湖南省长沙一中集团2023-2024学年九年级上学期期中物理试卷
展开1.(3分)经过近十年的不懈努力,通过实验与理论研究发现了规律I=的科学家是( )
A.安培B.伏特
C.焦耳D.欧姆
2.(3分)如图,刚出锅的“拔丝红薯”香气四溢,夹起一块红薯时就会拉出很长的丝( )
A.“拔丝红薯”香气四溢是扩散现象
B.已加热的红薯有内能,未加热的红薯没有内能
C.夹起红薯时会拉出很长的丝是因为分子间有斥力
D.红薯变凉后很难分开,说明糖分子间的作用力变小
3.(3分)长沙第一座生活垃圾焚烧发电厂,利用焚烧垃圾释放的能量加热锅炉,产生高温水蒸气推动发电机组转子转动( )
A.B.
C.D.
4.(3分)科技自立自强是国家发展的战略支撑,华为麒麟950芯片是华为有自主知识产权的芯片,制造芯片的主要材料是( )
A.导体B.半导体C.绝缘体D.超导体
5.(3分)下列说法中正确的是( )
A.原子是由原子核和核外电子构成的,原子核不带电
B.绝缘体内没有自由电荷
C.电荷移动形成电流
D.电压是形成电流的原因
6.(3分)如图电路中,用导线连接下列两点后,会导致电路短路的是( )
A.a、cB.b、cC.c、dD.d、e
7.(3分)如图所示,是2022年冬奥会闭幕式上控制舞台灯光与五环旗升降的电路原理图。闭合开关S1,舞台灯亮起,按下开关S2时,电动机才能启动控制五环旗升降;若舞台灯不亮( )
A.B.
C.D.
8.(3分)小明同学在探究串联电路电流规律的实验中设计了如图甲所示的电路图,闭合开关S,两电流表的示数分别如图乙、丙两图所示( )
A.L1与L2的规格不同
B.其中一个电流表故障
C.两个电流表选择了不同的量程
D.电流在流动过程中减小了
9.(3分)如图所示,电源电压为4V,闭合开关,电压表示数为2V,把电灯L1从灯座上旋下来,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为4VB.电压表的示数为2V
C.电流表的示数为0.4AD.电流表的示数为0.2A
10.(3分)在“设计制作一个调光灯”的实践活动中,小明设计了如图所示的电路,用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中,小灯泡的亮度会发生变化。下列关于这一装置的说法中正确的是( )
A.将铅笔芯换成塑料吸管,灯泡也能亮起
B.本实验可通过灯泡的亮暗反映接入电路的电阻大小
C.实验过程中电阻变化的主要因素是改变了横截面积
D.增加一节干电池,灯泡会更亮,说明铅笔芯电阻随电压的增大而减小了
(多选)11.(3分)公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时( )
A.“显示器”由电流表改装而成
B.接线柱“1”应与“2”连接
C.若货车质量增大,则电阻R0两端电压增大
D.为了节约电能,电阻R0可以去掉
(多选)12.(3分)小华同学在探究通过导体的电流与其两端的电压的关系时,记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象( )
A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.将两个电阻串联接在1.5V的电源上,电路中的电流为0.1A
C.将两个导体并联后接到电压为2V的电源上时,干路电流为0.6A
D.将两个电阻串联,若电路中的电流为0.3A,则电源电压为3V
二、填空题(每空2分,共22分)
13.(4分)为了实现中国2030年前“碳达峰”,新疆的达坂城号称“百里风区”风力发电站可以将风能转化为 能从而减少CO2的排放。在转化过程中,能的总量 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
14.(4分)如图是我国古代发明的取火器的模型图,把木制推杆迅速推入牛角套筒时,杆前端的艾绒立刻燃烧起来 的方式增加内能;点燃后的艾绒气味更浓,说明分子热运动与 有关。
15.(4分)将用不同纳米材料做成的A、B两板相互摩擦后,接入电路并闭合开关,电路中有电流通过(如图所示) (填电路元件),A板相当于该元件的 极。
16.(4分)明代《读书录》称“节俭”是“人之美德”。教室的灯和电脑显示屏可以独立工作,构成 联电路;不需要使用灯和显示屏时,应及时断开 。
