2023-2024学年广东省深圳市龙岗区九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析)
展开1.下列说法中正确的是( )
A. 温度低的物体可能比温度高的另一物体内能更大
B. 温度为0℃的物体没有内能
C. 物体吸收热量,内能一定增加,温度一定升高
D. 温度越高的物体分子运动越剧烈,具有的热量越多
2.2022年11月29日晚,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭点火升空,成功将航天员费俊龙、邓清明、张陆送入太空,打响了中国空间站建造阶段的收官之战。火箭喷气发动机是火箭的动力。下列说法中正确的是( )
A. 火箭喷气发动机不属于热机
B. 火箭通常选用热值较大的物质作为燃料
C. 火箭发射升空,燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
D. 如果燃料燃烧得不充分,其热值就会减小
3.如图,利用静电喷漆枪给物件上漆,涂料小液滴之间相互排斥,但被物件吸引。则( )
A. 物件一定带负电B. 物件一定不带电
C. 小液滴可能不带电D. 小液滴一定带同种电荷
4.如图所示,通过电脑可以看2022卡塔尔世界杯足球比赛的直播。下列有关说法中正确的是( )
A. 一般台式电脑的电功率约2000W
B. 台式电脑的显示屏跟外置音箱是串联接在电路中的
C. 电脑里面的二极管主要是由绝缘体材料制成的
D. 电脑运行时温度会升高,需要用微型风扇及时散热,防止过多的电热造成安全隐患
5.如图所示是小军同学家庭电路的一部分。他闭合开关时保险灯泡正常发光,再将电风扇的插头插入插座中时,灯泡突然熄灭,检查时发现保险丝熔断了。其原因可能是( )
A. 电风扇断路B. 灯泡的灯丝断路
C. 电风扇的插头短路D. 电风扇的电功率很小
6.如图所示的电路中,电源电压恒定,当开关S闭合时,以下说法正确的是( )
A. 电压表示数不变,电流表示数变大
B. 电压表示数变大,电流表示数变小
C. 电压表示数不变,电流表示数变小
D. 电压表示数变小,电流表示数变大
7.如图所示,小林设计了一个加热装置电路。已知电源电压为220V,电阻丝R1=110Ω(电阻丝阻值不改变)。当开关S1断开、S2接b时,整个电路的发热功率为550W。下列有关说法中错误的是( )
A. 电阻丝R2的阻值为88Ω
B. 利用该加热装置能够实现高温、中温和低温三挡加热
C. 当开关S1断开、S2接a时,加热装置处于低温挡
D. 当电路接高温挡时,整个电路的发热功率为550W
二、填空题:本大题共4小题,共8分。
8.电压表使用时应与被测用电器______ 联连接。同学们在使用电压表测量电压的过程中,指针的偏转出现了如图所示的两种现象,请你指出其中的原因:甲图的原因是:______ ,乙图的原因是:______ 。
9.电热炉是利用电流的______ 效应来工作的。甲、乙两个电热炉上分别标有“220V 1000W”和“220V 500W”的字样,如果把它们串联在220V的电路中使用,则______ (选填“甲”或“乙”)实际消耗的电功率较大;如果将它们并联在220V的电路中使用,则甲在1小时内产生热量______ J。
10.如图所示电路,甲、乙两灯分别标有“6V 3W”和“6V 6W”字样,不考虑温度对灯丝电阻的影响。当电源电压调为6V时,闭合开关______ ,甲、乙两灯并联,此时干路的总电流为______ A;当电路中甲、乙两灯串联时,要使其中一个灯泡正常发光,另外一个灯泡不会被烧坏,则电源电压应该调为______ V。
11.如图甲所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关,当滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中,定值电阻R1的I−U关系图象是图乙中两条斜线中的______ (填“A”或“B”);电压表V2的示数______ (填“变大”、“不变”或“变小”);可求得电源电压为______ V。
三、作图题:本大题共2小题,共4分。
12.如图所示,小杰用测电笔测试某家庭电路中的输电线时,只有接触中间那条电线a时测电笔的氖管发光。据此,请你按照安全用电的原则将图中的电灯、开关(用来控制电灯)和三孔插座、保险丝(用来保护三孔插座)接入家庭电路中,使它们能正常工作。
13.如图所示,根据图中小磁针静止时的指向,标出电源的“+”“-”极及图中磁感线的方向。
四、实验探究题:本大题共4小题,共24分。
14.暑假小林去海边玩,他光着脚踩在沙滩上,感到沙子烫脚,踏入水中时,觉得水比较凉,他猜想不同物质吸热能力可能不同。为验证他的猜想,小林设计了如下实验:
(1)如图甲所示,在两只烧杯中分别装入初温相同且______ 相等的液体A和液体B。实验中,需要使用相同的酒精灯给两个烧杯加热,其目的是______ ;
