广东省深圳市2021-2022学年九年级上学期期末模拟物理试卷一(word版 含答案)
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这是一份广东省深圳市2021-2022学年九年级上学期期末模拟物理试卷一(word版 含答案),共48页。试卷主要包含了下列现象中不属于扩散现象的是,关于热现象的说法,正确的是,下列过程中物理量发生改变的是等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年第一学期深圳市九年级物理期末模拟卷一
一.选择题(共30小题)
1.下列现象中不属于扩散现象的是( )
A.沙尘暴起,尘土满天
B.红、蓝墨水在水中混合
C.酒香不怕巷子深
D.金块和铅块紧压在一起,过几年后发现铅中有金,金中有铅
2.对于图中所示的四幅图,下列说法中正确的是( )
A.图甲中软木塞飞出时,管内水蒸气的内能增加
B.图乙中活塞向下运动是内燃机的做功冲程
C.图丙中小朋友下滑时,内能转化为机械能
D.图丁中两个压紧的铅块能吊起钩码,主要是因为分子间存在引力
3.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.物体吸收了热量,温度一定升高
B.温度高的物体含有热量多
C.温度相同的物体,内能不一定相同
D.物体内能增加,一定从外界吸收了热量
4.用两个相同的电加热器分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,两液体的温度随时间变化关系图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.乙液体的比热容大于甲液体的比热容
C.升高相同的温度,甲液体的加热时间比较长
D.加热相同的时间,甲液体升高的温度小于乙液体
5.如图甲所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置,用相同的装置先后加热质量、初温均相同的a、b两种液体,液体的温度随时间变化的图像如图乙所示,以下分析正确的是( )
A.液体a、b升高了相同温度表明两者吸收的热量相同
B.a、b两种液体的比热容之比为2:1
C.若从初温加热到沸腾的时间越短,则该液体的比热容越小
D.若选择冷却剂,b液体的冷却效果更好
6.关于热现象的说法,正确的是( )
A.汽油机的做功冲程是把机械能转化为内能
B.用砂轮磨刀,有火星迸出,这是属于做功改变物体的内能
C.物体温度越高,含有的热量越多
D.热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
7.随着人民生活水平的不断提高,小汽车已进入了千家万户,小汽车的发动机一般都是四冲程汽油机。以下是四冲程汽油机工作示意图,其中做功冲程是( )
A. B.
C. D.
8.下列过程中物理量发生改变的是( )
A.一杯牛奶喝掉一半后的密度
B.一根导线剪掉一半后的电阻
C.一桶汽油燃烧掉一半后的热值
D.一瓶水喝掉一半后的比热容
9.某四冲程汽油机的转速是1800r/min,那么1秒钟内该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是( )
A.15个,15次 B.60个,15次 C.60个,30次 D.30个,15次
10.如图所示,是“风光互补”景观照明灯,它“头顶”小风扇,“肩扛”电池板,“脚踩”蓄电池,“腰”挎照明灯,下列解释合理的是( )
A.小风扇是风力发电机,将电能转化为机械能
B.照明灯是将光能转化电能
C.光电池板是将光能转化为电能
D.蓄电池在夜晚放电时,将电能转化为化学能
11.关于原子及其结构,下列说法正确的是( )
A.原子是由分子构成的
B.不同物质的原子核束缚核外电子的本领相同
C.原子是由原子核和核外电子构成的
D.原子核带负电,核外电子带正电
12.如图所示,在金属棒中有电子从a向b定向移动,则金属棒中电流的方向为( )
A.因为不是正电荷定向移动,所以没有电流
B.电流方向为a→b
C.电流方向为b→a
D.无法判断电流方向
13.某同学设计了道路井盖移动报警电路,当井盖没有被移动,井盖开关S闭合,警示灯L不亮:当井盖被移动,井盖开关S断开,警示灯L发光,R0为保护电阻。图中符合设计要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
14.如图所示的电路中,用电流表测量电路的电流,以下说法中正确的是( )
A.电流表测的是L1的电流
B.电流表测的是L2的电流
C.电流表与电灯并联了
D.电流表测的是干路中的电流
15.在如图甲所示的电路中,闭合开关S后,两个灯泡都能发光,电流表A1A2的指针均在下图所示的位置,则下列说法中正确的是( )
A.电流表A2的示数2.4A
B.通过灯L1的电流为1.92A
C.通过灯L1的电流为0.48A
D.电流表A1的示数是0.48A
16.在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,这就是一个电池。试着用电压表测量这个自制电池的电压,如图所示,下列说法正确的是( )
A.锌片是电池的正极
B.该电池的电压是2.5V
C.这个电池工作时把电能转化为化学能
D.两个相同电池串联后可提供更高电压
17.如图所示的电路中,闭合开关,电压表V1的示数是6V,电压表V2的示数为8V,若电源电压为12V,则灯L2两端的电压为( )
A.2V B.4V C.6V D.8V
18.用如图所示的电路探究串联电路中电压规律时,下列说法正确的是( )
A.电压表不能直接并在电源两端
B.若要测量L2两端电压,需将电压表并联在B、C两点间,且B点与电压表的“﹣”接线柱相连
C.实验得到的结论为:串联电路电压处处相等
D.改变两个小灯泡的规格,重复实验,是为了寻找普遍规律
19.下列关于导体电阻的说法错误的是( )
A.长度长的导体,电阻不一定大
B.横截面积大的导体,电阻不一定小
C.导体的电阻由其两端的电压和通过的电流来决定
D.导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积等因素有关
20.“乐思”小组在学习使用滑动变阻器的实验中,连接了如图所示的电路。下列分析正确的是( )
A.若 M 接 C 点,N 接 D 点,滑动变阻器与灯泡并联
B.连接电路时,若 M 接 C 点,N 接 B 点,闭合开关前,滑片 P 应移动到最左端
C.若 M 接 C 点,N 接 B 点,闭合开关,滑片 P 向右移,电灯变暗
D.若 M 接 C 点,N 接 D 点,闭合开关,滑片 P 向右移,电灯变暗
21.小红同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,作出了如图所示的图象,下列说法中正确的是( )
A.甲、乙的电阻大小关系:R甲>R乙
B.导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
C.将甲、乙两导体并联接到电压为2V的电源上,干路中的电流为0.6A
D.根据图象可得出结论:同一导体两端的电压与通过它的电流成正比
22.如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关S,将滑片P向右移动的过程中(忽略灯丝电阻的变化),下列说法中正确的是( )
A.电流表A1示数变小,电压表V示数不变
B.电流表A示数变大,灯泡亮度变亮
C.电压表V示数与电流表A1示数的比值不变
D.电压表V示数与电流表A和A1示数之差的比值不变
23.“伏安法”测电阻R的部分电路如图所示,关于测得的电阻值大小和误差原因分析正确的是( )
A.R偏小,因为电流表测量值比通过电阻R的实际电流大一点
B.R偏大,因为电流表测量值比通过电阻R的实际电流小一点
C.R偏大,因为电压表测量值比电阻两端的实际电压大一点
D.R偏小,因为电压表测量值比电阻两端的实际电压小一点
24.如图所示,R1和R2均为定值电阻,闭合开关S,电流表指针明显偏转,电压表几乎无示数,如果只有R1或R2一处发生了故障,则下列判断正确的是( )
A.R1短路 B.R2短路 C.R1断路 D.R2断路
25.如图是小王家的电能表,下列说法正确的是( )
A.电能表的读数为56378kW•h
B.这个电能表正常工作的电压为380V
C.这个电能表要在20A的电流下才能正常工作
D.小王家用电器每消耗1度电,电能表指示灯闪烁1600次
26.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是( )
A.若两灯串联在220V的电路中,则乙灯较亮
B.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
C.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
D.两灯均正常发光时,若两灯丝一样长,则甲灯较细
27.某同学做“调节灯泡亮度”的实验,电路图如图所示,电源电压恒定为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器标有“20Ω 1A”,灯泡标有“3V 1.5W”字样(忽略灯丝电阻受温度的影响),为保证电路安全,小灯泡两端电压不超过额定电压,两电表的示数均不超过所选量程。则以下判断不正确的是( )
A.电路中的最小电流为0.25A
B.灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的阻值为3Ω
C.当电压表示数为3V时,电路消耗的总功率最大
D.当滑动变阻器连入电路的阻值为9Ω时,灯泡的功率为0.54W
28.如图所示,如果电阻R的数值和各电流表与电压表的示数都已知,哪一个图中的数据无法让我们计算出灯泡L的功率( )
A.
