广东省韶关市翁源县2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷
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一、选择题(本大题7小题,每小题3分,共21分)
1.(3分)2022年3月23日下午,中国空间站“天宫课堂”开展第二次太空授课活动,航天员老师王亚平用水将两个塑料板连接起来,如图所示。水在两板之间连接成为桥,这说明( )
A.分子之间有引力 B.分子之间有斥力
C.物质由大量分子构成 D.水分子在不停地运动
2.(3分)如图所示,阿里公司的数据运行服务器浸泡在装有冷却液的容器中。冷却液直接吸收服务器通电工作产生的热量,再进入外循环冷却( )
A.此冷却液属于导电性能强的材料
B.此冷却液的比热容应该很小
C.服务器的内能不会发生转移
D.冷却液有效减小电热产生的危害
3.(3分)下列说法正确的是( )
A.﹣20℃的冰不具有内能
B.小球运动的速度越快,其内能越大
C.一块铁烧红时的内能比它冷却时的内能大
D.物体内能增加,一定是吸收了热量
4.(3分)秋天天气干燥,用塑料梳子梳头,头发会随着梳子飘起来,下列分析正确的是( )
A.梳头后,梳子带电而头发不带电
B.头发会随着梳子飘起来,是因为头发和梳子带同种电荷
C.梳子与头发摩擦的过程中,创造了电荷
D.梳头后变得蓬松,是因为头发带上了同种电荷
5.(3分)图中,能正确描述电阻一定时,电流随电压变化的图象是( )
A. B.
C. D.
6.(3分)根据额定电压为2.5V小灯泡的I﹣U图象(如图所示)分析,下列结论正确的是( )
A.当小灯泡的电压为0V时,其电阻为0
B.当小灯泡的电流为0.1A时,其实际功率为0.1W
C.通过小灯泡的电流与其两端的电压成正比
D.小灯泡的额定功率为0.625W
7.(3分)石墨烯被认为是一种未来革命性的材料,用石墨烯制成的湿敏电阻的阻值(R)随相对湿度(RH),科学家用条状石墨烯制成的湿敏电阻附着在植物的叶片上,并将湿敏电阻接入电路中,电表示数变大。如图乙中的电路图符合要求的是(R0为定值电阻,电源电压恒定)( )
A. B.
C. D.
二、填空题(本大题7小题,每空1分,共21分)
8.(3分)火箭发射使用液态氢做燃料,主要是因为它的 大,火箭发射时燃料燃烧后喷出的高温燃气,通过 (选填“热传递”或“做功”)使发射台温度急剧升高,造成破坏。为了避免这种破坏,科学家在发射台下建造了一个巨大的水池 较大的特性和水汽化时会吸收大量的热量来降低发射台的温度。
9.(3分)给手机充电时,手机电池是 (选填“用电器”或“电源”)。汽车在转弯前,要打开转向灯,司机需拨动一下方向盘旁的一根杆,这根杆的作用相当于电路中的 ,但如果前转向灯坏了时,后转向灯还能亮,则位于汽车同侧的前后两个转向灯的连接方式为 (选填“串联”或“并联”)。
10.(3分)某单缸四冲程内燃机的其中一个冲程剖面图如图所示,由图可知,该内燃机是 (选填“汽油机”或“柴油机”),该冲程是 冲程。若该内燃机一个工作循环对外做功30kJ,则燃料完全燃烧所放出的热量一定 (选填“大于”、“等于”或“小于”)30kJ。
11.(3分)如图1表示两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系。若把它们串联起来,接在某电源上,电路中的电流是0.1A V,此时电路的总电阻 Ω,如图2中电阻箱的读数是 Ω。
12.(3分)电能表上标有“220V 10A”,这个电能表应接在电压为 V的电路中使用,它允许通过的最大电流为 ,某用户的电能表上月初示数为这个月底示数为,本月用电 kW•h。
13.(3分)如图为一种测量体重的装置,其中体重示数计是由 表改装成的,R2相当于一个 ,电路中R1的作用是 。
14.(3分)如图甲所示,把电阻R与灯L接在3V的电源上,电阻R与灯L的U﹣I图像如图乙所示。当S闭合时 Ω,电路消耗的功率为 W,通电2min电阻R产生的热量为 J。
三、作图题(本大题3小题,共7分)
15.(2分)如图所示,为了让两灯正常工作,请分别在下面电路图的圆圈中填上合适电表符号.
