山东省菏泽市鄄城县2022-2023学年九年级上学期期中物理试卷(含答案)
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这是一份山东省菏泽市鄄城县2022-2023学年九年级上学期期中物理试卷(含答案),共24页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题与实验探究,计算应用题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年山东省菏泽市鄄城县九年级(上)期中物理试卷
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,满分24分。每小题的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。)
1.我们初中劳动课程内容中,关于日常生活劳动包括烹饪与营养,要求每位学生独立制作午餐或晚餐3~4个菜。小明在家学做菜时,厨房里菜香四溢,这个现象说明( )
A.分子间存在空隙 B.分子间存在引力
C.分子间存在斥力 D.分子不停地做无规则运动
2.下列说法中正确的是( )
A.使燃料燃烧更充分,热机效率可以达到100%
B.热机的尾气没有内能
C.热机是通过燃料的燃烧获取内能并转化为机械能的装置
D.热机大量使用不会造成环境污染
3.沿海地区,白天太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量,海水温度上升慢;陆地温度上升快,热空气上升,微风从海洋吹向陆地,形成海陆风;而夜晚,陆地和海水放出相同的热量,海水温度降低得少,海面气温较高,空气上升,风就从陆地吹向海上,形成陆海风,你认为形成海陆风和陆海风的原因主要是( )
A.水的比热容大 B.水的密度小
C.泥土的面积大 D.泥土的比热容大
4.(2分)如图所示的四个选项为四冲程汽油机工作示意图;如图所示,给试管里的水加热,水沸腾后,水蒸气推动橡皮塞冲出试管口,与这个过程的能量转化相同的冲程是( )
A. B. C. D.
5.(2分)下列物品中,通常情况下属于导体的是( )
A.塑料安全帽 B.布手套 C.钢尺 D.橡胶鞋
6.(2分)甲是用丝绸摩擦过的玻璃棒,乙和丙是两个泡沫小球,甲和乙、乙和丙相互作用时的场景分别如图所示。由此可判断( )
A.甲带负电 B.乙带负电
C.乙可能不带电 D.丙带正电
7.(2分)导体对电流有阻碍作用、电阻越大阻碍作用越大,当在导体两端加上一定电压时,就会有电流流过导体( )
A.通过导体的电流越大,导体电阻越小
B.通过导体的电流为零,导体的电阻也为零
C.加在导体两端的电压越大,导体的电阻越大
D.电阻是导体本身的性质,与电流、电压无关
8.(2分)如图所示的电路中,在a、b两点间接入一个滑动变阻器,要求闭合开关后,当滑片P向右滑动时,灯泡变亮。则如选项所示的四种接法中正确的是( )
A. B.
C. D.
9.(2分)如图所示的电路中,通过闭合、断开开关,能使小灯泡L1和L2组成并联电路的是( )
A.闭合开关S1、S2,断开S3 B.闭合开关S1和S3,断开S2
C.闭合开关S2和S3,断开S1 D.闭合开关S2,断开开关S1和S3
10.(2分)如图所示,图中的a、b是电流表或电压表,下面关于电表的说法,正确的是( )
A.a、b都是电流表 B.a、b都是电压表
C.a是电压表,b是电流表 D.a是电流表,b是电压表
11.(2分)防控疫情期间,为保障小区内居民安全,很多小区安装了门禁系统。若是小区内部车辆,则由自动开关S1控制电动机启动横杆;若是外部车辆,需要工作人员检测后按动按钮开关S2,控制电动机启动横杆。下列选项中,能正确模拟工作原理的是( )
