九年级物理上学期期末模拟卷(新教材沪科版五四学制·新题型)
2025-12-31
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3份
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34页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 12.13 MB |
| 发布时间 | 2025-12-31 |
| 更新时间 | 2025-12-31 |
| 作者 | xuekwwuli |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2025-12-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55494344.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025-2026学年九年级上学期期末模拟卷
物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的准考证号、姓名、考场号和座位号填写在答题卡上。用2B铅笔在“考场号”和“座位号”栏相应位置填涂自己的考场号和座位号。将条形码粘贴在答题卡“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用 2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
5.测试范围:九年级,沪科版五四学制
6. 难度系数:0.75。
1.2025年10月31日搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。神舟二十一号载人飞船入轨后,于北京时间2025年11月1日3时22分,成功对接于空间站天和核心舱径向端口,380km轨道整个对接过程历时约3.5小时,创造了神舟飞船与6370km空间站交会对接的最快纪录。11月3日,中国空间站顺利“会师”的神舟二十一号航天员乘组和神舟二十号航天员乘组,正式启用随神舟二十一号飞船上行的热风烘烤机,第一次在“太空家园”吃上了烤鸡翅、烤牛排。
(1)火箭使用液态氢作为燃料,是因为液氢的 大(选填“比热容”、“热值”或“密度”);火箭在穿越大气层时与大气摩擦,将机械能转化为 能。
(2)航天员从包装袋里取出腌制好的鸡翅,在签架上进行固定后放入热风烘烤机内进行加热,这是通过 的方式改变鸡翅的内能。
(3)神舟二十一号载人飞船成功对接空间站天和核心舱径向端口,对接完成后,以空间站为参照物,神舟二十一号载人飞船是 (选填“静止”或“运动”)的。中国空间站在轨绕着地球做匀速圆周运动时,其受 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
(4)设中国空间站的轨道高度距地面380km,运行速度为7.5km/s,地球半径6370km。若将中国空间站的运行轨道视为圆形轨道,则中国空间站绕轨运行一周所用的时间约为 分钟(为了方便计算,取3)。
2.假期,小莘在海边散步,发现很多现象都和热学知识相关。
(1)小莘脚踩到砂子上,脚瞬间感觉“很烫”是因为脚和砂子存在 ,从而在脚和砂子间发生了热传递。以下关于“热传递”理解正确的是( )
A.热量总是从热量多的物体传向热量少的物体
B.热传递是能量之间的转化
C.物体之间不接触就不能进行热传递
D.通过一定的方式可使热量从高温物体传给低温物体
(2)构成物体的所有的分子动能和 的总和,叫做物体的内能;在国际单位制中,内能的单位是 。
(3)在太阳的照射下砂子的温度升高,砂子的内能 (选填“增大”“不变”或“减小”)。由此,小莘想:“要使物体的内能增大,一定是物体吸收了热量。”你认同他的观点吗?请说明理由:
(4)现有质量和初温都相同的水和砂石,若使它们升高相同的温度,则 吸收的热量较多;若使它们放出相同的热量,则 的温度降低较多,请在图中画出放热相同时间(放出相同的热量),砂石的温度随时间变化的大致图像 ;若水和砂石的比热容之比为14∶3,它们放出相同的热量,则水和砂石降低的温度之比为 。
(5)质量相同的甲、乙两物体放出相同的热量后接触,能量从甲传向乙,则关于两物体的初始温度、,及比热容、,下列关系式中可以成立的是( )
A., B., C., D.,
3.现代生活中最重要的交通运输工具——汽车,与我们的生活走得越来越近了。
(1)若一台汽油机飞轮的转速是,这台汽油机的活塞每秒钟完成 次做功冲程,在做功冲程中,推动活塞一次做功1500J,那么这台汽油机的功率为 W;排气过程中,废气内能 。
(2)汽油的热值4.6×107J/kg含义: 。
(3)汽油机的效率很低,主要原因之一是 带走了大量的能量。
(4)如图甲所示,用手反复弯折铁丝,铁丝会变热,这是通过 的方式改变内能,此过程的能量转化方式与图乙中的 (填字母)能量转化是一致的。
4.把两种不同材料的导线如铁线和铜线组成如图所示的闭合同路,当A、B两端存在温度差时,回路中就会有电流通过,这就是塞贝克效应,这种电路叫热电偶。实验表明,热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟接点A、B间的温度差的大小有关,温度差越大,回路电流越大。水果电池的原理是利用水果中的化学物质和金属片发生反应产生电能。具体来说,水果电池利用了化学反应中的电化学原理,通过两种金属片(通常是活动性不同的金属,如铜和锌)在酸性水果中发生反应,产生电流。这种反应过程中释放的电子通过外部电路形成电流,从而产生电能。
(1)如图甲所示,其它条件不变,只将铁丝换成铜丝,电路中将 (选填“有”或“没有”)电流;
(2)其它条件不变,只将A处杯中的冰水混合物换为沸水,稳定后,电路电流 ;(选填“变大”、“变小”、“变为零”或“不变”)
(3)这样的热电偶实际上是一个电源,它的电能是由 能转化而来;
(4)利用这种性质可以把热电偶做成 ;(写出一种应用)
(5)如图乙,将一块铜片和一块锌片插在一个切开的柳橙上,就制作出了一个水果电池,将铜片、锌片和灯用导线连接,我们发现发光了,水果电池的工作原理:铜、锌两金属片一同插入水果接触到果酸,由于锌比铜活泼,容易失去电子,电子由锌片通过灯流向铜片。所以,在如图乙的电路中,导线中的电流方向是 (选填“从铜片到锌片”或“从锌片到铜片”),水果电池的负极是 选填“铜片”或“锌片”)。
5.随着经济的发展,汽车已成为人们常用的交通工具,截至2020年9月,全国机动车保有量达3.65亿辆,其中汽车保有量2.75亿辆。某物理小组的同学在社会实践活动中,通过实际调查和网上查询,绘制了一辆某种型号汽车在额定功率下行驶时单位时间的能量流向图,请你参与讨论有关问题。
(1)根据图中的能量流向,若将机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”,由图中提供的数据可得,该轿车的能量转化效率为 。
(2)图1为该汽车四冲程内燃机的各冲程示意图,一个工作循环合理的顺序应为 (填字母),其中 (填字母)冲程将机械能转化为内能;若一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800r/min,此汽油机每秒钟完成 个做功冲程。
(3)一辆使用汽油为燃料的小汽车,在路面水平的高速公路上以100km/h的速度匀速行驶时,百公里油耗为8L,发动机的效率为25%,汽油的密度ρ=0.75×103kg/m3,汽油热值为q=4.5×107J/kg。则汽车通过50km的路程消耗的汽油完全燃烧释放的热量是 J,该路段上发动机给汽车行驶提供的牵引力为 N。
(4)汽车如图2所示的电路,其中上端带有金属细杆的金属滑块M与两侧金属弹簧相连接并接入电路,金属滑块M与弹簧套在光滑绝缘的水平细杆上,当汽车静止时,滑块M上的金属细杆与红绿灯一端的触头(图中箭头)都不接触,当汽车急刹时, 灯先亮(选填“红”或“绿”)。
6.某实验小组利用电流表和电压表研究电路。
(1)小欣同学连接图甲电路,闭合开关后,电流表A1示数为0.3A,电流表A2示数为0.5A,那么通过小灯泡L1、L2的电流分别是多少?
