山东省青岛市平度市2022-2023学年上学期九年级物理期末考试
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这是一份山东省青岛市平度市2022-2023学年上学期九年级物理期末考试,共25页。试卷主要包含了填空与作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年山东省青岛市平度市九年级(上)期末物理试卷
一、单项选择题(本题满分20分,共10小题,每小题2分)每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。
1.(2分)一切物质的分子都在不停地做无规则运动,下列生活现象能体现分子热运动的是( )
A.桂花飘香 B.尘土飞扬 C.歌声绕梁 D.大雪纷飞
2.(2分)在空气干燥的冬天,化纤衣服表面很容易吸附灰尘。主要原因是( )
A.冬天气温低 B.冬天灰尘多
C.化纤衣服创造了电荷 D.化纤衣服摩擦带了电
3.(2分)如图所示的四种接法中,滑片向右移动,滑动变阻器接入电路中的电阻变大的是( )
A. B.
C. D.
4.(2分)下列有关数据不符合生活实际的是( )
A.家用电冰箱的电流约为1A
B.手机电池的电压为3.7V
C.家用洗衣机正常工作时的电压为220V
D.家用空调正常工作时的功率约为100W
5.(2分)关于电路,下列说法错误的是( )
A.电荷定向移动形成电流
B.用电器工作时将电能转化为其他形式的能
C.物理学中,把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向
D.把两个小灯泡串联接入电路中,更亮的那一个通过的电流大
6.(2分)如图中的a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分,它在磁场中按箭头方向运动时( )
A. B. C. D.
7.(2分)安全用电是每一位中学生应有的常识,下列做法符合安全用电原则的是( )
A.湿手拔用电器的插头
B.断开电源开关后再更换灯泡
C.通电电线起火时立即泼水救火
D.在一个插线板上同时使用多个大功率用电器
8.(2分)有一小磁针静止在通电螺线管上方,如图所示,则通电螺线管( )
A.左侧为N极,a端为正极 B.左侧为S极,a端为正极
C.左侧为N极,b端为正极 D.左侧为S极,b端为正极
9.(2分)20世纪初,科学家发现,某些物质在很低的温度时,这就是超导现象。假如人们已研制出常温下的超导体,则可以用它制作( )
A.家用保险丝 B.远距离输电导线
C.电炉子的电热丝 D.白炽灯泡的灯丝
10.(2分)如何从外部检测植物含水量的变化呢?科学家用条状石墨烯制成的湿敏电阻Rx附着在叶片上,植物含水量变低,Rx变小,电表示数变小;植物含水量变高,Rx变大,电表示数变大,电源电压恒定,R0为定值电阻,下列电路图中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题(本题满分15分,共5小题)每小题给出的四个选项中,有2~3个选项符合题目要求,每小题全选对得3分,漏选得2分,错选或不选得0分。
11.(3分)有关温度,热量和内能的说法中,正确的是( )
A.0℃的物体没有内能
B.温度高,物体的热量越多
C.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
D.改变内能的两种方式是做功和热传递
(多选)12.(3分)景颇族的祖先曾发明一种活塞式点火器,如图所示。以牛角作套筒,木质推杆前端粘附艾绒。取火时,另一手猛推推杆,艾绒即燃,口吹立见火苗。手推杆入筒的过程中,筒内密封气体的( )
A.体积变小 B.密度不变
C.分子动能增大 D.内能增大
13.(3分)如图所示的四个装置图可以演示不同的电磁现象,下列说法正确的是( )
A.图甲可用来演示电磁感应现象,根据该现象制成了发电机
B.图乙可用来演示电流的磁效应,根据该现象制成了电磁铁
C.图丙可用来演示磁场对通电导线的作用,根据该原理制成了电动机
D.图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
