精品解析:黑龙江省七台河市勃利县部分学校联考2025-2026学年九年级上学期12月月考物理试题
2026-03-08
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内容正文:
2025-2026学年九年级上学期12月月考
物理试题
一、单项选择题(每小题2分,共24分)
1. 根据你对日常生活中物理量的认识,判断下列估测最接近实际值的是( )
A. 一节干电池的电压约为3V
B. 手机电池的电压约为3.7V
C. 家庭电路两端的电压约为36V
D. 通过家庭节能灯的电流约为10A
2. 下列实例或现象中,主要利用水的比热容比较大这一特性的是( )
A. 夏天洒水降温 B. 汽车发动机用水做冷却剂
C. 化学实验中用排水法集气 D. 满装饮料瓶不宜放入冰箱冷冻
3. 关于温度、热量、内能,下列说法正确的是( )
A. 一个物体吸收热量时,温度一定增加 B. 0℃的冰没有内能
C. 物体的温度越高,所含的热量越多 D. 物体温度升高,内能一定增加
4. 关于下面四幅图的说法正确的是( )
A. 甲图:发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
B. 乙图:一块0℃的冰熔化成0℃的水后,温度不变,内能不变
C. 丙图:瓶内空气推开瓶塞的演示实验与热机的如图冲程原理相同,都是机械能转化为内能
D. 丁图:通过做功的方式增加内能
5. 额定功率相等的下列用电器,正常工作1小时,产生热量最多的是( )
A. 电风扇 B. 电热毯 C. 电冰箱 D. 电脑
6. 如图所示电路,各元件完好。下列说法正确的是( )
A. 将eg间导线改接到ef间,闭合开关S,两灯均发光,灯泡两端的电压一定相等
B. 增加一根导线,将df接通,闭合开关S,两灯均发光,通过两灯的电流一定相等
C. 增加一根导线,将ef接通,闭合开关S,两灯均发光,通过两灯的电流一定相等
D. 增加一根导线,将cf接通,闭合开关S,两灯均发光,灯泡两端的电压一定相等
7. 电脑正常工作时,中央处理器(即CPU)不断发热必须用风扇给其降温。为了保证中央处理器不被烧坏,带动风扇的电动机要先启动;中央处理器断电后,电风扇仍然工作散热,下列四个电路图中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,是小阳设计的厨房出现一定浓度的可燃气体(或烟雾)时触发报警的电路图,电源两端的电压保持不变,电阻R1是气敏电阻,其阻值随着可燃气体(或烟雾)浓度的增加而减小。当厨房中可燃气体(或烟雾)积累到一定浓度时,电压表示数将达到某一值U,就会触发报警。改变电位器 R2的阻值,可以实现可燃气体(或烟雾)在不同浓度时触发报警。下列说法正确的是( )
A. R2的阻值不变,随着可燃气体浓度增加,通过 R1的电流减小
B. R2的阻值不变,随着可燃气体浓度的增加,电压表示数减小
C. 为了避免厨房存在微量烟雾时触发报警,应减小R2的阻值
D. 若只将电源电压变大,则可燃气体的浓度更高时触发报警
9. 如图所示为小珠家的厨房电路,闭合开关,电灯正常发光,在三孔插座上刚插上电磁炉的插头时,所有用电器都停止工作,拔出电磁炉的插头后,检查发现火线上的熔丝断了。下列说法正确的是( )
A. 电灯和电磁炉之间是串联的地线
B. 电路中的故障一定是电灯发生了短路
C. 可以用铜丝代替熔丝使电路恢复供电
D. 用试电笔检测三孔插座左右两孔,氖管均不发光
10. 如图甲所示,闭合开关后,在滑片P由b端向a端移动的过程中,电压表示数U随滑动变阻器的电阻R2变化关系图象如图乙所示,当滑片P在a端时,下列判断不正确的是
A. 电压表的示数为2V
B. 滑动变阻器两端电压为4V
C. 电流表的示数为0.2A
D. 电路的总电阻为20Ω
11. 关于家庭电路和安全用电,下来说法正确的是( )
A. 使用试电笔时,手不能接触笔尾金属体
B. 有金属外壳的用电器,金属外壳必须与地线相连
C. 空气开关“跳闸”,一定是电路发生了短路
D. 控制电灯的开关应该接在零线与电灯之间
12. 将两个标有“6V 3W”和“6V 6W”的灯L1和L2串联在某电压恒定的电源上,使其中一个灯正常发光。假设两灯灯丝的电阻不变,下列说法正确的是( )
A. 通过灯L1和L2的电流之比为1∶1 B. 灯L1和 L2两端的电压之比为2∶1
C. 灯L2和L1的发光亮度相同 D. 能够正常发光的灯应是灯L1
二、双项选择题(每小题3分,共9分)
13. 新型PTC发热材料可以调节电路的电功率,在生活中广泛应用。某电烤箱的工作电路如图甲所示,是定值电阻,其阻值不受温度的影响,电阻是由PTC材料制成,与温度的关系如图乙所示,当电烤箱在图乙A点温度下工作时,电路消耗的总功率为880W,下列说法正确的是( )
A. 定值电阻的阻值是10Ω
B. 当温度从40℃上升到120℃时,电阻两端的电压先变大后变小
C. 当温度从40℃上升到120℃时,电路消耗的总功率先变小后变大
D. 当温度从40℃上升到120℃时,电阻消耗的功率先变大后变小
14. 一辆越野车以某一速度在平直路面上行驶,消耗柴油,若这些柴油完全燃烧放出的热量有30%会被用来驱动越野车前进,所用柴油的热值为,则以下说法正确的是( ).
