2021-2022学年江苏省无锡市江阴市九年级上学期物理期末考试题及答案
展开1. 现代火箭用液态氢作燃料,是因为液态氢具有( )
A. 较大的热值B. 较小的质量
C. 较低的沸点D. 较大的比热容
【答案】A
【解析】
【详解】火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2. 下列情形中,没有对物体做功的是( )
A. 扛着米袋慢慢登上楼梯B. 叉车竖直向上举起货物
C. 举着杠铃不动D. 把掉在地上的羽毛球捡起来
【答案】C
【解析】
【详解】A.扛着米袋慢慢登上楼梯,有力作用在米袋上,米袋在力的方向移动了一段距离,力对米袋做了功,故A不符合题意;
B.叉车竖直向上举起货物,有力并且在力的方向上通过了一段距离,故叉车做了功,故B不符合题意;
C.举着杠铃不动,对杠铃有向上的力,杠铃没有在力的方向上通过一定的距离,所以不做功,故C符合题意;
D.把掉在地上的羽毛球捡起来,有力并且在力的方向上通过了一段距离,故力做了功,故D不符合题意。
故选C。
3. 在参观人民检察院未成年人法治教育基地时,小明发现,在一处地面上有“沉迷网络”“交友不慎”两个圆形模块.用脚踩其中任何一个模块,与模块连接的电视上就会播放相应的教育短片.下列有关分析正确的是
A. 两个模块相当于开关,彼此串联
B. 同个模块相当于开关,彼此并联
C. 两个模块相当于电源,彼此并联
D. 两个模块相当于电源,彼此串联
【答案】B
【解析】
【详解】脚踩其中任何一个模块,与模块连接的电视上就会播放相应的教育短片,其中两个模块相当于两个开关,与模块相连的电视能够独立工作,所以两个模块是并联的,故B正确.
4. 关于内能,下列说法中正确的是( )
A. 温度低于0℃的物体不具有内能
B. 物体具有内能,也可以同时具有机械能
C. 具有机械能的物体不一定具有内能
D. 物体内能增加,一定是从外界吸收了热量
【答案】B
【解析】
【详解】A.温度低于0℃的物体也具有内能,因为物体也是由分子组成的,分子也在运动,故存在分子动能,分子间也存在作用力,故有分子势能;
B.物体具有内能,也可以同时具有机械能是正确的,因为内能与机械能是描述物体不同方面的能量,任何物体都具有内能,当然也可以具有机械能;
C.一切物体都具有内能;
D.物体内能增加,也可能是通过做功的方法获得的,故D不对.
5. 在探究“导体的电阻大小与横截面积有什么关系”的实验中,根据下表所提供的信息,应该选择的合适金属丝是( )
A. ①②B. ①③C. ②③D. ③④
【答案】B
【解析】
【详解】要探究电阻大小与横截面积的关系时,要保持材料、长度都相同,横截面积不同,由表格中的数据知:需要选择金属丝①③进行实验,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6. 以下有关杠杆的应用中,属于费力杠杆的是( )
A. 开啤酒瓶盖的起子B. 用镊子夹取砝码
C. 剪铁皮的剪刀D. 用撬棒撬石头
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.起瓶盖的起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A不符合题意;
B.夹砝码的镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故B符合题意;
C.剪铁皮的剪子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C不符合题意;
D.撬石头的撬棒在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
7. 关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是
A. 家庭电路中的熔丝熔断,一定是发生了短路
B. 家用电能表上的示数显示了家庭用电的总功率
C. 家庭电路中的熔丝可以用铁丝代替
D. 家用电器的金属外壳应该用导线接地
【答案】D
【解析】
【详解】A.家庭电路中的熔丝熔断,可能是发生了短路,也可能是电路中用电器的总功率过大,故A不符合题意;
B.家用电能表的示数显示了家庭用电器消耗的总电能,故B不符合题意;
C.用铁丝代替保险丝后,家庭电路中电流过大时,保险丝不能自动熔断切断电路,起不到保护作用,故C不符合题意;
D.家用电器的金属外壳该用导线接地,防止漏电时造成触电事故,符合题意.
