第2章单元测试卷2026-2027学年浙教版科学九年级上册
2026-07-21
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版九年级上 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第2章 能的转化与能量守恒 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 42.16 MB |
| 发布时间 | 2026-07-21 |
| 更新时间 | 2026-07-28 |
| 作者 | 科学加油站6 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58904050.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
2026年浙教新版科学九上第2章单元卷,以功、能、内能、电功率为核心,融合“华龙一号”核电、神舟二十一号等科技热点,适配单元复习,全面检测科学观念与探究实践能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|15/45|功的判断、动能变化、核能应用|结合亚冬会滑雪情境考机械能转化,体现科学思维|
|填空题|9/46|比热容、风力发电、电路连接|神舟发射案例考能量转化,落实科学观念|
|实验与探究题|5/38|焦耳定律、比热容比较|设计走马灯实验探究转动速度影响,培养探究实践|
|综合题|4/31|电功计算、无人机能量效率|无人机配送问题整合力学与电学,强化实际应用|
内容正文:
2026年浙教新版科学九上第2章单元测试卷
学校:____________ 姓名:____________ 班级:____________ 考号:___________
注意事项:
满分120分,考试用时90分钟。
一、选择题(15题,共45分)
1.如图所示,人对物体做功的是 ( )
A.推着小车向前运动 B.举着杠铃不动 C.搬石头没搬动 D.提着水桶在水平
2.在水平街道上匀速行驶的洒水车,一边行驶一边向道路上洒水。下列关于其动能变化的说法中正确的是 ( )
A.动能不变 B.动能减小 C.动能增大 D.无法确定
3.关于做功、热量、热传递和内能,下列说法正确的是( )
①物体温度越低,内能越小,0℃的物体没有内能
②做功和热传递都可以改变物体内能
③两物体相互接触时,热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④物体吸收热量,温度一定升高,内能一定增大
物体的温度越高,所含的热量越多,温度相同的物体内能一定相等
A.只有②④ B.只有② C.只有①④ D.只有②④⑤
4. 2025年,中国新核准的核电项目以自主三代技术“华龙一号”为主力;同时,全球首座商运的第四代 高温气冷堆也已投产。关于核电站,下列说法正确的是( )
A.核反应堆内发生核聚变
B.核能释放过程中产生的射线对人体没有影响
C.核反应堆内发生链式反应
D.核电站的能量转化是:核能-机械能-热能-电能
5.汽车紧急刹车时,轮胎温度急剧升高,内能增大。以下四个事例中改变物体内能的方式与之相同的是( )
A. B. C. D.
6.某同学用电能表测量电水壶的实际功率。电能表表盘参数如右上图,他关闭家中其他用电器,只让电水壶工作1分钟,发现电能表转盘转过60转。下列说法错误的是( )
A.电能表是直接测量电功率的装置
B.该电路允许加载的最大功率为4400W
C.电水壶工作时把电能转化为热能
D.该电水壶的实际功率为1200W
7.下列关于电功率的说法正确的是( )
A.用电器的电功率越大,消耗的电能越多
B.用电器的电功率越大,消耗电能越快
C.用电器工作时间越长,电功率越大
D.用电器消耗的电能只与通电时间有关
8.如图是探究焦耳定律的实验装置,两个烧瓶中装着等质量、同温度的煤油,电阻阻值R1>R2。闭合开关一段时间后,记录两支温度计的示数。下列说法中正确的是 ( )
A.闭合开关后,通过R1的电流小于 R2的电流
B.通电一段时间后,R1所在的烧瓶温度计示数更高
C.该装置不能探究电流产生的热量与电流大小的关系
D.实验中选用比热容较大的液体可以使实验现象更明显
9.如图,在吸滤瓶内装入少量的水,并滴入几滴酒精,塞紧瓶塞,用气筒往瓶里打气。当塞子跳出时,能观察到瓶内出现白雾的原因是( )
A.气体对瓶塞做功,气体内能增大
B.气体对瓶塞做功,气体内能减小
C.外界对气体做功,气体内能增大
D.外界对气体做功,气体内能减小
10.2026年亚冬会在意大利顺利闭幕,如图为跳台滑雪运动示意图,虚线表示运动员从助滑开始,直到下落至着陆坡的运动轨迹。在运动过程中,下列说法正确的是( )
A.运动员从A到B的过程中速度逐渐增大
B.运动员从B到C的过程中动能不变
C.运动员在A点和C点的重力势能相等
D.整个滑行过程中,运动员的机械能守恒
11.如图所示,关于单摆实验下列说法正确的是 ( )
A.轻质细绳上悬挂一小球,从A 点静止释放,运动到最低点B 过程中,动能转化为重力势能
B.小球运动到最高点C点一瞬间小球所受的力为一对平衡力
C.实验中发现小球每次摆动的最大高度越来越低,说明小球的机械能并不守恒
D.当小球运动到最低点 B 点时,若绳子断裂,小球将竖直下落
12.如图甲所示,小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中,得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度Δl之间的关系,如图乙所示,其中b为曲线最高点。不计空气阻力,弹簧在整个过程中始终发生弹性形变,则小球( )
A.受到的弹力始终不变 B.运动过程动能一直增大
C.运动过程机械能不变 D.在b点时重力等于弹力
13.标有“6V,3.6W”的小灯泡,通过它的电流随两端电压的变化关系如图所示。若把这种规格的两只灯泡串联在6V的电源两端,每只灯泡的实际电阻和实际功率分别为( )
A. 0.9W B. 1.5W
C. 0.95W D. 1.8W
14.把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上(如图所示),小灯泡恰好能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是( )
A.6J B.30J C.36J D.60J
15.如下图甲为小灯泡L和电阻R的电流与电压的关系图像,图乙为所对应的电路图,电源电压为3V。下列说法错误的是( )
A.定值电阻 R 的大小为
B.S1和 S均闭合时灯泡亮度与只闭合S1时相同
C.S1和 S 均闭合时电流表示数为 0.9 A
D.S1和 S 均闭合时,电阻 R 在 1 min 所产生的热量为 30 J
二、填空题(9题,共46分)
16.如图所示,将A、B两个完全相同的物体,分别在拉力F1、F2的作用下沿着光滑斜面的左右两边从底部拉到顶端。A物体运动的路程和时间关系如图甲,B物体运动的速度和时间关系如图乙。据图分析:
(1)的大小关系为: F1 F2(填“>”“<”或“=”,下同)
(2) 若F1、F2所做的功分别为W1、W2,则W1 W2;
(3) 若F1、F2的功率分别为P1则P1 P2。
17.2025年10月31 日,搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射,这预示着一个崭新的太空时代即将开启。
(1)火箭常使用液氢作为燃料是利用它 大(物理量)的特性。火箭加速升空过程中,将燃料燃烧产生的 能转化为火箭的机械能。
(2)同年11月14日神舟二十一号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱进入大气层时与空气剧烈摩擦,表面温度急剧升高,这是通过 的方式改变内能。
