2022-2023学年广东省阳江市江城区九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析)
展开1.根据生活经验,你认为下列数据符合实际情况的是( )
A. 人的正常体温约为23℃
B. 教室里一盏日光灯正常发光的电流约为10A
C. 电压力锅煮饭时的功率约为100W
D. 大量事实表明:不高于36V的电压对人体是安全的
2.以下描述中的“发热”现象,其改变内能的方式与其他三个不同的是( )
A. 锯木头锯条发热B. 阳光下路面发热
C. 铁丝反复弯折后发热D. 搓手时手掌发热
3.关于摩擦起电和电路,下列说法正确的是( )
A. 图甲中,两个带电小球相互排斥,说明两个小球一定都带正电
B. 图乙中,玻璃棒在丝绸上摩擦后,失去电子带正电
C. 图丙中,可以用导线将电池正负极长时间直接连接
D. 图丁中,小彩灯之间的连接方式是并联
4.下列符合安全用电原则的是( )
A. 低于220V的电压对人体是安全的
B. 家庭中的空气开关跳闸后,直接合上空气开关就可以了
C. 使用测电笔时手要接触笔尾的金属体
D. 只有当人体接触带电体时,才可能发生触电事故
5.如图所示为油量表示意图,当油量减少时,下列说法正确的是( )
A. R不断减小
B. R总不断减小
C. I总不断减小
D. R两端电压不断减小
6.为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标,东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下,发动机工作时,尾气中“汽油味”明显降低,动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图,下列有关说法错误的是( )
A. 尾气中“汽油味”降低,是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全
B. 该冲程为做功冲程,内能转化为机械能
C. 汽油在汽缸内完全燃烧,发动机效率可达100%
D. 该发动机减少了碳排放,有利于节约能源和环境保护
7.小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的I−U关系图象如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A. 图乙中曲线A表示电阻R的I−U关系图象
B. 当电源电压为4V时,电流表示数为0.5A
C. 当电源电压为4V时,小灯泡L的实际功率为1.6w
D. 如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端,电路消耗的总功率为2 W
二、填空题:本大题共7小题,共21分。
8.人们常用热水袋取暖,这是用______的方式改变物体的内能。热水袋里装水是因为水具有较大的______。用水取暖的过程中,水的内能不断______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
9.图甲中过山车从A点出发,先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图,则过山车的动能在______点最大,B点重力势能的大小______ E点动能的大小。在这个过程中,过山车的机械能是______(选填“变化”或“不变”)的。
10.如图所示的电路中,A,B,C,D是四个接线柱,若用导线将A和B连起来,再用另一条导线将CD连起来,则灯L1和L2的连接方式是______;若用导线将AC连起来,灯L1和L2的连接方式是______;若用导线将AC连起来,再用另一条导线将AD连起来,则灯______会亮起来。
11.将小灯泡L和电阻R接入如图甲所示的电路中,电源电压不变,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1W,图乙是小灯泡L和电阻R的I−U图像,则电源电压为______ V,只闭合开关S1时小灯泡L的电阻为______Ω;再闭合开关S2后,电路的总功率为______。
12.如图所示,将两根电热丝R1和R2串联起来,接在如图所示的电路中通电,若R1>R2,则______ (选填“甲”或“乙”)火柴先被点燃,通过观察该实验现象能探究电流通过导体时产生的热量跟______ 的关系。倘若在额定电压下,通过的电流为2A,R1的电阻是3Ω,R2的电阻是2Ω,则每分钟R1和R2产生的热量差为______ 。
13.一小灯泡标有“6V1.8W”字样,它正常工作时的电阻是______ ;如果电阻保持不变,当加在它两端电压为5V时,通过它的电流为______ .但是在它不工作时,用测电阻的仪表测得它的电阻却是8Ω.关于这种差异的合理解释是:金属的电阻随______ 而改变.
