河北省石家庄市第四十四中学2022-2023学年九年级上学期物理期末考试卷(含答案)
展开这是一份河北省石家庄市第四十四中学2022-2023学年九年级上学期物理期末考试卷(含答案),共36页。试卷主要包含了选择题,填空题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年河北省石家庄四十四中九年级(上)期末
物理试卷
一、选择题:(本题共38分,其中1-13小题为单选题,每题只有一个正确选项,每题2分;14-17小题为多选题,每题至少两个正确选项,全选对得3分,漏选得2分,错选或不选不得分)
1.(2分)下列关于温度、热量和内能的描述,正确的是( )
A.一个物体温度升高,一定是吸收了热量
B.物体温度越高,所含热量越多
C.0℃的冰没有内能,它的分子也不会运动
D.同一物体,温度越高内能越大
2.(2分)通过实验发现电流、电压、电阻三个物理量规律的科学家是( )
A.法国的安培 B.德国的欧姆
C.意大利的伏特 D.英国的焦耳
3.(2分)下列估测的数据中,符合生活实际的是( )
A.某家用电饭锅的额定功率为70W
B.家用台灯工作时的电流约为0.15A
C.对人体来说,安全电压为36V
D.某汽车内燃机的效率为98%
4.(2分)如图所示,志愿者小亮正在为社区老人家里更换灯泡。下列操作流程符合安全用电原则的是( )
A.摘下灯罩→更换灯泡→切断电源→通电测试
B.切断电源→摘下灯罩→更换灯泡→通电测试
C.更换灯泡→切断电源→摘下灯罩→通电测试
D.摘下灯罩→切断电源→更换灯泡→通电测试
5.(2分)电动自行车是现代生活中日常的代步工具,钥匙相当于开关S,控制电动机电路通断。为安全起见,当刹车时也会使电动机断电,此时两刹车相当于开关S1、S2。下列能反映其刹车电动机断电原理的电路是( )
A. B.
C. D.
6.(2分)小明将铁丝快速弯折十余次,铁丝弯折处的温度会升高,以下四个事例中能量转化与之相同的是( )
A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
7.(2分)关于材料与技术的应用,下列说法中正确的是( )
A.我们日常生活中使用的二极管、计算机芯片是由半导体材料制成的
B.超导技术可应用于电饭锅和远距离输电线
C.及时将生活垃圾、废旧电池装在一起,丢入垃圾桶
D.日常生活中的陶瓷、橡胶、石墨棒均属于绝缘体
8.(2分)在科学探究时,为了减小误差或寻找物理规律,经常需要进行反复多次测量,如:
①“探究电流与电压关系”时,多次测量
②“研究杠杆的平衡条件”时,改变动力(臂)和阻力(臂),多次测量
③“研究串、并联电路的电流特点”时,换用不同阻值的定值电阻,多次测量
④“用电压表和电流表测定值电阻”时,多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值
⑤“测量灯泡的额定功率”,多次测量
在上述实验中,属于多次实验寻找普遍规律的有( )
A.②③⑤ B.①②③ C.①②⑤ D.②③④
9.(2分)如图所示的四个电路中,R0为已知阻值的定值电阻,不能测出未知电阻Rx的电路是( )
A. B.
C. D.
10.(2分)在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中,三个透明容器中密封着等量的空气,容器内的电阻连接情况如图所示,通电后,观察U形管中液面高度的变化。则( )
A.甲、乙、丙三个容器内的导体,电流相等
B.通电一段时间后,U形管中液面高度变化最大的是乙
C.要探究电流产生的热量与电阻的关系,需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化
D.要探究电流产生的热量与电流的关系,需观察甲、乙两个U形管中液面高度的变化
11.(2分)下列有关电功率的说法中,正确的是( )
A.电功率大的用电器,做功一定快
B.电功率大的用电器做功一定多
C.电功率的单位是J
D.电能表是测量电功率的仪表
12.(2分)如图所示,电源电压不变,R为滑动变阻器,R0为定值电阻;忽略温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,下列说法正确的是( )
A.电流表A示数减小
B.电压表V2示数和电压表V1示数之差变大
C.灯两端电压变化量小于滑动变阻器两端电压变化量
D.电压表V2和电流表A示数之比增大
13.(2分)下列说法正确的是( )
A.“渊冰厚三尺,素雪覆千里。”“冰”的形成是凝华现象
B.“雾里山疑失,雷鸣雨未休。”“雾”的形成是汽化现象
C.“可怜九月初三夜,露似真珠月似弓。”“露”的形成是液化现象
D.“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠。”“霜”的形成是凝固现象
(多选)14.(3分)下列关于电与磁的四个实验的认识,正确的是( )
A.甲实验能说明电流周围存在磁场
B.乙实验中通电螺线管左端是N极
C.丙图中的原理与电动机的原理相同
D.丁实验的原理与电动机的原理相同
(多选)15.(3分)为缓解电力紧张的状况,开发利用新能源,我国陆续建成了一些核电站。如图为核电站的结构示意图,关于核电站,下列说法正确的是( )
A.核电站产生的核废料对环境有污染,需离深埋处理
B.核反应堆中发生的是可控制的核聚变
C.核电站发电的能量转化过程是:核能内能﹣﹣机械能﹣﹣电能
D.核电站使用的核燃料是可再生能源
(多选)16.(3分)小明利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的像,分别测出物距u和像距v,实验数据如下表。
实验次数
1
2
3
4
5
物距u/cm
60
30
20
15
12
像距v/cm
12
15
20
30
60
下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距为20cm
B.从第1次实验到第5次实验,成在光屏上的像越来越大
C.当u=45cm时,移动光屏,可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像
D.第5次实验后,在贴近凸透镜左侧放一眼镜片,向右移动光屏,能在光屏上成清晰的像,则眼镜片对光起会聚作用
(多选)17.(3分)如图所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L上标有“12V 12W”字样,滑动变阻器R0的最大阻值为20Ω,a、b为电流表、电压表其中之一,且不相同。只闭合开关S1,滑片P置于左端,电流表示数为1A;再闭合开关S2、S3,移动滑片P,电流表示数始终为1A。已知灯泡电阻随温度升高而增大。下列说法正确的是( )
A.a为电压表
B.电源电压为12V
C.只闭合开关S1,若电流表示数为0.5A,则滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω
D.将a与R0互换,开关均闭合,移动滑片P,滑动变阻器功率的最小值为7.2W
二、填空题:(每空2分,共38分)
