内容正文:
九年级物理
一、填空题(本大题共6题,14分)
1. 河南名茶众多,其中信阳毛尖是中国十大名茶之一,刚沏好的信阳毛尖茶气四溢,这种现象属于_____现象,泡茶过程中通过_________的方式改变了茶叶的内能。
【答案】 ①. 扩散 ②. 热传递
【解析】
【详解】[1]茶香分子在永不停息地做无规则运动,会扩散到空气中,使茶气四溢,该现象属于扩散现象。
[2]泡茶时,茶叶与热水接触,内能从热水转移到茶叶,是通过热传递的方式改变茶叶的内能,热传递的实质是内能的转移。
2. 某国产手机芯片处理器是我国自主研发和生产的国产芯片。该芯片的主要材料是________(选填“导体”“半导体”“绝缘体”)。该手机还有其他多项“黑科技”,如“反向充电”技术,当它给其它手机充电时,该手机相当于电路中的________。(选填“电源”“用电器”)
【答案】 ①. 半导体 ②. 电源
【解析】
【详解】现代电子芯片的核心材料是硅等半导体,导电性介于导体和绝缘体之间。
当该手机为其他手机反向充电时,它向外输出电能,相当于电源。
3. 我校科技小组的同学在探究电流热效应时,发现了一种特殊的取火方式。他们将烟盒内部的锡箔纸剪成图甲所示的中间窄、两头宽的纸带,并将其与一节电池的正、负极相连如图乙所示,过一会锡箔纸较窄处的纸就燃起来。此时锡箔纸中的电子的流向是从电池的______(选填“正极流向负极”或“负极流向正极”);锡箔纸中间剪窄后的电阻______没剪时的电阻,通过锡箔纸较窄处电流______(后两空均选填“大于、小于或等于”)较宽处电流。
【答案】 ①. 负极流向正极 ②. 大于 ③. 等于
【解析】
【详解】[1]电荷的定向移动形成电流,规定正电荷的定向移动方向为电流的方向,故与电子的定向移动方向相反;在电源外部,电流方向是从电源正极流向负极,所以锡箔纸中电子从电池的负极流向正极。
[2][3]导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,横截面积越小,电阻越大,故较窄处电阻大;将锡箔纸与一节电池的正、负极相连时,锡箔纸内有电流通过,锡箔纸会发热,且因为串联电路中电流处处相等,所以窄处和宽处的电流相等;较窄处电阻大,由电流的热效应可知,较窄处发热多,更容易燃烧起来。
4. 如图所示电路,电源电压恒定, ,当S1闭合,S2、S3断开,电流表示数为0.6A,则电源电压为 ______V;S2闭合,S1、S3断开,电压表示数为2V,则R2阻值为 ______;S1、S3闭合,S2断开,电流表示数为 ______A。
【答案】 ①. 6 ②. 5 ③. 0.6
【解析】
【详解】[1]由电路图知,当闭合,、断开时,只有连入电路中,电流表测的电流,由欧姆定律可得电源电压
[2]由电路图知,当闭合,、断开时,与串联,电流表电路的电流,电压表测量电阻两端的电压,串联电路总电压等于各部分电压之和,此时电阻两端的电压
串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流
电阻的阻值
[3]由电路图知,当、闭合,断开时,与并联,电流表测通过的电流,并联电路各支路两端电压相等,由欧姆定律可得通过的电流
5. 某校为师生饮水方便,安装了电热水器。为测定热水器消耗的电能,关闭其他用电器,只用电热水器给水加热30min,电能表的示数,由图甲示数变为图乙示数,则该电热水器在这段时间内消耗的电能为_________J,该电热水器的实际电功率为_________W。
【答案】 ①. ②. 1400
【解析】
【详解】电热水器消耗的电能等于图乙电能表示数减去图甲电能表示数
电热水器工作的时间
该电热水器的实际电功率
6. 《天工开物》是我国古代的科学著作,其中这样写道:“凡河滨有制筒车者,堰陂障流绕于车下,激轮使转,挽水入筒,一一顷于枧内,流入亩中,昼夜不息,百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力,用来取水的机械,如图所示。筒车“昼夜不息”,________(选填“能”或“不能”)说明它就是永动机,理由是________。
【答案】 ①. 不能 ②. 筒车工作时消耗了水的动能,将水流的动能转化为筒车的机械能,所以不能说明它是永动机。
【解析】
【详解】略。
二、选择题(本大题共8题,每题2分,共16分)
