2024年广东省汕头市龙湖区新溪街道九年级下学期一模考试物理试题
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这是一份2024年广东省汕头市龙湖区新溪街道九年级下学期一模考试物理试题,共28页。试卷主要包含了单项选择题,填空题,作图题,实验题,计算题,综合能力题等内容,欢迎下载使用。
1.(3分)生活中经常会出现由于用电不规范造成的安全事故,以下符合安全用电原则的是( )
A.为了节省插排,一个插排上可接多个大功率用电器
B.用电器失火时,应先灭火,再切断电源
C.家庭电路中,控制用电器的开关应接在零线和用电器之间
D.家用电器的金属外壳应接地
2.(3分)关于如图所示的四个情景,下列说法中正确的是( )
A.甲图中的现象表明热的物体一定比冷的物体内能大
B.乙图中抽去玻璃板后,两瓶中的气体混合,这种扩散现象表明气体分子是运动的
C.丙图中活塞向下运动,这是内燃机的做功冲程,该过程中是将机械能转化为内能
D.丁图是2022年6月5日上午,长征2F火箭载着带有三名宇航员的神舟十四号飞船点火加速升空的场景,这个过程中火箭的机械能守恒
3.(3分)如图所示,用一段细铁丝做一个支架,作为转动轴,把一根中间既有小孔(没有戳穿)的吸管放在转动轴上,吸管能在水平面内自由转动。先用餐巾纸摩擦吸管使其带电,再把与毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管时,橡胶棒排斥吸管。对这一现象,下列说法中正确的是( )
A.摩擦起电创造了电荷
B.与毛皮摩擦过的橡胶棒带正电
C.在摩擦过程中,吸管得到电子
D.与吸管摩擦过的餐巾纸带负电
4.(3分)电磁波的频率与波长的大致分布如图所示,下列说法正确的是( )
A.紫外线属于可见光
B.红外线的波长比可见光的短
C.X射线的频率比无线电波的低
D.可见光与γ射线在真空中的传播速度相等
5.(3分)为保障安全,微波炉设置了双重开关;启动控制开关S1和门控开关S2,当微波炉的门打开时,门控开关S2断开,此时即使S1闭合,微波炉也不会工作。以下电路符合要求的是( )
A.B.
C.D.
6.(3分)如图所示为实验室常用电流表内部构造图。多匝金属线圈悬置在磁体的两极间,线圈与一根指针相连。当线圈中有电流通过时,它受力转动带动指针偏转,便可显出电流的大小。图中与这一过程工作原理相同的是( )
A.B.
C.D.
7.(3分)如图所示的电路中,电源电压为6V且保持不变,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从最左端移到最右端的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电压表的示数不变,电流表的示数变大
B.电压表和电流表的示数的比值变大
C.电压表的示数最大为6V
D.电流表的示数最大为0.6A
二、填空题(本大题7小题,每空1分,共21分)
8.(3分)夏日荷塘里荷花盛开,小明一家来到荷花池边。微风吹过,飘来阵阵花香,这是 现象;妹妹观察发现荷叶上的两滴水珠接触后合成更大的一滴,这表明分子间存在 力;小明用手拨动了一下池水,顿觉清凉沁爽,这是通过 的方式改变物体内能的。
9.(3分)2020年我国北斗卫星导航系统覆盖全世界,北斗卫星是通过 与地面站进行通信的。这种信号在真空中的传播速度为 m/s。大亚湾核电站是我国第一座大型商用核电站,核能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
10.(3分)如图甲,粗细均匀的电阻丝AB长为L,当电阻丝AB两端的电压为3V时,通过它的电流为0.2A,则其电阻为 Ω;当电阻丝AB两端的电压为0V时,其电阻为 Ω;将电阻丝AB对折,如图乙所示,则电阻丝CD的电阻 (选填“大于”“等于”或“小于”)电阻丝AB的电阻。
11.(3分)LED灯是新型节能灯,它是由 (选填“半导体”、“超导体”或“导体”)材料制成的。将一只LED灯接在电池两端时不亮,对调电池正、负极后亮了,说明LED灯具有 性;用手触摸发光的LED灯,发现它几乎不发热,是因为它主要将电能转化为 能。
12.(3分)如图所示,只闭合开关S1、S2时,灯 发光;当开关 闭合,其他开关断开时,灯L1、L2串联;当开关 同时闭合时,会造成电源短路,应坚决避免。
13.(3分)如图为探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。若想探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系,则应选择 两个装置进行对比,通电时间相同时,产生热量最多的是 装置中的电阻丝。若通过乙装置中的电阻丝的电流为1A,则通电1min该电阻丝产生的热量为 J。
