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第十五章　學情評估卷
時間：80 分鐘 滿分：100分
一、選擇題(共8小題，每小題3分，計24分。每小題只有一個選項符合題意)　
1. 隨著人們生活水平的不斷提高，越來越多的用電器進入了我們的生活。下列用電器主要利用電流的熱效應工作的是(　　)
A. 電風扇 B. 電餅鐺 C. 電冰箱 D. 電腦
2. 下列做法符合安全用電原則的是(　　)
A. 電水壺緊靠插線板燒水 B. 更換燈泡前先斷開電路
C. 在電暖器上烘烤衣物 D. 插座上的插頭長期不拔
3. 如圖所示的是小明家安裝的電能表。下列說法正確的是(　　)
A. 該電能表的示數為55 447 kW·h
B. 該家庭電路允許的最大總功率為2 200 W
C. 家中消耗電能0. 5 kW·h，電能表指示燈閃爍3 200次
D. 家庭電路的安裝順序是進戶線、電能表、總開關
4. 如圖所示的是“220 V　15 W”的LED燈和“220 V　15 W”的白熾燈正常工作時將電能轉化為內能和光能的占比圖。當兩燈均正常工作時，下列說法正確的是(　　)
A. 燈兩端的實際電壓：LED燈比白熾燈低
B. 相同時間內產生的內能：LED燈比白熾燈多
C. 相同時間內消耗的電能：LED燈比白熾燈少
D. 燈的亮度：LED燈比白熾燈亮
5. 圖甲是一款能自動變形、萬向行走的坦克玩具，其簡化電路如圖乙所示。該玩具的電源電壓為4. 5 V，閉合開關后，“0. 5 V　0. 2 W”的指示燈正常發光，線圈電阻為0. 5 Ω的電動機正常工作，則(　　)
A. 指示燈的燈絲電阻為0. 8 Ω
B. 電動機的發熱功率為1. 6 W
C. 電動機的額定功率為0. 08 W
D. 電路的總功率為1. 8 W
6. 如圖所示的是某家庭電路，閉合開關S1、S2，燈泡L1正常發光、L2不亮；斷開S1，保持S2閉合，用測電筆插入插座兩孔，氖管均發光。則故障可能是(　　)
A. ac間斷路
B. bd間斷路
C. 燈泡L2斷路
D. b點到零線之間斷路
7. 某科技小組了解到，為了保護文物，博物館內的相對濕度需控制在45%～60%之間。該小組用手動開關模擬總開關S1、單刀雙擲開關模擬濕度傳感器控制的自動開關S2、電動機M模擬噴水加濕器、以及加熱電阻R(加熱除濕)，設計了濕度控制模擬電路，電源電壓為12 V。小組進行充分實驗后，工作過程總結如下表。下列關于此電路分析正確的是(　　)
濕度 手動開關S1 自動開關S2 電動加濕器M 加熱電阻R
＜45% 閉合 接A 24 W 不工作
＜60%且≥45% 斷開 接A或接B 不工作 不工作
≥60% 閉合 接B 不工作 14. 4 W
A. 手動開關S1、自動開關S2、電動加濕器M和加熱電阻R都是并聯的
B. 電動加濕器M的電阻為6 Ω
C. 若加熱電阻R斷路，電動加濕器M仍能正常工作
D. 當濕度為45%時，電動加濕器M會為博物館內噴水加濕
8. 如圖甲所示電路中，電源電壓不變，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器。閉合開關，將R2的滑片從位置1移到位置2，根據該過程中兩電表示數作出的U I圖像如圖乙所示，其中A點的數據與滑片在位置1時對應，下列判斷正確的是(　　)
A. 電源電壓為3 V
B. 滑片從位置1移到位置2的過程中，R2接入電路的阻值變大
C. R1的U I圖像一定與線段AB相交
D. 滑片移動過程中，R1的功率范圍為0. 05～0. 35 W
二、填空與作圖題(共6小題，計34分)
9. 某同學家所在市區用電高峰期為8：00～21：00，電價為0. 55元/kW·h；低谷期為21：00～次日8：00，電價為0. 30元/kW·h。該同學家中第一天早8：00，晚21：00和第二天早8：00這三個時刻電能表示數分別如圖甲、乙、丙所示，則他家這一天的用電量為________kW·h，應付電費________元。(4分)
