内容正文:
2025-2026学年度第一学期期末测试
九年级物理学科
一、填空题(每空2分,共26分)
1. 某兴趣小组使用无人机航拍采石矶公园,如图所示,当无人机水平飞行时,升力对无人机_______。(选填“做功”或“不做功”)
2. 如图重力为500N为中学生在做仰卧起坐,上半身的重量为体重的五分之三,仰卧起坐时上半身重心上升的高度均为0.3m,一分钟做40个,中学生的平均功率约为_______W。
3. 小明制作了一艘“噗噗”船,其结构如图所示。启动前,先注入些水到蒸汽室,当蒸汽室的水被蜡烛火焰加热,随着水温升高,产生的水蒸气从管口喷出,发出“噗噗”的响声,船也会在水池中向前移动,此过程和汽油机的做功冲程能量转化情况相同,水蒸气的内能转化为船的_______能。
4. 某型号汽油的热值为。则完全燃烧_______kg的该型号汽油可以放出的热量。
5. 将2kg、80℃的热水与1kg、20℃的冷水混合,不计热量损失,达到热平衡时,混合液体的温度为_______℃。
6. 摩擦起电是生活中常用的使物体带电的方式之一。如图所示是两个不同种类的物质在摩擦时的电子转移情况,由图可知物质A因为失去电子而带_______电。
7. 如图所示,小明用锡纸搓成轻质小圆球C放入笔杆内,将回形针A和B分别插进笔杆两端,制成了“静电消除器”。手拿着B,用A接触带负电荷的毛衣,A接触后带电,可以吸引轻小物体C,C与A接触后带电,根据同种电荷相互排斥的原理,AC立即分开,之后C与B接触,将C所带的电荷通过B转移到手,此时电流方向_______(选填“由B到手”或“由手到B”)。
8. 如图甲为灯泡L和定值电阻R的I﹣U图像,灯泡正常发光时两端电压为3V,将L和R接入如图乙所示电路中,灯泡正常发光时,电流表示数为_______A;若将L和R串联在电源电压为4V的电路中,此时灯泡电阻为_______Ω。
9. 两定值电阻,甲标有“10Ω 1A”,乙标有“12Ω 0.5A”,保证各个元件都能安全工作的前提下,把它们串联在同一电路中,整个电路的最大电功率为_______W;若把它们并联起来,工作10s,则整个电路能产生的最大热量为_______J。
10. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑片P从A端移动到端的过程中,电流表示数与电压表示数的关系图像如图乙所示.图乙中阴影部分面积表示某一时刻的______(填一物理量);滑片P从A端移动到端,电路总功率的变化量为______W。
二、选择题(每题3分,共30分)
11. 下列有关物理量的估测,不符合生活实际的是( )
A. 中学生跳绳一次,脚离地面约10cm,则克服重力做功约500J
B. 中学生以正常速度从一楼走到三楼,上楼做的功约为3000J
C. 中学生骑自行车受到的阻力约为20N,则其骑行功率约为100W
D. 中学生把掉在地面上的物理课本捡到桌面,克服物理书重力做的功约为2J
12. 下列有关机械做功、功率、机械效率的说法,正确的是( )
A. 做功越多的机械,功率越大 B. 做有用功越多的机械,机械效率越高
C. 机械效率越高的机械,做功越快 D. 做功越快的机械,功率越大
13. 下列关于热现象的说法中正确的是( )
A. 0℃的冰,其内能为零
B. 物体吸收热量,温度一定升高
C. 热传递过程中,热量可以从内能小的物体传递给内能大的物体
D. 物体的温度越高,含有的热量越多
14. 如图所示,用同一个滑轮的两种方式分别拉物体匀速上升,两物体上升高度相同,不计绳重和摩擦力,下列选项中正确的是( )
A. 若拉力F2和F1做的功相同,则
B. 若,则拉力F1做的功大于F2做的功
C. 若拉力F2做的功大于F1做的功,则G乙一定大于G甲
D. 若,则
15. 工人师傅搭建了如图所示的斜面,用向上600N的拉力F,把一个质量为120kg的物体从斜面底端搬到2m高的架子上,斜面长为5m,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A. 物体的重力为120N
B. 工人拉力做的功为有用功
C. 该过程中,额外功为500J
D. 该装置的机械效率为80%
16. 如图是我国国产航母山东舰在某海域训练时的情景。舰载机飞离航母加速升空的过程中,下列能量变化分析正确的是( )
A. 动能不变,重力势能增大,机械能增大
B. 动能减小,重力势能增大,机械能不变
C. 动能增大,重力势能增大,机械能增大
D. 动能减小,重力势能减小,机械能减小
17. 根据图所示的天气状况和地表环境信息,推断昼夜温差最小的是( )
