2022-2023学年福建省龙岩市连城县冠豸中学九年级(上)月考物理试卷(一)
一.单选题(每题2分,共32分)
1.(2分)在国际单位制中,电阻的单位是( )
A.伏特(V) B.欧姆(Ω) C.焦耳(J) D.安培(A)
2.(2分)口罩对新冠肺炎病毒能起到很好的防护作用,主要原因是口罩中的无纺布具有极好的静电吸附能力。下列材料可以检验口罩静电吸附效果的是( )
A.石块 B.铝块 C.小纸屑 D.木块
3.(2分)下列说法正确的是( )
A.从冰箱拿出的雪糕包装袋上的“白霜”是水凝固形成的
B.可以用冰袋给发烧的病人降温,主要是利用冰熔化时吸热
C.夏天,将皮肤润湿会感到凉快,主要是利用水蒸发时放热
D.可以利用干冰人工降雨,主要是因为干冰能迅速升华放热
4.(2分)如图所示为某单缸四冲程内燃机工作示意图,下列说法中正确的是( )
A.一个完整的工作循环顺序是:乙甲丁丙
B.丁冲程发生的能量转化为内能转化为机械能
C.只有甲冲程获得动力,其他冲程都是靠惯性运转的
D.丙冲程中排出的废气没有任何利用的价值
5.(2分)如图所示,常温下的两个烧杯分别盛有冰块和热水,杯口分别盖有玻璃片a、b.一段时间后,观察到玻璃片表面出现小水珠,下列说法中正确的是( )
A.小水珠在a的下表面、b的上表面
B.小水珠在a的上表面、b的下表面
C.小水珠都在a、b的上表面
D.小水珠都在a、b的下表面
6.(2分)关于温度、内能、热量三者的关系,下列说法正确的是( )
A.热量从内能大的传给内能小的
B.物体吸收了热量,温度一定升高
C.同一物体,体积变化不大的情况下,温度升高,内能一定增加
D.物体温度升高,一定吸收了热量
7.(2分)有甲、乙、丙三个带电体,甲物体排斥乙物体,乙物体吸引丙物体。如果丙物体带正电,则( )
A.甲物体带正电、乙物体带负电
B.甲、乙两物体均带正电
C.甲物体带负电、乙物体带正电
D.甲、乙两物体均带负电
8.(2分)如图所示,磁控猴子是一个史上最小气的猴子,只要你抢走它手上的香蕉,它就不停地大吵大闹,你把香蕉还给它,它就停止吵闹。香蕉的作用相当于电路中的( )
A.开关 B.导线 C.电源 D.用电器
9.(2分)如图所示,小明用与丝绸摩擦过的玻璃棒接触不带电的验电器的金属球,观察到验电器的金属箔片张开。下列说法正确的是( )
A.用丝绸摩擦过的玻璃棒得到电子带上负电
B.金属箔片张开是由于两金属箔片带正电荷而互相排斥
C.金属箔片张开的瞬间,玻璃棒上的正电荷移动到金属箔片上
D.金属箔片张开的瞬间,产生的电流方向是从金属箔片流向玻璃棒
10.(2分)如图所示,当开关闭合后,电路图中两灯泡属于并联的是( )
A.
B.
C.
D.
11.(2分)如图,已知两只灯泡L1和L2是串联的,则在①、②和③三个电表中(电流表或电压表)判断正确的是( )
A.①和③是电压表,②是电流表
B.①是电流表,②和③是电压表
C.①和②是电流表,③是电压表
D.①②和③都是电流表
12.(2分)如图所示的电路,电源电压保持不变,将滑动变阻器的滑片P从中点移向b端的过程中,下列说法正确的是( )
A.小灯泡变暗 B.电压表示数不变
C.电流表示数变小 D.滑动变阻器的阻值变小
13.(2分)居民楼的楼道里,夜间只是偶尔有人经过,电灯总是亮着造成很大浪费。科研人员利用“光敏”材料制在“光控开关”﹣﹣天黑时,自动闭合,天亮时,自动断开;利用“声敏”材料造成“声控开关”﹣﹣当有人走动发出声音时,自动闭合,无人走动时自动断开。若将这两种开关配合使用,就可以使楼道灯变得“聪明”。则这种“聪明”的电路是下图中的( )
