2019-2020学年辽宁省葫芦岛市连山区九年级(上)期末物理试卷
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2019-2020学年辽宁省葫芦岛市连山区九年级(上)期末物理试卷
1. 下列数据中最接近生活实际的是( )
A. 家用液晶电视机的额定功率约为2000W
B. 手机正常通话时的电压约为36V
C. 家用电热水壶烧水时的电阻约为100Ω
D. 家用电风扇正常工作时的电流约为0.2A
2. 下列现象能用分子动理论解释的是( )
A. 雾气朦胧
B. 尘土飞扬
C. 云开雾散
D. 雪花飞舞
3. 下列说法正确的是( )
A. 一箱汽油用掉一半后,它的热值也变为原来的一半
B. 用锯条锯木头时锯条发热,锯条和木板的内能都增加
C. 公路两旁的路灯,晚上同时亮早晨同时灭,它们是串联的
D. 都标有“220V 40W“字样的电风扇和白炽灯正常工作时产生的热量一样多
4. 如图甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环的四个冲程。以下说法正确的( )
A. 图甲:做功冲程,可使汽车获得动力
B. 图乙:压缩冲程,机械能转化为内能
C. 图丙:排气冲程,内能转化为机械能
D. 图丁:吸气冲程,吸入的物质是空气
5. 家用电吹风主要由带扇叶的电动机和电热丝组成,为了保证电吹风的安全使用,要求:电吹风不吹风时,电热丝不能发热;电热丝不发热时,电吹风仍能吹风。如图电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示的电路中,电源电压恒为6V,R1、R2为定值电阻,R1=10Ω.甲、乙均为电压表时,闭合S1、S2,两电压表示数之比为::3.甲、乙均为电流表时,仅闭合S1,甲、乙电流表示数、分别为( )
A. 1.8A,1.2A B. 1.8A,0.6A C. 0.9A,0.6A D. 0.9A,0.3A
7. 如图所示,电源电压不变,闭合开关s,滑片P向右移动的过程中,以下说法正确的是( )
A. 电压表V1的示数变大,电流表示数变小
B. 电压表V1的示数不变,灯泡亮度变暗
C. 电压表V2的示数变小,灯泡亮度不变
D. 电压表V1的示数电流表示数的比值变小
8. 如图是用相同的加热装置对质量相同的a、b、c三种物质加热时它们的温度随时间变化的图象。下列对图象的分析正确的是( )
A. t1−t2 时间内物质a的温度不变,内能不变
B. 如果a、b是同种物质,b的质量大于a的质量
C. 温度从T1升高到T2时,a物质吸收的热量比b多
D. b的比热容大于c的比热容
9. 如图所示,电工师傅用检验灯泡L0(灯泡)取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况。当S闭合后,再分别闭合S1、S2、S3时(四只灯泡均标有220V,40W字样),下列说法正确的是( )
A. 只闭合S、S1时,L0不亮,说明该支路断路
B. 只闭合S、S2时,L0正常发光,说明该支路短路
C. 只闭合S、S3时,L0正常发光,用试电笔检测A点氖管发光
D. 只闭合S,S3时,L0发光呈暗红色,每个灯泡的实际功率为20W
10. 关于以下四幅图片的的描述,正确的说法是( )
A. 图甲:气球和头发相互吸引,是因为分子间存在引力的缘故
B. 图乙:给瓶内打气,瓶塞跳起能量转化形式与热机做功冲程能量转化形式相同
C. 图丙:设想的永动机不可能实现,因为它违反了能量守恒定律
D. 图丁:用丝绸摩擦的玻璃棒接触验电器金属球的瞬间,电子由金属箔向玻璃棒转移
11. 关于家庭电路与安全用电,下列说法正确的是( )
A. 正确使用试电笔时,有电流流过人体
B. 发生触电事故时,漏电保护器一定会切断电路
C. 家庭电路中,可以用铜丝和铁丝代替保险丝
D. 使用三脚插头时,插头上标着E的导线和用电器的金属外壳相连
12. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,电流表量程为0∼0.6A.图乙中A、B分别是小灯泡和电阻R1两端的电压随电流变化关系图象。
只闭合开关S、S1,滑动变阻器的滑片P移至a端时,电路中的电流为0.2A;滑动变阻器的滑片移至b端时,小灯泡恰好正常发光。
只闭合开关S、S3,调节滑片P,当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时,小灯泡两端的电压恰好为2V.则( )
A. 电源电压为10V
B. 小灯泡L的额定功率6W
C. 只闭合开关S、S2滑动变阻器的滑片移至a端时,1.5min电流通过R1产生的热量为64J
D. 闭合开关S,改变其它开关的通断及滑片的位置,电路消耗的最小功率可以达到1.2W
13. 年三十包饺子是北方地区最重要的习俗。如图所示,包饺子时,用力捏面皮,面皮会粘在一起,说明分子间存在______。饺子出锅后整个厨房都能闻到香味,这是______现象,年夜放鞭炮时会闻到浓烈的火药味这是由于分子在不停地______。
14. 如图甲和乙所示分别是我国研发出首款新型空气动力汽车和小型低碳化未来汽车,甲是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力,这种车在开车时将空气的______能转化为机械能,乙车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器,它可将______能转化为电能,以上能量的转化过程中,能的总量______(填“变大”“变小”或“不变”)。
15. 如图所示,某城市安装一种“按钮式红绿灯”。当路上车辆不多时,行人通过触摸按钮,使正对车辆的红灯亮起,行人安全通过。按钮相当于电路中的______;红灯和绿灯是______联的。红绿灯实际上是发光二极管,它是由______材料制成的。
16. 甲乙两地相距40km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知输电线每千米的电阻为0.2Ω.现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,抢修员进行了如下操作:在甲地利用电源(电压恒为6V)、定值电阻R0(阻值为20Ω)、电压表以及开关符与输电线组成了一个检测电路(如图所示);闭合开关后,电压表示数为2V,则电路中的电流______A.短路位置离甲地______km。
17. 如图所示是一种油汀式电暖气,这种电暖气里的工作物质是油而不是水,其优点之一是油的______较小,电暖气是利用电流的______效应工作。下面几个例子中属于利用电热的是______(填序号即可)①电饭煲②LED灯③电脑里的微型电扇④电视机后面孔隙⑤养鸡场的电热孵化器
18. 如图甲所示,验电器A带负电,B不带电。用一直棒把验电器A、B两金属球连接起来的瞬间如图乙所示,此时验电器A.B带______(填“相同”或“不同“)电荷,金属棒中瞬间电流方向为______(填“A→B”或“B→A”),图中a是______(填“导体”或“绝缘体“)
19. 物业工作人员来小向家收电费,他观察到小向家电能表的情况如图所示,那么小向家电路允许的最大电功率为______W,然后从记录本上查出上月电能表的示数是811.6kW⋅h,若按0.5元/kW⋅h计费,小向家本月应缴电费______元。若在4min内该表转盘匀速转动20周,则小向家正在使用的电器总功率为______W。
20. 如图所示是某玩具汽车上控制电路的简化图。电动机线圈的电阻值为1Ω,定值电阻R的阻值为4Ω,闭合开关S后,电动机正常工作,两电压表V1和v2的示数分别为6V和2V,则电路中的电流为______A,电动机的功率是______W,若转轴被卡住而使电动机不转动,电压表V2的示数会______(填“变大”“变小”或“不变“),通电10s,消耗的总电能为______J。
21. 严寒冬季,我国北方哨兵脚上穿有电热靴.一只靴内加热电路如图所示,电源电压恒定,S2为三档旋钮开关(金属片M可分别拨至a、b、c处),电阻丝R1、R2规格相同且阻值不变,b为电阻丝R1的中点.这只电热靴的低温档为6W,则其中温档的功率为______ ,高温档时应将开关M接到______ 点.
