2023-2024学年山东省聊城市临清市九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析)
展开1.“墙角数枝梅,凌寒独自开。遥知不是雪,为有暗香来”。寒冬梅花香气扑鼻而来,这是因为( )
A. 分子之间存在引力B. 分子之间存在斥力
C. 分子之间没有空隙D. 分子不停地做无规则运动
2.下列物体通常情况下属于导体的是( )
A. 橡胶轮胎B. 塑料直尺C. 陶瓷茶杯D. 铁钉
3.下列关于内能知识的描述正确的是( )
A. 物体温度越高内能越大,所以0℃的冰没有内能
B. 温度越高的物体含有的热量越多,所以0℃的冰没有热量
C. 摩擦生热是通过做功的方式改变了物体的内能
D. 物体吸收热量,内能增加,温度一定升高
4.由欧姆定律I=UR变形可得R=UI,下列说法正确的是( )
A. 导体电阻大小跟它两端的电压成正比
B. 导体电阻大小跟通过它的电流成反比
C. 导体电阻大小由它两端电压和通过电流决定
D. 导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值
5.“践行低碳环保,倡导绿色出行”,常德市城区共享单车、共享电动车、电动公共汽车为市民的绿色出行提供了方便。电动公共汽车的动力来源于电动机,前后两门(电路开关)中任意一个门没有关闭好,电动公共汽车都无法行驶。图中符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
6.定值电阻R的U−I关系图象如图所示,当该电阻两端电压为3V时,通过它的电流为( )
A. 1A
B. 2A
C. 3A
D. 4A
7.选项图中能够直接测出灯L1电流的电路是( )
A. B.
C. D.
8.在如图所示的各场景中,符合安全用电要求的是( )
A. 在电线上晾晒湿衣服
B. 同时使用大功率电器过多
C. 冰箱外壳接地
D. 双手同时分别接触火线和零线
9.如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中,且R1
B. 闭合开关后,通过R1的电流大于R2的电流
C. 闭合开关后,甲管中液面上升比乙慢
D. 闭合开关后,要使电流增大,应将滑动变阻器滑片P向左移动
10.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向左滑动的过程中,下列判断正确的是( )
A. 电压表示数变小
B. 灯泡变亮
C. 电流表示数变小
D. 电压表的示数与电流表的示数的比值变小
二、多选题:本大题共3小题,共12分。
11.下列现象和推断符合实际的是( )
A. 如图现象:抽去玻璃板,两瓶中的气体都会变成红棕色。推断:分子在不停地做无规则运动
B. 如图现象:稍稍用力向上拉玻璃板,弹簧测力计示数变大。推断:分子间只有引力没有斥力
C. 如图现象:棉花被点燃。推断:外界对物体做功,物体的内能增大,温度升高
D. 如图现象:当塞子跳起时瓶内出现白雾。推断:物体对外界做功,物体内能减小,温度降低
12.如图所示电路的电源电压为1.5V,电阻R1的阻值为2Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.3A,则( )
A. 通过R2的电流大于0.3A
B. 电阻R1和R2是串联的
C. 电压表的示数为0.6V
D. 电阻R2的阻值为3Ω
13.如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为6V,闭合开关S后,当滑片P从R的一端滑到另一端的过程中,小灯泡的I−U关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为6V
B. 小灯泡的额定功率为6W
C. 滑动变阻器的最大电阻为6Ω
D. 滑动变阻器阻值最大时,滑动变阻器10s内产生的热量为22.5J
三、填空题:本大题共5小题,共10分。
14.如图是汽油机工作过程中的______冲程。一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min,则该汽油机每秒内对外做功______次。
15.如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的两个金属箔张开一定的角度,张开是因为在这个过程中______(“产生了电荷”或“电荷发生转移”),此时验电器的金属箔带______电。
16.在家庭电路中,为了防止触电事故的发生,应该将用电器的开关安装在______(填“火线”或“零线”)和用电器之间。如图所示,用螺丝刀形状的试电笔辨别火线、零线时,正确的使用方法是______(填“甲”或“乙”)。
17.图甲所示电路的电源电压为3V,闭合开关后,两电流表的指针偏转均如图乙所示,则电路的总电阻为______Ω;断开开关后,电阻R2的阻值为______Ω。
