内容正文:
河南省商丘市第一中学2025-2026学年度12月
物理月考卷
考试范围:13~19章;满分:70分;考试时间:60min
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1. 如图,是我国古代的一种取暖用具——黑漆描金手炉。在手炉中装满热水后抱在怀中,便可取暖,这是利用了________的方式改变内能,手炉中装热水,是利用了水的________较大。
2. 2023 年 10 月 15 日,郑州市举行了第一届青少年科技运动会。图甲是参赛选手自制的水火箭,图乙是其结构示意图。选手对水火箭打气,打开阀门,水向下喷出,水火箭一飞冲天。水火箭飞向空中时,瓶内气体的内能转化为水火箭的________能,此能量转化过程与汽油机的________冲程相同。
3. 某导体两端的电压为2V时,流过它的电流为0.5A,若该导体两端的电压变为原来的2倍,则导体的电阻为______Ω,导体中的电流为______A。
4. 如图所示,小桂将一条粗细不均的铝箔纸的两端分别压在电池的两极,发现铝箔纸发热并燃烧。实验中铝箔纸较粗部分的电流________(选填“>”、“=”或“<”)较细部分的电流,较________(选填“粗”或“细”)的部位先燃烧起来,因为电流和通电时间一定时,此处的电阻________(选填“大”或“小”),产生的电热多。
5. 如图所示的家庭电路,两虚线框中连入了电灯和开关,则方框_______中为开关;闭合开关后,发现电灯不亮,使用试电笔测试a、b、c三点时试电笔的氖管均发光,测试d点时试电笔的氖管不发光,则该电路的故障为cd之间_______。家用电冰箱使用三线插头,可以让金属外壳与插座中的_______线相连,以防漏电时对人体造成伤害。
6. 如图所示,电源两端电压为,电阻为。同时闭合开关、,若通过干路的电流为,则通过电阻的电流为__________,此时与消耗的电功率之比为__________。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7-11题每小题只有一个选项符合题目要求;第12-14 题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
7. 在“天宫课堂”的液桥演示实验中,航天员先让两个塑料板上的水球接触,它们汇合成一个大水球;然后她将两个塑料板分开,两个塑料板表面之间的水形成了一座桥,即液桥。下列说法正确的是( )
A. 液桥实验说明水是由大量分子构成的
B. 液桥实验说明水分子间存在着一定的引力
C. 液桥实验说明水的温度越高,扩散越快
D. 液桥实验说明水分子都在不停地做无规则的运动
8. 关于内能,有以下四个观点,你认为正确的是( )
①热机在做功冲程中内能转化为机械能
②物体温度越低,内能越小,所以0℃的物体没有内能
③两物体相互接触时,热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式
A. ①②
B. ②③
C. ①④
D. ③④
9. 如图,气球与头发摩擦,头发会随着气球飘起来。下列说法正确的是( )
A. 气球与头发摩擦创造了电荷
B. 气球因摩擦带电而成为导体
C. 气球若带负电荷,则头发带正电荷
D. 气球与头发因带同种电荷而互相吸引
10. 小明用如图所示实验装置“探究影响电阻大小的因素”,a、b为长度一样的镍铬合金,b比a横截面积大,关于此实验,下列说法中不正确的是( )
A. 利用此装置只可以探究导体电阻大小与导体横截面积的关系
B. 用夹子分别将a、b接入电路,接入b时小灯泡更亮
C. 断开开关,镍铬合金丝a和b依然有电阻
D. 为了更准确的比较电阻大小,可以在电路中再串联接入一个电流表
11. 电工维修电路有时需要带电操作,如图所示.以下操作不会发生触电事故的是( )
A. 甲站在绝缘凳上同时接触火线和零线 B. 乙站在绝缘凳上仅接触火线
C. 丙站在地上仅接触火线 D. 丁站在地上同时接触火线和零线
12. 将小灯泡L和电阻R接入如图甲所示的电路中,电源电压不变。只闭合开关时,小灯泡L的实际功率为1W。图乙是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象,下列说法中正确的是( )
A. 电源电压为3V
B. 再闭合开关后,小灯泡的功率变小
C. 再闭合开关后,电流表示数为0.2A
D. 再闭合开关后,电路消耗的总功率为1.4W
13. 如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片P跟滑杆连接,滑杆可以绕固定点转动,则下列说法正确的是( )
A. 电路中R和R0是并联连接的 B. 油量表是由电压表改装而成的
C. 油位越高,通过R0的电流越小 D. 油位越低,R两端的电压越大
