人教版必修第三冊2020-2021學年高中物理課時分層作業(yè)13電路中的能量轉化含解析

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上課時分層作業(yè)(十三)電路中的能量轉化(時間：40分鐘分值：100分)合格基礎練一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1用一個額定電壓為220 V的電熱水器煮沸一壺水需要t s，如果不考慮電熱水器的電熱損失和電熱絲電阻受溫度的影響，那么()A當線路電壓為110 V時，煮沸一壺水需要2t sB當線路電壓為110 V時，煮沸一壺水需要4t sC當線路電壓為55 V時，煮沸一壺水需要4t sD當線路電壓為55 V時，煮沸一壺水需要8t sB由公式Qt，煮沸一壺水所需的熱量為Qt J。當電壓變?yōu)樵瓉淼臅r，所需熱量沒變，因此時間要變?yōu)樵瓉淼?倍，即4t s，選項A錯誤，

2、B正確。當電壓變?yōu)樵瓉淼臅r，時間要變?yōu)樵瓉淼?6倍，即16t s，選項C、D錯誤。2如圖所示為一電烙鐵，電烙鐵通電一段時間后，會變得很燙，而連接電烙鐵的導線卻不怎么熱，其主要原因是()A導線有絕緣皮，隔熱效果好B導線較長，散熱比電烙鐵快C導線的電阻遠小于電烙鐵的電阻D通過導線的電流小于通過電烙鐵的電流C由QI2Rt可知，電烙鐵和導線串聯(lián)，電流相等，導線的電阻遠小于電烙鐵的電阻，故通電一段時間后電烙鐵很燙而導線不怎么熱，選項C正確。3如圖所示，A、B兩點間電壓為18 V，R10.2 ，電動機M線圈的電阻也是0.2 ，電路中的電流是25 A，則此電路中電能轉化為機械能的效率是()A72%B28%C

3、55.6%D44.4%D電路中總的電功率PUI450 W，電路中的熱功率P熱I2(R1r)250 W，則電路中電能轉化為機械能的效率為×100%44.4%，D正確。4電阻R和電動機串聯(lián)接到電路中，如圖所示，已知電阻R跟電動機線圈的電阻值相等，開關接通后，電動機正常工作，設電阻R和電動機兩端的電壓分別為U1和U2，經過時間t，電流通過電阻R做功為W1，產生熱量為Q1，電流通過電動機做功為W2，產生熱量為Q2，則有()AU1U2，Q1Q2BU1U2，Q1Q2CW1W2，Q1Q2DW1W2，Q1Q2A電動機是非純電阻，其兩端電壓U2IRU1，B錯誤；電流做的功W1IU1t，W2IU2t，因

4、此，W1W2，C錯誤；產生的熱量由QI2Rt可判斷Q1Q2，A正確，D錯誤。5現(xiàn)有一顯示屏是由某種型號的LED燈組成的，每只燈在不同電壓下發(fā)出不同顏色的光，發(fā)光時的工作電流均約為20 mA。當電壓為1.4 V時發(fā)紅光；當電壓為1.8 V時發(fā)黃光；當電壓為3.2 V時發(fā)藍光。已知該顯示屏面積為3 m2,1 m2燈的數(shù)量為1.0×104個，則當整個顯示屏上所有LED燈都發(fā)光時，LED燈的總電功率最接近()A1×102 WB1×103 WC1×104 WD1×106 WB總LED燈的個數(shù)為3×104個，假設全部都發(fā)紅光，則總功率為PnIU3

5、×104×0.02×1.4 W840 W，如果都發(fā)藍光，則PnIU3×104×0.02×3.2 W1 920 W，因此答案應該為B。6如圖所示為甲、乙兩燈泡的I­U圖像，根據(jù)圖像，計算甲、乙兩燈泡并聯(lián)在電壓為220 V的電路中時實際發(fā)光的功率分別約為()A15 W、30 WB30 W、40 WC40 W、60 WD60 W、100 WC由圖像可知，當U220 V時，通過甲、乙兩燈的電流分別為I甲0.18 A、I乙0.27 A，則P甲UI甲40 W，P乙UI乙60 W，C正確。二、非選擇題(14分)7一臺線圈電阻為2 的電動機

