2023-2024学年山东省青岛市即墨区德馨珑湖学校九年级(下)开学物理试卷(含解析)
展开一、选择题
1.下列生活中的情景,能说明分子在做无规则运动的是( )
A. 银杏落叶归根B. 荷花香远益清C. 雾凇玉树琼枝D. 秋叶色彩斑斓
2.如图所示,用酒精灯给试管中的水加热,水温上升,直至沸腾一段时间后,会看到试管口的橡皮塞被冲出。下列描述正确的是( )
A. 试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的
B. 试管中的水沸腾时吸收热量,温度升高
C. 水蒸气对橡皮塞做功,水蒸气的内能增加
D. 水蒸气对橡皮塞做功,其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同
3.在小亮的学习用品中,属于绝缘体的是( )
A. 塑料直尺B. 铅笔芯
C. 转笔刀片D. 金属圆规
4.医院入口处的扫码测温系统工作时,扫码为绿码,开关S1闭合;测温正常,开关S2闭合,只有扫码为绿码且测温正常,系统才会启动电动机打开闸门放行,下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,甲、乙为电压表或电流表,电路连接没有错误,闭合开关后,两灯都发光,甲、乙都有示数,则下面判断正确的是( )
A. 甲、乙都是电流表
B. 甲、乙都是电压表
C. 甲是电流表,乙是电压表
D. 甲是电压表,乙是电流表
6.江西省高速公路收费站已经开始对过往的超载货车实施计重收费,如图所示是计重秤原理图,以下说法正确的是( )
A. 称重表相当于一个电流表B. 当车辆越重时,R1两端的电压越小
C. 电路中的R1是保护电阻D. 当车辆越重时,称重表的示数越大
7.R1=5Ω、R2=10Ω,将R1、R2串联后接在3V的电源上,通电1min。通过R1的电流为I1,R1消耗的电能为W1;通过R2的电流为I2,R2消耗的电能为W2.则I1:I2和W1:W2,下列选项正确的是( )
A. 1:2 1:2B. 2:1 2:1
C. 1:1 2:1D. 1:1 1:2
8.小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的I−U关系图象如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A. 图乙中曲线A表示电阻R的I−U关系图象
B. 当电源电压为4V时、电流表示数为0.5A
C. 当电源电压为4V时,小灯泡L的实际功率为1.6W
D. 如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端,电路消耗的总功率为2W
9.下列做法符合安全用电原则的是( )
A. 在电线上晾衣服B. 检修电路前切断电源
C. 使用绝缘皮破损的导线D. 将开关接在零线和电灯之间
10.如图所示能证实发电机的原理电磁感应现象的是( )
A. B.
C. D.
11.某兴趣小组用一根电阻为R的镍铬合金电阻丝自制了一台电烘箱,下列说法正确的是( )
A. 由公式R=UI得知,R与U成正比,与I成反比
B. 电阻丝中的电流是正电荷定向移动形成的
C. 换挡减小接入电路的电阻丝长度,电烘箱的功率减小
D. 电烘箱工作时是将电能转化为内能
12.如图所示的电路中,在a、b两点间接入一个滑动变阻器,要求闭合开关后,当滑片P向右滑动时,灯泡变亮。则如选项所示的四种接法中正确的是( )
