高中物理单元测试——第十二章电能能量守恒定律（适中版02）

**基本信息** 本卷为高中物理第十二章电能与能量守恒定律单元复习卷，通过实际情境与实验探究，覆盖电动势、电路功率、能源可持续发展等核心知识点，适配单元复习的基础巩固与能力提升需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|电动势、电能计算、电路故障检测|结合干电池、LED灯等情境，考查物理观念| |多选题|3/18|电源输出功率、电容器动态分析|通过电路模型建构，体现科学推理| |实验题|2/16|测电动势内阻、电表改装|注重科学探究，培养实验操作能力| |解答题|3/38|电动机功率、含容电路计算|以共享电动车为载体，综合考查能量观念与科学思维|

高中物理单元测试 —— 第十二章 电能 能量守恒定律（适中版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）如图为某型号的干电池，在其外壳上标注有“9V”的字样，这表示（    ） A．该电源输出电压为9V B．该电源电动势为9V C．表示1C的正电荷通过该电池的过程中，有9J的电能转化为化学能 D．表示该电池在单位时间内有9J的化学能转化为电能 2．（本题4分）已知高压钠灯功率为400W，LED灯功率为180W，若把高压钠灯更换成LED灯，则更换1盏工作1h可节约的电能为（    ） A．180J B．220J C．13.2×103J D．7.92×105J 3．（本题4分）关于能源与可持续发展，下列说法正确的是（　　） A．苹果从树上落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了 B．大量使用煤炭和石油作燃料符合“低碳生活”理念 C．太阳能电池充电时，将太阳能全部转化为内能 D．在火力发电中，燃气的内能不可能全部转化为电能 4．（本题4分）有一家用电熨斗，其内部电路结构如图所示，改变内部连线方式可以使电熨斗处于断开状态或获得低、中、高三个不同的温度挡，电源电压恒为U，对于不同的连接方式，下列说法正确的是（　　） A．连接1、3时，电熨斗的发热功率为 B．连接2、4时，电熨斗的发热功率为 C．连接1、4时，电熨斗的发热功率为 D．连接2、3时，电熨斗的发热功率为 5．（本题4分）如图所示，图线I、II分别是某直流电源和小灯泡的U-I图像。仅将该电源和小灯泡连接成闭合电路，则该电源的总功率和输出功率分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 6．（本题4分）如图所示，电路中有ab、cd、ef三根导线、电源、灯泡、，其中有且只有一根导线或灯泡是断的，电源电动势为12V。某同学想利用多用电表的直流电压挡检查出断路处，下列说法正确的是（　　） A．若测得ab间电压接近12V，断路处一定是ab B．若测得ad间电压接近12V，断路处一定是 C．若测得ac间电压为0，断路处一定是cd D．若想测得ae间电压，则a端应接黑表笔 7．（本题4分）如图所示电路中的电源为恒流源（电源能够提供持续的定值电流）。当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，电压表的示数变化量的绝对值为，电流表的示数变化量的绝对值为，则下列说法正确的是（ ） A．V示数减小，A示数减小 B．V示数不变，A示数不变 C．V示数增大，A示数减小， D．V示数增大，A示数增大， 二、多选题 8．（本题6分）一辆电动观光车蓄电池的电动势为E，内阻为r，当空载的电动观光车以速度v在平直公路上匀速行驶时，流过电动机的电流为I，电动机线圈电阻为R，司机与电动车总重力为mg，电动车受到的阻力是总重力的k倍，忽略电动观光车内部的摩擦，则（  ） A．电源输出功率为EI B．电源效率为×100% C．电动机的输出功率为 D．电动机发热功率EI－I2r 9．（本题6分）如图所示，电源电动势为E，内阻为r，三个定值电阻，且，平行板电容器的电容为C，则下列说法中正确的是（　　） A．开关闭合，断开，电路稳定后两极板间的电压为 B．开关、均接通，电路稳定后，电容器的带电量为 C．开关接通电路稳定后，再闭合，通过的电流方向从左到右 D．