6、接在110 V的電路中工作時，通過電動機的電流為10 A，求這臺電動機消耗的電功率、發(fā)熱功率、轉化成的機械功率和電動機的效率。解析電動機消耗的電功率即電路輸入給電動機的功率PIU10×110 W1 100 W發(fā)熱功率P熱I2R102×2 W200 W轉化成的機械功率PPP熱1 100 W200 W900 W機械效率×100%×100%82%。答案1 100 W200 W900 W82%等級過關練一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1功率為10 W的發(fā)光二極管(LED燈)的亮度與功率為60 W的白熾燈相當。假設每戶家庭有2只60 W的白熾燈，均

7、用10 W的LED燈替代，按全國有4億戶家庭，每戶家庭每天亮燈6小時計算，估算出全國一年節(jié)省的電能最接近()A8×108 kW·hB8×1010 kW·hC8×1011 kW·hD8×1013 kW·hB因每只白熾燈和發(fā)光二極管的功率分別為60 W和10 W，則每戶家庭每天節(jié)省的電能為(6010) × 103 ×2×6 kW·h0.6 kW·h，所以全國一年節(jié)省的電能為0.6×4×108×365 kW·h8.76×1

8、010 kW·h，B正確，A、C、D錯誤。2如圖所示，有一內電阻為4.4 的電解槽和一盞標有“110 V60 W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220 V的直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則()A電解槽消耗的電功率為120 WB電解槽的發(fā)熱功率為60 WC電解槽消耗的電功率為60 WD電路消耗的總功率為60 WC燈泡能正常發(fā)光，說明電解槽和燈泡均分得110 V電壓，且干路電流II燈，則電解槽消耗的功率PP燈60 W，選項C正確，A錯誤；電解槽的發(fā)熱功率P熱I2R1.3 W，B錯誤；整個電路消耗的功率P總220 V×120 W，D錯誤。3如圖所示電路中，各燈泡額定電壓和額定功率分別是：A

9、燈“10 V10 W”，B燈“60 V60 W”，C燈“20 V20 W”，D燈“20 V20 W”。在a、b兩端加上電壓后，四個燈泡都能發(fā)光。比較各燈泡消耗功率大小，以下說法正確的是()APB>PD>PA>PCBPB>PA>PDPCCPB>PD>PC>PADPA>PC>PD>PBB由R可知，燈的電阻RA10 ，RB60 ，RCRD20 ，C、D并聯(lián)部分的電阻為R并10 ，電路中RB>RAR并，由串聯(lián)電路的功率關系知PB>PAP并，而PCPD，故PB>PA>PDPC，B正確。4.(多選)如圖所示，L1、L

10、2是兩個不同的小燈泡，a、b間有恒定電壓，當滑動變阻器的滑動觸頭向右滑動時，發(fā)生的現(xiàn)象是()AL1亮度不變，L2變暗BL1變暗，L2變亮C電路消耗的總功率減小D經過滑動變阻器的電流減小BCD當滑動變阻器的觸頭向右滑動時，滑動變阻器接入電路的電阻變大，R總變大，I總減小，由P1IR1知L1實際功率變小，即亮度變暗；U并UI總R1變大，由P2知L2的實際功率變大，L2變亮，P總UI總變小，I變I總I2 ，由于I2變大，所以I變變小。二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5(12分)某商場安裝了一臺傾角為30°的自動扶梯，該扶梯在電壓為380 V的電動機帶動下以0.4 m/s的恒定速度向斜