17.(6分)如图所示的电路,R2=15Ω,滑动变阻器R3的规格为“10Ω,2A”;
(1)当只闭合S2,并将滑动变阻器R3的滑片置于中点时电压表的示数为4.5V,则此时电流表示数是 A,电源电压是 V;
(2)若电源电压可调,电流表A选接“0~3A”量程。同时闭合S1、S2、S3,要求:电源电压取6V~10V之间某一值,保证电路安全情况下,移动滑动变阻器滑片的过程中1的取值范围是 。
三、作图与实验探究题(每空2分,共24分)
18.(2分)在探究电流与电压关系的实验中,连接了如图所示的电路,闭合开关前,且只要改接一根导线就可以纠正错误。请检查电路,将接错的那一根导线找出来并打上“×”
19.(6分)利用如图甲所示的实验装置探究“比较不同物质的吸热能力”。在两烧杯中分别装入初温相同且质量相等的沙子和水。用相同的酒精灯火焰加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,如图乙所示。
(1)除了甲图中的实验器材,我们还应该增加测量工具天平和 。
(2)由乙图可知 的比热容大,所以海边昼夜温差相对沙漠较小。
(3)实验过程中是通过比较 来间接反映沙子和水吸收热量的多少。
20.(6分)在“探究带电物体间的相互作用”活动中:小明用干燥丝绸摩擦过的有机玻璃棒和用干燥毛皮摩擦的橡胶棒分别完成了甲、乙、丙三次实验;
(1)实验发现,自然界只有两种电荷。把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫作 电荷;在与丝绸摩擦过程中,玻璃棒 电子。
(2)将丝绸摩擦过的有机玻璃棒接触验电器的金属球,发现验电器的两个金属箔片张开。金属箔片张开的原因是同种电荷互相 。
21.(6分)为了探究并联电路的电流特点,同学们设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)在实验操作中,某组同学试触时电流表的指针向着没有刻度的左侧偏转(如图乙所示),出现这种情况的原因是电流表的 。
(2)正确连接电路后,同学们完成了如下表所示的三次数据记录,通过分析实验数据可知 (写出关系式即可)。
(3)本实验进行多次测量的目的是: 。
22.(8分)同学们在课堂上进行“探究电流和电压、电阻关系”实验。
(1)为了完成实验探究,同学们经过讨论进行了三次实验电路的设计,如图甲、乙、丙所示。依据电路图连接实物图的过程中开关应始终保持 状态。
(2)小林同学在探究“电流和电阻的关系”时想直接利用如图乙的电路,R0为定值电阻,实验中他多次更换不同阻值的定值电阻R,记录电流表和定值电阻R的实验数据。但这样操作是错误的 。
(3)小丽同学利用如图丙的电路完成了“电流与电阻关系”的探究,结合实验数据绘制了如图丁所示的图像,由图像可知:电压一定时 比。
(4)小华同学接着将两节新干电池、滑动变阻器(20Ω,1A)接入图丙所示的电路完成了“电流与电压关系”的探究,将实验数据依次记录在如下表格中 (选填“可靠”或“不可靠”),原因是: 。
四、综合计算题(第23题6分,第24题8分,共14分)
23.(6分)“环境小组”的同学在研究性活动中对小明家新装燃气热水器(如图甲)耗能进行测试。首先在热水器水箱中注满水,水的质量约为12kg,开始加热。计算机显示出热水器中水温度随时间变化的图像如图乙所示。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值约为4.2×107J/m3]求:
(1)加热4min,水吸收的热量为多少?
(2)加热4min,共消耗了0.09m3的天然气,这个过程中天然气放出的热量为多少?
(3)这款燃气热水器的热效率为多少?
24.(8分)如图甲所示,电源电压为9V且不变,小灯泡L正常发光时的电压为3V1标有“?Ω 1.5A“,只闭合开关S2时,当滑动变阻器接入最大阻值四分之一时,小灯泡L正常发光且电流表指针满偏(电流表取0~0.6A量程)
(1)正常发光时灯丝阻值为多少Ω?
(2)滑动变阻器的最大阻值为多少Ω?
(3)闭合S1,断开S2,再将电压表V2接入电路,其它部分电路连接不变。当滑片P置于某一位置时,三个电表指针偏转格数相同2示数大于表V1的示数,求R2可能的阻值?
