2025届高考物理一轮复习专题练： 电能与能源的可持续发展
一、单选题
1．如图所示电路中，电阻与阻值相同，理想二极管与并联，在AB间加峰值电压不变的正弦式电流，则与的电功率之比是( )
A.1:5 B.1:4 C.1:2 D.
2．如图甲为农民用水泵抽取地下水灌溉农田的场景，灌溉系统由电动机、水泵、输水钢管组成。图乙为灌溉系统示意图，地下水源水面距地表，安装水泵时将输水钢管竖直插入水井与地下水源连通，水管横截面积，水泵出水口离地表高度，水从管口以恒定速度沿水平方向喷出，管口截面上各处水流速度相同，大小均为，水落到水平地面瞬间竖直速度减为零，水平速度保持不变。已知该灌溉系统的抽水效率，水的密度，取重力加速度大小，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A.喷出的水在出水口和落地点之间的总体积为
B.水流对水平落地点的冲击力大小为
C.水泵每秒对水流做的功为
D.电动机的输入功率为
3．如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为2v，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程( )
A.动能增加 B.机械能增加
C.重力势能增加 D.电势能增加
4．如图所示，一直流电动机与阻值的电阻串联在电源上，电源的电动势，内阻，闭合开关，用理想电压表测出电动机两端电压，已知电动机线圈的电阻，则下列说法中正确的是( )
A.通过电动机的电流为10 A B.电动机的输入功率为2 W
C.电源的输出功率为4 W D.电动机的输出功率为16 W
5．下列与能量有关的说法正确的是( )
A.做平抛运动的物体在任意相等时间内动能的增量相同
B.做匀变速直线运动的物体的机械能一定不守恒
C.在竖直平面内做匀速圆周运动的物体机械能不守恒
D.卫星绕地球做圆周运动的轨道半径越大，动能越大
6．下列属于不可再生能源的是( )
A.太阳能 B.风能 C.水能 D.煤
7．在如图所示的并联电路中，保持通过干路的电流I不变，仅增大的阻值，则( )
A.MN两端电压变大 B.通过的电流不变
C.所消耗的功率不变 D.并联电路消耗的总功率减小
8．奶茶是一种高糖分、高脂肪、高热量的饮料，如图展示了不同类型奶茶的热量值，在国际单位制中与图中“kcal”对应的单位是( )
A.摄氏度（℃） B.瓦特（W） C.焦耳（J） D.毫升（mL）
9．如图所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，如电炉、电视机、微波炉、电脑等.停电时，用多用电表测得A、B间的电阻为R；供电后，各家电器同时使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是( )
A. B. C. D.以上公式都可以
10．如图所示，a为某电源的路端电压随干路电流变化的图线，b为某一电阻R两端的电压随电流变化的图线，把该电源和该电阻组成闭合电路，电源的输出功率和电源的内阻分别为( )
A.4W， B.6W， C.4W， D.2W，
11．2022年10月，南阳—荆门—长沙特高压交流线路工程全线竣工。在输送功率一定时，分别用1000千伏和500千伏对同一段线路输电。下列说法正确的是( )
A.高压输电线输送电流之比为2:1 B.高压输电线路电阻损耗功率之比1:4
C.输电线路上电压损失之比为1:4 D.用户得到的功率之比为1:2
12．能源（Energy-Source）亦称能量资源或能源资源，是发展国民经济的重要物质基础，国家未来的命运取决于对能源的掌控.能源的开发和有效利用程度以及人均消费量是生产技术和生活水平的重要标志，下列能源为可再生能源的是( )
A.石油 B.天然气 C.风能 D.煤炭
二、多选题
13．如图，一质量为M、长为L的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度开始运动。已知物块和木板间的动摩擦因数μ，重力加速度大小为g，当物块从木板右端离开时( )
A.木板的动能一定小于 B.木板的动能一定等于
C.物块的动能一定小于 D.物块的动能一定大于
14．如图甲，MN、PQ为两根间距为L的足够长固定平行光滑金属导轨，导轨平面与水平面间夹角，上端M、P间接一个阻值为R的定值电阻，两导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，长为L、质量为m的金属棒ab放置在导轨上。现将棒由静止释放，同时对棒施加一个沿导轨向下的恒定拉力F，当棒下滑距离d时，棒刚好达到匀速运动状态，此过程中棒的加速度大小随其速度变化的关系图像如图乙。重力加速度为g，金属棒及导轨电阻不计，棒始终与导轨垂直且接触良好，下列说法正确的是( )
A.拉力的大小
B.匀强磁场的磁感应强度
C.金属棒加速过程中通过棒某一截面的电量为
D.金属棒加速过程中，电阻R上产生的焦耳热
15．如图所示，倾角为的足够长的光滑斜面体固定在水平地面上，底端附近垂直斜面固定一挡板，小物块甲、乙用轻弹簧拴接后置于斜面上，甲的质量为m。初始静止时，弹簧压缩量为d。某时刻在甲上施加一沿斜面向上的恒力，当弹簧第一次恢复原长时将恒力撤去，甲到最高点时乙刚要离开挡板。已知弹簧的弹性势能为，k为劲度系数，x为形变量，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度以内。则( )
A.甲的最大速度为
B.甲运动到最低点时的加速大小为g
C.小物块乙的质量为
D.弹簧的最大弹性势能为
