内容正文:
物理作业
姓名:___________班级:___________
一、单选题
1. 下列有关安全用电和电路故障的的说法正确的是( )
A. 人体的安全电压是36V
B. 双线触电不会导致漏电保护器断开电源
C. 空气开关跳闸,一定是电路短路了
D. 小功率用电器不需要用三孔插座
【答案】B
【解析】
【详解】A.人体的安全电压是不超过36V的电压,故A错误;
B.双线触电时,电流从火线经人体回到零线,通过火线与零线的电流相等,所以不会导致漏电保护器断开电源,故B正确;
C.空气开关跳闸,不一定电路短路了,也可能是电路中总功率过大,故C错误;
D.小功率用电器不一定不需要用三孔插座,金属外壳的小功率用电器也需要使用三孔插座,防止因金属外壳带电造成触电事故,故D错误。
故选B。
2. 下列关于温度、热量和内能的说法,正确的是( )
A. 发生热传递时,温度总是从高温物体传递给低温物体
B. 在相同温度下,1kg的水比1kg的冰含有的热量多
C. 一个物体吸收了热量,它的温度可能升高
D. 物体温度升高,内能不一定增加,但一定要吸收热量
【答案】C
【解析】
【详解】A.发生热传递的条件是存在温度差,热传递过程中传递的是热量,而不是温度,故A错误;
B.热量只能是释放或者吸收,不能说含有,故B错误;
C.一个物体吸收了热量,温度不一定升高,但它的内能一定增加,如晶体熔化过程中继续吸热,温度保持不变,所以温度是可能升高,故C正确;
D.改变物体内能有两种方式:做功和热传递,物体温度升高,内能变大,可能是外界对物体做功而增加的内能,不一定是吸收了热量,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,下列解释中正确的是( )
A. 图甲中,墨水在热水中扩散得更快,说明水分子在做无规则运动
B. 图乙中,来回快速拉动皮条使金属管的温度升高,是通过做功的方式改变物体内能
C. 图丙中,向烧瓶底部浇冷水,瓶中刚停止沸腾的水重新沸腾,是因为水吸收了热量
D. 丁图中水蒸气将橡皮塞顶出,说明水蒸气对橡皮塞做功,水蒸气的内能增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲中,墨水在热水中扩散得更快,说明温度越高,分子无规则运动越剧烈,故A错误;
B.图乙中,来回快速拉动皮条使金属管的温度升高,快速拉动皮条克服摩擦做功将机械能转化为内能,通过做功的方式改变物体内能,故B正确;
C.图丙中,向烧瓶底部浇冷水,瓶中刚停止沸腾的水重新沸腾,是由于浇冷水时瓶内水蒸气液化,导致瓶内气压降低,水的沸点降低,因此瓶内的水又沸腾了,故C错误;
D.丁图中水蒸气将橡皮塞顶出,水蒸气对橡皮塞做功,将内能转化为机械能,水蒸气的内能会减少,故D错误。
故选B。
4. 新型智能手机无线充电技术风靡社会,当交变电流通过充电底座中的线圈时,线圈产生磁场,带有金属线圈的智能手机靠近该磁场(如图所示)就能产生电流,来实现充电。下列各图能反映手机无线充电技术原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题文可知,手机无线充电技术原理是电磁感应现象。
A.闭合开关,通电导线在磁场中受力运动,是电动机原理图,故A不符合题意;
B.图中是电磁继电器,利用的是电流的磁效应,故B不符合题意;
C.图中是奥斯特实验,说明在电流的周围存在磁场,是电流的磁效应,故C不符合题意;
D.图中是闭合回路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流的原理图,是电磁感应现象,故D符合题意。
故选D。
5. 小明同学学习了电学知识后,想为敬老院的老人设计一个呼叫电路。他的设想是:同一房间内两位老人都能单独控制同一只电铃,且能让值班室的工作人员区分出是哪位老人按铃呼叫的。图中的四个电路,符合设想的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】同一房间的两个老人能单独控制同一只电铃,则老人所按的开关并联后与电铃串联,而每位老人按铃时,对应的电灯发光,所以每个开关都控制一个电灯,所以每个电灯与对应的开关串联后,再并联,最后与电铃串联。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6. 如图所示,电源电压恒定,闭合开关S,滑动变阻器滑片P向右移动过程中( )
