吉林省吉林第九中学2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷
2025-01-16
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内容正文:
2024-2025学年吉林省吉林九中九年级(上)期末物理试卷
一、单项选择题(每小题2分,共12分)
1.(2分)“便利贴”的背面有黏性,可方便地贴在课本上,其利用的物理知识是( )
A.分子间有引力 B.分子间有斥力
C.分子间有间隙 D.分子是运动的
2.(2分)下列用电器消耗相同的电能时产生热量最多的是( )
A.电水壶 B.电吹风 C.电风扇 D.洗衣机
3.(2分)家庭电路中,有时导线长度不够,需要把两根导线连接起来使用,而连接处往往比别处更容易发热,加速老化,甚至引起火灾。原因是通电时连接处相对于别处的导线( )
A.电流较大 B.电压较小
C.电阻较大 D.电功率较小
4.(2分)如图所示四个实验现象中,能表示电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
5.(2分)如图所示的电路中,当开关S闭合时,可能发生的现象是( )
A.L1被烧坏 B.L1、L2均被烧坏
C.电源被烧坏 D.L1亮,L2被短路
6.(2分)如图所示,电源电压不变,在a,b间接一个“3V 1W“的小灯泡,调节滑动变阻器的滑片P至图示位置时,小灯泡正常发光。若在a、b间换接一个“3V 1.5W“的小灯泡,欲使其正常发光,滑片P应( )
A.向M移动 B.向N移动 C.保持不动 D.无法实现
二、填空题(每空1分,共18分)
7.(2分)干燥的天气里,用塑料梳子梳头发,头发会随梳子飘起来,这是 现象,这时梳子和头发带 (填“同”或“异”)种电荷而相互吸引。
8.(2分)东北铁锅炖深受大家喜爱,炖煮锅内食物是通过 的方式改变内能,锅内食物香味四溢,这是 现象,说明分子在不停地做无规则运动。
9.(2分)冬天空气干燥,坐车时用手接触车门经常会被电到,若车身带有负电,手接触车门时产生的瞬间电流方向是 ,车身所带的电荷没有导入大地是因为车胎的制作材料橡胶是 。
10.(2分)汽车发动机常用水作为冷却剂,这是因为水的 较大。月球车是太阳能电动车,太阳能属于 能源。
11.(2分)我国的北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能,它利用 来传递信息。如图是手压节能LED手电筒,它可在无电的情况下手压发电。手压发电是利用了 原理,将机械能转化为电能。
12.(2分)两段材料相同、长度相等、横截面积不同的圆柱形导体A、B,A比B的横截面积大,它们的电阻关系是RA RB;将它们串联在电路中,如图所示,则通过它们的电流关系是IA IB。(以上两空均填“>”、“=”或“<”)
13.(2分)小明家的电子式电能表标有“3200imp/(kW•h)”等字样,他将标有“220V 1100W”的电饭煲单独接入家庭电路,电饭煲正常工作时通过的电流为 A;若半小时内,电能表指示灯闪烁了800次,则电饭煲的实际功率是 W。
14.(2分)某家用电热水器的工作原理如图示,已知两个电阻丝的阻值相等,电源电压保持不变,该电热水器有高温、中温低温三个挡位。开关S1接b,S2断开时,它是处于 挡,此时电功率为P1;开关S1接a,S2闭合时,此时电功率为P2,则
P1:P2=
15.(2分)甲、乙两只灯泡,其I﹣U关系图像如图所示。现将甲、乙两灯串联在电路中,当甲灯两端的电压为2V时,则甲、乙两灯两端电压为 V,消耗的总功率是 W。
三、计算题(每题5分,共10分)
16.(5分)如图所示的电路中,电源电压为9V,灯泡L上标有“6V 1.2W”的字样,闭合开关S,灯泡恰好正常发光,求此时:
(1)电路中通过的电流;
(2)整个电路消耗的电功率。
17.(5分)如图所示R1=10Ω,R2=20Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.3A。
(1)通过R2的电流是多少?
(2)通电1minR1产生的热量是多少?
