山东省威海市乳山市2020-2021学年九年级上学期期末物理试题(五四学制)
展开2020-2021学年山东省威海市乳山市九年级(上)期末物理试卷(五四学制)
一、选择题(本题共12小题.1—10小题是单项选择题,每小题2分;11—12小题为多项选择题,每小题2分,选对但选不全的得2分,错选或不选的得0分;共26分)
1.(2分)老师将两只相同的气球在自己的头发上摩擦后,就可以让一只气球在另一只气球上方“跳舞”(如图)。对该现象解释正确的是( )
A.这种现象与验电器的工作原理相同
B.气球和头发摩擦后,两者带同种电荷
C.两气球因带了异种电荷而互相排斥
D.摩擦的方法创造了电荷使两气球带了电
2.(2分)现代生产生活中需要各种各样的材料,下列说法正确的是( )
A.超导体是一种电阻超级大的材料
B.橡胶、铝、塑料都是很好的绝缘材料
C.用半导体材料可以制成性能优良的输电导线
D.有些半导体材料对光比较敏感,可以用来制造光敏电阻
3.(2分)在汽车转向灯电路中,要求左转弯时只能左转向灯亮,右转弯时只能右转向灯亮,不能出现在操作转向开关时左、右转向灯同时亮的情况。下列设计中最合理的是( )
A. B.
C. D.
4.(2分)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.使用测电笔时,手不能接触笔上任何金属体
B.家庭电路中,插座和各用电器之间是并联的
C.只有大功率用电器才使用三脚插头
D.用电器不慎起火后,应立即用水灭火
5.(2分)下列数据,最接近实际的是( )
A.人体安全电压不高于220V
B.人体的电阻大约为36Ω
C.家用日光灯正常工作的电功率约为1000W
D.家用空调正常工作1h消耗的电能约为1kW•h
6.(2分)我们的生产与生活总离不开能量及其转化,下列说法正确的是( )
A.一个物体的温度越高,含有的热量越多
B.全自动洗衣机工作时,电能全部转化为机械能
C.用热水泡脚,身体会感觉暖和,说明内能可以转移
D.不同燃料燃烧时,放出热量越多的热值越大
7.(2分)四季分明的威海有许多美丽的自然现象。下列现象由于凝华形成的是( )
A.春天,冰雪消融 B.夏天,薄雾缥缈
C.秋天,露珠晶莹 D.冬天,雪花飘飘
8.(2分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻。闭合开关S后,滑片从最左端向右移动到中点的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A1的示数变大,电流表A2的示数变大
B.电压表V的示数不变,电流表A2的示数不变
C.电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变大
D.电压表V的示数与电流表A2的示数的乘积变小
9.(2分)额定电压均为6V的甲、乙两灯,I﹣U图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,电阻之比为3:2
B.甲,乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时,实际功率之比为1:3
C.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
D.甲、乙两灯的额定功率之比为4:1
10.(2分)如图所示为探究“焦耳定律”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中,且R1<R2。下列说法正确的是( )
A.该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时,电热与电阻的关系”
B.闭合开关后,通过R1的电流大于R2的电流
C.闭合开关后,甲管中液面上升比乙慢
D.U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,采用了类比法
(多选)11.(3分)如图所示,测量小灯泡电功率的电路图,电源电压恒为6V,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器规格“50Ω 1A”,小灯泡规格“2.5V 0.625W”,若不考虑小灯泡阻值随温度的变化,小灯泡两端电压不允许超过额定值,闭合开关,下列说法正确的是( )
