高中物理第十二章 电能 能量守恒定律精选测试卷同步检测(Word版 含答案)

高中物理第十二章 电能 能量守恒定律精选测试卷同步检测（Word 版 含答
案）
一、第十二章 电能 能量守恒定律实验题易错题培优（难）
1．某实验小组要测量干电池组(两节)的电动势和内阻，实验室有下列器材：
A 灵敏电流计G (量程为0~10mA ，内阻约为100Ω)
B 电压表V （量程为0~3V ，内阻约为10kΩ)
C ．电阻箱R 1(0~999.9Ω)
D ．滑动变阻器R 2(0~10Ω，额定电流为1A)
E.旧电池2节
F.开关、导线若干
(1)由于灵敏电流计的量程太小，需扩大灵敏电流计的量程．测量灵敏电流计内阻的电路如图甲所示，调节R 2和电阻箱，使得电压表示数为2.00V ，灵敏电流计示数为4.00mA ，此时电阻箱接入电路的电阻为398.3Ω，则灵敏电流计内阻为___________Ω(保留一位小数)．
(2)为将灵敏电流计的量程扩大为100mA ，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱R 1的阻值调为___________Ω(保留三位有效数字)．
(3)把扩大量程后的电流表接入如图乙所示的电路，根据测得的数据作出G U I － (U 为电压表的示数，G I 为灵敏电流计的示数)图象如图丙所示则该干电池组的电动势
E =___________V ，内阻r =___________Ω(保留三位有效数字)
【答案】101.7 11.3 2.910.01± 9.10.2±
【解析】
【分析】
（1）根据题意应用欧姆定律可以求出电流表内阻．
（2）把灵敏电流计改装成电流表需要并联分流电阻，应用并联电路特点与欧姆定律求出并联电阻阻值．
（3）由闭合电路欧姆定律确定出G U I -的关系式，结合图象求得E ，r ．
【详解】
（1）[1]灵敏电流计内阻：
13
2.00398.3101.74.0010g U R R I -=-=-=⨯Ω （2）[2]灵敏电流计满偏电流为10mA ，把它改装成100mA 的电流表，电流表量程扩大了10倍，并联电阻分流为90mA ，为电流计的9倍，由并联电路特点可知，并联电阻阻值：
101.711.399
g R R ===并Ω （3）[3][4]电流表示数：10G I I =，由图示电路图可知，电源电动势：
10G E U Ir U I r =+=+
整理得：
()10G U E r I =-
由图示G U I -图象可知，电源电动势：E =2.91V ，图象斜率：
k =10r =32.91 2.00
911010
G U I -∆-==∆⨯ 电源内阻：r =9.1Ω。