四、简答题(每题2分,共6分)
18.(2分)急刹车时,汽车的轮胎会在地面上留下黑色的痕迹,请说出其中的能量转化过程。
19.(2分)智能手机是现代社会离不开的通讯工具,但手机扬声器发出的铃声会影响我们工作和学习,所以有时需要把手机调成振动模式,由此可知扬声器和使手机振动的振动器之间是串联的还是并联的?并说出判断的理由。
20.(2分)电能是我们社会生活的重要资源,请写出2条安全用电的注意事项。
五、作图、实验与探究题(每图2分,每空1分,26题7分,共24分)
21.(2分)根据安全用电原则将图中的节能灯和开关接入照明电路。
22.(2分)如图,小磁针静止在通电螺线管的正上方,请在图中标出电源的正、负极和磁感线方向。
23.(3分)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成简易电磁铁A、B,并设计了如图所示的电路。
(1)实验中是通过电磁铁吸引大头针的多少来判定其磁性强弱的,所使用的物理研究方法是 。
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁A、B吸引大头针的个数 (选填“增加”或“减少”),根据图示的情境可知,电磁铁 (选填“A”或“B”)的磁性强。
24.(3分)小明所在实验小组利用“伏安法”测量某电阻R的阻值。
(1)小明按图甲电路图正确连接电路,检查无误后,闭合开关,发现电流表没有示数,电压表的示数接近电源电压,则电路故障是 。
(2)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3V时,电流表的示数如图乙所示,则电阻R的阻值是 Ω。
(3)接下来要多次改变电阻R的两端电压,同时记录电流表示数,收集多组数据,这样做的目的是 。
25.(3分)采用如图所示装置探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”,接通电源,瓶内的空气被加热后膨胀,使U形管中的液面发生变化,通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少。
(1)如图所示的实验是探究电流产生的热量跟 的关系,通电一段时间 (选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。
(2)让实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。一段时间后电阻丝产生的热量 (选填“左瓶”、“右瓶”或“两瓶一样”)多。
26.(4分)小明同学用如图甲电路测定小灯泡的电功率,小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)小明按电路图正确连接好电路,闭合开关,小灯泡不亮,电流表和电压表指针都有较小的偏转,则小灯泡不亮的原因是 (填字母)。
A.小灯泡烧坏
B.小灯泡短路
C.小灯泡的实际功率太小
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑片,发现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 端移动(选填“左”或“右”)。
(3)调节滑动变阻器,当小灯泡正常发光时,电流表的示数为0.25A。小灯泡的额定功率是 W。
27.(7分)小明利用如图甲电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变,小明选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个电阻进行实验,电路图如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路连接完整,且使滑动变阻器滑片向右移动时电流表示数变大。(导线不能交叉)
(2)他在实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压表示数保持 V不变,记下电流表的示数,得到图丙所示I﹣R图像。
(3)由实验图像可得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成 ;
(4)上述实验中,滑动变阻器的作用除了保护电路外,还有控制定值电阻两端电压 的作用。
(5)为完成整个实验,应选择最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
(6)利用本实验的器材, (选填“能”或“不能”)探究“并联电路各支路用电器两端的电压与电源两端电压的关系”。
2024-2025学年吉林省吉林九中九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
题号
1
