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高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第4节 科学用电同步训练题
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这是一份高中物理鲁科版 (2019)必修 第三册第4节 科学用电同步训练题，共6页。试卷主要包含了下列叙述不正确的是等内容，欢迎下载使用。
课时分层作业(十六) 科学用电
(建议用时：25分钟)
◎考点一 家庭电路组成
1．如图所示，一盏电灯接在家庭电路中，当开关S闭合时，电灯不亮，用测电笔分别接触A、B、C、D时，发现A、B、C三点处测电笔的氖管发光，D点处测电笔的氖管不发光，则电路中的故障原因是( )
A．开关S接触不良
B．灯泡的灯丝断了
C．导线CD间有断路
D．无法确定
C [A、B、C三点发光，即三点和火线是连通的，断路处是在C、D之间，C正确。]
2．下列插座中最适合有儿童的家庭使用的是( )
A B C D
B [家用电压为220 V，不是安全电压，图A、图C、图D均没有包住铜导线，不够安全，故选项B正确。]
3．从安全用电的角度出发，下列做法存在安全隐患的有( )
A．用电器金属外壳应该接地线
B．不要在同一插座上同时使用几个大功率用电器
C．要定期检查用电器插头，特别是大功率用电器插头
D．洗衣机、洗碗机等易潮湿用电器不用接地线
D [有电动机的家用电器、在潮湿环境中使用的电器、具有金属外壳的电器和其他规定使用接地的家用电器必须做好接地保护，否则外壳容易带电。多个电器接在同一插座上，当同时开启这些电器时，会造成瞬间电流很大，电压下降，影响电器正常工作，甚至因插座连接线超负荷而发热引起火灾。用电器插头如果破损，人体接触到破损部位容易造成触电事故，破损处容易造成短路事故，故D正确。]
◎考点二 安全用电及节约用电
4．某同学自己在家看电视，突然发现电视机冒了烟，他采取的措施正确的是( )
A．马上跑到外面去喊人
B．立即断开电源，远离电视机，同时打开门窗
C．继续观察，看发生什么后果
D．心里害怕，自己走开了也不知怎么办才好
B [触电和用电设备发生故障时，首先是切断电源，避免由此引起的火灾，严禁用水扑灭。继续观察和外出喊人都会造成事故向更坏的方向发展。故B正确。]
5．小明家的保险丝突然熔断，不可能的原因是( )
A．家用电器的总功率过大
B．导线绝缘皮损坏，火线、零线直接接触，造成短路
C．火线断路
D．灯座里的电线发生短路
C [保险丝熔断，说明干路中电流过大，A、B、D三项均有可能，C项火线断路电流变为零，不可能，C正确。]
6．在丹麦首都哥本哈根召开的世界气候大会上，中国承诺2020年碳排放量下降40%～45%。为了实现作为负责任大国的承诺，应当大力开发和利用下列能源中的( )
A．石油 B．太阳能
C．天然气D．煤
B [要减小碳排放量，就必须大力开发非化石能源，即不含碳元素的能源，石油、天然气和煤都含有碳元素，而太阳能是一种无污染的能源，应大力推广，B正确。]
7．下列叙述不正确的是( )
A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能
B．无氟冰箱的使用会使臭氧层受到不同程度的破坏
C．大气中CO2含量的增多是引起温室效应的主要原因
D．“白色污染”是当前环境保护有待解决的问题之一
B [煤、石油、天然气等燃料是动植物转化成的，其最初来源可追溯到太阳能，故A正确；氟利昂会使臭氧层遭到破坏，但无氟冰箱不含氟利昂，故B错误；大气中CO2含量增多是引起温室效应的主要原因，故C正确；“白色污染”是对废塑料污染环境现象的一种形象称谓，近几年国家发布“限塑令”就是为解决“白色污染”所采取的有效措施，故D正确，不正确的选B。]
8．如图所示是一种太阳能草坪节能灯，太阳能电池板供一只“10 V 9 W”的电子节能灯工作，若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3 m2，平均1小时得到的太阳辐射能为4×105 J，太阳光平均一天按8小时计算，恰好可以供电子节能灯工作10小时。问：(结果保留整数)
(1)太阳能节能灯的能量转化情况；
(2)太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率大约是多少？
(3)太阳能节能灯利用太阳能的效率大约是多少？
[解析] (1)能量转化：太阳能→电能→光能(热能)。
(2)太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率P＝eq \f(4×105,0.3×1×3 600)W≈370 W。
(3)节能灯利用太阳能的效率
η＝eq \f(9×10×3 600,4×105×8)×100%＝10%。
[答案] (1)见解析 (2)370 W (3)10%
9．某市有20万台空调机，每台空调机在夏季平均使用60天，每天耗电8 kW·h。为了节约能源，该市政府建议大家都把室内设定温度提高1 ℃，这样每台空调机每天可节省6%的电能。那么这样做能使该市在夏季节省多少电能？已知标准烧煤的热值是2.92×107J/kg。发电厂的发电效率是30%。请计算一下，这项节能建议的实现能为我们后辈留下多少吨标准煤？
