人教版高中物理必修第三册第十二章测试题含答案解析

人教版高中物理必修第三册第十二章测试题含答案解析第一部分知识思维导图第二部分章末试题演练班级：学号：姓名：一、选择题1．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是A．电功率越大，说明电流做功越快，则电路中产生的焦耳热一定越多B．W＝UIt＝I2Rt＝t，对任何电路都适用C．U=IR对于纯电阻和非纯电阻电路都适用D．焦耳热Q＝I2Rt适用于任何电路【答案】D【详解】电功率越大，表示电流做功越快，但是电路中产生的焦耳热量的多少还与做功的时间的长短有关，所以A错误；公式W=UIt是计算电路的总功的大小，适用于任何的电路，当为纯电阻电路时，根据欧姆定律I=UR，可以推到出W=I2Rt，W＝U2Rt，所以W=I2Rt，W＝U2故选D.2．风能是我国未来开发和利用的重要能源之一，我国已经建成了一些风力发电厂。下列说法错误的是（）A．风能是可再生资源B．风力发电是将机械能转化为电能C．若空气的密度为，风速为时，时间通过截面为的空气动能为D．风力发电既经济又环保【答案】C【详解】AD．风能是可以从自然界源源不断得到的能源，是可再生能源，风力发电既经济又环保，AD正确，不符合题意；B．风力发电过程，消耗机械能而产生电能，是将机械能转化为电能的过程，B正确，不符合题意；C．若空气的密度为ρ，风速为v时，t时间通过截面为S的空气动能为12C错误，符合题意。故选C。3．如图所示的电路中，电阻R=2Ω。断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为（）A．1Ω B．2Ω C．3Ω D．4Ω【答案】A【详解】开关s断开时有：E=3V，开s闭合时有：2=ER+rR，其中R=2Ω，解得：故A正确．4．如图所示是我国某沿海地区的风力发电站。已知每台风力发电机的功率为，该地区平均每天能使风力发电机正常发电的时间约为12小时。下列说法正确的是（）A．若该地区某城市的用电功率峰值为，则需要4000台该风力发电机同时供电B．一台该风力发电机的年发电量约为C．一台该风力发电机一天的发电量能供一台额定功率为的用电器工作10小时D．若该风力发电站有200台发电机，则年发电量约为【答案】B【详解】A．每台风力发电机的功率为1MW，该地区某城市的用电功率峰值为4000MWB．一台该风力发电机的年发电量E=Pt=1MW×365×12C．一台该风力发电机一天的发电量E1=P故t2=ED.若该风力发电站有200台发电机，则年发电量E'=200E≈8.8×1故选B。5．电源电动势为、内阻为，向可变电阻供电，关于路端电压，下列说法正确的是（）A．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B．因为，所以当增大时，路端电压也增大C．因为，所以当增大时，路端电压减小D．若外电路断开，则路端电压为零【答案】C【详解】ABC．路端电压U=IR因为I增大时，R变化，所以不能用U=IR判断路端电压的变化情况，根据U=E−Ir可知，当ID．当外电路断开时，路端电压为E，D错误。故选C。6．电动机的电枢阻值为，电动机正常工作时，两端的电压为，通过的电流为，工作时间为，下列说法中正确的是（）A．电动机消耗的电能为B．电动机消耗的电能为C．电动机线圈产生的热量为D．电动机线圈产生的热量为【答案】C【详解】AB．含电动机的电路不是纯电阻电路，所以不能使用欧姆定律，电动机的总功率大小为P=UI所以消耗的总电能为E电=UItCD．电动机线圈发热的功率为P热=I2R故选C。7．内阻不可忽略、电动势已知的电源按如图所示的电路连接，闭合开关S1，断开开关S2，电压表与电流表偏转一定的角度，闭合开关S2，电压表的示数变为原来的、电流表的示数变为原来的3倍。则由以上条件可求得（）A．电源的内阻B．电流表的内阻C．电压表原来的示数D．电流表原来的示数【答案】C【详解】假设电压表和电流表原来的示数分别为U、I，电源和电流表的内阻分别为r、rA，由闭合电路欧姆定律可知E=U+Ir+rA闭合开关后E=故选C。8．如图所示电路中，为电阻箱，、为定值电阻（阻值未知）。当电阻箱电阻为20Ω时，通过它的电流为1A；当电阻箱电阻为64Ω时，通过它的电流为0.5A；当通过电阻箱的电流为0.1A时，电阻箱电阻为（）A．124Ω B．416Ω C．654Ω D．800Ω【答案】B【详解】把电阻箱之外的电路看作一个等效电源，设整体的电动势为E，内阻为r，则有联立解得E=44V当通过电阻箱的电流为0.1A时，可得电阻箱电阻为，故ACD错误，B正确。故选B。9．如图所示的电路中，r是电源的内阻，和是外电路中的电阻，如果用、和分别表示电阻r、、上所消耗的功率，当时，等于（）A． B． C． D．【答案】D【详解】电路中，内电阻上通过的电流与外电路的总电流相同，内电阻与外电阻是串联关系，而R1与R2是并联的，由于因此I1=IPr故选D。10．在图甲所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，为定值电阻，为滑动变阻器，闭合开关S，在滑动变阻器的滑动触头P向上滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生了变化。