18.(6分)一家火锅店用某种材质的纸折成火锅,加上水,放在点燃的天然气炉上涮菜,如图所示。天然气属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。纸锅中的水在沸腾过程中温度 (选填“继续升高”或“保持不变”),该温度低于纸的着火点。若纸锅中水的质量为1kg,水温从20℃升高到100℃,则水需要吸收 J的热量。[已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
19.(6分)2022年2月4日,来自河北省阜平县大山深处的44名孩子,在北京冬奥会开幕式上用希腊语唱起《奥林匹克颂》,如图所示。他们用歌声走出了大山,走到了世界面前。孩子们的天籁之音是由他们的声带 产生的。我们能够从伴奏中分辨出不同乐器发出的声音,是由于它们发出声音的 不同。世界各地的部分电视用户是利用卫星接收和发射的 信号来收看现场画面的。
20.(6分)雨过天晴,地面上会出现建筑物的影子,影子是由于 形成的。通过地面上一层薄薄的积水还可以看到建筑物的像,如图所示,像的大小与建筑物的大小 。一些建筑物外部采用了玻璃幕墙作为装饰,强光照射到玻璃幕墙时会发生 反射,造成“光污染”。
21.(4分)如图所示的甲、乙两个电路中,开关闭合后,电线燃烧起来,甲产生的原因是用电器的 过大,乙产生的原因是发生 。
22.(8分)小芳家电能表铭牌上标有“220V 10(40)A 50Hz 2000r/kW•h”,她家同时使用的用电器总功率不能超过 W。她用1kW的电磁炉(其它用电器都断开)6min烧开一壶水的过程中,消耗电能 kW•h,电能表的转盘转 圈,它将一个电风扇单独接入电路中,10min内电能表的转盘转了32r,其功率为 W。
23.(8分)如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,滑片从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光.电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙,则R0的阻值为 Ω,电源电压为 V,小灯泡的额定功率为 W,滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
三、实验题:(每空1分,共10分)
24.(3分)(1)在探究“不同物质吸热能力”的实验中,实验装置如图甲、乙所示。
①实验中取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,使用规格相同的电加热器加热。实验中通过 (填“升高的温度”或“加热时间”)来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。
②图丙中①是乙加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的乙物质的质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热,再绘制出一条温度随时间变化的图线,则为图中的第 (填“①”、“②”或“③”)条。
(2)利用图丁所示装置可探究电流通过导体产生热量的多少与 的关系。
25.(7分)学习了电学知识后,小明对影响电阻大小的部分因素进行了进一步的探究,器材有:开关、电流表、电源(电压恒为1.5V)各一个,三根完全相同的合金丝,导线若干。
【实验过程】电路如图1所示,将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间,闭合S后,记录的数据如表。
连接方式
一根
两根串联
三根串联
两根并联
三根并联
电流表读数/A
0.3
0.2
1.2
1.8
回答下列问题:
(1)图2是一根合金丝接入电路时电流表的读数,请将其填入表格中。
(2)导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系。
A.电阻的大小与长度的关系是: ;
B.电阻的大小与横截面积的关系是: 。
(3)进行多次测量的目的是 。
(4)此实验也可得出电流与电阻的关系是 。
【拓展】用上述合金材料制成长1m、横截面积1mm2的电阻丝的阻值为1Ω.而实验中所用合金丝的横截面积为0.5mm2,则一根合金丝的电阻为 Ω,长度为 m。
四、计算题(26题6分,27题8分,共14分)
26.(6分)用煤气灶烧水,完全燃烧0.5kg煤气,使60kg的水升高了50℃。已知煤气的热值4.2×107J/kg。求:
(1)水吸收的热量;
(2)煤气完全燃烧放出的热量;
(3)煤气灶的热效率。
27.(8分)在图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡的额定电压为2.5V,变阻器的最大阻值R为定值电阻R0的三倍。闭合开关S,当滑片P置于某点时,电压表示数为2.5V,电流表示数为I1;当滑片P置于最右端时,电流表示数I2,且为I1:I2=5:4.两次变阻器连入电路的电阻之比R1:R=8:15.图乙是该小灯泡I﹣U图象。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻值;
(2)滑片置于最右端时,小灯泡的实际功率;
(3)电源电压。
2022-2023学年河北省石家庄四十四中九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题:(本题共38分,其中1-13小题为单选题,每题只有一个正确选项,每题2分;14-17小题为多选题,每题至少两个正确选项,全选对得3分,漏选得2分,错选或不选不得分)
1.(2分)下列关于温度、热量和内能的描述,正确的是( )
A.一个物体温度升高,一定是吸收了热量
B.物体温度越高,所含热量越多
C.0℃的冰没有内能,它的分子也不会运动
D.同一物体,温度越高内能越大
【分析】改变物体内能的方法:做功和热传递;
热量是一个过程量,不能说“某物体含有或具有多少热量”;
一切物体都有内能;
物体内能与温度有关,同一物体温度越高,内能越大。
【解答】解:A、一个物体温度升高,可能是从外界吸收了热量也可能是外界对物体做了功,故A错误;
B、热量是一个过程量,不能说含有热量,故B错误;
C、一切物体都有内能,0℃的冰有内能,它的分子会运动,故C错误;
D、同一物体温度越高,内能越大,故D正确。
故选:D。
【点评】正确理解温度、热量与内能的关系以及改变内能的方法,难度不大。
2.(2分)通过实验发现电流、电压、电阻三个物理量规律的科学家是( )
A.法国的安培 B.德国的欧姆
C.意大利的伏特 D.英国的焦耳
【分析】通过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比,这一规律最早由德国科学家欧姆总结得出,这就是著名的欧姆定律。
【解答】解:欧姆发现了欧姆定律,即通过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比。
故选:B。
【点评】此题考查的是我们对物理学史的识记,属于基础知识,难度不大,容易解答。