A.滑片向右滑动,电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表的示数允许变化范围是0.1~0.25A
C.滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24~50Ω
D.电路的最大电功率是1.5W
(多选)12.(3分)创建生态文明城市需要我们共同关注环境,某校兴趣小组为了检测空气质量的指数,设计了如图甲所示的检测电路。R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示,已知电源电压12V保持不变,R0=5Ω,当电压表示数为4V时,( )
A.通过R的电流为0.8A
B.5min内R消耗的电能为960J
C.气敏电阻R的电功率为9.6W
D.当电压表的示数为6V时空气质量指数为50
二、填空题(本题共8小题,每小题2分,共16分)
13.(2分)如图是一支水银体温计,它是利用水银的 性质制成的。该体温计此时的读数是 ℃。
14.(2分)在家庭电路中,大功率用电器一般不同时使用,是为了避免因 (选填“总功率过大”或“短路”)而造成家庭电路中电流过大,导致空气开关“跳闸”;在实际线路中发生接触不良也是很危险的,应尽量避免,如图是两种硬导线与螺钉压按式接线柱接法(箭头方向表示拧紧螺钉的方向),其中不容易因松动而造成接触不良的是 (选填“甲”或“乙”)。
15.(2分)熔喷布是口罩的核心材料,生产时,由喷丝孔挤出液态聚丙烯,通过高速空气流对其进行牵伸,再经 (填物态变化)形成超细纤维,组合成布。将熔喷布制成口罩时,使其带上静电,利用带电体具有 的性质,增强口罩的过滤效果。
16.(2分)某校为师生饮水方便,安装了电热水器。为测定热水器消耗的电能,关闭其他用电器,只用电热水器给水加热,一段时间后,电能表的示数,由图甲示数变为图乙示数,则该电热水器在这段时间内消耗的电能为 kW•h.若消耗电能的87%被水吸收,则可把 kg初温为13℃的水加热至100℃【水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)】。
17.(2分)小明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表,若接在我国的家庭电路中,并能使它正常工作,应该在它的外部 一个 的电阻。
额定电压
200V
额定功率
800W
频率
50Hz
热效率
60%
容积
1L
18.(2分)如图甲所示电路中,当闭合开关后,两只电压表的指针偏转均如图乙所示,则电阻R1两端的电压为 V,R1与R2的比值为 。
19.(2分)我们都知道,在我国家庭电路中“220V 100W”的甲灯和“220V 40W”的乙灯,正常工作时,甲灯要比乙灯亮一些,如果将它们串联在某一电路中,两灯都发光时, 灯(选填“甲”或“乙”)会更亮一些。串联时两端允许加的最大电压为 V。
20.(2分)从产品说明书得知,一台“6V 3W”的迷你型小风扇,电动机线圈阻值为0.1Ω。则小风扇正常工作1min消耗的电能为 J,电动机线圈1min产生的热量为 J。
三、作图题(本题共2小题;21题2分;22题2分,共4分)
21.(2分)教室里使用的投影仪灯泡功率很大,所以需要风扇散热,使用后,应先关闭灯泡L,再关闭风扇M;请用笔画线表示导线在如图中把电路连接完整,要求实现:先断开开关S1,灯泡熄灭,风扇继续转动,再断开开关S2,风扇才停止转动,若只闭合开关S1,灯泡不亮。
22.(2分)如图是伏安法测小灯泡功率的实物连接图,请画出对应的电路图。
四、实验探究题(本题共3小题,23题8分,24题8分,25题8分,共24分)
23.(8分)小明用甲图装置,探究固体吸热熔化规律。将质量相等的冰和蜡分别装在两个相同的试管中,放入装有水的烧杯中加热,绘制出温度随时间变化的图像,如图乙所示。
(1)甲图的实验装置,安装时应按照 的顺序(选填“由上到下”或“由下到上”)。
(2)甲图中两试管放在同一烧杯中加热,而不是直接加热试管,这样做的好处是 。固体吸收热量的多少不能直接观察,但可以通过温度计示数的变化来反映,采用的物理方法是 法。
(3)由图乙可知,A图像对应物质的温度变化规律是 ;内能变化规律是 。
(4)由图乙可知,B图像对应的物质是 ,判断的理由是 。
(5)比较图像A中ab段与cd段可知:该物质在 (选填“ab”或“cd”)段吸热能力强。
