第十五章综合素质评价 （二）
时间: 45分钟 满分: 100分
一、选择题(每题3分，共30分，每题只有一个选项正确)
1．以下家用电器中，消耗的电能主要转化为机械能的是( )
A．洗衣机 B．电饭锅
C．电烤箱 D．日光灯
2．张华家记录7月初电能表示数为1 532.7 kW·h，电能表的部分参数及8月初的示数如图所示，下列说法正确的是( )
A．电能表是测量用电器电功率的仪表
B．张华家7月初至8月初消耗的电能是1 005 kW·h
C．电能表上的“220 V”表示这个电能表应该在220 V的电路中使用
D．若电能表转盘在10 min内转过250转，则用电器的总功率为1 kW
3．在生活中，我们会遇到这些情况：①开关中的两个线头相碰；②插头中的两个线头相碰；③电路中增加了大功率的用电器；④户外输电线绝缘皮损坏．上述情况中，可能引起家庭电路保险丝熔断的是( )
A．①② B．②③ C．②④ D．①④
4．[2024镇江一模]电阻为R的某型号风扇，连接在电压为U的电路上，若通过的电流为I，工作时间为t.则计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是( )
A．Q＝UIt B．Q＝t C．Q＝I2Rt D．都可以
5．如图为一条刚装好的民用照明电路，在装保险丝之前，先将规格为“220 V 40 W”的白炽灯L0接在火线要装保险丝的两个接线柱上，当只闭合S1时，L0和L1都呈暗红色；当只闭合S2时，L0不亮；当只闭合S3时，L0正常发光．下列判断正确的是( )
A．L1所在支路短路
B．L3所在支路正常
C．L2所在支路短路
D．L3所在支路短路
6．如图所示，电源电压为6 V保持不变，甲、乙两个小灯泡分别标有“6 V 3 W”和“6 V 6 W”字样(假设灯丝电阻不变)．当开关S闭合后，两灯均能发光，下列判断正确的是( )
A．若①③为电压表、②为电流表，电压表①的示数比③大
B．若①③为电压表、②为电流表，甲灯的实际功率比乙灯小
C．若①③为电流表、②为电压表，电流表①的示数比③小
D．若①③为电流表、②为电压表，甲灯的实际功率比乙灯大
7．如图所示电路，下列有关说法正确的是( )
A．两灯泡的电压相同，但与吹风机的电压不同
B．由于用电器消耗电能，所以流回的电流将小于3 A
C．两只相同灯泡的亮度相同
D．由于通过吹风机的电流大，所以它产生的热量一定多
8．如图甲所示是一种自动测定油箱内油量的装置，油量表量程为0～0.6 A，R2是阻值均匀的滑动变阻器，其最大阻值为20 Ω，R1是定值电阻，电源电压恒定为12 V．油箱内油面最高时，R2滑片在最下端b，油量表恰好满偏；油箱内没有油时，R2滑片在最上端a，油量表示数最小，已知电路中总电阻的倒数与油箱中油的体积V的变化关系图线如图乙所示．下列说法不正确的是( )
A．定值电阻R1的阻值为20 Ω
B．电路中的最小电功率为3.6 W
C．若在R1两端并联电压表，用电压表作为油量表也可正向反映油量变化
D．图中油量表的刻度是不均匀的
9．某同学家中有一个标有“220 V 1 100 W”的即热式水龙头，其电阻为R0，他发现冬天水温较低，春秋两季水温较高，于是他改装了电路，增加了两个相同的发热电阻R、两个指示灯(指示灯电阻不计)和单刀双掷开关S2.其中，开关S2可以同时与a、b相连，或只与c相连，使其有高温和低温两挡，如图所示．正常工作时高温挡和低温挡工作的总电流之比为4∶1，下列说法正确的是( )
A．改装前，正常加热1分钟产生的热量是6.6×103 J
B．改装后，高温挡工作时绿灯亮
C．R的阻值为44 Ω
D．改装后，低温挡的电功率为275 W
10．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡额定电压为8 V，不考虑灯丝电阻随温度的变化．闭合S1，断开S2，当滑动变阻器的滑片在a、b端之间移动的过程中，电压表示数变化范围是0～8 V，电流表示数变化范围是0.8～2.4 A；闭合S2，断开S1，当滑动变阻器的滑片在中点时小灯泡正常发光．下列说法正确的是( )
A．电源电压为8 V
B．闭合S1，断开S2，R2消耗电功率的最小值为6.4 W
C．闭合S2，断开S1，R1两端电压变化范围为4～6 V
D．闭合S2，断开S1，整个电路消耗的电功率范围为6.4～9.6 W
二、填空题(每空2分，共22分)
11．小明和小红一起去商场选购电热水壶，商场售卖的甲、乙两款电热水壶的额定电压均为220 V，额定功率分别为800 W和1 500 W．小明从安全用电的角度考虑，他应选购的电热水壶是________(填“甲”或“乙”)；小红认为应选购另一款电热水壶，她作出该选择的理由是_______________________________________________________________．
12．在如图所示的电路中，电源电压不变，电阻R1＝5 Ω，R2＝10 Ω，R＝5 Ω.当开关S接1时，电流表的示数为0.6 A，此时R1两端的电压是________V；当开关S接2时，电流表的示数为________A，电阻R消耗的电功率是________W.
