内容正文:
广安友实学校2022-2023学年度上期初2020级阶段作业
物 理
一、选择题:将唯一正确的选项填涂在答题卡上。
1. 关于内能、热量和温度,下列说法正确的是( )
A. 物体吸收热量,温度一定会升高
B. 物体内能增加,一定要从外界吸收热量
C. 汽车发动机用水做冷却物质,是因为水的比热容较大
D. 早晨煮好的牛奶冷却一会后,虽然温度降低但是内能并没有改变
2. 在进行如图所示的实验或有关装置工作时,由机械能转化为内能的是( )
A. B. C. D.
3. 一台四冲程内燃机的飞轮转速为1200r/min,它1s完成( )
A. 20个冲程,做20次功 B. 40个冲程,做40次功
C. 80个冲程,做20次功 D. 40个冲程,做10次功
4. 下列说法正确的是( )
A. 气体间、液体间都可以发生扩散现象,而固体间不能
B. 用塑料梳子梳理干燥的头发时,头发和梳子会带上同种电荷
C. 能量可以从一种形式转化为另一种形式,但转化后能量的总量会减少
D. 减少废气带走的热量可以提高内燃机的效率
5. 下列四组物质中,通常情况下都属于导体的一组是( )
A. 石墨、陶瓷、人体 B. 盐水、大地、铅笔芯
C. 塑料、空气、橡胶 D. 盐水、煤油、金项链
6. 如图甲所示,验电器A带负电,B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把验电器A、B两金属球连接起来的瞬间(如图乙所示),金属棒中( )
A. 电流方向由A到B B. 有电流但方向无法确定
C. 电流方向由B到A D. 始终无电流
7. 某单位在前门装一个开关S1,在后门装一个开关S2,在值班室内装一个电铃和一盏电灯,要求前门按开关时只有电灯亮,后门按开关时灯亮同时电铃响,如图所示的四个设计电路中符合要求的是( )
A. B. C. D.
8. 如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列分析正确的是( )
A. 灯泡变亮,电流表的示数变大 B. 灯泡变暗,电流表的示数变小
C. 灯泡亮度不变,电流表的示数变大 D. 灯泡亮度不变,电流表的示数变小
9. 装饰用的小彩灯每个两端电压不允许超过10V,问至少要串联多少只灯,才能用家庭电路做供电电源.( )
A. 20只 B. 21只 C. 22只 D. 23只
10. 从欧姆定律可以导出公式R= U/I , 下列说法正确的是
A. 当电压U增大为原来的2倍时,电阻R也增大为原来的2倍
B. 当电流I增大为原来的2倍时,电阻R减小为原来的二分之一
C. 通过导体的电流若为零,电阻也为零
D. 即使导体两端的电压为零,电阻也不为零
11. 如图所示为某同学做实验时的错误电路图,当闭合开关后将( )
A. 电压表指针有明显偏转 B. 电压表一定烧坏
C. 灯泡L的灯丝烧坏 D. 电源损坏
12. 如图所示,当开关S闭合后,电流表A1、A2、A3的示数分别为I1、I2、I3,则( )
A. I1=I2=I3 B. I1>I2>I3 C. I1<I2<I3 D. I1=I2+I3
13. 在如图a所示电路中,当闭合开关后两个电压表指针偏转均如b所示,则电阻和两端的电压分别为( )
A. 1.2V,4.8V B. 1.2V,6V C. 6V,1.2V D. 4.8V,1.2V
14. 如图,已知两只灯泡L1和L2是串联的,则在①、②和③三个电表中(电流表或电压表)判断正确的是( )
A. ①和③是电压表,②是电流表 B. ①是电流表,②和③是电压表
C. ①和②是电流表,③是电压表 D. ①②和③都是电流表
15. 将两只滑动变阻器按图所示的方法连接,如果把a、b两根导线接入电路里,要使这两只变阻器接入电路中的总电阻最大,应把滑片P1、P2放在( )。
A. P1放在最右端,P2放在最右端 B. P1放在最左端,P2放在最左端
C. P1放在最右端,P2放在最左端 D. P1放在最左端,P2放在最右端
二、填空题:
16. 一杯水的比热容是c水=4.2×103J/(kg·℃),它表示的物理意义是______ 。若将这杯水倒掉一半,剩下半杯水的比热容______,若水凝固成冰则比热容______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
17. 质量均为1kg的铜块 [ c铜 = 0.39×103 J / (kg·℃ ) ] 和铅块 [ c铅 = 0.13×103 J / ( kg·℃ ) ] ,吸收了相等的热量,则铜块与铅块升高的温度之比为_____________ ;若铜块温度升高了100℃,则它吸收了 ____________J的热量。
18. 教室中电风扇正常工作时的电压为____________;对人体安全的电压是_______________;家里的电灯、电视、电冰箱等家用电器的连接方式是_________的(填“串联”或“并联”)。
