2021-2022学年江苏省泰州市兴化市九年级上学期物理期末考试题及答案
展开这是一份2021-2022学年江苏省泰州市兴化市九年级上学期物理期末考试题及答案,共27页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
一、选择题(每小题4个选项中只有1个符合题意,每题2分,共24分)
1. 下列工具中可视为费力杠杆的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.支点在O点,动力作用在A点,阻力作用在B点,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A符合题意;
B.支点在O点,阻力作用在独轮车的重心上,动力在独轮车的杆上,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C.支点在O点,阻力作用点在瓶盖上,动力在起瓶器的尾端,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.支点在杠杆中间,动力作用在杆的末端,阻力是石头的重力,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
2. 在①陶瓷、②铜、③盐水、④塑料、⑤玻璃、⑥水银这六种物质中,通常情况下属于导体的是( )
A. ①④⑤B. ①⑤⑥C. ②③④⑤D. ②③⑥
【答案】D
【解析】
【详解】在通常情况下,②铜、③盐水、⑥水银是容易导电的物体,是导体;①陶瓷、④塑料、⑤玻璃是不容易导电的物体,是绝缘体。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3. 体重较小的小明与体重较大的爸爸同时从一楼步行上楼回四楼的家,小明先到四楼。关于他们上楼的过程,下列说法中正确的是( )
A. 小明的功率一定比爸爸的功率大
B. 小明的功率一定比爸爸的功率小
C. 小明的功率可能等于爸爸的的功率
D. 小明做的功可能比爸爸做的功多
【答案】C
【解析】
【详解】D.由题意知,小明的体重小于爸爸的体重,据W=Gh知,从一楼步行上四缕所走的距离相等,所做的功的大小关系为
W小明
ABC.而小明先到四楼,说明小明所用的时间比爸爸的少,据知,小明的功率可能大于、等于或小于爸爸的功率,故AB错误,C正确。
故选C。
4. 汽车在高速公路上急刹车时轮胎的温度会升高,此过程与热机中能量转化相同的冲程是( )
A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程
【答案】B
【解析】
【详解】急刹车时,轮胎的机械能转化为内能,热机的压缩冲程也是将机械能转化为内能,吸气及排气冲程中没有能量转化,而做功冲程是内能转化为机械能,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5. 电动自行车是现代生活中日常的代步工具,钥匙相当于开关S,控制电动机电路通断。为安全起见,当刹车时也会使电动机断电,此时两刹车相当于开关S1、S2。下列能反映其刹车电动机断电原理的电路是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.图A中,三个开关与电动机串联,当三个开关都闭合时,电动机工作;当电动车刹车时,即S1和S2任一开关断开时,电路断开,电动机停止工作,故A符合题意;
B.图B中,开关S闭合,S1、S2无论是闭合还是断开,电动机都通路,所以刹车不能控制电动机的通断,故B不符合题意;
C.图C中,三个开关都闭合时,电动机通路,只断开S1或S2电路仍通路,只有S1、S2同时断开,电路才断开,电动机不工作,所以只靠某一刹车不能控制电动机的通断,故C不符合题意;
D.图D中,开关S闭合,S1及S2无论是断开还是闭合,电动机都能工作,所以刹车不能控制电动机的通断,故D不符合题意。
故选A。
6. 家庭电路中,由于线路连接处接触不良,造成局部过热,也可能会引起火灾。下列关于接触不良处过热的原因分析正确的是( )
A. 因电阻变大,使得通过此处电流比电路中其他部分电流小,但长时间通电造成的
B. 因电阻变小,使得通过此处电流变大,长时间通电造成的
