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2021-2022学年辽宁省抚顺市望花区九年级(上)期末物理试卷(含答案解析)
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2021-2022学年辽宁省抚顺市望花区九年级(上)期末物理试卷
1. 如图所示是一标有“3V 15mA“字样的无线光电鼠标,它主要由两部分组成,分别是插在电脑usb接口上的接收器和操控电脑的鼠标。关于图中鼠标下列论述正确的是( )
A. 鼠标正常工作电压为6V
B. 鼠标的接收器与电脑其他各接口间为串联关系
C. 鼠标休眠不工作是通过增大功率来达到省电的目的
D. 鼠标充电的过程是电能转化为化学能的过程
2. 如图是小明冲咖啡的情景,小明发现冲出的咖啡温度越高且浓度越浓,人闻到的香味就越浓;反之冲出的咖啡温度越低越淡,人闻到的香味就越淡,如果放置一段时间后的咖啡用汤勺搅拌搅拌,人闻到的咖啡香味会比搅拌前浓一些。以下关于上述现象的说法正确的是( )
A. 从上面的现象可知咖啡的越浓,分子无规则运动越剧烈
B. 咖啡逐渐变凉的过程是咖啡的内能逐渐减小的过程
C. 搅拌后闻到的香味浓一些,是搅拌使咖啡的内能增加的缘故
D. 随着咖啡的温度逐渐降低,咖啡的比热容将逐渐变小
3. 为了探究做功与物体内能变化的关系,小明同学做了图甲和图乙两个实验。关于这两个实验下列论述正确的是( )
A. 图甲是摩擦做功使筒壁温度升高,然后通过热传递使气体温度升高
B. 从内燃机能量转化角度看图甲和图乙分别相当于内燃机的压缩和做功冲程
C. 图乙中烧瓶口处的白雾,是汽化现象,因此烧瓶内气体温度降低
D. 图甲中的活塞对筒内的硝化棉做功使其温度升高从而燃烧
4. 如图是现在住宅户内标准配电系统简图。下列说法正确的是( )
A. 电能表是用来计量家中所工作用电器的功率
B. 闭合空调开关空调工作,吊灯也一定同时工作
C. 插座处短路“漏电保护器”会立即切断电路
D. 空气开关“跳闸”,可能是电路短路了
5. 光电效应:一定频率的光照射在某种金属表面时,电子会从金属表面逸出,即光生电。“爱因斯坦”因正确解释了这一现象,而获得了1921年诺贝尔奖。如图用某种频率光照射金属板,会发现与金属板相连的金属箔片会张开。关于这一现象下列论述正确的是( )
A. 验电器的原理与摩擦过的橡胶棒吸引纸屑的原理相同
B. 电子从金属表面逸出是光照射使金属板创造了电子
C. 电子逸出后的运动方向与其所形成电流方向相反
D. 电子从金属表面逸出的过程是电能转化为光能的过程
6. 如图所示为一个电路“盲盒“,内部有U=6V的电源、定值电阻R1和R2(R2=1.5R1),它们以某种连接方式在密封盒内。用电流表连接AB、AC、BC接线柱时,电流表测得电流大小分别为IAB=0.6A、IAC=0.4A、IBC=0。关于电路连接结构,下列判断正确的是( )
A. 电流表接AC接线柱时两电阻为并联关系
B. 用电压表进行上述操作也能判断出电路的结构
C. 电源的一个极与A接线柱相连在一起
D. 把A、B、C三接线柱用导线连接在一起,将会短路
7. 如图电路,灯泡额定电流为0.4A,将变阻器滑片置于中点。闭合开关,灯泡正常发光,调节滑动变阻器的滑片,电流表A0和A2分别先后出现,电表指针偏转角度与电流表A1相同的情况。关于滑动变阻器滑片移动过程中,下列分析正确的是( )
A. 移动滑动变阻器滑片的过程中,电压表V的示数逐渐变大
B. 滑动变阻器滑片的移动方向为由中点向左移动
C. 电流表A0与电流表A2的示数之差变小
D. 电压表V与电流表A0的示数之积将保持不变
8. 如图电源电压为U,灯泡L1和L2的额定电压分别是U1和U2,电压关系为:U1 A. 灯泡L1发生短路
B. 灯泡L1发生断路
C. 灯泡L2发生短路
D. 灯泡L2发生断路
9. 图中所示的甩棉花糖情景在你的脑海中再熟悉不过了,利用你所学过的物理知识来分析,下列关于甩棉花糖的论述正确的是( )
A. 蓬松的棉花糖很容易分开,是因为糖分子间没有了引力
B. 加热火焰被高压喷出,提高了热效率,因此提高了热值
C. 砂糖变为棉花糖后,糖的比热容不发生变化
D. 糖的温度升高是通过热传递的方式完成的
10. 如图电路闭合开关后,灯泡L1的亮度大于灯泡L2的亮度,关于该电路有关说法正确的是( )
A. 通过灯泡L1的电流大于通过灯泡L2的电流
B. 电源的两极对调两灯的发光情况将不变
C. 灯泡L1的功率大于灯泡L2的功率
D. 如果改变开关的位置,其控制作用将改变
11. 为了防止在炎热的夏季高速运行的汽车爆胎,一些车辆上都有胎压报警装置,其主要部件是胎压检测探头,这样可以大大降低爆胎带来的危害;而在冬天为了防止冻裂水箱,在水箱内都加有防冻剂。关于题中的描述下列论述正确的是( )
A. 轮胎爆胎的过程是内能转化为机械能过程
B. 胎压报警装置中的检测探头是由超导材料制成的
C. 高速运行的汽车通过做功方式改变其内能会使胎压升高
D. 汽车的防冻剂不但需要凝固点低,还需要吸热能力强
12. 如图电路,R为定值电阻。闭合开关,当滑动变阻器的滑片在最左端时,电流表示数为0.2A,变阻器的电功率为1.2W;当滑片移动至某一位置时,电压表示数为2V,变阻器的电功率为0.8W。关于该电路说法正确的是( )
A. 该电路的电源电压为10V B. 定值电阻R的为20Ω
C. R可以达到的最大功率为7.2W D. 开关断开后,两电表示数为零
13. 蜡染是我国民间传统工艺,如图为蜡染中的点蜡工序,即把不染色的地方涂上蜡液,然后放入染缸中进行染色。由于凝固在布上,蜡与布间的作用力会比液体时______,所以能牢固的粘在布上,染料能把布染色,是因为染料分子在做______的缘故。熔蜡的恒温熔锅,所用插头为三脚插头,插头上标着E的导线和恒温熔锅的______相连接在一起,这样可以大大降低漏电所带来的危害。
14. 在今年暑假的“开学第一课”,中国“太空出差”三人组中的刘伯明,为同学们展示了“太空书法”,书写了“理想”二字。搭载三名航天员的运载火箭,在燃料选取上应该选热值______(填“较大”或“较小”)的燃料;刘伯明在太空大秀书法时,其他两名宇航员能否闻到墨香?______。
15. 如图所示草坪景观灯,为夜晚提供了靓丽的风景。图中各景观灯之间其连接关系为______关系。在夜晚石板路的温度远低于草坪的温度,这是由于石头______的缘故;石头很难被压缩,是因为分子间存在______。
16. 小明设计如图电路,在AB间分别接入下列文具:①铁夹、②塑料尺、③铅笔芯、④橡皮。闭合开关,当AB间接入上述文具时,能使发光二极管发光的是:______(填序号),如果把发光二极管的两个管脚对调接在原电路,发现接入任何一个文具都不能使发光二极管发光,这是由于发光二极管具有______;发光二极管主要是由______材料制成的。
17. 如图将有机玻璃架在两本书之间,下方放些纸屑,用丝绸反复摩擦有机玻璃,纸屑就会上下飞舞、跳跃不停。这是因为摩擦的有机玻璃带了电,具有______的性质。如果有机玻璃带有负电,是因为在摩擦的过程中,有机玻璃______电子的缘故,物体带有电荷的多少叫电荷量,电荷量的单位是______。
18. 如图所示是常见的插排,当将插头插入家庭电路后,零线N与火线L间的电压为______ V,在三孔插座中,插座中间的插孔与______线相连。当家庭电路中的保险丝熔断时,可能是电路发生了短路,也可能是电路______。
