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

第十二章 电能 能量守恒定律 单元复习卷 2026-2027学年高二物理人教版必修第三册【基础题】 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，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1．（2025高二上·临夏期末）小梅同学发现家里的电热毯，吊扇和抽油烟机上均印有“220V 120W”的字样。若这三个用电器均接在实际电压为220V的电源插座上工作，则这三个用电器（　　） A．热功率相同 B．电功率相同 C．输入功率不同 D．实际功率不同 2．（2025高二上·扬州月考）关于电功W和电热Q的说法正确的是（　　） A．在任何电路中都有、且 B．在任何电路中都有、，但W不一定等于Q C．、均只有在纯电阻电路中才成立 D．不能计算电路生成的热量，可以计算电路生成的热量 3．（2025高二上·浙江期中）如图所示，电源电动势、内阻保持不变，灯泡L与定值电阻串联，是电阻箱，开关S闭合，现逐渐减小电阻箱的阻值，不考虑灯泡阻值变化，下列说法正确的是（　　） A．电源消耗的电功率变小 B．通过电阻的电流增大 C．灯泡L的电功率减小 D．电阻箱两端的电压增大 4．（2025·广东会考）砷化镓薄膜电池可将太阳能转化为电能，其光电转化率高达30%。下列说法正确的是（　　） A．电池可创造能量 B．太阳能是不可再生能源 C．此电池的光电转化率不到100%，说明能量不守恒 D．此电池通过非静电力做功把太阳能转化为电能 5．（2025高二上·嘉兴期末）如图为某种太阳能路灯，内部光伏电池板有效采光面积约，晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为，其光电转换效率为16%。如果每天等效日照时间约为6h，该光伏电池一天产生的电能可供额定功率为的LED灯正常工作的时间约为（　　） A． B． C． D．50h 6．（2025·武进模拟）某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示，当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，下列说法正确的是（　　） A．车灯变亮 B．路端电压变大 C．电路的总电流变大 D．电源的总功率变小 7．如图所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图线，则下列说法错误的是（　　） A．路端电压都为U1时，它们的外电阻相等 B．电流都是I1时，两电源内电压相等 C．电路A的电动势大于电路B的电动势 D．A中电源的内阻大于B中电源的内阻 8．（2026高二下·浙江开学考）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 9．（2026高二下·自贡期末）光控开关是“太阳能路灯”实现自动控制的重要元件，其内部电路的简化原理图如图，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小），忽略灯阻值由于亮度变化的影响，电流表为理想电流表。在黎明时分，闭合开关，环境光照稳定时，电容器两板间小液滴处于静止状态，则环境光照逐渐增强时（ ） A．灯、灯均逐渐变暗 B．灯的电压变化量与电流表示数变化量之比即不变 C．电源的输出功率一定是先变大后变小 D．小液滴向上运动，在接触极板前机械能增大 10．（2025高二上·宁波期末）如图所示，是测电源电动势和内阻的两种常用方法，由于电流表和电压表都不是理想电表，所以测量结果有系统误差。下列分析正确的是（　　） A．采用图的方法，引入系统误差的原因是电压表的分流作用；采用图的方法，引入系统误差的原因是电流表的分压作用 B．图是用“图”电路处理的结果，其中图线②表示测量图线，图线①表示真实图线 C．图是用图电路处理的结果，其中图线③表示测量图线，图线④表示真实图线 D．图和图结合处理实验数据，不能消除因电表不理想而引起的系统误差 二、非选择题（共5题，共计54分） 11．（2025高二上·永嘉月考）充电宝可视为与电池一样的直流电源。一充电宝的电动势约为5V，内阻很小，最大放电电流为 2A，某实验小组想测定它的电动势和内阻。 （1）选用多用电表直流电压挡　 　（选填“可以”、“不可以”）估测充电宝电动势； （2）该实验小组选用如图所示电路图来测定充电宝的电动势和内阻。 ①图中用于测量电压的多用电表是　 　（选填字母“M”或“N”） ②通过实验作出图像如图所示，则可得到充电宝的电动势　 　V，内　 　Ω；（计算结果保留两位小数） 12．（2026·兴义模拟）某同学测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材。 A.待测干电池一节 B.电流表：量程，内阻 C.电压表1：量程，内阻未知 D.电压表2：量程，内阻未知 E.滑动变阻器1：阻值范围为，允许通过最大电流2A F.滑动变阻器2：阻值范围为，允许通过最大电流1A G.开关、导线若干 （1）伏安法测电池电动势和内阻的实验，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差，在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。在上述器材中请选择适当的器材，电压表选择　 　，滑动变阻器选择　 　。（填写器材前的字母） （2）实验电路图应选择图　 　（填“甲”或“乙”）。 （3）正确选择电路图后，根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像，则电池的内阻　 　（保留三位有效数字），此电路测得的电动势数值　 　真实值（填“大于”、“等于”或“小于”）。 13．（2026高二上·吉林期末）如图所示，某灯光控制电路的部分电路，定值电阻，为电阻箱，其最大阻值为，电流表、电压表为理想电表，当电阻箱示数时，电压表读数为；当电阻箱示数时，电压表读数为。 （1）求两次电流表读数和； （2）求电源的电动势和内电阻。 14．（2025高二上·扬州月考）如图所示，电源的电动势，内阻，保护电阻，是一段粗细均匀且电阻率较大的电阻丝，总阻值为，长度为，横截面积为。 （1）求电阻丝的电阻率； （2）当电阻丝接入电路的阻值多大时，电阻丝的功率最大？ （3）求电源输出效率的最小值。 15．（2025高二上·姑苏月考）环保、便捷是新能源电动汽车的特点，孝感市各大景区均已使用电动车游览观光。某探究小组将电动车的一个车灯卸下来，与滑动变阻器（耐压值很大）和电源（内阻不计）串联（如图1），发现当滑动变阻器的阻值为时，车灯能够正常发光，已知车灯组中每个灯的两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线如图2所示。某景区电动车电瓶的输出电压为，4个并联的相同规格的车灯和电动机串联连接，车灯均正常发光（如图3）。假设载满游客时的总质量为500kg，在行驶过程中，车与地面之间的阻力等于正压力的k倍，；若电动机内阻为，不计电动机内部摩擦，只考虑电动机的内阻发热损耗能量，重力加速度，求： （1）每个车灯在正常发光时的工作电压和工作电流（计算和作图分析）； （2）景区内电动车行驶时，电动机的输出功率； （3）电动车在水平地面上的最大速度。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十二章 电能 能量守恒定律 单元复习卷 2026-2027学年高二物理人教版必修第三册【基础题】 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，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1．（2025高二上·临夏期末）小梅同学发现家里的电热毯，吊扇和抽油烟机上均印有“220V 120W”的字样。若这三个用电器均接在实际电压为220V的电源插座上工作，则这三个用电器（　　） A．热功率相同 B．电功率相同 C．输入功率不同 D．实际功率不同 【答案】B 【解析】A．三种电器中，电热毯是纯电阻用电器，故同一电压下，电热毯热功率最大，故A错误； BCD．三个用电器均在额定电压下工作，它们的实际功率均等于额定功率，即输入的电功率相同，故B正确，CD错误。 故答案为：B。 2．（2025高二上·扬州月考）关于电功W和电热Q的说法正确的是（　　） A．在任何电路中都有、且 B．在任何电路中都有、，但W不一定等于Q C．、均只有在纯电阻电路中才成立 D．不能计算电路生成的热量，可以计算电路生成的热量 【答案】B 【解析】AB. 