江苏省宿迁市沭阳县2022-2023学年九年级上学期期末物理试题
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学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.某同学站在自动电梯上,随电梯从一楼上到四楼,则电梯对该同学所做的功最接近于( )
A.45J B.450J C.4500J D.45000J
2.如图所示,关于简单机械,下列说法不正确的是( )
A.如图甲是一个省力杠杆 B.如图乙使用定滑轮可以改变力的方向
C.如图丙使用斜面可以省功 D.如图丁使用滑轮组可以省力
3.如图甲所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,如图乙为其截面图。做好后如图丙所示,将该罐子从不太陡的斜面A点由静止释放,滚到水平面D点停止,然后返回,自行滚上斜面的B点,停止后又滚下斜面……如此往返,最后停在水平面上,下列说法正确的是( )
A.罐子从A点滚动到C点的过程中,重力势能只转化为动能
B.罐子在A点的重力势能最大,橡皮筋在D点的弹性势能最大
C.若罐内没有橡皮筋和小铁块,罐子也能自动返回滚上斜面
D.第一次返回斜面,向上滚动的过程中,罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能
4.关于热现象下列的说法中正确的是( )
A.火箭使用液态氢作燃料,是因为液态氢含有的热量多
B.一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的一半
C.0℃的水凝固成0℃的冰,温度不变,内能不变
D.内陆地区比沿海地区昼夜温差大,原因之一是沙石的比热容比水的比热容小
5.如图所示的电冰箱压缩机和冰箱内照明灯泡的连接电路示意图。压缩机用的电动机,受温控开关控制,电冰箱内的照明灯泡,受门控开关控制,电动机和照明灯泡既能各自单独工作又能同时工作,其中符合上述要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
6.在探究“影响导体电阻大小的因素”实验中,小明发现实验器材中的只有一根镍铬合金丝,实验电路图如图所示,下列有关说法不正确的是( )
A.断开开关,镍铬合金丝没有电阻
B.灯泡在电路中能起到保护电路的作用
C.将金属丝对折后接入电路,金属丝的电阻变小
D.先接入金属丝全部长度,再将一半长度接入电路,可以探究电阻与长度的关系
7.如图甲所示,某健身俱乐部通过压力传感器获取运动者的运动数据,其工作原理如图乙所示。电源电压不变,R1为定值电阻,压力传感器R的阻值随压力增加而减小。在人与蹦床接触至下落到最低点过程中,下列说法中正确的是( )
A.电流表A的示数逐渐变小
B.压力传感器R两端电压逐渐变大
C.电压表V与电流表A示数的比值逐渐变大
D.电路消耗的总功率逐渐变大
8.如图所示的各种做法中,不符合安全用电原则的是( )
①手指塞进插座
② 高压线下放风筝
③ 湿手拔插头
④ 冰箱的金属外壳接地
A.①②③④ B.②③④ C.①②④ D.①②③
9.如图是某品牌液晶电视机的铭牌,阅读铭牌信息,下列说法中正确的是( )
A.该液晶彩色电视可以接在380V电压下使用
B.该液晶彩色电视机比60W的灯消耗的电能多
C.该液晶彩色电视正常工作时,1h内消耗250W电能
D.的电能可供该液晶彩色电视正常工作4h
二、多选题
10.如图所示,甲、乙、丙装置完全相同,燃料的质量、液体的质量和初温都相等,当燃料燃尽时(烧杯内的液体均未沸腾),温度计示数为。下列正确的是( )
A.选择甲、乙,可以用燃烧相同时间比较液体升高温度来反映燃料热值的大小
B.选择甲、丙,可以用加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少
C.液体a的比热容与液体b的比热容相比,有
D.燃料1的热值与燃料2的热值相比,有
三、单选题
11.某同学利用如图所示的电路做“伏安法测电阻”的实验,已知电源电压恒为8V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,实验中该同学填写的实验数据如表所示。下述关于实验的几种说法中错误的是( )
序号
1
2
3
4
U/V
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.21
0.30
0.40
0.49
A.该同学测得此电阻的阻值约为10Ω
B.序号“3”的实验中,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1∶1