7. 下列估测的数据中,最符合实际的是( )
A. 家用空调的电流约为
B. 一个电热水壶的加热功率约为
C. 手机电池的电压约为
D. 一盏节能灯工作5小时消耗电能约为
【答案】C
【解析】
【详解】A.一台空调功率约为1100W,工作时的电流
故A不符合题意;
B.电热水壶是大功率用电器,一个电热水壶的加热功率约为1000W,故B不符合题意;
C.USB电压一般为5V,手机电池的电压比USB充电电压要低一些,约为3.7V,故C符合题意;
D.一盏节能灯额定功率一般约为15W,即0.015kW,工作5小时消耗电能W=P't=0.015kW×5h=0.075kW·h
故D不符合题意。
故选C。
8. 如图所示,在跨学科实践中,小明制作了一个简易的热机模型-“蒸汽船”。他在铜制容器中盛入一定量的水之后安装在“船体”上,用酒精灯对铜制容器底部加热,一段时间后容器内水温升高产生的水蒸气沿铜管向右喷出,“蒸汽船”向左行驶,下列说法正确的是( )
A. 酒精燃烧过程中,其热值不断减小
B. “蒸汽船”在向左运动时主要将内能转化为机械能
C. 酒精在燃烧的过程中不断放热,将内能转化为化学能
D. 水在沸腾时会有热量的散失,不遵守能量守恒定律
【答案】B
【解析】
【详解】A.热值反映燃料自身完全燃烧放出热量的本领,与燃料是否燃烧、燃烧多少、是否完全燃烧无关;所以酒精燃烧过程中,其热值不变,故A错误;
B.容器内高温的水蒸气向右喷出,高温水蒸气给了空气一个向右的作用力,空气又给高温水蒸气一个向左的反作用力,于是“蒸汽船”向左行驶,这个过程中将高温水蒸气的内能转化为“蒸汽船”的机械能,故B正确;
C.酒精在燃烧过程中,酒精的化学能转化为内能,故C错误;
D.水在沸腾时虽有热量的散失,但能量的总量保持不变,仍遵守能量守恒定律。故D错误。
故选B。
9. 生活中的“粘”字常与一些物理现象有关,下列关于“粘”的说法正确的是( )
A. 吃冰棒时会感觉“粘”舌头,是因为分子在不停做无规则运动
B. 穿在身上的化纤衣服易“粘”毛绒,是因为带电体可以吸引轻小物体
C. 排空挂钩内空气后将挂钩“粘”在墙上,利用了分子间存在引力
D. 将磨得很光滑的铅片和金片压在一起,几年后发现它们“粘”在一起了,是因为分子间存在斥力
【答案】B
【解析】
【详解】A.吃冰棒时感觉“沾”舌头是由于液体凝固造成的,故A错误;
B.穿在身上的化纤衣服易“粘”毛绒,是由于摩擦起电,带电物体吸引轻小物体造成的,故B正确。
C.挂钩“粘”在墙上是由于大气压产生的压力作用,故C错误;
D.铅片和金片压在一起,几年后发现它们“粘”在一起了,是由于分子之间存在引力,故D错误。
故选B。
10. 如图所示是智能纸巾盒,闭合开关,电源指示灯L亮,然后手进入感应区时开关闭合,电动机M转动送纸;断开开关,手进入感应区时电动机M不能转动送纸。如图所示电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意可知,开关S2只控制电动机M,指示灯和电动机可以各自独立工作,这说明该电路为并联电路;开关S1断开时指示灯L和电动机M都不能工作,这说明S1在干路中,根据选项可知,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
11. 如图是一台电子秤的原理图。托盘与弹簧相连(弹簧电阻不计),滑片P固定在弹簧上并能随弹簧的伸缩上下滑动,R是一根粗细均匀的电阻丝。闭合开关S,空盘时滑片P位于R的最上端,且经过的电流为0.3A;称量最大质量时,滑片P位于R的最下端。R最大阻值为50Ω,电源两端电压恒为3V。下列判断正确的是( )
A. 图中的“质量表”是由电流表改装的
B. 闭合开关S后,两端电压范围是0.5~3V
C. 称量最大质量时,R的电功率为1.25W
D. 当R接入阻值为30Ω时,工作100s电路消耗的总电能为2.25J
【答案】B
【解析】
【分析】首先分析电路连接方式,因为质量表与电阻R并联,所以先判断质量表的类型,再结合串并联电路特点分析各选项。空盘时,R接入电路的阻值为0,此时电路中只有,根据欧姆定律可先求出的阻值。
称量最大质量时,R全部接入电路,此时与R串联,结合串并联电路的电压、电流规律,欧姆定律、电功率公式、电功公式分别对各选项进行分析判断。
【详解】A.由图可知,质量表并联在两端,是电压表改装,故A错误;