2
3
4
5
6
答案
A
A
C
D
C
A
一、单项选择题(每小题2分,共12分)
1.(2分)“便利贴”的背面有黏性,可方便地贴在课本上,其利用的物理知识是( )
A.分子间有引力 B.分子间有斥力
C.分子间有间隙 D.分子是运动的
【分析】物质是由大量分子组成的,组成物质的分子永不停息地做无规则的运动,分子间存在相互作用的引力和斥力,分子之间存在间隙。
【解答】解:“便利贴”的背面有粘性,可以减小分子之间的距离,使分子间作用力变大,从而产生更大的吸引力,使“便利贴”方便地贴在课本上,利用的物理知识是分子间有引力,故 A 正确。
故选:A。
【点评】本题考查学生对分子动理论内容的了解情况,需要结合具体生活实例进行分析,并掌握用物理语言解释物理现象的能力。
2.(2分)下列用电器消耗相同的电能时产生热量最多的是( )
A.电水壶 B.电吹风 C.电风扇 D.洗衣机
【分析】电流流过导体时会产生一些现象,分为电流的热效应、化学效应、磁效应;所以在不同的用电器上电流产生的效应不同,电能转化成的能的形式也不同。在消耗电能相同的条件下,能量的转化形式不同,产生的热量有多少之分。
【解答】解:用电器工作时将电能转化为其他形式的能量,电水壶工作时将电能全部转化为内能;电吹风内有电动机和电热丝,工作时将电能转化为机械能和内能;电风扇和洗衣机工作时主要把电能转化为机械能,产生很少的热量;
比较可知,消耗相同的电能,产生热量最多的是电水壶。
故选:A。
【点评】本题考查了用电器工作时能量的转化问题,知道各用电器的工作原理、知道能量转化的方向是正确解题的关键。
3.(2分)家庭电路中,有时导线长度不够,需要把两根导线连接起来使用,而连接处往往比别处更容易发热,加速老化,甚至引起火灾。原因是通电时连接处相对于别处的导线( )
A.电流较大 B.电压较小
C.电阻较大 D.电功率较小
【分析】由焦耳定律知道,电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。导线相互连接处因为接触不良,易造成电阻变大,因为导线连接处与其他导线串联在电路中,通电时间是相同的,由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多,据此分析。
【解答】解:在家庭电路中,导线相互连接处因接触不良,该处的电阻较大,根据公式Q=I2Rt可知,在电流、通电时间相同时,产生的热量较多,往往比别处更容易发热,甚至引起火灾。
故选:C。
【点评】本题主要考查对焦耳定律及应用的了解和掌握,知道导线和导线的连接处为串联(电流相等)是本题的关键。
4.(2分)如图所示四个实验现象中,能表示电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【分析】电动机的工作原理是:通电导体在磁场中受到力的作用。结合图中的装置可逐一做出判断。
【解答】解:A、是奥斯特实验图,小磁针指针偏转说明通电导体周围有磁场,故A不符合题意;
B、是电动机与电热器在电磁继电器中的使用,故B不符合题意;
C、是电磁感应的实验图,属于发电的原理,故C不符合题意;
D、电路中有电流,通电线圈或导体受到磁场力的作用发生运动,是电动机的工作原理,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题涉及的内容有电流的磁效应、电动机的原理和发电机的原理。注意电磁感应和通电导体在磁场中受力运动的装置是不同的,前者外部没有电源,后者外部有电源。
5.(2分)如图所示的电路中,当开关S闭合时,可能发生的现象是( )
A.L1被烧坏 B.L1、L2均被烧坏
C.电源被烧坏 D.L1亮,L2被短路
【分析】开关断开时,是并联电路;开关闭合后,形成电源短路。
【解答】解:开关断开时,电路为并联电路,两灯都亮;当开关闭合时,会形成电源短路,即两灯泡均不发光,并且完好无损,但电源会被烧坏。
故选:C。
【点评】正确识别电路是解答本类题的关键,注意电源短路是绝对不允许的。
6.(2分)如图所示,电源电压不变,在a,b间接一个“3V 1W“的小灯泡,调节滑动变阻器的滑片P至图示位置时,小灯泡正常发光。若在a、b间换接一个“3V 1.5W“的小灯泡,欲使其正常发光,滑片P应( )
A.向M移动 B.向N移动 C.保持不动 D.无法实现
【分析】根据P=比较两灯泡的电阻关系判断灯泡更换后电路中总电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流和滑动变阻器两端的电压变化,利用串联电路的电压特点可知此时灯泡两端的电压变化,进一步确定滑片移动的方向,直至灯泡正常发光即达到额定电压。
【解答】解:由P=可知,两灯泡的额定电压相等,更换灯泡后的电阻变小,电路中的总电阻变小,
∵I=,
