第3章 能量的转化与守恒 综合练习（含解析 3.5-3.6）.docx

3.5-3.6综合练习、选择题1.关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（）A.物体的温度越高，所含热量越多B.温度高的物体，内能一定大C.（TC的冰块，内能一定为零D.温度相同的两物体间不会发生热传递2 .下列事例中改变物体内能的方式与其它三项不同的是（）酒精灯点燃火柴划燃火柴A.凸透镜点燃火柴B.用柴火烧水3 .改变物体内能的方法有做功和热传递两种。下列增大铁丝内能的四个做法中，与另外三个方法不同的是（）A.摩擦铁丝，使它变热B.把铁丝放在火上烤，使它变热C.反复敲打铁丝，使它变热D.给铁丝通电，使它变热4 .如图所示。对于下列实验中所描述的物理过程分析正确的是（）图甲中试管内的水蒸气推动塞子冲出去时，水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能减小图乙中长时间压在一起的的铅板和金板互相渗入，这是扩散现象图丙中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，说明分子间存在引力图丁中利用相同的电加热器分别加热质量、初温均相同的水和食用油相同时间，若水的温度变化大,说明水的比热容比食用油的比热容大A.只有（正确B.只有©正确C.只有©正确D.只有正确5 .将两只额定电压相同的小灯泡L、L2串联在如图所示的电路中，闭合开关后，发现灯L较亮，灯L第1页（共15页）较暗，其原因可能是（）*T在.通过灯泡Ll的电流大于L2的电流B.灯L的电阻小于灯L2的电阻C.灯L2额定功率较大D.如果把灯Ll和L立置对调，Ll会变暗6.小伟同学用如图所示的电路测小灯泡的功率。电路中电源电压恒为4.5V,电压表的量程为03V,电流表的量程为00.6A.滑动变阻器的规格为“20QIAm,灯泡标有“2.5V1.25W”字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端的电压不允许超过额定值。不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法中正确的（）A.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是020QB.电流表示数的变化范围是OlAC.灯泡的最小功率是1.25WD.该电路的最大功率是2.25W7.家用吹风机既可吹热风也可吹冷风，如图甲所示是它的工作原理图。某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随时间变化如图乙所示，则在该次吹干头发的过程中电吹风消耗的总电能是（）A. 7040JB. 12320JC. 21120JD. 13200J8.小明同学在测定额定电压为“3.8V”的小灯泡的额定功率时，发现电压表“015V”量程坏了，而“03V”量程完好，实验所用其他器材完好，所用电源电压为6V,在不更换实验器材的情况下，同学们帮助小明同学设计如图所示的四种实验电路图，则能完成实验的电路图是（）A.闭合开关前,滑片P应滑到B端B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了C.当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率D.实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮10.如图所示，A.B为两盏白炽灯，A灯型号是“110V25W”,B灯型号是“110V100Wn,R是一个未知电阻。若把它们接到电压为220V的电路上，下面四种接法中可能让两盏灯都正常发光的电路是（）IL燃气热水器，即开即用，无需等待，受到了多市民的青睐。把质量为4千克，温度为20的水加热到60,需要吸收热量672000焦,至少需要完全燃烧m3的天然气。假设天然气燃烧释放的热量全部被水吸收。查阅资料可知:天然气的热值为8.OXIO'焦/米12.小科制作了一个利用电路测物体重力的小仪器，如图所示。当秤盘不放任何重物时，滑片P恰好处于a点，根据电路回答下列问题：（1）可以将（选填“电压表”或“电流表“）的表盘改造用来显示重力的大小；（2）当所放的物体重力变大时，电路消耗的功率（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（3）下列选项会引起称量的读数小于物体的实际重力。