2013年名校初升高自主招生物理综合练习卷（四）（解析版）

一、解答题

1. 难度：中等

据报道，华中农业大学的几位学生发明了一种水上垃圾清理船，它能将水面上漂浮的垃圾通过前端的两个旋转滤网收集后，由倾斜的传送带送至船尾的垃圾箱中，如图是设计的样船．相关的数据如下表：

名称	水面垃圾清理船
发动机	汽油发动机
额定功率	5kW
质量（空载）	200kg
排水量	1000kg

（1）工作前，质量为60kg的驾驶员登上船后，它排开水的体积是多少？
（2）正常工作时，传送带将收集的垃圾升高0.5m后，落入垃圾箱中，这要消耗发动机的1%的能量．它在5分钟内可传送300kg的垃圾，求传送带的传送效率．
（3）如何提高该船效率，请提出一条合理的建议．

2. 难度：中等

常用的电压表是由小量程的电流表G改装而成的．电流表G也是一个电阻，同样遵从欧姆定律．图甲是一个量程为0～3mA的电流表G，当有电流通过时，电流可以从刻度盘上读出，这时G的两接线柱之间具有一定的电压．因此，电流表G实际上也可以当成一个小量程的电压表．已知该电流表的电阻为Rg=10Ω．
（1）若将这个电流表当成电压表使用，则刻度盘上最大刻度3mA处应该标多大的电压值？
（2）如图乙所示，若将这电流表串联一个定值电阻R后，使通过G的电流为3mA时，A、B之间的电压等于3V，这样A．B之间（虚线框内）就相当于一个量程为0～3V的电压表（图丙），求串联的定值电阻R的大小．

3. 难度：中等

某中学为解决同学们的饮水问题，新购置了一批台式饮水机，其铭牌如下表所示．如图是饮水机的电路图，S是用感温材料制造的温控开关，R₁是电阻，R₂是供加热的电阻丝．分析电路图可知，当S接通时，饮水机处于加热状态，当S断开时处于保温状态．

额定频率	50Hz	环境温度	10℃～38℃
加热功率	550W	环境湿度	≤90%
额定电压	220V	制热水能力	≥90℃5L/h

（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
（2）正常工作时该饮水机将热水罐中0.6kg，18℃的水加热到93℃，用时6min．用这些数据及题目中的信息，计算热水罐中的水吸收的热量和该饮水机加热状态时的效率．[c_水=4.2×10³J/]
（3）如果要使饮水机在保温状态时的功率是加热状态时的一半，则R₁与R₂的比值应是多少．

4. 难度：中等

丽达洗衣机的铭牌如图所示，根据铭牌提供的信息回答下列问题：

防触电保护类别	额定洗涤容量 5kg
额定电压220V	电源频率 50Hz
洗涤功率 450W	甩干功率 600W
水加热功率  1950W	最大工作电流 12A
自来水压力0.06Mpa≤p≤1Mpa	重量 72kg

（1）1标准大气压下，洗衣机内装有40kg、14℃的水，使水温升高25℃，水至少吸收多少热量？[C_水=4.2×10³J/（kg℃））
（2）洗衣机的洗涤功能和加热功能是同时工作并同时停止的，若连续洗涤用时40min，机内水温达到（1）问的情况，求洗衣机加热水的效率为多少？（保留到整数位）
（3）洗衣机后来甩干又用了10min．若仅有此洗衣机工作的整过过程中，家中电能表的表盘示数从3246.8kwh变成多少？

5. 难度：中等

电视机可以用遥控器关机而不用断开电源，这种功能叫做待机功能．这一功能虽给人们带来了方便，但电视机在待机状态下仍然要消耗电能却鲜为人知．例如，小明家的一台彩色电视机的待机功率大约是l0W．假如他家每天平均看4h电视，看完电视后总是用遥控器关机而不断开电源．试计算：
（1）小明家因这台电视机待机一年（按365天计）浪费的电能是多少？
（2）如果这些电能全部用来烧水，可以将多少l5℃的水加热到40℃？如果小明同学洗一次澡需要50kg、40℃的水，这些水可供他洗多少次澡？
（3）请你就电视机待机功能的正确使用方法提出建议．

6. 难度：中等

家庭电路的电压是220V，某空调器处于制冷状态时的功率P₁是2.2Kw，送风状态时的功率P₂是0.22Kw，它们是交替运行的，现测得此空调器在某时段内的电功率随时间变化的关系如图所示．
（1）空调器在前5min 内处于什么状态？此时通过它的电流是多少？
（2）在1h内，空调器将消耗的电能是多少度？