2023-2024学年湖南省长沙一中集团九年级(上)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题3分,共36分,第1~10题单选,第11~12题双选)
1.(3分)经过近十年的不懈努力,通过实验与理论研究发现了规律I=的科学家是( )
A.安培B.伏特
C.焦耳D.欧姆
【答案】D
【分析】根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献即可。
【解答】解:欧姆研究并总结出电流跟电压和电阻的关系,得出欧姆定律。
故选:D。
2.(3分)如图,刚出锅的“拔丝红薯”香气四溢,夹起一块红薯时就会拉出很长的丝( )
A.“拔丝红薯”香气四溢是扩散现象
B.已加热的红薯有内能,未加热的红薯没有内能
C.夹起红薯时会拉出很长的丝是因为分子间有斥力
D.红薯变凉后很难分开,说明糖分子间的作用力变小
【答案】A
【分析】(1)分子都在不停地做无规则运动;
(2)任何物体,任何时候都有内能;
(3)分子之间有引力和斥力,它们同时存在,同时消失。
【解答】解:A、“拔丝红薯”香气四溢是扩散现象,故A正确。
B、已加热的红薯有内能,故B错误。
C、夹起红薯时会拉出很长的丝是因为分子间有引力。
D、红薯变凉后很难分开,故D错误。
故选:A。
3.(3分)长沙第一座生活垃圾焚烧发电厂,利用焚烧垃圾释放的能量加热锅炉,产生高温水蒸气推动发电机组转子转动( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】(1)当物体对外做功时,物体的内能转化为机械能,物体的内能减小;
(2)汽油机的四个冲程中,做功冲程将内能转化为机械能,压缩冲程将机械能转化为内能。
【解答】解:加热锅炉,产生高温水蒸气推动发电机组转子转动,此过程与汽油机的做功冲程类似;图A为吸气冲程,图C为做功冲程,故C正确。
故选:C。
4.(3分)科技自立自强是国家发展的战略支撑,华为麒麟950芯片是华为有自主知识产权的芯片,制造芯片的主要材料是( )
A.导体B.半导体C.绝缘体D.超导体
【答案】B
【分析】根据导电性的不同,材料可分为导体,半导体,绝缘体三大类,容易导电的物体叫导体,如:人体、大地、各种金属、石墨、酸碱盐的溶液等;
不容易导电的物体叫绝缘体,如:玻璃、陶瓷、橡胶、塑料等;
导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体,常见半导体材料有:锗、硅、砷化镓等。
【解答】解:芯片主要是由半导体材料制成的。故ACD不符合题意。
故选:B。
5.(3分)下列说法中正确的是( )
A.原子是由原子核和核外电子构成的,原子核不带电
B.绝缘体内没有自由电荷
C.电荷移动形成电流
D.电压是形成电流的原因
【答案】D
【分析】(1)原子是由原子核与核外电子构成的,原子核带正电,电子带负电;
(2)绝缘体内部几乎没有自由电荷;
(3)电荷的定向移动会形成电流;
(4)电路中有持续电流的条件:有电源、电路是通路;电源提供电压,电压使电路中形成的电流。
【解答】解:A、原子是由原子核与核外电子构成的,电子带负电;
B、绝缘体内部几乎没有自由电荷,并不是没有;
C、电荷的定向移动会形成电流,故C错误;
D、电压是形成电流的原因。
故选:D。
6.(3分)如图电路中,用导线连接下列两点后,会导致电路短路的是( )
A.a、cB.b、cC.c、dD.d、e
【答案】C
【分析】电源短路是指电源两极不经过用电器直接连通的电路,此时电路中的电流较大,可能会烧坏电源。
【解答】解:用导线把c、d两点连接起来时,造成电源短路,可能会烧坏电源。
故选:C。
7.(3分)如图所示,是2022年冬奥会闭幕式上控制舞台灯光与五环旗升降的电路原理图。闭合开关S1,舞台灯亮起,按下开关S2时,电动机才能启动控制五环旗升降;若舞台灯不亮( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】根据开关闭合后指示灯和电动机的工作情况分析电路的连接情况,再选择合适的电路图。
【解答】解:当开关S1闭合时舞台灯亮起,此时电动机不工作2闭合,电动机才能启动,即两者是并联的4在干路上,S2在电动机支路上,故C符合要求。
故选:C。
8.(3分)小明同学在探究串联电路电流规律的实验中设计了如图甲所示的电路图,闭合开关S,两电流表的示数分别如图乙、丙两图所示( )
A.L1与L2的规格不同
B.其中一个电流表故障
C.两个电流表选择了不同的量程
D.电流在流动过程中减小了
【答案】C
【分析】串联电路中各处的电流相等;当电流表选用的量程不同时,其分度值不同,指针的偏转角度不同。
【解答】解:图甲中两灯串联,由图乙;
A、串联电路中电流处处相等,故A错误;
B、若其中一个电流表发生故障(短路或断路),而图中两电流表示数不为0;