A. B.
C. D.
12.(2分)光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成如图所示的电路。闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,观察电表示数的变化情况应该是( )
A.电流表和电压表示数均变小
B.电流表和电压表示数均变大
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变大,电压表示数变小
二、填空题(共6小题,每空1分,共15分)
13.(3分)用劣质的油性油漆、板材、涂料、胶粘剂等材料,含有较多的甲醛、苯、二甲苯等有毒物质,用来装修房屋,会造成室内环境污染,这属于物理学中的 现象,这种现象在夏天时更严重,因为 越高, 越剧烈。
14.(3分)若把分子看成一个小球,则一般分子直径的数量级为10﹣10m,合 mm;原子是由原子核与 组成的;摩擦起电的实质是电荷的 。
15.(3分)夏季,在高速公路服务区内,一些重型汽车停在有水的坑里,这是因为汽车在高速行驶过程中,通过 方式增加轮胎的内能,使轮胎的温度 ;轮胎停在水中,通过 方式减少内能,降低温度,以保行车安全。
16.(2分)家用电视遥控器的电源通常是由两节干电池 联而成,总电压是 V。
17.(2分)将一根镍铬合金丝均匀拉长接入电路,其电阻将 ;若将这根镍铬合金丝对折后接入电路,其电阻将 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
18.(2分)如图是R1、R2两电阻的电压与电流关系图象,由图可知,电阻R1的阻值为 欧;若将两电阻串联后接在3V电源两端,电路中的电流为 A。
三、作图题与实验探究(19题3分,20题5分,21题5分,22题4分,共17分)
19.(3分)根据图中所示的实物图,请同学们画出对应的电路图。
20.(5分)在探究“并联电路电流规律”的实验中,如图甲是实验的电路图。
(1)电流表应 (选填“串联”或“并联”)在被测电路中,若要测量干路电流,则电流表应接在甲图中的 点;
(2)在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是: ;
(3)此实验可以得到的结论是:并联电路干路中的电流 各支路电流之和。为避免实验的偶然性,要得出具有普遍性的结论,应 。
21.(5分)如图所示,甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图。
(1)连接电路时,开关应处于 状态。请用笔画线代替导线连接实物图甲,要求滑动变阻器的滑片向左移动,电流表示数变小;
(2)当滑片移动到某位置时,电压表示数为2.4V,电流表如图乙所示读数为 A,则未知电阻Rx= Ω;
(3)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R的滑动变阻器,和如图丙所示电路,来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时。电流表示数为I1;滑动变阻器滑片在最右端时,电流表示数为I2,则电阻Rx= 。(用题中所给物理量的符号表示)
22.(4分)某科技活动小组设计了一个自动雨刮器控制系统,能使汽车挡风玻璃上的刮器随着雨量的大小,水的速度会相应地发生变化,雨停后,雨刮器自动停止工作,如图所示。图a是由一组指状平行金属线组成的雨水检测网器件,图b是自动控制系统的模拟电路。
(1)活动小组将雨水检测网接入电路,检测网未放入水中,电流表无示数,再将检测网放入雨水中,电流表有示数,表明雨水是 (选填“导体”或“绝缘体”)。他们通过观察电路中 的变化来判断电动机转速的变化,从而反映出雨刮器刮水速度的变化;
(2)将检测网竖立并缓慢漫入雨水中进行实验,分析数据可知,金属网浸入雨水中的深度越深,电流表的示数越大。这说明a、b间接入电路的电阻在 (选填“变大”或“变小”),我们知道,影响导体电阻的大小的因素有:导体的 、长度和横截面积,由此可知:a、b间接入电路的电阻变化是由导体的 变化引起的。
(3)活动小组设计的电路在无雨水时,电动机不转动,这样无法实现无雨时车窗的清洗,若要解决此问题,可对图b电路进行修改优化,请你在电路上画上你的修改。
四、计算应用题(23题6分,24题8分,共14分。解答时写出必要的文字说明、公式和重要的计算步骤,物理量要写明数值和单位,只写出最后答案的不得分)
23.(6分)某学校用锅炉将200kg的水从20℃加热至100℃,燃烧了6kg的无烟煤,无烟煤的热值是3.4×107J/kg,[已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)]。则:
(1)水在这一过程中吸收的热量是多少?
(2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?
