广东省茂名市电白区第三中学2024-2025学年九年级下学期开学摸底考试物理卷
一、选择题:本大题共7小题,每小题3分,共21分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2025九下·电白开学考)我国科学家利用中国天眼(FAST)在致密星系群——“斯蒂芬五重星系”及周围天区发现了1个尺度约为200万光年的巨大原子气体系统,该系统比银河系大20倍,为研究宇宙打开了一个崭新的窗口。关于宇宙,下列说法正确的是( )
A.光年作为时间单位,可以衡量银河系的直径
B.大爆炸导致宇宙空间处处膨胀,且温度相应下降
C.宇宙的结构层次:太阳系→银河系→河外星系宇宙
D.“地心说”宇宙体系在科学发展史上的作用是发展“日心说”宇宙体系
2.(2025九下·电白开学考)下列说法正确的是:( )
A.太阳能、风能和核能都是可再生能源
B.光纤通讯是依靠超声波来传递信息的
C.在通常情况下,铜、碳棒和陶瓷都属于导体
D.酒精灯给水加热时,能量从火焰转移给水,却无法从水自动转移给火焰
3.(2025九下·电白开学考)如图所示,太阳风是太阳活动爆发期间发出的高速带电粒子流,这些粒子由质子和电子等组成;地球拥有地磁场,当太阳风中的部分带电粒子通过地球附近磁场时,其运动轨迹发生改变。下列说法正确的是( )
A.太阳能属于不可再生能源
B.电子带负电,所以太阳风中的电子的定向移动不能形成电流
C.带电粒子运动轨迹能发生改变,是因为地磁场对电流有力的作用
D.带电粒子运动轨迹发生变化,同时地球的磁场被压缩了,说明地磁场对太阳风的力和太阳风对地磁场的力是对平衡力
4.(2025九下·电白开学考)小明同学是军事迷,他对我国建造航母飞行甲板所用材料的物理属性做了初步研究。查阅资料得知,航母甲板材料应能承受舰载飞机的重量和冲击力,且表面应涂有特殊涂层,能够抵御海水和盐雾的侵蚀,以及抗击舰载飞机喷气发动机排出的高温尾气,并确保舰载飞机在湿滑条件下安全起降。下列关于航母甲板材料分析不正确的是( )
A.甲板材料应选用强度大的高强度钢
B.为了能耐受更大的冲击力,甲板的厚度越大越好
C.甲板涂层材料应具有良好的耐腐蚀性
D.甲板涂层材料不仅耐高温还具有增大摩擦的性能
5.(2025九下·电白开学考)绿色办奥是冬奥会的办赛理念之一。组委会在几年的筹办过程中,努力践行绿色理念,使用清洁能源和可再生能源。为实现绿电入网,你推荐使用下列哪一组能源( )
A.核能;石油 B.风能;太阳能
C.地热能;煤 D.氢能;石油
6.(2025九下·电白开学考)为防止化石燃料枯竭后出现能源危机,同学们就利用和开发能源的问题展开了热烈讨论,你认为错误的是( )
A.积极研究和寻找新能源
B.减少工农业能源用量
C.用超导体送电,减少输电过程中的能量损失,提高输电效率
D.研究使煤充分燃烧以减少热量损失的措施
7.(2025九下·电白开学考)电冰箱通电后,制冷剂被压缩机从蒸发器内吸出、压缩后进入冷凝器,随后进入蒸发器……,通过这样的循环,实现制冷效果,如图所示。下列说法正确的是( )
A.制冷剂需选用不容易汽化的物质
B.制冷剂需选用汽化吸热能力弱的物质
C.制冷剂在冷凝器内液化放出热量
D.打开工作中的冰箱门,最终能使整个房间内降温
二、填空题﹕本大题共7小题,每空1分,共21分。
8.(2025九下·电白开学考)某型号的电热毯有高温和低温两个档,其内部电路原理图如图所示,当开关S闭合时,电热毯处于 (高温/低温)档,已知电热毯的额定电压为220V,R1的阻值恒为400Ω,电热毯低温档的功率P1为44W,家庭电路的电压U为220V。当电热毯正常工作时,高温档的功率P1为 W,定值电阻R2的阻值为 。
9.(2025九下·电白开学考).如图所示电路中,灯L标有“6V,3W”字样,S为单刀双掷开关。电源电压为12V且保持不变,电阻R2的阻值为20Ω,如图是灯L的U-I图像。
(1)当S接a时,灯L恰能正常发光,R1的阻值为 Ω;
(2)当S接b时,求电阻R2通电1min产生的热量为 J;
(3)S接a与S接b两种情况下,求电路消耗的总功率之比为 。
10.(2025九下·电白开学考)原子核分裂或聚合,可以释放出巨大的能量,这种能量叫作 。用中子轰击比较大的原子核,使其变成两个中等大小的原子核,同时释放出巨大的能量,这是原子核的 。两个质量很小的原子核,在一定条件下结合成一个新的原子核,会释放出更大的核能,这就是原子核的 ,氢弹就是利用这种变化制成的。
11.(2025九下·电白开学考)能源的使用应考虑能量的 和转移的 、能源消耗对环境的影响、化石能源和核能等 的储量等因素。以风能、水能、太阳能等为代表的可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向。
12.(2025九下·电白开学考)我国的乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝水电站实现联合调度,标志着世界最大的“清洁能源走廊”已形成。水力发电是将水的 能转化为电能,水能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,水电站年均发电量可达,若这些电量改用煤进行火力发电,效率为,煤的热值为,则需要用煤 。
13.(2025九下·电白开学考)充电桩为电动汽车的电池充电时,电能转化为 能,汽车电池相当于 (选填“电源”或“用电器”),当充电桩的线路潮湿出现短路时 (选填“空气开关”或“漏电保护器”)会切断电路,起到保护作用。
14.(2025九下·电白开学考)小阳学习太阳能和核能后,建立了利用核能的知识结构图,请你帮他补全空格处的内容。 、 、
三、作图题﹕本大题共3小题,每小题3分,共9分。
15.(2025九下·电白开学考)按要求作图:
(1)用两只灯泡、一个开关(总开关)、一只滑动变阻器、一个电源,设计出满足以下要求的电路:一只灯的亮度不变,另一只灯的亮度可以调节,并且滑片向右滑灯泡变暗,按照要求连接实物图,导线不能交叉;
(2)如图所示是小明家的一个带有USB接口的三孔插座,其内部简化电路如图乙所示。当闭合开关时,插座和USB接口才能正常使用且互不影响,请你在图中将未完成的电路补充完整。
16.(2025九下·电白开学考)
(1)将电源、电流表、电压表三个元件的符号填入如图电路的虚线框内。要求:开关S闭合后,电流方向如图所示,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡L变亮时,电压表的示数变小。
(2)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。
17.(2025九下·电白开学考)按要求完成下列作图:
(1)如图所示,用螺丝刀撬起图钉。请在图上画出作用在螺丝刀柄上A点的最小动力F1的示意图及阻力F2的力臂。
(2)如图所示,请用笔画线表示导线,将插座、电灯和开关正确接入家庭电路中。
四、实验题﹕本大题共3小题,每空1分,共18分。
18.(2025九下·电白开学考)学习完防止触电的相关知识后,老师对同学们说,除了单线触电和双线触电,还有一种是:如果高压输电线掉落在地上,当人经过这个区域时,两脚之间存在相当高的电压,称做“跨步电压”。这时电流从一条腿流入,另一条腿流出,同样会发生触电事故,如图-1所示。
(1)生活中从发电站到用电地区有一段相当长的距离,当发电站输出功率一定时,采用高压输电可以减小输送电线中的 ,从而减小远距离输电中的电能损失。
(2)为了粗略地探究跨步电压的大小是如何变化的,小明设计了如图-2所示的模拟电路装置进行实验;连接好电路后,同学小刚对该装置提出了疑问:现实生活中的地面大部分情况下是干燥的,为什么这里要用潮湿细沙代替呢?请你帮忙解答小刚的疑问: 。
(3)实验主要步骤:
①闭合开关后,小明将连接电压表的两个导线竖直插入沙盘。
②保持DE之间的距离不变,改变EF之间的距离,分别记录对应的电压表示数。
③保持EF之间的距离不变,改变DE之间的距离,分别记录对应的电压表示数。
实验数据如下表所示:
实验序号 DE之间的距离/cm EF之间的距离/cm 电压表示数/V
1 6 3.5 0.5
2 6 4.5 0.7
3 6 7 1.3
4 7 7 1.2
5 8 7 1.1
①图-2的实验中,EF模拟的是图-1中 (选“AB”或“BC”)之间的距离。
②分析的实验数据,两脚间的距离一定时,人一只脚与高压线落地点的距离 ,跨步电压越大。
(4)实验结束后,小明与同学进行了交流,如果某天发现周围有高压线掉落在了地面上,为了较安全撤离,小明认为应快速跑步远离掉落的高压线,小刚认为应该并拢双脚跳着远离掉落的高压线,结合上表中的实验数据,你认为 的说法正确,理由是 。
19.(2025九下·电白开学考)认识短路的危害。
【设计实验】
目的:认识短路的危害。
器材:低压电源(直流)、开关、额定电流为的保险丝、额定电压为的灯泡、导线、电流表(演示电流表,0~5A档)。
【进行实验】
在图中,间接上一段保险丝,间接入电流表,其他部分按图所示连接好电路。
(1)当开关闭合时,灯泡 (选填“发光”或“不发光”),电流表 (选填“有”或“无”)示数;
(2)断开开关,在、间接一根粗铜丝,当闭合开关的瞬间,你将会观察到____;
A.电流表的指针迅速摆动较大的幅度,保险丝也随即熔断
B.电流表的指针无示数,保险丝不会熔断
C.电流表读数稳定不变,灯泡正常发光
D.电流表读数稳定不变,灯泡不亮
(3)【分析论证】
、间接入铜丝时,灯泡被短路。根据欧姆定律知道,闭合开关的瞬间,线路中的电流很 (选填“大”或“小”),从而造成电流表超过量程而烧坏电流表;同时,通过保险丝和铜丝的电流 ,但是保险丝的电阻比铜丝大很多,此时根据可知,导体的电功率跟电阻成 比,所以保险丝的电功率比铜丝的电功率大得多,使保险丝的温度升高达到熔点而熔断,这实际是我们学过的电流的 效应。
20.(2025九下·电白开学考)小明用灯泡做了几个实验。