3.(2分)下列估测的数据中,符合生活实际的是( )
A.某家用电饭锅的额定功率为70W
B.家用台灯工作时的电流约为0.15A
C.对人体来说,安全电压为36V
D.某汽车内燃机的效率为98%
【分析】首先对题目中涉及的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。
【解答】解:
A、家用电饭锅的额定功率在800W左右,故A不符合实际;
B、家用台灯的电功率在20W左右,工作时的电流I==≈0.1A,与0.15A相差不大,故B符合实际;
C、对人体来说,不高于36V的电压为安全电压,故C不符合实际;
D、某汽车内燃机的机械效率不高,一般在45%左右,不会达到98%,故D不符合实际。
故选:B。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中的常见量的值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
4.(2分)如图所示,志愿者小亮正在为社区老人家里更换灯泡。下列操作流程符合安全用电原则的是( )
A.摘下灯罩→更换灯泡→切断电源→通电测试
B.切断电源→摘下灯罩→更换灯泡→通电测试
C.更换灯泡→切断电源→摘下灯罩→通电测试
D.摘下灯罩→切断电源→更换灯泡→通电测试
【分析】更换灯泡前首先切断电源,再维修,最后通电测试。
【解答】解:更换灯泡之前必须断开开关,切断电源,摘下灯罩,更换灯泡,最后通电测试灯泡是否发光,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题考查更换灯泡的流程,一定要记住先切断电源。
5.(2分)电动自行车是现代生活中日常的代步工具,钥匙相当于开关S,控制电动机电路通断。为安全起见,当刹车时也会使电动机断电,此时两刹车相当于开关S1、S2。下列能反映其刹车电动机断电原理的电路是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据题分析三个开关的作用和连接方式,然后对比选项得出答案。
【解答】解:钥匙相当于开关S,控制电动机电路通断;任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开、电动机停止工作说明三个开关相互影响、不能独立工作即为串联,故A符合题意。
故选:A。
【点评】本题考查了电路图的设计,明确开关的连接方式是解题的关键。
6.(2分)小明将铁丝快速弯折十余次,铁丝弯折处的温度会升高,以下四个事例中能量转化与之相同的是( )
A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
【分析】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。
【解答】解:
反复弯折铁丝,铁丝弯折处温度升高,机械能转化为内能,使铁丝内能增加;
甲、用力将活塞压下,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧,此过程机械能转化为内能;
乙、酒精燃烧后产生的高温高压的燃气,体积膨胀,对外做功,使盒盖飞出去,内能转化为盒盖的机械能;
丙、汽油机压缩冲程中,活塞压缩气缸内混合燃料,使燃料的内能增加,此过程机械能转化为内能;
丁、汽油机做功冲程中,高温高压的燃气,体积膨胀,对外做功,内能转化为机械能;
与弯折铁丝,使铁丝温度升高,能量转化相同的是甲和丙,故A正确。
故选:A。
【点评】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。
7.(2分)关于材料与技术的应用,下列说法中正确的是( )
A.我们日常生活中使用的二极管、计算机芯片是由半导体材料制成的
B.超导技术可应用于电饭锅和远距离输电线
C.及时将生活垃圾、废旧电池装在一起,丢入垃圾桶
D.日常生活中的陶瓷、橡胶、石墨棒均属于绝缘体
【分析】(1)二极管是由半导体做成的器件,它具有单向导电性。
(2)超导体的电阻为零,不会放热,所以电能无法转化为内能,也就避免了内能的损耗,适合做输电线路。
(3)废旧电池中的镉元素,则被定为致癌物质;汞中毒,会患中枢神经疾病;电池腐烂后,其中的汞、铅、镉等重金属溶出会污染地下水和土壤,破坏人类的生存环境,威胁人类的健康。
(4)常见的绝缘体有玻璃、橡胶、陶瓷、塑料、油、纯净水、干木棒等。
【解答】解:A、人们日常生活中使用的二极管是由半导体制成的,故A正确;
B、由于超导体的电阻为零,电能不能转化成内能,不能用来制作电饭锅,故B错误;
C、废弃电池中的汞、铅、镉等重金属溶出会污染地下水和土壤,破坏人类的生存环境,威胁人类的健康,属于有害垃圾,用过的废旧电池不要和生活垃圾一起扔掉,而要单独回收,故C错误;
D、常见的绝缘体有玻璃、橡胶、陶瓷、塑料、油、纯净水、干木棒等,石墨属于导体,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了超导体、半导体、绝缘体以及废旧电池的回收知识,注重了物理和生活的联系,尤其注意废旧电池对生活环境的污染越来越严重,直接危害人类的生存环境。如果我们将这些废旧电池随手同生活垃圾一起扔掉,这些废旧电池很难被降解,对水质、土壤污染相当大。
8.(2分)在科学探究时,为了减小误差或寻找物理规律,经常需要进行反复多次测量,如:
①“探究电流与电压关系”时,多次测量
②“研究杠杆的平衡条件”时,改变动力(臂)和阻力(臂),多次测量
③“研究串、并联电路的电流特点”时,换用不同阻值的定值电阻,多次测量
④“用电压表和电流表测定值电阻”时,多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值
⑤“测量灯泡的额定功率”,多次测量
在上述实验中,属于多次实验寻找普遍规律的有( )
A.②③⑤ B.①②③ C.①②⑤ D.②③④
【分析】测量性实验为了减小误差或者寻找规律进行多次测量,如果物理量是个恒量,多次测量求平均值可以减小实验误差;如果不是测量具体的物理量,而是寻找规律也采取多次测量,寻找普遍性。
【解答】解:①“探究电流与电压关系时”,多次测量是为了得出普遍性的规律;
②“研究杠杆的平衡条件”时,改变动力(臂)和阻力(臂),多次测量,是为了得出杠杆的平衡条件,即得出普遍性的规律;
③“研究串、并联电路的电流特点”时,换用不同阻值的定值电阻,多次测量,是为了得出普遍性的规律;
④“用电压表和电流表测定值电阻”时,多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值,是为减小误差,即得出多个电阻求取平均值;
⑤“测量灯泡的额定功率”时,多次测量,是除了需要测量小灯泡的额定功率外,另一个目的是研究灯泡亮度与实际功率的关系;
在上述实验中,属于多次实验寻找普遍规律的有①②③;
故选:B。
【点评】注意求平均值时,计算的结果小数点后面保留的位数要和题目中提供的数据的位数相同,这是由测量工具的分度值决定的。
9.(2分)如图所示的四个电路中,R0为已知阻值的定值电阻,不能测出未知电阻Rx的电路是( )
