1.(3 分)如圖所示,阿里公司的數(shù)據(jù)運行服務(wù)器浸泡在裝有冷卻液的容器中。冷卻液直接吸收服務(wù)器通電工作產(chǎn)生的熱量,再進入外循環(huán)冷卻,之后再送回服務(wù)器所在容器。以 下分析正確的是( )
A.此冷卻液屬于導(dǎo)電性能強的材料 B.此冷卻液的比熱容應(yīng)該很小
C.服務(wù)器的內(nèi)能不會發(fā)生轉(zhuǎn)移D.冷卻液有效減小電熱產(chǎn)生的危害
2.(3 分)濰柴集團于 2020 年正式發(fā)布全球首款熱機效率突破 50%的商用柴油機,世界內(nèi)燃機發(fā)展出現(xiàn)歷史性新突破。關(guān)于對此柴油機的說法正確的是()
A.它必須用熱值較高的燃油才能提高其熱機效率B.對比其他柴油機,相同時間內(nèi)對外做功更快
C.對比其他柴油機,對外做同樣的功消耗的燃料減少D.隨著技術(shù)的進步,集團生產(chǎn)的內(nèi)燃機效率能達到 100%
3.(3 分)如圖的甲、乙表示氧原子及其組成粒子的結(jié)構(gòu)圖。各粒子和氧原子分別用 a 到 e符號表示,則()
A.a(chǎn) 表示氧原子B.b 表示原子核
C.c 表示電子D.d 可能帶負(fù)電荷
4.(3 分)現(xiàn)有一款“空調(diào)扇”既能送常溫風(fēng),又能送涼風(fēng)。小剛同學(xué)了解到其內(nèi)部有兩個電動機,其中電動機 M1 用來驅(qū)動扇葉送風(fēng),M2 用來驅(qū)動機內(nèi)水循環(huán)使所送的風(fēng)成為“涼風(fēng)”,此款風(fēng)扇不會只有水循環(huán)而不送風(fēng)。小明設(shè)計的電路圖,符合要求的是( )
A. B. C. D.
5.(3 分)如圖所示,接線盒的上部有兩只相同規(guī)格的燈泡,導(dǎo)線接在盒的內(nèi)部,接線盒的另兩個接線柱與電壓未知的電源和開關(guān)相連。閉合開關(guān),兩只燈泡發(fā)光。若要判斷兩只 燈泡的連接方式,下列操作中能達到目的的是( )
先任意取下一只燈后閉合開關(guān)
先將 L1 和 L2 的位置互換后閉合開關(guān)C.在電池和開關(guān)之間接一只電流表D.用電壓表分別測 L1 和 L2 的電壓
6.(3 分)做某一個電學(xué)實驗,如表是同一電路正確接線時的多組電壓表和電流表的數(shù)據(jù),可能是在進行下列哪些實驗探究中收集的( )
①探究通過導(dǎo)體的電流與電壓的關(guān)系
②測量小燈泡的電功率
③測量小燈泡的阻值
④測量定值電阻的阻值
A.①④B.③④C.①③D.②③ 7.(3 分)根據(jù)圖中所示的兩盞白熾燈的銘牌,可以知道()
A.無論兩燈如何連接,甲燈一定比乙燈亮B.串聯(lián)接在 220V 電源上,乙燈比甲燈要亮C.正常發(fā)光時,甲燈的電阻大于乙燈的電阻
D.正常發(fā)光時,甲燈消耗的電能是乙燈消耗電能的 4 倍
8.(3 分)如圖 1 表示兩電阻 Ra 和 Rb 的 I﹣U 關(guān)系圖像。將 Ra 和 Rb 先后以圖 2 的甲圖和乙圖兩種方式接在同一恒壓電源上,流過它們的電流和它們兩端電壓與分別在圖中標(biāo)出。則 下列判斷正確的是( )
A.I1=I2=I3<I4B.I3>I4
C.U1>U2D.U1<U2<U3=U4
9.(3 分)如圖 1 所示,已知定值電阻 R1 的阻值為 30Ω,閉合開關(guān)時整個電路正常工作。兩電流表的指針都指在同一位置,指針指向如圖 2 所示。電源電壓保持不變,下列判斷正確的是( )
定值電阻 R2 的阻值為 7.5Ω
電源電壓是 12V
流過 R2 的電流為 1.5A D.R2 消耗的功率是 2.7W
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
6
電壓 U/V
1.0
1.4
1.8
2.2
2.6
3.0
電流 I/A
0.26
