第十二章《電能 能量守恒定律》 單元測試 班級(jí)___________ 姓名___________ 學(xué)號(hào)____________ 分?jǐn)?shù)____________ （考試時(shí)間：75分鐘 試卷滿分：100分） 單項(xiàng)選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的） 1．下列關(guān)于電動(dòng)勢和電流的說法正確的是（　?。?A．電流總是由電源正極流向電源負(fù)極 B．無論內(nèi)電壓和外電壓如何變化，其電源的電動(dòng)勢一定不變 C．電源短路時(shí)，路端電壓為零，電路電流也為零 D．電源的電動(dòng)勢越大，電源所能提供的電能就越多 【答案】B 【詳解】A．在電源的外部，電流方向總是從電源正極流向電源負(fù)極；在電源的內(nèi)部，電流方向總是從電源負(fù)極流向電源正極，故A錯(cuò)誤； B．電動(dòng)勢與外電路的結(jié)構(gòu)無關(guān)，無論內(nèi)電壓和外電壓如何變化，其電源的電動(dòng)勢一定不變，故B正確； C．電源短路時(shí)，路端電壓為零，電路中的電流較大，不為零，故C錯(cuò)誤； D．根據(jù) W=EIt 可知，電源的電動(dòng)勢越大，電源所能提供的電能不一定就越多，還和時(shí)間及電流有關(guān)，故D錯(cuò)誤。 故選B。 2．節(jié)約用電不僅可以減少能源消耗，緩解能源緊張問題，還可以減少環(huán)境污染。下列做法屬于節(jié)約用電的是（　?。?A．讓長期不用的家電處于待機(jī)狀態(tài) B．將熱的食物直接放進(jìn)冰箱 C．夏季將空調(diào)溫度設(shè)置盡量調(diào)低 D．盡量減少冰箱門開關(guān)次數(shù)及敞門時(shí)間 【答案】D 【詳解】A．讓長期不用的家電處于待機(jī)狀態(tài)，這種做法屬于浪費(fèi)電能，故A錯(cuò)誤； B．將熱的食物直接放進(jìn)冰箱，這種做法屬于浪費(fèi)電能，故B錯(cuò)誤； C．夏季將空調(diào)溫度設(shè)置盡量調(diào)低，這種做法屬于浪費(fèi)電能，故C錯(cuò)誤； D．盡量減少冰箱門開關(guān)次數(shù)及敞門時(shí)間，這種做法屬于節(jié)約用電，故D正確。 故選D。 3．某戶家庭安裝了一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可形成半徑為的圓面，風(fēng)向與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的圓面垂直，假設(shè)這個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)能將此圓內(nèi)的空氣動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。已知空氣的密度為1.2，當(dāng)風(fēng)速是時(shí)，此發(fā)電機(jī)的功率約為（????） ?? A． B． C． D． 【答案】C 【詳解】設(shè)單位時(shí)間內(nèi)圓面內(nèi)空氣的質(zhì)量為，動(dòng)能為，有 解得 故選C。 4．某學(xué)習(xí)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路測量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出圖線如圖乙所示。下列說法正確的是（　?。? A．電池內(nèi)阻的測量值為 B．外電路發(fā)生短路時(shí)的電流為0.40A C．電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量值均偏小 D．電池電動(dòng)勢的測量值準(zhǔn)確，內(nèi)阻的測量值偏大 【答案】C 【詳解】AB．根據(jù)閉合電路歐姆定律有 由圖像可知，電動(dòng)勢測量值為 V 電源內(nèi)阻 外電路發(fā)生短路時(shí)的電流為 A 故AB錯(cuò)誤； CD．由圖甲所示電路圖可知，相對(duì)于電源來說，電流表采用了外接法，由于電壓表的分流，使電流表所測電流小于流過電源的電流；實(shí)驗(yàn)誤差來源于電壓表的分流，電動(dòng)勢和內(nèi)阻測量值和真實(shí)值之間的關(guān)系為電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻測量值都小于真實(shí)值，故C正確，D錯(cuò)誤。 