2023-2024学年福建省龙岩市新罗区未来城实验学校九年级(上)期中物理试卷
一、单选题
1.(2分)下列说法最接近实际的是( )
A.健康成年人的体温是39℃
B.让人感觉温暖而舒适的室内温度是25℃
C.教室里每一台风扇正常工作时电流为1A
D.人体的安全电压是36V
2.(2分)下列对古诗文中涉及的热现象解释正确的是( )
A.“台上冰华澈,窗中月影临”——冰的形成是升华
B.“蜡炬成灰泪始干”——蜡炬成灰泪始干是晶体的熔化
C.“月落乌啼霜满天”——霜的形成是凝固现象
D.“青青园中葵,朝露待日稀”——露的形成是液化现象
3.(2分)将面制品放在水中煮,不会变黄变焦;而放在油中煎会发黄变焦( )
A.油放出的热比水多
B.油中有致黄致焦的物质
C.油的沸点比水高
D.油比水传热性能好
4.(2分)关于温度、比热容、热量、内能,以下说法正确的是( )
A.一块0℃的冰没有内能,它的分子不会运动
B.一个物体吸收了热量,它的温度一定会升高
C.一个物体温度升高了,它的内能一定增加
D.用水作为汽车发动机散热器的冷却剂,其主要原因是水的比热容较小
5.(2分)下列属于做功改变物体内能的是( )
A.用煤烧水、做饭
B.冬天双手互相摩擦会发热
C.棉被被太阳晒热了
D.铁匠把烧红的铁块浸入水中使铁块变冷
6.(2分)甲、乙、丙三个轻质小球,甲球排斥乙球,乙球吸引丙球( )
A.甲、乙两球一定带异种电荷
B.甲、乙两球一定带同种电荷
C.乙、丙两球一定带异种电荷
D.乙、丙两球一定带同种电荷
7.(2分)如图所示对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A.图甲,厚玻璃内的空气被压缩时,空气的内能减少
B.图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大
C.图丙,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能增加
D.图丁,汽缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能减少
8.(2分)如图是带有烘干功能的滚筒洗衣机,其洗衣和烘干可独立进行。小明为其设计了如图所示的电路,其中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
9.(2分)如图所示的电路中,要使电灯L1和L2组成并联电路,则应将( )
A.S2闭合,S1、S3断开 B.S3闭合,S1、S2断开
C.S1、S2闭合,S3断开 D.S2、S3闭合,S1断开
10.(2分)如图甲所示电路中,当闭合开关后,两只电压表的指针偏转均如图乙所示1和R2两端的电压分别为( )
A.7.5V 1.5V B.6V 1.5V
C.1.5V 7.5V D.1.5V 6V
11.(2分)如图所示,电源电压U不变,当开关S闭合与断开时,R1两端的电压比是4:3,则当开关S断开时,R1与R2的功率之比是( )
A.3:1 B.1:3 C.4:1 D.1:4
12.(2分)如图所示电路,当开关闭合,两灯正常发光。使用中发现某个灯突然熄灭,电流表示数增大,则故障可能是( )
A.灯L1短路 B.灯L2短路 C.灯L1断路 D.灯L2断路
13.(2分)如图所示电路中,电源电压6V保持不变,定值电阻的阻值为10Ω,当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中( )
A.电压表的示数减小
B.当滑片移到a端时,电流表示数为0.2 A
C.当滑片移到中点时,电压表示数为2 V
D.电压表示数与电流表示数的比值不变
14.(2分)如图所示电路中,当开关S闭合时,电压表V1、V2、V3的示数分别为U1、U2、U3,电流表A1、A2的示数分别为I1、I2,那么下列关系式正确的是( )
A.U2=U1=U3 I1=I2 B.U2=U1+U3 I1=I2
C.U3=U1+U2 I1=I2 D.U3=U1+U2 I1>I2
15.(2分)如图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样。开关闭合后,能正确表示R0两端的电压U与滑动变阻器连入电路的电阻R关系的是( )
A. B.
C. D.
16.(2分)如图所示的电路中,电源电压为4.2V不变,电阻R1标有“6Ω 0.5A”,滑动变阻器R标有“30Ω 1A”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器R2允许接入电路的阻值范围是( )
A.2.4Ω﹣15Ω B.2.4Ω﹣30Ω C.0﹣15Ω D.0﹣30Ω
二、填空题(共13空)
17.(2分)夏天,我校会开启教学楼雾森系统为楼内空气降温,喷雾可以增加空气中的水分 ,加快了从周围物体 热量,从而达到降温的目的。
18.(2分)有一个标有“8V 0.5A”的小灯泡,如果接在12V的电源上,必须 联一个阻值为 Ω的电阻才能使小灯泡正常发光。
19.(1分)甲、乙两种金属的比热容之比是3:1,质量之比是2:1.当它们吸收相同的热量后,甲金属的温度升高了10℃ ℃。
20.(2分)如图所示电筒的电路图,当开关S闭合时,小灯泡L发光 ,而灯丝中自由电子运动的方向是 (均选填“从a到b”或“从b到a”)。
21.(3分)如图甲所示电路,电源两端电压U不变,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,当开关S闭合后,改变滑动变阻器接入电路的电阻,求:滑动变阻器R2接入电路的最大阻值为 Ω,电源两端电压为 V;定值电阻R1的电阻值为 Ω
22.(3分)如图所示的电路中,电源电压保持不变。当开关S闭合,S1断开,甲、乙两表为电流表时,R1和R2是 联的,若两电流表的示数比为2:3,则R1:R2= ;当开关S和S1都闭合,甲、乙两表为电压表时,两电压表示数U甲:U乙= 。
三、作图题(每题2分,共4分)
23.(2分)按照题目要求作图:在如图所示的圆圈内,填入适当的电表符号,使得开关S闭合后
24.(2分)请根据如图所示的实物连接图,在图中虚线框内画出对应电路图。
四、简答题(共4分)