B.
C.
D.
29.一只电热水壶有两根电阻丝,其阻值R1>R2,现在把这只电热水壶接入照明电路中将一壶水加热至沸腾,则下列说法正确的是( )
A.只接入电阻丝R2,所用时间最短
B.将两根电阻丝串联后接入电路中时,所用时间最短
C.将两根电阻丝并联后接入电路中时,所用时间最短
D.两根电阻丝无论串联和并联,所用时间都相等
30.如图是“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路,以下说法正确的是( )
A.先闭合开关S1,再闭合开关S2,通过右容器中电阻丝的电流变小
B.先闭合开关S1,再闭合开关S2,电流表示数保持不变
C.闭合开关S1、S2,通过三根电阻丝的电流相同
D.闭合开关S1、S2一段时间后,右边U形管内的液面比左边U形管内的液面高
二.实验探究题(共3小题)
31.小红利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”改变电阻箱R的阻值依次为5Ω、10Ω、20Ω,多次实验得数据如表。
实验组别
1
2
3
电阻R(Ω)
5
10
20
电流I(A)
0.4
0.2
(1)开关闭合后电流表有示数而电压表无示数,电路故障可能是 。
A.电流表坏了
B.滑动变阻器短路
C.电阻处接触不良
D.电阻短路
(2)修正电路并完成第一组实验,断开开关,将电阻箱的阻值由5Ω调到10Ω。继续操作有以下四步:
①闭合开关;
②将滑动变阻器的滑片移到最左端;
③记录电流表示数;
④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。
从安全和规范角度考虑,正确的顺序是 。
(3)上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是 。本操作中滑动变阻器在实验中的作用是 。
(4)在做第三次实验时,电流指针如图乙所示,此时通过R的电流为 A。
(5)依据表中数据作出了如图图象,能最直观体现电流与电阻间关系的是 。
(6)要完成本次实验,电源最多只能将 节干电池串联。
32.小雷想知道小灯泡的亮暗程度与哪些因素有关。于是找来额定电流均小于0.6A,额定电压分别为2.5V的灯L1和3.8V的灯L2,先后接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图所示的电路进行探究。
(1)根据图甲所示电路图,请用笔画线代替导线,将图乙所示实物图连接完整。
(2)若小雷连接电路后闭合开关,灯L1几乎不发光,移动滑片P也不能改变灯的亮度,原因是他把滑动变阻器的 (选填“AB”或“CD”)接线柱接入了电路。
(3)小雷排除故障后,按图甲所示的电路继续进行实验:闭合开关,移动滑片P,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量,记录和计算结果如表:
次数
电压U/V
电流I/A
实际功率P/W
电阻R/Ω
1
1.6
0.20
0.32
8.00
2
2.0
0.22
0.44
9.09
3
2.5
0.24
0.60
10.42
小雷注意到灯L1的亮度变化是:第二次比第一次亮,第三次比第二次更亮。结合表中数据得出的结论是小灯泡越亮,它的实际功率越 。(选填“大”或“小”)
(4)用L2替换L1重复上面的实验时,需要改变 表的量程,结果发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似。
(5)有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”,这种说法错误的原因是其忽略了 的影响。
(6)在实验后把小灯泡换成一个定值电阻,还可探究 的关系。(选填“A”或“B”)
A.电流与电阻
B.电流与电压
(7)完成上述实验后,小聪向老师要了一个已知阻值为R的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的电路,也可以测量小灯泡的功率。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,将S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为U1;
②再将开关S2拨到触点1,保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U2;
③灯泡实际功率表达式为 。(用测得的物理量表示)
33.小明同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”,设计了如图实验。
液体
质量/g
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
煤油
150
20
10
50
水
150
20
10
35
(1)在装有相同质量煤油的烧瓶中分别接入阻值不同的电阻丝R1和R2(R1<R2)。该实验将R1和R2串联,目的是控制 和通电时间相同。
(2)实验中通过观察 的变化来比较导体所产生热量的多少;为了在较短的时间内达到明显升温的实验效果,小明选用煤油做实验,这是因为 。
(3)在通电一定时间后,乙瓶中的温度计示数升高的快,由此可得出实验结论是 。
(4)实验过程中小明移动滑片,当电流表的示数为0.4A时,若R1=10Ω,则1min内电流通过R1所产生的热量是 J。
(5)小明又利用该装置探究“水和煤油的吸热情况”,实验数据如上表。在两个烧瓶中分别接入带有绝缘漆的电阻丝,装入质量和初温都相同的水和煤油。装置中电阻丝的阻值应 (选填“相等”或“不相等”),实验中用 来反映水和煤油吸收热量的多少。按照上表中的数据,可计算出煤油的比热容为 J/(kg•℃)。
三.计算题(共2小题)
34.随着科技的发展,氢燃料新能源公交车慢慢在投放使用.氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,被认为是21世纪最理想的能源。[c水=4.2×103J/(kg•℃)、q氢=1.4×108J/kg]求:
(1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)若这些热量全部被质量为200kg,温度为15℃的水吸收,求水升高的温度;
(3)如果氢燃料公交车以140kW恒定功率匀速直线行驶,其效率为60%,则燃烧0.3kg的氢燃料可使公交车行驶多少时间?
35.如图甲所示是某电热器的电路原理图,电热器的相关参考数据如表所示:
额定电压
加热功率
保温功率
220V
1000W
44W
(1)求出电阻R1和R2的阻值;
(2)假设关闭家中的其他所有用电器,只让该热水器接入电路正常烧水5min,家中电能表(如图乙所示)的转盘转了多少r?
