
1.(3分)關(guān)于家庭電路及安全用電,下列說法正確的是( )
A.為了防止觸電,必須把用電器的開關(guān)接在火線上
B.用電器起火,可以迅速用水將火撲滅
C.家庭電路中空氣開關(guān)跳閘,一定是電路中某處發(fā)生短路
D.家庭電路中,同時(shí)工作的用電器越多,總電阻越大
2.(3分)下列說法中正確的是( )
A.雪花在寒風(fēng)中飛舞,是因?yàn)闃?gòu)成雪花的分子在做雜亂無章的熱運(yùn)動(dòng)
B.溫度越高擴(kuò)散現(xiàn)象進(jìn)行得越快,說明分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度跟溫度有關(guān)
C.氣球內(nèi)的氣體對(duì)氣球有壓力作用,說明球內(nèi)氣體分子之間存在斥力
D.裝滿石子的瓶子還可裝進(jìn)許多細(xì)沙,說明分子之間有距離
3.(3分)關(guān)于溫度、內(nèi)能、熱量,下列說法中正確的是( )
A.一塊0℃的鐵塊,可能不具有內(nèi)能
B.鋁塊的內(nèi)能增加,它一定吸收了熱量
C.冰塊熔化時(shí)溫度不變,其內(nèi)能一定不變
D.溫度相同的兩杯水,它們的內(nèi)能可能不同
4.(3分)如圖所示的電路中,電阻阻值R1>R2。閉合開關(guān)S后,兩塊電流表A1、A2的示數(shù)分別為I1、I2,R1和R2的兩端電壓分別為U1、U2。下列判斷中正確的是( )
A.U1>U2B.U1<U2C.I1>2I2D.I1<2I2
5.(3分)如圖所示的實(shí)驗(yàn),在軟木塞沖出試管口的過程中,下列說法正確的是( )
A.水蒸氣對(duì)軟木塞做功,水蒸氣的內(nèi)能增大
B.水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞的機(jī)械能
C.軟木塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為水蒸氣的內(nèi)能
D.能量的轉(zhuǎn)化形式與熱機(jī)壓縮沖程相同
6.(3分)關(guān)于研究磁場(chǎng)的方法和磁場(chǎng)的描述,下列說法中正確的是( )
A.磁感線是磁體周圍空間實(shí)際存在的曲線
B.用磁感線可以形象地描述磁場(chǎng)的分布情況
C.磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向由放在該點(diǎn)的小磁針決定
D.在磁體周圍撒鐵屑可以判斷該磁體周圍的磁場(chǎng)方向
7.(3分)如圖所示,從甲地通過兩條輸電線向乙地用戶供電,若甲地電源電壓恒為U,當(dāng)乙地用戶用電時(shí),下列說法正確的是( )
A.輸電線上消耗的電功率為
B.用戶使用的用電器兩端電壓為U
C.當(dāng)用戶使用的用電器增多時(shí),輸電線的電流減小
D.當(dāng)用戶使用的用電器增多時(shí),輸電線上因發(fā)熱損失的功率增大
二、填空題(本大題7小題,每空1分,共21分)
8.(3分)驗(yàn)電器是檢測(cè)物體是否帶電的儀器。如圖所示,金屬球與金屬箔之間用金屬桿連接,金屬桿與圓形支架之間必須是用 (選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”)材料相隔。若將帶電體接觸驗(yàn)電器的金屬球,金屬箔就會(huì)張開,是因?yàn)閮蓚€(gè)金屬箔片帶 (選填“同種”或“異種”)電荷,相互 (選填“吸引”或“排斥”)。
9.(3分)將蘋果放到紙箱里,在箱外就能聞到蘋果的香味,這是 現(xiàn)象,該現(xiàn)象說明分子在不停地做 ;火箭發(fā)射過程中,火箭外殼和大氣摩擦后溫度越來越高,這是通過 的方式改變了火箭外殼的內(nèi)能。
10.(3分)電爐通電后電爐絲發(fā)熱逐漸變紅,此過程 能轉(zhuǎn)化為 能,電爐絲熱的發(fā)紅而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱,原因是導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn) (選填“大于”或“小于”)電爐絲的電阻。
11.(3分)某單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的其中一個(gè)沖程剖面圖如圖所示,由圖可知,該內(nèi)燃機(jī)是 (選填“汽油機(jī)”或“柴油機(jī)”),該沖程是 沖程。若該內(nèi)燃機(jī)一個(gè)工作循環(huán)對(duì)外做功30kJ,則燃料完全燃燒所放出的熱量一定 (選填“大于”、“等于”或“小于”)30kJ。
12.(3分)標(biāo)有“6V 1.5W”的白熾小燈泡,通過它的電流隨其兩端電壓變化的圖像如圖所示,該燈泡正常工作時(shí)的電阻為 Ω;若把這只燈泡與一個(gè)20Ω的定值電阻并聯(lián)接在電壓為4V的電源兩端,則電路的總電流為 A,燈泡10s內(nèi)產(chǎn)熱是 J。
13.(3分)如圖所示的電路中,電源兩端的電壓保持不變,閉合開關(guān)S后小燈泡L正常發(fā)光?,F(xiàn)保持開關(guān)閉合,電流表的示數(shù) ,電壓表的示數(shù) ,小燈泡的功率 。(以上三空選填“變大”“變小”或“不變”)
14.(3分)用如圖所示電路測(cè)量未知電阻的實(shí)驗(yàn)中,其中Rx是待測(cè)電阻,R是滑動(dòng)變阻器,R0是電阻箱。實(shí)驗(yàn)中,首先按電路圖連好電路,并將R0和R的阻值均調(diào)至最大;只閉合開關(guān)S1和S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R到適當(dāng)位置,讀出電流表示數(shù)為I,并記錄1和S3,調(diào)節(jié) (選填R0或R),使電流表示數(shù)仍為I,記錄下此時(shí)電阻箱的阻值為R0。則待測(cè)電阻Rx的阻值為 (選用題目中給定的R、R0、I來表示)。這種物理研究方法叫做 法。
三、作圖題(共7分)
15.(2分)在如圖電路中,有三根導(dǎo)線尚未連接,請(qǐng)用筆畫線補(bǔ)上。要求:電壓表測(cè)小燈泡兩端電壓,向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí),小燈泡變亮。
16.(2分)如圖所示,某智能鎖通過指紋開關(guān)S1或密碼開關(guān)S2均可解鎖,用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)代表解鎖成功,請(qǐng)把電路連接完整。
17.(3分)如圖,請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,將三孔插座、開關(guān)和電燈分別接入電路。
四、實(shí)驗(yàn)題(本大題3小題,共19分)