19. 华为nova9Pro不仅在潮美外观、影像系统等方面提升到一个新高度,同时还具备华为新一代的100W超级快充。如果手机的电池容量为4000mA⋅h,电压为4.0V,快充时的功率为100W,如果不考虑快充时的电能损耗,利用该项快充技术,把这款手机电池从电量0%充到100%,需要的时间是______ s,充满电后储存的电能可让如图所示的电能表转盘转______转,图中的电能表允许电路接入的用电器总功率不超过______ W。
20. 如图所示,小灯泡标有“6V 3W”字样(灯丝电阻随温度变化),闭合开关S,滑动变阻器的滑片P在最左端时,电压表的示数为8V,小灯泡正常发光,则电源电压为______ V,电流表示数为______ A;当滑动变阻器的滑片P从最左端向右移到某点时,电压表示数变化了2V,此时小灯泡功率为1.6W,则变阻器接入电路中的阻值为______Ω。
21. 如图电路电流表量程为0∼0.6A,灯泡L为“12V 6W”,滑动变阻器为“40Ω1A”。只闭合S1,在变阻器可调范围内滑动滑片,绘制了电流表示数与变阻器连入阻值变化关系的图象(图乙);只闭合S2时,在变阻器可调范围内滑动滑片,绘制了电压表与电流表的示数变化图象(图丙)。U−I图象中a点的电压值为______ V,上述变化中,滑动变阻器连入电路的最小阻值为______Ω,该电路最大电功率为______ W。
22. 如图所示,两灯泡的额定电压均为220V。当开关闭合后,两灯都正常发光,且插座不受开关控制,请将电路连接完整。
23. 如图所示电路,请在甲、乙、丙三处分别填上电流表或电压表,使电路为并联电路。
24. 请你根据图中所提供的各元件的连接情况,画出对应的电路图。
25. 你知道雷击树木,为什么树木会四分五裂吗?首先,树木是地面上相对较高的物体,在雨天雷云放电时,最先接触到的点就是树尖,雷电从树尖向下贯穿整个树干。此时强大的电流在遇到树干时会产生强大的热量,热量会将树内水分瞬间汽化,而树内汽化后的气体需要一个突破口,这样就把树炸裂开,在炸开的同时一巨大“白气”团从树内迸出。通过上面的简单学习,请你回答下面的问题。
(1)雷电通过大树瞬间产生强大的热量,是电流的什么效应?
(2)巨大“白气”团从树内进出是如何形成的?
26. 如图这是世界上第一款能容纳两名飞行员的隐形战斗机歼−20的双座版。若歼−20在高空中飞行时在恒定的水平推力F作用下,以720km/h的速度沿水平方向匀速航行30min,需要燃烧航空煤油3t。已知飞机发动机提供的机械功率是3.2×107W,(q油=4×107J/kg、g=10N/kg)试求:
(1)如果歼−20质量为25t,静止在水平地面上时与地面的接触面积为1m2,对水平地面的压强p;
(2)歼−20在上述航行30min的过程中获得的水平推力F;
(3)歼−20发动机的热机效率η。
27. 如图是一款家用蒸汽挂烫机及它的电路图,通过旋转挡位开关,可实现低挡、高挡的转换,高挡时额定功率为1100W,低挡时额定功率为440W。使用时水箱中部分水通过进水阀门进入电热杯加热至沸腾,产生的水蒸气通过蒸汽软管从蒸汽喷头喷出,从而熨烫衣服。[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
(1)挂烫机正常工作时,电路中最大电流是多少?
(2)发热电阻R2的阻值是多少?
(3)如果电热杯内0.5kg、23℃的水加热到100℃需要的时间至少为多少?
28. 小明在做“探究物质吸热多少跟哪些因素有关”的实验时,使用相同的电加热器给液体甲和乙加热。实验数据如表:
液体
次数
质量m/kg
升高的温度Δt/℃
加热的时间t/min
甲
1
0.1
5
2
2
0.1
10
4
3
0.2
10
8
乙
4
0.1
5
4
(1)用完全相同的加热器,目的是加热相同的时间,使甲、乙两种液体吸收的热量______。
(2)①由1、2可得:质量相同的同种物质,升高的温度越高,吸收的热量就越______。
②由2、3可得:同种物质升高相同的温度,物质的质量越______,吸收的热量就越多。由1、4可得:物质吸收的热量多少与物质的______有关。甲、乙两种物质中,______的吸热能力更强。
(3)如果甲的比热容是1.4×103J/(kg⋅℃),则乙的比热容是______J/(kg⋅℃)。
29. 如图是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。甲、乙、丙三个相同的密闭容器,内装有质量______红色的煤油,插有两端开口的玻璃管,接通电路前玻璃管内液柱高相同。
(1)①通过对比观察甲、乙两容器中的玻璃管液面变化情况,发现甲容器中的玻璃管液面变化大。得出的结论是:在其他条件相同的情况下,______越大电流产生的热量越多;
②通过对比观察______、丙两容器中的玻璃管液面变化情况,发现丙容器中的玻璃管液面变化大。得出的结论是:在其他条件相同的情况下,电流越大电流产生的热量______。
③断开开关,把乙容器的电阻用导线短接,待玻璃管内液柱恢复到原高度后,闭合开关,通过对比观察甲、丙两容器中的玻璃管液面变化情况,发现丙容器中的玻璃管液面变化大于甲容器,这说明______对产生热量多少影响更大。
(2)在(1)中,第______步的结论可以解释电饭锅做饭时,导线不热而电饭锅热的原因。
30. 下面是小明探究“串、并联电路的电压特点”实验过程。
(1)小明先探究“并联电路的电压特点”。按着如图电路,选择两个规格______的灯泡连接成电路,闭合开关,用电压表分别测出两灯泡和电源的电压,会发现三次测量电压表的示数是______(填“相等”或“不等”)的。多次实验后,得到了并联电路的电压规律,并联电路各用电器两端电压______。
(2)接着小明想探究“串联电路的电压特点”。小明认为只要去掉导线a就可以使两灯串联,按着这样的操作,会发现灯泡______不发光,电压表的示数为______ V。正确连接电路后,经多次实验,得出:串联电路中电源电压等于各用电器两端电压______的结论。
31. 小明设计了如图电路来探究“导体电阻与哪些因素有关“。电路中a、b、c为材料相同规格不同的导体。(a与b横截面积相同,b与c长度相同)
(1)为了能完成实验探究,应该把______(填“电压表”或“电流表”)接在电路中,通过电表示数来判断电阻大小。
(2)①如果选用a、b两个导体,可以来探究导体的电阻大小与______的关系,发现测量a时电表的示数较大;
②如果选用b、c两个导体,来探究导体的电阻大小与横截面积的关系时,发现测量b时电表的示数较大,这说明在材料和长度相同时,横截面积越大,导体的电阻______;
③如果把b、c换成与a长度和横截面积相同,彼此材料不同的导体,实验时电表的示数不同,这说明导体的电阻与______有关。
(3)实验中a、b、c三个导体的电阻大小关系为:______。
32. 小明在做探究“电流与电阻的关系”实验时,准备了以下器材:阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻、标有“30Ω1A”的滑动变阻器、学生电源等器材。
(1)小明连接的电路如图甲所示,闭合开关后,发现______(填“电流表”或“电压表”)无示数,经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误,请在图中错误的那根导线上画“×”,并画出正确的连线。
