精品解析:江苏省宜兴市实验中学2025-2026学年九年级上学期12月月考物理试题
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内容正文:
宜兴市宜城中学2025~2026学年度第一学期
九年级物理
阶段练习卷二(2025年12月)
一、选择题:本大题共13小题,共26分。
1. 在国际单位制中,电功率的单位是( )
A. 伏特(V) B. 安培(A) C. 焦耳(J) D. 瓦特(W)
2. 物理就在我们身边,下列关于身边的物理数据的估计,正确的是( )
A. 我国家庭电路的电压是380V B. 一节新干电池的电压是3.7V
C. 家用电饭锅的电流约4.5A D. 电动车充电时电流约为1A
3. 如图所示,小明用铡刀切甘蔗,若把铡刀视为一根能够绕固定点O转动的杠杆,小明在铡刀右端施加一个始终垂直铡刀向下的动力,若甘蔗对铡刀的阻力始终垂直铡刀向上,且大小不变,则下列说法中正确的是( )
A. 甘蔗放在a点时更省力,是因为阻力臂小
B. 甘蔗放在a点时更省力,是因为动力臂大
C. 甘蔗放在b点时更省力,是因为阻力臂小
D. 甘蔗放在b点时更省力,是因为动力臂大
4. 如图所示,徐州队主场对阵扬州队比赛的第59分钟徐州队9号前锋姜伟头球破门,下面说法正确的是( )
A. 足球飞行时头对足球做功 B. 只有击球瞬间对足球做功
C. 足球飞行时惯性对足球做功 D. 足球飞行时重力对足球不做功
5. 如图所示,摆球由A点静止释放,经过最低点O到达B点。关于摆球,下列说法中正确的是( )
A. 如果A点到B点的过程中机械能守恒,则A、B两点等高
B. 在B点时处于平衡状态
C. 在O点时重力势能最大
D. 从A点到O点动能转化为重力势能
6. 电脑正常工作时,中央处理器不断发热必须用风扇给予降温。为了保证中央处理器不被烧坏,要求:中央处理器(即CPU)工作之前,带动风扇的电动机要先启动,中央处理器断电后,电动机仍能工作很长一段时间,来进行散热,下图中设计的四个电路图中符合要求的是( )
A. B. C. D.
7. 从欧姆定律公式可导出R=U/I.此式说明
A. 当电压增大2倍时,电阻R增大2倍
B. 当电流强度增大2培时,电阻R减小2倍
C. 电阻是导体本身的性质,当电压为零时,电阻阻值不变
D. 当电压为零时,电阻R也为零
8. 在2024年中考体能测试中,某同学选择跳绳。他在0.5min内跳了80次,每次跳离地面的高度为4cm。设他每跳一次所用的时间相等,则他跳绳时的功率最接近( )
A. 5W B. 50W C. 500W D. 5000W
9. 如图所示是“探物”小组制作的水火箭。他们先在塑料瓶里装适量水,然后将带有喷嘴的橡胶塞插入瓶塞,旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气。当橡皮塞脱落时,水从火箭尾部瓶口向下喷出,水火箭向上飞向空中。下列说法正确的是( )
A. 打气时,水火箭内部空气的内能不变
B. 水火箭中的水喷出后,水的比热容变小
C. 水火箭喷水上升过程中瓶内气体温度降低
D. 水火箭升空时与热机压缩冲程工作原理相似
10. 在新型冠状病毒疫情防治期间,经常使用图甲所示的非接触式红外线测温枪。图乙是它的工作原理图,是定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值随人体温度变化的图象如图丙所示。闭合开关S后,对该电路分析正确的是( )
A. 体温越高,R的阻值越大 B. 体温越高,电压表的示数越大
C. 体温越低,R两端的电压越小 D. 体温越低,通过的电流越大
11. 如图所示,用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热,两图装置均相同。燃料的质量用m表示,燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示(水未沸腾)( )
A. 若m相同,Δt越小,燃料的热值越大 B. 若Δt相同,m越大,燃料的热值越大
C. 若的值越大,燃料的热值越大 D. 若的值越大,燃料的热值越大
12. 如图甲、乙所示,用两个动滑轮分别将物体A、B匀速竖直提升相同高度,已知GA=2GB,两个动滑轮的机械效率相等(忽略绳重和摩擦)。下列说法正确的是( )
A. 两个动滑轮重力的大小关系是G动甲<G动乙
B. 拉力做功的比值W甲︰W乙=2︰1
C. 若用这两个动滑轮提升相同物体,甲更省力
D. 若用这两个动滑轮提升相同物体,甲的机械效率更高
13. 甲、乙两只电热杯及其铭牌如图所示,若它们的电阻不随温度的变化而改变,则下列说法中正确的是( )
A. 甲的电阻小于乙的电阻
B. 两电热杯均正常工作时,相同时间内消耗的电能一样多
C. 若将乙接在电压为110V的电路中,它的实际功率为250W
D. 若将两电热杯串联后接在电压为220V的电路中,相同时间内甲产生的热量较多
二、填空题:本大题共8小题,共26分。
14. 2025年4月30日13时08分,神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在进入大气层一段时间后,由于受空气阻力作用会匀速下降,此过程中,动能___________,势能___________,机械能___________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
15. 小强推着重的小车,内在水平地面上匀速前进了,如果小强施加的水平推力为,在此过程中小强对小车做的功为_________J,小强做功的功率为_________W,重力对小车做功为_________J。
16. 如图是搬运泥土的独轮车,独轮车属于____(选填“省力”或“费力”)杠杆,设车和泥土的总重G=1000N,运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F,F的力臂是__m,F的大小至少是___N。
17. 用如图所示滑轮组2s内将物体提升3m,已知物体重为90N,每个滑轮重为10N,若不计绳重和摩擦,则该过程中滑轮组所做的有用功为____________J,拉力F的功率为____________W,机械效率为____________%。
18. 如图1茶叶蛋是中国传统美食,将鸡蛋、水、茶叶等配料入锅,大火煮沸后转小火,浸泡入味,香气四溢。“闻到香味”是___________现象,表明___________(选填序号:“①分子间存在引力”或“②分子间存在斥力”或“③分子不停地做无规则运动”),制作茶叶蛋是通过___________(选填“做功”或“热传递”)的方式改变内能。如图2所示装置中,迅速来回拉动绳子,可以看到塞子被顶出,管口出现白雾,塞子被顶出过程的能量转化相当于汽油机四冲程中的____________冲程能量转化过程。
19. “探究不同物质吸热升温的现象”实验装置如图甲所示。两相同试管内盛有质量均为0.1kg的水和食用油,水和食用油的温度随时间变化图像如图乙所示。不计热量损失,0~2min,水吸收的热量Q1为______J,食用油吸收的热量Q2______Q1,食用油的比热容为______J/(kg•℃)。完全燃烧______m3的燃气会放出热量Q1。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),燃气的热值为4.2×107J/m3。
