新疆乌鲁木齐八中2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案)
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新疆乌鲁木齐八中2022-2023学年九年级(上)期末物理试卷
1.(3分)下列常见的自然现象,能用分子热运动知识解释的是( )
A. 春天,柳枝吐芽
B. 夏天,山涧瀑布
C. 秋天,菊香满园
D. 冬天,雪花飘飘
2.(3分)刮大风时尘埃在空中飞舞,对于尘埃,下列说法正确的是( )
A. 它和一个分子差不多大小 B. 可以借助光学显微镜观察到尘埃分子
C. 它的直径大约为10-10m D. 它是由许多分子构成的
3.(3分)冷水解冻是生活中将冻肉快速解冻的好方法,将冻肉放在冷水中,较自然放置解冻更快下列说法正确的是( )
A. 冻肉刚从冰箱里取出时温度很低,不具有内能
B. 冻肉解冻过程中吸收热量,但温度不会一直升高
C. 冻肉解冻过程中温度从冷水传向冻肉
D. 此过程中发生热传递的原因是冷水的内能比冻肉大
4.(3分)如图所示的是汽油机的四冲程的示意图,其中表示压缩冲程的是( )
A. B. C. D.
5.(3分)下列估测数据中,最接近实际的是()
A. 家庭用台灯工作时的电流约为2A B. 我国家庭电路的电压为220V
C. 长1m的铜导线电阻约为10Ω D. 家用电饭锅的额定功率约为30W
6.(3分)下列电路图中,电流表能直接测量灯L1电流的是( )
A. B.
C. D.
7.(3分)如图所示,轻质棒M放在绝缘支架上,与毛皮摩擦后带上负电的绝缘棒L靠近M的A端时,A端被L吸引,则( )
A. M一定带负电 B. M一定带正电
C. 摩擦时,L失去电子 D. 摩擦时,L得到电子
8.(3分)教室里装有多盏灯,上晚自习时,我们每开一盏灯,则教室里电路的( )
A. 总电阻增大 B. 总电阻减小 C. 总电压增大 D. 总电流减小
9.(3分)下列关于电流的说法正确的是()
A. 导体中只要有自由电荷,就一定形成电流
B. 人们规定正电荷定向移动的方向为电流方向
C. 只要电路中有电源,电路中就一定会形成持续的电流
D. 金属导体中自由电子定向移动的方向跟电流方向相同
10.(3分)新型电动公共汽车的动力来源于电动机。它的设计充分考虑了要保证人身安全,前、后两门(电路开关)中任意一个门没有关闭好,车都无法行驶。如图中符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
11.(3分)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光。一段时间后,小灯泡熄灭,电压表示数增大,且只有一处故障,那么故障可能是( )
A. 小灯泡发生短路 B. 小灯泡发生了断路
C. 滑动变阻器发生了短路 D. 滑动变阻器的滑片接触不良
12.(3分)如图所示,电源电压12V保持不变,小灯泡标有“4V1.6W”字样(灯丝电阻不受温度影响),滑动变阻器标有“50Ω1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V;闭合开关,保证各元件不损坏,下列选项正确的是()
A. 移动滑动变阻器滑片,小灯泡可能正常发光
B. 电路中消耗的最大功率为4.8W
C. 滑动变阻器两端电压变化范围为9~10V
D. 当滑动变阻器滑片P置于b端时,滑动变阻器通电1min产生的热量为140J
13.(5分)(1)如图所示,将一块干净的玻璃板吊在弹簧测力计下称量并读数,然后将玻璃板水平接触水面,稍稍向上用力拉弹簧测力计,则示数将 ______(选填“不变”、“变大”或“变小”),此现象间接说明分子存在 ______(选填“引力”或“斥力”)。
(2)在瑜伽课中,教练引导:“轻闭双眼,搓热双手,捂热双眼”。其中“搓热双手”是通过 ______的方式来改变内能,“捂热双眼”是通过 ______的方式来改变内能。
14.(5分)(1)火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为它的 ______大,火箭发射升空时,燃料的化学能转化为 ______能,再转化为火箭的机械能,这个过程中火箭的机械能 ______(选填“守恒”或“不守恒”)。
(2)打扫房间时,小明用干绸布擦穿衣镜,发现擦过的镜面黏上细小绒毛。这是因为擦过的镜面因发生了 ______而带了电。带电体有 ______的性质,所以绒毛被吸在镜面上。
15.(5分)(1)每个节日用小彩灯两端电压的最大允许值为3V,如果要把它们接入家庭电路中使用,为了不将小彩灯烧坏,至少应该把 ______个这样的小彩灯 ______联起来接入家庭电路中。
(2)某定值电阻两端加上10V的电压时,测得通过它的电流为2A,则其阻值为 ______Ω,若电压为0,则它的阻值为 ______Ω。
16.(5分)(1)某次雷电的电流约为2×104A,电压约为108V,放电时间约0.001s。这次雷电的电功率约为 ______W,释放 ______J的能量。
(2)如图甲所示的电路中,开关S1、S2闭合后,A2与L2是 ______(填“串”或“并”)联的,电流表A1测量的是通过 ______(填“干路”“L1”或“L2”)的电流,电流表A2的指针偏转情况如图乙所示,电流表的示数为 ______A。
17.(5分)(1)如图1所示,定值电阻R1=5Ω,定值电阻R2=10Ω,当开关S、S1均闭合时,两电压表示数之比U1:U2=______。若将图中电压表V1、V2换成电流表A1、A2,开关S闭合,S1开时,两电流表示数之比I1:I2=______。
