广西防城港市防城区2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷
2025-02-25
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 广西壮族自治区 |
| 地区(市) | 防城港市 |
| 地区(区县) | 防城区 |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 2.17 MB |
| 发布时间 | 2025-02-25 |
| 更新时间 | 2025-02-26 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-02-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50656600.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2024-2025学年广西防城港市防城区九年级(上)期末物理试卷
一、单项选择题(本大题共13小题,每小题2分,共26分。每小题只有一个选项是正确)
1.(2分)下列测量仪器或电路元件不能判断电池正负极的是( )
A.电流表 B.电压表
C.小灯泡 D.发光二极管
2.(2分)以下学习用品中,在通常情况下属于导体的是( )
A.塑料刻度尺 B.金属小刀片
C.绘画橡皮 D.物理课本
3.(2分)关于如图所示的热现象,说法正确的是( )
A.图甲中炙热的铁水具有内能,冰冷的冰块没有内能
B.图乙中冬天搓手取暖是将内能转化为机械能
C.图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式增加人体的内能
D.图丁中能量转化与汽油机压缩冲程能量转化都是机械能转化为内能
4.(2分)小雨同学将两片锡箔纸挂在细铁丝上,让其穿过矿泉水瓶盖的小孔,将细铁丝固定住,这就自制成了一个验电器。如图所示,当他用与头发摩擦过的塑料梳子接触验电器的金属丝时,验电器的两片金属箔会张开一定角度,这是由于( )
A.同种电荷相互排斥 B.异种电荷相互吸引
C.同种电荷相互吸引 D.异种电荷相互排斥
6.(2分)下列用电器主要利用电流热效应工作的是( )
A.电饭锅 B.电视机
C.电风扇 D.电冰箱
7.(2分)在“用滑动变阻器改变小灯泡的亮度”的实验课上,老师给出的实验器材如图所示。闭合开关后,将滑片P向右滑动时,灯变亮,连入电路中的接线柱应是( )
A.A和B B.C和B C.A和D D.C和D
8.(2分)为方便广大师生就餐,一中就餐系统升级,师生可通过刷卡或人脸识别扣款就餐。系统接通电源,指示灯发光;刷卡或人脸识别成功时(相当于分别闭合对应的开关S1、S2),扣款程序启动。如图所示的电路符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
(多选)9.(2分)如图所示的电路中,甲灯泡比乙灯泡亮。则下列描述中正确的是( )
A.P甲>P乙 B.U甲=U乙 C.I甲>I乙 D.R甲>R乙
10.(2分)一块手机用的锂电池,上面标明电压为3.7V,容量为1130mA•h,它充满电后,大约存储的电能是( )
A.4.181J B.4.181×103J
C.1.5×104J D.15kW•h
11.(2分)如图所示,当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P向右滑动时(电压U不变),则电流表和电压表的示数将( )
A.变大,变小 B.变小,变大 C.变大,不变 D.变小,不变
12.(2分)如图为“探究影响电流热效应的因素”的实验装置,下列说法正确的是( )
A.图甲可探究电流热效应与电压的关系
B.图乙可探究电流热效应与电阻的关系
C.用 U 形管液面的高度差反映产生热量的多少
D.图乙容器中的电阻产生的热量一样多
13.(2分)纯电动汽车环保节能。如图所示是电动汽车的充电桩,下列有关说法符合安全用电要求的是( )
A.安装充电桩时,不连接地线也可以
B.有充电桩起火,应迅速浇水扑灭
C.电线破损时,只要稍加注意便可安全使用
D.安装充电桩时,必须断开电源
二、多项选择题(本大题3题,每小题3分,共9分,每小题有多个选项是正确的,全选对得3分,选对但不全得2分,有选错得0分。)
(多选)14.(3分)下面的数据中,符合或接近实际情况的是( )
A.对人体的安全电压是不高于36V
B.每节干电池的电压为1.5V
C.家庭电路电压为380V
D.手机电池电压为220V
(多选)15.(3分)小刚打完球回到家,看到爸爸妈妈还没回来,于是他先给热水器通上电,再用电饭锅煮上米饭,随后打开台灯温习功课。在此过程中,关于家里电路中发生的变化,下列说法中正确的有( )
A.总电流变大 B.总电压变大
C.总电阻变大 D.总功率变大
(多选)16.(3分)如图所示是小明设计的测定油箱内油量的电路图。R0是定值电阻,电源电压保持不变,油量表是由电流表改装而成的,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。闭合开关S后,下列说法正确的是( )
A.当油面下降时,油量表的示数减小
B.当油面下降时,电压表的示数增大
C.当油面上升时,整个电路的电功率增大
D.电阻R0在电路中无任何作用可省去
三、填空题(本大题6小题,每空1分,共12分)
17.(2分)化学课上老师用氯化铵和熟石灰反应生成氨气,同学们很快闻到一股臭味,这是 现象;熟石灰遇水后放出热量,液体温度升高,内能 。
18.(2分)指纹识别解锁是目前较为流行的手机解锁方式,指纹感应区相当于手机电路中的 ;装有静电除尘纸的拖把,扫地时可以轻松地将附近的灰尘和头发清扫干净,原因是 。
19.(2分)一天,小红看她家电能表的表盘如图所示,此时电能表的读数是 kW•h;该电能表的表盘每转300转,说明小红家的用电器消耗了 kW•h的电能。
20.(2分)如图是生活中常见的一种插座,其中 (填“①”“②”或“③”)号插孔里的金属片与地线相通,用测电笔辨别火线与零线时,能使测电笔发光的是 号插孔。
21.(2分)2024年4月25日搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,如图所示。火箭以液氢为燃料是利用液氢的 大的特性。火箭在上升过程中与空气进行摩擦,使箭体的内能增加,这是通过 的途径改变了物体的内能。
22.(2分)电饭煲使用方便,备受欢迎。如图为某电饭煲的简化电路,当开关S闭合时,电饭煲处于 (选填“加热”或“保温”)状态,该电饭锅加热与保温功率之比为9:2,则R1:R2= 。
四、作图题(本大题共1题,共4分)
23.(2分)请根据如图所示的电路图,用笔画线表示导线将图中各个元件连接起来。