【点睛】
本题关键是明确实验的原理，明确各个部分联接关系，由部分电路欧姆定律与全电路欧姆定律分析求解，对于图象类问题要写出表达式进行分析．
2．可将光能转换为电能的硅光电池已经得到了广泛的应用．某同学利用如图甲所示的器材探究在一定光照强度下硅光电池的路端电压U 与总电流I 的关系．电表视为理想电表．
(1)在图甲中实物图上用笔画线代替导线进行连接___________；
(2)用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U -I 图象如图乙所示，由此可知在该光照强度下，硅光电池内阻________(填“是”或“不是”)常数，短路电流为________mA ，电动势为________V ．(结果保留三位有效数字)
(3)若将R =10kΩ的电阻接在该硅光电池两极上，用同样强度的光照射该硅光电池，则该电阻消耗的功率为________ W ，此时该硅光电池的内阻为________ kΩ.(结果保留两位有效数字)
【答案】 不是 0.295(0.293～0.297)
2.68(2.66～2.69)
3.0×10－4(2.9×10－4～3.1×10－4) 5.4(
4.9～
5.6)
【解析】
【详解】
（1）[1]本实验中测量电源的电动势和内电阻，故采用限流接法，而电流表采用相对电源的外接法；连接实物电路图，如图所示．
（2）[2][3][4]因图象的斜率是变化的，所以电池的内阻不是定值；在硅光电池的U -I 图象，图象与横轴的交点表示短路电流，由图可知，短路电流为295μA=0.295mA ；当I =0，U =E ，图线斜率的绝对值表示内阻．由图线a 可知E =2.68V ；
（3）[5][6]在图乙中作出电阻的伏安特性曲线如图所示，
与电源的伏安特性曲线的交点表示电压和电流，由图可知，I =175μA ，U =1.7V ；故电源的输出功率
P =UI =1.7×175×10-6=3.0×10-4W ； 根据闭合电路欧姆定律可得：
362.68 1.7 5.610 5.617510
E U r k I ---===⨯Ω=Ω⨯
3．（1）如图所示为某多用电表内部简化电路图，作电流表使用时，选择开关S 应接________(选填“1”“2”“3”“4”或“5”)量程较大．
（2）某同学想通过多用表的欧姆挡测量量程为3 V的电压表内阻(如图乙)，主要步骤如下：
①把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上；
②把两表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻零刻度处；
③把红表笔与待测电压表________(选填“正”或“负”)接线柱相接，黑表笔与另一接线柱相连，发现这时指针偏转角度很小；
④换用________(选填“×10”或“×1 k”)欧姆挡重新调零后测量，发现这时指针偏转适中，记下电阻数值；
⑤把选择开关调至空挡或交流电压最高挡后拔下表笔，把多用电表放回桌上原处，实验完毕．
（3）实验中(如图丙)某同学读出欧姆表的读数为_________Ω，这时电压表读数为
___________V.
（4）请你计算欧姆表内部电源电动势为________V．(保留两位有效数字)
【答案】1 负 ×1k 4.0×104 2.20 3.0
【解析】
（1）当做电流表使用时，电阻应和表头并联分流，故连接1和2时为电流表，根据欧姆定律可知并联支路的电压相等，并联支路的电阻越大，分流越小，故当接1时量程最大；（2）③根据“红进黑出”原理，即电流从红表笔流进可知红表笔接电压表的负极；
④欧姆表在测量电阻时指针从无穷大处开始偏转，故欧姆表指针偏转很小，说明被测电阻大，档位应提升一级，即换×1k的测量；
（3）欧姆表的读数为4
40.01000 4.010
R=⨯=⨯Ω；电压表分度值为0.1V，故读数为
V
2.20V；
（4）根据（3）采用的档位可知中值电阻即欧姆表内阻为4
1.510
r=⨯Ω，根据闭合回路欧姆定律可得
4.0
2.2
4.0 1.5
V
V
R
E E
R r
==
++，解得
3.0V
E≈．
4．某同学要测某新型手机电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路，电路中R0为定值电阻，阻值大小为3.5Ω．
（1）请按电路图完成图乙中实物图的连接_________．
（2）闭合开关S前，应先将实物图中的滑动变阻器的滑片移到最_______（填“左”或“右”端），电路中定值电阻R0的作用是_______________________________________．
（3）闭合S，调节滑动变阻器的滑片，测出多组电流表和电压表的值，作出U—I
图像如图丙所示，则电池的电动势E=_____V，电池的内阻r=______Ω．
（4）本实验由于存在系统误差，使得电动势的测量值比真实值_______（填“大”或“小”），电池内阻的测量值比真实值__________（填“大”或“小”）．
【答案】左保护电路 3.80.5小小
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]根据原理图可得出对应的实物图，如图所示；
（2）[2][3]为了让电流由最小值开始调节，滑动变阻器的滑片开始时应滑到最左端；电路
中定值电阻的作用是保护电路，防止电源发生短路．
（3）[4][5]根据闭合电路欧姆定律可知:
0U E I R r ﹣（）=+
由图可知，电源的电动势E =3.8V ，
图象的斜率表示内电阻与定值电阻之和：
0 3.8 1.440.6
U R r I ∆-+=
=Ω=Ω∆ 可得： r =0.5Ω
（4）[6][7]保护电阻等效到电源的内部，电压表测的电压为外电压，电流表所测的电流偏小，作出U ﹣I 图线的测量图线和实际图线，虚线表示实际图，
从图线可以看出，电动势和内阻的测量值均小于真实值．
5．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差，实验电路如图1所示．
(1)现有电流表(0-0．6A)、开关和导线若干，以及以下器材：
A ．电压表(0~15V)
B ．电压表(0~3V)
C ．滑动变阻器(0~50Ω)
D ．滑动变阻器(0~500Q)
实验中电压表应选用________；滑动变阻器应选用________．（选填相应器材前的字母）
(2)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下的一组数据的对应点，并画出U-I 图线________． 序号
1 2 3 4 5 6 电压U(V)
1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10 电流I(A) 0.060 0.120 0.240 0.260 0.360 0.480
(3)根据(2)中所画图线可得出干电池的电动势E=________V，内电阻r=________Ω．
(4)实验中随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化，图3各示意图中正确反映P-U关系的是________．
【答案】(1)B C (2)如图
(3) 1.50 (1.49～1.51) 0.83 (0.81～0.85) (4)C
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]．一节干电池电动势约为1.5V，则电压表应选B，为方便实验操作，滑动变阻器应选C；
（2）[3]．根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出电源的U-I图象如图所示：
（3）[4][5]．由得出的电源U-I 图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.50，则电源电动势E =1.50V ，电源内阻：
1.5 1.00.830.6
U r I ∆-==Ω≈Ω∆； （4）[6]．电压表测量路端电压，其示数随滑动变阻器的阻值增大而增大；而当内阻和外阻相等时，输出功率最大；此时输出电压为电动势的一半．外电路断开时，路端电压等于电源的电动势，此时输出功率为零；故符合条件的图象应为C ．
6．为研究某一蓄电池组，某兴趣小组将一块旧的电池组充满电，准备利用下列器材测量电池组的电动势和内电阻。

