福建省厦门市五缘实验学校2023-2024学年九年级上学期期中考试物理试卷
展开1.(2分)妈妈对你说,今天降温了,看看墙上挂的寒暑表,关于该寒暑表,下列说法正确的是( )
A.寒暑表的量程是﹣50~50℃
B.寒暑表的分度值是0.1℃
C.寒暑表的示数是21℃
D.寒暑表的示数是39℃
2.(2分)铸造青铜器时,工匠将铜料加热化为铜液注入模具,铜液冷却成形( )
A.铜料化为铜液需要放热
B.铜料化为铜液是熔化
C.铜液冷却成形需要吸热
D.铜液冷却成形是凝华
3.(2分)关于生活现象的解释,下列说法中错误的是( )
A.高压锅煮食物熟得快,是因为锅内气压大,沸点低
B.人出汗后吹风扇会感觉更凉快,是因为加快了蒸发
C.夏天,从冰箱拿出来的饮料瓶外壁会冒汗,这是一种液化现象
D.湖南的冬季,窗户上的小水珠常出现在玻璃内侧
4.(2分)“二十四节气”是我国古代农耕文明伟大成就之一。古人通过观测天体运行,总结出一年中时令、气候、物候等变化的规律,体现了我国古代人民的智慧。诗句“一朝秋暮露成霜”( )
A.露和霜都是固体
B.露是由霜熔化形成的
C.霜是由露凝固形成的
D.霜是由水蒸气凝华形成的
5.(2分)农历五月初五,人们喜爱煮茶叶蛋为节日增添一道美食。下列关于制作茶叶蛋所涉及的物理知识,说法正确的是( )
A.煮熟鸡蛋是通过做功增大鸡蛋内能
B.蛋壳能轻松被敲碎,说明蛋壳分子间不存在引力
C.蛋清从白色变成褐色的原因是发生了扩散现象
D.茶叶蛋在汤中越泡越咸,说明分子运动剧烈程度与温度无关
6.(2分)下列与比热容有关的生活现象,描述正确的是( )
A.沙漠地区昼夜温差小
B.汽车发动机常用水做冷却剂
C.在太阳光的照射下,干泥土比湿泥土升温慢
D.“早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”是我国沿海地区的生活写照
7.(2分)喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图甲);扭转瓶子(如图乙),瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图丙),分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似,这两个冲程是( )
A.吸气冲程和压缩冲程B.压缩冲程和做功冲程
C.做功冲程和排气冲程D.压缩冲程和排气冲程
8.(2分)汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A.甲图是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由乙图可知该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值
9.(2分)“金陵金箔”是国家级非物质文化遗产,手工打造的金箔轻薄柔软,不能用手直接拿取,如图甲所示;再将羽毛靠近工作台上方的金箔,如图乙所示。羽毛扫过纸垫的结果和吸住金箔的原因,分别是( )
A.摩擦使得羽毛和纸垫带异种电荷;异种电荷相互吸引
B.摩擦使得羽毛和纸垫带异种电荷;带电物体吸引轻小物体
C.摩擦使得羽毛和纸垫带同种电荷;异种电荷相互吸引
D.摩擦使得羽毛和纸垫带同种电荷;带电物体吸引轻小物体
10.(2分)张明同学发现,未戴头盔骑行“共享助力车”存在安全隐患。于是他设计以下改进方案:在头盔内加装遥控设备,控制下列助力车工作电路中开关S2的通断。骑行前,扫码成功后开关S1闭合,指示灯L亮,但电机不工作,头盔内遥控设备遥控S2闭合,电动机才通电工作;若只戴头盔不扫码则无法骑行。下列电路符合以上设计要求的是( )
A.B.
C.D.
11.(2分)如图所示是一位同学连接的电路。闭合开关后,下列对各元件状况的判断正确的是( )
A.灯L1不亮B.灯L2不亮
C.电流表无示数D.电池被烧坏
12.(2分)用如图所示电路探究串联电路的电压规律,下列说法正确的是( )
A.电压表不能直接测量电源电压
B.若测量L1两端电压,需将电压表并联在A、B两点间,且电压表正接线柱接A点
C.实验得到的结论为:串联电路电压处处相等
D.改变两个小灯泡的规格,重复实验,是为了减小实验误差
13.(2分)如图,电源电压不变。闭合开关,发现灯泡不亮,电压表有示数且等于电源电压。排除故障后,滑动变阻器的滑片P向左移动( )
A.灯泡不亮是因为滑动变阻器阻值过大
B.灯泡不亮是因为灯泡短路
C.排除故障后,滑片P向左移动,灯泡变暗
D.排除故障后,滑片P向左移动,电流表和电压表示数均变大
14.(2分)下列各电路中,电源电压不变。先闭合开关S,再闭合开关S1,电流表示数不变的是( )
A.B.
C.D.
