魯科版（2019）高中物理必修第三冊課時分層作業(yè)16　科學(xué)用電練習(xí)題（含答案）

課時分層作業(yè)(十六)科學(xué)用電(建議用時：25分鐘)◎考點一家庭電路組成1．如圖所示，一盞電燈接在家庭電路中，當開關(guān)S閉合時，電燈不亮，用測電筆分別接觸A、B、C、D時，發(fā)現(xiàn)A、B、C三點處測電筆的氖管發(fā)光，D點處測電筆的氖管不發(fā)光，則電路中的故障原因是()A．開關(guān)S接觸不良B．燈泡的燈絲斷了C．導(dǎo)線CD間有斷路D．無法確定C[A、B、C三點發(fā)光，即三點和火線是連通的，斷路處是在C、D之間，C正確。]2．下列插座中最適合有兒童的家庭使用的是()ABCDB[家用電壓為220V，不是安全電壓，圖A、圖C、圖D均沒有包住銅導(dǎo)線，不夠安全，故選項B正確。]3．從安全用電的角度出發(fā)，下列做法存在安全隱患的有()A．用電器金屬外殼應(yīng)該接地線B．不要在同一插座上同時使用幾個大功率用電器C．要定期檢查用電器插頭，特別是大功率用電器插頭D．洗衣機、洗碗機等易潮濕用電器不用接地線D[有電動機的家用電器、在潮濕環(huán)境中使用的電器、具有金屬外殼的電器和其他規(guī)定使用接地的家用電器必須做好接地保護，否則外殼容易帶電。多個電器接在同一插座上，當同時開啟這些電器時，會造成瞬間電流很大，電壓下降，影響電器正常工作，甚至因插座連接線超負荷而發(fā)熱引起火災(zāi)。用電器插頭如果破損，人體接觸到破損部位容易造成觸電事故，破損處容易造成短路事故，故D正確。]◎考點二安全用電及節(jié)約用電4．某同學(xué)自己在家看電視，突然發(fā)現(xiàn)電視機冒了煙，他采取的措施正確的是()A．馬上跑到外面去喊人B．立即斷開電源，遠離電視機，同時打開門窗C．繼續(xù)觀察，看發(fā)生什么后果D．心里害怕，自己走開了也不知怎么辦才好B[觸電和用電設(shè)備發(fā)生故障時，首先是切斷電源，避免由此引起的火災(zāi)，嚴禁用水撲滅。繼續(xù)觀察和外出喊人都會造成事故向更壞的方向發(fā)展。故B正確。]5．小明家的保險絲突然熔斷，不可能的原因是()A．家用電器的總功率過大B．導(dǎo)線絕緣皮損壞，火線、零線直接接觸，造成短路C．火線斷路D．燈座里的電線發(fā)生短路C[保險絲熔斷，說明干路中電流過大，A、B、D三項均有可能，C項火線斷路電流變?yōu)榱?，不可能，C正確。]6．在丹麥首都哥本哈根召開的世界氣候大會上，中國承諾2020年碳排放量下降40%～45%。為了實現(xiàn)作為負責(zé)任大國的承諾，應(yīng)當大力開發(fā)和利用下列能源中的()A．石油 B．太陽能C．天然氣 D．煤B[要減小碳排放量，就必須大力開發(fā)非化石能源，即不含碳元素的能源，石油、天然氣和煤都含有碳元素，而太陽能是一種無污染的能源，應(yīng)大力推廣，B正確。]7．下列敘述不正確的是()A．煤、石油、天然氣等燃料的最初來源可追溯到太陽能B．無氟冰箱的使用會使臭氧層受到不同程度的破壞C．大氣中CO2含量的增多是引起溫室效應(yīng)的主要原因D．“白色污染”是當前環(huán)境保護有待解決的問題之一B[煤、石油、天然氣等燃料是動植物轉(zhuǎn)化成的，其最初來源可追溯到太陽能，故A正確；氟利昂會使臭氧層遭到破壞，但無氟冰箱不含氟利昂，故B錯誤；大氣中CO2含量增多是引起溫室效應(yīng)的主要原因，故C正確；“白色污染”是對廢塑料污染環(huán)境現(xiàn)象的一種形象稱謂，近幾年國家發(fā)布“限塑令”就是為解決“白色污染”所采取的有效措施，故D正確，不正確的選B。]8．如圖所示是一種太陽能草坪節(jié)能燈，太陽能電池板供一只“10V9W”的電子節(jié)能燈工作，若太陽能電池板接收太陽能的有效面積為0.3m2，平均1小時得到的太陽輻射能為4×105J，太陽光平均一天按8小時計算，恰好可以供電子節(jié)能燈工作10小時。問：(結(jié)果保留整數(shù))(1)太陽能節(jié)能燈的能量轉(zhuǎn)化情況；(2)太陽能電池板單位面積上接收太陽能的功率大約是多少？(3)太陽能節(jié)能燈利用太陽能的效率大約是多少？[解析](1)能量轉(zhuǎn)化：太陽能→電能→光能(熱能)。(2)太陽能電池板單位面積上接收太陽能的功率P＝eq\f(4×105,0.3×1×3600)W≈370W。(3)節(jié)能燈利用太陽能的效率η＝eq\f(9×10×3600,4×105×8)×100%＝10%。[答案](1)見解析(2)370W(3)10%9．某市有20萬臺空調(diào)機，每臺空調(diào)機在夏季平均使用60天，每天耗電8kW·h。為了節(jié)約能源，該市政府建議大家都把室內(nèi)設(shè)定溫度提高1℃，這樣每臺空調(diào)機每天可節(jié)省6%的電能。那么這樣做能使該市在夏季節(jié)省多少電能？