20. 中医是中国医学文化的宝贵遗产。为了控制好煎药时的火候,某厂家生产了如图甲的一款全自动电煎药壶,有“加热”和“保温”两个挡,简化电路如图乙所示,S2是温控开关,温度过高时自动断开,当S1、S2闭合时,电煎药壶处于__________挡;如图丙所示,电能表的示数为___________;某次煎药时关闭家里其他用电器,测出加热1min电能表指示灯闪烁20次,电煎药壶消耗电能_________J,实际功率为___________W。
21. 白炽灯现已被环保节能的LED灯所替代,LED灯的主要工作部件发光二极管是 ________ (选填“纳米”“超导体”或“半导体”)材料制成的;标有“220V 8.8W”字样的LED灯泡,与普通白炽灯相比,在达到相同亮度的条件下,假设LED灯可以节约90%的电能,则这个LED灯与功率为 _______ W的白炽灯亮度相当。
三、作图题:本大题共2小题,共4分。
22. 如图所示是古人用来汲水的桔槔示意图,请在图中画出动力F的力臂l。
23. 如图所示,在○中填入电压表或电流表的符号,闭合开关后使两个小灯串联且都能发光。
四、实验探究题:本大题共5小题,共36分。
24. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中,如图所示的杠杆刻度均匀,每个钩码重力均为0.5N。
(1)实验前如图甲所示杠杆静止,实验中应将杠杆的平衡螺母向__________(填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是便于测量__________;
(2)小明进行了3次实验,杠杆水平平衡时的数据已填入表中,分析实验数据可归纳出杠杆的平衡条件是__________(用表格中的物理量符号表示);
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
1.5
20
2
15
2
2
20
1
40
3
2
30
1.5
40
(3)小刚所在小组做了如图丙所示的实验,则弹簧测力计在图中竖直位置,保持杠杆平衡,测力计示数F1=__________N;测力计从竖直位置转到倾斜位置,保持杠杆平衡,测力计示数为F2,则F2________(选填“>”、“<”或“=”)F1;
(4)小明想要继续探究动力和阻力在支点同侧时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?于是利用如图丁所示装置进行实验探究,弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子的拉力为阻力F2,杠杆在水平位置平衡时_________(选填“>”“<”或“=”),其原因是:______________。
25. 如图甲所示,为“探究影响动能大小的因素”实验装置:
次数
斜面高度h/cm
木块被撞击后移动的距离s/cm
1
10
8
2
20
16
3
30
24
(1)实验中,小明让质量不同的两个小车从斜面的_______高度由静止释放。目的是使它们到达水平面时的_______相同;
(2)小明利用上述装置,使用同一个小车进行实验,实验中通过观察_______反映小车动能的大小。实验结果记录在如图表格,分析数据可以初步得到的结论是_______;
(3)如图丙所示,小明利用工人师傅的锤子钉钉子进行初步探究,锤子的动能来源于人挥动锤子所做的功,实验中锤子的动能可通过观察_______来体现。对比丙图中A、B两种挥动锤子的方式,_______更合理些,因为该方式可以排除何种能量对实验的影响?_______。
26. 小明同学通过实验探究“电阻的大小与哪些因素有关”,他利用四根如图甲所示的金属丝进行实验,已知图甲中A为锰铜丝,B、C、D为镍铬合金丝,S表示金属丝的横截面积。
(1)如图甲所示,若要探究导线电阻跟材料的关系,应选用A和_________金属丝进行实验;若要探究导线电阻跟_________的关系,应选用B、D金属丝进行实验,这种实验研究方法叫________。
(2)目前,科学家正在研发更高临界温度的零电阻特性的材料,以实现远距离无损耗输电,这种材料是________(选填下列选项序号)。
A. 超导材料 B. 半导体材料
(3)有些汽车的前挡风玻璃上,刮水器能够随着雨量的大小,刮水的速度会相应地发生变化,雨停后刮水器自动停止工作。小明查阅了相关资料后,自制了如图乙所示的雨水检测金属网(以下简称检测网),并设计了如图丙所示的模拟电路进行探究。小明按照设计的电路图连接电路,检测网未放入雨水中时电流表无示数,若将检测网放入雨水中,电流表有示数,表明雨水是________(选填“导体”或“绝缘体”)。将检测网竖立并缓慢浸入雨水中进行实验,分析数据可知,金属网浸入雨水中的深度越深,电流表的示数越大,这说明a、b间接入电路的电阻在________。
27. 探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“,2A”字样)、定值电阻6个(、、、、25Ω、)、开关一个、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电压表示数变大,导线不交叉_______。
(2)小组实验时将电源电压调至6V,利用前五个定值电阻进行实验。
①将测得的数据在图乙中描点连线,发现有一组数据错误,究其原因是______。
②其中阴影部分面积表示的物理量是______,其值为______。
③由实验图像可得出结论:在电压一定时,______。
(3)小组继续实验,更换为的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,下列措施可行的是( )
A. 调高电源电压
B. 将电压表改接到滑动变阻器两端
C. 在电源和开关之间串联一个的电阻
(4)实验完成拆电路时,先拆______电源/开关两端的导线。
(5)在电学实验中常用到滑动变阻器,其作用除保护电路外,下列说法正确的是( )
A. 探究电流与电压的关系使定值电阻两端电压不变
B. 测量小灯泡的额定功率调节小灯泡两端电压,使小灯泡在额定电压下发光
C. 用伏安法测量小灯泡的电阻多次测量求平均值,减小实验误差
28. 小华准备做“测量小灯泡电功率”实验,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω)、电流表、电压表、开关各一个,规格分别为R1“10Ω 1A”和R2“50Ω 0.8A”的滑动变阻器各一个,导线若干。
(1)小华设计了图甲所示的电路,她应选择滑动变阻器 ___________(选填“R1”或“R2”)完成实验;
(2)实验过程中出现灯泡不亮、电流表有示数、电压表无示数,则故障可能是 ___________(故障只发生在灯泡或滑动变阻器);
(3)排除故障后,移动滑片,当电压表的示数为 ___________V时,小灯泡正常发光。读出此时电流表的示数为0.25A,则小灯泡的额定功率为 ___________W;
(4)实验中,小华向左移动滑片时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电流表示数变大,小灯泡变亮,灯丝的温度升高,电阻变大。若滑动变阻器接入电阻减小了ΔR1,小灯泡电阻增大了ΔR2,则ΔR1___________ΔR2(选填“>”、“=”或“<”);
