黑龙江省齐齐哈尔市梅里斯区2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案)
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这是一份黑龙江省齐齐哈尔市梅里斯区2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案),共28页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,填空题,探究与实验题,分析与交流题,计算题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年黑龙江省齐齐哈尔市梅里斯区九年级(上)期末物理试卷
一、单项选择题(每小题2分,共20分。每小题只有一个选项是正确的,请把正确选项的字母填写在题后的括号内)
1.(2分)下列数据中最符合实际的是( )
A.一节新干电池的电压为1.5V
B.家用电冰箱的额定功率约为2000W
C.家用节能灯的额定电流约为2.2A
D.对人体的安全电压为不高于220V
2.(2分)水具有比热容大的特点,下列现象及应用与此特点无关的是( )
A.海陆风的形成
B.夏天在教室地面上洒水,感觉变凉爽
C.冬天的暖气设备用热水供暖
D.用水来冷却汽车发动机
3.(2分)把一个轻质的小球靠近用丝绸摩擦过的玻璃棒时,它们相互排斥,则这个小球( )
A.一定不带电 B.一定带负电 C.一定带正电 D.可能不带电
4.(2分)如图是汽油机工作的四个冲程,其中表示排气冲程的是( )
A. B.
C. D.
5.(2分)下列做法不符合安全用电原则的是( )
A.使用测电笔时,手要接触笔尾金属
B.使用时电冰箱的金属外壳应该接地线
C.控制电灯的开关必须接在火线上
D.可用铜丝代替保险丝
6.(2分)甲、乙两物体的质量之比为2:3,当甲物体温度升高10℃,乙物体温度降低15℃时,则甲、乙两物体的比热容之比为( )
A.2:3 B.3:2 C.4:9 D.9:4
7.(2分)如图所示,只闭合开关S时,两灯均不亮1时,灯L1亮,L2不亮,电路可能出现的故障是( )
A.灯L2断路 B.灯L2短路 C.灯L1断路 D.灯L1短路
8.(2分)标有“36V 40W”的甲灯、“110V 40W”的乙灯和“220V 40W”的丙灯都正常发光,其发光情况为( )
A.甲灯最亮 B.乙灯最亮 C.丙灯最亮 D.一样亮
9.(2分)下面是小华同学对身边的一些电路进行观察分析后作出的判断,其中不正确的是( )
A.马路两旁的路灯,晚上同时亮早晨同时灭,它们是串联的
B.一般家庭中都要安装照明灯和其它用电器,使用时互不影响,它们是并联的
C.楼道中的电灯是由声控开关和光控开关共同控制的,声控开关和光控开关是串联的
D.厨房抽油烟机里装有照明灯和电动机,它们既能同时工作又能单独工作,它们是并联的
10.(2分)小涛设计了一个天然气泄漏检测电路,如图甲所示,R为气敏电阻,R0为定值电阻,电源电压恒定不变。则下列说法正确的是( )
A.天然气浓度增大,电压表示数变小
B.天然气浓度减小,电压表示数变大
C.天然气浓度增大,电流表示数变小
D.天然气浓度减小,电压表与电流表示数的比值不变
二、多项选择题(每小题3分,共9分。每小题有两个或两个以上正确选项,选项不全但正确得1分,有错误选项不得分)
(多选)11.(3分)如图所示的电路中,电源电压不变,当开关S闭合,滑片P向右移动过程中,下列说法正确的是( )
A.灯泡L变亮 B.电路的总电阻增大
C.电压表示数变大 D.电流表示数逐渐变大
(多选)12.(3分)下列说法正确的是( )
A.0℃的物体也具有内能
B.一杯水和半杯水的比热容相等
C.固体分子之间只存在引力
D.物体的内能增加,温度一定升高
(多选)13.(3分)如图所示,电源电压恒为6V,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,电压表接入电路的量程为0~3V,电流表接入电路的量程为0~0.6A.当关S闭合,在保证电压表和电流表安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.当R2=20Ω时,R2的功率为0.8W
B.电阻R2两端的电压由5V减小到0V
C.电流表的示数变化范围为0.1A~0.3A
D.电阻R1功率的变化范围为0.1W~0.9W
三、填空题(每小题2分,共20分。将正确答案写在题中横线上的空白处)
14.(2分)把两块表面干净且平滑的铅上下叠放压紧,可是很难压缩,这表明分子间存在着 ,在下面那块铅下吊一个相当重的物体,铅块也不会分离,这是由于分子间存在着 。
15.(2分)哈尔滨的冬天来了,小金走在上学的路上感觉冻手,他习惯性的两手互相搓一搓,这是用 方法增加手的内能;他又用嘴对手哈一哈气,也感觉暖和了一些 方法增加手的内能。
