高中物理单元测试——第十二章电能能量守恒定律（较易版01）

**基本信息** 本卷为高中物理第十二章电能、能量守恒定律单元复习较易卷，通过基础巩固与情境应用结合，适配单元知识检测，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|7/28|电动势（1）、电功电功率（2）、能量守恒（3）、电路分析（4-7）|结合干电池标注情境（1）、U-I图像分析（5）、电路故障检测（6）| |多选题|3/18|太阳能汽车能量转化（8）、油滴悬浮受力（9）、电源U-I图像（10）|科技情境（8）、电场与力学综合（9）| |实验题|2/16|水果电池电动势内阻测量（11）、多用电表使用（12）|科学探究（11）、仪器操作技能（12）| |解答题|3/38|电路计算（13）、电动机效率（14）、电容器与带电小球（15）|综合应用（14）、力电模型建构（15）|

高中物理单元测试 —— 第十二章 电能 能量守恒定律（较易版01）（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）如图，若在一段导体两端加上电压后，在时间内有电量的自由电荷由导体的一端移动到另一端，形成电流。则此过程的电功和电功率分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】C 【详解】电流做的功 电流的电功率 故C正确。 故选C。 3．（本题4分）下列说法正确的是（  ） A．能量耗散表明，能量的总量并不守恒 B．随着科技的发展，能量是可以凭空产生的 C．随着科技的发展，永动机是可以制成的 D．某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，能的总量保持不变 【答案】D 【详解】A．能量耗散指的是任何其它形式的能量都有自发变为内能的倾向，其本质是有序运动最终要变为无序运动，这是由热力学第二定律所揭示的，但能量的总量依然守恒，故A错误； B．能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，故B错误； C．第一类永动机违背了能量守恒定律，是不可能制成的，故C错误； D．根据能量守恒定律可知，某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，能的总量保持不变，故D正确。 故选D。 4．（本题4分）如图所示，三个阻值相同的电阻接在电路中，已知AB间允许消耗的最大功率为30W，则每个电阻的额定功率为（　　）    A．10W B．15W C．20W D．30W 【答案】C 【详解】由电路图可知，两电阻并联后与第三个电阻串联，假设额定电压为U，则电路中的两部分的电压之比为2：1，电流之比为1：1，则功率之比也为2：1，AB间允许消耗的最大功率 则额定功率为20W。 故选C。 【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，分清通过各电阻之间的电流关系和电功率公式的灵活选取是关键。 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）在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。在断开开关的情况下，某同学用多用电表欧姆挡进行检测。检测结果如下表所示，已知电路仅有一处故障，由此做出的判断中正确的是（　　） 测试点 A、C D、E E、F F、B 多用表示数 0 0 ∞ 0 A．A、C间导线断路 B．D、E间导线断路 C．灯泡断路 D．F、B间导线断路 【答案】C 【详解】E、F间电阻为无穷大，则A、C间导线、D、E间导线、F、B间电阻均为零，说明导线均没有断路，则灯泡断路。 故选C。 7．（本题4分）如图所示，电路中光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小，当环境光照强度增大时，可维持小灯泡亮度不变的操作是（　　） A．将滑动变阻器滑片向左移动 B．将滑动变阻器滑片向右移动 C．换电动势更小但内阻相同的电源 D．换电动势相同但内阻更大的电源 【答案】A 【详解】A．当环境光照强度增大时，光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小，则并联部分总电阻减小，若希望小灯泡亮度不变，则需要并联电路分压不变。