(1)图甲可以用来研究“电流做功的多少与电流关系”,将两个阻值不同的白炽灯并联接在电路中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,观察 和记录 ,进一步分析就能顺利得出实验结论;
(2)图乙是研究短路引起熔丝熔断的实验,则应该将导线接在 (选填“AC”或“BD”) 两点间造成短路,引起熔丝熔断;
(3)图丙是一条刚装好的家庭电路,在未装保险丝之前,先把灯泡 L0接在装保险盒的两个接线柱上,当闭合S、S1 时,L0和 L1 发光都偏暗,说明 L1 ;当闭合 S、S2 时,L0正常发光,说明 L2 。(选填“正常”、“短路”或“断路”)
五、综合题: 本大题共3小题,共18分。
21.(2025九下·电白开学考)小强家新买了一台全自动洗碗机如图甲所示,它的外壳是金属材质。该洗碗机工作程序为:首先给水箱注水,当水注满时停止注水并自动开始加热,水温上升到50℃即停止加热;洗涤程序启动,水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋,直到洗涤过程结束,排水泵启动,将水箱中的废水排出。
(1)为了安全,该洗碗机应选用图乙中 (选填“上”或“下”)插座;图丙为等效的加热电路图,R为发热电阻,其中位于水箱上部的两个导电块A、B组成一个开关。此开关除了具有注满水时,自动开始加热的功能(一般的水是导体)外,还具有当加热过程中意外排水或排水阀没有关好时,自动停止加热的功能;
(2)图丁为该洗碗机某次正常工作时的图像,R的阻值为 Ω(不计水的电阻);
(3)该款洗碗机一次正常工作后,碗总是湿漉漉的,很长时间干不了,很容易滋生细菌。针对这一缺陷,请你写出一条能在较短时间内将碗烘干的措施: 。
22.(2025九下·电白开学考)“安全用电,从我做起”。洗衣机、电饭煲等用电器的电源插头通常都接入播线板使用。如图甲所示插线板上的指示灯在开关断开时不发光,插孔不能提供工作电压;而在开关闭合时指示灯发光,插孔可以提供工作电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压。
(1)请在图乙中画出开关、指示灯和插孔的连接方式,并把接线板与电源线接通 ;
(2)如图丙所示,洗衣机的电源插头有三根钱,其中标着E的导线和洗衣机的 相连,插线板上相应的导线和室外的 相连;
(3)如图丁所示,如果多个用电器同时插在插线板上工作,超过线路的负载电流,有可能会引起线路或设备过热而导致火灾。
①请分析可能导致火灾的原理;
②预防电气火灾,可以采取哪些措施?
23.(2025九下·电白开学考)如图所示是一种电压力锅的简易原理图,S1为电源开关,阻值为44Ω,L为指示灯,此保温电路的功率为100W。
(1)电压力锅处于加热状态时通过R1的电流是多少?电压力锅加热10min,消耗的电能是多少?
(2)请在图中画线把用于照明的LED灯,三孔插座和两孔插座、空气开关连入家庭电路中。要求开关S单独控制LED灯,空气开关控制整个电路,符合安全用电原则。
六、计算题: 本大题共3小题,共13分。
24.(2025九下·电白开学考)某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点,其内部简化等效电路如图甲所示,此时处于空挡位置。普通快洗模式中,包括加热和保温洗涤两个状态,先设定洗涤温度,旋钮开关 旋至1挡后闭合开关S,洗衣机处于加热状态;当加热到预设温度时,旋钮开关: 自动旋至2挡,此时洗衣机处于保温洗涤状态,保温洗涤完成即普通快洗模式结束。 和 均为电热丝,其阻值不受温度影响, ,洗衣机主要参数如下表。问:
额定电压 220 V
设定温度范围 30~90 ℃
加热功率 2 400 W
电动机功率 240 W
普通快洗耗时 50 min
(1)洗衣机需要使用三孔插座,这样做的目的是为了让金属外壳与 相连,防止触电事故的发生;
(2)某次家庭中所有用电器中仅该洗衣机工作时,加热状态下连续加热6 min,发现家中如图乙所示的电能表转动240r,此时洗衣机实际加热功率是多少
(3)正常工作时,洗衣机保温洗涤的功率是多少
(4)额定电压下,某次洗衣机内装有水和衣物共10kg、初温为 ,设定洗涤温度为 ,不计热量损失,求整个普通快洗模式中,消耗的总电能是名心 [已知水和衣物混合后的平均比热容为
25.(2025九下·电白开学考)某电热水器铭牌标识为“220V 1200W”,由于使用了多年,该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化。把该电热水器如图﹣1所示的插头插入如图﹣2所示的智能插座工作一段时间,通过智能插座读出这段时间电热水器的工作电压为220V,电流为5A,消耗的电能为0.55kW h。
(1)插头插脚①较长,将插头插入插座时,可确保电热水器的金属外壳先接触 线,避免触电事故。用橡胶做插头外壳是因为橡胶是 体。
(2)电热水器的实际功率是多大?工作的这段时间是多长?
(3)为恢复该电热水器的铭牌功率,可将一段新的电热丝与氧化电热丝串联还是并联?这段电热丝的电阻值为多少?
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】光的传播速度与光年;宇宙
【解析】【解答】 A.光年是指光一年内通过的距离,是距离的单位,可以衡量银河系的直径,故A错误;
B.宇宙诞生于大爆炸,并且在不断膨胀之中。大爆炸导致宇宙空间处处膨胀,且温度相应下降,故B正确;
C.宇宙包含银河系和河外星系,银河系包含太阳系,故C错误;
D.“地心说”宇宙体系在科学发展史上的作用是打破了天圆地方的宇宙观,“日心说”否定了地球是宇宙中心的说法,故D错误。
故选B。
【分析】A.光年是指光一年内通过的距离,是距离的单位;
B.宇宙诞生于大爆炸,并且在不断膨胀之中;
C.根据对宇宙的结构层次可做出判断;
D.根据对”地心说“和”日心说“的了解可做出判断。
2.【答案】D
【知识点】能源及其分类;导体与绝缘体;光纤通信;热传递的概念与方式
【解析】【解答】A.核能是不可再生能源,故A错误;
B.光纤通讯是依靠激光来传递信息的,故B错误;
C.通常情况下,陶瓷是绝缘体,故C错误;
D.火焰的温度一直高于水的温度,所以酒精灯给水加热时,能量从火焰转移给水,却无法从水自动转移给火焰,故D正确。
故选D。
【分析】A.短时间内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源;
B.根据光纤通讯的原理判断;
C.容易导电的物体是导体,铜、碳棒是导体;不容易导电的物体是绝缘体,如空气、陶瓷、塑料、橡胶等;
D.发生热传递时,热量总是从高温物传到低温物体或者从物体的高温部分传到低温部分。
3.【答案】C
【知识点】能源及其分类;平衡力的辨别;电流的形成;磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】A.根据题意可知,太阳能可以从自然界源源不断获取,属于可再生能源,故A错误;
B.电子带负电,太阳风中的电子的定向移动形成电流,但是电流方向与电子的移动方向相反,故B错误;
C.带电粒子运动形成电流,会受到地磁场的作用力,使其轨迹能发生改变,故C正确;
D.地磁场对太阳风的力和太阳风对地磁场的力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
【分析】A.可以在短时间内得到补充的能源为可再生能源;
B.电子的定向移动形成电流;
C.通电导体在磁场中受力运动;
D.平衡力的条件:大小相等、方向相反,作用在同一物体和同一直线上。
4.【答案】B
【知识点】科学探索;新材料的特点及应用
【解析】【解答】A.根据题意可知,航母上要经常起降舰载机,因此航母甲板材料应能承受舰载飞机的重量和冲击力,应选用强度大的高强度钢,故A正确不符合题意;
B.甲板的厚度增大后质量也会增大,不便于航母灵活机动性,故B错误符合题意;
C.甲板能够抵御海水和盐雾的侵蚀,涂层材料应具有良好的耐腐蚀性,故C正确不符合题意;
D.舰载飞机喷气发动机排出的高温尾气,并确保舰载飞机在湿滑条件下安全起降,则甲板涂层材料不仅耐高温还具有增大摩擦的性能,故D正确不符合题意。
故选B。
【分析】性质决定用途,也能根据用途推测材料的性质。
5.【答案】B
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】A.根据题意可知,核能和石油在短时间内不能再次产生的,是不可再生能源,故A不符合题意;
B.风能和太阳能在短时间内可以再次产生,是可再生能源,且清洁无污染,故B符合题意;
C.煤不能在短时间内形成,是不可再生能源,故C不符合题意;
D.石油不能在短时间内形成,是不可再生能源,故D不符合题意。
故选B。
【分析】可以在短时间内得到补充的能源为可再生能源,不能在短时间内得到补充的能源为不可再生能源。
6.【答案】B
【知识点】能源危机与能源消耗对环境的影响
【解析】【解答】 AB.解决能源问题的根本出路是节约能源,提高现有能源利用率,积极寻找和开发新能源,给A正确不合题意,B错误符合题意:
C.输电过程要损耗部分电能,利用超导体送电,可以减少输电过程中的能量损失,提高输电效率,故C正确不合题意:
D.由于煤炭资源有限,因此研究使煤充分燃烧以减少热量损失的措施是可行的,故D正确不合题意。
故选B。
【分析】解决能源问题的根本出路是减少能源损耗,节约能源,提高现有能源利用率,积极寻找和开发新能源。
7.【答案】C
【知识点】物质的三态;比热容;能量的转化或转移
【解析】【解答】AB.根据题意可知,冰箱是利用制冷剂汽化时吸热、液化时放热,从而达到制冷目的,因此制冷剂需选用容易汽化的物质,且吸热能力越强,制冷效果越好,故A、B错误;
C.制冷剂浸入冷凝器后,从气态变成液态发生液化,从而向冰箱外放出热量,故C正确;
