第五章 电能与能源的可持续发展（单元分层自测·基础通关卷）物理粤教版必修第三册

**基本信息** 高二年级必修三物理第五章单元自测，聚焦电流电压关系、能量转化（泄洪/风力发电）及电路分析，通过真实情境题（如长龙山抽水蓄能电站）与实验探究（电动机功率测量、乒乓球碰撞），落实物理观念与科学思维，适配单元复习巩固。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题/46分|I-U图像分析、能量转化效率、电路串并联|情境真实（梅州泄洪、风力发电机），区分单选多选，考查科学推理| |实验题|2题/14分|电动机机械功率测量（伏安法）、乒乓球碰撞能量损失（手机录音数据）|科学探究（实验步骤设计、图像处理），体现科学态度| |计算题|3题/40分|电路故障分析、电动机提升重物（电路+力学）、电源效率|综合应用（跨电路与能量知识），强调模型建构与科学论证|

2026-2027学年高二年级必修三物理单元自测 第五章·基础通关 一、选择题：本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A A D B D C BD BC BD 二、实验题：本题共2小题，共14分。 11．甲 （1分） IU﹣I2（2分） 1.4 （1分） 2.8（2分） 12．(1)0.20（2分） (2) （2分） 0.95（2分） (3)高于（2分） 三、计算题：本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）（1）根据电路可知当时MN间电阻R的阻值最小，为 （2分） 当时MN间电阻R的阻值最大，为 （2分） 故MN间电阻R的变化范围为 （1分） （2）当，通过电热器B的电流为 （1分） 此时电热器B消耗的功率为 （2分） 解得 （2分） 14．（14分）（1）电动机不转时相当纯电阻，则通过电动机的电流（2分） 电动机的内阻（2分） （2）重物匀速上升时通过电动机的电流（2分） 电动机消耗的功率（3分） （3）由能量关系（3分） 解得v=0.6m/s（2分） 15．（16分）（1）根据闭合电路的欧姆定律可知，流过电源的干路电流为（2分） 则流过电动机的电流为（2分） （2）电动机的发热功率为（2分） 输出功率为（2分） 解得（2分） （3）电源的输出功率为（2分） 代入数据解得（2分） 电源的效率（2分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2026-2027学年高二年级必修三物理单元自测 第五章·基础通关 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．如图所示为小灯泡通电后其电流随电压变化的图像，为图像上两点，坐标分别为、，为图像上点的切线。下列说法正确的是（　　） A．图像的切线斜率越小，小灯泡的阻值越小 B．当小灯泡两端的电压为时，小灯泡的电阻 C．当小灯泡两端的电压为时，小灯泡的电阻 D．小灯泡的功率数值上等于图像与横轴围成的面积大小 2．由于4月梅州连日强降雨，蕉岭县长潭水库泄洪闸孔全开泄洪。如图所示，已知泄洪流量为，水位落差100m，水的密度为泄洪时，水流的重力势能有25%转化为电能，取 ，按照以上数据估算发电站的发电功率是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成面积为S的圆面。某时间内该地区的风速是v，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，假如这个风力发电机将风能转化为电能的效率为，则此风力发电机发电的功率为（    ） A． B． C． D． 4．2022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 5．如图所示的电路，4个电阻乙、丙、戊、己的阻值均为，两个电阻丁、庚的阻值均为，还有一个电阻甲的阻值为，将、与电源相连，已知甲的电流为1A，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙、丙串联的总电阻为3Ω B．电路的总电阻为2Ω C．电阻丁两端的电压为2V D．除电阻庚之外，其他6个电阻的热功率之和为8W 6．某节水喷灌系统如图所示，水以的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H=3.75m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则（　　） A．每秒水泵对水做功为75J B．