2023-2024学年九年级物理上学期第三次月考卷
基础知识达标测
(考试时间:80分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:第十三章~第十八章
5.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ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.下列物理量估算中,最接近事实的是( )
A.电饭煲煮饭时的电流约0.5A B.一度电可供家用电脑工作约48h
C.50英寸家用液晶电视机的额定功率约为100W D.手机正常通话时的电压约为36V
2.如图所示是在电子显微镜下观察2019新型冠状病毒(2019~nCoV)的照片。该病毒一般呈球形,直径在75~160nm之间,主要通过飞沫传播。下列说法正确的是( )
A.病毒分子也可以用肉眼直接看到
B.新型冠状病毒随飞沫传播是一种分子运动
C.构成新型冠状病毒的分子永不停息地做无规则运动
D.戴口罩可防止感染,是因为口罩材料的分子之间没有空隙
3.关于电功率下列说法正确的是( )
A.电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量 B.电功率是表示用电器消耗电能多少的物理量
C.用电器消耗的电能越多,电功率就越大 D.电功率越大的用电器,消耗的电能越少
4.如图所示为四冲程汽油机的某一个工作冲程。汽油的热值为4.6×107J/kg,下列说法中正确的是( )
A.此图所示为汽油机的排气冲程 B.汽油燃烧可以放出的热量为 4.6×107J
C.汽油机的效率越高,消耗的汽油就越少 D.质量2kg 的汽油完全燃烧,放出9.2×107J的热量
5.小明要测量定值电阻Rx的阻值,如图所示连接好电路并闭合开关后,发现两表示数都变为0。小明将一条完好导线的两端分别接到a、d接线柱上时,发现电流表有示数,电压表示数仍为0;将该导线两端分别接到c、f接线柱上时,发现电压表有示数,电流表示数仍为0。由此判断故障可能是( )
A.c、d间断路 B.a、b间断路
C.f、g间断路 D.e、f间断路
6.若R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器铭牌磨损,导致阻值未知,则利用下列电路图不能够准确测出未知电阻Rx阻值的是( )
A.B.C. D.
7.如图所示,将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成电路。光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,观察电表示数的变化情况应该是( )
A.电流表和电压表示数均变小 B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电流表示数变小,电压表示数变大 D.电流表和电压表示数均变大
第Ⅱ卷
二、填空题:本大题共7小题,每空1分,共21分。
8.下图是在疫情防控期间,消毒车为街道喷洒消毒液的情景。当消毒车匀速行驶时,它的动能将___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。街道喷洒消毒液后,空气中会长时间弥漫消毒液的气味,这属于___________现象。研究表明,中药对“新冠病毒”肺炎的治疗是有效的,在煲中药的过程中,通过___________的方式改变中药的内能。
9.现在许多宾馆都利用房卡取电,如图所示,只有把房卡插入槽中,房间内的电灯 电视 电暖器等用电器才能工作,房卡的作用相当于家庭电路中的 _____,房间里各用电器之间是 _____联的;电暖器是利用电流的 _____(选填“热效应”或“磁效应”)工作的
10.汽车发动机工作时,会产生大量的热量,为让它正常工作,需要对它进行冷却,“水冷”是冷却方式之一,这是因为水的 ___________较大,冷却效果好;航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的,这是因为液态氢具有较大的 ___________。火箭中的燃料燃烧时,将燃料的 ___________能转化为燃气的 ___________能。
11.某电水壶工作2min,使图示电能表的转盘转过150r。则电水壶消耗的电能为__________kW·h,电功率为__________kW,这些电能可供一只“220V,10W”的节能灯正常工作__________h。
12.张华同学帮助实验老师拆封学校新购的一批仪器时,发现—只标有“6V 1A”专用灯泡说明书,带有一幅电流随电压变化的关系曲线,如图所示。
(1) 图片说明,随着灯泡两端电压的增大,通过灯泡的电流是_______。(选填“增大”、“减小”或“不变”)的,灯丝的电阻值是_______ (选填“增大”、“减小”或“不变”)的;
(2) 灯泡正常发光时,灯丝的阻值是________。
13.如图所示,开关闭合后。当滑动变阻器滑片向右滑动时,观察到灯泡亮度变___________,灯丝的电阻会变___________,该过程中电压表示数和电流表示数的比值___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
14.如图(甲)是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图象,将它们按图(乙)所示接入电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为1w,则电路电源电压为_____V;再闭合开关S1,电流表示数变化了_____A,此时电路lmin消耗的总电能为_____J.