D.打开工作中的冰箱门,冰箱内的冷空气会流出,但冰箱为了维持低温会消耗更多的电能,压缩机工作时会产生更多的热量,最终能使整个房间内升高,故D错误。
故选C。
【分析】AB.根据题目描述的过程确定工作原理,进而判断是否容易汽化和吸热能力强弱;
C.根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称;
D.根据电能和热能的转化分析。
8.【答案】高;121;700
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】(1)根据图片可知,当开关S断开时,R2与R1串联;当开关S闭合时,R2被短路,只有R1单独工作;
那么前者总电阻较大;
根据可知,前者总功率小于后者总功率;
则前者为低温档,后者为高温档。
(2)当开关S闭合时,R2被短路,只有R1单独工作,此时为高温档;
则高温档的功率;
(3)当开关S断开时,R2与R1串联,此时为低温档;
低温档时的总电阻;
则R2的阻值R2=R总-R1=1100Ω-400Ω=700Ω。
【分析】(1)根据公式比较开关在不同情况下总功率的大小,从而确定对应的工作状态;
(2)根据计算高温档的功率;
(3)根据计算低温档时的总电阻,再根据R2=R总-R1计算R2的阻值。
9.【答案】(1)12
(2)192
(3)5:4
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算;焦耳定律的应用
【解析】【解答】 (1)当S接a时,电阻R1与灯泡串联,灯泡正常发光时的电压为6V,功率为3W,
串联电路中各处的电路相等,
根据欧姆定律可得,电路中的电流:,
电阻R1两端的电压:U1=U-UL=12V-6V=6V,
此时电阻R1的阻值:;
(2)当S接b时,灯泡L和电阻R2串联,电源电压为12V且保持不变,电阻R2的阻值为20Ω,
由图像可知,当电流为0.4A时,灯泡电压为4V,
定值电阻R2的电压为:U2=I'R2=0.4A×20Ω=8V,
灯泡和R2的电压之和为:8V+4V=12V,与电源电压值相等,
故此时电路中的电流为:I'=0.4A,
则电阻R2通电1min产生的热量为:Q=I'2R2t=(0.4A)2×20Ω×1×60s=192J;
(3)S接a时,电路总功率为:Pa=UI=12V×0.5A=6W,
S接b时,电路总功率为:Pb=UI'=12V×0.4A=4.8W,
故电路消耗的总功率之比Pa:Pb=6W:4.8W=5:4。
【分析】(1)当S接a时,电阻R1与灯泡串联,灯泡正常发光时两端的电压和额定电压相等,根据串联电路的电流特点和P=UI求出此时电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压,利用欧姆定律求出此时电阻R1的阻值;
(2)当S接b时,灯泡L和电阻R2串联,电源电压为12V且保持不变,电阻R2的阻值为20Ω,根据串联电路的电流、电压特点和欧姆定律,从图像中找出此时电路中的电流,利用Q=I2Rt即可求出R2通电1min产生的热量;
(3)利用P=UI分别求出,s接a与s接b两种情况下电路消耗的总功率,求出两次总功率之比即可。
10.【答案】核能;裂变;聚变
【知识点】核聚变;核裂变
【解析】【解答】 (1原子核分裂或聚合,可以释放出巨大的能量,这种能量叫作核能。
(2)用中子轰击比较大的原子核,使其变成两个中等大小的原子核,同时释放出巨大的能量,这是原子核的裂变。
(3)两个质量很小的原子核,在一定条件下结合成一个新的原子核,会释放出更大的核能,这就是原子核的聚变,氢弹就是利用这种变化制成的。
【分析】 (1)核能是由原子核裂变和聚变过程中所产生的能量;
(2)一个质量较大的原子核在中子的轰击下,会变为两个中等大小原子核,同时释放出巨大的能量,这就是裂变;原子核裂变的应用有:核电站、原子弹;
(3)核聚变是指两轻核发生反应变成较重的原子核的现象,氢弹是利用了轻核聚变。
11.【答案】转化;方向;不可再生能源
【知识点】能源与可持续发展
【解析】【解答】能源的使用应考虑能量的转化和转移的方向、能源消耗对环境的影响、化石能源和核能等不可再生能源的储量等因素。以风能、水能、太阳能等为代表的可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向。
【分析】根据能量转化和转移的方向性解答。可以在短时间内得到补充的能源为可再生能源。
12.【答案】机械;可再生;9×1010
【知识点】燃料的热值;能量的转化或转移;能源及其分类
【解析】【解答】(1)水力发电是将水的机械能转化为电能;
(2)水能可以在短时间内得到补充,为可再生能源;
(3)需要用煤的质量为:。
【分析】(1)根据能量转化的知识解答;
(2)可以在短时间内得到补充的能源为可再生能源;
(3)根据公式计算需要用煤的质量。
13.【答案】化学;用电器;空气开关
【知识点】电路的构成及电路图;电路的三种状态
【解析】【解答】 充电桩为电动汽车的电池充电时消耗电能,产生化学能,所以是将电能转化为化学能的过程,故电池相当于电路中的用电器。
当充电桩的线路潮湿出现短路时,电路中的电流过大,空气开关会断开电路。
【分析】 蓄电池充电时将电能转化为化学能,在充电过程中,电池相当于用电器;当电路中的电流过大时,空气开关自动断开;电路中发生漏电现象时,漏电保护器断开。
14.【答案】电;内;裂
【知识点】核能
【解析】【解答】太阳能电池通过光电转换装置,将太阳能转化为电能;太阳能热水器通过光热转换设备,将太阳能转化为内能;核电站的主要设备是核反应堆,在核反应堆中利用可控的链式反应发生核裂变,人类获得核能。
【分析】再短时间内能再生的资源叫做可再生资源,比如水资源、太阳能;再短时间内不能再生的资源叫做可不可再生资源,比如核能、煤炭、石油。
15.【答案】(1)
(2)
【知识点】实物的电路连接;滑动变阻器的原理及其使用;家庭电路的连接
【解析】【解答】(1) 一只灯的亮度不变,另一只灯的亮度可以调节, 那么两个灯泡不相互影响,则它们为并联。滑动变阻器与一个灯泡串联在同一支路上,向右移动时灯泡变暗,即电流变小,接入的阻值变大,那么应该将左下角的接线柱接入。开关为总开关,应该在干路上,如下图所示:
(2) 三孔插座的接法符合“左零右火上接地”规则;插座和USB接口并联;当闭合开关时,插座和USB接口才能正常使用,说明开关接在干路上,处于火线与用电器之间,如下图所示:
【分析】(1)用电器相互影响为串联,不相互影响为并联。干路开关控制所有用电器,支路开关只能控制它所在支路上的用电器。根据亮度变化确定电流变化,弄清变阻器的阻值变化,确定接线柱的选择情况即可;
(2) 三孔插座的正确接法是左零右火上接地;开关与用电器串联后接到火线上;各个插座与USB接口互不影响。
16.【答案】(1)
(2)
【知识点】电流表的连接;电压表的连接;家庭电路的连接
【解析】【解答】(1) 要滑动变阻器改变灯泡的亮度,所以电源、滑动变阻器、灯泡和电流表串联;灯泡变亮时,说明通过灯泡的电流变大,由U=IR可知灯泡两端电压变大,而题中要求电压表示数变小,说明电压表和滑动变阻器并联;所以,电源在最右端的虚线框内,且上端为负极,这样可以满足电流方向如图所示;电压表和滑动变阻器并联,填在中间的虚线框内;电流表和滑动变阻器串联,应填在最左端的虚线框内;如下图所示:
(2) 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,如下图所示:
【分析】(1) 滑动变阻器改变灯泡的亮度,所以滑动变阻器和灯泡、电流表串联;灯泡变亮时其两端电压变大,而电压表示数变小,说明电压表和滑动变阻器并联,据此填充元件。
(2) ①灯泡的接法: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。
②三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
17.【答案】(1)
(2)
【知识点】力臂的画法;家庭电路的连接;杠杆的平衡分析——最小力问题
【解析】【解答】(1) 支点为O点,由图知,最长的动力臂为OA,所以当动力方向与OA垂直时,力臂最长,力最小,方向垂直OA向下;反向延长阻力F2的延长线,过支点O作垂直于阻力作用线的垂线段L2(即阻力臂);如下图所示:
(2) ①灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡,零线直接接入灯泡,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故;
②三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。如下图所示:
【分析】(1) 过支点O作垂直于阻力作用线的垂线段为阻力臂;根据力臂越长,作用力越小的思路确定最长的力臂,然后根据力与力臂垂直的关系确定最小力的方向。
(2) 灯泡的接法: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。三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
18.【答案】(1)电流
(2)减小沙子的电阻,增大电流
(3)BC;越近
(4)小刚;跨步时步幅越大,人体两脚间的电压越大,越容易触电;双脚并拢时,两脚之间的距离为0,能避免高压跨步触电
【知识点】电功率的计算;安全用电原则
【解析】【解答】 1)当发电站输出功率一定时,采用高压输电时,电压U较大,根据P=UI知,减小输送电线中的电流;
(2)现实生活中的地面大部分情况下是干燥的,电阻较大,电压很大,产生较大的电流,而实验中的电压较小,用潮湿细沙代替后,便于使得电路导通测量电压;
(3)①图-2的实验中,EF模拟人的两腿之间的电压,相当于图-1中BC之间的距离。
②分析实验数据3、4、5,两脚间的距离一定时,即EF一定时,DE距离越小,电压越大,即人一只脚与高压线落地点的距离越小,跨步电压越大。
