内容正文:
2023-2024学年山东省德州市宁津县张宅中学九年级(上)第二次月考物理试卷
一、单选题:本大题共12小题,共36分。
1. 关于分子运动理论与内能,下列说法正确的是
A. 雪花漫天飞舞,说明分子在做无规则运动
B. 物体的温度越高,扩散越快
C. 液体不易被压缩是因为分子间存在引力
D. “钻木取火”是通过热传递的方式改变内能
2. 下列事例中,改变物体内能的途径与其他三项不同的是( )
A. 柴火烧水 B. 压缩空气发热
C. 冬天搓手取暖 D. 钻木取火
3. 如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程,它是
A. 压缩冲程,将化学能转化成内能
B. 压缩冲程,将机械能转化成内能
C. 做功冲程,将内能转化成机械能
D. 做功冲程,将机械能转化成内能
4. 汽油机工作时的热损失情况是:汽缸散热损失30%,废气带走35%,机械摩擦损耗10%,则完全燃烧2g汽油(热值为4.6×107J/kg)获得的机械能是( )
A. 2.76×104J B. 3.22×104J C. 2.3×104J D. 0.92×104J
5. 用毛皮摩擦过橡胶棒接触验电器的金属球(如图所示),发现验电器的两个金属箔片张开.以下说法正确的是( )
A. 毛皮和橡胶棒摩擦过程中创造了电子
B. 毛皮和橡胶棒摩擦的过程中橡胶棒得到电子
C. 验电器的金属箔片张开是因为带了异种电荷
D. 橡胶棒接触验电器金属球时,电子向橡胶棒转移
6. 现有A、B、C三个轻质小球,已知A带负电,A和B互相吸引,C和A互相排斥,则( )
A. B一定不带电,C带正电 B. B可能带正电,C带正电
C. B一定带正电,C带负电 D. B可能不带电,C带负电
7. 关于电路的知识,下列说法中不正确的是( )
A. 金属中的电流方向跟自由电子定向移动的方向相反
B. 为使两灯同时亮、同时灭,两灯一定要串联
C. 在电路中,电源是把其他形式的能转化为电能的装置
D. 一般的电路是由电源、用电器、开关和导线组成的
8. 下列描述最符实际的是( )
A. 若S1、S2和S3都闭合时,则L1和L2并联
B. 若S1、S2和S3都闭合时,则L1和L2串联
C. 若S2断开,S1和S3闭合时,则L1和L2并联
D. 若S1断开,S2和S3闭合时,则L1和L2串联
9. 如图所示,开关闭合,两个灯泡都不发光,电流表指针几乎不动,而电压表指针有明显偏转,该电路故障可能是
A. 电流表开路,并且L1、L2灯丝断了
B. L1灯丝断了
C. 灯泡L2开路
D. 灯泡L1短路
10. 如图所示,电源电压不变,当开关s闭合,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列判断正确的是( )
A. 灯L1将变亮 B. 电压表示数不变
C. 电流表的示数变大 D. 电流表示数变小
11. 家庭常用的电吹风既能吹冷风又能吹热风.下列电路中最符合电吹风工作要求的是( )
A. B.
C D.
12. 如1图所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如2图所示,下列说法不正确的是( )
A. 电源电压是9V
B. 定值电阻R的阻值是6Ω
C. 滑动变阻器的阻值范围是0~18Ω
D. 若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9V
二、填空题:本大题共5小题,共14分。
13. 用热水袋取暖是通过_____改变内能的,手搓取暖是通过_____改变内能的.发动机用水来作冷却液是因为水的_____较大.
14. 如图所示,在一个配有活塞的厚透明筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速下压,压缩空气__________,使筒内空气的内能增大,温度升高,观察到硝化棉___________.上述改变物体内能的方式与发烧时用冷毛巾给头部降温改变物体内能的方式_____(选填“相同”或“不相同”).
15. 小明房间天花板上安装了吊灯,墙壁上安装了壁灯,它们之间是______联的。小明家里打开的灯越多,电路的总电阻______,总电流______。(后两空均选填“越大”“越小”或“不变”)
16. 某导体两端电压为12V,通过的电流为0.8A,该导体的电阻为_____Ω;若导体两端的电压是18V,则通过的电流为_____A,这时导体的电阻为_____Ω.
