2025年福建省泉州市中考物理一检预测试卷
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这是一份2025年福建省泉州市中考物理一检预测试卷,共37页。
A.通电相同时间,两个容器中空气吸收的热量相同
B.通电相同时间,A管中液面上升比B管的高
C.通过左、右两容器中的电阻丝的电流大小相等
D.左、右两容器中的电阻丝两端的电压大小相等
2.(2分)在物理学习中,估测是一种重要的能力。下面是某同学对一些物理量的估测,其中最符合实际的是( )
A.我国家庭电路的电压是380V
B.人体感觉比较舒适的温度约为35℃
C.教室里日光灯的额定功率约为40W
D.中学生正常步行的速度约为5m/s
3.(2分)“珍爱生命,注意安全”是同学们日常生活中必须具备的意识。关于安全用电,下列论法正确的是( )
A.发现有人触电时,立即用手把他拉开
B.为了防雷,高大建筑物顶端安装了避雷针
C.使用试电笔辨别火线和零线时,手要按住笔尖金属体
D.所有用电器的外壳都必须接地
4.(2分)在倡导“节能环保”“低碳生活”的今天,我们应重视下列哪种能源的利用( )
A.石油B.煤炭C.太阳能D.天然气
5.(2分)航天员从天宫空间站传回一组视频,向全国人民致以新春祝福。地面控制中心与“天宫空间站”进行通信联系,依靠的是( )
A.超声波B.电磁波C.次声波D.水波
6.(2分)下列家用电器工作时,主要将电能转化为内能的是( )
A.电铃B.电热毯C.洗衣机D.碎肉机
7.(2分)如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,硝化棉会燃烧起来。活塞压缩⽓体的能量转化形式与如图所示汽油机的四个冲程相同的是( )
A.B.
C.D.
8.(2分)我国黑龙江漠河地区冬季的气温可达﹣50℃,该地区测量气温使用的是酒精温度计而不是水银温度计,这是由于与水银相比,酒精的( )
A.内能小B.沸点低C.凝固点低D.比热容大
9.(2分)新材料对人类社会发展有很大的作用。下列物质的应用与其物理属性相符的是( )
A.半导体材料硅广泛应用于电子产品中,是因为硅的导电性好
B.超导材料用于制作电饭锅的发热体,可提高发热效率
C.保温墙内铺设泡沫塑料、是因为泡沫塑料的导热性好
D.运载火箭采用液态氢作燃料,是因为液态氢具有较大的热值
10.(2分)关于静电现象,下列说法正确的是( )
A.用塑料梳子梳干燥的头发,越梳头发越容易打结
B.运送燃油的卡车后常拖一根接地的铁链,这是为了好看
C.用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,是因为摩擦创造了负电荷
D.手机屏幕经常沾有灰尘,是因为手机工作时,屏幕上带有静电
11.(2分)如图所示,下列判断正确的是( )
A.通电螺线管的右端为N极
B.电源右端为正极
C.小磁针右端为S极
D.通过小磁针的磁感线方向水平向右
12.(2分)新能源公交车前、后两门相当于电路开关,任意一个门没有关闭好,车都无法行驶。图中符合要求的电路是( )
A.B.
C.D.
13.(2分)小明为自己家的养牛场设计了一款补水提示器,其工作原理如图所示,水量减少时滑片上移,下列分析正确的是( )
A.与电压表相比,选择电流表设计电路更节能
B.如果选择电流表,R0可以在水太多时保护电路
C.如果选择电压表,水量增多时电表示数变小
D.如果选择电流表,水量增多时电表示数变小
14.(2分)在图示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P自左向右滑动,则( )
A.电流表A的示数减小
B.电压表V2的示数不变
C.电压表V1与电流表A的示数比值减小
D.电压表V2与电流表A的示数比值增大
二.填空题(共6小题,满分14分)
15.(2分)冰是 (选填“晶体”或“非晶体”)。严冬,树枝上形成美丽的“雾凇”,“雾凇”的形成是 (填物态变化名称)现象。
16.(2分)汽车发动机常用水作冷却剂,这是用 的方式改变物体的内能,用水做冷却剂是因为水具有较大的 。
17.(2分)如图所示,常温下两个烧杯,分别盛有冰块和热水,上方均盖有一块玻璃分别为a、b,过一会儿可明显看到 玻璃外侧有小水珠(填“a”或“b”),是因为水蒸气 (填一种物态变化的名称)形成的。
18.(2分)司南就是把天然磁石打磨成勺子的形状,放在一个水平光滑的“地盘”上制成的,静止时它的长柄指向 。以后经过改进制成了 ,它是我国古代的四大发明之一。
19.(2分)某同学家中的电能表如图所示,读数是 kW•h;现用它测量一只灯泡的实际功率。他关掉其他电器只让该灯泡工作,电能表指示灯闪烁30次用时10min,这段时间灯泡消耗的电能是 kW•h.灯泡的实际功率是 W。
20.(4分)如图1电路所示,R0=10Ω,滑动变阻器R的最大阻值为40Ω;电压表量程为0﹣3V、电流表量程为0﹣0.6A,灯L的I﹣U图像如图2所示。
①闭合S和S1,断开S2时,调节R其接入电路的阻值为10Ω,此时电流表示数为0.25A。电源电压为 V;
②闭合S、S2,断开S1,调节R,使电压表示数为2.5V,R消耗的功率为 W;
③在保证电路安全的前提下,当开关S、S1闭合时电路消耗的最小功率为P1,当开关S、S2关闭时电路消耗的最小功率为P2,则P1:P2= 。
三.作图题(共2小题,满分4分,每小题2分)
21.(2分)请在图的两个虚线框内,选填“电源”和“小灯泡L2”的电路图符号连入电路,并满足两灯组成并联电路且开关只控制灯L2。
22.(2分)如图所示,是彬彬家将要在墙上安装的一个带有USB接口的三孔插座,其内部简化电路如图乙所示。当闭合开关S时,指示灯发光,插座和USB接口才能正常使用。请你在图中将未完成的电路补充完整。
四.简答题(共1小题,满分4分,每小题4分)
23.(4分)目前国内销售的空调都有“中国能效标识”字样的彩色标签,为蓝白背景的彩色标识,分为一到五共5个等级。能效比公式:空调能效比=制冷量/额定功率。现有一批制冷量均为4200瓦的不同能效级别的空调。
(1)若能效比级别为“四”,则空调的额定功率为 瓦。
(2)选用能效级别为“三”的空调与选用能效级别为“四”的空调均正常工作2小时,能节约电能 度。
五.实验探究题(共5小题,满分30分,每小题5分)
24.(5分)小明利用如图甲所示的实验装置探究“水的沸腾”实验。
(1)组装器材时,应先固定图甲中的 (选填“A”或“B”);
(2)安装好实验器材后,为缩短实验时间,小明在烧杯中倒入热水,温度计示数如图乙所示,此时温度计的示数为 ℃;
(3)在水温升高到90℃后,小明每隔1min观察1次温度计的示数,记录在表中,直至水沸腾,如此持续8min后停止读数;
①分析表中数据可知当时的大气压 (选填“高于”、“低于”或“等于”)一标准大气压;
②用质量为m1的水做实验,绘制出水的温度随时间变化的图象如图丙中的a;若用质量为m2(m2>m1)的水做实验,得到的图线可能是图丙中的 (选填“b”、“c”、“d”);
(4)根据实验数据,得出水沸腾时的温度特点 ;
(5)另一个同学对实验装置进行了适当改变,如图丁所示,试管甲管口朝上,试管乙管口朝下,内均有适量水,放在大烧杯的水中固定,然后对大烧杯进行加热,待大烧杯内的水沸腾后,会发现试管中的水 。(选填“都能沸腾”、“都不能沸腾”、“只有甲沸腾”或“只有乙沸腾”)
