2023-2024学年辽宁省葫芦岛市龙港区九年级(上)期末物理模拟试卷
一、选择题(本题共12小题,共28分。1~8题为单选题,每题2分;9~12题为多选题,每题3分,漏选得2分,错选得0分)
1.(2分)生活中涉及到的电学物理量,你认为最接近实际情况的是( )
A.家用电冰箱的电流约为20A
B.一节新干电池的电压1.5V
C.手电筒的小灯泡灯丝电阻30Ω
D.台式计算机的电功率20W
2.(2分)下列实例中,不能说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.打开香水瓶,满屋子都能闻到香气
B.衣柜中的卫生球,一段时间后体积变小
C.打扫教室时,看到灰尘在空中飞舞
D.沙枣花开时,花香四溢
3.(2分)如图是内燃机的压缩冲程,该过程将机械能转化为内能,如图改变内能方式与之不同的是( )
A. B.
C. D.
4.(2分)我市在城区许多道路口安装了违法闯红灯的高清自动抓拍系统。如果行人指示信号灯为红灯(开关S1闭合),此时仍有行人在斑马线上过马路,这套系统会使开关S2闭合,自动将行人的图像拍摄下来,曝光违法行人。下列电路图符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
5.(2分)用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触不带电的验电器A,A的金属箔片张角变大,如图所示,再用C棒去同时接触A、B验电器的金属球,发现A的金属箔片张角变小,B的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是( )
A.验电器原理是异种电荷相互吸引
B.C棒与其手柄D均为导体
C.丝绸摩擦玻璃棒的过程中,电子是由丝绸转移到玻璃棒
D.当C棒接触两验电器的金属球时,产生的电流方向为A到B
6.(2分)在如图所示电路中,电源电压不变,当滑动变阻器的滑片P由中点向右端移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小
B.电路消耗的总功率减小
C.灯泡变亮
D.电压表的示数变小
7.(2分)下列对生活中一些物理量的估计及说法,正确的是( )
A.通过班级每个日光灯的电流约为10A
B.电脑上USB接口输出电压一般为5V
C.超导体电阻为零,它是用作发热体的最好材料
D.家里护眼台灯的功率可达500W
(多选)8.(2分)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,电路正常工作。一段时间后,发现电表的示数发生了变化,已知电路中只有一处故障,且只发生在电阻R1或R2上,则下列判断中正确的是( )
A.若电压表V示数变小,一定是电阻R1短路
B.若电流表A示数变小,一定是电阻R2断路
C.若电压表V与电流表A示数的比值不变,一定是电阻R2短路
D.若电压表V示数变大,可能是电阻R2短路
(多选)9.(3分)如图所示,是有关家庭用电中的几个实例,其中,对图中实例的描述正确的是( )
A.甲图中测电笔的使用方法是错误的
B.乙图中电路的接法是错误的
C.丙图中有关家庭用电中电路的连接是错误的
D.丁图中用湿手接触台灯的做法是正确的
(多选)10.(3分)如图为液化石油气压缩机,通过电动机带动活塞压缩石油气,使石油气液化。关于此机器说法正确的是( )
A.活塞压缩石油气的过程,主要是能量转移的过程
B.工作中的电动机温度会升高,这一过程中它的内能不变
C.压缩机工作过程中,虽然能量存在损耗,但能量总量守恒
D.液化石油气灌存储时,一旦周围发生火灾要向罐体喷水冷却,防止罐体温度过高爆炸,原因之一是因为水具有较大的比热容
(多选)11.(3分)如图所示电路中,L1标有“3V 1.5W”,L2标有“2V 2W”,当开关闭合时,下列正确的是( )
A.两灯电流相等
B.两灯一样亮
C.灯L1比灯L2亮
D.允许电源的最大电压为5V
(多选)12.(3分)如图甲所示是一种测力装置的结构示意图。测量时,把完全相同的柔性可变电阻片R1和R2分别紧贴在横梁OA上下表面上,并把它们接入电压恒定的电路中(如图乙),在横梁A端施加向下的力压F,横梁将向下弯曲,同时R1被拉伸,R2被压缩,根据它们两端电压的差值即可测量出压力F的大小。则测压力F时以下说法正确的是( )
A.R1的电阻增大,R2的电阻减小
B.R1中电流小于R2中的电流
