四川省成都市外国语学校2022-2023学年九年级上学期物理月考试卷(第一次)(含答案)
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这是一份四川省成都市外国语学校2022-2023学年九年级上学期物理月考试卷(第一次)(含答案),共46页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,计算题,实验题等内容,欢迎下载使用。
四川省成都市外国语学校2022-2023学年九年级上学期物理月考试卷(第一次)
一、单选题(共30分)
1.(2分)下列生活中的现象可以用热运动知识解释的是( )
A.雪花漫天飞舞
B.打扫班级时有大量的灰尘
C.花香扑鼻
D.满天的落叶
2.(2分)以下描述中的“发热”现象,其改变内能的方式与其他三个不同的是( )
A.锯木头锯条发热 B.阳光下路面发热
C.铁丝反复弯折后发热 D.搓手时手掌发热
3.(2分)以下说法正确的是( )
A.根据c=可知:物体吸热越多,它的比热容就越大
B.根据ρ=可知:物体的密度跟它的质量成正比,跟体积成反比
C.根据q=可知:燃料的质量越大,其热值就越小
D.根据η=可知:有用功占总功的比例越大,机械效率就越大
4.(2分)下列说法中正确的是( )
A.摩擦起电的实质是产生电子
B.电压表不能直接测量电源两端的电压
C.通常情况下,即使通过导体的电流为零,导体的电阻一般也不为零
D.导线越长,其电阻﹣一定也越大
5.(2分)用丝绸摩擦过的玻璃样去接触不带电的验电器A,A的金属箔片张角变大,如图甲所示。再用C棒去同时接触A、B验电器的金属球,发现A的金属箔片张角变小,B的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是( )
A.验电器原理是异种电荷相互吸引
B.摩擦时,玻璃棒失去电子
C.当C棒接触两验电器的金属球时,产生的电流方向为B到A
D.C棒是绝缘体
6.(2分)两个小灯泡连接在电路中,无法观察到它们是串联还是并联。闭合开关时,两灯都正常发光。以下判断正确的是( )
A.若灯两端电压都相等,则两灯肯定是并联
B.若流过灯的电流相等,则两灯肯定是串联
C.若取下一根导线两灯都不亮,则原来两灯肯定是串联
D.若取下一灯,另一灯不亮,则原来两灯肯定是串联
7.(2分)如图所示,灯泡L1、L2串联的电路是( )
A. B.
C. D.
8.(2分)“工夫茶”是融精神、礼仪、沏泡技艺为一体的茶道形式,如图是泡“工夫茶”用的电茶炉,在电路中用R1和R2代表消毒锅和煮水壶,当闭合开关S后,R1和R2才能工作,但不能同时加热,选项的电路中符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
9.(2分)实验小组的同学连接了四个电路(如图)来探究开关的控制作用,下列判断正确的是( )
A.甲电路中,开关S只控制L1
B.乙电路中,闭合开关S,两灯都亮
C.丙电路中,闭合开关S,L1亮,L2不亮
D.丁电路中,断开开关S,L1不亮,L2亮
10.(2分)用如图所示的实验装置探究“导体电阻的大小与哪些因素有关”。其中A为锰铜线,B、C、D为镍铬合金线,S表示横截面积,A、B、C的长度相同。则下列说法中正确的是( )
A.选择C、D可以探究电阻大小和长度是否有关
B.选择A、B可以探究电阻大小和材料是否有关
C.选择A、D可以探究电阻大小和长度是否有关
D.选择A、C可以探究电阻大小和横截面积是否有关
11.(2分)将如图中的滑动变阻器连入电路中,要求开关S闭合后,滑片P向左移动时,电流表的示数变大,则应( )
A.N接C,M接D B.N接C,M接F C.N接D,M接F D.N接E,M接D
12.(2分)如图所示,下列用电器正常工作时的电流最接近4A的是( )
A.家用电冰箱 B.电视机
C.节能灯 D.电饭煲煮饭
13.(2分)利用如图所示的电路探究“并联电路电流的规律”。开关闭合,电流表A1的示数为0.12A,A的示数为0.36A。以下说法中正确的是( )
A.通过R1的电流是0.24A
B.电流表A2的示数为0.24A
C.通过R2的电流是0.48A
D.干路的电流为0.48A
14.(2分)如图甲电路,闭合开关S后,两个灯泡都能发光,乙图为电流表A1指针的位置,如果电流表A2读数是0.6A,则下列说法错误的是( )
A.电流表A1的读数是0.3A
B.灯泡L1和L2并联
C.电流表A1一定连接“﹣、3”接线柱
D.通过灯L1的电流为0.9A
15.(2分)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小军分别画出了电阻R1和R2的I﹣U图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论不一样
C.在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.R1与R2的阻值之比为1:2
二、填空题(共36分)
16.(4分)用冷水冷却发动机,是利用水的比热容较 (选填“大”或“小”)的特性。四冲程汽油机的工作过程中 冲程将内能转化为机械能(选填“压缩”或“做功”)。
17.(4分)用打气筒给自行车轮胎打气,活塞压缩筒内空气,空气温度升高,这是通过 方法改变内能。打气筒外壁的下部也会热,这是通过 方法改变内能。
18.(4分)梳过头发的塑料梳子,由于摩擦会带电,摩擦起电的本质是 (选填“电荷的转移”或“创造了电荷”)。将带电的梳子接触验电器的金属小球后金属箔片张开,金属箔片张开的原因是 。
19.(4分)在如图所示的遥控器电池盒中,应安装 节干电池,其正常工作电压为 V。
20.(4分)将两个不同的小灯泡串联在电路中,发现一个较亮,另一个较暗,则通过较亮灯泡的电流 (选填“大于”“等于”或“小于”)通过较暗灯泡的电流,判断依据是 。
21.(4分)简单电路是由电源、用电器、开关和导线组成的。我们给手机电池充电时,手机电池相当于 ;我们不能用湿毛巾来擦拭正在工作的充电器是因为平常的水是 。
22.(4分)如图是关于电阻R1、R2的电流与电压关系的图像,则R1= Ω,若将R1、R2串联接在电路中时,通过R1的电流为0.2A,则电源电压为 V。
23.(4分)如图中电源电压3V恒定不变,电阻R1=10Ω,R2=5Ω,总电阻为 Ω,则闭合开关S后,电压表示数为 V。
24.(4分)小莹同学测量电流时,连接好电路,闭合开关,发现电流表指针向左偏转至图甲所示位置,原因是电流表 ;断开开关,纠正错误后,再闭合开关,发现指针偏转至图乙所示位置,接下来的操作是:断开开关, 继续进行实验。
三、作图题(共4分)
25.(2分)请根据如图所示的实物连接图画出相应的电路图。
26.(2分)请在如图所示中的两个虚线框内,选填“电源”和“开关”的电路符号,满足当开关闭合时两灯都能工作。
四、计算题(共12分)
27.(6分)汽车在一段平直公路上匀速行驶5km,消耗汽油1kg。已知汽车行驶时受到的牵引力为2300N,
汽油的热值为4.6×107J/kg。求:
(1)消耗的汽油完全燃烧放出的热量;