0.34
0.42
0.48
0.52
0.54
10.(3 分)如圖甲所示,在三個相同的試管中分別裝入兩種固態(tài)物質(zhì)中的一種物質(zhì),再將它們放入裝有水的燒杯中加熱熔化。繪制出溫度隨時間變化的圖像如圖乙所示。關(guān)于試 管中固態(tài)物質(zhì),下列判斷一定的是( )
A.試管(a)和(b)中物質(zhì)的質(zhì)量相同B.試管(a)和(b)中固體的比熱容相同C.試管(b)和(c)中物質(zhì)的質(zhì)量相同D.試管(b)和(c)中固體的比熱容相同
二、填空、作圖題(共 25 分)
11.(2 分)如圖所示是物理老師演示的“靜電章魚”的精彩實驗,上方是與毛皮摩擦過的細(xì)塑料絲,下方是與毛皮摩擦過的 PVC 塑料管,張開的細(xì)塑料絲被一種神奇的力量懸在了空中。用物理知識能解釋“懸空”現(xiàn)象。若 PVC 塑料管帶上負(fù)電,則細(xì)塑料絲帶上電。
12.(6 分)在如圖所示的實物圖中,請用筆畫線代替導(dǎo)線連接實物。要求:
①L1 與 L2 并聯(lián);
②電流表測 L1 的電流,開關(guān)控制 L1 和 L2。
13.(4 分)如圖所示為多用途“演示教學(xué)電表”的接線情況,此時所測的物理量是 ,測量范圍是,分度值是,示數(shù)為。
14.(2 分)半導(dǎo)體制冷技術(shù)是用于電腦元件散熱的前沿科技。如圖所示是半導(dǎo)體制冷的原理圖,圖中標(biāo)有“N”和“P”字樣的材料分別叫做 N 型半導(dǎo)體和 P 型半導(dǎo)體,把 N 型半導(dǎo)體和 P 型半導(dǎo)體用導(dǎo)體串聯(lián),接上直流電源后,半導(dǎo)體材料的兩端產(chǎn)生溫度差,在電流方向是 N→P 的地方吸熱,在 P→N 的地方放熱。則不斷散熱的電腦 CPU 要靠近的是
(選填“A”或“B”)陶瓷片。半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能比導(dǎo)體的導(dǎo)電性能 (填“強”或“弱”)。
15.(4 分)如圖所示,一輛電動車需要充電,但車庫里只有一盞燈,沒有充電用的插座。小明打開燈的開關(guān)盒,看到里面有兩個接線柱,于是他從這兩個接線柱上引出兩根導(dǎo)線, 接上一個插座。接好后插上額定電壓是 220V 的充電器,卻發(fā)現(xiàn)電燈亮了,但亮度明顯比平常偏暗,造成這一現(xiàn)象的原因是充電器與電燈聯(lián);這時充電器(填“ 能 ” 或 “ 不 能 ”) 正 常 充 電 , 判 斷 依 據(jù) 是 。
16.(3 分)圖甲是用于焊接塑料水管的熱熔器,其電路如圖乙所示,加熱電阻 R1=66Ω、 R2=176Ω,S1 是手動控制開關(guān),S2 是可隨溫度自動跳轉(zhuǎn)的溫控開關(guān),R0 是特殊限流電阻, 熱熔器加熱時 R0 的電阻較大,LED 指示燈發(fā)紅光,保溫時 R0 的電阻較小,LED 指示燈發(fā)綠光,已知 LED 燈發(fā)光時兩端電壓保持不變。
開關(guān) S1 和 S2 都閉合時,熱熔器處于 (選填“加熱”或“保溫”)狀態(tài);
開關(guān) S1 閉合,S2 斷開時,R1 的功率R2 的功率(選填“大于”、“等于”或“小于”);
發(fā)紅光時 LED 燈的電流發(fā)綠光時 LED 燈的電流(選填“大于”、“等于”或“小于”);
保溫狀態(tài)時加熱電路的電功率為W。
17.(4 分)如圖的保險絲(管)在用電設(shè)備都能經(jīng)常看到,它能對流經(jīng)設(shè)備的電流超過一定值時自動熔斷起斷電保護作用。不同規(guī)格的保險絲(管)的規(guī)格如表,請仔細(xì)閱讀下 表,將你發(fā)現(xiàn)的有關(guān)規(guī)律填在相應(yīng)的橫線上。
根據(jù)表中有關(guān)文字或數(shù)據(jù)將你發(fā)現(xiàn)的規(guī)律填在相應(yīng)的橫線上(要求寫出兩個結(jié)論):
