重庆市武隆区江口中学2021-2022学年九年级上学期期末物理试题
展开2021-2022学年重庆市武隆区江口中学九年级(上)期末物理试卷
一、选择题(本题共8个小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共24分)
1.(3分)下列说法正确的是( )
A.夏天的中午时分,海边沙子比海水热,是因为沙子吸热多,海水吸热少
B.夏天在地面上洒水,感觉到凉快主要是因为水的比热容大
C.物质的比热容跟物质的种类有关,与物质的状态无关
D.夏天在地面上洒水,感觉到凉快主要是因为水汽化时吸收热量
2.(3分)关于内能、热量和温度,下列说法中正确的是( )
A.我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
B.物体的内能与温度有关,只要温度不变,物体的内能就一定不变
C.内能和机械能的单位都是J,它们是同一种形式的能量
D.内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
3.(3分)如图所示电路中,闭合开关,两只电压表(V1测L2,V2测L1、L2总电压),它们的指针偏转均如图所示,则灯泡L1和L2两端的电压分别为( )
A.6V,1.5V B.7.5V,1.5V C.1.5V,7.5V D.1.5V,6V
4.(3分)为了提高行车的安全性,有的汽车装有日间行车灯,如图所示。当汽车启动时,S1闭合,日间行车灯L1亮起,再闭合S2,车前大灯L2也亮起,如图所示的电路图中符合这一情况的是( )
A. B.
C. D.
5.(3分)下列电学知识中正确的是( )
A.验电器的工作原理是异种电荷相互排斥
B.绝缘体不容易导电是因为绝缘体内几乎没有电荷
C.毛皮摩擦橡胶棒的过程中,电子由毛皮向橡胶棒转移
D.带异种电荷的两个物体相互吸引,则相互吸引的两个物体一定带异种电荷
6.(3分)根据欧姆定律公式I=,可变形得到公式R=,对这两个公式的理解下列说法正确的是( )
A.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B.导体电阻的大小跟导体中的电流成反比
C.导体的电阻越大,通过它的电流就一定越小
D.导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
7.(3分)两个定值电阻的I﹣U图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.电阻甲的阻值为 1.8Ω
B.电阻乙的阻值为 0.1Ω
C.将这两个电阻串联接入电路中,甲电阻两端的电压比乙小
D.将这两个电阻并联接入电路中,通过甲电阻的电流比乙小
8.(3分)图甲是灯泡L和定值电阻R的U﹣I图像,将L和R以图乙方式连在6V的电源上,结合图中信息可知( )
A.灯泡L的电阻随着电流的增大而减小
B.灯泡L的实际阻值为10Ω
C.灯泡L的实际功率为0.8W
D.定值电阻R实际功率为6.4W
二、填空题(本题共6个小题,第14小题2分,其余每空1分,共12分。)
9.(2分)某汽油机的活塞每秒做功30次共3000J,则该汽油机飞轮的转速为 r/min,功率为 W。
10.(2分)散热器常用水作为冷却剂,这是利用了水的比热容较 (选填“大”或“小”)的性质。小萱常用手给奶奶搓背,搓背是通过 的方式改变内能的。
11.(2分)“拔丝地瓜”是很多人喜欢的菜品。刚出锅的“拔丝地瓜”香气特别浓,这是因为温度越高,分子的无规则运动越 (选“剧烈”或“缓慢”);地瓜由生到熟,主要是通过 的方式改变内能的。
12.(2分)如图是电阻A、B的I—U图象。由图可知:将电阻A、B串联后接入电路,当通过A的电流为0.3A时,A和B两端的总电压是 V,将电阻A、B并联后接入某电路,当通过B的电流为0.2A时,通过A的电流是 。
13.(2分)如图所示电路,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S,调节滑动变阻器R',电流表示数从0.2A变为0.6A,电压表示数从14V变为2V。则定值电阻R为 Ω,电路总电功率改变了 W。
14.(2分)用笔画线代替导线,按要求连接电路,并画出相应的电路图。要求:
(1)两灯并联,开关控制干路;
(2)电流表测灯L1的电流;
(3)变阻器用来改变灯L2的电流且其滑片向左移动时,灯L2变亮。
三、实验探究题(本题共3个小题,15小题7分,16小题8分,17小题7分,共22分。)
15.(7分)(1)如图所示是两个热学实验,请写出各实验说明的物理知识:
①A实验说明组成物质的分子之间有 ;
②B实验说明管内水蒸气对软木塞做功,水蒸气的内能转化为软木塞的 能;
(2)小明同学为了探究水和煤油的吸热能力,做了如下实验,在两个相同的烧杯中分别盛有水和煤油,用两个相同的电加热器加热,用温度计测量液体吸收热量后的温度值。下表是实验记录的数据。请分析实验数据,回答下列问题:
液体名称
液体初温t1/℃