C.序号“1”实验数据是使用现有器材无法得出的
D.仅用该同学的实验器材就能探究电流与电阻的关系
12.物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益,根据机械效益可以比较不同机械的省力程度,现用图示滑轮组匀速提升重物,不计绳重和摩擦,下列描述中不正确的是( )
A.提升物体越重,机械效益越小 B.机械效益越大,机械省力程度越大
C.机械效益是一个没有单位的物理量 D.机械效益与机械效率比值一定
四、填空题
13.如图所示是小明同学投掷实心球的四个分解动作,其中小明对实心球做功的是分解动作 (选填序号)。分解动作④完成后,球下落过程中重力势能 (增大/减小/不变)。
14.如图所示,小明正在做俯卧撑,这时可以把他的身体看作一个杠杆。图中A为身体的重心,小明的体重为500N,手臂长约50cm。则地面对手臂的支持力F的大小为 N;若小明30s内完成了20个标准的俯卧撑,则小明这段时间内做功的功率约为 W。
15.一台四冲程内燃机1s时间内完成了80个冲程,则该内燃机在1s时间内对外做了 次功,飞轮的转速为 r/min。在压缩冲程中,气体的温度升高,这是通过的 方式增加内能,图中 (填序号)表示该冲程。
16.小明家的电能表如图甲所示,示数是 kW·h,电路中接入的最大电功率不得超过 W,断开其他用电器,只让电水壶单独工作2min,指示灯闪烁80次,则电水壶消耗的电功率为 W。在家庭电路中,在安装或维修电路时,必须要使用测电笔来判断火线和零线,如图乙、丙所示是小杰同学使用测电笔的两种方法,其中正确的是 。
17.如图所示的电路中,电源电压为6V,闭合开关后,电压表的示数为4V,L1两端电压为 V,若工作过程中开关S突然断开,则电压表示数 (变大/变小/不变)。
五、实验题
18.小亮利用如图甲所示的电路“探究电流跟电阻的关系”,电源电压4.5V,五个定值电阻的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω,滑动变阻器标有“50Ω;1A”字样。
(1)正确连接电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,电流表有示数,电压表无示数,则若故障可能是 (写出一种即可),小亮排除故障后再次闭合开关,移动滑动变阻器滑片P的同时,眼睛应注视 ;
A.电流表示数 B.电压表示数 C.滑动变阻器滑片
(2)实验中小亮多次改变R的阻值,调节滑动变阻器滑片P,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图乙所示的图像,由图像可知,电压表示数保持的值为 V,通过实验得出的结论是: ;
(3)结合图像乙,小亮同学在五次实验中滑动变阻器接入电路的阻值范围是 Ω。
六、作图题
19.切甘蔗的刀可以看作是杠杆,是其支点,甘蔗对铡刀施加的阻力如图所示,请在图中画出阻力臂以及作用在处的最小动力的示意图。
20.小明同学为“探究电流与电压的关系”,连接成如图所示的实物图。他将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合开关,发现电流表无示数,这是因为有一根导线连接错误,请在该导线上打“×”,并画出正确的连线。
21.如图所示家庭电路,开关控制小灯泡;墙上还有一个两孔插座。用笔画线代替导线,将它们连入电路,使其符合安全用电的要求。
七、实验题
22.小明在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中,选择了质量不同的两个小球、斜面和木块等器材。
(1)图甲实验中,探究的“动能”是指 ;
A.小球在斜面上时的动能 B.小球撞击木块时的动能
C.小球撞击木块后的动能 D.小球在刚释放时的动能
(2)为控制小球到达水平面时的速度相等,小明应让不同质量的小球从斜面的 (不同/相同)高度处释放;实验过程中是通过比较 来反映小球的动能大小;
(3)小明还想用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,探究小球的动能大小与质量的关系。这个设计方案是否可行?理由是 。
23.为了探究通电导体放出的热量与哪些因素有关,小明设计了如图所示的电路,图中R1>R2。
(1)实验准备环节中,在两个烧瓶中倒入质量相等且初温相同的煤油。实验中通过比较温度计升高的温度来反映电阻丝放出热量的多少,这种研究方法叫 ;
(2)本实验中为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水,主要是由于 ;
(3)该实验将R1和R2串联,目的是控制 和通电时间相同;