(2)汽车发动机的效率。
28.(6分)如图所示,电路中电源电压恒定,定值电阻R1=20Ω,只闭合开关S1,电流表示数为0.3A,则电源电压为 V;同时闭合开关S1、S2,电流表示数为0.5A,则R2的阻值为 Ω。
五、实验题(共18分)
29.(9分)为了比较水和煤油吸热本领的大小,小茗同学做了如图所示的实验。在两个相同的烧杯中,分别装有水和煤油,用相同的电热器分别对它们加热相同的时间。
(1)实验中应保证水和煤油的初温与 (选填“质量”或“体积”)都相同。
(2)实验中选用相同的电热器对水和煤油加热相同的时间,水吸收的热量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)煤油吸收的热量。
(3)对水和煤油加热相同的时间后,可以观察到水升高的温度 (选填“高于”、“等于”或“低于”)煤油升高的温度。
(4)实验表明, (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强,我们用 这一物理量来描述物质的这种特性。
30.(9分)小明同学在探究电流与电压的关系实验时,准备了以下器材:新的干电池两节,电流表(0~0.6A,0~3A),电压表(0~3V,0~15V),滑动变阻器(20Ω 2A)定值电阻5Ω,开关各一个,导线若干。根据如图所示的电路进行实验。
(1)连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于 端;(选填“A”或“B”)
(2)闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是 ;
(3)实验中通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值如下表所示,老师看后说其中一次是错误的,请你帮小明分析出错误的是第 次,原因是 。
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
0.32
0.42
0.48
一、不定项选择(共12分)
31.(2分)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0℃的水不具有内能
B.温度越高的物体,含有的热量越多
C.物体温度保持不变,内能一定不变
D.两个内能相同的物体相互接触时,也可能发生热传递
32.(2分)某同学探究不同物质的吸热能力,用相同的酒精灯给质量相同的甲、乙两种液体加热,获得如图所示的甲、乙升温与加热时间之间关系的图像,甲、乙两种液体中有一种是水,下列说法中正确的是( )
A.甲液体是水
B.甲液体的比热容是1.4×103J/(kg•℃)
C.质量相同的甲、乙下降相同的温度,甲放出的热量多
D.质量相同的甲、乙吸收相同的热量,乙升高的温度多
33.(2分)如图甲是某生产线上的产品输送及计数装置示意图。其中S为激光光源,R1为光敏电阻(有光照时,阻值较小,无光照时,阻值较大),R2为定值保护电阻,a、b间接“示波器”(示波器的接入对电路无影响)。水平传送带匀速前进,每当传送带上的产品通过S与R1之间时,射向光敏电阻的光线会被产品挡住。若传送带上的产品均为正方体,示波器显示的电压随时间变化关系如图乙,已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V,保护电阻R2的阻值为400Ω。则( )
A.有光照射时光敏电阻R1的阻值为400Ω
B.每1h通过S与R1之间的产品个数为600个
C.有光照射和无光照射时光敏电阻R1的阻值之比为1:4
D.有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为1:2
(多选)34.(2分)为了增强学生体质,潍坊市将坐位体前屈作为中考体育考试项目之一,坐位体前屈测试仪原理如图所示,已知电源电压6V,R1的电阻为30Ω,其中电阻丝R2粗细均匀,总长度为30cm。闭合开关,推挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0,电流表的示数为0.05A;推挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm。则( )
A.电阻丝R2的最大阻值为60Ω
B.挡板P在A端时电压表的示数为4.5V
C.电流表示数的大小能反映被测试者的成绩
D.电压表示数为3V时,被测试者的成绩是20cm
(多选)35.(2分)如图所示的电路,电源两端电压保持不变。只闭合开关S1和S3时,电流表的示数为I1,只闭合开关S1、S4时,电流表的示数为I2,电压表示数为3V;已知R1:R2=3:4,I1:I2=8:3,则( )
A.R2:R3=4:1
B.电源两端电压为8V
C.通过各开关的断开与闭合,在不同状态下,电压表的最大、最小示数之比为8:3
D.通过各开关的断开与闭合,在不同状态下,电流表的最大、最小示数之比为38:3
二、实验探究
36.(5分)某科技小组同学发现实验室有一只标有“xkΩ”的电阻(x为模糊不清的一个数字),为了测出这只电阻的阻值,他们进行了如下探究:
(1)首先设计的实验电路如图1所示,使用的器材有:两节新干电池、待测电阻Rx、电压表V(0〜3V、0〜15V量程)、电流表A(0〜0.6A、0〜3A量程)、滑动变阻器(标有“50Ω 1A”)、开关、导线若干。实验后发现,该方案无法测出电阻Rx的值,其主要原因是 。
(2)经讨论后他们利用原有器材并补充适当的器材,重新设计测量电阻Rx的实验方案.小李设计的电路图如图2所示,其中定值电阻R0=4kΩ.他连接电路后,闭合S1,断开S2,想先测出电源电压,但读出电压表示数U=1V,与两节干电池能提供的电压相差很大.请教老师后才知道,电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻.则根据小李的测量数据和电源电压(取3V),可估算出电压表自身的电阻为 kΩ。
(3)小组其他同学设计的实验电路如图3所示(R0阻值已知),在电源电压恒定且已测出的条件下,能先测出电压表自身电阻后,再测出Rx阻值的电路是 。
(4)他们选择正确方案测出Rx的阻值后,又有同学提出,应该通过多次测量求平均值来减小误差。在正确方案的基础上,通过下列操作,能实现多次测量Rx阻值的是 。
A.改变电源电压
B.将R0换成50Ω的定值电阻
C.将电压表换成“0〜0.6A”的电流表
D.在干路串联一个滑动变阻器
37.(5分)如图所示四缸发动机工作原理,内燃机通过连杆把四个气缸的活塞连在一根曲轴上,并使各气缸的做功过程错开。在飞轮转动的每半周里,都有一个气缸在做功,其他三个气缸分别在做吸气、压缩和排气工作。四缸发动机的主要技术指标如表所示,其中排量等于四个汽缸工作容积的总和,汽缸工作容积是指活塞从上止点到下止点所扫过的容积,又称单缸排量,它取决于活塞的面积与活塞上下运动的距离,当发动机以最大功率工作时,曲轴转速为6000r/min,汽油的热值为4.6×107J/kg,求:
排量
1.6L
最大功率
66kW
(1)这辆车发动机的单缸排量为多少?