25.(5分)在探究“不同物质吸热能力”的实验中(图甲中为相同热源):
(1)在两个相同的烧杯中加入初温相同、 相同的水和煤油(ρ水>ρ煤油)。
(2)水和煤油温度随时间变化的图象如图乙所示。
①根据图乙可判断出a液体是 。
②加热3分钟时,b液体比a液体的温度高,那么b液体吸收的热量 a液体吸收的热量(选填“大于”、“小于”或者“等于”)。
③根据图乙可判断出 液体的吸热能力强。(选填“a”或“b”)
(3)本实验除控制变量法外,当它们吸收相同热量时,通过比较 来判断水和煤油吸热能力的强弱,这种解决物理问题的方法称之为 法。
26.(7分)在研究“电流与电阻关系”的实验中,满足实验要求的器材有:
A.电源(电压恒为9V);
B.电流表A(量程0~0.6A);
C.电压表V(量程0~15V);
D.滑动变阻器R(20Ω 1A);
E.电阻箱R0(0~9999Ω);
F.开关S一个,导线若干。
(1)小明连接的图甲电路中存在连线错误,只需要改动一根导线,即可使连线正确。请在接错的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确接法;
(2)连接电路前,开关应 ,滑片放在 (选填“A”或“B”);
(3)在某次实验中,当电阻箱R0的阻值为20Ω时,电流表相应的示数如图乙所示,此时电阻箱两端电压为 V;完成此次实验后为了测出多组数据,实验小组的同学将电阻箱R0的阻值由20Ω变换为30Ω时,应将滑片向 (选填“A”或“B”)移动,使电压表保持上述实验中的值不变。
27.(5分)探究“通电螺线管的外部磁场”的实验。
(1)组装好器材如图甲,闭合开关,发现竖直悬挂的小铁球向右运动,是因为小铁球受到 的作用,该现象说明通电螺线管周围存在 ,若将小铁球换成大小相同的铝球,铝球将 (填“向右运动”“向左运动”或“静止”)。
(2)小明继续实验探究,并按图乙连接电路,他先将开关S接a,观察电流表的示数及吸引大头针的数目;再将开关S从a换到b,调节变阻器的滑片P,再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目。此时调节滑动变阻器是为了 ,探究 的关系。
28.(8分)实验课上,小明与小雨用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)小雨刚接上最后一根导线,就发现电流表指针立即向左偏转,其操作不当之处可能为: 、 。
(2)故障排除后,闭合开关S,电表示数如图乙,据此数据计算出定值电阻Rx= Ω;
(3)接下来移动滑动变阻器的滑片得出多组电压、电流数值,这样做的目的是: ;
(4)实验中,去掉电流表,小明设想用如图丙所示的电路对Rx的阻值进行测量,已知滑动变阻器的最大阻值为R,实验步骤如下:
①将滑动变阻器的滑片移至最左端时,电压表的读数为U;
② ,读出电压表示数为U1;
③待测电阻的阻值表达式为Rx= (用已知量和测量量表示)。
(5)小明用一个小灯泡替换了电路中的Rx在实验过程中还发现:闭合开关时电流表指针迅速偏转较大角度,紧接着指针再偏回一定角度后,示数才稳定下来;同组的小雨同学同时注意到,闭合开关瞬间灯泡亮度较大,紧接着变暗一点后,亮度才稳定下来,造成这种现象的原因可能是 。
六.计算题(共3小题,满分20分)
29.(4分)永定温泉资源丰富,泡温泉是人们休闲的一种方式。若泡澡水由质量为200kg、温度为75℃的温泉提供。[q天然气=4.2×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(1)这些水温度降低到40℃时放出的热量是多少?
(2)若这些热量由加热效率为70%的天然气锅炉来供给,相当于节约了多少m3天然气?
30.(7分)去年冬天较往年来得更早,降温也更快,很多老师的办公桌上早早放置了电热桌垫(如图)。好奇的小科同学看到后,很想知道它的电热原理,他查看说明书后发现:该电热桌垫由12伏电源供电,发热部分由两根电热丝组成,R1、R2的阻值分别为6Ω、12Ω,该桌垫可通过调温开关控制不同的电功率(不考虑温度的变化对电阻的影响)。
(1)将开关S拨到“cd”时,电热桌垫处在 挡(填“关”、“低温”或“高温”)。
(2)该电热桌垫消耗的最大功率是多少瓦?
(3)当电热桌垫处于低温挡时,在1分钟内产生的热量是多少焦?
31.(9分)如图甲所示的恒温箱,由工作电路和控制电路组成,其简化电路如图乙所示,其中控制电路是由线圈电阻、热敏电阻R、滑动变阻器R'串联组成,电源两端电压恒为6V,线圈的阻值为150Ω,热敏电阻的R﹣t图像如图丙所示;R'的阻值为100Ω时,恒温箱可以实现100℃的恒温控制;当线圈的电流达到0.02A时衔铁被吸合,加热器停止加热。
(1)请简述恒温箱的工作原理。
(2)当恒温箱实现100℃恒温控制时,热敏电阻R消耗的功率是多少?
(3)如果要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度,那么可变电阻R'的阻值范围为多少?
(4)已知加热器的额定电压为220V,额定功率为500W,由于输电导线上有电阻,当某次加热器的实际功率为405W时,工作电路的实际电压为多少?
2025年福建省泉州市中考物理一检预测试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共14小题,满分28分)
1.(2分)如图所示,是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置,两个透明容器中封闭着等量的空气,电路正确连接后,通电进行实验过程中,下列分析正确的是( )
A.通电相同时间,两个容器中空气吸收的热量相同
B.通电相同时间,A管中液面上升比B管的高
C.通过左、右两容器中的电阻丝的电流大小相等
D.左、右两容器中的电阻丝两端的电压大小相等
【考点】探究影响电流通过导体时产生热量的因素.
【分析】(1)两电阻丝串联,电流相同,根据Q=I2Rt分析容器内空气吸收热量的多少;
(2)串联电路电流处处相等;
(3)根据欧姆定律的变形公式U=IR分析电阻两端电压的关系。
【解答】解:
AB、两电阻丝串联,电流相同,根据Q=I2Rt可知,由于图中右边容器的电阻丝阻值较大,在相同时间内,电流在右容器中产生的热量较多,即B容器中空气吸收的热量多,B管液面上升得高,故AB错误;
C、由图可知,两阻值不同的电阻丝串联,通过两电阻丝的电流大小相等,故C正确;
D、两电阻丝串联,电流相同,左侧电阻阻值小于右侧电阻阻值,由U=IR可知,左侧容器中电阻丝两端的电压比右边容器中电阻丝两端的电压低,故D错误。
故选:C。
【点评】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握,突出运用所学知识解决实际问题的能力,具有一定的综合性。
2.(2分)在物理学习中,估测是一种重要的能力。下面是某同学对一些物理量的估测,其中最符合实际的是( )
A.我国家庭电路的电压是380V
B.人体感觉比较舒适的温度约为35℃
C.教室里日光灯的额定功率约为40W
D.中学生正常步行的速度约为5m/s
【考点】额定功率;火线和零线;速度的定义;速度的估测;温度的估测.
