2024-2025学年重庆市奉节县九年级(上)期末物理试卷
一、单选题(每题3分,共45分)
1. 在如图所示的生活现象中,关于物态变化及吸放热的分析都正确的是( )
A. 甲图:壶嘴冒白汽--液化放热
B. 乙图:湿衣服晒干--汽化放热
C 丙图:樟脑丸消失--汽化吸热
D. 丁图:冰雪消融--熔化放热
2. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 0℃的冰块内能为0 B. 温度高的物体含有的热量多
C. 汽油机做功冲程汽缸内燃气的内能增加 D. 两个发生热传递的物体之间一定存在温度差
3. 甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与其质量的关系图像如图所示,则下列分析正确的是( )
A. 甲燃料的热值小于乙燃料的热值
B. 完全燃烧甲、乙两种燃料加热同一锅水至沸腾,所需乙燃料的质量更小
C. 完全燃烧相同质量的两种燃料,甲放出的热量更多
D. 使用甲燃料热机效率一定高,但是热机效率肯定小于100%
4. 验电器A带有正电荷,金属箔张开一定角度,验电器B不带电,金属箔未张开,如图所示。现用C棒去接触两验电器的金属球,观察到A的金属箔张角变小,B的金属箔张开一定角度,下列说法中正确的是( )
A. C棒可能是橡胶棒
B. A验电器金属箔张角变小是因为失去了一部分正电荷
C. C棒接触两验电器金属球的瞬间,电流方向从A到B
D. B验电器金属箔张开一定角度,说明电荷是可以创造出来的
5. 下列关于电学知识说法错误的是( )
A. 干电池给电路供电时将化学能转化为电能
B. 熔断丝应该选用熔点低,电阻率大的合金材料制成
C. 功率越大的用电器,单位时间产生的热量一定越多
D. 使用测电笔辨别火线和零线时,手应该接触笔尾金属体
6. 如图所示,符合安全用电原则的做法是( )
A. 在高压线附近放风筝
B. 电路中的灯泡和开关
C. 湿手触摸电器开关
D. 大功率的用电器同时使用
7. 如图所示,图中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A. 图甲,厚玻璃筒内的空气被压缩时,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塞子冲出时,水蒸气的内能减少
D. 图丁,是做功冲程,汽缸内的气体推动活塞向下运动,气体的内能增大
8. 如图所示是古人锻造铁器的过程,关于改变物体内能的方式,下列说法中正确的是( )
A. 加热和锻打属于热传递,淬火属于做功
B. 加热属于热传递,锻打和淬火属于做功
C. 加热和淬火属于热传递,锻打属于做功
D. 加热和淬火属于做功,锻打属于热传递
9. 下列说法中,正确的是( )
A. 单缸四冲程内燃机飞轮的转速为2400r/min,则每秒钟对外做功20次
B. 马路两旁的路灯晚上同时亮早上同时灭,它们一定是串联的
C. 毛皮摩擦的橡胶棒因失去电子而带正电
D. 在使用实验室常用温度计测量物体温度时,温度计可以离开被测物体读数
10. 如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
11. 连接在电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示,由图中信息可知下列说法正确的是( )
A. A导体的电阻为10Ω
B. A导体的电阻大于B导体的电阻
C. 将A、B两导体并联在电源电压为2.0V的电路中,干路中的电流为0.6A
D. 将A、B两导体串联在电路中,若电路中的电流为0.2A,则电源电压为1.5V
12. 小江同学设计了一个智能保险箱,该智能保险箱可以通过指纹独立开锁(闭合S1),也可通过两把钥匙同时操作开锁(闭合S2、S3),该智能锁还配有24小时常亮的指示灯。图中能准确表示该智能保险箱电路的是( )
A. B.
C D.