(多选)14.(3分)小雨受穿戴式“智能体温计”(如图甲所示)的启发,设计了一个如图乙所示的体温计电路图,热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大,定值电阻R2起保护电路的作用。下列分析正确的是( )
A.该电路中的电表是电压表
B.温度变化时R2两端电压不变
C.温度升高时电路中电流变小
D.温度降低时电路的总功率变大
(多选)15.(3分)额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器,下列判断正确的是( )
A.正常工作时,电热水壶比电烤箱产生的热量少
B.正常工作时,电热水壶比电饭锅的功率大
C.正常工作时,通过电饭锅的电流最小
D.在一个月内,电热水壶消耗的电能一定最多
三、填空与作图题(本题共7个题,满分20分)
16.(2分)当某导体两端电压是3V时,通过它的电流是0.2A,则该导体的电阻是 Ω;当它两端电压为0V时,该导体的电阻为 Ω。
17.(3分)在如图所示的电路中,有三个开关S1、S2、S3,如果仅将开关S3闭合,S1、S2断开,则灯L1、L2 联;如果将开关S1、S2闭合,S3断开,则灯L1、L2 联;当开关S1、S2、S3闭合,会造成电源 。
18.(2分)为使舰载机在短时间内达到起飞速度,航母上安装了蒸汽弹射装置,如图所示为其简化原理图。汽缸内蒸汽体积膨胀对外做功,从而使舰载机获得巨大的牵引力,弹射出去。从能量转化角度讲 冲程相似。一瓶汽油,用去一半,其热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
19.(2分)某款新型魔方充电器,转动魔方就能产生电能,并储存于魔方内 (选填“发电机”或“电动机”)相同,当魔方给移动设备充电时,它相当于电路中的 。(选填“电源”或“用电器”)
20.(3分)如图所示,为甲、乙两电阻的I﹣U关系图象,由图可得甲的电阻为 Ω;当甲、乙串联后,若电路中电流为0.2A时 V;当这两个电阻并联后接在2V电源上,干路中的总电流为 A。
21.(4分)取两个相同且均不带电的验电器A和B。先用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器A的金属球,观察到金属箔 ,原因是 且橡胶棒所带电荷越多,金属箔的张角越 ,接着用带绝缘柄的金属棒把A和B的金属球连接起来,则金属棒中的电流方向是 (选填“从A向B”、“从B向A”)。
22.(4分)综合实践活动中,小明想设计制作一个用于户外照明的简易电路。现有器材:干电池两节,额定电压均为3V的小灯泡两个,导线若干。小明选用一节干电池,连接了如图甲所示的电路,但照明效果不佳。他又在原电路中接入另一个灯泡,连接成图乙所示的电路,照明效果反而更差了。
(1)小华对小明的实验进行了分析:电源电压一定,两个灯泡串联后,总电阻变大 ,根据公式P=UI可知,总功率变 ,因此照明效果更差。
(2)为了获得比图甲电路更佳的照明效果,请你利用现有器材设计一个电路,画出电路图(无需解释亮度变化的原因)。
四、实验探究题(本题满分30分,共5个题)
23.(6分)如图是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中封闭着等量的空气。
(1)接通电路后,容器中电阻丝的内能增大是通过 (选填:“做功”或“热传递”)方式,该实验中我们是通过观察 来反映电流通过导体时产生热量的多少。
(2)图甲中的A、B管,在通电时间相等时, 管液面上升更高,表明电流通过导体产生的热量多少与 有关;
(3)采用图乙中的实验装置探究“电流通过导体产生的热量跟电流是否有关”时,右边透明容器中应该选用阻值为 Ω的电阻丝。
(4)根据焦耳定律可知,在图乙中的、右透明容器中,电阻丝在相同时间内产生的热量之比为Q左:Q右= 。
24.(5分)如图是小华探究串联电路电流特点的实验电路图。
(1)刚连完最后一条导线,灯泡L1、L2就亮了,他在实验操作中不对之处: ;
(2)小红同学在做把电流表接在A处实验时,闭合开关前,电流表的指针均指在零刻度处,发现电流表指针摆动分别出现了如图2甲、乙所示的两种情况。请分析他在电流表的使用过程中的问题?