16.(2分)0.1kg的某种燃料完全燃烧后放出4.2×106J的热量,则这种燃料的热值为 J/kg.这些热量可使在一标准大气压下10kg的初温为10℃的水温升高 ℃。
17.(2分)两电阻R1=20Ω,R2=30Ω.若将两电阻串联在电路中,则这两个电阻两端的电压之比U1:U2= ,若将两电阻并联在电路中,则通过它们的电流之比I1:I2= 。
18.(2分)如图所示,要使灯L1与L2串联在电路中,则所有开关的状态是 ;如果要使灯L1与L2并联,则所有开关的状态是 。
19.(2分)如图所示是某地的高压输电线,我们会发现它的横截面积要比家庭电路中的输电线粗很多,其原理是:由于导线的电阻与导体的 有关,输电线越粗,电阻就越 ,输电过程中的电能损耗就越小。
20.(2分)如图,电能表读数是 kW•h;若该电能表转盘转了300转,则用电器消耗了 J的电能。
21.(2分)如图,小明用电压表测水果电池电压,由图可知:该水果电池的负极是 片,用水果电池给电路供电时,将 能转化为电能。
22.(2分)额定电压均为6V的甲、乙两灯,U﹣I图线如图所示,甲、乙两灯的额定功率之比为 ,甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,实际功率之比为 。
23.(2分)将标有“6V,6W”的灯L1和标有”6V,3W”的灯L2串联接入电路中,如图,不考虑灯丝电阻值随温度的变化,L1的实际功率为1.5W,则L2的实际功率和电源电压分别为 W、 V。
四、探究与实验题(24题8分,25题8分,26题8分,共24分)
24.(8分)为了比较水和沙子吸热本领的大小,小明做了如图所示的实验:在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热
质量
/g
温度升高10℃所
需要的时同/s
温度升高20℃所
需要的时间/s
温度升高30℃所
需要的时间/s
沙子
30
64
89
124
水
30
96
163
220
(1)在此实验中,用加热时间的长短来表示物质 ;
(2)分析下表中的实验数据可知:质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水吸收的热量 (大于/小于)沙子吸收的热量;
(3)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子, (填“沙子”或“水”)升高的温度更高;
(4)实验中有些同学发现:刚开始加热时,情况与(3)的结论不符 。
25.(8分)如图甲所示电路,某班级同学在做“用伏安法测量电阻R的阻值”的实验:
(1)闭合开关前,电流表的示数如图乙所示,则出现此现象的原因是 ;小亮纠正上述错误后,闭合开关,发现电流表的指针几乎为零,若电路中只有一处故障,则此时电路的故障是 ;
(2)小亮发现旁边小丽所在小组的实验跟自己的实验情况相似,利用的都是甲图的电路进行实验,闭合开关后,但是电流表的示数为0.2A,则小丽同学在实验中出现的问题是 。正确实验,小丽小组最终测得的电阻R的阻值为 Ω;
(3)实验中小亮发现他使用的滑动变阻器的铭牌模糊不清,他想知道它的最大阻值是多少,于是他利用一个已知阻值的定值电阻R0、一块电流表、电源(电压未知)、开关和导线设计了如图丙所示的电路图。请你将他的实验步骤补充完整,并写出滑动变阻器R的表达式。
①闭合开关,将滑片移至a端,读出电流表的示数为I1;
② ,读出电流表的示数为I2;
③滑动变阻器的阻值R= (用已知和测量的物理量的符号表示)。
26.(8分)小明用如图的装置探究影响电流产生的热量的因素。a、b、c、d四个密闭容器中装有质量 (选填“相等”或“不等”)的空气,容器内的电阻丝通电发热使得容器内的空气受热 ,将U形管中液面顶起。分别将导线1、2和3、4接到电源两端。请回答下列问题。
(1)在图甲中,这个装置可探究电流产生的热量与 的关系。通电一段时间,容器 (选填“a”或“b”)中电流产生的热量较多。
(2)利用图乙的实验装置可探究电流产生的热量与 的关系。通电一段时间,容器 (选填“c”或“d”)中电流产生的热量较多。
(3)该实验是通过观察U形管中液面 的变化,来比较电流通过电阻丝产生的热量多少。这应用的物理方法是 (填字母)。
A.等效替代法
B.放大法
C.转换法
D.控制变量法
五、分析与交流题(27题5分,28题5分,共10分)
27.(5分)图甲所示是家庭中常用的一种插线板。小宇同学在使用中发现:开关断开时指示灯不亮,插孔不能提供工作电压;开关闭合时指示灯亮;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压。根据以上描述,并把接线板与电源线接通。
。
28.(5分)如图是小明家的一个电饭锅插座,他发现插头松动后,在使用电饭锅做饭时插头发热,请你帮他分析产生这个现象的原因是什么?