11、上方移動，電動機的最大輸出功率為4.9 kW。不載人時測得電動機中的電流為5 A，若載人時扶梯的移動速度和不載人時的移動速度相同，則這臺自動扶梯可同時承載的最多人數(shù)為多少？(設每個人的平均質量為60 kg，g取10 m/s2)解析設可同時乘載的最多人數(shù)為n，此時電動機處于最大輸出功率狀態(tài)。該狀態(tài)下，扶梯自身移動所需功率為P1IU5×380 W1 900 W1.9 kW，n個人以恒定速度v0.4 m/s向上移動所需功率為P2P出P1(4.91.9)kW3.0 kW，所以n25(人)。答案25人6(14分)如圖是家用電飯煲的電路圖。將電飯煲接到穩(wěn)壓電源上，當開頭接通“加熱”擋時，電熱絲以

12、額定功率給食物加熱，當食物蒸熟后，開關接通“保溫”擋，給食物保溫，這時電熱絲的功率為其額定功率的，電流為1.40 A，已知分壓電阻的阻值是R100 。求：(1)保溫時，電阻R兩端的電壓；(2)穩(wěn)壓電源輸出的電壓；(3)電熱絲的額定功率。解析(1)電阻R兩端的電壓為URIR1.40×100 V140 V。(2)設電熱絲的電阻為r，電源輸出電壓為U，則r·解得：r50 。所以電源電壓為UI(Rr)1.40×(10050) V210 V。(3)電熱絲的額定功率為P W882 W。答案(1)140 V(2)210 V(3)882 W贈送：高中地理第五章 4拋體運動的規(guī)律A

13、組：合格性水平訓練1(平拋運動的理解)關于平拋運動，下列說法正確的是()A平拋運動是非勻變速運動B平拋運動是勻速運動C平拋運動是勻變速曲線運動D平拋運動的物體落地時的速度可能是豎直向下的答案C解析做平拋運動的物體只受重力作用，產生恒定的加速度，是勻變速運動，其初速度與合外力不共線，是曲線運動，故平拋運動是勻變速曲線運動，A、B錯誤，C正確；平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，故落地時的速度是水平方向的分速度和豎直方向的分速度的合速度，其方向一定與豎直方向(或水平方向)有夾角，D錯誤。2(平拋運動的理解)從離地面h高處投出A、B、C三個小球，A球自由下落，B球以速度

14、v水平拋出，C球以速度2v水平拋出，則它們落地時間tA、tB、tC的關系是(不計空氣阻力)()AtAtBtC BtAtBtCCtAtBtC DtAtBtC答案D解析平拋運動物體的飛行時間僅與高度有關，與水平方向的初速度大小無關，故tBtC，而平拋運動的豎直分運動為自由落體運動，所以tAtBtC，D正確。3.(平拋運動規(guī)律的應用)(多選)兩個物體做平拋運動的軌跡如圖所示，設它們拋出的初速度分別為va、vb，從拋出至碰到臺上的時間分別為ta、tb，則()Avavb BvavbCtatb Dtatb答案AD解析由題圖知，hbha，因為hgt2，所以tatb，又因為xv0t，且xaxb，所以vavb，

15、A、D正確。4.(平拋運動規(guī)律的應用)如圖所示，在同一豎直面內，小球a、b從高度不同的兩點，分別以初速度va和vb沿水平方向拋出，經過時間ta和tb后落到與兩拋出點水平距離相等的P點。若不計空氣阻力，下列關系式正確的是()Atatb，vavb Btatb，vavbCtatb，vavb Dtatb，vavb答案A解析由于小球b距地面的高度小，由hgt2可知tbta，而小球a、b運動的水平距離相等，由xv0t可知，vavb。由此可知A正確。5(平拋運動規(guī)律的應用)(多選)物體以初速度v0水平拋出，若不計空氣阻力，重力加速度為g，則當其豎直分位移與水平分位移相等時，以下說法中正確的是()A豎直分速度

