期末综合评价卷
时间:60分钟 满分:100分
班级: 学号: 姓名: 成绩:
一、选择题(共15小题,每小题3分,共45分)
1.我们常吃的月饼是在烤箱里“烤”出来的,但根据南宋《武林旧事》记载,最早的月饼出自笼屉,青海就保留着用蒸笼“蒸”月饼的传统习俗。关于“蒸”月饼时的情景,下列叙述正确的是( )
A.水沸腾时——水温升高
B.水变成水蒸气——放出热量
C.闻到月饼的香味——扩散现象
D.水变成水蒸气——分子间距不变
2.如图所示是一种常用“柴油平板夯机”,广泛应用于路面施工、场地填土等多个方面。使用时柴油发动机提供动力,激荡器带动夯板上下运动。下列关于使用该夯机的说法正确的是( )
A.可通过火花塞点火启动
B.柴油发动机将内能转化为机械能
C.柴油发动机不属于热机
D.柴油发动机吸气冲程中吸入的是柴油和空气的混合物
3.二氧化碳气体若被加压、降温到一定程度,就会直接形成白色的、像雪一样的固体,这种固体在常温下不经熔化就会直接变成气体,所以叫干冰。干冰具有很好的制冷作用,可用于人工降雨。下列说法正确的是( )
A.干冰的形成是凝固现象
B.干冰变成气体是汽化现象
C.高空中的水蒸气遇冷凝结成水滴或小冰晶是熔化或凝华现象
D.干冰有制冷作用是因为干冰变成气体时需要吸收热量
4.如图所示是某物质熔化时温度随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.该物质是非晶体
B.熔化过程持续了25 min
C.该物质熔化过程中不断吸热,温度保持不变
D.熔化前后,该物质的比热容不变
5.炒鸡是一道经典美食。该菜选料精良,制作讲究,汤汁浓香,入口软嫩滑爽。烹制过程中有以下关键词:“铁锅木柴”“热油爆炒”“小火慢炖”“大火收汁”。下列相关说法正确的是( )
A.“铁锅木柴”,木柴燃烧越充分,木柴的热值就越高
B.“热油爆炒”,是利用了油的沸点高来提高烹饪温度
C.“小火慢炖”,锅里冒出的“白气”是水汽化形成的
D.“大火收汁”,可以使汤汁沸腾后能够继续升高温度
6.如图所示是一辆“盐水动力”玩具车,车身上方固定了一个小塑料杯,塑料杯壁内侧有一片镁片和一片碳片,当向杯中倒入盐水,使镁片和碳片都浸入盐水时,小车就能缓缓向前运动。插入镁片和碳片的盐水杯相当于电路中的( )
A.电源 B.导线
C.用电器 D.开关
7.如图所示电路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,电流表和电压表均有示数。下列关于电路分析正确的是( )
A.小灯泡L1和L2串联
B.电流表测量电路中的总电流
C.若只断开S1,小灯泡L1熄灭,L2正常发光
D.若灯L1突然熄灭,是因为电压表发生断路
8.某实验小组想设置一种用来监测跳远过线犯规现象的电路。当有人踏上踏跳板时,开关S1、S2同时闭合,灯亮、铃不响;当机器感应到运动员脚尖过线时,踏跳板旁的红外感应开关S2断开,电铃发出声音,同时灯泡亮度变暗,提醒裁判,运动员犯规。下列符合测试装置工作原理的是( )
A B C D
9.长短粗细都相同的铜导线和镍铬合金线,电阻分别为R1和R2,且R1A.I1=I2 B.I1>I2
C.U1>U2 D.U110.如图所示电路,闭合开关,滑动变阻器滑片从最上端向中点移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数变小
B.电流表A1与电流表A2的示数相等
C.电流表A1的示数变大
D.电压表V与电流表A1示数的比值变大
11.智能手机已普遍使用电阻触摸屏,当手指触摸屏时,会对触摸屏产生一个压力,这种压力信号即转换成电信号,从而确定触摸的位置。如图所示在竖直方向上触摸屏相当于一根电阻丝,触摸P点时电阻丝被分为上、下两部分,电阻分别为R1、R2,电源电压不变。当触摸点P沿竖直方向向上移动时,则下列判断正确的是( )
