第十二章 电能 能量守恒定律 （基础卷） 单元测试-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（基础卷） 单元检测试卷 2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册 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·霞山月考）下表列出了某电热水壶的主要参数，该电热水壶正常工作的电流为（　　） 额定容量 1.2L 额定频率 50Hz 额定电压 220V 额定功率 1100W A．0.5A B．5A C．6A D．22A 【答案】B 【解析】电热水壶正常工作时的电流为，结合表格数据得，故B正确，ACD错误。 故选：B。 2．（2026·嘉兴模拟）如图为甘肃敦煌熔盐塔式发电站，主要由一个中心吸热塔和周边1.2万面角度可调的定日镜组成。借助定日镜可保证把阳光反射至吸热塔顶部，并通过能量转化系统将太阳能转化为熔盐内能储存后再发电，其发电功率，年发电时间为3900h，每生产1kW·h电能排放，则（　　） A．该发电站的年发电量为 B．与火电站（每生产1kW·h电能排放）相比，每年可减排约35万吨 C．远距离输电时需采用高压交流输电以降低因线路的感抗、容抗引起的电能损失 D．为把阳光射向吸热塔顶部，离塔相同距离的所有定日镜镜面与地面夹角应相同 【答案】B 【解析】A． 发电功率，年发电时间为3900h，该发电站的年发电量 ，A错误； B．该发电站的年发电量换算为 ，每生产1kW·h电能排放， 火电站每生产1kW·h电能排放，则每 可减排的质量为 故总减排 ，B正确； C．远距离输电采用高压输电是为了减小线路电流，降低电阻的热损耗，感抗、容抗是交流输电线路固有损耗，高压交流输电无法降低该损耗，C错误； D．根据光的反射定律，不同方位的定日镜，要将阳光反射到同一吸热塔顶部，入射阳光方向相同，反射光线方向因定日镜位置不同而不同，因此镜面与地面夹角不同，D错误。 故选B。 3．（2026高二上·邗江期中）如图所示是利用伏安法分别测量两节不同干电池的电动势E和内阻r时作出的U-I图像，由此可知（　　） A．E1>E2，r1<r2 B．E1<E2，r1>r2 C．E1>E2，r1>r2 D．E1<E2，r1<r2 【答案】C 【解析】 根据闭合电路欧姆定律 ，路端电压 与电流 I的关系图像为一条向下倾斜的直线。该图像在纵轴（电压轴）上的截距表示电源的电动势 ，而图像斜率的绝对值表示电源的内阻r。通过比较两条 图像可知，图像1的纵截距大于图像2，因此 ；同时图像1的斜率绝对值大于图像2，因此 。 故ABD错误，C正确。 故选C。 4．（2026·海淀模拟）水平传送带匀速运动，将物体（可视为质点）无初速度地放在传送带上A点，一段时间后物体随传送带一起匀速运动，最终到达B点。已知传送带运行的速率为v，物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是（　　） A．刚开始物体相对传送带向前运动 B．仅增大μ，物体做加速运动的位移变大 C．仅增大v，物体与传送带因摩擦产生的热量相同 D．仅增大v，物体从A点运动到B点的过程中可能一直受摩擦力 【答案】D 【解析】A：刚开始物体无初速度放在传送带上，速度小于传送带速度，物体相对传送带向后运动，故A错误； B：物体加速运动的加速度为 ，加速到与传送带共速的时间为 ，加速运动的位移为 ，仅增大，物体加速运动的位移变小，故B错误； C：物体与传送带因摩擦产生的热量 ，其中相对位移 ，因此 ，仅增大，热量会增加，故C错误； D：物体加速运动的位移为 ，若传送带AB的长度 ，物体从A到B的过程中会一直做匀加速运动，始终受摩擦力作用，故D正确； 故答案为：D。 5．（2025·成都模拟）如图甲所示，将带电量为的带电体固定在粗糙绝缘水平地面上的点（可视为点电荷，图中未画出），以点为坐标原点，向右为正方向建立直线坐标系。