福建省三明市大田县2022-2023学年九年级上学期期末检测物理试卷+
展开这是一份福建省三明市大田县2022-2023学年九年级上学期期末检测物理试卷+,共27页。试卷主要包含了选择题,填空,作图题,简答题,实验题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年福建省三明市大田县九年级(上)期末物理试卷
一、选择题(本大题16小题,每小题2分,共32分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2分)在下列几种情况下,比热容会发生变化的是( )
A.水结成冰
B.一块钢板制成钢锅
C.把开水从暖水瓶倒入茶杯里
D.10℃的水变成4℃的水
2.(2分)下列有关大田山区景色形成过程的物态变化描述中,判断错误的是( )
A.大仙峰山上的雪——凝华
B.仙亭山樟树叶上的霜——凝固
C.湖美库区湖畔的雾——液化
D.象山草坪上的露珠——液化
3.(2分)甲、乙、丙、丁四个小球,它们之间的相互作用情况是:丁吸引乙,乙排斥丙,已知丁带正电荷,那么有关甲的带电情况正确的是( )
A.甲一定带正电荷 B.甲一定带负电荷
C.甲可能带正电荷 D.乙可能不带电
4.(2分)甲、乙两物体质量相等,甲物体温度降低20℃,乙物体温度升高15℃时,甲、乙两物体的比热容之比是( )
A.3:8 B.8:3 C.4:3 D.3:2
5.(2分)如图是汽油机工作的四个冲程,其中表示机械能转化为内能的冲程是( )
A. B.
C. D.
6.(2分)一根铝线的电阻为R,要使连入电路的电阻增大,可采取的措施为( )
A.将它对折后连入电路中
B.改变两端的电压
C.换用形状相同的铜线
D.将它拉成二倍长度后连入电路中
7.(2分)下图能正确表示条形磁铁磁场的磁感线的是( )
A. B.
C. D.
8.(2分)学校接总闸刀的导线中的电流一般比教室内某盏灯灯丝中的电流大,其原因是( )
A.总闸导线中的电流等于各用电器中电流之和
B.总闸与各灯灯丝是串联的
C.总闸导线的横截面积比灯丝的横截面积大
D.总闸导线和教室各灯灯丝并联
(多选)9.(2分)如图所示电路,闭合开关后将发生的现象是( )
A.电压表有示数 B.灯L1、L2都能发光
C.灯L1不亮,灯L2亮 D.灯L2不亮,灯L1亮
10.(2分)如图电路,闭合开关S,发现小灯泡不亮,用电压表测量有Uab=0,Ubc=6V,Ucd=6V,其故障原因可能是( )
A.灯丝断了 B.电流表有断路
C.灯泡灯丝出现了短路 D.开关处有断路
11.(2分)某同学仔细观察家中的四种电器,发现它们上面都标有“220V 150W”的字样,若它们都在额定电压下工作相同的时间( )
A.暖手宝 B.电视机 C.电冰箱 D.抽油烟机
12.(2分)某同学家中的四盏灯突然全部熄灭了,检查保险装置发现没有跳闸,用测电笔测试室内各处电路时,该同学对故障做了下述四种判断正确的是( )
A.灯泡全部烧坏 B.室内线路某处短路
C.进户线零线断路 D.进户线火线断路
13.(2分)一只标有“220V,60W”和一只标有“110V,40W”的灯泡相比( )
A.正常工作时,前者比后者亮
B.正常工作时,前者的电流比后者大
C.正常工作时,前者电阻比后者小
D.正常工作时,两者亮度是一样
14.(2分)如图所示是一种水位自动报警器的原理图,当水位达到金属块A时(日常生活用水是导电的),电路中( )
A.绿灯亮 B.红灯亮
C.红灯、绿灯都亮 D.红灯、绿灯都不亮
15.(2分)我国的新型航母将采用自行研制的电磁弹射器,小明猜想它的工作原理如图所示,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,当弹射车内的导体通过强电流时,即可受到强大的推力( )
A.
B.
C.
D.