液体末温t2/℃
通电时间t/min
水
20
56
8
煤油
20
56
4
①探究水和煤油的吸热能力,在实验之前要控制水和煤油的初温和 相同;(选填“质量”或者“体积”)
②水和煤油吸热的多少是通过 来反映的;(选填“温度计上升的示数”或者“加热时间的长短”)
③若使水和煤油加热相同的时间, (选填“水”或者“煤油”)升高的温度高些;
④分析实验数据可知 (选填“水”或者“煤油”)的吸热能力强;
⑤小明同学在本次实验中用到的研究方法是 。(选填“控制变量法”或者“理想模型法”)
16.(8分)现有下列器材:恒定电源(15V)、定值电阻(10Ω、20Ω、25Ω和30Ω各一个)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~15V)、开关、滑动变阻器(100Ω 1A)和导线若干。小王设计了如图所示的电路图,探究“电流与电阻的关系”。
(1)小王连接电路后,闭合开关,发现电流表指针偏向零刻度线左侧,原因是 ,调整好电流表,在移动滑动变阻器的过程中,电流表的示数变大时,电压表的示数反而减小,你认为出现上述实验现象的原因是 ;
(2)按电路图改接好电路,当每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时小王眼睛应注意观察
(选填“电流表”或“电压表”)示数;
(3)实验过程中,他先将10Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为3V,断开开关,保持滑片位置不动,直接把R换成用25Ω的电阻接入电路,闭合开关,发现电流表读数 (选填“大于”、“等于”或“小于”)0.12A,为了继续完成实验,他应将滑片向 (选填“左”或“右”)移,直至电压表示数又为3V。此过程中,在前后两次电压表示数是3V的情况下,滑动变阻器的功率之比 ;
(4)他将10Ω、20Ω、25Ω三个定值电阻分别接入电路中,正确操作后,记下电流表的示数,分析数据可以得出结论:当电压一定时, ;
(5)接着他又将30Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,电压表示数都不能为3V。为顺利完成以上所有探究,他设计了如下四个调整方案,你认为不可行的是 。
A.如果只更换定值电阻,则更换的电阻阻值范围是5Ω~25Ω
B.如果只调整电压表的示数,则应控制电压表示数范围为4V~10V
C.如果只更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器最大阻值不小于120Ω
D.如果只更换电源,则更换的电源电压范围是3V~13V
17.(7分)小梁做“测定小灯泡电功率”的实验,小灯泡标有“2.5V”字样,滑动变阻器规格为“20Ω 2A”,电源电压调为6V且保持不变,其他实验器材齐全且完好。
(1)小梁连接的实物图如图所示,闭合开关,发现灯 (选填“亮”或“不亮”),经检查发现接错了一根导线。请你在这根导线上打“×”,并补画出正确连接的那根导线。
(2)小梁进行多次实验,测得数据如表所示,则小灯泡L正常发光时的电功率为 W,老师发现表格中第 次数据是编造的。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1
1.2
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.22
0.24
0.26
0.28
0.3
(3)对实验现象进一步分析可知:小灯泡的实际功率越大,小灯泡亮度越大。但小梁同学发现:标有“220V 8.5W”的LED灯与标有“220V 60W”的普通白炽灯都正常发光时,亮度几乎相当。请分析造成这一现象的原因可能是 (填序号)。
A.两灯的实际功率相同
B.相同时间内,电流通过两灯做功不同
C.两灯将电能转化为光能的效率不同
(4)根据表格中的数据推测:当电流为0.15A时,小灯泡的实际功率最有可能的是 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)。
A.0.1W
B.0.18W
C.0.3W
D.0.375W
四、计算题(本题共3个小题,18小题6分,19小题8分,20小题8分,共22分,解题应写出必要的文字说明,步骤和公式,只写出最后结果的不能给分。)
18.(6分)用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧到70℃,消耗了10g煤气。已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值为4.2×107J/kg,求:
(1)水吸收的热量;
(2)煤气完全燃烧放出的热量;
(3)煤气灶烧水的效率。
19.(8分)在如图所示的电路中,L1和L2为两只灯泡,当开关闭合后电流表A1、A2的示数分别为0.5A和0.2A,电压表V的示数为3V,求:
(1)灯泡L1和L2两端的电压分别是多少?