A. B.
C. D.
18. 2026年元旦期间,安徽很多景区都装上了自动售货机,游客可以通过手机扫码支付,支付成功后“感应”开关闭合获得商品,还可以通过“投币”开关获得商品。下列电路图符合上述要求的是( )
A. B. C. D.
19. 如图所示电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列判断正确的是( )
A. 电压表的示数不变,电流表A的示数变大
B. 电压表的示数变大,电压表的示数变小
C. 电压表的示数与电流表A的示数的比值变大
D. 电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量之比变大
20. 探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验如题图所示,两个透明容器中密封着等质量的空气,下列说法正确的是( )
A. U形管内液面高度变化是由管中液体热胀冷缩引起的
B. 图甲是探究电流产生的热量与电阻关系的实验
C. 图乙中通电一段时间后右边U形管内液面高度差比左边小
D. 图甲中通电一段时间后左、右两个容器内电阻丝产生的热量之比为4∶1
三、实验题(每空2分 ,共22分)
21. 小林用如图所示装置进行“测滑轮组机械效率”的实验:
实验
次序
钩码重力
G/N
钩码上升
高度h/m
绳端拉力
F/N
绳端移动
距离s/m
机械
效率η
1
2
0.1
0.9
0.3
74.1%
2
3
0.1
1.2
0.3
83.3%
3
4
0.1
1.5
0.3
(1)根据表中数据可知实验中选择的是图______所示装置。
(2)根据第3组数据可计算得到滑轮组的机械效率为________(结果精确到0.1%)。
(3)提升相同重量的物体时,图____(选填“乙”或“丙”)所示装置的机械效率高。(设每个动滑轮重均相同)
22. 如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,烧杯内液体的质量和初温相同。
(1)为了研究不同燃料的热值大小,应选用______两图实验装置进行实验;
(2)实验前应保证两装置燃烧皿中燃料的______相等。燃料燃烧放出的热量的多少,是通过___________(选填“温度计上升的示数”或“加热时间”)来反映的。
23. 在“探究导体的电流跟电阻的关系”实验中,器材有:电源(电压恒为5V),电流表、电压表和开关各一个,四个定值电阻(10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)滑动变阻器(规格“30Ω,2A”),导线若干。
(1)闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表的示数较大;改变滑动变阻器滑片的位置,两电表指针的位置不变。电路中有一处故障可能是________;
(2)排除故障后闭合开关,用10Ω的电阻做完实验,接着换为时滑动变阻器的滑片P应向________ 端移动(选填“A”或“B”);
(3)根据多组实验数据,在图乙所示的坐标系中描绘出了I-R图像,由图像可知每次实验电压表示数保持 ________V不变,分析图像可得出的结论是________。
(4)将四个定值电阻接入电路并顺利完成实验,电压表设定的电压值不能小于________ V。
四、计算题(第24题6分,第25题8分,第26题8分,共22分)
24. 如图甲所示,智能配送机器人从仓库出发,将医疗物资送到了医院。若机器人以恒定的功率在某段平直的路面上由静止开始运动,共用时12s,如图乙是速度v随时间t变化的关系图像,当牵引力F为40N时,机器人做匀速直线运动。求:
(1)7~12s内机器人动力做功的功率。
(2)0~7s内机器人动力做的功。
25. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻,。
(1)当开关S闭合,S1、S2断开时,电流表示数为0.2A,则电源电压是多少?
(2)当开关S、S1、S2都闭合时,电流表示数为0.9A,则通过电阻R3的电流是多少?
(3)电阻R3的阻值是多少?
26. 某电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的电火锅,该火锅产品铭牌和电路图如图表所示:
额定电压
220V
额定功率
高温挡
中温挡
低温挡
2200W
1100W
550W
(1)求R2的阻值?
(2)用电火锅高温挡在额定电压下烧水,若电热丝产生热量的84%被水吸收,在1个标准大气压下,能使1kg初温为12℃的水烧开,需要的时间?[]
(3)在物理综合实践活动中,小芳和小丽利用所学的物理知识,合作测量电火锅高温挡的实际功率。电能表上标着“1200r/kW·h”。他们把家中的其它用电器都与电源断开,仅让电火锅接入电路中烧水。3min电能表的转盘转了120r,求电火锅的实际功率?