三、作图题:本题7分
15.(2分)如图所示,小明同学进行“伏安法”测定小灯泡电阻的实验,请你用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整(导线不得交叉)。
16.(2分)汽车的座椅和安全带插口相当于一个开关,人坐在座椅上时,座椅开关闭合,指示灯亮;将安全带插入插口时(这时插口开关闭合),指示灯又熄灭。请将如图所示(其中的R0是在安全带开关闭合时,可以防止电路短路)的元件连接成一个符合要求的电路图。
17.(3分)如图所示的电路中,请用笔画线代替导线使电路完整。要求:①电压表测小灯泡两端电压;②闭合开关S,向左移动滑动变阻器的滑片P时,小灯变亮。
四、实验题:本大题共3小题,共19分。
18.(6分)为了比较水和煤油吸热本领的大小,某同学做了图甲所示的实验。在两个相同的烧杯中,分别装有水和煤油,用相同的加热器加热。
(1)图乙中A、B、C三种读温度计示数的方法正确的是______;
(2)实验中应保证水和煤油的初温与______(选填“质量”或“体积”)都相同;
(3)实验中选用相同的电热器对水和煤油加热相同的时间,水吸收的热量______(选填“大于”、“等于”或“小于”)煤油吸收的热量;
(4)根据实验数据,作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象,如图丙所示。由图可知,水的沸点为______℃,水在沸腾过程中不断吸热,温度______(选填“升高”、“降低”或“不变”);
(5)实验表明,______(选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
19.(8分)几个同学在做“测定小灯泡额定功率”的实验时,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为3.8V,阻值约为12Ω。如图所示是小勇同学连接的实物电路。
(1)根据题目要求,把图中的电路补充完整;______ ;
(2)在正确连接电路时,开关必须_______,滑动变阻器的滑片应移至______端(填A或B)。实验时,要使小灯泡正常发光,应调节滑动变阻器使电压表的示数为______V,若此时电流表的示数如图所示,电流为_____A,那么小灯泡的额定功率是_______W;
(3)明明同学分析下表1、2、3次数据,发现三次小灯泡的电阻逐渐增大,你认为造成小灯泡电阻增大的原因是灯丝_______发生了变化;
次数 1 2 3
电压/V 2.0 2.5 2.8
电流/A 0.28 0.30 0.31
(4)如图所示,当电压表的示数是1.2V时, 为测量小灯泡的额定功率,闭合开关后,正确的操作为:______ 。
20.(5分)小明同学在伏安法测电阻Rx的实验中,连接了如图甲所示的电路:
(1)正确连接电路后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电流表示数为0.4A,电压表示数如图乙所示,其读数为______V,则未知电阻Rx=______Ω;
(2)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验测得的小灯泡的电阻相差比较大,原因是_______;
(3)某实验小组进行实验时不慎将电压表损坏,他们利用一个阻值已知的定值电阻R0、一个电流表和开关若干个,设计了如图丙所示的电路,也测出了待测电阻Rx的阻值(电流表量程符合要求,电源电压未知)。他们的实验步骤如下:
①正确连接电路,只闭合开关S、S1,记录电流表的示数为I1;
②只闭合开关S、S2,________;
③待测电阻阻值的表达式为Rx=______(用测得量和已知量的字母表示)。
五、计算题:本大题共2小题,第21小题6分,第22小题7分,共13分
21.如图所示,是小芳设计的可调式电热水器的工作原理图,电路由电热管R和可调电阻器R0组成。电热水器的工作电压为220V,电热管R的最大加热功率为1100W。电热管R的阻值不变,可调电阻器R0的阻值范围是0~176Ω。求:
(1)电热管的阻值R;
(2)最大加热功率下,工作10min,产生的热量;
(3)电热水器的最小加热功率。
22.在如图所示电路中,电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器R2允许通过最大电流为3A,电流表A、A1的表盘均如图所示,滑动变阻器的滑片P位于最大阻值处,闭合开关S,电流表A1示数为0.3A,两电流表指针偏离零刻线角度相同。
(1)求电阻R1的阻值;
(2)求此滑动变阻器R2的最大电阻;
(3)移动滑动变阻器滑片P,在电路安全工作的前提下,求滑动变阻器R2消耗的最小电功率与最大电功率之比P2min∶P2max。
六、综合能力题:本大题共3小题,共19分。
23.(5分)汽车已经进入千家万户,应用了物理热、力、电等很多方面的知识与技术,请你运用所学的物理知识回答下列问题:
(1)汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高,为了确保安全,可用水循环进行冷却,用水来冷却是因为水的 ___________较大。汽车的发动机是汽油机,它利用内能来做功的机械,甲、乙两图中属于汽油机做功冲程的是 ___________图;
(2)行车中要左转弯时,需先打开左转向灯。向下轻拨方向盘旁的一根“杆子”,前后的左转向灯便同时闪烁起来,则“杆子”实际上起到 ___________的作用;两个左转向灯是 ___________连接的,这是因为一个灯泡坏了,另一个仍能发光;
(3)新交通法规定驾驶员必须系安全带,汽车上设置了“安全带指示灯”,提醒驾驶员系好安全带:当安全带系好时,相当于闭合开关,指示灯不亮;安全带未系好时,相当于断开开关,指示灯发光。如图中符合上述要求的电路图是 ___________。
24.(7分)阅读下列短文,回答问题。
热敏电阻温度计
热敏电阻是用半导体材料制成的电阻,其阻值随温度的变化而变化。如图甲所示为某型号热敏电阻的实物图,阻值随温度升高而变小的,称为负温度系数热敏电阻;阻值随温度升高而变大的,称为正温度系数热敏电阻,利用热敏电阻的特性做成的温度计,叫做热敏电阻温度计。
如图乙所示为热敏电阻R1的阻值随温度t变化的图像(为一次函数)。图丙是用R1做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图,其中电源电压可在之间调节,R2为定值电阻,阻值为100Ω,该电电路工作原理是:当保持通过R1的电流不变时,R1两端的电压随电阻均匀变化(即随温度均匀变化),故只需将电压表表盘的刻度改成相应的温度刻度,就可以直接从表盘上读出温度值.测量时,将R1放入待测温度处,闭合开关,调节电源电压,使表的示数保持0.20V不变(即电路中的电流保持不变),再从表盘上读出待测温度t。