(2)如图2所示,电源电压保持不变,R1、R2均为定值电阻。当开关S闭合,甲、乙两表为的电压表时,两表示数之比U甲:U乙为4:3。当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,定值电阻R1、R2消耗电功率之比P1:P2=______。
18.(5分)用电水壶将质量为1.8kg的水加热升温50℃,若电水壶工作时功率为2000W,加热效率是90%,则加热这壶水消耗电能 ______J,需要的时间是 ______s。若水吸收的热量由天然气供给,则至少需消耗天然气 ______m3。[水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃),天然气热值为4.2×107J/m3)]
19.(5分)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中,两个电压表的示数随电流表示数变化的图象如图乙所示,则电源电压为 ______V;当滑片在a点时,通电10s,R0消耗的电能为 ______J。
20.(10分)请在图所示电路中的〇中填入正确的字母,使其成为正确的电学仪表,电路在闭合开关S后,两只灯泡都能发光。
21.(10分)请用笔画线表示导线,将图中的电灯、开关和插座(插座准备接大功率用电器)接入家庭电路中。
22.(10分)如图所示请将滑动变阻器接入电路,要求:滑动变阻器的滑片向右滑动时灯泡变暗。
23.(10分)小林同学为了探究不同物质的吸热能力,选用了如图甲所示的装置进行实验,在相同烧杯中装有初温相同的水和煤油,用相同的酒精灯进行加热,根据实验数据绘制了如图乙的温度与时间变化关系图像。
(1)烧杯内水和煤油两种液体的 ______(选填“质量”或“体积”)应当相等;
(2)若加热时间相同,则水吸收的热量 ______煤油吸收的热量。据图乙可知,水的吸热能力 ______煤油的吸热能力(前两空均选填“>”、“<”或“=”),因此通常选择 ______作为汽车发动机冷却液(选填“水”或“煤油”);
(3)若水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃),根据图乙中的数据可知,煤油的比热容为 ______J/(kg⋅℃)。
24.(10分)在“探究串联电路的电压”实验中,小涵同学设计了如图所示的电路。
(1)在连接电路中,开关应该处于______(选填“闭合”或“断开”)状态。
(2)根据如图连接好电路,闭合开关后,她发现两只灯泡都不亮,且电压表示数为0,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障是______(选填“L1开路”、“L1短路”、“L2开路”、“L2短路”)。
(3)故障排除后,小涵选用不同的灯泡,完成了三次实验,并记录了数据。分析下表中的数据,可得出的结论为:串联电路两端的电压______串联电路中各部分电路两端的电压之和。
实验次数
L1两端的电压/V
L2两端的电压/V
串联总电压/V
1
1.4
1.4
2.8
2
1.2
1.6
2.8
3
1.1
1.7
2.8
25.(10分)在“测量小灯泡额定功率”实验中,小灯泡的额定电压U额=2.5V。
(1)图甲是测量小灯泡额定功率的实物电路图,图中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正。
(2)闭合开关前,滑片P应位于______(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,移动滑片P直到电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。
(4)小华设计了如图丙所示的电路也完成了该实验,请完成下列填空(电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大电阻为R0)。
①只闭合开关S、S1,调节R2,使电压表的示数为2.5V;
②只闭合开关S、S2,调节______,使电压表的示数仍为2.5V;
③接着将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数为U1;再将R2的滑片P调至最右端,记下电压表的示数为U2,则小灯泡额定功率的表达式P额=______(用U额、R0、U1、U2表示)。
26.(10分)为了减少环境污染,共建绿水青山的美好生态,我市部分农村地区已经用上了天然气烧水煮饭,若在5分钟内完全燃烧了0.2m3的天然气,天然气放出的热量被10kg的水完全吸收,使水的温度从20℃升高到80℃(水的比热容为4.2×103J(kg⋅℃)、天然气的热值约为4.2×107Jm3)。求:
(1)0.2m3天然气完全燃烧产生的热量;
(2)经过5分钟时间加热,水所吸收的热量;
(3)天然气烧水时的热效率。
27.(10分)如图是小明设计的调光电路图,他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路,小灯泡的额定电压为6V.闭合开关S后,滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,小灯泡的I-U关系图象如图所示。(电阻丝AB的阻值不随温度变化)
求:(1)小灯光的额定功率;
(2)电阻丝AB的阻值;
(3)当AB连入电路的阻值R1=2.5Ω时,灯泡消耗的功率为3.2W,此时灯丝的阻值为多少?
