河南省许昌市建安区2021-2022学年九年级(上)期中物理试卷(word版 含答案)
展开2021-2022学年河南省许昌市建安区九年级(上)期中物理试卷
一、填空题(每空1分,共14分)
1.(3分)生活中,常用水作为冷却剂,是因为水的 ;冬天下雪后,常在桥面上洒盐,这是因为加盐后水的凝固点会 ;在锅中隔水蒸菜,打开锅盖时,看见锅中的水在沸腾,但浮在水面上的碗中的水没有沸腾,碗中的水 (选填“达到”“没达到”“超过”)沸点。
2.(3分)如图所示,图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图,机械能转化为内能的冲程是 图(选填字母)。D图是 冲程,图E、F是演示实验的示意图,与D图原理相同的是 图所示的演示实验(选填字母)。
3.(2分)新疆的达坂城号称“百里风区”,当地的民谣说:“达坂城,老风口,大风小风天天有,小风刮歪树,大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风具有 。如图所示,为了实现中国2030年前“碳达峰”,新疆的风力发电站可以将风能转化为 ,从而减少二氧化碳排放。
4.(2分)金属是常见的导体,金属容易导电是因为金属中有大量的 。温度不变,导体电阻的大小跟它的材料、横截面积和 有关。
5.(2分)用细线悬挂着A,B,C三个轻质小球,它们之间的相互作用如图甲所示,若A带正电,则:B带 电,C带 电。
6.(2分)将R1=10Ω和R2=20Ω的电阻串联到6V的电源上,电路中电流为 A;将两电阻并联在电路中,总电流为0.6A,电源电压为 V。
二、选择题(每小题2分,共16分。其中7-12为单选题,13-14为多选题,多选题选不全者得1分,选错得0分)
7.(2分)下列事例中,能说明分子不停地做无规则运动的是( )
A.冬天,雪花漫天飞舞 B.春天,柳絮四处飘扬
C.阳光下,看见灰尘飞舞 D.公园里,闻到百花香
8.(2分)下列实例中,内能改变的方式与其他三项不同的是( )
A.发烧时,用冷毛巾给头部降温
B.人晒太阳时感觉暖和
C.搓手时,感到手变热
D.刚煮熟的鸡蛋放在冷水中降温
9.(2分)2021年4月29日,长征5号B运载火箭搭载着中国空间站天和核心舱一飞冲天。长征5号B运载火箭使用液态氢作为燃料,主要是因为液态氢的( )
A.热值大 B.沸点低 C.密度小 D.凝固点低
10.(2分)如图将丝绸与玻璃棒相互摩擦,然后用该摩擦过的玻璃棒接触一个不带电的验电器,验电器铂片张开,玻璃棒和验电器间会形成瞬时电流,下列说法正确的是( )
A.相互摩擦时,丝绸将正电荷转移给玻璃棒,使玻璃棒带正电
B.瞬时电流的方向是从验电器到玻璃棒
C.该瞬时电流是由于正电荷的定向移动形成的
D.铂片张开是由于验电器上的电子转移给了玻璃棒造成的
11.(2分)如图电路,当开关S断开时,用电压表测量所得的结果是( )
A.电灯两端电压为零 B.电源两端电压为零
C.开关两端电压为零 D.以上说法都正确
12.(2分)某门禁系统有两种识别方式:人脸识别(开关S1)和密码识别(开关S2),只要其中一种方式识别成功即可闭合相应开关,启动电动机,开启门锁。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
13.(2分)根据表格中数据,下列说法正确的是( )
物质
铁
铜
水
煤油
ρ/(kg/m3)
7.9×103
8.9×103
1.0×103
0.8×103
c/[J•(kg•℃)﹣1]
0.46×103
0.39×103
4.2×103
2.1×103
A.单位质量的铁温度升高1℃时吸收的热量是0.46×103J
B.1kg铜温度升高1℃时,吸收的热量是0.39×103J/(kg•℃)
C.煤油和水体积之比为2:1,吸收热量之比为12:5,则升高温度之比为3:1
D.初温、质量相同的铁块和铜块,吸收相同的热量后互相接触,内能从铁块转移到铜块
14.(2分)如图所示的电路,同种元件的参数均相等,能利用滑动变阻器调节电灯亮度的电路是( )