【分析】新课程标准要求我们能根据日常经验或自然现象粗略估测一些物理量。例如:长度、质量、时间、温度、力、速度、电功率、电流、电压等。解答估测选择题的方法:利用生活中我们熟悉的一些数据作为根据,进行单位换算,有时要利用基本公式求未知物理量。
【解答】解:A、我国家庭电路的电压是220V,故A错误;
B、人体感觉比较舒适的温度约为23℃,故B错误;
C、教室里日光灯的额定功率约为40W,故C正确;
D、中学生正常步行的速度约为1.1m/s,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了对电压、温度、电功率、速度的估测,注重理论与实际差异的应变能力的培养,体现新课程的基本理念。
3.(2分)“珍爱生命,注意安全”是同学们日常生活中必须具备的意识。关于安全用电,下列论法正确的是( )
A.发现有人触电时,立即用手把他拉开
B.为了防雷,高大建筑物顶端安装了避雷针
C.使用试电笔辨别火线和零线时,手要按住笔尖金属体
D.所有用电器的外壳都必须接地
【考点】雷电与避雷针;试电笔的使用;人体电阻及触电的实质;常见的触电事故;触电急救;安全用电原则.
【分析】(1)人体是导体,直接拉触电者会导致自己触电;
(2)雷电容易击中地面上尖端突起的物体,这时会有强大的电流。
(3)使用测电笔时,手要接触笔尾的金属体;
(4)为防止有金属外壳的用电器漏电时发生触电事故,一定要安全接地。
【解答】解:A.人体是导体,直接拉触电者会导致自己触电,发现有人触电时,应立即切断电源,或用绝缘棒将导线挑开,使触电者脱离电源,故A错误;
B.产生雷电时,会释放大量的能量,会对建筑物带来损害,因此在建筑物上安装导体材料的避雷针,以防止雷电对人类的伤害,故B正确;
C.使用试电笔时,笔尖接触要检测的导线,手接触笔尾金属体,才能在接触火线时氖管发光,接触零线时氖管不发光,故C错误;
D.有金属外壳的用电器金属外壳接地,人接触漏电的金属外壳用电器时,人被连接大地的导线短路,没有电流从人体通过,不会发生触电事故,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识,安全用电的原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体。
4.(2分)在倡导“节能环保”“低碳生活”的今天,我们应重视下列哪种能源的利用( )
A.石油B.煤炭C.太阳能D.天然气
【考点】常规能源与新能源.
【分析】理想能源应满足几个特点:环保,来源广泛,容易转化等。
【解答】解:煤炭、石油、天然气属于化石能源,属于不可再生能源,并且在使用时会产生废物、废气,污染环境,与节能环保,低碳生活不相符;
太阳能取之不尽、用之不竭,而且环保,不会对环境产生影响,随着科学技术的进步也很容易转化为其他形式的能量,可以大力开发和利用。
故选:C。
【点评】能源的使用会对环境造成危害,所以要选择对环境影响小的新能源,如太阳能、核能、氢能等。
5.(2分)航天员从天宫空间站传回一组视频,向全国人民致以新春祝福。地面控制中心与“天宫空间站”进行通信联系,依靠的是( )
A.超声波B.电磁波C.次声波D.水波
【考点】电磁波的传播.
【分析】电磁波的传播不需要介质,电磁波可以在固体、液体、气体中传播,也可以在真空中传播。电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。
【解答】解:电磁波可以在真空传播,地面控制中心与“天宫空间站”进行通信联系,依靠的是电磁波,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题考查了电磁波的传播与应用,属于基础题。
6.(2分)下列家用电器工作时,主要将电能转化为内能的是( )
A.电铃B.电热毯C.洗衣机D.碎肉机
【考点】电功的实质.
【分析】电流做功的过程实质上是电能转化为其它形式能的过程,用电器消耗了电能,获得了其它形式的能量,就是一个电流做功的过程。
【解答】解:电铃的主要部件是电磁铁,通电后能产生磁,不是转化为内能;电热毯工作时主要把电能转化为内能;洗衣机、碎肉机的主要用电元件是电动机,工作时电能主要转化为机械能,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了用电器工作时能量的转化情况,知道各电器的工作原理与能量的转化方向即可解题。
7.(2分)如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,硝化棉会燃烧起来。活塞压缩⽓体的能量转化形式与如图所示汽油机的四个冲程相同的是( )
A.B.
C.D.
【考点】四冲程的能量转化;内燃机的四个冲程.
【分析】(1)改变内能的方式有两种,即做功和热传递;对物体做功,物体的内能会增加,物体对外做功,其内能会减小;
(2)四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、做功、压缩和排气,其中只有做功冲程对外做功,将内能转化为机械能;另外还有压缩冲程有能量转化,将机械能转化为内能。
【解答】解:
图中,在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉,迅速向下压活塞,由于压缩玻璃筒内的空气对其做功,使得空气的内能增加,温度升高,故是将机械能转化为内能的过程,故与内燃机的压缩冲程相类似;
A、图中,进气门开启,活塞下行,气体流入汽缸,是吸气冲程;
B、图中,两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,此冲程将机械能转化为内能;
C、图中,两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能;
D、图中,排气门开启,活塞上行,气体流出汽缸,是排气冲程;
所以ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】知道做功可以改变物体的内能,并能准确判断其能量的转化过程是解决该题的关键。
8.我国黑龙江漠河地区冬季的气温可达﹣50℃,该地区测量气温使用的是酒精温度计而不是水银温度计,这是由于与水银相比,酒精的( )
A.内能小B.沸点低C.凝固点低D.比热容大
【考点】根据凝固点,沸点选择温度计;熔点和凝固点的概念.
【分析】要测量低温的时候,所选的测温物质的凝固点比低温低。
【解答】解:使用酒精温度计和水银温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的,要求酒精和水银都是液体,我国黑龙江漠河地区冬季的气温可达﹣50℃,水银都会凝固,酒精的凝固点比水银的凝固点低,不会凝固,所以该地区测量气温使用酒精温度计而不使用水银温度计。
故选:C。
【点评】本题主要考查学生对温度计选用规则的了解和掌握,是一道基础题。
9.(2分)新材料对人类社会发展有很大的作用。下列物质的应用与其物理属性相符的是( )
A.半导体材料硅广泛应用于电子产品中,是因为硅的导电性好
B.超导材料用于制作电饭锅的发热体,可提高发热效率
C.保温墙内铺设泡沫塑料、是因为泡沫塑料的导热性好
D.运载火箭采用液态氢作燃料,是因为液态氢具有较大的热值
【考点】物质属性对科技进步的影响.
【分析】通过分析题目中新材料的物理特性,结合新材料的用途去分析每一个选项。
【解答】解:A、半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,所以半导体材料硅广泛应用于电子产品中,不是因为硅的导电性好,故A错误;
B、超导材料没有电阻,由焦耳定律可知,超导材料通电时不会产生热量,所以不能用于制作电饭锅的发热体,故B错误;
C、泡沫塑料具有良好的隔热性能,即导热性较差,才可以阻值被保温物体热量的丢失,故C错误;
D、由于氢气的热值较大,因此运载火箭中,采用液态氢作燃料,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查不同物质不同的物理性质,是一道基础题。
10.(2分)关于静电现象,下列说法正确的是( )
A.用塑料梳子梳干燥的头发,越梳头发越容易打结
B.运送燃油的卡车后常拖一根接地的铁链,这是为了好看
C.用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,是因为摩擦创造了负电荷
D.手机屏幕经常沾有灰尘,是因为手机工作时,屏幕上带有静电
【考点】摩擦起电的实质;静电现象.