A. B.
C. D.
13.有质量相同的两块金属铜和铝,已知铜的比热容小于铝的比热容,则( )
A. 它们降低相同的温度,铝放出的热量一定大于铜放出的热量
B. 它们升高相同的温度,铜吸收的热量一定大于铝吸收的热量
C. 它们放出相同的热量后,铝降低的温度一定大于铜降低的温度
D. 它们吸收相同的热量后,铜的末温一定高于铝的末温
14.如图所示的电路,当开关S闭合时,L1亮、L2不亮,电流表有示数,则电路故障原因可能是( )
A. L1短路
B. L2短路
C. L1断路
D. L2断路
15.如图所示,电源电压保持不变,灯泡的电阻不受温度影响,当开关S闭合,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变小,电压表示数变大
B. 电流表示数不变,电压表示数变小
C. 电流表示数不变,电压表示数不变
D. 电流表示数变小,电压表示数变小
二、非选择题
16.如图所示是“神舟十五号”飞船搭乘“长征二号”F遥十五运载火箭在酒泉卫生发射中心发射升空时的壮观情景。火箭喷气发动机,自带燃料和氧化剂,所带的燃料的热值很______(选填“大”或“小”),燃烧时将燃料的______能转化为燃气的______能,再转化为火箭和飞船的______能。
17.如图所示,在配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,看到的现象是______。这是因为活塞压缩空气,使空气的内能______,温度升高,这一过程与内燃机工作的______冲程原理相同。
18.众所周知,爱因斯坦是一位伟大的理论科学家,他曾发明过“环保”不耗电的电冰箱。这种电冰箱内部有一种小型的浸入式致冷器,它能浸在需要冷却的液体中。这种电冰箱根本不需要常规电源,它的运行仅靠水龙头的压力,带动一台射水泵,从而在一个气室内产生真空,水和少量甲醇则在此处化为蒸气。管中甲醇会慢慢用完,但是这种液体不仅价格便宜,而且很容易弄到。这种冰箱在工作时,被冷却的液体内能______(选填“增大”、“减小”).你认为这种不用电的冰箱______(选填“遵守”、“不遵守”)能量守恒定律。
19.小铭周末在家做家务,他在水壶中装入质量2kg、温度18℃的水后,放在燃气灶上加热,利用______的方式使水的内能增加,直至将水加热到68℃,这个过程水吸收的热量为______J。[比热容c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
20.小王家购买了一辆小汽车,小王发现汽车的设计与使用都用到物理知识。
(1)汽车发动机是汽油机,图甲所示为______冲程;若其飞轮的转速是3600r/min,则汽油机每秒完成该冲程______次。
(2)若小汽车以80kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动速度v与时间t的关系如图乙所示,则在1min内,该汽车发动机所做的功为______J,汽车在此过程中受到的阻力为______N。
21.在探究“比较不同物质的吸热情况”实验中,实验装置如图所示。
(1)实验中应量取质量______的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用相同的电加热器加热。当它们吸收相同热量时,通过比较______(选填“加热时间”或“温度的变化量”)来判断吸热能力的强弱。
(2)通过实验,记录数据如表格所示。从开始加热到42℃,甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲 ______Q乙(选填“>”“<”或“=”)。
(3)分析实验数据可知______(选填“甲”或“乙”)物质的吸热能力强。
22.实验小组在探究“并联电路中电流的规律”时,设计的实验电路如图甲所示。
(1)根据实验电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物连接起来,要求电流表测A处的电流(A处电流小于0.6A)。
(2)同学们连接好电路后.用开关进行“试触”,观察到电流表指针迅速偏转到零刻度线左侧,则连接的电路存在的问题可能是______。
(3)重新连接电路后,闭合开关S,发现灯L1不发光,灯L2发光,小明猜想可能是灯L1短路了。同组的小刚认为他的结论错误,其理由是______。
(4)同学们正确实验,记录的实验数据如表所示,分析实验数据得出结论。根据实验结论可知,当小华在另一次实验中,测得C处电流IC=0.32A,观察到A处电流表指针位置如图丙所示,则B处的电流大小为______。
23.小明利用如图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω2、20Ω。
(1)实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,保持滑片位置不变,然后将10Ω的电阻接人电路,闭合开关,电压表的示数将会变______(选填“变大”、“变小”或“不变”),此时应该向______(选填“左”或“右”)移动滑片;使电压表示数为2V。
(2)实验室提供了三个不同规格的滑动变阻器:A:“30Ω 2A”,B:“50Ω 1A”,C:“100Ω 0.1A”,要完成整个实验,应该选取滑动变阻器______(填代号)。
24.用图甲所示的电路测量小灯泡的功率,器材有:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω 1.5A)、额定电压为2.5V的小灯泡各一个,导线若干。
(1)连接电路时开关要______,闭合开关前,需要检查电流表、电压表的指针是否______,并将滑动变阻器的滑片P移至______(选填“A”或“B”端);
(2)接通电源,闭合开关后,无论怎样移动滑片P,小灯泡均不发光,电流表指针不偏转,电压表指针有明显偏转,说明电压表与电源之间的电路连接是______,若电路中只有一处故障,则可能是______;
(3)排除故障后,重新开始实验,电源电压保持不变,闭合开关,电压表示数为0.5V,电流表示数为0.12A;移动滑片P,当电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,为______A,则小灯泡的额定功率为______W,此时滑动变阻器消耗的功率______W。
25.在探究“产生感应电流的条件”的实验中,实验装置如图所示。
(1)实验中通过观察______判断电路是否有感应电流。
( 2 )闭合开关,若导体AB不动,向右移动磁体,电路中______(选填“有”或“无”)感应电流。
(3)该实验的结论是闭合电路的一部分导体,在磁场做______运动时,导体中就会产生感应电流。
(4)磁场方向和切割磁感线的方向同时改变,产生的感应电流的方向______(选填“改变”或“不改变”)。
(5)如果将图中的小量程电流表换成______,可以探究磁场对通电导体的作用,更换后的实验电路是______(选填“发电机”或“电动机”)的原理。
26.某载重汽车在水平路面上以80km/ℎ的速度匀速行驶了0.05ℎ,消耗汽油1.0kg,其汽油发动机的效率为40%。[汽油的热值是4.6×107J/kg,铁的比热容是0.46×103J/(kg⋅℃)]
(1)燃烧汽油所放出的热量是多少?若这些热量都被1000kg的铁块吸收,该铁块的温度能升高多少?
