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

电能 能量守恒定律章末复习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，两盏完全相同的灯泡接入图甲、图乙所示的电路中，图甲中电源电压为U，图乙中电源电压为2U，、是两个滑动变阻器，调节、使灯泡均正常发光，则关于这两个电路下列说法正确的是（     ） A．、两端的电压之比为 B．、消耗的电功率之比为 C．、的电阻值之比为 D．通过、的电流之比为 2．图甲为某电源的图线，图乙为某小灯泡的图线，则下列说法正确的是（     ） A．电源的内阻为 B．电源电动势为1V C．此电源的短路电流为0.3A D．把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为 3．硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，图线b是某电阻R的U-I图像。在同等光照强度下，当它们组成闭合回路时，下列说法正确的是（     ） A．电池的电动势为U3 B．电池的内阻 C．电源的输出功率P=U2I2 D．电池的效率为 4．在如图所示的电路中，电源电动势和内阻恒定不变，电阻、和为定值电阻，为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表。当滑动变阻器滑片向下滑动时，以下说法正确的是（     ） A．电流表A读数变大 B．电压表V读数变小 C．电阻两端的电压变小 D．流过的电流变小 5．在如图所示的电路中，定值电阻、、、、，电容器的电容，电源的电动势，内阻不计。闭合开关、，电路稳定后，下列说法正确的是（     ） A．保持开关闭合，断开开关，电路稳定后，流过的电荷量为 B．保持开关闭合，断开开关，电路稳定后，流过的电荷量为 C．保持开关闭合，断开开关，电路稳定后，流过的电荷量约为 D．保持开关闭合，断开开关，电路稳定后，流过的电荷量约为 6．在温控电路中，通过热敏电阻的阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。如图所示的电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻（温度越高，电阻越小），C为电容器，理想电压表的示数变化量的绝对值为ΔU，干路上的电流变化量的绝对值为ΔI。当环境温度升高时（     ） A．电压表的读数增大 B．R1消耗的功率减小 C．电容器C带电荷量增大 D．不变 二、多选题 7．下列关于电功和电功率的说法正确的是（     ） A．用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关 B．电功是电能转化为其他形式的能的量度 C．白炽灯正常工作时，实际功率等于额定功率 D．电功率越小，则电流做功越少 8．如图甲所示电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。开关S闭合后下列判断正确的是（         ） A．电流为电流的2倍 B．此时的电阻约为7.5 C．的电阻相等 D．此时消耗的电功率为0.3W 9．如图是一款扫地机器人，它的一些重要参数如下表所示： 额定电压 100~240 V/ 50~60 Hz 额定功率 40 W 电池输 入电压 20 V 电池容量 3 000 mA·h 充电时间 约4小时 工作时间 100~120分钟 根据以上信息，下列说法正确的是（     ） A．扫地机器人工作时，电池把化学能转化为电能 B．电池充电时充电电流约0.75 A C．电池充满电时储存的能量大约为2.16×108 J D．在100~120分钟工作时间内扫地机器人并非一直以40 W额定功率工作 10．