河南省新乡市封丘县2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案)
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这是一份河南省新乡市封丘县2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案),共22页。试卷主要包含了填空题,选择题,作图题,实验探究题,综合应用题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年河南省新乡市封丘县九年级(上)期末物理试卷
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1.(2分)德国物理学家 最先通过实验与理论研究发现了电流与电压、电阻的关系,为了纪念他的卓越贡献,人们以他的名字命名为 的单位。
2.(3分)封丘卷尖是封丘县的特色美食,味香而清爽。小聪应用劳动课上学习的烹饪技能,用天然气灶为家人们制作美味卷尖,这是 现象,说明分子在不停息地做 。当蛋饼放凉后,很难闻到香味,说明分子的热运动与 有关。
3.(2分)黄河湿地国家级自然保护区里湖水如镜,能调节周边气温,主要是利用水的 大。湖水在阳光的照射下温度升高,内能 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
4.(2分)“北京冬奥会”让更多的人们喜欢上冬季运动一一滑雪。滑雪时,小聪从高处加速下滑的过程中,动能 ,重力势能 。(均填“增大”、“减小”或“不变”)
5.(3分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1=10Ω。只闭合开关S1,电流表A的示数为0.3A;再闭合开关S2,电流表A的示数变化了0.1A。则电源电压为 V;定值电阻R2的阻值为 Ω。闭合开关S1、S2时,通过定值R1、R2的电流之比为 。
6.(2分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S,当滑片P位于最右端时,电流表的示数为I1;当滑片P位于中点时,电流表的示数为I2,此时电压表的示数为7.2V。已知I1:I2=5:8,则电源电压为 V,滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求,第13~14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
7.(2分)下列物体通常情况下属于导体的是( )
A.铅笔芯 B.塑料尺 C.橡皮擦 D.玻璃杯
8.(2分)我国航天事业高速发展!2022年12月4日,“神舟十四号”载人飞船返回舱成功着陆东风着陆场。“神舟十四号”载人飞船返回舱使用氢气作为燃料,在返回时提供动力( )
A.热值高 B.热量多 C.内能小 D.密度大
9.(2分)下列事例中,主要利用做功的方式来改变物体内能的是( )
A.把酒精擦在手背上,手背感觉到凉
B.冬天人们在室外晒太阳,感觉暖和
C.汽油机的压缩冲程,燃料温度升高
D.把水放进冰箱冷冻室,水变成冰块
10.(2分)尊老爱幼是中华民族的优良传统!小聪端热水、爸爸给奶奶搓脚、妈妈为奶奶梳头的温馨画面如图所示。下列说法正确的是( )
A.梳头发过程中通过摩擦起电创造了电荷
B.泡脚和搓脚改变脚的内能的方式相同
C.用干燥的梳子梳头发越梳头发越蓬松是由于异种电荷相互排斥
D.梳头发过程中,若梳子失去电子将带正电荷
11.(2分)甲、乙两个定值电阻,分别为“10Ω 1A”和“10Ω 0.6A”,现将它们先后串联和并联起来分别允许加上的最高电压是( )
A.12V 6V B.12V 10V C.16V 6V D.16V 10V
12.(2分)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,定值电阻R1=5Ω。闭合开关S,电路正常工作。电压表V1和V2的示数均如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲中两电阻的总电阻可能小于其中一个电阻
B.定值电阻R1与定值电阻R2的阻值之比为1:5
C.将图甲电路改接成图丙电路,两电阻的总电阻一定变小
D.将图甲电路改接成图丙电路,通过R1和R2的电流之比为1:4
(多选)13.(2分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S。下列说法正确的是( )
A.定值电阻R1与滑动变阻器R2串联
B.电流表A2测量通过滑动变阻器R2的电流
C.滑片向右移动,电流表A1的示数与电流表A2的示数的差值不变
D.滑片向右移动,定值电阻R1与滑动变阻器R2两端的电压的比值变小