图乙中的三条图线分别表示了三个电压表示数的变化情况。则下列说法错误的是（）A．图线a表示的是电压表的示数的变化情况B．图线c表示的是电压表的示数的变化情况C．此过程中电压表示数的变化量和电流表A示数的变化量的比值的绝对值变小D．此过程中电压表示数的变化量和电流表A示数的变化量的比值的绝对值不变【答案】C【详解】AB．滑动变阻器的滑动触头P向上滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，可知路端电压减小，即电压表V1示数减小，电压表V2的示数增大，电压表V3的示数减小，由于U1=U2+U3C．由闭合电路欧姆定律得U1=E−IrD．由闭合电路欧姆定律得U3=E−I故选C。11．如图所示，电源电动势E＝10V，内阻r＝1Ω．闭合开关S后，标有“8V，12W”的灯泡恰能正常发光．电动机M线圈的电阻R0＝4Ω，则下列说法正确的是（）A．电源的输出功率为14WB．流过电机的电流为1AC．电机输出功率为3WD．通电5秒钟电机产生80J的热【答案】C【详解】A．由题意知，并联部分电压为U＝8V，内电压应为U内＝E﹣U＝2V．总电流I＝U内r＝2A．电源的输出功率P出B．流过灯泡的电流I1＝P1U=128AC．电动机的总功率P＝UI2＝8×0.5W＝4W，电动机的机械功率P机＝P﹣P0＝4﹣1W＝3W，故C正确；D．电动机的热功率P0＝I22R0＝0.52×4W＝1W，则5s内产生的热量Q＝P0t＝1×5J＝5J，故D错误；故选C．12．近年来，农村光伏项目得到大力发展。如图，我市某户居民在楼顶安装了60平米的多晶硅光伏发电系统。据了解，该系统组件设计要求为每平米发电功率150W，实际发电功率约为设计功率的70%。其中发电总量的30%供自家使用，还有富余发电以0.7元/度的价格并入国家电网。2018年衢州地区每天平均有效日照时间为3.8h，关于该户居民所安装的发电系统，下列说法正确的是（）A．平均每天的发电量大约可供一盏15W的节能灯使用600hB．2018年发电总量约1.2×104KW·hC．富余发电的年平均收入约为4280元D．容易造成光污染，不适合在农村推广【答案】C【详解】A．每天的发电量为E=60×150×10−3×0.7×3.8B．2018年发电总量约E总=365E=365×23.94C．每年富余发电E'=0.76.12×103D．光伏发电为将光能转化为电能，则不会造成光污染，故D错误。故选C。13．如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（）A．V的读数变大，A的读数变小 B．V的读数变大，A的读数变大C．V的读数变小，A的读数变小 D．V的读数变小，A的读数变大【答案】B【详解】S断开，相当于电阻变大，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小，故路端电压增大，V的读数变大；把R1归为内阻，内电压减小，故R3中的电压增大，由欧姆定律可知R3中的电流也增大，电流表示数增大，A．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故A错误；B．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故B正确；C．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故C错误；D．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故D错误；二、非选择题14．某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量了这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响。实验器材如图甲所示。(1)测量E和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式___________，利用测量数据作出图像，得出E和r。(2)将电压表视为理想电表，要求避免电流表的分压作用对测量结果的影响，请在题图甲中用笔画线代替导线连接电路__________。(3)实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的图像如图乙中（a）（b）（c）（d）所示，由此可知：在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势__________（填“增大”“减小”或“不变”），电源内阻________（填“增大”“减小”或“不变”）。图线（c）对应的电源电动势__________V，内阻__________Ω，当外电路总电阻为2500Ω时，该电源的输出功率__________W。