陕西省榆林市府谷县2024-2025学年九年级(上)期末物理试卷(含解析)
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这是一份陕西省榆林市府谷县2024-2025学年九年级(上)期末物理试卷(含解析),共18页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
1.下列用电器中,额定功率最接近2000W的是( )
A. 计算器B. 电视机C. 空调D. 台式计算机
【答案】C
【解析】解:计算器的额定功率很小,不足1W,电视机的额定功率约为100W,台式计算机的额定功率约为200W,空调的额定功率可能为2000W,故C正确。
故选:C。
根据生活经验和对常见电功率数值的认识分析。
本题考查电功率的估测,要认真观察生活,注意收集生活中常见电器的功率数据。
2.随着科技的发展,越来越多的家庭选择安装指纹锁。如图所示,手指轻轻触碰感应区即可解锁开门,这里的感应区相当于电路中的( )
A. 开关
B. 导线
C. 电源
D. 用电器
【答案】A
【解析】解:手指轻轻触碰感应区即可解锁开门,这里的感应区相当于电路中的开关,控制电路的通断。
故选:A。
一个最基本的电路是由电源、用电器、开关、导线组成的。
本题考查电路的组成,属于基础题。
3.“歼−20”是我国自主研制的新一代隐身重型歼击机,具有卓越的机动性能,当它在空中加速向上爬升时,它的( )
A. 动能变大,重力势能变大B. 动能变小,重力势能变小
C. 动能变小,重力势能变大D. 动能变大,重力势能变小
【答案】A
【解析】解:“歼20”在空中加速向上爬升时,质量不变,速度变大,动能变大;同时质量不变,高度增加,重力势能增加。
故选:A。
(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、被举的高度;质量越大,高度越高,重力势能越大。
掌握动能、重力势能影响因素,利用控制变量法,判断动能、重力势能变化。
4.用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,用它去靠近一个用细线竖直悬挂的泡沫小球,它们的相互作用情况如图,经判断泡沫小球( )
A. 一定带正电
B. 一定带负电
C. 可能带正电或不带电
D. 一定不带电
【答案】C
【解析】解:毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,用橡胶棒去靠近一个泡沫小球时,发现相互吸引,根据电荷间的相互作用规律和带电体的性质可知,泡沫小球可能带正电,也可能不带电。
故选:C。
毛皮摩擦过的橡胶棒带负电;同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引;带电体能吸引不带电的轻小物体。
此题考查了摩擦起电和电荷间的相互作用规律,要注意:带电体能吸引不带电的轻小物体。
5.涮火锅是人们喜爱的美食之一,人们喜欢在火锅中添加各种食材,其中冻豆腐更是北方人冬天喜爱的一种食材。关于吃火锅的情景,下列说法正确的是( )
A. 在涮火锅的过程中,温度由锅传递给里面的汤料
B. 往火锅里加食材,食材的温度升高,食材含有的热量增大
C. 冻豆腐中的冰在熔化的过程中,内能增加,温度不变
D. 从锅中捞起食材发现烫嘴,是因为食物的内能较大