13. 如图,闭合开关,灯泡不亮,将M接电源“+”极,N依次试触E、F、G接线柱,发现电压表示数第一次为零,第二次、第三次示数接近3V。若故障只有一个,则可能是( )
A. 灯泡断路 B. 灯泡短路
C. 开关断路 D. 电源没电
14. 如图,甲、乙是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气。下列分析正确的是( )
A. 通过U形管两侧液面高度差反映电流通过导体产生热量的多少,利用了等效替代法
B. 甲实验通电一段时间后,右侧容器内空气吸收的热量更多
C. 乙实验探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系
D. 乙实验通电一段时间后,左侧容器内电阻产生的热量与右侧容器内电阻产生的热量之比为2∶1
15. 如图1所示,电源电压不变,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,使其从最右端向左滑动,直到灯泡L正常发光时停止滑动。电流表示数与两电压表示数的关系如图2所示,下列分析正确的是( )
A. 电源电压是8V
B. 灯泡L正常发光时的功率是5.6W
C. 移动滑动变阻器滑片的过程中,两电压表示数的变化范围都是1~8V
D. 移动滑动变阻器滑片的过程中,滑动变阻器阻值的变化范围是3.75~40Ω
二、填空题(每空1分,共14分)
16. 体温计是根据液体的________的原理制成的,如图所示的体温计的示数是________℃。
17. 如图所示,将塑料撕成丝状,用毛皮分别摩擦丝状塑料和PVC管,然后塑料放在PVC管的上方,将丝状塑料就会像章鱼一样悬在空中,这就是“静电章鱼”,它的形成原因是塑料和PVC管分别带上______(选填“同种”或“异种”)电荷相互排斥,在毛皮和塑料摩擦过程中,负电荷从毛皮转移到塑料,则摩擦后的毛皮带______电荷。
18. 如图,月月家用“光控开关”(能在天黑时自动闭合,天亮时自动断开)和“声控开关”(能在有声音发出时自动闭合,无声时自动断开),设计出只有在天黑且有声音时灯才亮的自动控制安全电路。
19. 如图甲所示电路,开关S闭合后,电流表的指针偏转如图乙所示,且电流表和的指针偏转角度相同,则电流表的示数为__________A;通过灯泡L2的电流为__________A。
20. 滑动变阻器是通过改变连入电路中的电阻丝的______来改变电阻的;输电线应选择电阻______(选填“大”或“小”)的金属材料;对人体来说,安全电压一般不高于______V;如图所示电阻箱的示数是______Ω。
21. 小明利用家里的电能表研究相关问题,他计划打开热水壶(铭牌上标有“220V,2000W”)并关闭家里所有的电器,测得在1分钟里电能表转动了36圈,则此1分钟内小明家消耗的电能为______;接着小明发现测得的热水壶功率与实际功率相差太远。仔细检查发现家里仍有一样电器未关,你认为最可能是______(节能灯/电冰箱/空调)未关。
三、实验题(每空1分,共20分)
22. 如图甲所示,用相同规格的电加热器给质量相同的水和食用油加热,记录数据并绘制出两种液体温度随加热时间变化的图像。
(1)由图像可知,水和食用油升高相同的温度,______的加热时间更长,说明它的吸热能力更强。换用多种液体进行实验,发现不同物质在质量相同、升高的温度相同时,物理学中引入了______这个物理量。由图可知______比热容大(选填“水”、“食用油”);
(2)继续给水加热,水沸腾后温度计的示数如图乙所示,则它的沸点是______。取出电加热器后,水停止沸腾,说明水在沸腾的过程中需要______热量。
23. 在探究影响导体电阻大小的因素时,小明做出了如下猜想:导体的电阻可能与①导体的长度有关;②导体的横截面积有关。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 05 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.5
(1)按照如图所示连接电路,在电路中分别接上不同的导体,则通过观察______来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证上述猜想①,应该闭合______两个开关;
(3)闭合开关S1和S3,观察到灯泡L1和L3发光,且L3比L1亮,初步得到的结论是:其它条件相同的情况下,______,电阻越大;
(4)实验中发现实验现象不明显,小明将灯泡换成了______(选填“电流表”或“电压表”),电表的示数越大,说明电表所在支路的导体电阻越______;
(5)接下来,小明又做了如下实验:将镍合金丝A接入电路,闭合开关,然后用大功率吹风机先对镍铭合金丝吹一段时间热风,再改用冷风挡对镍铬合金吹冷风。发现两次实验中电表的示数不同,这说明导体的电阻与______有关。
24. 物理小组利用如图甲的实验电路测量小灯泡的额定功率,已知待测小灯泡额定电压为2.5V,小灯泡额定功率约为1W。
(1)本实验的实验原理是______;
(2)用笔画线代替导线将图甲实物电路图补充完整______(要求滑片右移灯泡变暗,导线不交叉);
(3)闭合开关后,发现小灯泡不亮,接下来合理的操作是______(选填序号);
A. 断开开关,更换小灯泡
B. 移动滑动变阻器观察小灯泡是否发光
(4)解决问题后,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,其读数是______V;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向______(选填“A”或“B”)端移动。小超测量三组实验数据,粗心的小超把三组数据随手写在草稿纸上(如图丙所示)而没有填写在对应的表格中,请你帮助小超计算:小灯泡的额定功率为______W;
(5)同组的小明认为,无需测量小灯泡电压为2.5V时的相关数据,也能计算出灯泡的额定功率。他利用已经测量的数据,计算2V电压下灯泡的电阻R,再根据,计算小灯泡在2.5V下的额定功率,此方法计算出的额定功率与实际的额定功率相比______(选填“偏大”“偏小”或“相等”);
(6)仅利用图甲中实验器材______(选填“能”或“不能”)完成“探究电流与电压关系”的实验;
(7)小组同学讨论后,认为只用一只电表、增加一个已知阻值的定值电阻R,也可测量仅标有额定电压U额的小灯泡的额定功率(若电源电压未知)。如下四种方案,最可行的是______。
A. B.
C. D.
四、论述与计算题(解答应写出解题步骤,有公式,带入数据,并写出结果)
25. 如图所示,电源电压恒为12V,电阻R1为20Ω,当开关S闭合后,电压表的示数为8V.求:
(1)电阻R1两端的电压;
(2)通过电阻R2的电流.