16、等于水平分速度B瞬時速度大小為v0C運動的時間為D運動的位移大小為答案BCD解析由位移相等可知v0tgt2，解得t，又由于vygt2v0，所以vv0，sv0t，故A錯誤，B、C、D正確。6.(平拋運動規(guī)律的應用)斜面上有P、R、S、T四個點，如圖所示，PRRSST，從P點正上方的Q點以速度v水平拋出一個物體，物體落于R點，若從Q點以速度2v水平拋出一個物體，不計空氣阻力，則物體落在斜面上的()AR與S間的某一點 BS點CS與T間某一點 DT點答案A解析平拋運動的時間由下落的高度決定，下落的高度越高，運動時間越長。如果沒有斜面，從Q點以速度2v平拋，物體下落至與R等高時，其位置恰位于S點的正下方

17、的一點，但實際當中斜面阻礙了物體的下落，物體會落在R與S點之間斜面上的某個位置，A項正確。7.(與斜面結合的平拋運動問題)兩個相同高度的斜面傾角分別為30°、60°，兩小球分別由斜面頂端以相同水平速度v水平拋出，如圖所示，不計空氣阻力，假設兩球都能落在斜面上，則分別向左、右兩側拋出的小球下落高度之比為()A12 B31C19 D91答案C解析根據(jù)平拋運動的規(guī)律以及落在斜面上的特點可知，xvt，ygt2，tan，分別將為30°、60°代入可得兩球平拋所經歷的時間之比為13，兩球下落高度之比為19，C正確。8.(與斜面結合的平拋運動問題)跳臺滑雪是勇敢者的運

18、動，運動員在專用滑雪板上，不帶雪杖在助滑路上獲得高速后水平飛出，在空中飛行一段距離后著陸，這項運動極為壯觀。設一位運動員由a點沿水平方向躍起，到山坡b點著陸，如圖所示。測得a、b間距離L40 m，山坡傾角30°，山坡可以看成一個斜面。試計算(不計空氣阻力，g取10 m/s2)：(1)運動員起跳后在空中從a到b飛行的時間；(2)運動員在a點的起跳速度大小。答案(1)2 s(2)10 m/s解析(1)運動員做平拋運動，其位移為L，將位移分解，其豎直方向上的位移Lsingt2解得t s2 s。(2)水平方向上的位移Lcosv0t解得運動員在a點的起跳速度v010 m/s。B組：等級性水平訓

19、練9(綜合)如圖所示，從一根內壁光滑的空心豎直鋼管A的上端邊緣，沿直徑方向向管內水平拋入一鋼球，球與管壁多次相碰后落地(球與管壁相碰時間不計)。若換一根等高但較粗的內壁光滑的空心豎直鋼管B，用同樣的方法拋入此鋼球，則運動時間()A在A管中的球運動時間長B在B管中的球運動時間長C在兩管中的球運動時間一樣長D無法確定答案C解析小球被拋出后，做平拋運動，與管壁發(fā)生碰撞，水平方向速度反向，豎直方向速度不變，豎直方向仍然只受重力，做自由落體運動，小球的落地時間只取決于豎直高度，所以從同一高度水平拋出，小球在空中的運動時間不會改變。故選C。10.(與斜面結合的平拋運動問題)如圖所示，從傾角為的斜面上的A點

20、，以水平速度v0拋出一個小球，不計空氣阻力，它落在斜面上B點所用的時間為()A. B. C. D.答案B解析設小球落在B點時豎直速度為vy，速度與水平方向的夾角為，由推論知tan2tan，而且tan，所以vy2v0tan，故t，B正確。11.(與斜面結合的平拋運動問題)一水平拋出的小球落到一傾角為的斜面上時，其速度方向與斜面垂直，運動軌跡如圖中虛線所示。則小球在豎直方向下落的距離與水平方向通過的距離之比為()Atan B2tan C. D.答案D解析設小球在豎直方向下落的距離y與水平方向通過的距離x之比等于tan，即tan，如圖所示。又tan，tan2tan，所以tan，故D正確。12.(一般

