2021-2022学年江苏省仪征市九年级上学期物理期末考试题及答案
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1. 根据你的生活经验,下列数值中最接近实际情况的是( )
A. 将两个鸡蛋举高1m做功约10JB. 一位同学骑自行车的功率约为1000W
C. 一节新干电池的电压为2VD. 家用电冰箱正常工作时的电流约为1A
【1题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A.两个鸡蛋重约1N,将两个鸡蛋举高1m做功约为
故A不符合题意;
B.一位同学骑自行车正常行驶的功率约为100W,故B不符合题意;
C.一节新干电池的电压为1.5V,故C不符合题意;
D.家用电冰箱正常工作时的功率约为250W,则通过的电流约为
故D符合题意。
故选D。
2. 2021年8月20日,航天员聂海胜、刘伯明在机械臂(左图)的辅助下成功从天和核心舱出舱。机械臂的功能类似于人的手臂(杠杆),但它有7个关节,长度可达10多米,具有抓住、拉回、锁死等功能。如图工具在使用时与机械臂工作时属于同一类杠杆的是( )
A. 羊角锤B. 起子
C. 食品夹D. 扳手
【2题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】由图中可知,该机械臂在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
羊角锤、起子、扳手在使用过程中,动力臂大于阻力臂,都是省力杠杆,食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3. 快递小哥宋学文作为一名普通劳动者曾当选全国劳模,在以下工作中宋学文对货物做了功的是( )
A. 抱着货物走楼梯上楼B. 提着货物在水平路上匀速前进
C. 用力搬货物但未搬动D. 抱着货物在原地等待签收
【3题答案】
【答案】A
【解析】
【详解】A.抱着货物走楼梯上楼的过程,人对货物的力是向上的,移动的距离也是向上的,所以人对货物做了功,故A符合题意;
B.提着货物在水平路上匀速前进,人对货物的力是竖直向上的,移动的距离是水平方向的,在力的方向上没有移动距离,所以人对货物没做功,故B不符合题意;
C.用力搬货物,没搬动,人对货物用了力,但在力的方向上没移动距离,所以人对货物没做功,故C不符合题意;
D.抱着货物在原地等,人对货物用了力,但在力的方向上没移动距离,所以人对货物没做功,故D不符合题意。
故选A。
4. 关于热和能,下列说法中正确的是( )
A. 热传递时,温度总是从高温物体传递给低温物体
B. 一块0℃的冰熔化成0℃的水后,温度不变,内能变大
C. 内燃机的压缩冲程,主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能
D. 物体内能增加,一定是外界对物体做了功
【4题答案】
【答案】B
【解析】
分析】
【详解】A.热传递时,热量总是从高温物体传递给低温物体,而不是温度,故A错误;
B.一块0℃的冰熔化成0℃的水后,不断吸热,温度不变,但是内能变大,故B正确;
C.内燃机的压缩冲程,压缩气体,对气体做功,主要通过做功增加了汽缸内物质的内能,故C错误;
D.物体内能增加,不一定是外界对物体做了功,可以是从外界吸收了热量,故D错误。
故选B。
5. 如图为正在施工的工程车,下列关于工程车的说法正确的是( )
A. 做的功越多,效率越高B. 做功多的工程车,功率大
C. 延长工作时间,可提高效率D. 做功越快的工程车,功率越大
【5题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A.效率是指有用功与总功的比值,那么做功多,其效率不一定高,故A错误;
B.功率是指做功快慢的物理量,所以做功多,其功率不一定大,故B错误;
C.在总功不变时,有用功越大,效率越高,但与工作时间无关,故C错误;
D.功率是指做功快慢的物理量,那么工程车做功越快其功率越大,故D正确。
故选D。
6. 北京世园会上,车身离地30cm高的电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内.此过程中,扫地车整体的
A. 动能不变,重力势能不变B. 动能不变,重力势能变大
C. 动能变大,重力势能不变D. 动能变大,重力势能变大
【6题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】无人扫地车在平直路面上匀速前进, 车的高度不变,速度不变,将地面上的落叶吸入车内,车的总质量增加,因此动能变大,重力势能变大.故D正确.
7. 取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,就制成了一个水果电池。用电压表测量电压如图所示,下列说法正确的是( )
A. 铁片是水果电池的正极B. 两个相同水果电池串联后可提供更高电压
C. 该水果电池的电压是3VD. 水果电池将内能转化为电能
【7题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】A.电压表使用时,电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出,即电压表的正接线柱与电源的正极相连接,因此铜电极为正极,故A错误;
B.两个相同水果电池串联后可提供更高电压,故B正确;
C.由图知电压表的量程为0-3V,分度值为0.1V,水果电池的电压为0.6V,故C错误;
D.水果电池工作时,将消耗化学能,产生电能,所以是将化学能转化为电能,故D错误。
故选B。
8. 如图所示,旅客进入火车站需要通过刷脸机认证,当身份信息或人脸信息不符合时,电动机不工作无法打开闸门,人不能进入火车站.小明设计了电路模拟刷脸机,能达到相同效果的电路图是( )
A. B.
C. D.
【8题答案】
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意知道,当身份信息开关和人脸信息开关同时闭合时,电动机才工作,说明两开关相互影响,即两开关、电动机串联,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9. 在新型冠状病毒疫情防治期间,经常使用图甲所示的非接触式红外线测温枪。图乙是它的工作原理图,是定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值随人体温度变化的图象如图丙所示。闭合开关S后,对该电路分析正确的是( )
A. 体温越高,R的阻值越大B. 体温越高,电压表的示数越大
C. 体温越低,R两端的电压越小D. 体温越低,通过的电流越大
【9题答案】
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.体温越高,R的阻值越小,故A错误;
B.体温越高,R的阻值越小,根据串联分压,电阻阻值变小,电阻R的电压变小,而电压表测量的是定值电阻的电压故电压表的示数越大,故B正确;
C.体温越低,R的阻值越大,根据串联分压,电阻阻值变大,R两端的电压越大,故C错误;
D.体温越低,R的阻值越大,总电阻变大,电流变小,通过的电流越小,故D错误。
故选B。
10. 如图所示,是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件,并进行对应实验,对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是( )
A. 探究电流与电压的关系——保持定值电阻两端电压不变
B. 探究电流与电阻的关系——调节电阻两端电压成倍数变化
C. 测量定值电阻的阻值——多次测量求平均值,减小误差
D. 测量小灯泡的电功率——改变小灯泡两端电压,求平均电功率
【10题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A.探究电流与电压的关系时,滑动变阻器的作用是保护电路和改变被测电阻两端电压来分析比较电阻一定时,电流和电压之间的关系,故A错误;
B.探究电流与电阻的关系时,滑动变阻器的作用是保护电路和保持定值电阻两端电压不变,得出电压一定时,电流与电阻之间的关系,故B错误;
C.测量导体的电阻时,通过改变滑动变阻器接入电路的阻值,从而改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流,可以多测几组数据,通过求平均值来减小误差,故C正确;
D.在“伏安法”测小灯泡电功率的实验中,滑动变阻器的作用是:通过改变小灯泡两端的实际电压与通过小灯泡的电流,可比较小灯泡亮度与灯泡的实际功率之间的关系;不同电压时电功率不同,不可以求平均电功率,故D错误。
故选C。
11. 如图所示,关于探究“串联电路中电压的规律”的实验,下列说法不正确的是( )
A. 实验前,应对电压表进行调零
B. 应选用不同规格的灯泡多次实验
C. 测出灯L1的电压后,只将电压表的一端从A改接到C,即可测出灯L2的电压
D. 实验中若L2被短路,L1会更亮
【11题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据电压表的使用规范,应在实验前对电压表进行调零,使指针指在零刻度线上,故A正确,不符合题意;
B.为了使实验结果具有普遍性,应选用不同规格的灯泡进行多次实验,故B正确,不符合题意;
C.由图可知,电流从电源正极流出,依次经过C、B、A点。当电压表测量灯L1两端电压时,电压表的正接线柱连接B点,负接线柱连接A点。将电压表的一端从A改接到C,则电压表的正负接线柱接反,无法正常测量灯L2两端的电压,故C错误,符合题意;
D.实验中若L2被短路,则相当于只有灯L1接入电路,此时电路电阻减小,根据欧姆定律分析可知,此时电路电流增大,根据可知,灯L1的实际功率也会增大,L1会更亮,故D正确,不符合题意。
故选C。
12. 如图1所示,是电阻箱,是定值电阻。闭合开关S,改变的阻值,两电压表示数与关系图像如图2所示,已知图线①和②相互平行。则( )
A. ①是V1示数和的关系图线B. 供电设备两端的电压保持不变
C. 电路中电流随的增大而减小D. 电路总功率随的增大而增大
【12题答案】
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.V1测电阻箱电压,V2测电阻箱和定值电阻总电压,①不从原点开始,应该包含定值电阻电压,所以①表示V2,②表示V1,故A不符合题意;
B.V2测总电压,由图可知,供电设备电压变大,故B不符合题意;
CD.两电压表示数之差等于定值电阻的电压,图线①和②相互平行,说明定值电阻两端电压不变,根据,通过定值电阻的电流大小不变,则电路中电流不变。供电设备电压变大,根据P=UI,电路总功率随的增大而增大,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
二、填空题(每空1分,共28分)
13. 如下图,旗杆的顶端安装着一个____滑轮,使用它的好处是 _____________
【13题答案】
【答案】 ①. 定 ②. 改变施力方向
【解析】
【详解】[1][2]旗杆的顶端安装的滑轮使用时轴心固定不动,故该滑轮是定滑轮,定滑轮不能省力,但可以改变力的方向.
14. “水地暖”取暖的原理是在地面下埋置如图所示的管道,让热水在管道内循环流动,主要是通过______的方式增加地面内能,以水为媒介是因为水的______较大。
【14题答案】
【答案】 ①. 热传递 ②. 比热容
【解析】
【详解】[1]由于热水的温度高于环境的温度,热水放出热量,地面吸热后温度升高,是通过热传递改变地面的内能的。
[2]等质量的水改变相同的温度,比其它物质放出的热量更多,以水为媒介是因为水的比热容大。
15. 如图所示是“套圈”游戏,“套圈”从出手到落地的过程中,先后经历了a、b、c三个位置(不计空气阻力),其中a为“套圈”出手后运动的最高点,且hab=hbc。则“套圈”在由a点运动到c点的过程中,动能______(选填“变大”、“变小”或“不变”);设“套圈”在ab段重力做功的平均功率为P1,在bc段重力做功的平均功率为P2,则P1______P2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【15题答案】
【答案】 ①. 变大 ②. 小于
【解析】
【详解】[1]则“套圈”在由a点运动到c点的过程中,质量不变,高度变小,重力势能减小,重力势能转化为动能,动能变大。
[2]小球的质量一定,hab=hbc,由功的计算公式,。由于ab段的平均速度小于bc段的平均速度,由可知,。由功率的公式可知。
16. 内燃机的一个工作循环是由四个冲程组成的,如图所示的是工作循环中的______冲程,该冲程的能量转化是将______能转化为机械能。
【16题答案】
【答案】 ①. 做功 ②. 内
【解析】
【详解】[1][2]由图示知,两个气门都关闭,活塞向下运动,是做功冲程。此冲程是内能转化为机械能,为内燃机提供动力。
17. 小明买了一个“神奇”的灯泡,将它放在自来水中,灯泡能发光,如图所示。此过程中,自来水相当于______。小明猜想,该灯泡内部一定有______。
【17题答案】
【答案】 ①. 电源 ②. 电流
【解析】
【详解】[1]当把灯泡放入到自来水中,灯泡发光,说明自来水给灯泡提供了电,所以自来水相当于电源。
[2]灯发光说明有电流经过。
18. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为6V;将电压表、电流表的位置互换,当开关S1断开、S2闭合,电流表的示数为0.3A,则R1=______Ω,R2=______Ω。
【18题答案】
【答案】 ①. 12 ②. 8
【解析】
【详解】[1]由图示知,开关S1、S2都闭合时,两电阻并联连接,电流表测R1的电流,那么通过R1的电流为0.5A,电压表测电源电压,为6V,所以电阻R1的阻值
[2]两电表位置互换,开关S1断开、S2闭合时,两灯串联连接,电流表测电路中的电流,为0.3A,电压表测电源电压,此时电路中的总电阻
则电阻R2的阻值
R2=R-R1=20Ω-12Ω=8Ω
19. 生活垃圾的热值为3×106J/kg,位于武进区遥观镇的垃圾焚烧发电厂每天完全燃烧800t生活垃圾,放出热量 ___________J,放出热量的30%用来发电,每天可发电 ___________kW·h,放出热量的42%用来加热水供给附近小区,1标准大气压下,每天可将___________kg的水由20℃恰好加热至沸腾。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【19题答案】
【答案】 ①. 2.4×1012 ②. ③.
【解析】
【分析】
【详解】[1]放出热量
Q=mq=800×103kg×3×106J/kg=2.4×1012J
[2]每天可发电
[3]水质量
20. 如图甲所示的电路,闭合开关后,两个电流表的指针偏转如图乙、丙所示,此时通过L1的电流为______A,通过L2的电流为______A。若灯L2烧坏,电流表A2示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【20题答案】
【答案】 ①. 0.2 ②. 0.3 ③. 不变
【解析】
【详解】[1][2]由电路图知,两灯并联在电路中,电流表A1测干路电流,A2测L1支路的电流。由图乙知,电流表选用的量程为0~0.6A,对应的分度值为0.02A,示数为0.2A,乙图中,电流表所用量程为0~0.6A,对应分度值为0.02A,示数0.5A。据并联电路的电流特点知,干路的电流为0.5A,通过L1的电流为0.2A,那么通过L2的电流为
I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A
[3]若灯L2烧坏,L1的工作不受影响,其电流不变,则A2的示数不变。
21. 灯泡甲、乙额定电压均为6V ,其电流与电压的关系如图所示。
(1)若将两只相同的甲灯泡串联接在电压为4V的电源上,那么通过灯泡的电流为______A,每只灯泡的电功率为______W;
(2)若将甲乙两灯泡串联接入电路中,为保证电路安全,且让其中一只灯泡正常工作,则电源电压为______V;
(3)若将甲、乙两灯泡并联接在电压为6V的电源上,则通过甲灯泡的电流为______A,此时电路中的总电阻为______Ω。
【21题答案】
【答案】 ①. 0.5 ②. 1 ③. 8 ④. 1 ⑤. 4
【解析】
【详解】(1)[1][2]两个相同的甲灯泡串联接在电路中,由于两个灯泡的电阻相等,据串联电路的分压特点知,每个灯泡两端的电压相等都为2V。由图示知,甲灯泡两端电压为2V时,通过的电流为0.5A。则每只灯泡的电功率
P甲=U甲I甲=2V×0.5A=1W
(2)[3]由图示知,甲、乙灯泡正常发光时,通过的电流分别为1.0A和0.5A,那么两灯串联时,电路中的最大电流为0.5A,乙灯泡正常发光。此时甲灯泡两端的电压为2V,所以电源电压
U总=U甲+U乙=6V+2V=8V
(3)[4][5]甲、乙两灯并联在电压为6V的电源上,则两灯都正常发光,通过甲灯的电流为1A。通过乙灯的电流为0.5A,干路的总电流
I=1A+0.5A=1.5A
电路的总电阻
22. 如图所示是某一型号电能表的参数,此时电能表的示数是______kW•h,该电能表允许接入电路中的用电器最大总功率为______W。若家庭电路中只有一台电热水器在工作,该电能表的指示灯在4min内闪烁320次,则该热水器实际电功率是______kW。
【22题答案】
【答案】 ①. 318.6 ②. 8800 ③. 1.5
【解析】
【详解】[1]由图示知,电能表的示数为318.6kW⋅h。
[2]由电能表的参数知,电路中允许通过的最大电流为40A,电路的最大总功率
P=UI=220V×40A=8800W
[3]由题意知,4min内电路消耗的电能
热水器的实际电功率
23. 如图甲所示,是小宇“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR随电流I变化的关系”的实验电路图,电源电压恒为3V。乙图是根据实验得到的数据在同一坐标系中作出的a、b两条图线。根据图象,反映定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化关系的图像是______(选填“a”或“b”),滑动变阻器R的最大功率为_________W。
【23题答案】
【答案】 ①. a ②. 2.25
【解析】
【详解】[1]根据公式,R0的电阻是确定的,当电流增大是,其功率也增大,所以反映定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化关系的图像是a。
[2]由图像可知,当R0的电流为3A时,它的功率为9W,则R0的电阻为
由图乙可知,当电流为1.5A时,滑动变阻器的功率最大,此时,R0的电压为
滑动变阻器两端的电压为
滑动变阻器的功率为
此时滑动变阻器的功率就是最大功率,即最大功率为2.25W。
三、解答题(除标注外其余每空1分,共48分)
24. 按下列要求作图:
(1)请在图中画出使杠杆ABC保持图示位置平衡的最小动力F1及其力臂L1的示意图;
(2)一个小石块从空中的某一高度,由静止开始竖直下落,若不计空气阻力,请在图中画出小石块在落地前的机械能E随着时间t变化的大致图像;
(3)在如图所示的圆圈中正确填入电压表或电流表的符号,使两盏都能发光。
【24题答案】
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【详解】(1)图示中,杠杆保持图示位置平衡,则可连接OA,过A点作OA的向下的垂线,此时OA为对应动力的最长动力臂,所以动力最小。作图如下:
(2)由题意知,小石块在下落过程中,不受阻力的作用,只受到重力的作用,则小石块的机械能守恒,保持不变,所以作图如下:
(3)由图示知,两个圆圈都是电压表,则电路断路,两灯都不工作;上面圆圈是电压表,下面为电流表,则L2不亮,L1亮;两圆圈都为电流表,则灯L1亮,L2不亮;那么上面圆圈为电流表,下面圆圈为电压表,两灯串联在电路中,都发亮,电压表测L2两端的电压。作图如下:
25. 在“测滑轮组机械效率”的实验中,已知物体的质量为400g,动滑轮的质量为50g,物体上升的高度为10cm。小明按正确方法操作,读出弹簧测力计的示数为1.6N,求:
(1)滑轮组所做的有用功为多少?;
(2)滑轮组的机械效率为多少?
【25题答案】
【答案】(1)0.4J;(2)83.3%
【解析】
【详解】解:(1)根据题意知道,物体上升的高度为10cm,由知道,物体的重力
G=mg=0.4kg×10N/kg=4N
故滑轮组所做的有用功
(2)由图知道,n=3,根据s=nh知道,弹簧测力计沿竖直方向匀速向上移动距离
弹簧测力计的示数为1.6N,则拉力做的总功
W总=Fs=1.6N×0.3m=0.48J
滑轮组的机械效率
答:(1)滑轮组所做的有用功为0.4J;
(2)滑轮组的机械效率为83.3%。
26. 图甲是家用保温式电饭锅,图乙是该电饭锅的电路原理图,已知R2=202Ω,电饭锅的额定加热功率为1210W。
(1)当开关S______(选填“闭合”或“断开”)时,电饭锅处于保温状态;
(2)电路中R1的电阻是多大?( )
(3)当电饭锅处于保温状态时,保温功率是多大?( )
【26题答案】
【答案】 ①. 断开 ②. 40Ω ③. 200W
【解析】
【详解】解:(1)由电路图知,当开关断开时,电阻R1、R2串联在电路当中;开关闭合时,电路中只有R1。根据电功率推导公式和串联电路的电阻特点可知,当开关断开时,电路中的电阻较大,电功率比较小,因此电饭锅处于保温状态。
(2)开关闭合时,电路中只有R1,此时电饭锅处于加热状态,可求电阻R1为
(3)当电饭锅处于保温状态时,保温功率是
答:(1)当开关S断开时,电饭锅处于保温状态;
(2)电路中R1的电阻是40Ω;
(3)当电饭锅处于保温状态时,保温功率是200W。
27. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中,所用的器材有:每格长度等距的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线,重力均为0.5N的钩码若干个。
(1)杠杆安装好后处于如图甲所示的静止状态,此时的杠杆是否平衡?______(选填“是”或“否”);为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端螺母向______边移动(选填“左”或“右”);
(2)如图乙所示,杠杆处于水平平衡状态.若将杠杆的两侧钩码都向支点移动一格,那么杠杆的______(选填“左”或“右”)端下沉;
(3)若将右侧的钩码换成弹簧测力计进行实验,依次将弹簧测力计挂在从1到5的位置竖直向下施加拉力,始终保持杠杆在水平位置平衡,如图丙所示。按1到5的顺序,弹簧测力计的示数会逐渐______(选填“变小”、“不变”或“变大”);下列图像能正确表示整个过程中弹簧测力计对杠杆的拉力F与其力臂l大小变化关系的是______;
(4)如图丁所示,弹簧测力计竖直向上拉杠杆,当钩码悬挂在杠杆上______(选填“A”、“B”、“C”或“D”)点时,杠杆在图示的位置处于平衡状态,且弹簧测力计的示数最小。
【27题答案】
【答案】 ①. 是 ②. 左 ③. 右 ④. 变小 ⑤. A ⑥. B
【解析】
【详解】(1)[1]杠杆的平衡状态包括静止和匀速转动。此时杠杆处于静止状态,因此杠杆平衡。
[2]由图甲可知,杠杆左边高,表明左边要轻一些,故应将平衡螺母向左边移动。
(2)[3]由图乙知,可设杠杆的分度值是l,一个钩码重为0.5N,根据杠杆的平衡条件可知
3×0.5N×l<2×0.5N×2l
所以杠杆右端下沉。
(3)[4]根据杠杆的平衡条件,左边钩码的重力与力臂的乘积不变即F1l1不变,弹簧测力计挂在从1到5的位置竖直向下施加的拉力为,从1到5弹簧测力计的拉力的力臂逐渐变大,故拉力逐渐变小。
[5]因为弹簧测力计的拉力为,F1l1不变,故F与l成反比关系,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(4)[6]由图丁所示,弹簧测力计竖直向上拉杠杆,若将钩码挂在C点或D点,杠杆将顺时针转动,不能平衡,钩码只有挂在A点或B点,才能使杠杆平衡。由题知,钩码的重力和弹簧测力计拉力的力臂一定,根据杠杆平衡条件可知,当钩码对杠杆拉力的力臂越短,弹簧测力计的拉力越小,所以当钩码悬挂在杠杆上B点时,杠杆在图示的位置处于平衡状态,且弹簧测力计的示数最小。
28. 在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中,小明让质量不同的小球从同一斜面的同一高度由静止释放,撞击同一木块,木块被撞出一段距离,如图甲所示。
(1)该实验所研究的对象是______(选填“木块”、“小球”或“斜面”);
(2)该实验是通过观察______(选填“s”或“h”)的大小来反映小球的动能大小的。若水平面是光滑的,______(选填“能”或“不能”)达到探究目的;
(3)某同学换用图乙装置进行实验,若用甲、乙两个质量不同的小球(m甲>m乙)将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,则同一木块受到撞击后相应移动的距离s甲______s乙(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(4)很多初中物理实验,选取器材时,采用了与本实验木块类似的作用。下列实验中的器材,没有体现本实验木块作用的是______。
A.压缩引火仪中的棉絮
B.研究物质升温特点时,等质量的水和沙子
C.研究分子运动快慢与温度关系中的红墨水
D.测量电路中电流大小的电流表
【28题答案】
【答案】 ①. 小球 ②. s ③. 不能 ④. 等于 ⑤. B
【解析】
【详解】(1)[1]据题意知道,实验中是探究小球动能,即小球撞击木块时的动能的大小,所以,该实验所研究的对象是小球。
(2)[2]根据转换法知道,实验中是通过观察木块移动的距离s的大小判断出小球具有的动能的大小。
[3]若水平面绝对光滑,从斜面滑下的木块将会做匀速直线运动,无法比较木块移动距离的远近,达不到探究目的。
(3)[4]若用甲、乙两个质量不同的小球(m甲>m乙)将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,由于弹簧的压缩程度相同,则具有的弹性势能相同,小球的动能相同,故撞击木块时木块的动能相同,又因为木块的质量不变,所以木块移动的距离相同,即s甲等于s乙。
(4)[5]实验中通过小球撞击木块运动的距离的大小判定动能的大小,采用的是转换法。
A.内能的大小无法观察,通过棉絮的燃烧情况能判定压缩空气内能的变化,属于转换法;
B.研究物质的升温特点时,控制质量相同,采用的是控制变量法;
C.分子的运动无法观察,通过红墨水分子的运动情况判定分子运动与温度的关系,采用的是转换法;
D.电流的大小无法观察,实验中通过电流表示数大小判定电流的大小,采用的是转换法。
综上所述,只有B符合题意。
故选B。
29. 在“探究不同物质吸热升温现象”的实验中,将质量和初温相同的a、b两种液体分别倒入相同容器中,用相同的热源加热,如甲、乙两图所示。每隔相同时间,测量液体的温度,并根据记录的数据画出温度随加热时间变化的图像,如图丙所示。
(1)加热过程中,用搅拌棒搅拌的目的是 ______(图中搅拌棒未画出);两种液体吸收热量的多少可通过 ______(选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较。
(2)由a、b两种液体沸腾前的温度与加热时间的关系图像可知:若升高相同的温度(均未达到沸腾),液体 ______(选填“a”或“b”)吸收的热量更多。
(3)小明认为利用此装置还可以比较不同燃料燃烧时放出的热量关系,于是增加了相同的装置如图丁,向容器内倒入的液体a与甲、乙装置中的液体质量______(选填“相等”或“不相等”),燃烧相同质量的燃料后应与图 ______所示的实验相比较。
(4)除了图中已经呈现的器材,还需要用到其它测量工具.两个实验都还要用到的其它测量工具是 ______。
【29题答案】
【答案】 ①. 使液体受热均匀 ②. 加热时间 ③. b ④. 相等 ⑤. 甲 ⑥. 天平
【解析】
【详解】(1)[1]实验中使用玻璃棒的目的是使液体受热均匀,减小温度测量的误差。
[2]相同热源相同时间内放出的热量相等,两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较,采用了转换法。
(2)[3]分析图像可知,沸腾前,若使两者升高相同的温度,则b加热时间长,b吸收的热量较多。
(3)[4][5]利用上述装置探究不同燃料燃烧时放出的热量与燃料种类的关系。根据控制变量法可知,应用质量相同的不同燃料加热质量相等的同种液体,待燃料耗尽时,通过液体升高温度的多少来比较燃料放出热量的多少。所以,向容器内倒入的液体a与甲、乙装置中的液体质量相等,燃烧相同质量的燃料后应与图甲所示的实验相比较。
(4)[6]探究不同物质吸热升温现象的实验中,还需要用到秒表和天平;比较不同燃料燃烧时放出的热量关系的实验中,还需要用到天平;所以,两个实验都还要用到的其它测量工具是天平。
30. 小明用如图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压3V,电阻R1有4个阻值(5Ω、10Ω、20Ω、40Ω)供选用,滑动变阻器R2规格为“10Ω 1A”。
(1)开关闭合前,应将滑动变阻器R2滑片移到最______(选填“左”或“右”)端;当开关闭合后,发现电压表有明显偏转,电流表示数几乎为0,则可能是R1______(选填“短路”或“断路”);
(2)当接入的电阻R1阻值为5Ω时,闭合开关,调节滑片,使电压表示数到达某一数值,此时电流表示数如图乙所示,该示数为______A。再将R1阻值换成10Ω、20Ω后,重复上述操作。实验所得的三组数据如表格所示,由此可得出的结论是______;
(3)根据上述实验中电压表示数U和电流表示数I,结合理论推导,可以判断下列图像中一定不正确的是______;
A.B.C.D.
(4)小明换用40Ω定值电阻继续进行第4次实验,即使将滑动变阻器滑片移到最左端,也无法满足实验要求。仔细分析后,发现只需将电源电压减少______V即可。
【30题答案】
【答案】 ①. 左 ②. 断路 ③. 0.4 ④. 在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 ⑤. D ⑥. 0.5
【解析】
【详解】(1)[1]开关闭合前,应将滑动变阻器移动到阻值最大处,由图甲可知,滑片需移动到最左端。
[2]当开关闭合后,电流表示数几乎为0,说明该电路是断路,电压表有示数,说明与电压表并联的部分电路断路,导致电压表串联在了电路中。故可能是R1断路。
(2)[3]由图乙可知,电流表选择小量程,读取刻度盘下排的数据,读数为0.4A。
[4]实验所得的三组数据,分析可知
5Ω×0.4A=10Ω×0.2A=20Ω×0.1A=2V
由此得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)[5]A.因为在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故A正确,不符合题意;
B.由(2)中分析及本实验需要保证电阻R1两端电压不变可知,无论定值电阻R1是多少,电压始终是2V,故B正确,不符合题意;
C.由串联电路的电压比例关系特点可知
因为电阻R1两端的电压始终为2V,电源电压为3V且不变,故滑动变阻器R2两端的电压恒为1V,由此得出
即电阻R1与滑动变阻器R2成正比,故C正确,不符合题意;
D.由表格数据可知,当电阻R1逐渐增大时,电流逐渐减小,此时
因此滑动变阻器R2的阻值逐渐增大。D选项中的图像,滑动变阻器R2的阻值随着电流的增大而减小,故D错误,符合题意。
故选D。
(4)[6]由串联电路的电压比例关系特点可知
该实验中,定值电阻两端的电压为2V,即U定=2V,滑动变阻器的最大阻值是10Ω,换用40Ω定值电阻时,由此得到
解得
U小=2.5V
需要将电源电压减小
ΔV=U-U小=3V-2.5V=0.5V
31. 小明在“测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率”的实验中,电源电压保持不变,部分电路连接如图甲所示。
(1)请用笔画线表示导线将图甲所示电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片向左移动,电压表示数变大______;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数刚好为2.5V,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W;
(3)实验结束后,该小组对测量结果进行误差分析,考虑到电压表中也有电流通过,该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比______(选填“偏大”或“偏小”)。
(4)小明多次实验后画出了小灯泡电流随电压变化的关系图像(如图丙),若将它与一个8Ω的定值电阻串联在4.5V的电路中,此时小灯泡的功率为______W。
(5)小明又设计了如图丁所示的电路,来测量额定电流为0.3A、额定电压未知的小灯泡额定功率。电源电压未知,定值电阻R0的阻值为10Ω。请你将下面的实验步骤补充完整。
①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为______V,小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片的位置不变,将一根导线连接在电路中b、d两点,电压表的示数为6V;
③取下b、d间的导线,将其连接在b、c两点,电压表的示数为4V;
④小灯泡的额定功率为______W。
【31题答案】
【答案】 ①. ②. 0.9 ③. 偏大 ④. 0.625 ⑤. 3 ⑥. 0.45
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知,电压表测量小灯泡两端的电压,滑动变阻器的滑片向左移动,电压表示数变大,因为电源电压不变,根据串联分压的原理,滑动变阻器两端电压应减小,滑片向左移动需要减小滑动变阻器的阻值,所以导线要接左下方接线柱。如图所示:
(2)[2]如图乙,小灯泡正常工作时的电流为0.36A,小灯泡的额定功率为
(3)[3]实验中电流表测量的是小灯泡和电压表电流之和,即电流值偏大,那么根据公式P=UI计算出的额定功率也会偏大。
(4)[4]由图丙可以发现,当该串联电路电流为0.25A时,小灯泡两端的电压为UL=2.5V,此时电阻两端电压为
UR=IR=0.25A×8Ω=2V
2V+2.5V=4.5V
此时小灯泡的电功率为
P=ULI=2.5V×0.25A=0.625W
(5)[5]由图可知,电压表测量R0两端的电压,小灯泡与R0串联,电流相等。当电路电流为0.3A,灯泡正常发光,此时R0两端的电压为
U0=IR0=0.3A×10Ω=3V
[6] 将一根导线连接在电路中b、d两点,灯泡和滑动变阻器同时被短路,电压表测量电源电压U=6V;取下b、d间的导线,将其连接在b、c两点,灯泡被短路,电压表测量R0电压为4V,此时滑动变阻器两端电压为
6V-4V=2V
R0与滑动变阻器电压之比为
4V∶2V=2∶1
串联电路电压与电流成正比,所以R0与滑动变阻器阻值之比为2∶1。当三者串联时,R0电压为3V,那么滑动变阻器电压为1.5V,则灯泡的额定电压为
U额=6V-3V-1.5V=1.5V
则灯泡的额定功率
P额=U额I额=1.5V×0.3A=0.45W
32. 请阅读《超导体》并回答题。
超导体
1911年,荷兰莱顿大学的H·卡茂林·昂内斯意外地发现,将水银冷却到-268.98℃时,水银的电阻突然消失;后来他又发现许多金属和合金都具有与水银相类似的低温下失去电阻的特性,由于材料的这种特殊导电性能,昂内斯称其为超导态,处于这种状态的导体称为超导体。昂内斯由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。
物质的温度低于它的临界温度(转变为超导的温度),这种物质才会有超导性。一般金属或合金的临界温度都很低,例如铅的临界温度是-265.97 ℃ ,要维持这么低的温度也是很困难的。
超高压输电会有很大的损耗,而利用超导体则可最大限度地降低损耗。但由于临界温度较高的超导体在应用中面临着许多难题,从而限制了超导输电的应用。随着技术的发展,新的超导材料不断涌现,人们期盼着超导输电能在不久的将来得以实现。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)超导体是指在温度降低到足够低时,某些金属材料的_____会突然变为零的导体。
(2)超导体______用来制作滑动变阻器。(选填“能”或“不能”)。
(3)利用超导材料输电,可最大限度地减少电能转化为_______(选填“核能”、“化学能”或“内能”)所造成的能量损失。
(4)有一根输电线路,输电电流为200A,输电线路的电阻为0.5Ω,若以超导体制成的电缆代替该线路输电1h,则可节约电能________kW·h。
【32题答案】
【答案】 ①. 电阻 ②. 不能 ③. 内能 ④. 20
【解析】
【分析】(1)某些金属、合金和化合物的电阻随温度的降低会突然减小为零,这种现象叫做超导现象;
(2)根据超导体的定义即可作答;
(3)根据电流的热效应分析作答;
(4)超导体的电阻为零,也就避免了电能的损耗,适合做输电线路;根据焦耳定律即可求出节约的电能。
【详解】(1)[1]某些金属、合金和化合物的电阻随温度的降低会突然减小为零,这种现象叫做超导现象。
(2)[2]根据超导体的定义可知其电阻为零,无法通过长度改变电阻值,则超导体不能用来制作滑动变阻器;
(3)[3]根据电流的热效应可知,超导体的电阻为零,避免了在输电线上消耗电能而转化成内能;
(4)[4]超导材料的特点就是在温度很低时电阻为零,根据焦耳定律可知,原有输电线上消耗的电能为:
,
则可节约电能20kW·h。实验序号
R1/Ω
I/A
①
5
②
10
0.20
③
20
0.10
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