(2)做功冲程燃气对活塞的平均压强。
(4)若该发动机转速为nr/min,气缸内的平均压强为p0的汽车排量为V,那么汽车工作时的功率P为多少?(用n、p0、V表示)
四川省成都市外国语学校2022-2023学年九年级上学期物理月考试卷(第一次)
参考答案与试题解析
一、单选题(共30分)
1.(2分)下列生活中的现象可以用热运动知识解释的是( )
A.雪花漫天飞舞
B.打扫班级时有大量的灰尘
C.花香扑鼻
D.满天的落叶
【分析】(1)物质是由分子组成的,分子很小,是人的肉眼看不到的;
(2)组成物质的分子彼此进入对方的现象,称为扩散现象,固体、液体、气体分子都可以扩散。
【解答】解:(1)漫天飞舞的雪花、灰尘、满天的落叶是宏观物体的机械运动,不是分子的运动,分子运动是肉眼看不见的,故ABD选项错误;
(2)花香扑鼻是扩散现象,是具有花香的物质分子做无规则运动的扩散到空气中的结果,故C正确。
故选:C。
【点评】本题主要考查学生对扩散现象,即分子运动的了解和掌握;知道扩散现象是分子运动的结果,以及分子运动和机械运动的区别是解答本题的关键。
2.(2分)以下描述中的“发热”现象,其改变内能的方式与其他三个不同的是( )
A.锯木头锯条发热 B.阳光下路面发热
C.铁丝反复弯折后发热 D.搓手时手掌发热
【分析】改变物体内能的方式有两种:一是做功,二是热传递,做功是能量的转化过程,热传递是能量的转移过程。
【解答】解:A、用锯条锯木头时锯条发热,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能;
B、阳光下路面发热,路面从阳光中吸收热量,是通过热传递的方式改变物体的内能;
C、反复弯折铁丝时,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能;
D、搓手时手掌发热,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能;
综上分析可知,改变内能的方式与其他三个不同的是B。
故选:B。
【点评】做功和热传递都可以改变物体的内能,二者是等效的,但其实质不同,前者是能量的转化,后者是能量的转移。
3.(2分)以下说法正确的是( )
A.根据c=可知:物体吸热越多,它的比热容就越大
B.根据ρ=可知:物体的密度跟它的质量成正比,跟体积成反比
C.根据q=可知:燃料的质量越大,其热值就越小
D.根据η=可知:有用功占总功的比例越大,机械效率就越大
【分析】根据对比热容、密度、热值概念的了解,以及对机械效率的理解,可结合选项中的说法逐一做出判断。
【解答】解:A、比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关,与物体是否吸热、放热、温度、质量等因素无关,根据c=只能用来计算比热容的大小,不能得出物体吸热越多,它的比热容就越大,故A错误;
B、密度是物体的一种特性,与物体的种类、状态和温度有关,与物体的质量和体积无关,故B错误;
C、热值是燃料的一种属性,只与燃料的种类有关,根据q=只能用来计算热值是多大,但不能得出燃料的质量越大,其热值就越小,故C错误;
D、机械效率是指有用功占总功的比值,因此,根据η=可知:有用功占总功的比例越大,机械效率就越大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题通过几个计算公式,考查了我们对比热容、密度、热值、机械效率等的理解,要把握概念的实质和公式的含义,是我们应用的基础。
4.(2分)下列说法中正确的是( )
A.摩擦起电的实质是产生电子
B.电压表不能直接测量电源两端的电压
C.通常情况下,即使通过导体的电流为零,导体的电阻一般也不为零
D.导线越长,其电阻﹣一定也越大
【分析】(1)摩擦起电的实质是电子的转移;
(2)电压表可以并联到电源的两端;
(3)电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积有关,与电压和电流的大小无关。
【解答】解:
A、摩擦起电的实质是电子的转移,并不是创造了电荷,故A错误;
B、电压表可以并联到电源的两端,测量电源的电压,故B错误;
C、电阻是导体本身的一种性质,即使通过导体的电流为零,导体的电阻一般也不为零,故C正确;
D、电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积有关,只根据长度无法判定电阻的大小,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了摩擦起电的实质、电压表的作用、影响电阻的因素,属于基础知识。
5.(2分)用丝绸摩擦过的玻璃样去接触不带电的验电器A,A的金属箔片张角变大,如图甲所示。再用C棒去同时接触A、B验电器的金属球,发现A的金属箔片张角变小,B的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是( )
A.验电器原理是异种电荷相互吸引
B.摩擦时,玻璃棒失去电子
C.当C棒接触两验电器的金属球时,产生的电流方向为B到A
D.C棒是绝缘体
【分析】(1)验电器原理是同种电荷相互排斥。
(2)正负电荷的规定:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,缺少电子。
(3)正电荷定向移动的方向规定为电流方向,负电荷定向移动方向与电流方向相反。
(4)手柄应是绝缘体。
【解答】解:A、验电器是利用同种电荷相互排斥的原理,故A错误。
B、丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,故电子是由玻璃棒转移到丝绸,玻璃棒失去电子,故B正确。
C、丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,该玻璃棒去接触验电器A时,验电器A也会带正电;用带绝缘柄的金属杆将两个验电器的金属球接触时,B验电器上自由电子向验电器A转移,负电荷移动的方向与电流方向相反,故产生的电流方向为A到B,故C错误。
D、C棒是导体,手柄D应为绝缘体,否则电荷会通过人体传出,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查两种电荷、验电器原理、以及电流的方向的规定,难度不大。
6.(2分)两个小灯泡连接在电路中,无法观察到它们是串联还是并联。闭合开关时,两灯都正常发光。以下判断正确的是( )
A.若灯两端电压都相等,则两灯肯定是并联
B.若流过灯的电流相等,则两灯肯定是串联
C.若取下一根导线两灯都不亮,则原来两灯肯定是串联
D.若取下一灯,另一灯不亮,则原来两灯肯定是串联
【分析】(1)一个开关同时控制两灯,两灯可能是串联(串联电路电流只有一条通路),也可能是并联(电流有多条通路,开关在干路上);
(2)在串联电路中电流处处相等,在并联电路中,若两灯规格相同,通过的电流相同;
(3)在并联电路中各支路两端的电压相同,在串联电路中,若两灯规格相同,两端各自分得的电压相同。
【解答】解:
A、灯泡的规格相同、电阻相等,两灯串联时,通过的电流相等,根据U=IR可知,灯两端的相等,所以灯两端的电压相等也可能是串联,故A错误;
B、在串联电路中,电流处处相同;若灯泡的规格相同,两个灯泡并联在电路中,根据I=可知,通过两盏灯的电流相等,故B错误;
C、两个灯泡并联,取下的是干路中的导线,则两灯都不发光,故C错误;
D、若取下一灯,另一灯不亮,这说明两盏灯相互影响,是串联的,故D正确。
故选:D。
【点评】解决本题关键是利用并联和串联的特点来判断电路的连接形式。
7.(2分)如图所示,灯泡L1、L2串联的电路是( )
A. B.
C. D.
【分析】闭合开关后,电流只有一条通路的属于串联电路,分析各个选项即可得出正确选项。
【解答】解:A、闭合开关,电流同时通过灯泡有两个通路,属于并联,故A错误;
B、闭合开关,电流只有一个通路依次通过两个灯泡,属于串联,故B正确;
CD、闭合开关,电流同时通过灯泡有两个通路,属于并联,故CD错误。
故选:B。
【点评】本题考查串并联电路的辨别,掌握串并联电路的特点是解答本题的关键。
8.(2分)“工夫茶”是融精神、礼仪、沏泡技艺为一体的茶道形式,如图是泡“工夫茶”用的电茶炉,在电路中用R1和R2代表消毒锅和煮水壶,当闭合开关S后,R1和R2才能工作,但不能同时加热,选项的电路中符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】根据题意逐一分析电路图即可。
【解答】解:A.由图可知,当S、S1、S2同时闭合时,R1和R2同时加热,故A不符合题意;
B.由图可知,当S、S1同时闭合时,R1和R2同时加热,故B不符合题意;
C.由图可知,当S闭合,S1接上面的接线柱时,只有R1加热,当S闭合,S1接下面的接线柱时,只有R2加热,故C符合题意;
D.由图可知,当S闭合时,R1和R2同时加热,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了电路的设计判断,在做题时要抓住关键点“当闭合开关S后,R1和R2才能工作,但不能同时加热”.
