2020-2021学年江苏省镇江市句容市九年级(上)期末物理试卷
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2020-2021学年江苏省镇江市句容市九年级(上)期末物理试卷
1. 在国际单位制中,电流的基本单位是( )
A. V B. A C. Ω D. W
2. 下列杠杆中属于费力杠杆的是( )
A. 瓶盖起子 B. 托盘天平
C. 核桃夹 D. 钓鱼竿
3. 下列事例中能量转化情况与汽油机压缩冲程不同的是( )
A. 塞子飞出 B. 搓手取暖
C. 压缩气体 D. 钻木取火
4. 对于热量和内能,下列说法中正确的是( )
A. 温度为0℃的物体没有内能
B. 某物体温度降低,它的内能减少
C. 物体温度越高所含有的热量越多
D. 温度相等的1kg水和100kg水内能相等
5. 关于物理量的估测,以下说法中错误的是( )
A. 微波炉正常工作时,其功率大约为800W
B. 家中的电风扇正常工作时,其功率大约为50W
C. 手电筒的小灯泡正常工作时,灯丝中的电流大约为0.3A
D. 家中仅有电冰箱正常工作时,干路中的电流大约为5A
6. 材料、横截面积均相同的两根电阻丝(温度相同),a的长度小于b的长度,则( )
A. a的电阻小于b的电阻 B. a的电阻等于b的电阻
C. a的电阻大于b的电阻 D. 无法判断a与b电阻的大小
7. 两只灯泡L1和L2连接在同一电路中,以下哪种现象可以确认两灯一定是并联的( )
A. 通过两灯的电流不相等 B. 通过两灯的电流相等
C. 两灯两端的电压相等 D. 两灯亮度不同
8. 如图所示,用同样的器材进行实验,现要求仅根据温度计示数的变化(△t),比较不同物质的吸热本领(实验1)或者比较不同燃料的热值(实验2),则以下说法中正确的是( )
A. 这两个实验均需要控制被加热的物质的种类一样
B. 这两个实验均需要控制实验中用完全相同的燃料
C. 正确完成实验1后,若△t越小,则该物质的比热容越大
D. 在实验2中,加热相同时间后,若△t越大,则该燃料的热值一定越大
9. 某智能锁需通过“密码+指纹”两次识别成功才能开锁.第一次密码识别成功时仅有S1闭合,语音提示器发声;第二次指纹再识别成功时S2才闭合,开锁成功。若用电动机工作模拟开锁成功,则符合要求的模拟电路是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示电源电压恒定,R为定值电阻,闭合开关S,传感器M的电阻RM随光照强度增大而减小,导致电压表的示数增大而触发警报器(图中未画出)报警,则光照强度增大时( )
A. 电流表的示数变小 B. 电压表与电流表的示数乘积不变
C. R与RM的比值变大 D. 传感器RM两端电压变大
11. 图示电路中(R0阻值和滑动变阻器规格己知,表示电阻箱,电源电压恒定),能测出Rx的是( )
A. ①②④ B. ②③④ C. ①② D. ①④
12. 升降机检测设备工作原理如图所示。其中R2是压力敏感电阻,其阻值随压力增加而减小,R1是定值电阻,压力表由电压表改装而成。将S闭合后,以下说法中正确的是( )
A. 若压力表示数不变,则升降机一定保持静止
B. 若将检测物取走,则压力表指针指在0V的位置
C. 升降机匀速下降时,若检测物越重,则压力表示数越大
D. 升降机匀速上升时,若其速度越大,则压力表示数越大
13. (1)图1中电流表的示数为______ A。
(2)图2中电压表的示数为______ V。
(3)图3中电阻箱的读数为______ Ω。
14. 图中单缸四冲程汽油机正处在______ 冲程,该冲程将内能转化成______ 能,若该汽油机转速为3000r/min,则它每秒钟完成______ 个冲程。
15. 小灯泡上标有“6V 3W”,该小灯泡正常发光时通过灯丝的电流为______ A。现将其接入9V的电路中,为使小灯泡正常发光,应该______ 联一个______ Ω的电阻。
16. 用如图所示的滑轮组将重20N的货物匀速提升1m的过程中,所用拉力F=12.5N。若不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,则动滑轮重为______ N;提升货物做的有用功为______ J;滑轮组的机械效率为______ 。
17. 如图所示电路中,R0=10Ω,滑动变阻器规格“20Ω1A”。滑片P在最左端时,电流表示数为0.3A,则电源电压为______ V,若滑片P移至最右端,则电流表的示数为______ A,此时R0的电功率为______ W。
18. 某电炉工作3min,使图示电能表的转盘转过300r。则电水壶消耗的电能为______ kW⋅h,电功率为______ W,这些电能可供一只“220V 10W”的节能灯正常工作______ h。
19. 某电动汽车的电源由7000节电池组成,每节电池质量为50g,给该电源充电时,主要是将______ 能转化成______ 能。该电源的能量密度为0.26kW⋅h/kg,则该电源存储的电能为______ J,这些电能与完全燃烧______ kg汽油释放的能量相等。
20. 定值电阻R1标有“8Ω1A”,滑动变阻器R2标有“16Ω0.6A”。仅将它们串联起来使用时电源电压最高为______ V,此时R1每分钟消耗的电能为______ J。仅将它们并联起来使用时电路消耗的最大电功率为______ W。
21. 探究串联电路电压特点实验电路如图1所示,改变电阻箱R1接入电路的阻值,记录R1的阻值和对应的电压表示数U1、U2,并根据记录绘制出图2所示的1U2−R1图像,则电源电压为______ V,R2的阻值为______ Ω。在探究过程中绘制出的1U1−1R1图像应为图3中的______ 。
