黑龙江省齐齐哈尔市讷河三中2021-2022学年九年级上学期期中物理试题
展开2021-2022学年黑龙江省齐齐哈尔市讷河三中九年级(上)期中物理试卷
一、单项选择题(每小题2分,共20分。每小题只有一个选项是正确的)
1.(2分)下列关于电流、电压和电阻的说法,正确的是( )
A.自由电荷的移动形成了电流
B.有持续电流通过用电器,其两端一定有电压
C.一段导体两端的电压越大,电阻就越大
D.电阻是导体对电流的阻碍作用,没有电流通过导体时,导体的电阻为零
2.(2分)如图所示的四个电路图与实物电路对应的是( )
A. B.
C. D.
3.(2分)关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A.0℃的冰没有内能
B.冰熔化时虽然温度保持不变,但它的内能增加
C.物体的温度越高,所含的热量越多
D.只要物体的温度不变,物体的内能就一定不变
4.(2分)图(a)所示电路,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转均为图(b)所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A.8V 2V B.10V 2V C.2V 8V D.2V 10V
5.(2分)如图所示,当开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A.灯L1与灯L2串联,且灯L1被短路
B.电压表可测出灯L1两端的电压
C.电流表A1测的是灯L1的电流
D.电流表A2测的是干路电流
6.(2分)将“220V 60W”的灯泡L1和“220V 40W”的灯泡L2,串联在220V的电源上,组成闭合电路(设灯丝电阻不变),则下列说法正确的是( )
A.灯泡L1比灯泡L2亮
B.灯泡L2比灯泡L1亮
C.两灯泡的总功率大于40W
D.两灯泡的实际功率都变为其额定功率的一半
7.(2分)如图所示,电源电压为3V保持不变,闭合开关,电压表示数为2V。下列选项符合题意的是( )
A.电压表测R2两端电压
B.R1、R2组成并联电路
C.若开关断开,电压表示数为0
D.R1、R2电阻之比为2:1
8.(2分)如图所示,已知电源电压不变,为了比较电阻R1和R2的大小,四位同学分别设计了如下的电路,其中不可行的是( )
A. B.
C. D.
9.(2分)如图1所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的“U﹣I”关系图像如图2所示。则下列判断正确的是( )
A.电源电压为10V
B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10Ω
D.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3A
10.(2分)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1和L2都正常发光,甲、乙两个电表示数之比为3:1;将开关S断开,甲、乙两表更换后,灯L1和L2仍都正常发光,此时甲、乙两表之比为( )
A.1:2 B.2:1 C.1:3 D.2:3
二、多项选择题(每小题3分,共9分。每小题有两个或两个以上选项是正确的,选项不全但都正确得1分,有错误选项不得分)
(多选)11.(3分)下列说法中正确的是( )
A.汽车驶过尘土飞扬,说明分子在永不停息地做无规则运动
B.我们不敢大口地喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
C.用锯条锯木板,锯条的温度升高,是利用做功的方式改变了锯条的内能
D.把﹣10℃的冰块放在 0℃的冰箱中,一段时间后,冰块的内能会增大
(多选)12.(3分)如图所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时,下列判断正确的是( )
A.电流表A的示数变大
B.电压表V1的示数变大
C.电路中消耗的总功率变大
D.电压表V2与电流表A示数的比值变小
(多选)13.(3分)如图所示是某同学家里用的电能表,下列说法不正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表
B.“10(20)A”说明电能表的标定电流为10A
C.“600revs/(kW•h)”表示电能表上的转盘转过一转消耗的电能是600kW•h
D.电能表上的数据显示该同学家这个月用电就是123.4J
三、填空题(每空1分,共20分)
14.(2分)汽车是大部分家庭出行的交通工具,汽车的发动机常用水做冷却液,这是利用了水的 大的特点:汽车遇到紧急情况而刹车,会使刹车片温度升高,这是 方式改变了物体的内能。
15.(2分)如图所示是汽油机的 冲程;一单缸四冲程汽油机飞轮转速为1200r/min,则汽油机每秒做功 次。