B.空盘时滑片在最上端,接入电阻为,电路只有,电流,两端电压等于电源电压,即。根据欧姆定律得
称量最大质量时,全部接入,总电阻
电路电流
此时两端最小电压
因此两端电压范围是,故B正确;
C.称量最大质量时,的电功率
故C错误;
D.当R接入阻值为30Ω时,总电阻
消耗总电能
故D错误。
故选B。
12. 甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1W。下列说法错误的是( )
A. 只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为4
B. 再闭合开关S2时,电流表示数增加0.2A
C. 再闭合开关S2时,电路总功率为1.4W
D. 再闭合开关S2后,在1分钟内电阻R消耗的电能为240J
【答案】D
【解析】
【详解】A.只闭合开关S1时,电路为只接灯泡L的简单电路。从甲图中看出,当小灯泡电流为0.5A,电压为2V时,电功率为1W,此时小灯泡电阻
故A正确,不符合题意;
B.再闭合开关S2时,电阻R和小灯泡L并联,R和L相互不影响,故小灯泡L电流为0.5A不变。此时灯泡两端的电压和通过灯泡的电流不变,电阻R的电压与小灯泡的电压相同,都为2V。电阻R的电流可从图中读出,为0.2A。电流表在干路上,测量总电流,原来的示数为小灯泡的电流0.5A,现在多了电阻R的电流,故电流表示数增加0.2A,故B正确,不符合题意;
C.再闭合开关S2时,电阻R和小灯泡L并联,小灯泡的功率不变,电路的总功率的增加量为
故C正确,不符合题意;
D.再闭合开关S2后,在1分钟内电阻R消耗的电能为
故D错误,符合题意。
故选D。
13. 在“探究电流与电阻的关系”的实验中,电路如图甲所示,电源电压保持3V不变,分别将、、、、、的定值电阻连入电路,按实验要求测得通过各定值电阻的电流并描绘出如图乙所示的图像,则下列说法不正确的是( )
A. 更换更大的电阻后,滑动变阻器滑片应向左移动
B. 在具体实验操作中,手和眼的分工是手移动滑动变阻器的滑片,眼观察电压表示数
C. 本实验的结论:电压一定时,电阻与电流成反比
D. 为了得到更普遍的规律,可以改变两端的电压,再一次进行实验
【答案】AC
【解析】
【详解】A.更换更大的电阻后,由串联分压原理,定值电阻两端电压变大,而实验中应控制定值电阻两端电压不变,则滑动变阻器滑片应向右移动,故A错误,符合题意;
B.在探究“电流与电阻关系”的实验中,要保持两端的电压不变,改变通过的电流,因此在具体实验操作时,手和眼的分工是手移动滑动变阻器的滑片改变电路的电流,眼观察电压表的示数,故B正确,不符合题意;
C.本实验的结论应该是:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,而不能说电阻与电流成反比,故C错误,符合题意;
D.为了得到更普遍的规律,可以多次改变两端的电压,再一次进行实验,故D正确,不符合题意。
故选AC。
14. 关于温度、内能、热量,下列说法正确的是( )
A. 对一个物体做功,它的内能一定会增加
B. 温度越高的物体,内能越大
C. 同一物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增加
D. 两个内能相同的物体互相接触时,有可能发生热传递
【答案】CD
【解析】
【详解】A.对一个物体做功,若物体同时对外放热,其内能不一定增加,故A错误;
B.内能的大小与物体的质量、温度、状态均有关,仅温度高不能判定内能大,例如高温的小铁钉内能远小于常温的大铁块,故B错误;
C.同一物体温度升高,分子无规则运动加剧,内能一定增加;改变内能的方式有做功和热传递两种,因此温度升高可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做功,不一定吸收热量,故C正确;
D.热传递的条件是物体间存在温度差,与内能大小无关。两个内能相同的物体温度可能不同,因此互相接触时有可能发生热传递,故D正确。
故选CD。
三、作图题(每题2分,共4分)
15. 在如图中,根据标出的电流方向,从电池、电流表、电压表三个电路元件中选出两个元件,并将所选的元件符号填入电路的空缺处。要求:灯L1和L2并联,且都能发光。
【答案】
【解析】