22. 将图实物电路补充完整,使两灯并联,且开关仅控制灯L1。
23. 图中杠杆OBA静止,请画出作用在A点的最小动力F的示意图及其力臂;
24. 图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。
25. 小明设计了如图1所示的实验装置探究“动能大小与哪些因素有关”,将小车从斜面上高h处由静止释放,运动至水平木板上后与木块相碰撞。通过在同一小车中增减砝码、改变小车释放高度等方式,得到了如图2所示的三个实验场景。
(1)本实验通过比较______ 来比较小车动能大小,下列实验中用到此方法的有______ 。
A.鼓面上的纸屑弹跳越高,说明鼓面振幅越大。
B.电阻一定时,探究电流与电压的关系。
(2)场景②、③可用来探究动能大小与______ 的关系,实验时小车中所放置砝码的质量m2______ 100 g。(选填“等于”或“不等于”)
(3)小明继续进行了实验,探究动能大小与另一个影响因素的关系。则场景①中小车高度h1,所放置砝码质量m1可为______ 。
A.10cm100gB.7cmm2C.10cmm2
26. 利用图1电路探究电流与电阻的关系。(部分器材的规格已标明)
(1)在探究电流与电阻的关系时,应保持图中电阻箱两端的______ 一定。
(2)闭合开关后进行实验,发现在调节滑动变阻器滑片的过程中,电流表的示数始终为零,电压表示数始终为3V,则电路故障可能为______ 。
A.滑动变阻器断路B.滑动变阻器被短路C.电阻箱断路D.电阻箱被短路
(3)电流表示数为I,电阻箱接入电路的阻值为R。在5Ω∼20Ω范围内,将电阻箱调至不同的阻值分别进行实验,根据实验数据绘制的I与R的倒数之间的关系图线如图2。
①本次实验中电阻箱两端的电压均控制在______ V。
②实验结论是:在电压一定时,______ 。
③本次实验中所使用的滑动变阻器规格可能为______ 。
A.“10Ω0.5A”B.“5Ω1A”C.“20Ω0.3A”
27. 小戴用图1所示的电路来测量小灯泡的电功率(部分器材的规格已标明)。
(1)图1中有一根导线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正。
(2)闭合开关前,滑片应置于滑动变阻器电阻线的最______ (选填“左”或“右”)端。
(3)实验完毕后,绘制出的电流与电压关系图线如图2所示,则小灯泡L的额定功率为______ W。在调节变阻器滑片的过程中,灯泡L消耗电功率的最小值是______ W。
(4)小袁设计了如图3所示的电路也完成了该实验。
(a)他的测量步骤如下:
①只闭合开关______ ,移动滑动变阻器R的滑片,使电压表的示数为。
②只闭合开关______ ,仅调节电阻箱,使电压表的示数仍为,此时电阻箱接入电路的阻值为R0。
③则小灯泡L额定功率的表达式______ 。(用、R0、R中的部分字母表示)
(b)若在第②步中,小袁无意中将滑动变阻器R的滑片P向左移动少许,则他测得小灯泡L的额定功率将偏______ 。
28. 如图1,轻质杠杆在水平位置平衡。现利用该杠杆提升货物(如图2),货物P重120N,在竖直向下大小为120N的拉力F作用下,该杠杆从图中水平位置缓慢匀速转至虚线位置,此过程中重物P上升的高度为0.8m,拉力F下降的高度为1m。求:
(1)提升货物做的有用功。
(2)拉力F做的额外功。
(3)该杠杆的机械效率η。
29. 某电动公交充满电后储存的电能E1=4×108J,此车配备了能量回收装置,在刹车过程中,可将动能减少量的三分之二回收为电能储存在电池中,此车在平直公路上的甲、乙两站间运营时,需经历以下三个阶段。
阶段一:由静止加速运动,直至速度达到36km/h,此时车的动能为E2=1.5×106J,该动能由电池消耗电能(E3)的75%转化而来。
阶段二:以36km/h的速度匀速行驶4min,智能监测装置显示阶段二的耗电量为E1的2%,此过程中电池消耗电能的60%用于维持公交车匀速行驶。
阶段三:在即将到站前开始刹车,最后停在站台。
(1)求公交车在加速行驶的过程中电池消耗的电能E3。
(2)求公交车在匀速行驶时所受到的阻力f。
(3)该车充满一次电后,若仅在甲乙两地间往返运营一次,则剩余的电能为多少。
30. 图1是药液自动添加模拟装置,可绕O点自由旋转的轻质杠杆A端通过轻绳挂着一装有药液的容器,B端固定一轻质三角支架,支架与固定不动的压力敏感电阻RF保持水平接触挤压,杠杆保持水平平衡。已知:电压U=8V,容器质量为0.5kg,AO长0.4m,BO长0.3m。当导线1中的电流I≥0.05A时,感应开关K闭合,药液泵启动向容器中添加药液,药液添加至导线1中的电流I≤0.04A时,感应开关K断开,药液泵停止工作。设RF阻值与支架所施加压力F的关系图线如图2所示,将S闭合,药液自动添加模拟装置开始工作。(g取10N/kg)
(1)若仅将桶中药液质量增加,则RF受到的压力变______ ,导线1中的电流变______ 。
(2)若电阻箱R调至50Ω,则药液泵工作时,桶中的药液质量最大可达多少kg。
(3)若要使药液泵刚启动时容器中的药液质量更大,可将电阻箱R的阻值调______ ,理由是:______ 。
(4)图3是压力敏感电阻RF消耗的最大电功率PF与电阻箱R的阻值关系图像,由图像可知:
①PF与R的关系:PF与R成______ 。
②当电阻箱R的阻值为200Ω且RF消耗的电功率最大时,桶中药液质量为多少kg。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:在国际单位制中,
A、伏特(V)是电压的基本单位.不符合题意;
B、安培(A)是电流的基本单位.符合题意;
C、欧姆(Ω)是电阻的基本单位.不符合题意;
D、瓦特(W)是功率的基本单位.不符合题意.