18.小金家自来水温度为20℃,他把燃气热水器输出热水的温度设定为40℃。某次用热水 40kg,这些热水吸收的热量是 J;若热水器加热效率为84%,则需要完全燃烧 m3的天然气。
19.地震过后往往会伴随有泥石流等灾害,泥石流之所以会造成巨大的危害,是因为岩石、泥土等物质在高处具有 能,被雨水冲下来转化为巨大的 能。灾害发生后,救灾飞机迅速到达灾区上空,当它在一定高度匀速飞行并投下救灾物资后,飞机的机械能将 (填“减小”或“不变”)。
20.“绿电”越来越受到全世界的欢迎,风力发电就是绿色电力。一台中型的风力发电机,在风力稳定的情况下,风机叶片的旋转速度比电风扇慢许多,平均转一圈需3s,风机叶片转200转可以发电250kW·h。请回答下列问题:
(1)从能量转化的角度,风力发电是将 转化为电能。
(2)在风力稳定的情况下,该发电机发电功率为 W。
21.如图是探究“比较不同物质吸热能力”的实验,加热水和煤油,使它们升高相同的温度,比较它们吸收热量的多少,看看这两种物质的吸热能力是否存在差异。
(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入 、初温都相同的水和煤油;
(2)在相同条件下用相同的酒精灯分别给水和煤油加热,通过 来比较水和煤油吸收热量的多少。
22.在“创新实验设计比赛”的活动中,小明从如图甲所示的“两端发光的激光剑”玩具中得到启发,设计了图乙所示的电路原理图。小明设计的电路中两灯的连接方式是 。若电源电压为3V,灯泡的规格均为“2.5V 0.5A”, 假设灯泡电阻不变,则电路接通后,每个灯泡的实际功率是 W。
23.如图甲是一种无叶吹风机,它与传统吹风机最大的区别是没有“叶”。启动时,底座中的电动机将空气从进风口吸入,吸入的空气经压缩后进入环形空腔,再从环形空腔上的细缝中高速吹出。
部件
功率/w
电动机
100
电热丝
1500
(1)出风口的气流加快且稳定流动时,出风框外围的空气会被大气压压入中心气流,风量被显著放大3倍之多,其原理是流速大, 。
(2)吹风机高温档下,电热丝内能增加,该内能改变的方式属于 。
(3)该吹风机电路简化图如图乙所示,各项参数如表1所示,吹风机在高温档工作3分钟消耗的电能为 。
24.如图甲所示,光滑的斜面甲与粗糙水平面AB平滑连接,从斜面甲高H处静止释放小球。小球运动到B点静止;如图乙在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙,若不计空气阻力。
(1)图甲中,小球最终停下来的原因是 ;
(2)图乙中,如果小球从斜面甲高H处静止释放,小球在乙斜面到达的最大高度t与H的关系为____;(填字母)
A.h<H B.h>H C.h=H D.无法确定
(3)将轨道换成如图丙完全光滑轨道AOB,A点高度H大于B点高度h,让小球从A点由静止开始自由滑下,沿轨道AOB 到达B点后离开,则小球离开B点后最符合实际的运动轨迹是 。(填字母)
三、实验与探究题(5题,共38分)
25.小柯利用图甲中的势能演示实验器(质量不同的钢球、直径略大于钢球的透明塑料管、泡沫板、长铁钉等)探究物体的重力势能大小与物体所处位置的高度是否有关。让质量为m的钢球,在塑料管中分别从高度为h1、h2、h3位置由静止释放,砸到泡沫板上的长铁钉上,如图乙,测量铁钉向下移动的距离为S1、S2、S3。
(1)钢球下落时,重力势能主要转化为 能。
(2)测得S1、S2、S3大小顺序为 ,可知钢球质量一定时,高度越高,重力势能越大。
(3)小妍将质量不同的钢球从同一高度下落,测量铁钉向下移动的距离,是为了探究物体重力势能大小与 的关系。
(4)有同学认为钢球高度越高,撞击铁钉速度越大,因此该装置还可研究动能大小与速度大小的关系,你是否认同并说明理由 。
26.走马灯(图甲)是一种历史悠久的传统节日灯笼,其内部结构如图乙所示。走马灯的转动速度主要受什么因素影响?小明设计图丙所示的实验方案展开探究。
(1) 灯笼内蜡烛点燃后,热空气上升形成气流,推动叶轮带动纸筒转动。纸筒在转动过程中
具有 能。(写出一种)
(2)小明欲探究烛焰离中心轴的距离对走马灯转动速度的影响,以图乙实验为对照组,还应增加的2个实验组别是 。(选填图丙中的序号)
(3)小明进行实验并获取数据如下表:
组别
烛焰距走马灯中心轴的距离/厘米
走马灯旋转一周所用时间/秒
1
2
5
2
4
10
3
6
30
①实验中可通过观察 反映走马灯转动的速度。
②根据实验数据可知,烛焰距走马灯中心轴的距离会影响走马灯转动速度。请你再写出一个影响 走马灯转动速度的因素: 。
27.小科用如图所示的两个完全相同的实验装置探究“甲、乙两种液体比热容的大小”。在两个相同的烧杯中加入初温和质量都相同的甲、乙两种液体,用两个完全相同的酒精灯同时进行加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔一分钟记录一次温度,记录的数据如下表:
加热时间
0
1
2
3
4
温度
甲液体
20
21
22
23
24
乙液体
20
22
24
26
28
请回答下列问题:
(1)实验中用相同的酒精灯加热相同的时间,目的是让甲、乙两种液体 。
(2)在此实验中用 表示液体吸收热量的多少。
(3)实验中用玻璃棒不断搅拌,目的是让液体 。
(4)由实验数据可知:乙液体的比热容比甲液体的比热容 (填“大”或“小”)。
28.某小组同学在“测定小灯泡的电功率”实验中,选用如图甲所示的器材,其中电源电压4.5V,小灯泡额定电压为2.5V (灯丝电阻约为10Ω)
(1)正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表和电压表有示数但都很小,接下来的操作是
(2)为了能顺利完成该实验,下列两种规格的滑动变阻器中应选用(填字母)_
A.“5Ω 0.5A” B.“20Ω 0.5A”
(3)由实验数据得到小灯泡的 U-I图像如图乙所示。①由此可判灯小灯泡的电阻是 (选填“定值”“可变的”);②则根据图像可知小灯泡的额定功率为 W。
29.为探究电流产生的热量跟什么因素有关,小柯设计了如图所示的甲、乙两种装置,他将两根阻值不同的电阻丝(R1<R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中,并通过短玻璃管与相同的气球相连,两次实验电源电压不变。
(1)实验中通过 的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
(2)在装置甲、乙的两次实验中,通过比较相同时间内气球B与D的变化情况,可探究电流产生 的热量与 的关系。
(3)甲、乙两装置同时实验,在相同的通电时间里,与 气球(填气球字母标号)相对应的电阻丝产生的热量最多。
四、综合题(4题,共31分)
30.某公司使用无人机进行外卖配送。配送时无人机满载飞行,先垂直上升30米,然后以6m/s的速度水平直线飞行。假定在水平飞行中受到的阻力恒为f=8N,无人机将电能转化为机械能的效率η=60%,其它相关性能参数如表所示,据此回答下列问题:
无人机性能参数
质量 (含电池)
5kg
满载负荷
3kg
电池电压
20V
电池容量
1×104mAh
(1)求满载上升到30米,无人机(含外卖)克服重力所做的功。
(2)求无人机在水平匀速飞行阶段克服阻力做功的功率。
(3)如果不计上升和下降的能量消耗,试回答充满电的无人机最多可以配送多远的距离?(一次完整的配送任务含往返)
31.如图所示,电路中R1=40Ω,R2=60Ω.,闭合开关,电流表示数为0.3A,
请计算:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的电功率;
(3)开关闭合20s,电流通过R2做了多少功?
