2025初中同步測控優化設計物理九年級全一冊配人教版專項訓練專項訓練一熱量的綜合計算1.小麗為了測試汽車發動機的效率,開車以60km/h的平均速度行駛了120km,用去汽油25L,已知汽油的密度為0.7×103kg/m3,熱值為4.6×107J/kg,發動機的功率為32.2kW,則該汽車發動機的效率為()A.23.6% B.28.8%C.36.5% D.38%2.(2020·貴州銅仁中考)質量為1.4kg的干木柴完全燃燒,所放出的熱量為J,如果這些熱量的50%被質量為50kg的水吸收,則水的溫度將升高℃。[干木柴的熱值為1.2×107J/kg,水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)]

3.將焚燒生活垃圾放出的熱量用來發電,是綜合利用垃圾的一種方法。據資料顯示,目前,全國每年城市生活垃圾約有1.6×108t。焚燒1t垃圾可放出1.5×1010J熱量,若我國每年的城市生活垃圾全部焚燒,則放出的熱量是J,這相當于kg煤炭完全燃燒放出的熱量(煤炭的熱值為3.0×107J/kg)。

4.(2020·內蒙古呼和浩特中考)某品牌太陽能熱水器,水箱內有200kg的水。水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)。(1)在陽光照射下,水的溫度升高了10℃,求水吸收的熱量。(2)天氣原因,水箱內200kg的水,溫度從90℃降低到50℃,和溫度從30℃升高到80℃,水放出的熱量與吸收的熱量之比是多少?5.天然氣灶使用方便、經濟環保,備受人們青睞。小明用天然氣灶將一壺質量為3kg、溫度為20℃的水加熱至90℃,用時約10min。天然氣的熱值為3.5×107J/m3,水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)。(1)求該過程中水吸收的熱量。(2)若該過程天然氣完全燃燒放出的熱量60%被水吸收,則需要多少立方米的天然氣?6.一定氣壓下,某種晶體熔化成同溫度液體時所吸收的熱量與其質量之比叫該晶體的熔化熱,用字母λ表示。在標準大氣壓下,用一個熱效率為40%的酒精爐為熱源,將50g初溫為0℃的冰全部熔化為0℃的水,共燃燒了14g酒精,酒精的熱值為3×107J/kg。求:(1)冰熔化過程中吸收的熱量;(2)在標準大氣壓下,冰的熔化熱λ冰。7.某柴油機的轉速是600r/min(每完成一個工作循環,飛輪轉動2圈),活塞的橫截面積是120cm2,做功沖程中,燃氣對活塞的平均壓強是5×105Pa,活塞移動的距離是30cm。(1)求做功沖程中,燃氣對活塞的平均壓力;(2)求做功沖程中,平均壓力做功的功率;(3)設做功沖程中柴油完全燃燒,放出的熱量是6×103J,求該柴油機的效率。8.水暖在暖氣行業被稱為最舒適的采暖方式。隨著人們生活水平的提高,越來越多的家庭采用“水地暖”進行取暖。其原理是以溫度不高于60℃的熱水為熱媒,在埋置于地面以下填充層中的管道內循環流動,加熱整個地板,通過地面以熱傳遞方式向室內供熱(如圖所示)。(1)某房間一段時間內循環流動的水質量為1200kg,進水溫度為55℃,出水溫度為40℃。這段時間里水向外界放出多少熱量?[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)](2)若該水暖的熱效率為90%,這段時間要消耗多少天然氣?(假設天然氣完全燃燒,天然氣的熱值為7.2×107J/m3)(3)“水地暖”以水為媒介,利用了水的什么性質,請具體說明為什么要利用這一特性。

