2020-2021学年广东省清远市清新区九年级(上)期末物理试卷
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2020-2021学年广东省清远市清新区九年级(上)期末物理试卷
1. 下列实例中,力对物体做功的是( )
A. 用力推车,没有推动 B. 举重运动员用力举着杠铃不动
C. 推出去的铅球在空中下落 D. 用力搬石头,没有搬动
2. 下列关于功和功率的说法,正确的是( )
A. 机器的功率越大,做的功越多
B. 机器做的功越少,功率越小
C. 机器的功率越小,做功越慢
D. 挖掘机的功率越大,所挖的土就越多
3. 下列关于温度、内能和热量的说法,正确的是( )
A. 0℃的冰没有内能
B. 物体温度越高,所含热量越多
C. 物体的机械能越多,其内能就越多
D. 冬天搓手取暖是利用做功来改变内能
4. 下列关于功和能的说法中错误的是( )
A. 物体能够做功,就是说它具有能
B. 物体具有能,它一定在做功
C. 一定质量的物体速度越大,它的动能越大
D. 一定质量的物体位置越高,它的重力势能越大
5. 如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法正确的是( )
A. 电压表V1与电压表V2的示数之和保持不变
B. 电压表V2与电流表A的示数之比保持不变
C. 电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大
D. 电流表A的示数变小,电压表V2的示数变大
6. 小红在实验时连接了如图所示的电路。闭合开关后,她发现两灯都不亮,电压表示数为0。她将电压表接在灯L1两端,电压表示数接近电源电压,则故障原因可能是( )
A. 灯L2断路 B. 灯L1断路 C. 灯L1短路 D. 灯L2短路
7. 甲、乙两只灯泡的I一U关系图像如图所示,现将甲、乙两灯串联在电路中,当甲灯两端电压为2V时,乙灯消耗的功率是( )
A. 2W B. 0.8W C. 1.2W D. 3W
8. 在水平地面上,工人用100N的水平推力推动重150N的箱子,4s内前进了6m,在这个过程中,木箱所受重力对木箱做功为______J;工人对木箱做功为______J;人的功率为______W。
9. 如图所示,小朋友从滑梯上匀速下滑时,臀部感觉发热:他在下滑的过程中动能______ ,重力势能______ ,机械能______ (选填“变大”、“变小”、“不变”)。
10. 汽车上的散热器用水作为冷却剂,这是利用了水的______较大的性质;散热器中装有10kg的水,在温度升高20℃的过程中,水吸收的热量是______J,这些热量相当于完全燃烧______kg的天然气放出的热量(水的比热容,天然气的热值q=8.4×107J/kg)。
11. 如图所示实验,通过______ (选填“做功”或“热传递”)的方式使试管中的水内能增加,管中的水蒸气把试管口木塞冲出过程的能量转化情况与汽油机的______ 冲程相同,这个过程中水蒸气的内能______ (选填“增大”“不变”或“减小”).
12. 如图所示,电源电压是3V且保持不变,S闭合后电压表示数为1V,则灯L2两端的电压为______V;若断开开关,电压表示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”),灯L1将______(选填“不能发光”或“仍能发光”)。
13. 两个电加热器的电热丝的电阻为R1,R2,R1:R2=3:5,若将它们串联在电路中,它们两端的电压之比U1:U2=______ ,在相同时间里产生的热量之比Q1:Q2=______ ;若将它们并联在电路中,通过它们的电流之比I1:I2=______ .