【详解】开关闭合,两灯泡并列连接;由电流流向可得,电流从正极出发,分别经过L1和L2回到电源负极,因此右边为电源,左边为电流表,如图所示电路连接如下图
16. 根据下图中的实物图,在虚线框内画出对应的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】从电源正极出发,电流依次经过开关S、电流表A2后,分为两条独立支路,一条支路电流流过灯泡;另一条支路电流先后流过和电流表A1;然后两支路电流汇合后回到电源负极。因此和为并联,开关S控制整个电路,电流表A2测干路电流,电流表A1测通过L2的电流,按元件连接顺序,用规定符号画出电路图即可。
四、实验题(本题共三大题,17题5分,18题6分,19题8分,共19分)
17. 小明同学用如图甲中的装置给质量都为100g和初温都为70℃的水和煤油加热(加热装置完全相同,实验过程忽略热散失),图乙是根据实验过程记录的数据作出的两种液体的温度随时间变化的图像。
(1)实验过程中通过_________(选填“升高温度”或“加热时间”)来反映物质吸收热量的多少;此处用到的物理研究方法是_________。
(2)若要使水和煤油在相同时间升高相同的温度,应减少_________的质量(以上两空均选填“水”或“煤油”);已知水的比热容是,则煤油的比热容是_________。通过观察图像,分析水在第3分钟到第4分钟沸腾过程中吸收的热量是_________J。
【答案】(1) ①. 加热时间 ②. 转换法
(2) ①. 水 ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
实验过程中吸热的多少难以直接观察,两个加热器完全相同,相同时间产生的热量相同,可以通过加热时间来反映物质吸收热量的多少,这种实验方法是转换法。
【小问2详解】
分析图像乙可知,质量相同的水和煤油,水沸腾前,加热相同时间即吸收相同热量,水的温度变化量更小,故水的吸热能力更强,所以若要使水和煤油在相同时间升高相同的温度,则应减少水的质量。
由图乙可知,加热1min,水和煤油吸收的热量相同,水和煤油升高的温度分别为
由可知
则
通过观察图像,相同时间吸收的热量是相同的,水在第3分钟到第4分钟沸腾过程中加热时间为1min,吸收的热量等于0~1分钟内吸收的热量,即
18. 在“探究并联电路的电流规律”的实验中,实验的电路图如图甲所示(图中未画出电流表)。
(1)请写出一条在连接电路时需要注意的事项:___________;
(2)在A、B、C三处各接入一个电流表,闭合开关,发现A处电流表的指针偏转如图乙所示,原因是___________;解决问题后,测得A、B、C三处的电流分别为和。接下来使用___________(选填“相同”或“不同”)规格的灯泡重复实验,所测得的实验数据如表所示:
表 三次实验中电流表的示数
实验序号
1
0.46
0.18
0.28
2
0.52
0.20
0.32
3
0.60
0.22
0.38
(3)分析实验数据可得:在并联电路中,干路电流与各支路电流的关系是___________(写出和的关系式);
(4)某实验小组想利用图15丙所示的电路来测量并联电路中流过和的电流,他们的方案是:
①只闭合,测出中的电流;
②只闭合,测出中的电流。
你认为这个方案___________(选填“可行”或“不可行”),请说明理由:___________。
【答案】 ①. 连接电路前,开关S处于断开状态 ②. 电流表选择的量程过大 ③. 不同 ④. ⑤. 不可行 ⑥. 电流表的正、负接线柱有一次是接反的
【解析】
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路前,开关S处于断开状态。
(2)[2]由图乙得,电流表的指针偏转很小,说明电流表选择的量程过大。
[3]为了得到普遍规律,接下来使用不同规格的灯泡重复实验。(3)[4]分析实验数据可得:在并联电路中,干路电流与各支路电流的关系是
即并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
(4)[5][6]由图得,分别测量两灯泡电流时,电流表的正、负接线柱有一次是接反的,故该方案不可行。
