2022北京五十七中初三(上)期中物理(教师版)
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物 理
一、单选题(下列每题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意。共30分,每题2分)
1.下列四种用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.电视机 B.电饭锅 C.电动汽车 D.电风扇
2.如图所示的滑动变阻器,通常情况下各部件中属于导体的是( )
A.金属杆 B.塑料压线帽 C.陶瓷芯 D.电阻丝外的涂层
3.如图,气球与头发摩擦,头发会随着气球飘起来。下列说法正确的是( )
A.气球与头发摩擦时创造了电荷
B.气球因摩擦带电而成为导体
C.气球与头发摩擦后,它们带等量的异种电荷
D.气球与头发摩擦后,它们带不等量的同种电荷
4.关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是( )
A.只有正电荷的定向移动能形成电流 B.电路两端有电压,电路中一定有电流
C.导体电阻的大小是由电压和电流决定 D.自由电子定向移动的方向与电流方向相反
5.如图是简化了的玩具汽车的电路图,以下有关说法中正确的是( )
A.开关 S1 控制整个电路
B.电动机与小灯泡不能同时工作
C.电动机与小灯泡工作时两端的电压相等
D.开关 S1、S2 都闭合时,电动机与小灯泡通过的电流相等
6.关于磁体、磁场和磁感线,以下说法中正确的是( )
A.铜、铁和铝都能够被磁体所磁化 B.磁感线是磁场中真实存在的曲线
C.小磁针静止时指南北方向是因为受到地磁场的作用
D.小磁针在磁场中静止时,S极所指的方向就是该点磁场的方向
7.下列四个实例中,通过做功的方式使(加“·”)物体内能增大的是( )
A.炙手可热 B.钻木取火 C.扬汤止沸 D.釜底抽薪
8.下列说法中正确的是
A.电风扇工作时,扇叶的机械能是由电能转化的
B.电动汽车在行驶过程中,发生的能量转化主要是将机械能转化为电能
C.干电池给小灯泡供电时,发生的能量转化主要是电能转化为化学能
D.在被阳光照射时,太阳能电池将电能转化为化学能
9.2022年北京冬奥会和冬残奥会即将开幕,在比赛期间所有冬奥场馆将全部使用“绿电”,(“绿电”是指在发电过程中,二氧化碳排放量为零或趋近于零,比火力发电等其他方式对环境的影响大幅度减小)。这将是奥运史上首次实现全部场馆绿色电能供应,预计消耗“绿电”约,可以节约标准煤,减排二氧化碳。若所节约的标准煤完全燃烧,则放出的热量约为(煤约为)。( )
A. B. C. D.
10.如图所示,小芳戴着一款电加热眼罩,适当使用可以缓解眼部疲劳。它有两个发热电阻R1、R2,只闭合开关S时,R1发热;S、S1都闭合时,R1、R2都发热;断开开关S,眼罩停止发热。如图所示是根据上述电路特点设计的四个简化模拟电路图,其中正确的是( )
A. B. C. D.
11.如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,为定值电阻。开关S闭合后,在滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数变大 B.电压表的示数变大
C.电压表的示数变大 D.电路消耗的总功率变大
12.如图所示的电路中,L1和L2为规格相同的小灯泡。若电路中只有一处故障,且已知是导线ab断路,闭合开关S后,可以观察到的现象是( )
A.灯L1发光、L2不发光
B.灯L1不发光、L2发光
C.电流表和电压表的指针均无明显偏转
D.电流表指针无明显偏转,电压表指针有明显偏转
13.如图所示的电路中,电源两端电压为,且保持不变,甲、乙是电表(电压表或电流表),灯泡L1标有“3V 3W”、灯泡L2标有“6V 6W”。闭合开关S,两灯均发光。若不计灯丝电阻变化,则下列说法正确的是( )
A.甲表为电压表,且示数为
B.乙表为电流表,且示数为
C.通电1min,该电路消耗的电能为
D.该电路的实际功率为两灯额定功率之和
14.灯L1上标有“220V;40W”,灯L2上标有“220V;100W”。先将L1和L2串联接到220V的电路中,通过两灯的电流分别为I1和I2,两灯的功率分别为P1和P2;若将L1和L2并联接到同一电路中,通过两灯的电流分别为I3和I4,两灯的功率分别为P3和P4。若不计灯丝电阻的变化,下列判断正确的是( )
A.I1=I2;P1
15.下列说法中正确的是( )
A.常见的物质是由大量的分子、原子构成的
B.原子是由不带电的原子核和带负电的电子构成的
C.铁块很难被压缩,说明分子间存在相互作用的引力
D.用力可以把冰糖块碾成粉末,这说明冰糖的分子很小
二、多选题(下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共10分,每题2分。每题选项全选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
16.关于温度、热量和内能,下列说法中正确的是( )
A.热传递时,温度总是从高温物体传递给低温物体
B.一块0℃的冰熔化成0℃的水后,温度不变,整体内能变大
C.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