∴电路中的电流变大,此时滑动变阻器的阻值不变,两端的电压变大,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴此时灯泡分得的电压小于3V,
使灯泡正常发光,应使灯泡两端的电压再达到3V,即增大电路中的电流,减小滑动变阻器接入电路中的电阻,滑片向M移动。
故选:A。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到串联电路的特点和电功率公式、欧姆定律、滑动变阻器的正确使用,判断好更换电阻后灯泡两端的电压变化是关键。
二、填空题(每空1分,共18分)
7.(2分)干燥的天气里,用塑料梳子梳头发,头发会随梳子飘起来,这是 摩擦起电 现象,这时梳子和头发带 异 (填“同”或“异”)种电荷而相互吸引。
【分析】摩擦起电的条件:摩擦起电必须在干燥的环境中进行;只有两种不同物质组成的物体相互摩擦时,物体才可能带电。
电荷间相互作用的规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:干燥的天气里,用塑料梳子梳头发,头发会随梳子飘起来,这是摩擦起电现象,这时梳子和头发带异种电荷而相互吸引。
故答案为:摩擦起电;异。
【点评】本题考查了摩擦起电现象,电荷间的相互作用。
8.(2分)东北铁锅炖深受大家喜爱,炖煮锅内食物是通过 热传递 的方式改变内能,锅内食物香味四溢,这是 扩散 现象,说明分子在不停地做无规则运动。
【分析】改变物体内能方式有两种:做功和热传递,做功的实质是能量的转化,热传递的实质是能量的转移;
一切物质的分子都在不停地做无规则运动,产生了扩散现象。
【解答】解:炖煮锅内食物是通过热传递的方向改变内能的;锅内食物香味四溢,说明分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象。
故答案为:热传递;扩散。
【点评】本题主要考查了对改变内能方式的了解,对分子热运动的认识,属基础题,难度不大。
9.(2分)冬天空气干燥,坐车时用手接触车门经常会被电到,若车身带有负电,手接触车门时产生的瞬间电流方向是 手到车门 ,车身所带的电荷没有导入大地是因为车胎的制作材料橡胶是 绝缘体 。
【分析】定正电荷定向移动的方向是电流的方向,自由电子的定向移动方向与电流方向相反;
容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体。
【解答】解:冬天空气干燥,坐车时用手接触车门经常会被电到,若车身带有负电,手接触车门时产生的瞬间电子从车到人,所有瞬间电流方向是手到车门;
橡胶不容易导电,是绝缘体。
故答案为:手到车门;绝缘体。
【点评】本题考查了电流的方向和导体绝缘体的概念,属于基础题目。
10.(2分)汽车发动机常用水作为冷却剂,这是因为水的 比热容 较大。月球车是太阳能电动车,太阳能属于 可再生 能源。
【分析】水的比热容较大,和其它物质比较,降低相同温度吸收热量多
【解答】解:水的比热容较大,和其它物质比较,降低相同温度吸收热量多,所以汽车发动机常用水作为冷却剂。月球车是太阳能电动车,太阳能属于可再生能源。
故答案为:比热容;可再生。
【点评】本题考查水的比热容大的应用及可再生能源,属于基础题。
11.(2分)我国的北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能,它利用 电磁波 来传递信息。如图是手压节能LED手电筒,它可在无电的情况下手压发电。手压发电是利用了 电磁感应 原理,将机械能转化为电能。
【分析】广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。
发电机的原理是电磁感应现象,以及电磁感应现象中的能量转化是机械能转化为电能。
【解答】解:我国的北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能,它利用电磁波来传递信息。如图是手压节能LED手电筒,它可在无电的情况下手压发电。手压发电是利用了电磁感应原理,将机械能转化为电能。
故答案为:电磁波;电磁感应。
【点评】本题考查了电磁波的运用,以及发电的原理,属于基础题。
12.(2分)两段材料相同、长度相等、横截面积不同的圆柱形导体A、B,A比B的横截面积大,它们的电阻关系是RA < RB;将它们串联在电路中,如图所示,则通过它们的电流关系是IA = IB。(以上两空均填“>”、“=”或“<”)
【分析】A和B是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,横截面积越大,电阻越小;因两电阻串联,则由串联电路的电流规律可知两导体中的电流关系。
【解答】解:
已知A和B是由同种材料制成的且长度相同,A比B的横截面积大,横截面积越大,电阻越小,故RA<RB;
因导体A和B串联,串联时电流处处相同,所以此时IA=IB。
故答案为:<;=。