如图所示为某简易欧姆表电路，通过调节开关S，可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率。已知干电池（电动势，内阻不计），电流表G（满偏电流内阻），定值电阻（阻值为），定值电阻、。若欧姆表“×1”倍率时的中值电阻为15 Ω，下列说法正确的是（     ） A．开关S下端为红表笔 B．当开关S合向a时，欧姆表的倍率是“×1”倍率 C．当开关S合向b时，欧姆表的倍率是“×1”倍率 D．将开关S合向b，正确操作后接入待测电阻，发现电流表指针指向的位置，则待测电阻 11．将一电源、定值电阻R0=1 Ω及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路，闭合开关后调节电阻箱的阻值，测得电阻箱功率与电阻箱读数变化关系曲线如图乙所示，则下列说法中正确的是（     ） A．该电源内阻为3 Ω B．该电源电动势为6 V C．调整R，电源最大输出功率为9 W D．电阻箱功率最大时电源效率约为66.67% 12．在如图所示的电路中，电源电动势为6 V，内阻为0.5 Ω，电动机M线圈电阻为1.5 Ω，电表均为理想电表。闭合开关S，电动机正常转动后，电流表A的读数为2 A，下列说法正确的是（     ） A．若卡住电动机叶片，开关S闭合，电流表读数小于2 A B．若卡住电动机叶片，开关S闭合，电压表读数大于3 V C．电动机正常转动后，电压表读数为5 V D．电动机正常转动后，电动机输入功率为10 W 三、实验题 13．一同学测量某干电池的电动势和内阻。 (1)如图所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处______。 (2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算得到的数据见下表： 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 6.7 5.9 5.3 4.5 3.8 根据表中数据，在图所示的方格纸上作出关系图像______。由图像可计算出该干电池的电动势为______；内阻为______。 14．如图甲所示的实验电路可以用来测量电源的电动势和内电阻，和是两只最大阻值为999.9 Ω的电阻箱。已知电源电动势约4 V，电源内阻约2 Ω，电流表量程为0~0.6 A，内阻不计。 (1)请依据图甲中的实验电路在图乙的虚线框内画出本实验的电路图； (2)电阻箱在电路中充当保护电阻，开关S闭合之前，甲同学把调到了，乙同学把调到了，做法正确的同学是________（选填“甲”或“乙”）； (3)电阻箱阻值选定后，多次调节电阻箱的阻值，电流表读数也随着电阻箱阻值的改变而改变，记录下、的多组数据，然后以为横轴、为纵轴建立平面直角坐标系，把实验中记录的多组、数据在坐标系中描点，然后把这些点拟合为一条直线的理论依据是________（用、、、表示）； (4)如图丙为拟合的图线，读图可得此图线斜率________，可以得出电动势和内电阻的测量值为________V，________。（均保留2位有效数字） 15．(1)一同学用螺旋测微器和20分度游标卡尺分别测量金属棒的直径、长度，示数分别如图甲、乙所示，则金属棒的直径d=________mm，长度L=________mm。 (2)某同学测量一节锂电池的电动势和内阻，设计了如图丙所示的电路，选用的器材如下： A．毫安表mA（量程为0~200 mA，内阻为4 Ω）； B．电压表V（量程为0~3 V，内阻很大）； C． 电阻箱R1（0~99.9 Ω）； D．滑动变阻器R2（0~20 Ω）； E. 待测锂电池（电动势标称值为3.0 V）； F. 开关一个、导线若干。 由于毫安表mA的量程太小，因此实验前需要将其改装成量程为0~0.6 A的电流表，图丙中电阻箱R1应调整为_________Ω。