内容正文:
赛罕区2024-2025学年度第一学期期中九年级学业质量监测
物理
注意事项:
1.考生务必将自己的姓名、准考证号填涂在答题卡的规定位置。
2.考生要将答案写在答题卡上,在试卷上答题一律无效。考试结束后,将答题卡交回。
3.本试卷满分60分。考试时间与化学共计90分钟。
一、单选题(本大题包括10小题,每题2分,共计20分)
1. 在如图所示的物理学家中,以其名字命名电阻单位的是( )
A. 安培 B. 库仑
C. 伏特 D. 欧姆
2. 下列现象中能说明分子在做无规则运动的是( )
A. 尘土飞扬 B. 花香四溢 C. 烟雾弥漫 D. 大雪纷飞
3. 下列实例中,通过做功的方式改变物体内能的是( )
A. 将铁丝反复弯折,弯折处温度升高 B. 在果汁里加冰块,果汁的温度降低
C. 用炉火加热壶中的水,水的温度升高 D. 冬天用热水袋暖手,手的温度升高
4. 有甲、乙、丙三个带电的泡沫塑料小球,甲带正电.先用甲靠近乙,发现乙被排斥;再用乙靠近丙,丙被吸引(如图).则下列判断正确的是( )
A. 乙带正电,丙带正电 B. 乙带负电,丙带负电
C. 乙带负电,丙带正电 D. 乙带正电,丙带负电
5. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 0℃的物体不具有内能 B. 气体温度越高,含有的热量越多
C. 物体吸收热量,温度可能不变 D. 物体内能增加,一定吸收了热量
6. 关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是( )
A. 只有自由电子定向移动才能形成电流
B. 电路两端有电压,电路中就一定有电流
C. 电压使自由电荷发生定向移动形成电流
D. 通过导体的电流越小,说明导体的电阻越大
7. 如图所示是教室中二氧化碳通风机的电路图,是手动开关,是自动控制开关。要求只有手动闭合,且二氧化碳浓度达到设定值时闭合,电动机才工作,则符合要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
8. 2023年5月30日,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭,在酒泉卫星发射中心成功发射,火箭中装载了大量的燃料和助燃剂。火箭上升时的情境如图所示,下列说法正确的是( )
A. 火箭发动机不是热机 B. 火箭燃料的热值保持不变
C. 燃料燃烧时将内能转化为机械能 D. 火箭与周围空气摩擦生热,内能减小
9. 在如图所示电路中,闭合开关、,下列说法正确的是( )
A. 和串联 B. 开关控制整个电路
C. 电流表测量通过的电流 D. 滑动变阻器滑片向左移动,接入电路的电阻变大
10. 在如图 所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P 向右移动时,电压表、电流表示数的变化情况是
A. 电压表示数变大、电流表示数变小
B. 电压表示数变小、电流表示数变大
C. 电压表、电流表示数均变大
D. 电压表、电流表示数均变小
二、实验题(本大题包括4小题。每题3分。共计12分)
11. 图甲是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。
(1)两支试管里水和煤油的质量_______(选填“相同”或“不同”);
(2)相同时间内,水吸收的热量_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)煤油吸收的热量;
(3)由图乙可知,________的吸热能力更强。
12. 在探究“串联电路电压的规律”实验中:
(1)按如图所示的电路图连接电路,小明刚连接好最后一根导线,两灯立即发光,这说明他在连接电路时没有将开关________(选填“闭合”或“断开”);
(2)保持电源电压不变,更换不同规格灯泡前后三次实验,用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压、、,记录数据如下表。分析实验数据,可得到串联电路的电压规律是________(用题中物理量的符号表示);
实验次数
1
0.8
2.2
3.0
2
1.0
2.0
3.0
3
1.2
1.8
3.0
(3)小明进行多次实验的主要目的是________(填序号)。
①寻找普遍规律 ②减小实验误差
13. 某实验小组在“探究影响电阻大小的因素”时,连接了如图25所示的电路进行实验,电源两端电压保持不变,实验测得的数据如下表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流/A
a
镍铬合金丝
1.0
0.2
0.4
b
镍铬合金丝
0.5
0.4
1.4
c
镍铬合金丝
0.5
0.2
0.7
d
康铜合金丝
0.5
0.2
1.6
请回答下列问题:
(1)该实验可以根据电流表示数的变化,间接得到各合金丝电阻大小关系,这种研究问题的方法叫做______;(选填“控制变量法”、“等效替代法”或“转换法”)
(2)探究电阻大小与导体的横截面积是否有关,则应该选用电阻丝b和电阻丝______(填编号),进行对比实验;
(3)选用c、d两根电阻丝进行对比实验,是为了探究电阻大小与导体的______是否有关。
14. 如图所示,在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验中:
(1)请用笔画线代替导线把图甲电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右移动,变阻器接入电路中电阻变小________;
(2)电路连接好后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则可能的原因是:________(选填字母);
A. 电流表发生了断路 B. 定值电阻发生了断路
C. 滑动变阻器发生了断路 D. 定值电阻发生了短路
(3)电路故障消除后,先后换不同电阻进行实验,并将实验数据记录在下表中,根据表中数据在图乙中画出I-R的图像________。
实验序号
①
②
③
④
⑤
电阻
5
10
15
20
25
电流
0.3
0.15
0.1
0.07
0.06
三、计算题(本题包括4小题,每题4分,共计16分)
15. 一个定值电阻的阻值是20Ω,接在6V的电源两端,若要测量此时流经此定值电阻的电流,请通过计算说明应选用电流表(如图所示)的哪个量程?