四.综合能力题(共2小题)
36.如图所示是我国自主设计生产的某品牌插电混动汽车。车中装配的电机既可以充当电动机驱动汽车,又可以充当发电机给蓄电池充电。汽车低速行驶(速度小于40km/h)时,发动机不工作,蓄电池通过电机驱动汽车;当汽车高速行驶时,发动机启动驱动汽车,同时通过电机给蓄电池充电;在汽车滑行、刹车制动及发动机输出的额外扭矩的机械能通过电机转化为电能存储。该汽车的相关性能参数如表,请回答:
整车质量/kg
1620
油箱容积/L
48
耗油量/L•100km﹣1
5.0
发动机最大功率/kW
81
发动机热机效率
40%
电机最大功率/kW
145
电机效率
95%
蓄电池容量/kW•h
18.32
纯电续航里程/km
120
(1)汽车低速行驶时,蓄电池是 (选填“电源”或“用电器”);
(2)汽车高速行驶时,电机的工作与下列哪一实验原理相同 ;
(3)蓄电池充满电后,若汽车以72km/h的速度匀速行驶100km,则汽车消耗的汽油质量为 kg,这些汽油在气缸内完全燃烧放出的热量为 J,汽车发动机输出的机械能约为 J,汽车发动机的实际输出功率约为 kW。(汽油的密度是0.7×103kg/m3,热值是4.6×107J/kg)
37.实验校的小组研究性学习小组的同学决定设计一个简易的身高测量仪,可用器材有电压恒定的电源、电压表、电阻丝、定值电阻、开关、导线(若干)等。他们的设想是:用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器:将电压表改装成身高显示仪。
(1)在老师的引导下,同学们设计出了如图所示电路,该设计的优点是﹣﹣所测身高越大,显示仪示数越大,刻度 (选填“均匀”或“不均匀”)。
(2)按如图的电路设计方案后,小组成员开始对器材的参数进行选择。他们采用了电压为9V的电源、一根长为60cm的均匀电阻线(0.5Ω/cm)、量程为0﹣3V的电压表。为了让测量仪测量身高的范围能达到最大,且测量精确度最高,选择的定值电阻R1的阻值应该为 Ω。
(3)利用选定的器材,小组同学连接好了测量电路。对身高为150cm的小曾进行测量时,电压表的示数为1.5V;对小郭进行测量时,电压表的示数为2V,则小郭的身高为 cm。
(4)电池使用段时间后,其电压会降低,为使该测量仪仍能准确测量,可以将该电路进一步改进,改进方案最佳的是 。
A.用一根导线替换电压表,再用一个电流表串联在电路中,将电流表改装为身高测量仪。
B.仅增大电源电压
C.将该电路中的R1更换为一个阻值合适的滑动变阻器
D.用一个阻值较小的电阻替换R1
2021-2022学年第一学期深圳市九年级物理期末模拟卷一
参考答案与试题解析
一.选择题(共30小题)
1.下列现象中不属于扩散现象的是( )
A.沙尘暴起,尘土满天
B.红、蓝墨水在水中混合
C.酒香不怕巷子深
D.金块和铅块紧压在一起,过几年后发现铅中有金,金中有铅
【解答】解:A、沙尘暴起,尘土满天是固体物质的运动,属于机械运动,不是分子运动,不属于扩散现象,故A正确;
B、红、蓝墨水在水中混合,属于扩散现象,故B错误;
C、酒香不怕巷子深,香气分子不停运动的结果,属于扩散现象,故C错误;
D、金块和铅块紧压在一起,金分子和铅分子之间会互相扩散,互相渗透,所以过几年后会发现铅中有金,金中有铅,属于扩散现象,故D错误。
故选:A。
2.对于图中所示的四幅图,下列说法中正确的是( )
A.图甲中软木塞飞出时,管内水蒸气的内能增加
B.图乙中活塞向下运动是内燃机的做功冲程
C.图丙中小朋友下滑时,内能转化为机械能
D.图丁中两个压紧的铅块能吊起钩码,主要是因为分子间存在引力
【解答】解:
A、甲图中软木塞飞出时,水蒸气的内能转化为软木塞的机械能,管内水蒸气的内能减少,故A错误;
B、乙图中迅速向下压活塞,由于压缩玻璃筒内的空气对其做功,使得空气的内能增加,温度升高;与内燃机的压缩冲程能量转化形式相同,故B错误;
C、小朋友下滑时,要克服摩擦做功,机械能转化为内能,故C错误;
D、丁图中两个压紧的铅块能吊起钩码,主要是因为分子间存在引力,故D正确;
故选:D。
3.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.物体吸收了热量,温度一定升高
B.温度高的物体含有热量多
C.温度相同的物体,内能不一定相同
D.物体内能增加,一定从外界吸收了热量
【解答】解:A、物体吸收热量,内能增加,但温度不一定变化,如:晶体熔化,内能增加,但温度不变,故A错误;
B、热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,故B错误;
C、物体的内能与质量、温度、状态等多个因素有关,不能只根据温度判定内能的大小,所以两物体温度相同,内能不一定相同,故C正确;
D、改变物体内能的两种方式:做功和热传递;物体内能增加,不一定从外界吸收了热量,故D错误。
故选:C。
4.用两个相同的电加热器分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,两液体的温度随时间变化关系图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.乙液体的比热容大于甲液体的比热容
C.升高相同的温度,甲液体的加热时间比较长
D.加热相同的时间,甲液体升高的温度小于乙液体
【解答】解:
AB、根据Q吸=cmΔt可知,在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下,谁的温度升高得多,它的比热容就小,由图可知在其它条件相同时,甲液体升高的温度较高,所以甲液体的比热容小于乙液体的比热容,故A错误、B正确;
C、由图象可以看出,升高相同的温度,乙的加热时间长,乙吸收的热量多,故C错误;
D、由图象可以看出,当加热时间相同时,即吸收的热量相同时,甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度,故D错误。
故选:B。
5.如图甲所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置,用相同的装置先后加热质量、初温均相同的a、b两种液体,液体的温度随时间变化的图像如图乙所示,以下分析正确的是( )
A.液体a、b升高了相同温度表明两者吸收的热量相同
B.a、b两种液体的比热容之比为2:1
C.若从初温加热到沸腾的时间越短,则该液体的比热容越小
D.若选择冷却剂,b液体的冷却效果更好
【解答】解:
A、用相同的装置先后加热质量、初温均相同的a、b两种液体,相同时间内液体吸收的热量相同,实验中根据加热时间表示吸收热量的多少,故A错误;
B、由图可知,质量相同的a和b升高相同的温度,a的加热时间为4min,b的加热时间为8min,b的加热时间是a的加热时间的2倍,则b吸收的热量是a吸收热量的2被,根据Q=cm△t可知,比热容的大小与吸收的热量成正比,则比热容之比为4min:8min=1:2,故B错误;
C、比热容是物质本身的一种属性,与加热到沸腾的时间的长度无关,故C错误;
D、根据Q=cm△t,质量相同的不同物质,升高相同的温度,比热容大的吸热多,液体冷却效果好;b的比热容大,b液体的冷却效果更好,故D正确。
故选:D。
6.关于热现象的说法,正确的是( )
A.汽油机的做功冲程是把机械能转化为内能
B.用砂轮磨刀,有火星迸出,这是属于做功改变物体的内能
C.物体温度越高,含有的热量越多
D.热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
【解答】解:
A、汽油机在做功冲程中将内能转化为机械能,故A错误;
B、用砂轮磨刀,摩擦力做功机械能转化为内能,这是属于做功改变物体的内能,故B正确;
C、热量是一个过程量,不能说含有多少热量,故C错误;
D、热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,发生热传递的条件是存在温度差,不是内能差,故D错误。
故选:B。
7.随着人民生活水平的不断提高,小汽车已进入了千家万户,小汽车的发动机一般都是四冲程汽油机。以下是四冲程汽油机工作示意图,其中做功冲程是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
A、图中进气门打开,排气门关闭的,活塞向下运动,是吸气冲程,故A不合题意;
