第十二章 电能 能量守恒定律 单元模拟练习卷 -新疆乌鲁木齐市乌鲁木齐县2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

2026-2027学年度乌鲁木齐县高二物理单元模拟练习卷 考试范围：必修三第十二章 本卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第I卷（选择题） 一、单选题（共28分） 1．（本题4分）电热锅通电后可以煮熟食物，而与它相连的导线却不怎么发热，原因是（　　） A．通过电热锅的电流大 B．通过导线的电流大 C．电热锅的电阻小 D．导线的电阻小 2．（本题4分）闭合电路欧姆定律的公式是（　　） A． B． C． D． 3．（本题4分）对计算任何用电器的电功率都适用的是    （    ） ①.     ②.      ③.       ④. A．①② B．②③ C．①③ D．③④ 4．（本题4分）如图为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法不正确的是（　　） A．该电池放电时能输出的总电荷量为1800 C B．该电池的电动势为3.6 V C．若电池以10 mA的电流工作，可用50 小时 D．通常说的电池容量为500mA·h，mA·h是能量单位 5．（本题4分）潮汐能是海水周期性涨落运动中所具有的能量，是一种可再生能源。现建立一个简化模型，某发电站大坝内储水水库的有效面积为，涨潮时，当大坝外侧海平面高度为时（以海水流入前的水库水面为参考系），打开大坝下面通道的闸门海水流入，此过程中通道处的水轮机利用水流的动能发电，直至大坝内外水面等高，关闭闸门。等到完全退潮后，开闸放水，再次发电，直至大坝内外水面再次相同，关闭闸门，等待下一次涨潮发电（此时的水库水面高度即为涨潮前的水库水面高度）。由于海洋很大，大坝外的海平面高度在海水流入、流出水库过程中几乎不变，潮水一天涨落两次，海水的势能有25%转化为电能，则这个发电站一天的发电量约为（　　） A． B． C． D． 6．（本题4分）在如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为。开关S闭合后，电压表和电流表均为理想电表，在滑动变阻器的滑动端由向缓慢滑动的过程中（　　） A．电压表的示数增大，电流表的示数减小 B．电容器C所带电荷量增多 C．的电功率减小 D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值绝对值 7．（本题4分）玩具汽车的简化电路如图，电源电动势，内阻，车轮电动机的额定电压，线圈电阻，灯泡电阻（保持不变）。下列说法正确的是（　　） A．玩具汽车正常工作时，流过电动机的电流为 B．玩具汽车正常工作时，电动机的输出功率为 C．玩具汽车被卡住后，流过电动机的电流不变 D．玩具汽车被卡住后，小灯泡的实际功率为 二、多选题（共18分） 8．（本题6分）如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行板电容器的两块正对金属板，R1为光敏电阻。当R2的滑动触头P在a端时，闭合开关S，此时电流表A和电压表V的示数分别为I和U。以下说法正确的是（　　） A．若仅将R2的滑动触头P向b端移动，则I和U都不变 B．若仅增大A、B板间距离，则电容器所带电荷量不变 C．若仅用更强的光照射R1，则I增大，U增大，电容器所带电荷量增加 D．若仅用更强的光照射R1，则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变 9．（本题6分）如图所示， 直流电动机正常工作时， 电动机两端电压为， 通过电动机的电流为， 若在内把一个质量为的物体匀速提高了，不计摩擦， 重力加速度大小取。 则（　　）    A．电动机的输出功率为 B．在提升重物的内重物增加的势能为 C．在提升重物的内电动机线圈产生的热量为 D．电动机线圈的电阻为 10．