内容正文:
2025-2026年度第二学期九年级新课结束考试物理试题
一、单选题(每题2分,共30分)
1. 妹妹生日时,小明用LED(发光二极管)灯将家中布置得精美又温馨,祝福妹妹健康快乐成长。制作LED灯的主要材料是( )
A. 导体 B. 半导体 C. 超导体 D. 绝缘体
2. 如图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图,它们正确的排列顺序为( )
A. 甲、乙、丙、丁 B. 丙、丁、甲、乙
C. 甲、丁、乙、丙 D. 丙、甲、丁、乙
3. 人们常用冷水来降温,例如用水作为汽车发动机及发电站发电机线圈的冷却剂等,主要是因为水的( )
A. 流动性大 B. 比热容大
C. 热值大 D. 密度大
4. 2021年5月15日,我国“天问一号”火星探测器稳稳降落在火星的乌托邦平原。探测器经过借助火星大气进行气动减速等一系列减速措施后,再通过反推发动机进行动力减速,距离火星表面100m时,进入悬停阶段,完成精确避障和缓速下降后抵达火星表面(如图所示),下列说法错误的是( )
A. 探测器与地面控制系统间靠电磁波传递信息
B. 反推发动机利用热值大的燃料
C. 缓速下降阶段,探测器相对火星表面是运动的
D. 落地后,探测器的影子是光的反射形成的
5. 对下列四幅图中的物理情境,描述不正确的是( )
A. 甲中,人从滑梯上滑下时斜面对人的弹力做了功
B. 乙中,人举着杠铃在空中停留3s的过程中,人对杠铃不做功
C. 丙中,人将书包扔出,书包离手前的运动过程中人对书包做了功
D. 丁中,人背着书包站在水平运行的自动人行道上时,人对书包不做功
6. 如图所示,是一款不需要电池的自发电门铃。当按压门铃压板时,压板后面的弹簧会带动磁体运动,从而在线圈中产生电流,发声元件便可以发出声音。以下四幅实验装置图中,能反映其工作原理的是( )
A. B.
C. D.
7. 关于温度、内能和热量,下列说法中正确的是( )
A. 物体吸收了热量,它的温度一定升高
B. 内能大的物体所含有的热量一定多
C. 分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的
D. 物体的内能增加了,它的温度一定升高
8. 在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让小车从斜面上由静止滑下,撞击放在水平面上的木块,小车推动木块滑行一段距离后停止。如图所示,下列说法正确的是( )
A. 实验中木块被推出距离的远近反映小车动能的大小
B. 由甲、乙两图可知,小车动能的大小与高度有关
C. 由乙、丙两图可知,小车动能的大小与速度有关
D. 由于水平面的粗糙程度不同,所以木块运动距离不同
9. 如图所示,甲、乙两个斜面的长度相同,倾角不同 (),粗糙程度也不同。现用同样大小的力分别将同一物体从斜面底端匀速拉至顶端,已知运动时间 t甲< t乙,则下列说法正确的是( )
A. 使用滑轮可以省力 B. 两次拉力做功的情况是W甲>W乙
C. 两次拉力做功的功率P甲<P乙 D. 斜面的机械效率
10. 糖炒栗子是我国北方非常有名的美食,传统糖炒栗子的精髓在于砂石的导热和糖的焦香。关于糖炒栗子的制作,下列说法正确的是( )
A. 闻到糖炒栗子的香味体现了分子间存在斥力
B. 砂石升温较快,是因为它的吸热能力强
C. 刚炒出的栗子烫手是因为含有的热量多
D. 炒制过程主要是通过热传递的方式增大栗子的内能
11. 有两个家用白炽灯,甲灯上标有“220V;60W”, 灯丝电阻不随温度而改变,乙灯上标有“220V;40W”,以下说法正确的是( )
A. 观察两灯,发现甲灯的灯丝比乙灯要更长
B. 分别在家庭电路中正常工作,则甲灯消耗的电能比乙灯多
C. 把两灯串联后接入家庭电路,则乙灯的亮度比甲灯大
D. 把两灯串联后接入家庭电路,则两灯实际总功率等于100瓦
12. 小明在测量如图所示的滑轮组的机械效率的实验中,通过改变物重G或动滑轮重G进行了多次实验,若不计绳重与摩擦,下列关于机械效率与物重或动滑轮重的关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
13. 有一台“3V 3W”的迷你小电风扇(如图所示),电动机的线圈电阻为 0.1 Ω,忽略一切摩擦,下列说法不正确的是( )
A. 小电风扇正常工作 1min消耗的电能为 180 J
B. 小电风扇正常工作 1min产生的热量为 6J
C. 若小电风扇的扇叶被卡住,通电1min产生的热量为180J
D. 小电风扇正常工作 1min产生的机械能为 174J
14. 电子体温计能够快捷地测量人体体温。其中测温电路如图甲所示,电源电压恒为6V,R是阻值为400Ω的定值电阻,RT为热敏电阻,RT的阻值与温度的关系如图乙所示。关于此测温电路,下列分析正确的是( )
A. 当温度升高时,电压表示数增大
B. 当温度降低时,电路中的总功率变小
C. 当温度为32℃,电压表的示数为3V
D. 当电压表示数为4V时,温度为42℃
15. 如图甲、乙所示,规格相同的A、B两杯中分别装有和的牛奶,并用不同加热器同时对其加热,根据所记录的数据分别得到图丙的温度与加热时间的关系图像C和D。已知加热器的加热效率相同,牛奶的比热容为。则下列说法正确的是( )
①B杯中牛奶每分钟吸收的热量为
②若两杯牛奶都从20℃加热,A、B两杯牛奶升高的温度之比为3∶2
③若将A、B两杯中的牛奶都从20℃加热至60℃,需要的时间之比是2∶3
④甲、乙图中的加热器每分钟放出的热量之比为9∶8
A. 只有①②③正确 B. 只有②③④正确
C. 只有①②④正确 D. 只有①③④正确
二、填空题(每空1分,每图2分,共24分)
16. 我国中国载人航天事业已历经20年,载人飞船运载火箭离开发射架并加速冲向天空时,动能_______;重力势能________,机械能___________(均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
17. 如图所示,小北为了把重为450N的货物提升到1.5m高的地方,用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物,不计绳重和摩擦,甲、乙两种方式中,_________可以省力,若乙方式中滑轮组的机械效率为90%,小北所用拉力为_________N。
18. 电饭锅内部简化电路如图所示,,。当 S 接“1”时,电饭锅处于______(选填“加热”、 “保温”)挡:若家里只有电饭锅正常工作,则在220V家庭电路中用“加热”挡通电12min,标有“”的电子式电能表指示灯闪烁_______次。
19. 如图所示的电路中,L1、L2为两个阻值恒定的灯泡,甲、乙是连接电流表或电压表的位置。在甲、乙位置分别接入量程不同的某电表,只闭合开关S1,两灯均发光,两电表偏转程度相同,则灯泡L1和L2的电阻之比为______;断开开关S1,在甲、乙位置分别接入另一种电表,闭合开关S1和S2,两灯均发光,则此时两电表示数之比为______,灯泡L1和L2的电功率之比为______。
20. 如图甲所示,2024年10月30日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。飞船在发射前,电路中电源电压恒定不变,定值电阻R0的阻值为20Ω,R为压敏电阻,其阻值随环境气压的变化关系如表格所示。将R置于舱体中,闭合开关S,舱体不漏气时气压为,电流表的示数为0.5A。问:
环境气压p/×105Pa
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
压敏电阻R/Ω
50
40
30
22
15
12
10
8
6
5
4
(1)舱体内气压越大,压敏电阻的阻值越________,电压表示数越________。
(2)电源电压为________多少?