A. 电流表示数变大,电流表示数变小
B. 电流表示数变小,电压表示数变小
C. 电压表示数变大,电流表示数不变
D. 电流表示数变小,电流表示数不变
【答案】D
【解析】
【详解】由电路图可知,两个电阻并联,电压表测电源两端的电压,电流表A2测R1支路的电流,电流表A1测干路电流;因电源电压保持不变,所以滑片移动时电压表的示数不变;并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时通过R1的电流不变,电流表A2示数不变;滑动变阻器滑片P向右移动过程中,变阻器接入电路中的电阻变大,由可知,通过R2的电流变小;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流变小,即电流表A1的示数变小;综上所述,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
7. 如图是小灯泡L和电阻R的U-I图像,由图像可知,下列说法正确的是( )
A. 当L两端的电压为1.5V时,L的电阻为3Ω
B. 当L与R串联,电流为0.5A时,则电源电压为2.0V
C. 当L与R并联,电源电压为1.0V时,则干路上的电流为0.5A
D. 当L与R串联,电流为0.4A时,则小灯泡消耗的电功率为0.6W
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,当L两端的电压为1.5V时,通过L的电流是0.5A,L的电阻为
故A正确;
B.串联电路中电流处处相等,当L与R串联,电流为0.5A时,灯泡的电压为1.5V,电阻R的电压为2.5V,此时电源电压为
U=UL+UR=1.5V+2.5V=4V
故B错误;
C.并联电路各支路两端的电压相等,当L与R并联,电源电压为1.0V时,此时灯泡L的电流为0.4A,R的电流为0.2A,则干路允许通过的电流为
I总=IL+IR=0.4A+0.2A=0.6A
故C错误;
D.当L与R串联,电流为0.4A时,灯泡L两端的电压是1.0V,小灯泡消耗的电功率为
PL=UL1IL1=1.0V×0.4A=0.4W
故D错误
故选A。
二、实验题
8. 如图甲所示是探究“电流与电阻的关系”实验的电路图。已知电源为2节新干电池,滑动变阻器上标有“”字样,阻值分别为、、、的定值电阻各一个。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲所示的实验电路补充完整(要求滑片向左移动时电路电流变大)_______;
(2)先将定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表无示数而电压表有示数,则电路中的故障可能是_______;排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,当电流表的示数如图乙所示时,记录此时各表的示数:
(3)将定值电阻换成定值电阻,闭合开关,为了完成探究实验,应将滑动变阻器滑片P向________(选填“A”或“B”)移动,记录此时各表的示数;
(4)将定值电阻换成定值电阻,重复步骤(3);
(5)分析数据可得出结论:_______;
(6)得出实验结论后,为了验证结论的普遍性,小明用的定值电阻替换下的定值电阻继续进行实验,发现无论怎样移动滑片,总是达不到前3次的实验要求,你认为其原因是:________,不改变电路的连接,要完成四次实验数据,你认为保持的电压数至少为_______V(保留一位小数)。
【答案】 ①. ②. 定值电阻断路 ③. B ④. 在导体的两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 ⑤. 滑动变阻器的电阻规格偏小 ⑥. 2.2
【解析】
