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第十二章 电能 能量守恒定律--素养形成性达标训练卷
(考试时间：75分钟 满分：100分)
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
第Ⅰ卷 选择题
一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。）
1．（24-25高二上·河北保定·期中）下列说法正确的是（　　）
A．在利用能源的过程中，能量是守恒的 B．能源是无限的
C．白石从白石山上滚下，机械能没有变化 D．能量会凭空消失
2．（24-25高二上·浙江·期末）随着科技发展，扫地机器人作为智能化家电典型代表逐步走入千家万户。如图所示为某一款扫地机器人的主机，产品的相关参数如表所示，下列说法正确的是（　　）
A．“”为能量单位
B．主机工作电流约为
C．主机电动机的电阻约为
D．电池最多能储存的能量约为
3．（25-26高二上·湖北孝感·开学考试）两盏电灯L1、L2分别标有“110V，100W”、“110V，40W”，若将两盏电灯接在电压为220V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是（　　）
A． B．
C． D．
4．（22-23高二上·四川攀枝花·阶段练习）如图所示用直流电动机提升重为的重物，电源电动势为，不计电源内阻及各处摩擦，当电动机以的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流为，可以判断（　　）。
A．电动机提升重物输出的功率为
B．电动机消耗的总功率为
C．电动机线圈的电阻为
D．电动机线圈的电阻为
5．（24-25高二上·四川广安·期末）太阳帆助力中国航天科技，如图为人造地球卫星的太阳帆，某一小块太阳能电池板的开路电压，短路电流，则下列说法正确的是（　　）
A．太阳能属于不可再生能源
B．电池板的电动势大于0.8V
C．电池板的电动势小于0.8V
D．电池板的内阻为
6．（24-25高二上·广东清远·期中）如图为某次测量电源的电动势和内电阻所作的图像，下列说法不正确的是（　　）
A．根据，计算出待测电源内阻为10Ω
B．根据，计算出待测电源内阻为2Ω
C．纵轴截距表示待测电源的电动势，即
D．横轴截距表示路端电压为2.4V时的电流为0.3A
7．（25-26高二上·江苏苏州·阶段练习）为了打击酒驾醉驾行为，保障交通安全，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试。图1是某型号酒精测试仪，其工作原理如图2所示，R为气敏电阻，其阻值随酒精气体浓度的增大而减小。电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，R0为定值电阻且R0=r。酒驾驾驶员对着测试仪吹气过程中，下列说法正确的是（　　）
A．饮酒量越多，电源的输出功率一定越小
B．饮酒量越多，气敏电阻R消耗的功率一定越小
C．电压表和电流表的示数都变小
D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变
8．（25-26高二上·辽宁·阶段练习）下列说法正确的是（　　）
A．1号干电池的电动势比5号干电池的电动势大
B．导线内的电场是由电源、导线等电学元件所积累的电荷共同形成的
C．路灯中一个烧坏后，不影响其他路灯的正常工作，因此路灯是并联的
D．电源是一个能量转换器，表征其转化本领大小的电动势是矢量，且有方向性
9．（25-26高二上·重庆九龙坡·阶段练习）如图所示电路电源电动势E=9V，内阻未知，两定值电阻R均为10Ω，电容器的电容C=1μF，先只闭合开关，待电路稳定后，电容器电量为；再闭合开关，当再次达到稳定时电容器电量为。以下说法正确的是（　　）
A．先后两种情况下电容器板间电场强度之比为4：3
B．
C．两开关均闭合，待电路稳定，仅断开后，流过开关所在支路电阻的电荷量为
D．电源内阻为5Ω
10．（24-25高二上·湖南常德·期末）如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，、为定值电阻，为光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。若照射光敏电阻的光照强度减弱，电压表示数的变化量绝对值为，电流表示数的变化量绝对值为，两电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数变小，电压表的示数变大