A. B.
C. D.
三、作图题(每小题2分,共4分)
15.(2分)请画出下面实物电路对应的电路图。
16.(2分)如图所示实物电路,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:灯L1、L2串联,电压表只测量L1两端的电压,不考虑电压表量程的选择,导线不交叉。
四、实验探究题(每空1分,共18分)
17.(6分)在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图甲所示。
(1)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和 。
(2)选用两个规格相同的电加热器,目的是使A和B两种液体在相等时间 。
(3)实验中应量取 (选填“质量”或“体积”)相同的A、B两种液体。当它们吸收相同热量时,通过比较 来判断吸热能力的强弱。
(4)图乙为某时刻的温度,其示数为 ℃。
(5)分析图丙可知,吸收相同热量, 液体升温更高; 液体更适合作为汽车发动机的冷却液。(两空均选填“A”或“B”)
18.(6分)在做功可以改变物体内能的实验中,老师演示了两个实验。
(1)实验一:如图甲所示把活塞迅速压下去,观察到硝化棉燃烧,这是因为活塞压缩气体做功,空气的内能 (选填“增加”或“减少”),温度 (选填“升高”或“降低”),达到棉花着火点的缘故。这个过程中是把 能转化为 能。
(2)实验二:向装有少量水的瓶子内不断打气,使得瓶内的气压增大,当瓶塞跳起来时,可以看到瓶内出现白雾,这是因为水蒸气对瓶塞做功,内能 (填“增加”或“减少”),温度 (填“升高”或“降低”),水蒸气 而成小液滴。
19.(6分)小敏和小英通过实验探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系“。她们连接的电路如甲图所示。
(1)当小敏用开关“试触“时,发现电流表A1无示数,电流表A2的指针快速右偏,两灯均不发光。由此可知,她们连接的电路发生了故障 (选填“断路“或“短路“);若闭合开关s,可能造成的后果是 。
(2)小英只改接了一根导线,电路便连接正确了,如乙图所示。她利用改正后的电路进行实验:闭合开关s后,两个电流表的指针均如丙图所示,得出的初步结论是:在并联电路中 。
(3)在没有电流表的情况下,如何利用电压表和已知电阻R0测量未知电阻Rx?如丁图为小敏和小英设计的实验电路图。整个实验过程中电池的电压不变。则在闭合S情况下,
①当S1 时,使R0短路,记录此时电压表示数U。
②当S1 时,使R0和Rx串联,记录此时电压表示数U2。
③被测电阻Rx的表达式是 (用U1、U2和R0表示)。
五、计算题(每小题9分,共18分)
20.(9分)在1标准大气压下用液化气灶给3kg初温为40℃的水加热,完全燃烧了0.02kg液化气,且只有60%的热量被水吸收,已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),液化气的热值为7×107J/kg。求:(1)完全燃烧0.02kg液化气放出热量;(2)水升高温度。
21.(9分)在学校综合实践活动课上,小玲设计了一个电子身高测量仪,如图所示.电源电压U=6V,定值电阻R0=20欧,电压表的示数与身高的关系如下表所示.
身高h/cm
160
165
170
175
180
电压表示数U/V
0
2
3
3.6
4
(1)电路的最大电流是多少?
(2)身高180cm的同学站立时,此时滑动变阻器接入电路的电阻值多大?
(3)当电压表示数为1V时,被测同学的身高多少?