21、拋體運動問題)(多選)如圖所示，水平地面上不同位置的三個小球斜上拋，沿三條不同的路徑運動最終落在同一點，三條路徑的最高點是等高的，若忽略空氣阻力的影響，下列說法正確的是()A沿路徑1拋出的小球落地的速率最大B沿路徑3拋出的小球在空中運動的時間最長C三個小球拋出的初速度豎直分量相等D三個小球拋出的初速度水平分量相等答案AC解析根據(jù)運動的合成與分解，將初速度分解為豎直方向和水平方向的分速度，三個小球上升高度相同，根據(jù)h可知三個小球拋出的初速度豎直分量相等，故C正確；由t及對稱性可知，三個小球在空中運動的時間相等，所以B錯誤；由于沿路徑1拋出的小球水平位移最大，而運動時間相等，可知沿路徑1拋出的小球

22、水平分速度最大，根據(jù)平行四邊形定則可知沿路徑1拋出的小球落地的速率最大，故A正確，D錯誤。13.(平拋運動規(guī)律的應用)如圖所示，一小球從平臺上水平拋出，恰好落在平臺前一傾角為53°的斜面頂端并剛好沿斜面下滑，已知平臺到斜面頂端的高度為h0.8 m，不計空氣阻力，取g10 m/s2。(sin53°0.8，cos53°0.6)求：(1)小球水平拋出的初速度v0的大小；(2)斜面頂端與平臺邊緣的水平距離x。答案(1)3 m/s(2)1.2 m解析(1)設小球到達斜面頂端時豎直方向分速度為vy，則2ghv，又tan，代入數(shù)據(jù)解得v03 m/s。(2)設從平臺運動到斜面頂端

23、的時間為t，則hgt2，又xv0t，代入數(shù)據(jù)解得x1.2 m。14.(平拋運動規(guī)律的應用)如圖所示，水平地面上有一個坑，其豎直截面為半圓，ab為沿水平方向的直徑。若在a點以初速度v0沿ab方向拋出一小球，小球會擊中坑壁上的c點。已知c點與水平地面的距離為圓半徑的一半，求圓的半徑。答案解析如圖所示，h，則OdR，小球做平拋運動的水平位移xRR，豎直位移yh，根據(jù)ygt2，xv0t，聯(lián)立以上各式解得R。贈送：高中地理第五章 4拋體運動的規(guī)律A組：合格性水平訓練1(平拋運動的理解)關于平拋運動，下列說法正確的是()A平拋運動是非勻變速運動B平拋運動是勻速運動C平拋運動是勻變速曲線運動D平拋運動的物體

24、落地時的速度可能是豎直向下的答案C解析做平拋運動的物體只受重力作用，產生恒定的加速度，是勻變速運動，其初速度與合外力不共線，是曲線運動，故平拋運動是勻變速曲線運動，A、B錯誤，C正確；平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，故落地時的速度是水平方向的分速度和豎直方向的分速度的合速度，其方向一定與豎直方向(或水平方向)有夾角，D錯誤。2(平拋運動的理解)從離地面h高處投出A、B、C三個小球，A球自由下落，B球以速度v水平拋出，C球以速度2v水平拋出，則它們落地時間tA、tB、tC的關系是(不計空氣阻力)()AtAtBtC BtAtBtCCtAtBtC DtAtBtC答案

25、D解析平拋運動物體的飛行時間僅與高度有關，與水平方向的初速度大小無關，故tBtC，而平拋運動的豎直分運動為自由落體運動，所以tAtBtC，D正確。3.(平拋運動規(guī)律的應用)(多選)兩個物體做平拋運動的軌跡如圖所示，設它們拋出的初速度分別為va、vb，從拋出至碰到臺上的時間分別為ta、tb，則()Avavb BvavbCtatb Dtatb答案AD解析由題圖知，hbha，因為hgt2，所以tatb，又因為xv0t，且xaxb，所以vavb，A、D正確。4.(平拋運動規(guī)律的應用)如圖所示，在同一豎直面內，小球a、b從高度不同的兩點，分別以初速度va和vb沿水平方向拋出，經過時間ta和tb后落到與兩

