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2023-2024学年西藏林芝市九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析)
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这是一份2023-2024学年西藏林芝市九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析),共19页。试卷主要包含了单选题,填空题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
1.下列现象能说明分子做无规则运动的是( )
A. 春风拂面,柳絮飞扬B. 晨曦微露,雾漫山野
C. 百花齐放,花香四溢D. 天寒地冻,大雪纷飞
2.为了纪念著名的物理学家欧姆,用他的名字作为单位的物理量是( )
A. 电阻B. 电压C. 电功D. 电流
3.下列估测的数据中,最符合实际的是( )
A. 一节干电池的电压约为1.5VB. 一个电热水壶的加热功率约为10W
C. 一台电视机正常工作的电流约为10AD. 一盏台灯工作2小时消耗电能约为5kW⋅h
4.下列说法正确的是( )
A. 打扫卫生时尘土飞扬,属于扩散现象
B. 天然气燃烧越充分,其热值就越大
C. 炽热的铁水具有内能,冰冷的铁块也具有内能
D. 楼房中的“暖气”用水作为介质,是因为水的比热容较小
5.目前,制造手机芯片的材料主要为( )
A. 导体B. 绝缘体C. 半导体D. 超导体
6.如图所示为电阻R1和R2的I−U图象,由图象可知( )
A. R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B. R1与R2的电阻之比为2:1
C. 将R1与R2串联接入电路,通电后R1与R2两端的电压之比为1:2
D. 将R1与R2并联接入电路,通电后通过R1与R2的电流之比为1:2
7.商场中,卖微波炉的售货员和顾客发生了争执。售货员说:微波炉很省电,用一次花不了多少电费;顾客说:我觉得微波炉很费电,我家的微波炉一开就“烧保险”。从物理学的角度看,售货员所说的“省电”和顾客所说的“费电”分别指的是微波炉在使用时( )
A. 消耗较少的电能,消耗较多的电能B. 电功率较小,电功率较大
C. 电功率较小,消耗较多的电能D. 消耗较少的电能,电功率较大
8.为了节约电能,小聪利用“声控开关”(有声音时自动闭合,无声音时自动断开)和“光控开关”(天黑时自动闭合,天亮时自动断开),设计了一个只有在天黑且有声音时灯才亮的楼道照明电路。下列电路图符合要求的是( )
A. B.
C. D.
9.在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中,某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气)。下列说法正确的是( )
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A. ①②B. ②③C. ②④D. ③④
10.如图所示,闭合开关S,滑动变阻器滑片P移动过程中,灯突然熄灭,电压表和电流表均无示数。若电路中仅有一处故障,则故障不可能是( )
A. 电流表接线松开
B. 小灯泡L断路
C. 滑动变阻器R断路
D. 开关S接触不良
11.小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A. 空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B. 空气湿度越大,电压表示数越小
C. 当空气湿度为40%时,电压表的示数为3.6V
D. 当电路中电流为0.15A时,空气湿度为50%
12.将一只“6V 3W”的小灯泡与一个阻值为12Ω的电阻串联后接到12V的电源上,闭合开关后,小灯泡的实际功率( )
A. 大于3WB. 等于3WC. 小于3WD. 无法确定
二、填空题:本大题共6小题,共12分。
13.如图甲,在一个烧杯中装半杯热水,另一个同样的烧杯中装等量的冷水。同时滴入一滴红墨水,发现装热水的杯子变红的速度更快,这说明了分子的运动跟______有关。如图乙,将两个铅柱的底面削平,然后紧紧地压在一起,在下面吊一个重物都不能把它们拉开,这说明了分子之间存在______。
14.a、b、c三个轻质小球,a带正电,相互作用的情况如图所示,则c的带电情况是______(选填“带负电”“不带电”或“带正电”);用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近c球,二者将互相______(选填“吸引”或“排斥”)。