(5)据实验测得的数据画出小灯泡U﹣I关系图像如图乙(坐标轴上的数值已被擦除),分析图像可知,当小灯泡两端电压为2V时,其实际功率在以下哪个范围内:___________。
A.P实≥0.625W
B.0.5W≤P实<0.625W
C.0.4W<P实<0.5W
D.P实≤0.4W
(6)实验结束后,某同学设计了如图丙所示的电路来测定额定电压为3V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为9V,定值电阻R的阻值为10Ω。请帮助他完成以下实验步骤:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 ___________V时,小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表的示数为4V;再将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时电压表的示数为7V。
③小灯泡的额定功率P额=___________W。
五、计算题:本大题共1小题,共8分。
29. 随着我国经济的发展,人民生活水平日益提高,我国出现了越来越多的潜水爱好者。为了保障安全,潜水员潜水时会佩戴图甲所示的水压表和深度表。图乙是某深度表的工作原理简化电路图,电源电压且恒定不变,定值电阻,电压表量程为0~3V,是阻值随水深度变化的电阻,其变化关系图象如图丙所示,允许通过的最大电流为。求:
(1)深度表在水面上时,电路中的电流(计算结果保留1位小数);
(2)电压表示数为2V时,潜水员下潜的深度;
(3)在保证电路安全的情况下,该深度表能浸入水中的最大深度。
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宜兴市宜城中学2025~2026学年度第一学期
九年级物理
阶段练习卷二(2025年12月)
一、选择题:本大题共13小题,共26分。
1. 在国际单位制中,电功率的单位是( )
A. 伏特(V) B. 安培(A) C. 焦耳(J) D. 瓦特(W)
【答案】D
【解析】
【详解】A.伏特是电压的基本单位,故A不符合题意;
B.安培是电流的基本单位,故B不符合题意;
C.焦耳是电能的基本单位,故C不符合题意;
D.瓦特是电功率的基本单位,故D符合题意。
故选D。
2. 物理就在我们身边,下列关于身边的物理数据的估计,正确的是( )
A. 我国家庭电路的电压是380V B. 一节新干电池的电压是3.7V
C. 家用电饭锅的电流约4.5A D. 电动车充电时电流约为1A
【答案】C
【解析】
【详解】A.我国家庭电路的电压为220V,故A错误;
B.一节新干电池电压为1.5V,故B错误;
C.电饭锅功率约为1000W,则电流,故C正确;
D.电动汽车充电电流约为10-20A,远大于1A,常见的电动自行车充电电流约为1A。故D错误。
故选 C。
3. 如图所示,小明用铡刀切甘蔗,若把铡刀视为一根能够绕固定点O转动的杠杆,小明在铡刀右端施加一个始终垂直铡刀向下的动力,若甘蔗对铡刀的阻力始终垂直铡刀向上,且大小不变,则下列说法中正确的是( )
A. 甘蔗放在a点时更省力,是因为阻力臂小
B. 甘蔗放在a点时更省力,是因为动力臂大
C. 甘蔗放在b点时更省力,是因为阻力臂小
D. 甘蔗放在b点时更省力,是因为动力臂大
【答案】A
【解析】
【详解】根据杠杆平衡条件可知,O点为支点,切甘蔗处是阻力作用点,刀柄是动力作用点, 甘蔗对铡刀的阻力始终垂直铡刀向上,且大小不变,甘蔗放在b点时,阻力臂更大,动力更大,更费力,放在a点时,阻力臂更小,动力更小,更省力,故A正确,BCD错误。
故选A。
4. 如图所示,徐州队主场对阵扬州队比赛的第59分钟徐州队9号前锋姜伟头球破门,下面说法正确的是( )
A. 足球飞行时头对足球做功 B. 只有击球瞬间对足球做功
C. 足球飞行时惯性对足球做功 D. 足球飞行时重力对足球不做功
【答案】B
【解析】
【详解】A.足球在空中飞行时,头与足球已经分离,头对足球没有力的作用,根据做功的两个必要因素(作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离),头对足球不做功。故A错误;
B.只有在击球的瞬间,头对足球有力的作用,并且足球在头的作用力下移动了距离,所以头对足球做了功。故B正确;
C.惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,不是力,所以惯性不能对足球做功。故C错误;
D.足球在空中飞行时,始终受到竖直向下的重力作用,并且在竖直方向上移动了距离,所以重力对足球做了功。故D错误。
故选B。
5. 如图所示,摆球由A点静止释放,经过最低点O到达B点。关于摆球,下列说法中正确的是( )
A. 如果A点到B点的过程中机械能守恒,则A、B两点等高
B. 在B点时处于平衡状态
C. 在O点时重力势能最大
D. 从A点到O点动能转化为重力势能
【答案】A
【解析】
【详解】A.如果A点到B点的过程中机械能守恒,则A、B两点机械能相等。A、B两点速度均为零,动能均为零,所以重力势能相等,质量不变,则A、B两点等高,故A正确;
B.在B点时摆球受到竖直向下的重力和沿着绳子向上的拉力,两个力不在同一直线上,所以受力不平衡,处于非平衡状态,故B错误;
C.在O点时摆球高度最低,则重力势能最小,故C错误;
D.从A点到O点,摆球质量不变,速度变大,高度降低,则动能变大,重力势能变小,重力势能转化为动能,故D错误。
故选A。
6. 电脑正常工作时,中央处理器不断发热必须用风扇给予降温。为了保证中央处理器不被烧坏,要求:中央处理器(即CPU)工作之前,带动风扇的电动机要先启动,中央处理器断电后,电动机仍能工作很长一段时间,来进行散热,下图中设计的四个电路图中符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.该电路中电动机M 与CPU并联,只有干路开关S1,闭合S1时两者会同时工作,断开S1时两者会同时停止,无法实现CPU工作前电动机先启动、CPU 断电后电动机继续工作,故A不符合题意;
B.该电路中电动机M与CPU并联,干路有开关S1,CPU支路有开关S2。闭合S1时电动机先启动,再闭合S2时CPU才工作;断开S2时CPU停止,电动机仍能通过S1工作,符合要求,故B符合题意;
C.该电路中电动机M与CPU并联,干路有开关S1,电动机支路有开关S2。闭合S1时CPU会先工作,电动机需再闭合S2才启动,不符合“CPU 工作前电动机先启动”的要求,故C不符合题意;
D.该电路中电动机M与CPU 串联,串联电路中两者会同时工作、同时停止,且并联在M两端的开关闭合时M会被短路,无法实现题目要求,故D不符合题意。
故选B。
7. 从欧姆定律公式可导出R=U/I.此式说明
A. 当电压增大2倍时,电阻R增大2倍
B. 当电流强度增大2培时,电阻R减小2倍
C. 电阻是导体本身的性质,当电压为零时,电阻阻值不变
D. 当电压为零时,电阻R也为零
【答案】C
【解析】
【详解】公式R=U/I只说明导体电阻的大小是导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值,与它两端的电压和通过的电流无关,无论电压为多少,电阻大小不变,所以只有C正确,故选C.