答案和解析
1.【答案】C
【解析】分子的体积很小,用肉眼几乎观察不到,分子在永不停息地做无规则运动,其运动速度与温度有关,温度越高,运动速度越快。
这道题主要考查学生对分子热运动的了解和掌握,是一道基础题。A.柳枝吐芽是植物的生长现象,不是分子的运动,故A不合题意;
B.山涧瀑布是水在重力作用下流动形成的,是机械运动,故B不合题意;
C.菊香满园是花香分子不停地做无规则运动的结果,故C符合题意;
D.雪花飘飘是物体的机械运动,不是分子的运动,分子的运动是肉眼看不到的,故D不合题意。
故选C。
2.【答案】D
【解析】解:刮大风时的尘埃属于固体小颗粒,尘埃的直径大约10μm左右,而分子的直径在10-10m左右,分子的体积很小,尘埃是由很多的分子组成的,所以尘埃的体积要远远大于分子的体积;尘埃用肉眼就能看到,不需要借助光学显微镜观察。故D正确,ABC错误。
故选:D。
尘埃是固体小颗粒,是由很多的分子组成的,分子的体积很小,尘埃的体积远远大于分子的体积;分子是由原子组成的。
此题主要考查了物质的组成、分子的大小,难度不大,要掌握。
3.【答案】B
【解析】解:A、温度很低的冻肉也具有内能,故A错误;
B、冻肉吸收热量,若状态不变,则冻肉的温度会升高;若冻肉在熔化过程中,状态发生改变,吸热但温度不变,故B正确;
C、此过程中热量从冷水传向冻肉,传递的不是温度,故C错误;
D、此过程中发生热传递的原因是冻肉的温度比冷水的温度低,所以热量从冷水传向冻肉,故D错误。
故选:B。
(1)任何物体在任何温度状态下都具有内能;
(2)晶体熔化时吸收热量温度不变;
(3)解冻过程传递的是热量;
(4)热传递的条件是存在温度差。
此题主要考查学生对温度、内能、热量概念的了解和掌握,内能和温度、状态的关系,内能和热量的区别。
4.【答案】B
【解析】解:A、进气门开启,排气门关闭,活塞下行,燃料和空气的混合物进入汽缸,是吸气冲程,故A不符合题意;
B、两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,故B符合题意;
C、两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,火花塞喷出电火花,是做功冲程,故C不符合题意;
D、进气门关闭,排气门开启,活塞上行,废气被排出汽缸,是排气冲程,故D不符合题意。
故选:B。
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。
此题主要考查了对内燃机四个冲程的判断,要结合气门和活塞运动情况进行判断。
5.【答案】B
【解析】解:A、家用台灯的功率约25W,家庭电路的电压是220V,台灯电流约为I=PU=25W220V≈0.1A,故A错误。
B、我国家庭电路的电压为220V,故B正确。
C、长1m的铜导线电阻远小于10Ω,故C错误。
D、家用电饭锅的额定功率约1000W,故D错误。
故选:B。
(1)家用台灯的功率约25W,根据P=UI求出电流大小。
(2)我国家庭电路的电压为220V。
(3)铜导线的电阻很小,可以忽略不计。
(4)家用电饭锅的额定功率约1000W。
对于估计性的问题,可以直接估计,也可以通过计算估计,要熟练掌握。
6.【答案】C
【解析】解:A、电流表没有经过用电器直接接在电源上,会损坏电源和电流表,故A错误;
B、电流表能直接测量灯L1电流,电流表和灯L1要串联,而选项中电流表和L1并联,故B错误;
C、电流表能直接测量灯L1电流,电流表和灯L1串联,故C正确;
D、电流表串联在干路上,电流表测量干路电流,故D错误。
故选:C。
电流表测量哪个用电器的电流,电流表要和该用电器串联,电流从电流表正接线柱流入从负接线柱流出,绝对不允许不经过用电器直接把电流表接在电源上,不要超过电流表使用的量程。
从电流表的正确使用的四条进行判断,这是本题的关键。
7.【答案】D
【解析】解:
AB、与毛皮摩擦后的绝缘棒带负电,绝缘棒吸引轻质棒的A端,说明轻质棒可能带正电,也可能不带电。故A、B错误;
CD、绝缘棒带负电,是因为缘棒得到了电子。故C错误、D正确。
故选:D。
(1)带电体具有吸引轻小物体的性质;电荷间的相互作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;
(2)由于不同物质的原子核对核外电子的束缚本领不同造成的,在摩擦的过程中束缚本领强的得电子带负电,束缚本领弱的失电子带正电,相互摩擦的两个物体带等量异种电荷。
该题考查了带电体的性质、电荷间相互作用及带电的原因,需要注意的是,相互排斥的是同种电荷,相互吸引的不一定是异种电荷。
8.【答案】B
【解析】
此题主要考查并联电路中电阻的大小问题,属于基础题。
教室内的电路为并联电路,根据并联电路的特点,并联电路支路越多电阻越小。
教室内的电路为并联电路,并联电路中,总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和;总电阻比任何一个分电阻都小,所以并联电路支路越多电阻越小。