(2)汽车通过的距离是多长?
(3)汽车在匀速行驶过程中牵引力是多大?
27.厨艺最讲究“火候”二字,如图甲所示的智能蛋糕机就是通过智能化技术控制制作时间和温度,制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的电路简图如图乙所示,其中R1、R2均为发热电阻(假定电阻不随温度变化),部分参数如下表所示。求:
(1)当开关S1断开,单刀多掷开关S2打到3时,蛋糕机处于______档(选填“高温”、“中温”或“低温”);
(2)该蛋糕机以高温挡正常工作时,10分钟产生的热量;
(3)该蛋糕机正常工作时R2的电阻值;
(4)该蛋糕机低温挡的额定功率。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A、银杏落叶归根是肉眼可见的物体,它们的运动属于机械运动,不属于分子运动,故A不合题意;
B、荷花香远益清,这是气体分子运动的结果,能说明分子在做无规则运动,故B符合题意;
C、雾凇玉树琼枝,这是物态变化的结果,不能说明分子在做无规则运动,故C不符合题意;
D、秋叶色彩斑斓,这是光的反射形成的,不能说明分子在做无规则运动,故D不符合题意。
故选:B。
一切物质的分子都在不停地做无规则运动,分子比较小,是纳米尺度内的,我们用肉眼是看不到的,我们能够看到的不是分子,是固体的小颗粒。
本题考查了学生对分子运动的掌握,一定要区分开分子的运动和固体小颗粒的运动。
2.【答案】D
【解析】解:加热过程中,水吸热,温度升高、内能增大,水的内能增大是通过热传递方式实现的;
水蒸气膨胀对塞子做功,将水蒸气的内能转化为木塞的机械能,水蒸气的内能减少;能量转化情况与汽油机的做功冲程相同。
综上所述D正确。
故选:D。
(1)当对物体做功时,机械能转化为物体的内能,物体的内能增大;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。
(2)汽油机的工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成,其中压缩冲程机械能转化成内能,做功冲程内能转化成机械能。
本题通过具体实验考查了学生对改变物体内能的方法的了解与掌握,属于基础题目。
3.【答案】A
【解析】解:A、塑料直尺的材料是塑料,属于绝缘体,故A正确;
B、铅笔芯的材料是石墨,属于导体,故B错误;
C、转笔刀片的材料是金属,属于导体,故C错误;
D、金属圆规的材料是金属,属于导体,故D错误。
故选:A。
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。
此题考查了导体与绝缘体的概念以及生活中常见的实例;生活中哪些物体为导体,哪些物体为绝缘体,属于识记的内容,比较简单。
4.【答案】D
【解析】解:
由题知,只有当扫码为绿码、体温在正常范围都满足时,系统才会启动电动机打开闸门,当扫码不为绿码,或体温不正常时,闸门就不会打开,这说明两个开关是相互影响的,所以两个开关是串联的,A图两开关并联,B图当两开关都闭合时,发生电源短路,这是不允许的,C图当开关S2闭合时,发生电源短路,这是不允许的,由此可知只有D图符合题意。
故选:D。
由题意可知,只有当绿码、体温在正常范围都满足时,系统才会启动电动机打开闸门,说明开关S1、S2相互影响、不能独立工作即为串联,据此进行解答。
本题考查了电路的设计,正确分析两开关的连接方式是关键。
5.【答案】C
【解析】解:若甲是电压表,则右边灯泡短路,不能发光,所以甲是电流表;
此时若乙是电流表会造成电源短路,所以乙是电压表。
故选:C。
根据电流表的电阻很小,在电路中相当于导线;电压表的电阻很大,在电路中相当于开路,利用假设法,逐一分析即可。
本题考查了电流表、电压表的正确使用。电流表的电阻很小,在电路中相当于导线;电压表的电阻很大,在电路中相当于开路,需要并联使用。
6.【答案】ACD
【解析】解:
A.由图知,称重表串联在电路中,所以称重表相当于一个电流表,故A正确;
B、当车辆越重时,滑片向下滑,R的阻值变小,根据串联电路的分压特点可知,R两端的电压变小,则R1两端的电压变大,故B错误;
C、当车辆很重时,滑片滑到最下端,如果没有电阻R1,会造成电源短路,烧坏电源和电流表,因此电路中的R1具有保护电路的作用,故C正确;
D、当车辆越重时,滑片向下滑,R的阻值变小,电路的电流变大,所以称重表的示数越大,故D正确;
故选:ACD。
(1)分析电路图,根据称重表在电路的连接情况判断是电流表还是电压表;
(2)根据电路中滑片的变化情况对选项逐一方向后,选择正确答案。
本题是一道力学和电学的综合题,但比较容易分析,是基础知识。
7.【答案】D
【解析】解:
(1)将R1、R2串联后接在3V的电源上,因串联电路中电流处处相等,
所以通过R1、R2的电流之比为I1:I2=1:1,故AB错误;
(2)通电1min(即通电时间相同),则消耗电能之比:
W1:W2=I12R1t:I22R2t=R1:R2=5Ω:10Ω=1:2,故C错误,D正确。
故选:D。
(1)根据串联电路中电流处处相等的特点即可求出电流之比;
(2)由于串联电路中电流处处相等,利用电能公式W=I2Rt即可求出消耗的电能之比。