(4)实验中,小明发现甲烧瓶中温度计的示数升高的快。则可得出的初步结论是: 。
24.在“测量滑轮组机械效率”的实验中,小明利用同一滑轮组先后提升不同重力的物体进行实验,如图甲和乙所示,不计空气阻力。实验测量的数据记录在表格中:
次数
物重/N
提升高度/m
拉力/N
绳端移动距离/m
机械效率η
1
3
0.1
2.0
0.3
50%
2
6
0.1
3.2
0.3
___________
(1)根据测量的实验数据,可计算出表格中的横线上应填的数据为 ;
(2)分析实验数据,可初步得出的实验结论为:同一滑轮组的机械效率与 有关;
(3)小明在实验操作中发现:一边拉动弹簧测力计一边读数,非常不方便,因为这样弹簧测力计示数不稳定,为了方便读数,小明认为可以让弹簧测力计保持静止时读数,如果让弹簧测力计保持静止时读数,则所测出的滑轮组机械效率将比其真实值 (偏大/偏小/不变);
(4)如果不计绳重和摩擦,只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组,并利用图丙方案提升相同重力的物体,对比图甲和图丙所示的滑轮组的机械效率,可知η甲 η丙(大于/等于/小于);
(5)结合生产实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可以提高机械效率的是 。
A.增大绳重
B.减轻动滑轮重
C.加快物体提升的速度
D.提升物体上升高度
25.在“测小灯泡的电功率”的实验中,电源电压为6V保持不变,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω。
(1)请根据如图甲所示电路图把如图乙所示实物图连接完整;( )
(2)正确连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,将测得的数据记录在下面表格中;
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
小灯泡的发光情况
1
0.5
0.16
不发光
2
1
0.2
较暗
3
1.5
0.25
较亮
4
2.5
正常发光
5
3
0.32
发出耀眼的光
数据分析:第1次实验中,发现小灯泡不发光的原因是 ;小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(3)实验中所用滑动变阻器除了有保护电路的作用外,还有的作用是 ;
(4)同组的小敏认为对于此实验的意义是便于求出平均功率达到减小测量误差的目的;你对小敏此观点的评价是 (需说明理由);
(5)实验结束后,小组同学对测量结果进行误差分析,考虑到电压表中也有电流通过,该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(6)在实验中,另一小组同学发现电流表坏了,他们利用定值电阻R0(阻值已知),设计了如图丁所示的电路测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率,请你将下列实验步骤补充完整:
①闭合S、S1,断开S2,为使小灯泡中的电流为额定电流I额,应调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 ;(用I额、R0表示)
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合S、S2,断开S1,读出电压表示数为U;
③小灯泡的额定功率P额= 。(用I额、R0、U表示)
八、计算题
26.某汽车在一段平直的公路上匀速行驶,汽车以50km/h的速度匀速直线行驶了0.6h。汽车所受的阻力与速度的图像如图所示。且行驶过程中消耗了10kg燃油(假设燃油完全燃烧)。油的热值q=4×107J/kg,求:
(1) 汽车牵引力所做的功;
(2) 燃油放出的总热量Q是多少?
(3) 汽车的热机效率。
27.小红在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示,其简化电路如图乙所示,R1、R2均是发热电阻(阻值不随温度变化),欲将质量为1.2kg,初温为20℃的汤加热至100℃,设此汤的比热容为,求:
额定电压
220V
额定功率
低温挡
48.4W
高温挡
500W
(1)电饭煲将质量为1.2kg,初温为20℃的汤加热至100℃时,汤需要吸收的热量是多少?
(2)利用电饭煲高温挡煲汤时,将汤由20℃的汤加热至100℃需要16分钟,则在这一过程中电饭煲消耗的电能是多少?
(3)电饭煲在高温挡时,开关S应与哪个触点连接?发热电阻R1和R2的电阻分别是多少?