專項訓練一熱量的綜合計算1.B由v=st可得,汽車行駛時間t=sv=120km60km/h=2h=7200s,發動機對汽車做的功W=Pt=32.2×103W×7200s=2.3184×108J,汽油完全燃燒放出的熱量Q放=mq=ρVq=0.7×103kg/m3×25×10-3m3×4.6×107J/kg=8.05×108J;汽車發動機的效率η=WQ放×100%=22.解析干木柴放出的熱量Q放=m干木柴q=1.4kg×1.2×107J/kg=1.68×107J,由η=Q吸Q放得,水吸收的熱量Q吸=Q放η=1.68×107J×50%=8.4×10由Q吸=cmΔt得,水升高的溫度Δt=Q吸cm水=答案1.68×107403.解析由題意可得,每年的生活垃圾全部焚燒放出的熱量Q放=1.5×1010J/t×1.6×108t=2.4×1018J;根據題意可知,煤炭完全燃燒放出的熱量Q放'=Q放=2.4×1018J,由Q放'=m煤q煤可得需要完全燃燒煤炭的質量m煤=Q放'q煤=2.4答案2.4×10188×10104.解析(1)水吸收的熱量Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×200kg×10℃=8.4×106J。(2)水降低溫度放出熱量與升高溫度吸收熱量之比為Q放∶Q吸=c水m(t降-t0降)∶c水m(t0升-t升)=(t降-t0降)∶(t0升-t升)=(90℃-50℃)∶(80℃-30℃)=4∶5。答案(1)8.4×106J(2)4∶55.解析(1)將3kg、溫度為20℃的水加熱至90℃,根據Q吸=cm(t-t0)可得水吸收的熱量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×3kg×(90℃-20℃)=8.82×105J。(2)由η=Q吸Q放×100%可得,天然氣完全燃燒放出的熱量Q放=Q吸η=8.82由Q放=Vq得,燒開這壺水需要天然氣的體積V=Q放q=1.47×106J答案(1)8.82×105J(2)4.2×10-2m36.解析(1)14g酒精完全燃燒放出的熱量Q放=qm'=3×107J/kg×0.014kg=4.2×105J由η=Q吸Q放Q吸=Q放×η=4.2×105J×40%=1.68×105J。(2)冰的熔化熱λ冰=Q吸m冰=1.68×10答案(1)1.68×105J(2)3.36×106J/kg7.解析(1)由p=FS可得,燃氣對活塞的平均壓力F=pS=5×105Pa×120×10-4m2=6000N(2)一個做功沖程中燃氣對活塞做的功W1=Fs=6000N×30×10-2m=1800J,飛輪轉速600r/min=10r/s,因為一個工作循環飛輪轉2圈,完成4個沖程,做功一次,所以每秒共有5個工作循環,對外做功5次,該柴油機每秒做的功W=5×1800J=9000J,平均壓力做功的功率為P=Wt=9000J1s=(3)已知做功沖程中柴油完全燃燒,放出的熱量是6×103J,則柴油機的效率η=W1Q×100%=1800J6答案(1)6000N(2)9000W(3)30%8.解析(1)水放出的熱量Q水放=cm水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1200kg×(55℃-40℃)=7.56×107J。(2)由η=Q水放Q放Q放=Q水放η=7.56×10由Q放=Vq得天然氣的體積V=Q放q天然氣=8.4×(3)由Q=cmΔt可知,由于水的比熱容較大,在溫度變化量Δt一定時,相等質量的水釋放的熱量較多。答案(1)7.56×107J(2)1.17m3(3)見解析專項訓練二動態電路分析及故障判斷1.(2020·福建中考)下圖為利用光敏電阻設計的監控裝置示意圖,R1是光敏電阻,當光照射的強度增大時,其阻值變小,R2是定值電阻,電源電壓不變。當有人經過通道遮蔽光線時()A.通過R1的電流變大B.R1兩端的電壓變小C.R2兩端的電壓變大D.R2兩端的電壓變小2.(2020·四川巴中中考)如圖所示,電源電壓不變,閉合開關,兩燈正常發光,電壓表和電流表都有示數。一段時間之后,一個電表示數變小,另一個不變,則故障可能是()A.L1開路B.L1短路C.L2開路D.L2短路3.(2020·青海西寧中考)在如圖所示的電路中,電源電壓不變,閉合開關S,電路正常工作,過一會兒,燈L突然變亮,電流表、電壓表示數都變大。該電路中可能出現的故障是()A.電阻R短路B.電阻R斷路C.燈L短路D.燈L斷路4.(2020·遼寧大連中考)如圖所示的電路,電源電壓保持不變。閉合開關S,在滑動變阻器的滑片從a端向b端移動的過程中,不計溫度對燈絲電阻的影響,則電路總功率P與電壓表示數U之間的關系圖像為()5.(2020·陜西中考)如圖甲所示的電路,電源電壓不變,R0為定值電阻,R為滑動變阻器。閉合開關,滑片P從一端滑到另一端的過程中,電壓表示數隨滑動變阻器阻值變化的關系如圖乙所示。下列說法正確的是()A.滑片從最左端向最右端滑動過程中,電流表示數變小B.滑片滑動過程中,電壓表與電流表示數之比不變C.電源電壓為6VD.電路消耗的最大功率為3.6W6.小華家的部分電路如圖所示,有一次,她閉合燈泡的開關,發現燈泡不亮,而旁邊三孔插座連接的電飯鍋能正常工作。于是她找來試電筆檢測故障原因,在保持燈泡開關閉合的情況下,發現a、b、c、d、e各點均能使氖管發光,f點不能使氖管發光。則故障的原因是()A.a、e間短路B.c、d間短路C.e、f間斷路D.a、b間斷路7.小洪家火線上的熔絲熔斷,小洪檢查時,斷開所有開關,將一只完好的白熾燈L接到圖示位置,下列說法正確的是()A.只閉合S、S1,若燈L正常發光,說明L1支路短路B.只閉合S、S2,若燈L正常發光,說明L2支路無故障C.只閉合S、S2,若燈L發光較暗,說明L2支路斷路D.只閉合S、S1,若燈L不發光,說明L1支路短路8.小剛晚上做作業時,把臺燈的插頭插入插座,閉合臺燈開關后,他家所有的照明燈都突然熄滅,檢查發現總開關已跳閘,故障可能是()A.臺燈插頭處出現了短路B.臺燈燈座處出現了短路C.臺燈開關內短路D.插座處出現了短路