25.(4分)感恩父母,孝敬父母是我们中华民族的传统美德。请认真观察如图所示的温馨画面,写出两个现象并说明其牵涉到的有关热学或电学知识。
26.(9分)小明“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置如图甲所示。
(1)本次实验不能使用 (选填“水银”、“煤油”或“酒精”)温度计。(水银的沸点为357℃,煤油的沸点为150℃,酒精的沸点为78℃)
(2)当温度上升到90℃后,小明每隔1min记录一次温度,然后绘制了温度随时间变化的图像,从图像中可知水的沸点是 ℃,说明此时该地大气压 1标准大气压(选填“大于“等于”或“小于”),停止加热,小明发现水不能继续沸腾 。
(3)本实验从开始加热到沸腾的时间偏长,请你提出一个改进的措施 。
(4)图丙中的 图(选填“A”或“B”)能反映水沸腾前产生气泡的情形。
(5)图丁为“研究水的沸点跟水面气压关系”的实验装置,当用注射器给正在沸腾的水打气加压时,可以看到水 沸腾(选填“继续”或“不再”),这个现象表明:水面气压增大,水的沸点将 。举一个应用这个原理工作的厨房用品 。
27.(5分)在探究“比较不同物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图所示。
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 34 42 50 58 66
乙的温度/℃ 10 22 34 46 58
(1)实验中应取 相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的两烧杯中,用相同的电加热器加热。当它们加热相同时间 相同时,通过比较 来判断吸热能力的强弱。
(2)通过实验,记录数据如表格所示,从开始加热到58℃甲 (填“>”、“<”或“=”)Q乙。
(3)分析实验数据可知, 物质的吸热能力强。
28.(4分)实验课上同学们用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压15V保持不变,滑动变阻器的规格是“50Ω 2A”,电流表、电压表、开关、导线若干.
(1)根据图甲将图乙所示的实物图连接完整。
(2)要完成预定实验探究任务,滑动变阻器除了保护电路外,另有一个重要作用是 。
(3)如表为小金同学提交的实验数据,老师指出有的数据不符合实际,你认为不符合实际的是实验次序 的数据,理由是: 。
实验次序 R/Ω I/A
1 10 0.59
2 20 0.30
3 30 0.21
4 40 0.35
29.(6分)如图所示是小明“测定小灯泡正常发光时的灯丝电阻”的实验过程,其中电源电压为6V,小灯泡的正常发光的电压为2.5V;
(1)小明连接的实物电路如图甲所示,有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”;
(2)纠正电路错误后,应将滑片移至 (选填“左”或“右”)端,闭合开关,移动滑片到某一点,若要使小灯泡正常发光,应将实物电路中的滑片向滑动变阻器的 (选填“左”或“右”)端移动,才能使电压表的示数为2.5V;
(3)移动滑片P,记录多组电压表和电流表的示数,并绘制出如图丙所示的I﹣U图像,可计算出小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(4)根据图丙,小明发现灯丝电阻在电压增大时是 的(选填“增大”、“减小”或“不变”),请你帮他分析出现这种现象的原因: 。
六、计算题(30题6分、31题9分、32题8分)
30.(6分)如图所示是某太阳能热水器,水容量为100kg。该热水器在冬季有效日照时段里,平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×106J。若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m2,每天日照时间按8h计算,若这些太阳能能使装满水的热水器中的水的温度从20℃升高到60℃[水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)]。求:
(1)一天内热水器中的水吸收的热量;
(2)热水器在冬季的效率。
31.(9分)如图所示电路,电源电压保持不变。在甲图中,闭合开关S,电流表示数为0.3A;乙图中,电压表示数为12V。求:
(1)R1、R2的阻值;
(2)乙图中电流表示数。
32.(8分)在图甲所示的电路中,电源电压不变,变阻器的最大值R为定值电阻R0的3倍。只闭合开关S1,当滑片P置于某点时,电压表示数为2.5V;当滑片P置于最右端时1:R2=8:15。图乙是该小灯泡I﹣U图像,求:电源电压和定值电阻R0的阻值。
2023-2024学年福建省龙岩市新罗区未来城实验学校九年级(上)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、单选题
1.(2分)下列说法最接近实际的是( )
A.健康成年人的体温是39℃
B.让人感觉温暖而舒适的室内温度是25℃
C.教室里每一台风扇正常工作时电流为1A
D.人体的安全电压是36V
【答案】B
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A、健康成年人的体温是37℃;
B、让人感觉温暖而舒适的室内温度是25℃,故B正确;
C、教室里每一台风扇正常工作时电流为0.3A;
D、人体的安全电压是不高于36V。
故选:B。
2.(2分)下列对古诗文中涉及的热现象解释正确的是( )
A.“台上冰华澈,窗中月影临”——冰的形成是升华
B.“蜡炬成灰泪始干”——蜡炬成灰泪始干是晶体的熔化
C.“月落乌啼霜满天”——霜的形成是凝固现象
D.“青青园中葵,朝露待日稀”——露的形成是液化现象
【答案】D
【分析】物质由气态直接变为固态的过程叫凝华,物质由固态直接变为气态的过程叫升华;由气态变为液态的过程叫液化,由液态变为气态的过程叫汽化;由固态变为液态的过程叫熔化,由液态变为固态的过程叫凝固。
【解答】解:A、“台上冰华澈。”冰的形成是凝固;
B、“蜡炬成灰泪始干”﹣﹣蜡不是晶体;
