辽宁省大连117中学2020-2021学年九年级上学期期末物理试题
展开这是一份辽宁省大连117中学2020-2021学年九年级上学期期末物理试题,共21页。试卷主要包含了选择题注意,填空题,计算题,简答题,综合题等内容,欢迎下载使用。
2020-2021学年辽宁省大连117中学九年级(上)期末物理试卷
一、选择题(本题共14小题,每小题2分,共28分)注意:第1~11小题中,每小题只有一个选项正确
1.(2分)下列电器中,利用电流的热效应工作的是( )
A.计算器 B.电冰箱 C.洗衣机 D.电饭煲
2.(2分)四冲程柴油机在工作过程中,将机械能转化为内能的冲程是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
3.(2分)下列做法中,符合安全用电原则的是( )
A.用湿抹布擦拭插座 B.更换灯泡时先切断电源
C.搬动正在通电的电器 D.可在电线上晾晒衣服
4.(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
5.(2分)下列各种情况下,物质的比热容会发生变化的是( )
A.水凝固成冰 B.一杯水倒去一半
C.让水吸收更多的热量 D.15℃的水变成45℃的水
6.(2分)用两根绝缘细线,分别将甲、乙两个相同的轻质小球悬挂起来,两个小球都带正电,再将乙球慢慢靠近甲球时,会出现的情形是( )
A. B.
C. D.
7.(2分)如图所示的电路中,灯L1、L2均能发光,且电流表能正确显示电路中电流大小的是( )
A. B.
C. D.
8.(2分)关于热学知识,下列说法正确的是( )
A.物体的温度足够低时内能可能为零
B.升高相同的温度,比热容大的物体,吸收的热量多
C.热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
D.对物体做功,物体内能不一定增加
9.(2分)如图所示的电路,电源电压为3V且保持不变,闭合开关S,电压表示数为2V.下列选项正确的是( )
A.电阻R1与R2并联
B.R1、R2电阻值之比为2:1
C.电压表测R2两端电压
D.若断开开关,电压表示数为零
10.(2分)家庭电路中使用电热水壶时,电灯会变暗。简化的电路如图所示,设R为干路电线的等效电阻且保持不变,电源电压保持不变,闭合开关S后,下列说法的正确的是( )
A.灯两端的电压变小 B.R两端的电压不变
C.电路的总电阻变大 D.电路的总功率变小
11.(2分)如图所示的家庭电路,闭合开关S1和S2,灯L1发光,灯L2不发光。用试电笔分别接触插座的左、右孔,氖管均发光。若电路中只有一处故障,则( )
A.灯L2断路 B.ab间断路 C.cd间断路 D.de间断路
(多选)12.(2分)某同学在学工基地学习使用小电锯切割木料,下列分析正确的是( )
A.闻到木料的气味,说明构成木料的分子在不停地运动
B.木料被切割,说明构成木料的分子间没有引力
C.切割时,电锯消耗的电能一部分转化为锯条的内能
D.切割后,发现锯条烫手,说明锯条的内能增加
(多选)13.(2分)某同学在探究“导体电流与电阻关系”时,选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω六个电阻进行实验,实验电路图如图所示。关于实验下列说法正确的是( )
A.实验前,需将六个电阻分别连入电路寻找合适的电压值
B.实验中,用滑动变阻器来保持电阻两端电压一定
C.将5Ω电阻换成10Ω电阻时,需将滑片向左适当移动
D.为使结论具有普遍性,需改变电压值重复进行两次实验
(多选)14.(2分)如图所示,电源电压及灯丝电阻保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器R的滑片P从中点向a端滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.灯L亮度不变
B.电路总功率变大
C.电压表与电流表A1比值变大
D.电流表A1示数变化量等于滑动变阻器电流的变化量
二、填空题(本题共12小题,每空1分,25、26每题2分,共24分)
15.(2分)将苹果放在纸箱里,在箱外就能闻到苹果的香味,这说明分子在不停地 。苹果很难被掰开,这说明分子间有 (选填“引力”或“斥力”)。
16.(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。
17.(2分)汽车刹车过程中,因摩擦将机械能转化为地面、轮胎和空气的 能,使汽车的速度减小,直至停止。这些能量在转化过程中,能量的总量保持 。
