内容正文:
2024-2025学年度九年级正月联考综合素质调研
物理试题
一、填空题(每空2分,共20分)
1. 腌腊肉是安庆人过年必备的美食,制作方法是将猪肉切成小块后,用食盐均匀抹在猪肉表面,让食盐进入猪肉中,俗称“入味”,腌制时间越长,就越入味也就越好吃,从物理学角度看,“入味”是_____的结果。
2. 在消防安全教育中,消防员给同学们做了“面粉爆炸实验”,如图所示,在无盖小筒里放入干燥面粉,点燃蜡烛,用筒盖盖上大筒,向小筒内鼓入空气,使面粉弥漫在大筒内,面粉迅速被点燃引发爆炸,把筒盖冲起。筒盖被冲起的过程与汽油机的______冲程能量转化情况相同。
3. 小明利用家中的燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。将的水从加热到,消耗了天然气(假设天然气完全燃烧),已知水的比热容为,天然气的热值为,则此次燃气灶烧水的效率为______。
4. 如图所示的电路中,若要使灯L1和L2连成并联电路,应闭合开关________。
5. 如图所示,电源电压保持不变,a是从电压表负接线柱引出的导线接头与b处相接时,电压表示数为;使a与b处断开,然后与c处相接,闭合开关S后,电压表示数为,这时灯泡两端的电压为______
6. 如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=15Ω,闭合开关S,电流表A1的示数为0.8A, 电流表A的示数为1.2A,则电阻 R2=______Ω。
7. 如图所示的电路中,电阻。闭合开关,将单刀双掷开关掷于a端,电压表示数为;将切换到b端,电压表示数为1.5V,则电阻的阻值为________。
8. 标有“6V1.5W”的小灯泡,通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示,若把这样的三只灯泡串联起来,接在12V的电源两端,灯泡的实际功率约为 _____W。
9. 如图所示的家庭电路,当闭合开关时,发现电灯不亮。若原因是图中打“x”的位置发生了断路。则在开关闭台的情况下,用测电笔测试电路中A点时,测电笔氖管________(选填“会“或“不会”)发光。
10. 图示电路中,。当闭合,断开时,电流表示数为,当断开,闭合时,内电流通过产生的热量是_____。
二、单选题(每题2分,共14分)
11. 封闭在容器内的气体,是由大量的气体分子组成的,这些分子都在不停地做无规则运动.下列有关说法正确的是
A. 温度一定时,气体分子的运动速度大小都相同
B. 温度一定时,向各个方向运动的气体分子都有
C. 温度升高时,每个气体分子的运动速度都增大
D. 温度降低时,所有气体分子的运动方向都相同
12. 2024年9月,中国蓝箭航天成功完成朱雀三号十公里级垂直起降飞行试验,标志着中国商业航天在可重复使用运载火箭技术上取得重大突破。下列关于朱雀三号升空过程的分析正确的是( )
A. 发射朱雀三号火箭的发动机不是热机
B. 发射朱雀三号的火箭利用氢做燃料是因为氢的热值大
C. 发射朱雀三号的火箭对氢能的利用效率可以达到100%
D. 朱雀三号火箭加速升空消耗氢燃料过程中,氢的热值减小
13. 老师给小龙一个密封盒,其表面可见两个开关S1、S2和两盏灯L1、L2。为了探究开关和灯在密封盒内是如何连接的,小龙进行了如下操作:先闭合S1,只有灯L1发光;又闭合S2,两灯都发光:再断开S1,两灯都熄灭。符合上述实验结果的连接方式为( )
A B.
