2023-2024学年云南省玉溪市峨山县九年级(上)期末物理试卷(含解析)
展开1.以下事例中,能说明“分子不停地做无规则运动”的是( )
A. 固体不容易被压缩B. 酒香不怕巷子深C. 喷泉边水花四溅D. 寒冬中雪花飞舞
2.关于图中所示的热现象,说法正确的是( )
A. 图甲中炙热的铁水具有内能,冰冷的冰块没有内能
B. 图乙中冬天搓手取暖是将内能转化为机械能
C. 图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能
D. 图丁中能量转化与汽油机做功冲程能量转化都是机械能转化为内能
3.关于静电现象,下列图示中说法正确的是( )
A. 甲图:摩擦后的气球能够吸引头发,是因为带电体具有吸引轻小物体的性质
B. 乙图:细绳悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引,则两小球一定带有异种电荷
C. 丙图:丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷,在这个过程中丝绸会失去电子
D. 丁图:验电器是利用了异种电荷相互吸引的原理制成的
4.如题图甲为某可调亮度台灯,图乙为其用于调光的电位器结构图。abc是它的三个接线柱,ac分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连。转动旋钮,滑片在弧形电阻丝上滑动即可调节灯泡亮度。下列分析正确的是( )
A. 电位器与灯泡并联
B. 电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度的
C. 若只将ab接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变亮
D. 若只将bc接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变暗
5.小明吃火锅时,由于三孔插座不够用,小明决定将电火锅三脚插头上最长的一个金属脚掰弯,插在两孔插座上使用,小华立刻阻止,因为长脚掰弯使用会造成( )
A. 家庭电路中的电流过大,空气开关跳闸
B. 电火锅不能正常工作
C. 电火锅的金属外壳和地线断开,可能有触电危险
D. 两孔插座断路,不能再继续使用
6.如图所示,旅客进入火车站通过刷脸机,当身份信息和人脸信息都符合时,电动机转动打开闸门,才能进入火车站。小金设计了电路模拟刷脸机,能达到相同效果的电路图是( )
A.
B.
C.
D.
7.如图所示,将A、B两种不同的金属片分别插入土豆,制成“土豆电池”。闭合开关S,发光二极管发光,电压表有示数。以下关于电路的理解,说法不正确的是( )
A. 闭合开关后,“土豆电池”内部的自由电荷定向移动形成了电流
B. “土豆电池”内部电流方向为从A流向B
C. 闭合开关S,若发光二极管“正”、“负”极接反,但是此时电压表测量的是电源电压,有示数
D. 若断开开关S,电压表无示数,但是A、B两金属片间仍有电压
二、多选题:本大题共3小题,共9分。
8.下列有关课本实验的说法中,正确的是( )
A. 如图甲所示,研究气体扩散时,把密度更大的二氧化氮气体置于下方,可以使现象更具说服力
B. 如图乙所示,将两铅柱紧压在一起,挂上重物也掉不下来,因为铅柱之间发生了扩散现象
C. 如图丙所示,慢慢向上提起弹簧测力计发现示数变大,因为分子间存在引力
D. 如图丁所示,活塞迅速下压使筒内硝化棉燃烧起来,因为活塞对硝化棉做功,使其内能增大
9.小明探究串联电路的电压规律,连接了如图所示的电路,下列做法正确的是( )
A. 闭合开关S,电压表测量L2两端的电压
B. 只将导线①的下端改接到L1右端,闭合开关S,电压表测量L1两端的电压
C. 只将导线①的下端改接到L1左端,闭合开关S,电压表测量L1和 L2的总电压
D. 只将导线②的下端改接到L1左端,闭合开关S,电压表测量L1两端的电压
10.为了增强学生体质,潍坊市将坐位体前屈作为中考体育考试项目之一。坐位体前屈测试仪原理如图所示,已知电源电压6V,R1的电阻为30Ω,其中电阻丝R2粗细均匀,总长度为30cm。闭合开关,推挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0,电流表的示数为0.05A;推挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm。则( )
A. 电阻丝R2的最大阻值为90Ω
B. 挡板P在A端时电压表的示数为4.5V
C. 电流表示数的大小能反映被测试者的成绩
D. 电压表示数为3V时,被测试者的成绩是20cm
三、填空题:本大题共6小题,共14分。
