2024年安徽省合肥四十二中本部中考物理一模试卷(含详细答案解析)
展开1.中华文化源远流长,诗词中蕴含丰富的物理知识。以下有关物态变化的分析,正确的是( )
A. “斜月沉沉藏海雾”-雾的形成是液化,需要放热
B. “露似珍珠月似弓”-露的形成是熔化,需要吸热
C. “已是悬崖百丈冰”-冰的形成是凝华,需要吸热
D. “霜叶红于二月花”-霜的形 成是凝固,需要放热
2.利用如图所示的装置测量小灯泡的电功率,电源电压恒定不变,小灯泡上标有“3.8V“字样。如果闭合开关,实验操作过程中出现了以下几种情况,分析错误的是( )
A. 无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡不亮,电压表的示数几乎等于电源电压,电流表几乎无示数,原因可能是小灯泡断路
B. 无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡很暗且亮度不变,原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱
C. 当小灯泡的实际电压为2.5V时,要测量小灯泡的额定功率,需将滑片向左移动
D. 电压表无示数,小灯泡不亮,可能是小灯泡短路
3.关于内能,下列说法中正确的是( )
A. 0℃的冰块没有内能
B. 物体内能大小与温度无关
C. 热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
D. 金属汤勺放在热汤中,温度升高,这是通过热传递的方式改变内能
4.图甲表示家庭电路的一部分,图乙、图丙表示试电笔握笔方法,下列相关说法正确的是( )
A. 电能表是测量电功率的仪器
B. 空气开关应该安装在Q处而不是P处
C. 使用试电笔,图乙的方法错误而图丙的方法正确
D. 试电笔在插座接地孔检测时,氖管会发光
5.对于下列四个实验的描述完全正确的有( )
①甲图实验现象说明了动圈式话筒的工作原理
②乙图实验探究的结论是:材料长度均相同的导体,粗导体的电阻大,细导体的电阻小
③丙图实验证明通电导体周围存在磁场
④丁图中开关闭合导体ab向左运动,若同时改变电流方向和磁场方向,导体ab运动方向不改变
A. ①②B. ①②③C. ②③④D. ①③④
6.如图所示是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件,并进行对应实验,对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是( )
A. 探究电流与电压的关系——保证定值电阻阻值不变
B. 探究电流与电阻的关系——调节电阻两端电压成倍数变化
C. 测量定值电阻的阻值——多次测量求平均值,减小误差
D. 测量小灯泡的电功率——改变小灯泡两端电压,求平均电功率
7.小听受穿戴式“智能体温计”(如图甲所示)的启发,设计了一个如图乙所示的体温计电路图,用电表(电压表或电流表)示数大小反映温度高低,热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大,定值电阻R2起保护电路的作用,电源电压恒定不变。下列分析正确的是( )
A. 温度降低时电路的总功率变大B. 温度变化时R2两端电压不变
C. 温度升高时电路中电流变大D. 该电路中的电表是电流表
二、填空题:本大题共9小题,共18分。
8.如图所示括号内正确的物态变化名称应该是______。(图中“
”表示组成物质的分子)
9.如图是小铁家的电能表,表盘上的数据600r/kW⋅h的含义是:______。
10.如图所示的A点是灯头接导线的螺丝(灯丝完好),当电路中的开关S闭合时,站在地面上的人用手接触电路中的A点______(会/不会)触电。
11.一灯泡标有“6V 3W”的字样,现仅有8V的电源,要使小灯泡正常发光,应该给小灯泡串联一个______Ω的电阻。(不考虑灯泡电阻受温度的影响)
12.用毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子而带电。用这个橡胶棒接触验电器的金属球,如图所示,则验电器中产生的瞬时电流方向______。(填“由金属球到金属箔”或“由金属箔到金属球”)