8. 在2024年中考体能测试中,某同学选择跳绳。他在0.5min内跳了80次,每次跳离地面的高度为4cm。设他每跳一次所用的时间相等,则他跳绳时的功率最接近( )
A. 5W B. 50W C. 500W D. 5000W
【答案】B
【解析】
【详解】由生活常识可知,初中生的重力约
每次跳离地面的高度为
该同学跳绳做的总功为
总时间为
则跳绳时的功率为,最接近50W。
故选B。
9. 如图所示是“探物”小组制作的水火箭。他们先在塑料瓶里装适量水,然后将带有喷嘴的橡胶塞插入瓶塞,旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气。当橡皮塞脱落时,水从火箭尾部瓶口向下喷出,水火箭向上飞向空中。下列说法正确的是( )
A. 打气时,水火箭内部空气的内能不变
B. 水火箭中的水喷出后,水的比热容变小
C. 水火箭喷水上升过程中瓶内气体温度降低
D. 水火箭升空时与热机压缩冲程工作原理相似
【答案】C
【解析】
【详解】A.打气时,打气筒的活塞压缩气体做功,使气筒内气体的内能增加,温度升高,故A错误;
B.比热容是物质的一种固有特性,它只与物质的种类和状态有关。水火箭中的水喷出后,水的种类仍是水,状态仍为液态,因此其比热容保持不变,故B错误;
C.水火箭喷水上升过程中,瓶内气体对外做功,内能减小,温度会降低,故C正确;
D.水火箭升空时,瓶内气体对外做功,将内能转化为机械能,这与热机做功冲程中高温高压气体推动活塞对外做功的原理相似,均是将内能转化为机械能,故D错误。
故选C。
10. 在新型冠状病毒疫情防治期间,经常使用图甲所示的非接触式红外线测温枪。图乙是它的工作原理图,是定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值随人体温度变化的图象如图丙所示。闭合开关S后,对该电路分析正确的是( )
A. 体温越高,R的阻值越大 B. 体温越高,电压表的示数越大
C. 体温越低,R两端的电压越小 D. 体温越低,通过的电流越大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.体温越高,R的阻值越小,故A错误;
B.体温越高,R的阻值越小,根据串联分压,电阻阻值变小,电阻R的电压变小,而电压表测量的是定值电阻的电压故电压表的示数越大,故B正确;
C.体温越低,R的阻值越大,根据串联分压,电阻阻值变大,R两端的电压越大,故C错误;
D.体温越低,R的阻值越大,总电阻变大,电流变小,通过的电流越小,故D错误。
故选B。
11. 如图所示,用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热,两图装置均相同。燃料的质量用m表示,燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示(水未沸腾)( )
A. 若m相同,Δt越小,燃料的热值越大 B. 若Δt相同,m越大,燃料的热值越大
C. 若的值越大,燃料的热值越大 D. 若的值越大,燃料的热值越大
【答案】D
【解析】
【详解】我们假定为两套装置的加热水的效率是相同的。燃料的热值大小不能直接测量,需要通过水吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少,而水吸收热量的多少跟水的质量和升高的温度有关,因此为了比较热值大小可以利用Q吸=Q放η,而
Q吸=c水m水Δt
Q放=mq
即
c水m水Δt=mqη
解得
通过这个式子可以做以下推导:
A.若m相同,Δt越小,则燃料的热值越小,故A错误,不符合题意;
B.若Δt相同,m越大,则燃料的热值越小,故B错误,不符合题意;
C.若的值越大,即的值越小,则燃料的热值越小,故C错误,不符合题意;
D.若的值越大,则燃料的热值越大,故D正确,符合题意。
故选D。
12. 如图甲、乙所示,用两个动滑轮分别将物体A、B匀速竖直提升相同高度,已知GA=2GB,两个动滑轮的机械效率相等(忽略绳重和摩擦)。下列说法正确的是( )
A. 两个动滑轮重力的大小关系是G动甲<G动乙
B. 拉力做功的比值W甲︰W乙=2︰1
C. 若用这两个动滑轮提升相同物体,甲更省力
D. 若用这两个动滑轮提升相同物体,甲的机械效率更高
【答案】B
【解析】
【详解】A.由可知,两个动滑轮的机械效率分别为,
已知GA=2GB,两个动滑轮的机械效率相等,则,即
则G动甲=2G动乙,即G动甲>G动乙,故A错误;
B.拉力做的功为总功,由可得,
已知GA=2GB,有用功为W有=Gh,则W有甲=2W有乙
两个动滑轮的机械效率相等,则拉力做功关系为W甲︰W乙=2︰1,故B正确;
C.若用这两个动滑轮提升相同物体,动滑轮由两段绳子承担物重,则,
故F甲>F乙,所以乙更省力,故C错误;
D.若用这两个动滑轮提升相同物体,甲的机械效率为
乙的机械效率为
因为G动甲>G动乙,所以η甲<η乙,所以乙的效率更高,故D错误。
故选B。
13. 甲、乙两只电热杯及其铭牌如图所示,若它们的电阻不随温度的变化而改变,则下列说法中正确的是( )
A. 甲的电阻小于乙的电阻
B. 两电热杯均正常工作时,相同时间内消耗的电能一样多
C. 若将乙接在电压为110V的电路中,它的实际功率为250W
D. 若将两电热杯串联后接在电压为220V的电路中,相同时间内甲产生的热量较多
【答案】D
【解析】
【详解】A.两电加热器均正常工作时的功率和额定功率相等,根据
P=UI=
的变形式
可知,甲的功率较小 ,其电阻较大,故A错误;
B.两电加热器均正常工作时的功率和额定功率相等,由图知甲的额定功率较小,根据W=Pt可知,相同时间内甲消耗的电能较少,故B错误;
C.乙的电阻