24.(8分)在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中,小明选择了5Ω,10Ω,15Ω,20Ω,25Ω五个电阻进行实验,电路图如甲所示:
(1)小明在检查实验仪器时,发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,小明应 ;
(2)用笔画线代替导线,将实验电路连接完整,要求滑片向右滑动电流表的示数变大;
(3)在导线连接完成后,闭合开关前,滑片应处于 端;(选填“最左”或“最右”)
(4)闭合开关后,移动滑片时发现电流表没有示数,电压表有明显的示数,则发生故障的原因可能是 ;
(5)排除故障后继续实验,为达到实验目的,滑动变阻器除了起到保护电路的作用外,还起到 的作用,实验中当把5Ω的电阻改换成阻值为10Ω的电阻后,应把变阻器滑片向 移动,同时眼睛盯住 才可能达到这个目的;
(6)分析表中实验数据,做出I﹣R图像如图丙所示,根据实验目的分析图像可得出结论: 。
25.(8分)小明用伏安法测量标有“2.5V”灯泡额定功率的实验中,连接了如图甲所示的电路。
(1)在连接电路过程中开关应 。
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡不亮,经检查有一根导线连接错误,请你在电路中将连接错误的导线上打“×”,并补画出正确的连线。
(3)正确连接电路后,滑片P移动到某一位置时,电压表和电流表示数如图乙所示,小灯泡此时的电功率是 。
(4)小明根据记录的多组数据绘制出小灯泡的I﹣U图像(图丙),分析评估时,小明对自己的实验产生了困惑,他认为:由欧姆定律I=知,I与U之间的变化关系是正比函数,所以其图像理论上应该是过原点的一条直线,你认为出现图丙这种图像的原因是 。
(5)若实验过程中电流表损坏,其他元件完好.小明用已有的器材、一个定值电阻R0和另一块电压表,设计了如图丁所示电路图,其中虚线框内的元件组合体相当于 。
(6)小明进行了如下实验,请补充完整。
①连接好电路,将滑动变阻器的滑片调到 端(选填“a”或“b”)。
②合上开关,移动滑片,使灯泡两端电压为 V。
③再读出R0两端的电压为U0。
若实验操作正确,则灯泡的电功率表达式为P= 。
五、综合计算题(本题共3小题,26题10分,27题13分,28题7分,共30分.要求写出必要的文字说明.单位.重要的公式及主要的运算过程,只写结果的不得分)
26.(10分)如图为我国一个家用电吹风的简易电路,R1、R2为发热用的电阻丝,M为带动风扇转动的电动机,此电吹风有三挡,分别为吹冷风、吹暖风、吹热风.开关S2上扇形的金属片可与触点1、2、3、4接通。当开关S1闭合,S2与触点1、2接通,此时电路中的电流为0.1A。
(1)请画出分析图,说明电吹风的三挡。
(2)求吹冷风时,电路消耗的电功率。
(3)若R1=40Ω,求吹热风时,整个电路消耗的总功率。
(4)若吹热风时电阻丝消耗的功率为吹暖风时电阻丝消耗功率的10倍,求R2的阻值。
27.(13分)“绿水青山就是金山银山”,为了保护环境,我国大力发展电动汽车来替代传统燃油汽车。若燃油版汽车百公里油耗8L左右,电动版汽车百公里电耗14kW•h左右,充满电能行驶300公里左右,电池容量为42kW•h,现在92#汽油价格在7元/L左右,纯电动汽车可以在家里充电,居民用电在0.6元/度左右。(汽油的热值为3.5×107J/L)
(1)小明驾驶一辆额定功率为35kW、效率为30%的传统燃油汽车在一段平直的公路上匀速行驶,在额定功率下行驶1h至少需要多少L汽油?
(2)小红驾驶一辆电动汽车以60km/h的速度匀速行驶了80km,所受的牵引力做功为5.832×107J,耗电18kW•h,上述行驶过程中,电动汽车的效率是多少?
(3)若按每年行驶一万公里的路程,请通过计算说明电动版汽车比燃油版汽车每年在燃料方面大约能节省多少钱?
(4)小明的爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫如图甲所示,R1、R2为发热电阻,该座椅垫有“高温”、“低温”、“关”三个挡位,其电路示意图如图乙,电源电压为12V,高温功率为20W,R1=8.8Ω。电加热座椅垫处于“低温”挡时,5min就可以将质量为0.3kg的座椅垫从5℃加热到15℃,若不计热量损失,座椅垫材料的比热容是多少?
