期半综合检测(第十二~十六章)
(90分钟 100分)
一、选择题:本题共14小题,每小题2分,共28分。
1.(2023·重庆中考)下列物理量最接近实际的是 ( )
A.初中物理课本长约26 cm
B.中学生正常体温约42 ℃
C.人体的安全电压约220 V
D.一盏日光灯的功率约900 W
2.(2023·福建模拟)中华文化源远流长,诗词中蕴含丰富的物理知识。以下有关物态变化的分析,正确的是 ( )
A.“已是悬崖百丈冰”——冰的形成是凝华,需要吸热
B.“露似真珠月似弓”——露的形成是熔化,需要吸热
C.“斜月沉沉藏海雾”——雾的形成是液化,需要放热
D.“霜叶红于二月花”——霜的形成是凝固,需要放热
3.(2023·三明一模)如图所示的情形中,利用热传递改变物体内能的是 ( )
4.(2023·宁德一模)小叶同学用酒精灯对冰块加热,研究冰的熔化现象。图中,甲、乙两条图线中的一条,是他依据实验数据绘制而成。已知m冰=0.1 kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃),c冰=2.1×103 J/(kg·℃)。
下列分析正确的是 ( )
A.小叶绘制的是乙图线
B.0~1 min内冰块吸收的热量为2.1×103 J
C.1~3 min内温度不变,说明冰块没有吸收热量
D.如果酒精完全燃烧,酒精灯的加热效率可以达到100%
5.如图,用酒精灯给试管中的水加热,一段时间后橡皮塞被冲开,下列说法正确的是 ( )
A.酒精灯中酒精的质量越大,酒精的热值越大
B.酒精燃烧放出的热量能全部被试管中的水吸收
C.试管中水的内能是通过热传递的方式增加的
D.橡皮塞被冲开的过程与内燃机的压缩冲程都是内能转化为机械能的过程
6.(2023·厦门期末)根据如图所示的天气状况和地表环境信息,推断昼夜温差最小的是 ( )
7.(2023·泉州期末)为了节能又方便年迈奶奶上卫生间开灯,小华对家里卫生间的照明电路进行改装。当卫生间无人时,开关断开,灯光较暗,能起到照明作用,便于看到开关位置;当有人进入卫生间时,闭合开关,灯泡正常发光。图中的电路设计符合要求的是 ( )
8. (2023·赤峰中考)如图所示,电源电压保持不变。闭合开关后,两灯均发光,若L2突然开路,则发生的情况是 ( )
A.灯泡L1变暗 B.电压表V示数变大
C.电流表A1示数变小 D.电流表A2示数变小
9.关于家庭电路及安全用电,下列说法中正确的是 ( )
A.甲图:两孔插座和三孔插座的作用是完全相同的
B.乙图:白炽灯泡的螺丝套(外壳)既可接相(火)线,也可接中性(零)线
C.丙图:站在绝缘凳上的人一只手接触相(火)线,同时另一只手接触中性(零)线,人不会触电
D.丁图:不能用湿手摸或湿布擦与电源相连接的灯具
10.(2023·恩施州中考)如图所示,电源两端电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片适当左移,
下列说法正确的是 ( )
A.电流表A1示数不变、电流表A2示数变小
B.电流表A1示数变大、电压表V示数不变
C.电流表A2示数变大、电压表V示数变小
D.电流表A2示数变大、电压表V示数不变
11.已知甲、乙两灯的额定电压均为6 V,如图是甲、乙两灯电流随其两端电压变化的曲线。现将两灯串联后接在某一电源两端,要使其中一个灯泡正常发光,并保证电路安全,则电路的工作电流和电源最大电压为 ( )
A.0.5 A 12 V B.1.5 A 12 V
C.1.5 A 8 V D.0.5 A 8 V
12.如图所示电路中,将开关S闭合,完全相同的灯L1和灯L2均发光。下列说法正确的是 ( )
A.灯L1比灯L2亮
B.通过A点的电流大于通过B点的电流
C.灯L1的实际电功率比灯L2的实际电功率小
D.电路中AB两点间的电压等于BC两点间的电压
13.如图是探究电流热效应的实验装置。烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油,铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积均相同,则 ( )
A.在甲图中,探究的是电流产生热量与电流大小的关系
B.在乙图中,探究的是电流产生热量与电阻的关系
C.在甲图中,闭合开关一段时间后,两个瓶中温度计示数相同