9.(2分)实验小组的同学连接了四个电路(如图)来探究开关的控制作用,下列判断正确的是( )
A.甲电路中,开关S只控制L1
B.乙电路中,闭合开关S,两灯都亮
C.丙电路中,闭合开关S,L1亮,L2不亮
D.丁电路中,断开开关S,L1不亮,L2亮
【分析】(1)开关与其控制的灯泡串联接入电路;
(2)串联电路互相影响,并联电路互不影响;
(3)根据电路的三种状态:通路、开路、短路分析。
【解答】解:A、甲中,两灯泡串联接入电路,开关可控制两个灯泡,故A错误;
B、乙中,开关断开,两灯泡串联接入电路,开关闭合,L1短路,L2亮,故B错误;
C、丙中,闭合开关,两灯泡短路,都不亮,故C错误;
D、丁中,闭合开关,两灯泡并联接入电路,断开开关,电路为灯泡L2的简单电路,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查电路的辨别,分清电路的三种状态是关键。
10.(2分)用如图所示的实验装置探究“导体电阻的大小与哪些因素有关”。其中A为锰铜线,B、C、D为镍铬合金线,S表示横截面积,A、B、C的长度相同。则下列说法中正确的是( )
A.选择C、D可以探究电阻大小和长度是否有关
B.选择A、B可以探究电阻大小和材料是否有关
C.选择A、D可以探究电阻大小和长度是否有关
D.选择A、C可以探究电阻大小和横截面积是否有关
【分析】(1)影响电阻大小的因素是:材料、长度、横截面积、温度;
(2)控制变量法:物理学中对于多因素的问题,常常采用控制因素的办法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
【解答】解:
AC、若要探究导体电阻的大小与导体长度的关系,要控制导体的材料、横截面积相同,导体长度不同,可选金属丝B和D进行实验,故AC错误;
B、若要探究导体电阻的大小跟材料的关系,要控制导体的长度、横截面积相同,导体材料不同,可选金属丝A和B进行实验,故B正确;
D、若要探究导体电阻的大小与导体横截面积的关系,要控制导体的材料、长度相等,横截面积不同,可选金属丝B和C进行实验,故D错误。
故选:B。
【点评】探究影响电阻大小的因素时,设计实验方案要使用控制变量法,如探究电阻与长度的关系,应该选择材料相同和横截面积相同,长度不同的导体。
11.(2分)将如图中的滑动变阻器连入电路中,要求开关S闭合后,滑片P向左移动时,电流表的示数变大,则应( )
A.N接C,M接D B.N接C,M接F C.N接D,M接F D.N接E,M接D
【分析】滑动变阻器使用时,接线柱的选取要一上一下。滑动变阻器接入电路中电阻的大小取决于电阻丝接入电路的长度,要使滑片向左移动时,电流表示数变大,则滑动变阻器接入电路的阻值减小,就要使电阻丝接入电路的长度变短,由此入手分析。
【解答】解:开关S闭合后,滑片P向左移动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器接入电路的电阻变小,故下端应接C接线柱,而上端则可以从E、F接线柱中任选一个,对照选项可知,只有B选项的接法符合要求。
故选:B。
【点评】本题考查了滑动变阻器的使用,属于基础题。
12.(2分)如图所示,下列用电器正常工作时的电流最接近4A的是( )
A.家用电冰箱 B.电视机
C.节能灯 D.电饭煲煮饭
【分析】本题由常用家用电器的功率及电功率的计算公式可得。
【解答】解:家用电器的额定电压都是220V,根据我们对用电器电功率的了解和电功率公式的变形式I=分别算出这四个用电器的电流
A、冰箱的功率约为220W,由I=得,工作电流约为1A,故选项A错;
B、电视机的功率约为100W,由I=得,工作电流约为0.45A,故选项B错;
C、白炽灯的功率约为60W,由I=得,电流约为0.3A,故选项C错误;
D、电饭锅的功率约为900W,由I=得,电流约为4A,故选项D正确。
故选:D。
【点评】对于每个用电器的电流大小是多少,我们是有些陌生,不过我们可以借助我们比较熟悉的电功率来进行分析。
13.(2分)利用如图所示的电路探究“并联电路电流的规律”。开关闭合,电流表A1的示数为0.12A,A的示数为0.36A。以下说法中正确的是( )
A.通过R1的电流是0.24A
B.电流表A2的示数为0.24A
C.通过R2的电流是0.48A
D.干路的电流为0.48A
【分析】首先根据电路图来判断两只灯泡的串并联关系;再由电路图来分析各个电流表分别测量谁的电流;最后根据并联电路中总电流等于各支路电流的和即可求得电流表A2的示数。
【解答】解:由图可知:R1和R2是并联关系,而且电流表A在干路中,电流表A1测量R1的电流;电流表A2测量R2的电流;
又知:电流表A1的示数是0.12A,通过R1的电流是0.12A;A的示数是0.36A,干路的电流为0.36A;
根据并联电路中总电流等于各支路电流的和可知,电流表A2的示数为:
I2=I﹣I1=0.36A﹣0.12A=0.24A;
通过R2的电流是0.24A。故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题考查了并联电路中电流的规律;解答本题的关键是要判断各电流表分别测量谁的电流;而且要注意单位要换算。
14.(2分)如图甲电路,闭合开关S后,两个灯泡都能发光,乙图为电流表A1指针的位置,如果电流表A2读数是0.6A,则下列说法错误的是( )
A.电流表A1的读数是0.3A
B.灯泡L1和L2并联
C.电流表A1一定连接“﹣、3”接线柱
D.通过灯L1的电流为0.9A
【分析】由电路图知,两灯并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过L2的电流;根据并联电路特点判断A1量程并读数,由并联电路的电流特点计算L1的电流。
【解答】解:
(1)由图甲知,电流从正极流出经电流表A1后分成两支,一支通过L1,另一支通过L2和A2,所以两灯并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2的电流,故B正确;
(2)因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且电流表A2读数是0.6A,由图乙知,电流表A1应选择0~3A的量程,连接“﹣、3”接线柱,A1读数为1.5A,故A错误,C正确;
则通过L1的电流I1=I﹣I2=1.5A﹣0.6A=0.9A,故D正确。
故选:A。
【点评】本题考查了串并联电路的识别、并联电路电流特点的应用、电流表的读数,关键是正确识别电路的连接方式和电表的作用。
15.(2分)在“探究电流与电压的关系”的实验中,小军分别画出了电阻R1和R2的I﹣U图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论不一样
C.在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D.R1与R2的阻值之比为1:2
【分析】A、电阻是导体本身的一种特性,其大小与导体的材料、长度,横截面积以及导体的温度有关,与电压、电流大小无关;
B、由图像可知,两个定值电阻R1和R2,通过它们电流都与它们两端的电压成正比;
C、由图像可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,电压由电源提供,与电流无关;
D、由电阻的计算式可得R1与R2的阻值之比。
【解答】解:A、电阻是导体本身的一种特性,其大小与导体的材料、长度,横截面积以及导体的温度有关,与电压、电流大小无关,故A错误;
B、由图像可知,两个定值电阻R1和R2,通过它们电流都与它们两端的电压成正比,用不同的电阻研究电流与电压的关系得出的结论是一样的,故B错误;
C、由图像可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,而电压由电源提供,与电流无关,不能说电压与电流成正比,故C错误;
D、由电阻的计算式可得:当I=0.2A时,U1=1V,U2=2V,故R1:R2=U1:U2=1:2,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查实验探究:电流与电压的关系以及欧姆定律的应用,要求学生会分析实验图像得出结论,难度一般。
二、填空题(共36分)
16.(4分)用冷水冷却发动机,是利用水的比热容较 大 (选填“大”或“小”)的特性。四冲程汽油机的工作过程中 做功 冲程将内能转化为机械能(选填“压缩”或“做功”)。
【分析】水的比热容最大,利用水的这个性质来调节周围环境的温度;汽油机的四个冲程中,只有做功冲程是将内能转化为机械能,据此解答。
