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1、阅读短文,回答问题。
近几年风力发电、光伏发电的兴起,为我们的工业发展提供了能源、降低了化石能源的消耗、减少了排放对环境的污染。但是,太阳能电厂、风力发电厂发电时段无法控制,导致大量的绿色能源不能充分利用。2025年1月9日,中国能建集团公司建设的“能储一号”全球首座300兆瓦压气储能工程全容量并网发电,解决了绿色能源不能充分利用的问题。该项目实现100%国产化,创造了单机功率、储能规模和转换效率“三个全球纪录”。
压气储能电站工作原理图如图。用电低谷时,富余的电能驱动压缩机,将空气压缩进入盐穴。压缩空气过程中产生的热量,则以储热介质————熔盐升温的方式储存在地面的集热装置(储热罐)中。用电高峰时,地下储气库释放所储存的高压空气,集热装置(储热罐)释放所储存的热量。高压空气被加热后具有极大的膨胀力,驱动空气膨胀机转动,连接发电机发电,产生电能向电网供电。该项目蓄储1度电最终能放出0.72度电。储能容量达1500兆瓦时,预计年发电量接近5亿千瓦时,相当于可以满足25万家庭一年的生活用电需求。“能储一号”每年将节约标准煤约16万吨,减少二氧化碳排放41.1万吨,可有效应对新能源发电的波动性、间歇性和随机性,把用电低谷时,富余的电能像“充电宝”一样存储,为电网安全稳定运行和新能源消纳发挥重要作用。
(1)、在压气储能电站工作过程中,请分析:如图方框中的 工作部位与汽油机压缩冲程能量转化相同;通过这一部位的工作使空气温度升高,增加空气的能。(2)、地下盐穴里释放的常温高压空气在“换热器2”里面通过热传递 (填“吸热”或“放热”)。(3)、储热介质选用熔盐是因为熔盐的热容量大,即单位质量熔盐改变单位温度时吸收或放出的热量多。由此可以说明熔盐的 大。(4)、该项目的能量转换效率为 %;假设每年节约的标准煤完全燃烧,会释放 J的能量(标准煤热值为3×107J/ kg) 。 -
2、某电吹风有冷风和热风两挡,其简化电路如图。图中的⑭为电动机,R为加热电阻,阻值为110Ω。电吹风的额定电压为220V,电动机的额定功率为55W。求:
(1)、电吹风用冷风挡正常工作200s所消耗的电能。(3分)(2)、电吹风用热风挡正常工作时电路的总电流。(3分) -
3、某课外活动小组的同学设计了一个用电压表示数的变化来反映环境温度变化的电路,如图甲所示。电源电压为6V不变,定值电阻R0阻值为20Ω,R1是热敏电阻,R1阻值随温度变化的图像如图乙所示。闭合开关S后,求:
(1)、当环境温度为30℃时,电压表示数是多少;(3分)(2)、如果将 Ro、R1并联接在该电源上,放置在某一环境中时,测得干路中的电流为0.6A,请通过计算确定此环境的温度。(3分) -
4、跨学科实践:设计和制作模拟调光灯
【项目提出】
调光灯为什么能变光?我们能否设计一个类似的能连续调节灯泡亮度的电路?
【项目分析】
让灯泡的亮度发生变化可以有多种方法。改变电池组中串联电池的节数会影响灯泡的亮度;在不改变电源两端电压的情况下,在电路中串联接入一个滑动变阻器,就可以连续改变灯泡的亮度。
【项目实施】
活动一、正确使用滑动变阻器
(1)图1是小明同学连接的电路图,可以实现滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变暗。
(2)滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω、2A”字样。其中“20Ω”指的是(填符号)两接线柱间的电阻值。
(3)根据上面的连接方式,闭合开关前,滑片P应滑到最端(选填“A”或“B”)。
(4)在电路连接完成后闭合开关,发现灯泡立刻发出耀眼的光并很快熄灭。则实验操作中的不当之处可能是将滑动变阻器的(填符号)两个接线柱接入了电路。
活动二、认识电位器调光台灯通过旋转旋钮调节亮度,这个旋转旋钮是一个电位器。
(5)电位器的构造
如图2是电位器的结构示意图,电阻片R的两端分别与接线端A、C相连,滑动片 P的一端通过转轴O与接线端B相连,另一端与电阻片R 接触良好,并能绕转轴O在电阻片R上滑动。
(6)电位器的工作原理
如图3,电位器是一个变形的滑动变阻器。通过改变连入电路中电阻片的长度来改变电阻,进而改变电路中的电流,从而改变灯泡两端的电压,由此改变小灯泡的亮度。
