2022-2023学年湖南省益阳市安化县小淹镇三校九年级(上)期末物理试卷(含解析)
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1. 如图所示,荷叶上的水珠如颗颗珍珠一般,摇一摇荷叶,水珠会很快滑落,荷叶上竟然滴水不沾。关于荷叶上水珠的一些说法,正确的是( )
A. 当水珠静止不动时,水珠中的水分子也静止不动
B. 很小的水珠就是一个水分子
C. 荷叶不沾水,是因为水珠与荷叶的分子之间只有斥力没有引力
D. 两滴水珠相遇时能形成一个较大的水珠,说明分子之间存在引力
2. 有关温度,热量和内能的说法中,正确的是( )
A. 0℃的物体没有内能
B. 温度高,物体的热量越多
C. 热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
D. 改变内能的两种方式是做功和热传递
3. 根据表中的数据,下列判断正确的是( )
一些物质的比热容×103J/(kg⋅℃)
水
4.2
干泥土
0.84
冰
2.1
铜
0.39
砂石
0.92
铝
0.88
A. 阳光照射下,干泥土比湿泥土升温慢
B. 不同物质的比热容一定不同
C. 同种物质状态改变,比热容不变
D. 质量相同的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量多
4. 关于热机,下列说法中不正确的是( )
A. 如图为汽油机的压缩冲程
B. 四冲程内燃机的吸气、压缩、排气冲程是靠飞轮的惯性完成的
C. 柴油机的效率比汽油机的高,这是因为柴油的热值比汽油的大
D. 汽油机的压缩冲程将活塞的机械能转化为混合气体的内能
5. 如图所示是某品牌汽车的的汽油机的能量流向图,分析此图,下列说法不正确的是( )
A. 通过改进技术可以将汽油机的效率提高至100%
B. 该汽车内能机输出的有用功为30%
C. 冷却水内能的二次利用可提高能量的利用率
D. 废气排放占比最大,减少该部分能量损失可有效提高汽油机的效率
6. 如图所示,用与毛皮摩擦过的橡胶棒接触金属箔已张开的验电器的金属球,发现验电器的金属箔先闭合,后又张开,以下说法正确的是( )
A. 摩擦过程中创造了电荷
B. 验电器的金属箔开始时带负电荷
C. 验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
D. 橡胶棒是导体
7. 关于电路的知识,下列说法中不正确的是( )
A. 一般的电路是由电源、用电器、开关和导线组成的
B. 金属中的电流方向跟自由电子定向移动的方向相反
C. 在电路中,电源的作用就是给用电器两端提供电压,当电路闭合后就会产生持续电流
D. 为使两灯同时亮,同时灭,两灯一定要串联
8. 将一根短的铁丝拉长,一定变大的是它的( )
A. 质量 B. 体积 C. 密度 D. 电阻
9. 如图所示的电路中,灯L1、L2均能发光,且电流表能正确显示电路中电流大小的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图甲所示,闭合开关S后,两相同电压表的指针偏转都如图乙所示,则L1和L2两灯的电阻之比为( )
A. 1:4 B. 4:1 C. 1:5 D. 5:1
11. 如图所示,在探究串联电路特点的实验中,两盏小灯泡规格不同,当开关闭合后,下列说法正确的是( )
A. L1、L2两端电压相等
B. L1、L2的亮度一定相同
C. a、b、c三处的电流一样大
D. 若L2灯丝烧断了,L1仍能发光
12. 如图是电阻甲和乙的U−I图象,小明对图象信息作出的判断,正确的是( )
A. 当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
B. 当乙两端电压为2.5V时,其电阻值为5Ω
C. 将甲和乙串联,若电流为0.4A,则它们两端的电压之和为2V
D. 将甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.4A
13. 如图所示,甲为可调亮度台灯,乙为电位器的结构图,A、B、C为电位器的三个接线柱,转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析错误的是( )
A. 若只将B、C接入电路,顺时针旋转滑片,灯泡变亮
B. 若只将A、C接入电路,顺时针旋转滑片,灯泡变亮
C. 该电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度
D. 将A、B接入电路,若只将电阻丝做得更细些,以相同速度顺时针旋转滑片,灯泡亮度变化更明显
14. 如图所示的电路中,R1和R2为定值电阻,且R1≠R2,电源两端的电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动一段距离,电压表V2示数的变化量为△U,电流表A示数的变化量为△I,下列说法正确的是( )
A. △U与△I的比值变大
B. 三个电表中有两个电表示数变大
C. R1的电功率变化量为△P=△U△I
D. R1和R2两端的电压变化量分别为△U1和△U2,则△U1△U2=R1R2
15. 如图甲所示电路,电源电压恒为4.5V,闭合开关S后,滑片P由右端向左滑动,因变阻器某处发生断路,滑片P向左移动一段距离后电流表才有读数,电流表读数I与滑片P滑动距离d的关系如图乙所示。当电流表开始有读数时,才闭合开关S1,此时电压表的示数为2.5V。下列说法中( )