19. 如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们连入电路中.比较这两段导体的电阻及通过它们的电流的大小,有_________,______(填“>”、“<”或“=”)
20. 如图,闭合开关后,电流表A1、A2、A3的示数分别为2.5A、1A、2A,则流过灯L1、L2、L3的电流分别为______A、______A、______A。
三、作图题:
21. 根据图所示的电路图,用笔画线代替导线,补充连接实物电路。
22. 给你电源、电灯、电铃各一个,两个开关S1、S2,导线若干,要求:只闭合S1电灯亮,只闭合S2时电灯亮、电铃响,请在上方虚线框内画出设计的电路图。
四、探究题:
23. 在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中:
金属丝代号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
锰铜
1
0.2
B
锰铜
1
0.1
C
镍铬
1
0.1
D
镍铬
0.5
0.1
(1)甲同学的猜想是:①电阻可能与导体的材料有关。乙同学的猜想是:②电阻可能与导体的温度有关。丙同学的猜想是:③电阻可能与导体的横截面积有关。根据你掌握的电学知识,你认为:④电阻还与______有关;
(2)现有锰铜和镍铬材料制成的各种不同规格的金属丝,规格如上表。选用金属丝A和B进行实验,可以探究______(选填“甲”、“乙”或“丙”)同学的猜想。要想探究猜想①应该选用______(选表格中金属丝的字母代号)两根金属丝进行实验。
24. “探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示,请完成下列问题。
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择___________(填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)在连接电路时,开关必须___________,小明根据电路图连接电路,闭合开关前,发现电压表的指针指在零刻度线的左侧,原因:___________;
(3)正确连接后闭合开关,发现电压表示数为零,则故障可能是L1___________(选填“短路”或断路);
(4)在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法,小明保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压?___________,理由是___________;
(5)排除故障后进行测量,小明用电压表分别测A与B、A与C之间的电压,电压表的示数分别如图乙和图丙所示UAB=___________V,UAC=___________V。
25. 如图是某小组探究“电流与电阻关系”的电路图,使用的实验器材有:电压为6V的电源。电流表、电压表各一个,开关一个,5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个,规格为“20Ω1A”的滑动变阻器一个,导线若干。所测得的几组电流、电压值如下表所示:
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.6
1.5
0.2
(1)由于操作不当,导致第________次实验的数据存在错误。
(2)纠正错误以后,将5Ω的定值电阻换为10Ω的,应将上图滑动变阻器的滑片P向______(选填“左”或“右”)移。
(3)该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验,发现实验无法进行下去,为完成第4次实验,同学们提出了下列解决方案,其中正确的是__________.
A. 将电压表的量程换为0~15V B. 换成电压为12V的电源
C. 更换最大阻值大于或等于30Ω的滑动变阻器 D. 可将定值电阻两端的电压调为1.5V
(4)该实验得出的结论为_______________。
五、计算题:
26. 某中学为学生供应开水,用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃,燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2×103J/(kg/℃),无烟煤的热值是3.5×107J/kg。求:
(1)锅炉内的水吸收的热量是多少?
(2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?
(3)此锅炉的效率是多少?
