内容正文:
2024—2025学年第一学期期末物理检测模拟优选卷(连云港专用)
九年级物理
(本试卷共23小题 考试时间:80分钟 试卷满分:90分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分。每小题给出的四个选项中只有一个符合题意)
1.电功率这个物理量的单位是( )
A.安培 B.帕斯卡
C.焦耳 D.瓦特
2.如图所示的杠杆中,在使用时能够省距离的是( )
A.(1)(2) B.(2)(3)
C.(1)(4) D.(2)(4)
3.物流仓库值班室,当前门来人时灯亮,后门来人时电铃响。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
4.下列几种情境中,人做了功的是( )
A.学生背着书包在水平路面上匀速前进 B.女孩把一箱报刊搬起来
C.足球被踢后,在草地上滚动了一段距离 D.司机费力推车但车纹丝不动
5.如图所示是某同学做实验时的电路图。闭合开关S后,发现电流表有示数,电压表无示数,若故障只出现在电阻或上,则故障原因是( )
A.电阻短路 B.电阻短路
C.电阻断路 D.电阻断路
6.如图,R1阻值6Ω,闭合开关,电流表A1示数1.2A,电流表A2示数0.3A,则R2阻值( )
A.24Ω B.18Ω
C.6Ω D.3Ω
7.利用如图所示的杠杆将重为6N的物体缓慢匀速提高10cm,手竖直向上施加于杠杆右端的拉力F为4N,手竖直向上移动的距离s为30cm。则杠杆的机械效率为( )
A.22% B.33%
C.50% D.67%
8.小明设计了一种酒精测试仪的电路,其电路如图所示,电源电压恒定,R为定值电阻,Q为气敏元件,其阻值RQ随被测的酒精气体浓度的变化而变化。闭合开关S,检测时,当人呼出的酒精气体浓度越大,测试仪中电压表的示数越大,则当Q接触到的酒精气体浓度越大时( )
A.Q的电阻RQ越大 B.电路消耗的总功率越小
C.电压表与电流表的示数乘积变大 D.电压表与电流表的示数之比变小
9.如图所示的手摇电筒,沿图中箭头方向来回摇动手电筒时,灯泡发光,图中工作原理与其相同的是( )
A. B.
C. D.
10.利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系,电源电压保持3V不变,分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路,按实验要求测得通过各定值电阻的电流,描绘出如图乙所示的图像,则下列判断正确的是( )
A.实验中电压表的示数保持1V不变 B.当R的电阻为10Ω时,通过R的电流为0.2A
C.电压一定时,电阻和电流成正比 D.将R从5Ω换成10Ω后,应将滑片向右移
二、填空题(本大题共7小题,每空1分,共20分)
11. 生活中经常使用的小彩灯是 (“串”或“并”)联的,有一种节日彩灯上有50只相同的小灯泡,接到照明电路中,50只小灯泡都发光,如果电源插头处的电流为200mA,那通过每只小灯泡的电流是 mA,每只小灯泡两端的电压为 V。
12.斜面长1m,高0.4m,用大小为10N沿斜面向上的拉力F,将重力为20N的铁块匀速拉到斜面顶端,此过程中铁块的动能 、机械能 ,(以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)铁块受到的摩擦力为 N。
13.如图所示,电灯L1、L2、L3的连接方式是 ,电流表A1是测量 的电流,电流表A2是测量 的电流。
14.小灯泡上标有“5V 3W”,该小灯泡正常发光时通过灯丝的电流为 A。现将其接入8V的电路中,为使小灯泡正常发光,应该 联一个 Ω的电阻。
15.木块在大小为5N的水平拉力作用下10s内在水平面上沿拉力方向前进2m,拉力做功为 J,功率为 W,若木块重15N,在此过程中重力对木块做功为 J.