【详解】(1)[1]由于电源为2节新干电池,则电源电压为3V,所以,电压表应选择小量程并联在定值电阻的两端;变阻器应与定值电阻串联在电路中,滑片向左移动时电路电流变大,说明变阻器连入电路的电阻变小,所以,变阻器的左下接线柱与开关的右接线柱相连,如图所示:
(2)[2]发现电流表无示数,说明电路可能出现断路现象;电压表有示数,则说明与电压表并联的那部分电路可能出现断路,所以,电路中的故障可能是定值电阻断路。
(3)[3]由(2)可知,当5Ω的定值电阻接入电路时,电流表选择小量程接入电路中,分度值为0.02A,示数为0.40A,定值电阻的两端电压为
将定值电阻换成定值电阻,定值电阻的阻值变大,根据串联分压,定值电阻的两端电压变大,根据串联电路的电压规律可知,变阻器的两端电压变小,要使得定值电阻的两端电压为2V,需减小定值电阻的两端电压,增大变阻器的两端电压,根据串联分压,则需增大变阻器连入电路的电阻,所以,应将滑动变阻器的滑片P向B移动,记录此时各表的示数。
(5)[4]在进行多次实验后,得出多组数据,会发现,每次实验的定值电阻的阻值与通过其的电流的乘积是一个定值,可得出结论:在导体的两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)[5]当用的定值电阻替换下的定值电阻继续进行实验时,根据串联电路特点和欧姆定律可得
即
解得此时变阻器连入电路的电阻为,大于该实验中所用的变阻器的最大阻值,所以,其原因是滑动变阻器的电阻规格偏小。
[6]不改变电路的连接,要完成四次实验数据,根据串联电路特点和欧姆定律可得
即
解得,则保持的电压数至少为2.2V。
9. 在“探究不同物质吸热情况”的实验中,将水和煤油分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热(图甲),每隔2min记录一次温度。
(1)本实验需要用到的测量工具有温度计、天平和______;
(2)图甲所示实验装置有一处明显错误是______;为保证实验顺利进行,要按照______(选填“自下而上”或者“自上而下”)的顺序进行组装;
(3)实验用______(选填“加热时间长短”或“温度计升高示数”)表示物质吸热的多少;加热过程中,某时刻水的温度如图乙所示为______℃;
(4)实验绘制了如图丙所示的温度随时间变化关系的图像,由图像可知,______吸热能力强。已知水的比热容为,则煤油的比热容为______J/(kg•℃)。
【答案】(1)秒表 (2) ①. 没有控制水和煤油质量相等 ②. 自下而上
(3) ①. 加热时间长短 ②. 27
(4) ①. 水 ②.
【解析】
【小问1详解】
实验中要用秒表记录温度随时间的变化。
【小问2详解】
[1]要探究不同物质吸热情况,根据控制变量法,需要控制液体的质量相同。图中水和煤油体积相同,密度不同,根据可知质量不同。
[2]用酒精灯加热时,要使用外焰加热,同时温度计的玻璃泡要全部浸在液体中且不能碰到烧杯底或壁,所以器材的组装顺序应自下而上。
【小问3详解】
[1]实验中用两个相同的酒精灯加热,根据转换法,用加热时间长短表示物质吸热的多少。
[2]如图乙所示,温度计分度值为1℃,则水的温度为27℃。
【小问4详解】
[1][2]由丙图可知,升高相同的温度,煤油和水加热时间之比为,则吸热之比为,根据,质量相同时,比热容和吸热成正比,所以煤油和水比热容之比为,所以水的吸热能力强,比热容大,则煤油的比热容为
10. 小明用伏安法测量小灯泡的电阻,待测小灯泡L1的额定电压为2.5V。
(1)按照要求正确组装电路,闭合开关。移动滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,读数为_______V。要测量灯泡正常工作时的电流,应将图甲中滑动变阻器的滑片向_____(填A或B)端移动;
(2)移动滑片,记下多组数据,并且绘制成图丙所示图像,则小灯泡正常发光时的电阻为______(结果保留一位小数)Ω,测量小灯泡的电阻时,_________(填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值;原因是____________________。
