辽宁省鞍山市2022-2023学年九年级上学期期末物理试题(含答案)
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这是一份辽宁省鞍山市2022-2023学年九年级上学期期末物理试题(含答案),共25页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题,简答题,计算题,实验等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年辽宁省鞍山市九年级(上)期末物理试卷
一、选择题(本题包括14个小题,共32分,其中1~10题为单选题,每小题2分;11~14为多选)
1.(2分)下列现象用分子动理论的观点解释,其中错误的是( )
A.尘土在风中飞舞,表明分子在不停地做无规则运动
B.两个小水珠靠近后会结合成一个大水珠,说明分子间有引力
C.铁块很难被压缩,表明分子间存在着斥力
D.水和酒精混合后总体积减少,表明分子间有间隙
2.(2分)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.物体的温度越高,所含热量越多
B.物体内能增大,一定吸收了热量
C.温度高的物体内能也大
D.物体的温度升高,它的内能就增加
3.(2分)下列有关热的说法正确的是( )
A.在沿海,由于海水的比热容大,所以白天的风通常从陆地吹向大海
B.使用液态氢作为火箭发动机燃料,是因为它燃烧放热多
C.热机所用燃料的化学能转化成的内能越多,该热机的效率就越高
D.“神舟十五号”搭载的火箭发动机,也属于热机中的一种
4.(2分)为提高行车的安全性,很多汽车装有日间行车灯,当汽车启动时,S1闭合,日间行车灯L1亮起,再闭合S2,车前灯L2也亮起。如图所示的电路图中符合这一要求的是( )
A. B.
C. D.
5.(2分)下列各事例中的能量转化过程,其中与汽油机压缩冲程中的能量转化相同的是( )
A.火箭发射 B.钻木取火 C.碳烤牛肉 D.拉弓射箭
6.(2分)小明在家上网课期间,观察家中的用电器,其中工作5h耗电1kW•h可能是( )
A.台式计算机 B.节能灯 C.电暖气 D.平板电脑
7.(2分)关于家庭电路和安全用电,下列说法中正确的是( )
A.在未断开电源的情况下更换灯泡
B.用电器的金属外壳可以不用接地
C.在触电事故现场,要立即切断电源
D.用潮湿的手拨动电器设备的开关
8.(2分)如图所示,是闪电产生的电流通过避雷针的示意图,下列说法中正确的是( )
A.制作避雷针的材料为绝缘体
B.云层中的正电荷通过避雷针传入大地
C.图中的电流方向是从避雷针到大地
D.云层带正电是通过摩擦创造了电荷
9.(2分)如图所示,小明将 A、B两个不同的金属片制成土豆电池,闭合开关S,LED发光。以下关于该电路的理解正确的是( )
A.若断开开关,A、B两金属片之间没有电压
B.若将LED两根引脚上导线对调,LED仍能正常发光
C.LED中主要是超导体材料制成的
D.LED中电流方向从长脚到短脚
10.(2分)如图所示的电路,电源电压恒定,闭合开关S,在保证各元件安全条件下,滑动变阻器的滑片P从最右端向左移动的过程中,下列分析正确的是( )
A.电压表V示数变小,灯光亮度变亮
B.电流表A1示数变大,电流表A2示数不变
C.电压表V示数与电流表A2示数的比值变小
D.电流表A1示数与电流表A2示数的差值不变
(多选)11.(3分)如图所示为汽油机的四冲程示意图,下列说法中正确的是( )
A.一个工作循环的正确顺序是:丁→乙→丙→甲
B.丙冲程是内能转化为机械能
C.乙冲程中存在着化学能转化为内能的过程
D.丁冲程吸入汽缸的是汽油和空气的混合物
(多选)12.(3分)小红在实验室所提供的器材中选择合适的器材,设计如下电路,R0为已知阻值的定值电阻,其中能测出未知电阻Rx的电路是( )
