PAGE14-單元素養檢測(四)(第十二章)(90分鐘100分)【合格性考試】(60分鐘60分)一、選擇題(本題共9小題,每小題3分,共27分。)1.如圖所示是一種新型節能路燈。它“頭頂”小風扇,“肩扛”太陽能電池板。關于節能路燈的設計說明合理的是 ()A.太陽能電池板將太陽能轉化為電能B.小風扇是用來給太陽能電池板散熱的C.小風扇是風力發電機,將電能轉化為機械能D.蓄電池在夜晚放電時,將電能轉化為化學能【解析】選A。這種新型節能路燈,“肩扛”太陽能電池板可以把太陽能轉化為電能;“頭頂”的小風扇可以把風能轉化為電能,這樣只要有風,這種路燈也可以發電,填補了陰天和晚上不能發電的空白,可用于路燈晚上照明運用;蓄電池在夜晚放電時,將化學能轉化為電能;故A正確,B、C、D錯誤。2.關于能量耗散,下列說法中正確的是 ()A.能量耗散是指在肯定條件下,能量在轉化過程中總量削減了B.能量耗散表明能量守恒定律具有肯定的局限性C.能量耗散表明在能源的利用過程中,能量在數量上越來越少D.能量耗散從能量轉化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性【解析】選D。能量耗散的過程中能量向品質低的大氣內能轉變,但是總的能量是守恒的,能量不能憑空產生,也不能憑空消逝,故A、B錯誤;能量耗散表明在能源的利用過程中,能量在數量上并未削減,但是在可利用的品質上降低了,故C錯誤;依據熱力學定律可知,宏觀自然過程自發進行是有其方向性的,能量耗散就是從能量的角度反映了這種方向性,故D正確。3.關于四個公式①P=UI;②P=I2R;③P=;④P=,下列敘述正確的是()A.公式①④適用于任何電路的電功率的計算B.公式②③適用于任何電路的電功率的計算C.公式①②③適用于任何電路的電功率的計算D.以上均不正確【解析】選A。公式①④適用于任何電路的電功率的計算,而②③只適用于純電阻電路的電功率的計算。故A正確,B、C、D錯誤。4.如圖所示,a、b、c為同一種材料做成的電阻,b與a的長度相等但橫截面積是a的兩倍;c與a的橫截面積相等但長度是a的兩倍。當開關閉合后,三個志向電壓表的示數關系是 ()A.V1的示數是V3的2倍 B.V1的示數是V2的2倍C.V2的示數是V1的2倍 D.V2的示數是V3的2倍【解析】選B。由題意可知:Lc=2La=2Lb,Sb=2Sa=2Sc;設b的電阻Rb=R,由電阻定律R=得:Ra=2Rb=2R,Rc=2Ra=4R,Rc∶Ra∶Rb=4∶2∶1。由電路圖可知,a、b、c三個電阻串聯,通過它們的電流相等,由U=IR得:Uc∶Ua∶Ub=4∶2∶1,故UV3∶UV1∶UV2=4∶2∶1,所以B5.A、B兩燈的額定電壓都是110V,A燈的額定功率PA=100W,B燈的額定功率PB=40W,若將兩燈同時接入電壓恒為220V的電路上,且使兩燈均能正常發光,同學們設計了如圖所示的甲、乙兩種電路,則甲、乙兩電路消耗的電功率之比為()A.2∶7 B.2∶5 C.5∶7 【解析】選C。A燈的額定電流為:IA==A=A,B燈的額定電流為:IB==A=A,甲圖電路的功率為:P甲=IAU=×220W=200W乙圖電路的功率為:P乙=(IA+IB)U=×220W=280W甲、乙兩電路消耗的電功率之比:P甲∶P乙=200∶280=5∶7。故A、B、D錯誤,C正確。6.如圖,電源的輸出電壓和A、B兩燈的電阻均不變。若滑動變阻器R的滑片向左移動,則 ()A.A、B兩燈均變亮B.A、B兩燈均變暗C.A燈變暗,B燈變亮D.A燈變亮,B燈亮度不變【解析】選D。因電源輸出電壓不變,故兩支路兩端的電壓不變;R的滑片向左移動時,接入電阻減小,故A中電流增大;A燈變亮;而B燈兩端電壓不變,故B燈亮度不變;故D正確,A、B、C錯誤。7.一臺電動機額定電壓為U,線圈電阻為r,電動機正常工作時通過電動機線圈的電流強度為I,電動機正常工作時間為t時,以下說法正確的是()A.電動機消耗的電能為I2rtB.線圈r產生的熱量為UItC.I=D.電動機輸出的機械能為UIt-I2rt【解析】選D。電動機是非純電阻元件,電動機消耗的電能W=UIt,故A錯誤;線圈電阻是r,通過線圈的電流是I,探討線圈產生的焦耳熱時,線圈是純電阻元件,線圈r產生的熱量為Q=I2rt,故B錯誤;此電路為非純電阻電路,不滿意歐姆定律,所以I≠,故C錯誤;由能量守恒定律知,電動機輸出的機械能W機=UIt-I2rt,故D正確。8.如圖所示電路,兩電壓表為志向電表,將開關K閉合,當滑動變阻器的滑片向左滑動時 ()A.電壓表V1的示數不變B.電壓表V1的示數變小C.電壓表V2的示數變小D.電壓表V2的示數不變【解析】選C。由圖可知,電路中R1與R2串聯接在電源兩端,電壓表V1測量R1兩端的電壓,V2測量路端電壓,當滑片向左滑動時,滑動變阻器接入電阻減小,則電路中總電阻減小;由閉合電路歐姆定律可知,電路中電流增大,因R1為定值電阻,故其兩端電壓增大,電壓表V1的示數變大,故A、B錯誤;由閉合電路歐姆定律U=E-Ir可知,路端電壓減小,電壓表V2的示數變小,故C正確,D錯誤。9.飲水機是一種常見的家用電器,其工作電路可簡化為如圖所示的電路,其中S是溫度限制開關,當水溫上升到肯定溫度時,它會自動切換,使飲水機處于保溫狀態;R2是飲水機加熱管的電阻,R1是與加熱管串聯的電阻。該飲水機的額定電壓是220V,加熱功率為550W,保溫時整機耗電量0.48kW/24h(不考慮R1、R2的阻值受溫度影響)。當開關S閉合時,飲水機處于何種工作狀態及R2的阻值為()A.加熱220Ω B.加熱88ΩC.保溫88Ω D.保溫220Ω【解析】選B。電源電壓U不變,由P=可知,溫控開關S閉合時,只有一只電阻工作,電阻小,則電功率大,為加熱狀態;由公式P=得R2的阻值:R2===88Ω;故B正確,A、C、D錯誤。二、試驗題(12分)10.利用電流表和電壓表測定一節干電池的電動勢和內阻。現有開關和導線若干及以下器材:A.電流表(0～0.6A,內阻約1B.電壓表(0～3V,內阻約3kΩ)C.滑動變阻器(0～50Ω)D.滑動變阻器(0～500Ω)(1)試驗中滑動變阻器應選用________。(選填相應器材前的字母)