11.如图所示,是装有静电除尘纸的拖把,拖地时除尘纸与地板摩擦后带电,具有______的性质,可以轻松地将灰尘和头发清扫干净。若摩擦过程中电子从地面转移到除尘纸,则摩擦后除尘纸带______电。
12.如图的插线板中,a接电源,b接台灯,c接电风扇,两个用电器______(选填“串联”或“并联”)接入电路中,用电器均正常工作时,a、b、c中的电流最大的是______处。
13.如图所示,电源电压为3V,闭合开关S时,电压表示数为2V,电流表示数为0.5A,则灯泡两端的电压为______V,流过R的电流I ______(选填“>”、“=”或“<”)0.5A。
14.纳米材料是由纳米颗粒经过特殊制备得到的。室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不会断裂,这说明纳米铜分子间______力较大。将一段铜线均匀拉长后,它的电阻将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
15.如图所示的电路中,滑动变阻器连入电路的电阻丝是______段(选填“aP”、“Pb”或“ab”),滑动变阻器滑片向右移,灯亮度______(选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
16.如图所示是小华家的电能表,他家同时使用的用电器总功率不能超过______W,他让一个“220V,1210W”的电热器单独工作30min,电能表示数变为
,这段时间内消耗的电能为______kW⋅h,该电热器的实际工作功率为______W,电热器实际工作30min,该电能表转盘转过______r。
四、作图题:本大题共2小题,共4分。
17.请根据实物图,在方框内画出相应的电路图。
18.如图是常用的插线板电路简化图,开关断开时指示灯不发光,插孔不提供工作电压;开关闭合时指示灯发光,插孔提供工作电压;若指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压,请在图中画出开关、指示灯、孔的连接方式。
五、实验探究题:本大题共4小题,共24分。
19.探究不同物质的吸热能力:
(1)如图1所示,在探究“不同物质的吸热能力”实验中,小雨同学在两只烧杯中装入质量相同的煤油和水,用相同的电加热器给它们加热,目的是使煤油和水在相同时间内吸收的热量______。这里通过______来反映吸收热量的多少,运用的科学方法是______法;
(2)小红进行实验时,每隔两分钟记录煤油和水的温度,得到的数据如下表:
实验结果表明:不同的物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量______。为了表示物质的这种特性,物理学中引入了物理量______,其定义是:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度乘积之比;
(3)根据实验数据,绘制了两种液体的温度随加热时间变化的图象(如图2所示),其中图线甲表示的物质是______;
(4)同组小明认为,还可用以下方法比较不同物质的吸热能力:使质量相同的不同物质吸收相同的热量,比较它们______。
(5)由实验数据可知,水的比热容与煤油的比热容之比为______。
20.如图所示,安安同学所在的兴趣小组正在探究并联电路中电流的规律。
(1)正确连接好电路并检查无误后,安安进行了多次实验,得出如下表所示的数据。进行以上3次实验是通过______方式实现的;(选填序号)
A.改变小灯泡的规格
B.改变电池节数
(2)分析各组数据后,安安总结出并联电路的电流规律是:并联电路中,______;
(3)完成以上探究后,安安进一步探究串联电路电压规律,他把两只小灯泡L1、L2串联起来接到电源上,如图丙所示。闭合开关时,发现小灯泡L1不亮,L2亮,安安于是将电压表连在图中A、B两点,测得UAB=0V由此可知,电路中存在的故障是______;
(4)排除故障后,闭合开关,两只小灯泡均能发光,重新测量的结果为:UAB=1.5V,UBC=1.5V,UAC=3V,根据以上测量结果安安得出结论:在串联电路中,用电器两端电压相等,且各用电器两端电压之和等于电源两端电压。同组的宁宁认为安安的结论是错误的,要得出正确的结论,下一步应该是______。
21.在“测量小灯泡额定功率”实验中,小华选用了标有“2.5V”字样的小灯泡、电流表、电压表、开关、学生电源、标有“50Ω,1.5A”的滑动变阻器、若干导线等器材按如图所示连接起来。
(1)用笔画线代替导线将图甲电路补充完整,并使滑动变阻器右移时电路中电流变小;
(2)开关试触时发现电流表无示数、电压表满偏,出现此故障的原因是______;
A.小灯泡断路