A. B.
C. D.
14.(2分)在电学实验中遇到断路时,常常用电压表来检测。小红同学连接如图所示的电路,开关S闭合后,小灯泡不发光,电流表无示数。这时用电压表测得a、b两点间和b、c两点间的电压均为零,而a、d间和b、d间的电压均不为零,这说明( )
A.电源接线柱接触不良
B.开关的触片或接线柱接触不良
C.电流表接线柱接触不良
D.灯泡灯丝断了或灯座接触不良
15.(2分)如图所示电路中,三个电阻器中有两个的阻值相等,电流表内阻不计,如果电流表A1、A2的示数分别为0.2A和0.3A,则通过电源的电流可能是( )
A.0.1 A B.0.3A C.0.4A D.0.5A
16.(2分)小帆在老师指导下,用如图1所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体(其中一种是水),用测得的数据绘制了温度随时间变化图像(图2),乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精(q酒精=3×107J/kg)。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等,c水=4.2×103J/(kg ℃),则下列说法中正确的是( )
A.c乙=2.4×103J/(kg ℃)
B.乙的吸热能力大于甲的吸热能力
C.0~8min乙吸收的热量为3.36×104J
D.该酒精灯的加热效率为28%
二、填空题(每空1分,共12分)
17.(2分)打扫房间时,小刚用干绸布擦穿衣镜,发现擦过的镜面很容易粘上细小绒毛。这是因为他擦过的镜面因 而带了电,带电体有 的性质,所以绒毛被吸在镜面上。
18.(2分)甲、乙两个带电的气球,悬挂在天花板上的同一个点上,静止时呈现如图所示情形。这两个气球带的是 (选填“同”或“不同”)种电荷,其中甲球对乙球的力记为F1,乙球对甲球的力记为F2,可以判断F1 F2(选填“>”、“<”或者“=”)
19.(4分)读数题:
(1)如图1所示电流表的读数是 A,
(2)如图2所示电压表的读数是 V,
(3)如图3所示电阻箱的读数 Ω。
(4)若用如图4所示这支未甩过的体温计去测量另一个正常人的体温,测量结果是 ℃。
20.(1分)把质量相同、材料不同的两个金属块甲和乙,加热到90℃,然后分别投入两杯初温都是25℃、质量也相同的水中,过了一段时间后,发现投入金属块乙的杯内水温较高(整个过程忽略能量损失),那么可以断定甲、乙两种金属的比热容c甲 c乙(填“>”、“=”或“<”)。
21.(3分)一台汽油机运行时各种能量损耗大致为:汽缸散热损失占25%,废气带走的能量占30%,摩擦等机械损耗占10%,则它的热机效率为 。若这台汽车消耗汽油1kg,则它做有用功为 J。该汽油机的飞轮速度是2400r/min,则汽油机每秒钟对外做功 次。(q汽油=4.6×107J/kg)
三、作图题(每图2分,共4分)
22.(2分)如图所示的实物电路,请在方框内画出它对应的电路图。
23.(2分)请在图中的空缺出填上电源和电流表的符号,使开关闭合后亮灯都发光
四、简答题(4分)
24.(4分)小伟发现供暖的“暖气”是用水作为介质,把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖。
(1)“暖气”是通过了什么方式改变了室内气体内能的?
(2)用水做运输能量的介质是什么好处?
五、实验题(每空1分,共33分)
25.(8分)如图所示,是某学校科技节上展示的两件作品。
(1)图1甲是简易的温度计,它的工作原理是利用 的性质而制成的。当温度升高时,玻璃管内的液面会 ;其测温效果与小玻璃瓶的容积和玻璃管的 有关;
(2)图1乙是简易的气压计,将其从山脚带到山顶时,外界大气压 ,玻璃管内液柱的液面会 。
[提出问题]小华发现图1甲、乙的构造非常相似,提出乙是否也能做温度计使用?