A. 越野车行驶时将机械能转化为内能
B. 这些柴油完全燃烧放出的热量为
C. 越野车的有用功为
D. 越野车中柴油机的效率为70%
15. 如图所示,电源电压为6V不变,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片P移动过程中,下列说法正确的( )
A. 电流表示数允许的变化范围为0.2A~0.5A
B. 变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~20Ω
C. 电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W~0.9W
D. 电路消耗总功率允许的变化范围为1.2W~1.8W
三、填空题((每空1分,共24分)
16. “稻花香里说丰年”中描述的“稻花香”体现了物理学中的___________现象。水稻叶子上的两滴水珠相遇时,能汇合成一滴较大的水珠是因为分子之间存在___________(选填“引力”或“斥力”)。
17. 如图是某一内陆城市与某一沿海城市年气温变化曲线。从图像可以看出,在一年中,曲线A所示的城市气温变化较________(选填“大”或“小”),根据水的比热容比砂石的比热容大的特点,曲线A表示的是____________(选填“内陆”或“沿海”)城市的年气温变化曲线。
18. 图所示的电路中,电源电压保持不变,只闭合开关 S1,电流表的示数为 0.2A;再闭合开关 S2,电流表的示数为 0.5A,由此可知两电阻的大小之比 R1:R2为 ______。闭合 S1、S2后,在相同的时间内,电流通过电阻 R1、R2所做电功之比 W1:W2为 ______。
19. 如图,灯泡的规格为“2.5V 0.5A”,电流表量程“0~0.6A”,滑动变阻器为“50Ω 1A”,电源电压为4.5V,电压表量程为“0~3V”,为了保证各元件安全,则电路中允许通过的最大电流为______A,滑动变阻器可调节的阻值范围是______。
20. 如图所示,用酒精灯加热试管中的水,当水沸腾一段时间以后,塞子被试管内水蒸气推出。这是通过 ___________的方式将水蒸气的内能转化为塞子的机械能(选填“做功”或“热传递”)。图 ___________(选填“甲”或“乙”)中汽油机的工作过程与这一实验过程中原理是一致的。
21. 如图,是某化工厂的一个静电消除器装置。工人入厂时,用手接触下装置,人体所带的静电就通过装置传向大地。若人体带有负电,是因为人体与其他物体摩擦时___________(选填“得到”或“失去”)电子;当用手接触装置的金属球时,___________(选填“正”或“负”)电荷经装置流向大地。
22. 小力利用如图所示的装置探究电阻产生的热量与电流的关系,已知定值电阻,经过相同的时间,左边形管液面高度差比右边形管液面高度差_______(选填“大”或“小”);若通过的电流为,通电时间为时,则产生的电热为 _______。
23. 央视《是真的吗》节目中,主持人做了“电池口香糖锡纸取火工具”的实验:取口香糖锡纸,中间剪掉一些(如图乙),将锡纸条带锡的一端接在电池的正极,另一端接在电池的负极,很快发现锡纸条开始冒烟、着火(如图甲),这里利用了电流的_______效应。已知锡纸条上ab,bc,cd段长度相等,则_______段的电阻最大,因为材料和长度相同时,横截面积越_______(“大”或“小”),电阻越大。
24. 有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示,把它们串联在电源电压为3V的电路中,如图乙所示。闭合开关S,这时通过元件A的电流是__________A,元件B消耗的电功率是_________W。
25. 如图为某同学家电能表的表盘,现在他要用该电能表测量家里电饭煲的实际功率,让该电饭煲单独工作30min,消耗的电能是0.5kW•h,则电能表转盘转_____圈,这段时间电饭煲消耗的实际功率是_____W.
26. 如图所示的电路中,电源电压保持不变.当开关S闭合,断开,甲、乙两表为电流表时,和消耗的功率;当开关S和都闭合,甲、乙两表为电压表时,两电压表示数分别为和,则____________,消耗的功率分别为和,则____________。
27. 如图甲所示,插头中较长的插脚应该插入三孔插座的__________(选填“L”“N” 或 “E”)孔;如 图乙所示的电路中,闭合开关,灯泡不亮,用试电笔分别测试a、b、c、d四处时,试电笔的氖管都发光,则电路故障是__________
四、实验题(每空1分,共20分)
28. 某学习小组探究沙子和水吸热升温现象。
(1)学习小组设计了如图甲所示装置探究沙子和水的吸热升温现象。在完全相同两箱子中装入初温和____________相同的水和沙子,用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热相同时间,是为了____________;
(2)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和____________。
(3)依据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的图像,如图乙所示,可知在相同时间内,沙子升高的温度比水升高的温度更______(选填“多”或“少”),这是因为水和沙子相比____________的比热容较大;
(4)下列事例中属于应用水的这种特性的是______。(选填正确选项前的字母)
A. 给教室洒水,感觉凉; B. 用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸;
C. 用水冷却汽车的发动机; D. 冰熔化成水需要吸收热量。
29. 小明在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图,电源电压不变。
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘了 ___________;
(2)他先将电流表接A处,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是L1___________;(选填“短路”或“断路”)
(3)他在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 ___________;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 ___________A;
(4)在解决了以上问题后,将电流表分别接入A、B、C三点处,闭合开关,测出了一组电流并记录在表格中,立即得出了并联电路的电流规律,这样得出的规律不具有普遍性,请你指出他们实验应改进方法是 ___________;
(5)实验结束后,小明又利用器材连接了如图丁所示的电路图,当开关S由断开到闭合时,电流表A1的示数 ___________,电流表A2的示数 ___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
30. 如图,在测量额定电压为2.5V的小灯泡(电阻约为10Ω)功率的实验中,老师提供以下器材:电流表、电压表、开关、电压为6V的电源和滑动变阻器各一个,导线若干。
(1)何刚同学设计了如图甲所示的电路图。在连接电路过程中,开关要______,滑动变阻器的滑片调到___________;
(2)当电路正确连接后,调节滑动变阻器,发现电流表无示数,电压表有较大示数,分析其原因可能是___________________;
(3)纠正电路中的错误后,移动滑动变阻器,使小灯泡发光,此时电流表、电压表的示数如图乙、丙所示,此时小灯泡的电阻是________Ω。要测量小灯泡的额定功率,根据电路图,应将滑动变阻器的滑片向_________调节(选填“左”或“右”);
(4)李亮重新移动滑动变阻器,多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,画出了通过小灯泡的电流随两端电压变化的图像,如图丁,则小灯泡的额定功率是________W。在该图像中发现电流不与电压成正比,这是因为_____________________________。
五。科普阅读题(每空1分,共4分)
31. 阅读材料,回答问题。
电力系统的“超级充电宝”
2025年3月10日,江苏句容抽水蓄能电站3号机组正式并网发电。该电站水库大坝高182.3米,是世界坝体最高的抽水蓄能电站,图甲是其工作原理示意图,抽水蓄能电站,主要解决我国近年大力发展的风电和光伏电站供电不稳定、电能供应和电能需要时间不匹配的问题。在用电功率较低时,电站利用多余电能驱动水泵将下游水库的水抽至上游水库蓄能;在用电功率较高时,上游水库的水释放到下游水库,通过水轮机推动发电机发电以满足用电需求。抽水蓄能电站可有效调节电力系统的供需,被誉为电力系统的“超级充电宝”。在能量转化过程中总会有一些能量损失,因此蓄能电站的发电量总是小于抽水用电量,发电量与抽水用电量之比表示蓄能电站的效率,是衡量电站综合效益的重要指标。
(1)该电站可以实现“蓄能”主要是将多余的电能转化为水的______________;
(2)图乙是当地每天用电功率随时间变化的大致图像。由图可知,将下游水库的水抽至上游水库的最佳时间段是每天的______________(选填“0~6时”、“6~12时”、“12~18时”或“18~24时”);
(3)某天蓄能电站抽水用电量为,发电量为,且上游水库24时与0时的水位相同,则蓄能电站的效率为______________。若由效率为50%的传统火力发电站提供上述发电量,蓄能电站的投入使用相当于节约煤炭______________t(q煤取3×10⁷J/kg)。
六、简答题(3分)
32. 如图所示是小明家新安装的速热电热水器(没有储水箱),需要使用热水时闭合开关,打开水龙头瞬间即可流出热水。小明仔细观察该速热电热水器和家中其他用电器,发现连接该电热水器的导线很短,而且比其他用电器的导线粗很多。请回答在家庭电路中,各用电器工作时电压相同,为什么该速热电热水器使用更短更粗的导线?