六、计算题(第29题8分;第30题9分,共17分)
29.(8分)如图甲所示,1标准大气压下,普通煤炉把炉内20℃、5kg水烧开需要完全燃烧一定质量的煤,烧水效率为28%。为提高煤炉效率,创意小组设计了双加热炉效率,在消耗等量煤烧开壶内初温相同,等量水的过程中煤=3×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃)],请问在以上过程中:
(1)普通煤炉将炉内20℃、5kg水烧开需要吸收多少热量;
(2)普通煤炉完全燃烧煤的质量;
(3)双加热煤炉炉壁间水吸收的热量;
(4)双加热煤炉的烧水效率。
30.(9分)图甲为小丽家一款家用便携式挂烫机,其加热功率有大小两个挡位,内部电路如图乙所示1=56Ω,R2=44Ω。[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(1)挂烫机用小功率挡正常工作时,电功率是多少?
(2)若挂烫机的加热效率为80%,将水箱中0.3L的水从20℃加热到100℃,挂烫机用大功率挡正常加热需要多少秒?(结果保留整数)
(3)在用电高峰期,小丽关闭家中其他用电器,只让挂烫机处于工作状态(kW•h)”的电能表转盘转了50转,则挂烫机的实际电功率为多少?
2022-2023学年黑龙江省齐齐哈尔市梅里斯区九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(每小题2分,共20分。每小题只有一个选项是正确的,请把正确选项的字母填写在题后的括号内)
1.(2分)下列数据中最符合实际的是( )
A.一节新干电池的电压为1.5V
B.家用电冰箱的额定功率约为2000W
C.家用节能灯的额定电流约为2.2A
D.对人体的安全电压为不高于220V
【解答】解:A、一节新干电池的电压为1.5V,故A正确;
B、家用电冰箱的额定功率约为100W;
C、家用节能灯的额定电流约为3.2A;
D、对人体的安全电压为不高于36V。
故选:A。
2.(2分)水具有比热容大的特点,下列现象及应用与此特点无关的是( )
A.海陆风的形成
B.夏天在教室地面上洒水,感觉变凉爽
C.冬天的暖气设备用热水供暖
D.用水来冷却汽车发动机
【解答】解:A、因为水的比热容比泥土,白天,海水温度上升慢,温度上升快,微风从海洋吹向陆地;而夜晚,但水的比热容大,海面气温较高,风就从陆地吹向海上,该选项利用水的比热容最大;
B、夏天在教室地面上洒水,水的表面积增大,增加空气的湿度,故该选项符合题意;
C、因为水的比热容较大,降低相同的温度,所以冬天供暖系统使用热水循环供暖,故不符合题意;
D、因为水的比热容较大,升高相同的温度,所以用水做内燃机的冷却液,故不符合题意;
故选:B。
3.(2分)把一个轻质的小球靠近用丝绸摩擦过的玻璃棒时,它们相互排斥,则这个小球( )
A.一定不带电 B.一定带负电 C.一定带正电 D.可能不带电
【解答】解:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,把一个轻质的小球靠近用丝绸摩擦过的玻璃棒时,则这个小球一定和玻璃棒带相同的电荷。
故选:C。
4.(2分)如图是汽油机工作的四个冲程,其中表示排气冲程的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、两气门关闭,汽缸容积变小,故A错误。
B、进气门开启,气体流入汽缸,故B错误。
C、排气门开启,气体流出汽缸,故C正确。
D、两气门关闭,汽缸容积变大,是做功冲程。
故选:C。
5.(2分)下列做法不符合安全用电原则的是( )
A.使用测电笔时,手要接触笔尾金属
B.使用时电冰箱的金属外壳应该接地线
C.控制电灯的开关必须接在火线上
D.可用铜丝代替保险丝
【解答】解:A、使用测电笔时,故A符合安全用电原则;
B、电冰箱的金属外壳应接地,故B符合安全用电原则;
C、开关接在火线上,故C符合安全用电原则;
D、当电路电流过大时,如果用铜丝代替保险丝后,故D不符合安全用电原则。
故选:D。
6.(2分)甲、乙两物体的质量之比为2:3,当甲物体温度升高10℃,乙物体温度降低15℃时,则甲、乙两物体的比热容之比为( )