24.(2分)如图为家庭照明电路,请用笔画线代替导线,将开关和灯接入电路中,要求开关只控制灯。三孔插座按用电安全要求接入电路。
五、实验探究题(共25分。请把答案直接填写在答题卡相应的位置上。)
25.(5分)如图是一组实验,观察实验完成填空。
(1)如图实验甲所示利用酒精灯对着试管加热,过了一会儿,水沸腾产生大量的水蒸气,水气将把塞子冲出去,在此过程中水蒸气的 能转化为塞子的机械能;
(2)图实验乙是扩散现象,说明 ;图实验丙是把墨水同时滴入冷水和热水,此实验说明温度越高,分子无规则运动越 ;
(3)图实验丁是把一块玻璃板用弹簧测力计拉出水面。在离开水面前,观察到弹簧测力计示数变 ,说明了分子间存在 。
26.(6分)学校物理探究小组进行了以下三个热学实验:甲图为“探究不同物质吸热升温现象”,乙图为“比较不同燃料燃烧时放出的热量”,丙图“探究影响电流热效应的因素”。
(1)上述三个热学实验中都需要控制被加热物质 (体积/质量)相等,这些实验中可利用加热相同时间进行实验有 (甲乙/乙丙/甲丙);
(2)图乙是比较不同燃料燃烧时放出的热量实验。小明发现用碎纸片加热的烧杯中水温升得快,这 (能/不能)说明碎纸片的热值大;
(3)丙图中是通过观察 的变化量反映两电阻丝产生的热量的多少。图中将两电阻串联起来,就是为了控制 相等,实验中可发现B烧瓶中温度计的示数升高快,据此可初步得出结论: 产生的热量越多。
27.(7分)在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关;
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表:
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。
(1)按照图所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察 来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号 两根电阻丝进行实验;
(3)如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号);
(4)如果选用编号为A、B两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号)。分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电阻丝A接入时电流表示数较大,由此,得到的结论是:当材料与横截面积相同时,导体长度越 ;电阻越大;
(5)以上研究问题的科学方法是采用了:转换法和 ;
(6)在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就 了输电线的电阻(选填“增大”或“减小”)。
28.(7分)小冉用“伏安法”测量一只小灯泡的电阻和电功率实验,电源电压调为3V,小灯泡标有“2.5V”,滑动变阻器R标有“10Ω 5A”。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填“A”或“B”)。连接好电路,闭合开关,发现无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终处于如图乙所示位置,则故障为小灯泡 (选填“短路”或“断路”);
(2)排除故障后,移动滑片P,依次测量了3组数据,如下表所示。若小灯泡正常发光时电流表的示数如图丙所示,其示数为 A,则它正常发光时的电阻为 Ω(结果保留两位小数);
发光情况
U/V
I/A
R/Ω
P/W
很暗
2.0
0.26
7.69
0.52
正常发光
2.5
很亮
3.0
0.33
9.09
0.99
(3)小冉分析表中数据发现:
①小灯泡的电阻随它两端电压的增大而增大,是因为导体的电阻与 有关;
②小灯泡的亮度随它两端电压的增大而变亮,是因为亮度是由它的 (选填“额定”或“实际”)功率决定的;
(4)完成实验后小冉又利用电表和一个已知阻值的定值电阻R0,来测未知电阻Rx,他设计了如图所示的不同方案的电路图,图中电源电压保持恒定,则不能测出定值电阻Rx的电路是 (选填序号)。
六、综合应用题(共24分。解答时要求在答题卡相应的答题区域内写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤。只写出最后答案,未写出主要演算过程的,不得分。答案必须明确写出数值和单位。)
29.(6分)如图所示,某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。标准大气压下,用该燃气灶加热质量为5kg、初温为20℃的水,加热到沸腾,共消耗了0.06m3的天然气。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。天然气的热值为4.0×107J/m3]求:
(1)0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)该燃气灶烧水的热效率。
30.(8分)如图所示,电源电压恒定。R1=30Ω,当S闭合,S1断开时,电流表的示数为0.3A;当S、S1都闭合时,电流表的示数为1.2A。求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)S、S1都闭合时,通电1min电路消耗的总电能。
31.(10分)图甲为汽车倒车雷达中的距离报警器简化电路图。电源电压为12V,R0为定值电阻,Rs为距离传感器的核心部件,其阻值随传感器到障碍物距离变化关系如图乙所示。当传感器到障碍物距离为1.5m时,报警器开始报警,此时电路中报警电流为0.2A。请问:
(1)由乙图可知报警器开始报警时,Rs= Ω。
(2)求R0的阻值。
(3)当传感器到障碍物距离为1m时,求R0的电功率。
2024-2025学年广西防城港市防城区九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
题号
1
2
3
4
6
7
8
10
11
12
13
答案
C
B
D
A
A
B
B
C
D
C
D
一、单项选择题(本大题共13小题,每小题2分,共26分。每小题只有一个选项是正确)
1.(2分)下列测量仪器或电路元件不能判断电池正负极的是( )
A.电流表 B.电压表
C.小灯泡 D.发光二极管
【分析】(1)利用电流表指针的偏转方向可以判断电流方向;
(2)电压表使用时,不能超过电压表的量程,电流从正接线柱接入,从负接线柱接出;利用电压表指针的偏转方向可以判断电流方向;
(3)电流通过灯泡,灯泡发光,是电流的热效应;
(4)利用二极管的单向导电性从而可以确定电源的正负极。
【解答】解:A、闭合开关后,若电流表的指针向右偏转,说明靠近电流表正接线柱的是电源正极,若电流表的指针向左偏转,则靠近电流表负接线柱的是电源的正极,故A能判断电池正负极;
