2020-2021学年云南省文山州砚山县九年级(上)期末物理试卷
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2020-2021学年云南省文山州砚山县九年级(上)期末物理试卷
1. 下列物品中,在通常情况下都是绝缘体的是( )
A. 玻璃棒、橡胶棒 B. 铅笔芯、硬币
C. 金属勺、塑料尺 D. 陶瓷碗、盐水
2. 关于物体的内能,下列说法中正确的是( )
A. 静止的物体没有内能 B. 0℃以下的物体没有内能
C. 没有被举高的物体没有内能 D. 一切物体都具有内能
3. 下列物理量中,反映不同灯泡亮暗程度的是( )
A. 灯泡两端电压的大小 B. 灯泡电阻的大小
C. 通过灯泡的电流强度的大小 D. 灯泡工作时的电功率的大小
4. 如图是四冲程汽油机工作示意图。其中使汽车获得动力的冲程是( )
A. B. C. D.
5. 两个质量相同的不同物质,吸收相同的热量,下列说法中正确的是( )
A. 比热容大的物质升高温度较小
B. 比热容小的物质升高温度较小
C. 比热容大的物质升高温度较大
D. 升高温度相同,与比热容大小无关
6. 在图(a)所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均为图(b)所示,电阻R1和R2的阻值之比是( )
A. 5:1 B. 4:1 C. 1:4 D. 5:4
7. 某智能家政机器人有三种识别启动方式:人脸识别(S1)、指纹识别(S2)、密码识别(S3),只要其中一种方式识别成功,则相应开关闭合,机器人启动(机器人用表示),如图电路设计符合要求的是( )
A. B. C. D.
8. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电键S1、S2均闭合。当电键S2由闭合到断开时,电路中( )
A. 电压表V的示数变小
B. 电流表A1的示数变大
C. 电压表V示数与电流表A示数的比值变大
D. 电压表V示数与电流表A示数的乘积变大
9. 在干燥的天气里,用塑料梳子梳头,发现越头发越松。这是因为头发带______ (选填“同”或“异”)种电荷而相互______ 。
10. 电影《流浪地球》讲述的是太阳膨胀、地球“逃”走的科幻故事,地球“逃”走采用的方法是在地球表面建起了上万座核燃料驱动的喷射式行星发动机,利用力的作用是______的,将地球推离太阳系;其中的核能属于______(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
11. 白炽灯用久后灯丝变细是______现象(填物态变化名称),这时灯丝的电阻会变______。
12. 中国首艘货运飞船“天舟一号”由“长征七号”运载火箭成功发射升空,它将与“天宫二号”对接并送去6吨重的补给,当火箭在大气中快速飞行时,会与大气层发生剧烈摩擦,其温度会升高,内能会______ (填“不变”“增大”或“减小”),这是通过______ (填“热传递”或“做功”)的方式改变物体的内能。
13. 端午节吃粽子,会闻到粽子的清香,说明分子发生了______现象;两块表面干净的铅互相压紧能够吊住重物,说明分子间存在______。
14. 奥斯特实验证明,通电导线周围存在______,地球本身就是一个磁体,我们手里的小磁针水平静止时北极指向地理______极(选填“南”或“北”)附近.
15. 天空中,宇航员在太空舱外部工作时,需通过无线电通讯设备进行交谈,说明电磁波的传播______ 介质(填“需要”或“不需要”);电磁波的传播速度与光速______ (填“相等”或“不相等”)。
16. 家庭电路中,常用到空气开关和漏电保护器,应将它们______ 联在电路中;为了用电安全,洗衣机应选用______ 孔的插座.
17. 如图所示是某酒精浓度检测仪的原理图,R1为一种气敏电阻,它的阻值随酒精浓度的增大而减小,酒精浓度增大时,电流表的示数将______ ,电压表的示数将______ (填“增大”“减小”或“不变”).
18. 某型号电饭锅有高温档和低温档两个档位,其原理如图所示,若已知电阻R0=44Ω,R=2156Ω,则当开关置于______ (选填“1”或“2”)位置时为高温档,当电饭锅以高温档正常工作10min消耗的电能为______ J.