(多选)14.(2分)如图甲所示,这是高铁上烟雾报警器的简化原理图,其中电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为光敏电阻(阻值与光照强度的关系如图乙所示)。射向光敏电阻的激光被烟雾遮挡时( )
A.光敏电阻R的阻值减小
B.电压表的示数增大
C.电流表的示数减小
D.电压表示数与电流表示数的比值不变
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15.(2分)如图所示,这是一种调光台灯的内部结构示意图,a、b、c是电位器(滑动变阻器),旋钮带动滑片顺时针转动时,灯泡变亮。
16.(2分)“创新”实验小组的同学要设计一个自动防盗报警电路。要求:晚间开关S闭合后,灯亮电铃不响;当房门被打开时,灯亮且电铃发声自动报警。请按要求用直线连接如图所示的电路元件。
四、实验探究题(本题共3小题,第17题4分,第18题6分,第19题9分,共19分)
17.(4分)如图所示,在“探究影响重力势能大小的因素”实验中,有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C,球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。
(1)根据A、B、C三个小球在沙地中下陷的深度可以判断出释放前球 的重力势能最大;
(2)比较球A、C可得出结论 ;
(3)球在空中下落时减少的重力势能主要转化为 ;
(4)小球在下落过程中,重力会对小球做功,则重力对小球做功大小与时间关系图应是 。
18.(6分)在“探究电流与电阻的关系”实验中,实验器材:四节新干电池、电流表、电压表、定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一个)、滑动变阻器(规格为A“10Ω 2A”、B“50Ω 1A”各一个)
(1)小明连接了如图甲所示的电路,连接电路的过程中,开关应处于 (填“闭合”或“断开”)状态。
(2)小明在检查电路时发现有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并画出正确连线。
(3)正确连接电路后,小明先将阻值为5Ω的定值电阻接入电路中进行实验,移动滑片P到适当位置,填在下表中,然后用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻进行实验,此时应将滑片P向 (填“左”或“右”)移动,使电压表示数不变,记录实验数据,实验记录的数据如表。
实验次数
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
(4)分析实验数据可知:①在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;②本次实验小明选择的滑动变阻器是 (填“A”或“B”)。
19.(9分)小华做测量定值电阻Rx阻值的实验,现有器材:待测电阻Rx、两节干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)请按图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整。
(2)连接电路时,开关必须是 的(选填“闭合”或“断开”);滑动变阻器应调到 处。
(3)正确连接电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,而电压表示数接近3V,则故障可能是 (选填标号)。
A.滑动变阻器断路
B.Rx断路
C.Rx短路
D.滑动变阻器短路
(4)排除故障后,当电压表示数为1.3V时,电流表示数如图丙所示 Ω。
(5)本实验要多次测量取平均值,目的是 。
(6)小华对实验进行进一步拓展,利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值为R0的定值电阻、电流表、开关等器材,设计了如图丁所示的电路也能测出Rx的阻值,请你完成下列实验步骤:
①按电路图正确连接电路,闭合开关S,断开开关S1,读出电流表示数I1;
② ,读出电流表示数I2;
③根据实验数据,计算出待测电阻Rx= 。(用R0、I1、I2表示)
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20.(8分)小聪家的黑皮冬瓜又丰收了,周末小聪在家炖冬瓜汤。先用天然气灶将质量为2kg的水烧至恰好沸腾,水升高的温度为80℃水=4.2×103J/(kg•℃),q天然气=4.2×107J/m3]
(1)炖冬瓜汤的过程中是通过 的方式增加了汤的内能。
(2)烧水过程中水吸收的热量是多少?
(3)若天然气灶的加热效率效率为80%,烧水过程中需要完全燃烧天然气的体积是多少?