(1);
(2)。
三、解析題(第 17 題 9 分、18 題 9 分、共 18 分)
18.(9 分)某物理興趣小組的同學(xué),用煤爐給 50kg、初溫為 20℃的水加熱,同時他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖線,若在 6min 內(nèi)完全燃燒了 2kg 的煤,水的比熱容為 4.2×103J/(kg?℃),煤的熱值約為 3×107J/kg。求:
煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量;
經(jīng)過 6min 時間加熱,水所吸收的熱量;
煤爐燒水時的熱效率。
19.(9 分)某一品牌的汽車座椅墊具有電加熱功能,如圖甲所示,該座椅墊有“高溫”、“低溫”和“關(guān)”三個擋位,“高溫”擋功率為 36W,“低溫”擋功率為 20W。該座椅墊加熱部分的電路簡圖如圖乙所示,電源電壓為 24V,S 為擋位切換開關(guān)。R1 和 R2 為電熱絲。通過計算回答:
處于“高溫”擋加熱時,通過座椅墊的電流;
電熱絲 R1 的阻值;
處于“低溫”擋加熱 5min 產(chǎn)生的熱量。
常用保險絲規(guī)格(鉛不少于 98%,銻 0.3%~1.5%)
直徑φ/mm
額定電流I/A
熔斷電流I/A
直徑φ/mm
額定電流I/A
熔斷電流I/A
0.32
1.1
2.2
0.46
1.85
3.7
0.35
1.25
2.5
0.52
2
4
0.36
1.35
2.7
0.54
2.25
4.5
0.40
1.5
3
0.60
2.5
5
四、實驗、探究題(第 19 題 9 分、20 題 8 分;共 17 分)
20.(9 分)小李同學(xué)利用如圖 1 電路圖測量額定電壓為 2.5V 的小燈泡的功率。
請按照圖 1 的電路圖,用筆畫線表示導(dǎo)線,在圖 2 中完成實物連接。要求:閉合開關(guān)后,當(dāng)滑動變阻器滑片 P 向左移動時,電流表示數(shù)減小。
閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)滑動變阻器,發(fā)現(xiàn)兩電表指針始終處于圖 3 所示位置,則電路中可能發(fā)生的故障是;
排除故障后,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片 P,當(dāng)電壓表示數(shù)為額定電壓時,電流表示數(shù)如圖 4,其讀數(shù)為A,則該小燈泡的額定功率為W。
小李同學(xué)在調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片 P 的過程中,繪制出電流表與電壓表示數(shù)變化關(guān)系的圖象如圖 5,這反映出小燈泡燈絲電阻隨溫度的升高而 (選填“增大”“減小”或“不變”)。若把兩只這樣的燈泡串聯(lián)接在 3V 的穩(wěn)壓電源上,則每個燈泡消耗的功率為W。
21.(8 分)如圖 1 所示的 a、b 兩瓶內(nèi)分別裝有甲、乙兩種不同的液體,而且 m 甲>m 乙(不計實驗過程的熱量損失)。
小明把裝置改成“比較甲、乙液體比熱容大小”的實驗裝置,需要進行一些改進: 使電阻絲 Ra 和 Rb 的阻值相等。一段時間后,小明觀察到 a、b 瓶內(nèi)液體溫度變化如圖 2 所示。判斷 a、b 兩瓶內(nèi)液體升高相同的溫度,吸收的熱量 Qa Qb (填“=”“<”或“>”下同)。甲液體的比熱容乙液體的比熱容,判斷的依據(jù)是。
完成實驗后,小明清洗干凈兩個燒瓶,還剩余部分液體和電阻絲滿足要求。要繼續(xù)
探究“焦耳定律描述的電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系”,請完成以下問題:
①如何重新組裝圖 1 的實驗器材?
