2020-2021学年云南省玉溪市江川区九年级(上)期末物理试卷
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2020-2021学年云南省玉溪市江川区九年级(上)期末物理试卷
1. 如图是与家庭电路有关的四个情景,其中正确的是( )
A. 进户线固定在树上
B. 切断电源换灯泡
C. 湿布擦开着的电视
D. 如此使用测电笔
2. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 0℃的物体也具有内能
B. 只要物体放出热量,温度就一定降低
C. 热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
D. 物体温度越高含有的热量越多
3. 在选项中,与如图的能量转化方式相同的是( )
A. 从滑梯滑下时,臀部感觉发热
B. 把活塞迅速压下去,硝化棉燃烧
C. 水沸腾时,水蒸气把软木塞冲出去
D. 钻木取火
4. 下列说法中正确的是( )
A. 分子间存在着引力或斥力
B. 水和酒精混合后总体积变小,直接证明了分子间存在引力
C. “二手烟”危害他人健康,是由于吸烟产生的有害分子不停地运动
D. 保险丝熔断时可以用铁丝代替保险丝
5. 下列事例中,不属于利用水的比热容大这一特性的是( )
A. 汽车的发动机用水循环冷却
B. 夏天,在室内地上洒水感到凉爽
C. 沿海地区的昼夜温差不大,沙漠地区的昼夜温差很大
D. 供暖系统使用热水循环供暖
6. 如图所示的四个装置可以用来演示物理现象,则下列表述中正确的是( )
A. 如图可以用来演示通电导线周围存在磁场即电流的磁效应
B. 如图可以用来演示磁场对电流的作用即发电机原理
C. 如图可以用来演示电磁感应现象即电动机原理
D. 如图说明地磁场的磁场分布与条形磁体的磁场分布不相似
7. 在如图所示的电路中,a、b、c、d为四个接线柱,闭合开关S后,灯泡L不亮;若用电压表接在b、d间,闭合开关S,电压表有明显示数;若将电流表接在b、c间,无论闭合还是断开开关S,电流表都有明显示数,且灯泡L发光。则故障一定是( )
A. 灯泡断路 B. 灯泡短路 C. 电阻R短路 D. 电阻R断路
8. 某型号动车组在到站前可以利用减速发电,原理是高速行驶的列车关闭电源后会继续向前运行,车上的电动机线圈随车轮一起转动,产生感应电流,并自动输入电网。这既减少了机械磨损又保护了环境。如图中与此工作原理相同的是( )
A. 司南
B. 电磁起重机
C. 扬声器
D. 话筒
9. 为了探究影响分子扩散快慢的主要因素,某同学做了如下实验:在一个烧杯中装半杯热水,另一个同样的烧杯中装等量的凉水,用滴管分别在两个烧杯里注入一滴墨水,过一会儿,看到两杯水都变红了,这是______ 现象;实验中还发现热水先变红,说明______ 越高,水分子热运动越剧烈。
10. 冬天手冷时,我们用搓手的方式使手变暖和,这是通过______ 的方式来增加手的内能,若是用热水袋来取暖是通过______ 的方式来增加手的内能的。
11. 与头发摩擦过的塑料尺能吸起碎纸屑,这是______ 现象,检验物体是否带电的验电器是根据同种电荷互相______ 的原理制成的。
12. 把甲灯泡“12V 6W”和乙灯泡“6V 6W”串联在15V的电源两端,则通过电路的电流为______ A,两灯的实际功率之和为______ W(设两灯灯丝电阻不变)。
13. 为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关,小聪所在的实验小组用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干圈,制成简单的电磁铁,结合其它实验器材做了如图所示的实验。根据b、c、d中观察到的情况,完成下面填空:
(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目的不同,来判断它的磁性强弱,这种研究方法叫______ 法;
(2)通过比较b、c两种情况,可以知道通过电磁铁的______ 越大,电磁铁的磁性越强。
14. 科学家发现,某些物质在很低的温度时,如铝在−271.76℃,铅在−265.95℃以下,电阻就变成了______ ,这就是超导现象。利用半导体材料可以制作发光二极管,简称LED。电流由正极经过LED流向负极时,LED发光;反之,电流不能从负极流向正极,LED不发光,这说明发光二极管具有______ 导电性。
15. 法国科学家阿尔贝⋅费尔和德国科学家彼得⋅格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应(即:巨磁电阻处于磁场越强的位置其电阻越小),荣获了2007年诺贝尔物理学奖。如图所示,已知R为定值电阻。当闭合S1、S2后,使滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中,安培表示数______ ,伏特表示数______ 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
16. 如图所示,甲是某款电热水龙头,乙是它的电路原理图。R1、R2是电热丝,R1=24Ω,R2=48Ω.通过旋转手柄使扇形开关S同时接触两个相邻触点实现冷水、温水、热水挡的切换。当开关S接触2、3触点时,水龙头放出的是______水。不考虑温度对电热丝阻值的影响,水龙头在热水档位正常工作时电路消耗的功率是______W。
17. 如图所示为小王家电能表,若只让一个标有“220V 400W”的电热器正常工作3min,产生的热量是______ J,可观察到电能表的转盘转过______ 转。
