2022年河南省三门峡市渑池县中考物理模拟试卷(三)(word版含答案)
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一、单选题(本大题共6小题,共12.0分)
1. 2022年2月4日-20日第24届冬奥会在中国成功举办。中国运动员收获9金,创历史最佳战绩。如图是滑雪运动员从山上加速滑下的情景,下列说法中正确的是( )
A. 运动员加速下滑过程中动能增大
B. 运动员加速下滑过程中动能不变
C. 运动员加速下滑过程中重力势能增大
D. 运动员加速下滑过程中机械能不变
2. 与头发摩擦过的梳子可以吸引小纸片,下列说法正确的是( )
A. 梳子与头发摩擦时创造了电荷
B. 梳子若带负电荷,则小纸片带正电荷
C. 梳子若带负电荷,则头发带正电荷
D. 梳子若带负电荷,则梳子失去了电子
3. 下列物品中,在通常情况下都是绝缘体的是( )
A. 玻璃棒、橡胶棒 B. 铅笔芯、硬币
C. 金属勺、塑料尺 D. 陶瓷碗、盐水
4. 如图所示的家庭电路,下列说法正确的是( )
A. 灯泡与开关的连接符合安全用电原则
B. 两孔插座的连接符合安全用电原则
C. 用试电笔检测插座的右孔,氖管发光
D. 若保险丝熔断,则一定是短路引起的
5. 电磁波的频率与波长的大致分布如图所示,下列说法正确的是( )
A. 红外线属于可见光
B. 无线电波的波长比X射线的短
C. 电视机遥控器向电视机传播信号利用的是紫外线
D. 可见光与γ射线在真空中的传播速度相等
6. 关于信息、能源、材料的描述中,下列说法正确的是( )
A. 北斗卫星定位系统是利用超声波传递信息
B. 太阳能来源于太阳内部氢核的聚变反应
C. 未来可能制造出不消耗能量却能不断对外做功的机器
D. 集成电路上的芯片是利用超导材料制成的
二、多选题(本大题共2小题,共4.0分)
7. 如图所示,这是利用充电桩给电动汽车充电的情景,以下说法正确的是( )
A. 充电过程中,电动汽车上的锂电池相当于电路中的电源
B. 给电动汽车充电过程中,把电能转化为化学能
C. 从环保的角度分析,使用电动汽车可以减少大气污染
D. 充电桩与汽车相连的导线较粗是为了增加热量的产生
8. 如图甲所示的智能电梯,该电梯在有人乘坐时速度大、无人乘坐时速度小,这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图,R是一个压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小。下列说法正确的是( )
A. 电动机的原理为电流的磁效应
B. 无人乘坐时动触点与上方静触点接触
C. 有人乘坐时流过电磁铁的电流较小
D. 有人乘坐时电动机的电功率较大
三、填空题(本大题共6小题,共14.0分)
9. 英国物理学家______发现了电磁感应现象。根据这个发现,后来发明了______(选填“发电机”或“电动机”)使人类大规模用电成为可能。
10. 如图所示是我国传统的“走马灯”。点燃底部蜡烛,在热空气上升驱动扇叶转动的过程中,能量的转化方式是______转化为机械能,这与四冲程汽油机的______冲程相同。
11. “烤红薯”是渑池街头的一种小吃。“烤红薯”闻起来甜香浓郁,这是______现象,在制作过程中,红薯的内能______(选填“增大”、“减小”或“不变”),这是通过______的方式改变红薯内能的。
12. 将缝衣针的一端在磁铁的一端接触一会,它就被磁化,将磁化后的两根缝衣针穿过按扣的两个孔,放在底座的针尖上,就制作成了一个如图所示的小指南针。该指南针静止后针尖指北,则针尖是小指南针的______(选填“N”或“S”)极。此实验中缝衣针所用的材料最好的是______(选填“铁”或“铜”)。
13. 在如图所示的电路中,电阻R1=10Ω,R2=20Ω,电源电压保持不变。当开关S1、S3断开,S2闭合时,电流表的示数为0.2A。当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为______A,R2的电功率为______W。为了保障电路安全,开关______不能同时闭合。
14. 小明家的电能表月初的数字是,月末表盘的示数如图所示。若按0.5元/kW⋅h的标准收费,他家本月应缴纳电费______元。若电能表的转盘在10min内转过400转,则接在该电能表上的用电器总功率为______W。
四、作图题(本大题共2小题,共4.0分)
15. 如图所示,开关闭合后,教室内的两灯都能正常发光,请按照安全用电的要求将电路补充完整。
16. 如图:
(1)在方框内添加滑动变阻器,滑片向右滑动时,使电磁铁的磁性变强;
(2)标出小磁针的N极。
五、实验探究题(本大题共3小题,共19.0分)
17. 用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”.