22. 小华设计了一个可以多次测量未知电阻的电路,请在虚线框内补上电压表和定值电阻R0(阻值已知)两元件的符号,使电路完整,实验操作方便。
23. L1与L2两灯泡并联,开关S是总开关,电流表A1只测通过L1的电流,A2只测通过L2的电流,请将图中所缺导线补上,并在方框内画出对应的电路图(通过小灯泡的电流均未超过0.6A)。
24. 如图甲为“一开三孔”开关(即一个开关和一个三孔插座连在一起)实物图,图乙是不完整的家庭电路示意图(图乙实框内为“一开三孔”开关),请用笔画线代替导线把该电路连接完整。要求:
(1)开关控制灯泡,开关断开,插座仍可继续使用。
(2)虚线框内部连接时导线不能交叉。
25. 安装空调等家用电器时,常常要用冲击钻(如图所示)在墙上打孔。在钻孔过程中钻头会很烫,需要不断往钻头上注水来降温,从而避免钻头被烧坏。问:
(1)钻孔过程中钻头很烫,发生了什么能量转换?
(2)注水降温利用了水的什么特性?这是用什么方式改变了钻头的内能?
26. 如图所示,是最新一款无人驾驶汽车图片。汽车自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时,消耗汽油1.5×10−3m3,假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为30%,则这段运动过程中;
(1)汽油完全燃烧放出多少热?
(2)该汽车发动机做的有用功是多少?该汽车发动机的输出功率为多少?
(3)该汽车在以此速度行驶的过程中,受到的阻力是多大?(汽油的密度为0.8×103kg/m3,汽油的热值取4.5×107J/kg)
27. 小强的爸爸从国外带回一个电热水壶,铭牌上的几个参数翻译过来后如图。
(1)该电热水壶中发热体的电阻为大?正常工作的电流是多少?
(2)若接在我国的家庭电路中,并能使它正常工作,需要在它的外部______(串联/并联)一个电阻。试计算出该电阻的大小。
(3)某天用电高峰的时候,小强将改装好的电热水壶装满1kg温度为30℃的水,用了l1min40s的时间才将水烧开(1标准大气压下),则电热水壶实际消耗的功率是多少?
28. 小明在“探究影响电阻大小的因素”实验中:有a、b、c、d四根不同的电阻丝,b、c、d取a相比,分别只有一个因素不同:b与a长度不同;c与a横截面积不同;d与a材料不同。现将电阻丝a、b、c、d串联在如图所示电路中,用电压表分别测出每根电阻丝两端的电压。
(1)电压表的示数越大,表示被测的电阻丝阻值越______。
(2)小明选择______和______两根电阻丝,可以探究电阻大小与材料的关系。
(3)闭合开关后,小明发现c两端的电压比a两端的电压示数小,说明:在其他条件相同时,______,电阻丝的电阻越小。
(4)此实验除了用到转换法,还用到了______法。
(5)在保证电路安全的前提下,增大电源电压,______(选填“会”或“不会”)影响实验结论。
29. 学习了电学知识,小明重新探究串并联电路的电流特点,设计了如图所示的电路。
(1)在连接电路时,开关应处于______状态。
(2)要探究并联电路的电流特点,应______(填开关的通断情况),若此时再闭合开关S3,会造成电流表______(填“A““A1“或“A2“)被烧坏的不良后果。
①实验操作正确并经过多次实验,得到的数据记录在表中,分析数据,得到并联电路的电流特点是:______(用字母公式表示)。
②进行多次实验的主要目的是______(序号)。
A.寻找普遍规律B.减小电流测量误差
(3)要探究串联电路的电流特点,应______(填开关的通断情况),某次实验小明观察到灯L1发光,L2不发光,发生这种现象的原因可能是______(填序号)。
A.灯L2短路B.灯L2断路
C.两灯比较,灯L2的阻值太小D.两灯比较,通灯L2的电流太小
30. 如图所示,a,b两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为Ra和Rb的电阻丝(Ra>Rb),瓶中插入温度计。
(1)小明利用此装置来探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关。
①实验中煤油吸热的多少是通过______(填“加热时间”或“温度升高的多少“)来反映的。采取串联的目的是为了控制______相同。
②在a,b两个玻璃瓶中加入______和初温都相同的煤油。闭合开关,通电一段时间后,小明发现a烧瓶中温度计的示数大,表明电流和通电时间相同时,电阻越大,电流通过导体产生的热量越______
③根据上述规律,小明得出家电烤箱低温档接入电路电阻丝的阻值要比高温档电阻丝的阻值小,此结论是______(填“正确”或“错误“)的。
(2)小明把装置改成探究物质吸热能力的实验装置,需要进行一些改进:
①在a、b两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,电阻丝的阻值Ra______Rb(填“=““<“或“>“)
②一段时间后,小明观察到b瓶内液体温度高一些,可判断a、b两瓶内液体吸收的热量Qa______Qb(填“=““<“或“>“),a的吸热能力______(填“强“或“弱“)。
31. 小明做“伏安法测电阻”的实验时,准备了以下器材:新1号干电池2节、定值电阻、电流表(0∼0.6A,0∼3A)、电压表(0−3V,0∼15V)、滑动变阻器(20Ω),开关各一只、导线若干。设计如图所示的电路图进行实验。
次数
1
2
3
4
5
电压/V
0.5
1.2
1.6
2.2
2.6
电流/A
0.10
0.24
0.31
0.42
0.48
(1)按电路图连接电路,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针明显偏转,原因可能是______。
(2)排除故障后,要使电压表示数逐渐变大,滑动变阻器滑片P应向______(填“左”或“右”)移动。
(3)进行实验时,小明测出通过定值电阻R的电流和对应的电压值如表所示。老师看后说其中某一次所测数据是错误的,分析出错的是第______次实验,原因是______。除去错误数据,所测该定值电阻的阻值是______Ω(结果精确到0.1)。
(4)小明利用上面器材,增加阻值分别为5Ω,10Ω,15Ω,20Ω的定值电阻四个,来探究电流与电阻的关系。
①小明先将R=5Ω电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2V,记下电流表示数;接着保持滑动变阻器滑片的位置不变,把R换成10Ω电阻时,闭合开关,观察电压表示数为______V,此时应向______(填“a“或“b”)端移动滑片P(如上图),才能使电压表示数为2V,同时记下电流表的示数;
②换其它电阻,重复上述实验。
③实验时每个电阻单独接入电路,定值电阻两端被控制电压应不小于______V均能完成实验。
32. 如图所示,在测量小灯泡的电功率的实验中(小灯泡的额定电压为2.5V)
(1)图甲是小明连接的实物电路,其中一根导线有连接错误,请你在该导线上打“×”并用笔画线代替导线正确连线。
(2)故障排除后,闭合开关,发现电压表示数为2V,要测定小灯泡的额定功率,应将滑片向______(填“A”或“B”)端移动,直至电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是______W。