18.(2分)如图所示,甲、乙分别为小明家月初和月底电能表的读数,则小明家8月份消耗的电能是 kW•h。已知5min内,小明家电能表转盘转动100转,则可估算出小明家这段时间内用电器平均功率为 W。
19.(2分)2020年6月23日,我国“北斗三号”的第三颗地球同步轨道卫星发射成功。搭载卫星的火箭升空时将燃料燃烧的化学能转化成火箭和卫星的 。卫星集成电路中的二极管和三极管,是用 (选填“半导体”或“超导”)材料制成的。
20.(2分)如图所示,闭合开关后家里的空气开关“跳闸”了,分析原因可能是 引起的;此时正确使用试电笔金属笔尖接触a处导线,试电笔氖管 (选填“发光”或“不发光”)。
21.(2分)电阻R1、R2的阻值分别为12Ω和4Ω,将它们串联后接入电路,则通过它们的电流之比I1:I2= ;两端的电压之比U1:U2= 。
22.(2分)家庭电路中的白炽灯用久了,灯丝变细,电阻 ;这时使用,灯的实际功率 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
23.(2分)如图所示,当开关S闭合后,电流表A1、A2、A3的示数分别为1.2A、1A、0.6A,则通过L1电流为 ,通过L2电流为 ,通过L3电流为 。
24.(2分)两盏白炽灯L1、L2分别标有“6V 3W”、“6V 6W”字样,将两灯串联接入电路,若使其中一盏灯正常发光,另一盏灯实际电压不超过其额定电压,则电源电压为 V,没有正常发光的那盏灯的实际功率为 W(不计灯丝电阻的变化)。
25.(2分)请根据要求连接如图所示的实物图。要求:灯L1与L2并联,开关控制所有用电器:电流表测灯L1的电流;滑动变阻器滑片向B端移动时,灯L1亮度不变,灯L2变亮。
26.(2分)请在图中连接家庭电路的电路图。要求:L1灯、L2灯并联,开关S控制两盏灯。
三、计算题(本题共3小题,共20分)
27.(6分)“运20”是我国自主研发的大型运输机,它的发动机是一种热机,通过航空煤油在气室中燃烧,从喷口向后高速喷出气体,使发动机获得向前的推力。若“运20”在高空中飞行时,在恒定的水平推力F作用下,以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h,飞行时,总共燃烧航空煤油4800kg,(已知飞机发动机提供的机械功率是3.2×107W,航空煤油的热值q=4.0×107J/kg)。则在这1h内:
(1)航空煤油完全燃烧放出的热量是多少焦耳?
(2)该发动机的热机效率是多大?
28.(7分)如图所示电路中,小灯泡上标有“3.8V 0.3A”字样。开关S闭合,小灯泡正常发光,电流表示数为0.2A,请计算:
(1)小灯泡L的额定功率是多大?
(2)定值电阻R的阻值是多大?
(3)定值电阻R在1min内产生的热量是多少焦耳?
29.(7分)如图(甲)所示一款“充电式”暖手宝,能装满200g水。加热部分的简化电路图如图(乙)所示,该充电式暖手宝可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现低温、高温两个挡位的变化。只闭合S1时为低温挡,功率为44W,再闭合S2时为高温挡,功率为110W。暖手宝充电时将水加热到50℃时自动断电。电源电压U=220V保持不变,已知水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃),此时室温为28℃。请计算:
(1)暖手宝中水温度由28℃升高到50℃,需要吸收多少焦耳的热量?
(2)若用低温挡加热,需要“充电”多长时间?(不考虑热量损失)
(3)电热丝R2的阻值是多少?(保留整数)
四、简答题(本题共2道题,每小题3分,共6分)
30.(3分)小明陪妈妈到加油站加油时,看到进站须知上有一条是“严禁直接用塑料容器装运汽油”。请用学过的物理知识解释其中的道理。
31.(3分)近些年,随着生活水平的提高,我国城乡家庭许多地区家中用电器总功率不断增加。家庭供电线路的改造工作也在不断跟进,改造的主要内容是把电线换成更粗的。请从安全用电角度解释其中的原因。
五、综合题(共4道题,共22分)
32.(5分)在探究“并联电路干路电流与各支路电流之间关系”实验中,可供选择的实验器材有电池组、电流表、开关各一个,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,导线若干。实验电路图如图所示,用电流表分别测出a、b、c三处电流。
(1)要完成该实验,最少应选择哪几个电阻?
