四川省绵阳市江油市2021-2022学年九年级上学期期末考试物理试题(word版 含答案)
展开2021-2022学年四川省绵阳市江油市九年级(上)期末物理试卷
一.选择题
1.将一束鲜花插入花瓶,整个屋内都能闻到花香。这种现象的发生是由于( )
A.分子之间有相互作用力
B.分子永不停息地做无规则运动
C.分子间斥力大于引力
D.相互接触的两个物体存在温差
2.依据你所学的热学知识,下列说法中正确的是( )
A.物体吸收热量,温度不一定升高
B.物体的温度越高,所含热量越多
C.物体温度不变,内能一定不变
D.内能相同的两物体之间不会发生热传递
3.用两个酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热,若在相等的时间内,它们吸收的热量相等,则下列判断正确的是( )
A.温度变化大的物质比热容大
B.温度变化大的物质比热容小
C.甲、乙两种物质的比热容一定相等
D.甲、乙两种物质的温度变化一定相等
4.关于四冲程汽油机,下列说法中正确的是( )
A.在吸气冲程,吸入气缸内的是空气
B.在压缩冲程,燃料燃烧,内能转化为化学能
C.汽油机的效率一般比柴油机的低
D.在排气冲程,进气门和排气门都打开
5.如图所示,闭合开关S,发现灯泡L1不亮,L2亮调节变阻器滑片P,L1始终不亮,L2变亮,出现这现象的原因可能是( )
A.滑动变阻器断路 B.滑动变阻器短路
C.灯泡L1断路 D.灯泡L1短路
6.对于如图所示的电路,下列描述不正确的是( )
A.断开S1,闭合S2、S3,电阻R1、R2两端电压相等
B.只闭合S1,流过电阻R1、R2的电流相等
C.只闭合S2,电阻R2单独工作
D.同时闭合S1、S3,电路会形成电源短路
7.同学在探究通过导体的电流与其电压的关系时,将记录的数据作出了如图所示的图像,根据图像,下列说法正确的是( )
A.导体甲、乙的电阻都随两端电压的增大而增大
B.导体甲的电阻大于乙的电阻
C.将导体甲与乙串联后接入电路,甲的电压大
D.将导体甲与乙并联后接入电路,甲的电流大
8.假期小明一家出门旅游,出发前家里只有一台额定功率为0.2kW的冰箱正常工作,其它用电器都已关闭.小明看到家里电能表的示数为2021.6kW•h,过了7天小明回家再次查看电能表的示数如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.这段时间冰箱消耗的电能是70kW•h
B.冰箱每天平均工作的时间为1h
C.冰箱正常工作1h电能表的转盘转过120转
D.再有其它家电和冰箱一同正常工作时,电能表转盘的转速不变
9.如图所示电路中,L1、L2分别标有“3V 3W”和“3V 1.5W”的字样,开关S闭合后,其中有一个灯泡能正常工作(不考虑灯丝温度的变化)。下列说法正确的是( )
A.灯泡L1正常发光
B.通过L1和L2的电流之比是1:2
C.电源电压是4.5V
D.两灯消耗的总功率是4W
10.如图所示,电源电压为6V,定值电阻R=18Ω,在S闭合的情况下,下列说法正确的是( )
A.在 a、b 两点间接入一个合适的电压表时,电压表有明显示数
B.在 a、b 两点间接入导线,电流 2s做的功是2J
C.在 a、b 两点间接入一个“1.5V 0.25A”的小灯泡,小灯泡不能正常发光
D.在 a、b 两点间接入一个12Ω的电阻,电路消耗的总功率为0.5W
11.如图所示,是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像,由图像可知( )
A.乙是小灯泡的I﹣U图像
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上,甲乙消耗的电功率之比为1:2
D.定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上,电路的总功率为2W
12.如图所示,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑片P置于滑动变阻器的中点时,电压表的示数为4V;当滑片置于滑动变阻器的b端时,电压表的示数变化了2V,此后100s内定值电阻R1产生的热量为200J。下列结果正确的是( )
A.电源电压为10V
B.R1的阻值为18Ω
C.滑动变阻器R的最大阻值为9Ω
D.R1先后两次消耗的电功率之比4:3
13.下列说法正确的是( )
A.电灯开关短路可以引起空气开关跳闸
B.电灯的开关应该接在火线和电灯之间
C.保险丝应该接在闸刀开关之后的零线上
D.空气开关跳闸一定是家庭电路发生短路
14.如图所示是家庭电路的一部分。下列说法正确的是( )
