2020-2021学年广东省汕头市金平区九年级(上)期末物理试卷
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2020-2021学年广东省汕头市金平区九年级(上)期末物理试卷
1. 如图所示,该实验说明了( )
A. 分子在做无规则运动
B. 分子之间存在间隙
C. 分子之间存在斥力
D. 分子之间存在引力
2. 关于玻璃棒与绸子摩擦起电,下列说法正确的是( )
A. 玻璃棒因失去电子而带正电
B. 玻璃棒对电子的束缚能力弱,得到电子而带负电
C. 将摩擦后的玻璃棒靠近绸子,它们会相互排斥
D. 这一过程产生了新的电荷
3. 在如图所示的电器中,下列说法正确的是( )
A. 电脑工作时将电能转化为机械能
B. 电风扇工作时将机械能转化为电能.
C. 电熨斗是利用电流的热效应工作的
D. 洗衣机的功率约为40W
4. 图是发光二极管。下列说法不正确的是( )
A. 发光二极管的主要材料是半导体
B. 二极管灯是一种高效电灯
C. 发光二极管的主要材料是超导体
D. 发光二极管工作时将电能转化为光能
5. 下面选项中,不能提高热机效率的是( )
A. 使燃油燃烧更充分 B. 使用热值高的燃油
C. 减小机械间的摩擦 D. 减少热量的损失
6. 为方便公交车司机知道有乘客到站要下车,公交车的前后门附近各有一个开关,只要有乘客按下开关,司机前面的指示灯就亮起。如图所示电路图中设计合理的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示,电源电压保持不变,开关s闭合后,灯L1和L2都正常发光,一段时间后,一盏灯突然熄灭,而一个表示数不变,一个表示数变为0,则故障原因可能是( )
A. 灯L1断路 B. 灯L1短路 C. 灯L2短路 D. 灯L2断路
8. 1kg的酒精用去一半后,剩下酒精的比热容______ ,热值______ ,酒精燃烧时把化学能转化为______ 能。(前2空选填“变大”、“变小”或“不变”)
9. 如图甲所示是汽油机工作时的______ 冲程,这一过程中气缸里气体的内能______ ,汽油机工作原理是图中的______ 图。
10. 如图所示,该设计是用来探究电热丝通电时产生的热量______ 与的关系,图中a电阻丝的阻值是______ Ω,物理学家______ 最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。
11. 家庭电路中,照明灯泡与控制它的开关之间是______ 联的。开亮的灯越多,总电阻______ (选填“越大”或“越小”),“超负荷”是指电路中电流过大,电路中保险丝会自动熔断,保险丝应选用电阻率较______ 的材料。
12. 如图所示,L1为“6V 3W“灯泡,L2为“6V 6W”灯泡,要使一灯长时间正常发光,电路中的电流为0.5A,电路两端的总电压为______ ,电路的总功率为______ W。(灯丝电阻不受温度影响)
13. 如图所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,开关S闭合后,滑动变阻器滑片向左移动时,电流表的示数______,电压表示数______,电压表示数与电流表示数之比______。(两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
14. 一标有“3.0V”字样的小灯泡L和一定值电阻R,它们的电流随两端电压变化图象如图所示。则表示定值电阻R的阻值是______ Ω,小灯泡的额定功率是______ W;小灯泡发光越亮时电阻越______ 。
15. 小东买了电热水壶,外形如图1所示,已知内部电路由一手动开关S1和温控开关S2,加热电阻R1和R2(R1
16. 如图所示,请在图中〇内分别填入(电流表)或(电压表)的符号,要求开关闭合时两灯均能发光,且两电表均有示数。
17. 如图甲所示,一带有开关和指示灯插座,当开关闭合后指示灯亮,插孔可以提供工作电压,若指示灯烧坏,插座也能正常使用,图乙中是插座的开关、指示灯和一个三孔插座,请按要求连接好电路。
18. 如图所示,甲为伏安法测电阻的实验电路图。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于______(选填“a”或“b”)端。
(2)小亮同学用完好的器材按图甲正确连接好电路,“试触”时,发现电流表的指针偏转很小,移动滑动变阻器的滑片,发现指针偏转没有变化。产生该现象的原因可能是______。
(3)电路调试完成后,移动滑片电压表和电流表示数如图乙和丙所示,读数分别为______V,______A,算得电阻的阻值为______Ω。
(4)接着小亮应该做的是:______。
A.移动滑片,得到多组数据,得出规律
B.移动滑片,得到多组数据,求平均值
