第十二章《电能能量守恒定律》培优章末练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册含答案

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第十二章《电能 能量守恒定律》培优章末练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（24-25高二上·四川·月考）扫地机器人作为智能家电，已逐渐走进了人们的日常生活。某款扫地机器人的电池容量为，正常工作时的功率为，工作时的额定电压为，充电时的平均电流约为，下列说法正确的是（    ） A．充满电后，电池贮存的电能为 B．电用完后再充满电，充电时间约为 C．正常工作时的电流为 D．机器人内部的电机电阻为 2．（24-25高二上·江苏泰州·期中）如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，R1、R2、R3为定值电阻，电流表A1、A2均为理想电表，闭合开关S，下列说法中正确的是（　　） A．电流表A1示数减小 B．电流表A2示数减小 C．电源内阻消耗的功率减小 D．电源的总功率减小 3．（24-25高二上·浙江衢州·期中）下列四个电学仪表，所测物理量的单位属于基本单位的是（　　） A． B． C． D． 4．（24-25高三上·安徽·开学考试）如图所示为风力发电机，其叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地的风速为6m/s，风向恰好与叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，该风力发电机可将经过此圆面内空气动能的10%转化为电能。该风力发电机的发电功率约为（    ） A．81.4Kw B．814kW C．16.3kW D．163kW 5．（25-26高二上·浙江温州·期中）如图所示为国产积木品牌森宝积木生产的电机及其伏安特性曲线，由该图像可知（　　） A．该电动机内阻为 B．电压为1V时该电机的输出功率为0.5W C．电压为1V时该电机的输出效率为80% D．电压为0.1V时该电机的机械功率为0.025W 6．（25-26高一上·北京·开学考试）如图所示的电路中电源电压恒为9V，小灯泡的铭牌上标有“6V 3W”的字样。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3V，不计温度对灯丝电阻的影响。则此时（　　） A．通过小灯泡中的电流是0.5A B．小灯泡的电功率是1.5W C．电路中消耗的总功率为4.5W D．滑动变阻器接入电路的阻值为24Ω 7．（25-26高二上·湖北·期中）如图所示的电路中，合上开关S，将滑片Р向右移动的过程中，由理想电流表和理想电压表测得三组数据（I1、U1）、（I2、U2）和（I3、U3），已知，，。电源内阻不计，则下列结论中正确的是（　　）    A． B． C．可能存在 D． 8．（25-26高二下·辽宁沈阳·开学考试）如图所示电路，电源内阻为r，两相同灯泡电阻均为R，其中与一光敏电阻（阻值随光照强度增大而减小）串联，D为理想二极管（具有单向导电性），电表均为理想电表。闭合S后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现装置所处位置光照强度变大，电压表、示数变化量绝对值分别为、，电流表示数变化量为，则下列说法中错误的是（　　） A．两灯泡逐渐变亮 B．油滴将向下运动 C． D． 二、多选题 9．（24-25高二上·山东济宁·阶段练习）a、b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线，则以下说法正确的是（　　） A．电池组的内阻是 B．电阻的阻值为 C．将该电阻接在该电池组两端，电池组的效率将是百分之75 D．改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为4W 10．（25-26高二上·湖北·开学考试）如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，电流表、电压表均为理想电表。现由于某种原因灯丝突然烧断，其余用电器均未损坏，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数一定变小 B．电压表的示数一定变大 C．电压表的示数与电流表的示数的比值不变 D．