32.浴室中的平面镜往往凝结大量的小水滴,导致成像模糊,而浴室防雾镜的背面粘贴有面积几乎等大的电热薄膜(相当于一个定值电阻),通电后镜面受热,水蒸气无法凝结其上,便于清晰成像。如图甲所示是某型号的浴室防雾镜,其相关数据如下表:
镜子质量
4kg
镜子比热容
0.8×103J/ (kg•℃)
电热薄膜额定电压
220V
电热薄膜额定功率
220W
(1)电热膜通电后能够升温,其工作原理是利用电流的 效应。
(2)电热薄膜正常工作时的电流为多少?
(3)经测试,在10℃环境下,电热薄膜正常工作600s使镜子的平均温度升高tt33℃,求电热薄膜给镜子加热的效率。
(4)如图乙所示,给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器,能使电热薄膜的功率在原额定功率的16%~100%之间变化,以满足不同季节使用的需要。冬天气温下降时,该滑动变阻器的滑片应该向 (选填“左”或“右”)移动。
33.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,有低温、中温、高温三档调节。其发热元件为两个电阻,R1=50Ω,R2=200Ω,额定工作电压为220V,发热部分内部电路可简化为图乙所示电路。请回答下列问题:
(1)当S1闭合,S接a处时,炸锅处于中温档工作,求此时电路中的电流。
(2)从中温档调至高温档工作,两个开关应如何操作。
(3)求空气炸锅处于高温档时的实际功率。
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2026年浙教新版科学九上第2章单元测试卷
一、选择题
1.如图所示,人对物体做功的是 ( )
A.推着小车向前运动 B.举着杠铃不动 C.搬石头没搬动 D.提着水桶在水平
【答案】A
【解析】【分析】做功的条件:物体在力的方向上有移动距离,计算公式为:W=Fs。
【解答】A、小车在推力的方向上有移动距离,可知推力对小车做了功,故A正确;
B、举着杠铃不动,杠铃没有在力的方向上移动距离,可知人没有对杠铃做功,故B错误;
C、搬石头没有搬动,石头没有在力的方向上移动距离,可知人没有对石头做功,故C错误;
D、提水桶的力竖直向上,水桶在水平方向移动,没有在力的方向上移动,可知人没有对水桶做功,故D错误。
故答案为:A。
2.在水平街道上匀速行驶的洒水车,一边行驶一边向道路上洒水。下列关于其动能变化的说法中正确的是 ( )
A.动能不变 B.动能减小 C.动能增大 D.无法确定
【答案】B
【解析】【分析】物体动能大小于物体的质量和速度有关,质量越大,速度越快,动能越大。
【解答】一边匀速行驶一边向道路洒水,车的质量减小,速度不变,可知动能逐渐减小。
故答案为:B。
3.关于做功、热量、热传递和内能,下列说法正确的是( )
①物体温度越低,内能越小,0℃的物体没有内能
②做功和热传递都可以改变物体内能
③两物体相互接触时,热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④物体吸收热量,温度一定升高,内能一定增大
物体的温度越高,所含的热量越多,温度相同的物体内能一定相等
A.只有②④ B.只有② C.只有①④ D.只有②④⑤
【答案】B
【解析】【分析】物体吸收或放出热量,内能一定改变;温度升高或降低,内能一定改变。
【解答】①内能:内能是物体内所有分子动能和势能的总和,任何物体都具有内能,故①错误;
②做功和热传递都可以改变物体内能,两种方式是等效的,故②正确;
③两物体相互接触时,热量总是从温度高的物体转移到温度低的物体,内能大的物体温度不一定高,故③错误;
④物体吸收热量,温度不一定升高,但内能一定增大,例如水沸腾时,吸收热量,内能增大,但温度不变,故④错误;
⑤热量是过程量,不能“含有” ,故⑤错误。
故答案为:B。
4. 2025年,中国新核准的核电项目以自主三代技术“华龙一号”为主力;同时,全球首座商运的第四代高温气冷堆也已投产。关于核电站,下列说法正确的是( )
A.核反应堆内发生核聚变
B.核能释放过程中产生的射线对人体没有影响
C.核反应堆内发生链式反应
D.核电站的能量转化是:核能-机械能-热能-电能
【答案】C
【解析】【分析】(1)核能的释放方式:核电站的核反应堆内发生的是核裂变,通过可控的链式反应释放核能;核聚变目前还难以实现可控的人工利用,主要应用在氢弹等武器中。
(2)核电站的能量转化与安全:核电站的能量转化路径为:核能→热能→机械能→电能;核能释放过程中会产生射线,过量照射会对人体造成伤害,因此核电站有严格的防护措施;核裂变反应是链式反应,通过控制中子数量来维持反应的稳定进行。
【解答】A、核反应堆内发生的是核裂变,而非核聚变,核聚变目前尚未用于商业核电站发电,故该选项错误。
B、核能释放过程中产生的射线具有放射性,过量照射会对人体造成伤害,故该选项错误。
C、核反应堆内通过可控的链式核裂变反应释放核能,故该选项正确。
D、核电站的能量转化顺序是:核能→热能→机械能→电能,而非核能→机械能→热能→电能,故该选项错误。
故答案为:C。
5.汽车紧急刹车时,轮胎温度急剧升高,内能增大。以下四个事例中改变物体内能的方式与之相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】【分析】做功和热传递都能改变内能,前者的本质为能量的转化,后者的本质为能量的转移。
【解答】 汽车刹车时,轮胎与地面之间发生剧烈摩擦,摩擦力做功将机械能转化为轮胎的内能,导致温度升高。这种改变内能的方式是通过做功实现的。
A.钻木取火时,通过摩擦将机械能转化为内能,使木头温度升高而燃烧,属于做功改变内能,故A符合题意;
B.食物放入冰箱内,冰箱的制冷剂吸收食物的热量,然后将热量带到外面释放,属于热传递改变内能,故B不合题意;
C.冬天用热水袋取暖,即人体吸收热水的热量,属于热传递改变内能,故C不合题意;
D.金属勺放在热汤中吸收汤的热量温度升高,属于热传递改变内能,故D不合题意。
故选A
6.某同学用电能表测量电水壶的实际功率。电能表表盘参数如右上图,他关闭家中其他用电器,只让电水壶工作1分钟,发现电能表转盘转过60转。下列说法错误的是( )
A.电能表是直接测量电功率的装置
B.该电路允许加载的最大功率为4400W
C.电水壶工作时把电能转化为热能
D.该电水壶的实际功率为1200W
【答案】A
【解析】【分析】根据电能表计算消耗的电能:实际圈数比上电能表上标注的圈数,计算所得的电能单位是千瓦时。
【解答】A、电能表是测量电功的装置,故A错误,符合题意;
B、由图可知,该电能表额定功率为220V,允许通过的最大电流为20A,可知可以加载的最大功率为,故B正确,不符合题意;
C、电热水壶在工作时消耗电能,将电能转化为热能,温度升高,水吸收热量后温度升高,到达沸点后沸腾,故C正确,不符合题意;
D、电能表转盘转过60转,消耗的电能为 ,实际功率为,故D正确,不符合题意。
故答案为:A。
7.下列关于电功率的说法正确的是( )
A.用电器的电功率越大,消耗的电能越多
B.用电器的电功率越大,消耗电能越快
C.用电器工作时间越长,电功率越大
D.用电器消耗的电能只与通电时间有关
【答案】B
【解析】【分析】电功率是用来表示用电器做功快慢(或消化电能快慢)的物理量;根据公式W=Pt分析电能、电功率和时间之间的关系。
【解答】A.根据公式W=Pt可知,当时间相同时,用电器的电功率越大,消耗的电能越多,没有说明时间相等,故A错误;
