山东省青岛市城阳区2021-2022学年九年级上学期期中物理试卷(含答案)
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这是一份山东省青岛市城阳区2021-2022学年九年级上学期期中物理试卷(含答案),共37页。试卷主要包含了单选题,实验探究题,作图与解析题,计算题,阅读探究题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年山东省青岛市城阳区九年级(上)期中物理试卷
一、单选题(本题满分20分,共10道小题,每小题2分)
(多选)1.对下列物理现象的分析,不正确的是( )
A.破镜难圆,是因为分子间斥力
B.用热水袋取暖,热水袋的内能减小
C.“尘土飞扬”是因为分子在不停地做无规则运动
D.热水中糖块化得更快,是由于温度越高,分子热运动越剧烈
2.如图所示的实验或现象均改变了物体的内能,下列四个描述中有一个与另外三个改变内能方法不同,它是( )
A.压活塞,硝化棉燃烧 B.小孩下滑时臀部发热
C.酒精灯加热水 D.钻木取火
3.在试管中装适量的水,试管口用塞子塞住,用酒精灯对试管加热,如图所示,加热一段时间后,塞子冲出去了,则下列说法错误的是( )
A.瓶塞冲出去的过程与汽油机的压缩冲程的原理相同
B.给试管中水加热过程中,水吸收热量内能增加
C.塞子冲出去时容易伤人,应做好防护
D.塞子冲出去时气体对外做功,其内能减小、温度降低
4.电流表是电路测量中常用工具,有关它的使用方法不符合使用要求的是( )
A.应让电流从“+”接线柱流入,“﹣”接线柱流出
B.允许把电流表直接连到电源的两极
C.电流表应与被测用电器串联
D.测量电流时,需估测被测电流大小,无法估测时需用电流表大量程试触
5.甲、乙两物体的比热容之比为2:3,乙的质量是甲质量的两倍,若它们吸收相等的热量,则甲、乙两物体升高温度之比为( )
A.3:4 B.4:3 C.1:3 D.3:1
6.用同种材料制成的AB和BC两段导体,长度相同,AB的横截面积比BC的小,将它们按照如图所示的方式串联接入电路中(不计温度的影响),下列判断正确的是( )
A.通过两段导体的电流:IAB<IBC B.两段导体的电阻值:RAB=RBC
C.两段导体的电阻值:RAB>RBC D.两段导体各自的电流:IAB>IBC
7.下列关于电流和电阻的说法正确的是( )
A.只有正电荷定向移动才能形成电流
B.有电流通过小灯泡,两端一定有电压
C.只要电路闭合就会有电流
D.根据发光二极管是否发光不能判断电流的方向
8.如图甲所示的电路中,合上开关后,两灯正常发光,电流表A1、A2的示数都如图乙所示,以下说法正确的是( )
A.两灯是串联连接的 B.流过L1的电流是0.3A
C.流过L2的电流是1.5A D.干路电流是1.8A
9.如图是某品牌榨汁机,为保障安全,该榨汁机设置了电源开关S和安全开关S1.当杯体放在主机上时,S1自动闭合,此时再闭合S,电动机才能启动,开始榨汁。下列电路图符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
10.以下几个验证性小实验,错误的是( )
A.用与头发摩擦过的塑料尺靠近纸屑,发现塑料尺吸引碎纸屑,说明同种电荷相互吸引B.将两个铅块的平整面压在一起,较难分开,说明分子间有引力
C.两个轻质小球相互靠近时彼此排斥,说明两个小球一定带有同种电荷
D.玻璃筒内放一团浸过乙醚的棉花,迅速按下活塞时,棉花会燃烧,说明对物体做功,内能会增加
二、多项选择题(满分15分,共5题,每小题全选对得3分,漏选得1分,错选或不选0分)每小题四个选项中,有2~3个符合题目要求
(多选)11.(3分)下列关于物理概念的说法不正确的是( )
A.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
B.两个用电器的电流相等,则它们一定是串联电路
C.比热容在数值上等于单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量
D.做功改变内能的实质是机械能与内能的相互转化
(多选)12.(3分)体质健康检测时用到了身高测量仪,叶子姐姐设计了如图所示的电路,其中电源两端电压保持不变,R0是定值电阻,R是滑动变阻器的电阻,滑动变阻器的滑片P跟滑杆的一端连接,滑片P的位置随人身高改变而改变,从而引起显示仪的示数发生改变,下列说法中正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装成的
B.被测身高越高,通过电阻R的电流越小
C.显示仪是由电压表改装成的
D.被测身高越高,显示仪(电表)的示数越大
(多选)13.(3分)如图所示的电路,闭合开关S1、S后,两灯均发光,下列说法不正确的是( )
A.灯L1、L2串联
B.电流表A1和A2示数一定不相等
C.断开S1后,电流表A1的示数变小
D.断开S1后,电流表A2的示数不变
(多选)14.(3分)如图所示的电路,下列说法中正确的是( )
A.当S1、S3断开,S2闭合时,L1与L2串联
B.当S2断开,S1、S3闭合时,L1与L2并联
C.当S1、S2、S3闭合时,两灯都亮
D.当S1、S2闭合,S3断开时,只有L2灯亮
(多选)15.(3分)用两个相同的酒精灯分别对a、b两液体加热(如图甲),根据测得数据分别描绘出这两种液体的温度随加热时间变化的图像(如图乙),在相同的时间内两种液体吸收的热量相等,若不计热量散失,分别用ma、mb、ca、cb表示两种液体的质量和比热容,则结合图甲和图乙中的信息,作出的推断正确的是( )
A.若ma=mb,则ca>cb B.若ca=cb,则ma<mb
C.若ma=mb,则ca<cb D.若ca=cb,则ma=mb
三、实验探究题(满分32分,共4题)
16.(8分)“探究串联电路电压的特点”。
(1)连接电路前,叶子姐姐发现电压表指针如图所示,原因是 。
(2)实验中为避免实验的偶然性应选择规格 (填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(3)在测L1两端电压时,闭合开关,发现电压表示数为零,原因可能是 。
A.L1短路
B.L1断路
C.L2短路
D.开关S短路
(4)小雨保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压? (填“能”或“不能”),理由是: 。
(5)用电压表分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在如表格中,请补充表格中的数据。