(4)我认为小刚的说法正确,理由是:跨步时步幅越大,人体两脚间的电压越大,越容易触电;双脚并拢时,两脚之间的距离为0,能避免高压跨步触电。
【分析】 (1)根据P=UI分析改变的量;
(2)电压较小时,电阻过大电流太小不便于测量;
(3)根据EF所测相当于跨步形成的电压;根据表格数据分析得出结论;
(4)根据DE之间的距离越小,即步距越小,电压越低分析。
19.【答案】(1)发光;有
(2)A
(3)大;相同;正;热
【知识点】电路的三种状态
【解析】【解答】 (1)当开关闭合时,由图可知,这是一个正常连接的电路,灯泡与保险丝串联,所以灯泡发光,电流表有示数。
(2)断开开关,在B、D间接一根粗铜丝,此时灯泡被短路,电流通过保险丝后,直接经电流表回到电源负极,所以当闭合开关的瞬间,将会观察到电流表的指针迅速摆动较大的幅度,保险丝也随即熔断,灯泡不发光。
故选A。
(3)当B、D间接入铜丝时,灯泡被短路。根据欧姆定律可知,闭合开关的瞬间,线路中的电流很大,通过保险丝和导线的电流相同,但是保险丝的电阻比导线大很多,由公式P=I2R可知,在电流相同时,导体的电功率跟电阻成正比,所以保险丝的电功率比铜丝的电功率大得多,使保险丝的温度升高,这实际是我们学过的电流的热效应
【分析】(1)根据图片分析电路是否正常,是否有电流经过灯泡和电流表即可;
(2)当短路发生时,会产生很大的电流,据此分析判断;
(3)根据欧姆定律和电功率的公式P=I2R分析解答。
20.【答案】(1)灯泡亮度;电流表示数
(2)BD
(3)正常;短路
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【解答】 (1)将两个阻值不同的白炽灯并联接在电路中,闭合开关,每个灯两端的电压相同,工作的时间相同,调节滑动变阻器滑片,观察灯泡的亮度和记录电流表示数的大小,进一步分析就能顺利得出实验结论;
(2)如图所示的电路,闭合开关,电路中只有灯泡连入,且电灯正常发光;B、D间的熔丝不会熔断;
要造成短路,引起熔丝熔断;则只有熔丝接入电路,故BD两个接线柱之间接入一根导线后,会发生电源短路,此时C、D间的熔丝将会熔断;
(3)当只闭合S1时,L0和L1都偏暗,L1所在支路正常;C、当只闭合S2时,L0正常发光,说明该支路存在短路,即L2短路。
【分析】 (1)灯泡越亮,实际功率越大,电流在相同时间内所做的功越多;根据W=UIt分析;
(2)熔丝熔断的原因有两个:总功率过大或发生短路;
(3)将额定电压220V的“校验灯”,接在保险丝的两只接线柱上,是相当于把此灯串联入电路中,它会有三种状态:“校验灯”恰能正常发光,说明该支路短路,“校验灯”发光不正常(偏暗)说明该支路工作正常,“校验灯”不发光说明该支路断路。
21.【答案】(1)下
(2)
(3)增加加热的电热丝和吹风的电动机
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】 (1)由图甲可知,洗碗机有金属外壳,应使用三线插头和图乙下插座,正确连接后,即使外壳带电也会导入大地,不会使人触电发生危险。
(2)由图丁可知,该洗碗机正常加热时的功率P=800W,不计水的电阻,
则发热电阻的阻值:;
(3)要使在较短时间内将碗烘干,应提高碗内残留水温度的同时加快空气的流动,可以考虑增加加热的电热丝和吹风的电动机。
【分析】 (1)由图甲可知,洗碗机有金属外壳,应使用三线插头和图乙下插座,正确连接后,即使外壳带电也会导入大地,不会使人触电发生危险。
(2)由图丁可知,该洗碗机正常加热时的功率P=800W,不计水的电阻,由可得发热电阻的阻值。
(3)要使在较短时间内将碗烘干,应提高碗内残留水温度的同时加快空气的流动,据此分析解答。
22.【答案】(1)
(2)金属外壳;地线
(3)①如果多个用电器同时插在插线板上工作,电路的总功率会过大,根据电功率计算公式P=UI 可知,电路中的总电流就会过大,而超过线路的负载电流:根据焦耳定律 Q=I2Rt 可知,相同情况下,电流越大,产生的电热就越大,就有可能会引起线路或设备过热而导致火灾。
②不同时使用多个大功率用电器;防止短路;电线有破损或线路老化,及时更换;用电器不使用时及时断电;更换负载电流较大的线路。
【知识点】家庭电路的连接
【解析】【解答】 (1)开关接在火线上,指示灯和三孔插座并联;三孔插座的正确接法是“左零右火上接地”。指示灯串联一个电阻起分压作用,如图所示:
。
(2)标着E的导线和洗衣机的金属外壳相连,插线板上相应的导线和室外的地线相连。
(3)①如果多个用电器同时插在插线板上工作,电路的总功率会过大,根据电功率计算公式P=UI 可知,电路中的总电流就会过大,而超过线路的负载电流:根据焦耳定律 Q=I2Rt 可知,相同情况下,电流越大,产生的电热就越大,就有可能会引起线路或设备过热而导致火灾。
②不同时使用多个大功率用电器;防止短路;电线有破损或线路老化,及时更换;用电器不使用时及时断电;更换负载电流较大的线路。
【分析】(1)照明电路的开关应该接在火线上,三孔插座的正确接法是“左零右火上接地”;指示灯和插座是并联的。
(2)带金属外壳的家用电器应该接地。
(3)每个插线板所能接入的用电器的总功率是一定的。超了最大负载,干路中的电流很大,导致设备过热甚至引起火灾。
23.【答案】(1)解:根据题意可知,
电压力锅处于加热状态时,开关接a,此时只有R1单独工作,通过R1的电流:;
电压力锅加热10min,消耗的电能。
(2)
【知识点】欧姆定律及其应用;电功的计算;家庭电路的连接
【解析】【解答】(2)当LED,或任意一个插座损坏时,其它的仍然正常工作,那么三者并联。开关控制整个电路,即它在干路上,且接在火线一侧。插座的左孔接零线,右孔接火线,中间的孔接地线,如下图所示:
【分析】(1)根据计算加热状态时通过R1的电流。根据W=UIt计算消耗的电能;
(2)根据题目要求确定LED和两个插座的串并联关系,以及开关的位置,结合安全用电的常识解答即可。
24.【答案】(1)大地
(2)解:电能表参数1200r/(kW h)表示,电路中消耗1kW h的电能,电能表的转盘旋转1200转电能表转动1200r,
则该过程消耗的电能为:,
则洗衣机的实际加热功率:;
(3)解:根据图片可知,当洗衣机保温洗涤时,开关接1和2,此时电动机和R2工作;
R2的电功率为:;
则此时保温洗涤的总功率P保=P电+P2=240W+200W=440W;
(4)解:加热过程中水和衣物混合物吸收的热量为:
Q吸=cmΔt=4×103J/(kg ℃)×10kg×(50℃-20℃)=1.2×106J,
加热状态下电路为纯电阻电路,则电路中产生的焦耳热等于电路消耗的电能,即W加=Q放=P加t加=1.2×106J,
由上式变形可得,普通快洗过程加热时间为:;
保温状态下洗衣机的工作时间为:t保=t总-t加=50×60s-500s=2500s,
保温状态下洗衣机消耗的电能为:W保=P保t保=440W×2500s=1.1×106J,
整个普通快洗模式中,电路消耗的总电能为:W总=W加+W保=1.2×106J+1.1×106J=2.3×106J。
【知识点】电能表参数的理解;电功率的计算;电功与热量的综合计算
【解析】【解答】(1)洗衣机需要使用三孔插座,这样做的目的是为了让金属外壳与大地相连,防止触电事故的发生。
【分析】 (1)为了防止发生触电事故,家用电器的金属外壳要接地;
(2)1200r/(kW h)表示用电器消耗1kW h的电能,电能表的转盘转1200r,由此得出电能表转动240r洗衣机消耗的电能;再根据计算洗衣机的加热功率。
(3)根据图片可知,当洗衣机保温洗涤时,开关接1和2,此时电动机和R2工作;根据计算R2的电功率,根据P保=P电+P2计算保温洗涤功率。
(4)已知水和衣物的总质量、初温和设定温度,根据Q吸=cmΔt计算水和衣物吸收的热量。根据计算洗衣机的加热时间,根据t保=t总-t加计算保温洗涤时间,根据W保=P保t保计算保温洗涤消耗的电能,最后与加热消耗的电能相加即可。
25.【答案】(1)地;绝缘
(2)解:电热水器的实际功率是:P=UI=220V×5A=1100W;
工作的这段时间是:;
(3)解:为恢复该电热水器的铭牌功率,需要并联一段新的电热丝。
并联电阻的功率为:P并=P额-P实=1200W-1100W=100W;
并联的电阻为:。
【知识点】电功率的计算;安全用电原则
【解析】【解答】 (1)为了防止触电,有金属外壳的家用电器一定要接地;不容易导电的物体叫绝缘体,容易导电的物体叫导体,用橡胶做插头外壳是因为橡胶是绝缘体。
【分析】 (1)有金属外壳的家用电器一定要接地;不容易导电的物体叫绝缘体,容易导电的物体叫导体。
(2)根据功率的公式进行计算;根据计算工作时间。
(3)为恢复该电热水器的铭牌功率,需要并联一段新的电热丝,根据并联电路电功率的特点求出并联电阻的功率,根据求出并联的电阻。
1 / 1广东省茂名市电白区第三中学2024-2025学年九年级下学期开学摸底考试物理卷
一、选择题:本大题共7小题,每小题3分,共21分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2025九下·电白开学考)我国科学家利用中国天眼(FAST)在致密星系群——“斯蒂芬五重星系”及周围天区发现了1个尺度约为200万光年的巨大原子气体系统,该系统比银河系大20倍,为研究宇宙打开了一个崭新的窗口。关于宇宙,下列说法正确的是( )
A.光年作为时间单位,可以衡量银河系的直径
B.大爆炸导致宇宙空间处处膨胀,且温度相应下降
C.宇宙的结构层次:太阳系→银河系→河外星系宇宙
D.“地心说”宇宙体系在科学发展史上的作用是发展“日心说”宇宙体系
【答案】B
【知识点】光的传播速度与光年;宇宙
【解析】【解答】 A.光年是指光一年内通过的距离,是距离的单位,可以衡量银河系的直径,故A错误;
B.宇宙诞生于大爆炸,并且在不断膨胀之中。大爆炸导致宇宙空间处处膨胀,且温度相应下降,故B正确;