(3)据测所测数据,画出小灯泡的电流与电压的关系图象(如图丙),发现图线弯曲,主要原因是温度升高,灯丝电阻______(填“变大”或“变小”)。
(4)若把这样的两只灯泡串联接在4V的电源上,则此时两个小灯泡消耗的实际功率总和是______W。
(5)小明想知道实验所使用的滑动变阻器的最大阻值,发现此时电流表损坏,于是小明在原有器材基础上增加一个开关,设计如图丁所示电路(电源电压未知),帮他完成测量:
①断开S1、闭合S2,将滑动变阻器滑片移至最______端,记下此时电压表的示数为6V;
②断开S2、闭合S1,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为______V,灯正常发光;
③______(填开关的状态),保持滑动变阻器的滑片位置不动,记下此时电压表的示数为1.5V;
④则滑动变阻器的最大阻值为______Ω。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:
A、液晶电视机的额定功率约为200W,故A不符合实际;
B、智能手机的工作电压约为3.7V,故B不符合实际;
C、家用电水壶额定功率会在1000W左右,正常工作时电阻:R=U2P=(220V)21000W=48.4Ω,故C不符合实际;
D、家用电风扇的功率较小,正常工作时的电流约为0.2A左右,故D符合实际。
故选:D。
首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
2.【答案】C
【解析】解:
A.雾是小水滴,雾气朦胧是液体小水滴发生的机械运动,故A错误;
B.尘土飞扬是固体小颗粒发生的机械运动,故B错误;
C.云开雾散是雾发生汽化,然后组成水蒸气的水分子无规则运动造成的,故C正确;
D.雪花飞舞是雪花的机械运动,故D错误。
故选:C。
物质是由大量分子组成的,组成物质的分子永不停息地做无规则的运动,扩散现象证明分子做无规则的运动。
本题以物态变化为背景考查了分子动理论的内容以及机械运动,属于基础题目。
3.【答案】B
【解析】解:A、热值是物质的一种特性,对于同种物质不随质量、体积的改变而改变,所以一箱汽油用掉一半以后,它的热值不变;故A错误;
B、用锯条锯木头,要克服摩擦做功,消耗机械能转化为内能,使锯条和木头的温度都升高,内能都增加,故B正确;
C、路灯是用来为行人照明的,并且当其中一个灯泡不亮时,其它灯泡仍可以正常工作,即每个灯泡既可以单独工作,又互不影响,因此路灯是并联的,故C错误;
D、额定电压下用电器的功率和额定功率相等,因为各用电器的额定功率相同,由W=Pt可得,若工作相同时间,消耗的电能相同;电风扇工作时消耗的电能大部分转化为机械能;白炽灯工作时将消耗的电能大部分转化为内能,故电风扇和白炽灯正常工作时产生的热量不一样多,故D错误。
故选:B。
(1)热值是物质的一种特性,对于确定的某种物质,热值不随质量、体积的改变而改变;
(2)改变物体内能的方式有做功和热传递,做功是能量转化的过程,热传递是能量转移的过程;
(3)并联电路中各用电器既可以单独工作又互不影响;
(4)根据电风扇、白炽灯这两个用电器工作时的能量转化情况分析判断。
本题考查了学生对热值、改变内能的方法、串并联电路的判断以及能量的转化等知识,属于基础知识的考查,相对比较简单。
4.【答案】A
【解析】解:
A、甲图中两个气门都关闭,火花塞点火,活塞下行,是内燃机的做功冲程,实现内能转化为机械能,为汽车提供动力,故A正确;
B、乙图中进气门关闭,排气门打开,活塞上行,是内燃机的排气冲程,无能量转化,故B错误;
C、丙图中两个气门都关闭,活塞上行,是内燃机的压缩冲程,此冲程机械能转化为内能,故C错误;
D、丁图中排气门关闭,进气门打开,活塞下行,是内燃机的吸气冲程;在吸气冲程中,汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体,柴油机吸入的是空气,故D错误。
故选:A。
(1)先根据气门的关闭情况和活塞的运行方向判断是什么冲程;再根据各个冲程的不同特点进行分析;
(2)内燃机四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能,做功冲程是内能转化为机械能,排气和吸气冲程没有能的转化;除做功冲程外,其它三个冲程靠惯性轮的惯性来完成。
本题考查了内燃机四冲程的判定方法、工作特点和其中的能量转化,属于基础题目。
5.【答案】D
【解析】解:
A.电热丝和电动机串联,而电动机不能够独立工作,故A不合题意;
B.电动机和电热丝并联连接,电路中只有一个总开关控制,开关闭合,电热丝和电动机同时工作,而电动机无法独立工作,故B不合题意;
C.电动机和电热丝并联连接,S1控制整个电路,S2控制电动机,S1闭合,S2断开,只有电热丝工作,电动机不工作,故C不符合题意;
D.电动机和电热丝并联连接,S1控制整个电路,S2控制电热丝,S1闭合,S2断开,只有电动机工作,闭合S2后,电动机和电热丝都工作,断开S1时,电动机和电热丝不工作,故D符合题意。
故选:D。
由题意“电吹风不吹风时,电热丝不能发热;电热丝不发热时,电吹风仍能吹风”可知,电热丝和电动机可以独立工作、即为并联,且只有电动机工作时电热丝才能工作。
本题考查了串并联电路的设计,根据题意得出电热丝和电动机的连接方式以及开关的位置是关键。
6.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了求电流表示数之比,分析清楚电路结构是正确解题的前提与关键,应用串并联电路特点与欧姆定律即可正确解题。
根据题意分析电路结构,然后根据串并联电路特点与欧姆定律分析答题。
【解答】
由图示电路图可知,甲、乙均为电压表,闭合S1、S2时,两电阻串联,甲测R1两端电压,乙测两电阻串联电压,
已知:::3,则:,两电阻串联,通过两电阻的电流I相等,
两电阻之比:,R2=2R1=20Ω;
甲、乙均为电流表时,仅闭合S1,两电阻并联,乙测通过R1的电流,甲测干路电流,
两电流表示数:,;
故ABD不正确,C正确。
故选C。
7.【答案】B
【解析】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流。
将滑动变阻器R的滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=UR可知,电路中的电流变小,即电流表A的示数变小;
电压表V1测电源两端的电压,所以滑片移动时电压表V1的示数不变,故A错误;
由欧姆定律可知,电压表V1示数与电流表示数之比等于电路的总电阻,总电阻变大,则电压表V1示数与电流表示数之比变大,故D错误;
由U=IR可知,灯泡两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器R两端的电压变大,即电压表V2的示数变大,故C错误;
因灯泡的亮暗取决于灯泡实际功率的大小,所以,由P=I2R可知,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗,故B正确。
故选:B。