(2)电源电压是多少?
(3)流过灯泡L1和L2的电流分别是多少?
20.(8分)小超研究了家里的智能多功能热菜板,如图甲,发现该热菜板有“高温挡”、“中温挡”、“低温挡”三种加热功能,已知正常工作时:高温挡功率为440W,中温挡功率为220W。其电路原理如图乙,通过开关S1和S2的不同接法组合,实现三挡加热功能(R1、R2均为加热电阻),求:
(1)R1的大小;
(2)热菜板在“低温挡”正常工作时的功率;
(3)某次使用时,小超断开家中其他所有用电器后,先让热菜板以“高温挡“工作110s,后转“低温挡”工作440s,观察到标有“1800r/(kW•h)”的电能表转盘在这550s内转了40转,热菜板工作的实际电压是多少。
2021-2022学年重庆市武隆区江口中学九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共8个小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共24分)
1.【解答】解:A、夏天海边沙子比海水热,是因为沙子的比热容小,在吸收相同热量时,温度变化高,故A错误;
BD、夏天在地面上洒水,感觉到凉快主要是因为水汽化时吸收热量,故B错误、D正确;
C、物质的比热容跟物质的种类和物体的状态有关,故C错误。
故选:D。
2.【解答】解:
A、我们不敢大口地喝热气腾腾的汤,是因为热汤的温度高;热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,故A错误;
B、内能的多少与物体的质量、温度、状态有关,因此只有温度不变,若物体的质量、状态改变时,则物体的内能可能改变,故B错误;
C、内能和机械能是两种不同形式的能量,可以相互转化,故C错误;
D、热传递的条件是:有温度差;热传递的特点是:高温物体放出热量,低温物体吸收热量,热量从高温物体传给低温物体,但内能小的物体温度可能比内能大的物体温度高,因此热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体,故D正确。
故选:D。
3.【解答】解:由电路图知,闭合开关,两灯串联,V1测L2两端电压,V2测L1、L2总电压,
因为串联电路中,电源电压等于各部分电路两端电压之和,而两电压表指针偏转相同,所以电压表V1使用0~3V量程,分度值0.1V,示数为1.5V,即L2两端电压U2=1.5V;电压表V2使用0~15V量程,分度值0.5V,示数为7.5V,即L1、L2总电压U=7.5V,
灯泡L1两端的电压U1=U﹣U2=7.5V﹣1.5V=6V。
故选:A。
4.【解答】解:
A.由电路图可知,只闭合S1时,两灯泡均不亮,故A不符合题意;
B.由电路图可知,只闭合S1时,车前大灯L2亮,再闭合S2时,日间行车灯L1亮,故B不符合题意;
C.由电路图可知,只闭合S1时,两灯泡都亮,再闭合S2时,L1不亮,故C不符合题意;
D.由电路图可知,只闭合S1时,日间行车灯L1亮,再闭合S2时,车前大灯L2也亮起,故D符合题意。
故选:D。
5.【解答】解:
A、验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,故A错误;
B、绝缘体不容易导电是因为绝缘体内几乎没有自由移动的电荷,故B错误;
C、毛皮和橡胶棒相互摩擦,毛皮上的电子转移到橡胶棒上,橡胶棒因多余电子带负电荷,故C正确;
D、带异种电荷的两个物体相互吸引,但两个物体靠近时相互吸引,一个物体可能不带电,原因是带电体具有吸引轻小物体(不带电)的性质,故D错误。
故选:C。
6.【解答】解:ABD、电阻是导体的一种特性,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关,故A、B错误,D正确;
C、由I=可知,当导体两端的电压一定时,导体的电阻越大,通过它的电流就越小,但选项中未说明电压一定,故C错误。
故选:D。
7.【解答】解:A、由图可知电阻甲的阻值为:R甲===5Ω,故A错误;
B、由图可知电阻乙的阻值为:R乙===10Ω,故B错误;
C、串联电路中电流处处相等,由图可知,将这两个电阻串联接入电路中,甲两端的电压小于乙两端的电压,故C正确;
D、并联电路中各个支路两端的电压等于电源电压,由图可知,将这两个电阻并联接入电路中,通过甲的电流大于通过乙的电流,故D错误。
故选:C。
8.【解答】解:定值电阻的阻值一定,通过的电流和其两端电压成正比,则倾斜直线代表定值电阻的U﹣I图像,而曲线则代表灯泡L的U﹣I图像;