15.定值电阻R1和R2并联在如图甲所示电路中,电流表的示数为0.5A,通过R1的电流0.3A,则通过R2的电流为______ A;再将R1和R2串联在如图乙所示电路中,电源电压为5V,电压表示数为3V,则R1两端的电压为______ V。
16.小明家的电能表面板如图所示,图中电能表的示数为______kW⋅h,他家里新添置一台空调,让其单独工作5min,电能表的指示灯闪烁了320次,则该空调的实际电功率为______ W。
17.如图所示,电源电压恒为3V。闭合开关S,电压表的示数为0.5V,则灯泡L2两端的电压为______ V,灯泡L1与L2的电阻之比为______。
18.如图甲所示的电路中电源电压不变,小灯泡L的额定电压为24V,当把滑片P滑到最左端时,小灯泡恰好正常发光。图乙为通过灯泡L的电流与其两端电压的关系,当小灯泡正常发光时灯丝的电阻为______Ω。调节滑动变阻器R,当其连入电路的阻值是______Ω时,小灯泡的实际功率为3.6W。
三、实验探究题:本大题共4小题,共20分。
19.利用如图(a)所示的实验装置比较不同物质的吸热能力。
(1)实验时,选取质量______、初温相同的甲、乙两种不同液体,用相同的酒精灯加热,加热时液体温度升高,这是通过______方式来增大内能的。
(2)根据实验数据绘制的温度随时间变化关系如图(b)所示,分析可知,______液体的吸热能力更强。
(3)实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值______(填“变大”“变小”或“不变”)。
20.如图所示,是探究影响导体电阻大小因素的实验装置图,实验中分别把a、b、c、d四根导线接入电路,其中导线a、b、d长度相同,a、b、c粗细相同,b、d粗细不同。
(1)该实验是通过观察电流表的示数来间接比较导线电阻的大小,这种科学研究问题的方法是______法。
(2)选用______两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的长度有关。
(3)选用a、b两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的______有关。
(4)选用______两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关。
21.小雅和同学进行“探究串联电路电压规律”的实验。所用器材有:电压恒为3V的电源,一个开关,两只灯泡(L1和L2),两只相同电压表V1和V2(量程均为0∼3V和0∼15V),导线若干。
(1)他们按图甲所示的电路图连接电路,用一只电压表分别测AB、BC、AC间的电压。每次拆接电压表时,开关应处于______状态;
(2)为测量L1两端电压,请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整;
(3)具有创新精神的小雅决定改进实验。她按照图丙所示电路图连接好电路,闭合开关,发现电压表V1和V2的指针偏转角度相同,则可能的原因是电压表______(选填“V1”或“V2”)的量程选大了,此时电压表V1的示数为______ V;
(4)解决问题后,小雅同学测出了AB间和AC间的电压,为了测量BC间的电压,断开开关,接下来可以______;
A.保持B接线不动,将电压表V1连线由A改接到C
B.保持C接线不动,将电压表V2连线由A改接到B
(5)为了得到更普遍的规律,下列操作最合理的是______;
A.将灯泡L1和L2互换位置进行多次测量
B.换用不同规格的灯泡进行多次测量
(6)分析AB、BC、AC间的电压关系,得出结论:在串联电路中,各部分电路电压之和等于总电压。
22.如图1,是“测量小灯泡的电功率”的实验电路,电源电压为4.5V且保持不变,小灯泡L的额定电压为2.5V。
(1)连接如图1所示电路时,开关S应处于断开状态,滑动变阻器的滑片P应置于最______(选填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,多次实验并将数据和现象记录在下表中。分析表中信息,回答下列问题。
①小灯泡L在额定电压下工作时,电流表的指针位置如图2所示,则电流表示数为______ A,小灯泡L的额定功率为______ W。
②第1次实验中,小灯泡L不亮的原因可能是______。
③分析数据还发现,通过小灯泡L的电流与其两端的电压不成正比,其原因可能是______。
④本次实验所选用的滑动变阻器的规格是______。
A.10Ω2A
B.20Ω1A
四、计算题:本大题共2小题,共12分。
23.如图所示为某种固体酒精炉,固体酒精炉比液体酒精炉使用时更安全。为了测定该固体酒精炉的热效率,在炉中放入40g的固体酒精,当固体酒精燃烧完后,锅中1kg的水温度从20℃升高到了70℃。已知固体酒精的热值为1.5×107J/kg,水的比热容是4.2×103J/(kg⋅℃),求:
(1)若固体酒精完全燃烧,则放出的热量是多少?