B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路
D.滑动变阻器短路
(3)正确连接电路后,闭合开关,电压表及电流表示数如图乙,电源电压为______V,小灯泡实际功率为______W;
(4)为测小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片向其阻值变______端移动滑片,当小灯泡正常发光,电流表示数为0.3A,则此小灯泡的额定功率为______W;
(5)滑动变阻器的滑片向其阻值变大端移,小灯泡的电功率将______(选填“增大”“减小”或“不变”);
(6)小华测出在不同电压下灯泡的电流值,将记录下来的数据描绘成I−U图像,如图丙,实验中发现灯泡电阻随温度升高而增大,则正确的图像为______。
22.在“探究影响导体电阻大小的因素”中,用如图的器材进行实验,①②④横截面积相同,③横截面积最大;①③④长度相同,②长度最长;①②③材料相同,④与它们的材料不同。
(1)该实验中,通过观察______(选填“电流表示数”或“灯泡亮度”)来反映电阻的大小。
(2)选用①②两根导体分别接入电路,可探究导体电阻的大小与______的关系。
(3)选用______两根导体分别接入图中M、N两点间,可探究导体电阻大小与导体的材料有关。
(4)将①③两段金属丝串联接入同一电路中,流过①③的电流关系是I① ______I③(选填“<”“>”或“=”)。
六、计算题:本大题共2小题,共18分。
23.“环境小组”的同学在研究性活动中对小明家新装燃气热水器(如图甲)耗能进行测试,按表中热水器铭牌事先在热水器水箱中注满水,将与计算机相连的红外线热传感器接入热水器水箱后,开始加热。计算机显示出热水器中水温度随时间变化的图像如图乙所示。[水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃),天然气的热值约为4×107J/m3]
求:(1)加热4min,水吸收的热量为多少?
(2)加热4min,消耗了多少m3的天然气?
24.如图甲为某款双控温多功能家用涮烤两用分体电火锅,该电火锅部分参数如下表所示,该锅可实现火锅、烧烤同时进行,也可以分开控制,其部分简化电路图如图乙所示,开关S1控制对中央区域汤锅进行加热的电路,R1、R2均为电热丝,R2与温控开关并联;S左、S右可控制左右两侧的烧烤盘的电路。
(1)汤锅加热状态正常工作时,R1的电阻为多少?
(2)若R2的电阻为56Ω,则该汤锅保温挡时的额定保温功率为多少?
(3)在一次野外烧烤中,发现烤肉速度比较慢,找原因是此时家庭电路实际电压只有110V,求此时右盘的实际电功率是多少?
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A、固体不容易被压缩是因为分子间存在着斥力,故A不合题意;
B、酒香不怕巷子深是酒得分子在空气中运动形成的,能说明分子不停地做无规则运动,故B符合题意。
C、喷泉边水花四溅是液体小水滴的运动,不是分子运动,故C不合题意;
D、寒冬中雪花飞舞,是固体颗粒运动,是机械运动,不是分子运动,故D不合题意。
故选:B。
(1)物质是由分子组成的,组成物质的分子在不停的做无规则运动,分子间有相互作用的引力和斥力,分子间存在间隙;
(2)分子的直径很小,大约10−10m,这个尺度,是人的肉眼看不到的。
了解分子动理论的基本观点,并能与实际的现象结合,是解答本题的关键。
2.【答案】C
【解析】解:A、任何物体在任何情况下都具有内能。冰冷的冰块也有内能,故A错误;
B、搓手取暖是机械能转化为内能,故B错误;
C、湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能,故C正确;
D、汽油机做功冲程是内能转化为机械能,图丁中能量转化是机械能转化为内能,故D错误;
故选:C。
(1)任何物体在任何情况下都具有内能;
(2)搓手取暖是机械能转化为内能;
(3)湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小了内能;
(4)汽油机做功冲程是内能转化为机械能;
本题考查了改变内能的两种方式、内能的概念、内燃机的四个冲程的理解,属于基础题。
3.【答案】A
【解析】解:A.摩擦后的气球带了电,能够吸引轻小物体,所以气球能够吸引头发,故A正确;
B.用绝缘细绳悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引,则两小球可能带有异种电荷,也可能是一个带电,一个不带电,故B错误;
C.丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷,玻璃棒失去电子,丝绸得到电子而带上负电,故C错误;