專項訓練二動態電路分析及故障判斷1.D由題圖可知,兩個電阻串聯,當有人經過通道遮蔽光線時,R1的阻值變大,電路的總電阻變大,由I=UR可知通過電路的電流變小,通過R1的電流變小,由U=IR2可知R2兩端的電壓變小,由串聯電路電壓的規律可知R1兩端的電壓變大,故D正確,A、B、C2.A由題圖可知,該電路為并聯電路,電壓表測量的是電源電壓,電流表測量的是L1的電流;L1開路,則該支路中的電流為0,即電流表示數為0,由于電源電壓不變,電壓表示數不變,故A正確;L1短路或L2短路,則電源短路,電源會被燒壞,兩電表都無示數,故B、D錯誤;L2開路,電壓表示數不變,根據并聯電路的特點可知,電流表示數不變,故C錯誤。3.A由題圖知,電阻R、燈泡L串聯,電壓表測量燈泡和電流表兩端的電壓,電流表測量電路中的電流;過一會兒,燈L突然變亮,電流表、電壓表示數都變大,說明電路是接通的,沒有斷路故障,故B、D不符合題意。若燈L發生了短路,燈泡不能發光,電壓表示數變為零,C不符合題意。若電阻R短路,此時電壓表測量電源電壓,其示數變大;電路中總電阻減小,電流增大,電流表示數增大,燈L變亮,A符合題意。4.A滑動變阻器R和燈L串聯接入電路,電壓表測量滑動變阻器R兩端的電壓,設電壓表示數為U,電源電壓為U',由串聯電路電壓的規律及歐姆定律得,燈的電流即電路的電流I=U'-URL,則電路的總功率P=U'I=U'×U'-URL=U'2RL-U'5.C由圖甲可知,R0與R串聯,電壓表測R兩端的電壓,電流表測電路中的電流。滑動變阻器滑片向右滑動過程中,滑動變阻器接入電路中的電阻變小,電路中的總電阻變小,由I=UR可知,電路中的電流變大,即電流表的示數變大,故A錯誤。由圖甲可知,電壓表測滑動變阻器R兩端的電壓,電流表測滑動變阻器中的電流,所以電壓表與電流表示數之比為滑動變阻器的電阻,因為滑動變阻器滑片滑動過程中滑動變阻器接入電路中的電阻變化,所以電壓表與電流表示數之比變化,故B錯誤。由圖乙可知,當滑動變阻器的電阻為5Ω時,其兩端的電壓為3V,通過電路的電流為I1=U1R1=3V5Ω=0.6A,則電源電壓為U=U1+I1R0=3V+0.6A×R0①;滑動變阻器的電阻為10Ω時,其兩端的電壓為4V,通過電路的電流為I2=U2R2=4V10Ω=0.4A,則電源電壓為U=U2+I2R0=4V+0.4A×R0②,聯立①②得,R0=5Ω,U=3V+0.6A×5Ω=6V,故C正確。當滑動變阻器的電阻為零時,電路消耗的功率最大6.C電飯鍋正常工作,排除短路;燈泡不亮只能是發生了斷路,發現d、e均能使氖管發光,說明零線斷路,而f點不能使氖管發光,因此是e、f間斷路。7.A只閉合S、S1,若燈L正常發光,燈L兩端的電壓為電源電壓,說明L1支路短路,故A正確;只閉合S、S2,若燈L正常發光,燈L兩端的電壓為電源電壓,說明L2支路短路,故B錯誤;只閉合S、S2,若燈L發光較暗,表示L與L2串聯接在火線與零線之間,L2支路正常,故C錯誤;只閉合S、S1,若燈L不發光,表示該電路中有斷路,說明L1支路斷路,故D錯誤。8.B總開關跳閘的原因一是電路中用電器的總功率過大,二是電路發生了短路。由于接入的是臺燈,功率較小,因此故障可能是短路;如果插座處短路,那么臺燈插頭沒插入就會跳閘;如果臺燈開關內短路,那么只是臺燈沒開關控制了,不會引起跳閘;如果插頭處短路,那么臺燈開關沒閉合就會跳閘,因此故障是臺燈燈座處短路,故B正確。專項訓練三特殊方法測電阻1.程新同學設計了如圖甲所示的電路來測量電源電壓U和未知電阻Rx的阻值。已知定值電阻的阻值為R0、電源兩端電壓保持不變。請回答下列問題:(1)根據甲中電路圖,用筆畫線代替導線,將乙中的實物圖補充完整。(2)電路正確連接后,當開關S、S1閉合,S2斷開時,電流表示數為I1,則電源的電壓U=。