C、“月落乌啼霜满天”霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶;
D、“青青园中葵,故D正确;
故选:D。
3.(2分)将面制品放在水中煮,不会变黄变焦;而放在油中煎会发黄变焦( )
A.油放出的热比水多
B.油中有致黄致焦的物质
C.油的沸点比水高
D.油比水传热性能好
【答案】C
【分析】将面制品放在水中煮,不会发黄变焦;若放在油中炸,则会发黄、变焦。温度高了,才会发黄、变焦。
【解答】解:面制品在水中煮,水烧开了以后,温度保持约100℃不变;
而面制品在油中炸,过一会儿就会发黄变焦,且油沸腾后,面制品内的水分会很快蒸发掉。
故选:C。
4.(2分)关于温度、比热容、热量、内能,以下说法正确的是( )
A.一块0℃的冰没有内能,它的分子不会运动
B.一个物体吸收了热量,它的温度一定会升高
C.一个物体温度升高了,它的内能一定增加
D.用水作为汽车发动机散热器的冷却剂,其主要原因是水的比热容较小
【答案】C
【分析】A、一切物体都有内能,组成所有物质的分子都在不停地做无规则运动。
B、当晶体熔化、液体沸腾时,都要吸收热量,但温度不变;
C、内能的大小跟质量、温度有关。
D、根据水的比热容比其它物质的比热容大的特点进行分析和判断。
【解答】解:
A、因为物体的分子永不停息地做无规则的运动,0℃的冰仍具有内能,不符合题意。
B、一个物体吸收了热量,如晶体熔化,都要吸收热量;
故B说法错误,不符合题意。
C、物体温度升高时,内能增加,符合题意。
D、因为水的比热容较大,升高相同的温度,所以可作为冷却剂,不符合题意。
故选:C。
5.(2分)下列属于做功改变物体内能的是( )
A.用煤烧水、做饭
B.冬天双手互相摩擦会发热
C.棉被被太阳晒热了
D.铁匠把烧红的铁块浸入水中使铁块变冷
【答案】B
【分析】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。
【解答】解:A、用煤烧水,故A不符合题意;
B、冬天双手互相摩擦做功,是通过做功改变了物体的内能;
C、棉被被太阳晒热了是通过热传递的方式改变人的内能,温度升高;
D、铁匠把烧红的铁块浸入水中,使铁块温度降低,故D不符合题意。
故选:B。
6.(2分)甲、乙、丙三个轻质小球,甲球排斥乙球,乙球吸引丙球( )
A.甲、乙两球一定带异种电荷
B.甲、乙两球一定带同种电荷
C.乙、丙两球一定带异种电荷
D.乙、丙两球一定带同种电荷
【答案】B
【分析】根据带电体的性质和电荷间的作用规律可知:两个物体相互吸引,有三种带电情况:一个带正电,一个带负电;一个带正电,一个不带电;一个带负电,一个不带电;两个物体相互排斥,则都带同种电荷。由此入手分析即可确定甲乙丙三者的带电情况。
【解答】解:
(1)甲球排斥乙球,则甲,故A错误;
(2)乙球吸引丙球,丙有可能带异种电荷,故CD错误。
故选:B。
7.(2分)如图所示对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A.图甲,厚玻璃内的空气被压缩时,空气的内能减少
B.图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大
C.图丙,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能增加
D.图丁,汽缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能减少
【答案】D
【分析】(1)根据温度与内能的关系和做功可以改变物体的内能角度分析解答问题。
(2)做功可以改变物体的内能,当外界对物体做功时,物体的内能增大,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小。
【解答】解:A、图甲,活塞对空气做功,空气的内能增加;
B、图乙,空气对活塞做功;故B错误;
C、图丙,水蒸气对塞子做功;故C错误;
D、图丁,内能转化为机械能;故D正确。
故选:D。
8.(2分)如图是带有烘干功能的滚筒洗衣机,其洗衣和烘干可独立进行。小明为其设计了如图所示的电路,其中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由题意可知,洗衣和烘干可独立进行,说明加热器和电动机可以独立工作、互不影响即为并联,据此进行解答。
【解答】解:
A.由电路图可知1闭合时电动机工作,再闭合S2时电动机和加热器并联同时工作,加热器不能独立工作;
B.由电路图可知4闭合时加热器工作,再闭合S2时电动机和加热器并联同时工作,电动机不能独立工作;
C.由电路图可知1闭合时电动机和加热器串联同时工作,再闭合S3时电动机工作,加热器不能独立工作;
D.由电路图可知1时电动机工作,只闭合S2时加热器工作,电动机和加热器均能独立进行。
故选:D。
9.(2分)如图所示的电路中,要使电灯L1和L2组成并联电路,则应将( )
A.S2闭合,S1、S3断开 B.S3闭合,S1、S2断开
C.S1、S2闭合,S3断开 D.S2、S3闭合,S1断开
【答案】D
【分析】电路元件的连接有串联和并联两种方式,由于串联电路只有一条电流路径,流过一个元件的电流同时流过另一个元件,因此把几个用电器首尾相接,连入电路就是串联;把几个用电器首首相接,尾尾相接,再连入电路,就是并联,据此判断开关状态。
【解答】解:要使灯L1和L2组成并联电路,两灯应在两条支路上4、S3,断开S1,如下图所示,
故选:D。
10.(2分)如图甲所示电路中,当闭合开关后,两只电压表的指针偏转均如图乙所示1和R2两端的电压分别为( )
A.7.5V 1.5V B.6V 1.5V
C.1.5V 7.5V D.1.5V 6V
【答案】B
【分析】由图可知,电阻R1与R2串联,电压表V1测两电阻串联电压,即电源电压,电压表V2测电阻R2两端电压,根据串联电路特点确定电压表量程与分度值,读出电压表示数,然后由串联电路特点求出两电阻两端的电压。
【解答】解:(1)由电路图可知,电阻R1与R2串联,电压表V6测两电阻串联电压,即电源电压2测电阻R2两端电压,
由串联电路的电压规律可知,电压表V7示数应大于电压表V2示数,而两电压表指针位置相同1量程是4~15V,分度值是0.5VV6=7.5V,即电源电压U=6.5V;