A. B.
C. D.
【分析】串联电路的电流处处相等,并联电路各支路电压相等,用电压表或电流表,直接或间接测量电压和电流,根据欧姆定律求得Rx电阻。
【解答】解:
A、开关S闭合时,R0短路,电压表测量电源电压;
开关S断开时,电压表测量Rx两端的电压;
根据串联电路总电压等于各分电压之和,可求出R0两端的电压,根据I=求出通过R0的电流;
根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0,根据Rx=可求出Rx的电阻;
B、由电路图可知,当S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测R0的电流,根据欧姆定律可求电源的电压;
当开关S闭合时R0、Rx并联,电流表测总电流,R0的电压始终为电源电压保持不变,由并联电路电流特点可求得通过Rx的电流,并且Rx两端电压等于电源电压,所以可以根据Rx=可求出Rx的阻值;
C、由电路图可知,当开关S闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;
当开关S断开时两电阻串联,电流表测串联电路的电流,根据欧姆定律求出电路的总电阻,再根据电阻的串联可以求出Rx的阻值;
D、开关S闭合时,Rx短路,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量电源电压;所以无法得到电路中电流,所以不能计算出Rx的值。
所以,不能测出未知电阻Rx的电路是D图。
故选:D。
【点评】本题考查测电阻的特殊方法,关键是在没有电流表条件下,电压表和定值电阻起到测量的电流的作用,在没有电压表条件下,电流表和定值电阻起到测量的电压的作用,有一定难度。
10.(2分)在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中,三个透明容器中密封着等量的空气,容器内的电阻连接情况如图所示,通电后,观察U形管中液面高度的变化。则( )
A.甲、乙、丙三个容器内的导体,电流相等
B.通电一段时间后,U形管中液面高度变化最大的是乙
C.要探究电流产生的热量与电阻的关系,需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化
D.要探究电流产生的热量与电流的关系,需观察甲、乙两个U形管中液面高度的变化
【分析】(1)丙容器中两电阻并联后再与甲、乙两容器中的电阻串联接入电路,串联电路各处电流相等,并联电路干路电流等于各支路电流之和;
(2)根据焦耳定律Q=I2Rt分析答题。
【解答】解:(1)丙容器中两电阻并联后再与甲、乙两容器中的电阻串联接入电路,根据串联电路和并联电路电流的规律可知通过甲、乙两容器中的电阻的电流相同,都大于通过丙容器中的电阻的电流,故A错误;
(2)甲容器中的电阻与丙容器中的电阻相同,电流不同,要探究电流产生的热量与电流的关系,需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化,故D错误;
(3)通过甲容器中的电阻与乙容器中的电阻的电流相同,两容器中的电阻不同,要探究电流产生的热量与电阻的关系,需观察甲、乙两个U形管中液面高度的变化,故C错误;
(4)甲、乙装置中,将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过他们的电流I与通电时间t相同,左边甲容器中的电阻小于右边乙容器中的电阻,由Q=I2Rt可知,右边乙容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快;甲、丙装置中,丙装置并联一个相同阻值的电阻,再将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过他们的电阻与通电时间t相同,左边甲容器中的电阻流大于右边丙容器中的电流,由Q=I2Rt可知,甲容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快;所以通电一段时间后,U形管中液面升高的高度最高的是乙,故B正确。
故选:B。
【点评】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。
11.(2分)下列有关电功率的说法中,正确的是( )
A.电功率大的用电器,做功一定快
B.电功率大的用电器做功一定多
C.电功率的单位是J
D.电能表是测量电功率的仪表
【分析】电功率是表示电流做功快慢的物理量;电功率是指电流在单位时间内所做的功,不但和做功的多少有关,还跟时间有关。
【解答】解:(1)电功率是表示电流做功快慢的物理量,电功率越大,做功越快,单位为W,故A正确,C不正确;
(2)由P=可知,电功率的大小与电功和做功时间有关,则时间不确定时,电功率越大电流做功不一定越多,电流做的功越多电功率不一定越大,故B不正确;
(3)电能表是测量电功的仪表,故D不正确。
故选:A。
【点评】本题考查了学生对电功率定义和物理意义的理解与掌握,是一道基础题目。
12.(2分)如图所示,电源电压不变,R为滑动变阻器,R0为定值电阻;忽略温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,下列说法正确的是( )
A.电流表A示数减小
B.电压表V2示数和电压表V1示数之差变大
C.灯两端电压变化量小于滑动变阻器两端电压变化量
D.电压表V2和电流表A示数之比增大
【分析】开关S闭合,灯泡、滑动变阻器R和定值电阻R0串联,电压表V1测灯泡两端电压,电压表V2测灯泡和滑动变阻器R两端的电压;
根据滑片的移动方向分析滑动变阻器接入电路中电阻的变化和总电阻的变化,根据欧姆定律分析电路中电流的变化;根据欧姆定律分析和串联电路的电压规律分析电压表示数的变化;根据R=电压表V2和电流表A示数之比的变化。
【解答】解:根据电路图可知,开关S闭合,灯泡、滑动变阻器R和定值电阻R0串联,电压表V1测灯泡两端电压,电压表V2测灯泡和滑动变阻器R的电压;
A.闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,滑动变阻器R的阻值减小,电阻总电阻变小,由欧姆定律知,电路中的电流变大,电流表示数变大,故A错误;
B.电压表V2的示数与电压表V1示数之差即为滑动变阻器两端电压UR=U﹣(UL+UR0)=U﹣I(RL+R0),电源电压U、灯丝电阻RL和定值电阻R0均为定值,电流I增大,所以UR减小,故B错误;
C.由B项知,滑动变阻器两端电压UR减小,总电压不变,其减小量等于灯泡两端电压与定值电阻两端电压的增大量之和,则灯两端电压变化量小于滑动变阻器两端电压变化量,故C正确;
D.电压表V2与电流表示数之比为,其中灯丝电阻RL不变,滑动变阻器R减小,比值减小,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了欧姆定律及串联电路的特点,要求学生明确电路的结构,能够熟练应用串联电路的特点求解。
