河北省保定市安国市2023-2024学年九年级上学期期末物理模拟试卷
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这是一份河北省保定市安国市2023-2024学年九年级上学期期末物理模拟试卷,共28页。
A.在0℃时,所有物质的分子都停止了运动
B.温度高的物体比温度低的物体含有的热量多
C.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
D.把铁丝反复弯折,弯曲处变热,是通过做功改变物体内能的
2.(2分)物质具有能量。能量有各种形式,并且各种形式的能量可以相互转化。三峡大坝水力发电时,其能量形式的转化是( )
A.形变的能转化为动能B.水流动能转化为电能
C.太阳能转化为电能D.风的动能转化为电能
3.(2分)如图所示是乐乐进行核酸检测时的情景。下列说法正确的是( )
A.棉签的长度约为1cm
B.棉签的质量约为50g
C.口腔的温度约为40℃
D.闻到消毒酒精的气味属于扩散现象
4.(2分)如图所示的家庭电路中,当开关都闭合时,灯L不亮,用测电笔测试插座的左、右孔,氖管都发光,电路中只有一处故障,下面有关电路图及故障的说法中错误的是( )
A.电能表是用来测量电路消耗的电能的
B.三孔插座的使用是为了防止用电器外壳带电发生触电事故
C.若在导线a和b之间接一个灯泡L1,则它和L是并联
D.根据测试结果,应该是m与j之间断路
5.(2分)如图所示为某家庭部分电路示意图。在三孔插座上刚插上电热烧水壶(开关未闭合)的插头时,保险丝e熔断,家中其他用电器都正常工作。以下叙述正确的是( )
A.造成该故障的原因可能是电热烧水壶插头被短路了
B.保险丝熔断后,应立即更换新保险丝,恢复供电
C.保险丝e熔断后,用测电笔测试三孔插座的左右两孔,只有测右孔时氖管发光
D.在选择保险丝的规格时(以保险丝c为例),保险丝c熔断所需的电流应小于空调的额定电流
6.(2分)下列符合安全用电的是( )
A.用湿抹布擦拭带电的插座
B.电路维修前先切断电源
C.用电器的金属外壳不用接地线
D.雷雨天站在大树下避雨
7.(2分)四个轻质小球A、B、C、D悬挂在绝缘细线下,其中A带正电,它们分别靠近时相互作用的情况如图所示,则下列说法正确的是( )
A.B球一定带正电B.D球带正电或不带电
C.C球可能带正电D.B球带正电或不带电
8.(2分)如图所示电路由两节干电池、两个相同的灯泡、开关和导线组成下列有关说法正确的是( )
A.断开S,L1比L2亮B.闭合S,L1和L2都会亮
C.断开S,L1与L2一样亮D.闭合S,L2会更亮
9.(2分)为了安全起见,加油站的工作人员提油枪加油前,必须用手触摸静电释放器(如图所示)清除身体上的静电。下列有关说法正确的是( )
A.“除电”时人体和静电释放器之间有电流通过
B.人体与衣服摩擦过程中创造了电荷
C.若人体带有负电,“除电”时电流方向是从手流向静电释放器
D.静电释放器可以由玻璃或陶瓷等绝缘材料制成
10.(2分)抽油烟机有两个开关,使用时,有时需要照明灯和排气扇同时工作,有时需要它们独立工作,下列电路图符合要求的是( )
A.B.
C.D.
11.(2分)教室内的两盏日光灯都在正常工作,其中一盏灯L1很亮,另一盏灯L2很暗,则灯L1、L2两端的电压U1、U2的关系为( )
A.U1>U2B.U1=U2C.U1<U4D.无法确定
12.(2分)下表记录了某电路中电压表和电流表的示数,电路图可能是( )
A.B.
C.D.