24.(8分)如图所示,电源电压U保持不变,电阻R1=30Ω,电阻R2=15Ω,只闭合开关S1时,电流表A的示数为0.2A。求:
(1)画出等效电路图;
(2)电源电压U;
(3)开关S1、S2都闭合时,通过电阻R2的电流。
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,满分24分。每小题的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。)
1.(2分)我们初中劳动课程内容中,关于日常生活劳动包括烹饪与营养,要求每位学生独立制作午餐或晚餐3~4个菜。小明在家学做菜时,厨房里菜香四溢,这个现象说明( )
A.分子间存在空隙
B.分子间存在引力
C.分子间存在斥力
D.分子不停地做无规则运动
【分析】不同的物质在相互接触时,分子彼此进入对方的现象叫做扩散,这一现象说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动。
【解答】解:小明在家学做菜时,厨房里菜香四溢,是菜香分子运动到空气中,是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
故选:D。
【点评】本题考查学生对分子动理论的掌握,需要利用生活经验来进行解释。
2.(2分)下列说法中正确的是( )
A.使燃料燃烧更充分,热机效率可以达到100%
B.热机的尾气没有内能
C.热机是通过燃料的燃烧获取内能并转化为机械能的装置
D.热机大量使用不会造成环境污染
【分析】(1)任何机器在做功时都不可避免的做额外功,效率不可能达到100%;
(2)物体内所有分子无规则运动具有的动能和分子势能的总和叫内能,一切物体都有内能;
(3)热机是把内能转化为机械能的装置;
(4)热机的大量使用,会带来废气污染、噪声污染。
【解答】解:A、使燃料燃烧充分,只能增大燃料燃烧放出的热量,但热机工作时废气总会带走大量的能量、机械摩擦损失一部分能量、机械往外散热损失一部分能量,机械效率达不到100%,故A错误;
B、一切物体都有内能,温度很高的尾气也有内能,故B错误;
C、热机通过燃料的燃烧,将燃料的化学能转化为内能,再通过燃气膨胀做功转化为机械能,故C正确;
D、热机的大量使用,会带来废气污染、噪声污染,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了对内能、热机效率的理解,以及热机工作时的能量转化和环境污染,属于基础题目。
3.(2分)沿海地区,白天太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量,海水温度上升慢;陆地温度上升快,热空气上升,微风从海洋吹向陆地,形成海陆风;而夜晚,陆地和海水放出相同的热量,海水温度降低得少,海面气温较高,空气上升,风就从陆地吹向海上,形成陆海风,你认为形成海陆风和陆海风的原因主要是( )
A.水的比热容大 B.水的密度小
C.泥土的面积大 D.泥土的比热容大
【分析】根据水的比热容比泥土、沙石的比热容大的特点来分析海陆风和陆海风的形成过程。
【解答】解:因为海水的比热容比陆地(泥土、沙石)的比热容大,白天,太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量,海水温度上升少;陆地吸热后,温度上升快,热空气上升,微风从海洋吹向陆地,形成海陆风;
而夜晚,陆地和海水放出相同的热量,但海水的比热容大,海水温度降低得少,海面气温较高,空气上升,风就从陆地吹向海上,形成陆海风,故A正确。
故选:A。
【点评】本题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,是一道基础题。
4.(2分)如图所示的四个选项为四冲程汽油机工作示意图;如图所示,给试管里的水加热,水沸腾后,水蒸气推动橡皮塞冲出试管口,与这个过程的能量转化相同的冲程是( )