C.R1和R2两端电压差越大,A端受到的压力越大
D.相同时间内R1的产生的热量小于R2产生的热量
二.填空题(共9小题,满分26分)
13.(2分)在疫情防控期间,走进单元楼经常会闻到消毒液的气味,这是一种 现象;消毒液不容易被压缩,说明分子间有 。
14.(3分)大型载重汽车在遇到长下坡时,为防止刹车片过热造成刹车失灵,要向刹车片和轮胎喷水降温,刹车片过热是通过 方式增加内能的。载重汽车在长下坡匀速行驶时,它的动能 (选填“变大”“变小”或“不变”),重力势能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
15.(3分)在空中飞行的飞机,因与空气发生了 而带电,如果在着陆过程中没有将静电放掉,当地勤人员接近时,可能危及生命,所以飞机的特殊轮胎常用 (填“导体”或“绝缘体”)材料做成,从而避免造成危害。在飞行过程中,由于与空气摩擦,飞机机体的温度升高,内能增加,这是通过 的方式改变了机体的内能。
16.(4分)如图为宾馆房间取电房卡。将房卡插入槽中,房间内的用电器才能使用。房卡的作用相当于电路元件中的 ,与用电器在电路中是 联的。房间里的电视机和电灯在电路中是 联的。夜晚给手机充电时, 能转化为 能。
17.(4分)星期天小科在家里上网查用电方面的资料。
(1)测电笔可以测试导线是火线还是零线,如图所示,持笔方式正确的是 ;
(2)当妈妈做饭时把电热水壶插头插进插座时,空气开关立刻“跳闸”,小科分析其原因可能是电热水壶插头内部 。
(3)使用三脚插头和三孔插座,目的是将用电器的金属外壳与 相连,防止触电。
18.(2分)冬天用手互相搓一搓,手就暖和了,这是用 的方法改变手的内能;也可以捧着电暖手器取暖,这是利用 的方法改变手的内能,电暖手器会发热,这是利用了电流的 效应。
19.(2分)家庭电路中,导线的绝缘皮破损后,裸露的火线和零线互相接触会发生短路,这时电路中的 (选填“漏电保护器”或“空气开关”)会自动断开保护电路。如图所示,甲站在干燥的木桌上,乙站在地上,则 会触电。
20.(3分)如图所示是某家用电子式电能表的表盘,该表盘上显示已用电 kW h。若关闭其他所有用电器,只让某用电器单独正常工作5min,电能表指示灯闪烁了40次,则该用电器正常工作时的功率为 W。
21.(3分)如图甲所示,开关闭合后,在确保电路元件安全的条件下,将滑动变阻器滑片由最右端向左最大范围移动,图乙是在这一过程中一块电压表和电流表的示数变化图象,图丙是另一块电压表的示数和小灯泡电阻关系图象。则滑动变阻器的最大阻值为 Ω,小灯泡额定功率为 W,当滑动变阻器阻值的连入的电阻与小灯泡连入的电阻相等时,小灯泡60s内消耗的电能为 J。
三.作图题(共3小题,满分9分,每小题3分)
22.(3分)请在如图所示电路的“〇”里填上适当的电表符号,使电路组成串联电路。
23.(3分)请将图中的元件正确连入家庭电路中。要求:开关控制灯泡,三孔插座与保险丝相连。
24.(3分)如图是家庭电路中的三孔插座和有开关控制的电灯,请将其正确的连接画在电路中。
四.简答题(共1小题,满分3分,每小题3分)
25.(3分)现在市场上有一些劣质插线板,经质检部门检查发现,部分劣质插线板电源线芯线比合格产品细,使用这种插线板会存在什么隐患?为什么?
五.计算题(共2小题,满分18分,每小题9分)
26.(9分)如图,国产某品牌SUV汽车,质量为1.8t,四个轮胎的着地面积是0.06m2,在水平公路上,以72km/h的速度匀速行驶100km,发动机的功率恒定为30kW。求:(g取10N/kg,q汽油=4.5×107J/kg)
(1)该车静止在水平地面上时对地面的压强;
(2)该车匀速行驶时的牵引力和行驶100km牵引力做的功;
(3)若汽油完全燃烧释放的内能有30%转化为车的机械能,该车行驶100km需要汽油多少千克。(结果保留一位小数)
27.(9分)如图甲所示是某家用多功能电炖锅,深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能:高温炖、中温煮和低温熬,图乙是它的简化电路图,已知R2=121Ω,如表是该电炖锅的部分参数。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
项目 参数
电源电压(V) 220
中温挡功率(W) 440
高温挡功率(W) 840
容积(L) 1
(1)中温挡时,流过R1的电流为多少?
