2023年安徽省蚌埠市怀远实验中学中考物理第一次段考试卷(答案)考试试卷
2023年安徽省蚌埠市怀远实验中学中考物理第一次模拟考试卷
一、单选题(本大题共7小题,每小题2分,共14分)
1.(2分)在新冠肺炎疫情防控中,涉及到很多物理知识。下列说法正确的是( )
A.医务人员所戴的护目镜上经常出现水雾是汽化现象
B.用冰块给发热病人降温是因为冰块的内能为零
C.常见的医用体温计是根据液体热胀冷缩的性质制成的
D.用酒精擦拭皮肤感到凉爽是因为酒精蒸发放热
2.(2分)关于热量、温度、内能的关系,下列说法正确的是( )
A.一个物体的温度越高,所含的热量越多
B.物体吸收热量,温度一定升高,内能一定增加
C.物体放出热量,内能会减小,其温度可能不变
D.热量不可能从内能小的物体向内能大的物体传递
3.(2分)如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变大,灯L的亮度变亮
B.电压表的示数变大,灯L的亮度变暗
C.电流表的示数变小,灯L的亮度变暗
D.电压表的示数不变,灯L的亮度不变
4.(2分)如图,闭合开关,灯泡不亮。在闭合开关且不拆开导线的情况下,将M接电源“+”极,N依次试触E、F、G接线柱,发现电压表示数前两次为零,第三次接近3V。若故障只有一个,则可能是( )
A.电源没电 B.开关断路 C.灯泡断路 D.灯泡短路
5.(2分)在如图所示的实物电路中,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”,灯泡上标有“2.5V 1W”的字样,闭合开关后调节滑动变阻器的滑片,在保证各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.小灯泡正常发光时的电阻为2.5Ω
B.向左移滑片时,电压表V1的示数变大,小灯泡亮度变亮
C.向左移滑片时,电压表V2与电流表A的示数之比不变
D.让小灯泡正常发光1min,滑动变阻器产生的电热为48J
6.(2分)如图所示,是探究焦耳定律实验的装置图,下列说法正确的是( )
A.如图所示的实验,可探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系
B.通过U形管内液面的高度差来反映热量的多少,运用了类比法
C.R1的电功率比R2的大
D.通电时间相同,右侧U形管中的液面高度差较大,说明电流通过R2产生的热量比R1多
7.(2分)关于家庭电路与安全用电,下列做法中正确的是( )
A.低压带电体和高压带电体都可以靠近
B.发现家用电器或电线失火时,必须先切断电源,然后再救火
C.使用试电笔时,手指应与笔尖接触
D.发现有人触电后,应立即用手把触电人拉离电线
二、填空题(本大题共12空,每空2分,共24分)
8.(4分)清晨在采摘橙子时,工人师傅观察到叶片上的几个小露珠靠近时会变成一个大水滴,这说明分子间存在相互作用的 ;果园里弥漫着橙子的清香,这是 现象。
9.(2分)创建文明城市,太和县进行了城市道路改造。用大空隙结构渗水材料铺装的路面具有良好的透水性能,可使雨水渗入地下,补充土壤水和地下水,还能缓解城市热岛效应,这是由于水的 较大,相同条件下温度变化较小。
10.(2分)2022年12月4日晚上,神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示,飞船返回舱高速进入大气层后,因与大气发生剧烈摩擦,使其外表温度会变得很高,甚至达到2000℃而“燃烧”起来,这是通过 方式改变返回舱的内能。
11.(2分)我国科学家首次在南海成功试采“可燃冰”。已知“可燃冰”的热值为8.4×108J/m3,该热值所表示的物理含义是: 。
12.(2分)小明利用家中的燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。将2kg的水从20℃加热到60℃,消耗了0.02m3的天然气(假设天然气完全燃烧),已知水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),天然气的热值为4.0×107J/m3,则此次燃气灶烧水的效率为 。
13.(4分)如图所示,电源电压保持不变且电压表为理想电压表,S断开时电压表的示数为6V,当S闭合后电压表示数为2V,此时两灯都能正常发光。则灯L1两端的电压为 V,则L1的额定功率P1 (选填“>”“<”或“=”)L2的额定功率P2。
14.(4分)在如图所示的电路中,电源电压恒为9V,灯泡标有“6V 3W”字样,若不考虑温度对灯泡电阻的影响,闭合开关S,则灯泡正常发光时,滑动变阻器R接入电路的阻值是 Ω。移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为3V时,灯泡的实际功率是 。