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2025-2026学年度第一学期期末测试
九年级物理学科
一、填空题(每空2分,共26分)
1. 某兴趣小组使用无人机航拍采石矶公园,如图所示,当无人机水平飞行时,升力对无人机_______。(选填“做功”或“不做功”)
【答案】不做功
【解析】
【详解】升力的方向是竖直向上,当无人机水平飞行时,没有在升力的方向上通过距离,所以升力对无人机不做功。
2. 如图重力为500N为中学生在做仰卧起坐,上半身的重量为体重的五分之三,仰卧起坐时上半身重心上升的高度均为0.3m,一分钟做40个,中学生的平均功率约为_______W。
【答案】60
【解析】
【详解】中学生上半身的重力为
做一次仰卧起坐克服重力做的功为
已知一分钟做40个,则1min做的总功为
所以中学生的平均功率为
3. 小明制作了一艘“噗噗”船,其结构如图所示。启动前,先注入些水到蒸汽室,当蒸汽室的水被蜡烛火焰加热,随着水温升高,产生的水蒸气从管口喷出,发出“噗噗”的响声,船也会在水池中向前移动,此过程和汽油机的做功冲程能量转化情况相同,水蒸气的内能转化为船的_______能。
【答案】机械
【解析】
【详解】当蒸汽室的水被蜡烛火焰加热,产生的水蒸气从管口喷出,水蒸气对外做功,推动船在水池中向前移动。在这个过程中,水蒸气的内能转化为船运动的机械能。
4. 某型号汽油的热值为。则完全燃烧_______kg的该型号汽油可以放出的热量。
【答案】
10
【解析】
【详解】该型号汽油放出的热量,需要燃烧汽油的质量
5. 将2kg、80℃的热水与1kg、20℃的冷水混合,不计热量损失,达到热平衡时,混合液体的温度为_______℃。
【答案】
60
【解析】
【详解】不计热量损失,冷水吸收的热量等于热水放出的热量,即
根据热平衡方程,设混合后温度为,则
代入数据为
解得,因此,混合液体的温度为。
6. 摩擦起电是生活中常用的使物体带电的方式之一。如图所示是两个不同种类的物质在摩擦时的电子转移情况,由图可知物质A因为失去电子而带_______电。
【答案】正
【解析】
【详解】物体带电的实质是电子的转移。电子带负电,物质A失去电子后,其质子所带正电荷数量大于电子所带负电荷数量,所以物质A会带正电。
7. 如图所示,小明用锡纸搓成轻质小圆球C放入笔杆内,将回形针A和B分别插进笔杆两端,制成了“静电消除器”。手拿着B,用A接触带负电荷的毛衣,A接触后带电,可以吸引轻小物体C,C与A接触后带电,根据同种电荷相互排斥的原理,AC立即分开,之后C与B接触,将C所带的电荷通过B转移到手,此时电流方向_______(选填“由B到手”或“由手到B”)。
【答案】由手到B
【解析】
【详解】用A接触带负电荷的毛衣,A接触后带电,带电体有吸引轻小物体的性质,所以A可以吸引轻小物体C,C与A接触后,带上同种电荷,同种电荷相互排斥,A、C分离。之后C与B接触,将负电荷(电子)通过B转移到手,物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反,所以此时电流方向是由手到B。
8. 如图甲为灯泡L和定值电阻R的I﹣U图像,灯泡正常发光时两端电压为3V,将L和R接入如图乙所示电路中,灯泡正常发光时,电流表示数为_______A;若将L和R串联在电源电压为4V的电路中,此时灯泡电阻为_______Ω。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]由图乙可知,灯泡和定值电阻并联,并联电路中各支路两端电压相等且等于电源电压,此时灯泡正常发光,故灯泡和定值电阻两端电压都为,电流表测干路总电流,根据图甲可得,电流表的示数为
[2]若将L和R串联在电源电压为的电路中,由图甲可知,此时电路中电流为,灯泡两端电压为,则此时灯泡电阻为
9. 两定值电阻,甲标有“10Ω 1A”,乙标有“12Ω 0.5A”,保证各个元件都能安全工作的前提下,把它们串联在同一电路中,整个电路的最大电功率为_______W;若把它们并联起来,工作10s,则整个电路能产生的最大热量为_______J。
【答案】 ①.