活动三、自制一个模拟的调光灯(7)小明同学在学习完电位器后,想利用电位器制作一个调光灯,如图4,请你帮他选择电位器A、B、C三个接线端其中的两个连入电路中,用笔画线代替导线连接电路,要求顺时针旋转滑片时,灯泡变暗。
【展示交流】
(8)以下为某探究小组设计的四种调光台灯的电路图,其中能实现“利用滑动变阻器控制灯泡由亮到灭”的最佳电路是(各元件规格完全相同)。
(9)小张没有电位器,于是用探究实验中的电阻设计了一个电路,如图5所示,此电路中(选填“能”或“不能”)改变灯泡的亮度,与图4的电路对比,其缺点是。 -
5、(1)、某班同学利用图甲所示的实验装置探究不同物质的吸热能力。实验时,取质量均为50g、初温均为20℃的水和煤油分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的电加热器加热。

①通电后,每隔2min观察一次水和煤油的温度,将实验数据记录在下表中。在加热至第10min时,水和煤油吸收的热量 (“相同”或“不同”),可以得出结论:(选填“煤油”或“水”)的吸热能力较强。
加热时间/min
0
2
4
6
8
10
温度/℃
水
15
20
25
30
35
40
煤油
15
25
35
45
55
65
②实验中,主要用到的科学研究方法有控制变量法和 法。
③如图乙所示,某间学在A、B两烧瓶中分别装入质量和初温均相同的水和煤油,并串联接入两根阻值 (“相同”或“不同”)的电阻丝进行实验,这样做的好处是 。
(2)、在实验探究中,经常可以用同样的实验装置探究不同的问题。同学们又用图乙所示的装置探究通电导体产生的热量与什么因素有关。①在两烧瓶中装入质量相等的煤油,并用两根阻值不同的电阻丝,可探究电流产生的热量与电阻的关系。
②图丙是A、B两烧瓶中温度计示数随时间变化的图像,则电阻R1与R2的阻值之比为 ____(忽略热量损失)。
③有同学提出:“为何不用可轻易获取的水代替煤油?”关于这个问题,下列四种说法你认为最合理的是____。
A、因为煤油有颜色便于观察 B、因为煤油的热值比较大 C、因为煤油的密度比较小 D、因为煤油的比热容比较小 -
6、现准备用“伏安法”测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻,实验室能提供的实验器材有:
A.待测小灯泡L(其正常工作时的电阻值约为10Ω);
B.二节新的干电池串联(每节干电池的电压为1.5V);
C. 电压表一个(量程为0~3V, 0~15V, 电阻为5KΩ) ;
D. 电流表一个(量程为0~0.6A, 0~3A, .电阻为5Ω) ;
E. 滑动变阻器R0(阻值为0~50Ω, 额定电流为1A) ;
F.开关S一个,导线若干则:
(1)、如果使用上述器材来测量小灯泡的电阻,当小灯泡正常工作时,该电路中的电流约为A,因此,电流表的测量范围应选0~A。(2)、请用笔画线代替导线,在图甲中将实物电路连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动、小灯泡变暗。(3)、由于电流表和电压表都有一定的电阻,严格来说将它们接入电路后,对电路都要产生一定的影响。那么,如果一同学如乙图这种接法,通过电压表、电流表读的数值计算灯泡电阻比真实值(偏大或偏小)。(4)、在实验中,某同学设计的实验报告及实验记录数据如下表所示。实验名称
用“伏安法”测量小灯泡的电阻
实验目的
练习使用电流表和电压表测量小灯泡的电阻
实验步骤
a、按照电路图连接电路,调节滑动变阻器的滑片P,使电路中的最大。
b、闭合开关,调节滑片P,使小灯泡两端的电压达到V,然后,测量从额定电压开始逐次(选填“降低”或“升高”),获得几组数据。
c、根据测出的电压值和电流值,求出小灯泡的电阻。
实验记录
电压U/V
电流 I/A
电阻R/Ω
2.5
0.26
9.6
2.0
0.24
8.3
1.5
0.20
7.5
1.0
0.15
6.7
①将实验步骤中的空格填写完整。
②根据实验记录数据,采用“描点法”在如图丙所示的坐标系中,作出小灯泡的U-I图象。(2分)
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7、用图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率。闭合开关,将滑动变阻器滑片从最右端向左滑动,直到灯泡电压达到额定值,记录了不同时刻三个电表的示数,并在同一坐标图中分别绘制了L和 R,的U-I图像如图乙。电源电压恒定不变,请分析该电路的电源电压为V;灯泡的额定电功率为 W。