由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流。根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和灯泡两端的电压变化,利用P=UI可知灯泡实际功率的变化,进一步可知亮暗的变化。
本题考查了电路的动态分析,涉及到串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
8.【答案】B
【解析】解:
由图象知:
A、t1−t2时间内物质a的温度虽然不变,但继续吸收热量,所以其内能增加,故A错误;
B、如果a、b是同种物质,比热容相同,升高相同的温度时,b的加热时间长,b吸收的热量多,根据Q=cm△t知,b的质量大于a的质量,故B正确;
C、温度从T1升高到T2时,a物质的加热时间比b物质短,所以a物质吸收的热量比b少,故C错误;
D、用相同的加热装置对质量相同的b、c两种物质加热时,0−t1时间内两种物质吸收的热量相同,c物质升高的温度较小,由公式c=Qm△t可知,c的比热容大于b的比热容,故D错误。
故选:B。
(1)液体的沸腾或晶体的熔化过程吸热温度不变,内能增加;
(2)根据Q=cm△t分析解答;
(3)吸收热量的多少通过加热时间的长短来表现;
(4)根据Q=cm△t分析bc比热容的大小。
此题考查的是我们对物理规律的掌握和对图象分析的能力,以图象的形式考查物理规律,具有直观、客观的特点,是现在物理测试的热点考查方式。
9.【答案】AB
【解析】解:
A、只闭合S、S1时,L0不亮,电路中无电流,说明该支路断路,故A正确;
B、只闭合S、S2时,L0正常发光,说明L0两端的电压为220V,则说明L2出现了短路现象,故B正确;
C、只闭合S,S3时,若L0正常发光,说明L1出现了短路现象,试电笔检测A点,若A点连接的是零线,则氖管不发光。故C错误;
D、只闭合S、S3时,L0发光呈暗红色,说明L0两端的电压要小于电源电压,由于四只灯泡均标有220V,40W字样,则根据串联电路的电压规律可知,每个灯泡两端电压为110V,则实际功率为额定功率的14,即也有电压,即实际功率为40W×14=10W,故D错误。
故选:AB。
检验灯安在保险丝处后,当只有一个开关闭合时,若该支路灯正常,则检验灯与支路灯串联,得到的电压小于200V,实际功率小于额定功率,发暗红色光,若支路灯短路,则检验灯得到额定电压,正常发光,若支路断路,则检验灯不亮;据此逐个判断。
本题考查了用检验灯检查电路的故障。应根据检验灯的三种状态来分析。
10.【答案】BCD
【解析】解:
A、气球和头发相互吸引,是因为气球和头发带异种电荷,故A错误。
B、给瓶内打气,瓶塞跳起,其能量转化是内能转化为机械能,与热机做功冲程的能量转化形式相同,故B正确。
C、设想的永动机不可能实现,因为它违反了能量守恒定律,故C正确。
D、用丝绸摩擦的玻璃棒带正电(缺少电子),接触验电器金属球的瞬间,电子由金属箔向玻璃棒转移,故D正确。
故选:BCD。
(1)电荷间的作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(2)热机的做功冲程,将内能转化为机械能。
(3)能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定理之一。
(4)摩擦起电的实质是电荷的转移。
深入理解摩擦起电的实质、电荷间的作用规律,理解能量守恒定律,熟悉生活中的能量转化实例,是解答此题的关键。
11.【答案】AD
【解析】解:
A、在正确使用试电笔辨别火线时,试电笔的氖管发光,电流需要经过人体形成回路,所以电流应该很小,故A正确;
B、发生双线触电事故时,火线与零线的电流是相同的,漏电保护器不能切断电路,对人和电路不能起到保护作用,故B错误;
C、当用细铜丝或铁丝代替保险丝后,细铜丝或铁丝的熔点很高,温度即使升高到一定程度,它也不会自动熔断,起不到保护电路的作用,故C错误;
D、三脚插头上标着E的导线(接地线)和用电器的金属外壳相连,是为了防止金属外壳漏电时发生触电事故,故D正确。
故选:AD。
(1)正确使用测电笔:手接触笔尾金属体,笔尖接触导线,氖管发光,导线是火线;氖管不发光的是零线。手千万不要接触笔尖金属体;
(2)漏电保护器可在发生漏电事故时切断电源;
(3)保险丝的作用就是在电流异常升高到一定的高度的时候,自身熔断切断电流,从而起到保护电路安全运行的作用;
(4)金属外壳的用电器,外壳一定要接地。
本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识,值得注意的是:生活用水是导体,金属外壳的用电器一定要接地。
12.【答案】BC
【解析】解:(1)只闭合开关S、S3,灯泡、定值电阻以及滑动变阻器串联,电流表测量电路电流;
根据图乙可知,当灯泡两端电压为2V时,通过灯泡的电流为0.2A,
由于串联电路处处电流相等,因此当电流为0.2A时,定值电阻两端电压为8V,
由I=UR可知,滑动变阻器两端电压:U2=IR2=0.2A×10Ω=2V,
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电源电压:U=UL+U1+U2=2V+8V+2V=12V;故A错误;
(2)闭合开关S、S1,断开S2,滑动变阻器的滑片移至b端时,电路为灯泡的基本电路,此时灯泡正常发光,因此灯泡的额定电压等于电源电压12V;
根据图可知,当灯泡两端电压为12V时,通过灯泡的电流为0.5A,则灯泡的额定功率:,故B正确;
(3)由I=UR可知,定值电阻R1的阻值:R1=U1I1=8V0.2A=40Ω;
只闭合开关S、S1,断开S2,滑动变阻器的滑片移至a端时,灯泡与滑动变阻器串联,并且滑动变阻器接入电路的阻值最大;
由I=UR可知,滑动变阻器的最大阻值:R2=U−ULI=12−2V0.2A=50Ω,
只闭合开关S、S2滑动变阻器的滑片移至a端时,定值电阻R1与滑动变阻器串联,并且滑动变阻器接入电路的阻值最大;
1.5min电流通过R1产生的热量:Q=U2R1t=(12V40Ω+50Ω)2×40Ω×1.5×60s=64J,故C正确;
(4)只闭合开关S、S3,且滑片在a端时,灯泡、定值电阻以及滑动变阻器串联;
假设电路消耗的最小功率为1.2W,由P=UI可得,电路电流:I′=PminU=1.2W12V=0.1A,由I=UR可知,滑动变阻器和定值电阻两端电压:U′=I′(R1+R2)=0.1A×(40Ω+50Ω)=9V,
根据串联电路电压规律可知,灯泡两端电压:UL′=12V−9V=3V,由图乙可知,电流为0.1A时,灯泡两端电压小于3V,即电路消耗的最小功率不是1.2W,故D错误。
故选:BC。
本题考查了串联电路的特点以及欧姆定律、电功、电功率公式的应用,关键是开关闭合、断开时电路电路的辨别以及图中所给的有用信息。
13.【答案】引力 扩散 做无规则运动
【解析】解:
包饺子时,用力捏面皮,面皮会粘在起,说明分子之间存在引力;
饺子出锅后整个厨房都能闻到香味,是因为饺子的香味分子在不停地做无规则运动进入到空气中,这是扩散现象;
构成物质的分子总在不停地做无规则运动,故燃放烟花爆竹时,人们会闻到浓烈的火药味。
故答案为:引力;扩散;做无规则运动。
物质是由大量分子组成的,分子在永不停息地做无规则运动,分子间存在相互的引力与斥力。