(2)若灯泡L1的灯丝烧断,电流表A1电流表A2的示数分别是多少?
(3)小轩同学按图乙所示电路图连接电路(已知电源电压为3V并保持不变),闭合开关S后,进行下面两步探究:①断开开关S1,观察电压表示数为1.8V,②再闭合开关S1,请分析并回答下面问题:
①开关S1断开时,灯泡L1电压是 V;开关S1闭合后,电压表的示数是 V;
②开关S、S1都闭合时,电流表的示数与闭合开关S、断开开关S1时相比有什么变化 ?
7.小山在学习了电学的相关知识后,发现其在生活中有广泛的应用。
(1)关于电路的知识,下列说法中不正确的是( )
A.一般的电路是由电源、用电器、开关和导线组成的
B.物理学中规定,正电荷定向移动的方向为电流方向
C.电路通常有通路、开路和短路三种状态
D.正电荷的定向移动形成了电流
(2)我国的家用照明电路电压为 伏,教室内的电灯与电风扇之间是 (选填“串联”或“并联”)连接的,而电灯与控制它的开关是 (选填“串联”或“并联”)连接的。电源提供的 是使导体中自由电荷定向移动形成 的原因。金属导体中的电流方向与电子定向移动的方向 (选填“相同”或“相反”),原因是电子带 电。
(3)某定时爆炸装置的原理图如图所示。定时装置相当于闭合的开关,到设定时间会自动断开,起爆器通电引爆。
①定时装置应串联在 (选填“C、D”或“E、F”)之间。
②起爆前,起爆器在电路中应处于 (选填“通路”“开路”或“短路”)状态。
③虚线框内是其内部电路,a、b为暴露在外面的两根导线。拆弹专家只要剪断 (选填“a”或“b”)导线,即可使起爆器失效。
(4)【作图】在图中的○里填上适当的电表符号,使之成为正确的电路图。
(5)【作图】如图所示,有两根导线尚未连接,请以笔画线代替导线补上,补上后要求:开关S闭合后,两盏小灯L1、L2都能发光,电流表只测量通过灯L2的电流。
8.电贯穿生活的每个角落。电是科技运转的脉搏,也是生活舒适便捷的基石,无可替代。请回答:
(1)家庭中使用的电热水壶正常工作时的电压为 伏,它与控制它的开关之间是 的(选填“串联”或“并联”)。若电热水壶工作时的电流约为6安,则使用1分钟消耗电能 度,生活中用 表计量家庭电路消耗的电能。
(2)某导体两端的电压为3伏时,通过它的电流为0.3安,当导体两端电压为9伏时,其电阻为 欧,如果通过该导体的电流为0.5安,则导体两端电压为 伏。
(3)家里发现一只标有“3.8V 0.3A”字样的小灯泡,把它接在3V的电源两端,则( )
A.小灯泡的实际功率大于额定功率 B.小灯泡的实际电流大于额定电流
C.小灯泡的额定功率不变 D.小灯泡的额定电流将变大
(4)一台电动机正常工作时,电动机两端的电压为220V,电阻为2Ω,通过的电流为10A。求:
这台电动机正常工作1min产生 焦热量,这个过程中电流做功 焦。
(5)如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,以下说法中正确的是( )
A.电流表A示数变小,电压表示数变小
B.电压表与电压表示数的差值不变
C.两电压表示数之差与电流表A示数的比值变大
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量之比不变
(6)在如图所示的电路中,电源电压为U0,电阻、的阻值均为。现电路中只存在一处故障,且故障只发生在电阻或上。
①开关S断开时,电压表V的示数可能为 。
②开关S由断开到闭合,电流表A的示数不变,请写出开关S闭合后,电流表A与电压表V的示数及相对应的故障。 。
9.阅读材料,回答问题。
新能源汽车
近年来,汽车在给人们带来便利的同时,也给环境造成非常大的压力,于是工程师们发明了油电混动汽车。油电混动汽车低速行驶时用电力当作动力,当车辆快速行驶或蓄电池储存电能过低时,用汽油当作动力只有内燃机工作,既向车轮输出能量,又通过发电机给蓄电池充电,从而提高能量利用率(能量利用率指有效利用能量占全部能量的百分比)。该油电混动汽车减速行驶时,汽车便启动动力回收系统,将减速运动时的部分动能转化为电能储存在电池组中,进一步提高能量利用率。汽车动力电池通常用能量密度(每千克电池所储存的能量多少,单位是J/kg)表示电池的性能,同等条件下能量密度越大电池储存的能量越多。
(1)混动汽车发动机的能量利用率比普通汽车的能量利用率 (选填“高”或“低”);
(2)汽车发电机对电池充电时,电池相当于电路中的 (选填“电源”或“用电器”);
(3)启用动力回收系统后,能量在转化和转移的过程中能量 (选填“守恒”或“不守恒”);
(4)电池的能量密度相当于燃料的 (填物理量名称);
(5)某次测试人员驾驶一辆油电混动汽车在平直公路上匀速行驶100km,消耗燃油10kg,行驶时汽车所受阻力为1200N,电池储存的能量由满电的30%增大至满电的70%。此过程中,在测试过程中汽车克服阻力做功 J,电池储存的能量增大了 J,汽车的能量利用率为 %。(燃油热值为,满电时电池储存的能量为)
二、实验题
10.某班进行了探究“电流与电阻的关系”的实验,某小组设计了如图甲所示的电路图。电源电压恒为3V,电流表、电压表各一只,开关一个,阻值为10Ω、20Ω、30Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器规格为“20Ω,1A”。
(1)闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移至 端(选填“A”或“B”);
(2)实验过程中,小华先把10Ω的电阻接入电路,连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片时,发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则发生这种现象的原因可能是________;
A.定值电阻R短路; B.定值电阻R断路; C.滑动变阻器断路。
(3)实验故障排除后,小华移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,他直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续进行实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是 V,要完成这次实验,接下来他应调节滑动变阻器滑片并观察电压表,使其示数为 V;