17. 如图示的电路中,电源电压若保持不变,R1=6Ω,R2=4Ω.如果开关S1、S2都断开时,电流表的示数为0.6A,那么电压表的示数为_____V.如果开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为1.2A,那么R3的阻值是_____Ω.
三、作图题:本大题共2小题,共6分。
18. 在虚线框内将如图所示的实物电路改画成电路图。
19. 按照图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,完成图乙的电路连接.
四、实验探究题:本大题共3小题,共15分。
20. 某同学用同一个加热装置分别给质量和初温都相同的水和煤油加热,分别记录加热时间和升高的温度,根据记录的数据作出了两种液体的温度(T)随时间(t)变化的图象(如图)。
(1)根据图象,给水和煤油加热相同的时间,水和煤油吸收的热量______(填“水比较多”“煤油比较多”或“一样多”);要使水和煤油升高相同的温度,应给______加热更长的时间,这说明______的吸热能力强些;
(2)已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),则煤油的比热容是______。
21. 小美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,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)请根据图甲的电路图将图乙实物图补充完整____;(导线不允许交叉)
(2)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙I-R图像。
①由实验图像可得出的结论:______;
②上述实验中,小明利用的电阻完成实验后,接下来的操作是:将10Ω的电阻接入电路中,闭合开关,向______(选填“左”或“右”)移动滑片,使电压表示数为______V,读出电流表的示数。
(3)为完成整个实验,根据上述定值电阻,应选择最大阻值至少为______Ω的滑动变阻器。
22. 小亮在做测量小灯泡的电阻的实验中,所用小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)将实物电路图甲补充完整____;
(2)闭合开关,若发现灯泡不亮,电流表指针几乎不偏转,电压表示数接近电源电压则电路故障的原因可能是______;若发现灯泡不亮,电流表有较大示数,电压表示数为零,则故障的原因是______;
(3)闭合开关,若发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是______;(填序号)
A. 更换小灯泡
B. 检测电路是否断路
C. 移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
(4)故障排除后,小亮分别测出小灯泡的几组电压和电流值,记录在表格中。分析表中数据可以得出:小灯泡正常工作时的电阻为______Ω;灯泡的电阻是变化的,你认为影响其变化的主要因素是______。
实验次数
1
2
3
U/V
2.0
2.5
2.8
I/A
0.22
0.25
0.26
R/Ω
五、计算题:本大题共3小题,共29分。
23. 氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,被认为是二十一世纪最理想的能源,氢燃料新能源公交车逐渐在山东不少城市投放使用。氢燃料的热值为1.4×108J/kg, c水=4.2×103J/(kg·°C),求:
(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)若放出的热量全部被质量为400kg,温度为15°C的水吸收,则水升高的温度;
(3)如果氢燃料公交车的效率为60%,则燃烧0.6kg的氢燃料可使以140kW恒定功率匀速行驶的公交车,匀速行驶多长时间。
24. 如图所示,电源两端的电压U保持不变.闭合开关S、S1,电压表示数为8V,电流表示数为2A.闭合开关S,断开开关S1,电压表示数为2V.求:
(1)电源两端的电压U.
(2)电阻R1的阻值.
25. 如图甲是非接触式红外线测温仪,图乙是它的工作原理图。电源电压为9V,R0是阻值为10Ω的定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值会随着温度的改变而改变。当经过测温仪的人的体温高于37.3℃时,测温仪发出警报。R随人体温度辐射的红外线变化关系如下表所示。
温度t/℃
35
36.5
37
37.5
38
39
40
电阻R/Ω
20
17
16
15
14
12
10
(1)电路中R0的作用是______,从测温仪前面通过的同学体温越高,电流表的示数______(选填“越大”“越小”或“不变”)。
(2)当体温是36.5℃时,求电流表的示数?(结果保留两位小数)
(3)小张同学经过测温仪时,电流表示数显示0.36A,计算说明测温仪是否会发出警报。
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2023-2024学年山东省德州市宁津县张宅中学九年级(上)第二次月考物理试卷
一、单选题:本大题共12小题,共36分。
1. 关于分子运动理论与内能,下列说法正确的是
A. 雪花漫天飞舞,说明分子在做无规则运动
B. 物体的温度越高,扩散越快
C. 液体不易被压缩是因为分子间存在引力
D. “钻木取火”是通过热传递的方式改变内能
【答案】B
【解析】
【详解】A. 雪花漫天飞舞,是固体颗粒的机械运动,不属于分子运动.故A错误;B. 物体的温度越高,分子无规则运动越剧烈,扩散越快,故B正确;C. 液体不易被压缩是因为分子间存在斥力,故C错误;D. “钻木取火”是通过克服摩擦做功的方式改变内能,故D错误.故选B.