【答案】C
【解析】解:A、在涮火锅的过程中,热量由锅传递给里面的汤料,故A错误;
B、因为热量是一个过程量,所以不能说明含有多少热量,故B错误;
C、冻豆腐中的冰是晶体,在熔化的过程中,吸收热量,内能增加,温度不变,故C正确;
D、从锅中捞起食材发现烫嘴,是因为食物的温度高,故D错误。
故选:C。
(1)改变内能的方式:做功和热传递;热传递传递的是热量;
(2)热量是热传递过程中传递能量的多少,热量是一个过程量;
(3)晶体熔化时吸收热量,温度不变;
(4)温度是表示物体冷热程度的物理量。
本题考查分子动理论以及内能、热量、温度之间的关系,难度不大。
6.如图是某手机的“超级快充”插头,匹配相应的数据线即可自动向该手机电池实现“超级快充”,其铭牌参数如表,根据输出参数“5V 2A”或“10V 4A”或“11V 6A”可推断,“超级快充”的“快”是指( )
A. 电压大
B. 电流大
C. 电功率大
D. 电能大
【答案】C
【解析】解:根据电功率定义式的变形式t=WP可知,在手机电池充电储存的电能一定时,充电功率越大,手机的充电时间越短,由此可知,超“级快充”的“快”是指充电的电功率大。
故选:C。
根据电功率定义式的变形式t=WP可知,在手机电池储存的电能一定时,充电功率越大,手机的充电时间越短。
本题考查电功率公式的应用,难度不大。
7.轿厢是电梯用以承载、运送人员和物资的箱形空间,一般由轿底、轿壁、轿顶、轿门等主要部件构成。通常,在轿门左右两侧轿壁各有一排楼层选择按钮,分别相当于开关S1和开关S2。进入电梯的人无论按下哪一侧轿壁上同一楼层的按钮,都会使该楼层指示灯L亮起,下列设计的电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】解:根据题意可知,为了设计满足题目要求的电路,我们需要确保无论按下轿门哪一侧的同一楼层按钮,楼层指示灯L都会亮起。这提示我们,两个开关S1和S2应该并联连接,并且都与指示灯L串联,故C正确。
故选:C。
根据题意分析两个开关的连接方式、灯泡的连接方式,然后选出正确的电路图。
本题考查了串并联电路的设计,根据题干中的条件分析每一个选项即可得出答案。
8.下列关于家庭电路和安全用电的说法或做法中,正确的是( )
A. 家庭电路中电流过大的原因一定是发生短路
B. 不能用湿抹布擦拭带电的插座面板
C. 使用试电笔时手指应握住笔尖金属体
D. 电路中的保险丝熔断后,可以用铜丝或铁丝代替
【答案】B
【解析】解:A、家庭电路中电流过大的原因:可能是短路,也可能是用电器的总功率过大,故A错误;
B、因为湿抹布是导体,用湿抹布擦拭带电的插座面板,可能会使电源通过人体与大地形成通路,故B正确;
C、使用试电笔时,手必须接触笔尾金属体,绝对不能握住笔尖金属体,故C错误;
D、保险丝熔断后千万不能用铜丝或铁丝代替,起不到保护作用,故D正确。
故选:B。
(1)家庭电路电流过大的原因:短路、用电器总功率过大。
(2)生活用水是导体。
(3)使用试电笔时,手必须要接触笔尾的金属体。
(4)保险丝熔断后千万不能用铜丝或铁丝代替,因为铜和铁的熔点很高,在电路中电流过大时,铜丝不能自动熔断,不能起到保险的作用。
本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握,平时学习时多了解、多积累,加强安全意识,学好电、用好电!