19. 读数与作图题。
如图所示,电能表的示数为______ kW⋅h。
20. 将图中的开关和三孔插座正确接入家庭电路,使开关能控制插座的通、断电。
21. 如图,根据小磁针静止时的指向,标出通电螺线管的磁感线方向和电源的正、负极。
22. 为了比较水和煤油吸热能力的大小,某校实验小组设计了如图甲所示的实验,器材有:两个相同的烧杯和两盏相同的酒精灯、火柴、煤油、水、搅棒、铁架台、石棉网、温度计和秒表。
(1)为了判断水和煤油吸热能力的大小,我们可以加热相同的时间,比较它们______ ;也可以______ 。
(2)实验中应控制水和煤油的______ 相同,为便于观察,还要使它们的______ 相同。
(3)如图乙是某一时刻温度计测量出的水的温度,为______ ℃。
(4)实验中实验小组得到的数据如表:
液体名称
实验次数
质量m/g
升高的温度△t/℃
加热的时间t/min
水
1
100
5
4
2
100
10
8
煤油
3
100
10
4
4
100
20
8
①通过比较第2、3次实验可知,液体吸收的热量多少与液体的______ 有关;
②实验表明______ (填“水”或“煤油”)的吸热能力更强;
③根据表格中水的实验次数1的数据,结合水的比热容,计算出水温升高5℃所吸热的热量为______ J。
23. 小明做测“小灯泡电功率”实验时,所用器材有电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡、以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。
(1)如图甲所示是小明没有连接完整的实物电路,请你用笔画线代替导线,帮小明将实物电路连接完整。
(2)小明连好电路闭合开关后,发现小灯泡不亮,无论如何移动滑动变阻器滑片P,电流表几乎无示数,电压表示数接近6V,则故障原因可能是______。
(3)小明调整电路后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V。要测得小灯泡的额定功率,应将滑片P向______(填“左”或“右”)端滑动。
(4)小明通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成了如图乙所示的U−I图象,根据图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是______W。
(5)实验结束后。小明仅将小灯泡换成定值电阻,来探究电流与电阻的关系,小明想要完成四组实验,准备好的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
①将电路连接正确后,闭合开关,移动变阻器的滑片P,使定值电阻两端的电压为2V,此时电流表的示数如图丙所示,为______A,则定值电阻的阻值为______Ω。
②断开开关,将定值电阻换成阻值为10Ω的电阻,其余不动,闭合开关,电压表示数将______(“变大”或“变小”);为完成此四组实验,滑动变阻器的最大电阻应不小于______Ω。
24. 在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中,连接了如图所示的实验装置。
(1)实验中,通过观察______ 来判断电路中是否有感应电流。
(2)闭合开关后,要使电路中形成感应电流,导体ab应______ (填“上下”或“左右”)运动,这是______ 现象,利用这一原理可制成______ 。
(3)如果将灵敏电流计换成______ ,可以观察磁场对通电导体的作用。
(4)要使灵敏电流计指针偏转方向发生改变,可以采取的方法______ (答出一种方法即可)。
25. 某家庭需要将50kg、10℃的水加热到50℃作为生活用水,他们利用煤气灶烧热水时,需要燃烧0.8kg的煤气。已知煤气的热值q=4.2×107J/kg,水的比热容为c=4.2×103J/(kg⋅℃).求:
(1)把50kg、10℃的水加热到50℃需吸收的热量;
(2)0.8kg的煤气完全燃烧时放出的热量;
(3)煤气灶烧水的效率。
26. 如图甲所示的电路中,电源电压为3V,当开关S闭合时,灯泡L1、L2正常发光。电流表A1、A2的示数分别如图乙所示。求:
(1)灯泡L1、L2两端的电压分别是多少?
(2)通过灯泡L1、L2的电流分别是多少?若灯泡L2的灯丝烧断,A1的示数是多少?
27. PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它的发热效率较高,且有一个人为设定的温度.当它的温度低于设定温度时,其电阻值会随它的温度升高而变小;当它的温度高于设定温度时,其电阻值随它的温度升高而变大.如图b所示的陶瓷电热水壶就用了这种材料.它的工作电路图如图a所示,R0是定值电阻,其电阻值不受温度的影响.Rr是PTC电阻,Rr的电阻与温度的关系如图c所示.该电热水壶在Rr设定温度状态工作时,电路消耗的总功率为1100W.