15.(2分)如图所示,是列车上烟雾报警器的简化原理图。内装有一个激光发生器及带有一光敏电阻R的电路,其中电源电压恒定,R0为定值电阻。有烟雾产生时,激光被烟雾遮挡而使光敏电阻的阻值发生变化,从而改变电路中的电流。当电路中的电流增大至某一数值时报警器开始报警。下列说法中正确的是( )
A.光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大
B.烟雾越浓,电压表示数越大
C.若要提高警报灵敏度,可以适当增大R0的阻值
D.烟雾越浓,电流表示数越大
16.(2分)将一根细金属丝置入柔性塑料中,可以制成用来检测物体形变的器件应变片,其结构如图1所示。将它接入图2所示的电路,R为定值电阻。闭合开关S,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,导致电阻变大,则电路中的( )
A.电压表和电流表示数都变大
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表和电流表示数都变小
D.电压表示数变大,电流表示数变小
二、填空题(每空、每图2分,共16分)
17.(2分)如图是市面上出售的一种网红食品——“炒酸奶”。将﹣196℃的液态氮和酸奶倒入容器中,液态氮迅速汽化 (选填“吸收”或“放出”)大量热量,使酸奶瞬间 (填物态变化名称)成块。
18.(2分)2022年2月27日11时许,伴随着一阵山呼海啸般的巨响,长征八号遥二运载火箭搭载着22颗卫星,创造了我国“一箭多星”即单次发射卫星数量最多的纪录,由此开启了我国新的共享火箭“拼车”模式。火箭发动机做功把燃料燃烧的内能转化为 能,若该燃料的热值为1.4×108J/kg,则完全燃烧500g该燃料放出的热量是 J。
19.(2分)微波炉能产生微波,是厨房好帮手。微波碰到金属会反射,但可以穿过玻璃、塑料、陶瓷等绝缘材料。微波能引起食物内的水分子振动,将食物快速加热。微波炉外壳用金属材料制成,为防止微波泄露,炉门处有安全锁开关。当炉门打开,安全锁开关就会切断电路。为防止炉内温度过高,当温度达到180℃时,温控开关会切断电路。
(1)在微波炉中 (选填“能”或“不能”)选用铁质容器来加热饭菜。
(2)微波炉的安全锁开关与温控开关是 (选填“串联”或“并联”)的。
20.(2分)为了保护同学们的视力,很多学校教室里的日光灯全部更换成如图所示的LED护眼灯,每间教室里的9盏LED护眼灯的连接方式是 联的。如果打开护眼灯之后,老师又打开了教室中的多媒体设备,则教室电路中的总电流会 (选填“增大”或“减小”)。
21.(2分)如图所示,电压表的读数为 V;滑动变阻器以图所示方式接入电路,当滑片向左滑动时 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
22.(2分)如图甲所示电路,开关S1、S2闭合后两电流表的指针均指在同一位置,示数如图乙所示,则两电阻之比R1:R2= ;只断开开关S2,电流表A1的示数将 (变大/变小/不变)。
23.(2分)如图是测量小灯泡L2两端电压的电路,其中有一条导线接错了。请在接错的导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线。
24.(2分)为使电路正常工作,请在图中恰当位置填入电流表或电压表。
四、简答题(共2分)
25.(2分)做饭时,妈妈不小心将胡椒粉撒到了粗粒盐盒里,她想将胡椒粉与盐分离,拿了一根筷子在毛皮上摩擦几下,然后将筷子靠近胡椒粉,成功地将其与粗粒盐分开。请回答:
(1)小玉选用的筷子是金属的还是塑料的?
(2)请解释胡椒粉与粗粒盐分开的原因。
五、实验题(每空1分、图2分,共29分)
26.(6分)用如图1所示实验装置,探究室温下冰熔化时温度的变化规律。
(1)将冰打碎后放入烧杯,温度计插入碎冰中。图2中温度计示数为 ℃。
(2)由实验数据绘制成图3所示图像,可知,AB段该物质是 态,BC段 (选填“需要”或“不需”)吸热;由实验可知,冰属于 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(3)研究表明晶体的熔点与压强有关,压强越大,晶体的熔点越低,在温度较低的环境中,将拴有重物的细金属丝挂在冰块上 (选填“增大”或“减小”),从而使冰的熔点 (选填“升高”或“降低”)了,金属丝下方的冰块熔化,熔化而成的水又很快凝固
27.(4分)在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,某同学利用如图甲所示的装置进行实验,用酒精灯给水加热至沸腾,每隔0.5min记录一次数据,绘制出如图乙所示的图像。
(1)某时刻温度计示数如图(甲)所示,该时刻的温度是 ℃。
(2)分析图(乙)可知,水在沸腾时,温度 。
(3)为缩短将水加热至沸腾所用时间,可采用的方法是 (写出一种合理方法即可)。
(4)通过实验发现水的沸点低于100℃,可能原因是该地区的大气压强 标准大气压。
28.(5分)某小组同学比较沙子和水的比热容,实验装置如图甲、乙所示。
(1)在两个相同的易拉罐内分别装入初温、 相同的沙子和水。
(2)用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水,加热过程中需用玻璃棒不断搅拌,搅拌的目的是: ,测得实验数据如表格所示。
(3)5min时,温度计显示沙子的温度如图丙所示,其读数为 ℃。
(4)加热相同的时间,发现沙子的温度升得更高,有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多 (正确/错误)。
(5)分析数据可得沙子的比热容 (小于/等于/大于)水的比热容。
29.(6分)在“探究并联电路中电压的特点”实验中,实验电路如图甲所示:
(1)连接电路时开关应处于 状态。
(2)要用电压表测量小灯泡L1两端的电压,请用笔画线代替导线在答题卡上将实物电路连接完整。
(3)闭合开关,观察到小灯泡L1发光、L2不发光,故障可能是 。
(4)排除故障后,用电压表分别测量小灯泡L1、L2及电源两端的电压,电压表示数均如图乙所示,为 V。更换不同规格的小灯泡多次测量,发现电压表示数均如图乙所示。由此得出结论并联电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压 。
30.(8分)在“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验中,小明利用稳压电源(恒为4.8V)、电阻箱(阻值可调节)(“60Ω 0.6A”)、电压表、电流表、导线若干做了如下实验:
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时;
(2)按照(1)问中你的连接方式,闭合开关前 端;(选填“左”或“右”)
(3)小明控制电阻箱接入电路的阻值R=5Ω一定,调节滑动变阻器的阻值,进行了5次实验,其中第4次实验时,电压表指针如图乙所示 V,通过实验数据的分析可得出:通过导体的电流与 的关系;
(4)小明实验时控制电压表的示数U=3V一定,通过移动变阻器滑片P和改变电阻箱R接入电路的阻值,进行了5次实验,通过实验数据的分析可得出:通过导体的电流与 的关系,本实验研究物理问题所用到的方法是 。
(5)小明按照(4)问的实验操作进行更多的数据探究,电阻箱接入电路的阻值不能超过 Ω。
六、计算题(31题6分,32题6分,33题9分)
31.(6分)高能聚合油是一种安全、清洁、可再生的新型环保燃料。某次用高能聚合油灶具将10kg的水从0℃加热到100℃。已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),高能聚合油的热值约为4.2×107J/kg。求:
(1)这些水吸收的热量;
(2)若不考虑热损失,则燃烧了多少千克高能聚合油。
32.(6分)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为30Ω,闭合开关S1,断开开关S2,电流表A1的示数为0.3A;闭合开关S1和S2,电流表A2的示数为1.2A。求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R2的阻值。
33.(9分)某款环保能源汽车——氢能重卡,它满载时总质量为50t,车轮总着地面积为0.8m2,采用氢燃料发动机获得动力。若某次运输过程中,汽车以300kW的输出功率,在水平公路上匀速直线行驶了20min,q柴油取4.0×107J/kg)求:
(1)汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压强;
(2)这次行驶过程中,汽车消耗的氢能为多少焦耳;
(3)若这次行驶过程中消耗的氢能由柴油来提供,至少需要完全燃烧柴油的质量。
2023-2024学年福建省厦门市五缘实验学校九年级(上)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、单选题(每小题2分,共32分)
1.(2分)妈妈对你说,今天降温了,看看墙上挂的寒暑表,关于该寒暑表,下列说法正确的是( )
A.寒暑表的量程是﹣50~50℃
B.寒暑表的分度值是0.1℃
C.寒暑表的示数是21℃
D.寒暑表的示数是39℃
【答案】C
【分析】常见温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的;温度计读数时,视线应与液柱的上表面齐平,并明确分度值、看清零上或零下再进行读数。
【解答】解:如图所示,寒暑表的量程是﹣30℃~50℃,故其分度值为1℃,故ABD错误。
故选:C。
2.(2分)铸造青铜器时,工匠将铜料加热化为铜液注入模具,铜液冷却成形( )
A.铜料化为铜液需要放热
B.铜料化为铜液是熔化
C.铜液冷却成形需要吸热
D.铜液冷却成形是凝华
【答案】B
【分析】物质从固态变为液态为熔化,熔化吸热;物质从液态变为固态为凝固,凝固放热。
【解答】解:AB、铜料化为铜液为熔化现象,故A错误;
CD、铜液冷却成形为凝固,故CD错误。
故选:B。
3.(2分)关于生活现象的解释,下列说法中错误的是( )
A.高压锅煮食物熟得快,是因为锅内气压大,沸点低
B.人出汗后吹风扇会感觉更凉快,是因为加快了蒸发
C.夏天,从冰箱拿出来的饮料瓶外壁会冒汗,这是一种液化现象
D.湖南的冬季,窗户上的小水珠常出现在玻璃内侧
【答案】A
【分析】(1)液体的沸点跟气压有关,气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低;
(2)影响蒸发快慢的因素包括液体温度的高低、液体表面积的大小、以及空气流动速度的快慢;
(3)物质由气态变为液态的过程叫做液化;
(4)冬季室内温度较高,根据液化的特点分析小水珠出现的位置。
【解答】解:A.因为水的沸点与压强有关,沸点升高,所以水沸腾时高压锅内的温度高于普通锅内的温度,食物熟的越快;
B.人出汗后吹风扇会感觉更凉快,加快了汗液的蒸发;
C.夏天从冰箱中取出的饮料瓶会“冒汗”,故C正确;
D.冬季室内温度较高,放出热量,附着在玻璃内侧。
故选:A。
4.(2分)“二十四节气”是我国古代农耕文明伟大成就之一。古人通过观测天体运行,总结出一年中时令、气候、物候等变化的规律,体现了我国古代人民的智慧。诗句“一朝秋暮露成霜”( )
A.露和霜都是固体
B.露是由霜熔化形成的
C.霜是由露凝固形成的
D.霜是由水蒸气凝华形成的
【答案】D
【分析】物质从固态变为液态是熔化过程;物质从液体变为固态是凝固过程;物质从气态变为液态是液化过程;物质从液态变为气态是汽化过程;物质从固态直接变为气态是升华过程;物质从气态直接变为固态是凝华过程。
【解答】解:露是空气中的水蒸气变成液态的小水滴,是液化过程,是凝华过程,D正确。
故选:D。
5.(2分)农历五月初五,人们喜爱煮茶叶蛋为节日增添一道美食。下列关于制作茶叶蛋所涉及的物理知识,说法正确的是( )
A.煮熟鸡蛋是通过做功增大鸡蛋内能
B.蛋壳能轻松被敲碎,说明蛋壳分子间不存在引力
C.蛋清从白色变成褐色的原因是发生了扩散现象
D.茶叶蛋在汤中越泡越咸,说明分子运动剧烈程度与温度无关
【答案】C
【分析】(1)做功和热传递都可以改变物体的内能;
(2)分子间存在相互作用的引力和斥力;
(3)不同物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散。扩散现象说明分子在做无规则运动,且分子之间有间隙;
(4)分子的无规则运动与温度有关,温度越高,分子的无规则运动越剧烈。
【解答】解:A、鸡蛋在煮熟的过程中吸收热量,故A错误;
B、蛋壳能轻松被敲碎,不能说明蛋壳分子间不存在引力;
C、蛋清从白色变成褐色的原因是发生了扩散现象,故C正确.
D、茶叶蛋在汤中越泡越咸,不能说明分子运动剧烈程度与温度无关。
故选:C。
6.(2分)下列与比热容有关的生活现象,描述正确的是( )
A.沙漠地区昼夜温差小
B.汽车发动机常用水做冷却剂
C.在太阳光的照射下,干泥土比湿泥土升温慢
D.“早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”是我国沿海地区的生活写照
【答案】B