C.换不同的电阻进行测量,得出规律
D.换不同的电阻进行测量,求平均值
19. 如图a所示为研究电阻大小与导体长度和横截面积关系的实验电路。
(1)图b中甲、乙、丙应选用材料______ 的金属丝,图a滑动变阻器的主要作用是保持______ 不变,若电流表的示数越大说明该导体的电阻越______ 。
(2)请你用笔画线代替导线,将图c中的实物电路连接完整。要求:当滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表的示数变大,连线不得交叉。
(3)为研究电阻大小与长度的关系,应选______ 两根合金丝(填合金丝代号)。
20. 如图甲,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:
(1)在两个相同的烧杯中分别加入初温相同和______ 相同的水和煤油,选用相同电加热器的目的是:使水和煤油在相同时间内______ ,这种物理研究方法叫______ 法。
(2)水和煤油温度随时间变化的图象如图乙所示,根据图乙可判断出______ (选填a、b)的吸热能力强,a、b升高相同温度时,吸收热量之比是______ 。(不计热量损失)
(3)下列选项中与本实验研究物质特性无关的是:______ 。
A.用热水袋取暖;B.汽车的水箱;C.夏天在地面喷水降温;D.利用空调降温
21. 如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图,巳知R1=48.4Ω,电炖锅上有高、低温两档,档位可自动调节,其工作过程是:按下开关,自动选择高温档将汤煮至100℃,然后自动跳至低温档进行保温慢炖。设汤的初温为20℃,质量为3kg,汤的比热容为4.0×103J/(kg⋅℃)。求:
项目
参数
额定电压/V
220
低温挡功率/W
400
高温挡功率/W
?
(1)电炖锅进入高温档时,开关S是接在“a”还是“b”?
(2)求电炖锅高温档的电功率;
(3)若电炖锅将汤从初温加热至100℃耗时20min,在此过程中汤吸收的热量是多少?电炖锅的效率是多少?
22. 小李想测一电炉的功率,他找来了图中的电能表和一钟表,将电炉单独跟电能表连接后接入家庭电路,观察到电炉工作时每1分钟电能表的转盘转12r。问:
(1)该电能表工作时,电路接入的总功率不能超过多少?
(2)电炉工作时每1分钟消耗多少电能?
(3)测得电炉的电功率是多少?
23. (1)如图所示,不会造成触电的是图______ ,属于高压触电的是图______ 。
(2)如图所示,试电笔是用来______ ;笔中的电阻与氖管的连接方式是______ ;该电阻的阻值很______ ,图中正确的握法有______ 。
24. 阅读下面短文并回答问题
即热式节能饮水机
即热式节能饮水机已在地铁站、学校、宾馆等公共场所广泛使用,如图甲为某品牌即热式节能饮水机,其原理如图乙所示,烧开的水很烫不能立即饮用,即热式节能饮水机中的热交换套管很好地解决了这一问题,它的奥秘在于将进水管与出水管贴在一起,利用进水管中的冷水给出水管中的开水降温,同时,进水管中的冷水被预热后送到加热腔中用电加热器烧开。
如图乙,当节能饮水机的出水流量为2.0L/min时,20℃的自来水经热交换套管后被预热成80℃的热水流进加热腔,同时有相同质量的100℃的开水从加热腔流进热交换套管,变成可供直接饮用的温开水流出,即热式节能饮水机喝水无需等待,即按即出,而且具有待机零功耗,比传统饮水机要节能、省电,真正倡导了绿色环保饮水新概念。
请回答下列问题:
(1)写出一条即热式节能饮水机具有的优点:______ ;进入饮水机的水在热交换套管被预热和加热腔加热这两种情况分别是通过什么方式使水的内能增加的:______ 。
A.都是做功;B.都是热传递;C.做功和热传递;D.热传递和做功
(2)若在热交换套管内进行热交换过程中,自来水吸收的热量与等质量的开水放出的热量相等,则可供直接饮用的温开水的温度是______ 。
(3)每分钟节能饮水机流出水的质量为______ kg,每分钟预热后的热水进入加热腔加热成开水的过程中吸收的热量是______ J。
25. 如图1为某型号电子秤,其结构原理如图2所示,R0是定值电阻;R是压敏电阻,其阻值R随所受压力F变化的关系如图3所示,改写电流表(量程为0∼0.6A)的表盘数值后可直接读出所称物体的质量。设踏板的质量为5kg,电源电压保持12V不变,g取10N/kg。
(1)根据图象可知,当被称物体的质量增加时,压敏电阻R的阻值______,电流表的示数______。(以上两空均选填“变大”或“变小”)
(2)空载时,电流表的示数为0.048A,则R0的阻值为______Ω。
(3)该电子秤的最大量程是______kg。
(4)若身边没有电流表只有电压表,试问还能制作电子秤吗?若不能,请说明理由;若能,电压表应怎样连入电路?
