高中物理单元测试——第五章电能与能源的可持续发展（较难版02）

高中物理单元测试 —— 第五章 电能与能源的可持续发展（较难版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）下列为几种用电器铭牌上的标称值。用电器均正常工作时，其中消耗电功率最大的是（　　） A．“” B．“” C．“” D．“” 2．（本题4分）下列对能量守恒定律的认识正确的是（　　） A．黄河的水能是取之不尽，用之不竭的 B．化石能源是凭空产生的 C．一块石头从嵩山上滚下后静止，说明能量会凭空消失 D．在自然界中，能量的总量保持不变 3．（本题4分）关于能量转化，下列说法中正确的是（　　） A．电饭锅把电能转化为内能 B．燃气热水器把电能转化为内能 C．电风扇把机械能转化为电能 D．火力发电是把电能转化为内能 4．（本题4分）中国江苏某一品牌的太阳能热水器中含有辅助电加热控制器，当太阳能不足时，热水器中的水温达不到所需要的温度，热水器内安装的电阻丝辅助加热装置会自动工作，如图所示，如要在最短的时间内将水加热到预期的温度，应将选择开关置于哪一个挡位（　　） A．“”挡 B．“”挡 C．“”挡 D．“”挡 5．（本题4分）、、三个灯的规格分别为“、”、“、”、“、”。电源电压为，如图四种连接电路中，保证灯泡正常工作的同时最省电的是（其中为适当规格的附加电阻）（　　） A． B． C． D． 6．（本题4分）如图所示，电源的电动势为，电源内阻为，定值电阻，为直流电动机，电动机正常运转时，理想电压表读数为，下列说法错误的是（    ） A．电流表示数为2A B．电动机线圈电阻为 C．电源的输出功率为 D．电动机被卡住时，电流表示数变大 7．（本题4分）塔拉滩曾是青海风沙危害最严重的地区之一。如今建成了全球装机容量最大的光伏发电园区，也是全球重要的清洁能源基地，其总装机功率为，年发电量可达180亿千瓦时。园区内光伏占地约609平方公里，该园区所在区域太阳辐照峰值功率约为，其中标准煤的热量值为 ，标准煤的二氧化碳排放约，则（     ） A．该电站的年均满负载发电小时数约为3000小时 B．该电站的年发电量峰值，与燃烧2.16万吨标准煤所释放的热量相当 C．该电站每年可减少二氧化碳排放约1500万吨 D．该电站将光能转化为电能的平均效率约为25.8% 二、多选题 8．（本题6分）关于电功W和电热Q的说法正确的有（　　） A．在电动机正常工作电路中电功W=UIt、电热Q=I2Rt，且W>Q B．在任何电路中都有电功W=UIt、电热Q=I2Rt，且W=Q C．电功W=UIt、电热Q=I2Rt只在纯电阻电路中才成立 D．电功W=UIt、电热Q=I2Rt在任何电路中都成立 9．（本题6分）某型号直流电动机在空载情况下启动阶段的部分伏安特性曲线如图所示，电动机线圈的电阻记为。对图示过程，下列分析正确的是（　　） A． B．电压为时电动机消耗的总功率为 C．若不计一切摩擦和空气阻力，电压为时电动机的热功率为 D．若不计一切摩擦和空气阻力，电压为时电动机的机械功率为 10．（本题6分）图甲为一款电位器调光台灯，改变电位器接入阻值即可调节灯泡亮度，其等效电路如图乙所示。已知电源电动势，内阻，灯泡阻值恒为，电位器接入电路的阻值调节区间为。下列说法正确的是（　　） A．灯泡消耗功率最大时，电位器的接入阻值为 B．灯泡最大消耗功率为 C．电位器可获得的最大功率为 D．电源输出效率随外电路总电阻阻值增大而减小 三、填空题 11．（本题6分）如图所示，热熔钻工艺是在金属薄板上一次加工出孔的技术。钻头与薄板接触时，钻头高速旋转，与薄板剧烈摩擦，将________能转化为内能，使钻头附近的金属迅速升温熔化，从而钻出一个孔。这是通过________的方式改变了物体的内能。 12．（本题6分）科创数据研究中心（SMDC）对某品牌新能源汽车内的直流蓄电池进行测试，如图1所示。测试过程中系统输出的图像如图2所示，其中P为该直流蓄电池的输出功率，I为总电流，则该蓄电池的电动势为_____V，内阻为_____，最大输出功率为_____W。 