B．
C．有从右向左的电流流过
D．的功率变小，电源的输出功率可能变大
第Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题
11．（6分）（24-25高二下·安徽·期中）某同学要测量一节新干电池的电动势和内阻（内阻约0.5Ω），实验室提供的器材有：电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）；电流表A（量程0.6A，内阻约1Ω）；滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）；定值电阻R0（阻值为2Ω）；开关一个，导线若干。
(1)该同学选用部分器材设计了如图1所示电路，该电路不够合理，原因是 。请合理选用器材，设计合理的实验电路并画在图2方框内 。
(2)按合理的实验电路进行实验，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到一端，使其接入电路的电阻最大，闭合开关，调节滑动变阻器，某次调节后电压表的示数如图3所示，此时电压表测得的电压为 V。
(3)多次调节滑动变阻器，测得多组电压表和电流表的示数U、I，作U-I图像，得到图像的斜率绝对值为k，图像与纵轴的截距为b，则测得电池的电动势E = ，电池的内阻r= （用已知和测得的物理量的符号表示）。
12．（9分）（25-26高二上·山东济宁·阶段练习）某小组对研究手机电池产生兴趣，利用手边器材，先从测量电池组的电动势和内阻开始研究。如图1所示的实验原理图，已知电池组的电动势约3V，内阻约2Ω。现提供的器材如下：
A．电池组
B．电压表V1（量程0~10V）
C．电压表V2（量程0~3V）
D．电阻箱R（0~999.9Ω）
E.定值电阻R1=2.0Ω
F.定值电阻R2=100Ω
G.开关和导线若干
(1)如图1所示，要尽可能精确测量电源的电动势和内阻，电压表V应选择 （选填“B”或“C”）；定值电阻R0应选择 （选填“E”或“F”）。
(2)改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的图像如图2所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为、a，定值电阻的阻值用R0表示，则可得该电池组的电动势为 ，内阻为 （用字母表示）。
(3)调节电阻箱阻值从零开始逐渐变大的过程中，电阻箱的功率如何变化 （选填“变大”“变小”“先变大后变小”“先变小后变大”）；电源的效率如何变化 （选填“变大”“变小”“先变大后变小”“先变小后变大”）。
13．（8分）（24-25高二上·内蒙古包头·期末）如图所示为某品牌的桶装饮用水电动抽水器。其内部电动机输入电压，输入功率。用该电动抽水器抽水时，出水口与桶内水面高度差为，电动机每秒将的水抽出，水离开出水口的速度为，由于水在管道中有机械能损失，所以抽水过程中的效率为。重力加速度。求：
(1)电动机的输出功率；
(2)电动机的内阻r。

14．（15分）（24-25高二上·四川成都·期中）如图所示电路，电源电动势为6V，内阻为1Ω，定值电阻R1阻值为2Ω，R2阻值为1Ω，滑动变阻器阻值范围为0~8Ω，电表为理想表，则：
(1)S断开时调节滑动变阻器的阻值，电压表示数的最大值和最小值的差为 U1；S闭合时调节滑动变阻器的阻值，电压表示数的最大值和最小值的差为 U2，求二者之比；
(2)S断开时，滑动变阻器阻值为多少时其功率最大？最大功率为多少？
15.（16分）（22-23高二上·山东日照·期中）如图甲所示的电路中，只闭合开关，在滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，两电压表、的示数、随电流表A的示数I变化的关系如下图乙所示，其中电容器的电容。电路中的电流表和电压表均为理想电表。
（1）求电源的电动势和内阻；
（2）求滑动变阻器R的最大阻值和电阻的阻值；
（3）现将滑动变阻器的滑片置于中间，单刀双掷开关拨到1端，稳定后再拨到2端。求从1端拨到2端至电路再次稳定的过程中流过电阻的电荷量。
、
答案和解析
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A D C C D A D BC AD ACD