(1)电热水壶Rr的设定温度是多少?
(2)R0的阻值为多少?
(3)当Rr的温度为130℃时,电路中Rr的实际功率为多少?
答案和解析
1.【答案】A
【解析】
【分析】
根据导体和绝缘体的定义进行判断,即容易导电的物体是导体;不容易导电的物体是绝缘体。
本题考查了导体和绝缘体的区分,导体和绝缘体不要死记硬背要根据生活中哪些地方用什么来导电,用什么来绝缘来记忆,效果比较好。
【解答】
A、玻璃棒、橡胶棒都不容易导电,都是绝缘体,故A正确。
B、铅笔芯、硬币都容易导电,都是导体,故B错误。
C、金属勺是由金属制作的,是导体;塑料尺不容易导电,是绝缘体,故B错误。
D、陶瓷碗不容易导电,是绝缘体;盐水容易导电,是导体,故D错误。
故选:A。
2.【答案】D
【解析】解:A、运动的物体具有内能,静止的物体也具有内能,故A错误;
B、温度高的物体具有内能,温度低的物体也具有内能,故B错误;
C、举高的物体具有内能,没有举高的物体也具有内能,故C错误;
D、任何物体都具有内能,故D正确.
故选D.
所有分子的分子动能和分子势能的总和.一切物体都具有内能.
熟读课本,深度的理解和掌握课本上的概念是解答问题的关键所在.
3.【答案】D
【解析】解:A、根据电功率公式P=UI可知灯泡的功率是其两端电压和通过灯泡的电流的乘积,所以在电流不确定的情况下灯泡两端电压的大小无法反映灯泡的亮暗程度,故A错误;
B、根据电功率公式P=UI=U2R可知在电压不确定的情况下灯泡的电阻无法反映灯泡的亮暗程度,故B错误;
C、根据电功率公式P=UI=I2R可知在电阻不确定的情况下通过灯泡的电流无法反映灯泡的亮暗程度,故C错误;
D、灯泡的亮暗程度由灯泡的实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮。灯泡的亮暗反映灯泡的实际功率大小,故D正确
故选:D。
灯泡的亮暗程度由灯泡的实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮。
学生应掌握灯泡的亮暗取决于灯泡的实际功率,题目难度不大。
4.【答案】A
【解析】解:
A、两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程;符合题意;
B、两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程;不符合题意;
C、排气门开启,气体流出汽缸,是排气冲程;不符合题意;
D、进气门开启,气体流入汽缸,是吸气冲程;不符合题意;
故选:A。
本题考查了内燃机的一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成。以及内燃机的四个冲程的判断,解决此题需要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答。
5.【答案】A
【解析】解:根据Q=cm△t知,相同质量的不同物质,吸收相同的热量,比热容大的温度升高小,故A正确。
故选:A。
比较物质吸热能力的2种方法:
①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强。
本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法,为热学中的重要实验。
6.【答案】B
【解析】解:由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测电源两端的电压,V2测R2两端的电压。
由于串联电路的总电压等于各分电压之和可知:
V1的示数应大于V2的示数;
而两个电压表的指针偏转角度相同,所以,
V1选的量程应是0∼15V,其分度值是0.5V,读数为6V,即电源电压为6V;
V2选的量程应是0∼3V,其分度值是0.1V,读数为1.2V,即R2两端的电压U2=1.2V;
根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知:
U1=U−U2=6V−1.4V=4.8V;
根据串联电路各处的电流相等和I=UR可得,电阻R1、R2的阻值之比:
R1R2=U1IU2I=U1U2=4.8V1.2V=41。
故选:B。
由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测电源两端的电压,V2测R2两端的电压;根据串联电路的电压特点确定两电压表的量程,根据分度值读出示数;根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出R1、R2的阻值之比。