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，电源的电动势E为3V，内阻r为1Ω，定值电阻R1为1Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为4Ω，求： (1)滑动变阻器R2接入电路的阻值为0时，通过R1的电流； (2)滑动变阻器R2接入电路的电阻为1Ω时，通电10s电阻R1上产生的热量。 14．（本题14分）在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路，其中电流表和电压表均为理想电表。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。求这台电动机正常运转时： (1)电动机的内电阻； (2)输入电动机的电功率； (3)若电动机以v=2m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量？（g取10m/s2） 15．（本题18分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为R。若只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片P置于A端时，电压表V1示数为U1，电压表V2示数为U2；若此时将滑动变阻器的滑片P移至B端，电压表V1示数为U1'，电压表V2的示数为U2'，电流表A1的示数为0.4A。已知：。求， （1）R1的电阻为多大？ （2）电源电压为多大？ （3）当开关都闭合，且滑动变阻器电阻调到4.8Ω时，电路消耗的总功率为多大？ 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 —— 第五章 电能与能源的可持续发展（较难版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）下列为几种用电器铭牌上的标称值。用电器均正常工作时，其中消耗电功率最大的是（　　） A．“” B．“” C．“” D．“” 【答案】D 【详解】各用电器的功率已经标出，可以直接根据功率大小判断，根据用电器铭牌可知，60W是最大的功率。 故选D。 2．（本题4分）下列对能量守恒定律的认识正确的是（　　） A．黄河的水能是取之不尽，用之不竭的 B．化石能源是凭空产生的 C．一块石头从嵩山上滚下后静止，说明能量会凭空消失 D．在自然界中，能量的总量保持不变 【答案】D 【详解】由能量守恒定律可知，能量不会凭空消失也不会凭空产生，能量只会从一个物体转移到另一个物体，整个自然界中的能量的总量保持不变。所以ABC错误，D正确。 故选D。 3．（本题4分）关于能量转化，下列说法中正确的是（　　） A．电饭锅把电能转化为内能 B．燃气热水器把电能转化为内能 C．电风扇把机械能转化为电能 D．火力发电是把电能转化为内能 【答案】A 【详解】A．电饭锅把电能转化为内能，故A正确； B．燃气热水器把燃气的化学能转化为水的内能，故B错误； C．电风扇把电能转化为机械能，故C错误； D．火力发电是把燃料的化学能转化为电能，故D错误。 故选A。 4．（本题4分）中国江苏某一品牌的太阳能热水器中含有辅助电加热控制器，当太阳能不足时，热水器中的水温达不到所需要的温度，热水器内安装的电阻丝辅助加热装置会自动工作，如图所示，如要在最短的时间内将水加热到预期的温度，应将选择开关置于哪一个挡位（　　） A．“”挡 B．“”挡 C．“”挡 D．“”挡 【答案】B 【详解】根据焦耳定律有 可知在电压一定的情况下，电阻越小，发热功率越大，产生相同的内能需要的时间越短，故 应将选择开关置于“”挡。 故选B。 5．（本题4分）、、三个灯的规格分别为“、”、“、”、“、”。电源电压为，如图四种连接电路中，保证灯泡正常工作的同时最省电的是（其中为适当规格的附加电阻）（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．