2022-2023学年广东省惠州市惠城区九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析)
展开1.下列事例中,人对物体做功的是( )
A. 冰壶离手后在冰面上滑行
B. 背着背包在水平路面上前行
C. 大力士支撑着大轮胎静止不动
D. 工人将货箱从地面搬到桌上
2.2022年2月8日,中国美少女谷爱凌在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中获得金牌。如图所示是她在此次比赛中的场景,她在雪地上加速下滑的过程中( )
A. 重力势能不变
B. 动能减小
C. 重力势能增大
D. 动能增大
3.如图所示,当工人师傅用500N的拉力向下拉绳时,可使重900N的重物勾速上升3m,此过程中忽略绳重和摩擦,这说法中正确的是( )
A. 拉力F做功为1500J
B. 增加物重该装置的机械效率变大
C. 此过程中的机械效率约为60%
D. 动滑轮重为200N
4.下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是( )
A. 让热水供暖B. 用水冷却发动机
C. 沿海地区昼夜温差小D. 夏天在房间内洒水降温
5.如图,把两个灯泡串联后接到电源上,合上开关S后,发现L1比L2亮,下列说法正确的是( )
A. 通过L1的电流大
B. 通过L2的电流大
C. 通过两灯的电流一样大
D. 无法判断
6.下列说法正确的是( )
A. 家用冰箱的电流约为1×105AB. 教室内的电灯两端电压为36V
C. 空调的功率约为1000WD. 小红家每个月约消耗200J的电能
7.如图,在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。闭合开关,原来静止的小磁针发生转动。下列分析正确的是( )
A. 小磁针发生转动,说明通电直导线周围存在磁场
B. 小磁针发生转动,说明通电直导线周围存在磁感线
C. 这个实验叫电磁感应实验
D. 改变电池正负极,原来静止的小磁针发生转动方向不变
二、填空题:本大题共8小题,共27分。
8.2022年4月16日上午9点56分,中国载人航天飞船神舟十三号返回舱在东风着陆场完美着陆。如图所示是返回舱在空中加速下落时的情景,此过程中动能______ ,重力势能______ 。返回舱降落伞打开一段时间后,返回舱匀速下落,这时动能______ 。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
9.在修路工地上,经常看见工人师傅用切割机切割水泥路面,由于切割时锯片与路面不断摩擦,就通过______ 的方式使锯片的内能增加,温度升高,这种方式是把______ 能转化为内能;为了保护锯片,就要不断地向锯片上浇水,这是通过______ 的方式使锯片的内能减少,温度降低。
10.水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃),它的物理含义是______;冬天,同学们喜欢用热水袋取暖,这是通过______的方式使手的内能增加;若热水袋中装有1kg的水,当袋内的水温从60℃降低到40℃时,其中水放出的热量是______J。
11.在干燥的天气里,用塑料梳子梳头,发现头发随梳子飘起来,这表明摩擦后的头发丝与塑料梳子带上了______(填“同种”或“异种”)电荷;经检验梳过头发的塑料梳子带负电,说明在摩擦过程中,塑料梳子______(填“失去”或“得到”)电子,将塑料梳子接触验电器的金属球,看到金属箔张开,这是由于金属箔带______。
12.如图所示是小灯泡L和电阻R中电流随电压变化的图象。由图象可知,电阻R的阻值为______ Ω;若R两端电压为零,则电阻R的阻值为______ 欧;若将它们并联接在电压为3V的电源两端,电路中的总电流为______ A。
13.如图是小明家电能表的表盘,其读数是______kW⋅h。小明将家中其他用电器关闭,只让干衣机单独工作,观察到6min内电能表指示灯闪烁了160次,干衣机在这6min内消耗的电能为______kW⋅h,它的实际功率是______ kW。
14.如图所示的装置是用来探究通电时间相同时,电流通过导体产生的热量与______ 的关系,电流通过导体产生的热量多少是通过比较U形管两端液面______ 可知,电阻______ (选填R1或R2)放出的热量较多。
