内容正文:
2024-2025学年上期(九年级) 学情调查
物理学科试题
一、选择题(每题3分, 共24分)
1. 下列关于温度的描述中符合实际的是( )
A. 人体感觉舒适的环境温度约为37℃ B. 一节新干电池的电压为1.5V
C. 教室日光灯管通电时的电流约为2A D. 家用电饭煲工作时的电压为36V
2. 如图所示电路中,属于串联电路的是( )
A. B. C. D.
3. 中华诗词蕴含着丰富的物理知识,以下诗词中有关物态变化的分析正确的是
A. “露似真珠月似弓”,露的形成是液化现象,需要放热
B. “斜月沉沉藏海雾”,雾的形成是汽化现象,需要放热
C. “霜叶红于二月花”,霜的形成是凝华现象,需要吸热
D. “已是悬崖百丈冰”,冰的形成是凝固现象,需要吸热
4. 关于物体的内能, 下列说法正确的是( )
A. 温度高的物体内能一定比温度低的物体大
B. 热量总是由内能大的物体传递给内能小的物体
C. 一块0℃的冰熔化成0℃的水, 内能增加
D. 物体吸收热量, 内能一定变大,温度一定升高
5. 根据欧姆定律可以得到公式R=,关于这个公式的下列说法中,正确的是( )
A. 同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比
B. 同一导体的电阻与通过它的电流成反比
C. 导体两端电压为零时,导体的电阻也为零
D. 同一导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值不变
6. 市区有许多智能节水环保公厕.公厕门的插销相当于单刀双掷开关S1,当有人进去并关上门时,“有人”指示灯亮起;手靠近水龙头时,感应开关S2闭合,电磁阀门线圈通电使水龙头出水,门打开时“无人”指示灯亮起,同时水龙头也无法使用,如图中能实现上述功能的电路是( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示是一种自动测定油箱内油量多少的装置,R1是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就能知道油箱内油量的多少。则( )
A. 油量增加,R1的电阻值增大,油量表指针偏转变小
B. 油量增加,R1的电阻值减小,油量表指针偏转变大
C. 油量减少,R1的电阻值增大,油量表指针偏转变大
D. 油量减少,R1的电阻值减小,油量表指针偏转变小
8. 在图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S,电路正常工作.一段时间后,两灯中有一灯熄灭,三个电表中只有一个电表的示数变小,则下列判断中正确的是
A. 一定是电流表A1的示数变小、灯L1熄灭 B. 可能是电流表A1的示数变小、灯L2熄灭
C. 可能是电流表A2的示数变小、灯L2熄灭 D. 一定是电流表A2的示数变小、灯L1熄灭
二、填空题(每空 1分, 共12分)
9. 为了纪念法国物理学家________,以他的名字命名为电流的单位。科学家经过实验总结出电荷间的作用规律是同种电荷相互排斥, 异种电荷相互________。
10. 冬天,人们常用热水袋取暖,这是因为水的比热容_____(选填“大”或“小”).把质量为2kg,温度为80℃的热水装入热水袋,当温度降低到30℃时,这些水放出_____J的热量.[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
11. 如图甲所示电路,当开关S闭合后,电流表的指针偏转如图乙所示,其中a电流表测量的是通过______(选填“电源”、“”或“”)的电流,通过的电流为______A。
12. 如图所示,电路中电源电压恒定,定值电阻R1=20Ω,只闭合开关S1,电流表示数为0.3A,则电源电压为______V;同时闭合开关S1、S2,电流表示数为0.5A,则R2的阻值为______Ω。
13. 如图甲所示,电源电压恒定,当开关S1闭合,S2断开时,电压表示数如图乙所示;当开关S1、S2都闭合时,电压表示数如图丙所示。电源电压为________V,L1、L2都发光时,L2两端的电压为________V。
14. 如图,在甲电路中,电源电压恒定不变,R1为定值电阻:a、b为滑动变阻器R2的两个端点,c为中点;滑片P从中点 c滑到最右端 b 的过程中,电压表的示数U随R2变化的图像如图乙。则滑片在中点c时与最右端b时的电流表示数之比Ic∶Ib =___________;电源电压等于___________V。
三、实验探究题 ( 每空 1分, 共22分)
15. 体考前为了补充体能,小明喝了一杯用食用葡萄糖粉调制的糖水。之后,小明想知道葡萄糖粉是晶体还是非晶体,于是将葡萄糖粉末带到实验室,组装如图所示装置进行验证。
