第十五章　素養(yǎng)提優(yōu)測試卷(時間：45分鐘 滿分：100分)一、選擇題(每小題4分,共32分)1. (2024山西運城運康中學期末,4,★☆☆)觀察力是物理學科素養(yǎng)的第一要素。 如圖所示,是生活中常見的兩種型號電能表,關于電能表的認識,下列說法正確的 是?(　????)??????A. 電能表是用來測量用電器消耗電能快慢的儀器B. 圖甲中的電能表顯示的示數為18 246 kW·hC. 兩種電能表工作的額定最大電流均為20 A,工作時電流可以超過額定最大電流D. 圖乙中參數“3 200 imp/(kW·h)”表示接該電能表的用電器,每消耗1 kW·h的 電能,電表脈沖燈閃爍3 200次D解析????　電能表是測量電流做功多少的儀器,A錯誤;圖甲中的電能表顯示的 示數為1 824.6 kW·h,B錯誤;由圖可知,兩種電能表工作的額定最大電流均為20 A,工作時電流不能超過額定最大電流,C錯誤;3 200 imp/(kW·h)表示每消耗1 kW·h的電能,指示燈閃爍3 200次,D正確。2. (2024山東青島嶗山期末,10,★☆☆)某品牌額定功率為7 W的室內照明LED 燈,正常工作時,每小時消耗電能???? (　????)A. 0.07 J　 ????B. 7 000 JC. 2.52×104 kW·h　????D. 0.007 kW·hD解析???　由P=?知,此燈泡正常工作時,每小時消耗電能為W=Pt=7×10-3 kW×1 h=0.007 kW·h,A、B、C錯誤,D正確。3. (新獨家原創(chuàng),★☆☆)下列生活中用電器正常工作時的數據最接近實際的是?(　????)A. 一盞LED臺燈1小時耗電為1 kW·hB. 家用冰箱一天消耗電能為100 kW·hC. 家用空調工作電流為5 AD. 家用洗衣機正常工作時的電流約為10 AC解析????　一盞LED臺燈功率約為10 W,正常工作1小時耗電W=Pt=0.01 kW×1 h =0.01 kW·h,A不符合實際;家用冰箱的電功率約為200 W=0.2 kW,一天消耗電能 約為W=Pt=0.2 kW×10 h=2 kW·h,B不符合實際;家用空調的電功率約為1 100 W, 工作電流約為I=?=?=5 A,C符合實際;家用洗衣機的功率在220 W左右,正常工作的電流在I=?=?=1 A左右,D不符合實際。4. (2024安徽潛山期末,16,★☆☆)將規(guī)格都是“220 V　150 W”的一臺電風 扇、一臺電視機和一只電烙鐵分別接入家庭電路中,正常工作相同時間,以下說 法正確的是?(　????)A. 三個用電器產生的熱量相等B. 根據R=?可計算出任一個用電器的電阻C. 三個用電器消耗的電能一樣多D. 三個用電器均能將電能全部轉化為內能C解析????　電風扇工作時,電能轉化為內能和機械能;電視機工作時,電能轉化為 內能、光能和聲能;電烙鐵工作時,電能全部轉化為內能,A、D錯誤;雖然三個用 電器的規(guī)格相同,但公式R=?只適用于純電阻用電器,即利用該公式能計算電烙鐵的電阻,不能計算電風扇和電視機的電阻,事實上它們的電阻也是不相同的, B錯誤;三個用電器都在額定電壓下工作,實際功率相同都是150 W,由W=Pt可知 相同時間內三個用電器消耗的電能一樣多,C正確。5. (★★☆)燈泡L和定值電阻R的電流隨電壓變化的圖像如圖甲, 將它們按圖乙所示方式接入電路中,如果電路中電源電壓是2 V,則下列結論正 確的是?(　????)??????A. 只閉合開關S,燈泡L的電功率為0.4 WB. 閉合S、S1后,電流表示數為0.6 AC. 閉合S、S1,電阻R與燈泡L電功率之比為2∶5D. 