A.输电线B与大地之间的电压为220V
B.测电笔插入插座的左右插孔,氖管都能发光
C.电冰箱的插头插入三孔插座能使电冰箱的金属外壳接地
D.断开开关S后,站在地上的人接触a点或b点一定不会触电
15.在探究“电功率与电阻关系”时,实验准备了阻值分别为5Ω、15Ω的A、B两个同一类型的灯泡。同学们按图甲、图乙设计了两个实验电路进行探究。不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.图甲中A灯泡比B灯泡亮
B.图甲中滑动变阻器滑片向左滑动过程中,两个灯泡的亮度都变亮
C.图乙中A灯泡比B灯泡亮
D.图乙中滑动变阻器滑片向左滑动过程中,两个灯泡的亮度都变亮
二.填空题
16.将一杯热水倒入盛有一些冷水的容器中水的比热容将 (选填“变大”、“变小”或“不变”),如果冷水的温度升高了10℃,又向容器内倒入同样一杯热水,冷水的温度又升高了6℃。如果再向容器内倒入同样一杯热水,则冷水温度可再升高 ℃(不计热量损失)。
17.在沿海地区炎热的天气里,由于陆地与海水的比热容不同,易形成海陆风;白天,陆地比大海升温 (慢/快),地面与海面上空的空气形成对流,形成海风,如图 (甲/乙)所示。
18.“西气东输”工程中,输送的燃料为天然气。这是利用了天然气 较大的特性,当0.05m3天然气完全燃烧可以放出的热量为4.2×106J,则天然气的热值为 J/m3,质量为5kg、温度为15℃的水完全吸收了这些热量后,它的末温为 ℃(在一个标准大气压下)。
19.如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R相当于滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(相当于电流表)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度;当油箱内油量减少,油面下降,浮子下沉,R的滑片上移,接入电路中的电阻 ,则油量表相应的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.如图为一台两挡式电热水器的内部简化电路,S为温控开关,当S接a时电路中的电流为5A;当S接b时电路消耗的电功率为22W,则R1的电阻为 Ω;高温挡时电路消耗的电功率为 W;在低温挡工作10s,电流通过R2所做的功为 J。
21.如图甲所示,电源电压为6V恒定不变,滑动变阻器R2最大阻值是20Ω。闭合开关,滑动变阻器的P﹣R图象如图乙所示,则R1= Ω;滑动变阻器R2消耗的最大功率为 W。
22.(1)家庭电路中,电饭煲与空调是 连接的(选填“串联”或“并联”);
(2)如图所示的甲、乙两个电路中,开关闭合后,输电线因电流过大而燃烧起来,甲、乙两图产生电流过大的原因是不同的。请指出甲图电流过大的原因 。
三.实验探究题
23.如图所示,把一个薄壁金属管固定在支架上,管中装一些酒精,然后用软木塞塞紧。用绳子缠绕在金属管上,迅速来回拉动绳子,过一会儿会看到软木塞被顶开。根据实验现象回答下列问题:
(1)酒精蒸汽将木塞顶开的过程,酒精蒸汽的内能 ,软木塞的机械能 (选填“增加”“不变”或“减少”);
(2)上述(1)的过程中能量的转化与四冲程汽油机工作时的 冲程相同。
24.在“探究电流与电阻的关系”实验中,部分器材选用如下:电压为6V的电源,阻值为0~50Ω的滑动变阻器,5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻各一个,其他器材,回答下列问题。
(1)用笔画线代替导线将甲图中的电路连接完整。连接电路时,开关应 ,要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表指针超过量程,则电路的故障可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,先将5Ω定值电阻接入电路,在移动滑动变阻器滑片的过程中,眼睛应注意观察 (选填“电流表”、“电压表”或“滑动变阻器”)。
(4)接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,换成10Ω的定值电阻,闭合开关,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为 V时,读出电流表的示数。记录实验数据,并绘制成图乙所示,分析图像可知:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