（结果保留两位有效数字） (3)改变滑动变阻器滑片的位置，记录两电表的示数，电压表示数为U，毫安表示数为I。描点得到如图丁所示的U-I图像，通过分析可知电源的电动势E=________V，电源的内阻r=_________Ω。（结果均保留两位有效数字） (4)用该锂电池、电阻箱R1和毫安表mA改装成电阻表，如图戊所示，欧姆调零后接入待测电阻，毫安表指针指向正中央刻度线，待测电阻的阻值为_________Ω。 16．某学习小组利用柠檬和两个极板制成了一个柠檬水果电池，为了准确测定水果电池的电动势和内阻，设计以下实验。实验室提供的器材如下：      A．待测水果电池（电动势约1.2 V，内阻约1000 Ω） B．滑动变阻器R（最大阻值4 kΩ）； C．电压表V（量程2 V，内阻约3 kΩ）； D．电流表G（量程1.0 mA，内阻为80 Ω）； E．开关一个，导线若干。 (1)为了测定水果电池的电动势和内阻，请根据实验器材在图中将电路补充完整； (2)完成实验后，根据实验数据在坐标系中描点并作出图线如图丙所示，根据图像可知该水果电池的电动势为________V，内阻为________Ω（结果均保留三位有效数字）； (3)考虑电表内阻可能对测量结果产生影响，实验中电源电动势的测量值________（填“大于”、“小于”、“等于”）真实值。 (4)在两个金属极板间距不变的情况下，将极板拔出一些，减少插入深度，则测量得到的内阻将________（填“变大”、“变小”、“不变”）。 17．为研究某新型电池的供电性能变化，某实验小组利用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻，为一段粗细均匀同种材料的电阻丝，为定值电阻。 实验时进行了如下操作： (1)先用多用电表的“”倍率测量电阻丝的阻值，如图乙所示，则_________。 (2)用游标卡尺测量电阻丝的总长度，如图丙所示，则_________cm。 (3)闭合开关S，移动滑片P的位置，测量电阻丝接入电路的长度，并读出相应的电压表示数，并已测得实验所用电阻丝单位长度的电阻为；记录多组实验数据，作出_________（填“”“”或“”）的图像如图丁所示，由图像可知电源的电动势_________，内阻_________。（用字母、、、表示） 四、解答题 18．如图所示，电源电动势，内阻，电阻，，，是滑动变阻器，其范围为0~，电容器电容，a、b分别为电容器上下两个极板。闭合开关、。 (1)缓慢调节滑动变阻器，为多大时，电路稳定后，电容器上刚好无电荷。 (2)调节滑动变阻器，使接入电阻为。电路稳定后，保持开关闭合，求断开后流过的电荷量。 (3)闭合开关，，调节滑动变阻器，接入阻值为多少时，电路稳定后，电源的输出功率最大？最大值是多少？ 19．一辆会发光的电动玩具汽车，简化电路如图所示，启动电源后，电动机正常工作，车轮正常转动，当不小心卡住车轮时，车灯会变暗。已知电源电动势，，车轮电动机的额定电压，灯泡电阻为，电动机线圈电阻。则：        (1)玩具汽车正常工作时，电动机消耗功率； (2)玩具汽车卡住前后，电动机消耗功率的变化量。 20．目前使用新能源的车辆越来越多，它的基本原理就是把风能、太阳能等非化石燃料转化成电能储存起来，然后给各种电动车辆的电池充电，电池再驱动电动机工作，从而带动车辆行驶。下图为某电动机工作的简化电路。如图所示，开关S闭合，电源的电动势E=14 V，内阻r=0.2 Ω，电阻R2=R3=2 Ω，R1=1.8 Ω，线圈的电阻R=1 Ω、规格为“6 V  12 W”的电动机正常工作。求： (1)通过电源的电流I； (2)电动机的输出功率； (3)电阻R4的阻值。 