2020-2021学年湖南省岳阳市城区九年级(上)期末物理试卷
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2020-2021学年湖南省岳阳市城区九年级(上)期末物理试卷
1. 下列过程中,属于热传递改变物体内能的例子是( )
A. 用砂轮磨刀,有火迸出 B. 反复锤打铁片
C. 用炉火把水烧开 D. 用打气筒给轮胎打气
2. 戴口罩能有效防止新冠病毒的传播,口罩的关键层是中间带有静电的熔喷布(如图),它拦截病毒等颗粒物的方式主要有细孔过滤和静电吸附两种。下列说法正确的是( )
A. 防护口罩在0℃空气中的内能为零
B. 制作口罩的熔喷布的分子之间没有间隙
C. 带有静电的熔喷布具有排斥轻小物体的性质
D. 隔着口罩也能闻到消毒液气味,说明分子在不停地做无规则运动
3. 四冲程汽油机的某一冲程如图所示,该冲程( )
A. 是压缩冲程
B. 活塞向上运动
C. 将内能转化为机械能
D. 靠飞轮转动的动能完成
4. 年仅22岁的中国物理学家曹原发现让石墨烯实现超导的方法,其研究成果开创了物理学一个全新的研究领域,有望提高能源利用效率与传输效率。超导材料能用来制作( )
A. 电动机线圈 B. 电烤炉电阻丝 C. 白炽灯灯丝 D. 电烙铁发热体
5. 如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒a去接触不带电的验电器金属球b后,验电器的两片金属箔张开。下列说法正确的是( )
A. 摩擦过程中创造出了新电荷
B. 丝绸摩擦过的玻璃棒a带正电荷
C. 两金属箔因带异种电荷相互排斥而张开
D. a、b接触瞬时电流方向b→a
6. 小明家里有一台透明电冰箱,他发现电冰箱的门相当于一个开关,当打开电冰箱的门时,灯亮,将门关上时,灯熄;电冰箱主要是利用压缩机工作,压缩机由温控开关控制。下列电路图符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
7. 今年8月岳阳市生活垃圾分类工作正式全面启动,分类中的其他垃圾在市垃圾发电厂通过焚烧,加热锅炉里的水而产生高温蒸气,推动汽轮机转动,使发电机产生电能。如图能说明发电机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
8. 小明用如图器材来探究“电阻的大小与什么因素有关”,三根金属线横截面积相同,其中①和③长度相等,②和③合金材料相同。下列说法不正确的是( )
A. 电流表示数越大,表明接入电路中的金属线的电阻越小
B. 选择①和②金属线能探究导体电阻大小与材料的关系
C. 探究电阻的大小是否跟导线的长度有关应选择金属线②和③
D. 利用该线路板不能探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关
9. 如图,闭合开关,电路正常工作,图中电流表A1、A2对应的示数为I1、I2,电压表V1、V2对应的示数为U1、U2。下列说法正确的是( )
A. I1
10. 某电饭锅内有R0=44Ω、R=2156Ω的两根电热丝,它的工作简化电路如图所示,当S置于“2”档时,下列分析正确的是( )
A. R0和R并联
B. 处于加热状态,加热功率力1100W
C. 处于保温状态,保温功率为22W
D. 整个电路10min产生的热量为1.32×104J
11. 某型号汽车在车型测试中,在一段平直的公路上以80km/h的速度匀速行驶了6km,消耗汽油1.5L(1L=1dm3),已知汽油的密度为,热值。假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为40%,在此过程中( )
A. 汽油的热值减小
B. 消耗汽油1.5kg
C. 汽油完全燃烧放出热量3.5×1010J
D. 汽车受到3.15×103N的阻力
12. 如图甲是某生产流水线上的产品输送及自动计数装置示意图,其中S为激光源,R1为光敏电阻,每当产品挡住由光源S射向R1的激光时,R1的电阻值变大,自动计数器计数一次。已知电源电压恒为6V,定值电阻R2=40Ω,传送带上的产品为均匀等大的正方体,a、b间接入示波器,示波器显示的电压随时间变化的关系如图乙所示,则从0时刻开始( )
A. 电阻R2在1h消耗的电能为1080J
B. 每1h有900个产品通过自动计数器计数
C. 该电路最大功率为0.3W
D. R1上有光照射和无光照射时,其阻值之比为1:2
13. 如图电路,闭合开关,能看到蹄形磁铁中的金属棒AB运动起来,说明有电能转化为______能。若只改变电路中电流的方向,AB的运动方向将______(选填“改变”或“不改变”)。
14. 标有“220V 1000W”字样的电热水壶正常工作6min,能将壶内1kg水从15℃加热至90℃,此过程中水吸收热量为______ J,电热水壶的效率是______ %。【】
15. 如图甲中S闭合后,A1、A2、V三只电表指针均如图乙所示,若V表接入的是“-”、“15”两接线柱,则通过L2的电流为______ A,L1阻值为______ Ω。(两电流表量程为0∼0.6A或0∼3A)
16. 研究物理问题时,我们常用简单的、易于研究的模型来代替复杂的物理原型,这种方法称为模型等效替代法。如图甲,虚线框内的电阻若用一个电阻R′来替代,即可把原电路转换为两个电阻并联的电路(如图乙所示),从而使问题的解决得以简化。图丙中电源电压U=3V不变,R1=12Ω,其余电阻值未知,测得AB间总电阻为6Ω,电流表示数为______ A;现将R1换成6Ω的电阻,则AB间总电阻变为______ Ω。
17. 按图(a)所示的电路图,连接图(b)所示的实物图。(电源为两节新干电池,灯泡的最小电阻为5Ω)
18. 在一个圆纸盒里有一个条形磁体,圆纸盒外放着一些小磁针,各磁针N极的指向如图所示,请画出圆纸盒里的条形磁体并标明它的N、S极.