A.Rl增大B.R短路C.艮断路D.电源电压降低13 .在青少年科技创新大赛中有一个名为“能量回收系统在公交车上的运用”引起了人们的广泛关注。装置的原理是：把人流踩踏地板的冲击力转换并收集做为电能，借助人们的重力和车速差动以及在制动过程中通过轮轴的转动，带动切割磁感线来充电，另外在刹车片上利用车轮滚动的动能转换成电能加以储存，同时利用导线切割磁感线所产生的电能加以回收。该装置既节能环保，成本也低。（1）把人流踩踏的机械能转化为电能，利用了原理。（2）使用该装置公交车每行驶100km,平均可以回收4.5kWh的电能，足够让车内功率为6W的LED灯工作ho14 .如图是某款电热水龙头的电路原理图。Ru比为电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡之间的切换。当开关同时接触2、3触点时，水龙头放出的是水（选填“冷”、“温”“热”）。若R=2R,水龙头在温水挡正常工作时电功率为2000W,则它在热水挡正常工作Imin消耗的电能为Je15 .汽车照明大灯的灯泡内，装有两根灯丝，一根是功率大一些的远光灯丝，主要照亮车前较远的路面，另一根是功率较小一些的近光灯丝，主要照亮车前较近的路面。你认为远光灯丝和近光灯丝的连接是一联。小亮家汽车照明大灯上标有“12V60W/55W”的字样，在一段回家的路上，一个照明大灯消耗的功率和时间的关系如图所示，则在10分钟内该大灯消耗的电能是Jo三、实验题16 .在某科学电学实验中，学生用甲图所示电路来测量小灯泡的电功率，部分实验器材的规格已标明,据图回答：（1）请用笔画线代替导线将甲图中滑动变阻器连入电路且使接入电路的阻值最大；（2）实验中，小组同学发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，两电表指针始终处于乙图所示位置，则接线柱间（填数字编号）出现了路；（3）故障排除后，小组同学记录实验数据，得到如图丙所示的小灯泡UT图像，则小灯泡的额定功率是w；所用滑动变阻器的规格是下列四个选项中的（从以下选项中选填）A.“10Q2A”B.“15Q1AmC.“25QIAwD.“40Q2A”（4）实验小组同学在某次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了AR,小灯泡的阻值变化了4R2,根据所学知识判断：RR2（选填或“二”）,理由是9四、解答题17 .现有两个灯泡L>L2,分别标有“10VIOWw和“9V5.4W”的字样。当将它们串联使用时（一盏灯正常发光，另一盏灯发光较暗），电路两端允许加的最大电压是V,电路消耗的最大功率是Wo18 .工匠用钢铁打制刀具时，有一个重要流程叫“淬火”，把刚打制成型的刀具放到炉火中充分煨烧，然后将其迅速放入水中骤冷。现有一成型的合金钢刀具的质量为1kg,温度为20,放入836C的炉火中煨烧足够长时间，迅速取出放入5kg、20的水中冷却。最后与水达到共同的温度不计过程中的热量损失，C水=4.2Xl（）3j（kg.c）,c=0.42×103J（kg）o求：（1）此刀具在火炉中吸收了多少热量？（2）淬火后水的温度为多少摄氏度？3.5-3.6综合练习答案解析、选择题1.D【解析】做本题需掌握：温度和内能是一状态量，热量是一过程量，它们分别对应的术语不同。A.热量是一过程量，它所对应的术语是“吸收”和“放出”，不能用“含有”。故A不正确；B、影响内能大小的因素有质量、温度、状态等因素，温度高的物体内能不一定大，只有当质量和状态一定时，温度高内能一定大。故B不正确；C、一切物体都具有内能，OC的冰，即使温度更低也具有内能，因为一切物体分子都在永不停息地做无规则运动。故C不正确；D、发生热传递的条件是：有温度差。所以温度相同的两物体间不发生热传递。故D正确。故答案为：D2.改变物体内能的方式有两种：做功和热传递；做功的实质是能量转化的过程，即：内能和其他形式能的相互转化；热传递的实质是能量转移的过程，发生热传递的条件是有温度差。【解答】解：A.酒精灯点燃火柴，火柴从酒精灯火焰吸收热量，是通过热传递的方式改变内能；B、划燃火柴，是克服摩擦做功，机械能转化为内能，使物体的内能增加；C、凸透镜点燃火柴，火柴从阳光中吸收热量，是通过热传递的方式改变内能；D、用柴火烧水，水从火焰中吸收热量，是通过热传递的方式改变内能的；由此可知，B选项与其它三个选项在改变物体内能的方式上是不同的。