福建省泉州市福建师范大学泉州附属中学2022-2023学年九年级上学期期中物理试题 (含答案)
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这是一份福建省泉州市福建师范大学泉州附属中学2022-2023学年九年级上学期期中物理试题 (含答案),共40页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题,简答题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
福建省泉州市福建师范大学泉州附中2022-2023学年九年级上学期期中物理试题
一、选择题:本题共14小题,每小题2分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求的。
1.(2分)对下列物理量的认识中,最接近实际的是( )
A.汽车发动机的效率能达到80%
B.冬天洗澡水的温度约为70℃
C.一节新干电池的电压为2V
D.人体的安全电压不高于36V
2.(2分)爆米花是将玉米放入铁锅内,加热边翻动一段时间后,“砰”的一声变成玉米花。下列说法正确的是( )
A.玉米粒主要通过翻动铁锅对其做功,使其内能增加
B.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能不变
C.玉米粒主要通过与铁锅间的热传递,使其内能增加
D.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能增加
3.(2分)下列诗词中涉及的物态变化现象,解释正确的是( )
A.风雨送春归,飞雪迎春到﹣﹣雪是升华形成的
B.不知明镜里,何处得秋霜﹣﹣霜是凝固形成的
C.岚雾今朝重,江山此地深﹣﹣雾是汽化形成的
D.露从今夜白,月是故乡明﹣﹣露是液化形成的
4.(2分)如图所示是某物质熔化时温度随时间变化的图象,根据图象中的信息,判断下列说法正确的是( )
A.该物质为非晶体
B.第10 min时物质处于液态
C.在第5 min时物质已全部熔化
D.该物质的熔点是80℃
5.(2分)下列电路连接正确的是( )
A. B.
C. D.
6.(2分)如图所示,是闪电产生的电流通过避雷针的示意图(已知云层带正电)。则下列说法
中正确的是( )
A.图中的电流方向是从云层到避雷针
B.产生闪电时,云层失去了原子核
C.产生闪电时,创造了电荷
D.云层带正电,是因为云层得到了电子
7.(2分)甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细绳悬挂,相互作用情况如图所示,如果丙带正电荷,则甲( )
A.一定带正电荷 B.一定带负电荷
C.可能带负电荷 D.可能带正电荷
8.(2分)汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分,汽车多数采用汽油机作为发动机,如图是四冲程汽油机的工作循环示意图,下列说法中错误的是( )
A.汽油机一个工作循环正确的顺序是:丁丙甲乙
B.甲冲程中的能量转化是:机械能转化为内能
C.丙冲程中存在的能量转化是:化学能转化为内能
D.依靠飞轮惯性完成的冲程是:甲、乙、丁冲程
9.(2分)需要制作一个具有如下功能的选答器:单选题有两个可供选择的答案,与两个答案对应的红绿灯分别由S1,S2两个开关控制,选择哪个答案就闭合对应的开关,使相应的灯发光。下列设计简图符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
10.(2分)把长短相同、粗细不同的两根镍铬合金线串联接入电路,电路如图所示,则电路中( )
A.粗导体的电阻大于细导体的电阻
B.粗导体的电阻等于细导体的电阻
C.粗导体的电流大于细导体的电流
D.粗导体的电流等于细导体的电流
11.(2分)如图甲所示的电路中,闭合开关,两灯泡均发光,且两个完全相同的电流表指针偏转均如图乙所示,通过灯泡L1和L2的电流分别为( )
A.1.5A 0.3A B.1.2A 0.3A C.0.3A 0.3A D.1.2A 1.2A
12.(2分)图中与如图所示的实物图相对应的电路图是( )
A.
B.
C.
D.
13.(2分)如图所示,若要求变阻器的滑片P向右移动时,电压表、电流表的示数均减小,应将滑动变阻器哪两个接线柱接到M、N之间( )
A.b与d B.a与d C.a与b D.c与d
14.(2分)“绿水青山就是金山银山!”为打赢蓝天、碧水、净土保卫战,许多地方都安装了污染指数感知设备,其原理如图甲所示。R0为限流电阻,开关闭合后起保护电路的作用,R为可以感知污染指数的气敏电阻,其阻值随污染指数变化的情况如图乙所示,p是感知用的电学仪表。以下分析中( )
①p是电压表;
②p是电流表;
③污染指数越小,仪表示数越大;
④污染指数越小,仪表示数越小。
A.只有①③正确 B.只有②④正确 C.只有②③正确 D.只有①④正确
二、填空题:本题共6小题,每小题2分,共12分。
15.(2分)如图所示是国产某品牌的电动混合动力汽车,给汽车蓄电池充电时,蓄电池相当于 (填“用电器”或“电源”);刚擦完车玻璃的干毛巾很容易吸附灰尘,这是因为带电体具有 的性质。
16.(2分)导体两端电压为12V时,通过它的电流是0.5A,导体的电阻为 Ω,当电压减小到零,导体的电阻 Ω。
17.(2分)如图所示,是一种定时课间音乐播放装置的原理图。“定时开关”是到达设定时间会自动断开的开关。闭合开关S,未到达设定时间时,播放器处于 状态;到达设定时间时,指示灯 (选填“会”或“不会”)发光,“播放器”播放音乐。
18.(2分)如图所示电路中,电源电压为3V且保持不变。闭合开关S,电压表的示数为1V,则R1两端电压为 V,断开开关S,电压表的示数为 V。
19.(2分)如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,电流表示数 ,电压表示数 (选填变大/变小/不变)。
20.(2分)如图甲所示的电路,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数1的关系图象如图乙所示,则电源电压为 V,滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