本题考查了分子动理论的应用,是一道基础题,熟练掌握分子动理论的内容并能灵活应用是正确解题的关键。
14.【答案】内 太阳 不变
【解析】解:由题可知,空气动力汽车在工作时将空气的内能转化为车的机械能;
叶子车的顶部安装的是高效光电转换器,它是把太阳能转化为电能的装置。
能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体,能量的总量不变。
故答案为:内;太阳;不变。
(1)热机就是利用内能来工作的机器;压缩空气做功,内能转化为机械能。
(2)直接利用太阳能的方式有两种:一种是用集热器把水等物质加热,另一种是用太阳能电池把太阳能转化成电能。
能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体,能量的总量不变。
此题主要考查的是人们对太阳能利用的认识,充分体现了物理来源于生活,又服务于社会的新课程理念。
15.【答案】开关 并 半导体
【解析】解:
按钮是电路中的开关;
交通指示灯可以通过不同颜色灯光的变化指挥车辆和行人,由于指示灯可以独立工作,互不影响,因此红灯和绿灯是并联连接的;
制造发光二极管的主要材料是半导体材料。
故答案为:开关;并;半导体。
(1)电路是指用导线把电源、用电器、开关连接起来组成的电流路径;
(2)并联电路可以使几个用电器在工作时互不影响,而交通指示灯工作状态总是不一致,并且互不影响,所以是并联电路;
(3)二极管是由半导体做成的器件,它具有单向导电性。二极管是由P型半导体和N型半导体组成的,这两种半导体相互接触时,其交接区域称为PN结,PN结具有单向导电性。
本题考查了电路的组成、红绿灯的连接方式以及二极管由什么材料制成,属于综合性题目。
16.【答案】0.225
【解析】解:由图知,定值电阻R0与导线串联,电压表与导线并联,即电压表测导线的总电压;
由题知,闭合开关后,电压表示数为2V,即,
由串联电路的电压特点可得,电阻R0两端的电压:,
因串联电路的电流处处相等,则电路中的电流:I=U0R0=4V20Ω=0.2A,
导线的总电阻:,
根据题意可得,甲地到短路位置两输电线的总长度:L=10Ω0.2Ω/km=50km,
因两条输电线是并排架设的,所以短路位置离甲地的距离:s=12L=12×50km=25km。
故答案为:0.2;25。
由图知,定值电阻R0与导线串联,电压表与导线并联,即电压表测导线的总电压,又知道电表的示数,根据欧姆定律求出导线的总电阻,又知道每千米导线的电阻值,可求导线的长度,然后除以2即可求出短路位置离甲地的距离。
本题考查了学生对欧姆定律的掌握和运用,知道出短路的地点离甲地的距离为导线总长度的一半是本题的关键。
17.【答案】比热容 热 ①⑤
【解析】解:
(1)油的比热容比水的比热容小,质量相同的油和水相比,吸收相同的热量,油的温度变化大、升温块;
(2)①电饭煲、⑤养鸡场的电热孵化器工作主要是把电能转化为内能,属于利用电热:
②LED灯工作时主要将电能转化为光能;
③电脑里安有微型电扇,主要为了散热,是为了防止电热产生的危害;
④电视机后面有孔是散热孔,是为了散热、防止电热产生的危害。
所以属于利用电热的是①⑤。
故答案为:比热容;热;①⑤。
(1)比热容是物质本身的一种特性,油的比热容小于水的比热容;
(2)电流通过导体发热的现象叫电流的热效应,该过程中消耗电能转化为内能。
本题考查了对比热容特性的理解、电热的利用和防止电热危害的区分,属于基础题目,难度不大。
18.【答案】相同 B→A绝缘体
【解析】解:
用一直棒把验电器A、B两金属球连接起来的瞬间如图乙所示,此时验电器A的负电荷转移到B上,这样A和B均带负电;自由电子的定向移动方向为A到B,则瞬间电流方向为B到A;由于人体是导体,所以手握的a一定是绝缘体,否则电子会导入人体,会影响实验的效果。
故答案为:相同;B→A;绝缘体。
(1)验电器的原理是:同种电荷相互排斥。
(2)正电荷定向移动的方向为电流方向,自由电子的定向移动方向与电流方向相反。
(3)容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、油等;导体和绝缘体没有绝对的界限。
理解验电器的原理、电流的方向及形成、知道生活中的导体和绝缘体,可解答此题。
19.【答案】1100 60 120
【解析】解:本月耗电931.6kw⋅h−811.66kw⋅h=120kw⋅h,
本月应缴电费0.5元/kw⋅h×120kw⋅h=60元。
P=UI=220V×5A=1100W,
消耗电能W=n2500R/kw⋅h=20R2500R/kw⋅h=1125kw⋅h
小向家正在使用的电器总功率为P=Wt=1125kw⋅h160×4h=0.12kw=120W。
故答案为:1100;60;120。
本月末电能表的示数减去上月末电能表的示数,就是这个月的耗电量,又已知电费价格,即可求得本月应缴电费。
从电能表表盘上找到电能表的工作电压和允许通过的最大电流值,利用公式P=UI可计算出接在该电能表上的用电器的最大功率;
从电能表表盘上找到消耗1kw⋅h的电能电能表表盘转动的圈数的参数,已知4min内表转盘转动的圈数n,利用公式W=n2500R/kw⋅h计算出消耗的电能,再利用公式P=Wt可计算出用电器的功率。
本题考查了电能表参数的理解与电能的求法以及电功率的计算公式,解题的关键是对电能表参数的理解。
20.【答案】0.52变大 72
【解析】解:
(1)由图可知定值电阻与电动机串联,两电压表V1和V2分别测的是电源电压和定值电阻两端的电压。
由欧姆定律可得流过定值电阻的电流为:
IR=URR=2V4Ω=0.5A;
(2)由串联电路的电流特点可知IM=IR=0.5A;
由串联电路的电压关系知,电动机两端的电压为:UM=U−UR=6V−2V=4V;
则电动机的功率为:
PM=UMIM=4V×0.5A=2W;
(3)若转轴被卡住而使电动机不转动时,电动机把电能全部转化成内能,此时电路中的电流增大,
所以由U=IR可知定值电阻两端的电压也会增大,即电压表V2的示数会增大。
(4)此时通电10s,消耗的总电能为:;
故答案为:0.5;2;变大;72。
(1)由欧姆定律得流过定值电阻的电流,又由题意知定值电阻与电动机串联,所以即得电路中的电流。
(2)电动机两端的电压等于电源电压减去定值电阻两端的电压,还知流过电动机的电流;所以由公式P=UI得电动机的功率。
(3)若转轴被卡住而使电动机不转动时电动机把电能全部转化成内能此时电路中的电流增大,所以由欧姆定律知加在定值电阻两端的电压也会随之增加。
(4)因电动机卡住时电动机把电能全部转化成内能此时电路可看成纯电阻电路,所以由公式W=U2Rt计算此时通电10s,消耗的总电能。
本题考查了电功率的计算和电功与电能的计算,特别是考查对纯电阻电路和非纯电阻电路的理解。
21.【答案】8W;C
【解析】解:(1)由电路图可知,S1闭合、M接a时,R1与R2串联,电热靴处于低温档,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,低温档的功率:
,则U2R1=12W;
(2)当S1闭合、M接b时,12R1与R2串联,电热靴处于中温档,
则中温档的功率:
;
(3)由P=U2R可知,电热靴处于高温档时,电路中的总电阻最小,开关M接到C时,电路中的电阻为R2的简单电路,电路中的总电阻最小.