9.如图是某水果店使用的电子秤工作原理简化图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,不放水果时,P处于R的最上端。当所称水果的质量增大时,由电表改装成的显示器示数也增大。下列说法正确的是( )
A. 显示器是由电压表改装而成
B. 根据使用要求,应将接线柱“1”与“2”连接
C. 水果质量越大,接入电路的总电阻将越小
D. 为了节约电能,可去掉电阻R0
【答案】C
【解析】解:ABC.由图可知,电表串联在电路中,所以显示器是由电流表改装而成。
由题意知,当所称水果的质量增大时,滑片P下滑,由电表改装成的显示器示数也增大,由欧姆定律可知,电压一定的情况下,电阻减小时,电流会增大;只有接线柱“1”与“3”连接时,滑片P下滑,此时电阻才会减小,从而电路中的电流才会增大,故AB错误,C正确;
D.当滑片P置于最下端时,此时电路中的电阻最小,由欧姆定律I=UR可知,此时电路中的电流会变得最大,甚至有可能损坏电表,则电阻R0的主要作用是保护电路,即使为了节约电能,也不可以去掉电阻R0,故D错误。
故选:C。
ABC、闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表串联接入电路,电压表并联接入电路,据此判断该显示器由哪种表改装而成;
当所称水果的质量增大时,滑片P下滑,由电表改装成的显示器示数也增大,由欧姆定律可知电流变化情况;
D、若水果质量越大,变阻器接入电路的电阻减小,根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变小,根据欧姆定律可知通过电路的电流越大,若没有定值电阻,电流过大会损坏电流表,据此分析定值电阻的作用。
本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用,属于基础题。
10.如图甲是小灯泡L和电阻R的I−U图像,小灯泡L标有“4V,0.5A”字样。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为2W,下列说法正确的是( )
A. 只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为7Ω
B. 同时闭合S1、S2,在1min内电阻R产生的热量为480J
C. 同时闭合S1、S2,电路总功率为2.8W
D. 若将小灯泡L和电阻R串联接在10V的电源两端,小灯泡正常发光
【答案】C
【解析】解:A、由图乙可知,只闭合开关S1时,电路为L的简单电路,由图像可知小灯泡L的实际功率为2W时,根据P=UI可知,灯泡两端的电压为4V、通过它的电流为0.5A,此时它的电阻:RL=ULIL=4V0.5A=8Ω,故A错误;
BC、由图乙可知,同时闭合S1、S2时,L与R并联,
根据并联电路的电压规律可知R两端的电压等于灯泡两端的电压,也为4V,
由图像可知,通过R的电流为0.2A,
在1min内电阻R产生的热量:Q=I2Rt=UIRt=4V×0.2A×1×60s=48J,故B错误;
由并联电路的电流规律可知,电路的总电流:I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A,
电路的总功率:P=UI=4V×0.7A=2.8A,故C正确;
D、将小灯泡L和电阻R串联,当小灯泡正常发光时,通过它的电流为0.5A,
根据串联电路的电流规律可知通过R的电流也为0.5A,
此时R两端的电压:UR=I′R=0.5A×4V0.2A=10V,
由串联电路的电压规律可知,电源电压为U′=UL+UR=4V+10V=14V,大于10V,故D错误。
故选:C。
(1)由图乙可知,只闭合开关S1时,电路为L的简单电路,由图像可知小灯泡L的实际功率为2W时,它两端的电压和通过它的电流,根据欧姆定律求小灯泡L的电阻;
(2)由图乙可知,同时闭合S1、S2时,L与R并联,根据并联电路的电压规律可知R两端的电压,根据图像可知通过R的电流,根据Q=I2Rt=UIt求在1min内电阻R产生的热量;根据并联电路的电流规律可知电路中的总电流,根据P=UI求电路的总功率;
(3)将小灯泡L和电阻R串联,当小灯泡正常发光时,根据串联电路的电流规律可知通过R的电流,根据欧姆定律求R两端的电压,根据串联电路的电压规律可得电源电压,比较得出结论。
本题考查并联电路的特点、欧姆定律、电功率和焦耳定律的应用,根据图像得出正确信息是关键之一。