甲: ;乙: ;
(3)改正后,完成了A、B、C处的测量。为了使得出的结论具有普遍性,下面应这样操作: 。
25.(5分)小雨同学在做“探究电流与电压的关系”实验。
(1)探究电流与电压的关系时,要保持 不变。
(2)小雨用三节新干电池组成三个不同电压的电源,可测三组数据。已知定值电阻R的阻值为10Ω,电流表接0~0.6A量程,连接电路如图1所示。如果按照这个连接进行测量,在实验过程中会出现 的问题。
(3)小雨找出写着“20Ω,2A”的滑动变阻器,重新连接的实物图如图2所示。若要使变阻器滑片向左移动时电流表示数变大,帮小雨连接完电路。
(4)定值电阻R的阻值不变,将实验数据如实记录在表中。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.04
0.09
0.14
0.19
0.24
0.29
根据表格中的数据不方便得出规律。断开开关后,小雨发现电压表如图3所示。他指出不必重新实验了,只需要将每组电压值都 ,即可得正确结论。正确的结论是: 。
26.(8分)在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率实验中,电源是三节新干电池。
(1)小雨连接了如图甲所示的实验电路,请在乙框中画出相应的电路图。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最 端。
(3)闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光,读出电流表示数,由此可得灯泡的额定功率为 W。
(4)继续移动滑片,电压表示数如图丙所示,为 V,此时电流表示数为0.24A,小灯泡的实际功率为 N。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
1
2.5
0.26
2
0.24
3
2.8
0.28
(5)分析实验数据可以发现,小灯泡两端的电压越大,电流就越大 。
(6)为了研究灯泡的发光情况与电功率的关系,上述的实验记录表格还需要增加的记录内容是 。
27.(6分)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。
(1)实验中通过观察 来判断电磁铁磁性的强弱,当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 (填“增加”或“减少”),说明电流越 ,电磁铁磁性越强;
(2)根据图示的情境可知, (填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时, ,电磁铁磁性越强;
(3)请你判断出乙铁钉的上端是电磁铁的 极。
五、计算题(本题共2题,满分15分,28题6分,29题9分)
28.(6分)如图甲是质量为200g固体的熔化实验装置,图乙是根据实验数据绘制出的曲线图。
(1)根据图像和相关知识可知,该物质从第6min至第8min共吸收热量多少焦耳?[该物质的液态比热容c=3×103J/(kg•℃)]
(2)如果从第6min开始到第8min,完全燃烧了热值为3.0×107J/kg的酒精1.25g。可估算出此过程中,热转化效率是多少?
29.(9分)新型电饭锅采用“聪明火”技术,智能化的控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感,R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关。煮饭时把电饭锅接入220V的电路中,在电饭锅工作的30min内,电路中总电流随时间的变化如图乙所示
(1)只闭合S时电饭锅的电功率;
(2)电热丝R1的阻值;
(3)0~15min电饭锅产生的热量。
2022-2023学年山东省青岛市平度市九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本题满分20分,共10小题,每小题2分)每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。
1.(2分)一切物质的分子都在不停地做无规则运动,下列生活现象能体现分子热运动的是( )
A.桂花飘香 B.尘土飞扬 C.歌声绕梁 D.大雪纷飞
【解答】解:A、桂花飘香是扩散现象,故A正确;
B、尘土是微小的宏观物质,属于机械运动;
C、歌声绕梁,故C错误;
D、大雪纷飞是一种自然现象,故D错误。
故选:A。
2.(2分)在空气干燥的冬天,化纤衣服表面很容易吸附灰尘。主要原因是( )
A.冬天气温低 B.冬天灰尘多
C.化纤衣服创造了电荷 D.化纤衣服摩擦带了电
【解答】解:用摩擦的方法可以使物体带电,实质是电子发生了转移;带电体能够吸引轻小物体。
故选:D。
3.(2分)如图所示的四种接法中,滑片向右移动,滑动变阻器接入电路中的电阻变大的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、图中滑动变阻器使用了下面两个接线柱,滑片右移,电阻不变。
B、图中滑动变阻器的左半段电阻丝接入电路,连入电路的电阻丝变长,故B正确。
C、图中滑动变阻器的右半段电阻丝接入电路,连入电路的电阻丝变短,故C错误。
D、图中滑动变阻器的右半段电阻丝接入电路,连入电路的电阻丝变短,故D错误。
故选:B。
4.(2分)下列有关数据不符合生活实际的是( )
A.家用电冰箱的电流约为1A
B.手机电池的电压为3.7V
C.家用洗衣机正常工作时的电压为220V
D.家用空调正常工作时的功率约为100W
【解答】解:A、由课本知家用电冰箱的工作电流在1A左右;
B、手机电池的电压为3.4V;
C、家庭电路的电压为220V,故C符合实际;
D、家用空调的功率较大,故D不符合实际。
故选:D。
5.(2分)关于电路,下列说法错误的是( )
A.电荷定向移动形成电流
B.用电器工作时将电能转化为其他形式的能
C.物理学中,把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向
D.把两个小灯泡串联接入电路中,更亮的那一个通过的电流大
【解答】解:A、电流是电荷的定向移动形成的;
B、各种用电器在工作时利用电流做功,故B正确。
C、物理学规定正电荷定向移动的方向与电流的方向相同,故C正确;
D、把两个小灯泡串联接入电路中,所以两个小灯泡的电流是相同的;
故选:D。
6.(2分)如图中的a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分,它在磁场中按箭头方向运动时( )
A. B. C. D.
【解答】解:磁极间的磁感线是从N极指向S极,由图可知,A、B,所以会产生感应电流;
只有D没有切割磁感线,所以不会产生感应电流;
故选:D。
7.(2分)安全用电是每一位中学生应有的常识,下列做法符合安全用电原则的是( )
A.湿手拔用电器的插头
B.断开电源开关后再更换灯泡
C.通电电线起火时立即泼水救火
D.在一个插线板上同时使用多个大功率用电器
【解答】解:A、因为水是导体,可能会使电源通过人体与大地形成通路,故A不符合安全用电原则;
B、在断开电源开关的情况下更换灯泡,这样才安全;
C、用电器或电线失火时,生活用水是导体,故C不符合安全用电原则;
D、家庭电路中各用电器是并联的,会造成干路电流过大,故D不符合安全用电原则。
故选:B。
8.(2分)有一小磁针静止在通电螺线管上方,如图所示,则通电螺线管( )
A.左侧为N极,a端为正极 B.左侧为S极,a端为正极
C.左侧为N极,b端为正极 D.左侧为S极,b端为正极
【解答】解:由于小磁针静止时,其左端为S极,根据磁极间的作用规律可知,左端为N极。
根据螺线管的N、S极和螺线管的线圈绕向。由于电流是从电源的正极流出。所以可以确定电源的右端为正极。
故选:C。
9.(2分)20世纪初,科学家发现,某些物质在很低的温度时,这就是超导现象。假如人们已研制出常温下的超导体,则可以用它制作( )
A.家用保险丝 B.远距离输电导线
C.电炉子的电热丝 D.白炽灯泡的灯丝
【解答】解:A.保险丝是利用电流的热效应工作的,自动熔断来保护电路的,无法熔断;
B.根据焦耳定律Q=I2Rt,可知,当电阻为零时,便可提高传输效率;
C.电炉丝需要将电能转化为内能,故C不符合题意;
D.白炽灯的灯丝必须在白炽状态下才能正常发光,无法放热。
故选:B。
10.(2分)如何从外部检测植物含水量的变化呢?科学家用条状石墨烯制成的湿敏电阻Rx附着在叶片上,植物含水量变低,Rx变小,电表示数变小;植物含水量变高,Rx变大,电表示数变大,电源电压恒定,R0为定值电阻,下列电路图中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
A、由电路图可知,电流表测量电路的电流;
当植物含水量变低时,Rx变小,电路的总电阻变小,根据I=知,故A不符合题意;
B、由电路图可知,电压表测量定值电阻R0两端的电压;
当植物含水量变低时,Rx变小,电路的总电阻变小;根据U=IR知0两端的电压变大,即电压表示数变大;
C、由电路图可知,电压表测量湿敏电阻Rx两端的电压;
当植物含水量变低时,Rx变小,由B项解答可知,R6两端的电压变大,根据串联电路电压的规律可知,Rx两端的电压减小,即电压表示数变小;
D、由电路图可知,电压表测量电源电压;
因电源电压不变,所以电压表示数始终不变。
故选:C。
二、多项选择题(本题满分15分,共5小题)每小题给出的四个选项中,有2~3个选项符合题目要求,每小题全选对得3分,漏选得2分,错选或不选得0分。
11.(3分)有关温度,热量和内能的说法中,正确的是( )
A.0℃的物体没有内能
B.温度高,物体的热量越多
C.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
D.改变内能的两种方式是做功和热传递
【解答】解:A、任何物体都有内能,故A错误;
B、热量是过程量,故B错误;
C、热量总是从高温物体传向低温物体,故C错误;
D、改变内能的两种方式是做功和热传递,做功是能的转化;
故选:D。
(多选)12.(3分)景颇族的祖先曾发明一种活塞式点火器,如图所示。以牛角作套筒,木质推杆前端粘附艾绒。取火时,另一手猛推推杆,艾绒即燃,口吹立见火苗。手推杆入筒的过程中,筒内密封气体的( )
A.体积变小 B.密度不变
C.分子动能增大 D.内能增大
【解答】解:封闭的气体被推杆压缩过程中,活塞对气体做功,则温度升高,气体体积减小,质量不变,
由ρ=可知,故AD正确。
故选:AD。
13.(3分)如图所示的四个装置图可以演示不同的电磁现象,下列说法正确的是( )
A.图甲可用来演示电磁感应现象,根据该现象制成了发电机
B.图乙可用来演示电流的磁效应,根据该现象制成了电磁铁
C.图丙可用来演示磁场对通电导线的作用,根据该原理制成了电动机
D.图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
【解答】解:
A、甲图中开关闭合后,则导体在磁场力的作用下发生运动,利用该原理制成了电动机;
B、放在小磁针上方的导线中有电流通过时,说明通电导体周围产生了磁场,根据该现象制成了电磁铁;
C、图中导体棒AB在磁场中做切割磁感线运动时,故演示的为电磁感应,故C错误;
D、图中两电磁铁串联,但两电磁铁线圈的匝数不同,由于电路中没有滑动变阻器,无法探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系。
故选:B。
(多选)14.(3分)小雨受穿戴式“智能体温计”(如图甲所示)的启发,设计了一个如图乙所示的体温计电路图,热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大,定值电阻R2起保护电路的作用。下列分析正确的是( )
A.该电路中的电表是电压表
B.温度变化时R2两端电压不变
C.温度升高时电路中电流变小
D.温度降低时电路的总功率变大
【解答】解:A、由电路图可知1和R2串联接入电路,该电路中的电表并联接入电路,故A正确;
BC、电阻R6的阻值随温度的升高而增大,当温度升高时,根据I=,R2是定值电阻,根据U=IR可知R2两端电压变小,故C正确;
D、同理可知,电路中的电流变大,电路消耗的总功率变大。
故选:ACD。
(多选)15.(3分)额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器,下列判断正确的是( )
A.正常工作时,电热水壶比电烤箱产生的热量少
B.正常工作时,电热水壶比电饭锅的功率大
C.正常工作时,通过电饭锅的电流最小
D.在一个月内,电热水壶消耗的电能一定最多
【解答】解:由图像知额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程时,电热水壶消耗的电能最多,电饭锅消耗的电能最少知电热水壶的功率最大,电饭锅功率最小;
A、由W=Pt可知,因不知道通电时间,故A错误;
B、由上面的分析知,电热水壶比电饭锅的功率大;
C、电热水壶,电热水壶的功率最大,电饭锅功率最小可知通过电饭锅的电流最小;
D、在一个月内,则无法比较消耗的电能的多少。
故选:BC。
三、填空与作图题(本题共7个题,满分20分)
16.(2分)当某导体两端电压是3V时,通过它的电流是0.2A,则该导体的电阻是 15 Ω;当它两端电压为0V时,该导体的电阻为 15 Ω。
【解答】解:
根据I=可得
R===15Ω;
∵电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,
∴在这个导体两端电压为0时,导体的电阻仍为15Ω不变。
故答案为:15;15。
17.(3分)在如图所示的电路中,有三个开关S1、S2、S3,如果仅将开关S3闭合,S1、S2断开,则灯L1、L2 串 联;如果将开关S1、S2闭合,S3断开,则灯L1、L2 并 联;当开关S1、S2、S3闭合,会造成电源 短路 。
【解答】解:由电路图可知,当S3闭合,S1、S5断开时,电流路径只有一条1、L2串联;
当开关S8、S2闭合,S3断开时,电流路径有两条8、L2流回电源负极,所以灯L1、L5并联;
当开关S1、S2、S2闭合,会造成电源短路。
故答案为:串;并;短路。
18.(2分)为使舰载机在短时间内达到起飞速度,航母上安装了蒸汽弹射装置,如图所示为其简化原理图。汽缸内蒸汽体积膨胀对外做功,从而使舰载机获得巨大的牵引力,弹射出去。从能量转化角度讲 做功 冲程相似。一瓶汽油,用去一半,其热值 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【解答】解:气缸内蒸汽体积膨胀,对外做功,使舰载机获得巨大的牵引力,其原理与汽油机的做功冲程相似;
热值是燃料的特性,与燃料的种类和状态有关、体积无关,其热值不变。
故答案为:做功;不变。
19.(2分)某款新型魔方充电器,转动魔方就能产生电能,并储存于魔方内 发电机 (选填“发电机”或“电动机”)相同,当魔方给移动设备充电时,它相当于电路中的 电源 。(选填“电源”或“用电器”)
【解答】解:转动魔方就能产生电能,将机械能转化为电能,与发电机的工作原理相同,魔方提供电能。
故答案为:发电机;电源。
20.(3分)如图所示,为甲、乙两电阻的I﹣U关系图象,由图可得甲的电阻为 5 Ω;当甲、乙串联后,若电路中电流为0.2A时 3 V;当这两个电阻并联后接在2V电源上,干路中的总电流为 0.6 A。
【解答】解:(1)串联电路中电流处处相等,两电阻串联后电路中电流为0.2A,
由图象知,此时两电阻的电压分别为U甲=6V、U乙=2V,
根据欧姆定律,甲的电阻R==,
因串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和,所以电源电压为:
U=U甲+U乙=1V+8V=3V;
(2)并联电路中各支路两端电压与电源电压相等,所以两电阻并联在2V电源上时,
由图象知,此时通过两电阻的电流分别为I甲=3.4A,I乙=0.2A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路的电流为:
I=I甲+I乙=0.4A+6.2A=0.4A。
故答案为:5;3;6.6。
21.(4分)取两个相同且均不带电的验电器A和B。先用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器A的金属球,观察到金属箔 张开 ,原因是 同种电荷互相排斥 且橡胶棒所带电荷越多,金属箔的张角越 大 ,接着用带绝缘柄的金属棒把A和B的金属球连接起来,则金属棒中的电流方向是 从B到A (选填“从A向B”、“从B向A”)。
【解答】解:(1)与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,当它接触验电器A的金属球时,使其都带负电,所以金属箔张开;
橡胶棒带的电荷越多,金属箔上的电荷就越多;
(2)用带绝缘柄的金属棒把A和B的金属球连接起来,部分电子从A移动到B,则金属棒中的电流方向是从B向A。
故答案为:张开;同种电荷互相排斥;大。
22.(4分)综合实践活动中,小明想设计制作一个用于户外照明的简易电路。现有器材:干电池两节,额定电压均为3V的小灯泡两个,导线若干。小明选用一节干电池,连接了如图甲所示的电路,但照明效果不佳。他又在原电路中接入另一个灯泡,连接成图乙所示的电路,照明效果反而更差了。
(1)小华对小明的实验进行了分析:电源电压一定,两个灯泡串联后,总电阻变大 小 ,根据公式P=UI可知,总功率变 小 ,因此照明效果更差。
(2)为了获得比图甲电路更佳的照明效果,请你利用现有器材设计一个电路,画出电路图(无需解释亮度变化的原因)。
【解答】解:(1)电源电压一定,两个灯泡串联后,根据I=,根据公式P=UI可知,因此照明效果更差;
(2)要获得比图甲电路更佳的照明效果,即增大电路的电功率,由P=;
根据并联电路的总电阻小于任何一个分电阻知需要将两相同的灯泡并联,开关控制整个电路
。
故答案为:(1)小;小;(2)见上图。
四、实验探究题(本题满分30分,共5个题)
23.(6分)如图是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中封闭着等量的空气。
(1)接通电路后,容器中电阻丝的内能增大是通过 做功 (选填:“做功”或“热传递”)方式,该实验中我们是通过观察 U形管两边液面高度差 来反映电流通过导体时产生热量的多少。
(2)图甲中的A、B管,在通电时间相等时, B 管液面上升更高,表明电流通过导体产生的热量多少与 电阻大小 有关;
(3)采用图乙中的实验装置探究“电流通过导体产生的热量跟电流是否有关”时,右边透明容器中应该选用阻值为 5 Ω的电阻丝。
(4)根据焦耳定律可知,在图乙中的、右透明容器中,电阻丝在相同时间内产生的热量之比为Q左:Q右= 9:4 。
【解答】解:(1)电流流过电阻丝时会做功,将电能转化为电阻丝的内能;电流通过电热丝产生热量的多少不能直接观察,各个容器内空气的温度变化可以通过液面高度差的变化来反映;
(2)左图中两电阻丝串联,其阻值是不同的、电流相同时,B管液面上升得更高;
(3)探究“电流通过导体产生的热量跟电流是否有关”时,需要控制导体的电阻和通电时间相同;左侧容器内电阻为5Ω;
(4)探究“电流产生的热量跟电流是否有关”时,应控制电阻,而电流不同;
右边的电路中,根据并联电路的电流关系可知,则通过电流之比为1:4I;
根据Q=I2Rt可知,左右电阻丝在相同时间内产生的热量之比为Q左:Q右=I左2Rt:I右2Rt=I左2:I右2=I2:(I)2=8:4。
故答案为:(1)做功;U形管两边液面高度差;电阻大小;(4)9:5。
24.(5分)如图是小华探究串联电路电流特点的实验电路图。
(1)刚连完最后一条导线,灯泡L1、L2就亮了,他在实验操作中不对之处: 连电路时开关未断开 ;
(2)小红同学在做把电流表接在A处实验时,闭合开关前,电流表的指针均指在零刻度处,发现电流表指针摆动分别出现了如图2甲、乙所示的两种情况。请分析他在电流表的使用过程中的问题?
甲: 电流表正负接线柱接反了 ;乙: 电流表的量程选大了 ;
(3)改正后,完成了A、B、C处的测量。为了使得出的结论具有普遍性,下面应这样操作: 换用不同规格的灯泡多做几次实验 。
【解答】解:(1)刚连完最后一条导线,灯泡L1、L2就亮了,说明电流是通路;
(2)用电流表在电路中A处试触时,甲电流表的指针反向偏转,乙电流表的指针偏转过小;
(3)在实验时,为了得出普遍性结论。
故答案为:(1)连接电路时,没有断开开关;乙:电流表的量程选择过大。
25.(5分)小雨同学在做“探究电流与电压的关系”实验。
(1)探究电流与电压的关系时,要保持 电阻 不变。
(2)小雨用三节新干电池组成三个不同电压的电源,可测三组数据。已知定值电阻R的阻值为10Ω,电流表接0~0.6A量程,连接电路如图1所示。如果按照这个连接进行测量,在实验过程中会出现 定值电阻两端的电压超过电压表量程 的问题。
(3)小雨找出写着“20Ω,2A”的滑动变阻器,重新连接的实物图如图2所示。若要使变阻器滑片向左移动时电流表示数变大,帮小雨连接完电路。
(4)定值电阻R的阻值不变,将实验数据如实记录在表中。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.04
0.09
0.14
0.19
0.24
0.29
根据表格中的数据不方便得出规律。断开开关后,小雨发现电压表如图3所示。他指出不必重新实验了,只需要将每组电压值都 减去0.1V ,即可得正确结论。正确的结论是: 通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。
【解答】解:(1)根据控制变量法,他们在探究电流与电压的关系时;
(2)因为一节新干电池的电压为1.5V,所以当选用三节干电池作为电源时,
由于图2中定值电阻直接接在电源两端,电阻两端的电压等于电源电压4.5V>6V,
此时电路中的电流:I===8.45A<0.6A,
因此按照这个连接进行测量,在实验过程中会出现定值电阻两端的电压超过电压表量程的问题;
(3)滑片向左滑动时,电流表示数变大,故滑动变阻器左下接线柱连入电路中
;
(4)由图4可知,断开开关后,说明实验前电压表没有校零,分度值为0.1V,即所测电压都偏大5.1V;
分析表中数据,考虑到误差因素,通过的电流为原来的几倍,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
故答案为:(1)电阻;(2)定值电阻两端的电压超过电压表量程;(4)减去0.3V。
26.(8分)在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率实验中,电源是三节新干电池。
(1)小雨连接了如图甲所示的实验电路,请在乙框中画出相应的电路图。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最 左 端。
(3)闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为 2.5 V时,小灯泡正常发光,读出电流表示数,由此可得灯泡的额定功率为 0.65 W。
(4)继续移动滑片,电压表示数如图丙所示,为 2.2 V,此时电流表示数为0.24A,小灯泡的实际功率为 0.528 N。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
1
2.5
0.26
2
0.24
3
2.8
0.28
(5)分析实验数据可以发现,小灯泡两端的电压越大,电流就越大 越大 。
(6)为了研究灯泡的发光情况与电功率的关系,上述的实验记录表格还需要增加的记录内容是 灯泡的亮度 。
【解答】解:(1)小灯泡的额定电压为2.5V,电压表选择小量程;由表中数据可知,电流表与灯泡串联;滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中;
(2)为了保护电路,开关闭合前,由图甲可知,滑动变阻器的滑片应置于最左端;
(3)闭合开关,移动滑片,小灯泡正常发光,此时电流为6.26A,
则小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×6.26A=0.65W;
(4)由图丙可知,电压表选择小量程,示数为2.4V,小灯泡的实际功率为:
P′=U′I′=2.2V×5.24A=0.528W;
(5)由表中数据可知,当灯泡两端电压增大,根据P=UI可知,故小灯泡两端的电压越大;
(6)研究小灯泡发光情况与电功率的关系时需要比较灯泡的亮度与灯泡的电功率,因此表中还需要增加记录的内容为灯泡的亮度。
故答案为:(1)见解答图;(2)左;0.65;6.528;(6)灯泡的亮度。
27.(6分)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。
(1)实验中通过观察 吸引大头针的多少 来判断电磁铁磁性的强弱,当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 增加 (填“增加”或“减少”),说明电流越 强 ,电磁铁磁性越强;
(2)根据图示的情境可知, 甲 (填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时, 匝数越多 ,电磁铁磁性越强;
(3)请你判断出乙铁钉的上端是电磁铁的 S 极。
【解答】解:(1)磁性的强弱可借助观察电磁铁能够吸起的大头针的数量来判断,属于转换法的应用;
当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器的阻值减小,电磁铁的磁性增强;
(2)由图知,甲吸引大头针的个数较多,甲乙串联,甲的线圈匝数大于乙的线圈匝数,线圈匝数越多;
(3)根据右手螺旋定则,乙铁钉的上端是电磁铁的S极.
故答案为:(1)吸引大头针的多少;增加;强;匝数越多。
五、计算题(本题共2题,满分15分,28题6分,29题9分)
28.(6分)如图甲是质量为200g固体的熔化实验装置,图乙是根据实验数据绘制出的曲线图。
(1)根据图像和相关知识可知,该物质从第6min至第8min共吸收热量多少焦耳?[该物质的液态比热容c=3×103J/(kg•℃)]
(2)如果从第6min开始到第8min,完全燃烧了热值为3.0×107J/kg的酒精1.25g。可估算出此过程中,热转化效率是多少?
【解答】解:(1)根据图像可知,从第6min至第8min,即△t=40℃,
已知m=200g=2.2kg,c=3×106J/(kg•℃),
故该物质从第6min至第8min,共吸收热量:
Q吸=cmΔt=5×103J/(kg•℃)×0.5kg×40℃=2.4×104J;
(2)酒精放出的热量:Q放=qm=3.0×107J/kg)×1.25×10﹣3kg=6.75×104J,
热转化效率是:η=×100%=。
答:(1)该物质从第6min至第5min共吸收热量为2.4×104J;
(2)热转化效率是64%。
29.(9分)新型电饭锅采用“聪明火”技术,智能化的控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感,R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关。煮饭时把电饭锅接入220V的电路中,在电饭锅工作的30min内,电路中总电流随时间的变化如图乙所示
(1)只闭合S时电饭锅的电功率;
(2)电热丝R1的阻值;
(3)0~15min电饭锅产生的热量。
【解答】解:
(1)由甲电路图可知,S和S1都闭合时,电阻R1与R8并联,并联电路中的总电阻小于每个电阻,此时电路中的电流最大,此时电流I=3A;
只闭合S时,为R2的简单电路,此时电路中电流较小,此时电流为I6=2A,
故只闭合S时电饭锅的电功率:
P=UI2=220V×6A=440W;
(2)S、S1同时闭合时干路中电流为3A,根据并联电路各支路互不影响8的电流为:
I1=I﹣I2=7A﹣2A=1A,
由欧姆定律可得R4的阻值:
R1===220Ω;
(3)由图乙知,15min为一个工作周期
Q1=W1=UI7t=220V×3A×10×60s=3.96×107J;
10~15min产生的热量:
Q2=W2=UI2t′=220V×2A×5×60s=5.32×105J;
则0~15min电饭锅产生的总热量:
Q总=Q2+Q2=3.96×108J+1.32×105J=6.28×105J。
答:(1)只闭合S时电饭锅的电功率为440W;
(2)电热丝R1的阻值为220Ω;
(3)4~15min电饭锅产生的热量为5.28×105J。
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