L1(110V,100W)：额定电流, L2、L3(110V,25W)：额定电流, 选项A中电路，三个灯泡并联后与串联，三个灯正常发光时，总电流 总功率 B．选项B中电路总电流 总功率 C．选项C中电路总电流 总功率 D．选项D中电路总电流 总功率 综上可得选项D中总功率最小，最省电。 故选D。 6．（本题4分）如图所示，电源的电动势为，电源内阻为，定值电阻，为直流电动机，电动机正常运转时，理想电压表读数为，下列说法错误的是（    ） A．电流表示数为2A B．电动机线圈电阻为 C．电源的输出功率为 D．电动机被卡住时，电流表示数变大 【答案】B 【详解】A．由题意根据闭合电路欧姆定律可知电路电流，故A正确，不符合题意； B．电动机正常工作时是非纯电阻元件，电路不满足欧姆定律，故电动机线圈电阻，故B错误，符合题意； C．电源的输出功率为 代入数据解得，故C正确，不符合题意； D．若电动机被卡住时，电动机变为纯电阻，此时电流变大，故D正确，不符合题意。 故选B。 7．（本题4分）塔拉滩曾是青海风沙危害最严重的地区之一。如今建成了全球装机容量最大的光伏发电园区，也是全球重要的清洁能源基地，其总装机功率为，年发电量可达180亿千瓦时。园区内光伏占地约609平方公里，该园区所在区域太阳辐照峰值功率约为，其中标准煤的热量值为 ，标准煤的二氧化碳排放约，则（     ） A．该电站的年均满负载发电小时数约为3000小时 B．该电站的年发电量峰值，与燃烧2.16万吨标准煤所释放的热量相当 C．该电站每年可减少二氧化碳排放约1500万吨 D．该电站将光能转化为电能的平均效率约为25.8% 【答案】C 【详解】总装机功率，年发电量，园区占地，太阳能功率密度，煤热值，排放系数。 A．满负载发电小时数，远小于3000h，故A错误； B．年发电量对应的总能量 所需标准煤质量万吨，故B错误； C．年减少质量万吨，故C正确； D．光电转换效率，远小于25.8%，故D错误。 故选C。 二、多选题 8．（本题6分）关于电功W和电热Q的说法正确的有（　　） A．在电动机正常工作电路中电功W=UIt、电热Q=I2Rt，且W>Q B．在任何电路中都有电功W=UIt、电热Q=I2Rt，且W=Q C．电功W=UIt、电热Q=I2Rt只在纯电阻电路中才成立 D．电功W=UIt、电热Q=I2Rt在任何电路中都成立 【答案】AD 【详解】BCD．任何电路中电功公式 电热 这两个公式都适应，但两者不一定相等，只有在纯电阻电路中 BC错误D正确； A．电动机正常工作电路中，电动机不是纯电阻电路，电路中电能一部分转化为内能，还有一部分转化为其他形式的能，所以此时W大于Q，A正确。 故选AD。 9．（本题6分）某型号直流电动机在空载情况下启动阶段的部分伏安特性曲线如图所示，电动机线圈的电阻记为。对图示过程，下列分析正确的是（　　） A． B．电压为时电动机消耗的总功率为 C．若不计一切摩擦和空气阻力，电压为时电动机的热功率为 D．若不计一切摩擦和空气阻力，电压为时电动机的机械功率为 【答案】ABC 【详解】A．由图可知，开始阶段，电动机的电流和电压成线性关系，可知，电动机未转动，则由欧姆定律可得，电动机的电阻为 故A正确； B．电压为时，电动机未转，相当于纯电阻电路，则电动机消耗的总功率为 故B正确； CD．当电压为时，电动机的电流随电压增大而减小，可知，电动机转动，则电动机的热功率为 由于 则有 电动机的机械功率为 由于 则电压为时电动机的机械功率不是，故D错误，C正确。 故选ABC。 10．（本题6分）图甲为一款电位器调光台灯，改变电位器接入阻值即可调节灯泡亮度，其等效电路如图乙所示。已知电源电动势，内阻，灯泡阻值恒为，电位器接入电路的阻值调节区间为。下列说法正确的是（　　） A．灯泡消耗功率最大时，电位器的接入阻值为 B．灯泡最大消耗功率为 C．电位器可获得的最大功率为 D．电源输出效率随外电路总电阻阻值增大而减小 【答案】BC 【详解】AB．电路为串联，电流 灯泡功率 在内，越小，越大，故时灯泡功率最大，最大值=，故A错误，B正确； C．将电源内阻和灯泡看成等效电源的定阻，等效内阻为 根据电源对外电阻输出功率最大条件，时最大。