13.如图甲所示电路,已知R1=R2,当开关S1、S2闭合后,电流表A1的指针偏转如图乙所示,则电流表A2的示数为______ mA。
14.若某四冲程汽油机1s内对外做功15次,则其曲轴的转速为______r/min.。
15.某品牌汽车行驶100km耗油7kg,这些汽油完全燃烧放出的热量最多能使质量为______ g的水上升30℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃),汽油的热值为4.5×107J/kg]
16.灯L和电阻R的I−U图像如图所示,将灯L和电阻R并联接在电压恒为2V的电路中,则该电路通电10min。则甲、乙消耗的总电能为______ J。
三、作图题:本大题共1小题,共2分。
17.在图中,用箭头标出P点磁感线的方向。
四、实验探究题:本大题共3小题,共20分。
18.小聪用如图甲所示的装置探究固体熔化时温度的变化规律实验:
(1)小聪先将碎冰放入试管中,再将试管放入烧杯中加热,这样做的目的是______。
(2)小聪组装的实验器材如图甲所示,图中存在一处明显的不足,请你指出不足之处:______。
(3)开始实验后,小聪每隔0.5min记录一次实验数据,实验中某时刻温度计的示数如图乙所示,为______ ℃。
(4)由图丙可知该物质的凝固点是______。
19.小明同学在做“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验时,在嵌入螺线管的纸板上均匀撒满细铁屑,并在螺线管的两端各放一个小磁针,如图所示。
(1)根据图中左右两端两个小磁针静止时N极的指向可知,通电螺线管的左端是______极(小磁针涂黑的一端为N极)。
(2)若仅将纸板上的铁屑去掉,通电螺线管的磁场______(选填“会”或“不会”)消失。
20.小东在“探究通过导体的电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图甲所示的电路(电源电压保持4.5V不变),实验器材有定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)。
(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整,要求:滑动变阻器滑片向右移动时接入电路电阻变小。
(2)将5Ω的定值电阻接入连接好的电路中,闭合开关,完成实验后,将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后,下一步的操作是______。
(3)如图乙所示是小东根据测得的实验数据所绘制的电流I随电阻R变化的图像,其中阴影部分的面积表示的物理量是______。
(3)为完成图乙所有数据的测量,最好选择滑动变阻器的规格是______(填字母)。
A.10Ω0.5A
B.50Ω1A
C.200Ω0.5A
五、计算题:本大题共3小题,共16分。
21.特高压输电是构建能源互联网的关键。设准东-皖南特高压输电电压恒为U。当输送的电功率不同时,若输送的电功率用P输表示,电阻为R的输电导线上消耗的电功率用P耗表示,试推导出P耗与P输的关系表达式。
22.有一款无人驾驶汽车,自动驾驶时使用雷达传感器和激光测距仪来了解周围的交通状况。这款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km,消耗汽油1.5L。假设汽油完全燃烧,汽油机的效率为30%,已知:汽油的密度为0.8×103kg/m3,汽油的热值为4.5×107J/kg,在这段运动过程中,求:
(1)1.5L汽油完全燃烧放出的热量;
(2)这款无人驾驶汽车发动机做功的功率;
(3)汽车发动机的牵引力。
23.空气炸锅,因其烹制食物脂肪含量低,美味酥脆,无油烟味,深受广大市民青睐。如图甲所示,为某品牌空气炸锅,其发热元件为两个电阻。R1=50Ω,R2=200Ω。额定工作电压为220V,内部电路可简化为图乙所示电路,当开关S1闭合,开关S接b端时为高温挡;开关S1闭合,开关S断开时为中温挡。
(1)高温挡正常工作时,求电阻R1、R2消耗的总功率。
(2)若用此空气炸锅加工薯条,原料薯条温度为20℃,炸熟至少需要达到170℃,求一次炸熟200g薯条需要吸收的热量。[c薯条取3.63×103J/(kg⋅℃)]
