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2020-2021学年陕西省榆林市清涧县九年级(上)期末物理试卷
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这是一份2020-2021学年陕西省榆林市清涧县九年级(上)期末物理试卷,共25页。试卷主要包含了6A,6W,【答案】C,【答案】A,【答案】B等内容,欢迎下载使用。
2020-2021学年陕西省榆林市清涧县九年级(上)期末物理试卷
1. 下列现象中,能体现“分子在不停地做无规则运动”的是( )
A. 桂花飘香 B. 细雨濛濛 C. 落叶纷飞 D. 瑞雪纷飞
2. 下列四种电器中,利用电流热效应工作的是( )
A. 洗衣机 B. 收音机 C. 电动机 D. 电熨斗
3. 下列事例中,不属于静电现象的是( )
A. 经过摩擦的塑料笔杆吸引小纸屑
B. 花开时,会闻到扑鼻的花香
C. 雷雨时,天空中划过的闪电
D. 晴天时梳头时会看到头发随梳子飘动
4. 甲、乙二个普通白炽灯泡铭牌上分别标着“220V 40W”、“110V 40W”字样,正常发光相同时间,它们消耗的电能( )
A. 甲灯的多 B. 乙灯的多 C. 一样多 D. 不能确定
5. 关于功和能,下列说法中正确的是( )
A. 被拉开的弹弓具有弹性势能
B. 高处的物体重力势能一定大
C. 人造地球卫星从近地点向远地点运动时势能减小,动能增大
D. 速度小的物体动能一定小
6. 下面有关家庭电路的操作,符合安全用电原则的是( )
A. 更换灯泡或搬动电器前应先断开开关
B. 使用试电笔时不能接触笔尾金属体
C. 用湿手触碰用电器的开关
D. 多个大功率用电器接在一个插线板上同时使用
7. A、B两盏灯并联接在同一电路中,电流之比为IA:IB=1:2,如果串联接在同一电路中( )
A. IA:IB=2:1 B. UA:UB=1:1
C. PA:PB=2:1 D. QA:QB=4:1
8. 下列关于能量及其转化的描述,说法正确的是( )
A. 热传递改变物体内能的实质是温度的转移
B. 把−10℃的冰块放在0℃的冰箱保鲜室中,一段时间后,冰块的内能会增加
C. “城市热岛效应”的产生主要是因为人类大量使用太阳能
D. 随着科技的发展,汽油机的效率可以达到100%
9. 小刚用图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了完成探究,他应该采取的措施是( )
A. 将变阻器滑片适当向右移动 B. 保持变阻器滑片不动
C. 将变阻器滑片适当向左移动 D. 适当增加电池的节数
10. 两个定值电阻,甲标有“10Ω1A”,乙标有“15Ω0.6A”,现把它们连入由一个开关和电源组成的电路,以下说法正确的是( )
A. 甲、乙并联时允许干路最大电流为1.6A
B. 甲、乙并联时允许乙的最大功率为9W
C. 甲、乙串联时允许电源最大电压为19V
D. 甲、乙串联时允许甲的最大功率为3.6W
11. 发电厂的电能通过______ (选填“高压”或“低压”)输电的方式进入千家万户;上海家庭电路的电压是______ 伏。小明同学家的智能电能表上标有“5(60)A”字样,表示他家同时工作的家用电器的总电流不应超过______ 安。
12. 如图所示的电路中,电源电压为3V,闭合开关S后,电流表示数为0.4A,电压表示数为1V,则R2的阻值是______Ω.若将滑动变阻器R1的滑片移到最右端,电流表示数为______A,电压表示数为______V。
13. 如图1所示的实验是用来探究热机的工作原理的,它主要是将______ 转化为机械能。汽车工作时,图2中的______ 也是用到这一工作原理来工作的。某台汽油机飞轮的转速为2400r/min,在1min内,汽油机完成______ 个工作循环。
14. 如图所示,当一个带负电的物体甲靠近不带电的金属导体乙时,乙的a端会带正电、b端会带负电。
①发生上述现象的原因:金属导体中存在大量可移动的自由电子,电子带______电(选填“正”或“负”);自由电子受到物体甲所带电荷的______作用移动到导体乙的一端(选填“吸引”或“排斥”);
②若将图中的物体甲换成带正电的物体,根据上述分析可得,导体乙的______(选填“A”“B”或“C”)。
A.a、b两端都不会带电
B.a端会带正电、b端会带负电
C.a端会带负电、b端会带正电
15. 灯泡L的I−U图象如图甲所示,电阻R1的阻值是10Ω,电源电压是8V.在图乙所示的电路中,若只闭合S1和S2时,电压表的示数是2V,此时电路中的电流是______A;若只闭合S1和S3时,电压表的示数是4V,10s内电流通过电阻R2产生的热量是______J;若将电压表换成电流表,闭合S1、S2和S3,时,电流表的示数是______A。
16. 如图所示,电源电压为6V,R为“30Ω0.25A”滑动变阻器,R1为“10Ω0.3A”电阻,R2为“20Ω0.4A”电阻,电压表量程为0∼3V.①闭合S1和S2,断开S3时,调节R,使其接入电路的阻值为10Ω,此时电路消耗的电功率为______W;②断开S1,闭合S2、S3,调节R,使电压表的示数为1V,则R接入电路的阻值为______Ω;③闭合所有开关,在保证电路安全的前提下,电阻R2消耗的电功率范围为______。