13.(2分)在用“伏安法测电阻”的实验中,有两位同学分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,画出定值电阻和小灯泡的U﹣I图象,分别如图甲、乙所示,则对于图象的分析,以下说法错误的是( )
A.由甲图可知,定值电阻的阻值为1Ω
B.由甲图可知,定值电阻它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变
C.由乙图可知,小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关
D.为了减小误差,应该用多次测量取平均值的方法测定小灯泡的电阻
14.(2分)如图所示,开关S闭合后,灯L1发光,L2不发光,电压表接AB两点时有示数,电压表接BC两点时无示数。则产生上述现象的原因可能是( )
A.灯L2的灯丝断了B.开关S处断路
C.BC段之间发生短路D.AB段之间发生短路
15.(2分)分析复杂电路时,为了将电路简化,通常先把电路中的电流表和电压表进行简化处理。下列处理方法中正确的是( )
A.把电流表看成是断路的
B.把电压表看成是一个小电阻
C.把电压表看成是断路的
D.把电压表看成是一根导线
16.(2分)电能表的表盘如图所示,关于电能表下列说法正确的是( )
A.电能表是直接测量电功率的仪表
B.“10(20)A”是说这个电能表的额定最大电流是10A
C.表上数据显示该电能表累计消耗电能1215.0度
D.“600r/(kW•h)”表示接在此表上的用电器每消耗1kW•h的电能,表上的转盘转过600转
17.(2分)下列电器接在家庭电路中正常工作时,功率约为1500W的家用电器可能是( )
A.白炽灯B.空调C.电视机D.电风扇
18.(2分)如图所示电路,电源电压为6V且保持不变,闭合开关后,当滑片P在最右端时,电流表示数为0.2A,滑动变阻器消耗功率为0.8W;当滑片P移至中点时,电压表示数变化了1V,小灯泡恰好正常发光。则下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的最大阻值为10Ω
B.灯泡正常发光时的电阻为20Ω
C.灯泡正常发光时的功率为0.9W
D.滑片P在最右端时灯泡的功率为0.6W
19.(2分)在“测量小灯泡电功率”的实验中,当用手移动变阻器滑片时,眼睛应观察( )
A.灯泡发光情况B.电流表的示数
C.电压表的示数D.变阻器滑片的位置
20.(2分)如图为电阻甲和乙的I﹣U图象,下列说法正确的是( )
A.甲、乙串联在电路中,相同时间内甲、乙产生热量之比为2:1
B.将甲和乙并联,当甲两端电压为2V时,则它们的干路电流为0.6A
C.甲、乙并联在电路中,相同时间内甲、乙消耗电能之比为1:2
D.将甲和乙串联,当它们两端电压为3V时,通过甲的电流为0.6A
(多选)21.(2分)如图所示,下列说法中正确的是( )
A.如图甲所示,该实验说明液体扩散快慢程度与温度有关
B.如图乙所示,该实验主要说明固体分子间存在相互作用的斥力
C.如图丙所示,该实验中水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能
D.如图丁所示,该设计表明人类可以制造出永动机
(多选)22.(2分)家庭生活要注意安全用电。下列做法符合安全用电要求的是( )
A.使用绝缘皮破损的插头
B.用电器金属外壳接地线
C.同时使用大功率用电器
D.使用测电笔时手接触笔尾的金属笔卡
(多选)23.(2分)如图所示,电源电压保持2V不变,小灯泡L标有“2.5V 0.2A”字样,小灯泡的阻值保持不变。闭合开关S1、S2,下列说法不正确的是( )
A.此时小灯泡L正常发光
B.电源工作时,将其他形式的能转化为电能
C.若开关S2由闭合变为断开,电流表示数变小
D.若只断开开关S2,小灯泡L变得更亮
(多选)24.(2分)电风扇、电视机和电烙铁上都标有“220V 60W”的字样,它们都正常工作相同的时间,下列说法中正确的是( )
A.电风扇将电能主要转化成机械能
B.电流通过电视机做功最快
C.电烙铁消耗的电能最多
D.三个电器两端的电压相等
二.填空题(共7小题,满分20分)
25.(4分)我国家庭电路的电压是 V,照明电路使用的是 电源。(填“直流”或“交流”)家庭用的电冰箱和电视机的连接方式是 (选填“串”或“并”)联。
26.(3分)大型载重汽车下坡时间较长时,为防止刹车片过热造成刹车失灵,要向刹车片和轮胎喷水降温,刹车片过热是通过 的方式增加内能的;用水来降温是利用了水具有较大的 的性质;用天然气燃烧加热水,这是利用了天然气 较大的特性,而且使用天然气时对环境污染小。
27.(3分)如图甲所示电路,电源电压为4.5V,当开关S闭合时,电压表的读数如图乙所示,则L1两端的电压为 V,L2两端的电压为 V;当开关S断开时,电压表的示数为 V。
28.(3分)一段导体两端电压为10V通过的电流为2A,导体电阻为 Ω,这段导体两端电压为0V时,导体电阻为 Ω。
29.(3分)在某温度下,两个电路元件A和B中的电流与两端电压的关系如图所示,由图可知,元件 中的电流与它两端电压之间的关系遵循欧姆定律。元件A随着电压的增大,它的电阻是 (选填增大/减小/不变)的,元件B的电阻为 Ω。
30.(2分)我们教室里有日光灯和电风扇,它们的连接方式是 (选填“串联”或“并联”);电风扇工作时主要是将 能转化为 能。
31.(2分)小明用如图甲电路来测量小灯泡正常发光时的电阻(小灯泡正常发光时的电压为2.5V),电源电压恒为4.5V.小明从滑动变阻器接入电路中的阻值最大时开始记录数据,测得小灯泡的U﹣I图像如图乙.小灯泡的正常工作的电阻 Ω,滑动变阻器的最大阻值为 Ω,该电路消耗的最小功率为 W。