26. 如图所示,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射升空,火箭使用的燃料中有偏二甲肼,其热值是4.2×107J/kg,若完全燃烧10kg的偏二甲肼,求:
(1)10kg偏二甲肼完全燃烧放出的热量;
(2)若放出的热量能全部被水吸收,则一个标准大气压下,最多可将多少质量的水从温度为50℃烧至沸腾?[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
27. 如图甲所示是一款电加热煮茶壶,其额定电压为220V。图乙为其简化工作原理图,R1、R2均为阻值不变的加热电阻丝,旋钮开关S分别调至1、2、3挡位置,与该挡的两个触点同时接通。通过改变旋钮开关的位置,可实现“加热”、“保温”两种温挡的调节。已知加热挡的额定功率为1210W,R1=160Ω。求:
(1)电阻丝R2的阻值;
(2)保温挡正常工作100s消耗的电能;
(3)该煮茶壶加热时的效率为80%。若在用电高峰期使用加热挡,将500g的茶水从40℃加热到100℃需2.5min,则电茶壶工作的实际电压值。[茶水的比热容]2024-2025学年重庆市奉节县九年级(上)期末物理试卷
一、单选题(每题3分,共45分)
1. 在如图所示的生活现象中,关于物态变化及吸放热的分析都正确的是( )
A. 甲图:壶嘴冒白汽--液化放热
B. 乙图:湿衣服晒干--汽化放热
C. 丙图:樟脑丸消失--汽化吸热
D. 丁图:冰雪消融--熔化放热
【答案】A
【解析】
【详解】A.壶嘴冒“白气”是水蒸气遇冷液化形成的,液化放热,故A正确;
B.湿衣服晒干是水变为水蒸气,属于汽化现象,汽化吸热,故B错误;
C.樟脑丸消失是由固态变为气态,属于升华现象,升华吸热,故C错误;
D.冰雪消融,冰雪由固态变成液态,属于熔化现象,熔化吸热,故D错误;
故选A。
2. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 0℃的冰块内能为0 B. 温度高的物体含有的热量多
C. 汽油机做功冲程汽缸内燃气的内能增加 D. 两个发生热传递的物体之间一定存在温度差
【答案】D
【解析】
【详解】A.一切的物体都有内能,0℃的冰块内能不为0,故A错误;
B.热量是一个过程量,不能说含有热量,故B错误;
C.汽油机做功冲程汽缸内燃气的内能转化为机械能,内能减少,故C错误;
D.热量从高温物体传给低温物体,两个发生热传递的物体之间一定存在温度差,故D正确。
故选D。
3. 甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与其质量的关系图像如图所示,则下列分析正确的是( )
A. 甲燃料的热值小于乙燃料的热值
B. 完全燃烧甲、乙两种燃料加热同一锅水至沸腾,所需乙燃料的质量更小
C. 完全燃烧相同质量两种燃料,甲放出的热量更多
D. 使用甲燃料的热机效率一定高,但是热机效率肯定小于100%
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,当完全燃烧相同质量的燃料时,放出的热量关系为Q甲>Q乙,根据可知,q甲>q乙,即甲燃料的热值大于乙燃料的热值,故A错误;
B.同一锅水烧至沸腾,则水吸收的热量相同,又因为q甲>q乙,根据
可知,m甲<m乙,即所需甲燃料的质量更小,故B错误;
C.完全燃烧相同质量的两种燃料,根据q甲>q乙,根据Q放=mq可知,甲放出的热量更多,故C正确;
D.甲燃料的热值大,根据Q放=mq可知,完全燃烧相同质量的甲燃料和其它燃料相比,放出的热量更多,但使用甲燃料的热机做的有用功不一定多,根据可知热机效率不一定高,且由于一定会不可避免的要做额外功,热机效率肯定小于100%,故D错误。
故选C。
4. 验电器A带有正电荷,金属箔张开一定角度,验电器B不带电,金属箔未张开,如图所示。现用C棒去接触两验电器的金属球,观察到A的金属箔张角变小,B的金属箔张开一定角度,下列说法中正确的是( )
A. C棒可能是橡胶棒
B. A验电器金属箔张角变小是因为失去了一部分正电荷
C. C棒接触两验电器金属球的瞬间,电流方向从A到B
D. B验电器金属箔张开一定角度,说明电荷是可以创造出来的
【答案】C
【解析】
【详解】A.橡胶棒是绝缘体,用橡胶棒连接两验电器,不会出现A的金属箔张角变小,B的金属箔张开一定角度的现象,故A错误;
B.因金属导体中能够移动的是带负电的自由电子,验电器A带正电,夹角变小说明得到了一部分带负电的电荷,故B错误;
C.、验电器A带正电(缺少电子),而验电器B不带电。用带绝缘柄的金属棒把A和B连接起来,B验电器上自由电子向验电器A转移,A带的正电减少、金属箔张角变小,B也带了正电,规定正电荷定向移动的方向为电流方法,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,C棒接触两验电器金属球的瞬间,电流方向从A到B,故C正确;
D.B验电器金属箔张开一定角度,说明失去了一部分负电荷,电荷不是创造出来的,故D错误。
故选C。