½:Bo3. B【解析】（D热传递是能的转移过程，即内能从高温物体向低温物体转移的过程，在此过程中能的形式不发生变化；（2）做功实质是能的转化过程，做功的过程中能量的形式变了，是能量的转化过程。.摩擦铁丝，使它变热，是通过做功的方式增加了铁丝的内能；B、把铁丝放在火上烤，使它变热，是通过热传递改变铁丝的内能；C、反复敲打铁丝，使它变热，是通过做功的方式改变内能；D、给铁丝通电，使它变热，是通过做功增加了内能，属于做功改变物体内能。故答案为：B4. A；5. （1）串联电路的电流处处相等；2（2）根据P=Fr进行实际功率、电阻的比较，根据额定电压相同和P=L1判断出两灯泡额定功率的R关系;（3）灯泡的亮暗取决于灯泡的实际功率。【解答】解：A.串联电路处处电流相等，通过灯泡L、L?的电流相等，故A错误；BC、灯Ll较亮，灯L2较暗，说明灯LI的实际功率大于灯L2的实际功率，由P=FR可知，电阻越大，实际功率越大，说明灯LI的电阻大于灯L2的电阻，故B错误；112由于小灯泡L、L的额定电压相同，根据P=旦-知灯L额定功率较大，故C正确：D、如果把L和L2的位置对调，通过灯泡的电流和它们两端的电压都不变，由P=Ul可知灯泡亮度不变，故D错误。雌Co6. D【解析】（1）首先根据II=：计算出灯泡的额定电流，再根据Ri.=；：计算出灯泡的电阻，将灯泡的额定电流与电流表的量程比较，从而确定串联电路的最大电流，最后根据PIrt火=UlM大计算电路的最大功率；（2）当灯泡两端的电压为2.5V时，此时通过灯泡的电流最大，变阻器的电阻最小，首先根据Um、=U-UlU酒小计算出变阻器的最小电压，再根据公式R滑最小=计算出变阻器的最小电阻；而变阻器接入的最大J大电阻就是它的最大阻值，据此确定阻值范围；（3）将变阻器的阻值调到最大，此时电流最小，根据欧姆定律计算出最小电流，从而确定电流的变化范围；（4）已知通过灯泡的最小电流，根据公式PL小二（1最小）2Rl计算它的最小电功率即可。由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。灯泡正常发光的电流IL=122s7=0.5A,则灯泡的电阻：Rl=：=黄：=5。；ILv.A灯泡正常发光的电流为O.5A,电流表量程OO.6A,为保证串联电路的安全，则电路中的最大电流1ft=lF.5A；该电路的最大功率P*=UI=4.5V×0.5A=2.25W,故D正确;灯泡两端的电压最大为2.5V,则变阻器两端的最小电压U滑小=U-UL=4.5V-2.5V=2V;此时电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路的电阻最小，滑动变阻器的最小阻值：时最小=:滑小=悬=4C;当变阻器的电阻越大时，电流越小，电压表的示数越小，因此变阻器的最大阻值为20Q。滑动变阻器的电阻允许调节的范围是4C20Q,故A错误。通过电流的最小电流为：1最小=ru'=012A妓大电路中电流值的变化范围是0.12A0.5A,故B错误；灯泡的最小功率：PL小=（IjR小）2Rl=（0.12A）2×5=0.072W,故C错误。故选Do7. D【解析】根据图乙确定热风档和凉风档的功率和对应的时间，然后根据W=Pt分别计算出消耗的电能，最后将两个电能相加即可。根据乙图可知，热风档的功率为616肌工作时间20s；凉风档功率为88W,工作时间为：30s-20S=Ios。那么热风档消耗的电能：WQP挑t热=616WX20s=12320J；凉风档消耗的电能：W凉二P凉t凉二88WX10s=8800J;电吹风消耗的总电能为：W总=W热+W冰=12320J+8800J=13200J°故选Do8. B【解析】根据公式P=Ul可知，测灯泡的额定功率，关键是测量灯泡在额定电压的额定电流，据此分析判断。小灯泡与滑动变阻器串联，根据U总:Ul+U攵可知，当灯泡的额定电压为3.8V时，变阻器两端的电压恰好为2.2V<3V,正好在电压表的量程之内。即可以将电压表与变阻器串联，调节电压表的示数为2.2V时，灯泡正常发光，此时的电流为灯泡的额定电流，如下图所示：第9页（共15页）故选B。9. B【解析】(1)闭合开关前，为了保护电路，防止电流过大，应该将变阻器的滑片调节到阻值最大的一端；(2)小灯泡不发光，可能是发生断路，也可能是变阻器阻值太大，导致电流太小；(3)根据P=Ul分析判断即可。