C. D.
14. 如图所示,R1和R2均为定值电阻,闭合开关S,电流表指针明显偏转,电压表几乎无示数,如果R1或R2一处发生故障,则下列判断正确的是( )
A. R1短路 B. R2短路 C. R1断路 D. R2断路
15. 在图示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P自左向右滑动,则
A. 电流表A的示数减小
B. 电压表V2的示数减小
C. 电压表V1与电流表A的示数比值减小
D. 电压表V2与电流表A的示数比值减小
16. 下列关于家庭电路和安全用电的说法中,正确的是( )
A. 空气开关自动断开一定是用电器总功率过大而引起的
B. 用测电笔判断火线与零线时,手不能接触笔尾金属体
C. 将电冰箱的三脚插头改为二脚插头,仍然可以放心使用
D. 即使不接触高压带电体,也有可能触电
17. 如图甲是定值电阻 R和标有“8V 8W”灯泡L的I-U关系图像。如图乙所示,电源电压恒定不变,电流表量程为0~3A,滑动变阻器标有20Ω 1A字样,当闭合开关S、S2,断开开关S1,将滑动变阻器R的滑片移到b端时,灯泡L的实际功率为1W。在保证电路安全的情况下,下列说法错误的是( )
A. 电源电压为12V
B. 定值电阻R1的阻值为10Ω
C. 灯泡正常发光时的电流为1A
D. 当开关S、S1闭合,S2断开时,调节滑片P,整个电路的最大总功率为14.4W
三、实验题
18. 如图是“探究水和煤油的吸热能力”的实验装置。实验记录如下表:
物质
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
水
20
4
30
煤油
20
4
40
(1)实验中利用相同规格的电加热器给水和煤油加热,需要控制水和煤油的______(选填“质量”或“体积”)相等;
(2)本实验是通过比较________来反映水和煤油吸热能力的强弱;分析数据可知______(选填“水”或“煤油”)的吸热能力较强。
19. 图甲为小英同学设计的“探究电流与电压的关系”电路图,电源两端电压为,滑动变阻器的规格为“50Ω、1.5A”。
(1)请按照图甲,将图乙中的实物电路连接完整_______;
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片移至电阻值最大处,闭合开关,移动滑片,小英发现电流表和电压表均无示数。为了排查电路故障,她断开开关,然后按图丙所示的电路图,只将与电压表“+”接线柱相连导线的另一端拆下,并正确连接到滑动变阻器的接线柱上。重复前面的操作,发现电压表有示数且保持不变,电流表始终无示数。若电路中只有一处故障,则故障可能是_____。
(3)排除故障后进行实验,得到的实验数据如下表所示。
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压
0.30
0.60
0.90
1.20
1.50
1.80
电流
008
0.15
0.23
0.30
038
0.45
分析表中的数据,可以初步得出结论,在电阻一定的情况下,_____。
20. 图甲是某小组同学进行了“测量小灯泡电功率”的实验电路,电源电压为3V且保持不变,小灯泡的额定电压为2.5V,请你完成下列问题:
(1)闭合开关,将移动滑动变阻器的滑片到某一位置时,电压表示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率,接下来的详细操作是:________;
(2)流过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图像,如图丙所示。根据图像丙可知,该小灯泡的额定功率为________W;
(3)实验结束后,小组同学经讨论明确了小灯泡的I-U图像是曲线的原因,你认为其原因是:________。
四、解答题(第21题5分,第22题6分,第23题7分,共18分)
21. 一辆汽车在平直公路上匀速行驶5.6 km,受到的阻力是3×103N,消耗燃油1.2 kg(假设燃油完全燃烧)。燃油的热值是4×107J/kg,求:
(1)汽车牵引力做的功。
(2)该汽车热机效率。
22. 在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10 Ω,滑动变阻器R2标有“50 Ω 2 A”字样,电流表的量程选择“0~3 A”。只闭合开关S1,电流表的示数为0.8 A;再闭合S2,电流表的示数为1.2 A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2接入电路的阻值;
(3)该电路的最大电功率。
23. 图甲为某电火锅的铭牌,其内部简化电路如图乙所示,R1、R2为阻值一定的电热丝,且。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态,可以让电火锅在不同挡位工作。
(1)电火锅在低温挡工作时,开关S1、S2分别处于什么状态?