(1)器材组装过程中,a、b、c三个装置正确安装顺序依次为________。实验过程中使用搅拌器搅拌的目的是________;
(2)实验过程中某时刻温度计的示数如图所示,其显示温度为________℃;
(3)下表是小明记录的部分实验数据, 根据表中数据可知葡萄糖粉是________(选填“晶体”或“非晶体”)。在第5min时,试管中的物质处于________状态;
时间/ min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度/℃
57
66
75
84
84
84
84
89
94
99
(4)从第7min到第 8min,试管中物质分子热运动的剧烈程度________(选填“加剧”“减弱”或“不变”)。
16. 为了验证并联电路的电流特点, 小薇设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)在连接电路时, 开关应处于________状态,此时其中一个电流表的指针如图乙所示, 原因是________;
(2)小薇在实验过程中连接了如图丙所示的电路,闭合开关后,观察到灯 L2________(选填“发光”或“不发光”);通过分析电路连接情况,该电路存在的问题是________(写出一条即可);
(3)请在图丙中只改动一根导线,实现L1、L2并联,电流表A1测干路电流, A2测通过灯L2的电流,开关控制所有用电器。(要求: 在需要改动的导线上画“×”, 用笔将改动后的导线画出,导线不允许交叉)_______
(4)排除故障后,她测出了L1支路的电流为1.6A,L2支路和干路上的电流分别为I2和I,两次电流表指针均如图丁所示,则I2=________A, I=________A;
(5)根据测量结果, 你认为并联电路中干路电流和各支路电流的关系是________(写出关系式即可)。
17. 小李和小明带领同学利用以下器材探究“电流与电阻的关系”: 学生电源、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、50Ω各一个)、开关、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图, 用笔画线代替导线将图乙所示的实物电路连接完整(导线不能交叉)。_______
(2)正确连接电路后,闭合开关前将滑动变阻器滑片滑至最________端(选填“左”或“右”)。闭合开关后, 小李发现电压表示数突然变大, 电流表示数几乎为零, 则可能是定值电阻出现________故障。
(3)排除故障后, 小李把学生电源调至4.5V, 调节滑动变阻器的滑片, 使电压表示数为2.5V,记下电流表的示数。断开开关后, 他未移动滑片位置就将定值电阻由5Ω更换为 10Ω, 闭合开关时电压表的示数将________(选填“大于”“小于”或“等于”)2.5V,此时应将滑动变阻器的滑片向________端移动, 直到电压表的示数再次达到2.5V, 记录电流表的示数。
(4)小李依次接入不同的定值电阻, 正确操作后得到如图丙所示的电流I随电阻R 变化的图像,由图像可以得出结论: 电压一定时, 电流与电阻成________。
(5)小明实验时电源电压为4.5V, 控制电压表的示数U=3V一定,通过移动滑动变阻器滑片P 和改变定值R 的阻值,进行了5次实验, 测得了下表中的数据。通过表中实验数据的分析可知, 本实验操作中的不妥当之处是________。
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
25
I/A
0.58
0.28
0.18
0.13
0.10
(6)小明同学将不妥之处改正后继续探究,换接50Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,都不能使电压表示数达到原来的 3V, 为了完成这次实验, 他采取的措施可行的是 。
A. 调高电源电压
B. 再串联一个10Ω的电阻
C. 将电压表改接到滑动变阻器两端
四、计算题(本题共3个小题, 共22分)
18. 如图所示,电源电压恒为,电阻为,当开关闭合后,电压表的示数为;
求:(1)通过电阻的电流;
(2)电阻的阻值。
19. 某饭店用燃气灶烧水,将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃,该燃气灶烧水时的效率为20%。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值为4.2×107J/kg。求:
(1)水吸收的热量;
(2)实际消耗的煤气为多少千克?