閉合S、S1后,20 s電路消耗的電能為20 JC解析????　只閉合開關S,電路為燈泡的簡單電路,電流表測量電路中的電流,電 源電壓是2 V,則燈泡兩端電壓為2 V,從圖甲中可知通過燈泡的電流為0.5 A,燈泡 L的電功率PL=UIL=2 V×0.5 A=1 W,A錯誤;閉合S、S1后,燈泡和定值電阻并聯,電 流表測量干路電流,從圖甲中可知通過定值電阻的電流為0.2 A,則電流表示數I= IL+IR=0.5 A+0.2 A=0.7 A,B錯誤;根據P=UI可知電阻R與燈泡L電功率之比:?=?=?=?=?,C正確;根據W=UIt可知20 s電路消耗的電能W=UIt=2 V×0.7 A×20 s=28 J,D錯誤。6. (2024山西運城東康一中期末,7,★★☆)冬天洗澡的時候常會用到浴霸,常見的 浴霸取暖燈組是由四個“220 V　275 W”的鎢絲燈(如圖)并聯而成。下列說法 正確的是?(　????)A. 單個取暖燈正常工作時的功率為275 WB. 單個取暖燈的實際功率一定為275 WC. 實際電壓過高燈泡極易損壞,應在低于220 V的電壓下工作D. 當電路中電壓為0時,單個取暖燈的額定功率變?yōu)?A解析????　由取暖燈的銘牌可知,其額定電壓是220 V,額定功率是275 W,則單個取暖燈正常工作時的功率為275 W,A正確;單個取暖燈在額定電壓下的功率為275 W,實際功率不一定為275 W,B錯誤;實際電壓過高燈泡極易損壞,但在低于220 V的電壓下不能正常工作,C錯誤;因為燈泡的額定功率為定值,燈泡的額定功率不會隨著電壓的變化而變化,因此當電路中電壓為0時,單個取暖燈的額定功率仍為275 W,D錯誤。7. (2023廣東肇慶期末,7,★★☆)將燈泡L和定值電阻R以圖甲方 式接在6 V電源上,圖乙是L和R的U-I圖像,結合圖中信息可知???? (　????)??????A. 圖乙中曲線B是電阻R的U-I圖像B. 燈泡L電阻隨著電流增大而變小C. 燈泡L的實際阻值為5 ΩD. 燈泡L的實際功率為1.6 WC解析????????定值電阻的阻值一定,通過的電流和其兩端電壓成正比,則傾斜直線A 代表定值電阻R的U-I圖像;燈泡的阻值隨溫度的升高而增大,則曲線B代表燈泡L 的U-I圖像,A不符合題意;當電流為0.4 A時,燈L兩端的電壓為 2 V,則燈的阻值為 R1=?=?=5 Ω,當電流為0.7 A時,燈L兩端的電壓為5 V,則燈的電阻為:R2=?=?≈7 Ω,當電流為0.8 A時,燈L兩端的電壓為8 V,則燈的電阻為:R3=?=?=10 Ω,分析可知,燈泡L的電阻隨電流的增大而增大,B不符合題意;由圖甲可知,燈泡L與電阻R串聯,由圖乙可知,當電路中電流I=0.4 A時,燈泡兩端電壓為2 V,定值電阻兩端電壓為4 V,此時燈泡兩端電壓和定值電阻兩端電壓之和等于電 源電壓 6 V,此時燈泡L的實際阻值RL=?=?=5 Ω,C符合題意;燈泡L的實際功率PL=ULI=2 V×0.4 A=0.8 W,D不符合題意。8. (2024廣東惠東期末,6,★★☆)愛心團隊去養(yǎng)老院送電暖 氣,其內部簡化電路如圖所示,電暖氣有低、中、高三擋,已知R1=55 Ω,R2=44 Ω, 以下說法正確的是?(　????)A. 使用“低溫擋”只需要閉合S2B. 使用“高溫擋”只需要閉合S1C. 閉合S1、S2時,通過R1、R2的電流之比為5∶4D. 中溫擋正常工作1分鐘,產生的熱量為6.6×104 JD解析????　由圖可知,當S1、S2都閉合時,R1與R2并聯,電路總電阻最小,只閉合S1 時,只有R1接入電路,只閉合S2時,只有R2接入電路,又因為R1>R2,在電源電壓一定 時,由P=?