即电路其余部分电阻也减小，比如将滑动变阻器滑片向左移动，只需要与比值不变，就可以使并联电路分压不变，小灯泡亮度不变，A正确； B．由上述分析可知，将滑动变阻器滑片向右移动，并联电路分压更小，小灯泡变暗，B错误； C．由上述分析可知，换电动势更小但内阻相同的电源，并联电路分压变小，小灯泡变暗，C错误； D．由上述分析可知，换电动势相同但内阻更大的电源，并联电路分压变小，小灯泡变暗，D错误。 故选A。 二、多选题 8．（本题6分）太阳能汽车利用太阳能给车载动力电池充电，再利用电能驱动，实现了节能减排。某辆太阳能汽车在水平路面上以的速度匀速行驶时，驱动电机的工作电压、电流。已知驱动电机能够将输入功率的转化为牵引汽车前进的机械功率。下列说法正确的是（　　） A．驱动电机的内阻为 B．驱动电机的内阻为 C．汽车所受阻力为 D．汽车所受阻力为 【答案】BC 【详解】AB．根据 可得驱动电机的内阻为 选项A错误，B正确； CD．根据P=fv可得汽车所受阻力为 选项C正确，D错误。 故选BC。 9．（本题6分）如图，一带油滴悬浮在水平放置平行金属板内静止，若使油滴向上做加速度运动，可采用下列哪种方法（　　） A．减小或减小 B．增大或减小 C．减小或增大 D．增大或减小 【答案】AD 【详解】A．减小或减小，回路总电阻减小，总电流增大，则R3两端电压变大，电容器两端电压变大，板间场强变大，则油滴受电场力变大，油滴向上做加速度运动，故A正确； B．与电容器串联，相当于导线，故改变不会改变电容器电压，油滴不会运动，故B错误； C．减小，回路总电阻减小，总电流增大 R3两端电压变小，电容器两端电压变小，板间场强变小，则油滴受电场力变小，油滴向下做加速度运动，故C错误； D．同理可知，增大或减小，均会导致分压变大，电容器两端电压变大，板间场强变大，则油滴受电场力变大，油滴向上做加速度运动，故D正确； 故选AD。 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）将两个金属电极锌、铜片插入一个水果中就可以做成一个水果电池．现要测量橘子电池的电动势和内阻，三位同学采用不同的方法进行探究． (1)甲同学用多用电表的直流电压挡，选择0～1 V量程，直接测铜锌两金属片之间的电压时示数为0.82V；若已知该水果电池的内阻约为2100Ω，则该水果电池的电动势应________(填“大于”“等于”或“小于”)0.82V． (2)乙同学利用伏安法并借助DIS实验器材中的电压传感器、电流传感器测水果电池的电动势和内阻，电路如图所示．下表是乙同学测量该水果电池时记录的数据． 次数 1 2 3 4 5 6 电压U/V 0.32 0.36 0.44 0.52 0.60 0.68 电流I/mA 0.32 0.30 0.26 0.22 0.18 0.14 请你根据测量数据在给出的坐标纸中描点作出U随I变化的关系图像________．由图像求出水果电池的电动势为________ V，内阻为________ Ω． 【答案】 大于 0.96(0.92～1.00) 2.0×103(1.9～2.1×103) 【详解】(1)[1]多用电表测量的是路端电压，水果电池有较大的内阻，根据闭合电路欧姆定律可知，水果电池的电动势大于0.82 V． (2)[2][3][4]作出U随I变化的关系图像 U­I图像的纵轴截距表示电源的电动势，斜率的绝对值等于电源的内阻，由图像可知，水果电池的电动势为 E＝0.96 V 内阻为 r= =2.0×103 Ω 12．（本题10分）如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图，请完成下列问题。 (1)测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程。当S旋到位置__________时，电表可测量直流电流，且量程较大。 (2)某同学用此多用电表测量某电学元件的电阻，选用“”倍率的欧姆挡测量，发现多用电表指针偏转很小，因此需选择__________（填“”或“”）倍率的欧姆挡。 (3)某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理，组装如图乙所示的简易欧姆表。 实验器材如下： A．干电池（电动势E为，内阻r不计）； B．电流计G（量程，内阻）； C．可变电阻器R； D．定值电阻； E．