14.小明用两节旧的干电池作电源,进行了如图甲所示电路的探究实验,当他闭合开关S后,发现电表的指针偏转如图乙所示(各电路元件完好),则b电流表的读数应为______A,通过L2的电流为______A,电源电压为______V。
三、作图题:本大题共3小题,共7分。
15.如图所示,在虚线框内画一个带箭头的线段,表示夜间地面附近空气流动方向,并标出冷、热空气所在的位置;
16.请用笔画线表示导线,将如图中的电灯、开关和插座接入家庭电路中,其中插座准备接大功率用电器,开关控制电灯。
17.在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中,小兰同学把定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了如图所示的电路。闭合开关前,检查电路。小兰发现有接线错误,且只需要改接一根导线就可以,请在接错的导线上打“×”并画线把它改到正确的位置上。
四、实验探究题:本大题共3小题,共19分。
18.某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。
(1)实验中应沿竖直方向______ 缓慢拉动弹簧测力计;
(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法______ (选填“正确”或“不正确”),因为她没有考虑到______ 对滑轮组机械效率的影响;
(3)用丁图装置进行实验,得出表中第4次实验数据分别为______ 和______ 。
(4)通过比较______ 两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关(填实验次数的序号);
(5)通过比较______ 两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高(填实验次数的序号);
19.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)若要比较不同燃料的热值,应选择______两图进行实验,实验通过______(选填“加热的时间”或“升高的温度”)比较两种燃料的热值大小;
(2)若要比较不同物质的比热容,应选择______两图进行实验,实验时通过______(选填“加热的时间”或“升高的温度”)反映物体吸热的多少;
(3)若图甲烧杯中为50mL的水,若10g酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收时,温度计示数升高了20℃,据此可计算出酒精的热值______;实际上由于酒精未完全燃烧及热量散失,这种方法测出的热值比“标准值”______(选填“偏大”“偏小”或“一样”)。[已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
20.用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”,电源电压恒为6V,定值电阻R备有5Ω、10Ω、20Ω、40Ω各一个。
(1)用笔画代替导线将图甲补充完整,使滑动变阻器的滑片向右移,电流表示数变大;
(2)将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑片P,发现电流表示数始终为零,电压表示数不为零,其原因可能是______(选字母);
A.定值电阻R短路
B.定值电阻R开路
C.滑动变阻器短路
(3)依次接入定值电阻,调节滑片使定值电阻两端电压相同,记下电流表读数,绘出电流I与电阻倒数(IR)变化的图像如图乙所示。不改变滑动变阻器滑片的位置,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关后,为保证电压表示数与更换前相同,滑片P应向______(填“左”或“右”)端滑动,直到电压表示数为______ V,本实验采用的主要探究方法是______法;
(4)由图乙可知:电压一定时电流与电阻成______比。
(5)为完成整个实验,应该选择______(选填字母)种规格的滑动变阻器。
A.100Ω,1.2A
B.50Ω,1.0A
C.20Ω,0.6A
五、计算题:本大题共3小题,共19分。
21.电热直饮机非常普遍,它利用内部的电热丝将水烧开,打开水龙头即可有开水饮用,同时还有保温功能。图是某学校新安装的电热直饮机,图乙是它的简化电路图(R1、R2均为电热丝),各项参数如表所示。
(1)该电热水器处于正常加热状态时的工作电流是多少?
(2)电阻丝R1的阻值是多少?
22.如图甲所示,物体重500N,某人用F=400N平行于斜面的拉力使物体沿斜面向上做直线运动,其路程随时间变化的图象如图乙所示.
(1)物体运动的速度多大?
(2)10s内人对物体做了多少功?功率多大?
(3)10s内人对物体做了多少有用功?
23.为了解家用节能灯的耗能情况,小明进行了以下实践。
(1)如图所示是小明家节能灯和电能表的实物。如图中电能表的示数为______kW⋅h,该电能表所接电路允许使用的最大电功率是______ W。
(2)接着打开室内的一盏节能灯,节能灯正常发光。他以指示灯某一次闪烁后立即开始计时,1min电能表指示灯闪烁了50次,则电功率是______ W,他发现与节能灯铭牌标值明显不符,原因最可能是______。
A.小明家的节能灯比较特殊,功率很大
B.小明没有关闭其他的用电器
(3)解决上述问题后,小明经过思考设计了以下两种实验方案重新进行测量。
甲方案:测量出电能表显示消耗1kW⋅h电能所用的时间t;
乙方案:以指示灯某一次闪烁后立即开始计时,测量闪烁3次所用时间t。
你认为______(选填“甲”或“乙”)方案更合理,并说出另一个方案的不足之处:______。
六、综合题:本大题共2小题,共13分。
24.在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中,小明让质量不同的小球从同一斜面的同一高度由静止释放,撞击同一木块,木块被撞出一段距离,如图甲所示。
(1)本实验所研究的对象是______(选填“木块”“小球”或“斜面”)。
(2)将小球从同一高度由静止释放的目的是______。该实验是通过观察______(选填“s”或“h”)的大小来反映小球的动能大小的,这种研究问题的方法叫______。
(3)小明还想通过上述实验过程探究物体重力势能与质量的关系,小明的设想______(可行/不可行)。
(4)有同学将实验装置甲改进成图乙所示。
A.若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击同一木块,将木块撞出一段距离进行比较,可以研究小球的动能大小与______(质量/速度)的关系。
B.若用甲、乙两个质量不同的小球(m甲>m乙)将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,同一木块受到撞击后相应移动距离s甲______s乙(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
25.在发电厂里,煤炭中的化学能或者河流中的水能转化为电能。为了减少煤炭的运输费火力发电厂通常建在煤炭的产地,水力发电厂则只能建在水力资源丰富的地方。电能输送到几百千米甚至几千千米之外的用户,需要用输电导线,导线当然有电阻,如果导线很短,电阻很小可忽略,而远距离输电时,导线很长,电阻大到不能忽略,由于电流的热效应,远距离轴电中的电能损失十分可观,怎样才能减少这种损失呢?