(3)为了节约能源,饭店对燃气灶进行了改进,使燃气灶的效率得到了提高。在同样的条件下将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃,比原来节省0.04kg的煤气,则现在煤气灶烧水时的热效率是多少?
20. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电路都采用学生用电压表和电流表。只闭合S、 滑片移到最左端时,电压表 的示数为12V; 只闭合S、S1、S3,滑片移到最左端时,电流表的示数为1.6A,电流表的示数为0.6A。
(1)电源电压为多少?
(2)只闭合S、 滑片移到最左端时,通过的电流是多少?
(3)闭合所有开关, 滑片移到最右端, 滑片移到最左端,电流表 和 的偏转角度相同; 断开所有开关,将电压表 和电流表互换,再闭合所有开关,将。和 滑片都移到最右端,电流表的偏转角度是电流表的,此时通过的电流是多少?
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2024-2025学年上期(九年级) 学情调查
物理学科试题
一、选择题(每题3分, 共24分)
1. 下列关于温度的描述中符合实际的是( )
A. 人体感觉舒适的环境温度约为37℃ B. 一节新干电池的电压为1.5V
C. 教室日光灯管通电时的电流约为2A D. 家用电饭煲工作时的电压为36V
【答案】B
【解析】
【详解】A.人的正常体温约为37℃,人体感觉舒适的环境温度约为25℃,故A不符合题意;
B.不同电源的电压一般不同,一节新干电池的电压为1.5V,故B符合题意;
C.教室日光灯管通电时的电流约为0.2A,故C不符合题意;
D.家用电饭煲工作时的电压为220V,故D不符合题意。
故选B。
2. 如图所示电路中,属于串联电路的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.图中电流只有一条路径,依次经过开关、两个灯,因此是串联电路,故A符合题意;
BCD.图中电流有两条路径,开关在干路、两个灯分别在两个支路,因此是并联电路,故BCD不符合题意;
故选A。
3. 中华诗词蕴含着丰富的物理知识,以下诗词中有关物态变化的分析正确的是
A. “露似真珠月似弓”,露的形成是液化现象,需要放热
B. “斜月沉沉藏海雾”,雾的形成是汽化现象,需要放热
C. “霜叶红于二月花”,霜的形成是凝华现象,需要吸热
D. “已是悬崖百丈冰”,冰的形成是凝固现象,需要吸热
【答案】A
【解析】
【分析】(1)物质由气态直接变为固态叫凝华;物质由固态直接变为气态叫升华;由气态变为液态叫液化,由液态变为气态叫汽化;由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固.
(2)物态变化中吸热的有:熔化、汽化和升华;放热的有:凝固、液化和凝华.
【详解】露的形成是液化现象,需要放热,A正确;雾是悬浮在空气中的小水珠,水水蒸气液化形成的,需要放热B.错误;C. “霜叶红于二月花”,霜的形成是凝华现象,需要放热故C错误;D. “已是悬崖百丈冰”,冰的形成是凝固现象,需要放热,故D错误.故选A.
【点睛】此题考查了生活中的物态变化现象,要求学生运用所学知识解答生活、自然现象.