开关接通电路稳定后，再闭合，电路再次稳定后通过的电荷量为 10．（本题6分）在图甲的电路中，是可变电阻；是定值电阻、阻值为。实验时调节的阻值，得到各组电压表和电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的图像如图乙中AB所示。电压表和电流表皆看作理想电表。下列说法正确的是（　　） A．该电源电动势为 B．该电源的内阻为5Ω C．当时，电源输出功率最大 D．滑片从左往右移的过程中，电源的效率一直在减小 三、实验题 11．（本题6分）某实验小组用电流表和电压表测一电池的电动势和内阻，实验电路如图所示。电池的电动势约为3V，内阻约为，为了防止在调节滑动变阻器过程中造成短路，电路中用一个定值电阻起保护作用。可供使用的实验器材有： A．待测电池1个                B．电流表（） C．电压表（）            D．定值电阻（阻值为） E.滑动变阻器（）        F.滑动变阻器（） G.开关和导线若干 (1)要正确完成实验且方便调节，滑动变阻器应选______。（填字母代号） (2)实验小组由实验数据作出的图像如图所示，由图像可求得电源电动势为______V，内电阻为______。（保留两位有效数字） (3)某同学对以上实验的系统误差进行了分析，其中正确的是______。（填选项前的字母） A．系统误差主要是由电压表的分流引起的 B．系统误差主要是由电流表的分压引起的 C．电动势测量值小于真实值 D．内阻测量值大于真实值 12．（本题10分）电流表的满偏电流为，内阻，把它改装成如图甲所示的一个多量程多用电表。电流挡小量程为0~10 mA，大量程为0~100 mA；电压挡小量程为0~10 V，大量程为0~25 V。 (1)若图甲中开关S端是与“2”相连时，电流表的量程是________（填写“10 mA”或“100 mA”）若开关S端是与“6”相连的，某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示。则此多用电表的读数为________V； (2)此多用电表的表笔A为________（“红色”或“黑色”），图中电阻________。 (3)已知图甲中的电源的电动势为15 V，当把开关S接到位置4，短接A、B表笔进行欧姆调零后，用该挡测量一个未知电阻阻值，指针偏转到电流表满偏刻度的处，则该电阻的阻值为________k。 四、解答题 13．（本题10分）用电动势E=4.5V，内阻r=3.0Ω的电源给一个额定电压为3.0V、额定电流为0.1A 的灯A供电，电路图如图所示。灯正常发光时，求： (1)电阻箱接入的阻值R； (2)电源两端的路端电压U。 14．（本题12分）共享电动自行车是目前常见的代步工具，图甲为某品牌的共享电动自行车。天津某中学兴趣小组的同学对共享电动自行车的工作原理产生了浓厚的兴趣，现将其电源、车灯、电动机构成的电路简化为图乙。查阅资料得知该电动车的电源电动势，内阻，车灯的电阻，电动机的内阻，电流表的内阻忽略不计，当都接通时，电流表的示数，此时电动机正常工作。 (1)只接通时，电流表的示数； (2)电动机正常工作时的发热功率； (3)电动机正常工作时的输出功率。 15．（本题16分）如图甲所示的电路中，，电容器的电容，开关闭合、断开。将滑动变阻器的滑片从端缓慢移动到端的过程中，电压表的示数随电流表的示数I变化的关系如图乙所示。电压表和电流表均为理想电表。 (1)求电源的电动势、内阻和电阻的阻值； (2)求滑动变阻器消耗的最大功率； (3)的滑片滑至端，闭合开关，等待电路稳定后，求电容器所带的电荷量。（结果保留两位有效数字） 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 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第十二章 电能 能量守恒定律（适中版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）如图为某型号的干电池，在其外壳上标注有“9V”的字样，这表示（    ） A．该电源输出电压为9V B．该电源电动势为9V C．表示1C的正电荷通过该电池的过程中，有9J的电能转化为化学能 D．