三.实验探究题(共4小题,满分20分)
32.(2分)如图所示,闭合开关用试电笔对电路中的a、b、c、d进行测试,乙、丙两图中试电笔使用正确的是 图,如果测试结果只有b点不发光,可能发生的故障是 断路。
33.(5分)小明用如图甲所示电路探究电流与电阻的关系,电源电压为3V,电阻R有4个阻值(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω)供选用,滑动变阻器Rp规格为“10Ω 2A”。
(1)开关闭合前,应将滑动变阻器滑片P移到最 (填“左”或“右”)端。
(2)请在图乙所示虚线框内画出图甲对应的电路图。
(3)闭合开关后,小明发现电流表、电压表示数均为零,他将一根导线的一端接电源正极,另一端依次试触a、b、c、d各接线柱,当接触到d时,电压表开始有示数且为3V,电流表示数仍为零,经进一步检查,电流表及各接线处均完好,则电路中所有可确定的故障是 。
(4)排除故障并将问题元件进行同规格更换,此时R的阻值为5Ω。闭合开关,调节滑片P,使电压表示数到达某一数值,此时电流表示数如图丙所示,该示数为 A;接着将R阻值换成10Ω,向 (填“左”或“右”)端移动滑动变阻器滑片,以保持电压表的示数不变。
(5)将R阻值换成15Ω重复上述操作。三组数据如表所示,由此可得:电压一定时,电流与电阻成 。为提高结论的可靠性,换用阻值为25Ω的电阻继续上述实验,是否可行? (填“可行”或“不可行”)。
(6)下列图象中,能大致反映本实验中各物理量之间关系的是 。
34.(6分)
(1)在探究并联电路电流规律的实验中,小明按图甲所示电路图连接好电路后,闭合开关,电流表A1的示数如图乙所示,电流表A2和A示数如图丙所示,则L1中的电流为 A,灯L2中的电流为 A,干路中的电流为 A,由此初步得出并联电路中电流的规律为: 。
(2)按要求连接电路:能利用滑动变阻器来改变灯泡的亮度,且当滑片P向右移动时灯会变亮,请以笔画线代替导线把图丁电路的连接起来。
(3)在接线过程中,开关应处于 状态;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 端(A/B)。
35.(7分)小刚同学在实验室做“测量小灯泡电功率”实验中,如图1所示,电源电压恒为4.5V,小灯泡标有“2.5V”字样,电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω 3A)、开关各一个,导线若干。
(1)正确连接导线过后,闭合开关。灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭,小明的操作不当之处是: 。
(2)小明更换相同规格的灯泡后,逐渐移动滑片,看到电压表示数为2V。为使灯泡正常发光,应向 (填“左”或“右”)端移动滑片P。
(3)小明根据实验数据绘制了U﹣I图象,如图2所示。观察图象,发现AB部分为线段,BC部分为曲线。为便于分析,将线段AB延长作出图象,如图2乙所示。比较甲、乙两图象,发现两图象间的距离随着电流的增大而增大。说明 。根据图象计算小灯泡的额定功率P额= W。
【拓展】小红要测量小灯泡的额定功率,实验室提供的器材如下:符合要求的电源、额定电压为U额的小灯泡、阻值为R0的定值电阻、滑动变阻器、单刀双掷开关各一个、电压表一块、导线若干。她设计了如图3所示的电路进行实验。请帮助小红将实验电路补充完整。
连接好电路后,请将正确的操作步骤补充完整:
a.将开关S扳向 ,(选填“1”或“2”)调节滑动变阻器,使电压表示数为U额;
b.将开关S扳向另一侧,保持滑动变阻器的滑片不动,记录电压表的示数U;
c.小灯泡的额定功率P= (用已知量或所测量的物理符号表示)。
四.计算题(共2小题,满分12分,每小题6分)
36.(6分)如图甲为某款新型电饭煲,额定电压为220V,它采用了“聪明火”技术,智能化地控制不同时间段的烹饪温度,以得到食物最佳的营养和口感。图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中,在电饭煲工作的30min内,它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求:
(1)S和S1均闭合,电路中的总电流;
(2)电阻R2的大小;
(3)在不同电压下,电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同。用电高峰期,当实际电压为200V时,使用该电饭煲,从开始工作到S1第一次自动断开需要多长时间。
37.(6分)某同学设计的电热水壶具有“烧水”和“保温”两种功能,电路如图所示,闭合开关是S1、S2,刚开始触点与E接触,随着壶内温度升高,热敏电阻R阻值减小,继电器内电流增大,当壶内温度达到100℃时电磁铁吸合衔铁,使触点D脱开E,改与F接触;当壶内温度低于50℃时电磁铁松开衔铁,触点D再次与E接触。已知电热水壶工作电压为220V,R1=55Ω,R0为定值电阻,控制电路消耗的功率忽略不计。求:
(1)当开关S1、S2均闭合时,继电器中电磁铁的上端为 极。
(2)若电热水壶在额定电压下“烧水”7分钟,产生的热量全部被水吸收,在1个标准大气压下,能使1kg初温为20℃的水,温度升高多少℃?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)电热水壶“保温”时消耗的电功率为110W,则电路中R2的阻值应为多大?