(2)实验中,用玻璃棒不断搅拌,每隔相同的时间记录一次温度。根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象,如图乙所示。实验中两种液体吸收热量的多少可通过______ 进行比较;
(3)分析图象可知,液体______ (填“A”或“B”)的吸热的能力更强。
15.在“探究电流与电阻的关系”实验中,有以下器材:电源(电压恒为4.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器(铭牌上标有“20Ω2A”字样)和开关各一个,“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的定值电阻各一个、导线若干。如图所示,是小林连接好的电路。
(1)实验中,小林把5Ω的定值电阻接入电路中,此时电流表的示数为0.4A;接着实验,他断开开关,把5Ω的定值电阻换成10Ω,仍然使电压表保持之前的电压值不变,则电流表的示数为______ A;
(2)在实验过程中,当他把15Ω的定值电阻换成20Ω后,发现把滑片P滑到最左端,电压表的示数也不能减小到想要的数值,这样就不能完成实验了。根据所学的物理知识,他想到了两个解决的办法,请你帮他完成:
方法一:把现有的滑动变阻器换成一个最大阻值至少为______ Ω的滑动变阻器;
方法二:其他器材不变,在电路中再串联一个定值电阻R0,重新做实验,仍然使电压表保持原来的电压值不变,依次换用5Ω到20Ω这四个电阻,就能顺利完成实验了,但是R0的阻值大小是有要求的,R0的最大阻值为______ Ω;
(3)通过数据分析他得出的实验结论是:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成______ 。
16.某班同学用如图甲所示的器材测量小灯泡的电功率。已知待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请你只改动一根导线,在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)实验中,分别使小灯泡两端的电压等于、大于和小于小灯泡的额定电压,______ (补充实验步骤),读出电压表和电流表的示数,计算小灯泡的实际电功率;
(3)完成上述实验后,小林向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路,在不使用电流表的情况下,测出了这个小灯泡的额定电功率。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,将S2拨到触点______ (填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为______ V;
②仍然闭合开关S1,再将开关S2拨到触点______ (填“1”或“2”),保持滑片的位置不动,读出电压表的示数为U;
③小灯泡额定电功率的表达式为P额=______ 。(用已知量和测量量表示)
17.在探究影响导体电阻大小的因素时,小明作出了如下猜测:导体的电阻可能与①导体的长度有关;②导体的横截面积有关;③导体的材料有关。实验室提供了4根电阻丝,其规格和材料如下表。
实验中,电路如图所示,在M、N之间分别接上不同的导体,闭合开关,观察______来比较电阻的大小,用到的这个研究方法是______。
(2)为了验证上述猜想①,应选用编号______两根电阻丝分别接入电路进行实验。如果选用 A、D两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想______(填序号)。
(3)如果选用 A、C两根电阻丝分别接入电路中,电流表示数出现不同。可得出结论:当导体的材料和长度相同时,______。
(4)若将电路中的电流表更换成小灯泡,可以通过观察______判断电阻丝阻值的大小,但不足之处:______。
五、计算题:本大题共3小题,共24分。
18.如图甲所示是小林家的电热水壶及其铭牌。电热水壶损坏了,进行了修理,小林感觉修理后的电热水壶的实际功率改变了,于是他进行了如下实验:关掉家里所有用电器,将该电热水壶装了800mL的水,接入家庭电路中,闭合壶的开关,测得壶中的水从25℃上升到100℃所用的时间是3.6min。同时观察到家中的电能表(如图乙所示)正好转过了120r(转)。【已知水的比热容c=4.2×103J/(kg⋅℃)、水的密度ρ=1g/cm3】。请根据相关信息,求:
(1)该电热水壶损坏前正常工作时的电流;
(2)电热水壶中800mL的水从25℃上升到100℃,壶中水吸收的热量;
(3)该电热水壶烧水的效率。
19.如图甲所示的电路中,定值电阻R1的阻值为10Ω,电流表量程为0∼0.6A,滑动变阻器R2标有“30Ω1A”字样。在滑动变阻器的滑片P滑动过程中,滑动变阻器R2消耗的电功率与其电阻大小变化关系的部分图象如图乙所示,求:
(1)电源电压为多少?