表示该电池在单位时间内有9J的化学能转化为电能 【答案】B 【详解】AB．电池外壳的铭牌信息，“9V”，表明电池的电动势为9V，因电源存在内阻，电源输出电压小于9V，故A错误，B正确； C．电池将1C的正电荷从负极移至正极的过程中，克服静电力做功9J，故电势能增加9J，即9J化学能转化为电能，故C错误； D．电池的电动势为9V，表示非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为9J，即电能增加9J，9J化学能转化为电能，与时间无关，故D错误； 故选B。 2．（本题4分）已知高压钠灯功率为400W，LED灯功率为180W，若把高压钠灯更换成LED灯，则更换1盏工作1h可节约的电能为（    ） A．180J B．220J C．13.2×103J D．7.92×105J 【答案】D 【详解】更换1盏工作1h可节约的电能为 D正确，ABC错误。 故选D。 3．（本题4分）关于能源与可持续发展，下列说法正确的是（　　） A．苹果从树上落下，最后静止在地面上，说明机械能消失了 B．大量使用煤炭和石油作燃料符合“低碳生活”理念 C．太阳能电池充电时，将太阳能全部转化为内能 D．在火力发电中，燃气的内能不可能全部转化为电能 【答案】D 【详解】A．苹果在运动和碰撞中机械能转化为了苹果本身及周围物体的内能，能量并没有消失，故A错误； B．大量使用煤炭和石油作燃料会增加空气中二氧化碳的含量，不符合“低碳生活”理念，故B错误； C．太阳能电池充电时，消耗太阳能，产生电能，是将太阳能转化为电能的装置，故C错误； D．根据能量转化的方向性可知，在火力发电中，燃气的内能不可能全部转化为电能，故D正确。 故选D。 4．（本题4分）有一家用电熨斗，其内部电路结构如图所示，改变内部连线方式可以使电熨斗处于断开状态或获得低、中、高三个不同的温度挡，电源电压恒为U，对于不同的连接方式，下列说法正确的是（　　） A．连接1、3时，电熨斗的发热功率为 B．连接2、4时，电熨斗的发热功率为 C．连接1、4时，电熨斗的发热功率为 D．连接2、3时，电熨斗的发热功率为 【答案】D 【详解】A．连接1、3时，由电路图可知电熨斗的发热功率为，故A错误； B．连接2、4时，由电路图可知电熨斗的发热功率为0，故B错误； C．连接1、4时，由电路图可知电熨斗的发热功率为0，故C错误； D．连接2、3时，由电路图可知电熨斗的发热功率为，故D正确。 故选D。 5．（本题4分）如图所示，图线I、II分别是某直流电源和小灯泡的U-I图像。仅将该电源和小灯泡连接成闭合电路，则该电源的总功率和输出功率分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【详解】根据图像可得，该电源的电动势为U1，电路中的电流为I2，总功率为P总=U1I2 输出功率为P出=U2I2。 故选A。 6．（本题4分）如图所示，电路中有ab、cd、ef三根导线、电源、灯泡、，其中有且只有一根导线或灯泡是断的，电源电动势为12V。某同学想利用多用电表的直流电压挡检查出断路处，下列说法正确的是（　　） A．若测得ab间电压接近12V，断路处一定是ab B．若测得ad间电压接近12V，断路处一定是 C．若测得ac间电压为0，断路处一定是cd D．若想测得ae间电压，则a端应接黑表笔 【答案】A 【详解】A．若ab间电压接近电源电压，则断路在ab之间，故A正确； B．若ad间电压接近电源电压，则断路在ab或或cd处，故B错误； C．若ac间电压为0，则断路在cd或或ef处，故C错误； D．根据红进黑出，a端应接红表笔，故D错误。 故选A。 7．（本题4分）如图所示电路中的电源为恒流源（电源能够提供持续的定值电流）。当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，电压表的示数变化量的绝对值为，电流表的示数变化量的绝对值为，则下列说法正确的是（ ） A．V示数减小，A示数减小 B．V示数不变，A示数不变 C．V示数增大，A示数减小， D．