七、计算题(15分)
33. 合理利用垃圾可以保护环境、变废为宝。在一定条件下,分类后的lt垃圾能“榨”出140kg的燃料油,燃料油的热值为4.0×107J/kg,c水=4.2×103J/kg·℃,求:
(1)分类后的1t垃圾“榨”出的燃料油,完全燃烧能释放的热量是多少J?
(2)若这些释放热量的30%被质量为2×10⁴kg,初温为40℃的水吸收,水温能升高多少?
(3)燃料油燃烧时发生了怎样的能量转化?
34. 某校科技小组设计了一个简易的电热器,电路原理如图所示,其中U=10V,R1=10Ω,R2=15Ω。
求:(1)开关S闭合时,电路的功率为多少?
(2)开关S断开时,电路中的电流为多大?
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2025-2026学年九年级上学期12月月考
物理试题
一、单项选择题(每小题2分,共24分)
1. 根据你对日常生活中物理量的认识,判断下列估测最接近实际值的是( )
A. 一节干电池的电压约为3V
B. 手机电池的电压约为3.7V
C. 家庭电路两端的电压约为36V
D. 通过家庭节能灯的电流约为10A
【答案】B
【解析】
【详解】A.一节干电池的电压约为1.5V,故A不符合题意;
B.手机电池的电压一般为3.7V,故B符合题意;
C.家庭电路两端的电压为220V,故C不符合题意;
D.通过家庭节能灯的电流约为0.1A,故D不符合题意。
故选B。
2. 下列实例或现象中,主要利用水的比热容比较大这一特性的是( )
A. 夏天洒水降温 B. 汽车发动机用水做冷却剂
C. 化学实验中用排水法集气 D. 满装饮料瓶不宜放入冰箱冷冻
【答案】B
【解析】
【详解】A.夏天洒水降温,利用的是水蒸发吸热,与水的比热容无关,故A不符合题意;
B.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车发动机用循环水冷却,故B符合题意;
C.实验中用排水法收集气体时,其中水的作用是排净集气瓶内的空气,与水的比热容无关,故B不符合题意;
D.水凝固后,状态发生变化,质量不变,体积变大,所以,满装饮料瓶放入冷冻后容易涨破饮料瓶,与水的比热容无关,故D不符合题意。
故选B。
3. 关于温度、热量、内能,下列说法正确的是( )
A. 一个物体吸收热量时,温度一定增加 B. 0℃的冰没有内能
C. 物体的温度越高,所含的热量越多 D. 物体温度升高,内能一定增加
【答案】D
【解析】
【详解】A.一个物体吸收热量时,温度不一定增加,例如:晶体熔化时,吸收热量,温度不变,故A错误;
B.因为一切物体的分子都在不停地做无规则运动,所以一切物体都具有内能,0℃的冰具有内能,故B错误;
C.热量是过程量,描述它的术语只能用“吸收”和“放出”,不能用“含有”,故C错误;
D.同一物体,质量不变,温度升高,内能一定增加,故D正确。
故选D。
4. 关于下面四幅图的说法正确的是( )
A. 甲图:发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
B. 乙图:一块0℃的冰熔化成0℃的水后,温度不变,内能不变
C. 丙图:瓶内空气推开瓶塞的演示实验与热机的如图冲程原理相同,都是机械能转化为内能
D. 丁图:通过做功的方式增加内能
【答案】D
【解析】
【详解】A.热传递的条件是存在温度差,热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,而非 “内能大的物体”,故 A 错误;
B.0℃的冰熔化成0℃的水时,需要吸热,温度不变,但内能增加,故 B 错误;
C.瓶内空气推开瓶塞时,内能转化为机械能;而图丙中热机的冲程是压缩冲程,机械能转化为内能,故 C 错误;
D.冬天搓手取暖,是通过克服摩擦做功的方式增加内能,故 D 正确。
故选 D。
5. 额定功率相等的下列用电器,正常工作1小时,产生热量最多的是( )
A. 电风扇 B. 电热毯 C. 电冰箱 D. 电脑
【答案】B
【解析】
【详解】四个用电器额定功率一样,正常工作时间相同,由可知,它们消耗的电能一样;电风扇工作时把电能主要转化为机械能;电热毯工作时把电能全部转化为内能,全部用来产生热量;电冰箱工作时主要把电能转化为机械能;电脑工作时主要把电能转化为光能与声能等能量;综上可知,电热毯工作时产生的热量最多,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6. 如图所示电路,各元件完好。下列说法正确的是( )
A. 将eg间导线改接到ef间,闭合开关S,两灯均发光,灯泡两端的电压一定相等
B. 增加一根导线,将df接通,闭合开关S,两灯均发光,通过两灯的电流一定相等
C. 增加一根导线,将ef接通,闭合开关S,两灯均发光,通过两灯的电流一定相等
D. 增加一根导线,将cf接通,闭合开关S,两灯均发光,灯泡两端的电压一定相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.将eg间导线改接到ef间,两个灯泡串联,闭合开关S,两灯均发光,两个灯泡的规格未知,它们两端的电压不一定相等,故A错误;
