广东省2022年中考物理总复习阶段综合检测(七)(电功率、家庭电路与安全用电)

阶段综合检测(七)(电功率、家庭电路与安全用电)(80分钟100分)第一部分客观题本部分为单项选择题,共7题,共21分。一、单项选择题(本大题共7小题,每小题3分,共21分。在每小题列出的四个选项中,只有一个是正确的)1.关于安全用电,以下说法正确的是 (B)A.具有金属外壳的用电器在使用时不需要接地B.插座、导线、家用电器等达到使用寿命应及时更换C.空气开关跳闸后,可立刻合上继续使用D.为了将电视上的灰尘擦干净,可使用湿抹布2.如图所示,闭合开关S,发现灯L不亮,用试电笔接触M点时氖管发光,而接触N、Q点时氖管均不发光,若仅有一处发生断路,则该处可能是 (C)A.熔丝处 B.P、M间某处C.M、N间某处 D.N、Q间某处3.如图所示是“探究影响电流热效应因素”的实验装置,将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内,且R1>R2,瓶内装入等质量的煤油。下列说法错误的是(D)A.烧瓶内选用比热容较小的液体,可以使实验现象更明显B.该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系C.实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少D.若要比较水和煤油的比热容大小,只需将一只烧瓶内的煤油换成等质量的水即可4.某家庭电路如图所示,以下说法中不正确的是 (C)A.若保险丝熔断,则可能是短路引起的B.三孔插座的连接方式符合安全用电的原则C.若仅b、c间断路,开关S闭合,灯泡L不会发光D.若在a、b间接入一个灯泡L1,则它与灯泡L是并联关系5.如图甲所示电路的电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,图乙是小灯泡的I-U图象。闭合开关S后,下列判断正确的是 (D)A.滑动变阻器的滑片P向左滑动时,灯泡变暗B.电流表示数为0.4A时,灯泡的电阻是25ΩC.电压表示数为2.5V时,小灯泡的功率是1.25WD.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率是0.25W6.有两只灯泡L1、L2,分别标有“220V100W”和“220V40W”的字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是 (C)A.两灯正常发光时,L1的电阻较大B.两灯并联接入220V的电路,L1、L2消耗功率之比是2∶5C.两灯串联接入220V的电路,L1消耗的功率小于25WD.两灯串联接入220V的电路,两灯泡消耗的总功率大于40W小于100W7.恒压电源电压大于灯泡额定电压的2倍,为了让这样两个相同的灯泡均正常发光;小明同学设计了如图所示的四个电路图,既可以使两个灯泡正常发光又最省电的电路是 (C)第二部分主观题本部分共15题,共79分。按题目要求作答。二、填空题(本大题共7小题,每空1分,共21分)8.电能是通过高压(选填“高压”或“低压”)输电线路从发电站输向远处的。图为某型号节能灯,它的额定功率是7W,若在用电高峰期时,该灯泡发光偏暗,说明其实际功率小于(选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率。9.由于导线存在电阻,电流通过导线时会因电流的热效应而造成大量的能量损耗。1911年荷兰科学家发现某些导体在极低温度下电阻会突然消失,这种现象称为超导现象。近年来我国在超导领域取得了举世瞩目的成就。用超导电缆输电,可大大降低能量损耗。有一段输电线路,输电电流为200A,输电线路的电阻为0.5Ω,若以超导电缆替代该线路输电1h,可节约电能20kW·h。

10.如图是研究“相同时间内导体产生的热量与电阻的关系”的装置。每只烧瓶中煤油质量均为200g,电阻丝R1=20Ω,电路中电流I=0.5A。通电5min后,左侧烧瓶中的煤油温度升高了2℃,煤油吸收的热量为840J,R1产生的电热为1500J。[c煤油=2.1×103J/(kg·℃)]

11.如图所示电路中,L1灯上标有“3V3W”,L2灯上标有“3V2.5W”,先闭合开关S1,则L2灯亮;再闭合开关S2,两灯都发光,电流表的示数将增大(选填“减小”“不变”或“增大”),L1灯更亮一些。

12.月底,小明对自家用电的情况进行调查,观察到电能表的表盘如图所示,小明家中用电器正常使用的总功率不能超过8800W,用电器工作时消耗0.5kW·h的电能,电能表指示灯闪烁1600次。若上月底电能表示数为1877.6kW·h,则本月消耗的电能为140kW·h。