D.验电器是利用同种电荷相互排斥原理制成的,故D错误。
故选:A。
电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;带电体可以吸引轻小物体;摩擦起电的实质是电子的转移。
本题考查了电荷间的相互作用和摩擦起电的实质,是一道基础题。
4.【答案】B
【解析】解:
A、电位器串联在电路中能改变电路中电流的大小,从而调节灯泡亮度,所以图中电位器应与灯泡串联,故A错误;
B、转动旋钮滑片,电位器接入电路中的电阻发生了变化,从而能改变电路中的电流,所以电位器和滑动变阻器的工作原理是相同的,故B正确;
C、若只将a、b接入电路,顺时针转动旋钮时,电位器接入电路中的电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,灯泡变暗,故C错误;
D、若只将b、c接入电路,顺时针转动旋钮时,电位器接入电路中的电阻变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,灯泡变亮,故D错误。
故选:B。
电位器的实质是滑动变阻器,串联在电路中能改变电路中电流的大小,据此分析。
本题考查学生对于滑动变阻器的理解和掌握,熟知使用和接线原则是解题关键。
5.【答案】C
【解析】解:家庭电路中两孔插座接入一个电火锅,不会造成家庭电路中的电流过大,也不会使两孔插座短路;
电火锅使用三脚插头,上端的一脚和金属外壳相连,插入三孔插座时,金属外壳接地,可以防止因用电器外壳漏电而触电;如果把三脚插头插在两孔插座上,电火锅的金属外壳和地线断开,一旦金属外壳带电,当人接触时会发生触电事故;故C正确,ABD错误。
故选:C。
家庭电路中,带有金属外壳的用电器如果漏电,用电器的外壳和火线相连,人接触用电器外壳,会间接接触火线发生触电事故。
空气开关“跳闸”是因为电路中电流过大。电路中电流过大有两种原因:一是电路中用电器的总功率过大,二是电路发生了短路。
掌握家庭电路为什么使用三脚插头和三孔插座,不能将三脚插头换成两脚插头使用;还考查学生对家庭电路中短路和总功率过大现象的理解,要记住。
6.【答案】A
【解析】解:根据题意知,当身份信息开关和人脸信息开关同时闭合时,电动机才工作,说明两开关相互影响,即两开关、电动机串联,由各选项图知,A正确,BCD错误。
故选:A。
当身份信息和人脸信息都符合时,电动机转动打开闸门,旅客才能进入火车站,据此分析两开关和电动机的连接方式。
本题考查电路的设计,正确分析两个开关的连接方式是关键。
7.【答案】B
【解析】解:
A、闭合开关后,“土豆电池”内部的自由电荷定向移动形成了电流,故A正确;
B、根据电压表正向偏转知,A是电源的正极,在电源内部,电流总是从电源的负极流向正极;则由图可知,“土豆电池”内部电流从金属片B流向A,故B错误;
C、闭合开关S,若发光二极管“正”、“负”极接反,此时电压表测量的是电源电压,有示数,故C正确;
D、电源的两端是存在电压的,与外部电路的通断情况无关,若断开开关S,电压表无示数,但是A、B两金属片间仍有电压,故D正确。
故选:B。
(1)电荷的定向移动形成电流;
(2)在电源外部,电流总是从电源的正极流向负极,内部是从负极流向正极;
(3)电压表需要并联接入电路中,电流从电压表的正接线柱流入,从负接线柱流出;
(4)电源两端存在电压。
本题主要考查了电压表的使用,能根据电压表的接法判断电源的正负极是本题的关键。
8.【答案】AC
【解析】解:A、研究气体扩散时,把密度更大的二氧化氮气体置于下方,排除重力对实验的干扰,可以使现象更具说服力,故A正确;
B、将两铅柱紧压在一起,挂上重物也掉不下来,因为分子间存在引力,故B错误;
C、慢慢向上提起弹簧测力计发现示数变大,因为分子间存在引力,故C正确;
D、活塞迅速下压使筒内硝化棉燃烧起来,因为活塞压缩气体做功,使气体的内能增大,温度升高,故D错误。
故选:AC。
(1)构成物质的分子总在不停地做无规则运动,这种运动不需要外力。
(2)分子间存在相互作用的引力和斥力。
(3)改变内能的方法有做功和热传递,压缩气体做功将机械能转化为内能。
深入理解分子动理论的内容、改变内能的方法,可解答此题。
9.【答案】AC
【解析】解:
A、闭合开关S,该电路为串联电路,电压表与L2并联,电压表测量L2两端的电压,故A正确;
B、只将导线①的下端改接到L1右端,该电路为串联电路,电压表与L2并联,闭合开关S,电压表测量L2两端的电压,故B错误;
C、只将导线①的下端改接到L1左端,闭合开关S,电压表并联到了电源的两端,测量L1和L2的总电压,故C正确;
D、只将导线②的下端改接到L1左端,闭合开关S,电压表的正负接线柱接反了,无法测量L1两端的电压,故D错误。