(5)当将20Ω电阻换成30Ω电阻时,无论怎样移动滑片,都无法保证电压不变,原因是滑动变阻器的最大阻值 (选填“过大”或“过小”)。
25.小明同学为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系,设计了如图甲所示的实验电路,小灯泡标有“2.5V”的字样。
(1)图甲是小明连接的实验电路,同组的小红同学发现图中有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并在图中改正。
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,而电流表有示数,电压表没有示数。则可能的故障是 。
(3)排除故障后继续实验,小明进行了4次测量,并将有关数据及现象记录在如下表格中。当电压表示数为 1.7V时,电流表示数如图乙所示,请根据电流表的示数把表格补充完整。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电功率P/W
灯泡的亮度
1
0.5
0.16
3.1
0.08
不亮
2
1.7
较暗
3
2.5
0.28
8.9
0.70
正常
4
3.0
0.30
10.0
0.90
很亮
(4)根据实验目的分析实验数据及现象,可得出的结论是: 。
(5)实验中小灯泡的电阻变化的原因是 。
(6)此实验中将小灯泡换成5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻还能完成的探究实验是: 。
四.计算题
26.某氢能源公交车以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶,发动机的功率为200kW,每行驶700m消耗氢燃料0.2m3,计算在这个过程中:(氢燃料的热值为1.4×108J/m3)
(1)发动机做了多少机械功;
(2)0.2m3的氢燃料完全燃烧放出的热量;
(3)这台公交车发动机的效率。
27.某型号电饭煲有加热和保温功能,如图甲所示为其内部电路原理图,图乙是该电饭煲在一次工作中电功率与时间的关系图像。
(1)用所学的物理知识分析说明:当开关S接触点2时,电饭煲处于什么功能状态?此时电饭煲的电功率为多少?
(2)分析计算电路中R1、R2的电阻分别是多少?
(3)电饭煲在这一次工作中一共消耗多少焦的电能?合用了多少度电?
2021-2022学年四川省绵阳市江油市九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一.选择题
1.【解答】解:将一束鲜花插入花瓶,整个屋内都能闻到花香,是因为花香分子运动到空气中,吸入鼻腔,这说明了分子在不停地做无规则运动。
故选:B。
2.【解答】解:A、物体吸收热量,内能增加,温度可以不变,比如晶体熔化时,故A正确;
B、由于热量是个过程量,所以不能说物体含有多少热量,故B错误;
C、晶体熔化时,吸收热量,内能增加,温度可以不变,故C错误;
D、温度相同的两物体间不会发生热传递,故D错误。
故选:A。
3.【解答】解:AB、甲、乙质量和吸收热量相等,由c=知,温度变化大的比热容小,故A错误,B正确;
C、由于不知温度变化量,所以无法判断甲、乙的比热容大小,故C错误;
D、如果甲、乙的比热容大小相同,在吸收相同热量时,变化的温度可能是相等的,故D错误;
故选:B。
4.【解答】解:A、四冲程汽油机,在吸气冲程,吸入气缸内的是汽油和空气的混合物,故A错误;
B、从能量转化的角度看,四冲程内燃机在压缩冲程末燃料燃烧将化学能转化为内能,故B错误;
C、压缩冲程柴油机压缩程度更大,压缩冲程末温度更高,所以柴油机属于压燃式,柴油机的机械效率更高,汽油机的效率低,故C正确;
D、排气冲程,进气门关闭,排气门打开,故D错误。
故选:C。
5.【解答】解:
A、若滑动变阻器断路,则整个电路断路,两灯都不亮,故A错误;
B、若滑动变阻器短路了,则滑动变阻器不会引起L2亮度的变化,故B错误;
C、若灯泡L1断路,电路中无电流,两个灯泡都不能发光,故C错误;
D、若灯L1短路,则L1不亮,由于电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电流变大,则灯L2变亮,故D正确。
故选:D。
6.【解答】解:
A、由图可知,断开S1,闭合S2、S3,电流经开关S2后,分别流入R1、R2,则阻R1、R2组成并联电路,电阻R1、R2两端电压相等,故A正确;
B、由图可知,只闭合S1,电流只有一条路径:正极→S1→R1→R2→负极,所以电阻R1、R2组成串联电路,流过电阻R1、R2的电流相等,故B正确;
