
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江苏省2021-2022学年九年级(上)期末物理复习试卷2(含解析)
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江苏省2021-2022学年九年级(上)期末物理复习试卷(2)
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分.每小题给出的四个选项中只有一个正确)
1.(2分)如图所示,正在使用的简单机械中,一定费力的是( )
A.订书机 B.镊子 C.定滑轮 D.动滑轮
2.(2分)下列图示中,不能让完好的小灯泡点亮的连接方法是( )
A. B. C. D.
3.(2分)如图所示,一个玩具弹簧放在斜面(倾角约30°)上端,将弹簧弯曲一定程度后释放,我们会观察到弹簧不断向下翻滚。在弹簧向下运动的过程中,发生转化的机械能有( )
A.弹簧的弹性势能和重力势能
B.弹簧的弹性势能和动能
C.弹簧的重力势能和动能
D.弹簧的弹性势能、动能和重力势能
4.(2分)如图所示,在盛有冷水和热水的烧杯中各滴入一滴红墨水,观察到红墨水在热水杯中扩散的快。关于这一实验的目的,下列说法正确的是( )
A.比较烧杯内水的内能大小
B.比较两滴墨水的内能大小
C.说明分子无规则运动的剧烈程度与温度有关
D.说明热量可以从高温物体传递给低温物体
5.(2分)小明设计了如图所示的电路来探究“影响导体电阻大小的因素”,连接完电路后,他发现手边只有一根金属丝,则他只能够完成的探究是( )
A.导体的电阻与导体横截面积的关系
B.导体的电阻与导体长度的关系
C.导体的电阻与导体的长度和横截面积的关系
D.导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料的关系
6.(2分)为了比较小红和小华谁上楼时的功率大。同学们设计了如下的一些方案:
①测出二人的质量、爬楼用的时间和爬楼的高度。
②保证爬楼的时间相同,测出二人的质量、爬楼的高度。
③保证爬楼的高度相同,测出二人的质量、爬楼的时间。
其中可行的是( )
A.只有① B.只有①② C.只有②③ D.①②③都可以
7.(2分)设计一个病房呼叫电路,要求:按下病人床头开关,值班室的电铃会响,对应床头灯亮,提醒护士哪位需要护理。下列电路设计最合理的是( )
A. B.
C. D.
8.(2分)小明将铁丝快速弯折十余次,铁丝弯折处的温度会升高,以下四个事例中能量转化与之相同的是( )
A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
9.(2分)测电笔是电工必备的检测设备,其结构如图所示。关于它的使用,以下说法错误的是( )
A.测电笔内部的高电阻、氖管、弹簧及笔尾只能按照如图所示的次序顺次装入测电笔中
B.当笔尖接触导线时,绝不允许用手或身体的其他部位再去接触笔尾
C.使用测电笔时,要保证导线、测电笔、人体与大地构成回路
D.一般来说,我们从氖管是否发光可以判断笔尖是否接触的是火线
10.(2分)如图所示电路,闭合开关S1、S2,下列对电路的分析正确的是( )
A.L1与L2串联
B.电流表A1测L1的电流
C.当开关S2断开时,通过L1的电流变小
D.当开关S2断开时,电流表A2的示数变小
11.(2分)图乙是根据图甲的电路,由实验测得的数据绘制的灯泡L及滑动变阻器R'的I﹣U关系图象,灯泡L的额定电压为2.5V.则关于此实验,下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.小灯泡的额定功率为0.25W
C.灯泡正常发光时变阻器连入电路的电阻为2Ω
D.当小灯泡的实际功率与滑动变阻器消耗的功率相等时,电路的总功率最大
12.(2分)如图所示,电源电压恒为6V,定值电阻R的阻值为10Ω,闭合开关后,使变阻器的阻值减小5Ω,电流表的示数变化了0.1A,则下列说法正确的是( )
A.电流表示数减小了0.1A
B.电压表示数减小了0.5V
C.变阻器的电功率减小了0.5W
D.定值电阻的电功率增加了0.7W
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共30分)
13.(3分)如图所示的甲、乙、丙三个电路中,器材均完好,且连接紧密。处于通路状态的是 图,处于断路状态的是 图,处于短路状态的是 图。
14.(2分)某同学用如图所示的实验装置估测酒精热值。他在烧杯中加入300g的水,将酒精灯放在电子台秤上,调整好装置后,点燃酒精灯。装置中温度计的作用是 ,电子台秤的作用是 。
第14题 第16题 第17题
15.(2分)当加在某导体两端的电压为5V时,通过该导体的电流为0.5A,则该导体的电阻为 Ω,若加在该导体两端的电压增大到12V,则该导体的电阻为 Ω,此时通过该导体的电流增加了 A。