A. B.
C. D.
(多选)13.(3分)如图所示是小明家的部分电路,分析该电路,下列说法正确的是( )
A.A是火线,B是零线
B.灯泡与插座是并联的
C.空气开关跳闸,原因可能是开关内部短路
D.若C处断开,洗衣机插头插入三孔插座后不能工作
(多选)14.(3分)如图所示的电路,电源电压为12V不变,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”。闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片置于a端时,电压表V1的示数为4V,然后将滑片从a端向b端滑动,在保证各元件安全条件下,下列说法正确的是( )
A.定值电阻R1的阻值是10Ω
B.电压表V2的示数变化范围8V~0V
C.定值电阻R1的功率变化范围是1.6W~10W
D.当电流最大时,通电1s整个电路消耗的电能是12J
二、填空题(每空1分,共24分)
15.(3分)在疫情居家期间,妈妈做了小明最爱吃的“拔丝地瓜”。在油炸地瓜过程中,地瓜的内能 (选填“增大”、“减小”或“不变”),这是通过 的方式改变地瓜内能的;做好的“拔丝地瓜”闻起来甜香浓郁,这是 现象。
16.(3分)2022年11月29日23时08分,“神舟十五号”载人飞船成功发射。火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为氢的 大,火箭发射升空过程中,燃料的 能转化为 能,再转化为火箭的机械能。
17.(3分)如图是某沿海城市与某内陆城市同一天的气温变化曲线。请你判断内陆城市一天气温变化所对应的曲线是 (填A或B),这是由于砂石的比热容 (填大于、等于或小于)水的比热容,吸收相同的热量后温度变化 (填“大”或“小”)。
18.(3分)如图所示,在干燥的头发上梳过的塑料梳子,能吸引碎纸屑,这种现象叫 ,还能看到被吸引的部分纸屑又被弹开了,是因为带上同种电荷 。带电的塑料梳子是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
19.(3分)已知甲、乙两灯额定电压分别是6V和3V,甲、乙两灯的U﹣I关系如图所示。将两灯串联使用,电路两端的最大电压是 V;将两灯并联使用,电路中最大电流是 A,在串联或并联情况下,整个电路的最大功率是 W。
20.(2分)小明居家上网课时,发现移动充电宝上标有输入电压是5V,容量是20000mA•h,这种充电宝充满电时可储存的能量为 kW•h,给充电宝充电时,充电宝相当于电路中的 (选填“电源”、“开关”或“用电器”)。
22.(4分)如图甲所示的电路中,开关S1 (选填“能”或“不能”)实现对灯L1的控制,该电路是否符合家庭电路的安装要求: (选填“符合”或“不符合”)。如图乙所示,在进户线的干路上串联一个标有“220V 44W”的灯L2,只闭合开关S2时发现L3不亮,L2正常发光,说明L3所在支路 (选填“短路”、“断路”或“正常”),若此时用试电笔接触a点,氖管 (选填“会”或“不会”)发光。
三、作图题(共8分)
23.(2分)如图,A、B、C、D是四个接线柱,请将它们按要求连接起来,使L1、L2并联。
24.(3分)汽车的座椅和安全带插口相当于一个开关,人坐在座椅上时,座椅开关闭合,指示灯亮;将安全带插入插口时(这时插口开关闭合),指示灯又熄灭。请将如图所示(其中的R0是在安全带开关闭合时,可以防止电路短路)的元件连接成一个符合要求的电路图。
25.(3分)小明家卧室内有“一开一插”式开关和两盏“220V 10W”的壁灯,其部分电路如图所示。开关控制两盏壁灯,且闭合开关时壁灯都能正常发光,三孔插座独立工作,请你将电路连接完整。
四、简答题(共4分)
26.(4分)静电喷涂的原理如图所示,使被喷涂的工件带正电,静电喷枪通电后可以使涂料微粒带上负电,当涂料喷出后,会形成分散的雾状,然后会均匀分布到被喷涂的工件上。请你分析回答下列问题:
(1)涂料喷出后,为什么会形成分散的雾状?然后还能喷到工件上?
(2)为什么夏天工作时,现场能闻到更浓涂料的味道?
五、计算题(共18分。要求写出必要的文字说明、公式、运算过程、数值、单位和答)
27.(10分)某品牌智能滚筒洗衣机等效电路如图所示,闭合开关S,旋钮开关旋至1挡位置时,洗衣机处于加热状态;旋至2挡位置时,洗衣机处于保温洗涤状态。R1和R2均为电热丝,其阻值不受温度影响,R1=22Ω,洗衣机正常使用时,加热功率是2400W。[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)]。求:
(1)电热丝R2的阻值是多少?
(2)某次洗衣时,洗衣机内注入40L水,在额定电压下对水加热,水温由20℃上升到50℃,此时加热效率是84%,则需要加热时间是多少?