B.增加一根导线,将df接通,两个灯泡并联,闭合开关S,两灯均发光,两个灯泡的规格未知,通过两灯的电流不一定相等,故B错误;
C.增加一根导线,将ef接通,灯泡L1被短路,只有L2发光,故C错误;
D.增加一根导线,将cf接通,两个灯泡并联,闭合开关S,两灯均发光,由并联电路电压的规律可知灯泡两端的电压一定相等,故D正确。
故选D。
7. 电脑正常工作时,中央处理器(即CPU)不断发热必须用风扇给其降温。为了保证中央处理器不被烧坏,带动风扇的电动机要先启动;中央处理器断电后,电风扇仍然工作散热,下列四个电路图中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.开关闭合后,中央处理器工作;闭合支路开关后,电动机工作,但不能做到中央处理器断电后,电动机仍然工作,故A不符合题意;
B.干路中开关闭合,电动机工作,而CPU在支路开关断开后不工作,符合中央处理器断电后,电动机继续工作进行散热,故B符合题意;
C.闭合下方开关,CPU和电动机均工作,闭合上方开关后电动机被短路,CPU仍工作但电动机不能给CPU降温,故C不符合题意;
D.开关闭合后,电动机和CPU同时工作,不能做到中央处理器断电后,电动机来散热,故D不符合题意。
故选B。
8. 如图所示,是小阳设计的厨房出现一定浓度的可燃气体(或烟雾)时触发报警的电路图,电源两端的电压保持不变,电阻R1是气敏电阻,其阻值随着可燃气体(或烟雾)浓度的增加而减小。当厨房中可燃气体(或烟雾)积累到一定浓度时,电压表示数将达到某一值U,就会触发报警。改变电位器 R2的阻值,可以实现可燃气体(或烟雾)在不同浓度时触发报警。下列说法正确的是( )
A. R2的阻值不变,随着可燃气体浓度增加,通过 R1的电流减小
B. R2的阻值不变,随着可燃气体浓度的增加,电压表示数减小
C. 为了避免厨房存在微量烟雾时触发报警,应减小R2的阻值
D. 若只将电源电压变大,则可燃气体的浓度更高时触发报警
【答案】C
【解析】
【详解】由题图可知,两电阻串联,电压表测的是R2左侧部分的两端电压。
AB.R2的阻值不变,随着可燃气体浓度的增加,电阻R1的阻值减小,电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路的电流增大,通过两电阻的电流增大,R2的两端电压增大,即电压表示数增大,故AB错误;
C.为了避免厨房存在微量烟雾时触发报警,即可燃气体的浓度更大时触发报警,此时气敏电阻的阻值比原来的(即微量烟雾时触发报警)临界值小,电阻R1两端分压变小,电阻R2两端分压变大,而报警时电压表示数达到设定值(即R2两端电压保持不变),根据串联分压原理可知,应减小R2的阻值,故C正确;
D.若只将电源电压变大,两电阻的两端电压变大,由于报警时电压表示数(R2两端电压)是一个设定值,则应使得R1两端分压变大,根据串联分压原理可得,则应增大R1的阻值,故减小可燃气体的浓度,即可燃气体的浓度更低时触发报警,故D错误。
故选C。
9. 如图所示为小珠家的厨房电路,闭合开关,电灯正常发光,在三孔插座上刚插上电磁炉的插头时,所有用电器都停止工作,拔出电磁炉的插头后,检查发现火线上的熔丝断了。下列说法正确的是( )
A. 电灯和电磁炉之间是串联的地线
B. 电路中的故障一定是电灯发生了短路
C. 可以用铜丝代替熔丝使电路恢复供电
D. 用试电笔检测三孔插座左右两孔,氖管均不发光
【答案】D
【解析】
【详解】A.电灯和电磁炉工作时互不影响,是并联的,故A错误;
B.由题意可知,闭合开关S时,电灯正常发光,说明电路正常;在三孔插座上刚插上电磁炉的插头时,所有用电器都停止工作,且火线断路,说明是电磁炉的插头短路或电路总功率过大造成家庭电路断路的,故B错误;
C.当电路电流过大时,保险丝容易熔断而保护电路,如果用铜丝代替保险丝,由于铜的熔点高,不易熔化,起不到保护作用,故C错误;
D.由于火线上的熔丝断了,所以用试电笔检测三孔插座左右的两个孔,氖管都不发光,故D正确。
故选D。
10. 如图甲所示,闭合开关后,在滑片P由b端向a端移动的过程中,电压表示数U随滑动变阻器的电阻R2变化关系图象如图乙所示,当滑片P在a端时,下列判断不正确的是
A. 电压表的示数为2V
B. 滑动变阻器两端电压为4V
C. 电流表的示数为0.2A
D. 电路的总电阻为20Ω
【答案】D
【解析】
【详解】由图甲所示电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测定值电阻R1两端电压,电流表测量电路中的电流.
A、由图甲所示电路可知,当滑片在b端时,电路为R1的简单电路,电压表测电源两端电压,由图乙所示图象可知,电源电压U=6V;当滑片位于a端时,R1与R2的最大阻值串联,此时电压表的示数最小,由图乙所示图象可知,变阻器的最大阻值R2=20Ω,电压表的示数最小为U1最小=2V,所以此时电压表的示数为U1=2V,故正确;
B、因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以此时滑动变阻器两端的电压: ,故正确;
C、则电路中电流为: ,故正确;
D、根据可得总电阻:,故错误.
故选D.
