云南省楚雄州南华县2022-2023学年上学期期末教学质量监测九年级物理试题
展开2022-2023学年云南省楚雄州南华县九年级(上)期末物理试卷
一、选择题(本大题共8小题,每小题只有一个是正确选项,每小题2分,满分16分)
1.(2分)下列有关数据符合生活实际的是( )
A.一节新干电池的电压为2V
B.家用空调的电流约为0.2A
C.洗衣机正常工作时的电压为220V
D.物理实验室中一根导线的电阻约为1kΩ
2.(2分)下列用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电饭煲 B.电风扇 C.洗衣机 D.LED灯
3.(2分)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.物体的温度越高,所含有的热量越多
B.发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体
C.物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增加
D.物体吸收热量,内能一定增加,同时温度一定升高
4.(2分)下列关于电压、电流和电阻的关系中说法错误的是( )
A.同一导体两端电压越大,流过导体的电流就越大
B.电流大小相同时,电压和电阻大小成正比
C.电压不变,导体电阻和电流成反比
D.将一截导线对半剪开后并在一起,导线的电阻会变小
5.(2分)甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘细线悬挂在天花板上,它们之间相互作用时的场景如图所示,已知甲球带正电。则下列判断正确的是( )
A.乙、丙两球均带正电
B.乙、丙两球均带负电
C.丙球带正电,乙球可能带负电
D.丙球带负电,乙球可能不带电
6.(2分)下列表示四冲程汽油机处于机械能转化为内能的冲程的是( )
A. B. C. D.
7.(2分)如图所示,电源电压保持不变。先闭合开关S1,电流表和电压表均有示数,若再闭合开关S2,则下列说法正确的是( )
A.电流表示数变大,电压表示数变小
B.电流表示数变小,电压表示数变小
C.电压表示数与电流表示数的比值不变
D.电压表示数与电流表示数的比值变小
8.(2分)如图甲所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,两个电阻的“U﹣I”关系图象如图乙所示,则下列判断正确的是( )
A.电源电压为10V
B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10Ω
D.此电路的最小总功率为1.2W
二、填空题(本大题共10小题,每小题2分,满分20分)
9.(2分)如图甲所示,玻璃板的下表面接触水面,向上拉动时会发现弹簧测力计示数大于玻璃板的重力 ,如图乙所示,把水倒入酒精后水和酒精的总体积变小,说明分子间存在 。
10.(2分)普洱茶深受人们喜爱,在制茶过程中,老远就闻到茶叶的香味 现象,沏茶时用高温开水能很快泡出茶香、茶色,这是因为温度越高 越剧烈。
11.(2分)如图所示,拿一个大口玻璃瓶,瓶内装有少量的水,通过塞子上的开口往瓶里打气。当塞子从瓶口跳起来时,可以看到瓶内会出现白雾,这是通过 的方式改变空气的内能;冬天用热水袋暖手是通过 的方式改变手的内能。
12.(2分)分别用两个完全相同的电热水壶,同时给质量和初温都相同的A、B两种液体加热,它们的温度随时间的变化的图象如图所示, 液体的温度升高较多,若要选择一种液体作为冷却液,则应选择 液体。
13.(2分)自然界中存在两种电荷。与丝绸摩擦过的玻璃棒由于 (选填“得到”或“失去”)电子带正电。实验室中用验电器来检验物体是否带电,验电器的原理是 。
14.(2分)如图所示,电源电压恒为U,两个电阻的阻值分别为R1=5Ω和R2=15Ω,若甲、乙都是电流表,当S1闭合、S2断开时,甲的示数:乙的示数= ;若甲、乙都是电压表,当S1、S2都闭合时,甲的示数:乙的示数= 。
15.(2分)目前,越来越多的家庭安装上了LED灯,LED灯具有节能、环保等特点 (选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”)。科学家发现某些物质在温度很低时,导体的电阻变为0,这是 现象。
16.(2分)在如图所示的电路中,电源电压恒为6V,闭合开关S1的示数为0.6A,电流表A2的示数为0.4A,则通过小灯泡L2的电流是 A;灯泡L2两端的电压为 V。
17.(2分)如图所示,电源电压为3V,R1=10Ω,滑动变阻器最大阻值为20Ω,闭合开关S,电流表示数变化范围为 A,电压表示数变化范围为 V。