16.用如图所示的滑轮组将重的货物匀速提升的过程中,所用拉力。若不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。则动滑轮重为 N;提升货物做的有用功为 J;滑轮组的机械效率为 。
17. 小明家的电能表如图所示,电能表是测量 的仪表。小明观察到当他家里只有一台电水壶在220V电压下工作时,这个电能表上的转盘在3min内转过了300转,则该电水壶电热丝的电阻是 Ω。在220V电压下,用该电热水壶加热质量为2kg、初温为10℃的水,若电热水壶将电能转化为内能且全部被水吸收,将水加热到恰好沸腾需要用时 s。
三、解答题(本大题共6小题,18-21题每图每空2分,22题8分,23题10分,共50分。解答第22、23题时要求写出必要的文字说明、公式和演算过程)
18. (4分)(1)如图所示,根据小磁针静止时的指向标出通电螺线管的N极和电源的正、负极。
(2)如图所示,①请将图中“光控开关”、“声控开关”和灯泡用笔画线代替导线完成楼道灯自动控制电路,要求在光线较暗且有声音时才亮;②安装一个不受开关控制的三孔插座 .
19. (8分)如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置,用棉线将一段导体AB悬挂起来,放置于蹄形磁体的磁场中,再用导线把导体AB和灵敏电流计连接起来,组成闭合电路。
(1)该实验中,灵敏电流计的作用是判断电路中有无电流和判断 ;
(2)在选择导体AB的材料时,最好选择 (选填“铜棒”或“铁棒”);
(3)某小组对实验进行完善后,观察并记录数据,可知闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,电路中会产生感应电流;
(4)若将灵敏电流计换成 ,则可探究磁场对电流的作用。
20. (10分)如图是探究“比较不同物质吸热能力”的实验装置;
(1)设计实验时,需要对变量进行控制,在两个相同的烧瓶中分别接入相同的电阻丝,装入 (选填“质量”或“体积”)和初温都相同的水和煤油,分别插入温度计;实验中水和煤油在相同的时间吸收的热量 (选填“相同”或“不同”);
(2)实验中通过 来比较水和煤油吸收热量的多少,这种研究方法是 ;
(3)如图乙是根据实验数据描绘的图象,分析图象可知,水对应的图线是 (选填“A”或“B”), (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
21. (10分)在“测小灯泡电功率”的实验中,电源电压6V,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为l0Ω。滑动变阻器有A规格“l0Ω;2A”、B规格“50Ω;lA”可选。
次数
电压表/V
电流表/A
灯泡亮度
1
2.00
0.26
较暗
2
2.50
0.30
正常
3
3.00
0.33
较亮
(1)按照要求连接电路 ;
(2)本实验应该选择 规格的滑动变阻器。连接电路时,开关应 ;
(3)闭合开关后小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,原因是 ;
(4)解决好故障后,先后测了三次数据记录在表格中,小灯泡的额定功率是 W;
(5)细心的你有没有发现,三次测量算出的灯泡电阻是不同的,原因是: 。
22. (8分)如图所示,小灯泡规格为“6V;3W”(灯丝电阻不变),闭合开关,当滑动变阻器的滑片P移至a端时,小灯泡正常发光;当滑片P移至b端时,电压表示数为。求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)滑动变阻器最大阻值;
(3)电路总功率最小值。
23. (10分)PTC热敏电阻是一种具有温度敏感性的半导体电阻,其电阻值随着本身温度的
升高呈现出阶跃性的增加,在跃变区,温度升高,电阻值急剧增大。当温度超过时热敏电阻失去效能。某电热器的发热体是由PTC热敏电阻制成的,其电阻—温度特性曲线如图甲所示。电阻—温度对应关系如下表所示,环境温度是25℃时,该电热器的电流—电压特性曲线如图乙所示。
温度/℃
10
25
100
105
110
120
阻值/Ω
8
10
500
550
650
1000
(1)用PTC热敏电阻来制作温度计,应当让它工作在温度范围内 (选填“小于”“大于且小于”或“大于”);
(2)加在该电热器两端的电压在200V附近时,随着电压升高,发热体的温度 (选填“升高”“降低”或“不变”);