21.(9分)如图所示,这是我国某款自主品牌小汽车。
(1)小聪观察到小汽车转弯时,拨动方向盘左侧的横杆,小汽车左侧或右侧的指示灯发光 (选填“电源”、“用电器”或“开关”)。给小汽车提供动力的是汽油机的 冲程。小汽车行驶一段时间后,油箱中剩余汽油的热值 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)某次测试时,总质量为1.5t的小汽车在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶了5min,测试过程中小汽车受到的阻力为总重的(g取10N/kg)
(3)在(2)中小汽车测试过程中消耗了汽油0.8kg,则小汽车汽油机的热机效率是多少?(汽油的热值取4.5×107J/kg)
2022-2023学年河南省新乡市封丘县九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1.(2分)德国物理学家 欧姆 最先通过实验与理论研究发现了电流与电压、电阻的关系,为了纪念他的卓越贡献,人们以他的名字命名为 电阻 的单位。
【解答】解:德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系,即:欧姆定律;
为了纪念他作出的杰出贡献,人们将他的名字命名为电阻的单位。
故答案为:欧姆;电阻。
2.(3分)封丘卷尖是封丘县的特色美食,味香而清爽。小聪应用劳动课上学习的烹饪技能,用天然气灶为家人们制作美味卷尖,这是 扩散 现象,说明分子在不停息地做 无规则运动 。当蛋饼放凉后,很难闻到香味,说明分子的热运动与 温度 有关。
【解答】解:煎制蛋饼时满屋飘香,这是扩散现象。当蛋饼放凉后,说明分子的热运动与温度有关。
故答案为:扩散;无规则运动。
3.(2分)黄河湿地国家级自然保护区里湖水如镜,能调节周边气温,主要是利用水的 比热容 大。湖水在阳光的照射下温度升高,内能 增大 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
【解答】解:(1)因为水的比热容较大,白天,吸收相同的热量;夜晚,水的温度降低的少,能有效调节湖周边气温。
(2)一定质量的湖水在阳光照射下吸收热量,温度升高。
故答案为:比热容;增大。
4.(2分)“北京冬奥会”让更多的人们喜欢上冬季运动一一滑雪。滑雪时,小聪从高处加速下滑的过程中,动能 增大 ,重力势能 减小 。(均填“增大”、“减小”或“不变”)
【解答】解:小聪从高处加速下滑的过程中,质量不变,动能增大,高度变小。
故答案为:增大;减小。
5.(3分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1=10Ω。只闭合开关S1,电流表A的示数为0.3A;再闭合开关S2,电流表A的示数变化了0.1A。则电源电压为 3 V;定值电阻R2的阻值为 30 Ω。闭合开关S1、S2时,通过定值R1、R2的电流之比为 3:1 。
【解答】解:(1)只闭合开关S1,只有定值电阻R1接入电路,
根据I=可得电源电压:
U=I4R1=0.7A×10Ω=3V;
(2)再闭合开关S2,定值电阻R7、R2并联,电流表测量干路中的电流,
因为并联电路各支路用电器互不影响,通过定值电阻R1的电流不变,电流表的示数变化量就是通过定值电阻R4的电流,则:I2=ΔI=0.8A,
根据I=可得定值电阻R2的阻值:
R2===30Ω;
(3)闭合开关S1、S2时,通过定值R2、R2的电流之比为:
I1:I5=0.3A:3.1A=3:2。
故答案为:3;30。
6.(2分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S,当滑片P位于最右端时,电流表的示数为I1;当滑片P位于中点时,电流表的示数为I2,此时电压表的示数为7.2V。已知I1:I2=5:8,则电源电压为 12 V,滑动变阻器的最大阻值为 30 Ω。
【解答】解:由图可知,R1、R2串联,电压表测量R2两端的电压;
当滑片P位于最右端时,R2全部接入电路,此时电路中的总电阻R=R1+R6,根据欧姆定律可知,电流表的示数为I1==;
当滑片P位于中点时,R2一半接入电路,此时电路中的总电阻R′=R1+R2,根据欧姆定律可知,电流表的示数为I7==;
则===,
解得:R6=3R1=5×10Ω=30Ω;
此时R2两端的电压U2=5.2V,
根据串联分压的特点可得===,
则R5两端的电压U1=U2=×7.2V=7.8V;
根据串联电路的电压规律可知,电源电压U=U1+U7=4.8V+5.2V=12V。
故答案为:12;30。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求,第13~14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
7.(2分)下列物体通常情况下属于导体的是( )
A.铅笔芯 B.塑料尺 C.橡皮擦 D.玻璃杯
【解答】解:A、铅笔芯的材料是碳;故A正确;
B、塑料尺的材料是塑料;故B错误;
C、橡皮擦的材料是橡胶;故C错误;
D、玻璃杯的材料是玻璃;故D错误;
故选:A。