B.用电器的电功率越大,说明单位时间内消耗的电能越多,即消耗电能越快,故B正确;
C.根据公式可知,当消耗电能相同时,用电器工作时间越短,电功率越大,故C错误;
D.根据公式W=Pt可知,用电器消耗的电能与电功率和通电时间有关,故D错误。
故选B。
8.如图是探究焦耳定律的实验装置,两个烧瓶中装着等质量、同温度的煤油,电阻阻值R1>R2。闭合开关一段时间后,记录两支温度计的示数。下列说法中正确的是 ( )
A.闭合开关后,通过R1的电流小于 R2的电流
B.通电一段时间后,R1所在的烧瓶温度计示数更高
C.该装置不能探究电流产生的热量与电流大小的关系
D.实验中选用比热容较大的液体可以使实验现象更明显
【答案】B
【解析】【分析】A.根据串联电路的电流规律分析;
B.根据焦耳定律Q=I2Rt比较两个电阻产生热量多少即可;
C.探究电流产生的热量与电流大小的关系 ,需要控制电阻和通电时间相同,只改变电流大小,据此根据已有器材分析;
D.根据Q=cm△t分析判断即可。
【解答】A. 根据图片可知,两个电阻串联,而串联电路中电流处处相等,则通过R1和R2的电流相同,故A错误;
B.已知R1>R2,且二者电流和时间相同,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,R1产生的热量大于R2,则 R1所在的烧瓶温度计示数更高,故B正确;
C. 探究电流产生的热量与电流大小的关系 ,需要控制电阻和通电时间相同,只改变电流大小。我们可以只观察左边的R1,改变变阻器滑片的位置,注意R1内温度计的示数变化即可,故C错误;
D.根据Q=cm△t可知,当吸收相同的热量时,比热容越小,则液体的温度变化越明显,那么应该选择比热容较小的液体,故D错误。
故选D。
9.如图,在吸滤瓶内装入少量的水,并滴入几滴酒精,塞紧瓶塞,用气筒往瓶里打气。当塞子跳出时,能观察到瓶内出现白雾的原因是()
A.气体对瓶塞做功,气体内能增大
B.气体对瓶塞做功,气体内能减小
C.外界对气体做功,气体内能增大
D.外界对气体做功,气体内能减小
【答案】B
【解析】【分析】(1)做功可以改变物体的内能,对物体做功,物体内能增加;物体对外做功,物体内能减少 。
(2)物质由气态变为液态叫液化,液化需要放热,当气体温度降低时容易发生液化现象。
(3)在该实验中,往瓶内打气后瓶内气压增大,气体将瓶塞推出,这是气体对外(瓶塞)做功的过程。
(4)气体对外做功时,自身内能会减小,温度降低,瓶内的水蒸气遇冷会液化成小水滴,从而形成白雾。
【解答】A、气体对瓶塞做功时,气体内能是减小而不是增大,故该选项错误。
B、气体对瓶塞做功,根据做功改变物体内能的原理,气体自身内能减小,温度降低,使瓶内水蒸气液化形成白雾,该选项正确。
C、是气体对瓶塞做功,不是外界对气体做功,故该选项错误。
D、是气体对瓶塞做功,且气体内能减小,表述混乱,故该选项错误。
故答案为:B
10.2026年亚冬会在意大利顺利闭幕,如图为跳台滑雪运动示意图,虚线表示运动员从助滑开始,直到下落至着陆坡的运动轨迹。在运动过程中,下列说法正确的是
A.运动员从A到B的过程中速度逐渐增大
B.运动员从B到C的过程中动能不变
C.运动员在A点和C点的重力势能相等
D.整个滑行过程中,运动员的机械能守恒
【答案】A
【解析】【分析】ABC、重力势能与物体的质量和高度有关,质量越大、高度越高,重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关,质量越大,速度越大,动能越大。
D、最高点在减小,说明机械能在减小,不守恒,机械能包括重力势能和动能。
【解答】A、由A到B,高度降低,重力势能转化为动能,度逐渐增大,动能变大,故A正确;
B、从B到C,高度变大,动能转化为重力势能,动能减小,故B错误;
C、由图可知,A点位置更高,可知A点重力势能大于C点,故C错误;
D、A点比C点高,说明重力势能在减小,即机械能在减小,不守恒,故D错误。
故答案为:A。
11.如图所示,关于单摆实验下列说法正确的是 ( )
A.轻质细绳上悬挂一小球,从A 点静止释放,运动到最低点B 过程中,动能转化为重力势能
B.小球运动到最高点C点一瞬间小球所受的力为一对平衡力
C.实验中发现小球每次摆动的最大高度越来越低,说明小球的机械能并不守恒
D.当小球运动到最低点 B 点时,若绳子断裂,小球将竖直下落
【答案】C
【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关,质量越大、高度越高,重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关,质量越大,速度越大,动能越大。
【解答】A、由图可知,从A到B,小球的高度减小,可知重力势能减小,速度变大,可知动能变大,从A到B,重力势能转化为动能,故A错误;
B、小球运动到C点时,重力和拉力不在同一直线上,可知小球受力不平衡,故B错误;
C、小球摆动的最大高度逐渐降低,是因为运动过程中克服摩擦做功,部分机械能转化为内能,机械能减小,可知该过程中小球的机械能不守恒,故C正确;
D、小球在最低点B时有水平向右的速度,若绳子断裂,小球只受到重力作用,重力方向与小球速度的方向不在同一直线,小球将斜向下运动,故D错误。
故答案为:C。
12.如图甲所示,小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中,得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度Δl之间的关系,如图乙所示,其中b为曲线最高点。不计空气阻力,弹簧在整个过程中始终发生弹性形变,则小球( )
A.受到的弹力始终不变 B.运动过程动能一直增大
C.运动过程机械能不变 D.在b点时重力等于弹力
【答案】D
【解析】【分析】(1)弹力的大小与形变程度的大小有关;
(2)根据速度的变化确定动能的变化;
(3)根据机械能与弹簧弹性势能的转化判断;
(4)根据力与运动的关系判断。
【解答】A.弹簧的长度越来越小,形变程度越来越大,则弹力不断增大,故A错误;
B.根据乙图可知,小球的速度先增大后减小,则它的动能先增大后减小,故B错误;
C.小球的机械能不断的转化为弹簧的弹性势能,故C错误;
D.开始时,弹力小于小球的重力,合力向下,小球做加速运动;当弹力等于重力时,合力为零,加速停止,此时速度最大,则b点时重力等于弹力,故D正确。
故选D。
13.标有“6V,3.6W”的小灯泡,通过它的电流随两端电压的变化关系如图所示。若把这种规格的两只灯泡串联在6V的电源两端,每只灯泡的实际电阻和实际功率分别为( )
A. 0.9W B. 1.5W
C. 0.95W D. 1.8W
【答案】B
【解析】【分析】两只完全相同的灯泡串联,灯泡的电阻相等,通过的电流相等,根据欧姆定律可知,两只灯泡两端的电压相等(也可由串联分压的规律判断),再从图像上找到对应的电压和电流,根据欧姆定律和公式P=UI分别算出每只灯泡的实际电阻和实际功率。
【解答】把同种规格的两只灯泡串联接在6V的电源两端,由串联分压的规律可知,每只灯泡分得的电压都为3V,由图象可知,此时通过灯泡的电流为0.5A,由欧姆定律可得,每只灯泡的实际电阻
每只灯泡的实际功率
故答案为:B。
14.把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上(如图所示),小灯泡恰好能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是( )