18. 甲和乙两灯的额定电压均为6V,图是甲、乙两灯的电流随其两端电压变化的曲线。现将两灯串联后接在某一电路中,要使其中一个灯泡正常发光,并保证电路安全,电路的工作电流应为______A,电源电压最大为______V。
19. 小华家中2021年前、后电能表的示数如图所示,他家本年度所消耗的电能为______ kW⋅h。
20. 如图所示,根据图中磁感线方向,标出通电螺线管的N、S极,并用“+”“-”标出电源的正负极。
21. 请在如图所示的家庭电路中,以笔画线代替导线,将一个三孔插座和一个带拉线开关的螺口白炽灯泡接入电路。
22. 小明为了“探究不同液体(如:水、食用油)的吸热能力”,按如图甲、乙所示两套完全相同的装置进行实验探究,请回答:
(1)实验前,小明同学应选取质量______ (选填“相等”或“不相等”)的水和食用油进行实验,除了图甲、乙所示的实验器材外,还需要的测量工具有天平和______ 。
(2)小明每隔2min测量一次水和食用油的温度,将实验数据记录在表中:
加热时间t/min
0
2
4
6
8
10
温度
T/℃
水
0
5
10
15
25
食用油
0
10
20
30
40
50
①第8min时水的温度如图丙所示,其示数为______ ℃;
②请根据实验数据在图丁中绘制水和食用油的“温度∼时间”图像。
③当水和食用油吸收相同的热量时,可以通过比较______ (选填“加热时间”或“温度变化”)来判断吸热能力的强弱;分析数据及图像可知______ (选填“水”或“食用油”)的吸热能力更强。
23. 小军用如图1甲所示的电路探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”。
(1)在图1甲中,小军连接的电路有一处错误,请只改动一根导线,使电路连接正确(在应改动的导线上打“×”,用笔画线代替导线画出正确的接法)。
(2)小军改正错误后,闭合开关,小军发现电流表指针如图1乙所示,造成这一现象的原因是______ 。
(3)如图1丙所示,是他解决故障后某次实验的电压表和电流表示数,则小军选择的定值电阻是______ Ω;若使电压表的示数变大,小军应将滑动变阻器的滑片向______ (选填“左”或“右”)移动。
(4)小军进行了多次实验后,绘制了定值电阻的电流随电压变化的图像(如图2所示),正确的图像是______ (选填“A”或“B”)。
(5)小军又想探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,他利用如图3所示的电路图,选择三个阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻,规格为“10Ω1A”的滑动变阻器。若他想三次实验中控制电压表的示数为2V不变,则电源电压的选取范围是2V∼______ V。
24. 在“测定小灯泡的电功率”的实验中,小明同学选取了一个标有“2.5V”的小灯泡和必要的实验器材,连接的电路如图甲所示。
(1)电路中缺少两根导线,请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整(要求:滑片向右滑动时,小灯泡变暗)。
(2)连接电路时,开关应该______ ,且将滑动变阻器的滑片置于最______ (选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关,移动变阻器的滑片,观察到电流表有示数,小灯泡不亮,且电压表无示数,其原因可能是______ 。
(4)经检查电路连接正确后,小明连续进行了4次测量,并把测量的数据和观察到的现象填写在表格里,其中第3次测量时电流表的示数如图乙所示,此时的电流为______ A,小灯泡的额定功率为______ W。
次数
电压表示数U/V
电流表示数I/A
灯泡亮度
1
1.50
0.32
发光微弱
2
2.00
0.38
较暗
3
2.50
正常发光
4
3.00
0.46
很亮
(5)从表格中的数据可知,灯丝的电阻随两端电压的增加而______ (选填“增大”或“减小”),灯丝电阻发生变化的本质是灯丝电阻随温度升高而增大。
25. 太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一,如今太阳能热水器已走进了千家万户。如图,某家庭太阳能热水器接收太阳能总有效面积为2m2,1m2面积上1h接收到的太阳能平均为2.52×106J,若阳光照射该热水器5h,可以使量为80kg的水温度升高30℃,,求:
(1)水吸收的热量。
(2)若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供,需要完全燃烧多少千克干木柴(假设干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收)。
(3)该太阳能热水器的效率及开发利用太阳能的优点。
26. 如图所示。电源电压6V恒定不变,R1阻值为15Ω,电流表量程为0∼0.6A。
(1)开关S、S1都闭合,滑片P不能移到a端的原因是会造成电路______(选填“通路”,“短路”或“断路”);
(2)开关S闭合、S1断开时,求电流表示数;
(3)开关S、S1都闭合时,为了电流表不超量程,求变阻器R2连入电路的最小阻值。
27. 半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间,其电阻受温度影响较大。如图甲是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图象。根据这种半导体材料电阻的特性,小明和他的同学设计了一个电路(如图乙),可以测定某一空间的温度,使用的器材如下:半导体电阻、电源、电流表(0∼0.6A)、开关、定值电阻R0(10Ω)、导线若干。
(1)定值电阻R0的作用是什么?