【分析】水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度少,据此分析。
【解答】解:A.沙漠地区的砂石多,砂石吸收热量,因此温度变化大;晚上,由于砂石的比热容小,气温降得很低,故A错误;
B.水的比热容大,升高或降低相同的温度;吸收或放出相同的热量,因此汽车发动机常用水做冷却剂;
C.水的比热容较大;在阳光照射下吸热相同可知,干泥土的温度升高得更快;
D.因为沙子的比热容较小,吸收热量后,气温较高,放出热量后,气温较低,产生了“早穿棉袄午穿纱,故D错误。
故选:B。
7.(2分)喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图甲);扭转瓶子(如图乙),瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图丙),分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似,这两个冲程是( )
A.吸气冲程和压缩冲程B.压缩冲程和做功冲程
C.做功冲程和排气冲程D.压缩冲程和排气冲程
【答案】B
【分析】四冲程内燃机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程,根据每个冲程的特点和能量转化情况来判断冲程的类型;工作过程中能量的转化:①压缩冲程:机械能→内能;②做功冲程:内能→机械能;③吸气冲程、排气冲程没有能量转化。
【解答】解:如图乙,扭转瓶子时,是机械能转化为内能;当瓶盖被瓶内的气体冲出时,内能转化为机械能。所以A、C,B正确。
故选:B。
8.(2分)汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A.甲图是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由乙图可知该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值
【答案】A
【分析】(1)内燃机的压缩冲程将机械能转化为内能;
(2)热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,结合图中数据分析;
(3)热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
【解答】解:
A、根据图甲可知、活塞上行,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高;
B、热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,输出有用功所占比例为:100%﹣36%﹣30%﹣6%=28%,故B错误;
CD、热值是燃料本身的一种特性,和燃料的质量、燃烧是否充分,故CD错误。
故选:A。
9.(2分)“金陵金箔”是国家级非物质文化遗产,手工打造的金箔轻薄柔软,不能用手直接拿取,如图甲所示;再将羽毛靠近工作台上方的金箔,如图乙所示。羽毛扫过纸垫的结果和吸住金箔的原因,分别是( )
A.摩擦使得羽毛和纸垫带异种电荷;异种电荷相互吸引
B.摩擦使得羽毛和纸垫带异种电荷;带电物体吸引轻小物体
C.摩擦使得羽毛和纸垫带同种电荷;异种电荷相互吸引
D.摩擦使得羽毛和纸垫带同种电荷;带电物体吸引轻小物体
【答案】B
【分析】手持羽毛轻轻扫过纸垫,羽毛与纸垫摩擦,根据摩擦起电的原因可知,羽毛和纸垫带上了异种电荷;羽毛带了电,靠近金箔,由于带电体会吸引轻小物体,故羽毛即可将金箔吸住,据此可得出结论。
【解答】解:手持羽毛轻轻扫过纸垫,羽毛与纸垫摩擦,羽毛和纸垫带上了异种电荷,靠近金箔,故羽毛即可将金箔吸住,ACD错误。
故选B。
10.(2分)张明同学发现,未戴头盔骑行“共享助力车”存在安全隐患。于是他设计以下改进方案:在头盔内加装遥控设备,控制下列助力车工作电路中开关S2的通断。骑行前,扫码成功后开关S1闭合,指示灯L亮,但电机不工作,头盔内遥控设备遥控S2闭合,电动机才通电工作;若只戴头盔不扫码则无法骑行。下列电路符合以上设计要求的是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】根据题意分析两个开关的作用、灯泡与电动机的连接方式,然后选出正确的电路图。
【解答】解:根据题意可知,骑行前1闭合,指示灯L亮;从车头取出头盔并戴上后2闭合,电动机才通电工作,是并联的,则开关S5在干路中控制整个电路,开关S2与电机在一条支路中,故C正确。
故选:C。
11.(2分)如图所示是一位同学连接的电路。闭合开关后,下列对各元件状况的判断正确的是( )
A.灯L1不亮B.灯L2不亮
C.电流表无示数D.电池被烧坏
【答案】A
【分析】(1)电流表相当于导线,电流表要与被测电路串联。
(2)短路包括:①电源短路:是指用导线直接将电源两极连接起来的电路。电源短路时,电路中有强大的电流通过,可能烧毁电源和导线,甚至引起火灾,因此绝对不允许发生电源短路。
②用电器短路(部分电路短路):是指用一根导线将某用电器的两端直接连接起来。这时没有电流通过用电器,该用电器不会损坏。
【解答】解:观察电路图可知,两灯泡串联接入电路1并联,造成灯L1短路;
当开关闭合后,灯L6因短路不亮,L2有电流通过,电流表有示数,不会被烧坏,BCD错误。
故选:A。
12.(2分)用如图所示电路探究串联电路的电压规律,下列说法正确的是( )
A.电压表不能直接测量电源电压
B.若测量L1两端电压,需将电压表并联在A、B两点间,且电压表正接线柱接A点
C.实验得到的结论为:串联电路电压处处相等
D.改变两个小灯泡的规格,重复实验,是为了减小实验误差
【答案】B
【分析】(1)电压表测量电压时,与待测电路并联;
(2)电压表接入电路中时,电流从正接线柱流入,从负接线柱流出;电压表应与用电器并联;
(3)在串联电路中,电源电压等于各部分电路两端电压之和;
(4)在物理学规律性实验中,如果只通过一组数据来得出结论,具有偶然性,为使结论具有普遍性,应更换一些条件再进行多次测量实验。
【解答】解:
A、电压表可以直接并联在电源两端,故A错误;
B、若测量L1两端电压,需将电压表并联在A,电流从正接线柱流入,所以电压表正接线柱接A点;
C、本实验的结论为:在串联电路中,故C错误;
D、多次测量的目的是使结论具有普遍性,不是减小误差。
故选:B。
13.(2分)如图,电源电压不变。闭合开关,发现灯泡不亮,电压表有示数且等于电源电压。排除故障后,滑动变阻器的滑片P向左移动( )
A.灯泡不亮是因为滑动变阻器阻值过大
B.灯泡不亮是因为灯泡短路