故選C。 5．如圖所示，，為最大阻值是的滑動(dòng)變阻器，E為電源電動(dòng)勢，電源內(nèi)阻，下列說法正確的是（????） A．，電源的輸出功率最大 B．時(shí)，消耗的功率最大 C．時(shí)，電源的效率最高 D．時(shí)，電源的輸出功率最小 【答案】B 【詳解】AD．當(dāng)外電阻等于內(nèi)阻時(shí)電源的輸出功率最大，由于 所以時(shí)，電源輸出功率最大，當(dāng)外電阻與內(nèi)阻相差越大，電源的輸出功率越小，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為5時(shí)，電源的輸出功率最小，故AD錯(cuò)誤； B．將R等效到電源的內(nèi)部，R0上的功率等于等效電源的輸出功率，當(dāng)外電阻等于內(nèi)阻時(shí)，即 時(shí)，等效電源的輸出功率最大，即上的功率最大，故B正確； C．當(dāng)時(shí)，外電阻最大，路端電壓最大，由 知電源的效率最大，故C錯(cuò)誤； 故選B。 6．如圖所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的監(jiān)測河水流速變化的裝置原理圖．機(jī)翼狀的探頭始終浸沒在水中，通過連桿帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P上下移動(dòng)，電源電壓保持不變，電流表量程為,電壓表量程為,定值電阻阻值為，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“”．閉合開關(guān)S，隨著水流速度的改變，下列說法正確的是（????） ①當(dāng)水流速度增大時(shí)，電壓表與電流表的示數(shù)之比變大 ②當(dāng)水流速度增大時(shí)，電流表的示數(shù)變大 ③滑動(dòng)變阻器允許接入電路的取值范圍為 ④電阻的電功率的變化范圍為 A．①②④ B．①④ C．②③④ D．②④ 【答案】D 【詳解】由圖知，定值電阻R1與變阻器R2串聯(lián)，電壓表測變阻器R2的電壓，電流表測電路的電流； ①②流體的壓強(qiáng)跟流速有關(guān)，流速越大的位置，壓強(qiáng)越小，當(dāng)水流速度增大時(shí)，機(jī)翼狀的探頭上下表面受到的壓強(qiáng)不同，下表面受到的壓強(qiáng)大于上表面受到的壓強(qiáng)，R2的滑片上移，接入電路的阻值減小，由 變形 可知，電壓表與電流表的示數(shù)之比等于R2接入電路中的阻值，則其比值變??； 根據(jù) 可知，電流表示數(shù)變大，故①錯(cuò)誤，故②正確； ③④當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為零時(shí)，電路中的電流 A=0.8A 因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0～0.6A，所以，電路中的最大電流為0.6A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，為 此時(shí)電阻R1的電功率最大，為 W 當(dāng)電壓表的示數(shù)最大為3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，R1的功率最小，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，此時(shí)R1的電壓 V 則電路中最小的電流 A 則滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值 所以，滑動(dòng)變阻器允許接入電路的取值范圍為2.5～10，故③錯(cuò)誤； 電阻R1的最小功率 W 所以，電阻R1的電功率的變化范圍為0.54W～2.16W，故④正確。 綜上可知，②④正確。 故選D。 7．圖甲是某型號(hào)熱敏電阻的阻值隨溫度t變化的圖像（已做近似處理）．圖乙是用做測溫探頭的某熱敏電阻溫度計(jì)的電路圖，其中電源電壓可在之間調(diào)節(jié)，為的定值電阻．該電路工作原理是：將放入待測溫度處，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電源電壓，使電路中電流保持不變，可直接從溫度計(jì)表盤上得出待測溫度．下列說法正確的是（????） A．溫度計(jì)表盤上顯示時(shí)，電源電壓為 B．該熱敏電阻溫度計(jì)的測溫范圍為 C．該電路允許接入的阻值范圍為 D．