湖南省永州市冷水滩区2022-2023学年九年级上学期期中物理试卷
展开湖南省永州市冷水滩区2022-2023学年九年级上学期期中物理试卷(解析版)
一、选择题:本题共32分,每小题2分。每小题给出的选项中,只有一个是正确的,考生必须把所选答案的序号填涂在指定位置。
1.(2分)如图所示的四种现象中,其物态变化属于汽化的是( )
A.冰雪遇暖消融 B.露珠逐渐消失
C.树枝上形成“雾凇” D.电熨斗冒出白雾
2.(2分)关于声音现象的下列说法错误的是( )
A.宇航员在太空中不能直接对话,是因为声音不能在真空中传播
B.超声波可用于除去人体内结石,是利用声波能传递能量
C.城市道路两旁植树种草有利于减弱噪声污染
D.诗句“不敢高声语,恐惊天上人”中“高”是指声音的音调高
3.(2分)2009年10月1日60周年国庆大阅兵时,我国自行设计的空中加油机在天安门上空同时向两架受油机加油,说明了我国航空持续作战能力有了大幅度提高。加油机在表演加油过程中相对下列哪个物体是静止的( )
A.天安门 B.地面 C.受油机 D.民族团结柱
4.(2分)如图所示的做法符合安全用电原则的是( )
A.测电笔的握法
B.电路中灯泡与开关的连接
C.发生触电事故时要立即断开电源
D.多个大功率用电器同时使用一个插座
5.(2分)一瓶纯净水喝掉一半后,剩下的半瓶水与原来的一瓶水比较( )
A.体积减小,密度减小 B.质量不变,密度不变
C.质量减小,密度不变 D.体积不变,密度减小
6.(2分)对以下四幅与光有关的图片描述或解释错误的是( )
A.“手影”是由于光的直线传播形成的
B.近视眼成像于视网膜后,需要用凹透镜来矫正
C.电视画面的颜色是由红、绿、蓝三种色光组成的
D.显微镜物镜的作用是使微小的物体成放大的实像
7.(2分)A、B是两个轻质泡沫小球,C是用毛皮摩擦过的橡胶棒,A、B、C三者之间相互作用时的场景如图所示,由此判断( )
A.小球A一定带正电 B.小球B可能带正电
C.小球B可能不带电 D.小球A可能不带电
8.(2分)下列关于信息与能源的说法错误的是( )
A.3G 或4G 手机随时随地进行无线网络登录。对于手机无线上网,主要是使用电磁波传递数字信号的
B.可见光与无线电波在真空中的传播速度相同
C.化石能源和太阳能都是可再生能源
D.在践行“节能低碳”的今天,应特别重视开发利用太阳能
9.(2分)两个定值电阻,甲标有“12V,0.2A”,乙标有“6V,0.3A”,现把它们串联起来,则该串联电路两端允许加的最高电压是( )
A.18V B.16V C.6V D.12V
10.(2分)科学家探索自然界的秘密,要付出艰辛的努力。十九世纪英国科学家法拉第,经过十年坚持不懈的努力,发现了电磁感应现象,图中能表明这一现象的实验是( )
A. B.
C. D.
11.(2分)为杜绝工人手指损伤事故的发生,某厂家改进了切纸机。操作者必需将两只手同时分别按住左、右开关,切纸机才能正常工作。下列电路设计中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
12.(2分)一段1m长的电阻丝,下列做法能使它的电阻增大的是( )
A.对折 B.长度拉伸为原来的2倍
C.剪掉一半 D.外表涂上绝缘材料
13.(2分)如图所示电路中,电源电压不变,闭合开关S1、S2,两灯都发光。当把开关S2断开时,灯泡L1的亮度及电流表示数变化的情况是( )
A.L1变亮,电流表示数变小
B.L1亮度不变,电流表示数变小
C.L1变亮,电流表示数不变
D.L1亮度不变,电流表示数不变
14.(2分)小明在更换灯泡时发现灯泡上有“220V 40W”字样,下列说法正确的是( )
A.该灯泡只能在220V电压下工作
B.该灯泡的实际电功率是40W
C.该灯泡每秒消耗的电能是40W
D.该灯泡正常发光时的功率是40W
15.(2分)如图甲所示的电路中,闭合开关,两灯泡均发光,且两个完全相同的电流表指针偏转均如图乙所示,通过灯泡L1和L2的电流分别为( )
A.1.5A 0.3A B.1.2A 0.3A C.0.3A 0.3A D.1.2A 1.2A
16.(2分)甲、乙两个电阻的U﹣I图线如图所示,若把两个电阻串联接在同一电路中,下列说法正确的是( )
A.甲的电阻值小于乙的电阻值
B.通过甲、乙两个电阻的电流之比是2:1
C.甲、乙两个电阻两端电压之比是2:1
D.甲、乙两个电阻的电功率之比是1:4
二、填空题:本题共22分,每空1分。把答案填写在答题卡上的指定位置,不要求写出解答过程。
17.(2分)如图1用刻度尺测物体长度,读数应为 cm;用温度计测量水的温度,温度计中的液柱稳定后的示数如图2所示,则此时水温是 。
18.(2分)验钞机能检验人民币的真伪,它的原理是利用了 使银光物质发光,我们能够辨别不同乐器发出的声音,是由于它们的 不同。
19.(2分)光线沿与镜面成60°角的方向射到镜面上,入射角是 。当入射角变小时,反射角将 。
20.(2分)如图所示,电源电压恒定,当开关S1闭合,S2断开时,电压表的示数为3V;当S1断开,S2闭合时,电压表的示数为4.5V,则灯L2两端电压为 V,电源电压为 V。
21.(3分)如图中可知,此图是 (填“晶体”或“非晶体”)的熔化过程,图中AB段物质处于 态,整个物态变化过程要 热量(填“吸收”或“放出”)。
22.(3分)(1)如甲图所示,在电磁铁的正上方用弹簧秤挂着一条形磁铁,当开关闭合后,电磁铁与条形磁铁的相互作用为 (填“吸引”或“排斥”);当滑片P从b端向a端滑动过程中,弹簧的长度会变 (填“长”或“短”)。
(2)如乙图是一种水位自动报警器的原理示意图,当水位升高到金属块A处时 (选填“红”或“绿”)灯亮。
23.(3分)双能源(汽油和天然气)汽车以其经济、污染小等优点倍受人们青睐。(已知汽油的热值为3.2×107J/L、天然气的热值为7.2×107J/m3)
(1)内燃机是汽车的“心脏”,它是把 能转化为 能的机器;
(2)完全燃烧9L汽油放出的热量与完全燃烧 m3的天然气放出的热量相等。
24.(2分)某段金属导体两端电压为4V时,通过的电流是0.2A;当该导体两端电压为12V时,通过该导体的电流为 A;当该导体两端电压降为0时,电阻为 Ω。
25.(3分)如图所示,对于电能表面板上的数据,此时电能表的读数是 kW•h;如果使用某种用电器时,该表转盘在20min内转动了300次,则此段时间内用电器消耗的电能是 kW•h,用电器的功率是 W。
三、作图及实验探究题:本大题共32分。第26题,每小题3分,第27至29题每空2分,将答案填写在指定位置。