7. 难度：中等

电热安全压力锅彻底解决了压力锅的安全问题，解除了普通压力锅困扰消费者多年的安全隐患；省时省电（比普通电饭锅节电30%以上）．如图是某款电压力锅及铭牌：

额定电压	220V	额定容量	5L
额定功率	900W	工作压力	50～80kPa
工作频率	50Hz	型号	M50

（1）你认为该电压力锅应该选用两孔插座还是三孔插座，为什么？
（2）该电压力锅正常工作时电流多大？（小数点后保留两位小数）
（3）在该电压力锅中装入3kg初温为30℃的水，当加热到120℃时刚好沸腾，水吸收了多少热量？
（4）该安全电压力锅在正常工作0.5h消耗的电能是0.315kWh，通过计算判断该电压力锅是间歇通电工作，还是持续通电工作？

8. 难度：中等

学校课外活动小组为检测某传感器而设计的如图电路．传感器上标有“3V  0.9W”的字样（传感器可看作一个电阻），滑动变阻器R上标有“10Ω 1A”的字样，电流表量程为0.6A，电压表量程为3V．求：
（1）该传感器的电阻和额定电流各是多少？
（2）根据技术资料可知，如果传感器的电阻变化超过1Ω，则该传感器就失去了作用．实际检测时（不考虑测量时电值的变化），将一个电压恒定的电源加在图中a、b之间，闭合开关S，通过调节R来改变电路的电流和R两端的电压，检测记录如下：

	电压表示数/V	电流表示数/A
第一次	1.48	0.16
第二次	0.91	0.22

通过计算分析，你认为这个传感器是否仍可使用？此时a、b间所加的电压是多少？

9. 难度：中等

小明学了家庭电路知识后，利用电能表和秒表测量家中电热水器的实际功率．他的做法是：打开标有“220V 1210W”的热水器，关掉家里的其他用电器，测得电能表的铝盘转过200转所用的时间是400s．（热水器电热丝的阻值不变）求：
（1）热水器的实际功率．
（2）通过热水器的电流．
（3）如图是小明家的供电线路．已知此时供电站输出的电压是220V，则供电站距他家多远？（已知每千米导线的电阻为5Ω）

10. 难度：中等

在“家电下乡”活动中，小刚家买了一台微渡炉．
（1）他观察电源线插头的三个脚，如图所示，知道其中稍长些的脚E是把微渡炉的外壳与______相连接，而且脚E稍长一些可保证在插入插座和拔出插座时更安全．原因是______．
（2）微波炉说明书中的铭牌如下表所示，在使用最大加热功率加热时，家庭电路中干路电流增加多少呢？请你帮小刚计算．

额定 电压	最大加 热功率	电源 频率	加热 效率	防触电 保护类
220V	1100W	50HZ	＞92%	I 类

（3）小刚对铭牌中加热效率大于92%有点怀疑，他动手进行了测量．他用容积是250mL的废矿泉水瓶装满20℃的自来水，倒入专用塑料杯中，放入微波炉中用最大加热功率加热1min，取出后测得温度为78℃．请你计算这台微渡炉的加热效率．[C_水=4.2×10³J/]
（4）我国出台了一系列有关“家电下乡”的政策，其中对购买高能效、低能耗的家电产品实行政府财政补贴，就国家这一政策对能源与社会发展带来的影响，发表你的看法．

11. 难度：中等

电热炉内有两个阻值分别为R₁=60Ω和R₂=120Ω的发热电阻，用一个旋转开关可以实现电热炉多挡位工作的要求．将电热炉接入家庭电路中．
（1）电热炉工作时能发热，是利用了电流的______；当电热炉只有发热电阻R₁工作时，通过它的电流是______．
（2）当两个电阻R₁、R₂______连接时，电热炉发热功率最大，并且这个最大功率值为______．
（3）如图是这个电热炉的工作原理图，其中的旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有0，1，2，…，9共10个金属触点；可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接．如旋钮上的箭头指向图中位置C时，金属滑片将3、4触点接通，同时也将8、9触点接通．试分析当旋转开关的箭头指向______（填写字母）位置时，电热炉的功率达到最大值．