在非纯电阻电路中，只能用来求电功；只能用来求电热，在这种电路中电能一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能，则W>Q；只有在纯电阻电路，电能全部转化为内能，电功可用公式计算，也可用公式W计算，且W=Q，故A错误；B正确； CD. 可用于任何电路求总电功；可以适用任何电路求电热，故C、D错误。 故选B。 3．（2025高二上·浙江期中）如图所示，电源电动势、内阻保持不变，灯泡L与定值电阻串联，是电阻箱，开关S闭合，现逐渐减小电阻箱的阻值，不考虑灯泡阻值变化，下列说法正确的是（　　） A．电源消耗的电功率变小 B．通过电阻的电流增大 C．灯泡L的电功率减小 D．电阻箱两端的电压增大 【答案】C 【解析】本题考查了闭合电路欧姆定律，正确分析电路结构，熟练掌握电压，电流和电阻之间的关系是解决此类问题的关键。A．当减小电阻箱R2的接入阻值时，电路的总电阻R减小，干路电流I增大，根据路端电压 路端电压U减小，电源消耗的电功率变大，故A错误； BC．路端电压U减小，则灯泡L与定值电阻R1串联的总电压减小，流过L与定值电阻R1的电流减小，灯泡L的电功率减小， 故B错误C正确； D．路端电压U减小，电阻箱两端的电压减小，故D错误。 故选C。 4．（2025·广东会考）砷化镓薄膜电池可将太阳能转化为电能，其光电转化率高达30%。下列说法正确的是（　　） A．电池可创造能量 B．太阳能是不可再生能源 C．此电池的光电转化率不到100%，说明能量不守恒 D．此电池通过非静电力做功把太阳能转化为电能 【答案】D 【解析】A．根据能量守恒定律，能量不能被创造，电池只是把内部化学能转化为电能，仅实现能量转化，没有创造新的能量，A错误； B．太阳能属于可再生能源，太阳的能量源于太阳内部的核聚变反应，B错误； C．转化率低是电池转化为多种能量时，有价值的能量的比例比较小，但转化过程能量总和保持不变，转化过程能量守恒，C错误； D．非静电力（如半导体内部电场）驱动电荷分离，让正负电荷分布与电池两极，让电池具有电能，能量转化的途径是将光能转化为电能，D正确。 故选D。 5．（2025高二上·嘉兴期末）如图为某种太阳能路灯，内部光伏电池板有效采光面积约，晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为，其光电转换效率为16%。如果每天等效日照时间约为6h，该光伏电池一天产生的电能可供额定功率为的LED灯正常工作的时间约为（　　） A． B． C． D．50h 【答案】B 【解析】本题考查了学生消耗电能的计算、效率的计算，利用所学知识解决实际问题（新开发的太阳能照明灯能量转化问题），加强了学生的节能意识。根据能量关系 可得 故选B。 6．（2025·武进模拟）某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示，当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，下列说法正确的是（　　） A．车灯变亮 B．路端电压变大 C．电路的总电流变大 D．电源的总功率变小 【答案】C 【解析】ABC．当汽车启动时，启动电机工作，电路的总电流变大，内电压升高，路端电压降低，车灯变暗，故A、B错误，C正确； D．电源的总功率，由于电路的总电流变大，因此电源的总功率变大，故D错误。 故选C。 7．如图所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图线，则下列说法错误的是（　　） A．路端电压都为U1时，它们的外电阻相等 B．电流都是I1时，两电源内电压相等 C．电路A的电动势大于电路B的电动势 D．A中电源的内阻大于B中电源的内阻 【答案】B 【解析】由图可知：路端电压都为U1时，外电阻的电流相等为I1，由 可知它们的外电阻相等，故A正确； 由闭合电路欧姆定律 可知，图象的纵轴截距表示电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻大小，A图线的纵轴截距大于B图线的纵轴截距，所以A的电动势大于B的电动势，即EA＞EB。由 可知A图线的斜率绝对值大于B图线斜率的绝对值，所以A的内阻大于B的内阻，即rA＞rB。当电流都是I1时，两电路的路端电压相等，据闭合电路的欧姆 可知U内=E-U，所以A电路的内电压比B电路的内电压大，故B错误，CD正确。 故选B 8．