18.(2分)某型号家用电饭锅有加热和保温两个挡位,加热挡功率大于保温挡功率。其原理如图所示,R1和R2为两个加热电阻。电饭锅在保温挡正常工作时的功率P保=22W。已知电阻R2=44Ω,电阻R1的阻值为 Ω;电饭煲在加热挡时的额定功率为 W。
三、作图、实验和探究题(本大题共4个小题,满分31分)
19.(6分)(1)如图1所示,电压表的示数为 V。
(2)如图2所示,电能表的示数为 kW•h。
20.(3分)请将如图所示的电路连接完整,要求两灯并联,开关S同时控制两灯。
21.(7分)实验小组的三名同学在“探究影响导体电阻大小的因素”时,猜想导体的电阻可能与下列因素有关:①材料;②长度,他们用如图所示的电路进行实验,实验中备用的导体如表所示:
材料
长度/cm
横截面积/mm2
A
镍铬合金丝
40
1
B
镍铬合金丝
80
1
C
镍铬合金丝
40
2
D
锰铜合金丝
40
1
(1)实验中,在M、N之间接上不同的导体,闭合开关后除了观察小灯泡亮度外 来比较导体的电阻的大小。
(2)为了验证猜想③,应选用编号为 的两根金属丝分别接入电路进行实验;为了验证猜想①,应选用编号为 的两根金属丝分别接入电路进行实验。
(3)分别将A、B两根金属丝分别接入M、N两点间,通过观察比较可以发现,当导体的横截面积和材料一定时,导体的电阻越 (选填“大”或“小”)。
(4)在最近几年,我国城乡许多地区进行输电线路的改造,将原来细的铝制输电线换成较粗的铝制输电线 (选填“增大”或“减小”)输电线的电阻。
(5)下列4个实验中与本实验所用到的实验方法不同的是 。
A.探究电流与电压、电阻的关系实验
B.探究影响压力作用效果的因素实验
C.探究平面镜成像的特点
D.探究影响摩擦力大小的因素实验
(6)另一小组的同学在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,发现实验器材中电阻丝只有一根,其他器材足够 。
22.(7分)某实验小组在探究“电流与电阻关系”的实验时,设计了如图甲所示的实验电路,电源电压恒为4.5V。
(1)设计了如图甲所示电路,请用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整(要求滑片向左滑动时,电流表示数变大,连线不得交叉) 。
(2)电路连接完最后一根线,发现电流表和电压表都有示数。请你找出他操作出现这种情况的原因: ;排除故障后,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至 (选填:“A”或“B”)端。
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图象,由图象可知电阻R两端的电压为 V,当电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后 (选填“左”或“右”)端滑动,若实验中R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,则滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。
23.(8分)丽丽同学想利用图甲所给实验器材“测定小灯泡的额定功率”,已知电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V
(1)电路连接中有一处明显错误,请你找出来: 。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电压表示数为1V 端移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光。若此时电流表的示数如图乙所示,其示数为 A,小灯泡的额定功率是 W。
(3)在完成以上实验后,丽丽小组进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图丙所示,通过图象发现小灯泡中的电流跟它两端的电压不成正比 。
(4)用该实验装置 (选填“能”或“不能”)进行“探究电流与电压、电阻的关系”实验。
(5)如果将实验电路中的灯更换成定值电阻,可以进行“测量定值电阻的阻值”实验,此实验与测小灯泡电功率实验最大的不同点在于实验时需要对定值电阻的阻值进行多次测量并 。
四、综合题(本大题共3个小题,满分23分)要求:(1)语言表述要简练、准确;(2)写出必要的运算和推理过程;(3)带单位计算;(4)计算结果若有近似,均保留两位小数。