18.小良家的电能表如图所示,此时电能表的读数为______kW⋅h,他关闭了家中的其它用电器,现用一台标有“220V,2000W”的电热水壶烧水,正常工作6min,则电能表的转盘转了______转。
四、作图题:本大题共2小题,共4分。
19.如图,请用笔画线代替导线,将三孔插座、开关和电灯分别接入电路。
20.根据实物图,在虚线框中画出与之对应的电路图。
五、实验探究题:本大题共3小题,共15分。
21.为了探究“不同物质的吸热能力”,在两个相同的容器中分别装入质量、初温都相同的两种液体A、B,并且用相同的装置加热,如图甲所示。
(1)实验中,可以通过比较______(选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映两种液体吸收热量的多少;
(2)加热到4min时,液体B的温度如图乙所示,此时温度计示数是______ ℃;
(3)有图像分析可知,液体______(选填“A”或“B”)吸热能力强;冬天,如果你想自制暖手袋,应选液体______(选填“A”或“B”)作为供暖物质,其效果更佳;
(4)上述实验中,主要用到的科学探究方法有转换法和______法。
22.在“测量小灯泡的电阻”实验中,选用的器材有:干电池、额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)正确连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于______(选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,造成这一现象的原因可能是______。(选填字母代号)
A.电流表短路
B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路
(4)排除故障后,移动滑片P使电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为______ A,小灯泡正常发光时的电阻为______Ω。
23.小周利用如图甲所示电路,测量标有“2.5V”字样的灯泡L正常发光时的电功率。请按要求完成下列问题:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整;
(2)在连接电路的过程中,开关断开滑动变阻器的滑片移至______端(选填“A”或“B”);
(3)连接好电路后,闭合开关S,发现电压表的示数为0.5V,为使灯泡L两端电压达到额定电压,应向______端(选填“A”或“B”)移动滑动变阻器的滑片P,直到观察到电压表示数为2.5V。此时,电流表示数如图乙所示,电流表示数为______ A,则灯泡L正常发光时的电功率为______ W。
六、计算题:本大题共3小题,共29分。
24.近些年来,国家大力提倡开发各种绿色可再生能源,助力实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。如图所示是某风力发电场,总装机容量5×104kW,年发电量(即电能)9×107kW⋅h。(煤的热值为3.0×107J/kg)问:
(1)该风电场年发电时间可达多少h?
(2)如果某火力发电站的发电效率为40%,(即完全燃烧煤放出的热量有40%用来发电)要得到相同的电能,每年需要多少t煤?
25.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为30Ω,闭合开关S1,断开开关S2,电流表A1的示数为0.3A;闭合开关S1和S2,电流表A2的示数为1.2A。求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R2的阻值。
26.如图所示的电路中,电源电压恒定为4.5V,灯泡L上标有“”字样(灯丝电阻不变),定值电阻R1阻值为15Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω1A”,电流表量程为0−0.6A,电压表量程为0−3V,求:
(1)小灯泡L的电阻;
(2)闭合开关S、断开开关S1、S2,电流表示数为0.3A,此时滑动变阻器R2连入电路的阻值;
(3)闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器的滑片滑至最右端,通电1min定值电阻R1产生的热量;
(4)闭合开关S、S1、S2,在确保电路各元件安全的情况下,滑动变阻器R2的最大功率。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】【解答】
寒冬梅花香气扑鼻而来,是因为梅花花香中含有的分子不停地做无规则运动,向四周扩散,使诗人闻到梅花花香。
故选:D。
【分析】
根据分子的基本特征判断:分子间存在相互作用的引力和斥力;分子之间有间隔;分子不停地做无规则运动。
本题考查了分子动理论的知识,难度不大。
2.【答案】D
【解析】解:通常情况下,橡胶轮胎、塑料直尺、陶瓷茶杯不容易导电,属于绝缘体;铁钉容易导电,属于导体。