故答案为:8W;C.
(1)由电路图可知,S1闭合、M接a时,R1与R2串联,电路中的总电阻最大,电热靴处于低温档,根据电阻的串联和P=U2R表示出低温档的功率求出两电阻与电源电压之间的关系;
(2)当S1闭合、M接b时,12R1与R2串联,电热靴处于中温档,根据电阻的串联和P=U2R求出中温档的功率;
(3)由P=U2R可知,电热靴处于高温档时,电路中的总电阻最小,分析电路图得出答案.
本题考查了串联电路的特点和电功率公式的应用,会判断电热靴不同档位时电路的连接方式是关键.
22.【答案】解:根据上面的分析,左下边为R0,右上面为电压表,如下所示:
(1)如下连接电路图,断开S,将变阻器的滑片移动到最右端,
(2)闭合S和S1,移动P位置不变,记下电压表示数,
控制P的位置不变,再断开S1,闭合S2;
(3)移动变阻器的P到合适位置,重复(2)(3);
(4)根据各电阻的电压不变,故可得出定值电阻的电压,由欧姆定律可求出电路中的电流,由欧姆定律求出待测电阻大小;
根据3次实验取平均值作为测量结果。
故答案为:如上图所示。
【解析】若该电路中没有电流表,电压表和定值电阻应起到测量电流的作用,使电压表测待测电阻与待测电阻的电压;控制变阻器P位置不变,通过开关的转换,使电压表测待测电阻的电压,根据根据各电阻的电压不变,由电阻的串联可得出定值电阻的电压,由欧姆定律可求出电路中的电流,由欧姆定律求出待测电阻大小;
移动变阻器的P滑到合适位置,重复上述步骤,可以多次测量未知电阻。
本题考查在没有电流表情况下测电阻方案的设计,难度较大。
23.【答案】解:
因为通过小灯泡的电流均未超过0.6A,所以电流表都选用0−0.6A量程,
电源正极已连接开关,电流过开关分成两一支,一支经电流表A1、L1,另一支经电流表A2、L2,两支电流汇合后回到电源负极,由此连接实物再画出电路图
【解析】并联电路各元件并列地连接起来,电流有多条通路。根据电流表测量的对象选择电流表的量程与被对象串联,然后根据电路图连接实物电路,再根据实物图画出电路图。
此题主要考查了电路图的设计与实物电路的连接,在设计电路图时注意串联电路和并联电路的概念。在按照电路图连接实物电路时,可以从电源的一个极出发,注意各元件的连接次序也要与电路图相同。同时注意电流表、电压表的使用规则。
24.【答案】解:
家庭电路的连接顺序为火线和零线、电能表、总开关、保险丝以及家用电器和插座;
从安全角度考虑,开关先与火线连接,再与灯泡连接,三孔插座和灯泡并联;由于要求开关断开时插座仍可继续使用,所以开关应接在灯泡的支路上;注意灯泡的螺旋套要接在零线上,三孔插座应按照“左零右火中接地”的原则连线,如图所示:
【解析】(1)家庭电路的连接顺序为火线和零线、电能表、总开关、保险丝以及家用电器和插座;
(2)家庭电路中,为保证安全,火线必须通过开关连接到电灯泡的顶端接触点;三孔插座必须有地线连接到插座最上面的孔。
(1)本题考查家庭电路的连接和电路的设计,在家庭电路中,安装各个元件,不但考虑各元件能正常工作,更要考虑使用的安全性。
(2)对于电灯接线操作的基本要求是:“火线零线并排走,零线直接进灯头,火线接在开关上,通过开关进灯头”。而对于插座的接线方法是要求“左零右火”,三孔插座还要求中接地。
25.【答案】答:(1)建筑及装修工程中经常需要用钻孔机钻孔,钻头和墙相互摩擦,机械能转化为内能,钻头内能增大,温度升高,故钻头会发烫;
(2)水和其他物质比较,水的比热容大,升高相同的温度时,水吸收的热量多,从而快速降低钻头的温度避免钻头烧坏,这是通过热传递的方式改变钻头的内能。
【解析】(1)改变物体内能的方法:一是做功(能量的转化),二是热传递(能量的转移);
(2)水的比热容大,是指相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多。
本题考查了学生对改变内能的方法(做功、热传递)、水的比热容大的应用,属于热学常见题目。
26.【答案】解:
(1)由ρ=mV得,消耗汽油的质量为:
m=ρV=0.8×103kg/m3×1.5×10−3 m3=1.2kg;
汽油完全燃烧放出的热量:
;
(2)由得,汽油机的有用功:
;
由v=st得,
汽车运动的时间:
t=sv=8km72km/h=19h=400s;
汽车的输出功率:
P=Wt=1.62×107J400s=4.05×104W;
(3)v=72km/h=20m/s,
根据P=Wt=Fst=Fv可得,牵引力:
F=Pv=4.05×104W20m/s=2025N,
该汽车在以此速度行驶的过程中,阻力和牵引力是一对平衡力,所以阻力f=F=2025N。
答:(1)汽油完全燃烧放出的热是5.4×107J;
(2)该汽车发动机做的有用功是1.62×107J;该汽车发动机的输出功率为4.05×104W;
(3)该汽车在以此速度行驶的过程中,受到的阻力是2025N。
【解析】(1)根据ρ=mV求出消耗汽油的质量;
利用求汽油完全燃烧放出的热量;
(2)再利用效率公式的变形公式可求出牵引力做的有用功;
知道前进的距离,利用t=sv求出汽车运动的时间,利用P=Wt即可求出功率;
(4)利用P=Wt=Fst=Fv计算牵引力,最后根据二力平衡条件得出阻力大小。
本题考查了学生对功、功率的公式、燃料完全燃烧放热公式、二力平衡条件的掌握和运用,明确哪些是有用能量、哪些是总能量是本题的关键,要求灵活运用所学公式。
27.【答案】串联
【解析】解:(1)由P=UI=U2R可得,该电热水壶中发热体的电阻:
,
正常工作的电流:
;
(2)我国照明电路的电压为220V>200V,所以电热水壶正常工作时需要串联一个电阻R′分压,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,串联电阻两端的电压:
,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I=UR可得,串联电阻的阻值:
R′=U′I=20V4A=5Ω;
(3)1标准大气压下水的沸点为100℃,则水吸收的热量:
,
由可得,消耗的电能:
,
加热时间:
t=11min40s=700s,
电热水壶的实际功率:
。
答:(1)该电热水壶中发热体的电阻为50Ω,正常工作的电流是4A;
(2)串联;该电阻的大小为5Ω。
(3)电热水壶实际消耗的功率是700W。
(1)电热水壶正常工作时的电压和额定电压相等,根据P=UI=U2R求出发热体的阻值,利用P=UI求出正常工作电流;