【点评】本题考查了影响电阻大小的因素和欧姆定律的应用,关键是串联电路电流特点的灵活运用。
13.(2分)小明家的电子式电能表标有“3200imp/(kW•h)”等字样,他将标有“220V 1100W”的电饭煲单独接入家庭电路,电饭煲正常工作时通过的电流为 5 A;若半小时内,电能表指示灯闪烁了800次,则电饭煲的实际功率是 500 W。
【分析】(1)由电饭煲的额定电压和额定功率,即正常工作时的电压和功率,利用P=UI求电饭煲正常工作时的电流;
(2)3200imp/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能,电能表指示灯闪烁3200次,据此求指示灯闪烁800次消耗的电能,再利用P=求电饭煲的电功率。
【解答】解:(1)由P=UI可知,电饭煲正常工作时通过的电流为:I===5A;
(2)电能表指示灯闪烁800次,则电饭煲消耗的电能:W=kW•h=0.25kW•h,
工作时间t=0.5h,电饭煲的电功率:P===0.5kW=500W。
故答案为:5;500。
【点评】本题考查了电能表的参数的理解、电能的求法、电功率的计算等。注意题目中的单位的换算。
14.(2分)某家用电热水器的工作原理如图示,已知两个电阻丝的阻值相等,电源电压保持不变,该电热水器有高温、中温低温三个挡位。开关S1接b,S2断开时,它是处于 低温 挡,此时电功率为P1;开关S1接a,S2闭合时,此时电功率为P2,则
P1:P2= 1:4
【分析】由图可知两电热丝可以组成并联、串联及只接一个电阻,三种况态下电阻大小不同,因电路为纯电阻电路则由功率公式P=可得三种情况下的功率大小,则可知对应的状态。
【解答】解:设每根电阻丝的阻值为R,
当开关S1接b,S2断开时,两电阻串联,总电阻R1=2R;
当开关接a,S2闭合时,两电阻并联,总电阻R2=;
当开关S1接b,S2闭合时,上面的电热丝被短路,总电阻R3=R;
则由P=可得,
当开关S1接b,S2断开时,电路的总功率P1=,电功率最小,即为低温挡;
当开关S1接a,S2闭合时,电路的总功率P2==,电功率最大,即为高温挡;
当开关S1接b,S2闭合时,电路的总功率P3=,电功率不是最大,也不是最小,即为中温挡;
则P1:P2=:=1:4。
故答案为:低温;1:4。
【点评】本题考查对电路的认识及功率公式的应用,在计算中要注意比例式的计算方法。
15.(2分)甲、乙两只灯泡,其I﹣U关系图像如图所示。现将甲、乙两灯串联在电路中,当甲灯两端的电压为2V时,则甲、乙两灯两端电压为 5 V,消耗的总功率是 2 W。
【分析】将甲、乙两灯串联在电路中时通过它们的电流相等,根据图象读出甲灯两端的电压为2V时通过的电流即为通过乙灯泡的电流,再根据图象读出乙灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律算出电源电压,利用P=UI求出消耗的总功率。
【解答】解:将甲、乙两灯串联在电路中,且甲灯两端的电压为2V时,由图象可知通过甲灯泡的电流为0.4A,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,此时通过乙灯泡的电流I乙=I甲=0.4A,
由图象可知,I乙=0.4A时,乙灯泡两端的电压U乙=3V,
则甲、乙两灯两端电压为:
U=U甲+U乙=2V+3V=5V;
则电路消耗的总功率:
P=UI=5V×0.4A=2W。
故答案为:5;2。
【点评】本题考查了串联电路的特点和电功率公式的应用,从图象中获取有用的信息是关键。
三、计算题(每题5分,共10分)
16.(5分)如图所示的电路中,电源电压为9V,灯泡L上标有“6V 1.2W”的字样,闭合开关S,灯泡恰好正常发光,求此时:
(1)电路中通过的电流;
(2)整个电路消耗的电功率。
【分析】(1)闭合开关,灯泡和电阻串联接入电路,灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据P=UI求出通过灯泡L的电流可知通过电路的电流;
(2)根据P=UI求出整个电路消耗的电功率。
【解答】解:(1)闭合开关,灯泡和电阻串联接入电路,灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,
由P=UI可得灯泡正常发光时通过的电流:I===0.2A;
因串联电路中各处的电流相等,所以电路中通过的电流为0.2A;
(2)整个电路消耗的电功率:P=UI=9V×0.2A=1.8W。
答:(1)通过电路的电流为0.2A;
(2)整个电路消耗的电功率为1.8W。
【点评】本题考查了串联电路的特点和电功率公式的应用,是一道较为简单的应用题。
17.(5分)如图所示R1=10Ω,R2=20Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.3A。
(1)通过R2的电流是多少?