①当电流表开始有读数时,R1接入电路的阻值为12.5Ω;
②当滑片P移到d=2cm处时,电阻R0在10s内产生的热量为5J;
③当滑片P移到d=6cm处时,R0消耗的电功率为0.2W;
④滑片P左右移动时,R0消耗的最大电功率是2.025W。
A. 只有①②正确 B. 只有②③正确 C. 只有①④正确 D. 只有③④正确
16. 小明和小辉学习了燃料的热值后,他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他们组装了如图1和2所示的装置进行实验,记录结果见下表:
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
(1)为了保证实验结论的可靠性,小明和小辉选择两套完全相同的装置,并且控制油的质量以及水的质量相等。但对于两杯水的初温他们的看法却不同。请将下列他们的想法补充完整。
①小辉认为实验中是直接用______来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。所以,实验中两杯水的初温可以不同。
②小明认为如果两杯水的初温不同,那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同,于是两杯水的______就不相同,就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多,而水吸收的热量少、水温变化低的情况。所以,实验时必须控制水的初温相同。
③你认为______(选填“小明”或“小辉”)的想法更合理。
(2)根据他们的实验记录,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大是______。
(3)小明和小辉在实验前用天平分别测出了烧杯中水的质量以及燃油的质量。并由记录的数据,利用公式Q吸=cm(t−t0)计算出了水吸收的热量。小辉他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果是______的(选填“可靠”或“不可靠”)。理由是______(只写出一条即可)。
17. 某同学在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”实验中,设计的电路如图甲所示,将电流表先后接入电路中的A、B、C处,测出A、B、C三点的电流分别用IA、IB、IC表示,并将数据记录在表格中。
实验次数
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.22
0.24
0.46
2
0.28
0.24
0.52
3
0.3
0.3
0.6
(1)图乙是某次测量时电流表的指针偏转情况,其示数为______。
(2)表格记录的数据中,第3次实验通过L1和L2的电流相等,原因可能是:选用了______(填“相同”或“不相同”)规格的小灯泡进行实验。
(3)正确操作后得出并联电路干路电流与各支路电流的关系用公式表示就是______。
(4)该同学某次测量B处电流时,读取电流表示数后,L1突然熄灭,L2仍发光,此时电流表示数______(填“变大”“变小”或“不变”)。
18. 在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关
②导体的电阻与导体的横截面积有关。
③导体的电阻与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)为了验证上述猜想①,应该选用编号为______两根电阻丝进行实验;如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想______(填序号);分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:长度和横截面积相同时,______。
(2)有同学认为,可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝阻值的变化情况。老师指出:此实验中这种方法不可取。这是因为电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡亮度变化______(选填“明显”或“不明显”)。
(3)在最近几年,我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就______了输电线的电阻(选填“增大”或“减小”),从实验可得出影响导体电阻大小的因素有______、______。
19. 质量为100kg的铁块,放在炉子上加热相当长的时间后取出,立即投入质量为250kg、温度为20℃的水中,水的温度最后升高到60℃。假设铁块放出的热量全部被水吸收[c水=4.2×103J/(kg⋅℃),c铁=0.42×103J/(kg⋅℃),q可燃冰=4.2×107J/kg]。求:
(1)水吸收的热量;
(2)炉子的温度;
(3)若水吸收的热量是完全燃烧2kg可燃冰获得的,则可燃冰烧水时的热效率是多少?
20. 酒驾、醉驾会给交通安全带来巨大隐患,便携式酒精测试仪给交警执法带来了极大的便利。如图1所示,是便携式酒精测试仪的原理图,电源电压恒为3V,Rp是酒精气体传感器,其阻值随酒精气体浓度变化的规律如图2所示,R0是报警器,其电阻值恒定为50Ω。问:
(1)当气体中酒精浓度为0时,电路中的电流是多少?