将乙接入110V的电路中,它的实际功率
故C错误;
D.两电加热器串联后接在220V的电路中时通过它们的电流相等,甲的电阻大,由P=I2R可知,甲的实际功率较大,相同时间内甲产生的热量较多,故D正确。
故选D。
二、填空题:本大题共8小题,共26分。
14. 2025年4月30日13时08分,神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在进入大气层一段时间后,由于受空气阻力作用会匀速下降,此过程中,动能___________,势能___________,机械能___________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 ①. 不变 ②. 减小 ③. 减小
【解析】
【详解】[1][2][3]返回舱受空气阻力作用会匀速下降,此过程中,它的质量不变,速度不变,所以动能不变,高度减小,它的势能减小;机械能是动能与势能的总和,所以机械能减小。
15. 小强推着重的小车,内在水平地面上匀速前进了,如果小强施加的水平推力为,在此过程中小强对小车做的功为_________J,小强做功的功率为_________W,重力对小车做功为_________J。
【答案】 ①. 150 ②. 5 ③. 0
【解析】
【详解】[1]在此过程中小强对小车做的功为
[2]小强做功的功率为
[3]小车运动过程中,重力方向与运动方向垂直,则重力对小车做功为0J。
16. 如图是搬运泥土的独轮车,独轮车属于____(选填“省力”或“费力”)杠杆,设车和泥土的总重G=1000N,运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F,F的力臂是__m,F的大小至少是___N。
【答案】 ①. 省力 ②. 1.6 ③. 250
【解析】
【详解】[1][2]独轮车的车辆轮轴处是支点,其中重力G是阻力,支点到重力作用线的距离是阻力臂,故阻力臂是0.4m;力F是动力,支点到力F作用线的距离是动力臂,故动力臂是1.6m,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
[3]由杠杆的平衡条件可知
Fl动=Gl阻
F的大小为
17. 用如图所示滑轮组2s内将物体提升3m,已知物体重为90N,每个滑轮重为10N,若不计绳重和摩擦,则该过程中滑轮组所做的有用功为____________J,拉力F的功率为____________W,机械效率为____________%。
【答案】 ①. 270 ②. 150 ③. 90%
【解析】
【详解】[1]该过程中滑轮组所做的有用功为
[2]若不计绳重和摩擦,额外功为
拉力做的总功为
拉力F的功率为
[3]滑轮组的机械效率为
18. 如图1茶叶蛋是中国传统美食,将鸡蛋、水、茶叶等配料入锅,大火煮沸后转小火,浸泡入味,香气四溢。“闻到香味”是___________现象,表明___________(选填序号:“①分子间存在引力”或“②分子间存在斥力”或“③分子不停地做无规则运动”),制作茶叶蛋是通过___________(选填“做功”或“热传递”)的方式改变内能。如图2所示装置中,迅速来回拉动绳子,可以看到塞子被顶出,管口出现白雾,塞子被顶出过程的能量转化相当于汽油机四冲程中的____________冲程能量转化过程。
【答案】 ①. 扩散 ②. ③ ③. 热传递 ④. 做功
【解析】
【详解】[1]“闻到香味”是一种扩散现象,香味分子运动到空气中,便闻到香味。
[2]扩散现象表明,构成物质的分子在不停地做无规则运动,即表明③。
[3]制作茶叶蛋时,鸡蛋从高温的热水中吸收热量温度升高,鸡蛋的内能增大,通过热传递改变鸡蛋的内能。
[4]塞子被顶出过程中,气体膨胀对外做功,气体内能减小,将内能转化为塞子的机械能,能量转化过程和汽油机的做功冲程相同。
19. “探究不同物质吸热升温的现象”实验装置如图甲所示。两相同试管内盛有质量均为0.1kg的水和食用油,水和食用油的温度随时间变化图像如图乙所示。不计热量损失,0~2min,水吸收的热量Q1为______J,食用油吸收的热量Q2______Q1,食用油的比热容为______J/(kg•℃)。完全燃烧______m3的燃气会放出热量Q1。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),燃气的热值为4.2×107J/m3。
【答案】 ①. 2.688×104 ②. = ③. 2.688×103 ④. 6.4×10-4
【解析】
【详解】[1]质量相同的两种物质,由于水的比热容大,故水的温度升高得慢,根据水和食用油的温度随时间变化图像可知,下方图像是水温度随时间的变化图像,上方图像是食用油温度随时间的变化图像,且相同时间内物质吸收的热量相同,据图可知加热2.5min水的温度升高了80℃,则2.5min水吸收的热量为
不计热量损失,0~2min水吸收的热量为
[2]水和食用油在相同时间内吸收的热量相同,0~2min食用油吸收的热量
[3]据图可知,加热2min,食用油升高了100℃,根据Q=cmΔt可知,食用油的比热容为
[4]根据Q=Vq得,完全燃烧燃气的体积为
20. 中医是中国医学文化的宝贵遗产。为了控制好煎药时的火候,某厂家生产了如图甲的一款全自动电煎药壶,有“加热”和“保温”两个挡,简化电路如图乙所示,S2是温控开关,温度过高时自动断开,当S1、S2闭合时,电煎药壶处于__________挡;如图丙所示,电能表的示数为___________;某次煎药时关闭家里其他用电器,测出加热1min电能表指示灯闪烁20次,电煎药壶消耗电能_________J,实际功率为___________W。
【答案】 ①. 加热 ②. ③. ④.