4. 关于物体的内能, 下列说法正确的是( )
A. 温度高的物体内能一定比温度低的物体大
B. 热量总是由内能大的物体传递给内能小的物体
C. 一块0℃的冰熔化成0℃的水, 内能增加
D. 物体吸收热量, 内能一定变大,温度一定升高
【答案】C
【解析】
【详解】A.因为物体的内能与物体的质量、温度、状态有关,因此温度高的物体内能不一定大,故A错误;
B.热传递的条件:有温度差,热量总是由温度高的物体传递给温度低的物体,物体的内能与物体的质量、温度、状态有关,内能大的物体温度不一定高,故B错误;
C.一块0℃的冰熔化成0℃的水, 吸收热量,内能增加,故C正确;
D.物体吸收热量,内能增加,但温度不一定升高,如冰熔化,吸收热量,内能增加,温度不变,故D错误。
故选 C。
5. 根据欧姆定律可以得到公式R=,关于这个公式的下列说法中,正确的是( )
A. 同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比
B. 同一导体的电阻与通过它的电流成反比
C. 导体两端电压为零时,导体的电阻也为零
D. 同一导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值不变
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.因电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以,同一导体的电阻与加在它两端的电压、通过它的电流无关,且导体两端电压为零时其阻值不为零,故ABC错误;
D.同一导体的电阻不变,由R=可知,同一导体两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值不变,故D正确。
故选D。
6. 市区有许多智能节水环保公厕.公厕门的插销相当于单刀双掷开关S1,当有人进去并关上门时,“有人”指示灯亮起;手靠近水龙头时,感应开关S2闭合,电磁阀门线圈通电使水龙头出水,门打开时“无人”指示灯亮起,同时水龙头也无法使用,如图中能实现上述功能的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】有人进入公厕关门后开关S1闭合,“有人”指示灯亮,用水时感应开关S2闭合,当人开门时S1断开,指示灯不亮,同时水龙头也无法使用,说明指示灯和水龙头并联,开关S1位于干路,感应开关S2位于电磁阀门线圈支路。
【详解】有人进入公厕关门后,开关S1闭合,“有人”指示灯亮,开关S2闭合时水龙头出水,门开时,S1断开,“有人”灯熄灭,“无人”指示灯亮,同时水龙头也无法使用,则两个指示灯与电磁阀门线圈并联,开关S2控制电磁阀门线圈,S1为单刀双掷开关,分别控制“无人”指示灯与“有人”指示灯和电磁阀门线圈,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【点睛】本题考查了电路图的设计,关键是根据题意得出用电器的连接方式和开关的位置。
7. 如图所示是一种自动测定油箱内油量多少的装置,R1是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就能知道油箱内油量的多少。则( )
A. 油量增加,R1的电阻值增大,油量表指针偏转变小
B. 油量增加,R1的电阻值减小,油量表指针偏转变大
C. 油量减少,R1的电阻值增大,油量表指针偏转变大
D. 油量减少,R1的电阻值减小,油量表指针偏转变小
【答案】B
【解析】
【详解】AB.当油量增加时,油面升高,浮子位置升高,在杠杆作用下,滑动变阻器R1连入电路的阻值减小,电路中的总电阻减小,由可知,电路中的电流增大,电流表示数增大,因油量表即电流表改装而成,所以指针偏转变大,故A错误,B正确。
CD.当油量减少时,油面下降,浮子位置降低,在杠杆作用下,滑动变阻器R1连入电路的阻值增大,电路中的总电阻增大,由可知,电路中的电流减小,电流表示数减小,指针偏转减小,故CD错误。
故选B。
8. 在图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S,电路正常工作.一段时间后,两灯中有一灯熄灭,三个电表中只有一个电表的示数变小,则下列判断中正确的是
A. 一定是电流表A1的示数变小、灯L1熄灭 B. 可能是电流表A1的示数变小、灯L2熄灭
C. 可能是电流表A2的示数变小、灯L2熄灭 D. 一定是电流表A2的示数变小、灯L1熄灭
【答案】A
【解析】
【详解】经分析可知电路故障一定为两只灯泡中的一只断路,由电路图可知:不论两只灯泡中的那一盏断路,电压表始终测电源的电压,故电压表的示数不变;电流表A1:灯泡烧坏前测两支路的电流,烧坏后只测其中一个支路电流,故示数变小;①若灯泡L2断路,则A2的示数为0,即示数变小,②若灯泡L1断路,则L2两端的电压不变,通过的电流不变,即A2的示数不变.故选A.