(3)完成上述实验后,小明又设计了一种方案,也测出了Rx的电阻值,电路图如图丁所示。R0为阻值已知的定值电阻,电源两端的电压恒定但大小未知。测量步骤如下:
①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②_____________,用电压表测出电源的电压U;
③请写出用测量值U、U1及R0来表示Rx的表达式:Rx=____________________。
【答案】(1) ①. 1.80 ②. B
(2) ①. 8.3 ②. 不需要 ③. 灯泡电阻受温度影响,求平均值没意义
(3) ①. 闭合开关S、S1 ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]电压表使用0~3V量程,分度值为0.1V,此时读数为1.80V。
[2]要将灯泡两端电压增大到2.5V,必须增大通过灯泡的电流,此时要减小变阻器连入电路的阻值,因此要将滑片向B端移动。
【小问2详解】
[1]小灯泡正常发光时的电阻为
[2][3]因为小灯的电阻随温度的变化而变化,因此对不同温度下小灯的电阻求平均值没有意义,所以不需要多次测量求平均值。
【小问3详解】
[1]此实验的原理是通过电压表测量出总电压与待测电阻两端电压,求出已知电阻两端电压,结合已知电阻阻值可求出电路中电流,再结合待测电阻两端电压求出待测电阻阻值。因此,第二步为:闭合S1,用电压表测出电源的电压。
[2]待测电阻阻值为
三、简答题
11. 随着人们生活水平的不断提高,家里的大功率用电器越来越多,例如电磁灶、空调和电热水器等。某一天,小辉的妈妈将空调、电饭锅、电磁灶和电热水器同时插入插座,一会儿,家中的空气开关突然跳闸。请你用所学的物理知识解释,家庭电路中同时接入多个大功率用电器,容易烧坏电线引起火灾的原因。
【答案】见解析
【解析】
【详解】家庭电路中,同时接入多个大功率用电器,根据公式P=UI知,电路中电流变大;同时根据2可知,在电线电阻和通电时间一定时,电流越大,电线上产生的热量会增多,所以容易烧坏电线引起火灾。
四、计算题
12. 某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示。电路中电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,电压表的量程为0~3V,轻质绝缘的压力检测板M与压敏电阻R相连,R的阻值与压力F的关系如图乙所示。闭合开关S后,试问:
(1)检测板不受压力时,电压表的示数为多少?
(2)该装置所能测量的最大压力为多少?
(3)当压力为4000N时,压敏电阻的电功率是多少
【答案】(1)0.06A
(2)6×103N (3)0.4W
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知,检测板不受压力时,压敏电阻R的阻值为80Ω,此时电路的电流为
电压表测量R0两端电压,因此示数为
U0=IR0=0.06A×20Ω=1.2V
【小问2详解】
由于电压表的量程为0~3V,则R0两端电压两端的电压最大为3V,此时压敏电阻R达到最小电阻,能测量的压力最大,此时电路的电流为
根据串联电路电压的特点,压敏电阻R两端的电压
UR=U-U0大=6V-3V=3V
因此压敏电阻R的电阻为
由图乙可知,此时的压力为6×103N。
【小问3详解】
由图乙可知,当压力为4000N时,压敏电阻R的阻值为40Ω,此时电路的电流为
根据P=I2R可知,压敏电阻的电功率是
P'=I'2R''=(0.1A)2×40Ω=0.4W
13. 甲图所示某款恒温箱的内部电路由三部分构成,如图所示。右侧为工作电路。其工作电压220V,电热丝的阻值为;左侧为控制电路,其电源电压为8V,滑动变阻器(调温电阻)的最大阻值为,热敏电阻的阻值随温度t变化的关系如乙图所示:中间虚线框内为电磁继电器,其线圈的阻值忽略不计。当电流达到50mA。线圈的会把弹簧片吸到左边,让右边的工作电路因断开而停止加热,从而实现温度自动控制。和均置于恒温箱中。利用该恒温箱把1kg的牛奶从20℃加热到60℃需要2min。若牛奶的比热容为。求:
(1)工作电路正常工作时的电流;
(2)最高控温设置为60℃时,滑动变阻器接入电路中的阻值;