故选B。
9.【答案】B
【解析】解:A、自由电荷的定向移动才能形成电流,故A错误;
B、物理学规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,故B正确;
C、电路中有电源,要想有持续电流,电路还必须闭合,故C错误;
D、金属导体中自由电子是负电荷,定向移动方向跟电流方向相反,故D错误。
故选:B。
(1)当导体两端存在电压时,导体中不一定产生电流;
(2)电流为方向为正电荷定向移动的方向;
(3)电路中有持续电流的条件:有电源且是闭合电路。
此题主要考查形成电流的条件和电流方向的规定,难度不大。
10.【答案】A
【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A图。
故选:A。
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。
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。
11.【答案】B
【解析】解:由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡两端的电压;一段时间后,小灯泡熄灭,说明电路出现了断路或灯泡短路现象;
电压表示数增大,说明电压表测量的是电源的电压,所以故障是小灯泡发生了断路。
故选:B.
由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡两端的电压;根据小灯泡的发光情况和电压表的示数判定故障的原因。
此题主要考查了电路故障的判定,难度不大,要学会利用电压表判定电路故障。
12.【答案】C
【解析】解:由图知,滑动变阻器与L串联,电压表测灯泡L两端的电压,电流表测电路中电流。
A.移动滑动变阻器的滑片,由于电压表的量程为0~3V,所以小灯泡两端的最大电压为3V,小于小灯泡的额定电压,所以小灯泡不能正常发光,故A错误;
B、由P=UI可得灯光正常发光电流为:IL=PLUL=1.6W4V=0.4A,
灯泡电阻为:RL=ULIL=4V0.4A=10Ω,
由于电压表的量程为0~3V,所以小灯泡两端的最大电压为3V,
通过小灯泡的最大电流为:IL'=UV大RL=3V10Ω=0.3A
所以电路中的最大电流为I大=IL'=0.3A,
电路中消耗的最大功率为:
P大=UI大=12V×0.3A=3.6W,故B错误;
CD、当电压表示数为3V时,滑动变阻器两端的电压最大,由串联电路电压的规律知,滑动变阻器两端的最小电压为:
U滑小=U-UV大=12V-3V=9V;
当滑动变阻器滑片P置于b端时,滑动接入电路的电阻最大,
由I=UR和串联电路电阻的规律得电路中的最小电流为:
I小=UR滑大+RL=12V50Ω+10Ω=0.2A,
滑动变阻器两端的最大电压为:
U滑大=I小R滑大=0.2A×50Ω=10V,
故滑动变阻器两端电压变化范围为9~10V,故C正确;
此时滑动变阻器通电1min产生的热量为:
Q=W=U滑大I小t=10V×0.2A×60s=120J,故D错误。
故选:C。
由图知,滑动变阻器与L串联,电压表测灯泡L两端的电压,电流表测电路中电流;
(1)比较电压表的量程和小灯泡的额定电压小灯泡是否正常发光;
(2)由P=UI计算灯泡正常工作电流,由欧姆定律算出小灯泡的电阻,由于电压表的量程为0~3V,所以小灯泡两端的最大电压为3V,通过欧姆定律求得小灯泡的最大电流,由P=UI算出电路中消耗的最大功率;
(3)当电压表示数为3V时,滑动变阻器两端的电压最大,由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的最小电压;当滑动变阻器滑片P置于b端时,滑动接入电路的电阻最大,由欧姆定律和串联电路电阻的规律算出电路中的最小电流和滑动变阻器两端的最大电压,进而判断出滑动变阻器两端电压变化范围;根据Q=W=UIt算出当滑动变阻器滑片P置于b端时滑动变阻器通电1min产生的热量。
此题主要考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式以及焦耳定律公式的灵活运用,关键是电路中最大电流的确定和滑动变阻器两端电压最大值、最小值的判断。
13.【答案】
【解析】解:
(1)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;
(2)两个手摩擦,摩擦生热,将机械能转化为内能,这是通过做功的方法来改变了手的内能;
“捂热双眼”是热量从手传递到眼睛,是眼睛温度升高,是通过热传递的方式来改变物体的内能。
故答案为:(1)变大;引力;(2)做功;热传递。
(1)分子间同时存在着引力和斥力,当分子距离较近时表现为斥力,当分子间距离较远时表现为引力,玻璃板和水分子之间存在引力。
(2)做功和热传递都可以改变物体的内能,它们的主要区别是:做功是能量的转化,而热传递是能量的转移。
此题主要考查物理规律在生产生活中的应用,要求学生能准确的用所学理论解释相关现象。