(3)若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制,空气炸锅电能转化为内能效率为75%,求烹制一次薯条需要的时间。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:A、“斜月沉沉藏海雾”,雾是空气中的水蒸气遇冷形成的小水珠,是液化现象,需要放热,故A正确;
B、“露似真珠月似弓”,露是水蒸气遇冷液化形成的小水滴,液化放热,故B错误;
C、“已是悬崖百丈冰”,冰是水凝固形成的,是凝固现象,需要放热,故C错误;
D.“霜叶红于二月花”,霜是空气中水蒸气遇冷形成的小冰晶,是凝华现象,需要放热,故D错误。
故选:A。
(1)物质由气态直接变为固态叫凝华,物质由固态直接变为气态叫升华;由气态变为液态叫液化,由液态变为气态叫汽化;由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固。
(2)六种物态变化过程中,都伴随着吸热或放热;其中放出热量的物态变化有:凝固、液化、凝华;吸热的有:熔化、汽化、升华。
分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
2.【答案】C
【解析】解:
A、无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡不亮,电流表几乎无示数,则电路可能断路;电压表的示数几乎等于电源电压,说明电压表与电源连通,原因是小灯泡断路,故A正确;
B、无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡很暗且亮度不变,则电路的电流很小,变阻器没有了变阻的作用,故原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱,故B正确;
C、灯在额定电压下正常发光,示数为2.5V小于灯的额定电压3.8V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,故C错误;
D、电压表无示数,小灯泡不亮,若电流表有示数,可能是小灯泡短路;若电流表无示数,则可能整个电路断路,故D正确。
故选:C。
本题测量小灯泡的电功率,考查电路反常现象及故障的分析。
3.【答案】D
【解析】解:A、一切物体在任何时候都具有内能,0℃的冰块也有内能,故A错误;
B、内能大小跟物体的质量、状态、温度有关,故B错误;
C、热量总是由温度高的物体传递给温度低的物体,与物体内能多少无关,故C错误;
D、金属汤勺放在热汤中,温度升高,是能量发生了转移,这是通过热传递的方式改变物体的内能,故D正确。
故选:D。
①一切物体在任何时候都具有内能;
②内能大小跟物体的质量、状态、温度有关;
③发生热传递的条件是物体之间具有温差,热量总是从高温物体传向低温物体;
④改变物体内能有两种方式:做功和热传递;做功是能量的转化,热传递是能量的转移。
此题考查了内能的概念、内能大小的影响因素、热传递的条件和改变内能的方式,属于基本概念和规律的考查,正确、全面理解内能的概念是解答的基础。
4.【答案】C
【解析】解:
A、电能表是测量电功的仪表,不是测量电功率,故A错误;
B、为了用电的安全,空气开关要接在火线上,即接在P处,故B错误;
CD、使用试电笔时,让手与笔尾的金属体接触,笔尖接触电线,当氖管发光时,说明接触的是火线;试电笔在插座接地孔检测时,氖管不会发光,故C正确、D错误。
故选:C。
(1)电能表是测量消耗电能(电功)的仪表;
(2)为了用电的安全,空气开关要接在干路上,并且要接在火线上;
(3)使用试电笔时,要让手与笔尾的金属体接触,笔尖接触电线,当氖管发光时,说明接触的是火线。
本题考查了电能表的作用、空气开关的连接、试电笔的使用方法,属于基础题目。
5.【答案】D
【解析】解:
①图中闭合电路的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,这就是电磁感应现象,动圈式话筒的工作原理就是电磁感应现象,故①正确;
②乙图中,材料相同,长度相同,横截面积越大的导体的电阻越小,故②错误;
③图中是奥斯特实验,该图中的实验现象说明通电导体周围存在着磁场,故③正确;