A. B. C. D.
【分析】(1)判断汽油机的四个冲程,先看进气门和排气门的关闭情况,进气门打开的是吸气冲程,排气门打开的是排气冲程,进气门和排气门都关闭的是压缩冲程或者做功冲程;活塞上行为压缩冲程和排气冲程;活塞下行为吸气冲程和做功冲程;
(2)改变物体内能的方式有热传递和做功两种。做功改变物体内能的实质是能量的转化,具体来说是内能和机械能的相互转化。对物体做功,物体的内能增加,温度升高;物体对外做功,物体的内能减少,温度降低。
【解答】解:水沸腾后,水蒸气推动橡皮塞冲出试管口,是水蒸气的内能转化为机械能,与做功冲程中的能量转化相同;
A、图中,排气门开启,活塞上行,气体流出汽缸,是排气冲程;
B、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;
C、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;
D、图中,进气门开启,活塞下行,气体流入汽缸,是吸气冲程。
故B符合题意,ACD不合题意。
故选:B。
【点评】理解改变内能的方法以及内燃机的工作原理,可解答此题。
5.(2分)下列物品中,通常情况下属于导体的是( )
A.塑料安全帽 B.布手套 C.钢尺 D.橡胶鞋
【分析】容易导电的物体叫导体,如:各种金属、酸碱盐溶液、石墨、人体、大地等;不容易导电的物体叫绝缘体,如:玻璃、橡胶、陶瓷、空气、蒸馏水等;导体和绝缘体没有明显的界限。
【解答】解:
塑料安全帽、布手袋、橡胶鞋都不容易导电,属于绝缘体,钢尺容易导电,属于导体。
故选:C。
【点评】本题考查导体和绝缘体的有关问题,相对比较简单,属于基础题。
6.(2分)甲是用丝绸摩擦过的玻璃棒,乙和丙是两个泡沫小球,甲和乙、乙和丙相互作用时的场景分别如图所示。由此可判断( )
A.甲带负电 B.乙带负电
C.乙可能不带电 D.丙带正电
【分析】带电体具有吸引轻小物体的性质;电荷间相互作用的规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。
【解答】解:甲是用丝绸摩擦过的玻璃棒,则甲带正电;由图知,当甲靠近乙小球时,二者相互吸引,说明乙可能带负电,也可能不带电;
乙靠近丙时,发现相互排斥,说明乙和丙一定带电,且带的是同种电荷,所以乙带负电,丙也带负电,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题考查了电荷间的相互作用规律和带电体能吸引轻小物体的性质,属于基础题目。
7.(2分)导体对电流有阻碍作用、电阻越大阻碍作用越大,当在导体两端加上一定电压时,就会有电流流过导体( )
A.通过导体的电流越大,导体电阻越小
B.通过导体的电流为零,导体的电阻也为零
C.加在导体两端的电压越大,导体的电阻越大
D.电阻是导体本身的性质,与电流、电压无关
【分析】电阻是导体对电流的阻碍作用,是导体本身的一种属性;其大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,而与导体两端的电压、通过的电流无关。据此分析判断。
【解答】解:电阻是导体本身的一种属性,其大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,而与导体两端的电压、通过的电流无关,即使电压或电流为零,电阻也不为零。故只有选项D说法正确。
故选:D。
【点评】此题考查对电阻概念的理解和影响电阻大小因素的认识;要抓住导体的电阻是导体本身具有的一种属性。
8.(2分)如图所示的电路中,在a、b两点间接入一个滑动变阻器,要求闭合开关后,当滑片P向右滑动时,灯泡变亮。则如选项所示的四种接法中正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】当滑动变阻器接一上一下两个接线柱时,接入电路的为滑片与下接线柱之间的部分;则由题意可知滑动变阻器的接法。
【解答】解:要使滑片右移时,灯泡变亮,电流变大,滑动变阻器接入电阻减小,则接入电路的必须为右侧部分,故滑动变阻器应接入右下的接线柱;因上面的两个接线柱都接在同一个导线上,故上面接线柱接哪一个均可,故D正确。
故选:D。
【点评】滑动变阻器是通过调节接入电路的导线长度来调节电阻的,应熟练掌握其接线方法。
9.(2分)如图所示的电路中,通过闭合、断开开关,能使小灯泡L1和L2组成并联电路的是( )
A.闭合开关S1、S2,断开S3
B.闭合开关S1和S3,断开S2
C.闭合开关S2和S3,断开S1
D.闭合开关S2,断开开关S1和S3