现将质量为的带电滑块，从点由静止释放，滑块向右运动，最终静止于点，其速度随位置的变化图像如图乙所示，滑块经过点时的速度最大。已知，且为的中点，滑块与地面之间的动摩擦因数为，静电力常量为，重力加速度为，点电荷周围的电势（为点电荷的电荷量，为该点到点电荷的距离，以无穷远处电势为零）。下列判断不正确的是（　　） A．滑块带正电 B．滑块的电荷量为 C．滑块经过B点时的速率为 D．点的位置坐标为 【答案】D 【解析】本题考查了点电荷场强公式的应用，以及带电体在电场中运动时基本规律的应用。合力做功等于物体动能的变化量，即W合=ΔEk，这里的W合指合外力做的功。A．滑块从A点有静止释放，其向右运动，可知滑块与带电体之间的互相排斥，即两者之间带同种电荷，滑块带正电，故A项正确，不符合题； B．在B点滑块受到的电场力为 由于点电荷有 由题意可知，在B点其速度最大，即在B点滑块的合力为零，有 解得 故B项正确，不符合题意； C．由题意可知，滑块在A点的电势为 在A点的电势能为 在B点的电势为 在B点的电势能为 由A到B由能量守恒，有 解得 故C项正确，不符合题意； D．在C点的电势为 在C点的电势能为 从A到C由能量守恒，有 解得 （不合题意，舍） 故D项错误，符合题意。 故选D。 6．（2026高二上·长春汽车经济技术开发期末）某同学将一直流电源的总功率输出功率和电源内部的发热功率随电流变化的图线画在了同一坐标系上，如图中的所示，根据图线知（　　） A．当电流为时，外电路的电阻为 B．电源的电动势为8V C．电源的内阻为 D．反映随电流变化的图线是 【答案】A 【解析】B． 直流电源的总功率为PE=EI，图线a为总功率PE随电流I变化的图线，P-I图像的斜率等于电动势E，图线的斜率为k=E=4V，故B错误； CD．电源内部发热功率，并且随着增大，也逐渐增大，所以反映变化的图线为c，根据图线c可得，故CD错误； A．当电流为时，根据闭合电路欧姆定律得 代入数据解得，故A正确。 故选A。 7．（2026·旌阳模拟）平行板电容器C两极板水平放置，接入如图所示的电路，闭合开关S，待电容器充电结束后，将一带电油滴置于两板之间的P点，油滴处于静止状态。已知电源电动势为E，内阻为r，为定值电阻。保持开关S闭合，将滑片向上滑动过程中（　　） A．电压表示数不变 B．油滴将向下移动 C．电容器中存储的电场能减少 D．将电容器C上极板适当上移，可使油滴仍然静止 【答案】D 【解析】A．滑片向上滑动，滑动变阻器接入电阻增大，电路总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，电压表测变阻器两端电压，示数增大，A错误； B．电容器与滑动变阻器并联，故增大；板间电场强度增大，油滴受到向上电场力大于重力，向上运动，B错误； C．因电容器两板间的增大、不变，因此电场能增大，C错误； D．滑片上滑后变大，原平衡条件：；上移上极板，板间距增大，由，可使，电场强度不变，油滴受力仍平衡，保持静止，D正确。 故答案为：D 。 8．（2026·株洲模拟）在对某款蓄电池进行测试的过程中，电池的输出功率P与其路端电压U之间的图像如图所示，据图可知该蓄电池的（　　） A．电动势为a B．短路电流为b C．内阻为 D．最大输出功率为 【答案】C,D 【解析】由 可得 ，结合闭合电路欧姆定律 ，变形得： 纵截距：当 时， 横截距：当 时， A．电动势 ，不是 ，故A错误； B．短路电流 ，不是 ，故B错误； C．由 且 ，得内阻 ，故C正确； D．最大输出功率 ，故D正确； 故答案为：CD。 9．（2025高二上·桂林期中）如图所示的图像中，直线a表示某电源的路端电压U与电流I的关系，直线b、c分别表示电阻、的电压U与电流I的关系。只将与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为，电源的效率为；只将与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为，电源的效率为。