(2)通电1minR1产生的热量是多少?
【分析】由电路图可知,两电阻并联接在电源两端,电流表测流过电阻R1的电流;
(1)由欧姆定律求出电源电压,然后由欧姆定律求出电阻R2的阻值;
(2)由电功公式W=UIt可以求出通电1minR1产生的热量。
【解答】解:(1)电源电压U=U1=IAR1=0.3A×10Ω=3V,
通过R2的电流I2===0.15A;
答:通过R2的电流是0.15A。
(2)通电1minR1产生的热量
Q=W=U1I1t=3V×0.3A×60s=54J;
答:通电1minR1产生的热量是54J。
【点评】本题考查了求流过电阻的电流、电阻所产生的热量,是一道基础题,熟练应用并联电路特点、欧姆定律电功公式即可正确解题。
四、简答题(每题2分,共6分)
18.(2分)急刹车时,汽车的轮胎会在地面上留下黑色的痕迹,请说出其中的能量转化过程。
【分析】外界对物体做功,物体内能增加,本质是机械能转化为内能。
【解答】答:紧急刹车时,轮胎要克服地面的摩擦力做功,机械能转化为内能,轮胎的内能急剧增加,温度升高而焦化,所以会在地面上留下黑色的痕迹。
【点评】本题考查了能量的转化过程,属于基础知识。
19.(2分)智能手机是现代社会离不开的通讯工具,但手机扬声器发出的铃声会影响我们工作和学习,所以有时需要把手机调成振动模式,由此可知扬声器和使手机振动的振动器之间是串联的还是并联的?并说出判断的理由。
【分析】串联电路各用电器之间互相影响,并联电路各用电器之间互不影响。
【解答】答:扬声器和使手机振动的电动机之间互不影响,是并联关系。
【点评】此题考查了电路连接方式的判断,属于基础知识。
20.(2分)电能是我们社会生活的重要资源,请写出2条安全用电的注意事项。
【分析】根据安全用电的原则:不接触低压带电体;不靠近高压带电体。结合生活实际列举实例。
【解答】答:(1)有金属外壳的用电器,要用三孔插座,外壳要接地;
(2)禁止用湿抹布擦拭正在工作的用电器。
【点评】本题考查了学生对家庭电路连接、安全用电知识的了解与掌握,平时学习时多了解、多积累,加强安全意识,不能违反。
五、作图、实验与探究题(每图2分,每空1分,26题7分,共24分)
21.(2分)根据安全用电原则将图中的节能灯和开关接入照明电路。
【分析】节能灯的接法:火线进入开关,再进入节能灯顶端的金属点;零线直接接入节能灯的螺旋套。
【解答】解:节能灯接法:火线进入开关,再进入节能灯顶端的金属点,零线直接接入节能灯的螺旋套,这样在断开开关能切断火线,接触节能灯不会发生触电事故。既能控制节能灯,又能更安全。如图所示:
【点评】掌握家庭电路的节能灯、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法,同时考虑使用性和安全性。
22.(2分)如图,小磁针静止在通电螺线管的正上方,请在图中标出电源的正、负极和磁感线方向。
【分析】先根据磁极间的作用规律确定通电螺线管的NS极;
通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似,其周围的磁感线从N极出发、回到S极;
知道通电螺线管的NS极,利用右手螺旋定则确定电流方向,而在电源外部电流从电源正极流出、经用电器回到负极,据此确定电源的正负极。
【解答】解:
(1)由异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的左端为N极、右端为S极;
(2)通电螺线管的左端为N极、右端为S极,其周围的磁感线从N极出发、回到S极,则图中磁感线方向指向右;
(3)通电螺线管的左端为N极、右端为S极,由安培定则可知电流从螺线管的右侧流入、从左侧流出,所以电源右端为正极、左端为负极。如图所示:
【点评】本题考查了磁极间的作用规律、磁感线的方向规定、右手螺旋定则的应用,属于基础题目。
23.(3分)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成简易电磁铁A、B,并设计了如图所示的电路。
(1)实验中是通过电磁铁吸引大头针的多少来判定其磁性强弱的,所使用的物理研究方法是 转换法 。
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁A、B吸引大头针的个数 增加 (选填“增加”或“减少”),根据图示的情境可知,电磁铁 B (选填“A”或“B”)的磁性强。
【分析】(1)利用转换法,通过电磁铁吸引大头针的多少来认识其磁性强弱;
(2)分析滑动变阻器滑片向左移动时,电流的变化,得出电磁铁磁性的变化及吸引大头针个数的多少;根据电磁铁吸引大头针个数的多少判断电磁铁磁性的强弱并分析A、B磁性不同的原因。
【解答】解:(1)磁性的强弱是直接看不出来的,可以通过电磁铁吸引大头针的多少来认识其磁性强弱,电磁铁吸引的大头针越多说明磁性越强,此研究方法是转换法;
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器的阻值减小,电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,吸引大头针的个数增加;
由图知,B吸引大头针的个数较多,说明B的磁性较强,电磁铁A、B串联,电流相等,B的线圈匝数多于A的线圈匝数,说明电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强;