(4)当小华改用50Ω的电阻继续实验时,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验,为顺利完成实验,需要在电路中串联一个阻值至少为 Ω的电阻;
(5)实验分析小华解决了上述问题后,完成了实验,利用收集到的多组数据作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图像,由此可得出的本实验结论: 。
11.在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示,闭合开关后,发现只有电压表有示数,经检查发现有根导线连接错误。请在错误导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因可能是 。
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数如图乙所示,要测小灯泡额定功率,滑片应该向 (选填“左”或“右”)端滑动。
(4)图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图像,根据图像可知,小灯泡的额定功率为 W。
(5)实验结束后,小科对测量结果进行分析,考虑到电压表中也有电流通过,则该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(6)若要继续探究电流与电压的关系,需要补充的实验器材是 。
12.小华做“测定小灯泡的电功率”实验,将电源、待测小灯泡(标有“6.0V”字样)、滑动变阻器(标有“10Ω 1A”字样)、电流表、开关串联,电压表并联在小灯泡两端,连接正确。然后,他将滑动变阻器滑片移至一端,使滑动变阻器连入电路的阻值最大,闭合开关,观察到电压表示数、电流表示数如图所示。
序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
6.5
0.38
2
5.5
0.46
3
4.5
0.52
4
4.0
0.54
(1)在图乙中,用笔画线代替导线,将小华的实验电路连接完整。
(2)由图甲可知,此时小灯泡两端的电压为 伏。
(3)为了测出待测小灯泡的额定功率,小华拆除电路,改变电源电压,更换滑动变阻器,重新连接电路进行实验,实验中电源电压保持不变。实验数据见表。根据小华实验的相关信息,求正常发光时小灯泡的电阻R灯。
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2025-2026学年九年级上学期期末模拟卷
物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的准考证号、姓名、考场号和座位号填写在答题卡上。用2B铅笔在“考场号”和“座位号”栏相应位置填涂自己的考场号和座位号。将条形码粘贴在答题卡“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用 2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
5.测试范围:九年级,沪科版五四学制
6. 难度系数:0.75。
1.【答案】(1) 热值 内
(2)热传递
(3) 静止 非平衡力
(4)90
2.【答案】(1) 温度差 D
(2) 分子势能(势能) 焦耳(J)
(3) 增大 不认同,改变物体内能的方式有两种,做功和热传递。
(4) 砂石 3:14
(5)ABC
3.【答案】(1) 10 减小
(2)见解析
(3)废气
(4) 做功 C
4.【答案】(1)没有
(2)变小
(3)内
(4)热电偶温度计
(5) 从铜片到锌片 锌片
5.【答案】(1)12.5%
(2) BDAC 压缩 15
(3) 1.35×108 675
(4)红
6.【答案】(1)0.2A,0.3A
(2)0.3A,0.3A
(3) 1.2 3 电流表示数变大
7.【答案】(1)D
(2) 220/ 并联 串联 电压 电流 相反 负
(3) C、D 短路 a
(4)
(5)
8.【答案】(1) 220 串联 0.022 电能
(2) 10 5
(3)C
(4) 1.2×104 1.32×105
(5)D
(6) U0/0 见解析
9.【答案】(1)高
(2)用电器
(3)守恒
(4)热值
(5) 39%
10.【答案】(1)B
(2)B
(3) 2.4 2
(4)5
11.【答案】(1)
(2)灯丝断路
(3)左
(4)0.625
(5)偏大
(6)多个不同阻值的定值电阻
12.【答案】(1)
(2)6.5
(3)11.5
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2025-2026学年九年级上学期期末模拟卷
物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的准考证号、姓名、考场号和座位号填写在答题卡上。用2B铅笔在“考场号”和“座位号”栏相应位置填涂自己的考场号和座位号。将条形码粘贴在答题卡“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用 2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
5.测试范围:九年级全部,沪科版五四学制
6. 难度系数:0.75。
1.2025年10月31日搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。神舟二十一号载人飞船入轨后,于北京时间2025年11月1日3时22分,成功对接于空间站天和核心舱径向端口,380km轨道整个对接过程历时约3.5小时,创造了神舟飞船与6370km空间站交会对接的最快纪录。11月3日,中国空间站顺利“会师”的神舟二十一号航天员乘组和神舟二十号航天员乘组,正式启用随神舟二十一号飞船上行的热风烘烤机,第一次在“太空家园”吃上了烤鸡翅、烤牛排。
