高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律综合与测试同步测试题

章末质量评估(四)

(时间:90分钟　满分:100分)

一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分.每小题只有一个选项符合题目要求)

1.关于电功W和电热Q,下列说法正确的是 (　　)

A.在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt,且W=Q

B.在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt,但W不一定等于Q

C.W=UIt、Q=I2Rt均只在纯电阻电路中成立

D.W=UIt在任何电路中都成立,Q=I2Rt只在纯电阻电路中成立

答案:B

2.某手电筒的两节干电池已经用了较长时间,接通电路后,灯泡只能发出很微弱的光,把它们取出来,用电压表测两节干电池的电压,电压表示数接近3 V,再把它们作为一个台式电子钟的电源,接通电路后,电子钟能正常工作,则下列说法正确的是              (　　)

①这两节干电池的电动势减小了很多　②这两节干电池的内阻增大了很多　③这台电子钟的额定电压一定比手电筒的小灯泡的额定电压小　④这台电子钟的正常工作电流一定比小灯泡的正常工作电流小

A.①② B.①③ C.②④ D.③④

答案:C

3.不考虑温度对电阻的影响,对一个“220 V　40 W”的灯泡,下列说法正确的是 (　　)

A.接在110 V的电路上时的功率为20 W

B.接在110 V的电路上时的功率为10 W

C.接在440 V的电路上时的功率为160 W

D.接在220 V的电路上时的功率为80 W

答案:B

4.电阻R1和R2分别标有“2 Ω　1.0 A”和“4 Ω　0.5 A”字样,将它们串联后接入电路中,如图所示,则此电路中允许消耗的最大功率为              (　　)

A.1.5 W B.3.0 W C.5.0 W D.6.0 W

答案:A

5.一台智能即热式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示.根据表中提供的数据,计算出此电热水器在额定电压下工作时,通过电热水器的最大电流约为              (　　)

A.40 A B.4.4 A C.9.1 A D.0.11 A

答案:C

6.如图所示,电路中电源电动势为E,内阻为r,定值电阻的阻值为R0,电阻箱的阻值为R.关于各部分的功率,下列说法正确的是              (　　)

A.当R+R0=r时,R上消耗的功率达到最大值

B.当R0=r+R时,R上消耗的功率达到最大值

C.当R0=R+r时,R0上消耗的功率达到最大值

D.当R+R0=r时,电源的输出功率达到最大值

解析:R是电阻箱,要使R上消耗的功率达到最大值,可将r+R0看作等效内阻,当R=R0+r时,等效电源输出功率最大,即R消耗的功率最大,选项A、B错误;R0为定值电阻,要使R0消耗的功率达到最大值,则通过的电流最大,此时R=0,选项C错误;当外电阻等于内阻即R+R0=r时,电源的输出功率达到最大值,选项D正确.

答案:D

7.如图所示,把两个相同的灯泡分别组成甲、乙两种电路,甲电路所加的电压为8 V,乙电路所加的电压为14 V.调节滑动变阻器R1和R2使两灯都正常发光,此时滑动变阻器消耗的电功率分别为P甲和P乙,下列关系正确的是(　　)

甲                   乙

A.P甲>P乙 B.P甲<P乙     C.P甲=P乙   D.无法确定

答案:A

8.一辆电动观光车蓄电池的电动势为E,内阻不计,当空载的电动观光车以大小为v的速度匀速行驶时,流过电动机的电流为I,观光车的质量为m,观光车受到的阻力与车重力的比值为k,重力加速度为g,忽略电动观光车内部的摩擦,则下列表达式错误的是              (　　)

A.电动机的内阻为R=

B.电动机的内阻为R=-

C.观光车的工作效率η=

D.电动机的发热效率η'=

答案:A

二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分.每小题有多个选项符合题目要求.全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)

9.如图所示,AB是某电源的路端电压随电流变化的关系图线,OM是定值电阻R两端的电压随电流变化的图线.由图可知              (　　)

A.该电源的电动势为6 V,内阻是2 Ω

B.定值电阻R的阻值为1 Ω

C.该电源的最大输出功率为9 W

D.当该电源只向电阻R供电时,其效率约为66.7%

答案:CD

10.如图所示的电路中,电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,电阻R1=6 Ω,R2=5 Ω,

R3=3 Ω,电容器的电容C=2×10-5 F.若将开关S闭合,电路稳定时通过R2的电流为I;断开开关S后,通过R1的电荷量为q.则              (　　)

A.I=0.75 A    B.I=0.5 A    C.q=2×10-5 C    D.q=1×10-5 C

解析:开关S闭合时,I==0.75 A,选项A正确,选项B错误;此时UC==1.5 V,QC=CUC=3×10-5 C,若将开关断开,则电容器上所带的电荷通过R1、R3放掉,因I1∶I3=R3∶R1=1∶2,根据q=It可知,通过R1的电荷量q=QC=1×10-5 C,选项C错误,选项D正确.