(3)當開關S、S2閉合,S1斷開時,電流表示數為I2,則待測電阻Rx=。

(4)不改變圖甲所示的電路,若開關S1始終處于斷開狀態,僅對開關S、S2進行操作(選填“仍能”或“不能”)測量電源電壓和未知電阻Rx的阻值。

2.在測小燈泡電阻的實驗中,小萌同學選用的是額定電壓U額=2.5V的小燈泡(電阻大約為10Ω)。(1)請用筆畫線代替導線將甲圖的實驗電路中未連接部分補充完整。(要求:閉合開關前,將滑動變阻器的滑片置于A端)(2)電路連接正確后,閉合開關,發現小燈泡不亮,若

(寫出電流表和電壓表指針偏轉情況),則說明小燈泡斷路。

(3)若小燈泡正常發光時電流表的示數如圖乙所示,則小燈泡正常發光時的電阻約為Ω。(保留兩位小數)

(4)某同學沒有使用電壓表,而是用了兩個電流表和一個5Ω的電阻R設計了如圖丙所示的電路,同樣測出了小燈泡正常發光時的電阻。具體操作是:閉合開關,移動滑動變阻器的滑片,當電流表A1的示數為I1=A時,小燈泡正常發光。若此時電流表A2的示數為I2,則小燈泡正常發光時電阻的表達式為(用字母表示)。

3.用伏安法測電阻,實驗電路如圖甲所示。(1)一同學在實驗中的某次測量,電壓表與電流表的讀數如圖乙所示,則此時待測電阻的阻值為Ω。

(2)實驗中,如果電壓表突然損壞,已知滑動變阻器的最大阻值為R,電源電壓保持不變,但電源電壓未知,重新設計的實驗電路圖如圖丙所示,請根據下列實驗過程寫出待測電阻Rx的表達式。實驗過程:①先將滑動變阻器的滑片移至最右端,測出此時的電流I1,則電源電壓U=。