14. 如图所示,将“6 V 3 W”的灯泡L1和“6 V 6 W”的灯泡L2并联接在电压恒为6 V的电源上。下列关于该电路说法正确的是( )
A. 若只闭合开关S,电流表的示数为1 A
B. 若同时闭合开关S、S1,两灯均不能正常发光
C. 若同时闭合开关S、S1,L1比L2要暗些
D. 若先闭合开关S,电流表示数为I1;再闭合开关S1,电流表示数为I2,则I1∶I2=1∶3
三、作图题(本题共2题,每小题2分,共4分)
15. 如图是家庭电路的一部分,三孔插座可单独工作,开关控制灯泡。请用笔画线表示导线,将对应的电路连接完整,并符合安全用电原则。
16. 如图为“探究电流与电压的关系”实验的实物图,用笔代替导线将实物图补充完整,要求滑片向左移动,电流表示数变小。
四、实验探究题(本题共3小题,第17题4分,第18题6分,第19题9分,共19分)
17. 小明用如图所示的装置探究电流通过导体产生的热量的多少跟什么因素有关,甲、乙两图的密闭容器中都装有等量的空气。
(1)实验中通过观察两个U形管中__________的变化来比较电流通过导体产生的热量的多少;
(2)图甲装置可用来研究电流通过导体产生的热量的多少与__________的关系;
(3)通电一段时间,发现图乙中左边U形管两侧液面高度差的变化比右边明显,这表明:在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的__________越大,产生的热量越多;
(4)在实验中,若选择比热容__________(选填“大”或“小”)的液体作为被加热液体,实验现象会更明显。
18. 小明利用电压表测量图甲中不同两点间的电压,来探究串联电路电压的规律。
(1)连接电路时,开关应处于________状态;
(2)闭合开关后,电路中B处自由电荷的移动方向是________(选填标号字母);
A. 自左向右 B. 自右向左 C. 左右来回
(3)测量完灯泡两端电压后,再测量灯泡两端电压时,为了节约时间,小明准备让电压表接在B点的导线不变,只把电压表接在A点的导线改接到C点。这种想法正确吗?________,理由是:________________。
(4)实验过程中,闭合开关后,小明将电压表分别接在AB两点和AC两点之间时,电压表指针位置分别对应如图乙和图丙所示。则灯泡和两端电压分别是________V和________V。
19. 在测量小灯泡电阻的实验中,某实验小组选用标有“”字样的小灯泡进行实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的电路补充完整。(要求滑片向左移动时,灯泡变亮)
(2)连接电路时,开关应处于_____________状态。连接好电路,将滑片P移至阻值最大处,接通电路后,发现小灯泡不发光,电压表的示数约为,其原因可能是小灯泡_____________。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,电压表的示数如图乙所示,为_____________V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向_____________端滑动。
(4)小华根据多次实验测量的电压值和电流值绘制了如图丙所示的图像,根据图像信息可知,小灯泡正常发光时的电阻为_____________Ω。
(5)根据图丙的图像分析,小亮认为灯泡不发光时灯丝的电阻是,他的观点_____________(选填“正确”或“错误”),理由是_________________。
(6)在此实验中,滑动变阻器的作用是保护电路和___________________。
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20. 图为一款养生壶,其内部的电路简化图如图所示,通过将开关S置于不同的位置,可以实现“加热”和“保温”两种状态的变换,电阻丝R1、R2的阻值分别为48.4Ω、440Ω。现将壶内1kg的水从20℃加热至50℃,所用时间为140s。请你完成下列内容:水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)
(1)开关S置于_________(选填“a”或“b”)位置为加热挡;
(2)加热过程中水吸收的热量;( )
(3)养生壶的热效率。( )
21. 体重超标已影响了部分中学生的身心健康,为了动态监测学生的体重情况,班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0=5Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计,求:
(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为多少?
(2)当体重计示数为600N时,电流表示数为多少?
(3)此体重计所能测量的最大体重为多少?