(2)改正错误后,将电源电压调为4.5V,小明先将5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片在某位置时,电流表的示数为0.5A;将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,他应将滑动变阻器的滑片向______(填“左”或“右”)移动,使电压表的示数保持______ V不变,再次读取电流表的示数。
(3)将电源电压调为7.5V,定值电阻的控制电压设为3.5V,对电路不做其他改动,利用所给的六个定值电阻分别进行实验探究,能完成几次探究?______。
通过大量的测量,小明得到了电流与电阻的关系为:当电压一定时,电流与电阻成______。
(4)小明将定值电阻换成小灯泡L1,测出了几组电流值和电压值,并绘制了L1的I−U图象如图乙所示。所示图象不是一条直线,其原因是______;通过分析图象可知,灯泡的功率越大,灯丝的电阻越______。
(5)小明同学还想测量额定电压为U额的小灯泡L2的额定功率,利用上述实验中的小灯泡L1和绘制的图象,设计了如图丙所示的电路(电源电压为U),测出了小灯泡L2的额定功率。请将他的实验步骤补充完整。
①合理的闭合相应的开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为______,此时L2正常发光;
②______(填三个开关的闭合或断开情况),滑动变阻器的滑片______(选填“移到最左端”、“移到最右端”或“保持不动”),此时电压表的示数为U1,根据L1的I−U图象可知,当电压为U1时,对应的电流为I1。
③则小灯泡L2额定功率的表达式为P额=______。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A、由“3V 15mA”知:鼠标正常工作时的电压是3V,故A错误;
B、鼠标的接收器与电脑其他各接口间互不影响,为并联关系,故B错误;
C、根据W=Pt可知,鼠标休眠不工作是通过减小功率来达到省电的目的,故C错误;
D、鼠标充电的过程是电能转化为化学能的过程,故D正确;
故选:D。
(1)由鼠标铭牌可以找出它的额定电压;
(2)并联电路中,各支路互不影响;
(3)根据W=Pt分析;
(4)鼠标工作时把部分电能转化为光能,部分电能转化为电磁波的能量。
本题考查了鼠标的工作电压、电路的辨别、能量的转化、W=Pt的应用,是一道综合题,根据所学知识细心解答即可,是一道基础题。
2.【答案】B
【解析】解:A、冲出的咖啡温度越高、浓度越浓,人闻到的咖啡味越浓,但咖啡浓,咖啡温度不一定高,分子无规则运动不一定剧烈,故A错误;
B、咖啡在逐渐变凉的过程中,放出热量,温度降低,内能不断减少,故B正确;
C、如果放置一段时间后的咖啡,液面为温度降低,内部温度较高,用汤勺搅拌搅拌,液面的温度升高,分子无规则运动越剧烈,人闻到的咖啡香味会比搅拌前浓一些,不是搅拌使咖啡的内能增加,故C错误;
D、随着咖啡的温度逐渐降低,咖啡还是液态,其比热容大小不变,故D错误。
故选:B。
(1)不同物质接触时,分子彼此进入对方的现象叫扩散,扩散现象说明分子在不停地做无规则运动,温度越高,分子运动越剧烈。
(2)影响内能大小的因素是质量、温度和状态;
(3)比热容是物质的一种特性,其大小与物质的种类、状态有关,而与质量、体积、温度无关。
本题考查了扩散现象与温度的关系、影响内能大小的因素、对比热容特性的理解,综合性较强。
3.【答案】B
【解析】解:A、图甲是压缩筒内空气做功使气体温度升高,然后通过热传递使筒壁温度升高,故A错误;
B、从内燃机能量转化角度看,图甲是压缩空气做功,将机械能转化为内能,与内燃机的压缩冲程能量转化相同;图乙是气体膨胀对外做功,将内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程能量转化相同,故B正确;
C、图乙中烧瓶口处的白雾,是水蒸气遇冷发生的液化现象,因此烧瓶内气体温度降低,故C错误;
D、图甲中的活塞对筒内空气做功,再通过热传递使硝化棉的温度升高,从而使其燃烧,故D错误。
故选:B。
(1)做功和热传递都可以改变物体的内能;对物体做功,物体的内增大、温度升高,物体对外做功,自身的内能减小、温度降低;内燃机的做功冲程中将内能转化为机械能;压缩冲程中将机械能转化为内能;
(2)白雾是水蒸气遇冷液化形成的小水滴。
本题围绕做功与物体内能的改变考查了两个常见的实验,要注意对实验过程和实质的分析。
4.【答案】D
【解析】解:A、电能表用来计量家中所有用电器消耗电能多少的仪器,故A错误;
B、家庭电路中各用电器之间是并联的,互不影响,空调正常工作时,吊灯不一定发光,故B错误;
C、如果插座被短路,电路中的电流过大,空气开关会断开;只有进户线的火线与零线的电流不相等,且差值达到一定值时,漏电保护器才会切断电路,故C错误;
D、空气开关“跳闸”的原因是干路中的电流过大,可能是电路发生短路引起的,也可能是总功率过大引起的,故D正确。
故选:D。
(1)电能表是测量电能多少的仪器;
(2)并联电路各支路互不影响;
(3)漏电保护器俗称漏电开关,当家庭电路工作正常时,从进户线流入的电流与出户线流出的电流相等,漏电保护器不会切断电源;当家庭电路中发生漏电现象时,流入与流出的电流不相等,满电保护器工作,切断电源,从而达到保护的功能;
(4)空气开关,又名空气断路器,是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关。当家庭电路发生短路,严重过载及其他故障时,它能立刻分断电路。
此题考查了家庭电路中各用电器之间的连接以及漏电保护器和空气开关的作用,属于基本规律的应用。
5.【答案】C
【解析】解:
A、验电器的原理是同种电荷相互排斥,摩擦过的橡胶棒吸引纸屑的原理是带电体有吸引轻小物体的性质,所以验电器的原理与摩擦过的橡胶棒吸引纸屑的原理不相同,故A错误;
B、一定频率的光照射在某种金属表面时,金属束缚电子的能力弱,电子会从金属表面逸出,并不是创造了电子,故B错误;
C、电子带负电,电子定向移动的方向与电流的方向相反,故C正确;
D、电子会从金属表面逸出,光生电,所以是光能转化为电能,故D错误。
故选:C。
(1)同种电荷相互排斥;带电体有吸引轻小物体的性质;
(2)电子溢出,并不是创造了电子;
(3)负电荷定向移动的方向与电流的方向相反;
(4)电子溢出时产生了电流。
本题考查了电流的方向、验电器的工作原理、能量的转化,属于基础题。
6.【答案】C
【解析】解:
由I=UR可得,电路的总电阻:RAB=UIAB=6V0.6A=10Ω,
RAC=UIAC=6V0.4A=15Ω,
已知R2=1.5R1,
故R1=RAB=10Ω,R2=RAC=15Ω,电阻R1、R2串联在BC之间,再根据BC之间没有电源可知电源应接在AB、AC之间;
如图所示:
A、电流表接AC接线柱时,根据上述电路可知,此时电路为R2的简单电路,故A错误;
B、用电压表进行上述操作,会得出UAB=6V,UAC=6V,UBC=0V,
由于无法计算电阻的大小,所以无法判断电路的结构,故B错误;
C、根据上述电路图可知,电源的一个极与A接线柱相连在一起,故C正确;
D、根据上述电路图可知,把A、B、C三接线柱用导线连接在一起,电阻R1、R2并联,故D错误。
故选:C。
已知电压和电流,根据欧姆定律即可求电阻;根据实验现象分析内部结构,然后判断出把AB,AC连接起来时电路的连接情况;根据得出的电路结构对每个选项逐个分析。
本题考查电路的分析和欧姆定律的应用,关键是根据串联电路的电阻特点分析出内部电路结构。