14.(3分)如图是一种自动测定汽车油箱内油面高度的装置。R0为定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆的一端,从油量表(由电流表改装)指针所指的刻度就可知道油箱内油面高低,当油面下降时,滑动变阻器连入电路的阻值将 ,电流表的示数将 (以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”),若换用电压表改装成油量表,要求油面升高时电压表示数变大,电压表应并联在 两端(选填“电阻R0”或“滑动变阻器R”)。
三、作图题(共7分)
15.(2分)如图所示,根据标记的电流方向,把电池组和开关用符号分别填进电路,填进后,要求闭合开关时小灯泡L1和L2都能发光。
16.(2分)根据如图中通电螺线管的磁感线方向,标出小磁针的N极,并在括号内标出电源的正、负极。
17.(3分)如图所示,请用笔画线代替导线将电灯、控制电灯的开关和带保险丝的插座分别接入家庭电路。
四、实验题(本大题3小题,共19分)
18.(6分)(1)读出如图测量工具的示数:电压表的示数是 V;电流表的示数是 A;
(2)小珠家的电能表如图丙所示,它的读数为 kW•h。此电能表允许连接用电器的最大总功率为 W。小珠将电暖器单独接入自家电路中,观察电能表,表盘在1min内转动了60r,则该电暖器消耗的电能是 kW•h。
(3)如图丁所示是旋钮式电阻箱,其读数是 Ω。
19.(7分)在热学实验中,
(1)小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力;
①在两个相同的烧杯中应加入初温和 相同的水和煤油,实验中用相同的酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内 ;
②水和煤油温度随时间变化如图乙所示,根据图乙可判断出a物质是 (选填“水”或“煤油”),b物质吸热能力较 (选填“强”或“弱”);
(2)如图丙所示,为比较酒精和碎纸片的热值,小明用两个相同规格的烧杯装相等质量的水、取质量 (选填“相等”或“不相等”)的酒精和碎纸片,分别放入两个燃烧皿中,分别给烧杯加热,直到酒精和碎纸片完全燃尽,通过比较 (选填“加热时间”或“水升高的温度”)来确定酒精和碎纸片热值的大小;
(3)小明再用50g水和100g水做实验,以吸收的热量Q为纵坐标,升高的温度Δt为横坐标,分别画出50g和100g水的Q﹣Δt图像,它们都是过原点的直线,即Q=kΔt,进一步分析发现,这两条直线的k值之比与对应水的 之比相等(选填“密度”、“质量”或“体积”)。
20.(6分)在“探究电流与电压的关系”实验中,小明按如图甲连接好电路,其中电源电压为6V。
(1)如图甲为小明设计的实验电路图,其中①是 表,②是 表。
(2)闭合开关S,小明发现电流表有示数,电压表无示数,则电路故障的原因可能是 (填字母)。
A.R断路
B.R短路
C.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,闭合开关S,调节滑片,多次测量,得到的实验数据如上表所示。分析表中数据可知,实验序号为 的数据是错误的。排除错误数据后再次分析,可得出结论:电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成 比。
(4)接着小明又探究了电流与电阻的关系,在上述器材的基础上小明又增加了定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的各一个),接入定值电阻后,小明调节滑动变阻器的滑片控制电压表的示数如图乙所示。若要使实验顺利进行,应选用 (填字母)规格的滑动变阻器。
A.“20Ω 1A”
B.“30Ω 0.5A”
C.“50Ω 1A”
五、计算题(本大题2小题,共13分)
21.(6分)合理分类和利用垃圾可以保护环境,变废为宝。某城镇每天产生50t生活垃圾,在一定条件下,则这些生活垃圾能“榨”出7×103kg燃料油。[c水=4.2×103J/(kg•℃)燃料油的热值为q=4.0×107J/kg]
(1)则这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量是多少J?
(2)在标准大气压下,这些热量的30%被质量为5×105kg,温度为20℃的水吸收,则水吸收的热量是多少J?水升高的温度是多少℃?