D.外界对物体做功,物体内能可能增加
17.如图甲所示电路,电源两端电压保持不变,为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中,电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示,下到说法正确的是( )
A.电源两端电压为5V
B.滑动变阻器的最大阻值为50Ω
C.滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中,电路总功率的最大值为3.6W
D.滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中,定值电阻的电功率最大值与最小值之差为2.5W
18.如图所示的四个热学实验,下列说法中正确的是( )
A.将活塞迅速下压,活塞对筒内空气做功,使其内能增大,温度升高,硝化棉燃烧
B.抽去玻璃隔板后,两瓶气体混合颜色变均匀,说明分子永不停息地做无规则运动
C.试管中的水加热沸腾后,塞子被水蒸气推出,水蒸气的内能转化为塞子的机械能
D.紧压两铅柱使它们合在一起,下面悬挂大秤砣未被拉开,这是由于大气压的作用
19.小东同学利用如图所示的器材,做“探究影响导体电阻大小的因素”的实验。实验板上固定了号电阻丝,在每根电阻丝的旁边分别标注了电阻丝的材料、长度及横截面积。则下列说法中正确的是( )
A.选用号电阻丝,可探究导体电阻跟材料是否有关
B.选用号电阻丝,可探究导体电阻跟长度是否有关
C.选用号电阻丝,可探究导体电阻跟长度是否有关
D.选用号电阻丝,可探究导体电阻跟横截面积是否有关
20.空气质量指数是确保实现碧水蓝天的重要指标,下表的空气质量等级是按照空气质量指数划分的。如图甲是环保项目性学习小组设计的空气质量检测仪的电路原理图,用电流表显示空气质量指数。电源电压18V保持不变,定值电阻R0的阻值为100Ω,气敏电阻R的阻值与空气质量指数K的关系图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
空气质量指数K
0~50
51~100
101~150
151~200
201~300
>300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
A.气敏电阻R的阻值随空气质量指数增大而增大
B.空气污染的程度越小,电路中的电流越小
C.电路中电流为0.1A时,对应的空气质量等级为良
D.当空气质量指数为300时,R消耗的电功率为2.25W
三、作图题(共2分)
21.根据小磁针的指向,把下面各图中磁体的N、S极标注出来。
四、实验探究题(共28分)
22.请根据如图甲、乙、丙所示的实验,回答下列问题:
(1)如图甲所示,在广口瓶内装有少量水,向烧瓶内打气,当瓶塞跳出时,能观察到的现象是______,这是因为利用了______的方法改变了______的内能;
(2)如图乙所示,把一块干净的玻璃板吊在弹簧测力计下,读出测力计的示数。然后让玻璃板水平接触水面,再缓慢向上拉玻璃板,发现弹簧测力计的示数______(选填“变大”、“不变”或“变小”),产生此现象的原因是______;
(3)将一根条形磁铁A用细线悬挂起来之后保持静止,用手拿着另一根条形磁铁B,使它的N极靠近A的S极,如图丙所示,能观察到的现象是______,原因是______。
23.小强将灯泡串联在电路中,如图所示,闭合开关S,他发现灯泡比更亮。他猜想可能有以下两个原因:猜想一:是由于更靠近电源正极。猜想二:是由于通过的电流比通过的电流大。为验证猜想,小强做了以下实验。
(1)为验证猜想一,他断开开关S;对调灯泡和的位置,闭合开关S,观察到的现象是________。由此说明:猜想一错误。
(2)为验证猜想二,他用电流表分别测量图中三点的电流,电流表的示数均相同。由此说明:猜想二_________(选填“正确”或“错误”)。
24.小华在实验室测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。
(1)如图所示是小华连接的实物电路,电路的连接有一处错误,请你在错接的导线上画×,然后用笔画线代替导线,画出正确的接线。______
(2)小华改正错误的电路连接后,进行实验。她闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移动到______端。(选填“左”或“右”)
(3)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P到某一位置,观察到电压表和电流表的示数分别如图甲、乙所示,则此时通过小灯泡的电流为______A,小灯泡的额定功率为______W;小灯泡正常发光时的电阻RL=______Ω。(结果保留一位小数)
(4)小华在实验中,调节滑动变阻器的滑片P,测得多组电压值和电流值,之后她计算出小灯泡的平均功率。你认为小华的做法是否正确?请简要说明原因:______。
25.小亮同学想探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关。他连接了如图甲所示的电路。在图甲、乙中有三个相同的透明容器,其中密封着等量的空气,三个容器中都有一根电阻丝,电阻丝的阻值分别为和。在C容器的外部有一根的电阻丝和透明容器内的电阻丝并联。