A.2:3 B.3:2 C.4:9 D.9:4
【解答】解:由题知,m甲:m乙=2:3,△t甲=10℃,△t乙=15℃,
∵Q吸=c甲m甲△t甲,Q放=c乙m乙△t乙,
∴====。
故选:D。
7.(2分)如图所示,只闭合开关S时,两灯均不亮1时,灯L1亮,L2不亮,电路可能出现的故障是( )
A.灯L2断路 B.灯L2短路 C.灯L1断路 D.灯L1短路
【解答】解:只闭合开关S,两灯均不亮;
当同时闭合开关S和S1,L2被短路,电路为L2的基本电路,并且灯L1亮,说明不是两灯泡同时被短路,即灯L2断路。
故选:A。
8.(2分)标有“36V 40W”的甲灯、“110V 40W”的乙灯和“220V 40W”的丙灯都正常发光,其发光情况为( )
A.甲灯最亮 B.乙灯最亮 C.丙灯最亮 D.一样亮
【解答】解:由铭牌可知,三灯虽然额定电压不同,当灯正常发光时,所以实际功率都相等。
故选:D。
9.(2分)下面是小华同学对身边的一些电路进行观察分析后作出的判断,其中不正确的是( )
A.马路两旁的路灯,晚上同时亮早晨同时灭,它们是串联的
B.一般家庭中都要安装照明灯和其它用电器,使用时互不影响,它们是并联的
C.楼道中的电灯是由声控开关和光控开关共同控制的,声控开关和光控开关是串联的
D.厨房抽油烟机里装有照明灯和电动机,它们既能同时工作又能单独工作,它们是并联的
【解答】解:A、路灯是用来为行人照明的,其它灯泡仍可以正常工作,又互不影响;故A错误;
B、家庭电路中各用电器既可以单独工作,因此家庭电路中各用电器是并联的;
C、只有“光控开关”和“声控开关”都闭合时,因此这两个开关与灯串联;
D、厨房的抽油烟机中的照明灯和电动机既可以单独工作,因此它们的连接方式为并联。
故选:A。
10.(2分)小涛设计了一个天然气泄漏检测电路,如图甲所示,R为气敏电阻,R0为定值电阻,电源电压恒定不变。则下列说法正确的是( )
A.天然气浓度增大,电压表示数变小
B.天然气浓度减小,电压表示数变大
C.天然气浓度增大,电流表示数变小
D.天然气浓度减小,电压表与电流表示数的比值不变
【解答】解:由电路图可知,气敏电阻R与定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,
当天然气浓度增大时,由图乙可知,电路中的总电阻变小,
由I=可知,即电流表的示数变大;
由U=IR可知,R3两端的电压变大,即电压表的示数变大;
同理,当天然气浓度减小,电流表的示数变小,故B不正确,
由R=可知0的阻值,
则电压表与电流表示数的比值不变,故D正确。
故选:D。
二、多项选择题(每小题3分,共9分。每小题有两个或两个以上正确选项,选项不全但正确得1分,有错误选项不得分)
(多选)11.(3分)如图所示的电路中,电源电压不变,当开关S闭合,滑片P向右移动过程中,下列说法正确的是( )
A.灯泡L变亮 B.电路的总电阻增大
C.电压表示数变大 D.电流表示数逐渐变大
【解答】解:由图示电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压;
滑片向右移动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据串联电路的分压作用,电压表示数变大;
电源电压U不变,由I=,电路电流变小,故D错误;
滑动变阻器电压变大,电源电压不变,电路电流变小,灯泡实际功率减小,故A错误。
故选:BC。
(多选)12.(3分)下列说法正确的是( )
A.0℃的物体也具有内能
B.一杯水和半杯水的比热容相等
C.固体分子之间只存在引力
D.物体的内能增加,温度一定升高
【解答】解:A、因分子在永不停息地做无规则运动,故A正确;
B、比热容是物质的一种特性,与质量无关,物质的种类和状态不变,故B正确;
C、分子之间既存在引力又存在斥力;
D、物体内能增大,比如:晶体在熔化过程中吸收热量,故D错误。
故选:AB。
(多选)13.(3分)如图所示,电源电压恒为6V,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,电压表接入电路的量程为0~3V,电流表接入电路的量程为0~0.6A.当关S闭合,在保证电压表和电流表安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.当R2=20Ω时,R2的功率为0.8W