13.(2分)下列说法正确的是( )
A.“渊冰厚三尺,素雪覆千里。”“冰”的形成是凝华现象
B.“雾里山疑失,雷鸣雨未休。”“雾”的形成是汽化现象
C.“可怜九月初三夜,露似真珠月似弓。”“露”的形成是液化现象
D.“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠。”“霜”的形成是凝固现象
【分析】物质由气态直接变为固态的过程叫凝华,物质由固态直接变为气态的过程叫升华;由气态变为液态的过程叫液化,由液态变为气态的过程叫汽化;由固态变为液态的过程叫熔化,由液态变为固态的过程叫凝固。
【解答】解:
A、“冰”是由水凝固形成的,故A错误;
BC、“雾”、“露”都是由水蒸气液化形成的,故B错误,C正确;
D、“霜”是空气中的水蒸气凝华形成的,故D错误。
故选:C。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
(多选)14.(3分)下列关于电与磁的四个实验的认识,正确的是( )
A.甲实验能说明电流周围存在磁场
B.乙实验中通电螺线管左端是N极
C.丙图中的原理与电动机的原理相同
D.丁实验的原理与电动机的原理相同
【分析】题目给出了四个类似的实验,首先要弄清各实验所揭示的原理,再结合题设要求来进行选择。
【解答】解:A、通电导线放在小磁针上方时,小磁针会发生偏转,小磁针的运动可以显示磁场的存在,它是研究电流的磁效应的,是奥斯特实验,故A正确;
B、电流从螺线管的右侧流入,从左侧流出,根据安培定则可知,螺线管的左端为N极,故B正确;
C、D、图中没有电池,验证闭合电路的一部分导体切割磁感线时产生感应电流,是电磁感应现象实验图,是发电机的原理图,即是将机械能转化为电能的过程,故C、D错误。
故选:AB。
【点评】物理学是以观察和实验为主的实验学科,很多的物理知识都来源于实验,在学习中应重视实验的学习,要牢记一些重要实验装置图。
(多选)15.(3分)为缓解电力紧张的状况,开发利用新能源,我国陆续建成了一些核电站。如图为核电站的结构示意图,关于核电站,下列说法正确的是( )
A.核电站产生的核废料对环境有污染,需离深埋处理
B.核反应堆中发生的是可控制的核聚变
C.核电站发电的能量转化过程是:核能内能﹣﹣机械能﹣﹣电能
D.核电站使用的核燃料是可再生能源
【分析】(1)核电站产生的核废料仍然具有放射性,一般深埋在人烟稀少的地方;
(2)核反应堆利用的是可控制的裂变中的链式反应;
(3)核电站利用核裂变时产生的内能,通过汽轮机将内能转化为机械能,通过发电机最终将机械能转化为电能;
(4)核电站普遍使用的核燃料是铀。
【解答】解:A、核电站产生的核废料具有放射性,对环境有着严重的危害性,不可以随意处置,一般深埋在人烟稀少的地方,故A正确;
B、核反应堆中发生的是核裂变中的链式反应,是可控制的,故B错误;
C、核电站发电的能量转化过程是:核反应堆将核能转化为蒸汽的内能,汽轮机将蒸汽的内能转化为机械能,发电机将机械能转化为电能,故C正确;
D、核燃料在地球上的储量是有限的,因此是不可再生能源,故D错误。
故选:AC。
【点评】此题考查了核能的利用,属基础题目。
(多选)16.(3分)小明利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的像,分别测出物距u和像距v,实验数据如下表。
实验次数
1
2
3
4
5
物距u/cm
60
30
20
15
12
像距v/cm
12
15
20
30
60
下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距为20cm
B.从第1次实验到第5次实验,成在光屏上的像越来越大
C.当u=45cm时,移动光屏,可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像
D.第5次实验后,在贴近凸透镜左侧放一眼镜片,向右移动光屏,能在光屏上成清晰的像,则眼镜片对光起会聚作用
【分析】(1)凸透镜成实像时,u=v=2f,成倒立、等大的实像;
(2)凸透镜成实像时,物距变小像距变大;
(3)物距大于二倍焦距,凸透镜成倒立、缩小的实像;
(4)凸透镜对光线具有会聚作用,可以矫正远视眼;凹透镜对光线具有发散作用,可以矫正近视眼。
【解答】解:
A、根据表格中的数据可知,当u=20cm时,v=20cm,则u=v=2f,所以焦距为10cm,故A错误;
B、从第1次实验到第5次实验,物距始终大于焦距,物距变小,像距变大,像变大,故B正确;
C、当u=45cm时,物距大于二倍焦距,移动光屏,可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像,故C正确;
D、第5次实验后,在贴近凸透镜左侧放一眼镜片,向右移动光屏,能在光屏上成清晰的像,这说明像推迟会聚了,该眼镜片是凹透镜,对光起发散作用,故D错误。
故选:BC。
【点评】本题主要考查凸透镜的成像规律、近视眼的对光线的作用,难度不大,是中考的热点。
(多选)17.(3分)如图所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L上标有“12V 12W”字样,滑动变阻器R0的最大阻值为20Ω,a、b为电流表、电压表其中之一,且不相同。只闭合开关S1,滑片P置于左端,电流表示数为1A;再闭合开关S2、S3,移动滑片P,电流表示数始终为1A。已知灯泡电阻随温度升高而增大。下列说法正确的是( )
A.a为电压表
B.电源电压为12V
C.只闭合开关S1,若电流表示数为0.5A,则滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω
D.将a与R0互换,开关均闭合,移动滑片P,滑动变阻器功率的最小值为7.2W
【分析】A、只闭合开关S1,,滑片P置于左端,电路为灯泡L的简单电路;开关都闭合,移动滑片P,电流表示数始终为1A,说明b为电流表,把滑动变阻器短路了,导致滑动变阻器失去调节作用,据此分析;
B、根据P=UI得出灯泡的额定电流,只闭合开关S,滑片P置于左端,则电路中只接灯泡,而电流表示数为1A,则灯泡电压为电源电压,据此得出电源电压;
C、只闭合开关S1,若电流表示数为0.5A,则灯泡温度不为额定电流时的温度,电阻也不为额定电流时的电阻,为未知,无法计算滑动变阻器接入电路的阻值;
D、将a与R0互换,开关均闭台,则电路为滑动变阻器和灯泡并联,互不影响,根据公式P=可知,移动滑片P,滑动变阻器接入电路的阻值最大时,功率最小,并得出最小功率。
【解答】解:A、只闭合开关S1,,滑片P置于左端,电路为灯泡L的简单电路;开关都闭合,移动滑片P,电流表示数始终为IA,说明b为电流表,把滑动变阻器短路了,导致滑动变阻器失去调节作用,则a为电压表,故A正确;
B、灯泡额定电流为I额===1A;
