精品解析:河南省商丘市虞城县2024-2025学年九年级上学期11月期中物理试题
2025-01-07
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内容正文:
2024—2025学年上学期阶段性评价卷二
九年级物理(人教版)
注意事项:
1.本试卷共4页,五个大题,21小题,满分70分,考试时间60分钟。
2.本试卷上不要答题,请按答题卡上注意事项的要求直接把答案填写在答题卡上。答在试卷上的答案无效。
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1. 国庆节,小明跟着妈妈去爬山,山脚下弥漫着浓郁的桂花香,这是______现象;中午在农家乐吃饭时,小明妈妈从冰箱拿出来的冰镇饮料外壁挂着水珠,水珠向外凸起没有散开是因为分子间存在______。
2. 初秋早晚温差大,早上山上凉,可以搓手取暖_______的方式改变内能;中午温度高又会感觉非常热,可以用凉水洗脸降温________的方式改变内能。
3. 如图所示,迅速来回拉动绳子看到塞子被顶出,塞子被顶出时是 _____能转化为 _______能,与汽油机的 _______冲程能量转化相同。
4. 随着科技的发展,越来越多的家庭选择安装指纹锁,手指轻轻触碰感应区即可解锁开门,这里的感应区相当于电路中的 _______(选填“电源”“开关”或“用电器”);给指纹锁里的蓄电池充电的过程中,将 _____能转化为 _______能。
5. 在如图甲所示的电路中,若闭合开关后,两只电压表的指针偏转情况均如图乙所示,则R1两端的电压为 _____V;将电压表V1换成电流表,闭合开关后,电流表示数如图丙所示为 _________A。
6. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,电路正常工作,一段时间后,灯熄灭。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻或灯上。为了能同时检测出电路中所有可能的故障,有以下方案可选:
a.用与规格相同且完好的灯替换灯;
b.将电流表串联在电路中,电压表并联在电阻两端;
c.用一根导线接在两端。
以上方案中可行的是________(填序号)。选择可行方案操作后,写出观察到的现象(或各电表示数有无)及相对应的故障:________(写出一种即可)。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求;第13~14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
7. 下列关于导体和绝缘体的说法中正确的是( )
A. 导体都是固体
B. 人体、大地、食用油都是导体
C. 有些绝缘体在一定条件下可能变成导体
D. 导体能导电是因为存在大量电荷
8. 如图是某汽油机的一个冲程,若该汽油机的效率为30%,飞轮的转速为1800r/min。下列说法正确的是( )
A. 该汽油机在1s内对外做功15次
B. 汽油机燃烧汽油不会造成环境污染
C. 图中该汽油机正处于做功冲程
D. 若另一台汽油机的效率为32%,则另一台汽油机的功率更大
9. 如图甲中开关闭合灯泡发光,图乙中用带绝缘柄的金属棒把两个验电器连接起来(验电器带电情况如图所示)。根据图中信息可以判断出( )
A. 连接的瞬间,金属棒中正电荷定向移动方向是由C向D
B. 连接的瞬间,金属棒中电流方向是由D向C
C. 开关中电流方向是由A向B
D. 通过小灯泡的自由电子定向移动方向是由右向左
10. 现代科技迅猛发展,不断改变着我们的生活。梁伟同学观察到扫地机器人有这样的特点:(1)闭合S1,扫地机器人开始扫地;(2)同时闭合S1和S2,开启拖地功能(扫拖同时进行)。扫地功能由电动机M完成,拖地功能相当于电阻R。其等效电路图正确的是( )