10. 如圖甲，使用測電筆的兩種方法中正確的是________(填序號)。圖乙是小紅家房間內的部分電路，開關閉合后，燈泡正常發光，此時用測電筆檢驗B點，氖管________；若B、C之間某處的導線斷了，燈泡熄滅，此時再用測電筆檢驗B點，氖管________。(后兩空均選填“發光”或“不發光”)(6分)
11. 燈L甲、L乙的額定電壓均為6 V，它們的I U圖像如圖所示。若將兩燈串聯接入電源電壓為8 V的電路中，則L甲與L乙的實際功率之比P甲∶P乙＝________；將兩燈并聯接入某一電路中，若通過L乙的電流為0. 3 A，則L甲的電功率為______W。(4分)
12. 如表是通過人體的電流值和相應的人體反應。皮膚干燥的人兩手間的電阻約為1×105 Ω，理論上在干燥的人兩手間加約________V電壓會有觸電感覺，實際上人體電阻在高電壓下會迅速減小。當皮膚潮濕時，人兩手間的電阻變________，更容易觸電。已知小明家中所有用電器正常工作時的總功率為4 000 W，市面上常見的空氣斷路器規格有10 A、20 A、30 A，小明應選擇________A的空氣斷路器。空氣斷路器實質上是一個________(填電路元件名稱)。(8分)
電流/mA 人體反應
10 觸電感覺，人可掙脫
30 感到劇痛，神經麻木
100 短時間內使人心跳停止
13. 某中學為實現學生錯峰用餐，在食堂安裝了自動加熱餐臺，其簡化電路的一部分如圖所示，圖中兩個虛線框內分別接兩個阻值不同的定值電阻R1和R2。閉合開關S，餐臺開始工作。當餐臺內食品的溫度降到20 ℃時，控制開關S0轉到位置______(選填“1”或“2”)為食品加熱；當餐臺內食品的溫度達到50 ℃時，電路為食品保溫。已知定值電阻R1＝24. 2 Ω，餐臺保溫狀態下總功率為400 W，則R2＝________Ω。餐臺加熱狀態下工作5 min可使2 kg初溫為20 ℃的湯的溫度升高30 ℃，已知湯的比熱容為4. 0×103 J/(kg·℃)，餐臺加熱效率為40%，則R1應接在虛線框________(選填“a”或“b”)內。若將虛線框內兩電阻對調，則餐臺加熱狀態下的總功率將________(選填“變大”“變小”或“不變”)。(8分)
14. (1)如圖所示，請用筆畫線代替導線正確連接電路，要求：只有在光線很暗(“光控”開關閉合)且有聲音(“聲控”開關閉合)時燈才亮。(2分)
(2)圖甲為某款三孔插座。在符合安全用電原則下，請在圖乙中用筆畫線代替導線將該插座接入家庭電路中。(2分)
三、實驗與探究題(共2小題，計30分)
15. 如圖是探究“電流通過導體時產生的熱量與哪些因素有關”的實驗裝置，兩個透明容器中密封著初溫、質量均相同的空氣。(16分)
(1)實驗中通過觀察U形管兩側液面的__________來反映電阻絲產生熱量的多少，這種物理方法被稱為__________。
(2)若想探究電流通過導體產生熱量的多少是否與電阻阻值有關，可以選擇圖________裝置。
(3)實驗時發現隨著加熱時間的延長，圖甲裝置中兩個U形管兩側液面的高度差均逐漸變大，該現象說明電流通過導體產生熱量的多少還與_______有關。
(4)圖乙裝置中通過電阻R1和R2的電流之比為________，開關閉合一段時間后發現圖乙中左側U形管兩側的液面高度差更大，根據此現象可知，電流通過導體產生的熱量與________有關。
(5)實驗小組對兩個實驗分析后發現圖甲實驗中右側產生更多熱量，圖乙實驗中左側產生的熱量更多，它們有個共同點是電壓較大的一方產生的熱量更多，由此實驗小組猜測電流通過導體產生熱量的多少還與________有關。為了驗證這個猜想是否正確，他們將阻值不同的電阻并聯在同一電路中，驗證當電壓相同時，產生的熱量是否相同，于是他們在圖甲實驗的基礎上改接了線路，將2號導線連接點C改接到點D，另外還需要添加一根導線將________兩點連接在一起。