16. 某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10kg的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),煤的热值约为3×107J/kg。
(1)经过6min时间加热,水所吸收的热量是多少?
(2)煤完全燃烧产生的热量?
17. 如图所示,电源两端电压U保持不变,电阻R1的阻值为6Ω,电阻R2的阻值为18Ω.当开关S闭合时,电压表示数为3V.求:
(1)电流表的示数I;
(2)电源两端的电压U.
18. 如图,电源电压保持不变,电阻R1=20Ω,当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为0.3A;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数变为0.5A.求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
四、综合题(本大题包括3小题,每题4分,共计12分)
19. 小明用电流表和滑动变阻器设计了如图甲所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方金属片受到的压力大小。其中R′是滑动变阻器,R是定值电阻,电源电压恒定不变,压力表实际上是一个电流表。
(1)当开关S闭合,金属片受到的压力增大时,滑动变阻器接入电路的阻值________,电流表示数________(均填“变大”“变小”或“不变”);
(2)我们将电流表中的电流刻度换成相应力的刻度,就能直接显示金属片受到的压力大小。如果刻度盘中间力的刻度值为100N(如图乙所示),则120N的刻度应在100N的________(填“左”或“右”)边;
(3)定值电阻R在电路中的作用是________。
20. 阅读短文,回答问题:
太阳能路灯
呼和浩特市大力发展绿色能源,图甲是城市道路两边的太阳能路灯,它由太阳能电池板、控制器、24V的蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成。它的结构示意图如图乙所示,工作时能量流程图如图丙所示。
LED发光二极管是一种半导体器件,它具有工作电压低(2~4V)、耗能少、寿命长、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点。它与普通的白炽灯发光原理不同,可以把电能直接转化为光能。
(1)太阳能电池板将太阳能转化为________能,给蓄电池充电时转化为________能;
(2)为使LED发光二极管正常工作,应将几个LED发光二极管________(选填“串联”或“并联”)才能安全使用;
(3)如图乙所示,晚上LED发光二极管点亮时控制开关S与________(选填“a”或“b”)触点接触。
21. 某油电混合动力汽车工作原理如图所示,当它以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中,发动机和驱动电机共同为汽车提供动力,驱动汽行驶所需的能量E1=3×107J,其中η1=60%来自于汽油燃烧,而汽油燃烧放出热量的η2=40%用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电,其中用于充电的能量E2=2×106J。(设汽油在发动机汽缸内完全燃烧,汽油热值取q=5×107J/kg)
(1)求题述过程中汽车受到的阻力;
(2)求汽车所消耗汽油的质量。
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赛罕区2024-2025学年度第一学期期中九年级学业质量监测
物理
注意事项:
1.考生务必将自己的姓名、准考证号填涂在答题卡的规定位置。
2.考生要将答案写在答题卡上,在试卷上答题一律无效。考试结束后,将答题卡交回。
3.本试卷满分60分。考试时间与化学共计90分钟。
一、单选题(本大题包括10小题,每题2分,共计20分)
1. 在如图所示的物理学家中,以其名字命名电阻单位的是( )
A. 安培 B. 库仑
C. 伏特 D. 欧姆
【答案】D
【解析】
【详解】A.在国际单位制中,安培是电流的单位,故A不符合题意;
B.库伦是电荷量的单位,故B不符合题意;
C.伏特是电压的单位,故C不符合题意;
D.欧姆是电阻的单位,故D符合题意。
故选D。
2. 下列现象中能说明分子在做无规则运动的是( )
A. 尘土飞扬 B. 花香四溢 C. 烟雾弥漫 D. 大雪纷飞