16.(2分)与丝绸摩擦的玻璃棒A分别靠近悬挂的轻质带电小球B和C,发现B被排斥,C被吸引,则 (选填“B”或“C”)带正电;用久的风扇扇叶上布满灰尘主要是风扇旋转与空气发生摩擦而带电,带电体具有 的性质。
17.(2分)一只小灯泡的额定电压为8V,正常发光时通过它的电流为0.4A,现将该小灯泡接在12V的电源上,为使其正常发光,应 联一个 Ω的电阻。
18.(2分)如图为某同学设计的高速公路收费站计重秤的原理图,该原理图中,R2为滑动变阻器,车重表是由 (选填“电流表”或“电压表”)改装而成,则当车越重时,车重表的示数将 (选填“越大”、“不变”或“越小”)。
19.(2分)有两个电路元件A、B,把它们串联在电路中,如图乙所示,流过元件的电流与其两端的电压关系如图甲所示。闭合开关S后,电流表示数0.4A,则A电阻为 Ω;图乙中电源电压为 V,电路总功率为 W
20.(2分)如图所示,R1=10Ω,开关闭合后电流表的示数是0.2A,电压表的示数是4V,R2的电阻为 Ω,电源的电压是 V。
21.(2分)如图所示,是小静同学观察到自家电能表的情况,其显示的示数为 kW•h.他关掉其它用电器,只让电饭锅处于加热状态工作,观察到电能表的转盘在8min内用好转动了72转。则他家的电饭锅加热时的电功率为 W。
22.(2分)两个有定值电阻,分别标有“6V 0.5A”和“12V 1A”字样,则两电阻的阻值之比为 ;当它们串联在电路中时,电源电压不可超过 V。
23.(2分)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则电源电压为 V,R1的阻值为 Ω。
四、探究实验题(24题6分,25题6分,26题12分共24分。)
24.(6分)如图甲,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:
(1)在两个相同的烧杯中加入初温相同、 相同的水和煤油;实验时选用两个相同的电加热器加热,目的是使水和煤油在单位时间内 。
(2)实验中记录下两种物质温度随时间的变化图象并描出了如图乙所示的图象,由图可知b物质是 ,分析图象还判断出 (水/煤油)的吸热能力较强,由图像可知,煤油的比热容是 J/(kg•℃)。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)本实验采用的主要实验方法是 。
25.(6分)小明、小华、小军三位同学在物理实验时,对“串联电路电压规律”进行探究。
【猜想与假设】串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和
(1)按电路图连接电路;
(2)闭合开关,用电压表测出L1两端的电压;
(3)在测L2两端的电压时,小明同学为了节省实验时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上。
(4)测出AC间的电压。
【交流与评估】
(1)在连接电路时,开关必须 ;
(2)小明用上面的方法不能测出L2两端的电压,理由是 ;
(3)方法改进后,所测出AB、BC、AC间的电压记录在下面表格中。小明同学在这个实验设计方案上还存在的不足之处是 ;
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.0
1.8
3.8
(4)小华同学在用电压表测电压时,电压表指针偏转角度每次均很小,这是由于 ;
A.电压表没有并联在电路中 B.“+”、“﹣”接线柱接反
C.电压表量程选择太大 D.电压表量程选择太小
(5)小军同学按图示电路图连接电路,闭合开关后发现L2灯亮,L1灯不亮,电压表的示数为0,造成该现象可能的原因是 。
26.(12分)小鹏在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时,电路如图甲所示,电源电压保持不变,R为定值电阻。
(1)请用笔画线代替导线,将图乙中的电路按甲图连接完整(要求导线不交叉)。
(2)连接电路时,开关应该处于 状态,实验前滑动变阻器的滑片应位于 (选填“A”或“B”)端,滑动变阻器的作用除了保护电路外,还起到了 的作用。
(3)电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数但电流表无示数,此时出现的故障可能是 (选填字母)。
A.滑动变阻器短路
B.电流表断路
C.电阻R短路
D.电阻R断路
(4)排除故障后,小鹏又取了两个定值电阻,想利用这些器材继续探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。实验中所用电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω,电源电压为6V,分别接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,记录数据,得到了如图丙所示的图像。由图像可以得出结论: 。