（本题6分）为了探究变化电阻消耗的功率随其电阻值的变化规律，设计电路如图1所示，电源电动势恒定，定值电阻R0=2 Ω。测得电阻箱所消耗的功率P随电阻箱读数R变化的曲线如图2所示，随着电阻箱电阻值R的增大，下列判断正确的是（　　） A．电源电动势为45 V，内阻为3 Ω B．电源的输出功率一直增大 C．电源输出功率最大值为75 W D．电阻箱所消耗的功率P最大时，电源效率大于50% 第II卷（非选择题） 三、实验题（共18分） 11．（本题6分）随着智能手机耗电的增加，充电宝成了手机及时充电的一种重要工具。可将充电宝视为跟蓄电池和干电池一样的可移动直流电源，其电动势约。某同学想测量该充电宝在充满电后的电动势和内阻，拆开了充电宝，在里面找到连接内部电源的正极和负极的两根导线，准备开始实验。实验室还提供了如下器材： A．量程是，内阻约为的电流表； B．量程是，内阻约为的电压表； C．量程是，内阻约为的电压表； D．阻值为，额定电流为的滑动变阻器； E．阻值为，额定电流为的滑动变阻器； F．阻值为的定值电阻； G．阻值为的定值电阻； H．开关S一个，导线若干。 （1）为完成实验，需要选择的实验器材有___________。（选填相应器材前的字母） （2）根据所给器材，该同学设计了如图所示的电路图如图，其中在电路中的作用是___________。 （3）该同学记录的8组数据如表中所示，请在下图的坐标纸上画出该充电宝的图线______。由图线可知该充电宝的电动势___________V，内阻___________。（保留两位小数） 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 电流 0.17 0.31 0.66 0.93 1.18 1.37 1.63 1.89 电压 5.05 5.03 5.00 4.97 4.94 4.93 4.90 4.86 12．（本题12分）小明同学想较准确测量某电池的电动势和内阻。他查阅资料得知此电池的电动势约、内阻约除待测电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有： A．电压表量程3V，内阻约 B．电流表量程2mA，内阻约为 C．滑动变阻器阻值 D．滑动变阻器阻值 (1)小明设计了如图甲所示的电路，实验中滑动变阻器应选__________（选填“”或“”） (2)请根据设计的电路，在图乙中用笔画线代替导线，将实物电路图连接完整_______。 (3)正确连接电路后，闭合开关 S前应将图乙中所示的滑动变阻器置于__________选填“最左端”或“最右端”然后闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，测出多组 U、I值，记入下表。 (4)根据记录表中的实验数据在图丙坐标中作出图像__________，由图像可得出该电池的电动势为__________ V，内阻为__________得出的结果均保留三位有效数字 (5)上述实验电池内阻的测量值__________选填“大于”、“等于”或“小于”真实值，原因是__________。 四、解答题（共36分） 13．（本题10分）阻值为10Ω的电阻，1s时间内通过该电阻的电荷量为1C，求电流通过电阻时产生的热量为多少？ 14．（本题12分）如图所示，电源的电动势，电阻，电动机绕组的电阻，开关始终闭合．当开关断开时，电阻的电功率是525W；当开关闭合时，电阻的电功率是336W，求： （1）电源的内电阻r； （2）开关闭合时电动机的效率。 15．（本题14分）有一倾角为的斜面，其底端固定一挡板M，另有三个木块A、B和C，它们的质量分别为，，它们与斜面间的动摩擦因数都相同。其中木块B放于斜面上并通过一轻弹簧与挡板M相连，开始时，木块B静止于P处，弹簧处于原长状态，木块A在Q点以初速度向下运动，P、Q间的距离为L。已知木块A在下滑的过程中做匀速直线运动，与木块B相碰后立刻一起向下运动，但不粘连，已知碰后瞬间的速度减为碰前的一半，它们到达一个最低点后又向上运动，木块A向上运动恰好能回到Q点。