(1)热敏电阻R1是______(选填“正”或“负”)温度系数热敏电阻。在标准大气压下,将R1放入冰水混合物中时,R1的阻值是______Ω。在探究电流与电压关系的实验中,______(选填“能”或“不能”)用热敏电阻R1代替定值电阻;
(2)测温时,保持R2两端电压为0.20V,R1两端的电压随温度升高而______;(选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)某次测温时,表盘上显示的温度是30℃,此时电源电压为______V;
(4)该热敏电阻温度计测量的最高温度为______℃。
25.(7分)某实验小组设计了一种测定风力的装置,可测量水平向左的风力。其原理如图甲所示,质量m=0.3kg的小球用一根轻质细丝OP悬于O点,其中OA段为绝缘丝,AP段为导体,BC为一根水平放置粗细均匀的电阻丝,其电阻随长度均匀变化,它与细金属丝始终保持良好接触且无摩擦,R0=10Ω,已知BC=30cm,且1Ω/cm,悬挂点O与电阻丝B端的距离为20cm且OC=OP。无风时细金属丝自然下垂,与电阻丝在B点接触,电源电压15V保持不变。在A点和D点之间用足够长的导线接入电压表,以显示风力的大小,导线对悬线无作用力,RBC的阻值随风速变化的关系如图乙所示。(细金属丝的电阻不计)则:
(1)无风时,电压表示数为______V,电流表示数为______A;
(2)若风力F增大,电流表示数______(选填“变小”、“不变”或“变大”);
(3)能增大该装置的测量范围的做法是______;
A.减少OB长度 B.减少球的质量 C.减小电压表的量程 D.减小R0的阻值
(4)若电压表量程为0~5V,该风速表允许测量的最大风速是______,此时电流表的示数为______A。
精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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2023-2024学年九年级物理上学期第三次月考卷
基础知识达标测
(考试时间:80分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:第十三章~第十八章
5.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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.下列物理量估算中,最接近事实的是( )
A.电饭煲煮饭时的电流约0.5A B.一度电可供家用电脑工作约48h
C.50英寸家用液晶电视机的额定功率约为100W D.手机正常通话时的电压约为36V
【答案】C
【详解】
A.电饭煲煮饭时的功率大约为880W,电流约
故A不符合题意;
B.家用电脑电功率约为200W=0.2kW,1度电=1kW·h可供家用电脑工作时间为
故B不符合题意;
C.50英寸家用液晶电视机正常工作的电流为0.5A左右,额定功率约为
故B符合题意;
D.手机正常通话时的电压约3.7V,故D不符合题意。
故选C。
2.如图所示是在电子显微镜下观察2019新型冠状病毒(2019~nCoV)的照片。该病毒一般呈球形,直径在75~160nm之间,主要通过飞沫传播。下列说法正确的是( )
A.病毒分子也可以用肉眼直接看到
B.新型冠状病毒随飞沫传播是一种分子运动
C.构成新型冠状病毒的分子永不停息地做无规则运动
D.戴口罩可防止感染,是因为口罩材料的分子之间没有空隙
【答案】C
【详解】
A.由于病毒分子的体积很小,只有借助电子显微镜才能看到,故A错误;
B.分子很小,直接用肉眼看不到,飞沫是肉眼可以看到的;所以新冠病毒随飞沬传播是机械运动,不是分子的运动,故B错误;
C.组成物质的分子永不停息地做无规则运动,构成新型冠状病毒的分子永不停息地做无规则运动,故C正确;
D.由分子动理论可知分子之间存在间隙,所以口罩材料分子之间也有空隙,故D错误。
故选C。
3.关于电功率下列说法正确的是( )
A.电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量 B.电功率是表示用电器消耗电能多少的物理量
C.用电器消耗的电能越多,电功率就越大 D.电功率越大的用电器,消耗的电能越少
【答案】A
【详解】AB.电功率表示电流做功的快慢,即是表示用电器消耗电能快慢的物理量,故A正确,B错误;
C.根据,在相同时间内,用电器消耗的电能越多,电功率越大,故C错误;
D.根据W=Pt,在相同时间内,电功率越大的用电器,消耗的电能越多,故D错误。
故选A
4.如图所示为四冲程汽油机的某一个工作冲程。汽油的热值为4.6×107J/kg,下列说法中正确的是( )
A.此图所示为汽油机的排气冲程 B.汽油燃烧可以放出的热量为 4.6×107J
C.汽油机的效率越高,消耗的汽油就越少 D.质量2kg 的汽油完全燃烧,放出9.2×107J的热量
【答案】D
【详解】
A.由图中可知,进气门与排气门均关闭,活塞向上运动,故是压缩冲程,故A错误;
B.由Q=mq可知,汽油燃烧放出的热量与汽油的热值和热量均有关,只根据热值无法求出汽油燃烧放出的热量,故B错误;
C.汽油的效率越高,说明有用功与汽油完全燃烧放出的热量的比值越大,只有在有用功相同的情况下,汽油完全燃烧放出的热量才少,此时消耗的汽油才较少,故C错误;
D.由Q=mq可得,2kg的汽油完全燃烧,放出的热量为
Q=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J
故D正确。
故选D。
5.小明要测量定值电阻Rx的阻值,如图所示连接好电路并闭合开关后,发现两表示数都变为0。小明将一条完好导线的两端分别接到a、d接线柱上时,发现电流表有示数,电压表示数仍为0;将该导线两端分别接到c、f接线柱上时,发现电压表有示数,电流表示数仍为0。由此判断故障可能是( )
A.c、d间断路 B.a、b间断路
C.f、g间断路 D.e、f间断路
【答案】A
【详解】
当将该导线两端分别接到a、d接线柱上时,发现电流表有示数,则说明电流表、滑动变阻器、开关和电源之间是通路;当将该导线两端分别接到c、f接线柱上时,发现电压表有示数,说明电源、待测电阻是连通的,电流表示数仍为0,由此可判断故障是c、d间断路,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.若R0是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器铭牌磨损,导致阻值未知,则利用下列电路图不能够准确测出未知电阻Rx阻值的是( )
A.B.C. D.