D.在乙图中,相同时间内,电流越大,温度计的示数升得越多
14.如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的U-I图像如图乙所示,则 ( )
A.电源电压为20 V
B.EF是V1表示数随A表示数变化的图像
C.滑动变阻器的最大阻值为10 Ω
D.整个电路的最大功率为14.4 W
二、填空题:本题共6小题,每空1分,共12分。
15.如图甲,把一个高温小球放入一小盒低温的沙子中,两者的温度变化如图乙所示,在前5 min内,内能不断减小的是 (选填“小球”或“沙子”),通过乙图可得两者比热容的大小关系是 (“小球的比热容大”“沙子的热容大”或“无法比较”)。
16. (2023·福建模拟)自然界中闪电释放的电能非常大,雷雨云所带电荷量是100 A·s,云层间电压约1.8×108 V,一次闪电释放的电能高达 kW·h;如图,放电瞬间电流从 (选填“A流向B”或“B流向A”)云层。
17.(2019·福建中考)一台标有“5 V 2.5 W”的带有USB接口的小电风扇,线圈电阻为1 Ω,正常工作1 min,产生的热量是 J。工作一段时间后的风扇叶片粘有不少灰尘,这属于 现象。
18.两只定值电阻R1和R2的I-U图像如图所示。当把这两只电阻并联接在3 V电源上时,通过干路的电流是 A,在相同时间内,产生的热量更多的是 (选填“R1”或“R2”)。
19. (2023·遂宁中考)傍晚用电高峰时期,小何观察到家中一只标有“220 V 48.4 W”的白炽灯比正常时暗。他发现灯泡内壁发黑,根据所学知识,他知道造成该现象的原因是:灯泡长时间使用后,灯丝升华变细,电阻变 ,导致功率变小;另外,用电高峰期,家中实际电压低于220 V,实际功率低于额定功率。他想知道此时家中的实际电压,于是更换了一只同规格的新灯泡,关闭家中其他用电器,让该灯单独工作100 s,电能表(如图)转盘转了4 r,则家中实际电压为 V。
20.如图所示,电源电压不变。将定值电阻R1和R2串联后接在电源上,R1消耗的功率为3 W,R2消耗的功率为6 W,则R1= R2;若将它们并联后仍接在该电源上,则电路消耗的总功率为 W。
三、作图题:本题共2小题,每小题2分,共4分。
21.有人发明了“感应照孔门把手”只有在夜间且有人摸门把手时,锁孔旁的灯才亮,从而方便夜间开锁,它利用感应开关S1(有人摸把手,S1闭合;无人摸把手,S1断开)以及光敏开关S2(白天,S2断开;夜间,S2闭合)控制电路,达到目的。请完成电路连接。
22.如图是家庭电路的一部分,请你将三孔插座接线补画完整,并将开关和电灯填入1和2的虚线框内,使之符合安全用电原则。
四、简答题:本题共1小题,共4分。
23.双十一,小聪的妈妈网购了一台豆浆机。小聪仔细观察豆浆机的电源线插头,发现插头的三个脚中有一个脚稍长些。当豆浆煮好后,小聪打开豆浆机,他的眼镜镜片立刻变模糊了。请用学过的物理知识解释:
(1)电源线插头的三个脚中有一个脚稍长些的作用;
(2)眼镜镜片变模糊的原因。
五、实验题:本题共5小题,共30分。
24.(6分)(2023·福州一模)利用如图甲所示装置探究“水沸腾时温度变化的特点”。
(1)实验中某时刻观察到温度计示数如图乙所示,此时水温是 ℃;
(2)实验中,适当减小水的质量,使用温水加热,目的是 ;
(3)当水中出现如图丙所示现象时,表明此时水 沸腾;
(4)从79 ℃开始记录水温,5 min后水开始沸腾。表中是实验记录的数据,从数据可以判断水沸腾时温度变化的特点是 ;
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8
温度/℃ 79 83 87 91 95 98 98 98 98
(5)水沸腾时,移去酒精灯,水会停止沸腾,表明沸腾过程需要 热量。接着用橡皮塞密封瓶口并立刻将烧瓶倒置,迅速浇上冷水,如图丁所示。观察到烧瓶内的水重新沸腾,表明在其他条件相同时,气压降低,沸点 。
25.(6分)如图甲所示,小红用相同的酒精灯分别给水和煤油进行加热,探究“不同物质吸收热量的能力”。
(1)在烧杯中需要分别装入 和初温相同的水和煤油。
(2)实验中,用 反映液体吸收热量的多少。
(3)根据实验数据,小红作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像,如图乙所示。在0~10 min内,水吸收的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量, 升高的温度更多,由此可知, 的吸热能力更强。