故ABC错误,D正确。
故选:D。
容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体。
此题考查了导体与绝缘体的辨析,比较简单,属基础题目。
3.【答案】C
【解析】解:A、因为物体的分子永不停息地做无规则的运动,所以任何物体都有内能,0℃的冰仍具有内能,故A错误;
B、热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,故B错误;
C、摩擦生热是通过做功的方法改变物体的内能,将机械能转化为内能,故C正确;
D、物体吸收热量,内能增大,但温度不一定升高,比如:晶体在熔化过程中吸收热量,而温度保持不变,故D错误。
故选:C。
(1)物体的内能与质量、温度和状态有关;一切物体在任何情况下都有内能;
(2)热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量;
(3)做功和热传递都可以改变物体的内能;
(4)内能的大小与质量、温度、状态等因素有关。
本题围绕热学中的一些基本概念的理解进行了考查,包括温度、热量、内能等,综合性强,应熟练掌握、深入理解。
4.【答案】D
【解析】解:导体的电阻是导体本身所具有的阻碍电流的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关,电阻不随着电压和电流的改变而改变,导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值。
故选:D。
导体的电阻是导体本身所具有的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关。但可以用导体两端的电压与通过导体的电流的比值求出其大小。
本题考查欧姆定律及其公式变形的应用,关键知道影响电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积和温度,与导体两端的电压和通过的电流没有关系。
5.【答案】B
【解析】解:由题知,电动机要由前、后两门(电路开关)关闭同时控制,任意一个门没有关闭好电动机都不能工作,则电动公交车无法行驶,所以前、后两门中的电路开关应串联连接同时控制电动机,符合要求的电路只有B图。
故选:B。
只有当两个门都关上时,电动机才能工作,两个开关控制一个电动机,所以两个开关为串联,据此分析。
会设计串联电路和并联电路,并且知道串并联电路中开关的作用,属于常考题。
6.【答案】A
【解析】解:由图可知通过该电阻的电流为2A时,电阻两端的电压为6V,
根据欧姆定律可得电阻的阻值R=UI=6V2A=3Ω,
当该电阻两端电压为3V时,通过它的电流为I′=U′R=3V3Ω=1A。
故选:A。
由图可知通过该电阻的电流为2A时,电阻两端的电压为6V,根据欧姆定律计算电阻的阻值,进一步计算当该电阻两端电压为3V时通过它的电流。
本题考查欧姆定律的简单运用,属于基础题。
7.【答案】C
【解析】解:A、图中电流表与灯L1串联,但电流表的正负接线柱接反了,故A不合题意;
B、图中电流表串联在干路中,测的是干路电流,故B不合题意;
C、图中电流表与灯L1串联,电流表的正负接线柱接法正确,能够直接测量通过灯L1的电流,故C符合题意;
D、图中电压表与灯L1串联,不能测灯L1的电流,故D不合题意。
故选:C。
电流表应该与被测用电器串联,并且使电流从正接线柱流入,负接线柱流出,据此判断。
熟知电流表的连接方法,会判断电流表与哪个用电器串联,并注意电流表的正负接线柱接法,是解答的关键。
8.【答案】C
【解析】解:A、生活用水容易导电,在电线上晾晒湿衣服,会造成漏电或触电,故A错误;
B、同时使用的大功率电器过多,总电流太大,容易引起火灾,故B错误;
C、冰箱的金属外壳接地是为了防止外壳带电而发生触电,符合安全用电的原则,故C正确;
D、双手同时分别接触火线和零线,会造成触电事故,故D错误。
故选:C。
(1)生活用水容易导电;
(2)家庭电路中电流过大的原因:短路、用电器总功率过大;
(3)有金属外壳的用电器,金属外壳必须接地;
(4)人体在接触火线的同时又接触了零线或大地,会形成双线触电。
本题考查了安全用电的原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体。有金属外壳的用电器,金属外壳必须接地。
9.【答案】C
【解析】【解析】AB、图中两电阻串联,通过的电流和通电时间相等,而电阻不同,故可研究电流产生的热量与电阻的关系,AB错误;
C、根据Q=I2Rt,因R1
故选:C。
本题探究探究焦耳定律,考查转换法和控制变量法的运用及串联电路的规律及焦耳定律、欧姆定律的运用。
电阻丝产生的热量不易直接观察,可给等质量的气体加热,气体吸热越多,气体膨胀程度越大,U形管内的液面高度差越大,采用了转换法;
10.【答案】C
【解析】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
