【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 B卷.zip

第四单元 电能 能量守恒定律 B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．下列电器把电能主要转化为机械能的是（　　）

A．热水壶 B．电风扇

C．护眼灯 D．电饭煲

【答案】B

【详解】热水壶、电风扇、护眼灯和电饭煲四种电器中，把电能主要转化为机械能的是电风扇，热水壶和电饭煲主要把电能转化为内能，护眼灯主要把电能转化为光能。

故选B。

2．如图所示，为两个不同闭合电路中两个不同电源的图象，则下列说法中正确的是（    ）

A．电动势，短路电流

B．电动势，内阻

C．电动势，内阻

D．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较小

【答案】C

【详解】A．图象与轴的交点表示电源电动势，与轴的交点表示短路电流，有

故A错误；

BC．根据闭合电路的欧姆定律得

可知

故内阻

故B错误，C正确；

D．根据闭合电路的欧姆定律可得

可知当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大，故D错误。

故选C。

3．如图所示是小文同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图．当开关闭合时，灯不亮，灯亮，电流表有读数．电压表没有示数，则故障原因可能是（　　）

A．断路 B．短路 C．断路 D．短路

【答案】B

【详解】AC．电流表有示数，说明电路故障不可能是断路，故AC错误；

BD．电压表无示数，说明电压表并联部分短路或者串联部分断路，又因为不断路，只能电压表并联部分短路。综合判断，是L1短路，故B正确，D错误。

故选B。

4．如图所示，一直流电动机与阻值R=9Ω的电阻串联在电源上，电源的电动势E=30V，内阻r=1Ω，闭合开关，用理想电压表测出电动机两端电压U=10V，已知电动机线圈的电阻RM=1Ω，则下列说法中正确的是（　　）

A．通过电动机的电流为10A

B．电动机的输出功率为16W

C．电源的输出功率为60W

D．10s电动机产生的焦耳热为1000J

【答案】B

【详解】A．根据闭合电路欧姆定律，有

通过电动机的电流为

故A错误；

B．电动机的输出功率为

故B正确；

C．电源的输出功率为

故C错误；

D．10s电动机产生的焦耳热为

故D错误。

故选B。

5．如图甲所示的电路，电源电压保持 9V 不变，小灯泡标有“6V，6W”的字样，小灯泡的电流随电压的变化曲线如图乙所示。以下说法中错误的是（　　）

A．小灯泡正常发光时的电阻为 6 Ω

B．滑动变阻器接入电路的阻值为 3 Ω 时，小灯泡正常发光

C．滑动变阻器接入电路的阻值为 14 Ω 时，小灯泡的电功率为 1W

D．当电压表的示数为 4V 时，整个电路在 10s 内消耗的电能是 48J

【答案】D

【详解】A．小灯泡正常发光时的电压为

U＝6V

正常发光的电功率为

PL＝6W

故小灯泡正常发光时的电阻为

故A正确；

B．小灯泡与滑动变阻器串联，电流相等。故小灯泡正常发光时电路的电流为

故此时滑动变阻器接入电路的阻值为

故B正确；

C．由图乙可知，当小灯泡两端的电压为2V时，电路中的电流为0.5A，故此时小灯泡的电功率为

P＝UI＝2V×0.5A＝1W

则此时滑动变阻器接入电路的阻值为

故C正确；

D．由乙图可知，当电压表的示数为4V时，即当灯泡两端的电压为4V时，电路中的电流为0.8A，则整个电路在10s内消耗的电能是

W＝UIt＝9V×0.8A×10s＝72J

故D错误。

本题选择错误选项。故选D。

6．在如图所示的电路中，灯泡的电阻大于电源的内阻，闭合电键，将滑动变阻器的滑片向左移动一段距离后，下列结论正确的是（　　）

A．灯泡变亮

B．电源的输出功率变小

C．电容器上的电荷量减少

D．电流表读数变小，电压表读数变小

【答案】B

【详解】A．当滑动变阻器滑片向左移动，其接入电路的电阻增大，电路总电阻增大，电流减小，灯泡的功率，不变，则灯泡变暗。故A错误。

B．当内、外电阻相等时，电源的输出功率最大，灯泡的电阻大于电源的内阻，当增大时，电源的输出功率减小，故B正确。

C．变阻器两端电压增大，电容器与变阻器并联，电容器上电压也增大，则其电荷量增大，故C错误；

D．电流表读数变小，电压表读数变大，故D错误。

故选B。

7．如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列说法正确的是（　　）

A．A1示数变小，V示数变小 B．A1示数不变，V示数不变

C．V示数与A1的示数之比不变 D．电路消耗的总功率变大

【答案】D

【详解】AB．当滑动变阻器的滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，外电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，回路中电流增大，即A1示数增大，电源电压保持不变，即V的示数不变，故AB错误；