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
0.8
2.2
2
1.0
3.0
3
1.2
1.8
3.0
分析实验数据,你可得到串联电路的电压特点是 (用公式表示)。
17.(7分)在探究影响导体电阻大小的因素时,小红、小宇两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表,
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
1.0
实验电路如图1所示。
(1)为了验证上述猜想①,应选用编号为 的两根电阻丝分别接入电路进行实验。
(2)为了验证上述猜想②,分别将A和C两电阻丝依次接入电路中M、N两点间,观察到灯泡变亮了,由此可知:当材料和长度相同时,导体横截面积越 (选填“大”或“小”),电阻越大。
(3)小红认为当接入M、N之间的导体阻值差别较小时,通过观察 (选填“灯泡亮度”或“电流表示数“)来比较导体电阻的大小会更准确。
(4)小宇想:金属导体的阻值会随温度升高而变大吗?于是小字设计出如图2所示的实验装置。实验时给线圈缓慢加热。实验过程中,采用镍铬合金、康铜合金、锰铜合金制作的线圈各做了一次。
①在进行实验时,观察到随着线圈的温度升高,灯泡渐渐变暗,电流表的示数将 (选填“变大”或“变小”);
②通过实验得出的结论:金属导体的电阻随温度的升高而 (选填“增大”、“不变”或“减小”);
③家庭的白炽灯在开灯瞬间最容易烧坏(家里电压稳定),原因是: (选填“A”或“B”)。
A.刚开灯时灯丝的温度低,电阻小,通过的电流大
B.刚开灯时灯丝的温度高,电阻大,通过的电流小
18.(9分)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体初温也相同。
(1)比较不同液体的比热容,应选择图1中 两图。同时图1中的器材在安装时,应 (选填“自下而上”或“自上而下”)。
(2)为了研究不同物质的吸热能力,利用其中两幅图进行实验,根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化的图象,如图2所示:
①不同物质吸热的多少是通过 来反映的,选用的液体a、b应 相同。
②由图2可以看出, 液体的温度升高得较快, 液体的比热容较大(选填“a”或“b”)。
③如果已知b液体的比热容是1.8×103J/(kg•℃),则a液体的比热容是 J/(kg•℃)。
(3)如图3甲是用水来冷却热牛奶的示意图,图乙是记录牛奶、水的温度随时间变化的图象,图中表示热牛奶温度随时间变化的曲线应是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。若水的质量为2kg,在这个过程中冷水吸收的热量是 。
19.(8分)探究并联电路的特点及电流规律。叶子姐姐和小雨在实验时,设计电路图和实物电路如图所示:
(1)在图(1)的电路中,断开开关S,两盏灯都不发光,说明干路开关控制 ,将开关S改接到A点后断开,发现只有 发光,说明位于支路的开关控制它所在的支路,同时说明在并联电路中,各支路的用电器 。
(2)灯L1与L2并联,若电流表测L1的电流,根据要求将图(2)实物电路连接完整。
(3)若上述测量中,电流表的示数如图(3)甲所示,则通过灯泡L1的电流大小为 A,若干路中电流为0.52A,则通过L2电流大小为 A,在图(3)乙中标出测量L2电流时的电流表指针位置和所选用的接线柱。
四、作图与解析题(本题满分12分,共3题)
20.(4分)如图是一种调光台灯电位器(滑动变阻器)的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱。要求:旋钮带动滑片顺时针转动时,灯泡变亮。请完成该电路的连接。
21.(4分)疫情防控期间,某学校有前后两个门,在前后门各有一个开关,学校保卫室有甲、乙两灯和电池组。要求:前门来人甲灯亮,后门来人乙灯亮。请设计这个电路,画出电路图并连接实物图。
22.(4分)如图所示,要求用电流表测量灯泡L2中的电流(0.3A),电压表测量灯泡L1的电压,L1、L2并联,变阻器调节L1的亮度且滑片右移动时灯L1变亮,开关控制整个电路,按要求将实物图用平滑的曲线连接起来。
五、计算题(本题满分16分,共3题)
23.(4分)质量为2kg的冰,其熔化图象如图所示,通过分析图象可求:
(1)该物质在AB段和CD段吸收的热量之比QAB:QCD= ;
(2)固态冰的比热容是多少?
24.(6分)某家庭用燃气热水器将质量为100kg,温度为20℃的水加热到70℃,消耗天然气体积为2m3(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为4.2×107J/m3。
求:(1)天然气完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)该热水器工作的效率。
25.(6分)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。当S3闭合,S1、S2断开时,电压表的示数为9V,求:
(1)电源电压U= V;
(2)画出S1、S2、S3都闭合时的等效电路图,此时L1两端的电压U1= V;
(3)画出S1、S3断开,只S2闭合时的等效电路图,此时电压表的示数为6V,小灯泡L2恰好正常发光,此时L2两端的电压U2= V;若要使L2变暗,应将滑动变阻器的滑片向 移动(选填“a”或“b”)。
六、阅读探究题(本题满分5分)
26.(5分)阅读下面材料,回答问题。
古今中外对电现象的认识
我国古代对电的认识时从雷电及摩擦起电现象开始的。早在3000多年以前的殷商时期,甲骨文中就有了“雷”、“电”的形声字。西周初期,在青铜器上就已经出现加雨字偏旁的“电”字。《淮南子•坠形训》认为:“阴阳相搏为雷,激扬为电”,明代刘基说得更为明确:“雷者,天气郁激而发也。阳气困于阴,必迫,迫极而迸,迸而声为雷,光为电”。
西晋张华记述了梳子、丝绸摩擦起电引起的放电发声现象:“今人梳头,脱著衣时,有随梳、解结有光者,亦有咤声”。
现代科学发现:构成物质的原子本身就包括了带电粒子,带正电的质子和不带电的中子构成原子核,核外有带负电的电子。当两个物体相互摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体,这就是摩擦起电的原因。
根据不同物质的原子核对电子束缚本领的大小不同,科学家通过实验的方法将以下物质按照对电子的束缚能力进行了由弱到强的排序:兔毛﹣玻璃﹣羊毛﹣丝绸﹣铝﹣木﹣硬橡胶﹣硫磺﹣人造丝……。顺序表中任意两种物质相互摩擦时,排在前面的物质带正电,排在后面的物质带负电;两物质次序相隔越多,起电的效果就越好。