电压表V2量程是7~3V,分度值是0.7VV2=1.3V;
(2)电阻R2的电压U2=UV6=1.5V,电阻R6的电压U1=U﹣U2=5.5V﹣1.8V=6V;
故选:B。
11.(2分)如图所示,电源电压U不变,当开关S闭合与断开时,R1两端的电压比是4:3,则当开关S断开时,R1与R2的功率之比是( )
A.3:1 B.1:3 C.4:1 D.1:4
【答案】A
【分析】(1)当开关S闭合时,R2短路,R1两端的电压等于电源电压,即U1=U;当开关S断开时,R1与R2串联,设此两电阻的电压分别是U1′、U2.根据R1两端的电压比是4:3,可求得U1′、U2之比。
(2)因为串联电路电流相等,根据P=UI可求得R1与R2的功率之比。
【解答】解:(1)当开关S闭合时,R2短路,R1两端的电压等于电源电压,即U8=U;
当开关S断开时,R1与R2串联,根据开关S闭合与断开时,R7两端的电压比是4:3.又U=U2′+U2
所以,===,整理得:=。
(2)当开关S断开时,R1与R7串联,电流相等==;
故选:A。
12.(2分)如图所示电路,当开关闭合,两灯正常发光。使用中发现某个灯突然熄灭,电流表示数增大,则故障可能是( )
A.灯L1短路 B.灯L2短路 C.灯L1断路 D.灯L2断路
【答案】B
【分析】由电路图可知,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压,电流表测电路中的电流,使用中发现某个灯突然熄灭,电压表无示数,电流表示数增大,说明电路出现了短路现象,根据电压表的示数判定故障的原因。
【解答】解:A、灯L1被短路时,电路中有电流,灯L2亮,与题意不符;
B、灯L2被短路时,由于电路的总电阻减小,电路中的电流变大;
电压表测量的是一段导线两端的电压,示数为01两端的电压变大,所以会变亮,故B正确;
C、灯L2断路,电路中无电流,两灯泡不亮,故C错误;
D、灯L2断路,电路中无电流,电流表无示数,故D错误。
故选:B。
13.(2分)如图所示电路中,电源电压6V保持不变,定值电阻的阻值为10Ω,当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中( )
A.电压表的示数减小
B.当滑片移到a端时,电流表示数为0.2 A
C.当滑片移到中点时,电压表示数为2 V
D.电压表示数与电流表示数的比值不变
【答案】D
【分析】(1)根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化,然后得出电压表示数的变化;
(2)当滑片移到a端时,电路为定值电阻的简单电路,根据欧姆定律求出电路中的电流;
(3)当滑片移到中点时,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出电压表的示数;
(4)根据欧姆定律结合定值电阻的阻值得出电压表示数与电流表的示数之比变化。
【解答】解:
A.当滑片由b端向a端移动的过程中,电路的总电阻变小可知,定值电阻两端的电压变大,故A错误;
B.当滑片移到a端时,此时电流表的示数为I==,故B错误;
C.当滑片移到中点时,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和==7.3A定=IR定=0.6A×10Ω=3V,故C错误;
D.由R=,电压表示数与电流表的示数之比等于定值电阻的阻值,故D正确。
故选:D。
14.(2分)如图所示电路中,当开关S闭合时,电压表V1、V2、V3的示数分别为U1、U2、U3,电流表A1、A2的示数分别为I1、I2,那么下列关系式正确的是( )
A.U2=U1=U3 I1=I2 B.U2=U1+U3 I1=I2
C.U3=U1+U2 I1=I2 D.U3=U1+U2 I1>I2
【答案】B
【分析】根据电流的路径判断电路的串并联,只有一条路径的是串联,否则为并联;
根据电压表与被测用电器并联、电流表与被测用电器串联判断电表测量的电路元件,根据串联电路的特点得出电表之间的关系。
【解答】解:由电路图可知,电流从电源的正极出发、电流表A2、电阻、灯泡1回到电源的负极,即电路只有一条路径,且两电流表均测电路中的电流,两电流表的示数关系:I6=I2;
根据电压表与被测电路元件并联可知,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V5测电源的电压,电压表V3测电阻两端的电压;因串联电路中总电压等于各分电压之和可2=U5+U3,故B正确。
故选:B。
15.(2分)如图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样。开关闭合后,能正确表示R0两端的电压U与滑动变阻器连入电路的电阻R关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由电路图可知,R0与R串联,电压表测R0两端的电压;当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,R0两端的电压最大;当滑动变阻器接入电路的电阻增大时,电路中的总电阻增大,根据欧姆定律可知电路中的电流减小、电阻R0两端的电压减小;当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,R0两端的电压最小,据此进行解答。
【解答】解:当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,如下图所示:
R0两端的电压最大为电源的电压;
当滑动变阻器接入电路的电阻增大时,电路中的电流减小4两端的电压减小;
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,
电路中的电流最小但不为0,R0两端的电压最小;
结合四个坐标图可知,ABC均不符合。
故选:D。
16.(2分)如图所示的电路中,电源电压为4.2V不变,电阻R1标有“6Ω 0.5A”,滑动变阻器R标有“30Ω 1A”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器R2允许接入电路的阻值范围是( )