故选B.
根据对常见物理量及其单位的掌握作答.
此题考查的是我们对常见物理量及其单位的掌握情况,属于识记性知识的考查,难度较小,是一道基础题.
2.【答案】D
【解析】解:A、瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A错误;
B、托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省力也不费力,故B错误;
C、核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C错误;
D、钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D正确。
故选:D。
结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
3.【答案】A
【解析】解:
汽油机压缩冲程中,活塞压缩空气和汽油的混合物,使混合物的内能变大,把机械能转化为内能;
A、水蒸气将软木塞冲开,水蒸气对瓶塞做功,水蒸气的内能会减小,此过程中内能转化为机械能,故A符合题意;
B、搓手取暖时,克服摩擦做功,该过程中机械能转化为内能,使手的内能增加,故B不符合题意;
C、用力将活塞压下,活塞对空气做功,使筒内空气的内能增大、温度升高,此过程中机械能转化为内能,故C不符合题意;
D、钻木取火时,克服摩擦做功,将机械能转化为内能,使木头的内能增加、温度升高,故D不符合题意。
故选:A。
(1)汽油机的压缩冲程中,活塞压缩气体做功,将机械能转化为内能;
(2)做功可以改变物体的内能,对物体做功的过程中,机械能转化为内能,物体内能增加;物体对外做功,内能转化为机械能,物体内能减小。
此题考查了做功改变物体内能两种情况,需要注意的是:对物体做功,物体内能增加,物体对外做功,物体内能减小。
4.【答案】B
【解析】解:A、一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动,即一切物体都有内能,温度为0℃的物体也有内能,故A错误;
B、同一物体温度降低时,它的内部分子运动变缓慢,所以内能就减少,故B正确;
C、温度越高的物体,分子运动越剧烈,热量是热传递过程中传递的内能多少,不是含有的,故C错误;
D、影响内能大小的因素是质量、温度和状态,1kg水和100kg水的质量不同,所以内能不同,故D错误。
故选:B。
(1)内能是物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和,物体的温度越高,内能越大;一切物体都有内能;
(2)影响内能大小的因素是质量、温度和状态;
(3)根据描述热量的物理术语进行判断。
要特别注意:物体温度升高、内能一定增加,但是物体内能增加、温度不一定升高;物体吸热、温度不一定升高,物体温度升高、不一定吸热。
5.【答案】D
【解析】解:A、一般情况下,微波炉正常工作时的电功率约为800W,故A正确;
B、家中电风扇正常工作时,其功率大约为50W,故B正确;
C、手电筒的小灯泡正常工作时,灯丝中的电流大约为0.3A,故C正确;
D、电冰箱的功率约220W,家中仅有电冰箱正常工作时,干路中的电流在I=PU=220W220V=1A左右,故D错误。
故选:D。
首先要对选项中涉及家用电器的电功率有个初步的了解,再根据生活经验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。
物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一,这种能力的提高,对我们的生活同样具有很大的现实意义。
6.【答案】A
【解析】解:
要比较电阻大小需要用到控制变量法,在导体材料、横截面积、温度一定时,导体的电阻大小与长度有关,长度越长,电阻越大;
因为a的长度小于b的长度,所以a的电阻小于b的电阻,故A正确。
故选:A。
影响电阻大小的因素有:导体的材料、长度、温度和横截面积。
此题考查了影响电阻大小的因素,是一道基础题。
7.【答案】A
【解析】解:A、通过两灯的电流不相等,由欧姆定律I=UR可知,两灯的电压或电阻至少有一个量不相等,因此一定是并联,故A正确;
B、串联电路通过两灯的电流一定相等,并联电路当两个灯泡的规格相同时通过两灯的电流也相等,故B错误;
C、并联电路两灯两端的电压一定相等,串联电路当两个灯泡的规格相同时两灯两端的电压也相等,故C错误;
D、灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,两灯亮度不同,只能是实际功率不同,不能说明灯泡的串并联方式,故D错误。
故选:A。
(1)通过两灯的电流不相等一定是并联;
(2)通过两灯的电流相等可能是串联也可能是并联;
(3)两灯两端的电压相等,可能是并联也可能是串联;
(4)灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率。
本题考查了串联电路、并联电路中电流的规律和电压的规律、灯泡亮度的含义等,会灵活应用电流和电压的特点进行分析。
8.【答案】C
【解析】解:
A、比较不同物质的吸热本领时,需要改变物质的种类,比较不同燃料的热值时,需要加热相同种类的物体,故A错误;
B、比较不同物质的吸热本领时,需要用相同的燃料加热;比较不同燃料的热值时,需要改变燃料的种类,故B错误;
C、正确完成实验1后,在相同时间内吸收相同的热量,物质的质量相同,根据c=Qm△t可知,若△t越小,则该物质的比热容越大,故C正确;
D、比较不同燃料的热值时,需要两种不同的燃料全部燃烧后,根据温度变化判定热值的大小;加热相同时间后,燃料燃烧的的质量不一定相同,故D错误。
故选:C。
(1)比较两种液体的吸热能力,则需要燃烧相同的燃料(研究对象),加热相同的时间,比较质量和初温相同的液体升高的温度,由△t=Qcm比较温度的变化,温度升高越多,则吸热能力越小;