27. 如图,已知R1=10Ω,电流表A1、A2的示数分别为0.5A和0.2A。求:
(1)通过R1的电流;
(2)电源电压;
(3)R2的电阻 。
28. 如图所示,电源电压为6V,闭合开关S,电压表V1示数为2V,电流表示数为0.2A。求:
(1)电压表V2的示数;
(2)R1、R2的阻值。
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广安友实学校2022-2023学年度上期初2020级阶段作业
物 理
一、选择题:将唯一正确的选项填涂在答题卡上。
1. 关于内能、热量和温度,下列说法正确的是( )
A. 物体吸收热量,温度一定会升高
B. 物体内能增加,一定要从外界吸收热量
C. 汽车发动机用水做冷却物质,是因为水的比热容较大
D. 早晨煮好的牛奶冷却一会后,虽然温度降低但是内能并没有改变
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体吸收热量,温度不一定升高,如晶体熔化时,吸热但温度不变,故A错误;
B.改变内能的方式有热传递和做功,因此物体内能增加,不一定要从外界吸收热量,即不一定通过热传递方式改变,故B错误;
C.汽车发动机用水做冷却物质,是因为水的比热容比较大,与其他相同质量的物质相比,升高相同的温度,水能吸收更多的热量,故C正确;
D.早晨煮好的牛奶冷却一会后,牛奶放出热量,内能减小,温度降低,故D错误。
故选C。
2. 在进行如图所示的实验或有关装置工作时,由机械能转化为内能的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.下压活塞时,活塞对封闭气体做功,机械能转化为内能,故A符合题意;
B.由图可知,这是内燃机的做功冲程,在该冲程中,燃气的内能转化为活塞的机械能,故B不符合题意;
C.电暖器工作时,电能转化为内能,故C不符合题意;
D.水蒸气对活塞做功,水蒸气的内能转化为活塞的机械能,故D不符合题意。
故选A。
3. 一台四冲程内燃机的飞轮转速为1200r/min,它1s完成( )
A. 20个冲程,做20次功 B. 40个冲程,做40次功
C. 80个冲程,做20次功 D. 40个冲程,做10次功
【答案】D
【解析】
【详解】四冲程内燃机的一个工作过程四个冲程,活塞往复两次,飞轮转动两周,做一次功,已知飞轮转速为1200r/min=20r/s
则它1s完成40个冲程,做功10次,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4. 下列说法正确的是( )
A. 气体间、液体间都可以发生扩散现象,而固体间不能
B. 用塑料梳子梳理干燥的头发时,头发和梳子会带上同种电荷
C. 能量可以从一种形式转化为另一种形式,但转化后能量的总量会减少
D. 减少废气带走的热量可以提高内燃机的效率
【答案】D
【解析】
【详解】A.因为一切物质的分子都在不停的做无规则运动,所以气体、液体、和固体间都能发生扩散现象,故A错误;
B.塑料梳子梳理干燥的头发时,头发和梳子由于摩擦,会带上异种电荷,故B错误;
C.由能量守恒定律知道:能量可以从一种形式转化为另一种形式,但转化后能量的总量保持不变,故C错误;
D.热机效率是有用功与总功的比,减少废气带走的热量,减小了能量损失,可以提高内燃机的效率,故D正确。
故选D。
5. 下列四组物质中,通常情况下都属于导体的一组是( )
A. 石墨、陶瓷、人体 B. 盐水、大地、铅笔芯
C. 塑料、空气、橡胶 D. 盐水、煤油、金项链
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.石墨、人体是导体,但陶瓷是绝缘体,故A不符合题意;
B.盐水、大地、铅笔芯(主要成分石墨)都属于导体,故B符合题意。
C.塑料、空气、橡胶都属于绝缘体,故C不符合题意;
D.盐水、金项链是导体,但煤油是绝缘体,故D不符合题意。
故选B。
6. 如图甲所示,验电器A带负电,B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把验电器A、B两金属球连接起来的瞬间(如图乙所示),金属棒中( )
A. 电流方向由A到B B. 有电流但方向无法确定
C. 电流方向由B到A D. 始终无电流
【答案】C
【解析】
【详解】A.电流是电荷的定向移动形成的。验电器A带负电,说明A有多余的电子;验电器B不带电。当用金属棒连接A、B时,A上多余的电子会通过金属棒向B定向移动,电子从A流向B,电流方向应与电子移动方向相反,即电流方向是由B到A,而非由A到B,故A错误;
B.电流方向可通过“电子移动方向”确定,电流方向与负电荷定向移动方向相反,并非无法确定,故B错误;
C.根据电流方向的规定:正电荷定向移动方向为电流方向,与负电荷定向移动方向相反。电流方向与电子移动方向相反,即电流方向为B到A,故C正确;
D.电流的本质是“电荷的定向移动”,当金属棒连接A、B时,A上的电子会定向移动到B,满足“电荷定向移动”,因此有电流产生,并非“始终无电流”,故D错误。