(3)该恒温箱的加热效率(结果精确到0.1%)
【答案】(1)5A (2)70Ω
(3)75.8%
【解析】
【小问1详解】
工作电路正常工作时,电源电压为220V,只有在电路中,则电路中电流为
【小问2详解】
当恒温箱最高温度设置在60℃,R0停止加热,由题意可知,此时控制电路电流为50mA,即0.05A,由乙图可得,此时R3=90Ω,总电阻为
则滑动变阻器接入电路中的阻值为
R2=R总-R3=160Ω-90Ω=70Ω
【小问3详解】
利用该恒温箱把1kg的牛奶从20℃加热到60℃需要2min。牛奶的比热容为,则该过程牛奶吸收的热量为
恒温箱的电功率
恒温箱工作2min消耗的电能为
该恒温箱加热效率为
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物理作业
姓名:___________班级:___________
一、单选题
1. 下列有关安全用电和电路故障的的说法正确的是( )
A. 人体安全电压是36V
B. 双线触电不会导致漏电保护器断开电源
C. 空气开关跳闸,一定电路短路了
D. 小功率用电器不需要用三孔插座
2. 下列关于温度、热量和内能的说法,正确的是( )
A. 发生热传递时,温度总是从高温物体传递给低温物体
B. 在相同温度下,1kg的水比1kg的冰含有的热量多
C. 一个物体吸收了热量,它温度可能升高
D. 物体温度升高,内能不一定增加,但一定要吸收热量
3. 如图所示,下列解释中正确的是( )
A. 图甲中,墨水在热水中扩散得更快,说明水分子在做无规则运动
B. 图乙中,来回快速拉动皮条使金属管的温度升高,是通过做功的方式改变物体内能
C. 图丙中,向烧瓶底部浇冷水,瓶中刚停止沸腾的水重新沸腾,是因为水吸收了热量
D. 丁图中水蒸气将橡皮塞顶出,说明水蒸气对橡皮塞做功,水蒸气的内能增大
4. 新型智能手机无线充电技术风靡社会,当交变电流通过充电底座中的线圈时,线圈产生磁场,带有金属线圈的智能手机靠近该磁场(如图所示)就能产生电流,来实现充电。下列各图能反映手机无线充电技术原理的是( )
A. B.
C D.
5. 小明同学学习了电学知识后,想为敬老院老人设计一个呼叫电路。他的设想是:同一房间内两位老人都能单独控制同一只电铃,且能让值班室的工作人员区分出是哪位老人按铃呼叫的。图中的四个电路,符合设想的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示,电源电压恒定,闭合开关S,滑动变阻器滑片P向右移动过程中( )
A. 电流表示数变大,电流表示数变小
B. 电流表示数变小,电压表示数变小
C. 电压表示数变大,电流表示数不变
D. 电流表示数变小,电流表示数不变
7. 如图是小灯泡L和电阻R的U-I图像,由图像可知,下列说法正确的是( )
A. 当L两端的电压为1.5V时,L的电阻为3Ω
B. 当L与R串联,电流为0.5A时,则电源电压为2.0V
C. 当L与R并联,电源电压为1.0V时,则干路上的电流为0.5A
D. 当L与R串联,电流为0.4A时,则小灯泡消耗的电功率为0.6W
二、实验题
8. 如图甲所示是探究“电流与电阻的关系”实验的电路图。已知电源为2节新干电池,滑动变阻器上标有“”字样,阻值分别为、、、的定值电阻各一个。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲所示的实验电路补充完整(要求滑片向左移动时电路电流变大)_______;
(2)先将定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表无示数而电压表有示数,则电路中的故障可能是_______;排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,当电流表的示数如图乙所示时,记录此时各表的示数:
(3)将定值电阻换成定值电阻,闭合开关,为了完成探究实验,应将滑动变阻器的滑片P向________(选填“A”或“B”)移动,记录此时各表的示数;
(4)将定值电阻换成定值电阻,重复步骤(3);
(5)分析数据可得出结论:_______;