答:______,______。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:两块表面平整的铅放在一起,经过一段时间下面能吊起重物,说明分子间存在引力,故D正确。
故选:D。
构成物体的分子之间存在相互作用的引力和斥力,当分子间的距离大于平衡距离时,表现为引力,当分子间的距离小于平衡距离时,表现为斥力。
本题主要考查学生对分子间作用力的理解和掌握,是基础题。
2.【答案】A
【解析】解:A、失去电子的物体带正电,故A正确;
B、玻璃棒对电子的束缚能力弱,失去电子而带正电,故B错误;
C、玻璃棒和绸子带异种电荷,靠近后会相互吸引,故C错误;
D、摩擦起电的实质,是电荷的转移,故D错误;
故选:A。
(1)当两种束缚电子的能力不同的物质相互摩擦时,束缚电子能力强的得到电子,因电子比质子数量多而带负电,束缚电子能力弱的失去电子,因电子比质子数量少而带正电。
(2)束缚能力弱的物体失去电子,会带正电。
(3)丝绸与玻璃棒摩擦,玻璃棒带正电,丝绸带负电。异种电荷相互吸引。
(4)摩擦起电过程中没有新电荷的产生。
本题考查摩擦起电的实质,以及电荷间的作用规律,熟练掌握基础知识即可正确解题。
3.【答案】C
【解析】解:
A、笔记本工作时,大部分电能转化为光能,故A错误;
B、电风扇工作时转动,主要是电能转化成机械能,故B错误;
C、电熨斗工作时把电能转化成内能,是利用电流的热效应来工作的,故C正确;
D、全自动洗衣机的工作电流约1A,其功率在P=UI=220V×1A=220W左右,故D错误。
故选:C。
(1)电流做功的过程,实际上就是能量转化的过程,消耗电能转化成其它形式的能;
(2)电流的热效应:电流通过导体要发热,这叫做电流的热效应,如电灯、电炉、电烙铁、电焊等都是电流的热效应的例子;
(3)洗衣机的功率在300W左右。
本题考查了用电器中的能量转化,以及对用电器功率的估测;知道转化前后的能量是什么是解题的关键。
4.【答案】C
【解析】解:AC、发光二极管的主要材料是半导体。故A正确、C错误;
B、相对于一般白炽电灯,二极管灯将电能转化为光能的效率较高。故B正确;
D、发光二极管工作时主要是将电能转化为光能。故D正确。
故选:C。
发光二极管是由半导体材料制成的,可将电能转化为光能,而且二极管具有单向导电性。
本题考查了对半导体材料应用及特点的了解,属物理常识题,难度不大。
5.【答案】B
【解析】解:
A.使燃油燃烧更充分会使用来做有用功的那部分能量增加,热机的效率会提高,故A错误;
B.使用热值高的燃油并不代表可以提升做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比,故B正确;
C.减小机械间的摩擦就减小了额外功占总功的比例,热机的效率会提高,故C错误;
D.减少热量的损失也是减少了额外功占总功的比例,热机的效率会提高,故D错误;
故选:B。
热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。燃烧相同的燃料,有效利用的能量越多,效率越高。
本题考查提高热机效率的措施。
6.【答案】D
【解析】解:
A.由电路图可知,只有开关S1、S2同时闭合时指示灯才能亮起,否则不亮,故A不符合题意;
B.由电路图可知,闭合开关S1时指示灯亮起,闭合开关S2时指示灯不亮,故B不符合题意;
C.由电路图可知,闭合开关S1时指示灯亮起,闭合开关S2时会造成电源短路,故C不符合题意;
D.由电路图可知,开关S1、S2闭合一个或均闭合时,指示灯均可以亮起,故D符合题意。
故选:D。
由题意可知,只要有乘客按下开关,司机前面的指示灯就亮起,说明两开关可以独立工作、互不影响即为并联,其任意一个开关均可以控制指示灯是否工作,据此进行解答。
根据题意得出两开关的连接方式是解决本题的关键,解决此类问题要抓住题干中有用的信息,即电路元件是否可以独立工作(并联),还是相互影响(串联)。
7.【答案】A
【解析】解:
A.由图可知,L1与L2并联,电流表A测量L1的电流,电压表测量L1、L2和电源两端电压,若灯L1断路,则电流表的示数变为0,但是电压表依然测量电源电压,故电压表示数不变,符合题意,故A正确;
BC.由图可知,L1与L2并联,电流表A测量L1的电流,电压表测量L1、L2和电源两端电压,
