线在上方，测量线在下方，且交于横轴同一点，故B正确； C．由上述推导可知，两图线横轴截距相等，C选项两线横轴截距不等，故C错误； D．由推导可知，两图线纵截距不相等，故D错误。 故选B。 8．BD 【详解】A．电源的电动势是电源本身的特性，等于非静电力将单位正电荷从负极移到正极所做的功。而闭合电路中电源两端的电压（路端电压）会因内阻分压而小于电动势，仅在断路时两者相等，故A错误； B．电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置，故B正确； C．电动势的数值等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功，故C错误； D．在电源外部电流从高电势处流向低电势处，内部电流从低电势处流向高电势处，故D正确。 故选BD。 9．BC 【详解】A．若黑表笔与b接触时电表示数为0，说明a、b之间导通，断路在之间，不是之间，A错误； B．若黑表笔与c接触时电表示数约为1.5V，说明c到f是导通的，断路在之间，即断路在之间，B正确； C．若黑表笔与d接触时电表示数为0，说明之间导通，断路在之间，即断路在之间，C正确； D．若黑表笔与e接触时电表示数约为1.5V，说明e到f导通，断路在之间，不是之间，D错误。 故选BC。 10．BC 【详解】A．电动机的内阻为 水泵正常工作时消耗的热功率为，故A错误； B．水泵正常工作时，其输出的机械功率为，故B正确； C．根据铭牌，这种电热水壶工作时加热部分的电阻约为，故C正确； D．在一天内该电热水壶的工作时间不确定，所以消耗的电能也不确定，故D错误。 故选BC。 11．(1) 等于 (2)最小 (3) (4) 【详解】（1）[1][2]电路电流保持不变，并联电路电压相等，由欧姆定律得 解得 此电路没有系统误差，所以测量值等于其真实值。 （2）为了保证电流表的安全，闭合开关前应将电阻箱的阻值调到最小。 （3）根据并联电路特点与欧姆定律得 整理得 图像的纵轴截距 图像的斜率 联立解得 （4）设通过电阻箱电流为，电阻箱两端电压为U，电流表电流为，电流表所在支路总阻值为R，则电阻箱消耗的功率为 又因为和之和为且不变，故当等于等于时（此时两支路电阻也相等），两者乘积最大，此时功率为 12．(1)M (2)c (3)1.0 【详解】（1）为了保护电路，避免闭合开关后因电流过大而损坏电表，因此在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应处于最大阻值处，故应在M端。 （2）根据电路图可知实物图中导线c连接错误，应将c导线的两端分别连接电压表的“+”接线柱和开关S的右端接线柱。 （3）根据 可知图线的斜率绝对值为内阻，则 13．(1) (2) 【详解】（1）理想电流表的示数，对电阻分析，根据欧姆定律 解得电阻上的电压 故整个回路的总电流 故路端电压为 （2）设流过电动机的电流为，则 故电动机的电功率 电动机的热功率 故电动机的输出功率 14．(1)9V，1Ω (2)6V (3)4.5W 【详解】（1）根据题意可知该小电池的电动势 小电池的内阻 （2）电路中的电流 闭合电路的路端电压 （3）电阻器R2消耗的功率 15．(1)0.8A (2) (3)1100W (4)672s 【详解】（1）由图乙可知，当开关S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，电路中的总电阻最小，电源电压一定，由知，电路中的总功率最大，多功能锅处于高温挡； 根据串并联电路的电阻特点可知，当S1断开，S2接b时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，总功率最小，电饭锅处于低温挡； 当开关S1闭合，S2接b时，只有R1工作，多功能锅处于中温挡； 由P=UI可得，电饭锅在低温挡工作时，电路中电流； （2）中温挡时，由可得 低温挡时，电路的总电阻 所以R2的阻值R2=R低-R1=275Ω-55Ω=220Ω （3）电饭锅在高温挡工作时的功率 （4）水吸收的热量Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2.2kg×（100℃-20℃）=7.392×105J 不计热量损失，消耗电能W=Q吸=7.392×105J 所用时间 答案第6页，共7页 答案第1页，共7页 学科网（北京）股份有限公司 $