本题考查了欧姆定律和串联电路特点的应用,以及电压表的读数方法的了解和掌握,关键是会判断电压表测量的是那段电路两端的电压,由此确定出两电压表的量程。
7.【答案】C
【解析】解:
由题知,人脸识别(S1)、指纹识别(S2)、密码识别(S3),只要其中一种方式识别成功,则相应开关闭合从而使电动机启动工作,所以三个开关应并联后再与电动机串联在电源上,所以ABD不符合题意,C符合题意。
故选:C。
串联电路中开关控制整个电路;并联电路中干路开关控制整个电路,支路开关只控制所在支路。由此根据只要其中一种方式识别成功,则相应开关闭合,机器人启动分析解答。
本题考查根据要求设计电路,关键是明确串联和并联电路中开关的作用。
8.【答案】C
【解析】解:当电键S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流;
当电键S2断开时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,两电流表均测通过R1的电流,
因电源电压保持不变,
所以,电压表V的示数不变,故A错误;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,通过R1的电流不变,即电流表A1的示数不变,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流变小,即电流表A的示数变小,
则电压表V示数与电流表A示数的比值变大,电压表V示数与电流表A示数的乘积变小,故C正确、D错误。
故选:C。
本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路的特点,分析好电键S2由闭合到断开时电路连接方式的判断和电表所测电路元件的辨别是关键。
9.【答案】同 排斥
【解析】解:用塑料梳子梳头,发现越梳头发越蓬松,是因为头发带上同种电荷,同种电荷相互排斥的结果。
故答案为:同;排斥。
电荷间的作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
准确掌握电荷间作用规律,是解答此题的关键。
10.【答案】相互 不可再生
【解析】解:在地球表面建起了上万座核燃料驱动的喷射式行星发动机,利用力的作用是相互的,将地球推离太阳系。其中的核能属于不可再生能源。
故答案为:相互;不可再生。
(1)物体间力的作用是相互的。
(2)核能属于不可再生能源。
深入理解物体间力的作用的相互性,知道能源的分类,可解答此题。
11.【答案】升华;大
【解析】解:白炽灯用久后灯丝变细,灯丝变细是由固态直接变成气态,是升华现象;钨丝因升华变细,横截面积变小,导致灯丝电阻变大。
故答案为:升华;大。
解决此题的关键是掌握:①导体的长度、材料相同时,横截面积越大,电阻越小;②物质由固态直接变成气态叫做升华。
此题结合实际问题考查了影响电阻大小的因素和物态变化的升华现象,生活中处处有物理知识,需要同学们留心观察。
12.【答案】增大 做功
【解析】解:当火箭在大气层中快速飞行时,与大气层之间摩擦做功,火箭的内能增大,温度升高;这是通过做功的方式改变物体的内能。
故答案为:增大;做功。
改变物体的内能的方式有做功和热传递,这两种方式是等效的。
该题考查了对改变内能的两种方式的理解,基础题。
13.【答案】扩散 引力
【解析】解:(1)我们能闻到煮粽子时发出的阵阵清香,这是扩散现象,说明了分子不停地做无规则运动;
(2)两块表面干净的铅互相压紧能够吊住重物,说明分子间存在着引力。
故答案为:扩散;引力。
分子在不停地做无规则运动,分子的运动速度与温度有关;分子间存在相互作用的引力和斥力。
本题考查了分子动理论的基本原理与现象,属基础知识,难度不大。
14.【答案】磁场 北
【解析】解:奥斯特实验证明,通电直导线周围存在磁场;地球本身就是一个磁体,小磁针静止时北极指向地理北极附近.
故答案为:磁场;北.
(1)奥斯特实验证明了通电导体周围也存在着磁场,磁场的方向与电流的方向有关;
(2)地球本身是一个巨大的磁体,地球周围的磁场叫做地磁场;地磁北极在地理南极附近;地磁南极在地理北极附近,但并不重合.
本题考查了学生对奥斯特实验和地磁场的认识,还要知道:地球周围存在着地磁场是指南针静止时指示南北方向的原因.
15.【答案】不需要 相等
【解析】解:电磁波可以在真空中传播,不需要介质。电磁波在真空中的传播速度为:3×108m/s,和光速一样。
故答案为:不需要;相等。
根据电磁波传播的特点和电磁波的应用进行解答。
解答此题要知道电磁波传播的特点和速度,是一道基础题。
16.【答案】串;三
【解析】解:家庭电路中,常用到空气开关和漏电保护器,应将它们串联在电路中,这样才能对电路起到保护作用;
为了用电安全,洗衣机应选用三孔的插座,这样可防止因洗衣机的外壳漏电而触电.