【解答】解:水的比热容大,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,所以用冷水冷却发动机;
四冲程汽油机工作一个循环经过:吸气、压缩、做功、排气四个冲程,其中做功冲程将内能转化为机械能。
故答案为:大;做功。
【点评】本题考查比热容、四冲程汽油机的工作原理,掌握水的比热容大的特点及其应用、四冲程汽油机只有做功冲程内能转化为机械能是解答本题的关键。
17.(4分)用打气筒给自行车轮胎打气,活塞压缩筒内空气,空气温度升高,这是通过 做功 方法改变内能。打气筒外壁的下部也会热,这是通过 热传递 方法改变内能。
【分析】改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程也就是能量的转移过程,做功过程是能量的转化过程。
【解答】解:用打气筒给自行车轮胎打气,活塞压缩筒内空气,机械能转化为筒的内能,空气温度升高,这是通过做功方法改变内能。打气筒外壁的下部也会热,这是通过热传递方法改变内能。
故答案为:做功;热传递。
【点评】解决此类问题要结合改变物体内能的方式和能量转化进行分析解答。
18.(4分)梳过头发的塑料梳子,由于摩擦会带电,摩擦起电的本质是 电荷的转移 (选填“电荷的转移”或“创造了电荷”)。将带电的梳子接触验电器的金属小球后金属箔片张开,金属箔片张开的原因是 同种电荷相互排斥 。
【分析】(1)摩擦起电的实质是电子发生了转移,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电;
(2)电荷之间的作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:(1)摩擦起电实质是电荷的转移,一种物质失去多少电子,另一种物质就得到多少电子;
(2)用验电器检验物体是否带电时,金属箔片因带同种电荷相互排斥而出现夹角,其工作原理是同种电荷相互排斥。
故答案为:电荷的转移;同种电荷相互排斥。
【点评】本题考查了摩擦起电的实质、电荷间相互作用的规律,属于基础题。
19.(4分)在如图所示的遥控器电池盒中,应安装 2 节干电池,其正常工作电压为 3 V。
【分析】分析电池盒中的弹簧个数确定电池数目,再根据每个电池的电压是1.5V即可求出工作电压。
【解答】解:干电池的负极要对准电池盒中的弹簧,如图,电池盒中有两个弹簧,所以需要两节干电池;每节干电池的电压是1.5V,它们是串联在电池盒中,所以正常工作的电压为1.5V×2=3V。
故答案为:2;3。
【点评】本题考查的是干电池的电压,是一道基础题,比较简单。
20.(4分)将两个不同的小灯泡串联在电路中,发现一个较亮,另一个较暗,则通过较亮灯泡的电流 等于 (选填“大于”“等于”或“小于”)通过较暗灯泡的电流,判断依据是 串联电路中电流处处相等 。
【分析】串联电路中电流处处相等,由此分析解答。
【解答】解:由题知,两个不同的小灯泡串联在电路中,所以通过两灯的电流是相等的,依据是串联电路中电流处处相等。
故答案为:等于;串联电路中电流处处相等。
【点评】本题考查了串联电路中电流特点的应用,属于一道基础题。
21.(4分)简单电路是由电源、用电器、开关和导线组成的。我们给手机电池充电时,手机电池相当于 用电器 ;我们不能用湿毛巾来擦拭正在工作的充电器是因为平常的水是 导体 。
【分析】(1)在电路中,电源提供电能,用电器消耗电能。
(2)纯净水是绝缘体,自来水和矿泉水的导体。
【解答】解:(1)我们给手机电池充电时,手机电池消耗电能,所以此时手机电池相当于用电器。
(2)平常的水中含有一些能自由移动的离子,所以平常的水是导体。
故答案为:用电器;导体。
【点评】本题考查了电路中电源和用电器的作用、导体,是比较简单的习题。
22.(4分)如图是关于电阻R1、R2的电流与电压关系的图像,则R1= 5 Ω,若将R1、R2串联接在电路中时,通过R1的电流为0.2A,则电源电压为 5 V。
【分析】(1)由图知R1、R2的电流与电压成正比,两电阻均为定值电阻,且R1两端的电压为2V时,通过它的电流为0.4A,根据欧姆定律算出R1的电阻;
(2)根据串联电路的电流特点读出图像中对应的电压,利用串联电路的电压特点求出这两个电阻两端的总电压。
【解答】解:(1)由图知R1、R2的电流与电压成正比,两电阻均为定值电阻,
且R1两端的电压为2V时,通过它的电流为0.4A,
由欧姆定律I=得:
R1===5Ω;
(2)若将R1、R2串联接在某一电路中,当电路中的电流为0.2A时,由图像可知,U1=1V,U2=4V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以电源电压:U′=U1+U2=1V+4V=5V。
故答案为:5;5。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是从图中找出有用信息。
23.(4分)如图中电源电压3V恒定不变,电阻R1=10Ω,R2=5Ω,总电阻为 15 Ω,则闭合开关S后,电压表示数为 2 V。
【分析】由电路图可知,两电阻串联,电压表测R1两端的电压。根据串联电路的电阻特点求出总电阻,利用欧姆定律求出电路中的电流;再根据欧姆定律导出式求出R1两端的电压。
【解答】解:由电路图可知,两电阻串联,电压表测R1两端的电压。
由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以总电阻R=R1+R2=10Ω+5Ω=15Ω,
则电路中的电流:I===0.2A;
根据I=可得:R1两端的电压;U1=IR1=0.2A×10Ω=2V。
故答案为:15;2。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律公式的应用,以及电压表的使用方法,利用好公式和规律是关键。
24.(4分)小莹同学测量电流时,连接好电路,闭合开关,发现电流表指针向左偏转至图甲所示位置,原因是电流表 正负接线柱接反了 ;断开开关,纠正错误后,再闭合开关,发现指针偏转至图乙所示位置,接下来的操作是:断开开关, 换接0~0.6A的量程 继续进行实验。
【分析】测量电流时,电流要从电流表正接线柱流入,从负接线柱流出,否则电流表指针会反向偏转;
用电流表测量电流时,电流表要选用合适的量程,否则,指针偏转角度过大或过小。
【解答】解:连接好电路,闭合开关,发现电流表指针向左偏转至图甲所示位置,说明电流表正负接线柱接反;
断开开关,纠正错误后,再闭合开关,发现指针偏至图乙所示位置,指针偏转角度太小,说明所选的量程太大,接下来的操作是:断开开关,换接0~0.6A的量程,继续进行实验。
故答案为:正负接线柱接反了;换接0~0.6A的量程。
【点评】本题考查了电流表的使用规则,属于基础题。
三、作图题(共4分)
25.(2分)请根据如图所示的实物连接图画出相应的电路图。
【分析】先分析电路的连接方式,根据实物图可知,两灯泡并联,开关S1控制整个电路,开关S2控制L2所在的支路;按要求画出电路图即可。然后根据实物图画出对应的电路图。
【解答】解:电流从正极出发经开关S1开始分支,一支经开关S2、灯泡L2,另一支经灯泡L1,然后共同回负极,如图所示:
【点评】本题考查根据实物图画电路图,正确分析电路连接情况是关键,要注意电路图与实物图要对应。
26.(2分)请在如图所示中的两个虚线框内,选填“电源”和“开关”的电路符号,满足当开关闭合时两灯都能工作。
【分析】开关与所控制的用电器应串联连接,如果二者并联,则开关闭合时该用电器会被短路;要使开关闭合时两灯都能工作,可将两个虚线框分别填“电源”和“开关”,然后分析判断能否满足要求。
【解答】解:若左边的虚线框为开关,右边的虚线框为电源,则开关都闭合时左边的灯泡被短路而不能发光,故右边的虚线框应为开关,左边的虚线框应为电源,此时两灯并联,且各有一个开关进行控制,如下图所示:
【点评】关于电路图的设计,要掌握基本电路的常识,知道串并联电路的特点及短路现象。
四、计算题(共12分)
27.(6分)汽车在一段平直公路上匀速行驶5km,消耗汽油1kg。已知汽车行驶时受到的牵引力为2300N,
汽油的热值为4.6×107J/kg。求:
(1)消耗的汽油完全燃烧放出的热量;
(2)汽车发动机的效率。
【分析】(1)已知汽油的质量和热值,利用Q放=mq求出汽油完全燃烧放出的热量;
(2)已知汽车行驶时受到的牵引力和汽车通过的路程,利用W=Fs计算牵引力做的功;然后利用η=×100%求出发动机的效率。
【解答】解:(1)汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=m油q=1kg×4.6×107J/kg=4.6×107J;