试卷第4页（共4页） 试卷第3页（共4页） 学科网（北京）股份有限公司 《电能 能量守恒定律章末复习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D B B B D BC BD ABD BD 题号 11 12 答案 BD BCD 1．D 【详解】A．设每盏灯正常发光时的电流、电压分别为 IL、UL。 图甲中两灯并联后与 R₁串联，每盏灯均正常发光，通过 R₁的电流为 2IL，R₁两端电压为 图乙中两灯与 R₂串联，每盏灯均正常发光，通过 R₂的电流为 IL，R₂两端电压为 图甲、图乙中变阻器分压之比为故 R₁、R₂两端电压之比1:2，A错误； B．两变阻器消耗的电功率 均为 2IL(U－UL)，、消耗的电功率之比为 1:1，B错误； C．由欧姆定律， 得、的电阻值之比为1:4，C错误； D．通过 、 的电流 通过、的电流之比为2:1，D正确。 故选D 2．D 【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律 ，电源的图线纵轴截距为电动势，图线斜率的绝对值为内阻， 从图甲可得，电源电动势为 取图线上两点（，）、（，） 电源的内阻为 ，故AB错误； C．短路时外电路电压，短路电流 远大于0.3A，图甲中时是路端电压为1.0V的工作点，不是短路状态，故C错误； D．电源和小灯泡组成闭合回路时，二者的完全相同，如图所示，将甲、乙两条图线画在同一坐标系中，交点就是回路的实际工作点。 电源的伏安关系可写为 ，代入数值可求得交点约为、附近，电路总功率，故D正确。 故选D。 3．B 【详解】A．图线在时的纵截距表示开路电压，此时没有内电压降，电动势等于；是工作点处切线的纵截距，故A错误； B．闭合回路的工作点为，由前述开路电压和闭合电路欧姆定律得 解得，故B正确； C．电源的输出功率是负载在工作点处的功率，由得，故C错误； D．由电源供电效率定义，工作点处，故D错误。 故选B。 4．B 【详解】AB．滑片向下滑动时，变小，回路总电阻随之变小，总电流变大，、并联部分电压变小，电流表示数变小，电压表示数变小，故A错误，B正确； C．电阻两端电压变大，故C错误； D．设流过的电流为，由可得增大，故D错误。 故选B。 5．B 【详解】AB.设电阻、、、两端电压分别为、、、，由题中电路图及闭合电路欧姆定律可知，，，， 代入数据联立解得，，， 电源负极电势为零，则可得， 因此 此时下电极板带正电。 极板所带电荷量 当保持开关闭合，断开开关，电路稳定后，点则直接与电源正极相连，则 点所在电路不变，电势不变，则 此时下电极板带负电。 极板所带电荷量 两个过程电容器极板电性发生改变，所以经过的电荷量为,故A错误，B正确； CD.保持开关闭合，断开开关，此时电阻在干路，和、 和分别串联后并联在电路中，由闭合电路欧姆定律得通过电阻的电流满足 电路稳定后，电极板所带电荷全部通过电路释放完，则由公式可得通过的电荷量为 代入数据解得，故CD错误。 故选B。 6．D 【详解】AD．比较温度变化前后的稳定状态，电容器支路不通直流。温度升高使减小，由闭合电路欧姆定律得 故干路电流增大。电压表测路端电压，由可知示数减小；两状态相减得 因此，故A错误，D正确； B．消耗的功率为，不变而增大，功率增大，故B错误； C．记两端电压为，电容器与并联，稳定时电容器两端电压也为。由串联电路的电压关系得 随着增大，减小；由电容定义式，不变，电容器带电荷量减小，故C错误。 故选D。 7．BC 【详解】A．额定功率是用电器自身的固有参数，由用电器本身的结构、额定电压等出厂设定条件决定，和实际工作时的实际电压、实际电流无关，故A错误； B．功是能量转化的量度，电功是量度电能转化成其他形式的能的物理量，故B正确； C．用电器正常工作的定义就是在额定电压下工作，此时对应的实际电流也等于额定电流，因此实际功率等于额定功率，故C正确； D．电流做功的多少不仅与功率的大小有关，还与通电时间有关，故D错误。 故选BC。 8．BD 【详解】A．