8.(2分)我国航天事业高速发展!2022年12月4日,“神舟十四号”载人飞船返回舱成功着陆东风着陆场。“神舟十四号”载人飞船返回舱使用氢气作为燃料,在返回时提供动力( )
A.热值高 B.热量多 C.内能小 D.密度大
【解答】解:氢气的热值高,质量相同的氢气与其它燃料相比,所以载人飞船返回舱使用氢气作为燃料,故A正确。
故选:A。
9.(2分)下列事例中,主要利用做功的方式来改变物体内能的是( )
A.把酒精擦在手背上,手背感觉到凉
B.冬天人们在室外晒太阳,感觉暖和
C.汽油机的压缩冲程,燃料温度升高
D.把水放进冰箱冷冻室,水变成冰块
【解答】解:A、把酒精擦在手背上,使手的温度降低,故A不符合题意;
B、冬天人们在室外晒太阳,温度升高,故B不符合题意;
C、汽油机的压缩冲程,机械能转化为内能,故C符合题意;
D、把水放进冰箱冷冻室,水放出热量,是通过热传递改变物体的内能。
故选:C。
10.(2分)尊老爱幼是中华民族的优良传统!小聪端热水、爸爸给奶奶搓脚、妈妈为奶奶梳头的温馨画面如图所示。下列说法正确的是( )
A.梳头发过程中通过摩擦起电创造了电荷
B.泡脚和搓脚改变脚的内能的方式相同
C.用干燥的梳子梳头发越梳头发越蓬松是由于异种电荷相互排斥
D.梳头发过程中,若梳子失去电子将带正电荷
【解答】解:A、梳头发过程中通过摩擦起电,故A错误;
B、泡脚是用热传递的方式改变脚的内能,故B错误;
C、用干燥的梳子梳头发,故C错误;
D、梳头发过程中,故D正确。
故选:D。
11.(2分)甲、乙两个定值电阻,分别为“10Ω 1A”和“10Ω 0.6A”,现将它们先后串联和并联起来分别允许加上的最高电压是( )
A.12V 6V B.12V 10V C.16V 6V D.16V 10V
【解答】解:
(1)两只电阻串联时,通过两电阻的电流相等,
则电路中允许通过的最大电流为I串联=I乙=0.6A;
则串联电路的总电阻为:R串联=R甲+R乙=10Ω+10Ω=20Ω,
根据I=可得:两端允许加的最大电压为U串联=I串联R串联=4.6A×20Ω=12V。
(2)根据I=可得:两电阻两端允许所加的最大电压分别为:
U甲=I甲R甲=1A×10Ω=10V,U乙=I乙R乙=2.6A×10Ω=6V,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,两定值电阻并联时并联=U乙=6V。
故选:A。
12.(2分)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,定值电阻R1=5Ω。闭合开关S,电路正常工作。电压表V1和V2的示数均如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲中两电阻的总电阻可能小于其中一个电阻
B.定值电阻R1与定值电阻R2的阻值之比为1:5
C.将图甲电路改接成图丙电路,两电阻的总电阻一定变小
D.将图甲电路改接成图丙电路,通过R1和R2的电流之比为1:4
【解答】解:A、由电路图甲可知,R1与R2串联,电压表V7测R1两端的电压,电压表V2测电源电压,串联电路总电阻大于任一分电阻;
B、串联电路总电压等于各部分电压之和,电压表V8的量程为0~3V,分度值为6.1V,R1两端的电压U3=1V,
电压表V2的量程为2~15V,分度值为0.5V,则定值电阻R7两端的电压U2=U﹣U1=8V﹣1V=4V,
因串联电路中各处的电流相等,根据欧姆定可得定值电阻R8与定值电阻R2的阻值之比为===,故B错误;
C、图丙中两电阻并联接入电路,故C正确;
D、并联电路各支路两端电压相等1和R2的电流之比为:===,故D错误。
故选:C。
(多选)13.(2分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S。下列说法正确的是( )
A.定值电阻R1与滑动变阻器R2串联
B.电流表A2测量通过滑动变阻器R2的电流
C.滑片向右移动,电流表A1的示数与电流表A2的示数的差值不变
D.滑片向右移动,定值电阻R1与滑动变阻器R2两端的电压的比值变小
【解答】解:AB、根据实物图可知1与滑动变阻器R2并联,电流表A3测量干路中的电流,电流表A2测量通过滑动变阻器的电流,故A错误;
C、滑片移动时,电流表A1的示数与电流表A3的示数的差值为通过R1的电流,根据并联电路各支路互不影响可知1的电流不变,所以电流表A3的示数与电流表A2的示数的差值不变,故C正确;
D、根据并联电路的电压规律可知1与滑动变阻器R3两端的电压相等,比值为1,故D错误。
故选:BC。
(多选)14.(2分)如图甲所示,这是高铁上烟雾报警器的简化原理图,其中电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为光敏电阻(阻值与光照强度的关系如图乙所示)。射向光敏电阻的激光被烟雾遮挡时( )
A.光敏电阻R的阻值减小
B.电压表的示数增大
C.电流表的示数减小
D.电压表示数与电流表示数的比值不变
【解答】解:图甲中,闭合开关,R、R0串联,电流表测量电路中的电流;
当有烟雾遮挡射向光敏电阻的激光时,光照强度减小,光敏电阻R的阻值变大,由I=,电路中的电流变小;