13．夜晚在户外开展施工活动时，可利用无人机悬停在空中进行照明，如图所示．无人机先让LED灯发光，再启动电动机升空，则LED灯和电动机在电路中是________(填“串”或“并”)联的；LED灯主要由____________(填“半导体”“导体”或“超导体”)材料构成；已知无人机电池的额定电压为15 V，电池容量为7 500 mA·h，则该无人机的电池充满电后储存的电能为________J.
14．如图甲，R0为定值电阻，灯L标有“3 V 1.5 W”字样，电源电压U保持不变．闭合开关S，滑动变阻器R的滑片从某一位置移到某一端的过程中，其接入电路的阻值改变了ΔR，电路消耗的总功率改变了ΔP，同时三个电表示数均发生变化．图乙中有OA、AB和BC三段图像，其中有两段反映了上述滑动变阻器滑片移动过程中电压表V1、V2示数与电流表A示数的对应关系．
(1)滑动变阻器R接入电路的阻值改变量ΔR大小为________Ω.
(2)电源电压U等于________V.
(3)电路消耗的总功率改变量ΔP大小为________W.
三、作图题(6分)
15．如图是居民楼道照明电路，光控开关S1白天断开，声控开关S2无人时断开，只有夜间有人时，光控开关和声控开关才都闭合，电灯发光．请用笔画线代替导线补全电路图，注意符合安全用电原则．
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四、实验探究题(18分)
16．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3 V，小灯泡L的额定电压为2.5 V，滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”．
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(1)电学兴趣小组的同学连接好如图甲所示的电路后，闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应置于________(填“M”或“N”)端．
(2)闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表示数为0，电压表示数为3 V，你认为产生该现象的原因是______________发生了断路．
(3)排除故障后小明移动滑动变阻器的滑片过程中，测量出了4组实验数据，描点并绘制出了通过滑动变阻器的电流I随其两端电压U变化的图像，如图乙所示，小灯泡的额定功率为________W.
(4)同组的小英通过计算发现曲线上所标出的五个点中，E点并不是实验直接测得的数据，她的理由是______________________________________________．
(5)若将滑动变阻器替换成与L相同的小灯泡，则电路消耗的总功率为________W.
(6)另一小组的同学设计了如图丙所示的电路，来测量另一只灯泡L0的额定功率(已知灯泡的额定电压为U额)，R0阻值已知．
①断开开关S3，闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器滑片P，使得电流表示数为________(用字母表示)，此时灯泡正常发光．
②保持滑动变阻器滑片P位置不变，断开开关S2，闭合开关S1、S3，记下电流表的示数为I.