【点睛】由电路图可知,电路正常工作时,L1、L2并联,电流表A2测L2支路的电流,A1测干路电流;由题意可知,只有一个灯泡熄灭,电路故障为短路或断路;如果短路,则会造成电源短路烧坏电源,三电表可能被烧坏或示数为0,因此故障不是短路,只能为断路;分别假设两灯中的一灯断路,分析电路的变化,找到符合题意的情况即可.
二、填空题(每空 1分, 共12分)
9. 为了纪念法国物理学家________,以他的名字命名为电流的单位。科学家经过实验总结出电荷间的作用规律是同种电荷相互排斥, 异种电荷相互________。
【答案】 ①. 安培 ②. 吸引
【解析】
【详解】[1]安培是法国的物理学家,为了纪念安培在电学上的杰出贡献,电流的单位安培是以他的名字命名的。
[2]自然界中只存在两种电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷,毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷;电荷间的作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
10. 冬天,人们常用热水袋取暖,这是因为水的比热容_____(选填“大”或“小”).把质量为2kg,温度为80℃的热水装入热水袋,当温度降低到30℃时,这些水放出_____J的热量.[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
【答案】 ①. 大 ②.
【解析】
【详解】[1]冬天,人们常用热水袋取暖,这是利用水的比热容较大的特性;
[2]根据热量的计算公式
11. 如图甲所示电路,当开关S闭合后,电流表的指针偏转如图乙所示,其中a电流表测量的是通过______(选填“电源”、“”或“”)的电流,通过的电流为______A。
【答案】 ①. L1 ②. 0.9
【解析】
【详解】[1][2]由电路图可知,两灯泡并联,电流表a测L1支路的电流,电流表b测干路电流;因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且b电流表指针的偏转角小于a电流表指针的偏转角,所以b电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为1.2A,a电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A, 由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以L2中的电流为I2=I-I1=1.2A-0.3A=0.9A
12. 如图所示,电路中电源电压恒定,定值电阻R1=20Ω,只闭合开关S1,电流表示数为0.3A,则电源电压为______V;同时闭合开关S1、S2,电流表示数为0.5A,则R2的阻值为______Ω。
【答案】 ①. 6 ②. 30
【解析】
【详解】[1]电路中电源电压恒定,定值电阻R1=20Ω,只闭合开关S1,为R1的简单电路,电流表示数为0.3A,则电源电压为
U=I1R1=0.3A×20Ω=6V
[2]同时闭合开关S1、S2,两灯并联,电流表测干路的电流,电流表示数为0.5A,由并联电路各支路互不影响,通过R1的电流不变,由并联电路电流的规律,通过R2的电流为
I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A
R2==30Ω
13. 如图甲所示,电源电压恒定,当开关S1闭合,S2断开时,电压表示数如图乙所示;当开关S1、S2都闭合时,电压表示数如图丙所示。电源电压为________V,L1、L2都发光时,L2两端的电压为________V。
【答案】 ①. 3.5 ②. 1.8
【解析】
【详解】[1]由图可知,当开关S1、S2都闭合时,灯L2短路,电路为灯L1的简单电路,电压表测电源电压由图丙可知,电压表的量程是0~15V,分度值是0.5V。示数是3.5V,即电源电压U=3.5V
[2]当开关S1闭合, S2断开时,灯L1和L2串联,电压表测L1两端的电压,由图乙可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,示数是1.7V,即L1两端电压是U1=1.7V
由于串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,所以L1和L2都发光时, L2两端的电压
14. 如图,在甲电路中,电源电压恒定不变,R1为定值电阻:a、b为滑动变阻器R2的两个端点,c为中点;滑片P从中点 c滑到最右端 b 的过程中,电压表的示数U随R2变化的图像如图乙。则滑片在中点c时与最右端b时的电流表示数之比Ic∶Ib =___________;电源电压等于___________V。
【答案】 ①. 3∶2 ②. 6
【解析】
【分析】