24.(7分)如图所示,某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。在标准大气压下用该燃气灶加热质量为8kg初温为10℃的水,共消耗了0.1m3的天然气,该燃气灶烧水的热效率为60%。[水的比热容为c=4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为4.2×107J/m3]求:
(1)天然气完全燃烧所放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)加热后锅内水的温度。
25.(8分)如图所示的电路中,电阻R1的阻值为30Ω,电源电压不变。当S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.4A;S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.64A。求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)当S1闭合,S2、S3断开时电流表的示数。
26.(8分)如图所示电路中,小灯泡L标有“6V 3W”字样,R2=8Ω,当开关均闭合时,电流表示数为0.8A(忽略温度对灯丝电阻的影响)。求
(1)电源电压;
(2)当S1、S2都断开时,小灯泡L消耗的功率。
(3)开关均闭合时通电1min电阻R1产生的热量。
2022-2023学年云南省楚雄州南华县九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共8小题,每小题只有一个是正确选项,每小题2分,满分16分)
1.(2分)下列有关数据符合生活实际的是( )
A.一节新干电池的电压为2V
B.家用空调的电流约为0.2A
C.洗衣机正常工作时的电压为220V
D.物理实验室中一根导线的电阻约为1kΩ
【解答】解:A、一节新干电池的电压为1.5V;
B、家用空调的电流约为7A;
C、洗衣机正常工作时的电压为220V;
D、物理实验室中一根导线的电阻非常小,故D错误。
故选:C。
2.(2分)下列用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电饭煲 B.电风扇 C.洗衣机 D.LED灯
【解答】解:A.电饭煲工作时,是利用电流的热效应工作的;
B.电风扇工作时,因此不是利用电流热效应工作的;
C.洗衣机工作时,因此不是利用电流的热效应工作的;
D.LED灯工作时,因此不是利用电流热效应工作的。
故选:A。
3.(2分)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.物体的温度越高,所含有的热量越多
B.发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体
C.物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增加
D.物体吸收热量,内能一定增加,同时温度一定升高
【解答】解:A、物体的温度越高;热量是指热传递过程中内能的转移量,不能说含有多少热量;
B、发生热传递的条件是两物体之间存在温度差,故B错误;
C、物体温度升高,但不一定是吸收了热量,故C正确;
D、物体吸收热量,但温度不一定升高,温度保持不变。
故选:C。
4.(2分)下列关于电压、电流和电阻的关系中说法错误的是( )
A.同一导体两端电压越大,流过导体的电流就越大
B.电流大小相同时,电压和电阻大小成正比
C.电压不变,导体电阻和电流成反比
D.将一截导线对半剪开后并在一起,导线的电阻会变小
【解答】解:
A、在电阻一定时,所以,流过导体的电流就越大;
B、根据U=IR可知,导体两端的电压和导体的电阻大小成正比;
C、导体的电阻是导体的一种性质、通过导体中的电流无关;
D、将一截导线对半剪开后并在一起、横截面积变大,故D正确。
故选:C。
5.(2分)甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘细线悬挂在天花板上,它们之间相互作用时的场景如图所示,已知甲球带正电。则下列判断正确的是( )
A.乙、丙两球均带正电
B.乙、丙两球均带负电
C.丙球带正电,乙球可能带负电
D.丙球带负电,乙球可能不带电
【解答】解:由图知,甲球与丙球靠近时相互排斥,根据同种电荷相互排斥知;
甲球与乙球相互吸引,根据异种电荷相互吸引知;但带电体能够吸引不带电的轻小物体。综合知,也可能不带电。
故选:C。
6.(2分)下列表示四冲程汽油机处于机械能转化为内能的冲程的是( )