②可觀察到的現(xiàn)象與結(jié)論是什么。
2021-2022 學(xué)年廣東省廣州市白云區(qū)九年級(上)期末物理試卷
參考答案與試題解析
一、單項選擇題(選出最優(yōu)的一個選項,每小題 3 分,共 30 分)
【解答】解:A、將服務(wù)器放入冷卻液中,由于服務(wù)器通電,若冷卻液導(dǎo)電性能很強, 會有漏電觸電風(fēng)險,因此冷卻液屬于絕緣體,導(dǎo)電性能很弱,故 A 錯誤;
B、由 Q=cmΔt 可知,相同質(zhì)量的不同物質(zhì),升高相同的溫度,比熱容越大,吸收的熱量越多,因此冷卻液的比熱容應(yīng)該很大,故 B 錯誤;
C、服務(wù)器通電會產(chǎn)生熱量,這些熱量大部分會被冷卻液吸收,因此服務(wù)器的內(nèi)能發(fā)生了 轉(zhuǎn)移,故 C 錯誤;
D、電熱會減少服務(wù)器的壽命,而冷卻液吸收了服務(wù)器產(chǎn)生的電熱,因此有效減小電熱產(chǎn) 生的危害,故 D 正確。
故選:D。
【解答】解:A、熱機效率是指有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的熱量的比值,與熱值無關(guān),故 A 錯誤;
B、熱機效率與做功快慢無關(guān),故 B 錯誤;
C、由熱機效率的概念可知,該柴油機的效率較高,因此對比其他柴油機,對外做同樣的 功消耗的燃料減少,故 C 正確;
D、熱機在工作過程中不可避免地要克服機械間的摩擦而產(chǎn)生額外功,因此效率不能達到100%,故 D 錯誤。
故選:C。
【解答】解:由甲乙兩圖中都有 a 可知,a 表示原子核,由乙圖可知,b 表示氧原子 ,c表示核外電子,由甲圖可知,d、e 可能是質(zhì)子或中子。
故選:C。
【解答】解:由圖知:
A、開關(guān) S1 閉合,電動機 M1 工作,驅(qū)動扇葉送風(fēng),水循環(huán)沒有開啟;S2 閉合,電動機 M2 工作,驅(qū)動機內(nèi)水循環(huán),風(fēng)扇不能工作。水循環(huán)和送風(fēng)互不影響,故 A 符合題意;
B、閉合開關(guān) S1,電動機 M2 工作,驅(qū)動機內(nèi)水循環(huán);再閉合開關(guān) S2,電動機 M1 工作,驅(qū)動扇葉送風(fēng),故 B 不合題意;
C、開關(guān) S1 閉合,電動機 M1 和 M2 串聯(lián)同時工作;S1、S2 都閉合,電動機 M1 被短路不能工作,故 C 不合題意;
D、該電路為并聯(lián)電路,兩個電動機工作時互不影響,所以不會存在不會只有水循環(huán)而不 送風(fēng)的情況,故 D 不合題意。
故選:A。 5.【解答】解:
A、任意取下一只燈泡,若另一個燈泡發(fā)光,則為并聯(lián)電路,若不發(fā)光,則為串聯(lián)電路, 故 A 正確;
B、將 L1 和 L2 的位置互換,無法判定電路的連接方式,故 B 錯誤;
C、在電池和開關(guān)之間接一只電流表,電流表只能測量電流的大小,無法判定電路的連接 方式,故 C 錯誤;
D、用電壓表分別測 L1 和 L2 的電壓,若電壓表示數(shù)相同,無法判定電路的連接方式,故 D 錯誤。
故選:A。
【解答】解:由表中數(shù)據(jù)可知,第 1 次實驗導(dǎo)體的阻值:R1= =≈3.85Ω, 同理第 2~6 次的阻值分別為 4.12Ω、4.29Ω、4.58Ω、5Ω、5.56Ω,由此可知,導(dǎo)體的電阻在不斷的增大,
①探究通過導(dǎo)體的電流與電壓的關(guān)系,要控制電阻大小不變,而該導(dǎo)體的電阻不斷變化, 不符合本實驗的探究;
②測量小燈泡的電功率,研究燈在不同電壓功率下燈的亮度的變化,符合本實驗的探究;
③根據(jù)歐姆定律的變形式 R=,由表中數(shù)據(jù)可求出燈在不同電壓下的電阻;
④定值電阻的阻值是一個定值,與其兩端的電壓和無關(guān),而該導(dǎo)體的電阻不斷變化,不 符合本實驗的探究;
