黑龙江省大庆市五校联考2023年中考物理模拟试卷
一、选择题(共15小题,每题2分,共30分)
1.(2023·大庆模拟)“新冠肺炎”疫情防控期间,发热患者应及时隔离、就诊。因此复学返校的学生进入校门之前必须测量体温,若体温达到或超过某个数值则不能进校。这个数值是( )
A.35.5℃ B.36.0℃ C.36.6℃ D.37.3℃
2.(2022·呼和浩特)炎炎夏日,暑热难耐。红霞同学从冰柜里拿出一块冰,放在盘子里。一会儿,冰变成了一盘水,又过一段时间,发现水干了。在这两个过程中,涉及的两个物态变化,以及对应的吸、放热情况,下列叙述正确的是( )
A.熔化吸热和凝固放热 B.汽化吸热和液化放热
C.熔化吸热和汽化吸热 D.熔化放热和汽化放热
3.(2023·大庆模拟)关于物态变化,下列说法正确的是( )
A.用干冰人工降雨,利用了干冰熔化吸热
B.冬天的菜窖里放几桶水,利用了水凝固吸热
C.冬天人呼出的“白气”和露珠的形成原理相同
D.出汗时吹风扇感觉凉快,是因为风降低了室温
4.(2022·威海)小明从冰箱里取出一盒牛奶,放入70℃左右的热水中加热。下列说法正确的是( )
A.热水冒出的“白气”,是水汽化形成的
B.热水将温度传递给牛奶,使牛奶的温度升高
C.随着牛奶温度升高,牛奶的内能保持不变
D.加热后牛奶香气四溢,是因为牛奶分子的无规则运动更剧烈
5.(2023·大庆模拟)如图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图,其中压缩冲程是( )
A.A B.B C.C D.D
6.(2022·东营)关于静电的知识,下列说法正确的是( )
A.摩擦起电创造了电荷
B.用丝绸摩擦玻璃棒,正电荷从丝绸转移玻璃棒上
C.用毛皮摩擦橡胶棒,电子从毛皮转移到橡胶棒上
D.相互吸引的两个轻小物体,一定是带了异种电荷
7.(2023·大庆模拟)甲、乙、丙三个导体串联在电路中,它们材料相同、均为圆柱体,规格如表所示。通电1min,电流通过甲、乙、丙做的功分别为W甲、W乙、W丙,则( )
导体 长度/cm 横截面积/cm2
甲 5 1
乙 10 1
丙 5 2
A.W乙>W甲>W丙 B.W甲=W乙=W丙
C.W甲>W乙>W丙 D.W丙>W甲>W乙
8.(2015九上·全南期中)对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”的这两个实验,下列说法不正确的是( )
A.它们都是采用控制变量的研究方法
B.它们的实验电路在教科书中是相同的
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
9.(2021·凉山)有一根阻值为R的电阻线,现将它首尾相连绕制成一个圆形电阻,如图所示。则AB间的电阻为( )
A.R B. C. D.
10.(2022·河池)在如图所示的照明电路中,闭合开关S后,发现灯泡L不亮,用测电笔分别检测、两点,氖管都发光。若电路中只有一处故障,则可能是( )
A.开关断路 B.灯泡断路 C.灯泡短路 D.段断路
11.(2023·大庆模拟)已知乙电阻是甲电阻的2倍,若分别对甲、乙两种导体通电,甲、乙的功率之比1:8,则通过甲、乙两导体的电流之比( )
A.2:1 B.4:3 C.1:2 D.4:1
12.(2023·大庆模拟)如图所示电路,电源电压恒定。下列说法不正确的是( )
A.只闭合K2时电流表示数小于只闭合K1、K3时电流表示数
B.只闭合K2时电压表示数小于只闭合K1、K3时电压表示数
C.只闭合K1、K3,当R2滑片向左移动时,R1的功率不变
D.只闭合K1、K3,当R2滑片向右移动时,电源总功率逐渐变小
13.(2022·通辽)在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中,某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气)。下列说法正确的是( )
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
14.(2023·大庆模拟)老王的手机电池的铭牌上标有“5V 4000mA h”的字样,如果他在电池电量剩余70%时,立刻插上30W的充电器,直到电量充满。他这次给手机充电的时间是( )
A.0.5h B.0.47h C.0.2h D.0.67h
15.(2023·大庆模拟)在图甲电路中,电源电压恒定,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻。开关闭合后,将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中,变阻器的电功率P随其阻值R1的变化关系如图乙所示。下列对电路的表述中,正确的是( )
A.R2的阻值为5Ω
B.电源电压为12V
C.滑动变阻器的最大功率为9W
D.电流表示数的变化范围为0.75~1.5A
二、填空题(共6小题,每空2分,共24分)
16.(2023·大庆模拟)某种物质熔化时温度随时间变化的图像如图所示。它在熔化过程中温度保持不变, (选填“需要”或“不需要”)吸收热量;在加热到第8分钟时该物质处于 态(选填“固”、“液”或“固液共存”)。
17.(2019·玉林)在少雨干旱的季节,为了使农作物能正常生长,必要时可利用干冰进行人工降雨。这是由于干冰在 (填物态变化的名称)时迅速 (选填“吸收”或“放出”)热量使周围的气温急剧下降,水蒸气遇冷液化形成小水滴。
18.(2023·大庆模拟)“父亲节”这天,扎西同学为爸爸炖了一碗排骨汤,将装汤的碗放在有2kg水的盆子中进行降温。扎西同学用水进行降温主要是利用了水的 大,过了一会儿,水温由15℃升高到20℃,水吸收的热量为 J。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
19.(2023·大庆模拟)小明家烧开一壶水需要0.5kW h电能,合 J(用科学记数法表示)。如果用燃煤来烧开这壶水,不计热损失,标准煤的热值为3×107J/kg,消耗 g标准煤。
20.(2023·大庆模拟)如果加在某定值电阻两端的电压从8V升高到10V,通过该电阻的电流变化了0.1A,则该电阻的电功率变化了 W。
21.(2023·大庆模拟)如图甲所示,电源电压为5V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。在保证所有元件安全的情况下,只闭合开关S、S1,最大范围移动滑动变阻器滑片,绘制出电流表示数与电压表示数关系的图象,如图乙所示。只闭合开关S、S2,最大范围移动滑动变阻器滑片,绘制出电压表示数与滑动变阻器R2接入电路中阻值关系的图象,如图丙所示。滑动变阻器R1的最大阻值为 Ω,灯泡的额定功率为 W,以上两种情况,电路最大功率为 W。
三、作图题(共2小题,22题4分,23题2分,共6分)
22.(2021·黔东南模拟)请将图中各元件正确接入电路,其中开关只控制电灯。
23.(2023·大庆模拟)某小组利用如图所示的电路探究电流与电阻的关系,某同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
四、实验探究题(共2小题,每空2分,共22分)
24.(2023·大庆模拟)小组同学比较沙子和水的比热容,实验装置如图甲、乙所示。
(1)在两个相同的易拉罐内分别装入初温、 相同的沙子和水。
(2)用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水,加热过程中需用玻璃棒不断搅拌,搅拌的目的是: ,测得实验数据如表格所示。
加热时间/min 0 1 2 3 4 5
温度/℃ 沙子 18 22 29 37 45 ﹣
水 18 19 21 23 25 27
(3)5min时,温度计显示沙子的温度如图丙所示,其读数为 ℃。