C．V示数不变，而A1的示数增大，所以V示数与A1的示数之比减小，故C错误；

D．电源电压不变，电流增大，所以电路消耗的总功率增大，故D正确。

故选D。

8．如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻r=1Ω，灯泡L上标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻。闭合电键后，灯泡恰好正常发光，电动机也恰好正常工作，以下判断正确的是（　　）

A．电动机的输入功率为8W B．电动机的输出功率为12W

C．电动机的机械效率为25% D．电源的输出功率为24W

【答案】A

【详解】A．灯泡恰好正常发光可知

电动机两端的电压

电动机的输入功率

故A正确；

B．电动机的输出功率

故B错误；

C．电动机的机械效率

故C错误；

D．电源的输出功率

故D错误。

故选A。

9．USB电风扇体积小、便于携带，并且采用了新型的无刷直流电机，比传统的马达风扇更安静、更省电。目前，USB电风扇已经成了上班族、学生党的常备利器。若风扇内部电源电动势为E，内阻为r，电机内阻为R，正常工作时两端电压为U，输入电流为I，则以下说法正确的是（　　）

A．电机产生的热功率：

B．电源的总功率：

C．电机消耗的电功率：

D．电机输出机械功率：

【答案】BC

【详解】A．电机为非纯电阻用电器，其热功率为，A错误；

B．电源的总功率为，B正确；

C．电动机消耗的电功率为，C正确；

D．电机输出机械功率，D错误。

故选BC。

10．智能手机屏幕的光线过强会对眼睛有害，因此手机都有一项可以调节亮度的功能，该功能既可以自动调节，也可以手动调节。某兴趣小组为了模拟该功能，设计了如图所示的电路，光敏电阻阻值随光照增强而减小。闭合开关，则（　　）

A．仅使光照变弱，小灯泡变亮

B．仅使光照变强，小灯泡变亮

C．仅将滑片向a端滑动，小灯泡变暗

D．仅将滑片向b端滑动，小灯泡变暗

【答案】BD

【详解】A．仅使光照变弱，可知光敏电阻的阻值变大，则总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，总电流减小，小灯泡的功率变小，小灯泡变暗，选项A错误；

B．仅使光照变强，光敏电阻的阻值变小，则总电阻变小，由闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，小灯泡的功率变大，小灯泡变亮，选项B正确；

C．仅将滑片向a端滑动，接入电路的有效阻值变小，则总电阻变小，总电流增大，小灯泡的功率变大，小灯泡变亮，选项C错误；

D．仅将滑片向b端滑动，接入电路的有效阻值变大，则总电阻变大，总电流减小，小灯泡的功率变小，小灯泡变暗，选项D正确。

故选BD。

11．如图所示，某电路中电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，指示灯RL的阻值为32Ω，电动机M线圈电阻为R0=2Ω。当开关S闭合后，指示灯RL的电功率为2W。那么下列说法中正确的是（　　）

A．流过电动机M的电流为4A

B．流过理想电流表的电流为2A

C．电动机M输出的机械功率7.875W

D．电源的总功率为20W

【答案】BCD

【详解】AB．指示灯的电压为

指示灯的电流为

根据闭合电路欧姆定律可得

解得流过电流表的电流为

流过电动机M的电流为

所以A错误，B正确；

C．电动机M输出的机械功率为

所以C正确；

D．电源的总功率为

所以D正确。

故选BCD。

12．如图所示为多用电表原理示意图，所用电流表的表盘刻度共100格，满偏电流为Ig= 100mA，满偏电压为Ug= 1V，电源的电动势为E = 1.5V，内阻r = 0.5Ω，直流电压挡的量程为0 ~ 50V，则下列判断正确的是（   ）

A．黑表笔应该接a，红表笔接b

B．选择开关接1时为直流电压挡

C．定值电阻R0的阻值为500Ω

D．选择开关接2，刻度盘正中间的刻度值为15Ω

【答案】AD

【详解】A．多用电表的电流是从红表笔流进电表，从黑表笔流出电表，从电流的流向可以看出a应该接黑表笔，故A正确；

B．选择开关接1时为直流电流挡，故B错误；

C．R0和电流表G串联形成一个新的电压表

U = Ug＋IgR0

改装后U = 50V，代入数据解得

R0= 490Ω

故C错误；

D．当选择开关接2时，a、b之间为多用电表的欧姆挡，则有

联立解得

R中 = 15Ω

故D正确。

故选AD。

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．在测定两节干电池电动势和内阻的实验中，某同学用到的器材有一个电压表、一个电阻箱、一个定值电阻、一个开关、两节干电池、若干导线，其实验实物图如图甲所示。