A.R1的阻值变大 B.R2的阻值变小
C.R1两端的电压变小 D.电路中的电流变大
12.如图所示,电源电压不变,在探究电流与电阻的关系的实验中,第一次实验中电阻R1的阻值为10 Ω,滑动变阻器滑片位于中点。第二次实验中用阻值为5 Ω的电阻替换R1,正确操作后,关于滑片位置的说法正确的是( )
A.滑片位置和第一次实验相同
B.滑片位置较第一次实验偏左
C.滑片位置较第一次实验偏右
D.滑片位置可以在任意位置
13.小明利用一个电流表和已知阻值R0=10 Ω的定值电阻测量未知电阻Rx的阻值,连接的实验电路如图所示。闭合开关S1、S2,读出电流表的示数I1=0.5 A;闭合开关S1,断开开关S2,读出电流表的示数I2=0.3 A。则未知电阻Rx的阻值为( )
A.5 Ω B.10 Ω
C.15 Ω D.20 Ω
14.在如图所示的电路中,开关S1、S2均闭合。在下列方案中,完成操作后一定能使电流表A与电流表A1示数的比值变大的方案是( )
①增大电源电压;②R2滑片向右移;③R2滑片向左移;④开关S2由闭合到断开;⑤用R3替换R1(R3>R1)
A.①③ B.②④ C.③⑤ D.①②⑤
15.如图所示,电源电压18 V,且保持不变,电流表接“0～0.6 A”量程,电压表接“0～15 V”量程,灯泡上标有“6 V 0.5 A”字样,不考虑温度对灯丝电阻的影响。为了保证电路的安全,滑动变阻器可调节的范围是( )
A.0～24 Ω B.24～60 Ω
C.16～24 Ω D.20～60 Ω
二、填空题(共4小题,每空2分,共20分)
16.塑料瓶是一种常见的生活物品,空塑料瓶可以做许多物理小实验。在保证安全的情况下,小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气,如图所示。随着瓶内气压增加,气体内能增大,这是通过 方式改变瓶内气体内能。当气压达到一定程度时,瓶盖飞出,这一过程与内燃机 冲程的能量转化情况相同;瓶盖飞出的同时,瓶口冒“白雾”,其物态变化是 。
17.飞机上的着地轮一般都装有如图所示的搭地线,这是为了及时把飞机在飞行过程中与空气发生摩擦而带上的 转移给大地,以免造成危险。还有些飞机不装搭地线,而是采用了一种特殊的橡胶轮胎,这种特殊橡胶一定是 (选填“导体”或“绝缘体”)。摩擦起电时,束缚核外电子能力弱的一方会失去电子从而带 (选填“正”或“负”)电。
18.如图所示,电源电压为3 V,闭合开关后,电流表A1的示数为0.6 A,电流表A2的示数为0.2 A,则通过灯泡L2的电流为 A,灯泡L1的阻值为 Ω。
19.众所周知,爱因斯坦是一位伟大的理论科学家,他曾发明过“环保”不耗电的电冰箱。这种电冰箱内部有一种小型的浸入式制冷器,它能浸在需要冷却的液体中。这种电冰箱根本不需要常规电源,它的运行仅靠水龙头的压力,带动一台射水泵,从而在一个气室内产生真空,水和少量甲醇则在此处化为蒸气。管中甲醇会慢慢用完,但是这种液体不仅价格便宜,而且很容易获得。这种冰箱在工作时,被冷却的液体内能 (选填“增大”或“减小”)。你认为这种不用电的冰箱 (选填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。
三、作图题(共1小题,共4分)
20.小明设计了一款道路井盖移动报警电路。该电路由电源、警示灯L、保护电阻R0、开关S和S1组成。闭合开关S,当井盖未被移动时,相当于开关S1闭合,警示灯L不亮;当井盖被移动时,相当于开关S1断开,警示灯L发光提醒路人。请根据以上要求,将图中的电路补充完整。
四、实验探究题(共3小题,第23题8分,第24题4分,第25题7分,共19分)
21.小明在“探究水的奥秘”主题学习活动中,组装了如图所示实验
装置。
甲 乙
(1)三个实验都选用酒精灯作热源,通过 的方式改变烧杯内液体的内能。