若木块B仍静止放在P点，木块C从Q点处于开始以初速度向下运动，碰后瞬间的速度减为碰前的，经历同样过程，最后木块C停在斜面的R点。求：（重力加速度为g） （1）A、B一起压缩弹簧过程中，弹簧具有的最大弹性势能； （2）A、B间的距离。 第1页（共4页） ◎ 第2页（共4页） 第1页（共4页） ◎ 第2页（共4页） 学科网（北京）股份有限公司 《电能 能量守恒定律单元测试卷》参考答案 1．D 【详解】AB．因为电热锅和导线是串联关系，所以它们电流一定相等，故A错误，B错误； CD．电流通过任何导体时，导体都要发热，这种现象叫做电流的热效应，根据焦耳定律公式 可知，串联电路，在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越小，所以产生的热量就越少，故C错误，D正确。 故选D。 2．B 【详解】B．由闭合电路欧姆定律可得 故选B。 AC．由部分电路欧姆定律可得 AC错误； D．电源开路时才满足 D错误。 故选B。 3．D 【详解】电功公式W=UIt，电功率P=W/t＝UI，适用于一切电路．故③④正确．非纯电阻电路中，欧姆定律不适用，故I≠U/R，故公式P=U2/R不能求解热功率，也不能求解电功率．故②错误．公式P=I2R计算热功率；非纯电阻电路中，电功率大于热功率，故③错误．故选D． 4．D 【详解】A．结合题图，可知该电池放电时能输出的总电荷量为，故A正确，不符合题意； B．题图可知该电池的电动势为3.6V，故B正确，不符合题意； C．若电池以10 mA的电流工作，可用，故C正确，不符合题意； D．“mA・h” 是电荷量的单位（电流 × 时间），不是能量单位，故D错误，符合题意。 故选D。 5．C 【详解】根据题意可得电能为 故日发电量约为，ABD错误，C正确。 故选C。 6．D 【详解】A．滑动变阻器的滑动端由向缓慢滑动，滑动变阻器接入电阻减小，电路总电阻减小，干路电流增大，电流表的示数增大，电源内阻与定值电阻承担的电压增大，根据闭合电路欧姆定律可知，电压表示数减小，故A错误； B．电容器两端电压等于电压表示数，根据 结合上述可知，电压表示数减小，则电容器两端电压减小，电容器C所带电荷量减小，故B错误； C．的电功率 结合上述，干路电流增大，则的电功率增大，故C错误； D．根据闭合电路欧姆定律有 可知 故D正确。 故选D。 7．A 【详解】A．玩具汽车正常工作时，电动机两端的电压为额定电压。由于灯泡与电动机并联，所以灯泡两端的电压也为，此时外电路的电压（路端电压）。 根据闭合电路欧姆定律，电路中的总电流为 流过灯泡的电流为 根据并联电路的电流规律，流过电动机的电流为：，故A正确； B．玩具汽车正常工作时，电动机的输入功率为 电动机线圈的发热功率为 电动机的输出功率为，故B错误； C．玩具汽车被卡住后，电动机不转动，可以看作一个纯电阻，其阻值为。 此时外电路的总电阻为灯泡和电动机并联的电阻 电路中的总电流为 路端电压为 流过电动机的电流为 所以流过电动机的电流发生了变化，故C错误； D．玩具汽车被卡住后，由C的解析可知，小灯泡两端的电压为。小灯泡的实际功率为：，故D错误。 故选A。 8．AD 【详解】A．滑动变阻器R2处于含容支路中，相当于导线，所以移动滑动触头，I不变，U不变，故A正确； B．若仅增大A、B板间距离，根据电容的决定式可知，电容减小，板间电压不变，根据电容的定义式可知电容器所带电荷量减少，故B错误； C．若仅用更强的光线照射R1，R1的阻值变小，总电阻减小，I增大，电源内电压和R3的电压均增大，U以及电容器板间电压均减小，电容不变，电容器所带电荷量减少，故C错误； D．若仅用更强的光照射R1，R1的阻值变小，总电阻减小，I增大，根据闭合电路欧姆定律得 所以 即U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变，故D正确。 故选AD。 9．BD 【详解】A．电动机的输出功率 故A错误； B．在提升重物的7s内重物增加的势能 故 B正确； C．由能量守恒定律知在提升重物的7s内电动机线圈产生的热量为 故C错误； D．