(2)当气体中酒精浓度为0时,电路通电10s消耗电能是多少?
(3)我国法律规定,当每100mL的气体中酒精浓度大于或等于20mg小于80mg为酒驾,大于或等于80mg为醉驾。在对某司机的检测中,电压表的示数为2V,通过计算分析该司机属于酒驾还是醉驾。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A.一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,当水珠静止不动时,水珠中的水分子仍在运动,故A错误;
B.分子十分微小,它的直径的数量级一般10−10m,是肉眼看不见的,水珠是看得见的物体,不是分子,故B错误;
C.荷叶不沾水,是因为水珠与荷叶的分子之间距离较大,大于分子平衡距离的10倍时,分子间的作用力很小,可以忽略不计,故C错误;
D.两滴水珠相遇后之所以会合成一滴是因为当分子相互靠近时分子间存在着相互作用的引力,将两滴水珠合成了一滴,故D正确。
故选:D。
物质是由分子组成的,分子在不停地做无规则运动;分子十分微小,它的直径的数量级一般10−10m,是肉眼看不见的;组成物质的分子间存在相互作用的引力与斥力,分子间相互作用的距离很小,当分子间距离较大,大于分子平衡距离的10倍时,分子间的作用力很小,可以忽略不计,认为分子间作用力为零。
本题主要考查学生对分子运动及分子间作用力的理解和掌握及应用,比较基础。
2.【答案】D
【解析】解:A、任何物体都有内能,0℃的物体也具有内能,故A错误;
B、热量是过程量,不能说物体具有热量,故B错误;
C、热量总是从高温物体传向低温物体,内能大的物体的温度不一定高,故C错误;
D、改变内能的两种方式是做功和热传递,热传递是内能的转移,做功是能的转化,故D正确;
故选:D。
本题主要考查学生对温度、内能、热量关系的了解和掌握,并能利用上述关系解释问题是解决该题的关键
3.【答案】D
【解析】A、干泥土的比热容要小于湿泥土的比热容,在同等质量、同样吸热的情况下,根据Q=cm△t可知干泥土的温度上升的高,故A错误。
B、比热容是物质本身的一种特性,与物质的种类有关,由表可知,冰的比热容和煤油的比热容是相同的,故B错误。
C、比热容是物质本身的一种特性,与物质的状态有关,由表可知,冰和水的比热容是不同的,故C错误。
D、由表中数据可知,铝的比热容大于铜的比热容,由公式Q=cm△t由图可知,质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多,故D正确。
故选:D。
比热容是物质的一种特性,不同的物质比热容一般不同;比热容与物质的种类有关,同种物质状态改变,比热容就发生了改变;根据Q=cm△t分析解答。
本题的解题关键是知道:比热容是物质的一种特性,它只与物质的种类、状态有关,比热容表示物质吸放热的能力。
4.【答案】C
【解析】解:A、如图,进气门和排气门都是关闭的,活塞向上运动,因此是压缩冲程,故A正确;
B、内燃机的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其它三个冲程都是依靠惯性完成的,因此吸气、压缩、排气冲程是靠飞轮的惯性完成的,故B正确;
C、柴油机的效率比汽油机的高,主要是因为柴油机为压燃式,压缩的程度更高,气缸内温度更高,能量转化的程度更高,和热值无关,故C错误;
D、汽油机的压缩冲程将活塞的机械能转化为混合气体的内能。故D正确。
故选:C。
(1)由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程;
(2)内燃机的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其它三个冲程都是依靠惯性完成的;
(3)在工作过程中,损失的能量越少,热机的效率越高,柴油机的压缩比例更大、温度更高、做功更多,效率更高。
(4)内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,将机械能转化为内能的是压缩冲程,将内能转化为机械能的是做功冲程。
本题考查了学生热机效率的了解与掌握,还考查了内燃机中汽油机和柴油机的不同点,要注意它们的区别。
5.【答案】A