根据图像，的电压为3.0伏，对应的电流约为0.26A，两端电压为1.5V，对应的电流为0.2A，电流不是电流的2倍，A错误； BC．此时三个灯泡的电阻约为， B正确，C错误； D．此时消耗的电功率为，D正确。 故选BD。 9．ABD 【详解】由表中数据可知，电池容量为，电池输入电压为，充电时间约为。 A．扫地机器人工作时电池放电，把化学能转化为电能，故A正确； B．电池充电时充电电流约为，故B正确； C．电池充满电时储存的能量约为，故C错误； D．电池储存的能量为，若机器人一直以的额定功率工作，则只能工作，小于 故机器人实际工作时并非一直以的额定功率工作，故D正确。 故选ABD。 10．BD 【详解】欧姆表的中值电阻等于它的内阻。由可知，中值电阻越小，满偏（红黑表笔短接调零）时回路中的总电流越大。 “×1”挡的中值电阻为，满偏总电流 “×10”挡的中值电阻为，满偏总电流 A．欧姆表使用时电流应从黑表笔流出，即黑表笔与内部电源的正极相连。由题图可知左侧的表笔为红表笔，开关S下端为黑表笔，故A错误； B．开关S合向a时，G与串联后再与并联，并联部分的分流作用强，满偏时回路总电流大（）、内阻小，故为“×1”倍率，故B正确； C．开关S合向b时，与串联后再与G并联，并联部分的分流作用弱，满偏时回路总电流小（）、中值电阻为，故为“×10”倍率，故C错误； D．开关S合向b时为“×10”挡，其中值电阻即内阻等于。接入后指针指在处，说明回路总电流为满偏总电流的 由，得 解得，故D正确。 故选BD。 11．BD 【详解】A．根据等效电源思想，将移入电源内部形成新的等效电源，此时电阻箱为外电阻，当时，电阻箱消耗的功率最大，解得，故A错误； B．当时，电阻箱消耗的功率最大 解得，故B正确； C．调整R，当时电源最大输出功率，故C错误； D．电阻箱功率最大时 电源效率为,故D正确。 故选BD。 12．BCD 【详解】AB．设电动机卡住时电流为，线圈电阻为。此时电动机不产生反电动势，由闭合电路欧姆定律得 代入数据得 电压表测电动机两端电压，有，故A错误，B正确； CD．电动机正常转动时，电源路端电压等于电动机两端电压。由闭合电路欧姆定律得，代入数据得电压表读数为 电动机输入功率为，故CD正确。 故选BCD。 13．(1)开关未断开，电阻箱阻值为零 (2) 1.4 1.2 【详解】（1）在连接电路前，首先要断开开关，电路中串联的电阻箱或滑动变阻器阻值要调节到最大，所以操作中存在的不妥之处是：①开关未断开；②电阻箱阻值为零。 （2）[1]根据测量得到的数据，利用描点法先在坐标图中画出数据点，然后用直尺过尽可能多的点画出倾斜的直线，如图所示 [2][3]利用闭合电路欧姆定律，可得 变化成 可知图像的斜率等于电池的电动势，图像在纵轴上的截距的绝对值等于电池的内阻，对照作出的图像，可得（1.30~1.44），（1.0~1.4）。 14．(1) (2)甲 (3) (4) 0.25 4.0 2.0 【详解】（1）从电源正极出发，依次串联开关S、保护电阻、电流表、可调电阻箱，最终回到电源负极，是电源、开关、、电流表、依次串联的简单电路，在虚线框内按串联电路规范画出对应元件符号即可。 （2）为保证开关闭合瞬间电路电流不超过电流表0.6 A的量程，由闭合电路欧姆定律，总最小电阻需满足 解得 已知电源内阻，因此初始时的总阻值至少要大于 若取2 Ω，后续将调至较小时总电阻过小，电流会超过量程；取8 Ω可保证初始电流安全，因此甲的做法正确。 （3）根据闭合电路欧姆定律，将公式变形为关于的一次函数形式，即可得到，符合线性图线的规律。 （4）[1]由可知，图线斜率 取图线上两点时、时 计算得 [2]由斜率 解得 [3]图线纵轴截距为 代入、，解得 15．