14. 如图是测量电能的仪表,这只电表此时的读数是______ kW⋅h;将此电能表接入家庭电路中,关闭其它用电器,让空调机单独工作6min,电能表的转盘转过60转,则该空调机在上述时间内消耗的电能是______ kW⋅h,功率是______ W。
15. 如图所示,在方框内分别填入小灯泡和电流表的元件符号,使电路正常工作。
16. 在如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔线代替导线补上。要求:闭合电键S,将滑动变阻器的滑片P向a端移动,电压表示数变小。
17. 按要求设计电路,并把电路图画在图中方框内。要求:只闭合开关S1,电灯亮同时电铃响;只闭合开关S2,电灯不亮,电铃不响;同时闭合开关S1、S2,电灯亮,电铃不响。
18. 如图所示,是探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验:
(1)用质量不同的A、B两个小球(mA>mB)碰撞静止在同一水平面上的纸盒。实验中控制小球的高度相同,是为了控制两球到达底端时速度相同;实验中通过观察______ ,可以比较A、B两个小球的动能的大小。
(2)将(甲)与(乙)两实验比较可知,小球动能的大小与小球的______ 有关,将(甲)与(丙)两实验比较可知,小球动能的大小与小球的______ 有关。
(3)本次实验采用物理最常用的一种实验方法是______ 。
19. 做“探究电流与电阻的关系”实验时,可供选择的器材有:电压为6V的电源,电流表(0−0.6A),电压表(0−3V),开关,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻各1个,最大阻值分别为10Ω和50Ω的滑动变阻器各1个,导线若干。
(1)如题图所示的实验电路中,正确的是______,应选用最大阻值为______Ω的滑动变阻器。
(2)若按图乙所示电路图连接好电路后,闭合开关,可观察到电流表的指针______(选填“向右”“反向”或“几乎不”)偏转。
(3)按正确电路图连接电路,闭合开关,电流表和电压表均有示数,但移动滑动变阻器的滑片时,两表的示数均保持不变,经判断是接线有误,错误可能是______。
(4)纠正错误后,依次更换定值电阻,并控制定值电阻两端电压为2.5V进行实验。请将记录实验数据的表格补充完整。
①U=______。
实验序号
1
2
3
4
②______
20
15
10
5
③______
\
\
\
\
20. 某班同学到实验室做“测定小灯泡功率”的实验。被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω.实验室有如下器材:电源(电压为6V)、电流表(0∼0.6A0∼3A)、电压表(0∼3V0∼15V)、开关各一个,导线若干,滑动变阻器三只:R1(5Ω0.5A)、R2(50Ω0.5A)、R3(500Ω1A)。同学们设计的电路如图甲所示:
(1)最合适的滑动变阻器应选用______。(选填R1、R2、R3)
(2)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是______。
(3)经检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到某一位置,电流表和电压表的示数如图丙所示,则此时通过小灯泡的电流是______A,灯泡两端的电压是______V,此时小灯泡的电阻是______Ω(电阻计算的结果保留二位小数),灯泡的实际功率是______W。
(4)改变滑动变阻器的阻值,多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压,根据记录的数据,同学们画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图丁),根据图象提供的信息,算出小灯泡的额定功率为______W,小灯泡灯丝电阻随电压增大而______。(选填“增大”“减小”或“不变”)
21. 用如图所示滑轮组提升一边长为30cm的正方体,质量为90kg的重物。人用500N的拉力F,15s内使物体匀速上升了3m。求:
(1)人没有施加拉力时,重物对水平地面的压强。
(2)人拉绳子做功的功率。
(3)滑轮组的机械效率。
22. 小敏家电热水器的简化电路图如图所示,Sl是手动开关,置于热水器水箱外部;S2是温控开关,置于热水器水箱内部,当水温低于40℃时自动闭合,达到40℃时自动断开。R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝。使用时,手动闭合开关Sl,电热水器开始工作。电热水器部分参数如表所示。
额定电压
220V
频率
50Hz
保温功率
220W
加热功率
1980W
水箱容量
50L
设定温度
40℃
(1)电热丝R1的阻值是多少?
(2)加热时流过电热丝R2的电流是多少?
(3)假设将初温20℃的一满箱水加热至设定温度用了50min,则电热水器的效率是多少?[水的比热容为4.2×l03 J/(kg⋅℃)]。
23. 在“比较不同物质的吸热情况”实验中,有以下仪器:两个规格相同的酒精灯、两个相同的烧杯、两支温度计、铁架台、适量的水和煤油。实验装置如图所示。
(1)为了完成实验,还需要的测量仪器有______ 和______ 。
(2)选用两个规格相同的酒精灯,目的是使水和煤油在相同时间内______ 。
(3)实验中,应量取质量______ (相等或不相等)的水和煤油,分别倒入相同的烧杯中,用规格相同的酒精灯。
(4)本实验用______ 来反映水和煤油吸收热量的多少。当它们吸收相同的热量时,通过比较______ 来判断吸热能力的强弱。
24. 小梦在测定额定电压为2.5V小灯泡电阻的实验中,连接的电路图如图所示。
(1)小梦在检查电路连接中,发现其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线。