(3)环境温度是25℃,该电热器在220V电压下稳定工作时,发热体的温度是 ℃。当环境的温度升高时,发热体的发热功率会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
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2024—2025学年第一学期期末物理检测模拟优选卷(连云港专用)
九年级物理
(本试卷共23小题 考试时间:80分钟 试卷满分:90分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分。每小题给出的四个选项中只有一个符合题意)
1.电功率这个物理量的单位是( )
A.安培 B.帕斯卡
C.焦耳 D.瓦特
【答案】D
【详解】A.电流的国际单位是安培,符号:A,故A不符合题意;
B.压强的国际单位是帕斯卡,符号:Pa,故B不符合题意;
C.功和能的国际单位是焦耳,符号:J,故C不符合题意;
D.电功率的国际单位是瓦特,符号:W,故D符合题意。
故选D。
2.如图所示的杠杆中,在使用时能够省距离的是( )
A.(1)(2) B.(2)(3)
C.(1)(4) D.(2)(4)
【答案】D
【详解】(1)羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,费距离,故(1)不符合题意;
(2)筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,但省距离,故(2)符合题意;
(3)开瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,费距离,故(3)不符合题意;
(4)点鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,但省距离,故(4)符合题意;
由以上分析可知,D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3.物流仓库值班室,当前门来人时灯亮,后门来人时电铃响。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.由图可知,当前门开关闭合后门开关断开时,灯泡发光,电铃不响;当前门开关断开后门开关闭合时,灯泡发光,电铃响,故A不符合题意;
B.由图可知,当前门开关闭合后门开关断开时,灯泡不亮,故B不符合题意;
C.由图可知,当前门开关闭合后门开关断开时,灯泡不亮,电铃响;当前门开关断开后门开关闭合时,灯泡亮,电铃不响,故C不符合题意;
D.由图可知,当前门开关闭合后门开关断开时,灯泡亮,电铃不响;当前门开关断开后门开关闭合时,灯泡不亮,电铃响,故D符合题意。
故选D。
4.下列几种情境中,人做了功的是( )
A.学生背着书包在水平路面上匀速前进 B.女孩把一箱报刊搬起来
C.足球被踢后,在草地上滚动了一段距离 D.司机费力推车但车纹丝不动
【答案】B
【详解】A. 学生背着书包在水平路面上匀速前进,施加的力竖直向上,而移动的方向沿水平方向,没有在力的方向上移动距离,故A不符合题意;
B.女孩把一箱报刊搬起来,对报刊施加了力,且沿力的方向移动了距离,对报刊做了功,故B符合题意;
C. 足球被踢后,在草地上由于惯性滚动了一段距离,移动了距离,但不再受到人的力的作用,所以人没有对足球做功,故C不符合题意;
D. 司机费力推车,但没推动,有力但没有距离,所以人不做功,故D不符合题意。
故选B。
5.如图所示是某同学做实验时的电路图。闭合开关S后,发现电流表有示数,电压表无示数,若故障只出现在电阻或上,则故障原因是( )
A.电阻短路 B.电阻短路
C.电阻断路 D.电阻断路
【答案】B
【详解】由图可知,两电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表测量电阻R2两端的电压;闭合开关S后,发现电流表有示数,说明电路是通路,而电压表无示数,可能是电压表短路或断路,也可能是与电压表并联的定值电阻短路,已知故障只出现在电阻R1或R2上,说明故障原因是与电压表并联的定值电阻R2短路了,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.如图,R1阻值6Ω,闭合开关,电流表A1示数1.2A,电流表A2示数0.3A,则R2阻值( )
A.24Ω B.18Ω
C.6Ω D.3Ω
【答案】B
【详解】由图得,开关闭合后,两电阻并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量R2电流,R1电流为