故答案为:串;三.
空气开关和漏电保护器应串联在电路中;有金属外壳的用电器应接三孔插座.
本题考查了空气开关和漏电保护器在电路中的连接,三孔插座的作用等,属电学常识题.
17.【答案】增大;减小
【解析】解:由电路图可知,定值电阻与传感器的电阻串联,电压表测量气敏电阻两端的电压,电流表测电路电流,
酒精浓度增大时,气敏电阻阻值减小,电路总电阻减小,电源电压不变,由欧姆定律可知电路电流增大,电流表的示数将增大,
气敏电阻阻值减小,气敏电阻分压减小,电压表的示数将减小.
故答案为:增大;减小.
由电路图可知,定值电阻与传感器的电阻串联,电压表测量气敏电阻两端的电压,电流表测电路电流;根据题意可知如果测试到的酒精气体浓度越大传感器电阻越小,根据欧姆定律可知电路中的电流的变化和电压表示数的变化.
解本题的关键是由题干获取酒精气体传感器特性的信息:酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的增大而减小.
18.【答案】2;6.6×105
【解析】解:根据电路图可知,当开关置于位置1时,两电阻串联;开关置于位置2时,R被短路,电路为R0的基本电路;
由P=U2R可知,当开关置于位置2时,电路功率较大,此时电饭锅处于高温档;
高温档的功率为:P=U2R0=(220V)244Ω=1100W;
电饭锅以高温档正常工作10min消耗的电能为:W=Pt=1100W×10×60s=6.6×105J.
故答案为:2;6.6×105.
根据P=U2R可知,电压一定时,电阻越小,电路的功率越大,即电饭锅的高温档,据此求出高温档的功率,然后利用W=Pt求出电饭锅以高温档正常工作10min消耗的电能.
本题考查电功率公式应用以及电热的计算,分析清楚电路结构是关键.
19.【答案】1258.6
【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1258.6kW⋅h。
故答案为:1258.6。
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。
本题考查电能表的读数方法,读数时注意最后一位是小数位。
20.【答案】解:根据安全用电原则,三孔插座的右孔与火线相连,上孔接地线,左孔接零线,开关接在火线与插座之间,如下图所示:
【解析】三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。两孔插座的接法:左孔接零线;右孔接火线。
掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法,同时考虑使用性和安全性。
21.【答案】解:小磁针右侧为N极,故螺线管右侧为N极,在磁场的外部磁感线从N极到S极;则由右手螺旋定则可得,电流由左侧流入,故电源左侧为正极;如图所示:
【解析】小磁针静止时,靠近小磁针N极的是螺旋管的南极,在磁场的外部磁感线从N极到S极;
利用右手螺旋定则可得出电源的正负极。
本题考查右手螺旋定则及磁极间的相互作用以及磁感线方向的规定,要求学生不但要会由右手螺旋定则判断磁极的方向,还要会由右手螺旋定则判断电流方向。
22.【答案】温度计示数变化 升高相同的温度比较加热时间的长短 质量 初温 27 种类 水 2.1×103
【解析】解:(1)根据比较吸热能力的2种方法,在此实验中,为了比较水和煤油吸热能力的大小,我们可以加热相同的时间,观察温度计示数的变化;也可以升高相同的温度比较加热时间的长短;
(2)根据控制变量法可知,实验中应控制水和煤油的质量相同,为便于观察,还要使它们的初温相同;
(3)由图可知,该温度计的分度值是1℃,而且液柱上表面对应的刻度在零刻度以上,故读数为27℃;
(4)①②通过比较第2、3次实验数据可知,质量相同的不同物质,升高相同的温度,加热时间不同,吸收的热量不同,吸热能力不同,即液体吸收的热量多少与液体的种类有关,水的吸热能力更强;
③水吸收的热量为:。
故答案为:(1)温度计示数变化;升高相同的温度比较加热时间的长短;(2)质量;初温;(3)27;(4)①种类;②水;③2.1×103。
(1)比较物质吸热能力的2种方法:
①使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;
②使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;
(2)比较水和煤油吸热能力的大小时,采用的是控制变量法;
(3)温度计读数时,首先要看清温度计的分度值,再根据液柱上表面对应的刻度进行读数,还要注意是在零上还是零下;
(4)①②分析第2、3次实验数据,质量相同的不同物质,升高相同的温度,加热时间不同,说明吸收的热量不同,加热时间长的吸收的热量多,吸热能力强;