A. B.
C. D.
11. 在“设计制作一个调光灯”的实践活动中,小明设计了如图所示的电路,电源使用三节铅蓄电池串联,AP两个回形针可在铅笔芯上滑动。通过交流,小华同学提出了改进建议,你认为合理的是( )
A. 为使灯泡亮度变化更明显,应选用更粗的铅笔芯
B. 铅笔芯换成铜丝更好
C. 为保护灯泡,可以在AP之间做一个标记,防止接入阻值太小
D. 为使灯泡亮度变化更明显,电源电压越高越好
12. 在如图所示的电路中,电源电压恒定,两个灯泡L1、L2相同。闭合开关时,若发现两个电流表示数相等,且均在正常值范围内,则出现的故障是( )
A. L1短路 B. L1断路 C. L2短路 D. L2断路
13. 如图,用一段细铁丝做一个支架,作为转动轴。把一根中间戳有小孔(没有戳穿),吸管能在水平面内自由转动。用餐巾纸摩擦吸管A端使其带电。再将毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管的某一端,下列说法正确的是( )
A. 若吸管有一端转向橡胶棒,则这一端带正电
B. 若橡胶棒靠近A端,A端远离橡胶棒,则A端一定带负电
C. 若橡胶棒靠近A端,A端转向橡胶棒,则摩擦中A端失去电子
D. 若将吸管A端接地,则一定有电子从大地向吸管移动
14. 电路元件和中的电流与两端电压的关系图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 若将、并联后接在电压为的电源两端,干路中的电流为
B. 若将、串联后接在电路中,电路中的电流为
C. 若将、串联后接在电路中,电路元件两端的电压为
D. 若将、并联后接在电压为的电源两端,干路中的电流为
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15. 请你根据图中实物图,在方框中画出电路图.
( )
16. 将电压表和电流表的符号分别填入如图所示的电路中的圆圈内。要求:开关S断开时,小灯泡L1和L2都能发光;开关S闭合时L1发光,L2不发光。
四、实验探究题(本题共3小题,第17题5分,第18题6分,第19题8分,共19分)
17. 某同学用相同的加热装置分别给质量和初温都相同的水和煤油,以相同的加热方法加热(如图甲),分别记录加热时间和升高的温度(如图乙)。
(1)若给水和煤油加热相同的时间,则水和煤油吸收的热量 ________(选填“水比较多”“煤油比较多”或“一样多”),_______(选填“水”或“煤油”)升高的温度较多,说明 _____(选填“水”或“煤油”)的吸热能力强一些;
(2)根据图像分析可知,升高相同的温度,水和煤油吸收的热量之比为 ________;
(3)已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),则煤油的比热容是 _________J/(kg•℃)。
18. 图甲为小亮探究“并联电路电流规律”的实验电路图。
(1)连接电路时,开关应处于 _______状态,若要测量干路电流,则电流表应串联在甲图中的 _____(选填“A”“B”或“C”)处;
(2)若要测量A处的电流,连好电路闭合开关前,发现电流表指针位置如图乙所示,原因是________;调整正确后闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,其原因是 _________;
(3)纠正(2)中错误后,测出A、B、C三处的电流值如下表所示。由此得出实验结论:并联电路中,且各支路的电流相等。请指出小亮探究过程的两点不妥之处:
位置
A
B
C
电流/A
0.16
0.16
0.32
①__________;
②___________。
19. 某实验小组在探究“串联电路电压的规律”实验中:
(1)如图甲,闭合开关,若电压表示数为零,则故障可能是______;若电压表有示数,两灯都不亮,则电路故障可能是______;(假设故障只发生在L1或L2处)
(2)闭合开关后,如果小组的同学发现电压表出现了如图乙所示的现象,可能的原因是 ______;
(3)在测L2两端的电压时,小组中一名同学为了节省时间,采用以下方法:电压表一端所接的B接点不动,将另一端接线柱改接到C接点上。该同学用上面的方法______(选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,请说明理由:______;
(4)在该实验中要用电压表测灯L2两端的电压,连接电路如图丙所示。图中只有一根导线的一端连错了,请你在连错的导线上画“×”,并画出正确连接_______;
(5)该小组测量完成后,记录了下表所示的数据,他们根据实验数据得出的串联电路电压的规律是 ______。
实验编号
L1两端电压U1/V
L2两端电压U2/V
串联总电压U/V
1
1.5
3.0
4.5
2
1.2
1.8
3.0
3
1.5
4.5
6.0
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20. 太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一,其高效、环保。某品牌太阳能热水器平均接收的太阳能是8.4×106J/h,加满水后,经过4h阳光的照射,热水器中质量为200kg的水,温度由原来的20℃升高到40℃(水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃))。求:
(1)在这4h内水吸收了多少热量?
(2)这个太阳能热水器的效率是多少?