(1)请根据焦耳定律分析,找到减小输电导线发热的方法(至少两种),并分析说明最可行的方法是哪一种。
(2)发电厂输出的电功率是一定的,它决定于发电机组的发电能力。
设某发电厂的输出功率P0=1.1×108W,发电厂距离用电区200km,输电线路上的总电阻为50Ω。
①若采用220V的电压输送电能,输出线路的电流I1=______A,输电线路损失的热功率P1=______W,其与发电厂输出功率P0比较:P1______P0(选填“大于”或“小于”)
②若采用220kV的高压输送电能,输电线路损失的热功率P2=______W.比较上述计算结果可得:采用______远距离输电可以大大降低输电线路的热功率损失。
(3)若想使输电线路中的热功率损耗为零,还可以采用______作为输电线材料。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A、人的正常体温约为36.5℃,故A错误。
B、日光灯正常发光的电流约为0.2A,故B错误。
C、电压力锅煮饭时的功率约为1000W,故C错误。
D、不高于36V的电压对人体是安全的,符合实际,故D正确。
故选:D。
首先要对选项中涉及的几种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。
此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
2.【答案】B
【解析】解:A、用锯条锯木头时锯条发热,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能;
B、阳光下路面发热,路面从阳光中吸收热量,是通过热传递的方式改变物体的内能;
C、反复弯折铁丝时,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能;
D、搓手时手掌发热,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能;
综上分析可知,改变内能的方式与其他三个不同的是B。
故选:B。
改变物体内能的方式有两种:一是做功,二是热传递,做功是能量的转化过程,热传递是能量的转移过程。
做功和热传递都可以改变物体的内能,二者是等效的,但其实质不同,前者是能量的转化,后者是能量的转移。
3.【答案】B
【解析】解:A、图甲中,两个带电小球相互排斥,有两种可能:①都带正电;②都带负电,故A错误;
B、图乙中,玻璃棒在丝绸上摩擦后,玻璃棒失去电子,因此玻璃棒带正电,故B正确;
C、图丙中,当用导线直接把电源的正负极相连没有通过任何用电器,会使电源短路,电路中电流过大电源短路是很危险的,容易造成电源烧毁甚至火灾,故C错误;
D、图丁中,小彩灯之间只有一条路径,因此连接方式是串联,故D错误。
故选:B。
(1)两个带电物体相互排斥,有两种可能:①都带正电;②都带负电;
(2)摩擦起电的实质是电荷的转移,得电子的物质带负电,失去电子的物质带正电;
(3)电流不通过用电器直接接通叫做短路。发生短路时,因电流过大往往引起电源、用电器损坏或火灾;
(4)联电路电流只有一条路径,各处电流相等,用电器不能独立工作;并联电路:电流有两条或两条以上路径,各用电器可以独立工作,各支路电压相等。
本题考查的内容较多,包括电荷间的相互作用规律、摩擦起电的实质、电路在连接时应注意的事项和串并联电路的判断等,都属于电学的基本常识,是我们必须熟知的。
4.【答案】C
【解析】解:
A、经验证明,只有不高于36V的电压对人体才是安全的,故A不符合安全用电原则;
B、家庭中的空气开关突然跳闸,是由于短路或总功率多大等原因导致电流过大形成的,所以应该先检查电路的故障,排除故障后,再将空气开关复位,故B不符合安全用电原则;
C、使用测电笔辨别火线时,一定要用手触及笔尾的金属部分,不能用手触及测电笔前端的金属体,否则会造成人身触电事故,故C符合安全用电原则;
D、人体不接触带电体时,也有可能发生触电事故,故D不符合安全用电原则.
故选C.
(1)不高于36V的电压对人体才是安全的;
(2)家庭电路中的空气开关跳闸后,在没有排除故障之前,不能将开关复位;
(3)使用测电笔辨别火线时,有一定要用手触及笔尾的金属部分,否则容易造成误判,认为带电体不带电是十分危险的;使用测电笔时,不能用手触及测电笔前端的金属探头,这样会造成人身触电事故;
(4)安全用电的原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体.
本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识.只要同学们牢记安全用电常识,并正确规范操作,就不会有危险发生.