【答案】C
【详解】
A.电压表直接测Rx的电压,电流表直接测Rx的电流,根据可以求出Rx的电阻值,故A正确,不符合题意;
B.电压表V1可以直接测量R0的电压,R0是定值电阻,根据求出电流,电压表V2可以直接测量Rx的电压,根据串联电路电流处处相等,Ix=I0,根据可以求出Rx的电阻值。故B正确,不符合题意;
C.电流表只能直接测出Rx的电流,电压不能直接测量和间接测量,无法计算出电阻,故C错误,符合题意;
D.电流表A1可以直接测量R0的电流,R0是定值电阻,根据U0=I0R0求出电压,电流表A2可以直接测出Rx的电流,根据并联电路各支路的电压相等得Ux=U0,根据 可以求出Rx的电阻值。故D正确,不符合题意。
故选C。
7.如图所示,将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成电路。光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,观察电表示数的变化情况应该是( )
A.电流表和电压表示数均变小 B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电流表示数变小,电压表示数变大 D.电流表和电压表示数均变大
【答案】D
【详解】由电路图可知,与串联,电流表测电路中的电流,电压表测两端电压。逐渐增大光敏电阻的光照强度,光敏电阻的阻值减小,电路的总电阻减小,电源电压不变,电路的总电阻减小,根据,电路中电流变大,即电流表的示数变大;定值电阻阻值不变,根据,电阻R0两端的电压变大,即电压表示数变大,故ABC错误,D正确。
故选D。
二、填空题:本大题共7小题,每空1分,共21分。
8.下图是在疫情防控期间,消毒车为街道喷洒消毒液的情景。当消毒车匀速行驶时,它的动能将___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。街道喷洒消毒液后,空气中会长时间弥漫消毒液的气味,这属于___________现象。研究表明,中药对“新冠病毒”肺炎的治疗是有效的,在煲中药的过程中,通过___________的方式改变中药的内能。
【答案】变小 扩散 热传递
【详解】
[1]消毒车匀速行驶时,速度不变,但随着喷洒消毒液,消毒车和消毒液的总质量减小,所以消毒车的动能减小。
[2]街道喷洒消毒液后,空气中会长时间弥漫消毒液的气味,这是消毒液分子无规则运动到了空气中,是扩散现象。
[3]在煲中药的过程中,中药吸收热量,通过热传递的方式改变中药的内能。
9.现在许多宾馆都利用房卡取电,如图所示,只有把房卡插入槽中,房间内的电灯 电视 电暖器等用电器才能工作,房卡的作用相当于家庭电路中的 _____,房间里各用电器之间是 _____联的;电暖器是利用电流的 _____(选填“热效应”或“磁效应”)工作的
【答案】 总开关 并 热效应
【详解】
[1]由题意可知,只有把房卡插入槽中,房间内的用电器才能工作,说明房卡的作用相当于家庭电路中的总开关。
[2]房间里各用电器工作时互不影响,因此它们之间是并联的。
[3]电暖器工作时将电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的。
10.汽车发动机工作时,会产生大量的热量,为让它正常工作,需要对它进行冷却,“水冷”是冷却方式之一,这是因为水的 ___________较大,冷却效果好;航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的,这是因为液态氢具有较大的 ___________。火箭中的燃料燃烧时,将燃料的 ___________能转化为燃气的 ___________能。
【答案】比热容 热值 化学 内
【详解】
[1]汽车的发动机用水做冷却剂,是因为水的比热容较大,升高相同的温度时,水吸收的热量多,冷却效果好。
[2]火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量。
[3][4]燃料燃烧是一种化学变化,将化学能转化为燃气的内能。
11.某电水壶工作2min,使图示电能表的转盘转过150r。则电水壶消耗的电能为__________kW·h,电功率为__________kW,这些电能可供一只“220V,10W”的节能灯正常工作__________h。
【答案】 0.05 1.5 5
【详解】
[1]消耗的电能为
[2]电功率为
[3]这些电能可供一只“220V,10W”的节能灯正常工作的时间为
12.张华同学帮助实验老师拆封学校新购的一批仪器时,发现—只标有“6V 1A”专用灯泡说明书,带有一幅电流随电压变化的关系曲线,如图所示。
(1) 图片说明,随着灯泡两端电压的增大,通过灯泡的电流是_______。(选填“增大”、“减小”或“不变”)的,灯丝的电阻值是_______ (选填“增大”、“减小”或“不变”)的;
(2) 灯泡正常发光时,灯丝的阻值是________。
【答案】增大 增大 6Ω
【详解】
[1][2]由I-U图象可以看出,随灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流增大;根据可求得,当灯泡两端的电压1V时,电流是0.3A,电阻为3.3Ω;当灯泡两端的电压是2V时,电流是0.5A,电阻为4Ω;当灯泡两端的电压是3V时,电流是0.7A,电阻为4.3Ω;所以灯泡两端的电压增大,电流也增大,同时电阻也增大。