(3)当电压表的示数为8V时,舱体内的气压为_______多少?
21. 某品牌电热水杯如图甲所示,水杯容量为330mL,有高、中、低三个加热挡位,乙图为其工作电路简图,其中U恒为220V,R1=200Ω,R2=550Ω,若该电热水杯加热效率为90%,则用高温挡将满杯水从20℃加热到98℃,需要 ________s。
22. 在探究杠杆平衡条件的实验中,同学们将杠杆支在支架上后,发现左高右低,接下来应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡;如图甲,当在杠杆A处挂上4个钩码,将弹簧测力计挂在杠杆的B处竖直向下拉,杠杆水平平衡时,测力计示数3N;如果将弹簧测力计改到C点,按图乙所示方向拉,使杠杆水平平衡,弹簧测力计读数应该为______N。
23. 如图甲所示为某种跳绳自动计数器的简化原理图。跳绳时,每当绳子挡住了射向的红外线时,的电阻会变大,自动计数器会计数一次。信号处理系统相当于一个电压表,能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为10V并且保持不变,为定值电阻,某一段时间AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示。请问:
(1)两端电压为______V时,计数器会计数一次;
(2)绳子挡住射向的红外线时,的阻值是的______倍;
(3)绳子没有挡住射向的红外线时和挡住射向的红外线时电路中电流之比为______。
24. 图甲所示是《天工开物》中记载的我国古代汲水的一种器具--桔槔,图乙是其简化示意图。请在图乙中作出杠杆所受阻力F2的示意图,并画出动力F1的力臂l1。
25. 如图甲是某迷你冷暖两用小风机(外壳全绝缘)。当闭合开关S1时,风扇工作,吹冷风;再闭合开关S2时,加热管R开始工作,吹热风:如果只闭合S2时,风扇和加热管R均不工作。请根据以上要求,将乙图电路连接完整。
三、解答题(第26题10分,第27题6分,第28题8分,第29题7分,第30题6分,第31题9分,共46分)
26. 空气炸锅深受年轻人的喜爱,炸出的食物既美味可口,又可以通过传感器使其在各挡位之间转换,起到节能作用,其工作原理如图所示,在控制电路中,电源电压为3V,R0为热敏电阻,其阻值随温度变化的图象如图乙所示,R为滑动变阻器,电磁继电器线圈的电阻为10Ω,当继电器线圈电流达到50mA时,衔铁会被吸下,R1、R2为电加热丝,加热功率为1210W,保温功率为121W。试问:
(1)空气炸锅控制电路是利用电流的_____(选填“热”或“磁”)效应工作的;当空气炸锅温度升高时,继电器磁性将 _______(选填“增强”、“减弱”或“不变”);当衔铁被吸下时,空气炸锅处于 _______(选填“加热”或“保温”)挡位;
(2)请问R2是多少________?
(3)若滑动变阻器阻值调到30Ω时,可以设定为用来烤土豆片的最佳温度,请问这个设定温度是多少________?
27. 某型号汽车在车型测试中,在一段平直的公路上以的速度匀速行驶了,消耗汽油,已知汽油密度为,汽油的热值等于,假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为,则该型号汽车在以此速度行驶的过程中,求:
(1)燃油完全燃烧放出的热量;
(2)汽车在行驶过程中做的有用功;
(3)汽车在行驶过程中受到的阻力。
28. 为了将放置在水平地面上G=100N的重物提升到高处,小飞同学设计了阁甲所示的滑轮组装置。当小飞用图乙所示随时间t变化的拉力F竖直向下拉绳时,重物上升的高度h随时闻t变化的关系如图丙所示,重物上升的速度v随时间t变化的关系如图丁所示(不计算摩擦、绳重,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向)。求:
(1)这个重物放在水平地面,受到拉力为零时,对水平地面的压强是多少(已知重物的底面积为200cm2);
(2)在1-2s内,拉力F做的功率;
(3)在2-3s内,拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η(保留到0.1%)。
29. 烈日炎炎的夏天,白天海滩上的沙子热得烫脚,但海水却非常凉爽;傍晚太阳西落,沙子很快凉了下来,但海水却仍然暖暖的。同样的日照条件,为什么不同物质的温度不一样呢?为了比较水和煤油的吸热能力,实验小组的同学利用下图的实验装置进行探究实验:
实验思路:
(1)为了比较水和煤油的吸热能力,需要让水和煤油在相同时间内吸收相同的热量,那么除了图中所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平(或量筒)和___________;
实验过程:
(2)在两个同样试管中分别装入等___________(选填“质量”或“体积”)的水和煤油;
(3)用温度计测量这两种液体的初温,发现温度计示数___________(选填“相同”或“不同”);
(4)把两个试管同时放入同一烧杯中加热(如图所示),且加热___________(选填“相同”或“不同”)的时间;
(5)用温度计测出这两种液体的末温,发现两温度计的示数___________(选填“相同”或“不相同”);
实验结论:
(6)根据实验数据,小组的同学绘制了“吸收热量——时间”和“温度——时间”图像,能正确描述这两种液体真实情况的图像是___________。
A.B.