(4)小灯泡的亮度由它的实际功率决定；A.根据电路图可知，变阻器使用左边，因此滑片在B端阻值最大，因此闭合开关前，滑片P应滑到B端，故A正确不合题意；B.闭合开关后，小灯泡不发光，可能是小灯泡灯丝断了，故B错误符合题意；C.当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率，故C正确不合题意。D.小灯泡的实际功率越大，亮度越大，故D正确不合题意；故选B。10. (1)根据串联电路电阻的分压特点可知，电压相等时，电阻也要相等。1»2(2)已知电源电压相等，根据公式P=IL可知，电路中电阻越大。消耗的功率就越小，先根据公式R二止分别求出灯泡A和灯泡B的电阻，再求出A.B、C图总电阻进行比较，即可得出结论。P【解答】解：根据公式P=止可知，灯泡A的电阻比=14=旦竺近=484。，RPa251灯泡B的电阻Rb=12_=121oPB100VA.图中灯泡A和B的并联，电压为220V,则A.B两端电压均为220V,大于其额定电压，故两盏灯都不正常发光，故A不符合题意；B、图中灯泡A和B的串联在电压为220V的电路中，由于两灯泡电阻不同，所以两灯泡两端的电压都不是其额定电压IloV,则两盏灯都不正常发光，故B不符合题意；C、图是灯泡A和可变电阻并联后又和灯泡B串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡A与可变电阻R并联后和灯泡B的电阻相等；但并联电路中，电阻越并越小，小于任何一个分电阻，所以此电路中灯泡A和灯泡B能正常工作，故C符合题意；D、图是灯泡B和可变电阻并联后又和灯泡A串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡B与可变电阻并联后和灯泡A的电阻相等；并联电路，电阻更小；故灯泡A和灯泡B不能正常工作时，故D不符合题意；蝇Co二、填空题11.0.0084【解析】根据公式V=&计算需要完全燃烧的天然气的体积。Q需要完全燃烧的天然气的体积V=2胃/.=8.4×10-3.Miow,12. (1)电压表(2)不变(3) A；D【解析】(1)分析重物的重力增大时，两个电表的示数变化，哪个示数变大，哪个就可以改造用来显示重力大小；(2)根据公式P=9判断电路功率的大小变化；(3)称量的读数变小，其实就是电压表的示数变小，对各个选项中的电压表示数变化进行判断即可。(1)电阻R与R2串联，电压表测量ap之间电阻分担的电压，电流表测总电流。当秤盘中物重增大时，滑片P向下移动，但是变阻器接入电路的电阻大小不变，那么总电流保持不变，即电流表的示数不变；由于电压表并联的aP部分电阻变大，根据U=IR可知，这时电压表的示数增大，因此可以将电压表的表盘改造用来显示重力的大小。(2)当所放物体重力增大时，滑片下移，但是变阻器接入电路的电阻不变，那么总电阻不变；根据公式P=H可知，电路消耗的功率保持不变。(4) A.当R增大时，根据R总=R+R安可知，总电阻变大，那么总电流变小；根据U=IR可知可知，电压表的示数变小，故A符合题意；B.如果R短路，那么总电阻变小，总电流变大；根据U=IR可知可知，电压表的示数变大，故B不合题意；C.如果上断路，那么电压表的示数会等于电源电压，故C不合题意；D.如果电源电压降低，那么总电压减小，总电流就会变小；根据U=IR可知可知，电压表的示数变小，故D符合题意。故选ADo13. (1)电磁感应(2)750【解析】(1)发电机的工作原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能；(2)已知电能和功率根据公式t=£计算LED灯工作的时间。(1)把人流踩踏的机械能转化为电能，利用了电磁感应原理。(2)LED灯工作的时间为：t=p=黑：=750限14.根据P=止分析解答，分析功率大小，确定状态；R利用W=Pt求出正常工作时消耗的电能。【解答】解：当开关同时接触1、2触点时，两电阻处于断路状态，电功率为零，水龙头出冷水；当开关同时接触2、3触点时，电路中只有R接入电路，电路中的电阻较大，根据P=(可知，在电压一定时，电功率较小，处于保温状态，水龙头放出的是温水；当开关同时接触3、4触点时，两电阻并联，电路中电阻最小，电功率最大，处于加热状态，水龙头出热水；2因为R2=2R,由P=IL可知，当电压相等时，R2消耗的功率为R的工，故R2功率为P2二工X2000昨R221000W,加热挡位时的总功率为：P=P1+P2=2000W+1000W=3000W,在加热挡正常工作Imin消耗的电能为：W=Pt=3000WX60s=L8X1()5j°故答案为：温；L8XKf15.