③利用公式Q=cm△t求热量。
不同物质吸收热量的多少与物质种类、质量和温度变化量都有关系。在比较不同物体的吸热能力时,必须运用控制变量法,规范操作,才能得到正确的结论。
23.【答案】灯泡断路 右 0.50.45变大 40
【解析】解:
(1)灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,由图乙知,电流小于0.6A,故电流表选用小量程与灯串联,如下所示:
(2)小明连好电路闭合开关后,发现小灯泡不亮,无论如何移动滑动变阻器滑片P,电流表几乎无示数,电路断路,电压表示数接近6V,电压表与电源连通,则故障原因可能是灯泡断路;
(3)灯在额定电压下正常发光,示数为2.2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到电压表示数为额定电压;(4)根据绘制成的如图乙所示的U−I图象知,灯在额定电压2.5V时的电流为0.2A,可计算出小灯泡的额定功率是:
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
(5)①将电路连接正确后,闭合开关,移动变阻器的滑片P,使定值电阻两端的电压为2V,此时电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.4A,由欧姆定律,则定值电阻的阻值为:
R=UI=2V0.4A=5Ω;
②断开开关,将定值电阻换成阻值为10Ω的电阻,其余不动,闭合开关,因电阻变大,由分压原理,电压表示数将变大,电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
,变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:2×20Ω=40Ω,故为完成此四组实验,滑动变阻器的最大电阻应不小于40Ω。
故答案为:
(1)如上所示;(2)小灯泡断路;(3)右;(4)0.5;(5)①0.4;5;②变大;40。
(1)根据灯的额定电压为2.5V确定电压表选用小量程与灯并联,由图乙知电流小于0.6A,据此确定电流表选用小量程与灯串联;
(2)若电流表示数为0,灯不亮,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了;
(3)灯在额定电压下正常发光,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向;
(4)根据绘制成的如图乙所示的U−I图象知灯在额定电压2.5V时的电流,根据P=UI求出小灯泡的额定功率;
(5)①根据电流表选用小量程确定分度值,由欧姆定律求出定值电阻的阻值;
②换上大电阻,由分压原理分析;
探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入20Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻。
本题测“小灯泡电功率”实验考查电路连接、故障分析、操作过程、功率计算,同时探究电流与电阻的关系,考查欧姆定律的运用、控制变量法和对器材的要求。
24.【答案】(1)灵敏电流计的指针是否偏转;
(2)左右;电磁感应;发电机;
(3)电源;
(4)保持磁场方向不变,改变导体的运动方向(或保持导体的运动方向不变,改变磁场方向)。
【解析】
【分析】
(1)在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中,是通过灵敏电流计的指针是否偏转来判断是否有感应电流产生的;
(2)产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动;
(3)通电导体在磁场中受力的作用,因此电路中要有电源;
(4)感应电流的方向是由导体的运动方向和磁场方向决定的,要改变感应电流的方向,就要从这两个因素入手。
此题考查了探究电磁感应现象的实验,对电磁感应的知识考查比较全面,需要学生对电磁感应现象有一个清晰的认识。
【解答】
(1)该实验中,感应电流的有无是通过灵敏电流计的指针是否偏转来体现的,若灵敏电流表的指针发生偏转,则说明产生了感应电流;否则电路中没有产生感应电流;
(2)由图中磁体的放置方式可知,磁感线方向是上下方向的;当闭合开关,让导体竖直上下运动时,不切割磁感线,所以不能产生感应电流;要使电路中有感应电流,必须让导体在磁场中做切割磁感线运动,则可将ab沿水平方向(左右)运动,电路中就会产生感应电流,这一现象叫电磁感应现象;利用这一原理可制成发电机;