接触起电:将一带电体与一不带电体接触时,就会有一部分电子或从带电体跑到带电体上,或从非带电体跑到带电体上,使原来不带电体上带上了与带电体相同的电荷。
(1)“阴阳相搏为雷,激扬为电”中的“阴”指负电荷,“阳”指正电荷。云层带电时因为云层与空气摩擦使 发生转移。这种现象就是摩擦起电;若用兔毛与铝条相互摩擦而带电, 将带正电。
(2)图中,此时站在地面上的人用手碰触B的右端,电子将从大地通过人体跑到物体B上,这说明人体是 (选填“导体”或“绝缘体”),此过程中通过人体的电流方向是 (选填“从大地到物体B”或“从物体B到大地”)。
(3)请用所学知识解释短文中:“今人梳头,脱著衣时,有随梳、解结有光者,亦有咤声”。
参考答案与试题解析
一、单选题(本题满分20分,共10道小题,每小题2分)
(多选)1.(2分)对下列物理现象的分析,不正确的是( )
A.破镜难圆,是因为分子间斥力
B.用热水袋取暖,热水袋的内能减小
C.“尘土飞扬”是因为分子在不停地做无规则运动
D.热水中糖块化得更快,是由于温度越高,分子热运动越剧烈
【分析】根据分子动理论进行分析:一切物体的分子都在不停的做无规则的运动,温度越高,分子无规则运动越剧烈;分子间存在着相互作用的引力和斥力,分子间有间隙。
物体放出热量,内能减小。
【解答】解:A、分子间作用力的大小与分子间的距离有关,破镜接触处绝大多数分子距离较大,此时分子间作用力就非常小了,不能说明分子间存在斥力,故A错误;
B、用热水袋取暖,热水袋放出热量,内能减小,故B正确;
C、尘土飞扬属于宏观物体的运动,是机械运动,不属于分子运动,故C错误;
D、糖在热水中溶解得快,说明温度越高,分子的热运动越剧烈,故D正确;
故选:AC。
【点评】本题考查了分子动理论的知识,难度不大,是一道基础题,熟练掌握基础知识即可正确解题。
2.(2分)如图所示的实验或现象均改变了物体的内能,下列四个描述中有一个与另外三个改变内能方法不同,它是( )
A.压活塞,硝化棉燃烧 B.小孩下滑时臀部发热
C.酒精灯加热水 D.钻木取火
【分析】改变物体内能有两种方式:做功和热传递。做功主要有摩擦生热和压缩气体做功,做功实质是能量的转化,热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体,或者是从一个物体的高温部分传到低温部分,有传导、对流和辐射三种形式。
【解答】解:
A、压活塞,活塞对空气做功,空气内能变大,温度升高,硝化棉燃烧,属于做功改变内能;
B、从滑梯上滑下时克服摩擦做功,使臀部内能增加、温度升高,属于做功改变物体的内能;
C、用酒精灯给冷水加热,属于热传递改变物体的内能;
D、钻木取火是通过克服摩擦将机械能转化为内能的过程,属于做功改变物体的内能;
可见只有C选项与其它选项的方式不同。
故选:C。
【点评】此题考查的是对于改变物体内能两种方式的掌握情况,需要注意的是:做功是能量的转化,而热传递是能量的转移,两者有着本质的区别。
3.(2分)在试管中装适量的水,试管口用塞子塞住,用酒精灯对试管加热,如图所示,加热一段时间后,塞子冲出去了,则下列说法错误的是( )
A.瓶塞冲出去的过程与汽油机的压缩冲程的原理相同
B.给试管中水加热过程中,水吸收热量内能增加
C.塞子冲出去时容易伤人,应做好防护
D.塞子冲出去时气体对外做功,其内能减小、温度降低
【分析】(1)当物体对外做功时,物体的内能转化为机械能,物体的内能减小,内燃机的做功冲程就是利用这种原理;
(2)物体吸热,内能变大;汽油机的做功冲程中内能转化为机械能。
【解答】解:A、塞子冲出时,是试管内气体的内能转化为塞子增加的机械能,内燃机的做功冲程中,内能转化为机械能,故A错误;
B、加热过程中,水通过热传递的方式增加内能,故B正确;
C、塞子冲出前,水的温度不断升高,试管内气体的压强不断增大,因此塞子冲出时有一定的危险性,故C正确;
D、塞子冲出去时气体对外做功,气体的内能减小、温度降低,故D正确。
故选:A。
【点评】做功改变内能的实质就是内能和其它形式能的转化:对物体做功,物体的内能增加、温度升高;物体对外做功,物体的内能减少、温度降低。
4.(2分)电流表是电路测量中常用工具,有关它的使用方法不符合使用要求的是( )
A.应让电流从“+”接线柱流入,“﹣”接线柱流出
B.允许把电流表直接连到电源的两极
C.电流表应与被测用电器串联
D.测量电流时,需估测被测电流大小,无法估测时需用电流表大量程试触
【分析】电流表的使用规则:
①电流表要串联在电路中;
②电流要从“+“接线柱流入,从“﹣“接线柱流出(否则指针反转);
③被测电流不要超过电流表的量程(可以采用试触的方法来看是否超过量程);
④绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源的两极上(电流表内阻很小,相当于一根导线。若将电流表连到电源的两极上,轻则使电流表损坏,重则烧坏电流表、电源、导线)。
【解答】解:A、连接电流表时,应让电流要从“+“接线柱流入,从“﹣“接线柱流出,故A符合使用要求。
B、电流表内阻很小,相当于一根导线。若将电流表直接连到电源的两极上,会导致电路电流过大而烧坏元件,所以绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源的两极上,故B不符合使用要求。
C、电流表应与被测电路串联,故C符合使用要求。
D、被测电流不能超过电流表所选的量程,所以需估测被测电流大小,无法估测时需用电流表大量程试触,故D符合使用要求。
故选:B。
【点评】本题考查了电流表的使用规则,电流表是电学部分最重要的电表之一,也是考试常考的内容,所以一定要掌握好。
5.(2分)甲、乙两物体的比热容之比为2:3,乙的质量是甲质量的两倍,若它们吸收相等的热量,则甲、乙两物体升高温度之比为( )
A.3:4 B.4:3 C.1:3 D.3:1
【分析】已知比热容之比,乙的质量是甲质量的两倍,吸收相同的热量,根据公式Q=cmΔt即可求出甲、乙两物体的升高的温度之比。
【解答】解:已知c甲:c乙=2:3,m甲:m乙=1:2,Q甲:Q乙=1:1,
由Q吸=cmΔt可得,Δt=,
甲、乙两物体升高温度之比:
==××=××=。
故选:D。
【点评】本题考查学生对热量公式的掌握和运用,可以利用其公式变形计算物体温度变化之比,在代入数值的时候应注意要一一对应。
6.(2分)用同种材料制成的AB和BC两段导体,长度相同,AB的横截面积比BC的小,将它们按照如图所示的方式串联接入电路中(不计温度的影响),下列判断正确的是( )
A.通过两段导体的电流:IAB<IBC
B.两段导体的电阻值:RAB=RBC