B、图中进气门和排气门都是关闭的,活塞向上运动,是压缩冲程,故B不合题意;
C、图中进气门和排气门都是关闭的,火花塞点火,活塞向下运动,是做功冲程,故C符合题意;
D、图中进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程,故D不合题意。
故选:C。
8.下列过程中物理量发生改变的是( )
A.一杯牛奶喝掉一半后的密度
B.一根导线剪掉一半后的电阻
C.一桶汽油燃烧掉一半后的热值
D.一瓶水喝掉一半后的比热容
【解答】解:A、物体的密度随温度、压力的变化而改变,但不随物体自身的质量或体积的变化而变化,则剩下牛奶的密度不变,故A不符合题意;
B、导体的电阻与其长度、横截面、材料等有关,若一根导线剪掉一半,则剩下导线的电阻发生改变,故B符合题意;
C、热值是指单位质量(或体积)的燃料完全燃烧时所放出的热量,一桶汽油燃烧掉一半,剩下汽油的热值不变,故C不符合题意;
D、比热容是物质的一种特性,反映了物质吸热和放热能力的大小,与物质种类和状态有关,与质量无关,一瓶水喝掉一半后剩下水的比热容不变,故D不符合题意。
故选:B。
9.某四冲程汽油机的转速是1800r/min,那么1秒钟内该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是( )
A.15个,15次 B.60个,15次 C.60个,30次 D.30个,15次
【解答】解:汽油机完成1个工作循环,要经过四个冲程,曲轴和飞轮转动2转,对外做功1次;
单缸四冲程汽油机飞轮转速是1800r/min=30r/s,即每秒飞轮转动30r,
因为汽油机完成1个工作循环,要经过四个冲程,曲轴和飞轮转动2转,对外做功1次;
所以,1秒钟内该汽油机完成60个冲程,对外做功15次。
故选:B。
10.如图所示,是“风光互补”景观照明灯,它“头顶”小风扇,“肩扛”电池板,“脚踩”蓄电池,“腰”挎照明灯,下列解释合理的是( )
A.小风扇是风力发电机,将电能转化为机械能
B.照明灯是将光能转化电能
C.光电池板是将光能转化为电能
D.蓄电池在夜晚放电时,将电能转化为化学能
【解答】解:这种新能源的路灯,“肩扛”太阳能电池板也可以把太阳能转化为电能;“头顶”的小风扇可以把风能转化为电能,这样只要有风,这种路灯也可以发电,填补了一点阴天和晚上不能发电的空白,有利于路灯晚上照明使用;蓄电池在夜晚放电时,将化学能转化为电能;同时照明灯消耗电能而发光,即是将电能转化为光能,所以明确“风光互补”景观节能灯的各部分功能后,即可得知C选项正确。
故选:C。
11.关于原子及其结构,下列说法正确的是( )
A.原子是由分子构成的
B.不同物质的原子核束缚核外电子的本领相同
C.原子是由原子核和核外电子构成的
D.原子核带负电,核外电子带正电
【解答】解:
A、分子是由原子组成的,而不是原子是由分子构成的,故A错误;
B、不同物质的原子核束缚核外电子的本领不同,这也是摩擦起电的原因,故B错误;
C、原子是由原子核和核外电子构成的,故C正确;
D、原子核带正电,核外电子带负电,故D错误。
故选:C。
12.如图所示,在金属棒中有电子从a向b定向移动,则金属棒中电流的方向为( )
A.因为不是正电荷定向移动,所以没有电流
B.电流方向为a→b
C.电流方向为b→a
D.无法判断电流方向
【解答】解:物理学中规定,正电荷定向移动的方向为电流的方向;金属棒中的电子带负电荷,其定向移动的方向与电流的方向相反;已知电子从a向b定向移动,则电流的方向是从b向a,故只有C说法正确。
故选:C。
13.某同学设计了道路井盖移动报警电路,当井盖没有被移动,井盖开关S闭合,警示灯L不亮:当井盖被移动,井盖开关S断开,警示灯L发光,R0为保护电阻。图中符合设计要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由图知,
A、闭合开关,灯泡发光;断开开关,灯泡不发光,故A不符合题意;
B、闭合开关,灯泡被短路而不能发光;断开开关,灯泡和定值电阻串联,灯泡能够发光,故B符合题意;
C、闭合开关,灯泡发光;断开开关,灯泡不发光,故C不符合题意;
D、无论开关是否闭合,灯泡都能发光,故D不符合题意。
故选:B。
14.如图所示的电路中,用电流表测量电路的电流,以下说法中正确的是( )
A.电流表测的是L1的电流
B.电流表测的是L2的电流
C.电流表与电灯并联了
D.电流表测的是干路中的电流
【解答】解:据实物图可知,电流从电源正极出发,分两条路径,一条经过L1、S回到负极;另一条经过L2、电流表、S回到负极;所以此时电流表和L2串联,故测量的是L2的电流,故B正确,ACD错误。
故选:B。
15.在如图甲所示的电路中,闭合开关S后,两个灯泡都能发光,电流表A1A2的指针均在下图所示的位置,则下列说法中正确的是( )
A.电流表A2的示数2.4A
B.通过灯L1的电流为1.92A
C.通过灯L1的电流为0.48A
D.电流表A1的示数是0.48A
【解答】解:由图可知,两个灯泡并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过L2的电流。
因为并联电路的干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表A1的示数大于电流表A2的示数,
则:电流表A1接的是大量程0~3A,示数为2.4A,即I=2.4A,电流表A2选用小量程0~0.6A,示数为0.48A,即I2=0.48A;
所以通过灯L1的电流I1=I﹣I2=2.4A﹣0.48A=1.92A,故B正确,ACD错误。
故选:B。
16.在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,这就是一个电池。试着用电压表测量这个自制电池的电压,如图所示,下列说法正确的是( )
A.锌片是电池的正极
B.该电池的电压是2.5V
C.这个电池工作时把电能转化为化学能
D.两个相同电池串联后可提供更高电压
【解答】解:由图可知,电压表的选量程为0~3V,分度值是0.1V,电池的电压为0.5V;因为与电压表正接线柱相连的为电池的正极,所以铜片是电池的正极;盐水电池在工作时,化学能转化为电能,两个相同电池串联后,电源电压等于电池的电压之和,可提供更高电压;综上所述,故ABC错误,D正确。
故选:D。
17.如图所示的电路中,闭合开关,电压表V1的示数是6V,电压表V2的示数为8V,若电源电压为12V,则灯L2两端的电压为( )
A.2V B.4V C.6V D.8V
【解答】解:
由电路图可知,三灯泡串联,V2测L1、L2两端的电压,V1测L2、L3两端的电压,
已知电源电压为12V,由于串联电路的总电压等于各分电压之和,
则U1+U2=8V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U2+U3=6V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
U=U1+U2+U3=12V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③。
联立①②③解得U2=2V,即L2两端电压是2V。
故选:A。
18.用如图所示的电路探究串联电路中电压规律时,下列说法正确的是( )
A.电压表不能直接并在电源两端
B.若要测量L2两端电压,需将电压表并联在B、C两点间,且B点与电压表的“﹣”接线柱相连
C.实验得到的结论为:串联电路电压处处相等
D.改变两个小灯泡的规格,重复实验,是为了寻找普遍规律
【解答】解:A、电压表可以直接并联在电源两端,测量电源电压,故A错误;
B、若测量L2两端电压,需将电压表并联在B、C两点间,电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,所以电压表正接线柱接B点,故B错误;
C、本实验的结论为:在串联电路中,电源电压等于各部分电路两端电压之和,故C错误;
D、改变两个小灯泡的规格,重复实验,是为了寻找普遍规律,故D正确;
故选:D。
19.下列关于导体电阻的说法错误的是( )
A.长度长的导体,电阻不一定大
B.横截面积大的导体,电阻不一定小
C.导体的电阻由其两端的电压和通过的电流来决定
D.导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积等因素有关