电源的输出功率一定变大 三、实验题 11．（25-26高二下·安徽芜湖·阶段练习）在研究“电容器的充、放电现象”实验中，实验器材主要有：电容器（电解电容，引脚上标明了“”、 “”）、多用电表、灵敏电流计、定值电阻、单刀双掷开关、直流电源、坐标纸、铅笔等。 （1）实验之前，先用多用表的欧姆挡对电容做初步检测：将多用表的两只表笔分别与电解电容的两个引脚相连，由于电解电容引脚有“”、“”之分，因此需要将多用电表 ______（填“红”或“黑”）表笔与电解电容的“”引脚相连。多用表的欧姆挡与电容正确连接后，如果观察到的表针摆动现象是______（从下面选项中选择），则表明被检测电容器正常。    A．表针始终停在最左侧“∞”刻度处不动 B．表针从最左侧“∞”刻度处摆向右，然后停在最右侧不动 C．表针从最左侧“∞”刻度处摆向右，然后从右摆向左，最后停在最左侧“∞”刻度处不动 （2）将检测后正常的电容器和其他实验器材组成如图甲所示的电路。将开关S置于a对电容充电，然后将开关S置于b使电容放电，在放电过程中，每隔相等的时间记录一次电流表的读数，在坐标纸上描点、画图，得到的图像如图乙，__________表示电容器充电结束后储存的电量，经估算得出电容器储存的电量为电源电压为10 V，电容器电容C=__________F。    12．（2025·广东梅州·二模）某同学利用图甲的电路图测量电源的电动势（E）和内阻（r）。图中V为理想电压表，R为电阻箱。    （1）开关S闭合前，将电阻箱阻值调到___________（选填“最大”或“最小”）。 （2）开关S闭合后，调节电阻箱，分别记录下电阻箱阻值R和电压表示数U，记录多组数据后，作出图像，如图乙所示。根据图乙可得电源的电动势___________、内阻___________。 （3）若电压表的内阻不是无穷大，则该方法测得的电源电动势___________（选填“偏大”或“偏小”），电源内阻___________（选填“偏大”或“偏小”）。 四、解答题 13．（25-26高二上·陕西西安·阶段练习）如图所示的电路中，A、B间的电压恒为，，阻值为的一半，电压表示数。电流表和电压表均为理想电表。求： （1）的阻值； （2）电流表示数I。    14．（25-26高二上·江苏扬州·阶段练习）如图所示，电源电动势E=10V，内电阻r=1.0Ω，电阻R1=5.0Ω、R2=8.0Ω、R3=2.0Ω、R4=6.0Ω，R5=4.0Ω，水平放置的平行金属板相距d=2.4cm，电容为2.0μF，原来单刀双掷开关S接b，在两板中心的带电微粒P处于静止状态；现将单刀双掷开关S迅速接到c，带电微粒与金属板相碰后即吸附在金属板上，取g=10m/s2，不计平行板电容器充放电时间，求： （1）当单刀双掷开关S接b时，电容器上极板所带的电量； （2）当单刀双掷开关S接c时，电容器上极板所带的电量； （3）当单刀双掷开关S接c后，带电微粒在金属板中的运动时间。    《第十二章《电能 能量守恒定律》培优章末练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册》参考答案 1．B 【详解】A．是电荷量不是电能，故A错误； B．电用完后再充满电，充电时间约为 故B正确； C．正常工作时的电流为 故C错误； D．如果是纯电阻 由于电机是非纯电阻用电器，，故D错误。 故选B。 2．B 【详解】ACD．闭合开关S，电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流增大，即电流表A1示数增大，则电源内电压增大，而路端电压减小，根据 ， 可知，电源内阻消耗的功率增大，电源的总功率增大，故ACD错误； B．由于通过R1的电流增大，则R1两端电压U1增大，根据 由于路端电压减小，可知R2两端电压减小，则通过R2的电流减小，电流表A2示数减小，故B正确。 故选B。 3．C 【详解】A．欧姆表测量的是电阻的阻值，电阻的单位不属于基本单位，故A错误； B．电压表测量的是电压，电压的单位不属于基本单位，故B错误； C．电流表测量的是电流，电流的单位属于基本单位，故C正确； D．电能表是用来测量电能的仪表，电能的单位不属于基本单位，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】依题意，空气的动能转化为电能，根据能量守恒定律有 在时间t内吹到叶片上的空气的质量 在时间t内吹到叶片上的空气动能为 解得该风力发电机的发电功率约为 故选C。 5．C 【详解】A．电动机内阻为 故A错误； B．