(2)该实验需要做多次,这样做的目的 。
(3)小红同学在做某次实验时,通过试触发现a处和c处电流都大于0.6A,b处电流小于0.6A,则该次实验中测量a处和c处电流时,电流表选用大量程,测b处电流时,电流表选用 量程;当改变电阻规格进行另一次实验时,发现a、b、c三处电流都小于0.6A,则该次实验测量a、b、c三处的电流时,电流表应该选用 量程(均选填“大”或“小”)。
(4)确定好量程,把电流表接入如图c处,闭合开关后,电流表的指针来回摆动。故障的原因可能是
A.电流表被烧坏
B.某段导线断开
C.某电阻被短路
D.某接线柱处接触不良
33.(6分)某实验小组在进行“测量小灯泡额定功率”实验中,所用器材有电源(电压恒为6V)、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为2.5V的待测小灯泡一个(电阻约为12Ω),规格为“20Ω,0.5A”的滑动变阻器一个。
(1)本实验测小灯泡电功率的实验原理是 。
(2)如图甲所示,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(3)电路正确连接后,用开关试触时,某同学发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,该同学接下来应该进行的操作是 。
A.检查滑动变阻器是否断路
B.移动滑动变阻器的滑片
C.检查小灯泡是否断路
D.检查开关是否接触良好
(4)实验时,电压表示数如图乙所示,为测得小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片向 端移动(选填“A”或“B”)。
(5)实验小组除测出小灯泡额定功率外,还测了多组灯泡实际工作情况下的电压与电流值,并绘制了如图(丙)所示的图像。由图像可知该灯泡额定功率为 W。
(6)由图(丙)可推知:实际电压是额定电压的一半时小灯泡的电功率为P1,实际电流是额定电流的一半时小灯泡的电功率为P2,则P1 P2(选填“>”、“<”或“=”)。
34.(5分)已知电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关。在探究“电流通过导体产生的热量跟电流的关系”时,可供选择的器材有:学生电源一个;电流表一个,5Ω和50Ω的滑动变阻器各一个;停表和开关各一个;塑料盒与U形管相连的实验装置一个(盒内密封着空气,盒内电阻丝的阻值为20Ω);导线若干。
(1)该实验选用 Ω的滑动变阻器更好。
(2)该实验可以通过比较 来判断电流通过导体产生热量的多少。
(3)连接好的实验装置如图所示。请画出实验用的表格,表中要有必要的信息。
(4)小明记录完第一次实验现象后,在第二次实验开始计时前,他应进行的操作是: 。
35.(6分)已知“物体吸热时,升高的温度与物质种类、质量、吸收热量有关”。小明现想探究“水吸热时,升高的温度与质量的关系”。提供的器材有烧杯、电加热器“220V 200W”、天平和砝码、计时器、足量的水等。装置如图1所示。
(1)除上述器材外,本实验还需要的实验器材是 。
(2)实验中小明根据电加热器铭牌上的电功率,可以计算出电加热器1s内放出的热量Q放= J。
(3)实验中,通过控制 相同来控制水吸收热量相同。多次改变水质量,测量水温升高的度数。
(4)实验记录的数据如表
物质种类
加热时间/min
初温/℃
质量/g
末温/℃
升高的温度/℃
1
水
30
20
50
46
26
2
100
34
14
3
150
30
10
4
200
28
8
5
250
26
6
6
300
25
5
①根据表中数据在坐标纸上做出水升高温度△t跟水质量m的变化关系图(图2)。
②分析图像可得出结论: 。
2020-2021学年辽宁省大连117中学九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共14小题,每小题2分,共28分)注意:第1~11小题中,每小题只有一个选项正确
1.【解答】解:A、计算器工作时主要是把电能转化为光能和声能,不是利用电流热效应工作的,故A不符合题意;
B、电冰箱的电动机工作时主要把电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,故B不符合题意;
C、洗衣机的电动机工作时主要把电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,故C不符合题意;