(2)当环境温度为20℃时,电流表的读数为0.2A,求电源的电压。
(3)电流表的读数为0.4A时,求当时环境温度。
(4)如果环境温度为100℃,半导体电阻的电功率是多少。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:刮风时,树会动,容易把电线弄断,故A错误;
为了防止触电,应切断电源换灯泡,故B正确;
水容易导电,温布擦开着的电视,会造成触电事故,故C错误;
使用电笔时必须正确握持,母指和中指握住电笔绝缘处,食指压住笔端金属帽上,故D错误。
故选:B。
掌握安全用电的知识,例如:检查和修理家用电器时,必须先断开电源等,以及测电笔的正确使用。
本题考查了安全用电的原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体和测电笔的使用。
2.【答案】A
【解析】解:A、一切物体都有内能,0℃的物体也具有内能,故A正确;
B、物体放出热量,温度可能降低,可能不变,如晶体凝固时放出热量,内能减少,温度不变,故B错误;
C、发生热传递时,热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,或者从物体的高温部分传到低温部分,内能大的物体温度不一定高于内能小的物体,故C错误;
D、热量是出现在热传递过程中的一个过程量,不能说物体含有热量,可以说吸收或放出热量,故D错误。
故选:A。
(1)一切物体都有内能;
(2)内能的大小与温度、质量和状态有关;
(3)发生热传递的条件是存在温度差;
(4)热量是一个过程量,存在于热传递过程中,只能说吸收或者放出热量,不能说含有或者具有热量。
本题主要考查学生对内能、温度、热传递的理解,是热学的难点;要特别注意:温度升高,内能一定增加;但是,内能增加,温度不一定升高。
3.【答案】C
【解析】解:由图知,汽油机两个气门关闭,活塞下行,所以是做功冲程;在做功冲程中,高温气体迅速膨胀对活塞做功,将内能转化为机械能。
A、小朋友从滑梯上滑下,感到臀部发热,是因为克服滑梯摩擦力做功,使其内能增加,即机械能转化为内能。故A不符合题意;
B、下压活塞时,活塞对筒内的空气做功,机械能转化为空气的内能,使气体的内能增加、温度升高,当温度升高达到棉花的着火点时,筒内棉花燃烧起来。故B不符合题意;
C、水沸腾时,水蒸气把软木塞冲出去,是内能转化为机械能。故C符合题意;
D、钻木取火时,物体与木头相互摩擦做功,机械能转化为木头的内能。故D不符合题意。
故选:C。
(1)四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、做功、压缩和排气,其中只有做功冲程对外做功,将内能转化为机械能;另外还有压缩冲程有能量转化,将机械能转化为内能。
(2)改变内能的方式有两种,即做功和热传递,做功改变内能属于能量的转化,而热传递改变物体的内能属于能量的转移。
此题要考查了改变内能的方式、内燃机工作原理及过程,并从能量转化的角度与热机的做功冲程的原理进行了比较。
4.【答案】C
【解析】解:
A、组成物质的分子间存在着相互作用的引力和斥力,故A错误;
B、水和酒精混合后总体积变小,直接说明分子间存在间隙,间接的说明分子间存在相互作用的引力。故B错误。
C、有一个人吸烟,烟味会很快扩散到房间内的空气中,这是由于有害分子不停地做无规则运动的结果,整个房间就会充满烟味,故C正确;
D、用铁丝代替保险丝时,电路电流过大时熔断不了,起不到保险的作用;故D错误;
故选:C。
(1)分子动理论也叫分子运动论,包括三条内容:①物质是有大量分子组成的;②分子永不停息地做无规则运动;③分子间有相互作用的引力和斥力;
(2)分子间存在间隙和相互作用的引力和斥力;
(3)一切物质的分子都在不停地做无规则运动;
(4)保险丝应选用电阻率大,熔点低的材料;
本题考查了分子动理论、扩散现象、保险丝等,所考查内容均为物理中的常见知识点,要求学生熟练掌握。
5.【答案】B
【解析】解:
A、因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车发动机用循环水冷却,故A不符合题意。
B、炎热的夏天,在室内地面上洒水,水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度,使人感到凉爽,不是利用水的比热容大的特点,故B符合题意。
C、沿海地区和内陆地区相比,沿海地区水多,水的比热容大,在相同的吸放热条件下,水的温度变化小,冬暖夏凉,昼夜温差小;内陆地区多砂石,砂石的比热容较小,在相同的吸热条件下,砂石的温度变化大,所以沿海地区的昼夜温差比内陆地区要小,故C不符合题意。