16.(3分)如图所示的电路中,电源电压恒定。R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S后,在滑动变阻器的滑片P由b向a滑动的过程中,电流表A的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”,下同),电压表V2的示数 ,电压表V1的示数与电流表A的示数之比 。
17.(2分)用如图所示的装置,探究重力势能的大小与哪些因素有关时,为了更好地显示并比较重力势能的大小,甲同学想用橡皮泥代替沙子,乙同学想用海绵代替沙子,你认为更合适是 (选填“甲”或“乙”)的方法。为了探究重力势能与质量的关系,要让质量 (选填“相同”或“不同”,下同)的木块从高度 下落。
18.(3分)用如图所示的电路测量定值电阻的阻值。若被测电阻R0的阻值约为30Ω,实验桌上备有:可以提供3V、6V、9V、15V四种稳定直流电压的学生电源;电流表一只,有0~0.6A、0~3A两个量程;电压表一只,有0~3V、0~15V两个量程;滑动变阻器(50Ω2A)一只、开关一个;导线若干。
(1)实验中,滑动变阻器的主要作用是: 。
(2)为了减小测量过程中电表读数时的误差,要求在测量时,电表指针的示数大于量程的,则实验时电压表应选用 量程,电流表应选用 量程。
第18题 第19题
19.(2分)如图所示,某手机移动电源(俗称充电宝)有两个输出端,通过电源线可以单独或同时为手机充电,这两个输出端的连接方式是 联;用移动电源为手机充电时,手机在电路中相当于 。该充电宝上标有“电池能量74W•h”,若不计能量损失,则该充电宝可以为“额定电压3.7V,额定容量4000mA•h”的手机电池充满电 次。
(电池容量=放电电流×放电时间,例如,1mA•h是指以1mA的电流能连续工作1h)
20.(3分)在“设计和制作一个模拟调光灯”的活动中,提供的器材有:直流电源(电压恒为9V),小灯泡(2.5V0.5A)、灯座、开关、铅笔芯、电阻箱(0~9999Ω1A)各一,导线、金属回形针若干。
(1)小明设计并连接了如图甲所示的电路,小红认为在调节过程中为了避免烧坏小灯泡,可以用 替换铅笔芯接入电路,并调节其电阻至少为 Ω。
(2)小华觉得小红的设计还可以再改进,她设计了如图乙所示的电路。你认为该电路的优点是 。
21.(4分)用如图所示的装置探究“影响电流热效应的因素”,甲、乙、丙三个相同的容器内装有等质量的煤油,三根玻璃管液面相平。
(1)电流产生的热量不易直接测量,在实验中可以通过观察玻璃管中液面的 来比较甲、乙、丙容器内液体温度上升多少;
(2)在通电时间相同的情况下,通过对比观察 容器中的玻璃管液面变化情况可以探究电流产生的热量Q与电阻R的关系;
(3)在通电时间相同的情况下,乙容器中电阻丝产生的热量与丙容器中电阻丝产生的热量之比为 。
22.(6分)小红按照图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”。电源电压恒为3V,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器规格为“20Ω1A”,可供选择的定值电阻若干。
(1)首先,她选择R=5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片至适当位置,此时电流表的示数如图乙所示,则通过定值电阻R的电流为 A。
(2)接着,她断开开关,将5Ω的定值电阻更换成10Ω的定值电阻进行实验,闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数保持不变,此时电压表的示数应为 V。
(3)为了使实验结论更可靠,在前述实验的基础上,她还需要再多测几组数据,则她能够选择的定值电阻R的阻值范围是 Ω.(保留两位小数)
三、解答题(本题共8小题,共46分.其中第24、29小题应写出必要的解题过程)
23.(2分)按要求完成下列作图:如图甲所示,a图是一种新型开瓶器,b图是它的结构简图。该开瓶器可看作一个杠杆,O为其支点。请在b图中画出它工作时作用在A点的最小动力F1的示意图和阻力F2的力臂l2。
24.(2分)按要求完成下列作图:观察图乙中手电筒的结构,请在虚线框内画出它的电路图。
25.(8分)小红用图示装置探究滑轮组提升重物时的机械效率。下表是她设计的实验数据记录表格及所测的数据:
实验
序号
物重
G/N
物体上升
高度h/cm
手的拉力
F/N
1
2
10
1.0
30
2
3
10
1.4
30
3
6
10
2.5
30
(1)请将表格中信息补充完整:;
(2)小红在实验中所用动滑轮的重量最有可能是
A.0.9N B.1N C.1.2N D.1.5N
(3)请依据表格中数据,计算第3次实验时,滑轮组的机械效率;
(4)请分析小红的实验数据(写出分析过程),为提高该滑轮组提升重物时的机械效率,可以采取的措施是什么?