(1)小亮利用图甲所示的电路进行实验,他所探究的问题是:___________;
(2)该实验中利用U形管中液面高度的变化来反映___________;
(3)若用图乙的装置替换图甲中___________(选填“A”或“B”)密封容器进行实验,可以探究电流通过导体产生的热量与通过导体的电流大小是否有关。在C容器外部并联电阻,作用是___________。
26.实验小组在探究电流与电阻的关系中,使用的器材有:电源(电源电压恒为4V)、电流表、电压表、滑动变阻器各一个,开关一个,五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干,设计了如图甲所示的电路图。
(1)闭合开关前,电流表指针如图乙所示,对电流表的操作应该是_________。
(2)小组在探究时,先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数达到某一数值,电流表的示数如图丙所示,该示数为______A,接着断开开关,将5Ω电阻更换成10Ω电阻,闭合开关后,应将滑动变阻器的阻值调_____一些,直至电压表示数为_____V,记下此时电流表的示数。
(3)实验小组随机利用不同的定值电阻进行实验收集的数据如下表,分析表中数据,发现第_______次实验的数据存在错误,反思产生的原因,回忆是某次将定值电阻的阻值由_____ Ω变换为错误数据点对应的阻值时(实验过程并未按表中序号顺序进行),未调节滑片P就读取电流而造成的;
实验序号
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
15
25
20
10
电流I/A
0.10
0.08
0.10
0.20
(4)上面实验结束后,小丽同学设计了一个只用电压表测量小灯泡额定功率的电路图(如下图所示),其中电源电压和滑动变阻器的阻值未知,定值电阻R的阻值已知,小丽还应已知这只灯泡的___________。(选填“额定电流I额”或“额定电压U额”)。请你帮她正确完成实验:
①只闭合开关________,断开其它开关调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为____________;
②然后只闭合开关________断开其它开关,保持滑动变阻器滑片的位置不动,读出电压表示数为U;
③小灯泡额定功率表达式为P额=_____________(用符号表示)。
五、综合题(共4分,每空1分)
27.请阅读《智能晾衣机》并回答问题。
智能晾衣机
科学技术的广泛应用为我们的生活带来越来越多的便利。如图所示,是一款智能晾衣机,它采用无线射频遥控,集智能照明、定时风干和智能烘干、光波智能杀菌等多功能为一体,并且它还支持相应的和声控操作,通过手机就能轻松实现晾衣架的升、降、暂停、照明等操作,除此之外,它还支持远程控制。
该款智能晾衣机使用额定功率为的照明灯。它带有“人体接近传感器”。夜间,当有人走近晾衣机时,它会自动开灯,当人离开后,照明灯会自动关闭。
该款智能晾衣机的风干(冷风)和烘干(热风)功能使用也很方便,风干的额定功率为,烘干的额定功率为。即便在寒冷的冬天,刚洗过的衣服也能很快晾干。这真是一款高端、智能、方便的阳台家居产品。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)“人体接近传感器”在电路中相当于___________(选填“电源”或“开关”),它与照明灯应是___________(选填“串联”或“并联”)连接的;
(2)如图所示,是该款晾衣机的部分工作电路图,其中R是发热电阻。当开关S接通3、4触点时,晾衣机开启___________功能(选填“风干”或“烘干”),该功能连续使用,电阻R消耗___________度电。
六、计算题(共26分,28、29题各3分,30.、31题各4分,32题7分,33题5分)
28.如图所示,电源两端电压U保持不变.闭合开关S、S1,电压表示数为8V,电流表示数为2A.闭合开关S,断开开关S1,电压表示数为2V.求:
(1)电源两端的电压U.
(2)电阻R1和R2的阻值.
29.如图所示是小萱家的一只多功能电煮锅,下表中列出了该电煮锅的部分技术参数。求:
品名
多功能电煮锅
额定电压
频率
五档可调节额定功率
(1)该电煮锅在最大功率档正常工作所产生的热量Q;
(2)该电煮锅分别在最小功率档和最大功率档正常工作时,电路的电阻R与之比。
30.如图甲所示电路,电源电压为6V不变,滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端,定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器R2阻值变化的图像如图乙所示。问:
(1)当R2为10Ω时,电压表的示数是多少?
(2)当电压表示数为2V时,R1的阻值是多少?
(3)滑动变阻器的滑片P在b端时,电阻R1的功率是多少?
31.如图已知R2=2R1,电源电压U=10V,且保持不变,当闭合开关S,并调节滑片P使它位于R3的A处,这时流过R3的电流为IA;后断开开关S,并调节滑片P,使它位于R3的B处,这时流过R3的电流为IB,电压表示数为3V.若两次电流IA∶IB=2∶1.求:
(1)先后两次电压表示数比;
(2)RA与RB之比.