【分析】两灯泡并联,应让它们的两端分别连在一起,然后并列连接在电路中的两点之间;结合电路图选择合适的开关组合。
【解答】解:要使小灯泡L1和L2组成并联电路,则应将两灯首首相接,尾尾相接,由图可知,应闭合开关S1、S3,断开S2。
故选:B。
【点评】解答此题的关键是理解并联电路的特点,会连接简单的并联电路。
10.(2分)如图所示,图中的a、b是电流表或电压表,下面关于电表的说法,正确的是( )
A.a、b都是电流表 B.a、b都是电压表
C.a是电压表,b是电流表 D.a是电流表,b是电压表
【分析】电流表与用电器串联在电路中,电压表并联在电路中,并且电压表在电路中相当于断路。
【解答】解:在电路中,电流表相当于导线,与用电器串联测量电路电流,图中的b与灯泡串联,则b为电流表;电压表相当于断路,与用电器并联测量用电器两端电压,图中a并联在电源两端,为电压表。故ABD错误,C正确;
故选C。
【点评】此题主要考查电流表和电压表的使用方法,解答此类题目应明确电路的连接方法以及电表与用电器的连接方式。
11.(2分)防控疫情期间,为保障小区内居民安全,很多小区安装了门禁系统。若是小区内部车辆,则由自动开关S1控制电动机启动横杆;若是外部车辆,需要工作人员检测后按动按钮开关S2,控制电动机启动横杆。下列选项中,能正确模拟工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据题意确定两开关的连接方式、电动机的连接方式,然后选出正确的电路图。
【解答】解:根据题意,若是小区内部车辆,由自动开关S1控制电动机启动横杆;若是外部车辆,需要工作人员按动按钮开关S2,控制电动机启动横杆,则两个开关单独都能打开大门,即两开关并联后再与电动机串联,只有B正确。
故选:B。
【点评】本题结合生活实际考查根据要求设计电路图,关键是确定两开关的连接。
12.(2分)光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成如图所示的电路。闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,观察电表示数的变化情况应该是( )
A.电流表和电压表示数均变小
B.电流表和电压表示数均变大
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变大,电压表示数变小
【分析】闭合开关,光敏电阻R和定值电阻R0串联,根据光照强度的变化判断光敏电阻阻值如何变化,从而得出总电阻如何变化,根据串联电路的特点及欧姆定律判断电流表与电压表示数如何变化。
【解答】解:闭合开关,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电路中总电阻等于光敏电阻和和定值电阻阻值之和,电流表测量电路中的电流,电压表测量光敏电阻两端的电压;
当逐渐增大光敏电阻的光照强度,光敏电阻的阻值减小,电路的总电阻R总减小,电路的总电阻R总减小,电源电压U不变,由欧姆定律可知,电路电流变大,即电流表示数变大;
定值电阻R0阻值不变,定值电阻两端电压U0=IR0变大,光敏电阻两端电压UR=U﹣U0变小,电压表示数变小。
故选:D。
【点评】本题是一道闭合电路的动态分析题,从“光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小”入手分析电路中总电阻的变化,掌握串联电路特点、欧姆定律是正确解题的关键。
二、填空题(共6小题,每空1分,共15分)
13.(3分)用劣质的油性油漆、板材、涂料、胶粘剂等材料,含有较多的甲醛、苯、二甲苯等有毒物质,用来装修房屋,会造成室内环境污染,这属于物理学中的 扩散 现象,这种现象在夏天时更严重,因为 温度 越高, 分子热运动 越剧烈。
【分析】不同物质互相接触时彼此进入对方的现象叫做扩散;扩散现象说明分子在不停地无规则运动,温度越高,分子热运动越剧烈。
【解答】解:用劣质的油性油漆、板材、涂料、胶粘剂等材料,含有较多的甲醛、苯、二甲苯等有毒物质,用来装修房屋,会造成室内环境污染,这属于物理学中的扩散现象,这种现象在夏天时更严重,因为温度越高,分子热运动越剧烈。
故答案为:扩散;温度;分子热运动。
【点评】此题考查了扩散、分子动理论,属基础题目。
14.(3分)若把分子看成一个小球,则一般分子直径的数量级为10﹣10m,合 10﹣7 mm;原子是由原子核与 核外电子 组成的;摩擦起电的实质是电荷的 转移 。
【分析】(1)长度单位的换算:1m=103mm;
(2)原子由原子核和核外电子组成;