本题考查了串并联电路特点和电功率公式的应用,是一道综合应用题。
8.【答案】D
【解析】解:A、定值电阻R的I−U关系图象是一条直线,故A错误;
BC、由图甲可知小灯泡L和定值电阻R并联在电压为4V的电源上时,并联电路中各支路两端的电压相等,它们两端的电压均为4V,由图象可知对应的电流:IL=0.3A,IR=0.1A,
干路电流:I=IL+IR=0.3A+0.1A=0.4A;
小灯泡L的实际功率:PL=UIL=4V×0.3A=1.2W,故B、C错误;
D、如果把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上,由乙图可知当通过电路的电流为0.2A时,灯泡两端的电压为2V,电阻两端的电压为8V,串联电路总电压等于各部分电压之和,此时电路总电压U=UL+UR=2V+8V=10V,恰好等于电源电压,即把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上,电路中的电流等于0.2A,总功率P=UI=10V×0.2A=2W,故D正确。
故选:D。
(1)根据定值电阻的阻值与其两端的电压、通过的电流无关或得出结论;
(2)由图甲可知灯泡与定值电阻并联,根据并联电路的电压特点结合图象读出对应的电流,根据并联电路的电压特点得出干路电流;
(3)根据串联电路电压规律和电流特点读出正确的电流和电压,根据P=UI得出功率。
本题考查了并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据图象得出有用的信息。
9.【答案】B
【解析】解:
A、在电线上晾衣服,衣服是湿的,如果电线漏电会间接接触火线,会发生触电事故,故A不符合安全用电原则。
B、检修电路前切断电源就是切断了火线,能防止触电事故的发生,故B符合安全用电原则。
C、使用绝缘皮破损的导线,如果导线漏电会间接接触火线,会发生触电事故,故C不符合安全用电原则。
D、将开关接在零线和电灯之间,断开开关时,不能切断火线,在更换灯泡时,容易接触火线,容易发生触电事故,故D不符合安全用电原则。
故选:B。
直接接触火线或间接接触火线都会造成触电事故,根据这个特点进行分析。
家庭电路中安全用电原则是不能直接或间接接触火线。
10.【答案】A
【解析】解:A、图中闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动,导体中产生感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的原理,故A正确;
B、该装置探究的是奥斯特实验,说明电流的周围存在磁场,故B错误;
C、给电磁铁通电后,电磁铁具有磁性,这是电流的磁效应,故C错误;
D、图中装置探究的是通电导体在磁场中受力运动,故D错误。
故选:A。
闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,电路中会产生感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的工作原理。
本题考查电磁现象中的基础知识,同时在学习中要注意积累此类知识。
11.【答案】D
【解析】解:A、电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,公式R=UI只是计算电阻的一种方法,但电阻与电压、电流都无关,故A错误;
B、电阻丝中的电流是电子定向移动形成的,故B错误;
C、换挡减小接入电路的电阻丝长度,电阻丝的电阻减小,由公式P=U2R可知,电压不变,而电阻变小,故功率变大,故C错误;
D、电烘箱工作时,消耗电能,产生内能,故是将电能转化为内能的过程,故D正确。
故选:D。
(1)导体电阻可由导体两端的电压值与流过导体的电流值的比值求得,但是导体电阻是导体本身的一种性质,与流过的电流和两端的电压无关。
(2)正电荷和负电荷的定向移动都能形成电流;
(3)根据影响电阻大小的因素,利用公式P=U2R分析功率变化;
(4)判断能量的转化,我们主要看它要消耗什么能量,得到什么能量,因为总是消耗的能量转化为得到的能量。
本题考查电学中的多个知识点,属于综合题目,但都属于基础知识考查,难度不大。
12.【答案】D
【解析】解:要使滑片右移时,灯泡变亮,电流变大,滑动变阻器接入电阻减小,则接入电路的必须为右侧部分,故滑动变阻器应接入右下的接线柱;因上面的两个接线柱都接在同一个导线上,故上面接线柱接哪一个均可,故D正确。
故选:D。
当滑动变阻器接一上一下两个接线柱时,接入电路的为滑片与下接线柱之间的部分;则由题意可知滑动变阻器的接法。
滑动变阻器是通过调节接入电路的导线长度来调节电阻的,应熟练掌握其接线方法。
13.【答案】A
【解析】解:A、它们降低相同的温度时,据Q=cm△t,比热容大的铝块放出的热量多,该选项正确;
B、它们升高相同的温度时,据Q=cm△t,比热容大的铝块吸收的热量多,该选项错误;
C、它们放出相同的热量后,据△t=Qcm,比热容大的铝块温度降低的慢,该选项错误;
D、由于不知道它们的初始温度,因此无法比较它们的末温,该选项错误.