(3)某次只有洗衣机处于保温洗涤状态正常工作20min,标有“3000r/(kW•h)”的电能表转盘转过500转,则洗衣机电动机的功率是多少?
28.(8分)如图所示,电源电压恒为6V,小灯泡L标有“4V 1.6W”字样且灯丝电阻不变,定值电阻R0=20Ω。求:
(1)小灯泡正常发光的电流和电阻是多少?
(2)只闭合开关S1,电压表的示数是多少?
(3)闭合开关S1、S2、S3,将滑动变阻器滑片滑到最右端,电流表示数为0.42A,则滑动变阻器的最大阻值是多少?
(4)只闭合开关S3,小灯泡电功率最小是多少?
六、实验、探究题(共34分)
29.(6分)如图甲所示是探究“比较不同物质吸热的情况”的实验装置。
(1)实验中应量取 相等的 A、B两种液体,为了完成该实验,除了图甲中所示的器材外,还需要增加的测量工具有天平和 。
(2)本实验中,液体吸收热量的多少可以通过 来反映。
(3)为了比较 A、B液体的吸热本领,小明提出两种比较方案:①让两者升高相同的温度,比较加热时间;②让两者加热相同时间,比较升高的温度。在两种液体都不沸腾的前提下,你认为可行的方案是 (选填“①”、“②”或“①和②”)。
(4)根据实验数据绘制了图乙所示的温度﹣时间图象,从图象可以看出, 液体比热容较大。
(5)若B液体的比热容为2.1×103J/(kg•℃),则A液体的比热容为 。
30.(6分)如图所示在“探究影响导体电阻大小的因素”时,实验室提供了4根电阻丝,A、B、C是镍铬合金丝,D是锰铜合金丝。小明、小红两位同学有如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关。
(1)该实验是通过观察 来间接比较导线电阻大小的,这种科学研究方法是物理学中常用的 。
(2)如图所示电路中,连接电路时开关应 ,连接好电路后,在M、N之间分别接上不同的电阻丝。
(3)为了验证上述猜想①,应该选用编号为 两根电阻丝进行实验;如果选用编号为 A、C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号)。
(4)在最近几年,我市许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就 (选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻。
31.(10分)小明利用如图甲所示的电路“探究电流跟电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)请你帮小明将图甲中的电路连接完整(要求滑动变阻器此时接入电路中阻值最大)。
(2)小明连接完电路后闭合开关,发现电压表的示数接近电源电压,反复移动滑动变阻器的滑片P,电压表示数基本不变,原因可能是滑动变阻器 ,或者是定值电阻 。
(3)排除故障后,实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图乙所示的电流I﹣R图象。
①实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,断开开关,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路,直接闭合开关,接下来应该进行的操作是:向 (选填“左”或“右”)移动滑片,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数。
②由图象可以得出结论:电压一定时, 。
(4)为完成所有实验,滑动变阻器接入电路中最小阻值是 Ω,应该选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
(5)小明还试图将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,你认为他的实验方案可行吗? (选填“可行”或“不可行”),你的理由是 。
32.(12分)同学们想测量一段电阻丝的电阻Rx,滑动变阻器的最大阻值为R。
(1)小明将实验器材连接成如图甲所示的电路。闭合开关后发现电压表 ,电流表 ,(均选填“有示数”或“无示数”)。小明检查时发现有一根导线接错了,请你在接错的那根导线上打“×”,并画出正确的接线。
(2)改接正确后,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 (选填“A”或“B”)端,目的是为了 。
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片至某位置,电压表和电流表的指示如图乙所示,则电流表的示数是 A,被测电阻Rx的阻值为 Ω。
(4)完成上述操作后,准备整理器材结束实验时,小亮告诉小明,他得到的数据误差可能较大,那么,小明接下来应采取 的方式来减小误差。