A ．待测电池组，电动势约为4V ，内阻约几欧姆
B ．直流电压表V 1、V 2（量程均可满足要求，均可视为理想电表）
C ．定值电阻R 0（未知）
D ．滑动变阻器R ，最大阻值R p （已知）
E ．导线和开关
(1)现利用以上器材，设计一个电路如图所示，完成对待测电池组的电动势和内阻的测量。

(2)实验之前，需要利用该电路图测出定值电阻R 0，方法是先把滑动变阻器R 调到最大阻值R p ，再闭合开关，电压表V 1和V 2的读数分别为U 10、U 20，则R 0=____（用U 10、U 20、R p 表示）。

(3)实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V l 和V 2的多组数据U l 、U 2，描绘出U l -U 2图象（横轴为U 2），图线斜率绝对值为k ，与横轴的截距值为a ，则电池组的电动势E=____，内阻r =___（用k 、a 、R 0表示）。

(4)经测量得到该电池组的电动势为E =4.0V ，内阻r =1.5Ω，现用该电池组与定值电阻
R 1=1.0Ω串联，然后与两个相同的灯泡构成如图所示的电路，灯泡的伏安特性曲线如图所示，试用作图法求出：每个灯泡的实际功率为____W
（结果保留两位小数）。

【答案】2010
P U R U ka 0(1)R k - 0.75(0.73~0.78） 【解析】
【分析】
【详解】
(2)[1]当滑动变阻器接入阻值最大时，此时电路中电流为：
10p
U I R =
根据欧姆定律得： 2020010
p U R U R I U =
= (3)[2][3]根据闭合电路欧姆定律可知： ()2100U U E r R R =-
+ 根据题意可知：
00r R k R +=
()00
0a E R r R =-
+ 联立解得： E ka = ，()01r R k =-．
(4)[4]定值电阻R 1与电源构成等效电源，在灯泡U -I 图象坐标系内作出等效电源的U -I 图象如图所示，
由图示图象可知，灯泡两端电压：U =1.70V ，通过每个灯泡的电流I =0.46A ，灯泡实际功率：
P =UI =1.70×0.46≈0.78W
7．小聪、小慧和小明分别做了以下三个电学实验：
（1）小聪利用图甲所示电路图“研究通过小电珠的电流随其两端电压变化的关系”．他闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片P，使其向右端b滑动，此过程中，电压表V的示数将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；若某一状态下，他读出电压表V、电流表A的示数分别为2.7V、0.3A，则该状态下小电珠的电阻测量值为_______Ω．
（2）小慧在“测量电源的电动势和内阻”的实验中，根据图乙的电路连接实物，利用测得的数据作出了图丙所示的路端电压随电流变化的关系图像(U-I图像)，由图可知，她测出的电池电动势E=____V，电池内阻r=______ Ω．
（3）小明准备测量一只电阻R的阻值，要求操作方便、测量误差尽量小．
①他先用多用电表的电阻挡“×1k”倍率测R的阻值，电表指针稳定时如图丁所示，其示数为_________Ω：
②接着他利用下列器材进一步测量：
A．电流表（0～500μA，内阻约200Ω）
B．电压表（0～3V挡、内阻约5kΩ，0～15V挡、内阻约25 kΩ）
C．滑动变阻器（最大阻值为20Ω）
D．两只干电池串联组成的电源（总电动势3V）
E．开关
F．导线若干
小明设计好电路后，在实物间已经连接了三根导线，请你用笔画线表示导线在图戊对应的答题卡虚线框中把还未连接的实物连接成实验电路．
【答案】（1）变大， 9Ω （2）1.5V ， 0.5Ω （3）①10K
②
【解析】
(1) 合开关S 后，调节滑动变阻器的滑片P ，使其向右端b 滑动，此过程中，电压表V 的示数将增大；电阻阻值9U
R I
=
=Ω； (2) 由图示电源U-I 图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.5，电源电动势E=1.5V ，电源内阻为： 1.5 1.0
0.51.0
U r I ∆-=
=Ω=Ω∆； (3) 由图示多用电表可知，地示数为10×1k=10kΩ；
滑动变阻器最大阻值为20Ω，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法；电流表内阻约为200Ω，电压表内阻为5kΩ，待测电阻阻值远大于电流表内阻，电流表应采用内接法；滑动变阻器采用分压接法，电流表采用内接法，实物电路图如图所示：
点晴：电源U-I 图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻．