A.2.4Ω﹣15Ω B.2.4Ω﹣30Ω C.0﹣15Ω D.0﹣30Ω
【答案】A
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。根据串联电路的电流特点结合电阻R1、变阻器R允许通过的最大电流和电流表量程确定电路中的最大电流,此时滑动变阻器接入电路中电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值;当电压表的示数最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出变阻器接入电路中的最大阻值,然后得出滑动变阻器R2允许接入电路的阻值范围。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R6两端的电压,电流表测电路中的电流。
因串联电路中各处的电流相等,且电阻R1允许通过的最大电流为0.3A,变阻器R允许通过的最大电流为1A,
所以,电路中的最大电流为I大=0.7A,此时滑动变阻器接入电路中电阻最小,
由I=可得
R===8.5Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,变阻器接入电路中的最小阻值:
R2小=R﹣R1=5.4Ω﹣6Ω=6.4Ω;
当电压表的示数最大为U2=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,此时R1两端的电压:
U1=U﹣U7=4.2V﹣3V=1.2V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:
I==,即=,
解得:R7大=15Ω,
所以,滑动变阻器R2允许接入电路的阻值范围是2.8Ω~15Ω。
故选:A。
二、填空题(共13空)
17.(2分)夏天,我校会开启教学楼雾森系统为楼内空气降温,喷雾可以增加空气中的水分 蒸发(汽化) ,加快了从周围物体 吸收 热量,从而达到降温的目的。
【答案】见试题解答内容
【分析】影响蒸发快慢的因素有:液体的温度、液体的表面积和液体表面的空气流动速度;蒸发是汽化的一种,汽化要吸热。
【解答】解:喷雾可以增加空气中的水分,风扇吹风加快了空气中水分的蒸发(汽化),从而达到降温的目的。
故答案为:蒸发(汽化);吸收。
18.(2分)有一个标有“8V 0.5A”的小灯泡,如果接在12V的电源上,必须 串 联一个阻值为 8 Ω的电阻才能使小灯泡正常发光。
【答案】见试题解答内容
【分析】根据串联电路分压,并联电路分流的特点分析;
由串联电路的电压特点可得出所需串联的电阻两端的电压,利用R=可求出串联电阻的阻值。
【解答】解:已知灯泡的额定电压为UL=8V,电源电压为U=12V,
因UL<U,要使灯泡正常发光,
由串联电路的电压特点可知串联的电阻两端的电压为:UR=U﹣UL=12V﹣8V=5V,
此时电路中的电流为灯泡的额定电流I=IL=0.5A,
则串联电阻的阻值为:R===8Ω。
故答案为:串;8。
19.(1分)甲、乙两种金属的比热容之比是3:1,质量之比是2:1.当它们吸收相同的热量后,甲金属的温度升高了10℃ 60 ℃。
【答案】见试题解答内容
【分析】知道甲、乙两金属质量、比热容、吸收热量的关系,利用吸热公式Q吸=cmΔt求两物体升高温度的比值;知道甲金属的温度升高值,可求乙金属的温度升高值。
【解答】解:由题知,m甲:m乙=2:1,c甲:c乙=2:1,
甲、乙两金属吸收的热量:Q甲:Q乙=1:6,
∵Q吸=cmΔt,
∴==,即:=,
∴甲、乙两金属升高温度的比值:
=,
由题知,Δt甲=10℃,所以Δt乙=60℃。
故答案为:60。
20.(2分)如图所示电筒的电路图,当开关S闭合时,小灯泡L发光 a到b ,而灯丝中自由电子运动的方向是 b到a (均选填“从a到b”或“从b到a”)。
【答案】a到b;b到a
【分析】电荷的定向移动形成电流,我们把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。金属导体中是自由电子在发生定向移动。
【解答】解:在电源外部,电流从正极出发经过用电器回到负极;
由图知,小灯泡发光时;因为负电荷定向移动的方向与电流的方向相反,即从b到a。
故答案为:a到b;b到a。
21.(3分)如图甲所示电路,电源两端电压U不变,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,当开关S闭合后,改变滑动变阻器接入电路的电阻,求:滑动变阻器R2接入电路的最大阻值为 60 Ω,电源两端电压为 7 V;定值电阻R1的电阻值为 10 Ω
【答案】见试题解答内容
【分析】由电路图可知,当滑片位于最右端时,滑动变阻器的最大阻值R2与电阻R1串联,电压表测R2两端的电压,此时电路中的电流最小,由乙图读出两电表的示数,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压,利用欧姆定律求出R2的最大阻值;当滑片位于最左端时电路为R1的简单电路,此时电路中的电流最大并由乙图读出其大小,利用欧姆定律表示出电源的电压;利用电源的电压不变建立等式即可求出定值电阻的阻值和电源的电压。
【解答】解:
当滑片位于最右端时,滑动变阻器的最大阻值R2与电阻R1串联,电压表测R7两端的电压,此时电路中的电流最小;
由乙图可知,U1=6V,I最小=8.1A,
变阻器R2接入电路的最大阻值:
R7===60Ω;
当滑片位于最左端时电路为R1的简单电路,此时电路中的电流最大,
由乙图可知I最大=5.7A,由I=,
电源的电压:U=I最大R1=4.7A×R1;
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴电源的电压U=I最小R6+U2=0.7A×R1+6V,
∵电源的电压不变,
∴2.7A×R1=7.1A×R1+2V,
解得:R1=10Ω;
电源的电压U=0.7A×R1=0.6A×10Ω=7V。
故答案为:60;7;10。
22.(3分)如图所示的电路中,电源电压保持不变。当开关S闭合,S1断开,甲、乙两表为电流表时,R1和R2是 并 联的,若两电流表的示数比为2:3,则R1:R2= 2:1 ;当开关S和S1都闭合,甲、乙两表为电压表时,两电压表示数U甲:U乙= 3:1 。