故选:AC。
根据每个选项中的操作判定电路的连接方式和电压表的作用。
本题考查了电路的识别、电压表的使用,属于基础题。
10.【答案】ABD
【解析】解:由电路图可知,闭合开关,R1和R2串联,电压表测量与R2并联部分电阻丝两端的电压,电流表测量电路电流;
A、因为电压表相当于断路,所以电阻丝全部接入电路,
由I=UR可知,电路中的总电阻为:R=UI=6V0.05A=120Ω,
由串联电路的电阻规律可知,电阻丝R2的最大阻值:R2=R−R1=120Ω−30Ω=90Ω,故A正确;
B、当挡板P在A端时电压表测整个电阻丝R2两端的电压,其示数为:U2=IR2=0.05A×90Ω=4.5V,故B正确;
C、由于移动推挡板P无法改变电阻丝R2接入的阻值,根据欧姆定律可知,电路中的电流也不变,故C错误;
D、电压表示数为3V时,则电压表测量的电阻为:RPB=U2′I =3V0.05A=60Ω,则PB的长度为:lPB=60Ω90Ω×30cm=20cm,故D正确。
故选:ABD。
由电路图可知,闭合开关,R1和R2串联,电压表测量与R2并联部分电阻丝两端的电压,电流表测量电路电流,
(1)根据电压表相当于断路可知,电阻丝全部接入电路,根据欧姆定律求电路中的总电阻,根据串联电路的电阻规律求电阻丝R2的最大阻值;
(2)当挡板P在A端时电压表测整个电阻丝R2两端的电压,根据欧姆定律求电阻丝R2两端的电压,即电压表的示数;
(3)由于移动推挡板P无法改变电阻丝R2接入的阻值,根据欧姆定律可知,电路中的电流也不变;
(4)根据欧姆定律求与电压表并联部分的电阻丝的电阻,进而求出与电压表并联部分的电阻丝的长度。
本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是能分析得出电路中电流不变这一信息。
11.【答案】吸引轻小物体 负
【解析】解:装有静电除尘纸的拖把,拖地时除尘纸与地板摩擦后带电,具有吸引轻小物体的性质,可以轻松地将灰尘和头发清扫干净。若摩擦过程中电子从地面转移到除尘纸,则摩擦后除尘纸带负电。
故答案为:吸引轻小物体;负。
用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电,带电体有吸引轻小物体的性质;
摩擦起电过程中得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电。
本题考查有关摩擦起电现象及带电体的性质。
12.【答案】并联 a
【解析】解:根据题意可知这是家庭电路的一部分,在家庭电路中台灯和电风扇是并联的;图中a点在干路上,b、c两点在两条支路上;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以有Ia=Ib+Ic,则a中的电流最大。
故答案为:并联;a。
根据题意和图示可知,台灯和电风扇并联,a点在干路上,b、c两点在两条支路上,根据并联电路的电流特点求解。
此题考查了并联电路的电流规律,明确并联电路中干路电流等于各支路电流之和是解答本题的关键。
13.【答案】1 =
【解析】解:如图所示,闭合开关S时,电路是电阻与灯泡串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R的电压,
电源电压为3V,电压表示数为2V,电阻R两端的电压为UR=2V;灯泡两端的电压为UL=U−UR=3V−2V=1V;
电流表示数为0.5A,串联电路电流处处相等,流过R的电流I=0.5A。
故答案为:1;=。
闭合开关S时,电路是电阻与灯泡串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R的电压,根据串联电路的特点分析解答。
本题考查串联电路的电压和电流特点,属于基础题。
14.【答案】引 变大
【解析】解:室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不会断裂,这说明纳米铜分子间引力较大;
将一段铜线均匀拉长后,长度变长、横截面积变小,则铜丝的电阻变大。
故答案为:引;变大。
分子之间总存在相互作用的引力和斥力;
影响电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积和温度;根据铜丝长度、横截面积的变化分析其电阻的变化。
本题考查了分子间作用力和影响电阻大小的因素,属于基础题。
15.【答案】aP 变暗
【解析】解:图中,电流表并联在滑动变阻器的滑片右方,而电流表相当于导线,因此滑动变阻器连入电路的电阻丝是aP段,滑动变阻器滑片右滑动时,接入电路的电阻变大,因此电路中的电流变小,故灯泡亮度变暗。
故答案为:aP;变暗。