16.(2分)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时;在图乙中绘制出电流表与两电压表示数关系的图象;下列说法中正确的是( )
A.滑片在a点时的电阻为2.5Ω
B.小灯泡的额定电功率为4W
C.电路中的最小功率为4.8W
D.滑片在a点时,滑动变阻器与小灯泡的功率之比为5:1
二、填空(每空1分,共12分)
17.(2分)2019年6月5日,我国首次用固体燃料运载火箭把“文昌物联一号”卫星成功送上太空。火箭发射时要选用热值 的固体燃料(选填“大”或“小”),燃料的质量减少,热值 (选填“变小”或“不变”)。
18.(2分)把﹣10℃的冰放在手心里,冰 (选填“会”或“不会”)立即熔化。手心里的冰熔化时手会感觉很凉,这是因为冰熔化时需要 热。
19.(2分)某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图,阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联。当玩具警车正常匀速行驶时,通过电动机线圈的电流为1A V;2min内电动机线圈产生的热量是 J。
20.(2分)某5G手机充电时与其它家用电器的连接方式是 。该手机电池上标明电压为3.8V,容量4500mA•h,充满电后储存的电能为 J。
21.(2分)一款暖手鼠标垫,内有两个10Ω的加热电阻,通过改变电阻的连接方式可实现多挡位加热。最多可设置 个加热挡位,最大功率是最小功率的 倍。
22.(2分)定值电阻R的阻值为10Ω,小灯泡L的I﹣U图象如图。若将R和L并联后接在5V的电源上,则电路的总电流为 A;若将R和L串联后接在8V的电源上,则L的电功率为 W。
三、作图题(本大题2小题,共4分)
23.(2分)如图为通电螺线管,请根据螺线管的极性标出小磁针的N极和在虚线框内标出电源的“+”“﹣”极。
24.(2分)如图,完成家庭电路的连接,要求:开关能控制螺口灯泡。
四、简答题(本大题1小题,共4分)
25.(4分)请你解释一下,为什么接在电路中的电炉子的电炉丝热得发红,而与其串联在一起的导线却不怎么热?
五、实验题(每空1分,共28分)
26.(5分)小明同学用同一酒精灯加热,完成了冰的熔化和水的沸腾实验后,根据记录的数据
(1)由图可知,冰的熔化过程持续了 分钟,熔化特点是 。
(2)实验测得水的沸点为 ℃,此时的大气压 (填“大于”、“小于”或“等于”)一个标准大气压。
(3)BC段表示物质处于 状态。
27.(5分)如图是探究“电流通过导体时产生热量多少与哪些因素有关”的实验,甲、乙装置的两个透明容器中密封着等量的空气。
(1)甲、乙实验通电前,需使两个U形管内的液面 。
(2)乙装置可探究电流产生热量与 的关系。其中电阻R3的作用主要是使通过R1和R2的 不相等。将此装置接到电源两端,通电一段时间,在 (选填“左”或“右”)侧容器中产生的热量较多。若通电一段时间,其中一个U形管中的液面高度几乎不变,发生此现象的原因可能是 。
28.(8分)小明所在的实验小组利用图甲的电路测量未知电阻Rx的阻值(阻值大约为5Ω)。电源电压保持3V不变,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
(1)请根据电路图甲用笔画线代替导线,将图乙的实物电路连接完整。
(2)当小明连接好电路时,闭合开关,发现电流表和电压表都有较小示数,电流表和电压表的示数都不变,造成这一现象的原因是 。
(3)排除故障,向左移动滑片时,电压表示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)小明将实验中相关数据记录在表中,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙为 A。老师看了后发现有一组数据不是本实验中测得的,它是第 组(选填实验序号)。
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
(5)排除不符合实际的数据,通过计算得出定值电阻Rx的阻值为 Ω。
(6)如图丁所示是另一小组同学小亮设计的测量未知电阻的实验电路图,和同学讨论,它有哪些不完备的地方 ,应怎样改进 。
29.(4分)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图的电路。
(1)根据如图所示的情境可知, (填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时, ,电磁铁磁性越强。
(2)根据右手螺旋定则,可判断出乙铁钉下端是电磁铁的 极。