【分析】(1)梳子梳头发,梳子和头发摩擦带异种电荷,异种电荷相互吸引把头发吸引起来;
(2)油罐车上的搭地铁链是为了把产生的静电导走,属于静电的防止;
(3)用摩擦的方法可以使物体带电;摩擦起电的实质是电子的转移;得到电子带负电,失去电子带正电;
(4)带电体具有吸引轻小物体的性质。
【解答】解:A、由于摩擦起电,用塑料梳子梳干燥的头发,使梳子与头发间带有异种电荷,头发间带同种电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,使头发蓬松,而不是打结,故A错误;
B、在运输过程中油与罐体之间摩擦会带电,而铁链是导体,可以把产生的静电导走,防止静电带来危害,故B错误;
C、摩擦起电的实质是电子的转移,是电子从一个物体转移到另一个物体上,电荷的总量没有变,并不是创造了电荷,故C错误;
D、手机工作时,屏幕带上了电荷,带电体可以吸引轻小物体,所以把灰尘吸引到了屏幕上,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了生活中的静电现象、摩擦起电的本质及两种电荷的相互作用,是电现象基础知识的考查,难度不大。
11.(2分)如图所示,下列判断正确的是( )
A.通电螺线管的右端为N极
B.电源右端为正极
C.小磁针右端为S极
D.通过小磁针的磁感线方向水平向右
【考点】利用安培定则判断电流方向;磁感线及其特点;安培定则;利用安培定则判断磁极.
【分析】(1)在磁体外部,磁感线从磁体的N极出发,回到S极,据此判断通电螺线管的磁极;
(2)根据安培定则判断通电螺线管线圈中的电流方向,进而判断电源的正、负极;
(3)根据磁极间的相互作用规律判断小磁针的磁极;
(4)小磁针静止时N极所指方向与该点的磁感线方向一致,据此分析。
【解答】解:A、在磁体周围,磁感线从磁体的N极出发,回到S极,因此通电螺线管的右端为S极,左端为N极,故A错误;
B、根据安培定则可知,电流从通电螺线管的左侧流入,右侧流出,因此电源左端为正极,右端为负极,故B错误;
C、同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引,因此小磁针右端为N极,左端为S极,故C错误;
D、小磁针静止时N极所指方向与该点的磁感线方向一致,因此通过小磁针的磁感线方向水平向右,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了磁感线的特点、安培定则、磁极间的相互作用规律,难度不大,属基础题。
12.(2分)新能源公交车前、后两门相当于电路开关,任意一个门没有关闭好,车都无法行驶。图中符合要求的电路是( )
A.B.
C.D.
【考点】生活中的串、并联电路.
【分析】根据串联电路的特点进行分析,即串联电路开关控制整个电路。
【解答】解:
因为电动机要由前、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选项A。
故选:A。
【点评】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。
13.(2分)小明为自己家的养牛场设计了一款补水提示器,其工作原理如图所示,水量减少时滑片上移,下列分析正确的是( )
A.与电压表相比,选择电流表设计电路更节能
B.如果选择电流表,R0可以在水太多时保护电路
C.如果选择电压表,水量增多时电表示数变小
D.如果选择电流表,水量增多时电表示数变小
【考点】动态电路的分析.
【分析】(1)如果选择电压表,R的最大阻值与R0串联,电路的总电阻最大,由P=UI=U2R可知,电路的总功率最小,在时间相同时最节能,则可知选择电流表设计电路不节能;
(2)如果选择电流表,在水太多时,变阻器R接入电路中的电阻太小,电路中的电流太大,若电路中没有R0,可能会烧坏电源和电流表,所以R0可以在水太多时保护电路;
(3)如果选择电压表,R与R0串联,电压表测滑片P上方电阻丝两端的电压,由电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知,滑片移动时,变阻器接入电路中的电阻不变,总电阻不变,由I=UR可知,电路中的电流不变,由题意可知当水量增多时,滑片下移,滑片P上方电阻丝的长度变长、其阻值变大,由U=IR可知,滑片P上方电阻丝两端的电压变大,即电压表的示数变大;
(4)如果选择电流表,滑片P上方电阻丝被短路,变阻器下方的电阻丝与R0串联,电流表测电路中的电流,当水量增多时,滑片下移,变阻器R接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由I=UR可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大。
【解答】解:
A.如果选择电压表,R的最大阻值与R0串联,电路的总电阻最大,由P=UI=U2R可知,电路的总功率最小,在时间相同时最节能,则可知选择电流表设计电路不节能,故A错误;
B.如果选择电流表,在水太多时,变阻器R接入电路中的电阻太小,电路中的电流太大,若电路中没有R0,可能会烧坏电源和电流表,所以R0可以在水太多时保护电路,故B正确。
C.如果选择电压表,R与R0串联,电压表测滑片P上方电阻丝两端的电压,由电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知,滑片移动时,变阻器接入电路中的电阻不变,总电阻不变,由I=UR可知,电路中的电流不变,由题意可知当水量增多时,滑片下移,滑片P上方电阻丝的长度变长、其阻值变大,由U=IR可知,滑片P上方电阻丝两端的电压变大,即电压表的示数变大,故C错误;
D.如果选择电流表,滑片P上方电阻丝被短路,变阻器下方的电阻丝与R0串联,电流表测电路中的电流,当水量增多时,滑片下移,变阻器R接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由I=UR可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故D错误。
故选:B。
【点评】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,根据电压表的内阻特点判断出水量变化时R接入电路中电阻、电压表并联部分的电阻变化是关键。
14.(2分)在图示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P自左向右滑动,则( )
A.电流表A的示数减小
B.电压表V2的示数不变
C.电压表V1与电流表A的示数比值减小
D.电压表V2与电流表A的示数比值增大
【考点】动态电路的分析.
【分析】由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表V1测滑动变阻器两端的电压,电压表V2测定值电阻两端的电压,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,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化,从而判定比值的变化。
【解答】解:
由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表V1测滑动变阻器两端的电压,电压表V2测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流,
将滑动变阻器的滑片自左向右滑动时,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=UR可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数增大,由U=IR可知,定值电阻两端的电压变大,即电压表V2的示数增大,故AB错误;
电压表V1与电流表A的示数比值为滑动变阻器的电阻,电阻减小,比值减小,故C正确;
电压表V2与电流表A的示数比值为定值电阻的阻值,阻值不变,比值不变,故D错误。
故选:C。
【点评】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的应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
二.填空题(共6小题,满分14分)
15.(2分)冰是 晶体 (选填“晶体”或“非晶体”)。严冬,树枝上形成美丽的“雾凇”,“雾凇”的形成是 凝华 (填物态变化名称)现象。
【考点】升华的概念及现象;晶体与非晶体;晶体熔化的特点.
【分析】物质由气态直接变为固态叫凝华,物质由固态直接变为气态叫升华;由气态变为液态叫液化,由液态变为气态叫汽化;由固态变为液态叫熔化,晶体有一定的熔点,由液态变为固态叫凝固。
【解答】解:冰有一定的熔点,则冰属于晶体。
严冬,树枝上形成美丽的“雾凇”,是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶。
故答案为:晶体;凝华。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态,另外知道晶体有熔点。
16.(2分)汽车发动机常用水作冷却剂,这是用 热传递 的方式改变物体的内能,用水做冷却剂是因为水具有较大的 比热容 。
【考点】水的比热容特点及实际应用;热传递改变物体的内能;利用比热容解释生活中的现象.
【分析】改变物体内能的方法有两个:做功和热传递。水的比热容大,在同等情况下可吸收更多的热量。
【解答】解:汽车发动机放出的热量被水吸收,是通过热传递的方法改变内能的;
汽车发动机常用水做冷却剂是因为水的比热容大,与质量相同的其它物质相比,在升高相同温度时能吸收更多的热量。
故答案为:热传递;比热容。
【点评】水的比热容较大,日常生活中应用很多,如冷却剂、取暖剂、防冻剂、保温剂等,要注意多观察、多思考。
17.(2分)如图所示,常温下两个烧杯,分别盛有冰块和热水,上方均盖有一块玻璃分别为a、b,过一会儿可明显看到 a 玻璃外侧有小水珠(填“a”或“b”),是因为水蒸气 液化 (填一种物态变化的名称)形成的。
【考点】液化的概念及现象.