(5)你认为电动版汽车与燃油版汽车相比,有哪些优点?(至少写出2条)
28.(7分)为测量风速,小明设计了一台简易风速仪,其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,弹簧左端固定,右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2m2,均匀电阻丝AB长为20cm,阻值为10Ω,电源电压U0恒为6V,保护电阻R0为14Ω,电压表量程0~3V,弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时,滑片P在A处,有风时,滑块移动,稳定后读出电压表示数,计算并查阅下表数据可知风速及风级。表中风压p是指与风向垂直的受风面上单位面积增加的压力(即单位面积受到的风力)。测量时保证风垂直吹在挡风板上,不计一切摩擦阻力。
风级
一级
二级
三级
四级
五级
六级
风速v(m/s)
0.3~1.5
1.6~3.3
3.4~5.4
5.5~7.9
8.0~10.7
10.8~13.8
风压p(帕)
0.055~1.4
1.6~6.8
7.2~18
18.9~39
40~72
72.9~119
(1)在滑片P左移的过程中,电路的总电阻 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
(2)当电压表示数为2V时,电路中的电流多大?弹簧的弹力为多大?此时风速仪所测的风为几级?
2020-2021学年山东省威海市乳山市九年级(上)期末物理试卷(五四学制)
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共12小题.1—10小题是单项选择题,每小题2分;11—12小题为多项选择题,每小题2分,选对但选不全的得2分,错选或不选的得0分;共26分)
1.【解答】解:AC.气球在头发上摩擦后,头发与气球因为相互摩擦而带异种电荷,使得两只相同的气球带同种电荷,由于同种电荷相互排斥,所以会出现“跳舞”的现象。这种现象与验电器的工作原理相同,故A正确,C错误;
BD.用摩擦的方法使头发与气球之间发生电子的转移,而使头发与气球带异种电荷;不是创造了电荷,故BD错误。
故选:A。
2.【解答】解:
A、超导是在温度极低时电阻为零的现象,故A错误;
B、橡胶、塑料是绝缘体,而铝是导体,故B错误;
C、半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间;而输电线应选用导电能力强的材料;故C错误;
D、根据半导体对光比较敏感,可制造光敏电阻;故D正确;
故选:D。
3.【解答】解:汽车的每一侧各有两个转向灯,一共有4个灯泡;
由生活经验可知,左侧、右侧的两个灯泡在工作时互不影响(即:同一侧的一个灯泡损坏时,另一灯泡仍然会发光),所以同一侧的两个灯泡的连接方式是并联的,故AD错误;
由于在操作过程中,不能出现左、右转向灯同时亮的情况,所以电路中只能由一个单刀双掷开关进行控制,故C正确,B错误。
故选:C。
4.【解答】解:
A、使用测电笔时,手不能接触笔尖金属体,但要接触笔尾金属体,故A错误;
B、家庭电路中,插座和各用电器在工作时互不影响,则它们之间是并联的,故B正确;
C、带金属外壳的用电器应该使用三孔插座,可以防止因漏电而发生触电事故,故C错误;
D、用电器起火时,必须先切断电源,再救火,千万不要立即用水灭火,因为水是导体,容易发生触电事故,故D错误。
故选:B。
5.【解答】解:A.人体安全电压不高于36V,故A错误;
B.人体的电阻大约为1000Ω,故B错误;
C.家用日光灯正常工作的电功率约为30W,故C错误。
D.空调的功率约为1000W=1kW,工作1h消耗的电能W=Pt=1kW×1h=1kW•h,故D正确。
故选:D。
6.【解答】解:A、热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,故A错误;
B、全自动洗衣机工作时,大部分电能转化为机械能,还有少部分转化为内能,故B错误;
C、用热水泡脚,内能从热水传递到脚,身体的内能会增加,会感觉暖和,说明内能可以转移,故C正确;
D、比较热值时,应通过限定相同质量的燃料完全燃烧并比较释放的热量多少来判定燃料热值的高低,故D错误。
故选C。
7.【解答】解:A.冰雪消融是固态变成液态,是熔化现象,故A不符合题意;