(2)为了比较热值大小,要用质量相同不同的燃料,加热质量相同的同种液体(研究对象),根据Q=cm△t,液体升温越高,则燃料放出的热量越多,根据q=Qm,这种燃料热值越大,据此分析。
本题探究不同物质吸热升温现和比较不同燃料燃烧时放出的热量的实验,考查两实验相同和不同之处,要注意区分。
9.【答案】B
【解析】解:
根据题意可知,闭合开关S1,整个电路断路;两个开关都闭合时,有电流通过电动机,这说明两个开关都闭合时,电动机才会工作;
A、由图可知,闭合开关S1,整个电路断路,语音提示器不工作,两个开关都闭合,语音提示器和电动机都工作,故A不符合要求;
B、由图可知,闭合开关S1,只有语音提示器接入电路,语音提示器工作,再闭合S2,电动机和语音提示器并联接入电路中,有电流通过电动机,电动机工作,故B符合要求;
C、由图可知,语音提示器和电动机并联接入电路中,S2控制语音提示器,S1控制电动机;闭合开关S1,只有电动机接入电路,语音提示器不工作,再闭合S2,语音提示器工作,故C不符合要求;
D、由图可知,闭合开关S1,只有电动机接入电路,电动机工作,再闭合S2,电动机和语音提示器并联接入电路中,有电流通过语音提示器,故D不符合要求。
故选:B。
闭合开关S1,语音提示器工作;再闭合S2,有电流通过电动机,这说明两个开关都闭合时,电动机才会工作,据此分析各个选项。
本题考查了电路图的设计,关键是明确串联和并联电路中开关的作用。
10.【答案】C
【解析】解:由电路图可知,定值电阻R与传感器M串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
光照强度增大时,RM阻值变小,根据串联电路电阻关系可知,总电阻变小,根据I=UR可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,故A错误;
R阻值不变,RM阻值变小,则R与RM的比值变大,故C正确;
根据U=IR可知,R两端的电压变大,即电压表示数变大,电流表示数变大,则电压表与电流表的示数乘积变大,故B错误;
根据串联电路的电压关系可知,R两端的电压变大,则传感器RM两端电压变小,故D错误。
故选:C。
由电路图可知,定值电阻R与传感器M串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;光照强度增大时,判定出RM阻值的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和电压表示数的变化,根据串联电路电压的规律判定传感器两端电压的变化,然后分析各个选项。
本题考查了电路的动态分析、欧姆定律的应用,难度不大,要掌握。
11.【答案】D
【解析】解:①由电路图可知,被测电阻和滑动变阻器串联,电压表测量电阻Rx两端电压,电流表测量通过电路的电流,根据R=UI可求出待测电阻Rx,故①能测出Rx阻值;
②若开关接1,对Rx短路,假设能测出通过R0的电流,但当接2时,电流从电流表负接线柱流入,无法测量Rx的电流,故②不能测出Rx阻值;
③无论开关断开或闭合,电流表只测出通过R0的电流,无法测量Rx的电流,故③不能测出Rx阻值;
④若开关接1,移动滑动变阻器的滑片,读出电流表的示数,然后保持滑动变阻器的滑片位置不变,让开关接2,调节变阻箱,使电流表的示数不变,得出变阻箱连入的示数,即为Rx阻值,故④能测出Rx阻值;
故选:D。
测量电阻的原理是:R=UI,根据测电阻的原理可知,要测量未知电阻的阻值,需要测量测未知电阻两端电压和通过的电流,根据各选项的电路逐个分析判断。
本题考查了测电阻阻值问题,分析电路图,判断能不能测出电阻Rx两端的电压及流过它的电流是解题的关键;分析开关闭合与断开时电路的连接情况,综合性较强,很容易出错。
12.【答案】C
【解析】解:由图可知,该电路为串联电路,电阻R1和R2电阻串联在电路中,电压表测量R1两端的电压;
A、若压力表示数不变,根据U=IR可知,电路中的电流不变,R2的阻值不变,受到的压力不变,当升降机保持静止或匀速直线运动时,货物受力平衡,压力等于货物的重力,重力不变,压力不变,故A错误;
B、若将检测物取走,R2的阻值变大,总电阻变大,电路中的电流减小,根据U=IR可知,R1两端的电压减小,由于电流不为0,则电压表示数不为0,故B错误;
C、检测物越重,则压力越大,R2的阻值的变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,根据U=IR可知,R1两端的电压变大,压力表示数变大,故C正确;
D、升降机匀速上升时,货物处于平衡状态,货物的压力与重力相等,压力不变,R2的阻值不变,电路中的电流不变,则压力表示数不变,故D错误。
故选:C。
由图可知,该电路为串联电路,电阻R1和R2电阻串联在电路中,电压表测量R1两端的电压;
(1)压力表示数不变,表明压力的大小不变,根据物体的运动状态分析;
(2)根据欧姆定律分析;
(3)检测物越重,则压力越大,判定出R2的阻值的变化,根据欧姆定律判定压力表示数的变化;
(4)根据速度变化判定压力大小的变化,从而判定出压力表示数的变化。
本题考查了电路的动态分析、物体的受力分析、欧姆定律的应用,难度不大,要掌握。
13.【答案】1.90.92058
【解析】解:(1)图1中电流表的量程是0∼3A,分度值为0.1A,其示数为1.9A;
(2)图2中电压表的量程是0∼3V,分度值为0.1V,其示数为0.9V;
(3)电阻箱的读数为:R=2×1000Ω+0×100Ω+5×10Ω+8×1Ω=2058Ω。
故答案为:(1)1.9;(2)0.9;(3)2058。
(1)(2)先判断出电表的量程,然后判断出分度值,根据指针的位置读出示数来即可。
(3)按照电阻箱的读数方法,用△所对的数字乘以下面的倍数,然后把他们相加,就得出电阻箱的示数。