下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B,C,D 【解析】A、由图线a知电源电动势，接入电路，交点，输出功率，故A错误； B、接入电路，交点，输出功率，故B正确； C、电源效率，故C正确； D、电源效率，故D正确； 故答案为：BCD。 B、考查利用图像交点数据计算电源输出功率； C、考查电源效率公式； D、考查路端电压与电动势之比为电源效率。 10．（2026高一下·江城期末）世界风电看中国，中国海上风电看阳江。如图所示，有一风力发电机叶片长度为。某段时间内该区域的风速为，风向恰好与叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，风力发电机将风的动能转化为电能的效率为。下列说法正确的是（ ） A．单位时间内冲击风力发电机叶片转动圆面的气流的体积 B．单位时间内冲击风力发电机叶片转动圆面的气流的动能 C．此风力发电机发电的功率 D．若仅风速增大为原来的2倍，发电的功率将增大为原来的6倍 【答案】A,C 【解析】A、单位时间冲击叶片圆面的气流为柱体模型，横截面积，长度为v，单位时间体积；A 正确。 B、单位时间气流质量，动能，选项中是，指数错误，故 B 错误。 C、发电功率等于风的动能功率乘以转化效率，，故 C 正确。 D、由，风速变为原来 2 倍，功率变为原来倍，不是 6 倍，故 D 错误； 故答案为：AC。 二、非选择题（共5题，共计54分） 11．在测定一组干电池的电动势和内电阻的实验中，教师提供了下列器材： A．待测的干电池 B．电流传感器1 C．电流传感器2 D．滑动变阻器R(0～20Ω，2A) E.定值电阻R0(2000Ω) F.开关和导线若干 某同学发现上述器材中没有电压传感器，但给出了两个电流传感器，于是他设计了如图甲所示的电路来完成实验. （1）在实验操作过程中，如将滑动变阻器的滑片P向右滑动，则电流传感器1的示数将　 　(选填“变大”、“不变”或“变小”). （2）图乙为该同学利用测出的实验数据绘出的两个电流变化图线( - 图像)，其中 、 分别代表两传感器的示数，但不清楚分别代表哪个电流传感器的示数.请你根据分析，由图线计算被测电池的电动势E=　 　V，内阻r=　 　Ω. （3）(单选题)用上述方法测出的电池电动势和内电阻与真实值相比______. A．E偏大，r偏小 B．E偏小，r偏大 C．E偏大，r偏大 D．E偏小，r偏小 【答案】（1）变小 （2）3.0；2.0 （3）D 【解析】（1）滑动变阻器在电路中应起到调节电流的作用，滑片P向右滑动时 R值减小，电流传感器2的示数变大，电流传感器1的示数变小． （2）由闭合电路欧姆定律可得：I1R0=E-（I1+I2）r 变形得： 由数学知可得：图象中的 ；b= ； 由图可知：b=1.50；k= ×1×10-3=1×10-3； 故解得：E=3V，r=2Ω； （3）本题中传感器1与定值电阻串联充当电压表使用； 本实验中由于电流传感器1的分流，使电流传感器2中电流测量值小于真实值，而所测量并计算出的电压示数是准确的，当电路短路时，电压表的分流可以忽略不计，故短路电流为准确的，则图象应以短流电流向左下移动，故图象与纵坐标的交点减小，图象的斜率减小，故电动势减小，内阻小于真实值，故答案为：D； 12．用某种电路来测量水果电池的电动势和内阻，实物图如图1所示，器材如下： A.水果电池（电动势约1V，内阻约） B.电压表（量程1.5V，内阻约） C.毫安表（量程1mA，内阻约） D.滑动变阻器1（最大电阻约） E.滑动变阻器2（最大电阻约） F.开关、导线若干 实验步骤如下： 1.连接实物图，闭合开关； 2.移动滑动变阻器的滑片，记录几组电压表和电流表的示数； 3.断开开关，整理器材。 （1）根据给定的数据，滑动变阻器应选择　 　（填“D”或“E”）； （2）某次测量时，电压表的示数如图2所示，则电压表的示数为　 　V； （3）如图3所示，画出该电路测量的U-I图线，则根据图线测得的电动势　 　V（结果保留2位有效数字）；内阻　 　； （4）考虑电表的内阻，用这种方法电压表的示数　 　路端电压（填“大于”、“等于”或“小于”）。 【答案】（1）D （2）0.79 （3）0.83；830 （4）等于 【解析】本题考查测电源电动势和内阻实验，要求掌握实验原理、实验电路和数据处理。 （1）根据电路图知毫安表与滑动变阻器串联后再与电压表并联，水果电池电动势约1V，阻值约，要使毫安表和电压表偏转角度尽可能大些，所以滑动变阻器应选择总电阻大的，故选D。 （2）电压表的量程为1.5V，最小分度值为0.03V，所以电压表的示数为0.79V； （3）根据闭合电路欧姆定律 化解得 由图像可求得电源电动势为 U-I图像斜率绝对值表示电源内阻，可得 （4）电压表直接接在电源与开关两侧，其示数表示路端电压，所以用这种方法电压表的示数等于路端电压。 13．（2026高二上·长春汽车经济技术开发期末）如图所示电路中，电源电动势E＝8V，内阻r＝1Ω，小灯泡L上标有“6V 3W”的字样，电动机的线圈电阻。闭合开关S，小灯泡和电动机均正常工作。设小灯泡的阻值不受温度变化的影响。求闭合开关后： （1）小灯泡正常发光时的电流； （2）流过电源的电流； （3）电动机输入功率。 【答案】（1）解：设小灯泡的额定功率为P，额定电压为U，由电功率公式得 代入数据得 （2）解：由闭合电路欧姆定理得 代入数据得 （3）解：设流过电动机的电流为，由并联电路的电流特点得 代入数据得 设电动机的输入功率为 代入数据得 14．（2025高二上·桂林期末）智能机器人可以服务人类生活。如图甲所示为一款新型送餐机器人，其内部电路可简化为如图乙所示，电源电动势E为30V，内阻r为2Ω，电路中的电阻R1阻值为18Ω，电流表为理想电表，电动机内阻RM为1Ω；当开关S1和S2闭合、开关S3断开时，电流表读数为1.0A。 （1）求电阻R2的阻值大小； （2）当开关S1和S3闭合、S2断开时，电流表读数仍然为1.0A，求此时电动机的输出功率。 【答案】（1）当开关S1和S2闭合、开关S3断开时，电阻R1、R2与电源构成串联回路。由闭合电路欧姆定律得 解得R2= （2）当开关S1和S3闭合、S2断开时，电阻R1与电动机M串联。路端电压 解得U=28V 电阻R1两端电压 解得U1=18V 电动机两端电压 解得UM=10V 输出功率 15．（2025高三上·越秀月考）如图甲所示，机场使用倾角的传送带，将每个质量的行李箱从地面运送到高的出发平台。机械手每隔就将一个行李箱轻放到传送带底端，传送带以的速度顺时针匀速转动。已知各行李箱与传送带间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。求： （1）行李箱刚放上传送带时的加速度大小； （2）传送带上最多同时输送的行李箱数量； （3）在机械手放置第一个行李箱开始计时的1分钟内，电动机因运送行李箱需多做的功。 【答案】（1）行李箱刚放上传送带时，根据牛顿第二定律有 代入数据解得​​​​​​​ （2）根据几何关系，可得传送带总长 对一个行李箱分析，设达到共速所用时间为，则 物块的对地位移为 因，故行李箱与传送带共速后行李箱相对传送带静止，一起斜向上做匀速直线运动，时间为 一个行李箱从底端输送到顶端需要的总时间为 每隔7s放一个，则传送带上最多输送2个行李箱。 （3）对一个行李箱而言，加速阶段 匀速阶段 即每输送一个到顶部需要 以内有8个已完全到达顶端，还有一个只加速了，则电动机多做的功为​​​​​​​ 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十二章 电能 能量守恒定律（基础卷） 单元检测试卷 2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册 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·霞山月考）下表列出了某电热水壶的主要参数，该电热水壶正常工作的电流为（　　） 额定容量 1.2L 额定频率 50Hz 额定电压 220V 额定功率 1100W A．