C. 因电阻变小,使得此处的发热功率变大,长时间通电造成的
D. 此处电流与电路中其他部分电流相等,因电阻变大,长时间通电造成的
【答案】D
【解析】
【详解】AB.接触不良处与电路的其他部分串联,无论电阻变大还是变小,通过此处的电流与电路中其他部分的电流相等,故AB错误;
C.电阻变小,根据P=I2R可知,此处功率变小,故C错误;
D.电阻变大,根据Q=I2Rt可得,长时间通电后,此处电阻大,造成此处过热,故D正确。
故选D。
7. 如图为某电位器的内部结构图,为满足顺时针旋转滑片而使该电位器电阻增大,则下列接线方法中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由电位器的内部结构图可知,为满足顺时针旋转滑片而使该电位器电阻增大,接入电路中的部分应该变大,所以应选择左侧和中间的接线柱。
故选B。
8. 每种用电器的铭牌都标有额定功率,下列关于额定功率、实际功率的说法中正确是( )
A. 用电器的额定功率随着实际电压的增大而增大
B. 用电器的额定功率随着实际功率的增大而增大
C. 用电器的额定功率与实际功率无关
D. 用电器的额定功率由额定电压决定,实际功率由实际电压决定
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.用电器的额定功率是它正常工作时的功率,即在额定电压下工作时的电功率,其值与用电器本身属性有关,与实际电压、实际电功率无关。故AB错误,C正确;
D.用电器的额定功率由用电器两端的额定电压和通过它的额定电流决定,而实际功率是由用电器两端的实际电压和通过它的实际电流决定。故D错误。
故选C。
9. 如图所示是一位同学连接的电路。闭合开关后,下列对各元件状况的判断正确的是( )
A. 灯L1不亮B. 灯L2不亮C. 电流表无示数D. 电池也被烧坏
【答案】A
【解析】
【详解】由图中电路可知,电流表于L1并联,再与L2串联,因电流表内阻内很小,相当于一根导线,故L1被短路,电流表测通过L2的电流。所以,闭合开关后,L1不亮,L2亮,电流表测通过L2的电流,有示数,电池不会被烧坏。
故选A。
10. 如图所示,闭合开关S后,小灯泡L1的亮度比L2的亮度大,则( )
A. L1和L2的连接方式是并联B. 电压表测量的是L2两端电压
C. 通过L1的电流比通过L2的大D. L1两端电压比L2两端电压大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.由图知,电压表在电路知看作断路,电流从电源正极流回负极只有一条路径,故L1和L2的连接方式是串联,故A错误,不符合题意;
B.由图知电压表与灯泡L1并联,所以电压表测量的是L1两端电压,故B错误,不符合题意;
C.该电路是串联电路,由串联电路电流处处相等知通过L1的电流与通过L2的电流相等,故C错误,不符合题意;
D.由串联电路电流特点知通过两灯泡的电流相等,当小灯泡L1的亮度比L2的亮度大时,说明L1两端电压比L2两端电压大,故D正确,符合题意。
故选D。
11. 小明在爸爸帮助下,尝试连接如图所示的部分家庭照明电路,为判断电路中是否有故障,他在保险丝处接入一只“220V 40W”的灯泡L0,闭合总开关后,小明将开关S1、S2均闭合,下列关于电路故障判断说法正确的是( )
A. 灯L1不亮,灯L0、L2发出暗红色光,则灯L1一定短路
B. 灯L1、L2均不亮,灯L0正常发光,则灯L1一定短路
C. 灯L1不亮,灯L0、L2发出暗红色光,则灯L1一定断路
D. 灯L0、L1、L2均发出暗红色光,则说明电路中一定存在接触不良
【答案】C
【解析】
【详解】A.由电路图可知,开关均闭合后,L1与L2并联,L0串联在干路上,若L1发生短路时,因为L0与L1串联,所以L0发光,L2与L1并联,所以L2不发光,故A错误;
B.灯L1、L2均不亮,灯L0正常发光,可能是L1短路,也可能L2短路,故B错误;
C.若L1断路,则L1不发光,因为L1与L2并联,所以L2发光,且L2与L0串联,根据串联电路的分压规律可知,此时两电阻分电源电压,所以两灯发出暗红色的光,故C正确;
D.若电路中存在接触不良,则至少会有一个灯泡不发光,故D错误。
故选C。