(2)将装冰的试管置于水中加热(如图甲所示),而不用酒精灯直接加热,这样做的好处是 (写出一条即可)。
(3)利用装置乙进行实验探究,通过观察比较,发现:水沸腾时,自杯底产生的气泡上升过程中逐渐变大,至水面处破裂。破裂前,气泡内是
。
(4)利用两套图乙装置,烧杯中装入等质量的水和煤油。探究物质吸热性质时,调整两只酒精灯的灯芯,使其火焰相同(相同热源),目的是 。
22.如图所示,小明用铅笔芯作滑动变阻器,设计并制作一个模拟的调光灯。器材有:电池(电压为3 V)、小灯泡(2.5 V 0.3 A)、铅笔芯、金属回形针、开关、导线、电压表。
(1)铅笔芯和小灯泡的连接方式是 联。
(2)闭合开关,回形针向左移,小灯泡亮度变 。
(3)把电压表和小灯泡并联,调节回形针的位置,当电压表的示数为 V时,在铅笔芯上标记此时回形针的位置。为了安全使用调光灯,回形针向左调节不能超过此位置。
(4)甲、乙两根铅笔芯的长度都是17.5 cm,甲的电阻为20 Ω,乙的电阻为10 Ω。调节效果可以从两个方面评价:一是小灯泡亮度的变化范围;二是调节的精度,回形针移动一定距离时,电阻变化越小调节精度越高。则铅笔芯甲和乙相比,甲的 。
A.调节范围大,调节精度高
B.调节范围大,调节精度低
C.调节范围小,调节精度高
D.调节范围小,调节精度低
23.探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20 Ω 2 A”字样)、定值电阻5个(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、50 Ω)、开关一个、导线若干。
甲 乙 丙
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电压表示数变大,导线不交叉。
(2)连接好电路,将电源电压调至4.5 V,滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是 (填序号)。
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻R断路
C.定值电阻R短路
(3)排除故障后利用前四个定值电阻进行实验,图乙是根据实验数据得到的IR图像:
①其中阴影部分面积表示的物理量是 ,其值为 ;
②由实验图像可得出结论:在导体两端电压一定的情况下, 。
(4)实验时更换为50 Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,下列措施可行的是 (填序号)。
A.调高电源电压
B.将电压表改接到滑动变阻器两端
C.在电源和开关之间串联一个15 Ω的电阻
(5)实验结束后,该小组用电压表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器,测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丙所示电路图,实验操作如下:
①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关S,此时电压表的示数
为U1;
②将滑动变阻器滑片P移到最左端,此时电压表的示数为U2;
③则Rx= (用R0、U1、U2表示)。
五、计算题(共2小题,每小题6分,共12分)
24.如图所示是一款远程无人驾驶清扫车,自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况,该款车以10 m/s的速度在一段平直的公路上匀速行驶5 min,消耗汽油0.3 kg。已知,清扫车行驶过程中的牵引力为1 380 N,汽油的热值为4.6×107 J/kg。求:
(1)0.3 kg汽油完全燃烧放出的热量。
(2)在此过程中清扫车发动机的效率是多少。