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河南省商丘市第一中学2025-2026学年度12月
物理月考卷
考试范围:13~19章;满分:70分;考试时间:60min
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1. 如图,是我国古代的一种取暖用具——黑漆描金手炉。在手炉中装满热水后抱在怀中,便可取暖,这是利用了________的方式改变内能,手炉中装热水,是利用了水的________较大。
【答案】 ①. 热传递 ②. 比热容
【解析】
【详解】[1][2]根据题意可知,在手炉中装满热水后抱在怀中,便可取暖,人手吸收热量,内能增大,这种方式是通过热传递改变内能,因为水的比热容较大,与其他物质相比在相同质量时,降低相同的温度放出的热量更多,所以,手炉中装热水。
2. 2023 年 10 月 15 日,郑州市举行了第一届青少年科技运动会。图甲是参赛选手自制的水火箭,图乙是其结构示意图。选手对水火箭打气,打开阀门,水向下喷出,水火箭一飞冲天。水火箭飞向空中时,瓶内气体的内能转化为水火箭的________能,此能量转化过程与汽油机的________冲程相同。
【答案】 ①. 机械 ②. 做功
【解析】
【详解】[1]用气筒向瓶内打气,瓶内气压增大,内能增加,水火箭飞向空中时,瓶内气体的内能转化为水火箭的机械能。
[2]水从水火箭中喷出,是里面的气体对外做功,相当于汽油机的做功冲程。
3. 某导体两端的电压为2V时,流过它的电流为0.5A,若该导体两端的电压变为原来的2倍,则导体的电阻为______Ω,导体中的电流为______A。
【答案】 ①.
4 ②.
1
【解析】
【详解】[1]由可得,该导体的电阻
[2]电阻是导体固有属性,电压变化时电阻不变,仍为4Ω。
该导体两端的电压变为原来的2倍,即电压变为
电流
4. 如图所示,小桂将一条粗细不均的铝箔纸的两端分别压在电池的两极,发现铝箔纸发热并燃烧。实验中铝箔纸较粗部分的电流________(选填“>”、“=”或“<”)较细部分的电流,较________(选填“粗”或“细”)的部位先燃烧起来,因为电流和通电时间一定时,此处的电阻________(选填“大”或“小”),产生的电热多。
【答案】 ①. = ②. 细 ③. 大
【解析】
【详解】[1]铝箔纸粗细部分是连接在一起,相当于串联在一起;在串联电路中,电流处处相等,所以较粗部分的电流等于较细部分的电流。
[2][3]铝箔纸较细部分的电阻大于较粗部分的电阻,根据可知,通电时间相同时,铝箔纸较细部分产生的热量大于较粗部分产生的热量,所以细的部位先燃烧起来。
5. 如图所示的家庭电路,两虚线框中连入了电灯和开关,则方框_______中为开关;闭合开关后,发现电灯不亮,使用试电笔测试a、b、c三点时试电笔的氖管均发光,测试d点时试电笔的氖管不发光,则该电路的故障为cd之间_______。家用电冰箱使用三线插头,可以让金属外壳与插座中的_______线相连,以防漏电时对人体造成伤害。
【答案】 ①. 乙 ②. 断路 ③. 地
【解析】
【详解】[1]从用电安全考虑,控制电灯的开关要接在火线和电灯之间,因此方框乙为开关。
[2]使用试电笔测试a、b、c三点时试电笔的氖管均发光,说明这三处都有电流通过,测试d点时试电笔的氖管不发光,说明故障为cd之间断路。
[3]三线插头比两线插头多一根地线,目的是为了使带有金属外壳的用电器,金属外壳与地线相接,以防漏电时对人体造成伤害。
6. 如图所示,电源两端电压为,电阻为。同时闭合开关、,若通过干路的电流为,则通过电阻的电流为__________,此时与消耗的电功率之比为__________。
【答案】 ①. 0.3 ②. 1∶4
【解析】
【详解】[1][2]如图所示,同时闭合开关、时,R1与R并联,根据并联电路的电压规律可知
由可知,流过R的电流为
根据并联电路的电流规律可知,通过电阻R1的电流为
此时与消耗的电功率分别为,
则与消耗的电功率之比为
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7-11题每小题只有一个选项符合题目要求;第12-14 题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
7. 在“天宫课堂”的液桥演示实验中,航天员先让两个塑料板上的水球接触,它们汇合成一个大水球;然后她将两个塑料板分开,两个塑料板表面之间的水形成了一座桥,即液桥。下列说法正确的是( )