(5)上述实验中:
①小鹏用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为 V时,读出电流表的示数。
②小鹏又把R换为20Ω的电阻接入电路,闭合开关,无论怎样移动滑片,电压表都不能达到所控制的电压值,是因为 ,为完成整个实验,应该选取滑动变阻器 (选填字母)。
A.“50Ω 1.0A”
B.“30Ω 1.0A”
C.“20Ω 1.0A”
(6)实验结束后,小明同学向老师提出可以用小灯泡来代替定值电阻,进行“电流与电压关系”的实验探究,老师指出这样操作是不可行的,原因是 。
五、分析与交流题(27题6分,28题4分,共10分)
27.(6分)电热膜是一种新型的电热器件,如图甲所示是一种常见的电热膜。电热膜是在绝缘的聚酯薄膜表面,经过特殊工艺加工形成的一条条薄的导电墨线,导电墨线两端与金属导线相连,形成网状结构,其内部结构如图乙所示。
电热膜通电工作时没有发红、炽热现象产生,所以电热膜本身温度并不太高,不易氧化,使用寿命长。在制造电热膜时,会出现不同区域导电墨线厚度不均匀的现象。导电墨线电阻随温度变化的关系如图丙所示,这种温度特性的优点是它不会因厚度不均匀而出现严重发热不均、局部过热的现象,这是电热丝所不具备的,它保证了电热膜各处的温度均匀。
(1)电热膜取暖器工作时,室内空气温度升高是通过 方式增加空气内能的。
(2)如图乙所示电热膜电路,导电墨线的连接方式是 联,正常工作时金属导线中A、B处电流分别为IA和IB,则IA IB(填“<”、“=”或“>”)。
(3)某根导电墨线的局部导电材料脱落,如图丁C部分,这根导电墨线的电阻 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)电热膜不会因厚度不均而出现局部过热的现象,原因是导电墨线电阻随温度的升高而 ,温度高时电流 。(均填“增大”、“减小”或“不变”)
28.(4分)如图所示中是物理课堂上,老师做的实验:将装有一些水的玻璃瓶用打气筒不断地给塞紧塞子的瓶子打气,当空气被压缩到一定程度时,瓶塞子会蹦出来,能听到“碰”一声响声,还看到在瓶内形成“白气”,请你利用所学的物理知识解释这一现象。
六、综合与应用题(29题8分,30题9分,共17分)
29.(8分)氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点,氢气的热值为1.4×108J/kg,请计算:
(1)完全燃烧0.5kg的氢气可放出多少的热量?
(2)若这些热量有60%被水吸收,可以使多少质量的水温度升高50℃?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
30.(9分)如图所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,R1=20Ω,滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”。
(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电流表示数为0.4A,求电源电压;
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为4V,求R3的阻值;
(3)闭合开关S1、S2和S3,在不损坏电流表、电压表的情况下,求滑动变阻器R2的阻值取值范围。
2021-2022学年黑龙江省齐齐哈尔市讷河三中九年级(上)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(每小题2分,共20分。每小题只有一个选项是正确的)
1.【解答】解:A、电荷的定向移动形成电流,强调“定向”二字,故A错误;
B、有持续电流通过用电器,其两端一定有电压,故B正确;
C、电阻是导体本身的一种性质,是由导体的材料、长度和横截面积决定的,与电压和电流无关,故C错误;
D、电阻是导体对电流的阻碍作用,同时电阻是导体本身的一种性质,是由导体的材料、长度和横截面积决定的,与电压和电流无关,故D错误。
故选:B。
2.【解答】解:
从实物图中可以看出,两只灯泡并联,开关控制干路,电流表测量灯泡L1的电流,
A、两只灯泡并联,开关控制干路,电流表测量灯泡L1的电流,符合题意;
B、两只灯泡并联,开关控制干路,电流表测量干路中的电流,不合题意;
C、两只灯泡并联,电流表测量灯泡L2的电流,不合题意;
D、两只灯泡并联,开关控制L2支路,而实物图中的开关控制干路,不合题意。
故选:A。
3.【解答】解:A、任何物体在任何温度下都具有内能,0℃的冰也有内能。故A错误。
B、冰是晶体,晶体熔化过程中,吸收热量,温度不变,但内能增加,故B正确;
C、描述热量的术语只能用”吸收”或“放出“,不能用“具有、所含”,故C错误;