(6)得出实验结论后,为了验证结论的普遍性,小明用的定值电阻替换下的定值电阻继续进行实验,发现无论怎样移动滑片,总是达不到前3次的实验要求,你认为其原因是:________,不改变电路的连接,要完成四次实验数据,你认为保持的电压数至少为_______V(保留一位小数)。
9. 在“探究不同物质吸热情况”的实验中,将水和煤油分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热(图甲),每隔2min记录一次温度。
(1)本实验需要用到的测量工具有温度计、天平和______;
(2)图甲所示实验装置有一处明显错误是______;为保证实验顺利进行,要按照______(选填“自下而上”或者“自上而下”)的顺序进行组装;
(3)实验用______(选填“加热时间长短”或“温度计升高示数”)表示物质吸热的多少;加热过程中,某时刻水的温度如图乙所示为______℃;
(4)实验绘制了如图丙所示的温度随时间变化关系的图像,由图像可知,______吸热能力强。已知水的比热容为,则煤油的比热容为______J/(kg•℃)。
10. 小明用伏安法测量小灯泡的电阻,待测小灯泡L1的额定电压为2.5V。
(1)按照要求正确组装电路,闭合开关。移动滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,读数为_______V。要测量灯泡正常工作时的电流,应将图甲中滑动变阻器的滑片向_____(填A或B)端移动;
(2)移动滑片,记下多组数据,并且绘制成图丙所示图像,则小灯泡正常发光时的电阻为______(结果保留一位小数)Ω,测量小灯泡的电阻时,_________(填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值;原因是____________________。
(3)完成上述实验后,小明又设计了一种方案,也测出了Rx的电阻值,电路图如图丁所示。R0为阻值已知的定值电阻,电源两端的电压恒定但大小未知。测量步骤如下:
①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②_____________,用电压表测出电源的电压U;
③请写出用测量值U、U1及R0来表示Rx的表达式:Rx=____________________。
三、简答题
11. 随着人们生活水平的不断提高,家里的大功率用电器越来越多,例如电磁灶、空调和电热水器等。某一天,小辉的妈妈将空调、电饭锅、电磁灶和电热水器同时插入插座,一会儿,家中的空气开关突然跳闸。请你用所学的物理知识解释,家庭电路中同时接入多个大功率用电器,容易烧坏电线引起火灾的原因。
四、计算题
12. 某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示。电路中电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,电压表的量程为0~3V,轻质绝缘的压力检测板M与压敏电阻R相连,R的阻值与压力F的关系如图乙所示。闭合开关S后,试问:
(1)检测板不受压力时,电压表的示数为多少?
(2)该装置所能测量的最大压力为多少?
(3)当压力为4000N时,压敏电阻的电功率是多少
13. 甲图所示某款恒温箱的内部电路由三部分构成,如图所示。右侧为工作电路。其工作电压220V,电热丝的阻值为;左侧为控制电路,其电源电压为8V,滑动变阻器(调温电阻)的最大阻值为,热敏电阻的阻值随温度t变化的关系如乙图所示:中间虚线框内为电磁继电器,其线圈的阻值忽略不计。当电流达到50mA。线圈的会把弹簧片吸到左边,让右边的工作电路因断开而停止加热,从而实现温度自动控制。和均置于恒温箱中。利用该恒温箱把1kg的牛奶从20℃加热到60℃需要2min。若牛奶的比热容为。求:
(1)工作电路正常工作时的电流;
(2)最高控温设置为60℃时,滑动变阻器接入电路中的阻值;
(3)该恒温箱的加热效率(结果精确到0.1%)
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