16.(2分)请把电路补充完整。已知电源电压3V。要求:电压表测量灯泡两端电压、变阻器滑片向右滑时灯泡变亮。
17.(3分)按照图甲所示的实物图,请在方框乙内画出其电路图。
四、实验探究题。(本大题3小题,共19分)
18.(5分)如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,小致用两个相同的容器分别装入质量相等的A、B两种液体,用相同的装置加热。
(1)实验前,按 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装器材。
(2)实验中使用玻璃棒的目的是 。
(3)实验中两种液体吸收热量的多少可通过 (选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较。
(4)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示,分析图象可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时, 吸收的热量较多;质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时, 升温较高。
19.(7分)在“测定额定电压为2.5V的小灯泡的电功率”实验中,连接的电路如图甲所示,电源电压为3V。
(1)本实验测量电功率的原理是 ;
(2)连接电路时,开关应 (选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大的位置,可以起到 作用;
(3)电路检查无误后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某处,则小灯泡消耗的实际功率 (选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率;为了测定小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数为2.5V,此时电流表指针位置如图乙所示 W;
(4)某兴趣小组的同学想接着研究电流与电压的关系,于是将图甲中的小灯泡换成了定值电阻,闭合开关,记下多组对应的电压表和电流表的示数,多次测量的目的是为了 (选填“减小实验误差”或“寻找普遍规律”)。
20.(7分)小海同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时,采用如图所示的实验装置,请观察(甲)、(乙)
(1)实验中,通过观察U形管中液面 的变化,来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。
(2)甲装置是用来研究通电时间相同时,电阻丝产生的热量与 的关系。
(3)用乙装置进行实验时,电阻R3的作用是使通过R1、R2的电流 (选填“相同”或“不相同”)。
(4)若乙图中盒外连接的电阻R3阻值由5Ω更换为3Ω, (选填“仍能”或“不能”)达到更换前的实验效果。
(5)当家庭电路中的导线连接处接触不良时,该处电阻会增大,容易引发火灾。则图 (选填“甲”或“乙”)的实验结论可以用来解释这种现象。
(6)此实验的依据是电流的 效应。下面所列四种用电器中,利用这一原理工作的用电器是 。(选字母填)
A.电饭锅 B.电风扇 C.电视机 D.计算机
五、计算题(本大题2小题,共13分)
21.(6分)某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用水,利用煤气灶烧水,需燃烧0.8kg煤气。已知煤气的热值q=2×107J/kg,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)。求:
(1)50kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量。
(2)完全燃烧0.8kg煤气放出的热量。
(3)煤气灶烧水的效率
22.(7分)某款电热饮水机具有加热和保温两挡,额定电压为220V。图甲是其电路原理图。S0为温控开关,R1,R2为电热丝(阻值不变),某饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图像如图乙所示求:
(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能;
(2)饮水机处于保温挡时,通过R1的电流;
(3)R2的阻值。
六、综合能力题(本大题3小题,共19分)
23.(6分)如图是小圆同学做的一组实验,观察实验完成填空:
(1)如图甲所示,迅速向下挤压活塞,观察到硝化棉被引燃 能;该过程的能量转化情况与汽油机的 冲程相同。
(2)如图乙所示,把墨水同时滴入热水和冷水杯中,发现两杯水都会变色 现象;而热水杯比冷水杯变色更快,说明该现象快慢程度与 有关。
(3)如图丙所示,闭合开关,发现灯L1比灯L2亮,流过L1的电流 流过L2的电流(填“大于”、“小于”或“等于”);再用一根导线同时接在L2的两端,则灯泡 会被短路。
24.(7分)学校物理小组利用如图所示的电路探究“影响导体电阻大小的因素”的实验,将a、b、c、d四段导体分别接入电路。经过测量,得到下表所示数据。
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流大小/A
a
0.5
0.4
锰铜合金
0.20
b
0.5
0.4
镍铬合金
0.16
c
0.5
0.2
镍铬合金
0.08
d
1.0
0.2
镍铬合金
0.04
(1)实验中,通过比较电路中 的大小,判断导体电阻的大小。
(2)选取导体c、d进行实验,可以探究导体电阻大小与导体 的关系
(3)选取导体b、c进行实验,可以探究导体电阻大小与导体 的关系
(4)在材料一定时,导体的电阻大小与导体的长度成 比,与导体的横截面积成 比。
(5)小明在科技活动中,了解到有一种用半导体材料制成的热敏电阻,其电阻R随温度t变化的图象如图甲所示。
①热敏电阻的阻值随温度的升高而 (选填“增大”或“减小”)
②小明想利用热敏电阻制成温度报警器,实验室中现有两只外形完全相同的电阻R1和R2,其中一只为热敏电阻,另一只为定值电阻(阻值不随温度的变化而变化)。为了辨别它们,接下来小明闭合开关,对其中一只电阻加热 (选填“增大”或“减小”),则该电阻为热敏电阻。
25.(6分)阅读短文,回答问题。
太阳能路灯
如图甲所示是某路道两边的太阳能路灯,它由太阳能电池板、控制器、24V的蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成,它的结构示意图如图乙,白天光线强时,太阳能电池板为蓄电池充电,蓄电池为LED灯供电照明。
太阳能电池板的主要材料是晶体硅,它的基本原理是光电效应。光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化,只有入射光的频率高于一定值时,才能激发电子逸出物质表面,但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象。
LED发光二极管是一种半导体器件,它具有工作电压低(2~4V)、耗能少、寿命长、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点.它与普通的白炽灯发光原理不同,因而其发光效率较高,是新一代固体冷光源
(1)乙图中,当白天光线强时,S与 接通(选填“b”或“c”),太阳能电池板是利用 (选填“内”或“外”)光电效应工作的。
(2)LED灯主要由 (选填“导体”、“半导体”或“超导体”)材料制成,可以把电能直接转化成 能。它之所以节能,被称为冷光源,是因为电热转换损耗的能量较白炽灯 (选填“高”或“低”)。
(3)为使LED发光二极管正常工作,应将几个LED发光二极管 (选填“串联”或“并联”)才能安全使用。
2022-2023学年广东省韶关市翁源县九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题7小题,每小题3分,共21分)
1.(3分)2022年3月23日下午,中国空间站“天宫课堂”开展第二次太空授课活动,航天员老师王亚平用水将两个塑料板连接起来,如图所示。水在两板之间连接成为桥,这说明( )
A.分子之间有引力 B.分子之间有斥力
C.物质由大量分子构成 D.水分子在不停地运动
【解答】解:水分子间有相互作用的引力才会形成水桥。
故选:A。
2.(3分)如图所示,阿里公司的数据运行服务器浸泡在装有冷却液的容器中。冷却液直接吸收服务器通电工作产生的热量,再进入外循环冷却( )