D、因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以冬天供暖系统使用热水循环供暖,故D不符合题意。
故选:B。
水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度少,据此分析;
水分的蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度,即蒸发吸热。
本题考查了蒸发吸热、水的比热容大的特点的应用,应用所学知识,解释了实际问题,体现了新课标的要求,属于中考热点题目。
6.【答案】A
【解析】解:
A、放在小磁针上方的导线中有电流通过时,小磁针会发生偏转,说明通电导体周围存在磁场,可以用来演示通电导线周围存在磁场即电流的磁效应,故A正确;
B、图中开关闭合后,导体棒内通以电流,则导体在磁场力的作用下发生运动,故演示的为磁场对电流的作用,利用该原理制成了电动机,故B错误;
C、图中导体棒ab在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,这是电磁感应现象,利用该原理制成了发电机,故C错误;
D、地磁场的磁场分布与条形磁体的磁场分布相似,故D错误。
故选:A。
题目给出了四个有关电和磁的实验,首先要弄清各实验所揭示的原理,再结合题设要求来进行选择。
物理为实验学科,很多知识来自于实验,故应注意对实验学习的重视,掌握好实验的原理及现象。
7.【答案】D
【解析】解:A、灯泡断路,用电压表接在b、d间,闭合开关S,电压表无示数,不符合题意,故A错;
B、灯泡短路,将电流表接在b、c间,电流表直接接在电源上,灯泡不发光,不符合题意,故B错;
C、电阻R短路,若将电流表接在b、c间,闭合开关S,电流表被短路无示数,不符合题意,故C错;
D、电阻R断路,灯不亮,用电压表接在b、d间,闭合开关S,电压表的正负接线柱接到电源的两极上,有示数;若将电流表接在b、c间,无论闭合还是断开开关S,电流表与灯串联接在电源上,有示数,且灯泡L发光,符合题意,故D正确。
故选:D。
灯泡不亮说明某处断路或灯被短路;
若用电压表接在b、d间,闭合开关S,电压表有明显示数,说明从b、d到电源正负极之间是连通的,灯没有断路;
若将电流表接在b、c间,无论闭合还是断开开关S,电流表都有明显示数,且灯泡L发光,说明灯没有被短路。据此综合分析。
本题考查了学生利用电流表、电压表判断电路故障的分析能力,平时做实验时试一试,多积累这方面的经验。
8.【答案】D
【解析】解:
A、司南是一个磁体,它受地磁场的作用,根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引来工作的,故A错误。
B、电磁起重机主要部分是电磁铁,电视起重机是根据电流磁效应来工作的,故B错误。
C、扬声器和电动机的原理相同,都是通电导体在磁场中受力而运动,故C错误。
D、话筒和发电机的工作原理相同,原理是电磁感应,对着话筒说话时,膜片振动带动闭合电路的一部分线圈在磁场中做切割磁感线运动,从而产生感应电流,故D正确。
故选:D。
闭合电路的一部分线圈在磁场中做切割磁感线运动,从而产生感应电流,叫电磁感应现象,找出下列各种器件的工作原理比较即可。
电磁联系包括三方面内容:电流磁效应、电磁感应、通电导体在磁场中受力而运动,要明确通电螺线管、发电机、电动机、动圈式话筒、电磁起重机、司南、扬声器等工作原理。
9.【答案】扩散 温度
【解析】解:由于分子是不停运动的,所以水变红了,这是分子的扩散现象。
由于热水的温度高,分子运动剧烈,热水中的墨水扩散的快,所以热水比冷水红得快。
故答案为:扩散;温度。
一切物质的分子都在不停地做无规则运动,且温度越高,分子运动越剧烈。分子不停地做无规则运动的现象称为扩散现象。
本题考查对分子运动,以及温度对分子运动快慢影响的理解和应用,基础题。
10.【答案】做功 热传递
【解析】解:
搓手时两手克服摩擦做功,机械能转化为内能,是通过做功的方式改变物体的内能;用热水袋暖手是把暖水袋的热量转移到手上,即通过热传递的方式改变手的内能。
故答案为:做功;热传递。
改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,做功过程是能量的转化过程,热传递过程是能量的转移过程。
本题主要考查学生对:做功和热传递这两种改变物体内能方式的理解和掌握。
11.【答案】摩擦起电 排斥
【解析】解:与头发摩擦过的塑料尺能吸引碎纸屑,这是摩擦起电现象;
验电器可以检测物体是否带电,它是根据同种电荷相互排斥的原理工作的。
故答案为:摩擦起电;排斥。
(1)摩擦现象生活中很常见,晚上睡觉前脱衣服时有火花;衣服上易沾有灰尘;梳子梳头发,头发随梳子飘起来等;