每秒水泵对水做功为225J C．水泵输入功率为440W D．电动机线圈的电阻为10 7．风力发电是清洁电力供应的重要方式。风力发电机叶片转动时可形成与风向垂直的圆面，并将经过此圆面的40%的空气动能转化为电能。已知风速为v时，发电机的发电功率为P，则风速为2v时，发电机的发电功率为（　　）。 A．2P B．4P C．8P D．16P 8．如图所示，系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机，旋翼由电动机带动。现有质量为、额定功率为的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过到达高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为，若不计电缆的质量和电阻，忽略电缆对无人机的拉力，则（　　） A．空气对无人机的作用力始终大于或等于 B．直流电源对无人机供电的额定电流为 C．无人机上升过程中消耗的平均功率为 D．无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功 9．某风力发电机的叶片转动时可形成半径为r的圆面，风向与叶片转动形成的圆面垂直，这个风力发电机能将通过此圆面的空气动能转化为电能。已知空气的密度为，风速为v0，转化效率为，下列说法正确的是（   ） A．风能是不可再生能源 B．风能向电能的转化是通过非静电力做功实现的 C．此发电机每秒产生的电能为 D．若风速变为原来的 2 倍，则此发电机发电的功率变为原来的 4 倍 10．如图所示的电路中，电源电动势、内阻，定值电阻、，滑动变阻器的调节范围为，忽略导线的电阻。下列说法正确的是（　　） A．消耗的最大功率为1.15W B．消耗的最大功率为1.44W C．电源的最大输出功率为4.0W D．电源的最大输出功率为4.5W 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，共14分。 11．（6分）市场上有一种在蚊帐内使用的小型直流电动机电风扇。某物理研究型学习小组想测定电风扇正常运行时的机械功率，于是找到了一台这样的电风扇并从铭牌上读出了额定电压U，但其它字迹不清楚．该小组成员取出电池，并从电风扇连接电池的正、负两极各接出一条引线。提供的器材有电流表、电压表、滑动变阻器、备用电池若干节、电键、若干导线、固定电池的电池盒。 （1）测量时，选择的电路图比较合理的是 ___图（选填“甲”或“乙”）。 （2）该小组进行了如下的实验步骤： A．按事先设计的电路连接各元件，并将变阻器的滑动片移动到最左端； B．合上开关，将滑动片从最左端开始缓慢向右移动，使电压表和电流表都有明显的示数，但电风扇并未转动，读出此时电压表和电流表的读数分别为U0、I0； C．移动滑动变阻器的滑动片，当电压表的读数达到U时，观察电风扇是否正常工作，若正常工作，记下此时电压表的读数U和电流表的读数I。 D．用测得的物理量表示电动机M正常运转时输出的机械功率P输出＝___。 （3）该小组同学找了甲、乙两个不同规格的电风扇继续进行测量，用伏安法分别测出甲、乙两个电风扇的伏安特性曲线如图丙所示．若他们将甲、乙两个电风扇串联接在6V的恒压电源两端，则甲的实际功率为__W，乙的实际功率为 ___W。（要求保留作图求解的痕迹） 12．（8分）某乒乓球爱好者，利用手机研究乒乓球与球台碰撞过程中能量损失的情况。实验步骤如下： ①固定好手机，打开录音功能； ②从一定高度由静止释放乒乓球； ③手机记录下乒乓球与台面碰撞的声音，其随时间（单位：s）的变化图像如图所示。 根据声音图像记录的碰撞次序及相应碰撞时刻，如下表所示。 碰撞次序 1 2 3 4 5 6 7 碰撞时刻（s） 1.12 1.58 2.00 2.40 2.78 3.14 3.47 根据实验数据，回答下列问题： (1)利用碰撞时间间隔，计算出第3次碰撞后乒乓球的弹起高度为__________（保留2位有效数字，当地重力加速度）。 (2)设碰撞后弹起瞬间与该次碰撞前瞬间速度大小的比值为，则每次碰撞损失的动能为碰撞前动能的__________倍（用表示），第3次碰撞过程中__________（保留2位有效数字）。 (3)由于存在空气阻力，第（1）问中计算的弹起高度__________（填“高于”或“低于”）实际弹起高度。 三、计算题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）虚接是常见的电路故障，如图所示，电热器A与电热器B并联。