滑动变阻器在电路中的正确连接方式是连接一“上”一“下”两个接线柱,哪一段电阻丝被接入电路中是由下面的接线柱决定的,它就是下面被连接的接线柱与滑片P之间的部分,其在电路中的作用是通过改变电路中电阻线的长度来改变电阻的大小,从而改变电路中的电流。
本题主要考查学生对滑动变阻器的接法和在电路中的作用的了解和掌握,属于基础题。
16.【答案】4400 0.5 1000 30
【解析】解:(1)电能表允许电路中的用电器总功率不能超过:P=UI=220V×20A=4400W;
(2)电热器消耗的电能为
W=530.8kW⋅h−530.3kW⋅h=0.5kW⋅h,
电热器的实际功率为P实=Wt=0.5kW⋅h0.5h1kW=1000W;
1800r/(kW⋅h)表示用电器消耗1kW⋅h电能,电能表转盘转过1800转,
由上知,电热器30min消耗0.5kW⋅h电能,
所以1min消耗0.530kW⋅h电能,
1min电能表转盘转过0.530kW⋅h×1800r/(kW⋅h)=30r。
故答案为:4400;0.5;1000;30。
(1)知道电能表的工作电压和最大电流(15A为电能表的标定电流、20A是电能表平时工作允许通过的最大电流),根据P=UI求出最大功率;
(2)前后两次电能表示数之差就是电热器消耗的电能;电能与工作时间之比为电热器实际功率;
已知30min消耗的电能,可以得到1min消耗电能,结合1800r/(kW⋅h)意义得到在1min内电能表转盘转过的圈数。
本题是一道电学综合应用题,考查了电能表参数含义、电功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用。与生活相连,使学生觉得学了物理有用,注意计算时的单位变换要正确。
17.【答案】解:根据实物图可知,电流从电源的正极出发,经过开关后分成两条支路,一条经过灯泡和电流表,一条经过另一个灯泡,汇合后流回电源的负极,电路图如下所示:
【解析】由实物图分析开关、电流表、灯泡的连接方式,然后按连接顺序画出电路图。
此题考查的是根据实物图画电路图,属于基本技能,分析实物连接,明确连接关系,是画出正确电路图的关键。
18.【答案】解:由题知,开关断开时指示灯不发光,插孔不能提供工作电压;开关闭合时指示灯发光,插孔提供工作电压;这说明开关同时控制指示灯和插座,开关应该在干路上,且开关应与火线连接,在断开开关时能切断火线,使用更安全;
如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能正常通电,说明指示灯和插座之间是并联的;
三孔插座的接法:左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线,两孔插座的接法:左孔接零线,右孔接火线,如图所示:
【解析】干路开关控制所有的用电器。并联电路各用电器之间互不影响,串联电路的用电器互相影响。
根据用电器之间是否相互影响是判断用电器串联和并联的方法之一;家庭电路中,开关控制用电器,开关一定接在用电器和火线之间,既能控制用电器,又能保证使用安全。
19.【答案】相等 加热时间 转换 不同 比热容 煤油 升高的温度 2:1
【解析】解:①相同的电加热器给它们加热,使煤油和水在相同时间内吸收的热量相同,通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
②根据实验数据可以发现不同的物质,在质量相等、升高的温度相同时,水的加热时间长,吸收的热量多,即质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量是不同的,为了表示物质的这种性质,物理学中引入了比热容这个物理量;
③由图可知,加热时间相同,即吸收的热量相同,乙升高的温度低于甲升高的温度,故乙的吸热能力强,则乙对应的液体是水,甲对应的是煤油;
④比较不同物质的吸热能力,除了利用上述方法外,还可以使质量相同的不同物质吸收相同的热量,比较升高的温度,温度升高的越多,吸热能力越弱;
⑤根据画的水与煤油的温度随时间变化的图像知,加热8分钟(吸热相同),煤油升高的温度为:
52℃−20℃=32℃;
水升高的温度为:
36℃−20℃=16℃;
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,水和食用油的比热容之比为:32℃:16℃=2:1。
故答案为:(1)相等;加热时间;转换;(2)不同;比热容;(3)煤油;(4)升高的温度;(5)2:1。
①用相同的电加热器给它们加热,使煤油和水在相同时间内吸收的热量相同,通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