C.D.
30. 在“测量小灯泡的额定功率”的实验过程中,准备的实验器材有:电源、一个单刀双掷开关、电流表、电压表、滑动变阻器、只能看到“”字样的待测小灯泡,在实验过程中某小组在实验时发现电流表损坏不能使用,他们想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定功率的实验。于是向老师要了一个阻值为的定值电阻(阻值适当)和一个单刀双掷开关(符号为:)借助原有的实验器材,顺利完成了实验,假如由你来做该实验,要求电路只连接一次,请设计实验方案。
(1)在虚线框内画出实验电路图________;
(2)简述实验步骤:①__________________②_____________(用相应的字母表示测出的物理量);
(3)写出灯泡额定功率的表达式________(用已知量和测量量表示)。
31. 小明同学用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压保持不变,滑动变阻器的规格是“”,阻值为的电阻各一个,满足测量需求的电流表、电压表各一个:
(1)根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整;
(2)小明先探究“电阻一定,电流与电压的关系,他将的电阻接入电路,闭合开关S,通过调节滑动变阻器滑片P,测出电阻两端施加不同电压时对应电流值,并记录(如表1所示)。第1次实验时电流表的读数如图丙所示,则此时通过电阻的电流为的________A,分析这些数据,可以得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成________;
表1
实验次序
1
2
3
4
5.0
6.0
7.0
8.0
0.61
0.7
0.79
(3)小明再探究“电压一定,电流与电阻的关系”
a.他将的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑片P到适当位置,读出电流表示数记入表中:断开开关S,小明用的电阻替换的电阻,闭合开关S,移动滑片P使滑动变阻器接入电路阻值________(选填“增大”或“减小”),他这样操作的目的是:________________;
表2
实验次序
1
2
3
4
10
20
30
50
0.60
0.30
0.20
0.12
b.表2是小明提交的实验数据,老师指出有一组数据不符合实际,你认为这是实验次序________的数据,若不更换实验器材,在实验过程中小明为了能够利用上述4个定值电阻,顺利得到4组数据,实验所保持不变的电压U的取值范围应满足________________V(取整数)。
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2025-2026年度第二学期九年级新课结束考试物理试题
一、单选题(每题2分,共30分)
1. 妹妹生日时,小明用LED(发光二极管)灯将家中布置得精美又温馨,祝福妹妹健康快乐成长。制作LED灯的主要材料是( )
A. 导体 B. 半导体 C. 超导体 D. 绝缘体
【答案】B
【解析】
【详解】制成LED灯发光二极管的主要材料是半导体,二极管有一个特性叫单向导电性,电流只能从正极流入负极流出,当有电流流过时LED会发光,如果反过来则电流无法通过,整个电路是断开的状态。故ACD不符合题意;故B符合题意。
故选B。
2. 如图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图,它们正确的排列顺序为( )
A. 甲、乙、丙、丁 B. 丙、丁、甲、乙
C. 甲、丁、乙、丙 D. 丙、甲、丁、乙
【答案】B
【解析】
【详解】甲图中两个气门都关闭,活塞向下运动,因此是做功冲程;乙图中进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,因此是排气冲程;丙图中进气门打开,排气门关闭,因此是吸气冲程;丁图中两个气门都关闭,活塞向上运动,因此是压缩冲程;正确的顺序是丙、 丁、 甲、 乙,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3. 人们常用冷水来降温,例如用水作为汽车发动机及发电站发电机线圈的冷却剂等,主要是因为水的( )
A. 流动性大 B. 比热容大
C. 热值大 D. 密度大
【答案】B
【解析】
【详解】根据水的比热容的知识可知,水的比热容较大,吸热和放热的本领都很强,所以我们常常用冷水来降温,用在冷却剂中,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4. 2021年5月15日,我国“天问一号”火星探测器稳稳降落在火星的乌托邦平原。探测器经过借助火星大气进行气动减速等一系列减速措施后,再通过反推发动机进行动力减速,距离火星表面100m时,进入悬停阶段,完成精确避障和缓速下降后抵达火星表面(如图所示),下列说法错误的是( )
A. 探测器与地面控制系统间靠电磁波传递信息
B. 反推发动机利用热值大的燃料
C. 缓速下降阶段,探测器相对火星表面是运动的
D. 落地后,探测器的影子是光的反射形成的
【答案】D
【解析】
【详解】A.探测器与地面之间有真空,是靠电磁波传递信息,故A正确,不符合题意;
B.反推发动机利用热值大的燃料,因为燃烧同等质量的燃料,热值越大,产生的热量越多,故B正确,不符合题意;
C.缓速下降阶段,探测器与火星表面的距离减小,则相对火星表面是运动的,故C正确,不符合题意;
D.影子是光沿直线传播形成的,故D错误,符合题意。
故选D。
5. 对下列四幅图中的物理情境,描述不正确的是( )
A. 甲中,人从滑梯上滑下时斜面对人的弹力做了功
B. 乙中,人举着杠铃在空中停留3s的过程中,人对杠铃不做功
C. 丙中,人将书包扔出,书包离手前的运动过程中人对书包做了功
D. 丁中,人背着书包站在水平运行的自动人行道上时,人对书包不做功
【答案】A
【解析】
【详解】A.人从滑梯上滑下时,斜面对人的弹力与斜面垂直,人在弹力的方向上没有移动距离,弹力对人没有做功,故A不正确,符合题意;
B.人举着杠铃在空中停留3s的过程中,人对杠铃有力的作用,但杠铃没有在力的方向上移动距离,人对杠铃不做功,故B正确,不符合题意;
C.人将书包扔出,书包离手前的运动过程中,人对书包有力的作用,并且书包在力的方向上通过了一定的距离,人对书包做了功,故C正确,不符合题意;
D.人背着书包站在水平运行的自动人行道上时,人对书包的力是竖直向上,而书包的运动方向是水平的,力的方向与运动方向垂直,人对书包不做功,故D正确,不符合题意。
故选A。
6. 如图所示,是一款不需要电池的自发电门铃。当按压门铃压板时,压板后面的弹簧会带动磁体运动,从而在线圈中产生电流,发声元件便可以发出声音。以下四幅实验装置图中,能反映其工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】当按压门铃压板时,压板后面的弹簧会带动磁体运动,从而在线圈中产生电流,发声元件便可以发出声音,是电磁感应现象;