一段时间后,一盏灯突然熄灭,一个电表无示数,另一个电表示数不变,
若是电路出现短路,则L1和L2都熄灭,且电路短路,电源会被烧坏,故BC错误;
D.若灯L2断路,则电压表和电流表示数都不变,不符合题意,故D错误;
故选:A。
分析电路故障时,要先判断电路的连接方式、判断电表的测量对象,再根据具体问题分析故障的原因。
本题考查电路故障的判断。
8.【答案】不变 不变 内
【解析】解:
(1)比热容和热值都是物质本身的属性,比热容和热值与物质的种类有关,而与物质的质量无关,故1kg的酒精用去一半后,剩下酒精的比热容和热值均不变;
(2)酒精燃烧释放了酒精的化学能,转化为了内能;
故答案为:不变;不变;内。
(1)比热容和热值都是物质本身的属性,比热容和热值与物质的种类有关,而与物质的质量无关;
(2)酒精燃烧释放了酒精的化学能,转化为了内能。
本题考查比热容和热值的相关知识以及能量转化的过程。
9.【答案】压缩 增大 丙
【解析】解:甲图两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,压缩冲程是把机械能转化为内能的过程。
丙水蒸气推动橡皮塞,内能转化为机械能,所以是汽油机的工作原理图。
故答案为:压缩;增大;丙。
解决此题要知道内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,其中在做功冲程中,是内燃机的内能转化为机械能,在压缩冲程中是机械能转化为内能;热机的工作原理是将内能转化为机械能。
本题是通过内燃机的工作原理,以及能量的转化,难度不大。
10.【答案】电流 5 焦耳
【解析】解:实验中两密闭容器中电阻的电流不同,故需要让两电阻阻值和通电时间相同,研究电热丝通电时产生的热量与电流大小的关系。两电阻阻值,一个为5Ω,故a也为5Ω。焦耳最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。
故答案为:电流;5;焦耳。
探究电热丝通电时产生的热量与电流大小、通电时间和电阻大小有关;实验中所研究的电阻阻值应相同;焦耳最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。
本题考查控制变量法,以及物理学史的知识,属于基础题目。
11.【答案】串 越小 大
【解析】解:家庭电路中,照明灯泡与控制它的开关是串联的。
照明灯泡是并联的,开亮的灯越多,就是并联的支路越多,因电阻越并越小,所以总电阻越小;其总电阻越小;
当电路中电流过大,电路中保险丝会自动熔断,由Q=I2Rt可知,当电流和通电时间一定时,保险丝的电阻越大,产生的热量就越多,就越容易烧断,因此保险丝应选用电阻率较大,熔点低的材料。
故答案为:串;越小;大。
家庭电路中,各用电器是并联的,而开关与所控制的用电器是串联的;用电器越多相当于支路越多,则类似于电阻并联,据此判断;保险丝要选择电阻率大、熔点低的材料。
此题考查了家庭电路中开关与用电器、用电器与用电器的连接方式以及对保险丝工作原理的理解,是一道基础题目。
12.【答案】9V4.5
【解析】解:由P=UI可得,两灯泡的额定电流:I1=P1U1=3W6V=0.5A,I2=P2U2=6W6V=1A;
由I=UR可得,两灯泡的电阻:R1=U1I1=6V0.5A=12Ω,R2=U2I2=6V1A=6Ω;
两灯泡串联时,电路中的最大电流为0.5A,即L1正常发光、L2不能正常发光;
电源电压:U=I(R1+R2)=0.5A×(12Ω+6Ω)=9V;
电路的总功率P=UI=9V×0.5A=4.5W。
故答案为:9V;4.5。
已知灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出两灯泡正常发光时的电流,根据欧姆定律求出两灯泡的电阻;两灯泡串联时,电路的最大电流只能是两个灯泡额定电流中最小的,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电源的电压;根据P=UI求出电路的总功率。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活运用,关键是根据串联电路各处的电流相等确定电路中的最大电流。
13.【答案】变大 变大 不变