(2)求的值;
(3)若家庭电路的电压是,某插座的额定电流是,用该插座仅给电火锅供电,从安全用电和加热快这两个角度综合考虑,应选择哪个挡位?说明理由。
××牌电火锅
额定电压
220V
额定功率
低温挡
500W
中温挡
1000W
高温挡
1500W
甲
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2024-2025学年度九年级正月联考综合素质调研
物理试题
一、填空题(每空2分,共20分)
1. 腌腊肉是安庆人过年必备的美食,制作方法是将猪肉切成小块后,用食盐均匀抹在猪肉表面,让食盐进入猪肉中,俗称“入味”,腌制时间越长,就越入味也就越好吃,从物理学角度看,“入味”是_____的结果。
【答案】分子热运动
【解析】
【详解】“入味” 是分子热运动的结果。扩散现象是指不同物质在相互接触时,彼此进入对方的现象。腌制腊肉时,食盐分子和猪肉分子彼此进入对方,时间越长,扩散越充分,就越“入味”。
2. 在消防安全教育中,消防员给同学们做了“面粉爆炸实验”,如图所示,在无盖小筒里放入干燥面粉,点燃蜡烛,用筒盖盖上大筒,向小筒内鼓入空气,使面粉弥漫在大筒内,面粉迅速被点燃引发爆炸,把筒盖冲起。筒盖被冲起的过程与汽油机的______冲程能量转化情况相同。
【答案】做功
【解析】
【详解】面粉点燃时,化学能转化为内能;筒盖被冲起,内能转化为机械能。汽油机的做功冲程将内能转化为机械能,它们的能量转化情况相同。
3. 小明利用家中的燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。将的水从加热到,消耗了天然气(假设天然气完全燃烧),已知水的比热容为,天然气的热值为,则此次燃气灶烧水的效率为______。
【答案】
【解析】
【详解】水吸收的热量为
天然气放出的热量为
燃气灶烧水的效率为
4. 如图所示的电路中,若要使灯L1和L2连成并联电路,应闭合开关________。
【答案】S1和S3
【解析】
【详解】若要使灯L1和L2组成连成并联电路,则应使两灯分别在一条支路上,分别接在电源两极之间,应闭合开关S1、S3。
5. 如图所示,电源电压保持不变,a是从电压表负接线柱引出的导线接头与b处相接时,电压表示数为;使a与b处断开,然后与c处相接,闭合开关S后,电压表示数为,这时灯泡两端的电压为______
【答案】
【解析】
【详解】由题电源电压保持不变,a与b处相接时,电压表测电源电压,即电源电压为U=6.0V.使a与b处断开,然后与c处相接,闭合开关S后,电压表测小灯泡L1两端的电压,即U1=4.5V,根据串联电路的电压关系,灯泡L2两端的电压
U2=U-U1=6V-4.5V=1.5V.
6. 如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=15Ω,闭合开关S,电流表A1的示数为0.8A, 电流表A的示数为1.2A,则电阻 R2=______Ω。
【答案】30
【解析】
【详解】由图可知,闭合开关S,R1和R2并联,电流表A测量干路电流,电流表A1测量R1的电流。根据欧姆定律可得R1两端的电压为
U1=I1R1=08A×15Ω=12V
根据并联电路电压关系,R2两端电压
U2=U1=12V
根据并联电路电流特点,通过R2的电流
I2=I-I1=1.2A-0.8A=0.4A
则
7. 如图所示的电路中,电阻。闭合开关,将单刀双掷开关掷于a端,电压表示数为;将切换到b端,电压表示数为1.5V,则电阻的阻值为________。
【答案】8
【解析】
【详解】闭合开关,将单刀双掷开关掷于a端时,两电阻串联,电压表测量电源电压,此时电压表示数为,可知电源电压为2.5V;将切换到b端时,电压表测量R0两端电压,此时R0两端电压为,此时Rx两端电压为
由串联电路中电流处处相等,可得通过两电阻的电流相等,则有
由得
代入数据得
解得,的阻值为
8. 标有“6V1.5W”的小灯泡,通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示,若把这样的三只灯泡串联起来,接在12V的电源两端,灯泡的实际功率约为 _____W。
【答案】0.8
【解析】
【详解】因为相同规格三灯泡的电阻相等,所以,三只相同灯泡串联接在12V的电源两端时,它们分得的电压相等,即每只灯泡两端的电压都为U=4V,由图像可知,当U=4V时,通过灯泡的电流I=0.2A,所以每只灯泡的实际功率为