14.【答案】
【解析】解:(1)由于液态氢的热值较大,因此火箭中采用液态氢作燃料;
燃料燃烧过程中,将化学能转化为燃气的内能,又将内能转化为火箭的机械能;
由于这个过程中,燃料燃烧的内能转化为火箭的机械能,因此火箭的机械能变大,故火箭的机械能不守恒;
(2)用干绸布擦穿衣镜,发现擦过的镜面黏上细小绒毛;这是因为干绸布与镜面摩擦,镜面因发生了摩擦而带了电;
带电体具有吸引轻小物体的性质,所以绒毛被吸在镜面上。
故答案为:(1)热值;内;不守恒;(2)摩擦;吸引轻小物体。
(1)液态氢的热值较大,完全燃烧相同质量的液态氢和其他燃料,液态氢放出的热量更多;
发射火箭时,燃料燃烧将化学能转化为内能,又将内能转化为火箭的机械能;
燃料燃烧的内能转化为火箭的机械能,火箭的机械变大;
(2)物体因摩擦而带电,摩擦起电的实质是:电荷(电子)的转移;带电体具有吸引轻小物体的性质。
此题主要考查了热值、能量的转化和转移、机械能守恒以及摩擦起电等知识的了解和掌握,属于基础知识考查,难度不大。
15.【答案】
【解析】解:(1)家庭电路中的电压是220V,每个小彩灯两端的最大电压为3V,为了不将灯烧坏,应将这些小彩灯串联在电路中;
由串联电路的电压特点知,总电压等于各用电器两端电压之和,故需要串联灯泡的个数为n=220V3V≈74个(采取进一法);
(2)由I=UR可知,定值电阻的阻值:R=UR=10V2A=5Ω;
由于电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,当电压减小为0V时,定值电阻的仍然为5Ω,
故答案为:(1)74;串;(2)5;5。
(1)家庭电路电压为220V.由于每个小彩灯两端的电压最大允许值为3V,远小于220V,所以为了不将灯烧坏应采取串联,根据串联电路中的总电压等于各用电器两端电压之和即可求解;
(2)根据I=UR求电阻值;电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关。
此题主要考查了串联电路特点、欧姆定律以及对导体电阻的理解,抓住电阻是导体具有的性质,即可解答。
16.【答案】
【解析】解:(1)雷电的电功率:P=UI=1×108V×2×104A=2×1012W;
电流做的功:W=Pt=2×1012W×0.001s=2×109J。
(2)由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路的电流,电流表A2与L2串联,即电流表A2测量通过L2的电流;
两只电流表的指针偏转刻度相同,根据并联电路的电流关系可知,干路中的电流大于支路电流,所以电流表A1选用的是大量程,分度值为0.1A,示数为1.4A;
电流表A2选用的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.28A。
故答案为:(1)2×1012;2×109;(2)串;干路;0.28。
(1)根据P=UI求出雷电的电功率,根据W=Pt求出电流做的功。
(2)由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测干路的电流,A2测量通过L2的电流,根据电流表的量程,再确定分度值,根据电流表指针的位置,读出示数。
此题主要考查电能和电功率的计算,并考查并联电路的特点等知识,综合性强,难度适中。
17.【答案】
【解析】解:
(1)由图可知,当开关S、S1均闭合时,R1、R2串联,电压表V1测R1的电压,V2测R2的电压,
根据串联电路的分压特点可知:
U1U2=R1R2=5Ω10Ω=12;
将图中电压表V1、V2换成电流表A1、A2,开关S闭合,S1断开时,两电阻并联,电流表A1测量R2的电流,电流表A2测量R1的电流,
根据并联电路的分流特点可知两电流表示数之比:I1I2=IR2IR1=R1R2=5Ω10Ω=12。
(2)由电路图可知,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测串联总电压,乙测R2两端电压,
两表的示数之比U甲:U乙=4:3,设R2两端电压为3U,则R1两端电压为4U-3U=U,
两电阻串联,通过两电阻的电流相等,所以:U1R1=U2R2,
则R1R2=U1U2=U3U=13,
由电路图可知,当开关S断开,甲、乙为电流表时,两电阻并联,甲测通过R2的电流,乙测干路电流,
两电阻消耗功率之比:P1:P2=U2R1:U2R2=R2:R1=3:1。
故答案为:(1)1:2;1:2;(2)3:1。
(1)当开关S、S1均闭合时,两电阻串联,电压表V1测R1的电压,V2测R2的电压,利用分压原理可得电压之比;
将图中电压表V1、V2换成电流表A1、A2,开关S闭合,S1断开时,两电阻并联,电流表A1测量R2的电流,电流表A2测量R1的电流,根据并联电路的分流特点可得出两电流表示数的比值。