(3)若水吸收的这些热量由热效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供,则需要完全燃烧多少千克焦炭?(焦炭热值q=3×107J/kg)
21. 如图是某款农用拖拉机在工作时的情景。若该拖拉机在水平路面上匀速行驶30min,消耗柴油5L,发动机的额定功率为40kW。已知柴油的密度约为0.8×103kg/m3。柴油的热值为4.3×107J/kg。
(1)拖拉机工作时排气筒开始冒黑烟,此时发动机的效率 _______(选填“增大”“减小”或“不变”)。求5L柴油完全燃烧放出的热量;_______
(2)求发动机所做的功;
(3)求该柴油发动机的效率。
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2024—2025学年上学期阶段性评价卷二
九年级物理(人教版)
注意事项:
1.本试卷共4页,五个大题,21小题,满分70分,考试时间60分钟。
2.本试卷上不要答题,请按答题卡上注意事项的要求直接把答案填写在答题卡上。答在试卷上的答案无效。
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1. 国庆节,小明跟着妈妈去爬山,山脚下弥漫着浓郁的桂花香,这是______现象;中午在农家乐吃饭时,小明妈妈从冰箱拿出来的冰镇饮料外壁挂着水珠,水珠向外凸起没有散开是因为分子间存在______。
【答案】 ①. 扩散 ②. 引力
【解析】
【详解】[1]山脚下弥漫着浓郁的桂花香,这是扩散现象,是因为分子在不停地做无规则运动。
[2]分子间存在相互作用的引力和斥力。从冰箱拿出来的冰镇饮料外壁挂着水珠,水珠向外凸起没有散开是因为分子间存在引力。
2. 初秋早晚温差大,早上山上凉,可以搓手取暖_______的方式改变内能;中午温度高又会感觉非常热,可以用凉水洗脸降温________的方式改变内能。
【答案】 ①. 做功 ②. 热传递
【解析】
【详解】[1]冬天搓手取暖,克服摩擦力做功将机械能转化为内能,使手的温度升高内能增加,这是通过做功的方式改变内能。
[2]用凉水洗脸,凉水吸热脸放热降温,这是通过热传递的方式改变内能。
3. 如图所示,迅速来回拉动绳子看到塞子被顶出,塞子被顶出时是 _____能转化为 _______能,与汽油机的 _______冲程能量转化相同。
【答案】 ①. 内 ②. 机械 ③. 做功
【解析】
【详解】[1][2]塞子被顶出的过程中气体对外做功,是气体内能转化为塞子机械能的过程。
[3]汽油机的做功冲程中燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能。
4. 随着科技的发展,越来越多的家庭选择安装指纹锁,手指轻轻触碰感应区即可解锁开门,这里的感应区相当于电路中的 _______(选填“电源”“开关”或“用电器”);给指纹锁里的蓄电池充电的过程中,将 _____能转化为 _______能。
【答案】 ①. 开关 ②. 电 ③. 化学
【解析】
【详解】[1]手指轻轻触碰感应区即可解锁开门,说明感应区对电路起到控制作用,故这里的感应区相当于电路中的开关。
[2][3]给指纹锁里的蓄电池充电的过程中,蓄电池消耗电能使蓄电池里面的化学物质发生化学变化,故将电能转化为化学能。
5. 在如图甲所示的电路中,若闭合开关后,两只电压表的指针偏转情况均如图乙所示,则R1两端的电压为 _____V;将电压表V1换成电流表,闭合开关后,电流表示数如图丙所示为 _________A。
【答案】 ①. 6 ②. 0.52
【解析】
【详解】[1]由电路图可知,R1、R2串联,电压表V2测电源两端的电压,电压表V1测R2两端的电压。因串联电路中总电压等于各分电压之和,且两只电压表指针的偏转角度相同,所以,电压表V2的量程为0~15V,分度值为0.5V,则电源电压U=7.5V,电压表V1的量程为0~3V,分度值为0.1V,则R2两端的电压U2=1.5V,根据串联电路的电压特点可得,R1两端的电压
U1=U-U2=7.5V-1.5V=6V
[2]由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.52A。
6. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,电路正常工作,一段时间后,灯熄灭。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻或灯上。为了能同时检测出电路中所有可能的故障,有以下方案可选:
a.用与规格相同且完好的灯替换灯;
b.将电流表串联在电路中,电压表并联在电阻两端;