(3)假设此过程中,汽油完全燃烧,除了做有用功外,其余能量全部用来加热水。在不考虑其他热损失的情况下,可使初温为20 ℃、质量92 kg的水升高到的温度。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
25.随着我国经济的发展,人民生活水平日益提高,我国出现了越来越多的潜水爱好者。为了保障安全,潜水员潜水时会佩戴如图甲所示的水压表和深度表。图乙是某深度表的工作原理简化电路图,电源电压U=6 V且恒定不变,定值电阻R0=15 Ω,电压表量程为0～3 V,RP是阻值随水深度变化的电阻,其变化关系图像如图丙所示,RP允许通过的最大电流为0.24 A。求:
甲 乙 丙
(1)深度表在水面上时,电路中的电流。(计算结果保留2位小数)
(2)电压表示数为2 V时,潜水员下潜的深度。
(3)在保证电路安全的情况下,该深度表能浸入水中的最大深度。期末综合评价卷
时间:60分钟 满分:100分
班级: 学号: 姓名: 成绩:
一、选择题(共15小题,每小题3分,共45分)
1.我们常吃的月饼是在烤箱里“烤”出来的,但根据南宋《武林旧事》记载,最早的月饼出自笼屉,青海就保留着用蒸笼“蒸”月饼的传统习俗。关于“蒸”月饼时的情景,下列叙述正确的是(C)
A.水沸腾时——水温升高
B.水变成水蒸气——放出热量
C.闻到月饼的香味——扩散现象
D.水变成水蒸气——分子间距不变
2.如图所示是一种常用“柴油平板夯机”,广泛应用于路面施工、场地填土等多个方面。使用时柴油发动机提供动力,激荡器带动夯板上下运动。下列关于使用该夯机的说法正确的是(B)
A.可通过火花塞点火启动
B.柴油发动机将内能转化为机械能
C.柴油发动机不属于热机
D.柴油发动机吸气冲程中吸入的是柴油和空气的混合物
3.二氧化碳气体若被加压、降温到一定程度,就会直接形成白色的、像雪一样的固体,这种固体在常温下不经熔化就会直接变成气体,所以叫干冰。干冰具有很好的制冷作用,可用于人工降雨。下列说法正确的是(D)
A.干冰的形成是凝固现象
B.干冰变成气体是汽化现象
C.高空中的水蒸气遇冷凝结成水滴或小冰晶是熔化或凝华现象
D.干冰有制冷作用是因为干冰变成气体时需要吸收热量
4.如图所示是某物质熔化时温度随时间变化的图像,下列说法正确的是(C)
A.该物质是非晶体
B.熔化过程持续了25 min
C.该物质熔化过程中不断吸热,温度保持不变
D.熔化前后,该物质的比热容不变
5.炒鸡是一道经典美食。该菜选料精良,制作讲究,汤汁浓香,入口软嫩滑爽。烹制过程中有以下关键词:“铁锅木柴”“热油爆炒”“小火慢炖”“大火收汁”。下列相关说法正确的是(B)
A.“铁锅木柴”,木柴燃烧越充分,木柴的热值就越高
B.“热油爆炒”,是利用了油的沸点高来提高烹饪温度
C.“小火慢炖”,锅里冒出的“白气”是水汽化形成的
D.“大火收汁”,可以使汤汁沸腾后能够继续升高温度
6.如图所示是一辆“盐水动力”玩具车,车身上方固定了一个小塑料杯,塑料杯壁内侧有一片镁片和一片碳片,当向杯中倒入盐水,使镁片和碳片都浸入盐水时,小车就能缓缓向前运动。插入镁片和碳片的盐水杯相当于电路中的(A)
A.电源 B.导线
C.用电器 D.开关
7.如图所示电路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,电流表和电压表均有示数。下列关于电路分析正确的是(C)
A.小灯泡L1和L2串联
B.电流表测量电路中的总电流
C.若只断开S1,小灯泡L1熄灭,L2正常发光
D.若灯L1突然熄灭,是因为电压表发生断路
8.某实验小组想设置一种用来监测跳远过线犯规现象的电路。当有人踏上踏跳板时,开关S1、S2同时闭合,灯亮、铃不响;当机器感应到运动员脚尖过线时,踏跳板旁的红外感应开关S2断开,电铃发出声音,同时灯泡亮度变暗,提醒裁判,运动员犯规。下列符合测试装置工作原理的是(C)
A B C D