C.排除故障后,滑片P向左移动,灯泡变暗
D.排除故障后,滑片P向左移动,电流表和电压表示数均变大
【答案】D
【分析】(1)由图可知,闭合开关S后,灯泡与变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量R两端的电压。判断电路故障时,首先根据电流表示数来判断,电流表有示数说明电路是通路,电流表无示数说明电路是断路,当电路是断路时,再根据电压表判断断路的具体位置,电压表有示数说明与电压表并联之外的电路是连通的,与电压表并联的部分电路是断开的,电压表无示数说明与电压表并联之外的电路是断开的;
(2)滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路中总电阻变小,电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电根据串联分压特点可知滑动变阻器两端的电压变小,根据串联电路的电压特点可知灯泡两端的电压变大,根据P=UI可据此分析灯泡的实际功率。
【解答】解:AB、由图可知,电压表测量小灯泡两端的电压,发现小灯泡不亮,说明电路是断路,说明电压表并联的部分电路断路,故AB错误;
CD、滑片P向左滑动时,电路中总电阻变小,根据欧姆定律可知,灯丝中电流变大,根据串联电路的电压特点可知灯泡两端的电压变大,根据P=UI可知灯丝的实际功率变大,故AC错误。
故选:D。
14.(2分)下列各电路中,电源电压不变。先闭合开关S,再闭合开关S1,电流表示数不变的是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】A.当S闭合时,电阻R1和电阻R2串联;再闭合S1后,R2被短路,只有R1接入电路,根据欧姆定律分别计算两种情况的电流值,比较得出结论;
B.当S闭合时,电阻R1和电阻R2并联,由于S1断开,电阻R1支路断路,电流表测通过R1的电流;再闭合S1后,电阻R1支路连通,根据欧姆定律分别计算两种情况的电流值,比较得出结论;
C.当S闭合时,电阻R1和电阻R2并联,电流表测通过R2的电流,由于S1断开,电阻R1支路断路;再闭合S1后,电阻R1支路连通,并联电路各支路电压相等且等于电源电压,根据欧姆定律分别计算两种情况的电流值,比较得出结论;
D.当S闭合时,电阻R1和电阻R2并联,电流表测干路电流,由于S1断开,电阻R1支路断路;再闭合S1后,电阻R1支路连通,电流表示数I等于两支路电流之和,根据欧姆定律分别计算两种情况的电流值,比较得出结论。
【解答】解:
A.当S闭合时,电阻R1和电阻R2串联,根据欧姆定律;再闭合S1后,R7被短路,只有R1接入电路,此时电流表示数I=,S6断开前后电流表示数不等,发生了变化。
B.当S闭合时,电阻R1和电阻R2并联,由于S6断开,电阻R1支路断路,电流表测通过R1的电流,电流表示数为71后,电阻R1支路连通,此时电流表示数I=,S1断开前后电流表示数不等,发生了变化。
C.当S闭合时,电阻R1和电阻R7并联,电流表测通过R2的电流,由于S1断开,电阻R3支路断路,此时电流表示数I=1后,电阻R2支路连通,并联电路各支路电压相等且等于电源电压2两端电压为U,此时电流表示数I=,S4断开前后电流表示数不变,故C正确。
D.当S闭合时,电阻R1和电阻R2并联,电流表测干路电流3断开,电阻R1支路断路,此时电流表示数I=5后,电阻R1支路连通,电流表示数I等于两支路电流之和1+I8=+,S5断开前后电流表示数不等,故D错误。
故选:C。
15.(2分)如图所示,是列车上烟雾报警器的简化原理图。内装有一个激光发生器及带有一光敏电阻R的电路,其中电源电压恒定,R0为定值电阻。有烟雾产生时,激光被烟雾遮挡而使光敏电阻的阻值发生变化,从而改变电路中的电流。当电路中的电流增大至某一数值时报警器开始报警。下列说法中正确的是( )
A.光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大
B.烟雾越浓,电压表示数越大
C.若要提高警报灵敏度,可以适当增大R0的阻值
D.烟雾越浓,电流表示数越大
【答案】D
【分析】如图所示定值电阻R0与光敏电阻R串联,电流表测电路中的电流,电压表测光敏电阻两端的电压;
当有烟雾时报警,已知电路中的电流增大至某一数值时报警器开始报警,故有烟雾时,光照减弱,电路中电流增大,当电路电阻减小时,电流增大,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而减小;结合欧姆定律确定电压表示数的变化;要提高警报灵敏度,需减小电路中的电阻以增大电流,使报警器更快报警。
【解答】解:如图所示定值电阻R0与光敏电阻R串联,电流表测电路中的电流;
A、当有烟雾时报警,故有烟雾时,电路中电流增大,电流增大,故A错误;
BD、已知光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而减小,光照强度越弱,根据欧姆定律I=,根据U=IR知定值电阻R0两端的电压增大,串联电路电源电压等于各部分电压之和,即电压表示数减小,B错误;
C、要提高警报灵敏度,使报警器更快报警3的阻值会增大电路电阻减小电流,不能提高警报灵敏度。
故选:D。
16.(2分)将一根细金属丝置入柔性塑料中,可以制成用来检测物体形变的器件应变片,其结构如图1所示。将它接入图2所示的电路,R为定值电阻。闭合开关S,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,导致电阻变大,则电路中的( )
A.电压表和电流表示数都变大
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表和电流表示数都变小
D.电压表示数变大,电流表示数变小
【答案】D
【分析】根据图2可知,电路为串联电路,电压表测量应变片两端的电压,电流表测量电路中的电流;
根据应变片电阻的变化分析总电阻的变化,根据欧姆定律分析电路中电流的变化,根据串联电路的分压规律分析电压表示数的变化。
【解答】解:根据图2可知,电路为串联电路,电流表测量电路中的电流;
闭合开关S,当应变片随被检测物体发生拉伸形变时,导致电阻变大,根据欧姆定律可知电路中电流变小;
应变片的电阻变大,根据串联电路的分压规律可知,电压表示数变大。
故选:D。
二、填空题(每空、每图2分,共16分)
17.(2分)如图是市面上出售的一种网红食品——“炒酸奶”。将﹣196℃的液态氮和酸奶倒入容器中,液态氮迅速汽化 吸收 (选填“吸收”或“放出”)大量热量,使酸奶瞬间 凝固 (填物态变化名称)成块。
【答案】吸收;凝固。