【解答】解:
电阻是导体本身的一种性质,导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料以及温度有关,只知道其中的一个因素,则无法判定电阻的大小;电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小;导体的电阻与导体两端电压和电流无关;故C错误,ABD正确。
故选:C。
20.“乐思”小组在学习使用滑动变阻器的实验中,连接了如图所示的电路。下列分析正确的是( )
A.若 M 接 C 点,N 接 D 点,滑动变阻器与灯泡并联
B.连接电路时,若 M 接 C 点,N 接 B 点,闭合开关前,滑片 P 应移动到最左端
C.若 M 接 C 点,N 接 B 点,闭合开关,滑片 P 向右移,电灯变暗
D.若 M 接 C 点,N 接 D 点,闭合开关,滑片 P 向右移,电灯变暗
【解答】解:
A、若M接C点,N接D点,滑动变阻器接入电路的电阻为0,只有灯泡接入电路中,故A错误;
B、连接电路时,若M接C点,N接B点,闭合开关前,应使滑动变阻器接入电路的电阻最大,滑片P应移动到最左端,故B正确;
C、若M接C点,N接B点,滑片右移,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的电流变大,灯泡变亮,故C错误;
D、若M接C点,N接D点,滑动变阻器接入电路的电阻为0,移动滑片,电阻不变,电流不变,灯泡亮度不变,故D错误。
故选:B。
21.小红同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,作出了如图所示的图象,下列说法中正确的是( )
A.甲、乙的电阻大小关系:R甲>R乙
B.导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
C.将甲、乙两导体并联接到电压为2V的电源上,干路中的电流为0.6A
D.根据图象可得出结论:同一导体两端的电压与通过它的电流成正比
【解答】解:A、当甲乙两端电压都为2V时,I甲=0.4A,I乙=0.2A,I甲>I乙,根据I=知:R甲<R乙,故A错误;
B、电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,所以导体两端的电压为零时电阻的阻值不变,故B错误;
C、当甲、乙两导体并联后接到电压为2V的电源上时,U甲=U乙=2V,由图知I甲=0.4A,I乙=0.2A,干路电流:I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,故C正确;
D、根据数据和图象得出的结论是:同一导体,电阻一定,通过它的电流与两端的电压成正比,故D错误。
故选:C。
22.如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关S,将滑片P向右移动的过程中(忽略灯丝电阻的变化),下列说法中正确的是( )
A.电流表A1示数变小,电压表V示数不变
B.电流表A示数变大,灯泡亮度变亮
C.电压表V示数与电流表A1示数的比值不变
D.电压表V示数与电流表A和A1示数之差的比值不变
【解答】解:
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测电源的电压,电流表A测干路电流,电流表A1测滑动变阻器支路的电流;
AB、因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表V的示数不变;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过灯泡支路的电流不变,灯泡的亮度不变;
闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变小,由I=可知,通过滑动变阻器的电流变大,即电流表A1示数变大;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变大,即电流表A的示数变大,故AB错误;
C、根据R=可知,电压表V示数与电流表A1示数的比值为滑动变阻器接入电路的电阻,因变阻器接入电路的电阻变小,则该比值变小,故C错误;
D、根据并联电路的电流关系可知,电流表A和A1示数之差为通过灯泡的电流;根据R=可知,电压表V示数与电流表A和A1示数之差的比值为灯泡的电阻(忽略灯丝电阻的变化),则该比值保持不变,故D正确。
故选:D。
23.“伏安法”测电阻R的部分电路如图所示,关于测得的电阻值大小和误差原因分析正确的是( )
A.R偏小,因为电流表测量值比通过电阻R的实际电流大一点
B.R偏大,因为电流表测量值比通过电阻R的实际电流小一点
C.R偏大,因为电压表测量值比电阻两端的实际电压大一点
D.R偏小,因为电压表测量值比电阻两端的实际电压小一点
【解答】解:图中电压表与电阻并联,电压表测的电压是准确的;
通过电压表也有一定的电流,根据并联电路电流的规律,电流表示数大于通过灯的实际电流,根据欧姆定律,R=,故R偏小,只有A正确,BCD错误。
故选:A。
24.如图所示,R1和R2均为定值电阻,闭合开关S,电流表指针明显偏转,电压表几乎无示数,如果只有R1或R2一处发生了故障,则下列判断正确的是( )
A.R1短路 B.R2短路 C.R1断路 D.R2断路
【解答】解:由电路图知,闭合开关S,两电阻串联,电流表测电路中电流,电压表测R1两端电压。
闭合开关S,电流表指针明显偏转,说明电路为通路,即没有断路,故CD错误;
若R1短路,则电压表也被短路,电压表无示数,电路为R2的简单电路,有电流通过R2和电流表,则电流表有示数,符合题意,故A正确;
若R2短路,电路为R1的简单电路,有电流通过R1和电流表,R1两端电压等于电源电压,则电压表和电流表都有示数,不符合题意,故B错误;
故选:A。
25.如图是小王家的电能表,下列说法正确的是( )
A.电能表的读数为56378kW•h
B.这个电能表正常工作的电压为380V
C.这个电能表要在20A的电流下才能正常工作
D.小王家用电器每消耗1度电,电能表指示灯闪烁1600次
【解答】解:
A、电能表显示数字中最后一位是小数,单位为kW•h,则图中电能表示数为5637.8kW•h,故A错误;
B、表盘上“220V”表示电能表的正常工作电压为220V,故B错误;
C、20A表示该电能表正常工作时允许通过的最大电流,故C错误;
D、“1600imp/(kW•h)”表示用电器每消耗1kW•h(1度)的电能,电能表的指示灯闪烁1600次,故D正确。
故选:D。
26.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是( )
A.若两灯串联在220V的电路中,则乙灯较亮
B.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
C.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
D.两灯均正常发光时,若两灯丝一样长,则甲灯较细
【解答】解:A、由P=UI=可知,两灯泡的电阻分别为:R甲===1936Ω,R乙===484Ω,
因串联电路各处电流相等,所以由P=UI=I2R可知,两灯串联在110V的电路中,甲灯泡的实际功率大于乙灯泡的实际功率,因此甲灯泡亮,故A错误;
B、由乙灯铭牌上的字样可知,当乙灯接入220V电路中正常工作,其额定功率为100W;
由P=可知,在电阻不变的情况下,功率与电压的平方成正比,当电压变为110V,即为额定电压的,则实际功率就是额定功率的,所以此时的实际功率为:P乙实===25W,故B错误;
C、两灯均正常发光时,因工作时间未知,由W=Pt可知,无法判断两灯消耗的电能,故C错误;
D、因灯丝的电阻与材料、长度以及横截面积有关,而材料和长度相同,且电阻的横截面积越小,电阻越大,因此甲灯丝的电阻细,故D正确。
故选:D。
27.某同学做“调节灯泡亮度”的实验,电路图如图所示,电源电压恒定为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器标有“20Ω 1A”,灯泡标有“3V 1.5W”字样(忽略灯丝电阻受温度的影响),为保证电路安全,小灯泡两端电压不超过额定电压,两电表的示数均不超过所选量程。则以下判断不正确的是( )