【解析】
【详解】[1]由图乙可知,当只闭合开关S1时,只有电阻R2接入电路,此时电路的电功率为
当开关S1、S2均闭合时,电阻R1和电阻R2并联接入电路,此时电路的电功率为
比较两种状态的电功率可知,,即当开关S1、S2均闭合时,电煎药壶处于加热挡。
[2]电能表读数时,注意最后一位是小数,由图丙可知,电能表读数为
[3][4]由电能表的参数可知,电煎药壶消耗电能为
由可得,电煎药壶的电功率为
21. 白炽灯现已被环保节能的LED灯所替代,LED灯的主要工作部件发光二极管是 ________ (选填“纳米”“超导体”或“半导体”)材料制成的;标有“220V 8.8W”字样的LED灯泡,与普通白炽灯相比,在达到相同亮度的条件下,假设LED灯可以节约90%的电能,则这个LED灯与功率为 _______ W的白炽灯亮度相当。
【答案】 ①. 半导体 ②. 88
【解析】
【详解】[1]发光二极管是由半导体材料制成的。半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间,通过特殊的掺杂等工艺,可实现对电流和发光的控制,从而制成发光二极管用于 LED 灯。
[2]设两种灯泡正常发光的时间为t,由可得,LED消耗的电能为
白炽灯消耗的电能为,在达到相同亮度的条件下,LED灯可以节约90%的电能,所以,解得。
三、作图题:本大题共2小题,共4分。
22. 如图所示是古人用来汲水的桔槔示意图,请在图中画出动力F的力臂l。
【答案】
【解析】
【详解】从支点O向动力F的作用线作垂线,该垂线段就是动力F的力臂l。如下图所示:
23. 如图所示,在○中填入电压表或电流表的符号,闭合开关后使两个小灯串联且都能发光。
【答案】
【解析】
【23题详解】
由题,要使两灯串联,即电路只有一条路径,因此,当电流从电源正极出发,必须先经过灯泡,然后经过灯泡,然后从中间的电表位置通过,然后经过开关S回到负极,因为电流表只能串联在电路中,电压表必须并联在用电器两端或电源两端,因此左侧为电压表,中间位置必须为电流表,右侧的为电压表,如下图所示:
四、实验探究题:本大题共5小题,共36分。
24. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中,如图所示的杠杆刻度均匀,每个钩码重力均为0.5N。
(1)实验前如图甲所示杠杆静止,实验中应将杠杆的平衡螺母向__________(填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是便于测量__________;
(2)小明进行了3次实验,杠杆水平平衡时的数据已填入表中,分析实验数据可归纳出杠杆的平衡条件是__________(用表格中的物理量符号表示);
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
1.5
20
2
15
2
2
20
1
40
3
2
30
1.5
40
(3)小刚所在小组做了如图丙所示的实验,则弹簧测力计在图中竖直位置,保持杠杆平衡,测力计示数F1=__________N;测力计从竖直位置转到倾斜位置,保持杠杆平衡,测力计示数为F2,则F2________(选填“>”、“<”或“=”)F1;
(4)小明想要继续探究动力和阻力在支点同侧时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?于是利用如图丁所示装置进行实验探究,弹簧测力计的拉力为动力F1,钩码处绳子的拉力为阻力F2,杠杆在水平位置平衡时_________(选填“>”“<”或“=”),其原因是:______________。
【答案】(1) ①. 右 ②. 力臂
(2)
(3) ①. 1 ②. >
(4) ①. > ②. 杠杆自重对实验有影响
【解析】
【小问1详解】
[1]实验前如图甲所示杠杆静止,杠杆左端下沉,为使杠杆在水平位置平衡,应该将杠杆的平衡螺母向右调。
[2]当杠杆在水平位置平衡时,钩码悬挂点到杠杆支点的距离即为力臂,可以直接从杠杆上的刻度线上读出力臂,便于测量力臂。
【小问2详解】
根据实验数据分析总结得出结论:动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,即
【小问3详解】
[1]当弹簧测力计在图中竖直位置,保持杠杆在水平位置平衡时,根据杠杆的平衡条件可知,左边力与力臂的乘积等于右边力与力臂的乘积,即
则此时弹簧测力计的示数为
[2]当测力计从竖直位置转到倾斜位置,依然保持杠杆在水平位置平衡,因为杠杆还在水平位置保持平衡,所以力与力臂的乘积保持不变;当测力计从竖直位置转到倾斜位置时,测力计的拉力的力臂会变小,因为力与力臂的乘积不变,所以测力计的拉力会变大,即
【小问4详解】
[1][2]设杠杆自重为G,其重心在杠杆支点,因为支点不在杠杆中点,所以杠杆自重的力臂为LG并不为零。根据杠杆的平衡条件可知,此时向上的力与力臂的乘积等于向下的力与力臂的乘积,即
即
25. 如图甲所示,为“探究影响动能大小的因素”实验装置:
次数
斜面高度h/cm
木块被撞击后移动的距离s/cm
1
10
8
2
20
16
3
30
24
(1)实验中,小明让质量不同的两个小车从斜面的_______高度由静止释放。目的是使它们到达水平面时的_______相同;
(2)小明利用上述装置,使用同一个小车进行实验,实验中通过观察_______反映小车动能的大小。实验结果记录在如图表格,分析数据可以初步得到的结论是_______;
(3)如图丙所示,小明利用工人师傅的锤子钉钉子进行初步探究,锤子的动能来源于人挥动锤子所做的功,实验中锤子的动能可通过观察_______来体现。对比丙图中A、B两种挥动锤子的方式,_______更合理些,因为该方式可以排除何种能量对实验的影响?_______。
【答案】(1) ①. 同一 ②. 初速度
(2) ①. 木块被撞击后移动的距离 ②. 质量一定时,速度越大,动能越大
(3) ①. 钉子被打入木板的深度 ②. A ③. 重力势能
【解析】
【小问1详解】
[1][2]实验中要研究动能与质量的关系,需控制速度相同,改变质量。小车从斜面滑下,重力势能转化为动能,下滑高度决定到达底端的速度。要使不同质量的小车到达水平面时速度相同,必须从同一高度由静止释放。
【小问2详解】
[1]使用同一个小车,即质量不变。改变小车释放高度,即改变小车到达水平面时的速度。动能大小通过木块被撞击后移动的距离来体现,距离越远,说明动能越大。
[2]由表可知,高度越高,速度越大,木块移动距离越远,动能越大。因此可得结论,当质量一定时,速度越大,动能越大。
【小问3详解】
[1]锤子动能越大,钉子被打入木板越深,因此可通过钉子进入木板的深度来反映动能大小。
