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第十二章章末能力检测卷
一、 单项选择题
1. 下列关于能源的说法中，错误的是(　　)
A. 风能、水能、核能的来源可追溯到太阳能
B. 能量不会凭空消失，也不会凭空产生，总是守恒的
C. 大力发展科技，科技进步可以促进节约能源
D. 地热能是可再生能源
2. “神舟九号”与“天宫一号”的成功对接，使中国空间站建设迈出了坚实的一步.飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量.有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA.若将该电池板与一阻值为20 Ω 的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是(　　)
A. 0.1 V B. 0.2 V　
C. 0.3 V　 D. 0.4 V
3. 如图甲所示，Robot是一种智能机器人.图乙为其内部电动机的工作原理简图，线圈电阻为R的电动机直接接在电动势为E、内阻未知的直流电源两端.当电动机两端的电压为U，电流为I时，电动机恰好能正常工作，下列说法中正确的是(　　)
甲
乙
A. 电源的内阻为 B. 电源的输出功率为EI－I2R
C. 电动机消耗的总功率为 D. 电动机的输出功率为UI
4. 在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，理想电压表和理想电流表的读数都增大，则可能出现了下列哪种故障(　　)
A. R1短路 B. R2短路
C. R3短路 D. R1断路
5. 在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E、内阻为r，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5的滑片向图中a端移动时(　　)
A. I变大，U变小 B. I变大，U变大
C. I变小，U变大 D. I变小，U变小
6. 电动势为E、内阻为r的电池与固定电阻R0、可变电阻R串联，如图所示，设R0＝r，Rab＝2r，当变阻器的滑片自a端向b端滑动时，下列物理量中随之增大的是(　　)
A. 电池的输出功率
B. 变阻器消耗的功率
C. 固定电阻R0上的消耗功率
D. 电池内阻上的消耗功率
7. 如图所示，电源E对电容器C充电，当C两端电压达到80 V时，闪光灯瞬间导通并发光，C放电.放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对C充电.这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地发光.下列说法中错误的是(　　)
A. 充电时，通过R的电流不变
B. 若R增大，则充电时间变长
C. 若C增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大
D. 若E减小为85 V，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变
二、 多项选择题
8. 在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.当开关闭合后，下列说法中正确的是(　　)
A. 灯泡L1的电阻为12 Ω
B. 通过灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍
C. 灯泡L1消耗的电功率为0.75 W
D. 灯泡L2消耗的电功率为0.30 W
9. 如图所示为一种自动测量油箱内油面高度的装置，R1为定值电阻，固定于油箱内的R2为压敏电阻(电阻和导线与油绝缘)，其阻值大小随所受压力大小变化的关系如图乙所示，油量表由电流表改装而成，给油箱加油时，箱内油面上升的过程中，下列说法中正确的有(　　)
甲
乙
A. R2的阻值减小 B. 电流表的示数减小
C. 整个电路消耗的功率增大 D. R2消耗的功率一定增大
10. 如图甲所示电路，电表均为理想电表.闭合开关S，让滑动变阻器的滑片C从B端向左滑动的过程中，电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示，U、I分别是电压表、电流表的示数，R是变阻器AC间的电阻，P出是电源输出功率，η是电源效率.下列选项中正确的是(　　)
甲
乙
A. 电源的电动势为4 V
B. 滑动变阻器最大阻值为8 Ω
C. Ⅰ图中a点的坐标为(0.6 A，4.8 V)
D. Ⅱ图中c点的坐标为(4.8 V，1.88 W)
三、 非选择题
11. 利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差.
(1) 除开关和导线若干外，现还提供以下器材：
A. 电流表(量程为0~0.6 A，内阻RA为0.2 Ω)
B. 电压表(量程为0~15 V)
C. 电压表(量程为0~3 V)
D. 滑动变阻器(阻值范围为0~20 Ω)
E. 滑动变阻器(阻值范围为0~200 Ω)
实验中电压表应选用________，滑动变阻器应选用________.(填相应器材前的字母)
(2) 为了准确测定干电池的电动势和内阻，应选择图中的________(填“甲”或“乙”)实验电路.
(3) 根据实验记录，画出干电池的U I图像如图丙所示，则可得干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.