A.此冷却液属于导电性能强的材料
B.此冷却液的比热容应该很小
C.服务器的内能不会发生转移
D.冷却液有效减小电热产生的危害
【解答】解:A、将服务器放入冷却液中,若冷却液导电性能很强,因此冷却液属于绝缘体,故A错误;
B、由Q=cmΔt可知,升高相同的温度,吸收的热量越多,故B错误;
C、服务器通电会产生热量,因此服务器的内能发生了转移;
D、电热会减少服务器的寿命,因此有效减小电热产生的危害。
故选:D。
3.(3分)下列说法正确的是( )
A.﹣20℃的冰不具有内能
B.小球运动的速度越快,其内能越大
C.一块铁烧红时的内能比它冷却时的内能大
D.物体内能增加,一定是吸收了热量
【解答】解:
A、任何物体都具有内能;
B、内能的大小与物体的速度无关;
C、同一个物体,内能越大;
D、改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,也可能是外界对物体做功。
故选:C。
4.(3分)秋天天气干燥,用塑料梳子梳头,头发会随着梳子飘起来,下列分析正确的是( )
A.梳头后,梳子带电而头发不带电
B.头发会随着梳子飘起来,是因为头发和梳子带同种电荷
C.梳子与头发摩擦的过程中,创造了电荷
D.梳头后变得蓬松,是因为头发带上了同种电荷
【解答】解:
AC、用塑料梳子梳头发时,发生了电荷的转移,所以随着梳子飘起来,故AC错误;
BD、头发带上同种电荷而互相排斥,故B错误。
故选:D。
5.(3分)图中,能正确描述电阻一定时,电流随电压变化的图象是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:电阻一定时,电流与电压成正比。
A、图象反映的是电流与电压成正比;
B、图象反映的是电流随电压增大而减小;
C、图象中当导体两端电压为0时,故C错误;
D、图象反应的电流与电压成反比。
故选:A。
6.(3分)根据额定电压为2.5V小灯泡的I﹣U图象(如图所示)分析,下列结论正确的是( )
A.当小灯泡的电压为0V时,其电阻为0
B.当小灯泡的电流为0.1A时,其实际功率为0.1W
C.通过小灯泡的电流与其两端的电压成正比
D.小灯泡的额定功率为0.625W
【解答】解:
A、电阻是导体本身的一种属性、长度,跟导体两端的电压;当小灯泡的电压为0V时,故A错误;
B、由图象可知,其实际电压为0.2V,故B错误;
C、由图象可知,所以通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比;
D、由图象可知,电流为0.25A额=U额I额=2.3V×0.25A=0.625W,故D正确。
故选:D。
7.(3分)石墨烯被认为是一种未来革命性的材料,用石墨烯制成的湿敏电阻的阻值(R)随相对湿度(RH),科学家用条状石墨烯制成的湿敏电阻附着在植物的叶片上,并将湿敏电阻接入电路中,电表示数变大。如图乙中的电路图符合要求的是(R0为定值电阻,电源电压恒定)( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由图可知,随着相对湿度的增大,Rx的阻值变小;
A、由电路图可知,R0与Rx并联,电流表测通过R0的电流,由于并联电路各支路互不影响x阻值变化时,电流表的示数不变;
B、由电路图可知,R7与Rx串联,电压表测R0两端的电压,植物含水量增大时,Rx的阻值变小,总电阻变大,电路中的电流变大,R0两端的电压变大,即电压表的示数变大;
C、由电路图可知,R8与Rx串联,电压表测Rx两端的电压,根据植物含水量增大时Rx变小可知,电路的总电阻变小可知,R0两端的电压也变大,根据串联电路的电压特点可知,Rx两端的电压会变小,即电压表的示数变小;
D、由电路图可知,R0与Rx串联,电压表测电源两端的电压,植物含水量增大时,故D不符合要求。
故选:B。
二、填空题(本大题7小题,每空1分,共21分)
8.(3分)火箭发射使用液态氢做燃料,主要是因为它的 热值 大,火箭发射时燃料燃烧后喷出的高温燃气,通过 热传递 (选填“热传递”或“做功”)使发射台温度急剧升高,造成破坏。为了避免这种破坏,科学家在发射台下建造了一个巨大的水池 比热容 较大的特性和水汽化时会吸收大量的热量来降低发射台的温度。