(2)小梦检查电路连接无误后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表示数很小,小梦立即认为灯泡烧坏了,要换小灯泡。小明告诉她这是不正确的,小梦下一步的操作应是:______ 。
(3)小梦同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数如图乙所示,若他想测量小灯泡的正常工作下的电阻,应将图中滑片P向______ (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表的示数为______ V,灯丝I−U图象如图丙,则小灯泡正常工作的电阻是______ Ω。
(4)小明认为,仅通过一次测量就得出小灯泡的正常工作下的电阻是不对的,他觉得应测量出稍大于小灯泡正常工作电压下的电阻,和测量稍低于小灯泡正常工作电压下的电阻,将三次电阻求平均值。你认为小明的想法是否正确,请解释:______ 。
25. 如图(甲)所示是测量定值电阻Rx阻值的实验电路。
(1)连好电路后闭合开关,发现电流表无示数、电压表有示数,那么电路的故障可能是______。
(2)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如图(乙)所示,则通过电阻Rx的电流为______A,Rx的阻值为______Ω。
(3)另有同学们设计了下列二种测量方案,方案中定值电阻的阻值为R0。
①方案一的电路中,闭合开关S,如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2,则电阻Rx的阻值表达式为Rx=______;
②方案二的电路中,将S接到a时,读出电流表的示数I1;再将S接到b,读出电流表的示数I2;由I2Rx=I1R0可得Rx=I1R0I2.试对方案二做出评价______。(必须简要说明理由)
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A、用力推车,但没有推动,有力但没有距离,所以推力没有做功,故A错误;
B、举重运动员用力举着杠铃不动,有力但没有距离,所以没有做功,故B错误;
C、推出去的铅球在空中下落,铅球受到重力的作用,在重力的方向上通过了距离,所以重力做功,故C正确;
D、用力搬石头,没有搬动,有力但没有距离,所以该力没有做功,故D错误。
故选:C。
做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离,据此分析判断。
明确三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直。
2.【答案】C
【解析】解:
A、机器的功率越大,做功越快,但是由于时间不确定,做功多少就不确定,故A错误;
B、功率的大小由功和时间共同决定,故B错误;
C、功率是描述做功快慢的物理量,机器的功率越小,做功越慢,故C正确;
D、挖掘机的功率越大,说明挖土越快,挖土的多少还与挖土时间有关,故D错误。
故选:C。
根据功、功率、机械效率的关系分析。功率是单位时间内做的功的多少,是表示做功快慢的物理量。
本题考查了功、功率的关系。功率由功和时间共同决定,难度不大。
3.【答案】D
【解析】解:
A、任何物体在任何温度下都有内能,则0℃的冰也有内能,故A错误;
B、热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,故B错误;
C、由于内能和机械能是没有必然联系的,所以物体的机械能越多,其内能不一定多,故C错误;
D、冬天搓手取暖,即两手克服摩擦做功,使得手的内能增加,温度升高,所以是利用做功来改变内能,故D正确。
故选:D。
(1)任何物体在任何温度下都有内能;
(2)热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量;
(3)内能和机械能是没有必然联系的;
(4)做功和热传递都能改变内能。
此题考查了物体具有内能的条件、内能的改变、热量的理解和内能、机械能的区别,是一道综合题。
4.【答案】B
【解析】解:
A、由功和能的定义可知,物体能够做功,就是说它具有能量,简称能,故A正确;
B、物体具有能,它不一定在做功,如具有重力势能的物体不一定正在做功,故B错误;
C、动能的影响因素是质量和速度,一定质量的物体速度越大,它的动能越大,故C正确;
D、重力势能的影响因素是质量和高度,一定质量的物体位置越高,它的重力势能越大,故D正确。
故选:B。
(1)物体能够做功,就是说它具有能量,简称能;
(2)物体具有能,但不一定正在做功;
(3)动能的影响因素是质量和速度;
(4)重力势能的影响因素是质量和高度。
了解功和能量的概念,熟知动能和重力势能的影响因素是解答的关键。
5.【答案】D
【解析】解:由电路图可知,闭合开关S后,滑动变阻器R2与定值电阻R1串联,电流表测量电路中的电流,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压;
因电源的电压不变,所以滑片移动的过程中,电压表V1的示数不变;
将滑动变阻器的滑片P向右移动,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=UR可知,电路中的电流变小,由U=IR可知,R1两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压变大,即电压表V2的示数变大,故C错误,D正确;
则电压表V1示数不变,电压表V2的示数变大,两者之和变大,故A错误;
因电压表V2与电流表A的示数之比等于滑动变阻器接入电路中的电阻值,所以,电压表V2与电流表A的示数之比变大,故B错误。
故选:D。