A. B. C. D.
【解答】解:A图:气门都关闭,活塞向上运行,是压缩冲程,故A正确;
B图:排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程;
C图:气门都关闭,活塞向下运行,是做功冲程,故C错误;
D图:进气门打开,活塞向下运行,是吸气冲程。
故选:A。
7.(2分)如图所示,电源电压保持不变。先闭合开关S1,电流表和电压表均有示数,若再闭合开关S2,则下列说法正确的是( )
A.电流表示数变大,电压表示数变小
B.电流表示数变小,电压表示数变小
C.电压表示数与电流表示数的比值不变
D.电压表示数与电流表示数的比值变小
【解答】解:
由电路图可知,只闭合开关S1时,R1与R5串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;
AB、若再闭合开关S2时,R7被短路,电路为R1的简单电路,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,
所以,电路中的总电阻变小可知,即电流表示数变大;
电路中的电流变大,由U=IR可知,R8两端的电压变大,即电压表的示数变大;
CD、由R=,电压表示数与电流表示数的比值等于R1的阻值,则其比值不变、D错误。
故选:C。
8.(2分)如图甲所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,两个电阻的“U﹣I”关系图象如图乙所示,则下列判断正确的是( )
A.电源电压为10V
B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10Ω
D.此电路的最小总功率为1.2W
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V6测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
ABC、当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,R1两端的电压最大,R7两端的电压为0,
由图象可知,甲为滑动变阻器R2的U﹣I关系图象,乙为电阻R7的U﹣I图象,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,
由U﹣I图象可知,电路中的最小电流I=0.2A4两端的电压U1=2V,R5两端的电压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=U8+U2=2V+4V=6V,故A错误;
由I=可得1的阻值:
R7===10Ω;
滑动变阻器的最大阻值:
R2===20Ω2的阻值变化范围为0~20Ω,故C错误;
D、因电源电压不变,为:P=UI=4V×0.2A=7.2W。
故选:D。
二、填空题(本大题共10小题,每小题2分,满分20分)
9.(2分)如图甲所示,玻璃板的下表面接触水面,向上拉动时会发现弹簧测力计示数大于玻璃板的重力 引力 ,如图乙所示,把水倒入酒精后水和酒精的总体积变小,说明分子间存在 间隙 。
【解答】解:(1)图甲:玻璃板的下表面接触水面,发现弹簧测力计示数大于玻璃板的重力;
(2)图乙:水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积,说明分子之间有间隔。
故答案为:引力;间隙。
10.(2分)普洱茶深受人们喜爱,在制茶过程中,老远就闻到茶叶的香味 扩散 现象,沏茶时用高温开水能很快泡出茶香、茶色,这是因为温度越高 热运动 越剧烈。
【解答】解:老远就闻到茶叶的香味是扩散现象;
沏茶时用高温开水能很快泡出茶香、茶色,分子热运动越剧烈。
故答案为:扩散;热运动。
11.(2分)如图所示,拿一个大口玻璃瓶,瓶内装有少量的水,通过塞子上的开口往瓶里打气。当塞子从瓶口跳起来时,可以看到瓶内会出现白雾,这是通过 做功 的方式改变空气的内能;冬天用热水袋暖手是通过 热传递 的方式改变手的内能。
【解答】解:(1)当塞子从瓶口跳起来时,瓶内的空气膨胀对塞子做功时,内能减小,使瓶内空气中的水蒸气液化成小水珠,这是通过做功的方式改变空气的内能;
(2)用热水袋暖手,这是通过热传递的方式改变手的内能。
故答案为:做功;热传递。
12.(2分)分别用两个完全相同的电热水壶,同时给质量和初温都相同的A、B两种液体加热,它们的温度随时间的变化的图象如图所示, A 液体的温度升高较多,若要选择一种液体作为冷却液,则应选择 B 液体。
【解答】解:从图中信息可知,当AB的质量和初温相同时,A液体温度上升的快;B上升的慢,故选择作为冷却剂的液体,故选B。
故答案为:A;B。
13.(2分)自然界中存在两种电荷。与丝绸摩擦过的玻璃棒由于 失去 (选填“得到”或“失去”)电子带正电。实验室中用验电器来检验物体是否带电,验电器的原理是 同种电荷相互排斥 。
【解答】解:
(1)自然界只存在两种电荷,根据正负电荷的定义可知,丝绸得到电子带负电;
(2)验电器的工作原理为同种电荷相互排斥。
故答案为:失去;同种电荷相互排斥。