0.5A B．5A C．6A D．22A 2．（2026·嘉兴模拟）如图为甘肃敦煌熔盐塔式发电站，主要由一个中心吸热塔和周边1.2万面角度可调的定日镜组成。借助定日镜可保证把阳光反射至吸热塔顶部，并通过能量转化系统将太阳能转化为熔盐内能储存后再发电，其发电功率，年发电时间为3900h，每生产1kW·h电能排放，则（　　） A．该发电站的年发电量为 B．与火电站（每生产1kW·h电能排放）相比，每年可减排约35万吨 C．远距离输电时需采用高压交流输电以降低因线路的感抗、容抗引起的电能损失 D．为把阳光射向吸热塔顶部，离塔相同距离的所有定日镜镜面与地面夹角应相同 3．（2026高二上·邗江期中）如图所示是利用伏安法分别测量两节不同干电池的电动势E和内阻r时作出的U-I图像，由此可知（　　） A．E1>E2，r1<r2 B．E1<E2，r1>r2 C．E1>E2，r1>r2 D．E1<E2，r1<r2 4．（2026·海淀模拟）水平传送带匀速运动，将物体（可视为质点）无初速度地放在传送带上A点，一段时间后物体随传送带一起匀速运动，最终到达B点。已知传送带运行的速率为v，物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是（　　） A．刚开始物体相对传送带向前运动 B．仅增大μ，物体做加速运动的位移变大 C．仅增大v，物体与传送带因摩擦产生的热量相同 D．仅增大v，物体从A点运动到B点的过程中可能一直受摩擦力 5．（2025·成都模拟）如图甲所示，将带电量为的带电体固定在粗糙绝缘水平地面上的点（可视为点电荷，图中未画出），以点为坐标原点，向右为正方向建立直线坐标系。现将质量为的带电滑块，从点由静止释放，滑块向右运动，最终静止于点，其速度随位置的变化图像如图乙所示，滑块经过点时的速度最大。已知，且为的中点，滑块与地面之间的动摩擦因数为，静电力常量为，重力加速度为，点电荷周围的电势（为点电荷的电荷量，为该点到点电荷的距离，以无穷远处电势为零）。下列判断不正确的是（　　） A．滑块带正电 B．滑块的电荷量为 C．滑块经过B点时的速率为 D．点的位置坐标为 6．（2026高二上·长春汽车经济技术开发期末）某同学将一直流电源的总功率输出功率和电源内部的发热功率随电流变化的图线画在了同一坐标系上，如图中的所示，根据图线知（　　） A．当电流为时，外电路的电阻为 B．电源的电动势为8V C．电源的内阻为 D．反映随电流变化的图线是 7．（2026·旌阳模拟）平行板电容器C两极板水平放置，接入如图所示的电路，闭合开关S，待电容器充电结束后，将一带电油滴置于两板之间的P点，油滴处于静止状态。已知电源电动势为E，内阻为r，为定值电阻。保持开关S闭合，将滑片向上滑动过程中（　　） A．电压表示数不变 B．油滴将向下移动 C．电容器中存储的电场能减少 D．将电容器C上极板适当上移，可使油滴仍然静止 8．（2026·株洲模拟）在对某款蓄电池进行测试的过程中，电池的输出功率P与其路端电压U之间的图像如图所示，据图可知该蓄电池的（　　） A．电动势为a B．短路电流为b C．内阻为 D．最大输出功率为 9．（2025高二上·桂林期中）如图所示的图像中，直线a表示某电源的路端电压U与电流I的关系，直线b、c分别表示电阻、的电压U与电流I的关系。只将与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为，电源的效率为；只将与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为，电源的效率为。下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 10．