C.两段导体的电阻值:RAB>RBC
D.两段导体各自的电流:IAB>IBC
【分析】(1)导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,由此分析两导体的电阻关系;
(2)根据串联电路的电流特点可知通过两段导体的电流关系。
【解答】解:AD、两段导体串联,由串联电路的电流特点可知:通过两导体的电流相等,即IAB=IBC,故AD错误;
BC、导体AB和BC由同种材料制成、长度相同,由图可知导体AB横截面积比BC的小,所以,RAB>RBC,故C正确,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路的电流特点,关键是根据影响电阻的大小因素确定两段导体电阻的大小。
7.(2分)下列关于电流和电阻的说法正确的是( )
A.只有正电荷定向移动才能形成电流
B.有电流通过小灯泡,两端一定有电压
C.只要电路闭合就会有电流
D.根据发光二极管是否发光不能判断电流的方向
【分析】(1)电荷的定向移动形成电流;
(2)电源为电路提供电压,电压使自由电荷发生定向移动,从而形成电流;
(3)电路中有电压且电路是通路,电路中才形成电流;
(4)二极管具有单向导电性。
【解答】解:A.电荷的定向移动形成电流,正电荷、负电荷都可以定向移动形成电流,故A错误;
B.电路中有电压且电路是通路,电路中才有电流;故小灯泡灯丝中有电流通过时,灯泡两端一定有电压,故B正确;
C.电路闭合且电路中有电压,电路中才会有电流,故C错误;
D.二极管具有单向导电性,可以利用发光二极管是否发光,判断电路中电流的方向,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了电流的形成、电压的作用、二极管等知识,属于基础题目。
8.(2分)如图甲所示的电路中,合上开关后,两灯正常发光,电流表A1、A2的示数都如图乙所示,以下说法正确的是( )
A.两灯是串联连接的 B.流过L1的电流是0.3A
C.流过L2的电流是1.5A D.干路电流是1.8A
【分析】用电器并列连接的电路叫并联电路,用电器逐个顺次连接的电路叫串联电路。
并联电路的电流特点:干路电流等于各支路电流之和;分析干路和支路中的电流表所选的量程,根据指针位置可读出相应的电流值,再计算出通过L2的电流。
【解答】解:由图甲知,L1 与L2并联,A2测干路的电流I,A1测L1支路的电流I1,
由并联电路电流特点可知:IA2>IA1;而两电流表指针指在同一位置,所以A1使用0~0.6A量程,分度值0.02A,通过灯L1的电流为I1=0.3A;
A2使用0~3A量程,分度值0.1A,干路电流I=1.5A;
通过灯L2的电流为I2=I﹣I1=1.5A﹣0.3A=1.2A。所以B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】根据并联电路的电流规律分析出两个电流表所选的量程是解决此题的关键。
9.(2分)如图是某品牌榨汁机,为保障安全,该榨汁机设置了电源开关S和安全开关S1.当杯体放在主机上时,S1自动闭合,此时再闭合S,电动机才能启动,开始榨汁。下列电路图符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
【分析】串联的各电路元件相互影响,不能独立工作;并联的各电路元件互不影响,能独立工作;根据题意确定两开关与电动机的连接方式,然后分析电路图答题。
【解答】解:
由题意可知,只有开关S1、S都闭合后,才开始榨汁,即电动机才开始工作,说明两开关相互影响,一个开关不能单独控制电动机,两开关是串联的,两开关、电动机与电源组成串联电路,由图示电路图可知,B正确。
故选:B。
【点评】(1)根据电路元件是否相互影响,判断出它们的连接方式,相互影响为串联,互不影响为并联;
(2)根据开关的控制作用,确定开关的位置,控制整个电路,开关在干路上,单独控制某个用电器,开关在支路上。
10.(2分)以下几个验证性小实验,错误的是( )
A.用与头发摩擦过的塑料尺靠近纸屑,发现塑料尺吸引碎纸屑,说明同种电荷相互吸引
B.将两个铅块的平整面压在一起,较难分开,说明分子间有引力
C.两个轻质小球相互靠近时彼此排斥,说明两个小球一定带有同种电荷
D.玻璃筒内放一团浸过乙醚的棉花,迅速按下活塞时,棉花会燃烧,说明对物体做功,内能会增加
【分析】(1)带电体能够吸引不带电的轻小物体。
(2)分子间存在相互作用的压力和斥力。
(3)电荷间的作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(4)改变内能的方法:做功和热传递。
【解答】解:A、用与头发摩擦过的塑料尺靠近纸屑,发现塑料尺吸引碎纸屑,说明塑料尺由于摩擦带电,吸引不带电的轻小物体,故A错误;
B、将两个铅块的平整面压在一起,较难分开,说明分子间有引力,故B正确;
C、两个轻质小球相互靠近时彼此排斥,说明两个小球一定带有同种电荷,因为同种电荷相互排斥,故C正确;
D、玻璃筒内放一团浸过乙醚的棉花,迅速按下活塞时,棉花会燃烧,说明对物体做功,内能会增加,温度升高,故D正确。
故选:A。
【点评】知道摩擦起电现象和带电体的性质、分子动理论内容、电荷间作用规律,理解做功改变内能,可解答此题。
二、多项选择题(满分15分,共5题,每小题全选对得3分,漏选得1分,错选或不选0分)每小题四个选项中,有2~3个符合题目要求
(多选)11.(3分)下列关于物理概念的说法不正确的是( )
A.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
B.两个用电器的电流相等,则它们一定是串联电路
C.比热容在数值上等于单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量
D.做功改变内能的实质是机械能与内能的相互转化
【分析】(1)热传递的条件是两个物体之间存在温度差,热量从高温物体传给低温物体;
(2)串联电路中各处电流相等;并联电路中,如果用电器规格相同,电流也相同;
(3)比热容的概念:1kg的某种物质,温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容;
(4)改变物体内能的方式有做功和热传递。做功改变物体的内能,实质上是能量转化的过程;热传递改变物体的内能,实质上是能量转移的过程。
【解答】解:
A、发生热传递时,热量总是从高温物体传递给低温物体,内能大的物体的温度不一定高,故A错误;
B、同一电路中,通过的电流相等的两个用电器,可能是串联的,也可能是两用电器的规格相同,但它们是并联的,故B错误;