二、第十二章 电能 能量守恒定律选择题易错题培优（难）
8．如图所示，电源内阻较大，当开关闭合、滑动变阻器滑片位于某位置时，水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡L 也能正常发光，现将滑动变阻器滑片由该位置向a 端滑动，则（ ）
A ．灯泡将变暗，电源效率将减小
B ．液滴带正电，将向下做加速运动
C ．电源的路端电压增大，输出功率也增大
D ．滑片滑动瞬间，带电液滴电势能将减小 【答案】D 【解析】 【详解】
A ．将滑片由该位置向a 端滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，电路中总电阻增大，电路中电流减小，灯泡消耗的功率减小，则灯泡将变暗．电源的效率
100%100%UI U
EI E
η=
⨯=⨯ 外电路总电阻增大，路端电压增大，则电源效率增大．故A 项错误．
B ．液滴受力平衡，因电容器上极板带负电，板间场强向上，则知液滴带正电．滑片由该位置向a 端滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，电路中总电阻增大，电路中电流减小，电容器板间电压()
C L U E I r R =-+增大，板间场强增大，液滴所受的电场力增大，因此液滴将向上做加速运动．故B 项错误．
C ．由于电源的内电阻与外电阻关系未知，所以不能判断输出功率如何变化，故C 项错误．
D ．因电容器两端的电压增大，板间场强增大，下极板与电荷所在位置间的电势差增大，因下极板接地，电势始终为0，则电荷所在位置的电势减小；粒子带正电，则粒子电势能减小．故D 项正确． 【点睛】
本题是电容器动态变化分析与电路动态变化分析的综合，抓住电容器的电压与电阻电压的关系进行分析；下极板接地且与电源正极相连，板间各点电势均为负值．
9．下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是（ ） A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多
B ．W UIt =适用于任何电路，而2
2
U W I Rt t R
==只适用于纯电阻电路
C ．在非纯电阻电路中，2UI I R >
D ．焦耳热2Q I Rt =适用于任何电路 【答案】A 【解析】
试题分析：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，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U I R =，可以推到出22
U W I Rt W t R
==，，所以
2
2
U W I Rt W t R
==，只能适用于纯电阻电路，B 正确；在不是纯电阻的电路中，UI 表示
的是总的功率的大小，而2I R 只是电路中发热的功率，还有对外做功的功率的大小，所以
2UI I R >，所以C 正确；焦耳热2
Q I Rt =适用于任何电路中的焦耳热量的计算，D 正确．
考点：考查了电功率的计算
【名师点睛】每个公式的使用的条件是不同的，掌握住公式的使用的条件，这是做题的前提条件．
10．如图所示的电路中，闭合开关S ，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数的变化量分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示．下列说法正确的是( )
A ．1
U I 不变，1U I
∆∆变大 B ．2
U I 变大，2U I
∆∆变大 C ．
2
U I 变大，2U I ∆∆不变 D ．
3U I 不变，3
U I
∆∆不变 【答案】C 【解析】 【详解】
A ．R 1是定值电阻，有
111U U R I I
∆=
=∆ 可知
1
U I 不变，1U I
∆∆不变，故A 错误． BC ．当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，R 2变大，R 2是可变电阻，有
2
2U R I
=
所以
2
U I
变大.根据闭合电路欧姆定律得： U 2=E -I (R 1+r ）
则知
2
1U R r I
∆=+∆ 其值不变；故B 错误，C 正确． D ．U 3为路端电压，
3
U I
为外电阻，其值增大，根据闭合电路欧姆定律知 3U r I
∆∆
其值不变，故D 错误． 【点睛】
本题要分定值电阻与可变电阻去分析．对于定值电阻，有U U R I I
∆==∆；对于可变电阻，可根据闭合电路欧姆定律分析
U
I
∆∆与电源内阻的关系，从而作出判断.
11．如图所示的电路中，电源电动势为E ，内阻为r （212R r R R <<+），电表均视为理想电表。

