高考物理一轮复习：电能与可持续发展

更新时间：2024-09-13 浏览次数：5 类型：一轮复习

一、选择题

1. (2024高二下·江岸期末) 如图为某一型号电吹风的电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。表格内数据为该电吹风规格。设吹热风状态时电热丝电阻恒定不变，理想变压器原、副线圈的匝数分别记为n₁和n₂。下列说法正确的是（　　）
热风时输入功率
480W
冷风时输入功率
80W
小风扇额定电压
40V
正常工作时小风扇输出功率
64W

A . 触片P位于ab时，电吹风属于吹冷风状态 B . 电热丝在工作状态时电阻大小为120Ω C . 小风扇的内阻为4Ω D . 理想变压器原、副线圈的匝数比 $\text{[math]}$

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2. (2024高一下·惠山期末) 如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（　　）

A . 手机电池产生的焦耳热为 $\text{[math]}$ B . 手机的输入功率为UI C . 充电宝产生的热功率为I²r D . 手机电池储存的化学能为UIt

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3. (2024高一下·运城期末) 为了更好地利用自然资源，某地区利用风力发电为当地生活生产提供电能。如图所示，某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成面积为400m²的圆面，该地区的风速约为10m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度约为1.3kg/m³。假如这个风力发电机能将此圆内25%的空气动能转化为电能，则此风力发电机发电的功率约为（　　）

A . 6.5×10⁴W B . 1.3×10⁵W C . 2.6×10⁵W D . 1.04×10⁶W

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4. (2024高一下·邯郸期末) 如图所示，照明电路的电压恒为 $\text{[math]}$ V，并联了20盏电阻 $\text{[math]}$ Ω的电灯（忽略灯泡电阻的变化），两条输电线的电阻均为 $\text{[math]}$ Ω。下列说法正确的是（　　）

A . 并联的电灯越多流过输电线的电流越小 B . 只开10盏灯时，输电线上损失的电压约为5.24V C . 20盏灯都打开时，输电线上损失的电功率为20W D . 20盏灯都打开时，整个电路消耗的电功率为2200W

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5. (2024高二下·大名月考) 在LC振荡电路中，某时刻线圈中的磁场和电容器中的电场如图所示，则此时刻（）

A . 电容器正在放电 B . 振荡电流正在减小 C . 线圈中的磁场最强 D . 磁场能正在向电场能转化

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6. (2024高一下·梅州期末) 由于4月梅州连日强降雨，蕉岭县长潭水库泄洪闸孔全开泄洪。如图所示，已知泄洪流量为 $\text{[math]}$ ，水位落差100m，水的密度为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 泄洪时，水流的重力势能有25%转化为电能，取 $\text{[math]}$ ，按照以上数据估算发电站的发电功率是（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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7. (2024高三·成都模拟) 图示为一种自动测定油箱内油面高度的装置，装置中金属杠杆的一端接浮标（浮标与杠杆绝缘），另一端的触点 $\text{[math]}$ 接滑动变阻器 $\text{[math]}$ ，油量表由电流表改装而成。当汽车加油时，油箱内油面上升过程中，下列说法正确的是（　　）

A . 电路中电流减小 B . $\text{[math]}$ 两端电压减小 C . 整个电路消耗的功率增大 D . 电源输出功率一定增大

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8. (2024高二下·富阳月考) 2022年浙江淳安县供电公司对乡村停车场进行了“光伏+储能+充电桩”一体化改造，车棚铺设了单晶硅光伏组件，铺设总面积为 $\text{[math]}$ ，平均发电功率为 $\text{[math]}$ 。若已知太阳的辐射总功率约为 $\text{[math]}$ ，太阳与地球之间的距离约 $\text{[math]}$ ，则下列关于该光伏组件说法正确的是（）

A . 单位面积上接收到的太阳辐射功率约为1430W B . 工作一天大约可发电 $\text{[math]}$ C . 光电的转换效率约为 $\text{[math]}$ D . 工作6h发电电能为 $\text{[math]}$