5.5 ②.
66
【解析】
【详解】[1]根据两定值电阻的规格可知,两电阻串联时,电路中的最大电流为0.5A,则整个电路的最大电功率为
[2]根据两定值电阻的规格可知,甲定值电阻两端允许加的电压是
乙定值电阻两端允许加的电压是
根据并联电路中电压规律可知,电路中最大电压为6V,则甲定值电阻通过的电流为
电路中的最大电流为
则整个电路能产生的最大热量为
10. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑片P从A端移动到端的过程中,电流表示数与电压表示数的关系图像如图乙所示.图乙中阴影部分面积表示某一时刻的______(填一物理量);滑片P从A端移动到端,电路总功率的变化量为______W。
【答案】 ①. 电功率 ②. 3
【解析】
【详解】[1]根据图甲可知,电压表与变阻器并联,测量变阻器两端电压,电流表测量串联电路的电流。根据图乙可知,图中阴影部分面积为R2的电压U和电流I的乘积,即为某一时刻的电功率。
[2]当滑片在A端时,R1单独接入电路中,R1两端电压即为电源电压,为
当滑片在B端时,R1和变阻器串联,电源电压为
解得,。滑片P从A端移动到B端,电路中电流的变化量为
故电路总功率的变化量为
二、选择题(每题3分,共30分)
11. 下列有关物理量的估测,不符合生活实际的是( )
A. 中学生跳绳一次,脚离地面约10cm,则克服重力做功约500J
B. 中学生以正常速度从一楼走到三楼,上楼做的功约为3000J
C. 中学生骑自行车受到的阻力约为20N,则其骑行功率约为100W
D. 中学生把掉在地面上的物理课本捡到桌面,克服物理书重力做的功约为2J
【答案】A
【解析】
【详解】A.中学生跳绳一次,脚离地面的高度约为
中学生的质量约为,则重力为
根据功的公式W=Gh,克服重力做功约为
故A符合题意;
B.中学生从一楼走到三楼,上升的高度约为h=6m,中学生的体重约为G=500N,则上楼做的功约为
故B不符合题意;
C.中学生骑自行车的速度约为v=5m/s,受到的阻力约为f=20N。根据功率的公式P=Fv(在这里,由于自行车匀速行驶,所以牵引力F等于阻力f),骑行功率约为
故C不符合题意;
D.物理课本的重力约为G=2N,课桌的高度约为h=1m。把物理课本捡到桌面,克服物理书重力做的功约为
故D不符合题意。
故选A。
12. 下列有关机械做功、功率、机械效率的说法,正确的是( )
A. 做功越多的机械,功率越大 B. 做有用功越多的机械,机械效率越高
C. 机械效率越高的机械,做功越快 D. 做功越快的机械,功率越大
【答案】D
【解析】
【详解】A.由可以看出,功率大小决定于做功多少和所用时间,做功较多,时间不确定,功率大小不能确定,故A错误;
B.机械效率是有用功与总功的比值,有用功较多,总功不确定,机械效率不能确定,故B错误;
C.效率高是指机械做的有用功在总功中的占比大,与机械做功快慢没有关系,故C错误;
D.功率描述的是物体做功的快慢,所以功率越大的物体,做功越快,故D正确。
故选D。
13. 下列关于热现象的说法中正确的是( )
A. 0℃的冰,其内能为零
B. 物体吸收热量,温度一定升高
C. 热传递过程中,热量可以从内能小的物体传递给内能大的物体
D. 物体的温度越高,含有的热量越多
【答案】C
【解析】
【详解】A.一切物体都具有内能,物体温度为0℃时内能不为零,故A错误;
B.晶体熔化时吸收热量,内能增加,但温度不变,故B错误;
C.热传递时热量是从高温物体传递给低温物体,内能少的物体也可能温度高,所以热量可以从内能少的物体传递给内能多的物体,故C正确;
D.热量是一个过程量,不能说某物质含有多少热量,只能说含有内能。温度越高,内能越大,故D错误。
故选C。
14. 如图所示,用同一个滑轮的两种方式分别拉物体匀速上升,两物体上升高度相同,不计绳重和摩擦力,下列选项中正确的是( )
A. 若拉力F2和F1做的功相同,则
B. 若,则拉力F1做的功大于F2做的功
C. 若拉力F2做的功大于F1做的功,则G乙一定大于G甲
D. 若,则
【答案】A
【解析】
【详解】A.若,则,因为上升高度相同,则,所以,故A正确;
B.若,,,做的功不一定大于做的功,故B错误;
C.若,则,只能推出,但无法确定,故C错误;
D.若,则有用功相同。总功,,所以,,即,故D错误。
故选A。
15. 工人师傅搭建了如图所示的斜面,用向上600N的拉力F,把一个质量为120kg的物体从斜面底端搬到2m高的架子上,斜面长为5m,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A. 物体的重力为120N