5.【答案】C
【解析】解:由图可知,滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流;
A、由图可知,当油量减少时,滑动变阻器的滑片P向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻丝变长,滑动变阻器R接入电路的电阻变大,故A错误;
B、由串联电路的电阻特点可知,滑动变阻器接入电路的电阻变大时,电路中的总电阻也变大,故B错误;
C、由欧姆定律可知,电源电压一定时,电路中的总电阻变大,电路中的电流减小,故C正确;
D、由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器接入电路的电阻增大时,滑动变阻器两端的电压变大,故D错误。
故选:C。
由图可知,滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流;
(1)由图可知,当油量减少时,滑动变阻器的滑片P向上移动,根据滑动变阻器的原理分析R的阻值变化;
(2)根据串联电路的电阻特点分析总电阻的变化;
(3)根据欧姆定律分析电路中电流的变化;
(4)根据串联电路的分压原理分析R两端电压的变化。
本题考查了油量表的原理,分析清楚电路结构、熟练应用欧姆定律即可正确解题;当油面升降时,看准滑动变阻器的阻值如何变化是本题的关键所在。
6.【答案】C
【解析】解:
A、尾气中“汽油味”明显降低,这说明汽油的燃烧率较高,燃烧的较完全,故A正确;
B、两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,为做功冲程,此冲程中内能转化为机械能,故B正确;
C、汽车在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功,机械效率一定小于100%,故C错误;
D、该发动机的尾气中“汽油味”明显降低,动力更强劲,在做相同有用功时,消耗的燃料少,减少了碳排放,有利于节约能源和环境保护,故D正确。
故选:C。
(1)汽油在燃烧的过程中,燃烧的越充分,尾气中的“汽油味”越低;
(2)根据气门的闭合情况、活塞的运动情况分析是哪个冲程及能量的转化;
(3)任何机器都不可避免的做额外功,效率不可能达到100%;
(4)根据发动机工作的特点分析。
本题考查了内燃机的工作过程、新型发动机的特点、发动机的效率,属于基础题。
7.【答案】D
【解析】解:A、定值电阻R的I−U关系图象是一条直线,故A错误;
BC、由图甲可知小灯泡L和定值电阻R并联在电压为4V的电源上时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,它们两端的电压均为4V,
由图象可知对应的电流:IL=0.3A,IR=0.1A,
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:I=IL+IR=0.3A+0.1A=0.4A;
小灯泡L的实际功率:PL=UIL=4V×0.3A=1.2W,故B、C错误;
D、如果把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上,由乙图可知当通过电路的电流为0.2A时,灯泡两端的电压为2V,电阻两端的电压为8V,串联电路总电压等于各部分电压之和,此时电路总电压U=UL+UR=2V+8V=10V,恰好等于电源电压,即把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上,电路中的电流等于0.2A,所以电路消耗的总功率是:P=U′I′=10V×0.2A=2W,D正确。
故选:D。
(1)根据定值电阻的阻值与其两端的电压、通过的电流无关或得出结论;
(2)由图甲可知灯泡与定值电阻并联,根据并联电路的电压特点结合图象读出对应的电流,根据并联电路的电压特点得出干路电流;
(3)根据串联电路电压规律和电流特点读出正确的电流和电压,根据P=UI计算灯泡的电功率和电路的总功率。
本题考查了并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据图象得出有用的信息。
8.【答案】热传递 比热容 减小
【解析】解:
人们用热水袋取暖时,人从热水袋吸收热量,使人的内能增加、温度升高,这是通过热传递的方式改变人的内能。
因为水的比热容大,在质量相同、降低的温度相同时,水放出的热量多,取暖效果好。
人们用热水袋取暖时,人从热水袋吸收热量,使水的内能减小、温度降低。
故答案为:热传递;比热容;减小。
(1)改变物体内能的方法,一是做功,二是热传递,它们的主要区别是:做功是能量的转化,而热传递是能量的转移。
(2)水的比热容比较大,质量相同、且降低相同的温度时,水释放的热量多。
做功和热传递是改变内能的两种方式,二者在改变内能上是等效的,但注意区别。
9.【答案】C 等于 变化
【解析】(1)由图乙可知,过山车的动能在C点最大,在B点最小;B点的重力势能大小与E点的动能大小相等;
(2)由于机械能等于动能和势能的总和,由图乙可知,从B到C点、再到D点、最后到达E点的过程中,重力势能与动能之和越来越小,所以在这个过程中,过山车的机械能是变化的。
10.【答案】并联 串联 L1
【解析】解:(1)读图可知,用导线将A、B连接,再将C、D连接,电流有两条路径,则灯L1和L2的连接方式是并联;
(2)读图可知,用导线将A、C连接时,电流只有一条路径,依次经过两只灯泡,则灯L1和L2的连接方式是串联;
(3)用导线将AC连起来,再用另一条导线将AD连起来后,由电路图可知,电路为L1的基本电路,灯泡L2被短路,因此灯泡L1发光,L2不发光。