【分析】当杯内温度低,杯外温度高,杯外空气中的水蒸气遇到冷的玻璃表面液化成小水珠,附在外表面。
当杯内温度高,杯外温度低,杯内空气中的水蒸遇冷会液化成小水珠,附在玻璃内表面。
【解答】解:a杯中放的是冰块,杯外的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在玻璃的外表面;
b杯中装的是热水,杯内温度高,杯内的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在玻璃的内表面。
故答案为:a;液化。
【点评】本题考查了生活中常见的物态变化﹣﹣液化,分析时注意是哪里的水蒸气液化。
18.(2分)司南就是把天然磁石打磨成勺子的形状,放在一个水平光滑的“地盘”上制成的,静止时它的长柄指向 南方 。以后经过改进制成了 指南针 ,它是我国古代的四大发明之一。
【考点】指南针的工作原理.
【分析】司南是我国最早的指南针,东汉学者王充在《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南。”“柢”指的是司南的长柄,即长柄指向南方;
我国古代的四大发明中跟磁现象有关的是指南针。
【解答】解:司南是我国最早的指南针,是用天然磁石磨制成的勺子,其实质就是一块磁铁,由于受到地磁场的作用,司南静止时它的“柢”(长柄)指向南方,以后经过改进制成了指南针。
故答案为:南方;指南针。
【点评】本题考查了磁现象中我国古代最早的指南针司南的相关知识,考查了指南针是我国古代四大发明之一,这些知识点是要记住的。
19.(2分)某同学家中的电能表如图所示,读数是 1286.8 kW•h;现用它测量一只灯泡的实际功率。他关掉其他电器只让该灯泡工作,电能表指示灯闪烁30次用时10min,这段时间灯泡消耗的电能是 0.01 kW•h.灯泡的实际功率是 60 W。
【考点】电功率的综合计算;电能表的读数;电能表的计算;实际功率.
【分析】(1)电能表显示的数字中最后一位是小数,单位是kW•h;
(2)“3000imp/kW•h”表示电路每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁3000次,据此求出10min指示灯闪烁30次消耗的电能,再利用P=Wt求出灯泡的实际功率。
【解答】解:
(1)由图可知,电能表显示的数字为12868,最后一位是小数,单位为kW•h,读数为1286.8kW•h;
(2)“3000imp/kW•h”表示电路每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁3000次,
这段时间灯泡消耗的电能:
W=303000kW•h=0.01kW•h,
灯泡的实际功率:
P=Wt=0.01kW⋅h1060h=0.06kW=60W。
故答案为:1286.8;0.01;60。
【点评】本题考查了电能表的读数和消耗电能(电功)、电功率的计算,明确电能表相关参数的含义是关键。
20.(4分)如图1电路所示,R0=10Ω,滑动变阻器R的最大阻值为40Ω;电压表量程为0﹣3V、电流表量程为0﹣0.6A,灯L的I﹣U图像如图2所示。
①闭合S和S1,断开S2时,调节R其接入电路的阻值为10Ω,此时电流表示数为0.25A。电源电压为 4.5 V;
②闭合S、S2,断开S1,调节R,使电压表示数为2.5V,R消耗的功率为 0.5 W;
③在保证电路安全的前提下,当开关S、S1闭合时电路消耗的最小功率为P1,当开关S、S2关闭时电路消耗的最小功率为P2,则P1:P2= 4:3 。
【考点】电功率的综合计算;欧姆定律在图像中的应用.
【分析】①闭合S和S1,断开S2时,L和R串联,电流表测量电路电流,电压表测量R两端的电压,调节R,使其接入电路的阻值为10Ω,此时电流表示数为0.25A,
从图中可知此时灯泡L两端的电压为2V,根据欧姆定律可知R两端的电压,根据串联电路的电压特点可知电源电压;
②闭合S、S2,断开S1,R0和R串联,电压表测量R两端的电压,电流表测量电路电流,调节R,使电压表示数为2.5V,根据串联电路的电压特点可知R0两端的电压为:4.5V﹣2.5V=2V,根据欧姆定律可知电路中的电流,根据P=UI得出R消耗的功率;
③在保证电路安全的前提下,当开关S、S1闭合时,L和R串联,电源电压不变,根据P=UI可知,电路中电流最小时,总功率最小,根据串联分压特点可知,此时滑动变阻器两端的电压最大为3V,根据串联电路的电压特点得出灯泡两端的电压,从图中可知此时电路中电流,根据P=UI得出电路消耗的最小功率;
当开关S、S2闭合时,R0和R串联,同理可知此时R0两端的电压为1.5V,根据欧姆定律可知此时电路中的电流,根据P=UI得出电路消耗的最小功率,进而得出P1:P2。
【解答】解:①闭合S和S1,断开S2时,L和R串联,电流表测量电路电流,电压表测量R两端的电压,调节R,使其接入电路的阻值为10Ω,此时电流表示数为0.25A,
从图中可知此时灯泡L两端的电压为2V,根据欧姆定律可知R两端的电压UR=IR=0.25A×10Ω=2.5V,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据串联电路的电压特点可知电源电压U=2V+2.5V=4.5V;
②闭合S、S2,断开S1,R0和R串联,电压表测量R两端的电压,电流表测量电路电流,调节R,使电压表示数为2.5V,根据串联电路的电压特点可知R0两端的电压为:4.5V﹣2.5V=2V,根据欧姆定律可知I′=UR0R0=2V10Ω=0.2A,则R消耗的功率为PR=UR′I′=2.5V×0.2A=0.5W;
③在保证电路安全的前提下,当开关S、S1闭合时,L和R串联,电源电压不变,根据P=UI可知,电路中电流最小时,总功率最小,根据串联分压特点可知,此时滑动变阻器两端的电压最大为3V,灯泡两端的电压为:4.5V﹣3V=1.5V,从图中可知此时电路中电流为0.2A,电路消耗的最小功率为P1=UI″=4.5V×0.2A=0.9W;
当开关S、S2闭合时,R0和R串联,同理可知此时R0两端的电压为1.5V,根据欧姆定律可知此时电路中的电流I″′=UR0'R0=1.5V10Ω=0.15A,
电路消耗的最小功率为P2=UI″′=4.5V×0.15A=0.675W,
则P1:P2=:3。
故答案为:①4.5;②0.5;③4:3。
【点评】本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算,关键是从图中得出有用信息。
三.作图题(共2小题,满分4分,每小题2分)
21.(2分)请在图的两个虚线框内,选填“电源”和“小灯泡L2”的电路图符号连入电路,并满足两灯组成并联电路且开关只控制灯L2。
【考点】电路图的正确组成.
【分析】要使开关都闭合时两灯组成并联电路,则与开关串联的虚线框中不可以是用电器,否则无法形成并联电路。
【解答】解:要求满足两灯组成并联电路且开关只控制灯L2,因此下面虚线框只能为电灯,则上面虚线框就为电源,当开关闭合后,两灯泡并联,且都发光,开关只控制灯L2,如下图所示
。
【点评】本题考查电路图的分析,关键是明白电路中各个用电器的连接方式。
22.(2分)如图所示,是彬彬家将要在墙上安装的一个带有USB接口的三孔插座,其内部简化电路如图乙所示。当闭合开关S时,指示灯发光,插座和USB接口才能正常使用。请你在图中将未完成的电路补充完整。
【考点】家庭电路的连线作图.
【分析】①家庭电路中用电器是并联的,工作时互不影响;
②干路开关控制整个电路;支路开关控制所在支路;
③灯泡的接法:火线首先过开关,再接入灯泡,零线直接接入灯泡;
【解答】解:由题意可知,开关S控制整个电路,所以开关S在干路上;插座、USB接口与指示灯互不影响,所以插座、USB接口与指示灯并联;如下图:
【点评】本题考查了家庭电路的中灯泡、开关、插座的接法,以及并联电路的特点,要熟练掌握。
四.简答题(共1小题,满分4分,每小题4分)
23.(4分)目前国内销售的空调都有“中国能效标识”字样的彩色标签,为蓝白背景的彩色标识,分为一到五共5个等级。能效比公式:空调能效比=制冷量/额定功率。现有一批制冷量均为4200瓦的不同能效级别的空调。
(1)若能效比级别为“四”,则空调的额定功率为 1500 瓦。
(2)选用能效级别为“三”的空调与选用能效级别为“四”的空调均正常工作2小时,能节约电能 0.2 度。
【考点】电功率的综合计算;电功与电能的计算.