电路中的C处由于某种原因形成了虚接，造成了该处接触电阻0~240Ω之间不稳定变化，可等效为电阻，已知MN两端电压，A与B的电阻，求： （1）MN间电阻R的变化范围； （2）当，电热器B消耗的功率（保留3位有效数字） 14．（14分）通过电动机提升重物的电路如图所示，电源电动势E=12V，电源内阻r=2Ω，电阻R=3.5Ω。当重物质量很大时，闭合开关S，电动机未能提起重物，理想电压表的示数为8V；当重物质量m=1kg时，闭合开关S，稳定后电动机以恒定速度提升重物，此时电压表的示数为10V。转轴与细绳间不打滑，不计阻力，重力加速度g=10m/s2。求： (1)电动机的内阻r0： (2)重物匀速上升时电动机消耗的功率： (3)重物匀速上升的速度大小。 15.（16分）如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，电阻R1=1Ω，电阻R2=6Ω，开关S闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U=6V，线圈电阻R=0.5Ω，求： (1)流过电动机的电流IM； (2)电动机正常工作时产生的机械功率； (3)电源的效率。 试题 第3页（共8页） 试题 第4页（共8页） 试题 第1页（共8页） 试题 第2页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高二年级必修三物理单元自测 第五章·基础通关 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．如图所示为小灯泡通电后其电流随电压变化的图像，为图像上两点，坐标分别为、，为图像上点的切线。下列说法正确的是（　　） A．图像的切线斜率越小，小灯泡的阻值越小 B．当小灯泡两端的电压为时，小灯泡的电阻 C．当小灯泡两端的电压为时，小灯泡的电阻 D．小灯泡的功率数值上等于图像与横轴围成的面积大小 【答案】B 【详解】A．根据欧姆定律有可知，图像中，图线上各点与坐标原点连线的斜率的绝对值表示小灯泡不同状态时的电阻的倒数，根据图像可知，随着所加电压的增大，图线上各点与坐标原点连线的斜率的绝对值减小，即小灯泡的电阻增大，故A错误； BC．根据欧姆定律有可知，图像中某点与坐标原点连线的斜率表示该状态的电阻的倒数，则对应点，小灯泡的电阻为 则对应点，小灯泡的电阻为，故B正确，C错误； D．小灯泡消耗的功率为，可知小灯泡的功率为图中过点的矩形所围面积大小，故D错误。 故选B。 2．由于4月梅州连日强降雨，蕉岭县长潭水库泄洪闸孔全开泄洪。如图所示，已知泄洪流量为，水位落差100m，水的密度为泄洪时，水流的重力势能有25%转化为电能，取 ，按照以上数据估算发电站的发电功率是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由题意可知t时间内流水的体积 发电功率为 代入数据可得 故选A。 3．如图所示，某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成面积为S的圆面。某时间内该地区的风速是v，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，假如这个风力发电机将风能转化为电能的效率为，则此风力发电机发电的功率为（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设t时间内与叶片相互作用的空气柱长度为l，则 空气柱质量为 气流的动能 风的动能转化为的电能 风力发电机发电的功率 故选A。 4．2022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 【答案】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。 5．如图所示的电路，4个电阻乙、丙、戊、己的阻值均为，两个电阻丁、庚的阻值均为，还有一个电阻甲的阻值为，将、与电源相连，已知甲的电流为1A，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙、丙串联的总电阻为3Ω B．电路的总电阻为2Ω C．电阻丁两端的电压为2V D．除电阻庚之外，其他6个电阻的热功率之和为8W 【答案】B 【详解】A．甲、乙、丙串联的总电阻为，故A错误； B．与丁（）并联的总电阻为 与戊、己串联的总电阻为 与庚（）并联的总电阻 则电路的总电阻为 故B正确； C．甲的电流为1A，由欧姆定律可得的电压为 两端的电压即丁两端的电压为，故C错误； D．由欧姆定律可得丁的电流为1A，则戊、己的电流均为2A，除电阻庚之外，根据可得其他6个电阻的热功率之和为 故D错误。 