5. 下列关于电学知识说法错误的是( )
A. 干电池给电路供电时将化学能转化为电能
B. 熔断丝应该选用熔点低,电阻率大的合金材料制成
C. 功率越大的用电器,单位时间产生的热量一定越多
D. 使用测电笔辨别火线和零线时,手应该接触笔尾金属体
【答案】C
【解析】
【详解】A.干电池内部发生化学反应,干电池供电时化学能转化为电能,故A项正确,不符合题意;
B.熔断丝应该选用熔点低,电阻率大的合金材料制成,当电路中电流过大时,熔丝首先熔断,起到保护电路的作用,故B项正确,不符合题意;
C.电流做功消耗的电能,不一定都转化为内能,功率越大的用电器,单位时间产生的热量不一定越多,故C项错误,符合题意;
D.使用测电笔辨别火线和零线时,手应该接触笔尾金属体,当笔尖接触火线时,火线、测电笔、人和大地之间构成一个回路,有电路通过人体,氖管发光。接触零线时,氖管不发光,故D项正确,不符合题意。
故选C。
6. 如图所示,符合安全用电原则的做法是( )
A. 在高压线附近放风筝
B. 电路中的灯泡和开关
C. 湿手触摸电器开关
D. 大功率的用电器同时使用
【答案】B
【解析】
【详解】A.高压线的电压很高,在其旁边放风筝,风筝容易挂到高压线上,很有可能会发生导电,使得放风筝的人触电,不符合题意;
B.火线首先进开关,再入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套,符合题意;
C.用湿手触摸时,自来水属于导体,容易使人体触电,不符合题意;
D.大功率用电器同时使用时,将会使电路中的电流过大,引起火灾,不符合题意。
故选B。
7. 如图所示,图中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A. 图甲,厚玻璃筒内的空气被压缩时,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塞子冲出时,水蒸气的内能减少
D. 图丁,是做功冲程,汽缸内的气体推动活塞向下运动,气体的内能增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.玻璃筒内空气被压缩时,外界对空气做功,空气的内能增大,故A错误;
B.图乙中,瓶子内空气推动塞子跳起,是空气对外做功,空气的内能减小,故B错误;
C.试管内的水蒸气推动塞子冲出,是水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能减少,故C正确;
D.图丁中,两个气门关闭,活塞向下运动,是做功冲程,这个过程中,汽缸内气体对活塞做功,内能减少,故D错误。
故选C。
8. 如图所示是古人锻造铁器的过程,关于改变物体内能的方式,下列说法中正确的是( )
A. 加热和锻打属于热传递,淬火属于做功
B. 加热属于热传递,锻打和淬火属于做功
C. 加热和淬火属于热传递,锻打属于做功
D. 加热和淬火属于做功,锻打属于热传递
【答案】C
【解析】
【详解】改变物体内能有两种方式:做功和热传递.用铁锤锻打工件,工件会发热,属于做功改变物体内能;用火对铁器加热,铁器从火中吸收热量,把铁器放在水中淬火,铁器向水中放热,所以加热和淬火属于热传递改变物体内能,故C正确.
9. 下列说法中,正确的是( )
A. 单缸四冲程内燃机飞轮的转速为2400r/min,则每秒钟对外做功20次
B. 马路两旁的路灯晚上同时亮早上同时灭,它们一定是串联的
C. 毛皮摩擦的橡胶棒因失去电子而带正电
D. 在使用实验室常用温度计测量物体温度时,温度计可以离开被测物体读数
【答案】A
【解析】
【详解】A.单缸四冲程内燃机飞轮的转速为2400r/min=40r/s,飞轮每转2周,对外做功1次,所以此时内燃机每秒对外做功20次,故A正确;
B.马路两旁的路灯晚上同时亮,但由于其中一盏灯烧杯后,即各灯之间互不影响,因此是并联的,故B错误;
C.毛皮摩擦的橡胶棒因得到电子而带负电,故C错误;
D.在使用实验室常用温度计测量物体温度时,读数时温度计不能离开被测物体,故D错误。
故选A。
10. 如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】图中所示AB和BC串联接入电路中,根据串联电路中电流规律可知,电流是相等的,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,由于BC导体的横截面积大,电阻小,根据可知,AB两端电压大于BC段两端电压,故D正确,ABC错误。
故选D。
11. 连接在电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示,由图中信息可知下列说法正确的是( )
A. A导体的电阻为10Ω
B. A导体的电阻大于B导体的电阻
C. 将A、B两导体并联在电源电压为2.0V的电路中,干路中的电流为0.6A
D. 将A、B两导体串联在电路中,若电路中的电流为0.2A,则电源电压为1.5V
