2021-2022学年广西河池市天峨县九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析)
展开2021-2022学年广西河池市天峨县九年级(上)期末物理试卷
1. 下列估测数据中较接近实际的是( )
A. 对人体安全的电压是3.6V B. 一节干电池的电压是1.5V
C. 人正常步行的速度约为5m/s D. 一个篮球的质量约为50g
2. 最先研究出电流与电压和电阻三者之间关系的科学家的是( )
A. 欧姆 B. 法拉第 C. 牛顿 D. 焦耳
3. 下述各种现象中,属于做功改变内能的是( )
(1)锯条锯木头,锯条发烫
(2)擦划火柴,火柴头着火
(3)冬天对着手呵气,手变暖
(4)电流通过导体,导体会发热。
A. (1)(2) B. (2)(3) C. (1)(2)(3) D. (1)(2)(4)
4. 如图所示,内燃机的四个冲程中,属于做功冲程的是( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,两个规格不同的电灯L1、L2接在电路中。闭合开关,以下判断正确的是( )
A. L1、L2串联 B. 通过L1、L2的电流相等
C. 电流表测干路中的电流 D. 电流表测通过L2的电流
6. 如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列判断正确的是( )
A. 电流表示数变大,电压表示数变大,灯泡变亮
B. 电流表示数变大,电压表示数变小,灯泡变亮
C. 电流表示数变小,电压表示数变大,灯泡变暗
D. 电流表示数变小,电压表示数变小,灯泡变暗
7. 将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中,通电时间相同,下列说法正确的是( )
A. 三个用电器产生的热量一样多 B. 电风扇产生的热量最多
C. 电视机产生的热量最多 D. 电烙铁产生的热量最多
8. 为保证司乘人员的安全,轿车上设有安全带未系提示系统。当人坐在座椅上时,开关S自动闭合。若未系安全带,则开关S1断开,仪表盘上的指示灯亮;若系上安全带,则开关S1闭合,指示灯灭。图中设计最合理的电路图是( )
A. B.
C. D.
9. 如图所示,工人用500N的拉力F把重为800N的材料匀速提升了2m,用时20s。若不计绳重及摩擦,则下列说法正确的是( )
A. 拉力F的功率为80W
B. 拉力F在这20s内做的功为1000J
C. 动滑轮的重为为200N
D. 用该装置匀速提升更重的材料,机械效率不变
10. 以下关于热值、内能和热量的说法中,正确的是( )
A. 酒精灯内的酒精用去一半后,酒精的热值减小
B. 温度相同的物体含热量也相等
C. 热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
D. 一块0℃的冰熔化成0℃的水,内能增加
11. 荡秋千的人从最高点向最低点摆的过程中,速度变大,则他的( )
A. 重力势能增加,动能不变 B. 重力势能不变,动能增加
C. 重力势能减小,动能增加 D. 重力势能减小,动能减小
12. 分别标有“6V6W”和“6V3W”的甲、乙两只灯泡,经实验测得其I−U特性曲线如图所示。现将甲、乙两灯并联在电路中,当两只灯泡的总电流为1A时,两只灯泡消耗的总功率是( )
A. 3W B. 4W C. 4.5W D. 6 W
13. 电热水壶烧水时将______能转化为水的内能;这是通过______的方式改变水的内能。
14. 如图所示是小华家的电能表。此时,电能表的示数是______kW⋅h。汽车发动机常用水做冷却剂,是因为水的______较大。
15. 在我国,家庭电路的电压是______V;高考时许多考点使用金属探测仪防止考生作弊,金属是______(选填“导体”或“绝缘体”)。
16. 在实验室里,常用______来检验物体是否带电;家庭电路中电视机、洗衣机、电灯等用电器都是______联的。
17. 一个重为1000N的木箱静止在水平地面上,小东用100N的水平推力在5s内推着木箱前进了20m,则重力做功______ J;推力做功的功率为______W.
18. 把R1=10Ω和R2=20Ω的两个电阻串联在电源电压为6V的电路中,R1和R2串联的总电阻为______Ω,则R2消耗的电功率为______ W。
19. 1.5kg的煤气完全燃烧放出的热量是______ J,这些热量可以使______ kg的水从20℃加热至100℃。[q煤气=4.2×107J/kg、c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
20. 某电饭煲设有“加热”和“保温”两挡,其内部简化电路如图所示,当开关闭合时,电饭煲处于______状态(选填“加热”和“保温”),若R1:R2=1:24,则电饭煲保温和加热各5min时产生的热量之比为______。
21. 请在如图圆圈中填入合适的电表符号。
22. 如图是小亮未连接好的用来测灯泡电阻电路,请你用笔画线代替导线,将实物图补充完整。
23. 汽车超载和超速往往给公路交通带来很大安全隐患.为了模拟研究这一问题,小敏同学设计了如图所示的探究实验:让A、B、C三个小球先后从同一斜槽不同位置由静止滚下,推动原来静止在水平面上的小木块运动一段距离后静止.已知mA=mB
(1)小球动能的大小是用______ 来反映的;
(2)用来研究超载安全隐患时,我们应选择图甲和图______ 所示实验;
(3)用来研究超速安全隐患时,我们应选择图______ 和图______ 所示实验.
24. 在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小丽用同一滑轮组提升不同的物体,如图甲、乙所示,实验数据记录如下:
实验次数
物体重力/N
提升高度/m
拉力/N
绳端移动的距离/m
机械效率η
1
3
0.1
2.0
0.3
50%
2
6
0.1
①
0.3
②
(1)实验中要竖直向上______拉动弹簧测力计,使物体升高。
(2)图乙中弹簧测力计的示数为______N,表格中②处数据应为______%。
(3)如图丙所示,将滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
25. 在探究“比较不同物成吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(1)实验中应量取质量______的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用相同的电加热器加热。当它们吸收相同热量时,通过比较______来判断吸热能力的强弱。
(2)通过实验,记录数据如表格所示。从开始加热到42℃,甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲______Q乙。
(3)分析实验数据可知______物质的吸热能力强。
26. 圆圆同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置。请仔细观察甲、乙两图。
(1)实验中通过观察两个U形管中______的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
(2)你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与______的关系。
(3)由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻______、通电时间相同的情况下,通过电阻的______越大,电阻产生的热量越______。
(4)该实验采取的探究方法是______。
27. 在“测量小灯泡电功率”的实验中,芳菲所在的实验小组用的电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V,阻值约为10Ω.她们连接的实物电路如下图1所示。
(1)该实验的原理是______(填写公式)。
(2)请你用笔画线代替导线,将实物电路补充完整(导线不能交叉)。
(3)芳菲同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如上图2所示)为______V,若她想测量小灯泡的额定功率,应将图1中的滑片P向______端移动(选填“A”或“B”),使电压表的示数为______V。
(4)芳菲同学移动滑片P,记下多组对应的数据,并绘得如上图3所示的I−U图象。小灯泡的额定功率是______W。
28. 某野外考察队员使用酒精炉烧水,将1kg的水从20℃加热到100℃,完全燃烧了22.4g的酒精.水的比热容是4.2×103J/(kg⋅℃),酒精的热值是3.0×107J/kg.
试求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)酒精完全燃烧放出的热量是多少?
(3)该酒精炉的效率是多少?
29. 有一质量为60kg、底面积是0.5m2的物体先静置在水平地面上,然后工人用如图的装置在20s内将物体匀速提升2m,已知拉力F的大小为400N,在此过程中不计绳重和摩擦。(g取10N/kg)求:
(1)物体静置时对水平地面上的压强。
(2)拉力F所做的功。
(3)拉力F的功率。
(4)滑轮组的机械效率。
30. 一种电热水龙头俗称“小厨宝”,通常安装在厨房里以便提供热水。图19是它的实物图和内部电路图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,从而控制水龙头流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝,其中R2=44Ω,温水挡的电功率是880W[水的比热容是4.2×103J/(kg⋅℃)]。试回答或求解下列问题:
(1)当S旋到位置1时,水龙头流出______水;当S旋到位置3时,水龙头流出______水。(选填“冷”、“温”或“热”)
(2)当S旋到位置2时,小厨宝正常工作30s将0.5kg的水从20℃加热到50℃,水吸收了多少热量?
(3)电热丝R1的阻值是多少?
(4)当S旋到热水挡时,小厨宝正常工作90s消耗的电能是多少?
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A、对人体安全的电压是不高于36V,故A不符合实际;
B、一节干电池的电压约为1.5V,故B符合实际;
C、人正常步行的速度约为1.1m/s,故C不符合实际;
D、一个篮球的质量在600g左右,故D不符合实际。
故选:B。
此题是对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中常见量的值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
2.【答案】A
【解析】解:
A、最先研究电流与电压、电阻并得出三者之间关系的科学家是欧姆,故A符合题意;
B、法拉第发现了电磁感应现象,故B不符合题意;
C、牛顿的研究成果是牛顿运动定律,故C不符合题意;
D、在大量实验的基础上,英国物理学家焦耳找出了电流产生的热量与电流、电阻、通电时间间的关系,即发现了焦耳定律,故D不符合题意;
故选:A。
通过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比,这一规律最早由德国科学家欧姆总结得出,这就是著名的欧姆定律
此题考查的是我们对物理学史的识记,属于基础知识,难度不大,容易解答。
3.【答案】D
【解析】解:(1)锯条锯木头,克服摩擦做功,使锯条的内能增加、温度升高而发烫,是利用做功的方式改变内能;
(2)擦划火柴,克服摩擦做功,使火柴头的内能增加、温度升高达到燃点而燃烧,是利用做功的方式改变内能;
(3)冬天对着手呵气,是手从热气吸收热量,使手的内能增加、温度升而暖和,是利用热传递的方式改变内能;
(4)电流通过导体,电流做功,消耗电能转化为内能,使导体会发热,是利用做功的方式改变内能。
故选:D。
改变物体内能的方式有两种:做功和热传递;它们的不同点是:热传递过程是能量的转移过程,而做功过程是能量的转化过程。
本题考查了改变物体内能的方法,知道做功和热传递改变物体内能的区别是本题的关键。
4.【答案】C
【解析】解:A、图中的进气门打开,排气门关闭,活塞下行,因此这是吸气冲程,故A不符合题意。
B、图中的气门关闭,活塞上行,因此这是压缩冲程,故B不符合题意;
C、图中的气门关闭,活塞下行,因此这是做功冲程,故C符合题意;
D、图中的进气门关闭,排气门打开,活塞上行,因此这是排气冲程,故D不符合题意;
故选:C。
判断汽油机的四个冲程,先看进气门和排气门的关闭情况,进气门打开的是吸气冲程,排气门打开的是排气冲程;进气门和排气门都关闭的是压缩冲程或者做功冲程(活塞上行为压缩冲程,活塞下行为做功冲程)。
本题考查了对内燃机四个冲程的判断,要结合气门和活塞运动情况进行判断。
5.【答案】C
【解析】解:
由图知,L1、L2并列连接在电路中,属于并联;电流表在干路上,测量干路电流;
两灯并联,灯两端的电压相同,但是由于两个灯的规格不同,即电阻不同,通过两灯的电流不同。故ABD错、C正确。
故选:C。
先分析实物连接图,确定两灯的连接方式、电流表的位置,再根据串并联电路的特点确定通过L1、L2的电流大小关系。
本题考查了串并联电路的辨别以及电流表的实验方法,属于基础题目。
6.【答案】B
【解析】解:由电路图知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压;
当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小时,电路总电阻变小,电源电压不变,则电路电流变大,即电流表示数变大;
滑动变阻器接入电路的阻值变小,滑动变阻器的分压变小,电压表示数变小;
由于电源电压不变,根据串联电路的电压关系可知,灯泡两端电压变大,由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮,综上所述,B正确。
故选:B。
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压;根据滑动变阻器滑片移动方向判断滑动变阻器接入电路的电阻如何变化,由串联电路特点判断电压表示数如何变化,由欧姆定律判断电路电流如何变化,由电功率公式P=UI判断灯泡实际功率如何变化,最后判断灯泡亮度如何变化。
本题是一道动态分析题,是常考题型,要掌握这类题的解题思路;分析清楚电路结构、熟练应用串联电路特点及欧姆定律、电功率公式是正确解题的关键。
7.【答案】D
【解析】解:因为U=220V,
所以三种用电器的实际功率:
P=P额=100W;
又因为W=Pt
所以三种用电器消耗的电能相同;
因为电视机将一部分电能转化为光能,电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能,电烙铁将电能全部转化为内能。
所以产生热量最多的是电烙铁。
故选:D。
分别接入220V的电路中,三个用电器都正常工作,实际功率相同(等于额定功率)、通电时间相同,根据W=Pt可知消耗的电能相同,通过分析三种用电器使用时的能量转化情况,找出产生热量最多的用电器。
电流做功的实质:电流做功的过程就是消耗电能转化为其它形式能的过程,能分析三种用电器的能量转化是本题的关键。
8.【答案】C
【解析】解:由题知,S闭合、开关S1断开指示灯亮,S1闭合,指示灯被短路熄灭;
A、电阻R与开关S1串联后与指示灯并联,开关S在干路上,乘客坐下时S闭合指示灯亮,系上安全带时S1闭合,对指示灯没有影响,指示灯仍然亮,不符合题意;
B、两开关串联,只有乘客坐下,系上安全带S1闭合时指示灯才会发光,不符合题意;
C、指示灯与S1并联,与电阻R、S串联,乘客坐下时S闭合指示灯亮,系上安全带时S1闭合,指示灯被短路熄灭,并且不会出现电源短路,符合题意;
D、电阻R与开关S1并联后与指示灯、开关S串联,乘客坐下时S闭合指示灯亮,系上安全带时S1闭合,指示灯亮,不符合题意;
故选:C。
由题知,S闭合、开关S1断开指示灯亮,S1闭合,指示灯被短路熄灭。逐一分析每个选项,找出符合题意的答案。
本题利用了用电器短路时用电器将不工作设计电路,注意不能出现对电源短路的情况,电阻起保护电路的作用。
9.【答案】C
【解析】解:AB、由图知,n=2,拉力端移动距离s=2h=2×2m=4m,
拉力F做的总功:W总=Fs=500N×4m=2000J,
拉力F的功率:P=W总t=2000J20s=100W,故AB错误;
C、由F=12(G物+G动)得动滑轮的重力为:G动=2F−G物=2×500N−800N=200N,故C正确;
D、不计绳重及摩擦,由η=W有用W总×100%=GhGh+G动h=GG+G动=11+G动G可知,提升的物重增大,机械效率增大,故D错误。
故选:C。
(1)由图知,n=2,拉力端移动距离s=2h,利用W=Fs求拉力F做的总功,再利用P=Wt求拉力F的功率;
(2)因为n=2,根据F=12(G物+G动)即可计算出动滑轮的重力;
(3)由η=W有用W总×100%=GhGh+G动h=GG+G动=11+G动G可知机械效率的变化。
本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算以及影响滑轮组机械效率的因素,明确有用功、总功的含义是关键。
10.【答案】D
【解析】解:
A.热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关;所以,当一杯酒精用去一半以后,剩下酒精的热值不变,故A错误;
B、热量是过程量,不能说含有热量,故B错误;
C、热传递的条件是有温度差,热量是从高温物体传递给低温物体,或从物体的高温部分传向低温部分,故C错误;
D、一块0℃的冰熔化成0℃的水,需要吸收热量,所以其内能增加,故D正确。
故选:D。
(1)热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关;
(2)热量是指热传递过程中传递能量的多少,是过程量,就是说,热量只存在热传递中,只能说吸收或放出热量;热量不是状态量,不能说含有热量;
(3)热传递的条件是有温度差,内能可从高温物体转移到低温物体;
(4)一块0℃的冰熔化成0℃的水的过程,吸收热量,内能增加。
本题主要考查学生对热传递的条件以及热量的含义的理解和掌握,是中招的热点。
11.【答案】C
【解析】解:荡秋千的人从最高点向最低点摆的过程中,其质量不变,速度变大,故其动能变大;同时其质量不变,高度变小,故其重力势能减少。
故选:C。
动能大小的影响因素:物体的质量、物体的速度,质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能大小的影响因素:物体的质量、物体的高度,质量越大,所处的位置越高,重力势能越大。
知道动能和重力势能大小的影响因素是解决该题的关键。
12.【答案】A
【解析】解:由题意知,两灯泡并联,则它们两端的电压相等,且两个灯泡的电流之和为1A,
由图象知,当两灯泡两端的电压为3V,通过甲灯泡的电流为0.6A,通过乙灯泡的电流为0.4A时符合,
则两个灯泡消耗的总功率为:
P=UI=3V×1A=3W。
故选:A。
两灯泡并联时它们两端的电压相等,且总电流等于各支路电流之和,从图象中找出符合要求的电压和电流值,根据P=UI求出甲、乙两只灯泡消耗的总功率。
本题考查了并联电路的电压和电流特点以及电功率的计算,难点是要通过图象分析找出当两只灯泡的总电流为1A时,灯泡的电压和电流。要找出灯泡的电压和电流,就需要根据我们所学的并联电路的特点去分析,而不能一味的只盯着图象去分析,否则就会像无头苍蝇一样,没有准确的思路。
13.【答案】电 热传递
【解析】解:在电水壶烧水的过程中,消耗了电能,而水的温度升高,内能增加,故是将电能转化为内能;水吸收热量、内能增大,是通过热传递的方式改变水的内能。
故答案为:电;热传递。
电水壶烧水时消耗了电能,使水的温度升高、内能增大;
改变物体内能的两种方式是做功和热传递;
此题结合实际情况考查了能量转化情况和对改变物体内能方式的理解,属于基础知识。
14.【答案】8010.1比热容
【解析】解:(1)电能表的读数:数字方框中最后一位是小数,单位是kW⋅h,
由图可知,电能表的示数为8010.1kW⋅h;
(2)汽车发动机工作时产生大量热量,这些热量如果不迅速转移,就可能损害发动机,因此利用水的比热容大的特点把这些热迅速吸收,使发动机的温度不致升得太高。
故答案为:8010.1;比热容。
(1)电能表的读数:数字方框中最后一位是小数,单位是kW⋅h;
(2)水的比热容较大,质量相同的水和其它液体相比较,升高相同的温度时,吸收的热量多;吸收或放出相同的热量时,温度变化较小,因此常用来做冷却剂、取暖剂、防冻剂等。
本题考查电能表的读数、水的比热容较大的应用,知道电能表的读数时数字方框中最后一位是小数,单位是kW⋅h。
15.【答案】220 导体
【解析】解:据课本知识可知,家庭电路电压是220V;容易导电的物体是导体,金属容易导电,所以金属是良好的导体。
故答案为:220;导体。
(1)家庭电路电压是220V。
(2)金属是良好的导体。
这些都是识记性的知识,是比较简单的题目。
16.【答案】验电器 并
【解析】解:验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,可以用来检验物体是否带电;
我国家庭电路的电压是220V,家用电器的额定电压都是220V,用电器只有并联在电路中,才能正常工作,且不会互相影响。
故答案为:验电器;并。
验电器的工作原理是同种电荷相互排斥;家庭电路中,用电器之间都是并联的,这样才能保证在工作时不会互相影响。
本题考查的是对家庭电路基本连接方式的了解,是简单的基础题。
17.【答案】0 400
【解析】解:(1)因为木箱受重力的方向竖直向下,木箱水平移动,
木箱在重力的方向上移动距离为0,则重力对木箱做功为0J。
(2)水平推力做功:
W=Fs=100N×20m=2000J;
5s内推力的功率为:
P=Wt=2000J5s=400W。
故答案为:0;400。
(1)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动一段距离,二者缺一不可,据此分析木箱所受重力对木箱做功;
(2)知道木箱受到的水平推力和在推力方向上移动的距离,利用W=Fs求推力做的功,利用P=Wt计算功率。
本题主要考查的是学生对做功两个必要因素和功、功率计算公式的理解和掌握,基础性题目。
18.【答案】300.8
【解析】解:串联电路总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的总电阻为:R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω;
由欧姆定律可得电路中的电流:I=UR=6V30Ω=0.2A,
因为串联电路处处电流相等,所以通过电路的电流是0.2A,则R2消耗的电功率为:P=I2R2=(0.2A)2×20Ω=0.8W。
故答案为:30;0.8。
先根据串联电路总电阻等于各电阻之和求出电路的总电阻,然后再根据欧姆定律求出通过电路的电流,根据P=I2R计算R2消耗的电功率。
本题考查串联电路特点、欧姆定律以及电功率公式的灵活运用。
19.【答案】6.3×107 187.5
【解析】解:1.5kg的煤气完全燃烧放出的热量为:Q放=m×q可煤气=1.5kg×4.2×107J/kg=6.3×107J,
由题知,Q吸=Q放=6.3×107J,
由Q吸=cmΔt得,水的质量:m水=Q吸c水Δt=6.3×107J4.2×103J/(kg⋅℃)×(100℃−20℃)=187.5kg。
故答案为:6.3×107;187.5。
(1)根据Q放=mq求煤气完全燃烧放出的热量;
(2)由题知,Q吸=Q放,而Q吸=cmΔt,知道水的比热容、水的初温和末温,可求水的质量。
本题考查了学生对燃料的热值、燃料完全燃烧放热公式、吸热公式的掌握和运用,因条件已给出,难度不大。
20.【答案】加热 1:25
【解析】解:(1)由电路图可知,当开关S闭合时,R2被S短路,电路电阻最小,由P=U2R可知,在电压一定时,电饭锅电功率最大,处于加热状态;
(2)R1:R2=1:24,U1:U2=220V:220V=1:1,t1:t2=5min:5min=1:1,
则电饭煲保温和加热各5min时产生的热量之比:
Q1:Q2=U22R1+R2t2:U12R1t1=121+24:121=1:25。
故答案为:加热;1:25。
(1)电路电压U一定,由P=U2R可知,电阻越大,电功率越小,电饭锅处于保温状态,电阻越小,电饭锅功率越大,电饭锅处于加热状态,分析电路图确定电饭锅的状态;
(2)由欧姆定律、电热公式计算答题。
分析清楚电路结构、应用电功率公式、欧姆定律、电热公式即可正确解题。
21.【答案】解:由电路图可知,上方电表与灯泡并联,即为电压表,右侧电表与灯泡串联,即为电流表,如下图所示:
【解析】电压表与被测电路元件并联、电流表与被测电路元件串联,据此判断两电表符号。
本题考查了学生对电表的掌握与应用,是电学部分的基础内容,是一道较为简单的题目。
22.【答案】解:测灯泡电阻的实验中,滑动变阻器应选择上方其中一个接线柱与灯泡串联,电压表应与灯泡并联,实物图连接如图所示:
。
【解析】根据实验目的知,电压表应测灯泡两端电压,电流表测灯泡的电流,滑动变阻器应与被控制灯泡串联。
本题考查实物电路的连接,根据实验目的确定电路的连接方式以及电表的作用是关键。
23.【答案】木块移动的距离;丙;甲;乙
【解析】解:
(1)实验中通过比较滚下的小球撞击木块移动的距离,来比较小球动能的大小.在同样的平面上木块被撞得越远,小球的动能就越大;这里用到的物理学研究问题的方法是转换法;
(2)超载是指汽车的速度一定时,质量越大动能越大.选择到达水平面的速度相等,质量不同的AC小球进行实验,即甲、丙两图符合题意;
(3)超速是指汽车的质量一定,速度越大,动能越大.选择质量相等到达水平面速度不同的AB小球,即甲、乙两图符合题意.
故答案为:(1)木块移动的距离;(2)丙;(3)甲;乙.
(1)实验中运用转换法来研究小球动能的大小,即观察小球撞击木块移动的距离远近;
(2)动能大小的影响因素:质量和速度.质量一定时,速度越大,动能越大;速度一定时,质量越大,动能越大.对照图示,结合控制变量法可得出结论.
此题主要考查的是学生对动能大小影响因素的理解和掌握,注意控制变量法和转换法在实验中的运用.
24.【答案】匀速 3.262.5不变
【解析】解:(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使钩码升高,此时,系统处于平衡状态,测力计示数才等于拉力大小;
(2)由图可知,测力计分度值为0.2N,示数为3.2N;
有用功:W有=Gh=6N×0.1m=0.6J;
总功:W总=Fs=3.2N×0.3m=0.96J,
第2次机械效率为:
η=W有用W总×100%=0.6J0.96J×100%=62.5%;
①处数据应为3.2,编号②处数据应为62.5%。
(3)若将此滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,额外功的来源是克服动滑轮自重做的功,
额外功:W额外=G动h,
有用功:W有=G物h,
总功:W总=W额外+W有=G动h+G物h,
此时滑轮组的机械效率:η=W有用W总=G物hG动h+G物h,
当用同一滑轮组提升相同的物体时,G动与G物均不变,由上式知,滑轮组的机械效率不变。
故答案为:(1)匀速;(2)3.2;62.5%;(3)不变。
(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使钩码升高;
(2)由测力计分度值读数,分别计算出有用功和总功;根据η=W有用W总×100%求第3次的机械效率;
(3)不计摩擦及绳重,额外功的来源是克服动滑轮自重做的功,
根据η=W有用W总=G物hG动h+G物h,分析讨论滑轮组的机械效率的变化。
本题测量滑轮组的机械效率,考查实验注意事项、测力计读数、机械效率的计算和影响机械效率大小的因素。
25.【答案】相同 升高的温度 小于 甲
【解析】解:(1)探究物质吸热能力实验,实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用相同的电加热器加热。当它们吸收相同热量时,通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱。
(2)由表中实验数据可知,从开始加热到42℃,液体升高相同的温度,甲需要的加热时间短,乙需要的加热时间长,甲吸收的热量小于与乙吸收的热量。
(3)由表中实验数据可知,质量相同的甲、乙两种液体吸收相同热量,甲升高温度小于乙升高温度,所以甲物质的吸热能力强。
故答案为:(1)相同;升高的温度;(2)小于;(3)甲。
比较物质吸热能力实验需要应用控制变量法,根据控制变量法的要求分析答题;用相同的热源对液体加热,液体在相等时间内吸收的热量相等,质量相同的液体升高相同的温度,吸收的热量越多,液体吸热能力越强。
本题考查了实验注意事项、实验数据分析,应用控制变量法是正确解题的关键,熟练应用控制变量法、分析表中实验数据即可解题。
26.【答案】液面高度 电阻大小 相同 电流 多 转换法和控制变量法
【解析】解:
(1)根据转换法,该实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来反映电流通过电阻丝产生的热量的多少,U形管中液面高度越大,说明电流通过电阻丝产生的热量越多。
(2)如图甲,两个电阻串联在电路中,根据串联电流的规律,通过两电阻的电流相同,通电时间相同,而电阻不同,根据控制变量法,该装置是用来探究电流产生的热量跟电阻大小的关系;
(3)图乙中,右边容器内一个5Ω的电阻与容器外一个5Ω的电阻并联,再与左边容器内5Ω的电阻串联,根据并联电路的电流特点可知,通过左边容器内电阻丝的电流大于通过右边容器内电阻丝的电流,即I左>I右,而烧瓶内的电阻值都是5Ω,电阻相同、通电时间相等,由图知,左边容器两管液面高度差大,说明左边电阻丝产生的热量多;
所以,可以得到的结论是:在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过电阻的电流越大,电阻产生的热量越多;
(4)该实验采取的探究方法是转换法和控制变量法。
故答案为:
(1)液面高度;(2)电阻大小;(3)相同;电流;多;(4)转换法和控制变量法。
(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但可给等量的气体加热,根据热胀冷缩,产生的热量越多,气体膨胀程度越大,U形管中液面的高度差越大,采用了转换法;
(2)由Q=I2Rt,电流产生的热量与电流大小、电阻大小和通电时间有关,研究与其中一个因素关系时,要控制另外两个因素相同,根据串联电流的规律,分析相同的量和变化的量,根据控制变量法分析;
(3)分析电路连接,根据串、并联电路的电流特点分析通过两容器内电阻丝的电流大小,由题意结合转换法分析回答;
(4)由(1)(2)回答采取的探究方法。
此题研究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”,考查意控制变量法和转换法的运用,同时考查了串联、并联电路电流的规律的运用。
27.【答案】P=UI2A2.50.5
【解析】解:(1)该实验的原理是P=UI
(2)灯泡额定电压是2.5V,则电压表选0∼3V量程;将电压表“3”接线柱与灯泡右端接线柱连接即可,电路图如下图所示:
(3)芳菲同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如上图2所示),电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为2V,灯在额定电压下正常发光,示数为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2.5V;
(4)根据图3所示的I−U图象知,灯在额定电压下的电流为0.2A,小灯泡的额定功率是:
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
故答案为:(1)P=UI;(2)如上所示;(3)2;A;2.5;(4)0.5。
(1)测功率的原理:P=UI;
(2)根据灯的电压确定电压表选用的量程与灯并联;
(3)根据电压表选用小量程确定分度值为读数;灯在额定电压下正常发光,根据图中电压表小量程读数,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向;
(4)根据I−U图象知灯在额定电流下的电流,根据P=UI求出小灯泡的额定功率。
本题测量小灯泡电功率,考查实验原理、电路连接、电压表读数、操作过程和额定功率的计算。
28.【答案】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100℃−20℃)=3.36×105J.
(2)酒精完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=0.0224kg×3.0×107J/kg=6.72×105J;
(3)酒精炉的效率:
η=Q吸Q放×100%=3.36×105J6.72×105J×100%=50%。
答:(1)水吸收的热量是3.36×105J;
(2)酒精完全燃烧放出的热量是6.72×105J;
(3)该酒精炉的效率是50%。
【解析】(1)已知水的比热容和质量、初温、末温,根据Q=cm(t−t0)求出水吸收的热量.
(2)知道酒精的质量和酒精的热值,利用燃料完全燃烧放出的热量公式Q放=mq求酒精完全燃烧放出的热量(总能量);
(3)酒精炉灯的效率等于水吸收的热量与酒精完全燃烧放出的热量的比值.
本题考查了燃料燃烧的公式Q=mq、吸热公式、效率公式的熟练应用,计算时注意单位统一,虽知识点多,但都属于基础,难度不大.
29.【答案】解:(1)物体静置时对水平地面的压力:F压=G=mg=60kg×10N/kg=600N,
对水平地面的压强:p=F压S=600N0.5m2=1200Pa;
(2)由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=2,则绳子自由端移动的距离:s=nh=2×2m=4m,
拉力做的总功:W总=Fs=400N×4m=1600J;
(3)拉力的功率:P=Wt=1600J20s=80W;
(4)拉力做的有用功:
W有=Gh=600N×2m=1200J,
滑轮组的机械效率:η=W有W总×100%=1200J1600J×100%=75%。
答:(1)物体静置时对水平地面上的压强为1200Pa。
(2)拉力F所做的功为1600J。
(3)拉力F的功率为80W。
(4)滑轮组的机械效率为75%。
【解析】(1)物体静置时对水平地面的压力和自身的重力相等,根据F压=G=mg求出对水平地面的压力,根据p=FS求出对水平地面的压强;
(2)根据图示滑轮组得出绳子的有效股数,根据s=nh求出绳子自由端移动的距离,利用W=Fs求出拉力做的总功;
(3)根据P=Wt求出拉力F的功率;
(4)根据W=Gh求出拉力做的有用功,利用η=W有W总×100%求出滑轮组的机械效率。
本题考查了压强公式和做功公式、滑轮组机械效率公式的应用,要注意物体对水平面的压力和自身的重力相等。
30.【答案】冷 热
【解析】解:(1)当开关处于位置1时,处于断路,放出的是冷水;
当开关处于位置2时,只有电阻R1接入电路,电路电阻最大,由P=U2R可知,此时功率最小,可见此时放出的是温水;
当开关处于位置3时,电阻R1和R2并联接入电路,电路电阻最小,由P=U2R可知,此时功率最大,所以此时放出的是热水;
(2)水吸收的热量为:
Q吸=c水m水(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.5kg×(50℃−20℃)=6.3×104J;
(3)当S旋到位置2时,电路为R1的简单电路,总电阻较大,根据P=U2R可知总功率较小,小厨宝处于温水挡,功率为880W,根据P=U2R可知电热丝R1的阻值为:
R1=U2P温水=(220V)2880W=55Ω;
(4)当S旋到位置3时,R1、R2并联,此时总电阻较小,根据P=U2R可知总功率较大,小厨宝处于热水挡,R2的功率为:
P2=U2R2=(220V)244Ω=1100W,
热水挡的功率P热水=P温水+P2=880W+1100W=1980W,
小厨宝正常工作90s消耗的电能W′=P热水t=1980W×90s=1.782×105J。
答:(1)冷;热;
(2)水吸收了6.3×104J的热量;
(3)电热丝R1的阻值是55Ω;
(4)小厨宝正常工作90s消耗的电能是1.782×105J。
(1)根据开关位置的改变,判断出电路的连接情况,然后根据电功率公式判断功率的大小,由此可知电热水龙头处于什么挡位;
(2)根据Q吸=c水m水(t−t0)得出水吸收的热量;
(3)当S旋到位置2时,电路为R1的简单电路,总电阻较大,根据P=U2R可知总功率较小,小厨宝处于温水挡,功率为880W,根据P=U2R可知电热丝R1的阻值;
(4)当S旋到位置3时,R1、R2并联,此时总电阻较小,根据P=U2R可知总功率较大,小厨宝处于热水挡,根据P=U2R可知R2的功率P2,
根据P热水=P温水+P2得出热水挡的功率,根据W=P热水t得出小厨宝正常工作90s消耗的电能。
本题考查电功与热量的综合计算,属于中考常考题,有一定难度。
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