B.电阻R2两端的电压由5V减小到0V
C.电流表的示数变化范围为0.1A~0.3A
D.电阻R1功率的变化范围为0.1W~0.9W
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当R2=20Ω时,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:
I==0.2A,
则R2的功率:
P=I2R8=(0.2A)2×20Ω=0.8W,故A正确;
(2)由电路图可知,当滑片位于b端时,电路中的电流最小,R8的功率最小,R2两端的电压最大,
电路中的最小电流:
I小===0.6A,
R2两端的电压:
U2大=I小R5=0.1A×50Ω=5V,
R1的最小功率:
P1小=(I小)3R1=(0.3A)2×10Ω=0.7W;
因电源的电压大于电压表的量程,
所以,电压表的最大示数为3V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R2两端的最小电压:
U3小=U﹣U1大=6V﹣7V=3V,
则电阻R2两端的电压由2V减小到3V,故B错误;
电路中的电流最大:
I大===0.2A,
则电流表的示数变化范围为0.1A~8.3A,故C正确;
R1的最大功率:
P6大=U1大I大=3V×3.3A=0.6W,
则电阻R1功率的变化范围为0.2W~0.9W,故D正确。
故选:ACD。
三、填空题(每小题2分,共20分。将正确答案写在题中横线上的空白处)
14.(2分)把两块表面干净且平滑的铅上下叠放压紧,可是很难压缩,这表明分子间存在着 斥力 ,在下面那块铅下吊一个相当重的物体,铅块也不会分离,这是由于分子间存在着 引力 。
【解答】解:两块表面平整干净的铅块压紧,可是很难压缩;在下面那块铅下吊一个相当重的物体,这是由于分子间存在着引力。
故答案为:斥力;引力。
15.(2分)哈尔滨的冬天来了,小金走在上学的路上感觉冻手,他习惯性的两手互相搓一搓,这是用 做功 方法增加手的内能;他又用嘴对手哈一哈气,也感觉暖和了一些 热传递 方法增加手的内能。
【解答】解:“搓手”是用做功的方式增加手的内能;
“哈气”是用热传递的方式增加手的内能;
故答案为:做功,热传递。
16.(2分)0.1kg的某种燃料完全燃烧后放出4.2×106J的热量,则这种燃料的热值为 4.2×107 J/kg.这些热量可使在一标准大气压下10kg的初温为10℃的水温升高 90 ℃。
【解答】解:
(1)由Q放=mq,可得==4.5×107J/kg;
(2)水吸收的热量:Q吸=Q放=4.8×106J,
由Q=cm△t可知,水升高的温度:
△t===100℃,
在一标准大气压下水的沸点是100℃,故水升高的温度为100℃﹣10℃=90℃。
故答案为:5.2×107;90。
17.(2分)两电阻R1=20Ω,R2=30Ω.若将两电阻串联在电路中,则这两个电阻两端的电压之比U1:U2= 2:3 ,若将两电阻并联在电路中,则通过它们的电流之比I1:I2= 3:2 。
【解答】解:(1)两电阻串联在电路中时,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I=,两电阻两端的电压之比:
====;
(2)两电阻并联在电路中时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过两电阻的电流之比:
===。
故答案为:2:2; 3:2。
18.(2分)如图所示,要使灯L1与L2串联在电路中,则所有开关的状态是 S1S2断开,闭合S3 ;如果要使灯L1与L2并联,则所有开关的状态是 闭合S1S2断开S3 。
【解答】解:要使灯泡L1、L2串联在电源的两端,必须使得电流只有一条路径3S2断开,闭合S3;
要使灯泡L5、L2并联,必须闭合S1S6断开S3。
故答案为:S1S6断开,闭合S3;闭合S1S3断开S3
19.(2分)如图所示是某地的高压输电线,我们会发现它的横截面积要比家庭电路中的输电线粗很多,其原理是:由于导线的电阻与导体的 横截面积 有关,输电线越粗,电阻就越 小 ,输电过程中的电能损耗就越小。