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由图可知,A、B的电流均与其两端的电压成正比,则A、B的阻值不变。由图像可知,当A、B的电压均为2.0V时,A、B的电流分别为0.4A、0.2A,根据欧姆定律可得,A的电阻为
B的电阻为
故AB错误;
C.将A、B两导体并联在电源电压为2.0V的电路中,根据并联电路的电压规律可知,A、B两端的电压均为2.0V,A、B的电流分别为0.4A、0.2A,根据并联电路的电流规律可得,干路中的电流
故C正确;
D.将A、B两导体串联在电路中,若电路中的电流为0.2A,通过A、B的电流均为0.2A,由图得,A、B两端的电压分别为1.0V和2.0V,根据串联电路的电压规律可得,电源电压
故D错误。
故选C。
12. 小江同学设计了一个智能保险箱,该智能保险箱可以通过指纹独立开锁(闭合S1),也可通过两把钥匙同时操作开锁(闭合S2、S3),该智能锁还配有24小时常亮的指示灯。图中能准确表示该智能保险箱电路的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】该智能保险箱可通过指纹开关S1开锁,也可通过两把钥匙S2、S3同时操作开锁,说明S2、S3串联然后与S1并联,24小时常亮的指示灯说明灯和开锁电动机是并联关系,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
13. 如图,闭合开关,灯泡不亮,将M接电源“+”极,N依次试触E、F、G接线柱,发现电压表示数第一次为零,第二次、第三次示数接近3V。若故障只有一个,则可能是( )
A. 灯泡断路 B. 灯泡短路
C. 开关断路 D. 电源没电
【答案】A
【解析】
【详解】A.一节干电池的电压约1.5V,则电源电压是3V,将M接电源“+”极,N接E接线柱,电压表示数为零,接F、G接线柱,电压表有示数,接近3V,即接近电源电压,电路图中,小灯泡与变阻器串联在电路中,闭合开关,灯泡不亮,电路可能出现断路,则可能是灯泡断路,故A符合题意;
B.如果是灯泡短路,N试触E接线柱,电压表有示数,N试触F和G,电路是通路,电压表示数接近3V,故B不符合题意;
C.如果是开关断路,N试触E、F,电路是断路,电压表都无示数,N试触G接线柱,电压表有示数,故C不符合题意;
D.如果电源没电,N依次试触E、F、G,电压表示数都为零,故D不符合题意。
故选A。
14. 如图,甲、乙是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气。下列分析正确的是( )
A. 通过U形管两侧液面高度差反映电流通过导体产生热量的多少,利用了等效替代法
B. 甲实验通电一段时间后,右侧容器内空气吸收的热量更多
C. 乙实验探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系
D. 乙实验通电一段时间后,左侧容器内电阻产生的热量与右侧容器内电阻产生的热量之比为2∶1
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据转换法知道,通过U形管两侧液面高度差反映电流通过导体产生热量的多少,故A错误;
B.甲装置中,两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,而电阻不同,根据转换法,右侧容器内空气吸收的热量更多,故B正确;
C.乙装置中,右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,容器内两电阻大小相等,根据并联和串联电路电流的规律,通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,而通电时间相同,故乙实验可以研究电流产生的热量与电流的关系,故C错误;
D.乙实验中,右侧两等值电阻并联,由并联电路电压的规律和欧姆定律知道,通过右侧两电阻的电流相等,根据串联电路电流的规律结合并联电路电流的规律,可知通过左侧容器的电流是通过右侧容器内电阻电流的2倍,由焦耳定律Q=I2Rt知道,在电流电阻和通电时间不变时,产生热量与电流的平方成正比,故通电一段时间后,左侧容器内电阻产生的热量与右侧容器内电阻产生的热量之比为4∶1,故D错误。
故选B。
15. 如图1所示,电源电压不变,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,使其从最右端向左滑动,直到灯泡L正常发光时停止滑动。电流表示数与两电压表示数的关系如图2所示,下列分析正确的是( )
A. 电源电压是8V
B. 灯泡L正常发光时的功率是5.6W
C. 移动滑动变阻器滑片的过程中,两电压表示数的变化范围都是1~8V
D. 移动滑动变阻器滑片的过程中,滑动变阻器阻值的变化范围是3.75~40Ω
【答案】D
【解析】
【详解】A.由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表V1测L两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流。