A. 液桥实验说明水是由大量分子构成的
B. 液桥实验说明水分子间存在着一定的引力
C. 液桥实验说明水的温度越高,扩散越快
D. 液桥实验说明水分子都在不停地做无规则的运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.液桥实验展示的是水分子间的相互作用,并非直接说明水由大量分子构成,故A错误;
B.当两个塑料板上的水球接触时,它们汇合成一个大水球;两个塑料板分开时,它们之间的水被拉伸,将两板连接起来,连接着两板表面之间的水形成了一座桥,即液桥,说明水分子间有相互吸引的力,即分子引力。故B正确;
C.扩散现象是指不同物质的分子彼此进入对方的现象,液桥实验没有涉及不同物质的混合,也没有改变温度,因此不能说明温度与扩散快慢的关系。故C错误;
D.分子永不停息地做无规则运动在宏观尺度通常通过扩散等现象来证明,液桥实验是两团物质表面之间的作用,主要体现了分子间的引力作用,而不是分子的运动。故D错误。
故选B。
8. 关于内能,有以下四个观点,你认为正确的是( )
①热机在做功冲程中内能转化为机械能
②物体温度越低,内能越小,所以0℃的物体没有内能
③两物体相互接触时,热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式
A. ①②
B. ②③
C. ①④
D. ③④
【答案】C
【解析】
【分析】涉及的知识点有:(1)内燃机的四个冲程中,压缩冲程活塞压缩燃料混合物做功,将机械能转化为内能;做功冲程高温高压的燃气推动活塞向下运动,将内能转化为机械能;(2)内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,一切物体都有内能;(3)热传递的条件是物体之间有温度差,高温物体将能量向低温物体传递,直至各物体温度相同;(4)做功与热传递在改变物体的内能的效果上是等效的.
【详解】①热机在做功冲程中内能转化为机械能,该项说法正确;②只有温度高低不能判断物体内能的多少,因为内能跟质量,温度,状态同时有关,任何物体在任何温度时都有内能,故该项说法错误;③热量总是从高温物体转移到低温物体,内能小的物体温度不一定低,故该项说法错误;④改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式,该项说法正确.故正确的是①④,故选C.
9. 如图,气球与头发摩擦,头发会随着气球飘起来。下列说法正确的是( )
A. 气球与头发摩擦创造了电荷
B. 气球因摩擦带电而成为导体
C. 气球若带负电荷,则头发带正电荷
D. 气球与头发因带同种电荷而互相吸引
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.气球与头发摩擦,使电荷发生了转移而不是创造了电荷,故A错误;
B.电子从头发上转移到气球上,而气球得到电子后仍然为绝缘体,故B错误;
C.气球若带负电荷,则电子从头发上转移到气球上,即头发失去电子,故头发带正电荷,故C正确;
D.气球与头发因带异种电荷而相互吸引,故D错误。
故选C。
10. 小明用如图所示实验装置“探究影响电阻大小的因素”,a、b为长度一样的镍铬合金,b比a横截面积大,关于此实验,下列说法中不正确的是( )
A. 利用此装置只可以探究导体电阻大小与导体横截面积的关系
B. 用夹子分别将a、b接入电路,接入b时小灯泡更亮
C. 断开开关,镍铬合金丝a和b依然有电阻
D. 为了更准确的比较电阻大小,可以在电路中再串联接入一个电流表
【答案】A
【解析】
【详解】A.只接入一根电阻,通过改变夹子的位置改变接入电阻丝的长度,这样可以探究其他条件相同时,电阻大小与长度的关系,故A错误,符合题意;
B.其他条件相同时,横截面积越大,电阻越小,b比a横截面积大,所以接入b电阻更小,电路中电流更大,灯泡更亮,故B正确,不符合题意;
C.电阻是导体本身的性质,与通过导体的电流和其两端电压无关,因此断开开关,镍铬合金丝a和b依然有电阻,故C正确,不符合题意;
D.只通过灯泡的亮暗去比较电阻大小有一定的误差,所以可以接入电流表,通过比较电流表的示数来比较电阻的大小,故D正确,不符合题意。
故选A。
11. 电工维修电路有时需要带电操作,如图所示.以下操作不会发生触电事故的是( )
A. 甲站在绝缘凳上同时接触火线和零线 B. 乙站在绝缘凳上仅接触火线
C. 丙站在地上仅接触火线 D. 丁站在地上同时接触火线和零线
【答案】B
【解析】
【详解】A. 甲站在绝缘凳上同时接触火线和零线属于双线触电,A不符合题意.