該電路中工作時(shí)功率范圍為 【答案】B 【詳解】A．溫度計(jì)表盤上顯示時(shí)，的阻值為280，根據(jù)歐姆定律有 解得 V 故A錯(cuò)誤； BC．當(dāng)電源電壓為1.2V時(shí)，電阻最大，有 當(dāng)電源電壓為0.6V時(shí)，電阻最小，有 根據(jù)數(shù)學(xué)方法可知熱敏電阻的阻值隨溫度t變化的關(guān)系式為 代入數(shù)據(jù)可知該熱敏電阻溫度計(jì)的測溫范圍為，故B正確，C錯(cuò)誤； D．根據(jù)電功率的計(jì)算公式 可知，該電路中工作時(shí)功率范圍為，故D錯(cuò)誤； 故選B。 多項(xiàng)選擇題（本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有兩個(gè)或兩個(gè)以上選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分） 8．如圖所示，圖像法是利用圖像這種特殊且形象的工具，表達(dá)各科學(xué)量之間存在的內(nèi)在關(guān)系或規(guī)律的方法。下列關(guān)于圖像的解釋，正確的是（　　） A．甲圖是某物體的熔化圖像，其中B、C兩點(diǎn)內(nèi)能不相等 B．乙圖是電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，電熱Q與電流I的關(guān)系圖 C．丙圖說明，當(dāng)電阻一定時(shí)，電壓與電流成正比 D．丁圖表示物體由靜止下落過程中，重力對(duì)物體做功與時(shí)間的關(guān)系 【答案】AD 【詳解】A．甲圖是某物體的熔化圖像，物體不斷吸收熱量，則其中BC兩點(diǎn)內(nèi)能不相等，A正確； B．由焦耳熱公式知 得，當(dāng)電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，電熱Q與電流成正比，則電熱Q與電流的圖像是一條過原點(diǎn)直線，B錯(cuò)誤； C．丙圖說明，當(dāng)電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比，C錯(cuò)誤； D．丁圖表示物體由靜止下落過程中，物體做加速運(yùn)動(dòng)，由 得，重力對(duì)物體做功與時(shí)間的關(guān)系為拋物線的一部分，D正確； 故選AD。 9．如圖甲所示，R為電阻箱（0～99.9 Ω），置于阻值最大位置，Rx為未知電阻。（1）斷開K2，閉合K1，逐漸減小電阻箱的阻值，得到多組R、I值，并依據(jù)R、I值作出了如圖乙所示的R-圖線。（2）斷開K2，閉合K1，當(dāng)R調(diào)至某一位置時(shí)，電流表的示數(shù)I1=1.0 A；保持電阻箱的位置不變，斷開K1，閉合K2，此時(shí)電流表的示數(shù)為I2=0.8A．根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知（　?。? A．電源電動(dòng)勢為3.0 V B．電源內(nèi)阻為0.5 Ω C．Rx的阻值為0.5 Ω D．K1斷開、K2閉合時(shí)，隨著R的減小，電源輸出功率減小 【答案】BC 【詳解】A．根據(jù)閉合電路歐姆定律得 則圖象的斜率 由數(shù)學(xué)知識(shí)求得電源的電動(dòng)勢 選項(xiàng)A錯(cuò)誤； B．軸截距的絕對(duì)值等于內(nèi)阻，即 選項(xiàng)B正確； C．?dāng)嚅_，閉合時(shí)，有 斷開，閉合時(shí)，有 所以 選項(xiàng)C正確； D．因，所以電路中的外電阻大于內(nèi)電阻，隨著的減小，電源輸出功率將增大，時(shí)，電源輸出功率最大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 故選BC。 10．如圖所示，燈泡L標(biāo)有“4V 8W”字樣，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“12Ω 1A”字樣，定值電阻的阻值為8Ω。當(dāng)只閉合開關(guān)S、時(shí)，通電10s電路中電流所做的功為25J，此時(shí)電流表的示數(shù)為I，電壓表的示數(shù)為U，燈泡的實(shí)際功率為；當(dāng)只閉合開關(guān)S、時(shí)，定值電阻消耗的最小功率為，此時(shí)接入電路的電阻值為R。忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響，下列說法正確的是（　?。? A．