当滑片位于最右端时,此时电路中的电流最小,则此时灯泡两端的电压最小,电压随着电流变大的图线是电流表示数与电压表V1示数的关系图像,电压随着电流减小的图线是电流表示数与电压表V2示数的关系图像。此时电路电流为0.2A,L两端电压为1V,滑动变阻器两端电压为8V,因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电源电压
故A错误;
B.根据题意可知,灯泡正常发光,此时电路电流为0.8A,由图2可知,滑动变阻器两端电压为3V,因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以灯泡正常发光时的电压
则正常发光时的功率
故B错误;
C.电压表V1测L两端电压,由图2可知,L两端最小电压为1V,正常发光电压(最大电压)为6V,电压表V1示数的变化范围是1~6V,故C错误;
D.由图2可知U滑大=8V时,通过的电流I小=0.2A,由欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的最大电阻
当滑动变阻器两端的最小电压U滑小=3V时,通过的电流I大=0.8A,则滑动变阻器接入电路的最小电阻
因此滑动变阻器阻值的变化范围是3.75~40Ω,故D正确。
故选D。
二、填空题(每空1分,共14分)
16. 体温计是根据液体________的原理制成的,如图所示的体温计的示数是________℃。
【答案】 ①. 热胀冷缩 ②. 36.8
【解析】
【详解】[1]体温计是根据水银的热胀冷缩制成的。
[2]该体温计的分度值为0.1℃,由液面位置可知读数为36.8℃。
17. 如图所示,将塑料撕成丝状,用毛皮分别摩擦丝状塑料和PVC管,然后塑料放在PVC管的上方,将丝状塑料就会像章鱼一样悬在空中,这就是“静电章鱼”,它的形成原因是塑料和PVC管分别带上______(选填“同种”或“异种”)电荷相互排斥,在毛皮和塑料摩擦过程中,负电荷从毛皮转移到塑料,则摩擦后的毛皮带______电荷。
【答案】 ①. 同种 ②. 正
【解析】
【详解】[1]“静电章鱼”, 用毛皮分别摩擦丝状塑料和PVC管,丝状塑料和PVC管带上同种电荷,塑料放在PVC管的上方,由于同种电荷相互排斥,丝状塑料就会像章鱼一样悬在空中。
[2]在毛皮和塑料摩擦过程中,负电荷从毛皮转移到塑料,则摩擦后的毛皮失去负电荷,带正电荷。
18. 如图,月月家用“光控开关”(能在天黑时自动闭合,天亮时自动断开)和“声控开关”(能在有声音发出时自动闭合,无声时自动断开),设计出只有在天黑且有声音时灯才亮的自动控制安全电路。
【答案】
【解析】
【详解】由题意知,“光控开关”和“声控开关”同时闭合,灯泡发光,两开关应串联,所以灯泡与两个开关串联,火线要先过开关,零线接入螺旋套,作图如下:
19. 如图甲所示电路,开关S闭合后,电流表的指针偏转如图乙所示,且电流表和的指针偏转角度相同,则电流表的示数为__________A;通过灯泡L2的电流为__________A。
【答案】 ①. 1.2 ②. 0.96
【解析】
【详解】由图知两灯并联,电流表A1测的是L1中的电流,电流表A2测的是干路电流,根据并联电路中电流的特点,电流表A2的示数肯定大于A1的示数,指针偏转角度相同,说明它们选择的量程不同,电流表A1选择的是0~0.6A的量程,电流表A2选择的是0~3A量程,故电流表的示数即通过L1的电流为0.24A,电流表的示数即干路电流为1.2A,通过灯泡L2的电流为
20. 滑动变阻器是通过改变连入电路中的电阻丝的______来改变电阻的;输电线应选择电阻______(选填“大”或“小”)的金属材料;对人体来说,安全电压一般不高于______V;如图所示电阻箱的示数是______Ω。
【答案】 ①. 长度 ②. 小 ③. 36 ④. 2010
【解析】
【详解】[1]滑动变阻器是通过改变连入电路中的电阻丝的长度来改变电阻,进而改变电路中的电流。
[2]输电线是为了给电流提供路径,选择电阻小的金属材料,减小电流的热损失。
[3]对人体安全的电压是不高于36V。
[4]电阻箱的示数
21. 小明利用家里的电能表研究相关问题,他计划打开热水壶(铭牌上标有“220V,2000W”)并关闭家里所有的电器,测得在1分钟里电能表转动了36圈,则此1分钟内小明家消耗的电能为______;接着小明发现测得的热水壶功率与实际功率相差太远。仔细检查发现家里仍有一样电器未关,你认为最可能是______(节能灯/电冰箱/空调)未关。
【答案】 ①. 0.05 ②. 空调
【解析】
【详解】[1][2]电能表上表示接在这个电能表上的用电器,每消耗的电能,电能表上的转盘转过720转,则1分钟内小明家消耗的电能为
电路中电功率为
由题可知热水壶的功率P壶=2000W,则未关的用电器的功率为
根据生活经验可知,家用节能灯的功率约为30W,冰箱的功率一般在100~400W之间,常见的家用空调的功率约为1000W,因此该用电器可能是空调。
三、实验题(每空1分,共20分)