A.图是奥斯特实验,说明电流具有磁效应,通电导线周围存在磁场,故A不符合题意;
B.图是电磁感应现象,闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流,故B符合题意;
C.图通电螺线管的极性判断,通电螺线管周围存在磁场,利用小磁针判断极性,故C不符合题意;
D.图是通电导线在磁场中受到力的作用,为电动机的原理。故D不符合题意。
故选B。
7. 关于温度、内能和热量,下列说法中正确的是( )
A. 物体吸收了热量,它的温度一定升高
B. 内能大的物体所含有的热量一定多
C. 分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的
D. 物体的内能增加了,它的温度一定升高
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体吸收了热量,它的温度不一定升高,例如,晶体熔化时,吸收热量,温度保持不变,故A错误;
B.热量是过程量,是内能的变化量,不能说物体含有的热量多少,故B错误;
C.分子间同时存在引力和斥力,物体被拉伸时,分子之间表现为引力,物体被压缩时分子之间表现为斥力,故C正确;
D.物体的内能增加了,它的温度不一定升高,例如,晶体熔化时,吸收热量,内能增加,温度保持不变,故D错误。
故选C。
8. 在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让小车从斜面上由静止滑下,撞击放在水平面上的木块,小车推动木块滑行一段距离后停止。如图所示,下列说法正确的是( )
A. 实验中木块被推出距离的远近反映小车动能的大小
B. 由甲、乙两图可知,小车动能的大小与高度有关
C. 由乙、丙两图可知,小车动能的大小与速度有关
D. 由于水平面的粗糙程度不同,所以木块运动距离不同
【答案】A
【解析】
【详解】A.在研究动能大小与什么因素有关时,我们是通过观察小车推动木块移动的距离来反映小球动能大小的,采用的是转换法的思想,故A正确;
B.甲、乙两图中,小车的质量相同,释放的高度不同,则到达水平面的速度不同,木块被推出距离不同,说明小车动能的大小与速度有关,故B错误;
C.乙、丙两图中,小车的质量不同,释放的高度相同,则到达水平面的速度相同,木块被推出距离不同,说明小车动能的大小与质量有关,故C错误;
D.如果水平面的粗糙程度不同,确实会影响木块的运动距离。但是该实验中是通过观察小车推动木块移动的距离来反映小球动能大小的,为了方便比较,是需要控制接触面粗糙程度相同的,故D错误。
故选A。
9. 如图所示,甲、乙两个斜面的长度相同,倾角不同 (),粗糙程度也不同。现用同样大小的力分别将同一物体从斜面底端匀速拉至顶端,已知运动时间 t甲< t乙,则下列说法正确的是( )
A. 使用滑轮可以省力 B. 两次拉力做功的情况是W甲>W乙
C. 两次拉力做功的功率P甲<P乙 D. 斜面的机械效率
【答案】D
【解析】
【详解】A.使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向,故A错误;
BC.由题可知,拉力大小相同,斜面的长度相同,根据可知两次拉力做功的情况是W甲=W乙;运动时间 t甲< t乙,由可知,故BC错误;
D.根据
由题意可知,物体重力相同,拉力相同,斜面长度相同,甲斜面的高度大于乙斜面的高度,则,故D正确。
故选D。
10. 糖炒栗子是我国北方非常有名的美食,传统糖炒栗子的精髓在于砂石的导热和糖的焦香。关于糖炒栗子的制作,下列说法正确的是( )
A. 闻到糖炒栗子的香味体现了分子间存在斥力
B. 砂石升温较快,是因为它的吸热能力强
C. 刚炒出的栗子烫手是因为含有的热量多
D. 炒制过程主要是通过热传递的方式增大栗子的内能
【答案】D
【解析】
【详解】A.闻到糖炒栗子的香味是组成物质的分子不停地做无规则运动的结果,不能体现分子间存在斥力,故A错误;
B.砂石升温较快,根据Q吸=cmΔt,说明砂石的比热容小,吸热能力弱,故B错误;
C.热量是过程量,不能说含有或者具有热量,故C错误;
D.炒制过程主要是通过热传递的方式增大栗子的内能,栗子吸收热量内能增大,故D正确。
故选D。
11. 有两个家用白炽灯,甲灯上标有“220V;60W”, 灯丝电阻不随温度而改变,乙灯上标有“220V;40W”,以下说法正确的是( )
A. 观察两灯,发现甲灯的灯丝比乙灯要更长
B. 分别在家庭电路中正常工作,则甲灯消耗的电能比乙灯多
C. 把两灯串联后接入家庭电路,则乙灯的亮度比甲灯大
D. 把两灯串联后接入家庭电路,则两灯实际总功率等于100瓦
【答案】C
【解析】
【详解】A.由可知,两灯额定电压相等,甲灯额定功率大,则甲灯电阻小,额定功率不同的白炽灯设计时主要是通过改变灯丝的横截面积来改变电阻的大小的,由影响电阻大小因素分析,甲灯灯丝比乙灯灯丝粗些,故A错误;
B.分别在家庭电路中正常工作时,两灯的电功率均等于其额定功率,甲灯的电功率大,但它们工作时间是否相同未知,由可知,无法判断哪只灯消耗的电能多,故B错误;
C.灯的亮度决定于它们实际功率的大小,实际功率越大灯越亮。当把两灯串联后接入家庭电路中,通过的电流相同,甲灯电阻小于乙灯电阻,由可知,甲灯的实际功率小于乙灯,则乙灯更亮。故C正确;
D.甲灯单独接入家庭电路中消耗的功率为
①
乙灯单独接入家庭电路中消耗的功率为
②
乙两灯串联后接入家庭电路中消耗的总功率为
与上述①、②两式比较可知,在家庭电路中电压一定的条件下,,故D错误。
故选C。
12. 小明在测量如图所示的滑轮组的机械效率的实验中,通过改变物重G或动滑轮重G进行了多次实验,若不计绳重与摩擦,下列关于机械效率与物重或动滑轮重的关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由不计绳重和摩擦时,机械效率为
由数学知识可知,η随着G动增大而减小,η随着G增大而增大,故AB错误;
CD.公式变形后可知
由数学知识可知, 与 的关系为一次函数, 随着的增大而减小,故C错误,D正确。
故选D。
13. 有一台“3V 3W”的迷你小电风扇(如图所示),电动机的线圈电阻为 0.1 Ω,忽略一切摩擦,下列说法不正确的是( )
A. 小电风扇正常工作 1min消耗的电能为 180 J
B. 小电风扇正常工作 1min产生的热量为 6J
C. 若小电风扇的扇叶被卡住,通电1min产生的热量为180J
D. 小电风扇正常工作 1min产生的机械能为 174J
【答案】C
【解析】
【详解】A.小电风扇正常工作1min消耗的电能
故A正确,不符合题意;
B.正常工作时,通过小电风扇的电流
1min产生的热量
故B正确,不符合题意;