C、若两个电流表选择了不同的量程,指针的偏转角度不同;
D、根据串联电路的电流特点可知,故D错误。
故选:C。
9.(3分)如图所示,电源电压为4V,闭合开关,电压表示数为2V,把电灯L1从灯座上旋下来,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为4VB.电压表的示数为2V
C.电流表的示数为0.4AD.电流表的示数为0.2A
【答案】A
【分析】由电路图可知,两灯泡串联,电压表测L1两端的电压,电流表测电路中的电流,把L1从灯座上旋下来,电路断路,电路中无电流,电压表串联在电路中测电源的电压。
【解答】解:由电路图可知,两灯泡串联1两端的电压,电流表测电路中的电流1从灯座上旋下来,电路断路,则电流表的读数为3A、D错误;
此时电压表通过灯L2、电流表接在电源上,测电源的电压,故A正确。
故选:A。
10.(3分)在“设计制作一个调光灯”的实践活动中,小明设计了如图所示的电路,用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中,小灯泡的亮度会发生变化。下列关于这一装置的说法中正确的是( )
A.将铅笔芯换成塑料吸管,灯泡也能亮起
B.本实验可通过灯泡的亮暗反映接入电路的电阻大小
C.实验过程中电阻变化的主要因素是改变了横截面积
D.增加一节干电池,灯泡会更亮,说明铅笔芯电阻随电压的增大而减小了
【答案】B
【分析】(1)容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体,铅笔芯是导体,塑料吸管是绝缘体;
(2)电源电压不变,接入电路的电阻越大,电路中的电流越小,灯泡会越暗;
(3)铅笔芯通过改变接入电路的长度来改变接入电路的阻值;
(4)电阻是导体自身的一种性质。
【解答】解:A.铅笔芯是导体,塑料吸管是绝缘体,因此把铅笔芯换成塑料吸管后灯泡不会亮;
B.电源电压不变,电路中的电流就会变小,因此可以通过灯泡的亮暗反映接入电路的电阻大小;
C.当B夹子左右移动时,因此接入电路的阻值发生变化;
D.电阻是导体自身的一种性质、长度、温度有关、电流无关。
故选:B。
(多选)11.(3分)公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时( )
A.“显示器”由电流表改装而成
B.接线柱“1”应与“2”连接
C.若货车质量增大,则电阻R0两端电压增大
D.为了节约电能,电阻R0可以去掉
【答案】AC
【分析】(1)电流表应串联在电路中,电压表应并联在被测电路两端。
(2)滑动变阻器的工作原理:通过改变接入电路中的电阻线长度来改变电阻。
(3)串联电路中各电阻两端电压与对应的电阻成正比。
(4)当电源的正负极直接相连,会产生电源短路现象。
【解答】解:AB、图中电表串联在电路中,故A正确;
当货车质量增大时,电表(电流表)示数随之增大,所以接线柱“1”应与“3”连接,当质量增大,变阻器阻值变小,故B错误;
C、若货车质量增大,根据串联电路的电压与电阻的正比关系,则电阻R6两端电压增大,故C正确;
D、电阻R0不可以去掉,因为若去掉R0,则滑片在最下端时会造成电路发生短路,故D错误。
故选:AC。
(多选)12.(3分)小华同学在探究通过导体的电流与其两端的电压的关系时,记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象( )
A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
B.将两个电阻串联接在1.5V的电源上,电路中的电流为0.1A
C.将两个导体并联后接到电压为2V的电源上时,干路电流为0.6A
D.将两个电阻串联,若电路中的电流为0.3A,则电源电压为3V
【答案】BC
【分析】(1)I﹣U图象是一条倾斜的直线时,说明电流与电压成正比,即该导体的电阻不变;根据图像可知电压相同时通过两导体的电流大小关系,根据欧姆定律比较电阻的大小关系;
(2)将两个电阻串联接在1.5V的电源上,根据串联电路的电流、电压规律结合图像找出满足电源电压为1.5V的电流值;
(3)将两个导体并联后接到电压为2V的电源上时,两电阻两端的电压相等,根据图像读出对应的电流,利用并联电路的电流特点求出干路电流;
(4)将两个电阻串联,通过两电阻的电流相同,由图像可知每个电阻两端的电压,根据串联电路的电压特点得出电源的电压。
【解答】解:
A、当导体两端所加的电压都为2V时,根据R=,甲的电阻小于乙的电阻;
B、将两个电阻串联接在1.5V的电源上,电路中的电流为0.1A时,乙两端的电压为4.0V,符合题意;
C、将两个导体并联后接到电压为2V的电源上时,则由图像可知通过甲的电流为3.4A,所以由并联电路的电流特点可知干路电流I总=0.8A+0.2A=6.6A,故C正确;