(3)摩擦起电的实质是电荷的转移。
【解答】解:(1)因为1m=103mm,所以10﹣10m=10﹣10×103mm=10﹣7mm;
(2)原子由原子核和核外电子组成;
(3)摩擦起电的实质,并不是创造了电荷,而是电荷在物体间发生了转移。
故答案为:10﹣7;核外电子;转移。
【点评】本题考查的是长度单位的换算、原子的结构、摩擦起电的实质,属于基础题。
15.(3分)夏季,在高速公路服务区内,一些重型汽车停在有水的坑里,这是因为汽车在高速行驶过程中,通过 做功 方式增加轮胎的内能,使轮胎的温度 升高 ;轮胎停在水中,通过 热传递 方式减少内能,降低温度,以保行车安全。
【分析】汽车轮胎与地面摩擦,消耗的是机械能(或动能),轮胎发热说明转化成了内能;冷水冲洗轮胎可通过热传递将热量传递给水,从而达到给轮胎降温的目的。
【解答】解:轮胎与地面摩擦发热的过程是因为在摩擦过程中,一部分机械能(或动能)转化成了轮胎的内能造成的;
冷水与高温的轮胎接触时,轮胎将热量传递给水,一部分水还会蒸发吸热,从而达到降温的目的。
故答案为:做功;升高;热传递。
【点评】摩擦生热是典型的机械能转化为内能的例子,是我们应该熟知的。通过热传递来改变物体的温度,也是最简便有效的方法,更是生活中常见的现象。
16.(2分)家用电视遥控器的电源通常是由两节干电池 串 联而成,总电压是 3 V。
【分析】一节干电池的电压为1.5V,一般由干电池串联组成,由此可知总电压。
【解答】解:
由生活经验可知,电视遥控器里电源通常是由两节干电池串联组成,一节干电池的电压为1.5V,所以电视遥控器的电源电压(总电压)为2×1.5V=3V。
故答案为:串;3。
【点评】本题考查对干电池电压的认识,要记得常见的一些电源电压值。
17.(2分)将一根镍铬合金丝均匀拉长接入电路,其电阻将 增大 ;若将这根镍铬合金丝对折后接入电路,其电阻将 减小 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
【分析】导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关;同种材料的导体长度越大,横截面积越小,电阻越大;反之,电阻越小;据此即可确定该电阻丝的阻值变化情况。
【解答】解:∵导体的电阻与长度、横截面积和材料有关;当同种材料的导体长度越大,横截面积越小,电阻越大;反之,电阻越小;
∴将一根镍铬合金丝均匀拉长后,长度变长,横截面积变小,故电阻将增大;若将这根镍铬合金丝对折后,则长度变短,横截面积变大,故电阻将会减小。
故答案为:增大,变小。
【点评】导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关;在分析导体电阻的变化时,要从导体电阻的决定因素的变化去入手分析。
18.(2分)如图是R1、R2两电阻的电压与电流关系图象,由图可知,电阻R1的阻值为 10 欧;若将两电阻串联后接在3V电源两端,电路中的电流为 0.2 A。
【分析】由图象读出电阻R1的任意一组电压和电流值,根据欧姆定律求出电阻R1的阻值;
根据图象判断出当电源电压为3V时的电流和各个电阻两端的电压。
【解答】解:由图象可知,R1和R2均为定值电阻,当I=0.3A时,R1的电压U1=3V,
则由欧姆定律可得R1的阻值:
R1===10Ω;
若将两电阻串联后接在3V电源两端,串联电路各处电流相等,
由图象知当电流为0.2A时,R1两端的电压为2V,R2两端的电压为1V,U1′+U2′=2V+1V=3V,符合题意。
故答案为:10;0.2。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用,关键是根据图象读出电流和电压的对应值。
三、作图题与实验探究(19题3分,20题5分,21题5分,22题4分,共17分)
19.(3分)根据图中所示的实物图,请同学们画出对应的电路图。
【分析】根据实物图分析电路结构,明确各电路元件的连接方式,再画出电路图。
【解答】解:由实物图可知,两灯串联,电压表并联在灯泡L1两端,由此画出电路图如图所示:
【点评】本题考查了根据实物图画电路图,分析清楚实物图的结构是正确画出电路图的前提与关键,要注意电路图与实物图一致。
20.(5分)在探究“并联电路电流规律”的实验中,如图甲是实验的电路图。
(1)电流表应 串联 (选填“串联”或“并联”)在被测电路中,若要测量干路电流,则电流表应接在甲图中的 C 点;
(2)在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是: 电流表正负接线柱接反了 ;