(1)火箭使用液态氢作为燃料,是因为液氢的 大(选填“比热容”、“热值”或“密度”);火箭在穿越大气层时与大气摩擦,将机械能转化为 能。
(2)航天员从包装袋里取出腌制好的鸡翅,在签架上进行固定后放入热风烘烤机内进行加热,这是通过 的方式改变鸡翅的内能。
(3)神舟二十一号载人飞船成功对接空间站天和核心舱径向端口,对接完成后,以空间站为参照物,神舟二十一号载人飞船是 (选填“静止”或“运动”)的。中国空间站在轨绕着地球做匀速圆周运动时,其受 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
(4)设中国空间站的轨道高度距地面380km,运行速度为7.5km/s,地球半径6370km。若将中国空间站的运行轨道视为圆形轨道,则中国空间站绕轨运行一周所用的时间约为 分钟(为了方便计算,取3)。
【答案】(1) 热值 内
(2)热传递
(3) 静止 非平衡力
(4)90
【详解】(1)[1]完全燃烧相同质量的液态氢燃料,比其他燃料释放出的热量更多,即液氢的热值大,所以火箭使用液态氢作为燃料。
[2]火箭在穿越大气层时与大气摩擦,克服摩擦做功,将机械能转化为内能。
(2)烤鸡翅时,鸡翅吸收热量,温度升高,内能增加,这是通过热传递的方式改变物体内能。
(3)[1]对接完成后,载人飞船与空间站之间相对位置不再变化,以空间站为参照物,载人飞船是静止的。
[2]空间站在轨绕着地球做匀速圆周运动时,虽然速度不变,但方向不断变化,运动状态不断改变,空间站受非平衡力作用。
(4)若将中国空间站的运行轨道视为圆形轨道,已知空间站的轨道高度距地面380km,地球半径6370km,则运行轨道半径
空间站绕地球运行一周的路程
则中国空间站绕轨道运行一周所用的时间
2.假期,小莘在海边散步,发现很多现象都和热学知识相关。
(1)小莘脚踩到砂子上,脚瞬间感觉“很烫”是因为脚和砂子存在 ,从而在脚和砂子间发生了热传递。以下关于“热传递”理解正确的是( )
A.热量总是从热量多的物体传向热量少的物体
B.热传递是能量之间的转化
C.物体之间不接触就不能进行热传递
D.通过一定的方式可使热量从高温物体传给低温物体
(2)构成物体的所有的分子动能和 的总和,叫做物体的内能;在国际单位制中,内能的单位是 。
(3)在太阳的照射下砂子的温度升高,砂子的内能 (选填“增大”“不变”或“减小”)。由此,小莘想:“要使物体的内能增大,一定是物体吸收了热量。”你认同他的观点吗?请说明理由:
(4)现有质量和初温都相同的水和砂石,若使它们升高相同的温度,则 吸收的热量较多;若使它们放出相同的热量,则 的温度降低较多,请在图中画出放热相同时间(放出相同的热量),砂石的温度随时间变化的大致图像 ;若水和砂石的比热容之比为14∶3,它们放出相同的热量,则水和砂石降低的温度之比为 。
(5)质量相同的甲、乙两物体放出相同的热量后接触,能量从甲传向乙,则关于两物体的初始温度、,及比热容、,下列关系式中可以成立的是( )
A., B., C., D.,
【答案】(1) 温度差 D
(2) 分子势能(势能) 焦耳(J)
(3) 增大 不认同,改变物体内能的方式有两种,做功和热传递。
(4) 砂石 3:14
(5)ABC
【详解】(1)[1]热传递发生的条件是两个物体之间存在温度差。沙滩被太阳晒后温度升高,比脚的温度高,因此热量从沙子传向脚,使人感觉“很烫”。
[2]A.热量传递方向取决于温度高低,而不是“热量多少”,而且热量是过程量,不能说物体含有热量,故A错误;
B.热传递是内能的转移,不是能量形式的转化,故B错误;
C.热传递可以通过传导、对流、辐射三种方式。辐射不需要接触(如太阳加热地球),故C错误;
D.热量会自发地从高温物体传向低温物体,故D正确。
故选D。
(2)[1][2]内能是构成物体的所有分子的动能与势能(分子间作用力相关的势能)的总和,单位是焦耳(J),与热量、功的单位相同。
(3)[1]沙子的温度升高,分子热运动加剧,内能增大。
[2]不认同,改变物体内能的方式有两种,做功和热传递。
(4)[1][2][3]根据公式,可知质量m相同,升高相同的温度,水的比热容大,水吸收热量多;放出的热量相同, 水的比热容大,所以温度降低的比沙子少,砂石的温度随时间变化的大致图像如下图所示:
[4]若水和砂石的比热容之比为14∶3,它们放出相同的热量,根据可得,
(5)由题可知,甲、乙质量相同,放出热量相同,接触后,能量从甲传向乙,说明甲的末温高于乙的末温,即,根据可知,若,则温度变化量不确定,当,则,当,则,当,则;
若,则甲的温度变化量比乙的小,则,故ABC符合题意,D不符合题意。
故选ABC。
3.现代生活中最重要的交通运输工具——汽车,与我们的生活走得越来越近了。
(1)若一台汽油机飞轮的转速是,这台汽油机的活塞每秒钟完成 次做功冲程,在做功冲程中,推动活塞一次做功1500J,那么这台汽油机的功率为 W;排气过程中,废气内能 。
(2)汽油的热值4.6×107J/kg含义: 。
(3)汽油机的效率很低,主要原因之一是 带走了大量的能量。
(4)如图甲所示,用手反复弯折铁丝,铁丝会变热,这是通过 的方式改变内能,此过程的能量转化方式与图乙中的 (填字母)能量转化是一致的。
【答案】(1) 10 减小
(2)见解析
(3)废气
(4) 做功 C
【详解】(1)[1] 汽油机的一个工作循环包含四个冲程,飞轮转两周,做功一次。一台四冲程汽油机飞轮的转速是
则该汽油机每秒钟完成10个工作循环,40个冲程。其中只有一个冲程对外做功,所以,汽油机每秒钟完成10次做功冲程。
[2]汽油机每秒做的总功
由得,这台汽油机的功率
[3]在排气过程中,排气门打开,排出废气,废气温度降低,内能减少。
(2)汽油的热值是,它的含义是:1kg汽油完全燃烧放出的热量是。
(3)汽油机工作时,由于废气带走了大量的能量,散失到空中,所以汽油机的效率很低。
(4)[1]用手弯折铁丝,对铁丝做功,机械能转化为内能,内能增加,温度升高,铁丝会变热,这是通过做功的方式改变内能。
[2]在图C,图D两图中的进气门和排气门都关闭,图D中的活塞向下运动,是做功冲程,将内能转化为机械能;图C中的活塞向上运动,是压缩冲程,将机械能转化为内能,所以用手弯折铁丝过程能量转化与C图能量转化是一致的。