D、将两个电阻串联,则由图像可知此时甲两端的电压为1.2V,由串联电路的电压特点可得电源电压为U′=1.5V+3.0V=4.4V。
故选:BC。
二、填空题(每空2分,共22分)
13.(4分)为了实现中国2030年前“碳达峰”,新疆的达坂城号称“百里风区”风力发电站可以将风能转化为 电 能从而减少CO2的排放。在转化过程中,能的总量 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】电;不变。
【分析】风力发电机在工作时,将风能转化为电能;
能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体,能量的总量不变。
【解答】解:风力发电时将风能转化为电能;
根据能量守恒定律可知,能量在转化和转移的过程中。
故答案为:电;不变。
14.(4分)如图是我国古代发明的取火器的模型图,把木制推杆迅速推入牛角套筒时,杆前端的艾绒立刻燃烧起来 做功 的方式增加内能;点燃后的艾绒气味更浓,说明分子热运动与 温度 有关。
【答案】做功;温度
【分析】猛推推杆时间较短,气体来不及吸、放热,主要是外力对气体做功,气体内能增加,温度升高。分子在永不停息地做无规则运动,温度越高,分子运动的越剧烈。
【解答】解:封闭的气体被推杆压缩过程中,活塞对气体做功,则温度升高,使艾绒燃烧起来。
点燃后的艾绒的温度更高,气味更浓。
故答案为:做功;温度。
15.(4分)将用不同纳米材料做成的A、B两板相互摩擦后,接入电路并闭合开关,电路中有电流通过(如图所示) 电源 (填电路元件),A板相当于该元件的 负 极。
【答案】电源;负。
【分析】(1)电路的组成:电路是由提供电能的电源、消耗电能的用电器、控制电路通断的开关和输送电能的导线四部分组成,缺少或不完整都会影响电路的正常工作;
(2)在电源外部,电流从电源正极流向负极。
【解答】解:将A、B板接入如图所示的电路后闭合开关,说明A,相当于电路中的电源;
根据电路中电流方向可知,A板相当于电源负极。
故答案为:电源;负。
16.(4分)明代《读书录》称“节俭”是“人之美德”。教室的灯和电脑显示屏可以独立工作,构成 并 联电路;不需要使用灯和显示屏时,应及时断开 小 。
【答案】并;小。
【分析】(1)并联电路中的各元件互不影响,如果有元件损坏,其它的能够正常工作;
(2)并联电路中干路中的电流等于各支路电流的和。
【解答】解:(1)教室的灯和电脑显示屏可以独立工作,互不影响;
(2)教室内的用电器是并联的,根据并联电路的电流规律可知,干路中的电流会变小。
故答案为:并;小。
17.(6分)如图所示的电路,R2=15Ω,滑动变阻器R3的规格为“10Ω,2A”;
(1)当只闭合S2,并将滑动变阻器R3的滑片置于中点时电压表的示数为4.5V,则此时电流表示数是 0.3 A,电源电压是 6 V;
(2)若电源电压可调,电流表A选接“0~3A”量程。同时闭合S1、S2、S3,要求:电源电压取6V~10V之间某一值,保证电路安全情况下,移动滑动变阻器滑片的过程中1的取值范围是 5Ω~6Ω 。
【答案】(1)0.3;6;(2)5Ω~6Ω。
【分析】(1)当只闭合S2,R2和滑动变阻器串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表测定值电阻两端的电压,
滑动变阻器R3的规格为“10Ω,2A”,将滑动变阻器的滑片置于中点时,滑动变阻器接入电路的阻值为5Ω,根据串联电路电流特点结合欧姆定律计算此时通过电路的电流,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算电源电压;
(2)同时闭合S1、S2、S3,R1和滑动变阻器并联接入电路,电流表测干路电流,
电流表A选接“0~3A”量程,电流表A的指针达到满刻度时,通过干路的电流为3A,
当电源电压最小为6V时,若通过变阻器的最大电流为2A,则通过R1的电流最小,此时R1的阻值最大,
根据并联电路电流规律计算通过R1的最小电流,根据欧姆定律计算此时R1的阻值,
当电源电压最大为10V时,若变阻器的滑片移到最大阻值处,则通过变阻器的电流最小,
根据欧姆定律计算通过变阻器的最小电流,
根据并联电路电流规律计算此时通过R1的电流,根据欧姆定律计算此时R1的阻值,进一步确定定值电阻R1的取值范围。
【解答】解:(1)当只闭合S2,R2和滑动变阻器串联接入电路,电流表测通过电路的电流,
滑动变阻器R7的规格为“10Ω,2A”,滑动变阻器接入电路的阻值为5Ω,
串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:I3===0.5A,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得电源电压:U=I3(R2+R4)=0.3A×(10Ω+8Ω)=6V;