【详解】[1]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。由图乙可知,滑片在中点c时电压表的示数Uc=3V,滑片在最右端b时电压表的示数Ub=4V,滑片在中点c时与最右端b时的电流表示数之比
[2]由串联电路电流和电压的规律及欧姆定律可知,滑片在中点c时与最右端b时通过R1的电流之比
U=6V
三、实验探究题 ( 每空 1分, 共22分)
15. 体考前为了补充体能,小明喝了一杯用食用葡萄糖粉调制的糖水。之后,小明想知道葡萄糖粉是晶体还是非晶体,于是将葡萄糖粉末带到实验室,组装如图所示装置进行验证。
(1)器材组装过程中,a、b、c三个装置正确安装顺序依次为________。实验过程中使用搅拌器搅拌的目的是________;
(2)实验过程中某时刻温度计的示数如图所示,其显示温度为________℃;
(3)下表是小明记录的部分实验数据, 根据表中数据可知葡萄糖粉是________(选填“晶体”或“非晶体”)。在第5min时,试管中的物质处于________状态;
时间/ min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度/℃
57
66
75
84
84
84
84
89
94
99
(4)从第7min到第 8min,试管中物质分子热运动的剧烈程度________(选填“加剧”“减弱”或“不变”)。
【答案】(1) ①. cba ②. 使葡萄糖粉(试管内物质)受热均匀
(2)58 (3) ①. 晶体 ②. 固液共存
(4)加剧
【解析】
【小问1详解】
[1][2]组装实验器材时,酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度,应按照自下而上的顺序,a、b、c三个装置正确安装顺序依次为cba;为了使葡萄糖粉(试管内物质)受热均匀,可以使用搅拌棒不断地搅拌。
【小问2详解】
由图可知,温度计的分度值为1℃,因此该温度计的示数是58℃。
【小问3详解】
[1][2]分析实验数据可知,从第3min到第6mim,葡萄糖粉的温度不变,是熔化过程,有固定的熔点,该物质是晶体;在第5min时,试管中物质处于熔化过程,为固液共存状态。
【小问4详解】
分析实验数据可知,从第7min到第8min,试管中葡萄糖粉的温度升高,分子运动加剧。
16. 为了验证并联电路的电流特点, 小薇设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)在连接电路时, 开关应处于________状态,此时其中一个电流表的指针如图乙所示, 原因是________;
(2)小薇在实验过程中连接了如图丙所示的电路,闭合开关后,观察到灯 L2________(选填“发光”或“不发光”);通过分析电路连接情况,该电路存在的问题是________(写出一条即可);
(3)请在图丙中只改动一根导线,实现L1、L2并联,电流表A1测干路电流, A2测通过灯L2的电流,开关控制所有用电器。(要求: 在需要改动的导线上画“×”, 用笔将改动后的导线画出,导线不允许交叉)_______
(4)排除故障后,她测出了L1支路的电流为1.6A,L2支路和干路上的电流分别为I2和I,两次电流表指针均如图丁所示,则I2=________A, I=________A;
(5)根据测量结果, 你认为并联电路中干路电流和各支路电流的关系是________(写出关系式即可)。
【答案】(1) ①. 断开 ②. 电流表指针没有调零。
(2) ①. 不发光 ②. 灯泡L1与电流表A1连接的导线把L2和电流表A2给短路了
(3) (4) ①. 0.4 ②. 2
(5)I=I1+I2
【解析】
【小问1详解】
[1][2]为保护电路,连接电路时开关应处于断开状态;由图乙可知,此时电流表没有电流通过,指针不指零,可能是电流表指针没有调零。
【小问2详解】
[1][2]图丙所示的电路中,灯泡L1与电流表A1连接的导线把L2和电流表A2给短路了,所以L2不发光。
【小问3详解】
使L1、L2并联,电流表A1测干路电流,A2测灯L2的电流,开关控制所有用电器,如下图:
【小问4详解】
[1][2]由于并联电路中干路电流大于支路电流,两次电流表指针均如图丁所示,可知测量L2支路时使用的量程为0~0.6A,量程为0.02A,指针位置在0.4A处,故I2=0.4A;测量干路时使用的量程为0~3A,分度值为0.1A,指针在2A位置,故I=2A。
【小问5详解】
由实验数据可知
1.6A+0.4A=2A
说明并联电路中干路电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2。
17. 小李和小明带领同学利用以下器材探究“电流与电阻的关系”: 学生电源、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、50Ω各一个)、开关、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图, 用笔画线代替导线将图乙所示的实物电路连接完整(导线不能交叉)。_______
