2023-2024学年甘肃省庆阳市九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析)
展开1.下列估测的数据中,最符合实际的是( )
A. 一节新干电池的电压约为2VB. 手机电池的电压约为3.7V
C. 电热水壶正常工作时的加热功率约为10WD. 电视机正常工作时的电流约为10A
2.标有“220V40W”的字样的电视机、电风扇、电热毯和日光灯四种电器,都在额定电压下工作相同的时间,则产生的热量最多的是( )
A. 电热毯B. 电风扇C. 电视机D. 日光灯
3.小明在妈妈的帮助下学会了做西红柿炒鸡蛋,下列做法与炒菜时改变物体内能的方式相同的是( )
A. 两手相互摩擦B. 用燃气灶烧水
C. 用锯条锯木头D. 用砂轮磨菜刀
4.如图所示,这是一款新式无线插座转换器,带有USB插头、一转多位插座、调光台灯等多种功能。下列说法正确的是( )
A. 台灯的外壳是半导体
B. 给手机充电时,台灯与手机串联
C. 调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器
D. 给手机充电,手机电池相当于电路中的电源
5.如图所示的电路中,闭合开关时,下列说法正确的是( )
A. 灯泡L1与L2是串联的
B. 开关能控制所有灯泡
C. 电流表测量通过灯泡L2的电流
D. 电流从电流表经导线a流向开关
6.如图所示,这是电阻甲和乙的I−U图像。下列判断正确的是( )
A. 甲是一个定值电阻,其阻值为10Ω
B. 当乙两端的电压为2.5V时,其阻值为10Ω
C. 将甲和乙串联,若电路中的电流为0.3A,则电路两端的总电压为3V
D. 将甲和乙并联,若电源电压为1V,则电路消耗的总功率为0.6W
二、填空题:本大题共10小题,共20分。
7.庆阳是我国传统香包刺绣的发源地之一,被称为“中国香包刺绣之乡”。在制作香包时能闻到淡淡的香味,这是______现象,说明分子在不停地做______运动。
8.家庭电路中,电风扇与其他家用电器是______联的。家中同时使用多个大功率用电器,很容易造成导线中______过大而发生火灾。
9.如图所示,是装有静电除尘纸的拖把,拖地时除尘纸与地板摩擦后带电,具有______的性质,可以轻松地将灰尘和头发清扫干净。若摩擦过程中电子从地面转移到除尘纸,则摩擦后除尘纸带______电。
10.防范触电事故的前提是要有安全用电意识,要遵守安全用电原则。在家庭电路中,为了防止触电,必须把控制用电器的开关装在______线和用电器之间;如图所示的三孔插座的第______孔与地线相连。
11.如图所示为“探究电流通过导体产生的热量跟______的关系”的实验装置。实验中用 U形管内液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少,这种方法叫______(选填“控制变量”或“转换”)法。
12.如图甲所示的电路中,电源电压为3V,闭合开关,电压表测量灯泡______两端的电压。此时电压表的示数如图乙所示,则灯泡L1两端的电压为______ V。
13.如图所示的电路中,电源电压保持不变,已知定值电阻R1:R2=3:5。当开关S闭合时,定值电阻R1、R2两端的电压之比为______;电流表A1和A2的示数分别为I1、I2,则电流大小关系是I1______I2(选填“>”“=”或“<”)。
14.如图所示的电路中,灯泡L标有“3Vㅤ0.9W”的字样,定值电阻R的阻值为20Ω,当开关S闭合时,灯泡L恰好正常发光,则此时电流表的示数为______ A,通电1min灯泡L消耗的电能为______ J。
15.如图所示,该汽油机此时处于______冲程;此冲程中的能量转化情况与______(选填“乙”或“丙”)图中的能量转化情况相同。
16.某同学家电能表的面板如图所示,则他家同时使用的用电器总功率不能超过______ W,图中电能表的示数为______kW⋅h。
三、作图题:本大题共2小题,共2分。
17.图甲为一个带开关的插座,开关闭合时,插孔可以提供工作电压,请在图乙中,将对应的电路连接完整,并符合安全用电原则。
18.家庭卫生间一般都要安装照明灯和换气扇(用
表示),使用时,有时需要各自独立工作,有时需要同时工作,请画出符合上述要求的电路图。
四、实验探究题:本大题共2小题,共20分。
19.在“探究串联电路中电压的规律”实验中,小明同学设计了如图甲所示的电路。
(1)正确连接电路后,闭合开关,电压表的示数如图乙所示,为了使实验结果更准确,接下来他应该______。
(2)测出灯泡L1两端的电压后,小明断开开关,准备拆下电压表,改接在B、C之间。小聪认为小明的操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可。小聪的办法是否正确?答:______,你的理由是______。