参考答案与解析
一、填空题(每空1分,共14分)
1.(3分)生活中,常用水作为冷却剂,是因为水的 比热容大 ;冬天下雪后,常在桥面上洒盐,这是因为加盐后水的凝固点会 降低 ;在锅中隔水蒸菜,打开锅盖时,看见锅中的水在沸腾,但浮在水面上的碗中的水没有沸腾,碗中的水 达到 (选填“达到”“没达到”“超过”)沸点。
【解答】解:(1)因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车散热器常用水作为冷却剂;
(2)冬天下雪后,常在桥面上洒一些盐,这是因为加盐后,水的凝固点会降低,使水不易再结冰;
(3)因为液体沸腾需要两个条件:达到沸点,继续吸热,当锅中的水达到沸点后,碗内的水也达到沸点。碗内的水如果沸腾需继续吸热,但由于锅中的水和碗内的水温度相同,不再发生热传递,所以碗内的水不会沸腾。
故答案为:比热容大;降低;达到。
2.(3分)如图所示,图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图,机械能转化为内能的冲程是 C 图(选填字母)。D图是 做功 冲程,图E、F是演示实验的示意图,与D图原理相同的是 F 图所示的演示实验(选填字母)。
【解答】解:(1)A图中,排气门开启,活塞上行,气体流出汽缸,是排气冲程;
B图中,进气门开启,活塞下行,气体流入汽缸,是吸气冲程;
C图中,两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,此冲程将机械能转化为内能;
D图中,两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能;
(2)E图是用力将活塞压下,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧,是通过对物体做功来增大物体内能的,即是将机械能转化为内能的过程;
F图对试管中的水加热,加快水的蒸发,使试管中水的内能增大,体积膨胀,对外做功,使塞子飞出去,内能转化为塞子的机械能;
汽油机的做功冲程中将内能转化为机械能,因此与做功冲程原理相同的是F实验。
故答案为:C;做功;F。
3.(2分)新疆的达坂城号称“百里风区”,当地的民谣说:“达坂城,老风口,大风小风天天有,小风刮歪树,大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风具有 动能 。如图所示,为了实现中国2030年前“碳达峰”,新疆的风力发电站可以将风能转化为 电能 ,从而减少二氧化碳排放。
【解答】解:风是流动的空气,空气具有质量和速度,则风具有动能;风力发电时将风能转化为电能。
故答案为:动能;电能。
4.(2分)金属是常见的导体,金属容易导电是因为金属中有大量的 自由电子 。温度不变,导体电阻的大小跟它的材料、横截面积和 长度 有关。
【解答】解:(1)导体容易导电是因为导体内有大量的自由电荷,金属容易导电是因为金属内部有大量的自由电子。
(2)温度不变时,导体电阻的大小跟导体的材料、横截面积、长度有关。
故答案为:自由电子;长度。
5.(2分)用细线悬挂着A,B,C三个轻质小球,它们之间的相互作用如图甲所示,若A带正电,则:B带 负 电,C带 负 电。
【解答】解:已知A带正电,A和C相互吸引,所以C带负电或不带电。
B和C相互排斥,根据同种电荷相互排斥,所以B、C带负电。
故答案为:负;负。
6.(2分)将R1=10Ω和R2=20Ω的电阻串联到6V的电源上,电路中电流为 0.2 A;将两电阻并联在电路中,总电流为0.6A,电源电压为 4 V。
【解答】解:(1)两电阻串联到6V的电源上,则电路总电阻:R=Rl+R2=10Ω+20Ω=30Ω;
所以,电路电流:I=UR=6V30Ω=0.2A;
(2)将两电阻并联在电路中,则电路总电阻:R′=R1R2R1+R2=10Ω×20Ω10Ω+20Ω=203Ω;
根据I=UR可得电源电压:
U′=I′R′=0.6A×203Ω=4V。
故答案为:0.2;4。
二、选择题(每小题2分,共16分。其中7-12为单选题,13-14为多选题,多选题选不全者得1分,选错得0分)
7.(2分)下列事例中,能说明分子不停地做无规则运动的是( )
A.冬天,雪花漫天飞舞 B.春天,柳絮四处飘扬
C.阳光下,看见灰尘飞舞 D.公园里,闻到百花香
【解答】解:A、冬天,雪花漫天飞舞,雪花的运动是宏观物体的运动,不是分子的运动,故A错误;
B、柳絮是宏观的物体,春天柳絮四处飘飞,不能说明分子在不断地运动,故B错误;
C、扫地时,在阳光下看到灰尘在空中飞舞,灰尘的运动是宏观物体的运动,不是分子的运动,故C错误;
D、花香分子不停地做无规则运动,分子运动到空气中,人们就闻到了花的香味,故D正确。
故选:D。
8.(2分)下列实例中,内能改变的方式与其他三项不同的是( )
A.发烧时,用冷毛巾给头部降温
B.人晒太阳时感觉暖和
C.搓手时,感到手变热
D.刚煮熟的鸡蛋放在冷水中降温
【解答】解:
A、发烧时用冷毛巾给头部降温,该过程是能量的转移,属于热传递改变物体的内能;
B、人晒太阳时感觉暖和,该过程是能量的转移,属于热传递改变物体的内能;
C、搓手时,感到手变热,对手做功,手的温度升高、内能增大,属于做功改变物体的内能;
D、刚煮熟的鸡蛋放在冷水中,鸡蛋放出热量、温度降低,该过程是能量的转移,属于热传递改变物体的内能;
可见,C选项与其它三个选项改变物体内能的方式不同。
故选:C。
9.(2分)2021年4月29日,长征5号B运载火箭搭载着中国空间站天和核心舱一飞冲天。长征5号B运载火箭使用液态氢作为燃料,主要是因为液态氢的( )
A.热值大 B.沸点低 C.密度小 D.凝固点低
【解答】解:卫星的火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢的热值大,与其它燃料相比,质量相同时,液态氢完全燃烧时,可以释放出更多的热量,故A正确。
故选:A。
10.(2分)如图将丝绸与玻璃棒相互摩擦,然后用该摩擦过的玻璃棒接触一个不带电的验电器,验电器铂片张开,玻璃棒和验电器间会形成瞬时电流,下列说法正确的是( )
A.相互摩擦时,丝绸将正电荷转移给玻璃棒,使玻璃棒带正电
B.瞬时电流的方向是从验电器到玻璃棒
C.该瞬时电流是由于正电荷的定向移动形成的
D.铂片张开是由于验电器上的电子转移给了玻璃棒造成的
【解答】解:
A、丝绸与玻璃棒摩擦的过程中,玻璃棒失去电子而带正电,电子转移到丝绸,不是产生了电子,故A错误;
BCD、丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,该玻璃棒去接触验电器A时,验电器A也会带正电;验电器上自由电子向玻璃棒转移,所以金属棒连接瞬间有瞬时电流产生,瞬时电流的方向是从玻璃棒到验电器,铂片张开是由于验电器上的电子转移给了玻璃棒造成的,故BC错误,D正确;
故选:D。
11.(2分)如图电路,当开关S断开时,用电压表测量所得的结果是( )
A.电灯两端电压为零 B.电源两端电压为零
C.开关两端电压为零 D.以上说法都正确
【解答】解:A、如图电路,当开关S断开时,灯泡两端没有电压,电灯两端电压为零,故A正确;
B、当开关S断开还是闭合时,电源两端的电压不变,电源两端电压不为零,故B错误;
C、当开关S断开时,电压表接在开关两端,通过灯泡与电源相连,测量的是电源电压,开关两端电压等于电源电压,故C错误;
D、A正确,BC错误,故D错误。
故选:A。
12.(2分)某门禁系统有两种识别方式:人脸识别(开关S1)和密码识别(开关S2),只要其中一种方式识别成功即可闭合相应开关,启动电动机,开启门锁。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
由题知,人脸识别(S1)、密码识别(S2),只要其中一种方式识别成功,则相应开关闭合从而使电动机启动工作,所以两个开关应并联后再与电动机串联在电源上,故D符合题意。