（1）改变电阻箱的阻值，用图甲中的电压表测出多组电阻箱两端的电压。实物图甲中已连接好部分电路，请按照实验要求将剩余部分电路连接好        。

（2）在坐标纸上作出与的关系图线如图乙所示，结合图线计算出两节干电池的电动势           ，内阻           。（结果用a、b和表示）

（3）若考虑电压表并非理想电压表，则电动势的测量值与真实值相比           ；内阻的测量值与真实值相比           。（选填“偏大”“相等”或“偏小”）

（4）另一位同学将图甲电压表的导线改接在的c、d端，改变电阻箱的阻值R，测出多组电压表的数据U，若用图像法测算电源的电动势和内阻，为了使得到的图线是一条直线，则该同学应描绘           。

A．图    B．图    C．图    D．图

【答案】                       偏小     偏小     C

【详解】（1）[1]因电源是两节干电池，选取电压表量程为伏，电路图连接如图所示

（2）[2][3]由闭合回路欧姆定律可知

整理可得

因为纵轴截距

所以

因为斜率

可得

（3）[4][5]由（2）问知

①，②

若考虑电压表并非理想电压表，则

其中

整理可得

由此可知

③，④

对比①与③，可知；对比②与④，可知。

（4）[6]由闭合回路欧姆定律可知

整理可得

所以应描绘的是图。

14．如图所示，电源电动势为E=30V，内阻为r=2Ω，电灯上标有“6V，12W”字样，直流电动机线圈电阻R=2Ω，若电灯恰能正常发光，求：

（1）电动机两端的电压是多大；

（2）电动机输出的机械功率是多少。

【答案】（1）20V；（2）32W

【详解】（1）灯泡L正常发光，电路中的电流为

由闭合电路的欧姆定律可知，电动机的电压为

UM=E-Ir-UL=20V

（2）电动机的总功率为

P总=IUM=2×20=40W

电动机的热功率为

P热=I2R=22×2W=8W

所以电动机的输出功率为

15．某一用直流电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r=1 Ω，电动机两端电压恒为5 V，物体A重20 N。某时刻电路中的电流为1 A，不计摩擦力。

（1）此时电动机的输出功率是多少？

（2）电动机对该重物的最大提升速度是多少？

（3）若电动机因故不能转动，这时通过它的电流强度多大？电动机实际消耗的电功率多大？

【答案】（1）4W；（2）0.2m/s；（3）5A，25W

【详解】（1）电动机的输入功率为

电动机线圈产生的热功率为

输出功率为

（2）当牵引力等于重力时，速度最大，则有

解得

（3）电动机不转时看作纯电阻元件，由于电动机两端电压恒为5 V，根据欧姆定律，这时通过电动机的电流为

实际消耗的电功率为

16．现有一个可调电压电源，一个电压表，A、B、C三盏小灯泡规格分别为：A灯“6V，3W”、B灯“6V，4.8W”、C灯“6V，6W”，三盏小灯泡的电流电压关系如图所示，即三个灯的电阻随实际功率变化而变化，在保证电路安全的情况下，进行以下实验。求

（1）求A灯正常发光时灯丝的电阻；

（2）若将A、B两盏小灯泡并联在可调电压电源两端，电源电压调节为6V，求经过10s两盏小灯泡消耗的总电能为多少J？

（3）若将A、C两盏小灯泡串联在可调电压电源两端，调节电源电压，使A灯正常发光，求此时C灯的实际电压和实际电功率。

【答案】（1）12Ω；（2）78J；（3）2V，1W

【详解】（1）A灯正常发光，则

由得，A灯正常发光时灯丝的电阻为

（2）若将A、B两盏小灯泡并联在可调电压电源两端，电源电压调节为6V，则

，，

电路总功率

经过10s，两盏小灯泡消耗的总电能

W=Pt=7.8W×10s=78J

（3）由于串联电路中电流处处相等，A灯正常发光时，由P=UI得，电路中的电流

由图可知，当电流I=0.5A时，C灯的电压UC=2V，则C灯的实际功率

PC=UCI=2V×0.5A=1W