[解析] 设可节省的电能为E，则E＝8×6%×60×20×104 kW·h＝5.76×106 kW·h≈2.1×1013J，设可为后辈留下标准煤质量为m，则由能量守恒定律有2.92×107 J/kg×m×30%＝E，解得m≈2.4×106kg＝2.4×103t。
[答案] 2.1×1013J 2.4×103t
(建议用时：15分钟)
10．很多家用电器都有待机功能，比如，电视可以用遥控器关机而不必断开电源。这一功能虽给人们带来了方便，但电器在待机状态下仍有能耗。下表是小明家两台电器的数据统计。这两台电器每天待机共耗电________度。若能及时断开电源，他家每月可以节约电费________元。(电价为0.5元/度，每月按30天计算)
[解析] 彩电每天待机耗电：
W1＝0.008×20度＝0.16度
VCD每天待机耗电：
W2＝0.012×22度＝0.264度，总共每天耗电0.424度。
若能及时断开电源，每月可节约电费：
0．424×30×0.5元＝6.36元。
[答案] 0.424 6.36
11．某家庭要安装一套家庭供热水系统。所选用电热水器的技术参数中标有：“加热功率/电压3 800 W/220 V”。若需要为电热水器安装一个熔断器，参考下列数据并通过计算说明，应该选择多大直径的熔丝？
[解析] P＝3 800 W，U＝220 V，
I＝eq \f(P,U)＝eq \f(3 800,220) A≈17.27 A
查表可得，应选用直径为2.34 mm、额定电流为18 A的熔丝。
[答案] 2.34 mm
12．随着我国经济的发展，汽车数量迅猛增长，汽车排放的尾气造成的空气污染越来越严重。据有关资料统计，汽车尾气排放造成的空气污染目前已占整个污染源的一半以上。在这种情况下，目前研制开发的太阳能汽车具有更好的发展前景。如图是某研究所研制的太阳能汽车，它是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车。设太阳光照射到电池板上的辐射功率为7 kW。在晴朗的天气里，太阳能电池对着太阳时产生的电压为160 V，并对车上的电动机提供12 A的电流。
(1)在这种情况下电动机消耗的电功率是多大？
(2)如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为180 N，则在1 min内这辆汽车行驶了多少米？
[解析] (1)电动机消耗的电功率
P＝UI＝160 V×12 A＝1 920 W。
(2)由P＝eq \f(W电,t)得，W电＝Pt＝1 920 W×60 s＝115 200 J
由题意W机＝W电·η＝115 200 J×75%＝86 400 J
又由W机＝Fs得，汽车行驶的距离
s＝eq \f(W机,F)＝eq \f(86 400,180) m＝480 m。
[答案] (1)1 920 W (2)480 m
13．下面是晓阳同学在题为《能源利用和节约能源》的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料：太阳能是人类最基本的能源，它无污染、无费用，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照射地面时，在1 m2地面上1 s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103 J。太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经广泛地出现在我们的生活中。
晓阳同学在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：
容积V 100 L
集热管的采光面积S 1.5 m2
效率η 40%
使用年限z 15年
(1)晓阳同学家每天大约需要100 kg热水，用这种热水器将这些水从25 ℃加热到45 ℃需要多长时间？[水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)]
(2)与效率为80%的电热水器相比，晓阳同学家每天节约多少电能？
[解析] (1)设T为光照时间，k＝1.0×103J(s·m2)，Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103×100×20 J＝8.4×106J，太阳能热水器传给水的热量Q放＝kSTη，因为Q吸＝Q放，所以：
T＝eq \f(Q吸,kSη)＝eq \f(8.4×106,1.0×103×1.5×40%)s＝1.4×104s≈3.9 h。
(2)由Q电＝Q吸＝Wη1得：
W＝eq \f(Q电,η1)＝eq \f(8.4×106,0.8)J＝1.05×107J≈2.9 kW·h。
[答案] (1)3.9 h (2)2.9 kW·h家用电器
待机功率P/kW
每天平均待机时间t/h
彩色电视
0.008
20
VCD
0.012
22