(4)水在第10 min的内能 (选填“大于”“等于”或“小于”)第20 min的内能。
26.(5分)(2023·荆州中考)某学习小组计划探究电流与电阻的关系。可供使用的实验器材有:电源(电压恒为6 V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,阻值分别为5 Ω、15 Ω、25 Ω的定值电阻各一个,导线若干。
(1)连接电路时开关应该 (选填“断开”或“闭合”)。
(2)如图甲所示的实物电路中存在错误,小兰发现只需要改接一根导线就可以了,请在那一根错误的导线上画“×”,再画线把它改到正确的位置上。(导线不允许交叉)
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像,由图像可知电阻R两端的电压为 V,为保证分别使用的三个定值电阻均能顺利完成实验,滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。
27.(7分)(2023·十堰中考)如图是小明测量小灯泡电功率的电路,小灯泡额定电压为2.5 V,电阻为10 Ω左右。
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整。
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡始终不亮,电流表指针几乎不动,电压表示数接近3 V且保持不变。为排除故障,小明检查了开关并拧紧两端接线柱,小芳则将小灯泡与灯座拧紧。若电路中只有一处故障, (选填“小明”或“小芳”)排除故障的操作是正确的。
(3)排除故障后重新闭合开关,改变滑片位置,他们根据测量数据画出了通过灯丝的电流与其两端电压关系的图像,如图乙。根据图像可得小灯泡的额定功率为 W。研究发现,通过灯丝的电流与其两端电压不成正比,原因是: 。
(4)在测量小灯泡电功率拓展实验过程中,电流表坏了,他们找来一只阻值合适的定值电阻R0,设计了如图丙电路图,操作步骤如下:
①断开S1,闭合S2,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额;
② ,断开S2,闭合S1,记下此时电压表示数为U;则小灯泡额定功率表达式P额= (用U额、U和R0表示)。
28.(6分)(2023·宜昌中考)小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中,在两个透明容器中密封等量的空气,各放置一段电阻丝,并连接一个装水的U形管,通过U形管中水面的高度差来判断电阻丝产生热量的多少。装置的密封性能良好,电源电压为6 V。
(1)小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时, ,电阻产生的热量越多”的结论。
(2)小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关,下列能支持她猜想的现象是 。
A.正常工作时,“36 V 54 W”的灯泡比“12 V 6 W”的灯泡亮
B.接线板上接入的用电器越多,导线越容易发热
C.电熨斗工作时发热明显,而与之相连的导线却不怎么热
(3)为了验证猜想,小芳选用了5 Ω和100 Ω的电阻丝进行实验,如图乙所示,请你用笔画线把电路连接完整。闭合开关,她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显,原因是 ,请你提出改进办法: 。
六、计算题:本题共3小题,共22分。
29.(6分)某纯电动汽车的动力电池总能量为80 kW·h,每百公里消耗电能25 kW·h,某燃油汽车百公里耗油5 kg,汽油的热值为4.6×107 J/kg。
(1)该电动汽车充满一次电能行驶多少公里
(2)若两汽车在某段路上百公里牵引力做的功均为6.9×107 J,试通过计算比较两车的效率。
30.(9分)(2024·福州质检)如图是利用压敏电阻的特性测量压力大小的电路,其中定值电阻R0=150 Ω,电流表的量程0~0.06 A,托盘质量忽略不计。已知压敏电阻的阻值与其所受压力的关系如表所示:
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 ……
压敏电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 ……
(1)当不称重时,电流表示数是0.02 A,求电源电压。
(2)写出压敏电阻的阻值R与压力F关系的表达式。
(3)求该装置所能测量的压力范围。
31.(7分)(2023·江西中考)如图所示,已知电源电压恒为8 V,小灯泡上标有“6 V 3 W”。
(1)求小灯泡正常发光时的电流和电阻;
(2)闭合开关S,移动滑片P,使小灯泡正常发光,求此时滑动变阻器连入电路中的电阻和电路消耗的总功率。期半综合检测(第十二~十六章)
(90分钟 100分)
一、选择题:本题共14小题,每小题2分,共28分。
1.(2023·重庆中考)下列物理量最接近实际的是 (A)
A.初中物理课本长约26 cm
B.中学生正常体温约42 ℃
C.人体的安全电压约220 V
D.一盏日光灯的功率约900 W
2.(2023·福建模拟)中华文化源远流长,诗词中蕴含丰富的物理知识。以下有关物态变化的分析,正确的是 (C)
A.“已是悬崖百丈冰”——冰的形成是凝华,需要吸热
B.“露似真珠月似弓”——露的形成是熔化,需要吸热
C.“斜月沉沉藏海雾”——雾的形成是液化,需要放热
D.“霜叶红于二月花”——霜的形成是凝固,需要放热
3.(2023·三明一模)如图所示的情形中,利用热传递改变物体内能的是 (C)
4.(2023·宁德一模)小叶同学用酒精灯对冰块加热,研究冰的熔化现象。图中,甲、乙两条图线中的一条,是他依据实验数据绘制而成。已知m冰=0.1 kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃),c冰=2.1×103 J/(kg·℃)。
下列分析正确的是 (A)
A.小叶绘制的是乙图线
B.0~1 min内冰块吸收的热量为2.1×103 J
C.1~3 min内温度不变,说明冰块没有吸收热量
D.如果酒精完全燃烧,酒精灯的加热效率可以达到100%
5.如图,用酒精灯给试管中的水加热,一段时间后橡皮塞被冲开,下列说法正确的是 (C)
A.酒精灯中酒精的质量越大,酒精的热值越大
B.酒精燃烧放出的热量能全部被试管中的水吸收
C.试管中水的内能是通过热传递的方式增加的
D.橡皮塞被冲开的过程与内燃机的压缩冲程都是内能转化为机械能的过程
6.(2023·厦门期末)根据如图所示的天气状况和地表环境信息,推断昼夜温差最小的是 (D)
7.(2023·泉州期末)为了节能又方便年迈奶奶上卫生间开灯,小华对家里卫生间的照明电路进行改装。当卫生间无人时,开关断开,灯光较暗,能起到照明作用,便于看到开关位置;当有人进入卫生间时,闭合开关,灯泡正常发光。图中的电路设计符合要求的是 (C)
8. (2023·赤峰中考)如图所示,电源电压保持不变。闭合开关后,两灯均发光,若L2突然开路,则发生的情况是 (D)
A.灯泡L1变暗 B.电压表V示数变大
C.电流表A1示数变小 D.电流表A2示数变小
9.关于家庭电路及安全用电,下列说法中正确的是 (D)
A.甲图:两孔插座和三孔插座的作用是完全相同的
B.乙图:白炽灯泡的螺丝套(外壳)既可接相(火)线,也可接中性(零)线
C.丙图:站在绝缘凳上的人一只手接触相(火)线,同时另一只手接触中性(零)线,人不会触电
D.丁图:不能用湿手摸或湿布擦与电源相连接的灯具
10.(2023·恩施州中考)如图所示,电源两端电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片适当左移,
下列说法正确的是 (D)
A.电流表A1示数不变、电流表A2示数变小
B.电流表A1示数变大、电压表V示数不变
C.电流表A2示数变大、电压表V示数变小
D.电流表A2示数变大、电压表V示数不变
11.已知甲、乙两灯的额定电压均为6 V,如图是甲、乙两灯电流随其两端电压变化的曲线。现将两灯串联后接在某一电源两端,要使其中一个灯泡正常发光,并保证电路安全,则电路的工作电流和电源最大电压为 (D)
A.0.5 A 12 V B.1.5 A 12 V
C.1.5 A 8 V D.0.5 A 8 V
12.如图所示电路中,将开关S闭合,完全相同的灯L1和灯L2均发光。下列说法正确的是 (D)