导线若干，红黑表笔各一只。 ①在乙图，表盘上刻度线对应的电阻刻度值是__________； ②如果将与电流计并联，如图丙所示，这相当于欧姆表换挡，则换挡前、后倍率之比为__________。 【答案】(1)1 (2) (3) 100:1 【详解】（1）由图所示可知，当转换开关S旋到位置1、2时，表头G与电阻并联，电表可测量直流电流；转换开关S旋到位置1时，为大量程。 （2）测量某电学元件的电阻，选用“”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转很小，待测阻值较大，说明所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，需选择“”倍率的电阻挡，重新欧姆调零后再测量。 （3）①[1]欧姆表中值电阻等于欧姆挡内部电阻，则中间刻度值对应示数为 有， 解得 所以表盘上100μA刻度线对应的电阻刻度值是； ②[4]当电流计满偏时，流过的电流 根据并联分流的规律可知电流表量程扩大100倍，用该电流表改装成欧姆表，同一刻度对应的电阻值变为原来的，欧姆表换挡前、后倍率之比等于100:1。 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）电动机是将电能转换成机械能的一种装置，在生产生活中有着广泛的应用。如图所示电路中，电动机的内阻，电源电动势E=8V、内阻，小灯泡规格为“2V  2W”。闭合开关S，电路稳定后，小灯泡恰好正常发光。求： (1)电源的输出功率； (2)电动机的效率。 【答案】(1)6W (2) 【详解】（1）根据小灯泡恰好正常发光，可得电路中电流 电源外压 电源的输出功率 解得 （2）电动机的电压 电动机的电功率 电动机的热功率 电动机的效率 15．（本题16分）如图所示，电源电动势E=16V，内阻r=2Ω，电阻，，C为水平放置的平行板电容器，其电容C=3.0pF，当开关闭合、断开时，用绝缘细线悬挂的带电小球A恰好悬浮，绳刚好水平拉直，其质量m=0.02kg，（g取）则： (1)若开关闭合、断开稳定时，求电容器两端的电量； (2)若开关从断开状态到闭合状态过程中，求流过的总电荷量； (3)若开关闭合，电路达到稳定的过程时间极短，若忽略此过程，则电路稳定后，试求小球运动到O点正下方时，细绳对小球的拉力大小。 【答案】(1) (2) (3)0.2N 【详解】（1）若开关闭合、断开稳定时，外电阻只有R2，根据欧姆定律可得 即流过R2的电流2A；电容器两端的电压等于电阻R2两端的电压 电容器两端的电量 （2）若开关闭合，电阻R1、R2并联，根据欧姆定律可得电路中干路上中电流 电容器两端的电压等于并联电路两端的电压 开关从断开状态到闭合状态过程中流过R3的总电荷量 （3）开关闭合、断开时，小球A恰好悬浮，根据平衡条件，有 电路稳定后，小球运动到O点正下方时，根据动能定理 qL 运动到最低点时，根据牛顿第二定律 解得 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（较易版01）（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）如图，若在一段导体两端加上电压后，在时间内有电量的自由电荷由导体的一端移动到另一端，形成电流。则此过程的电功和电功率分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 3．（本题4分）下列说法正确的是（  ） A．能量耗散表明，能量的总量并不守恒 B．随着科技的发展，能量是可以凭空产生的 C．随着科技的发展，永动机是可以制成的 D．某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，能的总量保持不变 4．（本题4分）如图所示，三个阻值相同的电阻接在电路中，已知AB间允许消耗的最大功率为30W，则每个电阻的额定功率为（　　）    A．10W B．15W C．20W D．30W 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）在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。在断开开关的情况下，某同学用多用电表欧姆挡进行检测。检测结果如下表所示，已知电路仅有一处故障，由此做出的判断中正确的是（　　） 测试点 A、C D、E E、F F、B 多用表示数 0 0 ∞ 0 A．