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8、随着经济的发展、汽车已成为人们常用的交通工具,某物理小组的同学在社会实践活动中、通过实际调查和网上查询,绘制了一辆某种型号汽车在额定功率下行驶时单位时间的能量流向图,如图所示,请你参与讨论下列有关问题。
(1)、汽车刹车时,为防止刹车片过热造成刹车失灵,要向刹车片喷水,这是通过 方式改变刹车片的内能。(2)、当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”这时发动机的效率将 (选填“升高”、“不变”或“降低”)。(3)、汽油机是汽车的“心脏”,一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是 1800r/min,此汽油机每秒钟完成 个做功冲程。(4)、若将机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”由图中提供的数据可得,该汽车的能量转化效率为。 -
9、目前,氢能正逐渐应用在工业能源建筑、交通等领域。氢能源作为新型能源,人们看重了其 (选填“热值”或“比热容”)大,具有巨大开发潜力。如图所示是某品牌氢能自行车,一次性充满0.04kg氢气,能在平直公路匀速骑行126km,骑行时阻力为40N。则此过程中,氢气完全燃烧产生的热量是 J,氢气的利用效率是 (

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10、同类型的A、B两个灯泡,分别按图中甲、乙两种方式连接,电源电压相同且恒定,已知RA<RB , 忽略灯丝电阻随温度的变化,且电路安全。两电路均闭合开关后( )
A、甲中A灯比B灯亮 B、乙中A灯比B灯亮 C、甲中A灯比乙中A灯亮 D、甲中的电路总功率比乙中的电路总功率要大 -
11、甲、乙两种纳米材料相互摩擦后,甲的上表面和乙的下表面分别聚集了不同性质的电荷。将甲、乙接入电路后会产生短暂的电流,电流方向如图所示,则下列说法正确的是( )
A、甲聚集了正电荷,乙聚集了负电荷 B、甲容易得到电子,乙容易失去电子 C、甲、乙整体上相当于电路中的用电器 D、相互摩擦时电能转化为内能 -
12、小湘来回晃动晾晒在塑料盘中的米粒后,发现有些米粒会吸附在塑料盘上,且米粒间相互排斥,如图所示。下列说法正确的是( )
A、塑料盘是导体 B、摩擦过程中创造了电荷 C、与米粒摩擦后的塑料盘不带电 D、米粒相互排斥是由于带上了同种电荷 -
13、据报道有如图新型电机,电机消耗电能与燃气机原理不同,最高效率超98%,该新型电机( )
A、有效输出功一定更多 B、进一步经过研究效率有望达100% C、工作时有吸气、排气冲程 D、有效输出功相同时耗电会更少 -
14、十一假期,乐乐给家人“露了一手”,做了一道可乐鸡翅。以下是他对一些物理现象的分析,其中正确的是( )A、鸡翅从生做到熟,主要是利用做功的方式改变内能 B、从冰箱冷冻室里拿出来的鸡翅温度低,内能为零 C、鸡翅温度升高,含有的热量越大 D、做好的可乐鸡翅香味弥漫整个厨房,说明分子在不停地做无规则运动
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15、阅读短文,回答问题。
空气断路器

空气断路器俗称空气开关,是电路中必备的保护装置。常见的空气断路器兼有“热动式”和“电磁式”两种工作方式。如图是常用空气断路器正常工作时内部的结构示意图。当电路中出现短路或较大过载等导致电流急剧增加(超过额定电流的5~10倍)时,电磁螺线管磁场急剧增强,产生强大磁力吸引线圈内部的金属圆柱体向下运动,推动机械脱扣装置使电路断开。当电路中的电流长时间超过额定电流,但电磁螺线管产生的磁力又不足以使脱扣器动作时,电路中的双金属片就会受热发生弯曲形变,推动机械脱扣装置脱扣,切断电源,起到过载保护作用。在电路连接和断开时,触点处金属连接装置空气被击穿,电流就会以电弧(电火花)的形式流动,它不但会损坏接触点,还会延长断开电路的时间,这就需要将其迅速熄灭。灭弧装置就是将电弧引入由许多金属组成的隔断中,对电弧进行分割,当电弧沿隔断前进时,随着电阻的增大,电弧会变得越来越弱,最后完全熄灭在灭弧装置内。