故选C。
7. 某单位在前门装一个开关S1,在后门装一个开关S2,在值班室内装一个电铃和一盏电灯,要求前门按开关时只有电灯亮,后门按开关时灯亮同时电铃响,如图所示的四个设计电路中符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.前门开关S1闭合时,电灯亮;后门开关S2闭合时,电铃响,灯不亮,故A不符合题意;
B.后门开关S2断开时,无论前门开关S1是否闭合,电铃不响,灯不亮,故B不符合题意;
C.前门开关S1闭合时,电灯亮;后门开关S2闭合时,灯亮,电铃响,故C符合题意;
D.前门开关S1断开时,无论后门开关S2是否闭合,电铃不响,灯不亮,故D不符合题意。
故选C。
【点睛】
8. 如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列分析正确的是( )
A. 灯泡变亮,电流表的示数变大 B. 灯泡变暗,电流表的示数变小
C. 灯泡亮度不变,电流表的示数变大 D. 灯泡亮度不变,电流表的示数变小
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知,电路是灯泡和变阻器串联,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,电路中的总电阻变小,电源电压不变,根据可知,电路中的电流变大,电流表的示数变大,灯泡的亮度会变亮。
故选A。
9. 装饰用的小彩灯每个两端电压不允许超过10V,问至少要串联多少只灯,才能用家庭电路做供电电源.( )
A. 20只 B. 21只 C. 22只 D. 23只
【答案】C
【解析】
【详解】家庭电路中的电压是220V,小灯泡两端最大电压为10V,由串联电路的电压特点知,每个灯上的电压之和等于总电压,故需要串联灯泡的个数为=22个.故选C.
【点睛】解答此题需要掌握:串联电路的电压特点,串联电路中的总电压等于各用电器两端电压之和,即串联可以分压;家庭电路电压为220V.
10. 从欧姆定律可以导出公式R= U/I , 下列说法正确的是
A. 当电压U增大为原来的2倍时,电阻R也增大为原来的2倍
B. 当电流I增大为原来的2倍时,电阻R减小为原来的二分之一
C. 通过导体的电流若为零,电阻也为零
D. 即使导体两端的电压为零,电阻也不为零
【答案】D
【解析】
【详解】电阻是导体的属性,由材料、长度、粗细决定,有时还要考虑温度的变化,但电阻与电压和电流无关.故ABC错误,D正确.
【点睛】重点是电阻的决定因素,电阻是导体本身的属性;还要牢记:由欧姆定律推导出的,作为公式计算可以,但千万不能说电阻与电压成正比,与电流成反比,这样的说法是没有意义的.
11. 如图所示为某同学做实验时的错误电路图,当闭合开关后将( )
A. 电压表指针有明显偏转 B. 电压表一定烧坏
C. 灯泡L的灯丝烧坏 D. 电源损坏
【答案】A
【解析】
【详解】A.此时电压表示数约等于电源电压,故电压表有明显偏转,故A正确;
B.电压表所测电压等于电源电压,不会被烧坏,故B错误;
C.电压表相当于断路,故流过灯丝电流几乎为零,不会烧坏灯丝,故C错误;
D.电路中电流几乎为零,电源不会烧坏,故D错误。
故选A。
12. 如图所示,当开关S闭合后,电流表A1、A2、A3的示数分别为I1、I2、I3,则( )
A. I1=I2=I3 B. I1>I2>I3 C. I1<I2<I3 D. I1=I2+I3
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,开关S闭合后,灯L1、L2、L3并联,电流表A3测通过灯L3的电流,电流表A2测通过灯L2、L3两条支路的电流,电流表A1测通过三个灯泡的总电流,即干路电流,根据并联电路电流特点可知,并联电路总电流等于各支路电流之和,所以
故ACD不符合题意,故B符合题意。
故选B。
13. 在如图a所示电路中,当闭合开关后两个电压表指针偏转均如b所示,则电阻和两端的电压分别为( )
A. 1.2V,4.8V B. 1.2V,6V C. 6V,1.2V D. 4.8V,1.2V
【答案】D
【解析】
【详解】如图a,两电阻串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测R2两端电压。当闭合开关后两个电压表指针偏转均如b所示,根据串联电路电压规律可知,电压表V1选择的是0~15V量程,示数为6V,电压表V2选择的是0~3V量程,示数为1.2V,所以,R2两端电压为1.2V,R1两端电压为
U1=U-U2=6V-1.2V=4.8V
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
14. 如图,已知两只灯泡L1和L2是串联的,则在①、②和③三个电表中(电流表或电压表)判断正确的是( )
A. ①和③是电压表,②是电流表 B. ①是电流表,②和③是电压表