A、C间导线断路 B．D、E间导线断路 C．灯泡断路 D．F、B间导线断路 7．（本题4分）如图所示，电路中光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小，当环境光照强度增大时，可维持小灯泡亮度不变的操作是（　　） A．将滑动变阻器滑片向左移动 B．将滑动变阻器滑片向右移动 C．换电动势更小但内阻相同的电源 D．换电动势相同但内阻更大的电源 二、多选题 8．（本题6分）太阳能汽车利用太阳能给车载动力电池充电，再利用电能驱动，实现了节能减排。某辆太阳能汽车在水平路面上以的速度匀速行驶时，驱动电机的工作电压、电流。已知驱动电机能够将输入功率的转化为牵引汽车前进的机械功率。下列说法正确的是（　　） A．驱动电机的内阻为 B．驱动电机的内阻为 C．汽车所受阻力为 D．汽车所受阻力为 9．（本题6分）如图，一带油滴悬浮在水平放置平行金属板内静止，若使油滴向上做加速度运动，可采用下列哪种方法（　　） A．减小或减小 B．增大或减小 C．减小或增大 D．增大或减小 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）将两个金属电极锌、铜片插入一个水果中就可以做成一个水果电池．现要测量橘子电池的电动势和内阻，三位同学采用不同的方法进行探究． (1)甲同学用多用电表的直流电压挡，选择0～1 V量程，直接测铜锌两金属片之间的电压时示数为0.82V；若已知该水果电池的内阻约为2100Ω，则该水果电池的电动势应________(填“大于”“等于”或“小于”)0.82V． (2)乙同学利用伏安法并借助DIS实验器材中的电压传感器、电流传感器测水果电池的电动势和内阻，电路如图所示．下表是乙同学测量该水果电池时记录的数据． 次数 1 2 3 4 5 6 电压U/V 0.32 0.36 0.44 0.52 0.60 0.68 电流I/mA 0.32 0.30 0.26 0.22 0.18 0.14 请你根据测量数据在给出的坐标纸中描点作出U随I变化的关系图像________．由图像求出水果电池的电动势为________ V，内阻为________ Ω． 12．（本题10分）如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图，请完成下列问题。 (1)测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程。当S旋到位置__________时，电表可测量直流电流，且量程较大。 (2)某同学用此多用电表测量某电学元件的电阻，选用“”倍率的欧姆挡测量，发现多用电表指针偏转很小，因此需选择__________（填“”或“”）倍率的欧姆挡。 (3)某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理，组装如图乙所示的简易欧姆表。 实验器材如下： A．干电池（电动势E为，内阻r不计）； B．电流计G（量程，内阻）； C．可变电阻器R； D．定值电阻； E．导线若干，红黑表笔各一只。 ①在乙图，表盘上刻度线对应的电阻刻度值是__________； ②如果将与电流计并联，如图丙所示，这相当于欧姆表换挡，则换挡前、后倍率之比为__________。 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）电动机是将电能转换成机械能的一种装置，在生产生活中有着广泛的应用。如图所示电路中，电动机的内阻，电源电动势E=8V、内阻，小灯泡规格为“2V  2W”。闭合开关S，电路稳定后，小灯泡恰好正常发光。求： (1)电源的输出功率； (2)电动机的效率。 15．（本题16分）如图所示，电源电动势E=16V，内阻r=2Ω，电阻，，C为水平放置的平行板电容器，其电容C=3.0pF，当开关闭合、断开时，用绝缘细线悬挂的带电小球A恰好悬浮，绳刚好水平拉直，其质量m=0.02kg，（g取）则： (1)若开关闭合、断开稳定时，求电容器两端的电量； (2)若开关从断开状态到闭合状态过程中，求流过的总电荷量； (3)若开关闭合，电路达到稳定的过程时间极短，若忽略此过程，则电路稳定后，试求小球运动到O点正下方时，细绳对小球的拉力大小。 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 $