12. 在“学习使用滑动变器”的活动中,小明设计了如所示的电路,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,小灯泡标有“3V 0.9W”字样(不考温度对灯丝电阻的影响)。闭合开关,将滑动变阻器的金属滑片移至中点时,小灯泡恰好正常发光,移动金属滑片的过程中,确保各元件使用安全,则( )
A. 电源电压为9VB. 小灯泡消耗的最小电功率为0.6W
C. 电路耗的最大电功率为2.7WD. 滑动变阻器消耗的最小电功率为0.8W
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.滑动变阻器的金属滑片移至中点时,则此时滑动变阻器接入的阻值为10Ω,小灯泡恰好正常发光,则小灯泡两端的电压为3V,功率为0.9W,此时电路中电流
I===0.3A
则此时滑动变阻器电压
U滑=IR滑=0.3A×10Ω=3V
故电源电压
U=UL+U滑=3V+3V=6V
故A错误;
B.小灯泡的电阻
RL===10Ω
当电路中电阻最大,即滑动变阻器的阻值最大时,电流最小,小灯泡消耗的电功率最小,电路中最小电流为
Imin===0.2A
小灯泡消耗的最小电功率为
P= I2R=(0.2A)2×10Ω=0.4W
故B错误;
C.由P =可知,电源电压不变,电阻最小时,电路的总功率最大,将滑动变阻器的金属滑片移至中点时,小灯泡恰好正常发光,如果继续向左移动时,电路中电阻变小,电流变大,小灯泡功率变大,可能会损坏,故当滑动变阻器的金属滑片移动至中点时,此时电路中电阻最小,此时电路中的电流为0.3A,此时电路耗的最大电功率为
Pmax=UI=6V×0.3A=1.8W
故C错误;
D.滑动变阻器消耗的电功率
P=I2R=()2R滑=R滑==
由上式可知,当滑动变阻器的阻值等于灯泡的阻值时,滑动变阻器消耗的电功率最大;当滑动变阻器的阻值大于或小于灯泡的阻值时,滑动变阻器消耗的电功率将变小,由C选项可知,滑动变阻器的阻值不能小于10Ω,故想要滑动变阻器消耗的电功率减小只能增大滑动变阻器的阻值,故滑动变阻器的阻值达到最大时,即为20Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最小,由B选项可知,此时电路中的电流为0.2A,则滑动变阻器消耗的最小电功率为
P=I2R=(0.2A)2×20Ω=0.8W
故D正确。
故选D。
第二部分 非选择题
二、填空题(每空1分,共25分)
13. 地球表面水平放置、能自由转动的小磁针指向南北,这是由于受到______作用。而磁针所指的方向不是正南、正北,世界上最早发现这一现象的是______。
【答案】 ①. 地磁场 ②. 沈括
【解析】
【详解】[1]地球是个巨大的磁体,地磁北极在地理南极附近、地磁南极在地理北极附近,地球表面水平放置、能自由转动的小磁针指向南北,这是由于受到地磁场的作用。
[2]地磁两极与地理两极并不重合,磁针所指的方向不是正南、正北,世界上最早发现这一现象的是在北宋学者沈括。
14. 体育课上,小明抛出甲篮球,运动轨迹如图所示;小华在相同高度以相同的速度竖直向上抛出质量相同的乙篮球。不考虑空气阻力,当篮球到达最高点时,甲篮球的重力势能______乙篮球的重力势能;当篮球下落至同一高度时,甲篮球的动能______乙篮球的动能,甲篮球的机械能______ (均选填“大于”“等于”或“小于”)乙篮球的机械能。
【答案】 ①. 小于 ②. 等于 ③. 等于
【解析】
【详解】[1]不计空气阻力,甲、乙两个篮球从抛出到最高点的能量转化都是动能转化为重力势能,而两篮球的初始速度和初始高度相同,则两篮球在初始位置动能和重力势能相同,乙篮球到最高点时速度为零,则动能为零,动能全部转化为重力势能,而甲篮球在最高点时竖直方向速度为零,水平方向速度不为零,故甲篮球在最高点时动能不为零,甲篮球从抛出到最高点部分动能转化为重力势能,所以最高点时甲篮球重力势能小于乙篮球重力势能。
[2]下落至同一高度时,两篮球的重力势能相同,不计空气阻力,运动过程中机械能守恒,所以两篮球的动能相同。
[3]不计空气阻力,甲篮球和乙篮球从抛出到落地机械能守恒,所以下落至同一高度时,甲篮球的机械能等于乙篮球的机械能。