此时==，故C正确； D．电源效率== 随外电路总电阻增大而增大，故D错误。 故选BC。 三、填空题 11．（本题6分）如图所示，热熔钻工艺是在金属薄板上一次加工出孔的技术。钻头与薄板接触时，钻头高速旋转，与薄板剧烈摩擦，将________能转化为内能，使钻头附近的金属迅速升温熔化，从而钻出一个孔。这是通过________的方式改变了物体的内能。 【答案】 机械 做功 【详解】[1][2]当钻头与薄板相互摩擦时，要克服摩擦做功，此过程中将机械能转化为内能，两者的内能都会增大，温度急剧升高，这是通过做功的方式改变了物体的内能。 12．（本题6分）科创数据研究中心（SMDC）对某品牌新能源汽车内的直流蓄电池进行测试，如图1所示。测试过程中系统输出的图像如图2所示，其中P为该直流蓄电池的输出功率，I为总电流，则该蓄电池的电动势为_____V，内阻为_____，最大输出功率为_____W。 【答案】 12 0.5 72 【详解】[1][2]根据题意可知，该直流蓄电池的输出功率 变形可得 结合题图2可得 所以内阻为 [3]根据 可知当 时，蓄电池有最大的输出功率，最大输出功率 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，电源的电动势E为3V，内阻r为1Ω，定值电阻R1为1Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为4Ω，求： (1)滑动变阻器R2接入电路的阻值为0时，通过R1的电流； (2)滑动变阻器R2接入电路的电阻为1Ω时，通电10s电阻R1上产生的热量。 【答案】(1)1.5A (2)10J 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律有 解得 I1 = 1.5A （2）根据闭合电路欧姆定律有 解得 根据焦耳定律有 解得 14．（本题14分）在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路，其中电流表和电压表均为理想电表。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和1.0V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和15.0V。求这台电动机正常运转时： (1)电动机的内电阻； (2)输入电动机的电功率； (3)若电动机以v=2m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量？（g取10m/s2） 【答案】(1)2Ω (2)30W (3)1.1kg 【详解】（1）电动机停止转动时，电动机的内电阻 （2）这台电动机正常运转时，电动机的输入功率为 （3）电动机的内电阻发热功率 电动机正常运转时的输出功率是 又 得 15．（本题18分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为R。若只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片P置于A端时，电压表V1示数为U1，电压表V2示数为U2；若此时将滑动变阻器的滑片P移至B端，电压表V1示数为U1'，电压表V2的示数为U2'，电流表A1的示数为0.4A。已知：。求， （1）R1的电阻为多大？ （2）电源电压为多大？ （3）当开关都闭合，且滑动变阻器电阻调到4.8Ω时，电路消耗的总功率为多大？ 【答案】（1）2Ω；（2）6V；（3）37.5W 【详解】（1）将滑动变阻器的滑片P置于A端时，电路如图甲所示；将滑动变阻器的滑片P移至B端，设滑动变阻器的阻值为R3，电路如图乙所示；根据欧姆定律得 根据题意 解得 （2）电源电压为 （3）电路如图丙所示，此时滑动变阻器阻值为，根据并联电路的特点得 电路消耗的总功率为 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 $