B、电压表可以直接接在电源两极上,利用电压表指针的偏转方向可以判断电流方向,能判断电源的正负极,故B能判断电池正负极;
C、闭合开关后灯泡发光,无论电流从哪个方向流入灯泡,灯泡都会发光,所以此图不能确定电源正负极,故C不能判断电池正负极;
D、闭合开关后,发光二极管具有单向导电性,二极管是否发光就可以确定电源的正负极,故D能判断电池正负极。
故选:C。
【点评】电流从电源的正极流出,经过外电路回到电源的负极,因此要确定电源的正负极,就要从能够确定电流方向的角度入手考虑。
2.(2分)以下学习用品中,在通常情况下属于导体的是( )
A.塑料刻度尺 B.金属小刀片
C.绘画橡皮 D.物理课本
【分析】容易导电的物体叫导体,常见的导体包括:人体、大地、各种金属、石墨、酸碱盐的溶液等。
【解答】解:A、塑料刻度尺是绝缘体,此选项不符合题意;
B、金属小刀片都是导体,此选项符合题意;
C、绘画橡皮是绝缘体,此选项不符合题意;
D、物理课本是绝缘体,此选项不符合题意;
故选:B。
【点评】此题考查哪些物体为导体,属于识记的内容,比较简单。
3.(2分)关于如图所示的热现象,说法正确的是( )
A.图甲中炙热的铁水具有内能,冰冷的冰块没有内能
B.图乙中冬天搓手取暖是将内能转化为机械能
C.图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式增加人体的内能
D.图丁中能量转化与汽油机压缩冲程能量转化都是机械能转化为内能
【分析】一个物体在任何情况下都具有内能,例如:0℃的水具有内能。
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。
空气压缩引火仪工作时能量转化是机械能转化为内能,汽油机压缩冲程是机械能转化为内能。
【解答】解:A.任何物体在任何情况下都具有内能。冰冷的冰块也有内能,故A错误;
B.搓手取暖是机械能转化为内能,故B错误;
C.湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能,故C错误;
D.汽油机压缩冲程是机械能转化为内能,图丁中能量转化是机械能转化为内能,图丁中能量转化与汽油机压缩冲程能量转化都是机械能转化为内能,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查一切物体都有内能,改变内能的方法及四冲程能量转化,属于基础题。
4.(2分)小雨同学将两片锡箔纸挂在细铁丝上,让其穿过矿泉水瓶盖的小孔,将细铁丝固定住,这就自制成了一个验电器。如图所示,当他用与头发摩擦过的塑料梳子接触验电器的金属丝时,验电器的两片金属箔会张开一定角度,这是由于( )
A.同种电荷相互排斥 B.异种电荷相互吸引
C.同种电荷相互吸引 D.异种电荷相互排斥
【分析】验电器的工作原理是:同种电荷相互排斥。
【解答】解:验电器原本闭合的两片金属箔张开一定角度,这是因为同种电荷相互排斥而张开,故A正确、BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查验电器原理,难度不大。
6.(2分)下列用电器主要利用电流热效应工作的是( )
A.电饭锅 B.电视机
C.电风扇 D.电冰箱
【分析】电流的热效应:电流通过导体要发热,这叫做电流的热效应,如白炽灯、电炉、电烙铁、电焊等都是电流的热效应的应用实例。
【解答】解:A、电饭煲工作时,将电能转化为内能,加热食物,是利用电流的热效应工作的,故A符合题意;
B、电视机工作时,主要是把电能转化为声能和光能,不是利用电流的热效应工作的,故B不符合题意;
CD、电风扇和电冰箱工作时,主要是把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应工作的,故CD不符合题意。
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对电流的热效应,以及电能和其它形式能的相互转化,利用热效应工作的电器特点是把电能主要转化成内能,是一道基础题。
7.(2分)在“用滑动变阻器改变小灯泡的亮度”的实验课上,老师给出的实验器材如图所示。闭合开关后,将滑片P向右滑动时,灯变亮,连入电路中的接线柱应是( )
A.A和B B.C和B C.A和D D.C和D
【分析】用滑动变阻器改变小灯泡的亮度时,滑动变阻器应与灯泡串联;滑动变阻器应选择“一上一下”两个接线柱连入电路中;滑片P向右滑动时,灯变亮,说明电路中电流变大,变阻器接入电路的电阻变小。
【解答】解:滑动变阻器应“一上一下”各选取一个接线柱接入电路中,由题意可知,将滑片P向右滑动时,灯变亮,说明电路中的电流变大,则滑动变阻器接入电路的电阻变小,变阻器接入电路中电阻丝的长度变短,所以,由图可知一定选择了右下角的接线柱B,上方可选取C接线柱或D接线柱,则连入电路中的接线柱可能选择的是“B和C”或者“B和D”,故ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了滑动变阻器的使用,是一道基础题。
8.(2分)为方便广大师生就餐,一中就餐系统升级,师生可通过刷卡或人脸识别扣款就餐。系统接通电源,指示灯发光;刷卡或人脸识别成功时(相当于分别闭合对应的开关S1、S2),扣款程序启动。如图所示的电路符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】根据只要其中一种方式识别成功,则相应开关闭合,扣款系统启动分析解答;用电器工作时互不影响,是并联的。
【解答】解:
由题知,人脸识别、刷卡识别,只要其中一种方式识别成功,则相应开关闭合从而使扣款系统启动工作,所以两个开关应并联后再与扣款系统串联在电源上;灯泡与扣款系统能独立工作,是并联的,故B符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查根据要求设计电路,关键是明确两个开关的连接方式。
(多选)9.(2分)如图所示的电路中,甲灯泡比乙灯泡亮。则下列描述中正确的是( )
A.P甲>P乙 B.U甲=U乙 C.I甲>I乙 D.R甲>R乙
【分析】灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率;先根据亮度判断出实际功率的大小,再根据串联电路的特点判定电流的大小关系;再根据公式P=UI的变形U=确定电压的大小关系;最后根据P=I2R的变形R=即可确定电阻的大小关系。
【解答】解:AD、灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,因为甲灯泡比乙灯泡亮,所以甲灯泡的实际功率大于乙灯泡的实际功率,即P甲>P乙,故A正确;
C、甲、乙两灯是串联关系,串联电路中各处的电流都相等,因此I甲=I乙,故C错误;