(2)同时闭合S1、S7、S3,R1和滑动变阻器并联接入电路,电流表测干路电流,
电流表A选接“8~3A”量程,电流表A的指针达到满刻度时,
当电源电压最小为6V时,若通过变阻器的最大电流为8A1的电流最小,此时R1的阻值最大,
通过R6的最小电流I1小=I﹣I大=3A﹣6A=1A;
此时R1的阻值最大,所以R5最大===6Ω,
当电源电压最大为10V时,若变阻器的滑片移到最大阻值处,
通过变阻器的最小电流 I小===5A;
此时通过R1的电流最大,I1大=I﹣I小=4A﹣1A=2A;
此时R2 的阻值最小,所以R1最小===5Ω,
即定值电阻R0的取值范围2Ω~6Ω。
故答案为:(1)0.2;6;(2)5Ω~3Ω。
三、作图与实验探究题(每空2分,共24分)
18.(2分)在探究电流与电压关系的实验中,连接了如图所示的电路,闭合开关前,且只要改接一根导线就可以纠正错误。请检查电路,将接错的那一根导线找出来并打上“×”
【答案】
【分析】观察实物图,电压表接线柱接错,应并联在电阻两端;从电源的正极开始,沿电流的方向,根据电压表、电流表和各用电器的使用规则,逐个画出,注意应先串后并的原则。
【解答】解:电压表并联在电阻的两端;电源的正极开始、电流表、滑动变阻器串联回到电源的负极,如下所示:
19.(6分)利用如图甲所示的实验装置探究“比较不同物质的吸热能力”。在两烧杯中分别装入初温相同且质量相等的沙子和水。用相同的酒精灯火焰加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,如图乙所示。
(1)除了甲图中的实验器材,我们还应该增加测量工具天平和 秒表 。
(2)由乙图可知 水 的比热容大,所以海边昼夜温差相对沙漠较小。
(3)实验过程中是通过比较 加热时间 来间接反映沙子和水吸收热量的多少。
【答案】(1)秒表;(2)水;(3)加热时间。
【分析】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;
比较物质吸热能力的2种方法:
①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强。
【解答】解:(1)物体吸收热量的多少是通过加热时间来反映的,需要用秒表来测量时间;
(2)质量和初始温度均相同的水和沙子,采用相同燃料供热,说明吸收相同的热量;由图乙所示可知,水的温度升高的慢;
(3)不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的,运用了转换法;
故答案为:(1)秒表;(2)水。
20.(6分)在“探究带电物体间的相互作用”活动中:小明用干燥丝绸摩擦过的有机玻璃棒和用干燥毛皮摩擦的橡胶棒分别完成了甲、乙、丙三次实验;
(1)实验发现,自然界只有两种电荷。把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫作 正 电荷;在与丝绸摩擦过程中,玻璃棒 失去 电子。
(2)将丝绸摩擦过的有机玻璃棒接触验电器的金属球,发现验电器的两个金属箔片张开。金属箔片张开的原因是同种电荷互相 排斥 。
【答案】(1)正;失去;(2)排斥。
【分析】(1)丝绸与玻璃棒摩擦时玻璃棒所带的电荷规定为正电荷,毛皮与橡胶棒摩擦时橡胶棒所带的电荷规定为负电荷;失去电子的带正电,得到电子的带负电;
(2)同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
【解答】解:(1)人们通过大量的实验发现,凡是与毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引的,由此人们得出自然界中有且只有两种电荷:正电荷和负电荷,毛皮与橡胶棒摩擦时橡胶棒所带的电荷规定为负电荷,玻璃棒失去电子带正电;
(2)验电器的两个金属箔片张开是因为同种电荷互相排斥。
故答案为:(1)正;失去。
21.(6分)为了探究并联电路的电流特点,同学们设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)在实验操作中,某组同学试触时电流表的指针向着没有刻度的左侧偏转(如图乙所示),出现这种情况的原因是电流表的 正负接线柱接反了 。
(2)正确连接电路后,同学们完成了如下表所示的三次数据记录,通过分析实验数据可知 IA=IB+IC (写出关系式即可)。
(3)本实验进行多次测量的目的是: 得出普遍结论 。
【答案】(1)正负接线柱接反了;(2)IA=IB+IC;(3)得出普遍结论。
【分析】(1)连接电路时电流表正负接线柱不能接反,否则电流表指针反向偏转。
(2)通过分析实验数据,根据电流的大小得出关系;
(3)为得出普遍结论,可以换用不同规格的灯泡进行多次实验。