D、内能的大小与物体的质量、状态和温度都有关系,所以单凭温度不变,不能确定物体的内能就不变,故D错误。
故选:B。
4.【解答】解:由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测R2两端的电压,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且两电压表指针位置相同确定量程,
所以,电压表V1的量程为0~15V,分度值为0.5V,则电源的电压U=10V,
电压表V2的量程为0~3V,分度值为0.1V,则R2两端的电压U2=2V,故CD错误
则R1两端的电压:
U1=U﹣U2=10V﹣2V=8V,A正确,B错误。
故选:A。
5.【解答】解:
分析该电路可知,电流有两条路径,即电流从电源正极出发,经过开关S、电流表A1后分成两支,一支经过灯泡L1回到负极;另一支经过A2、灯泡L2回到负极,故两灯是并联的,A1测量干路电流,A2测量L2的电流,电压表测量电源电压或L1或L2的电压;
A、灯L1与灯L2是并联的,故A错误;
B、因为并联电路各支路两端电压与电源电压都相等,所以电压表可测出电源或灯L1或L2的电压,故B正确;
C、电流表A1测的是干路中的电流,故C错误;
D、电流表A2测的是灯L2的电流,故D错误;
故选:B。
6.【解答】解:由P=得:L1、L2的电阻分别为:
R1==≈806.7Ω;
R2===1210Ω;
则两灯串联时,电流相等,由P=I2R可得,灯泡L1的功率小于L2的功率,故灯泡L2要比L1亮,故A错误,B正确;
串联电路总电阻等于各分电阻之和,此时通过电路的电流:I==≈0.11A,
两灯实际消耗的功率:P1′=I2R1=(0.11A)2×806.7Ω≈9.76W≠30W,
P2′=I2R2=(0.11A)2×1210Ω≈14.64W≠20W,
两灯泡的总功率为:P=P1′+P2′=9.76W+14.64W=24.4W<40W,故CD错误。
故选:B。
7.【解答】解:
由图知,开关闭合后,电阻R1、R2串联,电压表测电阻R1两端的电压,其大小为U1=2V;
由串联电路的电压特点可知,电阻R2两端的电压U2=U﹣U1=3V﹣2V=1V,
因为两电阻串联,通过的电流相等,所以由欧姆定律可知I==,则R1:R2=U1:U2=2V:1V=2:1;
若开关断开,电压表通过电阻R2接在电源上,测量电源电压,示数不为0;
综上所述,D正确,ABC错误。
故选:D。
8.【解答】解:
A.由电路图可知,开关S闭合时,两电阻串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测电阻R1两端的电压,根据串联电路的电压特点可知,电阻R2两端的电压等于电压表V1和V2的示数之差,这样就可以得到两个电阻两端的电压,根据串联电路的分压特点即可比较两电阻的大小,故A可行;
B.由电路图可知,开关S闭合时,两电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,根据串联电路的分压特点即可比较两电阻的大小,故B可行;
C.由电路图可知,闭合S1、S2时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律表示出电源的电压;闭合S1、断开S2时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变建立等式,通过比较电流之间的关系得出电阻的大小关系,故C可行;
D.由电路图可知,开关S闭合时,两电阻并联,电压表测电源两端的电压,电流表测量干路电流,只能测出电路的总电阻,不能求出或测出电阻R1、R2的阻值,因此无法比较两电阻阻值的大小,故D不可行。
故选:D。
9.【解答】解:当滑动变阻器的阻值最大时,两电阻串联,干路电流最小:I=0.2A,电阻R1的电压U1=2V,滑动变阻器两端的电压U2=4V;
所以电源电压U=U1+U2=2V+4V=6V,故A错误。
定值电阻R1的阻值为R1===10Ω,故B错误。
滑动变阻器的阻值最大为R2===20Ω,
所以滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω,故C错误。
变阻器滑片在中点时,滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω,此时R1、R2的阻值相同,分得的电压相同,从图上看,此时电流表的示数为I=0.3A。
故选:D。
10.【解答】解:由图知,闭合开关S,如果甲、乙两个电表中任何一个为电流表,将会形成短路,
因此甲、乙都为电压表,此时灯L1、L2串联,电压表乙测量L2两端电压,电压表甲测量电源电压;
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,且甲、乙两个电表的示数之比是3:1,