32.如图所示,灯泡L1铭牌上标有“9V 4.5W”的字样(其阻值不变),电压表选用的是“0~15V”的量程,电流表均选“0~0.6A”的量程,电路总电压不变。当只闭合开关S1、S3,滑动变阻器的滑片P滑至最左端时,电流表A的示数为I1,电压表的示数为U1;当只断开开关S1,滑片P滑至最右端时,电流表A的示数为I2,电压表的示数为U2;当只闭合开关S1,滑片P仍在最右端时,电流表A1的示数为I3,电压表的示数为U3,电路消耗的总功率为1.8W。若I1∶I2=5∶3,U2∶U3=3∶5。则:
(1)求L1的阻值;
(2)求U1∶U2;
(3)求电源电压;
(4)在电路安全的情况下,求电路的最大功率。
33.如图所示的电路中,电源两端电压U保持不变.当闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P置于a端时(a、b是滑动变阻器的两个端点),电压表的示数为U1,电流表的示数I1为1A,电阻R1消耗的电功率P1为6W,电阻R2消耗的电功率为P2.当闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P置于b端时,电压表的示数为U2,电流表的示数为I2,电阻R2消耗的电功率为P2′.已知P2:P2′=1:9,U1:U2=7:3.求:
(1)电流表的示数I2为多少安?
(2)电源两端的电压U为多少伏?
(3)当闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P置于滑动变阻器中点时,通电2min,电阻R2放出的热量为多少焦?
参考答案
一、单选题
1.1.B
【详解】A.电视机工作时,主要将电能转化为光能、声能和少部分内能,不是利用电流的热效应工作的,故A不符合题意;
B.电饭锅工作时,电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的,故B符合题意;
C.电动汽车工作时,主要是电能转化为机械能,不是利用电流的热效应工作的,故C不符合题意;
D.电风扇工作时,主要是电能转化为机械能,不是利用电流的热效应工作的,故D不符合题意。
故选B。
2.A
【详解】A.滑动变阻器上的金属杆容易导电,属于导体,故A符合题意;
BCD.塑料压线帽、陶瓷芯、电阻丝外的涂层都不容易导电,属于绝缘体,故BCD不符合题意。
故选A。
3.C
【详解】A.气球与头发摩擦时发生的是电荷的转移而不是创造了电荷,故A错误;
B.气球摩擦带电后仍然不容易导电,故仍是绝缘体,故B错误;
CD.气球与头发摩擦后,气球得到电子带负电,头发失去等量的电子带正电,故可知气球与头发带等量的异种电荷,故C正确,D错误。
故选C。
4.D
【详解】A.电荷的定向移动形成电流,正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷的定向移动也能形成电流,故A错误;
B.要使电路中有电流,必须有电源,且电路是通路,故B错误;
C.导体电阻的大小只与导体本身有关,与导体的材料、横截面积、长度有关,故C错误;
D.自由电子带负电,自由电子定向移动的方向与电流方向相反,故D正确;
故选D。
5.C
【详解】A.开关S1在小灯泡所在的支路中,因此开关S1控制小灯泡所在的支路,故A错误;
B.因为电动机和小灯泡并联,因此电动机与小灯泡工作时互不影响,在开关S1和S2同时闭合的情况下,它们可以同时工作,故B错误;
C.因为并联电路两端电压相等,因此电动机与小灯泡工作时两端的电压相等,故C正确;
D.开关S1、S2都闭合时电动机与小灯泡是并联连接的,它们中的电流并不一定相等,故D错误。
故选C。
6.C
【详解】A.磁体能够吸引铁、钴、镍等物质,不能吸引铝、铜,铜和铝不能被磁体所磁化,故A错误;
B.为了描述看不见但又客观存在的磁场,人们利用建立模型的方法引入了磁感线,磁感线并不真实存在,故B错误;
C.小磁针能在地磁场的作用下指南北,故C正确;
D.磁体周围存在着磁场,地球也是一个磁体,周围存在着地磁场,小磁针在地磁场中静止时,N极所指的方向就是该点磁场的方向,故D错误。
故选C。
7.B
【详解】A.炙手可热,手靠近热的物体感觉到热,是通过热传递的方式使手的内能增加,故A不符合题意;
B.钻木取火是利用摩擦力对木头做功使得木头内能增加,通过的是做功增加了木头的内能,故B符合题意;
C.扬汤止沸,是将一部分沸水舀出来再倒回原来沸水中,舀出来的水温度变低,再重新倒回去后,锅中沸水的热量传递给倒回去的温度较低的水,水短时间内不再沸腾,是通过热传递的方式降低热水的内能,故C不符合题意;
D.釜底抽薪,将加热的热源取走,是通过减少热传递的方式降低物体的内能,故D不符合题意。
故选B。
8.A
【分析】各种形式的能量是可以相互转化的,认清物体具有的能量形式进行判断.
【详解】电风扇工作时将电能转化为机械能,故A正确;电动汽车在行驶过程中,主要是将电能转化为机械能,故B错误;干电池给小灯泡供电时,主要是化学能转化为电能,故C错误;在被阳光照射时,太阳能电池是将光能转化为电能,故D错误,故选A.