闭合开关S 后，调节R 的阻值，使电流表A 1的示数增大了I ∆1，在这一过程中，电流表的A 2示数变化量的大小为I ∆2，电压表示数的变化量的大小为U ∆，则
A ．A 2增大，且I ∆2<I ∆1
B ．1
U I ∆∆的大小变大
C ．电源的效率降低了1I r
E
∆⋅ D ．电源的输出功率一定增大了
【答案】C 【解析】 【详解】
A ．要使电流表A 1示数增大，则R 应减小；因总电流增大，则内阻及R 2分压增大，并联部分电压减小，则流过R 1的电流减小，因此流过R 的电流增大，即A 2的示数变大，因
211(
)()()R I I I +=
则
21I I ∆>∆
B ．根据
1r E U U =+
可得：
r U U ∆=∆
则
11
r
U U r I I ∆∆==∆∆ 故其大小不会随R 的变化而变化；故B 错误。

C ．电源的效率
100%U
E
η=
⨯ 因电压的改变量为△I 1r ；故说明电源的效率降低了
1I r
E
∆⋅；故D 正确。

D ．当内外电阻相等时，电源的输出功率最大；因不明确内外电阻的关系，故无法明确功率的变化情况；故D 错误。

故选C 。

12．某居民家中的电路如图，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能正常工作，但电灯仍正常发光．拔出电饭煲的插头，把测电笔分
别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，则（ ）
A ．仅电热壶所在的C 、D 两点间发生了断路故障
B ．仅电热壶所在的
C 、
D 两点间发生了短路故障 C ．仅导线AB 间断路
D ．因为插座用导线接地，所以发生了上述故障 【答案】C 【解析】 【分析】
这个要根据串联电路或者并联电路中的电表和灯泡的亮、灭来进行判断．例如串联电路中，如果电流表示数为零，则一定是断路，谁断，谁两端的电压表示数就会变大为电源电压．而并联电路中是不能存在短路的，也就是只有断路故障，谁断，测量它的电流表的示数就为零．
A 、若电热壶所在的C 、D 两点间发生了断路故障，则电饭煲应该可以正常工作，但现在电热壶也不工作，加之试电笔插入插座的左、右插孔，氖管均能发光．故A 错误；
B 、若是电热壶所在的
C 、
D 两点间发生了短路故障，则灯泡不可能正常发光，故B 错； C 、只有导线AB 断路，导致电热壶不能正常工作，同时试电笔插入插座的左、右插孔，氖管均能发光．故C 正确；
D 、因插座用导线接地，没有影响火线与零线．故D 错误； 故选C 【点睛】
本题考查了家用电路的故障分析，要能够根据出现故障的现象，判断故障可能发生的原因，了解电路的连接情况，判断是短路还是断路，能够排除故障，确保电路和人身安全.
13．如图甲所示，电源的电动势E ＝6 V ，内阻为r ，闭合开关S ，滑动变阻器的滑片C 从A 端滑至B 端的过程中，电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示：图I 描述电源的输出功率随端电压的变化规律，图II 描述端电压随电流的变化规律、图III 描述电源的效率随外电阻的变化规律，电表、导线对电路的影响不计。