(5)小明实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用了,小明用现有的器材,设计了如图丙所示电路图也测出电阻Rx的阻值。实验步骤如下:
①闭合开关S,将滑动变阻器滑片移到B端,读出电压表的读数,记为U1;
② ;
③待测电阻Rx= 。(用已知量和所测物理量符号表示)
(6)小丽实验过程中电压表突然烧坏,不能正常使用了,小丽应用现有的器材,设计了如图丁所示电路图也测出电阻Rx的阻值。实验步骤如下:
①闭合开关S,将滑动变阻器滑片P滑至A端,读出电流表示数为I1;
② ;
③待测电阻Rx= 。(用已知量和所测物理量符号表示)
2022-2023学年辽宁省鞍山市九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题包括14个小题,共32分,其中1~10题为单选题,每小题2分;11~14为多选)
1.【解答】解:A、尘土在风中飞舞属于机械运动,故A错误;
B、两个小水珠靠近后会结合成一个大水珠,表明分子之间存在引力,故B正确;
C、铁块很难被压缩,表明分子间存在着斥力,故C正确;
D、水和酒精混合后总体积减少,表明分子间有间隙,故D正确。
故选:A。
2.【解答】解:
A、热量是一个过程量,不能用含有来表示,故A错误;
B、物体内能增大,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故B错误;
C、内能与物体的质量、温度、状态有关,只根据温度无法判定内能的大小,故C错误;
D、物体的温度升高,分子动能变大,它的内能就增加,故D正确。
故选:D。
3.【解答】解:A、白天在同样太阳照射条件下,由于陆地的比热容比海洋小,因此陆地升温快,温度高,陆地表面形成低气压,海洋表面形成高气压,因此白天风通常从大海吹向陆地,故A错误;
B、发射火箭时常用液态氢作为燃料,是因为液态氢的热值大,燃烧放热的本领强,同等情况下,转化的内能多,故B错误;
C、热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值,所用燃料的化学能转化成热机的机械能越多,效率越高,故C错误;
D、“神舟十五号”搭载的火箭发动机,是通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置,所以火箭发动机也属于热机的一种,故D正确。
故选:D。
4.【解答】解:
A.由电路图可知,只闭合S1时,两灯泡都亮,再闭合S2时,L1亮,L2不亮,故A不符合题意;
B.由电路图可知,两灯并联,只闭合S1时L1亮,只闭合S2时L2亮,故B不符合题意;
C.由电路图可知,两灯并联,只闭合S1时,日间行车灯L1亮,再闭合S2时,车前灯L2也亮起,故C符合题意;
D.由电路图可知,只闭合S1时,车前灯L2亮,再闭合S2时,日间行车灯L1亮,故D不符合题意。
故选:C。
5.【解答】解:汽油机压缩冲程中的能量转化是机械能转化为内能;
A、火箭点火升空时,是内能转化为机械能,故A错误;
B、钻木取火是通过做功的方式改变内能的,机械能转化为内能,故B正确;
C、碳烤牛肉是通过热传递的方式改变内能,故C错误;
D、拉弓射箭是将弹性势能转化为动能,故D错误。
故选:B。
6.【解答】解:用电器的功率:
P===0.2kW=200W;
台式计算机的电功率约为200W,节能灯的电功率约为20W,电暖气的电功率约为1200W,平板电脑的电功率约为10W,所以电功率为200W的用电器是台式计算机。
故选:A。
7.【解答】解:A、在未断开电源开关的情况下更换灯泡,灯泡处仍带电,容易发生触电事故,故A错误;
B、将家用电器的金属外壳接地,当用电器漏电时,地线把人体短路,避免触电事故的发生,故B错误;
C、发现有人触电时,应尽快切断电源或用绝缘干木棍挑开电线让触电者尽快脱离开电源,再实行救治措施,故C正确。
D、用潮湿的手拨动电器设备的开关,水属于导体,有可能使电流通过水传到人体上,使人体触电,故D错误。
故选:C。
8.【解答】解:A、制作避雷针的材料应该容易导电,为导体,故A错误;
BC、云层带正电荷,避雷针工作时尖端放电,负电荷从大地定向移动到避雷针,因此电流的方向是从避雷针到大地,故B错误,C正确;
D、闪电是云层的放电现象,云层在运动过程中与空气摩擦失去电子,云层带正电,摩擦起电,是电荷的转移,不能创造电荷,故D错误。
故选:C。
9.【解答】解:A、电源的两端是存在电压的,与外部电路的通断情况无关,若断开开关,A、B两金属片间有电压,故A错误;
B、因为半导体二极管具有单向导电性,所以把电源正负极对调,LED不会发光,故B错误;
C、LED中主要是由半导体材料制成的,故C错误;
D、发光二极管要发光,连接方式为长脚与电源的正极相连,短脚与电源负极相连,由此可知LED中电流方向从长脚到短脚,故D正确。
故选:D。
10.【解答】解:
(1)由电路图可知,灯泡和滑动变阻器并联,电流表A2测通过灯泡的电流,电流表A1测干路电流,电压表测电源两端电压;