(3)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。
30.(6分)在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)本实验的工作原理是 。
(2)请你用笔画线代替导线,将图1中的实物电路连接完整。
(3)闭合开关前,图1中滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(4)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图2所示) V,则此时小灯泡的实际功率 (选填“大于”、“小于”或“等于”)额定功率,在此基础上,若他想测量小灯泡的额定功率 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(5)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图3所示的I﹣U图像,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(6)经多次测量和计算比较,我们发现小灯泡两端的电压与对应电流的比值并不是一个定值,而是变化的 。
三、计算题(共20分)
31.(6分)如图所示,R1=30Ω,R2=10Ω,开关S闭合后,电压表V的示数为12V
(1)电源电压;
(2)通过R2的电流;
(3)干路的电流。
32.(6分)在1个标准大气压下,用燃气灶把质量为5kg,温度为20℃的水加热到沸腾。已知燃气灶的效率为50%,c水=4.2×103J/(kg•℃),q天热气=4.2×107J/m3。求:
(1)水吸收的热量;
(2)需要燃烧天然气的体积。
33.(8分)实验小组的同学设计了如图a所示的电路,已知电源电压不变,闭合开关S,根据电路中电压表和电流表的数据描绘了如图b所示的两条U﹣I图线。其中利用电压表V1和电流表A的数据描绘出甲图线,利用电压表V2和电流表A的数据描绘出乙图线。求:
(1)定值电阻R2的阻值;
(2)电源电压的大小及定值电阻R1的阻值。
(3)R2消耗的最大功率。
2022-2023学年福建省三明市大田县九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题16小题,每小题2分,共32分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2分)在下列几种情况下,比热容会发生变化的是( )
A.水结成冰
B.一块钢板制成钢锅
C.把开水从暖水瓶倒入茶杯里
D.10℃的水变成4℃的水
【解答】解:比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关、位置和温度等因素无关、C、D错误。
故选:A。
2.(2分)下列有关大田山区景色形成过程的物态变化描述中,判断错误的是( )
A.大仙峰山上的雪——凝华
B.仙亭山樟树叶上的霜——凝固
C.湖美库区湖畔的雾——液化
D.象山草坪上的露珠——液化
【解答】解:A.雪是空气中的水蒸气遇冷凝华为固态的小冰晶;
B.霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶,故B错误;
C.露是地面附近的水蒸气液化成的小水珠,故C正确
D.雾是空气中的水蒸气遇冷液化为液态的小水滴。
故选:B。
3.(2分)甲、乙、丙、丁四个小球,它们之间的相互作用情况是:丁吸引乙,乙排斥丙,已知丁带正电荷,那么有关甲的带电情况正确的是( )
A.甲一定带正电荷 B.甲一定带负电荷
C.甲可能带正电荷 D.乙可能不带电
【解答】解:已知丁带正电荷,丁吸引乙,可能不带电;
已知乙排斥丙,则乙,即都带负电;
丙吸引甲,则甲可能带正电。
故选:C。
4.(2分)甲、乙两物体质量相等,甲物体温度降低20℃,乙物体温度升高15℃时,甲、乙两物体的比热容之比是( )
A.3:8 B.8:3 C.4:3 D.3:2
【解答】解:m甲=m乙=m,△t甲=20℃,△t乙=15℃,
由Q=cm△t,可得,
c甲=,c乙=,
两物体比热容之比:c甲:c乙=:==:。
故选:A。
5.(2分)如图是汽油机工作的四个冲程,其中表示机械能转化为内能的冲程是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:机械能转化为内能的冲程是压缩冲程:
A图:气门都关闭,活塞向上运行,是压缩冲程;
B图:进气门打开,活塞向下运行,是吸气冲程;