(3)此实验可以得到的结论是:并联电路干路中的电流 等于 各支路电流之和。为避免实验的偶然性,要得出具有普遍性的结论,应 换用不同规格的灯泡多次实验 。
【分析】(1)电流表应与被测电路串联,根据实物图、电路图进行分析;
(2)电流应从电流表正接线柱流入,从负接线柱流出,否则指针反向偏转;
(3)此实验可以得到的结论是:并联电路干路中的电流等于各支路电流之和;
为寻找普遍规律,避免偶然性,应换用不同规格灯泡多次实验。
【解答】解:(1)电流表应与被测电路串联,由图甲知,电流表接在干路上,电流表测干路电流,即电流表测量的是图甲电路图中C点的电流;
(2)如图乙在测量A点的电流时,发现电流表的指针发生反偏,说明电流表的正负接线柱接反了;
(3)此实验可以得到的结论是:并联电路干路中的电流等于各支路电流之和;
为寻找普遍规律,避免偶然性,应换用不同规格灯泡多次实验。
故答案为:(1)串联;C;(2)电流表正负接线柱接反了;(3)换用不同规格的灯泡多次实验。
【点评】本题是探究并联电路中电流规律的实验,考查了电流表的使用和归纳法的运用,难度较小。
21.(5分)如图所示,甲是用“伏安法”测量未知电阻Rx的实物电路图。
(1)连接电路时,开关应处于 断开 状态。请用笔画线代替导线连接实物图甲,要求滑动变阻器的滑片向左移动,电流表示数变小;
(2)当滑片移动到某位置时,电压表示数为2.4V,电流表如图乙所示读数为 0.24 A,则未知电阻Rx= 10 Ω;
(3)如果没有电压表,电源电压未知,可以用最大阻值为R的滑动变阻器,和如图丙所示电路,来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时。电流表示数为I1;滑动变阻器滑片在最右端时,电流表示数为I2,则电阻Rx= 。(用题中所给物理量的符号表示)
【分析】(1)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;滑动变阻器的滑片向左移动,电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,据此确定滑动变阻器下端接线柱;
(2)根据电流表选用量程确定分度值读数,利用R=求出未知电阻Rx的阻值;
(3)分析滑动变阻器滑片移动时电路的连接,根据串联电阻的规律及欧姆定律,由电源电压不变列方程求出电阻Rx。
【解答】解:(1)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;滑动变阻器的滑片向左移动,电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器应选右下接线柱与电流表串联在电路中,如下图所示:
;
(2)当滑片移动到某位置时,电压表示数为2.4V,电流表如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.24A,未知电阻Rx的阻值为:
R===10Ω;
(3)闭合开关后,滑动变阻器滑片在最左端时,两电阻串联,电流表测电路的电流,电流表示数为I1;根据串联电阻的规律及欧姆定律,电源电压:
U=I1(R+Rx)﹣﹣﹣﹣﹣①;
滑动变阻器滑片在最右端时,为待测电阻的简单电路,电流表示数为I2,由欧姆定律,电源电压:
U=I2Rx﹣﹣﹣﹣﹣②;
由①②,则电阻Rx=。
故答案为:(1)断开;见解答图;(2)0.24;10;(3)。
【点评】本题用“伏安法”测量未知电阻Rx的实验,考查了电路连接、电流表读数、和电阻的计算及设计实验方案测电阻的能力。
22.(4分)某科技活动小组设计了一个自动雨刮器控制系统,能使汽车挡风玻璃上的刮器随着雨量的大小,水的速度会相应地发生变化,雨停后,雨刮器自动停止工作,如图所示。图a是由一组指状平行金属线组成的雨水检测网器件,图b是自动控制系统的模拟电路。
(1)活动小组将雨水检测网接入电路,检测网未放入水中,电流表无示数,再将检测网放入雨水中,电流表有示数,表明雨水是 导体 (选填“导体”或“绝缘体”)。他们通过观察电路中 电流表示数 的变化来判断电动机转速的变化,从而反映出雨刮器刮水速度的变化;
(2)将检测网竖立并缓慢漫入雨水中进行实验,分析数据可知,金属网浸入雨水中的深度越深,电流表的示数越大。这说明a、b间接入电路的电阻在 变小 (选填“变大”或“变小”),我们知道,影响导体电阻的大小的因素有:导体的 材料 、长度和横截面积,由此可知:a、b间接入电路的电阻变化是由导体的 横截面积 变化引起的。