26、拋出點水平距離相等的P點。若不計空氣阻力，下列關系式正確的是()Atatb，vavb Btatb，vavbCtatb，vavb Dtatb，vavb答案A解析由于小球b距地面的高度小，由hgt2可知tbta，而小球a、b運動的水平距離相等，由xv0t可知，vavb。由此可知A正確。5(平拋運動規(guī)律的應用)(多選)物體以初速度v0水平拋出，若不計空氣阻力，重力加速度為g，則當其豎直分位移與水平分位移相等時，以下說法中正確的是()A豎直分速度等于水平分速度B瞬時速度大小為v0C運動的時間為D運動的位移大小為答案BCD解析由位移相等可知v0tgt2，解得t，又由于vygt2v0，所以vv0，sv0t

27、，故A錯誤，B、C、D正確。6.(平拋運動規(guī)律的應用)斜面上有P、R、S、T四個點，如圖所示，PRRSST，從P點正上方的Q點以速度v水平拋出一個物體，物體落于R點，若從Q點以速度2v水平拋出一個物體，不計空氣阻力，則物體落在斜面上的()AR與S間的某一點 BS點CS與T間某一點 DT點答案A解析平拋運動的時間由下落的高度決定，下落的高度越高，運動時間越長。如果沒有斜面，從Q點以速度2v平拋，物體下落至與R等高時，其位置恰位于S點的正下方的一點，但實際當中斜面阻礙了物體的下落，物體會落在R與S點之間斜面上的某個位置，A項正確。7.(與斜面結合的平拋運動問題)兩個相同高度的斜面傾角分別為30&#

28、176;、60°，兩小球分別由斜面頂端以相同水平速度v水平拋出，如圖所示，不計空氣阻力，假設兩球都能落在斜面上，則分別向左、右兩側拋出的小球下落高度之比為()A12 B31C19 D91答案C解析根據(jù)平拋運動的規(guī)律以及落在斜面上的特點可知，xvt，ygt2，tan，分別將為30°、60°代入可得兩球平拋所經歷的時間之比為13，兩球下落高度之比為19，C正確。8.(與斜面結合的平拋運動問題)跳臺滑雪是勇敢者的運動，運動員在專用滑雪板上，不帶雪杖在助滑路上獲得高速后水平飛出，在空中飛行一段距離后著陸，這項運動極為壯觀。設一位運動員由a點沿水平方向躍起，到山坡b點著陸，

29、如圖所示。測得a、b間距離L40 m，山坡傾角30°，山坡可以看成一個斜面。試計算(不計空氣阻力，g取10 m/s2)：(1)運動員起跳后在空中從a到b飛行的時間；(2)運動員在a點的起跳速度大小。答案(1)2 s(2)10 m/s解析(1)運動員做平拋運動，其位移為L，將位移分解，其豎直方向上的位移Lsingt2解得t s2 s。(2)水平方向上的位移Lcosv0t解得運動員在a點的起跳速度v010 m/s。B組：等級性水平訓練9(綜合)如圖所示，從一根內壁光滑的空心豎直鋼管A的上端邊緣，沿直徑方向向管內水平拋入一鋼球，球與管壁多次相碰后落地(球與管壁相碰時間不計)。若換一根等高但

30、較粗的內壁光滑的空心豎直鋼管B，用同樣的方法拋入此鋼球，則運動時間()A在A管中的球運動時間長B在B管中的球運動時間長C在兩管中的球運動時間一樣長D無法確定答案C解析小球被拋出后，做平拋運動，與管壁發(fā)生碰撞，水平方向速度反向，豎直方向速度不變，豎直方向仍然只受重力，做自由落體運動，小球的落地時間只取決于豎直高度，所以從同一高度水平拋出，小球在空中的運動時間不會改變。故選C。10.(與斜面結合的平拋運動問題)如圖所示，從傾角為的斜面上的A點，以水平速度v0拋出一個小球，不計空氣阻力，它落在斜面上B點所用的時間為()A. B. C. D.答案B解析設小球落在B點時豎直速度為vy，速度與水平方向的夾角為，由推論知tan2tan，而且tan，所以vy2v