故选A.
(1)物体温度升高或降低时,吸收或放出的热量可以用公式Q=cm△t计算分析;
(2)物体吸收或放出热量后,温度的变化可以通过△t=Qcm分析.
本题考查物质吸、放热与比热容、质量和温度变化量间的关系,解题的关键是对公式的把握与变形应用.
14.【答案】B
【解析】解:根据题意可知,当开关S闭合时,电流表有示数,说明电路出现了短路现象,L1亮、L2不亮,所以故障是L2短路。
故选:B。
闭合开关,一个灯泡发光,另一个灯泡不发光,说明电路出现了短路现象;根据灯泡的发光情况判定故障的原因。
电路故障是中考必考题型之一,关键是能根据灯泡或电表示数变化等现象找出故障位置,平时实验时要注意观察实验现象,再结合理论分析,便于掌握。
15.【答案】D
【解析】解:由电路图可知,L与R串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=UR可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;由U=IR可知,L两端的电压变小,即电压表的示数变小,故D正确、ABC错误。
故选:D。
由电路图可知,L与R串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和电压表示数的变化。
本题考查了电路的动态分析,涉及到滑动变阻器和欧姆定律的应用,是一道较为简单的应用题。
16.【答案】大 化学 内 机械
【解析】解:
火箭采用的燃料具有较高的热值,完全燃烧相同质量时,可以释放出更多的热量;
燃料燃烧的化学能转化为燃气的内能,火箭升空时,燃气的内能又转化为火箭的机械能。
故答案为:大;化学;内;机械。
(1)火箭所选用的燃料具有较大的热值;
(2)火箭是一种热机,热机工作时,燃料燃烧时的化学能转化燃气的内能,火箭升空时,燃气的内能转化为火箭的机械能。
本题综合考查了能量的转化、热值的特性、喷气式发动机是热机的一种,是将化学能转化为内能的过程。
17.【答案】硝化棉燃烧起来 增大 压缩
【解析】解:当把活塞迅速压下去时,活塞对筒内的空气做功,筒内空气的内能就会增加,温度就会升高,达到硝化棉的燃点,硝化棉就燃烧起来;
汽油机的压缩冲程中,机械能转化为内能。
故答案为:硝化棉燃烧起来;增大;压缩。
对物体做功,物体的内能增加,机械能转化为内能;物体对外做功,物体的内能减少,内能转化为机械能;在汽油机的四个冲程中,机械能转化为内能的是压缩冲程,内能转化为机械能的是做功冲程。
此题考查了做功改变内能,同时还考查了汽油机工作过程中的能量转化。
18.【答案】减小;遵守
【解析】解:冰箱在工作时,被冷却的液体的温度降低,故其内能减小;对于能量的转化和守恒定律是自然界普遍的规律,它适合任何过程过程,故这种不用电的冰箱也是遵守能量的守恒定律的。
故答案为:减小;遵守。
(1)内能是物体内部所有分子热运动的分子动能和分子势能的总和,衡量内能大小的变化主要看其温度是否发生了变化;
(2)能量既不会消灭,也不会凭空产生,它只能从一种形式转化为另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体上,在转移和转化的过程中,能的总量是保持不变的。这是自然界中普遍存在的规律。
知道内能的取决因素,并利用能量的转化和守恒定律是解决该题的关键。
19.【答案】热传递 4.2×105
【解析】解:他在水壶中装入质量2kg、温度18℃的水后,放在燃气灶上加热,利用热传递的方式使水的内能增加;
水吸收的热量:
Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(68℃−18℃)=4.2×105J。
故答案为:热传递;4.2×105。
(1)做功和热传递都可以改变物体的内能,它们的主要区别是:做功是能量的转化,而热传递是能量的转移;
(2)已知水的质量、比热容、初温度和末温度,利用热量公式得到水吸收的热量。
此题考查了改变内能的方式和热量计算公式的应用,属于基本技能和基本规律的应用,难度较小。
20.【答案】压缩 30 4.8×106 4000
【解析】解:(1)由图可知,活塞向上运动,两个气门都关闭,为压缩冲程;飞轮的转速是3600r/min,所以每秒转动的圈数为n=160×3600=60,因为飞轮转动一圈完成两个冲程,所以1s可以完成2×60=120个冲程;因为完成四个冲程,对外做功一次,所以1s可以做功14×120=30次;