C.若小电风扇被卡住,此时通过电动机的电流
通电1min产生的热量
故C错误,符合题意;
D.小电风扇正常工作1min产生的机械能
W机械=W-Q=180J-6J=174J
故D正确,不符合题意。
故选C。
14. 电子体温计能够快捷地测量人体体温。其中测温电路如图甲所示,电源电压恒为6V,R是阻值为400Ω的定值电阻,RT为热敏电阻,RT的阻值与温度的关系如图乙所示。关于此测温电路,下列分析正确的是( )
A. 当温度升高时,电压表示数增大
B. 当温度降低时,电路中的总功率变小
C. 当温度为32℃,电压表的示数为3V
D. 当电压表示数为4V时,温度为42℃
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图甲可知,热敏电阻与定值电阻串联,又由图乙可知,当温度升高时,热敏电阻阻值减小,电路中总电阻减小,电源电压不变,电路中电流增大,定值电阻两端电压增大,由串联电路的电压特点可知,热敏电阻两端的电压减小,故A错误;
B.由图甲可知,热敏电阻与定值电阻串联,又由图乙可知,当温度降低时,热敏电阻阻值增大,电路中总电阻增大,电源电压不变,电路中电流减小,由可知,电路中的总功率减小,故B正确;
C.由图乙可知,当温度为32℃,热敏电阻阻值为800Ω,此时电路的总电阻
电路中的电流
由可得,热敏电阻两端的电压
故C错误;
D.电源电压为6V,当电压表示数为4V时,定值电阻两端的电压为2V,热敏电阻与定值电阻串联,电路中的电流相等,则热敏电阻的阻值为定值电阻的两倍,即为800Ω,由图乙可知,此时温度为32℃,故D错误。
故选B。
15. 如图甲、乙所示,规格相同的A、B两杯中分别装有和的牛奶,并用不同加热器同时对其加热,根据所记录的数据分别得到图丙的温度与加热时间的关系图像C和D。已知加热器的加热效率相同,牛奶的比热容为。则下列说法正确的是( )
①B杯中牛奶每分钟吸收的热量为
②若两杯牛奶都从20℃加热,A、B两杯牛奶升高的温度之比为3∶2
③若将A、B两杯中的牛奶都从20℃加热至60℃,需要的时间之比是2∶3
④甲、乙图中的加热器每分钟放出的热量之比为9∶8
A. 只有①②③正确 B. 只有②③④正确
C. 只有①②④正确 D. 只有①③④正确
【答案】B
【解析】
【详解】①.由图丙的D图线知道,加热3min 时,B杯中牛奶升高的温度
由图像知道,牛奶的温度变化随时间的增加而均匀升高,所以,加热1min时,B杯中的牛奶升高的温度
此时B杯中的牛奶吸收热量
故①错误;
②④.由图丙知道,牛奶的温度从20℃升高到40℃时,A杯的加热时间为2min,此时A杯中的牛奶吸收热量
A杯中的牛奶每分钟吸收热量为
由于加热器的加热效率相同,A杯中加热器每分钟放出的热量
B杯中加热器每分钟放出的热量
则甲、乙图中的加热器每分钟放出的热量之比
加热5minA、B杯中牛奶吸收的热量之比为
由知道,两杯牛奶升高的温度之比为
故②④正确;
③.A、B两杯中的牛奶从 20℃加热至60℃,升高的温度相同,比热容相同,由知道,所需热量之比
加热时间之比为
故③正确。
综上所述,正确的有②③④,故ACD错误,B正确。
故选B。
二、填空题(每空1分,每图2分,共24分)
16. 我国中国载人航天事业已历经20年,载人飞船运载火箭离开发射架并加速冲向天空时,动能_______;重力势能________,机械能___________(均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 ①.
增大 ②.
增大 ③.
增大
【解析】
【16题详解】
[1][2][3]当载人飞船运载火箭加速冲向天空时:动能与物体的质量和速度有关。火箭加速过程中速度增大,因此动能增大(题目未提及质量变化,默认质量不变)。重力势能与物体的质量和高度有关。火箭上升时高度增加,因此重力势能增大。机械能是动能和势能的总和。由于动能和重力势能均增大,且火箭发动机持续做功(燃料燃烧释放能量),机械能增大。
17. 如图所示,小北为了把重为450N的货物提升到1.5m高的地方,用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物,不计绳重和摩擦,甲、乙两种方式中,_________可以省力,若乙方式中滑轮组的机械效率为90%,小北所用拉力为_________N。
【答案】 ①. 乙 ②. 250
【解析】
【详解】[1]由图中可知,图甲中两个滑轮均为定滑轮,不能省力,图乙中为定滑轮和动滑轮构成的滑轮组,可以省力。
[2]由题意可知,物体的重力为G=450N,物体提升的高度为h=1.5m,故滑轮组所做的有用功为
W有=Gh=450N×1.5m=675J
因动滑轮上有两股绳子承重,故绳子自由端移动的距离为
s=2h=2×1.5m=3m
滑轮组的机械效率为η=90%,故可得滑轮组所做的总功为
由W=Fs可得,小北所用拉力为
18. 电饭锅内部简化电路如图所示,,。当 S 接“1”时,电饭锅处于______(选填“加热”、 “保温”)挡:若家里只有电饭锅正常工作,则在220V家庭电路中用“加热”挡通电12min,标有“”的电子式电能表指示灯闪烁_______次。
【答案】 ①. 保温 ②. 528
【解析】
【详解】[1]由电路图可知,当S接“1”时,R2与R1串联,因串联电路中总电阻等于各电阻之和,故电路电阻最大,由得,电功率最小,电饭锅处于保温状态。
[2]由电路图可知,当S接“2”时,电路为R1的简单电路,电路中的电阻最小,电路的总功率最大,电饭锅处P于加热状态,则电路的加热功率
通电12min时消耗的电能
表示每消耗的电能,电能表的指示灯闪烁3000次,“加热”挡通电12min,电能表指示灯闪烁的次数
19. 如图所示的电路中,L1、L2为两个阻值恒定的灯泡,甲、乙是连接电流表或电压表的位置。在甲、乙位置分别接入量程不同的某电表,只闭合开关S1,两灯均发光,两电表偏转程度相同,则灯泡L1和L2的电阻之比为______;断开开关S1,在甲、乙位置分别接入另一种电表,闭合开关S1和S2,两灯均发光,则此时两电表示数之比为______,灯泡L1和L2的电功率之比为______。
【答案】 ①. 4∶1 ②. 4∶5 ③. 4∶1
【解析】
【详解】[1]由图可知,只闭合开关S1,两表都是电流表时两灯泡才能发光,此时两电灯并联,甲表测总电流,乙表测通过L1的电流;由并联电路的电流特点可知,甲电流表示数应大于乙电流表示数,而两电表指针偏转角度相同,说明甲电流表的量程为0~3A、乙电流表的量程为0~0.6A,则可知甲电流表示数是乙电流表示数的5倍,设乙表中电流为I乙=I,则甲表中电流为I甲=5I,则由并联电路的电流特点可知,流过L2中的电流
则可得
并联电路各支路两端的电压相等,则由可得
[2][3]闭合开关S1和S2,两灯均发光时,则由图可知此时两表都是电压表,此时两灯泡串联,乙电压表测总电压,甲电压表测L1两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,则两灯两端的电压之比为