B、根据公式P=UI的变形U=可知,U甲>U乙,故B错误;
D、根据P=I2R的变形R=可知,R甲>R乙,故D正确。
故选:AD。
【点评】解决本题的关键是掌握决定灯泡亮度的因素实际功率,然后从实际功率入手,再根据功率公式逐一分析即可。
10.(2分)一块手机用的锂电池,上面标明电压为3.7V,容量为1130mA•h,它充满电后,大约存储的电能是( )
A.4.181J B.4.181×103J
C.1.5×104J D.15kW•h
【分析】知道电池的容量,根据I=求出电池储存的电荷量,根据W=UIt=UQ求出电流做的功即为储存的电能。
【解答】解:电池的容量为1130mA•h,
所以手机锂电池充满电后,储存的电荷量:
根据I=可知,Q=It=1130×10﹣3A×3600s=4068C,
充电电流所做的功:
W=UIt=UQ=3.7V×4068C=15051.6J≈1.5×104J,即大约储存了1.5×104J的电能。
故选:C。
【点评】本题考查电能的计算,难度不大。
11.(2分)如图所示,当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P向右滑动时(电压U不变),则电流表和电压表的示数将( )
A.变大,变小 B.变小,变大 C.变大,不变 D.变小,不变
【分析】滑动变阻器和电阻并联在电路中,根据欧姆定律和滑动变阻器电阻的变化判断电流表和电压表示数的变化。
【解答】解:滑动变阻器和电阻并联在电路中,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测通过滑动变阻器的电流,根据并联电路电压规律可知电压表示数不变,滑动变阻器的滑片P向右滑动,接入电路的电阻变大,结合欧姆定律可知通过的电流变小,即电流表示数变小。所以A,B,C错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查学生对并联电路电压规律和滑动变阻器接入电路的电阻变化的掌握程度,并结合欧姆定律正确判断电流表和电压表示数的变化。
12.(2分)如图为“探究影响电流热效应的因素”的实验装置,下列说法正确的是( )
A.图甲可探究电流热效应与电压的关系
B.图乙可探究电流热效应与电阻的关系
C.用 U 形管液面的高度差反映产生热量的多少
D.图乙容器中的电阻产生的热量一样多
【分析】(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但可以通过U 形管液面高度差的变化来反映;
(2)由甲图可知,两个烧瓶中的电阻丝串联,通过两电阻丝的电流和通电时间相同,电阻不同;
(3)乙图中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联,根据串联电路电流特点、并联电路电流特点可知通过两电阻的电流不同,根据焦耳定律Q=I2Rt可知在电阻和通电时间相同的情况下,电流越大,产生的热量越多。
【解答】解:(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但可以通过U 形管液面高度差的变化来反映,故C正确;
(2)由甲图可知,两个烧瓶中的电阻丝串联,通过两电阻丝的电流和通电时间相同,研究的是:当通过的电流和通电时间相同时,电流产生的热量与导体电阻大小的关系,故A错误;
(3)在乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右侧两个电阻的总电流和左侧的电阻电流相等,即I右=I左,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2,两电阻阻值相等,则支路中电流相等,I1=I2,所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半,所以图乙探究的是电流热效应与电流的关系,根据焦耳定律Q=I2Rt可知在电阻和通电时间相同的情况下,电流越大,产生的热量越多,所以右侧容器中的电阻产生的热量多,故BD错误。
故选:C。
【点评】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握,注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键。
13.(2分)纯电动汽车环保节能。如图所示是电动汽车的充电桩,下列有关说法符合安全用电要求的是( )
A.安装充电桩时,不连接地线也可以
B.有充电桩起火,应迅速浇水扑灭
C.电线破损时,只要稍加注意便可安全使用
D.安装充电桩时,必须断开电源
【分析】(1)对于金属外壳的家用电器,金属外壳一定接地,防止外壳漏电,发生触电事故;
(2)用电器起火,先关闭电源再救火;生活用水是导体;
(3)破损的导线容易发生短路或发生触电事故;
(4)检修电路及更换元件时,应在停电的情况下工作,不能带电工作。
【解答】解:A、安装充电桩时,为了安全,要接地线,故A不符合安全用电要求;
B、万一有充电桩起火,应先关闭电源再施救;生活用水是导体,电器着火不能直接用水灭火,否则可能引起触电事故,故B不符合安全用电要求;
C、充电线破损时,容易形成短路或发生触电事故,要及时更换,严禁直接使用,故C不符合安全用电要求;
D、为了安全在安装充电桩时必须断开电源,故D符合安全用电原则。
故选:D。
【点评】本题借助充电桩考查了学生对安全用电知识的了解与掌握,平时学习时多了解、多积累,加强安全意识,不能违反。
二、多项选择题(本大题3题,每小题3分,共9分,每小题有多个选项是正确的,全选对得3分,选对但不全得2分,有选错得0分。)
(多选)14.(3分)下面的数据中,符合或接近实际情况的是( )
A.对人体的安全电压是不高于36V
B.每节干电池的电压为1.5V
C.家庭电路电压为380V
D.手机电池电压为220V
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A、经验证明,对人体的安全电压是不高于36V,故A符合实际。
B、每节干电池的电压为1.5V,故B符合实际;
C、在我国,家庭电路的电路为220V,故C不符合实际;
D、手机电池电压为3.7V,故D不符合实际。
故选:AB。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
(多选)15.(3分)小刚打完球回到家,看到爸爸妈妈还没回来,于是他先给热水器通上电,再用电饭锅煮上米饭,随后打开台灯温习功课。在此过程中,关于家里电路中发生的变化,下列说法中正确的有( )
A.总电流变大 B.总电压变大
C.总电阻变大 D.总功率变大
【分析】家庭电路中各用电器并联,干路电流等于各支路电流之和,家庭电路的电压为220V不变,根据R=判断出电路中总电阻的变化,根据P=UI判断出总功率的变化。