11. 关于家庭电路和安全用电,下来说法正确的是( )
A. 使用试电笔时,手不能接触笔尾金属体
B. 有金属外壳的用电器,金属外壳必须与地线相连
C. 空气开关“跳闸”,一定是电路发生了短路
D. 控制电灯的开关应该接在零线与电灯之间
【答案】B
【解析】
【详解】A.使用试电笔时,应让手与笔尾的金属体接触,才是正确的,当氖管发光时,说明接触的是火线,故A错误;
B.有金属外壳的用电器的外壳一定要接地,避免金属外壳用电器漏电时发生触电事故,故B正确;
C.家庭电路中空气开关跳闸可能是发生了短路,或用电器总功率过大,电路电流太大造成的,故C错误;
D.控制用电器的开关应接在火线和用电器之间,这样在开关断开时,用电器上没有电,不易发生触电事故,故D错误。
故选B。
12. 将两个标有“6V 3W”和“6V 6W”的灯L1和L2串联在某电压恒定的电源上,使其中一个灯正常发光。假设两灯灯丝的电阻不变,下列说法正确的是( )
A. 通过灯L1和L2的电流之比为1∶1 B. 灯L1和 L2两端的电压之比为2∶1
C. 灯L2和L1的发光亮度相同 D. 能够正常发光的灯应是灯L1
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.因为两灯串联,根据串联电路电流处处相等,所以两灯的电流之比为1∶1,故A正确;
B.根据灯L1的铭牌可计算出L1的额定电流和电阻分别为
根据灯L2的铭牌可计算出L2的额定电流和电阻分别为
根据欧姆定律可计算出两灯两端的电压之比为
故B正确;
C.由可知,两灯通过电流相等,但电阻不同,所以电功率不同,亮度不同,故C错误;
D.当电路中的最大电流是0.5A时,即为灯L1的额定电流时,灯泡L1能正常发光,若最大电流超过0.5A,灯L1会烧坏,故D正确。
故选ABD。
二、双项选择题(每小题3分,共9分)
13. 新型PTC发热材料可以调节电路的电功率,在生活中广泛应用。某电烤箱的工作电路如图甲所示,是定值电阻,其阻值不受温度的影响,电阻是由PTC材料制成,与温度的关系如图乙所示,当电烤箱在图乙A点温度下工作时,电路消耗的总功率为880W,下列说法正确的是( )
A. 定值电阻的阻值是10Ω
B. 当温度从40℃上升到120℃时,电阻两端的电压先变大后变小
C. 当温度从40℃上升到120℃时,电路消耗的总功率先变小后变大
D. 当温度从40℃上升到120℃时,电阻消耗的功率先变大后变小
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图甲中,两电阻串联,在图乙的A点时,电阻Rt为45Ω,根据公式可知,电路的总电阻为
所以定值电阻为,故A正确;
B.当温度从40℃上升到120℃时,电阻Rt的阻值先变小后变大,根据串联电阻的规律,总电阻先变小后变大,由欧姆定律可知,电路中的电流先变大后变小,分给定值电阻的电压先变大后变小,根据串联电压的规律,电阻Rt两端的电压先变小后变大,故B错误;
C.由B选项中可知,当温度从40℃上升到120℃时,电路中的电流先变大后变小,根据公式可知,电路消耗的总功率先变大后变小,故C错误;
D.由B选项中可知,当温度从40℃上升到120℃时,电路中的电流先变大后变小,根据公式可知,电阻R0消耗的功率先变大后变小,故D确。
故选AD。
14. 一辆越野车以某一速度在平直路面上行驶,消耗柴油,若这些柴油完全燃烧放出的热量有30%会被用来驱动越野车前进,所用柴油的热值为,则以下说法正确的是( ).
A. 越野车行驶时将机械能转化为内能
B. 这些柴油完全燃烧放出的热量为
C. 越野车的有用功为
D. 越野车中柴油机的效率为70%
【答案】BC
【解析】
【详解】A.越野车行驶时,柴油机将柴油燃烧的内能转化为机械能,故A错误;
B.柴油完全燃烧放出的热量
故B正确;
C.由可得有用功为
故C正确;
D.柴油机的效率为转化为有用功的热量占比,即30%,而非70%,故D错误。
故选 BC。
15. 如图所示,电源电压为6V不变,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片P移动过程中,下列说法正确的( )
A. 电流表示数允许的变化范围为0.2A~0.5A
B. 变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~20Ω
C. 电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W~0.9W
D. 电路消耗总功率允许的变化范围为1.2W~1.8W
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由图可知,滑动变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测量定值电阻R1两端的电压,电流表测电路中的电流;当电压表的示数最大为3V时,电路中的电流
电流表的量程为0~0.6A,定值电阻R1的最大电流是0.5A,所以电路中的最大电流为0.3A;当变阻器接入电路的电阻最大时,电路中电流最小,最小值为
所以电流表示数允许的变化范围为0.2A~0.3A,故A错误;
B.当电路中电流最大时,R2接入电路的最小阻值为
变阻器R2接入电路的阻值最大为20Ω,所以变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为10Ω~20Ω,故B错误;
C.电流表示数允许的变化范围为0.2A~0.3A,电阻R1消耗最小功率
P1小=I小2R1=(0.2A)2×10Ω=0.4W
电阻R1消耗最大功率
P1大=I大2R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W
电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W~0.9W,故C正确;
D.电路消耗的最小功率
P小=UI小=6V×0.2A=1.2W
电路消耗的最大功率
P大=UI大=6V×0.3A=1.8W
所以,电路消耗总功率允许的变化范围为1.2W~1.8W,故D正确。
故选CD。
三、填空题((每空1分,共24分)
16. “稻花香里说丰年”中描述的“稻花香”体现了物理学中的___________现象。水稻叶子上的两滴水珠相遇时,能汇合成一滴较大的水珠是因为分子之间存在___________(选填“引力”或“斥力”)。
【答案】 ①. 扩散 ②. 引力
【解析】
【详解】[1]“稻花香里说丰年”中描述的“稻花香”体现了物理学中的扩散现象,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,水稻叶子上的两滴水珠相遇时,能汇合成一滴较大的水珠是因为分子之间存在引力。
17. 如图是某一内陆城市与某一沿海城市年气温变化曲线。从图像可以看出,在一年中,曲线A所示的城市气温变化较________(选填“大”或“小”),根据水的比热容比砂石的比热容大的特点,曲线A表示的是____________(选填“内陆”或“沿海”)城市的年气温变化曲线。