故选:D。
13.(2分)根据表格中数据,下列说法正确的是( )
物质
铁
铜
水
煤油
ρ/(kg/m3)
7.9×103
8.9×103
1.0×103
0.8×103
c/[J•(kg•℃)﹣1]
0.46×103
0.39×103
4.2×103
2.1×103
A.单位质量的铁温度升高1℃时吸收的热量是0.46×103J
B.1kg铜温度升高1℃时,吸收的热量是0.39×103J/(kg•℃)
C.煤油和水体积之比为2:1,吸收热量之比为12:5,则升高温度之比为3:1
D.初温、质量相同的铁块和铜块,吸收相同的热量后互相接触,内能从铁块转移到铜块
【解答】解:A、由表格中的数据可知,铁的比热容为0.46×103J/(kg•℃),它表示质量为1kg的铁温度每升高1℃所吸收的热量是0.46×103J,故A正确;
B、由表格中的数据可知,铜的比热容为0.39×103J/(kg•℃),它表示质量为1kg的铜温度每升高1℃所吸收的热量是0.39×103J,故B错误;
C、由表中数据可知,煤油和水密度之比ρ煤油:ρ水=0.8×103kg/m3:1×103kg/m3=4:5;已知煤油和水体积之比V煤油:V水=2:1,
由m=ρV可得质量之比为m煤油:m水=ρ煤油V煤油:ρ水V水=4×2:5×1=8:5;
已知吸收热量之比Q煤油:Q水=12:5,
其比热容之比c煤油:c水=2.1×103J/(kg•℃):4.2×103J/(kg•℃)=1:2;
根据Q吸=cm△t可得升高温度之比:
△t煤油:△t水=Q煤油c煤油m煤油:Q水c水m水=121×8:52×5=3:1,故C正确;
D、质量相同的铁块和铜块,因为铜的比热容小于铁的比热容,吸收相同的热量后,由Q吸=cm△t可知,铜块的温度升高的快;
因为铁块和铜块的初温相同,吸收相同的热量后,铜块升高的温度更大,所以铜块的末温更高,则相接触时,内能将从温度高的铜块转移到温度低的铁块,故D错误。
故选:AC。
14.(2分)如图所示的电路,同种元件的参数均相等,能利用滑动变阻器调节电灯亮度的电路是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
A.由图可知,滑动变阻器与灯泡并联,因并联电路中各支路独立工作、互不影响可知,滑片移动时不影响灯泡的亮暗,且滑动变阻器接入电路中的电阻过小时会造成电路中的电流过大,烧坏电路元件,故A不符合题意;
B.由图像可知,滑动变阻器与灯泡串联,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,通过灯泡的电流最小,灯泡的实际功率最小,能利用滑动变阻器调节电灯亮度,故B符合题意;
C.由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,滑片P使灯泡处于短路状态,无论怎样滑动滑片灯泡都不亮,故C不符合题意;
D.由电路图可知,变阻器左侧部分串联在干路,右侧部分与灯泡并联,当滑片P滑到右端时,会引起灯泡短路,实现灯泡由亮到熄灭,能利用滑动变阻器调节电灯亮度,故D符合题意。
故选:BD。
三、作图题(每小题2分,共4分)
15.(2分)请画出下面实物电路对应的电路图。
【解答】解:
根据实物图可知,闭合开关,电流从电源正极出发经过开关S开始分支,一路经过灯泡L1;另一路经过开关S1、灯泡L2,然后两路汇合,回到电源的负极。电路图如图所示:
16.(2分)如图所示实物电路,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:灯L1、L2串联,电压表只测量L1两端的电压,不考虑电压表量程的选择,导线不交叉。
【解答】解:由题意知,两灯串联,应将两灯依次连接,电压表只测量L1两端的电压,将电压表正接线柱与L1右侧接线柱相连,即与L1并联,如图所示:
四、实验探究题(每空1分,共18分)
17.(6分)在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图甲所示。