P=UI=4V×0.2A=0.8W
9. 如图所示的家庭电路,当闭合开关时,发现电灯不亮。若原因是图中打“x”的位置发生了断路。则在开关闭台的情况下,用测电笔测试电路中A点时,测电笔氖管________(选填“会“或“不会”)发光。
【答案】会
【解析】
【详解】如果开关闭合后,灯不亮,经检查,是图中打“x”的位置发生了断路,则A点通过灯泡、开关与火线连通,A点与零线之间断开,即A点也带电,故A点会使氖管发光。
10. 图示电路中,。当闭合,断开时,电流表示数为,当断开,闭合时,内电流通过产生的热量是_____。
【答案】12
【解析】
【详解】当S1闭合,S2断开时,R1与R3串联,此时电路中的总电阻
因为R1=6Ω,R3的电阻为
当S1断开,S2闭合时,R2与R3串联,此时电路中的总电阻
此时电路中的电流
内电流通过产生的热量是
二、单选题(每题2分,共14分)
11. 封闭在容器内的气体,是由大量的气体分子组成的,这些分子都在不停地做无规则运动.下列有关说法正确的是
A. 温度一定时,气体分子的运动速度大小都相同
B. 温度一定时,向各个方向运动的气体分子都有
C. 温度升高时,每个气体分子的运动速度都增大
D. 温度降低时,所有气体分子的运动方向都相同
【答案】B
【解析】
【详解】A、温度一定时,气体分子的运动速度大小没有规律,故A错;
B、温度一定时,分子运动没有规律分子运动朝各个方向,故B正确;
C、温度升高时,大部分气体分子速度增大,不是每个气体分子速度增大,故C错;
D、温度降低时,气体分子运动还是朝各个方向,故D错;
12. 2024年9月,中国蓝箭航天成功完成朱雀三号十公里级垂直起降飞行试验,标志着中国商业航天在可重复使用运载火箭技术上取得重大突破。下列关于朱雀三号升空过程的分析正确的是( )
A. 发射朱雀三号火箭的发动机不是热机
B. 发射朱雀三号的火箭利用氢做燃料是因为氢的热值大
C. 发射朱雀三号的火箭对氢能的利用效率可以达到100%
D. 朱雀三号火箭加速升空消耗氢燃料过程中,氢的热值减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.发射朱雀三号火箭的发动机是将内能转化为机械能的装置,因此是热机,故A错误;
B.发射朱雀三号的火箭利用氢做燃料是因为氢的热值大,燃烧相同的质量与其他燃料相比可以释放更多的热量,故B正确;
C.任何热机在使用时都会由于摩擦等产生额外功,因此发射朱雀三号的火箭对氢能的利用效率达不到100%,故C错误;
D.热值是燃料的一种属性,与物质的种类有关,因此朱雀三号火箭加速升空消耗氢燃料过程中,氢的热值不变,故D错误。
故选B。
13. 老师给小龙一个密封盒,其表面可见两个开关S1、S2和两盏灯L1、L2。为了探究开关和灯在密封盒内是如何连接的,小龙进行了如下操作:先闭合S1,只有灯L1发光;又闭合S2,两灯都发光:再断开S1,两灯都熄灭。符合上述实验结果的连接方式为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,先闭合S1时,只有灯L1发光;又闭合S2,两灯都发光:再断开S1,灯L2发光,故A不符合题意;
B.由图可知,先闭合S1时,只有灯L1发光;又闭合S2,两灯都发光:再断开S1,两灯都不发光,故B符合题意;
C.由图可知,先闭合S1时,两灯不发光;故C不符合题意。
D.由图可知,先闭合S1时,两灯都发光;故D不符合题意。
故选B。
14. 如图所示,R1和R2均为定值电阻,闭合开关S,电流表指针明显偏转,电压表几乎无示数,如果R1或R2一处发生故障,则下列判断正确的是( )
A. R1短路 B. R2短路 C. R1断路 D. R2断路
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】由图可知,R1和R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流。
A.如果R1短路,电压表被短路,电压表无示数,电路是通路,电流表有示数,故A正确;
B.如果R2短路,只有R1的简单电路,电压表和电流表都有示数,故B错误;
C.如果R1断路,电压表串联在电路中,电压表有示数,电路中电流很小,电流表没有示数,故C错误;
D.如果R2断路,整个电路断路,电流表和电压表都没有示数,故D错误。
故选A
15. 在图示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P自左向右滑动,则