二、填空题:本大题共6小题,共18分。
11.中药是中医预防治疗疾病所使用的独特药物,中药的疗效在当今世界上越来越被重视。捆扎药包的细绳很难被拉断,是因为分子间存在______(选填“引力”或“斥力”)。打开中药包会闻到淡淡的药香味,这是______现象,慢火熬制,等药汤沸腾后,药香味更加浓郁,这是因为温度越高,分子的热运动越______(选填“剧烈”或“缓慢”)。
【答案】引力 扩散 剧烈
【解析】解:捆扎药包的细绳很难被拉断,是因为分子间存在引力;
打开中药包会闻到淡淡的药香味,这是扩散现象;药汤沸腾后温度比打开药包时高得多,药香味更加浓郁,说明温度越高,扩散越快,分子的运动越剧烈。
故答案为:引力;扩散;剧烈。
分子间存在引力和斥力;
分子运动的快慢跟温度有关,温度越高,分子运动越剧烈。
此题考查了分子热运动与温度的关系,属于基础知识。
12.如图所示是某款会发光和唱歌的儿童玩具,它由两节5号干电池供电,一节新干电池能够提供的电压为______V。使用一段时间后,内部LED灯损坏不发光,但玩具依旧可以唱歌,说明LED灯和喇叭是______(选填“串联”或“并联”)的。
【答案】1.5 并联
【解析】解:一节新干电池能够提供的电压为1.5V;LED灯和喇叭工作时互不影响,它们之间是并联的。
故答案为:1.5;并联。
根据并联电路各支路互不影响和常见的电压值分析。
本题考查常见的电压值和对串并联电路的辨析,属于基础题,难度不大。
13.2024年12月17日2时50分,长征二号丁运载火箭在太原卫星发射中心成功将四颗卫星准确送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。火箭在大气层中高速飞行时,外壳与空气剧烈摩擦,将______能转化为内能,使外壳温度升高,该能量转化过程与四冲程汽油机的______冲程相似。在科普宣传片中小明了解到,火箭发动机在大气层内飞行的效率通常在25%,你认为随着科技的发展,火箭的发动机效率______(选填“能”或“不能”)达到100%。
【答案】机械 压缩 不能
【解析】解:火箭在大气层中高速飞行时,外壳与空气剧烈摩擦,将机械能转化为内能,使外壳温度升高,该能量转化过程与四冲程汽油机的压缩冲程相似(机械能转化为内能)。在科普宣传片中小明了解到,火箭发动机在大气层内飞行的效率通常在25%,随着科技的发展,火箭的发动机效率也不能达到100%,因为任何机器都不可避免的做额外功,效率不可能达到100%。
故答案为:机械;压缩;不能。
知道改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,而做功过程是能量的转化过程。
四冲程工作过程中能量的转化:①压缩冲程:机械能→内能;②做功冲程:先是化学能→内能,再由内能→机械能。
用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率,由于热机在工作过程中总有能量损失,所以热机的效率总小于1。
本题考查了改变内能的方式,四冲程能量的转化,以及热机效率的概念。
14.“世界皮影看中国,中国皮影看陕西!”如图所示,皮影艺人与时俱进,用电灯代替油灯作光源进行皮影戏表演。电灯工作一段时间后发烫,这是因为电流具有______效应,而与电灯连接的导线却凉凉的,这是因为灯丝的电阻______(选填“大于”“小于”或“等于”)导线的电阻;导线外面的橡胶皮属于______(选填“导体”或“绝缘体”)。
【答案】热 大于 绝缘体
【解析】解:(1)电灯工作一段时间后发烫,这是因为电流具有热效应;
(2)灯丝和与它串联的导线的电流相同,灯丝发热,而与电灯连接的导线却凉凉的,由焦耳定律Q=I2Rt可知,灯丝的电阻大于导线的电阻;
(3)导线外面的橡胶皮不容易导电,属于绝缘体。
故答案为:热;大于;绝缘体。
(1)电流通过导体时电能转化成内能,这种现象叫作电流的热效应;
(2)电热毯中使用的合金丝与导线串联,通过的电流相同,由Q=I2Rt可知合金丝是发热体,进一步比较其电阻与它同种长度和规格的导线电阻的大小关系;
(3)容易导电的叫做导体,不容易导电的叫做绝缘体。
本题考查了电流的热效应、焦耳定律的应用和导体与绝缘体的区别,属于典型题。
15.小强一家外出旅游,出门时电能表示数如图甲所示,回来时电能表示数如图乙所示,这期间消耗了______度电。这些电能可使标有“220V,25W”的灯泡正常工作______h。
电能是人们生活的重要资源,社会需求越来越多,能源供应日益紧张,每个人都应具有节约电能的意识。请你结合日常生活和学习写出一条节约电能的做法:______。