则下列说法不正确的是( )
A ．电源的内阻r 为2Ω
B ．滑动变阻器最大阻值6Ω
C ．I 图上b 点的坐标(3V ，4.5W)
D ．II 图上a 点的坐标(0.6A ，4.8V) 【答案】B 【解析】 【详解】
Ａ．由乙图可知短路电流为 I 短=3A ，由 E
I r
=
短得： 6
23
E r I =
=Ω=Ω短 选项Ａ正确，不符合题意；
B ．电源效率最高时，滑动变阻器的阻值最大，由丙图知电源的最大效率为 η=80%，由
UI R EI R r
η=
=+ 解得：
R =8Ω
即变阻器最大阻值为8Ω
，选项B 错误，符合题意；
C ．当输出功率达到最大时：R=r =2Ω，此时路端电压为U =3V ，所以各点的坐标为： I 图b 点：U =3V
2
2
6W 4.5W 42
4E P r ===⨯
坐标为：（3V ，4.5W ）；选项C 正确，不符合题意； D ．II 图a 点：R =8Ω，
6
A 0.6A 82
E I R r =
==++ U =E-Ir =6-0.6×2=4.8V
a 点的坐标为（0.6A ，4.8V ）；选项D 正确，不符合题意； 故选B 。

14．如图所示，电源电动势为E ，内阻为r ，R 1、R 2为定值电阻，L 为小灯泡，R 3为光敏电阻，当照射光强度增大时，下列说法正确的是（ ）
A ．电压表的示数减小
B ．灯泡L 变暗
C ．R 1电流变化量比R 3电流变化量小
D ．R 1电压变化量比R 2电压变化量大
【答案】C 【解析】 【详解】
A ．当照射光强度增大时，电阻减小，外电路总电阻减小，则干路电流增大，根据
11U IR =
可知R 1两端的电压电压增大，而电压表的示数等于R 1两端的电压，所以电压表的示数增大，故A 错误；
B ．干路电流增大，则全电路的欧姆定律有：
122
()
R E I r R I R -+=
故通过R 2中电流减小，则由并联分流关系知通过小灯泡的电流增大，故小灯泡功率增大，灯泡L 变亮，故B 错误；
C ．电路中并联部分电压减小，通过R 2中电流减小，灯泡支路的电流增大，而干路电路的电流增大，则干路电流增加量小于电阻R 3电流增加量，故C 正确；
D ．干路电流增大，电源内电压增大，路端电压减小，则电阻R 1电压增加量小于并联部分电压减小量，即R 1电压变化量比R 2电压变化量小，故D 错误； 故选C 。