【答案】B
【解析】
【详解】A.尘土飞扬是机械运动,故A不符合题意;
B.花香四溢是扩散现象,是由于分子不停做无规则运动造成的,故B符合题意;
C.烟雾弥漫是机械运动,故C不符合题意;
D.大雪纷飞是机械运动,故D不符合题意。
故选B。
3. 下列实例中,通过做功的方式改变物体内能的是( )
A. 将铁丝反复弯折,弯折处温度升高 B. 在果汁里加冰块,果汁的温度降低
C. 用炉火加热壶中的水,水的温度升高 D. 冬天用热水袋暖手,手的温度升高
【答案】A
【解析】
【详解】A.将铁丝反复弯折,机械能转化为内能,使弯折处温度升高,内能增加,这是通过做功的方式改变物体的内能,故A符号题意;
B.在果汁里加冰块,冰块吸收果汁的内能,使果汁的内能减少,温度降低,这是通过热传递的方式改变物体的内能,故B不符合题意;
C.用炉火加热壶中的水,水吸收热量,内能增加,温度升高,这是通过热传递的方式改变物体的内能,故C不符合题意;
D.冬天用热水袋暖手,手吸收热量,内能增加,温度升高,这是通过热传递的方式改变物体的内能,故D不符合题意。
故选A。
4. 有甲、乙、丙三个带电的泡沫塑料小球,甲带正电.先用甲靠近乙,发现乙被排斥;再用乙靠近丙,丙被吸引(如图).则下列判断正确的是( )
A. 乙带正电,丙带正电 B. 乙带负电,丙带负电
C. 乙带负电,丙带正电 D. 乙带正电,丙带负电
【答案】D
【解析】
【详解】甲、乙、丙三个带电的泡沫塑料小球,甲带正电.由图知甲乙相互排斥,说明甲乙是同种电荷,所以乙带正电;由图知乙丙相互吸引,说明乙丙带异种电荷,所以丙带负电,故D正确.
【点睛】(1)电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;(2)从A带正电开始依次判断其它物体的带电情况.
5. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 0℃的物体不具有内能 B. 气体温度越高,含有的热量越多
C. 物体吸收热量,温度可能不变 D. 物体内能增加,一定吸收了热量
【答案】C
【解析】
【详解】A.一切物体都有内能,温度为0℃的物体也具有内能,故A错误;
B.热量是一个过程量,不能说物体含有热量,故B错误;
C.晶体熔化时,吸收热量,内能增加,温度不变,故C正确;
D.物体内能增加,可能吸收了热量,也可能外界对它做功,故D错误。
故选C。
6. 关于电流、电压和电阻,下列说法正确的是( )
A. 只有自由电子定向移动才能形成电流
B. 电路两端有电压,电路中就一定有电流
C. 电压使自由电荷发生定向移动形成电流
D. 通过导体的电流越小,说明导体的电阻越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.电荷的定向移动形成电流,电荷可以是正电荷、也可以是负电荷,故A错误;
B.电路中有电流的条件是有电压,且电路是通路,故B错误;
C.电压是形成电流的原因,即电压使自由电荷发生定向移动形成电流,故C正确;
D.当导体两端电压一定时,通过导体的电流越小,说明导体的电阻越大,故D错误。
故选C。
7. 如图所示是教室中二氧化碳通风机的电路图,是手动开关,是自动控制开关。要求只有手动闭合,且二氧化碳浓度达到设定值时闭合,电动机才工作,则符合要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】依题意得,开关S1、S2同时闭合时,电动机才会工作,则开关S1、S2、电动机串联,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
8. 2023年5月30日,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭,在酒泉卫星发射中心成功发射,火箭中装载了大量的燃料和助燃剂。火箭上升时的情境如图所示,下列说法正确的是( )
A. 火箭发动机不是热机 B. 火箭燃料的热值保持不变
C. 燃料燃烧时将内能转化为机械能 D. 火箭与周围空气摩擦生热,内能减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.火箭发动机将内能转化为机械能,是热机,故A错误;
B.燃料的热值只与燃料种类有关,与质量无关,火箭燃料的热值保持不变,故B正确;
C.燃料燃烧时将化学能转化为内能,故C错误;
D.火箭与周围空气摩擦生热,内能增大,故D错误。
故选B。
9. 在如图所示电路中,闭合开关、,下列说法正确的是( )
A. 和串联 B. 开关控制整个电路