[3]由I-U图象可知,灯泡额定电压U=6W,灯泡正常发光时,灯泡两端的实际电压
U实=U额=6W
对应的电流I=1.0A,此时灯泡电阻
13.如图所示,开关闭合后。当滑动变阻器滑片向右滑动时,观察到灯泡亮度变___________,灯丝的电阻会变___________,该过程中电压表示数和电流表示数的比值___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】暗 小 变大
【详解】
[1]由图可知,灯泡与滑动变阻器串联,滑动变阻器左端接入电路,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电流,当滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路阻值增大,电流变小,灯泡变暗。
[2]灯丝电阻受温度影响,温度越高,电阻越大,当灯泡变暗时,温度会降低,因此电阻变小。
[3]电压表示数与电流表示数的比值为滑动变阻器的阻值,当滑片右移时,滑动变阻器接入电路阻值增大,即电压表示数与电流表示数的比值变大。
14.如图(甲)是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图象,将它们按图(乙)所示接入电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为1w,则电路电源电压为_____V;再闭合开关S1,电流表示数变化了_____A,此时电路lmin消耗的总电能为_____J.
【答案】 2 0.2 84
【详解】
(1)当闭合开关S、断开开关S1时,电路为L的简单电路,由甲图象可知,灯泡两端的电压为2V,通过灯泡的电流IL=0.5A,此时小灯泡的实际功率恰好为1W,所以电源的电压U=2V.
(2)当再闭合开关S1时,灯泡与定值电阻R并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,此时R两端的电压为2V,由图象可知IR=0.2A,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过L的电流不变,则电流表示数的变化量:△I=IR=0.2A;
(3)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流表的示数:I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A,此时电路lmin消耗的总电能:W=UIt=2V×0.7A×60s=84J.
三、作图题:本题7分
15.(2分)如图所示,小明同学进行“伏安法”测定小灯泡电阻的实验,请你用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整(导线不得交叉)。
【答案】
【解析】
该同学进行“伏安法”测定小灯泡电阻的实验,电压表应该并联在小灯泡两侧,测量小灯泡两端电压(左侧为负接线柱,右侧为正接线柱),电流表串联在电路中测通过小灯泡的电流,所以电流表正接线柱应该与滑动变阻器上面的两个接线柱中任意一个连接,作图如下:
16.(2分)汽车的座椅和安全带插口相当于一个开关,人坐在座椅上时,座椅开关闭合,指示灯亮;将安全带插入插口时(这时插口开关闭合),指示灯又熄灭。请将如图所示(其中的R0是在安全带开关闭合时,可以防止电路短路)的元件连接成一个符合要求的电路图。
【答案】
【详解】人坐在座椅上时,座椅开关闭合,指示灯亮,说明指示灯与座椅开关串联;将安全带插头插入插口时,指示灯灭,说明安全带开关与指示灯并联;R0是保护电阻,应串联在电路中,保证不会出现电源短路,如图所示
17.(3分)如图所示的电路中,请用笔画线代替导线使电路完整。要求:①电压表测小灯泡两端电压;②闭合开关S,向左移动滑动变阻器的滑片P时,小灯变亮。
【答案】
【详解】由于电压表测小灯泡两端电压,所以,电压表与小灯泡并联;由于闭合开关S,向左移动滑动变阻器的滑片P时,小灯变亮,则滑动变阻器的电阻变小,所以,滑动变阻器的下面的接线柱应该选左侧的。如下图
四、实验题:本大题共3小题,共19分。
18.(6分)为了比较水和煤油吸热本领的大小,某同学做了图甲所示的实验。在两个相同的烧杯中,分别装有水和煤油,用相同的加热器加热。
(1)图乙中A、B、C三种读温度计示数的方法正确的是______;
(2)实验中应保证水和煤油的初温与______(选填“质量”或“体积”)都相同;
(3)实验中选用相同的电热器对水和煤油加热相同的时间,水吸收的热量______(选填“大于”、“等于”或“小于”)煤油吸收的热量;
(4)根据实验数据,作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象,如图丙所示。由图可知,水的沸点为______℃,水在沸腾过程中不断吸热,温度______(选填“升高”、“降低”或“不变”);
(5)实验表明,______(选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
【答案】 B 质量 等于 98 不变 水
【详解】
(1)[1]温度计读数时,视线与液面相平,故B正确。