【解析】解:(1)当P向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路总电阻R变小,电源电压U不变,由I=UR可知电路电流变大,电流表示数变大。
(2)∵I=UR,电路中电流变大,
∴由U=IR可知,电阻R1两端电压变大,即电压表示数变大;
又∵电压表是电流表示数的比值等于R1的阻值,而R1为定值电阻
∴电压表与电流表示数的比值不变。
故答案为:变大;变大;不变。
(1)由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测电路电流,电压表测电阻R1两端电压;当P向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律可以判断电流表示数变化情况。
(2)由电路图知,电流表测电路电流,电压表测电阻R1两端电压,由欧姆定律可以判断电压表与电流表示数之比如何变化。
分析清楚电路结构,明确电压表与电流表所测的量,熟练应用欧姆定律是正确解题的关键。
14.【答案】201.05大
【解析】解:
(1)定值电阻的阻值一定,通过电阻的电流与两端的电压成正比,U−I图象是正比例函数图象,由此可知图中甲表示的是定值电阻R,乙表示的则是灯泡;
由甲图线可知:当U=4V时,I=0.2A,
根据I=UR可得R的阻值:
R=UI=4V0.2A=20Ω;
(2)灯泡的额定电压为3.0V,则由图象乙可知当灯两端的电压为3V时,灯的电流IL=0.35A,
则灯的额定功率为:
;
(3)由表中数据知,灯泡发光越亮时,灯泡电压与电流的比值逐渐变大,即灯泡电阻逐渐变大;所以灯泡发光越亮时,灯丝的温度越高,灯丝电阻阻值越大。
故答案为:20;1.05;大。
(1)在电阻一定时,通过导体的电流与两端电压成正比;由图可知,找出一组表示定值电阻R的电压和电流值,利用欧姆定律即可求出电阻R2的阻值;
(2)由于灯泡正常发光,根据灯泡的实际电压等于额定电压,由图可知灯泡两端电压为3V时通过灯泡的电流;然后根据P=UI求出灯泡的功率,即为灯泡的额定功率;
(3)由表中实验数据电压与对应的电流值,根据欧姆定律判断随灯泡亮度的变化电阻如何变化。
本题考查欧姆定律、电功率的计算、灯丝电阻与温度的关系以及实际功率与额定功率的关系,从图象中获取有用的信息是关键。
15.【答案】解:由题意可知,加热电阻R1和R2的额定电压均为220V,当按下S1时(此时S2处于闭合状态),两加热电阻同时正常工作,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以R1和R2并联,
当水沸腾时温控开关自动断开,为保温状态,则手动开关S1应位于干路,温控开关S2位于支路,
因R1
【解析】根据题意可知,加热电阻R1和R2的额定电压均为220V,按下S1时(此时S2处于闭合状态)两加热电阻同时正常工作,根据并联电路的电压特点判断两电阻的连接方式,水沸腾时温控开关自动断开为保温状态,根据R1
16.【答案】解:若下面圆圈内是电流表,由于电流表相当于导线,所以左边灯泡被短路,故下面圆圈内只能是电压表;
若上面圆圈内是电压表,则左边的灯泡与电压表串联(电压表相当于开路),左边灯泡不能发光,故上面圆圈内只能是电流表;此时两灯泡并联,上面的电流表测量左边灯泡的电流,电压表测量电源电压,两个电表都有示数,如图所示:
。
故答案是:如上图所示。
【解析】电流表在电路中相当于导线,电压表接在电路中相当于开路,围绕两灯串联或并联进行分析。
知道电压表和电流表的正确使用方法,会根据要求判断出电路图的组成。
17.【答案】解:由题意可知,开关断开时指示灯不亮,插孔不能提供工作电压;开关闭合时指示灯亮,插孔能提供工作电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压。说明两者是并联,且都由开关来控制。故其连接如图所示:
【解析】根据题意判断出指示灯与插孔为并联,且都有开关来控制,再结合连接要求对接线板进行连接。
本题主要考查了接线板的连接,能正确判断指示灯与插孔的连接特点是正确解答的关键。
18.【答案】a 将变阻器下面两个接线柱连入了电路中 2.40.2410B
【解析】解:
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处a端;