乙电压表测总电压,甲电压表测L1两端的电压,由串联电路的电压特点可知
故两电表示数之比为
此时灯泡L1与L2的电功率之比为
20. 如图甲所示,2024年10月30日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。飞船在发射前,电路中电源电压恒定不变,定值电阻R0的阻值为20Ω,R为压敏电阻,其阻值随环境气压的变化关系如表格所示。将R置于舱体中,闭合开关S,舱体不漏气时气压为,电流表的示数为0.5A。问:
环境气压p/×105Pa
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
压敏电阻R/Ω
50
40
30
22
15
12
10
8
6
5
4
(1)舱体内气压越大,压敏电阻的阻值越________,电压表示数越________。
(2)电源电压为________多少?
(3)当电压表的示数为8V时,舱体内的气压为_______多少?
【答案】(1) ①. 小 ②. 大
(2)12V (3)
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由表格数据可知,环境气压越大,压敏阻值越小,故舱体内气压越大,压敏电阻的阻值越小,此时电路的总电阻越小,电流越大,故定值电阻R0两端的电压越大,即电压表示数越大。
【小问2详解】
舱体不漏气时,舱体内气压为,可知此时压敏电阻R的阻值为4Ω,此时电路中的总电阻
则电源电压为
【小问3详解】
当电压表示数为8V时,电路中的电流为
压敏电阻阻值为,由图可知压敏电阻阻值为10Ω,舱体内的气压为。
21. 某品牌电热水杯如图甲所示,水杯容量为330mL,有高、中、低三个加热挡位,乙图为其工作电路简图,其中U恒为220V,R1=200Ω,R2=550Ω,若该电热水杯加热效率为90%,则用高温挡将满杯水从20℃加热到98℃,需要 ________s。
【答案】364
【解析】
【详解】由乙图可知,只闭合开关S1,电路为R1的简单电路,只闭合开关S2,电路为R2的简单电路,两开关同时闭合,两电阻并联接入电路,因为R1=200Ω,R2=550Ω,且并联电路总电阻小于任何一个分电阻,由
可知两开关同时闭合时为高温挡,只闭合开关S1时为中温挡,只闭合开关S2时为低温挡。则高温挡功率
满杯水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×330×10-6m3=0.33kg
满杯水从20℃加热到98℃吸收的热量
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.33kg×(98℃-20℃)=108108J
消耗的电能
需要的时间
22. 在探究杠杆平衡条件的实验中,同学们将杠杆支在支架上后,发现左高右低,接下来应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡;如图甲,当在杠杆A处挂上4个钩码,将弹簧测力计挂在杠杆的B处竖直向下拉,杠杆水平平衡时,测力计示数3N;如果将弹簧测力计改到C点,按图乙所示方向拉,使杠杆水平平衡,弹簧测力计读数应该为______N。
【答案】 ①. 左 ②.
【解析】
【详解】[1]由题意可知,杠杆左高右低,应将平衡螺母适当往左调。
[2]设杠杆分度值是L,一个钩码重是G,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得
解得G=0.5N;则A处4个钩码的重力为
GA=4×0.5N=2N
如果将弹簧测力计改到C点,拉力力臂为,由杠杆的平衡条件得
解得F=3N。
23. 如图甲所示为某种跳绳自动计数器的简化原理图。跳绳时,每当绳子挡住了射向的红外线时,的电阻会变大,自动计数器会计数一次。信号处理系统相当于一个电压表,能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为10V并且保持不变,为定值电阻,某一段时间AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示。请问:
(1)两端电压为______V时,计数器会计数一次;
(2)绳子挡住射向的红外线时,的阻值是的______倍;
(3)绳子没有挡住射向的红外线时和挡住射向的红外线时电路中电流之比为______。
【答案】 ①. 2 ②. 4 ③. 3∶1
【解析】
【详解】(1)[1]由甲图电路知,与串联,间电压为两端电压;当射向的红外线被挡时,阻值变大,电路的总电阻变大,根据可知,电路的电流变小,的阻值不变,由可知,两端的电压会减小,由图像知,此时,即间电压为2V时计数一次。
(2)[2]由题知,当射向的红外线被挡时,阻值变大,分得电压增大,分得电压减小,由串联电路的分压原理有:
即
解得:。
(3)[3]当射向的红外线没有被挡时,间电压,当射向的红外线被挡时,阻值不变,根据可知此时电流与电压成正比,则有
24. 图甲所示是《天工开物》中记载的我国古代汲水的一种器具--桔槔,图乙是其简化示意图。请在图乙中作出杠杆所受阻力F2的示意图,并画出动力F1的力臂l1。
【答案】
【解析】
【详解】水桶对杠杆的拉力为阻力,方向竖直向下;过支点O作动力F1的垂线即为动力F1的力臂l1,如图所示
25. 如图甲是某迷你冷暖两用小风机(外壳全绝缘)。当闭合开关S1时,风扇工作,吹冷风;再闭合开关S2时,加热管R开始工作,吹热风:如果只闭合S2时,风扇和加热管R均不工作。请根据以上要求,将乙图电路连接完整。
【答案】
【解析】
【详解】由题知,只闭合开关S1时,可以送冷风,即风扇单独工作;同时闭合开关S1、S2,风扇和加热管R同时工作,可以送热风;所以,根据并联电路中各支路用电器独立工作、互不影响可知,风扇和加热管R并联;只闭合S2时,风扇和加热管R都不工作,说明S1在干路上,且S2只控制加热管R,如图所示:
三、解答题(第26题10分,第27题6分,第28题8分,第29题7分,第30题6分,第31题9分,共46分)
26. 空气炸锅深受年轻人的喜爱,炸出的食物既美味可口,又可以通过传感器使其在各挡位之间转换,起到节能作用,其工作原理如图所示,在控制电路中,电源电压为3V,R0为热敏电阻,其阻值随温度变化的图象如图乙所示,R为滑动变阻器,电磁继电器线圈的电阻为10Ω,当继电器线圈电流达到50mA时,衔铁会被吸下,R1、R2为电加热丝,加热功率为1210W,保温功率为121W。试问:
(1)空气炸锅控制电路是利用电流的_____(选填“热”或“磁”)效应工作的;当空气炸锅温度升高时,继电器磁性将 _______(选填“增强”、“减弱”或“不变”);当衔铁被吸下时,空气炸锅处于 _______(选填“加热”或“保温”)挡位;
(2)请问R2是多少________?