燈泡L的電阻 B．， C．， D． 【答案】ABD 【詳解】A．當(dāng)只閉合開關(guān)S、時(shí)，定值電阻和燈泡串聯(lián)，電流表測量電路電流，電壓表測量定值電阻和燈泡的總電壓，即電源電壓，忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響，由 燈泡的電阻為 代入得 A正確； B．當(dāng)只閉合開關(guān)S、時(shí)，電路中的總電阻為 代入得 由電功結(jié)合歐姆定律可得 化簡可得電源電壓為 由歐姆定律知，電路中的電流為 代入得 B正確； C．由歐姆定律知，燈泡兩端的電壓為 代入得 燈泡的實(shí)際功率為 代入得 C錯(cuò)誤； D．當(dāng)只閉合開關(guān)S、時(shí)，定值電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流表測量電路電流，電壓表測量定值電阻和滑動(dòng)變阻器的總電壓；由 知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值R最大為時(shí)，定值電阻消耗的最小功率，此時(shí)電路中的總電阻為 代入得 由歐姆定律知，此時(shí)，電路中的電流為 代入得 定值電阻兩端的電壓為 代入得 定值電阻消耗的最小功率為 代入得 比較可得 D正確； 故選ABD。 三、非選擇題（本題共5小題，共54分。請(qǐng)按題目要求作答） 11．（8分）某實(shí)驗(yàn)小組為測量干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，設(shè)計(jì)了如圖（a）所示電路，所用器材如下： 電壓表（量程，內(nèi)阻約為）； 電流表（量程，內(nèi)阻約為）； 電阻箱（阻值）； 干電池一節(jié)、開關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干。 (1)根據(jù)圖（a），完成圖（b）中的實(shí)物圖連線 。 (2)調(diào)節(jié)電阻箱到最大阻值，閉合開關(guān)。逐次改變電阻箱的電阻，記錄其阻值、相應(yīng)的電流表示數(shù)和電壓表示數(shù)。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)作出的圖像如圖（c）所示，則這一節(jié)干電池的電動(dòng)勢為 V（保留3位有效數(shù)字）、內(nèi)阻為 （保留2位有效數(shù)字）。 (3)本實(shí)驗(yàn)中干電池內(nèi)阻的測量值與真實(shí)值相比 （填“偏大”或“偏小”）。 【答案】(1)見解析 (2) 1.58 0.64（0.56-0.66范圍內(nèi)都可以） (3)偏小 【詳解】（1）實(shí)物連線如圖 （2）[1][2]由電路結(jié)合閉合電路的歐姆定律可得 U=E?Ir 由圖像可知 E=1.58V 內(nèi)阻 （3）由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大，則實(shí)驗(yàn)測得的是電壓表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻的并聯(lián)值，即實(shí)驗(yàn)中測得的電池內(nèi)阻偏小。 12．（8分）某同學(xué)是一名騎行愛好者，為了夜間騎行安全，他網(wǎng)購了一個(gè)太陽能車尾燈，如圖甲所示，好奇心驅(qū)使他將太陽能尾燈拆開，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部有一組光伏板，該同學(xué)想測量該光伏板的電動(dòng)勢（約為5V）和內(nèi)阻，于是他從實(shí)驗(yàn)室借到了以下器材：電壓表V（量程為0～3V，內(nèi)阻為3kΩ）；毫安表A（量程為0～100mA，內(nèi)阻約為5Ω）；滑動(dòng)變阻器R1（阻值范圍為0～500Ω）；滑動(dòng)變阻器R2（阻值范圍為0～5Ω）；定值電阻R01=4kΩ；定值電阻R02=12kΩ；開關(guān)、導(dǎo)線若干. (1)該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，為了電路安全，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 （選填“R1”或“R2”）；為了精確測量電路電壓，與電壓表V串聯(lián)的定值電阻應(yīng)選 （選填“R01”或“R02”）. (2)正確選擇實(shí)驗(yàn)器材后，給光伏板一定的光照進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將電壓表的讀數(shù)記為U，毫安表的讀數(shù)記為I，通過改變滑動(dòng)變阻器的阻值，測得多組U、I值，根據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出U-I圖像如圖丙所示，通過圖像可得光伏板的電動(dòng)勢E= V，圖中線性段（0～40mA范圍內(nèi)的圖像可視為直線）時(shí)光伏板的內(nèi)阻r= Ω.