故答案为:并联;串联;L1。
串联电路中,电流只有一条路径,并联电路中,电流有多条路径,可观察图进行分析判断。
本题主要是通过读图来进行电路连接情况的判断,关键是看清电流的路径,属基本的电学技能,是我们必须熟练掌握的。
11.【答案】241.4W
【解析】解:观察图像可知,当小灯泡的电功率为1W时,根据公式P=UI可知,小灯泡两端的电压为2V,通过的电流为0.5A,只闭合开关S1时,电路中只有小灯泡L,两端电压等于电源电压,故可知该电路中电源电压为2V。
由欧姆定律可知,小灯泡的电阻RL=UIL=2V0.5A=4Ω;
开关S1和S2都闭合时,由图像可知,通过定值电阻的电流IR=0.2A,则电路中的总电流I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A,
故电路总功率P=UI=2V×0.7A=1.4W。
故答案为:2;4;1.4W。
观察图像可知,当小灯泡的电功率为1W时,根据公式P=UI可知,小灯泡两端的电压为2V,通过的电流为0.5A,只闭合开关S1时,电路中只有小灯泡L,两端电压等于电源电压,故可知该电路中电源电压。
由欧姆定律可知,小灯泡的电阻;
开关S1和S2都闭合时,由图像可知,通过定值电阻的电流IR=0.2A,根据并联电路的电流特点可知电路中的总电流,根据P=UI得出电路总功率。
本题考查并联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的应用,关键是能从图上找出有用的信息。
12.【答案】甲 电阻 240 J
【解析】解:(1)两根电热丝R1和R2串联,通过的电流相等,又知R1>R2,由焦耳定律Q=I2Rt可知,R1产生的热量较多,所以甲火柴先被点燃;该实验探究过程中控制电流、通电时间相同,导体电阻不同,故能够探究电流通过导体时产生的热量跟电阻的关系。
(2)每分钟R1和R2产生的热量差为:
△Q=Q1−Q2=I2R1t−I2R2t=I2t(R1−R2)=(2A)2×60s×(3Ω−2Ω)=240J。
故答案为:甲;电阻;240J。
(1)两根电热丝R1和R2串联,电流相等,又知电阻关系,根据焦耳定律判断哪一个电阻产生的热量多,进一步判断哪一根火柴先被点燃;电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关,要利用控制变量法进行分析。
(2)由焦耳定律Q=I2Rt计算两电阻每分钟产生的热量差。
本题为焦耳定律的探究实验,要求我们应注重探究实验的过程,运用控制变量法分析问题。
13.【答案】20Ω;0.25A;温度的改变
【解析】解:由灯泡所标“6V1.8W”可知,U额=6V,P额=1.8W,
∵P=U2R,
∴R=U额2P额=(6V)21.8W=20Ω,
∴I实=U实 R=5V20Ω=0.25A
由于金属的电阻随温度的改变而改变,加在灯两端的电压降低、产生的热量减少、温度降低,使灯丝电阻变小.
故答案为:20Ω,0.25A、温度的改变.
本题考查了学生对电功率计算公式R=U2P的掌握和运用,会根据灯的铭牌求灯丝电阻是本题的关键.要知道灯丝的电阻随温度的变化而变化.
14.【答案】
【解析】解:(1)由电路图可知,电流表a测的是通过灯泡L1的电流,电流表b测的是干路电流,
结合电流表的表盘指针可知,电流表a的量程是0∼0.6A、分度值为0.02A,电流表b的量程是0∼3A、分度值为0.1A,
所以电流表a的示数是0.3A,电流表b的示数是1.2A,
因并联电路干路电流等于各支路电流之和,
所以通过灯泡L2的电流:
I2=I−I1=1.2A−0.3A=0.9A;
(2)因两盏灯泡是并联的,所以灯L1、L2两端的电压和电源电压都是相等的,
因两节干电池串联作为电源,所以电压表选择的量程是0∼3V,分度值为0.1V,故电压表的示数为2.5V。
故答案为:1.2;0.9;2.5。
由电路图可知,两灯泡并联,电流表a测L1支路的电流,电流表b测干路电流,电压表测电源的电压;根据两节干电池可能的最大电压确定电压表的量程,根据并联电路的电流特点和指针的位置确定两电流表的量程,再根据电表的分度值读出示数。
本题考查了电流表和电压表的读数以及并联电路特点的应用,关键是根据电源电压的最大值确定电压表的量程和根据并联电路的电流特点确定电流表量程的选择。
15.【答案】解:
由图可知此时为晚上,气温降低,因水的比热容比泥土、沙石的比热容大,陆地和海水放出相同的热量时,海水温度下降的慢,陆地温度下降的快,即海面上方空气的温度较高,陆地上方空气的温度较低;海面上热空气上升,陆地上冷空气下降,所以空气从陆地吹向海面,形成风,如图所示:
。
【解析】根据水的比热容比泥土、沙石的比热容大的特点来分析炎热的天气里空气的流动方向。
主要考查学生对水的比热容较大的应用的了解和掌握,涉及到海陆风的形成,有一定难度。
16.【答案】解:
(1)灯泡的接法:火线与开关串联,开关的另一端再接到灯泡顶端的金属点,零线直接在灯泡的螺旋套上;
(2)三孔插座的接法:火线首先接熔断器,然后再进入右孔,地线直接接三孔插座的上孔,零线直接接三孔插座的左孔。电路图如下图所示。
【解析】(1)开关控制灯泡时,火线首先进入开关,然后进入灯泡顶端的金属点,零线直接进入灯泡的螺旋套,这样灯泡既能工作,在灯泡损坏时,断开开关,切断火线,更换灯泡更安全。
(2)带保险丝的三孔插座,地线直接进入上孔,零线直接进入左孔,火线首先进入保险丝,然后再进入右孔。当三脚插头插入三孔插座时,如果金属外壳的用电器漏电时,人体接触金属外壳,地线把人体短路,防止发生触电事故。