A.6J B.30J C.36J D.60J
【答案】A
【解析】【分析】首先根据计算出通过定值电阻的电流,然后根据U=U总-UL计算出定值电阻两端的电压,最后根据Q=W=UIt计算定值电阻产生的热量。
【解答】通过定值电阻的电流;
定值电阻两端的电压U=U总-UL=12V-10V=2V;
定值电阻产生的热量Q=W=UIt=2V×0.3A×10s=6J。
故选A。
15.如下图甲为小灯泡L和电阻R的电流与电压的关系图像,图乙为所对应的电路图,电源电压为3V。下列说法错误的是( )
A.定值电阻 R 的大小为
B.和 S2 均闭合时灯泡亮度与只闭合时相同
C.和 S 均闭合时电流表示数为 0.9 A
D.和 S 均闭合时,电阻 R 在 1 min 所产生的热量为 30 J
【答案】D
【解析】【分析】(1)根据图甲信息根据进行计算分析;
(2)S和S1均闭合,定值电阻R和小灯泡并联在电路中,当只闭合S时,只有小灯泡接入电路,灯泡的亮暗由实际功率决定;
(3)S和S1均闭合,定值电阻R和小灯泡并联在电路中,总电流等于各支路电流之和,电流表测总电流;
(4)S和S1均闭合,定值电阻R和小灯泡并联在电路中,根据Q=W=UIt进行计算分析。
【解答】A、根据图甲中信息当U=2V时,I=0.2A,根据,故A选项正确,不符合题意。
B、当S和S1均闭合,定值电阻R和小灯泡并联在电路中,小灯泡的电压为电源电压,当只闭合S时,只有小灯泡接入电路,小灯泡的电压也为电源电压,根据,小灯泡的实际功率相同,亮度相同,故B选项正确,不符合题意。
C、根据图甲信息,电源电压为3V,小灯泡的电流为0.6A,定值电阻的电流0.3A,并联电路中总电流等于各支路电流之和,因此电流表的示数为0.6A+0.3A=0.9A,故C选项正确,不符合题意。
D、S和S1均闭合,电阻R和小灯泡并联在电路中,R两端的电压为3V,电流为0.3A,t=60s,根据Q=W=UIt=3V0.3A60s=54J,故D选项错误,符合题意。
故答案为:D。
二、填空题
16.如图所示,将A、B两个完全相同的物体,分别在拉力F1、F2的作用下沿着光滑斜面的左右两边从底部拉到顶端。A物体运动的路程和时间关系如图甲,B物体运动的速度和时间关系如图乙。据图分析:
(1)的大小关系为: F1 F2(填“>”“<”或“=”,下同)
(2) 若F1、F2所做的功分别为W1、W2, 则W1 W2;
(3) 若F1、F2的功率分别为P1则P1 P2。
【答案】(1)<
(2)=
(3)<
【解析】【分析】(1)也可根据斜面越陡,拉力越大进行分析判断。
(2)功等于力与物体在力的方向上移动距离的乘积,没有摩擦,总功等于有用功,据此进行分析。
(3)结合甲乙两图分析AB速度大小,再由比较功率大小。
【解答】(1)斜面光滑,机械能守恒,且总功等于有用功,即,由图可知s1>s2,则F1<F2。
(2)由(1)可知,没有摩擦,则没有额外功,总功等于有用功,有用功相同,则总功也相同,即W1=W2。
(3)由图甲可知,A速度为,B的速度为4m/s,A的速度小于B的速度,且A的路程更远,可知A所需时间大于B,由可知,A的功率更小,即P1<P2。
17.2025年10月31 日,搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射,这预示着一个崭新的太空时代即将开启。
(1)火箭常使用液氢作为燃料是利用它 大(物理量)的特性。火箭加速升空过程中,将燃料燃烧产生的 能转化为火箭的机械能。
(2)同年11月14日神舟二十一号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱进入大气层时与空气剧烈摩擦,表面温度急剧升高,这是通过 的方式改变内能。
【答案】(1)热值;内
(2)做功
【解析】【分析】热值反映了所有能燃烧的物质的一种性质,反映了不同燃料在燃烧过程中,化学能转化为内能本领的大小,也就是说,热值是燃料本身的一种性质,它只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧、放出热值多少均没关系。
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。
【解答】(1)火箭常使用液氢作为燃料是利用它热值高的特性。火箭加速升空过程中,将燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能。
(2)同年11月4日神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱进入大气层时与空气剧烈摩擦,表面温度急剧升高,这是通过做功的方式改变内能。
故答案为:(1)热值;内;(2)做功。
18.小金家自来水温度为20℃,他把燃气热水器输出热水的温度设定为40℃。某次用热水 40kg,这些热水吸收的热量是 J;若热水器加热效率为84%,则需要完全燃烧 m3的天然气。
【答案】3.36×106;0.1
【解析】【分析】(1)知道水的质量、比热容、初温和末温,利用Q吸=cm(t-t0)可以求出水吸收的热量;
(2)天然气完全燃烧释放热量的84%被水吸收,可求天然气完全燃烧释放的热量,再利用Q放=Vq就能计算出需要天然气的体积。
【解答】 水从热水器中吸收的热量:
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×40kg×(40℃-20℃)=3.36×106J;
由题知,Q吸=Q放×84%,
天然气完全燃烧释放热量:
,
由Q放=Vq得需要天然气的体积:
。
19.地震过后往往会伴随有泥石流等灾害,泥石流之所以会造成巨大的危害,是因为岩石、泥土等物质在高处具有 能,被雨水冲下来转化为巨大的 能。灾害发生后,救灾飞机迅速到达灾区上空,当它在一定高度匀速飞行并投下救灾物资后,飞机的机械能将 (填“减小”或“不变”)。
【答案】重力势能;动能;减小
【解析】【分析】物体由于运动具有的能量叫做动能,物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能,物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能,重力势能和弹性势能统称势能,动能和势能统称机械能。动能大小的影响因素:质量、速度,质量越大,速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量、被举的高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。机械能总量等于动能和势能的和。
【解答】岩石、泥土被雨水从高处冲下来时,质量不变,高度减小,速度增大,即重力势能减小,动能增加,故将重力势转化为巨大的动能;救灾飞机投下救灾物资后,飞机总质量减小、高度不变、速度不变,即重力势能减小,动能减小,故飞机的机械能将减小。
20.“绿电”越来越受到全世界的欢迎,风力发电就是绿色电力。一台中型的风力发电机,在风力稳定的情况下,风机叶片的旋转速度比电风扇慢许多,平均转一圈需3s,风机叶片转200转可以发电250kW·h。请回答下列问题:
(1)从能量转化的角度,风力发电是将 转化为电能。
(2)在风力稳定的情况下,该发电机发电功率为 W。