D、电饭煲工作时把电能转化为内能,是利用电流热效应工作的,故D符合题意。
故选:D。
2.【解答】解:在四冲程内燃机工作的四个冲程中,将机械能转化为内能的是压缩冲程;
故选:B。
3.【解答】解:A、湿布是容易导电的物体,用湿布擦拭插座时,容易引起人体触电,故A不符合安全用电原则。
B、为了用电的安全,更换灯泡前要首先切断电源,故B符合安全用电原则;
C、搬动正在通电的电器容易触电事故,故C不符合安全用电原则;
D、在电线上晾湿衣服,电线上的绝缘层有可能破损,从而使人体和带电体接触,就会造成触电事故,十分危险,故D不符合安全用电原则。
故选:B。
4.【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。
5.【解答】解:比热容是物质的一种特性,其大小只与物质的种类和状态有关,与质量、吸收或放出的热量、温度等无关,故A正确,BCD错误。
故选:A。
6.【解答】解:甲、乙两个相同的轻质小球悬挂起来,两个小球都带正电,同种电荷相互排斥,两个小球都偏离线的竖直方向,故D符合题意。
故选:D。
7.【解答】解:
A、电流表与L1和L2串联的电路并联,开关闭合后,电流表的两接线柱与电源正负极相连,会造成短路,灯泡均不亮,故A错误;
B、电流表与L1并联,且电路中没有电源,开关闭合后两灯均不会发光,故B错误;
C、两灯并联连接,电流表与L1串联,电流表测量L1中的电流,且正负接线柱连接正确,干路上开关闭合后两灯均能发光,故C正确;
D、两灯并联,电流表接在干路上可测量干路中的电流,但是电流表的正负接线柱接反,若开关闭合,电流表指针会反偏,可能会损坏电流表,故D错误。
故选:C。
8.【解答】解:A、一切物体都有内能,物体温度足够低也有内能,故A错误;
B、根据Q=cmΔt可知,质量相同的不同物体,升高相同的温度,比热容大的物体吸收的热量多,但选项中没有明确质量大小,故B错误;
C、热传递的条件是有温度差,如果内能小的物体温度高于内能大的物体,热量也会从内能小的物体传递给内能大的物体,故C错误;
D、对物体做功的同时,物体可能向外放热,因此物体内能不一定增加,故D正确。
故选:D。
9.【解答】解:
AC、由电路图可知,开关闭合后,电阻R1、R2串联,电压表测量电阻R1两端的电压;故AC错误;
B、因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电阻R2两端的电压:U2=U﹣U1=3V﹣2V=1V,
因为串联电路电流处处相等,由I=可得:
R1:R2=:=U1:U2=2V:1V=2:1;故B正确;
D、若开关断开,电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此电压表测量电源电压,示数不为0,故D错误。
故选:B。
10.【解答】解:当开关闭合后,该电路为混联电路,灯泡与电水壶并联后再与R串联在电路中;
根据并联电路电阻越并越小,小于任何一个分电阻可知,并联部分电阻变小,整个电路的电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大;
根据U=IR可知,R两端的电压变大,根据串联电路的电压规律可知,灯泡两端的电压变小;
根据P=UI可知,电源电压不变,电路中的电流变大,整个电路总功率变大;
综上所述,A正确,BCD错误。
故选:A。
11.【解答】解:闭合开关S1和S2,灯L1发光,这说明灯L1所在的支路是通路;灯L2不发光,这说明灯L2所在的电路出现了断路现象;
用试电笔分别接触插座的左、右孔,氖管均发光,这说明插座的左孔与火线之间是接通的,即左孔通过灯泡L2与火线相连,所以故障是de间断路。
故选:D。
12.【解答】解:A、闻到木料的气味,这是扩散现象,扩散现象表明分子不停地做无规则运动,故A正确。
B、木料分子间同时存在引力和斥力,故B错误。
C、切割时,电锯消耗的电能转化为机械能,一部分机械能转化为锯条的内能,故C错误。
D、切割时,锯条和木料之间克服摩擦做功,机械能转化为内能,锯条的内能增加,故D正确。
故选:AD。
13.【解答】解:
A、探究“导体电流与电阻关系”时,需控制电阻两端的电压不变,换用不同的定值电阻做实验;由于在探究时(新课学习时),还没有学习串联分压的规律和欧姆定律的相关计算,所以实验前,需将六个电阻分别连入电路寻找合适的电压值,故A正确。
B、实验中,更换定值电阻时,要用滑动变阻器来保持电阻两端电压不变,故B正确。