12. 为了测量某高内阻电源的电动势E和内阻r(电动势约5 V、内阻约500 Ω)，现提供下列器材：
A. 待测电源
B. 电压表V(0~3 V，内阻约几千欧)
C. 电流表A(0~10 mA，RA＝10 Ω)
D. 电阻箱R0(0~9 999.9 Ω)
E. 滑动变阻器R1(0~20 Ω)
F. 开关及导线
G. 干电池若干节(内阻很小)
(1) 实验中需要将电压表改装.首先测定其内阻，某同学采用图甲所示的电路，电源为干电池组.闭合开关，调节电阻箱，当电压表指针满偏时，阻值为R01＝2 950 Ω；当电压表指针半偏时，阻值为R02＝8 900 Ω，则电压表内阻RV＝________Ω.
甲
乙
丙
(2) 如图乙所示，若要用改装电压表测量电源的内阻，电流表该置于________(填“①”或“②”).电阻箱R0与电压表串联构成量程为0~6 V的电压表，则R0＝________Ω.
(3) 根据实验测得数据，作出电源路端电压U随电流I变化的图像如图丙所示，由图像可知E＝________V，r＝________Ω.
13. 如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻可忽略，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，平行板电容器的电容C＝30 μF，求：
(1) S闭合后，电路稳定时通过R1的电流.
(2) S原来闭合，然后断开直至稳定，这个过程中流过R1的总电荷量.
14. 如图所示是一提升重物用的直流电动机M工作时的电路图.电动机内阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电压表示数UV＝110 V.
(1) 求通过电动机的电流.
(2) 求输入电动机的电功率.
(3) 若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量.(取g＝10 m/s2)
第十二章章末能力检测卷
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A D A B D B A ACD AC BC
1. A　解析：核能的来源不能追溯到太阳能，A错误；能量守恒总是成立的，B正确；科技进步能提高能源的利用率，更充分地利用有限的能源，C正确；地热能是可再生能源，D正确.
2. D　解析：电池板没有接入外电路时，路端电压等于电池板的电动势，所以其电动势E＝800 mV，由闭合电路的欧姆定律得短路电流I短＝，所以内阻r＝＝ Ω＝20 Ω，该电池与20 Ω 的电阻连成闭合电路时，电路中电流I＝＝ mA＝20 mA，所以路端电压U＝IR＝400 mV＝0.4 V，D正确.
3. A　解析：电源的内阻为r＝，A正确；设电源内阻为r，则电源的输出功率为P＝EI－I2r，B错误；电动机消耗的总功率为P＝IU，C错误；电动机的输出功率为P出＝UI－I2R，D错误.
4. B　解析：若R1短路，则R2被短路，电流表的读数变为0，A错误；若R2短路，则R1被短路，外电路只有电阻R3接在电源两端，外电路电阻减小，总电流变大，U3＝IR3，则U3变大，所以电压表和电流表示数均增大，B正确；若R3短路，电压表示数为0，电流表示数增大，C错误；若R1断路，则R1与R2并联阻值增大，外电路总电阻增大，总电流减小，则流过R3的电流减小，故电压表示数减小，D错误.
5. D　解析：当R5的滑片向图中a端移动时，R5接入电路的电阻变小，外电路的总电阻就变小，总电流变大，路端电压变小，即电压表V的读数U变小；由于总电流变大，使得R1、R3两端电压都变大，而路端电压又变小，因此，R2和R4串联部分两端电压变小，则电流表A的读数I变小，D正确.
6. B　解析：当外电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大，滑片自a端向b端滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，由于R0＝r，Rab＝2r，则电池的输出功率一直减小，A错误；将R0看成电源的内阻，则有R0＋r＝2r，而Rab＝2r，利用推论可知，变阻器消耗的功率增大，B正确；电路中电流减小，固定电阻R0和电源的内阻消耗功率都减小，C、D错误.
7. A　解析：充电时，通过R的电流逐渐减小，A错误；R增大，电流变小，则充电时间变长，B正确；根据Q＝CU，若C增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大，C正确；因为当C两端电压达到80 V时，闪光灯瞬间导通并发光，所以若E减小为85 V，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变，D正确.
8. ACD　解析：当开关S闭合后，灯泡L1两端的电压U1＝3 V，由图乙读出其电流I1＝0.25 A，则灯泡L1的电阻R1＝＝12 Ω，功率P1＝U1I1＝0.75 W，A、C正确；灯泡L2、L3串联，电压U2＝U3＝1.5 V，由图乙读出其电流I2＝I3＝0.20 A，灯泡L2、L3的功率P＝1.5 V×0.20 A＝0.30 W，B错误，D正确.