可知,當S1、S2都閉合時,電路為“高溫擋”,只閉合S1時,電路為“低溫擋”,只閉合S2時,電路為“中溫擋”,A、B錯誤;當S1、S2都閉合時,R1與R2并 聯,由并聯分流可知通過R1、R2的電流之比為:?=?=?=?,C錯誤;中溫擋正常工作1分鐘產生的熱量為:Q=I2R2t=?t=?×60 s=6.6×104 J,D正確。9. (2024江西南昌期末,4,★☆☆)如圖是某玩具車一節(jié)可充電的電池,電池上的2 000 mAh代表的是　　　????和時間的乘積,結合圖中的數據可知,1節(jié)這樣的電池 充滿電后最多能對外提供　　　　????J的電能。? 二、填空題(每空2分,共24分)解析　電池上的2 000 mAh的mA是電流的單位,h是時間的單位,所以電池上的2 000 mAh代表的是電流和時間的乘積;由圖可知,電池的工作電壓是1.2 V,1節(jié)這樣的電池充滿電后最多能對外提供的電能:W=UIt=1.2 V×2 000×10-3 A×1×3 600s=8 640 J。電流8 64010. (新獨家原創(chuàng),★★☆)小明8月付了240.8元電費,他通過物業(yè)得到月初和月末 的電能表示數如圖所示,結合圖中信息可知,他家8月用了　　????kW·h電能,他家 小區(qū)電費平均　????元每度。為了找出家里比較費電的用電器,小明讓空調單獨 正常工作一分鐘,指示燈閃爍40次,則空調正常工作一小時消耗　　????kW·h電能, 該空調的功率是　　????W。? 301?0.8??1.5?1 500解析　結合圖中信息可知,小明家8月用的電能為:W=5 847.7 kW·h-5 546.7 kW·h =301 kW·h;他家小區(qū)的電費平均為:?=0.8元/(kW·h)。空調單獨正常工作一分鐘,指示燈閃爍40次,此時空調消耗的電能為:W0=?×40=0.025 kW·h,空調的功率為:P=?=?=1.5 kW=1 500 W,該功率下空調正常工作一小時消耗的電能為:W'=Pt1=1.5 kW×1 h=1.5 kW·h。11. (2024廣東汕頭潮南期末,13,★★☆)兩只燈泡L1和L2分別標有“6 V　3 W” 和“10 V　10 W”的字樣,保證兩燈泡都能安全使用(設燈絲電阻不變)。若把 它們串聯在電路中,　　　????燈較亮,兩燈的實際功率之比P1∶P2=　　　　????, 允許電源的最大電壓是　　　????V。????對應目標編號P9303002??L1????6∶5?11解析????L1的電阻為R1=?=?=12 Ω,L2的電阻為R2=?=?=10 Ω;串聯時,電流相等,由P=I2R知,P1>P2,故L1燈較亮。由P=I2R知,實際功率之比為?=?=?=?=?;L1的額定電流為I1=?=?=0.5 A,L2的額定電流為I2=?=?=1 A,故電路中的最大電流為Imax=0.5 A,電源電壓最大為U=Imax(R1+R2)=0.5 A×(12 Ω +10 Ω)=11 V。拓展解讀　　　串聯電路中除電流之外的其他物理量均與電阻成正比,如電 功、電功率、用電器兩端電壓等。即W1∶W2=P1∶P2=U1∶U2=R1∶R2。并聯電路中除電壓之外的其他物理量均與電阻成反比,如電功、電功率、通過 用電器的電流等,即W1∶W2=P1∶P2=I1∶I2=R2∶R1。12. (2024廣東東莞翰林實驗學校期末,12,★★☆)如圖所示的電路中,電源電壓恒 定,R1=20 Ω,當滑片P位于b點時,電流表示數為0.3 A,則電源電壓為　　????V;當滑 片位于a點時,電流表示數為0.1 A,則滑動變阻器的最大阻值為　　　????Ω,經過60 s,電阻R1產生的熱量為　　　????J。? 6???4012解析　由電路圖知閉合開關,R1和R2串聯,電流表測量電路中的電流;當滑片位于 b點時,電路中只有電阻R1接入電路,電流表示數為0.3 A,由I=?