22. 如图甲所示,用相同规格的电加热器给质量相同的水和食用油加热,记录数据并绘制出两种液体温度随加热时间变化的图像。
(1)由图像可知,水和食用油升高相同的温度,______的加热时间更长,说明它的吸热能力更强。换用多种液体进行实验,发现不同物质在质量相同、升高的温度相同时,物理学中引入了______这个物理量。由图可知______比热容大(选填“水”、“食用油”);
(2)继续给水加热,水沸腾后温度计的示数如图乙所示,则它的沸点是______。取出电加热器后,水停止沸腾,说明水在沸腾的过程中需要______热量。
【答案】(1) ①. 水 ②. 比热容 ③. 水
(2) ①. 98℃ ②. 吸收
【解析】
【小问1详解】
[1]实验中使用相同的加热装置,加热时间越长,被加热物质吸收的热量越多。由图得,质量相同的水和食用油升高相同的温度,水的加热时间长,说明水吸收的热量多,则说明水的吸热能力更强。
[2]物理学中用比热容表示物体吸热能力的强弱。
[3]水的吸热能力较强,则水的比热容大。
【小问2详解】
[1]由图乙得,温度计的分度值为1℃,示数为98℃,即水的沸点是98℃。
[2]取出电加热器后,水无法吸收热量,水停止沸腾,说明水在沸腾的过程中需要吸收热量。
23. 在探究影响导体电阻大小的因素时,小明做出了如下猜想:导体的电阻可能与①导体的长度有关;②导体的横截面积有关。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.5
(1)按照如图所示连接电路,在电路中分别接上不同的导体,则通过观察______来比较导体电阻的大小;
(2)为了验证上述猜想①,应该闭合______两个开关;
(3)闭合开关S1和S3,观察到灯泡L1和L3发光,且L3比L1亮,初步得到的结论是:其它条件相同的情况下,______,电阻越大;
(4)实验中发现实验现象不明显,小明将灯泡换成了______(选填“电流表”或“电压表”),电表的示数越大,说明电表所在支路的导体电阻越______;
(5)接下来,小明又做了如下实验:将镍合金丝A接入电路,闭合开关,然后用大功率吹风机先对镍铭合金丝吹一段时间热风,再改用冷风挡对镍铬合金吹冷风。发现两次实验中电表的示数不同,这说明导体的电阻与______有关。
【答案】(1)灯泡的亮度
(2)S1和S2 (3)横截面积越小
(4) ①. 电流表 ②. 小
(5)温度
【解析】
【小问1详解】
在探究影响导体电阻大小的因素时,通过观察灯泡的亮度来比较导体电阻的大小,运用了转换法。
【小问2详解】
为了验证上述猜想①:导体的电阻可能与导体的长度有关;在一定温度下,应控制导体材料与横截面积相同,而长度不同,由电路图和表中数据可知,应选编号为A、B的两根电阻丝进行实验,应闭合开关S1和S2。
【小问3详解】
闭合开关S1和S3,分别将A和C两电阻丝接入电路中,观察到灯泡L1和L3发光,且L3比L1亮,在一定温度下,此时导体的长度、材料都相同,但横截面积不同,故得到的结论是:其它条件相同的情况下,横截面积越小,电阻越大。
【小问4详解】
[1][2]将灯泡换成电流表,电流表串联在电路中,电源电压一定,电流表的示数越大,说明电流表所在支路的导体电阻越小。
【小问5详解】
用大功率吹风机先对镍铬合金丝吹一段时间热风,再改用冷风挡对镍铬合金吹冷风,此时会改变导体的温度,根据电流表示数变化可以得出电阻大小与温度的关系。故小明所做的这一实验基于的假设是导体的电阻与温度有关。
24. 物理小组利用如图甲的实验电路测量小灯泡的额定功率,已知待测小灯泡额定电压为2.5V,小灯泡额定功率约为1W。
(1)本实验的实验原理是______;
(2)用笔画线代替导线将图甲的实物电路图补充完整______(要求滑片右移灯泡变暗,导线不交叉);
(3)闭合开关后,发现小灯泡不亮,接下来合理的操作是______(选填序号);
A 断开开关,更换小灯泡
B. 移动滑动变阻器观察小灯泡是否发光
(4)解决问题后,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,其读数是______V;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向______(选填“A”或“B”)端移动。小超测量三组实验数据,粗心的小超把三组数据随手写在草稿纸上(如图丙所示)而没有填写在对应的表格中,请你帮助小超计算:小灯泡的额定功率为______W;
(5)同组的小明认为,无需测量小灯泡电压为2.5V时的相关数据,也能计算出灯泡的额定功率。他利用已经测量的数据,计算2V电压下灯泡的电阻R,再根据,计算小灯泡在2.5V下的额定功率,此方法计算出的额定功率与实际的额定功率相比______(选填“偏大”“偏小”或“相等”);
(6)仅利用图甲中实验器材______(选填“能”或“不能”)完成“探究电流与电压关系”的实验;
(7)小组同学讨论后,认为只用一只电表、增加一个已知阻值的定值电阻R,也可测量仅标有额定电压U额的小灯泡的额定功率(若电源电压未知)。如下四种方案,最可行的是______。