【解答】解:(1)电流表指针向着没有刻度的左侧偏转,这是由于电流表正负接线柱接反了造成的。
(2)由测量数据可知,0.1A+7.12A=0.22A,0.12A+3.14A=0.26A,
则并联电路中干路电流等于各支路电流之和,即:IA=IB+IC;
(3)为了得出普遍结论,可以换用不同规格灯泡进行多次实验。
故答案为:(1)正负接线柱接反了;(2)IA=IB+IC;(3)得出普遍结论。
22.(8分)同学们在课堂上进行“探究电流和电压、电阻关系”实验。
(1)为了完成实验探究,同学们经过讨论进行了三次实验电路的设计,如图甲、乙、丙所示。依据电路图连接实物图的过程中开关应始终保持 断开 状态。
(2)小林同学在探究“电流和电阻的关系”时想直接利用如图乙的电路,R0为定值电阻,实验中他多次更换不同阻值的定值电阻R,记录电流表和定值电阻R的实验数据。但这样操作是错误的 没有控制定值电阻两端电压不变 。
(3)小丽同学利用如图丙的电路完成了“电流与电阻关系”的探究,结合实验数据绘制了如图丁所示的图像,由图像可知:电压一定时 反 比。
(4)小华同学接着将两节新干电池、滑动变阻器(20Ω,1A)接入图丙所示的电路完成了“电流与电压关系”的探究,将实验数据依次记录在如下表格中 不可靠 (选填“可靠”或“不可靠”),原因是: 滑动变阻器最大阻值太小,无法得出第1组数据 。
【答案】(1)断开;(2)没有控制定值电阻两端电压不变;(3)反;(4)不可靠;滑动变阻器最大阻值太小,无法得出第1组数据。
【分析】(1)为保护电路,连接电路时,应断开开关;
(2)在“探究电流和电阻的关系”的实验中,要控制定值电阻两端电压不变,同时结合串联分压原理分析作答;
(3)根据图丁分析得出结论;
(4)根据表中第1组数据结合串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值,与实验提供的滑动变阻器的规格进行比较,据此分析。
【解答】解:(1)为保护电路,连接电路时;
(2)定值电阻R与定值电阻R0串联,在电源电压不变的情况下,定值电阻R两端的分压将不同,要控制定值电阻两端电压不变;
(3)由图丁可知,定值电阻两端电压为UV=IR=0.2A×5Ω=……=0.8A×25Ω=2.5V,为一定值,电流与电阻成反比;
(4)由表中第2组数据可知,当电压表示数为0.5V,根据串联电路电压规律滑=U﹣UR=4V﹣0.5V=2.5V,
根据串联电路电流特点结合欧姆定律可知,滑动变阻器的阻值为:
R滑===25Ω>20Ω,
故实验数据不可靠,因为滑动变阻器最大阻值太小。
故答案为:(1)断开;(2)没有控制定值电阻两端电压不变;(4)不可靠,无法得出第1组数据。
四、综合计算题(第23题6分,第24题8分,共14分)
23.(6分)“环境小组”的同学在研究性活动中对小明家新装燃气热水器(如图甲)耗能进行测试。首先在热水器水箱中注满水,水的质量约为12kg,开始加热。计算机显示出热水器中水温度随时间变化的图像如图乙所示。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值约为4.2×107J/m3]求:
(1)加热4min,水吸收的热量为多少?
(2)加热4min,共消耗了0.09m3的天然气,这个过程中天然气放出的热量为多少?
(3)这款燃气热水器的热效率为多少?
【答案】(1)加热4min,水吸收的热量为2.52×106J;
(2)加热4min,共消耗了0.09m3的天然气,这个过程中天然气放出的热量为3.78×106J;
(3)这款燃气热水器的热效率为66.7%。
【分析】(1)从图中可知加热的前4min水温的变化,根据Q吸=cmΔt可求出水吸收的热量;
(2)由Q放=Vq可求出天然气完全燃烧放出的热量;
(3)水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比等于燃气灶烧水的效率。
【解答】解:(1)由图可知,加热的前4min,
则水吸收的热量为:Q吸=cmΔt=4.6×103J/(kg•℃)×12kg×50℃=2.52×105J;
(2)天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=0.09m3×7.2×107J/m2=3.78×106J;
(3)燃气热水器的热效率:
η=×100%=。
答:(1)加热4min,水吸收的热量为3.52×106J;
(2)加热4min,共消耗了7.09m3的天然气,这个过程中天然气放出的热量为3.78×108J;
(3)这款燃气热水器的热效率为66.7%。
24.(8分)如图甲所示,电源电压为9V且不变,小灯泡L正常发光时的电压为3V1标有“?Ω 1.5A“,只闭合开关S2时,当滑动变阻器接入最大阻值四分之一时,小灯泡L正常发光且电流表指针满偏(电流表取0~0.6A量程)
(1)正常发光时灯丝阻值为多少Ω?