(3)研究磁场对通电导体的作用时,电路中一定有电源,所以把小量程电流表换成电源,导体ab成为通电导体时在磁场中会受到力的作用。
(4)由于感应电流的方向与导体的运动方向和磁场方向有关,则要使电流表指针偏转方向发生改变,即改变感应电流的方向,可以采取以下措施:保持磁场方向不变,改变导体的运动方向(或保持导体的运动方向不变,改变磁场方向)。
故答案为:
(1)灵敏电流计的指针是否偏转;
(2)左右;电磁感应;发电机;
(3)电源;
(4)保持磁场方向不变,改变导体的运动方向(或保持导体的运动方向不变,改变磁场方向)。
25.【答案】解:(1)水吸收的热量:
;
(2)0.8kg煤气完全燃烧放出的热量:
;
(3)煤气灶烧水的效率:
。
答:(1)水吸收的热量为8.4×106J;
(2)0.8kg煤气完全燃烧放出的热量为3.36×107J;
(3)煤气灶烧水的效率为25%。
【解析】(1)知道水的质量、水的比热容和水的初温和末温,利用吸热公式求水吸收的热量;
(2)知道煤气的质量和煤气的热值,利用计算煤气完全燃烧放出的热量;
(3)水吸收的热量是有用的能量,煤气完全燃烧放出的热量为总能量,利用效率公式求燃气灶烧水的效率。
本题考查了学生对吸热公式、燃料燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用,因条件已给出,难度不大。
26.【答案】解:(1)由图甲可知,两灯泡并联,已知电源电压为3V,
则灯泡L1、L2两端的电压都等于电源电压,为3V;
(2)由图甲可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测灯泡L2所在支路的电流,
由图乙可知,左边电流表量程是0∼3A,分度值是0.1A,示数为1.5A。
右边电流表其量程是0∼0.6A,分度值是0.02A,示数为0.5A;
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以图乙中左边电流表为A1,右边电流表为A2,
即灯泡L2的电流I2=IA2=0.5A,灯泡L1的电流I1=IA1−IA2=1.5A−0.5A=1A。
工作过程中L2灯丝突然烧断,此时电路为L1的基本电路,电流表A1测量L1的电流,
由于并联电路中,各支路互不影响,且干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A2的示数为0,A1的示数变小,为1A。
答:(1)灯泡L1、L2两端的电压都等于电源电压,为3V;
(2)通过灯泡L1的电流为1A,L2的电流为0.5A;若灯泡L2的灯丝烧断,A1的示数是1A。
【解析】(1)根据图甲所示电路图,分析电路结构,根据并联电路的电压关系可知灯泡L1、L2两端的电压;
(2)明确电流表所测电路电流;根据并联电路的电流规律,由图乙所示电流表确定电流表量程与分度值,读出电流表示数;
根据并联电路的电流关系求出流过灯泡L1的电流;
并联电路的特点是:各用电器工作状态互不影响,干路电流等于各支路电流之和。
本题主要考查学生对并联电路电流规律掌握和运用,考查了电流表的读数,确定电流表的测量对象是本题解题的关键。
27.【答案】解:(1)由题意可知,在图象中PTC的人为设定温度为100℃,其电阻为34Ω;
(2)当在设定温度状态工作时,连入电路的电阻RT=34Ω,R0、RT串联,
由P=U2R得,电路总电阻:
,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R0的阻值:
;
(3)当RT的温度为130℃时,由图象可知,此时RT的阻值为100Ω,
电路中的总电阻:
,
电路中的电流:
,
RT两端的电压:
U′=I′×R′T=2A×100Ω=200V,
RT的实际功率:
P′=U′TI′=200V×2A=400W.
答:(1)电热水壶Rr的设定温度是100℃;
(2)R0的阻值为10Ω;
(3)当RT的温度为130℃时,电路中RT消耗的实际功率为400W.
【解析】(1)根据PTC温度低于设定温度时电阻值会随它的温度升高而变小、温度高于设定温度时电阻值随它的温度升高而变大确定设定温度,然后读出电阻的阻值;
(2)根据P=U2R求出电路总电阻,利用电阻的串联求出R0的阻值;
(3)由图象读出130℃时RT的阻值,利用电阻的串联求出总电阻,利用欧姆定律求出电路中的电流,进一步求出RT两端的电压,利用P=UI求出RT消耗的实际功率.
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是根据题意和图象得出PTC在人为设定的温度状态下工作时的电阻,电学题可以一题多解,可以尝试多种解法.
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