1．A
【详解】A．在利用能源的过程中，能量是守恒的，选项A正确；
B．虽然能量是守恒的，但是能利用的能源是有限的，选项B错误；
C．白石从白石山上滚下，由于受到阻力或者碰撞作用，则机械能会减小，选项C错误；
D．根据能量守恒定律可知，能量不会凭空消失，选项D错误。
故选A。
2．D
【详解】A．在单位“”中，mA是电流的单位，h是时间的单位，根据电流的定义式
可得电荷量
所以 “”是电荷量的单位，而不是能量单位，故A错误；
B．由题知，主机电动机的功率P = 75W，额定电压U = 220V，根据
代入数据解得主机电动机工作电流约为
故B错误；
C．若主机电动机是纯电阻，根据欧姆定律
可得电阻为
因扫地机器人的电动机不是纯电阻用电器，其消耗的电能一部分转化为机械能，一部分转化为内能，所以不能用欧姆定律进行计算电阻，故C错误；
D．已知充电电池的电荷量，额定电压，根据
可得电池最多能储存的能量
故D正确。
故选D。
3．C
【详解】根据可得，两灯泡的电阻分别为，
所以R2＞R1。
A图中灯泡L1和灯泡L2串联，然后接到220V的电源上，根据串联电路的分压特点可知，灯泡L2两端的电压大于110V，所以都不能正常发光；
B图中灯泡L1和可变电阻R并联后又和灯泡L2串联，要使灯泡正常发光，必须满足灯泡与L1可变电阻R并联后和灯泡L2的电阻相等；但并联电路中，电阻越并越小，小于任何一个分电阻，所以灯泡L1与可变电阻R并联后的电阻小于灯泡L2的电阻，此电路中灯泡L1和灯泡L2也不能正常发光；
C图中灯泡L2和可变电阻R并联后又和灯泡L1串联，要使灯泡正常发光，必须满足灯泡L2与可变电阻R并联后和灯泡L1的电阻相等；并联电路中，电阻越并越小，小于任何一个分电阻，所以灯泡L2与可变电阻R并联后的电阻可以等于灯泡的L1电阻，可以使灯泡L1和灯泡L2正常发光；此时灯泡L2与可变电阻R消耗的总功率等于灯泡L1的功率，则电路消耗的总功率为2×100W=200W。
D图中灯泡L1和灯泡L2并联后又与可变电阻R串联，要使两灯泡正常发光，必须满足灯泡L1和灯泡L2并联后和可变电阻R的阻值相等，通过调节变阻器的阻值可以做到，即两灯泡可以正常发光；整个电路消耗的电功率为2×（100W+40W）=280W；
综上所述，C图既能使两灯泡正常发光且消耗的总功率最小。故选C。
4．C
【详解】A．根据题意可知，电动机以的恒定速度向上提升重物，则电动机提升重物输出的功率为
故A错误；
B．由于不计电源内阻及各处摩擦，电动机消耗的总功率为
故B错误；
CD．由上述分析可知，电动机的热功率为
又有
解得
故D错误，C正确。
故选C。
5．D
【详解】A．太阳能可以源源不断地从自然界获得，属于可再生能源，故A错误；
BC．由题意可知，开路电压即为电动势的值，所以电池板的电动势为
故BC错误；
D．电池板的内阻为
故D正确。
故选D。
6．A
【详解】ABC．根据闭合电路欧姆定律可得
可知图像的纵轴截距表示待测电源的电动势，则有
图像的斜率绝对值等于内阻，则有
故A错误，满足题意要求；BC正确，不满足题意要求；
B．由图像可知，横轴截距表示路端电压为2.4V时的电流为0.3A，故D正确，不满足题意要求。
故选A。
7．D
【详解】A．当电源的内阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大，当外电阻大于内电阻时，电源的输出功率随外电阻的减小而增大。由图像可知，因为，所以
所以当饮酒量越多时R越小，导致外电路总电阻会减小，但外电路的总电阻始终是大于内阻的，所以随着的减小电源的输出功率变大，故A错误；
B．将和看成等效内阻，即
所以气敏电阻消耗的功率相当于等效电源的输出功率。则当时气敏电阻R消耗的功率最大。但由于的初始阻值与的大小关系未知，所以当R减小时，R消耗的功率不确定，即消耗的功率不一定减小也可能增大，故B错误；
C．因为气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，气敏电阻的阻值减小，根据闭合电路的欧姆定律有
所以电路中的电流增大，即电流表示数变大；电压表示数为
所以电压表示数变小，故C错误；
D．根据电压表示数为
可得电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比为
所以保持不变，故D正确。
故选D。
8．BC
【详解】A．1号干电池的电动势等于5号干电池的电动势，均为1.5V，故A错误；
B．导线内的电场是电源、导线、电路元件共同叠加形成的，是一个动态的平衡，故B正确；