18.(4分)如圖是小明家的電能表,圖中電表示數(shù)為 kW?h。根據(jù)表盤上的數(shù)據(jù)可知,他家同時(shí)使用的用電器總功率不能超過 W,就一個(gè)銘牌上標(biāo)有“220V 1500W”字樣的微波爐單獨(dú)正常工作2min,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)加快,說明電路中的總功率 (選填“變大”“變小”或“不變”)。
19.(3分)小明想探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量Q與導(dǎo)體電阻R的關(guān)系。他選用了以下實(shí)驗(yàn)器材:兩個(gè)完全相同的燒瓶,燒瓶?jī)?nèi)分別裝有相同質(zhì)量和初溫均為t0的煤油,相同的溫度計(jì)A和B和阻值為R1和R2的電阻絲(R1<R2),還有滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線。他連接了如圖所示的電路,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):閉合開關(guān)面通電一段時(shí)間后A,溫度計(jì)B的示數(shù)為tB,發(fā)現(xiàn) < 。請(qǐng)根據(jù)以上敘述回答下列問題。
①實(shí)驗(yàn)中用 反映電流通過電熱絲產(chǎn)生熱量的多少。
②通過上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,小亮得到的結(jié)論是:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與 大小有關(guān)。
③若小亮繼續(xù)研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量Q與電流I的關(guān)系,在不改變?cè)娐返那闆r下,除了需要添加停表之外 。
20.(7分)小明用如圖甲所示電路探究電流與電阻的關(guān)系,電源電壓恒為3V,電阻R有四個(gè)定值阻值(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω),兩只滑動(dòng)變阻器(規(guī)格分別為①“10Ω,2A”和②“20Ω,1A”)供選用
(1)小明將電路接好后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表示數(shù)均為0。他將一根導(dǎo)線的一端接電源正極,當(dāng)接觸到d時(shí),電流表、電壓表開始有示數(shù)。則電路中的故障可能是 (填序號(hào))。
A.滑動(dòng)變阻器RP斷路
B.電阻R短路
C.電阻R斷路
(2)排除故障并將問題元件進(jìn)行同規(guī)格更換,此時(shí)R的阻值為5Ω。閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器到適當(dāng)位置,電流表示數(shù)如圖乙所示,為 A。
(3)將R阻值換成10Ω,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P向 (選填“左”或“右”)端滑動(dòng),使電壓表示數(shù)為 V,記錄數(shù)據(jù)。將R阻值換成15Ω重復(fù)上述操作。為提高結(jié)論的可靠性,換用阻值為25Ω的電阻繼續(xù)上述實(shí)驗(yàn) (填序號(hào))。
(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),小明作了如圖丙所示的I﹣R圖象。根據(jù)圖象 (選填“可以”或“不可以”)判斷I與R的定量關(guān)系。
21.(5分)小明在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率。
(1)如圖甲所示是小明連接的實(shí)物電路。閉合開關(guān)S前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)到 (選填“左”或“右”)端。
(2)閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P到某一位置,觀察到電壓表和電流表的示數(shù)分別如圖乙、丙所示 V,小燈泡的額定功率為 W;小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻RL= Ω。(結(jié)果保留一位小數(shù))
(3)小明在實(shí)驗(yàn)中,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P,測(cè)得多組電壓值和電流值 。
五、計(jì)算題(本大題2小題,共13分)
22.(7分)如圖所示,電源兩端的電壓為6V且保持不變,定值電阻R1的阻值為20Ω。閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片處于某位置時(shí),電流表的示數(shù)為0.4A,求:
(1)滑動(dòng)變阻器R2接入電路的阻值;
(2)10s內(nèi)電流通過電阻R1做的功。
23.(6分)額定功率為3000W的電熱水器正常工作時(shí),把質(zhì)量為60kg的水從20℃加熱到70℃。已知c水=4.2×103J/(kg?℃),不計(jì)熱量損失,求:
(1)水吸收的熱量;
(2)加熱所需要的時(shí)間。
六、綜合能力題(本大題3小題,共19分)
24.(7分)小明在探究導(dǎo)體電阻的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,猜想可能跟導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān)。小明利用老師提供的裝有三種規(guī)格電阻絲的實(shí)驗(yàn)盤(如圖甲所示),設(shè)計(jì)了一個(gè)電路(如圖乙所示),其中M、N之間接入電阻絲。
(1)小明探究電阻跟長(zhǎng)度的關(guān)系時(shí),先把M接1、N接2,觀察燈泡亮度,再將M接1、N接3,發(fā)現(xiàn)燈泡亮度變暗 ;
(2)小明探究電阻跟橫截面積的關(guān)系時(shí),先把M接1、N接2,觀察燈泡亮度,同時(shí)將2和4連接起來、 和 連接起來,改變接入電阻絲的橫截面積,再觀察燈泡的亮度;
(3)小明探究電阻跟材料的關(guān)系時(shí),可用M、N分別接1、2和 ,觀察燈泡亮度變化,分析比較得出結(jié)論;
(4)在上面的實(shí)驗(yàn)中,電阻的大小并不能直接觀察,而是通過燈泡的亮度反映出來的 法;
(5)小明覺得只看亮度并不能準(zhǔn)確判斷電阻的大小,最好在電路中加入 ,這樣判斷會(huì)更準(zhǔn)確。