9.A
【详解】若所节约的标准煤完全燃烧,则放出的热量
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.C
【详解】A.只闭合开关S时,R1、R2都会工作发热,S、S1都闭合时,R1被短路,只有R2正常接入电路而工作,故A不符合题意;
B.只闭合开关S时,R1发热,S、S1都闭合时,R1、R2都发热,断开开关S,R2仍旧工作发热,故B不符合题意;
C.只闭合开关S时,R1发热;S、S1都闭合时,R1、R2都发热,断开开关S,眼罩停止发热,故C符合题意;
D.S、S1都闭合时,R1、R2都发热;断开开关S,眼罩停止发热,只闭合开关S时,R2发热,故D不符合题意。
故选C。
11.C
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测变阻器R2两端的电压,电压表V2测电源两端的电压,电流表测电路中的电流;
A.滑片P向右移动,接入电路中的电阻变大,根据,电路中的电流变小,即电流表A的示数变小,故A错误;
B.因电源两端电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表V2的示数不变,故B错误;
C.电路中的电流变小,由U=IR可知,R1两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压变大,即电压表V1的示数变大,故C正确;
D.因为电流减小电压不变,根据P=UI,总功率减小,故D错误。
故选C。
12.D
【详解】灯L1、L2和电流表串联,电路为串联电路,电压表测量灯L1两端的电压。若导线ab断路,灯泡L1被断路而不发光,闭合开关S后,电压表与电流表串联于电路中,电压表电阻过大,电路中电流几乎为0,所以电流表指针无明显偏转,灯泡L2也不亮,由串联分压规律可知,电压表示数约等于电源电压,所以电压表有明显偏转,电流表无明显偏转。
故选D。
13.C
【详解】根据灯泡L1标有“3V 3W”、灯泡L2标有“6V 6W”,可计算两个灯泡的电阻为
AB.若乙为电流表,则灯泡L2会被短路,所以乙为电压表,测量的是灯泡L2两端的电压;若甲为电压表,则灯泡L2不会发光,故甲为电流表,测量的是灯泡L2的电流,故AB错误;
CD.在知道两个电表情况下及两灯的发光情况可以推断,两个灯泡并联接入电路,且两灯两端的电压为U=3V;由于灯泡L1两端电压等于额定电压3V,则灯泡L1实际功率为
P1′=P1=3W
灯泡L2两端电压为U=3V,其实际功率为
P2′=
则电路的总功率为
P=P1+P2′=3W+1.5W=4.5W
通电时间t=1min,消耗电能为
W=Pt=4.5W×60s=270J
故C正确,D错误。
故选C。
14.B
【详解】A.两灯的额定电压相等,根据有
因灯L1的功率小,可知灯L1的电阻大于灯L2的电阻,即
R1> R2
将L1和L2串联接到220V的电路中,因串联电路的电流处处相等,则通过两灯的电流
I1=I2
根据P=I2R可知两灯的功率大小关系为
P1>P2
故A错误;
B.根据串联电路电压的规律,L1和L2串联接到220V的电路中时,L2两端的电压小于L2并联接到同一电路中时L2两端的电压,根据欧姆定律可知
I2
P2
C.根据串联电路电压的规律,L1和L2串联接到220V的电路中时,L1两端的电压小于L1并联接到同一电路中时L1两端的电压,根据欧姆定律可知
I1
P1
D.将L1和L2并联接到同一电路中,两灯两端的电压相等,根据欧姆定律可知,通过两灯的电流分别为
I3
P3
故选B。
15.A
【详解】A.分子动理论基本内容:物质是由大量分子、原子构成的;分子在不停地做无规则运动,分子间存在着相互作用的引力和斥力,故A正确;
B.原子是由带正电的原子核和带负电的电子构成,原子核由带正电的质子和不带电的中子构成,故B错误;
C.铁块为固体,分子之间的作用力表现为斥力,难被压缩,故C错误;
D.把水糖块碾成粉末,只是固体的大颗粒变成小颗粒,并不涉及分子变化,不能说明冰糖分子小,故D错误。
故选A。
二、多选题
16. BD
【详解】AC.在物理学中,热传递方向总是从高温物体传到低温物体,传递的是热量,故AC错误;
B.一块0℃的冰吸热熔化成0℃的水后,由于冰是晶体,温度不变,但整体内能变大,故B正确;
D.改变物体的内能方式包括热传递与做功,则外界对物体做功,物体内能可能增加,故D正确。
故选BD。
17.BC
【详解】由电路图可知,R0与RP串联,电压表测RP两端的电压,电流表测电路中的电流。
AB.当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路为R0的简单电路,电路中的电流最大,由图乙可知