【答案】(1)风能
(2)
【解析】【分析】(1)能量能够从一种形式转化为另一种形式,也能从一个物体转移到另一个物体;
(2),据此解答。
【解答】(1)风力发电是将风能转化为电能;
(2)风机叶片转200转所需要的时间:,
则该发电机的电功率为:。
故答案为:(1)风能;(2)1.5×106。
21.如图是探究“比较不同物质吸热能力”的实验,加热水和煤油,使它们升高相同的温度,比较它们吸收热量的多少,看看这两种物质的吸热能力是否存在差异。
(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入 、初温都相同的水和煤油;
(2)在相同条件下用相同的酒精灯分别给水和煤油加热,通过 来比较水和煤油吸收热量的多少。
【答案】(1)质量
(2)加热时间
【解析】【分析】(1)探究不同物质的吸热能力时,需要控制物质的质量和初温相同,只改变物质的种类,这样才能通过升高相同温度时吸收热量的多少,来比较它们的吸热能力。
(2)实验中用相同的酒精灯加热,在相同时间内酒精灯放出的热量相同,因此可以通过加热时间的长短来间接反映物质吸收热量的多少,这是物理实验中常用的转换法。
【解答】(1)在探究不同物质吸热能力的实验中,为了保证实验的公平性,需要控制水和煤油的质量和初温都相同,只改变物质的种类。因此在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油。
(2)实验中使用相同的酒精灯加热,相同时间内酒精灯放出的热量相同,所以水和煤油吸收的热量也相同。因此,通过加热时间来比较水和煤油吸收热量的多少:加热时间越长,说明吸收的热量越多。
22.在“创新实验设计比赛”的活动中,小明从如图甲所示的“两端发光的激光剑”玩具中得到启发,设计了图乙所示的电路原理图。小明设计的电路中两灯的连接方式是 。若电源电压为3V,灯泡的规格均为“2.5V 0.5A”, 假设灯泡电阻不变,则电路接通后,每个灯泡的实际功率是 W。
【答案】串联;0.45
【解析】【分析】(1)用电器首尾相连为串联,并排连接在电路两点之间为并联;
(2)首先根据欧姆定律计算出灯泡的电阻,然后根据串联电路的分压规律计算出每个灯泡的实际电压,最后根据计算每个灯泡的实际功率。
【解答】(1)根据图乙可知,两个灯泡首尾相连在电源正极和负极之间,应该为串联;
(2)灯泡的电阻为:;
串联电路中电压与电阻成正比,即两个灯泡相同,则它们的实际电压相同,
那么每个灯泡的实际电压为总电压的一半,也就是1.5V;
则每个灯泡的实际功率:。
23.如图甲是一种无叶吹风机,它与传统吹风机最大的区别是没有“叶”。启动时,底座中的电动机将空气从进风口吸入,吸入的空气经压缩后进入环形空腔,再从环形空腔上的细缝中高速吹出。
部件
功率/w
电动机
100
电热丝
1500
(1)出风口的气流加快且稳定流动时,出风框外围的空气会被大气压压入中心气流,风量被显著放大3倍之多,其原理是流速大, 。
(2)吹风机高温档下,电热丝内能增加,该内能改变的方式属于 。
(3)该吹风机电路简化图如图乙所示,各项参数如表1所示,吹风机在高温档工作3分钟消耗的电能为 。
【答案】(1)压强小
(2)做功
(3)288000J
【解析】【分析】电能可以转化成多种其他形式的能量。电能转化成多种其他形式能的过程也可以说是电流做功的过程,有多少电能发生了转化就说电流做了多少功,即电功是多少。电流做功的多少跟电流的大小、电压的高低、通电时间长短都有关系。加在用电器上的电压越高、通过的电流越大、通电时间越长,电流做功越多。研究表明,当电路两端电压为U,电路中的电流为I,通电时间为t时,电功W(或者说消耗的电能)为:W=UIt。
【解答】(1) 出风口的气流加快且稳定流动时,出风框外围的空气会被大气压压入中心气流,风量被显著放大3倍之多,其原理是流速大, 压强越小;
(2) 吹风机高温档下,电热丝内能增加,该内能改变的方式属于做功,是电流做功,叫做电功;
(3)高温档是电动机和电热丝并联在一起,同时工作,所以总的功率为1600W,时间为3分钟=180s,所以W=Pt=1600W ×180s=288000J ;
故答案为:(1)压强小(2)热传递(3)288000J
24.如图甲所示,光滑的斜面甲与粗糙水平面AB平滑连接,从斜面甲高H处静止释放小球。小球运动到B点静止;如图乙在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙,若不计空气阻力。
(1)图甲中,小球最终停下来的原因是 ;
(2)图乙中,如果小球从斜面甲高H处静止释放,小球在乙斜面到达的最大高度t与H的关系为____;(填字母)
A.h<H B.h>H C.h=H D.无法确定
(3)将轨道换成如图丙完全光滑轨道AOB,A点高度H大于B点高度h,让小球从A点由静止开始自由滑下,沿轨道AOB 到达B点后离开,则小球离开B点后最符合实际的运动轨迹是 。(填字母)
【答案】(1)水平面AB对小球的摩擦力作用
(2)A
(3)c
【解析】【分析】(1)小球最终停下来,说明小球的运动状态发生改变,力是改变物体运动状态的原因,小球在摩擦力的作用下速度减小,直至停止。
(2)重力势能与物体的质量和高度有关,质量一定时,高度越高,重力势能越大。
(3)当物体运动的速度与物体受到的力不在同一直线上时,物体将做曲线运动。
【解答】(1)小球在光滑斜面甲上滑下时,由于斜面光滑,没有摩擦力,只有重力势能转化为动能。当小球到达粗糙水平面AB时,会受到摩擦力的作用,摩擦力做负功,逐渐消耗小球的动能,最终使小球停下来。
(2)在图乙中,斜面甲和斜面乙都是光滑的,水平面AB是粗糙的。小球从斜面甲高H处静止释放,滑到水平面AB时,会因为摩擦力损失部分动能。但由于C点拼接了光滑斜面乙,小球在水平面AB上运动时会先减速,剩余动能将在斜面乙上转化为重力势能。根据能量守恒,摩擦力做功减少了小球的机械能,因此小球在斜面乙上到达的高度h会小于初始高度H。
故答案为:A。
(3)图丙中轨道AOB是完全光滑的,因此没有能量损失。小球从A点(高度H)静止滑下,到达B点(高度h)时,部分重力势能转化为动能,因此小球离开B点时具有一定的水平速度。由于B点高度h低于A点高度H,小球会以抛物线轨迹向下运动,同时受重力作用向下偏转,可知轨迹为c。
三、实验与探究题
25.小柯利用图甲中的势能演示实验器(质量不同的钢球、直径略大于钢球的透明塑料管、泡沫板、长铁钉等)探究物体的重力势能大小与物体所处位置的高度是否有关。让质量为m的钢球,在塑料管中分别从高度为h1、h2、h3位置由静止释放,砸到泡沫板上的长铁钉上,如图乙,测量铁钉向下移动的距离为S1、S2、S3。
(1)钢球下落时,重力势能主要转化为 能。
(2)测得S1、S2、S3大小顺序为 ,可知钢球质量一定时,高度越高,重力势能越大。
(3)小妍将质量不同的钢球从同一高度下落,测量铁钉向下移动的距离,是为了探究物体重力势能大小与 的关系。
(4)有同学认为钢球高度越高,撞击铁钉速度越大,因此该装置还可研究动能大小与速度大小的关系,你是否认同并说明理由 。
【答案】(1)动
(2)
(3)质量
(4)不同意,因为撞击后钢球的重力势能也在减小,影响实验
【解析】【分析】(1)重力势能与物体的质量和高度有关,质量越大、高度越高,重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关,质量越大,速度越大,动能越大。