A、在滑动变阻器滑片P向左滑动过程中,接入电路中的电阻变大,根据串联电路的分压关系可知,电压表的示数变大,故A错误;
B、因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,根据串联电路的分压关系可知,灯泡两端的电压变大,由P=U2R可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮,故B错误;
C、电路中的总电阻变大,由I=UR可知,电路中的电流变小,电流表的示数变小,故C正确;
D、由电压表示数变大、电流表的示数变小可知,电压表V与电流表示数比值变大,故D错误。
故选:C。
由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据串联电路的电压特点可知变阻器两端的电压变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,根据变阻器两端的电压变化分析灯泡两端电压的变化,根据P=U2R可知,灯泡实际功率的变化,进一步可知其亮暗的变化,进一步可知电压表V与电流表A示数比值变化。
本题考查了电路的动态分析,涉及到串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,正确的判断电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
11.【答案】ACD
【解析】解:
A、抽去玻璃板后,两瓶中的气体逐渐混合,属于扩散现象,说明气体分子在不停地做无规则运动,故A正确;
B、因为玻璃和水接触在一起,并且玻璃分子和水分子间的距离在引力作用的范围内,故水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力,故向上拉玻璃板时,弹簧测力计的读数将变大,该实验不能说明分子之间无斥力,故B错误;
C、将活塞迅速下压,压缩气体做功,使筒内的气体内能变大,温度升高,达到棉花的燃点,使棉花燃烧,故C正确;
D、向烧瓶内打气,当瓶塞跳出时,瓶内气体膨胀对外做功,温度降低,内能减小,水蒸气液化形成白雾,说明物体对外界做功,物体内能减小,故D正确。
故选:ACD。
(1)物质是由大量分子组成的,组成物质的分子永不停息地做无规则的运动,扩散现象说明分子做无规则的运动;
(2)物质是由分子组成的,分子间存在相互作用的引力和斥力;
(3)(4)做功可以改变物体的内能,对物体做功,物体的内能增大,物体对外做功,内能减小。
本题考查了分子动理论、改变内能的方法、液化现象,属于基础题目。
12.【答案】BCD
【解析】解:闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表测R1两端的电压,
串联电路各处电流相等,电流表的示数为0.3A,所以通过两电阻的电流都为0.3A,故A错误,B正确;
R1两端的电压:U1=IR1=0.3A×2Ω=0.6V,即电压表的示数为0.6V,故C正确;
因串联电路总电压等于各部分电压之和,则R2两端的电压U2=U−U1=1.5V−0.6V=0.9V,
根据欧姆定律可得定值电阻R2的阻值为:R2=U2I=Ω,故D正确。
故选:BCD。
闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表测R1两端的电压,
根据串联电路电流特点和电流表的示数确定通过两电阻的电流,根据U=IR计算R1两端的电压,根据串联电路电压规律计算R2两端的电压,根据欧姆定律计算定值电阻R2的阻值。
本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用,属于基础题。
13.【答案】ABD
【解析】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端的电压,电流表测量电路中的电流;
A、由电路图可知,滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,电压表测电源的电压,由图象可知,电路中的最大电流为1A,电压表的最大示数为6V,则电源的电压为6V,故A正确;
B、因灯泡两端的电压和额定电压相等时,灯泡的实际功率和额定功率相等,所以,灯泡的额定功率:PL=ULIL=6V×1A=6W,故B正确;
C、当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图象可知,电路中的最小电流I=0.5A,灯泡两端的电压UL′=1.5V,
因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−UL′=6V−1.5V=4.5V,
由I=UR可得,滑动变阻器的最大阻值:R滑=U滑I小=Ω,故C错误;
D、滑动变阻器阻值最大时,滑动变阻器10s内产生的热量为:Q=W=U滑I小t=4.5V×0.5A×10s=22.5J,故D正确。