4.把两种不同材料的导线如铁线和铜线组成如图所示的闭合同路,当A、B两端存在温度差时,回路中就会有电流通过,这就是塞贝克效应,这种电路叫热电偶。实验表明,热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟接点A、B间的温度差的大小有关,温度差越大,回路电流越大。水果电池的原理是利用水果中的化学物质和金属片发生反应产生电能。具体来说,水果电池利用了化学反应中的电化学原理,通过两种金属片(通常是活动性不同的金属,如铜和锌)在酸性水果中发生反应,产生电流。这种反应过程中释放的电子通过外部电路形成电流,从而产生电能。
(1)如图甲所示,其它条件不变,只将铁丝换成铜丝,电路中将 (选填“有”或“没有”)电流;
(2)其它条件不变,只将A处杯中的冰水混合物换为沸水,稳定后,电路电流 ;(选填“变大”、“变小”、“变为零”或“不变”)
(3)这样的热电偶实际上是一个电源,它的电能是由 能转化而来;
(4)利用这种性质可以把热电偶做成 ;(写出一种应用)
(5)如图乙,将一块铜片和一块锌片插在一个切开的柳橙上,就制作出了一个水果电池,将铜片、锌片和灯用导线连接,我们发现发光了,水果电池的工作原理:铜、锌两金属片一同插入水果接触到果酸,由于锌比铜活泼,容易失去电子,电子由锌片通过灯流向铜片。所以,在如图乙的电路中,导线中的电流方向是 (选填“从铜片到锌片”或“从锌片到铜片”),水果电池的负极是 选填“铜片”或“锌片”)。
【答案】(1)没有
(2)变小
(3)内
(4)热电偶温度计
(5) 从铜片到锌片 锌片
【详解】(1)由题意知,电路中产生电流的条件有两个∶导线材料的种类不同和温度差的大小,当其它条件不变,只将铁丝换成铜丝,由于导线也是铜线,所以电路中导线不是不同材料组成的,故电路中不会产生电流。
(2)由题意知,温度差越大,回路电流越大,所以其它条件不变,只将A处杯中的冰水混合物换为沸水,铁丝两端温度差变小,所以电路电流会变小。
(3)由于用酒精灯加热产生温度差才会产生电流,所以电路中消耗了内能,产生了电能,故热电偶是将内能转化为电能。
(4)根据热电偶的特点及产生条件可知,电流的大小直接反映了两接点间温度差的大小,故可以制成热电偶温度计。
(5)[1]由题意可知,电子由锌片通过LED灯流向铜片,由于电子定向移动的方向与电流的方向相反,所以导线中的电流方向从铜片到锌片。
[2]由于导线中的电流方向从铜片到锌片,电流从铜片出发,所以水果电池的正极是铜片,负极是锌片。
5.随着经济的发展,汽车已成为人们常用的交通工具,截至2020年9月,全国机动车保有量达3.65亿辆,其中汽车保有量2.75亿辆。某物理小组的同学在社会实践活动中,通过实际调查和网上查询,绘制了一辆某种型号汽车在额定功率下行驶时单位时间的能量流向图,请你参与讨论有关问题。
(1)根据图中的能量流向,若将机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”,由图中提供的数据可得,该轿车的能量转化效率为 。
(2)图1为该汽车四冲程内燃机的各冲程示意图,一个工作循环合理的顺序应为 (填字母),其中 (填字母)冲程将机械能转化为内能;若一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800r/min,此汽油机每秒钟完成 个做功冲程。
(3)一辆使用汽油为燃料的小汽车,在路面水平的高速公路上以100km/h的速度匀速行驶时,百公里油耗为8L,发动机的效率为25%,汽油的密度ρ=0.75×103kg/m3,汽油热值为q=4.5×107J/kg。则汽车通过50km的路程消耗的汽油完全燃烧释放的热量是 J,该路段上发动机给汽车行驶提供的牵引力为 N。
(4)汽车如图2所示的电路,其中上端带有金属细杆的金属滑块M与两侧金属弹簧相连接并接入电路,金属滑块M与弹簧套在光滑绝缘的水平细杆上,当汽车静止时,滑块M上的金属细杆与红绿灯一端的触头(图中箭头)都不接触,当汽车急刹时, 灯先亮(选填“红”或“绿”)。
【答案】(1)12.5%
(2) BDAC 压缩 15
(3) 1.35×108 675
(4)红
【详解】(1)根据题意可知,能量转化效率是指机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值,故该轿车的能量转化效率为
(2)[1]汽车四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程。
A.图中的进气门、排气门都关闭,火花塞点火,是做功冲程;
B.图中的进气门打开,排气门关闭,活塞下行,因此是吸气冲程;
C.图中的进气门关闭,排气门打开,活塞上行,因此是排气冲程;
D.图中的进气门、排气门都关闭,活塞上行,因此这是压缩冲程。
故顺序为BDAC。
[2]汽油机的四个冲程中,压缩冲程活塞向上运动,压缩气缸中的燃气,使燃气内能增大,温度升高,将机械能转化为内能。
[3]四冲程汽油机的一个工作循环中曲轴转动2周,对外做功1次。四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800r/min=30r/s,此汽油机每秒钟完成个做功冲程。
(3)[1]根据题意可知,汽车百公里油耗为8L,汽车通过50km的路程消耗汽油的体积V=4L=4dm3=0.004m3
据可得,消耗的汽油的质量为m=ρV=0.75×103kg/m3×0.004m3=3kg
消耗的汽油完全燃烧释放的热量为Q=mq=4.5×107J/kg×3kg=1.35×108J
[2]发动机的效率为25%,发动机所做的有用功为W=ηQ放=25%×1.35×108J=3.375×107J
据W=Fs可知,发动机给汽车行驶提供的牵引力为
(4)当汽车急刹车时,由于惯性,滑块要保持原来的运动状态继续向前运动,使红灯与电源组成闭合电路,红灯亮。
6.某实验小组利用电流表和电压表研究电路。
(1)小欣同学连接图甲电路,闭合开关后,电流表A1示数为0.3A,电流表A2示数为0.5A,那么通过小灯泡L1、L2的电流分别是多少?
