四、實驗與探究(17題4分,18題7分,19題7分,共18分)
17.小鄭同學(xué)想比較沙子和水這兩種物質(zhì)吸熱能力的差異,他設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置,所使用的儀器規(guī)格也完全相同。請你來幫他完成實驗:
(1)測量出 相同的水和沙子, 然后安裝儀器,并記下沙子和水的初始溫度。
(2)在實驗時要控制 (選填“加熱時間”或“溫度變化”)相同就可以確定水和沙子吸收了相同的熱量;圖乙為小鄭根據(jù)記錄的實驗數(shù)據(jù)畫出的圖像,則沙子的比熱容為 。
(3)完成實驗后小鄭認為本套實驗裝置還有許多可以改進的地方,請你幫他提出一條改進意見:_。
18. 小明要通過實驗探究電流與電阻的關(guān)系。已知電源電壓為6V,滑動變阻器一個,可供選擇的定值電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
(1)如圖甲是小明連接的實物電路,其中一根導(dǎo)線連接是錯誤的,請在圖中將這根線打上“X”,并補畫出正確的連線。
(2)電路連接正確后,進行并完成實驗,得到了如圖乙所示的電流隨電阻R變化的圖像。由圖像可以得出結(jié)論: 。
(3)上述實驗中,小明用5Ω的電阻做完實驗后,然后將10Ω的電阻接入電路,閉合開關(guān),電壓表的示數(shù)將會變 (“變大”或“變小”或“不變”),此時應(yīng)該向 (“左”或“右”)移動滑片,使電壓表示數(shù)為 V, 然后讀出電流表的示數(shù)。
(4)要完成整個實驗,小明使用的滑動變阻器的最大阻值最小為 (選填“20Ω”、“30Ω”或“50Ω”)
19. 小明同學(xué)想用“伏安法”來測量定值電阻Rx的阻值,于是他在學(xué)校實驗室借了一些器材,連接了如圖甲所示的電路,電源電壓恒定不變。
(1)如圖甲所示,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到 處 (填“最左端”或“最右端”),其目的是為了 ,此外滑動變阻器還有一個重要作用是 。
(2)閉合開關(guān),當(dāng)電壓表示數(shù)為2.6V時,電流表示數(shù)如圖乙所示,計算Rx的阻值為 Ω。若本實驗要考慮電流表電阻及電壓表電阻對實驗造成的誤差,則測量值比真實值 (填“偏大”或“偏小”)。
(4)實驗過程中電流表突然損壞了,小明利用現(xiàn)有器材仍然完成了實驗,實驗電路如圖丙所示(滑動變阻器最大阻值為Ro,電源電壓未知且不變),請將下列相關(guān)實驗步驟補充完整;
、侔凑請D丙所示的電路圖連接好電路;
②閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P移到最左端,讀出電壓表示數(shù)U1
、坶]合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P移到 時,讀出電壓表示數(shù)U2.
、芨鶕(jù)已知條件和測量結(jié)果,寫由定值電阻的表達式Rx= (用符號表示)
五、綜合與應(yīng)用(20 題10分,21題8分,共18分)
20.一輛使用汽油為燃料的汽車,以54km/h的速度在水平路間上勻速行駛時,發(fā)動機的實際功率為23kW,若小汽車行駛的距離為75km,汽油的熱值q=4. 6X 107J/kg,小汽車發(fā)動機的效率為25%,求小汽車在這段路程中
(1)運動的時間;
(2)發(fā)動機所做的功;
(3)消耗汽油的質(zhì)量;
(4)若將汽車在該次行駛進程中損失的熱量用來加熱水,可將多少千克15℃的冷水加熱到40℃的溫水供家庭使用? (結(jié)果保留整數(shù))
21.如圖甲所示是某電子秤原理圖。托盤與彈簧相連,滑片P固定在彈簧上并能隨彈簧的伸縮上下滑動,R是一根長為10cm的均勻電阻絲。空盤時,滑片P位于R的最上端,稱量最大值時,滑片P位于R的最下端,R最大阻值為50Ω,電源電壓恒為4.5V.圖乙是托盤所受壓力F與彈簧形變量△L的變化關(guān)系圖像。請完成以下問題:
(1)圖甲中的“質(zhì)量表”是用什么電學(xué)儀表改裝的? R0在電路中的作用是什么?
(2)空盤時,閉合開關(guān)S,若電路中的電流為0.3A,求R0的阻值;
(3)當(dāng)電路中電流為0.1A時,求托盤內(nèi)物體的質(zhì)量。