15.如图表示一种自动测定油箱内油面高度的油量表,其中R是滑动变阻器,金属杠杆的右端是滑动变阻器的滑片。从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。
(1)这个自动测定油量电路是______ 联电路,油量表是______ 表改装的,R0的作用是______ ;
(2)当油箱油面下降时,滑动变阻器R接入电路阻值变______ ,油量表的示数将变______ ;
(3)此油量表若用电压表改装,符合油量越多电压表示数越大,应该并联在______ (填R或R0)两端更合理。
三、作图题:本大题共3小题,共7分。
16.如图是一个电学实验的实物连线图,请在右边方框内画出它的电路图。
17.如图所示,要用电流表测量L2的电流,请你在图中用笔画线代替导线分别将导线a、b正确地连接到相应的接线柱上。
18.在图中标出磁感线的方向及小磁针的N极。
四、实验探究题:本大题共2小题,共15分。
19.小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,都设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是______。
(2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关,发现电压表示数为零,则小灯泡的故障可能是______或______(填“L1断路”、“L1短路”、“L2断路”或“L2短路”)
(3)排除故障后,小明完成了实验,并把数据记录在表格中。分析实验数据得出两个结论:
①串联电路中电源两端的电压等于______;
②串联电路中各电器两端的电压相等;
(4)实验结束后小明和小华互相交流,小华指出结论②是错误的,造成结论错误的原因是:______。另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是:______。
20.小明用图甲所示电路探究电流与电压、电阻的关系。其中电源电压恒为3V,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一个。
(1)他先用5Ω的定值电阻探究电流与电压的关系。
①按图甲连接电路,开关应处于______(选填“闭合”或“断开”)状态。
②闭合开关S后,移动滑片时发现电压表无示数,电流表有示数且不断变化,则电路故障可能是定值电阻R发生了______(选填“断路”或“短路”)。
③排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器,记录了4组数据。测第5组数据时,电压表的示数为2.6V,电流表的示数如图乙所示。此时电路中的电流是______ A。
④分析表格数据可得出结论:在电阻一定时,______。
⑤该实验进行多次测量的目的是______(选填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”)。
(2)接着他用所给的四个定值电阻探究电压一定时电流与电阻的关系。
①利用现有器材,为使实验顺利进行,你认为小明应控制定值电阻两端电压为______(选填“0.5V”“1V”或“2V”)不变。
②正确实验后根据实验数据绘制出I−R图像如图丙所示。由此可得结论:在导体两端电压一定时,______。
五、计算题:本大题共2小题,共13分。
21.我市中考体育测试有跳绳的项目,在训练的时候,同学们结合所学的物理知识进行了如下研究:质量为50kg的某同学在1min内跳了180次,每次跳的高度大约为5cm,整个过程中,求:
(1)她每跳一次克服重力做功约多少J;
(2)克服重力做功的功率约为多少W。
22.电热杯垫有加热和保温两挡功能(通过闭合或断开有关开关来实现该功能),通过USB接口接到电脑上可以随时喝上热饮。杯垫内部简化电路如图所示,R1、R2为加热元件,USB接口的输出电压为5V,R1电阻10Ω,当处于加热状态时,整个电路消耗的功率为7.5W。求:
(1)杯垫保温时整个电路的电流是多少安?
(2)保温30min时产生的热量是多少焦?
(3)加热状态时整个电路的电流是多少安?
(4)电阻R2的阻值是多少欧?