25.(6分)小明設(shè)計(jì)了一款電子測(cè)溫計(jì),電路如圖甲所示.溫度表由量程為3V的電壓表改裝而成,電源電壓為6V,熱敏電阻的阻值Rt隨溫度t變化的關(guān)系如圖乙所示。
(1)溫度表是 聯(lián)在Rt兩端的。
(2)隨溫度升高,該熱敏電阻的阻值 ,溫度表示數(shù) (以上兩空選填“增大”或“減小”)。
(3)小明所設(shè)計(jì)的電路溫度表能測(cè)得最高溫度是 ℃,0℃刻度線 (選填“在”或“不在”)電壓表零刻度處。
(4))若電源電壓增大3V,R增大45Ω,電路可測(cè)量的最高溫度將 (選填“增大”、“減小”或“不變”)。
26.(6分)閱讀短文,回答問題。
空氣發(fā)電機(jī)
清潔能源被認(rèn)為是未來的趨勢(shì)。一種發(fā)電裝置名為“空氣發(fā)電機(jī)”,可以直接利用空氣中的水分發(fā)電,這項(xiàng)技術(shù)未來可能會(huì)對(duì)可再生能源、氣候變化和醫(yī)療領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。
如圖所示,這種“空氣發(fā)電機(jī)”主要由微生物地桿菌產(chǎn)生的導(dǎo)電蛋白納米線形成了7微米的薄膜構(gòu)成,薄膜的底部和頂部各有一個(gè)電極。當(dāng)?shù)鞍准{米線與電極相連后,水分子被分解成氫離子和氧離子,導(dǎo)致電荷在薄膜頂部聚集,從而產(chǎn)生電能。
此外,“空氣發(fā)電機(jī)”在濕度為45%的空氣中效果最好,但即便在極度干燥的地方,一樣能發(fā)電,這與太陽能和風(fēng)能等可再生能源相比,它不需要風(fēng)力和太陽,在室內(nèi)也能運(yùn)行。
不過這種“空氣發(fā)電機(jī)”產(chǎn)生的電量十分有限,單個(gè)設(shè)備只能產(chǎn)生約0.5V的持續(xù)電壓,電流密度約為1.7×10﹣2mA/cm2,需要多個(gè)設(shè)備一起運(yùn)行才能實(shí)現(xiàn)供電。
(1)“空氣發(fā)電機(jī)”在濕度為 的空氣中發(fā)電效果最好。
(2)下列關(guān)于“空氣發(fā)電機(jī)”的說法錯(cuò)誤的有 。
A.“空氣發(fā)電機(jī)”主要由微生物地桿菌構(gòu)成
B.“空氣發(fā)電機(jī)”可以在室內(nèi)運(yùn)行
C.“空氣發(fā)電機(jī)”工作時(shí)將水分子分解成氫離子和氧離子
D.“空氣發(fā)電機(jī)”違背了能量守恒定律
(3)72個(gè)“空氣發(fā)電機(jī)”串聯(lián)的電源,其輸出的總電壓 (選填“會(huì)”或“不會(huì)”)對(duì)人體造成傷害。“空氣發(fā)電機(jī)”在發(fā)電過程中,將 (選填“化學(xué)”或“機(jī)械”)能轉(zhuǎn)化為電能。
(4)若讓5個(gè)薄膜為4cm2的“空氣發(fā)電機(jī)”同時(shí)工作,在1h內(nèi)產(chǎn)生的電能為 J,能讓標(biāo)有“2.5V,0.75W”的小燈泡正常工作 s。
2023-2024學(xué)年廣東省江門市培英中學(xué)九年級(jí)(上)月考物理試卷(12月份)
參考答案與試題解析
一、單項(xiàng)選擇題(本大題7小題,每小題3分,共21分)在每小題列出的四個(gè)小項(xiàng)中,只有一個(gè)是正確的。
1.(3分)關(guān)于家庭電路及安全用電,下列說法正確的是( )
A.為了防止觸電,必須把用電器的開關(guān)接在火線上
B.用電器起火,可以迅速用水將火撲滅
C.家庭電路中空氣開關(guān)跳閘,一定是電路中某處發(fā)生短路
D.家庭電路中,同時(shí)工作的用電器越多,總電阻越大
【答案】A
【解答】解:
A、家庭電路的開關(guān),這樣斷開開關(guān)時(shí),更安全;
B、家用電器起火時(shí),不能立即用水去撲滅,易發(fā)生觸電事故;
C、家庭電路中的空氣開關(guān)跳閘,也可能是用電器總功率過大;
D、家庭電路中各用電器是并聯(lián)的,相當(dāng)于增大了橫截面積,故D錯(cuò)誤;
故選:A。
2.(3分)下列說法中正確的是( )
A.雪花在寒風(fēng)中飛舞,是因?yàn)闃?gòu)成雪花的分子在做雜亂無章的熱運(yùn)動(dòng)
B.溫度越高擴(kuò)散現(xiàn)象進(jìn)行得越快,說明分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度跟溫度有關(guān)
C.氣球內(nèi)的氣體對(duì)氣球有壓力作用,說明球內(nèi)氣體分子之間存在斥力
D.裝滿石子的瓶子還可裝進(jìn)許多細(xì)沙,說明分子之間有距離
【答案】B
【解答】解:A、雪花在寒風(fēng)中飛舞,故A錯(cuò)誤;
B、溫度越高分子運(yùn)動(dòng)得越劇烈,說明分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度跟溫度有關(guān);
C、氣球內(nèi)的氣體對(duì)氣球有壓力作用,故C錯(cuò)誤;
D、裝滿石子的瓶子還可裝進(jìn)許多細(xì)沙,不能說明分子之間有距離。
故選:B。
3.(3分)關(guān)于溫度、內(nèi)能、熱量,下列說法中正確的是( )
A.一塊0℃的鐵塊,可能不具有內(nèi)能
B.鋁塊的內(nèi)能增加,它一定吸收了熱量
C.冰塊熔化時(shí)溫度不變,其內(nèi)能一定不變
D.溫度相同的兩杯水,它們的內(nèi)能可能不同
【答案】D
【解答】解:
A、任何物體都具有內(nèi)能;
B、鋁塊的內(nèi)能增加,也可能是外界對(duì)物體做了功;
C、冰是晶體,吸收熱量,但溫度不變;
D、因?yàn)閮?nèi)能與物體的質(zhì)量,溫度相同的兩杯水,故它們的內(nèi)能可能不同。
故選:D。
4.(3分)如圖所示的電路中,電阻阻值R1>R2。閉合開關(guān)S后,兩塊電流表A1、A2的示數(shù)分別為I1、I2,R1和R2的兩端電壓分別為U1、U2。下列判斷中正確的是( )
A.U1>U2B.U1<U2C.I1>2I2D.I1<2I2
【答案】D
【解答】解:由電路圖知,兩電阻并聯(lián)1測(cè)干路電流,A2測(cè)R7支路電流;
(1)因并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等,所以U1=U2,故AB錯(cuò)誤;
(2)因?yàn)閁5=U2,且R1>R4,由I=可知,IR1<IR2,且IR3=I2,
因并聯(lián)電路中,干路電流等于各支路電流之和R1=I2﹣I2,IR2=I4,即(I1﹣I2)<I6,即I1<2I8,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選:D。
5.(3分)如圖所示的實(shí)驗(yàn),在軟木塞沖出試管口的過程中,下列說法正確的是( )