15. 用如图所示的滑轮组将重200N的物体在10s内竖直匀速提升4m,机械效率为80%。则有用功为______J,拉力的功率为______W,若增大所提物体的质量,则滑轮组械效率将______(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
【答案】 ①. 800 ②. 100 ③. 增大
【解析】
【分析】
【详解】[1]拉力做的有用功
W有用=Gh=200N×4m=800J
[2]由η=可得拉力做的总功
W总===1000J
拉力的功率为
P==100W
[3]若增大所提物体的质量,有用功增加,而额外功一定,所以有用功在总功中所占的比例增大,机械效率增大。
16. 如图,甲,乙为两只相同电表,当闭合S1,S2时,甲,乙两表示数之比为4:3,则两表均为“______” 表,两电阻大小之比R1:R2为______,电路总功率为P1,同时更换两电表种类,调整开关状态,使两表均有正常示数,此时电路总功率为P2,则P1:P2为______。
【答案】 ①. 电压 ②. 1:3 ③. 3:16
【解析】
【分析】
【详解】[1]当闭合S1,S2时,若甲是电流表,会造成电源短路,因此甲是电压表,若乙是电流表,两表示数单位分别为A和V,示数之比无法为4:3,则两表均为电压表。
[2] R1、R2串联,甲测总电压,乙测R2两端电压,两表之比为4:3,即
可求得
[3]两表均为电压表时,总功率为
同时更换两电表种类,即两表为电流表,要使两表均有正常示数,应闭合S1,断开S2,使R1、R2并联,此时总功率为
因此前后总功率之比为
17. 右图为某海尔冰箱铭牌上的部分技术参数,正常情况下,该电冰箱每天消耗的电能为______。假设电冰箱在压缩机停止工作时不消耗电能,且每次制冷时压缩机工作15min,则该电冰箱每天启动______次。
【答案】 ① 1.2 ②. 32
【解析】
【详解】[1][2]由表格数据可知该电冰箱24h消耗的电能为1.2 kW·h,即每天消耗的电能为1.2 kW·h;该电冰箱压缩机在一天内工作的总时间为
已知每次制冷时压缩机工作15min,即0.25h,所以该电冰箱每天启动的次数为
18. 2021年底兴化市中小学校教室照明提升改造工程完成,所采用的LED灯具有节能、环保的特点,某LED防眩灯的额定电压为220V、额定功率为36W,则该灯的额定电流为______A。与普通白炽灯相比,在达到相同亮度的条件下,假设LED可以节约85%的电能,则这个LED灯与功率为______W的白炽灯亮度相当。
【答案】 ①. 0.16 ②. 240
【解析】
【详解】[1]该灯泡的额定电流
[2]假设两种灯泡正常发光的时间为t,则LED消耗的电能
W1=Pt=36W•t
白炽灯消耗的电能
W2=P白t
由题意知,在达到相同亮度的条件下,LED灯可以节约85%的电能,则
解得P白=240W
19. 小明家电扇铭牌上标有“220V 66W”字样,通过查找资料,得知该电扇的电动机电阻为8Ω,则该电扇正常工作5min,产生的热量为______J,获得了______J的机械能。
【答案】 ①. 216 ②. 19584
【解析】
【详解】[1]电风扇工作时的电流为
产生的热量为
Q=I2Rt=(0.3A)2×8Ω×5×60s=216J
[2]风扇工作时消耗的电能为
W=UIt=220V×0.3A×5×60s=19800J
风扇获得的机械能为
W机械=W-Q=19800J-216J=19584J
20. 如图是小明自制的一种测定油箱内油面高度的装置。油量表是由量程为0~0.6A的电流表改装而成的,滑动变阻器R的最大阻值为20Ω,从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。已知电源电压为12V,当油箱内油面高度最高时,R的金属滑片在最下端,油量表指针满偏;当油箱内没有油时,R全部接入电路,油量表的读数最小。则R0的阻值是______Ω,油量表的最小读数是______A;当油箱内油面的高度降为最高油面一半时,滑片正好在R的中点,此时油量表的读数是______A,据此推理油量表的刻度______(“均匀/不均匀”)。
【答案】 ①. 20 ②. 0.3 ③. 0.4 ④. 不均匀
【解析】
【分析】
【详解】[1]当油箱内油面高度最高时,R的金属滑片在最下端,此时电路中只有R0接入电路,油量表指针满偏,其示数I0=0.6A,则R0的阻值