26.(7分)小明所在的小组正在实验室探究杠杆的平衡条件,器材有:铁架台、杠杆(带有长度刻度)、钩码、弹簧测力计。
(1)同学们先将杠杆挂在铁架台上,发现杠杆左端下沉,此时他们的操作应该是:将杠杆的平衡螺母向 调节(选填“左”或“右”),直到杠杆在水平位置平衡;
(2)小明用弹簧测力计正确测出1个钩码的重为0.5N后,选取2个钩码挂在杠杆左侧,将弹簧测力计倒挂在杠杆右侧并竖直向下拉,保持杠杆水平静止,如图甲所示。小组同学读出了弹簧测力计的示数,并记录了图甲中的 作为力臂长度。
(3)同学们改变钩码的数量、钩码悬挂的位置、弹簧测力计的悬挂位置,按照图甲的方式进行了多次实验,将测得的部分数据填在表格中(F1为弹簧测力计示数,F2为钩码重);
实验序号
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
2.8
5
1.5
10
2
1.8
10
2
10
3
2.8
10
2
15
①比较实验序号2和3的数据,可以得到的结论是: ;
②同学们分析数据后发现F1L1<F2L2,原因是 ;
(4)实验结束得到正确结论后,小明想到了一个新的探究问题:“若杠杆受到的动力或阻力不止1个,杠杆的平衡条件是什么呢?”小明所在的小组采用图乙的方法,使得杠杆再次处于水平平衡状态,请采用乙图中给出的力和力臂的符号,写出此时杠杆的平衡条件: 。
27.(7分)如图甲所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置。小华将初温和质量均相等的煤油和水分别装在相同的易拉罐中。用酒精灯加热并用玻璃棒不断搅拌,每隔0.5min测量一次温度,数据记录在下表中。
加热时间/min
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
温度
/℃
煤油
20.0
20.3
20.7
21.5
23.0
25.0
27.0
29.0
31.0
水
20.0
20.2
20.5
21.0
22.0
23.0
24.0
25.0
26.0
(1)实验中为了使单位时间内煤油和水吸热相同,应采用 (选填“同一”或“不同”)酒精灯加热,不断搅拌的目的是使煤油和水 。
(2)图乙中已经画出煤油温度随时间变化的图象,开始部分并不是直线,导致此现象的原因是除煤油外还有 吸收热量。为尽量减小这种影响,写出一种改进方法: 。
(3)根据上表实验数据,在图乙中画出水的温度随时间变化的图象。分析图象可知:当煤油和水升高相同温度时, 需要吸收的热量更多;煤油和水的比热容之比大约为 。
28.(4分)在学习“电压”内容时,小明做了如下的探究。
(1)为了“探究串联电路电压的特点”,小明设计了如图甲所示的电路,按照电路进行连接,闭合开关后,用电压表分别测出AC、AB、BC两点间的电压,并更换不同规格的灯泡,进行了多次测量,实验数据如下表:
实验序号
UAC/V
UAB/V
UBC/V
1
2.00
1.35
0.65
2
1.95
1.55
0.40
3
1.91
1.20
0.70
实验中,小明更换不同规格的灯泡,进行多次测量的目的是 ,分析小明所得的实验数据,可以得出串联电路电压的特点是: 。
(2)小明还对电池串、并联成电池组后,对用电器所能提供的电压做了进一步的探究,他利用若干相同的旧干电池和一只电压表、一只小灯泡、一只开关组成如图乙所示的电路。实验中改变电池的节数和连接方式,读出开关S断开和闭合两种情况下的电压表的示数,得到的数据如下表:
实验序号
电池连接方式
S断开时,
电压表的示数/V
S闭合时,
电压表的示数/V
1
单节旧电池
1.20
1.00
2
两节旧电池并联
1.20
1.11
3
三节旧电池并联
1.20
1.15
4
两节旧电池串联
2.40
1.90
5
三节旧电池串联
3.60
2.70
分析小明所得的实验数据,你认为下列说法错误的是 。
A.电池节数越多,对用电器所能提供的电压越小
B.为了增加对用电器所能提供的电压,电池可采用串联的方式
C.乙电路中,若将完全相同的4节旧干电池并联使用,灯泡L两端的电压可能为1.19V
D.乙电路中,若将完全相同的4节旧干电池串联使用,灯泡L两端的电压可能为3.4V
29.(8分)图甲是小明在“测量小灯泡的电功率”时连接的电路。其中电源电压为6V,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到 端(选填“A”或“B”)。
(2)开关闭合时,小明发现电压表指针迅速偏到最大值,小灯泡却没亮,则电路中出现的故障可能是: 。
(3)排除故障后,小明再次闭合开关,发现电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向移动 (选填“A”或“B”)。