C图:排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程;
D图:气门都关闭,活塞向下运行,是做功冲程。
故选:A。
6.(2分)一根铝线的电阻为R,要使连入电路的电阻增大,可采取的措施为( )
A.将它对折后连入电路中
B.改变两端的电压
C.换用形状相同的铜线
D.将它拉成二倍长度后连入电路中
【解答】解:A.将导线对折后,但长度变小,由于导体的电阻与长度成正比,所以导体的电阻会变小;
B.导体的电阻跟导体两端的电压和导体中的电流无关,不能改变导体的电阻;
C.长度和横截面积相同条件下,用形状相同的铜导线代替铝导线,故C不符合题意。
D.将导线拉长后,长度变长,由于导体的电阻与长度成正比,该D符合题意。
故选:D。
7.(2分)下图能正确表示条形磁铁磁场的磁感线的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:因为磁感线在磁体的周围是从N极出来,回到S极、B、D错误。
故选:C。
8.(2分)学校接总闸刀的导线中的电流一般比教室内某盏灯灯丝中的电流大,其原因是( )
A.总闸导线中的电流等于各用电器中电流之和
B.总闸与各灯灯丝是串联的
C.总闸导线的横截面积比灯丝的横截面积大
D.总闸导线和教室各灯灯丝并联
【解答】解:总闸与各灯灯丝是串联的,各灯灯丝并联,所以闸刀的导线中的电流一般比教室内某盏灯灯丝中的电流大的主要原因是。
故选:A。
(多选)9.(2分)如图所示电路,闭合开关后将发生的现象是( )
A.电压表有示数 B.灯L1、L2都能发光
C.灯L1不亮,灯L2亮 D.灯L2不亮,灯L1亮
【解答】解:由图可知,电压表与灯L1串联后与灯L2并联,电压表内阻非常大,所以灯L7不亮,电压表测量电源电压;
因为并联电路互不影响,所以灯L2会发光。
故AC正确、BD错误。
故选:AC。
10.(2分)如图电路,闭合开关S,发现小灯泡不亮,用电压表测量有Uab=0,Ubc=6V,Ucd=6V,其故障原因可能是( )
A.灯丝断了 B.电流表有断路
C.灯泡灯丝出现了短路 D.开关处有断路
【解答】解:闭合开关后,小灯泡不发光,则是某处断路,测连通位置时;
由题意可知,Uab=0V,Ubc=6V,Ucd=8V,因此bc之间有断路。
故选:B。
11.(2分)某同学仔细观察家中的四种电器,发现它们上面都标有“220V 150W”的字样,若它们都在额定电压下工作相同的时间( )
A.暖手宝 B.电视机 C.电冰箱 D.抽油烟机
【解答】解:家中的电视机、暖手宝,它们上都标有“220V ,若它们都在额定电压下工作相同的时间,四种电器消耗的电能相同;抽油烟机主要是把电能转化为机械能;电冰箱主要是把电能直接转化为机械能,所以暖手宝产生的热量最多。
故选:A。
12.(2分)某同学家中的四盏灯突然全部熄灭了,检查保险装置发现没有跳闸,用测电笔测试室内各处电路时,该同学对故障做了下述四种判断正确的是( )
A.灯泡全部烧坏 B.室内线路某处短路
C.进户线零线断路 D.进户线火线断路
【解答】解:
A、家中的电灯是并联的。全熄灭了;另外,电路断开,氖管不可能都发光;
B、电路中某处短路会使电路中电流过大,电路断路。故B不符合题意;
C、进户的零线断了,不能发光,所以测电笔氖管发光。
D、进户火线断路,接触火线氖管不会发光;
故选:C。
13.(2分)一只标有“220V,60W”和一只标有“110V,40W”的灯泡相比( )
A.正常工作时,前者比后者亮
B.正常工作时,前者的电流比后者大
C.正常工作时,前者电阻比后者小
D.正常工作时,两者亮度是一样
【解答】解:(1)一只“220V 60W”的灯泡和一只标有“110V ,说明都在额定电压下工作,则前者比后者亮,D错误;
(2)由P=UI可得,“220V 1==≈0.27A,
“110V 40W”的灯泡正常工作时的电流:I2==≈0.36A,
则正常工作时,前者的电流比后者的小;
(3)由P=可得,“220V 1==≈806.67Ω;
“220V 40W”灯泡的电阻:R4===302.5Ω,
则正常工作时,前者的电阻比后者的大。
故选:A。
14.(2分)如图所示是一种水位自动报警器的原理图,当水位达到金属块A时(日常生活用水是导电的),电路中( )
A.绿灯亮 B.红灯亮
C.红灯、绿灯都亮 D.红灯、绿灯都不亮
【解答】解:图中所示的水位自动报警器工作原理:当水位到达A时,由于一般水具有导电性,电磁铁向下吸引衔铁,此时红灯亮。
故选:B。