故答案为:(1)转换法;(2)增加;B。
【点评】要掌握影响电磁铁磁性的因素,同时考查了滑动变阻器阻值大小的判断及对电流的影响。
24.(3分)小明所在实验小组利用“伏安法”测量某电阻R的阻值。
(1)小明按图甲电路图正确连接电路,检查无误后,闭合开关,发现电流表没有示数,电压表的示数接近电源电压,则电路故障是 定值电阻断路 。
(2)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3V时,电流表的示数如图乙所示,则电阻R的阻值是 10 Ω。
(3)接下来要多次改变电阻R的两端电压,同时记录电流表示数,收集多组数据,这样做的目的是 求平均值,减小误差 。
【分析】(1)串联电路,先根据电流表判断故障类型,再结合电压表判断故障位置。
(2)根据电流表使用规则进行读数,根据欧姆定律计算出定值电阻的阻值;
(3)测量多组数据的目的有二个:从中找出普遍规律;或者求平均值以减小误差,根据实验目的分析找出与本实验目的相同的实验。
【解答】解:(1)串联电路中,电流表没示数,电路中应该发生了断路。电压表接在定值电阻两端,示数接近电源电压,所以电阻R断路;
(2)电流表选择量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,此时的示数为0.3A,电阻R的阻值是R===10Ω;
(3)多次改变电阻R的两端电压,收集多组数据,多次测量是为了取平均值减小误差。
故答案为:(1)定值电阻断路;(2)10;(3)求平均值,减小误差。
【点评】本题利用“伏安法”测量某电阻R的阻值,考查故障分析、电流表读数及和数据分析,体现数学知识在物理中的运用。
25.(3分)采用如图所示装置探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”,接通电源,瓶内的空气被加热后膨胀,使U形管中的液面发生变化,通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少。
(1)如图所示的实验是探究电流产生的热量跟 电流 的关系,通电一段时间 左瓶 (选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。
(2)让实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。一段时间后电阻丝产生的热量 左瓶 (选填“左瓶”、“右瓶”或“两瓶一样”)多。
【分析】(1)电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变,结合串联电路电流的规律分析;根据焦耳定律Q=I2Rt分析;
(2)根据并联电阻的规律及焦耳定律Q=I2Rt分析。
【解答】解:(1)如图的装置中,右边两个5Ω的电阻并联后与左边5Ω的电阻再串联;
根据串联电路的电流特点可知,右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等,即I右=I左,
两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点可知I右=I内+I外,比较可知I左>I内;
两瓶中电阻相等(均为5Ω),通电时间相等,电流不同,故探究的是电流产生的热量跟电流的关系;
通电一段时间后,由于电阻相同、通电时间相同、I左>I内,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,左瓶内的电阻丝产生的热量多。
(2)让实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,右瓶中两根电阻丝对瓶内空气进行加热;根据并联电路总电阻的计算公式可得,右瓶中两根5Ω电阻丝的总电阻为2.5Ω,小于5Ω,即R左>R右;
两瓶内电阻丝的总电阻不相等,通电时间相等,电流相等,通电一段时间后,由于电流相同(即I右=I左)、通电时间相同、R左>R右,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,左瓶内的电阻丝产生的热量多。
故答案为:(1)电流;左瓶;(2)左瓶。
【点评】本题探究“导体产生的热量与什么因素有关”,考查控制变量法、串联和并联电路的规律及焦耳定律的运用。
26.(4分)小明同学用如图甲电路测定小灯泡的电功率,小灯泡标有“2.5V”字样。
(1)小明按电路图正确连接好电路,闭合开关,小灯泡不亮,电流表和电压表指针都有较小的偏转,则小灯泡不亮的原因是 C (填字母)。
A.小灯泡烧坏
B.小灯泡短路
C.小灯泡的实际功率太小
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,其读数是 1.1 V;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 左 端移动(选填“左”或“右”)。
(3)调节滑动变阻器,当小灯泡正常发光时,电流表的示数为0.25A。小灯泡的额定功率是 0.625 W。