c.用一根导线接在两端。
以上方案中可行的是________(填序号)。选择可行方案操作后,写出观察到的现象(或各电表示数有无)及相对应的故障:________(写出一种即可)。
【答案】 ①. b ②. 用一根导线接在电阻R两端,若灯泡发光,则是电阻R断路,若灯泡不发光,则表明灯L断路或灯L短路,说明此方法不可行。
【解析】
【详解】[1][2]由图可知,该电路为串联电路;电路正常工作,一段时间后,灯L熄灭,可能是灯泡断路,可能是灯泡短路,也可能是电阻断路;
a.用与L规格相同且完好的灯替换灯L,如果灯不发光,说明是电阻R断路,如果灯发光,不能确定灯泡L是断路还是短路;
b.将电流表串联在电路中,电压表并联在电阻R两端,灯泡不发光,若电流表有示数、电压表有示数,说明灯泡短路;若电流表无示数、电压表有示数,说明R断路;若电流表无示数、电压表无示数,说明灯泡L断路,说明此方法可行;
c.用一根导线接在电阻R两端,若灯泡发光,则是电阻R断路,若灯泡不发光,则表明灯L断路或灯L短路,说明此方法不可行。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求;第13~14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
7. 下列关于导体和绝缘体的说法中正确的是( )
A. 导体都是固体
B. 人体、大地、食用油都是导体
C. 有些绝缘体在一定条件下可能变成导体
D. 导体能导电是因为存在大量电荷
【答案】C
【解析】
【详解】A.导体可以是固体,也可以是液体,常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等,故A错误;
B.人体、大地导电性好,是导体,食用油导电性差,是绝缘体,故B错误;
C.导体和绝缘体没有绝对的界限,有些绝缘体在一定的条件下可能变为导体,故C正确;
D.导体善于导电,是因为导体内有大量的可以自由移动的电荷存在,故D错误。
故选C。
8. 如图是某汽油机的一个冲程,若该汽油机的效率为30%,飞轮的转速为1800r/min。下列说法正确的是( )
A. 该汽油机在1s内对外做功15次
B. 汽油机燃烧汽油不会造成环境污染
C. 图中该汽油机正处于做功冲程
D. 若另一台汽油机的效率为32%,则另一台汽油机的功率更大
【答案】A
【解析】
【详解】A.汽油机每个工作循环曲轴转2周,活塞上下往复2次,做功1次。若飞轮的转速为1800r/min,则该汽油机在1s内对外做功15次,故A正确;
B.汽油机燃烧汽油会造成环境污染,因为有废气排出,故B错误;
C.图中该汽油机的进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,故C错误;
D.若另一台汽油机的效率为32%,则另一台汽油机的功率不一定大,因为效率和功率是两个不同的物理量,没有可比性,故D错误。
故选A。
9. 如图甲中开关闭合灯泡发光,图乙中用带绝缘柄的金属棒把两个验电器连接起来(验电器带电情况如图所示)。根据图中信息可以判断出( )
A. 连接的瞬间,金属棒中正电荷定向移动方向是由C向D
B. 连接的瞬间,金属棒中电流方向是由D向C
C. 开关中电流方向是由A向B
D. 通过小灯泡的自由电子定向移动方向是由右向左
【答案】B
【解析】
【详解】AB.在乙图中,D验电器不带电,C验电器带负电,连接的瞬间,金属棒中负电荷由C向D;在物理学中,规定正电荷定向移动的方向为电流方向,所以金属棒中电流方向是由D向C,故A不符合题意,B符合题意;
C.在电源外部,电流从正极出发经过用电器回到负极,所以开关中电流方向是由B向A,故C不符合题意;
D.在物理学中,规定正电荷定向移动的方向为电流方向,小灯泡中的导体为金属,金属中有大量能够自由移动的电子,电子带负电,小灯泡中电流方向为右向左,则灯泡中自由电子定向移动方向由左向右,故D不符合题意。
故选B。
10. 现代科技迅猛发展,不断改变着我们的生活。梁伟同学观察到扫地机器人有这样的特点:(1)闭合S1,扫地机器人开始扫地;(2)同时闭合S1和S2,开启拖地功能(扫拖同时进行)。扫地功能由电动机M完成,拖地功能相当于电阻R。其等效电路图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.闭合S1,电动机工作,开始扫地;同时闭合S1和S2,电动机和电阻并联工作,开启拖地功能,故A正确;
B.闭合S1,电阻工作,开始拖地;同时闭合S1和S2,开启拖地功能,故B错误;
C.由图可知,两个开关、电阻、电动机串联,只有同时闭合S1和S2,机器人才开始开启扫地、拖地功能,故C错误;
D.闭合S1,电阻R与电动机M串联,开始拖地;同时闭合S1和S2,R被短路,开始扫地,故D错误。