【分析】(1)熔化是物质从固态变为液态的过程;凝固是物质从液态变为固态的过程。
(2)汽化是物质从液态变为气态的过程;液化是物质从气态变为液态的过程。
(3)升华是物质从固态直接变为气态的过程;凝华是物质从气态直接变为固态的过程。
(4)熔化、汽化、升华需要吸热,凝固、液化、凝华会发出热量。
【解答】解:液态氮迅速汽化的过程中会从周围(包括酸奶)吸取大量的热量,使得酸奶温度降低而凝固成块。
故答案为:吸收;凝固。
18.(2分)2022年2月27日11时许,伴随着一阵山呼海啸般的巨响,长征八号遥二运载火箭搭载着22颗卫星,创造了我国“一箭多星”即单次发射卫星数量最多的纪录,由此开启了我国新的共享火箭“拼车”模式。火箭发动机做功把燃料燃烧的内能转化为 机械 能,若该燃料的热值为1.4×108J/kg,则完全燃烧500g该燃料放出的热量是 7×107 J。
【答案】机械;7×107。
【分析】热机工作时将燃料燃烧产生的内能转化为机械能;知道燃料的质量和热值,利用Q放=mq计算出完全燃烧500g该燃料放出的热量。
【解答】解:火箭发动机做功给火箭提供动力,使火箭加速上升,增加的机械能是由燃料的内能转化而来;
根据题意可知,燃料完全燃烧的质量m=500g=0.5kg,
则完全燃烧500g燃料放出的热量:Q放=mq=5.5kg×1.3×108J/kg=7×105J。
故答案为:机械;7×107。
19.(2分)微波炉能产生微波,是厨房好帮手。微波碰到金属会反射,但可以穿过玻璃、塑料、陶瓷等绝缘材料。微波能引起食物内的水分子振动,将食物快速加热。微波炉外壳用金属材料制成,为防止微波泄露,炉门处有安全锁开关。当炉门打开,安全锁开关就会切断电路。为防止炉内温度过高,当温度达到180℃时,温控开关会切断电路。
(1)在微波炉中 不能 (选填“能”或“不能”)选用铁质容器来加热饭菜。
(2)微波炉的安全锁开关与温控开关是 串联 (选填“串联”或“并联”)的。
【答案】(1)不能;(2)串联。
【分析】(1)根据微波的“个性”:微波一碰到金属就发生反射,金属根本没有办法吸收或传导它;
微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料,且不会消耗能量;即可判断加热饭菜所用的容器;
(2)根据串并联电路中各元件的关系即可判断其连接方式。
【解答】解:(1)由题意知,微波一碰到金属就发生反射,所以在微波炉中不能选用铁质容器来加热饭菜。
(2)家用微波炉的炉门安全锁开关与温控开关相互影响,只有同时闭合时才能工作,电路就断开。
故答案为:(1)不能;(2)串联。
20.(2分)为了保护同学们的视力,很多学校教室里的日光灯全部更换成如图所示的LED护眼灯,每间教室里的9盏LED护眼灯的连接方式是 并 联的。如果打开护眼灯之后,老师又打开了教室中的多媒体设备,则教室电路中的总电流会 增大 (选填“增大”或“减小”)。
【答案】并;增大。
【分析】(1)在串联电路中,各个用电器能相互影响,而在并联电路中,各个用电器不能相互影响。家庭电路中的用电器是并联的。
(2)并联电路中,干路中的电流等于各支路电流的总和。
【解答】解:(1)如图所示的LED护眼灯,每个教室里的这9盏LED护眼灯是互不影响的;
(2)如果打开护眼灯之后,老师又打开了教室中的多媒体设备。
故答案为:并;增大。
21.(2分)如图所示,电压表的读数为 2.3 V;滑动变阻器以图所示方式接入电路,当滑片向左滑动时 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】2.3;变小。
【分析】结合电压表的量程、分度值读数;当滑片向左滑动时,接入电路中的电阻丝变短,则滑动变阻器连入电路的电阻阻值变小。
【解答】解:由图可知,电压表量程为0~3V,此时电压表的示数为3.3V。
由滑动变阻器的连接方式可知,当滑片向左滑动时,则滑动变阻器连入电路的电阻阻值变小。
故答案为:2.8;变小。
22.(2分)如图甲所示电路,开关S1、S2闭合后两电流表的指针均指在同一位置,示数如图乙所示,则两电阻之比R1:R2= 1:4 ;只断开开关S2,电流表A1的示数将 变小 (变大/变小/不变)。
【答案】1:4;变小。
【分析】(1)当闭合开关S1、S2后,由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测干路路的电流,电流表A2测电阻R2电流;根据并联电路的电流特点和电流表指针的位置确定两电流表的量程,根据分度值读数示数,进一步求出两支路的电流;利用并联电路的电压特点和欧姆定律求出两电阻的阻值之比;
(2)开关S1、S2闭合时,两电阻并联,电流表A1测干路中的电流;只断开开关S2时,只有R2工作,电流表A1测通过R2的电流;由并联电路的电流特点可知只断开开关S2后电流表A1示数的变化情况。
【解答】解:(1)当闭合开关S1、S2后,两电阻并联8测干路的电流,电流表A2测电阻R2电流,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两个电流表指针的偏转相同,
所以,电流表A5的量程为0~0.8A,分度值为0.02A2的电流I2=0.36A,电流表A1的量程为7~3A,分度值为0.3A,则通过R1的电流I1=I﹣I4=1.8A﹣2.36A=1.44A;
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以可得====1:4;
(2)开关S7、S2闭合时,两电阻并联1测干路中的电流I,
只断开开关S8时,只有R2工作,电流表A1测通过R3的电流I2,
由并联电路的电流特点可知I2<I,所以2后,电流表A1的示数将变小。
故答案为:1:8;变小。
23.(2分)如图是测量小灯泡L2两端电压的电路,其中有一条导线接错了。请在接错的导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线。
【答案】见试题解答内容
【分析】电压表与被测元件并联,由此分析电路中的错误并修改。
【解答】解:
由题知,要测量小灯泡L2两端电压,电压表应L2与并联,图中电压表测的是总电压
。
24.(2分)为使电路正常工作,请在图中恰当位置填入电流表或电压表。
【答案】见试题解答内容
【分析】根据电流表、电压表的使用规则分析。
【解答】解:由图可知,左边的电表与滑动变阻器并联在一起;右边的电表与整个电路串联在一起,如图:
。
四、简答题(共2分)
25.(2分)做饭时,妈妈不小心将胡椒粉撒到了粗粒盐盒里,她想将胡椒粉与盐分离,拿了一根筷子在毛皮上摩擦几下,然后将筷子靠近胡椒粉,成功地将其与粗粒盐分开。请回答:
(1)小玉选用的筷子是金属的还是塑料的?