15.(4分)有一台电动机,额定电压为4V,额定电流为1A,电动机线圈的电阻为0.5Ω,这台电动机正常工作1min,消耗的电能为 J,输出的机械能为 J。
三、实验探究题(本大题共9空,每空2分,共18分)
16.(8分)小光用如图所示装置探究电流与电阻的关系,滑动变阻器规格为“20Ω,1A”。
(1)实验时小光需要将5Ω、10Ω、15Ω的电阻分别接入电路,且电阻两端的电压要保持1.5V不变,为了完成实验,电源电压不能超过 V。
(2)小光首先将5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压为1.5V并读取电流表的示数;当用10Ω的电阻进行实验时,与上一次实验相比滑片的位置更靠近 (选填“A”或“B”)端;完成三次实验后可以得出的结论是 。
(3)完成上述实验后,小光选择了一个定值电阻探究通过导体的电流与电压关系。实验时移动滑动变阻器滑片的目的是 。
17.(10分)在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压为6V保持不变,所用小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整,要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变亮。
(2)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来首先应该操作的是 (填序号)。
A、检查电路是否断路
B、检查电路是否短路
C、移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光
(3)通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图乙所示,分析图象可知,当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻会 (填“增大”“不变”或“减小”),原因是 ,小灯泡的额定功率为 W。
四、计算题(本大题共3小题,共14分)
18.(4分)如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机匀速直线航行20min,需消耗航空燃油1.35t,期间飞机发动机做功为2.7×1010J。(航空燃油的热值为4×107J/kg)求:
(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少?
(2)发动机的效率是多少?
19.(4分)如图所示的电路中,电源电压U不变,r、R1和R2均为定值电阻,其中r=1Ω,R1=14Ω,S1为单刀单掷开关,S2为单刀双掷开关。闭合S1,将S2掷于1端,电压表V的示数U1=2.8V;将S2切换到2端,电压表V的示数U2=2.7V。求:
(1)电源电压U的大小;
(2)电阻R2的阻值。
20.(6分)如图所示是一款家用电热壶的内部简化电路图,它通过温控开关S可自动实现加热、保温两个挡位的转换,保温挡的额定功率为110W,R1、R2是两个阻值不变的发热元件,R2=48.4欧。
求:(1)R1的阻值。
(2)若电热壶内装有1L的水,现用加热挡使水从25℃升高到100℃,水吸收的热量是多少?
(3)不计热量损失的情况下,在(2)中若实际加热时间为500s,则电热壶的实际加热功率是多少?
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(参考答案)
一、单选题(本大题共7小题,每小题2分,共14分)
1.(2分)在新冠肺炎疫情防控中,涉及到很多物理知识。下列说法正确的是( )
A.医务人员所戴的护目镜上经常出现水雾是汽化现象
B.用冰块给发热病人降温是因为冰块的内能为零
C.常见的医用体温计是根据液体热胀冷缩的性质制成的
D.用酒精擦拭皮肤感到凉爽是因为酒精蒸发放热
【解答】解:A、医务人员所戴的护目镜上经常出现水雾是水蒸气的液化现象,故A错误;
B、用冰块给发热病人降温是因为冰块熔化吸热,故B错误;
C、医用体温计是根据液体热胀冷缩的性质制成的,故C正确;
D、用酒精擦拭皮肤感到凉爽是因为酒精蒸发吸热,故D错误。
故选:C。
2.(2分)关于热量、温度、内能的关系,下列说法正确的是( )
A.一个物体的温度越高,所含的热量越多
B.物体吸收热量,温度一定升高,内能一定增加
C.物体放出热量,内能会减小,其温度可能不变
D.热量不可能从内能小的物体向内能大的物体传递
【解答】解:A、热量是一个过程量,不能说物体所含热量的多少,故A错误;
B、物体吸收热量,内能增加,但温度不一定升高;如冰化成水的过程中吸收热量,温度保持不变,故B错误;
C、晶体凝固,放出热量,温度保持不变,内能减少,故C正确;
D、内能小的物体,可能温度高,所以它可能将热量传递给内能大的物体,故D错误。
故选:C。
3.(2分)如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变大,灯L的亮度变亮
B.电压表的示数变大,灯L的亮度变暗
C.电流表的示数变小,灯L的亮度变暗
D.电压表的示数不变,灯L的亮度不变
【解答】解:由电路图可知,闭合开关S,灯泡L与滑动变阻器R并联,电压表测电源两端的电压,电流表测R支路的电流,
因电源电压保持不变,
所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故B错误;
当滑动变阻器滑片P向右滑动时,变阻器R接入电路中的电阻变大,
由I=可知,通过变阻器R的电流变小,即电流表的示数变小,故A错误;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,滑片移动时,灯泡的实际功率不变,其亮暗不变,故C错误、故D正确。
故选:D。
4.(2分)如图,闭合开关,灯泡不亮。在闭合开关且不拆开导线的情况下,将M接电源“+”极,N依次试触E、F、G接线柱,发现电压表示数前两次为零,第三次接近3V。若故障只有一个,则可能是( )
A.电源没电 B.开关断路 C.灯泡断路 D.灯泡短路
【解答】解:在闭合开关且不拆开导线的情况下,将M接电源“+”极,N依次试触E、F、G接线柱,发现电压表示数前两次为零,第三次接近3V,且故障只有一个。
N接G时电压表有示数,即断路在电压表并联的两点之间;N接E、F时,电压表无示数,说明断路在电压表并联的F点之外,所以可以判定断路在F点和G之间的电路上,则开关断路。
故选:B。
5.(2分)在如图所示的实物电路中,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”,灯泡上标有“2.5V 1W”的字样,闭合开关后调节滑动变阻器的滑片,在保证各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.小灯泡正常发光时的电阻为2.5Ω
B.向左移滑片时,电压表V1的示数变大,小灯泡亮度变亮
C.向左移滑片时,电压表V2与电流表A的示数之比不变
D.让小灯泡正常发光1min,滑动变阻器产生的电热为48J
【解答】解:A.由题意可得,小灯泡的额定电压为2.5V,额定功率为1W,当小灯泡正常发光时其两端电压为额定电压,其功率为额定功率,根据P=可知,小灯泡正常发光时的电阻RL===6.25Ω,故A错误;
B.由图可知,灯泡与滑动变阻器串联。根据串联分压规律可知,当滑片向左移时,滑动变阻器的电阻增大,则其两端所分的电压将增大,而灯泡两端电压等于总电压减去滑动变阻器两端电压,故灯泡两端电压会减小,即电压表V1的示数变小。故根据欧姆定律可知,电路中总电阻增大,电流减小,电流表示数减小,根据P=I2R可知,灯泡的实际功率减小,灯泡变暗,故B错误;
C.由图可知,电压表V2测量滑动变阻器两端电压,电流表A测量串联电路电流,根据欧姆定律可知,电压表V2与电流表A的示数之比即为滑动变阻器的阻值,向左移动滑片,滑动变阻器阻值增大,故电压表V2与电流表A的示数之比将增大,故C错误;
D.小灯泡正常发光,由P=UI可知,此时电路中的电流为I===0.4A;
电路所消耗的总电能为:W总=UIt=4.5V×0.4A×60s=108J;
由P=可知,灯泡所消耗的电能为W=PLt=1W×60s=60J;
则滑动变阻器所消耗的电能为:W滑=W总﹣WL=108J﹣60J=48J,
滑动变阻器所消耗的电能全部转化为内能,故滑动变阻器产生的电热为48J,故D正确。
故选:D。
6.(2分)如图所示,是探究焦耳定律实验的装置图,下列说法正确的是( )
A.如图所示的实验,可探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系
B.通过U形管内液面的高度差来反映热量的多少,运用了类比法
C.R1的电功率比R2的大
D.通电时间相同,右侧U形管中的液面高度差较大,说明电流通过R2产生的热量比R1多
【解答】解:A、右侧两电阻并联后与左侧电阻串联接入电路,根据串联电路电流特点和并联电路电流特点可知通过瓶中两电阻的电流不同,通过左侧电阻的电流大于通过右侧电阻的电流,所以图示实验可探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系,故A错误;
B、电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但烧瓶中的空气会热胀冷缩,会使得U形管液面高度差发生变化,据此来判定放热多少,这种研究方法叫转换法,故B错误;
C、由于R1和R2的电阻值相同,由A知通过左侧电阻的电流大于通过右侧电阻的电流,根据P=I2R可知R1的电功率比R2的大,故C正确;
D、由于R1和R2的电阻值相同,由A知通过左侧电阻的电流大于通过右侧电阻的电流,根据焦耳定律Q=I2Rt可知通电时间相同左侧电阻产生的热量较多,故D错误;
故选:C。
7.(2分)关于家庭电路与安全用电,下列做法中正确的是( )
A.低压带电体和高压带电体都可以靠近
B.发现家用电器或电线失火时,必须先切断电源,然后再救火
C.使用试电笔时,手指应与笔尖接触
D.发现有人触电后,应立即用手把触电人拉离电线
【解答】解:
A、安全用电原则:不靠近高压带电体,不接触低压带电体,故A错误;
B、发现家用电器或电线失火时,必须先切断电源,然后再救火,故B正确;
C、使用试电笔时,手要碰到笔尾的金属,不能碰到笔尖的金属,故C错误;
D、发现有人触电后,绝对不能直接用手拉触电者,应立即切断电源再施救,故D错误。
故选:B。
二、填空题(本大题共12空,每空2分,共24分)
8.(4分)清晨在采摘橙子时,工人师傅观察到叶片上的几个小露珠靠近时会变成一个大水滴,这说明分子间存在相互作用的 引力 ;果园里弥漫着橙子的清香,这是 扩散 现象。
【解答】解:叶片上的露水会在滚动过程中汇合成一滴较大水滴,这说明分子之间存在引力。
果园里弥漫着橙子的清香,这是香味分子扩散到空气中,这种现象说明了分子在不停地做无规则的运动。
故答案为:引力;扩散。
9.(2分)创建文明城市,太和县进行了城市道路改造。用大空隙结构渗水材料铺装的路面具有良好的透水性能,可使雨水渗入地下,补充土壤水和地下水,还能缓解城市热岛效应,这是由于水的 比热容 较大,相同条件下温度变化较小。
【解答】解:由于水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少,因此,选用透水性能好的材料来补充土壤水和地下水,能起到缓解城市热岛效应的效果。
故答案为:比热容。
10.(2分)2022年12月4日晚上,神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示,飞船返回舱高速进入大气层后,因与大气发生剧烈摩擦,使其外表温度会变得很高,甚至达到2000℃而“燃烧”起来,这是通过 做功 方式改变返回舱的内能。
【解答】飞船返回舱与大气相互摩擦,消耗自身的机械能,使自己的温度升高,即得到了热能,这属于能量的转化,所以这是利用做功的方式改变内能。
故答案为:做功。
11.(2分)我国科学家首次在南海成功试采“可燃冰”。已知“可燃冰”的热值为8.4×108J/m3,该热值所表示的物理含义是: 完全燃烧1m3的可燃冰能释放出8.4×108J的热量 。
【解答】解:可燃冰的热值为8.4×108J/m3,表示的物理意义是完全燃烧1m3的可燃冰能释放出8.4×108J的热量。
故答案为:完全燃烧1m3的可燃冰能释放出8.4×108J的热量。
12.(2分)小明利用家中的燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。将2kg的水从20℃加热到60℃,消耗了0.02m3的天然气(假设天然气完全燃烧),已知水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),天然气的热值为4.0×107J/m3,则此次燃气灶烧水的效率为 42% 。
【解答】解:水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(60℃﹣20℃)=3.36×105J;
天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=0.02m3×4.0×107J/m3=8×105J;
此次燃气灶烧水的效率:η=×100%=×100%=42%。
故答案为:42%。
13.(4分)如图所示,电源电压保持不变且电压表为理想电压表,S断开时电压表的示数为6V,当S闭合后电压表示数为2V,此时两灯都能正常发光。则灯L1两端的电压为 4 V,则L1的额定功率P1 > (选填“>”“<”或“=”)L2的额定功率P2。
【解答】解:S断开时,电压表通过L1与电源接通,测量电源电压,电压表的示数为6V,故电源电压为6V;
当S闭合后,两灯泡串联,电压表测量L2两端的电压,电压表示数为2V,则L2两端的电压U2=2V,根据串联电路的电压特点可知灯L1两端的电压U1=U﹣U2=6V﹣2V=4V>U2;串联电路的电流处处相等,此时两灯都能正常发光,根据P=UI可知L1的额定功率P1大于L2的额定功率P2。
故答案为:4;>。
14.(4分)在如图所示的电路中,电源电压恒为9V,灯泡标有“6V 3W”字样,若不考虑温度对灯泡电阻的影响,闭合开关S,则灯泡正常发光时,滑动变阻器R接入电路的阻值是 6 Ω。移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为3V时,灯泡的实际功率是 0.75W 。
【解答】解:由图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测量灯泡L两端的电压;
(1)灯泡的额定电压是6V,额定功率是3W,
由P=UI得,灯泡的额定电流:IL===0.5A,
由欧姆定律得,灯泡的电阻:RL===12Ω,
灯泡和滑动变阻器串联接入电路,串联电路各处电流相等,灯泡正常工作时,电路中的电流为:I=IL=0.5A,
根据串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压:UR=U﹣UL=9V﹣6V=3V,
所以滑动变阻器的电阻:R===6Ω;
(2)灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电压表测灯泡两端电压,当电压表示数为3V时,灯泡两端的电压为3V,
此时灯泡的实际功率为:P实===0.75W。
故答案为:6;0.75W。
15.(4分)有一台电动机,额定电压为4V,额定电流为1A,电动机线圈的电阻为0.5Ω,这台电动机正常工作1min,消耗的电能为 240 J,输出的机械能为 210 J。
【解答】解:这台电动机正常工作1min=60s,
电动机消耗的电能:
W=UIt=4V×1A×60s=240J;
产生的电热:
Q=I2Rt=(1A)2×0.5Ω×60s=30J;
输出的机械能:
W机械=W﹣Q=240J﹣30J=210J。
故答案为:240;210。
三、实验探究题(本大题共9空,每空2分,共18分)
16.(8分)小光用如图所示装置探究电流与电阻的关系,滑动变阻器规格为“20Ω,1A”。
(1)实验时小光需要将5Ω、10Ω、15Ω的电阻分别接入电路,且电阻两端的电压要保持1.5V不变,为了完成实验,电源电压不能超过 3.5 V。
(2)小光首先将5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压为1.5V并读取电流表的示数;当用10Ω的电阻进行实验时,与上一次实验相比滑片的位置更靠近 A (选填“A”或“B”)端;完成三次实验后可以得出的结论是 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
(3)完成上述实验后,小光选择了一个定值电阻探究通过导体的电流与电压关系。实验时移动滑动变阻器滑片的目的是 改变定值电阻两端的电压和电路中的电流 。
【解答】解:
(1)在探究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压一定,由于电源电压一定,故变阻器两端电压也一定,定值电阻换大后变阻器的阻值相应也要变大,
当定值电阻的阻值最大,变阻器的阻值也取最大值时,电源电压取最大值,
根据串联电路中导体两端电压与导体电阻成正比得:即,
所以U滑=2V,
故电源电压的最大值:U电源=U定+U滑=1.5V+2V=3.5V;
(2)因为 为定值,所以当R定变大时,R滑也变大,才能保持其比值不变,故换上阻值较大的10Ω电阻进行实验时,滑动变阻器滑片的位置应更靠近A端;
完成三次实验后可以得出的结论是:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(3)探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系时,为得出普遍规律要多次测量,多次改变导体两端的电压,观察电流的变化,故实验时移动滑动变阻器滑片的目的是改变定值电阻两端的电压和电路中的电流。
故答案为诶:(1)3.5V;(2)A;电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,(3)改变定值电阻两端的电压和电路中的电流。
17.(10分)在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压为6V保持不变,所用小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整,要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变亮。
(2)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来首先应该操作的是 C (填序号)。
A、检查电路是否断路
B、检查电路是否短路
C、移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光
(3)通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图乙所示,分析图象可知,当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻会 增大 (填“增大”“不变”或“减小”),原因是 灯丝的电阻随温度变化 ,小灯泡的额定功率为 0.5 W。
【解答】解:(1)滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变亮,说明电流增大,所以滑动变阻器连入电路的阻值减小,应接右下接线柱,小灯泡的额定电压为2.5V,其电阻约为10Ω,则灯泡正常发光时的电流约为I===0.25A,所以电流表应选用小量程,实物图如图所示:
(2)因为电流表和电压表都有示数,所以可能是灯泡实际功率太小,电流表和电压表都有示数,说明电路为通路,而小灯泡不亮,则可能是电路中电流太小、灯泡的实际功率太小造成的,所以应该移动滑动变阻器,观察小灯泡是否发光。故选C;
(3)由图像可知,当小灯泡两端的电压增大时,电流也增大,但电流变化相对较小,根据R=知,灯丝的电阻会增大;
当灯泡正常发光时电压为2.5V,由图知,通过它的电流为0.2A,
所以灯泡的额定功率:P额=U额I=2.5V×0.2A=0.5W。
故答案为:(1)见上图;(2)C;(3)增大;灯丝的电阻随温度变化;0.5。
四、计算题(本大题共3小题,共14分)
18.(4分)如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机匀速直线航行20min,需消耗航空燃油1.35t,期间飞机发动机做功为2.7×1010J。(航空燃油的热值为4×107J/kg)求:
(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少?
(2)发动机的效率是多少?
【解答】解:(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=1.35×1000kg×4×107J/kg=5.4×1010J;
(2)发动机的效率:η=×100%=×100%=50%。
答:(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是5.4×1010J;
(2)发动机的效率是50%。
19.(4分)如图所示的电路中,电源电压U不变,r、R1和R2均为定值电阻,其中r=1Ω,R1=14Ω,S1为单刀单掷开关,S2为单刀双掷开关。闭合S1,将S2掷于1端,电压表V的示数U1=2.8V;将S2切换到2端,电压表V的示数U2=2.7V。求:
(1)电源电压U的大小;
(2)电阻R2的阻值。
【解答】解:(1)闭合S1,将S2掷于1端,r、R1串联接入电路,电压表测R1两端的电压,
由欧姆定律可得此时通过电路的电流:I1===0.2A,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则电路总电阻:R=r+R1=1Ω+14Ω=15Ω,
电源电压:U=I1R=0.2A×15Ω=3V;
(2)闭合S1,将S2切换到2端,r、R2串联接入电路,电压表测R2两端的电压,
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以r两端的电压:Ur=U﹣U2=3V﹣2.7V=0.3V,
此时通过电路的电流:I2===0.3A,
串联电路各处电流相等,由欧姆定律可得电阻R2的阻值:R2===9Ω。
答:(1)电源电压U的大小为3V;
(2)电阻R2的阻值为9Ω。
20.(6分)如图所示是一款家用电热壶的内部简化电路图,它通过温控开关S可自动实现加热、保温两个挡位的转换,保温挡的额定功率为110W,R1、R2是两个阻值不变的发热元件,R2=48.4欧。
求:(1)R1的阻值。
(2)若电热壶内装有1L的水,现用加热挡使水从25℃升高到100℃,水吸收的热量是多少?
(3)不计热量损失的情况下,在(2)中若实际加热时间为500s,则电热壶的实际加热功率是多少?
【解答】解:(1)由图知,S接2时,电路为R1的简单电路,此时电路的电阻较大,电源电压一定,由P=UI=知,此时电路消耗的电功率较小,为保温挡;
S接3时,两电阻并联,电路的电阻较小,电源电压一定,由P=UI=知,电路消耗的电功率较大,为加热挡,
由P=UI=可得,R1的阻值:R1===440Ω;
(2)电热壶内装有水的体积:V=1L=1dm3=1×10﹣3m3,
由ρ=可得,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg,
则水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(100℃﹣25℃)=3.15×105J;
(3)不计热量损失的情况下,消耗的电能:W=Q吸=3.15×105J,
则电热壶的实际加热功率:P加热′===630W。
答:(1)R1的阻值为440Ω;
(2)水吸收的热量是3.15×105J;
(3)电热壶的实际加热功率是630W。
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