16. 小明同學在做“測小燈泡額定電功率”的實驗中，根據提供的器材：電壓恒為5 V的電源、額定電壓為2. 5 V的待測小燈泡L、電流表、電壓表、開關和導線若干，另有標有“30 Ω　0. 5 A”的滑動變阻器R1和標有“5 Ω　1 A”的滑動變阻器R2，完成以下實驗。(14分)
(1)檢查電路，小明發現一根導線連接錯誤，請在圖甲中連接錯誤的導線上打“×”，并用筆畫線代替導線將電路連接正確。
(2)改正所有問題并正確完成實驗，當電壓表示數為1. 5 V時，為使小燈泡正常發光，滑片應向________(選填“左”或“右”)移動。小明根據實驗數據繪制出如圖乙的IU圖像，由圖像可知，小燈泡的額定功率為________W，他還發現圖像是曲線，原因是小燈泡燈絲的電阻隨溫度的________而變大。
(3)本實驗選擇的滑動變阻器是________(選填“R1”或“R2”)。
(4)實驗結束后，小明認為沒有電流表也能測出小燈泡的額定功率。他找來了另一個電源(電壓恒為8 V)、一個額定電壓為6 V的小燈泡L1和一個阻值為20 Ω的定值電阻R0等器材，設計了如圖丙所示的電路，完成了實驗。實驗過程如下：
①斷開開關S1，閉合開關S、S2，移動滑動變阻器R的滑片P，使電壓表的示數為________V，小燈泡L1正常發光。
②斷開開關S2，閉合開關S、S1，保持滑動變阻器R的滑片P位置不變，讀出電壓表的示數為1. 6 V。
③小燈泡L1的額定功率為________W。
四、綜合題(共1小題，計12分)
17. 小明家新購置了一臺變頻空調，安裝在面積12 m2、高2. 5 m的房間。空調銘牌上的部分技術參數如下表所示。(12分)
制冷量Q 制冷輸入電功率P 能效比EER 額定電壓U “能效”等級
2 600 W ？ 5. 2 220 V 1級
小明上網查詢得知如下資料。資料1：制冷量Q是指空調制冷時，每秒從房間吸收走的熱量。資料2：變頻空調的能效比EER是指空調的制冷量Q與制冷輸入電功率P的比值，反映空調的節能水平。資料3：依據能效比大小將能效等級劃分為5級。資料4：空氣密度ρ空氣＝1. 3 kg/m3，空氣比熱容c空氣＝1. 0×103 J/(kg·℃)。
(1)當制冷量和能效比為銘牌標識值時，空調的制冷輸入電功率是多少？
(2)某種導線允許通過的最大電流為10 A，計算說明使用這種導線安裝該空調是否安全？
(3)當室溫達到30 ℃，要降低到設定溫度20 ℃，房間內的空氣要放出多少熱量？如果空氣放出的熱量只占房間放出總熱量的50%，制冷量按照2 600 W計，需要空調制冷多長時間？
答案
一、選擇題
1. B　2. B　3. D　4. D　5. D　6. B　
7. C　點撥：根據表中內容可知，手動開關S1為總開關閉合，自動開關S2接A時，電動加濕器工作，而加熱電阻不工作；手動開關S1閉合，自動開關S2接B時，電動加濕器不工作，加熱電阻工作，電動機與加熱電阻R可獨立工作、互不影響，故可知電動機與加熱電阻R并聯，手動開關和S2串聯接在干路上控制整個電路，若加熱電阻R斷路，電動加濕器M仍能正常工作，A錯誤，C正確。電動加濕器M(為非純電阻電路)的功率為24 W，電源電壓為12 V，根據P＝UI可知，故電動加濕器工作時的電流I＝＝＝2 A，由歐姆定律可知R′＝＝＝6 Ω，但電動機工作時非純電阻，不能用歐姆定律計算電阻，B錯誤。根據表中數據可知，當濕度為45%時，電動加濕器不會工作，不會為博物館內噴水加濕，D錯誤。故選C。