故选B。 6．某节水喷灌系统如图所示，水以的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H=3.75m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则（　　） A．每秒水泵对水做功为75J B．每秒水泵对水做功为225J C．水泵输入功率为440W D．电动机线圈的电阻为10 【答案】D 【详解】AB．每秒喷出水的质量为,抽水增加了水的重力势能和动能，则每秒水泵对水做功为 故AB错误； C．水泵的输出能量转化为水的机械能，则 而水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，则 故C错误； D．电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率，则电动机的机械功率为 而电动机的电功率为 由能量守恒可知 联立解得 故D正确； 故选D。 7．风力发电是清洁电力供应的重要方式。风力发电机叶片转动时可形成与风向垂直的圆面，并将经过此圆面的40%的空气动能转化为电能。已知风速为v时，发电机的发电功率为P，则风速为2v时，发电机的发电功率为（　　）。 A．2P B．4P C．8P D．16P 【答案】C 【详解】发电功率来源于单位时间内通过叶片圆面的空气动能，其中40%转化为电能。时间内通过圆面的空气质量流量 发电功率 当风速从增至时，发电功率变为8倍，即。 故选C。 8．如图所示，系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机，旋翼由电动机带动。现有质量为、额定功率为的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过到达高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为，若不计电缆的质量和电阻，忽略电缆对无人机的拉力，则（　　） A．空气对无人机的作用力始终大于或等于 B．直流电源对无人机供电的额定电流为 C．无人机上升过程中消耗的平均功率为 D．无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功 【答案】BD 【详解】A．无人机先向上加速后减速，最后悬停，则空气对无人机的作用力先大于200N后小于200N，最后等于200N，选项A错误； B．直流电源对无人机供电的额定电流 选项B正确； C．无人机的重力为 F=mg=200N 则无人机上升过程中克服重力做功消耗的平均功率 但是由于空气阻力的作用，故对无人机向上的作用力不等于重力，则无人机上升过程中消耗的平均功率大于100W，则选项C错误； D．无人机上升及悬停时，螺旋桨会使周围空气产生流动，则会有部分功率用于对空气做功，选项D正确。 故选BD。 9．某风力发电机的叶片转动时可形成半径为r的圆面，风向与叶片转动形成的圆面垂直，这个风力发电机能将通过此圆面的空气动能转化为电能。已知空气的密度为，风速为v0，转化效率为，下列说法正确的是（   ） A．风能是不可再生能源 B．风能向电能的转化是通过非静电力做功实现的 C．此发电机每秒产生的电能为 D．若风速变为原来的 2 倍，则此发电机发电的功率变为原来的 4 倍 【答案】BC 【详解】A． 风能是可再生能源，故A错误； B． 风能向电能的转化是通过非静电力做功实现的，故B正确； C． 时间内吹到叶片上的空气质量 对应的动能，此发电机每秒产生的电能，故C正确； D． 发电机的功率，可知若风速变为原来的2倍，则此发电机发电的功率变为原来的8倍，故D错误。 故选BC。 10．如图所示的电路中，电源电动势、内阻，定值电阻、，滑动变阻器的调节范围为，忽略导线的电阻。下列说法正确的是（　　） A．消耗的最大功率为1.15W B．消耗的最大功率为1.44W C．电源的最大输出功率为4.0W D．电源的最大输出功率为4.5W 【答案】BD 【详解】AB．当滑动变阻器接入电阻增大时，外电路总电阻增大，干路电流减小，电源内阻与定值电阻承担电压减小，并联电路电压增大，可知，当滑动变阻器接入电阻最大时，消耗达到最大，此时有 并联电路电压 则消耗的最大功率 故A错误，B正确； CD．外电路总电阻 由于滑动变阻器的调节范围为，可知，外电路总电阻调节范围为 电源输出功率 根据数学函数规律可知，当外电阻等于电源内阻时，电源输出功率达到最大值，解得 故C错误，D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，共14分。 11．