【解答】解:高压输电线的横截面积比家庭电路中的输电线大得多,这是因为在材料,横截面积越大;由W=I2Rt可知,在同样电流和输电时间的情况下。
故答案为:横截面积;小。
20.(2分)如图,电能表读数是 201.8 kW•h;若该电能表转盘转了300转,则用电器消耗了 1.8×106J J的电能。
【解答】解:(1)电能表的读数:数字方框中的最后一位是小数,单位是kW•h;
由图可知,电能表的读数为201.8kW•h;
(2)由图可知,电能表上有600r/(kW•h)字样,电能表的转盘转过600转;
则电能表转了300转,用电器消耗的电能:W=6J=8.8×106J。
故答案为:201.4;1.8×107J。
21.(2分)如图,小明用电压表测水果电池电压,由图可知:该水果电池的负极是 铁 片,用水果电池给电路供电时,将 化学 能转化为电能。
【解答】解:图中电压表指针正常偏转,则连接电压表正接线柱的是电池的正极,铁片是电池的负极。
水果电池和干电池、蓄电池类似。
故答案为:铁;化学。
22.(2分)额定电压均为6V的甲、乙两灯,U﹣I图线如图所示,甲、乙两灯的额定功率之比为 1:2 ,甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,实际功率之比为 1:3 。
【解答】解:(1)由图象可知,电压为6V时甲=0.7A,I乙=0.6A,
由P=UI可得,此时两灯泡的额定功率之比为
(2)甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,
因串联电路中各处的电流相等,总电压等于各分电压之和,
所以,由图象可知、U甲=2V、U乙=7V时符合,
此时两灯泡的实际功率之比:
====。
故答案为:1:3;1:3。
23.(2分)将标有“6V,6W”的灯L1和标有”6V,3W”的灯L2串联接入电路中,如图,不考虑灯丝电阻值随温度的变化,L1的实际功率为1.5W,则L2的实际功率和电源电压分别为 3 W、 9 V。
【解答】解:L1的电阻:R1===4Ω。
L2的电阻:R2===12Ω。
电路总电阻为:R=R7+R2=6Ω+12Ω=18Ω。
L4的实际功率为1.5W,由P=I4R得,L1的实际电流为:I1===0.8A。
串联电路电流处处相等,所以I=I2=I1=3.5A,
所以L2的实际功率为:P3'=I22R8=(0.5A)2×12Ω=3W。
所以电源电压为:U=IR=0.2A×18Ω=9V。
故答案为:3;3。
四、探究与实验题(24题8分,25题8分,26题8分,共24分)
24.(8分)为了比较水和沙子吸热本领的大小,小明做了如图所示的实验:在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热
质量
/g
温度升高10℃所
需要的时同/s
温度升高20℃所
需要的时间/s
温度升高30℃所
需要的时间/s
沙子
30
64
89
124
水
30
96
163
220
(1)在此实验中,用加热时间的长短来表示物质 吸收热量的多少 ;
(2)分析下表中的实验数据可知:质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水吸收的热量 大于 (大于/小于)沙子吸收的热量;
(3)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子, 沙子 (填“沙子”或“水”)升高的温度更高;
(4)实验中有些同学发现:刚开始加热时,情况与(3)的结论不符 沙子受热不均匀(或水的导热性能好;沙子导热性能不好;沙子里温度计玻璃泡插入比较浅;没有用搅拌棒搅动) 。
【解答】解:(1)吸收的热量无法直接观察,在加热条件相同时,吸收的热量越多;
(2)分析表中数据可知:相同质量的沙子和水,在温度每升高10℃的过程中;在加热条件相同时,说明吸收的热量多。
(3)由图表可知:升高相同的温度,水用的时间要多,如果加热相同的时间。
(4)刚开始加热时,沙子受热不均匀(底部受热多,可能导致左边温度计的示数比右边的小。
故答案为:(1)吸收热量的多少。