22.(7分)有种饭菜保温板(如图甲),利用温控开关能根据设定温度自动在加热和保温之间切换,使得食物能够长时间保持在最佳进食温度,它的工作原理图如图乙所示,S是温控开关。R1、R2为两个加热电阻。查看铭牌可知:额定电压220V,加热功率400W,保温功率100W。求:
(1)在保温状态下,保温板1h消耗的电能;
(2)保温板电路中R1和R2的阻值。
六、综合能力题(本大题3小题,共19分)
23.(7分)在探究“小灯泡的亮度与什么因素有关”的实验中,小红找来额定电流均小于0.6A,额定电压为2.5V的小灯泡L1和额定电压为3.8V的小灯泡L2,并将它们先后接在电源电压恒为6V的电路中。按照图甲所示的电路开始探究。
(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整。(导线不能交叉)
(2)小红连接好电路进行实验。
①闭合开关S,移动滑片P,使小灯泡L1发光,测出小灯泡L1的相关物理量,记录和计算结果如下表。
②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处。
(3)用小灯泡L2替换L1重复上面的实验时,需要改变 表的量程;实验时发现小灯泡L2的亮度变化规律与小灯泡L1相似。结合实验数据及现象可得出结论:小灯泡的亮度随 的增大而增加。
(4)小祺提出如果没有电压表,用如图丙所示的电路也可测出小灯泡L1的额定功率。其中定值电阻的阻值为R0。实验步骤如下:
①断开开关S2,闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使电流表的示数为I1= ;
②保持滑片的位置不变,闭合开关S、S2,断开开关S1,读出电流表的示数为I2;
③小灯泡L1额定功率的表达式为P额= 。(用R0、I1、I2表示)。
24.(6分)如图,将导体棒的两端用细导线与灵敏电流计相连,并将导体棒用绝缘细线悬挂起来放在蹄形磁体的磁场中,探究“产生感应电流的条件”。
(1)闭合开关,若导体上下移动,灵敏电流计的指针不偏转;当导体棒向左运动时,灵敏电流计的指针向右偏转;当导体棒向右运动时,灵敏电流计的指针向 偏转,说明 方向与导体运动方向有关。
(2)将蹄形磁体的南北极对调。闭合开关,使导体带向左运动,此时灵敏电流计的指针向 (选填“左”或“右”)偏转。
(3)根据实验现象,得出电路中产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动,导体中会产生感应电流。
(4)闭合开关,若导体AB不动,左右移动磁体,电路中 (选填“有”或“无”)感应电流产生。
(5)如果将灵敏电流计换成 (选填“用电器”或“电源”),可以探究磁场对通电导体的作用。
25.(6分)现在生活中出现了共享充电宝,当人们归还共享充电宝后,服务终端会自动给充电宝充电,图甲是某充电宝的充电示意图及简化电路图,图乙是充电过程中充电宝的电压、电流与时间t的图像(数轴上的标度不按比例)。
(1)充电宝给手机充电的过程中,充电宝的电能转化成手机电池的 能,此过程中属于用电器的是 (选填“充电宝”或“手机电池”);
(2)充电宝在前1h内消耗了7200J电能,这段时间的平均功率是 W。
(3)当电压低于3V时,充电宝处于预充电阶段,是第 (选填“一”“二”或“三”)阶段。
(4)在第三阶段,充电宝的电功率随充电时间的增长而 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)某充电宝的参数如下表,对外充电时的最大输出功率为40W,最多能输出总电能的90%。若用它对一手机充电,按照大输出功率计算,最多能对手机输电 h。
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本大题7小题,每小题3分,共21分)
1.(3分)生活中经常会出现由于用电不规范造成的安全事故,以下符合安全用电原则的是( )
A.为了节省插排,一个插排上可接多个大功率用电器
B.用电器失火时,应先灭火,再切断电源
C.家庭电路中,控制用电器的开关应接在零线和用电器之间
D.家用电器的金属外壳应接地
【解答】解:A、在同一个插排上连接多个大功率用电器,会造成总功率过大,电流过大,容易烧坏插座或导线,容易发生火灾,故A不符合安全用电原则;
B、发现用电器失火时,首先要切断电源,再采取救火措施;切不可带电救火,容易造成人身伤害,故B不符合安全用电原则;
C、控制家用电器的开关必须接在火线和用电器之间,断开开关,切断火线,防止触电事故,故C不符合安全用电原则;
D、家用电器的金属外壳接地是以防外壳带电危及人身安全,故D符合安全用电原则。
故选:D。
2.(3分)关于如图所示的四个情景,下列说法中正确的是( )
A.甲图中的现象表明热的物体一定比冷的物体内能大
B.乙图中抽去玻璃板后,两瓶中的气体混合,这种扩散现象表明气体分子是运动的
C.丙图中活塞向下运动,这是内燃机的做功冲程,该过程中是将机械能转化为内能
D.丁图是2022年6月5日上午,长征2F火箭载着带有三名宇航员的神舟十四号飞船点火加速升空的场景,这个过程中火箭的机械能守恒
【解答】解:A、物体内能的大小与温度、质量、状态等因素有关,只根据温度无法判定内能的大小,故A错误;
B、图中抽去玻璃板后,两瓶中的气体逐渐混合,这是扩散现象,这表明组成物质的分子在不停地做无规则运动,故B正确;
C、图中两气门关闭,活塞向下运动时,是内燃机的做功冲程,内能转化为机械能,故C错误;
D、飞船点火加速升空时,质量不变,速度变大,高度变大,重力势能和动能都变大,所以机械能增大,机械能不守恒,故D错误。
故选:B。
3.(3分)如图所示,用一段细铁丝做一个支架,作为转动轴,把一根中间既有小孔(没有戳穿)的吸管放在转动轴上,吸管能在水平面内自由转动。先用餐巾纸摩擦吸管使其带电,再把与毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管时,橡胶棒排斥吸管。对这一现象,下列说法中正确的是( )
A.摩擦起电创造了电荷
B.与毛皮摩擦过的橡胶棒带正电
C.在摩擦过程中,吸管得到电子
D.与吸管摩擦过的餐巾纸带负电
【解答】解:A、摩擦起电不是创造了电荷,而是电荷的转移,故A错误;
B、据课本知识可知,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,故B错误;
C、毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,由于毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管时,橡胶棒排斥吸管,因为同种电荷相互排斥,所以吸管带负电;吸管带负电的原因:吸管和餐巾纸摩擦时,吸管得到了电子,故C正确;
D、由C项解答可知,吸管和餐巾纸摩擦时,吸管得到了电子,则摩擦过程中餐巾纸失去电子而带正电,故D错误。
故选:C。
4.(3分)电磁波的频率与波长的大致分布如图所示,下列说法正确的是( )
A.紫外线属于可见光
B.红外线的波长比可见光的短
C.X射线的频率比无线电波的低
D.可见光与γ射线在真空中的传播速度相等
【解答】解:A、人看不见红外线和紫外线,红外线和紫外线都属于不可见光,故A错误;
B、根据电磁波谱的波长顺序可知,红外线的波长比可见光的波长长,故B错误;
C、由图可知,X射线的频率比无线电波高,故C错误;
D、可见光与γ射线都是电磁波,电磁波在真空中的传播速度相同,故D正确。
故选:D。
5.(3分)为保障安全,微波炉设置了双重开关;启动控制开关S1和门控开关S2,当微波炉的门打开时,门控开关S2断开,此时即使S1闭合,微波炉也不会工作。以下电路符合要求的是( )
A.B.