得電源電壓為:U=I1R1=0.3 A×20 Ω=6 V;當滑片位于a點時,滑動變阻器連入電路的阻值最大,電流 表示數為0.1 A,此時電路的總電阻為:R總=?=?=60 Ω,由串聯電路電阻的規(guī)律得滑動變阻器的最大阻值為:?=R總-R1=60 Ω-20 Ω=40 Ω;經過60 s,電阻R1產生的熱量為:Q1=?R1t=(0.1 A)2×20 Ω×60 s=12 J。13. (新中考　設計實驗)(2024廣東揭陽榕城期末,19,★★★)(14分)在測量小燈 泡電功率的實驗中,如圖甲所示,電源電壓恒為4.5 V,小燈泡標有“2.5 V”字樣, 電流表、電壓表、滑動變阻器開關各一個,導線若干。??????三、實驗探究題(共26分)??????(1)電路有一根導線連接錯誤,將連接錯誤的導線打“×”,并畫出正確的連線;如圖所示(4)另一小組電壓表有故障,設計了如圖丁所示的電路圖,測量額定電壓為U額的小 燈泡的額定功率,定值電阻阻值為R2,請將實驗步驟補充完整:①閉合開關S、S2,斷開開關S1,移動滑動變阻器滑片,使電流表A的示數為　　???? (用字母表示);②閉合開關S、S1,斷開S2,保持滑動變阻器滑片位置不變,記錄此時電流表A的示 數為I;③小燈泡的額定功率的表達式為P額=　　　　　　????(用已知R2、I、U額表示)。(2)正確連接后,閉合開關移動滑片,發(fā)現燈泡不亮,電壓表示數較大,故障原因可 能是:　　　　　????;(3)排除故障后,逐漸移動滑片,電壓表示數如圖乙,應向　　????(選填“左”或 “右”)端移動滑片,圖丙為燈泡的U-I圖像,可知燈泡的額定功率為　　????W,此 時滑動變阻器連入電路的阻值為　　???? Ω;小燈泡斷路????左?1?5?解析????(1)圖甲電路中電壓表串聯在電路中,電流表并聯在電路中,應該將電壓表 與小燈泡并聯,電流表與小燈泡串聯;(2)正確連接后,閉合開關,發(fā)現燈泡不亮,電壓表示數較大,說明電壓表兩接線柱 到電源間是通路,與電壓表并聯部分的電路存在斷路,所以故障可能是小燈泡斷 路;(3)燈泡正常發(fā)光時電壓表示數等于其額定電壓2.5 V,由圖乙知,電壓表使用0~3 V量程,分度值為0.1 V,示數為2.2 V,小于燈泡的額定電壓2.5 V,由串聯分壓規(guī)律 可知,應將滑片向左端移動,使燈泡兩端電壓達到2.5 V;由圖丙可知燈泡正常發(fā) 光時的電流為0.4 A,所以燈泡的額定功率P額=U額I=2.5 V×0.4 A=1 W;由串聯電路 電壓特點和歐姆定律可得,此時變阻器連入電路的阻值:R=?=?=5 Ω;(4)實驗步驟:①閉合開關S、S2,斷開開關S1,R2和L并聯之后,與滑動變阻器串聯, 電流表測量通過R2的電流,調節(jié)滑動變阻器R1的滑片,使電流表示數為?,此時燈泡正常發(fā)光;②閉合開關S、S1,斷開S2,R2和L并聯之后,與滑動變阻器串聯,電流表測量干路電流,記下此時電流表的示數為I;③因電路的連接關系沒有改變,各 電阻的大小和通過的電流不變,燈仍正常發(fā)光,根據并聯電路的電流特點可知通 過小燈泡的電流為:I額=I-?,則小燈泡的額定功率的表達式為:P額=U額I額=U額×(I-?)。14. (2024廣東東莞期末,24,★★☆)(12分)如圖是探究“電 流通過導體時產生熱量與哪些因素有關”的實驗裝置,仔細觀察甲、乙兩圖,回 答下列問題。? ?(1)當要研究的物理量不易直接測量時,都要想辦法把它們的大小間接表示出來, 這種研究物理問題的方法叫　　????