A.灯L1比灯L2亮
B.通过A点的电流大于通过B点的电流
C.灯L1的实际电功率比灯L2的实际电功率小
D.电路中AB两点间的电压等于BC两点间的电压
13.如图是探究电流热效应的实验装置。烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油,铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积均相同,则 (D)
A.在甲图中,探究的是电流产生热量与电流大小的关系
B.在乙图中,探究的是电流产生热量与电阻的关系
C.在甲图中,闭合开关一段时间后,两个瓶中温度计示数相同
D.在乙图中,相同时间内,电流越大,温度计的示数升得越多
14.如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的U-I图像如图乙所示,则 (D)
A.电源电压为20 V
B.EF是V1表示数随A表示数变化的图像
C.滑动变阻器的最大阻值为10 Ω
D.整个电路的最大功率为14.4 W
二、填空题:本题共6小题,每空1分,共12分。
15.如图甲,把一个高温小球放入一小盒低温的沙子中,两者的温度变化如图乙所示,在前5 min内,内能不断减小的是 小球 (选填“小球”或“沙子”),通过乙图可得两者比热容的大小关系是 无法比较 (“小球的比热容大”“沙子的热容大”或“无法比较”)。
16. (2023·福建模拟)自然界中闪电释放的电能非常大,雷雨云所带电荷量是100 A·s,云层间电压约1.8×108 V,一次闪电释放的电能高达 5 000 kW·h;如图,放电瞬间电流从 B流向A (选填“A流向B”或“B流向A”)云层。
17.(2019·福建中考)一台标有“5 V 2.5 W”的带有USB接口的小电风扇,线圈电阻为1 Ω,正常工作1 min,产生的热量是 15 J。工作一段时间后的风扇叶片粘有不少灰尘,这属于 摩擦起电 现象。
18.两只定值电阻R1和R2的I-U图像如图所示。当把这两只电阻并联接在3 V电源上时,通过干路的电流是 0.45 A,在相同时间内,产生的热量更多的是 R1 (选填“R1”或“R2”)。
19. (2023·遂宁中考)傍晚用电高峰时期,小何观察到家中一只标有“220 V 48.4 W”的白炽灯比正常时暗。他发现灯泡内壁发黑,根据所学知识,他知道造成该现象的原因是:灯泡长时间使用后,灯丝升华变细,电阻变 大 ,导致功率变小;另外,用电高峰期,家中实际电压低于220 V,实际功率低于额定功率。他想知道此时家中的实际电压,于是更换了一只同规格的新灯泡,关闭家中其他用电器,让该灯单独工作100 s,电能表(如图)转盘转了4 r,则家中实际电压为 200 V。
20.如图所示,电源电压不变。将定值电阻R1和R2串联后接在电源上,R1消耗的功率为3 W,R2消耗的功率为6 W,则R1= 0.5 R2;若将它们并联后仍接在该电源上,则电路消耗的总功率为 40.5 W。
三、作图题:本题共2小题,每小题2分,共4分。
21.有人发明了“感应照孔门把手”只有在夜间且有人摸门把手时,锁孔旁的灯才亮,从而方便夜间开锁,它利用感应开关S1(有人摸把手,S1闭合;无人摸把手,S1断开)以及光敏开关S2(白天,S2断开;夜间,S2闭合)控制电路,达到目的。请完成电路连接。
答:
22.如图是家庭电路的一部分,请你将三孔插座接线补画完整,并将开关和电灯填入1和2的虚线框内,使之符合安全用电原则。
答:
四、简答题:本题共1小题,共4分。
23.双十一,小聪的妈妈网购了一台豆浆机。小聪仔细观察豆浆机的电源线插头,发现插头的三个脚中有一个脚稍长些。当豆浆煮好后,小聪打开豆浆机,他的眼镜镜片立刻变模糊了。请用学过的物理知识解释:
(1)电源线插头的三个脚中有一个脚稍长些的作用;
(2)眼镜镜片变模糊的原因。
答:(1)电源线插头的三个脚中的接地脚稍长些,当插入三孔插座时可先将用电器的金属外壳与地线相连,若发生漏电,可提前将电流导入大地,防止外壳因带电而造成触电事故。
(2)热的水蒸气遇到冷的眼镜镜片液化形成小水滴附着在镜片上,所以镜片变得模糊不清。
五、实验题:本题共5小题,共30分。
24.(6分)(2023·福州一模)利用如图甲所示装置探究“水沸腾时温度变化的特点”。
(1)实验中某时刻观察到温度计示数如图乙所示,此时水温是 96 ℃;