六、综合题:本大题共3小题,共17分。
23.如图,在探究“感应电流产生的条件”实验中:
(1)实验中,通过观察电流表指针______ 判断电路中是否有感应电流;
(2)闭合开关,若导体棒沿竖直方向运动,电路中______ (选填“有”或“无”)感应电流。若导体棒不动,左右移动磁铁,则电流表指针______ (选填“偏转”或“不偏转”);
(3)实验中,向左移动导体棒,电流表的指针向左偏转,向右移动导体棒______ (选填“或”或“并”)改变磁场方向,电流表的指针向左偏转。此实验现象从能量转化的角度,其实质是______ 能转化为电能;
24.随着人们生活水平的提高,汽车已经进入千家万户,它给我们的生活提供了便利,促进了社会的发展。请你解答:
(1)当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率会______ (选填“升高”、“降低”或“不变”)。
(2)汽车发动机的一个工作循环包括如图1所示的四个冲程。请按一个工作循环的过程,将四个冲程图重新排序:______ ,图______ 所示的冲程是给汽车提供动力的。
(3)汽车刹车的过程中,机械能转化为______ 能散失到空气中。
(4)小明同学阅读了某型号汽车发动机的说明书后,将发动机的能量流向制成了如图2所示的图表,请根据给出的信息计算;完全燃烧0.2kg的汽油能够获得______ J的能量,这些能量能产生______ J的有用功。(汽油的热值为4.6×107J/kg)
25.如图1所示为人们所喜爱的电动自行车,它轻便、节能、环保。只要将图中车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了,但不会行驶。
(1)这车钥匙实质相当于一个______,跨上自行车将右手把向后旋转,车子就能前进,并且向后旋转的角度越大,车速就越快,右手把实质相当于一个______。给电动车充电时,电瓶相当于______(选填“电源”或“用电器”)。
(2)图2是电动车的充电插口,内有金属插脚,在使用过程中绝不能拿硬币、手等去触碰;图3是电动车的局部电路图,其中控制器是指电动车利用蓄电池工作的所有用电器。如果硬币碰到充电插口的两个金属插脚,可能会造成______(选填“蓄电池”、“控制器”或“充电插口”)损坏;如果人体触碰蓄电池两极,人______(选填“有”或“无”)危险。
(3)电动自行车两刹车手柄(如图4)中各有一只开关S1和S2;在行驶中用任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作,以下电路符合要求的是______。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:
A、冰壶离手后由于惯性在冰面上滑行,不再受到人的推力,因此人不再对冰壶做功,故A不合题意;
B、背着背包在水平路面上前行,人给背包的力竖直向上,与背包通过的距离垂直,所以人对背包没有做功,故B不合题意;
C、大力士支撑着大轮胎静止不动,人对轮胎施加了力,但轮胎没有移动距离,所以人对轮胎没有做功,故C不合题意;
D、工人将货箱从地面搬到桌上,工人对货箱施加了力,货箱在力的方向上移动了距离,所以人对货箱做了功,故D符合题意。
故选:D。
做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离,二者缺一不可,据此分析判断。
明确三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直。
2.【答案】D
【解析】解:谷爱凌加速下滑,质量不变,高度变小,重力势能减小,速度变大,动能增大,故D正确。
故选:D。
(1)动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量、高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
此题考查了动能和重力势能大小的变化,是一道基础题。
3.【答案】B
【解析】解:
(1)由图知,n=2,绳子自由端移动的距离:s=nh=2×3m=6m,
拉力F做的功:
W总=Fs=500N×6m=3000J,故A错;
(2)拉力做的有用功:
W总=Gh=900N×3m=2700J,
滑轮组的机械效率:
η=W有用W总=2700J3000J×100%=90%,故C错;
(3)忽略绳重和摩擦,拉力F=12(G+G动),则动滑轮重力G动=2F−G=2×500N−900N=100N,故D错;
(4)忽略绳重和摩擦,用同一滑轮组把不同物体提升到同一高度时,所做额外功相同,当提升重物的重力增加时,做的有用功也就增大了,有用功在总功中所占的比例变大了,所以机械效率变大,故B正确。
故选:B。
(1)由图知,n=2,绳子自由端移动的距离s=2h,利用W=Fs求拉力F做的功;