17. 用笔画线代替导线将图中元件按下面的要求连接成电路;L1、L2并联,开关控制整个电路,滑动变阻器向右滑动时灯泡L1变暗,电压表测L1的电压。
18. 将图中带开关的电灯,带保险丝的插座正确接入家庭电路。
19. 如图所示是探究物体的动能跟哪些因素有关的实验装置。
(1)该实验的研究对象是______(选填“小球”或“物块”)
(2)小球从斜面上由静止开始向下运动,到达斜面底端时的速度只与小球起点位置的高度有关。起点位置越高,该速度越______。
(3)小球从斜面上由静止开始向下运动,在水平木板上撞击物块,物块运动的距离越长,说明小球具有的动能越______。
(4)探究物体动能大小跟质量的关系时,应控制______不变。这是什么实验方法?______。
20. 在“探究影响电流热效应的因素”的实验中,小明用如图所示装置进行实验,甲、乙是两个完全相同的烧瓶,瓶内装有质量相等的煤油,瓶内连接的电阻丝的阻值分别为5Ω和10Ω,A、B是相同的温度计,还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、电流表、开关和导线。
(1)小明选用煤油而不用水,主要是考虑到煤油的______比水的小,实验现象更明显;
(2)闭合开关,移动变阻器的滑片在某位置,通电后观察到B温度计的示数比A温度计的示数升高得快。由此可得出的结论是______;
(3)为了探究电流产生的热量与电流的关系,小明准备将甲、乙两烧瓶中的电阻丝并联,通电相同时间后比较两支温度计升高的温度得出结论。小明的设想______(选填“可行”或“不可行”)。
(4)完成以上探究后,小明将乙烧瓶内的煤油换成等质量的水,闭合开关,通电一段时间后,发现温度计A升高的示数大于温度计B升高的示数。根据这一现象,结合(2)中得到的结论,______(选填“能”或“不能”)确定水的比热容比煤油的比热容大,理由是______。
21. 在探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,采用如图14甲所示的实验装置,
a、b、c是镍铬合金制成的三根导线,a、b长度相同但粗细(横截面积)不同,a、c粗细相同而长短不同,导线d由锰铜合金制成,长短、粗细与导线c相同。
(1)实验中电流表的示数越大,对应的导线电阻越______;
(2)将导线a接在M、N之间,闭合开关,电流表示数如图乙所示,此时电流为______A;
(3)依次将导线b、c、d替换导线a接入电路,电流表对应的示数如表所示:
导线代号
a
b
c
d
电流表的示数
1.3A
2.2A
2.7A
①选导线a、b比较是为了探究导线电阻的大小与______的关系;探究导线电阻的大小与材料的关系,应选用的两根导线是______(填写导线代号);
②由此可知:导线电阻的大小与导线的长度和横截面积都有关,用相同材料制成的导线长度越______,横截面积越______,电阻越大。
(4)本实验主要用的探究方法是______(写出一种即可)。
22. 如图是测量小灯泡额定电功率的实验,电源电压恒为6V,小灯泡额定电压,正常发光电阻约为10Ω,有两个规格分别为“10Ω2A”、“50Ω1A”的滑动变阻器。
(1)本实验应选择规格为______ 的滑动变阻器。
(2)连接好电路后闭合开关,发现小灯泡发光,电流表有示数,电压表无示数,可能是导线______ (选填“a”、“b”或“c”)断了。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙,则小灯泡的额定功率为______ W。
(4)若电压表损坏,小明利用一个定值电阻R0和两个开关,设计了如图丙所示的路,并进行实验:
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______ ,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______ (用题中物理量字母表示)。
23. 百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量,是汽车耗油量的一个衡量指标。由于多数车辆在90km/h接近经济车速,因此对外公布的理论油耗通常为90km/h的百公里匀速油耗,某品牌汽车行驶100km油耗为8L,汽车发动机的输出功率为25kW(已知汽油的密度为0.75×103kg/m3,热值为4.5×107J/kg)。求:
(1)汽油在燃烧的过程中,将______能转化为______能。汽油用掉一半时,其热值______(选填“变大”“变小“或“不变“)。
(2)8L汽油完全燃烧放出的热量。
(3)行驶100km时间内发动机所做的功。
(4)该品牌汽车发动机的热机效率(百分号前保留整数)。
24. 如图所示,灯泡L标有“6V 3W”字样(不考虑灯丝电阻变化),定值电阻R1=28Ω,当开关S1、S2、S3全部闭合时,灯泡正常发光,电流表示数为0.75A.求:
(1)电源电压U;
(2)定值电阻R0的大小;