(2)实验中,适当减小水的质量,使用温水加热,目的是 缩短加热时间 ;
(3)当水中出现如图丙所示现象时,表明此时水 没有 沸腾;
(4)从79 ℃开始记录水温,5 min后水开始沸腾。表中是实验记录的数据,从数据可以判断水沸腾时温度变化的特点是 吸收热量,温度保持不变 ;
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8
温度/℃ 79 83 87 91 95 98 98 98 98
(5)水沸腾时,移去酒精灯,水会停止沸腾,表明沸腾过程需要 吸收 热量。接着用橡皮塞密封瓶口并立刻将烧瓶倒置,迅速浇上冷水,如图丁所示。观察到烧瓶内的水重新沸腾,表明在其他条件相同时,气压降低,沸点 降低 。
25.(6分)如图甲所示,小红用相同的酒精灯分别给水和煤油进行加热,探究“不同物质吸收热量的能力”。
(1)在烧杯中需要分别装入 质量 和初温相同的水和煤油。
(2)实验中,用 加热时间长短 反映液体吸收热量的多少。
(3)根据实验数据,小红作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像,如图乙所示。在0~10 min内,水吸收的热量 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量, 煤油 升高的温度更多,由此可知, 水 的吸热能力更强。
(4)水在第10 min的内能 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)第20 min的内能。
26.(5分)(2023·荆州中考)某学习小组计划探究电流与电阻的关系。可供使用的实验器材有:电源(电压恒为6 V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,阻值分别为5 Ω、15 Ω、25 Ω的定值电阻各一个,导线若干。
(1)连接电路时开关应该 断开 (选填“断开”或“闭合”)。
(2)如图甲所示的实物电路中存在错误,小兰发现只需要改接一根导线就可以了,请在那一根错误的导线上画“×”,再画线把它改到正确的位置上。(导线不允许交叉)
答:
(3)图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R的变化图像,由图像可知电阻R两端的电压为 2.5 V,为保证分别使用的三个定值电阻均能顺利完成实验,滑动变阻器的最大阻值至少是 35 Ω。
27.(7分)(2023·十堰中考)如图是小明测量小灯泡电功率的电路,小灯泡额定电压为2.5 V,电阻为10 Ω左右。
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整。
答:
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡始终不亮,电流表指针几乎不动,电压表示数接近3 V且保持不变。为排除故障,小明检查了开关并拧紧两端接线柱,小芳则将小灯泡与灯座拧紧。若电路中只有一处故障, 小芳 (选填“小明”或“小芳”)排除故障的操作是正确的。
(3)排除故障后重新闭合开关,改变滑片位置,他们根据测量数据画出了通过灯丝的电流与其两端电压关系的图像,如图乙。根据图像可得小灯泡的额定功率为 0.625 W。研究发现,通过灯丝的电流与其两端电压不成正比,原因是: 小灯泡的阻值和温度有关 。
(4)在测量小灯泡电功率拓展实验过程中,电流表坏了,他们找来一只阻值合适的定值电阻R0,设计了如图丙电路图,操作步骤如下:
①断开S1,闭合S2,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额;
② 保持滑动变阻器滑片位置不变 ,断开S2,闭合S1,记下此时电压表示数为U;则小灯泡额定功率表达式P额= U额 (用U额、U和R0表示)。
28.(6分)(2023·宜昌中考)小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中,在两个透明容器中密封等量的空气,各放置一段电阻丝,并连接一个装水的U形管,通过U形管中水面的高度差来判断电阻丝产生热量的多少。装置的密封性能良好,电源电压为6 V。