A. 电流表A的示数减小
B. 电压表V2的示数减小
C. 电压表V1与电流表A的示数比值减小
D. 电压表V2与电流表A的示数比值减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.如图所示,闭合开关S后,电路中两个电阻R1、R2是串联,当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时,电阻R1变小,由欧姆定律可知,电路中电流变大,故错误;
B.电压表V2测量的是R2两端电压,由 可得
电流变大,电阻R2不变,因此电压表V2的示数变大,故错误;
C.电压表V1测量的是R1两端电压,滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时,电阻R1变小,而电压表V1与电流表A的示数比值就是R1的电阻,故正确;
D.电阻R2不变,因此电压表V2与电流表A的示数比值不变,故错误。
故选C。
16. 下列关于家庭电路和安全用电的说法中,正确的是( )
A. 空气开关自动断开一定是用电器总功率过大而引起的
B. 用测电笔判断火线与零线时,手不能接触笔尾金属体
C. 将电冰箱的三脚插头改为二脚插头,仍然可以放心使用
D. 即使不接触高压带电体,也有可能触电
【答案】D
【解析】
【详解】A.空气开关跳闸有两种原因,一是用电器的总功率过大,二是发生短路现象,故A错误;
B.使用试电笔辨别火线和零线时,手要接触笔尾的金属体,但不能接触笔尖的金属体,防止发生触电,故B错误;
C.若金属外壳的用电器外壳万一带电,为了让电流通过导线导入大地,防止造成触电事故的发生,所以三孔插座中多出一个专门用于接地的孔,目的是让金属外壳与大地相连,因此接入电冰箱、洗衣机、电暖器等家用电器都要使用三孔插座,所以不可以将电冰箱的三脚插头改为二脚插头,故C错误;
D.当人靠近高压线路,且小于安全距离时,高压线路与人之间产生放电,造成高压电弧触电,故D正确。
故选D。
17. 如图甲是定值电阻 R和标有“8V 8W”灯泡L的I-U关系图像。如图乙所示,电源电压恒定不变,电流表量程为0~3A,滑动变阻器标有20Ω 1A字样,当闭合开关S、S2,断开开关S1,将滑动变阻器R的滑片移到b端时,灯泡L的实际功率为1W。在保证电路安全的情况下,下列说法错误的是( )
A. 电源电压为12V
B. 定值电阻R1的阻值为10Ω
C. 灯泡正常发光时的电流为1A
D. 当开关S、S1闭合,S2断开时,调节滑片P,整个电路的最大总功率为14.4W
【答案】D
【解析】
【详解】A.当闭合开关S、S2,断开开关S1时,灯泡L和R2串联;将滑动变阻器R2的滑片P移到b端时,滑动变阻器接入最大阻值20Ω;由题可知,此时灯泡L的实际功率为lW,观察图甲可得,此时小灯泡两端的电压UL实=2V,IL实=0.5A;即串联电路中的电流I'=0.5A;则滑动变阻器两端的电压
电源电压
故A正确,不符合题意;
B.由图甲可知,定值电阻
故B正确,不符合题意;
C.已知灯泡标有“8V 8W”,则灯泡正常发光时的电流
故C正确,不符合题意;
D.当开关S、S1闭合,S2断开时,R1和R2串联,根据P=UI可知,电流越大,电路的总功率越大;在保证电路中各元件都安全的前提下,减小滑动变阻器接入电路的阻值,可增大电路中的电流;若R2接入的电阻为0Ω,此时电路中的电流
大于滑动变阻器能承受的最大电流1A,因此为保证电路安全,电路允许通过的最大电流Imax=1A,则整个电路的最大总功率
Pmax=UImax=l2V×lA=12W
故D错误,符合题意。
故选D。
三、实验题
18. 如图是“探究水和煤油的吸热能力”的实验装置。实验记录如下表:
物质
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
水
20
4
30
煤油
20
4
40
(1)实验中利用相同规格的电加热器给水和煤油加热,需要控制水和煤油的______(选填“质量”或“体积”)相等;
(2)本实验是通过比较________来反映水和煤油吸热能力的强弱;分析数据可知______(选填“水”或“煤油”)的吸热能力较强。
【答案】(1)质量 (2) ①. 升高的温度 ②. 水
【解析】
【小问1详解】
根据比较不同物质吸热能力的方法,要控制物质的质量相同,即实验中应保证水和煤油的初温与质量都相同,这用到了控制变量法。
【小问2详解】