(3)当S1闭合,S2、S3断开时,电路消耗的功率。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:瑞雪纷飞、落叶纷飞、细雨濛濛都不是扩散现象,是宏观物体的运动,不能说明分子在不停地做无规则运动,桂花飘香能体现分子在不停地做无规则运动,故A正确,BCD错误。
故选:A。
分子是构成物质的一种微粒,微粒很小,肉眼是看不到的,并且在永不停息地做无规则运动。生活中的扩散、挥发等现象都是由于分子不断运动的结果。
分析现象时,注意分析是由物质的小颗粒形成的现象,还是由构成物质的微粒形成的现象,虽然现象相似,但形成现象的本质是很大不同的。
2.【答案】D
【解析】解:A、洗衣机利用电动机带动工作,电动机是根据通电导体在磁场中受力转动的原理工作的,利用了电流的磁效应。故A错误;
B、收音机也是利用了电流的磁效应来工作的,故B错误;
C、电动机是根据通电导体在磁场中受力转动的原理工作的,利用了电流的磁效应。故C错误;
D、电熨斗是利用了电流的热效应,来加热的,故D正确。
故选:D。
(1)当电流通过电阻时,电流做功而消耗电能,产生了热量,这种现象叫做电流的热效应。一方面,利用电流的热效应可以为人类的生产和生活服务;另一方面,电流的热效应也有一些不利因素。
(2)任何通有电流的导线,都可以在其周围产生磁场的现象,称为电流的磁效应。
主要考查电流的热效应、电流的磁效应和电流的化学效应在生活中的应用实例,只有认真把握它们的定义,才能真正区分它们利用的是哪一个效应。体现了物理来源于生活,又服务于社会的理念。
3.【答案】B
【解析】解:A、经过摩擦的塑料笔杆因摩擦而带静电,可以吸引轻小物体,故A属于静电现象,A错误;
B、花开时,会闻到扑鼻的花香属于扩散现象,故B正确;
C、闪电的形成是云层在运动中与空气或云层之间摩擦而产生静电,当带有异种电荷的两块云接近时产生的放电现象,故属于静电现象,C错误;
D、晴天时梳头时会看到头发随梳子飘动是梳子因摩擦而带电,吸引头发随梳子飘动,故D属于静电现象,D错误;
故选:B。
(1)在日常生活中,我们用梳子在理头发的时候,常常会发现毛发在高压静电场力的作用下形成射线状。我们在每天夜晚脱衣服的时候,也常常会发现一种闪光效应和劈了啪啦的闪光声响。有时,我们在触摸“猫或狗”的皮毛时,你会受到微量的“电击”。还有,你用梳子理一下你的头发,你就可以将碎纸屑吸引起来。这些都是日常的静电现象。
(2)静电现象往往和摩擦、静电感应有关,静电不会产生持续电流,静电累积到一定程度会产生放电现象,拌有火花和声音。
解决此类问题需要熟练掌握静电现象的各种例子。
4.【答案】C
【解析】解:用电器在正常工作时的实际功率等于用电器的额定功率,
由灯泡的铭牌可知,两个白炽灯的额定功率相等,
则它们正常发光时的实际功率P相等,
由W=Pt可知,在相等时间t内它们消耗的电能相等。
故选:C。
用电器在正常工作时的实际功率等于额定功率,已知额定功率与时间,由W=Pt可以比较用电器消耗的电能。
本题考查了电能的计算,关键是知道用电器在正常工作时的实际功率等于额定功率。
5.【答案】A
【解析】解:
A、被拉开的弹弓发生了弹性形变,具有弹性势能,故A正确;
B、重力势能的大小与质量、高度有关,只根据高度无法比较重力势能的大小,故B错误;
C、人造地球卫星从近地点向远地点运动时,高度变大,势能变大,速度变小,动能变小,故C错误;
D、动能的大小跟质量和速度有关,因不知道物体的质量,所以只根据速度无法判断物体动能的大小,故D错误。
故选:A。
影响动能大小的因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大;影响重力势能大小的因素:质量、被举的高度。质量越大,高度越大,重力势能就越大;影响弹性势能大小的因素是弹性形变的程度。
此题考查了具有弹性势能的条件、动能、势能的转化等知识点,是一道综合题,但难度不大。
6.【答案】A
【解析】解:
A、为了用电的安全,更换灯泡、搬动电器前应断开电源开关,故A正确;
B、使用测电笔时,手必须接触笔尾金属体,用笔尖接触被检验导线,才能辨别火线和零线,故B错误;
C、生活用水是导体,用湿手触碰用电器的开关易触电,故C错误;
D、家庭电路中各用电器是并联的,一个插座上同时使用多个大功率用电器,会造成干路电流过大,容易引起火灾,故D错误。
故选:A。
(1)更换灯泡、搬动电器前应断开电源开关;
(2)使用试电笔时,手只有接触笔尾金属体,测电笔才能使用;
(3)生活用水是导体;
(4)家庭电路中各用电器是并联的,一个插座上同时使用多个大功率用电器,会造成干路电流过大,引起火灾;
本题考查了安全用电时要注意的问题,是我们必须熟知的。
7.【答案】C
【解析】解:
A、B两盏灯并联接在同一电路中,由于并联电路中各支路两端电压相等,则根据I=UR可得:
RA:RB=UIA:UIB=IB:IA=2:1;
A、当A、B两盏灯串联接在同一电路时,由于串联电路中电流处处相等,则:IA:IB=1:1;故A错误;
B、根据I=UR可得:电压之比为:UAUB=IARAIBRB=1×21×1=21;故B错误;
C、电功率之比:PAPB=UAIAUBIB=2×11×1=21;故C正确;
D、产生热量之比:QAQB=IA2RAtIB2RBt=12×2×t12×1×t=21;故D错误。
故选:C。