15.(2分)我国的新型航母将采用自行研制的电磁弹射器,小明猜想它的工作原理如图所示,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,当弹射车内的导体通过强电流时,即可受到强大的推力( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:由题意知道,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,当弹射车内的导体通以强电流时,所以,电磁弹射器的工作原理是磁场对通电导线的力的作用而运动。
A.图中的实验说明条形磁铁对小磁针有力的作用;
B.由图知道,利用的是电流的磁效应;
C.图中有电源,即与电磁弹射器的工作原理相同;
D.图中没有电源,产生感应电流,故D不符合题意。
故选:C。
16.(2分)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时;在图乙中绘制出电流表与两电压表示数关系的图象;下列说法中正确的是( )
A.滑片在a点时的电阻为2.5Ω
B.小灯泡的额定电功率为4W
C.电路中的最小功率为4.8W
D.滑片在a点时,滑动变阻器与小灯泡的功率之比为5:1
【解答】解:由电路图可知,变阻器R与灯泡L串联1测R两端的电压,电压表V2测L两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,
由图乙可知,电路中的最小电流I=8.3A,即:UL=UR,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,由I=
U=UL+UR=2UR=6IR=2×0.2A×20Ω=12V;
此时电路的总功率最小,则:
P小=UI=12V×0.3A=2.6W,故C错误;
(2)当滑片从最右端向左滑动到a点时,变阻器接入电路中的电阻变小,
由串联电路的分压特点可知,变阻器R两端的电压变小,则图乙中向下弯曲的曲线是变阻器R的I﹣U图像,如图所示:
当小灯泡恰好正常发光时,电路中的电流最大,
由图乙可知,灯泡正常发光时的电流I′=0.8AL′=10V,
根据串联电路的电压特点可知变阻器两端的电压UR′=U﹣UL′=12V﹣10V=2V,
由I=可得滑片在a点时变阻器的电阻为:
Ra===5Ω;
小灯泡的额定功率:
PL=UL′I′=10V×7.4A=4W,故B正确;
滑片在a点时,滑动变阻器与小灯泡的功率之比:====。
故选:B。
二、填空(每空1分,共12分)
17.(2分)2019年6月5日,我国首次用固体燃料运载火箭把“文昌物联一号”卫星成功送上太空。火箭发射时要选用热值 大 的固体燃料(选填“大”或“小”),燃料的质量减少,热值 不变 (选填“变小”或“不变”)。
【解答】解:
火箭发射时要选用热值大的固体燃料,原因是完全燃烧相同质量的燃料,可以放出更多的热量;
热值是燃料的特性,只与燃料的种类有关、是否燃烧和燃烧是否充分无关。
故答案为:大;不变。
18.(2分)把﹣10℃的冰放在手心里,冰 不会 (选填“会”或“不会”)立即熔化。手心里的冰熔化时手会感觉很凉,这是因为冰熔化时需要 吸 热。
【解答】解:
把一块﹣10℃的冰放在手心里冰不会立即熔化,只有温度升到0℃并且继续吸热才能开始熔化。
冰在熔化的过程中,它要吸收热量。
故答案为:不会;吸。
19.(2分)某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图,阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联。当玩具警车正常匀速行驶时,通过电动机线圈的电流为1A 2 V;2min内电动机线圈产生的热量是 60 J。
【解答】解:由图可知,警灯和电动机串联,通过警灯的电流IL=IM=1A;
由I=可知L=ILRL=1A×8Ω=2V;
2min内电动机线圈产生的热量:Q=IM6RMt=(1A)2×6.5Ω×2×60s=60J。
故答案为:5;60。
20.(2分)某5G手机充电时与其它家用电器的连接方式是 并联 。该手机电池上标明电压为3.8V,容量4500mA•h,充满电后储存的电能为 61560 J。
【解答】解:(1)手机充电时,手机相当于用电器;
(2)电池充满电后储存的电能:W=UIt=3.8V×4500×10﹣8A×3600s=61560J。
故答案为:并联;61560。
21.(2分)一款暖手鼠标垫,内有两个10Ω的加热电阻,通过改变电阻的连接方式可实现多挡位加热。最多可设置 3 个加热挡位,最大功率是最小功率的 4 倍。
【解答】解:由题意可知,暖手鼠标垫正常工作时的电压一定,
由P=UI=知,当两电阻并联时,电路的总电阻最小,为高温挡;
当两电阻串联时,因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻,功率最小;