本题考查了家庭电路中的电灯、开关、插座的连接;家庭电路中,不但考虑用电器的正常使用,更要考虑使用的安全性。三孔插座的接线原则:左零右火,中间接地。
17.【答案】解:实验中,开关、定值电阻、电流表和滑动变阻器串联。电压表并联在定值电阻的两端,故定值电阻和滑动变阻器相连的导线错误,应将定值电阻的左接线柱和开关的右接线柱相连,如图所示:
故答案为:如图所示。
【解析】实验中,开关、定值电阻、电流表和滑动变阻器串联。电压表并联在定值电阻的两端,故定值电阻和滑动变阻器相连的导线错误,应将定值电阻的左接线柱和开关的右接线柱相连。
本题为探究电阻一定时电流与电压关系的实验,考查电路连接。
18.【答案】匀速 不正确 摩擦 0.480%1、2 2、3
【解析】解:(1)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,拉力等于测力计示数;
(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,他的想法不正确,因为她没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响;
(3)丁图中,绳子的有效段数为4,绳端移动距离:
s=nh=4×0.1m=0.4m,机械效率:
η=W有W总=8N××0.4m×100%=80%,表中第4次实验数据分别为0.4和80%;
(4)甲、乙、丙、丁实验中绳子的有效段数分别为2、3、3、4,甲、乙、丙实验装置相同,研究滑轮组的机械效率与绳子段数的关系,要控制其实因素相同,只改变绳子的段数,故通过比较1、2两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关;
(5)研究滑轮组的机械效率与提升物体重力的关系,要控制其实因素相同,只改变物体的重力,通过比较2、3两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
故答案为:(1)匀速;(2)不正确;摩擦;(3)0.4;80%;(4)1、2;(5)2、3。
(1)(2)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计,据此分析;
(3)确定丁图中绳子的有效段数,根据s=nh得出绳子移动的距离,根据η=W有W总×100%得出机械效率;
(4)研究滑轮组的机械效率与绳子段数的关系,要控制其它因素相同,据此分析;
(5)研究滑轮组的机械效率与提升物体重力的关系,要控制其它因素相同,据此分析。
本题测滑轮组机械效率的实验,考查注意事项、s=nh和机械效率公式的计算及数据分析、控制变量法的运用。
19.【答案】甲乙 升高的温度 甲丙 加热的时间 4.2×105J/kg偏小
【解析】解:(1)比较不同燃料的热值,燃料种类应该不同,加热的液体种类应该相同。
液体质量和初温相同,如果液体温度升高的多,说明下面燃料放出热量的多,燃料质量相同,则可以说明燃料热值大。
(2)比较不同物质的比热容,应该用相同的加热源,不同的液体,所以选甲丙。
转换法的应用,用加热时间反映物体吸热的多少。
(3)50mL水的质量为,
水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅ ∘C)×0.05kg×20 ∘C=4.2×103J,
根据题意可知Q吸=Q放,由Q放=mq可知,酒精的热值为q=Q放m=4.2×103J0.01kg=4.2×105J/kg,
酒精完全放出的热量并没有全部被水吸收,所以算出的热值比标准值偏小。
故答案为:(1)甲乙;升高的温度;(2)甲丙;加热的时间;(3)4.2×105J/kg;偏小。
(1)比较不同燃料的热值,燃料种类应该不同,加热的液体种类应该相同。
液体质量和初温相同,如果液体温度升高的多,说明下面燃料放出热量的多,燃料质量相同,则可以说明燃料热值大。
(2)比较不同物质的比热容,应该用相同的加热源,不同的液体,据此选择。
转换法的应用,用加热时间反映物体吸热的多少。
(3)根据密度公式得出50mL水的质量,根据Q吸=cmΔt得出水吸收的热量,
根据题意可知Q吸=Q放,由Q放=mq可知酒精的热值;
酒精完全放出的热量并没有全部被水吸收,所以算出的热值比标准值偏小。
本题考查比较不同物质的热值和比热容的实验,综合考查,难度较大。
20.【答案】B 左 2 控制变量 反 A
【解析】解:(1)滑动变阻器滑片P向右移动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器接入电路的电阻变小,故将滑动变阻器右下接线柱连入电路中,如下图所示:
(2)闭合开关,发现电流表示数始终为零,则说明电路中可能发生断路;电压表示数不为零,则说明与电压表并联的电路有断路,即定值电阻R断路;故选B;
(3)分析图乙知,定值电阻两端的电压UV=IR=I1R=Ω=2V;探究电流和电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,根据串联电路分压原理,电压表的示数会变大,要保持电阻两端的电压不变,则应增大滑动变阻器的阻值,使滑动变阻器两端的电压增大,因此滑片P应向左端滑动;探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,采用的主要探究方法是控制变量法;
(4)由图乙可知:电流I与电阻倒数1R变化的图像是一条过原点的直线,即电压一定时,电流I与电阻倒数1R成正比,因此,电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比;