C、由图可知,只闭合S2,电流只有一条路径:正极→S2→R1→负极,R2没有连入电路,R1单独工作,故C错误;
D、同时闭合S1、S3时,电流没有经电阻,而是沿闭合的开关S1、S3直接流回负极,形成电源短路,故D正确。
故选:C。
7.【解答】解:A、由图象可知,通过甲、乙两电阻的电流与各自两端的电压成正比例函数,即通过导体甲、乙的电流与两端的电压成正比,由欧姆定律可知它们的电阻都是定值,故A错误;
B、由图象,当通过甲、乙的电流都0.2A时,乙两端电压大于甲,由欧姆定律可知乙的电阻大于甲,故B错误;
C、将导体甲与乙串联后接入电路,串联电路各处电流相等,由U=IR可知电阻大,其两端的电压就大,所以乙的电压大,故C错误;
D、将导体甲与乙并联后接入电路,并联电路各支路两端电压相等,由I=可知电阻小,通过电阻的电流就大,所以甲的电流大,故D正确。
故选:D。
8.【解答】解:
A、由图知,小明回到家时电能表的读数为2028.6kW•h,而离开家时电能表的示数为2021.6kW•h,则在这7天内所消耗的电能W=2028.6kW•h﹣2021.6kW•h=7kW•h,故A错误;
B、冰箱的电功率为:P=200W=0.2kW,由W=Pt可得t===35h,则每天工作的时间为=5h,故B错误;
C、冰箱正常工作1h消耗的电能为:W'=Pt'=0.2kW×1h=0.2kW•h,电能表的转盘转过0.2kW•h×600r/kW•h=120转,故C正确;
D、再有其它家电和冰箱一同正常工作时,总功率增加,则电能表转盘的转速增大,故D错误。
故选:C。
9.【解答】解:AB、根据P=UI可知灯泡L1正常发光时的电流I1===1A,
灯泡L2正常发光时的电流I2===0.5A,
不考虑灯丝温度的变化,根据欧姆定律可知灯泡L1的电阻R1===3Ω,
灯泡L2的电阻R2===6Ω;
串联电路中电流处处相等,可知电路中的电流为I=I2=0.5A,则灯泡L2正常发光,
通过L1和L2的电流之比是1:1,故AB错误;
C、根据欧姆定律可知电源电压U=IR总=0.5A×(3Ω+6Ω)=4.5V,故C正确;
D、根据P=UI可知两灯消耗的总功率P=UI=4.5V×0.5A=2.25W,故D错误。
故选:C。
10.【解答】解:A、在a、b两点间接入一个合适的电压表时,电压表串联在电路中测电源的电压,示数为6V,即电压表有明显示数,故A正确;
B、在 a、b 两点间接入导线,电路为R的简单电路,电流 2s做的功W=t=×2s=4J,故B错误;
C、因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,若灯泡正常发光时,串联电阻两端的电压:U串=U﹣UL=6V﹣1.5V=4.5V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I=可得,串联电阻的阻值:
R串===18Ω,与R=18Ω相符,故小灯泡能正常发光,故C错误;
D、在a、b两点间接入一个12Ω的电阻时,电路中的电流为:
I′===0.2A,
电路消耗的总功率为:
P=UI′=6V×0.2A=1.2W,故D错误。
故选:A。
11.【解答】解:(1)由图象可知乙为定值电阻的图像,当U=4V时,I=0.4A,
由欧姆定律可得,电阻R的阻值:R===10Ω,故AB错误;
(2)将R和L并联在电源电压为4V的电路中时,因并联电路中各支路两端的电压相等,且支路电压等于电源电压,所以它们两端的电压均为4V,
由图象可知对应的电流:IL=0.8A,IR=0.4A,
所以甲消耗的电功率:P甲=UIL=4V×0.8A=3.2W,
乙消耗的电功率:P乙=UIR=4V×0.4A=1.6W,
则甲乙消耗的电功率之比:==,故C错误;
(3)串联电路各处电流相等,由图可知当通过电路的电流为0.4A时,灯泡两端的电压为1V,定值电阻两端的电压为4V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以此时的电源电压:U=UL+UR=1V+4V=5V,符合题目条件,
则电路的总功率:P总=U'I'=5V×0.4A=2W,故D正确。
故选:D。
12.【解答】解:
ABC、由电路图可知R和R1串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压;
设滑动变阻器的最大阻值为R,即当滑片置于滑动变阻器的b端时,其阻值为R;
当滑片P置于滑动变阻器的中点时,其阻值为;
由题意可知,当滑片置于滑动变阻器的中点时,电压表示数为4V,即UR=4V,
由欧姆定律可得此时电流为:I1=,