故选A。
11. 在“设计制作一个调光灯”的实践活动中,小明设计了如图所示的电路,电源使用三节铅蓄电池串联,AP两个回形针可在铅笔芯上滑动。通过交流,小华同学提出了改进建议,你认为合理的是( )
A. 为使灯泡亮度变化更明显,应选用更粗的铅笔芯
B. 铅笔芯换成铜丝更好
C. 为保护灯泡,可以在AP之间做一个标记,防止接入阻值太小
D. 为使灯泡亮度变化更明显,电源电压越高越好
【答案】C
【解析】
【详解】A.铅笔芯相当于一个滑动变阻器,它和灯泡串联,阻值越大的电阻对电流的阻碍作用越大,由于铅笔芯的横截面积越小电阻阻值越大,所以应选用更细的铅笔芯,故A不符合题意;
B.铜丝的电阻很小,灯泡亮度的变化不明显,故B不符合题意;
C.为保护灯泡,在AP之间做一个标记,保持灯泡与一定长度的铅笔芯串联,可以防止灯泡电流过大而烧坏灯泡,故C符合题意;
D.若电源电压过大,电路中电流过大,容易烧坏灯泡,故D不符合题意。
故选C。
12. 在如图所示的电路中,电源电压恒定,两个灯泡L1、L2相同。闭合开关时,若发现两个电流表示数相等,且均在正常值范围内,则出现的故障是( )
A. L1短路 B. L1断路 C. L2短路 D. L2断路
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知,两个灯泡并联,电流表A2测量干路电流,电流表A1测量支路L1中的电流;开关闭合后,由于两电流表示数相同,如果是L1短路,则会造成整个电路短路,两个电流表将会被烧坏;如果是L2短路,则会造成整个电路短路,电流表A2被烧坏;因此电路故障一定是其中一个电灯断路,因为两电流表有示数且示数相同,所以应是L2断路,否则A1示数为零。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
13. 如图,用一段细铁丝做一个支架,作为转动轴。把一根中间戳有小孔(没有戳穿),吸管能在水平面内自由转动。用餐巾纸摩擦吸管A端使其带电。再将毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管的某一端,下列说法正确的是( )
A. 若吸管有一端转向橡胶棒,则这一端带正电
B. 若橡胶棒靠近A端,A端远离橡胶棒,则A端一定带负电
C. 若橡胶棒靠近A端,A端转向橡胶棒,则摩擦中A端失去电子
D. 若将吸管A端接地,则一定有电子从大地向吸管移动
【答案】BC
【解析】
【详解】A.与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,异种电荷相互吸引,带电体具有吸引轻小物体的性质,所以将毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管的某一端,若吸管有一端转向橡胶棒,则这一端可能带正电,也可能不带电,故A错误;
B.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,同种电荷相互排斥,若橡胶棒靠近A端,A端远离橡胶棒,则A端一定带负电,故B正确;
C.异种电荷相互吸引,若橡胶棒靠近A端,A端转向橡胶棒,则摩擦中A端失去电子带正电,故C正确;
D.不确定吸管A端带正电还是负电,所以若将吸管A端接地,则不一定有电子从大地向吸管移动,故D错误。
故选BC。
14. 电路元件和中的电流与两端电压的关系图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 若将、并联后接在电压为的电源两端,干路中的电流为
B. 若将、串联后接在电路中,电路中的电流为
C. 若将、串联后接在电路中,电路元件两端的电压为
D. 若将、并联后接在电压为的电源两端,干路中的电流为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.据图可知,若将、并联后接在电压为的电源两端,电学元件A的电流为0.3A,电学元件B的电流为0.1A,干路中的电流为
故A正确;
B.若将、串联后接在电路中,据图可知,当电路中电流为0.1A时,符合两元件电压之和为2V,故B正确;
C.若将、串联后接在电路中,据图可知,当电路中电流为0.2A时,符合两元件电压之和为3V,此时对应电路元件两端的电压为1V,故C错误;
D.若将、并联后接在电压为的电源两端,据图可知,此时电学元件A的电流为0.4A,电学元件B的电流为0.2A,干路中的电流为
故D错误。
故选AB。
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15. 请你根据图中实物图,在方框中画出电路图.