参考答案:
1.C
【详解】一楼上到四楼,上升的高度,重力,则电梯对该同学做功
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.C
【详解】A.如图甲中的杠杆动力臂大于阻力臂,所以是一个省力杠杆,故A正确,A不符合题意;
B.如图乙使用定滑轮相当于一个等臂杠杆,可以改变力的方向,但不能省力,故B正确,B不符合题意;
C.由功原理可得,使用任何机械都不能省功,故使用斜面可以省力,但要费距离,所以不能省功,故C错误,C符合题意;
D.使用定滑轮可以改变力的方向,但不能省力;用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向;使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向,故D正确,D不符合题意。
故选D。
3.B
【详解】A.罐子从A点滚动到C点的过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小,质量不变,速度变大,动能变大;由于罐子最后停在水平面上,罐子的机械能变小了,这说明罐子在运动的过程中,罐子克服摩擦做功,机械能转化为了内能;此过程中,橡皮筋发生了弹性形变,具有弹性势能,所以罐子从A点滚动到C点的过程中,重力势能转化为了动能、弹性势能和内能,故A错误;
B.罐子在整个运动过程中的质量不变,在A点时的高度最高,重力势能最大;罐子从A点运动到D点,橡皮筋发生了弹性形变,在D点时的形变程度最大,所以在D点的弹性势能最大,故B正确;
C.若罐内没有橡皮筋和小铁块,罐子的重力势能转化为内能和罐子的动能,罐子不具有弹性势能,所以不会返回斜面,故C错误;
D.第一次返回斜面,向上滚动的过程中,由于一部分机械能转化为了内能,所以罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械能,故D错误。
故选B。
4.D
【详解】A.火箭使用液态氢作燃料,是因为它的热值大,完全燃烧相同质量的氢和其他燃料,燃烧氢放出的热量多,并不是因为它含有的热量多,故A错误;
B.比热容是物质的一种特性,跟物质的种类和物质的状态有关,跟物质的质量、体积等无关;一杯煤油倒去一半,它的质量减小,但比热容不变,故B错误;
C.0℃的水凝固成0℃的冰,温度不变,但凝固要放热,所以内能减小,故C错误;
D.内陆地区比沿海地区昼夜温差大,原因内陆地区多砂石,沿海地区多水,砂石的比热容比水的比热容小,同样受冷和受热时,砂石的温度变化大,故D正确。
故选D。
5.D
【详解】电动机和照明灯泡既能各自单独工作又能同时工作,则它们是并联的,温控开关只控制电动机M工作,门控开关只控制灯L。
A.电动机M与灯L串联,故A不符合题意;
B.开关S1闭合时电动机M短路,电动机不工作,再闭合S2,灯泡才发光,故B不符合题意;
C.温控开关S1接在干路中,闭合S1,电动机工作,再闭合S2,灯才能工作,灯泡不能独立工作,故C不符合题意;
D.由电路图可知,电动机M与灯L并联,各支路有一个开关控制,故D符合题意。
故选D。
6.A
【详解】A.断开开关,镍铬合金丝也有电阻,故A错误,符合题意;
B.灯泡在电路中能起到保护电路的作用,故B正确,不符合题意;
C.将金属丝对折后接入电路,金属丝的横截面积变大,电阻变小,故C正确,不符合题意;
D.先接入金属丝全部长度,再将一半长度接入电路,横截面积不变,可以探究电阻与长度的关系,故D正确,不符合题意。
故选A。
7.D
【详解】由电路图知,R与R1串联,电流表测电路中电流,电压表测R1两端电压,在人与蹦床接触至下落到最低点过程中,压力传感器R受到的压力增加,阻值减小。
A.由串联电路的电阻特点知,电路的总电阻减小,电源电压一定,由可知,电路中电流逐渐变大,故A错误;
B.压力传感器R的阻值减小,由串联电路的分压原理知,压力传感器R两端电压逐渐变小,故B错误;
C.电压表V与电流表A示数的比值大小等于定值电阻R1的阻值,所以两表的比值不变,故C错误;
D.电源电压不变,电路中电流变大,由可知,电路消耗的总功率变大,故D正确。
故选D。
8.D
【详解】①手指塞进插座容易发生触电事故,不符合安全用电原则;
②高压线的电压很高,高压线下放风筝,风筝容易挂在高压线上,很有很能发生触电事故,不符合安全用电原则;
③湿手拔插头,可能会因水导电而发生触电事故,不符合安全用电原则;
④冰箱的金属外壳接地,家用电器外壳加接地保护,是为了防止外壳带电而发生触电事故,符合安全用电原则;
综上所述,不符合安全用电原则的是①②③,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
9.D
【详解】A.由彩电铭牌知其工作电压为220V~240V,故该液晶彩色电视不可以接在380V电压下使用,故A错误;
B.由彩电铭牌知器额定功率为250W,与60W的灯相比,彩电额定功率大,消耗电能快,时间未知,不能比较消耗电能多少,故B错误;