【答案】并;2:1;3:1。
【分析】(1)由图可知当开关S闭合,S1断开,甲、乙两表为电流表时,R1和R2是并联的,电流表甲测通过R2的电流,电流表乙测干路的电流;
已知甲、乙两电流表的示数比,即通过R2的电流与干路电流的比,由并联电路的电流特点可得出通过R1的电流与通过R2的电流之比,
由R=可得出R1与R2的电阻之比;
(2)当开关S和S1都闭合,甲、乙两表为电压表时,该电路为R1和R2的串联电路,电压表甲测电源电压,电压表乙测R2两端的电压;
由串联电路的分压规律可得出R1与R2两端的电压之比,由此可知总电压与R2两端的电压之比,即两电压表的示数之比。
【解答】解:(1)由图可知当开关S闭合,S1断开,甲、乙两表为电流表时,因此R1和R6是并联的;
由图可知电流表甲测通过R2的电流,电流表乙测干路的电流,
已知甲、乙两电流表的示数比为2:32的电流与干路电流的比为I2:I=7:3,
则由并联电路的电流特点可知通过R1的电流与通过R4的电流之比为:I1:I2=5:2,
并联电路各个支路两端的电压相等,
由R=可知,R1与R2的电阻之比为:R1:R2=I5:I1=2:3;
(2)当开关S和S1都闭合,甲、乙两表为电压表时1和R8的串联电路,电压表甲测电源电压2两端的电压;
此时R1与R2两端的电压之比为:U1:U2=R7:R2=2:7,
由此可知电源电压与R2两端的电压之比为:U:U2=(U3+U2):U2=4:1,
即两电压表的示数之比为:U甲:U乙=3:8。
故答案为:并;2:1。
三、作图题(每题2分,共4分)
23.(2分)按照题目要求作图:在如图所示的圆圈内,填入适当的电表符号,使得开关S闭合后
【答案】
【分析】电压表并联在电路中,在电路中可以看作开路;电流表必须串联在电路中,在电路中相当于导线;电路元件首首相连、尾尾相连的连接方式是并联,因此根据仪表的连接方式以及在电路中的作用解答本题。
【解答】解:由电路图可知,右上边圆圈与L2并联,应为电压表1并联,应为电流表、尾尾相连6、L2并联,如下图所示:
24.(2分)请根据如图所示的实物连接图,在图中虚线框内画出对应电路图。
【答案】见解答图
【分析】分析实物图,得出灯泡、滑动变阻器的连接方式,以及开关、电流表、电压表的位置,据此画出对应的电路图。
【解答】解:由实物图知,灯泡与滑动变阻器串联、电流表、灯泡依次串联在电源两极上,电路图如图所示:
四、简答题(共4分)
25.(4分)感恩父母,孝敬父母是我们中华民族的传统美德。请认真观察如图所示的温馨画面,写出两个现象并说明其牵涉到的有关热学或电学知识。
【答案】(1)用热水洗脚时,脚吸收热量,温度升高,感到舒服,是通过热传递的方式改变脚的内能;
(2)空气干燥时,用梳子梳头,梳子与头发相互摩擦而带异种电荷,会看到头发随着梳子飘起来,属于摩擦起电现象。
【分析】(1)热传递可以改变物体内能,物体吸收热量,内能增加,放出热量,内能减少;
(2)用摩擦的方式使物体带电,叫做摩擦起电。
【解答】答:(1)用热水洗脚时,脚吸收热量,感到舒服;
(2)空气干燥时,用梳子梳头,会看到头发随着梳子飘起来。
26.(9分)小明“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置如图甲所示。
(1)本次实验不能使用 酒精 (选填“水银”、“煤油”或“酒精”)温度计。(水银的沸点为357℃,煤油的沸点为150℃,酒精的沸点为78℃)
(2)当温度上升到90℃后,小明每隔1min记录一次温度,然后绘制了温度随时间变化的图像,从图像中可知水的沸点是 98 ℃,说明此时该地大气压 小于 1标准大气压(选填“大于“等于”或“小于”),停止加热,小明发现水不能继续沸腾 吸热 。
(3)本实验从开始加热到沸腾的时间偏长,请你提出一个改进的措施 适当减少水的质量 。
(4)图丙中的 B 图(选填“A”或“B”)能反映水沸腾前产生气泡的情形。
(5)图丁为“研究水的沸点跟水面气压关系”的实验装置,当用注射器给正在沸腾的水打气加压时,可以看到水 不再 沸腾(选填“继续”或“不再”),这个现象表明:水面气压增大,水的沸点将 升高 。举一个应用这个原理工作的厨房用品 高压锅 。
【答案】(1)酒精;(2)98;小于;吸热;(3)适当减少水的质量;(4)B;(5)不再;升高;高压锅。
【分析】(1)图中水的沸点是98℃,所以温度计内液体的沸点需要高于98℃;
(2)液体沸腾过程中温度保持不变,这个温度叫做沸点;标准大气压下的沸点是100℃,沸点受大气压的影响,气压越低沸点越低;
(3)给烧杯加盖,或减少水量,可缩短加热时间;
(4)水沸腾前和沸腾时的现象区别:沸腾前气泡在上升过程中体积逐渐减小;沸腾时气泡在上升过程中体积逐渐增大;
(5)液体的沸点和气体压强有关:气体压强越大,液体的沸点越高;气体压强越小,液体的沸点越低;
用注射器向正在沸腾的水面上打气,水面上方的气体增多,气体压强增大,根据沸点和气压的关系可知,水的沸点升高,水的温度达不到水的沸点,所以不会沸腾;
高压锅就是利用增大气压,提高水的沸点,缩短加热的时间的。
【解答】解:(1)图中水的沸点是98℃,所以温度计内液体的沸点需要高于98℃,所以不能用酒精温度计测量水的沸点;
(2)由图乙可知水的沸点为98℃;标准大气压下,由于当时沸点低于100℃;
停止加热,水不能继续沸腾;
(3)适当减少水的质量或提高水的初温均可缩短加热时间;
(4)A图气泡在上升过程中,体积逐渐增大,B图气泡在上升过程中体积逐渐减小;
(5)当用注射器给正在沸腾的水打气加压时,水面上方的气体压强增大(烧瓶用瓶塞密封,瓶内气体增多,水的沸点升高,水就不会沸腾,水的沸点升高。
故答案为:(1)酒精;(2)98;吸热;(4)B;升高。
27.(5分)在探究“比较不同物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图所示。
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 34 42 50 58 66
乙的温度/℃ 10 22 34 46 58