(2)正确连接电路后,闭合开关前将滑动变阻器滑片滑至最________端(选填“左”或“右”)。闭合开关后, 小李发现电压表示数突然变大, 电流表示数几乎为零, 则可能是定值电阻出现________故障。
(3)排除故障后, 小李把学生电源调至4.5V, 调节滑动变阻器的滑片, 使电压表示数为2.5V,记下电流表的示数。断开开关后, 他未移动滑片位置就将定值电阻由5Ω更换为 10Ω, 闭合开关时电压表的示数将________(选填“大于”“小于”或“等于”)2.5V,此时应将滑动变阻器的滑片向________端移动, 直到电压表的示数再次达到2.5V, 记录电流表的示数。
(4)小李依次接入不同的定值电阻, 正确操作后得到如图丙所示的电流I随电阻R 变化的图像,由图像可以得出结论: 电压一定时, 电流与电阻成________。
(5)小明实验时电源电压为4.5V, 控制电压表的示数U=3V一定,通过移动滑动变阻器滑片P 和改变定值R 的阻值,进行了5次实验, 测得了下表中的数据。通过表中实验数据的分析可知, 本实验操作中的不妥当之处是________。
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
25
I/A
0.58
0.28
0.18
0.13
0.10
(6)小明同学将不妥之处改正后继续探究,换接50Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,都不能使电压表示数达到原来的 3V, 为了完成这次实验, 他采取的措施可行的是 。
A. 调高电源电压
B. 再串联一个10Ω的电阻
C. 将电压表改接到滑动变阻器两端
【答案】(1) (2) ①. 右 ②. 断路
(3) ①. 大于 ②. 右
(4)反比 (5)没有控制电阻两端的电压的相等
(6)B
【解析】
【小问1详解】
探究“电流与电阻的关系”的实验中,电压表应并联在定值电阻两端,故作图如下:
【小问2详解】
[1]为了保护电路,在闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑至最大端,即远离下面接线柱的右端。
[2]闭合开关后,电流表示数几乎为零,说明电路可能存在断路,电压表示数突然变大,说明测电源电压,故可能出现的故障是定值电阻断路。
【小问3详解】
[1][2]将定值电阻由5Ω更换为 10Ω,未移动滑片位置就闭合开关,由于电路中电阻变大,根据正比分压可知,电压表示数会变大,会大于2.5V,而探究“电流与电阻的关系”的实验中,应控制定值电阻两端的电压一定,所以此时应将滑动变阻器的滑片向右端移动, 直到电压表的示数再次达到2.5V, 记录电流表的示数。
【小问4详解】
由图像可得
U=IR=0.5A×5Ω=0.1A×25Ω=2.5V
所以得出结论是电压一定时, 电流与电阻成反比。
【小问5详解】
由表中数据可知,电流与电阻的乘积不是一定值,所以本实验操作中的不妥当之处没有控制电阻两端的电压的相等。
【小问6详解】
A.设电源电压为U总,定值电阻两端的电压为UV=3V,根据串联电路电压的规律及分压原理有
代入数据有
电源电压为
因此降低电源电压可以完成这次实验,故A不符合题意;
B.根据串联电路电压规律,有
滑动变阻器分得的电压与电压表示数的比为
当接入50Ω的电阻时,滑动变阻器接入电路的阻值为
即为了完成实验,滑动变阻器的最小电阻为25Ω,而题中原来滑动变阻器的最大电阻为20Ω,若再串联一个10Ω的电阻,根据电阻的串联可知,滑动变阻器接入电路的电阻为
故B符合题意;
C.将电压表改接到滑动变阻器两端,电压表原来测定值电阻的电压,现在测滑动变阻器的电压,对改变定值电阻的电压大小没有影响,无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,因此不能完成这次实验,故C不符合题意。
故选B。
四、计算题(本题共3个小题, 共22分)
18. 如图所示,电源电压恒为,电阻为,当开关闭合后,电压表的示数为;
求:(1)通过电阻的电流;
(2)电阻的阻值。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压;
(1)因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电阻R1两端的电压
因串联电路中各处的电流相等,所以
通过电阻R1的电流0.2A。
(2)电阻的阻值
电阻的阻值40Ω。
答:(1)通过电阻R1的电流为0.2A。
(2) 电阻的阻值40Ω。
19. 某饭店用燃气灶烧水,将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃,该燃气灶烧水时的效率为20%。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值为4.2×107J/kg。求:
(1)水吸收的热量;
(2)实际消耗的煤气为多少千克?
