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

**基本信息** 本单元卷聚焦电能与能量守恒，通过10道选择（50分）和4道非选择（50分），融合额温枪、电梯压敏电阻等科技情境与电源参数测定、电表改装等实验探究，适配高中物理单元复习，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| |----|-----------|----------|----------| |单项选择题|10/50|电动势概念（题1）、电路动态分析（题5）、U-I图像应用（题3）|以额温枪（题2）、电梯压敏电阻（题7）创设真实情境，梯度覆盖基础概念与综合分析| |非选择题|4/50|电源电动势测定（题11）、电表改装（题12）、电路与电场综合计算（题13、14）|实验题注重科学探究（题11实物连接、数据处理），计算题结合能量守恒（题14动能定理），体现科学论证与模型建构|

第十二章 电能 能量守恒定律 单元模拟测试卷 （全卷满分100分 考试用时75分钟） 一、单项选择题（本题共 10 小题，每小题 5 分，共 50 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．关于电源的电动势，下列叙述正确的是（ ） A．电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压 B．同一电源接入不同的电路中，电动势会发生变化 C．在闭合电路中，内、外电路电势降落之和等于电源电动势 D．电动势E的大小，与非静电力做功W的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比 2．某种额温枪以 2 节干电池为电源，工作电流为，能通过传感器检测人体向外辐射的红外线，根据红外线能量的强弱快速、准确且无接触地测量体温，下列关于该额温枪的说法中正确的是（ ） A．额温枪工作时，电路中每通过电荷，每节干电池都能把化学能转化为电能 B．额温枪工作时，电池组两极间的电压为 C．额温枪工作时，电源的输出功率为 D．额温枪工作时，电池组的电动势不再是 3．在如图所示的图像中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系，曲线b为某电阻元件的电压与电流的关系。现用该电源直接与元件连接成闭合电路，则此时（ ） A．电源将其他能转化为电能的功率为 B．该元件的电阻为 C．该元件发热功率为 D．电源外电路与内电路消耗功率之比为 4．利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势，电源内阻，电阻，重物质量，当重物固定时，电压表的示数为，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为，g取，下列说法正确的是（ ） A．电动机内部线圈的电阻为 B．稳定匀速提升重物时，流过电动机的电流为 C．重物匀速上升时的速度为 D．匀速提升重物时电动机消耗的电功率是 5．如图所示，有一电荷静止于水平放置的电容器两极板间，电源内阻不可忽略，现将滑动变阻器滑片向上移动少许，稳定后三个灯泡依然能够发光，则下列说法中正确的是（ ） A．小灯泡、变暗，变亮 B．该电荷一定带正电 C．电容器上电荷量减小 D．电流表始终存在从左向右的电流 6．如图所示的电路中，闭合开关，灯、正常发光。由于电路突然出现故障，发现灯变亮，灯变暗，电流表的读数变小，则发生的故障可能是（电源内阻不计）（ ） A．断路 B．断路 C．短路 D．短路 7．［河南洛阳洛宁一高 2023 高二上月考］压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。某同学7．利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，如图甲所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m，电梯静止时电压表示数为，电源内阻不能忽略。若在某个运动过程中，电压表的示数变化如图乙所示，则下列说法不正确的是（ ） A．0～t1时间内电梯内的物体处于失重状态 B．t2～t3时间内电梯内的物体处于失重状态 C．t1～t2时间内电梯可能处于匀加速直线运动状态 D．t2～t3时间内电梯可能处于匀减速直线运动状态 8．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，电压表、、为理想电表，、为定值电阻，为热敏电阻（其阻值随温度升高而减小），C为电容器，闭合开关，电容器C中的带电微粒A恰好静止。当室温从升高到的过程中，流过电源的电流变化量是，三只电压表的示数变化量分别为、和。则在此过程中（ ） A．示数减小 B． C．Q点电势升高 D．中的电流方向由M向N，带电微粒A匀加速下移 9．如图甲所示的电路中，不计电表内阻的影响，改变滑动变阻器R的滑片位置，测得电压表和随电流表的示数变化的实验图像如图乙所示，则下列说法不正确的是（ ） A．图线a是电压表的示数与I的关系图线 B．图线b的延长线一定过坐标原点 C．图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电阻消耗的瞬时功率 D．