【分析】(1)电流表和电压表指针都有较小的偏转,说明电路为通路,且灯泡没有短路;小灯泡不亮,说明电路中电流过小,据此分析;
(2)根据电压表选用量程确定分度值读数,比较电压表示数与灯泡额定电压的大小,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P=UI求灯的额定功率。
【解答】解:(1)闭合开关,电流表和电压表指针都有较小的偏转,说明电路为通路,且灯泡没有短路;小灯泡不亮,说明电路中电流过小,灯的实际功率太小,故选:C;
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,电压选用小量程,分度值为0.1V,其读数是1.1V,小于灯的额定电压2.5V,为了测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左移动,直到电压表示数为额定电压;
(3)调节滑动变阻器,当小灯泡正常发光时,电流表的示数为0.25A,小灯泡的额定功率是:
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
故答案为:(1)C;(2)1.1;左;(3)0.625。
【点评】本题测量小灯泡功率的实验,考查了故障分析、电压表读数、实验操作和功率的计算,要知道灯泡正常发光时的电压等于其额定电压。
27.(7分)小明利用如图甲电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变,小明选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个电阻进行实验,电路图如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路连接完整,且使滑动变阻器滑片向右移动时电流表示数变大。(导线不能交叉)
(2)他在实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压表示数保持 2.5 V不变,记下电流表的示数,得到图丙所示I﹣R图像。
(3)由实验图像可得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成 反比 ;
(4)上述实验中,滑动变阻器的作用除了保护电路外,还有控制定值电阻两端电压 不变 的作用。
(5)为完成整个实验,应选择最大阻值至少为 35 Ω的滑动变阻器。
(6)利用本实验的器材, 能 (选填“能”或“不能”)探究“并联电路各支路用电器两端的电压与电源两端电压的关系”。
【分析】(1)变阻器滑片向右滑动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器连入电路的电阻变小,从而确定滑动变阻器接入的接线柱;
(2)根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压相同;
(3)根据图像中电流与电阻之积为一定值分析得出结论;
(4)探究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变;
(5)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入25Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻,进而确定滑动变阻器的规格;
(6)根据电源电压和电压表的量程分析解答。
【解答】解:(1)滑片向右滑动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器连入电路的电阻变小,故滑动变阻器右下接线柱连入电路中,如图所示:;
(2)探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应调节滑动变阻器分得的电压,定值电阻两端的电压始终保持UV=IR=0.5A×5Ω=...=0.1A×25Ω=2.5V;
(3)由图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比;
(4)探究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外,还有控制电阻电压不变的作用;
(5)由图丙可知,实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=6V﹣2.5V=3.5V,变阻器分得的电压为电压表示数的=1.4倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=1.4×25Ω=35Ω,即完成该实验中所选用的滑动变阻器至少要35Ω;
(6)由于电源电压为6V,电压表可选用0~15V的量程,所以利用本实验的器材能探究并联电路各支路用电器两端的电压与电源两端电压的关系。
故答案为:(1)如图所示;(2)2.5;(3)反比;(4)不变;(5)35;(6)能。
【点评】本题探究电流与电阻关系,考查电路连接、故障分析、控制变量法、欧姆定律的应用、实验操作和器材的选择。
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