B. 工人拉力做的功为有用功
C. 该过程中,额外功为500J
D. 该装置的机械效率为80%
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体的重力为
故A错误;
B.使用斜面时,目的是将物体提升到一定高度,所以克服物体重力做的功是有用功,故B错误;
C.克服物体重力做的功是有用功
工人拉力做的功是总功
额外功为
故C错误;
D.该装置的机械效率
故D正确。
故选D。
16. 如图是我国国产航母山东舰在某海域训练时的情景。舰载机飞离航母加速升空的过程中,下列能量变化分析正确的是( )
A. 动能不变,重力势能增大,机械能增大
B. 动能减小,重力势能增大,机械能不变
C. 动能增大,重力势能增大,机械能增大
D. 动能减小,重力势能减小,机械能减小
【答案】C
【解析】
【详解】动能的大小与物体的质量和速度有关,舰载机在加速升空的过程中,舰载机的质量不变,速度增加,舰载机的动能增加,此外,重力势能的大小与物体的质量和高度有关,舰载机的质量不变,舰载机高度升高,舰载机的重力势能增加,所以机械能也增加。故ABD错误,C正确。
故选C。
17. 根据图所示的天气状况和地表环境信息,推断昼夜温差最小的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】水的比热容比砂石的比热容大,相同质量的水和砂石,在相同受热或者放热的情况下,温度变化小,所以海洋比陆地的昼夜温度小,同时天气晴朗时,白天地面吸收的热量多,夜晚地面放出的热量多,天气为多云时,白天由于云层的阻挡,地面吸收太阳的热量较少,夜晚地面放出的热量由于云层的阻挡,散失的热量较少,所以昼夜温差最小的是天气为多云时的海洋,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
18. 2026年元旦期间,安徽很多景区都装上了自动售货机,游客可以通过手机扫码支付,支付成功后“感应”开关闭合获得商品,还可以通过“投币”开关获得商品。下列电路图符合上述要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.图中“感应”开关和“投币”开关是串联的,需要同时闭合,电动机才能工作,故A不符合题意;
B.图中“感应”开关和“投币”开关是并联的,它们并联后与电动机串联。闭合任意一个开关,电路都能接通,电动机都能工作,故B符合题意;
C.图中“感应”开关与电动机串联,然后与“投币”开关并联。如果闭合“投币”开关,会造成电源短路,故C不符合题意;
D.图中“投币”开关与电动机串联,然后与“感应”开关并联。如果闭合“感应”开关,会造成电源短路,故D不符合题意。
故选B。
19. 如图所示电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列判断正确的是( )
A. 电压表的示数不变,电流表A的示数变大
B. 电压表的示数变大,电压表的示数变小
C. 电压表的示数与电流表A的示数的比值变大
D. 电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量之比变大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.分析电路可知,闭合开关S,、串联,电流表A测电路电流,电压表测电压,电压表测电压。当滑动变阻器的滑片向右滑动时,阻值变大,则总电阻变大,根据,电流表A的示数变小,根据串联分压原理,电压表的示数变大,则电压表的示数变小,故AB错误;
C.电压表的示数变大,电流表A的示数变小,则电压表的示数与电流表A的示数的比值变大,故C正确;
D.根据串联分压,电压表示数的变化量等于电压表示数的变化量。对于定值电阻R1,设某时刻下其两端电压为,电流为,根据欧姆定律则有
①
设另一时刻下其两端电压为,电流为,根据欧姆定律则有
②
②-①则有
则有
所以当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量之比不变,则电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量之比不变,故D错误。
故选C。
20. 探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验如题图所示,两个透明容器中密封着等质量的空气,下列说法正确的是( )
A. U形管内液面高度变化是由管中液体热胀冷缩引起的