14.(2分)如图所示,电源电压恒为U,两个电阻的阻值分别为R1=5Ω和R2=15Ω,若甲、乙都是电流表,当S1闭合、S2断开时,甲的示数:乙的示数= 1:4 ;若甲、乙都是电压表,当S1、S2都闭合时,甲的示数:乙的示数= 4:3 。
【解答】解:若甲、乙都是电流表1闭合、S2断开时,两电阻并联4支路的电流,电流表乙测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以1、R2的电流之比:====,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以===;
若甲、乙都是电压表1、S3都闭合时,两电阻串联,电压表乙测R2两端的电压,
因串联电路中各处的电流相等,所以,两电阻两端的电压之比:====,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以===。
故答案为:1:4;3:3。
15.(2分)目前,越来越多的家庭安装上了LED灯,LED灯具有节能、环保等特点 半导体 (选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”)。科学家发现某些物质在温度很低时,导体的电阻变为0,这是 超导 现象。
【解答】解:发光二极管的主要材料是半导体;发光二极管具有单向导电性,导体的电阻变为0Ω。
故答案为:半导体;超导。
16.(2分)在如图所示的电路中,电源电压恒为6V,闭合开关S1的示数为0.6A,电流表A2的示数为0.4A,则通过小灯泡L2的电流是 0.2 A;灯泡L2两端的电压为 6 V。
【解答】解:(1)由电路图可知,L1与L2并联,电流表A4测干路电流,电流表A2测L1支路的电流,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过小灯泡L2的电流:I2=I﹣I1=7.6A﹣0.4A=0.2A;
(2)由电路图可知,L7与L2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等1两端的电压:U7=U=6V,
小灯泡L2两端的电压U7=U=6V;
故答案为:0.6;6。
17.(2分)如图所示,电源电压为3V,R1=10Ω,滑动变阻器最大阻值为20Ω,闭合开关S,电流表示数变化范围为 0.1~0.3 A,电压表示数变化范围为 0~2 V。
【解答】解:
由图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流7两端的电压,
当滑片在a端时,变阻器接入电路的电阻为01连入电路中,此时电压表示数为8V,
由欧姆定律可得此时电路中的电流:
I===8.3A;
当滑片在b端时,变阻器R2接入电路的电阻最大,电路中电流最小,
由串联电路的特点和欧姆定律可得此时电路中的电流:
I′===3.1A,
此时电压表的示数:
U2=I′R4=0.1A×20Ω=6V,
所以电流表的示数变化范围为0.1~7.3A,电压表的示数变化范围为0~3V。
故答案为:0.1~4.3;0~7。
18.(2分)某型号家用电饭锅有加热和保温两个挡位,加热挡功率大于保温挡功率。其原理如图所示,R1和R2为两个加热电阻。电饭锅在保温挡正常工作时的功率P保=22W。已知电阻R2=44Ω,电阻R1的阻值为 2156 Ω;电饭煲在加热挡时的额定功率为 1100 W。
【解答】解:由电路图可知,开关S接1时电路为R2的简单电路,开关S接2时R1与R2串联,
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻,
所以,开关S接6时,由P=UI=,电源的电压一定时,电饭锅处于保温挡,
此时电路的总电阻R总===2200Ω,
则电阻R1=R总﹣R2=2200Ω﹣44Ω=2156Ω。
加热功率:P热==1100W;
故答案为:2156;1100。
三、作图、实验和探究题(本大题共4个小题,满分31分)
19.(6分)(1)如图1所示,电压表的示数为 0.6 V。
(2)如图2所示,电能表的示数为 2603.2 kW•h。
【解答】解:(1)由图1可知,电压表选小量程,读数为0.8V;
(2)由图2可知,电能表的小数位是2。
故答案为:(1)8.6;(2)2603.2。
20.(3分)请将如图所示的电路连接完整,要求两灯并联,开关S同时控制两灯。
【解答】解:两灯并联,电流的路径有两条,这说明开关在干路中
。
21.(7分)实验小组的三名同学在“探究影响导体电阻大小的因素”时,猜想导体的电阻可能与下列因素有关:①材料;②长度,他们用如图所示的电路进行实验,实验中备用的导体如表所示:
材料
长度/cm
横截面积/mm2
A
镍铬合金丝
40
1
B
镍铬合金丝
80
1
C
镍铬合金丝
40
2
D
锰铜合金丝
40
1
(1)实验中,在M、N之间接上不同的导体,闭合开关后除了观察小灯泡亮度外 电流表示数 来比较导体的电阻的大小。
(2)为了验证猜想③,应选用编号为 AC 的两根金属丝分别接入电路进行实验;为了验证猜想①,应选用编号为 AD 的两根金属丝分别接入电路进行实验。
(3)分别将A、B两根金属丝分别接入M、N两点间,通过观察比较可以发现,当导体的横截面积和材料一定时,导体的电阻越 大 (选填“大”或“小”)。