(2)验电器的原理:同种电荷相互排斥。
本题考查了生活中的摩擦起电现象,这是生活中比较常见的现象,注重了物理和生活的联系,是中考常考的问题。
12.【答案】0.57.5
【解析】解:由P=U2R得:R=U2P
则可求得:;。
两电阻串联后,总电阻为
由欧姆定律得电路中的电流
I=UR=15V30Ω=0.5A
两灯的实际功率
P=UI=15V×0.5A=7.5W
故答案为:0.5,7.5。
首先由功率公式求得两灯的电阻,则可以由欧姆定律求得电流中的电流,由功率公式可求得两灯的实际功率。
本题考查了电阻的串联、欧姆定律和功率的计算,要特别注意求功率时公式的灵活选择,如本题中此解法较为简单。
13.【答案】转换 电流
【解析】解:(1)磁性的强弱是无法直接观察的,利用磁性的不同产生的磁力不同来认识电磁铁磁性的强弱不同,此题中就是利用电磁铁吸引大头针数目的不同来反映磁性强弱的不同的,这是一种转换的方法;
(2)b和c线圈匝数相同,铁芯相同,c图滑动变阻器连入电路的电阻小,电流大,吸引的大头针多,说明线圈匝数和铁芯一定时,通过的电流越大,电磁铁的磁性越强。
故答案为:(1)转换;(2)电流。
(1)转换法是指在保证效果相同的前提下,将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象;将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单的问题;将难以测量或测准的物理量转换为能够测量或测准的物理量的方法;
(2)影响电磁铁磁性强弱的因素:电流的强弱、线圈的匝数,即可解决此题。
理解电磁铁的强弱与哪些因素有关是解决此题的关键。
14.【答案】0 单向
【解析】解:(1)某些物质在很低的温度时,如铝在−271.76℃,铅在−265.95℃以下,电阻就变成了0,这就是超导现象;
(2)利用半导体材料可以制作发光二极管,简称LED,电流由正极经过LED流向负极时,LED发光,为通路;反之,电流不能从负极流向正极,LED不发光,相当于断路,这说明发光二极管具有单向导电性。
故答案为:0,单向。
(1)超导材料是一种电阻为零的材料,超导体的电阻为0;
(2)二极管具有单向导电性。
本题主要考查学生对超导现象及半导体材料的特点的认识和了解,是一道基础题。
15.【答案】变大 变小
【解析】解:由左图可知,滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电磁铁磁性的强弱与线圈匝数和通过的电流有关,且匝数不变,通过的电流越大,磁性越强,此时电磁铁的磁性变强;
由右图可知,定值电阻和巨磁电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表测巨磁电阻两端的电压,巨磁电阻处于磁场越强的位置其电阻越小,此时巨磁电阻的阻值变小,串联电路的总电阻等于各分电阻之和,电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大即安培表的示数变大,定值电阻R两端的电压变大,串联电路中的总电压等于各分电阻两端的电压之和,巨磁电阻两端的电压变小,即伏特表示数变小。
故答案为:变大;变小。
(1)由左图可知,滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,进一步根据影响电磁铁磁场的因素可知其磁场变化,据此可知右图巨磁电阻的变化;
(2)由右图可知,定值电阻和巨磁电阻串联,安培表测电路中的电流,伏特表测巨磁电阻两端的电压,根据欧姆定律可知巨磁电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压的变化,进一步根据串联电路的电压特点可知伏特表示数的变化。
在控制电路中,滑片的移动是分析的入手点;在工作电路中,明确磁场对巨磁电阻阻值的影响是关键。
16.【答案】温 3025
【解析】解:
(1)当开关S接触2、3触点时,只有电阻R1接入电路,电路的电阻最大,
由P=UI=U2R可知,电源的电压一定时,电路的电功率最小,水龙头放出的是温水;
(2)当开关S接触3、4触点时,电阻R1和R2并联,电路的总电阻最小,总功率最大,水龙头处于热水档,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路中的总电阻:
R=R1R2R1+R2=24Ω×48Ω24Ω+48Ω=16Ω,
水龙头在热水档位正常工作时电路消耗的功率:
P=U2R=(220V)216Ω=3025W。
故答案为:温;3025。
(1)根据开关位置的改变,判断出电路的连接情况,然后根据P=UI=U2R判断功率的大小,由此可知其档位;