(2)请解释胡椒粉与粗粒盐分开的原因。
【答案】(1)小玉选用的筷子是塑料的;
(2)胡椒粉属于轻小物体,塑料筷子与毛皮摩擦带电,带电体具有吸引轻小物体的性质,所以带电的筷子吸引胡椒粉,将其与粗盐分开。
【分析】(1)胡椒粉属于轻小物体,能被吸到筷子上,说明筷子上带有电荷。如果筷子是金属做的,由于金属是导体,那么筷子上的电荷会通过人体(属于导体)传入大地,而无法吸引胡椒粉,塑料筷子是绝缘体,所带电荷被限制在某个区域,这样,带电的筷子就能吸引轻小物体;
(2)胡椒粉属于轻小物体,而粗盐不是,由于带电体能吸引轻小物体,所以带电体能将轻小物体和非轻小物体分开。
【解答】答:(1)小玉选用的筷子是塑料的,因为塑料筷子是绝缘体,这样;
(2)胡椒粉属于轻小物体,塑料筷子与毛皮摩擦带电,所以,将其与粗盐分开。
五、实验题(每空1分、图2分,共29分)
26.(6分)用如图1所示实验装置,探究室温下冰熔化时温度的变化规律。
(1)将冰打碎后放入烧杯,温度计插入碎冰中。图2中温度计示数为 ﹣3 ℃。
(2)由实验数据绘制成图3所示图像,可知,AB段该物质是 固 态,BC段 需要 (选填“需要”或“不需”)吸热;由实验可知,冰属于 晶体 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(3)研究表明晶体的熔点与压强有关,压强越大,晶体的熔点越低,在温度较低的环境中,将拴有重物的细金属丝挂在冰块上 增大 (选填“增大”或“减小”),从而使冰的熔点 降低 (选填“升高”或“降低”)了,金属丝下方的冰块熔化,熔化而成的水又很快凝固
【答案】(1)﹣3;(2)固;需要;晶体;(3)增大;降低。
【分析】(1)使用温度计测量液体温度时,先要弄清楚温度计的量程和分度值,正确读出示数;
(2)晶体有固定的熔点,非晶体没有一定的熔点;晶体熔化过程温度不变,但需要吸收热量;
(3)增大压强方法:在压力一定时,可以通过减小受力面积的方法来增大压强;在受力面积一定时,可以通过增大压力来增大压强;
增大压强可以降低固体的熔点。
【解答】解:(1)由图2可知,温度计的最小刻度值是1℃,因此该温度计的示数是﹣8℃;
(2)由图3可知,冰在熔化过程中温度保持0℃不变,所以冰是晶体,在AB段物质处于固体状态,此时吸热;
(3)使用细金属丝,在压力一定时;悬挂重物是在受力面积一定时;
因此使用细金属丝和悬挂重物的目的都是增大(钢丝对冰块的)压强,增大压强可以降低冰的熔点。
故答案为:(1)﹣8;(2)固;晶体;降低。
27.(4分)在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,某同学利用如图甲所示的装置进行实验,用酒精灯给水加热至沸腾,每隔0.5min记录一次数据,绘制出如图乙所示的图像。
(1)某时刻温度计示数如图(甲)所示,该时刻的温度是 95 ℃。
(2)分析图(乙)可知,水在沸腾时,温度 不变 。
(3)为缩短将水加热至沸腾所用时间,可采用的方法是 减少水的质量 (写出一种合理方法即可)。
(4)通过实验发现水的沸点低于100℃,可能原因是该地区的大气压强 低于 标准大气压。
【答案】(1)95;(2)不变;(3)减少水的质量;(4)低于。
【分析】(1)根据温度计的分度值读数;
(2)水在沸腾过程中温度保持不变,水沸腾时的温度就是水的沸点;
(3)减少加热时间可以从以下几个方面考虑:水的初温、水量多少、火焰大小等;
(4)气压低,沸点低。
【解答】解:(1)由图甲可知温度计的分度值为1℃,该时刻的温度是95℃;
(2)由图乙可知,从7到15分钟,所以可以看出水的沸点是98℃,虽继续吸热;
(3)为缩短将水加热至沸腾所用时间,可采用的方法是减少水的质量或提高水的初温;
(4)通过实验发现水的沸点低于100℃,可能原因是该地区的大气压强低于标准大气压。
故答案为:(1)95;(2)不变;(4)低于。
28.(5分)某小组同学比较沙子和水的比热容,实验装置如图甲、乙所示。
(1)在两个相同的易拉罐内分别装入初温、 质量 相同的沙子和水。
(2)用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水,加热过程中需用玻璃棒不断搅拌,搅拌的目的是: 使物质受热均匀 ,测得实验数据如表格所示。
(3)5min时,温度计显示沙子的温度如图丙所示,其读数为 52 ℃。
(4)加热相同的时间,发现沙子的温度升得更高,有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多 错误 (正确/错误)。
(5)分析数据可得沙子的比热容 小于 (小于/等于/大于)水的比热容。
【答案】(1)质量;(2)使物质受热均匀;(3)52;(4)错误;(5)小于。
【分析】(1)(4)(5)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
比较物质吸热能力的2种方法: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;或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;
(2)加热过程中需用玻璃棒不断搅拌,目的是使物质受热均匀;
(3)根据温度计分度值读数。
【解答】解:(1)根据比较不同物质吸热能力的方法,要控制不同物质的初温和质量相同;
(2)用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水,加热过程中需用玻璃棒不断搅拌;
(3)5min时,温度计显示沙子的温度如图丙所示,其读数为52℃;
(4)根据表中数据可知,加热相同的时间;根据转换法,此过程中沙子吸收热量等于水吸收热量多;
(5)因质量相同的水和沙子加热相同的时间,沙子的温度升得更高。
故答案为:(1)质量;(2)使物质受热均匀;(4)错误。
29.(6分)在“探究并联电路中电压的特点”实验中,实验电路如图甲所示:
(1)连接电路时开关应处于 断开 状态。
(2)要用电压表测量小灯泡L1两端的电压,请用笔画线代替导线在答题卡上将实物电路连接完整。
(3)闭合开关,观察到小灯泡L1发光、L2不发光,故障可能是 L2断路 。
(4)排除故障后,用电压表分别测量小灯泡L1、L2及电源两端的电压,电压表示数均如图乙所示,为 3 V。更换不同规格的小灯泡多次测量,发现电压表示数均如图乙所示。由此得出结论并联电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压 相等 。
【答案】(1)断开;(2);(3)L2断路;(4)3;相等。
【分析】(1)连接电路时开关应处于断开状态。
(2)电压表并联在被测电路的两端,据此连接实物图。
(3)并联电路的各个支路互不影响。
(4)并联电路中,各个支路两端的电压相等。
【解答】解:(1)连接电路时开关应处于断开状态。
(2)要用电压表测量小灯泡L1两端的电压,将电压表并联在该灯泡的两端,如图所示:
。
(3)闭合开关,观察到小灯泡L1发光、L6不发光,故障可能是L2断路。
(4)电压表示数均如图乙所示,为3V,发现电压表示数均如图乙所示。
故答案为:(1)断开;(2);(3)L4断路;(4)3。
30.(8分)在“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验中,小明利用稳压电源(恒为4.8V)、电阻箱(阻值可调节)(“60Ω 0.6A”)、电压表、电流表、导线若干做了如下实验:
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右滑动时;
(2)按照(1)问中你的连接方式,闭合开关前 右 端;(选填“左”或“右”)
(3)小明控制电阻箱接入电路的阻值R=5Ω一定,调节滑动变阻器的阻值,进行了5次实验,其中第4次实验时,电压表指针如图乙所示 2.5 V,通过实验数据的分析可得出:通过导体的电流与 导体两端的电压成正比 的关系;
(4)小明实验时控制电压表的示数U=3V一定,通过移动变阻器滑片P和改变电阻箱R接入电路的阻值,进行了5次实验,通过实验数据的分析可得出:通过导体的电流与 导体的电阻成反比 的关系,本实验研究物理问题所用到的方法是 控制变量法 。