13.如图甲所示,电源电压为3V且保持不变,灯泡L1标有“3V0.9W”字样,闭合开关,电流表A2的示数如图乙所示,此时灯泡L1的电阻为10Ω,电流表A1的示数为0.7A,灯泡L1、L2的实际功率之比为3∶4。

14.(2021·锦州中考)如图甲所示的电路中,定值电阻R的阻值为10Ω,小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象如图乙所示。只闭合开关S1,小灯泡的实际功率为0.6W,此时灯泡的电阻为15Ω;再闭合S2,电流表示数为0.5A;1min内定值电阻R产生的热量为54J。

三、作图题(本大题共2小题,共9分)15.(5分)如图为家庭电路中带有开关的电灯和带有保险丝的三孔插座,请按照安全用电原则正确连接电路。答:16.(4分)如图所示,这是一个带有指示灯的插座,开关断开时,灯不亮,插座不供电;开关闭合时,指示灯亮,插座供电;但如果指示灯损坏,开关闭合插座仍可供电,按安全用电要求完成电路图。答:四、实验题(本大题共2小题,共18分)17.(7分)探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验,如图甲和图乙所示,两透明容器中密封着等质量的空气,两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端,通电一定时间后,比较两个U形管中液面高度差的变化。(1)在图甲中,通过两电阻丝的电流相等;该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻的关系。

(2)图乙是探究电流通过导体产生的热量与通过导体的电流的关系。

(3)在该实验中,我们是通过观察U形管中液面的高度差来比较各容器中电阻丝产生热量的多少的。

(4)英国物理学家焦耳通过大量实验,最先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比,这个规律叫作焦耳定律,其表达式为Q=I2Rt。

18.(11分)某市举办的中学生物理实验大赛中,其中一个组抽到的实验内容是测量小灯泡的电功率,给他们的实验器材有:额定电压为2.5V的小灯泡,电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器和导线若干。(1)请根据图甲用笔画线代替导线,将图乙中实物电路连接完整(要求:向右移动滑动变阻器的滑片P时,电路中的小灯泡变暗,且导线不能交叉)。答:(2)连接电路时,开关必须断开,将滑动变阻器的滑片移到最大阻值端。

(3)连接完电路后,小组中某同学闭合开关时,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表几乎没有示数,电压表的示数接近电源电压,小灯泡不亮,则电路中存在的故障可能是小灯泡断路(选填“断路”或“短路”)。

(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为0.75W。

(5)小华同学所在的实验小组电压表被损坏,老师另给该小组两个开关和一个阻值为10Ω的定值电阻R0,仍然测出了小灯泡的额定功率,他们所设计的实验电路如图丁所示,请根据电路图和操作步骤完成下列问题:a.连接好电路后,闭合开关S、S1,断开S2调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数I1=0.25A时,小灯泡正常发光;