C.宇宙包含银河系和河外星系,银河系包含太阳系,故C错误;
D.“地心说”宇宙体系在科学发展史上的作用是打破了天圆地方的宇宙观,“日心说”否定了地球是宇宙中心的说法,故D错误。
故选B。
【分析】A.光年是指光一年内通过的距离,是距离的单位;
B.宇宙诞生于大爆炸,并且在不断膨胀之中;
C.根据对宇宙的结构层次可做出判断;
D.根据对”地心说“和”日心说“的了解可做出判断。
2.(2025九下·电白开学考)下列说法正确的是:( )
A.太阳能、风能和核能都是可再生能源
B.光纤通讯是依靠超声波来传递信息的
C.在通常情况下,铜、碳棒和陶瓷都属于导体
D.酒精灯给水加热时,能量从火焰转移给水,却无法从水自动转移给火焰
【答案】D
【知识点】能源及其分类;导体与绝缘体;光纤通信;热传递的概念与方式
【解析】【解答】A.核能是不可再生能源,故A错误;
B.光纤通讯是依靠激光来传递信息的,故B错误;
C.通常情况下,陶瓷是绝缘体,故C错误;
D.火焰的温度一直高于水的温度,所以酒精灯给水加热时,能量从火焰转移给水,却无法从水自动转移给火焰,故D正确。
故选D。
【分析】A.短时间内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源;
B.根据光纤通讯的原理判断;
C.容易导电的物体是导体,铜、碳棒是导体;不容易导电的物体是绝缘体,如空气、陶瓷、塑料、橡胶等;
D.发生热传递时,热量总是从高温物传到低温物体或者从物体的高温部分传到低温部分。
3.(2025九下·电白开学考)如图所示,太阳风是太阳活动爆发期间发出的高速带电粒子流,这些粒子由质子和电子等组成;地球拥有地磁场,当太阳风中的部分带电粒子通过地球附近磁场时,其运动轨迹发生改变。下列说法正确的是( )
A.太阳能属于不可再生能源
B.电子带负电,所以太阳风中的电子的定向移动不能形成电流
C.带电粒子运动轨迹能发生改变,是因为地磁场对电流有力的作用
D.带电粒子运动轨迹发生变化,同时地球的磁场被压缩了,说明地磁场对太阳风的力和太阳风对地磁场的力是对平衡力
【答案】C
【知识点】能源及其分类;平衡力的辨别;电流的形成;磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】A.根据题意可知,太阳能可以从自然界源源不断获取,属于可再生能源,故A错误;
B.电子带负电,太阳风中的电子的定向移动形成电流,但是电流方向与电子的移动方向相反,故B错误;
C.带电粒子运动形成电流,会受到地磁场的作用力,使其轨迹能发生改变,故C正确;
D.地磁场对太阳风的力和太阳风对地磁场的力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
【分析】A.可以在短时间内得到补充的能源为可再生能源;
B.电子的定向移动形成电流;
C.通电导体在磁场中受力运动;
D.平衡力的条件:大小相等、方向相反,作用在同一物体和同一直线上。
4.(2025九下·电白开学考)小明同学是军事迷,他对我国建造航母飞行甲板所用材料的物理属性做了初步研究。查阅资料得知,航母甲板材料应能承受舰载飞机的重量和冲击力,且表面应涂有特殊涂层,能够抵御海水和盐雾的侵蚀,以及抗击舰载飞机喷气发动机排出的高温尾气,并确保舰载飞机在湿滑条件下安全起降。下列关于航母甲板材料分析不正确的是( )
A.甲板材料应选用强度大的高强度钢
B.为了能耐受更大的冲击力,甲板的厚度越大越好
C.甲板涂层材料应具有良好的耐腐蚀性
D.甲板涂层材料不仅耐高温还具有增大摩擦的性能
【答案】B
【知识点】科学探索;新材料的特点及应用
【解析】【解答】A.根据题意可知,航母上要经常起降舰载机,因此航母甲板材料应能承受舰载飞机的重量和冲击力,应选用强度大的高强度钢,故A正确不符合题意;
B.甲板的厚度增大后质量也会增大,不便于航母灵活机动性,故B错误符合题意;
C.甲板能够抵御海水和盐雾的侵蚀,涂层材料应具有良好的耐腐蚀性,故C正确不符合题意;
D.舰载飞机喷气发动机排出的高温尾气,并确保舰载飞机在湿滑条件下安全起降,则甲板涂层材料不仅耐高温还具有增大摩擦的性能,故D正确不符合题意。
故选B。
【分析】性质决定用途,也能根据用途推测材料的性质。
5.(2025九下·电白开学考)绿色办奥是冬奥会的办赛理念之一。组委会在几年的筹办过程中,努力践行绿色理念,使用清洁能源和可再生能源。为实现绿电入网,你推荐使用下列哪一组能源( )
A.核能;石油 B.风能;太阳能
C.地热能;煤 D.氢能;石油
【答案】B
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】A.根据题意可知,核能和石油在短时间内不能再次产生的,是不可再生能源,故A不符合题意;
B.风能和太阳能在短时间内可以再次产生,是可再生能源,且清洁无污染,故B符合题意;
C.煤不能在短时间内形成,是不可再生能源,故C不符合题意;
D.石油不能在短时间内形成,是不可再生能源,故D不符合题意。
故选B。
【分析】可以在短时间内得到补充的能源为可再生能源,不能在短时间内得到补充的能源为不可再生能源。
6.(2025九下·电白开学考)为防止化石燃料枯竭后出现能源危机,同学们就利用和开发能源的问题展开了热烈讨论,你认为错误的是( )
A.积极研究和寻找新能源
B.减少工农业能源用量
C.用超导体送电,减少输电过程中的能量损失,提高输电效率
D.研究使煤充分燃烧以减少热量损失的措施
【答案】B
【知识点】能源危机与能源消耗对环境的影响
【解析】【解答】 AB.解决能源问题的根本出路是节约能源,提高现有能源利用率,积极寻找和开发新能源,给A正确不合题意,B错误符合题意:
C.输电过程要损耗部分电能,利用超导体送电,可以减少输电过程中的能量损失,提高输电效率,故C正确不合题意:
D.由于煤炭资源有限,因此研究使煤充分燃烧以减少热量损失的措施是可行的,故D正确不合题意。
故选B。
【分析】解决能源问题的根本出路是减少能源损耗,节约能源,提高现有能源利用率,积极寻找和开发新能源。
7.(2025九下·电白开学考)电冰箱通电后,制冷剂被压缩机从蒸发器内吸出、压缩后进入冷凝器,随后进入蒸发器……,通过这样的循环,实现制冷效果,如图所示。下列说法正确的是( )
A.制冷剂需选用不容易汽化的物质
B.制冷剂需选用汽化吸热能力弱的物质
C.制冷剂在冷凝器内液化放出热量
D.打开工作中的冰箱门,最终能使整个房间内降温
【答案】C
【知识点】物质的三态;比热容;能量的转化或转移
【解析】【解答】AB.根据题意可知,冰箱是利用制冷剂汽化时吸热、液化时放热,从而达到制冷目的,因此制冷剂需选用容易汽化的物质,且吸热能力越强,制冷效果越好,故A、B错误;
C.制冷剂浸入冷凝器后,从气态变成液态发生液化,从而向冰箱外放出热量,故C正确;
D.打开工作中的冰箱门,冰箱内的冷空气会流出,但冰箱为了维持低温会消耗更多的电能,压缩机工作时会产生更多的热量,最终能使整个房间内升高,故D错误。
故选C。
【分析】AB.根据题目描述的过程确定工作原理,进而判断是否容易汽化和吸热能力强弱;
C.根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称;
D.根据电能和热能的转化分析。
二、填空题﹕本大题共7小题,每空1分,共21分。
8.(2025九下·电白开学考)某型号的电热毯有高温和低温两个档,其内部电路原理图如图所示,当开关S闭合时,电热毯处于 (高温/低温)档,已知电热毯的额定电压为220V,R1的阻值恒为400Ω,电热毯低温档的功率P1为44W,家庭电路的电压U为220V。当电热毯正常工作时,高温档的功率P1为 W,定值电阻R2的阻值为 。
【答案】高;121;700
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】(1)根据图片可知,当开关S断开时,R2与R1串联;当开关S闭合时,R2被短路,只有R1单独工作;
那么前者总电阻较大;
根据可知,前者总功率小于后者总功率;
则前者为低温档,后者为高温档。
(2)当开关S闭合时,R2被短路,只有R1单独工作,此时为高温档;
则高温档的功率;
(3)当开关S断开时,R2与R1串联,此时为低温档;
低温档时的总电阻;
则R2的阻值R2=R总-R1=1100Ω-400Ω=700Ω。
【分析】(1)根据公式比较开关在不同情况下总功率的大小,从而确定对应的工作状态;
(2)根据计算高温档的功率;
(3)根据计算低温档时的总电阻,再根据R2=R总-R1计算R2的阻值。
9.(2025九下·电白开学考).如图所示电路中,灯L标有“6V,3W”字样,S为单刀双掷开关。电源电压为12V且保持不变,电阻R2的阻值为20Ω,如图是灯L的U-I图像。
(1)当S接a时,灯L恰能正常发光,R1的阻值为 Ω;
(2)当S接b时,求电阻R2通电1min产生的热量为 J;
(3)S接a与S接b两种情况下,求电路消耗的总功率之比为 。
【答案】(1)12
(2)192
(3)5:4
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算;焦耳定律的应用
【解析】【解答】 (1)当S接a时,电阻R1与灯泡串联,灯泡正常发光时的电压为6V,功率为3W,
串联电路中各处的电路相等,
根据欧姆定律可得,电路中的电流:,
电阻R1两端的电压:U1=U-UL=12V-6V=6V,
此时电阻R1的阻值:;
(2)当S接b时,灯泡L和电阻R2串联,电源电压为12V且保持不变,电阻R2的阻值为20Ω,
由图像可知,当电流为0.4A时,灯泡电压为4V,
定值电阻R2的电压为:U2=I'R2=0.4A×20Ω=8V,
灯泡和R2的电压之和为:8V+4V=12V,与电源电压值相等,
故此时电路中的电流为:I'=0.4A,
则电阻R2通电1min产生的热量为:Q=I'2R2t=(0.4A)2×20Ω×1×60s=192J;