当只有一个电阻工作时,为中温挡;
综合分析最多可设置3个加热挡位;
因串联电路中总电阻等于各电阻之和,且两个定值电阻均为10Ω,
所以,电路的总电阻:
R串联=R+R=10Ω+10Ω=20Ω,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,且两个定值电阻均为10Ω,
所以,电路的总电阻:
R并联===7Ω,
所以最大功率与最小功率的比为:
====,即最大功率是最小功率的4倍。
故答案为:5;4。
22.(2分)定值电阻R的阻值为10Ω,小灯泡L的I﹣U图象如图。若将R和L并联后接在5V的电源上,则电路的总电流为 0.8 A;若将R和L串联后接在8V的电源上,则L的电功率为 1.5 W。
【解答】解:(1)若将R和L并联后接在5V的电源上,由图象知此时通过小灯泡的电流为IL=0.6A;
根据欧姆定律I=知,通过定值电阻R的电流为:
IR===0.6A,
根据并联电路电流的规律知,
干路中的电流是:
I=IL+IR=0.3A+3.5A=0.6A;
(2)若将甲、乙串联后接在8V电路中,且通过各电阻的电流相等,此时电路中的电流是I′=0.7AL′=5V,此时定值电阻两端的电压为:
UR=I′R=0.5A×10Ω=3V,
此时电源电压为U′=UL′+UR=5V+5V=8V,符合题意;
此时小灯泡的功率为:
PL=ULI′=5V×2.3A=1.7W。
故答案为:0.8;8.5。
三、作图题(本大题2小题,共4分)
23.(2分)如图为通电螺线管,请根据螺线管的极性标出小磁针的N极和在虚线框内标出电源的“+”“﹣”极。
【解答】解:根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引,右端为N极。
根据安培定则,用右手握住螺线管,则四指指向电流的方向、右端流出,右端是负极。
故答案为:如上图。
24.(2分)如图,完成家庭电路的连接,要求:开关能控制螺口灯泡。
【解答】解:要求开关控制螺口灯泡,则开关与螺口灯泡串联;
火线先进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,这样在断开开关能切断火线,如图所示:
四、简答题(本大题1小题,共4分)
25.(4分)请你解释一下,为什么接在电路中的电炉子的电炉丝热得发红,而与其串联在一起的导线却不怎么热?
【解答】答:电炉在使用时,电炉丝和导线串联,I电炉丝=I导线,通电时间t相同,
∵Q=I2Rt,R电炉丝>R导线,
∴电流产生的热量:
Q电炉丝>Q导线,
从而出现电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象。
五、实验题(每空1分,共28分)
26.(5分)小明同学用同一酒精灯加热,完成了冰的熔化和水的沸腾实验后,根据记录的数据
(1)由图可知,冰的熔化过程持续了 6 分钟,熔化特点是 吸收热量,温度不变 。
(2)实验测得水的沸点为 98 ℃,此时的大气压 小于 (填“大于”、“小于”或“等于”)一个标准大气压。
(3)BC段表示物质处于 固液共存 状态。
【解答】(1)由图可知,冰从开始熔化到完全熔化持续了8min﹣2min=6min,温度不变,水的温度在上升到98℃后就不再上升,故可知在此环境下水的沸点为98℃,气压越大。在标准大气压下。此时沸点低于100℃。(3)在晶体的熔化图象中,在此阶段。故答案为:(1)6,温度不变;小于。
27.(5分)如图是探究“电流通过导体时产生热量多少与哪些因素有关”的实验,甲、乙装置的两个透明容器中密封着等量的空气。
(1)甲、乙实验通电前,需使两个U形管内的液面 相平 。
(2)乙装置可探究电流产生热量与 电流 的关系。其中电阻R3的作用主要是使通过R1和R2的 电流 不相等。将此装置接到电源两端,通电一段时间,在 左 (选填“左”或“右”)侧容器中产生的热量较多。若通电一段时间,其中一个U形管中的液面高度几乎不变,发生此现象的原因可能是 装置漏气 。
【解答】解:(1)根据转换法,通过U形管内的液面高度差显示电阻丝产生热量多少、乙实验通电前;
(2)乙装置中,右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,根据并联和串联电路电流的规律,而通电时间相同;其中电阻R3的作用主要是使通过R1和R7的电流不相等;
将此装置接到电源两端,通电一段时间2Rt可知,左侧容器内电阻产生热量多,左侧容器中产生的热量较多;
若通电一段时间,其中一个U形管中的液面高度几乎不变。
故答案为:(1)相平;(2)电流;左;装置漏气。