2. 下列事例中,改变物体内能的途径与其他三项不同的是( )
A. 柴火烧水 B. 压缩空气发热
C. 冬天搓手取暖 D. 钻木取火
【答案】A
【解析】
【详解】A、柴火烧水是通过热传递的方式改变内能的;
BCD、压缩空气发热、搓手取暖、钻木取火都是做功使物体的内能增加的;
显然A选项与其它三个选项改变物体内能的方式不同.
故选A.
点睛:牢记改变物体内能的两种方式是解题的关键,即热传递和做功,两种方式对于内能的改变是等效的,两种方式很容易区分,做题不难.
3. 如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程,它是
A. 压缩冲程,将化学能转化成内能
B. 压缩冲程,将机械能转化成内能
C. 做功冲程,将内能转化成机械能
D. 做功冲程,将机械能转化成内能
【答案】C
【解析】
【详解】图中的气门关闭,活塞下行,并且电火花打火,这是做功冲程的特点;在做功冲程中,能量转化关系是气体的内能转化为机械能由此可知ABD错误,C正确;
4. 汽油机工作时的热损失情况是:汽缸散热损失30%,废气带走35%,机械摩擦损耗10%,则完全燃烧2g汽油(热值为4.6×107J/kg)获得的机械能是( )
A. 2.76×104J B. 3.22×104J C. 2.3×104J D. 0.92×104J
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】汽油机的效率为
η=100%-30%-35%-10%=25%
2g汽油完全燃烧产生的热量为
Q放=mq=2×10-3kg×4.6×107J/kg=9.2×104J
根据可知,获得的机械能为
W有用=ηQ放=25%×9.2×104J=2.3×104J
故选C。
5. 用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球(如图所示),发现验电器的两个金属箔片张开.以下说法正确的是( )
A. 毛皮和橡胶棒摩擦的过程中创造了电子
B. 毛皮和橡胶棒摩擦的过程中橡胶棒得到电子
C. 验电器的金属箔片张开是因为带了异种电荷
D. 橡胶棒接触验电器的金属球时,电子向橡胶棒转移
【答案】B
【解析】
【分析】分析:(1)摩擦起电实质是电荷的转移,原子核束缚电子的能力强,得到电子带负电,原子核束缚电子的能力弱,失去电子带正电.(2)验电器是检验物体是否带电的仪器,其制作原理是:同种电荷相互排斥;(3)用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,当接触验电器上端的金属球时,橡胶棒上的电子会转移到验电器上.
【详解】A、摩擦起电现象是通过摩擦的方式使电荷发生了转移,而不是创造了电子;故A错误;B、毛皮和橡胶棒摩擦的过程中橡胶棒原子核束缚电子的能力强,容易得到电子带负电,故B正确;C、验电器的金属箔片张开是因为带了同种电荷,同种电荷相互排斥,故C错误;D、用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,有多余电子,橡胶棒接触验电器的金属球时,电子由橡胶棒向验电器转移,故D错误.故选B.
【点睛】知道实验室中如何取得正电荷和负电荷,且明白验电器的制作原理是解决该题的关键.
6. 现有A、B、C三个轻质小球,已知A带负电,A和B互相吸引,C和A互相排斥,则( )
A. B一定不带电,C带正电 B. B可能带正电,C带正电
C. B一定带正电,C带负电 D. B可能不带电,C带负电
【答案】D
【解析】
【详解】已知A带负电,C和A互相排斥,根据同种电荷互相排斥,所以C带负电;
又因为A和B互相吸引,根据异种电荷互相吸引,所以B可能带正电,根据带电体吸引轻小物体的性质,B也可能不带电.所以B可能不带电,C带负电,D符合题意.