19. 为测量某一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:待测电阻、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整_________。本次实验中,滑动变阻器除了能保护电路外,还可以_________。
(2)连接完电路后闭合开关,电流表、电压表的示数均很小,无论怎样移动滑片都不起作用,出现这种现象的原因是_____________。
(3)解决问题后,正常进行实验并将实验数据记录下来,如表所示。第3次测量时电流表的示数如图乙所示,则第三次测得的电阻值为___________(结果保留一位小数),根据三组实验数据可得定值电阻______(结果保留一位小数),本实验测量多组实验数据的目的是_____________。
实验次数
电压
电流
电阻
1
1.5
0.16
9.4
2
2.0
0.20
10.0
3
2.5
(4)在实验拓展环节,实验小组设计了如图丙所示的电路来测量未知电阻的阻值,滑动变阻器的最大阻值为,电源电压未知且不变,请将下列相关实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器滑片P移到a端,记录电流表的示数为;
②闭合开关S,将滑动变阻器滑片P移到______端,记录电流表的示数为;
③写出待测电阻的表达式_________(用、和表示)。
【答案】(1) ①. ②. 改变定值电阻两端的电压
(2)将滑动变阻器下面的两个接线柱连入了电路
(3) ①. 10.4 ②. 9.9 ③. 取平均值减小误差
(4) ①. b ②.
【解析】
【小问1详解】
测量定值电阻阻值的实验中,除电压表外,其他元件都串联,电压表并在定值电阻两端,滑动变阻器一上一下接入电路,电源是两节干电池,电压最大为3V,所以电压表接“3”接线柱,据此作图。
滑动变阻器在实验中有两个作用:一是保护电路,二是改变定值电阻两端的电压,从而改变电路中的电流,实现多组数据的测量。
【小问2详解】
闭合开关,电流表、电压表的示数均很小,说明电路是通路,无论怎样移动滑片都不起作用,说明滑动变阻器接入阻值很大,可能是滑动变阻器下面的两个接线柱连入了电路。
【小问3详解】
由乙图可知,电流表接的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.24A。
第三次测得的电阻的阻值为
为了减小实验误差,应多次测量求平均值作为待测定值电阻的阻值。根据三组实验数据可得定值电阻为
【小问4详解】
闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,此时滑动变阻器与并联,滑动变阻器接入阻值为,电流表测干路的总电流,为,根据欧姆定律和并联电路电流特点可得……①
闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,此时只有滑动变阻器接入电路,被短路,根据欧姆定律可得……②
联立①②得,待测电阻的表达式为
五、计算题(共两大题,20题8分,21题9分,17分)
20. “运-20”是我国自主研制的大型运输机,它的发动机是一种热机,利用在气缸中燃烧航空煤油,同时从喷口向后高速喷出燃气,使发动机获得向前的推力。如果“运-20”在高空中飞行时所受到的恒定水平推力为,在推力作用下,以的速度沿水平方向匀速航行1h,需要燃烧航空煤油4.8t。已知飞机发动机提供的机械功率是,航空煤油的热值为。
(1)“运-20”飞行时将航空煤油燃烧获得的______转化为机械能,此过程类似于汽油机的______冲程。
(2)在上述1h内,求所完全燃烧的航空煤油释放的热量。
(3)在上述航行过程中,求该飞机发动机的热机效率。
【答案】(1) ①. 内能 ②. 做功
(2)
(3)60%
【解析】
【小问1详解】
“运-20”飞行时将航空煤油燃烧获得的内能转化为机械能,此过程类似于汽油机的做功冲程。因为燃料燃烧释放内能,推动活塞做功,将内能转化为机械能。
【小问2详解】
完全燃烧的航空煤油释放的热量由公式 计算。其中,航空煤油的热值 ,质量
故
【小问3详解】
热机效率 ,发动机提供的机械功率 ,时间
故
故
21. 如图甲是某空气净化器,额定电压是,额定功率是图乙是其控制电路简化图,电源电压保持恒定,为可变电阻,其阻值随二氧化碳浓度的变化关系如图丙所示,为定值电阻。
(1)该空气净化器正常工作时的电流为多大?