（6分）市场上有一种在蚊帐内使用的小型直流电动机电风扇。某物理研究型学习小组想测定电风扇正常运行时的机械功率，于是找到了一台这样的电风扇并从铭牌上读出了额定电压U，但其它字迹不清楚．该小组成员取出电池，并从电风扇连接电池的正、负两极各接出一条引线。提供的器材有电流表、电压表、滑动变阻器、备用电池若干节、电键、若干导线、固定电池的电池盒。 （1）测量时，选择的电路图比较合理的是 ___图（选填“甲”或“乙”）。 （2）该小组进行了如下的实验步骤： A．按事先设计的电路连接各元件，并将变阻器的滑动片移动到最左端； B．合上开关，将滑动片从最左端开始缓慢向右移动，使电压表和电流表都有明显的示数，但电风扇并未转动，读出此时电压表和电流表的读数分别为U0、I0； C．移动滑动变阻器的滑动片，当电压表的读数达到U时，观察电风扇是否正常工作，若正常工作，记下此时电压表的读数U和电流表的读数I。 D．用测得的物理量表示电动机M正常运转时输出的机械功率P输出＝___。 （3）该小组同学找了甲、乙两个不同规格的电风扇继续进行测量，用伏安法分别测出甲、乙两个电风扇的伏安特性曲线如图丙所示．若他们将甲、乙两个电风扇串联接在6V的恒压电源两端，则甲的实际功率为__W，乙的实际功率为 ___W。（要求保留作图求解的痕迹） 【答案】 甲 IU﹣I2 1.4 2.8 【详解】(1)[1]设计实验时要求直流电动机电风扇的电压变化范围较大，所以要使用分压式接法，故甲图比较合理； (2)[2]输出的机械功率 P出＝UI﹣I2r＝IU﹣I2 (3)[3][4]串联电路电流相等，两风扇的电压之和等于6V，根据图象可知，当电流为0.7A时，甲的电压为2V，乙的电压为4V，正好满足，作出经过0.7A、平行于U轴的直线，描出两个工作点 则有此时甲的功率为 P甲＝2×0.7W＝1.4W 乙的功率为 P乙＝4×0.7W＝2.8W 12．（8分）某乒乓球爱好者，利用手机研究乒乓球与球台碰撞过程中能量损失的情况。实验步骤如下： ①固定好手机，打开录音功能； ②从一定高度由静止释放乒乓球； ③手机记录下乒乓球与台面碰撞的声音，其随时间（单位：s）的变化图像如图所示。 根据声音图像记录的碰撞次序及相应碰撞时刻，如下表所示。 碰撞次序 1 2 3 4 5 6 7 碰撞时刻（s） 1.12 1.58 2.00 2.40 2.78 3.14 3.47 根据实验数据，回答下列问题： (1)利用碰撞时间间隔，计算出第3次碰撞后乒乓球的弹起高度为__________（保留2位有效数字，当地重力加速度）。 (2)设碰撞后弹起瞬间与该次碰撞前瞬间速度大小的比值为，则每次碰撞损失的动能为碰撞前动能的__________倍（用表示），第3次碰撞过程中__________（保留2位有效数字）。 (3)由于存在空气阻力，第（1）问中计算的弹起高度__________（填“高于”或“低于”）实际弹起高度。 【答案】(1)0.20 (2) 0.95 (3)高于 【详解】（1）[1]第3次碰撞到第4次碰撞用时 根据竖直上抛和自由落体运动的对称性可知第3次碰撞后乒乓球弹起的高度为 （2）[1]碰撞后弹起瞬间速度为v2，碰撞前瞬间速度为，根据题意可知 则每次碰撞损失的动能与碰撞前动能的比值为 [2]第2次碰后从最高点落地瞬间的速度 第3次碰撞后瞬间速度为 则第3次碰撞过程中 （3）由于存在空气阻力，乒乓球在上升过程中受到向下的阻力和重力，加速度变大，上升的高度变小，所以第（1）问中计算的弹起高度高于实际弹起的高度。 三、计算题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）虚接是常见的电路故障，如图所示，电热器A与电热器B并联。电路中的C处由于某种原因形成了虚接，造成了该处接触电阻0~240Ω之间不稳定变化，可等效为电阻，已知MN两端电压，A与B的电阻，求： （1）MN间电阻R的变化范围； （2）当，电热器B消耗的功率（保留3位有效数字） 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）根据电路可知当时MN间电阻R的阻值最小，为 当时MN间电阻R的阻值最大，为 故MN间电阻R的变化范围为 （2）当，通过电热器B的电流为 此时电热器B消耗的功率为 解得 14．（14分）通过电动机提升重物的电路如图所示，电源电动势E=12V，电源内阻r=2Ω，电阻R=3.5Ω。当重物质量很大时，闭合开关S，电动机未能提起重物，理想电压表的示数为8V；当重物质量m=1kg时，闭合开关S，稳定后电动机以恒定速度提升重物，此时电压表的示数为10V。转轴与细绳间不打滑，不计阻力，重力加速度g=10m/s2。