[2][3]如果采用图A,锤子主要靠人施加的力做功获得动能,不受重力势能变化的影响,更能准确反映“人做的功”转化为动能的过程。而图B,锤子运动过程中受重力影响,其动能不仅来自人的做功,还可能包含重力势能转化的动能(比如从高处落下),这会干扰实验结果。所以,图A更合理,因为它避免了重力势能对动能的影响。
26. 小明同学通过实验探究“电阻的大小与哪些因素有关”,他利用四根如图甲所示的金属丝进行实验,已知图甲中A为锰铜丝,B、C、D为镍铬合金丝,S表示金属丝的横截面积。
(1)如图甲所示,若要探究导线电阻跟材料的关系,应选用A和_________金属丝进行实验;若要探究导线电阻跟_________的关系,应选用B、D金属丝进行实验,这种实验研究方法叫________。
(2)目前,科学家正在研发更高临界温度的零电阻特性的材料,以实现远距离无损耗输电,这种材料是________(选填下列选项序号)。
A. 超导材料 B. 半导体材料
(3)有些汽车的前挡风玻璃上,刮水器能够随着雨量的大小,刮水的速度会相应地发生变化,雨停后刮水器自动停止工作。小明查阅了相关资料后,自制了如图乙所示的雨水检测金属网(以下简称检测网),并设计了如图丙所示的模拟电路进行探究。小明按照设计的电路图连接电路,检测网未放入雨水中时电流表无示数,若将检测网放入雨水中,电流表有示数,表明雨水是________(选填“导体”或“绝缘体”)。将检测网竖立并缓慢浸入雨水中进行实验,分析数据可知,金属网浸入雨水中的深度越深,电流表的示数越大,这说明a、b间接入电路的电阻在________。
【答案】(1) ①. B ②. 长度 ③. 控制变量法 (2)A
(3) ①. 导体 ②. 变小
【解析】
【小问1详解】
[1]探究导线电阻跟材料的关系,因为导体的电阻受到长度、横截面积、材料等多个因素的影响,所以在探究导线电阻跟材料的关系时,控制其它条件相同,只有材料不同,所以应选用A和B金属丝进行实验。
[2]选用B、D金属丝进行实验时,对比B、D金属丝,导体的材料相同、横截面积相同,只有长度不同,所以可以探究导线电阻跟长度的关系。
[3]导体的电阻受到长度、横截面积、材料等多个因素的影响,所以在探究导线电阻跟某个因素的关系时,控制其它条件相同,确保电阻的不同是由该因素不同引起的,这种实验方法是控制变量法。
【小问2详解】
科学家正在研发更高临界温度的零电阻特性的材料,以实现远距离无损耗输电,半导体材料的电阻并不为零,超导材料电阻为零,所以这种材料是超导材料,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
【小问3详解】
[1]检测网未放入雨水中时电流表无示数,若将检测网放入雨水中,电流表有示数,说明有雨水时电路接通,没有雨水时电路断路,说明雨水是导体。
[2]金属网浸入雨水中的深度越深,电流表的示数越大,根据欧姆定律可知,当电压不变时,导体的电阻变小,通过导体的电流会变大,说明此时a、b间接入电路的电阻在变小。
27. 探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“,2A”字样)、定值电阻6个(、、、、25Ω、)、开关一个、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电压表示数变大,导线不交叉_______。
(2)小组实验时将电源电压调至6V,利用前五个定值电阻进行实验。
①将测得的数据在图乙中描点连线,发现有一组数据错误,究其原因是______。
②其中阴影部分面积表示的物理量是______,其值为______。
③由实验图像可得出结论:在电压一定时,______。
(3)小组继续实验,更换为的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,下列措施可行的是( )
A. 调高电源电压
B. 将电压表改接到滑动变阻器两端
C. 在电源和开关之间串联一个的电阻
(4)实验完成拆电路时,先拆______电源/开关两端的导线。
(5)在电学实验中常用到滑动变阻器,其作用除保护电路外,下列说法正确的是( )
A. 探究电流与电压的关系使定值电阻两端电压不变
B. 测量小灯泡的额定功率调节小灯泡两端电压,使小灯泡在额定电压下发光
C. 用伏安法测量小灯泡的电阻多次测量求平均值,减小实验误差
【答案】(1) (2) ①. 电流读错,电流表已改用小量程,读数时误读大量程 ②. 电压 ③. 4V ④. 通过导体的电流与导体的电阻成反比 (3)C
(4)电源 (5)B
【解析】
【小问1详解】
电压表测定值电阻两端电压,滑片P向右移动时,电压表示数变大,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压变小。滑动变阻器电阻变小,故滑动变阻器接右下,电路图如下所示:
【小问2详解】
[1]发现有一组数据错误,究其原因电流读错,电流表已改用小量程,读数时误读大量程。
[2][3]由图乙可知,图中阴影部分的面积为IR,则表示的物理量是电压,其值为
[4]对其他数据进一步分析,可得出结论是电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【小问3详解】
A.设电源电压为U,当接入的定值电阻时,变阻器连入阻值最大为时,根据串联分压原理得
可得
则电源电压
故应该调低电源电压,故A不符合题意;
B.将电压表改接到滑动变阻器两端,电压表测量变阻器电压,不能改变定值电阻两端的电压,依旧不能完成实验,故B不符合题意;
C.在电源和开关之间串联一个的电阻,相当于增大滑动变阻器的电阻,则定值电阻两端的电压减小,故C符合题意。
故选C。
【小问4详解】
实验结束后在拆电路时,为了保护电路,应断开开关,然后先拆除电源两端导线。
【小问5详解】
A.探究电流与电压的关系时滑动变阻器的作用一般有保护电路和改变被测电阻两端电压,故A错误;
B.在“伏安法”测小灯泡电功率的实验中,调节小灯泡两端电压,使小灯泡在额定电压下发光,故B正确;
C.小灯泡的电阻受温度影响较大,不可以多测几组数据,通过求平均值来减小误差,故C错误。
故选B。
28. 小华准备做“测量小灯泡电功率”实验,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω)、电流表、电压表、开关各一个,规格分别为R1“10Ω 1A”和R2“50Ω 0.8A”的滑动变阻器各一个,导线若干。
(1)小华设计了图甲所示的电路,她应选择滑动变阻器 ___________(选填“R1”或“R2”)完成实验;
(2)实验过程中出现灯泡不亮、电流表有示数、电压表无示数,则故障可能是 ___________(故障只发生在灯泡或滑动变阻器);