(2)当二氧化碳浓度为时,电压表示数为,则的阻值为多大?
(3)当电压表示数大于时,空气净化器会自动报警,此时二氧化碳浓度大于多少?
(4)在不更换的情况下,若想调低触发报警时的二氧化碳浓度,请你写出一种可行的对电路改进的方案。
【答案】(1)0.4A
(2)10
(3)
(4)增大的阻值
【解析】
【小问1详解】
由电功率公式得,空气净化器正常工作时的电流
【小问2详解】
由图乙可知,控制电路中与串联,当二氧化碳浓度为时,由图丙可得,此时两端电压,根据串联电路电流处处相等,电路电流
由欧姆定律得的阻值
【小问3详解】
当电压表示数时为报警临界值,此时电路电流
根据串联电路电压规律,两端电压
此时的阻值为
结合图丙可知时对应二氧化碳浓度为,因此电压表示数大于报警时,二氧化碳浓度大于。
【小问4详解】
调低触发报警的二氧化碳浓度,意味着触发报警时二氧化碳浓度更低,对应阻值更大,越大,串联电路分压中分得电压越大,分得电压越小,要让电压仍能达到触发报警,可换用阻值更大的。
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九年级物理
一、填空题(本大题共6题,14分)
1. 河南名茶众多,其中信阳毛尖是中国十大名茶之一,刚沏好的信阳毛尖茶气四溢,这种现象属于_____现象,泡茶过程中通过_________的方式改变了茶叶的内能。
2. 某国产手机芯片处理器是我国自主研发和生产的国产芯片。该芯片的主要材料是________(选填“导体”“半导体”“绝缘体”)。该手机还有其他多项“黑科技”,如“反向充电”技术,当它给其它手机充电时,该手机相当于电路中的________。(选填“电源”“用电器”)
3. 我校科技小组的同学在探究电流热效应时,发现了一种特殊的取火方式。他们将烟盒内部的锡箔纸剪成图甲所示的中间窄、两头宽的纸带,并将其与一节电池的正、负极相连如图乙所示,过一会锡箔纸较窄处的纸就燃起来。此时锡箔纸中的电子的流向是从电池的______(选填“正极流向负极”或“负极流向正极”);锡箔纸中间剪窄后的电阻______没剪时的电阻,通过锡箔纸较窄处电流______(后两空均选填“大于、小于或等于”)较宽处电流。
4. 如图所示电路,电源电压恒定, ,当S1闭合,S2、S3断开,电流表示数为0.6A,则电源电压为 ______V;S2闭合,S1、S3断开,电压表示数为2V,则R2阻值为 ______;S1、S3闭合,S2断开,电流表示数为 ______A。
5. 某校为师生饮水方便,安装了电热水器。为测定热水器消耗的电能,关闭其他用电器,只用电热水器给水加热30min,电能表的示数,由图甲示数变为图乙示数,则该电热水器在这段时间内消耗的电能为_________J,该电热水器的实际电功率为_________W。
6. 《天工开物》是我国古代的科学著作,其中这样写道:“凡河滨有制筒车者,堰陂障流绕于车下,激轮使转,挽水入筒,一一顷于枧内,流入亩中,昼夜不息,百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力,用来取水的机械,如图所示。筒车“昼夜不息”,________(选填“能”或“不能”)说明它就是永动机,理由是________。
二、选择题(本大题共8题,每题2分,共16分)
7. 下列估测的数据中,最符合实际的是( )
A. 家用空调的电流约为
B. 一个电热水壶的加热功率约为
C. 手机电池的电压约为
D. 一盏节能灯工作5小时消耗电能约为
8. 如图所示,在跨学科实践中,小明制作了一个简易的热机模型-“蒸汽船”。他在铜制容器中盛入一定量的水之后安装在“船体”上,用酒精灯对铜制容器底部加热,一段时间后容器内水温升高产生的水蒸气沿铜管向右喷出,“蒸汽船”向左行驶,下列说法正确的是( )
A. 酒精燃烧过程中,其热值不断减小
B. “蒸汽船”在向左运动时主要将内能转化为机械能