[2]当油箱内没有油时,R全部接入电路,油量表的读数最小,此时电路总电阻
此时电路电流
[3] 当油箱内油面的高度降为最高油面一半时,滑片正好在R的中点,此时油量表的读数
[4]当R接入电路的电阻为0时,电路电流为0.6A;当R接入电路的电阻为R的一半时,电路电流为0.4A;当R全部接入电路时,电路电流为0.3A。由此判断理油量表的刻度是不均匀的。
21. 人工心脏泵可短时间代替心脏工作,如图是该装置的示意图,磁体固定在左侧,线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁),活塞筒通过阀门与血管相通,阀门S1只能向外开启,S2只能向内开启,线圈中的电流从A流向B时,电磁铁左端是______极,活塞向______运动,血液会______(选填“流入”或“流出”)活塞筒。该装置工作时,是通过改变______来改变活塞的运动方向的。
【答案】 ①. S ②. 左 ③. 流入 ④. 线圈AB的电流方向
【解析】
【详解】[1]线圈中的电流从A流向B,根据安培定则分析可知,电磁铁右端是N极,左端是S极。
[2]图中,磁体固定在左侧,右端是N极,电磁铁在磁铁的右侧,电磁铁的左端是S极,根据异名磁极相吸的规律可知,此时磁铁和电磁铁相互吸引,活塞向左运动。
[3]活塞筒通过阀门与血管相通,阀门S1只能向外开启,S2只能向内开启,当活塞向左运动时,活塞筒内的空间增大,此时血液流入活塞筒。
[4]当改变线圈AB的电流方向时,根据安培定则,电磁铁的N、S极会发生改变,活塞的运动方向也会发生改变,血液的流动方向也会发生改变。
三、解答题(共51分)
22. 动滑轮实质是杠杆,请在图中标出支点并作出动力臂;
【答案】
【解析】
【详解】动滑轮最右侧为支点O,支点到动力作用线的距离是动力臂l1,如图
23. 如图,将插座和控制插座的开关正确接入家庭电路中。
【答案】
【解析】
【详解】根据安全用电的原则,开关接在三孔插座与火线之间;三孔插座的上面的孔接地线,左面的孔接零线,右面的孔通过开关接火线,如下图所示:
24. 磁体旁的小磁针静止时所指的方向如图所示。请在括号中标出磁体左端的磁极并画出通过小磁针中心的一条磁感线。
【答案】
【解析】
【分析】
【详解】图中小磁针静止时其N极向左,说明该点的磁场方向向左,即通过小磁针中心的磁感线向左;因磁体周围的磁感线从N极发出,回到S极,故磁体的左侧为S极,右侧为N极;如图所示:
25. 小明学习了热学的有关知识后,知道了水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),他想估算自己家所用的天然气灶的效率,他在铁锅中装人3kg水,并将其放在天然气灶上从15℃加热到75℃,加热前后小明观察了天然气表(如图),上面的示数分别为:m3和m3。
(1)天然气表上标有“严禁明火查漏”的警示,请说出原因。
(2)水从15℃升高到75℃吸收了多少热量?
(3)若铁锅吸收的热量不考虑,则该天然气灶烧水的效率大约是多少?(q天然气约为3.9×107J/m3)
【答案】(1)天然气遇到明火易发生爆炸;(2)7.56×105J;(3)51%
【解析】
【详解】解:(1)天然气遇到明火易发生爆炸(答成“被点燃”也可)。
(2)水从15℃升高到75℃吸收热量为
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×3kg×(75℃-15℃)=7.56×105J
(3)加热前后天然气用量
V=1234605 m3-1234.567 m3=0.038 m3
天然气燃烧放出的热量为
Q放=qV =3.9×107J/m3×0.038 m3=1.482×106J
该天然气灶烧水的效率
答:(1)天然气表上标有“严禁明火查漏”的原因是天然气遇到明火易发生爆炸;
(2)水从15℃升高到75℃吸收的热量是7.56×105J;
(3)该天然气灶烧水的效率大约是51%。
26. 某型号的电饭锅有高温烧煮和焖饭保温两挡,其测试电路如图所示。
(1)分析电路可知,当开关S置于a触点时,此时电饭锅处于哪一挡?
(2)若开关S先后置于不同触点时,电路中的电流表分别为5A和0.1A,则该电饭锅高温烧煮挡的功率是多大?
(3)电阻R0、R的阻值各是多少?