(2)[2]在此实验中,为了比较水和煤油吸热本领的大小,我们可以加热相同的时间,观察升高的温度的不同,也可以让他们升高相同的温度,比较加热时间来比较他们吸热本领的大小。根据控制变量法的单一变量原则,为了达到实验目的的前提是在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量相同的水和煤油。
(3)[3]本实验运用了转换法,实验中选用相同的电热器对水和煤油加热相同的时间,相同的电热器在相同的时间内放出的热量相同,即认为水和煤油吸收的热量相同。
(4)[4][5]由图丙可知,水的温度达到98℃时,温度就不再增加,因此水的沸点是98℃。同时从图像也可以看出,水在98℃之后的沸腾过程中持续吸收热量,但温度保持不变。
(5)[6]根据图丙可知,加热相同的时间如10min时,相同质量的水和煤油,水升高的温度小于煤油升高的温度,因此水吸热的能力更强。
19.(8分)几个同学在做“测定小灯泡额定功率”的实验时,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为3.8V,阻值约为12Ω。如图所示是小勇同学连接的实物电路。
(1)根据题目要求,把图中的电路补充完整;______ ;
(2)在正确连接电路时,开关必须_______,滑动变阻器的滑片应移至______端(填A或B)。实验时,要使小灯泡正常发光,应调节滑动变阻器使电压表的示数为______V,若此时电流表的示数如图所示,电流为_____A,那么小灯泡的额定功率是_______W;
(3)明明同学分析下表1、2、3次数据,发现三次小灯泡的电阻逐渐增大,你认为造成小灯泡电阻增大的原因是灯丝_______发生了变化;
次数 1 2 3
电压/V 2.0 2.5 2.8
电流/A 0.28 0.30 0.31
(4)如图所示,当电压表的示数是1.2V时, 为测量小灯泡的额定功率,闭合开关后,正确的操作为:______ 。
【答案】 断开 B 3.8 0.28 1.064 温度 见解析
【详解】
(1)[1]电流表量程的选择,已知灯泡的额定电压为3.8V,阻值约为12Ω,所以通过灯泡的电流约为
小于0.6V,故电流表选择0~0.6A量程。滑动变阻器按一上一下连接,如图所示
(2)[2][3]为了保护电路,连接电路时,应将开关处于断开状态,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到最大阻值处,即滑片移到B端。
[4][5]因为小灯泡的额定电压为3.8V,要使小灯泡正常发光,应调节滑动变阻器使电压表的示数为3.8V,电流表的量程为0 ~ 0.6A,分度值为0.02A,因此此时电流I1 = 0.28A。
[6]小灯泡的额定功率为
P额= U额I1= 3.8V×0.28A = 1.064W
(3)[7]灯丝亮度大时,其温度也高,灯丝电阻会随温度的升高而增大,这便是造成亮度不同时灯丝电阻不同的原因。
(4)[8]由图可知:电源由两节干电池串联,即电源电压为3V,小于小灯泡的额定电压,不能测额定电压为3.8V小灯泡的额定功率。
电压表测小灯泡两端的电压,示数为1.2V,小于小灯泡的额定电压,为测量小灯泡的额定功率,需要使小灯泡两端的电压等于额定电压3.8V。
正确的操作是:
①断开开关,增加电源电压,使之大于3.8V,例如增加一节干电池,使三节干电池串联,此时电源电压为4.5V,才能满足测额定电压为3.8V小灯泡的额定功率。
②根据串联电路的分压原理可知,闭合开关,将滑片向右移动,使电压表的示数为3.8V,记下对应电流表的示数。
20.(5分)小明同学在伏安法测电阻Rx的实验中,连接了如图甲所示的电路:
(1)正确连接电路后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电流表示数为0.4A,电压表示数如图乙所示,其读数为______V,则未知电阻Rx=______Ω;
(2)将电阻Rx换成小灯泡,重复上述实验,发现几次实验测得的小灯泡的电阻相差比较大,原因是_______;
(3)某实验小组进行实验时不慎将电压表损坏,他们利用一个阻值已知的定值电阻R0、一个电流表和开关若干个,设计了如图丙所示的电路,也测出了待测电阻Rx的阻值(电流表量程符合要求,电源电压未知)。他们的实验步骤如下:
①正确连接电路,只闭合开关S、S1,记录电流表的示数为I1;
②只闭合开关S、S2,________;
③待测电阻阻值的表达式为Rx=______(用测得量和已知量的字母表示)。
【答案】2.5 6.25 灯丝温度升高,灯丝的电阻增大 记录电流表的示数为I2
【详解】
(1)[1]如图所示,电压表接入的量程为0~3V,分度值为0.1V,故读数为2.5V。
[2]由欧姆定律,未知电阻Rx的阻值为
(2)[3]多次实验时,灯泡两端电压越高,通过它的电流越大,灯泡越亮,则灯丝的温度越高,灯丝的电阻也越大,所以,几次实验测得的小灯泡的电阻相差比较大。
(3)[4]测量待测电阻的阻值,需要测量它两端的电压和通过它的电流,只闭合开关S、S2时,两电阻仍然并联,此时电流表测量通过Rx的电流,故此时要记录电流表的示数I2。
[5]通过R0的电流为
由欧姆定律及并联电路电压的规律可知,待测电阻两端电压为
待测电阻阻值的表达式为
五、计算题:本大题共2小题,第21小题6分,第22小题7分,共13分
