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天津市经济技术开发区第二中学2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案)
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这是一份天津市经济技术开发区第二中学2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案),共32页。试卷主要包含了填空题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年天津市经济技术开发区第二中学九年级上学期
期末物理试卷
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题意,请将你选择的答案涂在答题卡相应的位置
1.下列现象能说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.擦黑板时,粉笔灰在空中飞舞
B.建筑工地上尘土飞扬
C.打开一瓶香水,很快就会闻到香味
D.冬天,雪花漫天飞舞
2.如图所示的四个电路图中,所有开关都闭合后,只有一个灯泡发光的是( )
A. B.
C. D.
3.下列家庭电路中,开关S和电灯L的接线正确的是( )
A. B.
C. D.
4.电炉丝与导线串联接到电路里,通电后电炉丝热得发红,而与之相连的导线却不怎么热,由焦耳定律可知,造成上述现象的主要原因是( )
A.通过电炉丝的电流比导线的电流小得多
B.通过电炉丝的电流比导线的电流大得多
C.电炉丝的电阻比导线的电阻小得多
D.电炉丝的电阻比导线的电阻大得多
5.如图所示,闭合开关,通电螺线管周围小磁针指向正确的是( )
A. B.
C. D.
6.如图甲所示,验电器A带负电,B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把验电器A、B两金属球连接起来的瞬间(如图乙所示),金属棒中( )
A.电流方向由A到B B.有电流但方向无法确定
C.电流方向由B到A D.始终无电流
7.如图是一种温度自动报警器原理示意图,制作水银温度计时,插入一根金属丝,当温度升高到水银与金属丝相接触时( )
A.电铃响,绿灯亮 B.电铃响,绿灯灭
C.电铃不响,绿灯亮 D.电铃不响,绿灯灭
8.在探究电流产生的热量与什么因素有关时,小李设计了如图的实验装置。甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气,里面各放有一根5Ω的电阻丝,其中乙容器将一个5Ω的电阻丝与容器内5Ω电阻丝并联,两个U形管中装有等量的水。把这个装置接入电源,利用这套装置可来探究电流产生热量( )
A.与电压的关系 B.与电阻的关系
C.与电流的关系 D.与电能的关系
9.有两个灯泡L1和L2,分别标有“PZ110V﹣40W”和“PZ110V﹣60W”字样,若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法不正确的是( )
A.都正常发光时,通过L2的电流大
B.并联后,接在110V电源上,L2消耗的功率大
C.串联后,接在220V电源上,它们都能正常工作
D.串联后,接在110V的电源上,L1消耗的功率大
10.下列实验装置与探究内容不相符的是( )
A.探究磁极间相互作用规律
B.探究磁性强弱与电流大小的关系
C.探究通电直导线周围存在磁场
D.探究产生感应电流的条件
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题3分,共9分)每小题给出的四个选项中有多个符合题意,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,
(多选)11.某同学在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R0,测量未知电阻Rx阻值,图中可实现测量Rx阻值的正确电路图是( )
A. B.
C. D.
(多选)12.如图所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,下列判断正确的是( )
A.电压表示数变小,电流表示数变大
B.电压表示数变小,电流表示数变小
C.电压表示数变大,电流表示数变大
D.电压表和电流表的示数的比值不变
(多选)13.小灯泡L上标有“2.5V”字样,它的电阻随它两端电压变化的图象如图甲所示。将小灯泡L和电阻R0接入图乙所示的电路中,电源电压为3V,且保持不变。当开关S闭合时,小灯泡L恰好能正常发光。下列说法正确的是( )
A.电阻R0的阻值为2Ω
B.开关S闭合时,小灯泡L的电阻为10Ω
C.小灯泡L的额定功率为0.625W
D.开关S断开时,小灯泡L的电阻为0Ω
三、填空题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)
14.如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速下压,使筒内空气的内能 (选填“增大”、“不变”或“减小”)温度升高,硝化棉燃烧。上述现象与用热水袋捂手改变物体内能的方式 (选填“相同”或“不相同”)。
15.如图是某四冲程汽油机的 冲程,在此冲程中内能转化为 能。
16.如图所示,当开关S闭合后,电流表A1和A2的示数之比为3:2,则R1和R2的阻值之比为 ,R1和R2消耗的电功率之比为 。