故选:ABD。
(1)由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端的电压,电流表测量电路中的电流;当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,电压表测电源的电压,由图象读出电流和电压值即可得出电源的电压,此时灯泡两端的电压和额定电压相等,根据P=UI求出灯泡的额定功率;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,电路的总功率最小,根据图象读出电表的示数,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;
(3)根据Q=W=UIt求出滑动变阻器产生的热量。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据图象读出有用的信息。
14.【答案】做功 30
【解析】解:图中进气门和排气门关闭,活塞向下运动,火花塞产生电火花,故此冲程为汽油机的做功冲程;
汽油机的一个工作循环中,经历四个冲程,飞轮转动两周,对外做功一次,因为该汽油机飞轮的转速是3600r/min=60r/s,所以飞轮每秒转动60周,则汽油机每秒钟对外做功30次。
故答案为:做功;30。
根据气门的闭合情况、活塞的运动方向判定是哪个冲程;在四冲程内燃机曲轴转一圈,完成2个冲程,1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。
本题考查了内燃机的工作过程,知道汽油机的一个工作循环中,经历四个冲程、飞轮转动两周、对外做功一次是解题的一个关键。
15.【答案】电荷发生转移 负
【解析】解:
毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,多余电子,若将其接触验电器的金属球,电子从橡胶棒转移到验电器上,验电器的金属箔因带同种电荷相互排斥而张开一定的角度;此时验电器的金属箔带负电。
故答案为:电荷发生转移;负。
(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。
(2)橡胶棒因为多余电子而带负电荷,接触验电器金属球后橡胶棒上多余的电子会转移到验电器上,验电器因为得到电子而带上负电。
本题考查验电器的原理及使用,解答此题的关键是知道橡胶棒所带的电荷种类,以及验电器的工作原理。
16.【答案】火线 甲
【解析】解:在家庭电路中,为了防止触电事故的发生,应该将用电器的开关安装在火线和用电器之间。如图所示,用螺丝刀形状的试电笔辨别火线、零线时,正确的使用方法是甲。
故答案为:火线;甲。
(1)家庭电路的开关要安装在火线和用电器之间。
(2)使用试电笔时,手必须接触笔尾金属体,不能接触笔尖金属体。
知道家庭电路的组成和安全用电;知道试电笔的使用方法。
17.【答案】22.5
【解析】解:由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流。
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A2示数大于电流表A1的示数,所以电流表A2的量程为0∼3A,分度值为0.1A,示数为1.5A,即I=1.5A;
根据欧姆定律可得电路总电阻R=UI=3V1.5A=2Ω;
电流表A1的量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,即I1=0.3A,
根据并联电路电流的规律知,通过L2的电流为:I2=I−I1=1.5A−0.3A=1.2A;
并联电路各支路两端电压相等,电阻R2的阻值:R2=UI2=3V1.2A=2.5Ω。
故答案为:2;2.5。
由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流。
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A2示数大于电流表A1的示数,所以电流表A2的量程为0∼3A,分度值为0.1A,示数为1.5A,即I=1.5A;
根据欧姆定律计算电路总电阻;
电流表A1的量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,即I1=0.3A,
根据并联电路电流的规律计算通过L2的电流,根据并联电路电压特点结合欧姆定律计算电阻R2的阻值,定值电阻的阻值不变。
本题考查了并联电路的电流特点、电流表的读数以及欧姆定律的应用,会确定两电流表的量程是关键。
18.【答案】4353.6600
【解析】解:由图知,此时电能表的读数为4353.6kW⋅h;
根据P=Wt得,用电热水壶烧水,正常工作5min,消耗的电能为:W=Pt=2000W×6×60s=7.2×105J=0.2kW⋅h,
电能表的转盘转的圈数为:n=3000r/(kW⋅h)×0.2kW⋅h=600r。.