(2)水吸收的热量是多少?
(3)小明测得固体酒精炉的热效率是多大?
24.体重超标已影响了部分中学生的身心健康,为了动态监测学生的体重情况,班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0=5Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0∼0.6A,踏板重力不计,求:
(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为多少;
(2)当体重计示数为600N时,R0消耗的电功率为多少;
(3)此体重计所能测量的最大体重为多少。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:
A、柳絮飞扬,是肉眼可见的宏观物体-柳絮的机械运动,不是分子的运动,故A不符合题意;
B、雾漫山野,是肉眼可见的宏观物体-雾的机械运动,不是分子的运动,故B不符合题意;
C、花香四溢,是花香分子在不停地做无规则运动的结果,是分子运动,故C符合题意;
D、大雪纷飞,是肉眼可见的宏观物体-雪花的机械运动,不是分子的运动,故D不符合题意。
故选:C。
不同的物质在相互接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散,这一现象说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动。由于分子的体积很小,分子的运动无法用肉眼直接看到,但可以通过气味、颜色的变化来体现。
无论是液体还是固体,它们的分子在永不停息地做无规则运动,分子运动是肉眼看不见的,要把它与物体的机械运动区别开来。
2.【答案】A
【解析】解:A、电阻的基本单位是欧姆,故A符合题意;
B、电压的基本单位是伏特,故B不符合题意;
C、电功的基本单位是焦耳,故C不符合题意;
D、电流的基本单位是安培,故D不符合题意。
故选:A。
根据对物理学史、以及常见物理量及其单位的掌握作答。
此题考查的是我们对常见物理量及其单位的掌握情况,属于识记性知识的考查,比较简单,容易解答。
3.【答案】A
【解析】解:A.一节新干电池的电压为1.5V,故A符合实际;
B.一个电热水壶的加热功率约为1000W,故B不符合实际;
C.一台电视机正常工作的电流约为0.5A,故C不符合题意;
D.一盏台灯工作2小时消耗电能约为:W=Pt=0.02kW×2h=0.04kW⋅h,故D不符合实际。
故选:A。
首先对题目中涉及的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,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。
物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一,这种能力的提高,对我们的生活同样具有很大的现实意义。
4.【答案】C
【解析】解:A、打扫卫生时,尘土飞扬是固体颗粒的运动,不属于扩散现象,故A错误;
B、热值是燃料本身的特性,与燃料的种类有关,与是否充分燃烧无关,所以天然气燃烧越充分,其热值不变,故B错误;
C、一切物体在任何情况都有内能,所以炽热的铁水具有内能,冰冷的铁块也具有内能,故C正确;
D、楼房中的“暖气”用水作为介质,是因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质相比,降低相同的温度,水放出的热量较多,故D错误。
故选:C。
(1)扩散现象是指不同物质相互接触时彼此进入对方的现象,表明分子在不停地作无规则运动;
(2)热值是燃料本身的特性,与燃料的种类有关,与燃料的质量、放热多少和是否充分燃烧无关;
(3)一切物体在任何情况都有内能;
(4)水的比热容较大,相同质量的水和其它物质相比,降低相同的温度,水放出的热量较多。
本题考查分子动理论、内能、比热容和燃料热值的概念,是一道基础题。
5.【答案】C
【解析】【分析】
该题考查了半导体的相关知识,知道半导体的导电性介于导体与绝缘体之间,具有特殊的导电性,是制作集成电路的主要材料。
半导体的导电性介于导体与绝缘体之间,是制作集成电路的主要材料。
【解答】
半导体的导电性介于导体与绝缘体之间,具有特殊的导电性,是制作集成电路的主要材料,所以手机芯片的材料主要是半导体,故ABD错误,C正确。
6.【答案】C