（2026高二下·浙江开学考）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 【答案】B,C 【解析】A．当电动机不运转时，根据欧姆定律可知电动机的内阻为 根据功率的表达式可知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，根据电功率的表达式可知输出的机械功率为，故B正确； C．已知热水壶工作的额定功率和额定电压，根据热功率的表达式可知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，根据电功的表达式W=IUt可知消耗的电能也不确定，故D错误。 故选BC。 9．（2026高二下·自贡期末）光控开关是“太阳能路灯”实现自动控制的重要元件，其内部电路的简化原理图如图，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小），忽略灯阻值由于亮度变化的影响，电流表为理想电流表。在黎明时分，闭合开关，环境光照稳定时，电容器两板间小液滴处于静止状态，则环境光照逐渐增强时（ ） A．灯、灯均逐渐变暗 B．灯的电压变化量与电流表示数变化量之比即不变 C．电源的输出功率一定是先变大后变小 D．小液滴向上运动，在接触极板前机械能增大 【答案】A,B 【解析】A、光照逐渐增强，光敏电阻阻值减小，电路总电阻减小，总干路电流增大，由，路端电压减小，、两端电压减小，两灯均逐渐变暗，故 A 正确； B、把与电源内阻等效为新内阻，根据闭合电路欧姆定律，，比值大小不变，故 B 正确； C、电源输出功率在外电阻等于内阻时最大，题目没有给出外电阻与电源内阻大小关系，无法判断输出功率的变化情况，故 C 错误； D、初始小液滴电场力与重力平衡，电场力向上；光照增强，路端电压减小，电容器电压减小，板间电场减弱，电场力小于重力，小液滴向下运动，电场力做负功，小液滴机械能减小，故 D 错误； 故答案为：AB。 10．（2025高二上·宁波期末）如图所示，是测电源电动势和内阻的两种常用方法，由于电流表和电压表都不是理想电表，所以测量结果有系统误差。下列分析正确的是（　　） A．采用图的方法，引入系统误差的原因是电压表的分流作用；采用图的方法，引入系统误差的原因是电流表的分压作用 B．图是用“图”电路处理的结果，其中图线②表示测量图线，图线①表示真实图线 C．图是用图电路处理的结果，其中图线③表示测量图线，图线④表示真实图线 D．图和图结合处理实验数据，不能消除因电表不理想而引起的系统误差 【答案】A,B 【解析】A、由于电表不是理想电表，则电流表存在电阻，电压表内阻不是无穷大；采用图1的方法，由于电压表的分流使电流表读数偏小，引入系统误差的原因是电压表的分流作用；采用图2的方法，由于电流表的分压使电压表读数偏小，引入系统误差的原因是电流表的分压作用。故A正确； B、采用图1的方法，由于电压表的分流使电流表读数偏小，当外电路短路时，电压表分流为0，即图1方法中测量图线和真实图线与横轴交点相同；则图3是用“图1”电路处理的结果，其中图线②表示测量图线，图线①表示真实图线。故B正确； C、采用图2的方法，由于电流表的分压使电压表读数偏小，当外电路断路时，电流表的分压为0，即图2方法中测量图线和真实图线与纵轴交点相同，则图4是用图2电路处理的结果，其中图线③表示真实图线，图线④表示测量图线。故C错误； D、利用图3中图线与横轴交点、图4中图线与纵轴交点，连接后可得出真实的图线，消除因电表不理想而引起的系统误差，故D错误。 故答案为：AB。 二、非选择题（共5题，共计54分） 11．（2025高二上·永嘉月考）充电宝可视为与电池一样的直流电源。一充电宝的电动势约为5V，内阻很小，最大放电电流为 2A，某实验小组想测定它的电动势和内阻。 （1）选用多用电表直流电压挡　 　（选填“可以”、“不可以”）估测充电宝电动势； （2）该实验小组选用如图所示电路图来测定充电宝的电动势和内阻。 ①图中用于测量电压的多用电表是　 　（选填字母“M”或“N”） ②通过实验作出图像如图所示，则可得到充电宝的电动势　 　V，内　 　Ω；（计算结果保留两位小数） 【答案】（1）可以 （2）M；5.07；0.10 【解析】 （1）充电宝不接负载处于开路状态，两端电压等于电源电动势，多用电表直流电压挡可以直接测量开路两端的电压，所以能够估测充电宝电动势。 （2）①结合电路连接可知，图中M并联在电路中，N串联在电路中，所以，测量电压的电表是M，测量电流的电表是N。 ②根据闭合电路欧姆定律，所以图像纵截距等于电动势 斜率代表内阻，结合乙图像可得 12．（2026·兴义模拟）某同学测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材。 A.待测干电池一节 B.电流表：量程，内阻 C.电压表1：量程，内阻未知 D.电压表2：量程，内阻未知 E.滑动变阻器1：阻值范围为，允许通过最大电流2A F.滑动变阻器2：阻值范围为，允许通过最大电流1A G.开关、导线若干 （1）伏安法测电池电动势和内阻的实验，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差，在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。在上述器材中请选择适当的器材，电压表选择　 　，滑动变阻器选择　 　。（填写器材前的字母） （2）实验电路图应选择图　 　（填“甲”或“乙”）。 （3）正确选择电路图后，根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像，则电池的内阻　 　（保留三位有效数字），此电路测得的电动势数值　 　真实值（填“大于”、“等于”或“小于”）。 【答案】（1）D；E （2）甲 （3）1.15；等于 【解析】(1) 一节干电池电动势约 1.5V，电压表选D；滑动变阻器选阻值较小的E，方便调节。 故答案为：D；E (2) 电流表内阻已知，甲图可将电流表内阻计入电源内阻，消除电流表分压带来的系统误差，故选甲。 故答案为：甲 （3）由闭合电路欧姆定律有，结合图像可得 解得；，由等效电源法可知电源电动势的测量值等于真实值。 故答案为：1.15；等于 13．（2026高二上·吉林期末）如图所示，某灯光控制电路的部分电路，定值电阻，为电阻箱，其最大阻值为，电流表、电压表为理想电表，当电阻箱示数时，电压表读数为；当电阻箱示数时，电压表读数为。 （1）求两次电流表读数和； （2）求电源的电动势和内电阻。 【答案】（1）当电阻箱示数时，根据欧姆定律可得 当电阻箱示数时，根据欧姆定律可得 （2）根据闭合电路欧姆定律可得， 联立解得， 14．（2025高二上·扬州月考）如图所示，电源的电动势，内阻，保护电阻，是一段粗细均匀且电阻率较大的电阻丝，总阻值为，长度为，横截面积为。 （1）求电阻丝的电阻率； （2）当电阻丝接入电路的阻值多大时，电阻丝的功率最大？ （3）求电源输出效率的最小值。 【答案】（1）解：根据电阻定律 代入数据可得电阻丝的电阻率为​​​​​​​ （2）解：当外电阻与电源内阻相等时，电路的输出功率最大。将保护电阻看作电源内阻的一部分，即电阻丝接入电路的阻值为 此时电阻丝的功率最大 （3）解：根据 可知外电阻越小，电源效率越小；当电阻丝接入电路的阻值为0时，电源效率最小，则有 15．（2025高二上·姑苏月考）环保、便捷是新能源电动汽车的特点，孝感市各大景区均已使用电动车游览观光。某探究小组将电动车的一个车灯卸下来，与滑动变阻器（耐压值很大）和电源（内阻不计）串联（如图1），发现当滑动变阻器的阻值为时，车灯能够正常发光，已知车灯组中每个灯的两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线如图2所示。某景区电动车电瓶的输出电压为，4个并联的相同规格的车灯和电动机串联连接，车灯均正常发光（如图3）。假设载满游客时的总质量为500kg，在行驶过程中，车与地面之间的阻力等于正压力的k倍，；若电动机内阻为，不计电动机内部摩擦，只考虑电动机的内阻发热损耗能量，重力加速度，求： （1）每个车灯在正常发光时的工作电压和工作电流（计算和作图分析）； （2）景区内电动车行驶时，电动机的输出功率； （3）电动车在水平地面上的最大速度。 【答案】（1）解：设行车灯的正常工作电压和工作电流为U、，则由图可知，根据闭合电路欧姆定律，可得 解得， 在图上画出此表达式所对应的图像，得到如下图所示的直线 由图可知直线和曲线的交点坐标为（20V，2.5A）所以行车灯的正常工作电压和工作电流分为20V，2.5A。 （2）解：每个车灯均正常发光，则通过电动机的电流 电动机的电压 电动机的输入功率 电动机内阻的发热功率 电动机行驶时输出的机械功率 （3）解：在水平地面上行驶时，电动车行驶时所受阻力 电动车以最大速度匀速行驶时动力， 解得 学科网（北京）股份有限公司 $