(2)当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲电压表测电源电压,乙电压表测R2两端电压,根据串联电路的电压特点求出两电阻两端的电压之比,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出两电阻的阻值之比;
当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,电流表甲测通过R2支路的电流,电流表乙测干路电流,根据P=U2R算出两电阻消耗功率之比。
此题主要考查了串并联电路特点与欧姆定律的应用,分析清楚电路结构是正确解题的前提与关键。
18.【答案】
【解析】解:水吸收的热量Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg⸱℃)×1.8kg×50℃=3.78×105J;
消耗的电能W=Qη=3.78×105J90%=4.2×105J;
需要的时间t=WP=4.2×105J2000W=210s;
若水吸收的热量由天然气供给,则至少需消耗天然气V=Qq=3.78×105J4.2×107J/m3=9×10-3m3。
故答案为:4.2×105J;210;9×10-3。
利用水的吸热公式、效率公式、电功公式和燃料的燃烧放热公式即可解决问题。
本题是电功和燃料燃烧的综合计算题,关键是掌握水的吸热公式、效率公式、电功公式和燃料的燃烧放热公式。
19.【答案】 6 180
【解析】解:由电路图知,滑动变阻器R和电阻R0串联,电压表V1测R0两端电压,V2测R两端电压,电流表测电路中电流。
当滑动变阻器的滑片P从b点滑到某点的过程中,滑动变阻器R连入电路的电阻变小,电路中的电流变大,
根据串联电路的分压原理可知:滑动变阻器两端的电压变小,R0两端的电压变大;所以图乙中5V~3V是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线,1V~3V是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线;
由电路图知,P在b点时,电路中电阻最大,电流最小,
由图象可以看出,滑片P在b点时电流Ib=0.5A,U1=1V、U2=5V,
所以电源电压:U=U1+U2=1V+5V=6V,
电阻R0的阻值:R0=U1Ib=1V0.5A=2Ω,
滑片P在a点时,电路中电阻最小,电流最大,此时通过电路的电流Ia=UR0=6V2Ω=3A,
通电10s,R0消耗的电能:W=Ia2R0t=(3A)2×2Ω×10s=180J。
故答案为:6;180。
由电路图知,滑动变阻器R和电阻R0串联,电压表V1测R0两端电压,V2测R两端电压,电流表测电路中电流。
当滑动变阻器的滑片P从b点滑到某点的过程中,滑动变阻器R连入电路的电阻变小,电路中的电流变大,
根据串联电路的分压原理可知:滑动变阻器两端的电压变小,R0两端的电压变大;所以图乙中5V~3V是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线,1V~3V是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线;
由电路图知,P在b点时,电路中电阻最大,电流最小,由乙图可以看出,滑片P在b点时通过电路的电流和两个电压表的示数,根据串联电路电压规律计算电源电压;
根据欧姆定律计算电阻R0的阻值,滑片P在a点时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,电路中电阻最小,电流最大,由欧姆定律可知此时通过电路的电流,根据电功公式W=I2Rt计算通电10s,R0消耗的电能。
此题主要考查串联电路电流和电压的规律以及欧姆定律和电功公式的应用,要明白电路各个用电器的连接情况。在电学中,有些题目的信息是通过图象给出的,要能将电路图与图象结合起来并从中获取有用信息。
20.【答案】解:
由图可知,灯泡L1和L2串联,左边的仪表与灯泡L2并联,应为电压表;右边的仪表与两灯泡串联,应为电流表;如下图:
【解析】
(1)电流表与被测用电器串联,并且在电路中相当于导线,去掉后对电路有影响;
(2)电压表与被测用电器并联,在电路中相当于开路,去掉后对电路没有影响。
在此类型的题中,电压表和电流表的选择可以采取尝试法,但前提是我们对电路本身的特点先要有一个正确的分析,然后再结合电表的连接要求进行尝试。
21.【答案】解:(1)开关控制电灯时,开关和电灯串联,火线首先过开关再入灯泡顶端的金属点,零线直接连电灯的螺丝口;
(2)三孔插座的接法:左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线,如图所示。
【解析】
(1)电灯的接法:火线首先进开关,再入电灯顶端的金属点,零线直接接入电灯的螺旋口;
(2)三孔插座的接法:左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线。