由电路图可知,闭合开关S后,滑动变阻器R2与定值电阻R1串联,电流表测量电路中的电流,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压,根据电源的电压可知电压表V1示数的变化,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,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压变化,进一步判断选项得出答案。
本题考查了滑动变阻器的变阻原理、欧姆定律、串联电路的电压关系,分析电路图确定两电阻的连接方式和电表所测电路元件是本题关键。
6.【答案】B
【解析】解:由图可知,闭合开关后两灯串联,电压表测灯L2两端电压,但两个灯泡都不亮,电压表无示数,这说明电路出现了断路故障,即电压表到电源两极间是断开的;她将电压表接在灯L1两端时,电压表示数接近电源电压,此时电压表与电源两极间是接通的,所以灯L2完好,灯L1断路。
故选:B。
由图可知,闭合开关后两灯串联,电压表测灯L2两端电压;两个灯泡都不亮,电压表无示数,说明电压表到电源两极间是断开的;将电压表接在灯L1两端时,电压表有示数,说明电压表与电源两极间是接通的,据此解答。
根据电压表的示数判断电路故障:若电压表有示数,说明电压表与电源能相通,与电压表并联的用电器可能有断路故障;若电压表无示数,说明电压表被短路或与电源不能相通。
7.【答案】C
【解析】解:将甲、乙两灯串联在电路中,通过两灯的电流相等,当甲灯两端电压为2V时,从图中找出此时的电流为0.4A,则乙灯的电流也为0.4A,从图中找出此时乙灯电压为3V,则乙灯消耗的功率为:P=UI=3V×0.4A=1.2W。
故选:C。
将甲、乙两灯串联在电路中,通过两灯的电流相等,当甲灯两端电压为2V时,从图中找出此时电路中的电流,再找出此时乙灯的电压,根据P=UI计算乙灯消耗的功率。
本题考查电功率的计算及图像分析能力,有一定综合性,属于常考题目。
8.【答案】0 600 150
【解析】解:(1)由题知,箱子在水平地面上运动,在重力的方向上没有移动距离,所以重力做功为0J;
(2)工人对木箱做功:
W=Fs=100N×6m=600J;
工人的功率
P=Wt=600J4s=150W
故答案为:0;600;150。
(1)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离,箱子是在水平地面上移动,在重力的方向上移动距离为0,重力做功为0J;
(2)知道工人的推力和移动的距离,利用W=Fs求工人对木箱做功;知道工人做的功和时间,利用功率公式P=Wt求工人的功率。
本题易错点:判断推力和重力做功情况。注意三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直。
9.【答案】不变 变小 变小
【解析】解:
小朋友从滑梯上滑下,其质量不变,速度不变,故动能不变;同时高度减小,故重力势能变小;因为动能和势能统称为机械能,所以其机械能变小。
故答案为:不变;变小;变小。
影响动能的因素是物体的质量和物体运动的速度,影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度,其中动能和势能统称为机械能。在分析各个能量的变化时,根据各自的影响因素进行分析。
知道动能和重力势能大小的影响因素是解决该题的关键。
10.【答案】比热容 8.4×105 0.01
【解析】解:
汽车散热器用水作为冷却剂,和其他物质比较,升高相同的温度时可以吸收更多的热量,是利用了水的比热容较大的性质;
水吸收的热量:;
由题知,,而,
则需要完全燃烧天然气的质量:。
故答案为:比热容,8.4×105;0.01。
(1)水的比热容大,说明相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;
(2)利用公式可计算水吸收热量的多少;
(3)由题知,,而,据此求出需要燃烧天然气的质量。
本题中热量的计算公式和是解题中用到的主要知识,是我们应该熟练运用的。
11.【答案】热传递;做功;减小
【解析】解:当试管内水被酒精灯加热后,水吸收热量内能增加,水蒸气的内能逐渐增大,最后会把塞子冲出去,水蒸气的内能转化为了塞子的机械能,水蒸气的内能减小;汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为曲轴的机械能,因此这一现象与做功冲程的能量转化相同.
故答案为:热传递;做功;减小.
(1)改变内能的方式有做功和热传递;
(2)在汽油机的四冲程中,做功冲程是内能转化为机械能的冲程,试管内水蒸气的内能可以转化为塞子的机械能,与做功冲程相同.
本题主要考查做功改变物体的内能与四冲程汽油机能量转化原理的结合,将原理应用于生活生产的实际是物理的一大特点
12.【答案】1 变大 不能发光
【解析】解:由电路图可知,闭合开关后,灯L1与L2串联,电压表测灯L2两端的电压;
已知此时电压表示数是1V,则灯L2两端的电压是1V;
断开开关S,电压表串联在电路中,电压表测电源两端电压,此时其示数为3V,所以断开开关后,电压表示数变大,并且两灯泡均不发光。
故答案为:1;变大;不能发光。
先分析电路的连接方式;再根据电路特点,结合题意分析答题。
本题考查了串联电路的特点,是一道基础题;分析清楚电路结构、明确各电路元件的连接方式是正确解题的前提,熟练掌握串联电路的特点是正确解题的关键。
13.【答案】3:5;3:5;5:3
【解析】解:
(1)两电热丝串联,串联电路中电流处处相等,
由I=UR可得U=IR,
两电阻两端电压之比:U1:U2=IR1:IR2=R1:R2=3:5,
由焦耳定律可得两电阻相同时间里产生的热量之比:
Q1:Q2=I2R1t:I2R2t=R1:R2=3:5;
(2)两电热丝并联,并联电路中各支路电压与电源电压都相等,
通过它们的电流之比:R1:R2=UR1:UR2=R2:R1=5:3.