(1)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和 秒表 。
(2)选用两个规格相同的电加热器,目的是使A和B两种液体在相等时间 吸热相同 。
(3)实验中应量取 质量 (选填“质量”或“体积”)相同的A、B两种液体。当它们吸收相同热量时,通过比较 温度计升高的示数 来判断吸热能力的强弱。
(4)图乙为某时刻的温度,其示数为 39 ℃。
(5)分析图丙可知,吸收相同热量, 液体升温更高; A 液体更适合作为汽车发动机的冷却液。(两空均选填“A”或“B”)
【解答】解:
(1)由图乙知,要记录温度随加热时间的变化,故要用到秒表;
(2)根据转换法,选用相同电加热器的目的是使A和B两种液体在相等时间吸收相同的热量;
(3)因要控制不同物质的质量相同,故在两个相同的烧杯中分别加入初温相同、质量相同的液体A和B;质量相同的A和B吸收相同的热量,升高的温度不同,根据温度计升高的示数来判断吸热能力的强弱;
(4)由图乙可知,零刻度在下方,是零上温度,每个小格代表1℃,所以温度计的示数为39℃;
(5)由图可知,加热时间相同,吸收相同的热量,B的温度升高的快,则B的吸热能力弱,A的吸热能力强,比热容大;
根据Q=cmΔt可知,吸收相同的热量,比热容大的,温度升高的就小,就更适合做冷却液,故A做冷却液更好。
故答案为:(1)秒表;(2)吸热相同;(3)质量;温度计升高的示数;(4)39;(5)B;A。
18.(6分)在做功可以改变物体内能的实验中,老师演示了两个实验。
(1)实验一:如图甲所示把活塞迅速压下去,观察到硝化棉燃烧,这是因为活塞压缩气体做功,空气的内能 增加 (选填“增加”或“减少”),温度 升高 (选填“升高”或“降低”),达到棉花着火点的缘故。这个过程中是把 机械 能转化为 内 能。
(2)实验二:向装有少量水的瓶子内不断打气,使得瓶内的气压增大,当瓶塞跳起来时,可以看到瓶内出现白雾,这是因为水蒸气对瓶塞做功,内能 减少 (填“增加”或“减少”),温度 降低 (填“升高”或“降低”),水蒸气 液化 而成小液滴。
【解答】解:
(1)活塞迅速向下压时,活塞压缩气体做功,空气内能增加,温度升高,达到硝化棉的燃烧点,硝化棉就会燃烧,该现象说明了对物体做功,物体的内能增加,此过程机械能转化为内能;
(2)用气筒向装有少量水的瓶里打气,瓶内气压增大,当气压把瓶塞从瓶口推出时,瓶内气体对瓶塞做功,使气体自身的内能减少,温度降低,受温度降低的影响,瓶口周围的水蒸气液化成小水滴,这些小水滴就是看到的白雾,该现象表明,物体对外做功,物体的内能会减少。
故答案为:(1)增加;升高;机械;内;(2)减少;降低;液化。
19.(6分)小敏和小英通过实验探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系“。她们连接的电路如甲图所示。
(1)当小敏用开关“试触“时,发现电流表A1无示数,电流表A2的指针快速右偏,两灯均不发光。由此可知,她们连接的电路发生了故障 短路 (选填“断路“或“短路“);若闭合开关s,可能造成的后果是 会损坏电流表A2或电源 。
(2)小英只改接了一根导线,电路便连接正确了,如乙图所示。她利用改正后的电路进行实验:闭合开关s后,两个电流表的指针均如丙图所示,得出的初步结论是:在并联电路中 并联电路中的干路电流大于支路电流 。
(3)在没有电流表的情况下,如何利用电压表和已知电阻R0测量未知电阻Rx?如丁图为小敏和小英设计的实验电路图。整个实验过程中电池的电压不变。则在闭合S情况下,
①当S1 闭合 时,使R0短路,记录此时电压表示数U。
②当S1 断开 时,使R0和Rx串联,记录此时电压表示数U2。
③被测电阻Rx的表达式是 U−U2U2⋅R0 (用U1、U2和R0表示)。
【解答】解:(1)由上图知,当小敏用开关“试触”时,电流经开关、电流表A2回到电源负极,两灯均不发光,会损坏电流表A2或电源;