【解析】解:A、汽油机的效率总低于1,无论如何改进,燃料完全燃烧释放的热量总会有部分损失,故A不正确。
B、由图可知燃烧完全燃烧释放的热量中有70%经各种方式损失,剩下的30%汽车用来做有用功,故B正确。
C、冷却水带走的热量有30%,对这部分热量二次利用可提高能量的利用率,故C正确。
D、由图可知废气排放带走的热量有33%,可以通过改进减少该部分能量损失,有用功会提高,由热机效率公式η=W有用Q放可知,机械效率会提高,故D正确。
故选:A。
(1)热机在工作过程中总有能量损失,所以热机的效率总小于1。
(2)分析此图可知,燃烧释放的热量为100%,废气、冷却水、摩擦和辐射一起消耗的热量为70%,那么输出有用功为30%。
(3)冷却水带走的热量有30%,对这部分热量二次利用可提高能量的利用率。
(4)由热机效率公式η=W有用Q放可知,若有用功提高,可有效提高汽油机的效率。
该题主要考查了学生结合图分析试题的能力,还考查了热机效率公式的应用。
6.【答案】C
【解析】解:A、摩擦过程是电荷的转移,不是创造了电荷,故A错误;
B、先闭合是由于刚开始发生了中和现象,即原来验电器带正电,后又张开是因为橡胶棒上有多余的负电荷,验电器的金属箔因带负电荷而张开,故验电器原来带正电,后来带负电,故B错误;
C、验电器的原理是同种电荷相互排斥,故C正确;
D、常见的绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、油等,故橡胶棒属于绝缘体,故D错误。
故选:C。
(1)自然界只存在两种电荷,正电荷和负电荷,丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;毛皮摩擦过的橡胶棒带负电;不同物质组成的物体,原子核夺得电子的本领不同,相互摩擦时,一个物体夺得电子,因多余电子带负电,另一个物体因缺少电子带正电,摩擦起电是电荷的转移;
(2)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;
(3)验电器的原理是同种电荷相互排斥;
(4)常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、油等。导体和绝缘体没有绝对的界限。
知道自然界中只有哪两种电荷,以及它们之间的作用规律,识别常见导体和绝缘体,可解答此题。
7.【答案】D
【解析】解:A、一个完整的电路由电源、导线、用电器、开关四部分组成的,故A正确;
B、金属导体导电靠的是自由电子,自由电子带负电,所以自由电子定向移动的方向与电流方向相反,故B正确;
C、在电路中,电源为用电器提供电压,当电路闭合时用电器中就有持续的电流通过。故C正确;
D、两灯同时亮、同时灭,可以是串联,也可以是并联,并联时开关必须放在干路上。故D不正确。
故选:D。
(1)完整的电路有电源、用电器、导线、开关四部分组成,电源提供电能,用电器消耗电能,导线传输电流,开关控制电流;
(2)电流方向的规定:正电荷定向移动的方向与电流的方向相同,自由电子(负电荷)定向移动的方向与电流的方向相反;
(3)产生持续电流的条件是电路中必须有电源,且电路是闭合的;
(4)串联电路中,电流只有一条路径,开关控制所有用电器;并联电路中,电流有多条路径,干路开关控制整个电路,支路开关控制各自的支路。
本题考查了电路组成、电流的方向、得到持续电流的条件及串并联的特点,涉及的知识点较多,是一道基础题。
8.【答案】D
【解析】解:
A、将一根铁丝拉长后,形状发生变化,所含物质多少没有变化,所以质量不变.故A不符合题意;
B、将一根铁丝拉长后,长度变长了,横截面积变小了,体积不变.故B不符合题意;
C、将一根铁丝拉长后,形状发生变化,物质种类、状态和温度没有变化,所以密度不变.故C不符合题意;
D、将一根铁丝拉长后,长度变长了,横截面积变小了,所以电阻变大了.故D符合题意.
故选D.
①质量是物体本身具有的属性,决定于物体所含物质的多少;
②密度和质量一定的物体,体积一定,与形状无关;
③密度是物质本身的一种特性,决定于物质的种类、状态和温度,与物体形状无关;
④影响电阻大小的因素有:材料、长度、横截面积和温度.在材料和温度相同时,长度越长,横截面积越小电阻越大.
此题考查的是我们对质量、体积、密度和电阻概念的理解,知道各物理量的影响因素是解答的关键.