C. ①和②是电流表,③是电压表 D. ①②和③都是电流表
【答案】A
【解析】
【详解】要使灯泡L1和L2串联,则电流从电源正极依次经过开关、灯泡L2、②、灯泡L1回到电源负极,因此①和③是电压表,②是电流表。
故选A。
15. 将两只滑动变阻器按图所示的方法连接,如果把a、b两根导线接入电路里,要使这两只变阻器接入电路中的总电阻最大,应把滑片P1、P2放在( )。
A. P1放在最右端,P2放在最右端 B. P1放在最左端,P2放在最左端
C. P1放在最右端,P2放在最左端 D. P1放在最左端,P2放在最右端
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】根据题意要求,图中的两个滑动变阻器是串联接入电路的,要使接入电路的总电阻最大,必须让每个变阻器的电阻丝都全部接入电路。对于左边的变阻器来说,电阻丝的右端接入电路,所以应该把滑片P1移到最左端;对于右边的变阻器来说,电阻丝的左端接入电路,所以应该把滑片P2移到最右端。
故选D。
二、填空题:
16. 一杯水的比热容是c水=4.2×103J/(kg·℃),它表示的物理意义是______ 。若将这杯水倒掉一半,剩下半杯水的比热容______,若水凝固成冰则比热容______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 1kg的水每升高1℃吸收的热量为4.2×103J ②. 不变 ③. 变小
【解析】
【详解】[1]根据比热容的定义可以知道,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),它表达的物理意义是:1kg的水每升高1℃吸收的热量为4.2×103J。
[2]比热容是物体的特性之一,其大小与物质的种类和状态有关,与物体的质量无关,将此杯水倒掉一半,水的比热容不变。
[3]水凝固成冰以后,状态改变,冰的比热容为2.1×103J/(kg•℃),所以若水凝固成冰比热容会变小。
17. 质量均为1kg的铜块 [ c铜 = 0.39×103 J / (kg·℃ ) ] 和铅块 [ c铅 = 0.13×103 J / ( kg·℃ ) ] ,吸收了相等的热量,则铜块与铅块升高的温度之比为_____________ ;若铜块温度升高了100℃,则它吸收了 ____________J的热量。
【答案】 ①. 1⁚3 ②. 3.9×104
【解析】
【详解】[1]质量相同的铜块和铅块吸收相同的热量,升高的温度之比为
[2]若铜块温度升高了100℃,则它吸收的热量为
18. 教室中电风扇正常工作时的电压为____________;对人体安全的电压是_______________;家里的电灯、电视、电冰箱等家用电器的连接方式是_________的(填“串联”或“并联”)。
【答案】 ①. 220V ②. 不高于36V ③. 并联
【解析】
【详解】家庭电路的电压是220V,教室中电风扇正常工作时电压为220V,对人体安全的电压是不高于36V。
并联的各电路元件互不影响,可以独立工作。家里的电灯、电视、电冰箱等家用电器互不影响,能够独立工作,连接方式是并联的。
19. 如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们连入电路中.比较这两段导体的电阻及通过它们的电流的大小,有_________,______(填“>”、“<”或“=”)
【答案】 ①. > ②. =
【解析】
【详解】[1][2]导体材料相同,长度相同时,横截面积越大,电阻越小,看图可知BC横截面积比AB大,所以RAB>RBC,AB与BC串联,根据串联电路中电流处处相等可知,IAB=IBC。
20. 如图,闭合开关后,电流表A1、A2、A3的示数分别为2.5A、1A、2A,则流过灯L1、L2、L3的电流分别为______A、______A、______A。
【答案】 ①. 1 ②. 1 ③. 0.5
【解析】
【详解】由图可知,电路是三个灯泡并联,电流表A1测三个灯泡的总电流;电流表A2测灯泡L1支路电流,已知电流表A2的示数为1A,则灯泡L1的电流是1A,电流表A3测量灯泡L1、L2的总电流,根据并联电路中电流规律可得,灯泡L2支路的电流为
灯泡L3的电流为
三、作图题:
21. 根据图所示的电路图,用笔画线代替导线,补充连接实物电路。
【答案】
【解析】
【详解】由电路图可知,两灯泡并联,电流表测L2支路电流,开关S控制干路;从电源正极出发,先把开关S、电流表、灯L2串联起来,回到电源负极,然后把灯L1并联在灯L2所在的串联电路两端。如图所示:
22. 给你电源、电灯、电铃各一个,两个开关S1、S2,导线若干,要求:只闭合S1电灯亮,只闭合S2时电灯亮、电铃响,请在上方虚线框内画出设计的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】根据题意,只闭合S1或只闭合S2电也灯亮,说明电灯受控于开关S1、S2,则电灯在干路上,两开关并联在两条支路上;由于电铃受控于开关S2,故电铃和开关S2串联在同一条支路上。