(2)汽车牵引力做的功:
W=F牵s=2300N×5000m=1.15×107J;
汽车发动机的效率:
η=×100%=×100%=25%。
答:(1)消耗的汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J;
(2)汽车发动机的效率为25%。
【点评】本题考查了热量、做功、热机效率的计算等知识,虽然涉及的知识点较多,但总体难度不大。
28.(6分)如图所示,电路中电源电压恒定,定值电阻R1=20Ω,只闭合开关S1,电流表示数为0.3A,则电源电压为 6 V;同时闭合开关S1、S2,电流表示数为0.5A,则R2的阻值为 30 Ω。
【分析】(1)只闭合开关S1,为R1的简单电路,已知电流表示数,由欧姆定律求出电源电压;
(2)同时闭合开关S1、S2,两灯并联,电流表测干路的电流,已知电流表示数,由并联电路各支路互不影响,由并联电路电流的规律求出R2的电流,由欧姆定律求出R2。
【解答】解:
(1)电路中电源电压恒定,定值电阻R1=20Ω,只闭合开关S1,为R1的简单电路,电流表示数为0.3A,由欧姆定律I=,则电源电压为:U=I1R1=0.3A×20Ω=6V;
(2)同时闭合开关S1、S2,两灯并联,电流表测干路的电流,电流表示数为0.5A,由并联电路各支路互不影响,通过R1的电流不变,由并联电路电流的规律,R2的电流为:
I2=I﹣I1=0.5A﹣0.3A=0.2A,
由欧姆定律,R2===30Ω。
故答案为:6;30。
【点评】本题考查并联电路的规律及特点和欧姆定律的运用,要掌握。
五、实验题(共18分)
29.(9分)为了比较水和煤油吸热本领的大小,小茗同学做了如图所示的实验。在两个相同的烧杯中,分别装有水和煤油,用相同的电热器分别对它们加热相同的时间。
(1)实验中应保证水和煤油的初温与 质量 (选填“质量”或“体积”)都相同。
(2)实验中选用相同的电热器对水和煤油加热相同的时间,水吸收的热量 等于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)煤油吸收的热量。
(3)对水和煤油加热相同的时间后,可以观察到水升高的温度 低于 (选填“高于”、“等于”或“低于”)煤油升高的温度。
(4)实验表明, 水 (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强,我们用 比热容 这一物理量来描述物质的这种特性。
【分析】(1)判断水与煤油的吸热本领的大小,可以判断两种物质在吸收相同热量的情况下,升高温度的多少。温度升高较多的,则比热较小;为了达到此目的必须控制所用的物质的质量相等、初温相同,所用仪器相同;
(2)选取相同的加热的目的是相同的时间内提供的热量相同;
(3)相同质量的水和油,因水的吸热能力强,吸收相同热量,水的温度变化小;
(4)相同质量的水与煤油吸收相等的热量,温度升高越快的液体吸热能力越弱,升温越慢的液体吸热本领越强,物理学中用比热容反映物质的吸热本领。
【解答】解:(1)在此实验中,为了比较水和煤油吸热本领的大小,我们可以加热相同的时间,观察升高的温度的不同;也可以让它们其升高相同温度,比较加热时间,来比较它们吸热本领的大小。为了达到实验目的前提条件是:在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量相同的水和煤油;
(2)用相同的电热器对水和煤油加热相同的时间,加热器放出的热量相同,则物质吸收的热量是相同的;
(3)加热相同时间,即吸收相同热量,因水的吸热能力强,水的温度变化小,故水升高的温度低于煤油升高的温度;
(4)根据表中的数据可知,相同质量的水和煤油,水升高的温度小于煤油升高的温度,因此水吸热的能力更强;物理学中就把物质吸热本领的大小用比热容表示。
故答案为:(1)质量;(2)等于;(3)低于;(4)水;比热容。
【点评】本题主要考查如何用转换法和控制变量法来比较不同物质比热容(吸热能力)的大小。
30.(9分)小明同学在探究电流与电压的关系实验时,准备了以下器材:新的干电池两节,电流表(0~0.6A,0~3A),电压表(0~3V,0~15V),滑动变阻器(20Ω 2A)定值电阻5Ω,开关各一个,导线若干。根据如图所示的电路进行实验。
(1)连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于 B 端;(选填“A”或“B”)
(2)闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针有明显偏转,原因可能是 R断路 ;
(3)实验中通过调节滑动变阻器滑片P,测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值如下表所示,老师看后说其中一次是错误的,请你帮小明分析出错误的是第 ① 次,原因是 电路中的最小电电流为0.12A 。
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
0.32
0.42
0.48
【分析】(1)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于阻值最大处;
(2)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,也就是与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电阻断路了;
(3)当变阻器最电阻20Ω连入电路中时,由电阻的串联和欧姆定律电路得出最小电流分析。
【解答】解:(1)连接电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片P应处于阻值最大处,即B端;
(2)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,也就是与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电阻断路了,所以原因可能是:R断路;
(3)电阻R=5Ω,当变阻器最电阻20Ω连入电路中时,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,由欧姆定律可得通过电路的最小电流:
I小===0.12A,
故电路中的电流不可能为0.1A;错误的是①中数据。
故答案为:(1)B;(2)R断路;(3)①;电路中的最小电电流为0.12A。
【点评】本题探究电流与电压的关系,考查注意事项、故障分析及欧姆定律的运用。
一、不定项选择(共12分)
31.(2分)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0℃的水不具有内能
B.温度越高的物体,含有的热量越多
C.物体温度保持不变,内能一定不变
D.两个内能相同的物体相互接触时,也可能发生热传递
【分析】(1)物体在任何情况下都具有内能;
(2)热量是指热传递过程中传递能量的多少,是过程量,可以说放出或吸收多少热量,但不能说含有多少热量;
(3)物体吸收热量时,可能导致物体的温度发生变化,也可能导致物体的状态发生变化;
(4)发生热传递的条件是存在温度差。
【解答】解:A、0℃的水仍然具有内能,故A错误;
B、热量是过程量,不能说物体含有热量的多少,故B错误;
C、晶体熔化时吸收热量,温度不变,内能增加,故C错误;
D、在热传递过程中,热量总从温度高的物体转移到温度低的物体,或者从同一物体的高度部分传递到低温部分。两个内能相同的物体如果温度不同,相互接触时也会发生热传递,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了热传递的条件以及温度、热量与内能的关系,是一道综合题。
32.(2分)某同学探究不同物质的吸热能力,用相同的酒精灯给质量相同的甲、乙两种液体加热,获得如图所示的甲、乙升温与加热时间之间关系的图像,甲、乙两种液体中有一种是水,下列说法中正确的是( )
A.甲液体是水
B.甲液体的比热容是1.4×103J/(kg•℃)
C.质量相同的甲、乙下降相同的温度,甲放出的热量多
D.质量相同的甲、乙吸收相同的热量,乙升高的温度多
【分析】(1)根据物质升高的温度判定吸热多少,从而判定出水的图象;
(2)根据吸热公式Q吸=cmΔt,根据吸收热量、质量和升高温度的关系列等式,由水的比热容计算出甲种物质的比热容;