17.一只电烙铁的额定电压是220V,在额定电压下工作时的电阻是1210Ω.它的额定功率是 W,在额定电压下通电10min产生的热量是 J。
18.如图所示的电能表,所连接的用电器工作时总功率不能超过 W;若只有一个用电器工作时,6min内转盘正好转过100圈,该用电器的电功率为 W。
19.两只小灯泡的规格分别为LA(6V 3W)、LB(6V 6W),不考虑温度对灯丝电阻的影响,则它们的电阻之比RA:RB= ;若将它们串联后接到某电源两端,为使它们的电功率都不超过它们的额定功率,则该电源电压的最大值为 V。
20.疫情期间,参加社区志愿者服务的人员非常多,为了解决大家喝热水的需求,居委会购置了一台“220V 3000W”的电开水器,如图所示。当它正常工作时,将30kg的水从20℃加热到70℃。已知c水=4.2×103J/(kg•℃),不计热量损失,求:
(1)加热过程中水吸收的热量;
(2)加热所需要的时间。
21.如图所示的电路中,R1=2Ω,R2=4Ω,闭合开关S后,电流表的示数为0.50A。求:
(1)电路的总电阻;
(2)电压表的示数;
(3)电阻R2在1min内产生的热量。
22.小明做“测量小灯泡电功率”的实验,电路图如图甲所示。小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝的电阻约为6Ω。请你帮他完成下列内容:
(1)根据图甲,请用笔划线代替导线完成图乙电路连接。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑至 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,移动滑片P至某一位置时,电压表的示数如图丙所示,要测量小灯泡额定功率,则滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表示数为2.5V为止。
(4)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图丁所示,则小灯泡的额定功率是 W。
23.如图所示是某学习小组同学设计的探究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电磁铁线圈匝数/匝
50
100
电流/A
0.8
1.2
1.5
0.8
1.2
1.5
吸引铁钉的最多数目/枚
5
8
10
7
11
14
(1)实验中,移动变阻器的滑片改变通过电磁铁线圈中的 大小;根据电磁铁吸引小铁钉的多少判断电磁铁的 。
(2)如表是该组同学所做实验的记录:
①比较实验中的1、2、3(或4、5、6)组数据,可得出结论:匝数一定时,通过线圈中的电流越大,电磁铁的磁性越 。
②比较实验中的1和4(或2和5,或3和6)组数据,可得出结论: 。
(3)实验后,同学们想继续探究“电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小是否有关”,他们利用上述电路和两根大小不同的铁芯,设计实验:实验时应该保持 不变,换用不同的铁芯,观察电磁铁吸引小铁钉的多少。若两次实验吸引小铁钉数量明显不同,说明 。
24.在测标有“3.8V”字样的小灯泡(电阻大约为10Ω)的额定功率实验中,电源电压为6V不变。在实验的过程中,电压表出现了故障不能使用,小坤向老师借了一只定值电阻R0(R0阻值已知),一个滑动变阻器,一个电流表,三个开关,请你帮小坤测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率。
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出待测小灯泡额定电功率的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
25.“赛龙舟”是端午节的传统节目,小安同学自制了一个卡通龙舟,她想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。她选用规格为“12V,6W”的红灯和“12V,12W”的绿灯及“24Ω,2A”的滑动变阻器等元件设计了如图所示的电路。当闭合开关S、S1、S2,且滑动变阻器的滑片P移至b端时,两灯都正常发光,求:(电源电压不变,不考虑灯丝电阻的变化)
(1)电源电压。
(2)两灯都正常发光时电流表的示数。
(3)该电路的最大电功率和最小电功率。
参考答案与试题解析
1.下列现象能说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.擦黑板时,粉笔灰在空中飞舞
B.建筑工地上尘土飞扬
C.打开一瓶香水,很快就会闻到香味
D.冬天,雪花漫天飞舞
【分析】不同物体互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散,扩散现象说明分子在不停地做无规则运动。
【解答】解:
A、擦黑板时,粉笔灰在空中飞舞,属于宏观物体的运动,是机械运动,故B错误;
B、尘土飞扬,不是分子的无规则运动,尘土不是分子,属于宏观物体的运动,是机械运动,故A错误;
C、打开一瓶香水,很快就会闻到香味,是香味分子在空气中发生了扩散现象,扩散现象说明分子在不停地做无规则运动,故C正确;
D、雪花飞舞,不是分子的无规则运动,雪花不是分子,属于宏观物体的运动,是机械运动,故D错误。
故选:C。
【点评】此题主要考查的是分子运动论的内容和扩散现象的定义及扩散现象说明的问题﹣﹣分子在不停地做无规则运动。
2.如图所示的四个电路图中,所有开关都闭合后,只有一个灯泡发光的是( )