【解答】解:家庭电路中各用电器并联,干路电流等于各支路电流之和,此时小明家增加的用电器有热水器、电饭锅、台灯,即电路中增加了三条支路,所以总电流变大,而家庭电路中总电压不变,即为220V,根据R=可知,家庭电路的总电阻变小,根据P=UI可知,总功率变大,故AD正确,BC错误。
故选:AD。
【点评】本题主要考查家庭电路的连接方式、并联电路的电流特点及欧姆定律、电功率公式的应用,属于基础题。
(多选)16.(3分)如图所示是小明设计的测定油箱内油量的电路图。R0是定值电阻,电源电压保持不变,油量表是由电流表改装而成的,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。闭合开关S后,下列说法正确的是( )
A.当油面下降时,油量表的示数减小
B.当油面下降时,电压表的示数增大
C.当油面上升时,整个电路的电功率增大
D.电阻R0在电路中无任何作用可省去
【分析】(1)由图可知,定值电阻R0和滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,电压表测量R0两端的电压;由题意和图示可知,油箱中油量增加或减少时滑片的移动方向,据此可知变阻器接入电路中电阻的变化以及电路中总电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,由P=UI判断出电路的总功率的变化;
(2)当油面增加到一定程度时,滑片下移到最下端,此时变阻器连入电路的电阻为0,此时若没有R0,则会造成电源短路,会烧坏电流表和电源。
【解答】解:AB.由电路图可知,R与R0串联,电流表测整个电路的电流,电压表测R0两端的电压,当油面下降时,浮子随油面下降,R的滑片上移,R接入电路中的电阻变大,由可知,电流表的示数减小,即油量表的示数减小;根据串联分压规律可知R0两端的电压减小,即电压表的示数减小,故A正确,B错误;
C.当油面上升时,浮子随油面上浮,R的滑片下移,R接入电路中的电阻变小,由可知,电流表的示数变大,电源电压保持不变,则由P=UI可知整个电路的电功率增大,故C正确,
D.油箱装满油时,由图可知R接入电路阻值很小,电路中的电流会非常大,所以在电路中接入定值电阻R0在油箱装满油时对电路起到保护作用,故D错误。
故选:AC。
【点评】本题通过油箱改装图,综合考查了欧姆定律、电流表的使用和串联电路的特点等电学知识,理解图示的原理、能够从题中抓住关键词语是解答此类题目的关键。
三、填空题(本大题6小题,每空1分,共12分)
17.(2分)化学课上老师用氯化铵和熟石灰反应生成氨气,同学们很快闻到一股臭味,这是 扩散 现象;熟石灰遇水后放出热量,液体温度升高,内能 增加 。
【分析】(1)不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散,扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动;
(2)物体的温度升高,内能增加。
【解答】解:氨气分子在不停地做无规则运动,同学们很快闻到一股臭味,这是扩散现象;
物体的内能与温度有关,同一物体,温度越高,内能越大,所以熟石灰遇水后放出热量,液体温度升高,内能增加。
故答案为:扩散;增加。
【点评】本题主要考查了扩散现象和内能大小分析,难度不大。
18.(2分)指纹识别解锁是目前较为流行的手机解锁方式,指纹感应区相当于手机电路中的 开关 ;装有静电除尘纸的拖把,扫地时可以轻松地将附近的灰尘和头发清扫干净,原因是 带电体能够吸引轻小物体 。
【分析】一个最基本的电路是由电源、用电器、开关、导线组成的。
带电体有吸引轻小物体的性质。
【解答】解:指纹感应区可以控制电路的通断,所以相当于手机电路中的开关。
带电体可以吸引轻小物体,装有静电除尘纸的拖把可以吸引头发和灰尘。
故答案为:开关;带电体能够吸引轻小物体。
【点评】本题考查电路的组成及物体带电现象,属于基础题。
19.(2分)一天,小红看她家电能表的表盘如图所示,此时电能表的读数是 314.5 kW•h;该电能表的表盘每转300转,说明小红家的用电器消耗了 0.5 kW•h的电能。
【分析】(1)电能表的读数时,注意最后一位是小数;单位kW•h。
(2)600r/kW•h所表示的物理意义。600r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转600r,据此求出表盘转300转消耗的电能。
【解答】解:电能表的示数:314.5kW•h;
小红家用电器消耗的电能:W=kW•h=0.5kW•h。
故答案为:314.5;0.5。
【点评】本题考查了电能表的读数以及电能表参数的含义,读数时,要注意电能表的最后一位是小数。
20.(2分)如图是生活中常见的一种插座,其中 ① (填“①”“②”或“③”)号插孔里的金属片与地线相通,用测电笔辨别火线与零线时,能使测电笔发光的是 ② 号插孔。
【分析】(1)根据三孔插座的正确接法(上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线)判断;
(2)辨别火线和零线用测电笔,测电笔接触电线时氖管发光的是火线,氖管不发光的是零线。
【解答】解:图中的插座接触电路时,三孔插座的左侧③接零线,三孔插座右侧的②接火线;三孔插座上端①接地线,通过三脚插头与用电器外壳接通,避免外壳带电发生触电事故;
用测电笔辨别火线与零线时,使测电笔发光的是火线,不发光的是零线。
故答案为:①;②。
【点评】本题考查的是插座的构造与工作方式等,知道测电笔的使用方法;这些都是比较基础的问题,必须牢牢掌握,不能出错。
21.(2分)2024年4月25日搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,如图所示。火箭以液氢为燃料是利用液氢的 热值 大的特性。火箭在上升过程中与空气进行摩擦,使箭体的内能增加,这是通过 做功 的途径改变了物体的内能。
【分析】热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量,在完全燃烧相同质量的不同燃料,热值越大的燃料,释放出的热量越多,所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小;
改变物体内能的方法有两个:做功和热传递。
【解答】解:由于液氢的热值比较大,由Q放=mq得,相同质量的液氢比其他燃料完全燃烧时放出的热量多,因此选择液氢作为燃料;
火箭残骸返回落入地球大气层时,克服空气摩擦做功,机械能转化为内能,使箭体温度升高,直至烧毁,这是以做功的方式改变物体内能,此过程中机械能转化为内能。
故答案为:热值;做功。
【点评】本题考查了能量的转化、改变物体内能的方式、氢的热值较大特点的应用,属于基础题。
22.(2分)电饭煲使用方便,备受欢迎。如图为某电饭煲的简化电路,当开关S闭合时,电饭煲处于 加热 (选填“加热”或“保温”)状态,该电饭锅加热与保温功率之比为9:2,则R1:R2= 2:7 。