[1]用相同的电加热器对液体加热,在相等时间内液体吸收的热量相等,加热时间越长,液体吸收的热量越多,可以用加热时间长短表示吸收热量的多少,温度的变化反映液体吸热能力的强弱,故本实验是通过比较升高的温度来反映水和煤油吸热能力的强弱。
[2]由表中数据知道,加热了4min,即吸收相同的热量,水的温度升高了10℃,煤油升高了20℃,所以水的吸热能力强。
19. 图甲为小英同学设计的“探究电流与电压的关系”电路图,电源两端电压为,滑动变阻器的规格为“50Ω、1.5A”。
(1)请按照图甲,将图乙中的实物电路连接完整_______;
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片移至电阻值最大处,闭合开关,移动滑片,小英发现电流表和电压表均无示数。为了排查电路故障,她断开开关,然后按图丙所示的电路图,只将与电压表“+”接线柱相连导线的另一端拆下,并正确连接到滑动变阻器的接线柱上。重复前面的操作,发现电压表有示数且保持不变,电流表始终无示数。若电路中只有一处故障,则故障可能是_____。
(3)排除故障后进行实验,得到的实验数据如下表所示。
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压
0.30
0.60
0.90
1.20
1.50
1.80
电流
0.08
0.15
0.23
0.30
0.38
0.45
分析表中的数据,可以初步得出结论,在电阻一定的情况下,_____。
【答案】(1) (2)电流表断路
(3)电流与电压成正比
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,滑动变阻器的滑片P向右移时,电阻减小,因此滑动变阻器的右下接线柱与电流表串联,由实验测得的表格中的数据可知,电流表选择小量程,实物电路连接如下
【小问2详解】
由电路图甲可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流。由于电流表无示数,说明电路中某处断开,电压表无示数说明电压表不能与电路两极连通;由电路图丙可知,电压表测量定值电阻和电流表两端的电压,此时电压表有示数,说明电压表能与电源两极连通,则故障可能是电流表断路了。
【小问3详解】
由表中数据可知,分析表中的数据,我们可以计算出每次实验中电压与电流的比值:
第一次:
第二次:
第三次:
第四次:
第五次:
第六次:
在误差允许的范围内,电流与电压的比值不变,即:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
20. 图甲是某小组同学进行了“测量小灯泡电功率”的实验电路,电源电压为3V且保持不变,小灯泡的额定电压为2.5V,请你完成下列问题:
(1)闭合开关,将移动滑动变阻器的滑片到某一位置时,电压表示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率,接下来的详细操作是:________;
(2)流过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图像,如图丙所示。根据图像丙可知,该小灯泡的额定功率为________W;
(3)实验结束后,小组同学经讨论明确了小灯泡的I-U图像是曲线的原因,你认为其原因是:________。
【答案】 ①. 将滑片向左移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V ②. 0.625 ③. 小灯泡的电阻随温度的升高而增大
【解析】
【详解】(1)[1]灯在额定电压下正常发光,图乙中电压表选用小量程,分度值为,示数为,小于灯泡的额定电压,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,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故应该将滑片向左移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压。
(2)[2]根据图丙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图像知,灯在额定电压时的电流为,则小灯泡的额定功率是