26.(3分)画出图中的折射光线。
27.(3分)画出图中光线Q经过平面镜后的反射光线。
28.(6分)在探究凸透镜成像规律时,小芳用红色的发光二极管按“F”字样镶嵌在白色不透明方格板上代替烛焰作为光源,实验使用的凸透镜焦距为10cm,实验装置如图所示。
(1)实验时,她先调节光源、凸透镜和光屏,使它们的中心大致在 ;
(2)凸透镜固定在光具座零刻度线上,她将光源移至15cm处,移动光屏,得到倒立、放大的 像;
(3)将光源“F”放在30cm处,其大小如图2所示,凸透镜固定在光具座零刻度线上,调整后,在光屏上得到清晰像,再用遮光罩将凸透镜的上半部分遮住,在光屏上所成像可能是乙图中四幅图的 。
29.(10分)在测量电阻约为10Ω的定值电阻Rx的实验中,小明和小亮用如图所示的器材进行实验。
(1)用笔画线代替导线在甲图中完成实物电路连接,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小。
(2)小明把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电流表立即有较大示数。小亮认为在实验操作中有两处错误,其中一处是滑动变阻器的滑片没有滑到电阻最大的位置,还有一处是 。
(3)改正错误后,小明改变Rx两端的电压和电流,两次测得的电阻值分别为R1=10.1Ω,R2=10.2Ω,第三次测量时,电流表的示数为0.26A,电压表的示数如图乙所示。根据以上三次实验数据,最后得出Rx= Ω。
(4)他完成实验后,在帮助其它实验小组的过程中,发现某实验小组在完成本实验中电路出现故障。请你根据故障现象和检测结果,在表的空格内写出发生故障的原因。
故障现象
检测结果
发生故障的原因
电压表示数较大,电流表几乎无示数。
取下定值电阻,电压表和电流表的示数均不变。
(5)测量结束后,小亮提出利用这个电路还可以测量小灯泡的电功率,于是小明把定值电阻换成额定电压为2.5V、电阻约为10Ω的小灯泡进行实验。闭合开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,使电压表的示数为2.5V时,此时灯泡的电功率 (填“大于”、“小于”或“等于”)它的额定功率。
30.(10分)物理兴趣小组在“探究水果电池电压”的实验中:
小明用铜片和锌片作为电极插入较小的柠檬制成了一个水果电池,如图所示。小华用铜片和铝片插入较大的柠檬也制成了一个水果电池。他们分别连通相同的音乐芯片,小华比小明的芯片声音要响一些。由此他们作出如下猜想:
猜想一:水果电池电压可能与水果的大小有关。
猜想二:水果电池电压可能与电极的材料有关。
(1)为了验证猜想一,小明用同一个柠檬制成水果电池,沿着电极插入的方向不断慢慢地切去外侧的部分柠檬,分别测出电压,如表一所示:
表一:
柠檬大小
一个
大半个
半个
小半个
电压U/V
0.80
0.80
0.80
0.80
分析表中数据,说明猜想一是 (正确/错误)的。
(2)为了验证猜想二,小华用铜片作为电池的正极,分别用外形相同的锌、铝、铁等金属片作为电池的负极,将金属片电极插入柠檬,并保持 和 相同,分别测出电压,如表二所示:
表二:
电极材料
铜和锌
铜和铝
铜和铁
电压U/V
0.880
0.60
0.46
分析表中数据,得到的结论是 。
(3)小明先将柠檬压在桌面上滚了几下,再做成水果电池,测出电压达到1.0V,据此请你提出一个有价值、可探究的问题: 。
四、计算题:本题共14分,第30题6分,第31题8分。将解答写在指定位置。
31.(6分)一辆汽车以90km/h的速度在一段平直的高速公路上匀速行驶了4.5km,此时汽车的功率为60kW。求:
(1)汽车通过该路段的时间是多少;
(2)汽车在该路段行驶时牵引力做的功是多少;
(3)该车汽油箱的有效容积是50L,汽油密度ρ=0.71×103kg/m3,该汽油箱能装多少千克的汽油;
(4)行驶的汽车对环境产生哪些污染(至少写一条)。
32.(8分)如图甲所示是某型号电热加湿器的原理图,如表为其部分技术参数。R1、R2为发热电阻,且R2=3R1,S为旋转型开关,1、2、3、4为触点,通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的转换(低挡为小功率加热,高挡为大功率加热)。
额定电压
220V
高挡发热功率
400W
低挡发热功率
(1)加湿器需在高挡加热,开关S应旋转至触点 (选填:“1、2”、“2、3”或“3、4”)位置;
(2)电阻R1的阻值 ;
(3)加湿器处于低挡位置时的发热功率 ;
(4)如图乙所示是某次使用加湿器工作30min的图象,请计算加湿器消耗的总电能 。
参考答案与试题解析
一、选择题:本题共32分,每小题2分。每小题给出的选项中,只有一个是正确的,考生必须把所选答案的序号填涂在指定位置。
1.(2分)如图所示的四种现象中,其物态变化属于汽化的是( )
A.冰雪遇暖消融 B.露珠逐渐消失
C.树枝上形成“雾凇” D.电熨斗冒出白雾
【分析】物质由气态直接变为固态叫凝华,物质由固态直接变为气态叫升华;由气态变为液态叫液化,由液态变为气态叫汽化;由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固。
【解答】解:
A、冰雪遇暖吸收热量,由固态变为液态,属于熔化现象;故A错误;
B、露珠逐渐消失,由液态变为气态,属于汽化现象;故B正确;
C、树枝上的雾凇是空气中的水蒸气遇冷凝华而成的,属于凝华;故C错误;
D、电熨斗冒出白雾是水蒸气遇冷液化成的小水滴,属于液化;故D错误。
故选:B。
【点评】对生活中实例的物态变化形式进行判断时,关键要看变化前和变化后物质各处于什么状态。
2.(2分)关于声音现象的下列说法错误的是( )
A.宇航员在太空中不能直接对话,是因为声音不能在真空中传播
B.超声波可用于除去人体内结石,是利用声波能传递能量
C.城市道路两旁植树种草有利于减弱噪声污染
D.诗句“不敢高声语,恐惊天上人”中“高”是指声音的音调高
【分析】声现象是中学生最先接触到的物理知识,所以对声现象的学习,必须要让学生们感觉到物理的乐趣,这样才能激发学生学习物理的积极性,学习声现象从基础开始,打消学生学习物理的恐惧心理。
【解答】解:A、声音的传播需要介质,真空不能传声;正确,不符合题意;
B、声波可以传递能量,超声波可以运用到医疗领域,去除人体内结石;正确,不符合题意;
C、声污染是现代社会中主要污染源之一,减少声污染,可以在道路两旁多种树木,可以美化环境,同时减少声污染,正确,不符合题意;