28.(8分)小明所在的实验小组利用图甲的电路测量未知电阻Rx的阻值(阻值大约为5Ω)。电源电压保持3V不变,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
(1)请根据电路图甲用笔画线代替导线,将图乙的实物电路连接完整。
(2)当小明连接好电路时,闭合开关,发现电流表和电压表都有较小示数,电流表和电压表的示数都不变,造成这一现象的原因是 滑动变阻器接了下面的两个接线柱 。
(3)排除故障,向左移动滑片时,电压表示数 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)小明将实验中相关数据记录在表中,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙为 0.5 A。老师看了后发现有一组数据不是本实验中测得的,它是第 1 组(选填实验序号)。
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
(5)排除不符合实际的数据,通过计算得出定值电阻Rx的阻值为 5 Ω。
(6)如图丁所示是另一小组同学小亮设计的测量未知电阻的实验电路图,和同学讨论,它有哪些不完备的地方 只能测一组数据 ,应怎样改进 在电路中串联一个滑动变阻器 。
【解答】解:(1)电源电压保持3V不变,Rx的阻值大约为5Ω,则电路中最大电流约为:
I'===0.4A;
滑动变阻器上下各选一个接线柱与Rx串联在电路中,由图甲可知,故滑动变阻器选用左下接线柱
;
(2)闭合开关,发现电流表和电压表都有较小的示数,且电阻较大,电流表和电压表的示数都不变,造成这一现象的原因可能是:滑动变阻器接了下面的两个接线柱;
(3)当滑动变阻器的滑片P向左移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变小,滑动变阻器两端的电压增小,电压表的示数变大;
(4)由(1)可知,电流表选用小量程,电流表示数如图丙,其示数为0.5A;
由表格可知,当电压表示数为7.5V时;根据串联电路电压规律滑=U﹣U1=5V﹣0.5V=4.5V,则滑动变阻器接入电路在阻值为:
R滑===25Ω,故第1组数据不是本实验中测得的;
(5)由表中数据可知,定值电阻Rx的阻值为:
Rx===5Ω;
(6)由图丁可知,该实验电路只能测一组数据,为了减小误差,故应在电路中串联一个滑动变阻器,进行多次测量。
故答案为:(1)见解答图;(2)滑动变阻器接了下面的两个接线柱;(4)0.8;1;(6)只能测一组数据。
29.(4分)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图的电路。
(1)根据如图所示的情境可知, 甲 (填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时, 线圈匝数越多 ,电磁铁磁性越强。
(2)根据右手螺旋定则,可判断出乙铁钉下端是电磁铁的 N 极。
(3)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 同名磁极相互排斥 。
【解答】解:(1)根据如图所示的情境甲吸引大头针多,则说明乙的磁性强、乙线圈串联,线圈匝数越多;
(2)线圈中的电流方向是顺时针方向,根据右手螺线管定则;
(3)大头针被磁化为异名磁极,而大头针与大头针之间是同名磁极;
故答案为:(1)甲;线圈匝数越多;(3)同名磁极相互排斥。
30.(6分)在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)本实验的工作原理是 P=UI 。
(2)请你用笔画线代替导线,将图1中的实物电路连接完整。
(3)闭合开关前,图1中滑动变阻器的滑片P应位于 A (选填“A”或“B”)端。
(4)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图2所示) 2.2 V,则此时小灯泡的实际功率 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)额定功率,在此基础上,若他想测量小灯泡的额定功率 B (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(5)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图3所示的I﹣U图像,可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 W。