当滑片置于滑动变阻器的b端时,电压表的示数变化了2V,即UR′=UR+2V=4V+2V=6V,
由欧姆定律可得此时电流为:I2=,
则前后两次的电流之比为I1:I2=:=4:3﹣﹣﹣﹣﹣①,
滑片置于滑动变阻器的中点时,由电阻的串联和欧姆定律可得电源电压为:U=I1(R1+R)﹣﹣﹣﹣②,
滑片置于滑动变阻器的b端时,同理可得电源电压为:U=I2(R1+R)﹣﹣﹣﹣③,
因电源电压不变,联立①②③解得R1=R(即变阻器的最大阻值与R1的阻值相等);
当滑片置于滑动变阻器的b端时,变阻器的最大电阻和R1串联,且二者的阻值相等,UR′=6V,
由串联分压的规律可知,此时R1的电压U1′=UR′=6V,
则电源电压U=U1′+UR′=6V+6V=12V,故A错误;
此时100s内定值电阻R1产生的热量为200J,
由Q=W=t可得R1的阻值:R1===18Ω,则滑动变阻器R的最大阻值也为18Ω,故B正确,C错误;
D、当滑片P置于滑动变阻器的中点时,R1消耗的电功率为:P1=I12R1,
当滑片P置于滑动变阻器的b端时,R1消耗的电功率为:P2=I22R1,
则R1先后两次消耗的电功率之比为:==()2=()2=,故D错误。
故选:B。
13.【解答】解:A、控制用电器的开关短接时,相当于开关闭合,用电器正常工作,不会引起空气开关跳闸,故A错误;
B、为了安全,电灯的开关应该接在火线和电灯之间,故B正确;
C、保险丝应该接在闸刀开关之后的火线上,故C错误;
D、空气开关跳闸,可能是发生了短路,也可能是用电器的总电功率过大,故D错误。
故选:B。
14.【解答】解:如图是正常家庭电路的一部分,图中开关接在导线A上,所以A是火线、B是零线,
A、火线和零线间的电压为220V,零线和大地之间的电压为0V,则导线B与大地之间的电压为0V,故A错误;
B、插座的左孔接零线,右孔接火线,所以,测电笔插入插座的左孔时氖管不发光,插入插座的右孔时氖管发光,故B错误;
C、图中三孔插座已接地,当电冰箱的插头插入三孔插座时能使电冰箱的金属外壳接地,这样能防止金属外壳漏电时发生触电事故,故C正确;
D、由图可知,开关S断开时,a点在火线上,所以人接触a点会触电;b点在零线上,则人接触b点不会发生触电事故,故D错误。
故选:C。
15.【解答】解:A、甲图中两灯串联,串联电路中电流相等,灯泡消耗的实际电功率P=UI=I2R,因为RA<RB,所以PA<PB,因此甲灯泡比乙灯泡暗,故A错误;
B、甲图中滑动变阻器滑片向左滑动过程中,滑动变阻器的接入电阻变大,电路中的总电阻变大,电路中的电流变小,根据P=I2R可知,每个小灯泡消耗的电功率变小,两个灯泡的亮度都变暗,故B错误;
C、乙图中两灯并联,所以两灯泡两端的电压相等,灯泡消耗的实际电功率P=UI=,因为RA<RB,所以PA>PB,因此甲灯泡比乙灯泡亮,故C正确;
D、乙图中滑动变阻器接在干路上,当滑片向左滑动时,变阻器接入电阻变大,根据分压原理,变阻器两端分得的电压变大,两灯泡两端的电压变小,根据P=可知,灯泡的实际电功率变小,两个灯泡亮度都变暗,故D错误。
故选:C。
二.填空题
16.【解答】解:物质的比热容是物质的一个特性,其大小取决于物质的种类,还与物质的状态有关,与物体的温度、物体的质量、吸收的热量无关,故热水倒入冷水中,水的比热容不变;
设热水和冷水的温度差为t,一杯热水的质量为m0,原容器中的冷水的质量为m,
把热水倒入冷水中,冷水温度升高了10℃,
根据冷水吸收的热量等于热水放出的热量,
即Q吸=Q放,c水m×10℃=c水m0×(t﹣10℃)......①
又向容器中倒入一杯同样的热水,水温又上升了6℃,
根据冷水吸收的热量等于热水放出的热量,
即Q吸′=Q放′,c水(m+m0)×6℃=c水m0×(t﹣10℃﹣6℃)......②
联立①②解得:m=3m0,t=40℃;
再向容器内倒入同样一杯热水,设此时冷水的温度升高Δt,
根据冷水吸收的热量等于热水放出的热量,
即Q吸″=Q放″,c水(m+2m0)×Δt=c水m0×(t﹣10℃﹣6℃﹣Δt),
解得Δt=4℃。
故答案为:不变,4。
17.【解答】解:因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大,白天,在太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量,海水温度上升慢,陆地升温快;陆地吸热后,温度上升快,热空气上升,风从海面吹向陆地,形成海风,故乙正确。
故答案为:快;乙。
18.【解答】解:(1)天然气与其它燃料相比较,天然气的热值大,燃烧时产生废气污染小,所以选择使用天然气;
(2)天然气的热值:q天然气===8.4×107J/m3;