【答案】3 120 长时间不使用用电器,要及时切断电源
【解析】解:(1)由于电能表的最后一位数是小数,单位kW⋅h,小明出门、回来时电能表示数:W1=864.0kW⋅h、W2=867.0kW⋅h,
这期间消耗的电能:
W=W2−W1=867.0kW⋅h−864.0kW⋅h=3kW⋅h=3度,
灯泡正常工作的功率P=P额=25W=0.025kW,
由P=Wt可得可使灯泡正常工作的时间:
t=WP=3kW⋅h0.026kW=120h;
(2)长时间不使用用电器,要及时切断电源。
故答案为:3;120;长时间不使用用电器,要及时切断电源。
(1)①电能表的读数方法,读数方法:①月末的减去月初的示数,②最后一位是小数,③单位kW⋅h;读出本月消耗的电能后,求出用电时间,根据公式P=Wt求出电视机处于屏幕保护状态时的电功率;
(2)用电器在不用的时候虽然关闭开关,但仍然处于待机状态,还是消耗电能,我们可以在不使用用电器的时候切断电源。
本题考查电能和电功率的知识,是一道综合题。
16.请完成下列填空。
(1)如图甲所示,让质量为m、2m的两个钢球分别从斜面上相同高度处自由滚下,推动水平面上的木块。分析现象可知,速度相同时,物体的质量越大,动能越______。
(2)如图乙所示,在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,通过观察______来比较电阻的大小。为了保护电路,电路中应______(选填“串联”或“并联”)一个定值电阻。
(3)如图丙所示,更换电阻R,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数保持不变,则实验探究的是电流与______的关系。
【答案】越大 电流表的示数 串联 电阻
【解析】解:(1)分析甲图知小球的质量不相同,下滑的高度相同,到达水平面时的速度相同,质量越大,推动木块移动的距离越远,动能越大,故可以得出:在速度相同时,质量越大,动能越大;
(2)当接入电路的导体不同时,由图知可观察电流表示数大小来比较导体电阻的大小;为了保护电路中的电源及电流表,防止超过最大电流,可以在电路中串联一个阻值合适的定值电阻;
(3)图丙中,更换电阻R,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数保持不变,则实验探究的是电流与电阻的关系。
故答案为:(1)越大;(2)电流表的示数;串联;(3)电阻。
(1)分析甲、乙、丙的相同量和不同量,根据控制变量法分析解答,得出结论;
(2)电流表串联在电路中,电源电压一定,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;
为了保护电路中的电源及电流表,可以通过加入保护电阻分压;
(3)电路中的电流与电压和电阻有关,根据控制变量法分析解答。
本题考查动能的影响因素、影响导体电阻大小因素和探究电流与电阻的关系,难度不大。
三、作图题:本大题共2小题,共4分。
17.如图所示,闭合开关后,灯L1、L2均能发光,请在图中的空白圆圈内正确填上对应的电表符号。
【答案】解:如图所示,闭合开关后,灯L1、L2均能发光,说明电路是通路,其中上面的圆圈与灯L1串联,是电流表,下面的圆圈与电源并联,是电压表,所填符号如图所示:
【解析】电流表必须和被测量的用电器串联;电压表必须与被测用电器并联。
本题考查了电表的接法。
18.在遵守安全用电原则的前提下,请用笔画线代替导线,将如图所示电路补全,其中开关只控制灯泡。
【答案】解:连接家庭电路时,三孔插座的左孔接零线、右孔接火线、上孔接地线;连接灯泡时,开关接在火线与灯泡之间,且灯头的中心接火线,侧边接零线,电路连接如图所示:
【解析】连接家庭电路时,三孔插座的左孔接零线、右孔接火线、上孔接地线;连接灯泡时,开关接在火线与灯泡之间,且灯头的中心接火线,侧边接零线,据此完全电路的连接。
本题考查电路的连接,明确家庭电路各元件的连接要求是关键。
四、实验探究题:本大题共3小题,共18分。
19.在“探究并联电路电流的特点”实验中,小星同学设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)连接电路时,开关应处于______状态。
(2)图乙实物图中,电流表测量图甲中______(选填“A”“B”或“C”)处电流,闭合开关前,电流表的指针位置如图丙所示,接下来对电流表的操作是______。