C、实验过程中电源电压不变,定值电阻两端的电压不变,则滑动变阻器两端的电压不变,因串联电路中导体两端的电压之比等于电阻之比,则定值电阻和滑动变阻器接入电路的阻值之比不变,所以将5Ω电阻换成10Ω电阻时,需增大滑动变阻器接入电路的阻值,所以滑动变阻器的滑片应向右移动,故C错误。
D、为使结论具有普遍性,需改变电压值再重复进行两次实验,故D正确。
故选:ABD。
14.【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测通过灯泡的电流,电压表测电源的电压;
A、因电源的电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,灯泡两端的电压和通过的电流不变,实际功率不变,灯泡L的亮度不变,故A正确;
B、当滑动变阻器R的滑片P从中点向a端滑动的过程中,接入电路中的电阻变大,由I=可知,通过R的电流变小,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A1的示数变小,由P=UI可知,电路总功率变小,故B错误;
C、因电源的电压保持不变,即电压表示数不变,电流表A1的示数变小,所以电压表与电流表A1比值变大,故C正确;
D、因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过灯泡的电流不变;
又因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A1示数变化量等于滑动变阻器电流的变化量,故D正确。
故选:ACD。
二、填空题(本题共12小题,每空1分,25、26每题2分,共24分)
15.【解答】解:
(1)将苹果放在纸箱里,在箱外就能闻到苹果的香味,这说明分子在不停地做无规则运动。
(2)苹果很难被掰开,这说明分子间存在引力。
故答案为:做无规则运动;引力。
16.【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。
17.【解答】解:汽车在刹车过程中,因摩擦将机械能转化为地面、轮胎和空气的内能。在能量的转化或转移过程中,能的总量保持不变。
故答案为:内;不变。
18.【解答】解:(1)小明家电能表8月底表盘数字是03663,示数为366.3kW•h;8月初表盘数字是02163,示数为216.3kW•h,8月份消耗的电能为:366.3kW•h﹣216.3kW•h=150kW•h;
(2)600R/(kW•h)表示:电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转600r;
电能表转盘转动100r,电路中消耗的电能:
W=kW•h=kW•h,
时间t=5min=h=h,
小明家这段时间内用电器平均功率:
P===2kW=2000W。
故答案为:150;2000。
19.【解答】解:(1)火箭升空时将燃料燃烧的化学能转化成内能,再转化为火箭和卫星的机械能;
(2)卫星集成电路中的二极管和三极管都是用半导体材料制成的。
故答案为:机械能;半导体。
20.【解答】解:由图可知,灯泡的两端被金属丝连接,则灯泡被短路,会引起电路中的电流过大,空气开关会“跳闸”;
空气开关“跳闸”了,所以正确使用试电笔金属笔尖接触a处导线,此处与火线之间是断开的,试电笔氖管不发光。
故答案为:短路;不发光。
21.【解答】解:因串联电路中各处电流都相等,所以通过电阻R1、R2的电流之比1:1;
由I=可知,电阻R1、R2两端电压之比:U1:U2=IR1:IR2=R1:R2=12Ω:4Ω=3:1。
故答案为:1:1;3:1。
22.【解答】解:白炽灯灯泡长期使用后,钨丝因升华变细,横截面积变小,导致灯丝电阻变大,根据电功率公式P=可知灯的实际功率变小。
故答案为:变大;变小。
23.【解答】解:由电路图可知,三个灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测流过灯L2与L3的电流,电流表A3测流过灯L3的电流,
由电流表A3的示数可知,通过灯L3的电流:I3=IA3=0.6A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过灯L2的电流:I2=IA2﹣IA3=1A﹣0.6A=0.4A,
通过灯L1的电流:I1=IA1﹣IA2=1.2A﹣1A=0.2A。
故答案为:0.2A;0.4A;0.6A。