故答案为:3:5;3:5;5:3.
(1)根据串联电路特点和欧姆定律可求出电压之比,由焦耳定律可求出热量之比;
(2)根据并联电路的特点,由欧姆定律可求出流过电热丝的电流之比.
本题考查了求两电热丝串联时电压、产生的热量之比与并联时流过电热丝的电流之比,是一道基础题,熟练掌握串并联电路的特点及焦耳定律、欧姆定律是正确解题的关键.
14.【答案】314.50.11000
【解析】解:电能表上最后一位是小数位,单位是kW⋅h,由图可知该电能表的示数为314.5kW⋅h;
转盘转动60转消耗电能:
W=60600kW⋅h=0.1kW⋅h;
空调机的功率:
P=Wt=0.1kW⋅h660h=1kW=1000W。
故答案为:314.5;0.1;1000。
①电能表是测量电路在一段时间内消耗电能多少的仪表,上面有五个数字窗口,最后一位是小数位,单位是kW⋅h;
②600revs/(kW⋅h)表示的是电路中每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转600r,或者表示电能表每转1r,电路中消耗1600kW⋅h的电能,求出转盘转60r电路中消耗的电能,然后根据P=Wt求出空调机的功率。
本题考查了电能表的读数和电功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点是理解电能表参数的物理意义,解题过程中还要注意单位的换算。
15.【答案】解:由图可知,如果上面的方框内填入小灯泡,下面的方框内填入电流表,那么电流表将并联在电源两端了,这样容易烧坏电流表,这种做法是绝对不允许的;因此上面的方框填电流表,下面的方框填小灯泡,这样电流表测右边小灯泡的电流,两只小灯泡并联,如下图:
【解析】解决此题要知道电流表要串联在被测电路中,电压表要并联在被测电路中;电流表的阻值很小,电压表的阻值很大。
解答此题的关键是明确电压表和电流表的使用规则,主要考查电流表的使用方法,属于基础知识,要求学生应熟练掌握。
16.【答案】解:灯泡与滑动变阻器串联,滑片向a端,滑动变阻器接入电路的电阻变大,故将右下接线柱与灯泡右接线柱相连,并将电压表的负接线柱与灯泡左接线柱相连;如下图所示:
【解析】电键S闭合后,电压表测量灯泡两端电压,向a端移动滑动变阻器的滑片时,电压表示数变小说明滑片向a端移动滑动变阻器接入电路的电阻变大,灯泡分得的电压变小,因此滑片向a端移动滑动变阻器接入电路的电阻变大,再按一上一下的原则串联在电路中。
解决本题的关键:一是知道滑动变阻器在连接时按一上一下的原则,串联在电路中和滑片靠近下方接线柱接入电路的电阻变小、远离下方接线柱接入电路的电阻变大;二是根据电压表示数的变化判断滑动变阻器的接线柱;三是电压表与被测用电器并联。
17.【答案】解:只闭合开关S1,电灯亮同时电铃响,说明S1控制电灯和电铃,同时闭合开关S1、S2,电灯亮,电铃不响,说明电灯和电铃并联,并且S2与电铃并联,因此只闭合开关S2,电灯不亮,电铃不响;电路图如下图所示:
【解析】电路的基本连接方式有两种:串联和并联。
串联电路的特点:用电器同时工作,同时不工作;并联电路的特点:用电器可以独立工作,互不影响。
先根据电路特点,判断电路的连接方式。由题意知,电铃和灯泡可以独立工作,所以是并联。然后再确定开关S1和S2的位置。
本题要综合考虑串、并联电路的特点,才能设计出符合要求的电路图。
18.【答案】纸盒移动的距离 速度 质量 控制变量法
【解析】解:
(1)在此实验中,小球的高度在这个题中代表了其速度的大小,让小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时能够具有相同的速度;本题采用了转换法,通过比较撞击纸盒距离的长短来判断小球的动能大小;
(2)甲与乙两实验中两球的质量相同,高度不同,所以到达底端的速度不同,所以可以探究动能与速度大小的关系:质量相同时,速度越大,动能越大;
甲与丙两实验中两球的高度相同,这样到达底端的速度相同,但它们的质量不同,所以可以探究动能与质量大小的关系:速度相同时,质量越大,动能越大;
(3)实验过程中采用了控制变量法。
故答案为:(1)纸盒移动的距离;(2)速度;质量;(3)控制变量法。
(1)在该题中小球的高度在这个题中代表了速度的大小;球把纸盒推出的距离长,说明的动能大,这是一种转换的方法;
(2)(3)动能的决定因素有两个:质量和速度,对于这类多因素问题应结合控制变量法进行分析。
此类实验题目是考查对控制变量法和转换法的掌握情况,及如何正确的对实验现象进行分析,归纳出正确的结论,是中考的常见题型。