19. 如甲图所示,在两支相同试管中分别加入质量相等的水和砂石,分别用同一酒精灯加热,用温度计测量它们的温度变化,记录的实验数据如表格:
材料
升高10℃所需时间
升高20℃所需时间
升高30℃所需时间
水
54s
110s
167s
砂石
11s
23s
36s
(1)除了甲图中所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和______ 。
(2)分析表中数据可知,水和砂石两种物质吸热能力较强的是______ 。
(3)乙图是某一沿海城市和内陆城市在同一年内的气温变化曲线,根据上面探究结论可知,乙图左边曲线表示的是______ 。(选填“沿海”或“内陆”)城市年气温变化曲线。
20. 在“探究电流跟电压关系”实验中,小明按如图连接好电路。
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.15
0.32
0.3
0.37
0.44
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于最______ 端(填“左”或“右”),目的是保护电路。
(2)闭合开关S,发现电流表有示数,电压表无示数,电路故障可能是______ 。
A.R1断路
B.R1短路
C.变阻器断路
(3)排除故障后,调节滑片P,连续测量,得到实验数据如表所示。
(4)分析表中数据可知,实验序号为______ 的数据是错误的;删除错误数据后,进而分析得出结论:电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成______ 比。
21. 小明用图甲所示电路进行“测量小灯泡的电功率”实验,电源电压恒为6V,小灯泡额定电压,正常发光时的电阻约为10Ω;另有三种规格的滑动变阻器可供选择:R1(10Ω1A)、R2(20Ω0.5A)和R3(10Ω0.1A)。
(1)为了顺利完成实验,应选用规格为______ (选填“R1”、“R2”或“R3”)的滑动变阻器。
(2)闭合开关,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图乙所示的I−U关系图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率为______ W。
(3)老师告诉小明,电压表有示数时内部有微弱的电流通过,如果考虑这个微弱电流的影响,则所测小灯泡的额定功率偏______ (选填“大”或“小”)。
(4)若电压表损坏,小明利用一个定值电阻R0和三个开关,设计了如图丙所示的电路,并进行测量小灯泡额定功率实验(以下两空均用含、R0、I的式子表示)。
①只闭合开关S和S1,调节滑片P,使电流表示数为______ 。
②保持滑片P位置不动,断开开关S1,闭合其它开关,读出电流表示数为I。
③小灯泡的额定功率表达式为______ 。
22. 如图甲为某小汽车测定油箱内油量的电路原理图。其中电源电压恒为12V,R0为5Ω的定值电阻,Rx为压敏电阻,其阻值与所受压力的关系如表所示;油箱水平压在Rx上,空油箱重70N,A为油量表(实际是一只量程为0∼0.6A的电流表),当油箱加满油时,指针恰好指示在最大刻度,如图乙所示。求:
F/N
0
70
140
…
315
350
385
420
455
490
R/Ω
80
70
60
…
35
30
25
30
15
10
(1)当油箱中油耗尽时,压敏电阻Rx的电阻值。
(2)当油箱中油耗尽时,电流表所指示的电流值。
(3)油箱中最多能储油多少L。取10N/kg)
23. 如图所示,电源电压恒定,灯泡L上标有“6V1.8W”字样,定值电阻R1=15Ω,只闭合S1,当滑动变阻器R2接入电路中的电阻值是其最大阻值的58时,变阻器两端电压为Ua;只闭合S2,当滑动变阻器接入电路中的电阻值是其最大阻值的13时,灯泡L正常发光,变阻器R2两端电压为Ub,且Ua:Ub=5:4,求:
(1)小灯泡正常发光时的电流。
(2)电源电压U。
(3)断开开关S2,闭合S1和S3时,电流表量程为0∼0.6A,电压表量程为0∼15V,为了保证电路安全,滑动变阻器允许接入电路的阻值范围。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:
A、用砂轮磨刀时,有火迸出,是机械能转化成内能,是做功改变物体的内能,不合题意;
B、反复锤打铁片是机械能转化成内能,是做功改变物体的内能,不合题意;
C、用炉火把水烧开,热量发生了传递,是热传递改变物体的内能,符合题意;
D、用打气筒给轮胎打气,是压缩空气做功,是做功改变物体的内能,不合题意。
故选:C。
做功和热传递都可以改变物体的内能。做功是能量的转化,热传递是能量的转移。
知道做功和热传递都可以改变物体的内能,并能结合实例进行辨别,是解答的关键。
2.【答案】D
【解析】解:A、一切物体都具有内能,防护口罩在0℃空气中也具有内能;故A错误;
B、制作口罩的熔喷布的分子之间存在间隙;故B错误;
C、带有静电的熔喷布具有吸引轻小物体的性质;故C错误;
D、隔着口罩也能闻到消毒液气味属于扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动;故D正确。
故选:D。
(1)一切物体在任何温度下都具有内能;
(2)物质是由分子组成的,分子之间存在间隙;
(3)带电体具有吸引轻小物体的性质;
(4)组成物质的分子在不停地做无规则运动。
本题考查对内能、扩散现象、分子间存在间隙、带电体的性质等知识的理解和应用,基础题。
3.【答案】C
【解析】解:ABC、图中的进气门和排气门关闭,活塞下行,气缸容积变大,所以是汽油机的做功冲程,将内能转化机械能;故AB错误,C正确;
D、汽油机的做功冲程不需要飞轮转动的动能来完成,吸气、压缩和排气冲程需要飞轮转动的惯性来完成;故D错误。
故选:C。
(1)判断冲程可以看气阀门的开关情况和活塞运动情况,结合规律总结进行判断内燃机的冲程。
(2)汽油机的做功冲程将内能转化为机械能。
(3)内燃机的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其它三个冲程是依靠飞轮的惯性工作的。
此题是关于汽油机的综合题目,知道四冲程汽油机的工作循环和能量转化情况是解决该题的关键。
4.【答案】A
【解析】解:
超导材料的特点就是在温度很低时电阻为零,利用超导体的零电阻可以实现远距离输电,可以减小导线上电能的损失;
电烤炉的发热电阻丝、白炽灯泡的灯丝、电烙铁发热体都是利用电流热效应工作的,不能用超导体材料制作,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
超导现象是电阻为零的现象,超导体适合制作输电导线和电动机线圈等。
本题主要考查学生对超导体的特点以及应用的了解和掌握,要注意所有利用电流热效应工作的电阻都不能用超导体制作。
5.【答案】B
【解析】解:A、摩擦起电的实质是电荷的转移,在摩擦起电中并没有创造电荷,故A错误;
B、丝绸摩擦过的玻璃棒失去电子而带正电,故B正确;
C、当带正电的玻璃棒靠近验电器的金属球时,玻璃棒上的正电荷吸引验电器上的负电荷(自由电子),验电器上的自由电子转移到玻璃棒上,由于验电器的金属箔片失去电子而带正电,验电器的两片金属箔都带正电荷,相互排斥张开,故C错误;
D、正电荷定向移动的方向规定为电流方向,负电荷定向移动方向与电流方向相反,所以a、b接触时,瞬时电流方向a向b,故D错误。
故选:B。
(1)摩擦起电的实质是电荷的转移,在摩擦起电中并没有创造电荷;
(2)丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,人们规定,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,摩擦的过程中,其实质是电子的转移,玻璃棒失去电子而带正电,丝绸得到电子而带负电;
(3)当带正电的玻璃棒靠近验电器的金属球时,玻璃棒上的正电荷吸引验电器上的负电荷(自由电子),验电器上的自由电子转移到玻璃棒上,由于验电器的金属箔片缺少电子而带正电;正电荷定向移动的方向规定为电流方向,负电荷定向移动方向与电流方向相反。
本题考查了摩擦起电的实质、毛皮摩擦过的橡胶棒带负电、电流方向的规定以及电子转移情况,属于基础知识,比较简单。
6.【答案】C
【解析】解:
当打开电冰箱的门时,灯就亮,将门关上,灯就不亮;而压缩机的工作与否不影响照明灯,由此可知冰箱内的照明灯和压缩机能够独立工作、并且互不影响,所以压缩机和灯之间是并联的,且电冰箱的门开关只控制灯,温控开关只控制压缩机,由各电路图可知只有C正确。
故选:C。
串联电路的特点:在串联电路中电流只有一条路径,各用电器之间相互影响;
并联电路的特点:在并联电路中电流有多条路径,各个用电器之间互不影响,独立工作;
结合两开关的作用,确定两开关连接的位置,据此分析。
本题考查了电冰箱电路中电灯与压缩机的连接方式,以及两个开关的控制作用。
7.【答案】D
【解析】解:A、开关闭合后,电路中有电流,通电导体或线圈受到磁场力的作用发生运动,即通电导线在磁场中受力的作用,即是电动机的制作原理,故A不合题意;
B、给导线通电,导线周围有磁场,小磁针方向发生偏转,这是电流的磁效应,故B不合题意;
C、该装置为通电螺线管,利用的是电流的磁效应,故C不合题意;
D、在外力作用下使导体做切割磁感应线运动,则电流表指针发生偏转,说明此时有感应电流产生,这是电磁感应现象,是发电机的工作原理,故D符合题意。
故选:D。
(1)产生感应电流的条件:导体是闭合电路的一部分;导体做切割磁感线运动;
(2)磁场对电流的作用,即通电导线在磁场中受力的作用,电动机就是利用该原理制成的,在该装置中有电源;发电机的制作原理是电磁感应现象,该装置没有电源。
本题涉及的内容有电流的磁效应、电动机的原理和发电机的原理。注意电磁感应和通电导体在磁场中受力运动的装置的不同,前者外部没有电源,后者外部有电源。
8.【答案】B
【解析】解:
A、在导体两端的电压不变的条件下,导体的阻值越大通过导体的电流(电流表的示数)就越小,所以本实验可以通过电流表的示数比较导体电阻的大小,电流表示数越大,所接电阻阻值越小,故A正确;
B、在研究电阻与导体的材料的关系时,由于最上面的导线和最下面的导线是长度、横截面积相同;可以把最上面的导线和最下面的导线即①③单独连入电路,进行比较,故B错误;
C、长度、横截面积相同②③导线都是镍铬合金,且长度不同,所以可以研究电阻与导体长度的关系,故C正确;
D、在研究电阻与导体的横截面积的关系时,由于横截面积相同,在图示情况下,不能探究电阻的大小是否跟导体的横截面积有关,故D正确。
故选:B。
(1)根据欧姆定律可知在导体两端的电压不变的条件下,导体的阻值越大通过导体的电流就越小,所以可以通过比较导体电流的大小比较导体阻值的大小;
(2)电阻的大小在不考虑温度的前提下,有三个决定因素:材料、长度、横截面积。因此要研究电阻的大小与每一个因素的具体关系时,要用到控制变量法。即:研究电阻的大小与哪个因素有关,就要让这个因素变化,其余的因素都相同,去做对比实验。根据这个思路可以解决此题。
此题主要考查的是电阻大小的影响因素和转换法、控制变量法在物理实验中的熟练运用,是中考的常见题型。
9.【答案】C
【解析】解:
由电路可知,R1与R2串联,两电流表均测串联电路中的电流,因串联电路中各处的电流相等,则I1=I2;
电压表V1测量R1两端电压,V2测量电源电压,因串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,则U1
电流表在电路中相当于导线,电压表在电路中相当于开路,据此简化电路可知,R1与R2串联,两电流表均测串联电路中的电流,电压表V1测量R1两端电压,V2测量电源电压;根据串联电路的电流、电压规律确定I1、I2及U2、U2关系。
本题考查了串联电路的电压、电流特点的应用,是一道较为常见的应用题。
10.【答案】B
【解析】解:
(1)电源电压为220V不变,当S接“1”档时,电路中R与R0串联,此时总电阻较大,由P=U2R可知,电路消耗的功率较小,处于保温状态;
(2)当S接“2”档时,电路中只有R0,此时总电阻较小,由P=U2R可知电功率较大,处于加热状态;
则加热功率:,故AC错误,B正确;
S置于“2”档时,整个电路10min产生的热量:
,故D错误。
故选:B。
(1)电源电压不变,当S接“1”档时,电路中R与R0串联,此时总电阻较大,由P=U2R可知电功率较小,处于保温状态;