因电源电压不变,所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,灯泡的亮度不变,故A错误;
(2)由于L两端的电压不变,则通过L的电流不变,即A2的示数不变;
滑动变阻器的滑片P从最右端向左移动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,由欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流增大,根据并联电路的电流规律可知,干路电流增大,即电流表A1示数变大,故B正确;
(3)由电压表V的示数不变和电流表A2的示数不变可知,电压表的示数和电流表A2的示数的比值不变,故C错误;
(4)根据并联电路电流的规律,电流表A1示数与电流表A2示数的差值等于通过滑动变阻器的电流,则该差值变大,故D错误。
故选:B。
11.【解答】解:甲冲程,排气门打开,活塞向上运动,气缸容积减小,是排气冲程,是第四冲程;
乙冲程,气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运行,气缸容积增大,是做功冲程,将内能转化为了机械能是第三冲程;
丙冲程,两气门都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程,将机械能转化为了内能,是第二冲程;
丁冲程,进气门打开,活塞向下运行,气缸容积增大,是吸气冲程,是第一冲程;
A、四个冲程的正确顺序是丁丙乙甲,故A错误;
B、丙冲程压缩冲程,是机械能转化为内能,故B错误;
C、乙冲程是做功冲程,燃料燃烧,化学能转化为内能的过程,故C正确;
D、丁冲程是吸气冲程,吸入汽缸的是汽油和空气的混合物,故D正确。
故选:CD。
12.【解答】解:A、开关都闭合时,R0短路,电压表测量电源电压;开关S2断开时,两电阻串联接入电路,电压表测量Rx两端的电压;
根据串联电路总电压等于各分电压之和可求出R0两端的电压,根据欧姆定律求出通过R0的电流;
根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0,根据R=可求出Rx电阻,故A可行;
B、由电路图可知,当开关都闭合时,电路为待测电阻的简单电路,电流表测通过待测电阻的电流,当开关S2断开时,两电阻串联接入电路,电流表测串联电路的电流,无法计算待测电阻两端的电压,故B不可行;
C、开关S1闭合时,两电阻串联接入电路,电压表测电源电压,再闭合S2,电路为定值电阻的简单电路,电压表测电源电压,无法计算待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流,不能计算出Rx的值,故C不可行;
D、由电路图可知,闭合S1,断开S2时,电路为待测电阻的简单电路,电流表测通过待测电阻的电流,再闭合S2,R0、Rx并联,电流表测总电流,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可求得通过R0的电流,根据U=IR计算电源电压,根据并联电路各支路两端电压相等可知Rx两端电压等于电源电压,根据R=求出Rx阻值,故D可行。
故选:AD。
13.【解答】解:A、根据两孔插座左零右火可知,B为零线,A为火线,故A正确;
B、插座是用电器的接口,家庭电路中各用电器是并联的,所以灯泡与插座是并联的,故B正确;
C.开关内部短路,相当于开关是闭合的,不会造成电路中的电流过大,空气开关不会跳闸,故C错误;
D.当C处断开后,洗衣机没有接地,洗衣机插头插入插座f后,洗衣机能工作,但不符合三孔插头电器需要接地的要求,存在安全隐患,故D错误。
故选:AB。
14.【解答】解:由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表V1测定值电阻的电压,电压表V2测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流;
A、闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片置于a端时变阻器的电阻最大,R2=20Ω,电压表V1的示数为4V,R2两端电压:U2=U﹣U1=12V﹣4V=8V,由欧姆定律得:
电路中的电流I===0.4A;
电阻R1===10Ω;故A正确;
B、当滑片向右移动时,电阻变小,电流变大,根据滑动变阻器的规格知,电路中最大电流为1A,
此时电压表的示数为U'1=I'R1=1A×10Ω=10V,
根据串联电压特点,滑动变阻器的最小电压U'2=U﹣U'1=12V﹣10V=2V;
故滑动变阻器的电压变化范围8V~2V;故B错误;
C、当电流最小时,定值电阻R1的功率P1=U1I=4V×0.4A=1.6W;
当电流最大时,定值电阻R1的功率P'1=U'1I'=10V×1A=10W;
定值电阻R1的功率变化范围是1.6W~10W,故C正确;