(2)根据质量一定时,高度越高,重力势能越大,和用铁钉向下移动的距离来反映重力势能大小进行分析。
(3)由控制变量法进行分析,唯一变量即为探究的影响因素。
(4)要探究动能与速度大小的关系应控制重力势能不变,撞击后钢球的重力势能发生改变,影响实验,所以不同意该同学的观点。
【解答】(1) 钢球从高处下落时,高度减小,速度增大,重力势能转化为动能。
(2)由图可知,h1>h2>h3,重力势能由1到3逐渐减小,可知铁钉向下移动的距离逐渐减小,即。
(3)小球从相同高度落下,改变质量,可知探究的是重力势能与质量的关系。
(4)撞击后钢球的重力势能也在减小,会影响实验,所以不能研究动能大小与速度大小的关系。
26.走马灯(图甲)是一种历史悠久的传统节日灯笼,其内部结构如图乙所示。走马灯的转动速度主要受什么因素影响?小明设计图丙所示的实验方案展开探究。
(1)灯笼内蜡烛点燃后,热空气上升形成气流,推动叶轮带动纸筒转动。纸筒在转动过程中具有 能。(写出一种)
(2)小明欲探究烛焰离中心轴的距离对走马灯转动速度的影响,以图乙实验为对照组,还应增加的2个实验组别是 。(选填图丙中的序号)
(3)小明进行实验并获取数据如下表:
组别
烛焰距走马灯中心轴的距离/厘米
走马灯旋转一周所用时间/秒
1
2
5
2
4
10
3
6
30
①实验中可通过观察 反映走马灯转动的速度。
②根据实验数据可知,烛焰距走马灯中心轴的距离会影响走马灯转动速度。请你再写出一个影响走马灯转动速度的因素: 。
【答案】(1)机械能、动能、内能等
(2)①②
(3)走马灯旋转一周所用时间;蜡烛的高度、烛焰的大小、叶轮的扇叶数量、叶轮的扇叶偏转角度等合理即可
【解析】【分析】(1)物体由于做机械运动而具有的能量称为动能,动能和势能统称为机械能。
(2)根据控制变量法进行分析,要控制变量唯一,即烛焰离中心轴的距离不同,其它条件都相同。
(3)实验通过测量走马灯旋转一周所用时间来反映走马灯转动的速度,采用的是转换法,用更易观察或测量的量来反映不易观察或测量的量的研究方法。
【解答】(1)纸筒在转动过程中具有动能,因为动能是物体由于运动而具有的能量。也可以说纸筒具有机械能(动能和势能的组合) 。纸筒温度升高,还具有内能(合理即可)。
(2)实验的变量是烛焰离中心轴的距离,可知应控住除距离以外的条件都相同,结合图像可知,选择的是丙中的①②。
(3)①由表中数据可知,实验通过测量走马灯旋转一周所用时间来反映走马灯转动的速度。
②影响走马灯转动速度的其他可能因素包括:
蜡烛大小、蜡烛火焰的大小(火焰越大,热气流越强,转速越快)。
叶轮的设计(如叶片数量、角度等)。
灯笼的密封性(影响气流效率)。
环境温度(冷空气可能减缓热气流上升)(合理即可)。
27.小科用如图所示的两个完全相同的实验装置探究“甲、乙两种液体比热容的大小”。在两个相同的烧杯中加入初温和质量都相同的甲、乙两种液体,用两个完全相同的酒精灯同时进行加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔一分钟记录一次温度,记录的数据如下表:
加热时间
0
1
2
3
4
温度
甲液体
20
21
22
23
24
乙液体
20
22
24
26
28
请回答下列问题:
(1)实验中用相同的酒精灯加热相同的时间,目的是让甲、乙两种液体 。
(2)在此实验中用 表示液体吸收热量的多少。
(3)实验中用玻璃棒不断搅拌,目的是让液体 。
(4)由实验数据可知:乙液体的比热容比甲液体的比热容 (填“大”或“小”)。
【答案】(1)在相同时间内吸收的热量相同
(2)加热时间
(3)受热均匀
(4)小
【解析】【分析】(1)加热相同的时间,燃料放出的热量相同,液体吸收的热量相同。
(2)加热时间越长,说明液体吸收的热量越多。
(3)玻璃棒搅拌液体,可以使液体受热均匀,温度测量更准确。
(4)质量相同时,吸收相同的热量,比热容大的物质温度变化量小。
【解答】(1)实验中用相同的酒精灯加热,酒精灯在相同时间内放出的热量相同,所以是为了保证在相同时间内,液体吸收的热量相同。
(2)在此实验中,使用相同的酒精灯加热,酒精灯在相同时间内放出的热量相同,因此可以通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法。
(3)实验中用玻璃棒不断搅拌,可以使液体受热均匀。
(4)根据表格中的数据可知,质量相同的甲和乙,加热相同的时间,吸收相同的热量,甲的温度升的慢,则甲的比热容大于乙的比热容。
(1)实验中用相同的酒精灯加热,酒精灯在相同时间内放出的热量相同,所以是为了保证在相同时间内,液体吸收的热量相同。
(2)在此实验中,使用相同的酒精灯加热,酒精灯在相同时间内放出的热量相同,因此可以通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法。
(3)实验中用玻璃棒不断搅拌,可以使液体受热均匀。
(4)根据表格中的数据可知,质量相同的甲和乙,加热相同的时间,吸收相同的热量,甲的温度升的慢,则甲的比热容大于乙的比热容。
28.某小组同学在“测定小灯泡的电功率”实验中,选用如图甲所示的器材,其中电源电压4.5V,小灯泡额定电压为2.5V (灯丝电阻约为10Ω)
(1)正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表和电压表有示数但都很小,接下来的操作是
(2)为了能顺利完成该实验,下列两种规格的滑动变阻器中应选用(填字母)____
A.“5Ω 0.5A” B.“20Ω 0.5A”
(3)由实验数据得到小灯泡的 U-I图像如图乙所示。①由此可判灯小灯泡的电阻是 (选填“定值”“可变的”);②则根据图像可知小灯泡的额定功率为 W。
【答案】(1)向右适当移动滑动变阻器滑片P
(2)B
(3)可变的;0.625
【解析】【分析】(1)在闭合开关前,为了避免电流过大而烧毁用电器,则变阻器的滑片要调到阻值最大的位置,据此分析判断;
(2)根据U变=U总-UL计算灯泡正常发光时的变阻器两端的电压,根据计算灯泡的额定电流,根据计算变阻器接入的最小阻值即可。
(3)①根据图乙确定电流随电压的变化规律,根据分析灯泡的阻值变化;
②根据乙图确定灯泡的额定电流,根据P=UI计算灯泡的额定功率。
【解答】(1) 小灯泡不发光,但电流表和电压表有示数,说明电路是通路,但小灯泡的实际功率太小(电压和电流都很小)。此时应调节滑动变阻器的滑片,减小接入电路的电阻,从而增大电路中的电流和小灯泡两端的电压,使其达到发光条件。
(2) 小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为4.5V,
因此滑动变阻器需要分担的电压为U变=U总-UL=4.5V - 2.5V = 2V。
灯泡的额定电流约为:;
则滑动变阻器接入电路的最小阻值为:;
故选B。
(3)①根据乙图可知,当电压增大,电流增大的速度明显小于电压的增大速度。根据可知,灯泡的电阻在不断增大,即小灯泡的电阻是可变的。
②根据乙图可知,灯泡的额定电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
29.为探究电流产生的热量跟什么因素有关,小柯设计了如图所示的甲、乙两种装置,他将两根阻值不同的电阻丝(R1<R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中,并通过短玻璃管与相同的气球相连,两次实验电源电压不变。