8. C　點撥：由題圖甲可知，R1與R2串聯，電壓表測滑動變阻器R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流。由歐姆定律以及串聯電路電流、電壓規律可得：當滑片在位置1(對應A點數據)時，電源電壓U＝U1＋U2＝IR1＋U2＝0. 1 A×R1＋2 V①，當滑片在位置2(對應B點數據)時，U＝U1′＋U2′＝I′R1＋U2′＝0. 3 A×R1＋1 V②，聯立①②解得U＝2. 5 V，R1＝5 Ω，故A錯誤。由題圖乙可知，滑片在從位置1移到位置2的過程中，電壓表的示數減小，根據串聯電路分壓規律可知，R2接入電路的阻值變小，故B錯誤。由于定值電阻R1＝5 Ω，則其UI圖像滿足函數關系U＝5I，易知其圖像與線段AB相交，故C正確。由題圖乙可知，滑片從位置1到位置2的過程中，電路中的電流一直變大，則R1的最小功率P＝I2R1＝(0. 1 A)2×5 Ω＝0. 05 W，最大功率P′＝I′2R1＝(0. 3 A)2×5 Ω＝0. 45 W，所以R1的功率范圍為0. 05～0. 45 W，故D錯誤。
二、填空與作圖題
9. 12；5. 6
10. ②；不發光；發光　
11. 1∶3；3. 6　16. 變小；已經；2. 4
12. 變大；相等；變小；短路
13. 變小；10；3　點撥：閉合開關，燈泡和兩電阻串聯接入電路，電壓表V1測熱敏電阻、燈泡和滑動變阻器左端的電壓，電壓表V2測熱敏電阻兩端的電壓，將變阻器滑片P從最右端移動到最左端，由圖乙可知當滑片在最右端時，電壓表V1的示數為12 V，即電源電壓為12 V；在不損壞元件的條件下對熱敏電阻加熱，小燈泡逐漸變亮，直至正常發光，故通過電路的電流變大，由歐姆定律可知此時電路電阻變小，所以隨著溫度的升高該熱敏電阻的阻值將變小；由圖乙可知當滑片在最左端時，電壓表V1的示數為9 V，串聯電路總電壓等于各部分電壓之和，此時滑動變阻器兩端的電壓UH＝U－U1＝12 V－9 V＝3 V，由乙圖可知通過電路的電流為0. 3 A，此時滑動變阻器接入電路的電阻RH＝＝＝10 Ω，由丙圖可知燈泡正常發光時通過電路的電流為0. 5 A，此時滑動變阻器兩端的電壓UH′＝I′RH＝0. 5 A×10 Ω＝5 V，此時電壓表V2示數為1 V，則燈泡的額定電壓UL＝U－UR′－UH′＝12 V－1 V－5 V＝6 V，則小燈泡的額定功率P＝ULI′＝6 V×0. 5 A＝3 W。
14. (1)如圖所示
(2)如圖所示
三、實驗與探究題
15. (1)高度差；轉換法　(2)甲　(3)時間 (4)2：1　(5)電壓；A、C
16. (1)如圖所示　(2)右；0. 625；升高　
(3)R1　(4)①2　③2. 4
點撥：(4)①斷開開關S1，閉合開關S、S2，滑動變阻器與小燈泡L1串聯，電壓表測滑動變阻器的電壓，根據串聯分壓原理，移動滑動變阻器R的滑片P，使電壓表的示數為U＝U電源－UL＝8V－6V＝2V，小燈泡L1正常發光；②斷開開關S2，閉合開關S、S1，滑動變阻器與R0串聯，電壓表測滑動變阻器的電壓；保持滑動變阻器R的滑片P位置不變，讀出電壓表的示數為1. 6V；根據串聯分壓原理可得，則滑動變阻器的電阻；③在步驟①中，電路中的電流(即小燈泡L1的額定電流)，小燈泡L1的額定功率為P額′＝ULI＝6V×0. 4A＝2. 4W。
四、綜合題
17. 解：(1)能效比是指空調的制冷量Q與制冷輸入電功率P的比值
能效比為5. 2時，空調的制冷輸入電功率
P＝＝＝500 W
(2)該空調正常工作時的電流
I＝＝≈2. 3 A＜10 A
所以使用這種導線安裝該空調安全
(3)由ρ＝可知，空氣的質量
m＝ρ空氣V＝ρ空氣Sh＝1. 3 kg/m3×12 m2×2. 5 m＝39 kg
空氣放出的熱量
Q放＝c空氣m(t－t0)＝1. 0×103 J/(kg·℃)×39 kg×(30 ℃－20 ℃)＝3. 9×105 J
房間放出的總熱量
Q總＝＝＝7. 8×105 J
由P＝可知，空調的制冷時間
t時＝＝＝＝300 s
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