【分析】(1)由P=UI=可知,当电源电压一定时,电路电阻越大,功率越小,根据电路图分析电路结构,结合串联电路电阻规律和P=UI=可知各挡位时电路的连接;
(2)根据P=UI=和串联电路的电阻特点求出R1与R2之比。
【解答】解:(1)当S断开时,R1、R2串联;当S闭合时,R2被短路,电路为R1的简单电路;因为串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻,所以由P=UI=可知,电路为R1的简单电路时,电路中的电阻最小,电功率最大,电饭煲为加热挡;R1、R2串联时,电路中的电阻最大,电功率最小,电饭煲为保温挡,因此当开关S闭合时,电饭煲处于加热状态;
(2)由P=UI=和串联电路的电阻特点可知,加热和保温时,电路中的总电阻之比为====,则R1与R2之比为R1:R2=2:7。
故答案为:加热;2:7。
【点评】本题考查串联电路的特点和电功率公式的应用,正确的判断电饭煲处于不同挡位时电路的连接方式是关键。
四、作图题(本大题共1题,共4分)
23.(2分)请根据如图所示的电路图,用笔画线表示导线将图中各个元件连接起来。
【分析】由电路图可知,两灯泡串联,电压表并联在L1两端测其电压,然后与电源、开关串联组成电路,根据电流流向法、按先串后并的原则进行解答,要注意根据电源的电压确定电压表的量程。
【解答】解:从电源的正极出发,依次串联开关S、灯泡L2、灯泡L1回到电源的负极,然后把电压表并联在L1两端,由实物图可知,电源是由两节干电池串联组成的,电源电压为3V,则电压表选择的量程为0~3V,如下图所示:
【点评】本题考查了实物图的连接,此类题目一般根据电流流向法、按先串后并的原则进行解答。
24.(2分)如图为家庭照明电路,请用笔画线代替导线,将开关和灯接入电路中,要求开关只控制灯。三孔插座按用电安全要求接入电路。
【分析】(1)灯泡的接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套。
(2)三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
【解答】解:(1)灯泡的接法:灯和开关串联,开关接在火线和灯之间,这样既能控制灯泡,又能更安全。
(2)安装三孔插座时,上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。如图所示:
【点评】掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法,同时考虑使用性和安全性。
五、实验探究题(共25分。请把答案直接填写在答题卡相应的位置上。)
25.(5分)如图是一组实验,观察实验完成填空。
(1)如图实验甲所示利用酒精灯对着试管加热,过了一会儿,水沸腾产生大量的水蒸气,水气将把塞子冲出去,在此过程中水蒸气的 内 能转化为塞子的机械能;
(2)图实验乙是扩散现象,说明 分子永不停息地做无规则运动 ;图实验丙是把墨水同时滴入冷水和热水,此实验说明温度越高,分子无规则运动越 剧烈 ;
(3)图实验丁是把一块玻璃板用弹簧测力计拉出水面。在离开水面前,观察到弹簧测力计示数变 大 ,说明了分子间存在 引力 。
【分析】(1)做功可以改变物体的内能:对物体做功,物体的内能增加,物体对外做功,物体内能减少.
(2)分子运动的快慢跟温度有关,温度越高,分子运动越剧烈。
(3)分子间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解:(1)根据题意知道,水蒸气膨胀对塞子做功,塞子被冲出去,这个过程中水蒸气的内能转化为塞子的机械能,这是通过做功的方式改变了物体的内能。
(2)图乙中,能闻到气味,是发生了扩散现象,说明分子永不停息地做无规则运动;图丙中,由于热水的温度高,分子运动剧烈,在冷水杯和热水杯中滴入两滴墨水,会看到热水中的墨水扩散得快,这表明分子的无规则运动与温度有关,温度越高,分子的无规则运动越剧烈。
(3)因为玻璃和水接触在一起,并且玻璃分子和水分子间的距离在引力作用的范围内,故水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力,故向上拉玻璃板时,弹簧测力计的读数将变大,离开水面后变小,说明了分子间存在引力。
故答案为:(1)内;(2)分子永不停息地做无规则运动;剧烈;(3)大;引力。
【点评】本题考查温度对分子热运动的影响及分子间的作用力,内能的利用,属于基础题。
26.(6分)学校物理探究小组进行了以下三个热学实验:甲图为“探究不同物质吸热升温现象”,乙图为“比较不同燃料燃烧时放出的热量”,丙图“探究影响电流热效应的因素”。
(1)上述三个热学实验中都需要控制被加热物质 质量 (体积/质量)相等,这些实验中可利用加热相同时间进行实验有 甲丙 (甲乙/乙丙/甲丙);
(2)图乙是比较不同燃料燃烧时放出的热量实验。小明发现用碎纸片加热的烧杯中水温升得快,这 不能 (能/不能)说明碎纸片的热值大;
(3)丙图中是通过观察 温度计示数变化多少 的变化量反映两电阻丝产生的热量的多少。图中将两电阻串联起来,就是为了控制 电流 相等,实验中可发现B烧瓶中温度计的示数升高快,据此可初步得出结论: 当电流和通电时间相同时,电阻越大 产生的热量越多。
【分析】(1)探究“不同物质吸热升温现象”,需要用相同的加热装置,燃烧相同的燃料(根据转换法,确保相同时间放出的热量相同),加热相同的时间,比较质量和初温相同的液升高的温度;
(2)探究“比较不同燃料燃烧时放出的热量”,为比较不同燃料燃烧放出的热量大小,要用不同的燃料,加热质量相同的同种液体,液体升温越高,则燃料放出的热量越多;
(3)探究“影响电流热效应的因素”实验中,用温度计升高的度数体现电热,用控制变量法研究与电阻的关系:串联时控制电流和通电时间一定。
【解答】解:(1)“探究不同物质吸热升温现象”、“比 较不同燃料燃烧时放出的热量”、“探究影响电流热效应的因素”这三个热学实验都需要控制被加热物质质量相等,在“探究不同物质吸热升温现象”、“探究影响电流热效应的因素”都可以 利用加热时间相同比较质量相同的物质升高的温度来得出实验结论,而“比较不同燃料燃烧 时放出的热量”实验中应该让质量相同的燃料完全燃烧后,比较放出热量的多少,而相同质量的燃料不一定能够在相同时间内完全燃烧完,因此不能通过加热相同的时间比较燃料燃烧时热值的大小,所以这些实验中可利用加热相同时间进行实验的有甲丙;
(2)图乙是比较不同燃料燃烧时放出的热量的实验中,小明发现用碎纸片加热的烧杯中水温升得快但不等于烧杯中水的末温高,不能说明相同质量的碎纸屑就放出的热量多,因此这不能说明相同质量的碎纸屑就放出的热量多,故这不能说明碎纸片的热值大;