【答案】(1)焖饭保温挡;(2)1100W;(3)44Ω,2156Ω
【解析】
【详解】解:(1)当开关S置于a触点时,两电阻串联,开关S置于触点b时,R短路,电路为R0的简单电路,由串联电路总电阻大于其中任一电阻,根据可知,S置于a触点时,此时功率较小,故此时电饭锅处于焖饭保温挡。
(2)当开关S置于b触点时(为高温挡),因此时电路的电阻小,由欧姆定律,此时电路的电流大,即此时电路中电流为5A,该电饭锅高温烧煮挡的功率是
P烧煮=UI烧煮=220V×5A =1100W
(3)根据欧姆定律可知
当开关S置于 a触点,电阻R0、R串联,则电路中此时电流为0.1A,由欧姆定律,串联电阻的大小为
根据串联电阻的规律
R= R串-R0=2200Ω-44Ω=2156Ω
答:(1)当开关S置于a触点时,此时电饭锅焖饭保温挡;
(2)则该电饭锅高温烧煮挡的功率是1100W;
(3)电阻R0、R的阻值分别为44Ω、2156Ω。
27. 下面两个探究实验中:
(1)图甲的实验是通过 ______ 比较小车动能的大小;图乙的实验是通过 ______ (填“加热时间”或“温度计升高的示数”)比较两种燃料完全燃烧放出热量的多少;
(2)图甲的实验中,使同一小车从斜面不同高度由静止滑下,是为了探究动能大小与 ______ 的关系;图乙实验中不仅要选择两套完全相同的装置,还要控制两种燃料的 ______ 相等。
【答案】 ①. 小木块被撞击移动的距离 ②. 温度计升高的示数 ③. 速度 ④. 质量
【解析】
【详解】(1)[1][2]图甲的实验是通过观察小木块被推动距离,间接的知道物体动能的大小,木块被推动距离越远,物体的动能越大;图乙的实验是通过观察温度计示数的升高,间接比较两种燃料完全燃烧放出热量的多少,温度计示数升高的越多,燃料完全燃烧放出的热量越多。
(2)[3]图甲实验中通过改变小车下滑的高度来改变小车的速度;保持小车的质量不变,只改变速度的大小,实验探究的是小车动能的大小与速度的关系。
[4]为了比较热值大小要用不同燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过液体升高的温度得出吸热多少,进而判断热值大小,图乙中不仅要选择两套完全相同的装置,还要控制两种燃料的质量是相同的。
28. 用如图甲所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,该电路中Rx为待测电阻,R为电阻箱(符号为),S为单刀双掷开关,R0是阻值为50Ω的定值电阻。某同学用该电路进行实验,主要步骤有:
A.把开关S接到b点,调节电阻箱,使电流表的示数为I;
B.读出电阻箱的示数R;
C.把开关S接到a点,读出电流表的示数为I;
D.根据电路图连接电路,将电阻箱的阻值调至最大。
(1)上述步骤的合理顺序是______(只填写序号);
(2)电路中接入电阻R0的目的是______;
(3)在步骤A中,调节如图乙所示电阻箱四个旋钮时,最先调节的是“×______”(填旋钮下方数字),并沿合理的旋转方向调节旋钮。若电阻箱调节好后示数如图乙所示,则待测电阻的阻值为______Ω;
(4)若将定值电阻R0换成最大阻值为50Ω的滑动变阻器,关于滑动变阻器的作用下列说法正确的是( )
A.若步骤A中难以使电流表示数为I,可调节滑动变阻器实现
B.仅能作为阻值为50Ω的定值电阻使用
C.可以改变步骤C中的电流表示数,便于实验读数
D.滑动变阻器接入电路中阻值最大可保护电路,步骤D中电阻箱的阻值无需调至最大
(5)根据上述测量方法,只用电压表也能测量待测电阻,请在丙图中画出电压表的连接______。
【答案】 ①. DCAB ②. 保护电路 ③. 1000 ④. 47 ⑤. C ⑥.