法,如圖甲所示,實驗中電流通過導體時產生 熱量的多少就是通過觀察比較U形管兩邊液面的高度差反映出來的;在實驗中, 改變滑片的位置,多次進行實驗的目的是:　　　 　　　????。轉換使實驗結論更具有普遍性????(2)為了探究電流通過導體時產生熱量與電流的關系,現將虛線框里甲裝置換成 乙圖裝置進行實驗,但是接通電路一段時間后,右側U形管的液面高度差逐漸變 大,左側U形管的液面高度不變,經檢查電路也沒有出現故障,則可能的原因是 　　 　　????。解決問題再進行實驗,通電一段時間后　　????(選填“左”或“右”)邊容器中電阻產生的熱量多。如果通電時間為1 min,通過乙裝置左邊容 器內電阻的電流為0.4 A,則該電阻產生的熱量為　　　????J。(3)實驗結束后,小明取出甲裝置中的兩個電阻,發(fā)現兩個電阻長度和材料相同, 　　　????電阻的橫截面積較小(選填“5 Ω”或“10 Ω”)。48?10Ω左側容器漏氣　左解析????(1)電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察,但可以通過比較U形管 兩側液面的高度差來反映,這種研究方法叫轉換法;在實驗中,改變滑片的位置, 多次進行實驗的目的是尋找普遍規(guī)律;(2)將虛線框里甲裝置換成乙圖裝置進行實驗,若接通電路一段時間后,右側U形 管的液面高度差逐漸變大,但左側U形管的液面高度不變,經檢查電路也沒有出 現故障,有熱量產生,沒有高度差,則可能的原因是左側容器漏氣;左側導體在干 路上,通過左側導體的電流大,根據焦耳定律可知,在電阻大小、通電時間相同 時,通過導體的電流越大,產生的熱量多,所以左側容器中的電阻產生的熱量多; 通電時間為1 min,左邊容器中電阻產生的熱量Q=I2Rt=(0.4 A)2×5 Ω×60 s=48 J;(3)導體長度和材料一定時,電阻越大,橫截面積越小,故10 Ω電阻的橫截面積小。15. (2024遼寧盤錦大洼期末,23,★★★)如圖甲所示是某品牌電飯鍋,圖乙是其工 作的電路圖,如表是該電飯鍋銘牌上的一些信息。R、R0兩根電阻絲的阻值均不 變,其中R是主加熱器,R0是保溫加熱器。接通電路后,開關S自動與觸點a、b接 通,開始加熱,當鍋內溫度達到105 ℃時,開關S自動與a、b斷開,變?yōu)榕c觸點c接 觸,開始保溫,此時鍋內水溫不變,且未沸騰。????四、計算題(共18分)(1)R0的電阻是多少歐。(2)該電飯鍋處于加熱擋正常工作50 s,R產生的熱量為多少焦。(3)斷開其他用電器開關,僅讓電飯鍋在加熱擋下工作,測得圖丙中電能表轉盤3 min內轉過150轉,請計算電飯鍋的實際功率。???????????解析????(1)根據題意可知,接通電路后,開關S自動與觸點a、b接通,開始加熱,由圖 乙可知,此時R0、R并聯;當鍋內溫度達到105 ℃時,開關S自動與a、b斷開,變?yōu)榕c觸點c接觸,開始保溫,此時只有R0工作。由P=?可得,R0的阻值:R0=?=?=100 Ω;(2)因電路的總功率等于各用電器的電功率之和,且兩種狀態(tài)下R0消耗的電功率 不變,則加熱擋正常工作時R的電功率:PR=P加熱-P保溫=968 W-484 W=484 W。該電飯鍋處于加熱擋正常工作50 s,R產生的熱量:QR=WR=PRt=484 W×50 s=24 200 J;(3)3 000 r/(kW·h)表示電路中的用電器每消耗1 kW·h電能,電能表的轉盤轉過3 0 00轉,電能表轉盤3 min內轉過150轉,則電飯鍋消耗的電能:W=?=0.05 kW·h,電飯鍋的實際功率:P實=?=?=1 kW=1 000 W。

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