(5)定值电阻两端的电压始终保持2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压:U滑=U−UV=6V−2V=4V,滑动变阻器分得的电压是定值电阻分得的电压的2倍,根据分压原理,当接入40Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为:R滑=2×40Ω=80Ω,故为了完成整个实验,应该选择的滑动变阻器的规格是“100Ω1.2A”,故选A。
故答案为:(1);(2)B;(3)左;2;控制变量;(4)反;(5)A。
(1)根据滑动变阻器滑片P向右移动时,电流表示数变大确定变阻器右下接线柱连入电路中;
(2)闭合开关,发现电流表示数始终为零,则说明电路中可能发生断路;电压表示数不为零,则说明与电压表并联的电路有断路;
(3)分析图乙,得出定值电阻两端的电压;探究电流和电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,将小阻值电阻换成大阻值电阻后,根据串联电路分压原理以及串联电路的电压规律分析滑动变阻器的调节方向;探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变,采用的主要探究方法是控制变量法;
(4)电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比;
(5)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入20Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻,选择合适的滑动变阻器。
本题探究“电流跟电阻的关系”,考查注意事项、控制变量法、数据分析及器材的选择等内容。
21.【答案】解:(1)由P=UI可得,
该电热水器处于正常加热时的电流:
I加热=P加热U额=2200W220V=10A;
(2)当S1、S2都闭合时,R1短路,只有R2接入电路,
电路消耗的总功率为P2=U2R2;
当S1断开,S2闭合时,两只电阻串联,
此时电路消耗的总功率为P串=U2R1+R2。
因为P2>P串,
所以P2=P加热=2200W,P串=P保温=100W,
由P=U2R可得:
电阻丝R2的阻值为:
R2=U2P2=(220V)22200W=22Ω,
总电阻为:
R=R1+R2=U2R串=(220V)2100W=484Ω,
所以R1=R−R2=484Ω−22Ω=462Ω;
答:(1)该电热水器处于正常加热状态时的工作电流是10A;
(2)电阻丝R1的阻值是462Ω。
【解析】(1)已知加热功率和额定电压,利用公式I=PU可以得到热水器加热状态下的电流;
(2)首先明确S1闭合前后的电路连接关系,然后利用P=U2R确定电路所对应的状态;最后利用串联电路特点和R=U2P得到R1阻值。
此题是一道联系实际的综合题,包含的知识点较多,涉及到电功率与电能、时间的关系、欧姆定律的应用等,正确判断电路连接方式及对应状态,熟悉有关公式并且根据需要正确选择,是解答此题的关键。
22.【答案】解:(1)由图可知,物体运动的图象是一条斜线,表明物体做匀速直线运动,并且10s时,运动的路程是12m,
则物体运动的速度v=st=12m10s=1.2m/s;
(2)10s内人对物体做的功:W=Fs=400N×12m=4800J;
功率:P=Wt=4800J10s=480W;
(3)10s内运动的路程是12m,
根据直角三角形中,30∘角所对直角边是斜边的一半可知,10s时物体上升的高度为h=12m2=6m,
则10s内人对物体做的有用功:W有用=Gh=500N×6m=3000J.
答:(1)物体运动的速度为1.2m/s;
(2)10s内人对物体做了4800J功;功率为480W;
(3)10s内人对物体做了3000J有用功.
【解析】(1)根据图象读出10s时物体运动的路程,利用v=st可求速度;
(2)知道10s物体运动的路程,又知拉力大小,利用W=Fs计算10s内人对物体做的功,再利用P=Wt计算功率;
(3)利用相关数学知识求出10s物体上升的高度,利用W=Gh计算有用功.
此题考查速度、功和功率的计算,难度不大,关键是根据直角三角形中,30∘角所对直角边是斜边的一半求出10s时物体上升的高度,要求学生具备一定的数学知识.
23.【答案】3415.288001000B乙 所需时间太长
【解析】解:(1)电能表读数:数字方框中最后一位是小数,单位是kW⋅h,由图可知,电能表示数为3415.2kW⋅h;
据电能表的表盘参数可知,家中用电器的总功率不能超过P大=UI=220V×40A=8800W;
(2)3000imp/(kW⋅h)表示电路中用电器每消耗1kW⋅h电能,电能表的指示灯闪烁3000次,
则电能表指示灯闪烁了50次,节能灯消耗的电能:W=50imp3000imp/(kW⋅h)=160kW⋅h;
节能灯的电功率:P=Wt=160kW⋅h160h=1kW=1000W;
由图可知,节能灯的额定功率为10W,此时计算出的结果为1000W,两者相差很大,所以据实际情况分析可知,很可能是由于在测量时小明没有关闭其他的用电器造成的,故选B;
(3)由P=Wt可知,电能表显示消耗1kW⋅h电能所用的时间t=WP=1kW⋅h10×10−3kW=100h,时间太长,此方案不合理;
若测量电能表指示灯闪烁3次所用时间是比较好测量和记录的,所以据此方法计算出节能灯的电功率更合理,故乙方案更合理。
故答案为:(1)3415.2;8800;(2)1000;B;(3)乙;所需时间太长。
(1)电能表读数:数字方框中最后一位是小数,单位是kW⋅h;