(1)并联接在同一电路时,由并联电路电压特点和欧姆定律可得两电阻之比,
(2)串联接在同一电路时,由串联电路电流特点可知通过两灯泡的电流之比,由U=IR可得电压之比,由P=UI可得电功率之比,由Q=I2Rt可得产生热量之比。
本题考查串联和并联电路特点、欧姆定律以及电功率公式的应用,熟练运用公式是关键。
8.【答案】B
【解析】解:
A、热传递改变物体内能的实质是内能的转移,不是温度的转移,故A错误。
B、将−10℃的冰块放在冰箱的0℃保鲜室中,一段时间后,冰块从冰箱中吸收热量,内能一定增加,故B正确。
C、“城市热岛效应”的产生主要是因为大量使用化石能源产生的二氧化碳造成的,故C错误。
D、由于热机在工作过程中总有能量损失,所以汽油机的效率不可能达到100%,故D错误。
故选:B。
(1)改变物体内能的两种方法:做功和热传递;做功是内能和其它形式能之间的转化;热传递时是热从一个物体转移到另一个物体。
(2)物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做内能,内能与物体的温度有关,温度升高,内能增大。
(3)热岛效应是由于大量使用化石能源造成的。
(4)任何能量转化过程都伴随能量的损失,所以转化效率不可能达到100%。
本题考查热传递的实质、改变内能的方法、热岛效应的成因以及热机的效率等知识,属于综合性题目。
9.【答案】A
【解析】解:ABC、当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,电路中的总电阻变大,
由I=UR可知,电路中的电流变小,
由U=IR可知,滑片不动时,变阻器两端电压变小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,定值电阻两端的电压变大,
因探究“一段电路中电流跟电阻的关系”时,应控制电阻两端电压不变,
所以,应调节滑动变阻器的滑片增大接入电路中的电阻,减小电路中的电流,即将变阻器滑片适当向右移动,故A正确,BC错误;
D、在电池节数不变、A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω时,电压表的示数已经增大了,若适当的加电池的节数,滑片不动时,增加电池的节数,会使电阻两端的电压更大,故D错误。
故选:A。
探究“一段电路中电流跟电阻的关系”时,应控制电阻两端电压不变,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,电路中的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流变化和滑片不动时变阻器两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端电压的变化,然后判断电阻两端电压变化时电路中电流的变化,进一步判断滑片移动的方向。
研究导体中的电流与电阻的关系,需要保证导体两端的电压不变是此题的突破点。
10.【答案】D
【解析】解:AB、由I=UR可得,两电阻两端允许加的最大电压分别为:
,,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,甲、乙并联时,电源的最大电压,
此时通过甲电阻的电流,通过乙电阻的电流,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路中允许通过的最大电流:
,故A错误;
允许乙的最大功率:
,故B错误;
CD、因串联电路中各处的电流相等,且甲乙允许的最大电流分别为1A、0.6A,
所以,甲、乙串联时电路的最大电流,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,允许电源最大电压:
,故C错误;
允许甲的最大功率:
,故D正确。
故选:D。
(1)根据欧姆定律求出两电阻两端允许加的最大电压,根据并联电路的电压特点可知,两电阻并联时,并联电路两端允许加的最大电压为较小的一个,然后由欧姆定律求出通过两电阻的电流,再根据并联电路的电流特点求出干路的最大电流,利用P=UI求出允许乙的最大功率;
(2)两电阻串联时,根据串联电路的电流特点可知,两电阻串联时电路允许通过的最大电流为两个允许通过最大电流的较小值,然后根据电阻的串联和欧姆定律求出电路两端允许加的最大电压,利用P=UI=I2R求出允许甲的最大功率。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是知道串联时允许通过的最大电流为两个额定电流中最小的一个,两只电阻并联时最大电压也选最小的。
11.【答案】高压 220 60
【解析】解:
在输送功率一定时,电压越高,电流越小,输送过程中能量损失越小,所以从发电站到用电区采用高压输电;
据课本知识可知,我国家庭电路电压是220V,所以上海家庭电路的电压是220V;
“5(60)A”中,“60A”表示电能表平时工作时允许通过的最大电流为60A。
故答案为:高压;220;60。
(1)根据P=UI,在输送功率一定时,电压越高,电流越小,根据Q=I2Rt,电阻一定,通电时间一定时,电流越小,电热越少,输送过程中能量损失越小,所以从发电站到用电区采用高压输电;