A. B.
C. D.
【分析】开关闭合时,只有一只小灯泡能发光,说明电流只从此灯泡中通过。
【解答】解:
A、闭合开关,两只灯泡串联都有电流通过,灯泡都能发光。不符合题意;
B、两只开关都闭合,灯泡L2短路无电流通过,只有L1有电流通过,能够发光。符合题意;
C、三只开关都闭合,两只灯泡并联都有电流通过,两只灯泡都能发光。不符合题意;
D、三只开关都闭合,两只灯泡并联都有电流通过,两只灯泡都能发光。不符合题意。
故选:B。
【点评】注意判断电路是否符合要求,一要观察电路的基本元件是否齐全;二要分析开关闭合后是否短路或断路。
3.下列家庭电路中,开关S和电灯L的接线正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】家庭电路中电灯的接法:开关与灯泡串联,且开关要接在火线与灯泡之间。
【解答】解:
A、开关与灯泡并联,闭合开关后会造成电源短路,故A错误;
B、开关与灯泡都串联在了火线上,无法形成电流回路,故B错误;
C、开关接在了灯泡与零线之间,断开开关时,灯泡处仍带电,这样不安全,故C错误;
D、开关与灯泡串联,且开关要接在火线与灯泡之间,故D正确。
故选:D。
【点评】掌握家庭电路中灯泡与开关的接法,注意开关要接在火线与灯泡之间。同时还要对其它用电器的接法,插座的接法等熟练掌握。
4.电炉丝与导线串联接到电路里,通电后电炉丝热得发红,而与之相连的导线却不怎么热,由焦耳定律可知,造成上述现象的主要原因是( )
A.通过电炉丝的电流比导线的电流小得多
B.通过电炉丝的电流比导线的电流大得多
C.电炉丝的电阻比导线的电阻小得多
D.电炉丝的电阻比导线的电阻大得多
【分析】由焦耳定律知道,电流通过导体产生的热量跟电流的平方、导体电阻大小和通电时间成正比。电炉丝和连接的导线串联在电路中(通过的电流相等),通电时间是相同的,而电炉丝的电阻比导线的电阻大,据焦耳定律分析判断。
【解答】解:电炉在使用时,电炉丝和导线串联,在串联电路中,电路处处相等,即:I电炉丝=I导线,通电时间t相同,
根据:Q=I2Rt,因为R电炉丝>R导线,
所以电流产生的热量:Q电炉丝>Q导线,
从而出现电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象;
故选:D。
【点评】本题主要考查对焦耳定律及应用、串联电路电流关系的了解和掌握,知道电炉丝和相连接的导线为串联是本题的关键。
5.如图所示,闭合开关,通电螺线管周围小磁针指向正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】用右手螺旋定则判断出通电螺线管的磁极,再由磁极间的相互作用规律判断小磁针静止时的磁极指向。
【解答】解:A、由右手螺旋定则可以判断出通电螺线管的左端为N极,右端为S极;由“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”可知,小磁针的右端为N极,左端为S极,故A正确;
B、由右手螺旋定则可以判断出通电螺线管的右端为N极,左端为S极;由“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”可知,小磁针的右端应为S极,左端为N极,故B错误;
C、由右手螺旋定则可以判断出通电螺线管的左端为N极,右端为S极;由“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”可知,小磁针的右端应为S极,左端为N极,故C错误;
D、由右手螺旋定则可以判断出通电螺线管的右端为N极,左端为S极;由“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”可知,小磁针的右端应为N极,左端为S极,故D错误;
故选:A。
【点评】右手螺旋定则为考试中的重点及难点,应能做到熟练应用右手螺旋定则判断电流及磁极的关系。小磁针北极的指向、螺线管的磁极、电流的方向,知道其中的一者,其他的两者都能进行判断。
6.如图甲所示,验电器A带负电,B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把验电器A、B两金属球连接起来的瞬间(如图乙所示),金属棒中( )
A.电流方向由A到B B.有电流但方向无法确定
C.电流方向由B到A D.始终无电流
【分析】人们把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,所以负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。
【解答】解:当金属棒把验电器A、B两金属球相连时,电子会发生定向移动,从A移动到B,使验电器B也带上了电。由于电子带的是负电,而电流的方向是正电荷定向移动的方向,所以电流方向与电子移动的方向相反,也就是电流方向由B到A。
故选:C。
【点评】本题考查了电流的方向,要明确电流的形成与电流方向的区别:电荷的定向移动形成电流,发生定向移动形成电流的可能是正电荷,也可能是负电荷,还可能是正、负电荷同时向相反方向发生定向移动;而电流方向是人们规定的,把正电荷定向移动的方向规定为电流方向。
7.如图是一种温度自动报警器原理示意图,制作水银温度计时,插入一根金属丝,当温度升高到水银与金属丝相接触时( )