15．如图所示的电路中， R1、R2、R3为阻值相同的电阻，C为电容器，电源的电动势为E，内阻为r。

先将电键S闭合，电路稳定后，流过电源的电流为I1，电源的效率为η1，电容器的带电量为Q1；再将S断开，电路稳定后，流过电源的电流为I2，电源的效率为η2，电容器的带电量为Q2，则下列说法正确的是（）
A．I1< I2
B．η1>η2
C．Q1>Q2
D．S断开后，通过电阻R3的电荷量为Q1+Q2
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．设三个相同的电阻为R，电键S闭合，电路如图
通过电源的电流
12
3
E
I
r R
=
+
S断开，电路如图
通过电源的电流
22E
I r R
=
+ 所以，12I I >，A 错误； B ．电键S 闭合，电源效率
2
12232332
R I R R I R R r R r
η===++外总
S 断开，电源效率
2222122
I R R R
I R R r R r η===
++外总
所以，12ηη<，B 错误；
C ．电键S 闭合，电容器的两端的电压等于电阻1R 两短的电压
11
233
c E U R r R =
⨯+ 电容器的带电量
11123323
c E E
Q CU C
R C R r R r R ==⨯=⨯++ S 断开，电容器的两端的电压等于电阻2R 两端的电压
22c E
U R r R
=
+ 电容器的带电量
222c E
Q CU C
R r R
==+ 分析可得12Q Q <，C 错误；
D ．电键S 闭合，给电容器充电，电容器下级板带正电，上级板带负电，电容器充电电量为1Q ，S 断开后，电容器首先放电，通过3R 的电荷量为1Q ，然后在给电容器充电，充电量为2Q ，则流过3R 电荷量为
12Q Q +
D 正确。

故选D 。

16．设想宇航员完成了对火星表面的科学考察任务，乘坐返回舱返回围绕火星做圆周运动的轨道舱，如图所示。

为了安全，返回舱与轨道舱对接时，必须具有相同的速度。

已知返
回舱返回过程中需克服火星的引力做功1R W mgR r ⎛⎫
=-
⎪⎝⎭
，返同舱与人的总质量为m ，火星表面的重力加速度为g ，火星的半径为R ，轨道舱到火星中心的距离为r ，轨道舱的质量为M ，不计火星表面大气对返回舱的阻力和火星自转的影响，则下列说法正确的是
A ．该宇航员乘坐的返回舱要返回轨道舱至少需要获得能量W
B ．若设无穷远处万有引力势能为零，则地面处返回舱的引力势能为mgR
C ．轨道舱的动能为2
2MgR r
D ．若设无穷远处万有引力势能为零，轨道舱的机械能为2
2MgR r
-
【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】
AC ．返回舱与人在火星表面附近有
2
GMm
mg R = 设轨道舱的质量为0m ，速度大小为v ，则
2
002GMm v m r r
= 计算得出宇航员乘坐返回舱与轨道舱对接时，具有的动能为
2
2122k MgR E mv r
==
因为返回舱返回过程克服引力做功
1R W mgR r ⎛⎫=- ⎪⎝
⎭
所以返回舱返回时至少需要能量k E E W =+，故A 错误，C 正确；
B ．若设无穷远处万有引力势能为零，则地面处返回舱的引力势能为1R mgR r ⎛⎫
-- ⎪⎝
⎭，故B
错误； D ．轨道舱的机械能等于动能加重力势能，所以若设无穷远处万有引力势能为零，轨道舱的机械能为
22122MgR R MgR E mgR r r r ⎛⎫=--= ⎪⎝
⎭ 故D 正确。

故选CD 。

【点睛】
根据火星表面的重力等于万有引力列出等式。

研究轨道舱绕卫星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求解宇航员乘坐返回舱与轨道舱对接时速度。

根据能量守恒求解返回轨道舱至少需要获得的能量，克服引力做功，则引力做负功，所以引力势能减小。

向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用。

17．2019年1月11日1时11分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将“中星2D”卫星发射升空，升空后的卫星能量补给主要靠太阳能电池.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点.如图所示，图线a 是该电池在某光照强度下路端电压U 和电流I 的关系图象，图线b 是某纯电阻电器的U - I 图象.则在该光照强度下，把该电池和该电器组成一个电路时，电池的（ ）
A ．内阻为5.5
B ．输出功率为12.5 W
C ．内耗功率为0.22 W
D ．效率为50%
【答案】AC
【解析】
【详解】
由闭合电路欧姆定律得U =E −Ir ，当I =0时，E =U ，由a 与纵轴的交点读出电动势为E =3.6v .根据两图线交点处的状态可知，将它们组成闭合回路时路端电压为U =2.5V ，电流为I =0.2A 。

A. 将它们组成闭合回路时路端电压为U=2V ，电流为I=0.2A ，则电池的内阻为
故A 正确；
B. 电池的输出功率为：。