A.水蒸氣對(duì)軟木塞做功,水蒸氣的內(nèi)能增大
B.水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞的機(jī)械能
C.軟木塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為水蒸氣的內(nèi)能
D.能量的轉(zhuǎn)化形式與熱機(jī)壓縮沖程相同
【答案】B
【解答】解:ABC、圖中的水蒸氣對(duì)軟木塞做功,水蒸氣的內(nèi)能減小,故AC錯(cuò)誤;
D、圖中的能量轉(zhuǎn)化是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
6.(3分)關(guān)于研究磁場(chǎng)的方法和磁場(chǎng)的描述,下列說法中正確的是( )
A.磁感線是磁體周圍空間實(shí)際存在的曲線
B.用磁感線可以形象地描述磁場(chǎng)的分布情況
C.磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向由放在該點(diǎn)的小磁針決定
D.在磁體周圍撒鐵屑可以判斷該磁體周圍的磁場(chǎng)方向
【答案】B
【解答】解:A、磁感線是為了研究方便引入的假想的有方向的曲線,故A錯(cuò)誤;
B、用磁感線可以形象地描述磁場(chǎng)的分布情況,故B正確;
C、磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向與放在該點(diǎn)小磁針靜止時(shí)北極指的方向一致,故C錯(cuò)誤;
D、利用鐵屑可以判斷磁體周圍磁場(chǎng)分布情況,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
7.(3分)如圖所示,從甲地通過兩條輸電線向乙地用戶供電,若甲地電源電壓恒為U,當(dāng)乙地用戶用電時(shí),下列說法正確的是( )
A.輸電線上消耗的電功率為
B.用戶使用的用電器兩端電壓為U
C.當(dāng)用戶使用的用電器增多時(shí),輸電線的電流減小
D.當(dāng)用戶使用的用電器增多時(shí),輸電線上因發(fā)熱損失的功率增大
【答案】D
【解答】解:A.由于導(dǎo)線的電阻較小r要遠(yuǎn)小于電源電壓U,輸電線上消耗的電功率應(yīng)為;
B.由于導(dǎo)線有一定的電阻,導(dǎo)線會(huì)分擔(dān)一定的電壓,故B錯(cuò)誤;
C.由并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和可知,干路電流增大,故C錯(cuò)誤;
D.當(dāng)用戶使用的用電器增多時(shí),由P熱=I2r可知,輸電線上因發(fā)熱而損失的功率增大。
故選:D。
二、填空題(本大題7小題,每空1分,共21分)
8.(3分)驗(yàn)電器是檢測(cè)物體是否帶電的儀器。如圖所示,金屬球與金屬箔之間用金屬桿連接,金屬桿與圓形支架之間必須是用 絕緣體 (選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”)材料相隔。若將帶電體接觸驗(yàn)電器的金屬球,金屬箔就會(huì)張開,是因?yàn)閮蓚€(gè)金屬箔片帶 同種 (選填“同種”或“異種”)電荷,相互 排斥 (選填“吸引”或“排斥”)。
【答案】絕緣體;同種;排斥
【解答】解:為了防止電荷被導(dǎo)走,金屬桿與圓形支架之間必須是用絕緣體材料相隔;
驗(yàn)電器是用來檢驗(yàn)物體是否帶電的儀器;用帶電體接觸驗(yàn)電器的金屬球時(shí),兩片金屬箔會(huì)帶上同種電荷。
故答案為:絕緣體;同種。
9.(3分)將蘋果放到紙箱里,在箱外就能聞到蘋果的香味,這是 擴(kuò)散 現(xiàn)象,該現(xiàn)象說明分子在不停地做 無規(guī)則運(yùn)動(dòng) ;火箭發(fā)射過程中,火箭外殼和大氣摩擦后溫度越來越高,這是通過 做功 的方式改變了火箭外殼的內(nèi)能。
【答案】擴(kuò)散;無規(guī)則運(yùn)動(dòng);做功
【解答】解:(1)將蘋果放到紙箱里,在箱外就能聞到蘋果的香味,是由于分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)形成的;
(2)火箭外殼和大氣摩擦,通過做功,使火箭外殼的溫度越來越高。
故答案為:擴(kuò)散;無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
10.(3分)電爐通電后電爐絲發(fā)熱逐漸變紅,此過程 電 能轉(zhuǎn)化為 內(nèi) 能,電爐絲熱的發(fā)紅而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱,原因是導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn) 小于 (選填“大于”或“小于”)電爐絲的電阻。
【答案】電;內(nèi);小于。
【解答】解:電爐通電后電爐絲發(fā)熱逐漸變紅,此過程電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;
電爐絲與導(dǎo)線串聯(lián),通過電爐絲與導(dǎo)線中的電流相同,根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知導(dǎo)線電阻產(chǎn)生的熱量遠(yuǎn)小于電爐絲產(chǎn)生的熱量,故電爐絲熱的發(fā)紅而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱。
故答案為:電;內(nèi);小于。
11.(3分)某單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的其中一個(gè)沖程剖面圖如圖所示,由圖可知,該內(nèi)燃機(jī)是 汽油機(jī) (選填“汽油機(jī)”或“柴油機(jī)”),該沖程是 吸氣 沖程。若該內(nèi)燃機(jī)一個(gè)工作循環(huán)對(duì)外做功30kJ,則燃料完全燃燒所放出的熱量一定 大于 (選填“大于”、“等于”或“小于”)30kJ。
【答案】汽油機(jī);吸氣;大于。
【解答】解:(1)由圖可知,內(nèi)燃機(jī)的頂端是火花塞;
(2)圖中內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門打開,排氣門關(guān)閉,是吸氣沖程;
(3)熱機(jī)在工作過程中,排放廢氣等會(huì)帶走大量的熱量,則燃料完全燃燒所放出的熱量一定大于30kJ。
故答案為:汽油機(jī);吸氣。
12.(3分)標(biāo)有“6V 1.5W”的白熾小燈泡,通過它的電流隨其兩端電壓變化的圖像如圖所示,該燈泡正常工作時(shí)的電阻為 24 Ω;若把這只燈泡與一個(gè)20Ω的定值電阻并聯(lián)接在電壓為4V的電源兩端,則電路的總電流為 0.4 A,燈泡10s內(nèi)產(chǎn)熱是 8 J。