(4)在图中虚线框内要给电路加一个“保温”工作指示灯,则该指示灯的电阻应该尽可能 (选填“大”或“小”)些。
2023-2024学年河北省保定市安国市九年级(上)期末物理模拟试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共24小题,满分48分,每小题2分)
1.【解答】解:
A、分子在永不停息地做无规则运动,在0℃时,所有物质的分子仍然在做无规则运动,故A错误;
B、因为热量是过程量,只能说吸收和放出,不能说含有的热量越多,故B错误;
C、热传递的条件是:有温度差;热传递的方向:从高温到低温,热量从高温物体传给低温物体,或从高温部分传到低温部分,但内能小的物体温度可能比内能大的物体温度高,因此热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体,故C错误;
D、铁丝反复弯折后发热,人对铁丝做功,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能,故D正确。
故选:D。
2.【解答】解:水电站发电时,消耗的是水的动能,最终会得到电能,所以是将机械能转化为电能的过程,故B正确。
故选:B。
3.【解答】解:A.棉签的长度约为10cm,故A错误;
B.棉签的质量约为5g,故B错误;
C.口腔的温度约为37℃,故C错误;
D.闻到消毒酒精的气味是物体分子不停地做无规则运动的结果,属于扩散现象,故D正确。
故选:D。
4.【解答】解:
A、电能表是测量用电器消耗电能的仪表,故A正确;
B、三孔插座中多出一个专门用于接地的孔,是为了让用电器的金属外壳与大地相连,当用电器外壳带电时,电流从地线导入大地,可以防止触电事故的发生,故B正确;
C、若在导线a和b之间接一个灯泡L1,即L1接在火线和零线之间,它和L是并联的,故C正确;
D、当开关都闭合时,灯L不亮,说明电路中可能有断路故障;用试电笔测试插座的左、右孔,氖管都发光,说明m、j都与火线相连,所以故障是m点之前(m点左侧)的零线断路,故D错误。
故选:D。
5.【解答】解:
A、在三孔插座上刚插上电热烧水壶(开关未闭合)的插头时,开关未闭合,保险丝e熔断,说明电路出现了短路现象,即插头短路,故A正确;
B、保险丝熔断后,需要检查电路故障,排除故障后再重新更换保险丝,故B错误;
C、保险丝e熔断后,由于保险丝控制的是火线,三孔插座右孔与火线之间是断开的,故用测电笔测试两孔插座的左右两孔,右孔不发光,故C错误;
D、为了能使空调正常工作,保险丝的熔断电流应该要大于空调的额定电流,故D错误。
故选:A。
6.【解答】解:A、生活用水是电的导体,用湿抹布擦已接入电路的插座板时,容易造成触电事故,故A不符合安全用电的原则;
B、电路维修前,必须先切断开电源,故B符合安全用电的原则;
C、有金属外壳的家用电器如果漏电时,可能使它的金属外壳带电,如果金属外壳不接地容易造成触电事故,故C不符合安全用电的原则;
D、在大树下避雨,因为大树和人体都是电的良导体,雷电极易通过突起物﹣﹣大树传向人体,而造成雷电灾害,故D不符合安全用电的原则。
故选:B。
7.【解答】解:已知A带正电。由图可知,AB吸引,说明B带负电荷或不带电荷;BC排斥,则BC一定带同种电荷,故BC都带负电荷;CD吸引,说明D带正电荷或不带电。故ACD错误,B正确。
故选:B。
8.【解答】解:AC、断开S,L1和L2串联,由于串联电路中,电流处处相等,灯泡的规格相同,通过的电流相同,所以灯泡的亮度相同,故A错误,C正确;
BD、闭合S,L1亮,但L2短路,不会亮,故BD错误。
故选:C。
9.【解答】解:A、“除电”时人体和金属球之间有电子的转移,所以有电流通过,故A正确;
B、人体带电荷,是由于人体与衣服摩擦过程中发生电子的转移,不是被创造出来的,故B错误;
C、若人体带有负电,“除电”时,负电荷从人体转移到静电释放器,所以电流的方向是从静电释放器流向手,故C错误;
D、静电释放器应由导体制成,玻璃或陶瓷等绝缘材料不能制作静电释放器,故D错误。
故选:A。
10.【解答】解:由题意可知,照明灯和换气扇都能各自独立工作,说明它们的连接方式是并联,且两支路上各有一个开关来控制灯与换气扇,干路没有开关,故D图符合要求。
故选:D。
11.【解答】解:因为家庭电路中各用电器并联连接,所以教室内的两盏照明灯两端的电压相等,即U1=U2。
故选:B。
12.【解答】解:由表中数据可知,电压表的示数减小时,电流表的示数随着变大,由欧姆定律可知,电压表测量的电阻阻值是变化的。
A、由电路图可知,该电路为滑动变阻器的简单电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量电源电压,示数不变,故A不符合题意;
B、由电路图可知,定值电阻与变阻器并联,电流表测量干路电流,电压表测量电源电压,电压表的示数不变,故B不符合题意;
C、由电路图可知,定值电阻与变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻两端的电压,由欧姆定律可知,通过定值电阻的电流与它两端的电压成正比,故C不符合题意;
D、由电路图可知,定值电阻与变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压。