四、探究题:
23. 在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中:
金属丝代号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
锰铜
1
0.2
B
锰铜
1
0.1
C
镍铬
1
0.1
D
镍铬
0.5
0.1
(1)甲同学的猜想是:①电阻可能与导体的材料有关。乙同学的猜想是:②电阻可能与导体的温度有关。丙同学的猜想是:③电阻可能与导体的横截面积有关。根据你掌握的电学知识,你认为:④电阻还与______有关;
(2)现有锰铜和镍铬材料制成的各种不同规格的金属丝,规格如上表。选用金属丝A和B进行实验,可以探究______(选填“甲”、“乙”或“丙”)同学的猜想。要想探究猜想①应该选用______(选表格中金属丝的字母代号)两根金属丝进行实验。
【答案】 ①. 长度 ②. 丙 ③. BC
【解析】
【详解】(1)[1]电阻是导体的一种性质,与导体的长度、横截面积、材料、温度等有关。因此还可猜想电阻的大小还与长度有关。
(2)[2]选用金属丝A和B进行实验,金属丝的材料、长度相同,横截面积不同,当温度一定时,可以探究电阻与横截面积的关系,即丙同学的猜想。
[3]要想探究猜想①,需要控制金属丝的长度和横截面积相同,材料不同,应该选BC两根金属丝进行实验。
24. “探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示,请完成下列问题。
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择___________(填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)在连接电路时,开关必须___________,小明根据电路图连接电路,闭合开关前,发现电压表的指针指在零刻度线的左侧,原因:___________;
(3)正确连接后闭合开关,发现电压表示数为零,则故障可能是L1___________(选填“短路”或断路);
(4)在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法,小明保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压?___________,理由是___________;
(5)排除故障后进行测量,小明用电压表分别测A与B、A与C之间的电压,电压表的示数分别如图乙和图丙所示UAB=___________V,UAC=___________V。
【答案】 ①. 不同 ②. 断开 ③. 电压表未调零 ④. 短路 ⑤. 不能 ⑥. 电压表的正负接线柱接反 ⑦. 2.8 ⑧. 5
【解析】
【详解】(1)[1]为了使探究得出的结论避免偶然性,具有普遍意义,L1、L2应该选择不同的小灯泡进行多次实验。
(2)[2]在连接电路时,为了保护电路,开关必须断开。
[3]闭合开关前,发现电压表的指针指在零刻度线的左侧,即指针不在0刻度线位置,原因是电压表未调零。
(3)[4]由图甲得,两灯泡串联,电压表并联在灯泡L1电压,正确连接后闭合开关,发现电压表示数为零,则故障可能是L1短路,灯泡L1两端的电压为0;若L1断路,电压表与电源相连接,示数接近电源电压。
(4)[5]电压表能测L2两端的电压,说明电压表连接正确,由图得,电压表连接A点的接线柱是正极。小明保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,测量L2两端电压,此时电压表的正负接线柱接反,则她不能测出L2两端电压。
(5)[6][7]AB的电压为L1的电压,AC间的电压为电源电压,串联电路中电源电压大于用电器的电压,由乙丙的电压表的偏转得,乙图的电压表量程选用0~3V,分度值为0.1V,示数为2.8V,即
丙图的电压表量程选用0~15V,分度值为0.5V,示数为5V,即
25. 如图是某小组探究“电流与电阻关系”的电路图,使用的实验器材有:电压为6V的电源。电流表、电压表各一个,开关一个,5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个,规格为“20Ω1A”的滑动变阻器一个,导线若干。所测得的几组电流、电压值如下表所示:
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.6
1.5
0.2
(1)由于操作不当,导致第________次实验的数据存在错误。
(2)纠正错误以后,将5Ω的定值电阻换为10Ω的,应将上图滑动变阻器的滑片P向______(选填“左”或“右”)移。
(3)该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验,发现实验无法进行下去,为完成第4次实验,同学们提出了下列解决方案,其中正确的是__________.