C.D.
【解答】解:经分析可知,控制开关S1和门控开关S2串联共同控制微波炉。
A.由电路图可知,启动控制开关S1和门控开关S2时,会造成电源短路,故A错误;
B.由电路图可知,启动控制开关S1时,会造成电源短路,故B错误;
C.由电路图可知,只有同时启动控制开关S1和门控开关S2时,微波炉才能工作,否则不工作,故C正确;
D.由电路图可知,只启动控制开关S1或门控开关S2时,微波炉都能工作,故D错误。
故选:C。
6.(3分)如图所示为实验室常用电流表内部构造图。多匝金属线圈悬置在磁体的两极间,线圈与一根指针相连。当线圈中有电流通过时,它受力转动带动指针偏转,便可显出电流的大小。图中与这一过程工作原理相同的是( )
A.B.
C.D.
【解答】解:通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理:通电线圈在磁场中受力而转动,并且电流越大,线圈受到的力越大,其转动的幅度越大。因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。
A、图中为奥斯特实验装置,是利用电流的磁效应制成的,与电流表的工作原理无关,故A错误。
B、图中为发电机的原理图,是利用电磁感应现象制成的,与电流表的工作原理无关,故B错误。
C、图中为电动机的原理图,是利用通电线圈在磁场中受力而转动的理论制成的,故C正确;
D、图中电磁铁是利用电流的磁效应制成的,与电流表的工作原理无关,故D错误。
故选:C。
7.(3分)如图所示的电路中,电源电压为6V且保持不变,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从最左端移到最右端的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电压表的示数不变,电流表的示数变大
B.电压表和电流表的示数的比值变大
C.电压表的示数最大为6V
D.电流表的示数最大为0.6A
【解答】解:由电路图可知,电阻R1和滑动变阻器R2串联,压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中电流;
AB、当滑片由b端移到a端的过程中,滑动变阻器的阻值变小,电路中的总电阻变小;电源电压不变,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,即电流表示数变大;滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分担的电压变小,电压表示数变小;根据R=可知,电压表和电流表的示数的比值为R2的电阻,所以比值变小,故AB错误;
C、当滑片在最左端端时,R1、R2串联,电路的总电阻为R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω;此时电路中的电流最小,电路中的电流为I===0.2A;
R1两端的电压为:U1=IR1=0.2A×10Ω=2V;根据串联电路的电压关系可知,滑动变阻器两端最大电压为:U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V;故C错误;
D、当滑片在最右端时,电路中只有R1,此时电路的电阻最小,电路中的电流最大,最大电流为:I大===0.6A,故D正确。
故选:D。
二、填空题(本大题7小题,每空1分,共21分)
8.(3分)夏日荷塘里荷花盛开,小明一家来到荷花池边。微风吹过,飘来阵阵花香,这是 扩散 现象;妹妹观察发现荷叶上的两滴水珠接触后合成更大的一滴,这表明分子间存在 引 力;小明用手拨动了一下池水,顿觉清凉沁爽,这是通过 热传递 的方式改变物体内能的。
【解答】解:
(1)夏日荷塘里荷花盛开,微风吹过,飘来阵阵花香,这是扩散现象,这种现象说明了分子在不停地做无规则地运动;
(2)荷叶上的两滴水珠接触后合成更大的一滴,这一现象说明:分子之间存在引力;
(3)用手拨动了一下池水,池水温度低,顿觉清凉沁爽,这是通过热传递的方式改变物体内能的。
故答案为:扩散;引;热传递。
9.(3分)2020年我国北斗卫星导航系统覆盖全世界,北斗卫星是通过 电磁波 与地面站进行通信的。这种信号在真空中的传播速度为 3×108 m/s。大亚湾核电站是我国第一座大型商用核电站,核能属于 不可再生 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
【解答】解:北斗卫星是通过电磁波与地面站进行通信的。这种信号在真空中的传播速度为3×108m/s。核能属于不可再生能源。
故答案为:电磁波;3×108;不可再生。
10.(3分)如图甲,粗细均匀的电阻丝AB长为L,当电阻丝AB两端的电压为3V时,通过它的电流为0.2A,则其电阻为 15 Ω;当电阻丝AB两端的电压为0V时,其电阻为 15 Ω;将电阻丝AB对折,如图乙所示,则电阻丝CD的电阻 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)电阻丝AB的电阻。
【解答】解:根据欧姆定律可得电阻丝AB的电阻:R===15Ω;
电阻是导体本身的一种性质,电阻大小与导体两端的电压和通过的电流无关,所以电阻丝AB两端的电压为0V时,其电阻为15Ω不变;
将电阻丝AB对折时,导体的长度变短,横截面积变大,由影响电阻大小的因素可知,电阻丝CD的电阻小于电阻丝AB的电阻。
故答案为:15;15;小于。
11.(3分)LED灯是新型节能灯,它是由 半导体 (选填“半导体”、“超导体”或“导体”)材料制成的。将一只LED灯接在电池两端时不亮,对调电池正、负极后亮了,说明LED灯具有 单向导电 性;用手触摸发光的LED灯,发现它几乎不发热,是因为它主要将电能转化为 光 能。