当电流表示数变大时,由U=IR可知,定值电阻两端的电压变大,由串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端的电压变小,与表格提供数据规律一致,故D符合题意。
故选:D。
13.【解答】解:
AB、根据图甲可知,电流与电压成正比,因此该电阻为定值电阻,电阻是导体自身的性质,它不随导体两端的电压和导体中的电流改变而改变;
根据图示可知,当电阻两端电压为3V时,通过的电流为3A,由I=UR可知定值的电阻:R=UI=3V3A=1Ω,故A、B正确;
C、由乙图可知,电流与电压不成正比,即当灯泡两端电压发光改变时,灯泡的阻值也随之发生变化,因此小灯泡的电阻跟灯丝的温度有关,故C正确;
D、测定小灯泡的电阻时,多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度的关系,不能求平均值减小误差,故D错误。
故选:D。
14.【解答】解:根据电路图可知,灯L1、L2以及滑动变阻器R串联;
由题意可知,开关S闭合后,灯L1发光,L2不发光,说明电路为通路,则电路故障为短路;故AB错误;
电压表接AB两点时有示数,说明与电压表并联的部分电路正常,即AB段没有短路;
电压表接BC两点时无示数,说明与电压表并联的部分短路,所以电路故障为BC段发生了短路(即灯泡L2短路),故C正确,D错误。
故选:C。
15.【解答】解:(1)电流表的自身电阻非常小,分析电路时,可视为一根导线,故A错误;
(2)电压表内阻非常大,分析电路时,可作为断路分析,故C正确、BD错误。
故选:C。
16.【解答】解:A、电能表是测量消耗电能多少的仪表,不是测量用电器电功率大小的仪表,故A错误;
B、“10(20)A”表示电能表的标定电流是10A,20A是指这个电能表平时工作允许通过的最大电流,故B错误;
C、电能表上的数据是指电能表接入电路后,电路中用电器累计消耗电能1215.0度,故C错误;
D、“600 r/(kW•h)”表示接在此表上的用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转600转,故D正确。
故选:D。
17.【解答】解:A、白炽灯的额定功率一般要小于100W,故A错误;
B、空调的额定功率一般在1000W以上,可能会等于1500W,故B正确;
C、电视机的额定功率约为100W~200W之间,故C错误;
D、电风扇的功率在60W左右,故D错误。
故选:B。
18.【解答】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片P在右端时,滑动变阻器的电阻最大,电流表示数为0.2A,滑动变阻器消耗功率为0.8W,
根据P=UI知滑动变阻器的电压为:U滑=P滑I=,
滑动变阻器的最大电阻为:R滑=U滑I=4V0.2A=20Ω,故A错误;
小灯泡两端的电压为UL=U﹣U滑=6V﹣4V=2V,
此时小灯泡的功率为:PL=ULI=2V×0.2A=0.4W,故D错误;
(2)当滑片P移至中点时,滑动变阻器的电阻减小,变为原来的一半,为 12R滑=12×20Ω=10Ω,
滑动变阻器的电阻减小,分压减少,电压表示数减小了1V,变为4V﹣1V=3V,
此时电路的电路为:I′=U滑′R′滑=3V10Ω=0.3A,
此时小灯泡恰好正常发光,小灯泡两端的电压为:UL′=U﹣U滑=6V﹣3V=3V,
小灯泡的额定功率为:P额=UL′I′=3V×0.3A=0.9W,故C正确;
小灯泡的额定电阻:R=UL′I′=3V0.3A=10Ω,故B错误。
故选:C。
19.【解答】解:灯在额定电压下正常发光,灯在不同电压下的功率不同,实际电压小于灯的额定电压时,灯发光较暗,稍大于灯的额定电压时,发光比正常发光时亮,故在测量小灯泡电功率的实验中,当用手移动变阻器滑片时,眼睛应观察电压表示数(再记录电流表示数,根据P=UI求出灯的实际功率),只有C正确。
故选:C。
20.【解答】解:
A、若甲、乙串联在电路中,电流是相同的,由图象可知,当电流都为0.2A时,甲两端的电压为1V,乙两端的电压为2V,即甲两端的电压等于乙两端电压的12(取其它电流值仍然存在这样的关系),根据Q=I2Rt=UIt可知,相同时间内甲、乙产生热量之比为1:2,故A错误;
B、将甲和乙并联,并联电路各支路两端的电压相等;当甲两端电压为2V时,由图象可知,通过甲的电流为0.4A,通过乙的电流为0.2A,根据并联电路的电流关系可知,干路电流为0.4A+0.2A=0.6A,故B正确;
C、甲、乙并联在电路中,电压是相同的,由图象可知,当电压为2V时,甲的电流是0.4A,乙的电流是0.2A,即甲的电流是乙的电流的2倍,根据W=UIt可知,相同时间内甲、乙消耗的电能之比为2:1,故C错误;
D、将甲和乙串联,电流相同,由图象可知,当电路中的电流为0.2A时,甲两端的电压为1V,乙两端的电压为2V,满足它们两端电压(总电压)为3V,所以由串联电路的电流特点可知,通过甲的电流为0.2A,故D错误。
故选:B。
21.【解答】解:A、如图所示,墨水在热水中扩散得快,说明液体扩散快慢程度与温度有关,故A正确;
B、两个铅块相互压紧后,能悬挂重物而不分开,说明固体分子间存在相互作用的引力,故B错误;
