一、填空题
1.比热容 扩散 不停地做无规则运动
解析:水的比热容最大,所以水较多的地方昼夜温差较小;闻到花香香味是因为花香分子在不停地做无规则运动,我们把这种现象称为扩散现象。
2.100 7.2
解析:由电路图可知,R0与R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由图象可知,当电路中的最小电流I′=0.1A时,R1的电功率P1′=1W,
此时由P=U2/R得:R1接入电路的电阻R1′=P′1/I′2=1W/(0.1A)2=100Ω,当电路中的电流I″=0.2A时,R1的电功率P1″=1.6W,此时由P=U2/R得:R1接入电路的电阻R1″=P″1/I″2=1.6W/(0.2A)2=40Ω;
(2)当电路中的电流I′=0.2A时,R0与R1′串联,根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知:R串1=R0+R1′,由I=U/R可得,电源的电压:U=I′(R0+R1′)=0.1A×(R0+100Ω)
①
当电路中的电流I″=0.2A时,R串2=R0+R1,由I=U/R可得,电源的电压:U=I″(R0+R1″)=0.2A×(R0+40Ω)
②
由①②解得:R0=20Ω,电源的电压U=I(R0+R1)=0.2A×(20Ω+40Ω)=12V。
当滑片P移动到b端时,只有R0连入,则R0消耗的电功率P0=U2/R0=(12V)2/20Ω==7.2W
3.排斥 长
解析:电流由上方流入,则由右手螺旋定则可知,螺线管上端为S极;因同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,两磁铁同名相对,故相互排斥;当滑片向a端移动时,滑动变阻器接入电阻增大,由欧姆定律可得,电路中电流减小,则条形磁铁受向上的力减小;条形磁铁受重力、拉力及向上的磁场力,向下的重力与向上的弹簧的弹力及磁场力之和相等,因重力不变,磁场力减小,故弹簧的弹力增大,故弹簧长度变长。故答案为:排斥,长。
4.热传递
解析:改变物体内能的方法有:做功和热传递,发生热传递时,高温物体放出热量、温度降低、内能减少;低温物体吸收热量、温度升高、内能增加。水和冷凝器之间存在温度差,所以热量会从高温物体传递给低温物体,因此发生的是热传递。
5.6 10
解析:从图中信息可以看出,乙图象中的电压值可以为零,因此乙对应的为电压表V2示数变化的图象;当滑动变阻器两端电压为零时,电压表V1示数为电源电压,故从图象中可以看出,电源电压为6V,此时电路中的电流为0.6A,电阻R1的阻值为:R1=U/I=6V/0.6A=10Ω。
6.0.45 9450
解析:水吸收的热量为Q吸=cm(t1-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×45℃=1.89×107J。Q吸=Q放=qV,所需天然气体积为V=Q吸/q=1.89×107J/4.2×107J/m3=0.45m3
通电的时间为t=Q吸/P=1.89×107J/2000W=9450s。
7.通电线圈在磁场中受力发生转动 改变电源的正负极(其他合理也可以)
解析:电动机都是利用通电导体在磁场中受理而转动的原理制成的。通电线圈在磁场中转动的方向取决于其在磁场中的受力方向,其受力方向改变则其转动方向就改变。而其受力方向与线圈中电流的方向和磁场的方向有关。因此要改变其转动方向就要改变线圈中的电流方向或磁场方向。故方法有:将磁场倒置,来改变磁场方向;或者将电源的正负极对调,来改变电流方向。
二、选择题
8.C
解析:常见的导体包括:人体、大地、各种金属、石墨、酸碱盐的溶液等。题中四个选项中,属于导体的是:食盐水、金属硬币、人体、石墨。其他属于绝缘体。
9.A
解析:观察图片,图中电动机符号代表电风扇。当只闭合开关S1时送冷风,说明电风扇电路接通,发热体电路断开,电风扇与发热体并联,跌倒开关在干路上。图中B、D明显不合题意;跌倒开关要求取暖器意外跌倒时断开电源,仔细观察图A、C,开关中有一弹簧,正常放置时在取暖器重力作用下压缩弹簧,接通电路,跌倒时开关在弹力作用下断开电源,图A符合要求,选A。
10.D
解析:热值是1kg的某种燃料完全燃烧释放的热量,与热机的效率没有关系;改变内能的两种方式是做功和热传递;热量是过程量,只能说吸收或放出,不能说含有或具有;热机的做功冲程将燃料混合物产生的内能转化为机械能。
11.C
解析:A.若灯泡L2灯丝断了,则L1也不能发光,所以A错误;B.若滑动变阻器短路了,则滑动变阻器不会引起L1亮度的变化,所以B错误;C.若灯L2短路了,则L2不亮,L1照常发光,所以C正确;D.若滑动变阻器接触不良,则整个电路断路,两灯都不亮,所以D错误。
12.D
解析:串联电路中电流处处相等,即I甲=I乙=0.2A,由图象得出,此时U甲=1V;U乙=2V;P甲∶P乙=U甲I甲∶U乙I乙=(1V×0.2A)∶(2V×0.2A)=1∶2,故A错误;由图象可知,乙元件中电流与两端电压图象不是过原点直线,说明乙元件的电阻值在不同电压下不同,故B、C错误;在并联电路中,各支路两端电压相等,都等于总电压,即:U甲=U乙=2V;由图象得出:I甲=0.4A,I乙=0.2A,I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A;P=UI=2V×0.6A=1.2W,故D正确。
13.C
解析:用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图所示。根据公式Q=cmΔt可知,在质量和温度变化相同的情况下,物体吸收的热量与比热容成正比。由图象可知,甲物质在10min内吸收的热量是水在20min内吸收的热量的一半,甲物质的比热容就是水的比热容的一半。故选C。endprint
14.B
解析:A.电动机的工作原理是磁场对电流的作用,即通电线圈在磁场中受力转动,不符合题意;B.话筒是利用闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动而产生交变电流的原理制成的,符合题意;C.电磁继电器是利用电流的磁场来工作的,不符合题意;D.扬声器把电信号转化为声信号,利用通电导体在磁场中受力原理,不符合题意。故选B。
15.A
解析:卫星通信、移动通信是利用电磁波来传递信息的;“北斗”导航是利用电磁波进行定位和导航的;煤、石油、天然气属于不可再生能源,也属于化石能源;LED灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的。所以选A。
三、作图题
16.如图所示
解析:(1)三孔插座的连接:上孔接地线,当金属外壳的用电器插入插座时,使金属外壳接地,防止金属外壳漏电发生触电事故。左孔接零线,右孔接火线。(2)灯泡的连接方法:火线首先接入开关,再接入灯泡顶端的金属点,零线直接接入螺旋套。开关既能控制灯泡,又能在灯泡损坏时,断开开关,切断了火线,安全地更换灯泡。
17.如图所示
解析:分析题意可知,必须连入电源和滑动变阻器,根据磁极间的相互作用可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极,再根据安培定则可知,电流在如图的电路中按顺时针方向流动,据此可确定电源的正负极。
四、实验探究题
18.(1)显示电流产生热量的多少
(2)调节滑动变阻器改变电流,重复以上操作
(3)可以保证电流和通电时间相同
(4)①探究电流和电阻、电压之间的关系 ②探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关
解析:(1)在相同的玻璃瓶中装入质量相等的煤油,再插上温度计是为了通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少;
(2)为了探究电流产生的热量与电流大小的关系,就需要控制电阻和通电时间相等,改变电流的大小,比较产生热量的多少,因此,接下来的操作是:断开开关,待瓶中的煤油冷却至室温后,改变电路中电流的大小,按下计时器并同时每间隔1min记录一次温度计的示数;
(3)将两电阻丝串联在电路中,可以控制电流的大小以及通电的时间相等;
(4)①探究电流和电阻、电压之间的关系;②探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关(其他答案只要符合要求也正确)。
19.(1)温度计
(2)使水和沙子在相同时间吸收相同的热量(或使两个酒精灯在相同的时间内放出的热量相同)
(3)质量
(4)质量相同的水和沙子,升高相同的温度,水吸收的热量大于沙子吸收的热量(或Q水>Q沙)(只要答出水吸收的热量大于沙子吸收的热量即可)
(5)热水袋内装有水(或汽车散热器内装有水、暖气片里循环流动的液体是水、沙漠地区早穿皮袄午穿纱、沿海地区比内陆地区温差小等,其他利用水的比热大的特性,如温差问题辨别方向、调节气温等说法正确也可。)
解析:(1)为了测量水和沙石的温度,还需要温度的测量工具温度计;(2)小杰选用了两个火焰相同的酒精灯,分别给水和沙子加热,这样做的目的是使水和沙子在相同时间吸收相同的热量;(3)为了研究水和沙子吸收的热量与温度变化的关系,要控制变量:吸收的热量相同、质量相同;(4)质量相同的水和沙子,升高相同的温度,水吸收的热量大于沙子吸收的热量;(5)在生活中的应用:热水袋内装有水。
20.(1)如图所示,只能接A点,接B点不行
(2)C
(3)2.20(2.2)
(4)0.5 灯丝的电阻与温度的变化有关(或灯丝的电阻随温度的升高而增大)
(5)①如图所示
②a.按图连接电路,闭合S1,S2接1,调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V
b.保持滑动变阻器滑片的位置不变,S2接2,读出电压表示数为U
③2.5(U-2.5)/R0(只要设计合理即可)
解析:(1)图中的变阻器要求滑片向右滑动时,电路中的电流要变小,故变阻器要接A点,让它与电流表的“-”接线柱连接就可以了;(2)由于电路的故障是电压表有示数,电流表无示数,灯泡不亮,故可判断是小灯泡处发生了断路,电流通过电压表与变阻器,而电压表的电阻很大,故它分得的电压也很大,所以电压表有示数,且接近电源电压,电流表的电流很小,指针几乎不动,故可以认为是没有示数;(3)通过读图丙的示数,得2.2V,由于灯泡的额定电压为2.5V,故灯泡并没有正常发光,应该调节滑片,使灯泡的电压增大,所以应让变阻器的电阻减小才行,故滑片P应向C端移动;(4)通过图丁可以找出电压为2.5V时的电流是0.2A,故小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;再通过图丁看出电压和电流的变化不是一条直线,而是一条曲线,即灯丝的电阻与温度的变化有关,随着电压的增大,灯丝的温度升高,其电阻相应变大。(5)①没有电流表,电压表和定值电阻的组合能起到电流表的作用。先将灯泡、定值电阻、滑动变阻器串联,电压表先与灯泡并联,通过调节滑动变阻器,观察电压表的示数,使小灯泡能够正常发光,然后再测出定值电阻两端的电压,就能算出电路中的电流,进而算出小灯泡的额定功率。设计电路如图4所示 ②实验步骤:a.按图连接电路,闭合S1,S2接1,调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V。b.保持滑动变阻器滑片的位置不变,S2接2,读出电压表示数为U。③保持滑动变阻器滑片的位置不变,S2接2,电压表示数为U,定值电阻两端的电压UR=U-2.5,电路中的电流I=UR/R0=(U-2.5)/R0,小灯泡的额定功率P额=U额I=2.5(U-2.5)/R0=2.5(U-2.5)/R0
五、综合应用题
21.(1)不可再生
(2)可提供电能:W=Pt=1.2×106kW×1h=1.2×106×3.6×106J=4.32×1012J
Q=W=4.32×1012J
煤炭的质量m=Q/q=4.32×1012J/3.0×107J/kg=1.44×105kg
(3)热水器吸收的太阳能Q1=2.52×106J×2×3=1.512×107J
水吸收的热量Q2=50%×Q1=1.512×107J×50%=7.56×106J
Δt=Q2/cm=7.56×106J/[4.2×103J/(kg·℃)×100kg]=18℃
22.(1)因为P=UI,所以豆浆机正常工作,打浆时的工作电流I=P1/U=200W/220V≈0.91A;
(2)因为P=U2/R,所以加热电阻的阻值R=U2/P2=(220V)2/1100W=44Ω;
(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总的打浆时间t1=2min=120s,总的加热时间t2=11min=660s,
因为P=W/t,所以总共消耗的电能W总=P1t1+P2t2=200W×120s+1100W×660s=7.5×105J;
(4)豆浆机在1min内消耗的电能W实=(30/1800)kW·h=6×104J,
豆浆机的实际加热功率P实=W实/t=6×104J/60s=1000W;
实际功率小于额定功率的原因可能是:实际电压小于额定电压。endprint