求： (1)电动机的内阻r0： (2)重物匀速上升时电动机消耗的功率： (3)重物匀速上升的速度大小。 【答案】(1)0.5Ω (2)6.5W (3)0.6m/s 【详解】（1）电动机不转时相当纯电阻，则通过电动机的电流 电动机的内阻 （2）重物匀速上升时通过电动机的电流 电动机消耗的功率 （3）由能量关系 解得v=0.6m/s 15.（16分）如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，电阻R1=1Ω，电阻R2=6Ω，开关S闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U=6V，线圈电阻R=0.5Ω，求： (1)流过电动机的电流IM； (2)电动机正常工作时产生的机械功率； (3)电源的效率。 【答案】(1)2A (2)10W (3)75% 【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律可知，流过电源的干路电流为 则流过电动机的电流为 （2）电动机的发热功率为 输出功率为 解得 （3）电源的输出功率为 代入数据解得 电源的效率 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高二年级必修三物理单元自测 第五章·基础通关 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．如图所示为小灯泡通电后其电流随电压变化的图像，为图像上两点，坐标分别为、，为图像上点的切线。下列说法正确的是（　　） A．图像的切线斜率越小，小灯泡的阻值越小 B．当小灯泡两端的电压为时，小灯泡的电阻 C．当小灯泡两端的电压为时，小灯泡的电阻 D．小灯泡的功率数值上等于图像与横轴围成的面积大小 2．由于4月梅州连日强降雨，蕉岭县长潭水库泄洪闸孔全开泄洪。如图所示，已知泄洪流量为，水位落差100m，水的密度为泄洪时，水流的重力势能有25%转化为电能，取 ，按照以上数据估算发电站的发电功率是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成面积为S的圆面。某时间内该地区的风速是v，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，假如这个风力发电机将风能转化为电能的效率为，则此风力发电机发电的功率为（    ） A． B． C． D． 4．2022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 5．如图所示的电路，4个电阻乙、丙、戊、己的阻值均为，两个电阻丁、庚的阻值均为，还有一个电阻甲的阻值为，将、与电源相连，已知甲的电流为1A，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙、丙串联的总电阻为3Ω B．电路的总电阻为2Ω C．电阻丁两端的电压为2V D．除电阻庚之外，其他6个电阻的热功率之和为8W 6．某节水喷灌系统如图所示，水以的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H=3.75m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则（　　） A．每秒水泵对水做功为75J B．每秒水泵对水做功为225J C．水泵输入功率为440W D．电动机线圈的电阻为10 7．风力发电是清洁电力供应的重要方式。风力发电机叶片转动时可形成与风向垂直的圆面，并将经过此圆面的40%的空气动能转化为电能。已知风速为v时，发电机的发电功率为P，则风速为2v时，发电机的发电功率为（　　）。 A．2P B．4P C．8P D．16P 8．如图所示，系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机，旋翼由电动机带动。现有质量为、额定功率为的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过到达高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为，若不计电缆的质量和电阻，忽略电缆对无人机的拉力，则（　　） A．空气对无人机的作用力始终大于或等于 B．直流电源对无人机供电的额定电流为 C．无人机上升过程中消耗的平均功率为 D．无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功 9．