【分析】(1)已知能效比级别为“四”,制冷量均为4200W,由能效比公式:空调能效比=制冷量/额定功率,可求得空调的额定功率。
(2)求得能效级别为“三”的空调的额定功率,利用P=Wt分别求得能效级别为“三”和“四”的空调均正常工作2h消耗的电能,即可知节约的电能。
【解答】解:(1)已知能效比级别为“四”时的能效比为:2.8,
由能效比公式:”空调能效比=制冷量/额定功率“可得,空调的额定功率P额=制冷量能效比=4200W2.8=1500W=1.5kW;
(2)选用能效级别为“三”的空调的额定功率P额′=制冷量能效比=4200W3=1400W=1.4kW。
由P=Wt可得,节约的电能ΔW=P额t﹣P额′t=1.5kW×2h﹣1.4kW×2h=0.2kW•h,即0.2度。
故答案为:(1)1500;(2)0.2。
【点评】此题通过给出的信息考查电功率与电能、时间的关系,还考查了学生接受新鲜事物的能力,是一道联系生活实际的题目。
五.实验探究题(共5小题,满分30分)
24.(5分)小明利用如图甲所示的实验装置探究“水的沸腾”实验。
(1)组装器材时,应先固定图甲中的 B (选填“A”或“B”);
(2)安装好实验器材后,为缩短实验时间,小明在烧杯中倒入热水,温度计示数如图乙所示,此时温度计的示数为 68 ℃;
(3)在水温升高到90℃后,小明每隔1min观察1次温度计的示数,记录在表中,直至水沸腾,如此持续8min后停止读数;
①分析表中数据可知当时的大气压 低于 (选填“高于”、“低于”或“等于”)一标准大气压;
②用质量为m1的水做实验,绘制出水的温度随时间变化的图象如图丙中的a;若用质量为m2(m2>m1)的水做实验,得到的图线可能是图丙中的 c (选填“b”、“c”、“d”);
(4)根据实验数据,得出水沸腾时的温度特点 吸热,温度不变 ;
(5)另一个同学对实验装置进行了适当改变,如图丁所示,试管甲管口朝上,试管乙管口朝下,内均有适量水,放在大烧杯的水中固定,然后对大烧杯进行加热,待大烧杯内的水沸腾后,会发现试管中的水 都不能沸腾 。(选填“都能沸腾”、“都不能沸腾”、“只有甲沸腾”或“只有乙沸腾”)
【考点】探究水沸腾时温度变化的图像分析和数据处理;探究水沸腾时温度变化的特点;探究水沸腾时实验器材的组装顺序.
【分析】(1)实验时,需用酒精灯的外焰加热,所以根据酒精灯外焰的高度调整好铁圈的高度,然后根据温度计的使用规则固定好其位置;
(2)温度计读数时要明确温度计的分度值,视线与液柱的液面相平,还要注意是零上还是零下;
(3)1标准大气压下水的沸点是100℃,沸点跟气压有关,气压越高,沸点越高;
(4)水沸腾时的温度特点吸热,温度不变;
(5)根据水沸腾的条件进行分析:温度达到沸点并要继续吸热。
【解答】解:(1)实验时,需用酒精灯的外焰加热,根据酒精灯外焰的高度调整好铁圈的高度,按照自下而上的顺序组装器材,因此,应先固定图甲中的B;
(2)零刻度在温度计的下方,液柱远离零刻度,是零上,每一个大格代表10℃,每一个小格代表1℃,故示数是68℃;
(3)①由表中的数据可知,水的沸点为99℃,一标准大气压下水的沸点是100℃,因此可知当时的大气压低于一标准大气压;
②水的沸点与质量无关,增加水的质量,水的沸点不变,只会延长加热到沸腾的时间,故得到的图象可能是图丙中的c;
(4)根据实验数据,得出水沸腾时的温度特点吸热,温度不变;
(5)甲试管中水从烧杯的水中吸热,温度升高一直达到沸点,当甲试管中的水一旦与烧杯内的水温度相等,甲试管中的水就无法吸热,不能沸腾;虽然乙试管中水温同样可达到沸点,但乙试管上端封闭,试管内气压大于标准大气压。因为液体沸点随液面上气压的增大而增大,所以乙试管中水的沸点高于烧杯内水的沸点,这样乙试管中水温达不到沸点,不能沸腾。因此大烧杯内的水沸腾后,会发现试管中的水都不能沸腾。
故答案为:(1)B;(2)68;(3)①低于;②c;(4)吸热,温度不变;(5)都不能沸腾。
【点评】本题考查了“水的沸腾”的实验,难度较小,属于基础性题目。重点掌握器材的安装顺序、温度计的读数、沸腾条件、沸点与气压的关系等。
25.(5分)在探究“不同物质吸热能力”的实验中(图甲中为相同热源):
(1)在两个相同的烧杯中加入初温相同、 质量 相同的水和煤油(ρ水>ρ煤油)。
(2)水和煤油温度随时间变化的图象如图乙所示。
①根据图乙可判断出a液体是 水 。
②加热3分钟时,b液体比a液体的温度高,那么b液体吸收的热量 等于 a液体吸收的热量(选填“大于”、“小于”或者“等于”)。
③根据图乙可判断出 a 液体的吸热能力强。(选填“a”或“b”)
(3)本实验除控制变量法外,当它们吸收相同热量时,通过比较 升高的温度 来判断水和煤油吸热能力的强弱,这种解决物理问题的方法称之为 转换 法。
【考点】物体吸热实验中比较升温大小判断吸热强弱;比较不同物质吸热的情况.
【分析】(1)(2)(3)我们使用相同的酒精灯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;
(3)当它们吸收相同热量时,通过比较升高的温度来判断水和煤油吸热能力的强弱,这种解决物理问题的方法称之为转换法。
【解答】解:(1)根据比较不同物质吸热能力的两种方法,要控制不同物质的质量相同,故在两个相同的烧杯中加入初温相同、质量相同的水和煤油。
(2)水和煤油温度随时间变化的图象如图乙所示。
①根据Q=cmΔt可知,在质量和升高温度相同的情况下,a液体的加热时间长,吸收热量多,则a液体的比热容大,所以a液体是水。
②根据加热时间的长度反映液体吸收热量的多少可知,加热3分钟时,时间相同,则b液体吸收的热量等于a液体吸收的热量。
③由①可知,液体a的比热容大,吸热能力强。
(3)本实验除控制变量法外,当它们吸收相同热量时,通过比较升高的温度来判断水和煤油吸热能力的强弱,这种解决物理问题的方法称之为转换法。
故答案为:(1)质量;
(2)①水; ②等于; ③a;
(3)升高的温度;转换。
【点评】本题是比较不同物质的吸热能力实验,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法,为热学中的重要实验之一。
26.(7分)在研究“电流与电阻关系”的实验中,满足实验要求的器材有:
A.电源(电压恒为9V);
B.电流表A(量程0~0.6A);
C.电压表V(量程0~15V);
D.滑动变阻器R(20Ω 1A);
E.电阻箱R0(0~9999Ω);
F.开关S一个,导线若干。
(1)小明连接的图甲电路中存在连线错误,只需要改动一根导线,即可使连线正确。请在接错的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确接法;
(2)连接电路前,开关应 断开 ,滑片放在 A (选填“A”或“B”);
(3)在某次实验中,当电阻箱R0的阻值为20Ω时,电流表相应的示数如图乙所示,此时电阻箱两端电压为 6 V;完成此次实验后为了测出多组数据,实验小组的同学将电阻箱R0的阻值由20Ω变换为30Ω时,应将滑片向 A (选填“A”或“B”)移动,使电压表保持上述实验中的值不变。
【考点】探究电流与电阻的关系.