③灯泡额定功率的表达式P额＝____________(用字母U额、I、R0表示)．在步骤②中，若无意中将滑动变阻器的滑片P向右移了少许，则他测得的电功率将偏________．
五、计算题(24分，写出必要的文字说明及解题过程)
17．随着生活质量的提升，各类空气炸锅、电烤箱、烧烤炉走进了千家万户，小明家新买了一个三挡位的电烤箱，小明研究电烤箱加热板部分，画出了其简化电路如图甲所示，R1、R2是定值电阻，可通过旋转开关实现高、中、低挡位切换．电烤箱的相关参数如表格所示，则：
额定电压 220 V
高温挡功率
中温挡功率 800 W
低温挡功率 440 W
(1)电烤箱在低温挡正常工作时的电流是多少？
(2)电烤箱中R2的阻值是多少欧姆？
(3)若在用电高峰期，家庭电路的实际电压会降低，电烤箱在中温挡工作3 min能使图乙中的电能表(不受电压影响)表盘转动105转，则此段时间中温挡实际电功率是多少？
(4)电烤箱在中温挡正常工作2 min，它能将质量为1 kg，初温为20 ℃的蛋糕液加热到多少摄氏度？[不计热量损失，蛋糕液的比热容取2.2×103 J/(kg·℃)]
答案
一、选择题
答案速查 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A C B C D C C D C C
6．C 点拨：由题意可知，R甲＝＝＝12 Ω，R乙＝＝＝6 Ω.若①③为电压表，②为电流表，两灯串联，①测乙灯两端电压，③测甲灯两端电压，由U＝IR可知，乙灯两端的电压比甲灯小，乙灯的实际功率比甲灯小，故A、B错误；若①③为电流表，②为电压表，两灯泡并联，两灯电压相等，R甲＞R乙，通过甲灯的电流比乙灯小，根据P＝可知，甲灯的实际功率比乙灯小，故C正确，D错误．
8．D 点拨：当油箱内油面高度最高时，R2滑片在最下端，油量表指针满偏，说明电路中的电流为0.6 A，此时电路中只有R1工作，所以R1的阻值R1＝ ＝＝20 Ω，故A正确；R2的滑片在最上端时，滑动变阻器的阻值全部接入电路，电阻R1与滑动变阻器串联，总电阻R＝R1＋R2＝20 Ω＋20 Ω＝40 Ω，由I＝可得，电路中的最小电流I小＝＝＝0.3 A，则最小电功率P小＝UI小＝12 V×0.3 A＝3.6 W，故B正确；若在R1两端并联电压表，当油量增多时，滑片向b端移动，R2接入电路阻值变小，根据串联分压规律，R1两端电压变大，即电压表的示数变大，用电压表作为油量表可正向反映油量变化，故C正确；由图乙可知，与V油成一次函数关系，则＝kV＋b(其中k、b均为常数)，由欧姆定律可得，I＝＝U(kV＋b)，因为U、k、b均为常数，所以电路中电流与成一次函数关系，与油的体积也是一次函数关系，所以油量表的刻度是均匀的，故D错误．故选D.
9．C 点拨：改装前，Q＝W＝Pt＝1 100 W×1×60 s＝6.6×104 J，故A错误；改装后，当开关S1闭合、S2接c时，R0、R与绿灯串联，电路中的总功率最小，水龙头处于低温挡，绿灯亮；当开关S1闭合、S2接a、b时，R与红灯串联后与R0并联，根据并联电路的特点可知，此时电路中的总电阻最小，总功率最大，水龙头处于高温挡，红灯亮，故B错误；R0＝＝＝44 Ω，＝＝，解得：R＝R0＝44 Ω，故C正确；R、R0的串联总电阻 R总＝R＋R0＝44 Ω＋44 Ω＝88 Ω，改装后，低温挡的电功率P低温＝＝＝550 W，故D错误．故选C.