【解析】解:A、电阻是导体阻碍电流的性质,其大小与导体的材料、长度,横截面积以及导体的温度有关,与电压、电流大小无关,故A错误;
BC、将R1与R2串联接入电路,电流相等,由I−U图象得出:当通过两电阻的电流相等时.I=0.3A时,U2=2U1,R1与R2两端的电压之比为1:2,由I=UR的变形式R=UI可知,R2=2R1,
R1:R2=1:2,故B错误,C正确;
D、这两个电阻并联后接在3V电源上时,U1=U2=U=3V,
由图象可知,I1=0.6A,I2=0.3A,通电后通过R1与R2的电流之比为0.6A:0.3A=2:1,故D错误。
故选:C。
(1)电阻是导体阻碍电流的性质,其大小与导体的材料、长度,横截面积以及导体的温度有关,与电压、电流大小无关;
(2)串联电流相等,在I−U图象中,横轴表示电压,纵轴表示电流,找出相同电流的对应的电压值,根据欧姆定律比较两电阻的大小;
(3)两电阻并联时两端的电压相等,利用并联电路的电流特点求出干路电流。
本题考查I−U图象分析,关键掌握串并联的特点和欧姆定律的应用,属于中档题。
7.【答案】D
【解析】解:售货员认为微波炉很省电,是说微波炉的电功率大,但加热食物用时很短,消耗的电能并不多,所以“微波炉很省电,用一次花不了多少电费”,即售货员是从消耗较少的电能角度说的;
顾客是从电功率角度考虑的,因为微波炉属于大功率用电器,工作时电路中电流很大,会烧断保险丝,相同时间内消耗的电能多,所以认为很“费电”。
故选:D。
(1)根据公式W=Pt可以解释售货员所说的微波炉很省电;
(2)根据I=PU可以解释顾客说的微波炉功率大,微波炉一开就烧保险丝。
本题通过实际生活中的一个场景来考查学生对电能和电功率的理解情况,是一道理论与实践相结合的题目。
8.【答案】A
【解析】解:只有当“光控开关”、“声控开关”都闭合了灯才能亮,两个开关串联,并且两个开关要接在火线与灯之间,故A正确。
故选:A。
先确定“光控开关”、“声控开关”的连接方式,而这两个开关与灯串联,且开关接在火线与灯之间。
本题考查了声光控开关与灯的连接方法。确定声光控开关的连接方式是关键。
9.【答案】C
【解析】U形管内液面高度变化是由容器内气体受热膨胀引起的,故①错误;
由图甲可知,两阻值不同的电阻丝串联,通过两电阻丝的电流相同,探究的电流通过导体产生热量跟导体的电阻是否有关,故②正确;
乙实验是研究电流产生的热量与电流的关系,通过它们的电流不同、通电时间都相同和电阻要相同,右边容器中的电阻要等于左边容器中的电阻5Ω,故③错误;
图甲中两电阻串联,电阻不同,通过两电阻的电流相同,10Ω电阻产生的热量更多,电炉丝与和它相连的导线也是电阻不同,电流相同,电炉丝电阻更大,产生的热量更多,故④正确;
故选:C。
(1)电流通过电阻丝产生热量,加热容器内的气体,气体受热膨胀,从而引起U形管内液面高度变化,由此可得出结论;
(2)探究电流产生热量与电阻关系时,控制电流和通电时间不变;
(3)探究电流产生的热量与电流的关系,控制电阻和通电时间不变;
(4)根据公式Q=I2Rt可知,当电流一定时,电阻越大,产生热量越多。
本题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握,注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键。
10.【答案】B
【解析】解:由电路图知,灯泡和滑动变阻器串联电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡的电压,
闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现灯泡不亮,电流表和电压表均无示数,说明电路中出现了断路,而电压表测的是小灯泡的电压,当小灯泡断路时,电压表的正负接线柱与电源两极相连,电压表测的是电源电压,电压表会有读数,所以不可能是小灯泡断路;
电流表断路、滑动变阻器断路、开关S接触不良时,电路中没有电流流过,此时小灯泡不亮,电流表和电压表均无示数,是可能的情况,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
由电路图知,灯泡和滑动变阻器串联电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡的电压,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现灯泡不亮,电流表和电压表均无示数,说明电路中出现了断路,据此分析。