C. 电流表测量通过的电流 D. 滑动变阻器滑片向左移动,接入电路的电阻变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图得,电流分别经过两灯泡,两灯泡并联,故A错误;
B.由图知,开关与小灯泡L1串联,即开关只控制灯泡L1,故B错误;
C.闭合开关、,电流表与灯泡L1串联,测量的是通过灯泡L1的电流,故C正确;
D.滑动变阻器滑片向左移动,接入电路的电阻变小,故D错误。
故选C。
10. 在如图 所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P 向右移动时,电压表、电流表示数的变化情况是
A. 电压表示数变大、电流表示数变小
B. 电压表示数变小、电流表示数变大
C. 电压表、电流表示数均变大
D. 电压表、电流表示数均变小
【答案】A
【解析】
【详解】由电路图可知,R1、R2串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流.滑片P右移,变阻器连入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,电源电压不变,由I=可知电路中电流变小,即电流表示数变小;由U=IR可知,R1两端电压变小,根据串联电路电路的电压特点知,U2=U−U1,所以R2两端电压变大,即电压表示数变大.故选A.
【点睛】由图知,两电阻串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流.由滑片P右移判断变阻器连入电路的电阻变化,由串联电路特点和欧姆定律判断电表的示数变化即可.
二、实验题(本大题包括4小题。每题3分。共计12分)
11. 图甲是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。
(1)两支试管里水和煤油的质量_______(选填“相同”或“不同”);
(2)相同时间内,水吸收的热量_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)煤油吸收的热量;
(3)由图乙可知,________的吸热能力更强。
【答案】 ①. 相同 ②. 等于 ③. 水
【解析】
【详解】(1)[1]根据控制变量法,比较不同物质的吸热能力试验中,用相同的加热装置,对质量相同、初温相同的水和煤油进行加热。
(2)[2]比较不同物质的吸热能力实验中,用加热时间的长短来比较物质吸收热量的多少,所以同时间内,水吸收的热量等于煤油吸收的热量。
(3)[3]由乙图可知,质量相同的水和煤油,吸收相同的热量,煤油的温度变化大,根据可知,水的比热容大,即水的吸热能力更强。
12. 在探究“串联电路电压的规律”实验中:
(1)按如图所示的电路图连接电路,小明刚连接好最后一根导线,两灯立即发光,这说明他在连接电路时没有将开关________(选填“闭合”或“断开”);
(2)保持电源电压不变,更换不同规格灯泡前后三次实验,用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压、、,记录数据如下表。分析实验数据,可得到串联电路的电压规律是________(用题中物理量的符号表示);
实验次数
1
0.8
2.2
3.0
2
1.0
2.0
3.0
3
1.2
1.8
3.0
(3)小明进行多次实验的主要目的是________(填序号)。
①寻找普遍规律 ②减小实验误差
【答案】(1)断开 (2)
(3)①
【解析】
【小问1详解】
按如图所示的电路图连接电路,小明刚连接好最后一根导线,两灯立即发光,这说明连接好最后一根导线,电路就被接通,说明他在连接电路时没有将开关断开。
【小问2详解】
由表格中数据得
即串联电路的电压规律是电源电压等于各用电器的电压之和。
【小问3详解】
实验中多次实验的目的有求平均值,减小误差或者避免实验的偶然性,得到普遍规律。
小明进行多次实验的主要目的是寻找普遍规律,故①符合题意,②不符合题意。
故选①。
13. 某实验小组在“探究影响电阻大小的因素”时,连接了如图25所示的电路进行实验,电源两端电压保持不变,实验测得的数据如下表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流/A
a
镍铬合金丝
1.0
0.2
0.4
b
镍铬合金丝
0.5
0.4
1.4
c
镍铬合金丝
0.5
0.2
0.7
d
康铜合金丝
0.5
0.2
1.6
请回答下列问题:
(1)该实验可以根据电流表示数的变化,间接得到各合金丝电阻大小关系,这种研究问题的方法叫做______;(选填“控制变量法”、“等效替代法”或“转换法”)
(2)探究电阻大小与导体的横截面积是否有关,则应该选用电阻丝b和电阻丝______(填编号),进行对比实验;
(3)选用c、d两根电阻丝进行对比实验,是为了探究电阻大小与导体的______是否有关。
【答案】 ①. 转换法 ②. c ③. 材料
【解析】
【详解】(1)[1]电阻大小无法观察,可转化为电路中电流大小来观察比较,故这种方法是转换法。
(2)[2]探究电阻大小与导体的横截面积是否有关,应该控制材料、长度相同,故应选b、c两根电阻丝。
(3)[3]选用c、d两根电阻丝进行对比实验,控制了长度、横截面积相同,是为了探究电阻大小与导体的材料是否有关。
14. 如图所示,在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验中:
(1)请用笔画线代替导线把图甲电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右移动,变阻器接入电路中电阻变小________;
(2)电路连接好后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则可能的原因是:________(选填字母);
A. 电流表发生了断路 B. 定值电阻发生了断路
C. 滑动变阻器发生了断路 D. 定值电阻发生了短路
(3)电路故障消除后,先后换不同电阻进行实验,并将实验数据记录在下表中,根据表中数据在图乙中画出I-R的图像________。
实验序号
①
②
③
④
⑤
电阻
5
10
15
20
25
电流
0.3
0.15
0.1
0.07
0.06
【答案】(1) (2)B
(3)
【解析】
【小问1详解】
实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流。变阻器的连线一上一下,滑动变阻器的滑片向右移动,变阻器接入电路中电阻变小,则变阻器的右下接线柱接入电路中,如图所示:
【小问2详解】
电路连接好后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,说明电路中没有电流,电压表与电源相连通,则可能的原因是与电压表并联的定值电阻发生了断路,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【小问3详解】
根据表格中数据在坐标轴中描点,并将各个点用平滑的线连接起来,即得I-R的图像,如图所示:
三、计算题(本题包括4小题,每题4分,共计16分)
15. 一个定值电阻的阻值是20Ω,接在6V的电源两端,若要测量此时流经此定值电阻的电流,请通过计算说明应选用电流表(如图所示)的哪个量程?
【答案】0~0.6A
【解析】
【详解】解:由题意可知,定值电阻的两端电压为U=6V,根据欧姆定律可得,通过定值电阻的电流为
因为,因此应选用0~0.6A的量程。
答:电流表选用0~0.6A的量程。
16. 某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10kg的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),煤的热值约为3×107J/kg。
(1)经过6min时间加热,水所吸收的热量是多少?
(2)煤完全燃烧产生的热量?
【答案】(1)2.52×106 J;(2)6×106J
【解析】
【详解】解:(1)由题图可知,6min内,水温由20℃升高到80℃,根据可得,经过6min时间加热,水所吸收的热量是
(2)根据可得,煤完全燃烧产生的热量为
答:(1)经过6min时间加热,水所吸收的热量是2.52×106 J;
(2)煤完全燃烧产生的热量为6×106J。
17. 如图所示,电源两端电压U保持不变,电阻R1的阻值为6Ω,电阻R2的阻值为18Ω.当开关S闭合时,电压表示数为3V.求:
(1)电流表的示数I;
(2)电源两端的电压U.
【答案】(1)0.5A(2)12V
【解析】
【详解】(1)开关S闭合时,两电阻串联,电压表测量的是电阻R1两端的电压,电路中的电流II10.5A,即电流表示数为0.5A;
(2)根据欧姆定律可得,R2两端的电压U2IR20.5A×18Ω9V,则电源电压UU1U23V9V12V.
【点睛】(1)开关S闭合时,两电阻串联,电压表测量的是电阻R1两端的电压,根据I求出电流即可;(2)根据欧姆定律求出R2两端的电压,再根据串联分压特点求出电源电压.