(3)若滑动变阻器阻值调到30Ω时,可以设定为用来烤土豆片的最佳温度,请问这个设定温度是多少________?
【答案】 ①. 磁 ②. 增强 ③. 保温 ④. 360Ω ⑤. 200℃
【解析】
【详解】(1)[1][2]空气炸锅控制电路是利用电流的磁效应工作的;当空气炸锅温度升高时,热敏电阻的阻值减小,由欧姆定律可知,控制电路中的电流增大,电磁继电器的磁性增强。
[3]当衔铁被吸下时,两个电阻串联接在工作电路中,电路的总电阻变大,根据可知,电路的总功率变小,所以空气炸锅处于保温挡位。
(2)[4]当继电器线圈中的电流达不到50mA时,衔铁不会被吸下,此时工作电路中只有R1工作,电阻较小,根据 知,电路处于加热状态,R1的阻值为
当继电器线圈中的电流达到50mA时,衔铁会被吸下,此时工作电路中有R1和R2同时工作,电阻较大,根据 知,电路处于保温状态,总电阻为
根据串联电路电阻的规律知
(3)[5]控制电路 U侧=3V,当继电器线圈中的电流达到I=50mA=0.05A时,衔铁会被吸下,此时电路中的总电阻为
此时热敏电阻
根据R0﹣t图像知,当R0=20Ω,对应的温度为200℃,所以设定温度为200℃。
27. 某型号汽车在车型测试中,在一段平直的公路上以的速度匀速行驶了,消耗汽油,已知汽油密度为,汽油的热值等于,假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为,则该型号汽车在以此速度行驶的过程中,求:
(1)燃油完全燃烧放出的热量;
(2)汽车在行驶过程中做的有用功;
(3)汽车在行驶过程中受到的阻力。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)消耗汽油的体积
故据可知,消耗汽油的质量
此时燃烧1.2kg汽油所释放的热量是
(2)发动机的效率为30%,所以据η=可得:汽车在行驶过程中做的有用功
(3)因为汽车匀速行驶,汽车受到的阻力等于汽车的牵引力,汽车在行驶过程中受到的阻力
答:(1)燃油完全燃烧放出的热量为;
(2)汽车在行驶过程中做的有用功为;
(3)汽车在行驶过程中受到的阻力为。
28. 为了将放置在水平地面上G=100N的重物提升到高处,小飞同学设计了阁甲所示的滑轮组装置。当小飞用图乙所示随时间t变化的拉力F竖直向下拉绳时,重物上升的高度h随时闻t变化的关系如图丙所示,重物上升的速度v随时间t变化的关系如图丁所示(不计算摩擦、绳重,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向)。求:
(1)这个重物放在水平地面,受到拉力为零时,对水平地面的压强是多少(已知重物的底面积为200cm2);
(2)在1-2s内,拉力F做的功率;
(3)在2-3s内,拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η(保留到0.1%)。
【答案】(1)5000Pa;(2)150W;(3)240W,83.3%
【解析】
【详解】解:(1)这个重物放在水平地面,受到拉力为零时,物体对水平面的压力等于物体的重力,即
F压=G=100N
物体对水平地面的压强是
(2)由图甲可知,该滑轮组由3段绳子承担物重,即n=3,由图乙可知,在1-2s内,F′=50N,由图丙可知,在1-2s内物体升高的高度为1m,则绳子自由端移动的距离为
s=3h=3×1m=3m
在1-2s内,拉力做的功为
W=F′s=50N×3m=150J
在1-2s内,拉力F做的功率
(3)由图丁可知,在2-3s内,物体上升的速度v物=2m/s,由图乙可知,在2-3s内,拉力F=40N,所以拉力的功率
滑轮组的机械效率为
答:(1)这个重物放在水平地面,受到拉力为零时,对水平地面的压强是5000Pa;
(2)在1-2s内,拉力F做的功率为150W;
(3)在2-3s内,拉力F的功率P为240W,滑轮组的机械效率η为83.3%。
29. 烈日炎炎的夏天,白天海滩上的沙子热得烫脚,但海水却非常凉爽;傍晚太阳西落,沙子很快凉了下来,但海水却仍然暖暖的。同样的日照条件,为什么不同物质的温度不一样呢?为了比较水和煤油的吸热能力,实验小组的同学利用下图的实验装置进行探究实验:
实验思路:
(1)为了比较水和煤油的吸热能力,需要让水和煤油在相同时间内吸收相同的热量,那么除了图中所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平(或量筒)和___________;
实验过程:
(2)在两个同样试管中分别装入等___________(选填“质量”或“体积”)的水和煤油;
(3)用温度计测量这两种液体的初温,发现温度计示数___________(选填“相同”或“不同”);
(4)把两个试管同时放入同一烧杯中加热(如图所示),且加热___________(选填“相同”或“不同”)的时间;
(5)用温度计测出这两种液体的末温,发现两温度计的示数___________(选填“相同”或“不相同”);
实验结论:
(6)根据实验数据,小组的同学绘制了“吸收热量——时间”和“温度——时间”图像,能正确描述这两种液体真实情况的图像是___________。
A.B.