(2)求R1的阻值为多少?
(3)在标准大气压下,使用高温炖将初温是52℃的一锅水烧开,若电炖锅高温炖时加热效率为80%,求烧开一锅水需要的时间?
六.实验探究题(共5小题,满分36分)
28.(6分)如图所示是“探究不同物质吸热的情况”的实验。将质量相等的水和煤油分别装在两个相同的烧杯中,然后用两个相同的酒精灯加热并不断搅拌,每隔2min记录一次温度。实验记录如表:
加热时间/min 0 2 4 6 8
温度/℃ 煤油 20 22 24 26 28
水 20 21 22 23 24
(1)煤油在第6min的内能 第2min的内能(选填“大于”、“等于”、“小于”)。
(2)用玻璃棒搅拌在实验中的作用是使水或煤油 。
(3)由实验数据可知:比热容较大的物质是 (选填“煤油”或“水”)
29.(6分)探究并联电路中电流规律,晓丹同学设计了如图所示的电路,准备测量A、B、C三处的电流。
(1)画好电路图后,晓丹同学开始连接电路,在连接电路过程中,开关应该是 的。(选填“闭合”或“断开”)
(2)将电流表接入电路中C点,闭合开关后,电流表指针如图乙所示,出现这种现象的原因是 。在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 A。
(3)现在晓丹要用电流表测通过L1的电流,请你用笔画线表示导线,帮他们完成电路连接。
(4)晓丹同学分析她的实验数据后得出结论:并联电路中各支路电流相等。她得出这一实验结论,主要原因是 。
30.(6分)在做探究影响电阻大小因素的实验时,提供的导线如下表,为了便于研究,每次需挑选两根合适的导线,测出通过它们的电流,然后进行比较,最后得出结论。
导线代号 A B C D E F G
长度(m) 1.0 0.5 1.5 1.0 1.2 1.5 0.5
横截面积 (mm2) 3.2 0.8 1.2 0.8 1.2 1.2 1.2
材料 锰 钨 镍铬丝 锰 钨 锰 镍铬丝
(1)为了探究电阻与导体材料的关系,应选用的两根导线是 和 (填导线代号)。
(2)为了探究电阻与导体长度的关系,应选用的两根导线是 和 (填导线代号)。
(3)为了探究电阻与 的关系,应选用导线A和导线D。
(4)如图当用酒精灯对通电的灯丝加热时会发现 ,由此可以得出结论是 。
31.(6分)小阳通过图所示的实验装置探究:
(1)“电流产生的热量跟电阻大小是否有关”;
(2)“电流产生的热量跟电流大小是否有关”;改实验装置是分别将阻值已知的电阻丝放入完全相同的两个杯子中,然后在两个相同的U形管中装入水,再将U形管接入杯中密封(密封的空气质量相同且此时U形管内水面相平)。若通电一段时间后,电阻丝产生的热量使密闭空气膨胀,U形管中水面高度将发生变化,此变化反映了密闭空气温度的变化。探究(1)中,他们将两电阻串联到电源两端;探究(2)中将两电阻分别接到电压不同的电源两端,通电相同的时间后,实验现象如图(a)、(b)所示。
(1)分析比较图(a)甲、乙两U形管中水面的高度变化情况,可归纳得出结论是:电流产生的热量与 有关。进一步研究发现:当通过电阻的电流、通电时间相同时, 、电流产生的热量越多。
(2)分析比较图(b)甲、乙两U形管中水面高度的变化情况,可归纳得出结论是: ,电流产生的热量跟电流大小有关,进一步研究发现:电阻、通电时间相同时, 。
32.(12分)(一)在测量小灯泡的电功率的实验中,小灯泡的额定电流为0.3A,灯丝阻值在10Ω~15Ω之间。所提供的器材有:电流表、电压表、电源(电压恒为6V)、开关各一个,滑动变阻器(50Ω 1A)一个,导线若干。
(1)如图甲所示是小明没有连接完的实物电路,请用笔画线代替导线将实物图补充完整。
(2)闭合开关前,图甲中的滑片应位于 (左/右)端;闭合开关后,无论怎样移动变阻器滑片,发现小灯泡始终不亮,电压表 (有/没有)示数,电流表 (有/没有)示数,说明小灯泡断路。
(3)排除故障,闭合开关,移动滑片,当电流表的示数为0.3A时,电压表的示数如图乙所示,读数为 V,小灯泡的额定功率为 W。
(4)小红没用电压表,但多用了一个开关,其它器材与小明的相同,也测出了另一个额定电流为Ie的小灯泡的额定功率,她设计了如图丙所示电路图,请你帮她完成实验步骤并写出小灯泡额定功率的表达式。实验步骤:
①按图连接电路,然后只闭合开关S1,移动滑片P,使电流表的示数为Ie。
②再闭合开关S2, 。
③小灯泡的额定功率的表达式:P额= (用字母表示,可能用到的物理量有:已知的电源电压U、小灯泡的额定电流Ie和实验中测得的物理量)。
(二)小亮利用图甲电路探究“电流和电阻的关系”,他将小灯泡换成定值电阻,保持电压表示数始终为2V,多次更换阻值不同的定值电阻,并记录各次电流表的示数,若不更换其他器材,为了能够完成实验,更换的定值电阻的阻值不能大于 Ω。
2023-2024学年辽宁省葫芦岛市龙港区九年级(上)期末物理模拟试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题,满分28分)
1.【解答】解:A、家用电冰箱的电流约为1A,故A不符合实际;
B、一节新干电池的电压为1.5V,故B符合实际;
C、手电筒的小灯泡正常工作时的电压为2.5V,通过灯丝的电流约为0.3A,所以灯丝电阻R8.3Ω,故C不符合实际;
D、台式计算机的电功率约为200W,故D不符合实际。
故选:B。
2.【解答】解:A、打开香水瓶盖后,屋里充满了香味,这是香水的分子做无规则运动的结果,故A不符合题意;
B、衣柜中的卫生球变小了,衣服上充满了卫生球的气味,说明卫生球分子在不停地做无规则的运动,故B不符合题意;
C、扫地时尘土飞扬,是固体小颗粒的运动,不是分子的运动,故C符合题意;
D、花香四溢,这是香气的分子做无规则运动的结果,故D不符合题意。
故选:C。
3.【解答】解:内燃机的压缩冲程,该过程将机械能转化为内能,是通过做功的方式改变内能的;
A、给水加热,水从火上吸收热量,是通过热传递的方式改变内能的,故A符合题意;
B、压缩空气,对空气做功,机械能转化为内能,是通过做功的方式改变内能的,故B不合题意;
C、向容器内打气,对空气做功,机械能转化为内能,是通过做功的方式改变内能的,故C不合题意;
D、震荡瓶中沙子,克服摩擦做功,机械能转化为内能,是通过做功的方式改变内能的,故D不合题意;
故选:A。
4.【解答】解:由题意可知,如果行人指示信号灯为红灯(开关S1闭合)时,仍有行人在斑马线上过马路,这套系统会(开关S2闭合)自动将人的图象拍摄下来,曝光违法行人,说明红灯和电控照相机并联,S1控制干路,开关S2控制电控照相机,故D正确。
故选:D。
5.【解答】解:A、验电器是利用同种电荷相互排斥的原理,故A错误;
B、C棒是导体,手柄D应为绝缘体,否则电荷会通过人体传出,故B错误;
C、丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,故电子是由玻璃棒转移到丝绸,故C错误;
D、丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,该玻璃棒去接触验电器A时,验电器A也会带正电;用带绝缘柄的金属杆将两个验电器的金属球接触时,B验电器上自由电子向验电器A转移,负电荷移动的方向与电流方向相反,故产生的电流方向为A到B,故D正确。
故选:D。
6.【解答】解:由电路图可知,闭合开关,灯泡和滑动变阻器并联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测灯泡的电流。
ACD、当滑动变阻器的滑片P由中点向右端移动时,由于并联电路各支路互不影响,所以灯泡两端的电压不变,电压表的示数不变,通过灯泡的电流大小不变,由P=UI可知,灯泡的实际功率不变,则灯泡的亮度不变,电流表的示数不变,故ACD错误;
B、当滑动变阻器的滑片P由中点向右端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,由P可知,滑动变阻器消耗的电功率减小,而灯泡的实际功率不变,所以电路消耗的总功率在减小,故B正确。
故选B。
7.【解答】解:A、教室内一盏日光灯的功率为40W,工作时的电流约为I0.2A,故A错误;
B、电脑上USB接口的输出电压一般为5V,故B正确;
C、超导体的电阻为零,所以不能用超导体做电热器的发热体,否则该电热器不能工作,故C错误;