三、作图题:本题共2小题,每小题2分,共4分。
21.(2分)如图甲是电位器示意图,P旋片可随转动旋钮改变在碳膜的位置,从而改变接入电阻的大小。请将该电位器连入乙图,要求逆时针旋转P旋片时,灯泡变暗。
22.(2分)在如图所示电路的〇里填上适当的电表符号,使电阻R1与R2并联。
四、简答题:本题共1小题,共4分。
23.(4分)孙杨非常爱喝妈妈用瓦罐煲的汤。打开瓦罐盖时,它发现盖子内表面有许多小水珠,这是为什么?孙杨急着喝汤,课时汤很烫,有什么办法可以使汤较快凉下来?(写出一种办法及对应的物理知识)
五、实验题:本题共5小题,共30分。
24.(6分)如图甲所示是探究“水的沸腾”的实验装置。当水温上升到90℃时,每隔1min记录一次温度计的示数,直到水沸腾5min后停止记录。
(1)如图甲所示的温度计的示数为 ℃。如图乙所示,表示水在沸腾时的现象是其中乙图中的 。
(2)根据实验数据,作出了水的温度随时间变化的图象,如图丙所示。有图象可知,在当时条件下,水的沸点是 ℃。
(3)水在沸腾过程中,需要 (选填“吸收”或“放出”)热量,温度 (选填“升高”或“不变”或“降低”)。
(4)水沸腾时,杯口附近出现大量“白气”。“白气”是水蒸气遇冷 (填物态变化名称)形成的。
(5)试分析水的沸点不是100℃的可能原因(写出一种即可) 。
(6)烧杯和试管内分别装有不同的液体,当用酒精灯不断给烧杯内的液体加热时,最终发现烧杯和试管中的液体都沸腾了,下列结论中正确的是: 。
A.烧杯中的液体的沸点比试管中液体的沸点低
B.烧杯中的液体的沸点比试管中液体的沸点高
C.烧杯中的液体的沸点与试管中液体的沸点相等
D.以上三种情况都有可能
25.(5分)小明用图甲所示装置探究“比较不同物质吸热的情况”,初温相同的A、B两种液体,分别装入相同烧杯中,用相同的加热器加热。
(1)实验中除了要保证初温相同外,还需要控制两种液体的 相同;
(2)小明将实验数据绘制成图像,如图乙,分析可知:吸收相同热量, 液体升温更高, 液体更适合作汽车发动机的冷却液;
(3)从图像中可知A、B两种液体分别升高到50℃和40℃时,吸收热量之比为 ,A、B两种液体的比热容之比为 。
26.(7分)小明等4人实验小组用如图所示的电路来探究串联电路中电压的关系,其实验过程如下:用电压表分别测量L1两端的电压UAB、L2两端的电压UBC和L1 L2两端的总电压UAC将第一次测出的电流填入下表:
实验
L1两端的电压UAB
L2两端的电压UBC
L1 L2两端的总电压UAC
1
1.5
1.5
3
2
1.6
1.4
3
3
1.2
1.8
3
4
1.7
3
(1)小明根据第一次的实验数据断定“串联电路中各用电器两端的电压相等”,这一结论是 (选填“正确”或“错误”)的,他得出这样的结论是因为 。
(2)为了防止个别偶然因素的影响,他们采用了以下其中一种方法:
A:改变电源电压 B:更换其中一个灯泡(规格不同)
来重复实验,完成了后面三次测量。请你根据他们的实验过程和有关数据回答下列问题。
①在拆接电路时,开关必须是 的。经检查电路连接无误后,再闭合开关。
②上面设计的表格中存在的不足之处是 。
③表格补充完整后,通过对上面数据的分析可知:后面三次实验是采用以上方法 (选填“A”或“B”)来进行的。
④在第四次测量中,他们应该补充的数据是 V。
⑤分析实验数据得出结论:串联电路中 。
27.(4分)同学们在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表所示,小兵、小红两位同学做出了如下猜想:①导体的电阻与导体的长度有关;②导体的电阻与导体的横截面积有关;③导体的电阻与导体的材料有关;为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路:
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)在M、N之间分别接不同的导体,通过观察 来比较导体电阻的大小更精准。
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号 两根电阻丝进行实验。
(3)一个同学探究猜想②时将电阻丝D接入电路,读出电流表示数,然后再将电阻丝D对折后接入电路中,发现电流表示数变大。据此,他得出结论:导体的横截面积越大,电阻越小。他的这种实验方法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
28.(8分)小明利用如图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”,已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉);
(2)闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片置于最 端;(选填“左”或“右”)
(3)小明连接完电路并闭合开关,电流表没有示数,且发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电压表示数都接近电源电压,造成这一现象的原因是: ;
(4)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。
①由图象可以得出结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成 。
②上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,接下来断开开关,然后将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,向 (填“左”或“右”)移动滑片,使电压表的示数为 V时,读出电流表的示数。
③为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
六、计算题:本大题共3小题,共22分。
29.(6分)一辆氢气动力试验汽车在平直路面上匀速行驶12km,消耗了0.15kg的氢气,此过程中汽车发动机产生的牵引力为1.0×103N(氢气的热值取1.4×108J/kg)。问:
(1)氢气完全燃烧产生的热量是多少?
(2)汽车的牵引力做的功是多少?