故符合題意的有②③; 故選:D。
【解答】解:ABC、燈泡的亮暗取決于實際功率的大小,當(dāng)并聯(lián)接在 220V 電源上,其實際功率等于額定功率,則甲燈一定比乙燈亮,
兩燈泡正常發(fā)光時的電壓均為 220V,由 P=可知,甲燈泡的電功率大,電阻較小, 串聯(lián)接在 220V 電源上,串聯(lián)電路中電流處處相等,由 P=I2R 可知,乙燈的實際功率大, 則乙燈比甲燈要亮,故 A、B 錯誤,C 正確;
D、由 W=Pt 可知,兩燈泡正常發(fā)光時消耗的電能不僅與電功率有關(guān),還與通電時間有關(guān),
故 D 錯誤; 故選:B。
【解答】解:由圖 1 圖像可知,電流 I 相同時,Ra 的電壓大于 Ra 的電壓,根據(jù)歐姆定律的變形式 R=可得,Ra>Rb;
圖 2 甲圖中,Ra 和 Rb 串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等可知,I1=I2=I; 圖 2 乙圖中,Ra 和 Rb 并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路中各支路電壓相等可知,U3=U4=U;
由歐姆定律可知,I2=,I3=,I4=,所以 I2<I3<I4,故 A、B 錯誤;
由歐姆定律可知,U=I(Ra+Rb),U1=IRa,U2=IRb,所以 U>U1>U2,故 C 正確、D錯誤。
故選:C。
【解答】解:由電路圖可知,R1 與 R2 并聯(lián),電流表 A 測干路電流,電流表 A1 測 R1 支路的電流,電壓表測電源電壓。
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,且兩電流表指針的位置相同, 所以,電流表 A 的量程為 0~3A,分度值為 0.1A,干路電流 I=1.5A,
電流表 A1 的量程為 0~0.6A,分度值為 0.02A,通過 R1 的電流 I1=0.3A,由 I=可知, 電源電壓:U=U1=I1R1=0.3A×30Ω=9V,故 B 錯誤;
因為并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以電阻 R2 中的電流:I2=I﹣I1
=1.5A﹣0.3A=1.2A;
由 I=可知,電阻 R2 的阻值:R2== =7.5Ω,故 A 正確,C 錯誤;
R2 消耗的功率:P2=UI2=9V×1.2A=10.8W,故 D 錯誤。故選:A。
【解答】解:在三個相同的試管中分別裝入兩種固態(tài)物質(zhì)中的一種物質(zhì),即三個試管中必有兩個試管中是同一種物質(zhì)。
由圖像知,三個試管中的固態(tài)物質(zhì)熔化過程中都有吸熱溫度保持不變的過程,即兩 種固態(tài)物質(zhì)都是晶體;
a、b 兩試管中固態(tài)物質(zhì)的熔點不同,所以兩試管中固體物質(zhì)不同,則它們的比熱容不相同,故 B 錯誤;
b、c 兩試管中固態(tài)物質(zhì)的熔點相同,故這兩試管中是同種物質(zhì),所以兩試管中固體的比熱容相同,故 D 正確;
由圖像知,a、b 兩試管中固態(tài)物質(zhì)熔化前吸熱時間相同(吸收熱量相同)時,升高溫度也相同,即△t 相同,但兩種固態(tài)物質(zhì)比熱容不同,由 Q=cm△t 知,兩試管中物質(zhì)的質(zhì)量不同,故 A 錯誤;
b、c 兩試管中固態(tài)物質(zhì)是同種物質(zhì)(比熱容相同),但達到 c 中固體溫度達到熔點的時間長(升高相同溫度,吸收熱量多),由 Q=cm△t 知,c 中物質(zhì)的質(zhì)量大,故 C 錯誤。
故選:D。
二、填空、作圖題(共 25 分)
【解答】解:如圖可知上方是與毛皮摩擦過的細(xì)塑料絲,下方是與毛皮摩擦過的 PVC 塑料管,它們相互排斥,說明它們帶了同種電荷,而同種電荷相互排斥;
若 PVC 塑料管帶上負(fù)電,說明細(xì)塑料絲也帶負(fù)電。故答案為:同種電荷相互排斥;負(fù)。