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9. (2024高三下·湖南开学考) 如图所示为我国研发的世界上发电功率最大的海上风力发电机，其叶轮扫风面积为 $\text{[math]}$ ，若空气的密度约为 $\text{[math]}$ ，其风能转化率为30%，在风速为 $\text{[math]}$ 时，其发电功率约为（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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10. (2023高二下·虹口期末) 某校中学生为参加电视台 $\text{[math]}$ 异想天开 $\text{[math]}$ 节目，提出了下列四个设想方案，从理论上讲可行的是（）

A . 制作一个装置从海水中吸收内能全部用来做功 B . 制作一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下 C . 汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发分离，既清洁了空气，又变废为宝 D . 将屋顶盖上太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题

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11. (2024高二下·丰城期末) 如图所示，一电动机在额定电压 $\text{[math]}$ 下正常工作，恰好将一质量为 $\text{[math]}$ 的物体以 $\text{[math]}$ 的速度向上匀速吊起，电动机线圈的电阻为 $\text{[math]}$ ，不计一切摩擦，g取 $\text{[math]}$ ，则此时通过电动机的电流为（　　）

A . 5A B . 6A C . 7A D . 9A

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12. (2024高一下·海安月考) 泉州小岞风电场利用风能发电，既保护环境，又可创造很高的经济价值。如图所示，风力发电机的叶片半径为R。某段时间内该区域的风速大小为v，风恰好与叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为 $\text{[math]}$ ，风力发电机的发电效率为 $\text{[math]}$ ，下列说法错误的是（　　）

A . 单位时间内通过叶片转动圆面的空气质量为 $\text{[math]}$ B . 此风力发电机发电的功率为 $\text{[math]}$ C . 若仅风速减小为原来的 $\text{[math]}$ ，发电的功率将减小为原来的 $\text{[math]}$ D . 若仅叶片半径增大为原来的2倍，发电的功率将增大为原来的8倍

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二、多项选择题

13. (2024高二下·新蔡月考) 如图所示，可绕竖直轴自由转动的金属圆盘，半径a $\text{[math]}$ m，电阻R=0.5 $\text{[math]}$ ，位于磁感应强度大小B=0.2T、方向竖直向下的匀强磁场中，在圆盘竖直轴处和边缘处通过电刷接入电路。已知电源的电动势E=3V，内阻 $\text{[math]}$ ，限流电阻 $\text{[math]}$ 。闭合开关圆盘开始旋转，经足够长时间后，电压表的示数为1V。不计一切阻力和电刷大小，则（　　）

A . 由上往下看，圆盘顺时针旋转 B . 流过圆盘的电流为2A C . 圆盘所受的安培力大小为 $\text{[math]}$ N D . 圆盘受到的安培力的功率为0.375W E . 圆盘稳定转动的角速度为15s^-1

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14. (2024·重庆) 小明设计了台灯的两种调光方案，电路图分别如图甲，乙所示，图中额定电压为6V灯泡的电阻恒定，R为滑动变阻器，理想变压器原、副线圈匝数分别为n₁、n₂。原线圈两端接电压为220V的交流电，滑片P可调节灯泡L的亮度，P在R最左端时，甲、乙图中灯泡L均在额定功率下工作，则（）

A . n₁：n₂ = 110：3 B . 当P滑到R中点时，图甲中L功率比图乙中的小 C . 当P滑到R最左端时，图甲所示电路比图乙更节能 D . 图甲中L两端电压的可调范围比图乙中的大

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15. (2024高一下·防城港期末) 质量为 $\text{[math]}$ 、长度为 $\text{[math]}$ 的小车静止在光滑的水平面上，质量为 $\text{[math]}$ 的小物块放在小车的最左端。现用一水平力 $\text{[math]}$ 作用在小物块上，小物块与小车之间的摩擦力为 $\text{[math]}$ ，经过一段时间小车运动的位移为 $\text{[math]}$ ，小物块刚好滑到小车的右端，则下列说法中正确的是（　　）