(2)当S接“2”档时,电路中只有R0,此时总电阻较小,由P=U2R可知电功率较大,处于加热状态;利用P=U2R求加热功率;利用Q=W=Pt求整个电路10min产生的热量。
本题考查了电功率和热量的计算,关键是分析开关闭合与断开时电路的连接情况。
11.【答案】D
【解析】解:A、热值是燃料的一种特性,与质量无关,汽车行驶过程中,油箱内的汽油减少,剩下的汽油的热值不变,故A错误;
B、消耗汽油的体积:
,
消耗汽油的质量:
,故B错误;
C、汽油完全燃烧放出的热量:
,故C错误;
D、用来做有用功的热量:
汽车移动的距离:
s=6km=6×103m,
汽车的牵引力:
F=Ws=1.89×107J6×103m=3.15×103N,
因为汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,
所以阻力f=F=3.15×103N,故D正确。
故选:D。
(1)热值是燃料的一种特性,只与物质的种类有关,与质量无关;
(2)已知消耗汽油的体积和密度,利用公式m=ρV可求得汽油的质量;
(3)已知汽油的热值,利用公式Q=mq可求得汽油完全燃烧放出的热量;
(4)知道汽油完全燃烧放出的热量,利用公式可求出牵引力做的功,
知道前进的距离,利用公式F=Ws求出汽车的牵引力,
知道汽车做匀速直线运动,受到的牵引力等于阻力,可求得阻力。
本题考查了学生对热值的理解以及质量的公式、功的公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用,明确哪些是有用能量、哪些是总能量是本题的关键,要求灵活运用所学公式。
12.【答案】A
【解析】解:由甲图可知R1、R2串联。
D、每当产品挡住由光源S射向R1的激光时,R1的电阻值变大,
故光敏电阻有光照射时阻值较小,
所以,当有光照射时,R1的阻值变小,电路的总电阻变小,
由I=UR可知,电路中的电流变大,由U=IR可知R2两端的电压变大;
因串联电路总电压等于各分电压之和,
所以,R1两端的电压变小,即R1两端的电压较低,由图像知R1的电压U1=2V,则
U2=U−U1=6V−2V=4V,
电路中的电流:
I=U2R2=4V40Ω=0.1A,
光敏电阻的阻值:
R1=U1I1=2V0.1A=20Ω。
当无光照射时,R1的阻值变大,电路的总电阻变大,由I=UR可知,电路中的电流变小,由U=IR可知R2两端的电压变小;
因串联电路总电压等于各分电压之和,
所以,R1两端的电压变大,即R1两端的电压较大,由图像知R1的电压U1′=4V,则
U2′=U−U1′=6V−4V=2V,
电路中的电流:
I′=U2′R2=2V40Ω=0.05A,
光敏电阻的阻值:
R1′=U1′I1′=4V0.05A=80Ω。
故R1上有光照射和无光照射时,其阻值之比为:20Ω:80Ω=1:4,故D错误;
B、从图乙可看出,每0.6s自动计数器计数一次,每1h通过自动计数器计数的产品数量为n=1×3600s0.6s=6000(个),故B错误;
A、在每0.6s内,电阻R2在消耗的电能为W=U2It+U2′I′t′=4V×0.1A×0.4s+2V×0.05A×(0.6s−0.4s)=0.18J,
电阻R2在1h消耗的电能为,故A正确;
C、当产品挡住由光源S射向R1的激光时,电流较大,根据P=UI可知,该电路最大功率为P=UI=6V×0.1A=0.6W,故C错误。
故选:A。
由甲图可知R1、R2串联。
(1)根据光敏电阻的特点及欧姆定律、串联电路的电压电流特点,分析并计算R1上有光照射和无光照射时的电流和电阻值;
(2)从图乙可看出,每0.6s自动计数器计数一次,据此分析每1h通过自动计数器计数的产品数量;
(3)根据W=UIt计算每0.6s内定值电阻R2消耗的电能,进而得出电阻R2在1h消耗的电能;
(4)已知电源电压和R1上有光照射和无光照射时电路中的电流值,根据P=UI分析并计算电路最大功率。
本题考查欧姆定律的应用及电功率、电能的计算,难度较大。
13.【答案】机械 改变
【解析】解:(1)通电导体在磁场中受力运动时,将电能转化为机械能;
(2)通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关,保持磁场方向不变,只改变导体中电流方向,则导体的受力方向即运动方向也会改变。