（均保留三位有效数字）【答案】U=E−Ir见详解不变增大0.9754692.70×1【详解】(1)[1]本实验利用伏安法测电源电动势和内阻，由闭合电路欧姆定律得U=E−Ir，利用测量数据作出U−I图像，得出E(2)[2]要避免电流表的分压作用，则电流表应与滑动变阻器串联再与电压表并联，连接实物电路图如图丙所示。(3)[3][4][5][6][7]由图乙中图线可知，当两电极间距离减小时，果汁电池电动势不变；图线斜率的绝对值为内阻，可知图线斜率的绝对值变大，则电池的内阻变大。图线与纵轴交点的纵坐标值为0.975V，电源电动势E=0.975V。从图线上选取两点即可求得斜率，图线（c）的斜率绝对值约为469Ω（450~490Ω均正确）。当外电阻为2500Ω时，电源的输出功率P=E15．某中学实验小组的同学现要测量一蓄电池的内阻和一未知电阻的电阻值，已知蓄电池的电动势约为6V，蓄电池的内阻和未知电阻的电阻值约为几十欧姆．实验室为该小组提供的实验器材有：双量程电流表（0~30mA、0~100mA）、电压表（0~6V）、滑动变阻器（0~5Ω）、滑动变阻器（0~300Ω）、开关以及导线若干．该小组的同学设计了如图1所示的电路，并进行了如下的操作：a．将实验器材按图1所示电路图连接；b．将滑动变阻器的滑动触头滑至最左端，闭合开关，然后将滑动触头逐渐向右移动，记录多组实验数据，并将实验数据描绘在坐标系中；c．打开开关，将待测电阻改接在2、3间，重复b操作，将得到的多组实验数据描绘在同一坐标系中，该图线与横纵轴的交点分别为（、0）、（0、），图中未画出．根据以上操作回答下列问题：（1）为了减小实验误差，电流表的量程应选择__________、滑动变阻器应选择__________；（2）由伏安特性曲线可知，该蓄电池的内阻约为________Ω；（3）待测电阻的关系式=________（用、、表示）；（4）如果两电表均为理想电表，待测电阻接在1、2间和接在2、3间，滑动触头从最左端向右移动相同的距离时，电流表读数的变化范围_____，电压表读数的变化范围_____．（均选填“相同”或“不同”）【答案】0~100mAR2251 000U【详解】（1）因为蓄电池的电动势约为6V，待测电阻和蓄电池的内阻都是几十欧姆，可估算出电路中的电流为数百毫安，因此电流表的量程应选择0~100mA；为了电路正常工作以及方便调节，多测量几组数据，滑动变阻器应选R2；（2）根据图1电路结构可知，电压表测量路端电压，电流表测量电路的总电流，因此图2中，图线斜率的绝对值即为蓄电池的内阻，有：r=|k|=5.5−4.5（3）当改接电路后，将待测电阻与蓄电池视为整体，即“等效电源”，此时图线斜率的绝对值为等效电源的内阻，因此有：r′=r+Rx=|k′|=U0−0I0×10−3（4）若电表为理想电表，Rx接在2、3之间与接在1、2之间，电路的总电阻可变范围不变，因此电流表的示数变化范围相同，Rx接在2、3之间时，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，而Rx接在1、2之间时，电压表测量的是滑动变阻器与Rx两端电压的和，由于对应某一滑动变阻器阻值时，电路的电流相同，因此电压表的读数不同，所以电压表示数变化范围也不同．16．如图所示的闭合电路中，电源电动势E=6V，灯泡A标有“4.5V，3W”，灯泡B标有“3V，3W”．当开关S闭合时A、B两灯均正常发光．求：（1）R的阻值；（2）电源的内阻r．【答案】（1）1.5Ω（2）0.9Ω【详解】流过R及B灯的电流IB=PBU所以R=UA流过A灯的电流IA=由闭合电路欧姆定律：E=UA+（IA+IB）r解得：r=0.9Ω．17．如图所示为直流电动机提升重物装置,电动机的内阻一定,闭合开关K,当把它接入电压为U1=0.2V的电路时,电动机不转,测得此时流过电动机的电流是I1=0.4A；当把电动机接入电压为U2=4.0V的电路中,电动机下常工作且电动机匀速提升重物,工作电流是I2=1.0A,求:(1)电动机线圈的电阻r；(2)当U2=4.0V电动机正常工作时的输出功率及电动机的效率；(3)如果重物质量m=1.0kg,当U2=4.0V时电动机提升重物的速度大小是多少?(g取)【答案】（1）0.5Ω（2）3.5W87.5%（3）0.35m/s【详解】（1）电动机不转时，此时电动机为纯电阻元件，则：（2）电动机正常工作时消耗的功率为：P=U2I2=4.0×1.0

W=4.0

W

电动机正常工作时线圈电阻损耗的功率为：P热=I22r=1.02×0.5

W=0.5

W

电动机正常工作时输出功率为：P出=P-P热=4.0-0.5

W=3.5

W

电动机正常工作时效率为：η=P出（3）匀速提升时，拉力等于重力，即：F=mg=1×10N=10N

由电动机的输出功率P出=Fv可得提升重物的速度为：v=P18．如图甲所示的电路，滑动变阻器与电源相连接，其中滑动变阻器的最大阻值，电源的输出电压随外电路总电阻按图乙所示的规律变化，其中段与横轴平行，且与的虚线接近重合。(1)求电源的电动势、内阻；(2)求、间空载时滑动变阻器两端电压的取值范围；(3)若干路电流不能超过，求、间所接电阻的最小值。（保留一位小