D、当电流最大时,I'=1A,通电1s整个电路消耗的电能W=UIt=12V×1A×1s=12J,故D正确。
故选:ACD。
二、填空题(每空1分,共24分)
15.【解答】解:在油炸地瓜过程中,温度升高,内能增大,是通过热传递的方式改变的;
做好的“拔丝地瓜”闻起来甜香浓郁,是因为分子在不停地做无规则运动,即扩散现象。
故答案为:增大;热传递;扩散。
16.【解答】解:由于液态氢的热值较大,完全燃烧相同质量的液态氢和其他燃料相比,液态氢放出的热量较多,所以火箭的燃料使用了液态氢;
燃料燃烧过程中,将化学能转化为燃气的内能,再通过燃气膨胀做功,将内能转化为火箭的机械能。
故答案为:热值;化学;内。
17.【解答】解;内陆地区砂石多,砂石比热容比水小,在质量相同、吸收或放出相同的热量时,温度变化大,使得内陆城市昼夜温差变化大。
故答案为:A;小于;大。
18.【解答】解:摩擦过的梳子能吸起一些碎纸屑,说明梳子和头发之间发生了摩擦起电现象,该现象的本质是电子的转移,使梳子带了电。
碎纸屑和带电体接触时,出现电子的转移,使碎纸屑和梳子带相同的电荷,它们相互排斥而离开。梳子上的电荷没有通过梳子转移走,说明塑料梳子是绝缘体。
故答案为:摩擦起电;相互排斥;绝缘体。
19.【解答】解:A、由图象可知,甲灯泡6V时正常工作,额定电流为0.5A,当乙灯的额定电压是3V时,I乙=0.6A,
两个灯泡串联时,允许的最大电流为0.5A,由图象可知,此时乙灯两端电压为2V,故电路两端的最大电压U串=U甲+U乙′=6V+2V=8V,
此时电路的总功率P=UI=8V×0.5A=4W;
两灯泡并联时,电路两端的最大电压为3V,由图象可知,此时流经甲的电流I甲′=0.3A,乙灯正常发光,
故电路最大电流I'=I甲′+I乙=0.3A+0.6A=0.9A,
此时电路的总功率P'=U'I'=3V×0.9A=2.7W;
在串联或并联情况下,整个电路的最大功率是4W。
故答案为:8;0.9;4。
20.【解答】解:这种充电宝充满电时可储存的能量:
W=UIt=5V×A×3600s=3.6×105J=0.1kW•h;
给充电宝充电时,充电宝消耗电能,相当于用电器;
故答案为:0.1;用电器。
22.【解答】解:根据甲图可知,S1与L1串联,能控制此灯,但是接到了零线与灯泡之间不符合安全用电原则,容易在检修和更换灯泡时触电;
根据乙图可知,若灯L2正常发光,则说明实际电压等于额定电压,由此可以说明灯L1处短路;若此时用测电笔接触A点,由于与零线相通,则氖管不发光。
故答案为:能;不符合;短路;不会。
三、作图题(共8分)
23.【解答】解:根据要求,将两灯并列接在电源两点间,如下所示:
24.【解答】解:人坐在座椅上时,座椅开关闭合,指示灯亮,说明指示灯与座椅开关串联;
将安全带插头插入插口时,指示灯灭,说明安全带开关与指示灯并联;R0是保护电阻,应串联在电路中,保证不会出现电源短路,如图所示:
25.【解答】解:由图可知,上面是火线,中间为零线,下面为地线;
灯泡和开关的接法:火线先进入开关,开关要控制两盏灯,则开关应串联在干路上,家庭电路中两灯泡并联;
三孔插座的接法:上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线,如图所示:
四、简答题(共4分)
26.【解答】答:(1)涂料微粒带上负电荷,当涂料喷出后,由于同种电荷相互排斥,会形成分散的雾状;涂料颗粒和工件由于异种电荷相互吸引而喷到工件上;
(2)由于分子在不停地做无规则运动,且夏天工作温度更高,分子做无规则运动更快,所以现场能闻到更浓涂料的味道。
五、计算题(共18分。要求写出必要的文字说明、公式、运算过程、数值、单位和答)
27.【解答】解:(1)由图可知,闭合开关S,旋钮开关旋至1挡位置时,R1、R2并联,此时洗衣机处于加热状态;
R1的电功率:P1===2200W,
根据并联电路的特点可知,R2的电功率:P2=P加热﹣P1=2400W﹣2200W=200W,
由P=可知,R2的阻值:R2===242Ω;
(2)水的体积V=40L=40dm3=0.04m3,
由ρ=可知,水的质量:m=ρ水V=1.0×103kg/m3×0.04m3=40kg,
水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×40kg×(50℃﹣20℃)=5.04×106J,
由η=可知,洗衣机消耗的电能:W===6×106J,
由P=可知,需要加热的时间:t′===2500s;
(3)3000r/(kW•h)表示电路中的用电器每消耗1kW•h电能,电能表的转盘转过3000转,
则电能表转盘转过500转,洗衣机消耗的电能:W′==kW•h,
洗衣机保温洗涤状态时的功率:P保温===0.5kW=500W,
由图可知,洗衣机处于保温洗涤状态时,R2与电动机并联,
所以电动机的电功率:P动=P保温﹣P2=500W﹣200W=300W。
答:(1)电热丝R2的阻值是242Ω;
(2)需要加热时间是2500s;
(3)洗衣机电动机的功率是300W。