【答案】24;0.4;8。
【解答】解:
(1)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓UL=6V,功率PL=1.4W,
由P=UI=可得L===24Ω;
(2)若把這只燈泡與一個(gè)20Ω的定值電阻R并聯(lián)接在電壓為4V的電源兩端,
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,
所以,通過定值電阻的電流:IR===7.2A,
由圖像可知,通過燈泡的電流IL′=0.8A,
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
所以,電路的總電流:I=IL′+IR=0.2A+3.2A=0.7A,
燈泡10s內(nèi)產(chǎn)熱:Q=W=UIL′t=4V×0.7A×10s=8J。
故答案為:24;0.7;8。
13.(3分)如圖所示的電路中,電源兩端的電壓保持不變,閉合開關(guān)S后小燈泡L正常發(fā)光?,F(xiàn)保持開關(guān)閉合,電流表的示數(shù) 變小 ,電壓表的示數(shù) 變大 ,小燈泡的功率 變小 。(以上三空選填“變大”“變小”或“不變”)
【答案】變??;變大;變小。
【解答】解:由圖可知,燈泡和變阻器串聯(lián),電流表測(cè)量電路中的電流。
將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng),變阻器連入電路的電阻變大,由歐姆定律可知當(dāng)電源電壓一定時(shí),即電流表的示數(shù)變小,即電壓表示數(shù)變大,通過燈泡的電流和燈泡兩端的電壓均變小。
故答案為:變??;變大。
14.(3分)用如圖所示電路測(cè)量未知電阻的實(shí)驗(yàn)中,其中Rx是待測(cè)電阻,R是滑動(dòng)變阻器,R0是電阻箱。實(shí)驗(yàn)中,首先按電路圖連好電路,并將R0和R的阻值均調(diào)至最大;只閉合開關(guān)S1和S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R到適當(dāng)位置,讀出電流表示數(shù)為I,并記錄1和S3,調(diào)節(jié) R0 (選填R0或R),使電流表示數(shù)仍為I,記錄下此時(shí)電阻箱的阻值為R0。則待測(cè)電阻Rx的阻值為 R0 (選用題目中給定的R、R0、I來表示)。這種物理研究方法叫做 等效替代 法。
【答案】R0;R0;等效替代。
【解答】解:由等效替代法可知,當(dāng)閉合開關(guān)S1,只閉合開關(guān)S2或S4時(shí),保持滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值保持不變,使電流表的示數(shù)相同x和電阻箱R0的阻值是等效電阻,故實(shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)在圖示電路中,按電路圖連好電路0和R的阻值均調(diào)至最大,
(2)只閉合開關(guān)S6和S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R到適當(dāng)位置,讀出電流表示數(shù)為I,
(3)下一步只閉合開關(guān)S1和S5,調(diào)節(jié)R0,使電流表示數(shù)仍為I,
(4)讀出電阻箱接入電路的阻值R0,由于兩次電流表示數(shù)相同,則兩次的總電阻相同x十R=R6+R,所以Rx=R0。運(yùn)用了等效替代法。
故答案為:R0;R7;等效替代。
三、作圖題(共7分)
15.(2分)在如圖電路中,有三根導(dǎo)線尚未連接,請(qǐng)用筆畫線補(bǔ)上。要求:電壓表測(cè)小燈泡兩端電壓,向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí),小燈泡變亮。
【答案】。
【解答】解:電壓表測(cè)小燈泡兩端電壓,則電壓表與小燈泡并聯(lián)接入電路中,所以電壓表選用小量程,向左端移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí),這說明滑動(dòng)變阻器與小燈泡串聯(lián)接入電路中,說明通過燈泡的電流變大,電路中的總電阻變小,所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)接左下接線柱
。
16.(2分)如圖所示,某智能鎖通過指紋開關(guān)S1或密碼開關(guān)S2均可解鎖,用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)代表解鎖成功,請(qǐng)把電路連接完整。
【答案】
【解答】解:經(jīng)分析可知,開關(guān)S1、S2互不影響即為并聯(lián),均可以控制電動(dòng)機(jī)
17.(3分)如圖,請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,將三孔插座、開關(guān)和電燈分別接入電路。
【答案】見解答。
【解答】解:由圖知,中間與三孔插座左孔連接的應(yīng)該是零線,則上方的導(dǎo)線應(yīng)該是火線。
(1)三孔插座的接法:上孔接地線;左孔接零線;
(2)燈泡的接法:火線先進(jìn)入開關(guān),再進(jìn)入燈泡頂端的金屬點(diǎn),這樣在斷開開關(guān)時(shí)能切斷火線。
如圖所示:。
四、實(shí)驗(yàn)題(本大題3小題,共19分)
18.(4分)如圖是小明家的電能表,圖中電表示數(shù)為 1123.4 kW?h。根據(jù)表盤上的數(shù)據(jù)可知,他家同時(shí)使用的用電器總功率不能超過 4400 W,就一個(gè)銘牌上標(biāo)有“220V 1500W”字樣的微波爐單獨(dú)正常工作2min,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn) 30 轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)加快,說明電路中的總功率 變大 (選填“變大”“變小”或“不變”)。
【答案】1123.4;4400;30;變大
【解答】解:電能表最后一位表示十分位,由圖可知電能表的示數(shù)為1123.4kW?h。
由電能表參數(shù)可知,電能表正常工作時(shí)的電壓為220V,他家同時(shí)使用用電器的最大總功率:P最大=UI最大=220V×20A=4400W;
微波爐正常工作電功率P=P額=1500W=1.5kW,t=2min=h,
消耗的電能:W=Pt=8.5kW×h=7.05kW?h;