(3)解决问题后,换不同规格的灯泡进行多次实验,并把实验数据记录在下表中。分析表中数据,可得出并联电路电流的特点是:______(用IA、IB、IC表示)。
【答案】断开 A 将电流表调零 IA=IB+IC
【解析】解:(1)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;
(2)在图乙中,电流表串联在干路中,测干路的电流,因此电流表测量的是图甲中A处的电流;在测量电流的过程中,闭合开关前电流表的指针出现了如图丙所示的情况,电流表指针没有与零刻度线对齐,接下来应进行的操作是调零;
(3)分析表中数据可知,干路的电流等于各支路电流之和,可得出并联电路电流规律的表达式为IA=IB+IC。
故答案为:(1)断开;
(2)A;将电流表调零;
(3)IA=IB+IC。
(1)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;
(2)在图乙中,电流表串联在干路中,测干路的电流;电表使用前要调零;
(3)根据表中数据得到并联电路电流的特点。
此题是探究并联电路中电流的规律实验,考查了实验注意事项、有关电流表的使用和连接,为得出普遍结论,应使用不同规格的实验器材进行多次实验。
20.小华利用如图所示的两套完全相同的装置,做“探究不同物质吸热升温的现象”实验。
(1)在安装实验器材时,应先确定______(选填“铁棒C”或“铁圈D”)的位置,此过程中,______(选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯。
(2)实验中,应向两个相同的烧杯中分别加入初温相同、______相等的A、B液体。
(3)实验中,可以通过比较______(选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映两种液体吸收热量的多少。加热过程中,用玻璃棒不断搅拌的作用是使液体______。
(4)通过实验,小华获得如表所示的实验数据。对实验数据进行分析可知,______(选填“A”或“B”)液体的吸热能力更强。物理学中用______反映物质的吸热能力。
【答案】铁圈D 需要 质量 加热时间 受热均匀 A 比热容
【解析】解:(1)安装实验器材时需要先固定好酒精灯,点燃后再调整下面铁圈的位置,保证能够利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热,然后再调整上面铁棒的位置,水面没过温度计的玻璃泡,并且不要碰到烧杯壁和烧杯底,故从下往上安装;
(2)根据比较吸热能力的两种方法,要控制不同液体的质量相同,故烧杯中加入的A、B两种液体除初温相同外,还应保证质量相同;
(3)根据转换法,物质吸热的多少是通过加热时间来反映的;
(4)根据表格出示的A、B液体的温度随加热时间变化的可知:加热相同的时间,A升温少,故A的吸热能力更强;物理学中用比热容反映物质的吸热能力。
故答案为:(1)铁圈D;需要;(2)质量;(3)加热时间;受热均匀;(4)A;比热容。
(1)安装实验器材时需要先固定下面的铁圈,能够利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热;
(2)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;
(3)比较物质吸热能力的2种方法:
①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;
②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的有关知识,为热学中的重要实验。
21.小明和小华在“测量小灯泡电功率”的实验中,连接了如图甲所示的部分实验电路,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整。
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,发现小灯泡不亮,小明立即提出要更换灯泡,小华则认为应先______,观察灯泡是否发光。小明按照小华的提示操作后,发现电流表指针正常偏转,电压表始终无示数,小灯泡也依旧不亮,则电路故障原因可能是小灯泡______。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数如图乙所示,读数为______V,为了使小灯泡正常发光,此时应将滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)端移动。