(1)实验中应取 质量 相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的两烧杯中,用相同的电加热器加热。当它们加热相同时间 吸收的热量 相同时,通过比较 升高的温度 来判断吸热能力的强弱。
(2)通过实验,记录数据如表格所示,从开始加热到58℃甲 < (填“>”、“<”或“=”)Q乙。
(3)分析实验数据可知, 甲 物质的吸热能力强。
【答案】(1)质量;吸收的热量;升高的温度;(2)<;(3)甲
【分析】我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法。
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,比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强。
【解答】解:(1)实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体,用相同的电加热器加热,通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱;
(2)在实验中用相同的电加热器加热,是通过加热时间的长短来比较吸热多少,从开始加热到58℃时,乙用了4分钟甲<Q乙。
(3)由表中数据可知,甲从34℃升高到58℃,用了3分钟,温度升高了24℃,即升高相同的温度,故甲物质的吸热能力强。
故答案为:(1)质量;吸收的热量;(2)<。
28.(4分)实验课上同学们用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压15V保持不变,滑动变阻器的规格是“50Ω 2A”,电流表、电压表、开关、导线若干.
(1)根据图甲将图乙所示的实物图连接完整。
(2)要完成预定实验探究任务,滑动变阻器除了保护电路外,另有一个重要作用是 控制定值电阻两端的电压不变 。
(3)如表为小金同学提交的实验数据,老师指出有的数据不符合实际,你认为不符合实际的是实验次序 4 的数据,理由是: 没在控制定值电阻两端的电压不变(得到的数据与实验结论当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比不符) 。
实验次序 R/Ω I/A
1 10 0.59
2 20 0.30
3 30 0.21
4 40 0.35
【答案】(1)见解答图;(2)控制定值电阻两端的电压不变;(3)4;没有控制定值电阻两端的电压不变(得到的数据与实验结论当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比不符)。
【分析】(1)探究“电流与电阻的关系“的实验中,电压表测定值电阻两端电压,与定值电阻并联;电流表测通过定值电阻的电流,与定值电阻串联;滑动变阻器控制定值电阻两端电压不变,要一上一下与定值电阻串联;由于电源电压较大,电压表选用大量程,为了测量数据的准确性,电流表选用小量程,据此补全电路图;
(2)探究电流与电阻关系时,通过调节滑动变阻器来控制定值电阻两端的电压不变;
(3)根据实验中要控制定值电阻两端的电压不变进行分析。
【解答】解:(1)探究“电流与电阻的关系“的实验中,电压表测定值电阻两端电压;电流表测通过定值电阻的电流;滑动变阻器控制定值电阻两端电压不变;由于电源电压较大,为了测量数据的准确性,据此补全电路图
(2)在探究“电流与电阻的关系”实验中,要控制定值电阻两端的电压不变,滑动变阻器除了保护电路外;
(3)当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,电流越小,第4次实验中,通过导体的电流应最小、3次实验中的电流值都大,且通过导体的电流与导体的电阻的乘积不是控制电压4V,也不能分得足够的电压。
故答案为:(1)见上图;(2)控制定值电阻两端的电压不变;没有控制定值电阻两端的电压不变(得到的数据与实验结论当电压一定时。
29.(6分)如图所示是小明“测定小灯泡正常发光时的灯丝电阻”的实验过程,其中电源电压为6V,小灯泡的正常发光的电压为2.5V;
(1)小明连接的实物电路如图甲所示,有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”;
(2)纠正电路错误后,应将滑片移至 右 (选填“左”或“右”)端,闭合开关,移动滑片到某一点,若要使小灯泡正常发光,应将实物电路中的滑片向滑动变阻器的 左 (选填“左”或“右”)端移动,才能使电压表的示数为2.5V;
(3)移动滑片P,记录多组电压表和电流表的示数,并绘制出如图丙所示的I﹣U图像,可计算出小灯泡正常发光时的电阻是 10 Ω;
(4)根据图丙,小明发现灯丝电阻在电压增大时是 增大 的(选填“增大”、“减小”或“不变”),请你帮他分析出现这种现象的原因: 小灯泡的功率越大,灯丝温度越高,灯丝的电阻随温度的升高而增大 。
【答案】(1)见解析;(2)右;左;(3)10;(4)增大;小灯泡的功率越大,灯丝温度越高,灯丝的电阻随温度的升高而增大
【分析】(1)原电路中,电压表串联在电路中,灯与变阻器并联是错误的,电压表与灯并联,灯与变阻器串联;
(2)为了保护电路闭合开关前滑动变阻器的滑片放在阻值最大处;
灯在额定电压下正常发光,根据图中电压表小量程读数,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向;
(3)根据制出如图丙所示的I﹣U图象找出灯的额定电压下的电流,根据欧姆定律求小灯泡正常发光时的电阻;
(4)根据图丙找出电流随电压变化的关系,然后由欧姆定律的变形公式可判断出灯丝电阻随电压如何变化。
【解答】解:(1)原电路中,电压表串联在电路中,电压表应与灯并联,如下所示:
(2)为了保护电路闭合开关前滑动变阻器的滑片放在阻值最大处,即最右端;
灯在额定电压下正常发光,图中电压选用小量程,示数为2.2V,应增大灯的电压,应减小变阻器的电压,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,直到电压表示数为额定电压3.5V;
(3)根据制出如图丙所示的I﹣U图象,灯的额定电压下的电流为0.25A,
小灯泡正常发光时的电阻是:R===10Ω;