12. 难度：中等

在国家大力提倡节能减排和使用新能源的政策支持下，小明家计划安装太阳能电池板供照明使用，同时将普通白炽灯全部换成LED节能灯．他通过调查和查阅资料获取了以下信息：
①小明家所处位置每天平均能接收的太阳能约为1.44×10⁷J/m²．
②某型号的太阳能电池板对太阳能的利用率为10%．
③5W的LED节能灯照明效果与40W的普通白炽灯相同．
④家里有5盏40W的普通白炽灯，每盏灯每天平均使用4h．
请回答下列问题：
（1）请写出一种新能源（除太阳能外），并说说你（家）能为节能减排做些什么？
（2）换用节能灯后与原来相比，每天可节约照明用电多少度？
（3）至少要安装多少平方米该型号的太阳能电池板才够节能灯使用？

13. 难度：中等

为防止湿手板开关造成触电事故，小宇同学为家中的灯暖型浴霸（冬季家庭洗浴时取暖时用的电器）设计了一个温度自动控制装置，如图甲所示．其中半导体材料制成的热敏电阻阻值R₁随温度变化的曲线如图乙所示．已知继电器线圈电阻R₂为20Ω，电源的电压U恒为12V．浴霸共安装有4只“220V  250W”的灯泡，当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，浴霸电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，浴霸电路闭合．求：
（1）浴霸电路闭合时，通过浴霸的总电流．
（2）若将此装置放在浴室内，浴室内的温度可控制在什么范围？

14. 难度：中等

如图1所示电路中，灯L上标有“6V 4W”的字样，R_l的最大阻值为18Ω，R₂=4.5Ω．
（1）当开关S_l、S₃都断开、S₂闭合时，灯L正常发光，求电源电压；
（2）当开关S₁、S₂和S₃都闭合，且滑动触头P滑到b端，求电路中的总电流；
（3）当开关S₁闭合、S₂、S₃都断开．在滑动触头P由a端滑到b端的过程中，滑动变阻消耗的功率随其电阻R₁变化的情况如图2所示．由图象可知，当R₁为何值时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？（设电源电压恒定不变）

15. 难度：中等

横截面积为S₁=3×10^-2m²的圆筒内装有m=0.6kg的水，太阳光垂直照射t=2min可以使水温升高△t=1℃．水的比热容为 C=4.2×10³J/]．
求：
（1）两分钟内水吸收的太阳能Q；
（2）地球上每秒钟每平方米的面积上可以接受到的太阳能E．
（3）设大气顶层的太阳能有45%能达到地面被水吸收，地球的半径R=6.4×10⁶m．问每秒钟有多少太阳能到达地球？E=？
（4）太阳与地球表面的平均距离r=1.5×10¹¹m，估算太阳的全部辐射功率P（太阳发射能量可看成是分散到以太阳为圆心太阳到地球为半径的得球面上，此球面面积为S=4πr²）

16. 难度：中等

电磁炉具有清洁、高效的节能等优点，已经逐步走进千家万户．小明家里买了一台电磁炉，如图所示．为了知道该电磁炉的效率，小明进行了实验，他把质量为1kg、初温为25℃的水装入不锈钢锅中加热至沸腾（在1标准大气压下），用了200s的时间．求：
（1）该电磁炉正常工作时的电流．
（2）水吸收的热量．
（3）该电磁炉烧水的效率．[C_水=4.2×10³J/]．

17. 难度：中等

随着生活水平的提高，很多家庭都使用了电热水器（如图甲所示）．下表是某品牌家用电热水器的主要参数．

安装方式	加热方式	产品容量	内胆材质	水温调节	额定功率	电源性能	产品质量
挂式	金圭特护加热棒	60L	金圭特护内胆	（35～75）±5℃	3000W	220V/50Hz	24kg

（1）求该热水器正常工作时的电流；从安全方面考虑，电热水器的插座应选用图乙还是图丙？
（2）求装满水的该热水器正常工作时，水温升高50℃所用的时间．不计热量损失．[ρ_水=1.0×10³Kg/m³，c_水=4.2×10³J/]．

18. 难度：中等

干电池是实验时经常使用的电源，它具有稳定的电压．实际上干电池本身也具有一定的电阻，只是因为较小，我们忽略了电源本身电阻的影响．如果考虑电阻，可以把干电池看成一个理想的电源（即电阻为零）和一个电阻r串联组成，如图甲所示．
用图乙所示的电路可以测量一个实际电源的电阻值．图中R为电阻箱．开关S闭合后，调节电阻箱，当电阻箱电阻R₁=14Ω时，理想电流表的读数I₁=0.2A；当电阻箱电阻R₂=29Ω时，理想电流表的读数I₂=0.1A．求电源电阻r的大小．