根据串联分压原理可知R两端的电压变大,即电压表的示数变大;
由R=电压表示数与电流表示数的比值表示R的阻值。
故AD错误,BC正确。
故选:BC。
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15.(2分)如图所示,这是一种调光台灯的内部结构示意图,a、b、c是电位器(滑动变阻器),旋钮带动滑片顺时针转动时,灯泡变亮。
【解答】解:电位器应与灯泡串联接入电路中;旋钮带动滑片顺时针转动时,说明电路中的电流变大,电位器(滑动变阻器)接入电路中的电阻应变小,应将b和c两接线柱接入电路
16.(2分)“创新”实验小组的同学要设计一个自动防盗报警电路。要求:晚间开关S闭合后,灯亮电铃不响;当房门被打开时,灯亮且电铃发声自动报警。请按要求用直线连接如图所示的电路元件。
【解答】解:从电源正极依次串联开关、灯泡以及电铃回到电源负极,如下图所示:
四、实验探究题(本题共3小题,第17题4分,第18题6分,第19题9分,共19分)
17.(4分)如图所示,在“探究影响重力势能大小的因素”实验中,有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C,球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。
(1)根据A、B、C三个小球在沙地中下陷的深度可以判断出释放前球 A 的重力势能最大;
(2)比较球A、C可得出结论 物体所处的高度相同时,质量越大,物体的重力势能越大 ;
(3)球在空中下落时减少的重力势能主要转化为 动能 ;
(4)小球在下落过程中,重力会对小球做功,则重力对小球做功大小与时间关系图应是 D 。
【解答】解:
(1)小球释放前的重力势能越大,小球的能量就越多,则小球陷入沙中越深,说明铁球A的重力势能最大;
(2)比较A、C两球可知,A是铁球,铁球A的质量大,因此得出的结论是:物体所处的高度相同时,物体的重力势能越大;
(3)球在空中下落时,高度降低,重力势能主要转化为动能。
(4)小球在单位时间内下落的高度越来越大(即小球下落过程中速度逐渐增大),根据W=Gh可知,故D正确。
故答案为:(1)A;(2)物体所处的高度相同时,物体的重力势能越大;(4)D。
18.(6分)在“探究电流与电阻的关系”实验中,实验器材:四节新干电池、电流表、电压表、定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一个)、滑动变阻器(规格为A“10Ω 2A”、B“50Ω 1A”各一个)
(1)小明连接了如图甲所示的电路,连接电路的过程中,开关应处于 断开 (填“闭合”或“断开”)状态。
(2)小明在检查电路时发现有一根导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并画出正确连线。
(3)正确连接电路后,小明先将阻值为5Ω的定值电阻接入电路中进行实验,移动滑片P到适当位置,填在下表中,然后用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻进行实验,此时应将滑片P向 右 (填“左”或“右”)移动,使电压表示数不变,记录实验数据,实验记录的数据如表。
实验次数
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
(4)分析实验数据可知:①在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 反比 ;②本次实验小明选择的滑动变阻器是 B (填“A”或“B”)。
【解答】解:(1)为了保护电路安全,在连接电路的过程中;
(2)图中电压表并联在电流表的两端,应该并联在定值电阻的两端
(3)根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,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,由分压原理,所以滑片应向右端移动,记录电流表的示数;
(4)①根据实验数据可知,电流与电阻之积为:U′=I′R′=0.5A×5Ω=﹣﹣﹣﹣0.15A×20Ω=4V,即在定值电阻两端电压不变时;
②四节新干电池的电压为6V,根据串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压为:
U滑=U﹣U′=6V﹣3V=3V,
滑动变阻器接入电路的最大电阻为:
R滑大===20Ω。
故答案为:(1)断开;(2)见解答图;(4)①反比。
19.(9分)小华做测量定值电阻Rx阻值的实验,现有器材:待测电阻Rx、两节干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)请按图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,将图乙中的电路连接完整。
(2)连接电路时,开关必须是 断开 的(选填“闭合”或“断开”);滑动变阻器应调到 阻值最大 处。
(3)正确连接电路,闭合开关,发现无论怎样移动滑片P,而电压表示数接近3V,则故障可能是 B (选填标号)。
A.滑动变阻器断路