(4)由图丙可知,随电压U增大,并且ΔU>ΔI可知灯丝电阻增大,灯丝温度越高。
故答案为:(1)见解析;(2)右;左;(4)增大,灯丝温度越高。
六、计算题(30题6分、31题9分、32题8分)
30.(6分)如图所示是某太阳能热水器,水容量为100kg。该热水器在冬季有效日照时段里,平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×106J。若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m2,每天日照时间按8h计算,若这些太阳能能使装满水的热水器中的水的温度从20℃升高到60℃[水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)]。求:
(1)一天内热水器中的水吸收的热量;
(2)热水器在冬季的效率。
【答案】(1)一天内热水器中的水吸收的热量1.68×107J;
(2)热水器在冬季的效率为50%。
【分析】(1)知道水的质量、比热容、初温和末温,利用Q吸=cm(t﹣t0)求水吸收的热量;
(2)知道热水器平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能,可求一天内热水器接收的太阳能,热水器在冬季的效率等于水吸收的热量与接收的太阳能之比。
【解答】解:
(1)一天内热水器中的水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.6×103J/(kg ℃)×100kg×(60℃﹣20℃)=1.68×103J;
(2)一天内热水器接收太阳能的能量:
E=2.8×106J/(m2 h)×1.7m2×8h=3.36×107J,
热水器在冬季的效率:
η=×100%=。
答:(1)一天内热水器中的水吸收的热量1.68×107J;
(2)热水器在冬季的效率为50%。
31.(9分)如图所示电路,电源电压保持不变。在甲图中,闭合开关S,电流表示数为0.3A;乙图中,电压表示数为12V。求:
(1)R1、R2的阻值;
(2)乙图中电流表示数。
【答案】(1)R1的阻值为10Ω,R2的阻值为30Ω;
(2)乙图中电流表示数为1.6A。
【分析】由图乙可知,该电路为R1和R2的并联电路,电流表测干路的电流,电压表测电源电压,已知此时电压表的示数,即电源电压;
(1)由图甲可知,开关S闭合后,该电路为R1和R2的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压,
已知电压表的示数,即R1两端的电压,由串联电路的电压特点可得出R2两端的电压,已知电流表的示数,即电路中的电流,再利用R=可分别求出R1和R2的阻值;
(2)已知电源电压和R1、R2的阻值,利用I=可分别求出通过R1和R2的电流,由并联电路的电流特点可得出干路的电流,即电流表的示数。
【解答】解:由图乙可知,该电路为R1和R2的并联电路,电流表测干路的电流,
已知此时电压表的示数为12V,即电源电压为U=12V;
(1)由图甲可知,开关S闭合后7和R2的串联电路,电流表测电路中的电流1两端的电压,
已知电压表示数为6V,即R1两端的电压为U1=4V,
由串联电路的电压特点可知R2两端的电压为:U2=U﹣U7=12V﹣3V=9V,
已知电流表的示数为5.3A,即电路中的电流为I=0.6A,
则R1的阻值为:R1===10Ω;R2的阻值为:R2===30Ω;
(2)乙图中通过R1的电流为:I1===1.2A,
通过R5的电流为:I2===7.4A,
则干路的电流为:I′=I1+I4=1.2A+3.4A=1.2A,即乙图中电流表的示数为1.6A。
答:(1)R2的阻值为10Ω,R2的阻值为30Ω;
(2)乙图中电流表示数为1.6A。
32.(8分)在图甲所示的电路中,电源电压不变,变阻器的最大值R为定值电阻R0的3倍。只闭合开关S1,当滑片P置于某点时,电压表示数为2.5V;当滑片P置于最右端时1:R2=8:15。图乙是该小灯泡I﹣U图像,求:电源电压和定值电阻R0的阻值。
【答案】电源电压为9V;定值电阻R0的阻值为10Ω。
【分析】由电路图可知,只闭合开关S1,灯泡L与R0、R串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流。
根据图乙读出两种情况下电路电流和灯泡两端电压,根据电阻的串联规律和欧姆定律分别求出两种情况下R0与R两端的电压之和,根据串联电路的电压特点分别表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式求出R0的阻值和电源电压。
【解答】解:由电路图可知,只闭合开关S1,灯泡L与R0、R串联,电压表测L两端的电压。
当滑片P置于某点时,电压表示数为3.5V,此时电路电流为0.25A,
当滑片P置于最右端时,电流表示数为7.2A,灯泡两端电压为1V,
已知R7:R2=8:15,R7=3R0,
所以,当滑片P置于某点时2=R2=×3R0=8.6R0,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R3与R1两端的电压之和:U01=I1(R8+R0)=0.25A×(7.6R0+R7)=0.25A×2.6R0,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以1+U01=4.5V+0.25A×8.6R0﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片P置于最右端时,R8与R2两端的电压之和:U02=I2(R7+R0)=0.4A×(3R0+R2)=0.2A×4R0,
则电源的电压:U=U2+U02=3V+0.2A×4R0﹣﹣﹣﹣﹣②
因电源的电压不变,所以,
2.5V+0.25A×2.6R0=1V+6.2A×4R6,
解得:R0=10Ω,
电源的电压:U=U2+U02=6V+0.2A×2R0=1V+7.2A×4×10Ω=6V。
答:电源电压为9V;定值电阻R0的阻值为10Ω。
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