(4)在最近几年,我国城乡许多地区进行输电线路的改造,将原来细的铝制输电线换成较粗的铝制输电线 减小 (选填“增大”或“减小”)输电线的电阻。
(5)下列4个实验中与本实验所用到的实验方法不同的是 C 。
A.探究电流与电压、电阻的关系实验
B.探究影响压力作用效果的因素实验
C.探究平面镜成像的特点
D.探究影响摩擦力大小的因素实验
(6)另一小组的同学在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,发现实验器材中电阻丝只有一根,其他器材足够 导体电阻大小与导体材料的关系 。
【解答】解:(1)电流表串联在电路中,电源电压一定,电路电流越小,还可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小;
(2)为了验证猜想③,需要控制导体的材料,横截面积不同、N两点间;
为了验证猜想①,需要控制导体的长度,材料不同;
(3)分别将A、B两根金属丝分别接入M,通过观察比较可以发现,导体的长度越长,这说明导体的电阻越大;
(4)细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,导线的横截面积增大了,因此这样做是为了或减小输电线的电阻;
(5)在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法,
A.探究电流与电压、电阻的关系实验,故符A不合题意;
B.探究影响压力作用效果的因素实验,利用了控制变量法;
C.探究平面镜成像的特点,利用了等效替代法;
D.探究影响摩擦力大小的因素实验,利用了控制变量法;
故选:C;
(6)实验时,通过改变连入电阻丝长度,可以探究导体电阻与长度的关系;
实验时,可以将电阻丝对折起来使用,控制长度和材料不变,可完成C的探究;
当探究导体电阻与材料的关系时,应控制长度和横截面积不变,所以无法改变材料。
故答案为:(1)电流表示数;(2)AC;(3)大;(5)C。
22.(7分)某实验小组在探究“电流与电阻关系”的实验时,设计了如图甲所示的实验电路,电源电压恒为4.5V。
(1)设计了如图甲所示电路,请用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整(要求滑片向左滑动时,电流表示数变大,连线不得交叉) 控制定值电阻两端的电压不变 。
(2)电路连接完最后一根线,发现电流表和电压表都有示数。请你找出他操作出现这种情况的原因: 连接电路前开关未断开 ;排除故障后,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至 B (选填:“A”或“B”)端。
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图象,由图象可知电阻R两端的电压为 3 V,当电阻由5Ω更换为10Ω时,闭合开关后 右 (选填“左”或“右”)端滑动,若实验中R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,则滑动变阻器的最大阻值至少是 10 Ω。
【解答】解:(1)要求滑片向左滑动时,电流表示数变大,所以滑动变阻器选择A接线柱串联接入电路
;
(2)探究“电流与电阻关系”的实验需控制定值电阻两端的电压不变,所以滑动变阻器的作用是保护电路和控制定值电阻两端电压不变;
(3)电路连接完最后一根线,发现电流表和电压表都有示数;
闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处,即B端;
(4)根据U=IR结合由图象可知电阻R两端的电压为0.6A×7Ω=...=0.2A×15Ω=4V,
当电阻由5Ω更换为10Ω时,根据串联分压原理可知电压表示数变大,所以需增大滑动变阻器接入电路的阻值,应将滑动变阻器的滑片向右端滑动;
根据串联电路电压规律结合串联分压原理可得=,R的阻值最大为20Ω=,解方程可得RP=10Ω,则滑动变阻器的最大阻值至少是10Ω。
故答案为:(1)见上图;(2)控制定值电阻两端电压不变;B;(3)4;右。
23.(8分)丽丽同学想利用图甲所给实验器材“测定小灯泡的额定功率”,已知电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V
(1)电路连接中有一处明显错误,请你找出来: 电压表量程过小 。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电压表示数为1V 右 端移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 3.8 V时,小灯泡正常发光。若此时电流表的示数如图乙所示,其示数为 0.3 A,小灯泡的额定功率是 1.14 W。
(3)在完成以上实验后,丽丽小组进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图丙所示,通过图象发现小灯泡中的电流跟它两端的电压不成正比 小灯泡灯丝电阻受温度影响 。
(4)用该实验装置 不能 (选填“能”或“不能”)进行“探究电流与电压、电阻的关系”实验。