(2)在保证电路安全的前提下,滑动变阻器R2连入电路中的最小阻值为多少?
(3)当滑动变阻器R2的阻值为14Ω时,电路通电10s,电路消耗的总电能为多少?
20.洗衣机是生活中常用的用电器。某款洗衣机的工作过程如下:点开洗衣按钮(闭合S1),电动机工作开始洗衣,同时加热器给洗衣机里面的水加热(热水洗衣效果更好);当水的温度加热到规定温度时,温控开关S2断开,加热器停止加热,但电动机仍然在工作;若断开S1,电动机和加热器都不能工作。请你结合所学的物理知识,解答下列问题:
(1)加热器给洗衣机里面的水加热时,利用了电流的______ 效应;水的内能______ (填“变大”、“不变”或“变小”);
(2)洗衣机工作时,洗衣桶转动,是电能转化为______ 能。我们看不见洗衣机的后面,是因为光在同种均匀介质中______ 传播;
(3)电动机的符号为
,加热器的符号为
,请你根据上面洗衣机的工作要求,在电路图上,补画出所缺少的电路元件,并完成电路图。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:
A.内能的大小与物体的温度、质量和状态有关,所以温度低的物体可能比温度高的另一物体内能更大,故A正确;
B.分子都在不停地做无规则运动,所以一切物体都有内能,故B错误;
C.物体吸收热量内能一定增大,温度不一定升高,例如晶体熔化时吸热,内能变大,温度不变,故C错误;
D.热量是过程量,只发生在热传递的过程中,不能说具有热量,故D错误。
故选:A。
(1)内能包括分子动能和分子势能,所以,内能的大小与物体的温度、质量和状态有关;
(2)一切物体都有内能;
(3)物体吸收热量,内能一定增大;
(4)热量是过程量,就是说,热量只存在于热传递或热交换过程中,只能说吸收或放出热量,热量传递等;热量不是状态量,不能说含有或者具有热量。
此题考查温度、热量和内能的关系,要特别注意:物体温度升高,内能一定增加;但是,内能增加,温度不一定升高。
2.【答案】B
【解析】解:A、火箭喷气发动机工作时把内能转化成机械能的装置,属于热机,故A错误;
B、火箭采用热值较大的物质作为火箭的燃料,原因是相同质量的热值较大的物质完全燃烧时,可以释放出更多的热量,故B正确;
C、火箭的燃料在燃烧的过程中,化学能转化为内能,内能对外做功,转化为火箭的机械能,在能量转化的过程中,有一部分能量散失掉了,故C错误;
D、燃料的热值仅与燃料的种类有关,与燃料燃烧是否充分无关,故D错误。
故选:B。
(1)热机是把内能转化成机械能的装置;
(2)某种燃料完全燃烧放出的热量和质量的比值叫热值,质量相同时,热值越大的燃料在完全燃烧时,释放出的热量越多;
(3)燃料在燃烧的过程中,化学能转化为内能;
(4)1kg某种燃料完全燃烧放出的能量,叫做这种燃料的热值;热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
本题考查热机和热值的有关知识,综合性强,难度适中。
3.【答案】D
【解析】解:喷枪喷出的涂料小液滴相互排斥而散开,所以带同种电荷;
涂料小液滴被喷涂的物件吸引,物件有两种可能:①带电,因异种电荷相互吸引;但由于涂料的电荷种类不知,故无法判断物件带何种电荷。②不带电,因带电体能够吸引轻小物体,力的作用是相互的,物体可能带电,带与涂料相反的电荷,也可以不带电;
综上分析,D正确,ABC错误。
故选:D。
4.【答案】D
【解析】解:A、一般台式电脑的电功率约200W,故A错误;
B、台式电脑的显示屏跟外置音箱可以独立工作,互不影响,它们是并联接在电路中的,故B错误;
C、电脑里面的二极管主要是由半导体材料制成的,故C错误;
D、由于电流具有热效应,电脑运行时温度会升高,需要用微型风扇及时散热,防止过多的电热造成安全隐患,故D正确。
故选:D。
(1)台式电脑的功率约是200W;
(2)串联电路各用电器互相影响,并联电路各用电器互不影响;
(3)电脑里面的二极管主要是由半导体材料制成的;
(4)电脑工作时会伴有热现象产生,这些热量要及时散失,避免对元件造成危害。
本题考查了对电功率的估测、串并联电路的判断、半导体的应用、电热危害的防止等,综合性强,但难度不大。
5.【答案】C
【解析】解:闭合开关时灯泡正常发光,再将电风扇的插头插入插座中时,灯泡突然熄灭,检查时发现保险丝熔断了,这说明电路中的电流过大;由于电风扇的功率不大,所以造成电流过大的原因不是总功率过大,故原因是电路出现了短路现象;开始时电路正常工作,将电风扇的插头插入插座中时电流过大,所以故障是电风扇的插头短路;电风扇断路、灯泡断路都不会引起电路中电流过大,故C正确。
故选:C。
保险丝熔断的原因有两个:一是用电器的总功率过大,另一个是发生短路。
本题考查对家庭电路故障(短路)的分析判断能力,保险丝烧坏的原因有两个:总功率过大和发生短路。