(3)小明完成了三次实验,并记录数据如表所示。分析表中的数据,可得出结论:串联电路中电源电压等于______。
(4)本实验中,小明进行多次实验的主要目的是______。
A.寻找普遍规律;
B.减小实验误差。
20.小明做“测量小灯泡的电阻”实验时,使用的小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为3V。小明现已连接了部分电路,如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线,将如图甲所示的实物图连接完整。(连线不得交叉)
(2)开关闭合后,发现小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压,电流表无示数,原因可能是______。
A.小灯泡断路;
B.小灯泡短路;
C.滑动变阻器断路。
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片至某一位置时,小灯泡两端的电压为2V,为了测量小灯泡正常工作时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)移动。
(4)小明根据多组实验数据画出小灯泡的U−I图像,如图乙所示,分析图像可知,小灯泡正常工作时的电阻为______Ω;小灯泡的电阻是变化的,原因是灯丝的电阻受______的影响。
五、简答题:本大题共1小题,共2分。
21.随着人们生活水平的提高,汽车已进入普通家庭。请你运用所学的物理知识简要回答下列问题:
(1)汽车上各个转向灯是并联的还是串联的,为什么?
(2)为什么汽车发动机的冷却剂常选用水?
六、计算题:本大题共2小题,共14分。
22.如图所示为某种固体酒精炉,固体酒精炉比液体酒精炉使用时更安全。为了测定该固体酒精炉的热效率,在炉中放入40g的固体酒精,当固体酒精燃烧完后,锅中1kg的水温度从20℃升高到了70℃。已知固体酒精的热值为1.5×107J/kg,水的比热容是4.2×103J/(kg⋅℃),求:
(1)若固体酒精完全燃烧,则放出的热量是多少?
(2)水吸收的热量是多少?
(3)小明测得固体酒精炉的热效率是多大?
23.如图甲所示,小明家的电火锅有高温、低温两挡,其内部简化电路如图乙所示,部分参数如表所示,发热电阻R1和R2的阻值不变。ρ水=1×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg⋅℃)
(1)当开关S接1时,电火锅处于______挡,你的判断依据是什么?
(2)求电火锅处于低温挡正常工作时的电流。
(3)求发热电阻R2的阻值。
(4)电火锅处于高温挡正常工作5min产生的热量为多少?
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A、一节新干电池的电压约为1.5V,故A错误;
B、手机电池的电压约为3.7V,故B正确;
C、电热水壶正常工作时的加热功率约为1000W,故C错误;
D、电视机正常工作时的电流约为1A,故D错误。
故选:B。
新课程标准要求我们能根据日常经验或自然现象粗略估测一些物理量。例如:长度、质量、时间、温度、力、速度、电功率、电流、电压等。解答估测选择题的方法:利用生活中我们熟悉的一些数据作为根据,进行单位换算,有时要利用基本公式求未知物理量。
本题考查了对电压、电功率、电流的估测,注重理论与实际差异的应变能力的培养,体现新课程的基本理念。
2.【答案】A
【解析】【分析】
本题主要考查学生对:电流的热效应,以及电能转化成的是哪一种形式的能,是一道基础题。
【解答】
A、电热毯是利用电流的热效应工作的,在额定电压下工作相同时间电能全部产生热量。
B、电风扇在额定电压下工作相同时间电能主要转化成机械能,产生热量很少。
C、电视机在额定电压下工作相同时间主要是把电能转化为声能和光能,产生热量很少。
D、日光灯在额定电压下工作相同时间主要是把电能转化为光能,产生热量很少。
故选:A。
3.【答案】B
【解析】解:炒菜时炉火加热,菜吸收热量,是通过热传递改变内能的;
A、两手互相摩擦时手发热,克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,属于做功改变物体的内能,故A不符合题意;
B、用燃气灶烧水,利用火焰直接加热,使物体的温度升高,是通过热传递的方式改变物体内能,故B符合题意;
C、锯木头时锯条发烫,克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,属于做功改变物体的内能,故C不符合题意;