C、在橡胶塞被冲出试管口的过程中,水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能,故C正确;
D、由于在能量的转化和转移中遵循能量守恒定律,因此永动机是不能制造出来的,故D错误。
故选:AC。
22.【解答】解:
A、使用绝缘皮破损的插头,人很容易接触到火线而发生危险,故A不符合安全用电规范;
B、带有金属外壳的用电器,其金属外壳一定要接地,以防用电器外壳带电,危及人身安全,故B符合安全用电规范;
C、多个大功率用电器同时使用一个插座,容易造成电流过大,引发火灾,故C不符合安全用电规范;
D、使用测电笔辨别火线时,一定要接触笔尾金属体,但不能接触笔尖金属体,故D符合安全用电规范。
故选:BD。
23.【解答】解:A.闭合开关S1、S2时,灯泡L与电阻R并联,电流表测干路电流,由并联电路中各支路两端的电压相等可知,灯泡两端的实际电压UL=U=2V,小于灯泡的额定电压,则灯泡不能正常发光,故A错误;
B.电源是为用电器提供电能的装置,其工作时把其他形式的能转化为电能,故B正确;
C.开关S2断开时,电路为L的简单电路,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,开关S2由闭合变为断开时,干路电流变小,即电流表的示数变小,故C正确;
D.因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以只断开开关S2时,灯泡的亮度不变,故D错误。
故选:AD。
24.【解答】解:A、电风扇工作时消耗电能,大部分转化为机械能,还有一部分转化为内能,故A正确;
B、因为各用电器的额定功率相同,正常工作时,实际功率也相同,电流做功快慢相同,故B错误;
C、由W=Pt可得,它们都在额定电压下工作相同时间,电流做的功一样多,消耗的电能也一样多,故C错误;
D、因为各用电器的额定电压相同,正常工作时,实际电压也相同,故D正确。
故选:AD。
二.填空题(共7小题,满分20分)
25.【解答】解:我国家庭电路的电压是 220V,照明电路使用的是 交流电源。家庭用的电冰箱和电视机的连接方式是并联。
故本题答案为:220;交流;并。
26.【解答】解:
(1)汽车下坡时间较长时,连续点踩刹车,刹车片克服摩擦做功内能增加,温度升高,是通过做功方式改变内能的;
(2)水的比热容较大大,和其它物质比较,升高相同温度吸收热量最多,所以用水来降温是利用了水具有较大的比热容的特点;
(3)天然气的热值大,完全燃烧相同的天然气和其他燃料,天然气放出的热量多,所以选择使用天然气。
故答案为:做功;比热容;热值。
27.【解答】解:
由电路图可知,L1和L2是串联,电压表测L1两端的电压;
因为电源电压为4.5V,若电压表选用的是大量程,则电压表示数为7.5V,大于电源电压,因此电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,则电压表示数为1.5V,即L1两端的电压:U1=1.5V;
由串联电路电压特点可知,L2两端的电压:U2=U﹣U1=4.5V﹣1.5V=3V;
当开关S断开时,电压表的正负接线柱与电源两极相连,此时电压表测电源电压,则电压表的示数为4.5V。
故答案为:1.5;3;4.5。
28.【解答】解:根据I=UR可得:
R=UI=10V2A=5Ω,
由于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,当这段导体两端电压为0V时,导体电阻不变,仍为5Ω。
故答案为:5;5。
29.【解答】解:(1)分析图象可知元件B的电流、电压的关系图象是正比例函数,说明元件B的电阻不变,电流与电压成正比,遵循欧姆定律。
(2)对于元件A来说:
当其两端电压为1.5V时,对应的电流为0.2A,此时的电阻RA=UAIA=Ω;
当电压为2.0V时,对应的电流为0.3A,此时的电阻RA′=UA′IA′=≈6.67Ω;
当电压为2.5V时,对应的电流为0.5A,此时的电阻RA″=UA″IA″=Ω;
由此可判断,元件B随着电压的增大,电阻逐渐减小。
(3)由B的图象可知,当UB=2.5V时,IB=0.5A,
则RB=UBIB=Ω。
故答案为:B;减小;5。
30.【解答】解:由于家庭电路中的用电器互不影响,所以这些用电器是并联的;
电风扇工作时消耗了电能,将电能主要转化为机械能。
故答案为:并联;电;机械。
31.【解答】解:(1)由图乙可知,当灯泡在额定电压U额=2.5V时,通过灯泡的额定电流为I额=0.4A,
由I=UR可知,小灯泡正常工作的电阻:RL=U额I额=Ω;
(2)由图乙可知,灯L与滑动变阻器R串联,当滑动变阻器接入的阻值最大时,电路电流最小,
电路中最小的电流:I小=IL′=IR′=0.1A,此时小灯泡两端的电压:UL′=0.5V;
此时电路的总电阻:R总=UI小=Ω,
小灯泡此时的电阻:RL′=UL′IL′=Ω,
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器的最大阻值:R大=R总﹣RL′=45Ω﹣5Ω=40Ω;
(3)电源电压不变,当电路中的电流最小I小=0.1A时,电路消耗的电功率最小:P小=UI小=4.5V×0.1A=0.45W。
故答案为:6.25;40;0.45。
三.实验探究题(共4小题,满分20分)