三、填空题
16．纯电新能源汽车采用的是电力驱动，而不是燃油驱动。电力属于_______能源，石油属于_______能源。（均选择：A.“一次”B.“二次”）
17．如图，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为0.02kg，在该平面上以、与导线成60°角的初速度运动，其最终的运动状态是________，环中最多能产生________J的电能。
四、计算题
18．如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成，当闭合开关后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出，已知电吹风的额定电压为220 V，吹冷风时的功率为120 W，吹热风时的功率为1 000 W，求：
（1）当电吹风热风时，电动机功率；
（2）电热丝的电阻。
参考答案
1．答案：A
解析：设在AB间加峰值电压为，周期为T，则电压的有效值为
设，一周期内，产生的焦耳热为
一周期内，产生的焦耳热为
与的电功率之比是
故选A。
2．答案：C
解析：A.水流由出水口水平喷出到落地时间满足因此喷出的水在出水口和落地点之间的总体积为故A错误;C.每秒内水流质量水泵每秒对水流做的功等于水机械能增加量代入数据解得故C正确;B.水落地时竖直方向上满足极短时间内，落地水的质量对水由动量定理得故B错误;D.对电动机，每秒输出能量则输入功率满足解得故D错误，故选C。
3．答案：B
解析：小球在从M点运动到N点的过程，可分解为水平方向上的匀加速直线运动和竖直方向上的匀减速直线运动。竖直方向上，运动时间，上升高度；水平方向上，，所以，水平位移。从M到N，动能增量，A错；重力势能增量，C错；电势能增量，故D错；机械能增量，B正确。
4．答案：D
解析：A、通过电动机的电流为，故A错误;
B、电动机的输入功率为，故B错误;
C、电源的输出功率为，故C错误;
D、电动机的输出功率为，故D正确。
故选:D。
5．答案：C
解析：A、做平抛运动的物体，在竖直方向做自由落体运动，相等的时间内竖直方向的位移越来越大，因此重力做功越来越多，相等的时间内动能的增量越来越大，故A错误;
B、做匀变速直线运动的物体的机械能也可能守恒，如物体做自由落体运动时机械能守恒，故B错误;
C、竖直平面内做匀速圆周运动的物体，动能不变，重力势能变化，因此机械能不守恒，故C正确;
D、由卫星的速度公式分析可知，卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径越大，速度越小，动能越小，故D错误。
故选:C。
6．答案：D
解析：现在人们可以通过使用可再生能源，来实现对不可再生能源的保护，例如使用风能、水能、潮汐能、太阳能等，故A、B、C不符合题意;煤炭、石油、天然气都属于化石能源，是不可再生能源，故D符合题意.
故选D.
7．答案：A
解析：A.增大，则电路中的总电阻增大，根据
可知，MN两端电压变大，故A正确;
B.上的电流
因为电压U增大，所以上的电流增大，上的电流
因为干路上的电流I不变，上的电流增大，所以上的电流减小，故B错误;
C.根据
因为电压U增大，所以的功率增大，故C错误;
D.并联电路上消耗的总功率
因为干路上的电流I不变，电压U增大，所以总功率P增大，故D错误。
故选A。
8．答案：C
解析：题图中展示了不同类型奶茶的热量值,而热量的单位为焦耳,则在国际单位制中与题图中“kcal”对应的单位是焦耳(J),C正确。
9．答案：C
解析：家用电器中有纯电阻用电器也有非纯电阻用电器，故总功率只能用来计算，故C正确，ABD错误。
故选:C。
10．答案：A
解析：由a图线纵截距知，电源的电动势，由横截距知，电源的短路电流，电源的内阻
由两图线交点坐标知，工作电压，工作电流，则电源的输出功率
故选A。
11．答案：B
解析：
选项 分析 正误
A 根据，则有 ×
B 高压输电线路电阻损耗功率之比 √
C 输电线路上电压损失之比为 ×
D 用户得到的功率之比为，其中P为输送功率 ×
12．答案：C
解析：化石能源无法在短时间内再生，这类能源为不可再生能源，比如煤炭、石油和天然气；而水能、风能和潮汐能为可再生能源。
故选C。
13．答案：AC
解析：设物块离开木板时的速度为，此时木板的速度为，由题意可知
设物块的对地位移为，木板的对地位移为。
CD.根据能量守恒定律可得
整理可得
故C正确，D错误；
AB.因摩擦产生的摩擦热
根据运动学公式
因为
得
则
所以
根据动能定理
所以
故A正确，B错误。
故选AC。
14．答案：ACD
解析：
15．答案：BD
施加恒力前由平衡条件得，解得，甲回到初始位置时速度最大，由动能定理得，解得，A错误；设乙刚要离开挡板时弹簧的伸长量为，从撤走恒力到乙刚要离开挡板的过程，对甲和弹簧由能量守恒有，解得，此时乙刚好不离开挡板，则有，得乙的质量，故C错误；到达最高点后小物块甲沿斜面向下滑动，设甲到最低点时弹簧的压缩量为，由能量守恒得，解得(另一解不合题意，舍去)，对甲由牛顿第二定律有，解得，B正确；，故最大弹性势能，故D正确。选BD。
16．答案：B；A
解析：纯电新能源汽车采用的是电力驱动，而不是燃油驱动。电力属于二次能源，石油属于一次能源。
17．答案：匀速直线运动；0.03
解析：金属环最终会沿与通电直导线平行的直线,做匀速直线运动;最终速度，由能量守恒定律,得环中最多能产生电能.
18．答案：（1）120 W（2）
解析：（1）电动机和电阻并联，当吹热风时，电动机两端的电压不变，消耗的功率不变。仍为120W。
（2）电阻消耗的功率为
由
可知
