資源簡介

綜合素質提升訓練
時間：80分鐘 滿分：100分
第十五章　電功和電熱(每空2分，每圖2分)
1. 小明做“測小燈泡電功率”實驗時，所用器材：電壓可變的學生電源、額定電壓為2. 5 V的小燈泡、滑動變阻器(可選的規格分別為A. “5 Ω　1 A”、B. “40 Ω　1 A”和C. “60 Ω　0. 5 A”)、電壓表、電流表、開關和導線若干。(16分)
(1)如圖甲所示是小明連接的電路，經檢查發現接錯了一根導線，請你在這根導線上打“×”，并補畫出正確連接的導線。
(2)連接好電路，正確操作后，移動滑動變阻器的滑片，小明發現小燈泡始終不亮，電壓表、電流表示數均為零，經檢查電表完好。則故障可能是________(填字母)。
A. 小燈泡短路　　　 B. 滑動變阻器斷路　 　　C. 小燈泡斷路
(3)故障排除后，小明將電源電壓調為4. 5 V，然后從滑動變阻器接入電路的阻值最大時開始記錄數據，得到小燈泡的U I圖像，如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是________W，所用滑動變阻器的規格是________(填字母)。實際測量時，當電壓表有示數時，其內部是有微弱的電流通過的，若考慮這個微弱的電流的影響，則所測小燈泡的額定功率________(選填“偏大”“偏小”或“不受影響”)。
(4)實驗過程中，小明向右移動滑動變阻器的滑片，若滑動變阻器的功率減小了ΔP1，小燈泡的功率變化了ΔP2，則ΔP1________ΔP2。(選填“＞”“＜”或“＝”)
(5)愛動腦筋的小明想出另一種測量該小燈泡額定功率的方法，設計了如圖丙所示的電路(電源電壓為4. 5 V，小燈泡的額定電壓U額為2. 5 V，R0阻值已知)，請將以下實驗步驟補充完整。
①檢查電路無誤后，閉合開關S，將開關S1撥至“1”，調節滑動變阻器的滑片，直至電壓表示數為________V。
②滑片不動，再將開關S1撥至“2”時，讀出電壓表示數為U0。
③小燈泡的額定功率P額＝________(用U額、U0、R0表示)。
2. 閱讀短文，回答問題。(12分)
全自動洗碗機
全自動洗碗機具有熱水洗凈、暖風烘干等功能。某型號洗碗機如圖甲，它的外殼是金屬材質，其部分銘牌數據如表所示。該洗碗機的清洗工作程序為：①注水程序：注水泵工作時給水箱注水，1 min注滿水，注水程序結束；②加熱程序：發熱電阻工作時對水箱的水進行加熱，水溫上升到50℃時，加熱程序結束；③洗滌程序：洗滌過程中，高壓的熱水從上、下層兩個噴臂的噴水孔(每個噴臂10個噴水孔)噴出，對餐具進行全方位噴淋清洗，達到設定的洗滌時間后，洗滌程序結束；④排水程序：排水泵工作1 min將水箱中的廢水全部排出，到此全過程清洗工作程序結束。清洗工作程序結束后，內置烘干系統工作，可以主動排凈洗碗機內部的水分和霉菌，避免餐具二次污染。[取c水＝4. 2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1. 0×103 kg/m3]
額定電壓 220 V
水箱容積 12 L
加熱程序功率 ***
洗劑程序功率 ***
注、排水程序功率 60 W
洗劑系統水泵流量 36 L/min
(1)該洗碗機應選用圖乙中的插頭________(選填“ A”或“B”)。
(2) 安裝該款洗碗機櫥柜的開孔尺寸(寬×深×高)為606×602×780 mm，該洗碗機的規格可能是下列的________。
(3)清洗碗筷常用熱水，因為溫度越高，分子熱運動越________。
(4)若每個噴水孔的面積為5 mm2，則水從噴水孔噴出的速度可達________m/s。
(5)某次洗碗清洗全過程總耗時82 min，總耗電0. 622 kW·h，水箱中水的初溫為20℃，加熱程序的加熱效率為84%，加熱功率與洗滌功率之比為50：4，則此次清洗過程，加熱程序中水吸收的熱量為________J，洗滌程序用時________min。
3. 閱讀短文，回答問題。(14分)
主動式空氣凈化器
凈化器的工作原理：機器內的馬達帶動風扇使室內空氣循環流動，污染的空氣通過機器內的空氣過濾網后，各種污染物被吸附。主動式空氣凈化器(如圖甲)還會在出風口加裝負離子發生器，將空氣不斷電離，產生大量負離子，被微風扇送出，形成負離子氣流，達到清潔、凈化空氣的目的。
下表為某型號的主動式空氣凈化器的參數。CADR是反映其凈化能力的性能指標，CADR值越大，其凈化效率越高。利用CADR值，可以評估其在運行一定時間后，去除室內空氣污染物的效果。可按CADR＝計算(V：房間容積；t：空氣凈化器使房間污染物的濃度下降90%運行的時間)。潔凈空氣量是指1 h凈化空氣的體積，凈化效率等于凈化前后空氣中有害氣體濃度的差與凈化前有害氣體濃度的百分比。