C.由彩电铭牌知其额定功率为250W,由可得,彩电正常工作时,1h内消耗电能为
W=Pt=250W×3600s=9×105J
故C错误;
D.由可得,的电能可供彩电正常工作时间
故D正确。
故选D。
10.BD
【详解】A.选择甲、乙,液体的质量和种类相同,燃料的种类不同,可以探究热值的大小;实验中燃烧相同的时间,无法判定燃料燃烧的质量的大小,所以无法根据液体升高的温度来反映燃料热值的大小,故A正确;
B.选择甲、丙,燃料的种类相同,液体的质量相同,种类不同,可以探究比热容的大小,实验中用加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少,故B正确;
C.甲、丙所示实验中所用燃料种类与质量相同,燃料燃尽时释放的热量相等,燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收,则,甲、丙两实验烧杯中液体的初温相等,末温,则,即,因为,且质量m相等,由可知,,故C错误;
D.甲、乙两实验所使用的燃料质量m相同而种类不同,加热质量相同的同种液体,液体温度升高的越高,则表明燃料放出的热量越多,燃料的热值越大,由于,所以,故D正确。
故选BD。
11.D
【详解】A.由欧姆定律,待测电阻
同理待测电阻R2=10.00Ω,R3=10.00Ω,R4=10.20Ω,取平均值作为测量结果
即该同学测得此电阻的阻值约为10Ω,故A正确,不符合题意;
B.序号“3”的实验中,电压表示数为4.0V,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压
UR=8V﹣4V=4V
根据分压原理,滑动变阻器与待测电阻的阻值之比为1∶1,故B正确,不符合题意;
C.变阻器的最大电阻为20Ω,由欧姆定律和串联电阻的规律,根据表中第1组数据,变阻器连入电路的电阻为
序号“1”实验数据是使用现有器材无法得出的,故C正确,不符合题意;
D.探究电流与电阻的关系,要控制电压不变,改变电阻,记录电流随电阻的变化关系,因只一个电阻,故仅用该同学的实验器材就不能探究电流与电压的关系,故D错误,符合题意。
故选D。
12.A
【详解】由图知,承担重物绳子的段数n=3,不计绳重和摩擦时,绳端拉力
机械效益
对于一个滑轮组而言,动滑轮重G动一定的,当提升物体G越重时,机械效益越大,故A错误,A符合题意;
B.机械效益是,机械效益越大,在对应G相同的时候,拉力F越小,机械省力程度越大,故B正确,B不符合题意;
C.机械效益是两个力的比值,所以机械效益是一个没有单位的物理量,故C正确,C不符合题意;
D.机械效率为
机械效益与机械效率比值
即两者的比值是一个定值,故D正确,D不符合题意。
故选A。
13. ①③ 减小
【详解】[1]①中把球捡起来,力的方向是向上的,在力的方向上通过了距离,所以做了功;
②停在空中时,虽然有力,但没有通过距离,不做功;
③挥动球时,球在力的方向上通过了距离,做了功;
④球飞出去是因为球具有惯性,人对球没有力的作用,所以不做功。
故选①③。
[2]球下落过程中质量不变,高度变小,重力势能减小。
14. 300 100
【详解】[1]由图可知,O为支点,地面对手的支持力的力臂
L=0.6m+0.9m=1.5m
由杠杆平衡条件可得:FL=GLG,即
F×1.5m=500N×0.9m
解得
F=300N
[2]每做一次俯卧撑肩膀升高的高度
h=50cm=0.5m
他做一个俯卧撑做的功
W=Fh=300N×0.5m=150J
30s内做的总功
W总=nW=20×150J=3000J
他做功的功率
15. 20 2400 做功 B
【详解】(1)[1][2]由于四冲程内燃机的一个工作循环完成四个冲程,飞轮和曲轴转2圈,对外做功一次,所以1s时间内完成了80个冲程,有20个工作循环,对外做功20次;飞轮的转速
(2)[3]在压缩冲程中,活塞由下向上压缩汽缸内的气体,即对气体做功,使得气体的内能增加,温度升高,这是通过做功的方式改变了汽缸内物质的内能。
[4] A.A图中进气门和排气门关闭,活塞向下运动,火花塞点火,为做功冲程,A符合题意;
B.B图中进气门和排气门关闭,活塞向上运动,为压缩冲程,B不符合题意;
C.C图中进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,为排气冲程,C不符合题意;
D.D图中进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,为吸气冲程,D不符合题意。
故选B。
16. 2022.6 6600 800 乙
【详解】[1]电能表的最后一位是小数位,单位是kW·h,所以电能表示数为2022.6kW·h。
[2]30A是指电能表平时工作允许通过的最大电流,则电路中允许接入的用电器的最大电功率
P最大=UI=220V×30A=6600W