7. 关于电路的知识,下列说法中不正确的是( )
A. 金属中的电流方向跟自由电子定向移动的方向相反
B. 为使两灯同时亮、同时灭,两灯一定要串联
C. 在电路中,电源是把其他形式的能转化为电能的装置
D. 一般的电路是由电源、用电器、开关和导线组成的
【答案】B
【解析】
【详解】A.物理学上规定,正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,金属中的电流方向跟自由电子定向移动的方向相反,故A正确,A不符合题意;
B.两灯同时亮,可以是串联,也可以并联,并联时开关必须放在干路上,故B错误,B符合题意;
CD.完整的电路有电源、用电器、导线、开关四部分组成,电源是提供电能即把其他形式的能转化为电能的装置,故CD正确,CD不符合题意;
故选B。
8. 下列描述最符实际的是( )
A. 若S1、S2和S3都闭合时,则L1和L2并联
B. 若S1、S2和S3都闭合时,则L1和L2串联
C. 若S2断开,S1和S3闭合时,则L1和L2并联
D. 若S1断开,S2和S3闭合时,则L1和L2串联
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由图知道,若S1、S2和S3都闭合,则发生电源短路,即电流不经过两盏灯,故AB不符合题意;
C.若S2断开,S1和S3闭合时,电路有两条支路,即L1和L2并联,故C符合题意;
D.若S1断开,S2和S3闭合时,将发生电源短路,电流不经过两盏灯,故D不符合题意。
故选C。
9. 如图所示,开关闭合,两个灯泡都不发光,电流表指针几乎不动,而电压表指针有明显偏转,该电路故障可能是
A. 电流表开路,并且L1、L2灯丝断了
B. L1灯丝断了
C. 灯泡L2开路
D. 灯泡L1短路
【答案】B
【解析】
【详解】图中两灯串联,两灯不发光,电流表指针不动,故电路中出现了断路,又因为电压表指针明显偏转,所以不会是L2断路,所以只会是L1断路,即B正确.
【点睛】电路故障判断类选择题可将选项带入电路图中分析,找出与题目条件一致的故障原因.
10. 如图所示,电源电压不变,当开关s闭合,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列判断正确的是( )
A. 灯L1将变亮 B. 电压表的示数不变
C. 电流表的示数变大 D. 电流表示数变小
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,这是个并联电路,电流表测灯泡的电流,电压表测电源的电压,电源电压不变,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,滑动变阻器的阻值增大,通过滑动变阻器的电流减小,但通过灯泡的电流不变,电流表和电压表的示数不变,灯泡的亮度也不变。
故选B。
11. 家庭常用的电吹风既能吹冷风又能吹热风.下列电路中最符合电吹风工作要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意,电吹风既能吹冷风又能吹热风,所以电机与电热丝应并联,且为了使电热丝不会烧坏,在其发热时,电机必须工作.
A图,干路开关S1闭合时,电机工作吹冷风,再闭合S2时,电热丝工作,吹热风,故A符合题意;
B图,S1闭合,S2断开时,电热丝单独工作,会烧坏,故B不符合题意;
C图,S1闭合时,电机与电热丝串联,当S2再闭合时,电热丝被短路,电机单独工作,但在实际电路中,很少会这样设计电路,因为S2闭合到断开两种状态时,电机的工作电压变化大,可能不会正常工作,故C不符合实际;
D图,S1闭合时,电机与电热丝串联,当S2再闭合时,电机被短路,电热丝单独工作,故D不符合题意;
故选A.
点睛:重点是并联电路特征的应用,特别是理解电吹风吹热风时,电动机必须工作,即电热丝不可以单独工作,所以设计电路时,电动机所在支路不用设置开关,电动机由干路开关控制即可.
12. 如1图所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如2图所示,下列说法不正确的是( )
A. 电源电压是9V
B. 定值电阻R阻值是6Ω
C. 滑动变阻器的阻值范围是0~18Ω
D. 若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9V
【答案】C
【解析】
【详解】A. 如图当滑片到a端时,只有定值电阻接入电路工作,此时电压表的示数即为电源电压,图2知,最大示数为9V,即电源电压是9V,故A正确;
B. 图2知,当定值电阻两端为9V时,电流为1.5A,所以定值电阻R的阻值是:
,故B正确;
C. 根据图2,当电压表示数为3V时,电流为0.5A,根据串联电路的分压特点,得滑动变阻器两端的电压为:,所以滑动变阻器的最大阻值为:
,故滑动变阻器的阻值范围是0~12Ω,故C错误;
D. 若定值电阻R出现接触不良时,即电路断路时,电流表示数为0,此时电压表串联在电路中,能测出电源电压,所以电压表示数为9V,故D正确;
故C错误,符合题意.