6.【答案】A
【解析】解:由电路图可知,两电阻并联,开关S控制R1支路,电压表测电源的电压,电流表测干路电流,
因电源的电压恒定,所以,开关闭合时电压表的示数不变,故BD错误;
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,即电阻越并越小、小于任何一个分电阻,
所以,开关S闭合时,电路中总电阻变小,由I=UR可知,电路中的总电流变大,即电流表的示数变大,故C错误,A正确。
故选:A。
由电路图可知,两电阻并联,开关S控制R1支路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的总电流,根据电源的电压可知开关闭合时电压表示数的变化,根据电阻的并联可知开关S闭合时电路中总电阻的变化,根据欧姆定律可知干路电流的变化。
本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用,明确电表所测的电路元件和并联电路的电阻特点是关键。
7.【答案】D
【解析】解:ABC、由电路图可知,当开关S1断开、S2接b时电路为R2的简单电路,当开关S1闭合、S2接b时R1与R2并联,当开关S1断开、S2接a时R1与R2串联,
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,
所以,当开关S1闭合、S2接b时电路的总电阻最小,当开关S1断开、S2接a时电路的总电阻最大,
电源的电压一定时,由P=UI=U2R可知,当开关S1闭合、S2接b时,电路的总功率最大,加热装置处于高温挡;
同理可知,当开关S1断开、S2接a时,加热装置处于低温挡,故C正确;
则当开关S1断开,S2接b时,加热装置处于中温挡;所以该加热装置能实现高温、中温、低温三挡加热故B正确;
当开关S1断开、S2接b时,电路发热功率为550W,
则R2的阻值:R2=R=U2P中=(220V)2550W=88Ω,故A正确;
D、当开关S1闭合、S2接b时,R1与R2并联,加热装置处于高温挡,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,且各支路两端的电压相等,
所以,发热功率:P高=P1+P2=P1+P中=U2R1+P中=(220V)2110Ω+550W=990W,故D 错误。
故选:D。
(1)由电路图可知,当开关S1断开、S2接b时电路为R2的简单电路,当开关S1闭合、S2接b时R1与R2并联,当开关S1断开、S2接a时R1与R2串联,根据电阻的串联特点和电阻的并联特点比较总电阻关系,电源的电压一定时,根据P=UI=U2R可知,电路的总电阻最小时,总功率最大,加热装置处于高温挡,反之处于低温挡。只有一个电阻R2工作时是中温挡;
(2)当开关S1断开、S2接b时,电路发热功率为550W,根据P=U2R求出R2的阻值;
(3)当开关S1断开、S2接a时,加热装置处于低温挡;
(4)当开关S1闭合、S2接b时,R1与R2并联,加热装置处于高温挡,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响和P=U2R结合并联电路的电压特点求出发热功率;
本题考查了串并联电路的特点和电功率公式的应用,分清加热装置不同位置时电路的连接方式是关键。
8.【答案】并 电压表的正负接线柱接反了 电压表量程选小了
【解析】解:电压表使用时应与被测用电器并联;
根据图示可知,甲图中电压表指针向左偏转,这说明电压表的正负接线柱接反了;
图中指针偏转超过了最大刻度值,这说明电压表量程选小了。
故答案为:并;电压表的正负接线柱接反了;电压表量程选小了。
电压表与被测用电器并联,电流表与被测用电器串联;
使用电压表时,不能超过量程;在预先不知道被测电压大小的时候,为保护电表,应使用大量程试触,估测电压的大小,选择合适的量程。
本题考查了电压表的使用,属于基本内容,比较简单。
9.【答案】热 乙 3.6×106
【解析】解:电热炉通电时,将电能转化为内能,所以电热炉是利用电流的热效应来工作的;
由P=U2R可知,甲电热炉的电阻:R甲=U2P甲=(220V)21000W=48.4Ω,
乙电热炉的电阻:R乙=U2P乙=(220V)2500W=96.8Ω,
把它们串联在220V的电路中使用,根据串联电路的特点可知,通过甲、乙电热炉的电流相等,
根据P=I2R可知,甲实际消耗的电功率小于乙实际消耗的电功率;
将它们并联在220V的电路中使用,甲电热炉的实际功率等于其额定功率,
甲在1小时内产生热量:Q=W=P甲t=1000W×1×3600s=3.6×106J。
故答案为:热;乙;3.6×106。
(1)电流通过导体时,把电能转化为内能的现象叫做电流的热效应;