7.【答案】B
【解析】解:由图可知,该电路为并联电路,电压表测量的是电源电压,电流表A1测量的是通过灯泡的电流,电流表A2测量的是通过滑动变阻器的电流,电流表A0测量的是干路中的电流;
A、由于电源电压不变,移动滑片时,电压表示数不变,故A错误;
B、由于并联电路中干路中的电流等于支路电流的和;灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为0.4A;电流表A0出现电表指针偏转角度与电流表A1相同的情况时,电流表A0选用的是大量程,此时的示数为2A;根据并联电路的电流关系可知,通过滑动变阻器的电流为2A−0.4A=1.6A,所以电流表A2选用的是大量程,电流表A2出现电表指针偏转角度与电流表A1相同的情况时,此时通过滑动变阻器的电流为2A,干路中的电流为2A+0.4A=2.4A;由于电流表A0和A2分别先后出现电表指针偏转角度与电流表A1相同的情况,所以通过滑动变阻器的电流是变大的,所以滑动变阻器的滑片应该向左移动,故B正确;
C、根据并联电路的电流规律可知,电流表A0与电流表A2的示数之差为通过灯泡的电流,由于并联电路各支路互不影响,通过灯泡的电流不变,则电流表A0与电流表A2的示数之差不变,故C错误;
D、电压表V示数不变,电流表A0的示数改变,电压表V与电流表A0的示数之积将改变,故D错误。
故选:B。
由图可知,该电路为并联电路,电压表测量的是电源电压,电流表A1测量的是通过灯泡的电流,电流表A2测量的是通过滑动变阻器的电流,电流表A0测量的是干路中的电流;
根据电源电压判定电压表示数的变化;
根据电流表A0和A2分别先后出现电表指针偏转角度与电流表A1相同的情况和并联电路电流的规律判定滑动变阻器接入电路中电阻的变化;
根据并联电路的电流关系分析电流表A0与电流表A2的示数之差的变化;
根据电流表A0示数的变化判定电压表V与电流表A0的示数之积的变化情况。
本题考查了电路的动态分析,明确并联电路电流的规律是解题的关键。
8.【答案】A
【解析】解:由电路图可知,两灯泡串联,电流表测量电路电流;
A、若灯泡L1发生短路,则电路为L2的简单电路,灯泡L2两端电压等于电源电压,由于U
C、若灯泡L2发生短路,则电路为L1的简单电路,灯泡L1两端电压等于电源电压,由于U1 故选:A。
根据电路图可知,两灯泡串联,电流表测量电路电流,闭合开关后两灯都发光,过一段时间后,一灯熄灭,一灯发光,根据串联电路中发生断路时整个电路不能工作判出故障不可能是断路;然后分析短路时灯泡两端电压,当灯泡两端电压大于其额定电压时,灯泡会被烧坏。
本题考查电路的故障分析,注意当灯泡两端电压大于额定电压时,灯泡容易烧坏。
9.【答案】CD
【解析】解:A、蓬松的棉花糖很容易分开,是因为糖分子间引力较小,故A错误;
B、燃料的热值是燃料的一种特性,与燃料的种类有关,所以加热火焰被高压喷出,热值不变,故B错误;
C、比热容是物质本身的一种特性,其大小是由物质种类以及状态决定,所以砂糖变为棉花糖后,糖的比热容不发生变化,故C正确;
D、糖的温度升高是通过热传递的方式完成的,故D正确。
故选:CD。
(1)分子间存在相互作用的引力和斥力;
(2)燃料的热值是燃料的一种特性,与燃料的种类有关;
(3)比热容是物质本身的一种特性,其大小是由物质种类以及状态决定;
(4)热传递可以改变物体的内能。
本题主要考查了分子间的作用力、热值、比热容以及热传递的知识点,题目比较综合。
10.【答案】BC
【解析】解:由图可知,灯泡L1、L2串联;
A、串联电路中电路处处相等,所以通过灯泡L1的电流等于通过灯泡L2的电流,故A错误;
B、电源的两极对调,电路中电流的方向发生改变,但是对用电器的工作没有影响,则两灯的发光情况将不变,故B正确;
C、灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,实际功率越大,灯泡越亮,由于灯泡L1的亮度大于灯泡L2的亮度,则灯泡L1的功率大于灯泡L2的功率,故C正确;
D、在串联电路中,开关的位置不影响开关的控制作用,故D错误。
故选:BC。
(1)由图可知,灯泡L1、L2串联,根据串联电路的电流特点可知两灯的电流关系;
(2)电流方向发生改变,对用电器的工作没有影响;
(3)灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,实际功率越大,亮度越亮;
(4)在串联电路中,开关的位置不影响开关的作用。
本题考查串联电路的特点,串联电路中开关的作用,灯泡的亮度由的灯泡的实际功率决定,题目难度不大。
11.【答案】ACD
【解析】解:A、发生爆胎时,轮胎内的气体对外做功,将内能转化为机械能,故A正确;
B、胎压报警装置中的检测探头是压敏电阻,压敏电阻由半导材料制成的,故B错误;
C、长时间高速行驶的汽车轮胎发热,是因为轮胎是克服摩擦力做功,机械能转化成内能,属于做功改变内能,故C正确;
D、汽车的防冻剂不但需要凝固点低,沸点高,还需要吸热能力强,故D正确。
故选:ACD。
(1)(3)做功和热传递都可以改变物体的内能,做功是能量的转化,热传递是能量的转移;
(2)压敏电阻是用半导体材料制成的;
(4)防冻液中掺入了专门的物质,使凝固点降低,沸点升高;冷却液的比热容大,质量相同的冷却液和其它物质相比,升高相同的温度,吸收的热量多。
本题考查改变物体内能的方式、半导体材料的应用以及防冻液的特性,重点考查学生利用所学物理知识解释生活现象的能力,难度不大。
12.【答案】AB
【解析】解:AB、闭合开关,滑动变阻器和定值电阻串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压,当滑动变阻器的滑片在最左端时,滑动变阻器接入的电阻最大,电流表示数为0.2A,变阻器的电功率为1.2W,
根据P=UI可知滑动变阻器两端的电压U1=P1I1=1.2W0.2A=6V,
根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知电源电压U=U1+UR=6V+0.2A×R.......①;
当滑片移动至某一位置时,电压表示数为2V,变阻器的电功率为0.8W,
根据P=UI可知电路电流I2=P2U2=0.8W2V=0.4A,
根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知电源电压U=U2+UR′=2V+0.4A×R.......②;
联立①②得:U=10V,R=20Ω。
故AB正确;
C、当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,电路为R的简单电路,总电阻最小,根据欧姆定律可知电路中的电流最大,根据P=I2R可知R的电功率最大,最大功率为P=U2R=(10V)220Ω=5W,故C错误;
D、开关断开后,电路未接通,故电流表的示数为0,电压表与电源接通,可测量电源电压,故电压表的示数为10V,故D错误。
故选:AB。
(1)闭合开关,滑动变阻器和定值电阻串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压,当滑动变阻器的滑片在最左端时,滑动变阻器接入的电阻最大,电流表示数为0.2A,变阻器的电功率为1.2W,根据P=UI可知滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知电源电压的表达式;