(1)小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时, 电流越大 ,电阻产生的热量越多”的结论。
(2)小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关,下列能支持她猜想的现象是 C 。
A.正常工作时,“36 V 54 W”的灯泡比“12 V 6 W”的灯泡亮
B.接线板上接入的用电器越多,导线越容易发热
C.电熨斗工作时发热明显,而与之相连的导线却不怎么热
(3)为了验证猜想,小芳选用了5 Ω和100 Ω的电阻丝进行实验,如图乙所示,请你用笔画线把电路连接完整。闭合开关,她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显,原因是 电路中电流太小或电源电压太低 ,请你提出改进办法: 将100 Ω的电阻丝换为阻值更小的电阻丝或增大电源电压 。
答:
六、计算题:本题共3小题,共22分。
29.(6分)某纯电动汽车的动力电池总能量为80 kW·h,每百公里消耗电能25 kW·h,某燃油汽车百公里耗油5 kg,汽油的热值为4.6×107 J/kg。
(1)该电动汽车充满一次电能行驶多少公里
(2)若两汽车在某段路上百公里牵引力做的功均为6.9×107 J,试通过计算比较两车的效率。
解:(1)因每百公里消耗电能25 kW·h,
所以,该电动汽车充满一次电能行驶的路程:s=×100 km=320 km。
(2)燃油机每百公里释放的热量:Q放=mq=5 kg×4.6×107 J/kg=2.3×108 J,
其效率:η1=×100%=×100%=30%,
电动汽车的效率:η2=×100%=×100%≈76.7%,
所以,电动汽车的效率大于燃油汽车的效率。
30.(9分)(2024·福州质检)如图是利用压敏电阻的特性测量压力大小的电路,其中定值电阻R0=150 Ω,电流表的量程0~0.06 A,托盘质量忽略不计。已知压敏电阻的阻值与其所受压力的关系如表所示:
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 ……
压敏电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 ……
(1)当不称重时,电流表示数是0.02 A,求电源电压。
(2)写出压敏电阻的阻值R与压力F关系的表达式。
(3)求该装置所能测量的压力范围。
解:(1)由表格数据可知,当不称重F=0时,R=300 Ω,电源电压:
U=IR总=I(R+R0)=0.02 A×(300 Ω+150 Ω)=9 V
(2)压敏电阻的阻值R与压力F成线性关系,设关系表达式是:R=kF+R',任选两组数据代入得:
当F=50 N时,R=270 Ω,则有270 Ω=50 N×k+R' ①
当F=150 N时,R=210 Ω,则有210 Ω=150 N×k+R' ②
联立①和②可得:k=-0.6 Ω/N,R'=300 Ω
则压敏电阻的阻值R与压力F的关系表达式是R=300-0.6F
(3)当电流表示数最大时,即I'=0.06 A,电路电阻最小,压敏电阻的阻值最小,压力最大,由欧姆定律得,电路总电阻:R总'===150 Ω,
此时压敏电阻的阻值R'=0,由R-F关系式可得,300-0.6×F'=0,解得:F'=500 N,则该装置所能测量的压力范围是0~500 N。
31.(7分)(2023·江西中考)如图所示,已知电源电压恒为8 V,小灯泡上标有“6 V 3 W”。
(1)求小灯泡正常发光时的电流和电阻;
(2)闭合开关S,移动滑片P,使小灯泡正常发光,求此时滑动变阻器连入电路中的电阻和电路消耗的总功率。
解:(1)由P=UI可知,小灯泡正常发光时的电流:IL=I额===0.5 A,由欧姆定律可知,小灯泡正常发光时的电阻:RL===12 Ω;
(2)由电路图可知,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表测小灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,由欧姆定律可知,小灯泡正常发光时电路中的总电阻:R===16 Ω,由串联电路的电阻特点可知,此时滑动变阻器连入电路中的电阻:R滑=R-RL=16 Ω-12 Ω=4 Ω,电路消耗的总功率:P=UIL=8 V×0.5 A=4 W。