D、“不敢高声语,恐惊天上人”中“高”是指声音的响度,错误,符合题意;
故选:D。
【点评】本题考查的是声现象的基础知识,同时在学习物理的时候,中国的古诗词也含有很丰富的物理知识,所以学习物理是一个很综合性的知识。
3.(2分)2009年10月1日60周年国庆大阅兵时,我国自行设计的空中加油机在天安门上空同时向两架受油机加油,说明了我国航空持续作战能力有了大幅度提高。加油机在表演加油过程中相对下列哪个物体是静止的( )
A.天安门 B.地面 C.受油机 D.民族团结柱
【分析】选择参照物的问题,首先判断被研究物体的运动和静止,如果物体是运动的,一定选择和被研究的物体位置发生位置改变的物体为参照物;如果物体是静止的,一定选择和被研究的物体位置发生位置没有改变的物体为参照物。
【解答】解:加油机是静止的,加油机和受油机之间没有发生位置的改变,以受油机为参照物,加油机是静止的。
加油机和天安门、地面、民族团结柱之间发生了位置的改变,所以以天安门、地面、民族团结柱,加油机是运动的。
故选:C。
【点评】此题主要考查学生对参照物的选择、运动和静止的相对性的理解和掌握,研究同一物体的运动状态,如果选择不同的参照物,得出的结论可以不同,但都是正确的结论。
4.(2分)如图所示的做法符合安全用电原则的是( )
A.测电笔的握法
B.电路中灯泡与开关的连接
C.发生触电事故时要立即断开电源
D.多个大功率用电器同时使用一个插座
【分析】A、使用测电笔时,笔尖接触导线,手接触笔尾金属体,当接触火线时氖管会发光;
B、控制电灯的开关接在电灯和火线之间;
C、发生触电事故时要立即断开电源,或用绝缘棒将电线挑开;
D、家庭电路电流过大的原因有两个:一是用电器的总功率过大,另一个是发生短路。
【解答】解:A、使用测电笔时,手不能接触笔尖金属体,要接触笔尾金属体,图中的使用方法会造成触电,故A不符合安全用电原则;
B、由图知,电灯的开关接在零线上,更换灯泡时易发生低压触电事故,故B不符合安全用电原则;
C、发生触电事故时要立即断开电源,或用绝缘棒将电线挑开,故C符合安全用电原则;
D、当多个大功率的用电器使用同一插座时,会使得插座中的电流变大,超过插座的负荷而发生危险,故D不符合安全用电的原则。
故选:C。
【点评】本题考查用电安全小常识,要注意掌握安全用电常识;学会如何应对电器使用时的突发情况,能保证用电安全。
5.(2分)一瓶纯净水喝掉一半后,剩下的半瓶水与原来的一瓶水比较( )
A.体积减小,密度减小 B.质量不变,密度不变
C.质量减小,密度不变 D.体积不变,密度减小
【分析】一瓶纯净水喝掉一半后,剩下的半瓶水与原来的一瓶水比较,由于瓶内所含的水减少,质量也会变小。但密度不变,体积变小。
【解答】解:质量是物体本身的一种属性,是不随物体形状、状态和位置变化而变化的。当所含物质的多少发生变化,质量也变化。密度是物质的特性,同种物质密度是不变的,密度不随质量而变化。一瓶纯净水喝掉一半后,质量变为原来的一半,由V=可知,体积变为原来的一半。
故选:C。
【点评】此题对质量是物体的属性、密度是物质的特性进行了考查,要注意影响它们的因素。
6.(2分)对以下四幅与光有关的图片描述或解释错误的是( )
A.“手影”是由于光的直线传播形成的
B.近视眼成像于视网膜后,需要用凹透镜来矫正
C.电视画面的颜色是由红、绿、蓝三种色光组成的
D.显微镜物镜的作用是使微小的物体成放大的实像
【分析】(1)光在均匀介质中直线传播;
(2)近视眼是晶状体凸度过大或眼球前后径过长,外界物体的像成在视网膜前方,需要配戴凹透镜进行矫正。
(3)电视画面由光的三原色红、绿、蓝合成的。
(4)显微镜由物镜和目镜组成,目镜成的是正立、放大的虚像,显微镜的物镜成的是放大、倒立的实像;
【解答】解:A、手影也是影子,是由光的直线传播形成的,故A正确;
B、近视眼成像于视网膜前方,需要用凹透镜来矫正,故B错误;
C、彩色电视机画面的色彩就是由红、绿、蓝三原色形成的,故C正确;
D、显微镜的物镜是凸透镜,成倒立、放大的实像,成像原理相当于投影仪,故D正确。
故选:B。
【点评】本题主要考查学生对光的直线传播、近视眼和远视眼的成因、色光的三原色和显微镜的成像原理的掌握,是一道光学综合题目,全面掌握基础知识是答题关键。
7.(2分)A、B是两个轻质泡沫小球,C是用毛皮摩擦过的橡胶棒,A、B、C三者之间相互作用时的场景如图所示,由此判断( )
A.小球A一定带正电 B.小球B可能带正电
C.小球B可能不带电 D.小球A可能不带电
【分析】带电体具有吸引轻小物体的性质;
电荷间相互作用的规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:C是用毛皮摩擦过的橡胶棒,故C带负电;当C靠近A小球时,相互吸引,即说明A可能带正电,可能不带电;
C靠近B时,发现排斥,即说明B一定带负电,故将AB靠近时,AB吸引,B一定是带电的,故A可能带正电,也可能不带电,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查电荷间的相互作用规律和带电体能吸引轻小物体的性质的应用,属于基础题目。
8.(2分)下列关于信息与能源的说法错误的是( )
A.3G 或4G 手机随时随地进行无线网络登录。对于手机无线上网,主要是使用电磁波传递数字信号的
B.可见光与无线电波在真空中的传播速度相同
C.化石能源和太阳能都是可再生能源
D.在践行“节能低碳”的今天,应特别重视开发利用太阳能
【分析】(1)网络通信是利用电磁波和通信线路将世界各地的计算机网络联系起来;
(2)电磁波在真空中的传播速度相同;
(3)可再生能源泛指多种取之不竭的能源,严格来说,是人类历史时期内都不会耗尽的能源;
不可再生能源:泛指人类开发利用后,在现阶段不可能再生的能源资源;
(4)理想能源应满足几个特点:环保,来源广泛,容易转化等。
【解答】解:A、除了1G通信系统,是模拟信号外,其余的都是数字信号,2G、3G、4G都是数字信号,所以手机无线上网,是使用电磁波传输数字信号,故A正确;
B、可见光与无线电波都属于电磁波,它们在真空中的传播速度相同,故B正确;
C、太阳能是可再生能源,化石能源是不可再生能源,故C错误;
D、太阳能取之不尽用之不竭,而且环保,不会对环境产生影响,所以在践行“节能低碳”的今天,应特别重视开发利用太阳能,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了电磁波的应用、电磁波的传播速度、能源的分类以及新能源的开发等知识,有一定综合性,但都是基础知识。