A.电路中的最小电流为0.25A
B.灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的阻值为3Ω
C.当电压表示数为3V时,电路消耗的总功率最大
D.当滑动变阻器连入电路的阻值为9Ω时,灯泡的功率为0.54W
【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
AC、由P=可得,灯泡的阻值:RL===6Ω,
当电压表示数为3V时,由串联电路的分压特点可知,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路的总电阻最大;
电路的最小电流:Imin===0.25A,故A正确;
由于电源电压不变,所以由P=UI可知,此时电路消耗的功率最小,故C错误;
B、由P=UI可知,灯泡正常发光时,电路电流:IL===0.5A,
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,因此此时滑动变阻器两端电压:U滑=4.5V﹣3V=1.5V,
则滑动变阻器连入电路的阻值:R滑===3Ω,故B正确;
D、当滑动变阻器连入电路的阻值为9Ω时,电路中的电流:I′===0.3A,
灯泡的功率:PL′=(I′)2RL=(0.3A)2×6Ω=0.54W,故D正确。
故选:C。
28.如图所示,如果电阻R的数值和各电流表与电压表的示数都已知,哪一个图中的数据无法让我们计算出灯泡L的功率( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:A、图中定值电阻和小灯泡串联,电压表测量的是小灯泡两端的电压,示数计为UL,通过小灯泡的电流为I,则小灯泡电功率的表达式是P=ULI;
B、图中定值电阻和小灯泡并联,电流表测量各个支路上的电流,分别为IR和IL,则电源电压为U=IR•R,根据欧姆定律和并联电路电流的特点,则小灯泡电功率的表达式是P=(IR•R)IL;
C、图中定值电阻和小灯泡串联,两个电压表分别测量小灯泡和电阻两端电压,由于电阻R和电压表的示数都已知,所以根据欧姆可知流经电阻R的电流I=,因为图中定值电阻和小灯泡串联,所以可知流经灯泡的电流也等于I,另一个电压表测出来灯泡两端的电压UL,所以小灯泡电功率为P=ULI=。
D、图中定值电阻和小灯泡并联,电压表测量的是小灯泡两端的电压或电源电压,示数计为UL.电流表测的是流经电阻的电流,而不是流经灯泡的电流,所以无法求得小灯泡电功率。
故选:D。
29.一只电热水壶有两根电阻丝,其阻值R1>R2,现在把这只电热水壶接入照明电路中将一壶水加热至沸腾,则下列说法正确的是( )
A.只接入电阻丝R2,所用时间最短
B.将两根电阻丝串联后接入电路中时,所用时间最短
C.将两根电阻丝并联后接入电路中时,所用时间最短
D.两根电阻丝无论串联和并联,所用时间都相等
【解答】解:电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关;分析各连接方式可知:两电阻串联时电路电阻最大,并联时电阻最小;电源电压不变,由Q=W=t可知,放出相同的热量时,两电阻并联时所用时间最短,两电阻串联时所用时间最长,故C正确。
故选:C。
30.如图是“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路,以下说法正确的是( )
A.先闭合开关S1,再闭合开关S2,通过右容器中电阻丝的电流变小
B.先闭合开关S1,再闭合开关S2,电流表示数保持不变
C.闭合开关S1、S2,通过三根电阻丝的电流相同
D.闭合开关S1、S2一段时间后,右边U形管内的液面比左边U形管内的液面高
【解答】解:A、先闭合开关S1,电路为左边电阻和右下电阻串联,由于两电阻相等,故两电阻等值分压,当再闭合开关S2,右边两个电阻并联然后与左边电阻串联,此时右边电阻分压较小,由欧姆定律可知,通过右容器中电阻丝的电流变小,故A正确;
B、先闭合开关S1,电流左边电阻和右下电阻串联,当再闭合开关S2,右边两个电阻并联然后与左边电阻串联,此时电路中总电阻减小,由欧姆定律可知,电流表示数应变大,故B错误;
C、闭合开关S1、S2,由图可知,右边两个电阻并联然后与左边电阻串联,由于三个电阻相同,根据串、并联电路电流特征可得通过右侧两电阻的电流相等,小于通过左侧电阻的电流,故通过三根电阻丝的电流不相同,故C错误;
D、由C可知,闭合开关S1、S2,通过右容器中电阻丝的电流小于通过左侧容器中电阻的电流,由Q=I2Rt可得,电流通过左边电阻产生热量的多,则应该是左边U形管内的液面比右边U形管内的液面高。故D错误。
故选:A。
二.实验探究题(共3小题)
31.小红利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”改变电阻箱R的阻值依次为5Ω、10Ω、20Ω,多次实验得数据如表。
实验组别
1
2
3
电阻R(Ω)
5
10
20
电流I(A)
0.4
0.2
(1)开关闭合后电流表有示数而电压表无示数,电路故障可能是 D 。
A.电流表坏了
B.滑动变阻器短路
C.电阻处接触不良
D.电阻短路
(2)修正电路并完成第一组实验,断开开关,将电阻箱的阻值由5Ω调到10Ω。继续操作有以下四步:
①闭合开关;
②将滑动变阻器的滑片移到最左端;
③记录电流表示数;
④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。
从安全和规范角度考虑,正确的顺序是 ②①④③ 。
(3)上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是 电压表示数为2V 。本操作中滑动变阻器在实验中的作用是 保持电阻两端的电压不变 。
(4)在做第三次实验时,电流指针如图乙所示,此时通过R的电流为 0.1 A。
(5)依据表中数据作出了如图图象,能最直观体现电流与电阻间关系的是 A 。
(6)要完成本次实验,电源最多只能将 4 节干电池串联。
【解答】解:(1)闭合开关,电流表有示数,说明电路为通路,而电压表无示数,电路故障可能是电阻短路,故D正确;
(2)改接10欧的电阻。继续操作的步骤:将滑动变阻器的滑片移到最左端;闭合开关;将滑动变阻器的滑片移到适当位置,记录电流表示数;从安全和规范角度考虑,正确的顺序是 ②①④③;
(3)研究“电流与电阻的关系“,要控制电阻的电压不变,由表中数据知,这个电压为:
U=IR=0.4A×5Ω=2V,上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是:电压表示数为2V;
本操作中滑动变阻器的作用是保持电阻两端的电压不变;
(4)电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时电路中的电流为0.1A;
(5)由表中数据知,电阻为原来的几倍,通过的电流为原来的几分之一倍,即电压不变时,电流与电阻成反比,A正确,D错误;
电流与电阻成反比,即电流与电阻的倒数成正比,B正确,C错误,但A能最直观体现电流与电阻间关系,故选A;
(6)要控制电阻的电压为2V不变,当电阻箱阻值为20Ω时,对应的变阻器的最大电阻不超过50Ω,由串联分压原理可知,变阻器的电压不超过×2V=5V,根据串联电路电压的规律,要完成本次实验,电源最多为:2V+5V=7V,因1节干电池为1.5V,故电源最多只能将4节干电池串联。
故答案为:(1)D;(2)②①④③;(3)电压表示数为2V;保持电阻两端的电压不变;(4)0.1;(5)A;(6)4。
32.小雷想知道小灯泡的亮暗程度与哪些因素有关。于是找来额定电流均小于0.6A,额定电压分别为2.5V的灯L1和3.8V的灯L2,先后接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图所示的电路进行探究。
(1)根据图甲所示电路图,请用笔画线代替导线,将图乙所示实物图连接完整。
(2)若小雷连接电路后闭合开关,灯L1几乎不发光,移动滑片P也不能改变灯的亮度,原因是他把滑动变阻器的 AB (选填“AB”或“CD”)接线柱接入了电路。
(3)小雷排除故障后,按图甲所示的电路继续进行实验:闭合开关,移动滑片P,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量,记录和计算结果如表:
次数
电压U/V
电流I/A
实际功率P/W
电阻R/Ω
1
1.6
0.20
0.32
8.00
2
2.0
0.22
0.44
9.09
3
2.5
0.24
0.60
10.42
小雷注意到灯L1的亮度变化是:第二次比第一次亮,第三次比第二次更亮。结合表中数据得出的结论是小灯泡越亮,它的实际功率越 大 。(选填“大”或“小”)
(4)用L2替换L1重复上面的实验时,需要改变 电压 表的量程,结果发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似。
(5)有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”,这种说法错误的原因是其忽略了 灯丝的电阻随温度升高而增大 的影响。
(6)在实验后把小灯泡换成一个定值电阻,还可探究 B 的关系。(选填“A”或“B”)
A.电流与电阻
B.电流与电压
(7)完成上述实验后,小聪向老师要了一个已知阻值为R的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的电路,也可以测量小灯泡的功率。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,将S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为U1;
②再将开关S2拨到触点1,保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U2;
③灯泡实际功率表达式为 P=U1× 。(用测得的物理量表示)
【解答】解:(1)电压表的负接线柱与灯泡的左接线柱相连,滑动变阻器的任意上方接线柱与电流表0.6的接线柱相连,如下图所示:
(2)闭合开关,灯L1几乎不发光,说明电路电流太小,根据I=知电路电阻太大,并且移动滑动变阻器滑片,灯泡亮度不改变,滑动变阻器都接下面A、B两个接线柱;
(3)从实验1→实验2→实验3,灯泡越来越亮,灯泡实际功率越大;
(4)用L2替换L1重复上面的实验时,L2的额定电压是3.8V,需要改变电压表的量程;
(5)灯丝电阻受温度影响较大,灯泡在不同电压下,温度不同,灯丝中电阻不同,计算平均值代表灯丝电阻无意义,该同学忽略了温度对电阻的影响;
(6)把小灯泡换成定值电阻后,电阻阻值R,已知,由电压表可测出电阻两端的电压U,电流表可测流过电阻的电流,因此利用该电路可完成“探究电流与电压的关系”关系实验,故选B;
(7)①闭合开关S1,将S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为U1,此时电压表测量小灯泡两端的电压,
②再将开关S2拨到触点1,保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U2,此时电压表测量小灯泡L和定值电阻的总电压,因此时各电阻的大小和电压不变,根据串联电路电压的规律,定值电阻的电压:U0=U2﹣U1,
由欧姆定律,定值电阻的电流:
IR==,
根据串联电路电流的规律,通过灯的电流为:
IL=IR=,
灯泡功率的表达式为:
P=U1×。
故答案为:(1)见上图;(2)AB;(3)大;(4)电压;(5)灯丝的电阻随温度升高而增大;(6)B;(7)P=U1×。
33.小明同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”,设计了如图实验。
液体
质量/g
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
煤油
150
20
10
50
水
150
20
10
35
(1)在装有相同质量煤油的烧瓶中分别接入阻值不同的电阻丝R1和R2(R1<R2)。该实验将R1和R2串联,目的是控制 电流 和通电时间相同。
(2)实验中通过观察 温度计示数 的变化来比较导体所产生热量的多少;为了在较短的时间内达到明显升温的实验效果,小明选用煤油做实验,这是因为 煤油的比热容小 。
(3)在通电一定时间后,乙瓶中的温度计示数升高的快,由此可得出实验结论是 在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多 。
(4)实验过程中小明移动滑片,当电流表的示数为0.4A时,若R1=10Ω,则1min内电流通过R1所产生的热量是 96 J。
(5)小明又利用该装置探究“水和煤油的吸热情况”,实验数据如上表。在两个烧瓶中分别接入带有绝缘漆的电阻丝,装入质量和初温都相同的水和煤油。装置中电阻丝的阻值应 相等 (选填“相等”或“不相等”),实验中用 加热时间的长短 来反映水和煤油吸收热量的多少。按照上表中的数据,可计算出煤油的比热容为 2.1×103 J/(kg•℃)。
【解答】解:(1)该实验将R1和R2串联,串联电路各处电流相等,所以目的是控制电流和通电时间相同。
(2)电流产生热量的多少不能直接观察,而是通过温度计的示数的变化反映电流产生热量的多少;为了在较短的时间内达到明显升温的实验效果,应该选择比热容较小的液体;
(3)在通电一定时间后,乙瓶中的温度计示数升高的快,则乙烧瓶内产生的热量多,两个烧瓶内的电阻丝串联在同一电路中,通过两电阻的电流相等,R1<R2,由此可得出实验结论是在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多;
(4)1min内电流通过R1所产生的热量:Q=I2R1t=(0.4A)2×10Ω×60s=96J;
(5)图中两电阻丝串联,通过的电流相同和通电时间相同,根据Q=I2Rt可知,要产生的热量相同,则实验中选用的两根电阻丝的阻值应相等;
探究两种液体的吸热能力时,需要控制热源相同,即相同时间内热源产生的热量相同,根据转换法,实验中是用加热时间间接反映液体吸收热量的多少;
根据表格中的数据可知,相同质量的水和煤油加热相同时间,吸收相同热量,水升高的温度是35℃﹣20℃=15℃,煤油升高的温度是50℃﹣20℃=30℃;根据c=可知,水和煤油的比热容之比等于升高温度之比的倒数,即c煤油=×4.2×103J/(kg•℃)=2.1×103J/(kg•℃)。
故答案为:(1)电流;(2)温度计示数;煤油的比热容小;(3)在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多;(4)96;(5)相等;加热时间的长短;2.1×103。
三.计算题(共2小题)
34.随着科技的发展,氢燃料新能源公交车慢慢在投放使用.氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,被认为是21世纪最理想的能源。[c水=4.2×103J/(kg•℃)、q氢=1.4×108J/kg]求:
(1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)若这些热量全部被质量为200kg,温度为15℃的水吸收,求水升高的温度;
(3)如果氢燃料公交车以140kW恒定功率匀速直线行驶,其效率为60%,则燃烧0.3kg的氢燃料可使公交车行驶多少时间?
【解答】解:(1)0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量:
Q=mq氢=0.3kg×1.4×108J/kg=4.2×107J;
(2)水吸收的热量:Q吸=Q放=4.2×107J,
由Q吸=cm△t得水升高温度:
△t===50℃;
(3)由题知公交车所做的功:
W=ηQ放=60%×4.2×107J=2.52×107J,
由P=得公交车行驶时间:
t===180s。
答:(1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出4.2×107J热量;
(2)若这些热量全部被质量为200kg,温度为15℃的水吸收,则水升高50℃;
(3)这些热量能让该公交车匀速行驶180s。
35.如图甲所示是某电热器的电路原理图,电热器的相关参考数据如表所示:
额定电压
加热功率
保温功率
220V
1000W
44W
(1)求出电阻R1和R2的阻值;
(2)假设关闭家中的其他所有用电器,只让该热水器接入电路正常烧水5min,家中电能表(如图乙所示)的转盘转了多少r?