本题考查串联电路的故障分析,关键是把握电表的示数,属于中档题。
11.【答案】D
【解析】解:A、由图乙知,空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,故A错误;
B、定值电阻R0和湿敏电阻R串联,电压表测定值电阻R0两端的电压;空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,根据串联分压原理知,湿敏电阻R两端的电压减小,定值电阻R0两端的电压增大,即电压表示数增大,故B错误;
C、由图乙知,当空气湿度为40%时,湿敏电阻R的阻值为30Ω,根据串联分压原理得,
R湿R0=U湿U0=30Ω20Ω=①
U湿+U0=②
由①②解得,U湿=3.6V,U0=2.4V,电压表的示数为2.4V,故C错误;
D、根据欧姆定律得,R总=U电源I=6V0.15A=40Ω,根据串联电路电阻的特点,R湿′=R总−R0=40Ω−20Ω=20Ω,由图乙知,对应的湿度为50%,故D正确。
故选:D。
(1)根据图乙进行分析;
(2)根据串联电路的分压原理进行分析;
(3)由图乙知,当空气湿度为40%时湿敏电阻R的阻值,根据串联分压原理得,R湿R0=U湿U0,同时又知U湿+U0=6V,联立方程组可解得,湿敏电阻R两端的电压和定值电阻R0两端的电压;
(4)知道电路的电流和电源电压,根据欧姆定律可求出电路的总电阻,再根据串联电路电阻的特点可求出湿敏电阻R的电阻,由图乙可读出对应的湿度。
本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用等,关键是从图中得出有用信息。
12.【答案】B
【解析】解:灯泡的电阻为:
RL=UL2PL=(6V)23W=12Ω;
灯泡和电阻串联后接到12V的电源上时,电路中的电流:
I=UR+RL=12V12Ω+12Ω=0.5A;
根据P=I2R可得,灯泡的实际电功率为:
PL实=I2RL=(0.5A)2×12Ω=3W。
故ACD错误,B正确。
故选:B。
已知灯泡的额定电压和额定功率,可利用公式RL=UL2PL求出其电阻,再根据电阻的串联特点和欧姆定律求出灯泡和电阻串联后电路中的电流,最后根据P=I2R求出灯泡的实际功率,据此选出正确选项。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,是一道较为简单的计算题。
13.【答案】温度 引力
【解析】(1)由于分子在不停地做无规则运动,温度越高,分子无规则热运动越剧烈。由于热水的温度高,热水中的墨水扩散的快,所以热水的杯子变红的速度更快,这说明了分子的运动跟温度有关。
(2)将两个铅柱的底面削平、削干净、然后紧紧地压在一起,两铅块的底面分子间的距离较小,分子间的引力使两铅块结合起来,甚至下面吊一个重物都不能把它们拉开。
故答案为:温度;引力。
(1)分子热运动:物质由分子组成,构成物质的分子始终在不停地做无规则运动,这种运动和温度有关,温度越高分子运动越剧烈;
(2)分子间存在相互作用的引力和斥力。
本题考查了扩散现象、分子运动,总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
14.【答案】带负电 吸引
【解析】解:电荷间的相互作用规律为:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。带电体有吸引轻小物体的性质。a带正电,b与a互相吸引,则b有可能带负电或不带电;因为b与c互相排斥,则b与c都带电且带同种电荷,所以b与c都带负电。
用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,c带负电,因异种电荷相互吸引,则两者互相吸引。
故答案为:带负电;吸引。
(1)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(2)排斥的带有同种电荷,吸引的可能带有异种电荷,也可能带电体吸引不带电体。
带电体吸引不带电体,排斥带同种电荷,吸引可能带异种电荷,其中之一带电。注意带电体具有吸引轻小物体的性质。
15.【答案】0.22
【解析】解:定值电阻R1和R2并联,电流表测量干路的电流,电流表的示数为0.5A,通过R1的电流0.3A,根据在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,