由并联电路电压特点与欧姆定律得,电源电压为
由欧姆定律得,R2阻值
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7.利用如图所示的杠杆将重为6N的物体缓慢匀速提高10cm,手竖直向上施加于杠杆右端的拉力F为4N,手竖直向上移动的距离s为30cm。则杠杆的机械效率为( )
A.22% B.33%
C.50% D.67%
【答案】C
【详解】拉力做的有用功为
拉力所做的功为
杠杆的机械效率为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8.小明设计了一种酒精测试仪的电路,其电路如图所示,电源电压恒定,R为定值电阻,Q为气敏元件,其阻值RQ随被测的酒精气体浓度的变化而变化。闭合开关S,检测时,当人呼出的酒精气体浓度越大,测试仪中电压表的示数越大,则当Q接触到的酒精气体浓度越大时( )
A.Q的电阻RQ越大 B.电路消耗的总功率越小
C.电压表与电流表的示数乘积变大 D.电压表与电流表的示数之比变小
【答案】C
【详解】A.由电路图知,定值电阻R与气敏元件Q串联,电压表测定值电阻的电压。检测时,酒精浓度越大,电压表示数越大,据欧姆定律得,此时电路中的电阻应越小,而R是定值电阻,那么Q的电阻应越小,故A不符合题意;
B.当Q接触到的酒精气体浓度越大时,电路中的总电阻越小,则通过电路的电流越大,而电源的电压不变,根据P=UI得,电路消耗的总功率越大大,故B不符合题意;
CD.当Q接触的酒精气体浓度越大时,通过电路的电流越大,电压表与电流表的示数之比即为定值电阻阻值,而R的阻值不变,据U=IR得,R两端的电压变大,那么电压表与电流表的示数乘积变大,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
9.如图所示的手摇电筒,沿图中箭头方向来回摇动手电筒时,灯泡发光,图中工作原理与其相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】来回摇动手电筒时,灯泡发光,是机械能转化为电能,利用的电磁感应。
A.闭合电路的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动,导体中产生感应电流,故A符合题意;
B.导线中有电流通过,说明电流周围产生磁场,是奥斯特的发现,故B不符合题意;
C.闭合开关,导体运动,说明磁场对电流有力的作用,是电动机的工作原理,故C不符合题意;
D.图中实验研究的是影响电磁铁磁性强弱因素,故D不符合题意。
故选A。
10.利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系,电源电压保持3V不变,分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路,按实验要求测得通过各定值电阻的电流,描绘出如图乙所示的图像,则下列判断正确的是( )
A.实验中电压表的示数保持1V不变 B.当R的电阻为10Ω时,通过R的电流为0.2A
C.电压一定时,电阻和电流成正比 D.将R从5Ω换成10Ω后,应将滑片向右移
【答案】D
【详解】A.根据图乙可知,当电阻为5Ω时,电路中的电流为0.5A;由欧姆定律可得,电压表的示数
UV=IR=0.5A×5Ω=2.5V
故A错误;
B.根据图乙可知,当R=10Ω时,通过的电流为0.25A,不是0.2A,故B错误;
C.由图乙知, 电阻的电流与电阻之积为
UV=IR=0.5A×5Ω=2.5V
0.25A×10Ω=2.5V
……
0.1A×25Ω=2.5V
电流与电阻之积为一定值,得出的结论是:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比,但不能说电阻和电流成反比,故C错误;
D.将R从5Ω换成10Ω后,根据分压原理,电阻分得的电压会变大;探究电流和电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,由串联电路电压的规律要增大变阻器的电压,根据分压原理,应增大滑动变阻器接入电路的阻值,故将滑片向右移动,故D正确。
故选D。
二、填空题(本大题共7小题,每空1分,共20分)
11. 生活中经常使用的小彩灯是 (“串”或“并”)联的,有一种节日彩灯上有50只相同的小灯泡,接到照明电路中,50只小灯泡都发光,如果电源插头处的电流为200mA,那通过每只小灯泡的电流是 mA,每只小灯泡两端的电压为 V。