（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字） 【答案】(1) R1 R01 (2) 4.9 18 【詳解】（1）[1][2]電路允許的最大電流100mA，則最小總電阻為 內(nèi)阻約為，則滑動(dòng)變阻器選擇R1；電壓表量程為3V，則可用定值電阻R01=4kΩ與電壓表串聯(lián)可改裝為量程為 （2）[1][2]由閉合電路的歐姆定律 由上式可知，圖像的斜率和縱截距的絕對(duì)值分別為 解得 E=4.9V r=18Ω 13．（10分）小明家新買的一輛汽車，具有后視鏡加熱功能（如圖甲）。他查詢資料，了解到加熱電路簡化圖如圖乙所示，S為擋位切換開關(guān)，根據(jù)氣溫、雨水情況可切換高溫、低溫和關(guān)三個(gè)擋位，高溫?fù)豕β蕿?2W，低溫?fù)豕β蕿?W。電源電壓恒為12V，和均為阻值不變的電熱絲。求： (1)當(dāng)后視鏡處于高溫?fù)鯐r(shí)，通過電路的電流； (2)電熱絲的阻值； (3)當(dāng)后視鏡處于低溫?fù)鯐r(shí)，工作5min電熱絲產(chǎn)生的熱量。 【答案】(1) (2) (3) 【詳解】（1）當(dāng)后視鏡處于高溫?fù)鯐r(shí)，通過電路的電流為 （2）當(dāng)開關(guān)S接“2”時(shí)，只有R1接入電路，此時(shí)電路中電阻最小，由可知，此時(shí)為高溫?fù)酰姛峤zR1的阻值為 （3）當(dāng)開關(guān) S 接“1”時(shí)，R1、R2串聯(lián)接入電路，此時(shí)電路中電阻最大，由可知，為低溫?fù)?，此時(shí)電路的電流為 電路的總電阻為 R2的阻值為 工作5min電熱絲R2產(chǎn)生的熱量為 14．（12分）圖1是可自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度臺(tái)燈的電路圖。燈泡標(biāo)有“48V24W”字樣，R1為光敏電阻。其阻值隨光照強(qiáng)度的變化如圖2所示?；瑒?dòng)變阻器R2最大阻值為60Ω。當(dāng)光照強(qiáng)度為E1時(shí)，R2連入電路的阻值為24Ω時(shí)，燈正常發(fā)光（不計(jì)溫度對(duì)燈絲電阻的影響）。求： (1)燈泡正常發(fā)光5分鐘消耗的電能； (2)電源電壓； (3)光照強(qiáng)度在E1～E2之間，通過調(diào)節(jié)R2燈泡實(shí)際功率的變化范圍。（燈泡兩端的電壓不能超過額定電壓） 【答案】(1)7200J (2)72V (3) 【詳解】（1）燈泡正常發(fā)光5分鐘消耗的電能為 （2）燈正常發(fā)光時(shí)的電流為 電源電壓為 （3）燈泡的電阻為 光照強(qiáng)度在E2時(shí)，R1的阻值為84Ω，此時(shí)，R1+R2的最大值為 此時(shí)燈泡的電流最小 燈泡的最小功率為 燈泡實(shí)際功率的變化范圍 15．（16分）如圖甲所示，直流電源電壓U恒定，電阻為，為。閉合開關(guān)S，理想電壓表的示數(shù)為。 （1）求通過的電流。 （2）求電源電壓U。 （3）如圖乙所示，將圖甲電路中的和電壓表替換為兩極板水平放置的平行板電容器，兩板間距，A、B為板間的兩位置，其連線與水平方向的夾角。閉合開關(guān)S，待電容器充電完畢后，一帶電液滴以的初速度，從A處以垂直于連線方向斜向上飛出，恰好經(jīng)過B處，此運(yùn)動(dòng)過程中未與上極板相碰。已知帶電液滴所受電場力方向豎直向下，其質(zhì)量、電荷量。不計(jì)空氣阻力，板間的電場可視為勻強(qiáng)電場，重力加速度大小g取。求A、B間的距離。（結(jié)果可用分式表示） 【答案】（1）2A；（2）1500V；（3） 【詳解】（1）通過R1和R2的電流相等，則 （2）電源電壓 （3）兩板間場強(qiáng)為 液滴的加速度為 則垂直AB方向 沿AB方向 解得

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