(2)要求盡量減小試驗誤差,應選擇的試驗電路是圖1中的________(選填“甲”或“乙”)。

(3)某位同學記錄的6組數據如表所示,其中5組數據的對應點已經標在圖2的坐標紙上,請標出余下一組數據的對應點,并畫出U-I圖線。序號123456電壓U/V1.451.401.301.251.201.10電流I/A0.060.120.240.260.360.48(4)依據(3)中所畫圖線可得出干電池的電動勢E=________V,內阻r=________Ω。

(5)試驗中,隨著滑動變阻器滑片的移動,電壓表的示數U及干電池的輸出功率P都會發生改變。圖3的各示意圖中正確反映P-U關系的是________。

【解析】(1)干電池的內阻很小,為了調整便利,滑動變阻器選C;(2)乙圖中測量的等效干電池電阻為電流表內阻和干電池內阻之和,因為電流表內阻未知,故電路圖選圖甲;(3)依據題給數據,描點作圖,U-I圖線如圖所示;(4)依據(3)中所畫圖線可得出干電池的電動勢即為圖線在縱軸的截距,即E=1.50V;圖線的斜率大小為電源的內阻,故內阻r=Ω=0.83Ω;(5)試驗中,隨著滑動變阻器滑片的移動,電壓表的示數U及干電池的輸出功率P都會發生改變,由歐姆定律和功率表達式得P=,由P與U關系,可得P隨U先增大后減小,故A、B、C錯誤,D正確。答案:(1)C(2)甲(3)見解析圖(4)1.500.83(5)D三、計算題(本題共3小題,共21分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數值計算的要注明單位)11.(7分)在如圖所示的電路中電源內阻r=0.5Ω,當開關S閉合后,電路正常工作,電壓表的讀數U=2.8V,電流表的讀數I=0.4(1)電阻R的阻值;(2)電源的內電壓U內;(3)電源的電動勢E。【解析】(1)由歐姆定律得:R==Ω=7Ω; ①(2)電源的內電壓為U內=Ir=0.4×0.5V=0.2V②(3)依據閉合電路歐姆定律有:E=U+Ir=2.8V+0.4×0.5V=3V③答案:(1)7Ω(2)0.2V(3)3V12.(7分)如圖所示,有一臺提升重物用的直流電動機M,電動機的內阻為r=0.60Ω,與電動機串聯的定值電阻阻值為R=10Ω,電路的路端電壓為U=160V。圖中志向電壓表的示數為110V。求:(1)通過電動機的電流I是多大?(2)電動機的輸入功率P是多大?(3)電動機的機械功率P′是多大?【解析】(1)電動機和電阻串聯,所以電流相等,電阻R兩端電壓U1=160V-110V=50V,I==A=5A(2)電動機的輸入功率P=UVI=110×5W=550W。(3)電動機的熱功率P熱=I2r=15W,所以電動機的機械功率P′=P-P熱=535W答案:(1)5A(2)550W(3)535W13.(7分)如圖所示是一提升重物用的直流電動機工作時的電路圖,電動機內電阻r=1.0Ω,電路中另一電阻R=4Ω,直流電壓U=120V,電壓表示數UV=100V。試求:(1)通過電動機的電流;(2)輸入電動機的電功率;(3)電動機的輸出功率。【解析】(1)R兩端電壓為:UR=120V-100V=20V①則通過電阻R的電流為:I==A=5A②電動機與電阻R串聯,則通過電動機的電流也為5A;(2)電動機的輸入功率為:P=UVI=100×5W=500W③(3)電動機的輸出功率為:P出=UVI-I2r=100×5W-52×1W=475W④答案:(1)5A(2)500W(3)475W【補償訓練】如圖所示是利用電動機提升重物的示意圖,其中D是直流電動機。P是一個質量為m的重物,它用細繩拴在電動機的軸上。