(3)丙图中是通过观察温度计的示数变化多少反映两电阻丝产生的热量的多少。图中将两个电阻串联起 来,就是为了控制电流相等,实验中可发现B烧瓶中温度计的示数升高快,据此可初步得出结论:当电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。
故答案为:(1)质量;甲丙;(2)不能;(3)温度计示数变化多少;电流;当电流和通电时间相同时,电阻越大。
【点评】本题将“比较不同燃料燃烧放出的热量大小”、和探究“不同物质吸热升温现象”和“探究影响电流热效应的因素”三个实验作比较,考查相同和不同之处及转换法和控制变量法,为易错题。
27.(7分)在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关;
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表:
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。
(1)按照图所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察 电流表示数 来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号 A、D 两根电阻丝进行实验;
(3)如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 ② (填序号);
(4)如果选用编号为A、B两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 ① (填序号)。分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电阻丝A接入时电流表示数较大,由此,得到的结论是:当材料与横截面积相同时,导体长度越 长 ;电阻越大;
(5)以上研究问题的科学方法是采用了:转换法和 控制变量法 ;
(6)在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就 减小 了输电线的电阻(选填“增大”或“减小”)。
【分析】(1)电流表串联在电路中,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小;
(2)(3)(4)(5)影响电阻大小的因素有材料、长度和横截面积以及温度,根据控制变量法和实验目的可知两电阻丝的相同之处和不同之处,据此分析答题;
(6)在其他条件都一定时,电阻与导体的长度成正比,与横截面积成反比。
【解答】解:(1)实验中,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,这是转换法的应用;
(2)为了验证猜想③:导体的电阻与导体的材料有关,应该控制导体的长度和横截面积相同时,材料不同,应该选用编号A、D两根电阻丝进行实验;
(3)编号为A、C两根电阻丝材料和长度相同,横截面积不同,根据控制变量法可知是探究导体的电阻与横截面积的关系,可验证猜想②;
(4)编号为A、B两根电阻丝进行实验,材料和横截面积相同,长度不同,可探究导体的电阻与长度的关系,可验证猜想①;
分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电阻丝A接入时电流表示数较大,由此,得到的结论是在材料和横截面积相同时,导体的长度越长,电阻越大;
(5)以上研究问题的科学方法是采用了控制变量法;
(6)导体的材料与长度相同时,横截面积越大,电阻越小,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就减小了输电线的电阻。
故答案为:(1)电流表示数;(2)A、D;(3)②;(4)①;长;(5)控制变量法;(6)减小。
【点评】探究影响电阻大小的因素采用了控制变量法的思想,电阻大小的变化是通过电流表的示数变化体现的,这里采用了转换法的思想。
28.(7分)小冉用“伏安法”测量一只小灯泡的电阻和电功率实验,电源电压调为3V,小灯泡标有“2.5V”,滑动变阻器R标有“10Ω 5A”。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 B 端(选填“A”或“B”)。连接好电路,闭合开关,发现无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终处于如图乙所示位置,则故障为小灯泡 断路 (选填“短路”或“断路”);
(2)排除故障后,移动滑片P,依次测量了3组数据,如下表所示。若小灯泡正常发光时电流表的示数如图丙所示,其示数为 0.3 A,则它正常发光时的电阻为 8.33 Ω(结果保留两位小数);
发光情况
U/V
I/A
R/Ω
P/W
很暗
2.0
0.26
7.69
0.52
正常发光
2.5
很亮
3.0
0.33
9.09
0.99
(3)小冉分析表中数据发现:
①小灯泡的电阻随它两端电压的增大而增大,是因为导体的电阻与 温度 有关;
②小灯泡的亮度随它两端电压的增大而变亮,是因为亮度是由它的 实际 (选填“额定”或“实际”)功率决定的;
(4)完成实验后小冉又利用电表和一个已知阻值的定值电阻R0,来测未知电阻Rx,他设计了如图所示的不同方案的电路图,图中电源电压保持恒定,则不能测出定值电阻Rx的电路是 ④ (选填序号)。
【分析】(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处;根据两电表指针判断电路中故障为小灯泡断路;
(2)确定电流表的量程和分度值读数,根据欧姆定律可得小灯泡正常发光时的电阻;
(3)从影响电阻大小的因素进行分析;小灯泡的亮度由它的实际功率决定;
(4)根据题意逐个分析得出符合题意的电路。
【解答】解:(1)为保护电路,闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,图中接了左下接线柱,则滑片移到B端时阻值最大。
图乙中,电压表的示数等于电源电压,说明电压表此时测电源电压,电流表的示数为0,说明电流表此时没有电流流过,可判断电路故障为小灯泡断路。
(2)由图丙可知,电流表选择了小量程,每一大格为0.2A,一小格为0.02A,读数为0.3A。
小灯泡正常发光时的电阻R==≈8.33Ω。
(3)①小灯泡的电阻随它两端电压的增大而增大,是因为导体的电阻与温度有关。温度越高,电阻越大。
②根据欧姆定律可知,小灯泡两端的电压越大,通过小灯泡的电流也越大,由公式P=UI可知,小灯泡的实际功率也越大,因此小灯泡的亮度随它两端电压的增大而变亮,是因为亮度是由它的实际功率决定的。
(4)①闭合S1、断开S2,可以得出电源的电压,当闭合S2时,两个电阻并联,可知电源电压与Rx的电压相等,可知Rx的电压,此时,通过定值电阻的电流不变,干路电流等于各支路电流之和,可得Rx的电流,从而可以得出Rx的阻值,故①不正确;