【答案】 ①. 小 ②. 沿海
【解析】
【详解】[1]由图像可知,曲线A对应的最高和最低温度差小于曲线B,故曲线A所示的城市气温变化较小。
[2]由于沿海城市水较多,水的比热容较大,白天吸收热量后温度上升较小,晚上温度下降后放出热量较多,因此沿海城市昼夜温差较小,故曲线A表示的是沿海城市的年气温变化曲线。
18. 图所示的电路中,电源电压保持不变,只闭合开关 S1,电流表的示数为 0.2A;再闭合开关 S2,电流表的示数为 0.5A,由此可知两电阻的大小之比 R1:R2为 ______。闭合 S1、S2后,在相同的时间内,电流通过电阻 R1、R2所做电功之比 W1:W2为 ______。
【答案】 ①. 3:2 ②. 2:3
【解析】
【分析】
【详解】[1]由电路图可知,当只闭合开关 S1 时,电路为 R1 的简单电路,电流表的示数为通过 R1 的电流,即
当再闭合开关 S2 时,两电阻并联,电流表测干路电流,因为并联电路中各支路独立工作、互不影响, 所以闭合开关 S2 时,通过 R1 的电流不变, 因为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
因为并联电路中各支路两端的电压相等,两电阻的大小之比
故两电阻的大小之比3:2。
[2]由 可得,闭合 S、S1 后,R1 与 R2 的电功之比
闭合 S、S1 后,R1 与 R2 的电功之比2:3。
19. 如图,灯泡的规格为“2.5V 0.5A”,电流表量程“0~0.6A”,滑动变阻器为“50Ω 1A”,电源电压为4.5V,电压表量程为“0~3V”,为了保证各元件安全,则电路中允许通过的最大电流为______A,滑动变阻器可调节的阻值范围是______。
【答案】 ①. 0.5 ②. 4~50Ω
【解析】
【详解】[1]由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流;因串联电路中电流处处相等,且变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表允许通过的最大电流为0.6A,灯泡允许通过的最大电流为0.5A,所以,为了保证各元件安全,电路中的最大电流为
[2]当电路中电流最大为0.5A时,变阻器接入电路的阻值最小,此时灯泡正常发光,其两端电压为2.5V,此时滑动变阻器两端的电压
根据欧姆定律可知,滑动变阻器连入电路的最小阻值
当变阻器连入电路的阻值最大为50Ω时,总电阻最大,电路中电流最小,电压表示数最小,则各元件是安全的,所以滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~50Ω。
20. 如图所示,用酒精灯加热试管中的水,当水沸腾一段时间以后,塞子被试管内水蒸气推出。这是通过 ___________的方式将水蒸气的内能转化为塞子的机械能(选填“做功”或“热传递”)。图 ___________(选填“甲”或“乙”)中汽油机的工作过程与这一实验过程中原理是一致的。
【答案】 ①. 做功 ②. 乙
【解析】
【详解】[1]塞子被试管内水蒸气推出,气体膨胀对外做功,将气体的内能转化为机械能,涉及能量的转换,故是做功。
[2]如图甲所示,进气门关、排气门关,活塞向上,压缩气体做功,将机械能转化为内能,而乙图是进气门关、排气门关,活塞向下,高温高压气体对活塞做功,将内能转化为机械能,故图乙中能量转化与气体对活塞做功实验的原理相同。
21. 如图,是某化工厂的一个静电消除器装置。工人入厂时,用手接触下装置,人体所带的静电就通过装置传向大地。若人体带有负电,是因为人体与其他物体摩擦时___________(选填“得到”或“失去”)电子;当用手接触装置的金属球时,___________(选填“正”或“负”)电荷经装置流向大地。
【答案】 ①. 得到 ②. 负
【解析】
【详解】[1][2]摩擦起电的实质是电子的转移,得电子带负电,失电子带正电。若人体带有负电,是因为人体与其他物体摩擦时得到电子。当用手接触装置的金属球时,转移的是负电荷,所以是负电荷经装置流向大地。
22. 小力利用如图所示的装置探究电阻产生的热量与电流的关系,已知定值电阻,经过相同的时间,左边形管液面高度差比右边形管液面高度差_______(选填“大”或“小”);若通过的电流为,通电时间为时,则产生的电热为 _______。
【答案】 ①. 大 ②. 50
【解析】
【分析】
【详解】[1]由实验装置图知道,三个电阻的阻值相等,都为10Ω,通电时间相等,与并联后与串联,所以通过的电流大于通过的电流,根据焦耳定律可知,左边电热丝产生的热量大于右边电热丝产生的热量,左边形管液面高度差比右边形管液面高度差大。
[2]与并联,且,根据并联电路的电压特点和欧姆定律知道,,根据串联和并联电路的电流特点知道
所以
电阻产生的热量
23. 央视《是真的吗》节目中,主持人做了“电池口香糖锡纸取火工具”的实验:取口香糖锡纸,中间剪掉一些(如图乙),将锡纸条带锡的一端接在电池的正极,另一端接在电池的负极,很快发现锡纸条开始冒烟、着火(如图甲),这里利用了电流的_______效应。已知锡纸条上ab,bc,cd段长度相等,则_______段的电阻最大,因为材料和长度相同时,横截面积越_______(“大”或“小”),电阻越大。
【答案】 ①. 热 ②. ab ③. 小
【解析】
【详解】[1]锡纸条带锡的一端接在电池的正极,另一端接在电池的负极,由于锡纸条有电阻,当有电流通过时,会产生热量,这是利用了电流的热效应。
[2][3]由图可知,锡纸条上相同长度的ab的段、bc段、cd段,ab段横截面积较小,在材料和长度相同时,横截面积越小、电阻越大。
24. 有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示,把它们串联在电源电压为3V的电路中,如图乙所示。闭合开关S,这时通过元件A的电流是__________A,元件B消耗的电功率是_________W。
【答案】 ①. 0.2 ②. 0.4
【解析】
【详解】[1]由题可知,元件A、B串联,串联电路中通过各元件的电流大小相等,且各元件两端电压和等于电源电压,即U=UA+UB= 3V
由图甲可知,电流大小相等,且满足U=UA+UB= 3V时的电流I=0.2A。
[2]由图甲可知,电流I=0.2A时,元件B两端电压为2V,故PB=UBI=2V×0.2A=0.4W
25. 如图为某同学家电能表的表盘,现在他要用该电能表测量家里电饭煲的实际功率,让该电饭煲单独工作30min,消耗的电能是0.5kW•h,则电能表转盘转_____圈,这段时间电饭煲消耗的实际功率是_____W.
【答案】 ①. 1500 ②. 1000
【解析】
【详解】第一空.3000r/(kW•h)表示的是电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3000r,则消耗0.5kW•h的电能,电能表转盘的转数:
n=3000r/(kW•h)×0.5kW•h=1500r;
第二空.电饭煲消耗的实际功率:
.
