2022—2023学年高二粤教版（2019）必修第三册 第五章 电能与能源的可持续发展 单元检测卷7（含解析）

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2022—2023学年高二粤教版（2019）必修第三册 第五章 电能与能源的可持续发展 单元检测卷7（含解析）一、单选题（共35分）1．如图所示电路中，电源电压u＝311sin100πt（V），A、B间接有“220V，440W”的电暖宝、“220V，220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝．下列说法正确的是（　　）A．交流电压表的示数为311VB．电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3AC．电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D．1min抽油烟机消耗的电能为1.32×103J2．电阻R1、R2按图示方法接入电压恒定的电源上，闭合电键后保持R1的阻值不变，改变R2的阻值，则关于R1消耗的功率P1的说法正确的是（　　） A．R2增大，P1增大 B．R2增大，P1减小C．R2减小，P1减小 D．R2减小，P1不变3．在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，PTC元件具有发热、保温双重功能，其电阻率随温度t的变化关系如图所示，对此，以下判断正确的是（　　）A．通电后，其电功率先增大，后减小B．通电后，其电功率先减小，后增大C．当其发热功率与散热功率相等时，温度保持在不变D．当其发热功率与散热功率相等时，温度保持在不变4．功率为10W的发光二极管（LED灯）的亮度与功率为60W的白炽灯相当。假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，估算全国一年节省的电能最接近（　　）A．8108kWh B．81010kWh C．81012kWh D．81014kWh5．电源电压保持不变，用两个电阻 R1和 R2来作为加热元件加热一定量的水，只用 R1时将水煮沸需要 4 分钟，只用 R2时将水煮沸需要 6分钟。先后将 R1、R2串联和将 R1、R2并联作为加热元件，不考虑散热损失，其余条件完全相同，则将等量的水煮沸需要的时间分别为（　　）A．8分钟，2分钟 B．8分钟，10分钟C．10分钟，2.4分钟 D．10分钟，5分钟6．扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图所示为某款扫地机器人，已知其电池是容量为3000mA·h的锂电池，额定工作电压为15V，额定功率为30W，则下列说法正确的是（　　）A．题中“mA·h”是能量的单位B．扫地机器人正常工作时的电流是2AC．扫地机器人充满电后可以工作的时间约为2hD．扫地机器人储存的电能大约是2000J7．如图所示，雷雨时一头牛躲在树下，闪电击中了树，一个持续40μs的电流脉冲流过地面，这段时间地面形成的等势面如图。如果前后两脚间的身体电阻为500Ω，则闪电过程中耗散在体内的能量约为（　　） A．1000J B．2000J C．3200J D．4000J二、多选题（共25分）8．电动自行车凭借环保、节能、省钱获得广大市民的喜爱，成为多数人的代步工具。下图为某种锂电池充电过程中电池电压、充电电流随时间变化的图像。根据图像，可以做出的正确推断是（　　） A．该锂电池的充电电压可能小于4.2VB．该锂电池的电动势约为4.2VC．若该锂电池的容量为，则整个充电过程中，锂电池增加的电能不超过D．充电的1.0~3.0小时内，电池充入的电荷量为9．如图所示，一灯泡L和直流电动机M串联接入电压恒为10V的电路中，此时标有“3V   1.5W”字样的小灯泡L恰好正常发光，已知直流电动机的内阻。下列说法正确的是（　　）A．电动机的输入功率为3.5W B．电动机的输出功率为2.5WC．整个电路消耗的功率为5W D．电动机的效率约为83.3%10．