9.(2分)两个定值电阻,甲标有“12V,0.2A”,乙标有“6V,0.3A”,现把它们串联起来,则该串联电路两端允许加的最高电压是( )
A.18V B.16V C.6V D.12V
【分析】知道两电阻的额定电压和额定电流,根据欧姆定律求出两电阻;当两电阻串联时,电路中的最大电流为两者允许通过的最大电流中较小的那个,根据电阻的串联和欧姆定律求出该串联电路两端允许加的最高电压。
【解答】解:由欧姆定律可得,两电阻分别为:
R1===60Ω,R2===20Ω,
因为串联电路中各处的电流相等,
所以当两电阻串联时,电路中的最大电流I=I1=0.2A,
因为串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,
所以该串联电路两端允许加的最高电压:
U=I(R1+R2)=0.2A×(60Ω+20Ω)=16V。
故选:B。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的灵活应用,关键是知道两电阻串联时电路中的最大电流为两者允许通过的最大电流中较小的那个。
10.(2分)科学家探索自然界的秘密,要付出艰辛的努力。十九世纪英国科学家法拉第,经过十年坚持不懈的努力,发现了电磁感应现象,图中能表明这一现象的实验是( )
A. B.
C. D.
【分析】产生感应电流的条件为:闭合回路中的部分导体做切割磁感线的运动。
【解答】解:A、通电螺线管的周围存在磁场,这是电流的磁效应,故A不符合题意;
C、这是演示通电导体在磁场中受力的装置,故B不符合题意;
B、这是奥斯特实验装置,说明电流的周围存在磁场,故C不符合题意;
D、这是演示电磁感应现象的装置,故D符合题意。
故选:D。
【点评】电磁感应现象的前提是运动,结果是产生电流,所以实验装置中不能有电池。
11.(2分)为杜绝工人手指损伤事故的发生,某厂家改进了切纸机。操作者必需将两只手同时分别按住左、右开关,切纸机才能正常工作。下列电路设计中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据必需将两只手同时分别按住左、右开关,切纸机才能正常工作,可知左、右开关和切纸机是串联的。
【解答】解:A、左开关闭合时,切纸机工作,右开关闭合时,电源短路,故A错误;
B、下边的开关闭合时,电源短路,故B错误;
C、左、右开关串联,只有都闭合时,切纸机才能正常工作,故C正确;
D、左、右开关并联,闭合任意一个开关,切纸机都能正常工作,故D错误。
故选:C。
【点评】本题要牢牢把握住关键字词“必需、同时、才能”,从而判断出两个开关的连接方式是串联。
12.(2分)一段1m长的电阻丝,下列做法能使它的电阻增大的是( )
A.对折 B.长度拉伸为原来的2倍
C.剪掉一半 D.外表涂上绝缘材料
【分析】电阻是导体本身的性质,其大小与导体的长度、横截面积及材料有关系。
【解答】解:
A、电阻丝对折后,导体的长度减小,横截面积增大,则导体的电阻减小,故A错误;
B、电阻丝长度拉伸为原来的2倍后,导体的长度增大、而横截面积减小,导体的电阻增大;故B正确;
C、把电阻丝剪掉一半,电阻丝的长度变短,电阻减小,故C错误;
D、在电阻丝外表涂上绝缘材料,电阻丝的材料、长度以及横截面积均不变,电阻不变,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了影响电阻大小的因素,属于基本内容,比较简单。
13.(2分)如图所示电路中,电源电压不变,闭合开关S1、S2,两灯都发光。当把开关S2断开时,灯泡L1的亮度及电流表示数变化的情况是( )
A.L1变亮,电流表示数变小
B.L1亮度不变,电流表示数变小
C.L1变亮,电流表示数不变
D.L1亮度不变,电流表示数不变
【分析】由实物图知,开关S1、S2都闭合时,灯L1与L2并联接在电源两端,电流表测干路电流;
开关S2断开后,灯L2所在支路断路,只有灯L1接在电源两端,电流表测电路电流;
根据电路结构、并联电路特点判断灯泡亮度是否变化,电流表示数如何变化。
【解答】解:
(1)由实物图知,开关S1、S2都闭合时与开关S2断开后,灯泡L1两端电压都等于电源电压,电源电压不变,灯两端的电压不变,灯的实际功率不变,所以灯泡L1的亮度不变;
(2)开关S1、S2都闭合时,电流表测干路电流,即流过灯L1与L2的电流之和;
开关S2断开后,电流表测流过灯L1的电流,
所以,开关S2断开时电流表示数变小。
故选:B。
【点评】分析清楚电路结构,掌握并联电路的特点是正确解题的关键。
14.(2分)小明在更换灯泡时发现灯泡上有“220V 40W”字样,下列说法正确的是( )
A.该灯泡只能在220V电压下工作
B.该灯泡的实际电功率是40W
C.该灯泡每秒消耗的电能是40W
D.该灯泡正常发光时的功率是40W
【分析】(1)用电器上标注的为额定电压和额定功率;用电器正常工作时的电功率为额定功率;
(2)用电器的实际功率可以小于、等于或大于额定功率;
(3)40W表示灯泡正常工作时1s内消耗的电能为40J。
【解答】解:
A、“220V”为该灯泡正常工作时的电压(额定电压),但该灯泡工作时的电压(实际电压)可以略高于220V,或小于等于220V,故A错误;
B、“40W”表示该灯泡的额定功率为40W,灯在220V电压下正常工作时,灯泡的实际功率才等于额定功率40W;若灯泡的电压不等于220V,则该灯泡的实际功率不是40W,故B错误;
C、“40W”表示灯泡正常工作时1s内消耗的电能为40J,故C错误;
D、灯在220V电压下正常工作时,灯泡的实际功率才等于额定功率40W,故D正确。
故选:D。
【点评】此题主要考查学生对于用电器铭牌的信息的理解,只有正常工作时才是额定状态。
15.(2分)如图甲所示的电路中,闭合开关,两灯泡均发光,且两个完全相同的电流表指针偏转均如图乙所示,通过灯泡L1和L2的电流分别为( )
A.1.5A 0.3A B.1.2A 0.3A C.0.3A 0.3A D.1.2A 1.2A
【分析】由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路电流,根据并联电路的电流特点和两个电流表的指针在同一个位置确定两表量程,根据分度值读出示数,进一步求出灯L1中的电流。
【解答】解:由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路电流,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两个电流表的指针在同一个位置,