(1)实验中通过 的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
(2)在装置甲、乙的两次实验中,通过比较相同时间内气球B与D的变化情况,可探究电流产生的热量与 的关系。
(3)甲、乙两装置同时实验,在相同的通电时间里,与 气球(填气球字母标号)相对应的电阻丝产生的热量最多。
【答案】(1)气球的大小
(2)电流
(3)C
【解析】【分析】(1)转换法是用一个便于观察或侧的物理量或数值,来反映不易直接观察的物理量的方法。当瓶中电阻丝发热后会使气体膨胀,则连在瓶中的气球会产生膨胀。
(2)电流产生热量与导体中的电流、导体电阻和通电时间有关,所以探究电流产生的热量跟什么因素有关时要采用控制变量法。由此分析解答。
(3)由焦耳定律比较四个电阻产生的热量可知哪个电阻丝产生的热量最多。
【解答】(1)当电阻丝通电后,电流产生热量使瓶内温度升高,从而使气球膨胀,根据气球膨胀的程度大小可知电流通过电阻丝产生的热量的多少,这种方法叫转换法;
(2)由乙图可知两电阻并联,而BD两瓶(或AC两瓶)电阻相等,电压不相等,则可知两瓶中的电流不同,可探究电流产生的热量与通过电流的关系;
(3)甲图中两电阻串联,则通过两电阻的电流相等,由焦耳定律可得,电阻大的电阻丝发热较多,即B相通的电阻丝R2发热量要多;乙图中两电阻并联,则电压相等,由可得,电阻小的发热量要多,故C比D相通的电阻丝R1发热量要多;
而B、D相通的电阻丝电阻相等,由欧姆定律可得,B相通的电阻丝电流小于D相通的电阻丝电流,故D相通的电阻丝热量要比B相通的电阻丝热量多,故C相通的电阻丝热量最多。
四、综合题
30.某公司使用无人机进行外卖配送。配送时无人机满载飞行,先垂直上升30米,然后以6m/s的速度水平直线飞行。假定在水平飞行中受到的阻力恒为f=8N,无人机将电能转化为机械能的效率η=60%,其它相关性能参数如表所示,据此回答下列问题:
无人机性能参数
质量 (含电池)
5kg
满载负荷
3kg
电池电压
20V
电池容量
1×104mAh
(1)求满载上升到30米,无人机(含外卖)克服重力所做的功。
(2)求无人机在水平匀速飞行阶段克服阻力做功的功率。
(3)如果不计上升和下降的能量消耗,试回答充满电的无人机最多可以配送多远的距离?(一次完整的配送任务含往返)
【答案】(1)解:根据表格数据可知,无人机的总质量为:m满载=5kg+3kg=8kg;
则无人机的总重力为:G满载=m满载g=8kgx10N/kg=80N;
那么无人机克服重力做功:W=G满载h=80Nx30m=2400J。
(2)解:根据题意可知,无人机飞行的速度为6m/s,总重力为8N,
则无人机在水平匀速飞行阶段克服阻力做功的功率 P=Fv=8Nx6m/s=48W。
(3)解:根据表格数据可知,无人机的电池电压为20V,容量为 1×104mAh ,
则电池储藏的电能 ;
转化成的机械能: ;
那么飞行的最大距离:;
最大配送距离等于最大飞行距离的一半,即。
【解析】【分析】(1)首先根据G满载=m满载g计算无人机的总重力,然后根据W=G满载h计算无人机克服重力做功;
(2)根据P=Fv计算克服阻力做功的功率;
(3)首先根据计算电池储藏的电能,然后根据计算转化成的机械能,根据计算最大飞行距离,最后除以2计算最大配送距离。
31.如图所示,电路中R1=40Ω,R2=60Ω.,闭合开关,电流表示数为0.3A,
请计算:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的电功率;
(3)开关闭合20s,电流通过R2做了多少功?
【答案】(1)U=IR1=0.3A×40Ω=12V
(2)P= =2.4W
(3)W=Pt=2.4W×20s=48J
【解析】【分析】(1)由电路图可知,电阻R1、R2并联,根据欧姆定律求出R1两端电压。
(2)根据电功率公式求出R2的电功率。
(3)W=Pt是电功计算公式。W代表功,P功率,T是时间,功就等于功率乘以时间。
32.浴室中的平面镜往往凝结大量的小水滴,导致成像模糊,而浴室防雾镜的背面粘贴有面积几乎等大的电热薄膜(相当于一个定值电阻),通电后镜面受热,水蒸气无法凝结其上,便于清晰成像。如图甲所示是某型号的浴室防雾镜,其相关数据如下表:
镜子质量
4kg
镜子比热容
0.8×103J/ (kg•℃)
电热薄膜额定电压
220V
电热薄膜额定功率
220W
(1)电热膜通电后能够升温,其工作原理是利用电流的 效应。
(2)电热薄膜正常工作时的电流为多少?
(3)经测试,在10℃环境下,电热薄膜正常工作600s使镜子的平均温度升高tt33℃,求电热薄膜给镜子加热的效率。
(4)如图乙所示,给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器,能使电热薄膜的功率在原额定功率的16%~100%之间变化,以满足不同季节使用的需要。冬天气温下降时,该滑动变阻器的滑片应该向 (选填“左”或“右”)移动。
【答案】(1)热
(2)电热薄膜正常工作时的电流
(3)消耗的电能
镜子吸收的热量
加热的效率
(4)左
【解析】【分析】(1)电热器的原理是电流的热效应。
(2)根据P=UI的变式计算电流大小。
(3)加热效率等于镜子吸收的热量比上消耗的电能。
(4)滑动变阻器一上一下接进电路,通过改变连入电路中的有效长度来改变连入电路的阻值,连入电路的有效长度越长,说明连入电路的阻值越大。
【解答】(1)电热膜通电后能够升温,原理是电流具有热效应,将电能转化为内能。
(4) 为了使电热薄膜的功率增大(即适应冬天更低的气温),需要减小滑动变阻器的阻值。因此,滑片应向左移动,以减小接入电路的电阻。
33.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,有低温、中温、高温三档调节。其发热元件为两个电阻,R1=50Ω,R2=200Ω,额定工作电压为220V,发热部分内部电路可简化为图乙所示电路。请回答下列问题:
(1)当S1闭合,S接a处时,炸锅处于中温档工作,求此时电路中的电流。
(2)从中温档调至高温档工作,两个开关应如何操作。
(3)求空气炸锅处于高温档时的实际功率。
【答案】(1)当S1闭合,S接a处时,电阻R1被短路,工作电阻只有R2,此时电路中的电流
(2)当S1闭合,S接a处时,电阻R1被短路,此时只有R2单独工作,此时为中温档,总电阻为R2;
当S1闭合,S接b时,两个电阻并联,此时总电阻为R并;由并联电路电阻关系可得电阻关系R2>R并;
根据公式可知,总功率P2<P并;则后者为高温档。
(3)空气炸锅处于高温档时,两电阻并联,此时空气炸锅的实际功率等于两电阻功率之和即
答:(1)当S1闭合,S接a处时,炸锅处于中温档工作,此时电路中的电流为1.1A。
(2)从中温档调至高温档工作,两个开关S1闭合,S接b。
(3)空气炸锅处于高温档时的实际功率为1210W。
【解析】【分析】(1)(2)当开关S1闭合,开关S接b处时,两电阻并联,开关S1闭合,S接a处时,电路为R2的简单电路,开关S1断开,开关S接a时,两电阻串联,根据串联电路电阻规律和并联电路电阻规律以及可知空气炸锅的挡位;
中温挡正常工作时,电路中只有R2连入电路,根据欧姆定律即可求出电阻R2的电流;
(3)高温挡正常工作时,R1、R2并联,根据分别求出R1、R2的功率,然后求出高温挡总功率。
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