C.D.
【答案】 ①. 停表 ②. 质量 ③. 相同 ④. 相同 ⑤. 不相同 ⑥. C
【解析】
【详解】【小问1详解】
为了比较水和煤油的吸热能力,需要让水和煤油相同时间内吸收相同的热量,因此需要用到停表来计时。
【小问2详解】【小问3详解】
实验中用到了控制变量法,控制水和煤油的质量相等,初温相等,用相同的热源,让水和煤油相同时间内吸收相同的热量,只改变液体的种类,因此两个同样试管中分别装入等质量的水和煤油,且初温相等。
【小问4详解】
把两个试管同时放入同一烧杯中加热加热相同的时间,可以使两种液体在相同时间内吸收相同的热量。
【小问5详解】
用温度计测出两种液体的末温,发现两温度计的示数不相同。
【小问6详解】
A.B.实验中用到了控制变量法,控制水和煤油的质量相等,初温相等,用相同的热源,让水和煤油相同时间内吸收相同的热量,故AB错误;
C.D.由于水的比热容大,相同质量的水和煤油,吸收相同的热量,水的温度升高得较慢,煤油的温度升高得较快,故C正确,错误D。
故选C。
30. 在“测量小灯泡的额定功率”的实验过程中,准备的实验器材有:电源、一个单刀双掷开关、电流表、电压表、滑动变阻器、只能看到“”字样的待测小灯泡,在实验过程中某小组在实验时发现电流表损坏不能使用,他们想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定功率的实验。于是向老师要了一个阻值为的定值电阻(阻值适当)和一个单刀双掷开关(符号为:)借助原有的实验器材,顺利完成了实验,假如由你来做该实验,要求电路只连接一次,请设计实验方案。
(1)在虚线框内画出实验电路图________;
(2)简述实验步骤:①__________________②_____________(用相应的字母表示测出的物理量);
(3)写出灯泡额定功率的表达式________(用已知量和测量量表示)。
【答案】(1) (2) ①. 按图连接电路,闭合,接1,调节滑动变阻器,使电压表示数为3.8V; ②. 保持滑动变阻器滑片的位置不变,接2,读出电压表示数为U。
(3)
【解析】
【小问1详解】
设计串联电路,将小灯泡、定值电阻、滑动变阻器依次连接在电源两端,单刀双掷开关控制电压表分别测量小灯泡两端电压、小灯泡与的总电压,滑动变阻器一上—下接入电路。
【小问2详解】
[1]按照电路图连接实物电路,将滑动变阻器滑片移至最大阻值处,闭合开关,将单刀双掷开关接1,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为,此时小灯泡正常发光,保持滑片位置不变。
[2]保持滑动变阻器滑片位置不变,将单刀双掷开关接至小灯泡与的总电压侧,读出电压表的示数U。
【小问3详解】
当接2时,电压表测小灯泡与的总电压U,小灯泡正常发光时电压为,根据串联电路电压规律,定值电阻两端的电压为
串联电路电流处处相等,小灯泡的额定电流等于的电流,根据欧姆定律可得
根据功率公式可得小灯泡的额定功率为
31. 小明同学用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压保持不变,滑动变阻器的规格是“”,阻值为的电阻各一个,满足测量需求的电流表、电压表各一个:
(1)根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整;
(2)小明先探究“电阻一定,电流与电压的关系,他将的电阻接入电路,闭合开关S,通过调节滑动变阻器滑片P,测出电阻两端施加不同电压时对应电流值,并记录(如表1所示)。第1次实验时电流表的读数如图丙所示,则此时通过电阻的电流为的________A,分析这些数据,可以得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成________;
表1
实验次序
1
2
3
4
5.0
6.0
7.0
8.0
0.61
0.7
0.79
(3)小明再探究“电压一定,电流与电阻的关系”
a.他将的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑片P到适当位置,读出电流表示数记入表中:断开开关S,小明用的电阻替换的电阻,闭合开关S,移动滑片P使滑动变阻器接入电路阻值________(选填“增大”或“减小”),他这样操作的目的是:________________;
表2
实验次序
1
2
3
4
10
20
30
50
0.60
0.30
0.20
0.12
b.表2是小明提交的实验数据,老师指出有一组数据不符合实际,你认为这是实验次序________的数据,若不更换实验器材,在实验过程中小明为了能够利用上述4个定值电阻,顺利得到4组数据,实验所保持不变的电压U的取值范围应满足________________V(取整数)。
【答案】(1) (2) ①. 0.5 ②. 正比
(3) ①. 增大 ②. 控制定值电阻两端电压不变 ③. 4 ④. 7 ⑤. 10
【解析】
【小问1详解】
根据实验,电路是串联的,电压表测定值电阻两端电压,由于电源电压15V,所以电压表用大量程,且甲图中滑动变阻器连接的是左下接线柱,将滑动变阻器的左下接线柱与定值电阻右接线柱相连,据此作图。
【小问2详解】
[1]由图乙可知,电流表用的大量程,分度值0.1A,则图丙所示的电流为0.5A。
[2]分析数据,电压与对应的电流比值为定值,故得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
【小问3详解】
[1][2]探究电流与电阻的实验中应控制定值电阻两端电压不变,当用的电阻替换的电阻时,根据串联电路分压原理可知,电压表示数会变大,所以为了保持电压表的示数不变,应使滑动变阻器两端电压变大,使变阻器接入的电阻要增大。
[3]由欧姆定律,变阻器的最大电阻为60Ω,当电阻为50Ω时,根据电阻的串联和欧姆定律,电路中的最小电流
故第4组数据不符合实际。
[4][5]滑动变阻器的规格是“60Ω 1A”,表示变阻器允许的最大电流为1A,根据串联电路电流的规律,电路中允许通过的最大电流为1A,由欧姆定律的变形公式,此时电路中的总电阻最小,所对应的定值电阻为最小电阻10Ω,此时变阻器连入电路中电阻最小,分得的电压最小,故电压表的最大示数为
当变阻器的最大电阻连入电路中时,变阻器分得的电压最大,根据串联电路电压的规律及分压原理
且为一定值;故当变阻器接入阻值最大时,定值电阻也最大,即
解得最小电压值为,所以实验所保持不变的电压U的取值范围应满足
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