(3)S接a时,电路总功率为:Pa=UI=12V×0.5A=6W,
S接b时,电路总功率为:Pb=UI'=12V×0.4A=4.8W,
故电路消耗的总功率之比Pa:Pb=6W:4.8W=5:4。
【分析】(1)当S接a时,电阻R1与灯泡串联,灯泡正常发光时两端的电压和额定电压相等,根据串联电路的电流特点和P=UI求出此时电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压,利用欧姆定律求出此时电阻R1的阻值;
(2)当S接b时,灯泡L和电阻R2串联,电源电压为12V且保持不变,电阻R2的阻值为20Ω,根据串联电路的电流、电压特点和欧姆定律,从图像中找出此时电路中的电流,利用Q=I2Rt即可求出R2通电1min产生的热量;
(3)利用P=UI分别求出,s接a与s接b两种情况下电路消耗的总功率,求出两次总功率之比即可。
10.(2025九下·电白开学考)原子核分裂或聚合,可以释放出巨大的能量,这种能量叫作 。用中子轰击比较大的原子核,使其变成两个中等大小的原子核,同时释放出巨大的能量,这是原子核的 。两个质量很小的原子核,在一定条件下结合成一个新的原子核,会释放出更大的核能,这就是原子核的 ,氢弹就是利用这种变化制成的。
【答案】核能;裂变;聚变
【知识点】核聚变;核裂变
【解析】【解答】 (1原子核分裂或聚合,可以释放出巨大的能量,这种能量叫作核能。
(2)用中子轰击比较大的原子核,使其变成两个中等大小的原子核,同时释放出巨大的能量,这是原子核的裂变。
(3)两个质量很小的原子核,在一定条件下结合成一个新的原子核,会释放出更大的核能,这就是原子核的聚变,氢弹就是利用这种变化制成的。
【分析】 (1)核能是由原子核裂变和聚变过程中所产生的能量;
(2)一个质量较大的原子核在中子的轰击下,会变为两个中等大小原子核,同时释放出巨大的能量,这就是裂变;原子核裂变的应用有:核电站、原子弹;
(3)核聚变是指两轻核发生反应变成较重的原子核的现象,氢弹是利用了轻核聚变。
11.(2025九下·电白开学考)能源的使用应考虑能量的 和转移的 、能源消耗对环境的影响、化石能源和核能等 的储量等因素。以风能、水能、太阳能等为代表的可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向。
【答案】转化;方向;不可再生能源
【知识点】能源与可持续发展
【解析】【解答】能源的使用应考虑能量的转化和转移的方向、能源消耗对环境的影响、化石能源和核能等不可再生能源的储量等因素。以风能、水能、太阳能等为代表的可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向。
【分析】根据能量转化和转移的方向性解答。可以在短时间内得到补充的能源为可再生能源。
12.(2025九下·电白开学考)我国的乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝水电站实现联合调度,标志着世界最大的“清洁能源走廊”已形成。水力发电是将水的 能转化为电能,水能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,水电站年均发电量可达,若这些电量改用煤进行火力发电,效率为,煤的热值为,则需要用煤 。
【答案】机械;可再生;9×1010
【知识点】燃料的热值;能量的转化或转移;能源及其分类
【解析】【解答】(1)水力发电是将水的机械能转化为电能;
(2)水能可以在短时间内得到补充,为可再生能源;
(3)需要用煤的质量为:。
【分析】(1)根据能量转化的知识解答;
(2)可以在短时间内得到补充的能源为可再生能源;
(3)根据公式计算需要用煤的质量。
13.(2025九下·电白开学考)充电桩为电动汽车的电池充电时,电能转化为 能,汽车电池相当于 (选填“电源”或“用电器”),当充电桩的线路潮湿出现短路时 (选填“空气开关”或“漏电保护器”)会切断电路,起到保护作用。
【答案】化学;用电器;空气开关
【知识点】电路的构成及电路图;电路的三种状态
【解析】【解答】 充电桩为电动汽车的电池充电时消耗电能,产生化学能,所以是将电能转化为化学能的过程,故电池相当于电路中的用电器。
当充电桩的线路潮湿出现短路时,电路中的电流过大,空气开关会断开电路。
【分析】 蓄电池充电时将电能转化为化学能,在充电过程中,电池相当于用电器;当电路中的电流过大时,空气开关自动断开;电路中发生漏电现象时,漏电保护器断开。
14.(2025九下·电白开学考)小阳学习太阳能和核能后,建立了利用核能的知识结构图,请你帮他补全空格处的内容。 、 、
【答案】电;内;裂
【知识点】核能
【解析】【解答】太阳能电池通过光电转换装置,将太阳能转化为电能;太阳能热水器通过光热转换设备,将太阳能转化为内能;核电站的主要设备是核反应堆,在核反应堆中利用可控的链式反应发生核裂变,人类获得核能。
【分析】再短时间内能再生的资源叫做可再生资源,比如水资源、太阳能;再短时间内不能再生的资源叫做可不可再生资源,比如核能、煤炭、石油。
三、作图题﹕本大题共3小题,每小题3分,共9分。
15.(2025九下·电白开学考)按要求作图:
(1)用两只灯泡、一个开关(总开关)、一只滑动变阻器、一个电源,设计出满足以下要求的电路:一只灯的亮度不变,另一只灯的亮度可以调节,并且滑片向右滑灯泡变暗,按照要求连接实物图,导线不能交叉;
(2)如图所示是小明家的一个带有USB接口的三孔插座,其内部简化电路如图乙所示。当闭合开关时,插座和USB接口才能正常使用且互不影响,请你在图中将未完成的电路补充完整。
【答案】(1)
(2)
【知识点】实物的电路连接;滑动变阻器的原理及其使用;家庭电路的连接
【解析】【解答】(1) 一只灯的亮度不变,另一只灯的亮度可以调节, 那么两个灯泡不相互影响,则它们为并联。滑动变阻器与一个灯泡串联在同一支路上,向右移动时灯泡变暗,即电流变小,接入的阻值变大,那么应该将左下角的接线柱接入。开关为总开关,应该在干路上,如下图所示:
(2) 三孔插座的接法符合“左零右火上接地”规则;插座和USB接口并联;当闭合开关时,插座和USB接口才能正常使用,说明开关接在干路上,处于火线与用电器之间,如下图所示:
【分析】(1)用电器相互影响为串联,不相互影响为并联。干路开关控制所有用电器,支路开关只能控制它所在支路上的用电器。根据亮度变化确定电流变化,弄清变阻器的阻值变化,确定接线柱的选择情况即可;
(2) 三孔插座的正确接法是左零右火上接地;开关与用电器串联后接到火线上;各个插座与USB接口互不影响。
16.(2025九下·电白开学考)
(1)将电源、电流表、电压表三个元件的符号填入如图电路的虚线框内。要求:开关S闭合后,电流方向如图所示,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡L变亮时,电压表的示数变小。
(2)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。
【答案】(1)
(2)
【知识点】电流表的连接;电压表的连接;家庭电路的连接
【解析】【解答】(1) 要滑动变阻器改变灯泡的亮度,所以电源、滑动变阻器、灯泡和电流表串联;灯泡变亮时,说明通过灯泡的电流变大,由U=IR可知灯泡两端电压变大,而题中要求电压表示数变小,说明电压表和滑动变阻器并联;所以,电源在最右端的虚线框内,且上端为负极,这样可以满足电流方向如图所示;电压表和滑动变阻器并联,填在中间的虚线框内;电流表和滑动变阻器串联,应填在最左端的虚线框内;如下图所示:
(2) 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,如下图所示:
【分析】(1) 滑动变阻器改变灯泡的亮度,所以滑动变阻器和灯泡、电流表串联;灯泡变亮时其两端电压变大,而电压表示数变小,说明电压表和滑动变阻器并联,据此填充元件。
(2) ①灯泡的接法: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。
②三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
17.(2025九下·电白开学考)按要求完成下列作图:
(1)如图所示,用螺丝刀撬起图钉。请在图上画出作用在螺丝刀柄上A点的最小动力F1的示意图及阻力F2的力臂。
(2)如图所示,请用笔画线表示导线,将插座、电灯和开关正确接入家庭电路中。
【答案】(1)
(2)
【知识点】力臂的画法;家庭电路的连接;杠杆的平衡分析——最小力问题
【解析】【解答】(1) 支点为O点,由图知,最长的动力臂为OA,所以当动力方向与OA垂直时,力臂最长,力最小,方向垂直OA向下;反向延长阻力F2的延长线,过支点O作垂直于阻力作用线的垂线段L2(即阻力臂);如下图所示:
(2) ①灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡,零线直接接入灯泡,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故;
②三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。如下图所示:
【分析】(1) 过支点O作垂直于阻力作用线的垂线段为阻力臂;根据力臂越长,作用力越小的思路确定最长的力臂,然后根据力与力臂垂直的关系确定最小力的方向。
(2) 灯泡的接法: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。三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
四、实验题﹕本大题共3小题,每空1分,共18分。