(2)若灯泡L1的灯丝烧断,电流表A1电流表A2的示数分别是多少?
(3)小轩同学按图乙所示电路图连接电路(已知电源电压为3V并保持不变),闭合开关S后,进行下面两步探究:①断开开关S1,观察电压表示数为1.8V,②再闭合开关S1,请分析并回答下面问题:
①开关S1断开时,灯泡L1电压是 V;开关S1闭合后,电压表的示数是 V;
②开关S、S1都闭合时,电流表的示数与闭合开关S、断开开关S1时相比有什么变化 ?
【答案】(1)0.2A,0.3A
(2)0.3A,0.3A
(3) 1.2 3 电流表示数变大
【详解】(1)图甲中,与并联:电流表测的电流,故;
电流表测干路电流,根据并联电路电流规律,
(2)灯丝烧断,其支路断路:电流表测支路,示数为;电流表测干路(此时只有支路通路),示数等于的电流,即。
(3)[1]开关断开时,与串联,电压表测电压,故电压为则的电压为
[2]开关闭合后,被短路,电压表测电源电压,示数为。
[3]开关、都闭合时,短路,电路总电阻变小(只有通路);根据,电源电压不变,总电阻变小则电流变大,故电流表示数变大。
7.小山在学习了电学的相关知识后,发现其在生活中有广泛的应用。
(1)关于电路的知识,下列说法中不正确的是( )
A.一般的电路是由电源、用电器、开关和导线组成的
B.物理学中规定,正电荷定向移动的方向为电流方向
C.电路通常有通路、开路和短路三种状态
D.正电荷的定向移动形成了电流
(2)我国的家用照明电路电压为 伏,教室内的电灯与电风扇之间是 (选填“串联”或“并联”)连接的,而电灯与控制它的开关是 (选填“串联”或“并联”)连接的。电源提供的 是使导体中自由电荷定向移动形成 的原因。金属导体中的电流方向与电子定向移动的方向 (选填“相同”或“相反”),原因是电子带 电。
(3)某定时爆炸装置的原理图如图所示。定时装置相当于闭合的开关,到设定时间会自动断开,起爆器通电引爆。
①定时装置应串联在 (选填“C、D”或“E、F”)之间。
②起爆前,起爆器在电路中应处于 (选填“通路”“开路”或“短路”)状态。
③虚线框内是其内部电路,a、b为暴露在外面的两根导线。拆弹专家只要剪断 (选填“a”或“b”)导线,即可使起爆器失效。
(4)【作图】在图中的○里填上适当的电表符号,使之成为正确的电路图。
(5)【作图】如图所示,有两根导线尚未连接,请以笔画线代替导线补上,补上后要求:开关S闭合后,两盏小灯L1、L2都能发光,电流表只测量通过灯L2的电流。
【答案】(1)D
(2) 220/ 并联 串联 电压 电流 相反 负
(3) C、D 短路 a
(4)
(5)
【详解】(1)A.电路的基本组成确实包括电源、用电器、开关和导线,故A正确,不符合题意;
B.物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向,这是电流方向的标准定义,故B正确,不符合题意;
C.电路的三种基本状态为通路(正常工作)、开路(断路)、短路(电源两极直接连通),故C正确,不符合题意;
D.电流是电荷(包括正电荷、负电荷)定向移动形成的,并非只有正电荷的定向移动,故D错误,符合题意。
故选D。
(2)[1][2][3]电压是使导体中自由电荷定向移动形成电流的原因。我国规定家庭电路电压为220V,所以日常家用电压为220伏。教室内,为避免相互干扰,各电灯、风扇之间是并联连接,电灯与控制它的开关之间是串联连接的。
[4][5][6][7]电源的作用就是给用电器两端提供电压,使自由电荷发生定向移动形成电流。规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,自由电子定向移动的方向为负电荷的流向,故金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反。
(3)[1]因为定时装置相当于开关,常处于闭合状态,当到达设定时间时,开关打开,起爆器引爆,因此定时装置应串联在C、D之间。
[2][3]由图可知,起爆前,起爆器在电路中被短路,起爆器引爆的条件是起爆器中有电流通过;若不慎剪断b,起爆器短路解除,有电流通过起爆器,起爆器将引爆,故为防止起爆器引爆,应剪断干路上的导线a。
(4)若中间上下连接的电表是电流表,闭合开关,则右侧的灯泡被短路,所以该位置为电压表;左上方电表串联在灯泡的支路上,所以为电流表;如图所示:
(5)开关闭合后,两盏小灯、,都能发光,说明开关控制整个电路;电流表只测量通过灯的电流,说明两只灯泡的连接方式为并联。由电流的流向、电流从电源正极流出,分成两支,一支通过,另一支通过与电流表,两支电流汇合后通过开关回到电源负极。如图所示:
8.电贯穿生活的每个角落。电是科技运转的脉搏,也是生活舒适便捷的基石,无可替代。请回答:
(1)家庭中使用的电热水壶正常工作时的电压为 伏,它与控制它的开关之间是 的(选填“串联”或“并联”)。若电热水壶工作时的电流约为6安,则使用1分钟消耗电能 度,生活中用 表计量家庭电路消耗的电能。
(2)某导体两端的电压为3伏时,通过它的电流为0.3安,当导体两端电压为9伏时,其电阻为 欧,如果通过该导体的电流为0.5安,则导体两端电压为 伏。
(3)家里发现一只标有“3.8V 0.3A”字样的小灯泡,把它接在3V的电源两端,则( )
A.小灯泡的实际功率大于额定功率 B.小灯泡的实际电流大于额定电流
C.小灯泡的额定功率不变 D.小灯泡的额定电流将变大
(4)一台电动机正常工作时,电动机两端的电压为220V,电阻为2Ω,通过的电流为10A。求:
这台电动机正常工作1min产生 焦热量,这个过程中电流做功 焦。
(5)如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,以下说法中正确的是( )
A.电流表A示数变小,电压表示数变小
B.电压表与电压表示数的差值不变
C.两电压表示数之差与电流表A示数的比值变大
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量之比不变
(6)在如图所示的电路中,电源电压为U0,电阻、的阻值均为。现电路中只存在一处故障,且故障只发生在电阻或上。
①开关S断开时,电压表V的示数可能为 。
②开关S由断开到闭合,电流表A的示数不变,请写出开关S闭合后,电流表A与电压表V的示数及相对应的故障。 。
【答案】(1) 220 串联 0.022 电能
(2) 10 5
(3)C
(4) 1.2×104 1.32×105
(5)D
(6) U0/0 见解析