D、菜刀在砂轮上磨得发烫,克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,属于做功改变物体的内能,故D不符合题意。
故选:B。
改变物体内能有两种方式:做功和热传递。做功主要有摩擦生热和压缩气体做功,做功实质是能量的转化,热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体,或者是从一个物体的高温部分传到低温部分,其实质是能的转移。
解决此类问题要知道改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,而做功过程是能量的转化过程。
4.【答案】C
【解析】解:A、台灯的外壳要用不易导电的材料制成,是绝缘体,故A错误;
B、给手机充电时,台灯与手机可独立工作,互不影响,是并联的,故B错误;
C、滑动变阻器可以调节电路中的电流,从而影响台灯的亮度,因此,调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器,故C正确;
D、给手机充电,手机电池消耗电能,相当于用电器,故D错误。
故选:C。
(1)容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;
(2)串联电路中,各用电器互相影响;并联电路中,各用电器可独立工作,互不影响;
(3)滑动变阻器可以调节电路中的电流,从而影响台灯的亮度;
(4)用电器是消耗电能的元件;电源是提供电能的元件。
本题主要考查了对绝缘体的认识、对串并联的判断、对滑动变阻器的应用、对电路元件工作过程的理解等,有一定综合性,但难度不大。
5.【答案】B
【解析】解:A、灯泡L1与L2是并联的,故A错误;
B、开关安装在干路中,控制所有灯泡,故B正确;
C、电流表测量通过灯泡L1的电流,故C错误;
D、电流从开关经导线a流向电流表,故D错误。
故选:B。
根据电流表的使用规则来进行分析。
根据串并联电路的特点分析电路的连接方式。在电源的外部,电流从正极流向负极。
本题考查的是串、并联电路的特点;知道电流表的使用规则。
6.【答案】D
【解析】解:A、由图可知,甲电阻是一个定值电阻,甲两端的电压为2.5V时,电流为0.5A,其阻值为R甲=U甲I甲=Ω,故A错误;
B、由图可知,当乙两端的电压为2.5V时,电流为0.5A,其阻值为R乙=U乙I乙=Ω,故B错误;
C、将甲和乙串联,若电路中的电流为0.3A,由图可知,甲两端的电压为1.5V,乙两端的电压为0.5V,则此时电路两端的电压为U=1.5V+0.5V=2V,故C错误;
D、将甲和乙并联,若电源电压为1V,由图可得,此时通过甲的电流为0.2A,通过乙的电流为0.4A,由并联电路电流规律可得,此时电路总电流为I=0.2A+0.4A=0.6A,则电路消耗的总功率为:P=UI=1V×0.6A=0.6W,故D正确。
故选:D。
(1)根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过电阻的电流与两端的电压成正比,根据图像读出一组数据,根据欧姆定律求出甲的阻值;
(2)当乙两端的电压为2.5V时,根据图像读出电流值,根据欧姆定律求出此时乙的阻值;
(3)将甲和乙串联,若电路中的电流为0.3A,根据图读出各自两端的电压值,根据串联电路电压规律可求出电路两端的总电压;
(4)并联电路各支路两端的电压相等,根据图像可知甲、乙两端的电压为1V时通过它们的电流,根据并联电路的电流规律可知干路中的电流大小,根据P=UI算出总功率。
本题考查了串联电路的电流特点和并联电路的电压特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活运用,关键是根据图象得出相关的信息。
7.【答案】扩散 无规则
【解析】解:在制作香包时能闻到淡淡的香味,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
故答案为:扩散;无规则。
不同物质的分子在互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散;扩散现象说明一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
本题考查的是扩散现象,属于基础性题目。
8.【答案】并 电流
【解析】解:家庭电路中,电风扇与其他家用电器之间互不影响,是并联的。
家中同时使用多个大功率用电器,很容易造成导线中电流过大而发生火灾。
故答案为:并;电流。
家庭电路中各用电器是并联的;造成家庭电路中电流过大的原因:短路或用电器总功率过大。
本题主要考查了对家庭电路的了解,对家庭电路电流过大原因的认识,属基础题,难度不大。
9.【答案】吸引轻小物体 负