【答案】 串 200 4.4
【详解】[1][2]生活中常用的小彩灯是串联的,根据串联电路电流规律可知,通过每只小灯泡的电流是200mA。
[3]规格相同的小彩灯串联时,平分电源电压,则每只灯泡的电压为
12.斜面长1m,高0.4m,用大小为10N沿斜面向上的拉力F,将重力为20N的铁块匀速拉到斜面顶端,此过程中铁块的动能 、机械能 ,(以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)铁块受到的摩擦力为 N。
【答案】 不变 变大 2
【详解】[1]铁块匀速运动,所以其动能不变。
[2]铁块的高度越来越高,其重力势能增大,动能不变,所以机械能变大。
[3]将铁块拉上斜面顶端,拉力做的总功为
W总=Fs=10N×1m=10J
拉力做的有用功为
W有=Gh=20N×0.4m=8J
拉力做的额外功为
W额外=W总-W有=10J-8J=2J
额外功是由于克服摩擦力造成的,摩擦力为
13.如图所示,电灯L1、L2、L3的连接方式是 ,电流表A1是测量 的电流,电流表A2是测量 的电流。
【答案】 并联 L2、L3 L1、L2
【详解】[1[2][3]]根据电路图可知,电流从电源正极流出,一路经过L3,另一路经过电流表A2,从电流表流出后分别经过L1和L2,经过L1后直接回到电源负极,支路L2、L3汇合共同经过电流表A1后回到电源负极;因此电灯L1、L2、L3的连接方式是并联,电流表A1是测量L2和L3的总电流,电流表A2是测量L1和L2的总电流。
14.小灯泡上标有“5V 3W”,该小灯泡正常发光时通过灯丝的电流为 A。现将其接入8V的电路中,为使小灯泡正常发光,应该 联一个 Ω的电阻。
【答案】 0.6 串 5
【详解】[1]由P=UI可知,小灯泡正常发光时通过灯丝的电流
[2]为使小灯泡正常发光,所以需要串联一个电阻去分压。
[3]串联电阻两端的电压
UR=U总-U=8V-5V=3V
根据串联电路电流的关系,此时通过电阻和小灯泡的电流相等,所以电阻的阻值
15.木块在大小为5N的水平拉力作用下10s内在水平面上沿拉力方向前进2m,拉力做功为 J,功率为 W,若木块重15N,在此过程中重力对木块做功为 J.
【答案】 10 1 0
【详解】拉力做功:
W=Fs=5N×2m=10J;
拉力做功功率:
;
木块在水平方向上运动,在重力方向上没有移动距离,重力做功为0J.
16.用如图所示的滑轮组将重的货物匀速提升的过程中,所用拉力。若不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。则动滑轮重为 N;提升货物做的有用功为 J;滑轮组的机械效率为 。
【答案】 5 20 80%
【详解】[1]由图可知n=2,则滑轮的重力
G轮=nF-G货=2×12.5N-20N=5N
滑轮的重力为5N。
[2]提升货物做的有用功
W有=G货h=20N×1m=20J
提升货物做的有用功为20J。
[3]总功
W总=Fs=Fnh=12.5N×2×1m=25J
滑轮的机械效率
滑轮的机械效率为80%。
17. 小明家的电能表如图所示,电能表是测量 的仪表。小明观察到当他家里只有一台电水壶在220V电压下工作时,这个电能表上的转盘在3min内转过了300转,则该电水壶电热丝的电阻是 Ω。在220V电压下,用该电热水壶加热质量为2kg、初温为10℃的水,若电热水壶将电能转化为内能且全部被水吸收,将水加热到恰好沸腾需要用时 s。
【答案】 电功 24.2 378
【详解】[1]测量电功的仪表是电能表。
[2]小明观察到当他家里只有一台电水壶在220V电压下工作时,这个电能表上的转盘在3min内转过了300转,电水壶消耗的电能为
电水壶消耗的电功率为
由得,该电水壶电热丝的电阻是
[3]依题意得,加水加热到沸腾消耗的电能
由得,将水加热到恰好沸腾需要用时
三、解答题(本大题共6小题,18-21题每图每空2分,22题8分,23题10分,共50分。解答第22、23题时要求写出必要的文字说明、公式和演算过程)
18. (4分)(1)如图所示,根据小磁针静止时的指向标出通电螺线管的N极和电源的正、负极。
【答案】
【详解】小磁针的右端是N极,由磁极间异名磁极相互吸引知螺线管的左端是S极,右端是N极,由安培定则可知电流从螺线管的左端流入,电源的左端是正极,右端是负极,如图所示:
。
(2)如图所示,①请将图中“光控开关”、“声控开关”和灯泡用笔画线代替导线完成楼道灯自动控制电路,要求在光线较暗且有声音时才亮;②安装一个不受开关控制的三孔插座 .