④图中有电源,是演示磁场对电流作用的实验装置,导体受力的方向与电流方向和磁场方向有关,若同时改变电流方向和磁场方向,导体ab运动方向不改变,故④正确。
故选:D。
(1)电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线,电路中会产生感应电流;
(2)导体的电阻与材料、长度、横截面积有关;
(3)奥斯特实验说明电流磁效应,即电流能产生磁场
(4)研究磁场对电流的作用要先给导体通电,再将其放入磁场中,即说明通电导线在磁场中受力的作用,电动机就是利用该原理制成的;
图中所示的四个实验,是电与磁中典型的四个实验,它们各自的特点不同,代表了不同的含义,学习中我们应该加以重点区分才行。
6.【答案】C
【解析】解:A、探究电流与电压的关系时滑动变阻器的作用一般有保护电路和改变电路电流或改变被测电阻两端电压,故A错误;
B、探究电流与电阻的关系时滑动变阻器的作用是保护电路和保持定值电阻两端电压不变,找出普遍规律,故B错误;
C、测量导体的电阻时,通过改变滑动变阻器接入电路的阻值,从而改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流,可以多测几组数据,通过求平均值来减小误差,故C正确;
D、在“伏安法”测小灯泡电功率的实验中,滑动变阻器的作用是:通过改变小灯泡两端的实际电压与通过小灯泡的电流,可比较小灯泡亮度与灯泡的实际功率之间的关系,不需要测量平均功率,故D错误。
故选:C。
(1)根据控制变量法的思路,结合滑动变阻器的使用目的可以确定滑动变阻器此时的作用;
(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器应处于最大阻值处,探究电流与电阻的关系时滑动变阻器的作用一般有保护电路和保持定值电阻两端电压不变,找出普遍规律;
(3)由于电阻是导体本身的一种性质,其大小与导体两端的电压和通过它的电流无关,所以为了防止测量的偶然性,往往采取多次测量求平均值的方法来减小误差;
(4)根据滑动变阻器使用目的,可以确定其在电路中的作用。
滑动变阻器可以改变电路中的电流,也可以调节电路两端的电压,要认真审题,注意语言的准确性。
7.【答案】A
【解析】解:D、由电路图可知,电阻R1和R2串联接入电路,该电路中的电表并联接入电路,为电压表,故D错误;
ABC、电阻R1的阻值随温度的升高而增大,当温度升高时,串联电路的总电阻变大,根据I=UR可知电路中的电流变小,R2是定值电阻,根据U=IR可知R2两端电压变小,所以温度变化时R2两端电压是变化的;
同理可知,温度降低时,电路中的电流变大,根据P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故A正确、BC错误。
故选:A。
(1)根据电表的连接方式可知电表的类型;
(2)电阻R1的阻值随温度的升高而增大,当温度升高时,串联电路的总电阻变大,根据I=UR可知电路中的电流变化,根据U=IR可知R2的电压变化;同理可知,温度降低时电路中的电流变化,根据P=UI可知电路总功率的变化。
此类问题能够综合考查串联并联电路的电流、电压、电阻关系、欧姆定律、电功、电功率等知识的掌握和综合运用情况。
8.【答案】熔化
【解析】解:从图示可知,物质由固态转变成液态,此过程为熔化过程。
故答案为:熔化。
熔化指物质由固态转变成液态,熔化要吸热。
本题考查了熔化现象,属于基础题。
9.【答案】接在这个电能表上的用电器,每消耗1kW⋅h的电能,电能表上的转盘转600r
【解析】解:600r/kW⋅h是指接在这个电能表上的用电器,每消耗1kW⋅h的电能,电能表上的转盘转600r。
故答案为:接在这个电能表上的用电器,每消耗1kW⋅h的电能,电能表上的转盘转600r。
600r/kW⋅h表示电路中的用电器每消耗1kW⋅h的电能,电能表转600转。
本题考查了学生对电能表参数的理解,比较简单。
10.【答案】不会
【解析】解:当电路中的开关S闭合时,站在地面上的人用手接触电路中的A点时,A点与零线相连,则人不会触电。
故答案为:不会。
人体直接或间接接触火线会发生触电事故;人直接接触零线,不会发生触电事故。
本题考查了安全用电的常识;家庭电路中不但考虑用电器的使用性,更要考虑使用的安全性。