[设计实验和进行实验]把两装置中的小玻璃瓶同时没入同一热水中,观察到乙装置中玻璃管内液柱上升更明显,这是由于瓶内的 受热膨胀更显著,故乙也能做温度计使用。
[拓展]查阅相关资料,了解到人们很早就发明了如图2所示的气体温度计,当外界环境气温升高时,该温度计中的管内液面会 。但由于受外界 、季节等环境因素变化的影响,所以这种温度计测量误差较大。
26.(7分)如图所示,在“探究水的沸腾”实验中:
(1)温度计刚插入热水时,管壁模糊,很难看清示数,原因是 。
(2)实验过程中,每隔1min记录一次温度计的示数,第4min时温度计的示数如图乙所示,温度值为 ℃,直到水沸腾一段时间后停止读数,由下表可知水的沸点为 ℃。由此可判断当地的气压 (选填“高于”“等于”或“低于”)标准大气压。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8
温度/℃ 88 90 92 94 98 98 98 98
(3)根据你所画的图象,你认为水沸腾的特点是 。
(4)为了缩短实验时间,你可以采取的方法是 。(写出一条)
(5)某实验小组观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况不同,如图丁中a、b所示。则图丁中 是水在沸腾时的情况。
27.(5分)如图所示的装置中,两个钩码重力不等,释放后重钩码下降,轻钩码上升,然后反复对调左右两个钩码,通过传动装置可实现:在钩码升降过程中,能使放在隔热容器水中的叶轮不停地转动。
(1)叶轮在不停地转动过程中,可以知道容器中水的温度 ,原因是:叶轮通过 方式实现了能量的转化。
(2)实验中钩码升降做功与水温变化的数据如下表所示【容器中水的质量为500g,c水=4.2×103J/(kg ℃)】
钩码升降次数 1 2 3
钩码升降做功/J 425 850 1275
水温的变化/℃ 0.2 0.4 0.6
在钩码升降1次的过程中,容器中的水吸收的热量为 J,对比发现,水吸收的热量 于对应的钩码升降所做的功。
(3)综合分析实验装置及表格中的数据,你认为该实验中能量损失主要来源于 。(只写出其中一条即可)
28.(8分)小明和小华在“探究串联电路电压的规律”时,都设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路时,开关要 ;
(2)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙,接下来他要对电压表进行的操作是 ;
(3)按甲图连接电路实物图;
(4)闭合开关,发现L1不发光,L2比较亮,电压表示数为零,则小灯泡L1的故障是 ;
(5)小明想保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压,她能否测出L2两端电压? ,理由是 ;
(6)排除故障后,小明正确操作完成了实验,并把数据记录在下表中。
UAB/V UBC/V UAC/V
1.4 1.4 2.8
分析实验数据得出两个实验结论:
①串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和;
②串联电路中,各部分电路两端电压相等。
实验结束后小明和小华互相交流,小华指出结论②是错误的,造成结论错误的原因是 ,另外,小明的实验在实验方案上还存在另一个不足之处是 。
29.(5分)小明、小红和小亮在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时,做出了如下猜想。
猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关。
猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关。
猜想三:导体的电阻可能与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如表所示
编号 材料 长度(m) 横截面积(mm2)
A 镍铬合金 0.25 1.0
B 镍铬合金 0.50 1.0
C 镍铬合金 0.25 2.0
D 锰铜合金 0.25 1.0
(1)如图所示电路,闭合开关后,在M、N之间分别接上不同导体,通过观察相关现象来比较导体电阻大小,小明、小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点:
小明认为:电流表是多余的,观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小。
小红认为:灯泡是多余的,根据电流表示数的变化就可以判断导体电阻的大小。
小亮认为:灯泡和电流表同时使用更好,因为灯泡可以保护电路,从而防止烧坏电流表。
你赞同 (选填“小明”、“小红”或“小亮”)的观点。
(2)为了验证猜想二,可依次把M、N跟 (选填“A、B、C、D”)的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根电阻丝电阻的大小。
(3)依次把M、N跟电阻丝A、B的两端连接,闭合开关,电流表的示数不同,分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小,可探究电阻跟 的关系,其结论是 。
(4)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路,不能够完成猜想 (选填“一”、“二”或“三”)的实验验证。
六、计算题(30题6分,31题9分,共15分)
30.(6分)如图电路中,电源电压不变,当开关S闭合时,V1的示数为9V,V2的示数为5.4V;当开关S断开时,V1的示数为5V,V2的示数为7V。求:
(1)电源的电压为多少?