(6)经多次测量和计算比较,我们发现小灯泡两端的电压与对应电流的比值并不是一个定值,而是变化的 小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大 。
【解答】解:(1)在测定“小灯泡电功率”的实验中,用电压表测灯泡两端的电压,利用P=UI求出小灯泡功率;
(2)小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω
IL===0.25A,
故电流表选用小量程,将电流表与灯泡串联在电路中
;
(3)为了保护电路,闭合开关前,即A端;
(4)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表选用小量程,其示数为5.2V,此时小灯泡的实际功率小于额定功率,应增大灯泡两端的电压,应减小变阻器两端的电压,应减小变阻器接入电路的阻值,使电压表的示数为2.5V;
(5)由图3可知,当灯泡两端电压为2.8V,小灯泡额定功率为:
P=ULI=2.5V×4.2A=0.7W;
(6)经多次测量和计算比较,我们发现小灯泡两端的电压与对应电流的比值并不是一个定值,其可能的原因是小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大。
故答案为:(1)P=UI;(2)见解答图;(4)2.2;B;(5)2.5。
三、计算题(共20分)
31.(6分)如图所示,R1=30Ω,R2=10Ω,开关S闭合后,电压表V的示数为12V
(1)电源电压;
(2)通过R2的电流;
(3)干路的电流。
【解答】解:(1)由图可知,开关S闭合后,电压表测R1两端的电压,
已知电压表V的示数为12V,则由并联电路的电压特点可知电源电压:U=U2=U7=12V;
(2)通过R2的电流:I2===1.6A;
(3)通过R1的电流:I1===0.5A,
由并联电路的电流特点可知,干路中的电流:I总=I1+I2=4.4A+1.3A=1.6A。
答:(1)电源电压为12V;
(2)通过R3的电流为1.2A;
(3)干路中的电流为3.6A。
32.(6分)在1个标准大气压下,用燃气灶把质量为5kg,温度为20℃的水加热到沸腾。已知燃气灶的效率为50%,c水=4.2×103J/(kg•℃),q天热气=4.2×107J/m3。求:
(1)水吸收的热量;
(2)需要燃烧天然气的体积。
【解答】解:(1)在1个标准大气压下,水沸腾的温度为100℃,
水吸收的热量:
Q吸=c水m水△t=4.8×103J/(kg•℃)×5kg×(100℃﹣20℃)=5.68×106J;
(2)由η==50%得天然气完全燃烧放出的热量:
Q放===5.36×106J,
由Q放=Vq可得燃烧天然气的体积:
V===3.08m3。
答:(1)水吸收的热量为1.68×102J;
(2)需要燃烧天然气的体积为0.08m3。
33.(8分)实验小组的同学设计了如图a所示的电路,已知电源电压不变,闭合开关S,根据电路中电压表和电流表的数据描绘了如图b所示的两条U﹣I图线。其中利用电压表V1和电流表A的数据描绘出甲图线,利用电压表V2和电流表A的数据描绘出乙图线。求:
(1)定值电阻R2的阻值;
(2)电源电压的大小及定值电阻R1的阻值。
(3)R2消耗的最大功率。
【解答】解:
由图知,三个电阻串联1测量R2和R两端的总电压,V7测量R2两端的电压;
由题知,利用电压表V1和电流表A的数据描绘出甲图线,利用电压表V5和电流表A的数据描绘出乙图线,即:乙图线为R2的U﹣I图线,甲图线为R2和R的U﹣I图线。
(1)乙图线为R3的U﹣I图线,由乙图线可知2=1V时,I4=0.5A,
由I=可知,R6的阻值为:R2===2Ω;
(2)由图知,R4、R2和滑动变阻器串联,
所以由串联电路的电压特点和欧姆定律可得,电源电压:U=U1+IR4(U1表示V1的示数)
由图象甲知,当U7=1.3V时,I=2.2A1′=3.0V时,I′=0.3A
U=1.3V+2.2A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U=8.0V+0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②得:U=1.2V,R1=1Ω;
(3)由图象知,电压表V3和V2的示数相同时为1.2V,R2和R两端的总电压与R2两端的电压相等,说明此时变阻器的阻值为零,此时R6的功率最大,
则R2消耗的最大功率:
P2大===0.5W。
答:(1)定值电阻R2的阻值为2Ω;
(2)电源电压为1.8V,定值电阻R1的阻值为1Ω;
(3)R2消耗的最大功率为0.5W。
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