C. 酒精在燃烧的过程中不断放热,将内能转化为化学能
D. 水在沸腾时会有热量的散失,不遵守能量守恒定律
9. 生活中的“粘”字常与一些物理现象有关,下列关于“粘”的说法正确的是( )
A. 吃冰棒时会感觉“粘”舌头,是因为分子在不停做无规则运动
B. 穿在身上的化纤衣服易“粘”毛绒,是因为带电体可以吸引轻小物体
C. 排空挂钩内空气后将挂钩“粘”在墙上,利用了分子间存在引力
D. 将磨得很光滑的铅片和金片压在一起,几年后发现它们“粘”在一起了,是因为分子间存在斥力
10. 如图所示是智能纸巾盒,闭合开关,电源指示灯L亮,然后手进入感应区时开关闭合,电动机M转动送纸;断开开关,手进入感应区时电动机M不能转动送纸。如图所示电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
11. 如图是一台电子秤的原理图。托盘与弹簧相连(弹簧电阻不计),滑片P固定在弹簧上并能随弹簧的伸缩上下滑动,R是一根粗细均匀的电阻丝。闭合开关S,空盘时滑片P位于R的最上端,且经过的电流为0.3A;称量最大质量时,滑片P位于R的最下端。R最大阻值为50Ω,电源两端电压恒为3V。下列判断正确的是( )
A. 图中的“质量表”是由电流表改装的
B. 闭合开关S后,两端电压范围是0.5~3V
C. 称量最大质量时,R的电功率为1.25W
D. 当R接入阻值为30Ω时,工作100s电路消耗的总电能为2.25J
12. 甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1W。下列说法错误的是( )
A. 只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为4
B. 再闭合开关S2时,电流表示数增加0.2A
C. 再闭合开关S2时,电路总功率为1.4W
D. 再闭合开关S2后,在1分钟内电阻R消耗的电能为240J
13. 在“探究电流与电阻的关系”的实验中,电路如图甲所示,电源电压保持3V不变,分别将、、、、、的定值电阻连入电路,按实验要求测得通过各定值电阻的电流并描绘出如图乙所示的图像,则下列说法不正确的是( )
A. 更换更大的电阻后,滑动变阻器滑片应向左移动
B. 在具体实验操作中,手和眼的分工是手移动滑动变阻器的滑片,眼观察电压表示数
C. 本实验的结论:电压一定时,电阻与电流成反比
D. 为了得到更普遍的规律,可以改变两端的电压,再一次进行实验
14. 关于温度、内能、热量,下列说法正确的是( )
A. 对一个物体做功,它的内能一定会增加
B. 温度越高的物体,内能越大
C. 同一物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增加
D. 两个内能相同的物体互相接触时,有可能发生热传递
三、作图题(每题2分,共4分)
15. 在如图中,根据标出的电流方向,从电池、电流表、电压表三个电路元件中选出两个元件,并将所选的元件符号填入电路的空缺处。要求:灯L1和L2并联,且都能发光。
16. 根据下图中的实物图,在虚线框内画出对应的电路图。
四、实验题(本题共三大题,17题5分,18题6分,19题8分,共19分)
17. 小明同学用如图甲中的装置给质量都为100g和初温都为70℃的水和煤油加热(加热装置完全相同,实验过程忽略热散失),图乙是根据实验过程记录的数据作出的两种液体的温度随时间变化的图像。
(1)实验过程中通过_________(选填“升高温度”或“加热时间”)来反映物质吸收热量的多少;此处用到的物理研究方法是_________。
(2)若要使水和煤油在相同时间升高相同的温度,应减少_________的质量(以上两空均选填“水”或“煤油”);已知水的比热容是,则煤油的比热容是_________。通过观察图像,分析水在第3分钟到第4分钟沸腾过程中吸收的热量是_________J。