C、比热容在数值上等于1kg的某种物质温度升高1℃所吸收的热量,故C正确;
D、做功改变内能的实质是其它形式能与内能的转化(如机械能或电能与内能转化),故D错误。
故选:ABD。
【点评】本题考查了热传递的概念、改变内能的方法、串并联电路电流特点、比热容的概念,都是基础知识,要熟练掌握。
(多选)12.(3分)体质健康检测时用到了身高测量仪,叶子姐姐设计了如图所示的电路,其中电源两端电压保持不变,R0是定值电阻,R是滑动变阻器的电阻,滑动变阻器的滑片P跟滑杆的一端连接,滑片P的位置随人身高改变而改变,从而引起显示仪的示数发生改变,下列说法中正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装成的
B.被测身高越高,通过电阻R的电流越小
C.显示仪是由电压表改装成的
D.被测身高越高,显示仪(电表)的示数越大
【分析】(1)根据电流表与被测电路元件串联、电压表与被测电路元件并联判断显示仪的类型;
(2)由图知,被测身高越高,滑动变阻器连入电路的电阻越大,根据欧姆定律判断出电路中电流的变化,即可得出通过电阻R电流的变化,再根据欧姆定律得出定值电阻两端的电压变化,根据串联电路的电压规律分析电压表示数的变化。
【解答】解:
AC、由电路图可知,定值电阻R0和滑动变阻器R串联,显示仪与R并联,所以显示仪是由电压表改装成的,故A错误、C正确;
B、被测身高越高时,滑动变阻器R连入电路的电阻越大,电路的总电阻越大,由I=可知,电路中的电流越小,通过电阻R的电流越小,故B正确;
D、由U=IR可知,定值电阻R0两端的电压越小,根据串联电路的电压规律可知,R两端的电压越大,电压表示数越大,故D正确。
故选:BCD。
【点评】本题主要考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用,根据身高的变化得出变阻器接入电路中的电阻变化是关键。
(多选)13.(3分)如图所示的电路,闭合开关S1、S后,两灯均发光,下列说法不正确的是( )
A.灯L1、L2串联
B.电流表A1和A2示数一定不相等
C.断开S1后,电流表A1的示数变小
D.断开S1后,电流表A2的示数不变
【分析】(1)闭合开关S、S1后,分析电路的连接回答;
(2)分析电流表测量的电流,由并联电路电流的规律分析;
(3)断开S1后分析电路的连接,根据并联电路各支路互不影响和并联电路电流的规律分析。
【解答】解:
AB、闭合开关S、S1后,两灯并联;A1测L1的电流,A2测干路电流,由并联电路电流的规律,A1示数小于A2示数,故A错误,B正确;
CD、断开S1后为L1的简单电路,根据并联电路各支路互不影响,电流表A1示数不变;由并联电路电流的规律,电流表A2示数变小,故CD错误。
故选:ACD。
【点评】本题考查并联电路的规律及特点,关键是电路结构的分析。
(多选)14.(3分)如图所示的电路,下列说法中正确的是( )
A.当S1、S3断开,S2闭合时,L1与L2串联
B.当S2断开,S1、S3闭合时,L1与L2并联
C.当S1、S2、S3闭合时,两灯都亮
D.当S1、S2闭合,S3断开时,只有L2灯亮
【分析】各电路元件首尾顺次连接的连接方式是串联,各电路元件首首相连、尾尾相连的连接方式是并联,分析电路结构,判断灯泡的连接方式。
【解答】解:由电路图可知:
A、当S1、S3断开,S2闭合时,电流从正极出发,需经过L1、S2、L2回到电源的负极,L1与L2串联,故A正确;
B、当S2断开,S1、S3闭合时,电流分别流经灯泡L1与L2,又在另一点汇合,再回到电源的负极,所以L1与L2并联,故B正确;
C、当S1、S2、S3闭合时,电流从正极出发,经S1、S2、S3直接回到负极,造成电源短路,故C错误;
D、当S1、S2闭合,S3断开时,只有灯L2接入电路,L2灯亮,灯L1短路,故D正确;
故选:ABD。
【点评】此题考查了对动态电路的分析,通过开关的开合状态改变电路的连接方式,要掌握串联电路和并联电路的特点,同时考查了短路的概念。
(多选)15.(3分)用两个相同的酒精灯分别对a、b两液体加热(如图甲),根据测得数据分别描绘出这两种液体的温度随加热时间变化的图像(如图乙),在相同的时间内两种液体吸收的热量相等,若不计热量散失,分别用ma、mb、ca、cb表示两种液体的质量和比热容,则结合图甲和图乙中的信息,作出的推断正确的是( )
A.若ma=mb,则ca>cb B.若ca=cb,则ma<mb
C.若ma=mb,则ca<cb D.若ca=cb,则ma=mb
【分析】物质吸收热量的多少与比热容、质量和升高的温度成正比,由题意知,相同时间两种液体吸收的热量相同,由图像可以得到升高的温度与热量的关系,利用Q=cm△t变形公式对比热容和质量大小作出判断。
【解答】解:由题可知,在相同的时间内两液体吸收的热量相等;由乙图可知,在相同的时间内a升高温度的较大;
AC、若ma=mb,吸收相同的热量,a的温度升高幅度大,由公式c=可知,a的比热容较小,b的比热容较大,即ca<cb,故A错误,C正确;
BD、若ca=cb,吸收相同的热量,a的温度升高幅度大,由m=可知,a的质量较小,b的质量较大,即ma<mb,故B正确,D错误。
故选:BC。
【点评】本题主要考查了对探究物质吸收热量本领结论的理解与掌握,关键是知道用同一热源加热相同的时间吸收的热量相同。
三、实验探究题(满分32分,共4题)
16.(8分)“探究串联电路电压的特点”。
(1)连接电路前,叶子姐姐发现电压表指针如图所示,原因是 电压表没有调零 。
(2)实验中为避免实验的偶然性应选择规格 不同 (填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(3)在测L1两端电压时,闭合开关,发现电压表示数为零,原因可能是 A 。
A.L1短路
B.L1断路
C.L2短路
D.开关S短路
(4)小雨保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压? 不能 (填“能”或“不能”),理由是: 电压表的正负接线柱接反了 。
(5)用电压表分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在如表格中,请补充表格中的数据。
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
0.8
2.2
3.0
2
1.0
2.0
3.0
3
1.2
1.8
3.0
分析实验数据,你可得到串联电路的电压特点是 UAC=UAB+UBC (用公式表示)。
【分析】(1)连接电路前,发现电压表指针没有指在零刻度线上,说明电压表没有调零;