【解答】解:(1)运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,不仅液态氢的密度小,完全燃烧相同质量的氢时;
(2)火箭发射时,燃料燃烧后喷出的高温燃气;
(3)因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,水吸收的热量多。
故答案为:热值;热传递。
9.(3分)给手机充电时,手机电池是 用电器 (选填“用电器”或“电源”)。汽车在转弯前,要打开转向灯,司机需拨动一下方向盘旁的一根杆,这根杆的作用相当于电路中的 开关 ,但如果前转向灯坏了时,后转向灯还能亮,则位于汽车同侧的前后两个转向灯的连接方式为 并联 (选填“串联”或“并联”)。
【解答】解:(1)给手机电池充电时,消耗电能,该过程手机电池为用电器;
(2)司机拨动方向盘旁的杆子,转向灯才会工作;汽车的前后转向灯可以单独工作。
故答案为:用电器;开关。
10.(3分)某单缸四冲程内燃机的其中一个冲程剖面图如图所示,由图可知,该内燃机是 汽油机 (选填“汽油机”或“柴油机”),该冲程是 吸气 冲程。若该内燃机一个工作循环对外做功30kJ,则燃料完全燃烧所放出的热量一定 大于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)30kJ。
【解答】解:(1)由图可知,内燃机的顶端是火花塞;
(2)图中内燃机的进气门打开,排气门关闭,是吸气冲程;
(3)热机在工作过程中,排放废气等会带走大量的热量,则燃料完全燃烧所放出的热量一定大于30kJ。
故答案为:汽油机;吸气。
11.(3分)如图1表示两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系。若把它们串联起来,接在某电源上,电路中的电流是0.1A 1.5 V,此时电路的总电阻 15 Ω,如图2中电阻箱的读数是 2035 Ω。
【解答】解:(1)两元件串联,电路中的电流I=0.1A时,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,通过两元件的电流均为7.1A,
由图象可知,两元件两端的电压分别UA=0.8V,UB=1.0V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=UA+UB=5.5V+1.5V=1.5V;
由I=可知==15Ω,
(2)电阻箱的读数:2×1000Ω+0×100Ω+4×10Ω+5×1Ω=2035Ω。
故答案为:3.5;15。
12.(3分)电能表上标有“220V 10A”,这个电能表应接在电压为 220 V的电路中使用,它允许通过的最大电流为 10A ,某用户的电能表上月初示数为这个月底示数为,本月用电 41 kW•h。
【解答】解:
①电能表上标有“220V 10A”,它允许通过的最大电流为10A;
②电能表月初的示数为253.1kW•h,月底的示数为294.1kW•h。
故答案为:220;10A。
13.(3分)如图为一种测量体重的装置,其中体重示数计是由 电流 表改装成的,R2相当于一个 滑动变阻器 ,电路中R1的作用是 保护电路 。
【解答】解:(1)由电路图可知,体重示数计串联在电路中;
(2)体重增大,滑片上移2接入电路的电阻变小,因此R2相当于一个滑动变阻器;
(3)当体重很大时,滑片滑到最上端,R4接入电路的电阻为零,如果没有电阻R1,会造成电源短路,烧坏电源和电流表1具有保护电路的作用。
故答案为:电流;滑动变阻器。
14.(3分)如图甲所示,把电阻R与灯L接在3V的电源上,电阻R与灯L的U﹣I图像如图乙所示。当S闭合时 10 Ω,电路消耗的功率为 1.8 W,通电2min电阻R产生的热量为 108 J。
【解答】解:当S闭合时,灯L与电阻并联在3V的电源上,
通过乙图可知,此时灯泡L和电阻R的电流都为0.4A
R灯===10Ω;
总电流为:I总=I1+I7=0.3A+2.3A=0.5A,
电路消耗的功率为:P总=UI总=3V×0.4A=1.8W;
此时电阻R两端的电压也为7V,电流为0.3A3Rt及欧姆定律可得通电2min电阻R产生的热量为:
Q=UIt=3V×4.3A×2×60s=108J。
故答案为:10;3.8。
三、作图题(本大题3小题,共7分)
15.(2分)如图所示,为了让两灯正常工作,请分别在下面电路图的圆圈中填上合适电表符号.