10．C 点拨：当闭合开关S1、断开开关S2时，R1和R2串联，电源电压U＝ I大R2＝2.4 A×R2 ①，当滑片位于a端时，滑动变阻器接入电路阻值最大，此时电路中的电流最小，电压表的示数最大，电源电压U＝U1＋I小R2＝ 8 V＋0.8 A×R2 ②，由①②可得U＝12 V、R2＝5 Ω，故A错误；当闭合开关S1、断开开关S2时，R1和R2串联，R1接入电路的电阻最大时，电路中电流最小I小＝0.8 A，则R2功率最小值P2小＝I小2R2＝(0.8 A)2×5 Ω＝3.2 W，故B错误；滑动变阻器的最大阻值R1＝＝＝10 Ω，闭合开关S2，断开开关S1时，R1和小灯泡串联，当滑动变阻器的滑片在中点时小灯泡正常发光，滑动变阻器两端的电压U1′＝U－UL＝12 V－8 V＝4 V，则电路中的最大电流I大′＝＝＝0.8 A，此时整个电路消耗的电功率最大，则 P大＝UI大′＝12 V×0.8 A＝9.6 W；RL＝＝＝10 Ω，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，灯泡两端的电压最小，电路消耗的电功率最小，电路中的最小电流I小′＝＝＝0.6 A，此时滑动变阻器两端的电压U1″＝I小′R1＝0.6 A×10 Ω＝6 V，所以，R1两端电压变化范围为4～6 V，故C正确；电路消耗的最小电功率P小＝UI小′＝ 12 V×0.6 A＝7.2 W，所以，整个电路消耗的电功率范围为7.2～9.6 W，故D错误．故选C.
二、填空题
11．甲；乙电热水壶的电功率大，烧水快
12．3；0.4；0.8 13．并；半导体；4.05×105
14．(1)7.5 (2)13 (3)1.3 点拨：由图甲可知，闭合开关，灯泡、滑动变阻器、定值电阻串联接入电路，当滑动变阻器接入电路的阻值不为零时，由串联电路的电压特点可知电压表V2的示数大于电压表V1的示数；由P＝UI可得灯泡正常发光时的电流IL＝0.5 A，所以通过该电路的最大电流为0.5 A，且灯泡的电阻是变化的，所以，综合以上分析可知，BC为电压表V1随电流表A示数变化的图像，AB为电压表V2随电流表A示数变化的图像，根据题意和图像可知，滑动变阻器R的滑片从某一位置移到某一端的过程中，电流从0.4 A增大为0.5 A，说明滑动变阻器的滑片是向左移动的，滑动变阻器滑片移到最左端时，灯泡L和定值电阻R0串联，此时灯泡正常发光，两电压表都测灯泡两端的电压，即为3 V，电源电压U＝UL＋U0＝3 V＋0.5 A×R0…①，滑动变阻器滑片在中间某一位置时，灯泡、滑动变阻器和定值电阻R0串联，滑动变阻器接入电路的阻值R＝＝＝7.5 Ω，即ΔR＝7.5 Ω－0 Ω＝7.5 Ω；电源电压U＝U2＋U0′＝5 V＋0.4 A×R0…②，联立①②可得R0＝20 Ω，U＝13 V，电路消耗的总功率的变化量ΔP＝UIL－UI＝13 V×0.5 A－13 V×0.4 A＝1.3 W.
三、作图题
15．解：如图所示．
四、实验探究题
16．(1)N (2)滑动变阻器 (3)0.625 (4)E点滑动变阻器接入电路的阻值25 Ω大于滑动变阻器的最大阻值20 Ω
(5)0.6 (6)① ③U额；小
五、计算题
17．解：(1)电烤箱低温挡功率P低温＝440 W，低温挡正常工作时的电流I低＝ ＝＝2 A.
(2)由图甲可知，当旋转开关接1时，R1、R2串联，电路中电阻最大，总功率最小，电烤箱处于低温挡；当旋转开关接3时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，总功率最大，电烤箱处于高温挡；当旋转开关接2时，只有R1工作，电烤箱处于中温挡；由P＝可知，R1的阻值R1＝＝＝60.5 Ω；R1、R2的串联总电阻R＝＝＝110 Ω，R2的阻值R2＝R－R1＝110 Ω－60.5 Ω＝49.5 Ω.
(3)电烤箱消耗的电能W＝＝0.035 kW·h＝1.26×105 J，此段时间中温挡实际电功率P实＝＝＝700 W.
(4)电烤箱在中温挡工作2 min消耗的电能W′＝P中温t′＝800 W×2×60 s＝ 9.6×104 J，不计热量损失，蛋糕液吸收的热量Q吸＝W′＝9.6×104 J，由 Q吸＝cm(t－t0)可知，蛋糕液的末温t末＝＋t0＝＋20 ℃≈63.6 ℃.