(2)为了避免偶然性,寻找普遍规律,要选择不同规格的灯泡进行多次实验;
(3)闭合开关,电压表示数为零,说明可能是电压表被短路或与电压表并联部分之外的电路断路;
(4)电压表要并联在用电器两端,应使电压表的“﹣”接线柱靠近电源负极,另一个接线柱靠近电源正极,如果接反,就会导致电压表指针反偏;
(5)分析第3次的实验数据可得出实验结论,并根据该结论求出前面2次实验中的数据。
【解答】解:(1)连接电路前,发现电压表指针没有指在零刻度线上,说明电压表没有调零;
(2)为了避免偶然性,寻找普遍规律,要选择不同规格的灯泡进行多次实验;
(3)闭合开关,电压表示数为零,说明可能是电压表被短路或与电压表并联部分之外的电路断路;
如果电压表被短路,则可能是与电压表并联的灯泡短路,即灯泡L1短路;如果电路断路,由图知可能是灯泡L2断路或开关断路;故选A。
(4)实验中保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,分析可知会导致电压表的正负接线柱接反,所以不能测出L2两端电压;
(5)分析第3次的实验数据可知UAC=UAB+UBC,因此可以得出:串联电路两端的总电压等于各串联电阻两端的电压之和;
实验1中UAC=UAB+UBC=0.8V+2.2V=3.0V;实验2中UBC=UAC﹣UAB=3.0V﹣1.0V=2.0V。
故答案为:(1)电压表没有调零; (2)不同;(3)A;(4)不能;电压表的正负接线柱接反了,(5)3.0;2.0;UAC=UAB+UBC。
【点评】本题考查探究串联电路电压规律实验,解题关键是掌握实验操作要求及结论。
17.(7分)在探究影响导体电阻大小的因素时,小红、小宇两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表,
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
1.0
实验电路如图1所示。
(1)为了验证上述猜想①,应选用编号为 AB 的两根电阻丝分别接入电路进行实验。
(2)为了验证上述猜想②,分别将A和C两电阻丝依次接入电路中M、N两点间,观察到灯泡变亮了,由此可知:当材料和长度相同时,导体横截面积越 小 (选填“大”或“小”),电阻越大。
(3)小红认为当接入M、N之间的导体阻值差别较小时,通过观察 电流表示数 (选填“灯泡亮度”或“电流表示数“)来比较导体电阻的大小会更准确。
(4)小宇想:金属导体的阻值会随温度升高而变大吗?于是小字设计出如图2所示的实验装置。实验时给线圈缓慢加热。实验过程中,采用镍铬合金、康铜合金、锰铜合金制作的线圈各做了一次。
①在进行实验时,观察到随着线圈的温度升高,灯泡渐渐变暗,电流表的示数将 变小 (选填“变大”或“变小”);
②通过实验得出的结论:金属导体的电阻随温度的升高而 增大 (选填“增大”、“不变”或“减小”);
③家庭的白炽灯在开灯瞬间最容易烧坏(家里电压稳定),原因是: A (选填“A”或“B”)。
A.刚开灯时灯丝的温度低,电阻小,通过的电流大
B.刚开灯时灯丝的温度高,电阻大,通过的电流小
【分析】(1)探究电阻和长度的关系时,要选择长度不同的,其它条件相同的导体;
(2)电阻的大小和导体的横截面积有关;
(3)电阻的大小通过电流表示数会更清楚的反应;
(4)灯丝电阻和温度有关。
【解答】解:
(1)若探究电阻和导体的长度的关系,要选择长度不同,材料和横截面积相同的导线A、B;
(2)猜想②探究电阻和横截面积的关系,选择材料和长度相同,横截面积不同的A、C进行实验,当横截面积越小,电阻越大;
(3)电阻的大小,通过电流表的示数会更准确反应电阻的大小;
(4)①通过灯泡变暗,根据P=I2R可知,说明电流表示数减小;
②在加热过程中灯泡变暗,说明温度越高,电阻增大,即金属导体的电阻随温度的升高而增大;
③家庭的白炽灯在开灯时最容易烧坏,是因为刚开灯时,灯丝温度低电阻小,电路中电流大,烧坏灯泡,故A正确。
故答案为:(1)AB;(2)小;(3)电流表示数;(4)变小;增大;A。
【点评】此题除了考查学生的实验分析能力之外,还考查了运用物理知识解决生活中实际问题的能力。
18.(9分)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体初温也相同。
(1)比较不同液体的比热容,应选择图1中 甲丙 两图。同时图1中的器材在安装时,应 自下而上 (选填“自下而上”或“自上而下”)。
(2)为了研究不同物质的吸热能力,利用其中两幅图进行实验,根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化的图象,如图2所示:
①不同物质吸热的多少是通过 加热时间 来反映的,选用的液体a、b应 质量 相同。
②由图2可以看出, a 液体的温度升高得较快, b 液体的比热容较大(选填“a”或“b”)。
③如果已知b液体的比热容是1.8×103J/(kg•℃),则a液体的比热容是 0.9×103 J/(kg•℃)。
(3)如图3甲是用水来冷却热牛奶的示意图,图乙是记录牛奶、水的温度随时间变化的图象,图中表示热牛奶温度随时间变化的曲线应是 Ⅰ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。若水的质量为2kg,在这个过程中冷水吸收的热量是 8.4×104 。
【分析】(1)比较物质吸热能力,利用控制变量法,使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;使用火焰的外焰加热,所以应先根据火焰外焰的位置先确定铁圈的位置,然后自下而上安装其他器材;
(2)①比较物质吸热能力,利用转换法,物质吸收热量的多少可以通过加热时间来反映;根据控制变量法选用的液体a、b应质量相同;
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;
③根据转换法,b液体吸收的热量是a液体吸收热量的2倍,即2Qa吸=Qb吸,由Q吸=cmΔt可得a的比热容;
④因为是用水来冷却热牛奶,所以牛奶的温度降低,所以“I”是表示热牛奶温度随时间变化的曲线,则Ⅱ是表示水的温度随时间变化的曲线;根据Q=cm△t计算水吸收的热量。
【解答】解:(1)要比较不同物质比热容时,利用控制变量法,使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;在实验中,物质吸收热量的多少通过加热时间来反映,应控制热源相同,所以应选择甲、丙两图进行实验;使用火焰的外焰加热,所以应先根据火焰外焰的位置先确定铁圈的位置,然后自下而上安装其他器材;