故答案为:机械;改变。
(1)通电导体在磁场中受力运动时,将电能转化为机械能;
(2)通电导体在磁场中受力的方向与电流方向、磁场方向有关,改变其中任意一个,导体的受力方向会发生改变。
此题主要考查了通电导体在磁场中受力时能量的转化和影响磁场力方向的因素等,是一道基础题。
14.【答案】3.15×105 87.5
【解析】解:(1)水吸收的热量:;
(2)电热水壶正常工作6min消耗的电能:W=Pt=1000W×6×60s=3.6×105J,
电热水壶将电能转化为水的内能的效率:。
故答案为:3.15×105;87.5%。
根据求出将壶内1kg水温度从15℃加热至90℃所吸收的热量;根据W=Pt求出电热水壶消耗的电能,可利用求出电热水壶的效率。
本题考查了电功与热量的综合计算,涉及到吸热公式、电功公式和效率公式的应用。
15.【答案】0.9625
【解析】解:由甲图知,灯泡L1与L2并联,电压表量程是0∼15V,则电压表分度值是0.5V,故电压表示数是6V,
并联电路各并联支路两端电压相等,则灯L1、L2两端的电压和电源电压都是6V;
电流表A2测干路电流,电流表A1测流过灯L1的电流,
由于电流表A1示数小于电流表A2示数,两电流表指针位置相同,则电流表A2的量程是0∼3A,分度值是0.1A,读数IA2=1.2A;电流表A1量程是0∼0.6A,分度值是0.02A,电流表示数IA1=0.24A,
则流过灯L1的电流I1=IA1=0.24A,流过灯L2的电流I2=IA2−IA1=1.2A−0.24A=0.96A;
由I=UR可得R=UI,所以L1阻值为:R1=UI1=6V0.24A=25Ω。
故答案为:0.96;25。
由甲图知,灯泡L1与L2并联,电压表测并联电路两端电压,即电源电压,根据电压表量程确定电压表分度值,读出电压表示数;电流表A2测干路电流,电流表A1测流过灯L1的电流,根据并联电路的电流规律确定电流表的量程,读出电流表示数,然后由并联电路特点求出流过两灯泡的电流,由欧姆定律的变形公式计算L1的电阻值。
分析清楚电路结构,明确各电路元件的连接方式是正确解题的前提;掌握电表的读数方法,读出各电表的示数,是正确解题的关键;本题的难点是确定电流表的量程。
16.【答案】0.54
【解析】解:设AB以上部分的电阻为R2,
由题知,R1与R2并联后的总电阻R=6Ω,
则电流表示数为:I=UR=3V6Ω=0.5A;
根据电阻的并联特点可知:1R1+1R2=1R,
所以,R2=RR1R1−R=6Ω×12Ω12Ω−6Ω=12Ω;
把R1=12Ω换成R1′=6Ω后,R2的阻值不变,连接方式仍然为并联,
根据电阻的并联特点可知:1R′=1R1′+1R2,
所以,R′=R1′R2R1′+R2=6Ω×12Ω6Ω+12Ω=4Ω,
故答案为:0.5;4。
根据题意,利用模型等效替代法分析电路图,则R1和其余电阻并联,设其余部分的电阻为R2,知道R1与R2并联后的总电阻,利用并联电阻的关系求出AB以上部分的电阻R2的大小;
把R1=12Ω换成6Ω后,R2不变,再根据并联电阻的关系求出A、B间的总电阻。
本题考查了学生对并联电阻特点的掌握和运用,是一道中等题。
17.【答案】解:由图可知,滑动变阻器的滑片P向左移动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电流变大,灯泡发光变亮,则滑片以左的电阻丝连入电路中;
电源为两节新干电池(电源电压为3V),灯泡的最小电阻为5Ω,由欧姆定律可得,电路中的最大电流为0.6A,故电流表选用小量程与滑动变阻器串联,如下所示:
【解析】根据电源电压为3V,利用欧姆定律求出最大电流,据此确定电流表选用的量程,按电流方向与其他元件串联。
本题考查根据要求连接实物,关键是变阻器和电流表的连接。
18.【答案】解:根据磁感线方向的规定,从北极出来回到南极.而小磁针静止时北极所指的方向为磁场的方向,从而确定磁体的南北极.如图所示:
【解析】要知道小磁针静止时,北极所指的方向即为该点的磁场方向(或磁感线方向).
知道磁感线从磁体的北极出来回到南极.
本题考查了由磁感线的方向的特点判断磁体的磁极极性的能力.由磁体周围的磁感线从N极出发回到S极进行判断.