(4)调节滑动变阻器的滑片,进行了多次实验,记录的数据如表所示。分析数据可知,该小灯泡的额定功率为______W。根据表格数据及现象,还可以发现,同一小灯泡,其两端的电压越大,它的实际功率越大,灯泡也就越______(选填“亮”或“暗”)。
【答案】移动滑动变阻器的滑片 短路 0.5 右 0.75 亮
【解析】解:(1)小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端,如下图所示:
;
(2)闭合开关,发现灯泡不亮,首先要检查是不是滑动变阻器的阻值调得太大,导致电路中电流过小,从而使灯泡不亮,故应先移动滑动变阻器的滑片,观察灯泡是否发光;
小明按照小华的提示操作后,发现电流表指针正常偏转,说明电路是通路,电压表始终无示数,小灯泡也依旧不亮,说明电压表并联的电路短路或电压表短路,即电路故障原因可能是小灯泡短路;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为0.5V,小于灯泡额定电压2.5V,为了使小灯泡正常发光,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片向右端移动;
(4)由表中数据可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡额定电流为0.3A,则小灯泡额定功率为:
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
由表中数据可知,灯泡实际功率越大,亮度越亮。
故答案为:(1)见解答图:(2)移动滑动变阻器的滑片;短路;(3)0.5;右;(4)0.75;亮。
(1)根据灯泡的额定电压确定电压表量程,将电压表并联在灯泡两端;
(2)闭合开关,发现灯泡不亮,首先要检查是不是滑动变阻器的阻值调得太大,导致电路中电流过小,从而使灯泡不亮,据此分析;小明按照小华的提示操作后,发现电流表指针正常偏转,说明电路是通路,电压表始终无示数,小灯泡也依旧不亮,说明电压表并联的电路短路或电压表短路;
(3)根据电压表选用量程确定分度值读数,比较电压表示数与灯泡额定电压大小,根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向;
(4)根据表中数据利用P=UI求出小灯泡的额定功率;根据表中数据分析回答。
本题测小灯泡电功率实验,考查了电路连接、故障分析、电压表读数、实验操作、功率的计算和灯泡亮度与实际功率的关系等知识。
五、计算题:本大题共3小题,共20分。
22.如图所示的电路,电源电压恒定不变,R1的阻值为10Ω。闭合开关S,电流表的示数为0.4A,电压表的示数为6V。求:
(1)R2的阻值;
(2)电源电压。
【答案】解:(1)由图可知,两电阻R1、R2串联,电流表测电路中电流,电压表测R2两端电压,
电流表的示数为0.4A,电压表的示数为6V,根据欧姆定律可得R2的阻值:R2=U2I=6V0.4A=15Ω;
(2)根据欧姆定律可得R1两端的电压为:U1=I1R1=0.4A×10Ω=4V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以电源电压为:U=U1+U2=4V+6V=10V。
答:(1)R2的阻值是15Ω;
(2)电源电压是10V。
【解析】(1)由图知,两电阻串联,电流表测电路中电流,电压表测R2两端电压,根据欧姆定律计算R2的阻值;
(2)根据U=IR计算R1两端的电压,根据串联电路电压规律计算电源电压。
本题考查串联电路特点、欧姆定律的灵活运用。
23.如图所示是小华家新安装的燃气热水器。某一次,他观察到燃气热水器将水箱中质量为15kg、温度为15℃的水加热到45℃的过程中,燃气表显示消耗天然气0.063m3。已知水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃),天然气的热值是4×107J/m3。问:
(1)水箱中的水被加热到45℃后,其比热容______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)0.063m3的燃气完全燃烧放出的热量是多少?
(3)该燃气热水器的加热效率是多少?