9.【答案】C
【解析】解:
A、电流表与L1和L2串联的电路并联,开关闭合后,电流表的两接线柱与电源正负极相连,会造成短路,灯泡均不亮,故A错误;
B、电流表与L1并联,且电路中没有电源,开关闭合后两灯均不会发光,故B错误;
C、两灯并联连接,电流表与L1串联,电流表测量L1中的电流,且正负接线柱连接正确,干路上开关闭合后两灯均能发光,故C正确;
D、两灯并联,电流表接在干路上可测量干路中的电流,但是电流表的正负接线柱接反,若开关闭合,电流表指针会反偏,可能会损坏电流表,故D错误。
故选:C。
电流表的使用方法:
①电流表要串联在电路中;
②电流要从“+“接线柱流入,从“-“接线柱流出(否则指针反转);
③被测电流不要超过电流表的量程(可以采用试触的方法来看是否超过量程)。
本题主要考查了电流表正确使用,同时考查串并联电路。属电学基础题。
10.【答案】A
【解析】解:闭合S,L1和L2是串联的,电压表V1测量L1和L2的总电压,电压表V2测量L1的电压,两相同电压表的指针偏转相同,V2的示数与V1的示数之比是1:5。
U1U=IR1I(R1+R2)=15,
R1R2=14。
故选:A。
0∼3V和0∼15V的电压表指针相同时,示数之比是1:5。
闭合S,L1和L2是串联的,电压表V1测量L1和L2的总电压,电压表V2测量L1的电压,两相同电压表的指针偏转相同,V2的示数与V1的示数之比是1:5。
根据U1U=IR1I(R1+R2)=15,求出两个电阻之比。
同一电压表使用不同的量程,指针位置相同时,小量程与大量程的示数之比为1:5,这是解题的关键。
11.【答案】C
【解析】解:A.电路中两个规格不同的小灯泡,电阻不同,根据欧姆定律I=UR可知,L1、L2两端电压一定不相等,故A错误;
B.由于两灯泡串联在同一电路中,且规格不同,实际电功率不同,L1、L2的亮度一定不相同,故B错误;
C.由图可知,此电路是串联电路,因为串联电路中电流处处相等,所以a、b、c三处的电流一样大,故C正确;
D.由于串联电路中用电器相互影响,则L2灯丝烧断,L1不能发光,故D错误。
故选:C。
A.两盏小灯泡规格不同,电阻不同,根据欧姆定律分析即可;
B.灯泡的亮度由实际功率决定,根据题意分析两灯的实际功率大小;
C.串联电路中,电流处处相等;
D.串联电路的特点之一:电流只有一条路径,电路有一处断路则整个电路就没有电流。
本题考查了串联电路特点的应用,关键知道串联电路中各电路元件相互影响、不能独立工作,属于基础题。
12.【答案】B
【解析】解:A、根据图像可知,当甲两端的电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A,故A错误;
B、由图像可知,乙电阻两端的电压为2.5V时,通过乙电阻的电流是0.5A,乙电阻此时的阻值R=UI=2.5V0.5A=5Ω,故B正确;
C、根据串联电路电流规律,当甲和乙串联,通过甲、乙的电流相等;若电流为0.4A,由图像可知,甲两端的电压为2V,乙两端的电压为1V,甲和乙两端的总电压U总=U甲+U乙=2V+1V=3V,故C错误;
D根据并联电路电压规律,当甲和乙并联时,甲、乙两端的电压相等;若电压为1V,由图像可知,通过甲的电流为0.2A,通过乙的电流为0.4A;干路中的电流I总=I甲+I乙=0.2A+0.4A=0.6A,故D错误。
故选:B。
A、根据图像当甲两端的电压为0.5V时,可知通过它的电流;
B、由图像可知,乙电阻两端的电压为2.5V时,通过乙电阻的电流是0.5A,根据欧姆定律可求出乙电阻此时的阻值;
C、根据串联电路电流规律,当甲和乙串联,通过甲、乙的电流相等;若电流为0.4A,由图像可知,甲两端的电压为2V,乙两端的电压为1V,根据串联电路电压规律可求出甲和乙两端的总电压;
D根据并联电路电压规律,当甲和乙并联时,甲、乙两端的电压相等;若电压为1V,由图像可知,通过甲的电流为0.2A,通过乙的电流为0.4A;根据并联电路电流规律可求出干路中的电流。
本题主要考查串联、并联电路电流、电压规律,欧姆定律,其中熟练掌握串联、并联电路电流、电压规律和欧姆定律是解题的关键,要特别注意乙电阻的阻值随其两端的电阻的增大而增大。
13.【答案】B
【解析】解:
A、若只将B、C接入电路,滑片右边的电阻丝接入电路,顺时针旋转滑片,电阻丝连入电路的长度发生变短,电阻变小,电路的电流变大,灯泡的亮度变亮,故A正确;
B、若只将A、C接入电路,电位器的全部电阻丝都接入电路,不能改变电路的电流,所以不能改变灯泡的亮度,故B错误;
C、电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路的电流达到改变灯泡亮度的目的,故C正确;
D、将A、B接入电路,若只将电阻丝做得更细些,电阻丝的电阻变大,以相同速度顺时针旋转滑片,滑动变阻器接入电路中的电阻变化较大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大较大,灯泡亮度变化更明显,故D正确。