只闭合开关S,滑片P置于左端,则电路中只接灯泡,而电流表示数为1A,则灯泡电压为电源电压,即12V,故B正确;
C、只闭合开关Sp,若电流表示数为0.5A,则灯泡温度不为额定电流时的温度,电阻也不为额定电流时的电阻,为未知。则无法计算滑动变阻器接入电路的阻值,故C错误;
D、将a与R0互换,开关均闭台,则电路为滑动变阻器和灯泡并联,互不影响,根据公式P=可知,移动滑片P,滑动变阻器接入电路的阻值最大时,功率最小,为Pmin===7.2W,故D正确。
故选ABD。
【点评】本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算,综合性强,难度适中。
二、填空题:(每空2分,共38分)
18.(6分)一家火锅店用某种材质的纸折成火锅,加上水,放在点燃的天然气炉上涮菜,如图所示。天然气属于 不可再生 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。纸锅中的水在沸腾过程中温度 保持不变 (选填“继续升高”或“保持不变”),该温度低于纸的着火点。若纸锅中水的质量为1kg,水温从20℃升高到100℃,则水需要吸收 3.36×105 J的热量。[已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
【分析】(1)能够源源不断地从自然界获得或可以重复利用的能源是可再生能源;不能源源不断地从自然界获得或不可重复利用的能源,叫不可再生能源;
(2)水沸腾时吸收热量,温度保持不变;
(3)已知水的质量、比热容、初温和末温,利用Q吸=cmΔt求水吸收的热量。
【解答】解:(1)天然气不能源源不断地从自然界获得,也不可重复利用,故天然气属于不可再生能源;
(2)水沸腾时吸收热量,温度保持不变;
(3)水吸收的热量:
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J。
故答案为:不可再生;保持不变;3.36×105。
【点评】本题考查了能源的分类、水沸点的特点以及吸热公式的应用等知识,属于基础知识的考查。
19.(6分)2022年2月4日,来自河北省阜平县大山深处的44名孩子,在北京冬奥会开幕式上用希腊语唱起《奥林匹克颂》,如图所示。他们用歌声走出了大山,走到了世界面前。孩子们的天籁之音是由他们的声带 振动 产生的。我们能够从伴奏中分辨出不同乐器发出的声音,是由于它们发出声音的 音色 不同。世界各地的部分电视用户是利用卫星接收和发射的 电磁波 信号来收看现场画面的。
【分析】(1)声音是由物体振动产生的。
(2)音色反映的是声音的品质与特色,它跟发声体的材料和结构有关。
(3)卫星通信是一种利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波(电磁波)而进行的两个或多个地面站之间的通信。
【解答】解:孩子们的天籁之音是由他们的声带振动产生的;因为不同的乐器发出声音的音色不同,所以我们可以通过它们的音色判断乐器的种类;世界各地的部分电视用户是利用卫星接收和发射的电磁波信号来收看现场画面的。
故答案为:振动;音色;电磁波。
【点评】本题考查了声音的产生、声音的特征,以及电磁波的应用,基础题。
20.(6分)雨过天晴,地面上会出现建筑物的影子,影子是由于 光的直线传播 形成的。通过地面上一层薄薄的积水还可以看到建筑物的像,如图所示,像的大小与建筑物的大小 相等 。一些建筑物外部采用了玻璃幕墙作为装饰,强光照射到玻璃幕墙时会发生 镜面 反射,造成“光污染”。
【分析】(1)光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,激光准直、小孔成像和影子的形成等,都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
(2)平静的水面相当于平面镜,人和物通过水面成像,这是光的反射形成的;
(3)平行光射到玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石等反射面时,反射光线射向同一方向,即发生镜面反射,会造成光污染。
【解答】解:(1)影子是沿直线传播的光被不透明的建筑物挡住,在建筑物后面的地面上光照不到的地方形成影子;
(2)通过地面上一层薄薄的积水还可以看到建筑物的像,是平面镜成像,像的大小与建筑物的大小相等;
(3)当强烈的太阳光照射到玻璃幕墙的表面时,会发生镜面反射,反射光线非常集中,炫目的光会干扰人们的正常生活,造成“光污染”。
故答案为:光的直线传播;相等;镜面。
【点评】本题考查光的直线传播、平面镜成像以及光的镜面反射,难度不大。
21.(4分)如图所示的甲、乙两个电路中,开关闭合后,电线燃烧起来,甲产生的原因是用电器的 总功率 过大,乙产生的原因是发生 短路 。
【分析】家庭电路中造成电流过大的原因有两个:一是总功率过大;二是短路。
【解答】解:由甲图可知,同时工作的用电器过多,所以电路的总功率过大;根据P=UI可知,当电压一定时,总功率越大,则干路的总电流过大;电流越大,相同时间内产生热量越多,温度越高,所以电线会燃烧起来。
由图乙可知,导线直接接到用电器两端,造成电源短路,电路中电流过大;电流越大,相同时间内产生热量越多,温度越高,所以电线会燃烧起来。
故答案为:总功率;短路。
【点评】本题主要考查学生对家庭电路中电流过大原因的了解和掌握,难度不大。
22.(8分)小芳家电能表铭牌上标有“220V 10(40)A 50Hz 2000r/kW•h”,她家同时使用的用电器总功率不能超过 8800 W。她用1kW的电磁炉(其它用电器都断开)6min烧开一壶水的过程中,消耗电能 0.1 kW•h,电能表的转盘转 200 圈,它将一个电风扇单独接入电路中,10min内电能表的转盘转了32r,其功率为 96 W。
【分析】(1)知道电能表的最大电流和额定电压,根据P=UI求出最大功率。
(2)已知电磁炉的功率和工作时间,根据W=Pt求出消耗的电能;再根据“2000r/kW•h”的含义,求出电能表转盘转动的圈数;
(3)根据电能表的参数计算10min内电能表的转盘转了32r,电风扇消耗的电能,根据P=计算电风扇的电功率。
【解答】解:(1)已知电能表的额定电压为220V,最大电流是40A,所以电能表最多能接入总功率为:P=UI=220V×40A=8800W;
(2)电磁炉工作6min消耗的电能:W=P't=1kW×h=0.1kW•h;
因为每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转2000r,所以电路中消耗0.1kW•h电能,电能表转盘转动的圈数为:0.1kW•h×2000r/kW•h=200r;
(3)10min内电能表的转盘转了32r,电风扇消耗的电能:W′=kW•h=0.016kW•h=57600J,
电风扇的功率为:P===96W。
故答案为:8800;0.1;200;96。
【点评】本题考查电功和电功率的计算,正确连接电能表参数的含义是解题的关键。