则通过R2的电流为:I2=I−I1=0.5A−0.3A=0.2A;
将R1和R2串联在电路中,电源电压为5V,电压表示数为3V,根据串联电路中总电压等于各部分电路电压之和,则R1两端的电压为:U1=U−U2=5V−3V=2V。
故答案为:0.2;2。
(1)在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和.表达式为:I=I1+I2;
(2)串联电路中总电压等于各部分电路电压之和。
数学表达式:U=U1+U2。
本题考查了串并联电路的特点及应用,是一道常见题目。
16.【答案】219.61200
【解析】解:由图可知,图中电能表的示数为219.6kW⋅h;
3200imp/(kW⋅h)表示电路中用电器每消耗1kW⋅h电能,电能表的指示灯闪烁3200次,
则电能表的指示灯闪烁了320次,空调消耗的电能W=320imp3200imp/(kW⋅h)=0.1kW⋅h=3.6×105J,
空调的实际功率:P=Wt=3.6×105J5×60s=1200W。
故答案为:219.6;1200。
(1)根据读数时,数字方框中最后一位是小数,单位是kW⋅h;
(2)3200imp/(kW⋅h)表示电路中用电器每消耗1kW⋅h电能,电能表的指示灯闪烁3200次,据此求出电能表的指示灯闪烁了320次,空调消耗的电能,根据P=Wt求出空调的实际功率。
本题考查电能表的读数、对电能表参数的理解以及电功率公式的应用,是一道基础题。
17.【答案】2.51:5
【解析】解:闭合开关,两灯泡串联接入电路,电压表测灯泡L1两端的电压,
串联电路总电压等于各部分电压之和,则灯泡L2两端的电压为U2=U−U1=3V−0.5V=2.5V;
串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得通过电路的电流I=U1R1=U2R2,则R1R2=U1U2=。
故答案为:2.5;1:5。
闭合开关,两灯泡串联接入电路,电压表测灯泡L1两端的电压,根据串联电路电压规律计算灯泡L2两端的电压;
根据串联电路电流特点结合欧姆定律表示通过电路的电流,进一步计算灯泡L1与L2的电阻之比。
本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用。
18.【答案】60 40
【解析】解:灯泡与滑动变阻器串联,当滑片P滑到最左端时,电路灯泡的简单电路,小灯泡恰好正常发光,
则电源电压等于灯泡的额定电压,即U=U额=24V;
对照乙图知,灯泡的额定电流为I额=0.4A,
小灯泡正常发光时灯丝的电阻RL=U额I额=24V0.4A=60Ω,
由乙图知,当灯泡的电压为12V,电流为0.3A,电功率P=ULIL=12V×0.3A=3.6W,恰好满足条件;
则此时滑动变阻器的电压U′=U−UL=24V−12V=12V;
根据串联电路的电流特点知,滑动变阻器的电流I′=IL=0.3A,
滑动变阻器连入电路的阻值R′=U′I′=12V0.3A=40Ω。
故答案为:60;40。
灯泡与滑动变阻器串联,当滑片P滑到最左端时,小灯泡恰好正常发光。由此确定电源电压,根据图像数据和欧姆定律计算灯泡的电阻,根据图像确定3.6W时灯泡的电压和电流,根据串联电路的特点和欧姆定律计算滑动变阻器的电阻。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律、电功率等,属于中档题。
19.【答案】相等 热传递 乙 不变
【解析】解:(1)探究物质吸热能力实验,实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中;用相同的酒精灯加热,加热时液体吸收热量,温度升高,是通过热传递的方式增大内能的;
(2)因质量相等的甲和乙两种液体,在升高相同温度时,乙的加热时间长,乙吸热多,所以乙的吸热能力强;
(3)热值是燃料的一种特性,不随质量的改变而改变,故酒精灯中剩余的酒精热值不变。
故答案为:(1)相等;热传递;(2)乙;(3)不变。
(1)比较物质吸热能力实验需要应用控制变量法,根据控制变量法的要求分析答题;改变物体内能的方法有两种:做功和热传递;
(2)根据比较物质吸热能力的方法(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)确定哪种物质的吸热能力强(即比热容大);
(3)热值是燃料的一种特性,与燃料的种类和状态有关,而与质量、体积无关。