【答案】不变
【解析】解:(1)比热容是物质本身的一种特性,决定于物质的种类和状态,水箱中的水被加热到45℃后,其比热容不变;
(2)0.063m3的燃气完全燃烧放出的热量Q放=Vq=0.063m3×4×107J/m3=2.52×106J;
(3)水吸收的热量Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×15kg×(45℃−10℃)=1.89×106J,
该燃气热水器的加热效率η=Q吸Q放×100%=1.89×106J2.52×106J×100%=75%。
故答案为:(1)不变;
(2)0.063m3的燃气完全燃烧放出的热量是2.52×106J;
(3)该燃气热水器的加热效率是75%。
(1)比热容是物体的一种特性,与物质的种类和状态有关,与物质吸收热量的多少、质量多少、温度变化没有关系;
(2)知道消耗天然气的体积和热值,根据Q放=Vq求出天然气完全燃烧放出的热量;
(3)燃气热水器的效率等于水吸收的热量与天然气完全燃烧放出的热量之比。
本题考查了吸热公式Q吸=cmΔt=cm(t−t0)、燃料完全燃烧放热公式Q放=Vq和效率公式的应用,属于基础题目。
24.如图甲所示是一款小太阳电暖器,它有“低温”和“高温”两个挡位。小太阳电暖器的简化电路图如图乙所示,R1和R2均为阻值不变的发热电阻。小太阳电暖器铭牌上的部分信息如表所示。
(1)利用小太阳电暖器取暖的过程中,是通过______的方式改变人体的内能;只闭合开关S1,小太阳电暖器处于______(选填“低温”或“高温”)挡。
(2)发热电阻R2的阻值是多少?
(3)用电高峰期,断开家中其他用电器,只将小太阳电暖器接入家庭电路中,让它在高温挡工作6min,观察到家中标有“1200imp/(kW⋅h)”的电能表的指示灯闪烁168次,则此时小太阳电暖器高温挡的实际功率是多少?
【答案】热传递 低温
【解析】解:(1)利用小太阳电暖器取暖的过程中,是通过热传递的方式改变人体的内能;
当S1闭合,S2断开时,电路为R1接在电源两端的简单电路;当S1、S2闭合时,R1、R2并联;
因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻,所以由P=U2R可知,R1、R2并联时,电路中的电阻最小,电功率最大,电暖器为高温挡;电路为R1接在电源两端的简单电路时,电路中的电阻最大,电功率最小,电暖器为低温挡;只闭合开关S1,小太阳电暖器处于低温挡;
(2)高温挡时,R2的功率P2=P高−P低=1800W−700W=1100W,
由P=U2R可知R2=U2P2=(220V)21100W=44Ω;
(3)此时小太阳电暖器消耗的电能W=1681200kW⋅h=0.14kW⋅h,
此时小太阳电暖器高温挡的实际功率P=Wt=0.14kW⋅h660h=1.4kW=1400W;
答:(1)热传递;低温;
(2)发热电阻R2的阻值是44Ω;
(3)此时小太阳电暖器高温挡的实际功率是1400W。
(1)改变内能的方式有做功和热传递两种;
当电流通过电阻时,电流做功而消耗电能,产生了热量,这种现象叫做电流的热效应;
由P=U2R可知,当电源电压一定时,电路电阻越大,功率越小,根据电路图分析电路结构,结合并联电路电阻规律和P=U2R可知各挡位时电路的连接;
(2)根据P2=P高−P低得出高温挡时R2的功率,由P=U2R可知R2的阻值;
(3)“1200imp/(kW⋅h)”表示电路中每消耗1kW⋅h的电能,电能表的指示灯闪1200次,据此求出电能表指示灯闪烁168次消耗的电能;根据P=Wt得出实际功率。
本题考查电功率的知识,是一道综合题。输入:100V~240V,50/60Hz,1.2A
输出:5V,2A或9V,2A或10V,4A
实验次数
1
2
3
A处的电流IA/A
0.30
0.40
0.48
B处的电流IB/A
0.12
0.18
0.24
C处的电流IC/A
0.18
0.22
0.24
加热时间/min
0
1
2
3
4
A液体的温度/℃
20
27
34
41
48
B液体的温度/℃
20
35
50
65
80
次数
电压U/V
电流I/A
实际功率P/W
亮度
1
1.5
0.20
0.30
较暗
2
2.5
0.30
正常
3
2.8
0.32
0.90
较亮
型号
XTY2412
额定电压
220V
低温功率
700W
高温功率
1800W
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