(3)[3]由图丙可知,灯泡两端的电压增大,通过灯泡的电流也增大,但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加的更快,由欧姆定律可知,小灯泡的电阻随电压增大而增大,由可知,电压和电流都增大时,电功率增大,温度升高,说明小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
四、解答题(第21题5分,第22题6分,第23题7分,共18分)
21. 一辆汽车在平直公路上匀速行驶5.6 km,受到的阻力是3×103N,消耗燃油1.2 kg(假设燃油完全燃烧)。燃油的热值是4×107J/kg,求:
(1)汽车牵引力做的功。
(2)该汽车的热机效率。
【答案】(1) 1.68 × 107 J;(2)35%
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)汽车匀速运动时,牵引力等于阻力为3×103N,行驶的距离为5.6km,则可得汽车牵引力做的功
W=Fs=3×103N×5600m=1.68×107J
(2)消耗的燃油产生的热量为
Q=mq=1.2kg×4×107J/kg=4.8×107J
所以可得该汽车的热机效率
η===35%
答:(1)汽车牵引力所做的功为1.68×107J;
(2)汽车的热机效率为35% 。
22. 在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10 Ω,滑动变阻器R2标有“50 Ω 2 A”字样,电流表的量程选择“0~3 A”。只闭合开关S1,电流表的示数为0.8 A;再闭合S2,电流表的示数为1.2 A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2接入电路的阻值;
(3)该电路的最大电功率。
【答案】(1)8V;(2)20Ω;(3)22.4 W
【解析】
【详解】解:(1)只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路, 由欧姆定律可得电源电压
U=I1R1=08A×10Ω=8V
(2)闭合开关S1后,再闭合S2时,R1与R2并联,电流表测干路的电流,由并联电路各支路可独立工作、互不影响,通过R1的电流保持不变,根据并联电路电流的规律,则通过R2的电流
I2=I总-I1=1.2 A―0.8 A =0.4 A
由欧姆定律,电阻R2接入电路的阻值
(3)滑动变阻器R2标有“50 Ω 2 A”字样,可知滑动变阻器允许通过的最大电流I0=2 A,若电流表的示数I=3 A,则通过R2的电流
I2′=I﹣I1=3A﹣0.8 A=2.2 A > 2 A
故电路的最大电流
Imax=I1+I0=0.8 A + 2 A=2.8 A
则此时电路的功率最大
Pmax=UImax=8 V×28 A=22.4 W
答:(1)电源电压为8V;
(2)电阻R2接入电路的阻值为20Ω;
(3)该电路的最大电功率为22.4 W。
23. 图甲为某电火锅的铭牌,其内部简化电路如图乙所示,R1、R2为阻值一定的电热丝,且。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态,可以让电火锅在不同挡位工作。
(1)电火锅在低温挡工作时,开关S1、S2分别处于什么状态?
(2)求的值;
(3)若家庭电路的电压是,某插座的额定电流是,用该插座仅给电火锅供电,从安全用电和加热快这两个角度综合考虑,应选择哪个挡位?说明理由。
××牌电火锅
额定电压
220V
额定功率
低温挡
500W
中温挡
1000W
高温挡
1500W
甲
【答案】(1)S1断开,S2闭合;(2);(3)中温挡
【解析】
【详解】解:(1)根据可知,电火锅在低温挡工作时,电路中电阻应该最大,由题意可知,故当R2单独接入电路后,电路中的功率最小,为低温挡,此时开关S1断开,S2闭合。
(2)根据并联电路电阻规律可知,若R1、R2并联,电路中电阻最小,根据可知,功率最大,为高温挡,由(1)可知当R2单独接入电路后,为低温挡,所以R1单独接入电路后,为中温挡,根据可知,R1、R2的阻值之比为
(3)该插座最大允许接入的最大功率为
所以功率之间关系为
从安全用电和加热快这两个角度综合考虑选用中温挡。
答:(1)电火锅在低温挡工作时,开关S1断开,S2闭合;
(2)的值为;
(3)从安全用电和加热快这两个角度综合考虑,应选择中温挡。
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