I最大=0.6A
由欧姆定律可得,电源电压
U=I最大R0 =0.6A×R0 ①
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图乙可知
I最小=0.1A
此时滑动变阻器的电压(最大)为
Up=5V
根据串联电路电压特点和欧姆定律,电源电压
U=I最小R0+Up =0.1A×R0+5V ②
由于电源电压不变,根据①②有
0.6A×R0=0.1A×R0+5V
解之可得
R0=10Ω
则电源电压
U=I最大R0=0.6A×10Ω=6V
由欧姆定律的变形公式,滑动变阻器的最大电阻
故A错误,B正确;
C.根据P=UI,因电源电压不变,电路的电流最大时,电路消耗的最大功率
P最大=UI最大=6V×0.6A=3.6W
故C正确;
D.R0消耗的电功率最大值为
P0最大=I最大2R0
R0消耗的电功率最小值为
P0最小=I最小2R0
定值电阻R0的电功率最大值与最小值之差为
ΔP0=P0最大-P0最小=I最大2R0-I最小2R0=(0.6A)2×10Ω-(0.1A)2×10Ω=3.5W
故D错误。
故选BC。
18.ABC
【详解】A.将活塞迅速下压,活塞压缩筒内的空气,对筒内空气做功,活塞的机械能转化为空气的内能,空气内能增大,温度升高,到达硝化棉的燃点而燃烧,故A正确;
B.抽去玻璃隔板,空气与二氧化氮接触,由于分子在不停息地做无规则运动,空气与二氧化氮相互扩散,彼此进入对方,两瓶气体混合颜色变均匀,故B正确;
C.试管中的水加热沸腾后,产生大量的水蒸气,试管内气压越来越高,最后把塞子推出,对塞子做功,水蒸气的内能转化为塞子的机械能,故C正确;
D.紧压两铅柱使它们合在一起,下面悬挂大秤砣未被拉开,是因为铅分子之间有引力,故D错误。
故选ABC。
19.ACD
【详解】A.根据控制变量法,要探究导体电阻跟材料的关系,需要选择不同材料,而长度和横截面积相同的导体,由图可知1和2号电阻丝符合要求,故A正确;
B.根据控制变量法,要探究导体电阻跟长度的关系,需要选择不同长度,而材料和横截面积相同的导体,由图可知1和4号电阻丝不符合要求,故B错误;
C.根据控制变量法,要探究导体电阻跟长度的关系,需要选择不同长度,而材料和横截面积相同的导体,由图可知3和4号电阻丝符合要求,故C正确;
D.根据控制变量法,要探究导体电阻跟横截面积的关系,需要选择不同横截面积,而材料和长度相同的导体,由图可知1和3号电阻丝符合要求,故D正确。
故选ACD。
20.BC
【详解】由图甲知,气敏电阻R与定值电阻R0串联,电流表测电路中电流;
A.由图乙知,气敏电阻R的阻值随空气质量指数增大而减小,故A错误;
B.由表可知,空气污染的程度越小,空气质量指数越小,气敏电阻R的阻值越大,电路的总电阻越大,根据 知,在电源电压保持不变,电流中电流变小,故B正确;
C.根据 知,电路中电流为0.1A时有
解得,气敏电阻的阻值
R=80Ω
由图象知,空气质量指数K在51~100之间,对应的空气质量等级为良,故C正确;
D.由图象知,当空气质量指数为300时,气敏电阻的阻值R′=20Ω,电路中电流
R消耗的电功率
P=I2R=(0.15A)2×20Ω=0.45W
故D错误。
故选BC。
三、作图题
21.
四、实验探究题
22. 瓶内出现白雾 做功 气体 变大 分子间存在相互作用的引力 磁铁A的S极向磁铁B转动 异名磁极相互吸引
【详解】(1)[1]向瓶内打气,当瓶塞跳起时,可以观察到瓶内出现白雾,这是因为水蒸气液化成了小水滴,形成白雾。
[2][3]在这个过程中,气体膨胀对外做功,温度降低,内能减小,即利用了做功的方法改变了气体的内能。
(2)[4][5]让玻璃板水平接触水面,再缓慢向上拉玻璃板,发现弹簧测力计的示数变大,产生此现象的原因是: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。
(3)[6][7]同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。将一根条形磁铁A用细线悬挂起来之后保持静止,用手拿着另一根条形磁铁B,使它的N极靠近A的S极,如图丙所示,能观察到的现象是磁铁A的S极向磁铁B转动,原因是异名磁极相互吸引。
23. L1比L2亮 错误
【详解】(1)[1]灯泡亮度由实际功率决定。断开开关S,对调灯泡和的位置,闭合开关S,观察到的现象仍然是L1比L2亮,。由此说明:猜想一错误。
(2)[2]为验证猜想二,用电流表分别测量图中三点的电流,示数均相同。由此说明:串联电路电流处处相等。故猜想二错误。
24.