【解析】解:装有静电除尘纸的拖把,拖地时除尘纸与地板摩擦后带电,具有吸引轻小物体的性质,可以轻松地将灰尘和头发清扫干净。若摩擦过程中电子从地面转移到除尘纸,则摩擦后除尘纸带负电。
故答案为:吸引轻小物体;负。
用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电,带电体有吸引轻小物体的性质;
摩擦起电过程中得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电。
本题考查有关摩擦起电现象及带电体的性质。
10.【答案】火 3
【解析】解:开关控制用电器时,开关接在用电器和火线之间;
用电器的金属外壳一定接地,防止用电器漏电时发生触电事故,如图所示的三孔插座的第3孔与地线相连。
故答案为:火;3。
开关控制用电器时,开关接在用电器和火线之间;插座按“左零右火”的方式连接在电路中;
用电器的金属外壳一定接地,防止用电器漏电时发生触电事故。
本题考查了插座的使用和安全用电知识,使用基础题目。
11.【答案】电阻 转换
【解析】解:由电路图可知两电阻串联,通过两个电阻的电流和通电时间相同,电阻不同,所以探究的是电流通过导体产生的热量跟电阻的关系;
电热丝对空气盒内的空气加热,空气受热膨胀,会推动U形管内的液柱变化,通过U形管内液面高度差可以判定电阻产生热量的多少,这是转换法的应用。
故答案为:电阻;转换。
由电路图可知两电阻串联,根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流关系,而两电阻丝的阻值不同,据此可知该实验是探究电流通过导体产生的热量跟哪个因素的关系,密闭空气吸收热量后,体积不变,压强变大,U形管内两液面的高度差变大,据此进行解答。
本题考查了串联电路的电流特点和焦耳定律的应用,关键是明白U形管在实验中的作用。
12.【答案】L1 2.3
【解析】解:根据电路图可知,小灯泡L1、L2是串联,闭合开关,电压表与L1并联,即电压表测的是L1两端的电压,
已知电压表选用的小量程,电压表分度值为0.1V,示数为2.3V,即L1两端的电压是2.3V。
故答案为:L1;2.3。
电压表与被测用电器并联来进一步判断其测量对象;根据图乙判定电压表示数的大小,然后可知灯泡L1两端的电压。
本题考查了串联电路的电压规律以及电压表的使用,属电学的基本技能,必须熟练掌握
13.【答案】1:1>
【解析】解:(1)由图可知,开关闭合时,R1与R2并联,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A2测量通过R2的电流;
由并联电路的电压规律可得定值电阻R1、R2两端的电压之比为U1:U2=1:1;
(2)根据欧姆定律可得,通过R1的电流:I1=U1R1,通过R2的电流:I2=U2R2,
因为U1:U2=1:1,R1:R2=3:5,
所以,I1:I2=5:3,则I1>I2。
故答案为:1:1;>。
(1)由图可知,开关闭合时,R1与R2并联,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A2测量通过R2的电流;由并联电路的电压规律可得R1、R2两端的电压之比;
(2)已知两电阻的阻值之比,根据欧姆定律比较I1和I2的大小关系。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,属于基础题。
14.【答案】0.4554
【解析】解:由电路图可知电阻与灯泡并联,电流表测干路电流;
(1)由P=UI可知,灯泡正常发光时的电流,IL=I额=P额U额=0.9W3V=0.3A;
因为灯泡在额定电压下正常发光,所以此时灯泡两端的电压:UL=U额=3V,
由并联电路的电压规律可知,电阻两端的电压:UR=UL=3V,
则通过电阻的电流:IR=URR =3V20Ω=0.15A,
由并联电路的电流规律可知,干路电流:I=IR+IL=0.15A+0.3A=0.45A;
(2)灯泡正常发光时的功率等于灯泡的额定功率,即PL=P额=0.9W,
由P=Wt可知,通电1min灯泡L消耗的电能:WL=PLt=0.9W×1×60s=54J。
故答案为:0.45;54。
由电路图可知电阻与灯泡并联,电流表测干路电流;
(1)根据P=UI求出灯泡正常发光时的电流,根据灯泡正常发光可知灯泡电路的电流,根据并联电路的电压规律可知电阻两端的电压,根据欧姆定律求出通过电阻的电流,根据并联电路的电流规律求出干路电流,即为电流表的示数;
(2)根据P=Wt求出通电1min灯泡L消耗的电能。
本题考查并联电路的电压、电流规律,欧姆定律和电功率公式的应用,难度不大。
15.【答案】做功 乙
【解析】解:(1)观察图甲可知,两个气门都关闭,活塞向下运动,因此是做功冲程;