(2)家庭电路的电压是220V,用电器的额定电压是220V;
(3)电能表“5(60)A”中,5A是指电能表的标定电流,表示电能表平时工作时允许通过的最大电流。
本题考查了家庭电路的电压和高压输电、电能表参数的掌握与应用,是一道基础题目。
12.【答案】50.60
【解析】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)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:
U2=U−U1=3V−1V=2V,
由I=UR可得,R2的阻值:
R2=U2I=2V0.4A=5Ω;
(2)若将滑动变阻器R1的滑片移到最右端,接入电路中的电阻为0Ω,电路为R2的简单电路,
此时电流表示数:
I′=UR2=3V5Ω=0.6A,
此时电压表被短路,其示数为0V。
故答案为:5;0.6;0。
由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压,根据欧姆定律求出R2的阻值;
(2)若将滑动变阻器R1的滑片移到最右端,接入电路中的电阻为0Ω,电路为R2的简单电路,根据欧姆定律求出电路中电流表的示数,根据电压表被短路可知其示数。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,是一道较为简单的应用题。
13.【答案】内能 图丙 1200
【解析】解:(1)如图,水蒸气将橡皮塞弹出去,此时水蒸气对外做功,内能转化为橡皮塞的机械能。
(2)热机是利用内能转化为机械能的装置,做功冲程中把内能转化为机械能。
由图可知:
甲图中进气门和排气门均关闭,活塞向上运动,则此冲程为压缩冲程;
乙图中进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,则此冲程为排气冲程;
丁图中进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,则此冲程为吸气冲程;
丙图中进气门和排气门均关闭,在压缩冲程末火花塞点火,高温高压的燃气推动活塞向下运动,此时内能转化为机械能为做功冲程,故选图丙。
(3)热机完成1个工作循环,要经过4个冲程,燃气对外做功1次,飞轮转动2周;所以,若汽油机飞轮转速是2400r/min,则1min完成4800个冲程,即完成1200个工作循环,对外做功1200次。
故答案为:内能;图丙;1200。
(1)图1所示的实验气体膨胀做功,气体的内能转化为瓶塞的机械能;
(2)根据进气门和排气门的关闭、打开状态以及活塞运动方向可判断各图分别是什么冲程;
(3)热机完成一个工作循环,要经过4个冲程,燃气对外做功1次,活塞往返2次,飞轮转动2周,根据这个比例关系可以求出答案。
本题考查了热机的工作原理、汽油机的四冲程判断等知识,属于对基础知识的考查。
14.【答案】负 排斥 C
【解析】解:
(1)电子带负电;因同种电荷相互排斥,所以乙中自由电子会受到带负电的物体甲的排斥力;
(2)将图中的物体甲换成带正电的物体,因异种电荷相互吸引,所以乙中自由电子会受到带正电的物体的吸引,移动到导体乙的a端,使a端带负电,而b端因失去电子(失去负电荷)而带正电,故C符合题意,AB不合题意。
故答案为:①负;排斥;(2)C。
电子带负电;同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,据此结合题意解答。
本题考查电子的带电情况以及电荷之间的相互作用规律,难度不大。
15.【答案】0.6322.4
【解析】解:(1)若只闭合S1和S2时,定值电阻R1和灯泡串联,电压表测量灯泡两端的电压,电压表示数是2V,由图象知,灯泡电流是0.6A,即此时电路电流是0.6A。
(2)若只闭合S1和S3时,定值电阻R2和灯泡串联,电压表测量灯泡两端的电压,电压表示数是4V,由图象知,灯泡电流为0.8A,即此时电路电流是0.8A,电源电压是8V,根据串联电路总电压等于各串联导体两端电压之和,所以定值电阻R2两端的电压为:U2=U−UL=8V−4V=4V,
所以定值电阻R2的阻值为:R2=U2I=4V0.8A=5Ω,
10s内电流通过电阻R2产生的热量是:Q=I2R2t=(0.8A)2×5Ω×10s=32J。
(3)若将电压表换成电流表,闭合S1、S2和S3,时,定值电阻R1和R2并联,电流表测量干路电流,
电源电压是8V,
所以通过定值电阻R1的电流为:I1=UR1=8V10Ω=0.8A,
所以通过定值电阻R2的电流为:I2=UR2=8V5Ω=1.6A,
故电流表示数为:。
故答案为:0.6A;32;2.4。
(1)若只闭合S1和S2时,定值电阻R1和灯泡串联,电压表测量灯泡两端的电压,电压表示数是2V,由图象知,灯泡的电流即电路电流。
(2)若只闭合S1和S3时,定值电阻R2和灯泡串联,电压表测量灯泡两端的电压,由图象找出灯泡电流,根据串联电路电压和电流特点求出定值电阻R2的电压和电流,根据欧姆定律求出定值电阻R2的阻值,根据焦耳定律求出10s内电流通过电阻R2产生的热量。
(3)若将电压表换成电流表,闭合S1、S2和S3时,定值电阻R1和R2并联,电流表测量干路电流,先根据欧姆定律求出各支路电流,然后根据并联电路电流特点求出干路电流,即电流表示数。