（2026高一下·江城期末）世界风电看中国，中国海上风电看阳江。如图所示，有一风力发电机叶片长度为。某段时间内该区域的风速为，风向恰好与叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，风力发电机将风的动能转化为电能的效率为。下列说法正确的是（ ） A．单位时间内冲击风力发电机叶片转动圆面的气流的体积 B．单位时间内冲击风力发电机叶片转动圆面的气流的动能 C．此风力发电机发电的功率 D．若仅风速增大为原来的2倍，发电的功率将增大为原来的6倍 二、非选择题（共5题，共计54分） 11．在测定一组干电池的电动势和内电阻的实验中，教师提供了下列器材： A．待测的干电池 B．电流传感器1 C．电流传感器2 D．滑动变阻器R(0～20Ω，2A) E.定值电阻R0(2000Ω) F.开关和导线若干 某同学发现上述器材中没有电压传感器，但给出了两个电流传感器，于是他设计了如图甲所示的电路来完成实验. （1）在实验操作过程中，如将滑动变阻器的滑片P向右滑动，则电流传感器1的示数将　 　(选填“变大”、“不变”或“变小”). （2）图乙为该同学利用测出的实验数据绘出的两个电流变化图线( - 图像)，其中 、 分别代表两传感器的示数，但不清楚分别代表哪个电流传感器的示数.请你根据分析，由图线计算被测电池的电动势E=　 　V，内阻r=　 　Ω. （3）(单选题)用上述方法测出的电池电动势和内电阻与真实值相比______. A．E偏大，r偏小 B．E偏小，r偏大 C．E偏大，r偏大 D．E偏小，r偏小 12．用某种电路来测量水果电池的电动势和内阻，实物图如图1所示，器材如下： A.水果电池（电动势约1V，内阻约） B.电压表（量程1.5V，内阻约） C.毫安表（量程1mA，内阻约） D.滑动变阻器1（最大电阻约） E.滑动变阻器2（最大电阻约） F.开关、导线若干 实验步骤如下： 1.连接实物图，闭合开关； 2.移动滑动变阻器的滑片，记录几组电压表和电流表的示数； 3.断开开关，整理器材。 （1）根据给定的数据，滑动变阻器应选择　 　（填“D”或“E”）； （2）某次测量时，电压表的示数如图2所示，则电压表的示数为　 　V； （3）如图3所示，画出该电路测量的U-I图线，则根据图线测得的电动势　 　V（结果保留2位有效数字）；内阻　 　； （4）考虑电表的内阻，用这种方法电压表的示数　 　路端电压（填“大于”、“等于”或“小于”）。 13．（2026高二上·长春汽车经济技术开发期末）如图所示电路中，电源电动势E＝8V，内阻r＝1Ω，小灯泡L上标有“6V 3W”的字样，电动机的线圈电阻。闭合开关S，小灯泡和电动机均正常工作。设小灯泡的阻值不受温度变化的影响。求闭合开关后： （1）小灯泡正常发光时的电流； （2）流过电源的电流； （3）电动机输入功率。 14．（2025高二上·桂林期末）智能机器人可以服务人类生活。如图甲所示为一款新型送餐机器人，其内部电路可简化为如图乙所示，电源电动势E为30V，内阻r为2Ω，电路中的电阻R1阻值为18Ω，电流表为理想电表，电动机内阻RM为1Ω；当开关S1和S2闭合、开关S3断开时，电流表读数为1.0A。 （1）求电阻R2的阻值大小； （2）当开关S1和S3闭合、S2断开时，电流表读数仍然为1.0A，求此时电动机的输出功率。 15．（2025高三上·越秀月考）如图甲所示，机场使用倾角的传送带，将每个质量的行李箱从地面运送到高的出发平台。机械手每隔就将一个行李箱轻放到传送带底端，传送带以的速度顺时针匀速转动。已知各行李箱与传送带间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。求： （1）行李箱刚放上传送带时的加速度大小； （2）传送带上最多同时输送的行李箱数量； （3）在机械手放置第一个行李箱开始计时的1分钟内，电动机因运送行李箱需多做的功。 学科网（北京）股份有限公司 $