(2)开关S闭合后,L2两端的电压?
(3)开关S断开时,L1两端的电压?
31.(9分)电动汽车是未来汽车的一种发展方向,但由于当前电池技术的限制,混合动力汽车是一种目前较好的过度产品。混合动力汽车启动时,热机不工作,蓄电池向车轮输送能量。当需要高速行驶或蓄电池的电能过低时,热机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电。车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中,蓄电池储存的电能为5.12×108J,由热机提供能量,汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h,同时蓄电池的电能增加了10%,求:
(1)热机向外输出能量冲程是 冲程,为了加快散热利用水的 特点。
(2)若所用燃料的热值是4.5×107J/kg,测试过程中消耗8kg的燃料(假设燃料完全燃烧),则放出的总热量是多少?
(3)汽车牵引力做的功和增加的电能是多少?(电能符号用W电表示)
(4)热机的效率是多少?
2022-2023学年福建省龙岩市连城县冠豸中学九年级(上)月考物理试卷(一)
参考答案与试题解析
一.单选题(每题2分,共32分)
1.【解答】解:A、伏特(V)是电压的国际单位;故A不符题意;
B、欧姆(Ω)是电阻的国际单位,故B符合题意;
C、焦耳(J)是电功、电能、热量的国际单位;故C不符题意;
D、安培(A)是电流的国际单位;故D不符题意。
故选:B。
2.【解答】解:由题知,无纺布经过驻极处理后具有很好的静电吸附能力。因为带电体能够吸引不带电的轻小物体,所以小纸屑等轻小物体可以检验口罩的静电吸附效果,故ABD错误,C正确。
故选:C。
3.【解答】解:A、冰箱拿出的雪糕包装袋上的“白霜”是空气中的水蒸气遇到温度低的雪糕包装快速放热后凝华形成的固态小冰晶,故A错误;
B、用冰袋给发烧的病人降温,主要是利用冰熔化时吸热,故B正确;
C、润湿皮肤后,皮肤上的液态水通过蒸发方式变为气态水蒸气,蒸发吸热,所以会感到凉快,故C错误;
D、干冰降雨,是因为干冰升华吸热,使高空中的水蒸气放热液化,故D错误。
故选:B。
4.【解答】解:
A、甲图中两气门都关闭,活塞向下运动,是做功冲程;乙图中进气门开启,气体流入汽缸,是吸气冲程;丙图中排气门开启,气体流出汽缸,是排气冲程;丁图中两气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程;所以一个完整的工作循环顺序是:乙丁甲丙,故A错误;
B、丁冲程是压缩冲程,发生的能量转化为机械能转化为内能,故B错误;
C、只有做功冲程,即甲冲程,获得动力,其他冲程都是靠惯性运转的,故C正确;
D、丙冲程是排气冲程,排出的废气通过涡轮增压器可以进一步的利用,故D错误。
故选:C。
5.【解答】解:a杯中放的是冰块,杯外的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在玻璃的外表面;
b杯中装的是热水,杯内温度高,杯内的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在玻璃的内表面。
故选:B。
6.【解答】解:
A、发生热传递的条件是存在温度差,热量从温度高的物体传给温度低的物体,或从物体的高温部分传到低温部分,内能少的物体温度若温度高,热量可以从内能少的物体传给内能多的物体,故A错误;
B、晶体熔化时温度不变,但要吸收热量,内能变大,温度不变,故B错误;
C、物体温度升高,其分子热运动加剧,所以内能增加,故C正确;
D、物体温度升高,可以是吸收了热量,也可能是物体对它做了功,故D错误。
故选:C。
7.【解答】解:有甲乙丙三个带电体,且丙物体带正电,乙物体吸引丙物体,故乙带负电;甲物体排斥乙物体,故甲带负电。对照选项可知,只有D是正确的。