本题考查了电流表、电压表和电阻箱的读数方法,都是电学中的基本仪器,其原理、使用和读数方法等要熟练掌握。
14.【答案】做功 机械 100
【解析】解:
(1)由图可知,汽油机两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,因此该冲程是做功冲程;做功冲程中,高温高压的燃气膨胀做功,推动活塞运动,将燃气的内能转化为活塞的机械能;
(2)汽油机完成1个工作循环,完成四个冲程,飞轮转2转,对外做功1次,3000r/min=50r/s,即每秒完成25个工作循环,完成100个冲程,对外做功25次。
故答案为:做功;机械;100。
(1)汽油机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程,根据进气门和排气门的开关情况和活塞的运动方向来判断冲程的类型;
(2)汽油机完成1个工作循环,四个冲程,飞轮转2转,对外做功1次。
解决此题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答,还考查了改变内能的两种方式以及比热容的特点。
15.【答案】0.5串 6
【解析】解:(1)由灯泡铭牌知,灯泡的额定电压,额定功率,
由P=UI可得灯泡正常工作时的电流:
;
(2)灯泡要正常发光,电路电流应为I=IL=0.5A,灯泡电压,已知电源电压U=9V>6V,则应串联一个电阻;
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得:
串联电阻电压,
则由I=UR得串联电阻的阻值:
R0=U0I=3V0.5A=6Ω。
故答案为:0.5;串;6。
(1)由灯泡的铭牌可以知道灯泡的额定电压及额定功率,由P=UI可以求出灯泡正常工作时的电流;
(2)根据串联电路的特点及欧姆定律可以求出串联电阻的阻值。
本题考查了电流、电阻的计算,由灯泡铭牌找出灯泡的额定电压与额定功率是正确解题的前提,灵活应用欧姆定律、功率公式的变形公式、串联电路的特点是正确解题的关键。
16.【答案】52080%
【解析】解:
(1)由图知绳子的有效段数n=2,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,由可得,动滑轮的重力:
;
(2)将重20N的货物匀速提升1m,则做的有用功:
;
(3)绳端移动的距离:
s=nh=2×1m=2m,
拉力做的总功:
,
滑轮组的机械效率:
。
故答案为:5;20;80%。
(1)由图可知绳子的有效段数n=2,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,由求出动滑轮的重力;
(2)根据求出提升货物做的有用功;
(3)根据s=nh可知绳端移动的距离,根据求出拉力做的总功,根据求出滑轮组的机械效率。
本题考查了做功公式、机械效率公式以及滑轮组绳子拉力公式的应用,明确滑轮组绳子的有效段数是关键。
17.【答案】30.10.1
【解析】解:(1)由图可知:滑片P在最左端时,电路为R0的基本电路,
由欧姆定律得:U=I0R0=0.3A×10Ω=3V;
(2)将滑动变阻器的滑片P移至最左端时,R0与R串联连入电路,电流表测量电路中的电流,
则总电阻,
电路中的电流,
R0的电功率P0=I2R0=(0.1A)2×10Ω=0.1W。
故答案为:3;0.1;0.1。
(1)由题知,滑片P在最左端时,电路为R0的基本电路,根据欧姆定律可求电源电压;
(2)将滑动变阻器的滑片P移至最左端时,R0与R串联连入电路,根据串联电路的特点和欧姆定律求出电路中的电流,然后利用P=I2R求R0的电功率。
本题考查了学生对欧姆定律、串联电路特点的掌握和运用,根据电路图弄清电路的连接方式是本题的关键。
18.【答案】0.1200010
【解析】解:
转过300r消耗的电能为:
W=300r3000r/(kW⋅h)=0.1kW⋅h;
电功率为:
P=Wt=0.1kW360h=2kW=2000W,
由P=Wt得,这些电能可供一只“220V 10W”的节能灯正常工作:
t=WP′=0.1kW⋅h10×10−3kW=10h。
故答案为:0.1;2000;10。
①已知电能表每消耗1kW⋅h的电能,转盘就转过3000r;可求转动150r消耗的电能;然后利用P=Wt求出电功率;
②已知消耗的电能和电功率,根据公式P=Wt求出工作时间。
本题考查消耗电能、电功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用;难点是对电能表各个参数物理意义的正确理解;解题过程中要注意单位的换算。
19.【答案】电 化学 3.276×108 7.28
【解析】解:(1)给汽车电池充电时,主要是将电能转化成化学能。
(2)电源的总质量:,
则该电源存储的电能为:W=0.26kW⋅h/kg×350kg=91kW⋅h=91×3.6×106J=3.276×108J;
由题意知,这些电能与完全燃烧汽油释放的能量相等,则W=Q=mq,
汽油的质量:。
故答案为:电;化学;3.276×108;7.28。
(1)电池充电时,消耗了电能,得到了化学能;
(2)求出电池的总质量,再根据能量密度可求出其存储的电能;再利用热值的变形公式可求出汽油的质量。
本题综合考查了电源的能量转化、电能的计算、热值公式的运用等,题目比较新颖,有一定综合性。
20.【答案】14.4172.812
【解析】解:(1)定值电阻和滑动变阻器R2串联时,因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路的最大电流,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I=UR可得,两端允许加的最大电压:
U=I(R1+R2)=0.6A×(8Ω+16Ω)=14.4V;
R1每分钟消耗的电能W1=I2R1t=(0.6A)2×8Ω×60s=172.8J;