D、LED护眼台灯的功率约20W,故D错误。
故选:B。
8.【解答】解:由图可知,该电路为串联电路,电压表测量电阻R1两端的电压,电流表测量电路中的电流;
如果电阻R1短路,电压表示数减小为零;电路总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中电流变大,电流表示数增大;
如果电阻R1断路,电路中电流表示数为0,电压表测量电源的电压,示数变大;
如果电阻R2断路,整个电路断路,电流表、电压表示数都会减小;
如果电阻R2短路,电路的总电阻小,根据欧姆定律可知,电路中电流变大,电流表示数变大;电压表测量电源的电压,电压表示数变大;
A、若电压表V示数变小,电路故障为电阻R1短路或电阻R2断路,故A错误;
B、若电流表A示数变小,电路故障为电阻R2断路或R1断路,故B错误;
C、故障出现前后,根据R可知,电压表、电流表示数之比都为电阻R1的阻值,而定值电阻阻值不变,所以电压表V与电流表A示数的比值不变,一定为R2短路,故C正确;
D、若电压表V示数变大,可能是电阻R2短路,也可能是R1断路,故D正确。
故选:CD。
9.【解答】解:A、此题中,手碰到了笔尖,会使得人触电,故A说法正确;
B、理论上说:火线是有电的,所以从安全用电的角度分析,保险丝应该接在火线上,故B说法正确;
C、据图可以看出,灯泡的开关接在了火线和用电器之间,其两孔插座的接法也是正确的,故C说法错误;
D、水是导体,所以湿手接触台灯的做法是很危险的,故D说法错误;
故选:AB。
10.【解答】解:A、活塞压缩石油气的过程,是对石油气做功,将机械能转化为内能,因此,主要是能量转化的过程,故A错误;
B、工作中的电动机温度会升高,这一过程中它的内能变大,故B错误;
C、由能量守恒定律可知,压缩机工作过程中,虽然能量存在损耗,但能量总量守恒,故C正确;
D、液化石油气灌存储时,一旦周围发生火灾要向罐体喷水冷却,防止罐体温度过高爆炸,原因之一是因为水具有较大的比热容,在同样升温时,水可以吸收更多的热量,故D正确。
故选:CD。
11.【解答】解:A、由图可知,L1、L2串联,串联电路中电流处处相等,故A正确;
BC、由P=UI可变形为P可得两灯泡电阻:
R16Ω,R22Ω,
L1、L2串联,串联电路中电流处处相等,根据P=I2R可知L1的实际功率大于L2的实际功率,灯L1比灯L2亮,故B错误,C正确;
D、由P=UI可变形为I可得两灯的额定电流:
I10.5A,I21A,
串联电路中电流处处相等,电路中电流应为I=I1=0.5A,
允许电源的最大电压:U=I(R1+R2)=0.5A(6Ω+2Ω)=4V,故D错误;
故选:AC。
12.【解答】解:A、在压力的作用下,横梁向下弯曲,R1被拉伸,即R1变长,横截面积减小,因此R1电阻增大;而R2被压缩,即R2变短,横截面积增大,因此R2电阻减小,故A正确;
B、由图可知,两个电阻串联,在串联电路中,各处的电流是相同的,所以通过两个电阻的电流相同,故B错误;
C、根据欧姆定律可知,R1和R2两端电压的差值越大,说明R1和R2的阻值的差值越大,所以R1被拉伸的更多,R2被压缩的更多,从而说明A端受到的压力越大,故C正确;
D、在A端施加向下的力F,横梁向下弯曲,R1拉伸电阻增大,R2压缩电阻减小,则R1>R2,由于通过R1、R2的电流相等,通电时间相等,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,相同时间内 R1的产生的热量大于 R2 产生的热量,故D错误。
故选:AC。
二.填空题(共9小题,满分26分)
13.【解答】解:同学们走进教学楼,会闻到消毒液的气味,这是扩散现象,是由于分子不停地做无规则运动引起的;
消毒液不容易被压缩,说明分子间存在着斥力。
故答案为:扩散;斥力。
14.【解答】解:大型载重汽车在遇到长下坡时,需要踩刹车,刹车片要克服摩擦做功,机械能转化为内能,内能增加,温度升高,刹车片过热是通过做功的方式改变物体的内能。
载重汽车在长下坡匀速行驶时,质量不变,速度不变,它的动能不变,高度变小,重力势能变小。
故答案为:做功;不变;变小。