当滑片移动至某一位置时,电压表示数为2V,变阻器的电功率为0.8W,
根据P=UI可知电路电流,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知电源电压的表达式,联立可得电源电压和R的阻值。
(2)当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,电路为R的简单电路,总电阻最小,根据欧姆定律可知电路中的电流最大,根据P=I2R可知R的电功率最大,根据P=U2R得出最大功率;
(3)开关断开后,电路未接通,故电流表的示数为0,电压表与电源接通,可测量电源电压。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律的应用和电功率的计算,难度不大。
13.【答案】大 无规则运动 金属外壳
【解析】解:蜡液凝固在布上,蜡与布间的作用力会比液体时要大一些,所以能牢固的粘在布上;染料能把布染色,这是因为染料分子在不停地做无规则运动;
为了保证用电的安全,三脚插头上标着E的导线和恒温熔锅的金属外壳相连,插座上相应的导线和室外的大地相连;当恒温熔锅外壳漏电时,人接触恒温熔锅外壳,人被接地导线短路,能防止人体触电。
故答案为:大;无规则运动;金属外壳。
分子间存在相互作用的引力和斥力;分子都在不停地做无规则运动;
有金属外壳的用电器使用三脚插头,E导线(较长的插脚)和用电器的金属外壳相连,插入插座时,与大地连接,当用电器漏电时,人接触用电器,人被接地导线短路,即使接触了漏电的用电器也不会发生触电事故。
本题考查了三孔插座的作用、分子动理论的相关内容,属于基础题。
14.【答案】较大 能闻到墨香
【解析】解:(1)热值是指1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,热值的大小只与燃料的种类有关,完全燃烧相同质量的燃料,热值大燃料,能够放出更多的热量,所以搭载三名航天员的运载火箭,在燃料选取上应该选热值较大的燃料;
(2)由于分子在永不停息地做无规则运动,所以其他两名宇航员能闻到墨香。
故答案为:较大;能闻到墨香。
(1)热值是指1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,热值的大小只与燃料的种类有关,完全燃烧相同质量的燃料,热值大燃料,能够放出更多的热量;
(2)分子在永不停息地做无规则运动。
本题考查热值的概念、分子动理论内容,题目比较基础。
15.【答案】并联 比热容较小 斥力
【解析】解:图中各景观灯之间可以独立工作,故它们是并联关系;
根据公式Q=cmΔt可知,在质量和初温相同时,石头的比热容较小,同样冷却的情况下,放出相同热量,但石头温度降低的比草地大,使石板路的温度远低于草坪的温度;
石头很难被压缩,是因为分子间存在相互作用的斥力。
故答案为:并联;比热容较小;斥力。
(1)串联电路电流只有一条路径,各处电流相等,用电器不能独立工作;并联电路:电流有两条或两条以上路径,各用电器可以独立工作,各支路电压相等;
(2)利用比热容的概念及公式Q=cmΔt分析解题;
(3)分子间存在相互作用的引力和斥力。
本题考查了串并联电路的辨别、比热容的概念及应用、分子间的作用力,是一道综合题。
16.【答案】①③ 单向导电性 半导体
【解析】解:(1)铁夹、铅笔芯属于导体,塑料尺和橡皮都属于绝缘体,故①③能使发光二极管发光;
(2)发光二极管由半导体材料制成,发光二极管具有单向导电的特性,在接入时,应使电流从较长的接线脚流入,从较短接线脚流出。如果电流从较短接线脚流入,由于二极管具有单向导电性,则电路处于开路状态。
故答案为:①③;单向导电性;半导体。
(1)导体和绝缘体:容易导电的物体是导体,不容易导电的物体是绝缘体;
(2)如果电流从较短接线脚流入,由于二极管具有单向导电性,则电路处于开路状态。
本题考查了导体、绝缘体、半导体,知道二极管是由半导体材料制成,并知道其具有单向导电性,这是本题考查的重点,属物理常识。
17.【答案】吸引轻小物体 得到 库仑
【解析】解:(1)带电体具有吸引轻小物体的性质,用干燥的丝绸在玻璃板上摩擦,有机玻璃板能将碎纸屑“吸”起,这是因为摩擦过的有机玻璃板带了电荷,能吸引轻小物体;
(2)“摩擦起电”并不是创造了电,只是依靠摩擦,使电荷从一个物体转移到另一个物体,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电,并且相互摩擦的两个物体同时带上了等量异种电荷,如果有机玻璃带有负电,是因为在摩擦的过程中,有机玻璃得到电子的缘故;
(3)电荷的多少叫电荷量,其单位是库仑。
故答案为:吸引轻小物体;得到;库仑。
(1)摩擦可以使物体带电,带电体具有吸引轻小物体的性质;
(2)摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体;
(3)电荷的多少叫电荷量,其单位是库仑。
本题考查带电体的性质,摩擦起电以及电荷量的单位,难度不大。
18.【答案】220 地 总功率过大
【解析】解:家庭电路中零线N与火线L间的电压为220V;
在三孔插座中,插座中间的插孔与地线相连,可以用电器金属外壳漏电时将电流导入大地,防止人触电;
当家庭电路中的保险丝熔断时,可能是电路发生了短路,也可能是电路总功率过大。
故答案为:220;地;总功率过大。
家庭电路的电压为220V;三孔插座的接法是左零、右火、上接地;家庭电路中电流过大的原因是短路或用电器总功率过大。
本题主要考查了对家庭电路电压、三孔插座接法、家庭电路电流过大原因的了解,属电学基础知识。
19.【答案】144019.24400
【解析】解:(1)快充时消耗的电能:
W=UIt=4V×4000mA⋅h=4V×4A×3600s=57600J,
快充功率P=40W,
由P=Wt得快充需要的时间:
t=WP=57600J40W=1440s;
(2)1200r/(kW⋅h)表示,电路中每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转1200转,
快充消耗的电能:W=57600J=57600×13.6×106kW⋅h=0.016kW⋅h,
消耗这些电能让电能表转盘转的转数:
n=1200r/(kW⋅h)×0.016kW⋅h=19.2r;
(3)10(20)A中,20A是指电能表平时工作允许通过的最大电流,220V是指电能表的工作电压,电能表允许电路接入的用电器的最大电功率P最大=U′I最大=220V×20A=4400W。
故答案为:1440;19.2;4400。
(1)知道手机电池的容量,利用W=UIt求快充时消耗的电能,知道快充时的功率,利用P=Wt求快充需要的时间;
(2)1200r/(kW⋅h)表示,电路中每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转1200转,据此求快充消耗的电能让电能表转盘转的转数;
(3)10(20)A中,20A是指电能表平时工作允许通过的最大电流,220V是指电能表的工作电压,利用P=UI求电能表允许电路接入的用电器的最大电功率。
本题考查了电功率公式的应用,以及对电能表相关参数的理解,要知道:快充时消耗的电能W=UIt。
20.【答案】140.59
【解析】解:闭合开关S,该电路为定值电阻、滑动变阻器和灯泡的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测定值电阻和滑动变阻器两端的电压;