【解析】
【详解】(1)[1]连接电路时,应将变阻箱旋钮旋到阻值最大处,保护电路,电源电压不变,闭合开关,先测量流过未知电阻的电流,再将开关连接到b点,调节变阻箱的阻值,使流过电阻箱的电流与流过未知电阻的电流相等,则电阻箱的阻值为未知电阻的阻值,所以合理的顺序是DCAB
(2)[2]电路中接入电阻R0的目的是保护电路,为了避免开关闭合时,电路中电流过大,烧坏用电器,所以闭合开关前将电阻箱调到阻值最大处,保护电路,同时为了避免调节变阻箱时,电路中电流过大,在电路中接入电阻R0保护电路。
(3)[3]调节变阻箱的原则是先大后小,所以最先调节“×1000”的旋钮。
[4]由图可知,变阻箱的阻值为47Ω。
(4)[5]A.步骤A中,电流表的示数是根据步骤C中电流表的示数调节的,要通过调节电阻箱的阻值大小使电流表的示数为I,故A错误;
B.可以通过调节滑动变阻器的阻值,使电路中电流表方便读数,故B错误;
C.开关S接a时,电流表测电路中的电流,可以通过调节滑动变阻器的阻值,使开关S接b时,方便电流表读数,减小误差,故C正确;
D.在开关闭合前,滑动变阻器要调到阻值最大处,故D错误;
故选C。
(5)[6]开关S接a时,未知电阻Rx与R0串联,电压表测量电阻Rx的电压,记录此时电压表的示数为U',将开关S接b,未知电阻Rx与R0串联,电压表测量电阻箱的电压,调节电阻箱的旋钮,使电压表的示数与U'相同,则此时电阻箱的阻值就是未知电阻的阻值。电路连接如图所示:
29. 在“探究电流与电阻的关系”的实验中,小华连接的电路如图甲所示。
(1)用笔画线将实物图(图甲)连接完整______(要求导线不交叉,当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大);
(2)改正后,用5Ω电阻进行实验,电压表示数为U时,电流表示数I1如图乙所示,是______A。之后,用10Ω电阻替换5Ω电阻继续实验,发现电压表指针偏转超量程,电流表有示数,他操作中存在的问题是______;
(3)小华正确测量了三组数据(见上表),她还想用手边200Ω电阻获取第四组数据,你认为她选择该电阻______(填“能”、或“不能”)获得可靠的相应数据,理由______;
(4)请根据实验获得的数据写出实验结论:______。
【答案】 ①. ②. 0.6 ③. 更换电阻后没有把变阻器的滑片移动到B端 ④. 不能 ⑤. 电路中的电流小于电流表小量程的分度值0.02A,电流表无法测量电流大小 ⑥. 电压不变时,电流与电阻成反比
【解析】
【详解】(1)[1]根据滑动变阻器滑片向右滑动时,接入电路的阻值变大知道,应将滑片以左电阻丝连入电路,电路连接如下
(2)[2]改正后,由图甲知道,电流表选用小量程,由图乙知道,分度值为0.02A,电流是0.6A。
[3]根据题意知道,用10Ω电阻替换5Ω电阻继续实验时,发现电压表指针偏转超量程,即电压表超过3V,电流表有示数,则电路为通路,由于连接电路、更换电阻时,开关要断路,且将变阻器的最大电阻连入电路中,所以,操作中存在的问题应是:更换电阻后,没有把滑动变阻器的滑片移动到B端,就闭合了开关。
(3)[4][5]根据题意知道,实验过程中电压不变,由欧姆定律,第1次实验电阻的电压
U=IR=0.6A×5Ω=3V
由欧姆定律知道,当定值电阻为200Ω时,电路中的电流为
由于电路中的电流小于电流表小量程的分度值0.02A,电流表无法测量电流大小,所以此电阻不适合。
(4)[6]分析表中数据知道,电阻是原来的几倍,通过的电流为原来的几分之一,即得出的结论是:电压不变时,电流与电阻成反比。
30. 小华用图甲所示电路来测量小灯泡的电功率(部分器材的规格已标明)。
(1)图甲是小华正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处:①______;②______;
(2)闭合开关进行实验,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数始终为3V,而电流表示数始终为零。已知仅导线发生故障,则图甲中导线______(选填“①”“②”或“③”)发生了______(填写故障名称);
(3)小华进行了六次实验,记录实验数据并在U﹣I图像中描点,得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙所示。则根据记录的数据和图像可知:
①小灯泡的额定功率为______W;