(1)实验中,通过观察______ 来判断电路中是否有感应电流.
(2)闭合开关,若导体ab不动,左右移动磁铁,电路中______ (选填“有”或“无”)感应电流.
(3)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显.请提出一条改进措施______ .
18. 小华用如图所示实验装置探究不同物质的吸热能力。在两个相同的烧瓶内分别接入电阻丝,装入质量相等的a、b两种液体,并分别插入温度计。
(1)使甲、乙两电阻串联,是为了______;为了使两种液体吸收的热量相同,电路中两根电阻丝的阻值应该______(选填“相同”或“不同”)。
(2)实验中a、b两种液体吸热能力是通过______(选填“温度计示数的变化量”或“加热时间”)来反映的。
(3)a、b两种液体温度随时间变化的图像如图2所示,分析图中数据可知______(选填“a”或“b”)液体的吸热能力比较强;你认为选择______液体做冷却液更合理。
(4)为了节约时间,使两种液体的温度升高得更快,请写出一种方法:______。
19. 小明班分组进行“电流与电阻关系”的实验探究,每个小组分到的实验器材有:电压为6V的电源、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个,定值电阻五个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干。
(1)请你根据图1甲所示的电路图,将图1乙中的电路连接完整。(导线不能交叉)
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最______(选填“左”或“右”)端;实验中,滑片位于某位置时电压表示数突然变为零,而电流表示数不变,出现上述现象的原因是______;
A.电压表断路
B.小灯泡断路
C.小灯泡短路
(3)排除故障后小明继续实验,图2是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像,实验中定值电阻两端的电压保持______V,滑动变阻器的最大阻值应不小于______Ω。
(4)小明又利用图3的电路来做“测量小灯泡电功率”的实验(电源电压为6V),并将实验数据和观察到的现象记录在表中。
次数
电压表示数U/N
电流I/A
灯泡功率P/W
灯泡亮度
1
3.8
0.28
0.616
较暗
2
3.5
正常发光
3
3.2
0.32
0.896
较亮
①实验中发现当电压表示数为3.5V时小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图4所示为______A,则小灯泡的额定功率为______W。
②根据表中的实验现象,得出的结论是:小灯泡两端的实际电压越高,实际电功率越______(选填“大”或“小“),小灯泡的亮度越亮。
六、综合题(本大题共2小题,共17.0分)
20. “开车不饮酒,酒后不开车”是每位司机都必须遵守的交通法规。图甲是气体中酒精了浓度测试仪的原理图,电源电压U=12V,R1是气敏电阻,其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图乙所示。测试仪使用前应先调零,即当气体中酒精浓度为0时,调节滑动变阻器R2的滑片,使电压表示数U1=10V,调零后R2的滑片位置保持不变,试问:
(1)由图乙可知,气敏电阻的阻值随酒精浓度的增大而______。
(2)调零后R2接入电路中的阻值?
(3)若气体中酒精浓度大于或等于20mg/100mL、小于80mg/100mL时为酒驾,大于或等于80mg/100mL时为醉驾。在某次检测中,电流表示数为0.4A,试通过计算分析,该司机属于酒驾还是醉驾?
21. 在抗击新冠肺炎疫情期间,中医为诊疗发挥了积极作用,成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。如图甲所示是一种智能电热中药壶,内部简化电路如图乙所示。它在工作时有“加热”和“保温”两个挡位,如表是它的部分参数;
型号
***
额定电压
220V
高温挡功率
1500W
低温挡功率
200W
(1)当S1闭合、S2断开时,电热中药壶处于______(选填“加热”或“保温”)状态,求此时电路中的总电流。
(2)若通电7min电热中药壶能将1.5kg、20℃的水烧开(标准大气压),求水吸收的热量是多少?这些热量与完全燃烧多少千克焦炭放出的热量相当?[水的比热容c=4.2×103J/(kg⋅℃),焦炭的热值q=3×107/kg]
(3)上述加热过程中若使用高温挡加热,则电热中药壶的加热效率是多少?
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:运动员加速下滑过程中,质量不变,速度变大,动能增大;高度减小,重力势能减小;
由于运动员在下滑的过程中受到阻力的作用,克服阻力做功,一部分机械能转化为内能,使得机械能减小;
故A正确,BCD错误。
故选:A。
动能大小的影响因素:质量、速度;质量越大,速度越大,动能越大。
重力势能大小的影响因素:质量、高度;质量越大,高度越大,重力势能越大。
机械能为动能和势能的和;物体克服摩擦做功,机械能转化为内能。
本题考查了动能、势能、机械能的变化,属于基础题。
2.【答案】C
【解析】解:A、摩擦起电实质为电子的转移,故A错误;
B、梳子可以吸引轻小纸片,其原理为带电体可以吸引轻小物体,小纸片并不带电,故B错误;
C、摩擦起电的两个物体由于电子的转移必然带两种电荷,所以梳子若带负电荷,则头发带正电荷,故C正确;
D、梳子若带负电荷,则梳子得到了电子,故D错误。
故选:C。
(1)由于不同物质的原子核束缚电子的本领不同。当两个不同物体互相摩擦的时候,束缚电子本领弱的就会失去电子,失去电子的物体因缺少电子带正电;束缚电子能力强的就会得到电子,得到电子的物体因有多余的电子而带负电;
(2)梳子可以吸引轻小纸片,其原理为带电体可以吸引轻小物体。
该题目考查摩擦起电的实质,属于简单题目。
3.【答案】A
【解析】
【分析】
根据导体和绝缘体的定义进行判断,即容易导电的物体是导体;不容易导电的物体是绝缘体。
本题考查了导体和绝缘体的区分,导体和绝缘体不要死记硬背要根据生活中哪些地方用什么来导电,用什么来绝缘来记忆,效果比较好。
【解答】
A 、玻璃棒、橡胶棒都不容易导电,都是绝缘体,故 A 正确。
B 、铅笔芯、硬币都容易导电,都是导体,故 B 错误。
C 、金属勺是由金属制作的,是导体;塑料尺不容易导电,是绝缘体,故 C 错误。
D 、陶瓷碗不容易导电,是绝缘体;盐水容易导电,是导体,故 D 错误。
故选: A 。
4.【答案】C
【解析】解:A、图中,开关接在零线和灯泡之间,这样开关也能控制灯泡,但是在断开开关时没有切断火线,接触灯泡时容易发生触电事故,不符合安全用电原则,故A错误;
B、图中,插座的左孔接地线,右孔接火线,不符合于两孔插座“左零右火”接法,不符合安全用电原则,故B错误;
C、插座右孔连接的是火线,用试电笔检测插座的右孔氖管发光,故C正确;
D、保险丝熔断,可能是短路引起的,也可能是总功率过大引起的,故D错误。
故选:C。
(1)为了保证用电安全,家庭电路中控制灯泡的开关应接在火线和灯泡之间。
(2)两孔插座的接法是左零右火。
(3)试电笔在使用时,应将笔尖接触导线,手接触笔尾的金属体,这样就可以形成回路,如果是火线,氖管会发光。
(4)保险丝熔断是因为电流过大,电流过大可能是短路或总功率过大造成的。
本题考查了家庭电路中安全用电原则,属于基础题。
5.【答案】D
【解析】解:A、人看不见红外线和紫外线,红外线和紫外线都属于不可见光,故A错误;
B、根据电磁波谱的波长顺序可知,无线电波的波长比X射线的波长长,故B错误;
C、电视机遥控器向电视机传播信号利用的是红外线,故C错误;
D、可见光与γ射线都是电磁波,电磁波在真空中的传播速度相同,故D正确。
故选:D。
(1)人看不见红外线和紫外线;
(2)根据电磁波谱的波长顺序可知,无线电波的波长比X射线的波长关系;
(3)电视机遥控器向电视机传播信号利用的是红外线;
(4)电磁波在真空中的传播速度相同。
本题考查了电磁波多个方面的知识,都是一些记忆型的,难度不大,在平时学习中注意多积累。
6.【答案】B
【解析】解:A、北斗卫星定位系统是利用电磁波来传递信息的,故A错误;
B、太阳能来源于太阳内部氢核的聚变反应,故B正确;
C、不消耗能量而能永远对外做功的机器是不存在的,它违背了能量守恒定律,故C错误;
D、芯片是利用半导体材料制成的,故D错误。
故选:B。
(1)卫星定位系统是卫星通信的一种,利用电磁波来传递信息;
(2)太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的,来自太阳的辐射能量;
(3)永动机是不消耗能量而能永远对外做功的机器,根据能量守恒定律表明:永动机是不可能制成的;
(4)由半导体制成的二极管和MOS管是目前集成电路中芯片中最基本的单元。
本题考查了关于能源、信息和材料等方面知识,全面了解相关的基础知识可顺利解答。
7.【答案】BC
【解析】解:A、充电过程中,电动汽车上的锂电池相当于电路中的用电器,故A错误;
B、给电动汽车充电过程中,把电能转化为化学能并储存起来,故B正确;
C、从环保的角度分析,使用电动汽车可以减少大气污染,故C正确;
D、充电桩与汽车相连的导线较粗,则电阻较小,由焦耳定律Q=I2Rt可知,在电流和通电时间一定时,产生的热量较少,故D错误。
故选:BC。
(1)锂电池充电时,相当于用电器,消耗电能,获得化学能并储存起来;
(2)根据电池充电时的能量转化进行分析;
(3)电动汽车不排放废气,可以减少大气污染;
(4)根据焦耳定律Q=I2Rt分析电热与电阻的关系。
本题围绕生活中的实例考查了多个物理知识点在电动汽车上的相关应用,体现了物理与生活的联系,难度不大。
8.【答案】BD
【解析】解:A、电动机的原理为通电线圈在磁场中受力转动,不是电流的磁效应,故A错误;
B、无人乘坐时动触点与上方静触点接触,此时R1与电动机串联,故B正确;
CD、当人走上电梯后,R的阻值变小,根据欧姆定律可知,电路中电流变大,电磁铁磁性增强,则衔铁被拉下,与触点2接触,则电机上的电流增大,电动机转速变大,电动机的电功率也较大,故C错误、D正确。
故选:BD。
图乙中有两个电路,左侧为压敏电阻与电磁铁串联,右侧为电动机控制电路,当衔铁与触点1接触时,R1与电动机串联,当衔铁与触点2接触时,电阻断路,电动机中电流增大。据此分析判断。
本题考查应用物理知识解决实际问题的能力,在本题中应认清电磁继电器的构造联系所学知识进行解答。
9.【答案】法拉第 发电机
【解析】解:根据法拉第发现的电磁感应现象,人们发明了发电机,为人类大规模获得电能提供了可能。
故答案为:法拉第;发电机。
法拉第在奥斯特的启发下,研究了磁场与电流的关系,最终在1831年终于发现了电磁感应现象:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生电流。根据这个发现,后来发明了发电机,这个重要现象的发现使人类对电能的大规模获得和利用成为可能。
物理学史一直是考试中的热点,了解相关的物理学史可以使我们了解科学家的贡献,激发我们学习物理的兴趣。
10.【答案】内能 做功
【解析】解:点燃蜡烛时,气体温度升高,气体的密度变小,热空气就会向上运动,运动的热空气推动扇叶转动,运动的热空气对外做功,将内能转化为机械能,该过程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。
故答案为:内能;做功。
(1)气体温度升高,气体的密度变小,热空气向上运动,再结合能量的转化的特点可做出判断。
(2)内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,将机械能转化为内能的是压缩冲程,将内能转化为机械能的是做功冲程;压缩冲程和做功冲程都是通过做功的方式改变内能的。
本题考查了气体受热膨胀的特点及能量的转化,同时还要明确内燃机四个冲程中的能量转化情况,是一道基础题。
11.【答案】扩散 增大 热传递
【解析】解:“烤红薯”闻起来甜香浓郁,是因为分子在不停地做无规则运动,即扩散现象;在制作过程中,红薯的内能增大,在制作过程中,红薯的温度升高,内能增大,是通过热传递的方式改变的。
故答案为:扩散;增大;热传递。
(1)相互接触的两种物质彼此进入对方的现象叫扩散现象;
(2)内能的大小与质量、温度、状态有关,改变内能大小的途径有做功和热传递。
本题考查扩散和内能,是对基础知识的考查。
12.【答案】N 铁
【解析】解:(1)该指南针静止后,发现其针尖指北,则针尖是小指南针的N极。(2)此实验中缝衣针所用的材料最好是铁,而铜不是磁性材料,不能被磁化。
故答案为:(1)N;(2)铁。
(1)在小磁针上,指南的一端为S极,指北的一端为N极。
(2)只有铁磁性材料铁、钴、镍能够被磁化。
本题考查了磁体的指向性、磁性材料的特点,属于基础题目。
13.【答案】0.9 1.8 S1、S2、S3
【解析】解:
(1)由电路图可知,当开关S1、S3断开,S2闭合时,两电阻串联,电流表测电路中电流;
因串联电路总电阻等于各部分电阻之和,由I=UR可得,电源电压:U=I(R1+R2)=0.2A×(10Ω+20Ω)=6V;
当开关S1、S3闭合,S2断开时,两电阻并联,电流表测干路电流;
通过R1支路电流:I1=UR1=6V10Ω=0.6A,
通过R2支路电流:I2=UR2=6V20Ω=0.3A,
因并联电路干路电流等于各支路电流之和,由I=UR可得,电流表示数:I'=I1+I2=0.6A+0.3A=0.9A;
R2的电功率:P2=UI2=6V×0.3A=1.8W;
(2)当开关S1、S2、S3同时闭合时,电流经电流表回到电源的负极,造成电源短路,这是绝对不允许的,因此开关S1、S2、S3不能同时闭合。
故答案为:0.9;1.8;S1、S2、S3。
(1)当开关S1、S3断开,S2闭合时,两电阻串联,电流表测电路中电流,根据串联电路特点和欧姆定律求出电源电压;
当开关S1、S3闭合,S2断开时,两电阻并联,电流表测干路电流,根据欧姆定律分别求出各支路电流,再根据并联电路特点求出干路电流,根据P=UI求出R2的电功率;
(2)当开关S1、S2、S3同时闭合时,电流经电流表回到电源的负极,造成电源短路,这是绝对不允许的。
本题考查了串联电路和并联电路特点和欧姆定律的应用,关键是正确判断开关在不同状态下电路的连接方式。
14.【答案】42 1200
【解析】解:
(1)由图示电能表可知,电能表月初示数是1385.5kW⋅h,月末示数为1469.5kW⋅h,
本月用电量为W=1469.5kW⋅h-1385.5kW⋅h=84kW⋅h,
需交纳的电费为0.50元/kW⋅h×84kW⋅h=42元;
(2)电能表的转盘转过400转消耗的电能:
W=400r2000r/kW⋅h=0.2kW⋅h,
t=10min=1060h=16h
P=Wt=0.2kW⋅h16h=1.2kW=1200W。
故答案为:42;1200。
(1)电能表最后一位示数是小数位,由图示电能表读出月初与月末电能表的示数,月末与月初电能表示数之差是本月消耗的电能,然后求出需要交纳的电费;
(2)2000r/kW⋅h表示每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转2000转,据此求出10min内消耗的电能,再根据P=Wt求出该电能表上用电器的总功率。
本题考查了消耗电能、电费和电功率的计算,关键是电能表参数含义的理解与掌握。
15.【答案】解:开关闭合后,教室内的两灯都能正常发光,两盏灯应该并联在电路中,开关控制干路,且开关接在火线与灯之间,如图所示:
【解析】教室内的两灯并联在电路中,所加的电压等于额定电压,才能正常发光,两灯之间是并联的,开关和开关控制的用电器之间是串联的。
掌握家庭电路中用电器之间,插座之间,开关和开关控制的用电器之间的连接方法。
16.【答案】解:(1)向右移动滑动变阻器滑片时,电磁铁的磁性变强,说明电路中电流变大,根据欧姆定律可知,变阻器接入电路的电阻变小;如图所示:
(2)电流从电磁铁的左端流入,根据安培定则可知,电磁铁的右端为N极,左端为S极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的左端为N极,如图所示:
【解析】(1)电磁铁磁性大小的影响因素:电流大小、线圈匝数;向右移动滑动变阻器滑片时,电磁铁的磁性变强,说明电路中电流变大,变阻器接入电路的电阻变小;
(2)根据安培定则判定电磁铁的N极和S极;根据磁极间的相互作用规律判定小磁针的极性。
本题考查了磁极间的相互作用规律、影响电磁铁磁性强弱的因素、安培定则和欧姆定律的简单应用,是一道综合题。
17.【答案】电流计指针的偏转;有;将导体ab换成多匝线圈
【解析】解:(1)实验时,通过观察电流表的指针是否偏转,来确定电路中是否产生感应电流.
(2)磁铁左右水平运动,以磁铁为参照物,导线就是水平运动的,做的是切割磁感线的运动,所以就会产生感应电流.
(3)我们可以将导体ab换成多匝线圈来增大感应电流,更容易观察;
故答案为:(1)电流计指针的偏转;(2)有;(3)将导体ab换成多匝线圈.
(1)电路中有电流时,电流表的指针转动,因此可以通过观察电流表的指针是否偏转来确定是否产生了感应电流.
(2)产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动.
(3)增大感应电流的方法:①将导体ab换成多匝线圈;②使用磁性更强的磁铁;③增大导体ab切割磁感线的运动速度
产生感应电流的条件注意三点:一是“闭合电路”,电路必须是完整的回路,二是“一部分导体”,不是全部的导体都在参与运动,三是“切割磁感线运动”,导体的运动必须是切割磁感线的,正切、斜切都可以,但不能不切割.
18.【答案】电流相同 相同 温度计示数的变化量 a a 向右移动滑动变阻器
【解析】解:(1)图1中两电阻丝串联,通过的电流相同,通电时间相同,为控制吸热相同,根据Q=I2Rt可知,实验中选用的两根电阻丝的阻值应相同;
(2)根据比较吸热能力的方法,通过比较温度计示数的变化量来判断液体吸热能力的强弱;
(3)质量和初始温度均相同的a、b两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图2所示,由图可以看出,加热相同时间,a、b吸收的热量相同,a升温小,故a液体的吸热能力较强;
因质量相等的a、b两种液体,在升高相同温度时,a吸热多,a的吸热能力强,比热容大,故从a、b中选一种液体作为发动机冷却液,则应选择a;
(4)为了节约时间,使两种液体的温度升高得更快,可以向右移动滑动变阻器来减小电阻,由I=UR知电路的电流更大,根据Q=I2Rt知在电阻一定时,在相同时间内产生的热量更多,使两种液体的温度升高得更快,节约时间。
故答案为:(1)电流相同;相同;(2)温度计示数的变化量;(3)a;a;(4)向右移动滑动变阻器。
(1)结合串联电路电流的规律和焦耳定律Q=I2Rt分析;
(2)(3)我们使用相同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方法:
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;
水的比热容比较大,在相同质量、升高相同的温度的情况下,水可以吸收更多的热量;
(4)根据焦耳定律Q=I2Rt分析。
本题考查了比热容大小的探究实验,分析时利用好控制变量法是解决本题的关键。
19.【答案】左 A 2.5 35 0.3 0.75 大
【解析】解:(1)由图甲可知,变阻器选用右下接线柱与电阻串联在电路中,电流表串联接入电路,如下图所示:
;
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最左端;
实验中,滑片位于某位置时电压表示数突然变为零,而电流表示数不变,说明电流表与灯泡、滑动变阻器、开关、电源组成通路,电压表两端没有电压,所以电路故障是电压表开路了,故选A;
(3)根据绘制的电流I随电阻R变化的图像,定值电阻两端的电压为:
UV=IR=0.5A×5Ω=-----=0.1A×25Ω=2.5V,即定值电阻两端的电压始终保持2.5V;
电阻两端的电压始终保持UV=2.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U-UV=6V-2.5V=3.5V,变阻器分得的电压为电压表示数的3.5V2.5V=75倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=75×25Ω=35Ω,故为了完成整个实验,则滑动变阻器的阻值至少是35Ω;
(4)①由图3可知,电压表并联在滑动变阻器两端,实验中发现当电压表示数为3.5V时小灯泡正常发光,根据串联分压的规律,灯泡的额定电压为:
UL=U-UR=6V-3.5V=2.5V;
此时电流表的示数如图4所示为,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,小灯泡的额定功率为:
P=ULI=2.5V×0.3A=0.75W;
②电压表并联在滑动变阻器两端,根据串联电路电压规律,由表中数据可知,随着变阻器两端电压减小,灯泡两端电压的增大,电流也增大,根据P=UI可知,小灯泡消耗的实际电功率增大,小灯泡变亮。
故答案为:(1)如上图所示;(2)左;A;(3)2.5;35;(4)①0.3;0.75;②大。
(1)根据图甲确定变阻器所接下端接线柱与电阻串联在电路中,电流表串联在电路中,据此分析解答;
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;从电压表示数突然变为零,而电流表示数不变这两个方面分析故障原因;
(3)由绘制的电流I随电阻R变化的图像,根据欧姆定律得出定值电阻两端的电压;
根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入最大定值电阻25Ω时变阻器连入电路中的电阻,为完成实验,滑动变阻器的最大阻值不能小于该值;
(4)①根据串联分压的规律算出灯泡正常发光时的电压;
根据图4所示,确定电流表所选量程和其分度值,由指针所中位置即可读数,然后利用P=UI即可求出小灯泡的额定功率;
②电压表并联在滑动变阻器两端,根据串联电路电压规律,由表中数据可知,随着变阻器两端电压减小,灯泡两端电压的增大,电流也增大,根据P=UI可知小灯泡消耗的电功率变化情况。
本题探究电流与电阻的关系,考查电路连接、注意事项、数据分析、控制变量法及功率的计算等知识。
20.【答案】减小
【解析】解:(1)由图乙可知,气敏电阻R1随着酒精气体浓度的增大而减小;
(2)由甲图可知,两电阻串联,电压表测R1的电压,电流表测电路的电流,
由乙图可知,当气体中的酒精浓度为0时,R1=100Ω,此时电路中的电流:
I=U1R1=10V100Ω=0.1A,
根据串联电路电压的规律及欧姆定律得R2接入电路中的阻值为:
R2=U2I=U-U1I=12V-10V0.1A=20Ω;
(3)当电流表示数为0.4A时,由欧姆定律可知,电路的总电阻为:
R'=UI'=12V0.4A=30Ω,
根据串联电路电阻的规律知气敏电阻的阻值为:
R1'=R'-R2=30Ω-20Ω=10Ω,
由图乙知,当气敏电阻的阻值为10Ω时,气体中的酒精浓度约为160mg/100mL,可知该司机属于醉驾。
答:(1)减小;
(2)调零后R2接入电路中的阻值为20Ω;
(3)在某次检测中,电流表示数为0.4A,该司机属于醉驾。
(1)根据图乙可知气敏电阻随酒精气体浓度的变化;
(2)甲图中,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路的电流:
由乙图可知当气体中的酒精浓度为0时R1的阻值大小,由欧姆定律求出此时电路中的电流,根据串联电路电压的规律及欧姆定律求出R2;
(3)当电流表示数为0.4A时,由欧姆定律得出电路的总电阻,由电阻的串联规律得出气敏电阻的阻值,由图乙结合已知条件判断。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,从图象中获取有用的信息是关键,要注意调零后R2接入电路中的电阻保持不变。
21.【答案】保温
【解析】解:(1)当S1闭合、S2断开时,电路为R2的简单电路;当S1、S2都闭合时,R1、R2并联;
因并联电路的总电阻小于任一分电阻,由P=UI=U2R可知,当S1、S2都闭合时,R1、R2并联时,电热中药壶为高温挡;当S1闭合、S2断开时,电路为R1的简单电路时,电热中药壶为保温挡;
由P=UI可得,电热中药壶为保温挡时的电流为:
I=P保温U=200W220V≈0.91A;
(2)1标准大气压下水的沸点为100℃,
水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×1.5kg×(100℃-20℃)=5.04×105J;
由题意可知,焦炭完全燃烧放出的热量:
Q放=Q吸=5.04×105J,
由Q放=mq可知,焦炭的质量:
m=Q放q=5.04×105J3×107J/kg=0.0168kg;
(3)由P=Wt可知,使用高温挡加热7min消耗的电能:
W=P高温t=1500W×7×60s=6.3×105J,
则电热中药壶的加热效率:
η=Q吸W×100%=5.04×105J6.3×105J×100%=80%。
答:(1)保温;此时电路中的总电流为0.91A;
(2)若通电7min电热中药壶能将1.5kg、20℃的水烧开(标准大气压),水吸收的热量是5.04×105J;这些热量与完全燃烧0.0168千克焦炭放出的热量相当;
(3)上述加热过程中若使用高温挡加热,则电热中药壶的加热效率是80%。
(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,结合并联电路电阻规律和P=UI=U2R可知电路的挡位状态;根据P=UI求电路中的总电流;
(2)1标准大气压下水的沸点为100℃,根据Q吸=c水m(t-t0)求水吸收的热量,根据Q放=mq求焦炭的质量;
(3)根据P=Wt求使用高温挡加热7min消耗的电能,根据η=Q吸W×100%电热中药壶的加热效率。
本题是电热综合题,主要考查电功率公式、吸热公式、热值公式及效率公式的应用,题目综合性较强,难度不是很大。
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