【解答】解:由图可知甲表跟右边的灯泡并联,所以应为电压表,所以应为电流表
16.(2分)请把电路补充完整。已知电源电压3V。要求:电压表测量灯泡两端电压、变阻器滑片向右滑时灯泡变亮。
【解答】解:由题知,电源电压为3V,灯泡两端电压不会高于3V;变阻器滑片向右滑时灯泡变亮,电阻变小。如图所示:
。
17.(3分)按照图甲所示的实物图,请在方框乙内画出其电路图。
【解答】解:由实物图知,两灯并联1和S2分别在L7和L2支路上,由此画出电路图如图所示:
四、实验探究题。(本大题3小题,共19分)
18.(5分)如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,小致用两个相同的容器分别装入质量相等的A、B两种液体,用相同的装置加热。
(1)实验前,按 自下而上 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装器材。
(2)实验中使用玻璃棒的目的是 使液体受热均匀 。
(3)实验中两种液体吸收热量的多少可通过 加热时间 (选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较。
(4)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示,分析图象可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时, A 吸收的热量较多;质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时, B 升温较高。
【解答】解:(1)因用酒精灯的外焰加热,故实验前;
(2)实验中使用玻璃棒的目的是使液体受热均匀;
(3)根据转换法,两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较;
(4)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时,故A吸收的热量较多;
质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时,B升温较高。
故答案为:(1)自下而上;(2)使液体受热均匀;(4)A;B。
19.(7分)在“测定额定电压为2.5V的小灯泡的电功率”实验中,连接的电路如图甲所示,电源电压为3V。
(1)本实验测量电功率的原理是 P=UI ;
(2)连接电路时,开关应 断开 (选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大的位置,可以起到 保护电路的 作用;
(3)电路检查无误后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某处,则小灯泡消耗的实际功率 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率;为了测定小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片P向 A (选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数为2.5V,此时电流表指针位置如图乙所示 1.25 W;
(4)某兴趣小组的同学想接着研究电流与电压的关系,于是将图甲中的小灯泡换成了定值电阻,闭合开关,记下多组对应的电压表和电流表的示数,多次测量的目的是为了 寻找普遍规律 (选填“减小实验误差”或“寻找普遍规律”)。
【解答】解:(1)本实验测量电功率的原理是P=UI;
(2)连接电路时,开关应断开,电流中电流最小;
(3)灯在额定电压下的功率为额定功率,因2.6V大于4.5V,则小灯泡消耗的实际功率大于额定功率;
灯在额定电压下正常发光,示数为2.2V大于灯的额定电压2.5V,根据串联电路电压的规律,由分压原理,故滑片向A移动;
此时电流表指针位置如图乙所示,电流表选用小量程,则小灯泡的额定功率为:
P=UI=3.5V×0.4A=1.25W;
(4)小灯泡换成了定值电阻,研究电流与电压的关系,移动滑片P,多次测量的目的是为了避免实验的偶然性。
故答案为:(1)P=UI;(2)断开;(3)大于;A;(4)寻找普遍规律。
20.(7分)小海同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时,采用如图所示的实验装置,请观察(甲)、(乙)
(1)实验中,通过观察U形管中液面 高度差 的变化,来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。
(2)甲装置是用来研究通电时间相同时,电阻丝产生的热量与 电阻 的关系。
(3)用乙装置进行实验时,电阻R3的作用是使通过R1、R2的电流 不相同 (选填“相同”或“不相同”)。
(4)若乙图中盒外连接的电阻R3阻值由5Ω更换为3Ω, 仍能 (选填“仍能”或“不能”)达到更换前的实验效果。