18.(2025九下·电白开学考)学习完防止触电的相关知识后,老师对同学们说,除了单线触电和双线触电,还有一种是:如果高压输电线掉落在地上,当人经过这个区域时,两脚之间存在相当高的电压,称做“跨步电压”。这时电流从一条腿流入,另一条腿流出,同样会发生触电事故,如图-1所示。
(1)生活中从发电站到用电地区有一段相当长的距离,当发电站输出功率一定时,采用高压输电可以减小输送电线中的 ,从而减小远距离输电中的电能损失。
(2)为了粗略地探究跨步电压的大小是如何变化的,小明设计了如图-2所示的模拟电路装置进行实验;连接好电路后,同学小刚对该装置提出了疑问:现实生活中的地面大部分情况下是干燥的,为什么这里要用潮湿细沙代替呢?请你帮忙解答小刚的疑问: 。
(3)实验主要步骤:
①闭合开关后,小明将连接电压表的两个导线竖直插入沙盘。
②保持DE之间的距离不变,改变EF之间的距离,分别记录对应的电压表示数。
③保持EF之间的距离不变,改变DE之间的距离,分别记录对应的电压表示数。
实验数据如下表所示:
实验序号 DE之间的距离/cm EF之间的距离/cm 电压表示数/V
1 6 3.5 0.5
2 6 4.5 0.7
3 6 7 1.3
4 7 7 1.2
5 8 7 1.1
①图-2的实验中,EF模拟的是图-1中 (选“AB”或“BC”)之间的距离。
②分析的实验数据,两脚间的距离一定时,人一只脚与高压线落地点的距离 ,跨步电压越大。
(4)实验结束后,小明与同学进行了交流,如果某天发现周围有高压线掉落在了地面上,为了较安全撤离,小明认为应快速跑步远离掉落的高压线,小刚认为应该并拢双脚跳着远离掉落的高压线,结合上表中的实验数据,你认为 的说法正确,理由是 。
【答案】(1)电流
(2)减小沙子的电阻,增大电流
(3)BC;越近
(4)小刚;跨步时步幅越大,人体两脚间的电压越大,越容易触电;双脚并拢时,两脚之间的距离为0,能避免高压跨步触电
【知识点】电功率的计算;安全用电原则
【解析】【解答】 1)当发电站输出功率一定时,采用高压输电时,电压U较大,根据P=UI知,减小输送电线中的电流;
(2)现实生活中的地面大部分情况下是干燥的,电阻较大,电压很大,产生较大的电流,而实验中的电压较小,用潮湿细沙代替后,便于使得电路导通测量电压;
(3)①图-2的实验中,EF模拟人的两腿之间的电压,相当于图-1中BC之间的距离。
②分析实验数据3、4、5,两脚间的距离一定时,即EF一定时,DE距离越小,电压越大,即人一只脚与高压线落地点的距离越小,跨步电压越大。
(4)我认为小刚的说法正确,理由是:跨步时步幅越大,人体两脚间的电压越大,越容易触电;双脚并拢时,两脚之间的距离为0,能避免高压跨步触电。
【分析】 (1)根据P=UI分析改变的量;
(2)电压较小时,电阻过大电流太小不便于测量;
(3)根据EF所测相当于跨步形成的电压;根据表格数据分析得出结论;
(4)根据DE之间的距离越小,即步距越小,电压越低分析。
19.(2025九下·电白开学考)认识短路的危害。
【设计实验】
目的:认识短路的危害。
器材:低压电源(直流)、开关、额定电流为的保险丝、额定电压为的灯泡、导线、电流表(演示电流表,0~5A档)。
【进行实验】
在图中,间接上一段保险丝,间接入电流表,其他部分按图所示连接好电路。
(1)当开关闭合时,灯泡 (选填“发光”或“不发光”),电流表 (选填“有”或“无”)示数;
(2)断开开关,在、间接一根粗铜丝,当闭合开关的瞬间,你将会观察到____;
A.电流表的指针迅速摆动较大的幅度,保险丝也随即熔断
B.电流表的指针无示数,保险丝不会熔断
C.电流表读数稳定不变,灯泡正常发光
D.电流表读数稳定不变,灯泡不亮
(3)【分析论证】
、间接入铜丝时,灯泡被短路。根据欧姆定律知道,闭合开关的瞬间,线路中的电流很 (选填“大”或“小”),从而造成电流表超过量程而烧坏电流表;同时,通过保险丝和铜丝的电流 ,但是保险丝的电阻比铜丝大很多,此时根据可知,导体的电功率跟电阻成 比,所以保险丝的电功率比铜丝的电功率大得多,使保险丝的温度升高达到熔点而熔断,这实际是我们学过的电流的 效应。
【答案】(1)发光;有
(2)A
(3)大;相同;正;热
【知识点】电路的三种状态
【解析】【解答】 (1)当开关闭合时,由图可知,这是一个正常连接的电路,灯泡与保险丝串联,所以灯泡发光,电流表有示数。
(2)断开开关,在B、D间接一根粗铜丝,此时灯泡被短路,电流通过保险丝后,直接经电流表回到电源负极,所以当闭合开关的瞬间,将会观察到电流表的指针迅速摆动较大的幅度,保险丝也随即熔断,灯泡不发光。
故选A。
(3)当B、D间接入铜丝时,灯泡被短路。根据欧姆定律可知,闭合开关的瞬间,线路中的电流很大,通过保险丝和导线的电流相同,但是保险丝的电阻比导线大很多,由公式P=I2R可知,在电流相同时,导体的电功率跟电阻成正比,所以保险丝的电功率比铜丝的电功率大得多,使保险丝的温度升高,这实际是我们学过的电流的热效应
【分析】(1)根据图片分析电路是否正常,是否有电流经过灯泡和电流表即可;
(2)当短路发生时,会产生很大的电流,据此分析判断;
(3)根据欧姆定律和电功率的公式P=I2R分析解答。
20.(2025九下·电白开学考)小明用灯泡做了几个实验。
(1)图甲可以用来研究“电流做功的多少与电流关系”,将两个阻值不同的白炽灯并联接在电路中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,观察 和记录 ,进一步分析就能顺利得出实验结论;
(2)图乙是研究短路引起熔丝熔断的实验,则应该将导线接在 (选填“AC”或“BD”) 两点间造成短路,引起熔丝熔断;
(3)图丙是一条刚装好的家庭电路,在未装保险丝之前,先把灯泡 L0接在装保险盒的两个接线柱上,当闭合S、S1 时,L0和 L1 发光都偏暗,说明 L1 ;当闭合 S、S2 时,L0正常发光,说明 L2 。(选填“正常”、“短路”或“断路”)
【答案】(1)灯泡亮度;电流表示数
(2)BD
(3)正常;短路
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【解答】 (1)将两个阻值不同的白炽灯并联接在电路中,闭合开关,每个灯两端的电压相同,工作的时间相同,调节滑动变阻器滑片,观察灯泡的亮度和记录电流表示数的大小,进一步分析就能顺利得出实验结论;
(2)如图所示的电路,闭合开关,电路中只有灯泡连入,且电灯正常发光;B、D间的熔丝不会熔断;
要造成短路,引起熔丝熔断;则只有熔丝接入电路,故BD两个接线柱之间接入一根导线后,会发生电源短路,此时C、D间的熔丝将会熔断;
(3)当只闭合S1时,L0和L1都偏暗,L1所在支路正常;C、当只闭合S2时,L0正常发光,说明该支路存在短路,即L2短路。
【分析】 (1)灯泡越亮,实际功率越大,电流在相同时间内所做的功越多;根据W=UIt分析;
(2)熔丝熔断的原因有两个:总功率过大或发生短路;
(3)将额定电压220V的“校验灯”,接在保险丝的两只接线柱上,是相当于把此灯串联入电路中,它会有三种状态:“校验灯”恰能正常发光,说明该支路短路,“校验灯”发光不正常(偏暗)说明该支路工作正常,“校验灯”不发光说明该支路断路。
五、综合题: 本大题共3小题,共18分。
21.(2025九下·电白开学考)小强家新买了一台全自动洗碗机如图甲所示,它的外壳是金属材质。该洗碗机工作程序为:首先给水箱注水,当水注满时停止注水并自动开始加热,水温上升到50℃即停止加热;洗涤程序启动,水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋,直到洗涤过程结束,排水泵启动,将水箱中的废水排出。
(1)为了安全,该洗碗机应选用图乙中 (选填“上”或“下”)插座;图丙为等效的加热电路图,R为发热电阻,其中位于水箱上部的两个导电块A、B组成一个开关。此开关除了具有注满水时,自动开始加热的功能(一般的水是导体)外,还具有当加热过程中意外排水或排水阀没有关好时,自动停止加热的功能;
(2)图丁为该洗碗机某次正常工作时的图像,R的阻值为 Ω(不计水的电阻);
(3)该款洗碗机一次正常工作后,碗总是湿漉漉的,很长时间干不了,很容易滋生细菌。针对这一缺陷,请你写出一条能在较短时间内将碗烘干的措施: 。
【答案】(1)下
(2)
(3)增加加热的电热丝和吹风的电动机
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】 (1)由图甲可知,洗碗机有金属外壳,应使用三线插头和图乙下插座,正确连接后,即使外壳带电也会导入大地,不会使人触电发生危险。
(2)由图丁可知,该洗碗机正常加热时的功率P=800W,不计水的电阻,
则发热电阻的阻值:;
(3)要使在较短时间内将碗烘干,应提高碗内残留水温度的同时加快空气的流动,可以考虑增加加热的电热丝和吹风的电动机。
【分析】 (1)由图甲可知,洗碗机有金属外壳,应使用三线插头和图乙下插座,正确连接后,即使外壳带电也会导入大地,不会使人触电发生危险。
(2)由图丁可知,该洗碗机正常加热时的功率P=800W,不计水的电阻,由可得发热电阻的阻值。
(3)要使在较短时间内将碗烘干,应提高碗内残留水温度的同时加快空气的流动,据此分析解答。
22.(2025九下·电白开学考)“安全用电,从我做起”。洗衣机、电饭煲等用电器的电源插头通常都接入播线板使用。如图甲所示插线板上的指示灯在开关断开时不发光,插孔不能提供工作电压;而在开关闭合时指示灯发光,插孔可以提供工作电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压。
(1)请在图乙中画出开关、指示灯和插孔的连接方式,并把接线板与电源线接通 ;
(2)如图丙所示,洗衣机的电源插头有三根钱,其中标着E的导线和洗衣机的 相连,插线板上相应的导线和室外的 相连;
(3)如图丁所示,如果多个用电器同时插在插线板上工作,超过线路的负载电流,有可能会引起线路或设备过热而导致火灾。
①请分析可能导致火灾的原理;
②预防电气火灾,可以采取哪些措施?