【答案】
【详解】根据题意,在光线较暗且有声音时才亮,则声控和光控开关应串联再控制灯的通断,根据开关控制火线的要求,连接电路如图;
根据“左零、右火、上地”,分别将三孔插座的左孔连接到零线,右孔连接到火线,上面的孔连接到地线,如图:
19. (8分)如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置,用棉线将一段导体AB悬挂起来,放置于蹄形磁体的磁场中,再用导线把导体AB和灵敏电流计连接起来,组成闭合电路。
(1)该实验中,灵敏电流计的作用是判断电路中有无电流和判断 ;
(2)在选择导体AB的材料时,最好选择 (选填“铜棒”或“铁棒”);
(3)某小组对实验进行完善后,观察并记录数据,可知闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,电路中会产生感应电流;
(4)若将灵敏电流计换成 ,则可探究磁场对电流的作用。
【答案】(1)电流的大小和方向
(2)铜棒
(3)切割磁感线运动
(4)电源
【详解】(1)该实验中,当电路有电流时,灵敏电流计指针发生偏转,而当电路中电流方向不同时,指针的偏转方向则不同,当电路中电流大小不同时,指针偏转的角度则不同,所以,实验中灵敏电流计的作用是判断电路中是否有电流、判断产生感应电流的方向和大小。
(2)在选择AB材料时要求是导体且不能被磁化,铁棒易被磁化,影响实验结果,最好选择铜棒。
(3)通过分析实验数据可知,在电路闭合时,只有导体在磁场中做切割磁感线运动时,灵敏电流计指针才偏转,说明此时电路中产生电流,由此可知:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,这种现象叫做电磁感应现象。
(4)若将灵敏电流计换成电源,则电路中会有电流,所以,可探究磁场对电流的作用。
20. (10分)如图是探究“比较不同物质吸热能力”的实验装置;
(1)设计实验时,需要对变量进行控制,在两个相同的烧瓶中分别接入相同的电阻丝,装入 (选填“质量”或“体积”)和初温都相同的水和煤油,分别插入温度计;实验中水和煤油在相同的时间吸收的热量 (选填“相同”或“不同”);
(2)实验中通过 来比较水和煤油吸收热量的多少,这种研究方法是 ;
(3)如图乙是根据实验数据描绘的图象,分析图象可知,水对应的图线是 (选填“A”或“B”), (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
【答案】 质量 相同 加热时间 转换法 A 水
【详解】(1)[1]实验中要研究水和煤油的吸热能力,应该水和煤油进行控制变量,由Q=cmΔt得,应该控制水和煤油吸收的热量、质量相同,通过水和煤油温度的变化来判断水和煤油的吸热能力,所以要在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油。
[2]两个烧瓶中电阻丝的阻值相同,且两电阻丝串联,通过的电流相等,由Q=I2Rt可知,在相同的时间,电阻丝放出的热量相同,故水和煤油在相同的时间吸收的热量相同。
(2)[3][4]实验中水和煤油在相同的时间吸收的热量相同,加热时间越长,水和煤油吸收的热量越多,所以实验中通过比较加热时间来比较水和煤油吸收热量的多少,这种研究方法是转换法。
(3)[5][6]水的比热容大于煤油的比热容,相同质量的水和煤油,吸收相同热量时,水的温度升高的少,煤油的温度升高的多,由图乙可知,加热相同时间,B温度升高的多,A温度升高的少,因此水对应的图线是A,水的比热容大于煤油的比热容,表示水的吸热能力更强。
21. (10分)在“测小灯泡电功率”的实验中,电源电压6V,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为l0Ω。滑动变阻器有A规格“l0Ω;2A”、B规格“50Ω;lA”可选。
次数
电压表/V
电流表/A
灯泡亮度
1
2.00
0.26
较暗
2
2.50
0.30
正常
3
3.00
0.33
较亮
(1)按照要求连接电路 ;
(2)本实验应该选择 规格的滑动变阻器。连接电路时,开关应 ;