【解答】解:LED灯是新型节能灯,它是由半导体材料制成的。将一只LED灯接在电池两端不亮,对调电池正负极后电流方向发生变化,此时灯亮了,说明LED灯具有单向导电性;用手试摸,点亮的灯几乎不发热,说明LED灯主要是将电能转化为光能。
故答案为:半导体;单向导电、光。
12.(3分)如图所示,只闭合开关S1、S2时,灯 L2 发光;当开关 S2 闭合,其他开关断开时,灯L1、L2串联;当开关 S1、S2、S3 同时闭合时,会造成电源短路,应坚决避免。
【解答】解:若闭合开关S1、S2,断开开关S3,为L2的基本电路,L1被短路,因此L2发光,L1不发光;
若只闭合开关S2,断开开关S1、S3时,电流经灯泡L1、开关S2、灯泡L2回负极,则灯L1、L2串联;
同时闭合开关S1、S2、S3时,电流不经用电器直接回负极,会造成电源短路,是不允许的。
故答案为:L2;S2;S1、S2、S3。
13.(3分)如图为探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。若想探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系,则应选择 甲、丙 两个装置进行对比,通电时间相同时,产生热量最多的是 乙 装置中的电阻丝。若通过乙装置中的电阻丝的电流为1A,则通电1min该电阻丝产生的热量为 600 J。
【解答】解:电流产生热量的多少与电流、电阻和通电时间有关,想探究电流产生热量的多少与电流的关系,应控制电阻和通电时间相同,电流不同,甲丙容器中的电阻是相同的,但电流不同,故应选择甲、丙两图进行实验;
甲丙中甲的电流大,电阻和通电时间相同,故甲比丙产生的热量多,甲、乙中,两电阻串联,通过它们的电流和通电时间相等,乙的电阻大,由Q=I2Rt可知,则乙产生的热量大于甲产生的热量,故乙最多;
通过乙装置中的电阻丝的电流为1A,则通电1min该电阻丝产生的热量Q=I2Rt=(1A)2×10Ω×60s=600J。
故答案为:甲、丙;乙;600。
14.(3分)如图是一种自动测定汽车油箱内油面高度的装置。R0为定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片连在杠杆的一端,从油量表(由电流表改装)指针所指的刻度就可知道油箱内油面高低,当油面下降时,滑动变阻器连入电路的阻值将 变大 ,电流表的示数将 变小 (以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”),若换用电压表改装成油量表,要求油面升高时电压表示数变大,电压表应并联在 电阻R0 两端(选填“电阻R0”或“滑动变阻器R”)。
【解答】解:由图知,R0和滑动变阻器R串联,电流表测电路中电流,当油箱中油面下降时,滑片向上滑动,变阻器连入电路的长度变大,阻值变大,电路中总电阻变大,电源电压一定,由欧姆定律可知电路中电流变小;
油面升高时,滑片向下滑动,滑动变阻器连入电路的阻值变小,由串联电路的分压原理知,滑动变阻器分得电压减小,R0分得电压变大,根据题目要求电压表示数变大,所以电压表应并联在R0两端。
故答案为:变大;变小;电阻R0。
三、作图题(共7分)
15.(2分)如图所示,根据标记的电流方向,把电池组和开关用符号分别填进电路,填进后,要求闭合开关时小灯泡L1和L2都能发光。
【解答】解:由图所示可知,如果电源在右边,开关在中间位置,则闭合开关时,左边灯泡被短路,所以电源应该在中间位置,右边是开关,根据所标电流方向可知,电源正极在下,负极在上,如图所示:
16.(2分)根据如图中通电螺线管的磁感线方向,标出小磁针的N极,并在括号内标出电源的正、负极。
【解答】解:磁体的外部,磁感线由N极指向S极,由图可知,螺线管的右端为N极,左端为S极;根据安培定则可知,电流从左端流入,右端流出,故电源的左端为正极,右端为负极;根据磁极间的相互作用规律可知,靠近螺线管N极的为S极,小磁针的另一端为N极,如图所示:
17.(3分)如图所示,请用笔画线代替导线将电灯、控制电灯的开关和带保险丝的插座分别接入家庭电路。
【解答】解:(1)三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
(2)灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全。如图所示:
四、实验题(本大题3小题,共19分)
18.(6分)(1)读出如图测量工具的示数:电压表的示数是 2.8 V;电流表的示数是 0.28 A;
(2)小珠家的电能表如图丙所示,它的读数为 4453.6 kW•h。此电能表允许连接用电器的最大总功率为 2200 W。小珠将电暖器单独接入自家电路中,观察电能表,表盘在1min内转动了60r,则该电暖器消耗的电能是 0.02 kW•h。
(3)如图丁所示是旋钮式电阻箱,其读数是 4208 Ω。
【解答】解:(1)由图可知,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,指针指在2.8V的位置,因此示数为2.8V;电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,指针指在0.28A的位置,因此示数为0.28A;
(2)电能表读数为:4453.6kW•h,已知电能表正常工作的电压为220V,允许通过的最大电流为10A,则家中用电器的最大总功率:P=UI=220V×10A=2200W;
电能表上的转盘转过60转消耗的电能:W==0.02kW•h;