②当闭合S1和S2时,可以得到电源的电压U=I0R0,
当只闭合S2时,可以得出通过Rx的电流,以及Rx两端的电压Ux=I0R0﹣IxR0,
从而可以算出Rx的阻值,故②不正确;
③当三个开关同时闭合时,可以得出电源的电压,当只闭合S、S1时可以得到定值电阻两端的电压,从而得出Rx两端的电压,由于定值电阻阻值已知,可以算出电路的电流,从而算出Rx的阻值,故③不正确;
④由于该电路中切换开关位置,总有一个电阻两端的电压因电压表正负接线柱接反而无法测量,不能同时得出Rx的电压和电流,则无法算出Rx的阻值,故④正确。
故选:④。
故答案为:(1)B;断路;(2)0.3;8.33;(3)①温度;②实际;(4)④。
【点评】本题考查了滑动变阻器的使用、电流表的读数、电路故障的判断、电阻的计算等,虽具有一定的综合性,但都属于基础知识,一定要掌握。
六、综合应用题(共24分。解答时要求在答题卡相应的答题区域内写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤。只写出最后答案,未写出主要演算过程的,不得分。答案必须明确写出数值和单位。)
29.(6分)如图所示,某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。标准大气压下,用该燃气灶加热质量为5kg、初温为20℃的水,加热到沸腾,共消耗了0.06m3的天然气。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。天然气的热值为4.0×107J/m3]求:
(1)0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)该燃气灶烧水的热效率。
【分析】(1)由Q放=Vq可求出天然气完全燃烧放出的热量;
(2)知道水的质量、比热容、初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)求水吸收的热量;
(3)燃气灶烧水的效率等于水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比。
【解答】解:(1)天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=0.06m3×4.0×107J/m3=2.4×106J;
(2)一标准大气压下水的沸点为100℃,即水的末温为100℃,水的质量m=5kg,
水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(100℃﹣20℃)=1.68×106J;
(3)燃气灶的效率:η=×100%=×100%=70%。
答:(1)0.06m3天然气完全燃烧放出的热量为2.4×106J;
(2)水吸收的热量为1.68×106J;
(3)燃气灶的效率为70%。
【点评】本题考查了燃料完全燃烧放热公式Q放=Vq、吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)和效率公式的掌握和运用,是一道常考题,难度不大。
30.(8分)如图所示,电源电压恒定。R1=30Ω,当S闭合,S1断开时,电流表的示数为0.3A;当S、S1都闭合时,电流表的示数为1.2A。求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)S、S1都闭合时,通电1min电路消耗的总电能。
【分析】(1)当S闭合、S1断开时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;
(2)当S、S1都闭合时,电流表测干路电流,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1的电流不变,根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电阻R2的阻值;
(3)根据W=UIt得到S、S1都闭合时,通电1min电路消耗的总电能。
【解答】解:(1)当S闭合、S1断开时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,由I=可得,电源的电压:U=I1R1=0.3A×30Ω=9V;
(2)当S、S1都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R1的电流不变,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R2的电流:I2=I﹣I1=1.2A﹣0.3A=0.9A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以电阻R2的阻值:R2===10Ω;
(3)S、S1都闭合时,通电1min电路消耗的总电能:W=UIt=9V×1.2A×60s=648J。
答:(1)电源的电压为9V;
(2)电阻R2的阻值为10Ω;
(3)S、S1都闭合时,通电1min电路消耗的总电能是648J。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律公式、电功计算公式的应用,是一道较为简单的计算题。
31.(10分)图甲为汽车倒车雷达中的距离报警器简化电路图。电源电压为12V,R0为定值电阻,Rs为距离传感器的核心部件,其阻值随传感器到障碍物距离变化关系如图乙所示。当传感器到障碍物距离为1.5m时,报警器开始报警,此时电路中报警电流为0.2A。请问:
(1)由乙图可知报警器开始报警时,Rs= 40 Ω。
(2)求R0的阻值。
(3)当传感器到障碍物距离为1m时,求R0的电功率。
【分析】(1)当传感器到障碍物距离为1.5m时,报警器开始报警,结合图乙读出此时的电阻值;
(2)结合欧姆定律和串联电路特点计算出R0的阻值;
(3)先计算出电路中的电流,再用P=I2R计算出Rs的电功率。
【解答】解:(1)当传感器到障碍物距离为1.5m时,报警器开始报警,结合图乙读出此时的电阻值为40欧姆;
(2)报警器开始报警,此时电路中报警电流为0.2A,电路中的总电阻:==60Ω,
R0的阻值:R0=R﹣Rs=60Ω﹣40Ω=20Ω;
(3)当传感器到障碍物距离为1m时Rs的阻值为20Ω,此时电路中的总电阻:R′=Rs′+R0=20Ω+20Ω=40Ω,
电路中的电流:I′===0.3A,
R0的电功率:P=I′2R0=(0.3A)2×20Ω=1.8W。
答:(1)40;
(2)R0的阻值为20Ω;
(3)R0的电功率为1.8W。
【点评】本题考查欧姆定律和电功率的应用,重点是掌握串联电路特点和欧姆定律,有一定难度。
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