火线首先进开关,再入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋口,如果火线直接进入电灯,零线过开关进电灯,在断开开关时,火线没有切断,容易发生触电事故。
22.【答案】
【解析】
使滑动变阻器与灯泡串联,并且按一上一下原则将滑动变阻器接入电路,滑动变阻器的滑片向右滑动时,灯泡变暗,则变阻器的阻值应变大。
此题主要考查了实物电路的连接和滑动变阻器的正确使用,是一道基础题。关键要掌握滑动变阻器的使用规则,并能够正确判断下面所接的接线柱。
23.【答案】
【解析】解:(1)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,故烧杯内水和煤油两种液体的质量(水和煤油密度不同,根据m=ρV,体积相同的水和煤油质量不同)应当相等;
(2)根据转换法,若加热时间相同,则水吸收的热量=煤油吸收的热量;据图乙可知,加热5分钟(吸热相同),煤油升高的温度为:
50℃-10℃=40℃;
水升高的温度为:
30℃-10℃=20℃;
根据比较吸热能力的方法,水的吸热能力>煤油的吸热能力;
根据Q=cmΔt可知,质量相同的水和煤油升高相同的温度,水吸热多,故因此通常选择水作为汽车发动机冷却液;
(3)根据(2)可知,加热5分钟,煤油和水高的温度之比为2:1,根据Q=cmΔt可知,在质量和吸热相同的情况下,比热容与升高的温度之积为一定值,升高的温度与比热容成反比,则煤油的比热容为:
c=0.5×4.2×103J/(kg⋅℃)=2.1×103J/(kg⋅℃)。
故答案为:(1)质量;(2)=;>;水(3)2.1×103。
(1)比较物质吸热能力的2种方法:使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量,吸收热量多的吸热能力强;或使相同质量的不同物质吸收相同的热量,比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强,据此分析;
(2)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;
根据比较吸热能力的方法分析回答;
根据Q=cmΔt分析;
(3)根据(2)可知加热5分钟,水和煤油高的温度之比,根据Q=cmΔt可知,在质量和吸热相同的情况下,比热容与升高的温度之积为一定值,升高的温度与比热容成反比,据此得出煤油的比热容。
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Q=cmΔt的运用,为热学中的重要实验。
24.【答案】断开 L2开路 等于
【解析】解:
(1)为了保护电路,连接电路时,开关应该处于断开状态;
(2)由电路图知,两灯泡串联,电压表测灯泡L1两端的电压,闭合开关S后,灯L1、L2均不亮,且只有L1或L2中的一处发生故障,说明电路发生断路,若L1开路,L2通路,则电压表有示数;而电压表的没有示数,说明L1的两端不能与电源连通,故是L2开路。
(3)由表中数据知:第一次实验1.4V+1.4V=2.8V;第二次实验1.2V+1.6V=2.8V;第三次实验1.1V+1.7V=2.8V,
因此可以得出:串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和。
故答案为:(1)断开;(2)L2开路;(3)等于。
(1)为了保护电路,连接电路时,开关应该处于断开状态;
(2)两灯泡串联,电压表测灯泡L1两端的电压,闭合开关S后,两个电灯都不亮,说明是断路,而电压表没有读数说明L2没有连到电源,故在L2处断路。
(3)串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和。
该题考查“探究串联电路的电压”实验中的注意事项、故障分析、串联电路电压特点等知识,属于基础性实验,难度不大。
25.【答案】(1)
;
(2)B;
(3)0.65;
(4)②R1的滑片;③U额2(U1-U2)U2R0
【解析】
(1)分析电路图连接错误之处,并改正;
(2)电路闭合前,滑动变阻器滑片应位于阻值最大处;
(3)额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,根据电流表的量程和分度值读出示数,根据P=UI求出灯泡的额定功率;
(4)根据P=U2R,在只有电压表情况下,测量出灯正常发光的电阻即可;
①可只闭合小灯泡所在支路,通过调节滑动变阻器R2使灯泡两端电压为额定电压,灯正常光;
②保持变阻器R2的滑片位置不动,只闭合R1所在支路,通过调节滑动变阻器R1使R1两端电压为小灯泡的额定电压,根据等效法,此时滑动变阻器R1使连入电路中的电阻大小等于灯正常发光时的电阻大小;
③为求出此时滑动变阻器R1使连入电路中的电阻:
将R2的滑片P先调至最左端,再将R2的滑片P调至最右端,分别记下电压表的示数为,根据串联电路的规律和欧姆定律求出R1的大小,即小灯泡电阻的大小,再利用P=U2R,求出小灯泡额定功率。