(3)由图乙可知,电阻箱的读数为:R=4×1000Ω+2×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=4208Ω。
故答案为:(1)2.8;0.28;(2)4453.6;2200;0.02;(3)4208。
19.(7分)在热学实验中,
(1)小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力;
①在两个相同的烧杯中应加入初温和 质量 相同的水和煤油,实验中用相同的酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内 吸收相等的热量 ;
②水和煤油温度随时间变化如图乙所示,根据图乙可判断出a物质是 水 (选填“水”或“煤油”),b物质吸热能力较 弱 (选填“强”或“弱”);
(2)如图丙所示,为比较酒精和碎纸片的热值,小明用两个相同规格的烧杯装相等质量的水、取质量 相等 (选填“相等”或“不相等”)的酒精和碎纸片,分别放入两个燃烧皿中,分别给烧杯加热,直到酒精和碎纸片完全燃尽,通过比较 水升高的温度 (选填“加热时间”或“水升高的温度”)来确定酒精和碎纸片热值的大小;
(3)小明再用50g水和100g水做实验,以吸收的热量Q为纵坐标,升高的温度Δt为横坐标,分别画出50g和100g水的Q﹣Δt图像,它们都是过原点的直线,即Q=kΔt,进一步分析发现,这两条直线的k值之比与对应水的 质量 之比相等(选填“密度”、“质量”或“体积”)。
【解答】解:(1)①由比较不同物质吸热能力的方法,要控制不同物质的初温和质量相同,故在两烧杯中分别装入初温度相同且质量相等的煤油和水;
根据转换法,实验中选用相同酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内吸收相等的热量;
②由图乙可知,a、b两物质加热相同时间后(吸热相同),a升高的温度低,由方法Ⅱ可知,a物质的吸热本领强,b物质的吸热本领弱,所以a物质是水,b物质是煤油;
(2)实验时为了控制变量,应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸屑,将其放入装置中的燃烧皿内;
因燃料的热值不能直接测量,但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收,从而使水温发生变化,所以可以通过水升高的温度来比较燃料热值的大小关系;
(3)根据Q=cmΔt可知,Q=kΔt中的k=cm,则有k1=cm1,k2=cm2,
因为=,所以=,即这两条直线的k值与对应水的质量之比相等。
故答案为:(1)①质量;吸收相等的热量;②水;弱;(2)相等;水升高的温度;(3)质量。
20.(6分)在“探究电流与电压的关系”实验中,小明按如图甲连接好电路,其中电源电压为6V。
(1)如图甲为小明设计的实验电路图,其中①是 电流 表,②是 电压 表。
(2)闭合开关S,小明发现电流表有示数,电压表无示数,则电路故障的原因可能是 B (填字母)。
A.R断路
B.R短路
C.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,闭合开关S,调节滑片,多次测量,得到的实验数据如上表所示。分析表中数据可知,实验序号为 2 的数据是错误的。排除错误数据后再次分析,可得出结论:电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成 正 比。
(4)接着小明又探究了电流与电阻的关系,在上述器材的基础上小明又增加了定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的各一个),接入定值电阻后,小明调节滑动变阻器的滑片控制电压表的示数如图乙所示。若要使实验顺利进行,应选用 C (填字母)规格的滑动变阻器。
A.“20Ω 1A”
B.“30Ω 0.5A”
C.“50Ω 1A”
【解答】解:(1)电流表与用电器串联,电压表与用电器并联,所以①是电流表,②是电压表;
(2)闭合开关S,发现电流表有示数,电路为通路,电压表无示数,则电路故障可能是R1短路,故B正确;
故选:B;
(3)通过电阻的电流与电压成正比,表中第2组数据不符合这个规律,实验序号为2的数据是错误的;删除错误数据后,考虑到误差因素,电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,即电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比;
(4)由图乙知电压表的量程为0﹣3V,分度值为0.1V,示数为2V;
由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压为:U滑=U﹣UR=6V﹣2V=4V,
滑动变阻器两端的电压为定值电阻两端电压的=2倍,根据串联电路的分压作用知滑动变阻器接入电路的最大电阻为:R滑=2R=2×20Ω=40Ω,故“50Ω 1A”符合题意;
故选:C。
故答案为:(1)电流;电压;(2)B; (3)2;正;(4)C。
五、计算题(本大题2小题,共13分)
21.(6分)合理分类和利用垃圾可以保护环境,变废为宝。某城镇每天产生50t生活垃圾,在一定条件下,则这些生活垃圾能“榨”出7×103kg燃料油。[c水=4.2×103J/(kg•℃)燃料油的热值为q=4.0×107J/kg]
(1)则这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量是多少J?