(2)小亮同学用完好的器材按图甲正确连接好电路,“试触”时,发现电流表的指针偏转很小,则电路的电阻过大,移动滑动变阻器的滑片,发现指针偏转没有变化,说明变阻器没有了变阻的作用,产生该现象的原因可能是将变阻器下面两个接线柱连入了电路中;
(3)电路调试完成后,移动滑片,电压表和电流表示数如图乙和丙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表读数为2.4V;电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.24A,由欧姆定律,算得电阻的阻值为:R=UI=2.4V0.24A=10Ω;
(4)本实验测量一定值电阻大小,故不能更换不同的电阻测量,为减小误差,要移动滑片,得到多组数据,取平均值,故只有B正确。
故答案为:(1)a;(2)将变阻器下面两个接线柱连入了电路中;(3)2.4;0.24;10;(4)B。
(1)闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处;
(2)电流表的指针偏转很小,则电路的电阻过大,移动滑动变阻器的滑片,发现指针偏转没有变化,说明变阻器没有了变阻的作用,据此分析;
(3)根据电表选用小量程确定分度值读数,由欧姆定律算得电阻的阻值;
(4)本实验测量一定值电阻大小;为减小误差,取平均值作为测量结果。
本题用伏安法测电阻的实验,考查注意事项、反常现象的分析、电表读数、电阻计算及处理数据的方法。
19.【答案】相同 AB两端电压 小 甲、乙
【解析】解:(1)要研究电阻大小与导体长度和横截面积关系,需要控制材料的种类相同;
利用控制变量法的思路,为了让电流的大小能够体现导体电阻的大小,必须保证其两端电压相同,滑动变阻器在这里的作用就是调节导体两端电压的;
电阻丝的阻值的大小是通过电流表的示数大小来确定的,在电压一定时,若电流表的示数越大说明该导体的电阻越小;
(2)当滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表的示数变大,说明电路的电阻减小,连入电路的电阻丝变短,所以滑动变阻器接左下接线柱与电阻串联,如下图所示:
(3)要研究导体的电阻大小与长度的关系,根据控制变量法的思路,就要选取两根除了长度不相同,其它因素都相同的电阻丝,根据图b所示只有甲乙符合条件。
故答案为:(1)相同;AB两端电压;小;(2)见上图;(3)甲、乙。
(1)研究电阻的大小与长度、横截面积的关系时,我们首先要知道不同的电阻丝其阻值的大小。这就要用到转换法:在其两端电压相同的情况下,根据其通过它的电流的大小来体现其电阻的大小;
(2)根据电路图画出实物图;
(3)利用控制变量法的思路即可确定不同探究目的:电阻大小与长度、电阻大小与横截面积下选取的器材具有什么特点。
图a所示的电路图,是初中阶段非常重要的一个电路,在很多实验中都要用到该电路图:如研究电流与电压、电阻的关系;测小灯泡的电阻;测小灯泡的功率都是这个电路。但在不同的试验中,滑动变阻器的作用不尽相同,要具体实验具体分析。
20.【答案】质量 吸热相同 转换 a 2:1 CD
【解析】解:(1)由比较吸热能力的不同方法,要控制不同物质的质量相同,故在两个相同的烧杯中分别加入初温相同和质量相同的水和煤油;
选用相同电加热器的目的是:使水和煤油在相同时间内吸热相同,这种物理研究方法叫转换法;
(2)根据如图乙水和煤油温度随时间变化的图象知,升高30∘C−10∘C=20∘C,b用时3分钟,a用时6分钟,可判断出a的吸热能力强,a、b升高相同温度时,由转换法,吸收热量之比是2:1;
(3)AB.根据Q=cm△t,质量相同的不同物质升高(降低)相同的温度,比热容越大吸(放)热越多,故汽车的水箱、用热水袋取暖均与本实验研究物质特性(比热容)有关;
C.夏天在地面喷水降温,是利用蒸发吸热具有致冷的作用,与比热容无关;
D.制冷剂在空调内部的蒸发器里面汽化,汽化要吸热,使空调蒸发器的温度降低,室内的水蒸气遇到温度低的冷凝器会发生液化现象,空调压缩机是利用制冷剂发生物态变化方法降温的,利用空调降温与比热容无关,故与本实验研究物质特性(比热容)无关,选CD。
故答案为:(1)质量;吸热相同;转换;(2)a;2:1;(3)CD。
(1)(2)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