答案:AD

11.如图所示电路,电源内阻不可忽略,电表均为理想电表,开关S闭合后,灯泡正常发光.若滑动变阻器R的滑片向下滑动,下列判断正确的是              (　　)

A.电源的效率一定减小

B.电源的输出功率可能减小

C.灯泡L有可能会烧坏

D.电压表V和电流表A的示数均减小

答案:AB

12.如图所示,A和B为竖直放置的平行金属板,在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球.开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑片在A处,此时绝缘线向右偏离竖直方向,电源的内阻不能忽略,则下列判断正确的是(　　)

A.小球带正电

B.当滑片从A向B滑动时,绝缘线的偏角θ变小

C.当滑片从A向B滑动时,电流计中有电流,方向从上向下

D.当滑片停在B处时,电源的输出功率一定大于滑片在A处时电源的输出功率

答案:ABC

三、非选择题(本题共6小题,共60分)

13.(4分)下图是把量程为0~3 mA的电流表改装成欧姆表的示意图,其中电源电动势E=1.5 V.改装后若将原电流表3 mA刻度处定为阻值为0的位置,则

1.5 mA刻度处应标　　　　Ω,1 mA刻度处应标　　　　Ω. 

答案:500　1 000

14.(12分)在用DIS测电源的电动势和内阻的实验中,图甲为实验电路图,定值电阻R0=1 Ω,R为滑动变阻器,图乙为实验的实物连接图.

甲                   乙                     丙

(1)请用笔画线代替导线,按电路图完成实物连接图.

(2)A组同学实验测得的路端电压U、相应电流I的拟合曲线如图丙所示,由此得到电源内阻为　　　　Ω;当电压传感器的示数为1.6 V时,电源的输出功率为　　　　W. 

(3)根据图丙中实验测得的数据,可以推测实验中选用的滑动变阻器的型号,下列较合理的是　　　　. 

A.0~5 Ω            B.0~20 Ω

C.0~50 Ω            D.0~200 Ω

(4)B组同学也利用A组用的同一套器材完成此实验,误把图甲中电压传感器在D点的接线接在C点,测得的数据也在同一坐标系中作出U-I图像,其他操作、读数等都准确无误.则B组画出的图线与纵轴的交点所对应的电压值、图线的斜率大小和A组的相比,分别　　　　和　　　　.(均选填“偏大”“相同”“偏小”或“无法确定”) 

(5)根据A组实验测得的I、U 数据,若令y=IU,x=I,则由计算机拟合得出的y-x图像应是图丁中的　　　　(选填“a”“b”或“c”),其余两条图线分别是令y=IE和y=I2r得出的.根据前面测量得到的电源电动势和内阻的值,推测图中A点的x、y坐标分别为　　　　A、　　　　W.(结果保留两位有效数字) 

丁

答案:(1)如图所示.

 (2)0.8　 0.8　(3)C　(4)相同　偏大　(5)c　2.5　5.0

15.(8分)如图所示的电路中,电源电动势E=12 V,内阻r=1 Ω,电阻R1=9 Ω,

R2=15 Ω,理想电流表A的示数为0.4 A,求电阻R3的阻值和它消耗的电功率.

答案:30 Ω　1.2 W

16.(10分)如图所示的电路中,电源电动势E=10 V,内阻r=0.5 Ω,电动机的电阻R0=1 Ω,定值电阻R1=1.5 Ω.电动机正常工作时,理想电压表的示数U1=3 V.求:

(1)电源总功率;

(2)电源的输出功率;

(3)电动机消耗的电功率,以及将电能转化为机械能的功率.

答案:(1)20 W　(2)18 W　(3)12 W　8 W

17.(12分)如图所示,电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,电阻R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=

7.5 Ω,电容器的电容C=4 μF.开关S原来断开,从闭合开关S到电路稳定,这一过程中通过电阻R的电荷量是多少?

答案:1.92×10-5 C

18.(14分)如图所示,图甲中在滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示.不考虑电表对电路的影响.

甲                   乙

 (1)电压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图像应分别为U-I图像中的哪一条直线?

(2)定值电阻R0、滑动变阻器的总电阻R分别为多少?

(3)求出电源的电动势和内阻.

解析:(1)电路电流增大,路端电压减小,定值电阻R0分压增大,电压表V1示数为电阻R0两端电压,电压表V2示数为路端电压,电压表V1的示数随电流表示数的变化图像为AC,电压表V2的示数随电流表示数的变化图像为BC.

(2)根据部分电路欧姆定律,由题图乙可知,R0==3 Ω.

当电路电流最小,即I0=0.5 A时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时滑动变阻器两端电压UR=UB-UA=6 V,滑动变阻器总电阻R==12 Ω.

(3)根据闭合电路欧姆定律,路端电压与电流的关系是U=E-Ir,

所以直线BC斜率的绝对值表示电源内阻,

即r==1 Ω,

电动势E=UB+I0r=8 V.

答案:(1)见解析.　(2)3 Ω　12 Ω　(3)8 V　1 Ω