A . 此时物块的动能为 $\text{[math]}$ B . 此时小车的动能为 $\text{[math]}$ C . 这一过程中，物块和小车增加的机械能为 $\text{[math]}$ D . 这一过程中，系统因摩擦而损失的机械能为 $\text{[math]}$

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16. (2024高二下·五莲月考) 如图所示，边长为l的正三角形线圈，线圈匝数为n ，以角速度 $\text{[math]}$ 绕ab匀速转动，ab的左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。M为导电环，负载电阻为R ，其他电阻不计，在线圈转动一周过程中（　　）

A . 图示时刻（线圈平面与磁场方向垂直）线圈磁通量变化率为0 B . 该过程能产生完整的正弦式交变电流 C . R上产生的热量为 $\text{[math]}$ D . 线圈的磁通量变化量为0，但通过R的电荷量不为0

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17. (2024高一下·阜阳期末) 如图，一足够长的倾斜传送带以恒定的速率逆时针转动，某时刻在传送带上适当的位置放上具有一定初速度的小物块，速度方向沿传送带斜向下。已知物块初速度大于传送带的速度，传送带足够长，传送带与物块间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，则物块下滑过程中其速度 $\text{[math]}$ 、皮带与传送带间因摩擦产生的热量 $\text{[math]}$ 、动能 $\text{[math]}$ 、机械能 $\text{[math]}$ 与物块位移 $\text{[math]}$ 之间的关系图像，可能正确的有（）

A . B . C . D .

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三、非选择题

18. (2024高一上·衡阳开学考) 如图甲所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，在上亿度的高温状态下，物质呈现等离子态，通过（选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的核能。如图乙为核电站发电流程图，在核电站的发电过程中，核电站能量转化是核能→内能→→电能。

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19. (2024高一上·衡阳开学考) 如图所示是一种设想中的永动机，根据能量守恒定律可知，这种永动机（选填“能”或“不能”）制造出来。火箭发射升空时，燃料燃烧将燃料的化学能转化为燃气的能，再转化为火箭的能。

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20. (2024高一下·渝中期末) 无人机搭载的高清摄像头能够实现空中拍摄，其核心原理是利用直流电源给电动机供电带动旋翼旋转，产生克服重力所需要的升力。现有一质量为5kg的小型无人机从地面沿竖直方向匀速上升，10s内上升高度为16m，此过程电动机的输入功率为100W。已知直流电源供电电压为20V。除电动机线圈生热外，其他能量损失不计，求在此过程中：（重力加速度 $\text{[math]}$ ）
（1）电动机的输出功率；
（2）电动机的线圈电阻。

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21. (2024高一下·丰城期末) 国务院在2020年印发的《新能源汽车产业发展规划》要求深入实施发展新能源汽车国家战略，推动中国新能源汽车产业高质量可持续发展。某兴趣小组对新能源汽车的工作原理产生了兴趣，他们查阅资料做了一个简单的原理图，主要元件有动力电池组、车灯以及电动机，如图所示，额定电压为70V、线圈电阻 $\text{[math]}$ 的电动机M与内阻为 $\text{[math]}$ 的车灯并联，连接在电动势E＝72V的动力电池组上。当S闭合后电动机恰好正常工作，此时通过电池组的电流为10A。求：
（1）电池组的内阻r；
（2）流过灯泡的电流；
（3）电动机的发热功率；
（4）电动机的输出功率。