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;
(3)AB.根据Q=cm△t分析;
C.夏天在地面喷水降温,是利用蒸发吸热具有致冷的作用;
D.根据空调制冷原理分析。
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及比热容的运用,为热学中的重要实验。
21.【答案】解:
(1)当开关S接“a”位置时,电路为R1的简单电路,电路电阻较小,由P=U2R可知,电路的电功率较大,此时电炖锅处于高温档状态;
当开关S接“b”位置时,电阻R1、R2串联,电路电阻较大,由P=U2R可知,电路的电功率较小,此时电炖锅处于低温档状态。
(2)电炖锅高温档的电功率:
;
(3)电炖锅将汤从初温加热至100℃,汤吸收的热量:
,
高温档功率,加热时间t=20min=1200s,
由P=Wt得,电炖锅消耗的电能:
,
则电炖锅的效率:
。
答:(1)电炖锅进入高温档时,开关S是接在“a”;
(2)电炖锅高温档的电功率为1000W;
(3)此过程中汤吸收的热量是9.6×105J;电炖锅的效率是80%。
【解析】(1)当开关S接“a”位置时,电路为R1的简单电路;当开关S接“b”位置时,电阻R1、R2串联;根据电阻的串联可知电路中电阻的大小,再根据P=U2R判断电路消耗功率的大小,进而可知电炖锅所处的档位。
(2)已知R1的阻值,根据P=U2R可求出电炖锅高温档的电功率;
(3)知道汤的比热容、质量、初温和末温,根据求出在此过程中汤吸收的热量;
根据W=Pt求出电炖锅高温档加热时消耗的电能,然后利用求出电炖锅的效率
本题考查了学生对吸热公式、电功率公式及效率公式等知识掌握和应用,关键是电热器高温档和低温档状态的判断以及电功率公式的灵活应用,要注意单位的换算。
22.【答案】解:(1)电能表允许接的用电器的最大电功率为:,
(2)电炉工作时每1分钟消耗:W=12r600r/(kW⋅h)=0.02kW⋅h=7.2×104J;
(3)电炉的电功率P=Wt=0.02kW⋅h160h=1.2kW=1200W。
答:(1)该电能表工作时,电路接入的总功率不能超过4400W;
(2)电炉工作时每1分钟消耗7.2×104J电能;
(3)测得电炉的电功率是1200W。
【解析】要解决此题,需要了解电能表上参数的意义:220V说明电能表要在220V的电路中使用;20A表示电能表允许通过的最大电流是20A;600r/kW⋅h表示每消耗1kW⋅h的电,电能表的转盘转600转;
(1)知道根据电能表上的参数可以根据公式P=UI计算出电能表允许接的最大电功率;
(2)根据电能表转数可以求出所消耗的电能;
(3)由P=Wt可求得电炉的电功率。
此题主要考查了有关电能表参数的意义及有关的计算,同时考查了对电功及电功率的计算。
23.【答案】丙 丁 鉴别火线与零线 串联 大 乙、丙
【解析】解:(1)图甲:站在大地上的人体接触火线,人的脚站在地面上,使人体接入了电路,构成了通路,所以会发生触电事故;
图乙:人站在凳子上,与大地没有接通,但双手分别接触火线和零线,构成了通路,所以会发生触电事故;
图丙:人站在凳子上,与大地没有接通,单手接触火线,没有构成通路,所以不会发生触电事故;
图丁:人体靠近高压带电体,会发生高压电弧触电;
所以不会造成触电的是图丙,属于高压触电的是图丁。
(2)试电笔是用来鉴别火线与零线;当用测电笔测火线时,电流需要经过人体,所以电流应该很小,因此电阻需要很大,故应该将高阻值电阻串联在电路中,从而使通过人体的电流很小。
测电笔在使用时要用手与尾部的金属体相接触,所以甲图测电笔接触火线或零线,氖管都不发光,使用方法是错误的;乙图和丙图的使用方法是正确的。
故答案为:(1)丙;丁;
(2)鉴别火线与零线;串联;大;乙、丙。
(1)触电的实质是人体直接或间接与火线连通,并通过大地或零线形成通路;安全用电的基本原则是不接触低压带电体,不靠近高压带电体。
(2)用测电笔来鉴别火线与零线。正确使用测电笔:手接触笔尾金属体,笔尖接触导线,氖管发光,导线是火线,氖管不发光的是零线。手千万不要接触笔尖金属体。
本题考查了触电的原因和测电笔的使用方法,难度不大;了解触电是如何形成的,知道如何预防触电事故的发生,是我们应该熟知的。
24.【答案】节能,效率高 B40℃21.68×105
