山东省滨州市无棣县2023-2024学年九年级上学期期中物理试卷
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这是一份山东省滨州市无棣县2023-2024学年九年级上学期期中物理试卷,共22页。试卷主要包含了选择题,填空题,实验与探究题,综合应用题等内容,欢迎下载使用。
1.(3分)下列常见物理量中,最合理的是( )
A.手电筒中的电流约为2A
B.一节新干电池的电压为1.5V
C.一个电子的电荷量约为1.6×1019C
D.学生实验用小灯泡的电阻约500Ω
2.(3分)下列物质中,在通常情况下都属于绝缘体的是( )
A.玻璃、陶瓷、铜丝B.黑胶布、煤油、铅笔芯
C.塑料尺、干布、橡胶棒D.水银、大地、石墨
3.(3分)如图所示,用滑动变阻器控制灯的亮度,若要求滑片P向右端滑动时灯变亮( )
A.C接M,D接NB.A接M,B接NC.B接M,C接ND.B接M,D接N
4.(3分)下列关于能量的相关说法正确的是( )
A.物体的温度越高,含有的热量越多
B.“摩擦生热”说明能量可以从无到有被创造出来
C.热量有可能从内能小的物体向内能大的物体转移
D.能量的总量保持不变,所以可以造出永动机
5.(3分)如图所示为四冲程内燃机工作示意图,下列说法正确的是( )
A.在一个工作循环中,工作过程依次是乙、甲、丁、丙
B.依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁
C.丁图冲程能量转化:内能转化为机械能
D.飞轮转速3000r/min,则该汽油机1s能做功25次
6.(3分)甲、乙、丙三个轻质小球,已知甲球带正电,甲和乙靠近时互相吸引,则( )
A.乙球可能带负电,丙球带正电
B.乙球一定带负电,丙球带负电
C.乙球可能不带电,丙球带正电
D.乙球一定不带电,丙球带负电
7.(3分)关于生活中的一些电路连接,下列判断错误的是( )
A.教室里的吊灯一个开关同时控制三盏灯的亮灭,则这三盏灯是串联的
B.道路两旁的路灯,晚上同时亮,早上同时灭,它们是并联的
C.一般家庭的卫生间都要安装照明灯和换气扇,使用时互不影响,它们是并联的
D.楼道中的声控灯只在天暗并且有声音时才能亮,因此声控开关、光控开关及灯是串联的
8.(3分)根据欧姆定律公式I=,可变形得到公式R=,下列说法正确的是( )
A.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B.导体电阻的大小跟导体中的电流成反比
C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体电阻的大小果导体两端的电压和通过导体的电流无关
9.(3分)如图使用电流表连接的电路中,描述正确的是( )
A.a、b处接入电流表,在c处断开,L1、L2串联
B.a、b处接入电流表,在c处断开,a测量通过L1的电流
C.a、b处断开,在c处接入电流表,c测量通过L2的电流
D.a、b处断开,在c处接入电流表,通过L1、L2的电流不相等
10.(3分)如图所示,在探究“串联电路中电压的规律”时,小芸同学用电压表测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB=3V,UBC=3V,UAC=6V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是( )
A.整理器材,分析数据,得出结论
B.换用电压表的另一量程,再测出一组电压值
C.对换L1和L2的位置,再测出一组电压值
D.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
11.(3分)如图甲所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均为图乙所示1和R2两端的电压分别为( )
A.1.2V 6VB.6V 1.2V
C.1.2V 4.8VD.4.8V 1.2V
12.(3分)在探究“导体电流与电阻关系”时,选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻进行实验,实验电路图如图所示。下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最左端
B.将5Ω的电阻换成10Ω,应将滑片向左移
C.实验过程中移动滑片的主要作用是控制定值电阻两端的电压一定
D.实验获得多组数据是为了减小实验误差
(多选)13.(4分)下列有关热机效率、燃料热值、物体内能、物质的比热容的说法中,正确的是( )
A.热机所用燃料的化学能转化成的内能越多,效率不一定越高
B.天然气燃烧越充分,其热值越大
C.同一物体,温度越高内能越大
D.比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少、状态变化都无关
(多选)14.(4分)如图所示的电路,闭合开关,电路正常工作1、A2对应的示数为I1、I2,电压表V1、V2对应的示数为U1、U2。下列说法不正确的是( )
A.灯泡L1、L2是并联
B.电压表V1测灯泡L1的电压
C.I1>I2,U1>U2
D.I1=I2,U1>U2
15.(4分)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,记录电表示数;图乙是电路中电流与变阻器两端电压关系的图象( )
A.定值电阻R0的阻值是7.5Ω
B.电源电压为4.5V
C.滑动变阻器连入电路的最大阻值为15Ω
D.当滑片P移至中点时,电流表的示数是0.4A
二、填空题(每小题2分,共6分)
16.(2分)10月19日“一带一路”国际高峰论坛在北京召开,“红旗﹣17”导弹模型作为国礼赠送外国元首。导弹在加速升空时外壳急剧升温是通过 方式改变其内能的,长征火箭使用液氢作燃料是因为它的 大。
17.(2分)我国西晋学者张华在《博物志》中写到“今人梳头脱着衣时,有随梳解结有光者,亦有咤声”,则可推断梳子在摩擦过程中 (选填“得到”或“失去”)电子,摩擦起电的实质是 。
18.(2分)家庭中的洗衣机和吸尘器是 联的;空调和手机充电器的电源线虽然都是铜线,但空调电源线明显比手机充电器电源线粗,空调电源线电阻比手机充电器电源线电阻 。
三、实验与探究题(本题共4个小题,共26分)
19.(4分)如图所示,电源电压为12V,用笔画线代替导线,要求:电压表测量灯泡两端的电压,当滑动变阻器的滑片向左移动时
20.(7分)小明在探究“并联电路电流规律”的实验中,设计了如图甲的电路图。
(1)连接电路时,开关应处于 状态。
(2)实验时应该选用规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(3)闭合开关S前,发现电流表指针向“0”刻度的左侧偏转,如图乙所示 。
(4)改正后,先将电流表接在A处,闭合开关S后2发光,但灯L1不发光。电流表的示数为零,电路可能存在的故障是灯L1 (选填“短路”或“断路”)。
(5)排除故障后,他在测量A处的电流时,电流表如图丙所示1的电流为 A。测量C处的电流时,电流表的示数如图丁所示,则通过灯L2的电流为 A。
(6)小明将测出的这一组数据记录在表格中,立即得出了并联电路的电流规律,请你指出实验应改进的地方: 。
21.(8分)同学们在做“探究影响导体电阻大小因素”的实验时,提出如下猜想:
猜想一:导体的电阻与导体的材料有关。
猜想二:导体的电阻与导体的长度有关。
猜想三:导体的电阻与导体的横截面积有关。
同学们利用如图所示的电路进行验证,使用的4根合金丝的规格、材料及实验数据如表所示。
(1)该实验是通过观察 间接比较导体电阻的大小,这种实验方法叫做 。
(2)为了验证猜想一,应选用合金丝 和 进行实验。(填写字母)
(3)选用编号为B、C的合金丝分别接入电路,是为了验证猜想 (选填“一”、“二”或“三”)。分析实验数据,可得出的结论是:当材料和长度相同时, ,电阻越大。
(4)某同学分别将编号为C、D的合金丝接入电路中进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 的工作原理中。(选填字母)
A.电压表
B.电流表
C.滑动变阻器
(5)小明同学在一次实验中,将A合金丝与电流表串联,用酒精灯对A合金丝加热后,说明电阻的大小还与 有关。
22.(7分)综合实践课上,小薇用“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡L标有“2.5V”字样、电源电压恒为4.5V、滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。
(1)小薇按如图甲所示电路图正确连接电路,为了防止发生短路,连接电路时应 。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于最 (选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关,进行实验,移动滑动变阻器的滑片P的过程中 表的变化情况,当停止移动滑片时,她发现电流表指针左右摆动,其原因可能是 。
A.滑动变阻器接触不良
B.电压表接触不良
C.小灯泡短路
(4)排除故障后继续实验,她将得到的数据记录在表格中,当电压表示数为2.5V时 A,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留一位小数)。
(5)实验结束后,她看见了桌面上还有一个阻值为15Ω的定值电阻,想按照表格给定的四组电压值,但使用目前已有器材无法完成,若想完成实验,新电源的规格要求是: 。
四、综合应用题(本题共2个小题,共20分。解答时应写出必要的文字说明、公式和计算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位)
23.(10分)小华家使用的是天然气热水器,他尝试估测该热水器的效率,以核对铭牌上的数值是否准确,用热水器输出的热水注入洗衣机,当注入的水的体积达到50L时洗衣机便会自动停止注水。已知当时自来水的温度是20℃,注水前天然气表的示数是1365.02m3,注水后变为1365.26m3,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值q=3.5×107J/m3。求:
(1)水吸收的热量;
(2)消耗的天然气完全燃烧放出的热量;
(3)该热水器的效率。
24.(10分)如图1所示电路,电源电压为4.5V不变,滑动变阻器R2标有“20Ω 0.3A”字样,灯泡L正常工作的电压为2.5V,其电流与电压的关系如图2所示
(1)当S1、S3闭合,S2断开时,电流表示数为0.2A,求电阻R1的阻值。
(2)当S2闭合,S1、S3断开时,调节滑片P,使R2两端的电压值为灯L的2倍,求此时滑动变阻器接入电路的阻值。
(3)为保证所有元件不烧坏,该电路中电流表的最大示数是多少?
2023-2024学年山东省滨州市无棣县九年级(上)期中物理试卷
试题解析
一、选择题(本题包括15个小题,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~12小题只有一项符合题目要求,选对得3分;第13~15小题,有多项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.(3分)下列常见物理量中,最合理的是( )
A.手电筒中的电流约为2A
B.一节新干电池的电压为1.5V
C.一个电子的电荷量约为1.6×1019C
D.学生实验用小灯泡的电阻约500Ω
解:
A、手电筒中的电流约为0.2A;
B、一节新干电池的电压为2.5V;
C、一个电子的电荷量很小﹣19C,故C不符合实际;
D、学生实验用小灯泡的电阻较小,不会达到500Ω。
故选:B。
2.(3分)下列物质中,在通常情况下都属于绝缘体的是( )
A.玻璃、陶瓷、铜丝B.黑胶布、煤油、铅笔芯
C.塑料尺、干布、橡胶棒D.水银、大地、石墨
解:A、玻璃,属于绝缘体,属于导体;
B、黑胶布,属于绝缘体,属于导体;
C、塑料尺、橡胶棒都不易导电,故C正确;
D、水银、石墨都容易导电,故D错误。
故选:C。
3.(3分)如图所示,用滑动变阻器控制灯的亮度,若要求滑片P向右端滑动时灯变亮( )
A.C接M,D接NB.A接M,B接NC.B接M,C接ND.B接M,D接N
解:滑动变阻器的滑片右移,灯泡变亮,根据P=I2R,电路中电流变大,电流变大,滑动变阻器接入电路的电阻丝变短,上面的接线柱接A或B。
故选:D。
4.(3分)下列关于能量的相关说法正确的是( )
A.物体的温度越高,含有的热量越多
B.“摩擦生热”说明能量可以从无到有被创造出来
C.热量有可能从内能小的物体向内能大的物体转移
D.能量的总量保持不变,所以可以造出永动机
解:A、由于热量是个过程量,故A错误;
B、“摩擦生热”是机械能转化为内能的过程,故B错误;
C、发生热传递的条件是:有温度差;内能小的物体的温度不一定低,故C正确;
D、“永动机”违背了能量守恒定律,故D错误。
故选:C。
5.(3分)如图所示为四冲程内燃机工作示意图,下列说法正确的是( )
A.在一个工作循环中,工作过程依次是乙、甲、丁、丙
B.依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁
C.丁图冲程能量转化:内能转化为机械能
D.飞轮转速3000r/min,则该汽油机1s能做功25次
解:A、甲图中两气门都关闭,活塞下行,是做功冲程;
乙图中进气门开启,排气门关闭,是吸气冲程;
丙图中排气门开启,进气门关闭,是排气冲程;
丁图中两气门都关闭,活塞上行,是压缩冲程;
所以正确的排序是乙、丁、甲、丙,故A错误;
B、内燃机的一个工作循环有四个冲程,内能转化为机械能,依靠飞轮惯性完成、丙、丁,故B错误;
C、丁图是压缩冲程,故C错误;
D、四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min,因为一个工作循环飞轮转2圈,做功1次,共25个工作循环,共做功25次。
故选:D。
6.(3分)甲、乙、丙三个轻质小球,已知甲球带正电,甲和乙靠近时互相吸引,则( )
A.乙球可能带负电,丙球带正电
B.乙球一定带负电,丙球带负电
C.乙球可能不带电,丙球带正电
D.乙球一定不带电,丙球带负电
解:甲、乙相互吸引;乙、丙相互排斥、丙一定带同种电荷、丙带负电、ACD错误。
故选:B。
7.(3分)关于生活中的一些电路连接,下列判断错误的是( )
A.教室里的吊灯一个开关同时控制三盏灯的亮灭,则这三盏灯是串联的
B.道路两旁的路灯,晚上同时亮,早上同时灭,它们是并联的
C.一般家庭的卫生间都要安装照明灯和换气扇,使用时互不影响,它们是并联的
D.楼道中的声控灯只在天暗并且有声音时才能亮,因此声控开关、光控开关及灯是串联的
解:A、由生活经验可知,但当有一盏灯不亮时其它灯还能亮,所以三盏灯一定是并联的;
B、路灯是用来为行人照明的,其它灯泡仍可以正常工作,所以它们是并联的;
C、照明灯和换气扇工作时互不影响,故C正确;
D、楼道内暗到一定程度光控开关闭合,两者同时闭合时,说明它们之间互相影响、光控开关和灯泡是串联的。
故选:A。
8.(3分)根据欧姆定律公式I=,可变形得到公式R=,下列说法正确的是( )
A.导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B.导体电阻的大小跟导体中的电流成反比
C.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D.导体电阻的大小果导体两端的电压和通过导体的电流无关
解:电阻是导体本身所具有的性质,与通过它的电流,其大小等于导体两端的电压与通过导体的电流之比,导体的电阻不为零,ABC错误。
故选:D。
9.(3分)如图使用电流表连接的电路中,描述正确的是( )
A.a、b处接入电流表,在c处断开,L1、L2串联
B.a、b处接入电流表,在c处断开,a测量通过L1的电流
C.a、b处断开,在c处接入电流表,c测量通过L2的电流
D.a、b处断开,在c处接入电流表,通过L1、L2的电流不相等
解:AB.由图可知、b处接入电流表,电路中电流有两条路径1和L2并联,a测L8的电流,故AB错误;
CD.a、b处断开,电流的路径只有一条1和L2串联,c测量电路中的电流,通过L2、L2的电流相等,故C正确。
故选:C。
10.(3分)如图所示,在探究“串联电路中电压的规律”时,小芸同学用电压表测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB=3V,UBC=3V,UAC=6V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是( )
A.整理器材,分析数据,得出结论
B.换用电压表的另一量程,再测出一组电压值
C.对换L1和L2的位置,再测出一组电压值
D.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
解:为了使实验结论具有普遍性,避免偶然性,重复多次实验。
故选:D。
11.(3分)如图甲所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均为图乙所示1和R2两端的电压分别为( )
A.1.2V 6VB.6V 1.2V
C.1.2V 4.8VD.4.8V 1.2V
解:因为电阻R1和R2串联,而电压表V5测量的是电源电压,电压表V2测量的是R2电压,
所以电压表V7的示数比电压表V2的示数大,
故电压表V1选的是6~15V的量程,分度值为0.5V,电压表读数为4V;
电压表V2选的是0~5V的量程,分度值为0.1V,电压表读数为7.2V2两端的电压是4.2V;
根据串联电路的电压关系,R1的电压是:U2=U﹣U2=6V﹣5.2V=4.6V。
故选:D。
12.(3分)在探究“导体电流与电阻关系”时,选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个电阻进行实验,实验电路图如图所示。下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最左端
B.将5Ω的电阻换成10Ω,应将滑片向左移
C.实验过程中移动滑片的主要作用是控制定值电阻两端的电压一定
D.实验获得多组数据是为了减小实验误差
解:A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处,故A错误;
B.实验过程中电源电压不变,则滑动变阻器两端的电压不变,则定值电阻和滑动变阻器接入电路的阻值之比不变,需增大滑动变阻器接入电路的阻值,故B错误;
C.在探究“导体电流与电阻关系”时,要用滑动变阻器来保持电阻两端电压不变;
D.探究电流跟电阻的关系时,多次改变定值电阻的阻值,判断电流跟电阻的关系,故D错误。
故选:C。
(多选)13.(4分)下列有关热机效率、燃料热值、物体内能、物质的比热容的说法中,正确的是( )
A.热机所用燃料的化学能转化成的内能越多,效率不一定越高
B.天然气燃烧越充分,其热值越大
C.同一物体,温度越高内能越大
D.比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少、状态变化都无关
解:
A、用热值大的燃料,但用来做有用功的能量不一定多,热机效率不一定得到提高;
B、热值是燃料的一种特性,与燃料的质量、放出热量的多少以及燃烧温度的高低等均无关;
C、物体的内能与物体的质量和温度都有关系,温度越高,故C正确;
D、比热容是物质本身的一种特性,比热容大小与物体吸放热、质量多少都没有关系。
故选:AC。
(多选)14.(4分)如图所示的电路,闭合开关,电路正常工作1、A2对应的示数为I1、I2,电压表V1、V2对应的示数为U1、U2。下列说法不正确的是( )
A.灯泡L1、L2是并联
B.电压表V1测灯泡L1的电压
C.I1>I2,U1>U2
D.I1=I2,U1>U2
解:由电路可知,电流的路径只有一条,L1与L2串联,两电流表均测串联电路中的电流,则I5=I2;
电压表V1测量L4两端电压,V2测量电源电压,因串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和1<U2;故B正确,ACD错误。
故选:ACD。
15.(4分)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,记录电表示数;图乙是电路中电流与变阻器两端电压关系的图象( )
A.定值电阻R0的阻值是7.5Ω
B.电源电压为4.5V
C.滑动变阻器连入电路的最大阻值为15Ω
D.当滑片P移至中点时,电流表的示数是0.4A
解:由图甲可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压;
(1)由图乙可知,当滑动变阻器两端的电压为0时大=7.6A,
根据欧姆定律可知,电源电压为:
U=I大R0=5.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑动变阻器两端的电压为3V时,电路中的电流I=0.2A,电源电压为:
U=2V+IR0=3V+6.2A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②解得:定值电阻R6=7.5Ω;电源电压U=5.5V、B正确;
(2)当滑动变阻器连入电路的阻值的最大时,通过电路中的电流最小,此时电压表示数为3V,
由欧姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值R滑大===15Ω;
(3)当滑动变阻器的滑片P移至中点时,滑动变阻器接入电路中的电阻R中′=R滑大=×15Ω=7.5Ω;
根据串联电路的特点可知,电路中的总电阻R=RP′+R5=7.5Ω+2.5Ω=15Ω;
此时电路中的电流I′===0.3A,故D错误。
故选:D。
二、填空题(每小题2分,共6分)
16.(2分)10月19日“一带一路”国际高峰论坛在北京召开,“红旗﹣17”导弹模型作为国礼赠送外国元首。导弹在加速升空时外壳急剧升温是通过 做功 方式改变其内能的,长征火箭使用液氢作燃料是因为它的 热值 大。
解:火箭升空过程中,与空气摩擦,是通过做功的方式使火箭的内能增加;
火箭使用液氢做燃料,是因为液氢热值大,完全燃烧能放出更多的热量。
故答案为:做功;热值。
17.(2分)我国西晋学者张华在《博物志》中写到“今人梳头脱着衣时,有随梳解结有光者,亦有咤声”,则可推断梳子在摩擦过程中 得到 (选填“得到”或“失去”)电子,摩擦起电的实质是 电子的转移 。
解:毛皮与橡胶棒摩擦,橡胶棒得到电子带负电,可推断梳子带负电,摩擦起电的实质是电子的转移。
故答案为:得到;电子的转移。
18.(2分)家庭中的洗衣机和吸尘器是 并 联的;空调和手机充电器的电源线虽然都是铜线,但空调电源线明显比手机充电器电源线粗,空调电源线电阻比手机充电器电源线电阻 小 。
解:家庭中的洗衣机和吸尘器工作时互不影响,是并联接入电路,但空调电源线明显比手机充电器电源线粗,因为空调线的横截面积大。
故答案为:并;小。
三、实验与探究题(本题共4个小题,共26分)
19.(4分)如图所示,电源电压为12V,用笔画线代替导线,要求:电压表测量灯泡两端的电压,当滑动变阻器的滑片向左移动时
解:电压表测量灯泡两端的电压,因电源电压为12V,当滑动变阻器的滑片向左移动时,即电流变大电阻变小,如下所示:
20.(7分)小明在探究“并联电路电流规律”的实验中,设计了如图甲的电路图。
(1)连接电路时,开关应处于 断开 状态。
(2)实验时应该选用规格 不同 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(3)闭合开关S前,发现电流表指针向“0”刻度的左侧偏转,如图乙所示 电流表没有校零 。
(4)改正后,先将电流表接在A处,闭合开关S后2发光,但灯L1不发光。电流表的示数为零,电路可能存在的故障是灯L1 断路 (选填“短路”或“断路”)。
(5)排除故障后,他在测量A处的电流时,电流表如图丙所示1的电流为 0.34 A。测量C处的电流时,电流表的示数如图丁所示,则通过灯L2的电流为 0.86 A。
(6)小明将测出的这一组数据记录在表格中,立即得出了并联电路的电流规律,请你指出实验应改进的地方: 换用不同规格的小灯泡进行多次测量 。
解:(1)为保护电路,在连接电路的过程中开关应断开;
(2)为得出普遍性的规律,实验中应该选择规格不同的小灯泡;
(3)闭合开关前,发现指针如图乙向“0”刻度的左侧偏转,他应将电流表校零;
(4)闭合开关后,发现L2亮,L4不亮,说明干路和L2支路完好,则该电路可能出现的故障是电流表或L1断路;
(5)图丁中电流表的量程为7~0.6A,分度值为2.02A;
电流表测量C处的电流时,即为干路电流,可判断图戊中电流表选择的是大量程,
根据并联电路电流规律求出通过灯L2的电流大小1.8A﹣0.34A=0.86A;
(6)只根据一组数据得出结论有偶然性,为得出普遍性的结论。
故答案为:(1)断开;(2)不同;(4)断路;4.86。
21.(8分)同学们在做“探究影响导体电阻大小因素”的实验时,提出如下猜想:
猜想一:导体的电阻与导体的材料有关。
猜想二:导体的电阻与导体的长度有关。
猜想三:导体的电阻与导体的横截面积有关。
同学们利用如图所示的电路进行验证,使用的4根合金丝的规格、材料及实验数据如表所示。
(1)该实验是通过观察 电流表示数 间接比较导体电阻的大小,这种实验方法叫做 转换法 。
(2)为了验证猜想一,应选用合金丝 A 和 B 进行实验。(填写字母)
(3)选用编号为B、C的合金丝分别接入电路,是为了验证猜想 三 (选填“一”、“二”或“三”)。分析实验数据,可得出的结论是:当材料和长度相同时, 横截面积越小 ,电阻越大。
(4)某同学分别将编号为C、D的合金丝接入电路中进行实验,其得到的实验结论被实际应用到了 C 的工作原理中。(选填字母)
A.电压表
B.电流表
C.滑动变阻器
(5)小明同学在一次实验中,将A合金丝与电流表串联,用酒精灯对A合金丝加热后,说明电阻的大小还与 温度 有关。
解:(1)电阻的大小不能直观的观察得到,故采用转换法,电阻越大,故电流表的示数越小;
(2)猜想一:导体的电阻与导体的材料有关;变量是导体的材料、横截面积相同;
(3)由图可知B、C电阻丝的材料,横截面积不同;可得结论:在材料和长度相同时,电阻越大;
(4)C、D电阻丝接入电路是研究电阻的大小与导体长度的关系,故选:C;
(5)将A合金丝与电流表串联,用酒精灯对A合金丝加热后,电源电压不变,故此实验说明导体的电阻大小还与温度有关。
故答案为:(1)电流表示数;转换法;B;(3)三;(4)C。
22.(7分)综合实践课上,小薇用“伏安法”测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡L标有“2.5V”字样、电源电压恒为4.5V、滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。
(1)小薇按如图甲所示电路图正确连接电路,为了防止发生短路,连接电路时应 断开开关 。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于最 左 (选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关,进行实验,移动滑动变阻器的滑片P的过程中 电压 表的变化情况,当停止移动滑片时,她发现电流表指针左右摆动,其原因可能是 A 。
A.滑动变阻器接触不良
B.电压表接触不良
C.小灯泡短路
(4)排除故障后继续实验,她将得到的数据记录在表格中,当电压表示数为2.5V时 0.26 A,则小灯泡正常发光时的电阻为 9.6 Ω(保留一位小数)。
(5)实验结束后,她看见了桌面上还有一个阻值为15Ω的定值电阻,想按照表格给定的四组电压值,但使用目前已有器材无法完成,若想完成实验,新电源的规格要求是: 电源电压为2.5V到3V 。
解:(1)小薇按如图甲所示电路图正确连接电路,为了防止发生短路;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于阻值最大处;
(3)灯在额定电压下正常发光,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P的过程中;甲图中,她发现电流表指针左右摆动,则电路时通时断,故选:A;
(4)排除故障后继续实验,她将得到的数据记录在表格中,电流表示数如图乙所示,分度值为0.02A,则小灯泡正常发光时的电阻为:R==;
(5)在第1次数据中,电流最小,根据串联电阻的规律及欧姆定律
U=IR=×(15Ω+30Ω)=3V,第1次实验电压表示数调不到6V,而小灯泡正常工作时的电压为2.5V。
故答案为:(1)断开开关;(2)左;A;(4)7.26;(5)电源电压为2.5V到5V。
四、综合应用题(本题共2个小题,共20分。解答时应写出必要的文字说明、公式和计算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位)
23.(10分)小华家使用的是天然气热水器,他尝试估测该热水器的效率,以核对铭牌上的数值是否准确,用热水器输出的热水注入洗衣机,当注入的水的体积达到50L时洗衣机便会自动停止注水。已知当时自来水的温度是20℃,注水前天然气表的示数是1365.02m3,注水后变为1365.26m3,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值q=3.5×107J/m3。求:
(1)水吸收的热量;
(2)消耗的天然气完全燃烧放出的热量;
(3)该热水器的效率。
解:(1)注入水的体积:V=50L=50×10﹣3m3,
由ρ=得水的质量:
m=ρV=2×103kg/m3×50×10﹣5m3=50kg;
水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=5.2×103J/(kg•℃)×50kg×(54℃﹣20℃)=6.14×106J;
(2)消耗的天然气的体积:
V气=1365.26m3﹣1365.02m2=0.24m3,
天然气完全燃烧放出的能量:
Q放=qV气=4.5×107J/m4×0.24m3=5.4×106J;
(3)热水器的热效率:
η=×100%=。
答:(1)水吸收的热量为3.14×106J;
(2)消耗的天然气完全燃烧放出的热量为8.3×106J;
(3)该热水器的效率为85%。
24.(10分)如图1所示电路,电源电压为4.5V不变,滑动变阻器R2标有“20Ω 0.3A”字样,灯泡L正常工作的电压为2.5V,其电流与电压的关系如图2所示
(1)当S1、S3闭合,S2断开时,电流表示数为0.2A,求电阻R1的阻值。
(2)当S2闭合,S1、S3断开时,调节滑片P,使R2两端的电压值为灯L的2倍,求此时滑动变阻器接入电路的阻值。
(3)为保证所有元件不烧坏,该电路中电流表的最大示数是多少?
解:(1)当S1、S3闭合,S2断开时,灯泡L被短路1的简单电路,电流表测电路中的电流,R1的阻值:R5===22.5Ω;
(2)当S7闭合,S1、S3断开时,灯泡L与滑动变阻器R2串联,电流表的电路中的电流,
由R2两端的电压值为灯L的2倍结合串联电路的电压特点可知,电源电压:U=UL+U5=UL+2UL=3UL=4.5V,解得灯泡L和滑动变阻器两端的电压分别为UL=1.4V,U2=3V,
由图5可知,此时通过灯泡L的电流为0.2A,此时通过滑动变阻器的电流I8=IL=0.2A,
由欧姆定律可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值:R4===15Ω;
(3)由串并联电路的电流特点可知,当S5、S2、S3都闭合,R5、R2并联时,电路中电流表的示数可达最大,
因为电流表的量程为0~8.6A,所以电流表允许通过的最大电流为0.7A,
由并联电路的电压特点和欧姆定律可知,此时通过R1的电流:I1并===0.2A,
由题意可知,滑动变阻器允许通过的最大电流为2.3A,此时电流表的示数:I并=I1并+I4大=0.2A+8.3A=0.4A<0.6A,电流表能安全工作,
所以该电路中电流表的最大示数是8.5A。
答:(1)电阻R1的阻值为22.4Ω;
(2)此时滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω;
(3)该电路中电流表的最大示数是0.5A。
编号
材料
长度l/m
横截面积S/mm2
电流I/A
A
锰铜合金丝
0.5
0.8
0.4
B
镍铬合金丝
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金丝
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金丝
1.0
0.4
0.08
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.18
0.22
0.24
电阻R/Ω
5.6
6.8
8.3
编号
材料
长度l/m
横截面积S/mm2
电流I/A
A
锰铜合金丝
0.5
0.8
0.4
B
镍铬合金丝
0.5
0.8
0.32
C
镍铬合金丝
0.5
0.4
0.16
D
镍铬合金丝
1.0
0.4
0.08
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.18
0.22
0.24
电阻R/Ω
5.6
6.8
8.3
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