(2)在热机的做功冲程中,高温高压燃气的内能转化为活塞的机械能;乙图对试管中的水加热,加快水的蒸发,使试管中水的内能增大,体积膨胀,对外做功,使塞子飞出去,内能转化为塞子的机械能;丙图是用力将活塞压下,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧,是通过对物体做功来增大物体内能的,即是将机械能转化为内能的过程;因此与做功冲程原理相同的是乙实验。
故答案为:做功;乙。
内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,判断冲程名称可用口诀:“先看气门开关情,再看活塞上下行;开下吸气开上排,关上压缩关下功”进行分析。
改变物体内能的方式有热传递和做功两种。做功改变物体内能的实质是能量的转化,具体来说是内能和机械能的相互转化。对物体做功,物体的内能增加,温度升高;物体对外做功,物体的内能减少,温度降低。
此题是通过内燃机的工作原理和课本中的实验来验证做功改变物体内能的方法,属于基础题。
16.【答案】44002022.6
【解析】解:由图知,电能表的额定电压为220V,允许通过的最大电流为20A,由P=UI可知同时使用的用电器总功率不能超过P=UI=220V×20A=4400W;
由图知,此时电能表的示数为:2022.6kW⋅h。
故答案为:4400;2022.6。
(1)由铭牌知,电能表的额定电压为220V,允许通过的最大电流为20A,由P=UI可知同时使用的用电器总功率的最大值;
(2)电能表的读数:用刻度盘读数时,最后一位是小数位,单位是度(kW⋅h)。
本题考查了电功率的计算、电能表的读数,属于基础性题目。
17.【答案】解:三孔插座的接法:上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线,为了用电的安全,开关接在右孔与火线之间,如图所示:
【解析】三孔插座的接法:上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线;为了用电的安全,开关应接在火线与用电器之间。
本题考查了家庭电路的连接,属于基础题。
18.【答案】解:根据题意可知,照明灯和换气扇相互不影响、能独立工作,故应使照明灯和换气扇并联,且各自的支路有一个开关控制,干路上没有开关,如下图所示:
【解析】由题意可知,照明灯和换气扇都能各自独立工作,说明它们的连接方式是并联。
本题考查并联电路的特点,用电器并联时可以单独工作、相互不影响。
19.【答案】断开开关,换用0∼3V的量程重新实验 不正确 电压表的正、负接线柱接反了 各用电器两端的电压之和 A
【解析】解:(1)根据电压表所示情况可知,电压表指针偏转角度太小,且选用大量程,误差过大,所以接下来需要断开开关,换用较小量程重新做实验;
(2)测出L1两端的电压后,小明断开开关,准备拆下电压表,改装在B、C之间。小聪认为小明的操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可。这样做是不可以的,因为根据电路图分析可以看出,直接改接一端连线,会造成电压表正负接线柱接反了;
(3)小明完成了三次实验,并记录数据如表所示。分析表中的数据,可得出结论:串联电路中电源电压等于各用电器两端的电压之和;
(4)本实验中,小明进行多次实验的主要目的是排除偶然性,得出普遍规律,故选:A。
故答案为:(1)断开开关,换用0∼3V的量程重新实验;(2)不正确;电压表的正、负接线柱接反了;(3)各用电器两端的电压之和;(4)A。
(1)根据电压表所示信息,可以确定选择量程过大了,接下来应该,断开开关,换用小量程;
(2)根据电路图分析可以看出,直接改接一端连线,会造成电压表正负接线柱接反了;
(3)根据表格数据分析得出结论;
(4)多次实验排除偶然性,得出普遍规律。
该题考查学生对于“探究串联电路的电压关系”实验的理解和掌握,是中考的重点。
20.【答案】A 右 10 温度
【解析】解:(1)在“用伏安法测小灯泡的电阻”实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联在电路中;小灯泡的正常工作电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端,如下图所示:
;
(2)开关闭合后,发现小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即原因可能是小灯泡断路,故选:A;
(3)小灯泡额定电压为2.5V,电压表的示数为2V,为了测量小灯泡正常工作时的电阻,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片向右移动;
(4)灯泡两端为额定电压U额=2.5V,由图乙可知,灯泡正常发光时电流表的读数为IL=0.25A;