電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù):n=0.05kW?h×600revs/kW?h=30r;
電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)變快,說明相同時(shí)間內(nèi)消耗的電能變多可知。
故答案為:1123.4;4400;變大。
19.(3分)小明想探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量Q與導(dǎo)體電阻R的關(guān)系。他選用了以下實(shí)驗(yàn)器材:兩個(gè)完全相同的燒瓶,燒瓶?jī)?nèi)分別裝有相同質(zhì)量和初溫均為t0的煤油,相同的溫度計(jì)A和B和阻值為R1和R2的電阻絲(R1<R2),還有滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線。他連接了如圖所示的電路,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):閉合開關(guān)面通電一段時(shí)間后A,溫度計(jì)B的示數(shù)為tB,發(fā)現(xiàn) tA < tB 。請(qǐng)根據(jù)以上敘述回答下列問題。
①實(shí)驗(yàn)中用 溫度計(jì)升高的溫度 反映電流通過電熱絲產(chǎn)生熱量的多少。
②通過上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,小亮得到的結(jié)論是:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與 電阻 大小有關(guān)。
③若小亮繼續(xù)研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量Q與電流I的關(guān)系,在不改變?cè)娐返那闆r下,除了需要添加停表之外 電流表 。
【答案】tA;tB;
①溫度計(jì)升高的溫度;
②電阻;
③電流表。
【解答】解:R1和R2的電阻絲(R2<R2)串聯(lián),通電時(shí)間和電流相同2Rt可知R4比R2的電阻絲產(chǎn)生熱量少,即tA<tB;
①實(shí)驗(yàn)中通過觀察溫度計(jì)升高的溫度來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少;
②電流和通電時(shí)間相同時(shí),電流通過電阻產(chǎn)生的熱量跟電阻阻值大小有關(guān),產(chǎn)生熱量越多;
③探究電流通過電阻時(shí)產(chǎn)生的熱量Q與電流I的關(guān)系時(shí),應(yīng)控制時(shí)間和電阻阻值是相同的。
故答案為:tA;tB;
①溫度計(jì)升高的溫度;
②電阻;
③電流表。
20.(7分)小明用如圖甲所示電路探究電流與電阻的關(guān)系,電源電壓恒為3V,電阻R有四個(gè)定值阻值(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω),兩只滑動(dòng)變阻器(規(guī)格分別為①“10Ω,2A”和②“20Ω,1A”)供選用
(1)小明將電路接好后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表示數(shù)均為0。他將一根導(dǎo)線的一端接電源正極,當(dāng)接觸到d時(shí),電流表、電壓表開始有示數(shù)。則電路中的故障可能是 A (填序號(hào))。
A.滑動(dòng)變阻器RP斷路
B.電阻R短路
C.電阻R斷路
(2)排除故障并將問題元件進(jìn)行同規(guī)格更換,此時(shí)R的阻值為5Ω。閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器到適當(dāng)位置,電流表示數(shù)如圖乙所示,為 0.4 A。
(3)將R阻值換成10Ω,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P向 右 (選填“左”或“右”)端滑動(dòng),使電壓表示數(shù)為 2 V,記錄數(shù)據(jù)。將R阻值換成15Ω重復(fù)上述操作。為提高結(jié)論的可靠性,換用阻值為25Ω的電阻繼續(xù)上述實(shí)驗(yàn) ② (填序號(hào))。
(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),小明作了如圖丙所示的I﹣R圖象。根據(jù)圖象 可以 (選填“可以”或“不可以”)判斷I與R的定量關(guān)系。
【答案】(1)A;(2)0.4;(3)右;2;②;(4)可以。
【解答】解:(1)由題意,閉合開關(guān)后,另一端依次試觸a、b,電流表,說明電源正極和c之外的電路有斷路,當(dāng)試觸d接線柱時(shí)、電壓表有示數(shù)且讀數(shù)較大、電壓表與電源連通,故選A;
(2)由圖乙可知,電流表選擇的量程為0﹣0.8A,電流表的示數(shù)為:I=0.4A;
(3)根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知,將定值電阻由6Ω改接成10Ω的電阻,其分得的電壓增大;
探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知,應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓,應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻,使電壓表的示數(shù)保持2V不變;
換用阻值為25Ω的電阻時(shí),R=25Ω,由歐姆定律可得==6.08A,
電阻兩端的電壓始終保持UV=2V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律P=U﹣UV=3V﹣7V=1V,
滑動(dòng)變阻器接入電阻:RP===12.5Ω>10Ω,即為②;
(4)小明做出了如圖丁所示的I﹣R圖象,由于此圖線為曲線,說明電壓一定時(shí)。
故答案為:(1)A;(2)0.7;2;②;(4)可以。
21.(5分)小明在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率。
(1)如圖甲所示是小明連接的實(shí)物電路。閉合開關(guān)S前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)到 左 (選填“左”或“右”)端。
(2)閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P到某一位置,觀察到電壓表和電流表的示數(shù)分別如圖乙、丙所示 2.5 V,小燈泡的額定功率為 0.75 W;小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻RL= 8.3 Ω。(結(jié)果保留一位小數(shù))