【解答】解:根據(jù)題目要求,兩燈并聯(lián),開關(guān)在干路上,同時控制 L1 和 L2,電流表應(yīng)串聯(lián)在 L1 支路上,由于電流大小未知,為了安全,電流表選用大量程。實物連接如圖所示:
。
【解答】解:由圖可知,電表選擇的是“﹣”和“2.5V”接線柱,因此測量的物理量是電壓,則最大測量值為 2.5V,測量范圍為 0~2.5V;
表盤上共有 5 個大格,則一個大格表示=0.5V;一個大格又分為 5 個小格,則每個小格表示為 0.1V,即分度值為 0.1V;此時指針指在 2 個大格處,所以電表的示數(shù)為 1V。故答案為:電壓;0~2.5V;0.1V;1V。
【解答】解:由圖可知,靠近 A 陶瓷片的電流方向是由 P→N,靠近 B 陶瓷片的電流方向是由 N→P,由于在電流方向是 N→P 的地方吸熱,因此上端 A 應(yīng)是半導(dǎo)體元件放熱的地方。在下方 B 處電流方向是 P→N 的地方吸熱,因此電腦發(fā)熱體在 B。
故答案為:B;弱。
【解答】解:連接后發(fā)現(xiàn)電燈亮了,但亮度明顯偏暗,說明燈泡兩端的電壓比額定電壓偏低,根據(jù)串并聯(lián)電路的電壓特點可知,造成這一現(xiàn)象的原因把充電器和燈泡串聯(lián)了 ,這樣導(dǎo)致充電器兩端的電壓小于額定電壓,從而不能正常工作;
故答案為:串;不能;充電器兩端電壓低于額定電壓。
【解答】解:(1)開關(guān) S1 和 S2 都閉合時,加熱電路只有 R1 工作,加熱電阻最小,由 P=UI=可知,熱熔器的加熱功率最大,處于加熱狀態(tài);
開關(guān) S1 閉合,S2 斷開時,R1 與 R2 串聯(lián),
12
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且由題可知 R1<R2, 所以,由 P=I2R 可知,R 的功率小于 R 的功率;
由題可知,熱熔器加熱時 R0 的電阻較大,LED 指示燈發(fā)紅光,保溫時 R0 的電阻較小, LED 指示燈發(fā)綠光,
因兩種情況下 LED 燈發(fā)光時兩端電壓保持不變,且電源電壓為 220V 不變, 所以,由串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可知,R0 兩端的電壓不變,
由 I=可知,熱熔器加熱時 R0 的電阻較大,電路中的電流較小,
即發(fā)紅光時 LED 燈的電流小于發(fā)綠光時 LED 燈的電流;
保溫狀態(tài)時,R1 與 R2 串聯(lián),則加熱電路的電功率:
P 保溫===200W。
故答案為:(1)加熱;(2)小于;(3)小于;(4)200。
【解答】解:(1)從表格數(shù)據(jù)從下往下比較可知,熔絲越粗(或直徑越大),額定電流越大;
比較表格第一列與第三列數(shù)據(jù)可知熔斷電流是額定電流的 2 倍;
從常用保險絲規(guī)格內(nèi)容可知熔絲是用鉛和銻按一定比例合成的合金絲。
故答案為:(1)熔絲越粗(或直徑越大),額定電流越大;(2)熔斷電流是額定電流的 2倍。
三、解析題(第 17 題 9 分、18 題 9 分、共 18 分) 18.【解答】解:
放煤 煤
煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量:Q =m q =2kg×3×107J/kg=6×107J;
由圖可知,經(jīng)過 6min 時間加熱后水溫由 20℃達到 80℃, 則水吸收的熱量:
吸水0
Q =cm (t﹣t )=4.2×103J/(kg?℃)×50kg×(80℃﹣20℃)=1.26×107J;
(3)煤爐燒水時的熱效率:η=×100%=×100%=21%。
答:(1)煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量為 6×107J;
經(jīng)過 6min 時間加熱,水所吸收的熱量為 1.26×107J;
煤爐燒水時的熱效率為 21%。
【解答】解:(1)由 P=UI 可得處于“高溫”擋加熱時通過座椅墊的電流為: I== =1.5A;