8. 如图所示是探究“电流与电阻的关系”实验电路图,电源电压保持3 V不变,滑动变阻器的规格是“10 Ω 1 A”。实验中,先在a、b两点间接入5 Ω的电阻,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2 V,读出并记录下此时电流表的示数。接着需要更换a、b间的电阻再进行两次实验,为了保证实验的进行,应选择下列的哪两个电阻( )
A. 10 Ω和40 ΩB. 20 Ω和30 ΩC. 10 Ω和20 ΩD. 30 Ω和40 Ω
【答案】C
【解析】
【详解】探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电阻两端的电压即电压表的示数不变,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压
U滑 =U-UR =3V-2V=1V
因为串联电路中各处的电流相等,所以根据欧姆定律可得
当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时,定值电阻的最大阻值
Rmax =2R滑max =2×10Ω=20Ω
即定值电阻的最大阻值不能超过20Ω,则a、b间换接的电阻阻值应为10Ω、20Ω。
故选C。
9. 如图所示,某初三男生在做标准的引体向上动作。已知该生完成一次引体向上平均耗时2s。则他做引体向上的功率约为( )
A. 0.1WB. 1.5WC. 150WD. 1000W
【答案】C
【解析】
【详解】普通中学生的体重大约为50kg,所受重力约为
该生做引体向上时,克服重力做功,向上移动的距离大约为
则该生完成一次引体向上克服重力做功大约为
该生完成一次引体向上平均耗时t=2s,该生做引体向上的功率约为
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
10. 下列实例中,通过做功的方式改变物体内能的是
A. 两手相互摩擦,手的温度升高
B. 用煤气炉给水加热,水的温度升高
C. 把蔬菜放进冰箱,蔬菜的温度降低
D. 在阳光照射下,公园里石凳的温度升高
【答案】A
【解析】
【详解】A、两手相互摩擦,手的温度升高,是克服摩擦力做功,机械能转化成内能,属于做功增加物体的内能;
B、用煤气炉给水加热,水的温度升高,是炉火的内能转移给了水,属于热传递改变物体的内能;
C、把蔬菜放进冰箱,蔬菜的温度降低,是蔬菜的内能转移给了冰箱,属于热传递减小了物体的内能;
D、在阳光照射下,公园里石凳的温度升高,是太阳光的热辐射增加了石凳的内能,属于热传递增加物体的内能.
故选A.
11. 滑动变阻器是一种较常见的电学器材。物理实验室中有一标有“20Ω 1A”的滑动变阻器,小明对它进行了研究,得到了以下结论,其中错误的是( )
A. 此滑动变阻器能连入电路中的最大阻值是20Ω
B. 当此滑动变阻器中的电流不超过1A时,它能安全使用
C. 当此滑动变阻器两端的电压不超过20V时,它能安全使用
D. 此滑动变阻器在安全使用时,它消耗的最大功率是20W
【答案】C
【解析】
【详解】A.铭牌上标有20Ω表示滑动变阻器能连入电路的最大电阻是20Ω,故A正确,不符合题意;
B.铭牌上标有1A表示滑动变阻器通过的电流不能超过1A,故B正确,不符合题意;
C.当滑动变阻器两端的电压10V时,电阻是1Ω时,通过的电流是10A,此时超过允许通过的最大电流,会损坏滑动变阻器,故C错误,符合题意;
D.滑动变阻器允许通过的最大电流是1A,电阻最大是20Ω,则最大电功率为
故D正确,不符合题意。
故选C。
12. 第24届冬奥会于2022年2月在中国举行。高山滑雪项目是冬奥会的比赛项目之一,若某运动员在该项目测试赛过程中运动的轨迹(a→b→c→d→e)如图所示,不计空气阻力,则下列说法中错误的是( )
A. 运动员从a点下滑到b点过程中,动能增加
B. 运动员从b点运动到c点过程中,重力势能增加
C. 运动员在c点的机械能等于d点的机械能
D. 运动员在a点的重力势能等于c点的重力势能
【答案】D
【解析】
【详解】A.从a点下滑到b点过程中,质量不变,速度增大,动能增大,故A正确,不符合题意;
B.从b点运动到c点过程中,质量不变,高度增加,重力势能增大,故B正确,不符合题意;
C.从c点下落到d点过程中,运动员处于腾空状态,在不计空气阻力的情况下,机械能保持不变,故C正确,不符合题意;
D.a、c两点高度不同,重力势能不同,故D错误,符合题意。
故选D。
13. 如图是探究“影响电流热效应的因素”的实验装置,电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中,且R1<R2,瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是( )