(3)汽车发动机的效率是多少?(结果保留整数)
30.(8分)如图所示,电源电压为6V且不变。电阻R1的阻值为20Ω,R2为滑动变阻器,两电表均为常用电表。闭合开关S,电流表示数为0.15A。求:
(1)电压表的示数;
(2)此时电阻R2连入电路的阻值。
31.(8分)压力传感器可以把力学物理量转化成电学信号,然后通过相互之间的函数关系,直接引出力的大小。测量压力大小的压力传感器,工作原理如图所示,其中M、N均为绝缘材料,M、N间有可收缩的导线(电阻大小不计),弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,电源电压恒为12V,已知压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系。闭合开关S,压力F0=0时,滑片P在最上端;压力F1=1N时,电流表示数为1A,电压表示数为4V,当滑片P滑至最下端时,电压表示数为10V。求:
(1)定值电阻R1的大小;
(2)压力F1与R2阻值之比k;
(3)当滑片P滑至最下端时,压力F2的大小;
(4)压力F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式。
福建省泉州市福建师范大学泉州附中2022-2023学年九年级上学期期中物理试题
参考答案与试题解析
一、选择题:本题共14小题,每小题2分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求的。
1.(2分)对下列物理量的认识中,最接近实际的是( )
A.汽车发动机的效率能达到80%
B.冬天洗澡水的温度约为70℃
C.一节新干电池的电压为2V
D.人体的安全电压不高于36V
【分析】本体要求我们学习物理量后,能粗略估测一些实际生活中的物理量。也要熟记一些物理常识。
【解答】解:A、汽车发动机为汽油机或柴油机,他们的效率在20%﹣40%左右,目前不能达到80%,故A错误;
B、人体温度37度左右,洗澡水70度太高,显然不符合实际,故B错误;
C、新干电池电压为1.5V,故C错误;
D、对于人体来说,不高于36V电压是安全电压,故D正确。
故选:D。
【点评】这类估测题主要还是考察对物理量的认识和这些物理量在实际生活中应用,有些需要熟记,例如一节干电池的电压,有些需要自己根据实际生活经验去推断。注重知识在实际生活中的运用。
2.(2分)爆米花是将玉米放入铁锅内,加热边翻动一段时间后,“砰”的一声变成玉米花。下列说法正确的是( )
A.玉米粒主要通过翻动铁锅对其做功,使其内能增加
B.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能不变
C.玉米粒主要通过与铁锅间的热传递,使其内能增加
D.玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开,内能增加
【分析】玉米粒爆开前吸收铁锅的热量,温度升高,内能增加,通过热传递的方式改变了内能;爆开时玉米粒内水分受热膨胀对外做功,内能减小,温度降低,通过做功的方式改变了内能。
【解答】解:A、玉米爆开前通过热传递增加内能,不是做功改变内能,不符合题意;
B、玉米内的水蒸气膨胀对外做功,内能会减少,不符合题意;
C、玉米爆开前通过热传递增加内能,符合题意;
D、玉米膨胀对外做功,玉米粒内能会减少,不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查改变物体内能的两种方法:做功和热传递。物体对内做功,内能会增加,物体对外做功,内能会减少。
3.(2分)下列诗词中涉及的物态变化现象,解释正确的是( )
A.风雨送春归,飞雪迎春到﹣﹣雪是升华形成的
B.不知明镜里,何处得秋霜﹣﹣霜是凝固形成的
C.岚雾今朝重,江山此地深﹣﹣雾是汽化形成的
D.露从今夜白,月是故乡明﹣﹣露是液化形成的
【分析】物质由固态变为液态的过程叫做熔化,物质由液态变为固态的过程叫做凝固;物质由液态变为气态叫做汽化,物质由气态变为液态叫做液化;物质由固态直接变为气态叫升华,物质由气态直接变为固态叫凝华。
【解答】解:
A、雪是高空中水蒸气凝华形成的固态小冰晶,故A错误;
B、霜是空气中水蒸气凝华形成的固态小冰晶,故B错误;
C、雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的液态小水滴,故C错误;
D、露是空气中的水蒸气遇冷液化形成的液态小水滴,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对物态变化的判断,抓住物质前后的状态变化是解决此类题目的关键。
4.(2分)如图所示是某物质熔化时温度随时间变化的图象,根据图象中的信息,判断下列说法正确的是( )
A.该物质为非晶体
B.第10 min时物质处于液态
C.在第5 min时物质已全部熔化
D.该物质的熔点是80℃
【分析】要解决此题需要掌握晶体熔化过程的特点,并且要掌握熔点的概念。
会分析晶体的熔化图象,若有一段时间吸热,但温度不变,则为晶体。此时的温度即为该晶体的熔点。
从开始熔化到完全熔化完则为晶体的熔化时间,结合不同时间点和状态变化可做出判断。
【解答】解:AD、由图知,此物质在熔化过程中保持80℃不变,则该物质为晶体,并且熔点为80℃.故A错误,D正确;
B、在第10 min时,物质处于熔化过程中,物质处于固液共存状态,故B错误;
C、从图中可以看出该物质从第5分钟刚开始熔化,还处于固态,故C错误。
故选:D。
【点评】此题主要考查了学生对晶体熔化图象的分析,能够通过图象判断晶体或非晶体,同时会判断晶体的熔点和不同时间点的状态。
5.(2分)下列电路连接正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】电流表应串联在电路中,电压表应并联在电路两端,电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出,据此分析做出判断。
【解答】解:A、图中电流表串联,电流从负接线柱流入,接法错误,故A错误;
B、图中电流表与灯并联,会造成电源短路,故B错误;
C、图中电压表并联,电流从电压表的正接线柱流入,从负接线柱流出,可以正常工作,故C正确;
D、图中电压表并联在电路中,电流从负接线柱流入,接法错误,故D错误。
故选:C。
【点评】了解电压表和电流表的特点和连接方法,注意电路不能产生短路现象。
6.(2分)如图所示,是闪电产生的电流通过避雷针的示意图(已知云层带正电)。则下列说法
中正确的是( )
A.图中的电流方向是从云层到避雷针
B.产生闪电时,云层失去了原子核
C.产生闪电时,创造了电荷
D.云层带正电,是因为云层得到了电子
【分析】(1)摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,并没有创造电荷;
(2)规定正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷移动的方向与电流方向相反。
【解答】解:
A、云层带正电荷,避雷针工作时尖端放电,负电荷从大地定向移动到避雷针,因此电流的方向是从云层流向避雷针,故A正确;