A.电铃响,绿灯亮 B.电铃响,绿灯灭
C.电铃不响,绿灯亮 D.电铃不响,绿灯灭
【分析】温度自动报警器是由于温度计所在的环境温度的变化,从而可以控制左侧控制电路的接通,实现自动控制。
【解答】解:温度自动报警器的工作过程是这样的,当温度升高时,玻璃泡中的水银膨胀,水银液柱上升,当升高到警戒温度即金属丝下端对应的温度时,控制电路接通,电磁铁有磁性,吸引衔铁,从而使触点与上面断开,与下面连通,此时电铃响,绿灯灭,发出报警信号。
故选:B。
【点评】明确图中左侧为控制电路,右侧为工作电路,两电路依据中间的电磁铁来发生相互作用,是搞清这一装置原理的关键点之一,同时,还应明确水银也是导体,当其与上方金属丝接通时,也成为了电路的一部分。
8.在探究电流产生的热量与什么因素有关时,小李设计了如图的实验装置。甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气,里面各放有一根5Ω的电阻丝,其中乙容器将一个5Ω的电阻丝与容器内5Ω电阻丝并联,两个U形管中装有等量的水。把这个装置接入电源,利用这套装置可来探究电流产生热量( )
A.与电压的关系 B.与电阻的关系
C.与电流的关系 D.与电能的关系
【分析】电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量跟电流关系时,控制电阻和通电时间不变;探究电流产生热量跟电阻关系时,控制通电时间和电流不变;探究电流产生热量跟通电时间关系时,控制电流和电阻不变。
【解答】解:两个相同的电阻串联在电路中,通电时间和电阻相同,当给其中一个并联一个电阻时,电阻的电流改变,探究电流产生热量跟电流关系。
通过实验可以得出结论:通过导体的电流越大,产生的热量越多。
故选:C。
【点评】掌握电流产生热量多少的影响因素,利用控制变量法和转换法探究电流产生热量多少和各影响因素之间的关系。
9.有两个灯泡L1和L2,分别标有“PZ110V﹣40W”和“PZ110V﹣60W”字样,若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法不正确的是( )
A.都正常发光时,通过L2的电流大
B.并联后,接在110V电源上,L2消耗的功率大
C.串联后,接在220V电源上,它们都能正常工作
D.串联后,接在110V的电源上,L1消耗的功率大
【分析】知道白炽灯的额定电压和额定功率(铭牌),可以求两个灯的灯丝电阻、两个灯正常发光时的电流,
(1)求出两个灯正常发光时的电流进行比较;
(2)并接在110V电源上,都不正常发光,实际功率都不等于其额定功率,据此判断;
(3)串接在220V电源上,根据串联电路的分压关系判断分压大小,若等于额定电压则灯正常发光,据此分析;
(4)串接在110V电源上,知道通过的电流、电阻关系,利用P=I2R分析消耗功率的大小关系。
【解答】解:由灯的铭牌,根据R=求出两灯的电阻:
R1=,R2=,
可见R1>R2,
A、根据I=,可得,灯正常发光时灯泡L1的电流:I1=,灯泡L2的电流:I2=,可见I1<I2,故A正确;
B、并接在110V电源上,实际功率:P1=40W,P2=60W,L2的实际功率大,故B正确;
C、串联接在220V的电源上,因为R1>R2,所以U1>U2,不能平分220V的电压,都不能正常发光,故C错误;
D、串联接在110V的电源上,通过的电流I相等,因为P=I2R,R1>R2,所以P1>P2,即L1消耗的功率大,故D正确。
故选:C。
【点评】灯的铭牌的妙用:可以求灯丝电阻R=、求灯正常发光时的电流I=,求在时间t内正常发光消耗的电能W=P额t、求实际电压下的实际功率。
10.下列实验装置与探究内容不相符的是( )
A.探究磁极间相互作用规律
B.探究磁性强弱与电流大小的关系
C.探究通电直导线周围存在磁场
D.探究产生感应电流的条件
【分析】(1)磁极间的作用规律是:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;
(2)电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数有关;
(3)据奥斯特实验可知,通电导线周围存在着磁场;
(4)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流,该现象叫电磁感应现象。
【解答】解:
A、据小磁针偏转的情况可以判断磁极间的作用规律,则该实验装置与探究内容相符;
B、该实验是探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系,即电流一定时,线圈匝数多的磁性强,故该实验装置与探究内容不相符,符合题意;
C、据奥斯特实验可知,通电导线周围存在着磁场,则该实验装置与探究内容相符;
D、该装置中,若闭合开关,且导体做切割磁感线运动时,能产生感应电流,则该实验装置与探究内容相符。
故选:B。
【点评】该题考查了磁体间的作用规律、电磁铁磁性强弱的影响因素、奥斯特实验的理解和电磁感应现象的理解,是一道综合题。
(多选)11.某同学在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R0,测量未知电阻Rx阻值,图中可实现测量Rx阻值的正确电路图是( )
A. B.
C. D.
【分析】本题各选项的共同特征都最缺少电流表,利用已知阻值的R0和开关的控制,推导出通过RX中的电流,是分析的关键。
【解答】解:
A、当开关闭合时,R0短路,电压表测电源电压,设此时示数为U1,当开关断开时,R0与RX串联,电压表测RX的电压,设此时示数为U2,则此时R0两端的电压为U1﹣U2。
根据串联电路电流处处相等可列出等式:=,推导得出RX=,故此电路可以测出RX阻值。
B、当开关闭合时,RX被短路,电压表测电源电压,当开关断开时,RX与R0串联,电压表仍测电源电压,无法推导出通过RX的电流,故此电路不能测出RX阻值。
C、当开关掷到1挡时,只有RX接入电路,电压表示数等于电源电压,设此时示数为U1,当开关掷到2挡时,RX与R0串联,电压表测RX的电压,设此时示数为U2,则此时R0两端电压为U1﹣U2.根据串联电路电流处处相等可列出等式:=,推导得出RX=,故此电路可以测出RX阻值。
D、当开关掷到1挡时,只有R0接入电路,电压表示数等于电源电压,设此时示数为U1,当开关掷到2挡时,RX与R0串联,电压表测R0的电压,设此时示数为U2,则此时RX两端电压为U1﹣U2.根据串联电路电流处处相等可列出等式:=,推导得出RX=,故此电路可以测出RX阻值。
故选:ACD。
【点评】缺少电流表测电阻的问题,要用到数学的推理思维,常以电流处处相等为突破口;如果缺少电压表测电阻,也常以各支路电压相等为突破口。
(多选)12.如图所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,下列判断正确的是( )
A.电压表示数变小,电流表示数变大
B.电压表示数变小,电流表示数变小
C.电压表示数变大,电流表示数变大
D.电压表和电流表的示数的比值不变
【分析】由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测电路中的电流;根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化,再根据欧姆定律得出电压表和电流表的示数比值的变化。
【解答】解:由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测电路中的电流;
当滑动变阻器的滑片P向左移动时,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;
由U=IR可知,定值电阻R1两端的电压变大,即电压表的示数变大;
电压表和电流表的示数的比值等于定值电阻R1的阻值,所以电压表和电流表的示数的比值不变;
综上所述,CD正确。
故选:CD。
【点评】本题考查电路的动态分析,利用欧姆定律即可求解;但要注意电压表的接法,不测带电源的用电器。
(多选)13.小灯泡L上标有“2.5V”字样,它的电阻随它两端电压变化的图象如图甲所示。将小灯泡L和电阻R0接入图乙所示的电路中,电源电压为3V,且保持不变。当开关S闭合时,小灯泡L恰好能正常发光。下列说法正确的是( )
A.电阻R0的阻值为2Ω
B.开关S闭合时,小灯泡L的电阻为10Ω
C.小灯泡L的额定功率为0.625W
D.开关S断开时,小灯泡L的电阻为0Ω
【分析】由图示图示求出灯泡正常发光时的电阻阻值,然后应用欧姆定律求出电路电流,由串联电路特点与欧姆定律求出定值电阻阻值,由电功率公式求出灯泡额定功率;由图示图示求出开关断开时灯泡的电阻。
【解答】解:B、开关闭合时灯泡正常发光,说明灯泡两端电压等于其额定电压2.5V,由图甲所示图象可知,此时灯泡电阻为10Ω,故B正确;
A、闭合开关时,电路电流:I===0.25A,电阻R0两端电压:U0=U﹣UL=3V﹣2.5V=0.5V,由I=可知,电阻:R0===2Ω,故A正确;
C、灯泡额定功率:P===0.625W,故C正确;
D、开关断开时,灯泡两端电压为零,由图示图象可知,此时灯泡电阻为2Ω,故D错误;
故选:ABC。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等以及从图象中得出灯泡的电阻。
14.如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速下压,使筒内空气的内能 增大 (选填“增大”、“不变”或“减小”)温度升高,硝化棉燃烧。上述现象与用热水袋捂手改变物体内能的方式 不相同 (选填“相同”或“不相同”)。
【分析】改变物体内能的方式有做功和热传递;对物体做功,物体的内能增大,分析实验现象,得出结论。
【解答】解:当把活塞迅速压下去时,活塞对空气做功,活塞的内能就会增大,空气的温度就会升高,达到硝化棉的燃烧点,硝化棉就燃烧起来,是通过做功的方式增加物体内能的;
用热水袋捂手,手从热水袋吸收热量,是通过热传递的方式增加物体内能;所以两种现象改变物体的内能方式不相同。
故答案为:增大;不相同。
【点评】这是验证做功可以改变内能的实验,要熟记。
15.如图是某四冲程汽油机的 做功 冲程,在此冲程中内能转化为 机械 能。
【分析】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,判断冲程名称可用口诀:“先看气门开关情,再看活塞上下行;开下吸气开上排,关上压缩关下功”进行分析;在汽油机的四个冲程中,机械能转化为内能的是压缩冲程,内能转化为机械能的是做功冲程。
【解答】解:由图可知,两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,因此是做功冲程;汽油机的做功冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能。
故答案为:做功;机械。
【点评】本题考查了学生对汽油机的四个冲程的能量转化的了解与掌握,是一道基础题目。
16.如图所示,当开关S闭合后,电流表A1和A2的示数之比为3:2,则R1和R2的阻值之比为 2:1 ,R1和R2消耗的电功率之比为 1:2 。
【分析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流,根据并联电路的电流特点求出两支路的电流之比,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两电阻的阻值之比,根据P=UI求出两电阻消耗的电功率之比。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,两支路的电流之比:
===,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=可得,R1和R2的阻值之比:
===,
由P=UI可得,R1和R2消耗的电功率之比:
===。
故答案为:2:1;1:2。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,是一道基础题目。
17.一只电烙铁的额定电压是220V,在额定电压下工作时的电阻是1210Ω.它的额定功率是 40 W,在额定电压下通电10min产生的热量是 2.4×104 J。
【分析】由功率公式P=可求得额定功率,由W=Pt求得电功。
【解答】解:额定功率P===40W;
t=10min=10×60s=600s
则十分钟内做功W=Pt=40W×600s=2.4×104J
故答案为:40,2.4×104J
【点评】本题考查功率公式和电功公式,属简单应用。
18.如图所示的电能表,所连接的用电器工作时总功率不能超过 11000 W;若只有一个用电器工作时,6min内转盘正好转过100圈,该用电器的电功率为 1000 W。
【分析】(1)由电能表的参数可知工作的电压和允许通过的最大工作电流,根据P=UI求出所连接的用电器工作时总功率;
(2)1000R/(kW•h)表示的是电路中每消耗1kW•h的电能,转盘转过1000圈,据此求出转盘转过100圈消耗的电能,根据P=求出用电器的电功率。
【解答】解:
(1)由电能表的参数可知,工作的电压U=220V,允许通过的最大工作电流I=50A,
所连接的用电器工作时总功率:
P=UI=220V×50A=11000W;
(2)转盘转过100圈消耗的电能:
W=kW•h=0.1kW•h,
用电器的电功率:
P′===1kW=1000W。
故答案为:11000;1000。
【点评】本题考查了使用电能表消耗电能和电功率的计算,关键是电能表相关参数含义的了理解与掌握。
19.两只小灯泡的规格分别为LA(6V 3W)、LB(6V 6W),不考虑温度对灯丝电阻的影响,则它们的电阻之比RA:RB= 2:1 ;若将它们串联后接到某电源两端,为使它们的电功率都不超过它们的额定功率,则该电源电压的最大值为 9 V。
【分析】由灯泡铭牌可知其额定功率与额定电压,应用电功率公式求出灯泡电阻与灯泡的额定电流,然后求出灯泡电阻之比,应用串联电路特点与欧姆定律求出电源电压的最大值。
【解答】解:由P=UI可知,灯泡额定电流:IA===0.5A,I===1A,
由I=可知,灯泡电阻:RA===12Ω,RB===6Ω,
灯泡电阻阻值:==;
串联电路电流处处相等,两灯泡串联,电路最大电流等于灯泡的较小额定电流,
即电路最大电流:I=IA=0.5A,由I=可知,电源最大电压:
U=I(RA+RB)=0.5A×(12Ω+6Ω)=9V;
故答案为:2:1;9。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律公式的应用,关键是知道两灯泡串联时电路中的最大电流为两灯泡额定电路的较小值。
20.疫情期间,参加社区志愿者服务的人员非常多,为了解决大家喝热水的需求,居委会购置了一台“220V 3000W”的电开水器,如图所示。当它正常工作时,将30kg的水从20℃加热到70℃。已知c水=4.2×103J/(kg•℃),不计热量损失,求:
(1)加热过程中水吸收的热量;
(2)加热所需要的时间。
【分析】(1)根据Q吸=cm(t﹣t0)得出加热过程中水吸收的热量;
(2)不计热量损失,根据Q吸=Q放得出电热水器放出的热量,根据t=得出加热所需要的时间。
【解答】解:(1)加热过程中水吸收的热量Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×30kg×(70℃﹣20℃)=6.3×106J,
(2)不计热量损失,加热过程中水吸收的热量等于电热水器放出的热量,Q吸=Q放=6.3×106J,
加热所需要的时间t===2100s。
答:(1)加热过程中水吸收的热量为6.3×106J;
(2)加热所需要的时间为2100s。
【点评】本题为电功和热量的综合计算题,综合性强,有一定难度。
21.如图所示的电路中,R1=2Ω,R2=4Ω,闭合开关S后,电流表的示数为0.50A。求:
(1)电路的总电阻;
(2)电压表的示数;
(3)电阻R2在1min内产生的热量。
【分析】由电路图可知,R1、R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测电源电压。
(1)串联电路的总电阻等于各电阻之和,据此求出电路的总电阻。
(2)运用欧姆定律公式变形U=IR,可求出电压表示数。
(3)运用焦耳定律Q=I2Rt,代入数值可得出热量多少。
【解答】解:由电路图可知,R1、R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测电源电压。
(1)此电路是串联电路,电路的总电阻为:R=R1+R2=2Ω+4Ω=6Ω;
(2)电压表的示数为:U=IR=0.5A×6Ω=3V;
(3)t=1min=60s,电阻R2在1min内产生的热量为:Q=I2R2t=(0.5A)2×4Ω×60s=60J。
答:(1)电路的总电阻为6Ω;
(2)电压表的示数为3V;
(3)电阻R2在1min内产生的热量为60J。
【点评】熟练运用欧姆定律和焦耳定律的公式,可解答此题。
22.小明做“测量小灯泡电功率”的实验,电路图如图甲所示。小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝的电阻约为6Ω。请你帮他完成下列内容:
(1)根据图甲,请用笔划线代替导线完成图乙电路连接。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑至 B (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,移动滑片P至某一位置时,电压表的示数如图丙所示,要测量小灯泡额定功率,则滑片P应向 A (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表示数为2.5V为止。
(4)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图丁所示,则小灯泡的额定功率是 0.75 W。
【分析】(1)根据电路图连接实物,根据电源电压判断出电压表的量程,根据I=算出电路中的最大电流,丙确定电流表的量程;
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处;
(3)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)由图乙,根据额定电压电压下对应的电流大小,根据P额=U额I求出小灯泡的额定功率。
【解答】解:(1)根据电路图知将小灯泡、电流表、滑动变阻器串联在电路中,电路中的最大电流为:I==≈0.42A<0.6A,所以电流表选用小量程串联在电路中,由于电源为两节电池,所以电源电压为3V,电压表选用0~3V与灯泡并联,如下所示:
;
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处,即B端;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片P到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,图中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.3V;
灯在额定电压下正常发光,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)由图丙知,当灯电压为2.5V时对应的电流为0.3A,
小灯泡的额定功率:
P额=U额I=2.5V×0.3A=0.75W。
故答案为:(1)见解答图;(2)B;(3)A;(4)0.75。
【点评】本题测量小灯泡电功率,考查电路的连接、注意事项、电流表的读数投影机电功率公式的应用等知识,是一道中考常见题。
23.如图所示是某学习小组同学设计的探究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电磁铁线圈匝数/匝
50
100
电流/A
0.8
1.2
1.5
0.8
1.2
1.5
吸引铁钉的最多数目/枚
5
8
10
7
11
14
(1)实验中,移动变阻器的滑片改变通过电磁铁线圈中的 电流 大小;根据电磁铁吸引小铁钉的多少判断电磁铁的 磁性强弱 。
(2)如表是该组同学所做实验的记录:
①比较实验中的1、2、3(或4、5、6)组数据,可得出结论:匝数一定时,通过线圈中的电流越大,电磁铁的磁性越 强 。
②比较实验中的1和4(或2和5,或3和6)组数据,可得出结论: 在电流相同时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强 。
(3)实验后,同学们想继续探究“电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小是否有关”,他们利用上述电路和两根大小不同的铁芯,设计实验:实验时应该保持 电磁铁线圈的匝数和通过的电流 不变,换用不同的铁芯,观察电磁铁吸引小铁钉的多少。若两次实验吸引小铁钉数量明显不同,说明 电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小有关 。
【分析】(1)移动滑动变阻器的滑片,可以改变变阻器连入电路中的电阻大小,从而改变电路中的电流大小;磁性的大小是通过吸引大头钉的多少来表示的,电磁铁吸引大头钉越多,电磁铁磁性越强,这种方法是转换法;
(2)电磁铁磁性强弱影响因素:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。比较相关实验中相同的量和不同的量,分析得出磁性强弱与变化量的关系;
(3)电磁铁磁性强弱与电流大小、控制线圈匝数和铁芯大小有关,根据控制变量法,探究电磁铁磁性强弱跟铁芯大小关系时,要控制电流和线圈匝数一定;通过电磁铁吸引大头钉多少来反映磁性的强弱。
【解答】解:(1)实验时,移动滑动变阻器的滑片,可以改变变阻器连入电路中的电阻大小,从而改变电路中的电流大小;根据转换法,根据电磁铁吸引大头钉的多少判断电磁铁的磁性强弱;
(2)①横向比较实验中的1、2、3(或4、5、6)可以看出,在线圈的匝数相同时,电流从0.8A增加到1.5A时,吸引铁钉的个数由5枚增大到10枚,说明在线圈的匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强;
②比较实验中的1和4(或2和5或3和6)可以得出通过电磁铁的电流都为0.8A(或1.2A或1.5A)时,线圈匝数50匝的吸引5枚铁钉,线圈匝数为100匝的吸引铁钉7枚(或8枚、11枚或10枚、14枚),说明在通过电磁铁的电流相同时,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越强;
(3)电磁铁的磁性强弱可能跟铁芯大小有关。根据控制变量法,探究电磁铁磁性强弱跟铁芯大小关系时,控制线圈的匝数和通过的电流不变,只改变铁芯大小;
换用不同铁芯,观察电磁铁吸引大头钉数多少。若两次实验吸引大头钉数量明显不同,说明电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小有关。
故答案为:(1)电流;磁性强弱;
(2)①强;②在电流相同时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强;
(3)电磁铁线圈的匝数和通过的电流;电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小有关。
【点评】本题探究电磁铁磁性强弱,考查转换法、控制变量法的运用及数据分析的能力,要掌握。
24.在测标有“3.8V”字样的小灯泡(电阻大约为10Ω)的额定功率实验中,电源电压为6V不变。在实验的过程中,电压表出现了故障不能使用,小坤向老师借了一只定值电阻R0(R0阻值已知),一个滑动变阻器,一个电流表,三个开关,请你帮小坤测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率。
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出待测小灯泡额定电功率的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
【分析】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R0应起到电压表的测量作用,第1次实验操作中,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I0=时,由并联电路电压的规律,灯的电压为U额,灯正常工作;
在第2次操作中,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写出小灯泡的额定功率表达式。
【解答】解:(1)如图;
(2)步骤:a、闭合开关S和S1,调节滑动变阻器,当电流表的示数为时,小灯泡正常工作。
b、断开所有开关后,保持滑动变阻器滑片位置不变,再将开关S和S2闭合,读出电流表的示数为I。
(3)在a中,灯泡与定值电阻并联后再与变阻器串联,电流表测定值电阻的电流,调节滑动变阻器,当电流表的示数为I0=时,小灯泡正常工作;
在b中,灯泡与定值电阻并联后再与变阻器串联,电流表测定值电阻和灯泡的总电流;因保持滑片位置不变,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可得,灯泡正常发光时的电流为:
I额=I﹣I0=I﹣;
小灯泡的额定功率为:
P额=U额I额=2.8V×(I﹣)。
故答案为:(1)如图;
(2)步骤:a、闭合开关S和S1,调节滑动变阻器,当电流表的示数为时,小灯泡正常工作。
b、断开所有开关后,保持滑动变阻器滑片位置不变,再将开关S和S2闭合,读出电流表的示数为I。
(3)3.8V×(I﹣)。
【点评】本题测量小灯泡电功率的实验,考查了设计实验方案测电功率的能力,有一定难度。
25.“赛龙舟”是端午节的传统节目,小安同学自制了一个卡通龙舟,她想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。她选用规格为“12V,6W”的红灯和“12V,12W”的绿灯及“24Ω,2A”的滑动变阻器等元件设计了如图所示的电路。当闭合开关S、S1、S2,且滑动变阻器的滑片P移至b端时,两灯都正常发光,求:(电源电压不变,不考虑灯丝电阻的变化)
(1)电源电压。
(2)两灯都正常发光时电流表的示数。
(3)该电路的最大电功率和最小电功率。
【分析】由图可知,当当闭合开关S、S1、S2,且滑动变阻器的滑片P移至b端时,灯泡L红、L绿并联,电流表测量干路的总电流;
(1)两灯正常发光,灯泡两端的电压等于额定电压,根据并联电路特点可知电源电压;
(2)根据P=UI分别求出通过两个灯泡的电流,根据并联电路的电流特点求出干路的总电流,即为电流表的示数;
(3)根据P=UI可知,当电路中的电阻最小,电流最大时,电路中的功率最大;电阻最大,即电流最小时,总功率最小;
利用P=分别求出红灯和绿灯的电阻,据此判断电路中电阻最大的电路连接,根据串联电路的电阻求出电路中的最大总电阻,根据P=求出电路中的最小电功率。
【解答】解:由图可知,当当闭合开关S、S1、S2,且滑动变阻器的滑片P移至b端时,灯泡L红、L绿并联,电流表测量干路的总电流;
(1)两灯正常发光,灯泡两端的电压U红=U绿=U额=12V,
根据并联电路的电压特点可知,电源电压:U=U红=U绿=12V;
(2)两灯都正常发光时,由P=UI可知,通过两灯泡的电流分别为:
I红===0.5A,
I绿===1A,
根据并联电路的电流特点可知,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以两灯都正常发光时电流表的示数:I=I红+I绿=0.5A+1A=1.5A;
(3)由P=UI知,电压一定,当R电阻最小且两灯并联时,电路中的电流最大,电路中的功率最大,
两灯泡并联且滑片P在b端时电路的总电阻最小,此时两灯并联且都正常发光,
所以电路中的最大功率为:P大=UI=12V×1.5A=18W;
当P处于a端,R的阻值最大,如果和两灯中电阻较大的串联时电路中的总电阻最大,电路中的电流最小,消耗的总功率最小,
由P=可知,红灯的电阻:R红===24Ω,
绿灯的电阻:R绿===12Ω<R红,
因此,当断开S1,闭合S2,滑片滑至a端时,滑动变阻器与红灯串联,电路总电阻最大,
电路中的总电阻:R总=R红+R1=24Ω+24Ω=48Ω,
由题意知,电源电压为U=12V,
电路消耗的最小功率:P小===3W。
答:(1)电源电压为12V;
(2)两灯都正常发光时电流表的示数为1.5A;
(3)该电路消耗的最大电功率为18W,最小电功率为3W。
【点评】此题主要考查的是学生对电功率、欧姆定律、串并联电路规律的理解和掌握,注意变形公式的熟练运用,弄清楚什么时候电功率最大和最小是解决此题的关键。
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