11.【答案】4
【解析】解:因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,串联电阻两端的电压:
UR=U−UL=8V−6V=2V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=UI可得,灯泡正常工作时电路中的电流:
I=IL=PLUL=3W6V=0.5A,
由I=UR可得,串联电阻的阻值:
R=URIR=URI=2V0.5A=4Ω。
故答案为:4。
根据串联电路的电压特点求出串联电阻两端的电压,根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出串联电阻的阻值。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,要注意用电器正常工作时的电压和额定电压相等。
12.【答案】由金属箔到金属球
【解析】解:用毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子而带负电,规定正电荷定向移动的方向是电流的方向,如图所示,用这个橡胶棒接触验电器的金属球,接触的瞬间电流的方向是由金属箔到金属球。
故答案为:由金属箔到金属球。
摩擦起电的原因:两物体在摩擦过程中,原子核束缚电子的能力不同,原子核束缚电子能力强的容易得到电子而带负电,弱的易失去电子带正电;规定正电荷定向移动的方向是电流的方向,自由电子的定向移动方向与电流方向相反。
此题主要考查电流的方向,属于基础知识。
13.【答案】120
【解析】解:由电路图可知,两灯泡并联,电流表A2测R2支路的电流,电流表A1测干路电流;
干路电流表A1的量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.24A,即干路电流I=0.24A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,两电阻R1=R2,由I=UR可知通过两电阻的电流相等,
通过R2的电流为:I2=12I=12×0.24A=0.12A=120mA,即为电流表A2的示数。
故答案为:120。
由电路图甲可知,两灯泡并联,电流表A2测R2支路的电流,电流表A1测干路电流;根据分度值读出电流表A1的示数,根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流。
本题考查了并联电路的电流特点和电流表的读数,难度不大。
14.【答案】1800
【解析】解:四冲程内燃机的曲轴转2圈,完成4个冲程,并对外做功1次;汽油机每秒内对外做功15次,曲轴转30圈,则每分钟对外做功900次,曲轴转1800圈,因此曲轴的转速为1800r/min。
故答案为:1800。
四冲程内燃机的曲轴转2圈,完成4个冲程,1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。
本题考查了内燃机的工作过程,是一道基础题。
15.【答案】2.5×106
【解析】解:7kg汽油完全燃烧要放出的热量:Q放=mq=4.5×107J/kg×7kg=3.15×108J;
由题知,Q吸=Q放,由Q吸=cmΔt可得,m′=Q吸cΔt=3.15×108J4.2×103J/(kg⋅℃)×30℃=2500kg=2.5×106g。
故答案为:2.5×106。
燃料完全燃烧放出的热量用公式Q放=qm计算,其中q为燃料的热值;由题知,Q吸=Q放,根据Q吸=cmΔt即可求出水的质量。
本题考查了燃料完全燃烧放出的热量的计算,以及吸热公式的应用,是基本的问题,要重点掌握。
16.【答案】420
【解析】解:将灯L和电阻R并联接在电压恒为2V的电路中,
从图中可知,灯的电流为0.25A,R的电流为0.1A,
根据并联电路的电流特点可知电路总电流为I=0.25A+0.1A=0.35A,
则甲、乙消耗的总电能为W=UIt=2V×0.35A×10×60s=420J。
故答案为:420。
将灯L和电阻R并联接在电压恒为2V的电路中,
从图中可知,灯的电流为0.25A,R的电流为0.1A,
根据并联电路的电流特点可知电路总电流,已知通电时间,根据W=UIt可知甲、乙消耗的总电能。