右 0.3 0.75 8.3 不正确,理由见解析。
【详解】(1)[1] 图中并联在灯泡和滑动变阻器两端,根据实验原理,电压表应该并联在小灯泡两端测小灯泡的电压,所以将电压表的正接线柱与滑动变阻器右上接线柱相连的导线,改接到左下接线柱即可,如下图所示:
(2)[2]闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大端,目的是当开关闭合时电路中电流最小,起到保护电路的作用,由于图中滑动变阻器接的是左下接线柱,所以滑片移到最右端时接入电路的电阻最大。
(3)[3]电流表接的是小量程,分度值为0.02A,指针指在0.3A,所以通过小灯泡的电流为0.3A。
[4]已知小灯泡的额定电压为2.5V,根据P=UI可知,小灯泡的额定功率
[5]根据“伏安法”测电阻的原理,小灯泡正常发光时的电阻
(4) [6]不正确,因为小灯泡的实际功率会随着实际电压的增大而增大,小灯泡的实际功率是一个变化的量,求平均值没有意义,所以不能求平均值。
25. 电流通过导体产生的热量与电阻的关系 电阻丝产生的热量多少 B 使图乙装置替换图甲装置后,通过左右两个透明容器中的的电阻丝时的电流不同
【详解】(1)[1]由图甲可知,两端导体串联,电阻不同,通过电流、通电时间相等,根据控制变量法可知小亮同学想探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关,即探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系。
(2)[2]U形管液面的高度发生变化,是因为气体的热胀冷缩,因此U行管的液面高度变化可以反映电阻丝产生的热量多少。
(3)[3]若探究电流通过导体产生的热量与通过导体的电流大小是否有关,需保持其他条件不变,根据可知,电阻大小需相同,故需用图乙的装置替换图甲中B。
[4]因为图乙串联在电路中,根据通过串联电路的电流处处相等可知,,由干路电流大于支路电流可知,在C容器外部并联电阻后,通过乙图中电阻丝的电流较小。
26. 调零 0.4 调大 2 2 25 额定电流I额 S2 I额R S1
【详解】(1)[1]闭合开关前,电流表指针如图乙所示,对电流表的操作应该是将电流表指针调零。
(2)[2]电流表选用小量程,分度值为0.02A,该示数为0.4A。
[3][4]探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,该电压为0.4A ×5Ω=2V,将5Ω电阻更换成10Ω电阻,根据串联分压原理可知,其分得的电压增大,,即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,所以滑片应向左移动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V,记下此时电流表的示数。
(3)[5]研究电流与电阻关系时,要控制电阻的电压大小不变,由表中数据知第2次实验的数据电阻与电流乘积,即电压(2V),与其他组不同,故分析表中数据,发现第2次实验的数据存在错误。
[6]因电源电压4V一定,电压表示数(2V)一定,由串联电路电压的规律,变阻器的电压也为2V,故变阻器的阻值应与定值电阻相同,故定值电阻越大,变阻器连入电路的电阻也越大;在第2组实验中,滑动变阻器电阻为
滑动变阻器电阻与第3组实验定值电阻相同,故只有可能是第3组实验定值电阻为25Ω实验时,未调节滑片P就读取电流而造成的。
(4)[7]由图可知电压表可以测定值电阻的电压,不能单独测小灯泡的电压,故小丽不知道小灯泡的额定电压,但是知道小灯泡的额定电流。
①[8][9]②[10]因为已经知道小灯泡的额定电流,故只闭合开关S2,断开其它开关调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为I额R,然后只闭合开关S1断开其它开关,同时保持滑动变阻器滑片的位置不动,读出电压表示数为U,即测得了定值电阻的电压以及小灯泡和定值电阻的总电压,总电压减去定值电阻电压即小灯泡额定电压,进而可以求得其额定功率。
③[11]由上述可知,小灯泡额定功率为
五、综合题
27. 开关 串联 烘干 0.4
【详解】(1)[1][2]当人靠近时,LED灯会照明,当人远离后,LED灯会熄灭,因此“人体接近传感器”对LED灯的工作起控制作用,它在电路中相当于开关,与LED照明灯串联。
(2)[3]当开关S接通3、4触点时,电动机和加热电阻同时接入电路并正常工作,所以晾衣机开启烘干功能。
[4]从电路特征可知,电动机和加热电阻并联,当开启风干功能时,电路的功率为电动机额定功率,即
P1=P电动机=20W
当开启烘干功能时,电路功率为电动机功率与加热电阻功率之和,即
P2=P电动机+P=220W
因此,加热电阻的功率为
P=P2-P1=220W-20W=200W=0.2kW
当电阻R的工作时间为t=2h,消耗的电能为
W=Pt=0.2kW×2h=0.4kW·h
故消耗电能为0.4度电。
六、计算题
28. (1) 8V (2)12Ω; 4Ω
【详解】(1)由图可知,当闭合开关S、S1,只有R2接入电路中,R1被短路,电压表测其两端电压,即电源两端的电压,所以电源电压U=8V;
(2)由欧姆定律可得R2的电阻:
R2===4Ω;
当闭合开关S,断开开关S1,两电阻串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流,
由串联电路的电流特点和欧姆定律可得,电路中的电流:
I′=I′1=I′2== =0.5A,
由串联电路的电压特点可知:
U1=U−U2=8V−2V=6V,
R1的阻值:
R1===12Ω,
答:(1)电源两端的电压U为8V.