(2)滑动变阻器的最大阻值为多少Ω?
(3)闭合S1,断开S2,再将电压表V2接入电路,其它部分电路连接不变。当滑片P置于某一位置时,三个电表指针偏转格数相同2示数大于表V1的示数,求R2可能的阻值?
【答案】(1)正常发光时灯丝阻值为5Ω;
(2)滑动变阻器的最大阻值为40Ω;
(3)R2可能的阻值为20Ω和25Ω。
【分析】(1)由图知,只闭合开关S2时,灯泡L与滑动变阻器R1串联,电压表测滑动变阻器R1两端电压,电流表测电路中电流,当滑动变阻器接入最大阻值四分之一时,小灯泡L正常发光且电流表指针满偏(电流表取0~0.6A量程),根据电流表量程可知电流表的示数,由I=求出灯泡的电阻;
(2)根据串联电路的特点和欧姆定律先求出滑动变阻器R1连入电路的电阻,然后即可求出滑动变阻器R1的最大阻值;
(3)闭合S1,断开S2,滑动变阻器R1与R2串联,由于电压表V2接入电路的位置未知,则需要分两种情况讨论,即电压表V2接在R2两端和电源两端;
根据电压表偏转角度相同,V2示数大于表V1的示数确定电压表量程和读数,得出电压表偏转的格数,由此得出电流表的读数,再根据滑动变阻器允许通过的最大电流来最终确定电路中的电流,最后利用R=求出电阻R2的阻值。
【解答】解:(1)只闭合开关S2时,该电路为L和R1的串联电路,电流表测电路中的电流8测R1两端的电压;
此时小灯泡L正常发光且电流表指针满偏,由图乙可知此时电路中的电流为I=IL=0.5A,
则正常发光时灯丝阻值为:RL===5Ω;
(2)只闭合开关S2时,当滑动变阻器接入最大阻值四分之一时,即UL=4V,
由串联电路的电压特点可知滑动变阻器R1两端的电压为:U=U﹣UL=5V﹣3V=6V,
此时滑动变阻器的阻值为:R8===10Ω,
则滑动变阻器的最大阻值为:R1大=6R1=40Ω;
(3)闭合S1,断开S2,滑动变阻器R1与R2串联,其它部分电路连接不变,
①若电压表V6并联在R2两端,如图所示:
两个电压表指针偏转的角度相同,且V2示数大于表V3的示数,所以V2使用0~15V量程,V3使用0~3V量程,且U6=5U1,
所以U7=U=,U2=8×1.5V=6.5V,电压表偏转1.2个大格,
由于三个电表指针偏转的角度相同,则电流表的示数为0.3A或3.5A,
所以电流表的值为I1=6.3A,;
当电流为0.5A时,R2===25Ω;
②若电压表V2并联在电源两端,如图所示:
则由于电压表V8测量电源电压,所以电压表V2示数为U=9V不变,
则U6=U7=×2V=1.8V,
若电流表偏转18小格时的电流为6.36A或1.8A,因电流表量程为6~0.6A,即此时电路中的电流为8.36A;
则由串联电路特点和欧姆定律可得:R2===20Ω;
综上所述可知R2的阻值可能为20Ω和25Ω。
答:(1)正常发光时灯丝阻值为5Ω;
(2)滑动变阻器的最大阻值为40Ω;
(3)R4可能的阻值为20Ω和25Ω。次数
通过灯L1的电流I1/A
通过灯L2的电流I2/A
干路中的电流I/A
1
0.10
0.12
0.22
2
0.16
0.20
0.36
3
0.12
0.14
0.26
实验序号
1
2
3
4
电压/V
0.5
1.2
1.8
2.5
电流/A
0.10
0.24
0.36
0.5
次数
通过灯L1的电流I1/A
通过灯L2的电流I2/A
干路中的电流I/A
1
0.10
0.12
0.22
2
0.16
0.20
0.36
3
0.12
0.14
0.26
实验序号
1
2
3
4
电压/V
0.5
1.2
1.8
2.5
电流/A
0.10
0.24
0.36
0.5
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