( )
【答案】
【解析】
【详解】电流从电源正极流出经开关S分支,一条支路经开关S1、灯泡L2,另一条支路经灯泡L1、S2,然后两支电流汇合回到电源负极,电路图如下:
16. 将电压表和电流表的符号分别填入如图所示的电路中的圆圈内。要求:开关S断开时,小灯泡L1和L2都能发光;开关S闭合时L1发光,L2不发光。
【答案】
【解析】
【详解】开关S断开时,小灯泡L1和L2都能发光,说明上方的电表为电流表,下方电表为电压表,此时、串联;开关S闭合时,被短路,只有发光,作图如下:
四、实验探究题(本题共3小题,第17题5分,第18题6分,第19题8分,共19分)
17. 某同学用相同的加热装置分别给质量和初温都相同的水和煤油,以相同的加热方法加热(如图甲),分别记录加热时间和升高的温度(如图乙)。
(1)若给水和煤油加热相同的时间,则水和煤油吸收的热量 ________(选填“水比较多”“煤油比较多”或“一样多”),_______(选填“水”或“煤油”)升高的温度较多,说明 _____(选填“水”或“煤油”)的吸热能力强一些;
(2)根据图像分析可知,升高相同的温度,水和煤油吸收的热量之比为 ________;
(3)已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),则煤油的比热容是 _________J/(kg•℃)。
【答案】(1) ①. 一样多 ②. 煤油 ③. 水
(2)2:1 (3)2.1×103
【解析】
【小问1详解】
[1]用相同的加热装置分别给质量和初温都相同的水和煤油,则可以用加热时间表示吸收热量多少,故相同时间水和煤油吸收热量相同。
[2][3]由图乙可知,质量相同的水和煤油吸收相同热量后,煤油升高温度高,故说明水的吸热能力强。
【小问2详解】
由题可知,本实验加热时间可表示吸热多少,由图可知,升高相同温度时,水所用时间是煤油所用时间的2倍,即二者吸热之比为2:1。
【小问3详解】
根据可知,在质量、温度变化一定时,比热容与吸收热量成正比,故水的比热容为煤油比热容的2倍,故煤油的比热容为2.1×103J/(kg•℃)。
18. 图甲为小亮探究“并联电路电流规律”的实验电路图。
(1)连接电路时,开关应处于 _______状态,若要测量干路电流,则电流表应串联在甲图中的 _____(选填“A”“B”或“C”)处;
(2)若要测量A处的电流,连好电路闭合开关前,发现电流表指针位置如图乙所示,原因是________;调整正确后闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,其原因是 _________;
(3)纠正(2)中错误后,测出A、B、C三处的电流值如下表所示。由此得出实验结论:并联电路中,且各支路的电流相等。请指出小亮探究过程的两点不妥之处:
位置
A
B
C
电流/A
0.16
0.16
0.32
①__________;
②___________。
【答案】(1) ①. 断开 ②. C
(2) ①. 电流表没有调零 ②. 电流表正负接线柱接反了
(3) ①. 选用的灯泡规格相同 ②. 实验次数太少,结论有偶然性
【解析】
【小问1详解】
[1]连接电路时,为保护电路,开关要处于断开状态。
[2]若要测量干路电流,甲图中C位置是在干路上,因此电流表应串联在甲图中的C处。
【小问2详解】
[1]若要测量A处的电流,连好电路闭合开关前,即电路未接通,电流表发生左偏,是因为电流表未调零。
[2]调整正确后闭合开关,电路接通,此时电流表的指针发生左偏,是由于电流表的正负接线柱接反了。
【小问3详解】
[1][2]实验中得出各支路的电流相等,是因为选用的灯泡规格相同,且只进行一次实验,实验次数过少,结论不具有普遍性。
19. 某实验小组在探究“串联电路电压的规律”实验中:
(1)如图甲,闭合开关,若电压表示数为零,则故障可能是______;若电压表有示数,两灯都不亮,则电路故障可能是______;(假设故障只发生在L1或L2处)
(2)闭合开关后,如果小组的同学发现电压表出现了如图乙所示的现象,可能的原因是 ______;