本题考查并联电路的特点和电能的计算问题,关键是从图中得出有用信息。
17.【答案】解:根据电流的接法可知,电流从螺线管的左端流入,右端流出,根据安培定则可知,螺线管的右端为N极、左端为S极,在磁体的外部磁感线从N极出来,回到S极,所以P点磁感线的方向是向左的,如图:
【解析】根据电流表的接法判定电流的方向;利用安培定则判断出通电螺线管的N、S极,在磁体的外部磁感线从N极出来,回到S极。
安培定则为判断螺线管极性或电流方向的重要方法,应能做到灵活应用;同时还要注意小磁针静止时N极所指的方向为该点磁感线的方向。
18.【答案】使物质受热均匀 试管底碰到了烧杯底 −60℃
【解析】解:(1)实验时,用“水浴法加热”,这样做的目的是使物质受热均匀;
(2)由图甲可知,在安装上有一处明显的错误,其错误之处是试管底碰到了烧杯底;
(3)分析图乙可知,温度计的分度值为1℃,所以温度计的示数为:−6℃;
(4)由图丙可知,该物质在第4分钟到10分钟,吸收热量,温度保持0℃不变,所以该物质的熔点为0℃,可知该物质的凝固点是0℃。
故答案为:(1)使物质受热均匀;(2)试管底碰到了烧杯底;(3)−6;(4)0℃。
(1)“水浴法加热”的目的是使物质受热均匀;
(2)根据器材的使用规则进行观察,发现图中实验装置错误;
(3)温度计读数时,首先明确分度值,然后根据液面的位置读数;
(4)晶体熔化时,不断吸收热量,温度保持不变,这个不变的温度是晶体的熔点(凝固点)。
本题为“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验,考查水浴法加热、晶体熔化特点、沸腾条件,以及比热容等知识,难度不大。
19.【答案】S 不会
【解析】解:(1)由图可知小磁针静止时N极指向右,根据磁极间的相互作用可知,通电螺线管的左端是S极;
(2)仅将玻璃板上的铁屑去掉,通电螺线管的磁场与铁屑的有无无关,磁性不会消失;
故答案为:(1)S;(2)不会。
(1)根据磁极间的相互作用可知通电螺线管的左端极性;
(2)通电螺线管的磁场与铁屑的有无无关,磁性不会消失。
本题是探究通电螺线管外部磁场的实验,考查了磁极间的相互作用规律以及通电螺线管的磁场特点等。
20.【答案】向左移动滑动变阻器的滑片,直到电压表变为原来的示数 定值电阻两端的电压 B
【解析】解:(1)滑动变阻器应采用“一上一下”的接法串联接入电路中,要求滑动变阻器滑片向右移动时接入电路电阻变小,由图甲可知应将滑动变阻器的B接线柱连入电路中,如下图所示:
;
(2)探究通过导体的电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压不变,将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后,根据分压原理可知定值电阻两端的电压变大,要使电阻两端的电压(电压表示数)减小为原来的值,应增大变阻器分得的电压,由串联分压的规律可知应增大变阻器接入电路的阻值,则此时需进行的操作是向左移动滑动变阻器的滑片,直到电压表变为原来的示数;
(3)由U=IR可知,阴影部分的面积表示的物理量是定值电阻两端的电压;
(4)由图乙可知定值电阻两端的电压:UV=IR=0.3A×10Ω=3V;
由串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压为U滑=U总−UV=4.5V−3V=1.5V,即U滑是UV的一半,
定值电阻的阻值最大为25Ω,因串联电路中各导体两端的电压之比等于它们的电阻之比,
所以滑动变阻器的最大阻值至少为R滑=12R=12×25Ω=12.5Ω;
当电路中接入最小的定值电阻(阻值为5Ω)时,则电路中的最大电流I最大=UVR′=3V5Ω=0.6A,故AC两滑动变阻器不符合要求,B滑动变阻器符合要求。
故答案为:(1)见解析;(2)向左移动滑动变阻器的滑片,直到电压表变为原来的示数;(3)定值电阻两端的电压;(4)B。
(1)滑动变阻器应采用“一上一下”的接法串联接入电路中,据此连接实物图;
(2)探究通过导体的电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压不变,结合串联分压的规律进行分析;
(3)由U=IR可知图中阴影部分的面积所表示的物理量;