A. 闭合开关后,装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
B. 该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
C. 将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水,可比较煤油和水的比热容大小
D. 实验中,通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
【答案】D
【解析】
【详解】A.由焦耳定律Q=I2Rt可知,电流和通电时间相同时,电阻越大,放出的热量越多,由于且R1<R2,故R2放出的热量多,温度计示数升的快,故A错误;
B.由图可知,两电阻丝串联,电流相同,通电时间也相同,但电阻不同,故该实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系,故B错误;
C.要比较水和煤油的比热容,应该让水和煤油吸收的热量相等,由温度变化的大小得出比热容的大小关系。要让两瓶液体吸收的热量相等,就得控制两个烧瓶中的电阻相同,因为R1<R2,故C错误;
D.通电后电流通过电阻丝做功,产生热量使煤油的温度升高,通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少,这种研究方法叫转换法,故D正确。
故选D。
14. 如图为一种测量温度的工作原理图。R是阻值为40Ω的定值电阻,其允许通过的最大电流为0.6A。R0是热敏电阻,阻值随温度增大而减小,其阻值变化范围为10Ω~20Ω。电压表接入电路的量程为0~15V,电源电压恒为12V。闭合开关S,当环境的温度增大时,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数变小B. 电路总功率不变
C. 电压表示数的范围为8V~9.6VD. 电阻R0消耗的电功率范围为0.4W~0.8W
【答案】C
【解析】
【详解】A.由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。当环境的温度增大时,R0阻值随温度增大而减小,由可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,而R阻值不变,故R两端电压变大,电压表的示数变大,故A错误;
B.电源电压不变,根据可知,电路的总功率变大,故B错误;
CD.当R0=10Ω时,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大,即经过R0的电流最大,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,经过R0的电流最大
则电压表的最大示数为
R0消耗的电功率
当时,电路中的总电阻最大,电路中的电流最小,电路中的最小电流
则电压表的最小示数为
所以,电压表示数的范围为8V~9.6V,R0消耗的电功率
所以,电阻R0消耗的功率范围为0.576W~0.8W,故C正确,D错误。
故选C。
二、填空题(本题共12小题,每空1分,共32分)
15. 如图所示,在电路中要使灯L1和L2串联,应只闭合开关 ___________;当只闭合开关S1和S3时,可以发光的灯是___________;为了防止电路发生电源短路,不能同时闭合开关 ___________。
【答案】 ①. S3 ②. L1 ③. S2、S3
【解析】
【详解】[1]要使电灯L1和L2串联,电流从电源正极流出需要经过L1,然后经过灯泡L2、S3,再流回电源负极,因此应闭合开关S3。
[2]当同时闭合开关 S1和 S3,电流从电源正极流出需要经过灯泡L1,经过开关S1回负极,只有灯泡L1可以工作,灯泡L2被短路。
[3]当闭合开关S2、S3时,电流不经过用电器直接从电源的正极流入电源负极,从而形成电源短路,故不能同时闭合开关S2、S3。
16. 现代农业利用喷药无人机喷洒农药,安全又高效.如图所示,喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷洒农药,此过程中,喷药无人机的动能________,机械能_________.(均填“变大”、“变小”或“不变” )
【答案】 ①. 变小 ②. 变小
【解析】
【详解】第一空.无人机在农田上空的某一高度水平匀速飞行喷洒农药时,飞机的速度和高度均不变,但质量变小,所以无人机的动能减小,重力势能减小;