(5)当家庭电路中的导线连接处接触不良时,该处电阻会增大,容易引发火灾。则图 甲 (选填“甲”或“乙”)的实验结论可以用来解释这种现象。
(6)此实验的依据是电流的 热 效应。下面所列四种用电器中,利用这一原理工作的用电器是 A 。(选字母填)
A.电饭锅 B.电风扇 C.电视机 D.计算机
【解答】解:
(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映;
(2)图甲两容器中的两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,故此装置是用来探究电流产生的热量跟电阻的关系;
(3)图乙中R2、R3并联后再与R7串联,由串并联电路的电流特点知,I1=I2+I2,两容器中电阻和通电时间相等,所以电阻R3的作用是使通过R1、R8的电流不相同,可探究电流产生热量与电流大小的关系;
(4)若乙图中盒外连接的电阻R3阻值由5Ω更换为6Ω,电路的连接方式不变,),故仍能达到更换前的实验目的;
(5)由图甲可得的实验结论是:电流和通电时间相等时,电阻越大;
当家庭电路中的导线连接处接触不良时,接触电阻较大2Rt可知,在电流和通电时间相同时,产生的热量越多,故图甲中的实验结论可以用来解释这种现象。
(6)此实验的依据是电流的热效应。
A、电饭锅工作时,是利用电流热效应工作的;
B、电风扇工作时把电能主要转化为机械能;
C、电视机工作时主要把电能转化为光能与声能;
D、计算机工作时电能转化为光能等其他形式的能;。
故答案为:(1)高度差;(2)电阻;(4)仍能;(6)热;A。
五、计算题(本大题2小题,共13分)
21.(6分)某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用水,利用煤气灶烧水,需燃烧0.8kg煤气。已知煤气的热值q=2×107J/kg,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)。求:
(1)50kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量。
(2)完全燃烧0.8kg煤气放出的热量。
(3)煤气灶烧水的效率
【解答】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm水(t﹣t0)=4.4×103J/(kg•℃)×50kg×(60℃﹣20℃)=8.3×106J;
(2)煤气完全燃烧放出的热量:
Q放=m煤气q=0.7kg×2×107J/kg=8.6×107J;
(3)煤气灶烧水的效率:
η=×100%=。
答:(1)50kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量为8.4×106J。
(2)完全燃烧0.8kg煤气放出的热量为6.6×107J。
(3)煤气灶烧水的效率为52.7%。
22.(7分)某款电热饮水机具有加热和保温两挡,额定电压为220V。图甲是其电路原理图。S0为温控开关,R1,R2为电热丝(阻值不变),某饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图像如图乙所示求:
(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能;
(2)饮水机处于保温挡时,通过R1的电流;
(3)R2的阻值。
【解答】解:
(1)由图乙知,加热挡的功率为P加热=484W,加热时间为t=5min=300s,
饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为:W=P加热t=484W×300s=1.452×104J;
(2)当开关S、S0闭合时,R1与R8并联,电路中的总电阻最小可知,此时为加热状态;
当只闭合开关S时,电路为R1的简单电路,饮水机处于保温状态;
根据图乙知保温挡的功率为44W,
根据P=UI知,保温挡时通过R5的电流为:
I===0.2A;
(3)因电路的总功率等于各用电器功率之和,
所以,加热时电阻丝R3的电功率:
P2=P加热﹣P1=P加热﹣P保温=484W﹣44W=440W,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
由P=可得2的阻值:
R2===110Ω。
答:(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为5.452×105J;
(2)饮水机处于保温挡时,通过R1的电流为8.2A;
(3)R2的阻值为110Ω。
六、综合能力题(本大题3小题,共19分)
23.(6分)如图是小圆同学做的一组实验,观察实验完成填空:
(1)如图甲所示,迅速向下挤压活塞,观察到硝化棉被引燃 内 能;该过程的能量转化情况与汽油机的 压缩 冲程相同。
(2)如图乙所示,把墨水同时滴入热水和冷水杯中,发现两杯水都会变色 扩散 现象;而热水杯比冷水杯变色更快,说明该现象快慢程度与 温度 有关。