A、当电流为0.4A时,灯L两端的电压为2V,则灯的阻值为R1===5Ω,
当电流为0.7A时,灯L两端的电压为5V,则灯的电阻为:R2==≈7Ω,
当电流为0.8A时,灯L两端的电压为8V,则灯的电阻为:R3===10Ω,
由上述分析可知,灯泡L的电阻随电流的增大而增大,故A错误;
B、由图甲可知灯泡L与电阻R串联,根据串联电路的特点,可知电流相等,且灯泡两端电压和定值电阻两端电压之和等于6V,再结合图乙可知符合条件的电流I=0.4A,此时灯泡两端电压为2V,定值电阻两端电压为4V,所以灯泡L的实际阻值RL===5Ω,故B错误;
C、灯泡L的实际功率PL=IUL=0.4A×2V=0.8W,故C正确;
D、定值电阻R的实际功率PR=IUR=0.4A×4V=1.6W,故D错误。
故选:C。
二、填空题(本题共6个小题,第14小题2分,其余每空1分,共12分。)
9.【解答】解:(1)汽油机的活塞每秒对外做功30次,即飞轮每秒转动60圈,飞轮转速是60r/s=3600r/min;
(2)汽油机的功率:==3000W。
故答案为:3600;3000。
10.【解答】解:水的比热容最大,和质量相同的其它物质比较,升高相同温度吸收热量多,所以汽车散热器常用水作为冷却剂;
小萱常用手给奶奶搓背,搓背是克服摩擦做功,通过做功的方式改变内能的。
故答案为:大;做功。
11.【解答】解:刚出锅的“拔丝地瓜”香气特别浓,这是因为温度越高,分子的无规则运动越剧烈;
地瓜由生到熟,此过程中地瓜吸热,主要是通过热传递方式改变内能的。
故答案为:剧烈;热传递。
12.【解答】解:
因串联电路中各处的电流相等,所以两电阻串联时,通过A的电流为0.3A时,通过B的电流也为0.3A,
由图像可知,此时A、B两端的电压分别为UA=1.5V,UB=3.0V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,A和B两端的总电压:
UAB=UA+UB=1.5V+3.0V=4.5V;
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,将A、B并联后接入电路中时,它们两端的电压相等,
由图像可知,当通过B的电流为0.2A时,两端的电压为2.0V,所以A两端的电压也为2.0V,此时A的电流为0.4A。
故答案为:4.5;0.4A。
13.【解答】解:当电路中的电流I=0.2A时,电源的电压U=IR+U滑=0.2A×R+U滑=0.2A×R+14V﹣﹣﹣﹣﹣①
当电路中的电流I′=0.6A时,电源的电压U=I′R+U滑′=0.6A×R+U滑′=0.6A×R+2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②得R=30Ω,电源电压U=20V,
电路总电功率的变化量为:
ΔP=P2﹣P1=UI2﹣UI1=20V×0.6A﹣20V×0.2A=8W。
故答案为:30;8。
14.【解答】解:
(1)由题意和分析可知,灯L1与电流表串联、变阻器与灯L2串联,然后两者并联,再与开关和电源组成电路;在不知道电路中电流大小的情况下,电流表选用大量程;滑动变阻器采用“一上一下”的接法,且要把变阻器的左下侧接线柱接入电路中,才能保证滑片向左移动时,灯L2变亮;实物图如下所示:
(2)按照实物图,从电源正极开始,用各元件符号表示实物,最后回到负极;电路图如下所示:
三、实验探究题(本题共3个小题,15小题7分,16小题8分,17小题7分,共22分。)
15.【解答】解:(1)①将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧紧地压在一起,两铅块就会结合起来,甚至下面吊一个重物都不能把它们拉开,A实验说明组成物质的分子之间有引力;
②当瓶塞跳起时,软木塞的机械能增加,B实验说明管内水蒸气对软木塞做功,水蒸气的内能转化为软木塞的机械能;
(2)①根据比较不同物质吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,故探究水和煤油的吸热能力,在实验之前要控制水和煤油的初温和质量相同(水和煤油的密度不同,根据m=ρV,体积相同的水和煤油质量不同);
②根据转换法,水和煤油吸热的多少是通过加热时间的长短来反映的;
③分析实验数据可知,升高相同的温度,水加热时间长,据此推理,若使水和煤油加热相同的时间,煤油升高的温度高些;
④因质量相同水和煤油加热相同的时间,煤油升高的温度高些,故水的吸热能力强;
⑤小明同学在本次实验中控制不同物质的质量相同,故用到的研究方法是控制变量法。