本题是探究不同物质吸热能力强弱的实验,考查了控制变量法、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。
20.【答案】转换 bc 材料 bd
【解析】解:
(1)该实验中,通过电流表的示数大小间接得知接入电阻丝的阻值大小,应用了转换法;
(2)探究电阻大小跟导体的长度有关时,需要控制材料和横截面积相同,所以需要将bc两根导线分别接入电路中进行实验;
(3)由图可知,导线a、b的粗细、长度均相同、材料不同,因此选用导线a、b分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的材料有关;
(4)要探究电阻大小跟导体的横截面积有关,需要控制导体的材料和长度相同,横截面积不同;由图可知,导线b、d的长度、材料均相同、粗细不同,因此选用导线b、d分别接入电路中。
故答案为:(1)转换;(2)bc;(3)材料;(4)bd。
(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;
(2)(3)(4)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度、横截面积和温度,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。
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。
21.【答案】断开 V2 0.6BB
【解析】解:(1)为了保护电路中各用电器的安全,每次拆接电压表时,开关应处于断开状态。
(2)灯泡L1和L2为串联电路,电压表测量L1两端的电压,故电压表与L1并联,根据电流从电压表正接线柱流入,从负接线柱流出得到图乙中电流从L1的右端流出,则L1的右端应与L2的右端连接,电路如图所示:
。
(3)由图可知电压表V1测量的是灯泡L1两端的电压,电压表V2测量的是灯泡L1和L2两者电压的总电压,实验发现两电压表指针偏转角度相同,可能的原因是电压表V2的量程选大了;电压表V2的示数是V1的5倍,图中电压表V2测量的是灯泡L1和L2两者电压的总电压,也是电源电压,即电压表V2的示数为3V,那么电压表V1的示数为0.6V。
(4)为了测量BC间的电压,应该保持C接线柱不动,将电压表V2的A点改接到B;如果保持B接线柱,将电压表V1的连线由A改接到C会导致电压表V1的正负接线柱接反。
(5)换用不同规格的灯泡进行多次测量,由于测量数据多,可以使结论具有普遍性;将灯泡L1和L2互换位置进行多次测量,得到的数据本质还是同一次实验的数据,结论不具有普遍性。
故答案为:(1)断开;(2)见解答图;(3)V2;0.6;(4)B;(5)B。
(1)为了保护电路中各用电器的安全,每次拆接电压表时,开关应处于断开状态。
(2)灯泡L1和L2为串联电路,电压表测量L1两端的电压,故电压表与L1并联,根据电流从电压表正接线柱流入,从负接线柱流出得到图乙中电流从L1的右端流出,则L1的右端应与L2的右端连接,据此连接电路。
(3)由图可知电压表V1测量的是灯泡L1两端的电压,电压表V2测量的是灯泡L1和L2两者电压的总电压,实验发现两电压表指针偏转角度相同,可能的原因是电压表V2的量程选大了;电压表V2的示数是V1的5倍,图中电压表V2测量的是灯泡L1和L2两者电压的总电压,也是电源电压,据此可知两个电压表的示数。
(4)为了测量BC间的电压,应该保持C接线柱不动,将电压表V2的A点改接到B;如果保持B接线柱,将电压表V1的连线由A改接到C会导致电压表V1的正负接线柱接反。
(5)用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多。
本题考查了探究串联电路电压规律的实验,要掌握电路的保护措施和连接、电路数据的分析等实验操作必备知识和技能。
22.【答案】右 0.360.9小灯泡的实际功率太小 灯丝电阻随温度的升高而增大,不是一个定值 B
【解析】解:(1)为了保护电路,连接电路时,开关S应处于断开状态,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即最右端;
(2))①小灯泡L在额定电压下工作时,电流表的指针位置如图−2所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.36A,