28.【解答】解:(1)根据P=UI可知小灯泡正常发光的电流IL===0.4A;
小灯泡正常发光的电阻RL===10Ω;
(2)只闭合开关S1,灯泡和定值电阻串联,电压表测量灯泡两端的电压,灯丝电阻不变,根据欧姆定律可知电路电流I===0.2A,
根据欧姆定律可知电压表的示数UV=IRL=0.2A×10Ω=2V;
(3)闭合开关S1、S2、S3,将滑动变阻器滑片滑到最右端,灯泡被短路,定值电阻和滑动变阻器并联,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电流表测量干路电流。
根据欧姆定律可知通过定值电阻的电流I0===0.3A,
根据并联电路的电流特点可知通过滑动变阻器的电流为IR=I′﹣I0=0.42A﹣0.3A=0.12A,
根据欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值R===50Ω;
(4)只闭合开关S3,灯泡和滑动变阻器串联,根据P=I2RL可知电路中电流最小时,小灯泡电功率最小。
滑动变阻器接入电路的阻值最大时,总电阻最大,电源电压不变,根据欧姆定律可知此时电路中电流最小,为I小===0.1A,
小灯泡电功率的最小值P小=I小2RL=(0.1A)2×10Ω=0.1W。
答:(1)小灯泡正常发光的电流和电阻分别是0.4A、10Ω;
(2)只闭合开关S1,电压表的示数是2V;
(3)闭合开关S1、S2、S3,将滑动变阻器滑片滑到最右端,电流表示数为0.42A,则滑动变阻器的最大阻值是50Ω;
(4)只闭合开关S3,小灯泡电功率最小是0.1W。
六、实验、探究题(共34分)
29.【解答】解:(1)比较物质吸热能力的2种方法:使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量,吸收热量多的吸热能力强;使相同质量的不同物质吸收相同的热量,比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强。根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,故实验中应量取质量相等的 A、B两种液体;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,实验中不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的,故还需要增加秒表。
(2)根据转换法,本实验中,液体吸收热量的多少可以通过加热时间来反映。
(3)根据比较吸热能力的2种方法,小明提出的两种比较方案均可行,故选①和②。
(4)根据图乙可知,升高40℃,A、B的加热时间分别为10min和5min,由转换法,A、B的吸热之比为2:1,A吸热多,根据比较吸热能力的方法,故可知A的吸热能力强,比热容大。
(5)根据Q=cmΔt可知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比热容成正比,若B液体的比热容为2.1×103J/(kg•℃),则A液体的比热容为:
c=2×2.1×103J/(kg•℃)=4.2×103J/(kg•℃)。
故答案为:(1)质量;秒表;(2)加热时间;(3)①和②;(4)A;(5)4.2×103J/(kg•℃)。
30.【解答】解:(1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小,这种科学研究方法是物理学中常用的转换法;
(2)为保护电路,连接电路时,开关应断开;
(3)根据控制变量法,可知要探究“导体的电阻可能与导体的长度有关”,要保持导体的材料和横截面积相同,而导体长度不同,由此分析表格数据可知应该选用编号A和B的导体;如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,分析表格数据可知A和C两电阻的材料和长度相同,横截面积不同,可探究导体电阻跟导体的横截面积是否有关;故选②;
(4)导体的长度和材料相同时,横截面积越小,阻值越大;横截面积越大,阻值越小。我国城乡许多地区进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样减小了输电线的电阻。
故答案为:(1)电流表示数大小;转换法;(2)断开;(3)A、B;②(4)减小。
31.【解答】解:(1)滑动变阻器与定值电阻串联且接一个上接线柱和一个下接线柱,且要保证滑动变阻器此时接入电路中阻值最大,由此可知应将滑动变阻器右下接线柱和电源负极相连,电路图如下:
;
(2)小明连接完电路后闭合开关,发现电压表的示数接近电源电压,则说明变阻器分得电压接近为0,反复移动滑动变阻器的滑片P,电压表的示数基本不变,即变阻器失去了变阻的作用,发生故障的原因可能是:滑动变阻器同时接上面两个接线柱或滑动变阻器短路了;