C．路灯中一个烧坏后，不影响其他路灯的正常工作，因此路灯是并联的，故C正确；
D．电源是一个能量转换器，表征其转化本领大小的电动势是标量，故D错误。
故选BC。
9．AD
【详解】A．根据，
解得
电容器的C、d不变，故E与Q成正比，可知先后两种情况下电容器板间电场强度之比为，故A正确；
BD．只闭合开关S1，稳定后根据闭合电路欧姆定律可得
电容器的电荷量
再闭合开关S2，稳定后同理可得，
联立解得，，故B错误，D正确；
C．两开关均闭合，待电路稳定时，电容器的电荷量为
仅断开S1后，电容器通过两定值电阻放电时，由于两定值电阻阻值相等且并联在电路中，故通过两支路的电荷量均等于电容器放电总电荷量的一半，即流过开关所在支路电阻的电荷量为，故C错误。
故选AD。
10．ACD
【详解】A．光照强度减弱，电阻增大，总电流I减小，路端电压增大，电流表示数变小，与r分压减小，则两端电压增大，电压表示数增大，故A正确；
B．根据闭合电路欧姆定律可知
可知
故B错误；
C．由于电压增大，故电容器两端电压增大，可知电容器要充电，电容器左极板带负电，右极板带正电，所以有从右向左的电流流过，故C正确；
D．的功率
由于电流I减小，则的功率变小；电源的输出功率，则当外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，由于不知道与外电阻的具体大小关系，所以外电阻减小时，电源的输出功率可能变大、可能变小，故D正确。
故选ACD。
11．(1) 电压表的示数变化范围小
(2)1.40
(3)
【详解】（1）[1]新干电池的内阻太小，电压表的示数变化范围小，误差大；
[2]在电路干路中串联一个定值电阻，增大等效电源的内阻，电路图如图所示
（2）由于电压表的量程为，分度值为0.1V。由图3可知，电压表的读数为1.40V。
（3）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
则图线的斜率的绝对值为
截距为
联立，解得，
12．(1) C E
(2)
(3) 先变大后变小 变大
【详解】（1）[1] 被测电池组的电动势约，故电压表应选择量程为的电压表，即选C；
[2] 电池组内阻约，定值电阻若选，会使电路中电流过小，测量误差大；选能使电路中电流适中，便于测量，所以定值电阻应选择，即选E。
（2）[1][2] 根据闭合电路欧姆定律有
又因为
联立解得
由图像可知，纵轴截距
所以该电池组的电动势为
图像斜率
所以该电池组的内阻为
（3）[1] 把定值电阻和电源内阻r看成等效内阻形成一个新的等效电源，则等效电源的内阻为
电阻箱的功率可看作新的等效电源的输出功率。根据电源输出功率随外电阻变化的规律可知，当外电阻等于等效内阻时，输出功率最大。电阻箱阻值从零开始逐渐变大，所以电阻箱的功率先变大后变小。
[2] 电源效率
当电阻箱阻值变大时，变大，所以电源的效率变大。
13．(1)2W
(2)
【详解】（1）根据功能关系，电动机抽水1秒所做的功为
电动机的输出功率为
代入数据解得
（2）电动机的输入功率
电动机的热功率为
根据焦耳定律可得
联立代入数据解得，电动机的内阻
14．(1)
(2)4Ω，2.25W
【详解】（1）当开关断开时，滑片置于a端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路中电流最小，电压表示数最小，则
滑片置于b端时，滑动变阻器接入电路的阻值为零，电路中电流最大，电压表示数最大，则
当开关闭合时，滑片置于a端时，电阻R1被短路，电压表示数为零，则
滑片置于b端时，电压表示数最大，则
所以
（2）S断开时，根据等效电源法，当
时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为
15．（1），；（2），；（3）
【详解】（1）由图像知，；，
由闭合电路的欧姆定律知
将数据代入得
（2）由闭合电路的欧姆定律知
由图像知，代入解得
（或者由图像知，，解得）
当时，，则
当时，，则
联立以上两式解得
（3）开关接到1端时，电路中总电阻
电容器两端电压
电容器的电荷量为
开关接到2端时，则有
电容器的电荷量为
因开关从1接到2时，电容器的极性发生改变，所以流过电阻的电荷量
可得
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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