故答案为:(1)①引力;②机械;(2)①质量;②加热时间的长短;③煤油;④水;⑤控制变量法。
16.【解答】解:(1)小王连接电路后,闭合开关,发现电流表指针偏向零刻度线左侧,原因是电流表正负接线柱接反;
当电路中的电流变大时,根据U=IR可知,定值电阻两端的电压将增大,由于U滑=U﹣U定,电源电压U保持不变,所以滑动变阻器两端的电压将减小,由此可知,出现上述实验现象的原因是电压表并联在滑动变阻器两端;
(2)实验中应控制定值电阻两端的电压不变,即保持电压表的示数不变,按电路图改接好电路,当每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时小王眼睛应注意观察电压表示数;
(3)①先将10Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为3V,根据欧姆定律可知电流表示数为I===0.3A,根据串联电路电压的规律及欧姆定律,则滑动变阻器连入电路的阻值:
R滑====40Ω;
断开开关,保持滑片位置不动,直接用25Ω的电阻替换10Ω的电阻,闭合开关后,根据串联电阻的规律及欧姆定律,则电流表读数为:
I′===A≈0.23A,所以电流表的示数大于0.12A;
②根据串联分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成25Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持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,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数不变;
③此过程中,在前后两次电压表示数是3V的情况下,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压都为:15V﹣3V=12V不变,当定值电阻的阻值为10Ω时,电路中的电流为0.3A,当定值电阻的阻值为25Ω时,电路中的电流为A,根据P=UI可知滑动变阻器的功率之比等于电路中的电流之比,为:=;
(4)由实验数据可知,电阻增大为原来的几倍,通过的电流减小为原来的几分之一,得出的结论是:当定值电阻两端电压一定时,电流与电阻成反比;
(5)本实验是探究电流与电阻的关系,需要保持定值电阻两端的电压(电压表的示数)不变,
A、电源电压为15V,由串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为:15V﹣3V=12V,变阻器的电压为电压表示数的4倍,若更换25Ω的电阻,由分压原理,滑动变阻器连入电路的阻值应为:
R滑′=4×25Ω=100Ω;
已知电路允许通过最大电流为0.6A,所以电路的总电阻最小为:
R总===25Ω;
根据串联电路电压的规律及分压原理,定值电阻的最小阻值应为:
R滑小=×25Ω=5Ω;
如果只更换定值电阻,则更换的电阻阻值范围是5Ω~25Ω,所以A方案可行;
B、如果只调整电压表的示数(可改变电压表量程),当调整的电压表示数最大,且接入定值电阻的阻值最小为10欧时,由欧姆定律可知此时电路中的最大电流为0.6A,
则电压表的最大示数UVmax=ImaxRmin=0.6A×10Ω=6V;
当调整的电压表示数最小时,变阻器两端的电压最大,且接入定值电阻的阻值最大为30欧时,变阻器接入电路的阻值最大为100欧,
由串联分压原理可得:==,
解得UVmin≈3.46V;
所以,应控制电压表示数范围为3.46V~6V,则B方案不可行;
C、如果只更换滑动变阻器,根据分压原理,则更换的滑动变阻器最大阻值至少为:
R滑大=4×30Ω=120Ω;
所以C方案可行;
D、若更换的电源电压范围是3V~13V,当电源电压为13V时,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:U变=13V﹣3V=10V,由分压原理,则滑动变阻器连入电路的阻值:
R滑″=×30Ω=100Ω;
当电源电压为3V时,则滑动变阻器的阻值应调为0Ω,此时定值电阻的电压等于电源电压,即为3V,更换的电源电压范围是3V~13V,所以D方案可行。
由此可知,不可行的方案是B。
故答案为:(1)电流表正负接线柱接反;电压表并联在滑动变阻器两端;(2)电压表;(3)大于;左;5:2;(4)电流与电阻成反比;(5)B。