(2)我国家庭电路的电压为220V,大于电热水壶正常工作时的电压,根据串联电路的分压特点可知电热水壶正常工作时需要串联一个电阻R′分压,根据串联电路的电压特点求出串联电阻两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出串联电阻的阻值;
(3)知道水的质量和比热容以及初温、末温(1标准大气压下水的沸点为100℃),根据求出水吸收的热量,利用求出消耗的电能,然后根据P=Wt求出电热水壶实际消耗的功率。
本题考查了电功率公式和串联电路的特点、欧姆定律、吸热公式、效率公式的综合应用,涉及到的知识点较多,综合性,有一定的难度。
28.【答案】大 a d 横截面积越大 控制变量 不会
【解析】解:
(1)将电阻丝a、b、c、d串联在电路中,根据U=IR可知,电流相同时,电压表的示数越大,表示被测的电阻丝阻值越大;
(2)要研究探究电阻大小与材料的关系,需要控制长度和横截面积不变,改变电阻丝的材料,则a与d两根电阻丝符合题意;
(3)c与a只有横截面积不同,闭合开关后,a与c串联在电路中,电流相同,发现c两端的电压比a两端的电压示数小,说明c的电阻小,而由图知c的横截面积大,说明:在其他条件相同时,横截面积越大,电阻丝的电阻越小。
(4)根据(2)(3)知,此实验除了用到转换法,还用到了控制变量法;
(5)电阻丝的阻值不变,在电源电压增大时,电流增大,但每个电阻分得电压的比例不变,所以不会影响实验结论。
故答案为:(1)大;(2)a;d;(3)横截面积越大;(4)控制变量;(5)不会。
(1)根据并联电路的分压作用通过电压表判断电阻的大小;
(2)要研究探究电阻大小与材料的关系,根据控制变量法分析解答;
(3)用控制变量法,比较ac得出结论;
(4)影响电阻的因素有材料、长度、横截面积等因素有关,实验中用到了控制变量法;
(5)电源电压增大,电流增大,但每个电阻分得电压的比例不变,不影响实验结论。
控制变量法是初中物理实验中比较常用的研究方法之一,例如欧姆定律,焦耳定律等,只要某个物理量跟几个因素有关,就要采用控制变量法。另外在初中物理实验中较常用的探究方法还有:转换法,类比法,理想实验法。
29.【答案】断开 闭合S、S1、S2,断开S3 AI=I1+I2 A 闭合开关S、S3,断开S1、S2 A
【解析】解:(1)为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)要使两灯泡并联,需要使得电流有两条路径,应只闭合闭合开关S、S1、S2,断开S3;若此时再闭合开关S3,电流会依次经过电流表A、S2、S3、S1、S,会造成电流表A被烧坏的不良后果;
①实验中可得到并联电路的电流规律:并联电路中干路电流等于各支路电流的和,即I=I1+I2;
②为了寻找并联电路电流的普遍规律,应该进行多次实验,故A正确;
(3)要探究串联电路的电流特点,需要各个灯泡顺次连接使得电流的路径只有一条,所以应闭合开关S、S3,断开S1、S2;
AB、若小明观察到灯L1发光,L2不发光,说明电路中有电流,一定不是断路,可能是L2短路,故A正确,B错误;
CD、串联电路中电流处处相等,L2不发光,可能是实际功率太小,根据P=I2R可知可能是灯L2的电阻太小,但前面实验没有出现这种现象,所以不可能是灯L2的电阻太小,故CD错误。
故选:A。
故答案为:(1)断开;
(2)闭合开关S、S1、S2,断开S3; A;
①I=I1+I2 ;②A;
(3)闭合开关S、S3,断开S1、S2;A。
(1)连接电路时要断开开关;
(2)要使两灯泡并联,应将两灯泡并列地连接在一起,并将电流表应串联在被测电路中;
不经过用电器直接把电源两极连接起来会造成电源短路,分析图示电路图,然后答题;
①并联电路的电流特点:干路电流等于各支路电流之和;
②实验中为得到并联电路的特点,使结论更具普遍性,应改变灯泡的规格或电源电压进行多次测量;
(3)各个用电器首位依次连接构成串联电路;串联电路电流处处相等;
串联电路一个灯泡亮一个不亮一定不是断路。
本题是探究串联、并联电路电流规律的实验,考查了实验中应注意的问题,实验数据的分析及串并联电路的电流特点,考查全面,难度适中。
30.【答案】温度升高的多少 电流和通电时间 质量 多 错误 ==强
【解析】解:
(1)①实验时煤油吸热的多少是通过温度计示数变化(温度升高的多少)来反映的,温度计示数变化越大,说明电流产生的热量越多;两电阻丝串联的目的是控制通过电阻丝的电流与通电时间相同,这可以研究电流产生的热量与导体电阻大小的关系。
②实验中采用的是控制变量法,需要在a、b两个玻璃瓶中加入质量和初温都相同的煤油;
闭合开关,通电一段时间后,小明发现a烧瓶中温度计的示数大,这表明:电流和通电时间相同时,导体的电阻越大,电流产生的热量越多;
③电烤箱工作时电源电压不变,低温档功率小,由P=U2R可知,此时电阻大,即接入电路电阻丝的阻值要比高温档电阻丝的阻值大,则小明的结论是错误的。
(2)①探究“不同物质的吸热能力”的实验,应在a、b两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,并使甲乙两烧瓶中电阻丝的阻值相同(保证热源相同),即Ra=Rb,
②热源相同,则相同时间内两电阻丝上产生的热量相同,液体吸收的热量相同;b瓶内液体温度高一些(即升高的温度多),由Q=cm△t可知,b的比热容小,则a的的比热容大,a的吸热能力强。
故答案为:
(1)①温度升高的多少;电流和通电时间; ②质量;多; ③错误;(2)①=;②=;强。
(1)①电流产生热量多少不能直接观察,而是通过温度计示数的变化快慢反映电流产生热量的多少。两电阻丝串联,可以控制通过电阻丝的电流与通电时间相等;②在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多;
③低温档时功率小,根据P=U2R来进行分析电阻大小;
(2)相同质量的物质吸收相等的热量,温度升高越快,吸热能力越弱,比热容越小。
掌握电流产生热量多少的影响因素,利用控制变量法和转换法探究电流产生热量多少和各影响因素之间的关系。
31.【答案】定值电阻断路 左 1 变阻器的最大电阻太小 5.22.4b1.5
【解析】解:
(1)按电路图连接电路,闭合开关,发现电流表无示数,说明电路可能断路,而电压表指针明显偏转,说明电压表与电源连通,则原因可能是定值电阻断路;
(2)图中定值电阻与变阻器串联,电压表测定值电阻的电压,排除故障后,要使电压表示数逐渐变大,由欧姆定律I=UR可知,应增大电路中的电流,故应减小变阻器连入电路的电阻,则滑动变阻器滑片P应向左移动;