(5)小明按照(4)问的实验操作进行更多的数据探究,电阻箱接入电路的阻值不能超过 100 Ω。
【答案】(1)见解答图;(2)右;(3)2.5;导体两端的电压成正比;(4)导体的电阻成反比;控制变量法;(5)100。
【分析】(1)电阻箱、电流表、滑动变阻器串联在电路中,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,接入电路的电阻变大,据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱;
(2)为了保护电路,闭合开关前,滑片P置于阻值最大处;
(3)根据电压表的量程和分度值读出电压表的示数,根据表格1数据得出结论;
(4)根据表格2数据得出结论;
(5)根据串联电路电压的规律和欧姆定律算出电阻箱接入电路的最大阻值。
【解答】解:(1)滑动变阻器一上一下串联接入电路,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下面连接A接线柱,电流表串联在电路中
(2)为了保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移动到阻值最大处。
(3)由图乙可知,电压表的量程是0~3V,电压表的示数是8.5V。
由表中数据可知,电压增大几倍,电阻一定。
(4)由表中数据可知,保持电压:UV=IR=0.2A×5Ω==0.3A×30Ω=3V不变,可以得到电压一定,用到控制变量法。
(5)[7]多次改变电阻箱接入电路的电阻值,移动变阻器的滑片P,根据串联电路电压的规律滑=U﹣UV=4.7V﹣3V=1.8V,
电压表示数为滑动变阻器分得的电压的,根据分压原理,电阻箱连入电路中的电阻为:,
即为完成该实验,电阻箱接入电路的阻值不能超过100Ω。
故答案为:(1)见解答图;(2)右;导体两端的电压成正比;控制变量法。
六、计算题(31题6分,32题6分,33题9分)
31.(6分)高能聚合油是一种安全、清洁、可再生的新型环保燃料。某次用高能聚合油灶具将10kg的水从0℃加热到100℃。已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),高能聚合油的热值约为4.2×107J/kg。求:
(1)这些水吸收的热量;
(2)若不考虑热损失,则燃烧了多少千克高能聚合油。
【答案】(1)这些水吸收的热量为4.2×106J;
(2)燃烧了多少千克高能聚合油为0.1kg。
【分析】(1)知道水的质量、比热容、初温和末温,利用Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(2)不考虑热损失,知高能聚合油完全燃烧放出的热量,根据Q放=mq求出完全燃烧高能聚合油的质量。
【解答】解:(1)水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.3×103J/(kg•℃)×10kg×(100℃﹣0℃)=6.2×106J;
(2)不考虑热损失,高能聚合油完全燃烧放出的热量:Q吸=Q放=2.2×106J,
由Q放=mq可知,完全燃烧高能聚合油的质量:m′==。
答:(1)这些水吸收的热量为4.2×105J;
(2)燃烧了多少千克高能聚合油为0.1kg。
32.(6分)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为30Ω,闭合开关S1,断开开关S2,电流表A1的示数为0.3A;闭合开关S1和S2,电流表A2的示数为1.2A。求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R2的阻值。
【答案】(1)电源电压U为9V;
(2)电阻R2的阻值为10Ω。
【分析】(1)闭合开关S1,断开开关S2,电路中只有R1工作,电流表A1的示数即为通过R1的电流,利用欧姆定律求出电源电压;
(2)闭合开关S1和S2,R1、R2并联,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A2测量干路电流,根据并联电路特点可知R2两端的电压和通过R2的电流,利用欧姆定律求出R2的阻值。
【解答】解:(1)闭合开关S1,断开开关S2,电路中只有R5工作,
电流表A1的示数即为通过R1的电流,即I3=0.3A,
由I=可知7=I1R1=7.3A×30Ω=9V;
(2)闭合开关S7和S2,R1、R3并联,
电流表A1测量通过R1的电流I3=0.3A,电流表A2测量干路电流I=1.2A,
根据并联电路特点可知,R7两端的电压U2=U=9V,通过R8的电流I2=I﹣I1=5.2A﹣0.4A=0.9A,
由I=可知3的阻值R2===10Ω。
答:(1)电源电压U为9V;
(2)电阻R2的阻值为10Ω。
33.(9分)某款环保能源汽车——氢能重卡,它满载时总质量为50t,车轮总着地面积为0.8m2,采用氢燃料发动机获得动力。若某次运输过程中,汽车以300kW的输出功率,在水平公路上匀速直线行驶了20min,q柴油取4.0×107J/kg)求:
(1)汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压强;
(2)这次行驶过程中,汽车消耗的氢能为多少焦耳;
(3)若这次行驶过程中消耗的氢能由柴油来提供,至少需要完全燃烧柴油的质量。
【答案】(1)汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压强是6.25×105Pa;
(2)这次行驶过程中,汽车消耗的氢能为4.8×108J;
(3)若这次行驶过程中消耗的氢能由柴油来提供,至少需要完全燃烧柴油的质量是12kg。
【分析】(1)利用G=mg计算出氢能重卡的重力,即为它对地面的压力,再利用p=计算氢能重卡对地面的压强;
(2)利用W=Pt计算出汽车做的有用功,再利用η=×100%计算出汽车消耗的氢能;
(3)根据燃料燃烧放热的公式Q=mq计算至少需要完全燃烧柴油的质量。
【解答】解:
(1)因为满载静止在水平地面上时,则有
F=G=mg=50×103kg×10N/kg=5×102N,
汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压强
p===6.25×103Pa;
(2)由题意得,汽车匀速直线行驶了20min做的有用功
W=Pt=300×103W×20×60s=3.4×108J,
由η=得,汽车消耗的氢能Q氢===4.8×107J;
(3)根据题意知,Q柴油=Q氢=4.8×107J,
则至少需要完全燃烧柴油的质量m柴油===12kg。
答:(1)汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压强是6.25×106Pa;(2)这次行驶过程中8J;(3)若这次行驶过程中消耗的氢能由柴油来提供。加热时间/min
0
1
2
3
4
5
温度/℃
沙子
18
22
29
37
45
﹣
水
18
19
21
23
25
27
实验次数
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1
1.5
3
I/A
0.1
0.2
0.3
0.5
0.6
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.1
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
温度/℃
沙子
18
22
29
37
45
﹣
水
18
19
21
23
25
27
实验次数
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1
1.5
3
I/A
0.1
0.2
0.3
0.5
0.6
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.1
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