②③④⑤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(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;
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;
根据比热容的物理意义和定义回答;
根据图象,利用Q吸=cmΔt分析。
此题考查了我们对于实验数据的分析能力,考查了对比热容这一物理量的理解,我们要能够根据相关的实验数据得出我们需要的知识,并能够将这些知识应用于生活。
20.【答案】B 干路电流等于各支路电流之和 L1短路 换规格不同的灯泡再次进行实验
【解析】解:(1)因为一节干电池的电压为1.5V,所以如果改变电池节数会使电压成倍变化,则会导致通过灯泡的电流成倍变化,如果改变小灯泡的规格,则不一定会导致通过灯泡的电流成倍变化,由表中数据可知电流表的示数是成倍变化的,所以以上3次实验是通过改变电池节数来实现的,故选:B;
(2)分析表中数据可知,
0.2A+0.4A=0.6A,
0.4A+0.8A=1.2A,
0.6A+1.2A=1.8A,
故可得出并联电路中的电流规律是:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;
(3)根据题意可知,闭合开关时,发现小灯泡L1不亮,L2亮,该同学于是将电压表连在图中A、B两点,此时电压表示数为零,说明L1短路;
(4)排除故障后,闭合开关,两只小灯泡均能发光,重新测量的结果为:UAB=1.5V,UBC=1.5V,UAC=3V,既两个灯泡的电压相同,说明两个灯泡的规格相同;为了使实验结论具有普遍性,下一步应该是换规格不同的灯泡再次进行实验。
故答案为:(1)B;(2)干路电流等于各支路电流之和;(3)L1短路;(4)换规格不同的灯泡再次进行实验。
(1)根据改变电池节数会导致电压成倍变化以及表中数据分析得出;
(2)分析表中数据可以得出结论:并联电路中干路电流等于各支路电流之和;
(3)电压表应与被测电路并联,如果电压表示数为零,可能与电压表并联的电路短路,或电压表并联电路之外电路存在断路;如果电压表示数较大,接近电源电压,说明电压表两接线柱与电源两极相连,电压表并联电路断路;根据两灯泡电压与串联电路电压间的关系,然后得出结论;
(4)在进行该实验时,一定用不同规格的灯泡再进行实验,这样得出的结论更具有普遍性。
本题探究并联电路中电流的规律,考查数据分析、电路故障、对实验方案的改进等知识。
21.【答案】A 4 0.08 小 0.75 增大 C
【解析】解:(1)向右移时电流变小,则电路中总电阻变大,即滑动变阻器接入电路的阻值变大,因此如图所示:
(2)电流表无示数,说明电路中存在断路,电压表满偏,说明小灯泡之外的电路正常,因此故障为小灯泡断路,故选A。
(3)闭合开关后,电流表测电路电流,电压表测小灯泡两端电压。由图可知,I=0.04A,UL=2V,则小灯泡电阻为RL=ULI=2V0.04A=50Ω,
电路电流很小,滑动变阻器接入电路的阻值最大,
所以,总电压为U=IR总=I(RL+R滑)=0.04A×(50Ω+50Ω)=4V;
小灯泡的实际功率为P实=ULI=2V×0.04A=0.08W。
(4)为了使电压达到2.5V,应增大电路中的电流,减小滑动变阻器的阻值,即向左移动滑片。
由题可知,小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W,
(5)当滑片向左移动时,滑动变阻器电阻变小,电流中电流增大,由P=UI可知,小灯泡功率增大。
(6)因灯泡电阻随温度升高而增大,由R=UI可知,图像应偏向电压轴,故选C。
故答案为:(1)见解析;(2)A;(3)4;0.08;(4)左;0.75;(5)增大;(6)C。
(1)向右移时电流变小,则电路中总电阻变大,据此连接实物图;
(2)电流表无示数,说明电路中存在断路,电压表满偏,说明小灯泡之外的电路正常,据此分析;
(3)结合电流表、电压表的量程、分度值读数,利用欧姆定律求得小灯泡电阻,进一步求得总电阻,利用欧姆定律求得电源电压,利用P=UI求得小灯泡的实际功率;
(4)利用串联分压的原理确定滑动变阻器的滑片移动方向,利用P=UI求得小灯泡的额定功率;
(5)当滑片向左移动时,滑动变阻器电阻变小,电路中电流增大,利用P=UI分析小灯泡的电功率变化情况;
(6)灯泡电阻随温度升高而增大。
本题考查了电路的故障的分析,电压表和电流表的读数、求灯泡额定功率、灯泡电阻与温度的关系、电功率的变化等知识,考查角度广,设计知识点多,综合性较强,具有一定的代表性。
22.【答案】电流表示数 长度 ①④ =
【解析】解:(1)实验中通过电流表示数的大小来反映电阻的大小,采用的是转换法;