(2)轿车发动机做的功:W=Pt=8×104W×60s=4.8×106J;
当轿车速度达到20m/s时不再改变,此时做匀速直线运动,轿车受到的阻力为f=F=Pv=8×104W20m/s=4000N。
故答案为:(1)压缩;30;(2)4.8×106;4000。
(1)汽油机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、做功、压缩和排气,其中只有做功冲程对外做功,在做功冲程中,燃料的化学能转化为内能,而内能又转化为机械能,带动飞轮转动做功;汽油机的做功冲程特点是火花塞点火,在做功冲程对外输出功,是将内能转化为机械能;四冲程内燃机曲轴转一圈,完成2个冲程,1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次;
(2)已知牵引功率和时间,根据W=Pt求出轿车发动机做的功;由图象知在速度达到20m/s时,汽车做匀速直线运动,所以牵引力等于阻力,利用公式F=Pv得到牵引力,也就知道了阻力。
解决此题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答,记住相关的数据大小,会根据转速进行相关计算。
21.【答案】相同 温度的变化量 小于 甲
【解析】解:
(1)探究“比较不同物质吸热的情况”,实验中应取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用相同的电加热器加热。当它们吸收相同热量时,通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱,这种方法叫转换法。
(2)由表中实验数据可知,从开始加热到42℃,甲需要的加热时间短(3min),乙需要的加热时间长(4min),由于用相同的电加热器加热,所以甲吸收的热量小于乙吸收的热量。
(3)由表中实验数据可知,质量相同的甲、乙两种液体吸收相同热量(即加热相同时间),甲升高的温度小于乙升高的温度,根据Q吸=cmΔt可知,甲物质的吸热能力强。
故答案为:(1)相同;温度的变化量;(2)小于;(3)甲。
比较物质吸热能力实验需要应用控制变量法,根据控制变量法的要求分析答题;用相同的热源对液体加热,液体在相等时间内吸收的热量相等,质量相同的液体升高相同的温度,吸收的热量越多,液体吸热能力越强。
本题考查了实验注意事项、实验数据分析,应用控制变量法是正确解题的关键,熟练应用控制变量法、分析表中实验数据即可解题。
22.【答案】电流表的正负接线柱接反了 如果L1是短路,整个电路短路,L2也不能工作 0.48A
【解析】解:(1)由电路图知两灯泡并联,因电流表测A处的电流,所以电流表接在干路上,由于A处电流小于0.6A,所以电流表的量程为0~0.6A,如下图所示:
;
(2)电流表的指针向着没有刻度的一侧偏转,其可能原因是电流表的正负接线柱接反了;
(3)闭合开关,L1和L2是并联,发现L2发光,说明L2的支路是通路,而L1不亮,说明L1的支路可能是断路或L1实际功率太小,如果L1是短路,整个电路短路,L2也不能工作,故小明判断错误;
(4)由表格数据知A处测量干路的电流,C处测量支路的电流,所以A处电流表指针位置如图丙所示,若选用0~0.6A的量程,电流表的示数只有0.16A,小于C处的电流,所以电流表选用大量程,即0~3A,分度值为0.1A,A点电流为0.8A;
由表格数据知在并联电路中,干路电流等于各支路电流的和,所以B处的电流为:
IB=IA−IC=0.8A−0.32A=0.48A。
故答案为:(1)见解析图;(2)电流表的正负接线柱接反了;(3)错误;如果L1是短路,整个电路短路,L2也不能工作;(4)0.48A。
(1)测量A点电流时电流表接在干路上,两灯泡并联;
(2)电流表在使用时,电流应从正接线柱流入,从负接线柱流出;
(3)在并联电路中,若只有一个用电器工作,则电路中不能发生短路,可能是另一个用电器发生了断路或不发光小灯泡的电阻过大、实际功率过小造成的;
(4)根据并联电路的电流特点,结合指针的位置分析电流表的量程,确定分度值读数,进而算出B处的电流大小。
本题考查了实物电路图的连接和电流表的读数以及数据分析等,为得出普遍结论,实验时应选用不同规格的灯泡实验。
23.【答案】变大;左;B