将一电源电动势为E，内阻为r的电池，与外电路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是（　　）A．由可知，电源的内电压随I的增大而增大B．由可知，外电压随I的增大而增大C．由可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大D．由可知，电源输出电压U随输出电流I的增大而减小11．如图所示，图甲中M为一电动机，当滑动变阻器R的滑片从左端滑到右端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在0.2 A以下时，电动机没有发生转动。不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是（　　）A．电路中电源E的电动势为3.6 VB．滑动变阻器的滑片向右滑动时，电压表V2读数减小C．此过程中，电动机的输出功率增大D．滑动变阻器R的最大阻值为30 Ω12．下列过程中，可能实现的是（　　）A．水的温度自动下降时释放的内能全部转化为机械能B．在粗糙水平面上运动的物体，它的动能转化为内能，使物体温度升高C．利用不同深度的海水温度不同来制造一种机器，把海水的内能转化为机械能D．静止在光滑水平面上的物体，温度降低时释放的内能可以转化为物体的动能，使物体运动起来三、解答题（共45分）13．某同学用一个直流电动机提升重物，重物的重力G＝500N，电源的恒定输出电压为110V，电动机的线圈电阻为4Ω，现在，电动机以恒定的速度向上提升重物，测得电路中的电流强度I＝5.0A，不计各处摩擦，求：（1）电动机的发热功率；（2）重物上升的速度。14．有一个10 m高的瀑布，水流在瀑布顶端时速度为2 m/s，在瀑布底与岩石的撞击过程中，有10%的动能转化为水的内能，请问水的温度上升了多少摄氏度？已知水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），g取10 m/s2。15．电动机是将电能转换成机械能的一种装置，在生产生活中有着广泛的应用。如图所示电路中，电动机的内阻，电源电动势、内阻，小灯泡规格为“”。闭合开关S，电路稳定后，小灯泡恰好正常发光。求：（1）电源的输出功率；（2）电动机的效率。16．电流通过电路时电能转变成其他形式的能是通过电流做功来实现的，试通过电场力做功推导功率的表达式。
参考答案1．B【解析】【详解】A．电压表在交流电路中对应交流有效值，由于电源电压可得有效值为220V，A错误；B．因保险丝融化电流指有效值，电暖宝的电流油烟机的电流即保险丝的额定电流不能小于3A，B正确；C．电暖宝是纯电阻电路，其电功率等于发热功率440W，抽油烟机发热功率等于电功率减机械功率，即所以电暖宝发热功率大于抽油烟机发热功率的2倍，C错误；D．工作1min抽油烟机消耗的电能为D错误。故选B。2．B【解析】【详解】R1消耗的功率R1的阻值不变，发现，R2增大时，P1减小，R2减小时，P1增大。故选B。3．A【解析】【详解】AB．通电后半导体材料的温度逐渐升高，由图像可知，半导体的电阻率先变小，后变大，由电阻定律可知，半导体材料的电阻R先变小后变大，电源电压U不变，由电功率公式知半导体材料的电功率先增大后减小，故A正确，B错误；CD．由图像可知，在0~t1这区间里电阻R随温度升高而减小；在t1~t2这区间里电阻R随温度的升高而增大；在t2之后区间里电阻R随温度的升高而减小，在家庭电路中电压不变，电热器的电功率可知电阻器的发热功率与电阻成反比，在温度升到t1前，电阻R随温度的升高而减小，功率增大，温度升高更快；温度一旦超过t1，电阻R随温度的升高而增大，功率减小，放出热量减小，温度升高变慢，当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1至t2间的某一值不变，保持稳定，故CD错误。故选A。4．B【解析】【分析】【详解】全国的户数约为n=每个家庭一天电灯5小时，则节约的电能为E=2×(60-10)×10-3kW×5h=0.5kW·h全国一年节省的电能最接近W=365nE=365×4.3×108×0.5kW·h≈7.8×1010kW·h故选B。