23.(8分)如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,滑片从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光.电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙,则R0的阻值为 6 Ω,电源电压为 12 V,小灯泡的额定功率为 6 W,滑动变阻器的最大阻值为 14 Ω。
【分析】由图可知,该电路为L、R0和R的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表V1测L和R0两端的电压,电压表V2测R0两端的电压,因此V1的示数大于V2的示数;
(1)当滑动变阻器的滑片在最左端时,变阻器接入电路中的电阻为零,电路总电阻最小,由I=可知,电路中的电流最大,此时电压表V1测电源电压,其示数最大,由图乙可得出此时电压表示数最大值,即电源电压;由图乙可读出此时电压表V2的示数,即R0两端的电压,再利用I=可求出R0的阻值;此时小灯泡恰好正常发光,根据图像读出电表的示数,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用P=UI求出灯泡的电功率即为额定功率;
(2)当滑动变阻器的滑片在最右端时,连入电路的阻值最大,电路总电阻最大,由I=可知,电路中的电流最小,
由图乙可知最小电流,以及对应的电压表V1的示数,由串联电路的电压特点可得出此时滑动变阻器两端的电压,再利用I=可求出滑动变阻器的最大阻值。
【解答】解:由图可知,该电路为L、R0和R的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表V1测L和R0两端的电压,电压表V2测R0两端的电压,因此V1的示数大于V2的示数;
(1)当滑动变阻器的滑片在最左端时,变阻器接入电路中的电阻为零,电路总电阻最小,由I=可知,电路中的电流最大,此时电压表V1测电源电压,其示数最大,
由图乙可知,当电流最大为1A时,电压表示数最大为12V,即电源电压为U=12V,
此时电压表V2的示数为6V,即R0两端的电压为U0=6V,
则R0的阻值为:R0===6Ω;
此时小灯泡恰好正常发光,由图乙可知,电压表V2的示数U0=6V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,此时灯泡两端的电压:UL=U﹣U0=12V﹣6V=6V,
则灯泡的额定功率:PL=ULI大=6V×1A=6W;
(2)当滑动变阻器的滑片在最右端时,连入电路的阻值最大,电路总电阻最大,由I=可知,电路中的电流最小,
由图乙可知最小电流为I小=0.5A,此时电压表V1的示数为U1=5V,
由串联电路的电压特点可知此时滑动变阻器两端的电压为:UP=U﹣U1=12V﹣5V=7V,
则滑动变阻器的最大阻值为:RP===14Ω。
故答案为:6;12;6;14。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,正确的判断两电压表和电流表对应的示数关系是关键。
三、实验题:(每空1分,共10分)
24.(3分)(1)在探究“不同物质吸热能力”的实验中,实验装置如图甲、乙所示。
①实验中取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,使用规格相同的电加热器加热。实验中通过 加热时间 (填“升高的温度”或“加热时间”)来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。
②图丙中①是乙加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的乙物质的质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热,再绘制出一条温度随时间变化的图线,则为图中的第 ③ (填“①”、“②”或“③”)条。
(2)利用图丁所示装置可探究电流通过导体产生热量的多少与 电流 的关系。
【分析】(1)①我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
②由已知条件,根据Q=cmΔt结合图丙分析回答;
(2)电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变,结合串联、并联电路电流的规律分析。
【解答】解:(1)①实验中取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,根据转换法,使用规格相同的电加热器加热,通过加热时间来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少;
②图丙中①是乙加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热(相同时间放出的热量相同),根据Q=cmΔt可知,升高相同温度时吸收热量将是原来的2倍,也就是加热时间变为原来的2倍,则图2中的③符合题意;
(2)图丁所示装置中,右侧两电阻并联后再与左侧容器中的电阻串联,根据串联和并联电路电流的规律,通过左、右容器内电阻丝的电流不同,通电时间相同,而左、右容器内电阻丝阻值相等,故可探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系。
故答案为:(1)①加热时间;②③;(2)电流。
【点评】本题探究“不同物质吸热能力”及“导体产生的热量与什么因素有关”,考查控制变量法、转换法的应用和串联及并联电路电流的规律、Q=cmΔt的运用,为热学中的重要实验。
25.(7分)学习了电学知识后,小明对影响电阻大小的部分因素进行了进一步的探究,器材有:开关、电流表、电源(电压恒为1.5V)各一个,三根完全相同的合金丝,导线若干。
【实验过程】电路如图1所示,将合金丝以不同方式分别接入电路A、B之间,闭合S后,记录的数据如表。
连接方式
一根
两根串联
三根串联
两根并联
三根并联
电流表读数/A
0.6
0.3
0.2
1.2
1.8
回答下列问题:
(1)图2是一根合金丝接入电路时电流表的读数,请将其填入表格中。
(2)导体电阻的大小跟材料、长度和横截面积的关系。
A.电阻的大小与长度的关系是: 材料和横截面积相同,导体的电阻跟长度成正比 ;
B.电阻的大小与横截面积的关系是: 材料和长度相同,导体的电阻跟横截面积成反比 。
(3)进行多次测量的目的是 得出影响电阻与导体长度和横截面积的关系,使结论更具普遍性 。
(4)此实验也可得出电流与电阻的关系是 导体两端的电压不变,导体中的电流与导体的电阻成反比 。
【拓展】用上述合金材料制成长1m、横截面积1mm2的电阻丝的阻值为1Ω.而实验中所用合金丝的横截面积为0.5mm2,则一根合金丝的电阻为 2.5 Ω,长度为 1.25 m。