(4)由图乙可求出定值电阻两端的电压,由串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压;已知定值电阻的阻值最大为25Ω,串联电路中各导体两端的电压之比等于它们的电阻之比,据此求出滑动变阻器的最大阻值,根据最小的定值电阻利用欧姆定律求出电路中的最大电流,进一步确定滑动变阻器的规格。
本题是“探究通过导体的电流与电阻的关系”的实验,利用好控制变量法和串联电路的特点是解题的关键。
21.【答案】解:当输送的电功率不同时,输电线上的电流I=P输U,
输电线上消耗的功率:P耗=I2R=(P输U)2R=P输2U2R。
答:P耗与P输的关系表达式为P耗=P输2U2R。
【解析】输电线上的电流I=PU,根据P损=I2R得出结论。
此题考查了电功率有关公式的应用,正确写出损耗功率和输电功率的关系表达式是解题的关键。
22.【答案】解:(1)消耗汽油的体积为:V=1.5L=1.5×10−3m3,
由ρ=mV得,消耗汽油的质量为:
m=ρV=0.8×103kg/m3×1.5×10−3m3=1.2kg;
汽油完全燃烧放出的热量为:
Q放=mq=1.2kg×4.5×107J/kg=5.4×107J;
(2)由η=WQ放×100%可得,牵引力做的有用功为:
W=ηQ放=30%×5.4×107J=1.62×107J,
汽车行驶8km所用的时间为:
t=sv=8km72km/h=19h=400s,
汽车发动机的功率为:
P=Wt=1.62×107J400s=4.05×104W;
(3)由W=Fs得,汽车发动机的牵引力为:
F=Ws=1.62×107J8×103m=2025N。
答:(1)1.5L汽油完全燃烧放出的热量为5.4×107J;
(2)这款无人驾驶汽车发动机做功的功率4.05×104W;
(3)汽车发动机的牵引力2025N。
【解析】(1)已知消耗汽油的体积,根据ρ=mV的变形公式求出消耗汽油的质量;利用Q放=mq求汽油完全燃烧放出的热量;
(2)利用公式η=WQ放×100%的变形公式W=ηQ放可求出牵引力做的功;知道前进的距离和速度可求出所用时间,利用公式P=Wt求出功率;
(3)利用W=Fs变的形公式求出汽车的牵引力。
本题考查的知识点较多,但总体难度不大。考查了学生密度公式、功率的公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用,明确哪些是有用能量、哪些是总能量是本题的关键,要求灵活运用所学公式。
23.【答案】解:(1)高温挡正常工作时,开关S1闭合,开关S接b端,R1、R2并联,
电阻R1消耗的功率为:
P1=U2R1=(220V)250Ω=968W,
电阻R2消耗的功率为:
P2=U2R2=(220V)2200Ω=242W;
总功率P=P1+P2=968W+242W=1210W;
(2)薯条质量m=200g=0.2kg,
薯条吸收的热量;
Q吸=c薯条m(t−t0)=3.63×103J/(kg⋅℃)×0.2kg×(170℃−20℃)=1.089×105J;
(3)根据η=Q吸W可得需要消耗的电能为:
W=Q吸η=1.089×105J75%=1.452×105J;
若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制,根据P=Wt可得加热时间:
t=WP=1.452×105J1210W=120s。
答:(1)高温挡正常工作时,电阻R1、R2消耗的总功率为1210W;
(2)一次炸熟200g薯条需要吸收的热量为1.089×105J;
(3)若使用空气炸锅高温挡完成以上烹制,烹制一次薯条需要的时间为120s。
【解析】(1)高温挡正常工作时,开关S1闭合,开关S接b端,R1、R2并联,根据P=UI=U2R分别求出R1、R2的功率,然后求出总功率;
(2)根据Q吸=cm(t−t0)计算薯条吸收的热量;
(3)已知热能效率为75%,由η=Q吸W求出需要消耗的电能,然后根据W=Pt计算加热时间。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率和热量公式的灵活运用,正确的判断电加热器处于不同挡位时电路的连接方式是关键。
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