B.雾是水蒸气遇冷凝结成小水滴并与空气中的尘埃结合形成的,是液化现象,故B不符合题意;
C.露水是水蒸气遇冷凝结成小水滴,是液化现象,故C不符合题意;
D.雪花是水蒸气遇冷变成的小冰晶,是凝华现象,故D符合题意。
故选:D。
8.【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A2测R2支路的电流,电流表A1测干路电流。
因电源的电压保持不变,
所以,滑片移动时,电压表的示数不变;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,滑片移动时,通过定值电阻R2的电流不变,即电流表A2的示数不变,故B正确;
在滑片从最左端向右移动到中间位置的过程中,变阻器R1接入电路中的电阻变小,
由I=可知,通过R1的电流变大,
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A1的示数变大,故A错误;
由“电压表的示数不变、电流表A1的示数变大”可知,电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变小,故C错误;
由“电压表的示数不变、电流表A2的示数不变”可知,电压表V的示数与电流表A2的示数的乘积不变,故D错误。
故选:B。
9.【解答】解:
A、甲、乙两灯并联在2V的电源两端时,由图象可知:I甲=0.3A,I乙=0.2A,
根据I=可得,电阻之比:
====,故A错误;
B、把甲、乙两灯串联接在8V的电源上时,通过它们的电流相等,且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和,
由图象可知,当电路中的电流为0.3A,甲灯的实际电压为2V,乙灯的实际电压为6V时满足电源电压为8V,
所以实际功率之比:P甲:P乙=U甲I:U乙I=2V:6V=1:3,故B正确;
C、由甲、乙曲线图可知,灯泡的电阻随电压的增大而增大。故C错误;
D、由于甲、乙两灯的额定电压均为6V,由图象可知:I甲额=0.6A,I乙额=0.3A,
则:====,故D错误。
故选:B。
10.【解答】解:
AB、图中电阻丝R1、R2串联,由串联电路的电流特点可知通过R1的电流等于R2的电流,且通电时间相等,而电阻丝的电阻不同,可探究“电流和通电时间一定时,电热与电阻的关系”,故AB错误;
C、通过两电阻丝的电流相同,而R1<R2,根据Q=I2Rt可知相同时间内电阻丝R1产生的热量少,所以可知甲管中液面上升比乙慢,故C正确;
D、实验中,通过U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,采用了转换法,故D错误。
故选:C。
11.【解答】解:由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器滑片向右滑动,接入电路中的电阻变大时,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,即电流表示数变小;根据U=IR可知灯泡两端的电压变小,即电压表示数变小;故A错误;
(2)根据P=UI可得,灯的额定电流:IL额===0.25A;
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为Imax=0.25A;
由I=可得灯泡的电阻:RL===10Ω;
电路中的总电阻:Rmin===24Ω;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑min=Rmin﹣RL=24Ω﹣10Ω=14Ω;
由于没有限制电路的最小电流,所以滑动变阻器的电阻可以调到最大,因此滑动变阻器接入电路的阻值为14~50Ω;故C错误;
该电路的最大功率:Pmax=UImax=6V×0.25A=1.5W,故D正确;
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,此时电路中的最小电流:
Imin===0.1A,则电流表示数的变化范围是0.1A~0.25A,故B正确。
故选:BD。
12.【解答】解:由图甲可知,R和R0串联,电压表测R0两端的电压;
A、已知电压表示数为4V,即R0两端的电压为U0=4V,