(3)水完全吸收了这些热量:Q吸=Q放=4.2×106J;
由Q吸=cmΔt可知,Δt===200℃;
由Δt=t﹣t0可知,水的末温:t=Δt+t0=200℃+15℃=215℃;
在一个标准大气压下,水的沸点是100℃,水沸腾时,吸收热量,温度保持不变,所以水的末温为100℃。
故答案为:热值;8.4×107;100。
19.【解答】解:
由电路图可知,R0与R串联,油量表串联在电路中;
当油箱内油量减少,油面下降,浮子下沉,R的滑片上移,滑动变阻器接入电路阻值变大,由串联电路电阻规律可知,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电路电流变小,即油量表示数变小。
故答案为:变大;变小。
20.【解答】解:当S接a时,电路为R1的简单电路,电热水器处于高温挡位,
由欧姆定律可得,R1的电阻:R1===44Ω;
高温挡时电路消耗的电功率:P1=UI1=220V×5A=1100W;
当S接b时,两电阻串联,电热水器处于低温挡位,
由P=UI可得,电路中的电流:I2===0.1A,
R1两端的电压:U1=I2R1=0.1A×44Ω=4.4V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R2两端的电压:U2=U﹣U2=220V﹣4.4V=215.6V,
在低温挡工作10s,电流通过R2所做的功:W2=U2I2t=215.6V×0.1A×10s=215.6J。
故答案为:44;1100;215.6。
21.【解答】解:(1)由电路图可知,R1、R2串联,电流表测量电路电流;
由图像可知,当R2=20Ω时,P2=0.8W,
由P=I2R可得,电路中的电流:I===0.2A,
由I=可得,电路中的总电阻:R===30Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R1的阻值:R1=R﹣R2=30Ω﹣20Ω=10Ω;
(2)由图像可知,当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时滑动变阻器消耗的电功率最大,
由串联电路电阻特点可知,此时电路电流:I′====0.3A,
滑动变阻器的最大电功率:P2大=I′2R2′=(0.3A)2×10Ω=0.9W。
故答案为:10;0.9。
22.【解答】解:(1)在家庭电路中,电饭煲与空调之间工作相互不影响,是以并联的方式连接;
(2)家庭电流中电流过大总共有2个原因:短路和总功率过大,
图甲:用电器总功率等于各个用电器功率之和,并联的用电器越多,总功率越大,根据公式P=UI,电流会非常大;
图乙:金属件将火线和零线接通,造成短路,电流直接通过导线,由于导线电阻很小,导致电流过大。
故答案为:(1)并联;(2)用电器总功率过大。
三.实验探究题
23.【解答】解:(1)酒精蒸汽将木塞顶开的过程,酒精蒸汽对木塞做了功,酒精蒸汽的内能转化为木塞的机械能,酒精蒸汽的内能减少;
(2)酒精蒸汽将木塞顶开的过程,酒精蒸汽的内能转化为木塞的机械能,该过程与热机的做功冲程能量转化相同。
故答案是:(1)减少;增加;(2)做功。
24.【解答】解:(1)为保护电路,连接实验电路时开关必须断开;滑动变阻器滑片向右移动时,连入电路的电阻变大,所以应将接线柱A接入电路,如图所示:
;
(2)电流表无示数,则电路可能断路,而电压表指针超过量程,说明电压表与电源连通,则原因可能是与电压表并联的电阻断路;
(3)探究“电流与电阻关系”时要控制定值电阻两端的电压不变,每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察电压表示数;
(4)探究电流与电阻的实验中应控制定值电阻两端的电压不变,由乙图图象可知,实验中控制定值电阻两端的电压UV=IR=0.2A×10Ω=2V,根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改换成10Ω的电阻,定值电阻增大,其分得的电压增大,要控制定值电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数仍为2V;
由图乙可知,电阻两端的电压始终保持:UV=IR=0.2A×10Ω=……=0.04A×50Ω=2V,为一定值,故由图像可以得到的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比;