(3)排除故障后,移动滑片,当电压表的示数为 ___________V时,小灯泡正常发光。读出此时电流表的示数为0.25A,则小灯泡的额定功率为 ___________W;
(4)实验中,小华向左移动滑片时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电流表示数变大,小灯泡变亮,灯丝的温度升高,电阻变大。若滑动变阻器接入电阻减小了ΔR1,小灯泡电阻增大了ΔR2,则ΔR1___________ΔR2(选填“>”、“=”或“<”);
(5)据实验测得的数据画出小灯泡U﹣I关系图像如图乙(坐标轴上的数值已被擦除),分析图像可知,当小灯泡两端电压为2V时,其实际功率在以下哪个范围内:___________。
A.P实≥0.625W
B.0.5W≤P实<0.625W
C.0.4W<P实<0.5W
D.P实≤0.4W
(6)实验结束后,某同学设计了如图丙所示的电路来测定额定电压为3V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为9V,定值电阻R的阻值为10Ω。请帮助他完成以下实验步骤:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 ___________V时,小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表的示数为4V;再将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时电压表的示数为7V。
③小灯泡的额定功率P额=___________W。
【答案】 ①. R2 ②. 灯泡短路 ③. 2.5 ④. 0.625 ⑤. > ⑥. C ⑦. 6 ⑧. 0.9
【解析】
【详解】(1)[1]小灯泡额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω,由欧姆定律可得,灯的额定电流约为
根据串联电路的特点及欧姆定律可得,灯正常发光时滑动变阻器连入电路的电阻约为
故应选择滑动变阻器R2完成实验。
(2)[2]实验过程中出现灯泡不亮、电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路,故障只发生在灯泡或滑动变阻器,则故障可能是灯泡短路。
(3)[3][4]当灯泡两端电压为额定电压,即电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常发光;读出此时电流表的示数为0.25A,则小灯泡的额定功率为
PL=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W
(4)[5]当滑动变阻器电阻变小时,小灯泡变亮,灯丝的温度升高,电阻变大,电流表示数变大,由欧姆定律知电路的总电阻变小;电路的总电阻R=R滑+R灯,所以滑动变阻器接入电阻减小量ΔR1大于灯泡电阻增大量ΔR2。
(5)[6]测灯泡电功率的实验中,小灯泡两端电压等于2.5V时正常工作,实验要求灯泡两端电压不大于其额定电压的1.2倍,即不大于1.2×2.5V=3V,结合图知,纵坐标电压值每格为0.5V,横坐标电流每格0.05A,如下图所示:
所以灯泡两端电压为2V时,通过灯泡的电流大于0.2A,即通过灯泡的电流0.2A<I实<0.25A,由P=UI可知,功率范围为0.4W<P实<0.5W,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(6)[7][8]实验步骤:
①开关S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器滑片右边的电阻与灯泡串联,电压表测滑动变阻器的电压,要使小灯泡正常发光,则灯泡两端的电压
UL=U额=3V
根据串联电路电压的规律可得,滑动变阻器两端电压为
U滑=U﹣UL=9V﹣3V=6V
所以,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为6V,则灯泡正常发光。
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,电压表测量滑动变阻器滑片右边电阻两端的电压,此时电压表示数为U右=4V;由于滑动变阻器的全部电阻连入电路,为了间接测出定值电阻R两端的电压,所以需要测出滑动变阻器两端的电压,故再将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压,即U′=7V;
③在步骤②中,滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,根据串联电路电压的规律可得,R的电压为
UR=U﹣U′=9V﹣7V=2V
由分压原理可得
所以滑动变阻器滑片右边电阻的阻值
故在步骤①中,灯的额定电流为
则小灯泡的额定功率
P额=ULI额=3V×0.3A=0.9W
五、计算题:本大题共1小题,共8分。
29. 随着我国经济的发展,人民生活水平日益提高,我国出现了越来越多的潜水爱好者。为了保障安全,潜水员潜水时会佩戴图甲所示的水压表和深度表。图乙是某深度表的工作原理简化电路图,电源电压且恒定不变,定值电阻,电压表量程为0~3V,是阻值随水深度变化的电阻,其变化关系图象如图丙所示,允许通过的最大电流为。求:
(1)深度表在水面上时,电路中的电流(计算结果保留1位小数);
(2)电压表示数为2V时,潜水员下潜的深度;
(3)在保证电路安全的情况下,该深度表能浸入水中的最大深度。
【答案】(1)0.1A;(2)10m;(3)40m
【解析】
【详解】解:(1)由图乙可知,该电路为和的串联电路,电压表测两端的电压;深度表在水面上时,即时,由图丙可知,此时,由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知电路中的电流为
(2)电压表示数为2V时,即两端的电压为,电路中的电流为
由串联电路的电压特点可知两端的电压为
则此时的阻值为
由图丙可知,此时潜水员下潜的深度为10m。
(3)由电压表量程可知两端的电压最大为3V,此时电路中电流为
所以为保护电路,电路中允许通过的最大电流为,此时电路总电阻为
由串联电路的电阻特点可知电阻的阻值为
由图丙可知,此时下潜的深度为40m,即该深度表能浸入水中的最大深度为40m。
答:(1)深度表在水面上时,电路中的电流为0.1A;
(2)电压表示数为2V时,潜水员下潜的深度为10m;
(3)在保证电路安全的情况下,该深度表能浸入水中的最大深度为40m。
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