【分析】(1)电阻R0与电流表并联,电压表串联在电路中是错误的,应改为电阻R0与电流表串联,电压表与电阻R0并联;
(2)为了保护电路,连接电路前,开关应断开,且将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处;
(3)根据电流表量程和分度值读出示数,再根据欧姆定律算出此时电阻箱两端电压;
将20Ω电阻换成30Ω电阻,根据分压原理,确定电压表示数的变化;研究电流与电阻的关系时,应控制电阻的电压不变,根据串联电路电压的规律和分压原理确定滑片移动的方向。
【解答】解:
(1)电阻R0与电流表并联,电压表串联在电路中是错误的,电阻R0与电流表串联,电压表与电阻R0并联,修改后的电路图如下:
;
(2)为了保护电路,连接电路前,开关应断开,且将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处即图中的A端;
(3)由乙图知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A;
根据欧姆定律I=UR知此时电阻箱两端电压:U=IR=0.3A×20Ω=6V;
在探究“电流与电阻关系”的实验中,要控制电压表示数不变,当电阻箱R0的阻值变大时,根据分压原理,电压表示数变大,为了完成该实验研究,应减小电压表示数,根据串联电路电压的规律,应增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,该将滑动变阻器R的滑片P向A端滑动,使电压表的示数保持6V不变。
故答案为:(1)见上图;(2)断开;A;(3)6;A。
【点评】本题探究电流与电阻关系,考查电路的改接、电路连接时的注意事项、操作过程、电流表读数、串联分压原理的运用,有一定难度。
27.(5分)探究“通电螺线管的外部磁场”的实验。
(1)组装好器材如图甲,闭合开关,发现竖直悬挂的小铁球向右运动,是因为小铁球受到 磁力 的作用,该现象说明通电螺线管周围存在 磁场 ,若将小铁球换成大小相同的铝球,铝球将 静止 (填“向右运动”“向左运动”或“静止”)。
(2)小明继续实验探究,并按图乙连接电路,他先将开关S接a,观察电流表的示数及吸引大头针的数目;再将开关S从a换到b,调节变阻器的滑片P,再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目。此时调节滑动变阻器是为了 控制两次实验的电流大小不变 ,探究 通电螺线管磁场强弱与线圈匝数 的关系。
【考点】探究通电螺线管的磁场特点.
【分析】(1)通电螺线管周围存在磁场,能吸引铁球,不能吸引铝球;
(2)影响螺线管磁性强弱的因素有电流的大小和线圈匝数的多少,在实验中,应注意控制变量法的运用。
【解答】解:(1)通电螺线管周围存在磁场,对小铁球存在磁力作用,铝球不受磁力作用,处于静止状态;
(2)实验中,他将开关S从a换到b上时,连入电路的线圈匝数发生了变化,为了保证电流不变,应调节变阻器的滑片P,控制两次实验的电流大小不变,再次观察电流表示数及吸引的大头针数目,这样才能探究出通电螺线管磁性强弱与线圈匝数的关系。
故答案为:(1)磁力;磁场;静止;(2)控制两次实验的电流大小不变;通电螺线管磁场强弱与线圈匝数。
【点评】本题考查了螺线管磁场的特点、磁极方向的判断等,注意通电螺线管的磁极极性与电流的方向和线圈的绕法有关。
28.(8分)实验课上,小明与小雨用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)小雨刚接上最后一根导线,就发现电流表指针立即向左偏转,其操作不当之处可能为: 电流表的正负接线柱接反 、 连接电路时开关没有断开 。
(2)故障排除后,闭合开关S,电表示数如图乙,据此数据计算出定值电阻Rx= 5 Ω;
(3)接下来移动滑动变阻器的滑片得出多组电压、电流数值,这样做的目的是: 求平均值减小实验误差 ;
(4)实验中,去掉电流表,小明设想用如图丙所示的电路对Rx的阻值进行测量,已知滑动变阻器的最大阻值为R,实验步骤如下:
①将滑动变阻器的滑片移至最左端时,电压表的读数为U;
② 将滑动变阻器的滑片移至最右端 ,读出电压表示数为U1;
③待测电阻的阻值表达式为Rx= U1U-U1•R (用已知量和测量量表示)。
(5)小明用一个小灯泡替换了电路中的Rx在实验过程中还发现:闭合开关时电流表指针迅速偏转较大角度,紧接着指针再偏回一定角度后,示数才稳定下来;同组的小雨同学同时注意到,闭合开关瞬间灯泡亮度较大,紧接着变暗一点后,亮度才稳定下来,造成这种现象的原因可能是 灯丝的电阻随着温度的升高而增大 。
【考点】伏安法测小灯泡的电阻.
【分析】(1)闭合开关后,若电流表的正负接线柱接反,则电流表的指针会反向偏转;为保护电路,连接电路时开关应断开;
(2)根据电表选用的量程,读出电表的示数,根据欧姆定律计算电阻;
(3)为了减小实验误差,应多次测量取平均值;
(4)将滑动变阻器的滑片移至最左端时,电压表的读数为U,将滑动变阻器的滑片移至最右端,读出电压表示数为U1,根据串联电路特点和R=UI计算待测电阻的阻值;
(5)灯丝的电阻随着温度的升高而增大。
【解答】解:(1)小雨刚接上最后一根导线,就发现电流表指针立即向左偏转,其操作不当之处可能为:电流表的正负接线柱接反、连接电路时开关没有断开;
(2)如图乙所示,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,电压表示数为2V,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.4A,根据欧姆定律可得Rx的阻值为:Rx=UI=2V0.4A=5Ω;
(3)为了减小实验误差,应移动滑动变阻器的滑片得出多组电压、电流数值,然后求电阻的平均值;
(4)①将滑动变阻器的滑片移至最左端时,电压表的读数为U,此时电压表的读数U为未知电阻两端电压,也是电源电压;
②将滑动变阻器的滑片移至最右端,读出电压表示数为U1,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大为R,滑动变阻器和待测电阻串联,电压表测量待测电阻两端电压;
③滑动变阻器两端的电压为:U滑=U﹣U1,
通过电流中的电流为:I′=U滑R=U-U1R,
待测电阻的阻值为:Rx=U1I'=U1U-U1R=U1U-U1•R;
(5)灯丝的电阻随着温度的升高而增大,刚闭合开关时,灯丝的温度较低,电阻较小,电流较大,电流表指针偏角较大;当灯泡发光后灯丝温度升高,电阻增大,电路电流减小,电流表示数减小,最后达到稳定;灯的亮度取决于灯的实际功率,根据P=U2R,闭合开关瞬间,灯的电阻小,实际功率大,灯泡亮度较大,紧接温度升高后,电阻变大,实际功率变小,变暗一点后,亮度才稳定下来。
故答案为:(1)电流表的正负接线柱接反;连接电路时开关没有断开;(2)5;(3)求平均值减小实验误差;(4)将滑动变阻器的滑片移至最右端;U1U-U1•R;(5)灯丝的电阻随着温度的升高而增大。
【点评】本题主要考查了伏安法测量电阻,考查了注意事项、电表读数、电阻的计算和多次测量的目的等知识,缺少电流表测量电阻是本题的难点。
六.计算题(共3小题,满分20分)
29.(4分)永定温泉资源丰富,泡温泉是人们休闲的一种方式。若泡澡水由质量为200kg、温度为75℃的温泉提供。[q天然气=4.2×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(1)这些水温度降低到40℃时放出的热量是多少?
