【期中模拟】（人教版2019）2023-2024学年高二上学期物理 必修3 第四单元 电能 能量守恒定律 A卷.zip

第四单元 电能 能量守恒定律 A卷

班级            姓名           学号             分数        

（考试时间：90分钟  试卷满分：100分）

注意事项：

1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。

2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。

3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。

第Ⅰ卷（选择题 共60分）

一、选择题（共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

1．2021年全国青年科普创新实验大赛中风帆车项目是利用自然风吹动风帆车前进，2022年该大赛中太空车项目是利用电池驱动电动机带动太空车攀爬障碍物。关于它们的能量转化，以下说法正确的是（　　）

A．都是将电能转化为机械能

B．都是将风能转化为机械能

C．风帆车将风能转化为机械能，太空车将电能转化为机械能

D．风帆车将电能转化为机械能，太空车将风能转化为机械能

【答案】C

【详解】风帆车项目是利用自然风吹动风帆车前进，风帆车是将风能转化为机械能，太空车项目是利用电池驱动电动机带动太空车攀爬障碍物，太空车是将电能转化为机械能。

故选C。

2．闭合电路欧姆定律的公式是（　　）

A． B． C． D．

【答案】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．如图所示，四个完全相同的灯泡，亮度最高的是（    ）

A． B． C． D．

【答案】A

【详解】四个完全相同的灯泡，、串联电流相同，、亮度相同；与、并联，并联两支路两端电压相同，故两端电压等于、各自两端电压之和，故比、都亮；在干路上，电流大小等于两支路电流之和，故流过电流最大，亮度最高。

故选A。

4．某实验小组通过图甲所示的实验电路图测量一节干电池的电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的图线，以下结论错误的是（　　）

A．干电池内阻的测量值为 B．实验误差来源于电流表分压

C．干电池电动势的测量值偏小 D．干电池内阻的测量值偏小

【答案】B

【详解】A．干电池内阻的测量值为

选项A正确，不符合题意；

B．实验误差来源于电压表的分流，选项B错误，符合题意；

CD．由图甲所示电路图可知，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于流过电源的真实值，当外电路短路时电流的测量值等于真实值，修正后的U-I图像如图所示

由图示图像可知，电池电动势和内阻的测量值小于真实值，故CD正确，不符合题意。

故选B。

5．阻值分别为20Ω、4Ω和8Ω的三个电阻、和如图连接，电路中a、b两点间电压恒定，当的功率为2W时，的功率为（　　）

A．5W B．1W C．4W D．8W

【答案】A

【详解】设两端电压为，则有

解得

与并联，电压相等，则的功率为

故选A。

6．如图电路，电源内阻不可忽略，A、B两灯电阻相同，当滑动变阻器的滑动端P向下滑动时（　　）

A．电灯A将变暗一些 B．电灯B将变亮一些

C．通过电源的电流减小 D．电阻R中的电流减小

【答案】A

【详解】AC．当滑动变阻器的滑动端P向下滑动时，其接入电阻减小，电路总电阻减小，据闭合电路欧姆定律可知，干路电流（通过电源的电流）增大，由

可知路端电压减小，则电灯A将变暗一些，故A正确，C错误；

BD．根据

流过电灯A的电流减小，可知流过电阻R的电流增大，电阻R两端电压增大，由于路端电压减小，可知电灯B的电压减小，电灯B将变暗一些，故BD错误。

故选A。

7．如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻RM=0.50Ω，若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是（　　）

A．电动机的输入功率为72W

B．电动机的输出功率为12W

C．电动机的热功率为2.0W

D．整个电路消耗的电功率为22W

【答案】C

【详解】A．电动机两端的电压

整个电路中的电流

所以电动机的输入功率

故A错误；

BC．电动机的热功率为

所以电动机的输出功率为

故B错误，C正确；

D．整个电路消耗的功率

故D错误。

故选C。

8．如图所示， 为定值电阻，为可变电阻，为电源电动势，为电源的内电阻。 下列说法正确的是（　　）

A．当时，上获得最大功率

B．当时，上获得最大功率

C．当时， 电源的输出功率一定最大

D．当时，上获得的功率一定最大

【答案】A

【详解】A．将​等效到电源的内部，​上的功率视为电源的输出功率，当时，​上获得最大功率，故A正确；

BD．根据

当外电阻最小时， 即时， 电流最大，​上的功率最大 ， 故BD错误；

C．当时，电源的输出功率最大，故C错误。

故选A。

9．如图所示电路中，电源的电动势为，外部电路中三个电阻的阻值均为。当电键断开时，电阻上通过的电流为。则下列说法正确的是（    ）

A．电源内阻为

B．电源内阻为

C．若闭合电键后，流过电阻的电流为

D．若闭合电键后，流过电阻的电流为

【答案】AC

【详解】AB．根据题意，当电键断开时，由闭合电路的欧姆定律有

代入数据解得

故A正确，B错误；

CD．若闭合电键，电阻与并联后与及电源内阻串联，可得电路的总电阻为

由闭合电路的欧姆定律有

可知干路电流为，而电阻与阻值相等，根据并联电路的特点可得

故C正确，D错误。

故选AC。

10．某同学设计了一个测量压力的电子秤，电路图如图所示，压敏电阻R会随秤台上所受压力的变大而线性变小，G是由理想电流表改装而成的指针式测力显示器，R0是定值电阻，电源电动势为，内阻r<R0，当压力变大时（　　）

