电流和电路复习专练

物理仔的电路大师证书通过考试

1．为了方便师生入校，我校采用了新的门禁系统，师生既可以通过刷脸也可以通过刷卡进入校门。当卡片信息或人脸信息符合时，电动机转动打开闸门。小何同学设计电路模拟门禁系统，下列能达到这种效果的电路图是（　　）

A． B． C． D．

2．如图所示，公交车后门左右扶杆上各装有一个相当于开关的按钮。当乘客按下任一按钮时，铃声响起，提醒司机有人要下车。图中符合要求的电路是（　　）

A．B． C． D．

3．投影仪主要由散热风扇和高亮度灯泡组成，灯泡工作时会释放大量的热量，要及时散热，即使灯泡熄灭以后散热风扇还要继续工作一段时间，以保护投影仪。因此，关闭投影仪时不能直接拔下电源插头。下列的四个简化电路图中，能起到类似保护作用的最优电路是（　　）

A．B． C． D．

4．某品牌汽车汽油机的能量流程图如图所示，若汽车行驶过程中消耗汽油0.2kg，已知汽油的热值为4.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），假如这些汽油完全燃烧，将释放 　   　J的热量，牵引力做的功是 　   　J。

5．飞机以200m/s的速度飞行了1800km，发动机的功率是9.2×106W，效率是30%，则飞机飞行的时间为 　   　s。发动机牵引力所做的功为 　   　J，消耗的汽油质量为 　   　kg。【汽油的热值4.6×107J/kg】

6．随着我国汽车工业的迅速发展，国产汽车发动机技术越来越成熟，长安汽车新推出一款蓝鲸动力1.5T涡轮增压发动机，由四个气缸排列组成，当发动机转速达到4800r/min时，四个气缸的最大输出功率为132kW，此时活塞1s内对外做功 　   　次。如果每个活塞一个冲程的运动距离为10cm，每个活塞的面积为5×10﹣3m2，做功冲程中高温高压气体对活塞的平均压强是 　   　Pa。

7．（1）“拔丝地瓜”是很多人喜欢的菜品，闻到“拔丝地瓜”的香气是 　   　现象，刚出锅时香气特别浓，这是因为温度越高，分子的无规则运动越 　   　（选填“剧烈”或“缓慢”）；夹起一块地瓜就会拉出很长的丝，是因为分子间存在 　   　；地瓜由生到熟，主要是通过 　   　的方式改变内能。

（2）“页岩气”是蕴藏在岩层中的天然气，被誉为未来能源的“明星”。若页岩气的热值为3.5×107J/m3，完全燃烧0.1m3的页岩气可放出 　   　的热量。在1个标准大气压下，用一台热效率为60%的燃气灶将2kg的水刚好加热至沸腾，需要消耗0.032m3的页岩气，则水的初温为 　   　℃。

（3）有甲、乙两物体，质量m甲：m乙之比为5：3，比热容c甲：c乙之比为2：1，如果它们放出相同的热量，则它们降低温度之比为 　   　。

8．如图所示，若使两灯串联，应闭合开关 　   　；同时，为防止电源被短路，不能同时闭合开关 　   　。

9．根据如图的电路在方框内画出电路图。

10．根据上右图电路图连接左边的电路。

11．设计电路，要求：①只闭合S1时，灯泡发光；②只闭合S2，灯泡不发光、电铃也不响；③S1、S2都闭合时，灯泡发光、电铃也响。用笔画线代替导线在图中画出相应的实物连接图（导线不得交叉）。

12．请你根据上右图中实物图，在方框中画出电路图。

四．计算题（共2小题）

13．北京冬奥会上使用的氢燃料电池汽车，是利用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机而驱动汽车行驶的。如图所示，该类型汽车甲在平直公路上从A地出发，以90km/h的速度行驶1h到达B地，消耗0.8kg氢燃料，所产生电能E电的80%用于维持汽车匀速行驶，所受阻力为1000N。已知每加注1kg氢燃料所需的费用为30元。