故选:B。
(1)电位器的实质是滑动变阻器,串联在电路中,靠通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电路的电流,从而改变灯泡亮度;
(2)若将图乙中A、C接入则接入了全部电阻片,不能改变电阻大小,接线时A、C只能选择其一接入电路;
(3)若只将B、C接入电路,滑片右边的电阻丝接入电路,顺时针转动旋钮时,电位器接入电路的电阻变小,电路中电流变大,灯泡变亮,逆时针转动旋钮时,电位器接入电路的电阻变大,电路中电流变小,灯泡变暗;
(4)电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。
此题考查学生对于滑动变阻器的理解和掌握。熟知使用和接线原则是解题关键。
14.【答案】D
【解析】解:由实物电路图可知,R1、R2和滑动变阻器串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2和滑动变阻器两端的电压之和,电流表测电路中的电流。
(1)根据串联电路电压的规律,电压表V2示数的变化量为△U等于R1的电压变化量,由欧姆定律,
U1=I1R1,
U1′=I1′R1,R1两端的电压变化量分别为:
△U=(I1−I1′)R1=△IR1,故△U△I=R1,故比值不变,A错误;
(2)当滑动变阻器的滑片由a端向b端滑动时,滑动变阻器的电阻增大,电路的总电阻增大,根据欧姆定律知,电路的电流减小,即电流表的示数变小;根据U=IR可知定值电阻R1两端的减小,即电压表V1示数减小;因为串联电路总电压等于各用电器电压之和,即UV1+UV2=U电源,所以电压表V2的示数增大,两电表示数变小,一电表示数变大,B错误;
(3)P=I2R,R1的电功率变化量为:
△P=I12R1−I1′2R1=(I12−I1′2)R1=(I1+I1′)(I1−I1′)R1=(U1+U1′)△I,C错误;
(4)由(1)R1和R2两端的电压变化量分别为:
△U1=(I1−I1′)R1,R2两端的电压变化量分别为:
△U2=(I1−I1′)R2,则△U1△U2=R1R2,D正确。
故选:D。
由实物电路图可知,R1、R2和滑动变阻器串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2和滑动变阻器两端的电压之和,电流表测电路中的电流。
(1)根据串联电路电压的规律和欧姆定律分析;
(2)当滑动变阻器的滑片由a端向b端滑动时可知滑动变阻器的电阻增大,根据电阻的串联和欧姆定律确定电路的电流变化;根据U=IR确定定值电阻R1两端的电压变化;根据串联电路总电压规律可知电压表V2的示数变化;
(3)根据P=I2R1分析;
(4)根据(1),得出R1和R2两端的电压变化量分析。
本题为电路变化综合题,考查了串联电路的特点和欧姆定律和电功率公式的应用,要注意对于定值电阻来说两端电压的变化量和电流变化量的比值等于定值电阻的阻值,是一道难度较大的题目。
15.【答案】C
【解析】解:由电路图可知,两开关均闭合时,R1与R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压。
①由图乙和题意可知,当电流表开始有读数即I=0.2A时,滑片P移动的距离d=2cm,此时电压表的示数为2.5V,
由欧姆定律可得,R1接入电路的阻值:R1=U1I=2.5V0.2A=12.5Ω,故①正确;
②当d=2cm时,电压表的示数为2.5V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压:U0=U−U1=4.5V−2.5V=2V,
则电阻R0的阻值:R0=U0I=2V0.2A=10Ω,
电阻R0在10s内产生的热量为:Q0=I2R0t=(0.2A)2×10Ω×10s=4J,故②错误;
③当滑片P滑到d=6cm处时,由图乙可知,此时电路中的电流I′=0.4A,
此时R0两端的电压:U0′=I′R0=0.4A×10Ω=4V,
则R0消耗的电功率:P0=U0′I′=4V×0.4A=1.6W,故③错误;
④滑动变阻器的滑片位于最左端,此时滑动变阻器接入电路的电阻为零,此时电路中的电流最大,
则电路中的最大电流为:I大=UR0=4.5V10Ω=0.45A,
R0的最大电功率为:P0大=I大2R0=(0.45A)2×10Ω=2.025W,故④正确。
故选:C。
由电路图可知,两开关均闭合时,R1与R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压。
(1)由图乙读出电流表开始有读数时滑片P移动的距离和电路中的电流,又知道此时电压表的示数,根据欧姆定律求出R1接入电路的阻值;