BCD、闪电是云层的放电现象,云层在运动过程中与空气摩擦失去电子,云层带正电,摩擦起电,是电荷的转移,不能创造电荷,故BCD错误。
故选:A。
【点评】本题以避雷针考查电学的相关知识,属于基础知识的考查,比较简单。
7.(2分)甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细绳悬挂,相互作用情况如图所示,如果丙带正电荷,则甲( )
A.一定带正电荷 B.一定带负电荷
C.可能带负电荷 D.可能带正电荷
【分析】(1)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(2)排斥的带有同种电荷,吸引的可能带有异种电荷,也可能带电体吸引不带电体。
【解答】解:
由图知乙、丙相互排斥,说明乙、丙一定带同种电荷,已知丙带正电,则乙一定也带正电;图中甲、乙相互吸引,根据异种电荷相互吸引、带电体具有吸引轻小物体的性质可知,甲可能带负电或不带电。
故选:C。
【点评】带电体吸引不带电体,排斥带同种电荷,吸引可能带异种电荷,其中之一带电。注意带电体具有吸引轻小物体的性质的情况。
8.(2分)汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分,汽车多数采用汽油机作为发动机,如图是四冲程汽油机的工作循环示意图,下列说法中错误的是( )
A.汽油机一个工作循环正确的顺序是:丁丙甲乙
B.甲冲程中的能量转化是:机械能转化为内能
C.丙冲程中存在的能量转化是:化学能转化为内能
D.依靠飞轮惯性完成的冲程是:甲、乙、丁冲程
【分析】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;在压缩冲程中机械能转化为内能;做功冲程中内能转化为机械能;对外提供内能的冲程只有做功冲程,其它三个冲程都是依靠惯性完成的。
【解答】解:甲冲程,两气门都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程,将机械能转化为了内能,是第二冲程;
乙冲程,排气门打开,活塞向上运动,气缸容积减小,是排气冲程,是第四冲程;
丙冲程,气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运行,气缸容积增大,是做功冲程,将内能转化为了机械能是第三冲程;
丁冲程,进气门打开,活塞向下运行,气缸容积增大,是吸气冲程,是第一冲程;
A、四个冲程的正确顺序是丁甲丙乙,故A错误;
B、甲冲程中机械能转化为内能,故B正确;
C、丙冲程是做功冲程,此冲程燃料燃烧化学能转化为内能,故C正确;
D、靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁,故D正确。
故选:A。
【点评】本题考查了汽油机的四个冲程,要求学生对每个冲程的特点、能量转化等情况十分熟悉才能顺利解答。
9.(2分)需要制作一个具有如下功能的选答器:单选题有两个可供选择的答案,与两个答案对应的红绿灯分别由S1,S2两个开关控制,选择哪个答案就闭合对应的开关,使相应的灯发光。下列设计简图符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
【分析】选择哪一个答案就按下哪一个按钮,对应的灯就亮,说明一个开关控制一个灯泡,两只灯泡互不影响,则两灯并联各支路都有对应的开关。
【解答】解:单选题有两个可供选择的答案,与两个答案对应的红绿灯分别由S1,S2两个开关控制,红灯和绿灯都能各自独立工作,所以这两个灯泡是并联的,控制灯泡的开关都接在各自的支路中,故A正确。
故选:A。
【点评】本题考查电路图的设计和并联电路的特点,电路图的设计是初中物理的难点也是重点,关键能根据题意设计出电路图。
10.(2分)把长短相同、粗细不同的两根镍铬合金线串联接入电路,电路如图所示,则电路中( )
A.粗导体的电阻大于细导体的电阻
B.粗导体的电阻等于细导体的电阻
C.粗导体的电流大于细导体的电流
D.粗导体的电流等于细导体的电流
【分析】(1)影响电阻大小的因素有:长度、材料、横截面积和温度,在材料和温度相同时,导体越长、横截面积越小,电阻越大;
(2)串联电路中各处的电流相等。
【解答】解:由题意可知,两根镍铬合金线的长度相同,粗细不同,
因其它条件相同时,导体的横截面积越小,电阻越大,
所以,粗导体的电阻小于细导体的电阻,故AB错误;
因串联电路中各处的电流相等,
所以,粗导体的电流等于细导体的电流,故C错误、D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了影响电阻大小的因素和串联电路的电流特点,是一道较为简单的应用题。
11.(2分)如图甲所示的电路中,闭合开关,两灯泡均发光,且两个完全相同的电流表指针偏转均如图乙所示,通过灯泡L1和L2的电流分别为( )
A.1.5A 0.3A B.1.2A 0.3A C.0.3A 0.3A D.1.2A 1.2A
【分析】由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路电流,根据并联电路的电流特点和两个电流表的指针在同一个位置确定两表量程,根据分度值读出示数,进一步求出灯L1中的电流。
【解答】解:由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路电流,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两个电流表的指针在同一个位置,
所以,干路电流表A1的量程为0~3A,分度值为0.1A,干路电流I=1.5A,
L2支路电流表A2的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,通过L2的电流I2=0.3A,故D错误;
则灯L1中的电流:
I1=I﹣I2=1.5A﹣0.3A=1.2A,故AC错误、B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了并联电路的电流特点和电流表的读数,会确定两电流表的量程是关键。
12.(2分)图中与如图所示的实物图相对应的电路图是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】(1)实物图中电流有两条路径,分别是:正极→电灯→开关→开关→负极、正极→开关→电动机→开关→负极;
(2)因此这是个并联电路,干路开关控制整个电路,电灯和电动机有各自的支路开关控制。
【解答】解:A、图中三个开关都闭合时,电动机被短路,不能工作,该选项不符合题意;
B、图中三个开关都闭合时,电源被短路,烧坏电源,该选项不符合题意;
C、图中电灯和电动机并联,干路开关控制整个电路,支路开关控制支路,该选项符合题意;
D、图中电灯的接法是错误的,电灯只有两个接线柱,该选项不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查根据实物图选择电路图,关键是明白电路中各个用电器的连接情况,根据实物图画电路图是整个初中物理的难点也是重点,也是中考内容之一。
13.(2分)如图所示,若要求变阻器的滑片P向右移动时,电压表、电流表的示数均减小,应将滑动变阻器哪两个接线柱接到M、N之间( )