第二空.机械能包括动能和势能,动能和重力势能都减小,所以无人机的机械能减小.
17. 在物理创新实验课上,小华通过两个实验探究影响电阻大小的因素。
(1)在如图甲所示的电路中,保持适当的电源电压,在a、b间接入一根黄瓜,闭合开关,小量程电流表有明显示数。接着用美工刀把黄瓜中间切掉一小块,让黄瓜中间的截面明显变细,此时黄瓜的阻值 ___________,电流表示数 ___________;(均选填“变大”、“不变”或“变小”)
(2)在如图乙所示的电路中,在c、d间接入一只敲碎玻璃外壳的白炽灯,闭合开关,对着白炽灯灯丝吹气,灯L变亮,说明白炽灯灯丝电阻大小与 ___________有关。
【答案】 ①. 变大 ②. 变小 ③. 温度
【解析】
【详解】(1)[1][2]保持适当的电源电压,当在a、b间接入一条黄瓜时,闭合开关,小量程电流表有明显示数,说明黄瓜是导体,会导电,该老师用美工刀把黄瓜中间切掉一块让黄瓜中间的截面明显变细,在材料、长度和温度不变的情况下,黄瓜变细,则黄瓜的电阻变大,电路中的电流变小,即电流表示数变小。
(2)[3]在c、d间接入一只敲碎玻璃外壳的白炽灯时,闭合开关,灯L发光,对着白炽灯灯丝吹气,灯丝的温度降低,灯L变亮,这说明电路中的电流变大了,即白炽灯灯丝电阻变小了,这说明电阻的大小与温度有关。
18. 如图所示,某单缸四冲程汽油机正处于 ______冲程。若汽油机工作曲轴转速为1200r/min,此汽油机每秒做功 ______次,每分钟完成 _____个冲程。
【答案】 ①. 做功 ②. 10 ③. 2400
【解析】
【详解】[1]图中汽油机的进气门和排气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,所以是做功冲程。
[2][3]因为四冲程汽油机在一个工作循环中曲轴转2圈,完成4个工作冲程,并对外做功1次;该汽油机工作时曲轴转速为1200r/min,所以可知每分钟完成2400个冲程;汽油机每秒的转数
即该汽油机的曲轴每秒转20r,则每秒做功的次数
此汽油机每秒做功10次,每分钟完成2400个冲程。
19. 某手机锂电池上面标明电压为3.7V,容量为3000mA•h,则它充满电后存储的电能为 ___________J,该手机的待机电流为15mA,则该手机最长待机时间为 ___________h。在充电过程中,将 ___________能转化为 ___________能储存。
【答案】 ①. 39960 ②. 200 ③. 电 ④. 化学
【解析】
【详解】[1]电池电压为
电池容量为
电池充满电后存储的电能为
[2]手机的待机电流为
手机最长待机时间为
[3][4]电池充电时,相当于用电器,消耗电能,将电能转化为化学能储存起来。
20. 将装有少量乙醚的薄壁金属管固定于桌面,用皮塞塞紧,来回快速拉动缠在金属管外的绳子,可观察到皮塞从管口弹出,如图所示。在此过程中,绳子对金属管做功,使其温度 ___________;从而使密闭气体的内能 ___________;金属管中的气体体积迅速膨胀,对皮塞做功,气体的内能转化为皮塞的 ___________。
【答案】 ①. 升高 ②. 增加 ③. 机械能
【解析】
【详解】[1]来回拉皮绳对金属管做功,将机械能转化为金属管的呢能,使金属管的内能增加,金属管温度会升高。
[2]因金属管与管内气体会有温度差,所以金属管会把热量传递给管内气体,乙醚的温度也会升高,乙醚的内能增加。
[3]乙醚气体迅速膨胀,于是气体推出皮塞,对塞子做功,气体的内能会转换为塞子的机械能,会看到塞子跳起来。
21. 如图所示,电路中有两盏灯,开关S闭合时两灯均能发光,且两电表的示数均不为零,则甲为 ___________,乙为 ___________。(均选填“电流表”或“电压表”)
【答案】 ①. 电压表 ②. 电流表
【解析】
【详解】[1][2]电流表的电阻较小,在电路中相当于导线;电压表的电阻较大,在电路中相当于开路,若甲乙都是电流表,电源会被短路,所以甲乙中有一个是电流表、有一个是电压表,如果甲是电流表,灯泡L2会被短路,所以只能为电压表;此时两灯泡并联,电表乙与L2串联在支路中,则电表乙为电流表。
22. 城市中修建人工湖,不但可以美化生活环境,而且能有效调节其周围环境的气温.这是由于水的_______大,在同样受热或冷却时,温度变化_______(选填“大”或“小”)的缘故,
【答案】 ①. 比热容 ②. 小
【解析】
【详解】城市中修建人工湖,不但美化生活环境,而且能有效调节其周围环境的气温.这是由于水的比热容大,在同样受热或冷却时,温度变化小.
【点睛】因为水的比热容大,所以水在吸收(或者放出)热量时温度变化不明显,所以水可以作为汽车制冷剂,调节气温等作用.