(3)为了节约能源,饭店对燃气灶进行了改进,使燃气灶的效率得到了提高。在同样的条件下将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃,比原来节省0.04kg的煤气,则现在煤气灶烧水时的热效率是多少?
【答案】(1)1.68×106J;(2)0.2kg;(3)25%
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×5kg×(100℃-20℃)=1.68×106J
(2)燃烧煤气放出的热量
放出这些热量需要燃烧的煤气的质量
(3)改进后,加热水需要燃烧煤气的质量
m2=m1-∆m=0.2kg-0.04kg=0.16kg
完全燃烧0.16kg煤气放出的热量
Q放1=m2q=0.16kg×4.2×107J/kg=6.72×106J
则改进后的热效率
答:(1)水吸收的热量为1.68×106J;
(2)实际消耗的煤气为0.2kg;
(3)现在煤气灶烧水时的热效率是25%。
20. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电路都采用学生用电压表和电流表。只闭合S、 滑片移到最左端时,电压表 的示数为12V; 只闭合S、S1、S3,滑片移到最左端时,电流表的示数为1.6A,电流表的示数为0.6A。
(1)电源电压为多少?
(2)只闭合S、 滑片移到最左端时,通过的电流是多少?
(3)闭合所有开关, 滑片移到最右端, 滑片移到最左端,电流表 和 的偏转角度相同; 断开所有开关,将电压表 和电流表互换,再闭合所有开关,将。和 滑片都移到最右端,电流表的偏转角度是电流表的,此时通过的电流是多少?
【答案】(1)12V (2)1A (3)0.1A
【解析】
【小问1详解】
只闭合S、S3 ,R4滑片移到最左端时,R4接入阻值为0,电路是R1的简单电路,电压表V1 测的是电源电压,故电源电压为12V。
【小问2详解】
只闭合S、S1、 S3,R4滑片移到最左端时,R4接入阻值为0,电路是R1与R2的并联电路,电流表A1测干路电流为1.6A,电流表A2测通过R2的电流为0.6A,故通过的电流是
【小问3详解】
闭合所有开关,R3滑片移到最右端,R4滑片移到最左端,R4接入阻值为0,电路是R1、R2和R3的并联电路,电流表A1测干路电流,电流表A2测通过R2的电流,电流表A3测通过R3的电流,电流表A1和A3的偏转角度相同,则A1选用的是0~3A量程,A3选用的是0~0.6A量程,且A1的示数是A3的5倍,即
因为当电路是R1与R2的并联电路,电流表A1测干路电流为1.6A,电源电压保持不变,由并联电路电流规律可知
综上得
断开所有开关,将电压表V3和电流表A2互换,再闭合所有开关,将R3 和R4滑片都移到最右端,R3 和R4都接入最大阻值,此时R1被短接,电路是R3与R3的并联电路,A1测干路电流,A2测通过R4的电流,A3测通过R3的电流,此时电流表A1的偏转角度是电流表A3的,则此时A1示数是A3的倍,即
电源电压保持不变,故
由并联电路电流规律可知,此时通过的电流为
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