由焦耳定律知 代入数据解得电动机线圈的电阻为 R=2.5Ω 故D正确。 故选BD。 10．CD 【详解】A．把R0等效成内阻(r+R0)，电阻箱所消耗的功率P等于电源的输出功率，由图2可知，当R=5 Ω时，R消耗的功率最大为45 W，可知 r+R0=5 Ω 解得 r=3 Ω 根据R消耗的最大功率 P=I2R 解得 I=3 A 则电源电动势 E=I(R+r+R0)=30 V 故A错误； BC．当电源内外电阻相等时电源输出功率最大，此时电路总电阻为2r，电路中电流 I2==5 A 最大输出功率 Pm=r=75 W 可知电源输出功率先增大后减小，最大功率为75 W，故B错误，C正确； D．电阻箱所消耗的功率P最大时，电源效率η=×100%=70%，故D正确。 故选CD。 11． ABEFH 保护电路，防止电流表超量程 5.06/5.07/5.08 0.10/0.11/0.12 【详解】（1）[1]从电路图可知需要使用电流表A。由于充电宝电动势为5V，故电压表选B。滑动变阻器R用于改变电路中的电流，滑动变阻器D额定电流过小，且最大阻值过大，从安全和方便性原则应选最大阻值较小的滑动变阻器E。当滑动变阻器接入电阻为零时，为不烧坏电流表，则 R0作为保护电阻，除了防止滑动变阻器调节过度导致电流表损坏外，还要保证测量方便，故保护电阻应选阻值较小的F。故为完成实验，需要选择的实验器材为：ABEFH； （2）[2]R0为保护电阻，防止滑动变阻器调节过度导致电流表超量程而损坏； （3）[3]根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，让尽可能多的点过直线，不能过直线的点对称分布在直线两侧，作出U-I图线如下图所示 [4]根据E=U＋Ir，由U－I图线可知充电宝的电动势为 E=5.07V 5.06V至5.08V均算正确； [5]U－I图线的斜率大小即为充电宝的内阻大小，则内阻为 至均算正确。 12．(1) (2) (3)最左端 (4) (5) 大于 测量值包含了电流表的内阻 【详解】（1）因为电池的内阻约，由题图甲可知滑动变阻器为限流式接法，而的阻值太小，基本起不到调节电流作用，故实验中滑动变阻器应选； （2）由题图甲所示电路图将实物连接如图所示 （3）为保护实验电路，滑动变阻器在闭合开关S前应接入最大阻值，故应将图乙中所示的滑动变阻器置于最左端； （4）[1]根据表格描点连线如图所示 [2][3]由闭合电路欧姆定律得 结合所做图像可得该电池的电动势为 内阻为 若考虑电流表内阻，由闭合电路欧姆定律得 所以 （5）[1][2]由于上述实验电池内阻的测量值包含了电流表的内阻，所以电池内阻的测量值大于真实值。 13．10J 【详解】根据 得电流通过电阻时产生的热量为 Q热＝I2Rt＝12×10×1J＝10J 14．（1）1Ω；（2）86.9%。 【详解】（1）S2断开时R1消耗的功率为W，则 代入数据得r=1Ω （2）S2闭合时R1两端的电压为U，消耗的功率为W，则 解得U=84V 由闭合电路欧姆定律得 代入数据得I=26A 设流过R1的电流为I1，流过电动机的电流为I2，则 A 又 解得I2=22A 则电动机的输入功率为 代入数据解得W 电动机内阻消耗的功率为 代入数据解得W 则电动机的输出功率 1606W 所以开关闭合时电动机的效率 15．（1）；（2） 【详解】（1）木块A下滑做匀速直线运动，根据牛顿第二定律有 已知碰后瞬间的速度减为碰前的一半 设A、B两木块向下压缩弹簧的最大的长度为s，弹簧具有的最大弹性势能为，压缩过程对A、B由能量守恒定律得 联立解得 （2）木块C与B碰撞过程，碰撞前后的速度关系为 碰后B、C的总动能为 B、C压缩弹簧具有的最大弹性势能和A、B压缩弹簧具有的最大弹性势能相等，两次的压缩量也相等。设A、B被弹回到P点时的速度为，从开始压缩到回到P点有 两木块在P点处分开后，木块A上滑到Q点的过程 设B、C回到P点时的速度为，同理有 联立得 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $