一、单选题
1.如图所示,对于下列实验中所描述的物理过程,说法正确的是( )
A. 试管内的水蒸气推动塞子冲出去时,水蒸气的内能减小
B. 抽去玻璃隔板,两瓶中气体逐渐混合均匀,说明空气比二氧化氮的密度大
C. 给瓶内打气,瓶内的空气推动塞子跳起来时,瓶内空气的内能增大
D. 厚玻璃管中的空气被压缩时,管内空气的内能减小
2.生活中热现象随处可见,下列说法中不正确的是( )
A.煤的热值比干木柴的大,煤燃烧时放出的热量比干木柴燃烧时放出的热量多
B.液体很难被压缩,说明分子间有斥力
C.夏天在河岸边觉得沙子热得发烫而河水却不怎么热,是因为水的比热容大
D.使用高压锅更容易把食物煮熟,是利用了液体沸点随气压增大而升高的原理
3.下列关于温度、内能和热量的说法,正确的是( )
A.物体温度越高,所含热量越多 .温度为0°C的物体没有内能
C.热量可能从内能小的物体传给内能大的物体
D.物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
4.如图所示,验电器箔片闭合。小丽同学用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,看到验电器的金属箔片张开。下列说法正确的是( )
A.毛皮摩擦过的橡胶棒带正电
B.此过程中,瞬间产生的电流方向是从橡胶棒流向箔片
C.此过程中,橡胶棒上的正电荷移动到了箔片上
D.金属箔片张开是由于两箔片都带负电荷而互相排斥
5.小强把台灯的插头插在如图所示的插座上,插座上有一个开关S1和一个指示灯L1(相当于电阻很大的灯泡)。台灯开关和灯泡用S2、L2表示。当只闭合S2时,台灯不发光,当闭合S1时,指示灯发光,再闭合S2时,台灯发光;如果指示灯损坏,S1和S2时都闭合,台灯也能发光,图中设计的电路符合要求的是( )
A. B. C. D.
6.如图所示的电路中,闭合开关S,已知电源电压为6V,L2两端的电压为2V,则下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为2 V .电压表的示数为4 V
C.电压表的示数为6 V .电压表的示数为8 V
7.如图甲所示的电路中,两个灯泡L!、L2并联,闭合开关,电流表A2的示数如图乙所示。电流表A1和A的指针都指向同一刻度,如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.通过灯L2的电流为0.16 A .灯L1比灯L2更亮
C.电流表A的示数为0.1 A .通过灯L1的电流为0.2 A
8.如图所示,闭合开关S1、S2,电路正常工作.现只将S2断开,则( )
A.电流表示数减小,电压表示数不变 B.电流表示数增大,电压表示数不变
C.电流变示数减小,电压表示数减小 D.电流表示数增大,电压表示数增大
9.如图所示,闭合开关S,发现灯泡L1亮,L2不亮.调节变阻器滑片P,L1变亮,L2始终不亮,出现这一现象的原因可能是( )
A.滑动变阻器断路 .滑动变阻器短路 .灯泡L2短路 .灯泡L2断路
10.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时( )
A.电压表V2示数与电流表A示数比值变大
B.电压表V1示数与电流表A示数比值变小
C.电流表A示数变大,电压表V1变大
D.电流表A示数变大,电压表V2变大
二、填空题
11.端午节妈妈在厨房煮粽子,小强进入厨房闻到了粽子的香味,这是______现象,看到锅上有“白雾”出现, “白雾”是___________(请填物态变化名称)现象,煮粽子是通过_______方式增大粽子内能的。
12.量子通信是目前世界最安全的通信.2016年8月16日,世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”,在我国酒泉卫星发射中心用“长征二号丁”运载火箭成功发射升空.火箭使用的燃料主要是液态氢,这是利用了氢燃料_______ 的特性,火箭加速上升过程中机械能________(选填“增 大”、“减小”或“不变”).
13.如图是四冲程汽油工作状态示意图,由图可以看出,此时它正处在_____冲程,当燃料混合在气缸内燃烧时将_____能转化为内能.
14.在图的漫画中,老人和小孩的感觉虽然不同,但从科学的角度看,两幅图都说明了_____可以改变物体能的内能,图中的小孩从滑梯上滑下,他的机械能_____(选填“增加”、“不变”或”减少”).
15.小丽在做水沸腾实验时,对质量是10g的水加热,使20℃的水温度升高了40℃,水吸收的热量是___________J。
16.有甲、乙、丙三个泡沫塑料小球,先用甲靠近乙,发现乙被排斥;再用乙靠近丙,丙被吸引(如图)。则甲___________带电,丙___________带电(选填“一定”或“ 不一定”)。
17.王海同学用电流表测量电流时,把电流表串联接入电路后闭合开关,发现指针偏转如图甲所示,产生这种情况的原因是______;另一同学断开开关时,发现指针偏转如乙图所示,产生这种情况的原因是________。
18.在图中所示电路中,电源电压恒为6V。闭合S后,发现两个小灯泡(均标有“3V 1W”)都不亮,用电压表测得Uac=Ubd=6V,如果电路中的各段导线及连接处均无问题且故障只有一处,那么电路故障是__________(须指明那个元件出了什么故障);如果此时用电压表去测灯泡L1两端电压,则电压表的示数为______。
19.图所示的电路中,电源电压U保持不变,电流表A1示数与电流表A2示数之比为3:2,则R1和R2的阻值之比为___________。
20.如图所示,电源电压恒定。闭合开关S1、S2,电压表示数为9V,电流表示数为1.5A;断开开关S2,电压表示数为6V。则R1的阻值是______,R2的阻值是______。
21.在某一温度下,两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如图所示。由图可知,元件甲的电阻是___________Ω,将元件甲、乙串联后接在电压为3 V的电源两端,则元件乙两端的电压是___________V。
三、作图题
22.根据图甲所示的电路图,将图乙中的实物连接成电路。
23.根据如图所示的实物图,画出电路图。
四、实验题
24.利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”。操作如下:
(1)在两烧杯中分别装入初温相同且______相等的沙子和水;
(2)用相同的酒精灯火焰加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,其中某时刻的温度如图乙所示,其示数为______°C,根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象如图丙所示;
(3)实验中,是通过比较______来间接反映沙子和水吸收的热量;
(4)分析图象可知,______的吸热能力更强,沙子的比热容为______J/(kg•°C)。
25.小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω,20Ω,50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物连接完整_____;
(2)在连接实验电路时,小华应将开关处于___状态。闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最___端(选填“左”或“右”);
(3)小华连接好电路,闭合开关后,移动滑变阻器滑片时,发现电流表指针正常偏转,电压表示数为零,则发生这种故障的原因可能是______;
(4)故障排除后,小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是__V,要完成这次实验,接下来她应将变阻器滑片向___端(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为__V;
(5)当小华改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是(______)
A.滑动变阻器的阻值太大 .电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小 .滑动变阻器烧坏了
(6)小华解决了上述问题后,完成了实验。利用收集到的多组数据.作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图象。分析图象得出了电流与电阻的关系是_______。
五、计算题
26.可燃冰是一种新型能源,它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质,主要成分是甲烷,其开采是世界难题,据电视台2017年5月18日报道,我国可燃冰已试采成功,技术处于世界领先,用燃气锅炉烧水时,把质量为50kg,初温为20℃的水加热到100℃,共燃烧了1.2m3天然气,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),天然气热值q=4.2×107J/m3,可燃冰的热值为同体积天然气的160倍,求:
(1)水吸收的热量;
(2)燃气锅炉烧水时的效率;
(3)若换用可燃冰,应使用多少m3可燃冰。
27.如图甲所示电路中,电源电压为3V且保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示,求:
(1)R1的电阻;
(2)滑动变阻器的最大电阻;
(3)当滑动变阻器滑片置于中点时,电压表示数与电流表示数。
参
1.A
【详解】
A.试管内的水蒸气推动塞子冲出去时,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能减小,温度降低,故A正确;
B.抽去玻璃隔板,两瓶中气体逐渐混合均匀,说明分子在不停的做无规则运动,故B错误;
C.给瓶内打气,瓶内的空气推动塞子跳起来时,空气对活塞做功,空气的内能减小,故C错误;
D.厚玻璃管中的空气被压缩时,活塞对空气做功,管内空气温度升高,内能增大,故D错误;
2.A
【详解】
A.根据Q=mq可知,燃料完全燃烧放出的热量与燃料的热值、质量都有关,所以热值大的煤燃烧时放出的热量不一定多,符合题意;
B.分子间存在着相互作用的引力和斥力,液体很难被压缩,说明分子间有斥力,不符合题意;
C.夏天沙子热得发烫而水却不怎么热,是因为水的比热容大,在质量、吸收的热量相同时,沙子升高的温度大于水升高的温度,不符合题意;
D.液体的沸点随气压的增大而升高,高压锅利用沸点随气压增大而升高原理制造的,利用高压锅更容易煮熟食物,不符合题意.
3.C
【详解】
A.热量作为一个过程量,不能说所含热量多少,只能说传递了多少热量,物体温度越高,所含内能越多,故A选项错误;
B.任何物体在任何温度下都有内能,故B选项错误;
C.热量可以自发的从温度高的物体传递到温度低的物体,内能小的物体温度可能高,内能大的物体温度可能低,所以热量可能从内能小的物体传给内能大的物体;故C选项正确;
D.物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量,也可能是外界对物体做功,故D选项错误。
故选D。
4.D
【详解】
A.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,故A项错误;
B.橡胶棒带负电,橡胶棒接触验电器时电子从橡胶棒流向箔片,瞬时电流从箔片流向橡胶棒。故B错误;
C.此过程中,橡胶棒上的电子即负电荷移动到了箔片上。故C项错误;
D.电子从橡胶棒流向箔片上,两箔片带负电相互排斥,金属箔片张开。故D正确。
5.B
【详解】
由题意知,指示灯损坏,台灯不受影响,那么两灯并联在电路中,当开关S1闭合时,指示灯发光,再闭合S2台灯发光,则S1同时控制两灯,接在干路上,S2只控制台灯L2,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.B
【详解】
由图示知,闭合开关S,两灯串联在电路中,电压表测灯L1的电压,而L2两端的电压为2V,则L1两端的电压,即电压表的示数
U1=U-U2=6V-2V=4V
故ACD错误,B正确。
故选B。
7.D
【详解】
由图甲知道,灯泡L1、L2并联连接,电流表A1测量的是通过灯泡L1的电流;电流表A2测量的是通过灯泡L2的电流;电流表A测量干路电流。
A.由图乙知道,电流表A2的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为0.8A,即通过灯L2中的电流表为0.8A,故A错误;
D.由于电流表A1和A的指针都指向同一刻度,并且并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表A1使用0-0.6A量程,电流表A使用0-3A量程,所以,电流表A1分度值为0.02A,示数为0.2A,即通过灯L1中的电流为0.2A,故D正确;
B.因为并联电路支路的两端电压相等,由P=UI知道,灯泡L2的实际功率大,即灯L2比灯L1更亮,故B错误;
C.电流表A的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为1A,故C错误。
故选D。
8.A
【详解】
开关都闭合时,为并联电路,并联电路两端电压等于电源电压;断开开关S2,为电阻R1的基本电路,电阻R1两端的电压仍为电源电压,所以电压表示数不变;因为干路电流等于各支路电流之和,并且并联电路中各支路互不影响,断开开关S2,电流表由测干路电流变为测量通过电阻R1的电流,但通过R1的电流不变,故电流表示数变小;可见,电流表示数减小,电压表示数不变.
9.C
【详解】
如图电路为串联电路,闭合开关S,发现灯泡L1亮,L2不亮.调节变阻器滑片P,L1变亮,L2始终不亮,说明滑动变阻器对L2起不到控制作用,电路仍为通路,故灯泡L2短路.答案选C.
10.C
【详解】
A.由电路图可知,R1和R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;当开关S闭合,滑片由a端向b端移动的过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=U/R可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;
因电压表V2示数与电流表A示数比值等于滑动变阻器接入电路的阻值,因此比值变小,故A错误;
B.因电压表V1示数与电流表A示数比值等于R1的阻值,所以,滑片移动时,电压表示数与电流表示数的比值不变,故B错误;
C.由U=IR可知,R1两端电压变大,故C正确;
D.因串联电路总电压等于各分电压之和,所以由U2=U﹣U1可知:即电压表V2读数会变小,故D错误.
11.扩散 液化 热传递
【详解】
[1]由于分子在永不停息地做无规则运动,所以小强进入厨房闻到了粽子的香味,属于扩散现象。
[2]看到锅上有“白雾”是由于锅内水蒸气出来温度降低时发生了液化。
[3]粽子吸收热量、温度升高,蒸粽子是通过热传递方式增加内能的。
12.热值大 增大
【详解】
运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量;
火箭在加速上升过程中,速度增大、动能增大,高度变大,重力势能变大,使得机械能增大.
13.压缩 化学
【详解】
从图中可以看出,两气门都关闭和活塞向运动,可以判断这个冲程是压缩冲程;
汽油在气缸内燃烧时将化学能转化为内能.
14.做功 减少
【详解】
搓手时,两手克服摩擦做功,机械能转化为手的内能,使手的内能增加、温度升高,是通过做功的方式改变物体的内能;从滑梯上下滑时,臀部与滑梯摩擦做功,机械能转化为臀部的内能,使臀部的内能增加、温度升高,是通过做功的方式改变物体的内能,故两幅图都是通过做功改变物体内能的;该过程中,一部分机械能转化成了内能,所以机械能减小.
15.1.68×103
【详解】
水的质量
m=10g=0.01kg
水吸收的热量为
Q吸=cmt=4.2×103J/(kg•℃)×0.01kg×40℃=1.68×103J
16.一定 不一定
【详解】
[1]由图知道,甲乙相互排斥,说明甲乙一定都带电,且是同种电荷。
[2]由图知道,乙丙相互吸引,说明乙丙带异种电荷或一个带电、另一个不带电;由此可知,甲一定带电,丙不一定带电。
17.电流表量程过小 电流表未调零
【详解】
[1]由图甲知,闭合开关后,电流表指针偏转过大,说明所选量程过小,应选择大量程进行测量。
[2]由图乙知,断开开关时,电流表的指针反向偏转,说明电流表在测量前未调零。
18.灯泡L2灯丝断 0V
【详解】
[1]将电压表接在ac两点之间时,示数为6V,说明除灯泡L1、L2以外的电路是通路;将电压表接在bd两点之间时,示数为6V,说明除灯泡L2和滑动变阻器以外的电路是通路。由上知滑动变阻器是完好的,所以故障原因为灯泡L2灯丝断了。
[2]因为L1是完好的,如果此时用电压表测灯泡L1两端电压,电压表示数为零。
19.2:1
【详解】
由图可知,电阻R1和R2并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过电阻R2的电流,若通过电阻R1和R2的电流分别为I1和I2,则电流表A1示数与电流表A2示数之比
则可得电阻R1和R2的电流分别为I1和I2之比
根据并联电路的特点,R1和R2的阻值之比
20.
【详解】
[1]由电路图可知,闭合开关S1、S2时,电路为R1的简单电路,电压表测电源两端的电压,电流表测电路中的电流,由可得,R1的阻值
[2]闭合开关S1、断开开关S2时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压
因串联电路中各处的电流相等,所以
,即
解得
21.5 2
【详解】
[1]由图像知,元件甲的U-I图像是一倾斜直线,则甲是定值电阻,其阻值
[2]将甲、乙串联在电路中,则通过电路的电流为0.2A,此时甲、乙两端的电压分别为1V和2V。则电源电压
U=1V+2V=3V
22.
【详解】
电路图知,两灯并联在电路中,开关同时控制两灯,电流表A1测干路电流,A2测L2支路的电流,电流表连接应让电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,通过的小灯泡的电流一般不超过0.6A,那么两个电流表可选择小量程,作图如下:
23.
【详解】
由电路图知道,电流从电源的正极出发,经开关、电流表、灯泡、滑动变阻器,形成串联电路,电压表测灯泡电压,故电路图如下图
24.质量 39 加热时间 水 2.1×103
【详解】
(1)[1]根据比较不同物质吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,故在两烧杯中分别装入初温度相同且质量相等的沙子和水。
(2)[2]温度计的分度值是1℃,此时的温度是39℃。
(3)[3]实验中,是通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收热量的多少,这用到了转换法。
(4)[4]分析图像可知,对于质量相等的沙子和水,若使两者升高相同的温度,水加热时间较长,说明吸收的热量较多,由此可见水的吸热能力强。
[5]根据c=可知,在质量和吸热相同的情况下,比热容与升高的温度成反比,故沙子的比热容为
c沙=× c水=×4.2×103J/(kg•℃)=2.1×103J/(kg•℃)
25. 断开 右 R处发生短路 2.4 右 2 C 电压一定时,导体中的电流与电阻成反比
【详解】
(1)[1]由图甲所示电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表与定值电阻并联,电流表串联在电路中,根据电路图连接实物电路图,答案如图所示:
(2)[2][3]在连接电路时开关应处于断开状态,这是为了防止电路中有短路的地方而导致损坏用电器;通常在使用前应将电阻值调至最大阻值处的右端;
(3)[4]如果R发生短路,电路是通路,电流表有示数,电压表指针不偏转,故发生这种故障的原因可能是R处发生短路;
(4)[5][6][7]由图可知,电压表所选量程为0~3V,根据指针位置可知,其示数是2.4V,拆下阻值为10Ω的电阻改换成阻值为2OΩ的电阻。闭合开关,电压表的示数会变大,应增大滑动变阻器的阻值,则应将变阻器滑片向右移动,使电压表的示数不变为2V;
(5)当改用50Ω的电阻时,电路中的电流
滑动变阻器的阻值为:
无法使电压表的示数达到实验要求的值,可能由于滑动变阻器的最大阻值太小,把滑动变阻器阻值全部接入电路时,滑动变阻器分得的电压还是较小,不能使电阻两端达到要求的值,故选C;
(6)[9]分析图丙图象,曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2V,说明电压一直保持在2V,此时导体中的电流与电阻成反比。
26.(1)1.68×108J;(2)33.3%;(3)0.0075m3。
【详解】
(1)水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×(100℃﹣20℃)=1.68×107J
(2)天然气完全燃烧放出的热量
Q放=Vq天然气=1.2m3×4.2×107J/m3=5.04×107J
燃气锅炉烧水时的效率
η=×100%= ×100%≈33.3%
(3)可燃冰的热值为同体积天然气的160倍,则可燃冰的热值
q可燃冰=160q天然气=160×4.2×107J/m3=6.72×109J/m3
若换用可燃冰燃烧放出相同的热量,应使用可燃冰的体积
V可燃冰= = =0.0075m3
答:(1)水吸收的热量1.68×107J;(2)燃气锅炉烧水时的效率33.3%;(3)若换用可燃冰,应使用0.0075m3可燃冰。
27.(1)5Ω;(2)10Ω;(3)0.3A,1.5V
【详解】
解:(1) 如图,两电阻串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流。当滑动变阻器滑片置于a端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,由图乙知电流表示数为0.6A,R1的电阻为
(2) 当滑动变阻器滑片置于b端时,由图乙知电压表示数为2V,电流表示数为0.2A,滑动变阻器的最大电阻
(3) 当滑动变阻器滑片置于中点时,滑动变阻器接入电路的阻值为最大值的一半,电路的总电阻为
电流表示数为
电压表示数为
答:(1)R1的电阻为5Ω;
(2)滑动变阻器的最大电阻为10Ω;
(3)当滑动变阻器滑片置于中点时,电压表示数为0.3A,电流表示数1.5V。