(2)电阻R1的阻值为12Ω,R2的阻值为4Ω.
29.(1);(2)
【详解】解:(1)该电煮锅在最大功率档正常工作所产生的热量Q
(2)电煮锅在最小功率档,工作时的电阻为
电煮锅在最大功率档正常工作时
该电煮锅分别在最小功率档和最大功率档正常工作时,电路的电阻R与之比
答:(1)该电煮锅在最大功率档正常工作所产生的热量Q为;
(2) 该电煮锅分别在最小功率档和最大功率档正常工作时,电路的电阻R与之比。
30.(1)3V;(2)10Ω;(3)0.1W
【详解】解:(1)从图乙得出,当R2连入的电阻为10Ω时,R1两端的电压为3V,即电压表的示数为3V。
(2)当电压表的示数为2V时,即U12V,滑动变阻器连入电阻R220Ω。因为R1、R2串联,所以滑动变阻器两端电压
U2U-U1=6V-2V4V
电路中的电流
R1的阻值
(3)由图乙知,滑片P在b端时,滑动变阻器连入的电阻为50Ω,R1两端的电压U1′=1V,即电压表的示数为1V,电阻R1的功率
答:(1)电压表的示数是3V;
(2)R1的阻值是10Ω;
(3)电阻R1的功率是0.1W。
31. 见解析所示
【详解】当闭合开关S,并调节滑片P使它位于R3的A处时,电路图如下:
甲:
;
当闭合开关S,并调节滑片P使它位于R3的B处时,电路图如下:
乙:
.
由I=.;由上式,U1=2U1′=2×3V=6V,由图甲UA=U-U1=10V-6V=4V;由图乙,U2′=2U1′=2×3V=6V,UB=U-U1′-U2′=10V-3V-6V=1V;
【点睛】首先根据开关的开合和滑动变阻器滑片位置的变化,确定电路的连接关系及电压表的测量位置,然后画出相应的等效电路图,最后利用串联电路、欧姆定律和电功率的计算公式或规律,作出正确的选择.
32. (1)18Ω;(2)5∶2;(3)9V;(4)5.4W
【详解】解:(1)灯泡L1铭牌上标有“9V 4.5W”的字样(其阻值不变),由得
(2)只闭合开关S1、S3,滑动变阻器的滑片P滑至最左端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0,电阻R3被短路,电路中只有灯泡L工作,电流表测量电路电流,电压表测量电源电压,电流表A的示数为I1,电压表V的示数为U1,则
,
当只断开开关S1,滑片P滑至最右端时,灯泡与滑动变阻器的最大电阻串联,电阻R3被短路,电流表测量电路电流,电压表V测量滑动变阻器的最大电阻的电压,电流表A的示数为I2,电压表的示数为U2,则
,
由题意得
所以
解得
所以
(3)只闭合开关S1,滑片P仍在最右端时,灯泡L、滑动变阻器的最大电阻、电阻R3串联,电流表A开路,电流表A1测量电路电流,电压表V测量灯泡L与滑动变阻器最大电阻的总电压,电流表A1的示数为I3,电压表的示数为U3,电路消耗的总功率为1.8W,电路的总电流为
由欧姆定律得
①
依题意得
所以
②
由①②得
(4)当三个开关都闭合,电路为R2的简单电路,调节滑片P的位置,使电路中的电流最大,此时电流为
由于电流表的量程为0~0.6A,超过了电流表的量程。因此只断开开关S3,滑片P滑至最左端,此时电路中只有R3这一个阻值为15Ω的电阻,此时的电流为
所以电路中的最大电流为0.6A,电路的最大功率为
答:(1)L1的阻值为18Ω;
(2)U1∶U2为5∶2;
(3)电源电压为9V;
(4)在电路安全的情况下,电路的最大功率为5.4W。
33. (1)3A;(2)27V;(3)810J.
【详解】设滑动变阻器的最大阻值为R3,当闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P置于a端时,等效电路如图甲所示;当闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P置于b端时,等效电路如图乙所示.
(1)由图甲得:
,
由图甲、乙得:
,解得:
即:;
(2)再次电压表示数比为7:3,可得:
解得:;
根据电源两端电压不变,由图甲、乙得:
,
解得:,
再根据图乙得电源电压为:
;
(3)当闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P置于滑动变阻器中点时,通过R2的电流:
,
通电2min,电阻R2放出的热量:
.
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