26. 如图所示的电路中,电源电压保持不变.当开关S闭合,断开,甲、乙两表为电流表时,和消耗的功率;当开关S和都闭合,甲、乙两表为电压表时,两电压表示数分别为和,则____________,消耗的功率分别为和,则____________。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]当开关S闭合,断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联。
两电阻电压相同,则
则。
当开关S和都闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测电源电压,乙测R2两端电压。
根据串联电路电压分配规律
则
[2]此时两电阻串联,电流相等,则
27. 如图甲所示,插头中较长的插脚应该插入三孔插座的__________(选填“L”“N” 或 “E”)孔;如 图乙所示的电路中,闭合开关,灯泡不亮,用试电笔分别测试a、b、c、d四处时,试电笔的氖管都发光,则电路故障是__________
【答案】 ①. E ②. a处左侧零线断路
【解析】
【详解】[1]插头中较长的插脚应该与地线相连,三孔插座“左零右火上接地”,所以应插入E孔。
[2]a与零线相连,正常情况下不能使氖管发光,此时a点可以使氖管发光,说明a点与火线相连,则故障原因为a点左侧的零线断了。
四、实验题(每空1分,共20分)
28. 某学习小组探究沙子和水吸热升温现象。
(1)学习小组设计了如图甲所示装置探究沙子和水的吸热升温现象。在完全相同两箱子中装入初温和____________相同的水和沙子,用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热相同时间,是为了____________;
(2)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和____________。
(3)依据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的图像,如图乙所示,可知在相同时间内,沙子升高的温度比水升高的温度更______(选填“多”或“少”),这是因为水和沙子相比____________的比热容较大;
(4)下列事例中属于应用水的这种特性的是______。(选填正确选项前的字母)
A. 给教室洒水,感觉凉; B. 用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸;
C. 用水冷却汽车的发动机; D. 冰熔化成水需要吸收热量。
【答案】(1) ①. 质量 ②. 控制水和沙子吸热相同 (2)秒表
(3) ①. 多 ②. 水
(4)C
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由控制变量法,要控制不同物质的质量相同,学习小组设计了如图甲所示装置探究沙子和水的吸热升温现象。在完全相同两箱子中装入初温和质量相同的水和沙子,用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热相同时间,由转换法,是为了控制水和沙子吸热相同。
【小问2详解】
实验需要测量加热时间,因此需用秒表计。
【小问3详解】
[1][2]依据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的图像知,在相同时间内,吸收相同的热量后,沙子升高的温度比水升高的温度快,这是因为水和沙子相比水的比热容较大。
【小问4详解】
A.给教室洒水,感觉凉,利用了蒸发致冷,故A不符合题意;
B.用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸,这是扩散现象,与水的比热容大无关,故B不符合题意;
C.用水冷却汽车的发动机,利用了水的比热容大,升高相同的温度,水吸收的热量更多,故C符合题意;
D.冰熔化成水需要吸收热量,是熔化吸热,与水的比热容无关,故D不符合题意。
故选C。
29. 小明在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图,电源电压不变。
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘了 ___________;
(2)他先将电流表接A处,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是L1___________;(选填“短路”或“断路”)
(3)他在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 ___________;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 ___________A;
(4)在解决了以上问题后,将电流表分别接入A、B、C三点处,闭合开关,测出了一组电流并记录在表格中,立即得出了并联电路的电流规律,这样得出的规律不具有普遍性,请你指出他们实验应改进方法是 ___________;
(5)实验结束后,小明又利用器材连接了如图丁所示的电路图,当开关S由断开到闭合时,电流表A1的示数 ___________,电流表A2的示数 ___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 忘了断开开关 ②. 断路 ③. 电流表正负接线柱接反 ④. 0.24 ⑤. 应换用不同规格的灯泡多次测量。 ⑥. 不变 ⑦. 变大
【解析】
【详解】(1)[1]连接电路时,开关要断开,在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流的指针就发生了偏转,在连接电路时,他忘了断开开关。
(2)[2]将电流表接A处,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,说明L1所在支路断路。
(3)[3][4]在测量A处的电流时,由图乙可知,电流表的指针偏向零刻度线的左侧,说明电流表的正负接线柱接反。电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.24A。
(4)[5]通过一次实验得出的规律不具有普遍性,为得出普遍性的结论,应换用不同规格的灯泡多次测量。
(5)[6][7]图丁中,开关S断开时,电路中只有L1接入电路,两电流表均测L1的电流;开关S闭合后,两灯并联,电流表A1测通过L1的电流,电流表A2测干路电流,根据并联电路各支路互不影响和并联电路电流的规律可知,当开关S由断开到闭合时,通过灯泡L1的电流不变,电流表A1的示数不变,干路电流变大,电流表A2的示数变大。
30. 如图,在测量额定电压为2.5V的小灯泡(电阻约为10Ω)功率的实验中,老师提供以下器材:电流表、电压表、开关、电压为6V的电源和滑动变阻器各一个,导线若干。
(1)何刚同学设计了如图甲所示的电路图。在连接电路过程中,开关要______,滑动变阻器的滑片调到___________;
(2)当电路正确连接后,调节滑动变阻器,发现电流表无示数,电压表有较大示数,分析其原因可能是___________________;