15.【解答】解:在空中飞行的飞机,因与空气发生了摩擦而带电,如果在着陆过程中没有将静电放掉,当地勤人员接近时,可能危及生命,所以飞机的特殊轮胎常用导体材料做成,从而避免造成危害。在飞行过程中,由于与空气摩擦,飞机机体的温度升高,内能增加,这是通过做功的方式改变了机体的内能。
故答案为:摩擦;导体;做功。
16.【解答】解:(1)房卡可以控制用电器的工作,不插入插槽中,所有房间内的用电器都不工作,所以房卡相当电路元件中的开关;开关与用电器在电路中是串联的;
(2)房间里的电视机和电灯工作时互不影响,所以是并联的;
(3)给手机充电时,电能转化为化学能。
故答案为:开关;串;并;电;化学。
17.【解答】解:
(1)用测电笔来辨别火线与零线时,笔尖接触要检测的导线,手指应接触笔尾金属体,故甲正确;
(2)空气开关立刻“跳闸”,说明电路中的电流过大,电流过大的原因有:
①电热水壶插头内部可能发生短路;
②接入电热水壶后使得电路中用电器的总功率过大,造成干路电流过大。
(3)使用三脚插头和三孔插座,多出的那个孔是用来接地线的,当用电器的三脚插头插入时,用电器的金属外壳通过地线与大地相连,如果金属外壳漏电,地线将人体短路,能防止人体触电。
故答案为:(1)甲;(2)短路;(3)大地。
18.【解答】解:冬天用手互相搓一搓,克服摩擦做功,使手的温度升高,内能增大,这是用做功的方法改变物体内能的。
捧着电暖手器取暖,手从电暖手器处吸收热量,温度升高,内能增大,这是利用热传递的方法改变手内能的。
电暖手器通电后,电流通过导体产生热量,将电能转化为内能,这是利用了电流的热效应。
故答案为:做功;热传递;热。
19.【解答】解:裸露的导线相接触,会使零线和火线相连,发生短路现象,使得电路中的电流过大,空气开关会跳闸保护电路;
如图所示,甲站在干燥的木桌上,甲没有构成通路,通过甲没有电流,所以甲不会触电;乙站在地上,火线、乙、大地构成了通路,通过人体有较大电流,所以乙会触电。
故答案为:空气开关;乙。
20.【解答】解:
(1)该表盘上显示数字为55467,因为最后一位是小数、单位是kW h,所以显示已用电5546.7kW h;
(2)1600imp/(kW h)表示每消耗1kW h的电能,指示灯闪烁1600次,
指示灯闪烁40次,则该用电器消耗的电能:WkW h=0.025kW h;
该用电器的实际电功率:P0.3kW=300W。
故答案为:5546.7;300。
21.【解答】解:由图甲可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电压表V1测电源电压,电流表测电路中的电流;
由欧姆定律可知,当滑动变阻器接入电路的电阻增大时,电路中的电流减小,由串联电路的分压原理可知,此时滑动变阻器两端的电压增大,即电流表的示数随着电压表V2示数的增大而减小,因此图乙为电压表V2和电流表的示数变化图象,
因为电压表V1测电源电压,因此滑片移动过程中电压表V1的示数不变,图丙为电压表V1和小灯泡电阻关系图象;
由图甲可知,当滑动变阻器的滑片在最右时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,由欧姆定律可知,此时电路中电流最小,由乙图可知,此时电路中的电流为0.25A,滑动变阻器两端的电压为6V,由图丙可知,此时灯泡的电阻为8Ω,
由欧姆定律和串联电路的电压特点可知,电源电压:U=UL小+U1大=I小RL小+U1大=0.25A×8Ω+6V=8V;
(1)由欧姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值:R1大24Ω;
(2)由图乙可知电路中的最大电流为0.5A,根据串联电路的电流特点可知,灯泡的额定电流为0.5A,由图乙可知此时滑动变阻器两端的电压为2V,
由串联电路的电压特点可知,灯泡的额定电压:U额=U﹣U1小=8V﹣2V=6V,
灯泡的额定功率:P额=U额I额=6V×0.5A=3W;
(3)由串联电路的电流特点和欧姆定律可知,当滑动变阻器阻值的连入的电阻与小灯泡连入的电阻相等时,滑动变阻器和灯泡两端的电压相等,
串联电路的电压特点可知,灯泡两端的电压:UL=U1U8V=4V,
由图乙可知,此时电路中的电流为0.4A,