所以,干路电流表A1的量程为0~3A,分度值为0.1A,干路电流I=1.5A,
L2支路电流表A2的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,通过L2的电流I2=0.3A,故D错误;
则灯L1中的电流:
I1=I﹣I2=1.5A﹣0.3A=1.2A,故AC错误、B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了并联电路的电流特点和电流表的读数,会确定两电流表的量程是关键。
16.(2分)甲、乙两个电阻的U﹣I图线如图所示,若把两个电阻串联接在同一电路中,下列说法正确的是( )
A.甲的电阻值小于乙的电阻值
B.通过甲、乙两个电阻的电流之比是2:1
C.甲、乙两个电阻两端电压之比是2:1
D.甲、乙两个电阻的电功率之比是1:4
【分析】(1)由图象可知通过两电阻的电流与两端的电压成正比即两电阻是定值电阻,从图象中读出任意一点的电流和电压值,根据欧姆定律求出两电阻的阻值,然后比较两电阻的阻值;
(2)根据串联电路的电流特点可知通过两电阻的电流关系,根据欧姆定律求出两电阻两端的电压关系,根据P=I2R求出两个电阻的电功率之比。
【解答】解:
A、由图象可知,通过两电阻的电流与两端的电压成正比即两电阻是定值电阻,且U甲=U乙=3V时,I甲=0.3A、I乙=0.6A,
根据欧姆定律可得,两电阻的阻值分别为:
R甲===10Ω,R乙===5Ω,
所以甲的电阻值大于乙的电阻值,故A不正确;
B、把两个电阻串联接在同一电路中时,
由于串联电路中各处的电流相等,
所以通过甲、乙两个电阻的电流之比是1:1,故B不正确;
C、甲、乙两个电阻两端电压:
====,故C正确;
D、甲、乙两个电阻的电功率之比:
====,故D不正确。
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路的电流特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据图象判断出两电阻为定值电阻并读出相关的信息。
二、填空题:本题共22分,每空1分。把答案填写在答题卡上的指定位置,不要求写出解答过程。
17.(2分)如图1用刻度尺测物体长度,读数应为 1.85 cm;用温度计测量水的温度,温度计中的液柱稳定后的示数如图2所示,则此时水温是 92℃ 。
【分析】(1)使用刻度尺时要明确其分度值,起始端从0开始,读出末端刻度值,就是物体的长度;起始端没有从0刻度线开始的,要以某一刻度线为起点,读出末端刻度值,减去起始端所对刻度即为物体长度,注意读数时视线与尺面垂直,最终结果要估读到分度值的下一位;
(2)使用温度计测量液体温度时,先要弄清楚温度计的量程和分度值,读数时视线与液柱最高处所对刻度相垂直,并注意区分温度是零上还是零下。
【解答】解:(1)由图1可知,此刻度尺的分度值为0.1cm=1mm;物体左侧与12.00cm对齐,右侧与13.85cm对齐,则物体的长度为L=13.85cm﹣12.00cm=1.85cm;
(2)由图2可知,该温度计的分度值为1℃,所以显示的温度高于0℃,示数为92℃。
故答案为:1.85;92℃。
【点评】初中物理学习了很多测量工具的使用,但没有特殊说明,只有刻度尺的读数要有估读值,其它只要读到准确值即可。
18.(2分)验钞机能检验人民币的真伪,它的原理是利用了 紫外线 使银光物质发光,我们能够辨别不同乐器发出的声音,是由于它们的 音色 不同。
【分析】①紫外线的作用和用途:根据紫外线有杀菌作用制成消毒灯;根据紫外线能使荧光物质发光制成验钞机;紫外线能促使人体合成维生素D促进钙的吸收。
红外线的作用和用途:根据红外线的热作用比较强制成热谱仪、红外线夜视仪、红外线体温计等;根据红外线可以进行遥控制成电视、空调遥控器等。
②音色反映的是声音的品质与特色,它跟发声体的材料和结构有关。
【解答】解:①紫外线能使荧光物质发光,制成验钞机;
②因为不同的乐器发出声音的音色不同,所以我们可以通过它们的音色判断乐器的种类;
故答案为:紫外线,音色。
【点评】分清红外线和紫外线的作用和用途,乐音的三大特征,分别进行对比记忆比较好。
19.(2分)光线沿与镜面成60°角的方向射到镜面上,入射角是 30° 。当入射角变小时,反射角将 减小 。
【分析】解答此题首先要明确入射角指的是入射光线与法线的夹角,不是与镜面的夹角,两角是互余关系;
其次是明确入射角增大,反射角也增大,入射角减小,反射角也随着减小大,但反射角始终等于入射角。
【解答】解:(1)入射光线与平面镜的夹角为60°,因此入射角是90°﹣60°=30°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,因此反射角也是30°;
(2)反射角和入射角始终相等,当入射角变小时,反射角将随之减小。
故答案为:30°;减小。
【点评】本题考查了入射角的概念和光的反射定律,学生容易在第一个空上出错,这是由于没有正确理解入射角的概念造成的,这一点要特别注意。
20.(2分)如图所示,电源电压恒定,当开关S1闭合,S2断开时,电压表的示数为3V;当S1断开,S2闭合时,电压表的示数为4.5V,则灯L2两端电压为 1.5 V,电源电压为 4.5 V。
【分析】当开关S1闭合,S2断开时,电压表测L1两端的电压;当S1断开,S2闭合时,电压表测电源的电压;根据串联电路的电压特点求出灯L2两端电压。
【解答】解:当开关S1闭合、S2断开时,如图甲:
电压表并联在了L1的两端,故L1的电压为3V;
当S1断开、S2闭合时,如图乙:
电压表并联在了电源的两端,故电源电压为4.5V,则L2两端的电压U2=U﹣U1=4.5V﹣3V=1.5V。
故本题答案为:1.5;4.5。
【点评】本题考查了电压表的使用和串联电路的电压的特点:电路两端的总电压等于各用电器两端电压之和。
21.(3分)如图中可知,此图是 晶体 (填“晶体”或“非晶体”)的熔化过程,图中AB段物质处于 固 态,整个物态变化过程要 吸收 热量(填“吸收”或“放出”)。
【分析】(1)要解决此题,需要掌握晶体与非晶体的区别:晶体有固定的熔点和凝固点;非晶体没有一定的熔点和凝固点。
(2)晶体在熔化前是固态,在熔化过程中是固液共存态,完全熔化完后是液态。整个物态变化过程要吸收热量。