23. 如图所示,小华利用斜面拉一重50N的木块到0.3m高处,木块沿斜面向上移动1m,共耗时10s。已知拉力为20N,则小华做的有用功为 ___________J,拉力的功率为 ___________W,斜面的机械效率为 ___________。
【答案】 ①. 15 ②. 2 ③. 75%
【解析】
【详解】[1]拉力做的有用功为
[2]拉力做的总功
拉力的功率
[3]斜面的机械效率
24. 如图所示是一款消防应急照明灯,应急灯中装有两个LED灯组。外部电路有电时LED灯组都不发光,外部电路停电时应急灯能提供一段时间的应急照明,则外部电路有电时控制应急灯的开关处于 ___________(选填“断开”或“闭合”)状态。若将应急灯中的任意一个LED灯组拆下,发现另一个LED灯组仍可以发光,则两个LED灯组是 ___________(选填“串联”或“并联”)连接的。
【答案】 ①. 断开 ②. 并联
【解析】
【详解】[1]对于应急照明灯,当外部电路有电时应急灯不亮,外部电路停电时应急灯正常发光,则外部电路有电时控制应急灯的开关应该断开,灯不会发光。
[2]根据串并联电路的连接特点,本题中所述应急灯任一个灯泡断开时,另一个灯泡仍然发光,说明两灯的工作互不影响,可以断定其连接方式是并联。
25. 小华通过走楼梯的方式将一大包衣服搬到五楼,有两种方法:一是把所有衣服一次搬到五楼;二是先将部分衣服搬到五楼,再搬剩下的衣服。假设她上楼的速度相同,则:
(1)第一种方法的上楼功率 ___________(选填“大于”、“小于”或“等于”,下同)第二种方法的上楼功率。
(2)第一种方法的机械效率 ___________第二种方法的机械效率。
【答案】 ①. 大于 ②. 大于
【解析】
【详解】(1)[1]设衣服的重力为G;把所有衣服一次搬到五楼
W有1=Gh
人做的总功
W总1=Gh+G人h
上一次楼时间为t,其功率
分两次送上楼的有用功
W有2=Gh
人做的总功
W总2=Gh+2G人h
上楼的时间为2t,其功率
所以
P1>P2
即第一种方法的上楼功率大于第二种方法的上楼功率。
(2)[2]第一种方法的机械效率
第二种方法的机械效率
比较得
η1>η2
即第一种方法的机械效率大于第二种方法的机械效率。
26. 某科技小组设计了一个记录传送带上输送产品数量的计数装置,其原理如图甲、乙电路所示。已知电源电压U1=18V,U2=9V,电阻箱R2调到200Ω,R是个标有“9V 4.5W”的自动计数器,R1是一种光敏元件。每当传送带上的产品均匀通过时,射向R1的红外线会被产品挡住。R1的电阻会变大,信号触发器两端的电压U0=UAB时就使乙图电路中S2闭合,使自动计数器计数一次。图丙是对产品输送计数项目进行测试后,信号触发器记录的某一时段AB间的电压随时间变化的图像。
(1)自动计数器正常工作时的电流为_____A;
(2)如丙图,传送带匀速输送产品连续工作1min,自动计数器消耗的电能为_____J;
(3)当产品挡住了射向R1的红外线,信号触发器接通受控电路时,U0为_____V和R1阻值为_____Ω;
(4)由于整个装置工作时间较长,导致U1的电压逐渐减小,现场又没有适合U1的电源更换,为了能使计数器正常工作,可以对甲图电路做的调节是_____。
【答案】 ①. 0.5 ②. 27 ③. 2 ④. 1600 ⑤. 适当将电阻箱R2的阻值调大(或者适当将信号触发器的触发电压调低)
【解析】
【分析】由电路图甲知,两电阻串联,AB间电压为R2两端电压;
(1)由图乙可知,电路为R的简单电路,根据P=UI算出自动计数器正常工作时的电流;
(2)根据图丙读出计数一次消耗电能的时间,再算出1min内电流做功的时间,根据W=Pt算出自动计数器消耗的电能;
(3)根据图丙读出绳子挡住了射向R1的红外线U0的值,根据欧姆定律算出电流,根据串联电路电压规律算出R1两端的电压,最后利用欧姆定律算出R1的电阻的值;
(4)U1的电压减小,根据欧姆定律判断出电流的变化,要使U0不变,需要增大R2的电阻,也可以适当将信号触发器的触发电压调低。
【详解】由甲图电路知,R1与R2串联,AB间电压为R2两端电压;
(1)[1]由图乙可知,受控电路为R的简单电路,根据P=UI知,自动计数器正常工作时的电流为
(2)[2]根据图丙知计数一次消耗电能的时间
0.4s-0.36s=0.04s
即0.4s内有0.04s消耗电能,所以1min内消耗电能的总时间
由可得,1min内自动计数器消耗的电能
W=PRt=4.5W×6s=27J
(3)[3]当产品挡住射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,根据可知,电路的电流减小,R2两端的电压减小,由图知,此时AB端的电压U0为2V。