由串联电路的电流特点可知,通过R的电流为:I=I0===0.8A,故A正确;
B、由串联电路的电压特点可知,气敏电阻R两端的电压为:UR=U﹣U0=12V﹣4V=8V,
则5min内R消耗的电能:W=URIt=8V×0.8A×5×60s=1920J,故B错误;
C、气敏电阻R的电功率为:P=IUR=0.8A×8V=6.4W,故C错误;
D、由串联电路的电压特点可知,此时气敏电阻R两端的电压为:UR'=U﹣U0'=12V﹣6V=6V,
通过R的电流为:I'=I0'===1.2A,
由欧姆定律可知,气敏电阻R的阻值为:R'===5Ω,其倒数为=0.2Ω﹣1,由图乙可知空气指数为50,故D正确。
故选:AD。
二、填空题(本题共8小题,每小题2分,共16分)
13.【解答】解:
常用的液体温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的;如图所示的体温计的分度值是0.1℃,对应的读数为37.8℃。
故答案为:热胀冷缩;37.8。
14.【解答】解:家庭电路中的用电器是并联的,大功率用电器一般不同时使用,是为了避免因总功率过大而造成家庭电路中电流过大;
在图甲中导线绕半圈,其环绕方向和接线柱拧紧方向相同,导线和接线柱接触良好;在图乙中导线绕半圈,其环绕方向和接线柱拧紧方向相反,接线柱拧紧时,导线容易脱落,容易造成接触不良。
故答案为:总功率过大;甲。
15.【解答】解:由“液态聚丙烯”可知物体发生物态变化前处于液态,由“形成超细纤维,组合成布”可知发生变化后处于固态,则由液态聚丙烯变为超细纤维发生的物态变化为凝固。
带电物体具有吸引轻小物体的性质,可以将气凝胶等微小物体吸引在熔喷布上,防止携带病毒的气凝胶等被人体吸入。
故答案为:凝固;吸引轻小物体。
16.【解答】解:
(1)关闭其他用电器,只用电热水器给水加热,
由图知,电热水器在这段时间内消耗的电能:
W=7626.9kW•h﹣7624.8kW•h=2.1kW•h=7.56×106J;
(2)消耗电能的87%被水吸收,即:Q吸=87%×W=87%×7.56×106J=6.5772×106J,
由Q吸=cm△t得水的质量:
m===18kg。
故答案为:2.1;18。
17.【解答】解:(1)发热体的电阻R===50Ω;
我国照明电路的电压为220V,需分压20V,电路中的电流为:
I===4A;
所以电阻为:R′===5Ω。
故答案为:串联;5。
18.【解答】解:由图甲可知,闭合开关时,R1与R2串联,电压表V1测R2两端的电压,电压表V2测电源电压。
由于两只电压表指针位置相同,且串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,
所以电压表V1所接量程为0~3V,分度值为0.1V,其示数为1.5V,即R2两端的电压为U2=1.5V;
电压表V2所接量程为0~15V,分度值为0.5V,其示数为7.5V,即电源电压为U=7.5V,
则R1两端的电压为:U1=U﹣U2=7.5V﹣1.5V=6V;
串联电路中各处电流相等,根据U=IR可得,R1与R2的阻值之比为:
R1:R2=U1:U2=6V:1.5V=4:1,即R1与R2的比值为4。
故答案为:6;4。
19.【解答】解:甲灯的电阻为:R甲===484Ω;灯泡乙的电阻为:R乙===1210Ω;
如果将它们串联在某一电路中,通过两个灯泡的电流是相同,由于R甲<R乙,根据P=I2R可知,灯泡乙的实际功率大,乙灯亮一些;
甲灯的额定电流为:I串===A;乙灯的额定电流为:I乙===A;
为了电路的安全,电路中的最大电流为:I=I乙=A;
串联时两端允许加的最大电压为:U'=IR=×(1210Ω+484Ω)=308V。
故答案为:乙;308
20.【解答】解:消耗的电能为:W=Pt=3W×60s=180J;
电路中线圈的电流为:I===0.5A;
电动机线圈1min产生的热量为:Q=I2Rt=(0.5A)2×0.1Ω×60s=1.5J。
故答案为:180;1.5。
三、作图题(本题共2小题;21题2分;22题2分,共4分)
21.【解答】解:
由题知,先断开开关S1,灯泡熄灭,风扇继续转动,再断开开关S2,风扇才停止转动,灯和风扇并联;
若只闭合开关S1,灯泡不亮。由此可知S1在灯所在支路上,S2在干路上,如图所示:
22.【解答】解:由实物图知,开关、滑动变阻器、电流表、灯泡依次串联在电源两极上,电压表并联在灯泡两端,电路图如图所示:
。
四、实验探究题(本题共3小题,23题8分,24题8分,25题8分,共24分)
23.【解答】解:(1)需用酒精灯外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度;安装实验器材时,应按照自下而上的顺序进行;
(2)图甲中两试管放在同一烧杯中加热,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是:可以控制相同时间内冰和蜡吸收的热量相同,且物质受热均匀;
固体吸收热量的多少不能直接观察,但可以通过温度计示数的变化来反映,这种方法叫转换法;
(3)由图乙可知,A图像对应物质的温度变化规律是先升高,再保持不变,再升高;整个过程在不断吸热,所以内能变化规律是不断增大;
(4)由图乙可知,B图线对应的物质没有固定的熔点,为非晶体,是蜡;
(5)根据公式Q吸=cmΔt可以知道,当质量和吸收的热量相同时,比热容和升高的温度Δt成反比,ab段的冰温度升高的快,是因为该物质固态时的比热容比液态时的比热容小,ab段的吸热能力小于cd段的吸热能力。
故答案为:(1)由下到上;(2)可以控制相同时间内冰和蜡吸收的热量相同,且物质受热均匀;转换;(3)先升高,再保持不变,再升高;不断增大;(4)蜡;B图线对应的物质没有固定的熔点;(5)cd。
24.【解答】解:(1)小明在检查实验仪器时,发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,小明应将电流表指针调零;
(2)滑动变阻器“一上一下”串联接入电路,电路图连接如下:
(3)开关闭合前,小明应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处的最左端;
(4)闭合开关,移动滑片时发现电流表没有示数,则电路可能发生断路,电压表有明显的示数,则电压表与电源接通,发生故障的原因可能是定值电阻断路;
(5)探究“电流与电阻的关系”,应不断改变电阻阻值而控制电阻两端电压不变,该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,其作用主要是控制电阻两端电压不变;
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,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,应将滑动变阻器的滑片向左移调大滑动变阻器连入电路中的电阻,同时眼睛盯住电压表才可能达到这个目的;
(6)分析表中实验数据,由I﹣R图像可得出的实验结论是:在电压一定时,电流和电阻成反比。
故答案为:(1)将电流表指针调零;(2)如上图;(3)最左;(4)定值电阻断路;(5)控制电阻两端电压不变;左;电压表;(6)在电压一定时,电流和电阻成反比。
25.【解答】解:(1)为了保护电路,在连接电路过程中开关应断开;
(2)原电路图中,灯泡与变阻器并联,电压表串联在电路中是错误的,在测灯泡额定功率的实验中,灯泡、变阻器和电流表应串联在电路中,电压表应并联在灯泡两端,如下图所示:
;
(3)由图甲可知,两表选用小量程;滑片P移动到某一位置时,电压表和电流表示数如图乙所示,电压表分度值0.1V,其示数为为2.5V,电流表分度值0.02A,其示数为0.36A,小灯泡此时的电功率为:
PL=ULIL=2.5V×0.36A=0.9W;
(4)由图丙可知,当灯泡两端电压增大时,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡的功率变大,温度升高,灯泡的电阻随温度的升高而增大,故小灯泡的I﹣U图像不是一条过原点的直线;
(5)由图丁可知,电压表V2可测量出定值电阻R0两端的电压,根据欧姆定律算出电路的电流,所以电压表V2与R0并联起来作用相当于电流表;
(6)①为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片放在阻值最大处,即b端;
②合上开关,移动滑片,使灯泡两端电压为额定电压,即2.5V,让灯泡正常发光;
③再读出R0两端的电压为U0,根据串联电路电流特点结合欧姆定律,此时电路的电流为:
I=I0=;
灯泡的电功率表达式为:
P=ULI=2.5V×。