并；3.42XlO1【解析】（1）根据生活经验可知，当远光灯和近光灯中任意灯泡坏了并不能影响另一灯泡工作，即独立工作、互不影响.（2）由图象可知汽车照明大灯不同功率工作的时间，根据W=Pl求出在10分钟内该大灯消耗的电能.本题考查了电路串并联的判断和电功的计算，关键是根据图象得出不同功率下灯泡工作的时间，同时要注意多观察生活中的现象（远光灯和近光灯中任意灯泡坏了并不能影响另一灯泡工作）有助于我们解题.解：Q）因远光灯丝和近光灯丝可以独立工作、互不影响，所以两灯丝并联；（2）由图象可知，当P=60W时，大灯工作的时间t=4min=240s;当P2=55W时，大灯工作的时间t2=6min=360s;所以在10分钟内该大灯消耗的电能：W=P1t1+P2t2=60W×240s+55W×360s=3.42×10,J.三、实验题16.（1）解：如图所示：（2）；断路（3） 0.75；C（4） Rl>R2;滑动变阻器接入电路的阻值减小，此时灯泡的阻值变大，但电路中的电流变大，可知电路中的总电阻变小，所以变阻器减小的阻值大于灯泡增大的阻值【解析】（1）滑动变阻器的接线“一上一下”，并根据要求确定下面选择哪个接线柱；（2）当小灯泡发生断路时，电压表串联在电路中。由于电压表的内阻很大，因此电流会很小，但是它分得的电压却很大，几乎等于电源电压；（3）根据公式P做=U做ISd十算灯泡的额定功率。根据欧姆定律计算出电流最小时变阻器接入的阻值，主要变阻器的最大阻值大于这个数值即可；（4）根据变阻器的阻值变化推断总电阻的变化，根据灯泡电阻和电流的关系推断灯泡的阻值变化，进而比较得到变阻器和灯泡电阻变化值的大小关系。（1）根据图片可知，变阻器的滑片在最右端，要使接入的阻值最大，那么变阻器的下面必须接左边的接线柱，如下图：（2）实验中，小组同学发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，两电表指针始终处于乙图所示位置，则接线柱间（填数字编号）出现了断路；（3）根据图丙可知，灯泡的额定电流为0.3A,那么它的额定功率为：PeFUISlt=2.5V×0.3=0.75W；当电路中的最小电流为0.IA时，灯泡的电压为0.5V,那么此时变阻器接入的最大阻值为：R亦=UF=上吧=25。；父I14故选C；（4）实验小组同学在某次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了小灯泡的阻值变化了4R2,根据所学知识判断：R1>ZR2,理由是：滑动变阻器接入电路的阻值减小，此时灯泡的阻值变大，但电路中的电流变大，可知电路中的总电阻变小，所以变阻器减小的阻值大于灯泡增大的阻值。四、解答题17.已知两灯泡的额定电压和额定功率，先根据公式I=E算出各自正常工作时的电流，如果把它们串U联起来，则串联电路的电流只能取两个电流中最小的一个。然后根据公式R=旦算出各自的电阻，再进I一步求出两个电阻的总电阻，最后算出总电压。已知最大电压和电流，根据P=Ul计算出最大功率。【解答】解：灯泡L1的额定电流I1=L-=IOV=IA,U1IOV灯泡L2的额定电流I2="=LiJL=0.6,U29V当把它们串联起来时，电路中的电流只能取0.6A,灯泡Li的Ri=My=10,灯泡L的电阻R2="=_6L=15,I1IAI20.6A串联的总电阻：R=R+Rz=10。+15Q=25Q,则串联电路的总电压:U=I2R=O.6A×25=15V<>则P=UI=15V×0.6A=9W,故答案为：15；9。18.(1)Qfm=C合金蝌In介金钢t=0.42×103J(kg0C)×lkg×(836oC-2O0C)=3.4272×IO5Jo(2)合金钢和水产生热传递，不计过程中的热量损失，则Q合放=Q水吸。把Q=CmAt代入两边，得：C合合金钢(to合城-t)=C水In水(t-%水)，0.42×103J(kg)×lkg×(8360C-t)=4.2×103J(kg)×5kg×(t-20C),t=360C,则淬火后水的温度为36。【解析】(1)根据公式QMi=C合合的At计算刀具在火炉中吸收的热量；(2)合金钢和水产生热传递，不计过程中的热量损失，则QM=Q水吸，根据公式Q=CmAt将等式的两边拆开，代入数据计算即可。