(2)当开关S接触3、4触点时,电阻R1和R2并联接入电路,水龙头处于热水挡,根据电阻的并联求出电路中的总电阻,利用P=UI=U2R求出水龙头在热水档位正常工作时电路消耗的功率。
本题考查了电功率公式和电功公式的灵活运用,分清水龙头处于不同档位时电路的连接方式是关键。
17.【答案】7.2×104 50
【解析】解:“220V 400W”的电热器正常工作3min,产生的热量:
Q=W=Pt=400W×3×60s=7.2×104J;
由题知,电路中只有电热器工作,消耗电能W=7.2×104J=0.02kW⋅h,
所以电能表转盘转过的圈数:
n=0.02kW⋅h×2500r/kW⋅h=50r。
故答案为:7.2×104,50。
由Q=W=Pt计算电热器正常工作3min产生热量;
2500r/kW⋅h表示:电路中每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转2500r,据此求出电能表的转盘转的圈数。
本题考查电热计算公式以及电能表转盘转动圈数的计算,正确理解电能表的参数是关键。
18.【答案】0.58
【解析】解:由图象可知:灯泡甲正常工作时的电流为1A,灯泡乙正常工作时的电流为0.5A,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,将两灯串联后接在某一电路中,要使其中一个灯泡正常发光时,电路的最大电流为0.5A;
由图象可知,0.5A所对应两灯泡的电压分别,,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源最大电压。
故答案为:0.5;8。
由图可知灯泡甲的电流大于灯泡乙的电流,故两灯串联后使其中一个灯泡正常发光时只能是灯泡乙正常发光,正常发光时的电压为额定电压,根据串联电路电流规律可知两灯电流相等,利用图象读出此时灯泡甲的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的最大电压。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是电压和电流不成正比,即电阻为变化的,应直接从图中找出电流对应的电压和电压对应的电流进行求解。
19.【答案】1182
【解析】解:消耗电能为:W=W1−W2=3202.6kW⋅h−2020.0kW⋅h=1182kW⋅h。
故答案为:1182。
电能表的读数:电能表的最后一位数是小数,单位kW⋅h;年末与年初的示数差即为本年度消耗的电能。
本题考查家庭消耗电能的计算,属于基础知识,要掌握。
20.【答案】解:在磁体外部,磁感线总是从磁体的N极发出,最后回到S极。所以螺线管的右端为N极,左端为S极。根据磁极间的相互作用可以判断出小磁针的左端为S极,右端为N极。根据右手定则,伸出右手,使右手大拇指指示通电螺线管的N极(右端),则四指弯曲所指的方向为电流的方向,即电流是从螺线管的左端流入的。所以电源的左端为正极,右端为负极。
故答案为:
【解析】根据图中磁感线方向,先判断螺线管的两个磁极,根据磁极间的相互作用再判断小磁针的磁极。最后根据右手定则判断螺线管中电流的方向,标出电源的正负极。
本题既考查了通电螺线管、小磁针磁极的判断又考查了电流方向的判断,一环扣一环也是易错题,要求学生步步仔细才行。
21.【答案】解:首先辨别上面三根线地线、火线、零线。
(1)灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接在灯泡的螺旋套上,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故,既能控制灯泡,又能更安全。
(2)三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。如图所示:
【解析】(1)灯泡的接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套。
(2)三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法,同时考虑使用性和安全性。
22.【答案】相等 秒表 20 温度变化 水
【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,故实验前,小明同学应选取质量相等的水和食用油进行实验;
根据转换法,用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,除天平外,由表中数据,还需要的测量工具为秒表;
(2)①第8min时水的温度如图丙所示,温度计分度值为1℃,其示数为20℃;