【解析】解:
(1)将5Ω的电阻换成了10Ω的电阻时,串联电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中电流变小,滑动变阻器分得的电压变小,电阻分得的电压变大;
要探究电流和电阻之间关系,必须保持电阻两端的电压不变,即与电阻并联的电压表示数不变,所以应调节滑片向左移动,增大滑动变阻器接入电路的电阻,使电压表的示数达到2V时,读取电流表示数。
(4)电压表的示数2V不变,R的阻值为5Ω、10Ω、20Ω时,由图象知,对应的电流依次为0.4A、0.2A、0.1A,
因C规格的滑动变阻器允许通过的电流太小,故不能选;
滑动变阻器两端的电压U滑=U−UR=6V−2V=4V,
根据R滑=URI=U−2VI可得,滑动变阻器接入电路的电阻依次为10Ω、20Ω、40Ω,
因A规格滑动变阻器的最大阻值偏小,不符合要求,B规格的滑动变阻器符合要求,故选B。
故答案为:(1)变大;左;(2)B。
(1)将5Ω的电阻换成了10Ω的电阻时,电路中的总电阻变大,电路中的电流减小,滑动变阻器两端的电压减小,电压表的示数变大;要探究电流和电阻之间关系,必须保持电阻两端的电压不变,即与电阻并联的电压表示数不变,为保证电阻两端的电压不变,要通过调节滑片,使滑动变阻器两端的电压变大,从而使电阻两端的电压变为原来的值。
(2)实验中电压表的示数2V不变,根据欧姆定律求出电阻为5Ω、10Ω、20Ω时电路中的电流,根据串联电路的分压特点求出滑动变阻器接入电路的电阻即可得出所选取滑动变阻器的规格和不选外两个滑动变阻器的原因。
根据题目数据选择合适的滑动变阻器,不但考虑滑动变阻器允许通过的电流,也要考虑滑动变阻器的电阻。电路电流不能超过滑动变阻器允许通过的最大电流,滑动变阻器最大电阻稍大于电路需要的电阻,这样,滑动变阻器既能满足电路要求,也能使电路准确获得需要的数据。
24.【答案】断开 指在“0”刻度线 B 串联 小灯泡断路 0.3 0.75 0.12
【解析】解:(1)为保护电路,连接电路时开关要断开;
闭合开关前,需要将电表调零,即检查电流表、电压表的指针是否指在“0”刻度线上;滑动变阻器滑片置于阻值最大处的B端;
(2)接通电源,闭合开关后,无论怎样移动滑片P,小灯泡均不发光,电流表指针不偏转,说明电路存在断路故障,而电压表有示数,则电压表与电源两极连通,说明肯定是小灯泡断路,此时电压表和电源串联;
(3)电流表量程0~0.6A,分度值0.1A,故读数为0.3A;小灯泡额定功率P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W;
闭合开关,电压表示数为0.5V,电流表示数为0.12A,电源电压U=U1+UP=0.5V+0.12A×20Ω=2.9V;
移动滑片P,当电压表示数为2.5V时,滑动变阻器两端电压U′=U−UL=2.9V−2.5V=0.4V;
滑动变阻器的功率P′=U′I=0.4V×0.3A=0.12W。
故答案为:(1)断开;指在“0”刻度线上;B;(2)串联;小灯泡断路;(3)0.3;0.75;0.12。
(1)为保护电路,连接电路时开关要断开;闭合开关前,需要将电表调零,即检查电流表、电压表的指针是否指在“0”刻度线上;滑动变阻器滑片置于阻值最大处;
(2)电流表无示数,说明电路断路,电压表有示数,说明肯定是小灯泡断路,此时电压表和电源串联;
(3)电流表读数注意量程和分度值;根据功率公式P额=U额I额可得小灯泡额定功率;
接通电源,闭合开关,滑动变阻器在阻值最大处,根据串联分压可得电源电压;
移动滑片P,当电压表示数为2.5V时,结合电源电压大小可得滑动变阻器的电压,根据功率公式可得滑动变阻器的功率。
本题考查了电功率的计算,设计到欧姆定律和串联电路的特点,难度一般。
25.【答案】灵敏电流表示数 有 切割磁感线 不改变 电源 电动机
【解析】解:(1)实验中,通过观察灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流存在,指针偏转表明电路中有感应电流,否则电路中没有感应电流。
(2)闭合开关,若导体AB不动,向右移动磁铁,相当于导体做切割磁感线运动,所以电路中有感应电流;
(3)据该实验可知,该实验的结论是:闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流;