B. 图甲是探究电流产生的热量与电阻关系的实验
C. 图乙中通电一段时间后右边U形管内液面高度差比左边小
D. 图甲中通电一段时间后左、右两个容器内电阻丝产生的热量之比为4∶1
【答案】D
【解析】
【详解】A.电流产生的热量不能用眼睛直接观察,对密封容器中空气加热,引起U形管中液面变化,通过液面高度差的变化来反映,是利用容器内气体的热胀冷缩来反映电阻放出热量的多少,故A错误;
B.图甲中两个5Ω电阻并联后再与一个5Ω电阻串联,容器内电阻的阻值相同,由串并联电路电流的规律可知通过两个容器内电阻的电流不同,研究电流产生的热量与电流的关系,故B错误;
C.在乙装置中,容器中的两个电阻丝串联,通过它们的电流与通电时间相同,左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻,通电一段时间后右侧容器内电阻产生的热量较多,右边U形管内液面高度差比左边大,故C错误;
D.甲实验装置容器内电阻丝的阻值相同,右侧容器内电阻丝与容器外电阻丝并联,且容器内外的电阻丝的阻值相同,再与左侧电阻串联,由串并联电路电流的规律可知通过左侧电阻丝的电流与右侧容器内电阻丝的电流之比是2∶1,由Q=I2Rt可知通电一段时间后左、右两个容器内电阻丝产生的热量之比为
故D正确。
故选D。
三、实验题(每空2分 ,共22分)
21. 小林用如图所示装置进行“测滑轮组机械效率”的实验:
实验
次序
钩码重力
G/N
钩码上升
高度h/m
绳端拉力
F/N
绳端移动
距离s/m
机械
效率η
1
2
0.1
0.9
0.3
74.1%
2
3
0.1
1.2
0.3
83.3%
3
4
0.1
1.5
0.3
(1)根据表中数据可知实验中选择的是图______所示装置。
(2)根据第3组数据可计算得到滑轮组的机械效率为________(结果精确到0.1%)。
(3)提升相同重量的物体时,图____(选填“乙”或“丙”)所示装置的机械效率高。(设每个动滑轮重均相同)
【答案】(1)乙 (2)88.9%
(3)乙
【解析】
【小问1详解】
根据数据可知绳子的有效段数为
故实验中选择的是乙图所示装置。
【小问2详解】
根据第三组数据可计算得到滑轮组机械效率为
【小问3详解】
提升相同重量的物体到相同的高度,做的有用功是相同的,乙、丙装置中,克服机械之间的摩擦做的额外功可认为是相同的,乙中克服一个动滑轮做额外功,丙中要克服两个动滑轮做额外功,故乙中做的额外功少,乙中做的总功少,根据机械效率的定义可知,乙装置的机械效率高。
22. 如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,烧杯内液体的质量和初温相同。
(1)为了研究不同燃料的热值大小,应选用______两图实验装置进行实验;
(2)实验前应保证两装置燃烧皿中燃料的______相等。燃料燃烧放出的热量的多少,是通过___________(选填“温度计上升的示数”或“加热时间”)来反映的。
【答案】(1)甲、乙 (2) ①. 质量 ②. 温度计上升的示数
【解析】
【小问1详解】
为了研究不同燃料的热值大小,应该控制燃料不同,被加热的液体相同,因此为了研究不同燃料的热值大小,应选用图甲、乙两实验装置进行实验。
【小问2详解】
[1][2]根据控制变量法,实验前应保证两装置燃烧皿中燃料的质量相等,通过液体升高的温度来比较不同燃料放出热量的多少,液体升高的温度越高,说明燃料放出的热量越多。
23. 在“探究导体的电流跟电阻的关系”实验中,器材有:电源(电压恒为5V),电流表、电压表和开关各一个,四个定值电阻(10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)滑动变阻器(规格“30Ω,2A”),导线若干。
(1)闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表的示数较大;改变滑动变阻器滑片的位置,两电表指针的位置不变。电路中有一处故障可能是________;
(2)排除故障后闭合开关,用10Ω的电阻做完实验,接着换为时滑动变阻器的滑片P应向________ 端移动(选填“A”或“B”);
(3)根据多组实验数据,在图乙所示的坐标系中描绘出了I-R图像,由图像可知每次实验电压表示数保持 ________V不变,分析图像可得出的结论是________。
(4)将四个定值电阻接入电路并顺利完成实验,电压表设定的电压值不能小于________ V。
【答案】(1)定值电阻断路
(2)A (3) ①. 3 ②. 当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4)2.5