二、填空题:本大题共5小题,共14分。
13. 用热水袋取暖是通过_____改变内能的,手搓取暖是通过_____改变内能的.发动机用水来作冷却液是因为水的_____较大.
【答案】 ①. 热传递 ②. 做功 ③. 比热容
【解析】
【详解】(1)用热水袋取暖是通过热传递的方式改变其内能的,而手搓手取暖是通过做功的方式改变物体内能的;(2)由公式Q=cm△t知,在质量和升高的温度相同时,与其它液体比较,因为水的比热最大,所以吸收的热量最多,冷却效果最好.
【点睛】(1)改变内能的方式有两种;做功和热传递;(2)与其它液体相比,水的比热最大,在质量和升高的温度相同时,水吸收的热量最多.
14. 如图所示,在一个配有活塞的厚透明筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速下压,压缩空气__________,使筒内空气的内能增大,温度升高,观察到硝化棉___________.上述改变物体内能的方式与发烧时用冷毛巾给头部降温改变物体内能的方式_____(选填“相同”或“不相同”).
【答案】 ①. 做功 ②. 燃烧 ③. 不相同
【解析】
【详解】[1][2][3]当把活塞迅速压下去时,活塞对空气做功,活塞的内能就会增加,空气的温度就会升高,达到硝化棉的燃烧点,硝化棉就燃烧起来.烧时用冷毛巾给头部降温是通过热传递的方式改变人的内能的,故上述实验是不同的。
15. 小明房间天花板上安装了吊灯,墙壁上安装了壁灯,它们之间是______联的。小明家里打开的灯越多,电路的总电阻______,总电流______。(后两空均选填“越大”“越小”或“不变”)
【答案】 ①. 并 ②. 越小 ③. 越大
【解析】
【详解】[1]吊灯、壁灯,在使用时互不影响,属于并联连接。
[2][3]小明家里打开的灯越多,根据并联电路电流的规律,总电流等于各支路电流之和,故总电流越大,因为电源电压不变,由可知,总电阻越小。
16. 某导体两端电压为12V,通过的电流为0.8A,该导体的电阻为_____Ω;若导体两端的电压是18V,则通过的电流为_____A,这时导体的电阻为_____Ω.
【答案】 ①. 15 ②. 1.2 ③. 15
【解析】
【详解】根据欧姆定律可得:导体的电阻;电阻是导体本身的一种特性,与电压和电流的大小无关与材料、长度和横截面积有关,电压为18V时,导体的电阻仍为15Ω,通过导体的电流,因此,本题正确答案是:15;1.2;15.
【点睛】(1)已知导体两端的电压和通过的电流,利用欧姆定律求出导体的电阻;(2)电阻是导体本身的一种特性,与电压和电流的大小无关,与材料、长度和横截面积有关,由此可以知道电压为18V时导体的电阻,再根据欧姆定律求出此时通过导体的电流.
17. 如图示的电路中,电源电压若保持不变,R1=6Ω,R2=4Ω.如果开关S1、S2都断开时,电流表的示数为0.6A,那么电压表的示数为_____V.如果开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为1.2A,那么R3的阻值是_____Ω.
【答案】 ①. 2.4 ②. 30
【解析】
【详解】如果开关S1、S2都断开时,R1、R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压.
由可得,两电阻两端的电压分别为:
U1=IR1=0.6A×6Ω=3.6V,
U2=IR2=0.6A×4Ω=2.4V,即电压表示数为2.4V.
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:U=U1+U2=3.6V+2.4V=6V;
如果开关S1、S2都闭合时,R1、R3并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,R1支路的电流:,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R3的电流:I3=I总﹣I1=1.2A﹣1A=0.2A,
则R3的阻值:.
三、作图题:本大题共2小题,共6分。
18. 在虚线框内将如图所示的实物电路改画成电路图。
【答案】
【解析】
【详解】分析电路,可知开关S1在干路,S2与灯L2串联在一个支路,L1在另一个支路,两灯并联,电路图如图所示
19. 按照图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,完成图乙的电路连接.