所以灯L1、L2两端电压之比:U1:U2=(U﹣U2):U2=(3﹣1):1=2:1;
又因为串联电路中各处电流相等,
所以,由I=可得两灯泡的电阻之比R1:R2=:=U1:U2=2:1。
将开关S断开,甲、乙两表更换后,则两表为电流表,此时两灯泡并联,电流表乙测量干路电流,电流表甲测量通过L2的电流,灯L1和L2仍都正常发光,
并联电路各支路两端的电压相等,则通过两灯的电流之比:I1:I2=:=R2:R1=1:2,
根据并联电路的电流特点可知,此时甲、乙两表之比为:===。
故选:D。
二、多项选择题(每小题3分,共9分。每小题有两个或两个以上选项是正确的,选项不全但都正确得1分,有错误选项不得分)
11.【解答】解:
A、汽车驶过尘土飞扬,能看到尘土飞扬,是物体的机械运动,不属于分子的运动,故A错误。
B、我们不敢大口地喝热气腾腾的汤,是因为热汤的温度高,故B错误。
C、用锯条锯木板,克服摩擦做功,机械能转化为内能,锯条的温度升高,是通过做功的方式使锯条内能增加,故C正确。
D、将﹣10℃的冰放入0℃的冰箱中,二者之间有温度差,会发生热传递,因此冰会吸热,其内能会增加,故D正确。
故选:CD。
12.【解答】解:
由电路图可知,R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测R2两端的电压,电压表V2测量R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
A、当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故A正确;
B、由U=IR可知,R1两端的电压变大,即电压表V2的示数变大,由于电源电压不变,根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的等于之和可知:R2两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,故B错误;
C、电源电压不变,电路中的电流变大,根据P=UI可知电路中消耗的总功率变大,故C正确;
D、由R=可知,电压表V2与电流表A示数的比值等于定值电阻R1的阻值,则两者的比值不变,故D错误。
故选:AC。
13.【解答】解:A、电能表是测量电功的仪表而不是测量电功率的仪表,故A错误;
B、“10(20)A”,10A表示电能表的标定电流,故B正确;
C、“600revs/(kW•h)”表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转600转,故C错误;
D、电能表的示数为123.4kW•h,是指电能表接入电路后,电路中用电器消耗总电能,不是该同学家这个月消耗的电能,故D错误。
故选:ACD。
三、填空题(每空1分,共20分)
14.【解答】解:
水的比热容大,和相同质量的其它物质比较,升高相同温度时,水吸收的热量多,所以汽车的发动机常用水做冷却液;
汽车遇到紧急情况而刹车,刹车片克服摩擦做功,会使刹车片温度升高、内能增大,这是通过做功的方式改变了物体的内能。
故答案为:比热容;做功。
15.【解答】解:如图所示,汽油机的进气门、排气门均关闭,且活塞向下运动,所以该冲程属于做功冲程,内能转化为机械能,内能减少。
飞轮转速为1200r/min,表示飞轮在1min钟转了1200r,则该飞轮每秒钟转20圈,因为一个工作循环飞轮转2圈,完成四个工作冲程,做功1次,所以飞轮转20圈,共40个冲程,做功10次;
故答案为:做功;10。
16.【解答】解:丝绸摩擦过的玻璃棒A带正电,A与B排斥,说明B带正电,A与C吸引,说明C带负电或不带电;
风扇叶转动时,与空气摩擦而起电,因为带电体具有吸引轻小物体的性质,所以扇叶会布满灰尘。
故答案为:B;吸引不带电的轻小物体。
17.【解答】解:
灯泡正常发光时的电压为8V,现将该小灯泡接在12V的电源上,应串联一个电阻分压。
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
则串联电阻两端的电压:UR=U﹣UL=12V﹣8V=4V,
串联电路中各处的电流相等,
根据欧姆定律可得,串联电阻的阻值:R===10Ω。
故答案为:串;10。
18.【解答】解:(1)由电路图可知,车重表串联电路中,是由电流表改装而成;
(2)由图可知,当车越重时,滑片下移,R2接入电路中的电阻越小,电路的总电阻越小,
由I=可知,电路中的电流越大,即车重表的示数将越大。
故答案为:电流表;越大。
19.【解答】解:由电路图可知,电路元件A和B串联,电流表测电路中的电流,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电流表的示数为0.4A时,IA=IB=I=0.4A,
由图象可知,A和B两端的电压分别为:
UA=2V,UB=2.5V,
由I=可得,A的电阻:
RA===5Ω,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=UA+UB=2V+2.5V=4.5V,
电路消耗的总功率:
P=UI=4.5V×0.4A=1.8W。
故答案为:5;4.5;1.8。
20.【解答】解:首先把电压表看成断路分析电路的连接情况,R1与R2是串联的,电压表测R2两端的电压,
(1)根据欧姆定律I=可知:
电阻R2的阻值R2===20Ω;
(2)已知:I=0.2A,R1=10Ω,
由I=得:U1=IR1=0.2A×10Ω=2V,
则根据串联电路的电压特点可知:U=U1+U2=2V+4V=6V;
故答案为:20;6。
21.【解答】解:电能表的读数,最后一位是小数,单位是kW•h,读图可知,电能表的读数1919.8kW•h。
“600r/(kW•h)”表示每消耗1kW•h电能,电能表转盘转600圈,
电能表的转盘在8min转了72转,消耗的电能为:
W==0.12kW•h,
电饭煲的实际功率为:
P实===0.9kW=900W。
故答案为:1919.8;900。
22.【解答】解:由I=可得,两定值电阻的阻值分别为:
R1===12Ω,
R2===12Ω;
则两电阻的阻值之比:==;
因串联电路中各处的电流相等,且I1<I2,
所以,两只电阻串联时,电路中的最大电流I=I1=0.5A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电源电压最大为:
U=I(R1+R1)=0.5A×(12Ω+12Ω)=12V。
故答案为:1:1;12。
23.【解答】解:由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器滑片P在a端时,则接入电路中的电阻为0,电路中的电流最大,由图乙可知,I1=0.6A,
由I=可得,电源的电压:
U=I1R1=0.6A×R1,
当滑动变阻器滑片P在b端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知,I2=0.2A,U2=2V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=I2R1+U2=0.2A×R1+2V,
因电源的电压不变,
所以,0.6A×R1=0.2A×R1+2V,
解得:R1=5Ω,
电源的电压:U=0.6A×R1=0.6A×5Ω=3V。
故答案为:3;5。
四、探究实验题(24题6分,25题6分,26题12分共24分。)
24.【解答】解:
(1)实验课题是探究不同物质的吸热能力,所以要保持水和煤油的质量相同;选用相同的电加热器目的是:使水和煤油在相同时间内吸收相同的热量;
(2)图甲中可知:Va<Vb,
因为ρ水>ρ煤油,
所以根据V=可知:质量相同时,V水<V煤油,
所以可判断出a物质是水,b物质是煤油;
若相同质量的水和煤油升高相同的温度,水吸收热量更多,水的吸热能力更强;
由图乙知,升高30℃﹣10℃=20℃,水加热6分钟,煤油加热3分钟,水用的时间是煤油的2倍,即吸收的热量是煤油的2倍,根据Q=cmΔt,在质量、升温相同的情况下,Q与比热容成正比,故煤油的比热容是:c=×4.2×103J/(kg•℃)=2.1×103J/(kg•℃);
(3)用能直接观察的温度计示数显示不能直接观察的热量变化,采用的是“转换法”;实验中要控制加热情况相同,水和煤油的质量等相同,用到了控制变量法。
故答案为:(1)质量;吸收相同的热量;(2)煤油;水;2.1×103;(3)控制变量和转换法。
25.【解答】解:(1)在拆接电路时,开关必须断开;
(2)当电压表B点不动,只断开A点,并改接到C点上时,虽然电压表此时与L2并联,但电压表的正负接线柱却是反的,闭合开关后,指针会反向偏转,所以不能测出L2两端的电压;
(3)实验中,小明只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出结论带有偶然性,不能得出正确规律;
(4)电压表指针偏转角度每次均很小,这说明电压表所选量程太大,C正确;
(5)L2灯亮,则电路未发生断路,L1灯不亮,电压表的示数为0,则可能L1短路。
故答案为:(1)断开;
(2)电压表正负接线柱接反了;
(3)只进行了一次实验,结论具有片面性;
(4)C;
(5)L1短路。
26.【解答】解:(1)将电压表并联在定值电阻两端,滑动变阻器要求一上一下连接,如图所示:;
(2)为保护电路,连接电路时,开关应断开,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大的B端;探究电流与电压的关系时,需要改变定值电阻两端的电压,因此本实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,还起到了改变定值电阻两端电压的作用;
(3)闭合开关,发现电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,与电压表并联的定值电阻R断路了,故选D;
(4)由图丙图象可知,电流随着电阻的增大而减小,且电流与电阻的乘积为一定值,故由图像可以得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(5)①由图丙可知,定值电阻两端的电压:UV=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B端移动,使电压表的示数为2V;
②电阻两端的电压始终保持2V不变,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=6V﹣2V=4V,变阻器分得的电压为电压表示数的=2倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=2×20Ω=40Ω,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器,即选A;
(6)进行“电流与电压关系”的实验探究,应控制定值电阻的阻值不变,灯泡电阻随温度的升高而增大,故这样操作是不可行的。
故答案为:(1)如图所示;(2)断开;B;改变定值电阻两端电压;(3)D;(4)当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(5)①B;2;②滑动变阻器的最大阻值太小;A;(6)进行“电流与电压关系”的实验探究,应控制定值电阻的阻值不变,灯泡电阻随温度的升高而增大。
五、分析与交流题(27题6分,28题4分,共10分)
27.【解答】解:
(1)电热膜取暖器工作时放出热量,室内空气吸收热量,温度升高,是通过热传递的方式使得室内温度升高;
(2)由图可知,各条导电墨线互不影响,故墨线是并联的;
因为墨线是并联的,并联的墨线越多,电流越大,故IA<IB;
(3)某根导电墨线的局部导电材料脱落,C部分的凹形会导致横截面积变小,电阻变大;
(4)从丙图可以看出电热膜的电阻随温度升高而增大,电源电压不变,由I=可知,电流变小。
故答案为:(1)热传递;(2)并;<;(3)变大;(4)增大;减小。
28.【解答】解:当不断地往瓶子内打气,压缩空气做功,内能增大,温度升高;当空气被压缩到一定程度时,瓶内的空气膨胀对外做功,引起空气振动,发出响声;同时内能减少,温度下降,瓶内的热水蒸气遇冷液化成小水滴即“白气”。
六、综合与应用题(29题8分,30题9分,共17分)
29.【解答】解:(1)完全燃烧0.5kg的氢气放出的热量:
Q放=mq=0.5kg×1.4×108J/kg=7×107J;
(2)由题意可得水吸收的热量:
Q吸=Q放η=7×107J×60%=4.2×107J;
由Q吸=cm△t得,水的质量为:
m′===200kg。
答:(1)完全燃烧0.5kg汽油产生的热量7×107J;
(2)水的质量为200 kg。
30.【解答】解:(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,为R1的简单电路,电流表示数为0.4A,
根据欧姆定律可得,电源电压:
U=I1R1=0.4A×20Ω=8V;
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,R2、R3串联,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表(测变阻器的电压)的示数为4V,则电路中的电流:
I2===0.08A,
根据串联电路的规律和欧姆定律可得,R3的阻值:
R3===50Ω;
(3)闭合开关S1、S2和S3,R1、R2并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流,
根据并联电路各支路互不影响,通过R1的电流为0.4A不变,
电流表的量程为0~0.6A,则干路电流最大为0.6A,
由并联电路电流的规律,通过变阻器的最大电流:
I变大=I总大﹣I1=0.6A﹣0.4A=0.2A,
由欧姆定律可得,变阻器连入电路的最小电阻:
R滑小===40Ω;
当变阻器滑片移动最左端时,变阻器接入阻值最大,总电流最小,没有超过电流表量程,故变阻器的最大电阻为100Ω,
在不损坏电流表、电压表的情况下,滑动变阻器R2的阻值取值范围为40Ω~100Ω。
答:(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电流表示数为0.4A,电源电压为8V;
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为4V,R3的阻值为50Ω;
(3)闭合开关S1、S2和S3,在不损坏电流表、电压表的情况下,滑动变阻器R2的阻值取值范围为40Ω~100Ω。
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