此时的则灯泡正常发光时的电阻为:RL=U额IL=Ω;
小灯泡的电阻是变化的,是因为导体的电阻与温度有关。
故答案为:(1)见解析图;(2)A;(3)右;(4)10;温度。
(1)在“用伏安法测小灯泡的电阻”实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联在电路中,电压表并联在灯泡两端;
(2)开关闭合后,发现小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
(3)根据串联电路电压规律和分压原理确定变阻器滑片移动方向;
(4)根据题意和小灯泡的U−I图像读数,由欧姆定律计算公式计算电阻值;导体的电阻随温度的升高而增大;
本题测灯泡正常工作时的电阻,考查了电路连接、电路故障、电压表读数、操作过程以及电阻的计算等知识。
21.【答案】答:(1)汽车上各个转向灯是并联的;汽车各个转向灯能独立工作,互不影响,因此转向灯之间是并联的。
(2)由于水的比热容大,吸收相同的热量,水的温度升高量小,因此汽车发动机的冷却剂常选用水。
【解析】(1)串联电路,电流只有一条路径,开关控制整个电路,用电器工作时相互影响;并联电路中电流有多条路径,各支路上的用电器工作时互不影响;
(2)水的比热容较大,常用作汽车等机器的制冷剂。
本题考查了串并联电路的辨别、比热容的利用,属于基础题目。
22.【答案】解:(1)固体酒精完全燃烧放出的热量:Q放=m酒精q酒精=40×10−3kg×1.5×107J/kg=6×105J;
(2)水吸收的热量:Q吸=c水m水(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(70℃−20℃)=2.1×105J;
(3)固体酒精炉的热效率:η=Q吸Q放×100%=2.1×105J6×105J×100%=35%。
答:(1)固体酒精完全燃烧放出的热量是6×105J;
(2)水吸收的热量是2.1×105J;
(3)小明测得固体酒精炉的热效率是35%。
【解析】(1)根据Q放=mq求出固体酒精完全燃烧放出的热量;
(2)根据Q吸=cm(t−t0)求出水吸收的热量;
(3)根据效率公式η=Q吸Q放×100%求出固体酒精炉的热效率。
本题考查热量的计算、吸热公式、燃料完全燃烧放热公式以及效率公式的应用,是一道热学综合题。
23.【答案】高温
【解析】解:(1)当开关S接2时,发热电阻R1、R2串联,此时电路中的总电阻最大;当开关S接1时,电路中只有发热电阻R1,此时电路中的总电阻最小,根据P=U2R可知,电火锅消耗的总功率最大,处于高温挡;
(2)由P=UI可知,电火锅处于低温挡正常工作时的电流:I=P低温U=440W220V=2A;
(3)当开关S接1时,电路中只有发热电阻R1,根据P=U2R可得,R1的阻值:R1=U2P高温=(220V)21100W=48.4Ω;
当开关S接2时,发热电阻R1、R2串联,此时电路中的总电阻:R=U2P低温=(220V)2440W=110Ω,
则发热电阻R2的阻值:R2=R−R1=110Ω−48.4Ω=61.6Ω;
(4)电火锅处于高温挡正常工作5min产生的热量:Q=W=P高温t=1000W×5×60s=3×105J。
答:(1)高温;判断依据是:高温当开关S接1时,电路中只有发热电阻R1,此时电路中的总电阻最小,根据P=U2R可知,电火锅消耗的总功率最大,处于高温挡;
(2)电火锅处于低温挡正常工作时的电流为2A;
(3)发热电阻R2的阻值为61.6Ω;
(4)电火锅处于高温挡正常工作5min产生的热量为3×105J。
(1)当开关S接2时,发热电阻R1、R2串联,此时电路中的总电阻最大;高温当开关S接1时,电路中只有发热电阻R1,此时电路中的总电阻最小,根据P=U2R判断出电火锅消耗总功率的大小,进而判断出所处的挡位;
(2)由P=UI算出电火锅处于低温挡正常工作时的电流;
(3)当开关S接1时,电路中只有发热电阻R1,根据P=U2R算出发热电阻R1阻值;
当开关S接2时,发热电阻R1、R2串联,根据P=U2R算出此时电路中的总电阻,由串联电路电阻的规律算出发热电阻R2的阻值;
(4)根据Q=W=P高温t算出电火锅处于高温挡正常工作5min产生的热量。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率和热量公式以及效率公式的灵活运用,正确的判断电火锅处于不同挡位时电路的连接方式是关键。实验次数
L1两端的电压/V
L2两端的电压/V
总电压/V
1
1.9
0.9
2.8
2
1.3
1.5
2.8
3
1.2
1.6
2.8
型号
XDFZ−NO.1
额定电压
220V
高温挡
1000W
低温挡
440W
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