19.【答案】甲 50 几乎不 将下面两个接线柱接入电路 2.5V电阻R/Ω电流I/A
【解析】解:
(1)甲电路中,电压表与定值电阻并联,电流表与定值电阻串联,电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出,故甲正确;
乙电路中,电流表与定值电阻并联,电压表串联在电路中,且电流表的正负接线柱接反了,故乙错误;
丙电路中,电压表与定值电阻并联,电流表与定值电阻串联,但两电表的正负接线柱接反了,故丙错误;
因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,
所以,电路中的电流,则,
由电压表的量程0∼3V可知,定值电阻两端的最大电压UR=3V,
当R=20Ω时,滑动变阻器接入电路中的电阻:
,
所以,应选用最大阻值为50Ω的滑动变阻器;
(2)若按图乙所示电路图连接好电路后,闭合开关,由电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知,电路中几乎无电流,所以,可观察到电流表的指针几乎不偏转;
(3)闭合开关,电流表和电压表均有示数,但移动滑动变阻器的滑片时,两表的示数均保持不变,
说明滑动变阻器接线错误,由电压表的量程为3V和电源的电压为6V可知,错误可能是将下面两个接线柱接入电路;
(4)由题意可知,定值电阻两端的电压为2.5V;
探究电流与电阻的关系实验,应记录的是“电阻R/Ω”和“电流I/A”。
故答案为:(1)甲;50;(2)几乎不;(3)将下面两个接线柱接入电路;(4)①2.5V;②电阻R/Ω;③电流I/A。
(1)根据电流表和电压表的正确使用进行分析,即电压表与被测电路元件并联、电流表与被测电路元件串联,电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出;
根据串联电路的特点和欧姆定律得出滑动变阻器接入电路中电阻的表达式,根据电压表的量程确定定值电阻两端的最大电压,然后结合定值电阻的阻值确定其大小,然后得出滑动变阻器的规格;
(2)根据电压表的内阻很大、在电路中相当于断路进行解答;
(3)电流表、电压表均有示数,说明电路为通路,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,两电表示数均保持不变,说明滑动变阻器接线错误,然后结合电压表的量程和电源的电压确定原因;
(4)根据题意得出电阻两端的电压,探究电流与电阻的关系实验,应记录的是电阻和电流值。
本题考查了电表的正确使用、串联电路特点、欧姆定律的应用以及电路故障的判断和实验表格的设计等,要注意电压表内阻特点和滑动变阻器的正确使用。
20.【答案】R2把指针调至零刻线 0.221.88.180.3960.625增大
【解析】解:灯泡正常工作时电流为IL=ULRL=2.5V10Ω=0.25A。
测定灯泡功率的实验中,灯泡与滑动变阻器串联,根据串联电路电压特点得,灯泡正常工作时,
滑动变阻器电压为:U′=U−UL=6V−2.5V=3.5V,
滑动变阻器电阻为:R′=U′IL=3.5V0.25A=14Ω。
滑动变阻器最大电阻稍大于电路需要的滑动变阻器电阻,“5Ω0.5A”电阻太小,“500Ω1A”电阻太大。“50Ω0.5A”的滑动变阻器电阻和电流都合适。
(2)实验前,电流表指针没有在零刻度,需要调零。
(3)灯泡电流大约为0.25A,电流表使用0∼0.6A量程,
灯泡额定电压为2.5V,电压表使用0∼3V量程,
RL′=UL′IL′=1.8V0.22A≈8.18Ω,
P′=UL′IL′=1.8V×0.22A=0.396W。
(4)在图象中查得,灯泡在2.5V下的电流为0.25A,
所以。
灯丝的电压增大,温度升高,电阻增大。
故答案为:(1)R2;(2)把指针调至零刻线(调零);(3)0.22;1.8;8.18;0.396;(4)0.625;增大。
(1)选择滑动变阻器的规格,要从电路需要滑动变阻器的最大电阻和电路通过的最大电流考虑:
滑动变阻器的最大阻值要稍大于电路需要滑动变阻器的最大阻值。
滑动变阻器允许通过的最大电流大于电路最大电流。
(2)实验前,要看电表的指针是否指零刻度,不在零刻度要进行调零。
(3)电流表和电压表读数:首先确定使用的量程,然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数。