(1)当滑动变阻器的滑片P在最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为零,此时电压表测定值电阻两端的电压,已知电压表的示数为8V,即定值电阻两端的电压为UR=8V,此时灯泡正常发光,灯泡的额定电压为UL=6V,
由串联电路的电压特点可知电源电压为:U=UR+UL=8V+6V=14V;
由P=UI可知此时通过灯泡的电流为:IL=PLUL=3W6V=0.5A,即电路中的电流为I=IL=0.5A;
定值电阻的阻值为:R=URI=8V0.5A=16Ω;
(2)当滑动变阻器的滑片P从最左端向右移到某点时,电压表所测的总电阻变大,由串联电路分压规律可知电压表示数变大,
即此时电压表示数为U1=8V+2V=10V,由串联电路的电压特点可知此时灯泡两端的电压为:UL′=U−U1=14V−10V=4V,
已知此时灯泡的功率为PL′=1.6W,由P=UI可知,此时通过灯泡的电流为:IL′=PL′UL′=1.6W4V=0.4A,即电路中的电流为:I′=IL′=0.4A,
动变阻器接入电路的阻值和定值电阻的总电阻为:R总=U1I′=10V0.4A=25Ω,
由串联电路的电阻特点可知滑动变阻器接入电路的阻值为:RP=R总−R=25Ω−16Ω=9Ω。
故答案为:14;0.5;9。
闭合开关S,该电路为定值电阻、滑动变阻器和灯泡的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测定值电阻和滑动变阻器两端的电压;
(1)当滑动变阻器的滑片P在最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为零,此时电压表测定值电阻两端的电压,已知电压表的示数,即定值电阻两端的电压,又已知灯泡正常发光,由题知灯泡的额定电压,再由串联电路的电压特点可得出电源电压;利用P=UI可求出此时通过灯泡的电流,即电路中的电流;
利用I=UR的变形式可求出定值电阻的阻值;
(2)当滑动变阻器的滑片P从最左端向右移到某点时,电压表所测的总电阻变大,由串联电路分压规律可知电压表示数变大,由此可知电压表的示数,由串联电路的电压特点可得出此时灯泡两端的电压,再根据P=UI的变形式可求出此时通过灯泡的电流,即电路中的电流,根据欧姆定律可求出滑动变阻器接入电路的阻值和定值电阻的总电阻,便可求出滑动变阻器接入电路的阻值。
本题考查了欧姆定律和电功率计算公式的应用,熟练掌握相关计算公式及其变形式和串联电路的电流、电压和电阻特点是解题的关键。
21.【答案】9 6 9
【解析】解:(1)只闭合S1,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压。
电路电流表量程为0∼0.6A,滑动变阻器为“40Ω1A”,根据P=UI可知灯泡的额定电流IL=PLUL=6W12V=0.5A,
故电路中的最大电流为I=IL=0.5A,
从图乙可知此时滑动变阻器接入电路的阻值为6Ω,
根据欧姆定律可知此时滑动变阻器两端的电压U滑=IR滑=0.5A×6Ω=3V,
根据串联电路的电压特点可知电源电压U=UL+U滑=12V+3V=15V;
(2)只闭合S2时,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压。
从图丙可知,电路中的电流为0.3A时,滑动变阻器两端的电压为12V,
根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端的电压UR=U−U滑′=15V−12V=3V,
根据欧姆定律可知定值电阻的阻值R=URI′=3V0.3A=10Ω;
电路电流表量程为0∼0.6A,此时电路中的最大电流为0.6A,
根据欧姆定律可知电路总电阻R总=UI″=15V0.6A=25Ω,
滑动变阻器接入电路的阻值R滑′′=R总−R=25Ω−10Ω=15Ω,
根据欧姆定律可知此时滑动变阻器两端的电压U滑′′=I′′R滑′′=0.6A×15Ω=9V,
故U−I图象中a点的电压值为9V;
综上可知,上述变化中,滑动变阻器连入电路的最小阻值为6Ω,电路中的电流最大为0.6A,
电路最大电功率P=UI′′=15V×0.6A=9W。
故答案为:9;6;9。
(1)只闭合S1,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压。
电路电流表量程为0∼0.6A,滑动变阻器为“40Ω1A”,根据P=UI可知灯泡的额定电流,分析得出电路中的最大电流,从图乙可知电路中电流最大时滑动变阻器接入电路的阻值,根据欧姆定律可知此时滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的电压特点可知电源电压;
(2)只闭合S2时,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压。
从图丙可知,电路中的电流为0.3A时,滑动变阻器两端的电压为12V,根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端的电压,根据欧姆定律可知定值电阻的阻值;
电路电流表量程为0∼0.6A,据此得出此时电路中的最大电流,根据欧姆定律可知电路总电阻,根据电阻串联的特点得出滑动变阻器接入电路的阻值,根据欧姆定律可知此时滑动变阻器两端的电压,进而得出U−I图象中a点的电压值;
综上可知,上述变化中,滑动变阻器连入电路的最小阻值和电路中的电流最大值,根据P=UI得出电路最大电功率。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律的应用和电功率的计算,关键是从图中得出有用信息。
22.【答案】解:家庭电路电压为220V,两灯泡的额定电压均为220V,因两灯都能正常工作,则两灯应并联;开关S控制两灯,S接在干路上,根据安全用电原则,S要控制火线;
三孔插座不受开关S控制,按“左零右火上接地”的原则连入电路中,如下所示:
【解析】家庭电路电压为220V,根据灯的额定电压和并联电路电压的规律,确定两灯并联;开关与待测电路串联,为了安全,开关应控制火线;三孔插座按“左零右火上接地”的原则连入电路中。
本题考查了三孔插座、开关、灯泡的接法,注意家庭电路中的各用电器并联连接,开关接在火线与电灯之间。
23.【答案】解:因为要使电路成为并联电路,则图中定值电阻必须与变阻器并联,电流有两条路径,一条是从电源正极出发,经开关、下边的圈、滑动变阻器,回到电源负极;所以下边的圈内填电流表;另一条上,从电源正极出发,经开关、定值电阻、中间的圈,回到电源负极,所以中间的圈内填电流表;左上角的圈并联在电路中,为电压表。如下图所示:
【解析】电流表是串联使用的,并且电流表在电路中相当于导线;电压表是并联使用的,并且电压表在电路中相当于开路,据此分析解答。
本题考查了电路的组成、电流表和电压表的使用方法。解题的关键是明白电压表是并联使用,电流表是串联使用。
24.【答案】解:由实物图知,两灯并联,开关在干路上控制整个电路,电路图如图所示:
。
【解析】根据实物图分析电路的连接情况,再画出对应的电路图。
本题考查根据实物图画电路图,正确分析电路的连接方式以及开关的位置是关键。
25.【答案】答:(1)大树容易导电,属于导体,在雨天雷云放电时,电流通过大树,电能转化为内能,产生大量的热量,是利用电流的热效应;
(2)树内水分汽化成的水蒸气,水蒸气膨胀时把树炸裂开,此时,水蒸气内能减小、温度降低,液化成小水珠飘散在空中,即我们看到的“白气”团。