(5)电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=6V﹣2V=4V,变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入30Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=2×30Ω=60Ω,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少60Ω的滑动变阻器,而现有变阻器的最大电阻为50Ω,故将15Ω电阻换成30Ω电阻时,无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数达到2V,原因是滑动变阻器的最大阻值过小。
故答案为:(1)断开;如图所示;(2)断路;(3)电压表;(4)B;2;反比;(5)过小。
25.【解答】解:(1)原电路中,电压表测电源电压是错误的,电压表应测灯的电压,如下所示:
(2)电路连接正确后,闭合开关,而电流表有示数,则电路为通路,发现小灯泡不亮,电压表没有示数,则可能的故障是灯泡短路;
(3)当电压表示数为1.7V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.24A,由欧姆定律,灯的电阻:
R==≈7.1Ω;
灯的功率:
P=UI=1.7V×0.24A≈0.41W;
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电功率P/W
灯泡的亮度
1
0.5
0.16
3.1
0.08
不亮
2
1.7
0.24
7.1
0.41
较暗
3
2.5
0.28
8.9
0.70
正常
4
3.0
0.30
10.0
0.90
很亮
(4)根据实验目的分析实验数据及现象,可得出的结论是灯的实际功率越大,灯越亮。
(5)实验中小灯泡的电阻变化的原因是灯的电阻随温度的变化而变化;
(6)此实验中将小灯泡换成5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻,可控制电阻电压一定,故还能完成的探究实验是:探究电压一定时,电流与电阻的关系。
故答案为:(1)如上所示;(2)灯泡短路;(3)0.24;7.1;0.41;(4)灯的实际功率越大,灯越亮;(5)灯的电阻随温度的变化而变化;(6)探究电压一定时,电流与电阻的关系。
四.计算题
26.【解答】解:(1)由公交车以10m/s的速度匀速行驶700m,公交车运动的时间t===70s,
公交车发动机做的机械功W=Pt=200×103W×70s=1.4×107J;
(2)0.2m3的氢燃料完全燃烧放出的热量Q放=Vq=0.2m3×1.4×108J/m3=2.8×107J;
(3)这台公交车发动机的效率η=×100%=×100%=50%。
答:(1)公交车发动机做的机械功是1.4×107J;
(2)0.2m3的氢燃料完全燃烧放出的热量是2.8×107J;
(3)这台公交车发动机的效率是50%。
27.【解答】解:
(1)由电路图可知,开关S接触点1时,只有R1连入电路中;开关S接触点2时,两电阻串联;
由串联电路电阻规律可知,开关S接触点2时,电路总电阻较大,由P=可知,电源电压一定时,电路总电阻越大,电路消耗的电功率越小,因此开关S接触点2时,电饭煲处于保温状态,由图乙可知,此处的电功率:P保温=200W;
(2)开关S接触点1时,只有R1连入电路中,则电饭煲处于加热状态,电功率:P加热=800W,
由P=可知,R1的阻值:R1===60.5Ω,
开关S接触点2时,两电阻串联,电路的总电阻:R===242Ω,
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以R2的阻值:R2=R﹣R1=242Ω﹣60.5Ω=181.5Ω;
(3)根据图乙可知,电饭煲加热时间:t1=12min,
电饭煲的保温时间:t2=21min﹣12min=9min,
电饭煲加热消耗的电能:W1=P加热t1=800W×12×60s=5.76×105J,
电饭煲保温消耗的电能:W2=P保温t2=200W×9×60s=1.08×105J,
电饭煲在这一次工作中一共消耗的电能:W=W1+W2=5.76×105J+1.08×105J=6.84×105J=0.19kW•h=0.19度。
答:(1)开关S接触点2时,电饭煲处于保温状态,保温时的电功率为200W;
(2)R1、R2的电阻分别是60.5Ω和181.5Ω;
(3)电饭煲在这一次工作中一共消耗6.84×105J的电能;合0.19度电。
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