(2)若这些热量由加热效率为70%的天然气锅炉来供给,相当于节约了多少m3天然气?
【考点】气体的热值计算;能量的利用效率;利用比热容的公式计算热量.
【分析】(1)用热量的计算公式Q=cm(t﹣t0)计算热量;
(2)根据Q=ηQ放,再利用热值的公式Q=qV来求需要燃烧多少m3的天然气的体积。
【解答】解:(1)放出的热量:
Q=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(75℃﹣40℃)=2.94×107J;
(3)锅炉效率为70%,所以燃烧天然气释放热量为:
Q放=Qη=2.94×107J70%=4.2×107J;
由公式Q=qV可得,需要燃烧天然气的体积:
V=Q放q天然气=4.2×107J4.2×107J/m3=1m3。
故答案为:(1)这些水温度降低到40℃时放出的热量是2.94×107J;
(2)若这些热量由加热效率为70%的天然气锅炉来供给,相当于节约了1m3的天然气。
【点评】本题考查热量、热效率等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,有一定的难度。
30.(7分)去年冬天较往年来得更早,降温也更快,很多老师的办公桌上早早放置了电热桌垫(如图)。好奇的小科同学看到后,很想知道它的电热原理,他查看说明书后发现:该电热桌垫由12伏电源供电,发热部分由两根电热丝组成,R1、R2的阻值分别为6Ω、12Ω,该桌垫可通过调温开关控制不同的电功率(不考虑温度的变化对电阻的影响)。
(1)将开关S拨到“cd”时,电热桌垫处在 高温 挡(填“关”、“低温”或“高温”)。
(2)该电热桌垫消耗的最大功率是多少瓦?
(3)当电热桌垫处于低温挡时,在1分钟内产生的热量是多少焦?
【考点】电热的多挡问题;电功率多档位问题;电功率的综合计算.
【分析】(1)图甲中,当开关S在a、b位置时没有电阻接入电路,据此判断出电路的状态;
当开关S在b、c位置,只有R2工作,电阻较大,根据P=U2R判断出电路的状态;
当S在c、d位置时,两电阻并联,电阻较小,根据P=U2R判断出电路的状态;
(2)根据公式求出P=U2R电功率的大小;
(3)根据公式Q=W=U2Rt求出产生的热量。
【解答】解:(1)图甲中,当开关S在a、b位置时没有电阻接入电路,处于关状态;
当开关S在b、c位置,只有R2工作,电阻较大,根据P=U2R知电路处于低温挡;
当S在c、d位置时,两电阻并联,电阻较小,根据P=U2R知电路处于高温挡;
(2)电热桌垫消耗的最大功率是:
P高温=P1+P1=U2R1+U2R2=(12V)26Ω+(12V)212Ω=36W;
(3)当电热桌垫处于低温挡时,在1分钟内产生的热量为:
Q=W=U2R2t=(12V)212Ω×60s=720J。
答:(1)高温;
(2)该电热桌垫消耗的最大功率是为36W;
(3)当电热桌垫处于低温挡时,在1分钟内产生的热量是720J。
【点评】本题考查电功率、热量等的计算,关键是开关断开与闭合时电路连接情况的分析。
31.(9分)如图甲所示的恒温箱,由工作电路和控制电路组成,其简化电路如图乙所示,其中控制电路是由线圈电阻、热敏电阻R、滑动变阻器R'串联组成,电源两端电压恒为6V,线圈的阻值为150Ω,热敏电阻的R﹣t图像如图丙所示;R'的阻值为100Ω时,恒温箱可以实现100℃的恒温控制;当线圈的电流达到0.02A时衔铁被吸合,加热器停止加热。
(1)请简述恒温箱的工作原理。
(2)当恒温箱实现100℃恒温控制时,热敏电阻R消耗的功率是多少?
(3)如果要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度,那么可变电阻R'的阻值范围为多少?
(4)已知加热器的额定电压为220V,额定功率为500W,由于输电导线上有电阻,当某次加热器的实际功率为405W时,工作电路的实际电压为多少?
【考点】电磁继电器的构造与原理;欧姆定律的应用;欧姆定律求范围值;光敏、热敏、压敏等半导体电路分析;电功率的综合计算.
【分析】(1)衔铁未吸合时,加热器电阻丝工作,随着壶内温度的升高,热敏电阻R0的阻值减小,根据欧姆定律分析电路中电流变化,根据电磁铁磁性的变化确定工作电路的状态;
(2)恒温箱实现100℃恒温控制时,控制电路的电流为0.02A,根据串联电路电压规律结合欧姆定律求出热敏电阻两端的电压,利用P=UI求出热敏电阻的功率;
(3)根据题意可知,当达到设定温度时,控制电路中继电器衔铁要吸合时,切断加热电路,故无论设定温度的高低,都应调节滑动变阻器使电路中的电流不变,即电路中的总电阻不变,根据电阻的串联求出100℃时控制电路的总电阻;根据图像读出50℃、150℃时热敏电阻的阻值,再根据电阻的串联分别求出滑动变阻器接入电路中的电阻,进一步该热敏电阻的阻值范围;
(4)已知加热器的额定电压为220V,额定功率为500W,由电功率公式求出加热器的电阻,然后应用电功率公式求出电路的实际电压。
【解答】解:(1)衔铁未吸合时,加热器工作,恒温箱温度升高,热敏电阻R阻值减小;由欧姆定律可知,电路中的电流增大,当线圈电流达到0.02A时,衔铁被吸合,加热停止;
(2)恒温箱实现100℃恒温控制时,控制电路的电流为0.02A,热敏电阻两端电压:
UR=U﹣U0﹣U'=U﹣I(R0+R')=6V﹣0.02A×(150Ω+100Ω)=1V,则热敏电阻消耗的功率为:
PR=URI=1V×0.02A=0.02W;
(3)根据题意可知,控制电路电源电压恒为6V,当电路中的电流达到0.02A时,衔铁被吸合,故无论怎样设定温度,电路中的总电阻都不变;
由图丙可知,100℃的恒温控制时R=50Ω,电路中的总电阻R总=R0+R+R'=150Ω+50Ω+100Ω=300Ω;
当恒温箱设置50℃时,由图丙可知,R=90Ω,滑动变阻器接入电路中的电阻为:
R′=R总﹣R0﹣R=300Ω﹣150Ω﹣90Ω=60Ω,
当恒温箱设置150℃时,由图丙可知,R=30Ω;
滑动变阻器接入电路中的电阻R′=R总﹣R0﹣R=300Ω﹣150Ω﹣30Ω=120Ω,
要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度,可变电阻R′的阻值调节范围应该在60~120Ω;
(4)已知加热器的额定电压为220V,额定功率为500W,根据P=UI=U2R,加热器的电阻为:
R加=U额2P额=(220V)2500W=96.8Ω,
由P=UI=U2R得:
U实=P实R加=405W×96.8Ω=198V。
答:(1)衔铁未吸合时,加热器工作,恒温箱温度升高,热敏电阻R阻值减小;由欧姆定律可知,电路中的电流增大,当线圈电流达到0.02A时,衔铁被吸合,加热停止;
(2)当恒温箱实现100℃恒温控制时,热敏电阻R消耗的功率是0.02W;
(3)如果要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度,那么可变电阻R'的阻值范围为60~120Ω;
(4)当某次加热器的实际功率为405W时,工作电路的实际电压为198V。
【点评】本题考查了电阻的串联特点和欧姆定律的应用,关键是读懂题意得出无论设定温度的高低、电路中的总电阻不变,对学生分析信息、得出有用信息的能力要求较高。
能效比级别
一
二
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3.2
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