故答案为:4353.6;600。
(1)电能表读数时,数字方框中最后一位是小数,单位是kW⋅h;
(2)根据P=Wt求出电热水壶烧水消耗的电能,3000r/(kW⋅h)表示电路中用电器每消耗1kW⋅h电能,电能表的转盘转了3000转;据此求出电能表的转盘转过的圈数。
本题考查电能表的读数、对电能表参数的理解和掌握、电能的计算等,属于基础性题目。
19.【答案】解:由图知,中间与三孔插座左孔连接的应该是零线,下方与大地连接的应该是地线,则上方的应该是火线。
(1)三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线;
(2)灯泡的接法:火线先进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接在灯泡的螺旋套上,这样在断开开关时能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。
如图所示:。
【解析】(1)三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
(2)灯泡的接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套。
掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法,同时考虑使用性和安全性。
20.【答案】解:由实物图知,开关、滑动变阻器、电流表、灯依次串联在电源两极上,电压表并联在Rx两端,电路图如图所示:
【解析】根据实物图分析灯与滑动变阻器的连接方式,以及开关、电流表、电压表的位置,据此画出对应的电路图。
本题考查根据实物图画电路图,正确分析电路的连接方式是关键。
21.【答案】加热时间 42 A A 控制变量
【解析】解:(1)实验中选用相同的加热装置,相同的时间内放出的热量相同,液体吸收的热量相同;
(2)温度计分度值为1℃,读数为42℃;
(3)由丙图可知吸收相同的热量,A的温度变化慢,说明A的比热容大;冬天要选比热容大的液体A作为供暖物质,其效果更佳;
(4)上述实验中,主要用到的科学探究方法有转换法和控制变量法。
故答案为:(1)加热时间;(2)42;(3)A;A;(4)控制变量。
(1)相同装置加热相同时间,加热器放出的热量相等,AB吸收的热量相等;
(2)温度计读数要注意分度值,并注意液面在0℃上方还是下方;
(3)由丙图可知吸收相同的热量,A的温度变化慢,说明A的比热容大;
(4)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;
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,这种方法叫做控制变量法。
本题考查了控制变量法来探究比热容的相关实验,难度一般。
22.【答案】左 B0.212.5
【解析】解:(1)电压表与灯泡并联,小灯泡的额定电压为2.5V,电压表的量程选择小量程,滑动变阻器左上接线柱与灯泡连接,如图所示:
(2)正确连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处的左端;
(3)闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路;小灯泡不发光,电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路,即造成这一现象的原因可能是小灯泡短路,故选:B;
(4)灯泡的额定电压为2.5V,图乙中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A,此时灯泡的电阻:R=UI=Ω。
故答案为:(1)见解答;(2)左;(3)B;(4)0.2;12.5。
(1)电压表与灯泡并联,根据额定电压选择电压表的量程,滑动变阻器一上一下接入电路,据此连接电路;
(2)正确连接好电路,为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处;
(3)闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路;小灯泡不发光,电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路;
(4)根据电流表选用小量程确定分度值读出示数,根据欧姆定律求小灯泡正常发光时的阻值。
本题测量小灯泡的电阻,考查电路连接、注意事项、故障分析、电流表读数、欧姆定律的应用。
23.【答案】
【解析】解:(1)滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中,如图所示:
;
(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B端;
(3)灯在额定电压下正常发光,灯泡的实际电压0.5V小于灯泡的额定电压2.5V,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向A移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V;
图乙中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.5A,
电功率为:P=UI=2.5V×0.5A=1.25W。
故答案为:(1)见解答图;(2)B;(3)A;0.5;1.25。
(1)滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中;