(2)在标准大气压下,这些热量的30%被质量为5×105kg,温度为20℃的水吸收,则水吸收的热量是多少J?水升高的温度是多少℃?
【解答】解:(1)燃料油完全燃烧释放出的热量:
Q放=m燃料油q=7×103kg×4.0×107J/kg=2.8×1011J;
(2)水吸收的热量:
Q吸=ηQ放=30%×2.8×1011J=8.4×1010J,
水升高的温度:Δt===40℃。
答:(1)这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量是2.8×1011J;
(2)水吸收的热量是8.4×1010J;水升高的温度是40℃。
22.(7分)有种饭菜保温板(如图甲),利用温控开关能根据设定温度自动在加热和保温之间切换,使得食物能够长时间保持在最佳进食温度,它的工作原理图如图乙所示,S是温控开关。R1、R2为两个加热电阻。查看铭牌可知:额定电压220V,加热功率400W,保温功率100W。求:
(1)在保温状态下,保温板1h消耗的电能;
(2)保温板电路中R1和R2的阻值。
【解答】解:(1)已知保温功率P保温=100W=0.1kW,故在保温状态下,保温板1h消耗的电能:
W=P保温t=0.1kW×1h=0.1kW•h;
(2)当开关S接a时,电路为R1的简单电路,保温板处于加热状态,
由P=可得,R1的电阻值:
R1===121Ω;
当温控开关S接b时,R1、R2串联,保温板处于保温状态,
则电路中的总电阻:
R===484Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R2的电阻值:
R2=R﹣R1=484Ω﹣121Ω=363Ω。
答:(1)在保温状态下,保温板1h消耗的电能0.1kW•h;
(2)保温板电路中R1和R2阻值分别为121Ω、363Ω。
六、综合能力题(本大题3小题,共19分)
23.(7分)在探究“小灯泡的亮度与什么因素有关”的实验中,小红找来额定电流均小于0.6A,额定电压为2.5V的小灯泡L1和额定电压为3.8V的小灯泡L2,并将它们先后接在电源电压恒为6V的电路中。按照图甲所示的电路开始探究。
(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整。(导线不能交叉)
(2)小红连接好电路进行实验。
①闭合开关S,移动滑片P,使小灯泡L1发光,测出小灯泡L1的相关物理量,记录和计算结果如下表。
②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处。
(3)用小灯泡L2替换L1重复上面的实验时,需要改变 电压 表的量程;实验时发现小灯泡L2的亮度变化规律与小灯泡L1相似。结合实验数据及现象可得出结论:小灯泡的亮度随 实际功率 的增大而增加。
(4)小祺提出如果没有电压表,用如图丙所示的电路也可测出小灯泡L1的额定功率。其中定值电阻的阻值为R0。实验步骤如下:
①断开开关S2,闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使电流表的示数为I1= ;
②保持滑片的位置不变,闭合开关S、S2,断开开关S1,读出电流表的示数为I2;
③小灯泡L1额定功率的表达式为P额= I1R0×(I2﹣I1) 。(用R0、I1、I2表示)。
【解答】解:(1)电路为串联电路,电压表测量灯泡两端的电压,电流表串联在电路中,滑片向右移变阻器电阻变大。先用导线依次将电源、滑动变阻器、电流表、灯泡和开关连接好,再将电压表并联在灯泡两端,注意电流表和电压表的电流从正接线柱流进,负接线柱流出,如图所示:;
(2)②电路中有电流表,表格中未记录电流,故应填:电流。注意不要忘记标出单位,电流的标准单位是A;分析表中数据,第4列数据的值是第2、3列数据的乘积,故第4列表示的物理量是电功率,单位是W。
(3)小灯泡L1的额定电压为2.5V,所以电压表选择的是小量程,小灯泡L2的额定电压为3.8V,超过了小量程的最大测量值,所以要将电压表改接到大量程接线柱,由表中数据可知,随着灯泡实际功率逐渐变大,灯泡亮度也在逐渐变亮。故可得出结论:小灯泡的亮度随实际功率的增大而增加。
(4)①断开开关S2,闭合开关S、S1,此时L1与R0并联,电流表测量R0所在支路的电流,由并联电路电压特点可知,此时L1与R0两端的电压相等,调节滑动变阻器,使R0两端的电压等于L1的额定电压,此时电流表的示数为I1==,
③保持滑片的位置不变,电路中各支路电流、电压均不变,闭合开关S、S2,断开开关S1,电流表测量L1与R0的总电流,此时电流表示数为I2,则L1的电流为IL1=I2﹣I1,小灯泡L1额定功率的表达式P额=UI=I1R0×(I2﹣I1)。
故答案为:(1);(2)②电流/A;电功率/W;(3)电压;实际电功率;(4)①;③I1R0×(I2﹣I1)。