②根据表中数据,在坐标系中找出对应的点连线,如下所示:
③由表中数据知,当水和食用油加热相同时间即吸收相同的热量时,可以通过比较温度变化来判断吸热能力的强弱;
分析图像可知,加热相同时间,水升温慢,故水的吸热能力更强。
故答案为:(1)相等;秒表;(2)①20;②如上图所示;③温度变化;水。
(1)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
比较物质吸热能力的2种方法:
①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;②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;
(2)①根据温度计分度值读数;
②根据描点法分别作出水和食用油温度随时间变化图线;
③根据表中数据回答;由比较吸热能力的方法回答。
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描点作图,为热学中的重要实验。
23.【答案】电流表正负接线柱接反了 5 右 A 3
【解析】解:(1)图中电压表并联在灯泡与滑动变阻器的两端了,应将电压表并联在电阻R的两端,这样才能完成探究实验,改正后的实物图如图所示;
(2)电流表在接入电路时应让电流从正极接线柱流入,从负极接线柱流出,若正负接线柱接反了会造成指针向左偏转;
(3)由图丙知,电流表的量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A;
电压表的量程为0∼3V,分度值为0.1V,示数为2V;
所以定值电阻的阻值为:R=UI=2V0.4A=5Ω;
要使电压表的示数变大,应使通过电路的电流变大,根据欧姆定律可得应减小电路总电阻,也就是要使滑动变阻器接入电路的电阻变小,故应将滑片向右滑动;
(4)由于电阻R是定值电阻,所以,其电流与电压成正比,故选A;
(5)定值电阻两端的电压始终为2V不变,当用20Ω定值电阻做实验时,滑动变阻器接入电路的阻值最大为10Ω时,此时滑动变阻器两端的电压最大,电源电压即为最大值,串联电路各处电流都相等,由欧姆定律可得:URR=UHRH,
所以滑动变阻器的电压:UH=URRHR=2V×10Ω20Ω=1V,
则电源电压的最大值为:。
由上分析知,电源电压的范围是2V∼3V之间。
故答案为:(1)
;
(2)电流表正负接线柱接反了;(3)5;(4)A;(5)3。
(1)实验中应将电压表与电阻并联;
(2)电流表在接入电路时应让电流从正极接线柱流入,从负极接线柱流出,若正负接线柱接反了会造成指针向左偏转;
(3)读出电表的示数,根据R=UI计算出电阻值;要使电压表的示数变大,应使通过电路的电流变大,故应减小滑动变阻器的阻值;
(4)由于电阻R是定值电阻,所以,其电流与电压成正比;
(5)定值电阻两端的电压始终为2V不变,当用20Ω定值电阻做实验时,滑动变阻器接入电路的阻值最大为10Ω时,此时滑动变阻器两端的电压最大,电源电压即为最大值,根据串联电路特点和欧姆定律可计算电源电压。
本题探究通过导体的电流与导体电阻的关系,考查了电路的连接、电表的读数、滑动变阻器的使用、串联电路特点,综合性强,有一定难度。
24.【答案】断开 右 小灯泡短路(或电压表短路)0.421.05增大
【解析】解:(1)滑片向右滑动时,小灯泡变暗,故滑片接滑动变阻器左下接线柱,实物电路图如下图所示:
(2)连接电路时,开关应断开,滑动变阻器处于阻值最大处,即将滑动变阻器的滑片置于最右端;
(3)电流表有示数,说明电路接通,小灯泡不亮,电压表无示数,说明小灯泡短路(或电压表短路);
(4)电流表选择“0−0.6A”的量程,分度值为0.02A。示数为0.42A;小灯泡的额定电压为2.5V,故小灯泡的额定功率为:P=UI=0.25V×0.42A=1.05W;
(5)第1次实验测出的电阻为:R1=U1I1=1.5V0.32A=4.6875Ω,
第2次实验测出的电阻为:R2=U2I2=2V0.38A≈5.26Ω,
第3次实验测出的电阻为:R3=U3I3=2.5V0.42A≈5.95Ω,
第4次实验测出的电阻为:R4=U4I4=3V0.46A≈6.52Ω,
从表格中的数据可知,从实验1到实验4,灯丝两端电压逐渐变大,灯丝的电阻随两端电压的增加而增大。
故答案为:(1)如上图所示;(2)断开;右;(3)小灯泡短路(或电压表短路);(4)0.42;1.05;(5)增大。
(1)根据滑片向右滑动时,小灯泡变暗,确定滑动变阻器的下面的接线柱位置;
(2)连接电路时,开关应断开,滑动变阻器处于阻值最大处;
(3)电流表有示数,说明电路接通,再根据小灯泡不亮,电压表无示数,确定故障原因;