【解析】
【小问1详解】
闭合开关后,电流表示数为零,说明电路可能断路;电压表示数较大,说明电压表与电源连通,且电压表两接线柱到电源间是通路。结合滑动变阻器滑片移动后两电表示数不变,故障可能是定值电阻断路。
【小问2详解】
探究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端电压不变。当把10Ω电阻换为15Ω电阻时,根据串联分压规律,定值电阻两端电压会变大。为使定值电阻两端电压回到原来的值,需增大滑动变阻器接入电路的电阻,即滑片向A端移动。
【小问3详解】
[1][2]从图像中数据可知,电阻为10Ω时,电流为0.3A;电阻为15Ω时,电流为0.2A;电阻为20Ω时,电流为0.15A;电阻为30Ω时,电流为0.1A;由可知,每次实验保持不变的电压表示数
可判断每次实验电压表示数保持3V不变。可得出结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【小问4详解】
电源电压为5V,滑动变阻器最大阻值为30Ω,定值电阻最大为30Ω。根据串联分压规律可得
当定值电阻取最大时,滑动变阻器连入电路中的电阻最大,则当,时,定值电阻和滑动变阻器两端电压
所以电压表设定的电压值不能小于2.5V。
四、计算题(第24题6分,第25题8分,第26题8分,共22分)
24. 如图甲所示,智能配送机器人从仓库出发,将医疗物资送到了医院。若机器人以恒定的功率在某段平直的路面上由静止开始运动,共用时12s,如图乙是速度v随时间t变化的关系图像,当牵引力F为40N时,机器人做匀速直线运动。求:
(1)7~12s内机器人动力做功的功率。
(2)0~7s内机器人动力做的功。
【答案】(1)
240W (2)
1680J
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知,在7~12s内,机器人做匀速直线运动,其速度为,牵引力为。所以7~12s内机器人动力做功的功率为
【小问2详解】
已知机器人以恒定的功率运动,因此机器人在0~7s内的功率与7~12s内的功率相同,即。所以0~7s内机器人动力做的功为
25. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻,。
(1)当开关S闭合,S1、S2断开时,电流表示数为0.2A,则电源电压是多少?
(2)当开关S、S1、S2都闭合时,电流表示数为0.9A,则通过电阻R3的电流是多少?
(3)电阻R3的阻值是多少?
【答案】(1)
6V (2)
0.3A (3)
20Ω
【解析】
【小问1详解】
当开关S闭合,S1、S2断开时,电阻R1和R2串联,电流表测量的是串联电路的电流,串联电路的总电阻为
电源电压为
【小问2详解】
当开关S、S1、S2都闭合时,电阻R1和R3并联,电阻R2被开关S2短路。电流表测量的是干路电流,由于R1和R3并联,它们两端的电压等于电源电压,即
通过电阻R1的电流为
根据并联电路的电流特点,干路电流等于各支路电流之和,则通过电阻R3的电流为
【小问3详解】
电阻R3的阻值为
26. 某电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的电火锅,该火锅产品铭牌和电路图如图表所示:
额定电压
220V
额定功率
高温挡
中温挡
低温挡
2200W
1100W
550W
(1)求R2的阻值?
(2)用电火锅高温挡在额定电压下烧水,若电热丝产生热量的84%被水吸收,在1个标准大气压下,能使1kg初温为12℃的水烧开,需要的时间?[]
(3)在物理综合实践活动中,小芳和小丽利用所学的物理知识,合作测量电火锅高温挡的实际功率。电能表上标着“1200r/kW·h”。他们把家中的其它用电器都与电源断开,仅让电火锅接入电路中烧水。3min电能表的转盘转了120r,求电火锅的实际功率?
【答案】(1)44Ω (2)200s
(3)2000W
【解析】
【小问1详解】
分析电路可知,当开关断开、接a时,、串联,此时总电阻最大,根据,总功率最小,为低温挡;当开关闭合、接b时,、并联,此时总电阻最小,根据,总功率最大,为高温挡;当开关断开、接b时,单独工作,则此时为中温挡。所以R2的阻值为
【小问2详解】
在1个标准大气压下,水的沸点为100℃。水吸收的热量为
则消耗的电能为
则需要的时间为
【小问3详解】
电火锅消耗的电能为
则电火锅的实际功率为
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