(2)R1、R2两端允许所加的最大电压分别为:
U1=I1R1=1A×8Ω=8V,U2=I2R2=0.6A×16Ω=9.6V,
将两只电阻并联时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,两端的最大电压U′=8V,此时通过R1的电流I1=1A,
通过R2的最大电流I1′=0.5A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路中允许通过的最大电流:
I′=I1′+I2=1A+0.5A=1.5A,
电路的总功率:
P=U′I′=8V×1.5A=12W。
故答案为:14.4;172.8;12。
(1)已知两电阻允许通过的最大电流,根据串联电路的电流特点可知,两电阻串联时电路允许通过的最大电流为两个允许通过最大电流的较小值,然后根据电阻的串联和欧姆定律求出两端允许加的最高电压;利用W=I2Rt求出R1每分钟消耗的电能;
(2)根据欧姆定律求出两电阻两端允许所加的最大电压,根据并联电路的电压特点可知,两电阻并联时,并联电路两端允许加的最大电压为较小的一个,然后由欧姆定律求出通过两电阻的电流,再根据并联电路的电流特点求出干路的最大电流,利用P=UI求出电路的总功率。
本题考查电压、电流、功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是知道串联时允许通过的最大电流为两个额定电流里面最小的一个,两只电阻并联时,电压也选最小。
21.【答案】2.510①
【解析】解:由图1可知:两电阻串联在电路中,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R2两端的电压;
(1)由图2可知:当R1=0Ω时,1U2=0.4V−1,即:U2=2.5V,此时电路为R2的简单电路,其两端的电压即为电源电压,故电源电压为U=U2=2.5V;
(2)当时,1U2=2V−1,即U2=0.5V,
根据串联电路总电压等于各部分电压之和可知:
R1两端的电压:U1=U−U2=2.5V−0.5V=2V,
则电路中的电流:I=U1R1=2V40Ω=0.05A,
则R2的阻值R2=U2I=0.5V0.05A=10Ω;
(3)当两电阻串联时,根据串联电路的特点和欧姆定律可知,
通过电路的电流为:I=UR1+R2=2.5VR1+10Ω,
则R1两端的电压U1=IR1=2.5VR1+10Ω⋅R1,
所以,1U1=R1+10Ω2.5V×R1=R12.5V×R1+10Ω2.5V×R1=12.5V+10Ω2.5V×1R1,
整理得:1U1=4×1R1+25,
所以1U1是1R1的一次函数,故1U1−1R1的图像应为图3中的①。
故答案为:2.5V;10Ω;①。
由图可知:两电阻串联在电路中,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R2两端的电压;
(1)当R1=0Ω时,电路为R2的简单电路,由图2可知:当R1=0Ω时1U2的值,然后求出U2,即为电源电压;
(2)由图2读出R1=40Ω时1U2的值,然后求出U2,根据欧姆定律可计算电路电流,根据串联电路的特点和欧姆定律求出R2的阻值;
(3)根据欧姆定律表示出R1两端的电压U1,进一步找出1U1与1R1的函数关系,从图3中选出正确图像即可。
本题考查学生对欧姆定律和串联电路特点的灵活运用能力,根据欧姆定律表示出的1U1−1R1的函数关系是本题的难点。
22.【答案】解:两灯并联,将两灯并列接在电源两点间,且开关仅控制灯L1,开关只与L1串联,如下所示:
【解析】两灯并联,开关与控制的电路串联,据此连接实物图。
本题考查根据要求连接实物图,关键是明确并联的含义及开关的连接。
23.【答案】解:连接OA就是最长的动力臂L,根据杠杆平衡的条件,要使杠杆平衡动力方向向上,过A点作垂直OA的力即为最小的动力;如图所示:
【解析】根据杠杆平衡的条件,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长。
此题考查最小动力的确定;由杠杆的平衡条件,杠杆中最小作用力问题,可以转化为最大力臂问题,解题的关键是找出最长的力臂。
24.【答案】解:只有一个动滑轮,要求最省力,绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过上面的定滑轮,再绕过动滑轮,如图所示:
【解析】滑轮组绳子的绕法,有两种:一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,绕过下面的动滑轮,再绕过上面的定滑轮;二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过定滑轮,然后再绕过动滑轮。本题中,要求最省力,属于第二种。
省力多少和绳子的绕法,决定滑轮组的使用效果,动滑轮被几根绳子承担,拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一。
25.【答案】木块在同一水平面上被撞击移动的距离 A 质量 不等于 B
【解析】解:(1)根据转换法,本实验通过比较木块在同一水平面上被撞击移动的距离来比较小车动能大小:
A.鼓面上的纸屑弹跳越高,说明鼓面振幅越大,采用了转换法;
B.电阻一定时,探究电流与电压的关系,采用了控制变量法;
选A;
(2)场景②、③中,小车由静止下滑的高度相同,小车到达水平面时的速度相同,故可用来探究动能大小与质量的关系,故实验时小车中所放置砝码的质量m2不等于100g;
(3)小明继续进行了实验,探究动能大小与另一个影响因素的关系,即与速度的关系,要控制质量相同,只改变速度大小,则小车由静止下滑的高度应不同,故则场景①中小车高度h1可为7cm,所放置砝码质量可为m2(比较①③两次实验得出结论),选B。