②实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为( )
A.5Ω 2A B.10Ω 2A C.20Ω 1A D.30Ω 1A
【答案】 ①. 连接电路时,没有断开开关 ②. 闭合开关前,滑片未置于最大阻值处 ③. ① ④. 断路 ⑤. 0.75 ⑥. D
【解析】
【详解】(1)[1][2]为了避免电路连接时发生短路,烧坏用电器,所以开关应该断开;为了避免开关闭合时电路中的电流过大,烧坏用电器,所以开关闭合前,滑动变阻器的滑片要滑到阻值最大处,由图可知,有两个不妥之处:①开关闭合;②没有将滑动变阻器的最大电阻连入电路。
(2)[3][4]电流表示数始终为零,电路可能断路,电压表示数始终为3V,说明电压表与电源连通,已知仅导线发生故障,则图甲中导线①发生了断路,导致电压表串联在电路中。
(3)[5]根据U-I图像知,灯在额定电压下的电流为0.3A,小灯泡的额定功率
P=ULI=2.5V×0.3A=0.75W
[6]根据U-I图像知,灯泡的电压为0.5V时,电流为0.1A,由串联电路的规律及欧姆定律可知,此时,实验中所使用的滑动变阻器连入电路的电阻
故滑动变阻器规格可能为30Ω 1A,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
31. 为估测各用电器的实际功率。
(1)小明打开客厅内的一盏节能灯,节能灯正常发光。接着找到了他家的电能表,如图所示,由此可知小明家中的用电器的总功率最大不能超过______W;
(2)他以指示灯某一次闪烁开始计时计数,发现1min中内电能表指示灯闪烁了50次,根据数据可算出小明家电路中电流做功的功率为______W;
(3)小明感到结果与普通节能灯的功率明显不符,其原因最可能是( )
A.小明家的节能灯比较特殊,功率很大
B.小明在时间测量中存在一定的误差
C.小明没有关闭其他的用电器
D.小明在计数存在错误
(4)小明解决了研究中存在的问题后,再次回到电能表前,仍以指示灯某一次闪烁开始计时,计时1min,电能表指示灯还未闪烁,至此仍无法计算节能灯电功率。于是他翻开课本,发现课本中原方案是:测量3min内电能表指示灯闪烁的次数,计算出节能灯的电功率;而小明结合实际情况,经过思考提出他的方案:测量电能表指示灯闪烁3次所用时间,计算出节能灯的电功率。针对此次测量你认为______(选“课本”或“小明”)的方案更合理,用另一种测量方法测得节能灯的功率______(选“大于”“等于”或“小于”)此时节能灯的实际功率;
(5)小明按自己方案操作以指示灯某次闪烁开始计时,到指示灯第3次闪烁时,历时刚好360s,则小明家节能灯的电功率______W。
【答案】 ①. 8800 ②. 1000 ③. C ④. 小明 ⑤. 小于 ⑥. 10
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知,电能表允许通过的最大电流为40A,所以家中用电器的总功率不能超过
P大=UI=220V×40A=8800W
(2)[2]1min中内电能表指示灯闪烁了50次,故闪烁50次消耗的电能
电流做功的功率
(3)[3]A.节能灯的功率大约十几瓦,节能灯的目的是节能,如果功率很大,相同时间消耗的电能与普通灯泡相同,没有做到节能,故A不符合题意;
B.如果小明在时间测量中存在一定的误差,则计算出的功率相差较小,不会非常大,如果相差非常大,是时间测量上的错误,不能称为误差,故B不符合题意;
C.此时计算出的结果为1000W,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C符合题意;
D.如果计数错误,则计算出的功率相差较小,不会非常大,故D不符合题意。
故选C。
(4)[4]据实际情况可知,若是节能灯的功率很小,所以即使是工作3min,所消耗的电能仍然是很少的,所以也有可能闪烁不了几次,故不好记录;故若测量电能表指示灯闪烁3次所用时间是比较好记录的,所以据此方法计算出节能灯的电功率更合理,故小明的方案更合理。
[5]用另一种方法测得的电能偏小,根据可得,测得的电功率比实际功率小。
(5)[6]此时消耗的电能是
故此时节能灯的电功率
Haier冷藏冷冻箱
额定电压
220V
额定功率
150W
额定功率
1.2 kW·h /24h
U
次数
电阻/Ω
电流/A
1
5
I1
2
10
0.3
3
15
0.2
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