图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电源的瞬时输出功率 10．在图甲所示的电路中，、为规格相同的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，C是电容为的电容器，R是阻值为的定值电阻，电源E的内阻为。电路稳定后，通过的电流为，下列结论不正确的是（ ） A．的电功率为 B．的电阻为 C．电源的效率为 D．电容器的带电荷量为 二、非选择题（本题共 4 小题，共 50 分） 11．(10 分)［重庆一中 2022 高二上期中］某同学想用下列实验器材来测定一电源的电动势E和内阻r，同时测量一阻值约为几十欧姆的电阻的阻值，实验器材如下： 毫安表（量程为0～120mA） 电压表（量程为0～6V） 滑动变阻器R（阻值范围为0～300） 导线若干，开关一个。 该同学的实验步骤如下： ①设计如图甲所示的电路图，正确连接电路； ②滑动变阻器滑片处于阻值最大位置，闭合开关，通过减小滑动变阻器接入电路的阻值测出多组U和I的数据，最后得到如图乙所示的图像； ③断开开关，将待测电阻改接在N、H之间，M、N间用导线相连，重复实验步骤②，得到另一条图线，图线与纵轴的交点坐标为，与横轴的交点坐标为。 (1) 请根据图甲的电路图将图丙中实物图连接好。 (2) 根据图乙的图线，可得该电源的电动势，内阻。（均保留一位小数） (3) 待测电阻的阻值表达式为。（用题中字母表示） (4) 设实验中所用的电压表和毫安表均为理想电表，接在M、N之间与接在N、H之间，滑动变阻器的滑片从阻值最大处滑向中点位置的过程中，对比两种情况，则电压表示数变化范围_______（填 “相同” 或 “不同”）。 12．(12 分) 电流表的量程为0～5mA，内阻为，把它改装成如图所示的一个多量程多用电表，电流、电压和电阻的测量都各有两个量程。当开关接到1或2位置时为电流挡，其中小量程为0～10mA，大量程为0～100mA。 (1) 关于此多用电表，下列说法不正确的是________。 A．开关接到位置4时是欧姆挡 B．开关接到位置6时是电压挡 C．开关接到位置5时的量程比接到位置6时的量程大 D．A表笔为红表笔，B表笔为黑表笔 (2) 开关接位置____（填 “1” 或 “2”）时是电流挡的小量程，图中电阻，。 (3) 已知图中的电源的电动势为，当把开关接到位置4，短接A、B进行欧姆调零后，此欧姆挡的内阻为____，现用该挡测一未知电阻阻值，指针偏转到电流表满刻度的处，则该电阻的阻值为____。 13．(14 分) 如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离，电源的电动势，内阻r，电阻，，闭合开关，待电路稳定后，将一带电的小球放入板间恰能保持静止，若小球的质量、带电荷量大小。（取） (1) 小球带正电还是负电，电容器两端的电压为多大？ (2) 电源的内阻为多大？ (3) 电源的效率是多大？ 14．(14 分) 如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离。电源电动势，内阻，电阻。闭合开关，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度竖直向上射入板间。若小球带电荷量为，质量为，不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时，电源的输出功率是多大？（取） 答案解析 1.C【解析】电源电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，是电源本身的属性，不是电压表测得的电压，将电源接入不同的电路中，电动势不变，A、B 错误；电源接入电路中，内、外电路电势降落之和在数值上等于电源电动势，C 正确；电源电动势在数值上等于非静电力做功W与移送电荷量q的比值，但电动势是电源本身的属性，与W、q无关，D 错误。 2. A【解析】每节干电池的电动势为，故电路中每通过电荷，每节干电池都能把的化学能转化为电能，A 正确；额温枪工作时，电池组两极间的电压为路端电压，小于电源的电动势，故电池组两极间电压小于，B 错误；额温枪工作时电源的总功率为，电源的输出功率小于电源的总功率，C 错误；两节干电池总电动势为，额温枪工作时，电池组的电动势不变，D 错误。 3.D【解析】由题图可知元件两端电压为，电路中的电流，电源电动势为，电源内阻为，电源将其他能转化为电能的功率即电源的总功率，为，故 A 错误；该元件的电阻为，故 B 错误；该元件发热功率为，故 C 错误；电源内电压为，根据可得，故 D 正确。 4.D【解析】由题意知，电源电动势，电源内阻，当重物固定时，电压表的示数为，根据闭合电路欧姆定律得电路中电流为，电动机的线圈电阻为，A 错误；当重物匀速上升时，电压表的示数为，电路中电流为，电动机两端的电压为，电动机消耗的电功率为，B 错误，D 正确；电动机输出的电功率，又，解得，C 错误。 