(2)利用W=Gh求拉力做的有用功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比;
(3)忽略绳重和摩擦,拉力F=12(G+G动),据此求动滑轮重力;
(4)增大机械效率的方法有二:一是增大有用功,即拉更重的重物;二是减小额外功,如减小摩擦、减轻动滑轮重。
本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率和动滑轮重力的计算,注意:增大机械效率的方法有二:一是增大有用功,即提升更重的重物;二是减小额外功,如减小摩擦、减轻动滑轮重。
4.【答案】D
【解析】解:A.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以让流动的热水流过散热器取暖,故A错误;
B.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以用水冷却发动机,故B错误;
C.因为沿海地区水资源丰富,且水的比热容大,相同质量的水和砂石吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的温度少,可以起到调节气温的作用,所以沿海地区昼夜温差小,故C错误;
D.炎热的夏天,在室内地面上洒水,水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度,使人感到凉爽,不是利用水的比热容大的特点,故D正确。
故选:D。
(1)对水的比热容大的理解:相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;
(2)水分的蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度,即蒸发吸热。
本题考查水的比热容大的特点的应用,应用所学知识,解释了实际问题,体现了新课标的要求,属于中考热点问题。
5.【答案】C
【解析】解:由图可知:两灯泡串联,因为串联电路中处处电流相等,因此通过L1、L2的电流一样大,故C正确,ABD错误。
故选:C。
从图中可以看出,两灯泡串联,根据串联电路处处电流相等的特点即可判断。
此题考查了串联电路电流的规律,知道串联电路中处处电流相等。
6.【答案】C
【解析】解:A、家用冰箱的电流一般不超过1A,不可能是1×105A,故A错误;
B、教室内的电灯两端电压等于家庭电路的电压,为220V,故B错误;
C、空调的功率较大,约为1000W,故C正确;
D、一个普遍家庭每个月约消耗200kW⋅h的电能,不可能是200J,故D错误。
故选:C。
首先要对选项中涉及的几种电学物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,必要时运用公式进行计算,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
此题考查对生活中常见电学物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
7.【答案】A
【解析】解:
AB、当直导线通电时,小磁针会发生偏转,该实验说明电流周围存在磁场;磁感线实际不存在,是为了描述磁场的分布假想的曲线,故A正确,B错误;
C、闭合开关,原来静止的小磁针发生转动,这个实验说明通电导体周围存在磁场,不是电磁感应实验,故C错误;
D、磁场方向与电流方向有关,改变电池正负极,电流的方向改变,磁场的方向改变,原来静止的小磁针发生转动方向改变,故D错误。
故选:A。
奥斯特实验通过小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场;磁场的方向与电流的方向有关。
本题考查了磁场的性质是对放在磁场中的磁体有力的作用,更加深入的研究了电流的磁效应,在物理学习中不能只注重了结论的学习,还要注意方法的学习。
8.【答案】增大 减小 不变
【解析】解:返回舱在空中加速下落时,速度增大,高度变小,故动能增加,重力势能减小,由于降落伞的阻力作用,将部分机械能转化为内能,故机械能减小。返回舱匀速下落,这时动能不变。
故答案为:增大;减小;不变。
机械能是动能和势能的总和;动能与物体质量和速度有关,重力势能与物体质量和高度有关。
本题考查了学生对机械能的理解和动能与重力势能的相互转化,属于基础题。
9.【答案】做功 机械 热传递
【解析】解:用锯片切割水泥路面时,克服摩擦做功,使锯片的内能增加、温度升高,是通过做功的方法改变物体内能的,这种方式是把机械能转化为内能;
向锯片浇水,是通过热传递的方式使锯片的内能减少、温度降低。
故答案为:做功;机械;热传递。
改变物体内能的方法:一是做功,二是热传递。
本题考查了学生对物体内能改变的方法的了解与掌握,属于基础题目。
10.【答案】1kg水温度升高(降低)1℃所吸收(放出)的热量为4.2×103J热传递 8.4×104