【解答】解:(1)从图中可以看出,因为图象中有一段时间,物质吸热,但温度不变,这说明是物质达到了熔点在进行熔化,因此,这种物质是晶体。
(2)由图知,AB段物质还没有熔化,所以是固态;BC段在熔化过程中,是固液共存态;CD段物质已完全熔化完,是液态。整个物态变化过程要吸收热量。
故答案为:晶体;固;吸收。
【点评】观察物质熔化或凝固的图象时,看是否有一定的熔点或凝固点,是我们辨别物质是晶体和非晶体的关键。
22.(3分)(1)如甲图所示,在电磁铁的正上方用弹簧秤挂着一条形磁铁,当开关闭合后,电磁铁与条形磁铁的相互作用为 排斥 (填“吸引”或“排斥”);当滑片P从b端向a端滑动过程中,弹簧的长度会变 长 (填“长”或“短”)。
(2)如乙图是一种水位自动报警器的原理示意图,当水位升高到金属块A处时 红 (选填“红”或“绿”)灯亮。
【分析】(1)安培定则:弯曲的四指指向电流的方向,大拇指所指的一端是通电螺线管的N极。
(2)磁极间的作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
(3)电磁铁的磁性强弱,与电流大小和匝数有关。
(4)电磁继电器在生活中有广泛的应用,如:实现了自动化控制。
【解答】解:(1)根据安培定则,通电螺线管的上端为S极,与磁铁相互排斥。当滑片P从b端向a端滑动过程中,变阻器的电阻变大,电路中的电流变小,故通电螺线管的磁性减弱,与磁铁的排斥力减小,故弹簧会变长。
(2)水位自动报警器的原理示意图,当水位升高到金属块A处时,左侧电路接通,电磁铁中有电流通过,电磁铁九获得磁性,吸引上边的衔铁,衔铁的触点与红灯的触点接触,右侧电路中红灯发光。
故答案为:(1)排斥;长;(2)红。
【点评】熟练安培定则的使用,知道磁极间的作用规律,理解影响电磁铁磁性强弱的因素,理解电磁继电器的工作原理,可解答此题。
23.(3分)双能源(汽油和天然气)汽车以其经济、污染小等优点倍受人们青睐。(已知汽油的热值为3.2×107J/L、天然气的热值为7.2×107J/m3)
(1)内燃机是汽车的“心脏”,它是把 内 能转化为 机械 能的机器;
(2)完全燃烧9L汽油放出的热量与完全燃烧 4 m3的天然气放出的热量相等。
【分析】(1)内燃机是利用内能做功的机器,其在工作时有四个冲程,即吸气、压缩、做功、排气四个冲程。其中压缩冲程将机械能转化为内能;做功冲程将内能转化为机械能;
(2)知道汽油体积和热值,利用燃料完全燃烧放热公式求放出的热量,再根据燃料完全燃烧放热公式求需要完全燃烧的天然气的体积。
【解答】解:
(1)内燃机是将内能转化为机械能的机器;
(2)9L汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq汽油=9L×3.2×107J/L=2.88×108J,
因为Q放=Vq天然气,
所以需要完全燃烧天然气的体积:
V===4m3。
故答案为:(1)内;机械;(2)4。
【点评】此题主要考查了内燃机工作时的能量转化情况的了解,以及学生对燃料完全燃烧放热公式掌握和运用。
24.(2分)某段金属导体两端电压为4V时,通过的电流是0.2A;当该导体两端电压为12V时,通过该导体的电流为 0.6 A;当该导体两端电压降为0时,电阻为 20 Ω。
【分析】(1)知道导体两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律求出导体的电阻;
(2)电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,再根据欧姆定律求出当该导体两端电压为12V时通过该导体的电流。
【解答】解:由I=可得,导体的电阻:
R===20Ω,
因电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,
所以,当该导体两端电压为12V时或该导体两端电压降为0时,导体的电阻仍为20Ω不变,
当该导体两端电压为12V时,通过该导体的电流:
I′===0.6A。
故答案为:0.6;20。
【点评】本题考查了欧姆定律的简单应用,关键是知道导体的电阻与两端的电压和通过的电流无关,是一道基础题目。
25.(3分)如图所示,对于电能表面板上的数据,此时电能表的读数是 120.7 kW•h;如果使用某种用电器时,该表转盘在20min内转动了300次,则此段时间内用电器消耗的电能是 0.1 kW•h,用电器的功率是 300 W。
【分析】电能表的读数单位是kW•h,最后一位是小数位;电能表所标“3000R/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能电能表的转盘转3000转,现在知道转盘转了300转,可以求出该用电器在20min内消耗的电能,再利用P=求出该用电器的电功率。
【解答】解:电能表的读数为120.7kW•h;
“3000R/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3000转,
电能表的转盘转300转,用电器消耗的电能:
W=kW•h=0.1kW•h,
t=20min=h=h,
用电器的电功率:
P===0.3kW=300W。
故答案为:120.7;0.1;300。
【点评】本题考查了电能和电功率的计算,理解并掌握电能表各参数的含义是关键。
三、作图及实验探究题:本大题共32分。第26题,每小题3分,第27至29题每空2分,将答案填写在指定位置。
26.(3分)画出图中的折射光线。
【分析】在作凸透镜、凹透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解答】解:
平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,如图所示:
【点评】凹透镜三条特殊光线的作图:①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴;②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点;③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。
27.(3分)画出图中光线Q经过平面镜后的反射光线。
【分析】光的反射定律的内容:反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角。
【解答】解:先过入射点垂直于平面镜作出法线,再根据反射角等于入射角在法线的右侧画出反射光线。如图所示:
【点评】此题主要考查了光的反射定律的应用,首先要熟记光的反射定律的内容,并要注意入射角与反射角的概念。
28.(6分)在探究凸透镜成像规律时,小芳用红色的发光二极管按“F”字样镶嵌在白色不透明方格板上代替烛焰作为光源,实验使用的凸透镜焦距为10cm,实验装置如图所示。
(1)实验时,她先调节光源、凸透镜和光屏,使它们的中心大致在 同一高度 ;
(2)凸透镜固定在光具座零刻度线上,她将光源移至15cm处,移动光屏,得到倒立、放大的 实 像;
(3)将光源“F”放在30cm处,其大小如图2所示,凸透镜固定在光具座零刻度线上,调整后,在光屏上得到清晰像,再用遮光罩将凸透镜的上半部分遮住,在光屏上所成像可能是乙图中四幅图的 D 。
【分析】(1)探究凸透镜成像的实验时,在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上,三者的中心大致在同一高度,像才能呈在光屏的中央位置。
(2)根据凸透镜物距和焦距的关系判断成像情况:
u>2f,成倒立、缩小的实像。
2f>u>f,成倒立、放大的实像。
u<f,成正立、放大的虚像。
(3)物体有无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像。当遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像。
【解答】解:(1)调节光源、凸透镜和光屏,使它们的中心大致在同一高度,像能成在光屏的中央位置。
(2)凸透镜的焦距是10cm,凸透镜固定在光具座零刻度线上,她将光源移至15cm处,2f>u>f,成倒立、放大的实像。
(3)凸透镜固定在光具座零刻度线上,将光源“F”放在30cm处,u>2f,成倒立、缩小的实像。
遮住凸透镜的上半部,物体上任一点射向凸透镜的下半部,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像变暗。
故答案为:(1)同一高度;(2)实;(3)D。
【点评】凸透镜成实像时,无论遮住凸透镜的上部、下部、中间,都不能改变像的大小,但是像变暗,凸透镜遮住的越多,像越暗。
29.(10分)在测量电阻约为10Ω的定值电阻Rx的实验中,小明和小亮用如图所示的器材进行实验。
(1)用笔画线代替导线在甲图中完成实物电路连接,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小。
(2)小明把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电流表立即有较大示数。小亮认为在实验操作中有两处错误,其中一处是滑动变阻器的滑片没有滑到电阻最大的位置,还有一处是 连接电路时,开关没有断开 。
(3)改正错误后,小明改变Rx两端的电压和电流,两次测得的电阻值分别为R1=10.1Ω,R2=10.2Ω,第三次测量时,电流表的示数为0.26A,电压表的示数如图乙所示。根据以上三次实验数据,最后得出Rx= 10.1 Ω。
(4)他完成实验后,在帮助其它实验小组的过程中,发现某实验小组在完成本实验中电路出现故障。请你根据故障现象和检测结果,在表的空格内写出发生故障的原因。
故障现象
检测结果
发生故障的原因
电压表示数较大,电流表几乎无示数。
取下定值电阻,电压表和电流表的示数均不变。
定值电阻断路
(5)测量结束后,小亮提出利用这个电路还可以测量小灯泡的电功率,于是小明把定值电阻换成额定电压为2.5V、电阻约为10Ω的小灯泡进行实验。闭合开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,使电压表的示数为2.5V时,此时灯泡的电功率 等于 (填“大于”、“小于”或“等于”)它的额定功率。
【分析】(1)根据滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小确定变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联;因电压表选用小量程,定值电阻的最大电阻为3V,由欧姆定律得出通过的最大电流确定电流表选用小量程与电阻串联;
(2)接完最后一根导线,电表有示数说明开关闭合;
(3)根据电压表的量程和分度值读出示数,利用欧姆定律求出第三次测量时的电阻值,取三次电阻的平均值即为定值电阻的阻值;
(4)若电流表示数几乎无示数,说明电路可能断路;电压表示数较大,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
(5)额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等。
【解答】解:(1)要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联,因电压表选用小量程,定值电阻的最大电阻为3V,由欧姆定律可知通过的最大电流为:
I=;
故电流表选用小量程与电阻串联,如下所示:
(2)小明把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电流表立即有较大示数。小亮认为在实验操作中有两处错误,其中一处是滑动变阻器的滑片没有滑到电阻最大的位置,还有一处是:连接电路时,开关没有断开;
(3)改正错误后,小明改变Rx两端的电压和电流,两次测得的电阻值分别为R1=10.1Ω,R2=10.2Ω,第三次测量时,电流表的示数为0.26A,电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为2.6V,根据欧姆定律,第3次的电阻为:
R3=;
根据以上三次实验数据,为减小误差,取平均值作为最后结果:
Rx=;
(4)定值电阻与变阻器串联,电压表测定值电阻的电压,电流表几乎无示数,电路可能断路,电压表示数较大,电压表与电源相连,取下定值电阻,电压表和电流表的示数均不变,故发生故障的原因的原因是:定值电阻断路;
(5)改变滑动变阻器滑片P的位置,使电压表的示数为2.5V,即灯泡两端的电压为2.5V时,此时灯泡的电功率和额定功率相等。
故答案为:(1);连接电路时,开关没有断开;(3)10.1;(4)定值电阻断路;(5)等于。
【点评】本题考查了电流表和滑动变阻器的连接、电路现象的判断、电压表的读数、欧姆定律的应用等,关键是知道为减小误差测定值电阻的阻值时应多次测量求平均值和知道额定电压下灯泡的实际功率与额定功率相等。