电压为1V时该电机的输出功率 故B错误； C．电压为1V时该电机的输出效率为 故C正确； D．电压为0.1V时该电机不转动，机械功率为0，故D错误。 故选C。 6．D 【详解】A．由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测L两端的电压。小灯泡的电阻 移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为3V时，通过灯泡的电流，故A错误； B．此时灯泡的功率PL′=ULI=3V×0.25A=0.75W，故B错误； C．串联电路各处电流相等，电路中消耗的总功率为P=U总I=9V×0.25A=2.25W，故C错误； D．串联电路总电压等于各部分电压之和，所以变阻器两端的电压UR=U总-UL=9V-3V=6V 滑动变阻器接入电路的阻值，故D正确。 故选D。 7．D 【详解】AB．将滑动变阻器的滑片Р向右移动的过程中，回路的电阻逐渐增大，电流强度逐渐减小，R0分得的电压逐渐降低，滑动变阻器分得的电压逐渐升高，因此 ， A、B错误； C．滑动变阻器接入电路的阻值分别为 ，， 若 则 ， 可知 ， 此时不满足 C错误； D．将R0等效为电源内阻，根据闭合电路欧姆定律可知 在U—I图像中，斜率表示内电阻R0，因此利用图像 D正确。 故选D。 8．B 【详解】A．光敏电阻阻值减小→总电阻减小→总电流增大→两个灯泡的电流都增大，功率增大，因此两灯都变亮，故A正确； B．总电流增大，故内电压增大，所以外电压减小，即V1的示数减小，而L1的电压变大，所以并联部分L2的电压减小，所以V2的示数及电容器板间电压变小，应放电，但二极管的单向导电性使电荷不能放出，由于Q不变，则由， 得 可知E不变，油滴静止不动，故B错误； C．把L1电阻R看作电源内阻一部分，就是两端电压的增加量，也是电容器两板间电压减少量，则，故C正确； D．由闭合电路欧姆定律可得 所以，故D正确。 故选B。 9．CD 【详解】A．由图线a可知电池组的内阻为 故A错误； B．电阻的阻值为 故B错误； C．由题图知，，两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端时的工作电流和路端电压（电阻两端电压），由题图可读出路端电压为；电流，电池组的输出功率是 则效率为 故C正确； D．由题图知，，当外电阻等于电池组内阻时，电池组的输出功率最大为 故D正确。 故选CD。 10．BC 【详解】ABC．灯丝突然烧断，则电路外电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流减小，路端电压增大；根据 可知电流表的示数变大；根据 可知电压表的示数变大；由于 可知电压表的示数与电流表的示数的比值不变，故A错误，BC正确； D．根据 可知当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，由于题干不清楚外电阻与内阻的关系，所以无法确定电源的输出功率任何变化，故D错误。 故选BC。 11． 黑 C 图像与坐标轴围成的面积 【详解】（1）[1]多用表欧姆挡黑表笔电势高于红表笔电势，因此需要将多用电表黑表笔与电解电容的“”引脚相连。 [2]电容与多用表欧姆挡相连后开始充电，充满电之后电流为零，对应在表针摆动情况就是先向右摆动，然后从右摆向左，最后停在最左侧“∞”刻度处不动（对应电流为零）。 故选C。 （2）[3]根据 可知图像与坐标轴围成的面积表示电容器充电结束后储存的电量； [4]根据电容定义式 可得电容器电容为 12． 最大 偏小 偏小 【详解】（1）[1]为了保证电源安全，电阻箱阻值应调到最大。 （2）[2][3]根据闭合电路欧姆定律有 整理得 结合图像可得 （3）[4][5]若考虑电压表的内阻不是无穷大，根据闭合电路欧姆定律有 整理得 结合图像可得 故测得的电源电动势偏小，电源内阻偏小。 13．（1）；（2） 【详解】（1）根据部分电路的欧姆定律 根据欧姆定律 解得 ， 的阻值为 （2）通过的电流为 电流表示数 14．（1）1.2×10-5C；（2）-6.0×10-6C；（3）0.04s 【详解】（1）（2）由闭合电路欧姆定律有 又 解得 I=1A 则 V，V，V 可得 Q=C(U1+U3)=1.2×10-5C，Q’=CU4=-6.0×10-6C （3）设微粒的质量为m，带电量为q，S接b时微粒P处于静止状态，微粒应带负电，且有 设S接c时微粒P的加速度为a，在金属板中运动时间为t，则有 ， 联立，解得 题号12345678910答案BBCCCDDBCDBC