(4)感应电流的方向是由导体的运动方向和磁场方向来决定的,只改变导体的运动方向,感应电流的方向发生改变,只改变磁场方向,感应电流的方向发生改变,同时改变磁场方向和切割磁感线的方向,感应电流的方向就不会改变;
(5)磁场对通电导体有力的作用,电路中一定有电源,所以把小量程电流表换成电源,导体ab成为通电导体在磁场中受力的作用,是电动机的原理图。
故答案为:(1)灵敏电流表示数;(2)有;(3)切割磁感线;(4)不改变;(5)电源;电动机。
(1)闭合开关时,电路中是否有电路,眼睛不能直接观察,要通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流存在;
(2)(3)电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动,导体中有感应电流产生;
(4)感应电流的方向是由导体的运动方向和磁场方向来决定的。要改变感应电流的方向,就要从这两个因素入手;
(5)通电导体在磁场中受力,因此电路中要有电源。
产生感应电流必须抓住的三个条件:闭合电路;一部分导体;做切割磁感线运动。
26.【答案】解:(1)燃烧汽油所放出的热量为:Q放=qm=4.6×107J/kg×1kg=4.6×107J;
由比热容公式得该铁块的温度变化量为:Δt=Q放cm=4.6×107J0.46×103J/(kg⋅℃)×1000kg=100℃;
(2)由平均速度的公式变形求解路程为:s=vt=80km/ℎ×0.05ℎ=4km=4000m;
(3)已知汽油发动机的效率为40%,可知发动机的有用功为:W有=Q放η=4.5×107J×40%=1.8×107J;
根据公式W=Fs得F=Ws=1.8×107J4000m=4500N;
答:(1)燃烧汽油所放出的热量是4.6×107J;
该铁块的温度能升高100℃;
(2)汽车通过的距离是4000m;
(3)汽车在匀速行驶过程中牵引力是4500N。
【解析】(1)应用热值的公式计算燃料放热量,应用比热容的公式变形求解温度变化量;
(2)应用平均速度的公式变形求解路程;
(3)根据发动机效率计算出有用功,然后更具有用功的计算式,求解牵引力。
本题考查了速度、热值以及比热容的相关计算,比较综合,难度较大。
27.【答案】低温
【解析】解:(1)当开关S1断开,单刀多掷开关S2打到3时,电阻R1与电阻R2串联,总电阻最大,根据P=U2R可知蛋糕机处于低温;
(2)高温挡产生的热量:
W=P高温t=1100W×600s=6.6×105J;
(3)当S1闭合,S2旋到位置2时,电路为并联,此时,总电阻最小,总功率最大为1100W,当S1闭合,S2旋到位置1时,电路中只有R1,此时,电路处于中温挡,R1的功率为880W,所以高温挡时R2的功率:P2=P高−P中=1100W−880W=220W,
根据P=U2R可知,电阻R2的阻值为:R2=U2P2=(220V)2220W=220Ω;
(3)电热丝R1的阻值:R1=U2P1=(220V)2880W=55Ω,
当开关S1断开,单刀多掷开关S2打到3时,蛋糕机处于低温挡:
P低温=U2R1+R2=(220V)255Ω+220Ω=176W。
故答案为:(1)低温;
(2)该蛋糕机以高温挡正常工作时,10分钟产生的热量是6.6×105J;
(3)该蛋糕机正常工作时R2的电阻值是220Ω;
(4)该蛋糕机低温挡的额定功率是176W。
(1)根据电路结构及P=U2R判断蛋糕机处于什么档;
(2)根据W=Pt可求蛋糕机以高温挡正常工作时,10分钟产生的热量;
(3)求出R2的功率,根据P=U2R可求R2的电阻;
(4)求出电路的总电阻,电阻最大时,蛋糕机功率最小,根据P=U2R可蛋糕机低温挡的额定功率。
本题考查电功率的动态分析及应用,关键是要能根据电路图分析电路的三种功率挡位,难度较大。加热时间t/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
实验序号
A处电流IA/A
B处电流IB/A
C处电流IC/A
1
0.40
0.16
0.24
2
0.38
0.26
0.12
3
0.58
0.22
0.36
额定电压/V
220
额定功率/W
高温1100
中温880
低温
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