(2)选用①②两根导体分别接入电路进行实验,①②的材料、横截面积相同,长度不同,可验证导体电阻与长度的关系;
(3)要探究导体电阻大小与导体材料的关系,需要控制导体的长度、横截面积相同,改变导体的材料,材料①④符合题意;
(4)将①③两段金属丝串联接入同一电路中,根据串联电路的电路规律可知,电流相同,即I①=I③。
故答案为:(1)电流表示数;(2)长度;(3)①④;(4)=。
(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)(4)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度和横截面积以及温度,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。
探究影响电阻大小的因素采用了控制变量法的思想,电阻大小的变化是通过电流表的示数变化体现的,这里采用了转换法的思想。
23.【答案】解:(1)水箱中注满水的体积:V=20L=20dm3=0.02m3,
由ρ=mV可知水的质量为:m=ρV=1×103kg/m3×0.02m3=20kg;
由图象可知,加热4min,水的温度从20℃升高到70℃,
水吸收的热量:Q吸=c水m水(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×20kg×(70℃−20℃)=4.2×106J;
(2)由η=Q吸Q放得天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=Q吸η=4.2×106J50%=8.4×106J,
由Q放=Vq可得需要完全燃烧天然气的体积:
V气=Q放q=8.4×106J4×107J/m3=0.21m3。
答:(1)加热4min时,水吸收的热量为4.2×106J;
(2)加热4min时,消耗0.21m3的天然气。
【解析】(1)已知水箱的容量,即水箱中注满水的体积,根据ρ=mV可求出水的质量;
由图象可知,加热4min水温由20℃升高到70℃,又知道水的比热容,利用Q吸=cm(t−t0)求出水吸收的热量;
(2)知道燃气热水器的热效率,利用η=Q吸Q放求天然气完全燃烧放出的热量,再利用Q放=Vq求需要完全燃烧多少天然气。
本题考查了密度、比热容、热值和热效率的相关计算,从图表中读取相关信息是解题的关键。
24.【答案】解:(1)由图乙可知,温控开关闭合,汤锅电路中只有R1工作,当温控开关断开时,汤锅电路中R1、R2串联,
因串联电路中的总电阻大于任一分电阻,所以由P=UI=U2R可知,汤锅电路中只有R1工作时,电阻最小,电功率最大,汤锅为加热状态;R1、R2串联时,电路中的电阻最大,电功率最小,汤锅为保温状态;
由P=UI=U2R可知,R1的电阻:
R1=U2P加热=(220V)21100W=44Ω;
(2)由串联电路的电阻特点可知,保温挡时汤锅电路的总电阻:
R=R1+R2=44Ω+56Ω=100Ω,
该汤锅保温挡时的额定保温功率:
P保温=U 2R=(220V)2100Ω=484W;
(3)由P=UI=U2R可知,R右的电阻:
R右=U2P右=(220V)2400W=121Ω;
此时右盘的实际电功率:P右实=U实2R右=(198V)2121Ω=100W。
答:(1)汤锅加热状态正常工作时,R1的电阻为44Ω;
(2)若R2的电阻为56Ω,则该汤锅保温挡时的额定保温功率为484W;
(3)此时右盘的实际电功率是100W。
【解析】(1)由P=UI=U2R可知,当电源电压一定时,电路电阻越大,功率越小,根据电路图分析电路结构,结合串联电路电阻规律和P=UI=U2R可知各挡位时电路的连接;根据P=UI=U2R求出R1的电阻;
(2)根据串联电路的电阻特点求出汤锅电路的总电阻,根据P=UI=U2R求出该汤锅保温挡时的额定保温功率;
(3)根据P=UI=U2R求此时右盘的电阻和实际电功率。
本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的综合应用,关键是汤锅所处状态的判断。加热时间t温/min
0
2
4
6
8
煤油的温度t1/℃
20
28
36
44
52
水的温度t2/℃
20
24
28
32
36
实验次数
A处电流IA/A
B处电流IB/A
C处电流IC/A
1
0.2
0.4
0.6
2
0.4
0.8
1.2
3
0.6
1.2
1.8
型JY燃气热水器
能耗等级
热效率
容量/L
适应水压/MPa
适用:天然气、液化石油气
Ⅱ
50%
20
0.02−0.8
额定电压
额定功率
220V
烧烤盘
汤锅
左盘
右盘
加热
保温
800W
400W
1100W
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