A. 将电压表的量程换为0~15V B. 换成电压为12V的电源
C. 更换最大阻值大于或等于30Ω的滑动变阻器 D. 可将定值电阻两端的电压调为1.5V
(4)该实验得出的结论为_______________。
【答案】(1)2 (2)右
(3)C (4)当电压一定时,电流与电阻成反比
【解析】
【小问1详解】
探究电流与电阻关系时,需要调节滑动变阻器的滑片,保持电阻两端的电压一定;表格中第1次实验时,电阻两端的电压
第2次实验时,电阻两端的电压
第3次实验时,电阻两端的电压
所以,第2次实验的数据存在错误。
【小问2详解】
将5Ω的定值电阻换为10Ω的,根据串联分压原理可知定值电阻两端电压变大,为保持定值电阻两端电压不变,需要减小定值电阻两端电压,根据串联电路电压规律可知应增大滑动变阻器两端电压,根据串联分压原理可知应增大滑动变阻器接入电路的阻值,所以应将上图滑动变阻器的滑片P向右移。
【小问3详解】
该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验,发现实验无法进行下去,说明移动滑动变阻器无法使定值电阻两端的电压保持3V不变。
A.更换电压表量程不能使定值电阻两端电压保持3V不变,故A不符合题意;
B.换成电压为12V的电源,导致定值电阻两端电压更大,故B不符合题意;
C.该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验,当时,由于要保持电阻两端电压为3V不变,则滑动变阻器两端分得的电压为
此时电路中的电流
则滑动变阻器需要接入电路的阻值为
所以,此时滑动变阻器的阻值不能满足要求,故应更换最大阻值大于或等于30Ω的滑动变阻器,故C符合题意;
D.将定值电阻两端的电压调为1.5V,则滑动变阻器需要分担更大的电压,则需要滑动变阻器的阻值更大,由C可知所需滑动变阻器的最大阻值大于30Ω,而题中滑动变阻器的最大阻值只有20Ω,故D不符合题意。
故选C。
【小问4详解】
分析表格数据可知,电流与电阻的乘积为一定值,即电压不变,得出的结论为当电压一定时,电流与电阻成反比。
五、计算题:
26. 某中学为学生供应开水,用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃,燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2×103J/(kg/℃),无烟煤的热值是3.5×107J/kg。求:
(1)锅炉内的水吸收的热量是多少?
(2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?
(3)此锅炉的效率是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
锅炉内的水吸收的热量是
【小问2详解】
无烟煤完全燃烧放出的热量是
【小问3详解】
此锅炉的效率是
27. 如图,已知R1=10Ω,电流表A1、A2的示数分别为0.5A和0.2A。求:
(1)通过R1的电流;
(2)电源电压;
(3)R2的电阻 。
【答案】(1)0.3A
(2)3V (3)15Ω
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,电阻R1、R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路电流。根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和,已知干路电流为,R2支路电流为,所以通过R1的电流
【小问2详解】
由于R1和R2并联时两端电压相同,由欧姆定律可知,电源两端电压即为R1两端电压
【小问3详解】
由于R1和R2并联,可得R2两端电压也为 3 V,通过R2的电流为 0.2 A,由欧姆定律可知,R2的电阻为
28. 如图所示,电源电压为6V,闭合开关S,电压表V1示数为2V,电流表示数为0.2A。求:
(1)电压表V2的示数;
(2)R1、R2的阻值。
【答案】(1)4V (2)10Ω;20Ω
【解析】
【小问1详解】
分析电路可知,与串联,根据串联电路电压的特点,则有电源电压U等于电压表V₁示数U₁与电压表V₂示数U₂的和,电源电压为,电压表的示数为,故电压表V₂的示数
【小问2详解】
与串联,电压表V₁测R₁两端的电压,电压表V₂测R₂两端的电压,电流表示数为,根据串联电路的特点和欧姆定律可得
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