【解析】(1)电流通过导体时电能转化为内能,产生热量,这种现象叫做电流的热效应。
(2)物质由液态变为气态叫汽化,物质由气态变为液态叫液化。
本题考查了生活中电流的热效应现象、液化现象,分析时要将看到的现象与所学知识充分联系,属于基础题目。
26.【答案】解:(1)歼−20静止时,对水平地面的压力等于它的重力,即战斗机对地面的压力为:F压=G机=m机g=25×103kg×10N/kg=2.5×105N,
战斗机与地面的接触面积即地面的受力面积为1m2,则战斗机对地面的压强为:p=F压S=2.5×105N1m2=2.5×105Pa;
(2)航行30min,发动机做的功为:W=Pt=3.2×107W×30×60s=5.76×1010J,
歼−20飞行的距离为:s=vt=720km/h×0.5h=360km=3.6×105m,
歼−20获得的水平推力为:F=Ws=5.76×1010J3.6×105m=1.6×105N;
(3)3t航空煤油完全燃烧放出的热量:Q放=m油q油=3×103kg×4×107J/kg=1.2×1011J,
歼−20发动机的热机效率:η=WQ放×100%=5.76×1010J1.2×1011J×100%=48%。
答:(1)歼−20对水平地面的压强p为2.5×105Pa;
(2)歼−20在上述航行30min的过程中获得的水平推力F为1.6×105N;
(3)歼−20发动机的热机效率η为48%。
【解析】(1)歼−20静止时,对水平地面的压力等于它的重力,根据F=G=mg计算歼−20对地面的压力,已知歼−20与地面的接触面积即地面的受力面积,根据p=FS计算歼−20对地面的压强;
(2)根据W=Pt计算歼−20发动机做的功,根据s=vt计算歼−20飞行的距离,根据W=Fs计算水平推力的大小;
(3)根据Q放=mq计算航空煤油完全燃烧放出的热量,根据η=WQ放×100%计算歼−20发动机的热机效率。
本题考查压强、功、功率和热机效率公式的应用,知道静止物体对水平面的压力等于物体的重力是解题的一个关键,难度较大。
27.【答案】解:(1)根据P=UI知挂烫机正常工作时电路中最大电流为:I=P高挡U=1100W220V=5A;
(2)当挂烫机处于高温挡位时,总功率最大,由P=U2R可知,此时总电阻最小,则此时只有电阻R1工作;
当挂烫机处于低温挡位时,总功率最小,由P=U2R可知,此时总电阻最大,则此时两电阻串联;
由P=U2R分别算出R1和总电阻为:
R1=U2P高挡=(220V)21100W=44Ω,
R总=U2P抵挡=(220V)2440W=110Ω,
发热电阻R2的阻值为:R2=R总−R1=110Ω−44Ω=66Ω;
(3)水吸收的热量为:Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.5kg×(100℃−23℃)=1.617×105J,
不计热量损失,则消耗的电能W=Q吸=1.617×105J,
由P=Wt可得,加热需要的最短时间:t=WP高挡=1.617×105J1100W=147s。
答:(1)挂烫机正常工作时,电路中最大电流是5A;
(2)发热电阻R2的阻值是66Ω;
(3)将电热杯内0.5kg、23℃的水加热到100℃需要的最短时间是147s。
【解析】(1)根据P=UI算出挂烫机正常工作时电路中最大电流;
(2)当挂烫机处于高温挡位时,总功率最大,由P=U2R可知,此时总电阻最小,则此时只有电阻R1工作;
当挂烫机处于低温挡位时,总功率最小,由P=U2R可知,此时总电阻最大,则此时两电阻串联;
根据P=U2R分别算出R1的电阻和电路的总电阻,由串联电路电阻的规律算出R2的阻值;
(3)利用吸热公式Q吸=cm(t−t0)求出水吸收的热量,不计热量损失,则消耗的电能W=Q,根据t=WP求出加热的最短时间。
此题主要考查了电功率公式的灵活运用和吸热公式的应用,是一道综合题,但难度不是很大
28.【答案】相同 多 大 种类 乙 2.8×103
【解析】解:(1)根据转换法,用完全相同的加热器,目的是加热相同的时间,使甲、乙两种液体吸收的热量相同;
(2)①由表中第1、2次实验数据可知,同种液体、质量相同,液体升高的温度越高,加热时间越长,液体吸收的热量越多;
②由表中第2、3次实验数据可知,同种物质升高相同的温度,物质的质量越大,吸收的热量就越多;
由表中第1、4次实验数据可知,质量相同的不同液体,液体升高相同的温度,甲加热时间短,乙加热时间长,说明甲吸收的热量小于乙吸收的热量,由此可得:物质吸收热量多少与物质的种类有关,且乙的吸热能力强;
(3)由Q吸=cmΔt可知,在质量和吸收热量一定时,升高的温度与比热容成反比;
由2、4次实验数据可知,甲、乙的加热时间相等,即Q甲吸=Q乙吸,Δt甲=10℃,Δt乙=5℃,
乙的比热容:c乙=Δt甲Δt乙c甲=10℃5℃×1.4×103J/(kg⋅℃)=2.8×103J/(kg⋅℃)。
故答案为:(1)相同;(2)①多;②大;种类;乙;(3)2.8×103。
(1)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;
(2)①根据控制变量法分析表中实验序号为1、2的实验数据,根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论;
②根据控制变量法分析表中实验序号为2、3的实验数据,根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论;
根据控制变量法分析表中实验序号为1、4的实验数据,根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论;
(3)根据Q吸=cmΔt在质量和吸收热量相同时,比热容和温度的变化值成反比,据此求出乙的比热容。
此题考查了学生对数据分析能力、控制变量法、转换法以及吸热公式的掌握和运用,能从表中得出有关信息是本题的关键。
29.【答案】相等 电阻 乙 多 电流 ①
【解析】解:
要通过观察玻璃管中液面的高度比较甲、乙、丙容器内煤油温度的变化,容器内装有质量相等红色的煤油。
(1)甲和乙两容器中的电阻丝串联,通过的电流相同,甲的电阻大于乙的电阻,在通电时间相同的情况下,甲容器内电阻丝产生的热量多,由此得出结论:在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,电流产生的热量越多。
(2)甲和乙串联,再与丙的电阻丝并联,通过乙的电流小于通过丙的电流,乙的电阻等于丙的电阻,在通电时间相同的情况下,丙容器内电阻丝产生的热量多,由此得出结论:在电阻相同、通电时间相同的情况下,电流越大,电流产生的热量越多;
(3)断开开关,把乙容器的电阻用导线短接,甲和乙两容器中的电阻丝并联,甲的电阻为丙的电阻的2倍,通过甲的电流为丙的电流的12,在通电时间相同的情况下,闭合开关,发现丙容器中的玻璃管液面变化大于甲容器液面变化,这说明电流对产生热量多少影响更大。
(4)电饭锅与导线是串联的,电流和通电时间相等,根据Q=I2Rt,电阻越大,产生的热量越多,电饭锅的电阻远大于导线的电阻,所以在相同的时间内,电饭锅比较热,而与电饭锅连接的导线却几乎不发热。即从第①步的结论可以解释电饭锅做饭时,导线不热而电饭锅热的原因。
故答案为:相等;①电阻;②乙;多;③电流;(2)①。
(1)通过液面高度的变化来反映煤油温度的变化,吸热后体积膨胀程度与质量有关,要控制液体质量相等;