【解答】解:(1)从图甲可知,开关S1、S2都闭合时,电路为R1的简单电路,总电阻较小,根据P=可知总功率较大,电热器处于加热状态,此时电功率为1000W,根据P=可知R1的阻值R1===48.4Ω;
只闭合开关S1时,两电阻串联,总电阻较大,根据P=可知总功率较小,电热器处于保温状态,此时电功率为44W,根据P=可知总电阻R===1100Ω,
根据电阻串联的特点可知R2的阻值R2=R﹣R1=1100Ω﹣48.4Ω=1051.6Ω;
(2)假设关闭家中的其他所有用电器,只让该热水器接入电路正常烧水5min,
消耗的电能W=P加热t=1000×10﹣3kW×h=kW,
从图乙可知,用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转动1200r,
则此过程中家中电能表的转盘转的转数n=h=×1200r=100r。
答:(1)电阻R1和R2的阻值分别为48.4Ω、1051.6Ω;
(2)家中电能表的转盘转了100r。
四.综合能力题(共2小题)
36.如图所示是我国自主设计生产的某品牌插电混动汽车。车中装配的电机既可以充当电动机驱动汽车,又可以充当发电机给蓄电池充电。汽车低速行驶(速度小于40km/h)时,发动机不工作,蓄电池通过电机驱动汽车;当汽车高速行驶时,发动机启动驱动汽车,同时通过电机给蓄电池充电;在汽车滑行、刹车制动及发动机输出的额外扭矩的机械能通过电机转化为电能存储。该汽车的相关性能参数如表,请回答:
整车质量/kg
1620
油箱容积/L
48
耗油量/L•100km﹣1
5.0
发动机最大功率/kW
81
发动机热机效率
40%
电机最大功率/kW
145
电机效率
95%
蓄电池容量/kW•h
18.32
纯电续航里程/km
120
(1)汽车低速行驶时,蓄电池是 电源 (选填“电源”或“用电器”);
(2)汽车高速行驶时,电机的工作与下列哪一实验原理相同 A ;
(3)蓄电池充满电后,若汽车以72km/h的速度匀速行驶100km,则汽车消耗的汽油质量为 3.5 kg,这些汽油在气缸内完全燃烧放出的热量为 1.61×108 J,汽车发动机输出的机械能约为 6.44×107 J,汽车发动机的实际输出功率约为 12.88 kW。(汽油的密度是0.7×103kg/m3,热值是4.6×107J/kg)
【解答】解:(1)阅读材料知:汽车低速行驶(速度小于40km/h)时,发动机不工作,蓄电池通过电机驱动汽车,电能转化为汽车的机械能,故蓄电池是电源;
(2)汽车高速行驶时,电机充当发电机,它利用的工作原理是电磁感应现象,故选A;
(3)由表中数据可知汽车匀速行驶100km消耗的汽油体积为:V=5.0L=5.0×10﹣3m3,
汽车消耗的汽油质量为:
m=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×5.0×10﹣3m3=3.5kg;
这些汽油完全燃烧放出的热量为:
Q放=qm=4.6×107J/kg×3.5kg=1.61×108J;
由表中数据可知发动机热机效率为40%,由η=×100%得,汽车发动机输出的机械能为:
W有用=η热机Q放=40%×1.61×108J=6.44×107J;
由v=得,汽车速度行驶的时间为:
t===h=5000s,
汽车发动机的实际输出功率为:
P===1.288×104W=12.88kW。
故答案为:(1)电源;(2)A;(3)3.5;1.61×108;6.44×107;12.88。
37.实验校的小组研究性学习小组的同学决定设计一个简易的身高测量仪,可用器材有电压恒定的电源、电压表、电阻丝、定值电阻、开关、导线(若干)等。他们的设想是:用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器:将电压表改装成身高显示仪。
(1)在老师的引导下,同学们设计出了如图所示电路,该设计的优点是﹣﹣所测身高越大,显示仪示数越大,刻度 均匀 (选填“均匀”或“不均匀”)。
(2)按如图的电路设计方案后,小组成员开始对器材的参数进行选择。他们采用了电压为9V的电源、一根长为60cm的均匀电阻线(0.5Ω/cm)、量程为0﹣3V的电压表。为了让测量仪测量身高的范围能达到最大,且测量精确度最高,选择的定值电阻R1的阻值应该为 60 Ω。
(3)利用选定的器材,小组同学连接好了测量电路。对身高为150cm的小曾进行测量时,电压表的示数为1.5V;对小郭进行测量时,电压表的示数为2V,则小郭的身高为 160 cm。
(4)电池使用段时间后,其电压会降低,为使该测量仪仍能准确测量,可以将该电路进一步改进,改进方案最佳的是 C 。
A.用一根导线替换电压表,再用一个电流表串联在电路中,将电流表改装为身高测量仪。
B.仅增大电源电压
C.将该电路中的R1更换为一个阻值合适的滑动变阻器
D.用一个阻值较小的电阻替换R1
【解答】解:(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压,
因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,
所以,身高变化(即滑片移动)时,R2接入电路中的电阻不变,由I=可知,电路中的电流不变,
因滑片P下方电阻丝的阻值与人的身高成正比,
所以,由U=IR可知,显示仪的示数与身高成正比,即显示仪的刻度均匀;
(2)电阻线的最大阻值R2=60cm×0.5Ω/cm=30Ω,
当滑片位于电阻线的上端且电压表的示数为3V时,测量仪测量身高的范围最大,且测量精确度最高,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流I===0.1A,
此时电路中的总电阻始终为R总===90Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,定值电阻R1阻值R1=R总﹣R2=90Ω﹣30Ω=60Ω;
(3)电路中的电流始终为0.1A不变,
对身高为150cm的小曾进行测量时,则电压表所测电阻丝的阻值R小曾===15Ω,
同理,对小郭进行测量时电压表所测电阻丝的阻值R小郭===20Ω,
两次电阻的差值为:△R=20Ω﹣15Ω=5Ω,
由电阻丝的阻值为0.5Ω/cm可得,电阻丝相差的长度,即两个同学身高的差值△L==10cm,
小郭进行测量时电压表的示数较大,说明小郭的身高要高一些,即小郭的身高为150cm+10cm=160cm;
(4)由题意可知,电池使用段时间后,其电压会降低,使该测量仪不能准确测量;
A.用一根导线替换电压表,再用一个电流表串联在电路中,将电流表改装为身高测量仪,则身高仪的示数I=,由I与R2不成正比可知,身高仪的刻度不均匀,且电源的电压降低时,身高仪无法进行使用,故A不可行;
B.仅增大电源电压时,由于电池使用段时间后,其电压还会降低,故B不可行;
C.将该电路中的R1更换为一个阻值合适的滑动变阻器,当电源的电压降低时,可以通过调节滑动变阻器使电路中的电流不变,故C可行;
D.用一个阻值较小的电阻替换R1时,由于电池使用段时间后,其电压还会降低,需要不断的更换定值电阻的阻值,故D不可行。
故选:C。
故答案为:(1)均匀;(2)60;(3)160;(4)C。
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日期:2021/12/22 11:12:18;用户:思考乐中学部;邮箱:zhangmian@qq.com;学号:21487918
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