故答案为:(1)木块在同一水平面上被撞击移动的距离;A;(2)质量;不等于;(3)B。
(1)根据转换法,通过比较木块在同一水平面上被撞击移动的距离来比较小车到达水平面时动能的大小;
逐一分析每个选项,找出符合题意的答案;
(2)(3)物体的动能大小与物体的质量和速度有关,研究动能与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。
本题探究“动能大小与哪些因素有关”,考查转换法、控制变量法和数据分析等知识。
26.【答案】电压 C 2 电流与电阻成反比 A
【解析】解:(1)在探究电流与电阻的关系时,由控制变量法,应保持图中电阻箱两端的电压一定;
(2)A.若滑动变阻器断路,整个电路断路,两表都没有示数,不符合题意;
B.若滑动变阻器被短路,电压表则电源电压,电流表测电路的电流,两表都有示数,不符合题意;
C.若电阻箱断路,电流表没有示数,电压表串联在电路中测电源电压,电压表示数始终为3V,符合题意;
D.若电阻箱被短路,电压表示数为0,不符合题意;
故选C;
(3)①由图2知,电流为0.4A时,1R=0.20Ω−1,由欧姆定律I=UR,电阻的电压:
U′=IR=I1R=0.4A0.20Ω−1=2V,
②如下所示,因图像为过原点的直线,
故得出电流与电阻的倒数成正比,即在电压一定时,电流与电阻成反比;
③由图2知电路的最小电流为0.1A,由串联电路电压的规律及欧姆定律I=UR得出此时变阻器连入电路的电阻为:
,考虑到电流因素,因0.3A<0.4A,故本次实验中所使用的滑动变阻器规格可能为A。
故答案为:(1)电压;(2)C;(3)①2;②电流与电阻成反比;③A。
(1)通过导体的电流与电阻大小和电压大小有关,研究电流与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
(2)逐一分析每个选项,找出符合题意的答案;
(3)①由图2可知电流为0.4A时1R的大小,由欧姆定律得出电阻的电压;
②根据图像为过原点的直线分析;
③由图2知电路的最小电流为0.1A,由串联电路电压的规律及欧姆定律得出此时变阻器连入电路的电阻,考虑到电流因素确定所用的变阻器的规格。
本题探究电流与电阻的关系,考查控制变量法、故障分析、控制变量法、数据分析和欧姆定律及串联电路的规律的运用。
27.【答案】右 13.50.75S、S2 S、S1 大
【解析】解:(1)分析实物图可知,此时变阻器与电流表串联后与灯并联,电压表串联在电路中,是错误的,
电流表应与灯串联,变阻器与灯串联,电压表与灯并联,将小灯泡右侧连线改接到电压表左侧,如下图所示:
(2)为了保护电路,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,即最右端;
(3)图2中,当小灯泡两端的电压为9V时,小灯泡的电流为1.5A,
则灯泡的额定功率:P=UI=9V×1.5A=13.5W;
由图1电路图可知,R与L串联,当滑动变阻器连入电路的电阻最大时,电流最小,灯泡L消耗电功率的最小,变阻器接入的最大阻值R=12Ω;
由串联电路的电压特点和欧姆定律可得,电源电压U=UL′+IR,
即:10V=UL′+I×12Ω,
结合图像可知,当电路中的电流为0.75A,此时灯泡两端电压为1V,满足上述等式。
则灯泡的最小功率:;
(4)实验步骤;
(a)①先闭合开关S、S2,调节滑动变阻器R的滑片,使电压表的示数为;
②只闭合开关S、S1,调节电阻箱,使电压表的示数仍为,读出电阻箱此时连入电路的阻值为R0;
③利用等效替代的方法,此时R0=RL;
;
(b)在第②步中,若乙同学无意中将滑动变阻器的滑片P向左移动少许,则变阻器连入电路中的电阻变小,
根据串联电路的分压原理:
可知,不变时,变小,则也相应变小,即他测得灯阻值将变小,根据PL=UL2RL,则他测得小灯泡的额定功率将偏大。
故答案为:(1)如上图;(2)右;(3)13.5;0.75;(4)(a)S、S2;S、S1;;(b)大。
(1)分析电路图连接错误之处,并改正;
(2)电路闭合前,滑动变阻器滑片应位于阻值最大处;
(3)根据图2得出小灯泡的额定电压和额定电流,根据P=UI求出灯泡的额定功率;
由电路图可知,R与L串联,当滑动变阻器连入电路的电阻最大时灯泡L消耗电功率的最小,根据图像读出R与L两端的总电压是10V时的电流和灯泡两端电压,根据P=UI求出灯泡的最小功率;
(4)根据P=U2R,在只有电压表情况下,测量出灯正常发光的电阻即可;
可只闭合小灯泡所在支路,通过调节滑动变阻器R1使灯泡两端电压为额定电压,灯正常光;
保持变阻器R1的滑片位置不动,只闭合R2所在支路,通过调节滑动变阻器R2使R2两端电压为小灯泡的额定电压,根据等效法,此时滑动变阻器R2使连入电路中的电阻大小等于灯正常发光时的电阻大小;
②在第2步中,若小袁同学无意中将滑动变阻器的滑片P向左移动少许,则变阻器连入电路中的电阻变小,
根据串联电路的分压原理确定他测得灯阻值将变小,根据PL=UL2RL分析他测得小灯泡的额定功率的变化。
本题测灯的额定功率,考查了实物电路图的连接和注意事项、额定功率的计算及利用等效替代法求电阻和设计实验方案的能力,综合性强,难度大。
28.【答案】解:(1)提升货物做的有用功;
(2)拉力F做的总功为:W=Fs=120N×1m=120J,
额外功;
(3)该杠杆的机械效率:。
答:(1)提升货物做的有用功为96J;
(2)拉力F做的额外功为24J;
(3)该杠杆的机械效率η为80%。
【解析】(1)用计算有用功;
(2)先用W=Fs计算总功,再用计算额外功;
(3)用计算机械效率。
本题考查有用功、额外功和机械效率的计算,有一定综合性。
29.【答案】解:(1)因为释放的电能75%转化为车的动能,
公交车在加速行驶的过程中电池消耗的电能:
E3=E275%=1.5×106J75%=2×106J;
(2)公交车匀速行驶时消耗的电能:W=E1×2%×60%=4×108J×2%×60%=4.8×106J,