額定功率 60 W CADR 600 m3/h 聲強范圍 34～64 dB
模式 睡眠 靜音 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 強勁
工作擋位 待機 1擋 2擋 3擋 4擋 5擋 6擋
功率(W) 0. 9 23 44 75 103 123 148
潔凈空氣 量(m3/h) — 120 240 360 500 610 760
(1)下列說法正確的是________。(填字母)
A. 輸入凈化器中的功率越大，消耗的電能越多
B. 凈化器CADR值越小，越節能
C. 機器內的馬達工作時，主要將電能轉化成機械能
D. 氣流外側的顆粒物也被吸入凈化器，是因為氣流處流速大，壓強大
(2)空氣凈化器工作時，空氣中的污染顆粒物接近帶有負電荷的金屬網時受到強烈的吸引力，這主要是因為__________________________________________ _________________________________________________________________。
(3)如果室內面積為60 m2，房間的高度為3 m，則該空氣凈化器使房間污染物的濃度下降90%，理論上需要________h。
(4)某次單獨使用空氣凈化器10 min，消耗電能4. 5×104 J，則該空氣凈化器在________擋工作；若出風口的面積為0. 2 m2，則在該擋位下工作時的風速為________m/s。
(5)利用氣敏電阻可以檢測空氣質量，如圖乙所示為檢測電路，定值電阻R0＝10 Ω，電源電壓恒為28 V；如圖丙所示為氣敏電阻阻值隨空氣中有害氣體濃度β變化的關系曲線。現用此電路檢測該型號凈化器的凈化效率：凈化器啟動前，檢測電路中電流表的示數為0. 7 A，此時空氣中有害氣體濃度是________μg/m3，凈化器正常使用30 min后，檢測電路中的電流變為0. 1 A，則該空氣凈化器的實際凈化效率為________%。
第十六章　電和磁(每空2分)
4. 閱讀短文，回答問題。(18分)
跨學科實踐：設計一氧化碳(CO)濃度安全斷路器
【任務要求】為安全使用煤氣，設計一款家用CO濃度安全斷路器，當空氣中CO達到一定濃度時，拉開閘刀開關，要求自動、快速(相同時間內，拉動閘刀開關移動的距離大)。
【設計實施】小明所在的項目化學習小組設計了用于監測CO濃度的安全斷路器的模擬電路。其電路圖如圖甲所示，由控制電路(含電源、氣敏電阻R0、定值電阻R1、電磁鐵E等)和機械傳動部分(含閘刀開關、輕質杠桿 AB、配重C等)組成，電磁鐵E位于C的正上方。當控制電路中的電流超過一定值時，配重C被電磁鐵E吸起，杠桿AB繞O點轉動，帶動輕桿拉開閘刀開關，自動切斷電路。已知電源電壓U為6 V，定值電阻R1的阻值為10 Ω，OA與OB的長度之比為1：2。E對C的吸引力F0與通過控制電路的電流I的關系如圖乙所示，CO濃度與氣敏電阻R0的阻值的關系如圖丙所示。
【交流評價】如下表格是任務的部分評價指標，根據評價表對活動進行評價。
評價指標 優秀 合格 待改進
指標一 能自動、快速切斷電路，安全可靠 能自動切斷電路 不能切斷電路
指標二 有調節結構，調節方便 有調節結構，調節不方便 無調節結構，不能調節
(1)關于該實踐活動，下列說法正確的是________。(填字母)
A. 若F0為動力，則AOB是費力杠桿
B. 電磁鐵E的上端為S極
C. CO濃度增加時，E的磁性變弱
D. 配重C可能是銅材料制成的
(2)電磁鐵線圈的電阻和杠桿自重均忽略不計，已知C的重力為2. 1 N，閘刀開關剛好被拉開時所需的力F為0. 6 N，閘刀開關剛好被拉開時，電磁鐵E對C的吸引力為________N，定值電阻R1的電功率為________W，此時一氧化碳濃度是________mg/m3。
(3)使用一段時間后，由于電源電壓減小，導致一氧化碳濃度達到(2)中設定值時不能拉開閘刀開關，自動切斷電路。為解決這一問題，小組成員先將定值電阻R1改為______________，然后進行調試：先將氣敏電阻R0換成阻值為________Ω的定值電阻，并在其兩端并聯一個電壓表，調節使得電壓表的示數為________V，接著斷開開關，再將定值電阻換成氣敏電阻R0。
(4)根據“評價表”對(3)中修改后的方案進行評價，你的評價等級是________，依據是_____________________________________________________________。
第十七章　電磁波與現代通信(每空2分)
5. 閱讀材料，回答問題。(12分)
潮汐發電
潮汐能是從海水面晝夜間的漲落中獲得的能量，單庫雙向潮汐電站是較常見的潮汐能發電站，單庫雙向潮汐發電的原理主要是利用潮汐水位差產生的勢能來推動水輪機旋轉，進而驅動發電機發電(如圖甲所示)。具體來說，當漲潮時，海水通過進水口進入水庫，水流會推動水輪機旋轉，水輪機與發電機相連，驅動發電機發電。同樣的，當落潮時，水庫內的水通過水輪機流出，再次驅動發電機發電。