【详解】(1)[1][2]我国家庭电路的电压为220V,故家庭中使用的电热水壶正常工作时的电压为220V,为了能控制电热水壶,它与控制它的开关之间是串联的。
[3]若电热水壶工作时的电流约为6A,由可知,使用1min消耗电能
[4]生活中用电能表来计量家庭电路中用电器所消耗的电能。
(2)[1][2]当导体两端的电压为3V时,通过它的电流为0.3A,由欧姆定律可知,导体的电阻为
电阻是导体的一种特性,与电压和电流无关,则当导体两端电压为9V时,其电阻仍为10Ω;如果通过该导体的电流为0.5A,则导体两端电压
(3)由题意可知,灯泡的额定电压为3.8V,额定电流为0.3A,小灯泡的额定电压和额定电流是正常工作的电压和电流,是唯一、确定的,不随着实际电压的改变而改变;由于小灯泡的实际电压小于其额定电压,则小灯泡的实际功率小于其额定功率,实际电流小于其额定电流,故C正确,ABD错误。
故选C。
(4)[1]电动机正常工作的电压为220V,电阻为2Ω,通过的电流为10A,由焦耳定律可知,这台电动机正常工作1min产生的热量为
根据公式W=UIt可知,这个过程中电流做功
(5)由图可知,开关闭合后,R1与R2串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量滑动变阻器R2两端的电压,电流表测量电路中的电流。
A.当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表A示数变小;根据串联分压的原理可知,R2的电阻变大,其两端的电压也变大,即电压表V2示数变大,故A错误;
B.电压表V1与电压表V2示数的差值就是R2两端的电压,电压表V1测量电源电压,其示数不变,电压表V2的示数变大,根据串联电路电压的特点可知,电压表V1与电压表V2示数的差值变小,故B错误;
C.因两电压表示数之差等于R1两端的电压,根据可知,两电压表示数的差值和电流表A的示数比值就等于R1的阻值,因R1的阻值不变,所以两电压表示数之差与电流表A示数的比值不变,故C错误;
D.设滑片移动前后电路中的电流为I1、I2,则电压表V2示数的变化量
即,所以电压表V2示数变化量与电流表示数变化量之比不变,故D正确。
故选D。
(6)[1]当开关S断开时,电路为串联电路,电压表测量R2两端的电压。
R1短路时,电路为R2的简单电路,电压表测量电源电压,示数为U0;R1断路,电路断路,电压表示数为0;R2短路,相当于电压表与导线并联,故其示数为0;R2断路,电压表此时串联在电源两极,其示数为电源电压U0。故当开关S断开时,电压表示数可能为0,也可能为U0。
[2]开关S由断开到闭合,电流表A的示数不变,说明电路的电阻不变。
①R1短路,电压表直接接在电源两极,故电压表示数为U0,根据欧姆定律可知,电路中的电流,即电流表示数为
②R2断路,开关S断开时,电压表与R1串联在电源两极,电压表示数为U0;当开关S闭合时,电压表直接接在电源两极,其示数为电源电压U0,电流表示数为0。
9.阅读材料,回答问题。
新能源汽车
近年来,汽车在给人们带来便利的同时,也给环境造成非常大的压力,于是工程师们发明了油电混动汽车。油电混动汽车低速行驶时用电力当作动力,当车辆快速行驶或蓄电池储存电能过低时,用汽油当作动力只有内燃机工作,既向车轮输出能量,又通过发电机给蓄电池充电,从而提高能量利用率(能量利用率指有效利用能量占全部能量的百分比)。该油电混动汽车减速行驶时,汽车便启动动力回收系统,将减速运动时的部分动能转化为电能储存在电池组中,进一步提高能量利用率。汽车动力电池通常用能量密度(每千克电池所储存的能量多少,单位是J/kg)表示电池的性能,同等条件下能量密度越大电池储存的能量越多。
(1)混动汽车发动机的能量利用率比普通汽车的能量利用率 (选填“高”或“低”);
(2)汽车发电机对电池充电时,电池相当于电路中的 (选填“电源”或“用电器”);
(3)启用动力回收系统后,能量在转化和转移的过程中能量 (选填“守恒”或“不守恒”);
(4)电池的能量密度相当于燃料的 (填物理量名称);
(5)某次测试人员驾驶一辆油电混动汽车在平直公路上匀速行驶100km,消耗燃油10kg,行驶时汽车所受阻力为1200N,电池储存的能量由满电的30%增大至满电的70%。此过程中,在测试过程中汽车克服阻力做功 J,电池储存的能量增大了 J,汽车的能量利用率为 %。(燃油热值为,满电时电池储存的能量为)
【答案】(1)高
(2)用电器
(3)守恒
(4)热值
(5) 39%
【详解】(1)混动汽车在高速或电池电量低时,内燃机既驱动车轮又给电池充电;减速时还能回收动能,有效利用的能量更多。因此,混动汽车的能量利用率比普通汽车高。
(2)电池充电时,是消耗电能,将电能转化为化学能,电源是提供电能的装置,因此相当于电路中的用电器。
(3)能量守恒定律是普遍规律:能量只会转移或转化,总量保持不变。动力回收系统只是将部分动能转化为电能,总能量仍守恒。因此填守恒。
(4)燃料的“热值”是指单位质量或体积燃料完全燃烧放出的热量,单位:J/kg或,与电池“能量密度,即每千克电池储存的能量”的定义一致。因此填热值。
(5)[1]已知行驶距离,汽车匀速行驶,牵引力与阻力平衡,即,根据功的公式,得
[2]满电时电池能量为,电量从30%增至70%,增大的比例为
根据公式,得增大的能量为
[3]已知燃油质量,燃油热值
根据热值公式,得燃油完全燃烧放出的总能量
有效利用的能量=克服阻力做功+电池增加的能量,即
根据能量利用率公式,得
二、实验题
10.某班进行了探究“电流与电阻的关系”的实验,某小组设计了如图甲所示的电路图。电源电压恒为3V,电流表、电压表各一只,开关一个,阻值为10Ω、20Ω、30Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器规格为“20Ω,1A”。
(1)闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移至 端(选填“A”或“B”);
(2)实验过程中,小华先把10Ω的电阻接入电路,连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片时,发现电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则发生这种现象的原因可能是________;
A.定值电阻R短路; B.定值电阻R断路; C.滑动变阻器断路。