9. AC　解析：给油箱加油时，箱内油面上升的过程中，压力变大，则R2阻值减小，总电阻减小，总电流变大，即电流表示数变大，根据P＝EI可知，整个电路消耗的功率变大，因不知道R2和R1＋r的关系，不能确定R2消耗的功率的变化情况，故A、C正确.
10. BC　解析：由图乙中Ⅰ图可知短路电流I短＝3 A，由I短＝，解得E＝3r，根据图乙中Ⅱ图可知电源最大输出功率Pm＝4.5 W，则由Pm＝，解得E＝6 V，r＝2 Ω，故A错误；电源效率最高时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，由Ⅲ图知电源的最大效率η＝80%，由η＝×100%＝×100%，解得R＝8 Ω，即滑动变阻器最大阻值为8 Ω，故B正确；Ⅰ图中a点R＝8 Ω，此时电路中的电流I＝＝ A＝0.6 A，根据闭合电路欧姆定律可知U＝E－Ir＝6 V－0.6×2 V＝4.8 V，a点的坐标为(0.6 A，4.8 V)，故C正确；Ⅱ图中c点表明滑动变阻器达到了最大值，即R＝8 Ω，U＝4.8 V，干路电流I＝0.6 A，故输出功率P出＝UI＝4.8×0.6 W＝2.88 W，故Ⅱ图中c点的坐标为(4.8 V，2.88 W)，故D错误.
11. (1) C　D　(2) 乙　(3) 1.5　0.3
解析：(1) 一节干电池的电动势约为1.5 V，则电压表应选C；为方便实验操作，滑动变阻器应选最大阻值较小的D.
(2) 用图甲测干电池的电动势和内阻时，由于电压表分流，电动势和内阻的测量值皆偏小；用题图乙测量时，由于电流表分压，E测＝E，r测＝r＋RA.一般情况下选用图甲测量，但本题中已知RA＝0.2 Ω，又r＝r测－RA，用图乙可以更加准确地测干电池的电动势和内阻.
(3) 由U I图像可知E＝1.5 V，r测＝＝0.5 Ω，r＝r测－RA＝0.3 Ω.
12. (1) 3 000.0　(2) ②　3 000.0　(3) 5.0　490
解析：(1) 干电池组内阻可忽略，则有
U＋·R01＝0.5U＋·R02
解得RV＝3 000.0 Ω
(2) 若要用改装电压表测量电源的内阻，电流表A内阻是准确值RA＝10 Ω，故电流表该置于②，可消除电表造成的误差.
根据扩大电压表量程原理，电阻箱R0与电压表串联构成量程为0~6 V的电压表，则R0＝3 000 Ω.
(3) 由闭合电路欧姆定律推得U＝E－(r＋RA)I
结合图线解得E＝5.0 V，r＋RA＝ Ω
解得r＝490 Ω
13. (1) 1 A　(2) 1.2×10－4 C
解析：(1) S闭合后，电路稳定时，R1、R2串联
电流I＝＝1 A
(2) S闭合时，电容器两端的电压UC＝U2＝IR2＝6 V，稳定后储存的电荷量Q＝CUC.S断开至达到稳定后电路中电流为0，此时U'C＝E，储存的电荷量Q'＝CU'C.电容器上的电荷量增加了ΔQ＝Q'－Q＝CU'C－CUC＝1.2×10－4 C.电容器上电荷量的增加是在S断开以后才发生的，则只有通过R1这条电路实现，所以流过R1的电荷量就是电容器所带电荷量的增加量，为1.2×10－4 C
14. (1) 5 A　(2) 550 W　(3) 53 kg
解析：(1) 由电路中的电压关系可得电阻R的分压
UR＝U－UV＝160 V－110 V＝50 V
流过电阻R的电流IR＝＝ A＝5 A
即通过电动机的电流IM＝IR＝5 A
(2) 电动机的分压UM＝UV＝110 V
输入电动机的电功率P电＝IMUM＝550 W
(3) 电动机的发热功率P热＝r＝20 W
电动机输出的机械功率P出＝P电－P热＝530 W
又因P出＝mgv
所以m＝＝53 kg
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