本题通过开关的闭合和断开,以及电流表代替电压表,改变电路连接方式,然后根据欧姆定律和串联电路、并联电路中电压和电流特点求解。
16.【答案】1.260.45W∼1.25W
【解析】解:
(1)闭合S1和S2,断开S3时,滑动变阻器与R2串联,
因为串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,则电路的总电阻:
;
电路消耗的电功率;
(2)断开S1,闭合S2、S3,滑动变阻器与R1、R2串联,电压表测R两端的电压,
则R12=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω;
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以R1、R2两端的电压:U12=U−UR=6V−1V=5V,
此时电路中的电流:I′=U12R12=5V30Ω=16A,
根据I=UR可得:
滑动变阻器接入电路中的阻值:R′′=URI″=1V16A=6Ω;
(3)闭合所有开关,由于对R1短路,则滑动变阻器与R2串联,电压表测R两端的电压,根据滑动变阻器和R2允许通过的最大电流确定电路中的最大电流,利用P=I2R求出电阻R2消耗的最大电功率;当电压表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中电流最小,R2两端的电压最小,根据电阻的串联求出R2两端的电压,利用P=U2R求出电阻R2消耗的最小电功率。
因为串联电路中各处的电流相等,且滑动变阻器允许通过的最大电流为0.25A,电阻R2允许通过的最大电流为0.4A,
所以电路中的最大电流为0.25A,此时R2消耗的最大电功率:
;
当电压表的示数时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中电流最小,R2两端的电压最小,
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以两端的电压:,
R2消耗的最小电功率:
。
故答案为:1.2;6;0.45W∼1.25W。
(1)闭合S1和S2,断开S3时,滑动变阻器与R2串联,根据电阻的串联特点求出电路中的电阻,根据P=U2R求出电路消耗的电功率;
(2)断开S1,闭合S2、S3,滑动变阻器与R1、R2串联,电压表测R两端的电压,利用串联电路的特点求出R1、R2两端的总电阻;利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中电流,最后根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的阻值;
(3)闭合所有开关,由于对R1短路,则滑动变阻器与R2串联,电压表测R两端的电压,当电路中的电流最大时滑动变阻器接入电路的电阻最小,根据滑动变阻器和R2允许通过的最大电流确定电路中的最大电流,利用P=I2R求出电阻R2消耗的最大电功率;当电压表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中电流最小,R2两端的电压最小,根据电阻的串联求出R2两端的电压,利用P=U2R求出电阻R2消耗的最小电功率。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据开关的断开和闭合判断出电路的连入方式和电路中最大、最小电流的确定。
17.【答案】解:经分析可知,L1、L2并联,开关位于干路,变阻器与灯泡L1串联,且电压表与L1并联,
从电源的正极出发,依次串联灯泡L2、开关回到电源的负极,变阻器的左下方接线柱与任意上方接线柱与L1串联后并联在L2两端,最后把电压表并联在L1两端,如下图所示:
【解析】由题意可知,L1、L2并联,开关控制整个电路,说明开关位于干路;滑动变阻器向右滑动时灯泡L1变暗,电压表测L1电压,说明变阻器与灯泡L1串联,且左下方必须接入电路中、电压表与L1并联,据此根据电流流向法、按先串并联的原则进行解答。
本题考查了根据题意连接实物图,正确得出电路中各元件的连接方式和位置是关键,要注意一般电路图可以根据电流流向法、按先串并联的原则进行解答。
18.【答案】解:用户线进入用户,火线首先进入保险丝,由图可知中间的线是零线,最上面的是火线,最下面的线是地线。
三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。
带开关的灯泡的接法:火线首先进入开关,再进入灯泡,零线直接进入灯泡。
故答案为:
【解析】(1)首先分析三根线,哪根是火线,哪根是零线,哪个是地线。
(2)开关控制灯泡时,火线首先进开关,然后再进入灯泡,零线直接进入灯泡。这样连接,在更换灯泡时,断开开关,切断了火线,操作更安全。
(3)三孔插座的接法:上孔接地线,在金属外壳的用电器漏电时,人接触金属外壳的用电器时,地线把人体短路,防止出现触电事故。左孔接零线,右孔接火线。
本题的三孔插座、两孔插座、灯泡的接法在习题中经常出现,一定要掌握。
三孔插座的接法有一个窍门:上孔接地线可以理解成“上帝”。左孔接零线可以理解成“书写0、1、2、3…时,左端从0开始”。
19.【答案】小球 大 大 起点位置的高度 控制变量法
【解析】解:(1)该实验研究的主要对象是小球,研究的是小球动能大小的影响因素;
(2)小球从平滑斜面上由静止开始向下运动,重力势能转化为动能,起点位置越高,重力势能越大,到达斜面底端时的动能越大,速度越大;
(3)小球撞击木块,木块运动的距离越长,表明小球对木块做功越多,说明小球具有的动能越大;
(4)探究物体动能大小跟质量的关系时,采用的是控制变量法,需要控制物体的质量不同,速度相同,即需要控制小球的起点位置的高度相同。
故答案为:(1)小球;(2)大;(3)大;(4)起点位置的高度;控制变量法。
(1)本实验中,是研究小球动能大小的影响因素;
(2)整个过程中重力势能转化为动能,机械能守恒。动能与速度和质量有关,质量不变时,当动能越大,速度就越大;
(3)此实验把动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离,距离越远表明小球的动能越大;
(4)动能的决定因素有两个:质量和速度,要利用控制变量法去研究。
明确本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法,反映动能多少时运用了转换法。
20.【答案】比热容 电流和通电时间相同,电阻越大,电流产生的热量越多 不可行 能 水吸收的热量多,而升高的温度小
【解析】解:(1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,小明选用煤油而不用水做实验,主要是由于水的比热容大于煤油的比热容,吸收相同的热量,温度变化不明显;
(2)实验中,两烧瓶串联,电流相同,通电时间相同,B温度计的示数比A温度计的示数升高得快,产生热量多,由此可得出结论:通过导体电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多;
(3)探究电热与电流的关系时,需要控制电阻和通电时间得相同,而两个烧瓶中电阻丝的阻值是不相等的,故小明的操作不可行;
(4)小明将乙烧瓶内的煤油换成等质量的水,闭合开关,通电一段时间后,由(2)知乙中的水产生的热量多,但发现温度计A升高的示数大于温度计B升高的示数,说明煤油的温度变化大,根据Q=cm△t知能确定水的比热容比煤油的比热容大。
故答案为:(1)比热容;(2)电流和通电时间相同,电阻越大,电流产生的热量越多;(3)不可行;(4)能;水吸收的热量多,而升高的温度小。
(1)吸收相同的热量在较短的时间内温度升高快的液体比热容较小,要想在较短的时间内达到明显的实验效果,所选液体的比热容应较小;
(2)通过比较温度计示数的变化情况和电阻的大小关系得出结论;
(3)探究电热与电流的关系时,找出需要控制的变量,再结合图示选择出合适的电阻丝;
(4)使相同质量的不同物质吸热相同,根据△t=Qcm比较温度的变化,温度变化越大(小),比热容越小(大),若质量相同,吸收热量多,温度变化却小,也能说明温度变化小的比热容大。
本题通过焦耳定律的实验重点考查学生对控制变量法、转换法的掌握和应用,以及学生分析实验现象得出结论的能力;控制变量法为物理实验中的常用方法,应重点掌握。
21.【答案】小 1.0横截面积(粗细)c、d 长 小 控制变量法(转换法
【解析】解:
(1)实验中通过电流表示数大小反映导线电阻的大小,电流表示数越大,说明导线的电阻越小;
(2)图乙中,电流表的量程为0−3A,分度值为0.1A,示数为1.0A;
(3)①由题可知,导线a、b的材料、长度都相同但粗细(横截面积)不同,b的横截面积较大,选导线a、b是为了探究导线电阻的大小与横截面积的关系;
探究导线电阻的大小与材料的关系,需要控制长度、横截面积都相同,而材料不同,故导线c、d符合要求;
②由表格中a、b的电流表数据可知:相同材料制成长度相同的导线横截面积越小,电阻越大;
由表格中a、c的电流表数据可知:相同材料制成横截面积相同的导线长度越长,电阻越大;
所以,由此可知:导线电阻的大小与导线的长度和横截面积都有关,用相同材料制成的导线长度越长,横截面积越小,电阻越大。
(4)影响导体电阻大小的因素较多,因此本实验要采用控制变量法;通过电流表示数大小反映导线电阻的大小,这是转换法的应用。
故答案为:(1)小;(2)1.0;(3)①横截面积(粗细); c、d;②长;小;(4)控制变量法(转换法)。
(1)在此实验装置中,运用转换法,电阻的大小通过比较电流表示数大小来判断;
(2)根据电流表的量程和分度值读出电流;
(3)影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积,用控制变量法分析解答即可;
(4)当探究影响导体电阻大小的因素时,运用控制变量法,控制其它的因素不变,只改变该因素看对电阻的影响。
物理学中对于多因素的问题,常常采用控制因素的办法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法,一定要掌握控制变量法。
22.【答案】50Ω1Ac0.65S1 2.5VR0 。
【解析】解:(1)电源电压恒为6V,小灯泡额定电压,正常发光电阻约为10Ω,由欧姆定律可得灯的额定电流约为:,
由串联电路的规律及欧姆定律,此时变阻器连入电路的电阻:,实验应选择规格为50Ω1A的滑动变阻器;
(2)若a或b断了,则整个电路断路,灯泡不发光,两表都没有示数,不符合题意;若c断路,电路为通路,小灯泡发光,电流表有示数,电压表没有连入电路中,电压表无示数,符合题意,故可能是导线c断了;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.26A,则小灯泡的额定功率为:;
(4)实验步骤:
①只闭合开关S和S1,调节滑片P,使电流表示数为2.5VR0;
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,由欧姆定律和并联电路电压的规律,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:IL=I−2.5VR0,小灯泡的额定功率表达式为:。
故答案为:(1)50Ω1A;(2)c;(3)0.65;(4)①2.5VR0;②S1;③。
(1)小灯泡额定电压,正常发光电阻约为10Ω,由欧姆定律求出灯的额定电流,由串联电路的规律及欧姆定律得出此时变阻器连入电路的电阻,确定实验应选择的滑动变阻器;根据灯的额定电压为2.5V确定电压表选用小量程与灯并联;
(2)逐一分析每个选项,找出符合题意的答案;
(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数,根据P=UI求出小灯泡的额定功率;
(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R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I1=2.5VR0时,由并联电路电压的规律,灯的电压为2.5V,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。
本题测量小灯泡额定电功率的实验,考查器材选择、故障分析、额定功率计算及设计方案测额定功率的能力,最后一问难度较大。
23.【答案】化学 内 不变
【解析】解:(1)汽油在燃烧的过程中,将化学能转化为内能;热值是燃料的一种特性,其大小与质量无关,所以汽油用掉一半时,热值不变;
(2)汽车百公里耗油的体积:V=8L=8dm3=8×10−3m3,
所消耗汽油的质量:m=ρV=0.75×103kg/m3×8×10−3m3=6kg,
汽油完全燃烧放出的能量:
Q=mq=6kg×4.5×107J/kg=2.7×108J;
(3)汽车的速度:v=90km/h=25m/s,
在一百公里内发动机做的功为:
W=Pt=P×sv=25×103W×100×103m25m/s=1×108J;
(4)发动机的效率
η=WQ=1×108J2.7×108J×100%≈37%。
解:(1)化学;内;不变;
(2)8L汽油完全燃烧放出的热量是2.7×108 J;
(3)行驶100km时间内发动机所做的功为1×108 J;
(4)发动机的热机效率是37%,
(1)燃料燃烧的过程,是化学能转化为内能的过程;热值是燃料的一种特性,其大小只于燃料的种类有关;
(2)先利用m=ρV求出汽油的质量,再利用Q=mq求汽油完全燃烧放出的热量;
(3)利用v=st求出汽车行驶100km所用的时间,再再利用W=Pt求行驶100km时间内发动机所做的功;
(4)热机的效率是指热机用来做有用功的能量与所消耗的燃料完全燃烧放出的热量之比。
本题考查密度公式、速度公式、燃料完全燃烧放热公式、功率公式、效率公式的应用。涉及到的知识点较多,有一定的拔高难度,属于难题。
24.【答案】解:(1)当开关S1、S2、S3均闭合时,R1短路,灯L与R0并联,电流表测干路电流,
因为灯L正常发光,则有:;
(2)由P=UI得,通过小灯泡电流:
IL=PLUL=3W6V=0.5A;
根据并联电路电流的规律知,通过R0电流为:
I0=I−IL=0.75A−0.5A=0.25A,
由I=UR可得,定值电阻R0的阻值:
R0=U0I0=6V0.25A=24Ω;
(3)当开关S1闭合,S2和S3断开时,灯L与R1串联,
由I=UR可得,小灯泡电阻:
RL=UL2PL=(6V)23W=12Ω;
电路总电阻:
,
电路消耗的功率:
。
答:(1)电源电压为6V;
(2)定值电阻R0的值为24Ω;
(3)当S1闭合,S2、S3断开时,电路消耗的功率是0.9W。
【解析】(1)当开关S1、S2、S3均闭合时,R1短路,灯L与R0并联,小灯泡恰好正常发光,由此可求得电源电压;
(2)根据欧姆定律可求得通过小灯泡的电流,再根据并联电路的电流规律可求得通过R0的电流,然后根据欧姆定律可求得电阻R0的值;
(3)当开关S1闭合,S2和S3断开时,灯L与R1串联,根据小灯泡L标有“6V3W”字样求得小灯泡的电阻,然后可求得电路中的总电阻,然后利用P=U2R可求得电路消耗的功率。
此题涉及到并联电路的电流规律,欧姆定律公式及其变形的应用,串联电路的电流特点,电功的计算等多个知识点,是一道综合性较强的题目。
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