(1) 2.691/2.692 42.35 (2)2.0 (3) 2.4 1.2 (4)12/12.0 【详解】（1）[1]2mm和3mm间的半毫米刻度线已露出，可动部分超出了19刻度线，再向后估读一位，故读数为2.5mm+0.191mm=2.691mm [2]游标零刻度在42mm与43mm之间，游标为20分度，每小格代表0.05mm，第7条刻度线与主尺对齐，故读数为42mm+7×0.05mm=42.35mm （2）根据欧姆定律，分流电阻应为 （3）由闭合电路欧姆定律得，结合图丁，U-I图像与纵轴交点为电动势，斜率绝对值为，故电源电动势， （4）设欧姆表内阻为，欧姆调零时有 解得 接入待测电阻，毫安表指针指向正中央刻度线，则有 可得待测电阻 16．(1) (2) 1.16/1.15/1.17 920/930/940 (3)等于 (4)变大 【详解】（1）水果电池内阻约1000Ω，和电压表内阻（3kΩ）相近，若采用电流表外接法，电压表分流误差极大；且电流表内阻已知，内接法电流表分压的影响可以通过计算消除，故本实验采用电流表内接法（相对于电源），则电路图如图所示 （2）[1]根据闭合电路欧姆定律 可得图线的纵轴截距为电源电动势 [2]图线斜率的绝对值为电源内阻与电流表内阻之和。从图中可得纵轴截距约1.16V，取图线两端点计算斜率绝对值 解得电源内阻为 （3）本实验中电流表采用内接法，推导得出，不存在系统误差，因此电动势的测量值等于真实值。 （4）水果电池的电解质是柠檬果肉，根据电阻定律，极板插入深度减小后，极板与电解质的正对面积减小，在极板间距不变、电解质电阻率不变的情况下，水果电池的内阻会变大。 17．(1)130 (2)10.150 (3) 【详解】（1）多用电表欧姆挡×10倍率，指针示数为，故 （2）该游标为20分度，精度，主尺读数，游标卡尺第10格与主尺对齐，游标卡尺读数为 总长度 （3）[1][2][3]根据闭合电路欧姆定律 整理得 因此与成线性关系，横坐标填 结合图像：当时，，代入得 纵轴截距为，即 联立可得， 18．(1) (2) (3)时， 【详解】（1）闭合开关S1、S2，电路稳定后，电容器上刚好无电荷。设开关S1处的电势为0，由欧姆定律得 两支路电流值比为 联立，代入数据求得 （2）闭合S1、S2电路稳定后，并联电阻为 总电流为 经过两条支路的电流分别为 设开关S1处的电势为0，根据欧姆定律得， 下极板带正电，电容器两端电压 电容器所带电荷量为 保持开关S2闭合，断开开关S1，电容器放电，R1、R3串联，R2、R4串联，两者再并联，R1、R3串联电阻为4Ω，R2、R4串联为6Ω，则流过R1、R3的电流是流过R2、R4的倍，则流过R1的电荷量为 （3）当R外等于r时，电源的输出功率最大。R1、R2串联，R3、R4串联，两者再并联，并联的电阻 当R外越接近r，电源的输出功率最大，所以R3取6Ω，电源的输出功率最大。 此时，并联的电阻 干路电流 输出电压为 最大输出功率为 19．(1)6W (2)3W 【详解】（1）玩具汽车正常工作时，电源内阻分得的电压为 通过电源的电流为 解得 玩具汽车正常工作时，流过灯泡的电流为 解得 通过电动机的电流为 电动机消耗的功率为 解得 （2）玩具汽车被卡住后，电动机可视为纯电阻，灯泡与电动机并联，电路中的总电流为 解得 所以流过电动机的电流为 玩具汽车卡住后，电动机消耗的功率为 解得 所以电动机消耗功率的变化量为 20．(1) (2) (3) 【详解】（1）电动机正常工作时两端电压等于额定电压，故电源路端电压为。闭合电路中电源电流为，由闭合电路欧姆定律得 代入数据得 （2）电动机正常工作时，额定电压和额定功率分别为，。由电功率公式可得，所以 代入数据得 线圈电阻产生的热功率由焦耳定律得，根据能量转化关系，所以 （3）设通过的电流为，通过和的电流分别为，，两端电压为。由节点电流关系得 代入前两问结果得。由欧姆定律，两端电压为，故并联部分两端电压为 代入得 因和并联，两者两端电压均为。由欧姆定律得，且节点电流满足 代入得，。由欧姆定律得 答案第2页（共6页） 答案第3页（共6页） 学科网（北京）股份有限公司 $