(3)(4)根据吸热公式Q吸=cmΔt,质量相等的两种不同物质吸收相同的热量,比热容越大、升高的温度越低。
【解答】解:由题知,用相同的酒精灯加热两种液体,加热时间越长,则液体吸收的热量越多,即加热时间反映了液体吸收热量的多少;
A、由图可知,在吸收相同的热量时(即加热相同时间),乙升高的温度低于甲升高的温度,且两种液体的质量相同;由Q吸=cmΔt可知,乙的比热容大,吸热能力强,故乙是水,故A错误;
B、由图可知,在升高相同的温度时,乙的加热时间为甲的三倍,即乙吸收的热量为甲吸收热量的三倍;根据Q吸=cmΔt可知,乙的比热容为甲的比热容的三倍,即c乙=c水=3c甲,
所以,c甲=c水=×4.2×103J/(kg•℃)=1.4×103J/(kg•℃),故B正确;
C、质量相同的甲、乙下降相同的温度,因为乙的比热容是甲的3倍,根据公式Q放=cmΔt可知,乙放出的热量是甲的3倍,故C错误;
D、质量相同的甲、乙吸收相同的热量,且c甲=c乙,根据公式Q=cmΔt可知,甲升高的温度是乙的3倍,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了比热容的大小比较,灵活的运用吸热公式和控制变量法研究问题是解题的关键。
33.(2分)如图甲是某生产线上的产品输送及计数装置示意图。其中S为激光光源,R1为光敏电阻(有光照时,阻值较小,无光照时,阻值较大),R2为定值保护电阻,a、b间接“示波器”(示波器的接入对电路无影响)。水平传送带匀速前进,每当传送带上的产品通过S与R1之间时,射向光敏电阻的光线会被产品挡住。若传送带上的产品均为正方体,示波器显示的电压随时间变化关系如图乙,已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V,保护电阻R2的阻值为400Ω。则( )
A.有光照射时光敏电阻R1的阻值为400Ω
B.每1h通过S与R1之间的产品个数为600个
C.有光照射和无光照射时光敏电阻R1的阻值之比为1:4
D.有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为1:2
【分析】由图甲可知,R1和R2串联,示波器测R1两端的电压;
(1)串联电路具有分压的特点,电阻越大,分压越多,电阻越小,分压越少;
有光照时,R1阻值较小,其两端的电压较小,根据图乙可知示波器最小示数,即R1两端的最小电压,由串联电路的电压特点得出R2两端的电压,根据欧姆定律求出此时电路中的电流,即最大电流,再根据I=的变形式求出R1的最小阻值;
(2)由图乙可知通过一个产品所用的时间,便可得出1h可通过的产品个数;
(3)无光照时R1阻值较大,其两端的电压较大,由图乙可知示波器的最大示数,即R1两端的最大电压,由串联电路的电压特点可得出此时R2两端的电压,再根据欧姆定律求出此时电路中的最小电流,再根据I=的变形式求出R1的最大阻值;由上述分析可得出有光照射和无光照射时光敏电阻R1的阻值之比;
(4)由上述分析可知有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压,进而可得出电压之比。
【解答】解:由图甲可知,R1和R2串联,示波器测R1两端的电压;
A、已知有光照时,R1阻值较小,其两端的电压较小,由图乙可知示波器最小示数为2V,即R1两端的最小电压为U1小=2V,
由串联电路的电压特点可知此时R2两端的电压为:U2=U﹣U1小=6V﹣2V=4V,
此时电路中的电流最大为:I大===0.01A,
则R1的阻值为:R1小===200Ω,故A错误;
B、由图乙可知经过0.6s通过一个产品,则每1h通过的产品个数为:n==6000,故B错误;
C、无光照时,R1阻值较大,其两端的电压较大,由图乙可知示波器最大示数为4V,即R1两端的最大电压为U1大=4V,
由串联电路的电压特点可知此时R2两端的电压为:U2′=U﹣U1大=6V﹣4V=2V,
此时电路中的电流最小为:I小===0.005A,
则R1的阻值为:R1大===800Ω,
则有光照射和无光照射时光敏电阻R1的阻值之比为:R1小:R1大=200Ω:800Ω=1:4,故C正确;
D、有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为:U2:U2′=4V:2V=2:1,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用,熟练掌握串联电路的特点,并从图中读取相关信息是解题的关键。
(多选)34.(2分)为了增强学生体质,潍坊市将坐位体前屈作为中考体育考试项目之一,坐位体前屈测试仪原理如图所示,已知电源电压6V,R1的电阻为30Ω,其中电阻丝R2粗细均匀,总长度为30cm。闭合开关,推挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0,电流表的示数为0.05A;推挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm。则( )
A.电阻丝R2的最大阻值为60Ω
B.挡板P在A端时电压表的示数为4.5V
C.电流表示数的大小能反映被测试者的成绩
D.电压表示数为3V时,被测试者的成绩是20cm
【分析】(1)由图可知,R1和R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压,当推挡板P在B端时,电压表示数为0V,已知此时电流表的示数,即电路中的电流,根据I=可求出此时电路总电阻,已知R1的阻值,串联电路的总电阻等于各个用电器的电阻之和,据此求出R2的最大阻值;
(2)挡板在A端时,电压表测R2最大阻值两端的电压,移动挡板时不会改变R2接入电路的阻值,即不会改变电路中的电流;则挡板P在A端时,根据I=可求出R2两端的最大电压,即电压表的示数;
(3)由上述分析可知测试过程中电流表示数不变,据此分析是否能用电流表反映被测试者的成绩;
(4)当电压表示数为3V时,根据I=可求出电压表所测得的R2右端的电阻,已知R2的总长,进而可得出被测试者的成绩。
【解答】解:A、由图可知,闭合开关,推挡板P在B端时,R1和R2串联,电流表测电路中的电流,电压表示数为0V,
此时电流表的示数为0.05A,即电路中的电流为I=0.05A,
由I=可知此时电路总电阻为:R===120Ω,已知R1=30Ω,
由串联电路的电阻特点可知R2的最大阻值为:R2=R﹣R1=120Ω﹣30Ω=90Ω,故A错误;
B、挡板在A端时,电压表测R2最大阻值两端的电压,移动挡板时不会改变R2接入电路的阻值,即不会改变电路中的电流;
则挡板P在A端时,R2两端的电压为:U2=IR2=0.05A×90Ω=4.5V,即电压表示数为4.5V,故B正确;
C、在测试过程中电流表示数不会变化,因此不能反映被测试者的成绩,故C错误;
D、当电压表示数为3V时,电压表所测得R2的阻值为:R2′===60Ω,
根据题意有:,解得L=20cm,则电压表示数为3V时,被测试者的成绩是20cm,故D正确。
故选:BD。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用,解题的关键是要理解在移动挡板的过程中不会改变电路中的电流大小。
(多选)35.(2分)如图所示的电路,电源两端电压保持不变。只闭合开关S1和S3时,电流表的示数为I1,只闭合开关S1、S4时,电流表的示数为I2,电压表示数为3V;已知R1:R2=3:4,I1:I2=8:3,则( )
A.R2:R3=4:1
B.电源两端电压为8V
C.通过各开关的断开与闭合,在不同状态下,电压表的最大、最小示数之比为8:3
D.通过各开关的断开与闭合,在不同状态下,电流表的最大、最小示数之比为38:3
【分析】只闭合开关S1和S3时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律表示出电流表的示数;只闭合开关S1和S3三电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压,根据串联电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流,从而求出R2与R3的电阻关系,再根据电阻的串联特点和欧姆定律结合电压的表示数即可求出电源的电压;
只闭合开关S1、S4时,三电阻串联,电流表测电路中的电流,此时电流表的示数最小,电压表的示数最小;开关都闭合时,三电阻并联,电流表测干路电流,此时电流表的示数最大,电压表的示数最大,根据欧姆定律表示出各支路的电流,利用并联电路的电流特点表示出电流表的示数,利用三电阻之间的关系即可得出电流表的最大、最小示数之比以及电压表的最大、最小示数之比。