知道灯泡电压和电流,根据R=UI计算电阻,根据P=UI计算功率功率。
(4)在图象上找到灯泡2.5V下的电流,根据P=UI计算额定功率。
灯丝的电阻受温度影响很大,随温度的升高而增大。
本题的重点、难点在于电压表、电流表量程的选择和滑动变阻器规格的选择:
电压表的量程由灯泡的额定电压来判断;
电流表的量程由灯泡的额定电流大约值来判断;
滑动变阻器要考虑滑动变阻器的电阻和电流,滑动变阻器的电阻在电路是否够用,但又不能太大;滑动变阻器允许通过的电流大于电路最大电流。
21.【答案】解:(1)人没有施加拉力时,重物对水平地面的压力:
F=G=mg=90kg×10N/kg=900N,
受力面积S=0.3m×0.3m=0.09m2,
重物对水平地面的压强:
p=FS=900N0.09m2=1×104Pa;
(2)由图可知,n=2,则拉力移动的距离:
s=2h=2×3m=6m,
拉力做功:
,
拉力做功功率:
P=Wt=3000J15s=200W;
(3)使用滑轮组做的有用功:
,
滑轮组的机械效率:
。
答:(1)人没有施加拉力时,重物对水平地面的压强为1×104Pa。
(2)人拉绳子做功的功率为200W。
(3)滑轮组的机械效率为90%。
【解析】本题考查了压强的大小计算,同时考查学生对有用功、总功、功率公式、机械效率公式、滑轮组s=nh的理解和运用,理解并求出有用功和总功是本题的关键。
(1)人没有施加拉力时,重物对水平地面的压力等于其重力,利用G=mg求出,再求出重物的底面积,即受力面积,再利用p=FS计算压强;
(2)由滑轮组的结构知道n=2,s=2h。利用s=2h求出拉力移动的距离,知道拉力大小和运动时间,利用功率公式求解;
(3)利用求有用功,利用求总功,利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率。
22.【答案】解:(1)当只有S1闭合时,R1单独工作,用电器处于保温状态,
由P=U2R可得,电热丝R1的阻值:
;
(2)当两开关都处于闭合状态时,两电阻并联,处于加热状态,
则R2的功率:
,
由P=UI可得电热丝R2的电流:
I2=P2U=1760W220V=8A;
(3)水的体积:
V=50L=50dm3=0.05m3,
由ρ=mV得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg,
水吸收的热量为:
,
由P=Wt可得消耗的电能为:
,
热水器的效率为:
。
答:(1)电热丝R1的阻值是220Ω;
(2)加热时流过电热丝R2的电流是8A;
(3)假设将初温20℃的一满箱水加热至设定温度用了50min,则电热水器的效率是70.7%。
【解析】(1)当开关S1闭合时,热水器处于保温状态,利用P=U2R求出电热丝的电阻;
(2)当两开关都处于闭合状态时,两电阻并联,处于加热状态,加热功率减去保温状态即为R2的功率,根据P=UI求出加热时流过电热丝R2的电流;
(3)知道水的质量,根据m=ρV求出水的质量,根据求出水吸收的热量,根据W=Pt求出消耗的电能,根据求出电热水器的效率。
本题考查了电功率公式和密度公式、吸热公式、电功公式、效率公式的应用,分清电路的连接方式和电热水器状态关系是关键,计算过程要注意单位的换算。
23.【答案】天平 秒表 吸收相同的热量 相等 加热时间 温度计升高的示数
【解析】解:(1)在“比较不同物质的吸热情况”实验中,需要控制水和煤油的质量相同,故需要用到天平,还需要用秒表记录时间;
(2)选用相同的酒精灯的目的是:使水和煤油在相同的时间内吸收的热量相等;
(3)根据控制变量法可知,实验中,应量取质量相同的水和煤油,分别倒入相同的烧杯中,用规格相同的酒精灯加热;
(4)用相同的酒精灯加热,在相同的时间内,物质吸收的热量相同,故用加热时间表示物质吸收热量的多少;
质量相同的液体加热时间相同的时间,吸收相同的热量,液体的温度变化越小,则液体吸热能力越强,所以实验中用温度计升高的示数来表示吸热能力的大小。
故答案为:(1)天平;秒表;(2)吸收相同的热量;(3)相等;(4)加热时间;温度计升高的示数。
(1)(3)在“比较不同物质的吸热情况”实验中,需要用秒表记录时间,用温度计测量液体升高的温度,用天平称量质量相同的不同液体;
(2)用相同的酒精灯加热,物质在相等时间内吸收的热量相等;
(4)用相同的热源对液体加热,液体在相等时间内吸收的热量相等;质量相同的液体吸收相同的热量,温度变化小的液体的吸热能力越强。
本实验应用了控制变量法,掌握研究物体吸热能力的实验的过程及基本的研究方法是解决该题的关键。