9.长短粗细都相同的铜导线和镍铬合金线,电阻分别为R1和R2,且R1A.I1=I2 B.I1>I2
C.U1>U2 D.U110.如图所示电路,闭合开关,滑动变阻器滑片从最上端向中点移动过程中,下列说法正确的是(C)
A.电压表V的示数变小
B.电流表A1与电流表A2的示数相等
C.电流表A1的示数变大
D.电压表V与电流表A1示数的比值变大
11.智能手机已普遍使用电阻触摸屏,当手指触摸屏时,会对触摸屏产生一个压力,这种压力信号即转换成电信号,从而确定触摸的位置。如图所示在竖直方向上触摸屏相当于一根电阻丝,触摸P点时电阻丝被分为上、下两部分,电阻分别为R1、R2,电源电压不变。当触摸点P沿竖直方向向上移动时,则下列判断正确的是(C)
A.R1的阻值变大 B.R2的阻值变小
C.R1两端的电压变小 D.电路中的电流变大
12.如图所示,电源电压不变,在探究电流与电阻的关系的实验中,第一次实验中电阻R1的阻值为10 Ω,滑动变阻器滑片位于中点。第二次实验中用阻值为5 Ω的电阻替换R1,正确操作后,关于滑片位置的说法正确的是(B)
A.滑片位置和第一次实验相同
B.滑片位置较第一次实验偏左
C.滑片位置较第一次实验偏右
D.滑片位置可以在任意位置
13.小明利用一个电流表和已知阻值R0=10 Ω的定值电阻测量未知电阻Rx的阻值,连接的实验电路如图所示。闭合开关S1、S2,读出电流表的示数I1=0.5 A;闭合开关S1,断开开关S2,读出电流表的示数I2=0.3 A。则未知电阻Rx的阻值为(C)
A.5 Ω B.10 Ω
C.15 Ω D.20 Ω
14.在如图所示的电路中,开关S1、S2均闭合。在下列方案中,完成操作后一定能使电流表A与电流表A1示数的比值变大的方案是(C)
①增大电源电压;②R2滑片向右移;③R2滑片向左移;④开关S2由闭合到断开;⑤用R3替换R1(R3>R1)
A.①③ B.②④ C.③⑤ D.①②⑤
15.如图所示,电源电压18 V,且保持不变,电流表接“0～0.6 A”量程,电压表接“0～15 V”量程,灯泡上标有“6 V 0.5 A”字样,不考虑温度对灯丝电阻的影响。为了保证电路的安全,滑动变阻器可调节的范围是(B)
A.0～24 Ω B.24～60 Ω
C.16～24 Ω D.20～60 Ω
二、填空题(共4小题,每空2分,共20分)
16.塑料瓶是一种常见的生活物品,空塑料瓶可以做许多物理小实验。在保证安全的情况下,小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气,如图所示。随着瓶内气压增加,气体内能增大,这是通过 做功 方式改变瓶内气体内能。当气压达到一定程度时,瓶盖飞出,这一过程与内燃机 做功 冲程的能量转化情况相同;瓶盖飞出的同时,瓶口冒“白雾”,其物态变化是 液化 。
17.飞机上的着地轮一般都装有如图所示的搭地线,这是为了及时把飞机在飞行过程中与空气发生摩擦而带上的 电荷 转移给大地,以免造成危险。还有些飞机不装搭地线,而是采用了一种特殊的橡胶轮胎,这种特殊橡胶一定是 导体 (选填“导体”或“绝缘体”)。摩擦起电时,束缚核外电子能力弱的一方会失去电子从而带 正 (选填“正”或“负”)电。
18.如图所示,电源电压为3 V,闭合开关后,电流表A1的示数为0.6 A,电流表A2的示数为0.2 A,则通过灯泡L2的电流为 0.4 A,灯泡L1的阻值为 15 Ω。
19.众所周知,爱因斯坦是一位伟大的理论科学家,他曾发明过“环保”不耗电的电冰箱。这种电冰箱内部有一种小型的浸入式制冷器,它能浸在需要冷却的液体中。这种电冰箱根本不需要常规电源,它的运行仅靠水龙头的压力,带动一台射水泵,从而在一个气室内产生真空,水和少量甲醇则在此处化为蒸气。管中甲醇会慢慢用完,但是这种液体不仅价格便宜,而且很容易获得。这种冰箱在工作时,被冷却的液体内能 减小 (选填“增大”或“减小”)。你认为这种不用电的冰箱 遵循 (选填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。