32.【解答】解:试电笔的使用方法:使用试电笔时,手要接触试电笔尾部的金属体,笔尖接触电线,在图乙和图丙中,正确使用试电笔的是图丙;
用试电笔试a、c、d三点,氖管都发光,这说明从火线到c点之间的电路都是完好的,没有断路;而试电笔测试b点时,氖管不发光,这说明b点到火线之间的导线出现断路,由此可以判断出是b、c之间某处断路。
故答案为:丙;bc。
33.【解答】解:(1)开关闭合前,应将滑动变阻器滑片P移到阻值最大处,即滑动变阻器的右端;
(2)
;
(3)由题意,闭合开关后,他将一根导线的一端接电源正极,另一端依次试触a、b、c各接线柱,电流表、电压表示数均为0,当接触到d时,电压表开始有示数且为3V,初步判定从电源正极到d之间有断路,由于电流表及各接线处均完好,因此可以确定滑动变阻器断路;用导线从电源的正极连到d,相当与将断路的滑动变阻器短路,此时电流表示数仍为0,说明剩下的电路中还有断路故障,由于此时电压表示数为3V,说明电压表与电源连通,则只可能是与电压表并联的电阻R断路了,综上所述,电路中所有可确定的故障是:定值电阻R和滑动变阻器RP断路;
(4)排除故障并将问题元件进行同规格更换,此时R的阻值为5Ω.闭合开关,调节滑片P,使电压表示数到达某一数值,此时电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,该示数为0.40A;将R阻值换成10Ω,根据串联电路分压原理可知,要保持电阻两端的电压不变,需增大滑动变阻器接入电路的阻值,所以滑动变阻器的滑片应向右端移动;
(5)根据表中数据,考虑到误差因素,电流与电阻之积为:UV=IR=0.40A×5Ω=0.20A×10Ω=0.13A×15Ω≈2V为一定值,由此可得:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=3V﹣2V=1V,定值电阻分得的电压为滑动变阻器的2倍,根据分压原理,当滑动变阻器的最大电阻10Ω连入电路中时,对应的定值电阻最大值为:R=2×10Ω=20Ω<25Ω,换用阻值为25Ω的电阻继续上述实验不可行。
(6)A、因电压表示数不变,即电流与R之积为一定值,故电流随R的变化关系为反比例函数,A错误;
B、换用不同的电阻时,电压表示数不变,B错误;
C、定值电阻的电压为2V,变阻器的电压为1V,由分压原理,变阻器与R的比值为1:2,故变阻器连入电路的电阻与R的关系为一过原点的直线,C正确;
D、根据P=U2R,定值电阻的功率:PR=(2V)2R,即电阻的电功率与R之积为一定值,电阻的电功率随R变化关系为反比例函数,D错误。
故选C。
故答案为:(1)右;(2)作图见解答;(3)定值电阻R和滑动变阻器RP断路;(4)0.40,右;(5)反比,不可行;(6)C。
34.【解答】解:(1)两灯并联,电流表A1测L1的电流,A2测L2的电流,A测干路电流,如图乙所示,电流表选用大量程,分度值为0.1A,则L1中的电流为0.8A;
因电流表A2和A的指针都指向同一刻度,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,故电流表A2所选量程为0~0.6A,灯L2中的电流为0.2A,电流表A所选量程为0~3A,所以干路中的电流为1A,因1A=0.2A+0.8A,由此初步得出并联电路中电流的规律为:干路电流等于各个支路电流之和;
(2)能利用滑动变阻器来改变灯泡的亮度,故变阻器与灯串联,且当滑片P向右移动时灯会变亮,即电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中与灯串联,如下所示:
(3)在接线过程中,开关应处于断开状态;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处的A端。
故答案为:(1)0.8;0.2;1;干路电流等于各个支路电流之和;(2)如上所示;(3)断开;A。
35.【解答】解:(1)由图1可知,原图中电压表测电源电压,电压表应该测小灯泡两端的电压,电压表应与小灯泡并联,因此应该将电压表到滑动变阻器右下接线柱的导线改接到小灯泡的右侧接线柱;
正确连接导线过后,闭合开关,灯泡立即发出明亮耀眼的光,说明电路中电流过大,将灯烧坏,则应是变阻器接入电路中的电阻较小引起的,因此小明的操作不当之处是:闭合开关前,没有将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;
(2)灯在额定电压下正常发光,小灯泡的实际电压2V小于灯泡的额定电压2.5V,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V;
(3)由图2可知,灯泡两端的电压增大,通过灯泡的电流也增大,但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加的更快,由欧姆定律可知,小灯泡的电阻随电压增大而增大,由P=UI可知,电压和电流都增大时,电功率增大,温度升高,说明小灯泡的电阻随温度的升高而增大,因此两图象间的距离随着电流的增大而增大;
根据图2所示的小灯泡电流随电压变化的关系图象知,灯在额定电压2.5V时的电流为0.25A,则小灯泡的额定功率是:P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W;