18. 在“探究并联电路的电流规律”的实验中,实验的电路图如图甲所示(图中未画出电流表)。
(1)请写出一条在连接电路时需要注意的事项:___________;
(2)在A、B、C三处各接入一个电流表,闭合开关,发现A处电流表的指针偏转如图乙所示,原因是___________;解决问题后,测得A、B、C三处的电流分别为和。接下来使用___________(选填“相同”或“不同”)规格的灯泡重复实验,所测得的实验数据如表所示:
表 三次实验中电流表的示数
实验序号
1
0.46
0.18
0.28
2
0.52
0.20
0.32
3
0.60
0.22
0.38
(3)分析实验数据可得:在并联电路中,干路电流与各支路电流的关系是___________(写出和的关系式);
(4)某实验小组想利用图15丙所示的电路来测量并联电路中流过和的电流,他们的方案是:
①只闭合,测出中的电流;
②只闭合,测出中的电流。
你认为这个方案___________(选填“可行”或“不可行”),请说明理由:___________。
19. 为测量某一定值电阻的阻值,某实验小组选用的实验器材有:待测电阻、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整_________。本次实验中,滑动变阻器除了能保护电路外,还可以_________。
(2)连接完电路后闭合开关,电流表、电压表的示数均很小,无论怎样移动滑片都不起作用,出现这种现象的原因是_____________。
(3)解决问题后,正常进行实验并将实验数据记录下来,如表所示。第3次测量时电流表的示数如图乙所示,则第三次测得的电阻值为___________(结果保留一位小数),根据三组实验数据可得定值电阻______(结果保留一位小数),本实验测量多组实验数据的目的是_____________。
实验次数
电压
电流
电阻
1
1.5
0.16
9.4
2
2.0
0.20
10.0
3
2.5
(4)在实验拓展环节,实验小组设计了如图丙所示的电路来测量未知电阻的阻值,滑动变阻器的最大阻值为,电源电压未知且不变,请将下列相关实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器滑片P移到a端,记录电流表的示数为;
②闭合开关S,将滑动变阻器滑片P移到______端,记录电流表的示数为;
③写出待测电阻的表达式_________(用、和表示)。
五、计算题(共两大题,20题8分,21题9分,17分)
20. “运-20”是我国自主研制的大型运输机,它的发动机是一种热机,利用在气缸中燃烧航空煤油,同时从喷口向后高速喷出燃气,使发动机获得向前的推力。如果“运-20”在高空中飞行时所受到的恒定水平推力为,在推力作用下,以的速度沿水平方向匀速航行1h,需要燃烧航空煤油4.8t。已知飞机发动机提供的机械功率是,航空煤油的热值为。
(1)“运-20”飞行时将航空煤油燃烧获得的______转化为机械能,此过程类似于汽油机的______冲程。
(2)在上述1h内,求所完全燃烧的航空煤油释放的热量。
(3)在上述航行过程中,求该飞机发动机的热机效率。
21. 如图甲是某空气净化器,额定电压是,额定功率是图乙是其控制电路简化图,电源电压保持恒定,为可变电阻,其阻值随二氧化碳浓度的变化关系如图丙所示,为定值电阻。
(1)该空气净化器正常工作时的电流为多大?
(2)当二氧化碳浓度为时,电压表示数为,则的阻值为多大?
(3)当电压表示数大于时,空气净化器会自动报警,此时二氧化碳浓度大于多少?
(4)在不更换的情况下,若想调低触发报警时的二氧化碳浓度,请你写出一种可行的对电路改进的方案。
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