(3)小明在實(shí)驗(yàn)中,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P,測(cè)得多組電壓值和電流值 燈泡在不同電壓下的功率不同 。
【答案】(1)左;(2)2.5;0.75;8.3;(3)燈泡在不同電壓下的功率不同。
【解答】解:(1)為了保護(hù)電路,閉合開關(guān)實(shí)驗(yàn)前,由圖知,所以滑片應(yīng)移到阻值最大的左端;
(2)燈泡在額定電壓下正常發(fā)光,圖2甲中電壓表選用小量程,示數(shù)為2.6V燈泡的額定電壓,圖2乙中電流表選用小量程,示數(shù)為0.6A,
則小燈泡的額定功率是:
P額=U額I額=2.5V×6.3A=0.75W,
由I=可知
RL==≈8.3Ω;
(3)測(cè)量小燈泡的電功率不需要多次測(cè)量求平均值,原因是燈泡在不同電壓下的功率不同。
故答案為:(1)左;(2)8.5;8.4。
五、計(jì)算題(本大題2小題,共13分)
22.(7分)如圖所示,電源兩端的電壓為6V且保持不變,定值電阻R1的阻值為20Ω。閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片處于某位置時(shí),電流表的示數(shù)為0.4A,求:
(1)滑動(dòng)變阻器R2接入電路的阻值;
(2)10s內(nèi)電流通過電阻R1做的功。
【答案】(1)滑動(dòng)變阻器R2接入電路的阻值為60Ω;
(2)10s內(nèi)電流通過電阻R1做的功為18J。
【解答】解:(1)閉合開關(guān)S,定值電阻和滑動(dòng)變阻器并聯(lián)。
根據(jù)歐姆定律可知通過R1的電流I1===0.4A,
根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知通過滑動(dòng)變阻器的電流I2=I﹣I1=6.4A﹣0.3A=0.1A,
根據(jù)歐姆定律可知滑動(dòng)變阻器R2接入電路的阻值R2===60Ω;
(2)10s內(nèi)電流通過電阻R7做的功W=UI1t=6V×2.3A×10s=18J。
答:(1)滑動(dòng)變阻器R2接入電路的阻值為60Ω;
(2)10s內(nèi)電流通過電阻R4做的功為18J。
23.(6分)額定功率為3000W的電熱水器正常工作時(shí),把質(zhì)量為60kg的水從20℃加熱到70℃。已知c水=4.2×103J/(kg?℃),不計(jì)熱量損失,求:
(1)水吸收的熱量;
(2)加熱所需要的時(shí)間。
【答案】(1)水吸收的熱量為1.26×107J;
(2)加熱所需要的時(shí)間為4200s。
【解答】解:(1)使水溫由20℃升高到70℃,水需要吸收熱量為:
Q吸=c水mΔt=4.2×105J/(kg?℃)×60kg×(70℃﹣20℃)=1.26×107J;
(2)不計(jì)熱量損失,電熱絲所產(chǎn)生熱量的全部被水吸收放=Q吸=W=Pt得加熱所需要的時(shí)間:t====4200s。
答:(1)水吸收的熱量為1.26×107J;
(2)加熱所需要的時(shí)間為4200s。
六、綜合能力題(本大題3小題,共19分)
24.(7分)小明在探究導(dǎo)體電阻的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,猜想可能跟導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān)。小明利用老師提供的裝有三種規(guī)格電阻絲的實(shí)驗(yàn)盤(如圖甲所示),設(shè)計(jì)了一個(gè)電路(如圖乙所示),其中M、N之間接入電阻絲。
(1)小明探究電阻跟長(zhǎng)度的關(guān)系時(shí),先把M接1、N接2,觀察燈泡亮度,再將M接1、N接3,發(fā)現(xiàn)燈泡亮度變暗 當(dāng)導(dǎo)體的材料、橫截面積相同時(shí),長(zhǎng)度越長(zhǎng),電阻越大 ;
(2)小明探究電阻跟橫截面積的關(guān)系時(shí),先把M接1、N接2,觀察燈泡亮度,同時(shí)將2和4連接起來、 1 和 3 連接起來,改變接入電阻絲的橫截面積,再觀察燈泡的亮度;
(3)小明探究電阻跟材料的關(guān)系時(shí),可用M、N分別接1、2和 5、6 ,觀察燈泡亮度變化,分析比較得出結(jié)論;
(4)在上面的實(shí)驗(yàn)中,電阻的大小并不能直接觀察,而是通過燈泡的亮度反映出來的 轉(zhuǎn)換 法;
(5)小明覺得只看亮度并不能準(zhǔn)確判斷電阻的大小,最好在電路中加入 電流表 ,這樣判斷會(huì)更準(zhǔn)確。
【答案】(1)當(dāng)導(dǎo)體的材料、橫截面積相同時(shí),長(zhǎng)度越長(zhǎng),電阻越大;(2)1;3(3)5、6(4)轉(zhuǎn)換法;(5)電流表。
【解答】解:(1)先把M接1、N接2;然后將5和4連接起來、N接3,可探究電阻跟長(zhǎng)度的關(guān)系,可得出結(jié)論:當(dāng)導(dǎo)體的材料,長(zhǎng)度越長(zhǎng);
(2)先把M接5、N接2、N接2不變、4和3連接起來,可探究電阻跟橫截面積的關(guān)系;
(3)用M、N分別接1、6時(shí)、橫截面積相同而材料不同;
(4)實(shí)驗(yàn)中通過小燈泡的亮度反映電阻大小,燈泡越亮,采用的是轉(zhuǎn)換法;
(5)當(dāng)電流變化不是很大時(shí),很難看出燈泡亮暗的變化,這樣判斷會(huì)更準(zhǔn)確。
故答案為:(1)當(dāng)導(dǎo)體的材料、橫截面積相同時(shí),電阻越大;3(3)5;(5)電流表。
25.(6分)小明設(shè)計(jì)了一款電子測(cè)溫計(jì),電路如圖甲所示.溫度表由量程為3V的電壓表改裝而成,電源電壓為6V,熱敏電阻的阻值Rt隨溫度t變化的關(guān)系如圖乙所示。
(1)溫度表是 并 聯(lián)在Rt兩端的。
(2)隨溫度升高,該熱敏電阻的阻值 增大 ,溫度表示數(shù) 增大 (以上兩空選填“增大”或“減小”)。
(3)小明所設(shè)計(jì)的電路溫度表能測(cè)得最高溫度是 30 ℃,0℃刻度線 不在 (選填“在”或“不在”)電壓表零刻度處。
(4))若電源電壓增大3V,R增大45Ω,電路可測(cè)量的最高溫度將 增大 (選填“增大”、“減小”或“不變”)。
【答案】(1)并聯(lián)(2)增大;增大;(3)30;不在;(4)增大。
【解答】解:(1)由電路圖甲可知,R、Rt串聯(lián),溫度表并聯(lián)在Rt兩端,所以溫度表是電壓表t兩端電壓,
(2)由圖乙可知,隨溫度升高,由串聯(lián)分壓原理可知電壓表示數(shù)增大;
(3)當(dāng)電壓表的示數(shù)最大,即Ut=3V時(shí),電路允許測(cè)量的溫度最高,