閉合開關S,重物P以速度v勻速上升,這時電流表和電壓表的示數分別是I=5.0A和U=110V,重物P上升的速度v=0.70m/s。已知重物的質量m=45(1)電動機消耗的電功率P電;(2)細繩對重物做功的機械功率P機;(3)電動機線圈的電阻R。【解析】(1)依據電功率關系式有:P電=UI=110×5W=550W,故電動機消耗的功率為550W;(2)以重物為探討對象,由于重物勻速上升,有:F-mg=0 ①P機=F·v ②聯立①②,代入數據得:P機=315W;故細繩對重物做功的機械功率為315W;(3)依據功能關系有:P電=P機+P熱 ③P熱=I2R ④聯立③④,代入數據得:R=9.4Ω;答案:(1)550W(2)315W(3)9.4Ω【等級性考試】(30分鐘40分)14.(5分)處于山區的某校引入一臺風力發電機,利用豐富的風能為學校供電。已知該風力發電機扇葉半徑為8m,空氣平均密度為1.2kg/m3,發電機所在處平均風速為5m/s,該發電機將風的動能轉化為電能的效率為10%,該校配備的日光燈功率為20A.15盞 B.75盞 C.150盞 D.750盞【解析】選B。單位時間內垂直流向扇葉旋轉面積的氣體質量為ρvS,S=πr2,風能的最大功率可表示為:Pm=(ρvπr2)v2=πρv3r2=15072W,發電機將風的動能轉化為電能的效率為10%,所以轉化的電能為1507.2W,n=≈75盞,故B正確。15.(5分)如圖所示為兩電源的U-I圖像,則下列說法不正確的是()A.電源①的電動勢比電源②的電動勢大B.當外接同樣的電阻時,兩電源的輸出功率可能相等C.電源①的內阻比電源②的內阻大D.電源①的短路電流比電源②的短路電流大【解析】選B。依據閉合電路歐姆定律得,U=E-Ir,當I=0時,U=E,即圖線與縱軸交點表示斷路狀態,交點的縱坐標等于電源的電動勢大小,圖線的斜率大小等于電源的內阻,由圖看出,電源①的電動勢和內阻均比電源②大,故A、C正確;過原點O作出一條傾斜的直線,該直線與圖線①、②的交點就表示該電阻與兩電源連接時的工作狀態,由圖看出,直線與圖線①交點的兩坐標的乘積大于直線與圖線②交點的兩坐標的乘積,說明不論外接多大的相同電阻,電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大,故B錯誤;圖像與橫軸的交點表示短路電流,故電源①的短路電流比電源②的短路電流大,故D正確。本題選錯誤的,故選B。16.(5分)(多選)如圖所示,將一個改裝的電流表接入電路和標準表進行校準,發覺待測表的讀數比標準表的讀數偏大一些,假如表頭G的示數Ig是精確的,出現的誤差可能是選項中哪種緣由引起的 ()A.Rg的測量值比真實值偏大B.Rg的測量值比真實值偏小C.所并聯的R并比公式R并'=計算出的R并'偏小D.所并聯的R并比公式R并'=計算出的R并'偏大【解析】選A、D。改裝成的電流表(待測表)比標準表的讀數偏大,說明流經表頭G的電流偏大些,依據并聯電路的特點,所并聯的R并越大,流經表頭G的電流越大,所以R并比公式R并′=計算出的R并′偏大。同樣假如Rg的測量值比真實值偏大,也會使R并偏大,故選項A、D正確。17.(10分)在“測定蓄電池的電動勢和內電阻”的試驗中,備有如下器材:A.蓄電池B.電流表(0～0.6A,內阻約為0.1C.靈敏電流計G(滿偏電流Ig=200μA,內阻rg=150Ω)D.滑動變阻器R1(0～20Ω,2.0E.電阻箱R2F.定值定阻R0=2ΩH.開關、導線若干(1)由于沒有電壓表,可把靈敏電流計G與電阻箱R2串聯改裝成量程為6V的電壓表,如圖甲中電阻箱R2的阻值應為________Ω。