(4)加热相同的时间,发现沙子的温度升得更高,有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多,该观点 (正确/错误)。
(5)分析数据可得沙子的比热容 (小于/等于/大于)水的比热容。
25.(2023·大庆模拟)在“测量小灯泡额定功率”实验中,小灯泡的额定电压U额=2.5V。
(1)如图甲,有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)连接完电路,闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,经检查,导线连接完好,电表完好,则电路故障可能是小灯泡发生了 (短路/断路);
(3)故障排除后,移动滑片P到某一位置,电压表示数如图乙所示为 V;此时要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (左/右)端移动;
(4)移动滑片P,记下多组数据,并绘制图丙所示的U﹣I图象,由图象可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(5)小明还发现图线在电流较小时是直线,随着电流增大,图线变成了一条曲线,如图丙所示.造成这种变化的原因是 。
(6)小明设计了如图丁所示电路,测量另一只灯泡的额定功率(已知:电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R1的最大电阻为10Ω,灯泡的额定电流为0.3A);
①只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器R1,使电流表示数为0.3A;
②只闭合开关S和S1,保持滑动变阻器R1滑片位置不变,调节滑动变阻器R2,使电流表示数仍为0.3A;
③接着将R1的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为0.5A,再将R1的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为0.25A;
④该灯泡额定功率P额= W。
五、计算题(共2小题,每个小问题3分,共18分)
26.(2023·大庆模拟)一辆汽车以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶了3km,受到的阻力为1200N,燃烧了0.32kg汽油。(汽油的热值q=4.5×107J/kg)求:
(1)牵引力做了多少功;
(2)这些汽油完全燃烧放出的热量;
(3)发动机的效率。
27.(2023·大庆模拟)图甲是某电饭锅的简化电路原理图,R1和R2是阻值不变的加热电阻,R1=80Ω,S为温控开关,1、2是开关连接的触点。某次煮饭时,只将电饭锅接入220V的电路中,在加热状态下工作了一段时间后,开关S自动切换到保温状态。在保温状态下,电能表(如图乙)的转盘在1min内转动了5r。求:
(1)保温状态下该电饭锅的发热功率。
(2)R2阻值的大小。
(3)用电高峰时,该电饭锅在加热状态下,1344s内将2kg初温为20℃的水加热至沸腾(1个标准大气压),若不计热损失,电饭锅的实际电压。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】体温计的使用及其读数
【解析】【解答】人体正常体温是36.5℃- 37.2℃ 。超过37.3℃ 即为发烧,故D正确,ABC错误
【分析】 规定为37.3℃以上为发热患者。
2.【答案】C
【知识点】熔化与熔化吸热特点;汽化及汽化吸热的特点
【解析】【解答】冰在空气中吸热熔化变成了一盘水,水在空气中过不断吸热,汽化成水蒸气,因此过一段时间,发现水干了,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】固体变为液体,是熔化现象;液体变为气体是汽化现象。
3.【答案】C
【知识点】凝固与凝固放热特点;液化及液化放热;升华及升华吸热
【解析】【解答】A、干冰是固态二氧化碳,人工降雨是利用干冰升华吸热的,故A错误
B、水凝固放热,故B错误
C、冬天呼出来的白气属于水蒸气遇冷液化形成,露珠也是液化,故C正确
D、出汗时吹风扇感觉凉快,是因为风加快了汗液蒸发,蒸发吸热,而不是风降低了室温,故D错误
故答案为:C
【分析】(1)人工降雨是利用干冰升华形成。
(2)水凝固时放热。
(3)雾和露都是液化形成。
(4)加快液体表面空气流动速度可以加快蒸发,蒸发吸热。
4.【答案】D
【知识点】液化及液化放热;温度、热量与内能的关系;热传递改变物体内能;分子热运动
【解析】【解答】A.热水冒出的“白气”,是水蒸气遇冷液化形成的,A不符合题意;
B.温度高的热水将热量传递给牛奶,使牛奶的内能增加,温度升高;热传递过程中传递的是热量,不是温度,B不符合题意;
C.温度低的牛奶吸收热量,随着牛奶温度升高,牛奶的内能增加,C不符合题意;
D.温度越高,分子运动越剧烈,加热后牛奶香气四溢,是因为牛奶分子的无规则运动更剧烈,扩散到空气中引起嗅觉,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物质从气态变为液态的过程叫液化;热传递过程中传递的是热量,不是温度;吸收热量,温度升高,内能增加;温度越高,分子运动越剧烈。
5.【答案】B
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A、A图是吸气冲程,故A错误
B、B图是压缩冲程,故B正确
C、C图是做功冲程,故C错误
D、D图是排气冲程,故D错误
故答案为:B
【分析】
热机的四个冲程分别为,吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
6.【答案】C
【知识点】两种电荷
【解析】【解答】A.摩擦起电的实质是电荷的转移,并不是创造电荷,A不符合题意;
B.用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒上的电子转移到丝绸上,使得玻璃棒带正电,B不符合题意;
C.用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒得到电子带负电,毛皮失去电子带正电,电子从毛皮转移到橡胶棒上,C符合题意;
D.带电体可以吸引带异种电荷的物体,也可以吸引不带电的轻小物体,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】摩擦起电的实质是电荷的转移;用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒上的电子转移到丝绸上,使得玻璃棒带正电;用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒得到电子带负电,毛皮失去电子带正电,电子从毛皮转移到橡胶棒上;带电体可以吸引带异种电荷的物体,也可以吸引不带电的轻小物体。
7.【答案】A
【知识点】电功的计算;电功计算公式的应用
【解析】【解答】根据图表中甲和乙可以得到,乙的电阻时甲电阻的两倍,即R乙=2R甲,根据图表中甲和丙可以得到,甲的电阻时丙电阻的两倍,即R甲=2R丙,故R乙>R甲>R丙,又因为时间和电流相同,由公式W=I2Rt,可知W乙>W甲>W丙,故A正确,BCD 错误
故答案为:A
【分析】
电阻大小与导体材料,长度,横截面积有关,同种材料长度越长电阻越大,横截面积越大电阻越小,可用公式表示
8.【答案】A
【知识点】误差及其减小方法;物理学方法
【解析】【解答】解:A、在“探究电流跟电阻的关系”时需要采用控制变量法,而“伏安法测量电阻”时不需要利用控制变量法,不正确,符合题意;
B、这两个实验的实验电路图都相同,说法正确,不符合题意;
实验过程为了减小误差,常采用多次测量取平均值的办法进行分析解答,故CD都正确,不符合题意;
故选A.