故选:D。
8.【解答】解:我们把磁控猴子当作用电器,当抢走它手上的香蕉,磁控猴子内部的电器就工作,于是它就不停地大吵大闹,所以相当于闭合开关,电路处于通路状态;如果把香蕉还给它,就相当于断开开关,电路处于断路状态,它就停止吵闹。所以香蕉的作用相当于电路中的开关。
故选:A。
9.【解答】解:A、丝绸摩擦过的玻璃棒因失去电子带正电,故A错误;
B、用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,玻璃棒接触验电器的金属球,使验电器带正电荷,由于两箔片都带正电荷互相排斥而张开,故B正确;
C、金属箔片张开的瞬间,金属箔上的部分负电荷通过金属球移动到玻璃棒上,故C错误;
D、金属箔片张开的瞬间,产生的电流方向是从玻璃棒流向金属箔片,故D错误。
故选:B。
10.【解答】解:AC、该图中,当开关闭合后,只有一条电流的路径,是串联电路,故AC错误;
B、图中开关闭合后,一个灯泡被短路,故B错误;
D、该图中的两灯泡为并列连接,因此两灯泡形成的电路为并联电路,D正确。
故选:D。
11.【解答】解:要使灯泡L1和L2串联,则电流从电源正极依次经过开关、灯泡L2、②、灯泡L1回到电源负极,因此①和③是电压表,②是电流表。
故选:A。
12.【解答】解:
由图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测量电源电压,电流表测量通过灯泡的电流;
B、由于电源电压不变,所以移动滑片时,电压表示数不变,故B正确;
ACD、灯泡与滑动变阻器并联接入电路中,电流表测量通过灯泡的电流;在并联电路中,各支路互不影响,所以滑动变阻器滑片移动时对另一条支路无影响,则灯泡的电流不变,即电流表示数不变;因为灯泡的电压和电流不变,所以灯泡的实际功率不变,亮度不变;将滑动变阻器的滑片P从中点移向b端的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大;故ACD错误。
故选:B。
13.【解答】解:
根据题意可得,声控开关和光控开关串联后共同控制灯泡,即用导线将各元件依次连接起来。故ABC不合题意,D符合题意。
故选:D。
14.【解答】解:
A、如果电源接线柱接触不良,整个电路断路,则测得a、d间和b、d间的电压应都为零,故A不符合题意;
B、如果开关的触片或接线柱接触不良,用电压表测b、d间电压时,b、d间的电压应为零。故B不符合题意;
C、如果电流表接线柱接触不良,电流表处断路,用电压表测b、c间电压时,b、c两点间的电压应为电源电压。故C不符合题意;
D、如果灯泡灯丝断了或灯座接触不良,灯泡处断路,所以用电压表测得a、b两点间和d、c两点间的电压均为零;而a、d间和b、d间的电压都等于电源电压,均不为零。故D符合题意。
故选:D。
15.【解答】解:
设R1、R2、R3中的电流分别为I1、I2、I3,电流表A1、A2、A3的读数分别为IA1、IA2、IA3。
由于电流表的内阻不计,相当于导线,三个电阻并联,电流表A1测量通过R2、R3的总电流,电流表A2测量通过R1、R2的总电流,电流表A3测量通过三个电阻的总电流,
由并联电路的电流特点有:
IA1=I2+I3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
IA2=I1+I2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
(1)三个电阻器中有两个的阻值相等,
若R1=R2,则I1=I2,由②得:I1=I2=IA2=×0.3A=0.15A,
由①得:I3=IA1﹣I2=0.2A﹣0.15A=0.05A,
则通过电源的电流(即干路电流):I=I1+I2+I3=2×0.15A+0.05A=0.35A。
(2)若R1=R3,则I1=I3,由①②可得:IA1应等于IA2,与题不符,不可能;
(3)若R2=R3,则I2=I3,I2=I3=IA1=×0.2A=0.1A,
由②得:I1=IA2﹣I2=0.3A﹣0.1A=0.2A,
则通过电源的电流(即干路电流):I=I1+I2+I3=0.2A+2×0.1A=0.4A,故ABD错误,C正确。
故选:C。
16.【解答】解:
AB、根据图乙可知,质量相同的甲和乙升高相同的温度,甲的加热时间是乙的加热时间的2倍,则甲吸收的热量是乙吸收热量的2倍,则甲的吸热能力大于乙的吸热能力,甲为水;根据c=可知,甲的比热容是乙的比热容的2倍,乙的比热容为:c乙=×4.2×103J/(kg ℃)=2.1×103J/(kg ℃),故A错误;
C、用相同的酒精灯加热,在相同的时间内,水吸收的热量等于乙吸收的热量,0~8min乙吸收的热量等于甲吸收的热量:Q乙=Q水=c水m水Δt=4.2×103J/(kg ℃)×0.1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×104J,故C正确;
D、酒精完全燃烧放出的热量为:Q放=m酒精q=0.004kg×3×107J/kg=1.2×105J;
乙从加热到沸腾吸收的热量为:Q'乙=×3.36×104J=4.2×104J;
酒精灯的加热效率为:η===35%,故D错误。
故选:C。
二、填空题(每空1分,共12分)
17.【解答】解:用干绸布擦拭穿衣镜,擦过的镜面很容易吸上细小绒毛,这是由于此时的镜面因 摩擦而带了电,带电体有 吸引轻小物体的性质。
故本题答案为:摩擦;吸引轻小物体。
18.【解答】解:
由图知:两个气球相互排斥,根据电荷间相互作用规律知:两个气球都带电,并且带的是同种电荷;
甲球对乙球的力F1与乙球对甲球的力F2,是一对相互作用力,两者大小相等,方向相反。
故答案为:同;=。
19.【解答】解:
(1)由图1知,电流表使用的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数是0.34A;
(2)由图2知,电压表使用的量程是0~15V,分度值为0.5V,电压表的示数是8V;
(3)由图3可知,电阻箱接入电路的电阻为:R=0×1000Ω+6×100Ω+2×10Ω+4×1Ω=624Ω;
(4)由图4知,体温计的分度值是0.1℃,其示数是38.9℃;用这支未甩过的体温计去测量另一个正常人的体温,因原来体温计的示数高于被测者的体温,则结合体温计的结构特点可知测量结果仍然为38.9℃。
故答案为:(1)0.34;(2)8;(3)624;(4)38.9。
20.【解答】解:由题意可知,金属块甲和乙的质量相等,初温均为90℃,两杯质量相等水的初温均为25℃,
因整个过程忽略能量损失,
所以,金属块放出的热量和水吸收的热量相等,由Q=cmΔt可得:
c甲m甲(90℃﹣t甲)=c水m水(t甲﹣25℃)﹣﹣﹣①
c乙m乙(90℃﹣t乙)=c水m水(t乙﹣25℃)﹣﹣﹣②
由可得:=,
因投入金属块乙的杯内水温较高,即t乙>t甲,
所以,(t乙﹣25℃)>(t甲﹣25℃),
则有c乙(90℃﹣t乙)>c甲(90℃﹣t甲)
又因(90℃﹣t乙)<(90℃﹣t甲),所以c甲<c乙。
故答案为:<。
21.【解答】解:(1)各种能量损耗的总和是:25%+30%+10%=65%,
所以有效利用的能量=100%﹣65%=35%,即它的热机效率η为35%;
(2)完全燃烧1kg柴油放出的热量为:Q放=qm=4.6×107J/kg×1kg=4.6×107J,
效率:η=×100%,
则该内燃机对外做的有用功为:
W有=η×Q放=35%×4.6×107J=1.61×107J;
(3)飞轮转速是2400r/min=40r/s,因一个工作循环转2圈,做功一次,所以每秒对外做功20次。
故答案为:35%; 1.61×107;20。
三、作图题(每图2分,共4分)
22.【解答】解:
由实物图可知,两灯并联,电流表测通过L2的电流,开关在干路上控制整个电路,由此画出电路图如图所示:
23.【解答】解:若电流表在左侧,电源在右侧,闭合开关后,右边灯被短路:
因此只有电源在左侧,电流表在右侧,闭合开关后,此时两灯泡并联,如图所示:
四、简答题(4分)
24.【解答】答:
(1)“暖气”是通过热传递的方式改变了室内气体的内能;
(2)当水循环通过“暖气”时,由Q吸=cm△t可知,在质量和降低温度都相同时,水的比热容较大,能向室内放出更多的热量,所以用水运输能量效果更好。
五、实验题(每空1分,共33分)
25.【解答】解:
(1)液体温度计是利用液体的热胀冷缩的性质来工作的,当温度上升时,瓶内的液体受热会膨胀,导致玻璃管内液面上升;其测温效果与小玻璃瓶的容积和玻璃管内径大小度有关:在相同条件下,玻璃管越细,液面上升越大;
(2)从山脚带到山顶时,海拔升高,外界气压降低,而瓶内气压不变,导致瓶内外气压差变大,玻璃管中液面上升;
把两装置中的小玻璃瓶同时没入同一热水中,乙装置中玻璃管内液柱上升是由于瓶内气体温度升高,体积膨胀,乙装置中玻璃管内液柱上升更明显,说明气体受热膨胀更显著,故乙也能做温度计使用;
图2 所示的气体温度计,下方容器与大气相通,外界环境气温升高时,细管上方密封的气体膨胀,压强变大管内液面下降;该装置通过细管中密闭的气体压强变化显示温度,所以当外界大气压发生变化时,即使温度不变,细管中液面高度会发生变化,影响测量结果。
故答案为:(1)液体的热胀冷缩;上升;内径大小;
(2)降低;上升;
[设计实验和进行实验]气体温度升高;
[拓展]下降;大气压。
26.【解答】解:(1)倒入热水时,热的水蒸气遇冷的温度计壁液化成小水珠,沾在温度计壁上,造成难以看清示数;
(2)该温度计的分度值为1℃,此时水的温度是96℃;
实验过程中,水达到98℃,温度保持不变,所以水的沸点是98℃;
水的沸点是98℃,1标准大气压下水的沸点是100℃,根据气压越高,沸点越高,所以此时大气压小于1标准大气压;
(3)根据表中数据进行描点,然后将各点用平滑的曲线连接起来。如下图所示:
由图像可知,水在沸腾过程中,水沸腾的特点是吸热,温度保持不变;
(4)缩短沸腾前的加热时间,可以采用的方法有:减少水的质量,盖纸盖、装初温较高的水等;
(5)b图气泡在上升过程中,体积逐渐减小,是沸腾前的现象;a图气泡在上升过程中体积逐渐增大,是沸腾时的图像。
故答案为:(1)水蒸气遇冷的温度计后液化成小水珠,附着在温度计表面;(2)96;98;低于;(3)吸热,温度保持不变;(4)减少水的质量;(5)a。
27.【解答】解:(1)由题意知,叶轮在不停地转动过程中,可以知道容器中水的温度升高,这是因为叶轮通过做功的方式实现了能量的转化。
(2)在钩码升降1次的过程中,容器中的水吸收的热量:Q=cmΔt=4.2×103J/(kg ℃)×0.5kg×0.2℃=420J;
由于热量的损耗,这一热量会小于钩码所做的功。
(3)在实验中,造成能量损失的主要来源有热量向外散失、容器和叶轮等吸热、部件间的摩擦等。
故答案为:(1)升高;做功;
(2)420;小;
(3)热量向外散失(容器和叶轮等吸热、部件间的摩擦等)。
28.【解答】解:(1)为保护电路,连接电路时,开关要断开;
(2)由图知,连接电路前,在检查实验器材时发现电压表指针没有指在零刻度线上,则应对电压表进行调零,使指针指在零刻度线上;
(3)电源、开关、L2、L1依次串联;电源为3节干电池,电压为4.5V,可将电压表的大量程并联在L1两端,注意电压表的电流“正进负出”,如图所示:
(4)闭合开关,发现L1不发光,L2比较亮,电压表示数为零,则小灯泡L1的故障为短路;
(5)测出L1两端的电压,A与电压表的正接线柱相连。若将与A点相连的导线改接到C点,则会造成电流从负接线柱流入了,即此时正负接线柱接反了,所以不能测量L2两端的电压;
(6)实验中用的灯泡规格一样,会导致实验结果不具有普遍性;实验次数也太少,无法避免偶然性。