b.保持滑动变阻器滑片P的位置不动,断开S1,闭合S2,读出电流表的示数为I2;c.则小灯泡的额定功率P额=U额×(I2-I1)(用U额、I1、I2表示)。

五、计算题(本大题共2小题,共19分)19.(9分)如图所示,L为标有为“2.5V0.625W”的小灯泡(电阻的大小不变),滑动变阻器R2的最大电阻为15Ω,电源电压保持恒定。闭合开关S1、S2,且R2阻值为0时,灯泡L正常发光,电流表读数I=0.75A。求:(1)电源电压U;(2)电阻R1的阻值;(3)电路接通时的最小功率。解:(1)因为开关S1、S2闭合,R2=0时,L与R1并联,L正常发光;所以电源电压U=UL=2.5V;(2)灯泡正常发光时的电流：IL＝eq\f(PL,UL)＝eq\f(0.625W,2.5V)＝0.25A，则I1＝I－IL＝0.75A－0.25A＝0.5A；所以R1＝eq\f(U,I1)＝eq\f(2.5V,0.5A)＝5Ω；(3)RL＝eq\f(UL,IL)＝eq\f(2.5V,0.25A)＝10Ω，RL>R1；当R2＝15Ω且与灯L串联时，电路中电阻最大，电功率最小；P最小＝eq\f(U2,RL＋R2)＝eq\f(（2.5V）2,10Ω＋15Ω)＝0.25W。20.(10分)如图甲所示为便携式可折叠电热壶,额定电压为220V,电热壶具有加热、保温两挡,保温挡的额定功率为110W,内部简化电路如图乙所示,当双触点开关接触1和2时为关闭状态,接触2和3时为保温挡,接触3和4时为加热挡,R1、R2是两个阻值不变的发热元件,R2=48.4Ω,现将电热壶接到220V的家庭电路中,求:(1)R1的阻值;(2)加热挡的电功率;(3)若电热壶内装有0.5kg的水,现用加热挡使水从25℃升高到100℃,加热效率为63%,则需要工作多少秒。[c水=4.2×103J/(kg·℃),结果保留一位小数]解:(1)由电路图可知，双触点开关连接触点2和3时，电路为R1的简单电路，为保温状态，根据P＝eq\f(U2,R)知，R1的阻值：R1＝eq\f(U2,P保温)＝eq\f(（220V）2,110W)＝440Ω。(2)双触点开关连接触点3和4时，R1与R2并联，为加热状态，则加热挡电阻R2的功率：P2＝eq\f(U2,R2)＝eq\f(（220V）2,48.4Ω)＝1000W，加热挡的电功率：P加热＝P1＋P2＝110W＋1000W＝1110W。(3)用加热挡让0.5kg的水从25℃升高到100℃，水所吸收的热量：Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×(100℃－25℃)＝1.575×105J；由η＝eq\f(Q吸,W)×100%得，消耗的电能：W＝eq\f(Q吸,η)＝eq\f(1.575×105J,63%)＝2.5×105J，根据P＝eq\f(W,t)知，需要工作的时间：t＝eq\f(W,P加热)＝eq\f(2.5×105J,1110W)≈225.2s。六、综合能力题(本大题共2小题,共12分)21.(6分)(2020·无锡中考)冬季,汽车后风窗玻璃上常会形成一层薄霜,导致驾驶员无法准确观察后方情况。为保障行车安全,后风窗玻璃装有加热除霜电路。如图甲所示是某同学设计的模拟汽车后风窗玻璃加热电路,它由控制电路和受控电路组成。控制电路中S接“手动”时,电磁铁A通电吸引衔铁,使触点D、E接触、受控电路中电热丝R2工作,对玻璃均匀加热。S接“自动”时,加热过程中,玻璃温度升高至45℃时,触点D、E恰好脱开,此时控制电路中通过的电流为0.02A。电路中U1=6V,U2=12V,R0=150Ω,R2=0.8Ω,R1为固定在玻璃内的热敏电阻,其温度始终与玻璃温度相同,阻值随温度升高而增大。若电热丝R2所产生的热量完全被玻璃吸收,玻璃质量为9kg,玻璃比热容为0.8×103J/(kg·℃)。电磁铁A线圈的电阻忽略不计。(1)开关S接“手动”:①电磁铁A通电时具有磁性,此现象称为电流的磁效应,A的上端是N极。

②将玻璃从-5℃加热至45℃,所需的时间是多少?答:玻璃吸收的热量:Q吸=cm(t2-t1)=0.8×103J/(kg·℃)×9kg×[45℃-(-5℃)]=3.6×105J电热丝R2所产生的热量完全被玻璃吸收,即Q吸＝W＝eq\f(Ueq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)),R2)t，t＝eq\f(Q吸R2,Ueq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)))＝eq\f(3.6×105J×0.8Ω,（12V）2)＝2000s(2)开关S接“自动”,玻璃的温度为15℃和45℃时,控制电路的功率相差了0.03W,则15℃时热敏电阻R1的阻值为90Ω。

(3)汽车后风窗玻璃上的电热丝R2是通过丝网印刷的方式将专用的导电银浆印刷到玻璃的表面烧结制成,如图乙所示,在电压U2不变的情况下,为增大电热丝R2的加热功率,请从银浆线的厚度、条数、宽度等方面,提出一种改进措施增加银浆线的厚度(或增加银浆线的条数或增加银浆线的宽度)。

22.(6分)(2020·南海区一模)如图所示为一个给冷水加热后向外供应热水的装置。为了在同时打开进水管和出水管时,保证水箱内贮水量及出水管流出的水温度恒定,在箱内安装了两根完全一样的电热丝R来进行加热,已知每根电热丝的电阻R均为50Ω,当3与1相连时,装置能正常供应热水;当3与4相连时出水管水的流量必须控制在正常情况的