V示数增大，A示数增大， 【答案】C 【详解】当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，滑动变阻器接入电路阻值增大，电路总电阻增大，由于电源为恒流源，根据可知，路端电压增大，即V示数增大； 定值电阻与滑动变阻器并联，两端电压相等，分到的电流与电阻成反比，则通过滑动变阻器的电流为 由于滑动变阻器接入电路阻值增大，则通过滑动变阻器的电流减小，即A示数减小； 根据欧姆定律可得 可得 故选C。 二、多选题 8．（本题6分）一辆电动观光车蓄电池的电动势为E，内阻为r，当空载的电动观光车以速度v在平直公路上匀速行驶时，流过电动机的电流为I，电动机线圈电阻为R，司机与电动车总重力为mg，电动车受到的阻力是总重力的k倍，忽略电动观光车内部的摩擦，则（  ） A．电源输出功率为EI B．电源效率为×100% C．电动机的输出功率为 D．电动机发热功率EI－I2r 【答案】BC 【详解】A．电源输出功率为EI-I2r，选项A错误； B．电源效率为 ×100% 选项B正确； C．电动车匀速运动，牵引力等于阻力，即F=kmg，则电动机的输出功率为 选项C正确； D．电动机发热功率I2R，选项D错误； 故选BC。 9．（本题6分）如图所示，电源电动势为E，内阻为r，三个定值电阻，且，平行板电容器的电容为C，则下列说法中正确的是（　　） A．开关闭合，断开，电路稳定后两极板间的电压为 B．开关、均接通，电路稳定后，电容器的带电量为 C．开关接通电路稳定后，再闭合，通过的电流方向从左到右 D．开关接通电路稳定后，再闭合，电路再次稳定后通过的电荷量为 【答案】ABD 【详解】A．由于与电容器串联，相当于导线，所以开关闭合，断开时，两极板间的电压为两端的电压，根据串联电路的规律可知，故A正确； B．开关、均接通时，与并联再和电源串联，因为两电阻阻值均为R，并联阻值为，则两极板间的电压为 电容器的带电量为，故B正确； CD．开关接通电路稳定后，电容器的带电量为 再闭合，稳定之后电容器的带电量为 带电量减小，所以为放电过程，通过的电流方向从右到左，通过的电荷量为 故C错误，D正确。 故选ABD。 10．（本题6分）在图甲的电路中，是可变电阻；是定值电阻、阻值为。实验时调节的阻值，得到各组电压表和电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的图像如图乙中AB所示。电压表和电流表皆看作理想电表。下列说法正确的是（　　） A．该电源电动势为 B．该电源的内阻为5Ω C．当时，电源输出功率最大 D．滑片从左往右移的过程中，电源的效率一直在减小 【答案】CD 【详解】AB．由闭合电路的欧姆定律 结合图像，将A、B两点坐标代入，解得E=2.5V，r=3Ω，故AB错误； C．当外电阻等于内阻时电源输出功率最大，即 解得，故C正确； D．电源的效率 当滑片从左往右移的过程中，R1减小，电源的效率一直在减小，故D正确。 故选CD。 三、实验题 11．（本题6分）某实验小组用电流表和电压表测一电池的电动势和内阻，实验电路如图所示。电池的电动势约为3V，内阻约为，为了防止在调节滑动变阻器过程中造成短路，电路中用一个定值电阻起保护作用。可供使用的实验器材有： A．待测电池1个                B．电流表（） C．电压表（）            D．定值电阻（阻值为） E.滑动变阻器（）        F.滑动变阻器（） G.开关和导线若干 (1)要正确完成实验且方便调节，滑动变阻器应选______。（填字母代号） (2)实验小组由实验数据作出的图像如图所示，由图像可求得电源电动势为______V，内电阻为______。（保留两位有效数字） (3)某同学对以上实验的系统误差进行了分析，其中正确的是______。（填选项前的字母） A．系统误差主要是由电压表的分流引起的 B．系统误差主要是由电流表的分压引起的 C．电动势测量值小于真实值 D．内阻测量值大于真实值 【答案】(1)E (2) 2.8 0.79 (3)AC 【详解】（1）为便于调节，则滑动变阻器应选择阻值较小的E。 （2）[1][2]根据闭合电路的欧姆定律 整理得 根据作出的图像可得电源电动势为 图像的斜率的绝对值为 电源内阻为 （3）AB．根据电路图，电压表的读数是路端电压值，而电流表的读数不是通过电源的电流，电流表的读数与通过电压表的电流之和等于通过电源的电流，所以产生误差的原因是电压表的分流作用引起的，故A正确，B错误； CD．