24.(6分)如图,将导体棒的两端用细导线与灵敏电流计相连,并将导体棒用绝缘细线悬挂起来放在蹄形磁体的磁场中,探究“产生感应电流的条件”。
(1)闭合开关,若导体上下移动,灵敏电流计的指针不偏转;当导体棒向左运动时,灵敏电流计的指针向右偏转;当导体棒向右运动时,灵敏电流计的指针向 左 偏转,说明 感应电流 方向与导体运动方向有关。
(2)将蹄形磁体的南北极对调。闭合开关,使导体带向左运动,此时灵敏电流计的指针向 左 (选填“左”或“右”)偏转。
(3)根据实验现象,得出电路中产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动,导体中会产生感应电流。
(4)闭合开关,若导体AB不动,左右移动磁体,电路中 有 (选填“有”或“无”)感应电流产生。
(5)如果将灵敏电流计换成 电源 (选填“用电器”或“电源”),可以探究磁场对通电导体的作用。
【解答】解:(1)当导体棒向左运动时,灵敏电流计的指针向右偏转;当导体棒向右运动时,磁场方向不变,运动方向改变,电流方向改变,灵敏电流计的指针向左偏转,说明感应电流方向与导体运动方向有关。
(2)将蹄形磁体的南北极对调。闭合开关,使导体带向左运动,相对于上述第1次,运动方向不变,磁场方向改变,感应电流方向改变,此时灵敏电流计的指针向左偏转。
(3)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动才会产生电流,根据实验现象,得出电路中产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流。
(4)闭合开关,若导体AB不动,左右移动磁体,导体切割磁感线,电路中有感应电流产生。
(5)如果将灵敏电流计换成电源提供电流,可以探究磁场对通电导体的作用。
故答案为:(1)左;感应电流;(2)左;(3)切割磁感线;(4)有;(5)电源。
25.(6分)现在生活中出现了共享充电宝,当人们归还共享充电宝后,服务终端会自动给充电宝充电,图甲是某充电宝的充电示意图及简化电路图,图乙是充电过程中充电宝的电压、电流与时间t的图像(数轴上的标度不按比例)。
(1)充电宝给手机充电的过程中,充电宝的电能转化成手机电池的 化学 能,此过程中属于用电器的是 手机电池 (选填“充电宝”或“手机电池”);
(2)充电宝在前1h内消耗了7200J电能,这段时间的平均功率是 2 W。
(3)当电压低于3V时,充电宝处于预充电阶段,是第 一 (选填“一”“二”或“三”)阶段。
(4)在第三阶段,充电宝的电功率随充电时间的增长而 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)某充电宝的参数如下表,对外充电时的最大输出功率为40W,最多能输出总电能的90%。若用它对一手机充电,按照大输出功率计算,最多能对手机输电 0.342 h。
【解答】解:(1)充电宝给手机充电的过程中,充电宝的电能转化成手机电池的化学能,此过程中属于用电器的是手机电池;
(2)充电宝在前1h内消耗了7200J电能,这段时间的平均功率:P===2W;
(3)由图2知,当电压低于3V时,充电宝处于预充电阶段,是第一个阶段;
(4)由图2知,在充电过程第三阶段,充电电压保持不变,而充电电流变小,根据P=UI,故充电宝的电功率变小;
(5)充电宝电池充满电储存的电能:W'=UIt=3.8V×4000×10﹣3A×1h=15.2W•h=0.0152kW•h,
因为充电宝对外充电时最大输出功率为40W=0.04kW,最多能输出总电能的90%,
所以由P=可得,按最大输出功率对手机充电时,最多充电时间:
t′==0.342h。
故答案为:(1)化学;手机电池;(2)2;(3)一;(4)变小;(5)0.342h实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.15
0.32
0.3
0.37
0.44
实验次数
电压/V
亮度
1
1.6
0.20
0.32
较暗
2
2.5
0.24
0.60
正常发光
3
2.8
0.26
0.73
非常亮
充电功率
≥10W
标称电压
3.8V
电池容量
4000mA•h
实验序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.15
0.32
0.3
0.37
0.44
实验次数
电压/V
电流/A
电功率/W
亮度
1
1.6
0.20
0.32
较暗
2
2.5
0.24
0.60
正常发光
3
2.8
0.26
0.73
非常亮
充电功率
≥10W
标称电压
3.8V
电池容量
4000mA•h
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