(4)已知四次实验中的电流和电压值,根据欧姆定律的变形公式,得出四次实验中的电阻值,分析灯丝的电阻随两端电压的变化关系。
本题考查“测定小灯泡的电功率”的实验,重点考查了滑动变阻器的接法、实验故障分析及电功率的计算等问题。
25.【答案】解:(1)水吸收的热量为;
(2)已知,
因为Q=mq,
所以需要完全燃烧的干木柴的质量:
;
(3)每天获得的太阳能为E=5×2×2.52×106J=2.52×107J,
太阳能热水器的效率:
;
太阳能的优点是取之不尽用之不竭,属于可再生能源;清洁无污染。
答:(1)水吸收的热量为1.008×107J;
(2)需要完全燃烧0.84千克干木柴;
(3)太阳能热水器的效率约40%;太阳能取之不尽用之不竭,属于可再生能源。
【解析】(1)已知水的比热容、质量和升高的温度,利用公式Q=cm△t得到水吸收的热量;
(2)已知水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供和干木柴的热值,利用公式m=Qq得到需要完全燃烧的干木柴的质量;
(3)已知太阳能热水器的受热面积、光照时间和每小时获得的热量,可以得到太阳能热水器每天获得的太阳能;水吸收的热量与太阳能之比是热水器的效率;
太阳能具有取之不尽用之不竭的特点,并且清洁、无污染。
此题是一道关于热量、热值及效率的综合题,还涉及到太阳能的利用和优点,体现了物理知识与现实生活的密切联系。
26.【答案】短路
【解析】解:
(1)开关S、S1都闭合,两电阻并联,当滑片P移到a端时,变阻器连入电路的电阻为0,会造成电路短路;
(2)开关S闭合、S1断开时,为R1的简单电路,由欧姆定律,电流表示数:
I=UR1=6V15Ω=0.4A;
(3)开关S、S1都闭合时,电流表测干路电流,通过R1的电流为0.4A不变,故通过变阻器的最大电流为:
I2=0.6A−0.4A=0.2A,由欧姆定律,变阻器R2连入电路的最小阻值:
R2=UI2=6V0.2A=30Ω;
答:(1)短路;
(2)开关S闭合、S1断开时,电流表示数为0.4A;
(3)开关S、S1都闭合时,为了电流表不超量程,变阻器R2连入电路的最小阻值为30Ω。
(1)不经过用电器直接将电源两端连接起来,会造成电源短路,是不允许的;
(2)分析开关S闭合、S1断开时电路的连接,由欧姆定律求出电流表示数;
(3)分析开关S、S1都闭合时电路连接,通过R1的电流为不变,由并联电路电流的规律可知通过变阻器的最大电流,由欧姆定律可知变阻器R2连入电路的最小阻值。
本题考查短路的知识、并联电路的规律及欧姆定律的运用,要掌握。
27.【答案】解:(1)由图可知,半导体电阻R与定值电阻R0串联,当半导体电阻越来越小的时候,根据欧姆定律可知,电路中的电流越来越大,应该给电路中串联一个定值电阻,这样就可以防止电路中的电流过大而烧坏仪表;
(2)由图象可知,温度为20℃时,半导体电阻阻值R=50Ω,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴由欧姆定律可得,电源的电压:
U=I(R+R0)=0.2A×(50Ω+10Ω)=12V;
(3)当电流表的示数I′=0.4A时,电路总电阻:
,
半导体电阻的阻值:
,
由R−t图象知,半导体电阻为20Ω时,环境温度是40℃;
(4)由图象可知,温度为100℃时,半导体电阻阻值R′′=10Ω,
电路中的电流:
I′′=UR″+R0=12V10Ω+10Ω=0.6A,
半导体电阻的电功率:
PR′′=(I′′)2R′′=(0.6A)2×10Ω=3.6W。
答:(1)定值电阻R0的作用是保护电路作用;
(2)电源的电压为12V;
(3)电流表的读数为0.4A时,环境温度为40℃;
(4)如果环境温度为100℃,半导体电阻的电功率是3.6W。
【解析】(1)如果没有定值电阻的话,则当半导体电阻越来越小的时候,电路中的电流就会越来越大,可能会烧坏电流表;
(2)由图象找出t=20℃时半导体电阻的阻值,根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压;
(3)根据欧姆定律求出电流表读数为0.4A时电路中的总电阻,利用电阻的串联求出半导体的电阻,然后由图象读出环境的温度;
(4)由图象可知环境温度为100℃时半导体的电阻,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据P=I2R求出半导体电阻的电功率。
本题考查了学生的识图能力与欧姆定律的应用,根据图象获取某温度下的电阻值是解题的前提与关键。
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