【答案】(1)
(2)金属外壳;地线
(3)①如果多个用电器同时插在插线板上工作,电路的总功率会过大,根据电功率计算公式P=UI 可知,电路中的总电流就会过大,而超过线路的负载电流:根据焦耳定律 Q=I2Rt 可知,相同情况下,电流越大,产生的电热就越大,就有可能会引起线路或设备过热而导致火灾。
②不同时使用多个大功率用电器;防止短路;电线有破损或线路老化,及时更换;用电器不使用时及时断电;更换负载电流较大的线路。
【知识点】家庭电路的连接
【解析】【解答】 (1)开关接在火线上,指示灯和三孔插座并联;三孔插座的正确接法是“左零右火上接地”。指示灯串联一个电阻起分压作用,如图所示:
。
(2)标着E的导线和洗衣机的金属外壳相连,插线板上相应的导线和室外的地线相连。
(3)①如果多个用电器同时插在插线板上工作,电路的总功率会过大,根据电功率计算公式P=UI 可知,电路中的总电流就会过大,而超过线路的负载电流:根据焦耳定律 Q=I2Rt 可知,相同情况下,电流越大,产生的电热就越大,就有可能会引起线路或设备过热而导致火灾。
②不同时使用多个大功率用电器;防止短路;电线有破损或线路老化,及时更换;用电器不使用时及时断电;更换负载电流较大的线路。
【分析】(1)照明电路的开关应该接在火线上,三孔插座的正确接法是“左零右火上接地”;指示灯和插座是并联的。
(2)带金属外壳的家用电器应该接地。
(3)每个插线板所能接入的用电器的总功率是一定的。超了最大负载,干路中的电流很大,导致设备过热甚至引起火灾。
23.(2025九下·电白开学考)如图所示是一种电压力锅的简易原理图,S1为电源开关,阻值为44Ω,L为指示灯,此保温电路的功率为100W。
(1)电压力锅处于加热状态时通过R1的电流是多少?电压力锅加热10min,消耗的电能是多少?
(2)请在图中画线把用于照明的LED灯,三孔插座和两孔插座、空气开关连入家庭电路中。要求开关S单独控制LED灯,空气开关控制整个电路,符合安全用电原则。
【答案】(1)解:根据题意可知,
电压力锅处于加热状态时,开关接a,此时只有R1单独工作,通过R1的电流:;
电压力锅加热10min,消耗的电能。
(2)
【知识点】欧姆定律及其应用;电功的计算;家庭电路的连接
【解析】【解答】(2)当LED,或任意一个插座损坏时,其它的仍然正常工作,那么三者并联。开关控制整个电路,即它在干路上,且接在火线一侧。插座的左孔接零线,右孔接火线,中间的孔接地线,如下图所示:
【分析】(1)根据计算加热状态时通过R1的电流。根据W=UIt计算消耗的电能;
(2)根据题目要求确定LED和两个插座的串并联关系,以及开关的位置,结合安全用电的常识解答即可。
六、计算题: 本大题共3小题,共13分。
24.(2025九下·电白开学考)某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点,其内部简化等效电路如图甲所示,此时处于空挡位置。普通快洗模式中,包括加热和保温洗涤两个状态,先设定洗涤温度,旋钮开关 旋至1挡后闭合开关S,洗衣机处于加热状态;当加热到预设温度时,旋钮开关: 自动旋至2挡,此时洗衣机处于保温洗涤状态,保温洗涤完成即普通快洗模式结束。 和 均为电热丝,其阻值不受温度影响, ,洗衣机主要参数如下表。问:
额定电压 220 V
设定温度范围 30~90 ℃
加热功率 2 400 W
电动机功率 240 W
普通快洗耗时 50 min
(1)洗衣机需要使用三孔插座,这样做的目的是为了让金属外壳与 相连,防止触电事故的发生;
(2)某次家庭中所有用电器中仅该洗衣机工作时,加热状态下连续加热6 min,发现家中如图乙所示的电能表转动240r,此时洗衣机实际加热功率是多少
(3)正常工作时,洗衣机保温洗涤的功率是多少
(4)额定电压下,某次洗衣机内装有水和衣物共10kg、初温为 ,设定洗涤温度为 ,不计热量损失,求整个普通快洗模式中,消耗的总电能是名心 [已知水和衣物混合后的平均比热容为
【答案】(1)大地
(2)解:电能表参数1200r/(kW h)表示,电路中消耗1kW h的电能,电能表的转盘旋转1200转电能表转动1200r,
则该过程消耗的电能为:,
则洗衣机的实际加热功率:;
(3)解:根据图片可知,当洗衣机保温洗涤时,开关接1和2,此时电动机和R2工作;
R2的电功率为:;
则此时保温洗涤的总功率P保=P电+P2=240W+200W=440W;
(4)解:加热过程中水和衣物混合物吸收的热量为:
Q吸=cmΔt=4×103J/(kg ℃)×10kg×(50℃-20℃)=1.2×106J,
加热状态下电路为纯电阻电路,则电路中产生的焦耳热等于电路消耗的电能,即W加=Q放=P加t加=1.2×106J,
由上式变形可得,普通快洗过程加热时间为:;
保温状态下洗衣机的工作时间为:t保=t总-t加=50×60s-500s=2500s,
保温状态下洗衣机消耗的电能为:W保=P保t保=440W×2500s=1.1×106J,
整个普通快洗模式中,电路消耗的总电能为:W总=W加+W保=1.2×106J+1.1×106J=2.3×106J。
【知识点】电能表参数的理解;电功率的计算;电功与热量的综合计算
【解析】【解答】(1)洗衣机需要使用三孔插座,这样做的目的是为了让金属外壳与大地相连,防止触电事故的发生。
【分析】 (1)为了防止发生触电事故,家用电器的金属外壳要接地;
(2)1200r/(kW h)表示用电器消耗1kW h的电能,电能表的转盘转1200r,由此得出电能表转动240r洗衣机消耗的电能;再根据计算洗衣机的加热功率。
(3)根据图片可知,当洗衣机保温洗涤时,开关接1和2,此时电动机和R2工作;根据计算R2的电功率,根据P保=P电+P2计算保温洗涤功率。
(4)已知水和衣物的总质量、初温和设定温度,根据Q吸=cmΔt计算水和衣物吸收的热量。根据计算洗衣机的加热时间,根据t保=t总-t加计算保温洗涤时间,根据W保=P保t保计算保温洗涤消耗的电能,最后与加热消耗的电能相加即可。
25.(2025九下·电白开学考)某电热水器铭牌标识为“220V 1200W”,由于使用了多年,该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化。把该电热水器如图﹣1所示的插头插入如图﹣2所示的智能插座工作一段时间,通过智能插座读出这段时间电热水器的工作电压为220V,电流为5A,消耗的电能为0.55kW h。
(1)插头插脚①较长,将插头插入插座时,可确保电热水器的金属外壳先接触 线,避免触电事故。用橡胶做插头外壳是因为橡胶是 体。
(2)电热水器的实际功率是多大?工作的这段时间是多长?
(3)为恢复该电热水器的铭牌功率,可将一段新的电热丝与氧化电热丝串联还是并联?这段电热丝的电阻值为多少?
【答案】(1)地;绝缘
(2)解:电热水器的实际功率是:P=UI=220V×5A=1100W;
工作的这段时间是:;
(3)解:为恢复该电热水器的铭牌功率,需要并联一段新的电热丝。
并联电阻的功率为:P并=P额-P实=1200W-1100W=100W;
并联的电阻为:。
【知识点】电功率的计算;安全用电原则
【解析】【解答】 (1)为了防止触电,有金属外壳的家用电器一定要接地;不容易导电的物体叫绝缘体,容易导电的物体叫导体,用橡胶做插头外壳是因为橡胶是绝缘体。
【分析】 (1)有金属外壳的家用电器一定要接地;不容易导电的物体叫绝缘体,容易导电的物体叫导体。
(2)根据功率的公式进行计算;根据计算工作时间。
(3)为恢复该电热水器的铭牌功率,需要并联一段新的电热丝,根据并联电路电功率的特点求出并联电阻的功率,根据求出并联的电阻。
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