【解析】解:根据比热容的概念可知,水的比热容是4.2×103J/(kg⋅℃),表示1kg水温度升高(降低)1℃所吸收(放出)的热量为4.2×103J;
热水袋取暖,是利用热传递的方式增加手的内能的;
水放出的热量为:Q放=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(60℃−40℃)=8.4×104J。
故答案为:1kg水温度升高(降低)1℃所吸收(放出)的热量为4.2×103J;热传递;8.4×104。
单位体积某种物质,温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容。
改变物体内能的方式有做功和热传递两种,做功是能量的转化过程,热传递是能量的转移过程;
知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用放热公式Q放=cm△t求水放出的热量。
本题考查了学生对热传递和放热公式Q放=cm△t的掌握和运用,属于基础题目。
11.【答案】异种 得到 同种电荷互相排斥
【解析】解:在干燥的天气里,用塑料梳子梳头,发现头发随梳子飘起来,这表明摩擦后的头发丝与塑料梳子带上了异种电荷互相吸引;经检验梳过头发的塑料梳子带负电,说明在摩擦过程中,塑料梳子得到电子,将塑料梳子接触验电器的金属球,看到金属箔张开,这是由于金属箔带同种电荷互相排斥。
故答案为:异种;得到;同种电荷互相排斥。
摩擦起电并不是创造了电荷,而是发生了电荷的转移,使正负电荷分开;同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
此题考查了摩擦起电的实质、电荷间的相互作用规律,属基础题目。
12.【答案】20200.45
【解析】解:小灯泡L和电阻R并联接在电压为3V的电源两端时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,它们两端的电压UL=UR=3V,
由图象可知,通过它们的电流分别为IL=0.3A,IR=0.15A,
由I=UR可得,电阻R的阻值:
R=URIR=3V0.15A=20Ω,
电阻阻值是导体本身阻碍电流的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关,若R两端电压为零,则电阻R的阻值不变,仍为20Ω,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,电路中的总电流:
I=IL+IR=0.3A+0.15A=0.45A。
故答案为:20;20;0.45。
小灯泡L和电阻R并联接在电压为3V的电源两端时,它们两端的电压相等,根据图象分别读出通过的电流,根据欧姆定律求出R的阻值,根据并联电路的电流特点求出电路中的总电流。
导体的阻值是导体本身所具有的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关。
本题考查了并联电路的特点、电阻的特点和欧姆定律的应用,关键是根据图象读出相关的信息。
13.【答案】
【解析】解:(1)电能表的最后一位是小数、单位是kW⋅h,由图知,电能表的示数为619.5kW⋅h;
(2)6min内电能表指示灯闪烁了160次,此时干手机消耗的电能:
W=1601600kW⋅h=0.1kW⋅h,
t=6min=0.1h,
干手机的电功率:
P=Wt=0.1kW⋅h0.1h=1kW。
故答案为:619.5;0.1;1。
(1)电能表的读数:最后一位是小数、单位是kW⋅h;
(2)1600imp/(kW⋅h)表示电路中用电器每消耗1kW⋅h的电能,指示灯闪烁1600次,据此可求指示灯闪烁160次消耗的电能,再利用P=Wt求干手机的实际电功率。
本题考查了电能表的读数方法、消耗电能和电功率的计算,明确电能表相关参数的意义是关键。
14.【答案】电阻 高度差 R1
【解析】解:由图知,R1与R2的阻值不同,串联时通过的电流和通电时间相同,所以探究的是电流产生热量与电阻大小的关系;
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,这种研究方法叫转换法;
根据公式Q=I2Rt可知,电流和通电时间相同时,电流产生的热量与电阻成正比,所以R1与R2产生热量之比为10Ω:5Ω=2:1,故R1放出的热量较多。
故答案为:电阻;高度差;R1。
(1)电流通过导体产生热量的多少与电流大小、电阻和通电时间都有关系,研究某一物理量对热量的影响时,需要控制另外两个物理量;
(2)电流通过导体产生热量可以通过液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法;
(3)由图可知两电阻的阻值,根据串联电路的电流规律可知通过两电阻的电流相等,根据公式Q=I2Rt可求出R1与R2产生热量的关系。
此题考查了电流产生热量的决定因素,实验过程中渗透了转换法和控制变量法的应用,有一定的综合性。