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22. (2024高一上·衡阳开学考) 某迷你洗衣机铭牌中部分参数如表格所示，其简化电路如图所示。闭合开关S，旋钮开关旋至位置“1”时， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 同时工作，洗衣机处于加热状态；旋钮开关旋至位置“2”时， $\text{[math]}$ 和电动机同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态。 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 均为电热丝，其阻值不受温度影响， $\text{[math]}$ 的阻值为25Ω。
电压/V
220
设定温度/℃
30﹣90
最大洗涤容量/kg
6
加热功率/W
2000
1. （1）洗衣机处于加热状态时， $\text{[math]}$ 的功率是多少？
2. （2）某次洗衣前，洗衣机内注入5kg水，在额定电压下对水加热7min，水温由20℃上升到50℃，洗衣机的加热效率是多少？
3. （3）洗衣机处于保温洗涤状态时，干路中的电流为1A，电动机的功率是多少？
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23. (2024·浙江) 某小组探究“法拉第圆盘发电机与电动机的功用”，设计了如图所示装置。飞轮由三根长a=0.8 m的辐条和金属圆环组成，可绕过其中心的水平固定轴转动，不可伸长细绳绕在圆环上，系着质量m=1 kg的物块，细绳与圆环无相对滑动。飞轮处在方向垂直环面的匀强磁场中，左侧电路通过电刷与转轴和圆环边缘良好接触，开关S可分别与图示中的电路连接。已知电源电动势E₀=12 V、内阻r=0.1 Ω、限流电阻R₁=0.3 Ω、飞轮每根辐条电阻R=0.9Ω，电路中还有可调电阻R₂(待求)和电感L，不计其他电阻和阻力损耗，不计飞轮转轴大小。
1. （1）开关S掷1，“电动机”提升物块匀速上升时，理想电压表示数U=8 V，
  ①判断磁场方向，并求流过电阻R₁的电流I；
  ②求物块匀速上升的速度v。
2. （2）开关S掷2，物块从静止开始下落，经过一段时间后，物块匀速下降的速度与“电动机”匀速提升物块的速度大小相等，
  ①求可调电阻R₂的阻值；
  ②求磁感应强度B的大小。
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24. (2024高一下·重庆市期末) 如图所示，倾角θ=37^°的足够长的光滑斜面底端有一质量为m_A=1kg、长度为L=4m的长木板A，斜面底端垂直固定一个与木板厚度等高、厚度可忽略不计的挡板，当木板与挡板相碰时，木板速度立即减为0；木板上表面的下边缘处有一质量为m_B=2kg、可视为质点的物体B，物体与木板上表面之间的动摩擦因数μ=0.5；物体B与质量为m_C=8 kg的物体C通过绕过定滑轮的轻绳相连，C离地面足够高。初始时刻使系统处于静止状态，g=10m/s² ， sin37^°=0.6，cos37^°=0.8。
（1）固定木板，同时释放物体B、C，求物体B脱离木板时的速度；
（2）解锁木板，同时释放物体B、C，求当物体B经过木板的中点时的速度；
（3）在第（2）问的基础上，当物体B经过木板的中点时，连接BC的轻绳断裂，求从释放物体BC到物体B脱离木板的整个过程中AB之间产生的热量。

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25. (2024·北京) 科学家根据天文观测提出宇宙膨胀模型：在宇宙大尺度上，所有的宇宙物质（星体等）在做彼此远离运动，且质量始终均匀分布，在宇宙中所有位置观测的结果都一样．以某一点O为观测点，以质量为m的小星体（记为P）为观测对象．当前P到O点的距离为 $\text{[math]}$ ，宇宙的密度为 $\text{[math]}$ ．
1. （1）求小星体P远离到 $\text{[math]}$ 处时宇宙的密度ρ；
2. （2）以O点为球心，以小星体P到O点的距离为半径建立球面．P受到的万有引力相当于球内质量集中于O点对P的引力．已知质量为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 、距离为R的两个质点间的引力势能 $\text{[math]}$ ， G为引力常量．仅考虑万有引力和P远离O点的径向运动．
  a．求小星体P从 $\text{[math]}$ 处远离到 $\text{[math]}$ 处的过程中动能的变化量 $\text{[math]}$ ；
  b．宇宙中各星体远离观测点的速率v满足哈勃定律 $\text{[math]}$ ，其中r为星体到观测点的距离，H为哈勃系数．H与时间t有关但与r无关，分析说明H随t增大还是减小．
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