19.【答案】秒表 水 沿海
【解析】解:(1)本实验中需要测量时间、温度和质量,所以需要的测量工具有:秒表、温度计和天平;
(2)可采用在升高相同温度时,所用的加热时间的长短,即质量相同的水和砂石,用完全相同的酒精灯加热,在升高相同温度时,比较两者加热时间长短,反映吸热的多少;
由表中数据分析可知,在升高相同温度时,水需要的加热时间长,故水的吸热能力要强一些;
(3)由图乙气温变化曲线得出,右边城市最高、最低气温差比左边所示的城市的大;沙石的比热容比水小,在吸收或放出相同的热量时,温度变化值比较大,所以左边曲线表示的是沿海城市的年气温变化曲线。
故答案为:(1)秒表;(2)水;(3)沿海。
(1)实验中需要测量两种液体的吸热时间;
(2)若想比较不同物质的吸热能力,即比较质量相同的不同物质,在升高相同温度时,所用的加热时间的长短即可,加热时间长的吸热能力强。
分析表中数据,升高相同温度时,加热时间越长,说明吸收热量越多,该物质的吸热能力越强;
(3)比较图乙最高、最低气温差得出结论。
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,为热学中的重要实验。
20.【答案】右 B 2 正
【解析】解:(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处,即最右端,目的是保护电路;
(2)闭合开关S,发现电流表有示数,电路为通路,电压表无示数,则电路故障可能是R1短路,选B;
(4)通过电阻的电流与电压成正比,表中第2组数据不符合这个规律,实验序号为2的数据是错误的;删除错误数据后,考虑到误差因素,电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,即电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
故答案为:(1)右;(2)B;(4)2;正。
(1)闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处;
(2)闭合开关S,发现电流表有示数,电路为通路,根据电压表无示数分析可能的原因;
(4)通过电阻的电流随电压的变大而增大,据此分析;
删除错误数据后,考虑到误差因素得出结论。
本题探究电流跟电压关系,考查注意事项、故障分析、控制变量法和数据分析归纳法的能力。
21.【答案】R2 0.625大
【解析】解:(1)电源电压恒为6V,小灯泡额定电压,正常发光时的电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为:
I=ULR′=2.5V10Ω=0.25A,根据串联电路的规律及欧姆定律I=UR,灯正常发光时变阻器连入电路的电阻:
,故选用滑动变阻器R2;
(2)根据绘制的如图乙所示的I−U关系图像知,灯在额定电压下的电流为0.25A,小灯泡的额定功率为:
P=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W;
(3)电压表与灯并联,电压表测量的灯的电压是准确的,根据并联电路电流的规律,电流表示数大于灯的实际电流,根据P=UI,所测小灯泡的额定功率偏大;
(4)①只闭合开关S和S1,调节滑片P,使电流表示数为;
②保持滑片P位置不动,断开开关S1,闭合其它开关,读出电流表示数为I;
③在①中,电流表测定值电阻的电流,由欧姆定律,定值电阻的电压为:
,根据并联电路电压的规律,灯的电压为额定电压,灯正常发光;
在②中,电流表测灯与R0并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律,灯的额定电流:
,则小灯泡的额定功率表达式:
。
故答案为:(1)R2;(2)0.625;(3)大;(4)①;③。
(1)根据小灯泡额定电压,正常发光时的电阻约为10Ω,由欧姆定律得出灯的额定电流,根据串联电路的规律及欧姆定律得出灯正常发光时变阻器连入电路的电阻,从而确定选用的滑动变阻器;
(2)根据绘制的如图乙所示的I−U关系图像知灯在额定电压下的电流,根据P=UI得出小灯泡的额定功率;
(3)电压表与灯并联,电压表测量的灯的电压是准确的,根据并联电路电流的规律分析电流表示数与灯的实际电流大小,根据P=UI分析;
(4)要测灯的额定功率,应先使灯正常发光,在没有电压表的情况下,电流表与定值电阻R0应起到电压表的测量作用,故将R0与电流表串联后再与灯并联,通过移动变阻器的滑片使电流表示数为时,由并联电路电压的规律,灯的电压为额定电压,灯正常发光;
保持滑片位置不变,通过开关的转换,使电流表测灯与R并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流,根据P=UI写出灯的额定功率的表达式。
本题测量小灯泡的电功率实验,考查器材的选择、功率计算、并联电路电流的规律及误差分析和设计方案测额定功率的能力。
22.【答案】解:(1)当油箱中油耗尽时,空油箱重70N,压敏电阻受到的压力为70N,由表格可知其阻值为70Ω;
(2)压敏电阻和R0串联接入电路,串联电路总电阻等于各分电阻之和,
所以此时电路总电阻:R=R0+Rx=5Ω+70Ω=75Ω,
通过该电路的电流:I=UR=12V75Ω=0.16A,即电流表所指示的电流值为0.16A;
(3)当油箱加满油时,指针恰好指示在最大刻度,则通过该电路的电流为0.6A,
该电路的总电阻为:R′=UI′=12V0.6A=20Ω,
此时压敏电阻的阻值为:Rx=R′−R0=20Ω−5Ω=15Ω,
由表格可知此时压敏电阻受到的压力为455N,则油箱中的油重:G=G′−G1=455N−70N=385N,
油箱中油的质量:m=Gg=385N10N/kg=38.5kg,
油箱中油的体积:V=mρ=38.5kg0.7×103kg/m3=0.055m3=55L。
答:(1)当油箱中油耗尽时,压敏电阻Rx的电阻值为70Ω;
(2)当油箱中油耗尽时,电流表所指示的电流值为0.16A;
(3)油箱中最多能储油55L。
【解析】(1)当油箱中油耗尽时,空油箱重70N,压敏电阻受到的压力为70N,由表格可知其阻值;
(2)压敏电阻和R0串联接入电路,根据串联电路特点和欧姆定律可计算电流表所指示的电流值;
(3)当油箱加满油时,指针恰好指示在最大刻度,根据欧姆定律和串联电路特点计算此时压敏电阻的阻值,由表格可知此时压敏电阻受到的压力,进一步计算油箱中的油重,根据重力公式和密度公式计算油箱中油的体积。
本题考查串联电路特点、欧姆定律、重力公式、密度公式的灵活运用,有一定的综合性。
23.【答案】解:(1)根据P=UI知小灯泡正常发光时的电流为:
;
(2)小灯泡正常发光的电阻为:
;
只闭合S1,定值电阻与滑动变阻器串联,当滑动变阻器R2接入电路中的电阻值是其最大阻值的58时,变阻器两端电压为:Ua=UR1+58R2×58R2,
只闭合S2,小灯泡与滑动变阻器串联,当滑动变阻器接入电路中的电阻值是其最大阻值的13时,灯泡L正常发光,电路的电流为I=0.3A,变阻器R2两端电压为:Ub=URL+13R2×13R2,
因为Ua:Ub=5:4,即UaUb=UR1+58R2×58R2URL+13R2×13R2=54,
将R1=15Ω、RL=20Ω代入得:
滑动变阻器的最大电阻为:R2=120Ω
电源电压为:
U=UL+I×13R2=6V+0.3A×13×120Ω=18V;
(3)断开开关S2,闭合S1和S3时,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路的电流,
因为电流表量程为0∼0.6A,所以电路的最大电流为0.6A,此时滑动变阻器的电阻最小,
此时定值电阻两端的电压为:
,
根据串联电路电压的规律知,
滑动变阻器两端的电压为:
,
滑动变阻器的最小电阻为:
;
因为电压表量程为0∼15V,所以当电压表的示数最大为15V时,滑动变阻器的电阻最大,
此时定值电阻R1两端的电压为:
,
此时通过定值电阻R1的电流为:
,
滑动变阻器的最大电阻为:
,
所以为了保证电路安全,滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为15Ω∼75Ω。
答:(1)小灯泡正常发光时的电流为0.3A;
(2)电源电压U为18V;
(3)断开开关S2,闭合S1和S3时,电流表量程为0∼0.6A,电压表量程为0∼15V,为了保证电路安全,滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为15Ω∼75Ω。
【解析】(1)根据P=UI知小灯泡正常发光时的电流;
(2)由欧姆定律算出小灯泡正常发光的电阻;
只闭合S1,定值电阻与滑动变阻器串联,当滑动变阻器R2接入电路中的电阻值是其最大阻值的58时,根据欧姆定律表示出变阻器两端电压;
只闭合S2,小灯泡与滑动变阻器串联,当滑动变阻器接入电路中的电阻值是其最大阻值的13时,灯泡L正常发光,根据欧姆定律表示出变阻器两端电压;根据Ua:Ub=5:4算出滑动变阻器的最大电阻,根据欧姆定律和串联电路电压的规律算出电源电压;
(3)断开开关S2,闭合S1和S3时,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路的电流,
根据电流表量程判断出电路的最大电流,此时滑动变阻器的电阻最小;
根据欧姆定律和串联电路电压的规律算出此时定值电阻两端的电压和滑动变阻器两端的电压以及滑动变阻器的最小电阻;
根据电压表量程判断出当电压表的最大示数,此时滑动变阻器的电阻最大,由串联电路电压的规律数此时定值电阻R1两端的电压,由欧姆定律算出此时通过定值电阻R1的电流和滑动变阻器的最大电阻。
本题考查了欧姆定律的应用,掌握电路的连接是解题的关键。
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