(2)根据P=U2R求出甲、乙两个电热炉的电阻;把它们串联在220V的电路中使用,根据P=I2R比较甲、乙实际消耗的电功率大小;
(3)将它们并联在220V的电路中使用,甲电热炉的实际功率等于其额定功率,利用Q=W=Pt求出甲在1小时内产生热量。
本题考查电流的热效应、电功率公式以及焦耳定律的应用,是一道综合题,难度不大。
10.【答案】S2、S3 1.59
【解析】解:甲灯的电阻为:R1=U12P1=(6V)23W=12Ω;
乙灯的电阻为:R2=U22P2=(6V)26W=6Ω;
甲灯正常发光通过的电流:
I1=P1U1=3W6V=0.5A,
乙灯正常发光通过的电流:
I2=P2U2=6W6V=1A,
由图可知,当S1断开,闭合开关S2、S3时,电流分别经过两个灯泡回到电源的负极,电流有两条路径,两灯并联;
此时电源电压是6V,两灯都能正常发光,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以此时干路的总电流为:I=I1+I2=0.5A+1A=1.5A;
当电路中甲、乙两灯串联时,其中一灯恰好正常发光,所以甲能正常发光,此时电路中的电流:
I′=I1=0.5A,
乙两端的电压:U′2=I′R2=0.5A×6Ω=3V,
电源的电压:U=U1+U′2=6V+3V=9V
故答案为:S2、S3;1.5;9。
(1)串联电路电流只有一条路径,电流依次经过各用电器从正极回到电源负极;并联电路电流有多条路径,分别经过各用电器从电源正极回到负极;
(2)知道灯的铭牌,利用R=U2P求出两个灯泡的电阻,利用I=P额U额可知正常工作时的电流,
(3)从而确定正常发光的是哪只灯;根据欧姆定律求出另一只灯两端的电压,再根据串联电路电压特点就求出电源电压。
本题考查了电功率、欧姆定律公式的计算,根据串联电路电流特点和欧姆定律确定那盏灯泡能正常工作是本题的难点,也是本题的关键点。
11.【答案】B 变小 9
【解析】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。根据I=UR知,定值电阻的电流与电压成正比,故定值电阻R1的I−U关系图像是B。
当滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中电阻变小,根据串联电阻规律知,电路总电阻变小,根据欧姆定律I=UR知,电路中的电流变大,而定值电阻的电压U1=IR1,是变大的,根据串联电路的总电压等于各用电器电压之和,电压表V2的示数U2=U−U1,电源电压不变,U1变大,则U2变小。
当电路中电流为0.2A时,两个电阻的电压分别为4V和5V,则电源电压U=U2+U1=4V+5V=9V。
故答案为:B;变小;9。
由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。根据定值电阻的电流与电压成正比确定图像,滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中电阻变小,根据串联电阻规律判断总电阻的变化,根据欧姆定律判断电流变化和定值电阻的电压变化,根据串联电压规律得出电压表V2的示数变化;任取一组电流值,找出两个电阻的电压,根据串联电压规律得出电源电压。
本题考查串联电路电流和电压的规律以及滑动变阻器的使用,关键是欧姆定律的应用,要明白电路各个用电器的连接情况,还要会看“U−I”关系图象。
12.【答案】解:如图所示,用测电笔测试某家庭电路中三条输电线时,只有接触中间那条电线时测电笔的氖管才发光,即说明中间这条线是火线,则上面一条是零线,下面一条是地线;
对于灯泡来说:火线首先过开关,然后进入灯泡顶端的金属块,零线直接进入螺旋套;
对于三孔插座来说:三孔插座的上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线,将保险盒接在火线和插座之间。如图所示:
【解析】(1)测电笔正确使用时,测电笔与火线相连,氖管才能发光;
(2)电灯的连接方法:火线首先过开关,然后进入灯泡顶端的金属点,零线直接进入螺旋套;
三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线;带保险丝的插座,将保险丝接在火线上。
掌握家庭电路灯泡、开关、两孔插座、三孔插座、保险丝等的接法,注重将物理知识联系生活实际。
13.【答案】解:小磁针的右端为N极,根据磁极间的相互作用规律可知,螺线管的左端为S极,右端为N极,在磁体的周围,磁感线从磁体的N极发出回到S极,所以图中磁感线的方向水平向左;
根据螺线管的右端为N极和线圈的绕向,根据安培定则可知电流从螺线管的左端流入、右端流出,从而可以确定电源的左端为正极,右端为负极。如下图所示:
【解析】根据小磁针的N极,根据磁极间的相互作用规律,可以确定螺线管的N、S极;根据磁感线方向的特点,可以确定磁感线的方向;利用螺线管的N、S极,结合线圈绕向,利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向,进而可以确定电源的正负极。
安培定则建立了螺线管中电流与两端磁极极性的关系,要做到能根据电流判断出磁极极性,也要根据磁极极性判断出电流方向或电源正负极。
14.【答案】质量 加热相同时间,液体A和B吸收的热量相等 加热时间 B
【解析】解:(1)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,故在两只烧杯中分别装入初温相同且质量相等的液体A和液体B;
实验中,需要使用相同的酒精灯给两个烧杯加热,根据转换法,其目的是:加热相同时间,液体A和B吸收的热量相等;
(2)根据转换法,实验中两种液体吸收热量的多少可通过加热时间进行比较;
(3)分析图象可知,升高相同的温度,B加热时间长,B吸热多,根据比较吸热能力的方法,液体B的吸热的能力更强。
故答案为:(1)质量;加热相同时间,液体A和B吸收的热量相等;
(2)加热时间;
(3)B。
我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;比较物质吸热能力的2种方法:使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;或使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强。
本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法,为热学中的重要实验。
15.【答案】反比
【解析】解:
(1)根据UV=IR可得出定值电阻两端电压UV=I1R1=0.4A×5Ω=2V,再根据I=UR得出电流大小I2=UVR2=2V10Ω=0.2A;
(2)方法一:
由题知当定值电阻为20Ω时,定值电阻两端电压UR=2V,
根据串联电路电压的规律知变阻器两端的电压应为:U滑=U−UR=4.5V−2V=2.5V;
根据串联电路的分压作用知U滑U定=R滑R定得2.5V2V=R滑20Ω,则滑动变阻器的最大阻值为:R滑=25Ω;
方法二:
由前面解答可知,当定值电阻为20Ω时,需要变阻器接入电路的阻值为25Ω,若原滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值20Ω,则至少应串联电阻的阻值:R串小=25Ω−20Ω=5Ω;
由题知,当定值电阻为5Ω时,定值电阻两端电压UR=2V,电路中的电流为0.4A,若此时变阻器接入电路的电阻为0,则所串联的定值电阻最大,
由串联电路电压的规律可知R0两端的电压为:U0=U−UR=4.5V−2V=2.5V;
则R0的最大阻值:R0大=U0I=Ω;
(3)通过数据分析可得出的实验结论是:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
故答案为:(1)0.2;(2)25;6.25;(3)反比。
(1)根据UV=IR可得出定值电阻两端电压,再根据I=UR得出电流大小;
(2)方法一:保持电阻两端的电压不变,根据分压的知识,当电阻的阻值最大时所需的变阻器阻值最大,根据最大电阻值求出变阻器的阻值;
方法二:保持电阻两端的电压不变,根据分压的知识,当电阻的阻值最小且变阻器接入电路的阻值最小为0时,此时串联的电阻R0可以承担分压的作用,据此解答;
(3)当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
本题是探究电流与电阻的关系,涉及了串联分压原理的运用和数据分析的能力等,属于中考热点内容,有一定难度。
16.【答案】观察小灯泡的亮度 ×U−2.5VR0
【解析】解:(1)在该实验中,电压表应与小灯泡并联,电流表与小灯泡串联,如下所示:
(2)使小灯泡两端的电压等于额定电压,观察小灯泡的亮度,读出电压表和电流表的示数,计算它的电功率,这是它的额定功率;
(3)实验步骤:
①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数U0=2.5V;
②保持滑片的位置不动,将开关S2拨到另一个触点,读出电压表的示数为U;
③在①中,电压表测灯的电压,灯的电压为额定电压,故灯正常发光;
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,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压:U定=U−2.5V,由欧姆定律I=UR,通过定值电阻的电流即灯的额定电流:
I灯=U定R0=U−2.5VR0,
小灯泡的额定功率:
P额=U0额I灯=2.5V×U−2.5VR0。
故答案为:(1)见解析图;
(2)观察小灯泡的亮度;
(3)①2;2.5;②1;2.5V×U−2.5VR0。
(1)电压表应与小灯泡并联,电流表与小灯泡串联;
(2)“测量小灯泡电功率”的实验中需要比较小灯泡的亮度,据此分析;
(3)要测灯的额定功率,首先使灯正常发光,先将电压表与灯并联,通过移动滑片的位置,使灯的电压为额定电压;保持滑片位置不动,通过开关的转换,使电压表测灯与定值电阻的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,可求出此时定值电阻的电压,由欧姆定律可求出灯的额定电流,根据P=UI可求出灯的额定功率。
本题考查“测量小灯泡电功率”的实验,考查了电路设计、电功率计算和特殊方法测电功率的设计。
17.【答案】电流表示数的大小 转换法 A、B ③ 导体的电阻与横截面积有关 小灯泡的亮度 如果所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡的亮度变化不明显,因此不能根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝的阻值变化情况
【解析】解:
(1)实验中是通过观察电流表示数的大小间接比较导体电阻大小的,这种实验探究方法是转换法;
(2)为了验证“导体电阻大小与导体的长度的关系”,应控制导体的材料和横截面积不变,改变导体的长度,分析表格中数据可知,可将导体A、B分别接入电路中进行实验;
选用A、D两根电阻丝分别接入电路中,根据表格中数据分析可知,A、D两根电阻丝的长度和横截面积相同,而材料不同,由此可知探究的是③;
(3)选用A、C两根电阻丝分别接入电路中,根据表格中数据分析可知,A、C两根电阻丝的材料和长度相同,而横截面积不同,而电流表的示数不同,由此可得出的结论是:当导体的材料和长度相同时,导体的电阻与横截面积有关;
(4)若将电流表换成小灯泡,可通过通过观察灯泡亮度来判断电阻的大小;
不足之处是:电源电压一定时,所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡的亮度变化不明显,因此不能根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝的阻值变化情况。
故答案为:(1)电流表示数的大小;转换法;(2)A、B;③;(3)导体的电阻与横截面积有关;(4)小灯泡的亮度;如果所选电阻丝的阻值相差太小,灯泡的亮度变化不明显,因此不能根据灯泡亮度的变化来判断接入的电阻丝的阻值变化情况。
(1)电流表串联在电路中,电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小,这种研究方法是转换法;
(2)(3)导体的电阻是本身的属性,它跟导体的长度、横截面积、材料和温度有关,实验中采用的是控制变量法;在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变;
(4)在电源电压一定的情况下,导体电阻越大,电路电流越小,灯泡越暗;导体电阻越小,电路电流越大,灯泡越亮,因此可以通过观察灯泡的亮度来判断电阻的大小;如果电路中的电流变化比较明显时,灯泡的亮度变化也会比较明显;但电流变化较小时,灯泡的亮度变化不容易观察出来。
在探究影响导体电阻大小因素的实验中,注意转换法和控制变量法的应用,难度一般。
18.【答案】解:(1)由表格数据可知,电热水壶损坏前正常工作时的功率P=1000W,
由P=UI可知,该电热水壶损坏前正常工作时的电流:I=PU=1000W220V≈4.5A;
(2)水的体积V=800mL=800cm3,
由ρ=mV可知,水的质量:m=ρV=1g/cm3×800cm3=800g=0.8kg,
水吸收的热量:Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.8kg×(100℃−25℃)=2.52×105J;
(3)1500revs/(kW⋅h)表示中用电器每消耗1kW⋅h电能,电能表的转盘转过1500转,
则转盘转过120转,电热水壶消耗的电能:W=120r1500revs/(kW⋅h)=0.08kW⋅h=2.88×105J,
该电热水壶的烧水效率:η=Q吸W=2.52×105J2.88×105J=0.875=87.5%。
答:(1)该电热水壶损坏前正常工作时的电流为4.5A;
(2)电热水壶中800mL的水从25℃上升到100℃,壶中水吸收的热量为2.52×105J;
(3)该电热水壶烧水的效率为87.5%。