【拓展】
通过分析可知:灯泡和定值电阻串联,电压表应先测量灯泡两端的电压,使灯泡两端的实际电压为额定电压值,然后再间接测量定值电阻两端的电压。分析图可以看出开关的闭合与断开,电压表先测灯泡两端电压,再测灯泡与定值电阻两端电压,如图所示;
a、闭合开关S1,将开关S扳向1,调节滑动变阻器,移动滑动变阻器的滑片P,使灯泡两端的实际电压为额定电压值U额,此时小灯泡正常发光;
b、将开关S扳向另一侧,保持滑动变阻器的滑片不动,记录电压表的示数U;
c、在a中,灯泡和定值电阻R0串联,灯泡正常发光时的电压为U额,
在b中,电压表测量灯泡与定值电阻两端的电压,
由串联电路的电压特点可知,定值电阻R0两端的电压为:U0=U﹣U额,
则电路中的电流为:I=U0R0=U−U额R0,
灯泡的额定功率:P=U额I=U额×U−U额R0=U额(U−U额)R0。
故答案为:(1)闭合开关前,没有将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;(2)右;(3)小灯泡的电阻随温度的升高而增大;0.625;【拓展】如图所示;a、1;c、U额(U−U额)R0。
四.计算题(共2小题,满分12分,每小题6分)
36.【解答】解:(1)当开关S和S1均闭合时,电阻R1与R2并联,电路的总电阻最小,电饭煲的功率较大,
由图丙可知,此时电路的总功率P=660W,
由P=UI可得,电路中的总电流:
I=PU=660W220V=3A;
(2)由电路图可知,当开关S和S1均闭合时,电路为R1与R2并联,电饭煲的功率较大,
只闭合开关S、断开S1时,电路为R1的简单电路,电饭煲功率较小,
则电阻R2的电功率:
P2=P﹣P′=660W﹣440W=220W,
由P=UI=U2R可得电阻R2的阻值:
R2=U2P2=(220V)2220W=220Ω;
(3)电饭煲正常工作时,由图丙可知,电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开时的时间t1=10min=600s,
此过程中产生的热量:
Q′=W=Pt1=660W×600s=3.96×105J,
电饭煲最大功率时电路中的总电阻:
R=U2P=(220V)2660W=2203Ω,
因在不同电压下,电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同,
所以,由Q=W=U2Rt可得在实际电压是200V时电饭煲工作的时间:
t2=Q′RU′2=3.96×105J×2203Ω(200V)2=726s=12.1min。
答:(1)S和S1均闭合,电路中的总电流为3A;
(2)电阻R2的大小为220Ω;
(3)在不同电压下,电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同.用电高峰期,当实际电压为200V时,使用该电饭煲,从开始工作到S1第一次自动断开需要12.1min。
37.【解答】解:
(1)由图知,当开关S1、S2均闭合时,电流从电磁铁的上端流入、下端流出,结合图示的线圈绕向利用安培定则可知,电磁铁的下端为N极,上端为S极;
(2)由题和图示知,闭合开关S1、S2,触点D与E接触为烧水状态,此时R2被短路,只有R1接入电路中,
所以电热水壶烧水时消耗的电功率为:
P烧水=U2R1=(220V)255Ω=880W;
电热水壶在额定电压下烧水7分钟,电流做的功:
W=P烧水t=880W×7×60s=3.696×105J,
因电热丝产生的热量全部被水吸收,
则Q吸=cmΔt可得,水升高的温度:
Δt=Q吸cm=Wcm=3.696×105J4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg=88℃,
因为在1个标准大气压下,水的沸点是100℃,且水的初温为20℃,
所以只能使水升高80℃;
(3)由题意知,保温时触点D脱开E,此时R1、R2串联,此时P保温=110W,
由P=U2R可得,保温时电热水壶的总电阻:
R总=U2P保温=(220V)2110W=440Ω,
根据电阻的串联可得,R2的阻值:R2=R总﹣R1=440Ω﹣55Ω=385Ω;
(4)指示灯与R2并联时,并联后的总电阻比并联的每个电阻都小,即比最小的电阻还要小;
若指示灯的电阻比R2小,总电阻更小;若指示灯的电阻比R2大,总电阻只比R2小,所以选择阻值比R2更大指示灯,总电阻的变化较小,这样对保温功率的影响较小。
答:(1)S;
(2)若电热水壶在额定电压下“烧水”7分钟,产生的热量全部被水吸收,在1个标准大气压下,能使1kg初温为20℃的水,温度升高80℃;
(3)电热水壶“保温”时消耗的电功率为110W,则电路中R2的阻值应为385Ω;
(4)大。
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3.0
2.5
2.0
1.8
1.5
1.3
I/A
0.20
0.30
0.40
0.44
0.50
0.54
实验序号
R/Ω
I/A
①
5
②
10
0.20
③
15
0.13
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