A．R0两端的电压变大 B．电容器放电

C．电源的输出功率变大 D．电源的效率变大

【答案】AC

【详解】A．当压力变大时，则R的电阻变小，根据闭合电路的欧姆定律可知，电流表示数变大，R0两端的电压变大，故A正确；

B．电容器C与R0并联，则C两端电压变大，根据

Q=CU

可知，电容器的电量增大，电容器处于充电状态，故B错误；

C．当压力变大时R的电阻变小，外电路总电阻减小，又

r＜R0

则外电阻更接近内阻，所以电源输出功率变大，故C正确；

D．电源的效率为

当压力变大时，则R的电阻变小，总电流增大、内电压增大、路端电压U减小，则电源的效率减小，故D错误。

故选AC。

11．某纯电阻电路中内、外电路消耗的功率随电流变化的关系如图所示，由此可以确定（　　）

A．电源的电动势为4V B．电源的内阻为1Ω

C．电源的最大输出功率为2W D．电源的最大效率为50%

【答案】AB

【详解】B．内电路消耗的功率为

由此可知，内电路消耗的功率随电流变化的图线为顶点在原点、开口向上的抛物线，结合图线可得

故B正确；

A．外电路消耗的功率为

由此可知，外电路消耗的功率随电流变化的图线为开口向下的抛物线，结合图线可得

所以

故A正确；

C．电源的最大输出功率为

故C错误；

D．电源的效率为

随外电路电阻增大，电源的效率增大，当外电路电阻和内阻相等时，电源效率为50%，故D错误。

故选AB。

12．图甲为某电源的图线，图乙为某小灯泡的图线的一部分，则下列说法中正确的是（    ）

A．电源的内阻为

B．当小灯泡两端的电压为时，它的电阻约为

C．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的两端的电压约为

D．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为

【答案】AC

【详解】A．根据闭合电路欧姆定律变形

可得图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率的大小表示内阻，根据甲图电动势为

内阻为

故A正确；

B．根据乙图可知当小灯泡两端的电压为时，电流为，根据欧姆定律可得

故B错误；

CD．把电源和小灯泡组成闭合回路，将在乙中作该电源对应的图象，如图所示

两曲线的交点即小灯泡的电压、电流，根据图像读数有

，

所以，小灯泡的功率为

故C正确，D错误。

故选AC。

第II卷（非选择题 共40分）

二、计算题（满分40分，其中13题8分，14题10分，15题10分，16题12分，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）

13．晓宇利用如图甲所示的电路完成了一节干电池电动势和内阻的测量，其中电流表G（量程3mA，内阻，电压表V（量程3V，内阻Rv约为 10kΩ），通过移动滑动变阻器的滑片，读出了多组电压表以及电流表的示数，并将实验数据描绘在了如图乙所示的坐标系中。

（1）图甲中将电流表G改装成量程为0.6A的电流表，定值电阻R0=          Ω；

（2）由图乙可知，干电池的电动势为E=            V，内阻为r=          Ω；（结果均保留两位有效数字）

（3）电源电动势的测量值         （填“大于”“等于”或“小于”）真实值，内阻测量值        （填“大于”“等于”或“小于”）真实值。

【答案】     0.1     1.5     1.0     小于     小于

【详解】（1）[1]改装成量程为0.6A的电流表, 定值电阻R0需要分担的电流为

根据部分电路的欧姆定律可得定值电阻的阻值为

（2）[2]根据闭合电路的欧姆定律可得

整理可得

由图乙可知，当时，此时电路中的电流为，路端电压；此时的路端电压等于电源的电动势，即。

[3]当，此时电路中的电流为

路端电压为；内阻在数值上等于图像斜率的绝对值，即

（3）[4][5]伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的U-I图象如图所示

由图象可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值。

14．如图1所示，为定值电阻，为滑动变阻器（最大阻值），现闭合电路中的开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端的过程中，由电表的测量数据得到图线如图2所示（电表均为理想电表）。求：

（1）电源内电阻大小；

（2）电源的最大输出功率。

【答案】（1）；（2）

【详解】（1）图2中斜向上的为R1的U1-I图像，由斜率得定值电阻的阻值，即

图2中斜向下的为R2的U2-I图像，斜率的绝对值为

可得

（2）根据

代入一组数据得

设外电阻为R外，电源的输出功率为

当外电阻

时，电源的输出功率最大，电源的最大输出功率

15．在如图所示的电路中，电源电动势E=8V，定值电阻。闭合开关S后，电动机正常工作，此时电流表的示数为2.0A、电压表的示数为4.0V。已知电流表和电压表均为理想电表。求：

（1）电源的内阻多大？

（2）电动机正常工作时，电源的输出功率是多大？

（3）若电动机正常工作时的机械效率为80%，则电动机的内阻是多大？

【答案】（1）；（2）W；（3）0.4

【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律

代入数据解得

r=

（2）电动机正常工作时，电源的输出功率是

代入数据解得

W

（3）设电动机的内阻，则有

代入数据解得

=0.4

16．兴趣小组的同学在实验室设计了如图所示的简易电吹风，主要器材有定值电阻R1、R2、电动机M和电热丝R，已知电动机M标有“110V，55W”字样，它的线圈内阻为4Ω，R1=440Ω，电热丝R=55Ω，当把该电吹风接入220V家庭电路中，电动机M恰好可以正常工作，求

（1）10s内电热丝R产生的焦耳热；

（2）电动机M正常工作时的输出功率；

（3）电阻R2的阻值。

【答案】（1）8800J；（2）54W；（3）440Ω

【详解】（1）10s内电热丝R产生的焦耳热

（2）电动机M恰好可以正常工作，则

电动机M正常工作时的输出功率

（3）由欧姆定律和并联电路电阻规律可知

解得

R2=440Ω