24.【答案】调节滑动变阻器 A2.58.3小明想法不正确,因为灯泡电阻会随温度升高而增大,求平均值没有意义
【解析】解:(1)经分析,滑动变阻器与灯泡并联错误。
如果电流从电流表出来,先经过灯泡,再经过滑动变阻器,到电源的负极。只移动一根导线的情况下,会造成电压表测滑动变阻器两端电压。
如果电流从电流表出来,先经过滑动变阻器,再经灯泡到电源的负极,只改变一根导线,电压表测灯泡电压,符合题意,如图。
(2)灯泡不亮,电压表示数较小,说明电路为通路,可能是电路电阻太大,电路电流很小,灯泡实际功率很小,灯泡不发光,可以移动滑片,减小滑动变阻器接入电路的阻值,看灯泡是否发光。
(3)由图乙所示电压表可以知道,其量程为0−3V,分度值为0.1V,所示为2.2V,灯泡两端电压小于额定电压,要测灯泡额定功率,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,使灯泡两端电压增大,所以向A端移动滑片,直到电压表的示数为2.5V;
根据图丙可知,电压为2.5V时,电流为0.3A,
由I=UR可知,
电阻R=UI=2.5V0.3A≈8.3Ω。
(4)灯丝电阻随温度变化而变化,灯泡在不同电压下,灯丝温度不同,灯丝的电阻不同,求平均值是没有物理意义的,故小明的想法没有意义。
故答案为:(1)如图;(2)调节滑动变阻器;(3)A;2.5;8.3;(4)小明想法不正确,因为灯泡电阻会随温度升高而增大,求平均值没有意义。
(1)实物连接图中找错误之处,主要从电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用上考虑:从电流表、电压表的量程、连接方式、正负接线柱的接入方法上考虑。从滑动变阻器接线柱的选择考虑。
(2)小灯泡不亮,电压表示数很小证明灯泡没有断路,下一步应该调节滑动变阻器,看灯泡是否发光。
(3)根据电压表的量程和分度值得出电压表的示数,示数是2.2V,小于灯泡额定电压,要使灯泡正常发光,由电路图可知,滑动变阻器滑片应向左移动,减小滑动变阻器接入电路的阻值,增大灯泡两端的电压,直到电压表示数等于灯泡额定电压为止;由图丙读出电流表示数,然后由欧姆定律求出灯泡的电阻。
(4)灯泡两端电压变化,灯丝温度变化,灯丝电阻变化,取灯泡电阻的平均值无意义。
本题考查了连接电路图、电路故障分析、电压表读数、求灯泡阻值、温度对电阻的影响等问题;分析电路故障时,要根据故障现象考虑各种可能的故障原因,然后综合分析确定故障原因;对电表读数时,要先确定电表量程与最小分度值,再读数。
25.【答案】Rx断路 0.2410U2R0U1该方案不正确,两种情况下Rx和R0两端的电压不等或方案正确,滑动变阻器接入电阻为0时可完成测量
【解析】解:(1)由图可见,电阻和滑动变阻器串联,电流表测电路的电流,电压表测电阻两端的电压;电流表无示数,说明电路中某处断路;电压表有示数说明,电压表与电源连接的部分无断路,即电流表、滑动变阻器、开关无断路,因此故障就是电阻Rx断路;
(2)电流表选择的是0∼0.6A量程,对应的分度值为0.02A,此时的示数为0.24A,
待测电阻的阻值为RX=UI=2.4V0.24A=10Ω;
(3)①流过电路的电流I=U1R0,电阻Rx的阻值Rx=U2I=U2U1R0=U2R0U1;
②小明的设计不合理,因为:在串联电路中,用电器两端电压与其阻值成正比,当开关S由a拨到b时,电阻R0和RX两端的电压不相等。
故答案为:(1)Rx断路;
(2)0.24;10;
(3)①U2R0U1;
②该方案不正确,两种情况下Rx和R0两端的电压不等或方案正确,滑动变阻器接入电阻为0时可完成测量。
(1)电流表无示数,说明电路中有断路的地方;电压表有示数,说明电压表与电源连接的部分无断路。
(2)确定电流表量程、最小分度值,读出电流表示数,已知电压和电流,由R=UI求出电阻阻值;
(3)①方案一中定值电阻与待测电阻串联,已知定值电阻电压与阻值,由欧姆定律可以求出电路电流,已知待测电阻两端的电压,由欧姆定律可以求出待测电阻的阻值;
②用等效替代法测待测电阻的电压,但根据设计,当开关S由a拨到b时,电阻R0和RX两端的电压不相等,故设计是不合理的。
本题考查了连接电路、电路故障分析、电流表的读数和电阻的计算以及不同方法测量待测电阻阻值,其中利用串联电路特点应用等效法测量电阻阻值时,应该保持电阻和电阻电阻两端电压相同。
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