发现电压表的示数接近电源电压,反复移动滑动变阻器的滑片P,电压表的示数基本不变,即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,与电压表并联定值电阻断路了;
(3)①由图丙图象可知,定值电阻两端所控制的电压:UV=IR=0.5A×5Ω=2.5V,根据串联电路的分压原理可知,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,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,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,使电压表的示数保持2.5V为不变;
②由图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比;
(4)定值电阻两端的电压始终保持UV=2.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=6V﹣2.5V=3.5V,变阻器分得的电压为电压表示数的
=1.4倍,
根据分压原理,当接入5Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=1.4×5Ω=7Ω,即滑动变阻器接入电路中最小阻值是7Ω;
根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑′=1.4×25Ω=35Ω,即小明所选择的变阻器的最大阻值不能小于35Ω;
(5)探究电流与电压的关系,需要保持电阻不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化,所以不能用小灯泡做此实验。
故答案为:(1)见上图;(2)同时接上面两个接线柱或短路;断路;(3)①左;2.5;②通过导体的电流与其电阻成反比;(4)7;35;(5)不可行;灯丝的电阻随温度的变化而变化。
32.【解答】解:(1)图甲中,电压表和电流表串联后再并联在定值电阻两端,定值电阻和滑动变阻器串联,因电压表在电路中相当于开路,故闭合开关后发现电流表无示数,电压表有示数;
电流表应串联在电路中,故定值电阻和滑动变阻器相连的导线错误,应将电流表的“﹣”接线柱和定值电阻的右接线柱相连,如图所示:
(2)改接正确后,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,即A端,目的是为了保护电路;
(3)图乙中,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A,根据欧姆定律可知被测电阻Rx的阻值为Rx===10Ω。
(4)完成上述操作后,准备整理器材结束实验时,小亮告诉小明,他得到的数据误差可能较大,原因是小明只测量了一组实验数据,则小明接下来应采取多次测量求平均值的方式来减小误差;
(5)小明实验过程中电流表突然烧坏,不能正常使用了,小明用现有的器材,设计了如图丙所示电路图也测出电阻Rx的阻值。实验步骤如下:
①闭合开关S,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端的电压,将滑动变阻器滑片移到B端,滑动变阻器接入电路的阻值最大,读出电压表的读数,记为U1;
②再将滑动变阻器滑片移到A端,此时滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω,电压表测量电源电压,读出电压表的读数,记为U2;
③根据①可知,此时滑动变阻器两端的电压U滑=U2﹣U1,根据欧姆定律可知电路中的电流I==,
则待测电阻Rx===;
(6)小丽实验过程中电压表突然烧坏,不能正常使用了,小丽应用现有的器材,设计了如图丁所示电路图也测出电阻Rx的阻值。实验步骤如下:
①闭合开关S,将滑动变阻器滑片P滑至A端,此时滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω,电路为Rx的简单电路,电流表测量电路电流,读出电流表示数为I1,则电源电压U=I1Rx;
②再将滑动变阻器滑片P滑至B端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,读出电流表示数为I2,根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知电源电压U=I2Rx+I2R;
③联立以上两式可知待测电阻Rx=。
故答案为:(1)有示数;无示数;如图所示;
(2)A;保护电路;
(3)0.2;10;
(4)多次测量求平均值;
(5)②再将滑动变阻器滑片移到A端,读出电压表的读数,记为U2;③;
(6)②再将滑动变阻器滑片P滑至B端,读出电流表示数为I2;③。
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