(3)如图丙所示,闭合开关,发现灯L1比灯L2亮,流过L1的电流 等于 流过L2的电流(填“大于”、“小于”或“等于”);再用一根导线同时接在L2的两端,则灯泡 L2 会被短路。
【解答】解:(1)在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团硝化棉,用力将活塞迅速向下压,这是因为压缩筒内空气做功;
该实验中,活塞的机械能转化为筒内空气的内能。
(2)把墨水同时滴入热水和冷水杯中,发现两杯水都会变色,扩散现象表明分子在不停地做无规则运动;
热水杯比冷水杯变色更快,说明热水温度高,分子运动剧烈;
(3)在图丙电路图中,两个灯泡串联1比灯L2亮,但由串联电路的电流特点可知2的电流I1等于灯泡L2的电流I8;
若把一根导线接在小灯泡L2的两端,L2被短路而熄灭,不能发光,
故答案为:(1)内;压缩;温度;L5。
24.(7分)学校物理小组利用如图所示的电路探究“影响导体电阻大小的因素”的实验,将a、b、c、d四段导体分别接入电路。经过测量,得到下表所示数据。
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流大小/A
a
0.5
0.4
锰铜合金
0.20
b
0.5
0.4
镍铬合金
0.16
c
0.5
0.2
镍铬合金
0.08
d
1.0
0.2
镍铬合金
0.04
(1)实验中,通过比较电路中 电流表示数 的大小,判断导体电阻的大小。
(2)选取导体c、d进行实验,可以探究导体电阻大小与导体 长度 的关系
(3)选取导体b、c进行实验,可以探究导体电阻大小与导体 横截面积 的关系
(4)在材料一定时,导体的电阻大小与导体的长度成 正 比,与导体的横截面积成 反 比。
(5)小明在科技活动中,了解到有一种用半导体材料制成的热敏电阻,其电阻R随温度t变化的图象如图甲所示。
①热敏电阻的阻值随温度的升高而 减小 (选填“增大”或“减小”)
②小明想利用热敏电阻制成温度报警器,实验室中现有两只外形完全相同的电阻R1和R2,其中一只为热敏电阻,另一只为定值电阻(阻值不随温度的变化而变化)。为了辨别它们,接下来小明闭合开关,对其中一只电阻加热 增大 (选填“增大”或“减小”),则该电阻为热敏电阻。
【解答】解:(1)在探究“影响导体电阻大小的因素”的实验中,通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小;
(2)导线c、d的材料相同,只是长度不同;
(3)导线b、c的长度相同,只是横截面积不同;
(4)在材料一定时,导体的电阻大小与导体的长度成正比。
(5)①根据图甲坐标系中曲线的趋势可以得出,电阻随温度的升高而减小;
②对其中一只电阻加热,如果电流表示数增大,若电流表示数不变说明加热的电阻为定值电阻。
故答案为:(1)电流表示数;(2)长度;(4)正;反;②增大。
25.(6分)阅读短文,回答问题。
太阳能路灯
如图甲所示是某路道两边的太阳能路灯,它由太阳能电池板、控制器、24V的蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成,它的结构示意图如图乙,白天光线强时,太阳能电池板为蓄电池充电,蓄电池为LED灯供电照明。
太阳能电池板的主要材料是晶体硅,它的基本原理是光电效应。光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化,只有入射光的频率高于一定值时,才能激发电子逸出物质表面,但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象。
LED发光二极管是一种半导体器件,它具有工作电压低(2~4V)、耗能少、寿命长、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点.它与普通的白炽灯发光原理不同,因而其发光效率较高,是新一代固体冷光源
(1)乙图中,当白天光线强时,S与 b 接通(选填“b”或“c”),太阳能电池板是利用 内 (选填“内”或“外”)光电效应工作的。
(2)LED灯主要由 半导体 (选填“导体”、“半导体”或“超导体”)材料制成,可以把电能直接转化成 光 能。它之所以节能,被称为冷光源,是因为电热转换损耗的能量较白炽灯 低 (选填“高”或“低”)。
(3)为使LED发光二极管正常工作,应将几个LED发光二极管 串联 (选填“串联”或“并联”)才能安全使用。
【解答】解:(1)白天光线强时,S与b接通;太阳能电池板是利用内光电效应工作的;
(2)发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成,LED的发光原理是直接把电能转换成光能,因而其发光效率较高;
(3)由于太阳能电池板的电压为24V,而LED发光二极管的工作电压为2~4V,所以应将它们串联接在电路中。
故答案为:(1)b;内;(2)半导体;光;低。
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