A.b与d B.a与d C.a与b D.c与d
【分析】要使电流表的示数减小,就必须使滑片P向右滑动时变阻器的电阻增大,一定选择a接线柱,据滑动变阻器“一上一下”接法,可知应将a、c或a、d接入M、N。
【解答】解:由题意可知,要使电流表的示数减小,就必须使滑片P向右滑动时变阻器的电阻增大,即变阻器的左半段电阻丝接入电路,则a接线柱一定要接入电路,再据滑动变阻器“一上一下”接法可知,应将a、c或a、d接入M、N之间,故只有选项B说法正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】滑动变阻器接入电路时,一定要选择一上一下接线柱,并且滑动变阻器连入电路的部分,取决于连入电路的下面接线柱。
14.(2分)“绿水青山就是金山银山!”为打赢蓝天、碧水、净土保卫战,许多地方都安装了污染指数感知设备,其原理如图甲所示。R0为限流电阻,开关闭合后起保护电路的作用,R为可以感知污染指数的气敏电阻,其阻值随污染指数变化的情况如图乙所示,p是感知用的电学仪表。以下分析中( )
①p是电压表;
②p是电流表;
③污染指数越小,仪表示数越大;
④污染指数越小,仪表示数越小。
A.只有①③正确 B.只有②④正确 C.只有②③正确 D.只有①④正确
【分析】(1)根据电表的连接方式判定其种类;
②由图象可知,污染指数越小,可变电阻的阻值越大,根据欧姆定律分析电路中电流的变化,根据串联电路的分压特点分析电压表示数变化。
【解答】解:由电路图可知,两电阻串联,电表与R0并联,为电压表;
由图象乙可知,污染指数越小,可变电阻的阻值越大,根据串联电路的分压特点可知,可变电阻分担的电压越大,由串联电路电压的规律可知,定值电阻分担的电压减小,即电压表示数减小;故①④正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查了电路的动态分析,利用好欧姆定律是解题的关键。
二、填空题:本题共6小题,每小题2分,共12分。
15.(2分)如图所示是国产某品牌的电动混合动力汽车,给汽车蓄电池充电时,蓄电池相当于 用电器 (填“用电器”或“电源”);刚擦完车玻璃的干毛巾很容易吸附灰尘,这是因为带电体具有 吸引轻小物体 的性质。
【分析】(1)电池供电时是电源,充电时则为用电器;
(2)带电体有吸引轻小物体的性质。
【解答】解:
给汽车蓄电池充电时,蓄电池消耗电能,所以此时蓄电池相当于用电器;
干毛巾与汽车玻璃摩擦后,毛巾带了电,所以能吸引轻小物体。
故答案为:用电器;吸引轻小物体。
【点评】本题考查了电路的组成、带电体的性质,有一定综合性,但都是基础知识。
16.(2分)导体两端电压为12V时,通过它的电流是0.5A,导体的电阻为 24 Ω,当电压减小到零,导体的电阻 24 Ω。
【分析】(1)知道导体两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律求出导体的电阻;
(2)电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关。
【解答】解:由I=可得,导体的电阻:
R===24Ω;
因电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,
所以,当电压减小到零时,导体的电阻仍为24Ω不变。
故答案为:24;24。
【点评】本题考查了欧姆定律的简单应用,关键是知道导体的电阻与两端的电压和通过的电流无关。
17.(2分)如图所示,是一种定时课间音乐播放装置的原理图。“定时开关”是到达设定时间会自动断开的开关。闭合开关S,未到达设定时间时,播放器处于 短路 状态;到达设定时间时,指示灯 会 (选填“会”或“不会”)发光,“播放器”播放音乐。
【分析】由图可知当定时开关闭合时播放器被短路,则播放器中没有电流通过;若定时开关断开时,播放器将接在电源两端,由以上原理可知答案。
【解答】解:由图可知,闭合开关S,未到达设定时间时,“定时开关”处于闭合状态时,指示灯形成通路,则会亮,播放器处于被短路,则播放器中没有电流通过,播放器不会播放音乐;
由题意可知,到达设定时间,“定时开关”断开,指示灯和“播放器”形成通路,有电流通过,则指示灯会亮,“播放器”播放音乐。
故答案为:短路;会。
【点评】本题考查物理知识在生产生活中的应用,应在认真分析题意及电路的基础上找到合适的物理规律作答。
18.(2分)如图所示电路中,电源电压为3V且保持不变。闭合开关S,电压表的示数为1V,则R1两端电压为 1 V,断开开关S,电压表的示数为 3 V。
【分析】由电路图可知,闭合开关S,电阻R1、R2串联,电压表测R1两端的电压;断开开关,根据电压表的作用分析其示数的变化。
【解答】解:由图可知,闭合开关S,该电路为R1和R2的串联电路,电压表测R1两端的电压;
已知电压表的示数为1V,即R1两端的电压为U1=1V;
若断开开关S,电压表相当于连接在电源两端,此时相当于测电源电压,则电压表的示数为3V。
故答案为:1;3。
【点评】本题考查了学生对电路连接情况的分析和电压表的使用,属于电学基础题,难度不大。
19.(2分)如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,电流表示数 变大 ,电压表示数 不变 (选填变大/变小/不变)。
【分析】由图可知,该电路为并联电路,电压表测量的是电源电压,电流表测量干路中的电流;根据电源电压分析电压表示数的变化;根据并联电路的电流规律分析电流表示数的变化。
【解答】解:由图可知,该电路为并联电路,电压表测量的是电源电压,电流表测量干路中的电流;
闭合开关S后,电源电压保持不变,所以电压表示数不变;
根据并联电路的电流规律可知,闭合开关S后,干路中的电流表变大,电流表示数变大。
故答案为:变大;不变。
【点评】本题考查了电路的动态分析、并联电路电流的特点,属于基础题。
20.(2分)如图甲所示的电路,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数1的关系图象如图乙所示,则电源电压为 6 V,滑动变阻器的最大阻值为 20 Ω。
【分析】由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。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,由图乙可知通过电路的最大电流,根据欧姆定律表示电源的电压,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电压表的示数最大,由图乙可知此时滑动变阻器两端的电压和通过电路的电流,根据欧姆定律计算滑动变阻器的最大阻值,根据串联电路电压规律结合欧姆定律表示电源电压,联立解方程可得电源电压。
【解答】解:由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
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,由图乙可知I1=0.6A,
根据欧姆定律可得电源的电压:U=I1R1=0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电压表的示数最大,由图乙可知U2=4V,I2=0.2A,
由欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值:R2===20Ω;
串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得电源电压:U=I2R1+U2=0.2A×R1+4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
①②联立可得:R1=10Ω,U=6V。
故答案为:6;20。
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用,正确读取图中信息是解题的关键。
三、作图题:本题共2小题,每小题2分,共4分。
21.(2分)如图甲是电位器示意图,P旋片可随转动旋钮改变在碳膜的位置,从而改变接入电阻的大小。请将该电位器连入乙图,要求逆时针旋转P旋片时,灯泡变暗。
【分析】逆时针旋转P旋片时,灯泡变暗,说明逆时针旋转时,电位器连入电路的电阻变大,故将AB接入了电路。
【解答】解:将甲中的AB接线柱与乙图中的两条导线相连,如下图所示:
【点评】电位器是一个变形的滑动变阻器,能根据实际要求把滑动变阻器连入电路,调节灯泡的亮度。
22.(2分)在如图所示电路的〇里填上适当的电表符号,使电阻R1与R2并联。
【分析】两个电阻的两端已经能连到一起了,故上边的〇应是电压表,电阻并联后,应能接到电源上,故下边的〇是电流表。
【解答】解:
【点评】本题考查了电压表和电流表的判断,电流表相当于导线,是串联在电路中的,电压表的电阻很大,是并联在电路的。
四、简答题:本题共1小题,共4分。
23.(4分)孙杨非常爱喝妈妈用瓦罐煲的汤。打开瓦罐盖时,它发现盖子内表面有许多小水珠,这是为什么?孙杨急着喝汤,课时汤很烫,有什么办法可以使汤较快凉下来?(写出一种办法及对应的物理知识)
【分析】(1)从气态变为液态叫做液化,液化放热。
(2)要使汤变凉,即汤的温度下降,就要从怎样加快汤的内能的散失去考虑。
【解答】答:(1)打开瓦罐盖时,盖子内表面有许多小水珠是罐内的水蒸气遇到温度低的盖液化成了小水珠;
(2)利用蒸发吸热来降低汤的温度。
①用口对着汤吹气,这样做加快了汤表面空气的流动,从而加快了汤的蒸发,蒸发吸热,所以能很快地使汤变凉。
②换用开口更大的碗来盛汤,通过增大表面积来加快水分的蒸发,蒸发吸热,从而使汤的温度尽快降低。
【点评】本题考查了液化和影响蒸发的因素,是一道基础简答题。
五、实验题:本题共5小题,共30分。
24.(6分)如图甲所示是探究“水的沸腾”的实验装置。当水温上升到90℃时,每隔1min记录一次温度计的示数,直到水沸腾5min后停止记录。
(1)如图甲所示的温度计的示数为 96 ℃。如图乙所示,表示水在沸腾时的现象是其中乙图中的 A 。
(2)根据实验数据,作出了水的温度随时间变化的图象,如图丙所示。有图象可知,在当时条件下,水的沸点是 98 ℃。
(3)水在沸腾过程中,需要 吸收 (选填“吸收”或“放出”)热量,温度 不变 (选填“升高”或“不变”或“降低”)。
(4)水沸腾时,杯口附近出现大量“白气”。“白气”是水蒸气遇冷 液化 (填物态变化名称)形成的。
(5)试分析水的沸点不是100℃的可能原因(写出一种即可) 此时的气压不是1标准大气压 。
(6)烧杯和试管内分别装有不同的液体,当用酒精灯不断给烧杯内的液体加热时,最终发现烧杯和试管中的液体都沸腾了,下列结论中正确的是: B 。
A.烧杯中的液体的沸点比试管中液体的沸点低
B.烧杯中的液体的沸点比试管中液体的沸点高
C.烧杯中的液体的沸点与试管中液体的沸点相等
D.以上三种情况都有可能
【分析】(1)判断出温度计的分度值,而后读出对应的示数即可;
沸腾时和沸腾前的现象:沸腾前,气泡在上升过程中体积逐渐减小,沸腾时,有大量气泡产生,气泡在上升过程中体积逐渐增大,最后破裂;
(2)水沸腾时吸热温度保持不变,不变的温度即为沸点;
(3)水沸腾时的特点:不断吸热,但温度保持不变;
(4)白气是水蒸气液化成的小水滴;
(5)水的沸点跟水面气压、水是否有杂质有关;
(6)液体沸腾的条件:①温度达到沸点,②不断吸收热量,据此分析。
【解答】解:(1)温度计的分度值是1℃,示数为96℃;水沸腾前,气泡在上升过程中体积逐渐减小,沸腾时,有大量气泡产生,气泡在上升过程中体积逐渐增大,故图乙中的A是水沸腾时的情况;
(2)水沸腾时吸热温度不变,不变的温度即为沸点,由图像可知,水的沸点是98℃;
(3)水沸腾时,不断吸收热量,温度保持不变;
(4)白气是高温水蒸气遇冷形成的小水珠,是液化现象;
(5)1标准大气压下,水的沸点是100℃,气压越小,沸点越低,此时水的沸点98℃低于100℃,可能是当地的气压小于一个标准大气压;
(6)烧杯和试管中的液体都能沸腾,说明烧杯和试管中的液体都能达到沸点,并且都能吸收热量,试管中的液体能从烧杯中的液体吸收热量,一定是烧杯中液体的沸点高于试管中液体的沸点。
故答案为:(1)96;A;(2)98;(3)吸收;不变;(4)液化;(5)此时的气压不是1标准气压;(6)B。
【点评】本题是探究水的沸腾实验,考查了温度计的使用及读数、沸腾前后的现象、沸点概念、沸点与气压的有关系、沸腾条件及应用,考查知识点多,但难度不大。
25.(5分)小明用图甲所示装置探究“比较不同物质吸热的情况”,初温相同的A、B两种液体,分别装入相同烧杯中,用相同的加热器加热。
(1)实验中除了要保证初温相同外,还需要控制两种液体的 质量 相同;
(2)小明将实验数据绘制成图像,如图乙,分析可知:吸收相同热量, A 液体升温更高, B 液体更适合作汽车发动机的冷却液;
(3)从图像中可知A、B两种液体分别升高到50℃和40℃时,吸收热量之比为 3:4 ,A、B两种液体的比热容之比为 1:2 。
【分析】(1)比较不同物质的吸热情况的实验,要实验相同的热源,对不同的液体进行加热,同时要控制液体的质量和初温相同;
(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;据此确定哪种物质比热容大,根据Q=cmΔt分析回答;
(3)相同的热源,吸收的热量之比即为加热时间之比;根据c=得出A、B两种液体的比热容之比。
【解答】解:(1)比较不同物质的吸热情况的实验,要实验相同的热源,对不同的液体进行加热,同时要控制液体的质量和初温相同,所以本实验中除了要保证初温相同外,还需要控制两种液体的质量相同;
(2)小明将实验数据绘制成图像,如图乙,分析可知:吸收相同热量(加热相同时间),A液体升温更高,由比较吸热能力的方法,B液体比热容大,根据Q=cmΔt可知,质量相同的两种液体,升高相同的温度,B吸热更多,故B液体更适合作汽车发动机的冷却液;
(3)由图乙可知,A、B两种液体分别升高到50℃和40℃时,A所用的时间为6min,B所用的时间为8min,即吸热之比为QA:QB=6min:8min=3:4;
两液体升高的温度分别为:ΔtA=50℃﹣20℃=30℃,ΔtB=40℃﹣20℃=20℃,吸收的热量之比为3:4;
则A、B两种液体的比热容之比为:==×=×=×==1:2。
故答案为:(1)质量;(2)A;B;(3)3:4;1:2。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法及公式c=,为热学中的重要实验.