根據(jù)串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各分電阻兩端的電壓之和可得定值電阻R兩端的電壓:UR=U﹣Ut=6V﹣6V=3V,
則電路中的電流:I===3.075A,
由歐姆定律可得,熱敏電阻的阻值:Rt===40Ω,
由圖象可知,此電路允許的最高環(huán)境溫度為30℃;
由圖乙可知溫度為5℃時(shí),熱敏電阻的阻值不為0,所以0℃刻度線不在電壓表零刻度處;
(4)若U增大8V,即電源電壓為3V+6V=8V,此時(shí)電壓表的量程仍為0~3V,
此時(shí)定值電阻兩端的電壓變?yōu)閁′=4V﹣3V=6V,
由歐姆定律可得,此時(shí)電路的電流為I′===A,
熱敏電阻的阻值Rt的阻值為Rt′===42.5Ω,
由圖乙可知,此時(shí)電路可測(cè)量的最高溫度大于30℃,所以電路可測(cè)量的最高溫度將增大。
故答案為:(1)并聯(lián)(2)增大;增大;不在。
26.(6分)閱讀短文,回答問題。
空氣發(fā)電機(jī)
清潔能源被認(rèn)為是未來的趨勢(shì)。一種發(fā)電裝置名為“空氣發(fā)電機(jī)”,可以直接利用空氣中的水分發(fā)電,這項(xiàng)技術(shù)未來可能會(huì)對(duì)可再生能源、氣候變化和醫(yī)療領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。
如圖所示,這種“空氣發(fā)電機(jī)”主要由微生物地桿菌產(chǎn)生的導(dǎo)電蛋白納米線形成了7微米的薄膜構(gòu)成,薄膜的底部和頂部各有一個(gè)電極。當(dāng)?shù)鞍准{米線與電極相連后,水分子被分解成氫離子和氧離子,導(dǎo)致電荷在薄膜頂部聚集,從而產(chǎn)生電能。
此外,“空氣發(fā)電機(jī)”在濕度為45%的空氣中效果最好,但即便在極度干燥的地方,一樣能發(fā)電,這與太陽能和風(fēng)能等可再生能源相比,它不需要風(fēng)力和太陽,在室內(nèi)也能運(yùn)行。
不過這種“空氣發(fā)電機(jī)”產(chǎn)生的電量十分有限,單個(gè)設(shè)備只能產(chǎn)生約0.5V的持續(xù)電壓,電流密度約為1.7×10﹣2mA/cm2,需要多個(gè)設(shè)備一起運(yùn)行才能實(shí)現(xiàn)供電。
(1)“空氣發(fā)電機(jī)”在濕度為 45% 的空氣中發(fā)電效果最好。
(2)下列關(guān)于“空氣發(fā)電機(jī)”的說法錯(cuò)誤的有 AD 。
A.“空氣發(fā)電機(jī)”主要由微生物地桿菌構(gòu)成
B.“空氣發(fā)電機(jī)”可以在室內(nèi)運(yùn)行
C.“空氣發(fā)電機(jī)”工作時(shí)將水分子分解成氫離子和氧離子
D.“空氣發(fā)電機(jī)”違背了能量守恒定律
(3)72個(gè)“空氣發(fā)電機(jī)”串聯(lián)的電源,其輸出的總電壓 不會(huì) (選填“會(huì)”或“不會(huì)”)對(duì)人體造成傷害?!翱諝獍l(fā)電機(jī)”在發(fā)電過程中,將 化學(xué) (選填“化學(xué)”或“機(jī)械”)能轉(zhuǎn)化為電能。
(4)若讓5個(gè)薄膜為4cm2的“空氣發(fā)電機(jī)”同時(shí)工作,在1h內(nèi)產(chǎn)生的電能為 0.612 J,能讓標(biāo)有“2.5V,0.75W”的小燈泡正常工作 0.816 s。
【答案】(1)45%;(2)AD;(3)不會(huì);化學(xué);(4)0.612;0.816。
【解答】解:(1)由所給材料可知,“空氣發(fā)電機(jī)”在濕度為45%的空氣中效果最好;
(2)ABC.所給材料信息可知,這種“空氣發(fā)電機(jī)”主要由微生物地桿菌產(chǎn)生的導(dǎo)電蛋白納米線形成了7微米的薄膜構(gòu)成。當(dāng)?shù)鞍准{米線與電極相連后,水分子被分解成氫離子和氧離子,利用兩個(gè)電極形成的電荷差讓電子流動(dòng)。
“空氣發(fā)電機(jī)”有著明顯優(yōu)勢(shì),它不需要風(fēng)力和太陽,故A錯(cuò)誤;
D.“空氣發(fā)電機(jī)”是利用化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,沒有違背了能量守恒定律
(3)單個(gè)設(shè)備只能產(chǎn)生約0.8V的持續(xù)電壓,72個(gè)“空氣發(fā)電機(jī)”串聯(lián)的電源的電壓為72×0.5V=36V,所以輸出的總電壓不會(huì)對(duì)人體造成傷害;
“空氣發(fā)電機(jī)”在發(fā)電過程中,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
(4)由“單個(gè)設(shè)備只能產(chǎn)生約6.5V的持續(xù)電壓,電流密度約為1.5×10?2mA/cm2”可知,若讓8個(gè)薄膜為4cm2的“空氣發(fā)電機(jī)”同時(shí)工作,在7h內(nèi)產(chǎn)生的電能為:
1.7×10?4mA/cm2=1.4×10?5A/cm2
W=nUIt=2×0.5V×5cm2×1.2×10?5A/cm2×3×3600s=0.612J,
由可得,0.75W”的小燈泡正常工作的時(shí)間:
,
故答案為:(1)45%;(2)AD;化學(xué);2.816。
這是一份廣東省江門市培英初級(jí)中學(xué)2023-2024學(xué)年九年級(jí)物理第一學(xué)期期末質(zhì)量檢測(cè)模擬試題含答案,共9頁(yè)。試卷主要包含了答題時(shí)請(qǐng)按要求用筆,如圖所示,甲裝置等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份廣東省江門市培英初級(jí)中學(xué)2023-2024學(xué)年九年級(jí)物理第一學(xué)期期末調(diào)研試題含答案,共14頁(yè)。試卷主要包含了考生必須保證答題卡的整潔,某物質(zhì)從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),以下說法正確的是,下列家庭用電的做法正確的是等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份廣東省江門市培英初級(jí)中學(xué)2023-2024學(xué)年物理八上期末復(fù)習(xí)檢測(cè)試題含答案,共12頁(yè)。試卷主要包含了下列數(shù)值最接近實(shí)際情況的是, “小關(guān),上學(xué)去啦!”等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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