(3)实验故障排除后,小华移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,他直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续进行实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是 V,要完成这次实验,接下来他应调节滑动变阻器滑片并观察电压表,使其示数为 V;
(4)当小华改用50Ω的电阻继续实验时,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验,为顺利完成实验,需要在电路中串联一个阻值至少为 Ω的电阻;
(5)实验分析小华解决了上述问题后,完成了实验,利用收集到的多组数据作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图像,由此可得出的本实验结论: 。
【答案】(1)B
(2)B
(3) 2.4 2
(4)5
(5)见解析
【详解】(1)为了保护电路,闭合开关前,开关断开,滑片在阻值最大处,即B端。
(2)电流表无示数,说明电路有断路故障;电压表有示数且接近电源电压,说明电压表能与电源连通,则说明定值电阻R断路,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(3)[1]由图丙可知,电压表选小量程,分度值为0.1V,根据指针位置可知,其示数是2.4V。
[2]探究电流与电阻的关系的实验,应控制定值电阻两端的电压不变,要完成这次实验,接下来他应调节滑动变阻器滑片并观察电压表,使其示数为2V。
(4)根据串联分压特点可知
小华改用50Ω的电阻继续实验时,滑动变阻器接入电路的阻值至少为
已知滑动变阻器规格为“20Ω,1A”,故可串联电阻的阻值至少为
(5)根据图中数据可知
可得出结论:在电压一定时,电流和电阻成反比。
11.在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示,闭合开关后,发现只有电压表有示数,经检查发现有根导线连接错误。请在错误导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因可能是 。
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数如图乙所示,要测小灯泡额定功率,滑片应该向 (选填“左”或“右”)端滑动。
(4)图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图像,根据图像可知,小灯泡的额定功率为 W。
(5)实验结束后,小科对测量结果进行分析,考虑到电压表中也有电流通过,则该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(6)若要继续探究电流与电压的关系,需要补充的实验器材是 。
【答案】(1)
(2)灯丝断路
(3)左
(4)0.625
(5)偏大
(6)多个不同阻值的定值电阻
【详解】(1)图甲中,电流表和变阻器与灯泡并联,电压表串联在电路中,是错误的,要测小灯泡的额定功率,应将电压表并联在小灯泡两端,电流表和变阻器串联在电路中,如下图:
(2)正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,可能电路中出现断路,电压表有示数,电压表与电源两极连接,电路故障可能是灯泡断路。
(3)图甲中电压表的量程是,分度值是0.1V,图乙中电压表的示数是1.8V,小灯泡的实际电压是1.8V,要测小灯泡的额定功率,需使小灯泡两端电压达到额定电压2.5V。由串联电路电压的规律可知需要减小变阻器两端的电压,由串联电路分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,使小灯泡两端电压增大,所以滑片应该向左端滑动。
(4)由图丙可知,当小灯泡两端电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.25A,根据可得小灯泡的额定功率
(5)实验中,由于电压表与小灯泡并联,电压表中有电流通过,根据可知,所测电流比通过小灯泡的实际电流偏大,而电压测量准确,所以该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比偏大。
(6)若要继续探究电流与电压的关系,需要控制电阻不变,改变电阻两端的电压和通过电阻的电流。因此,需要增加多个不同阻值的定值电阻。通过更换不同阻值的定值电阻,多次测量,得到多组电压和电流值,从而探究电流与电压的关系。
12.小华做“测定小灯泡的电功率”实验,将电源、待测小灯泡(标有“6.0V”字样)、滑动变阻器(标有“10Ω 1A”字样)、电流表、开关串联,电压表并联在小灯泡两端,连接正确。然后,他将滑动变阻器滑片移至一端,使滑动变阻器连入电路的阻值最大,闭合开关,观察到电压表示数、电流表示数如图所示。
序号
电压表示数(伏)
电流表示数(安)
1
6.5
0.38
2
5.5
0.46
3
4.5
0.52
4
4.0
0.54
(1)在图乙中,用笔画线代替导线,将小华的实验电路连接完整。
(2)由图甲可知,此时小灯泡两端的电压为 伏。
(3)为了测出待测小灯泡的额定功率,小华拆除电路,改变电源电压,更换滑动变阻器,重新连接电路进行实验,实验中电源电压保持不变。实验数据见表。根据小华实验的相关信息,求正常发光时小灯泡的电阻R灯。
【答案】(1)
(2)6.5
(3)11.5
【详解】(1)由题知,小灯泡额定电压为6V,因此应选择电压表的大量程,故将电压表负接线柱与小灯泡左端相连,将标有“15V”的正接线柱与小灯泡右端相连。如图所示:
(2)由图甲可知,电压表选择的是大量程,分度值为0.5V,故电压表示数为6.5V,故此时小灯泡两端的电压为6.5V。
(3)由题,未更换滑动变阻器和电源前,电压表测小灯泡两端电压,此时电压表示数为6.5V,电流表示数为0.54A,超过小灯泡的额定电压。更换滑动变阻器和电源后,由表中数据可知,电流表示数变大,电压表示数减小,说明此时电压表测滑动变阻器两端的电压,由于通过小灯泡的电流为0.54A时,小灯泡两端电压为6.5V,由表中数据可知通过滑动变阻器的电流为0.54A时,滑动变阻器两端电压为4V,则电源电压
由表中数据可知,电压表示数为4.5V时,小灯泡两端电压为6V,电流表示数为0.52A,由欧姆定律可知,
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