【解答】解:A、只闭合开关S1和S3时,电路为R1的简单电路,电流表测R1的电流,根据欧姆定律表示出电流表的示数为:;
只闭合开关S1、S4时,三电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压,电路中的电流为:,
因为I1:I2=8:3,所以=8:3,
整理得3R3=5R1﹣3R2,又因R1:R2=3:4,故:R2:R3=4:1,故A正确;
B、因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且电压表示数为3V,所以电源的电压U=I2(R1+R2+R3)=I2()=2I2R2=2×3V=6V,故B错误;
C、电压表的最大、最小示数之比为:U大:U小=6V:3V=2:1,故C错误;
D、只闭合开关S1、S4时,电流表的示数最小为:,
开关都闭合时,R1、R2、R3并联,电流表在干路,其示数最大为:,电流表的最大、最小示数之比为:38:3,故D正确。
故选:AD。
【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律的灵活应用,关键是开关闭合、断开时电路连接方式的变化和电流表所测电路的判断,难点是根据开关的闭合、断开判断电流表的最大示数和最小示数。
二、实验探究
36.(5分)某科技小组同学发现实验室有一只标有“xkΩ”的电阻(x为模糊不清的一个数字),为了测出这只电阻的阻值,他们进行了如下探究:
(1)首先设计的实验电路如图1所示,使用的器材有:两节新干电池、待测电阻Rx、电压表V(0〜3V、0〜15V量程)、电流表A(0〜0.6A、0〜3A量程)、滑动变阻器(标有“50Ω 1A”)、开关、导线若干。实验后发现,该方案无法测出电阻Rx的值,其主要原因是 电流太小,无法用电流表直接测出 。
(2)经讨论后他们利用原有器材并补充适当的器材,重新设计测量电阻Rx的实验方案.小李设计的电路图如图2所示,其中定值电阻R0=4kΩ.他连接电路后,闭合S1,断开S2,想先测出电源电压,但读出电压表示数U=1V,与两节干电池能提供的电压相差很大.请教老师后才知道,电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻.则根据小李的测量数据和电源电压(取3V),可估算出电压表自身的电阻为 2 kΩ。
(3)小组其他同学设计的实验电路如图3所示(R0阻值已知),在电源电压恒定且已测出的条件下,能先测出电压表自身电阻后,再测出Rx阻值的电路是 C 。
(4)他们选择正确方案测出Rx的阻值后,又有同学提出,应该通过多次测量求平均值来减小误差。在正确方案的基础上,通过下列操作,能实现多次测量Rx阻值的是 A 。
A.改变电源电压
B.将R0换成50Ω的定值电阻
C.将电压表换成“0〜0.6A”的电流表
D.在干路串联一个滑动变阻器
【分析】(1)由已知条件可求出电路中的最大电流与电流表小量程分度值比较;
(2)分析电路的连接,根据串联电路电压的规律和分压原理求出电压表自身的电阻;
(3)A、根据电流从电压表正接线柱流入分析;
B、根据并联电路各支路互不影响,开关断开与闭合时,电压表示数不变分析;
C、开关向上打和向下打,分析电路的连接,根据串联电路电压的规律和分压原理分析;
D、选项中,只能测量出待测电阻与电压表串联时的电压,据此分析;
(4)根据(3)所选的电路逐项分析。
【解答】解:(1)实验室有一只标有“XkΩ”的电阻,即电阻为几千欧姆,电源电压为3V,由欧姆定律,(若为1千欧姆)通过其的最大电流为0.003A,远小于电流表小量程的分度值为0.02A,无法用电流表直接测出;
(2)闭合S1,断开S2,电压表与定值电阻串联,电压表示数U=1V,定值电阻电压为3V﹣1V=2V,电压表示数为定值电阻电压的=0.5倍,根据分压原理,可估算出电压表自身的电阻为0.5×4kΩ=2kΩ;
(3)A选项中,开关向左打若能测量出待测电阻电压,则开关向右打时,电流从电压表负接线柱流入,无法测量定值电阻的电压,不可行;
B选项中,根据并联电路各支路互不影响,开关断开与闭合时,电压表示数不变,无法测待测电阻的电压,不可行;
C选项中,开关向上打和向下打,待测电阻和定值电阻分别与电压表串联,电压表示数分别为U1、U2,由串联电路电压的规律可分别求出两电阻的电压为:UX=U﹣U1,U0=U﹣U2,
根据分压原理有:=﹣﹣﹣﹣﹣①
=﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
因U、U1、U2、R0为已知量,由①②可求出待测电阻,故C可行;
D选项中,只能测量出待测电阻与串联时的电压,不可行;
故选C;
(4)对上面的C方案,
A、若改变电源电压,则可得出不同的电压值,由①②可得出几组电阻值,可取平均值减小误差;可行;
B、将R0换成50Ω的定值电阻,由①②只能测量出一个电阻值,不可行;
C、将电压表换成“0〜0.6A”的电流表,因电源电压太小且电阻很大,S2打到上端时,电路中电流很小,无法读数,且只能测量出一组数据,求出一次电阻值,不可行;
D、在干路串联一个滑动变阻器,无法确定滑动变阻器接入电路的阻值,由①②不能求出待测电阻,不可行;
故选A。
故答案为:(1)电流太小,无法用电流表直接测出;(2)2;(3)C;(4)A。
【点评】本题测电阻的大小,考查对实验方案的评估、串联电路的规律及欧姆定律的运用和数据处理的方法。
37.(5分)如图所示四缸发动机工作原理,内燃机通过连杆把四个气缸的活塞连在一根曲轴上,并使各气缸的做功过程错开。在飞轮转动的每半周里,都有一个气缸在做功,其他三个气缸分别在做吸气、压缩和排气工作。四缸发动机的主要技术指标如表所示,其中排量等于四个汽缸工作容积的总和,汽缸工作容积是指活塞从上止点到下止点所扫过的容积,又称单缸排量,它取决于活塞的面积与活塞上下运动的距离,当发动机以最大功率工作时,曲轴转速为6000r/min,汽油的热值为4.6×107J/kg,求:
排量
1.6L
最大功率
66kW
(1)这辆车发动机的单缸排量为多少?
(2)做功冲程燃气对活塞的平均压强。
(4)若该发动机转速为nr/min,气缸内的平均压强为p0的汽车排量为V,那么汽车工作时的功率P为多少?(用n、p0、V表示)
【分析】(1)知道四个缸总排量,可以求单缸排量;
(2)知道发动机的输出功率,利用P=求出发动机在1s内做功;因为有四个缸同时工作,所以可以求出每个缸1s内做功多少,又知道转速(每分钟曲轴或飞轮所转的周数)为6000r/min,而四冲程内燃机每个工作循环曲轴转两周、做功一次,据此求出每一个做功冲程里,燃气对活塞所做的功;利用W=Fs=pSs=pV求出燃气对活塞的压强;
(3)根据发动机转速得到每个工作循环所需要的时间;先设出做功冲程燃气对活塞的平均压强和发动机排量,根据F=pS求出做功冲程燃气对一个活塞的平均压力,根据W=Fs求出每个做功冲程燃气对一个活塞做的功,再根据P=得出发动机转速为n时燃气对活塞做功的功率。
【解答】解:(1)因为四缸总排量为1.6L,单缸排量:
V0=×1.6L=0.4L=4×10﹣4m3;
(2)曲轴转速为6000r/min=100r/s,该内燃机在飞轮转动的每半周里,都有一个气缸在做功,则曲轴每转一周,做功两次,即每秒对外做功200次,则做一次功所需时间为0.005s,
在一个做功冲程里,燃气对活塞做的功:
W=Pt=66×103W×0.005s=330J;
由W=Fs=pSs=pV可得燃气对活塞的压强:
p===8.25×105Pa;
(3)在发动机中,飞轮转2周完成一个工作循环,所以发动机转速为nr/min时,完成个工作循环,
每个工作循环所需要的时间为:
t=s=120ns;
设做功冲程燃气对活塞的平均压强为p0,发动机排量为V,则一个活塞的排气量V,
做功冲程燃气对一个活塞的平均压力:F=p0S,
每个做功冲程燃气对一个活塞做的功:W0=FL=p0SL=p0V,
发动机转速为nr/s时,燃气对活塞做功的功率:
P===,
由于发动机有4个汽缸,所以燃气对活塞做功的总功率:
P总=4P=4×=。
答:(1)这辆车发动机的单缸排量为4×10﹣4m3;
(2)做功冲程燃气对活塞的平均压强8.25×105Pa;
(3)若该发动机转速为nr/min,气缸内的平均压强为p0,的汽车排量为V,那么汽车工作时的功率p为。
【点评】本题综合考查了功的计算、功率的计算、压强的计算、热量的计算、机械效率的计算,计算到每一个冲程,繁杂,需要细心,属于难题。
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