故答案为:(1)断开;(2)对电压表进行调零;(3)如图;(4)短路;(5)不能;电压表正负接线柱接反;(6)用规格相同的灯泡做实验;实验次数太少,实验结果具有偶然性。
29.【解答】解:
(1)在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,同时灯泡可以保护电路,从而防止烧坏电流表,故小亮的观点正确;
(2)要验证猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关,应控制导体材料与长度相同而横截面积不同,由表中数据可知,应选编号为A、C的两根电阻丝进行实验。
(3)A、B两根电阻丝材料相同、横截面积相同,长度不同,可以探究导体的电阻与导体的长度的关系;
分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:当材料和横截面积相同时,导体越长电阻越大。
(4)要探究电阻大小与导体材料的关系时,需保证电阻丝的长度、横截面积相同,材料不同,小钢在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,他利用这根电阻丝和上述电路不能完成对猜想三的实验验证。
故答案为:(1)小亮;(2)A、C;(3)导体的长度;当材料和横截面积相同时,导体越长电阻越大;(4)三。
六、计算题(30题6分,31题9分,共15分)
30.【解答】解:(1)当开关S闭合时,L3被短路,L1与L2串联,电压表V1测L1与L2的总电压,即电源的电压,则电源的电压:U=9V;
(2)当开关闭合时,L3被短路,L3两端的电压U3=0V;
L1与L2串联,V2测量L1两端的电压,所以L1两端的电压U1=5.4V;
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以L2两端的电压为:U2=U﹣U1=9V﹣5.4V=3.6V。
(3)当开关S断开时,三灯泡串联,V1测L1与L2的电压之和,V2测灯泡L1与L3两端的电压之和,
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以L3两端的电压为:U3′=U﹣UV 1=9V﹣5V=4V;
L2两端的电压为:U2′=U﹣UV 2=9V﹣7V=2V;
L1两端的电压为:U1′=U﹣U2′﹣U3′=9V﹣2V﹣4V=3V。
答:(1)电源的电压为9V;
(2)开关S闭合后,L2两端的电压为3.6V;
(3)开关S断开时,L1两端的电压为3V。
31.【解答】解:
(1)在汽油机的做功冲程中,燃气燃烧对外做功,将内能转化为机械能,向外输出能量;
利用水的比热容大的特点,即相同质量的水和其他的液体相比较时,若都是升高相同的温度时,水能吸收的热量最多,故用水冷却效果最好;
(2)燃料完全燃烧放出的热量:Q放=mq=8kg×4.5×107J/kg=3.6×108J;
(3)由v=得汽车行驶的路程:
s=vt=50km/h×0.5h=25km=2.5×104m,
由图象可知,汽车速度为50km/h时,所受阻力f=4000N,
由于汽车匀速行驶,汽车的牵引力:F=f=4000N,
汽车牵引力做的功:
W=Fs=4000N×2.5×104m=1×108J;
由题意可知,增加的电能:
W电=5.12×108J×10%=5.12×107J,
(4)有用能量:W有用=W+W电=1×108J+5.12×107J=1.512×108J,
热机的效率:η=×100%=×100%=42%。
故答案为:(1)做功;比热容大;
(2)放出的总热量是3.6×108J;
(3)汽车牵引力做的功为1×108J;增加的电能是5.12×107J;
(4)热机的效率是42%。
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