(3)纠正电路中的错误后,移动滑动变阻器,使小灯泡发光,此时电流表、电压表的示数如图乙、丙所示,此时小灯泡的电阻是________Ω。要测量小灯泡的额定功率,根据电路图,应将滑动变阻器的滑片向_________调节(选填“左”或“右”);
(4)李亮重新移动滑动变阻器,多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,画出了通过小灯泡的电流随两端电压变化的图像,如图丁,则小灯泡的额定功率是________W。在该图像中发现电流不与电压成正比,这是因为_____________________________。
【答案】(1) ①. 断开 ②. 最右端
(2)小灯泡断路 (3) ①. 10 ②. 左
(4) ①. 0.625 ②. 灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大
【解析】
【小问1详解】
[1][2]为了保护电路安全,在连接电路过程中,开关要断开,滑动变阻器连入电路的电阻应最大,因此滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,即最右端。
【小问2详解】
当电路正确连接后,调节滑动变阻器,发现电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有较大示数,说明与电压表并联的那部分电路可能断路,因此其原因可能是小灯泡断路。
【小问3详解】
[1]由图甲可知,小灯泡和滑动变阻器串联,电流表测的是电路电流,电压表测的是小灯泡的两端电压。如图乙所示,电流表选择小量程接入电路中,分度值为0.02A,示数为0.16A,即通过小灯泡的电流为0.16A;如图丙所示,电压表选择小量程,分度值为0.1V,示数为1.6V,即小灯泡的两端电压为1.6V。根据欧姆定律可得,此时小灯泡的灯丝电阻为
[2]小灯泡的额定电压为2.5V,此时小灯泡的两端电压为1.6V,小于小灯泡的额定电压,要测量小灯泡的额定功率,则需增大小灯泡的两端电压,根据串联电路的电压规律(串联电路的总电压等于各用电器两端电压之和)可知,需减小滑动变阻器的两端电压,根据串联分压原理可知,需减小滑动变阻器连入电路的电阻,因此应将滑动变阻器的滑片向左调节。
【小问4详解】
[1]由图丁可知,当小灯泡的两端电压为2.5V时,通过的电流为0.25A,则小灯泡的额定功率是
[2]在该图像中发现电流不与电压成正比,这是因为小灯泡的灯丝电阻受温度的影响,随着电压和电流的增加,灯丝温度升高,图像由陡变缓,说明灯丝电阻变大,即灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大。
五。科普阅读题(每空1分,共4分)
31. 阅读材料,回答问题。
电力系统的“超级充电宝”
2025年3月10日,江苏句容抽水蓄能电站3号机组正式并网发电。该电站水库大坝高182.3米,是世界坝体最高的抽水蓄能电站,图甲是其工作原理示意图,抽水蓄能电站,主要解决我国近年大力发展的风电和光伏电站供电不稳定、电能供应和电能需要时间不匹配的问题。在用电功率较低时,电站利用多余电能驱动水泵将下游水库的水抽至上游水库蓄能;在用电功率较高时,上游水库的水释放到下游水库,通过水轮机推动发电机发电以满足用电需求。抽水蓄能电站可有效调节电力系统的供需,被誉为电力系统的“超级充电宝”。在能量转化过程中总会有一些能量损失,因此蓄能电站的发电量总是小于抽水用电量,发电量与抽水用电量之比表示蓄能电站的效率,是衡量电站综合效益的重要指标。
(1)该电站可以实现“蓄能”主要是将多余的电能转化为水的______________;
(2)图乙是当地每天用电功率随时间变化的大致图像。由图可知,将下游水库的水抽至上游水库的最佳时间段是每天的______________(选填“0~6时”、“6~12时”、“12~18时”或“18~24时”);
(3)某天蓄能电站抽水用电量为,发电量为,且上游水库24时与0时的水位相同,则蓄能电站的效率为______________。若由效率为50%的传统火力发电站提供上述发电量,蓄能电站的投入使用相当于节约煤炭______________t(q煤取3×10⁷J/kg)。
【答案】(1)重力势能
(2)0~6时 (3) ①. 75% ②. 432
【解析】
【小问1详解】
在用电功率较低时,电站利用多余电能驱动水泵将下游水库的水抽至上游水库蓄能,此时水的高度增加,重力势能增大,所以是将多余的电能转化为水的重力势能。
【小问2详解】
由图乙可知,在0~6时用电功率最低,此时有多余的电能,所以将下游水库的水抽至上游水库的最佳时间段是每天的0~6时。
【小问3详解】
[1]蓄能电站的效率
[2]若由效率为50%的传统火力发电站提供上述发电量,则
即
即
解得
六、简答题(3分)
32. 如图所示是小明家新安装的速热电热水器(没有储水箱),需要使用热水时闭合开关,打开水龙头瞬间即可流出热水。小明仔细观察该速热电热水器和家中其他用电器,发现连接该电热水器的导线很短,而且比其他用电器的导线粗很多。请回答在家庭电路中,各用电器工作时电压相同,为什么该速热电热水器使用更短更粗的导线?
【答案】电热水器功率较大,由可知,电压一定时,热水器正常工作时电流很大,电热水器与导线串联,根据串联电路的电流特点,导线中电流较大;相同材料的导线,越粗越短,电阻较小,由可知,比连接其他用电器的导线粗很多且较短的导线,在相同时间内导线产生的热量较少,可以防止因导线过热造成的危害。
【解析】
【详解】略。
七、计算题(15分)
33. 合理利用垃圾可以保护环境、变废为宝。在一定条件下,分类后的lt垃圾能“榨”出140kg的燃料油,燃料油的热值为4.0×107J/kg,c水=4.2×103J/kg·℃,求:
(1)分类后的1t垃圾“榨”出的燃料油,完全燃烧能释放的热量是多少J?
(2)若这些释放热量的30%被质量为2×10⁴kg,初温为40℃的水吸收,水温能升高多少?
(3)燃料油燃烧时发生了怎样的能量转化?
【答案】(1)5.6×109J;(2)20℃;(3)化学能转化为内能
【解析】
【详解】解:(1)分类后的1t垃圾“榨”出的燃料油,完全燃烧能释放的热量是
(2)水吸收的热量为
由得,水温能升高
(3)燃料油燃烧时发生化学反应,产生热量,将化学能转化为内能。
答:(1)分类后的1t垃圾“榨”出的燃料油,完全燃烧能释放的热量是5.6×109J;
(2)若这些释放热量的30%被质量为2×10⁴kg,初温为40℃的水吸收,水温能升高20℃;
(3)燃料油燃烧时发生化学反应,产生热量,将化学能转化为内能。
34. 某校科技小组设计了一个简易的电热器,电路原理如图所示,其中U=10V,R1=10Ω,R2=15Ω。
求:(1)开关S闭合时,电路的功率为多少?
(2)开关S断开时,电路中的电流为多大?
【答案】(1)10W;(2)0.4A
【解析】
【详解】(1)由电路图知,开关S闭合时,电阻R2被短路,电路中只有R1工作,所以电路的功率
(2)开关S断开时,两电阻串联,电路中的总电阻
R=R1+R2=10Ω+15Ω=25Ω
那么此时电路中电流
答:(1)开关S闭合时,电路的功率为10W;
(2)开关S断开时,电路中的电流为0.4A。
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