【答案】
【解析】
【详解】由电路图知道,灯泡L1、L2并联,灯泡L1与电流表A1串联,灯泡L2 与电流表A2 串联,形成两支路,电流表A3串联干路电流,实物连接如下图:
四、实验探究题:本大题共3小题,共15分。
20. 某同学用同一个加热装置分别给质量和初温都相同的水和煤油加热,分别记录加热时间和升高的温度,根据记录的数据作出了两种液体的温度(T)随时间(t)变化的图象(如图)。
(1)根据图象,给水和煤油加热相同的时间,水和煤油吸收的热量______(填“水比较多”“煤油比较多”或“一样多”);要使水和煤油升高相同的温度,应给______加热更长的时间,这说明______的吸热能力强些;
(2)已知水比热容是4.2×103 J/(kg·℃),则煤油的比热容是______。
【答案】 ①. 一样多 ②. 水 ③. 水 ④. 2.1×103 J/(kg·℃)
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]同一热源相同时间内放出相等热量,用同一个加热装置给水和煤油加热相同的时间时,水和煤油吸收的热量一样多。
[2]由图知,要使水和煤油升高相同的温度,应给水加热更长的时间。
[3]相同质量的水和煤油,升高相同温度,水加热的时间较长,则水吸收的热量较多,所以,水的吸热能力强些。
(2)[4]由图象可知,加热4min时,水的温度升高2℃,而煤油的升高4℃,根据,相同质量的水和煤油吸收相同的热量,比热容与升高的温度成反比,已知水的比热容是4.2×103J/(kg⋅℃),则煤油的比热容是
c煤油=×4.2×103J/(kg⋅℃)=2.1×103J/(kg⋅℃)
21. 小美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,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)请根据图甲的电路图将图乙实物图补充完整____;(导线不允许交叉)
(2)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丙I-R图像。
①由实验图像可得出的结论:______;
②上述实验中,小明利用的电阻完成实验后,接下来的操作是:将10Ω的电阻接入电路中,闭合开关,向______(选填“左”或“右”)移动滑片,使电压表示数为______V,读出电流表的示数。
(3)为完成整个实验,根据上述定值电阻,应选择最大阻值至少为______Ω滑动变阻器。
【答案】(1) (2) ①. 在电压一定时,通过导体的电流与它的电阻成反比 ②. 左 ③. 2.5
(3)35
【解析】
【小问1详解】
由图甲的电路图可知,滑动变阻器的滑片向右移动时,接入电路的电阻变小,滑动变阻器的右下接线柱已接入电路,按照“一上一下”接线原则,应连接滑动变阻器的任意一个上接线柱;电压表与电阻并联,电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,如图所示
【小问2详解】
[1]由图丙知,电压表示数保持不变时,随着电阻的变大,电路中的电流变小,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与它的电阻成反比。
[2][3]根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数不变,为
【小问3详解】
根据串联电路电压的规律,滑动变阻器两端的电压为
将25Ω的电阻接入电路时,电路中的电流最小,最小电流为
则滑动变阻器的最大阻值至少应为
22. 小亮在做测量小灯泡的电阻的实验中,所用小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)将实物电路图甲补充完整____;
(2)闭合开关,若发现灯泡不亮,电流表指针几乎不偏转,电压表示数接近电源电压则电路故障的原因可能是______;若发现灯泡不亮,电流表有较大示数,电压表示数为零,则故障的原因是______;
(3)闭合开关,若发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是______;(填序号)
A. 更换小灯泡
B. 检测电路是否断路
C. 移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
(4)故障排除后,小亮分别测出小灯泡的几组电压和电流值,记录在表格中。分析表中数据可以得出:小灯泡正常工作时的电阻为______Ω;灯泡的电阻是变化的,你认为影响其变化的主要因素是______。
实验次数
1
2
3
U/V
2.0
2.5
2.8
I/A
0.22
0.25
0.26
R/Ω
【答案】(1) (2) ①. 灯泡断路 ②. 灯泡短路
(3)C (4) ①. 10 ②. 温度
【解析】
【小问1详解】
实验中,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡的电压,电源电压由2节干电池组成,为3V,则电压表的量程选用0~3V即可;电流表测量电路电流,变阻器的连线一上一下,如下图所示:
【小问2详解】
[1]闭合开关,发现灯泡不亮,电流表指针几乎不偏转,说明电路断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源两极相连通,则与电压表并联的部分断路,即电路故障的原因可能是灯泡断路。
[2]闭合电路后发现小灯泡不亮,电流表有示数,则电路未断路,电压表示数为零,灯泡两端无电压,则可能是灯泡短路。
【小问3详解】
闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡不亮的原因有滑动变阻器连入电阻太大,电路中电流太小或者灯泡短路所致,则下一步操作应先移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C
【小问4详解】
[1]灯泡的额定电压为2.5V,由表中数据可知,灯泡正常发光时的电流0.25A,由欧姆定律得,小灯泡正常工作时的电阻为
[2]灯丝的电阻受温度的影响,灯泡两端的电压不同时,灯丝的温度不同,其电阻不同。
五、计算题:本大题共3小题,共29分。
23. 氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,被认为是二十一世纪最理想的能源,氢燃料新能源公交车逐渐在山东不少城市投放使用。氢燃料的热值为1.4×108J/kg, c水=4.2×103J/(kg·°C),求:
(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)若放出的热量全部被质量为400kg,温度为15°C的水吸收,则水升高的温度;
(3)如果氢燃料公交车的效率为60%,则燃烧0.6kg的氢燃料可使以140kW恒定功率匀速行驶的公交车,匀速行驶多长时间。
【答案】(1)8.4J;(2)50°C;(3)360s
【解析】
【详解】(1)氢燃料完全燃烧放出的热量
(2)由可得水升高的温度
(3)由可得汽车的有用功
由可得汽车行驶时间
答:(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量8.4J;
(2)若放出的热量全部被质量为400kg,温度为15°C的水吸收,则水升高的温度是50°C;
(3)如果氢燃料公交车的效率为60%,则燃烧0.6kg的氢燃料可使以140kW恒定功率匀速行驶的公交车,匀速行驶360s。
24. 如图所示,电源两端电压U保持不变.闭合开关S、S1,电压表示数为8V,电流表示数为2A.闭合开关S,断开开关S1,电压表示数为2V.求:
(1)电源两端的电压U.
(2)电阻R1的阻值.
【答案】(1)8V.(2)12Ω.
【解析】
【详解】(1)当闭合开关S、S1时,电路中只有电阻R2,电压表示数为U=8V即为电源电压,此时电流表示数为I2=2A,则
R2=;
(2)当闭合开关S,断开开关S1时,R1,R2串联,电压表测R2两端电压,U2=2V 则通过R2的电流为:
;
则R1两端电压为
U1=U-U2=8V-2V=6V,
串联电路电流处处相等即I1==0.5A,则
R1=
25. 如图甲是非接触式红外线测温仪,图乙是它的工作原理图。电源电压为9V,R0是阻值为10Ω的定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值会随着温度的改变而改变。当经过测温仪的人的体温高于37.3℃时,测温仪发出警报。R随人体温度辐射的红外线变化关系如下表所示。
温度t/℃
35
36.5
37
37.5
38
39
40
电阻R/Ω
20
17
16
15
14
12
10
(1)电路中R0的作用是______,从测温仪前面通过的同学体温越高,电流表的示数______(选填“越大”“越小”或“不变”)。
(2)当体温是36.5℃时,求电流表的示数?(结果保留两位小数)
(3)小张同学经过测温仪时,电流表示数显示0.36A,计算说明测温仪是否会发出警报。
【答案】(1) ①. 保护电路 ②. 越大
(2)0.33A (3)会
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由图乙可知,定值电阻R0与热敏电阻R串联接入电路。由表格数据可知,当人体温度升高时,热敏电阻R的阻值变小,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可知当从测温仪前面通过的同学体温越高时通过电路的电流变大,当R的阻值过小时,电路中的电流过大,容易损坏电流表,由此可知R0的作用是为了保护电路。
【小问2详解】
由图乙可知,控制电路中,定值电阻R0与热敏电阻R串联接入电路,电流表测量电路中的电流。由表格数据可知,当体温是36.5℃时,热敏电阻R的阻值为17Ω,此时电路中的总电阻
由欧姆定律可得电路中的电流
即电流表的示数为0.33A。
【小问3详解】
当电流表示数为0.36A时,此时电路中的总电阻
热敏电阻R的阻值
由表中数据,此时对应的人体温度为37.5℃,高于37.3℃,故测温仪会发出警报。
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