(5)如果将实验电路中的灯更换成定值电阻,可以进行“测量定值电阻的阻值”实验,此实验与测小灯泡电功率实验最大的不同点在于实验时需要对定值电阻的阻值进行多次测量并 求平均值 。
【解答】解:
(1)小灯泡的额定电压为3.8V,电压表测灯泡两端电压,由图甲可知错误是电压表量程选择7~3V错误;
(2)电压表示数是1V<8.8V,由电路图可知,使滑动变阻器接入电路的阻值变小,直到电压表示数等于灯泡额定电压3.2V时;由图乙可知,分度值是0.02A,灯泡额定功率为:
P=UI=3.8V×0.3A=8.14W;
(3)由图象中曲线可知,随灯泡电压U增大,但不成正比,这是因为随灯泡电流的增大,灯丝温度变化引起的,随温度的变化而变化;
(4)探究电流与电压时,保持电阻不变,所以不能用此装置探究;
(5)灯泡电压不同时,其实际功率是不同的;但测定值电阻时。
故答案为:(1)电压表量程过小;(2)右;0.3;(3)小灯泡灯丝电阻受温度影响;(5)求平均值。
四、综合题(本大题共3个小题,满分23分)要求:(1)语言表述要简练、准确;(2)写出必要的运算和推理过程;(3)带单位计算;(4)计算结果若有近似,均保留两位小数。
24.(7分)如图所示,某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。在标准大气压下用该燃气灶加热质量为8kg初温为10℃的水,共消耗了0.1m3的天然气,该燃气灶烧水的热效率为60%。[水的比热容为c=4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为4.2×107J/m3]求:
(1)天然气完全燃烧所放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)加热后锅内水的温度。
【解答】解:(1)0.06m3的天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=7.1m3×4.2×107J/m6=4.2×107J;
(2)水吸收的热量:Q吸=ηQ放=60%×4.2×106J=2.52×106J;
(3)根据Q吸=cm(t﹣t3)可知,加热后锅内水的温度为:t=0=+10℃=85℃。
答:(1)6.1m3的天然气完全燃烧所放出的热量为6.2×106J;
(2)以上过程中,水吸收的热量为8.56×106J;
(3)加热后锅内水的温度为85℃。
25.(8分)如图所示的电路中,电阻R1的阻值为30Ω,电源电压不变。当S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.4A;S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.64A。求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)当S1闭合,S2、S3断开时电流表的示数。
【解答】解:(1)当S1、S2断开,S2闭合时,R2断路,电路中只有R1,电路中电流I6=0.4A,
由欧姆定律可得,电源电压:U=I3R1=0.7A×30Ω=12V;
(2)当S1断开,S2、S7闭合时,R1、R2并联,干路电流为5.64A,
因并联电路中各支路互不影响,因此通过R1的电流仍为0.5A,
又因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R2的电流:I2=I﹣I2=0.64A﹣0.3A=0.24A,
因并联电路两端电压相等,则由I=,R2的电阻:R2===50Ω;
(3)当S6闭合,S2、S3断开时,R8、R2串联,则电路中的电流为:
I'====0.15A。
答:(1)电源电压为12V;
(2)R2的阻值为50Ω;
(3)当S5闭合,S2、S3断开时,电流表示数为2.15A。
26.(8分)如图所示电路中,小灯泡L标有“6V 3W”字样,R2=8Ω,当开关均闭合时,电流表示数为0.8A(忽略温度对灯丝电阻的影响)。求
(1)电源电压;
(2)当S1、S2都断开时,小灯泡L消耗的功率。
(3)开关均闭合时通电1min电阻R1产生的热量。
【解答】解:(1)当S1、S2都闭合时,R8与L并联,电流表测干路电流,且灯泡正常发光L=6V;
(2)根据P=可得=12Ω,
当S1、S2都断开时,L与R8串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,由欧姆定律可得电路中的电流:I'==,
小灯泡L消耗的电功率:PL=(I′)2RL=(0.2A)2×12Ω=1.08W。
(3)由P=UI可得,灯泡正常发光时通过灯泡的电流:IL===0.8A,
开关均闭合时,R1与L并联,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,通过R1的电流:I6=I﹣IL=0.8A﹣2.5A=0.6A,
通电1min电阻R1产生的热量Q=W=UIt=4V×0.3A×60s=108J。
答:(1)电源电压U为4V;
(2)当S1、S2都断开时,小灯泡L消耗的功率2.08W。
(3)开关均闭合时通电1min电阻R1产生的热量108J。
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