A. B.
C. D.
【答案】(1)P=UI
(2) (3)B
(4) ①. 2.2 ②. A ③. 0.75
(5)偏大 (6)不能
(7)C
【解析】
【小问1详解】
实验中,要测出小灯泡正常工作时的电压,以及通过的电流,再根据公式P=UI计算出小灯泡的额定电压,故测量小灯泡的功率实验原理为P=UI。
【小问2详解】
要求滑片右移灯泡变暗,即电阻变大,故滑动变阻器应接入左下接线柱,如图所示:
【小问3详解】
闭合开关前,应将滑动变阻器滑片调到最大阻值,闭合开关后,发现小灯泡不亮,不一定是电路连接错误,应移动滑动变阻器,观察小灯泡是否发光,若灯泡变亮说明电路连接正确,若灯泡没变化则说明电路连接错误,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
【小问4详解】
[1]由图可知,电压表量程为0-3V,分度值为0.1V,所以读数为2.2V。
[2]灯泡额定电压为2.5V,此时灯泡两端电压2.2V,为了测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端电压,减小滑动变阻器两端电压,根据串联分压可知,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应向A端移动滑动变阻器。
[3]由题可知,三组电压值分别为2V、2.5V、3V,三组电流值为0.26A、0.30A、0.32A,根据欧姆定律可知,电压表示数越大,电流表的示数也越大,所以当电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.30A,则灯泡的额定功率为
【小问5详解】
灯丝的温度升高,灯丝的电阻变大,2V时灯泡电阻小于2.5V时灯泡电阻,故根据可知,计算出的额定功率偏大。
小问6详解】
探究电流与电压关系时,需控制电阻不变,灯泡的阻值随着温度的变化而变化,不能充当定值电阻。
【小问7详解】
A.无论将S接1(电压表测定值电阻的电压),还是将接S接2(电压表测灯与定值的总电压),都不能确定灯泡是否正常发光,故A不符合题意;
B.若当S接2时,电压表正常测小灯泡两端的电压,移动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V,则灯正常发光;保持滑片位置不动,使S接1,此时电压表测量定值电阻两端的电压,但此时电压表的正负接线柱接反了,故B不符合题意;
C.当开关S接1时,定值电阻与灯泡并联后再与滑动变阻器串联,电流表测通过定值电阻的电流,调节滑片,使电流表的示数与定值电阻的阻值的乘积等于灯泡的额定电压,此时灯泡正常发光,保持滑片位置不变,将开关S接2,此时电路的连接方式不变,只是电流表测定值电阻和灯泡的总电流,则总电流减去通过定值电阻的电流,就可以求出灯泡的额定电流,再根据公式P=UI求出灯泡的额定功率即可,故C符合题意;
D.图中只有电流表,通过开关的转换,定值电阻与灯泡分别与变阻器串联,无法确定灯是否正常发光,故D不符合题意。
故选C。
四、论述与计算题(解答应写出解题步骤,有公式,带入数据,并写出结果)
25. 如图所示,电源电压恒为12V,电阻R1为20Ω,当开关S闭合后,电压表的示数为8V.求:
(1)电阻R1两端的电压;
(2)通过电阻R2的电流.
【答案】(1)4V;(2)0.2A
【解析】
【详解】(1)电压表测量电阻R2两端的电压,则;
(2)因为R1与R2串联,所以电流相等,.
26. 如图所示,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射升空,火箭使用的燃料中有偏二甲肼,其热值是4.2×107J/kg,若完全燃烧10kg的偏二甲肼,求:
(1)10kg偏二甲肼完全燃烧放出的热量;
(2)若放出的热量能全部被水吸收,则一个标准大气压下,最多可将多少质量的水从温度为50℃烧至沸腾?[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】(1)4.2×108J;(2)2×103kg
【解析】
【详解】解:(1)完全燃烧10kg偏二甲肼放出的热量
Q放=mq=10kg×4.2×107J/m3=4.2×108J
(2)由题可知,天放出的热量能全部被水吸收,则
Q吸=Q放=42×108J
由Q吸=cmΔt可得,水的质量
答:(1)10kg偏二甲肼完全燃烧放出的热量为4.2×108J;
(2)最多可将2×103kg质量的水从温度为50℃烧至沸腾。
27. 如图甲所示是一款电加热煮茶壶,其额定电压为220V。图乙为其简化工作原理图,R1、R2均为阻值不变的加热电阻丝,旋钮开关S分别调至1、2、3挡位置,与该挡的两个触点同时接通。通过改变旋钮开关的位置,可实现“加热”、“保温”两种温挡的调节。已知加热挡的额定功率为1210W,R1=160Ω。求:
(1)电阻丝R2的阻值;
(2)保温挡正常工作100s消耗的电能;
(3)该煮茶壶加热时的效率为80%。若在用电高峰期使用加热挡,将500g的茶水从40℃加热到100℃需2.5min,则电茶壶工作的实际电压值。[茶水的比热容]
【答案】(1)40Ω;(2)242W;(3)200V
【解析】
【详解】解:(1)由图乙可知,当开关S接触2、3时,电路为R2的简单电路;当开关S接触1、2时,电路为串联电路。根据可知,开关S接触2、3时,电阻最小,功率最大,电加热煮茶壶处于加热档;当开关S接触1、2时,电阻最大,功率最小,电加热煮茶壶处于保温档。R2的阻值
(2)当开关S接触1,2时,电加热煮茶壶处于保温档,茶壶低温挡功率
保温挡正常工作100s消耗的电能
(3)水从40℃升高到100℃吸收的热量
根据可得,消耗的电能
实际电压
答:(1)R2的阻值40Ω;
(2)保温挡正常工作100s消耗的电能是24200J;
(3)家庭电路的实际电压是200V。