[4]此时电路的电流为
根据串联电路电压规律知,R1两端的电压为
UR1=U1-U0=18V-2V=16V
R1的电阻为
(4)[5]由于整个装置工作时间较长,导致U1的电压逐渐减小,根据欧姆定律可知,电路的电流减小,U0减小,要使U0增大为原来的电压值,由串联电路的分压规律可知,需要增大R2的电阻。
也可以适当将信号触发器的触发电压调低,使计数器正常工作。
【点睛】本题是一道动态电路题,要能灵活运用串联电路分压原理,关键是根据电阻的变化,结合图像确定定值电阻两端电压的大小。
三、解答题(本题共9小题,共40分。其中30、33题应写出必要的解题过程)
27. 如图通过滑轮组向下用力提升物体,请画出滑轮组的绕线。
【答案】如下图所示
【解析】
【详解】用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组,通过滑轮组向下用力提升物体,说明绳子自由端的拉力方向向下,所以绳子由定滑轮开始绕起,如图所示:
28. 如图所示,用笔画线代替导线将电灯和开关接到电路中。
【答案】
【解析】
【详解】开关控制灯泡时和灯泡是串联的,为了保证用电安全,开关应接到火线上,灯泡的另一端接在零线上。这样在更换灯泡时更安全。如图所示:
29. 如图是一种停车位是否被占用的模拟提醒电路,灯泡发光的亮和暗分别表示车位被占用和未被占用,车位被占用时控制开关S闭合。请在电路中的两个虚线框中分别填入灯泡和电阻符号,完成符合设计要求的电路。
【答案】 。
【解析】
【详解】根据题可知,车位被占用时,灯泡发光较亮,说明通过灯泡的电流大,根据欧姆定律可知,电路中的电阻小;未被占用时,灯泡发光较暗,说明通过灯泡的电流较小,根据欧姆定律可知,电路中的电阻大;由图可知,开关闭合前,该电路为串联电路,开关闭合后,电路应该为灯泡的简单电路,所以上方为灯泡,下方为电阻,如图所示:
。
30. 如图所示,在探究物体动能的大小与哪些因素有关时,让同一小车分别从同一斜面的不同高度由静止释放,撞击水平面上同一木块。
(1)本实验探究的是 ___________(选填“木块”、“小车”或“斜面”)的动能与 ___________的关系,实验中是通过观察 ___________来比较动能大小的;
(2)第一次实验的情景如图甲所示,在进行第二次实验前,应先将撞出的木块 ___________;
(3)若操作正确,第二次实验木块最终的位置如图乙所示,则此实验的结论是:___________;
(4)若实验中使用的木块质量较大,为保证较好的实验效果,改进的方法有多种,请写出其中一种方法:___________。
【答案】 ①. 小车 ②. 速度 ③. 木块移动的距离 ④. 恢复到原位置 ⑤. 在质量相同的情况下,速度越大,动能越大 ⑥. 增大小车的质量(或增大小车在斜面上的高度或减小接触面粗糙程度)
【解析】
【详解】(1)[1][2]由图知,同一小车分别从同一斜面不同高度由静止滑下,小车的质量相同,到达斜面底端的速度不同,所以是探究小车动能与速度的关系。
[3]实验中应用了转换法,通过小车推动木块移动的距离来反映动能的大小。
(2)[4]在实验的过程中,通过木块滑动的距离来判定动能的大小,故重新实验时,应把木块恢复到原位置。
(3)[5]由图可知,甲图中小车从较高的高度释放,其到达斜面底端的速度较大,甲撞击木块移动的距离远,故结论为:在质量相同的情况下,物体速度越大,动能越大。
(4)[6]实验中若使用的木块质量较大,小车撞击木块时,木块移动的距离较小,实验现象不明显,为使实验有较明显的现象,可以增大小车的质量,从而增大小车的动能,增大对木块做功的多少,增大木块在水平面上滑行的距离;也可以通过增大小车在斜面上的高度来增大小车的速度,从而增大小车的动能,增大对木块做功的多少,增大木块在水平面上滑行的距离;也可以通过减小接触面粗糙程度的方法来减小摩擦力,使木块在水平面上滑行距离增大。
31. 如图甲所示是“比较水和煤油吸热升温特点”的实验装置。
(1)加热过程中,用玻璃棒搅动的目的是 ___________;
(2)关于该实验的变量控制,下列做法不正确的是 ___________;
A.使用相同的酒精灯
B.使用相同的烧杯
C.使用相同的石棉网
D.烧杯中分别装入相同体积的水和煤油
(3)小明同学用正确的方法分别给质量和初温都相同的水和煤油加热,记录加热时间和升高的温度,根据记录的数据作出了两种液体的温度T随时间t变化的图像(如图乙所示)。根据图像可知,水的比热容与煤油的比热容之比为 ___________。若使水和煤油升高相同的温度,应给 ___________(选填“水”或“煤油”,下同)加热更长的时间,这说明水和煤油中,___________的吸热能力强。