[3]电能表的指示灯闪烁80次时,电水壶消耗的电能
电水壶的功率
[4]使用测电笔时,手要与测电笔尾部的金属体接触,才能辨别火线和零线,故正确的是乙。
17. 2 变大
【详解】[1]由图可知,闭合开关后,L1、L2串联,电压表测L2两端的电压;已知电压表的示数为4V,则L2两端的电压为4V;电源电压为6V,根据串联电路电压规律可知,电源电压等于各部分电压之和,即L1和L2两端电压之和为6V;则L1两端的电压为
[2]开关断开后,电压表串联在电路中,此时电压表测量的是电源电压,则电压表示数变大。
18. 定值电阻短路 B 2.5 当电压不变,电流和电阻成反比 4~20
【详解】(1)[1]正确连接电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,电流表有示数,表明电路中没有断路,电压表无示数,表明与电压表并联的部分存在短路,所以定值电阻可能短路。
[2]本实验是探究电流跟电阻的关系,需要控制电压不变,改变电阻大小,所以实验时眼睛要关注电压表的示数,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)[3][4]如图乙所示,当电阻为时,电流,当电阻为时,电流,则定值电阻两端电压分别为
所以两端电压为一定值即2.5V,由此可得出当电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
(3)[5] 当电阻为时,电流,此时滑动变阻器接入的阻值最小为
当电阻为时,电流,此时滑动变阻器接入的阻值最大为
所以滑动变阻器接入的范围为4~20Ω。
19.
【详解】(1)从支点向阻力的作用线作垂线段,支点到垂足的距离为阻力臂;
(2)根据杠杆的平衡条件可知,在阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长;由图可知,作为动力臂最长,最省力,阻力的方向斜向上,因此动力的方向应垂直于向下,如图所示:
20.。
【详解】根据电路图可知,定值电阻与变阻器并联,电流表与电压表串联连接,电流表接法是错误的,正确的电路是电流表串联接入电路中,电压表与R并联,正确电路图如图所示:
21.
【详解】电灯的接法:火线首先过开关,然后进入灯泡,零线直接进入灯泡;两孔插座的接法:左孔接零线、右孔接火线,如图
22. B 相同 木块移动的距离 不可行;木块移动的距离相等
【详解】(1)[1]小钢球的动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的,所以探究的动能指的是小球撞击木块时的动能,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)[2][3]要探究动能大小与物体质量的关系,应使质量不同的小球从斜面的相同高度由静止滚下,保持小球到达水平面的速度相同;实验中通过观察木块被撞击后移动的距离来判断小球动能的大小,木块移动的距离越大,说明小刚球对木块做的功越多,小钢球的动能越大。
(3)[4]观察图乙的装置可知,若用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,小球撞击木块时的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧弹性势能相同,转化成小球的动能相同,如果按此方案操作,可以观察到的现象是木块最终移动的距离相同,因此这个设计方案不可行。
23. 转换法 煤油的比热容较小 电流 电流和通电时间一定时,导体的电阻越大,导体产生的热量越多
【详解】(1)[1]电流通过电阻丝做功,消耗电能转化为内能,产生的热量被煤油吸收,煤油吸收热量的多少我们直接看不到,但煤油吸收热量温度升高,本实验是通过温度计的示数变化反应电流产生的热量多少;通过观察烧瓶中温度计示数的变化来判断电阻丝发热的多少属于转换法。
(2)[2]若将烧瓶中装有水,则由Q=cmΔt可知,在相同质量的水和煤油中,吸收的相同的热量时,由于水的比热容大,温度升高的度数少,温度计的示数变化不明显。而煤油的比热容较小,相同质量的水和煤油吸热相同,煤油升高的度数大,故本实验中为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水。
(3)[3]由Q=I2Rt可知,电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,由图可知,将两个电阻串联,目的是为了控制电流和通电时间相同。
(4)[4]实验中,小明发现甲烧瓶中温度计的示数升高得快,由转换法,R1产生的热量多,因R1>R2,则可得出的初步结论是:电流和通电时间一定时,导体的电阻越大,导体产生的热量越多。
24. 62.5% 被提升物体的重力 偏大 等于 B
【详解】(1)[1]根据测量的实验数据,2的机械效率为