故答案为:(1)断开;(2)见解答图;(3)0.9W;(4)灯泡的电阻随温度的升高而增大;(5)电流表;(6)①b;②2.5;③2.5V×。
五、综合计算题(本题共3小题,26题10分,27题13分,28题7分,共30分.要求写出必要的文字说明.单位.重要的公式及主要的运算过程,只写结果的不得分)
26.【解答】解:(1)当S1闭合,S2与触点1、2接通时,电路为电动机的简单电路,此时只有电动机工作,吹冷风;
当S1闭合,S2与触点2、3接通时,R1、R2串联后与电动机并联,由串联电路的电阻特点可知,此时加热部分的电阻最大,由P=UI=可知,电路的发热功率较小,吹暖风;
当S1闭合,S2与触点3、4接通时,R2被短路,R1与电动机并联,此时加热部分的电阻最小,由P=UI=可知,电路的发热功率最大,吹热风;
分析图如图所示:
;
(2)吹冷风时,电路为电动机的简单电路,由题意可知,此时电路中的电流为0.1A,则电路消耗的电功率:P冷风=PM=UI=220V×0.1A=22W;
(3)吹热风时,R1与电动机并联,则加热部分消耗的电功率:P加热=P1===1210W,
因此吹热风时,整个电路消耗的总功率:P热风=P加热+PM=1210W+22W=1232W;
(4)因为吹热风时电阻丝消耗的功率为吹暖风时电阻丝消耗功率的10倍,所以吹暖风时电阻丝消耗的电功率:P暖=P加热=×1210W=121W,
由P=UI=可知,吹暖风时加热部分的总电阻:R===400Ω,
由串联电路的电阻特点可知,R2的阻值:R2=R﹣R1=400Ω﹣40Ω=360Ω。
答:(1)如图所示;
(2)吹冷风时,电路消耗的电功率为22W;
(3)若R1=40Ω,吹热风时,整个电路消耗的总功率为1232W;
(4)若吹热风时电阻丝消耗的功率为吹暖风时电阻丝消耗功率的10倍,R2的阻值为360Ω。
27.【解答】解:(1)汽车以额定功率匀速直线行驶1h牵引力所做的功:
W=Pt=35×103W×3600s=1.26×108J,
由Q放=Vq和η=可得,ηQ放=W,即:ηVq=W,
则完全燃烧的汽油质量为:V===12L;
(2)电动车的效率为:η=×100%=×100%=90%;
(3)电动汽车行驶一万公里消耗的电能为:W电'=100×14kW•h=1400kW•h=1400度,
电费为:1400度×0.6元/度=840元,
燃油版汽车行驶一万公里消耗的汽油为:V=100×8L=800L,
油费为:800L×7元/L=5600元,
则电动版汽车比燃油版汽车每年在燃料方面大约能节省:5600元﹣840元=4760元;
(4)电源电压不变,高温挡功率最大,由P=可知,电路中电阻应最小,结合电路图可知,座椅垫处于“高温”挡时只有R2接入电路,
则R2的阻值:R2===7.2Ω,
由图知,座椅垫处于“低温”挡时,R1与R2串联接入电路,此时电路中的功率为:
P低===9W,
则低温挡加热5min消耗的电能为:
W=Pt=9W×5×60s=2700J,
不计热量损失,则座椅吸收的热量为:Q吸=W=2700J,
由Q吸=cmΔt可知,座椅垫材料的比热容为:
c===900J/(kg•℃);
(5)电动车与汽油为燃料的汽车比较,它的优点是清洁无污染、噪音低。
答:(1)在额定功率下行驶1h至少需要12L汽油;
(2)电动汽车的效率是90%;
(3)电动版汽车比燃油版汽车每年在燃料方面大约能节省4760元;
(4)座椅垫材料的比热容是900J/(kg•℃);
(5)电动车与汽油为燃料的汽车比较,它的优点是清洁无污染、噪音低。
28.【解答】解:(1)因电压表接在滑片上且电压表在电路中相当于断路,所以,电流要流经全部电阻丝,在滑片P左移的过程中,始终是全部电阻丝与电阻R0串联,所以电路的总电阻不变;
(2)由图知,电压表测滑片以右电阻丝的电压,
根据串联电阻的规律和欧姆定律可得,电路中的电流为:I===0.25A,
当电压表示数U为2伏时,由欧姆定律可得,AP段电阻丝的阻值:RAP===8Ω,
因均匀电阻丝AB长为20cm,阻值为10Ω,
故AP段电阻丝的长度:LAP=×20cm=16cm,
由图乙知,此时弹簧的弹力F=14N,
此时风对挡风板的压强(风压)为:p===70Pa;
由表知,此时风力为五级;
答:(1)不变;
(2)当电压表示数U为2伏时,电路中的电流为0.25A,弹簧的弹力为14N,风速仪所测的风为五级。
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