26.(7分)小明等4人实验小组用如图所示的电路来探究串联电路中电压的关系,其实验过程如下:用电压表分别测量L1两端的电压UAB、L2两端的电压UBC和L1 L2两端的总电压UAC将第一次测出的电流填入下表:
实验
L1两端的电压UAB
L2两端的电压UBC
L1 L2两端的总电压UAC
1
1.5
1.5
3
2
1.6
1.4
3
3
1.2
1.8
3
4
1.7
3
(1)小明根据第一次的实验数据断定“串联电路中各用电器两端的电压相等”,这一结论是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,他得出这样的结论是因为 实验所用的灯泡规格相同 。
(2)为了防止个别偶然因素的影响,他们采用了以下其中一种方法:
A:改变电源电压 B:更换其中一个灯泡(规格不同)
来重复实验,完成了后面三次测量。请你根据他们的实验过程和有关数据回答下列问题。
①在拆接电路时,开关必须是 断开 的。经检查电路连接无误后,再闭合开关。
②上面设计的表格中存在的不足之处是 物理量(或电压)没有单位 。
③表格补充完整后,通过对上面数据的分析可知:后面三次实验是采用以上方法 B (选填“A”或“B”)来进行的。
④在第四次测量中,他们应该补充的数据是 1.3 V。
⑤分析实验数据得出结论:串联电路中 总电压等于各部分电压之和 。
【分析】(1)研究串联和并联电路的电压和电流时为了实验结论具有普遍性,采用相同灯泡和不同灯泡进行多次实验;
(2)①在连接电路的过程中为了避免出现短路现象,开关应断开,经检查电路连接无误后,再闭合开关;
②由上面设计的表格可知,测量的物理量没有单位;
③⑤分析后面两次实验表中的数据可知,两灯泡两端的电压不同,且两灯泡两端的电压之和与总电压相等,总电压不变,据此进行解答。
④串联电路中总电压等于各部分电压之和。
【解答】解:
(1)小明的实验结论是错误的,原因是实验所用的灯泡规格相同;
(2)①在拆接电路时,开关必须是断开的,经检查电路连接无误后,再闭合开关;
②上面设计的表格中存在的不足之处是物理量(或电压)没有单位;
③观察表格中后面两次实验的数据可知,两灯泡两端的电压不同,总电压不变,是更换其中一个不同规格的灯泡进行的实验;
④串联电路中总电压等于各部分电压之和可得,表中数据应为3V﹣1.7V=1.3V;
⑤由数据可知,UAC=UAB+UBC,故可得结论:串联电路中总电压等于各部分电压之和;
故答案为:
(1)错误;实验所用的灯泡规格相同;
(2)①断开;②物理量(或电压)没有单位;③B;④1.3;⑤总电压等于各部分电压之和。
【点评】此题为探究串、并联电路中的电压规律实验,研究串联、并联电路的电流、电压的关系时,都应该采用相同规格的灯泡和规格不同的灯泡进行实验。
27.(4分)同学们在“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表所示,小兵、小红两位同学做出了如下猜想:①导体的电阻与导体的长度有关;②导体的电阻与导体的横截面积有关;③导体的电阻与导体的材料有关;为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路:
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)在M、N之间分别接不同的导体,通过观察 电流表示数 来比较导体电阻的大小更精准。
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号 A、D 两根电阻丝进行实验。
(3)一个同学探究猜想②时将电阻丝D接入电路,读出电流表示数,然后再将电阻丝D对折后接入电路中,发现电流表示数变大。据此,他得出结论:导体的横截面积越大,电阻越小。他的这种实验方法是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 没控制长度相等 。
【分析】(1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小;
(2)(3)在温度一定时,影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度和横导体的截面积,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变。
【解答】解:(1)在M、N之间分别接上不同的导体,可通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小。
(2)要验证猜想③:导体的电阻与导体的材料有关,应控制导体长度与横截面积相同而材料不同,由表中数据可知,应选编号为A、D的两根电阻丝进行实验;
(3)一个同学探究猜想②时,将电阻丝D接入电路,读出电流表示数,然后再将电阻丝D对折后接入电路中,横截面积发生了变化,同时长度也发生了变化,所以无法完全实验探究,这种方法是错误的。
故答案为:(1)电流表示数;(2)A、D;(3)错误;没控制长度相等。
【点评】本题探究影响电阻大小的因素,考查了控制变量法及转换法的应用。
28.(8分)小明利用如图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”,已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉);
(2)闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片置于最 左 端;(选填“左”或“右”)
(3)小明连接完电路并闭合开关,电流表没有示数,且发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电压表示数都接近电源电压,造成这一现象的原因是: R开路 ;
(4)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。
①由图象可以得出结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成 反比 。
②上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,接下来断开开关,然后将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,向 左 (填“左”或“右”)移动滑片,使电压表的示数为 2.5 V时,读出电流表的示数。
③为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于 35 Ω的滑动变阻器。
【分析】(1)探究电流跟电阻的关系时,电压表测定值电阻两端电压,据此补充电路连接;
(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片处于连入电阻的阻值最大处;
(3)连接电路时,发现电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是通路,与电压表并联的电路断路;
(4)①分析图丙图象,根据曲线上每一点对应的电流和电阻的乘积相等分析得出结论;
②由图丙,电流与电阻之积为2.5V,根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
③探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入25Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻,根据欧姆定律求出定值电阻阻值最大时,电路中的最小电流,进而确定滑动变阻器的规格。
【解答】解:(1)探究电流跟电阻的关系实验中,电压表测定值电阻两端电压,所以电压表应与定值电阻R并联,由此连接实物图,如图所示:
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最左端;
(3)闭合开关,发现电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,电压表示数都接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是连通的,与电压表并联的电路断路了,即出现的故障可能是电阻R开路;
(4)①由图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比;
②由图丙,电流与电阻之积为0.5A×5Ω=2.5V,
根据串联分压原理可知,将定值电阻R1由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为2.5V
③实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=2.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=6V﹣2.5V=3.5V,变阻器分得的电压为电压表示数的=1.4倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=25Ω×1.4=35Ω,即所选择的变阻器的最大阻值不能小于35Ω。
故答案为:(1)见解答图;(2)左;(3)R开路;(4)①反比;②左;2.5;③35。
【点评】本题是探究电流和电阻的关系,注意控制变量法在此实验中的应用,同时考查了电压表的连接及串分压在本题中的应用。其中的难点就是查找故障及判断滑动变阻器的最大值,注意分析的方法即所用到的知识。
六、计算题:本大题共3小题,共22分。
29.(6分)一辆氢气动力试验汽车在平直路面上匀速行驶12km,消耗了0.15kg的氢气,此过程中汽车发动机产生的牵引力为1.0×103N(氢气的热值取1.4×108J/kg)。问:
(1)氢气完全燃烧产生的热量是多少?