(3)活动小组设计的电路在无雨水时,电动机不转动,这样无法实现无雨时车窗的清洗,若要解决此问题,可对图b电路进行修改优化,请你在电路上画上你的修改。
【分析】(1)容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;
电动机转速的变化与电流大小有关;
(2)影响导体电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积,另外还与温度有关;
(3)要实现无雨水时,电动机能转动,即电路为通路,应在检测金属网处并联一个开关。
【解答】解:(1)由题意将ab接入图乙电路时电流表无示数,向容器中逐渐加入雨水,电流表有示数,可知雨水是导体;
通过观察电路中的电流表示数(电流)来判断变化电动机转速的变化,电流越大,转速越快;
(2)根据欧姆定律R=可知,在电压一定时,电流表的示数增大时,电路中电阻减小,这说明a、b间接入电路的电阻在变小;影响导体电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积,另外还与温度有关;根据题意可知:a、b间接入电路的电阻变化是由导体的横截面积变化引起的。
(3)在检测网处并联一个开关,可以实现在无雨水时电动机可以工作,如图所示。
故答案为:(1)导体;电流表示数;(2)变小;材料;横截面积;(3)如上图所示。
【点评】本题考查到导体的应用,影响导体电阻大小的因素等相关知识点,其中(3)“在不拆卸原电路的基础上,在该电路中加装一个电路元件,以解决此问题”是此题的难点,需要认真阅读材料方可解答。
四、计算应用题(23题6分,24题8分,共14分。解答时写出必要的文字说明、公式和重要的计算步骤,物理量要写明数值和单位,只写出最后答案的不得分)
23.(6分)某学校用锅炉将200kg的水从20℃加热至100℃,燃烧了6kg的无烟煤,无烟煤的热值是3.4×107J/kg,[已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)]。则:
(1)水在这一过程中吸收的热量是多少?
(2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?
【分析】(1)知道水的质量、水的比热容和初温、末温,利用Q吸=cm(t﹣t0)求水吸收的热量;
(2)知道无烟煤的质量和热值,根据Q放=mq求出无烟煤完全燃烧放出的热量。
【解答】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(100℃﹣20℃)=6.72×107J;
(2)无烟煤完全燃烧放出的热量:
Q放=m煤q=6kg×3.4×107J/m3=2.04×108J。
答:(1)水在这一过程中吸收的热量是6.72×107J;
(2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是2.04×108J。
【点评】本题考查了吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)、燃料完全燃烧放热公式Q放=mq的应用,属于基础题目。
24.(8分)如图所示,电源电压U保持不变,电阻R1=30Ω,电阻R2=15Ω,只闭合开关S1时,电流表A的示数为0.2A。求:
(1)画出等效电路图;
(2)电源电压U;
(3)开关S1、S2都闭合时,通过电阻R2的电流。
【分析】(1)只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,电流表测量电路电流;
(2)根据欧姆定律求出电源电压;
(3)开关S1、S2都闭合时,R1、R2并联,电流表测量干路电流;根据并联电路电压规律和欧姆定律求出通过R2的电流。
【解答】解:(1)只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,电流表测量电路电流,电路图如下图所示:
(2)由I=可知,电源电压:U=I1R1=0.2A×30Ω=6V;
(3)开关S1、S2都闭合时,R1、R2并联,电流表测量干路电流;
因并联电路中各支路两端电压相等,所以通过R2的电流:I2===0.4A。
答:(1)如上图所示;
(2)电源电压为6V;
(3)开关S1、S2都闭合时,通过电阻R2的电流为0.4A。
【点评】本题考查并联电路的特点和欧姆定律的应用,属于基础题。
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