(2)①比较物质吸热能力,利用转换法,物质吸收热量的多少可以通过加热时间来反映;根据控制变量法选用的液体a、b应质量相同;
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;由图2可以看出,a、b液体从20℃升高到80℃,升高相同的温度,a液体用了10min,b液体用了20min,所以a液体的温度升高得较快,根据比较吸热能力的方法,a液体的比热容较小;
③由图2可以看出,a、b液体从20℃升高到80℃,升高相同的温度,a液体用了10min,b液体用了20min,根据转换法,b液体吸收的热量是a液体吸收热量的2倍,即2Qa吸=Qb吸,由Q吸=cmΔt可得:2camΔta=cbmΔtb,因为质量相等,升高的温度箱等,所以2ca=cb,则a的比热容:ca=×1.8×103J/(kg•℃)=0.9×103J/(kg•℃);
④因为是用水来冷却热牛奶,所以牛奶的温度降低,所以“I”是表示热牛奶温度随时间变化的曲线,则Ⅱ是表示水的温度随时间变化的曲线;图中水的初温为10℃,水的末温是20℃;水吸收的热量:Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(20℃﹣10℃)=8.4×104J。
故答案为:(1)甲丙;自下而上;(2)①加热时间;质量;②a;b;③0.9×103;(3)④I;8.4×104。
【点评】本题将比较不同物质的吸热能力和比较不同燃料的热值两实验对比,考查两实验相同和不同点及控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法。
19.(8分)探究并联电路的特点及电流规律。叶子姐姐和小雨在实验时,设计电路图和实物电路如图所示:
(1)在图(1)的电路中,断开开关S,两盏灯都不发光,说明干路开关控制 整个电路 ,将开关S改接到A点后断开,发现只有 L2 发光,说明位于支路的开关控制它所在的支路,同时说明在并联电路中,各支路的用电器 互不影响 。
(2)灯L1与L2并联,若电流表测L1的电流,根据要求将图(2)实物电路连接完整。
(3)若上述测量中,电流表的示数如图(3)甲所示,则通过灯泡L1的电流大小为 0.3 A,若干路中电流为0.52A,则通过L2电流大小为 0.22 A,在图(3)乙中标出测量L2电流时的电流表指针位置和所选用的接线柱。
【分析】(1)开关与控制的电路串联;在并联电路中,各支路的用电器互不影响;
(2)按电流流向连接电路,两灯泡并联,电流表串联在L2支路中,注意电流表的正负接线柱;
(3)明确电流表的量程和分度值,读出其示数,根据并联电路的电流特点求出通过L2电流大小;判断出选用的量程,并标出指针的位置。
【解答】解:(1)在上图的电路中,断开开关S,两盏灯都不发光,说明干路开关控制整个电路;将开关S改接到A点后开关控制L1;开关断开,L1不发光,故发现只有L2发光,说明位于支路的开关控制它所在的支路,同时说明在并联电路中,各支路的用电器互不影响;
(2)两灯泡并联,电流表测L1的电流,则电流表串联在L1支路中;电流表可选0~0.6A量程,让电流从电流表的“+”接线柱流入,“﹣”接线柱流出,如下图:
(3)电流表的示数如图甲所示,量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.3A,即通过灯泡L1的电流大小为0.3A;由并联电路的电流特点可知,通过L2电流大小I2=I﹣I1=0.52A﹣0.3A=0.22A,故图乙中测量L2电流的电流表选用0~0.6A量程即可,指针位置如图:
故答案为:(1)整个电路;L2;互不影响;(2)见解答;②0.3;0.22;见解答。
【点评】本题考查了连接实物电路图、实验数据分析、电流表的读数、并联电路的电流特点等。
四、作图与解析题(本题满分12分,共3题)
20.(4分)如图是一种调光台灯电位器(滑动变阻器)的内部结构示意图,a、b、c是它的三个接线柱。要求:旋钮带动滑片顺时针转动时,灯泡变亮。请完成该电路的连接。
【分析】电位器的实质是滑动变阻器,滑动变阻器依靠改变电阻线的长度来改变电阻大小。
【解答】解:
旋钮带动滑片顺时针转动时,灯泡变亮,说明电路中的电流变大,由I=可知,电源电压一定时,电路的总电阻应变小,电位器(滑动变阻器)接入电路中的电阻应变小,
由图可知,将b和c两接线柱接入电路后,顺时针旋转旋钮时,电阻丝连入电路中的长度变短,其阻值变小,电路中的电流变大,灯泡变亮,如图所示:
【点评】本题考查了变阻器的连接方法以及变阻器电阻丝的材料特点,是一道较为简单的应用题。
21.(4分)疫情防控期间,某学校有前后两个门,在前后门各有一个开关,学校保卫室有甲、乙两灯和电池组。要求:前门来人甲灯亮,后门来人乙灯亮。请设计这个电路,画出电路图并连接实物图。
【分析】串联电路中各用电器相互影响,开关控制整个电路;并联电路中各支路用电器互不影响,干路开关控制整个电路,支路开关只控制该支路,由此分析两灯和开关的连接方式从而选择正确电路。
【解答】解:
由题知,前门来人按下开关时甲灯亮,后门来人按下开关时乙灯亮,说明两灯互不影响、能独立工作,即甲、乙两个电灯应并联,且前门开关控制甲灯、后门开关控制乙灯,据此画出电路图,根据电路图连接实物图,如下所示:
【点评】本题考查了电路设计,根据题意得出甲、乙灯泡的连接方式和开关的位置是解决本题的关键。
22.(4分)如图所示,要求用电流表测量灯泡L2中的电流(0.3A),电压表测量灯泡L1的电压,L1、L2并联,变阻器调节L1的亮度且滑片右移动时灯L1变亮,开关控制整个电路,按要求将实物图用平滑的曲线连接起来。
【分析】由灯泡L2中的电流(0.3A)确定电流表量程,电流表与待测电路串联;L1、L2并联,由电源电压确定电压表量程与待测电路并联;
根据变阻器调节L1的亮度且滑片右移动时灯L1变亮,确定变阻器的连接与灯L1串联,
开关控制整个电路,开关接在干路上。
【解答】解:因要求用电流表测量灯泡L2中的电流(0.3A),故电流表选用小量程与这个灯串联;
L1、L2并联,电压表测量灯泡L1的电压,因电源电压为3V,故电压表选用小量程与L1并联;
变阻器调节L1的亮度且滑片右移动时灯L1变亮,即电流变大,电阻变小,故滑片以右电阻线连入电路中与灯L1串联,
开关控制整个电路,开关接在干路上,如下所示:
【点评】本题考查根据要求连接实物图,关键是确定电路的连接,涉及开关、电流表、电压表和变阻器的连接,综合性较强。
五、计算题(本题满分16分,共3题)
23.(4分)质量为2kg的冰,其熔化图象如图所示,通过分析图象可求:
(1)该物质在AB段和CD段吸收的热量之比QAB:QCD= 1:2 ;
(2)固态冰的比热容是多少?