本题测灯的额定功率,考查了实物电路图的连接和注意事项、电流表读数、额定功率的计算及利用等效替代法求电阻和设计实验方案的能力,综合性强,难度大。
解:(1)分析实物图可知,此时变阻器与电流表串联后与灯并联,电压表串联在电路中,是错误的,
电流表应与灯串联,变阻器与灯串联,电压表与灯并联,将小灯泡左侧连线改接到电压表左侧,如下图所示:
(2)为了保护电路,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应为于阻值最大处,即B端;
(3)图乙中,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.26A,
则灯泡的额定功率:
P=UI=2.5V×0.26A=0.65W;
(4)①只闭合小灯泡所在支路,即闭合S、S1,通过调节滑动变阻器R2使灯泡两端电压为额定电压,即2.5V;
②利用等效替代的方法,只闭合R1所在支路,即闭合S、S2,通过调节滑动变阻器R1使R1两端电压为小灯泡的额定电压,即2.5V,此时R1=RL;
③将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数为U1;再将R2的滑片P调至最右端,记下电压表的示数为U2,
在③中,将R2的滑片P调至最左端,R2连入电路中的电阻为0,电压表的示数为U1即为电源电压;再将R2的滑片P调至最右端,此时两变阻器串联,电压表的示数为U2,即为R1的电压,
根据串联电路电压的规律和欧姆定律有:
U1-U2R0=U2R1,解得,R1=U2R0U1-U2-----①;
小灯泡额定功率的表达式:
P额=U额2RL=U额2R1------②,
由①②得:
P额=U额2(U1-U2)U2R0。
故答案为:(1);
(2)B;
(3)0.65;
(4)②R1的滑片;③U额2(U1-U2)U2R0。
26.【答案】解:
(1)0.2m3天然气完全燃烧产生的热量:
Q放=Vq=0.2m3×4.2×107J/m3=8.4×106J;
(2)水的质量m=10kg,加热前水的温度t0=20℃,加热5min后的温度t=80℃,
水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×10kg×(80℃-20℃)=2.52×106J;
(3)天然气烧水时的热效率:
η=Q吸Q放=2.52×106J8.4×106J×100%=30%。
答:(1)0.2m3天然气完全燃烧产生的热量为8.4×106J;
(2)经过6min时间加热,水所吸收的热量为2.52×106J;
(3)天然气烧水时的热效率为30%。
【解析】
(1)已知天然气的体积、热值,利用Q=Vq可求天然气完全燃烧产生的热量;
(2)由题意知,经过5min时间加热,水升高的温度值,利用吸热公式求水吸收的热量;
(3)烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
该题考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式和效率公式的应用,能从水的温度随时间变化的图象搜集有关信息是关键。
27.【答案】解:(1)当滑片P在B端时,由图得知电源电压与小灯泡额定电压相等为6V,对应的电流为1A
小灯泡的额定功率:PL=ULIL=6V×1A=6W。
(2)当滑片P在A端时,由图得小灯泡两端的电压为U小=1.5V,电流I小=0.5A,
由于R与L串联,则电阻丝两端电压:UAB=U-U小=6V-1.5V=4.5V,
由欧姆定律得电阻丝AB的电阻:R=UABI小=4.5V0.5A=9Ω。
(3)灯泡消耗的功率为:
P=I2RL=(UR1+RL)2RL,
将U=6V、R1=2.5Ω、P=3.2W代入上式中,得:
3.2W=(6V2.5Ω+RL)2RL,
整理得:RL2-6.25RL+6.25=0,
解得:RL=1.25Ω或5Ω,
由图可知,灯泡连入电路中的最小阻值为RL最小=U小I小=1.5V0.5A=3Ω>1.25Ω,
所以RL=5Ω。
答:(1)小灯泡的额定功率为6W;
(2)电阻丝AB的阻值为9Ω;
(3)灯丝的阻值为5Ω。
【解析】
(1)从图象上找到灯泡的额定电压对应的电流,根据公式P=UI求出灯泡的额定功率。
(2)从图象上找到当AB完全接入电路时,灯泡对应的电压和电流,因为电阻AB与灯泡串联,从而得出通过电阻AB的电流,根据串联分压的特点求出AB两端的电压,根据欧姆定律求出电阻丝AB的阻值。
(3)已知灯泡消耗的功率、电源电压以及AB连入电路的阻值R1的大小,根据公式P=I2R可求灯泡的电阻,从图象上可以看出灯泡的最小电阻,从而判断出灯泡此时的电阻。
该题考查电功率、电阻、电流、电压等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是根据图象和电路图分析数据,该题考查知识点较多,且难度挺大,属于一道难题。
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