(2)当d=2cm时,根据串联电路的电压特点求出R0两端的电压,根据欧姆定律求出电阻R0的阻值,根据Q0=I2R0t算出电阻R0在10s内产生的热量;
(3)当滑片P滑到d=6cm处时,由图乙可知电路中的电流,根据欧姆定律求出R0两端的电压,利用P=UI求出R0消耗的电功率;
(4)当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电路的总电阻最小,电流最大,根据P0大=I大2R0算出R0的最大电功率。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活运用,关键是分析图像得到有用的数据。
16.【答案】水温升高的多少 热量损失 小明 煤油 不可靠 燃油不可能完全燃烧且燃油燃烧放出的热量不能完全被水吸收
【解析】解:(1)①质量相同的水,温度变化越大,说明吸收热量越多,所以实验中通过水温升高的多少来表示煤油和菜籽油放出热量的多少;
②根据热传递的条件,水温与周围环境温度相差越大,越容易发生热传递,若水的初温不同,便可造成水的散热情况不同,所以实验中应控制水的初温相同;
③由上分析知,小明的分析更加合理;
(2)根据表格中数据,相同质量的两种燃料燃烧完后,煤油的水温升高较大,说明煤油放出的热量较多,即煤油的热值较大;
(3)在实验过程中,燃油不可能完全燃烧,且燃料燃烧放出的热量一部分直接散失掉、一部分被烧杯吸收,同时水也会向外散热,所以不能通过水吸收的热量得出燃料燃烧放出的热量,进而计算燃料的热值。
故答案为:
(1)①水温升高的多少;②热量损失;③小明;
(2)煤油;
(3)不可靠;燃油不可能完全燃烧且燃油燃烧放出的热量不能完全被水吸收。
本题主要考查利用控制变量法和转换法设计实验的能力,由于燃料的热值不能直接测量,所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小,燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关,又与燃料的热值大小有关,根据此进行分析。
根据Q吸=cm△t知,质量相同的同种物质升高的温度与吸收热量的多少有关,此实验通过这个原理来反映两种燃油燃烧放出热量的多少;
根据Q放=mq,质量相同的不同燃料,完全燃烧放出的热量与其热值有关,根据水温的变化情况可得知两种燃油燃烧放出热量的大小关系,从而判断出燃油的热值大小,整个过程中应用了控制变量法。
17.【答案】0.3A相同 I=I1+I2 不变
【解析】解:(1)由图可知,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A;
(2)该电路为并联电路,第3次实验通过L1和L2的电流相等,这是应为实验中选用了相同规格的灯泡,根据欧姆定律可知,通过两个灯泡的电流相同;
(3)从实验数据可以看出:并联电路干路电流等于各支路电流之和,即之间的关系是:I=I1+I2;
(4)该同学某次测量B处电流时,读取电流表示数后,L1突然熄灭,L2仍发光,由于并联电路互不影响,所以通过灯泡L2的电流不变,即此时电流表示数不变。
故答案为:(1)0.3A;(2)相同;(3)I=I1+I2;(4)不变。
(1)首先判定电流表的量程和分度值,然后读数;
(2)灯泡的规格相同,则通过的电流是相同的;
(3)分析实验数据得出结论;
(4)并联电路中,各支路互不影响。
本题是探究“并联电路电流规律”的实验,考查了电流表的读数、实验数据分析、归纳法的运用等知识。
18.【答案】A、B ② 导体的电阻与导体的材料有关 不明显 减小 导体的材料 长度和横截面积
【解析】解:
(1)为了验证猜想①导体的电阻与导体的长度有关,应保证导体的材料与横截面积均相同,而导体的长度不同,分析表中数据可知,应该选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验;
A、C两根电阻丝材料与长度均相同而横截面积不同,可用A与C验证②导体的电阻与导体的横截面积有关;
A、D两根电阻丝长度与横截面积均相同而材料不同,分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:长度和横截面积相同时,导体的电阻与导体的材料有关;
(2)有同学认为:可以根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝阻值的变化情况。老师指出:此实验中这种方法不可取。这是因为电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡亮度变化不明显;
(3)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,电阻值减小了,导线上损失的电能也就减小了,从而起到节能的作用;
从实验可得出影响导体电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积。