(2)按圖甲所示電路圖,請在乙圖上補充完成實物連線。(3)在閉合開關S前,將滑動變阻器的滑片移動至圖甲中的________(選填“a”“中心”或“b”)端。

(4)丙圖為該試驗繪出的I1-I2圖線(I1為靈敏電流計G的示數,I2為電流表A的示數),由丙圖可求得被測蓄電池的電動勢E=________V,內電阻r=______Ω(結果保留三位有效數字)。

【解析】(1)依據電壓表改裝的原理,有Ig(rg+R2)=6V,代入數據,得R2=29850Ω(2)實物圖如圖所示;(3)在閉合開關S前,滑動變阻器連入電路電阻應最大,起到愛護電路作用,則由圖甲可知滑片應移到a端;(4)依據閉合電路歐姆定律,有E=U+I(R0+r)=I1(rg+R2)+(I1+I2)(R0+r)整理得I1=-I2結合圖像,得=175×10-6A①= ②聯立①②,代入數據得r=2.50ΩE=5.25V答案:(1)29850(2)實物圖見解析(3)a(4)5.252.5018.(15分)一臺國產全自動洗衣機說明書中所列的主要技術數據如表。試依據表中供應的數據計算:(1)這臺洗衣機在額定電壓下洗衣或脫水時,通過洗衣機的電流是多大?(2)如洗衣、脫水的累計時間為40min,則洗衣機耗電多少度?額定電壓頻率額定洗衣、脫水功率額定洗衣、脫水容量整機質量外形尺寸(長×寬×高)220V50Hz360W333542m