(2)[2]从实验数据看,钩码上升的高度相同,钩码重不断增大,机械效率不断提高,所以可以看出滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关。
(3)[3]在弹簧测力计静止时读出了数据,由于不会克服绳与轮之间的摩擦,所以测得的拉力偏小,她的想法是不正确的,实验过程中拉力F应该在弹簧测力计做匀速运动时读数,若为了方便,若在测力计静止时读数,则没有测量出机械的摩擦力,测量出的拉力变小,根据W=Fs,求出的总功变小,故测出的机械效率将比真实值偏大。
(4)[4]不计绳重和摩擦,只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组,并利用图丙方案提升相同重量的物体,绳子的有效股数不同、动滑轮的个数相同、物体的重力相等,绳子的缠绕方式不同,两装置中,提升相同的物体上升相同的高度时所做的有用功相同,动滑轮的个数和摩擦力的大小相同所做的额外功相等,由
可知两者的机械效率相等,可知η甲等于η丙。
(5)[5]根据
可知减轻动滑轮重可以提高机械效率,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
25. 小灯泡的实际功率过小 0.75 改变小灯泡两端电压 小敏的观点不正确,小灯泡在不同电压下,实际功率是不同的,求平均值没有意义 偏大 I额R0
【详解】(1)[1]变阻器应按一下一上连入电路中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,由可得,小灯泡正常工作时的电流约为
故变阻器按一下一上连入电路中与电流表的“0.6”接线柱相连,如下所示:
(2)[2]数据分析:第1次实验中,由可得,灯的实际功率为
由此可知,灯泡两端电压太小,通过的电流小,导致发现小灯泡不发光,所以原因是小灯泡的实际功率过小。
[3]小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流表示数为0.3A,则由可得,小灯泡的额定功率为
(3)[4]因要测量灯在不同电压下的功率,实验中所用滑动变阻器除了有保护电路的作用外,还有的作用是:通过改变滑动变阻器接入电路的阻值,从而改变电路的电流,根据串联电路分压特点,改变小灯泡两端电压的作用。
(4)[5]小敏的观点不正确,数据记录表知,小灯泡在不同电压下,实际功率是不同的,求平均值没有意义。
(5)[6]甲图电压表与灯泡并联,电压表测量的电压是准确的,电流表串联在电路中,根据并联电路电流的规律,电流表示数大于通过灯的实际电流,根据P=UI可知,该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比偏大。
(6)①[7]闭合S、S1,断开S2,小灯泡与电阻R0串联,电压表测电阻R0两端电压,为使小灯泡中的电流为额定电流I额,即电路电流为I额,应调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为I额R0。
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,闭合S、S2,断开S1,小灯泡与电阻R0串联,电压表测电阻R0与小灯泡两端电压,读出电压表示数为U。
③[8]在②中,电压表测灯与R0的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电流的规律,灯的的额定电压为
由可得,小灯泡的额定功率为
26.(1)1.2×108J;(2)4×108J;(3)30%
【详解】解:(1)由图可知,当速度是50km/h时,阻力f=4000N,汽车做匀速直线运动,受力平衡,牵引力大小等于
F=f=4000N=
汽车行驶路程
牵引力做功
(2)燃油放出的总热量
(3)热机效率
答:(1)牵引力做功1.2×108J;
(2)燃油放出的总热量是4×108J;
(3)汽车的热机效率是30% 。
27.(1)3.84×105J;(2)4.8×105J;(3)开关S应与触点1连接,发热电阻R1=96.8Ω,R2=903.2Ω
【详解】(1)汤需要吸收的热量
(2)由表中数据知,电饭煲高温挡功率为500W,加热16分钟电饭煲消耗的电能为
W=P高温t=500W×16×60s=4.8×105J
(3)由图知,开关S接1时,两电阻串联,电路的电阻较大,电源电压一定,由知,电路消耗的功率较小,为保温挡;开关S接2时,电路为R1的简单电路,电路的电阻较小,电源电压一定,由知,电路消耗的功率较大,为高温挡;则有
即
解得
R2=903.2Ω
答:(1)汤需要吸收的热量是3.84×105J;
(2)16分钟电饭煲消耗的电能是4.8×105J;
(3)电饭煲在高温挡时,开关S应与触点1连接,发热电阻R1=96.8Ω,R2=903.2Ω。
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