15.【答案】串 电流 保护电路 大 小 R0
【解析】解:(1)由图可知,该电路电流只有一个回路,故为串联电路。
油量表串联在电路中,因此是由电流表改装的。
当滑片移到最底端时,滑动变阻器连入电路的阻值为零,会造成电源短路,为了防止出现这种情况,可在电路中串联一个定值电阻R0,起到保护电路的作用。
(2)由图可知,当油箱油面下降时,浮标会向下,导致滑动变阻器滑片向上移动,R接入电路的有效长度变长,阻值变大。
电源电压不变,电路总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中电流减小,故油量表示数减小。
(3)此油量表若用电压表改装,油量越多滑动变阻器阻值越小,由串联电路分压特点可知,滑动变阻器两端的电压也会越小,要使电压表示数越大,那就要将电压表并联在R0两端。
故答案为:(1)串;电流;保护电路;(2)大;小;(3)R0。
(1)根据电压表使用时并联、电流表使用时串联判断油量表的类型;如果没有定值电阻的话,则当油箱中的油越来越少的时候,滑动变阻器的阻值就会越来越小,此时电路中的电流就会越来越大,可能会烧坏电源;
(2)根据滑片的移动确定当油箱中的浮标向上运动时R电阻值的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化,再根据串联电路的电压特点确定R两端的电压变化;
(3)根据串联电路分压特点分析。
本题是利用所学知识解释油量表的原理,是一道力学和电学的综合题,学以致用,符合新课标的要求。
16.【答案】解:由实物图知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡L1两端的电压;根据实物图画出电路图,如下所示:
【解析】分析电路的连接方式和开关的作用,再画出电路图。
本题考查了电路图的画法,明确电路的连接方式是解题的关键,注意电路图与实物图要一致。
17.【答案】解:要用电流表测量灯泡L2的电流,则电流表与灯泡L2串联后再与L1并联,开关应接在干路中,如下图所示:
【解析】电流表在测量电流的大小时,应与被测电路串联。
本题考查了实物图的连接,明确电流表的连接方式是解题的关键,属于基础题。
18.【答案】解:根据电流表的正负接线柱可知,电流从螺线管的右端流入、左端流出,根据安培定则可知,螺线管的左端为N极,右端为S极;
在磁体外部,磁感线总是从磁体的N极发出,最后回到S极,所以磁感线是从左向右的;
根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的左端为N极,右端为S极,如图所示:
【解析】根据电流表的使用规则和安培定则判定螺线管的极性;在磁体外部,磁感线总是从磁体的N极发出,最后回到S极;同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引。
判断小磁针指向的方法:①根据磁极间的相互作用规律:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引;②根据磁感线方向:小磁针静止时N极所指的方向与该点的磁场方向一致。
19.【答案】对电压表调零 L1短路 L2断路 各部分电路两端电压之和 使用了相同规格的灯泡进行实验 只进行了一次实验,只凭一组实验数据得出结论带有偶然性
【解析】解:(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,电压表的指针指在了“0”刻度的左侧,这说明电压表没有调零;接下来他要对电压表进行的操作是对电压表调零;
(2)电压表示数为零,说明故障可能是与电压表并联的灯L1短路或灯L2断路;
(3)分析表中实验数据知,1.4V+1.4V=2.8V,由此得出结论,串联电路中电源两端的电压等于各部分电路两端电压之和;
(4)分析表中实验数据知,UAB=UBC=1.4V,说明使用了相同规格的灯泡进行实验,因此结论②是错误的;
这个实验在设计方案上存在的另一个不足之处是:只进行了一次实验,只凭一组实验数据得出结论带有偶然性。
故答案为:(1)对电压表调零;(2)L1短路;L2断路;(3)各部分电路两端电压之和;(4)使用了相同规格的灯泡进行实验;只进行了一次实验,只凭一组实验数据得出结论带有偶然性。
(1)电压表使用前要调零;
(2)电压表示数为零,说明故障可能是与电压表并联的电路短路或电压表与电源未连通;
(3)分析表中实验数据得出结论;
(4)只凭一组实验数据得出结论带有偶然性,为得出普遍规律,应使用不同规格的灯泡进行实验。
本题探究串联电路的电压规律,主要考查了电压表的使用、电路故障分析以及归纳法的运用等内容。
20.【答案】断开 短路 0.52电流和电压成正比 寻找普遍规律 2 V 通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】解:(1)①为保护电路,连接电路时开关应断开;