(3)闭合开关后小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,原因是 ;
(4)解决好故障后,先后测了三次数据记录在表格中,小灯泡的额定功率是 W;
(5)细心的你有没有发现,三次测量算出的灯泡电阻是不同的,原因是: 。
【答案】 B 断开 灯泡断路 0.75 灯泡电阻受温度影响
【详解】(1)[1]灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表的量程为0~3V,且与灯泡并联,如图所示
(2)[2]灯泡正常发光时的电压等于额定电压UL=2.5V,根据欧姆定律可知此时电路电流约为
滑动变阻器两端电压
此时滑动变阻器接入电路的阻值
所以本实验中应该选择规格为“50Ω1A”的B滑动变阻器。
[3]在连接电路时,为保护电路,开关应断开。
(3)[4]闭合开关S,灯泡不亮,电流表没有示数,说明有断路,电压表示数接有示数,说明其电路故障可能是灯泡断路。
(4)[5]由表可得,小灯泡的额定功率
(5)[6]因为灯泡电阻受温度影响,灯泡两端电压不同时,实际功率不同,温度不同,所以三次测量的灯泡电阻不相同。
22. (8分)如图所示,小灯泡规格为“6V;3W”(灯丝电阻不变),闭合开关,当滑动变阻器的滑片P移至a端时,小灯泡正常发光;当滑片P移至b端时,电压表示数为。求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)滑动变阻器最大阻值;
(3)电路总功率最小值。
【答案】(1)12Ω;(2)24Ω;(3)1W
【详解】解:(1)根据灯泡的规格,可知灯泡的电阻为
(2)当滑动变阻器的滑片P移至a端时,电路为灯泡单独串联,此时灯泡正常发光,可知电源电压为6V; 当滑片P移至b端时,电路为灯泡和滑动变阻器串联,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,此时灯泡的电压为
电路中的电流为
滑动变阻器最大阻值为
(3)由可知,当电路中电流最小时,电路中的总功率最小,而当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时,电流最小,此时电流为,则电路的最小电功率为
答:(1)小灯泡的电阻为12Ω;
(2)滑动变阻器最大阻值为24Ω;
(3)电路总功率最小值为1W。
23. (10分)PTC热敏电阻是一种具有温度敏感性的半导体电阻,其电阻值随着本身温度的
升高呈现出阶跃性的增加,在跃变区,温度升高,电阻值急剧增大。当温度超过时热敏电阻失去效能。某电热器的发热体是由PTC热敏电阻制成的,其电阻—温度特性曲线如图甲所示。电阻—温度对应关系如下表所示,环境温度是25℃时,该电热器的电流—电压特性曲线如图乙所示。
温度/℃
10
25
100
105
110
120
阻值/Ω
8
10
500
550
650
1000
(1)用PTC热敏电阻来制作温度计,应当让它工作在温度范围内 (选填“小于”“大于且小于”或“大于”);
(2)加在该电热器两端的电压在200V附近时,随着电压升高,发热体的温度 (选填“升高”“降低”或“不变”);
(3)环境温度是25℃,该电热器在220V电压下稳定工作时,发热体的温度是 ℃。当环境的温度升高时,发热体的发热功率会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 大于且小于 升高 105 变小
【详解】(1)[1]由甲图可知,PTC热敏电阻在跃变区,温度升高,电阻值急剧增大,当温度超过时热敏电阻失去效能,用PTC热敏电阻来制作温度计,应当让它工作在跃变区,即温度范围内大于且小于。
(2)[2]由乙图可知,加在该电热器两端的电压在200V附近时,随着电压升高,通过发热体的电流减小,由可知,发热体的电阻增大,由甲图可知,发热体的温度升高。
(3)[3]由乙图可知,环境温度是25℃,该电热器在220V电压下稳定工作时,发热体的电流为0.4A,发热体的电阻
由表中的数据可知,此时发热体的温度是105℃。
[4]当环境的温度升高时,发热体的电阻增大,由可知,发热体的发热功率会变小。
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