【答案】 ①. 使水和煤油受热均匀 ②. D ③. 2:1 ④. 水 ⑤. 水
【解析】
【详解】(1)[1]加热水和煤油时,要用玻璃棒不断的搅拌,这样可以使水和煤油受热均匀。
(2)[2]要探究“比较水和煤油吸热升温特点”就要采用控制变量法,控制热源(酒精灯火焰的大小、相同的石棉网)、承装液体的容器相同和液体质量一定,因为水和煤油的密度是不同的,体积相同时,质量是不同的,故ABC正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
(3)[3]①由图知,相同质量的水和煤油加热相同的时间,即吸收相同的热量,煤油升高温度是水升高温度的2倍,即
根据知,在质量相同、吸收的热量相同时,升高的温度与比热容成反比,所以水的比热容与煤油的比热容之比为2:1。
[4][5]由图得,若使水和煤油升高相同的温度,应给水加热更长时间,说明相同质量的水和煤油升高相同的温度,水吸收的热量更多,由知,水的吸热能力强。
32. 某小组同学用酒精灯给100g的水加热,经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精。已知:水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),酒精的热值为3×107J/kg求:
(1)此过程中水吸收的热量;
(2)此酒精灯加热的效率为多少。
【答案】(1)2.52×104J;(2)20%
【解析】
【详解】解:(1)水的质量
水吸收的热量
(2)酒精完全燃烧产生的热量
酒精灯烧水时的热效率
答:(1)此过程中水吸收的热量是2.52×104J;
(2)酒精灯烧水时的热效率是20%。
33. 小华用如图电路测量定值电阻Rx阻值,电源电压保持6V不变,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样:
(1)连接电路时,开关应处于___________状态;
(2)实验中,滑动变阻器滑片置于某位置时,电压表示数突然变为0,而电流表始终有示数且保持不变,产生这一现象的原因可能是___________;
(3)表中五组数据中有一组数据不是本实验中测得的,它是第___________(填写表格中表示序号的数字)组,你判断的依据是___________;
(4)定值电阻Rx的阻值为___________Ω;
(5)实验结束后,断开开关,然后先拆除___________(选填“电源”或“开关”)两端导线后,再拆除其它导线,并整理好。
【答案】 ①. 断开 ②. 电压表断路 ③. 1 ④. 见解析所示 ⑤. 10 ⑥. 电源
【解析】
【详解】(1)[1]为了保护电路,电路连接时,开关要断开,防止发生短路和触电。
(2)[2]电路图知,定值电阻Rx与滑动变阻器串联,电路中电流表有示数且不变,而电压表示数为0,说明电流表与未知电阻、滑动变阻器、开关、电源组成通路,电压表两端没有电压,故电路故障是电压表开路了。
(3)[3][4]由实验记录表知,当电路中的电流最小为0.1A时,定值电阻Rx两端电压为1V。根据串联电路中电压规律知,滑动变阻器两端电压为。根据得,滑动变阻器接入电路的电阻
所以是第1组数据不是本实验测量的。
(4)[5]根据计算可知,第2次定值电阻的阻值
同理可得第3次定值电阻的阻值为10Ω,第4次为10Ω,第5次也为10Ω,计算平均值可知该电阻的阻值为10Ω。
(5)[6]实验结束后,断开开关,为确保电路中无电流通过,然后先拆除电源两端导线后,再拆除其它导线,并整理好。
34. 小华用图甲所示器材测量小灯泡电功率,待测小灯泡L额定电压为3.8V,额定功率约为1W,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲中的电路连接完整。要求:开关闭合后,变阻器滑片向左移动时,小灯泡亮度变亮;( )
(2)开关闭合前,变阻器的滑片应移至最 ___________(选填“左”或“右”)端;
(3)开关闭合后,移动变阻器的滑片,当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 ___________W;
(4)若实验中电流表坏了,为了测量小灯泡的额定功率,小华选用一个阻值为10Ω的电阻R0,设计了如图丙的电路及实验步骤:
①按照图丙连接电路,闭合开关,调节滑片使电压表的示数为额定电压;
②保持滑片位置不变,将电压表接在b、c两点间,测出R0两端的电压U0,再算出小灯泡的额定功率;
③小明通过实验操作,发现无法完成实验,经检查实验器材完好且接线正确。要解决此问题,可采取的两种方法是:___________、___________。