(2)大于。
(3)沙子。
(4)沙子受热不均匀(或水的导热性能好;沙子导热性能不好;没有用搅拌棒搅动)。
25.(8分)如图甲所示电路,某班级同学在做“用伏安法测量电阻R的阻值”的实验:
(1)闭合开关前,电流表的示数如图乙所示,则出现此现象的原因是 电流表没有调零 ;小亮纠正上述错误后,闭合开关,发现电流表的指针几乎为零,若电路中只有一处故障,则此时电路的故障是 R断路 ;
(2)小亮发现旁边小丽所在小组的实验跟自己的实验情况相似,利用的都是甲图的电路进行实验,闭合开关后,但是电流表的示数为0.2A,则小丽同学在实验中出现的问题是 闭合开关前,滑动变阻器的滑片移到了最左端 。正确实验,小丽小组最终测得的电阻R的阻值为 15 Ω;
(3)实验中小亮发现他使用的滑动变阻器的铭牌模糊不清,他想知道它的最大阻值是多少,于是他利用一个已知阻值的定值电阻R0、一块电流表、电源(电压未知)、开关和导线设计了如图丙所示的电路图。请你将他的实验步骤补充完整,并写出滑动变阻器R的表达式。
①闭合开关,将滑片移至a端,读出电流表的示数为I1;
② 将滑片移至b端 ,读出电流表的示数为I2;
③滑动变阻器的阻值R= (用已知和测量的物理量的符号表示)。
【解答】解:
(1)闭合开关前,此时没有电流通过,说明电流表在使用前没有调零。
闭合开关,电流表的指针几乎为零,而电压表的示数为3V,所以是定值电阻R断路。
(2)小丽所在小组的电压表示数等于电源电压,说明滑动变阻器连入的阻值为0,滑动变阻器的滑片移到了最左端。
由I=可知==15Ω;
(3)第一步,闭合开关,R7短路,只有R工作1R
第二步,将滑片移至b端,R0和R并联,又有电源电压:U=(I3﹣I1)R0
电源电压不变,则滑动变阻器的阻值:R=。
故答案为:(1)电流表没有调零;R断路,滑动变阻器的滑片移到了最左端;(3)将滑片移至b端;。
26.(8分)小明用如图的装置探究影响电流产生的热量的因素。a、b、c、d四个密闭容器中装有质量 相等 (选填“相等”或“不等”)的空气,容器内的电阻丝通电发热使得容器内的空气受热 膨胀 ,将U形管中液面顶起。分别将导线1、2和3、4接到电源两端。请回答下列问题。
(1)在图甲中,这个装置可探究电流产生的热量与 电阻 的关系。通电一段时间,容器 b (选填“a”或“b”)中电流产生的热量较多。
(2)利用图乙的实验装置可探究电流产生的热量与 电流 的关系。通电一段时间,容器 c (选填“c”或“d”)中电流产生的热量较多。
(3)该实验是通过观察U形管中液面 高度差 的变化,来比较电流通过电阻丝产生的热量多少。这应用的物理方法是 C (填字母)。
A.等效替代法
B.放大法
C.转换法
D.控制变量法
【解答】解:(1)如图甲,两个电阻串联在电路中,通电时间相同,是探究电流产生热量跟电阻的关系,由Q=I2Rt可知通电一段时间,b容器中电流产生的热量较多;
(2)图乙装置中两个10Ω的电阻并联后再与一个10Ω的电阻串联,由串联电路的电流特点可知,即I右=I左;两个10Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I左=I内+I外,所以,I左>I内;烧瓶内的电阻值都是10Ω,阻值相等,但电流不同,这是探究电流产生热量跟电流大小的关系;
左侧容器中的电流较大,由Q=I2Rt可知通电一段时间,c容器中电流产生的热量较多;
(3)该实验是通过观察U形管中液面高度差的变化,来比较电流通过电阻丝产生的热量多少,故选C。
故答案为:(1)电阻;b;(2)电流;c;C。
五、分析与交流题(27题5分,28题5分,共10分)
27.(5分)图甲所示是家庭中常用的一种插线板。小宇同学在使用中发现:开关断开时指示灯不亮,插孔不能提供工作电压;开关闭合时指示灯亮;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压。根据以上描述,并把接线板与电源线接通。
。
【解答】解:由题意可知,开关断开时指示灯不亮;开关闭合时指示灯亮;如果指示灯损坏。说明两者是并联。故其连接如图所示:
28.(5分)如图是小明家的一个电饭锅插座,他发现插头松动后,在使用电饭锅做饭时插头发热,请你帮他分析产生这个现象的原因是什么?