(3)在测L2两端的电压时,小组中一名同学为了节省时间,采用以下方法:电压表一端所接的B接点不动,将另一端接线柱改接到C接点上。该同学用上面的方法______(选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,请说明理由:______;
(4)在该实验中要用电压表测灯L2两端的电压,连接电路如图丙所示。图中只有一根导线的一端连错了,请你在连错的导线上画“×”,并画出正确连接_______;
(5)该小组测量完成后,记录了下表所示的数据,他们根据实验数据得出的串联电路电压的规律是 ______。
实验编号
L1两端电压U1/V
L2两端电压U2/V
串联总电压U/V
1
1.5
3.0
4.5
2
1.2
1.8
3.0
3
1.5
4.5
6.0
【答案】(1) ①. L1短路或L2断路 ②. L1断路
(2)电压表的量程选择过大
(3) ①. 不能 ②. 电压表正负接线柱接反了
(4) (5)串联电路的总电压等于各部分电压之和
【解析】
【小问1详解】
[1][2]若故障只发生在L1或L2处,当电压表示数为零时,可能是与电压表并联的L1短路,也可能是L2断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路断路了即L1断路。
【小问2详解】
如图乙,电压表指针偏转角度过小,原因是电压表量程选择过大。
【小问3详解】
[1][2]当电压表B点不动,只断开A点,虽然电压表此时与L2并联,但电压表的正负接线柱却是反的,闭合开关后,指针会反向偏转,所以不能测出L2两端的电压。
【小问4详解】
图中电压表应该与灯泡L2并联,如下图所示:
【小问5详解】
根据实验数据得出的串联电路电压的规律是:串联电路的总电压等于各部分电压之和。
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20. 太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一,其高效、环保。某品牌太阳能热水器平均接收的太阳能是8.4×106J/h,加满水后,经过4h阳光的照射,热水器中质量为200kg的水,温度由原来的20℃升高到40℃(水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃))。求:
(1)在这4h内水吸收了多少热量?
(2)这个太阳能热水器的效率是多少?
(3)若水吸收的这些热量由热效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供,则需要完全燃烧多少千克焦炭?(焦炭热值q=3×107J/kg)
【答案】(1)1.68×107J
(2)50% (3)2.8kg
【解析】
【小问1详解】
水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(40℃﹣20℃)=1.68×107J
【小问2详解】
太阳能热水器4h接收的太阳能
E=8.4×106J/h×4h=3.36×107J
太阳能热水器的效率
【小问3详解】
由加热效率公式可得,火炉燃烧焦炭放出的热量为
则需要完全燃烧焦炭的质量为
21. 如图是某款农用拖拉机在工作时的情景。若该拖拉机在水平路面上匀速行驶30min,消耗柴油5L,发动机的额定功率为40kW。已知柴油的密度约为0.8×103kg/m3。柴油的热值为4.3×107J/kg。
(1)拖拉机工作时排气筒开始冒黑烟,此时发动机的效率 _______(选填“增大”“减小”或“不变”)。求5L柴油完全燃烧放出的热量;_______
(2)求发动机所做的功;
(3)求该柴油发动机的效率。
【答案】(1) ①. 减小 ②. 1.72×108J
(2)7.2×107J
(3)41.9%
【解析】
【小问1详解】
[1]拖拉机工作时排气筒开始冒黑烟,说明柴油不能充分燃烧程度变大,损失的变多,用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值变小,由知,此时发动机的效率减小。
[2]消耗柴油的质量为
柴油完全燃烧放出的热量为
【小问2详解】
根据可知,发动机所做的功
【小问3详解】
该柴油发动机的效率为
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