21.如图所示,是小芳设计的可调式电热水器的工作原理图,电路由电热管R和可调电阻器R0组成。电热水器的工作电压为220V,电热管R的最大加热功率为1100W。电热管R的阻值不变,可调电阻器R0的阻值范围是0~176Ω。求:
(1)电热管的阻值R;
(2)最大加热功率下,工作10min,产生的热量;
(3)电热水器的最小加热功率。
【答案】(1)44Ω;(2)6.6×105J;(3)44W
【详解】
解:(1)如图,滑片移到最左端时,电路中只有电热管R工作,电路中电阻最小,由 可知此时电热管的加热功率最大,由可得电热管的阻值:
(2)最大加热功率下,工作10 min产生的热量为
(3)的滑片移到最右端时,全连入此时电路中电阻最大,电流最小电热管的加热功率最小,总电阻:
此时电路中电流:
则电热水器的最小加热功率:
答: (1) 电热管的阻值R为44N。
(2)最大加热功率下,工作10min,产生的热量为。
(3)电热水器的最小加热功率是44W。
22.在如图所示电路中,电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器R2允许通过最大电流为3A,电流表A、A1的表盘均如图所示,滑动变阻器的滑片P位于最大阻值处,闭合开关S,电流表A1示数为0.3A,两电流表指针偏离零刻线角度相同。
(1)求电阻R1的阻值;
(2)求此滑动变阻器R2的最大电阻;
(3)移动滑动变阻器滑片P,在电路安全工作的前提下,求滑动变阻器R2消耗的最小电功率与最大电功率之比P2min∶P2max。
【答案】(1)20Ω;(2)5Ω;(3)4∶9
【详解】
解:(1)闭合开关,两电阻并联接入电路,电流表A测干路电流,电流表A1测通过R1的电流,并联电路各并联支路两端电压相等,由欧姆定律可得,电阻R1的阻值
(2)干路电流表A和电流表A1偏角相同,且干路电流大于支路电流,电流表A所选的是0~3A量程,电流表A1选择0~0.6A量程,故干路电流为
I=0.3A×5=1.5A
并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以通过滑动变阻器R2的电流
I2=I-I1=1.5A-0.3A=1.2A
由欧姆定律可得电阻R2的最大阻值
(3)由并联电路的电压特点可知,移动滑动变阻器滑片P的过程中,滑动变阻器和定值电阻两端的电压都等于电源电压U,滑动变阻器的滑片P位于最大阻值处时,通过滑动变阻器的电流最小,所以通过滑动变阻器的最小电流为
I2=1.2A
电流表A示数最大时通过滑动变阻器的电流最大,因为电流表A所选的是0~3A量程,所以电流表A的最大示数为3A,因此通过滑动变阻器的最大电流
I2′=I′-I1=3A-0.3A=2.7A
由电功率公式P=UI可知,滑动变阻器R2消耗的最小电功率与最大电功率之比
答:(1)电阻R1的阻值为20Ω;
(2)此滑动变阻器R2的最大电阻为5Ω;
(3)滑动变阻器滑片P,在电路安全工作的前提下,变阻器R2消耗的最小电功率与最大电功率之比为4∶9。
六、综合能力题:本大题共3小题,第23小题5分,第24、25小题各7分,共19分。
23.(5分)汽车已经进入千家万户,应用了物理热、力、电等很多方面的知识与技术,请你运用所学的物理知识回答下列问题:
(1)汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高,为了确保安全,可用水循环进行冷却,用水来冷却是因为水的 ___________较大。汽车的发动机是汽油机,它利用内能来做功的机械,甲、乙两图中属于汽油机做功冲程的是 ___________图;
(2)行车中要左转弯时,需先打开左转向灯。向下轻拨方向盘旁的一根“杆子”,前后的左转向灯便同时闪烁起来,则“杆子”实际上起到 ___________的作用;两个左转向灯是 ___________连接的,这是因为一个灯泡坏了,另一个仍能发光;
(3)新交通法规定驾驶员必须系安全带,汽车上设置了“安全带指示灯”,提醒驾驶员系好安全带:当安全带系好时,相当于闭合开关,指示灯不亮;安全带未系好时,相当于断开开关,指示灯发光。如图中符合上述要求的电路图是 ___________。
【答案】比热容 乙 开关 并联 D
【详解】
(1)[1]汽车发动机工作时产生大量热量,这些热量如果不迅速转移,就可能损害发动机,因此利用水的比热容大的特点把这些热迅速吸收。
[2]如图,甲图中两个气门关闭,活塞向上运动,为压缩冲程;乙图进气门和排气门都是关闭的,火花塞放电,活塞向下,可以判断是做功冲程。
(2)[3][4]司机拨动方向盘旁的杆子,转向灯才会工作,所以这根杆子起到了开关的作用。一个灯泡坏了,另一个仍能发光,说明两个左转向灯可以单独工作,所以它们是并联的。
(3)[5]由题意知,闭合开关,指示灯不亮;断开开关,指示灯发光,所以指示灯与S并联,但整个电路不会出现短路,即电路中必须串联一个电阻保护电路,故D符合题意。
24.(7分)阅读下列短文,回答问题。
热敏电阻温度计
热敏电阻是用半导体材料制成的电阻,其阻值随温度的变化而变化。如图甲所示为某型号热敏电阻的实物图,阻值随温度升高而变小的,称为负温度系数热敏电阻;阻值随温度升高而变大的,称为正温度系数热敏电阻,利用热敏电阻的特性做成的温度计,叫做热敏电阻温度计。