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;
(3)灯在额定电压下正常发光,将灯泡的实际电压与灯泡的额定电压比较,根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向;
根据电流表选用小量程确定分度值读出示数,利用P=UI求得电功率。
本题测量标有“2.5V”字样的灯泡L正常发光时的电阻,考查电路连接、实验操作、电流表读数和电功率公式的应用。
24.【答案】解:(1)由题意可知,发电机的功率P=5×104kW,年发电量W=9000万度=9×107kW⋅h=3.24×1014J,
由P=Wt可得,该风电场年发电时间:
t=WP=9×107kW⋅h5×104kW=1.8×103h;
(2)由η=WQ放×100%可得,煤完全燃烧释放的热量:
Q放=Wη=3.24×1014J40%=8.1×1014J,
由Q放=mq可得,需要煤的质量:
m=Q放q=8.1×1014J3.0×107J/kg=2.7×107kg=2.7×104t。
答:(1)该风电场年发电时间可达1.8×103h;
(2)要得到相同的电能,每年需要2.7×104t煤。
【解析】(1)已知总装机容量和年发电量,根据P=Wt公式变形求出该风电场年发电时间;
(2)根据η=WQ放×100%求出煤完全燃烧释放的热量,根据Q放=mq求出需要煤的质量。
本题考查了电功率公式、效率公式、燃料完全燃烧释放热量公式等,读懂题意是关键。
25.【答案】解:(1)闭合开关S1,断开开关S2,电路中只有R1工作,
电流表A1的示数即为通过R1的电流,即I1=0.3A,
由I=UR可知,电源电压U=U1=I1R1=0.3A×30Ω=9V;
(2)闭合开关S1和S2,R1、R2并联,
电流表A1测量通过R1的电流I1=0.3A,电流表A2测量干路电流I=1.2A,
根据并联电路特点可知,R2两端的电压U2=U=9V,通过R2的电流I2=I−I1=1.2A−0.3A=0.9A,
由I=UR可知,电阻R2的阻值R2=U2I2=9V0.9A=10Ω。
答:(1)电源电压U为9V;
(2)电阻R2的阻值为10Ω。
【解析】(1)闭合开关S1,断开开关S2,电路中只有R1工作,电流表A1的示数即为通过R1的电流,利用欧姆定律求出电源电压;
(2)闭合开关S1和S2,R1、R2并联,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A2测量干路电流,根据并联电路特点可知R2两端的电压和通过R2的电流,利用欧姆定律求出R2的阻值。
本题考查并联电路的特点、欧姆定律的应用,是一道基础题。
26.【答案】解:(1)由P=UI=U2R可知,小灯泡L的电阻:
RL=U额2P额=(2.5V)21.25W=5Ω;
(2)闭合开关S、断开开关S1、S2,灯泡L与滑动变阻器R2串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,
由欧姆定律可知,此时电路中的总电阻:
R总=U I =Ω,
由串联电路的电阻特点可知,此时滑动变阻器R2连入电路的阻值:
R2=R总−RL=15Ω−5Ω=10Ω;
(3)闭合开关S、S1、S2,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电流表测干路电流,
由并联电路的电压特点可知,定值电阻R1两端的电压:U1=U=4.5V,
则通电1min定值电阻R1产生的热量:
W1=U12R1=(4.5V)215Ω×60s=81J;
(4)通过定值电阻R1的电流:
I1=U1R1=4.5V15Ω=0.3A,
因为电流表的量程为0∼0.6A,所以干路中的最大电流:I大=0.6A,
由并联电路的电流特点可知,滑动变阻器允许通过的最大电流:
I2大=I大−I1=0.6A−0.3A=0.3A<1A,故滑动变阻器能安全工作,
由并联电路的电压特点可知,滑动变阻器R2两端的电压:U2=U=4.5V,
则滑动变阻器R2的最大功率:
P2=U2I2=4.5V×0.3A=1.35W。
答:(1)小灯泡L的电阻为5Ω;
(2)闭合开关S、断开开关S1、S2,电流表示数为0.3A,此时滑动变阻器R2连入电路的阻值为10Ω;
(3)闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器的滑片滑至最右端,通电1min定值电阻R1产生的热量为81J;
(4)闭合开关S、S1、S2,在确保电路各元件安全的情况下,滑动变阻器R2的最大功率为1.35W。
【解析】(1)根据P=UI=U2R求出小灯泡L的电阻;
(2)闭合开关S、断开开关S1、S2,灯泡L与滑动变阻器R2串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,根据串联电路的电阻特点求出此时滑动变阻器R2连入电路的阻值;
(3)闭合开关S、S1、S2,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点和W=UIt=U2Rt求出通电1min定值电阻R1产生的热量;
(4)根据欧姆定律求出通过定值电阻R1的电流,根据电流表的量程和并联电路的电流特点求出滑动变阻器允许通过的最大电流,根据P=UI求出滑动变阻器R2的最大功率。
本题考查串并联电路的特点、欧姆定律和焦耳定律的应用、电功率公式的应用,分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
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