则小灯泡60s内消耗的电能:W=ULIt=4V×0.4A×60s=96J。
故答案为:24;3;96。
三.作图题(共3小题,满分9分,每小题3分)
22.【解答】解:两灯串联,则电流先后经过两个灯泡,上面的电表与两个灯泡并联,为电压表;下面的电表与右侧灯泡并联,为电压表,如图所示:
23.【解答】解:(1)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;
(2)三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线;保险丝接在火线上,如图所示:
24.【解答】解:首先明确上面三根线地线、火线、零线。
(1)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。
(2)三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线,如图所示:
四.简答题(共1小题,满分3分,每小题3分)
25.【解答】答:在材料和长度一定时,导体横截面积越小,电阻越大,即细的芯线电阻大;根据Q=I2Rt可知,在电流和通电时间一定时,电阻越大,电流通过细的芯线产生的热量越多,易发生火灾,存在安全隐患。
五.计算题(共2小题,满分18分,每小题9分)
26.【解答】解:(1)汽车的重力为:G=mg=1.8×103kg×10N/kg=1.8×104N,
汽车对地面的压力:F=G=1.8×104N,
则汽车静止时对地面的压强为:
p3×105Pa;
(2)汽车的速度为v=72km/h=20m/s,汽车的功率为P=30kW=30000W,
由P=Fv得汽车的牵引力为:
F牵1500N,
行驶100km牵引力做的功为:
W=F牵s=1500N×100×103m=1.5×108J;
(3)燃料完全燃烧放出的热量为:
Q放5×108J,
汽油的质量为:
m11.1kg。
答:(1)该车静止在水平地面上时对地面的压强为3×105Pa;
(2)该车匀速行驶时的牵引力为1500N,行驶100km牵引力做的功为1.5×108J;
(3)若汽油完全燃烧释放的内能有30%转化为车的机械能,该车行驶100km需要汽油11.1kg。
27.【解答】解:(1)由图乙可知,当开关S1闭合、S2接B时,R1、R2并联;当开关S1闭合、S2接A时,只有R1工作;当S1断开、S2接A时,R1、R2串联;
根据串并联电路的电阻特点可知,串联的总电阻大于任一分电阻,并联的总小于任一分电阻,
所以,当开关S1闭合、S2接B时,R1、R2并联,电路中的总电阻最小,根据P可知,电路中的电功率最大,电炖锅处于高温挡;
当S1断开、S2接A时,R1、R2串联,电路中的总电阻最大,电功率最小,电炖锅处于低温挡;
当开关S1闭合、S2接A时,只有R1工作,电炖锅处于中温挡;
由表格数据可知,中温挡的功率P中=440W,
由P=UI可知,中温挡时,流过R1的电流:I12A;
(2)由P可知,R1的阻值:R1110Ω;
(3)水的体积:V=1L=1dm3=1×10﹣3m3,
由ρ可知,水的质量:m=ρV=1×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg,
一个标准大气压下,水的沸点是100℃,
水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(100℃﹣52℃)=2.016×105J,
由η可知,电炖锅消耗的电能:W2.52×105J,
由P可知,烧开一锅水的时间:t300s。
答:(1)中温挡时,流过R1的电流为2A;
(2)R1的阻值为110Ω;
(3)烧开一锅水需要的时间为300s。
六.实验探究题(共5小题,满分36分)
28.【解答】解:
(1)煤油从第2min到第6min的过程中,吸热,内能变大,所以煤油在第6min的内能大于第2min的内能;
(2)实验中不断地用搅拌器搅拌,目的是使水或煤油均匀受热;
(3)由图可知,质量相同的水和煤油,加热相同时间,吸收相同的热量,水的温度变化慢,则水的比热容大。
故答案为:(1)大于;(2)均匀受热;(3)水。