(2)她们利用改正后的电路进行实验:闭合开关S后,读出两块电流表的示数,由于电流表A2在干路上,电流表A1在L1的支路上,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可得:A2的示数大于A1的示数,故得出的初步结论是:并联电路中干路电流大于支路电流。
(3)①当S1闭合时,使RX短路,记录此时电压表示数U。
②当S1断开时,使R0和RX串联,记录此时电压表示数U2。
③当开关S、S1都闭合时,RX短路,只有R0连入电路中,所以U总=U,
当S闭合、S1断开时,R0和RX串联,电压表测R0两端电压,
根据串联电路的电压特点有:UX=U﹣U2,
根据串联电路的电流特点和欧姆定律有:I=IX=I0=U0R0=U2R0,
所以Rx=UXIX=U−U2U2R0=U−U2U2⋅R0。
故答案为:(1)短路;会损坏电流表A2或电源;(2)并联电路中的干路电流大于支路电流;(3)U−U2U2⋅R0。
五、计算题(每小题9分,共18分)
20.(9分)在1标准大气压下用液化气灶给3kg初温为40℃的水加热,完全燃烧了0.02kg液化气,且只有60%的热量被水吸收,已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),液化气的热值为7×107J/kg。求:(1)完全燃烧0.02kg液化气放出热量;(2)水升高温度。
【解答】解:
(1)天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=0.02kg×7×107J/m3=1.4×106J;
(2)根据η=Q吸Q放可知,水吸收的热量为:
Q吸=ηQ放=60%×1.4×106J=8.4×105J;
根据Q吸=cm△t可知,水升高的温度为:
△t=Q吸cm'=8.4×105J4.2×103J/(kg⋅℃)×3kg≈66.7℃;
水的末温为:40℃+66.7℃=106.7℃;在1标准大气压下水的沸点为100℃,则水升高的温度为:100℃﹣40℃=60℃。
答:(1)完全燃烧0.02kg液化气放出热量为1.4×106J;
(2)水升高温度为60℃。
21.(9分)在学校综合实践活动课上,小玲设计了一个电子身高测量仪,如图所示.电源电压U=6V,定值电阻R0=20欧,电压表的示数与身高的关系如下表所示.
身高h/cm
160
165
170
175
180
电压表示数U/V
0
2
3
3.6
4
(1)电路的最大电流是多少?
(2)身高180cm的同学站立时,此时滑动变阻器接入电路的电阻值多大?
(3)当电压表示数为1V时,被测同学的身高多少?
【解答】解:(1)当滑动变阻器接入电路中阻值为0时,电路中电流最大,由题意可知,I最大=UR0=6V20Ω=0.3A;
(2)由表格可知身高180cm时电压表的示数为4V,串联电路总电压等于各部分电压之和,
则定值电阻两端的电压:U0=U﹣UR=6V﹣4V=2V,
此时通过电路的电流:I=U0R0=2V20Ω=0.1A,
串联电路各处电流相等,则滑动变阻器接入电路的电阻值:R=URI=4V0.1A=40Ω;
(3)由(2)可知,180cm时接入电路的电阻为40Ω,160cm时接入电路的电阻为0,则1cm的电阻丝的阻值为40Ω20=2Ω,
当电压表示数为1V时,定值电阻两端的电压:U0′=U﹣UR′=6V﹣1V=5V,
此时通过电路的电流:I′=U0'R0=5V20Ω=0.25A,
此时滑动变阻器接入电路的电阻:R′=UR'I'=1V0.25A=4Ω,则滑动变阻器接入电路中的电阻丝的长度为42cm=2cm,
则该同学身高为160cm+2cm=162cm。
答:(1)电路的最大电流是0.3A;
(2)身高180cm的同学站立时,此时滑动变阻器接入电路的电阻值为40Ω;
(3)当电压表示数为1V时,被测同学的身高为162cm。
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