24.【解答】解:由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:
I1===0.5A,I2===1A,
由I=可得,两灯泡的电阻分别为:
R1===12Ω,R2===6Ω,
因串联电路中各处的电流相等,且其中一盏灯正常发光,另一盏灯的实际功率不超过额定功率,
所以,两灯泡串联时,该电路中的电流I=0.5A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路两端的电压:
U=I(R1+R2)=0.5A×(12Ω+6Ω)=9V,
没有正常发光的那盏灯的实际功率为:
P2′=I2R2=(0.5A)2×6Ω=1.5W。
故答案为:9;1.5。
25.【解答】解:根据题意可知,灯L1与L2并联,开关控制所有用电器,则开关接在干路中;
电流表测灯L1的电流,则电流表与灯泡串联在支路中,由于不知道电路中电流的大小,电流表要选用大量程;
滑动变阻器滑片向B端移动时,灯L1亮度不变,灯L2变亮,这说明滑动变阻器能控制灯泡L2,所以滑动变阻器与灯泡L2串联在支路中;灯泡变亮,说明通过灯泡的电流变大,根据欧姆定律可知,该支路的总电阻变小,即滑动变阻器连入电路的电阻变小,所以滑动变阻器接上方一个接线柱和B接线柱,如图所示:
26.【解答】解:两盏灯是并联的,两盏灯有一个开关控制,开关接在干路上;火线首先过开关再入灯泡。如图所示
三、计算题(本题共3小题,共20分)
27.【解答】解:(1)根据热值公式:q=可知,航空煤油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=4800kg×4.0×107J/kg=1.92×1011J;
(2)运输机航行时间:t=1h=3600s;
发动机做的有用功:
W有=Pt=3.2×107W×3600s=1.152×1011J;
发动机的热机效率:
η=×100%=×100%=60%
答:(1)航空煤油完全燃烧放出的热量是1.92×1011J;
(2)该发动机的热机效率是60%。
28.【解答】解:(1)由题知,灯泡的额定电压3.8V,正常工作电流为0.3A,
所以,灯泡的额定功率:P额=U额I=3.8V×0.3A=1.14W;
(2)由图知,灯与定值电阻R并联,电流表测R支路电流,即IR=0.2A,
小灯泡正常发光,两端的实际电压等于额定电压,
因为并联电路各支路两端电压相等,所以R两端的电压为:UR=UL=3.8V,
由欧姆定律可得,R的阻值;
R===19Ω;
(3)由焦耳定律可得,R在1min内产生的热量:
Q=IR2Rt=(0.2A)2×19Ω×60s=45.6J。
答:(1)小灯泡L的额定功率是1.14W;
(2)定值电阻R的阻值是19Ω;
(3)定值电阻R在1min内产生的热量为45.6J。
29.【解答】解:(1)水吸收的热量:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×200×10﹣3kg×(50℃﹣28℃)=1.848×104J;
(2)因W=Q吸,所以由W=Pt可知,用低温挡加热,需要“充电”的时间:t====420s;
(3)因S1、S2都闭合时,两电阻并联,所以R2的加热功率:P2=P高温﹣P低温=110W﹣44W=66W,
由P=可知,电热丝R2的阻值:R2==≈733Ω。
答:(1)暖手宝中水温度由28℃升高到50℃,需要吸收1.848×104J的热量;
(2)若用低温挡加热,需要“充电”的时间为420s;
(3)电热丝R2的阻值是733Ω。
四、简答题(本题共2道题,每小题3分,共6分)
30.【解答】答:如直接用塑料容器装运汽油,汽油与容器壁摩擦,会使塑料容器和汽油上带上异种电荷。当电荷聚集到一定程度时,塑料桶和汽油上异种电荷会产生放电现象,产生电火花。当达到汽油着火点时会引起汽油燃烧,甚至爆炸。因此,严禁直接用塑料容器装运汽油。
31.【解答】答:(1)电线换成更粗的,材料不变,长度不变,横截面积增大,电阻变小。
(2)根据Q=I2Rt,电阻变小,电流在导线上产生的热量变小。
(3)在线路改造时,还把电能表换成额定电流更大的,根据P=UI,电压不变,电流增大,功率增大,改造后家庭中可以使用的用电器总功率将变大。
五、综合题(共4道题,共22分)
32.【解答】解:(1)实验的次数至少3次,并且每次至少使用两个电阻并联,所以应选择的电阻至少是三个,为避免一支路电流与另一支路电流的比值是相等的错误结论,故实验中,选用三个电阻任意两个电阻之比不相等的电阻进行实验,故选5Ω、10Ω、15Ω或10Ω、15Ω、20Ω或5Ω、15Ω、20Ω的电阻均可;