10A(40A):表示电能表的标定电流是10A,电能表的额定最大电流是40A,据此可以计算出电能表所接电路允许使用的最大电功率;
(2)3000imp/(kW⋅h)表示电路中用电器每消耗1kW⋅h电能,电能表的指示灯闪烁3000次,据此可计算出电能表指示灯闪烁了50次,节能灯消耗的电能,利用P=Wt计算出节能灯的电功率;
根据计算结果,结合实际情况分析可知,很可能是由于在测量时小明没有关闭其他的用电器造成的;
(3)由P=Wt计算出电能表显示消耗1kW⋅h电能所用的时间t,根据计算出的时间分析是否合理;
若测量电能表指示灯闪烁3次所用时间是比较好测量和记录的,所以据此方法计算出节能灯的电功率更合理,故乙方案更合理。
该题考查了电能表参数的理解、电能的计算、电功率的计算,是一道综合题,有一定的难度,能理清题意,并能熟练的利用公式进行计算是解决该题的关键。
24.【答案】小球 控制小球到达水平面的速度相同 s 转换法 可行 速度 等于
【解析】解:(1)据题意可知,实验中探究小球的动能,即小球撞击木块时的动能的大小;
(2)根据实验的要求可知,从同一高度由静止释放的目的是控制到达水平面的速度相同,由控制变量法,该实验的目的是研究小球的动能大小与质量的关系;
根据转换法,实验中,是通过观察木块移动的距离s的大小判断出小球具有的动能的大小;
(3)小球的动能是由小球的重力势能转化而来,故小明还想通过上述实验过程探究物体重力势能与质量的关系,方案可行;
(4)A、用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧的弹性势能不相同,小球与弹簧分开后获得的初速度不同,而小球的质量相同,故可以研究小球的动能大小与速度的关系;
B、若用甲、乙两个质量不同的小球(m甲>m乙)将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,弹簧的压缩程度相同,具有的弹性势能相同,则小球的动能相同,撞击木块时木块的动能相同,木块的质量不变,所以木块移动的距离相同,即s甲等于s乙。
故答案为:(1)小球;(2)控制小球到达水平面的速度相同;s;转换法;(3)可行;(4)速度;等于。
(1)实验中探究的是小球动能的大小;
(2)由控制变量法,从同一高度由静止释放的目的是控制到达水平面初速度相同;实验中小球动能的大小通过观察木块移动的距离来反映出来;
(3)弹簧的弹性势能转化为小球的动能,小球的动能转化为木块的动能;
(4)根据控制变量法分析;结合控制变量法的要求,看是否合理的控制了相关变量,并改变了要研究的变量,这样才能知道是否符合实验要求。
本题探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验,考查控制变量法、转换法的运用及机械能的转化和对实验方案的评估。
25.【答案】5×105 1.25×1013 大于 1.25×107 高压 超导材料
【解析】解:(1)由Q=I2Rt可知,要想减小输电线上电能损失,可以减小输电线中的电流、减小输电线的电阻、减少输电的时间,
不能因为减少输电线上电能的损失而减少输电时间,故此种方法节约电能的损失不可行;
影响导线电阻的大小的因素有材料、长度、横截面积,实际生活中输电线的长度一定、导电性能好的材料价格较高、横截面积较大时质量较大,故此种方法节约电能的损失较困难,
由P=UI的变形式I=PU可得,输电功率一定时,输电线的电压越大,通过输电线的电流越小,输电线损失的电能越少,故此种方法可行;
(2)①若采用220V的电压输送电能,输出线路的电流:
I1=P0U1=1.1×108W220V=5×105A,
输电线路损失的热功率:
P1=I12R=(5×105A)2×50Ω=1.25×1013W,
则P1大于P0;
②若采用220kV的高压输送电能,输出线路的电流:
I2=P0U2=1.1×108W220×103V=500A,
输电线路损失的热功率:
P2=I22R=(500A)2×50Ω=1.25×107W,
比较两种情况可知,采用特高压远距输电可以大大降低输电线路的热功率损失;
(3)由P=I2R可知,要使输电线路中的热功率损耗为零,则输电线的电阻应为零,可以采用超导材料做为输电线材料。
故答案为:(1)见解答;(2)①5×105;1.25×1013;大于;②1.25×107;高压;(3)超导材料。
(1)根据Q=I2Rt分析减小输电线上电能损失的方法,然后结合生活实际和影响电阻大小因素以及I=PU分析说明最可行的方法;
(2)①若采用220V的电压输送电能,根据I=PU求出输出线路的电流,根据P=UI=I2R求出输电线路损失的热功率,然后比较输电线路损失的热功率和发电厂输出功率关系;
②若采用220kV的高压输送电能,根据I=PU求出输出线路的电流,根据P=UI=I2R求出输电线路损失的热功率,然后两种情况损失的电功率得出答案;
(3)某些特殊的材料,当温度降低到一定时,电阻值突然为零的现象,叫超导现象。
本题考查了焦耳定律和电功率公式的应用以及超导现象,正确得出最佳减小输电导线发热的方法是关键。实验
次数
钩码重量G/N
钩码上升
高度h/m
绳端拉
力F/N
绳端移
动距离s/m
机械
效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
4
8
0.1
2.5
电热直饮机参数
热水温度:100℃
保温功率:100W
热胆容积:11L
额定电压:220V
加热功率:2200W
频率:50Hz
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