【分析】(1)确定电流表的量程,读出示数;
(2)根据串联时电流表示数判断出电阻的变化,得出电阻大小与长度的关系;
根据并联时电流表示数的变化判断出电阻的变化,得出电阻大小与横截面积的关系;
(3)实验中为得出普遍性结论,得出影响电阻的因素,进行多次测量;
(4)根据电流和电阻的变化关系,得出结论;
根据一根合金丝的电流求出电阻值;
由电阻与导体长度和横截面积的关系及已知条件得出其长度的大小。
【解答】解:(1)根据表格中的特点,串联的电阻越多,电流表的示数越小,所以串联一根电阻丝时,电路中的电流应大于0.3A,所以图2中电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为0.6A;
(2)A.根据1、2、3组数据可知,导体的材料和横截面积相同,导体越长,电流表的示数越小,说明电阻值越大,且电阻值跟导体的长度成正比;
B.根据1、4、5组数据可知,导体的材料和长度相同,横截面积越大,电流表的示数越大,说明电阻值越小,且电阻值跟导体的横截面积成反比;
(3)实验中进行多次测量,是为了得出影响电阻与导体长度和横截面积的关系,使结论更具普遍性;
(4)由实验数据可知,导体两端的电压不变,导体的电阻增大到原来的几倍,电流减小到原来的几分之一,导体中的电流与导体的电阻成反比;
根据电阻与导体的长度和横截面积的关系,对与上材料相同的导体,电阻值可记为R=×1Ω•mm2/m;
由R=可知,一根合金丝的导体电阻为R===2.5Ω;
代入上面关系式:2.5Ω=×1Ω•mm2/m
解得L=1.25m。
故答案为:(1)0.6;(2)A.材料和横截面积相同,导体的电阻跟长度成正比;B.材料和长度相同,导体的电阻跟横截面积成反比;(3)得出影响电阻与导体长度和横截面积的关系,使结论更具普遍性;(4)导体两端的电压不变,导体中的电流与导体的电阻成反比;2.5;1.25。
【点评】本题是探究导体的长度和横截面积对电阻的影响实验,能够根据电流的大小判断出电阻的大小,是关键,分析时注意控制变量法的应用。
四、计算题(26题6分,27题8分,共14分)
26.(6分)用煤气灶烧水,完全燃烧0.5kg煤气,使60kg的水升高了50℃。已知煤气的热值4.2×107J/kg。求:
(1)水吸收的热量;
(2)煤气完全燃烧放出的热量;
(3)煤气灶的热效率。
【分析】(1)知道水的质量、比热容、水的温度升高值,利用Q吸=cmΔt求水所吸收的热量;
(2)知道完全燃烧煤气的质量、热值,利用Q放=mq求煤气完全燃烧放出的热量;
(3)煤气灶的热效率等于水吸收的热量与煤气完全燃烧放出的热量之比。
【解答】解:(1)水吸收的热量:
Q吸=cm水Δt=4.2×103J/(kg•℃)×60kg×50℃=1.26×107J;
(2)煤气完全燃烧放出的热量:
Q放=m煤气q=0.5kg×4.2×107J/kg=2.1×107J;
(3)煤气灶的热效率:
η=×100%=×100%=60%。
答:(1)水吸收的热量为1.26×107J;
(2)煤气完全燃烧放出的热量为2.1×107J;
(3)煤气灶的热效率为60%。
【点评】本题综合考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、热效率公式的应用,属于基础题目。
27.(8分)在图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡的额定电压为2.5V,变阻器的最大阻值R为定值电阻R0的三倍。闭合开关S,当滑片P置于某点时,电压表示数为2.5V,电流表示数为I1;当滑片P置于最右端时,电流表示数I2,且为I1:I2=5:4.两次变阻器连入电路的电阻之比R1:R=8:15.图乙是该小灯泡I﹣U图象。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻值;
(2)滑片置于最右端时,小灯泡的实际功率;
(3)电源电压。
【分析】由电路图可知,灯泡L与R0、R串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,由图象可知通过灯泡的电流,根据欧姆定律求出小灯泡正常发光时的电阻值;
(2)根据I2:I1=4:5求出滑片置于最右端时电路中的电流,根据图象读出通过灯泡两端的电压,根据P=UI求出小灯泡的实际功率;
(3)根据电阻的串联和欧姆定律分别求出两种情况下R0与R两端的电压之和,根据串联电路的电压特点分别表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出电源的电压。
【解答】解:由电路图可知,灯泡L与R0、R串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由图象可知,当小灯泡的电压U1=2.5V时,通过灯泡的电流I1=0.25A,
由I=可得,小灯泡正常发光时的电阻:
RL===10Ω;
(2)当滑片P置于某点时,电压表示数为2.5V,电流表示数为I1=0.25A,
当滑片P置于最右端时,电流表示数I2,
由I1:I2=5:4可得,电路中的电流:
I2=I1=×0.25A=0.2A,
由图象可知,灯泡两端的电压U2=1V,
则灯泡的实际电功率:P2=U2I2=1V×0.2A=0.2W;
(3)因R1:R=8:15,R=3R0,
所以,当滑片P置于某点时,变阻器接入电路的阻值:R1=R=×3R0=1.6R0,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R0与R1两端的电压之和:
U01=I1(R1+R0)=0.25A×(1.6R0+R0)=0.25A×2.6R0,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:U=U1+U01=2.5V+0.25A×2.6R0﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片P置于最右端时,R0与R两端的电压之和:
U02=I2(R+R0)=0.2A×(3R0+R0)=0.2A×4R0,
则电源的电压:U=U2+U02=1V+0.2A×4R0﹣﹣﹣﹣﹣②
因电源的电压不变,所以,2.5V+0.25A×2.6R0=1V+0.2A×4R0,
解得:R0=10Ω,
则电源的电压:U=U2+U02=1V+0.2A×4R0=1V+0.2A×4×10Ω=9V。
答:(1)小灯泡正常发光时的电阻值为10Ω;
(2)滑片置于最右端时,小灯泡的实际功率为0.2W;
(3)电源电压为9V。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,利用好电阻之间的关系和从图象中获取有用的信息是关键,要注意灯泡的电阻是变化的。
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