【分析】这两个实验都需要测量出通过电阻的电流和其两端的电压,实验电路图都是相同的,并且在做“探究电流跟电阻的关系”时,要控制电阻两端的电压不变;实验过程都需要采用多次测量取平均值的办法来减小误差.
9.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】将AB接入电路,则此时是两个电阻并联,其中一个电阻为 ,另外一个电阻是 ,则并联后的总电阻为
则总电阻为 。
故答案为:D。
【分析】两个电阻并联,等效电阻的大小等于两个电阻的乘积除以电阻之和,并联后的等效电阻小于任何一个分电阻。
10.【答案】D
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【解答】A.若开关S断路,则电流无法从火线流到、两点,用测电笔分别检测、两点,氖管不会发光,A不符合题意;
B.若灯泡断路,则电流无法从火线流到点,用测电笔分别检测点,氖管不会发光,B不符合题意;
C.若灯泡短路,电流直接从火线流到零线,空气开关会自动切断电路,用测电笔分别检测、两点,氖管不会发光,C不符合题意;
D.若段断路,电流从火线流到、两点时,无法流回零线,只能通过测电笔、人体流进大地,所以测电笔有电流流过,氖管会发光,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】家庭电路中,灯泡的开关闭合后不发光,但测电笔的氖管发光,说明零线处断路。
11.【答案】C
【知识点】电功率;电功率的计算
【解析】【解答】由题意可知,故C正确,ABD错误
故答案为:C
【分析】因为P=I2R所以可以求得电流为,以此方法就可求出电流之比。
12.【答案】D
【知识点】电功率
【解析】【解答】A、只闭合K2时电流表示数只闭合K1、K3时电流表示数,并联时总电阻小于其中任何一个电阻。故A不符合题意
B、只闭合K2时电压表测量R1的电压,只闭合K1、K3时电压表测量电源电压,故B不符合题意
C、只闭合K1、K3,R1和R2并联,他们互不影响,当R2滑片向左移动时,R1的功率不变,故C不符合题意
D、只闭合K1、K3,R1和R2并联,当R2滑片向右移动时,R2的功率变大,故电路的总功率变大,故D符合题意。
故答案为:D
【分析】
(1)并联电路中总电阻小于其中任何一个电阻。
(2)并联电路中各用电器互不影响。
(3)并联电路中总功率等于个用电器功率之和。
13.【答案】C
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】①U形管中液面高度变化主要是由透明容器中空气的热胀冷缩引起的,故①错误;
②图甲装置中,两电阻串联,电流相等,电阻不相等,能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,故②正确;
③图乙实验过程中右边两个电阻丝并联,右边容器中的电阻通过的电流与左边电阻丝通过的电流不相等,探究的是电热与电流的关系,需要保持电阻相同,故阻值应该等于5Ω,故③错误;
④电炉丝热与电炉丝相连的导线串联,电流相等,电阻不相等;用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象,故④正确;故①③错误,②④正确。
故答案为:C。
【分析】U形管中液面高度变化主要是由透明容器中空气的热胀冷缩引起的;两电阻串联,电流相等,电阻不相等,能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系;探究的是电热与电流的关系,需要保持电阻相同;电炉丝热与电炉丝相连的导线串联,电流相等,电阻不相等,可以解释热量不同现象。
14.【答案】C
【知识点】电功的计算;电功计算公式的应用
【解析】【解答】电池的电能为W总=UIt=5V×4A×3600S=7.2×104J,未充满的电能为总电能的30%,及未充满的电能为W=W总×30%=7.2×104J×30%=2.16×104J,故所需时间为,故C正确,ABD错误
故答案为:C
【分析】
(1)电能公式为W=UIt,此时可以求出手机电池的总店能。
(2)时间可以利用电能和功率的额公式求出,W=Pt
15.【答案】B
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】(1)由乙图知,当R1接入电路的阻值为4 Ω 时,R1的电功率为4W,由P=UI得,电源电压为U=I1(R1+R2)=1A×(4 Ω +R2),由乙图知,当R1接入电路的阻值为16 Ω 时,R1的电功率为4W,由P=UI得,电源电压为U=I2(R1+R2)=0.5A×(16 Ω +R2),联立以上两式即可求得R2=8Ω,U=12V,故A错误B正确
(2)当滑动变阻器的电阻等于R2的电阻时功率最大,即,故C错误
(3)当滑动变阻器接入电路的电阻为0时电流表示数最大,当滑动变阻器接入电路中电阻最大时,电流表示数最小,故D错误。
故答案为:B
【分析】
(1)电路中电源电压一般保持不变,可以列等式计算出电源电压。
(2)当滑动变阻器的电阻等于外界电阻时,滑动变阻器的电功率最大。
(3)当电阻最大时,电流最小。当电阻最小时,电流最大。
16.【答案】需要;固液共存
【知识点】熔化与熔化吸热特点;熔化和凝固的温度—时间图象
【解析】【解答】(1)熔化吸热,故第一空需要
(2)在熔化过程中,物体状态是固液共存态
【分析】
晶体熔化时吸收热量,温度保持不变,处于固液共存态。
17.【答案】升华;吸收
【知识点】升华及升华吸热
【解析】【解答】干冰在常温下容易直接变为气体,是升华现象,同时吸收热量。
故答案为:升华;吸热。
【分析】固体直接变为气体的过程是升华,升华吸热。
18.【答案】比热容;4.2×104
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】(1)水的吸热能力最强,水在各种物质的比热容中,比热容最大。
(2) 水吸收的热量为
【分析】
(1)水的吸热能力最强,很多时候被用作冷却剂。
(2)物体吸热公式Q=cm t。
19.【答案】1.8×106;60
【知识点】燃料的热值;电功的计算
【解析】【解答】(1)单位换算为1 kW h =3.6 ×106J,故0.5kW h=0.5×3.6 ×106J=1.8×106J
(2)由公式Q=qm得到
【分析】
(1)单位换算为1 kW h =3.6 ×106J
(2)燃料释放热量的公式为Q=qm或者Q=qv
20.【答案】1.8
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】
由题意可以知道电流变化了0.1A即,
那么电功率变化为
【分析电功率的变化不是变化的电压乘以变化的电流,而是每次要把电功率算出来,然后相减就可以。
21.【答案】20;1.5;2.5
【知识点】电功率的计算;额定功率;实际功率
【解析】【解答】(1)只闭合开关 S、S1 ,灯泡与滑动变阻器R1串联,电压表测R1两端的电压,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大,由图乙可知,滑动变阻器两端的最大电压为4v,通过的最小电流为0.2A,即滑动变阻器R1的最大阻值;
(2)当灯泡正常发光时,电路中的电流最大,由图乙可知此时电路中电流为0.5A,即灯泡的额定电流为0.5A,只闭合开关 S、S2 ,灯泡与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,当灯泡正常发光时电路中的电流最大, 此时滑动变阻器R2接入电路的电阻最小,滑动变阻器R2两端电压最小,由图丙可知此时滑动变阻器R2两端的电压为2v,灯泡额定的电压:U额=5V-2V=3V,所以灯泡的额定功率:P额=U额I额=3Vx0.5A=1.5W
(3)由P=UI可知,电源电压一定时,电路中的电流最大时,电路的电功率最大,由题意可知,灯泡正常发光时电路中的电流最大,因此两次电路中的最大电流都等于灯泡的额定电流,所以两次电路消耗的最大功率:P=UI=5Vx0.5A=2.5W
【分析】
(1)只闭合开关 S、S1 ,灯泡与滑动变阻器R1串联,电压表测R1两端的电压
(2)当灯泡正常发光时,电路中的电流最大
(3)由P=UI可知,电源电压一定时,电路中的电流最大时,电路的电功率最大
22.【答案】解:如图所示:
【知识点】家庭电路的连接
【解析】【解答】开关控制电灯时,开关和电灯串联,火线首先过开关再入灯泡顶端的金属点,零线直接连电灯的螺丝口。三孔插座的左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线。如图所示:
【分析】开关控制电灯时,开关和电灯串联,火线首先过开关再入灯泡顶端的金属点,零线直接连电灯的螺丝口。三孔插座的左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线。
23.【答案】解:如图所示:
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】答案如图
【分析】 探究电流与电阻的关系时,电压表与电阻并联,电流表与电阻串联。
24.【答案】(1)质量
(2)使沙子和水受热均匀
(3)52
(4)错误
(5)小于
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】
(1)根据比较吸热能力的两种方法,采用控制变量法,应控制不同物质的质量相同。故在两烧杯中分别装入出温相同且质量相等的沙子和水。
(2)实验中应用玻璃棒不断搅拌,为了使沙子和水受热均匀。
(3)温度计每一小格代表1℃,示数是52℃。
(4)实验中用相同的酒精灯加热,加热相同的时间,水和沙子吸收的热量相同。故该观点是错的。
(5)根据表格中数据可知,质量相同的水和沙子,加热相同的时间,吸收相同热量,水的温度升高的慢,则水的吸热能力大,水的比热容大,沙子的比热容 小于水 比热容。
【分析】
(1)控制质量相同研究不同物质的吸热能力。
(2)为了使其均匀受热,用玻璃棒搅拌。
(3)温度计读数,看清量程和分度值。
(4)吸收相同的时间,就是吸收相同的热量。
(5)加热相同的时间则表示吸收相同的热量。
25.【答案】(1)解:如图所示:
(2)短路
(3)1.8;左
(4)1
(5)小灯泡的灯丝随温度的升高而增大
(6)0.9
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】
(1)如图
(2)电压表示数为零,即有两种情况,一电路某处短路,二、与其并联用电器短路,此时电流表有示数,所以只有小灯泡发生了短路。
(3)从电压表上读数为1.8V,小灯泡要达到额定功率,则小灯泡要达到2.5V,所以滑动变阻器要小一点,故滑动变阻器应该向左移动。
(4) 小灯泡的额定功率是 P=UI=2.5V×0.4A=1W
(5) 随着电流增大,图线变成了一条曲线 ,曲线是因为小灯泡的灯丝随温度的升高而增大。
(6)将R1的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为0.5A ,此时电源电压为U=IR=0.5A×R, 将R1的滑片P调至最右端 ,此时电源电压为U=I(R+10 Ω )=0.25A×(R+10 Ω ),由以上式子可求出R=10Ω,故灯泡的额定功率P额= I2R=(0.3A)2×10 Ω=0.9W
【分析】
(1)测量小灯泡的额定功率时,电压表与小灯泡并联,电流表与小灯泡串联。
(2)电路故障一般只看电压表,电压表示数为零,即有两种情况,一电路某处短路,二、与其并联用电器短路
(3)小灯泡要正常发光,则一定达到额定电压。
(4)功率公式 P=UI
(5)小灯泡电阻容易受温度影响。
(6)当滑动变阻器也能是电流表示数等于电灯泡电流,则他们电阻相同。
26.【答案】(1)解:已知汽车匀速行驶时受到的阻力为f=1200N,
则牵引力与阻力是一对平衡力,可知汽车的牵引力为:F=f=1200N,
则牵引力做的功为:W=Fs=1200N×3×103m=3.6×106J;
答:牵引力做了3.6×106J的功;
(2)解:汽油完全燃烧放出的热量为:Q放=qm=4.5×107J/kg×0.32kg=1.44×107J;
答:汽油完全燃烧放出的热量为1.44×107J;
(3)解:发动机的效率为:η= = ×100%=25%。
答:发动机的效率为25%。
【知识点】燃料的热值;热机的效率
【解析】【分析】(1)因为匀速则牵引力等于摩擦力,然后利用公式 W=Fs 可求出做功多少。
(2) 汽油完全燃烧放出的热量可以用公式 Q放=qm求出
(3)用有用功比上燃料释放的热量即为效率。
27.【答案】(1)解:3000r/(kW h)表示电路中每消耗1kW h的电能,电能表的转盘转3000转,
在保温状态下,电能表(如图乙)的转盘在1min内转动了5r,电饭锅消耗的电能为:W保温= = kW h=6000J,
电饭锅的保温功率为:P保温= = =100W;
答:保温状态下该电饭锅的发热功率为100W;
(2)解:由图甲可知,当开关S与触点1连接时,电路中只有R1工作,当开关S与触点2连接时,电路中R1、R2串联,
根据串联电路的电阻特点可知,当开关S与触点2连接时,电路中R1、R2串联,此时电路中的电阻最大,由P= 可知,电路的电功率最小,电饭锅处于保温状态;
由P= 可知,保温时电路总电阻为:R串= = =484Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,R2的阻值为:R2=R串﹣R1=484Ω﹣80Ω=404Ω;
答:R2阻值的大小为404Ω;
(3)解:标准大气压下水的沸点为100℃,
电饭锅将2kg初温为20℃的水加热至沸腾时,水吸收的热量:Q吸=c水m(t1﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J;
不计热量损失,则W=Q吸=6.72×105J,
则电饭锅的实际加热功率为:P加热′= = =500W,
当开关S与触点1连接时,电路中只有R1工作,电路中的电阻最小,电功率最大,电饭锅处于加热状态,
根据P= 可知,加热状态下的实际电压为:U实= = =200V。
答:电饭锅的实际电压为200V。
【知识点】电功的计算;电功计算公式的应用;电功率;实际电压
【解析】【分析】
(1)在保温状态下,电能表(如图乙)的转盘在1min内转动了5r,先求电饭锅消耗的电能,然后求出电功率。
(2)当开关S与触点1连接时,电路中只有R1工作,当开关S与触点2连接时,电路中R1、R2串联,
根据串联电路的电阻特点可知,当开关S与触点2连接时,电路中R1、R2串联,此时电路中的电阻最大,此时 ,电路的电功率最小,电饭锅处于保温状态 ,由此可求出总电阻, R2的阻值为:R2=R串﹣R1
(3)先求出水吸收的热量,而水吸收的热量等于电释放的能量。即可以求出实际功率,再由即可求出实际电压。
黑龙江省大庆市五校联考2023年中考物理模拟试卷
一、选择题(共15小题,每题2分,共30分)
1.(2023·大庆模拟)“新冠肺炎”疫情防控期间,发热患者应及时隔离、就诊。因此复学返校的学生进入校门之前必须测量体温,若体温达到或超过某个数值则不能进校。这个数值是( )
A.35.5℃ B.36.0℃ C.36.6℃ D.37.3℃
【答案】D
【知识点】体温计的使用及其读数
【解析】【解答】人体正常体温是36.5℃- 37.2℃ 。超过37.3℃ 即为发烧,故D正确,ABC错误
【分析】 规定为37.3℃以上为发热患者。
2.(2022·呼和浩特)炎炎夏日,暑热难耐。红霞同学从冰柜里拿出一块冰,放在盘子里。一会儿,冰变成了一盘水,又过一段时间,发现水干了。在这两个过程中,涉及的两个物态变化,以及对应的吸、放热情况,下列叙述正确的是( )
A.熔化吸热和凝固放热 B.汽化吸热和液化放热
C.熔化吸热和汽化吸热 D.熔化放热和汽化放热
【答案】C
【知识点】熔化与熔化吸热特点;汽化及汽化吸热的特点
【解析】【解答】冰在空气中吸热熔化变成了一盘水,水在空气中过不断吸热,汽化成水蒸气,因此过一段时间,发现水干了,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】固体变为液体,是熔化现象;液体变为气体是汽化现象。
3.(2023·大庆模拟)关于物态变化,下列说法正确的是( )
A.用干冰人工降雨,利用了干冰熔化吸热
B.冬天的菜窖里放几桶水,利用了水凝固吸热
C.冬天人呼出的“白气”和露珠的形成原理相同
D.出汗时吹风扇感觉凉快,是因为风降低了室温
【答案】C
【知识点】凝固与凝固放热特点;液化及液化放热;升华及升华吸热
【解析】【解答】A、干冰是固态二氧化碳,人工降雨是利用干冰升华吸热的,故A错误
B、水凝固放热,故B错误
C、冬天呼出来的白气属于水蒸气遇冷液化形成,露珠也是液化,故C正确
D、出汗时吹风扇感觉凉快,是因为风加快了汗液蒸发,蒸发吸热,而不是风降低了室温,故D错误
故答案为:C
【分析】(1)人工降雨是利用干冰升华形成。
(2)水凝固时放热。
(3)雾和露都是液化形成。
(4)加快液体表面空气流动速度可以加快蒸发,蒸发吸热。
4.(2022·威海)小明从冰箱里取出一盒牛奶,放入70℃左右的热水中加热。下列说法正确的是( )
A.热水冒出的“白气”,是水汽化形成的
B.热水将温度传递给牛奶,使牛奶的温度升高
C.随着牛奶温度升高,牛奶的内能保持不变
D.加热后牛奶香气四溢,是因为牛奶分子的无规则运动更剧烈
【答案】D
【知识点】液化及液化放热;温度、热量与内能的关系;热传递改变物体内能;分子热运动
【解析】【解答】A.热水冒出的“白气”,是水蒸气遇冷液化形成的,A不符合题意;
B.温度高的热水将热量传递给牛奶,使牛奶的内能增加,温度升高;热传递过程中传递的是热量,不是温度,B不符合题意;
C.温度低的牛奶吸收热量,随着牛奶温度升高,牛奶的内能增加,C不符合题意;
D.温度越高,分子运动越剧烈,加热后牛奶香气四溢,是因为牛奶分子的无规则运动更剧烈,扩散到空气中引起嗅觉,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物质从气态变为液态的过程叫液化;热传递过程中传递的是热量,不是温度;吸收热量,温度升高,内能增加;温度越高,分子运动越剧烈。
5.(2023·大庆模拟)如图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图,其中压缩冲程是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A、A图是吸气冲程,故A错误
B、B图是压缩冲程,故B正确
C、C图是做功冲程,故C错误
D、D图是排气冲程,故D错误
故答案为:B
【分析】
热机的四个冲程分别为,吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
6.(2022·东营)关于静电的知识,下列说法正确的是( )
A.摩擦起电创造了电荷
B.用丝绸摩擦玻璃棒,正电荷从丝绸转移玻璃棒上
C.用毛皮摩擦橡胶棒,电子从毛皮转移到橡胶棒上
D.相互吸引的两个轻小物体,一定是带了异种电荷
【答案】C
【知识点】两种电荷
【解析】【解答】A.摩擦起电的实质是电荷的转移,并不是创造电荷,A不符合题意;
B.用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒上的电子转移到丝绸上,使得玻璃棒带正电,B不符合题意;
C.用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒得到电子带负电,毛皮失去电子带正电,电子从毛皮转移到橡胶棒上,C符合题意;
D.带电体可以吸引带异种电荷的物体,也可以吸引不带电的轻小物体,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】摩擦起电的实质是电荷的转移;用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒上的电子转移到丝绸上,使得玻璃棒带正电;用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒得到电子带负电,毛皮失去电子带正电,电子从毛皮转移到橡胶棒上;带电体可以吸引带异种电荷的物体,也可以吸引不带电的轻小物体。
7.(2023·大庆模拟)甲、乙、丙三个导体串联在电路中,它们材料相同、均为圆柱体,规格如表所示。通电1min,电流通过甲、乙、丙做的功分别为W甲、W乙、W丙,则( )
导体 长度/cm 横截面积/cm2
甲 5 1
乙 10 1
丙 5 2
A.W乙>W甲>W丙 B.W甲=W乙=W丙
C.W甲>W乙>W丙 D.W丙>W甲>W乙
【答案】A
【知识点】电功的计算;电功计算公式的应用
【解析】【解答】根据图表中甲和乙可以得到,乙的电阻时甲电阻的两倍,即R乙=2R甲,根据图表中甲和丙可以得到,甲的电阻时丙电阻的两倍,即R甲=2R丙,故R乙>R甲>R丙,又因为时间和电流相同,由公式W=I2Rt,可知W乙>W甲>W丙,故A正确,BCD 错误
故答案为:A
【分析】
电阻大小与导体材料,长度,横截面积有关,同种材料长度越长电阻越大,横截面积越大电阻越小,可用公式表示
8.(2015九上·全南期中)对于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”的这两个实验,下列说法不正确的是( )
A.它们都是采用控制变量的研究方法
B.它们的实验电路在教科书中是相同的
C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系
D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差
【答案】A
【知识点】误差及其减小方法;物理学方法
【解析】【解答】解:A、在“探究电流跟电阻的关系”时需要采用控制变量法,而“伏安法测量电阻”时不需要利用控制变量法,不正确,符合题意;
B、这两个实验的实验电路图都相同,说法正确,不符合题意;
实验过程为了减小误差,常采用多次测量取平均值的办法进行分析解答,故CD都正确,不符合题意;
故选A.
【分析】这两个实验都需要测量出通过电阻的电流和其两端的电压,实验电路图都是相同的,并且在做“探究电流跟电阻的关系”时,要控制电阻两端的电压不变;实验过程都需要采用多次测量取平均值的办法来减小误差.
9.(2021·凉山)有一根阻值为R的电阻线,现将它首尾相连绕制成一个圆形电阻,如图所示。则AB间的电阻为( )
A.R B. C. D.
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】将AB接入电路,则此时是两个电阻并联,其中一个电阻为 ,另外一个电阻是 ,则并联后的总电阻为
则总电阻为 。
故答案为:D。
【分析】两个电阻并联,等效电阻的大小等于两个电阻的乘积除以电阻之和,并联后的等效电阻小于任何一个分电阻。
10.(2022·河池)在如图所示的照明电路中,闭合开关S后,发现灯泡L不亮,用测电笔分别检测、两点,氖管都发光。若电路中只有一处故障,则可能是( )
A.开关断路 B.灯泡断路 C.灯泡短路 D.段断路
【答案】D
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【解答】A.若开关S断路,则电流无法从火线流到、两点,用测电笔分别检测、两点,氖管不会发光,A不符合题意;
B.若灯泡断路,则电流无法从火线流到点,用测电笔分别检测点,氖管不会发光,B不符合题意;
C.若灯泡短路,电流直接从火线流到零线,空气开关会自动切断电路,用测电笔分别检测、两点,氖管不会发光,C不符合题意;
D.若段断路,电流从火线流到、两点时,无法流回零线,只能通过测电笔、人体流进大地,所以测电笔有电流流过,氖管会发光,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】家庭电路中,灯泡的开关闭合后不发光,但测电笔的氖管发光,说明零线处断路。
11.(2023·大庆模拟)已知乙电阻是甲电阻的2倍,若分别对甲、乙两种导体通电,甲、乙的功率之比1:8,则通过甲、乙两导体的电流之比( )
A.2:1 B.4:3 C.1:2 D.4:1
【答案】C
【知识点】电功率;电功率的计算
【解析】【解答】由题意可知,故C正确,ABD错误
故答案为:C
【分析】因为P=I2R所以可以求得电流为,以此方法就可求出电流之比。
12.(2023·大庆模拟)如图所示电路,电源电压恒定。下列说法不正确的是( )
A.只闭合K2时电流表示数小于只闭合K1、K3时电流表示数
B.只闭合K2时电压表示数小于只闭合K1、K3时电压表示数
C.只闭合K1、K3,当R2滑片向左移动时,R1的功率不变
D.只闭合K1、K3,当R2滑片向右移动时,电源总功率逐渐变小
【答案】D
【知识点】电功率
【解析】【解答】A、只闭合K2时电流表示数只闭合K1、K3时电流表示数,并联时总电阻小于其中任何一个电阻。故A不符合题意
B、只闭合K2时电压表测量R1的电压,只闭合K1、K3时电压表测量电源电压,故B不符合题意
C、只闭合K1、K3,R1和R2并联,他们互不影响,当R2滑片向左移动时,R1的功率不变,故C不符合题意
D、只闭合K1、K3,R1和R2并联,当R2滑片向右移动时,R2的功率变大,故电路的总功率变大,故D符合题意。
故答案为:D
【分析】
(1)并联电路中总电阻小于其中任何一个电阻。
(2)并联电路中各用电器互不影响。
(3)并联电路中总功率等于个用电器功率之和。
13.(2022·通辽)在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中,某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气)。下列说法正确的是( )
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
【答案】C
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】①U形管中液面高度变化主要是由透明容器中空气的热胀冷缩引起的,故①错误;
②图甲装置中,两电阻串联,电流相等,电阻不相等,能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,故②正确;
③图乙实验过程中右边两个电阻丝并联,右边容器中的电阻通过的电流与左边电阻丝通过的电流不相等,探究的是电热与电流的关系,需要保持电阻相同,故阻值应该等于5Ω,故③错误;
④电炉丝热与电炉丝相连的导线串联,电流相等,电阻不相等;用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象,故④正确;故①③错误,②④正确。
故答案为:C。
【分析】U形管中液面高度变化主要是由透明容器中空气的热胀冷缩引起的;两电阻串联,电流相等,电阻不相等,能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系;探究的是电热与电流的关系,需要保持电阻相同;电炉丝热与电炉丝相连的导线串联,电流相等,电阻不相等,可以解释热量不同现象。
14.(2023·大庆模拟)老王的手机电池的铭牌上标有“5V 4000mA h”的字样,如果他在电池电量剩余70%时,立刻插上30W的充电器,直到电量充满。他这次给手机充电的时间是( )
A.0.5h B.0.47h C.0.2h D.0.67h
【答案】C
【知识点】电功的计算;电功计算公式的应用
【解析】【解答】电池的电能为W总=UIt=5V×4A×3600S=7.2×104J,未充满的电能为总电能的30%,及未充满的电能为W=W总×30%=7.2×104J×30%=2.16×104J,故所需时间为,故C正确,ABD错误
故答案为:C
【分析】
(1)电能公式为W=UIt,此时可以求出手机电池的总店能。
(2)时间可以利用电能和功率的额公式求出,W=Pt
15.(2023·大庆模拟)在图甲电路中,电源电压恒定,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻。开关闭合后,将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中,变阻器的电功率P随其阻值R1的变化关系如图乙所示。下列对电路的表述中,正确的是( )
A.R2的阻值为5Ω
B.电源电压为12V
C.滑动变阻器的最大功率为9W
D.电流表示数的变化范围为0.75~1.5A
【答案】B
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】(1)由乙图知,当R1接入电路的阻值为4 Ω 时,R1的电功率为4W,由P=UI得,电源电压为U=I1(R1+R2)=1A×(4 Ω +R2),由乙图知,当R1接入电路的阻值为16 Ω 时,R1的电功率为4W,由P=UI得,电源电压为U=I2(R1+R2)=0.5A×(16 Ω +R2),联立以上两式即可求得R2=8Ω,U=12V,故A错误B正确
(2)当滑动变阻器的电阻等于R2的电阻时功率最大,即,故C错误
(3)当滑动变阻器接入电路的电阻为0时电流表示数最大,当滑动变阻器接入电路中电阻最大时,电流表示数最小,故D错误。
故答案为:B
【分析】
(1)电路中电源电压一般保持不变,可以列等式计算出电源电压。
(2)当滑动变阻器的电阻等于外界电阻时,滑动变阻器的电功率最大。
(3)当电阻最大时,电流最小。当电阻最小时,电流最大。
二、填空题(共6小题,每空2分,共24分)
16.(2023·大庆模拟)某种物质熔化时温度随时间变化的图像如图所示。它在熔化过程中温度保持不变, (选填“需要”或“不需要”)吸收热量;在加热到第8分钟时该物质处于 态(选填“固”、“液”或“固液共存”)。
【答案】需要;固液共存
【知识点】熔化与熔化吸热特点;熔化和凝固的温度—时间图象
【解析】【解答】(1)熔化吸热,故第一空需要
(2)在熔化过程中,物体状态是固液共存态
【分析】
晶体熔化时吸收热量,温度保持不变,处于固液共存态。
17.(2019·玉林)在少雨干旱的季节,为了使农作物能正常生长,必要时可利用干冰进行人工降雨。这是由于干冰在 (填物态变化的名称)时迅速 (选填“吸收”或“放出”)热量使周围的气温急剧下降,水蒸气遇冷液化形成小水滴。
【答案】升华;吸收
【知识点】升华及升华吸热
【解析】【解答】干冰在常温下容易直接变为气体,是升华现象,同时吸收热量。
故答案为:升华;吸热。
【分析】固体直接变为气体的过程是升华,升华吸热。
18.(2023·大庆模拟)“父亲节”这天,扎西同学为爸爸炖了一碗排骨汤,将装汤的碗放在有2kg水的盆子中进行降温。扎西同学用水进行降温主要是利用了水的 大,过了一会儿,水温由15℃升高到20℃,水吸收的热量为 J。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
【答案】比热容;4.2×104
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】(1)水的吸热能力最强,水在各种物质的比热容中,比热容最大。
(2) 水吸收的热量为
【分析】
(1)水的吸热能力最强,很多时候被用作冷却剂。
(2)物体吸热公式Q=cm t。
19.(2023·大庆模拟)小明家烧开一壶水需要0.5kW h电能,合 J(用科学记数法表示)。如果用燃煤来烧开这壶水,不计热损失,标准煤的热值为3×107J/kg,消耗 g标准煤。
【答案】1.8×106;60
【知识点】燃料的热值;电功的计算
【解析】【解答】(1)单位换算为1 kW h =3.6 ×106J,故0.5kW h=0.5×3.6 ×106J=1.8×106J
(2)由公式Q=qm得到
【分析】
(1)单位换算为1 kW h =3.6 ×106J
(2)燃料释放热量的公式为Q=qm或者Q=qv
20.(2023·大庆模拟)如果加在某定值电阻两端的电压从8V升高到10V,通过该电阻的电流变化了0.1A,则该电阻的电功率变化了 W。
【答案】1.8
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】
由题意可以知道电流变化了0.1A即,
那么电功率变化为
【分析电功率的变化不是变化的电压乘以变化的电流,而是每次要把电功率算出来,然后相减就可以。
21.(2023·大庆模拟)如图甲所示,电源电压为5V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。在保证所有元件安全的情况下,只闭合开关S、S1,最大范围移动滑动变阻器滑片,绘制出电流表示数与电压表示数关系的图象,如图乙所示。只闭合开关S、S2,最大范围移动滑动变阻器滑片,绘制出电压表示数与滑动变阻器R2接入电路中阻值关系的图象,如图丙所示。滑动变阻器R1的最大阻值为 Ω,灯泡的额定功率为 W,以上两种情况,电路最大功率为 W。
【答案】20;1.5;2.5
【知识点】电功率的计算;额定功率;实际功率
【解析】【解答】(1)只闭合开关 S、S1 ,灯泡与滑动变阻器R1串联,电压表测R1两端的电压,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大,由图乙可知,滑动变阻器两端的最大电压为4v,通过的最小电流为0.2A,即滑动变阻器R1的最大阻值;
(2)当灯泡正常发光时,电路中的电流最大,由图乙可知此时电路中电流为0.5A,即灯泡的额定电流为0.5A,只闭合开关 S、S2 ,灯泡与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,当灯泡正常发光时电路中的电流最大, 此时滑动变阻器R2接入电路的电阻最小,滑动变阻器R2两端电压最小,由图丙可知此时滑动变阻器R2两端的电压为2v,灯泡额定的电压:U额=5V-2V=3V,所以灯泡的额定功率:P额=U额I额=3Vx0.5A=1.5W
(3)由P=UI可知,电源电压一定时,电路中的电流最大时,电路的电功率最大,由题意可知,灯泡正常发光时电路中的电流最大,因此两次电路中的最大电流都等于灯泡的额定电流,所以两次电路消耗的最大功率:P=UI=5Vx0.5A=2.5W
【分析】
(1)只闭合开关 S、S1 ,灯泡与滑动变阻器R1串联,电压表测R1两端的电压
(2)当灯泡正常发光时,电路中的电流最大
(3)由P=UI可知,电源电压一定时,电路中的电流最大时,电路的电功率最大
三、作图题(共2小题,22题4分,23题2分,共6分)
22.(2021·黔东南模拟)请将图中各元件正确接入电路,其中开关只控制电灯。
【答案】解:如图所示:
【知识点】家庭电路的连接
【解析】【解答】开关控制电灯时,开关和电灯串联,火线首先过开关再入灯泡顶端的金属点,零线直接连电灯的螺丝口。三孔插座的左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线。如图所示:
【分析】开关控制电灯时,开关和电灯串联,火线首先过开关再入灯泡顶端的金属点,零线直接连电灯的螺丝口。三孔插座的左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线。
23.(2023·大庆模拟)某小组利用如图所示的电路探究电流与电阻的关系,某同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
【答案】解:如图所示:
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】答案如图
【分析】 探究电流与电阻的关系时,电压表与电阻并联,电流表与电阻串联。
四、实验探究题(共2小题,每空2分,共22分)
24.(2023·大庆模拟)小组同学比较沙子和水的比热容,实验装置如图甲、乙所示。
(1)在两个相同的易拉罐内分别装入初温、 相同的沙子和水。
(2)用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水,加热过程中需用玻璃棒不断搅拌,搅拌的目的是: ,测得实验数据如表格所示。
加热时间/min 0 1 2 3 4 5
温度/℃ 沙子 18 22 29 37 45 ﹣
水 18 19 21 23 25 27
(3)5min时,温度计显示沙子的温度如图丙所示,其读数为 ℃。
(4)加热相同的时间,发现沙子的温度升得更高,有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多,该观点 (正确/错误)。
(5)分析数据可得沙子的比热容 (小于/等于/大于)水的比热容。
【答案】(1)质量
(2)使沙子和水受热均匀
(3)52
(4)错误
(5)小于
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】
(1)根据比较吸热能力的两种方法,采用控制变量法,应控制不同物质的质量相同。故在两烧杯中分别装入出温相同且质量相等的沙子和水。
(2)实验中应用玻璃棒不断搅拌,为了使沙子和水受热均匀。
(3)温度计每一小格代表1℃,示数是52℃。
(4)实验中用相同的酒精灯加热,加热相同的时间,水和沙子吸收的热量相同。故该观点是错的。
(5)根据表格中数据可知,质量相同的水和沙子,加热相同的时间,吸收相同热量,水的温度升高的慢,则水的吸热能力大,水的比热容大,沙子的比热容 小于水 比热容。
【分析】
(1)控制质量相同研究不同物质的吸热能力。
(2)为了使其均匀受热,用玻璃棒搅拌。
(3)温度计读数,看清量程和分度值。
(4)吸收相同的时间,就是吸收相同的热量。
(5)加热相同的时间则表示吸收相同的热量。
25.(2023·大庆模拟)在“测量小灯泡额定功率”实验中,小灯泡的额定电压U额=2.5V。
(1)如图甲,有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)连接完电路,闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,经检查,导线连接完好,电表完好,则电路故障可能是小灯泡发生了 (短路/断路);
(3)故障排除后,移动滑片P到某一位置,电压表示数如图乙所示为 V;此时要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (左/右)端移动;
(4)移动滑片P,记下多组数据,并绘制图丙所示的U﹣I图象,由图象可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(5)小明还发现图线在电流较小时是直线,随着电流增大,图线变成了一条曲线,如图丙所示.造成这种变化的原因是 。
(6)小明设计了如图丁所示电路,测量另一只灯泡的额定功率(已知:电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R1的最大电阻为10Ω,灯泡的额定电流为0.3A);
①只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器R1,使电流表示数为0.3A;
②只闭合开关S和S1,保持滑动变阻器R1滑片位置不变,调节滑动变阻器R2,使电流表示数仍为0.3A;
③接着将R1的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为0.5A,再将R1的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为0.25A;
④该灯泡额定功率P额= W。
【答案】(1)解:如图所示:
(2)短路
(3)1.8;左
(4)1
(5)小灯泡的灯丝随温度的升高而增大
(6)0.9
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】
(1)如图
(2)电压表示数为零,即有两种情况,一电路某处短路,二、与其并联用电器短路,此时电流表有示数,所以只有小灯泡发生了短路。
(3)从电压表上读数为1.8V,小灯泡要达到额定功率,则小灯泡要达到2.5V,所以滑动变阻器要小一点,故滑动变阻器应该向左移动。
(4) 小灯泡的额定功率是 P=UI=2.5V×0.4A=1W
(5) 随着电流增大,图线变成了一条曲线 ,曲线是因为小灯泡的灯丝随温度的升高而增大。
(6)将R1的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为0.5A ,此时电源电压为U=IR=0.5A×R, 将R1的滑片P调至最右端 ,此时电源电压为U=I(R+10 Ω )=0.25A×(R+10 Ω ),由以上式子可求出R=10Ω,故灯泡的额定功率P额= I2R=(0.3A)2×10 Ω=0.9W
【分析】
(1)测量小灯泡的额定功率时,电压表与小灯泡并联,电流表与小灯泡串联。
(2)电路故障一般只看电压表,电压表示数为零,即有两种情况,一电路某处短路,二、与其并联用电器短路
(3)小灯泡要正常发光,则一定达到额定电压。
(4)功率公式 P=UI
(5)小灯泡电阻容易受温度影响。
(6)当滑动变阻器也能是电流表示数等于电灯泡电流,则他们电阻相同。
五、计算题(共2小题,每个小问题3分,共18分)
26.(2023·大庆模拟)一辆汽车以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶了3km,受到的阻力为1200N,燃烧了0.32kg汽油。(汽油的热值q=4.5×107J/kg)求:
(1)牵引力做了多少功;
(2)这些汽油完全燃烧放出的热量;
(3)发动机的效率。
【答案】(1)解:已知汽车匀速行驶时受到的阻力为f=1200N,
则牵引力与阻力是一对平衡力,可知汽车的牵引力为:F=f=1200N,
则牵引力做的功为:W=Fs=1200N×3×103m=3.6×106J;
答:牵引力做了3.6×106J的功;
(2)解:汽油完全燃烧放出的热量为:Q放=qm=4.5×107J/kg×0.32kg=1.44×107J;
答:汽油完全燃烧放出的热量为1.44×107J;
(3)解:发动机的效率为:η= = ×100%=25%。
答:发动机的效率为25%。
【知识点】燃料的热值;热机的效率
【解析】【分析】(1)因为匀速则牵引力等于摩擦力,然后利用公式 W=Fs 可求出做功多少。
(2) 汽油完全燃烧放出的热量可以用公式 Q放=qm求出
(3)用有用功比上燃料释放的热量即为效率。
27.(2023·大庆模拟)图甲是某电饭锅的简化电路原理图,R1和R2是阻值不变的加热电阻,R1=80Ω,S为温控开关,1、2是开关连接的触点。某次煮饭时,只将电饭锅接入220V的电路中,在加热状态下工作了一段时间后,开关S自动切换到保温状态。在保温状态下,电能表(如图乙)的转盘在1min内转动了5r。求:
(1)保温状态下该电饭锅的发热功率。
(2)R2阻值的大小。
(3)用电高峰时,该电饭锅在加热状态下,1344s内将2kg初温为20℃的水加热至沸腾(1个标准大气压),若不计热损失,电饭锅的实际电压。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
【答案】(1)解:3000r/(kW h)表示电路中每消耗1kW h的电能,电能表的转盘转3000转,
在保温状态下,电能表(如图乙)的转盘在1min内转动了5r,电饭锅消耗的电能为:W保温= = kW h=6000J,
电饭锅的保温功率为:P保温= = =100W;
答:保温状态下该电饭锅的发热功率为100W;
(2)解:由图甲可知,当开关S与触点1连接时,电路中只有R1工作,当开关S与触点2连接时,电路中R1、R2串联,
根据串联电路的电阻特点可知,当开关S与触点2连接时,电路中R1、R2串联,此时电路中的电阻最大,由P= 可知,电路的电功率最小,电饭锅处于保温状态;
由P= 可知,保温时电路总电阻为:R串= = =484Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,R2的阻值为:R2=R串﹣R1=484Ω﹣80Ω=404Ω;
答:R2阻值的大小为404Ω;
(3)解:标准大气压下水的沸点为100℃,
电饭锅将2kg初温为20℃的水加热至沸腾时,水吸收的热量:Q吸=c水m(t1﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J;
不计热量损失,则W=Q吸=6.72×105J,
则电饭锅的实际加热功率为:P加热′= = =500W,
当开关S与触点1连接时,电路中只有R1工作,电路中的电阻最小,电功率最大,电饭锅处于加热状态,
根据P= 可知,加热状态下的实际电压为:U实= = =200V。
答:电饭锅的实际电压为200V。
【知识点】电功的计算;电功计算公式的应用;电功率;实际电压
【解析】【分析】
(1)在保温状态下,电能表(如图乙)的转盘在1min内转动了5r,先求电饭锅消耗的电能,然后求出电功率。
(2)当开关S与触点1连接时,电路中只有R1工作,当开关S与触点2连接时,电路中R1、R2串联,
根据串联电路的电阻特点可知,当开关S与触点2连接时,电路中R1、R2串联,此时电路中的电阻最大,此时 ,电路的电功率最小,电饭锅处于保温状态 ,由此可求出总电阻, R2的阻值为:R2=R串﹣R1
(3)先求出水吸收的热量,而水吸收的热量等于电释放的能量。即可以求出实际功率,再由即可求出实际电压。
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