如图乙所示为热敏电阻R1的阻值随温度t变化的图像(为一次函数)。图丙是用R1做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图,其中电源电压可在之间调节,R2为定值电阻,阻值为100Ω,该电电路工作原理是:当保持通过R1的电流不变时,R1两端的电压随电阻均匀变化(即随温度均匀变化),故只需将电压表表盘的刻度改成相应的温度刻度,就可以直接从表盘上读出温度值.测量时,将R1放入待测温度处,闭合开关,调节电源电压,使表的示数保持0.20V不变(即电路中的电流保持不变),再从表盘上读出待测温度t。
(1)热敏电阻R1是______(选填“正”或“负”)温度系数热敏电阻。在标准大气压下,将R1放入冰水混合物中时,R1的阻值是______Ω。在探究电流与电压关系的实验中,______(选填“能”或“不能”)用热敏电阻R1代替定值电阻;
(2)测温时,保持R2两端电压为0.20V,R1两端的电压随温度升高而______;(选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)某次测温时,表盘上显示的温度是30℃,此时电源电压为______V;
(4)该热敏电阻温度计测量的最高温度为______℃。
【答案】负 520 不能 变小 0.76 40
【详解】
(1)[1]由图乙可得,当温度升高时,热敏电阻R1阻值均匀减小,则可知热敏电阻R1是负温度系数热敏电阻;
[2]标准大气压下冰水混合物温度为0℃,对应图乙可知此时电阻R1阻值为520Ω。
[3]为保证电流不变,则R2不可用热敏电阻,因为热敏电阻通电后温度会发生变化,从而导致电阻变化,引起电流变化。
(2)[4]由乙图可知,随温度升高,电阻R1阻值变小,由串联分压可知,电阻R1两端电压将变小,即R1两端的电压随温度升高而变小。
(3)[5]由图乙可知,当温度为30℃时,电阻R1阻值为280Ω,则此时电源电压为
U=IR总=0.002A×(280Ω+100Ω)=0.76V
(4)[6]当测量最高温度时,R1阻值最小,此时电压最小,对应电源电压最小为0.6V,则此时R1两端电压为
U1=Umin-U2=0.6V-0.002A×100Ω=0.4V
则此时R1阻值为
由图乙数据解出温度与阻值关系式如下
R=-8t+520
带入R1阻值可得最高可测温度为
25.(7分)某实验小组设计了一种测定风力的装置,可测量水平向左的风力。其原理如图甲所示,质量m=0.3kg的小球用一根轻质细丝OP悬于O点,其中OA段为绝缘丝,AP段为导体,BC为一根水平放置粗细均匀的电阻丝,其电阻随长度均匀变化,它与细金属丝始终保持良好接触且无摩擦,R0=10Ω,已知BC=30cm,且1Ω/cm,悬挂点O与电阻丝B端的距离为20cm且OC=OP。无风时细金属丝自然下垂,与电阻丝在B点接触,电源电压15V保持不变。在A点和D点之间用足够长的导线接入电压表,以显示风力的大小,导线对悬线无作用力,RBC的阻值随风速变化的关系如图乙所示。(细金属丝的电阻不计)则:
(1)无风时,电压表示数为______V,电流表示数为______A;
(2)若风力F增大,电流表示数______(选填“变小”、“不变”或“变大”);
(3)能增大该装置的测量范围的做法是______;
A.减少OB长度 B.减少球的质量 C.减小电压表的量程 D.减小R0的阻值
(4)若电压表量程为0~5V,该风速表允许测量的最大风速是______,此时电流表的示数为______A。
【答案】0 0.375 不变 A 12m/s 1
【详解】
(1)[1]由题意可知,电压表测量AD间电阻的电压,当无风时,细金属丝自然下垂,AD间没有电阻接入电路,故此时电压表示数为0。
[2]由电路图可知,此时定值电阻R0和电阻丝BC串联接入电路,由题意可知,电阻丝BC的电阻为
R=1Ω/cm×30cm=30Ω
故电路的总电阻为
R总=R0+R=10Ω+30Ω=40Ω
电源电压为15V,故由欧姆定律可知,电流表示数为
(2)[3]若风力F增大,因OA段为绝缘丝,所以电阻丝整体都在电路中,电路中电阻不变,电流不变,故电流表示数不变。
(3)[4]A.因电压表的最大量程不变,则电阻丝BC接入电路中的最大阻值不变,减少OB长度时,若风力不变,则OP的倾斜角度不变,此时电阻丝BC接入电路中的阻值变小,故可知在电阻丝BC接入电路中的阻值不变时,OP的倾斜角变大,即能测量的最大风力变大,故A符合题意;
B.减小球的质量时,在电阻丝BC接入电路中的阻值不变时,OP的倾斜角不变,则能测量的最大风力不变,故B不符合题意;
C.减小电压表的量程时,电阻丝BC接入电路中的最大阻值变小,则OP的倾斜角变小,即能测量的最大风力变小,故C不符合题意;
D.R0的阻值减小时,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,因电压表的量程不变,故可知电阻丝BC接入电路中的最大阻值变小,此时OP的倾斜角变小,即能测量的最大风力变小,故D不符合题意。
故选A。
(4)[5][6]因电压表量程为0~5V,可知BC两端的最大电压为Umax=5V,由串联电路的电压规律可知,此时定值电阻两端电压为
U0=U-Umax=15V-5V=10V
则由欧姆定律可得,此时电路中的电流为
同理可知此时BC的阻值为
由图乙可知,此时的风速为12m/s,即该风速表允许测量的最大风速是12m/s。
精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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