常用铅锡合金熔丝的技术数据(铅95%，锡5%)
额定电流I/A
2
2.6
3.3
4.8
7
11
15
18
22
直径d/mm
0.508
0.61
0.71
0.915
1.22
1.63
2.03
2.34
2.65
课时分层作业(十六) 科学用电
(建议用时：25分钟)
◎考点一 家庭电路组成
1．如图所示，一盏电灯接在家庭电路中，当开关S闭合时，电灯不亮，用测电笔分别接触A、B、C、D时，发现A、B、C三点处测电笔的氖管发光，D点处测电笔的氖管不发光，则电路中的故障原因是( )
A．开关S接触不良
B．灯泡的灯丝断了
C．导线CD间有断路
D．无法确定
C [A、B、C三点发光，即三点和火线是连通的，断路处是在C、D之间，C正确。]
2．下列插座中最适合有儿童的家庭使用的是( )
A B C D
B [家用电压为220 V，不是安全电压，图A、图C、图D均没有包住铜导线，不够安全，故选项B正确。]
3．从安全用电的角度出发，下列做法存在安全隐患的有( )
A．用电器金属外壳应该接地线
B．不要在同一插座上同时使用几个大功率用电器
C．要定期检查用电器插头，特别是大功率用电器插头
D．洗衣机、洗碗机等易潮湿用电器不用接地线
D [有电动机的家用电器、在潮湿环境中使用的电器、具有金属外壳的电器和其他规定使用接地的家用电器必须做好接地保护，否则外壳容易带电。多个电器接在同一插座上，当同时开启这些电器时，会造成瞬间电流很大，电压下降，影响电器正常工作，甚至因插座连接线超负荷而发热引起火灾。用电器插头如果破损，人体接触到破损部位容易造成触电事故，破损处容易造成短路事故，故D正确。]
◎考点二 安全用电及节约用电
4．某同学自己在家看电视，突然发现电视机冒了烟，他采取的措施正确的是( )
A．马上跑到外面去喊人
B．立即断开电源，远离电视机，同时打开门窗
C．继续观察，看发生什么后果
D．心里害怕，自己走开了也不知怎么办才好
B [触电和用电设备发生故障时，首先是切断电源，避免由此引起的火灾，严禁用水扑灭。继续观察和外出喊人都会造成事故向更坏的方向发展。故B正确。]
5．小明家的保险丝突然熔断，不可能的原因是( )
A．家用电器的总功率过大
B．导线绝缘皮损坏，火线、零线直接接触，造成短路
C．火线断路
D．灯座里的电线发生短路
C [保险丝熔断，说明干路中电流过大，A、B、D三项均有可能，C项火线断路电流变为零，不可能，C正确。]
6．在丹麦首都哥本哈根召开的世界气候大会上，中国承诺2020年碳排放量下降40%～45%。为了实现作为负责任大国的承诺，应当大力开发和利用下列能源中的( )
A．石油 B．太阳能
C．天然气D．煤
B [要减小碳排放量，就必须大力开发非化石能源，即不含碳元素的能源，石油、天然气和煤都含有碳元素，而太阳能是一种无污染的能源，应大力推广，B正确。]
7．下列叙述不正确的是( )
A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能
B．无氟冰箱的使用会使臭氧层受到不同程度的破坏
C．大气中CO2含量的增多是引起温室效应的主要原因
D．“白色污染”是当前环境保护有待解决的问题之一
B [煤、石油、天然气等燃料是动植物转化成的，其最初来源可追溯到太阳能，故A正确；氟利昂会使臭氧层遭到破坏，但无氟冰箱不含氟利昂，故B错误；大气中CO2含量增多是引起温室效应的主要原因，故C正确；“白色污染”是对废塑料污染环境现象的一种形象称谓，近几年国家发布“限塑令”就是为解决“白色污染”所采取的有效措施，故D正确，不正确的选B。]
8．如图所示是一种太阳能草坪节能灯，太阳能电池板供一只“10 V 9 W”的电子节能灯工作，若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3 m2，平均1小时得到的太阳辐射能为4×105 J，太阳光平均一天按8小时计算，恰好可以供电子节能灯工作10小时。问：(结果保留整数)
(1)太阳能节能灯的能量转化情况；
(2)太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率大约是多少？
(3)太阳能节能灯利用太阳能的效率大约是多少？
[解析] (1)能量转化：太阳能→电能→光能(热能)。
(2)太阳能电池板单位面积上接收太阳能的功率P＝eq \f(4×105,0.3×1×3 600)W≈370 W。
(3)节能灯利用太阳能的效率
η＝eq \f(9×10×3 600,4×105×8)×100%＝10%。
[答案] (1)见解析 (2)370 W (3)10%
9．某市有20万台空调机，每台空调机在夏季平均使用60天，每天耗电8 kW·h。为了节约能源，该市政府建议大家都把室内设定温度提高1 ℃，这样每台空调机每天可节省6%的电能。那么这样做能使该市在夏季节省多少电能？已知标准烧煤的热值是2.92×107J/kg。发电厂的发电效率是30%。请计算一下，这项节能建议的实现能为我们后辈留下多少吨标准煤？
[解析] 设可节省的电能为E，则E＝8×6%×60×20×104 kW·h＝5.76×106 kW·h≈2.1×1013J，设可为后辈留下标准煤质量为m，则由能量守恒定律有2.92×107 J/kg×m×30%＝E，解得m≈2.4×106kg＝2.4×103t。