由電路圖知,開關(guān) S 接高溫?fù)跷粫r,電路為 R1 的簡單電路, 根據(jù) I= 可得電熱絲 R1 的阻值為:
R1= ==16Ω;
座椅墊處于“低溫”擋加熱 5min 產(chǎn)生的熱量: Q=W=P 低溫t=20W×5×60s=6×103J。
答:(1)處于“高溫”擋加熱時,通過座椅墊的電流為 1.5A;
電熱絲 R1 的阻值是 16Ω;
處于“低溫”擋加熱 5min 產(chǎn)生的熱量是 6×103J。四、實驗、探究題(第 19 題 9 分、20 題 8 分;共 17 分)
【解答】解:(1)由電路圖可知,將電源、開關(guān)、滑動變阻器 R、燈泡 L、電流表串聯(lián),電壓表并聯(lián)在燈泡兩端的電壓,由燈泡的額定電壓為 2.5V 可知,電壓表的量程為0~3V,根據(jù)圖 4 知電流表的量程為 0~0.6A,由于滑動變阻器的滑片向左移動時,電流表示數(shù)減小,說明變阻器連入電路的阻值變大,因此需將滑動變阻器的右下接線柱接入電路,實物電路如下圖所示:
如圖 3,閉合開關(guān)后,無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,兩電表的指針始終處于圖3 所示的狀態(tài),電流表示數(shù)為 0,電路可能斷路,電壓表示數(shù)達到最大值,電壓表與電流表、滑動變阻器、開關(guān)、電源間沒有斷路,則電路故障可能是小燈泡斷路;
電壓表示數(shù)為 2.5V,則小燈泡正常發(fā)光,電流表選用小量程,分度值為 0.02A,示數(shù)為 0.24A,則小燈泡的額定功率為:
P 額=U 額I 額=2.5V×0.24A=0.6W;
由圖像可知,當(dāng)溫度升高時,電壓的變化量比電流的變化量大,根據(jù) R=可知,燈絲電阻隨溫度的升高而增大;
若把兩只這樣的燈泡串聯(lián)接在 3V 的穩(wěn)壓電源上,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知每個燈泡兩端的電壓為 1.5V,
由圖像知,當(dāng)小燈泡兩端的實際電壓為 1.5V 時,通過小燈泡的電流為 0.2A, 小燈泡消耗的功率為:
P 實=U 實I 實=1.5V×0.2A=0.3W。
故答案為:(1)如上圖所示;(2)小燈泡斷路;(3)0.24;0.6;(4)增大;0.3。
【解答】解:(1)相同加熱器比較加熱時間可知吸收熱量的多少,加熱時間越長,加熱器放出的熱量越多,加熱器放出的熱量即液體吸收的熱量,由圖 2 可知升高相同的溫度, 乙的加熱時間較長,所以吸收的熱量 Qa<Qb;
已知 m 甲>m 乙,由圖 2 可知當(dāng)加熱時間為 3min 時,兩液體吸收的熱量相等,質(zhì)量大的甲液體升高的溫度多,由 Q=cmΔt 可得甲液體的比熱容小于乙液體的比熱容,判斷的依據(jù)是吸收相同的熱量,甲液體升高的溫度多;
(2)①要繼續(xù)探究“焦耳定律描述的電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系”,根據(jù)控制變量法可知需在兩個燒瓶中裝入質(zhì)量相等的同種液體,但兩燒瓶中的電阻絲的阻值不 同,
②可觀察到的現(xiàn)象是相同時間內(nèi)電阻大的燒瓶內(nèi)液體的溫度升高的快,結(jié)論是在電流和 通電時間相同時,電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多。
故答案為:(1)<;小于;吸收相同的熱量,甲液體升高的溫度多;(2)①需在兩個燒瓶中裝入質(zhì)量相等的同種液體,但兩燒瓶中的電阻絲的阻值不同;②可觀察到的現(xiàn)象是 相同時間內(nèi)電阻大的燒瓶內(nèi)液體的溫度升高的快,結(jié)論是在電流和通電時間相同時,電 阻越大,產(chǎn)生的熱量越多。

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