②当定值电阻短路时,电压表也被短路,所以电压表无示数,当移动滑动变阻器滑片时电路中电阻改变,所以电流改变,符合题意,因此故障是定值电阻R短路;
③由图可知,电流表选择的量程是0到0.6A,分度值是0.02A,故电流表的读数为0.52A;
④由表中的数据可知,电流和电压变化相同,电压和电流的比值为常数,所以可以得出结论,在电阻一定时,电流和电压成正比;
⑤为了使结论更具有普遍性,应该换定值电阻的阻值再次实验得出结论;
(2)①由丙图知U=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V,故小明应控制定值电阻两端电压为2V不变;
②由实验数据绘制出I−R图像如图丙所知电阻越大,电流越小,故在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故答案为:(1)①断开;②短路;③0.52;④通过导体的电流与导体两端的电压成正比;⑤寻找普遍规律;(2)①2V;②通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(1)①为保护电路,连接电路时开关应断开;
②电流表有示数,说明电路不是断路;电压表无示数,可能是与电压表并联的定值电阻短路;
③由图可知,电流表选择的量程是0到0.6A,分度值是0.02A,据此得出电流表的读数;
④根据定值电阻的I−U图像分析得出结论;
⑤为了使结论更具有普遍性,应该换定值电阻的阻值再次多次实验得出结论;
(2)①由丙图分析得出;
②根据实验数据绘制出I−R图像分析得出结论。
本题为探究电流与电压的关系的实验,考查电路连接、注意事项、故障分析、实验结论等知识。
21.【答案】解:(1)同学的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N,
她每跳一次克服重力做功:W=Gh=500N×5×10−2m=25J;
(2)由题意可知,1min内同学做的总功:W总=180W=180×25J=4500J,
则克服重力做功的功率:P=W总t=4500J1×60s=75W。
答:(1)她每跳一次克服重力做功约为25J;
(2)克服重力做功的功率约为75W。
【解析】(1)根据G=mg求同学的重力,根据W=Gh求她每跳一次克服重力做功;
(2)根据1min内跳了180次求出1min内同学做的总功,根据P=W总t求克服重力做功的功率。
本题考查重力、功和功率的计算,难度不大。
22.【答案】解:
(1)由电路图可知,当只闭合S1时,只有电阻R1工作,此时电路中电阻较大,电源电压一定,P=U2R知,电功率较小,为处于保温状态;
两开关都闭合时,两电阻并联,电路中电阻较小,电功率较大,为加热状态;
则杯垫保温时整个电路的电流:I1=UR1=5V10Ω=0.5A;
(2)保温30min时产生的热量:Q=I12R1t=(0.5A)2×10Ω×30×60s=4500J;
(3)当S1、S2同时闭合时,R1与R2并联,处于加热状态,
由P=UI可得,加热状态时整个电路的电流:I=P加热U=7.5W5V=1.5A;
(4)因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以通过R2的电流为:I2=I−I1=1.5A−0.5A=1A,
由欧姆定律可得,R2=UI2=5V1A=5Ω。
答:(1)杯垫保温时整个电路的电流为0.5A;
(2)保温30min时产生的热量是4500J;
(3)加热状态时整个电路的电流是1.5A;
(4)电阻R2的阻值是5Ω。
【解析】(1)电热杯垫有加热和保温两档功能,由电路图根据P=U2R分析判断其工作状态,根据欧姆定律求出保温时电热杯垫正常工作电路中电流;
(2)根据Q=I2Rt可求得保温30min时产生的热量;
(3)由P=UI可求得加热状态时整个电路的电流;
(4)根据并联电路电流的特点和欧姆定律求出R2的阻值。
本题考查了并联电路特点和欧姆定律的应用,正确分析电热杯垫的两种工作状态下电路的连接方式是关键。
23.【答案】是否发生偏转 无 偏转 并 机械
【解析】解:(1)若有电流通过,电流表的指针会发生偏转;
(2)导体棒沿竖直方向运动,没有切割磁感线,所以没有感应电流。导体棒不动,磁铁左右运动,切割了磁感线,有感应电流产生,所以电流表的指针方向会发生偏转;
(3)感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向有关。只改变磁场方向,或只改变导体运动方向,感应电流的方向会发生改变。若两者同时发生改变则感应电流的方向不变。从能量转化的角度分析机械能转变成电能。
故答案为:(1)是否发生偏转;(2)无;偏转;(3)并;机械
(1)若有电流通过,电流表的指针会发生偏转;
(2)根据电磁感应原理可判断电路中有无感应电流;若有电流,电流表的指针会发生偏转。(3)感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关,根据导体运动方向和磁场方向的改变可以判断电流方向;电磁感应原理中的能量转化是机械能转变为电能。