30.(10分)物理兴趣小组在“探究水果电池电压”的实验中:
小明用铜片和锌片作为电极插入较小的柠檬制成了一个水果电池,如图所示。小华用铜片和铝片插入较大的柠檬也制成了一个水果电池。他们分别连通相同的音乐芯片,小华比小明的芯片声音要响一些。由此他们作出如下猜想:
猜想一:水果电池电压可能与水果的大小有关。
猜想二:水果电池电压可能与电极的材料有关。
(1)为了验证猜想一,小明用同一个柠檬制成水果电池,沿着电极插入的方向不断慢慢地切去外侧的部分柠檬,分别测出电压,如表一所示:
表一:
柠檬大小
一个
大半个
半个
小半个
电压U/V
0.80
0.80
0.80
0.80
分析表中数据,说明猜想一是 错误 (正确/错误)的。
(2)为了验证猜想二,小华用铜片作为电池的正极,分别用外形相同的锌、铝、铁等金属片作为电池的负极,将金属片电极插入柠檬,并保持 电极间距离 和 插入深度 相同,分别测出电压,如表二所示:
表二:
电极材料
铜和锌
铜和铝
铜和铁
电压U/V
0.880
0.60
0.46
分析表中数据,得到的结论是 水果电池电压与电极的材料有关 。
(3)小明先将柠檬压在桌面上滚了几下,再做成水果电池,测出电压达到1.0V,据此请你提出一个有价值、可探究的问题: 水果电池的电压可能与水果的软硬度有关 。
【分析】(1)根据猜想,水果电池电压与多个因素有关,探究过程中应用到控制变量法。分析表格中数据可得结论;
(2)除了猜想的因素外,水果电池电压与两电极间的距离、电极插入水果的深度可能有关;分析表格数据可得结论;
(3)将柠檬压在桌面上滚了几下,柠檬会变软,由此提出可探究的问题。
【解答】解:
(1)小明用同一个柠檬制成水果电池,沿着电极插入的方向不断慢慢地切去外侧的部分柠檬,这样就控制了电极材料,
通过表一中的数据可知,水果大小变化后,电压表的示数不变,可得结论:水果电池电压与水果大小无关。即猜想一错误。
(2)除了猜想的因素外,水果电池电压与两电极间的距离、电极插入水果的深度可能有关。将金属片电极插入柠檬时还要保持插入深度和距离;
由表格二数据,铜与不同金属做电极时,电压表示数不同,说明水果电池电压与电极的材料有关;
(3)将柠檬压在桌面上滚动后,柠檬会变软,测出电压不同,由此提出的探究问题:水果电池的电压可能与水果的软硬度有关。
故答案为:(1)错误;
(2)电极间距离;插入深度;水果电池电压与电极的材料有关;
(3)水果电池的电压可能与水果的软硬度有关。
【点评】本题目结合水果电池电压的影响因素,考查对控制变量法的理解和运用,这种研究方法就是把多因素的问题变成多个单因素的问题来研究。
四、计算题:本题共14分,第30题6分,第31题8分。将解答写在指定位置。
31.(6分)一辆汽车以90km/h的速度在一段平直的高速公路上匀速行驶了4.5km,此时汽车的功率为60kW。求:
(1)汽车通过该路段的时间是多少;
(2)汽车在该路段行驶时牵引力做的功是多少;
(3)该车汽油箱的有效容积是50L,汽油密度ρ=0.71×103kg/m3,该汽油箱能装多少千克的汽油;
(4)行驶的汽车对环境产生哪些污染(至少写一条)。
【分析】(1)已知汽车行驶的路程和速度,根据公式t=可求汽车通过该路段的时间;
(2)已知行驶的时间和汽车的功率,根据公式W=Pt可求汽车在该路段行驶时牵引力做的功;
(3)已知油箱的容积和汽油的密度,根据公式m=ρV可求汽油的质量;
(4)行驶的汽车,燃烧汽油,释放出二氧化碳等尾气。
【解答】解:(1)由速度公式:v=可知,所用时间:
t===0.05h=180s;
(2)由功率公式:P=可知,牵引力做的功:
W=Pt=60×103W×180s=1.08×107J;
(3)由ρ=可知,汽油箱能装的汽油:
m=ρ汽油V=0.71×103kg/m3×0.05m3=35.5kg.
(4)释放的尾气对大气造成污染。
答:(1)汽车通过该路段的时间是0.05h;
(2)汽车在该路段行驶时牵引力做的功是1.08×107J;
(3)汽油的质量为35.5kg。
(4)释放的尾气对大气造成污染。
【点评】本题考查时间、做功、质量的计算,都比较简单,直接运用公式即可,同时还考查了环境的污染等方面的知识。
32.(8分)如图甲所示是某型号电热加湿器的原理图,如表为其部分技术参数。R1、R2为发热电阻,且R2=3R1,S为旋转型开关,1、2、3、4为触点,通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的转换(低挡为小功率加热,高挡为大功率加热)。
额定电压
220V
高挡发热功率
400W
低挡发热功率
(1)加湿器需在高挡加热,开关S应旋转至触点 3、4 (选填:“1、2”、“2、3”或“3、4”)位置;
(2)电阻R1的阻值 121Ω ;
(3)加湿器处于低挡位置时的发热功率 100W ;
(4)如图乙所示是某次使用加湿器工作30min的图象,请计算加湿器消耗的总电能 3.6×105J 。
【分析】(1)分析观察开关接在三个不同位置时电路的连接情况,在电压一定时,只有电阻最小,电功率才能最大;
(2)开关接“3、4”时只有R1接入电路,此时加湿器为高挡,由P=可计算R1的阻值;
(3)开关接“2、3”时,两电阻串联,此时加湿器为低挡,根据两电阻的倍数关系,利用P=可计算低挡位的功率;
(4)由图乙可得出加湿器分别在高挡位、低挡位工作的时间,消耗的总电能就等于两部分消耗电能的和。
【解答】解:(1)开关S接“1、2”时电路断路为“关”;“2、3”时两电阻串联,电路的总电阻最大,由P=可知电路的总功率最小,为低挡,接“3、4”时只有R1接入电路,电路的电阻最小,由P=可知电路的总功率最大,为高挡;
(2)开关接“3、4”时只有R1接入电路,此时加湿器为高挡,高挡功率:P高=400W,由P=可知可得,R1的阻值R1===121Ω;
(3)开关接“2、3”时,两电阻串联,此时加湿器为低挡,又R2=3R1,低挡发热功率:P低====100W;
(4)由图乙可知,工作30min时,其中高挡10min,低挡20min,所以加湿器消耗的总电能W=W高+W低=P高t高+P低t低=400W×10×60s+100W×20×60s=3.6×105J。
故答案为:(1)3、4;(2)121Ω;(3)100W;(4)3.6×105J。
【点评】本题通过电热加湿器,考查了电路连接的分析、电功率公式的灵活运用、串并联电路的规律等,综合性强,有一定难度。
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