(1)、空气断路器能对电路起到保护作用,其本质相当于电路中的。(2)、当电路发生短路时,下列说法中正确的是____。A、电磁螺线管首先动作,推动机械脱扣装置使电路断开 B、只有双金属片动作,推动机械脱扣装置使电路断开 C、电磁螺线管和双金属片同时动作,推动机械脱扣装置使电路断开 D、双金属片先动作,然后电磁螺线管动作,推动机械脱扣装置使电路断开(3)、灭弧装置就是将电弧进行分割,通过增加灭弧金属片的长度来增加 , 从而减小 , 最后完全将电弧熄灭在灭弧装置内。(4)、若想增大某一空气断路器的额定电流,请阐述你的改进方法。(5)、为了家庭安全,请你提供一条关于安全用电的建议:。 -
16、图甲为小亮家新买的电煲锅,它有加热和保温两种功能,图乙是其简化电路,已知电源电压为 。现电煲锅内装有1 kg米饭,并从12℃加热到100℃,若电煲锅加热效率为80%,则:
(1)、当开关S接b时,电煲锅处于状态(选填“加热”或“保温”)。(2)、米饭吸收热量多少J?(3)、电煲锅消耗的电能是多少J?(4)、电煲锅的加热功率是多少 W ?(5)、将这1kg米饭从12℃加热到100℃需要多少时间? -
17、在一次实践活动中,小路对家中常用的电热水壶(如图甲)进行了项目式探究。下面是小路的研究过程,请帮助他完成下列内容:


【项目分解】
①研究电热水壶的安全问题; ②研究电热水壶的加热效率问题。
【项目实施】
(1)、使用电热水壶,安全至关重要。小路认为电热水壶不能放在燃气灶旁,是为了防止电热水壶上的绝缘材料因受热发生(填物态变化名称)现象,从而损坏电热水壶;电热水壶的插头必须使用三脚插头,是为了让电热水壶的外壳 , 防止因漏电而引发的触电事故。(2)、通过观察,小路发现电热水壶的加热元件安装在壶身(选填“上部”“中部”或“底部”)而不是其他位置,猜想这样设计可能是为了增大电热水壶的加热效率。查阅资料后小路了解到水的密度随温度变化的图像如图乙所示。由图乙可知,温度大于4℃时,电热水壶底部的水受热后因密度(选填“变大”或“变小”)而上升,上部的水下沉到底部后受热又上升。利用这种冷、热水的对流,可以增加电热水壶的加热效率。(3)、【项目拓展】小路观察电热水壶的铭牌(如图丙)后,想测一下烧开一壶水需要花费多少钱,于是进行了如下操作:他测出电热水壶正常工作烧开一满壶水用时8min。若电费单价为0.5元/(kW•h),则烧开这壶水所花的电费为元。
(4)、利用铭牌参数和小路测得的数据,若要测出电热水壶的加热效率,除了要知道水的密度、水的初温和末温外,还需要知道的物理量是。 -
18、小明在学习短路对家庭电路的危害后,想探究保险丝的工作原理及作用,于是和小华一起讨论并完成下列实验:
(1)、在图中,CD间接上一段保险丝,AB间接入电流表,其他部分按如图所示连接好电路。当开关闭合时,灯泡(选填“发光”或“不发光”),电流表(选填“有”或“无”)示数。(2)、断开开关,CD间保留保险丝,只在BD间接一根粗铜丝,当闭合开关的瞬间,小明观察到电流表的指针迅速摆动较大的幅度,保险丝也随即熔断。小明找来一根细铜丝代替保险丝接在CD之间,同时在BD间接入一根较短的粗铜丝;闭合开关,发现电流表的示数超过量程,灯泡(选填“发光”或“不发光”),细铜丝发热明显,粗铜丝发热不明显,电流表损坏。(3)、【分析论证】根据欧姆定律知道,铜丝的电阻较小,闭合开关的瞬间,线路中的电流较 , 从而造成电流表超过量程而烧坏电流表。
(4)、细铜丝的电阻比粗铜丝电阻大很多,在电流相同时,根据 可知,导体的电功率跟电阻成(选填“正”或“反”)比,所以细铜丝的电功率比粗铜丝的电功率(选填“大”或“小”),因此细铜丝的温度升高明显。(5)、根据上述分析,在没有保险丝的情况下,(选填“能”或“不能”)用铜丝代替保险丝。 -
19、熔断器是根据电流超过规定值一定时间后,以本身产生的热量使其熔断的原理制成的。测得某熔断器在不同电流下的熔断时间如右表。若通过的电流为2.0A,该熔断器的电阻为1Ω,则通电时间为s时熔断器熔断,此过程中熔断器产生的热量是J。
电流I/A
1.2
2.0
2.5
3.0
4.0
熔断时间t/s
不会熔断
40
8
4.5
2.5
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20、(1)、家庭电路中,灯泡和控制此灯泡的开关之间是联的;灯泡和灯泡之间是联的;洗衣机工作时,金属外壳要接。(2)、图甲是小明家书房的一个两孔插座,他用测电笔测试插座的A 孔,氖管发光,当把乙图的台灯接入电路时,将插头的(选填“C”或“D”)插脚插入A孔更安全。