故答案为:(1)A、B;②;导体的电阻与导体的材料有关;(2)不明显;(3)减小;导体的材料;长度和横截面积。
(1)为了验证①导体的电阻与导体的长度有关,应保证导体的材料与横截面积相等,分析所给电阻丝,找出符合要求的电阻丝编号;编号为A、C的两根电阻丝材料与长度都相同,而横截面积不同,利用A、C可验证电阻与横截面积的关系;A、D两电阻丝长度、横截面积相等,而材料不同,利用它们可以研究导体电阻与材料的关系;
(2)电压一定时,由P=U2R可知,导体电阻变化不大时,灯泡的功率变化不大,灯泡的亮暗变化不明显,不能反映电阻变化情况;
(3)影响电阻大小的因素有材料、长度和横截面积,当材料和长度都一定时,导线的横截面积越大,导线的电阻值就会越小;
影响电阻大小的因素有材料、长度、横截面积以及温度。
本题是一道实验题,考查了影响导体对电流的阻碍作用与导体的长度和横截面积的关系,解题时注意控制变量法的应用,分析实验数据,根据导体条件的不同及对应的实验数据的不同得出结论,是正确解题的前提与关键。
19.【答案】解:(1)水吸收的热量为:Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg⋅℃)×250kg×(60℃−20℃)=4.2×107J;
(2)由题知,铁块放出的热量完全被水吸收,铁块放出的热量:
Q放=Q吸=4.2×104J;
由Q放=c铁m铁Δt得,
Δt=Q放c铁m=4.2×107J0.42×103J/(kg⋅℃)×100kg=1000℃,
铁块原来的温度即炉火的温度是:t=1000℃+60℃=1060℃;
(3)2kg的可燃冰完全燃烧释放的热量为:Q放′=m可燃冰q可燃冰=2kg×4.2×107J/kg=8.4×107J;
可燃冰烧水时的热效率是:η=Q吸Q放′×100%=4.2×107J8.4×107J×100%=50%。
答:(1)水吸收的热量为4.2×107J;
(2)炉子的温度为1060℃;
(3)可燃冰烧水时的热效率是50%。
【解析】(1)利用吸热公式Q吸=cmΔt求水吸收的热量;
(2)铁块放出的热量全部被水吸收,铁块放出的热量等于水吸收的热量;火炉的温度可以看作是不变的,设温度为t,则铁块从火炉中拿出的温度也为t;放入水中后铁块和水达到共同温度60℃,又知铁的比热、质量和终温,便可以求出初温t
(3)已知可燃冰的质量和热值,利用Q=mq可求得可燃冰完全燃烧产生的热量;烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用,熟练掌握相关公式是解决本题的关键。
20.【答案】解:由电路图可知,闭合开关后,酒精气体传感器电阻和定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压。
(1)(2)由图象可知,当气体中酒精浓度为0时,酒精气体传感器的阻值Rp=200Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:
I=UR=UR0+RP=3V50Ω+200Ω=0.012A,
通电10s电流产生的热量:
Q=W=UIt=3V×0.012A×10s=0.36J;
(3)当电压表的示数为2V时,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:
I′=U0R0=2V50Ω=0.04A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,酒精气体传感器两端的电压
Up=U−U0=3V−2V=1V
酒精气体传感器的阻值
R′p=UPI′=1V0.04A=25Ω,
由图像可知,100mL的气体酒精浓度大于80mg,该司机属于醉驾。
答:(1)当气体中酒精浓度为0时,电路中的电流是0.012A;
(2)通电10s电流产生的热量是0.36J;
(3)通过分析可知盖司机属于醉驾。
【解析】(1)(2)根据图象读出当气体中酒精浓度为0时酒精气体传感器的阻值,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,利用Q=W=UIt求出通电10s电流产生的热量;
(3)当电压表的示数为2V时,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,利用串联电路的电压特点求出酒精气体传感器两端的电压,再利用欧姆定律求出酒精气体传感器的阻值,然后根据图象读出100mL的气体中酒精浓度的大小,进一步判断出该司机属于酒驾还是醉驾。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电热公式的应用,从图像中获取有用的信息是关键。
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