我國某潮汐電站根據預測的潮水水位，調整水庫的進出水策略，優化發電效率。圖乙所示的是該潮汐電站某天的潮水水位預測曲線。
該潮汐電站有5臺規格相同的發電機，該發電機組的能量轉化率為30%。發電機組的能量轉化率是指發電機組將輸入的某種形式的能量轉化為電能的效率。圖丙是一臺發電機組輸入能量功率與某天不同時刻的關系圖，其中0時至12時的發電量與全天發電量的比是3：5。
(1)潮汐能屬于________(選填“可再生”或“不可再生”)能源；潮汐發電過程中，主要把海水的________能轉化為電能。
(2)水輪機葉片具有質量輕、耐磨損等性能，通常由硬度大、密度________(選填“大”或“小”)的復合材料制成。
(3)參照圖乙信息，圖甲所示水位狀態最可能對應的時間段是_______。(填字母)
A. 6：00前后 　 B. 10：00前后 　 C. 13：00前后 　 D. 20：00前后
(4)如圖丙所示，該潮汐電站這天工作輸出的電能相當于完全燃燒________kg的煤放出的熱量。(q煤＝3. 0×107 J/kg)
(5) 潮汐發電與傳統火力發電對比，存在哪些優勢？______________ (寫出一條即可)。
第十八章　能源與可持續發展(每空2分)
6. 廣東大亞灣核電站是我國第一座大型的商用核電站，位于深圳市大鵬新區大鵬半島。核電站在保證輸送功率不變的情況下，遠距離送電采取高壓送電的方式來實施，核電站的發電輸出電功率為2×107 W，用10 kV的高壓進行輸電。圖1是核電站的工作原理圖和遠距離輸電流程示意圖。(16分)
(1)核電站是利用核________(選填“裂變”或“聚變”)反應釋放的能量來發電的。
(2)關于遠距離輸電，下列表述正確的是________(填字母)。
A. 提高輸電電壓會增大輸電電流，從而增大輸電損失
B. 提高輸電電壓可以減小輸電線的電阻，從而減小輸電損失
C. 在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越小
D. 若能研制出常溫下的超導體，用它制作遠距離輸電導線，將不需要高壓輸電方式
(3)核電站高壓輸電時的輸電電流為________A，在輸送功率不變時，若改用1 000 kV的電壓輸電，則此時輸電線上的熱損耗功率與原來輸電線上的熱損耗功率之比為________。
(4)遠距離輸電時某處發生了短路，為確定短路位置，檢修員利用電壓表、電流表和電源接成如圖2所示的電路進行測量，已知甲、乙兩地的每根輸電線每千米的電阻為R，電壓表示數為U，電流表示數為I，則短路位置到甲地的距離為________km。(用已知物理量的符號表示)
(5) 某戶居民標有“220 V　40 W”的燈泡正常發光時的電阻為________ Ω，在用電高峰期時燈泡比正常發光時暗的原因是______________ _________________________________________________________________。
(6)若經過降壓變壓器后，供電設備輸出的電壓恒為220 V，通過總電阻為0. 2 Ω的輸電線給居民樓內的用戶供電，當居民樓內所有用電器的總功率為21. 78 kW時，不考慮燈泡電阻變化，標有“220 V　40 W”燈泡的實際功率為________W。
答案
第十五章　電功和電熱
1. (1)如圖所示　(2)B　(3)0. 75；B；偏大　(4)＜ (5)①2　③U額·
2. (1)B　(2)B　(3)劇烈　(4)6　(5)1. 512×106；60
3. (1)C　(2)帶電體能吸引輕小物體　(3)0. 72　(4)3；0. 5　(5)2. 0；95
第十六章　電和磁
4. (1)B　(2)2. 4；1. 6；24　(3)滑動變阻器；5；2
(4)優秀；當一氧化碳濃度達到設定值時，能自動、快速切斷電路，安全可靠，有調節結構，調節方便
第十七章　電磁波與現代通信
5. (1)可再生；機械　(2)小　(3)C　(4)4 860 (5)具有可持續性(合理即可)
第十八章　能源與可持續發展
6. (1)裂變　(2)D　(3)2 000；1?10 000　(4)
(5)1 210；在用電的高峰期，由于并聯接入電路中的用電器變多，電路總電阻變小，由歐姆定律可知電路中的電流變大，用電器與輸電線是串聯的，輸電線也有電阻，當通過的電流變大時，其分得的電壓變大，電源電壓為220 V不變，則用電器兩端的電壓變小，由P＝可知燈泡的實際功率比額定功率小，所以發光比正常發光時暗　
(6)32. 4
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