[答案] 2.1×1013J 2.4×103t
(建议用时：15分钟)
10．很多家用电器都有待机功能，比如，电视可以用遥控器关机而不必断开电源。这一功能虽给人们带来了方便，但电器在待机状态下仍有能耗。下表是小明家两台电器的数据统计。这两台电器每天待机共耗电________度。若能及时断开电源，他家每月可以节约电费________元。(电价为0.5元/度，每月按30天计算)
[解析] 彩电每天待机耗电：
W1＝0.008×20度＝0.16度
VCD每天待机耗电：
W2＝0.012×22度＝0.264度，总共每天耗电0.424度。
若能及时断开电源，每月可节约电费：
0．424×30×0.5元＝6.36元。
[答案] 0.424 6.36
11．某家庭要安装一套家庭供热水系统。所选用电热水器的技术参数中标有：“加热功率/电压3 800 W/220 V”。若需要为电热水器安装一个熔断器，参考下列数据并通过计算说明，应该选择多大直径的熔丝？
[解析] P＝3 800 W，U＝220 V，
I＝eq \f(P,U)＝eq \f(3 800,220) A≈17.27 A
查表可得，应选用直径为2.34 mm、额定电流为18 A的熔丝。
[答案] 2.34 mm
12．随着我国经济的发展，汽车数量迅猛增长，汽车排放的尾气造成的空气污染越来越严重。据有关资料统计，汽车尾气排放造成的空气污染目前已占整个污染源的一半以上。在这种情况下，目前研制开发的太阳能汽车具有更好的发展前景。如图是某研究所研制的太阳能汽车，它是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车。设太阳光照射到电池板上的辐射功率为7 kW。在晴朗的天气里，太阳能电池对着太阳时产生的电压为160 V，并对车上的电动机提供12 A的电流。
(1)在这种情况下电动机消耗的电功率是多大？
(2)如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为180 N，则在1 min内这辆汽车行驶了多少米？
[解析] (1)电动机消耗的电功率
P＝UI＝160 V×12 A＝1 920 W。
(2)由P＝eq \f(W电,t)得，W电＝Pt＝1 920 W×60 s＝115 200 J
由题意W机＝W电·η＝115 200 J×75%＝86 400 J
又由W机＝Fs得，汽车行驶的距离
s＝eq \f(W机,F)＝eq \f(86 400,180) m＝480 m。
[答案] (1)1 920 W (2)480 m
13．下面是晓阳同学在题为《能源利用和节约能源》的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料：太阳能是人类最基本的能源，它无污染、无费用，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照射地面时，在1 m2地面上1 s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103 J。太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经广泛地出现在我们的生活中。
晓阳同学在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：
容积V 100 L
集热管的采光面积S 1.5 m2
效率η 40%
使用年限z 15年
(1)晓阳同学家每天大约需要100 kg热水，用这种热水器将这些水从25 ℃加热到45 ℃需要多长时间？[水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)]
(2)与效率为80%的电热水器相比，晓阳同学家每天节约多少电能？
[解析] (1)设T为光照时间，k＝1.0×103J(s·m2)，Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103×100×20 J＝8.4×106J，太阳能热水器传给水的热量Q放＝kSTη，因为Q吸＝Q放，所以：
T＝eq \f(Q吸,kSη)＝eq \f(8.4×106,1.0×103×1.5×40%)s＝1.4×104s≈3.9 h。
(2)由Q电＝Q吸＝Wη1得：
W＝eq \f(Q电,η1)＝eq \f(8.4×106,0.8)J＝1.05×107J≈2.9 kW·h。
[答案] (1)3.9 h (2)2.9 kW·h家用电器
待机功率P/kW
每天平均待机时间t/h
彩色电视
0.008
20
VCD
0.012
22
常用铅锡合金熔丝的技术数据(铅95%，锡5%)
额定电流I/A
2
2.6
3.3
4.8
7
11
15
18
22
直径d/mm
0.508
0.61
0.71
0.915
1.22
1.63
2.03
2.34
2.65
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