(5)完成上述实验后,小华想利用图丁所示电路,在MN间接入适当的元件,完成以下物理实验:
①接入一个未知电阻Rx,测出它的阻值;
②接入一个定值电阻R,探究电流和电阻的关系;
③接入一个灯泡,探究电流和电压的关系;
④接入一个已知额定电流的小灯泡,测出灯泡的额定功率。
其中能够完成实验有 ___________(填序号)。
【答案】 ①. ②. 右 ③. 1.14 ④. 换用阻值更小的定值电阻 ⑤. 换用电压更大的电源 ⑥. ①④
【解析】
【详解】(1)[1]开关闭合后,变阻器滑片向左移动时,小灯泡亮度变亮,说明电路中的电流变大,根据欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的电阻变小,因此滑动变阻器需要连接左下端接线柱与电流表串联,如图所示:
(2)[2]为了保护电路,闭合开关实验前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的右端。
(3)[3]当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,小灯泡的额定功率为
P=UI=3.8V×0.3A=1.14W
(4)[4][5]根据P=UI,灯泡正常工作时电流约为
由欧姆定律,定值电阻的电压为
U0=IR0=0.26A×10Ω=2.6V
根据串联电路电压的特点可知,灯的电压为
U灯=U-U0=6V-2.6V=3.4V<3.8V
故无法使灯正常发光,不能测量出灯的额定功率,造成这种情况的原因是R0阻值太大或电源电压太小;故要解决此问题,应采取的方法是:换用阻值更小的定值电阻或换用电压更大的电源。
(5)[6]图中电压表可测MN间的电压,电流表可测电路中的电流。
①接入一个未知电阻Rx,可测未知电阻Rx两端的电压和通过它的电流,利用可求它的阻值,故该实验能完成;
②为得出普遍性的规律,探究电流和电阻的关系,要换用不同的定值电阻多次测量,而定值电阻只有一个,故不能完成;
③探究电流和电压关系,要控制电阻的大小不变,而灯的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,故不能完成;
④通过灯的电流为额定电流时,灯正常发光,读出灯的电压,根据P=UI可测出灯泡的额定功率,故该实验能完成。
故能完成的实验为①④。
35. 下表为小明家一台电烤箱的铭牌,其中高温挡的功率由于污损模糊不清。图甲为电烤箱的内部简化电路,R1、R2和R3均为电热丝。S为旋钮开关,可以分别置于“0”和“1”、“1”和“2”、“2”和“3”或“3”和“4”接线柱上。
(1)电烤箱在低温挡正常工作时,电路中的电流多大?( )
(2)当旋钮开关S置于“___________”和“___________”接线柱上时,电烤箱处于中温挡;
(3)小明关闭家中其它所有用电器,只让电烤箱在高温挡状态下正常工作3min,发现图乙所示的电能表指示灯在这段时间内闪烁了160次,则电阻丝R3的阻值多大?( )
【答案】 ①. 2A ②. 2 ③. 3 ④. 40Ω
【解析】
【详解】解:(1)电烤箱在低温挡时的功率为440W,低温挡的电流
(2)S置于“0”和“1”时,电路断路,S置于“1”和“2”时,R1、R2串联接入电路,S置于“2”和“3”时,电路为R2的简单电路,S置于“3”和“4”时,R2和R3并联接入电路。因为串联电路总电阻大于任何一个分电阻,并联电路总电阻小于任何一个分电阻,根据可知,S置于“1”和“2”时电路总功率最小,为低温挡,S置于“2”和“3”时为中温挡,S置于“3”和“4”时电路总功率最大,为高温挡。
(3)表示用电器消耗1kW·h的电能指示灯闪烁1600次,电烤箱高温挡时工作时间
电烤箱高温挡时3min消耗电能为
电烤箱高温挡时功率
旋钮开关置于“3”和“4”接线柱上时,R2和R3并联在电路中,电火锅处于高温挡,
此时R3的功率是
R3的电阻为
答:(1)电烤箱在低温挡正常工作时,电路中的电流为2A;
(2)当旋钮开关S置于2和3接线柱上时,电烤箱处于中温挡;
(3)电阻丝R3的阻值为40Ω。
金属丝代号
材料
长度l/m
横截面积S/mm2
①
镍铬合金
1.80
1.0
②
镍铬合金
3.60
1.0
③
镍铬合金
1.80
2.0
④
锰铜合金
1.80
1.0
序号
1
2
3
4
5
U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.10
0.20
0.30
0.41
0.50
××牌电烤箱
额定电压
220V
额定功率
高温挡
中温挡
790W
低温挡
440W
频率
50Hz
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