(3)由题知,电源由2节新1号干电池串联组成,则电源电压为3V,
根据表中第1组数据,由串联电路的规律及欧姆定律可得,此时变阻器连入电路的电阻:
,
而现有变阻器的最大电阻为20Ω,故出错的是第1次实验,原因是变阻器的最大电阻太小;
除去错误数据,根据表中数据,第2次实验定值电阻的大小为:
R2=U2I2=1.2V0.24A=5.0Ω,
同理可得,第3、4、5次电阻大小分别为5.2Ω、5.2Ω和5.4Ω,
为减小误差,取平均值作为最终的测量结果:
;
(4)①小明先将R=5Ω电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2V,
电路中的电流为:
I=UVR=2V5Ω=0.4A,
由串联电路的规律及欧姆定律可得,变阻器连入电路的电阻为:
;
接着保持滑动变阻器滑片的位置不变,把R换成10Ω电阻时,闭合开关,由串联电路的规律及欧姆定律,电路中的电流为:
,
由欧姆定律可得,10Ω电阻两端的电压(即观察到电压表的示数)为:
UV′=I′R′=0.24A×10Ω=2.4V>2V;
探究电流与电阻的实验时,应保持电阻两端的电压不变,即此时应使电压表的示数减小为原来的2V,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向b端移动,使电压表的示数为2V;
②换其它电阻,重复上述实验;
③设定值电阻两端被控制的电压为U′,
由串联电路的规律及分压原理有:
,
因为要保持U′不变且电源电压不变,则方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入电路的电阻最大时,对应的定值电阻应最大,此时,定值电阻的电压最小,
所以3V−U′U′=20Ω20Ω,
解得U′=1.5V,
实验时每个电阻单独接入电路,定值电阻两端被控制电压应小于1.5V均能完成实验。
故答案为:(1)电阻R断路;
(2)左;
(3)1;变阻器的最大电阻太小; 5.2;
(4)①2.4;b;③1.5。
(1)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了;
(2)分析电路的连接,要使电压表示数逐渐变大,由欧姆定律I=UR分析回答;
(3)根据表中第1组数据,由串联电路的规律及欧姆定律求出变阻器连入电路的电阻分析;
除去错误数据,根据表中数据,由欧姆定律求出第2、3、4、5次电阻大小,为减小误差,取平均值作为测量结果;
(4)①由欧姆定律求出电路的电流,由串联电路的规律及欧姆定律得出变阻器连入电路的电阻;接着保持滑动变阻器滑片的位置不变,把R换成10Ω电阻时,由串联电路的规律及欧姆定律求出此时电路的电流,由欧姆定律得出电压表示数;
根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
②换其它电阻,重复上述实验;
③由串联电路的规律及分压原理求出电阻两端控制的最小电压。
本题做“伏安法测电阻”的实验,考查故障分析、注意事项、串联电路的规律及欧姆定律的运用、数据处理,同时也探究了电流与电阻的关系,考查控制变量法和对实验的要求。
32.【答案】B1.4变大 2 右 3.5断开S1、闭合S2 25
【解析】解:(1)在测量小灯泡的电功率的实验中,需要用电压表测量出灯泡两端的电压,而图中电压表和灯泡被导线短路了,修改后如图所示:
(2)发现电压表示数为2V,则灯泡的电压小于额定电压,要测定小灯泡的额定功率,需要增大灯泡两端的电压,由欧姆定律可知应增大电路中的电流,减小电路中的电阻,即减小滑动变阻器接入电路的电阻,所以滑片应向B端移动;
灯泡正常发光时的电压为2.5V;图乙中电流表的量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,灯泡的额定电流I=0.56A;
则灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.56A=1.4W;
(3)由图丙可知,随灯泡电压U增大,通过灯泡的电流I也增大,但不成正比;说明灯泡电阻是变化的,这是因为随着灯泡电流的增大,灯泡的实际功率变大,灯丝温度升高,灯丝的电阻增大;
(4)若把这样的两只灯泡串联接在4V的电源上,因灯的电阻相等,根据分压原理,灯的电压相等,则每盏灯的实际电压为2V;
由图丙知,灯的实际电压为2V时通过灯的电流为0.5A,则此时两个小灯泡消耗的实际功率总和为:P′=U′I′=4V×0.5A=2W。
(5)①断开S1、闭合S2,将滑动变阻器滑片移至最右端,此时只有变阻器的最大阻值接入电路,电压表测电源电压,故U=6V;
②断开S2、闭合S1,移动变阻器的滑片,灯泡与变阻器的左侧部分串联,电压表测变阻器左侧部分两端电压,灯正常发光时两端电压为2.5V,所以此时使电压表的示数为;
此时电路中电流0.56A,
所以变阻器左侧部分电阻:;
③断开S1,闭合S2,保证滑动变阻器的滑片位置不动,此时变阻器以最大阻值连入电路中,电压表测变阻器左侧部分电压,即:,则,
由串联电路特点和欧姆定律有:,即:,解得:;
④则滑动变阻器的最大阻值为。
故答案为:
(1)如上图;(2)B;1.4;(3)变大;(4)2;(5)①右; ②3.5;③断开S1、闭合S2; ④25。
(1)根据电压表的连接方式分析;
(2)灯泡电压小于额定电压,应调节滑动变阻器使接入电路的阻值变小,增大灯泡两端的电压,使电压表示数达到灯泡额定电压2.5V;额定电压下灯泡正常发光,根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数,根据P=UI求出灯泡的额定功率;
(3)灯丝电阻的大小与温度有关;
(4)根据分压原理求出灯的电压,由图丙知知此时的电流大小,根据P=UI则此时两个小灯泡消耗的实际功率总和;
(5)断开S1、闭合S2,变阻器以最大值连入电路中,滑片在右端时,电压表测电源电压;
断开S2、闭合S1,灯泡与变阻器的左侧部分串联,灯泡正常发时电压等于其额定电压,由串联电路特点、欧姆定律以及电功率公式可计算出变阻器左侧部分电阻;
要测得变阻器的最大值,需要得到其右侧部分连入阻值,若知道其左右侧两部分电压则可得右侧电阻,由此分析开关的状态,进而得到其最大值。
本题考查了电压表量程的选择和连接、滑动变阻器的连接和应用、电流表的读数、电功率的计算等,涉及的知识点较多,综合性强,明白实验的原理是关键。
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