已知標準燒煤的熱值是2.92×107J/kg。發(fā)電廠的發(fā)電效率是30%。請計算一下，這項節(jié)能建議的實現(xiàn)能為我們后輩留下多少噸標準煤？[解析]設(shè)可節(jié)省的電能為E，則E＝8×6%×60×20×104kW·h＝5.76×106kW·h≈2.1×1013J，設(shè)可為后輩留下標準煤質(zhì)量為m，則由能量守恒定律有2.92×107J/kg×m×30%＝E，解得m≈2.4×106kg＝2.4×103t。[答案]2.1×1013J2.4×103t(建議用時：15分鐘)10．很多家用電器都有待機功能，比如，電視可以用遙控器關(guān)機而不必斷開電源。這一功能雖給人們帶來了方便，但電器在待機狀態(tài)下仍有能耗。下表是小明家兩臺電器的數(shù)據(jù)統(tǒng)計。這兩臺電器每天待機共耗電________度。若能及時斷開電源，他家每月可以節(jié)約電費________元。(電價為0.5元/度，每月按30天計算)家用電器待機功率P/kW每天平均待機時間t/h彩色電視0.00820VCD0.01222[解析]彩電每天待機耗電：W1＝0.008×20度＝0.16度VCD每天待機耗電：W2＝0.012×22度＝0.264度，總共每天耗電0.424度。若能及時斷開電源，每月可節(jié)約電費：0．424×30×0.5元＝6.36元。[答案]0.4246.3611．某家庭要安裝一套家庭供熱水系統(tǒng)。所選用電熱水器的技術(shù)參數(shù)中標有：“加熱功率/電壓3800W/220V”。若需要為電熱水器安裝一個熔斷器，參考下列數(shù)據(jù)并通過計算說明，應(yīng)該選擇多大直徑的熔絲？常用鉛錫合金熔絲的技術(shù)數(shù)據(jù)(鉛95%，錫5%)額定電流I/A22.63.34.8711151822直徑d/mm0.5080.610.710.9151.221.632.032.342.65[解析]P＝3800W，U＝220V，I＝eq\f(P,U)＝eq\f(3800,220)A≈17.27A查表可得，應(yīng)選用直徑為2.34mm、額定電流為18A的熔絲。[答案]2.34mm12．隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，汽車數(shù)量迅猛增長，汽車排放的尾氣造成的空氣污染越來越嚴重。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，汽車尾氣排放造成的空氣污染目前已占整個污染源的一半以上。在這種情況下，目前研制開發(fā)的太陽能汽車具有更好的發(fā)展前景。如圖是某研究所研制的太陽能汽車，它是利用太陽能電池將接收到的太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再利用電動機來驅(qū)動的一種新型汽車。設(shè)太陽光照射到電池板上的輻射功率為7kW。在晴朗的天氣里，太陽能電池對著太陽時產(chǎn)生的電壓為160V，并對車上的電動機提供12A的電流。(1)在這種情況下電動機消耗的電功率是多大？(2)如果這輛汽車的電動機將電能最終轉(zhuǎn)化為機械能的效率為75%，當汽車在水平路面上勻速行駛時，受到的牽引力為180N，則在1min內(nèi)這輛汽車行駛了多少米？[解析](1)電動機消耗的電功率P＝UI＝160V×12A＝1920W。(2)由P＝eq\f(W電,t)得，W電＝Pt＝1920W×60s＝115200J由題意W機＝W電·η＝115200J×75%＝86400J又由W機＝Fs得，汽車行駛的距離s＝eq\f(W機,F)＝eq\f(86400,180)m＝480m。[答案](1)1920W(2)480m13．下面是曉陽同學(xué)在題為《能源利用和節(jié)約能源》的研究性學(xué)習(xí)中收集到的有關(guān)太陽能的資料：太陽能是人類最基本的能源，它無污染、無費用，這種能源的使用期和太陽本身壽命一樣長，當太陽光照射地面時，在1m2地面上1s內(nèi)平均得到的太陽輻射能約為1.0×103J。太陽能熱水器就是直接利用太陽能的裝置，目前已經(jīng)廣泛地出現(xiàn)在我們的生活中。曉陽同學(xué)在網(wǎng)上下載了某型號太陽能熱水器的宣傳廣告：容積V100L集熱管的采光面積S1.5m2效率η40%使用年限z15年(1)曉陽同學(xué)家每天大約需要100kg熱水，用這種熱水器將這些水從25℃加熱到45℃需要多長時間？[水的比熱容c＝4.2×103J/(kg·℃)](2)與效率為80%的電熱水器相比，曉陽同學(xué)家每天節(jié)約多少電能？[解析](1)設(shè)T為光照時間，k＝1.0×103J(s·m2)，Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103×100×20J＝8.4×106