【解答】解:插头松动后,插头与电饭锅插孔间的接触面积变小,
根据焦耳定律Q=I2Rt可知,在电流I一定的情况下,所以插座温度升高。
故答案为:插头松动,接触电阻变大,插座温度升高。
六、计算题(第29题8分;第30题9分,共17分)
29.(8分)如图甲所示,1标准大气压下,普通煤炉把炉内20℃、5kg水烧开需要完全燃烧一定质量的煤,烧水效率为28%。为提高煤炉效率,创意小组设计了双加热炉效率,在消耗等量煤烧开壶内初温相同,等量水的过程中煤=3×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃)],请问在以上过程中:
(1)普通煤炉将炉内20℃、5kg水烧开需要吸收多少热量;
(2)普通煤炉完全燃烧煤的质量;
(3)双加热煤炉炉壁间水吸收的热量;
(4)双加热煤炉的烧水效率。
【解答】解:(1)1标准大气压下水的沸点为100℃,
把壶内20℃,5kg水烧开
Q吸=c水m水Δt3=4.2×105J/(kg•℃)×5kg×(100℃﹣20℃)=1.68×108J;
(2)普通煤炉的烧水效率为28%,由η=
Q放===6×108J,
由Q放=mq可得普通煤炉完全燃烧煤的质量:
m煤===8.2kg;
(3)由题可知,双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃,
则炉壁间水吸收的热量:
Q吸′=c水m水′Δt2=4.2×103J/(kg•℃)×10kg×(40℃﹣20℃)=8.4×105J,
而壶内水的初温、末温以及质量均不变,
所以,双加热煤炉中水吸收的总热量:
Q吸总=Q吸+Q吸′=7.68×106J+8.7×105J=2.52×108J;
(4)双加热煤炉的烧水效率:
η′=×100%=。
答:(1)普通煤炉将炉内20℃、6kg水烧开需要吸收1.68×106J热量;
(2)普通煤炉完全燃烧煤的质量为3.2kg;
(3)双加热煤炉炉壁间水吸收的热量为2.52×108J;
(4)双加热煤炉的烧水效率为42%。
30.(9分)图甲为小丽家一款家用便携式挂烫机,其加热功率有大小两个挡位,内部电路如图乙所示1=56Ω,R2=44Ω。[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(1)挂烫机用小功率挡正常工作时,电功率是多少?
(2)若挂烫机的加热效率为80%,将水箱中0.3L的水从20℃加热到100℃,挂烫机用大功率挡正常加热需要多少秒?(结果保留整数)
(3)在用电高峰期,小丽关闭家中其他用电器,只让挂烫机处于工作状态(kW•h)”的电能表转盘转了50转,则挂烫机的实际电功率为多少?
【解答】解:(1)当开关旋至1时,R1、R2串联,当开关旋至2时2的简单电路;
根据串联电路的电阻特点可知,当开关旋至7时,R1、R2串联时,电路中的电阻最大可知;
挂烫机用小功率挡正常工作时的电功率:P小=UI====484W;
(2)当开关旋至8时,电路为R2的简单电路,此时为大功率挡大===1100W;
由ρ=可知水V=1.5×103kg/m3×8.3×10﹣3m8=0.3kg;
水箱中的水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t4)=4.2×102J/(kg•℃)×0.3kg×(100℃﹣20℃)=4.008×105J;
由η=可知==3.26×105J;
由P=可知=≈115s;
(3)3000r/(kW•h)表示电路中用电器每消耗2kW•h电能,电能表的转盘转过3000转;
则电能表转盘转了50转,挂烫机消耗的电能:W′==;
挂烫机的实际电功率:P===1kW=1000W。
答:(1)挂烫机用小功率挡正常工作时,电功率是484W;
(2)若挂烫机的加热效率为80%,将水箱中0.4L的水从20℃加热到100℃;
(3)挂烫机的实际电功率为1000W。
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