本题考查了学生对电磁感应原理的应用以及对感应电流方向与哪些因素有关的掌握情况。
24.【答案】降低 丙、甲、丁、乙 丁 内 9.2×106 2.76×106
【解析】解:(1)汽车发动机工作时将内能转化为机械能,冒“黑烟”说明燃料燃烧不充分,做相同的有用功,消耗的燃料增多,用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量的比值变小,效率降低;
(2)甲图中的两个阀门都关闭,活塞向上运动,为压缩冲程;乙图中的进气阀门打开,活塞向下运动,为吸气冲程;丙图中的排气阀门打开,活塞向上运动,为排气冲程;丁图中的两个阀门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,为做功冲程;汽车发动机的一个工作循环包括:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,按此顺序排列,先后顺序为:乙、甲、丁、丙;
做功冲程,即丁冲程,将内能转化为机械能,给汽车提供动力;
(3)汽车刹车时,摩擦生热,机械能转化为内能散失到空气中;
(4)完全燃烧0.2kg的汽油产生的热量:Q放=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106J,
由图可知,输出的有用功占总能量的比例为:100%−33%−30%−7%=30%,即效率为η=30%,
产生的有用功为:W=ηQ放=30%×9.2×106J=2.76×106J。
故答案为:(1)降低;(2)丙、甲、丁、乙;丁;(3)内;(4)9.2×106;2.76×106。
(1)热机的效率是指用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃料放出的总能量之比,据此分析“黑烟”对发动机效率的影响;
(2)汽车发动机的一个工作循环包括:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,根据阀门的开闭和活塞移动判断是哪个冲程,并排出正确顺序;
做功冲程将内能转化为机械能,给汽车提供动力;
(3)汽车刹车的过程,摩擦生热,机械能转化为内能散失到空气中;
(4)知道汽油的质量和热值,根据公式Q放=mq计算汽油完全燃烧时放出的热量;
根据能流图计算转化为有用功的能量占总能量的比值,得出内燃机的效率;根据η=WQ放计算有用功。
本题考查了内燃机的工作过程、燃料完全燃烧放出的热量和热机效率的计算,要求学生能够根据图像找到有用的信息,并能灵活运用所学的知识解决问题。
25.【答案】开关 滑动变阻器 用电器 蓄电池 有 D
【解析】解:(1)电动自行车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了,所以这车钥匙其实就是一个开关;
电动自行车将右手把向后旋转,车子就能前进,并且向后旋转的角度越大,车速就越快,说明这右手把能改变电路中的电流,则这右手把就相当于一个滑动变阻器;
电瓶充电时是将电能转化为化学能,此时电瓶相当于用电器;
(2)因为硬币是导体,将硬币碰到充电插口的两个金属插脚时,使蓄电池的正负极相连,因此会造成蓄电池短路;
对人体的安全电压不高于36V,而蓄电池的供电电压为48V>36V,所以充满电后如果人体触碰蓄电池两极,人有危险;
(3)由题意可知,电动车行驶中用任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作,说明两开关应串联接在电路中,根据选项可知D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:(1)开关;滑动变阻器;用电器;(2)蓄电池;有;(3)D。
(1)开关串联电路中,能起到控制电路中电流通断的作用;滑动变阻器可以改变通过用电器的电流;给电池充电的过程,消耗电能,获得化学能;
(2)用导线将电源正负接线柱相连后将形成电源短路;对人体的安全电压不高于36V;
(3)任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开、电动机停止工作说明两开关相互影响、不能独立工作即为串联。
此题是一道联系实际的应用题,考查了开关的作用、能量转化、安全用电常识以及电路分析的分析,体现了物理规律与现实生活的密切联系,最后一题的解题关键点“任一只手柄刹车时,开关立即断开、电动机停止工作”,从而判断出两个开关的连接方式是串联。UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.4
2.0
2.4
2.6
电流I/A
0.20
0.28
0.40
0.48
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