(2)汽车的牵引力做的功是多少?
(3)汽车发动机的效率是多少?(结果保留整数)
【分析】(1)已知完全燃烧氢气的质量和氢气的热值,根据Q放=mq可求出完全燃烧氢气放出的热量;
(2)已知牵引力的大小和汽车行驶的路程,根据W=Fs可求出汽车牵引力所做的功;
(3)根据η=×100%可求出汽车发动机的效率。
【解答】解:(1)已知完全燃烧氢气的质量m氢气=0.15kg,氢气的热值q氢气=1.4×108J/kg,完全燃烧0.15kg氢气放出的热量Q放=m氢气q氢气=0.15kg×1.4×108J/kg=2.1×107J;
(2)已知牵引力F=1.0×103N,汽车行驶的路程s=12km=12×103m,汽车牵引力所做的功W有=Fs=1.0×103N×12×103m=1.2×107J;
(3)汽车发动机的效率η=×100%=×100%≈57%。
答:(1)完全燃烧0.15kg氢气放出的热量是2.1×107J;
(2)汽车牵引力所做的功是1.2×107J;
(3))汽车发动机的效率是57%。
【点评】本题主要考查热量的计算公式的应用,热机效率公式的应用,功的公式的应用,属于力热综合题,难度不大。
30.(8分)如图所示,电源电压为6V且不变。电阻R1的阻值为20Ω,R2为滑动变阻器,两电表均为常用电表。闭合开关S,电流表示数为0.15A。求:
(1)电压表的示数;
(2)此时电阻R2连入电路的阻值。
【分析】(1)由电路图可知,两电阻串联,电流表测电路电流,电压表测电阻R1两端的电压,根据欧姆定律计算R1两端的电压即电压表示数;
(2)根据串联电路电压规律计算滑动变阻器R2两端的电压,根据欧姆定律计算此时R2连入电路的阻值。
【解答】解:(1)由电路图可知,两电阻串联,电流表测电路电流,电压表测电阻R1两端的电压,
由欧姆定律可知R1两端的电压即电压表示数:UV=U1=IR1=0.15A×20Ω=3V;
(2)串联电路总电压等于各部分电压之和,根据串联电路电压规律可知滑动变阻器R2两端的电压:U2=U﹣U1=6V﹣3V=3V,
由欧姆定律可知此时R2连入电路的阻值:R2===20Ω。
答:(1)电压表的示数为3V;
(2)电阻R2连入电路的阻值为20Ω。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,分析清楚电路结构,熟练应用相关规律即可正确解题,比较简单。
31.(8分)压力传感器可以把力学物理量转化成电学信号,然后通过相互之间的函数关系,直接引出力的大小。测量压力大小的压力传感器,工作原理如图所示,其中M、N均为绝缘材料,M、N间有可收缩的导线(电阻大小不计),弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,电源电压恒为12V,已知压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系。闭合开关S,压力F0=0时,滑片P在最上端;压力F1=1N时,电流表示数为1A,电压表示数为4V,当滑片P滑至最下端时,电压表示数为10V。求:
(1)定值电阻R1的大小;
(2)压力F1与R2阻值之比k;
(3)当滑片P滑至最下端时,压力F2的大小;
(4)压力F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式。
【分析】(1)由图知,两电阻串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流,电流表示数为1A,电压表示数为4V,根据串联电路电压规律和欧姆定律可计算R1的阻值;
(2)根据欧姆定律求出压力为1N时滑动变阻器连入电路的阻值,根据压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系可得F1与R2阻值之比;
(3)当滑片P滑至最下端时,电压表示数为10V,根据串联电路电压规律和欧姆定律计算此时R2连入电路的阻值,由压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系计算压力F2的大小;
(3)由F与R2的关系式表示出R2,根据串联电路电阻规律和欧姆定律表示电压表示数,从而得到F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式。
【解答】解:(1)由图可知,R1、R2串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流,
当F1=1N时,电流表示数为1A,电压表示数为4V,
因串联电路电压等于各部分电压之和,所以R1两端电压:U1=U﹣U2=12V﹣4V=8V,
由欧姆定律可得R1的阻值:R1===8Ω;
(2)由欧姆定律可得当压力为1N时,R2连入电路的阻值:R2===4Ω,
所以压力F1与R2阻值之比为:k====0.25N/Ω;
(3)当滑片P滑至最下端时,变阻器连入电路的阻值最大,电压表示数为10V,
根据欧姆定律可得此时电路中的电流:I'====0.25A,
滑动变阻器R2的最大值:R2最大===40Ω,
因为压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系,即:F=kR2,
所以此时的压力:F2=N/Ω×R2最大=N/Ω×40Ω=10N;
(3)由F=kR2可得:R2===4F,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可表示出电压表的示数:UV=IR2=•R2==,
化简可得:F=。
答:(1)定值电阻R1为8Ω;
(2)压力F1与R2阻值之比k为0.25N/Ω;
(3)当滑片P滑至最下端时,压力F2为10N;
(3)压力F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式为F=。
【点评】本题考查了串联电路特点和欧姆定律公式的应用,根据题意得到F与R2的表达式有一定难度。
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