则小灯泡L的额定功率为:P=UI=2.5V×0.36A=0.9W;
②由表中数据可知,在第1次实验中,两表均有示数,说明电路是通路,小灯泡L不亮,是因为小灯泡L实际功率太小,远小于灯泡的额定功率;
③由表中数据可知,灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡功率变大,温度升高,灯丝电阻随温度的升高而增大,不是一个定值,故通过小灯泡L的电流与其两端的电压不成正比;
④由表中数据可知,当灯泡两端电压为0.5V时,通过灯泡的电流为0.2A,由串联电路电压规律可知,此时滑动变阻器两端电压为U滑=U−U1=4.5V−0.5V=4V,
则滑动变阻器接入电路的阻值为:R滑=U滑I1=4V0.2A=20Ω,故选:B。
故答案为:(1)右;(2)①0.36;0.9;②小灯泡的实际功率太小;③灯丝电阻随温度的升高而增大,不是一个定值;④B。
(1)为了保护电路,连接电路时,开关S应处于断开状态,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处;
(2)①根据图−2电流表选用的量程确定分度值读数,利用P=UI求出小灯泡L的额定功率;
②灯泡的亮度由实际功率决定,实际功率越大,灯泡亮度越亮;
③灯丝电阻随温度的升高而增大,不是一个定值;
④根据表中第1组数据利用串联电路电压规律结合欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值,据此确定滑动变阻器的规格。
本题测量小灯泡的电功率实验,考查了注意事项、电流表读数、功率的计算、影响电阻大小因素、串联电路的特点及器材的选择等知识。
23.【答案】解:(1)固体酒精完全燃烧放出的热量:Q放=m酒精q酒精=40×10−3kg×1.5×107J/kg=6×105J;
(2)水吸收的热量:Q吸=c水m水(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(70℃−20℃)=2.1×105J;
(3)固体酒精炉的热效率:η=Q吸Q放×100%=2.1×105J6×105J×100%=35%。
答:(1)固体酒精完全燃烧放出的热量是6×105J;
(2)水吸收的热量是2.1×105J;
(3)小明测得固体酒精炉的热效率是35%。
【解析】(1)根据Q放=mq求出固体酒精完全燃烧放出的热量;
(2)根据Q吸=cm(t−t0)求出水吸收的热量;
(3)根据效率公式η=Q吸Q放×100%求出固体酒精炉的热效率。
本题考查热量的计算、吸热公式、燃料完全燃烧放热公式以及效率公式的应用,是一道热学综合题。
24.【答案】解:(1)由图甲可知,闭合开关S,定值电阻R0与压敏电阻R串联,由图乙可知当体重计空载时,R=45Ω,I=0.12A,则电源电压为:
U=I(R+R0)=0.12A×(45Ω+5Ω)=6V;
(2)由题图乙可知,当体重计示数为600N时,压敏电阻的阻值R′=15Ω,此时电路中电流为:I′=UR′+R0=6V15Ω+5Ω=0.3A;
定值电阻R0消耗的功率为:P=I′2R0=(0.3A)2×5Ω=0.45W;
(3)已知电流表量程为0∼0.6A,当电路中的电流最大为Imax=0.6A时,体重计测量最大体重,此时压敏电阻的阻值为:R′′=UImax−R0=6V0.6A−5Ω=5Ω;
由题图乙可知,所能测量的最大体重为1200N。
答:(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为6V;
(2)当体重计示数为600N时,R0消耗的电功率为0.45W;
(3)此体重计所能测量的最大体重为1200N。
【解析】(1)根据电路的连接方式,利用欧姆定律求出电源电压的大小;
(2)根据体重计示数和图乙得出此时压敏电阻的阻值,根据欧姆定律求出电路中的电流,根据P=I2R求出定值电阻消耗的功率的大小;
(3)根据欧姆定律求出压敏电阻的阻值,根据图乙得出最大体重。
本题考查了欧姆定律的应用、电功率计算公式的应用,明确电路的结构、压敏电阻阻值随压力的变化是解题的关键。实验次数
电压U/V
电流I/A
小灯泡亮度
电功率P/W
1
0.5
0.20
不亮
0.10
2
1.0
0.24
暗
0.24
3
2.0
0.32
较暗
0.64
4
2.5
正常亮
5
3.0
0.38
很亮
1.14
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