②再將滑動變阻器的滑片移至最左端,測出此時的電流I2,則電源電壓U=。

待測電阻的表達式Rx=。

4.小清設計了測量待測電阻Rx阻值的電路如圖甲所示,他的測量步驟如下:A.將Rx接在電路中A、B兩點間,閉合開關S,調節滑動變阻器滑片P至適當位置,此時電壓表的示數如圖乙所示,示數為V,斷開開關S,移走Rx;

B.再將電阻箱R接在A、B兩點間,閉合開關S,保持滑動變阻器的滑片P位置不變,調節電阻箱使電壓表的示數仍如圖乙所示,此時電阻箱接入電路中阻值R=48Ω,則小清測得Rx的阻值為Ω。

討論:在B中,若小清無意中將滑動變阻器的滑片P向右移了少許,則他測得Rx的阻值將(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。

5.在測定一個未知電阻Rx的阻值時,小山和小海設計了如圖甲所示的實驗電路,其中R1是電阻箱,S1為單刀雙擲開關。(1)閉合開關S后,把開關S1接到觸點(選填“1”或“2”),調節滑動變阻器R,使電壓表示數為U;把開關S1接到另一觸點后,小山和小海進行了不同的實驗操作。小山的操作:保持滑片P的位置不變,只調節電阻箱R1,直到電

壓表示數為U;小海的操作:同時調節滑動變阻器R和電阻箱R1,直到電壓表示數為U。你認為兩人的操作中,的操作是正確的。

(2)選擇正確的實驗操作后,電阻箱R1上各旋鈕的位置如圖乙所示,其讀數為Ω,則待測電阻Rx的阻值應為Ω。

(3)若去掉滑動變阻器,在不增加其他實驗器材的條件下,本實驗電路(選填“能”或“不能”)完成測量。(假定電壓表不會燒壞)

6.用如圖所示的電路可以測量一個未知電阻的阻值,其中Rx為待測電阻,R、R0為電阻箱,S為單刀雙擲開關,電源兩端電壓保持不變,小雅用該電路進行實驗,主要步驟:A.把開關S接b點,調節電阻箱R,使電流表的示數為I;B.把開關S接b點,調節電阻箱R0,使電流表的示數為I;C.讀出電阻箱R的示數;D.把開關S接a點,調節電阻箱R0,讀出電流表的示數為I;E.根據電路圖連接實物,將電阻箱R0的阻值調至最大。(1)上述步驟中不正確,去掉不正確的步驟后,其他步驟的合理順序是。

(2)所有步驟完成后,電阻箱R的示數為15Ω。電阻箱R0的示數為20Ω,則待測電阻的阻值為Ω。

(3)若把電路圖中電阻箱R換成已知阻值為R'的定值電阻,則測Rx阻值的主要步驟為:①開關S接b點,讀出電流表的示數為I1及的示數為;

②開關S接a點,讀出電流表的示數為I2,則Rx=。

專項訓練三特殊方法測電阻1.解析(1)根據電路圖可知,將S2的右接線柱與電流表負接線柱連接起來,如答案圖所示。(2)電路正確連接后,當開關S、S1閉合,S2斷開時,兩電阻并聯,電流表測通過定值電阻R0的電流,電流表示數為I1,則電源的電壓U=I1R0。(3)當開關S、S2閉合,S1斷開時,兩電阻并聯,電流表測干路電流,由于并聯電路各支路互不影響,通過待測電阻的電流為Ix=I2-I1,由歐姆定律得,待測電阻Rx=UIx=I1R0I2-I1。(4)不改變圖甲所示的電路,若開關S1始終處于斷開狀態,只閉合S,電流表測通過定值電阻R0的電流,由歐姆定律可得出電源電壓;開關S、S2閉合,答案(1)如圖所示(2)I1R0(3)I1R2.答案(1)如圖所示(2)電流表指針不偏轉,電壓表指針偏轉角度較大(3)8.33(4)0.5RL=U3.解析(1)一同學在實驗中的某次測量,電壓表與電流表的示數如題圖乙所示,電壓表選用小量程,分度值為0.1V,示數為2.4V,電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數為0.30A,由歐姆定律I=UR可得,此時待測電阻Rx的阻值