运动速度为v=36km/h=10m/s,时间为t=4min=240s,
运动路程:s=vt=10m/s×240s=2400m,
公交车在匀速行驶时所受到的阻力f=F=Ws=4.8×106J2400m=2000N;
(3)阶段一消耗的电能为:E3=2×106J,
阶段二消耗的电能:E4=E1×2%=4×108J×2%=8×106J,
阶段三回收电能,
公交车匀速直线行驶时,动能不变,即动能为E2=1.5×106J;
因为公交车可将动能减少量的三分之二回收为电能储存起来,
所以回收的电能为:
E5=E2×23=1.5×106J×23=1×106J,
故往返运营一次,消耗的总电能为:
E′=2(E3+E4−E5)=2×(2×106J+8×106J−1×106J)=1.8×107J,
剩余的电能为:E′′=E1−E′=4×108J−1.8×107J=3.82×108J。
答:(1)求公交车在加速行驶的过程中电池消耗的电能E3为2×106J;
(2)求公交车在匀速行驶时所受到的阻力f为2000N;
(3)该车充满一次电后,若仅在甲乙两地间往返运营一次,则剩余的电能为3.82×108J。
【解析】(1)已知动能,根据动能由电池消耗电能(E3)的75%转化而来,进行计算即可;
(2)公交车匀速行驶时消耗的电能为W=E1×2%×60%,再用f=F=Ws计算阻力;
(3)从甲站到乙站消耗的电能为阶段一消耗电能与阶段二消耗电能之和,再减去阶段三回收的电能;用总电能减去往返一次消耗的电能,即为剩余电能。
本题考查了速度公式、功的公式以及公交车运行过程中能量的转化,关键是从题目描述中找出有用信息,有一定的难度
30.【答案】大 小 小 容器中的药液质量越大时,压敏电阻受到的压力越大,RF阻值越大,由导线1中的电流I≥0.05A时药液泵启动可知,应将电阻箱R的阻值调小 反比
【解析】解:(1)若仅将桶中药液质量增加,则桶对A的拉力变大,根据杠杆平衡条件可得:FA×AO=F×BO,
由于OA、OB是定值,则RF受到的压力变大;
由图像可知:RF受到的压力变大时,RF的阻值变大,由I=UR可知,电路中的电流变小,导线1中的电流变小;
(2)若电阻箱R调至50Ω,当导线1中的电流I=0.04A时,感应开关K恰好断开,药液泵停止工作,
此时电路的总电阻:,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,此时,
由图2可知,压敏电阻受到的压力F=100N,
由FA×AO=F×BO可得,杠杆A端受到的拉力FA=BOAOF=0.3m0.4m×100N=75N,
因杠杆A端的拉力等于容器和药液的总重力,即,
所以,由G=mg可得,容器和药液的总质量,
则桶中药液的质量,
即药液泵工作时,桶中的药液质量最大可达7kg。
(3)容器中的药液质量越大时,压敏电阻受到的压力越大,由图2可知,RF阻值越大,
由导线1中的电流I≥0.05A时药液泵启动可知,若要使药液泵刚启动时容器中的药液质量更大,应将电阻箱R的阻值调小;
(4)①由图3可知,PF×R=0.16W×100Ω=0.10W×160Ω=0.08W×200Ω=16W⋅Ω不变,则PF与R成反比;
②当电阻箱R的阻值为200Ω且RF消耗的电功率最大时,由图3可知,PF=0.08W,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=UI=I2R可得,电路中的电流I=PRR′=0.08W200Ω=0.02A,
此时电路的总电阻,
此时压敏电阻的阻值,
由图2可知,压敏电阻受到的压力F′=150N,
由FA×AO=F×BO可得,杠杆A端受到的拉力FA′=BOAOF′=0.3m0.4m×150N=112.5N,
容器和药液的总重力,
容器和药液的总质量,
则桶中药液的质量。
答:(1)大;小;
(2)若电阻箱R调至50Ω,则药液泵工作时,桶中的药液质量最大可达7kg;
(3)小;容器中的药液质量越大时,压敏电阻受到的压力越大,RF阻值越大,由导线1中的电流I≥0.05A时药液泵启动可知,应将电阻箱R的阻值调小;
(4)①反比;②当电阻箱R的阻值为200Ω且RF消耗的电功率最大时,桶中药液质量为10.75kg。
(1)若仅将桶中药液质量增加,则桶对A的拉力变大,根据杠杆平衡条件可知RF受到的压力变化,根据图2可知RF的阻值变化,然后根据欧姆定律判断电路中电流的变化;
(2)若电阻箱R调至50Ω,当导线1中的电流I=0.04A时感应开关K断开,药液泵停止工作时,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联特点求出此时RF的阻值,根据图2读出RF受到的压力,利用杠杆平衡条件求出杠杆A端受到的拉力,杠杆A端的拉力等于容器和药液的总重力,根据G=mg求出容器和药液的总质量,然后得出桶中药液的质量,即为药液泵工作时桶中的最大药液质量;
(3)容器中的药液质量越大时,压敏电阻受到的压力越大,RF阻值越大,根据导线1中的电流I≥0.05A时药液泵启动得出电阻箱R的阻值变化;
(4)①分析图3中PF和R乘积关系,然后得出PF与R的关系;
②当电阻箱R的阻值为200Ω且RF消耗的电功率最大时,根据图3读出PF的大小,根据串联电路的电流特点和P=UI=I2R求出电路中的电流,利用欧姆定律求出此时电路的总电阻,利用电阻的串联求出此时压敏电阻的阻值,根据图2得出压敏电阻受到的压力,根据杠杆的平衡条件得出杠杆A端受到的拉力,根据G=mg求出容器和药液的总质量,然后得出桶中药液的质量,即为药液泵工作时桶中的最大药液质量。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、杠杆平衡条件、重力公式的综合应用等,从题干和图中获取有用的信息是解题的关键。
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