18. 如图,电源电压保持不变,电阻R1=20Ω,当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为0.3A;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数变为0.5A.求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
【答案】(1)6V;(2)30Ω
【解析】
【详解】解:(1)当开关S1闭合、S2断开时,电路为R1的简单电路,电源的电压
U=I1R1=0.3A×20Ω=6V
(2)当开关S1、S2均闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,则流过R2的电流为
I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A
电阻R2的阻值
答:(1)电源电压为6V;
(2)电阻R2的阻值为30Ω。
四、综合题(本大题包括3小题,每题4分,共计12分)
19. 小明用电流表和滑动变阻器设计了如图甲所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方金属片受到的压力大小。其中R′是滑动变阻器,R是定值电阻,电源电压恒定不变,压力表实际上是一个电流表。
(1)当开关S闭合,金属片受到的压力增大时,滑动变阻器接入电路的阻值________,电流表示数________(均填“变大”“变小”或“不变”);
(2)我们将电流表中的电流刻度换成相应力的刻度,就能直接显示金属片受到的压力大小。如果刻度盘中间力的刻度值为100N(如图乙所示),则120N的刻度应在100N的________(填“左”或“右”)边;
(3)定值电阻R在电路中的作用是________。
【答案】(1) ①. 变大 ②. 变小
(2)左 (3)保护电路
【解析】
【小问1详解】
[1]当开关S闭合,金属片受到的压力增大时,滑片向下移动,滑动变阻器接入电路的阻值变大。
[2]变阻器与定值电阻串联,电流表测量电路电流,变阻器接入电路中电阻变大时,电路电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律得,电路电流变小,则电流表示数变小。
【小问2详解】
当金属片受到的压力越大,变阻器接入电路中电阻越大,电路电阻越大,电源电压不变,由欧姆定律得,电路电流变小,则电流表的示数变小,电流表偏转角度越小,因此如果刻度盘中间力的刻度值为100N(如图乙所示),则120N的刻度应在100N的左边。
【小问3详解】
定值电阻R与变阻器串联,用电器串联,起到分压减流的作用,则定值电阻R在电路中的作用是保护电路。
20. 阅读短文,回答问题:
太阳能路灯
呼和浩特市大力发展绿色能源,图甲是城市道路两边的太阳能路灯,它由太阳能电池板、控制器、24V的蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成。它的结构示意图如图乙所示,工作时能量流程图如图丙所示。
LED发光二极管是一种半导体器件,它具有工作电压低(2~4V)、耗能少、寿命长、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点。它与普通的白炽灯发光原理不同,可以把电能直接转化为光能。
(1)太阳能电池板将太阳能转化为________能,给蓄电池充电时转化为________能;
(2)为使LED发光二极管正常工作,应将几个LED发光二极管________(选填“串联”或“并联”)才能安全使用;
(3)如图乙所示,晚上LED发光二极管点亮时控制开关S与________(选填“a”或“b”)触点接触。
【答案】(1) ①. 电 ②. 化学
(2)串联 (3)b
【解析】
【小问1详解】
[1]太阳能电池板,消耗太阳能,将太阳能转化为电能。
[2]给蓄电池充电时,蓄电池消耗电能,将电能转化为化学能储存在电池中。
【小问2详解】
由于蓄电池的电压较大(24V),而LED发光二极管是一种半导体器件,它工作电压低(2~4V),所以应将几个LED发光二极管串联接在电路中使用。
【小问3详解】
当开关与a点接触时,LED灯断路,不工作,当开关与b点接触时,LED灯才接入电路正常工作。
21. 某油电混合动力汽车工作原理如图所示,当它以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中,发动机和驱动电机共同为汽车提供动力,驱动汽行驶所需的能量E1=3×107J,其中η1=60%来自于汽油燃烧,而汽油燃烧放出热量的η2=40%用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电,其中用于充电的能量E2=2×106J。(设汽油在发动机汽缸内完全燃烧,汽油热值取q=5×107J/kg)
(1)求题述过程中汽车受到的阻力;
(2)求汽车所消耗汽油的质量。
【答案】(1)2000N;(2)1kg
【解析】
【详解】解:(1)根据速度公式可知,汽车通过的路程
由功率公式变形可得汽车匀速行驶的牵引力
因为汽车做匀速直线运动,所以阻力和牵引力是一对平衡力,大小相等,即阻力为2000N。
(2)因为汽油燃烧放出热量的η2=40%用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电,所以有
η2mq=E1η1+E2
代入数据得
3×107J×60%+2×106J =40%×m×5×107J/kg
解得
m=1kg
答:(1)题述过程中汽车受到的阻力为2000N;
(2)汽车所消耗汽油的质量为1kg。
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