三、作图题(共1小题,共4分)
20.小明设计了一款道路井盖移动报警电路。该电路由电源、警示灯L、保护电阻R0、开关S和S1组成。闭合开关S,当井盖未被移动时,相当于开关S1闭合,警示灯L不亮;当井盖被移动时,相当于开关S1断开,警示灯L发光提醒路人。请根据以上要求,将图中的电路补充完整。
四、实验探究题(共3小题,第23题8分,第24题4分,第25题7分,共19分)
21.小明在“探究水的奥秘”主题学习活动中,组装了如图所示实验
装置。
甲 乙
(1)三个实验都选用酒精灯作热源,通过 热传递 的方式改变烧杯内液体的内能。
(2)将装冰的试管置于水中加热(如图甲所示),而不用酒精灯直接加热,这样做的好处是 可以使物质受热均匀 (写出一条即可)。
(3)利用装置乙进行实验探究,通过观察比较,发现:水沸腾时,自杯底产生的气泡上升过程中逐渐变大,至水面处破裂。破裂前,气泡内是
水蒸气 。
(4)利用两套图乙装置,烧杯中装入等质量的水和煤油。探究物质吸热性质时,调整两只酒精灯的灯芯,使其火焰相同(相同热源),目的是 用加热时间的长短表示物质吸收热量的多少 。
22.如图所示,小明用铅笔芯作滑动变阻器,设计并制作一个模拟的调光灯。器材有:电池(电压为3 V)、小灯泡(2.5 V 0.3 A)、铅笔芯、金属回形针、开关、导线、电压表。
(1)铅笔芯和小灯泡的连接方式是 串 联。
(2)闭合开关,回形针向左移,小灯泡亮度变 亮 。
(3)把电压表和小灯泡并联,调节回形针的位置,当电压表的示数为 2.5 V时,在铅笔芯上标记此时回形针的位置。为了安全使用调光灯,回形针向左调节不能超过此位置。
(4)甲、乙两根铅笔芯的长度都是17.5 cm,甲的电阻为20 Ω,乙的电阻为10 Ω。调节效果可以从两个方面评价:一是小灯泡亮度的变化范围;二是调节的精度,回形针移动一定距离时,电阻变化越小调节精度越高。则铅笔芯甲和乙相比,甲的 B 。
A.调节范围大,调节精度高
B.调节范围大,调节精度低
C.调节范围小,调节精度高
D.调节范围小,调节精度低
23.探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20 Ω 2 A”字样)、定值电阻5个(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、50 Ω)、开关一个、导线若干。
甲 乙 丙
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电压表示数变大,导线不交叉。
(2)连接好电路,将电源电压调至4.5 V,滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是 B (填序号)。
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻R断路
C.定值电阻R短路
(3)排除故障后利用前四个定值电阻进行实验,图乙是根据实验数据得到的IR图像:
①其中阴影部分面积表示的物理量是 电压 ,其值为 3 V ;
②由实验图像可得出结论:在导体两端电压一定的情况下, 通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
(4)实验时更换为50 Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,下列措施可行的是 C (填序号)。
A.调高电源电压
B.将电压表改接到滑动变阻器两端
C.在电源和开关之间串联一个15 Ω的电阻
