《2025年实验班提优大考卷九年级物理全一册人教版》

3. 新情境 北京冬奥会中的氢燃料客车 2022 年北京冬奥会举行期间,氢燃料客车、纯电动汽车成为承担此次冬奥会交通出行任务的最主要力量,新能源车辆的使用比例为历届冬奥会之最。如图所示是氢燃料公交车在平直路面行驶时的情景。已知$ c_{水}= 4.2×10^3J/(kg·℃),$$q_{氢}= 1.4×10^8J/kg。$问：
(1) 质量为 0.6kg 的氢燃料完全燃烧放出的热量为多少？
(2) 若这些热量全部被质量为 500kg、温度为 15℃的水吸收,水升高的温度为多少？
(3) 氢燃料公交车以恒定功率匀速行驶,其效率为 50%,完全燃烧(1)中的氢燃料可使公交车获得的有用机械能为多少？若此过程公交车行驶了 280s,则其匀速直线行驶时的功率是多少？

答案： 3.
(1)8.4×10⁷J
(2)40℃
(3)4.2×10⁷J 1.5×10⁵W
[解析]
(1)0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为Q放=m氢q氢=0.6kg×1.4×10⁸J/kg=8.4×10⁷J.
(2)由题意可知水吸收的热量Q吸=Q放=8.4×10⁷J;水升高的温度Δt=Q吸/c水m水=8.4×10⁷J/4.2×10³J/(kg·℃)×500kg=40℃.
(3)公交车获得的有用机械能为W有=ηQ放=50%×8.4×10⁷J=4.2×10⁷J;则公交车的功率为P=W有/t=4.2×10⁷J/280s=1.5×10⁵W.

4. 在如图所示电路中$,U= 6V,R_1= 6Ω,R_2= 3Ω,R_3= 4Ω。$问：
(1) 开关 S 置于 a 时$,R_2$中的电流是多少？
(2) 当开关 S 置于 b 时$,R_1$中的电流是多大？

答案：
4.
(1)2A
(2)1A
[解析]
(1)开关S置于a时,电路简化如图所示.由图可知,R₁与R₂并联,根据并联电路电压规律可知,R₂两端的电压U₂=U=6V;由欧姆定律得,通过R₂的电流I₂=U₂/R₂=6V/3Ω=2A.
　　　　　　　
(2)当S置于b时,R₂断路,R₃短路,电路简化如图所示.由欧姆定律得,通过R₁的电流I'=U/R₁=6V/6Ω=1A.
　　　　　　　

5. 如图所示电路,电阻 R_1、R_2并联后接到电压为 U 的电源两端。闭合开关 S 后,通过电阻 R_1、R_2的电流分别为 I_1、I_2,电路的总电流为 I。
(1) R_1、R_2并联后相当于一个电阻 R,请推导证明：$\frac{1}{R}= \frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}$。
(2) 若电路中 R_1= 20Ω,R_2= 30Ω,电源电压为 3V。求电路的总电流 I。

答案： 5.
(1)见解析
(2)0.25A
[解析]
(1)如题图所示,根据欧姆定律可知通过R₁的电流为I₁=U/R₁;通过R₂的电流为I₂=U/R₂;根据并联电路的电流特点可知,通过干路的总电流为I=I₁+I₂=U/R₁+U/R₂;根据欧姆定律可知,并联电路总电阻R为R=U/I=U/(U/R₁+U/R₂)=1/(1/R₁+1/R₂),故有1/R=1/R₁+1/R₂.
(2)电路中R₁=20Ω,R₂=30Ω,由
(1)可知,电路中总阻值为R=R₁R₂/(R₁+R₂)=20Ω×30Ω/(20Ω+30Ω)=12Ω;根据欧姆定律可得电路中总电流为I=U/R=3V/12Ω=0.25A.