【分析】(1)用相同的加热器加热,在相等时间内物质吸收的热量相等;
(2)由Q=cmΔt公式变形可求得固态冰的比热容。
【解答】解:(1)在整个过程中冰与水的质量相等,用相同的加热器加热,在相等时间内吸收的热量相等;由图象知,升高的温度相同,都是40℃,加热时间之比为1:2,所以吸收的热量之比为=;
(2)设固态冰的比热容为c1,水的比热容为c2,由Q=cmΔt可得,c=,
则===,固态冰的比热容为c1===2.1×103J/(kg•℃)。
答:(1)1:2;
(2)固态冰的比热容是2.1×103J/(kg•℃)。
【点评】本题考查了比较比热容大小、求吸收热量等问题,分析清楚图示、应用热量公式即可正确解题。
24.(6分)某家庭用燃气热水器将质量为100kg,温度为20℃的水加热到70℃,消耗天然气体积为2m3(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为4.2×107J/m3。
求:(1)天然气完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)该热水器工作的效率。
【分析】(1)知道消耗天然气的体积和热值,根据Q放=Vq求出天然气完全燃烧放出的热量;
(2)知道水的质量、初温、末温以及比热容,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(3)水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比等于热水器的效率;
【解答】解:
(1)天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=2m3×4.2×107J/m3=8.4×107J;
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(70℃﹣20℃)=2.1×107J;
(3)该热水器的效率:
η=×100%=×100%=25%。
答:(1)天然气完全燃烧放出的热量为8.4×107J;
(2)水吸收热量为2.1×107J;
(3)该热水器的热效率为25%。
【点评】本题主要考查了燃料完全燃烧放热公式Q放=Vq、Q吸=cm△t=cm(t﹣t0)和效率公式的掌握和运用,属于基础题目。
25.(6分)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。当S3闭合,S1、S2断开时,电压表的示数为9V,求:
(1)电源电压U= 9 V;
(2)画出S1、S2、S3都闭合时的等效电路图,此时L1两端的电压U1= 9 V;
(3)画出S1、S3断开,只S2闭合时的等效电路图,此时电压表的示数为6V,小灯泡L2恰好正常发光,此时L2两端的电压U2= 3 V;若要使L2变暗,应将滑动变阻器的滑片向 b 移动(选填“a”或“b”)。
【分析】(1)当S3闭合,S1、S2断开时,电路中只有滑动变阻器接入电路,电压表测量电源电压,电流表测量电路中的电流,根据电压表的示数判断出电源电压;
(2)当S1、S2、S3都闭合时,小灯泡L1和滑动变阻器并联,电压表测量电源电压,电流表测量干路的电流,此时L1两端的电压等于电源电压;
(3)当S1、S3断开,只S2闭合时滑动变阻器与小灯泡L2串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,当电压表的示数为6V时,小灯泡L2恰好正常发光,根据串联电路电压的规律算出L2两端的电压;
若要使L2变暗,需要增大滑动变阻器的电阻,据此判断出 滑动变阻器滑片的移动方向。
【解答】解:(1)当S3闭合,S1、S2断开时,电路中只有滑动变阻器接入电路,电压表测量电源电压,电流表测量电路中的电流,电压表的示数为9V,所以电源电压为9V;
(2)当S1、S2、S3都闭合时,小灯泡L1和滑动变阻器并联,电压表测量电源电压,电流表测量干路的电流,此时L1两端的电压等于电源电压,即U1=9V,电路图见下图:
(3)当S1、S3断开,只S2闭合时滑动变阻器与小灯泡L2串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,如下图所示:
当电压表的示数为6V时,小灯泡L2恰好正常发光,由串联电路电压的规律知L2两端的电压为:
U2=U﹣U滑=9V﹣6V=3V;
若要使L2变暗,需要增大滑动变阻器的电阻,应将滑动变阻器的滑片向b移动。
故答案为:(1)9V;(2)9V;(3)3;b。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用,关键是会画电路图。
六、阅读探究题(本题满分5分)
26.(5分)阅读下面材料,回答问题。
古今中外对电现象的认识
我国古代对电的认识时从雷电及摩擦起电现象开始的。早在3000多年以前的殷商时期,甲骨文中就有了“雷”、“电”的形声字。西周初期,在青铜器上就已经出现加雨字偏旁的“电”字。《淮南子•坠形训》认为:“阴阳相搏为雷,激扬为电”,明代刘基说得更为明确:“雷者,天气郁激而发也。阳气困于阴,必迫,迫极而迸,迸而声为雷,光为电”。
西晋张华记述了梳子、丝绸摩擦起电引起的放电发声现象:“今人梳头,脱著衣时,有随梳、解结有光者,亦有咤声”。
现代科学发现:构成物质的原子本身就包括了带电粒子,带正电的质子和不带电的中子构成原子核,核外有带负电的电子。当两个物体相互摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体,这就是摩擦起电的原因。
根据不同物质的原子核对电子束缚本领的大小不同,科学家通过实验的方法将以下物质按照对电子的束缚能力进行了由弱到强的排序:兔毛﹣玻璃﹣羊毛﹣丝绸﹣铝﹣木﹣硬橡胶﹣硫磺﹣人造丝……。顺序表中任意两种物质相互摩擦时,排在前面的物质带正电,排在后面的物质带负电;两物质次序相隔越多,起电的效果就越好。
接触起电:将一带电体与一不带电体接触时,就会有一部分电子或从带电体跑到带电体上,或从非带电体跑到带电体上,使原来不带电体上带上了与带电体相同的电荷。
(1)“阴阳相搏为雷,激扬为电”中的“阴”指负电荷,“阳”指正电荷。云层带电时因为云层与空气摩擦使 电荷 发生转移。这种现象就是摩擦起电;若用兔毛与铝条相互摩擦而带电, 兔毛 将带正电。
(2)图中,此时站在地面上的人用手碰触B的右端,电子将从大地通过人体跑到物体B上,这说明人体是 导体 (选填“导体”或“绝缘体”),此过程中通过人体的电流方向是 从物体B到大地 (选填“从大地到物体B”或“从物体B到大地”)。
(3)请用所学知识解释短文中:“今人梳头,脱著衣时,有随梳、解结有光者,亦有咤声”。
【分析】(1)两种束缚电子能力不同的物体相互摩擦时,束缚电能能力弱的失去电子,从而带上正电,束缚电子能力强的物体得到电子从而带上负电,这叫做摩擦起电,在摩擦起电过程中,带负电荷的电子发生的转移,并没有产生电荷;
(2)容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、塑料、玻璃、橡胶、油等;导体和绝缘体没有绝对的界限。规定正电荷定向移动的方向是电流的方向,自由电子的定向移动方向与电流方向相反;
(3)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,发生放电现象伴随着火花和响声。
【解答】解:(1)云与大气摩擦使云带上电荷,这是云与大气之间的电荷发生转移,属摩擦起电现象;
铝对电子的束缚能力强于兔毛,所以用兔毛与铝条相互摩擦,兔毛会失去电子,带正电;
(2)站在地面上的人用手碰触B的右端,电子将从大地通过人体跑到物体B上,这说明人体是导体,此过程中通过人体的电流方向是从物体B到大地,因为电流的方向与自由电子定向移动的方向相反;
(3)“随梳”是因为梳子与头发摩擦,两者带上异种电荷而相互吸引;“解结”是因为头发带上同种电荷而相互排斥;“有光、有咤声”是因为积累的电荷发生的放电现象。
故答案为:(1)电荷;兔毛;(2)导体;从物体B到大地;(3)“随梳”是因为梳子与头发摩擦,两者带上异种电荷而相互吸引;“解结”是因为头发带上同种电荷而相互排斥;“有光、有咤声”是因为积累的电荷发生的放电现象。
【点评】本题考查了摩擦起电的实质、导体绝缘体的概念、电荷间的相互规律,这段阅读题中的很多信息来自于古文典籍,具有较多的古文翻译知识是关键。
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