(2)①分析甲和乙两容器中的电阻丝的连接方式(串联),甲的电阻大于乙的电阻,在通电时间相同的情况下,得出结论;②分析乙和丙两容器中的电阻丝的连接方式(并联),通过的电流不同,在通电时间相同的情况下,得出结论;③甲和乙两容器中的电阻丝并联,根据并联电路特点分析;
(2)根据焦耳定律公式Q=I2Rt进行分析。
掌握电流产生热量多少的影响因素,利用控制变量法和转换法探究电流产生热量多少和各影响因素之间的关系,不仅要掌握焦耳定律,而且要学会根据其解释有关现象。
30.【答案】不同 相等 相等 L2 3 之和
【解析】解:(1)探究“并联电路的电压特点”的实验中,为了避免特殊性,应选择规格不同的小灯泡;用电压表分别测出两灯泡和电源的电压,会发现三次测量电压表的示数是相等的;多次实验后,得到了并联电路的电压规律,并联电路各用电器两端电压相等;
(2)探究“串联电路的电压特点”。小明认为只要去掉导线a就可以使两灯串联,这样的操作后,电流不经过L2,所以L2不发光;此时电路当中只有L1一个用电器时,用电器两端电压等于电源电压,由图可以看出电源有两节干电池,即电压3V;正确连接电路后,经多次实验,得出:串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和的结论。
故答案为:(1)不同;相等;相等;(2)L2;3;之和。
(1)实验为了避免特殊性,应选择规格不同的小灯泡,并联电路各用电器两端电压相等且等于电源电压;
(2)去掉导线a以后,电流不经过L2,电路当中只有L1一个用电器时,用电器两端电压等于电源电压;
串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和的结论。
本题考查串、并联电压特点,属于基础知识,要求学生掌握。
31.【答案】电压表 长度 越小 材料 Rc
(2)①a、b的材料和横截面积相同,但长度不同,如果选用a、b两个导体,可以来探究导体的电阻大小与长度的关系,发现测量a时电表的示数较大,说明a导体的电阻大于b导体的电阻;
②如果选用b、c两个导体,来探究导体的电阻大小与横截面积的关系时,发现测量b时电表的示数较大,说明b导体的电阻大于c导体的电阻,这说明在材料和长度相同时,横截面积越大,导体的电阻越小;
③如果把b、c换成与a长度和横截面积相同,彼此材料不同的导体,实验时电表的示数不同,这说明导体的电阻与材料有关;
(3)根据(2)中分析可知,实验中a、b、c三个导体的电阻大小关系为:Rc
(2)(3)在温度相同时,导体的电阻与材料、长度和横截面积有关,根据控制变量法的要求,逐项分析,并得出三个导体的电阻大小关系。
本题为探究“导体电阻与哪些因素有关“的实验,考查控制变量法的应用。
32.【答案】电流表 左 2.54次 反比 灯丝的电阻随温度的变化而变化 大 U额 断开开关S2,闭合开关S、S1 保持不动 U额⋅U−U额U−U1⋅I1
【解析】解:(1)电压表串联在电路中,电流表与定值电阻并联是错误的,由于电压表串联入电路中,相当于测电源电压,电压表内阻很大在电路中相当于断路,故电压表有示数,电流表没有示数;
电流表应与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,改正后如图所示:
;
(2)由欧姆定律可知,电压表示数为:UV=IR=0.5A×5Ω=2.5V;
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为2.5V不变,再次读取电流表的示数;
(3)根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,即定值电阻两端的电压始终保持UV=3.5V,
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U−UV=7.5V−3.5V=4V,定值电阻分得的电压为滑动变阻器分得电压的3.5V4V=78倍,根据分压原理,当滑动变阻器接入电阻最大为30Ω电阻时,定值电阻的最大阻值为:R最大=78×30Ω=26.25Ω<30Ω,故30Ω的定值电阻无法进行该探究,
由题意可知,电路中的最大电流为0.6A,则能完成探究的最小电阻:R最小=UVI最大=3.5V0.6A≈5.8Ω>5Ω,
故能完成探究的定值电阻为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,即能完成4次探究;
由实验得出的结论是:当电压一定时,电流与电阻成反比;
(4)绘制了L1的U−I图象如图丙所示,该图象不是直线的原因是灯丝的电阻随温度的变化而变化;由图象可知,电压增大时,电流也增大,根据P=UI可知,灯的功率变大,但由于电压增大的幅度比电流增大的幅度大,根据R=UI可知,灯丝的电阻随电压的升高而增大,即灯泡的功率越大,灯丝的电阻越大;
(5)①断开开关S1,闭合开关S、S2,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U额,此时L2正常发光;
②断开开关S2,闭合开关S、S1,滑动变阻器的滑片P保持不动,此时电压表的示数为U1,当电压为U1时,对应的电流为I1;
③在②中,L1与变阻器串联,因L1的电压为U1,由图丙知,L1对应的电流为I1,由串联电路的规律和欧姆定律,
则滑动变阻器接入电路的阻值:
R滑=U−U1I1;
在①中,由欧姆定律,变阻器的电压为:
U滑=U−U额;
则电路中的电流:
I额=I滑=U滑R滑=U−U额U−U1I1=U−U额U−U1⋅I1;
小灯泡L2的额定功率:
P2=U额⋅I额=U额⋅U−U额U−U1⋅I1。
故答案为:(1)电流表;如图所示;(2)左;2.5;(3)4次;反比;(4)灯丝的电阻随温度的变化而变化;大;(5)①U额;②断开开关S2,闭合开关S、S1;保持不动;③U额⋅U−U额U−U1⋅I1。
(1)原电路中,电压表串联在电路中,电流表与定值电阻并联是错误的,电流表应与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,据此分析;
(2)利用欧姆定律计算出定值电阻两端所控制的电压,根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
(3)根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,根据串联电路电压的规律和分压原理确定变阻器连入电路中的阻值最大时,定值电阻的最大阻值分析解答;
当电压一定时,电流与电阻成反比;
(4)灯的电阻随温度的变化而变化;由图象可知,随着电压的升高,电流增大幅度变慢,据此分析;
(5)测额定电压为U额的小灯泡L2的额定功率,根据P=UI,关键是得出灯的额定电压;
先将灯L2与变阻器串联在电路中,使灯L2正常发光,保持滑片位置不动,通过开关的转换,使灯L1与变阻器串联在电路中,根据灯L1对应的电压和电流,利用串联电路的规律和欧姆定律可求出变阻器连入电路中的电阻大小;
再利用欧姆定律和串联电路的规律可得出L2的额定电流,根据P=UI得出小灯泡L2的额定功率P2。
本题探究“电流与电阻的关系”实验,考查电路分析、电路连接、控制变量法、操作过程、实验结论、影响电阻大小的因素及在没有电流表条件下设计实验方案测额定功率的能力,最后一问难度较大。
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