29.【解答】解:(1)为保护电路安全,避免连线错误而烧坏电路元件,在连接电路过程中,开关应该是断开。
(2)他在测量B处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,即反向偏转,原因是:电流表的正负接线柱接反了。
在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.24A。
(3)要求灯L1和L2并联,电流表测通过L1的电流,电流表选用小量程与L1串联,如下图所示:
(4)两灯泡并联,灯泡两端电压相同,通过灯泡的电流相等,这说明所选用的灯泡规格相同,从而得出了错误的结论。
故答案为:(1)断开;(2)电流表的正负接线柱接反了;0.24;(3)见上图;(4)选用相同规格的灯泡进行实验。
30.【解答】解:
(1)若想研究导体的电阻与导体的材料有关,即需控制导体的长度和横截面积不变,改变导体的材料,所以选择C、F两根电阻丝;
(2)若想研究导体的电阻与导体的长度有关,即需控制导体的材料和横截面积不变,改变导体的长度,所以选择C、G两根电阻丝;
(3)选用导线A和D,两根导线的长度、材料相同,横截面积不同,所以是研究导体的电阻与导体的横截面积的关系;
(4)当用酒精灯对通电的灯丝加热时,会发现电流表示数变小,这说明电路中的电阻变大,由此可以得出结论是:在导体的材料、长度、横截面积一定时,导体的电阻与温度有关。
故答案为:(1)C;F;(2)C;G;(3)横截面积;(4)电流表示数变小;在导体的材料、长度、横截面积一定时,导体的电阻与温度有关。
31.【解答】解:(1)由图可知:甲乙是串联在电路,电流和通电时间相同,电阻不同,探究的是电流产生的热量与电阻的关系;甲中水面的高度差小于乙中的水面的高度差,说明乙中的电阻产生的热量多,乙的电阻大于甲的电阻,故结论为:当通过电阻的电流、通电时间相同时,电阻的阻值大,产生的热量越多;
(2)由图可知,两电阻并联,电压不相等,甲的电压大,则通过甲的电流大,甲中水面的高度差大于乙中的水面的高度差,说明甲中的电阻产生的热量多,故结论为:在电阻和通电时间相同的情况下,电压越大,产生的热量越多;甲的电阻等于乙的电阻,根据欧姆定律可知,通过甲的电流大于通过乙的电流,故结论为:当电阻、通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多。
故答案为:(1)电阻;电阻越大;(2)在电阻和通电时间相同的情况下,电压越大,产生的热量越多;电流越大,产生的热量越多。
32.【解答】解:(一)(1)灯泡额定电流为0.3A,灯丝阻值在10Ω~15Ω之间,则根据U=IR可知,灯泡额定电压在3V~4.5V间,故电压表应选0~15V量程,电压表与灯泡并联,电路图如图所示:
(2)为了电路安全,开关闭合前滑片应滑到阻值最大值处,因此甲图中的滑片应位于最右端;小灯泡断路,电路中无电流,故电流表无示数,但电压表与电源两极是接通的,所以电压表有示数;
(3)电压表量程是0~15V,由图乙可知,电压表分度值是0.5V,电压表示数是4V;
灯泡额定功率:P额=U额I额=4V×0.3A=1.2W;
(4)根据小红所选择的实验器材与实验目的,其实验步骤为:
①按电路图连接实物,闭合开关S1,移动滑动变阻器滑片,使电流表示数为Ie;
②滑片位置不动,闭合开关S1、S2,读出电流表示数I;
③滑动变阻器接入电路的阻值R滑;
只闭合S1时,滑动变阻器两端的电压U滑=Ie×R滑=Ie;
灯泡两端电压U灯=U﹣U滑=U﹣Ie;
灯泡额定功率P额=I灯U灯=Ie×(U﹣Ie);
(二)电源电压U=6V,电阻两端电压U定=2V,
滑动变阻器分压U滑=U﹣U定=6V﹣2V=4V,
则根据串联电路的电流相同的特点得:I定=I滑,即:,
代入数据得:,解得R定R滑;
因为滑动变阻器接入电路的阻值R滑≤50Ω,
所以更换的电阻阻值:
R定R滑50Ω=25Ω。
故答案为:(一)(1)见上图;(2)右;(3)1.2;(4)②保持滑片位置不动,读出电流表示数I;③Ie×(U﹣Ie);(二)25。
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