(5)实验结束后,该小组用电压表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器,测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丙所示电路图,实验操作如下:
①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关S,此时电压表的示数
为U1;
②将滑动变阻器滑片P移到最左端,此时电压表的示数为U2;
③则Rx= R0 (用R0、U1、U2表示)。
五、计算题(共2小题,每小题6分,共12分)
24.如图所示是一款远程无人驾驶清扫车,自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况,该款车以10 m/s的速度在一段平直的公路上匀速行驶5 min,消耗汽油0.3 kg。已知,清扫车行驶过程中的牵引力为1 380 N,汽油的热值为4.6×107 J/kg。求:
(1)0.3 kg汽油完全燃烧放出的热量。
(2)在此过程中清扫车发动机的效率是多少。
(3)假设此过程中,汽油完全燃烧,除了做有用功外,其余能量全部用来加热水。在不考虑其他热损失的情况下,可使初温为20 ℃、质量92 kg的水升高到的温度。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
解析:(1)0.3 kg汽油完全燃烧放出的热量Q放=qm油=4.6×107 J/kg×
0.3 kg=1.38×107 J。
(2)清扫车5 min行驶的路程s=vt=10 m/s×5×60 s=3 000 m,
在此过程中清扫车发动机做的有用功W=Fs=1 380 N×3 000 m=4.14×
106 J,
在此过程中清扫车发动机的效率η=×100%=×100%=30%。
(3)此过程中,水吸收的热量Q吸=Q放-W=1.38×107 J-4.14×106 J=
9.66×106 J,
由Q吸=cm(t-t0)可得,水升高到的温度
t=t0+Δt=t0+=20 ℃+=45 ℃。
答案:(1)1.38×107 J (2)30 % (3)45 ℃
25.随着我国经济的发展,人民生活水平日益提高,我国出现了越来越多的潜水爱好者。为了保障安全,潜水员潜水时会佩戴如图甲所示的水压表和深度表。图乙是某深度表的工作原理简化电路图,电源电压U=6 V且恒定不变,定值电阻R0=15 Ω,电压表量程为0～3 V,RP是阻值随水深度变化的电阻,其变化关系图像如图丙所示,RP允许通过的最大电流为0.24 A。求:
甲 乙 丙
(1)深度表在水面上时,电路中的电流。(计算结果保留2位小数)
(2)电压表示数为2 V时,潜水员下潜的深度。
(3)在保证电路安全的情况下,该深度表能浸入水中的最大深度。
解析:(1)由图乙可知,该电路为R0和RP的串联电路,电压表测R0两端的电压,
深度表在海面上,即h=0 m时,由图丙可知,此时RP=40 Ω,
电路中的电流I===≈0.11 A。
(2)已知电压表示数为2 V时,即R0两端的电压为U0=2 V,
通过R0的电流为I0=== A,电路中的电流为I′=I0= A,
RP两端的电压为UP=U-U0=6 V-2 V=4 V,
则此时RP的阻值为RP′===30 Ω,
由图丙可知,此时潜水员下潜的深度为h′=10 m。
(3)当电路中电流最大时,由U=IR可知R0两端的电压最大,
由电压表量程可知R0两端的电压最大为=3 V,
由此可知电路中电流最大为I大===0.2 A<0.24 A,
为保护电路,电路中允许通过的最大电流为0.2 A,
此时电路总电阻为R总′===30 Ω,
由串联电路的电阻特点可知RP的阻值为RP″=R总′-R0=30 Ω-15 Ω=15 Ω,
由图丙可知,此时下潜的深度为40 m,即该深度表能测量的最大深度为40 m。
答案:(1)0.11 A (2)10 m (3)40 m