5. A【解析】滑动变阻器滑片向上移动少许，则滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路总电阻增大，电路总电流减小，内电压减小，路端电压增大，两端电压增大，则通过的电流增大，变亮，、所在支路电流减小，、变暗，A 正确；电容器两端的电压等于R和两端的电压之和，路端电压增大，两端电压减小，可知电容器两端的电压增大，根据电容的定义式可得Q增大，C 错误；电容器上极板带正电，电场方向竖直向下，而电荷静止，所以电荷受到向上的电场力和向下的重力，故电荷带负电，B 错误；因为电流表和电容器串联，当电路稳定时，没有电流通过电流表，D 错误。 6.A【解析】简化电路如图所示。 若断路，则电路中总电阻增大，总电流减小，右侧部分总电阻不变，则右侧分压将减小，电流表A的读数变小，灯变暗，灯两端的电压将增大，则灯将变亮，A 正确；若断路，则电路中总电阻增大，总电流减小，可知变暗，故 B 错误；若短路，则被短路，电路中总电阻将减小，电路中电流增大，灯两端的电压增大，变亮，两端的电压减小，灯变暗，总电流变大，通过的电流变小，则电流表的读数将增大，故 C 错误；若短路，则电路中总电阻减小，电路中电流增大，变亮，两端的电压减小，故变暗，总电流变大，通过的电流变小，则电流表A的示数增大，故 D 错误。 7.D 【解析】压力增大，压敏电阻的阻值减小，总电流增大，则路端电压减小，故电压表示数减小时，压力增大，电压表示数增大时，压力减小；电梯静止时电压表示数为，0～t1时间内，电压表示数增大，压力减小，压力小于重力，则电梯内的物体处于失重状态，A 正确；t2～t3时间内，电压表的示数大于，压力小于重力，电梯内的物体处于失重状态，B 正确；t1～t2时间内，电压表的示数始终大于，表明压力始终小于重力，电梯可能向下做匀加速直线运动或向上做匀减速直线运动，C 正确；t2～t3时间内，电压表的示数减小，表明压力增大，对物体的支持力增大，物体的合力是变力，加速度也是变化的，电梯不可能处于匀减速直线运动状态，D 错误。 8. C【解析】室温从升高到的过程中，的阻值减小，总电阻减小，由闭合电路欧姆定律得，总电流增大，外电压减小，示数增大，故 A 错误；由得，由得，则有，故 B 错误；由于外电压减小，示数增大，所以示数减小，而，且，所以Q点电势升高，故 C 正确；测量的是电源路端电压，由得，减小，电容器两端电压减小，电容器的电荷量减少，电容器放电，形成从M到N的电流，两板间场强减小，带电微粒A受的电场力减小，故将下移，但电场强度不断减小，由得，加速度逐渐增大，带电微粒A向下做加速度增大的加速运动，故 D 错误。 9.A【解析】测量的是定值电阻两端的电压，当电路中电流增大时，两端的电压增大，图线b是电压表的示数与I的关系图线，定值电阻两端的电压与电流成正比，则图线b的延长线一定过坐标原点，A 错误，B 正确；测量的是电源的路端电压，图线a反映了电源的外电压与电流I的关系，图线b反映了定值电阻两端电压与电流I的关系，两图线的交点表示定值电阻直接接在该电源上的工作状态，则图线a、b交点的横、纵坐标值的乘积等于该状态下定值电阻消耗的瞬时功率，也等于电源的瞬时输出功率，C、D 正确。 10.C【解析】通过的电流为，由题图乙可知对应的电压为，根据得的电功率为，故 A 正确。通过定值电阻R的电流为，根据串、并联电路的特点可知灯泡两端的电压等于灯泡和定值电阻R两端电压之和，即，通过题图乙可看出通过L2的电流为，由欧姆定律可得(\text{L}2)的电阻为，故 B 正确。电源内阻分得的电压为，电源电动势，所以电源效率，故 C 错误。电容器两端电压等于定值电阻两端电压，，由可得，电容器带电荷量为，故 D 正确。 11.(1) 见解析 (2)(6.0)；(25.0) (3)不同 【解析】(1) 根据电路图连接实物图，如图所示。 (2) 根据闭合电路欧姆定律得，所以纵截距，斜率绝对值。(3) 将改接在N、H之间，根据闭合电路欧姆定律得，整理得，斜率绝对值，所以待测电阻的阻值。(4) 如果电表均为理想电表，两次电流表均测回路总电流，，所以电流表变化相同；接在M、N之间，，接在N、H之间，，因为电流变化相同，则电压变化不同。 12．(1)C (2)2　29　261 (3)900　3 600 【解析】(1) 当转换开关S接到位置4时，表头与电表中的电源相连接，是欧姆挡，故 A 正确。当转换开关S接到位置6时，电流表与电阻串联，电阻起分压作用，是电压挡，故 B 正确。转换开关S接到位置5串联的电阻小于接到位置6串联的电阻，可知接到位置6串联的电阻大，分压作用大，电压表量程大，故 C 错误。根据电流 “红进黑出” 可知，B表笔为黑表笔，A表笔为红表笔，故 D 正确。本题选说法不正确的，故选 C。 (2) 开关S接2时并联电阻大，分流小，其量程小。S接1时：，S接2时：，由以上两式可得，。 (3) 电源(E')的电动势为，连接改装后满偏电流的电流表，则。设指针偏转到电流表G1满刻度的1/5处对应的电阻为R，则，代入数据得。 13．(1) 负电　　(2)　(3)93.33% 【解析】(1) 小球放入板间后，受重力和电场力作用，由二力平衡条件可知，上极板带正电，故小球带负电，且，代入数据解得。 (2) 电路中的电流，根据闭合电路欧姆定律得，代入数据解得。 (3) 电源的效率。 14．　 【解析】小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A板时速度为零，设两板间电压为，由动能定理得，解得，则滑动变阻器两端的电压，设通过滑动变阻器的电流为I，由闭合电路欧姆定律得。滑动变阻器接入电路的电阻，电源的输出功率。 学科网（北京）股份有限公司 $