(2)本实验需要做多次,是为了从众多的数据中寻找普遍规律;
(3)已知a处和c处电流都大于0.6A,则需用大量程测a、c点的电流;虽然b处电流小于0.6A,但同一次实验中同一测量仪器的精确度应相同,便于在误差允许的范围内得出正确的结论,所以也应该用大量程测b点的电流;当改变电阻规格进行另一次实验时,a、b、c三处电流都小于0.6A,则电流表均应选用小量程;
(4)把电流表接在C处,闭合开关后,发现电流表的指针来回摆动;说明电路中有时有电流,有时无电流,应该是存在接触不良的情况;故障的原因可能是某接线柱处接触不良,故选D。
故答案为:(1)5Ω、10Ω、15Ω或10Ω、15Ω、20Ω或5Ω、15Ω、20Ω;(2)使实验结论具有普遍性;(3)大,小;(4)D。
33.【解答】解:(1)利用电压表测量小灯泡两端的电压,利用电流表测量小灯泡的电流,根据P=UI测量小灯泡的功率,故此实验原理是P=UI;
(2)因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表应选0~3V的量程与小灯泡并联,如图所示:
(3)闭合开关S后,但电流表和电压表均有示数,说明电路为通路,发现小灯泡不亮,原因是电流过小,故接下来首先应该操作的是移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光,选B;
(4)由图乙所示电压表可知,其量程为0~3V,分度值为0.1V,所示为1.9V,灯泡两端电压小于额定电压,根据串联电路电压的规律,要减小变阻器的电压,由分压原理可知,减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应向A端移动滑片,使灯泡两端电压增大为额定电压;
(5)根据图丙可知,灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,则灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
(6)如果灯泡电阻不随温度变化,则灯泡电压为其额定电压一半时的电流等于额定电流的一半,其实际功率等于额定功率的四分之一,
由丙图图象可知,灯泡实际电压为额定电压一半时的电流大于额定电流的一半,此时灯泡实际功率P1=U1I1>U额×I额>P额;
如果灯泡电阻不随温度变化而变化,电流等于额定电流一半时,灯泡实际功率等于额定功率的四分之一,
由丙图图象可知,通过灯泡电流为其额定电流一半时的电压小于额定电压的一半,则灯泡实际功率P2=U2I2<U额×I额<P额,
所以P1>P2。
故答案为:(1)P=UI;(2)如图所示;(3)B;(4)A;(5)0.625;(6)>。
34.【解答】解:(1)探究电流通过导体产生的热量跟电流的关系时,应选择50Ω的滑动变阻器,通过调节滑动变阻器的滑片可以使电路中的电流变化比较大;
(2)电阻丝产生热量,气体体积膨胀,U形管左右液面出现高度差,实验中可以通过观察U形管的液面高度差来判断产生热量的多少;
(3)记录的实验表格如下所示:
次数
电阻R
通电时间t
电流I
U形管两端液面高度差Δh
热量Q
1
相同
相同
小
2
中
3
大
(4)为了使U形管内两液面回到原位,每次实验(即获得一组数据)后,都要断开开关,打开盒盖上的通气孔,待U形管中的液面相平后,关闭通气孔,再进行下一次实验。
故答案为:(1)50;(2)U形管的液面高度差;(3)实验表格如上表所示;(4)断开开关,打开盒盖上的通气孔。
35.【解答】解:(1)本实验是探究“水吸热时,升高的温度与质量的关系”,因此该实验需要测量质量和温度的工具,结合已知器材可知,还需要温度计;
(2)电加热器1s内放出的热量:Q放=W=Pt=200W×1s=200J;
(3)因为实验中,通过加热时间的长短反映了物质吸收热量的多少,因此实验中,可通过控制加热时间相同来控制水吸收热量相同;
(4)①根据表中数据在坐标系中先描点,然后用平滑曲线将各点连接起来;如下图所示:
②根据表中数据可知,水吸收热量时,升高的温度随质量增加而减小且减小越来越慢。
故答案为:(1)温度计;(2)200;(3)加热时间;(4)①如上图所示;②水吸收热量时,升高的温度随质量增加而减小且减小越来越慢。
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