【解析】解:(1)根据其原理:将进水管与出水管贴在一起,利用进水管中的冷水给出水管中的开水降温,同时,进水管中的冷水被预热后送到加热腔中用电加热器烧开,由此可知其优点是节能,热效率高;
由其工作原理知进入饮水机的水在热交换套管被预热是利用了热传递,加热腔加热也是水吸收了电热丝的热量,也属于热传递方式增大水的内能。故B符合题意;
(2)因20℃的自来水经热交换套管后被预热成80℃,同时相同质量的100℃的开水从加热腔流进热交换套管后变为温开水流出,
所以,不计热损失时,冷水吸收的热量和热水放出的热量相等,
由Q=cm△t可得:
,
解得:t0=40℃;
(3)由饮水机的出水流量为2.0L/min可知,每分钟加热水的体积:
V=2.0L=2.0×10−3m3,
由ρ=mV可得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10−3m3=2kg,
水吸收的热量:
=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(100℃−80℃)
=1.68×105J,
故答案为:(1)节能,效率高;B;(2)40℃;(3)2;1.68×105。
(1)根据其原理说明其优点;
根据其工作过程分析解答;
(2)由题意可知,20℃的自来水经热交换套管后被预热成80℃,同时相同质量的100℃的开水从加热腔流进热交换套管后变为温开水流出,不计热损失,根据Q=cm△t得出等式即可得出直接饮用的温开水的温度;
(3)由出水流量可知,每分钟加热水的体积,根据ρ=mV求出水的质量,根据求出加热腔内水吸收的热量,
本题考查了吸热公式、密度公式吸热公式的灵活应用,关键是根据题干获取有用的信息。
25.【答案】变小 变大 10 115 能 并联在R0两端
【解析】解:
(1)当被称物体的质量增加时,压敏电阻受到的压力增大;
由R−F图象可知,压力增大时,压敏电阻的阻值减小,总电阻减小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;
(2)空载时,踏板对压敏电阻的压力:,
根据图3可知,压力F=50N时,压敏电阻的阻值R=240Ω;
此时电路的总电阻:,
由串联电路的电阻特点可得,R0的阻值:;
(3)由题意可知,电子秤是由电流表改装而成的,且当电子秤所测质量最大时,对应的电流表示数达到最大值;
所以,此时电路中的电流:,
则定值电阻两端的电压为:,
压敏电阻两端分得的电压:UR=U−U0=12V−6V=6V,
压敏电阻的阻值:,
由图3可知,此时压敏电阻受到的压力为1200N,
因为,
则所测物体的最大重力为:,
由G=mg可得,该电子秤的最大量程:
;
(4)根据串联分压的规律可知,当压力增大时,压敏电阻的阻值减小,压敏电阻两端的电压也减小,则定值电阻R0两端的电压变大,故可以把电压表并联在R0两端,能反映物体质量的变化情况,所以能利用电压表制造电子秤。如下图所示:
故答案为:(1)变小; 变大; (2)10;(3)115;(4)能; 并联在R0两端。
(1)根据R与F的关系图象结合欧姆定律进行分析解答;
(2)根据电路图可知,压敏电阻R和定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流;
空载时,踏板对压敏电阻的压力F等于踏板的重力,根据G=mg即可求出压力F的大小;
由图3读出压力F对应的压敏电阻的阻值,已知此时电路中的电流,然后利用欧姆定律求出总电阻,再根据根据串联电路的电阻特点即可求出R0的阻值。
(3)当电子秤所测质量最大时,对应的电流表示数达到最大值,根据欧姆定律求出定值电阻两端的电压,利用串联电路的电压特点和欧姆定律求出压敏电阻的阻值,由图3读出压敏电阻受到的压力即为踏板和最大称量的重力之和,再根据G=mg求出该电子秤的量程;
(4)根据图3和串联分压的规律可知,当压力增大时,压敏电阻的阻值减小,压敏电阻两端的电压也减小,则定值电阻R0两端的电压变大,故可以利用电压表制造电子秤。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律及其变形公式的灵活运用,关键是正确分析电路图和从图象中得出相关的信息,要注意计算时要考虑踏板的压力。
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