(4)小明依据所测数据,画出了小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象,如图丙所示,分析图象可知:
①小灯泡的额定功率是 W。
②小灯泡灯丝电阻是变化的,灯丝电阻变化的原因是 。
(5)小明想设计另一种方案测量小灯泡的额定功率。用一只5Ω的定值电阻替换图甲中的电流表后,按照如下的步骤操作:
①闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,使电压表的示数为小灯泡额定电压;
②保持滑片P位置不变,将电压表接在“a”接线柱的导线换接到“b”
按照小明的方案能否测出小灯泡的额定功率?请做出你的判断并简述理由。
你的判断是: ;理由是: 。
30.(8分)图甲是小红家买的一个家用电吹风,图乙是它的电路原理图。该电吹风工作时通过开关条的移动改变工作状态,开关处于图乙状态时吹热风。该电吹风铭牌的主要参数如下表。
型号
HP4820
额定功率
最大功率:1265W
最小功率:165W
额定电压
220V
频率
50Hz
(1)仔细观察图甲,回答下列问题:
①该电吹风的外壳是否为金属导体?请做出判断并说明理由。
②请给该电吹风写一条使用时的安全警示用语。
(2)该电吹风在额定电压下工作时:
①吹冷风时,通过电动机的电流是多大?
②吹热风时,电热丝工作时的电阻是多大?
(3)小红洗头后,用电吹风吹干头发时,先用热风挡吹了12min,再用冷风挡吹了20min。则一共消耗了多少电能?
答案与解析
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分.每小题给出的四个选项中只有一个正确)
1.【解答】解:
A、订书机在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
B、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
C、定滑轮实质为等臂杠杆,不省力也不费力;
D、动滑轮实质为动力臂等于二倍阻力臂的杠杆,是省力杠杆。
故选:B。
2.【解答】解:
ACD、灯丝的一端和电源的正极相连,灯丝的另一端和电源的负极相连,电路构成通路,灯泡发光。不符合题意;
B、灯丝的一端与电源的正负极相连,灯泡没有接入电路,电路是短路。灯泡不发光,符合题意。
故选:B。
3.【解答】解:玩具弹簧放在斜面上端,将弹簧弯曲一定程度后释放,弹簧沿斜面向下翻滚。
弹簧在运动过程中,质量不变,速度变大,动能变大;弹簧高度降低,重力势能变小;同时弹簧要恢复原来的形状,形变变小,故弹性势能变小。
综上分析可知,动能、重力势能和弹性势能都发生了转化。
故ABC错误,D正确。
故选:D。
4.【解答】解:
在分别盛有冷水和热水的杯中各滴入一滴红墨水,可以看到墨水在热水中扩散得快,由此说明分子无规则运动的剧烈程度与温度有关,故C正确。
故选:C。
5.【解答】解:一根金属丝,可以改变连入电路中金属丝的长度,将它对折可以改变金属丝的横截面积,但材料不能改变,根据控制变量法可知,只能探究导体的电阻与导体的长度和横截面积的关系,故C正确。
故选:C。
6.【解答】解:
因为人上楼的功率P===,所以要想比较功率的大小可以有三种不同的方法,即:
①测出二人的质量、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出功率进行比较;
②保证爬楼的时间相同,测出二人的质量、爬楼的高度,算出功率进行比较;
③保证爬楼的高度相同,测出二人的质量、爬楼的时间,算出功率进行比较,
因此,三种方案从理论上都可行。故ABC错误;D正确。
故选:D。
7.【解答】解:
A、图中开关、灯泡和电铃串联,只有两个开关都闭合电铃才会响,而且两灯都亮,无法区分是哪位病人需要护理;
B、图中两个支路各有一个开关和灯泡,但电铃在上面的支路上,下面支路开关闭合时灯亮,但铃不响;
C、图中两个支路上各有一个开关、灯泡和电铃,只要其中一个支路开关闭合,该支路的电铃响、灯泡亮,能区分是哪位病人需要护理;
D、图中两灯并联且两灯的支路上各有一个开关,电铃在干路上,任一支路上开关闭合时,该支路上灯亮,且电铃都响,能区分是哪位病人需要护理。
CD相比较,D图中只需要一个电铃,最合理。
故选:D。
8.【解答】解:
反复弯折铁丝,铁丝弯折处温度升高,机械能转化为内能,使铁丝内能增加;
甲、用力将活塞压下,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧,此过程机械能转化为内能;
乙、酒精燃烧后产生的高温高压的燃气,体积膨胀,对外做功,使盒盖飞出去,内能转化为盒盖的机械能;
丙、汽油机压缩冲程中,活塞压缩气缸内混合燃料,使燃料的内能增加,此过程机械能转化为内能;
丁、汽油机做功冲程中,的高温高压的燃气,体积膨胀,对外做功,内能转化为的机械能;
与弯折铁丝,使铁丝温度升高,能量转化相同的是甲和丙,故A正确。
故选:A。
9.【解答】解:
A、测电笔内部的高电阻、氖管、弹簧及笔尾按照如图所示的次序顺次装入测电笔中,串联的高电阻起分担电压的作用,故A正确;
B、当笔尖接触导线时,为了正确辨别火线和零线,要用手或身体的其他部位接触笔尾金属体,但不能接触笔尖,故B错误;
C、使用测电笔时,要保证导线、测电笔、人体与大地构成回路,若氖管发光的是火线,氖管不发光的是零线,故C正确;
D、一般来说,氖管发光说明笔尖接触的是火线,不发光说明接触的是零线,故D正确。
故选:B。
10.【解答】解:A、A1、L2、S2 三个元件在同一支路上,L1 单独在一个支路上,所以是并联电路,故A错误;
B、A1、L2在同一支路上,所以A1是测L2电流,故B错误;
C、当开关S2断开时,L2所在支路断路,电流变为0,而L1所在支路电流不受影响,故C错误;
D、当开关S2断开时,L2所在支路断路,电流变为0,而L1所在支路电流不受影响,所以干路电流变小,A2测干路电流,因此电流表A2的示数变小,故D正确。
故选:D。
11.【解答】解:
由图甲可知,灯泡L与变阻器R′串联,V1测L两端电压,V2测R′两端电压,电流表测电路中的电流。
若滑片向右移动,R′连入阻值变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电路中电流变小,根据串联电路分压原理可知,此时R′两端电压变大,L两端电压变小,由此可知,图线B是R′的电流与电压的关系图象,图线A为L的电流与电压的关系图象,
A、因为串联电路中电流处处相等,则由图象知,当电路中电流为0.2A时,灯与滑动变阻器两端的电压都为1.5V,
由串联电路的电压特点可得,电源电压:U=UL+U′=1.5V+1.5V=3V,故A错误;
B、灯泡L的额定电压为2.5V,由图线B可知,当灯泡电压为2.5V时,通过的电流为0.25A,所以灯泡的额定功率:P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W,故B错误;
C、灯正常发光时,滑动变阻器两端的电压UR=3V﹣2.5V=0.5V,
由I=可得滑动变阻器连入电阻R===2Ω,故C正确;
D、由电路图可知,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电路中电阻最小,此时电流最大,电源电压不变,根据P=UI知此时总功率最大,故D错误。
故选:C。
12.【解答】解:
由图可知,变阻器R变与R串联在电路中,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流;
A、使变阻器的阻值减小5Ω,根据串联电路的电阻特点可知总电阻变小,由于电源电压不变,根据I=可知电路中电流变大,所以电流表示数变化了0.1A,应是增大0.1A,故A错误;
B、设原来变阻器接入电路的阻值为R变,变阻器的阻值减小5Ω后,此时变阻器接入电路的阻值为R变﹣5Ω,
由题意可知:△I=I2﹣I1=0.1A,
根据欧姆定律和电阻的串联可得:﹣=0.1A,
即﹣=0.1A,
解得:R变=10Ω,R变=﹣25Ω(舍去),
所以,I1===0.3A,
I2===0.4A,
则电压表示数的变化量:
△U变=I2(R变﹣5Ω)﹣I1R变=0.4A×(10Ω﹣5Ω)﹣0.3A×10Ω=﹣1V,
即电压表示数减小了1V;故B错误;
C、变阻器的电功率减小了:
△P变=I12R变﹣I22(R变﹣5Ω)=(0.3A)2×10Ω﹣(0.4A)2×(10Ω﹣5Ω)=0.1W,故C错误;
D、定值电阻电功率的增大量:
△P1=I22R﹣I12R=(0.4A)2×10Ω﹣(0.3A)2×10Ω=0.7W,故D正确。
故选:D。
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共30分)
13.【解答】解:甲图因为开关是断开的,因此该电路为开路状态;
乙图开关闭合后导线将电源的两极连在一起,因此该电路为电源短路;
丙图电路处处连通,并且灯泡可以正常发光,因此该电路为通路。
故答案为:丙;甲;乙。
14.【解答】解:某同学用如图所示的实验装置估测酒精热值。他在烧杯中加入300g的水,将酒精灯放在电子台秤上,调整好装置后,点燃酒精灯。装置中温度计的作用是测量水的温度;电子台秤的作用是测量酒精的质量。
故答案为:测量水的温度;测量酒精的质量。
15.【解答】解:由I=可得,该导体的电阻:
R===10Ω,
因电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,
所以,若加在该导体两端的电压增大为12V时,导体的电阻仍为10Ω不变,
此时通过导体的电流:
I′===1.2A,
则通过该导体的电流增加了:△I=I′﹣I=1.2A﹣0.5A=0.7A。
故答案为:10;10;0.7。
16.【解答】解:由图知,闭合开关,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测定值电阻R1的电压,V2测滑动变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器的滑片P由b向a滑动的过程中,滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路总电阻变小,电源电压不变,由I=知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;
(2)电阻R1的阻值不变,通过的电流增大,由U=IR知,R1两端电压增大,即电压表V1示数变大;
因串联电路的总电压等于各电阻两端电压之和,所以变阻器R2两端的电压变小,即电压表V2示数变小;
(3)由欧姆定律可知,电压表V1的示数与电流表A的示数之比等于定值电阻R1的阻值,所以该比值不变。
故答案为:变大;变小;不变。
17.【解答】解:
用橡皮泥代替沙子时,橡皮泥发生的是塑性形变,撤去物体后,不会恢复原状,方便测量;而海绵发生弹性形变,撤去物体后,会恢复原状,不方便测量;所以应选甲同学的方法。
实验中为了探究重力势能与质量的关系,根据控制变量法可知,应让质量不同的物体从相同的高度由静止落下;
故答案为:甲;不同;相同。
18.【解答】解:
(1)为了比较准确地测出电阻R0的阻值,要取多次测量的电阻平均值以减小误差,需要用滑动变阻器改变电阻的电压和电流;
(2)在几次测量中,电表指针的示值大于量程的,若按此要求,我们先看看在使用电流表各个量程时,电路中的电流情况:
若使用0~0.6A量程,电路中的电流应大于0.6A×=0.4A;
若使用0~3A量程,电路中的电流应大于3A×=2A;
由于被测电阻的阻值大约30Ω,电流表若用0~0.6A量程,由欧姆定律可知,则被测电阻两端电压大于:
U1=I1R0=0.4A×30Ω=12V;
电流表若用0~3A量程,则被测电阻两端电压大于:
U2=I2R2=2A×30Ω=60V;
由已知条件可知,电源电压应该选择15V,则电压表选择0~15V量程;
如果电源电压为15V,由欧姆定律可知,通过电阻的最大电流约为:
I大===0.5A,即电流表选择0~0.6A。
故答案为:(1)改变电阻的电压和电流;(2)0﹣15V;0﹣0.6A。
19.【解答】解:①“充电宝”可以单独或同时为手机充电,两个手机间互不影响,所以两个输出端的连接方式是并联;
用移动电源为手机充电时,手机消耗电能,则手机相当于电路中的用电器;
②额定电压3.7V,额定容量4000mA•h”的手机电池充满电,电流做的功:
W=UIt=3.7V×4000×10﹣3A•h=3.7V×=53280×4A×3600s=53280J;
充电宝上标有电池能量74W•h”,
W′=Pt=74W×1×3600s=266400J,
故该充电宝可以为“额定电压3.7V,额定容量4000mA•h”的手机电池充满电次数:
n===5(次)。
故答案为:并;用电器;5。
20.【解答】解:(1)电源电压为9V,灯的额定电压为2.5V,额定电流为0.5A,因铅笔芯的电阻较小,故在调节过程中为了避免烧坏小灯泡,可以用电阻箱替换铅笔芯接入电路,根据串联电路的规律和欧姆定律,其电阻至少为:
R====13Ω;
(2)如图乙所示的电路中,铅笔芯与灯并联后再与电阻箱串联,通过连续改变铅笔芯连入电路中的电阻大小,从而连续改变灯与铅笔芯两端的电压,故该电路的优点是可连续改变调光灯的亮度。
故答案为:(1)电阻箱;13;(2)可连续改变调光灯的亮度。
21.【解答】解:(1)电流产生的热量不易直接测量,在实验中可以通过观察玻璃管中液面的高度来比较甲、乙、丙容器内液体温度上升多少;
(2)上图中,甲、乙电阻丝串联后与丙电阻丝并联。研究Q与R的关系,要控制通过时间和电流相同,根据串联电路各处的电流都相等,甲、乙容器中电阻丝的电流相同,而电阻大小不同,故在通电时间相同的情况下,通过对比观察甲、乙容器中的玻璃管液面变化情况可以探究电流产生的热量Q与电阻R的关系;
(3)根据并联电路电压的规律,甲乙两电阻丝的电压等于丙电阻丝的电压U,根据电阻的串联规律,甲乙串联的总电阻为:R甲乙=10Ω+5Ω=15Ω,根据I=,在电压不变时,电流与电阻成反比,故通过甲、乙的电流与通过丙的电流之比为:
I乙:I丙=5Ω:15Ω=1:3;根据Q=I2Rt,在电阻和通电时间相同的条件下,乙容器中电阻丝产生的热量与丙容器中电阻丝产生的热量之比等于电流平方之比,即12:32=1:9。
故答案为:(1)高度;(2)甲、乙;(3)1:9。
22.【解答】解:(1)电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则通过定值电阻R的电流为0.4A;
(2)由欧姆定律,第1次实验的电压表示数为:
U=IR=0.4A×5Ω=2V;
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V;
(3)因电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,
所以,为了保证电路的安全,电路中的最大电流为0.6A,此时定值电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻都最小,
根据欧姆定律可得,此时电路中的定值电阻最小为:
R小==≈3.33Ω;
电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
U滑=U﹣UV=3V﹣2V=1V,
定值电阻的电压为变阻器分得的电压的=2倍,根据分压原理,当滑动变阻器的最大电阻为20Ω接入电路中时,定值电阻的最大值为:2×20Ω=40Ω,故在前述实验的基础上,她还需要再多测几组数据,则她能够选择的定值电阻R的阻值范围是3.33﹣40Ω。
故答案为:(1)0.4;(2)右;2;(3)3.33﹣40。
三、解答题(本题共8小题,共46分.其中第24、29小题应写出必要的解题过程)
23.【解答】解:
图中的起瓶器在打开瓶盖时,支点在O点,由支点O向阻力F2的作用线作垂线段,即为阻力臂L2。
由图知,阻力的方向斜向左下方,阻力有绕着O点顺时针转动的效果,为使杠杆平衡,则动力F1应绕着O点按逆时针方向转动,故动力F1的方向斜向右下方,作用点在A点,如图所示:
24.【解答】解:在手电筒中,按钮相当于开关,灯泡相当于用电器,干电池相当于电源,金属外壳和弹簧相当于导线,电路图如图:
25.【解答】解:(1)由图象知:由3段绳子承担物重,即s=3h,
根据表格数据知物体上升高度h=10cm,而最后一列为30,所以最后一列为“绳端移动距离s/m”;
(2)若不计摩擦力,
根据F=(G+G动)得,
带入第一组数据得:动滑轮的重力:G动=3F﹣G=3×1.0N﹣2N=1N,
由于摩擦力的存在,所以动滑轮的重力应该小于1N,故A符合题意,;
故选A;
(3)第3次实验的滑轮组的机械效率:η==×100%=×100%=80%;
(4)第1次实验的滑轮组的机械效率:η′==×100%=×100%=66.7%;
第2次实验的滑轮组的机械效率:η″==×100%=×100%=71.4%;
比较三次数据知物体越重,机械效率越高,所以要想提高机械效率,可以在动滑轮重力不变时,增加物体的重力。
故答案为:(1)绳端移动距离s/m;(2)A;(3)第3次实验时,滑轮组的机械效率为80%;(4)在动滑轮重力不变时,增加物体的重力可以提高机械效率。
26.【解答】解:
(1)同学们先将杠杆挂在铁架台上,发现杠杆左端下沉,说明杠杆的重心在支点的左侧,此时他们的操作应该是:将杠杆的平衡螺母向右调节,直到杠杆在水平位置平衡;
(2)因杠杆在水平位置平衡,且力的方向都沿竖直方向,根据力臂的定义,此时力的作用点与支点的距离即为力臂,故小组同学记录了图甲中的OA、OB的长度作为力臂长度。
(3)①比较实验序号2和3的数据,得出的结论是:
在动力臂、阻力不变时,动力随阻力臂增大而变大;
②图甲中将弹簧测力计倒挂在杠杆上,因弹簧测力计本身有重力,故测力计的示数小于正常的作用力大小,导致F1L1<F2L2;
(4)设1个钩码重为G,杠杆上一格的长度为l,
图乙中,右边力与力臂之积为:2G×6l=12Gl;
左边力与力臂之积分别为:F3l3=2G×5l=10Gl,F2l2=G×2l=2Gl;
故有:F3l3+F2l2=F1l1。
故答案为:
(1)右;(2)OA、OB的长度;(3)①在动力臂、阻力不变时,动力随阻力臂增大而增大;②将弹簧测力计倒挂在杠杆上,弹簧测力计本身有重力,导致测力计的示数偏小;(4)F3l3+F2l2=F1l1。
27.【解答】解:(1)选取同一酒精灯的目的是使单位时间内煤油油和水吸收的热量相同;实验中不断地用搅拌器搅拌,目的是使得物质受热均匀;
(2)加热过程中,石棉网会吸收热量,所以开始部分不是直线;为了减少这种影响,最好是用电加热器直接加热;
(3)根据描点法作图,如下红线所示:
分析图象可知:当煤油和水升高相同温度时,水加热时间长,故水需要吸收的热量更多;
由表中数据知,从2min﹣4min,两物质吸热相同,煤油升高8°C,水升高4°C,根据c=,在质量和吸热相同的情况下,比热容与升高的温度成反比,故煤油和水的比热容之比大约为:
=1:2。
故答案为:(1)同一;受热均匀;(2)石棉网;用电加热器直接加热;(3)水;1:2。
28.【解答】解:
(1)在物理实验中经常会出现多次测量,进行多次测量的目的有两种情况:一种是为了得到普遍规律,避免偶然性,另一种是求平均值,减小误差;
本实验通过对三次实验的分析可以得出结论:串联电路中总电压等于各部分电压之和;得到这一普遍规律,则多次测量的目的是避免偶然性;
(2)通过对实验3和4实验数据的对比,可以看出无论是串联还是并联,电池节数越多时,电源对用电器提供的电压都会增大,故A错误;
通过1、4、5三次实验看出,当电池串联时对用电器提供的电压增大明显,所以,为了增加对用电器所能提供的电压,可以采用串联,故B正确;
通过1、2、3三次实验看出,电池并联时对用电器提供的电压会增大,但都不会超过1.2V,所以4节旧干电池并联使用,灯泡L两端的电压可能为1.19V,故C正确;
通过1、4、5三次实验看出,电池串联时对用电器提供的电压会明显增大,所以,4节旧干电池串联使用,灯泡L两端的电压可能为3.4V,故D正确;
故选:A。
故答案为:(1)避免偶然性;串联电路中总电压等于各部分电压之和;(2)A。
29.【解答】解:(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处的B端;
(2)开关闭合时,小明发现电压表指针迅速偏到最大值,小灯泡却没亮,则电路中出现的故障可能是:灯泡断路。
(3)灯在额定电压下正常发光,图中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向A移动,直到电压表示数为额定电压;
(4)根据小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象:
①灯泡在额定电压表下的电流为0.2A,小灯泡的额定功率是:
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
②灯的电阻随温度的变化而变化,故小灯泡灯丝电阻是变化的;
(5)①闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,使电压表的示数为小灯泡额定电压;
②保持滑片P位置不变,将电压表接在“a”接线柱的导线换接到“b”,此时电压表测灯与定值电阻的电压,根据串联电路电压的规律,可得出定值电阻的电压,由欧姆定律可得出灯正常发光时的电流,根据P=UI可求出小灯泡的额定功率,故按照小明的方案能测出小灯泡的额定功率。
故答案为和:(1)B;(2)灯泡断路;(3)A;(4)①0.5;(5)②能;将电压表接在“a”接线柱的导线换接到“b”,此时电压表测灯与定值电阻的电压,根据串联电路电压的规律,可得出灯正常发光时的电流,根据P=UI可求出小灯泡的额定功率。
30.【解答】解:(l)①电吹风的外壳是绝缘体,否则会发生触电,所以电吹风的外壳不是金属导体;
②电吹风的外壳是绝缘体,当绝缘不符损坏后,有触电的危险,所以可以提出“请不要使用绝缘部分破损的电吹风机!”的安全警示用语;
(2)吹热风时电动机和电阻丝同时工作,吹冷风时只有电动机工作,
①吹冷风时,通过电动机的电流:
I冷===0.75A;
②电热丝的功率为:
P=P大﹣P小=1265W﹣165W=1100W,
吹热风时,电热丝工作时的电阻:
R丝===44Ω;
(3)热风挡消耗的电能:
W1=P大t1=1265W×12×60s=9.108×105J;
冷风挡消耗的电能为:
W2=P小t2=165W×20×60s=1.98×105J;
一共消耗的电能:W
总=W1+W2=9.108×105J+1.98×105J=9.108×105J;
冷风挡消耗的电能为:
W2=P小t2=165W×20×60s=1.1088×106J。
答:(1)①不是金属导体,因为外壳是金属导体时,使用时会发生触电;
②请不要使用绝缘部分破损的电吹风机;
(2)①吹冷风时,通过电动机的电流是为0.75A;
②吹热风时,电热丝工作时的电阻是44Ω;
(3)一共消耗了1.1088×106J的电能。
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