（1）求A、B两地之间距离。

（2）求此过程中产生的电能E电。

（3）燃油汽车乙也在该公路上从A地出发，以90km/h的速度匀速行驶。所受阻力与甲车相同，汽油在气缸内完全燃烧，且燃烧所释放热量的30%用来维持汽车匀速行驶，汽油热值取q＝5×107J/kg。已知每加注1kg汽油所需的费用为12元。则在与甲车花费相同燃料费用的情况下：

①求乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量。

②请通过计算判断乙车能否到达B地。

14．上汽大通FCV80是国内第一款运用全新准入标准的燃料电池轻客车型，如图所示。它是用氢气代替石油作为燃料，用燃料电池代替发动机。工作时储氢罐中液化氢汽化为氢气，在燃料电池中与氧气发生反应产生电能，据悉其功率最大可达75kW。已知车载储氢罐的氢存储量为5.4kg，汽化的氢气的密度ρ＝0.09kg/m3，热值q＝1.4×108J/m3。求：

（1）储氢罐中的氢全部汽化后的体积；

（2）一罐氢气完全燃烧放出的热量；

（3）若该车以最大功率匀速直线行驶时速度可达108km/h，此时该车所受的阻力；

（4）在某次测试中发现，该车以最大功率行驶时，每消耗一罐氢能行驶14h，则该客车的效率。

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参考答案与试题解析

1． B。2． C。3． C。4． 8.4×106；2.94×106。5．9×103；8.28×1010；6×103kg。6． 160；1.65×106。

7．（1）扩散；剧烈；引力；热传递；（2）3.5×106J；20；（3）3：10。8． S2；S1、S2。

三．作图题（共4小题）

9．

10．

11．

12．

13．

【解答】解：（1）由v＝可知，A、B两地之间距离：

sAB＝vt＝90km/h×1h＝90km；

（2）由二力平衡条件可知，汽车匀速行驶时的牵引力：

F＝f＝1000N，

汽车牵引力做的功：

W＝FsAB＝1000N×90××103m＝9×107J，

由η电＝×100%可知，此过程中产生的电能：

E电＝＝＝1.125×108J；

（3）①由每加注1kg氢燃料所需的费用为30元可知，消耗0.8kg氢燃料的费用为0.8kg×30元/kg＝24元，

由每加注1kg汽油所需的费用为12元可知，在与甲车花费相同燃料费用的情况下，乙车消耗的汽油：

m＝＝2kg，

乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量：

Q放＝mq＝2kg×5×107J/kg＝1×108J；

②由η汽＝×100%可知，燃烧汽油时汽车获得的机械能：

W机械＝η汽Q放＝30%×1×108J＝3×107J，

由W＝Fs可知，汽车行驶的距离：

s＝＝＝3×104m＝30km＜90km，

因此乙车不能到达B地。

答：（1）A、B两地之间距离为90km；

（2）此过程中产生的电能为1.125×108J；

（3）①乙车消耗的 汽油完全燃烧所放出的热量为1×108J；

②乙车不能到达B地。

14．【解答】解：（1）根据ρ＝可知：氢气的体积：V＝＝＝60m3；

（2）一罐氢气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝60m3×1.4×108J/kg＝8.4×109J；

（3）该车的速度：v＝108km/h＝108×m/s＝30m/s，

根据P＝＝＝Fv可知，该车以最大功率用最高速度匀速直线行驶时，该车的牵引力：F牵＝＝＝2500N，

该车匀速行驶时，车受到的阻力与车的牵引力的一对平衡力，

所以此时该车所受的阻力：f＝F牵＝2500N；

（4）该车以最大功率行驶14h所做有用功：W有＝Pt＝75×103W×14×3600s＝3.78×109J，

该客车的效率：η＝×100%＝×100%＝45%。

答：（1）储氢罐中的氢全部汽化后的体积为60m3；

（2）一罐氢气完全燃烧放出的热量是8.4×109J；

（3）若该车以最大功率匀速行驶时，速度可达108km/h，此时该车所受的阻力是2500N；

（4）在某次测试中发现，该车以最大功率行驶时，每消耗一罐氢气能行驶14h，则该车燃料的效率是45%。

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