B.Rx断路
C.Rx短路
D.滑动变阻器短路
(4)排除故障后,当电压表示数为1.3V时,电流表示数如图丙所示 5 Ω。
(5)本实验要多次测量取平均值,目的是 减小误差 。
(6)小华对实验进行进一步拓展,利用电源(电压未知但恒定不变)、阻值为R0的定值电阻、电流表、开关等器材,设计了如图丁所示的电路也能测出Rx的阻值,请你完成下列实验步骤:
①按电路图正确连接电路,闭合开关S,断开开关S1,读出电流表示数I1;
② 再闭合开关S1 ,读出电流表示数I2;
③根据实验数据,计算出待测电阻Rx= 。(用R0、I1、I2表示)
【解答】解:(1)滑动变阻器要采取“一上一下”的连接方式与待测电阻串联接入电路,如图所示:
(2)为保护电路,连接电路时,并将滑动变阻器滑片置于阻值最大处;
(3)电流表示数没有,说明电路断开,说明电压表、滑动变阻器,所以电路故障可能是待测电阻断路;
(4)由图知,电流表量程为0A~0.7A,读数为0.26Ax===5Ω;
(5)为了使结果更加准确,应多测几次求平均值;
(6)①按电路图正确连接电路,闭合开关S3,读出电流表示数I1,电路为定值电阻的简单电路,此时电阻R0两端的电压即为电源电压,根据欧姆定律可得电源电压:U=I8R0;
②再闭合开关S1,电阻R8、Rx并联,电流表测干路电流2,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,则流过电阻Rx的电流:Ix=I2﹣I2;
并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可得待测电阻的阻值:Rx==。
故答案为:(1)见解答图;(2)断开;(3)B;(5)减小误差1;。
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20.(8分)小聪家的黑皮冬瓜又丰收了,周末小聪在家炖冬瓜汤。先用天然气灶将质量为2kg的水烧至恰好沸腾,水升高的温度为80℃水=4.2×103J/(kg•℃),q天然气=4.2×107J/m3]
(1)炖冬瓜汤的过程中是通过 热传递 的方式增加了汤的内能。
(2)烧水过程中水吸收的热量是多少?
(3)若天然气灶的加热效率效率为80%,烧水过程中需要完全燃烧天然气的体积是多少?
【解答】解:(1)炖冬瓜汤的过程中,汤吸收热量,温度升高;
(2)烧水过程中水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×106J/(kg•℃)×2kg×80℃=6.72×106J;
(3)由η=可知放===8.8×105J,
由Q放=Vq可知,需要完全燃烧天然气的体积:V==3。
故答案为:(1)热传递;
(2)烧水过程中水吸收的热量是6.72×102J;
(3)若天然气灶的加热效率效率为80%,烧水过程中需要完全燃烧天然气的体积是0.02m3。
21.(9分)如图所示,这是我国某款自主品牌小汽车。
(1)小聪观察到小汽车转弯时,拨动方向盘左侧的横杆,小汽车左侧或右侧的指示灯发光 开关 (选填“电源”、“用电器”或“开关”)。给小汽车提供动力的是汽油机的 做功 冲程。小汽车行驶一段时间后,油箱中剩余汽油的热值 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)某次测试时,总质量为1.5t的小汽车在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶了5min,测试过程中小汽车受到的阻力为总重的(g取10N/kg)
(3)在(2)中小汽车测试过程中消耗了汽油0.8kg,则小汽车汽油机的热机效率是多少?(汽油的热值取4.5×107J/kg)
【解答】解:(1)拨动方向盘左侧的横杆,转向灯才会工作,即横杆相当于简单电路中的开关;
给小汽车提供动力的是汽油机的做功冲程;
燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,油箱中剩余的汽油的热值不变;
(2)小汽车的质量:m=1.5t=5.5×103kg,
小汽车受到的重力:G=mg=7.5×103kg×10N/kg=7.5×104N,
小汽车受到的阻力:f=G=4N=7.8×103N,
因为车匀速行驶,所以小汽车受到的牵引力为:F牵=f=2.8×103N,
小汽车行驶的速度v=72km/h=20m/s,
小汽车行驶的时间:t=4min=300s,
小汽车行驶的路程:s=vt=20m/s×300s=6×103m,
牵引力做功为:W=F牵s=4.8×103N×6×103m=1.08×106J,
牵引力做功的功率为:P===3.6×104W;
(3)汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=m油q油=0.5kg×4.5×104J/kg=3.6×105J,
小汽车发动机的效率:
η==×100%=30%。
答:(1)开关;做功;
(2)小汽车在测试过程中发动机牵引力的功率是3.6×108W;
(3)小汽车汽油机的热机效率是30%。
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