5．C【解析】【详解】设电压为U，把水煮沸需要的热量为Q接R1时接R2时R1、R2串联接在电源上时联立解得R1、R2并联接在电源上时解得故C正确，ABD错误。故选C。6．B【解析】【详解】A．题中“mA·h”是电荷量的单位，故A错误；B．扫地机器人正常工作时的电流I＝＝2A故B正确；C．扫地机器人充满电后可以工作的时间t＝＝＝1.5A故C错误；D．扫地机器人额定功率30W，根据E＝W＝Pt＝30×5400J＝162000J故D项错误。故选B。7．C【解析】【详解】由图可知加在牛前后两脚间的电压因此流过牛身体的电流闪电过程中耗散在牛体内的能量 故选C。8．BC【解析】【详解】B．由图象可以看出，在充满电后电池电压稳定在4.2V，说明该锂电池的电动势约为4.2V，故B正确；A．锂电池的充电电压必须大于电源电动势才能进行充电操作，即该锂电池的充电电压一定大于4.2V，故A错误；C．若该锂电池的容量为，根据题意可知整个充电过程中，锂电池增加的电能为则整个充电过程中，锂电池增加的电能不超过，故C正确；D．电流—时间图象的面积表示电池充入的电荷量，所以在充电的1.0～3.0小时内，图象面积小于，故D错误；故选：BC。9．AC【解析】【详解】A．小灯泡L恰好正常发光，其电压为额定电压3V，则电动机的电压为小灯泡的额定电流是电动机的电流，有则电动机的输入功率为A正确；B．对电动机由能量守恒有解得电动机的输出功率为B错误；C．整个电路消耗的功率为C正确；D．电动机的效率约为D错误。故选AC。10．AD【解析】【详解】A．由可知，电源的内电压随I的增大而增大，故A错误；BD．因为I增大时，外电阻R减小，所以不能根据得出外电压随I的增大而增大的结论，根据可知外电压（即输出电压）随I的增大而减小，故B错误，D正确；C．电源的输出功率为根据数学知识可知当时，P随I的增大而减小，当时，P随I的增大而增大，故C错误。故选AD。11．AD【解析】【详解】A．由题图甲知，电压表V2测量路端电压，所以题图乙中最上面的图线表示V2的电压与电流I的关系，此图线的斜率大小等于电源的内阻，则r＝Ω＝2 Ω当电流I＝0.1 A时U＝3.4 V，则电源的电动势为E＝U＋Ir＝3.6 VA正确；B．滑动变阻器的滑片向右滑动时，R的阻值变大，则路端电压(即V2的读数)增大，B错误；C．电流表读数在0.2 A以下时，电动机没有发生转动，所以电动机的电阻为rM＝Ω＝4 Ω当I＝0.3 A时，U＝3 V，电动机的输出功率最大，滑动变阻器向右端滑动的过程中，R阻值变大，总电流减小，电动机的输出功率减小，C错误；D．当I＝0.1 A时，电路中的电流最小，滑动变阻器接入的阻值最大，所以可得D正确。故选AD。12．BC【解析】【详解】A．机械能可以全部转化为内能，而内能不可能全部转化为机械能，则知水温度自动下降时释放的内能不可能全部转化为机械能，故A错误；B．在粗糙水平面上运动的物体，它的动能转化为内能，使物体温度升高，故B正确；C．利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，符合热力学第二定律，所以能够实现，故C正确；D．一切与热现象有关的物理过程是有方向性的，可知静止在光滑水平面上的物体，温度降低时释放的内能不能转化为物体的动能，使物体运动起来，故D错误。故选BC。13．（1）100W；（2）0.9m/s【解析】【详解】（1）电动机的发热功率为（2）电功率等于机械功率与电动机热功率之和即又F＝G解得v＝0.9m/s14．2.4×10-3℃【解析】【详解】以瀑布底为零重力势能面，由机械能守恒定律可得，质量为m的水流到达瀑布底时的动能为水吸收的热量Q与比升高的温度Δt之间满足Q=cmΔt又因为水吸收的热量为动能的10%，所以有代入数据解得Δt≈2.4×10-3℃15．（1）3.5W；（2）90%【解析】【详解】（1）根据小灯泡恰好正常发光，可得电路中电流电源外压电源的输出功率解得（2）电动机的电压电动机的电功率电动机的热功率电动机的效率解得16．见详解【解析】【详解】在时间t内电流做功电功率为