【解析】(1)根据表格数据,利用P=UI求出该电热水壶损坏前正常工作时的电流;
(2)利用密度公式求出800mL水的质量,利用Q吸=cm(t−t0)求出水吸收的热量;
(3)1500revs/(kW⋅h)表示中用电器每消耗1kW⋅h电能,电能表的转盘转过1500转,据此求出转盘转过120转,电热水壶消耗的电能;利用效率公式求出该电热水壶的烧水效率。
本题是一道电热综合题,主要考查对电能表参数的理解、电功率公式、密度公式、吸热公式以及效率公式的应用,难度不大。
19.【答案】解:(1)由图甲可知,R1、R2串联,电流表测量电路中的电流;
当R2=20Ω时,R2的电功率为3.2W,
由P=I2R可知,通过R2的电流:I2= PR2= 3.2W20Ω=0.4A,
根据串联电路的电流特点可知,电路中的电流I=I2=0.4A,
根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻:R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω,
由I=UR可知,电源电压:U=IR=0.4A×30Ω=12V;
(2)根据题意可知,电流表量程为0∼0.6A,滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1A,
则电路中的最大电流为I大=0.6A,
由I=UR可知,电路中的最小总电阻:R小=UI大=12V0.6A=20Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,滑动变阻器R2连入电路中的最小阻值:R2小=R小−R1=20Ω−10Ω=10Ω;
(3)当滑动变阻器R2的阻值为14Ω时,根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻:R总=R1+R2′=10Ω+14Ω=24Ω,
电路通电10s,电路消耗的总电能:W=U2R总t=(12V)224Ω×10s=60J。
答:(1)电源电压为12V;
(2)在保证电路安全的前提下,滑动变阻器R2连入电路中的最小阻值为10Ω;
(3)当滑动变阻器R2的阻值为14Ω时,电路通电10s,电路消耗的总电能为60J。
【解析】(1)由图甲可知,R1、R2串联,电流表测量电路中的电流;由图乙可知,当R2=20Ω时,R2的电功率为3.2W,根据P=I2R求出通过R2的电流,根据串联电路的电流特点可知通过电路的电流,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电源电压;
(2)根据电流表量程可知电路中的最大电流,根据欧姆定律求出电路中的最小电阻,根据串联电路的特点求出滑动变阻器R2连入电路中的最小阻值;
(3)当滑动变阻器R2的阻值为14Ω时,根据串联电路的电阻特点求出电路中的总电阻,电路通电10s,根据W=U2Rt求出电路消耗的总电能。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律、电功和电功率公式的应用,能从图中获取相关信息是解题的关键。
20.【答案】热 变大 机械 沿直线
【解析】解:(1)加热器工作时,电能转化为内能,利用了电流的热效应;水吸收热量,内能变大;
(2)洗衣机工作时,洗衣桶转动,具有了机械能,是电能转化为机械能;
我们看不见洗衣机的后面,是因为光在同种均匀介质中沿直线传播;
(3)电动机和加热器工作时互不影响,是并联的;点开洗衣按钮(闭合S1),电动机工作开始洗衣,同时加热器给洗衣机里面的水加热(热水洗衣效果更好);当水的温度加热到规定温度时,温控开关S2断开,加热器停止加热,但电动机仍然在工作;若断开S1,电动机和加热器都不能工作,这说明开关在干路中,开关在加热器的支路中,如图所示:
故答案为:(1)热;变大;(2)机械;沿直线;(3)见解析。
(1)电流通过导体时会产生热量,这是电流的热效应;物体吸收热量,内能变大;
(2)用电器工作时电能转化为其它形式的能;光在同种均匀介质中沿直线传播;
(3)根据题意可知电动机与加热器的连接方式和开关的位置,据此连接完成电路图。
本题考查了电路的设计、电流的热效应、能量的转化、光的直线传播等知识,属于综合题。编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流表示数/A
A
镍铬合金
0.25
1.0
0.3
B
镍铬合金
0.5
1.0
0.15
C
镍铬合金
0.25
2.0
0.6
D
锰铜合金
0.25
1.0
0.4
产品型号:……
最大容积:1.2L
额定电压:220V
额定频率:50Hz
额定功率:1000W
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