某风力发电机的叶片转动时可形成半径为r的圆面，风向与叶片转动形成的圆面垂直，这个风力发电机能将通过此圆面的空气动能转化为电能。已知空气的密度为，风速为v0，转化效率为，下列说法正确的是（   ） A．风能是不可再生能源 B．风能向电能的转化是通过非静电力做功实现的 C．此发电机每秒产生的电能为 D．若风速变为原来的 2 倍，则此发电机发电的功率变为原来的 4 倍 10．如图所示的电路中，电源电动势、内阻，定值电阻、，滑动变阻器的调节范围为，忽略导线的电阻。下列说法正确的是（　　） A．消耗的最大功率为1.15W B．消耗的最大功率为1.44W C．电源的最大输出功率为4.0W D．电源的最大输出功率为4.5W 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，共14分。 11．（6分）市场上有一种在蚊帐内使用的小型直流电动机电风扇。某物理研究型学习小组想测定电风扇正常运行时的机械功率，于是找到了一台这样的电风扇并从铭牌上读出了额定电压U，但其它字迹不清楚．该小组成员取出电池，并从电风扇连接电池的正、负两极各接出一条引线。提供的器材有电流表、电压表、滑动变阻器、备用电池若干节、电键、若干导线、固定电池的电池盒。 （1）测量时，选择的电路图比较合理的是 ___图（选填“甲”或“乙”）。 （2）该小组进行了如下的实验步骤： A．按事先设计的电路连接各元件，并将变阻器的滑动片移动到最左端； B．合上开关，将滑动片从最左端开始缓慢向右移动，使电压表和电流表都有明显的示数，但电风扇并未转动，读出此时电压表和电流表的读数分别为U0、I0； C．移动滑动变阻器的滑动片，当电压表的读数达到U时，观察电风扇是否正常工作，若正常工作，记下此时电压表的读数U和电流表的读数I。 D．用测得的物理量表示电动机M正常运转时输出的机械功率P输出＝___。 （3）该小组同学找了甲、乙两个不同规格的电风扇继续进行测量，用伏安法分别测出甲、乙两个电风扇的伏安特性曲线如图丙所示．若他们将甲、乙两个电风扇串联接在6V的恒压电源两端，则甲的实际功率为__W，乙的实际功率为 ___W。（要求保留作图求解的痕迹） 12．（8分）某乒乓球爱好者，利用手机研究乒乓球与球台碰撞过程中能量损失的情况。实验步骤如下： ①固定好手机，打开录音功能； ②从一定高度由静止释放乒乓球； ③手机记录下乒乓球与台面碰撞的声音，其随时间（单位：s）的变化图像如图所示。 根据声音图像记录的碰撞次序及相应碰撞时刻，如下表所示。 碰撞次序 1 2 3 4 5 6 7 碰撞时刻（s） 1.12 1.58 2.00 2.40 2.78 3.14 3.47 根据实验数据，回答下列问题： (1)利用碰撞时间间隔，计算出第3次碰撞后乒乓球的弹起高度为__________（保留2位有效数字，当地重力加速度）。 (2)设碰撞后弹起瞬间与该次碰撞前瞬间速度大小的比值为，则每次碰撞损失的动能为碰撞前动能的__________倍（用表示），第3次碰撞过程中__________（保留2位有效数字）。 (3)由于存在空气阻力，第（1）问中计算的弹起高度__________（填“高于”或“低于”）实际弹起高度。 三、计算题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（10分）虚接是常见的电路故障，如图所示，电热器A与电热器B并联。电路中的C处由于某种原因形成了虚接，造成了该处接触电阻0~240Ω之间不稳定变化，可等效为电阻，已知MN两端电压，A与B的电阻，求： （1）MN间电阻R的变化范围； （2）当，电热器B消耗的功率（保留3位有效数字） 14．（14分）通过电动机提升重物的电路如图所示，电源电动势E=12V，电源内阻r=2Ω，电阻R=3.5Ω。当重物质量很大时，闭合开关S，电动机未能提起重物，理想电压表的示数为8V；当重物质量m=1kg时，闭合开关S，稳定后电动机以恒定速度提升重物，此时电压表的示数为10V。转轴与细绳间不打滑，不计阻力，重力加速度g=10m/s2。求： (1)电动机的内阻r0： (2)重物匀速上升时电动机消耗的功率： (3)重物匀速上升的速度大小。 15.（16分）如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，电阻R1=1Ω，电阻R2=6Ω，开关S闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U=6V，线圈电阻R=0.5Ω，求： (1)流过电动机的电流IM； (2)电动机正常工作时产生的机械功率； (3)电源的效率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $