2020—2021学年苏科版九年级物理上册期末测评真题卷一
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2020—2021学年九年级物理上册期末测评高效提分备考卷(苏科版)
真题一卷(解析版)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(每小题2分,共24分)
1.(2019·全国初三单元测试)关于温度、热量、内能,下列说法中正确的是( )
A.物体的温度越高,所含的热量越多
B.物体的温度越高,物体内分子的无规则运动越剧烈
C.物体的内能增加,一定是外界对物体做了功
D.物体吸收了热量,它的温度一定升高
【答案】B
【解析】A. B、物体的温度越高,分子热运动加剧,内能增加,而热量是热传递中内能变化的量,不能说“所含的热量”,故A错误,B正确;
C. 改变物体内能有两种方式,即做功和热传递,所以内能增加时,可能外界对物体做了功,也可能吸收了热量,故C错误;
D. 当晶体熔体时,吸热,温度不变,故D错误。
选B。
2.以下说法正确的是( )
A.物体吸收热量,温度一定升高
B.外界对物体做功,物体内能一定增加
C.温度高的物体内能一定比温度低的物体内能大
D.做功改变物体内能的本质是内能和其他形式能之间的转化
【答案】D
【解析】A. 当晶体熔化时,物体吸收热量,温度不变,故A错误;
B. 外界对物体做功,物体能量一定增加,但内能不一定增加,如将物体举高,重力势能增加,内能不增加,故B错误;
C. 温度高的物体只能说明分子动能大,而内能由质量、温度、体积等因素决定,故C错误;
D. 做功改变物体内能的本质是内能和其他形式能之间的转化,故D正确;
故选D.
3.如图是电阻甲和乙的图像,下列说法正确的是( )
A.甲的电阻总是大于乙的电阻
B.乙的电阻随两端电压的增大而增大
C.如图(b)所示,当开关闭合,电源电压为3V时,电路总电阻是
D.如图(c)所示,当开关闭合,电路电流为0.4A时,电源电压为2V
【答案】C
【解析】A.由图像可知,甲对应的电流与电压成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变,乙电阻的阻值变化,当电压为0到3V之间时,乙的电阻在不停变小,一开始是大于甲的电阻,A错误;
B.由图像可知,当乙两端电压为2V时,通过的电流为0.2A,根据欧姆定律可得
当乙两端电压为3V时,通过的电流为0.6A,此时的电阻为
电阻乙的阻值大小随电压的变大而减小,B错误;
C.如图(b)所示,甲和乙串联,通过两电阻的电流相等,当电路电流为0.2A时,由图像可知,,,根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,电源的电压
根据欧姆定律可得
C正确;
D.如图(c)所示,甲、乙并联,两电阻两端的电压相等,当电源电压为2V时,由图像可知,,,根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流
D错误。
4.(2019·江苏初三期末)小明用台秤研究人在竖直升降电梯中的运动.他先在地面上用台秤称得自己的体重为500 N,再将台秤移至电梯内,电梯从t=0时由静止开始向下运动到t=11 s时停止,测得台秤对自己的支持力F随时间t变化的图象如图所示,则( )
A.0~2 s的过程中,小明的动能不变
B.2 s~10 s的过程中,小明的重力势能转化为动能
C.10 s~11 s的过程中,小明的机械能不断减小
D.0~11 s的过程中,小明的机械能不断增大
【答案】C
【解析】A.0~2s的过程中,小明由静止开始下降,所以小明的动能增大,故A错误;
B.2s~10s的过程中,小明在匀速下降,重力势能减小,但动能不变,故B错误;
C.10s~11s的过程中,小明在做减速运动,故动能减小,同时小明是在下降,高度是在降低的,所以重力势能在减小,故小明的机械能不断减小,C正确;
D.0~11s的过程中,小明下降了一段距离,重力势能减小,所以机械能不断减小,故D错误;
故选C.
5.(2019·宝鸡市初三月考)图甲为某收音机的音量调节旋钮,图乙为其结构示意图.A、B、C是它的三个接线柱,A、C分别与弧形电阻丝的两端相连,B与金属滑片相连,转动旋钮滑片在弧形电阻丝上同向滑动.下列分析正确的是( )
A.旋钮与喇叭并联
B.只将A、B接入电路,顺时针转动旋钮时音量变大
C.若只将A、C接入电路,顺时针转动旋钮时音量变大
D.若只将B、C接入电路,顺时针转动旋钮时音量变大若
【答案】D
【解析】A. 音量调节旋钮在电路中能改变电路中电流的大小,所以图中旋钮与喇叭串联,故A错误;B. 若只将A. B接入电路,滑片左边的电阻丝接入电路,即滑片顺时针转动旋钮时,电阻变大,音量变小,故B错误;故C. 若只将A. C接入电路,全部电阻丝都接入电路,不能改变电路的电流,所以不能改变音量的大小,故C错误;D. 若只将B. C接入电路,滑片右边的电阻丝接入电路;顺时针转动旋钮时,旋钮接入电路的电阻变小,电路中电流变大,音量变大,故D正确;选D.
6.(2019·湖南中考模拟)在图中,ma>mb>mc , 三个物体在同样大的力F作用下,都沿着力F的方向移动了S,比较力F对三个物体所做的功,结论是( )
A.一样多 B.对a做的功多 C.对b做的功多 D.对c做的功
【答案】A
【解析】已知力F的大小和沿着力F的方向移动的距离s,根据功的计算公式W=Fs可判断F对三个物体所做功的大小.因为对三个物体的作用力都是大小相等的力F,三个物体在力F的方向上移动的距离都是s,根据功的计算公式W=Fs可知,F对三个物体所做的功一样多.故选A.
7.两个质量相同的钩码,下端固定有纸带并穿过打点计时器,在拉力作用下两 钩码分别沿竖直向上方向运动,纸带上留下的点迹如图 1 所示,它们的 s﹣t 图象如图 2 所示.则( )
A.甲的拉力大
B.甲的拉力小
C.乙的势能大
D.甲的机械能大
【答案】D
【解析】AB.在图1中的甲、乙两图中,打点计时器打出的各点之间的距离是相同的,由此确定钩码在这两种情况下都是处于匀速直线运动状态,即平衡状态,所受的力一定是平衡力,此时的钩码只受两个力的作用:弹簧秤竖直向上的拉力和重力.根据二力平衡的条件可知这两个力相等,即甲、乙的拉力都等于各自钩码的重力,由于钩码的质量相等,则重力相等,所以甲的拉力等于乙的拉力;
CD.两个钩码的质量相同,由题意知,两个钩码上升的高度相同,由图2知,甲、乙上升相同的高度,甲所用时间小于乙所用时间,根据 可知,甲的速度大于乙的速度,所以,甲的动能大于乙的动能,甲的势能等于乙的势能,机械能为动能和势能之和,所以,甲的机械能大于乙的机械能。
8.如图所示,V1和V2是完全相同的两个电压表,都有最大测量值是5V和15V两个量程,闭合开关后,发现两个电压表指针的偏转角度相同,则( )
A.R1∶R2=2∶1
B.R1∶R2=2∶3
C.R1∶R2=3∶2
D.R1∶R2=1∶2
【答案】A
【解析】由图可知,两电阻组成串联电路,电压表V2测量电阻R2两端的电压;电压表V1量电阻R1和R2两端的总电压;根据串联电路电流特点,得两电路的电压之比等于电阻之比;根据题意,闭合开关后,发现两个电压表指针的偏转角度相同,说明电压表V2选的小量程,电压表V1选的大量程,所以电压表V1的示数是电压表V2示数的3倍,即
由串联分压规律可知
故选A。
9.(2020·天津初三月考)如图所示的电路中,电源电压相同且不变,灯L1,L2规格相同,闭合开关S,电流表示数最大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由题意知,电源电压相同,两灯的规格相同,设灯的电阻为R。A图中,开关闭合时,两灯并联,电流表测干路电流,那么通过两灯的电流
所以此时电流表的示数为
B图中,开关闭合时,两灯并联,电流表测灯L1的电流,那么电流表的示数是
C图中,开关闭合时,灯L1被短路,则电路是灯L2工作的简单电路,所以电流表的示数
D图中,开关闭合时,灯L1被短路,所以电流表的示数为
那么A图中电流表的示数最大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.(2020·海口市初三期末)实验中绘出了小灯泡的电流与电压关系的U-I图象如图所示,则有关此小灯泡功率P与 U2或P与I2的图象可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】在U﹣I图象中,图线的斜率表示电阻,根据图象斜率判断灯泡电阻的变化关系,然后根
公式P=I2R分析P与I2的图象,根据公式P=分析P与U2的图象.
由U﹣I图象可知,电压和电流增大时,灯泡的实际功率增大,灯泡的温度升高,且图线的斜率越来越大,即灯泡的电阻随温度的升高而增大;
AB.由P=I2R=可知,在P﹣U2图象中,图象上某点切线的斜率为电阻的倒数,因随温度的升高R增大因而应减小,故AB错误;
CD.同理,在P﹣I2图象中,图象上某点切线的斜率为电阻R,而电阻R又随温度的升高而增大,故C错误,D正确。
故选D。
11.如图所示,实心物体A漂浮在水面上,现利用电动机通过滑轮组拉动A,使A向下运动(运动过程中始终未碰到定滑轮)。已知A的体积为0.2m3,密度为0.4×103kg/m3.动滑轮重为300N,电动机工作时拉绳子的功率为1.5×103W且保持不变,不计绳重、摩擦和水的阻力,g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,下列说法中不正确的是( )
A.物体向下运动的最小速度3m/s
B.物体A浸没在水中时受到的浮力为2×103N
C.物体A向下运动过程中,电动机拉着绳子的力先变大,后不变
D.物体A向下运动过程中,滑轮组机械效率的最大值为80%
【答案】A
【解析】B.由知道,A的质量
mA=ρAVA=0.4×103kg/m3×0.2m3=80kg
由 知道,A的重力
GA=mAg=80kg×10N/kg=800N
由于A浸没在水中,声音,
V排=VA=0.2m3
A浸没在水中受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m3=2×103N
故B正确,不符合题意;
A.当A完全浸没时绳子对物体A的拉力最大,电动机对绳子的拉力也最大,不计绳重、摩擦和水的阻力,则电动机对绳子的最大拉力
由知道,绳子自由端运动的最小速度
则物体向下运动的最小速度
故A错误,符合题意;
C.由于电动机对绳子的拉力,而物体A向下运动过程中,浮力先变大、后不变,所以,电动机拉着绳子的力先变大,后不变,故C正确,不符合题意;
D.当A完全浸没后,滑轮组受到的拉力最大,此时滑轮组的机械效率最大,有用功
W有用=(F浮﹣G)h
总功
W总=Fs=(F浮﹣G+G动)×3h=(F浮﹣G+G动)h
滑轮组机械效率的最大值
故D正确,不符合题意。
故选A。
12.某电流表有两个量程,大量程为0-9A,小量程模糊不清,为了确定小量程是多少。先将大量程接入电路,指针位置如图甲所示,然后改用小量程接入同一电路,指针位置如图乙所示,则该电流表的小量程是( )
A.0-0.6A B.0-1.2A C.0-2.4A D.0-3.6A
【答案】C
【解析】大量程的每一个大格是3A,每一个小格是0.3A,示数是1.2A,大、小量程的电流表接入的是同一电路,示数应该是相同的,乙图中指针的位置是1.2A,则一个大格是0.8A,每一个小格是0.18A,所以,小量程为0∼2.4A。故选C.
点睛:因为大、小量程的电流表接入的是同一电路,示数应该是相同的,首先读出大量程的示数,然后在小量程的指针位置标出电流,由此可以确定小量程。
二、填空题(每小题2分,共24分)
13.(2020·广西初三期末)为将放置在水平地面上、重为90N的重物提升到高处.小桂同学设计了图(甲)所示的滑轮组装置.当小桂所用的拉力F随时间t变化的图象如图(乙)所示,重物的速度v随时间t变化的图象如图(丙)所示.不计摩擦和绳重,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向.物体离开地面匀速上升时,小桂的拉力F=____N;若重物与地面的接触面积S=500cm2,在0~1s内,重物对地面的压强为________Pa.
【答案】40 600
【解析】第一空.由图丙可知在2∼3s内,重物做匀速运动,由图乙可知,此时拉力F=40N;
第二空.从动滑轮上直接引出的绳子股数n=3,
从丙图可知,物体在2∼3s内做匀速直线运动,由图乙可知此时的拉力F3=40N,
根据F=(G物+G动)可得:
G动=nF3−G物=3×40N−90N=30N,
在0∼1s内,拉力F1=30N,把动滑轮和重物看成整体,则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态,
F支+3F1=G物+G动,地面对物体的支持力:
F支=G动+G物−3F1=30N+90N−3×30N=30N,
根据力的作用是相互的,重物对地面的压力:
F压=F支=30N,
对地面的压强:
p==600Pa。
14.(2020·江苏初三月考)如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图象.由图可知:电阻乙的阻值为_____Ω;若将电阻甲和乙串联后接在电压为6V的电源两端时,甲乙两电阻两端电压之比为_____;若将电阻甲和乙并联后接在电压为3V的电源两端时,总电功率为_____W.
【答案】 6 5:3 2.4
【解析】由图像可知,当甲、乙两个电阻两端的电压为3V时,通过甲的电流为0.3A,通过乙的电流为0.5A,由I得:R甲10Ω;R乙6Ω;若将甲和乙串联后接在电压为6V的电源两端,U甲:U乙R甲:R乙10:6;若将电阻甲和乙并联后接在电压为3V的电源两端时,则总电阻R 3.75Ω;总功率P 2.4W。
15.(2019·江苏中考模拟)一名体重为500N、双脚与地面接触面积为0.04m2的学生站在水平地面上,用滑轮组将重物匀速提升1m,绳子自由端拉力为400N,他站在地面上时对地面的压强为___________Pa,若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%,物体重力为_________N.
【答案】 1.25×104 600
【解析】(1)他站在地面上时对地面的压力:F=G=500N,
对地面的压强: ;
(2)由图可知,n=2,则,所以,G=2ηF=2×75%×400N=600N.
故答案为:1.25×104;600.
16.(2020·盐城市新洋高级中学初三月考)如图为下雨天同学挂在教室后黑板水平下边沿上的一些折叠伞(伞未碰到墙壁),这些伞的伞柄_________(选填“一定是” 、“一定不是” 或“可能是”)竖直向下,伞上的雨水自由下落时,_________(选填“有”或“没有”)力对其做功。如果将伞柄收进去一些,它将__________(选填“保持”、 “恢复”、“更偏离” 或“更偏向”)竖直方向。
【答案】 一定不是 有 更偏离
【解析】根据二力平衡的知识可知,静止时,悬挂点过重心的连线一定在竖直的一条线上,即重力的方向竖直向下,此时悬挂点是偏离重心的,所以伞的伞柄一定不是竖直向下的;
伞上的雨水自由下落时受重力作用,又通过了距离,所以重力对其做功;
如果将伞柄收进去一些,重心与悬挂点的连线不变,而距离变短了,它将更偏离竖直方向。
17.如图是某电热暖手宝的主要参数。选用水作为吸热或放热物质,是因为水的_____较大。已知水的初温为15℃,c水=4.2×103J/(kg•℃),接通电源正常工作6min时,消耗的电能为_____J;暖手宝处于_____(选填“通电加热”或“自动断电”)状态。
【答案】比热容1.8×105通电加热
【解析】(1)因为水的比热容较大,降低相同的温度,水放出的热量多,所以电热暖手宝里面用水作为吸热或放热物质;
(2)接通电源正常工作6min消耗的电能是:;
据公式可知,此时水升高的温度为:
;
初温是15℃,所以此时的末温是:,小于65℃,故处于加热状态。
18.(2020·江苏初三课时练习)脱脂人发具有在空气潮湿时伸长,干燥时缩短的特性.将质量为m的金属指针固定在木框上A点(可自由转动),脱脂人发固定在指针上的C点和木框上的B点,又将轻弹簧分别固定在C、D两点,再配上刻度盘,就构成了简易“湿度计”,如图所示,此“湿度计”中有杠杆________ 处;天气干燥时指针向________ 偏转(填“左”或“右”);要提高它的灵敏度(空气中湿度变化比较小时,指针在刻度盘上也能发生较明显的偏转),安装时需将C点距离A点________ (选填“近”或“远”)一些.
【答案】1 左 近
【解析】指针AC为杠杆,A为支点,头发的拉力是动力,弹簧的拉力是阻力;C点移动相同的距离时,它离A点越近,指针的尖端移动的距离越大,当湿度变化较小时,头发的伸缩程度小,要使指针偏转明显, C点需离A点近些.
19.(2020·江苏初三课时练习)皮球从手中落到地上,又弹跳起来。在皮球落向地面的过程中,_____能转化为________能;皮球撞击地面发生形变的过程中,______能转化为_______能;皮球形变逐渐减小直至恢复原状的过程中,_____能转化为______能;皮球离开地面上升的过程中,______能转化为__________能。
【答案】 重力势 动 动 弹性势能 弹性势能 动能 动能 重力势能
【解析】皮球落向地面的过程中,高度减小而运动速度增大,重力势能转化为动能;皮球撞击地面的过程,运动速度减小而形变程度增大,动能转化为弹性势能;皮球在弹起(尚未脱离地面)过程中,形变程度减小而运动速度增大,弹性势能转化为动能;皮球离开地面向上运动的过程中,运动速度减小而高度增大,动能转化为重力势能。
20.(2019·辽宁中考模拟)在右图甲所示电路中,电源电压保持不变,R0、R2为定值电阻,电流表、电压表都是理想电表。闭合开关,调节滑动变阻器,电压表V1、V2和电流表A的示数均要发生变化。两电压表示数随电路中电流的变化的图线如图乙所示。根据图像的信息可知:___(填“a”或“b”)是电压表V1示数变化的图线,电阻R2的阻值为____Ω,电源电压为____V,电阻R0的阻值为____Ω。
【答案】 b 1 12 2
【解析】由甲图可知,电压表V1测R1和R2串联部分的总电压,也就是总电压减去R0两端的电压,当电流增大时,R0两端的电压增大,总电压不变,所以R1和R2串联部分的总电压会减小,则电压表V1示数变小,故可知b应是电压表V1示数变化的图线;由图象可知:当R1和R2两端的电压为10V时,R2两端的电压为1V,电路中的电流为1A,∴U=U1+U0=10V+IR0=10V+1A×R0------------------①,R2=U2/I=1V/1A=1Ω;当滑片P移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,两电压表都测量电阻R2两端的电压,示数都为4V,电路中的电流最大为4A,∴U=U2′+U0′=4V+4A×R0------------------②,由①②得:10V+1A×R0=4V+4A×R0 ,解得:R0=2Ω,则电源电压为:U=U1+U0=10V+IR0=10V+1A×2Ω=12V。
21.(2020·北京初三期中)如图所示的电路中,除了一根导线是断的,其余的器材完好无损,电路连接正常.为了查出这根导线,小刚将电压表的负接线柱一直接在电源的负极,正接线柱与灯L1的a接线柱相连时,电压表有示数;再将电压表的正接线柱与灯L2的b接线柱相连时,电压表没有示数.由此可知,发生断路的是导线 .
【答案】3
【解析】根据从电压表有无示数进行分析,电压表有示数说明被测的电路有断路,无示数说明开路故障在与电压表并联之外的电路上.
解:因为电压表测量的导线完好时,电压表不会有示数,电压表有示数反而说明导线是断的;
所以将电压表的负接线柱一直接在电源的负极,正接线柱与灯L1的a接线柱相连时,电压表有示数;说明导线1,2完好;
再将电压表的正接线柱与灯L2的b接线柱相连时,电压表没有示数.说明电路为断路,即断路在导线1、2、3上;
由此可知:发生断路的是导线3.
故答案为:3.
22.(2019·北京初三)如图所示,轻质杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,OA:OB=3:1.用细线将圆柱体C悬挂在杠杆的A端并放入水中,再用细线在杠杆B端悬挂一个完全相同的圆柱体D并放在水平地面上,当杠杆两端细线均被拉直且杠杆AB恰好在水平位置平衡时,圆柱体C有的体积露出液面,该圆柱体底面所受液体压强为800Pa,此时圆柱体D对地面的压强为600Pa.则圆柱体C的密度为 kg/m3.
(g取10N/kg)
【答案】750
【解析】圆柱体C底面受到的压强,则,由于圆柱体C有的体积露出水面,所以,则;
设C、D的重力均为G,杠杆A端受到的拉力为,B端受到的拉力为:,其中底面第D 的支持力与D对地面的压力是一对作用力与反作用力,大小相等,即,根据杠杆平衡条件得:,整理得:,
即:,代入数据解得:.
23.如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表A的示数将______,电压表V1和V2示数的差值与A示数的比值将_______.(填“变大”“不变”或“变小”)
【答案】变小 不变
【解析】如图电路,两电阻串联,电压表V1测量电源电压,故示数U不变;电压表V2测量R2的电压U2,电流串联在电路在测量电流;
当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,根据知,电路中电流变小,即电流表示数变小;
电压表V1和V2的示数差值即R1的电压,与A示数的比值即为R1的阻值,即:,因为R1为定值电阻,其阻值不变,则电压表V1和V2的示数差值与A示数的比值将不变.
24.小明用如图甲所示装置探究两种液体的吸热能力,两烧瓶中的电阻丝相同.实验中,必须取____(填“体积”或“质量”)相等的A、B两种液体.根据实验测得的数据描绘出A、B两种液体的温度随加热时间变化的图象如图乙所示,分析图乙可知____(选填“A”或“B”)的吸热能力更强.若加热过程中无热量损失,已知A的比热容为2.4×103J/(kg•℃),则B的比热容为_____J/(kg•℃);若在甲、乙两瓶中,液体是质量相同的同种液体,甲乙电阻丝的阻值不同,则该装置可用来探究电流产生的热量与______的关系.
【答案】质量 A 1.2×103 电阻
【解析】要比较不同物质的吸热能力,需要控制不同物质的质量相同,故实验中,必须取质量相等的A、 B两种液体;
根据如图乙,A、B两种液体的温度随加热时间变化的图象可知,加热相同的时间,A升温:30℃−10℃=20℃,B升温:50℃−10℃=40℃,即A的吸热能力更强;若加热过程中无热量损失,已知A的比热容为2.4×103J/(kg⋅℃),B升温是A升温的倍,根据,在吸收热量Q与质量m相同的条件下,比热容与升高的温度成反比,则B的比热容为:;
若在甲、乙两瓶中,电阻丝串联,通过的电流和时间相等,液体是质量相同的同种液体,电阻丝的阻值不同,则该装置可用来探究电流产生的热量与电阻的关系.
三、作图题(每小题4分,共8分)
25.(2020·泰兴市振宇外国语学校初三月考)画出使杠杆AOBCD在如图所示位置静止时所用最小力F的作用点和方向.
【答案】
【解析】由图知,O为支点,则以OD为动力臂最长,所以用力方向与OD垂直向下,最省力,如图所示:
26.(2020·河南初三期末)阳光动力2号飞机,是一架长航时,不必耗费燃油便可昼夜连续飞行的太阳能飞机,飞机上装有平衡警示电路,其中S为正对驾驶员的重力开关,金属片M可绕O点自由转动,当机翼水平时,M在a、b中间,当飞机严重左倾时,绿灯亮,电铃响;当飞机严重右倾时,红灯亮,电铃响;请在图中完成电路连接.
【答案】
【解析】解答:当飞机严重左倾时,绿灯亮、电铃响,开关接a,绿灯与电铃接入电路;当飞机严重右倾时,红灯亮、电铃响,开关接b,红灯与电铃接入电路;由题意可知,红灯与绿灯互不影响,能独立工作,它们是并联的,不论开关接a还是接b,电铃都接入电路,电铃串联在干路中,电路图如图所示:
。
四、计算题(每小题8分,共32分)
27.(2020.云南初三期末)如图所示的电路中,电源电压恒为6 V,R为定值电阻,小灯泡L上标有“6 V 3.6 W”的字样.闭合开关S后,电流表的示数为0.8 A,设灯泡电阻不受温度影响.求:
(1)灯泡的额定电流;
(2)定值电阻R的阻值;
(3)通电60 s内,电流所做的总功.
【答案】(1)0.6A;(2) 30Ω;(3) 288J
【解析】(1)由铭牌知道灯泡的额定电压和额定功率分别是6V和3.6W,根据P=UI知道灯泡的额定电流是:I额=P额/U额=3.6W/6V=0.6A
(2)由图知道,灯泡与R并联,电流表A测干路的电流,所以,通过电阻的电流是:IR =I-IL=0.8A-0.6A=0.2A,
由I=U/R知道,定值电阻的阻值R=U/IR=6V/0.2A=30Ω;
(3)若通电60s内,电流所做的总功是:W=UIt=6V×0.8A×60s=288J。
28.(2019·江苏初三期中)在如图所示的电路中,电源电压为20伏,电阻R1的阻值为15欧,滑动变阻器标有“50Ω 1A”的字样,电压表的量程为 “0~15V”.闭合电键后,电路正常工作.求:
(1)当电压表V的示数为14伏时,电路中的电流.
(2)在滑片左右移动的过程中,求电路中电流的变化范围.
(3)若在电路中再串联一个电流表(电流表选用0~0.6A的量程),在确保电路各元件安全的条件下,求滑动变阻器连入电路的阻值范围.
【答案】(1) 0.4A (2)0.33A~1A (3) 18.3Ω~45Ω
【解析】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压
(1)U1=U-U2=20V-14V=6V,
I=U1/ R1="6V/" 15Ω =0.4A;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流:
I′="U/" R1="20V/" 15Ω ="1.3" A,
∵滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,
∴电路中的最大电流为1A,
当电压表的示数为15V时,电路中的电流最小,
U1′=U-U2′=20V-15V=5V,
电路中的最小电流:
I″=U1′/ R1′="5V/" 15Ω =0.33A,
∴电路中电流的变化范围为0.33A~1A;
(3)当电压表的示数为15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
R max=U2′/ I″="15V/" 0.33 A =45Ω,
当电流表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
R总="U/" Imax ="20V/" 0.6A =33.3Ω,
滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
Rmin=R总-R1=33.3Ω-15Ω=18.3Ω,
滑动变阻器接入电路中电阻的范围为18.3Ω~45Ω.
29.在如图所示的电路中,电源电压为6V且不变。电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2上标有“20Ω 2A”字样。闭合开关S,电流表示数为0.3A。求:
(1)电压表的示数;
(2)滑动变阻器R2连入电路的阻值;
(3)若移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,整个电路的耗电功率最小,在此情况下通电10s后,整个电路中消耗的电能。
【答案】(1)3V;(2)10Ω;(3)12J
【解析】(1)电压表测R1两端电压,其示数是
U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V
(2)因为R1 R2串联,所以滑动变阻器两端电压
U2=U-U1=6V-3V=3V
滑动变阻器R2连入电路的阻值
(3)当R2接入电路中的电阻为20Ω时,电路中电流最小,根据 此时电路的耗电功率最小。则电路中的最小电流为
在此情况下通电10s后,整个电路中消耗的电能
=6V×0.2A×10s=12J
答:(1)电压表的示数为3V;
(2)滑动变阻器R2连入电路的阻值为10Ω;
(3)若移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,整个电路的耗电功率最小,通电10s后,整个电路消耗12J的电能。
30.如图所示,电源电压保持不变,电流表使用0~0.6A的量程,电压表使用0~3V的量程,定值电阻R1=5Ω,灯泡电阻R2=8Ω,滑动变阻器的最大阻值R3=20Ω.
(1)开关S1断开,S2闭合,电流表示数为0.25A,电压表示数为2.5V,求电源的电压和滑动变阻器接入电路的电阻值;
(2)将开关S1闭合,S2断开,移动滑动变阻器的滑片,为了保证电流表和电压表不超过其量程,滑动变阻器接入电路的电阻值只能在什么范围内变化?
【答案】(1)4.5V,10Ω.
(2)2.5Ω~10Ω.
【解析】(1)开关S1断开,S2闭合,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测串联电路中的电流.滑动变阻器接入电路的阻值:
,
灯泡两端的电压:
,
电源电压:
。
(2)将开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测串联电路中的电流.当电路中的电流为0.6A时,定值电阻两端的电压:
,
滑动变阻器两端的电压:
,
它接入电路的阻值:
。
当电压表的示数为3V时,定值电阻两端的电压:
,
电路中的电流:
,
滑动变阻器接入电路的阻值:
。
滑动变阻器接入电路中的阻值变化范围是2.5Ω~10Ω。
五、实验探究题(每小题6分,共12分)
31.小张同学在“探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”的实验中,连接好了的实物电路图如图甲所示,请你协助完成:
(1)在如图丙所示的方框内画出与如图甲所示的实物图对应的电路图,并在电路图中标上L1、L2;______
(2)在某次测量时,电压表的示数如图乙所示,则所测的电压为______V;
(3)闭合开关后,小张同学发现L1、L2均不发光,电压表有示数且大小接近3V,则电路中出现的故障可能是L1发生了______(选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后,小张同学在测量了灯L1两端的电压后,断开开关,然后将导线AE的A端松开,接到D接线柱上,测量灯L2两端的电压,这种操作不能测出灯L2两端的电压,原因是______。
【答案】 1.9 断路 电压表的正负接线柱接反
【解析】(1)从实物图中可以看出,电流从正极流出,依次经过开关、灯泡L2、L1,然后回到电源负极,电压表并联在灯泡L1两端。
(2)据实物图判断出电压表的量程,而后判断出分度值,进而读出电压表的示数即可;
(3)闭合开关灯泡不亮,原因有两个:断路或短路。具体原因从电流表、电压表有无示数判断故障;
(4)电学实验中,电压表并联在待测电路两端,电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出,不能接反了。
详解:(1)[1]由实物图分析可知,两盏灯串联,开关控制整个电路,电压表测量灯泡L1两端电压,画出相应的电路图如下。
(2)[2]由图甲可知,电源由2节干电池串联组成,则电源电压大约3V,因此图乙电压表选用的是小量程,其分度值是0.1V,此时电压表的示数是1.9V。
(3)[3]闭合开关S后,灯L1、L2均不发光,说明电路中可能有断路故障,而电压表的示数大小接近电源电压3V,说明此时电压表的正负接线柱与电源两极相连,故灯L1发生断路。
(4)[4]如图,如果将AE导线的A端松开,接到D接线柱上来测量灯L2两端的电压,这样电流从电压表的“-”接线柱流入,从“+”接线柱流出了,即会造成电压表的正负接线柱接反。
32.某实验小组的学生一起做“测量灯泡正常发光的电阻”实验,所用电源电压为4V,小灯泡上标有“2.5V”的字样,滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”。
(1)实验前观察电流表时,电流表指针如图1甲所示,接下来的操作是__________。
(2)请你根据图1乙电路图,用笔画线代替导线,将图1丙中的实物图连接完整。
(_________________)
(3)连接好电路之后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片到某一位置,电压表如图2甲所示,现在要测灯泡在额定电压下的电阻,应将滑片向__________(“左”或“右”)滑动,使电压表的示数为__________V;如果灯泡正常工作时的电流如下图2乙所示,则灯泡电阻为__________Ω。(结果保留一位小数)
(4)这个实验是否能够用来探究电流与电压的关系?__________;原因是____________________。
(5)为了研究电流与电阻的关系,同学们找到几个定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,先用5Ω的电阻替换掉电路中的灯泡,移动滑片,使电压表示数为2.5V,然后换上了10Ω的电阻,移动滑片,最终电流表示数应该是__________A。
(6)当用20Ω的电阻进行实验时,发现电压表的示数始终达不到2.5V,大家集思广益,最终找到了解决办法:将其中一个定值电阻串联入电路中后,既可以用20Ω的电阻完成实验,也可以用30Ω的电阻完成实验,那么选择串入电路的电阻是__________Ω。
【答案】对电流表进行调零 右 2.5 8.3 不能 因为灯丝的电阻随温度的升高而增大,而电流与电压关系的实验中,要控制电阻值大小不变 0.25 10
【解析】(1)由图1甲知,电流表指针没有指在电流表的零刻度线上,使用前应对电流表调零。
(2)根据题意确定滑动变阻器的接法,然后连接实物电路图。
(3)由灯泡的额定电压可知电压表的量程并读出其大小,为使电压增加为2.5V,电阻的分压特点可知滑动变阻器接入电路电阻的变化,进一步确定滑片的移动方向;根据电流表的量程和分度值读出灯泡的额定电流,利用求出此时的电阻。
(4)在研究电流与电压的关系时,要控制电阻的阻值不变,改变电阻两端的电压,分析电流和电压的关系;而灯丝的电阻随着温度变化。
(5)根据得出电流表的示数。
(6)由于滑动变阻器的阻值太小,电压表的示数始终达不到2.5V,故应串联一个电阻;当接入最大阻值的定值电阻时,要使电压表的示数达到2.5V,根据欧姆定律求出此时电路的电流,进而可知电路的总阻值,当滑动变阻器的电阻全部接入电路时,所需串联电阻的阻值最小,再结合所给的定值电阻进行选择即可。
详解:(1)[1]由图1甲可知,电流表指针没有指在零刻度线上,应对电流表进行机械调零,使电流表指针指在零刻度线上。
(2)[2]滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路的阻值变大,滑动变阻器应接左下接线柱,根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:
(3)[3][4]由图1丙可知,电压表的量程为0∼3V,分度值为0.1V,由图2甲可知,灯泡两端的电压为2.8V,为测额定功率,灯两端电压应为2.5V,根据串联电路电阻的分压特点可知滑动变阻器分得的电压较小,应增大滑动变阻器两端电压,所以应向右移动滑片,直到电压表示数为2.5V为止。
[5]当灯泡两端的电压为2.5V时,电流表的量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,由图2乙可知,通过灯泡的电流为0.3A,则灯泡的电阻
(4)[6]这个实验不能用来研究电流与电压的关系。
[7]灯丝的电阻随温度的升高而增大,而电流与电压关系的实验中,要控制电阻值大小不变。
(5)[8]探究电流与电阻的关系,需保证电压一定,当电压U=2.5V,R2=10Ω时,则电流为
(6)[9]当换上20Ω的电阻后,电路中的最小电流
则定值电阻两端的最小电压
所以无论怎样调节都不能到2.5V,则应该跟电路串联一个电阻,串联上电阻后即可以完成20Ω的电阻,也可以完成30Ω的电阻;当接入30Ω的电阻时,电路中的电流
则电路中的总电阻
则选择串入电路的电阻
因为定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,故应选择10Ω的定值电阻。