此实验中电动势和内阻的测量值均小于真实值，故C正确，D错误。 故选AC。 12．（本题10分）电流表的满偏电流为，内阻，把它改装成如图甲所示的一个多量程多用电表。电流挡小量程为0~10 mA，大量程为0~100 mA；电压挡小量程为0~10 V，大量程为0~25 V。 (1)若图甲中开关S端是与“2”相连时，电流表的量程是________（填写“10 mA”或“100 mA”）若开关S端是与“6”相连的，某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示。则此多用电表的读数为________V； (2)此多用电表的表笔A为________（“红色”或“黑色”），图中电阻________。 (3)已知图甲中的电源的电动势为15 V，当把开关S接到位置4，短接A、B表笔进行欧姆调零后，用该挡测量一个未知电阻阻值，指针偏转到电流表满偏刻度的处，则该电阻的阻值为________k。 【答案】(1) 10mA 20.0 (2) 红色 290 (3)6 【详解】（1）[1]开关S端与“2”相连时，与电流表并联的电阻阻值较大，根据并联电路的电流分配特点，可知并联电阻分配的电流较小，所以电流表为小量程，即电流表的量程是10mA； [2]开关S端与“6”相连，作为大量程电压表使用，量程为0～25V，根据电压表读数规则可知，多用电表读数为20.0V。 （2）[1]电流从红表笔流入电表，故多用电表的表笔A为红表笔； [2]当开关S端接“2”时，电流挡的量程为0～10mA，则有 解得 （3）分析多用电表内部结构，开关S端与“4”相连，则作为欧姆表使用，此时干路电流最大为 设此时欧姆表的内阻为，则根据闭合电路欧姆定律可知， 联立解得 四、解答题 13．（本题10分）用电动势E=4.5V，内阻r=3.0Ω的电源给一个额定电压为3.0V、额定电流为0.1A 的灯A供电，电路图如图所示。灯正常发光时，求： (1)电阻箱接入的阻值R； (2)电源两端的路端电压U。 【答案】(1)R=12Ω (2)4.2V 【详解】（1）由闭合电路欧姆定律，电流 对灯有 可得R=12Ω （2）电源的路端电压为U=E-Ir=4.2V 14．（本题12分）共享电动自行车是目前常见的代步工具，图甲为某品牌的共享电动自行车。天津某中学兴趣小组的同学对共享电动自行车的工作原理产生了浓厚的兴趣，现将其电源、车灯、电动机构成的电路简化为图乙。查阅资料得知该电动车的电源电动势，内阻，车灯的电阻，电动机的内阻，电流表的内阻忽略不计，当都接通时，电流表的示数，此时电动机正常工作。 (1)只接通时，电流表的示数； (2)电动机正常工作时的发热功率； (3)电动机正常工作时的输出功率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由题可知，只接通时，电路中只有车灯工作，根据闭合电路的欧姆定律可得，电流表的示数为 （2）当都接通时，电流表的示数 此时路端电压 通过灯的电流为 则此时通过电动机的电流为 故电动机的热功率 （3）电动机的电功率为 其中 联立解得 故电动机正常工作时的输出功率为 15．（本题16分）如图甲所示的电路中，，电容器的电容，开关闭合、断开。将滑动变阻器的滑片从端缓慢移动到端的过程中，电压表的示数随电流表的示数I变化的关系如图乙所示。电压表和电流表均为理想电表。 (1)求电源的电动势、内阻和电阻的阻值； (2)求滑动变阻器消耗的最大功率； (3)的滑片滑至端，闭合开关，等待电路稳定后，求电容器所带的电荷量。（结果保留两位有效数字） 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）依题开关S闭合、断开，根据闭合电路欧姆定律 结合图像可得 联立解得 图像可知，当滑动变阻器的滑片滑到处时，电压为，流过电流为，则 （2）将等效为电源内阻一部分，故电源等效内阻 此时外电路只有滑动变阻器，可知时功率最大，则 （3）结合图像当滑动变阻器的滑片置于端时，外电阻 因为 联立解得 闭合开关，电路再次稳定后， 则 由于 所以 则 故电容器的电荷量 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 2 / 2 $