17.【解答】解:(1)原电路图中,电流表与灯并联,电压表串联在电路中(电压表测电源电压,电压表有示数),因电压表内阻很大,电路的电流几乎为0,闭合开关,发现灯不亮;在测小灯泡电功率的实验中,电流表应与灯串联,电压表与灯并联,如下图所示:
;
(2)由表中数据可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.3A,小灯泡额定功率为:
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
变阻器的最大电阻为20Ω,由表中第1组数据,根据串联电路的规律及欧姆定律,变阻器连入电路的电阻:
R滑===≈22.7Ω>20Ω,故表格中第1次数据是编造的;
(3)标有“220V 8.5W”的LED灯与标有“220V 60W”的普通白炽灯都正常发光时,亮度几乎相当,说明电能转化为的光能相同,而普通白炽灯转化为的内能较多,消耗的电能多,LED灯转化为的内能较少,消耗的电能少,即LED灯电能转化为光能的效率更高,故选C;
(4)当电流为0.15A时,若灯泡两端的电压为1.2V,则它的电功率P′=U′I′=1.2V×0.15A=0.18W,由表格数据可知,当灯泡两端的电压为1.2V时,通过灯泡的电流为0.24A,大于0.15A,故当电流为0.15A时,灯泡两端的电压小于1.2V,则这时灯的实际功率一定小于0.18W,故选A。
故答案为:(1)不亮;见解答图;(2)0.75;1;(3)C;(4)A。
四、计算题(本题共3个小题,18小题6分,19小题8分,20小题8分,共22分,解题应写出必要的文字说明,步骤和公式,只写出最后结果的不能给分。)
18.【解答】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(70℃﹣20℃)=2.1×105J;
(2)煤气完全燃烧放出的热量:
Q放=m′q=0.01kg×4.2×107J/kg=4.2×105J;
(3)煤气灶烧水的效率:
η=×100%=×100%=50%。
答:(1)水吸收的热量为2.1×105J;
(2)煤气完全燃烧放出的热量为4.2×105J;
(3)煤气灶烧水的效率为50%。
19.【解答】解:(1)由电路图可知,L1和L2并联,电压表测量的是L2两端的电压,
由并联电路电压规律可知,L2两端的电压等于L1两端的电压,且等于电源电压。
所以灯泡L1和L2两端的电压U1=U2=3V;
(2)电源电压U=U2=3V;
(3)由图可知,电流表A1测量的是干路的电流,即Ⅰ=0.5A,电流表A2测量的是L2的电流,则流过灯泡L2的电流I2=0.2A,
由并联电路电流的规律可知,流过灯泡L1的电流I1=I﹣I2=0.5A﹣0.2A=0.3A。
答:(1)灯泡L1和L2两端的电压都为3V;
(2)电源电压是3V;
(3)流过灯泡L1的电流为0.3A,流经灯泡L2的电流是0.2A。
20.【解答】解:(1)由电路图和表中参数可知,当开关S1闭合、S2接b时,电路为R1的简单电路,电路中的电阻较大,由P=可知此时电功率较大,热菜板处于中温挡,
由P=可得,R1的阻值R1===220Ω;
(2)当开关S1闭合、S2接a时,R1和R2并联,电路中电阻最小,由P=可知此时电功率最大,热菜板处于高温挡,此时功率P高温=440W,
R2消耗的电功率P2=P高温﹣P中温=440W﹣220W=220W,
因为R1和R2并联,两端电压相等,且电功率PR2=P1,所以R2=R1=220Ω,
当开关S1断开、S2接b时,R1和R2串联,此时电路中的电阻最大,由P=UI=可知电功率最小,热菜板处于低温挡,低温挡功率:
P低温===110W;
(3)电能表上标有“1800r/kW•h”的字样,表示电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转1800转,
电能表的转盘转40转时,热菜板消耗的电能:
W=kW•h=×3.6×106J=8×104J,
热菜板以“高温挡”工作时,R1和R2并联,R并=×220Ω=110Ω,工作110s消耗的电能:
W1=t1=×110s,
热菜板以“低温挡”工作时,R1和R2串联,R串=220Ω+220Ω=440Ω,工作440s消耗的电能:
W2=t2=×440s,
由题知,W1+W2=W=8×104J,
×110s+×440s=8×104J,
解得:U实=200V。
答:(1)R1的阻值为220Ω;
(2)热菜板在“低温挡”正常工作时的功率为110W;
(3)热菜板工作的实际电压是200V。
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