B. 乙站在绝缘凳上仅接触火线时没有电流流过人体,不会触电,B符合题意.
C. 丙站在地上仅接触火线时,人与大地形成通路,由电流流过人体,会发生触电,C不符合题意.
D. 丁站在地上同时接触火线和零线属于双线触电,D不符合题意.
12. 将小灯泡L和电阻R接入如图甲所示的电路中,电源电压不变。只闭合开关时,小灯泡L的实际功率为1W。图乙是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象,下列说法中正确的是( )
A. 电源电压为3V
B. 再闭合开关后,小灯泡的功率变小
C. 再闭合开关后,电流表示数为0.2A
D. 再闭合开关后,电路消耗的总功率为1.4W
【答案】D
【解析】
【详解】A.由电路图知,只闭合开关S1时,电路为小灯泡L的简单电路,此时小灯泡L的实际功率为1W,由图像可知,当 时, ,其实际功率为
则电源的电压
故A错误;
B.再闭合S2后,R与L并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路互不影响,所以再闭合开关S2后,小灯泡的功率不变,故B错误;
C.因并联电路中各支路两端的电压相等,所以R两端的电压也为2V,由图像可知,此时通过R的电流为0.2A ,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流为
故C错误;
D.再闭合开关S2后,电路消耗的总功率为
故D正确。
故选D。
13. 如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片P跟滑杆连接,滑杆可以绕固定点转动,则下列说法正确的是( )
A. 电路中R和R0是并联连接的 B. 油量表是由电压表改装而成的
C. 油位越高,通过R0的电流越小 D. 油位越低,R两端的电压越大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由电路图可知,滑动变阻器R与定值电阻R0依次连接在电路中,为串联,故A错误;
B.油量表并联在R两端,油量表是由电压表改装而成的,故B正确;
C.当油位升高时,浮子上升,在杠杆的作用下滑片P下移,R接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即油位越高,通过R0的电流越大,故C错误;
D.当油位降低时,浮子下降,在杠杆的作用下滑片上移,R接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,由U=IR可知,R0两端的电压越小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R两端的电压变大,即油位越低,R两端的电压越大,故D正确。
故选BD。
14. 如图所示,将“6 V 3 W”的灯泡L1和“6 V 6 W”的灯泡L2并联接在电压恒为6 V的电源上。下列关于该电路说法正确的是( )
A. 若只闭合开关S,电流表的示数为1 A
B. 若同时闭合开关S、S1,两灯均不能正常发光
C. 若同时闭合开关S、S1,L1比L2要暗些
D. 若先闭合开关S,电流表示数为I1;再闭合开关S1,电流表示数为I2,则I1∶I2=1∶3
【答案】CD
【解析】
【详解】A.若只闭合开关S,此电路为灯泡L1的简单电路,此时电路中的电流
则电流表的示数为0.5A,故A错误;
B.将“6V 3W”的灯泡L1和“6V 6W”的灯泡L2并联接在电压恒为6V的电源上,都是在额定电压下工作,故两灯均能正常发光,故B错误;
C.若同时闭合开关S、S1,两灯均能正常发光,因为P1<P2,所以L1比L2要暗些,故C正确;
D.若先闭合开关S,电流表示数为
再闭合开关S1,灯泡L2的电流
电流表示数I2=I1+I′2=0.5A+1A=1.5A
则I1:I2= 0.5A:1.5A= 1:3
故D正确。
故选CD。
三、作图题(本题共2题,每小题2分,共4分)
15. 如图是家庭电路的一部分,三孔插座可单独工作,开关控制灯泡。请用笔画线表示导线,将对应的电路连接完整,并符合安全用电原则。
【答案】
【解析】
【详解】家庭电路中,开关控制灯泡时,开关要接在火线与灯之间。这样连接,开关既能控制灯泡,又能在灯泡损坏时,断开开关,切断火线,更换灯泡更安全;三孔插座的正确连接方法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。如图所示:
16. 如图为“探究电流与电压的关系”实验的实物图,用笔代替导线将实物图补充完整,要求滑片向左移动,电流表示数变小。
【答案】
【解析】
【详解】滑动变阻器必须串联接入电路中,且一上一下,要求滑片向左移动,电流表示数变小,则滑片向左滑动时,滑动变阻器接入的阻值变大,故右下方接线柱接入电路,电路中的电流从电池的正极出发,经过定值电阻、滑动变阻器、开关、电流表回到负极,故用一根导线将电压表的负接线柱与滑动变阻器的右下方接线柱相连,故如图所示:
四、实验探究题(本题共3小题,第17题4分,第18题6分,第19题9分,共19分)
17. 小明用如图所示的装置探究电流通过导体产生的热量的多少跟什么因素有关,甲、乙两图的密闭容器中都装有等量的空气。
(1)实验中通过观察两个U形管中__________的变化来比较电流通过导体产生的热量的多少;
(2)图甲装置可用来研究电流通过导体产生的热量的多少与__________的关系;
(3)通电一段时间,发现图乙中左边U形管两侧液面高度差的变化比右边明显,这表明:在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的__________越大,产生的热量越多;
(4)在实验中,若选择比热容__________(选填“大”或“小”)的液体作为被加热液体,实验现象会更明显。
【答案】(1)液面高度差 (2)电阻大小 (3)电流
(4)小
【解析】
【小问1详解】
实验中,电阻产生的热量多少是无法直接看出来的,通过观察U形管中液面高度差的变化来比较电流通过电阻产生热量的多少,这种研究方法叫转换法。
【小问2详解】
甲装置中,两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,而电阻大小不同,所以甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻产生的热量与电阻大小的关系。
【小问3详解】
图乙右边容器内、外的电阻并联后再与左边容器电阻串联,由于图乙中三个电阻等值,所以通过左边容器中电阻的电流是右边容器中电阻电流的2倍,电阻相等,通电时间相同,所以可研究电热与电流大小的关系,由左边U形管两侧液面高度差的变化比右边明显可知,左边容器中产生的热量多,则可得出结论在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的电流越大,产生的热量越多。
【小问4详解】
根据可知,在吸热和质量相同时,选择比热容较小的液体作为被加热物体,其温度变化更大,液面高度的变化也更明显,实验现象会更明显。
18. 小明利用电压表测量图甲中不同两点间的电压,来探究串联电路电压的规律。
(1)连接电路时,开关应处于________状态;
(2)闭合开关后,电路中B处自由电荷的移动方向是________(选填标号字母);
A. 自左向右 B. 自右向左 C. 左右来回
(3)测量完灯泡两端电压后,再测量灯泡两端电压时,为了节约时间,小明准备让电压表接在B点的导线不变,只把电压表接在A点的导线改接到C点。这种想法正确吗?________,理由是:________________。
(4)实验过程中,闭合开关后,小明将电压表分别接在AB两点和AC两点之间时,电压表指针位置分别对应如图乙和图丙所示。则灯泡和两端电压分别是________V和________V。
【答案】(1)断开 (2)B
(3) ①. 不正确 ②. 电压表正负接线柱接反了
(4) ①. 2.3 ②. 2.7
【解析】
【小问1详解】
为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
【小问2详解】
电路中外部电流的方向由电源正极通过开关、再通过灯泡、回到电源负极;而自由电荷的定向移动方向是为电流的反方向,故B处自由电荷的移动方向是自右向左。
【小问3详解】
[1][2]电压表接在B点的导线不变,只把电压表接在A点的导线改接到C点,会使电压表的正负接线柱接反,损坏电压表。
【小问4详解】
[1][2]由图可知,电压表接在AB两点时,测量灯泡两端的电压;电压表接在AC两点时,测量电源电压;则电压表接在AC两点时电压表的示数大于电压表接在AB两点的示数,所以图乙应该选择小量程,分度值为0.1V,示数为,即灯泡两端电压为;图丙应该选择大量程,分度值为0.5V,示数为,电源电压为,根据串联分压规律,两端电压为
19. 在测量小灯泡电阻的实验中,某实验小组选用标有“”字样的小灯泡进行实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的电路补充完整。(要求滑片向左移动时,灯泡变亮)
(2)连接电路时,开关应处于_____________状态。连接好电路,将滑片P移至阻值最大处,接通电路后,发现小灯泡不发光,电压表的示数约为,其原因可能是小灯泡_____________。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,电压表的示数如图乙所示,为_____________V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向_____________端滑动。
(4)小华根据多次实验测量的电压值和电流值绘制了如图丙所示的图像,根据图像信息可知,小灯泡正常发光时的电阻为_____________Ω。
(5)根据图丙的图像分析,小亮认为灯泡不发光时灯丝的电阻是,他的观点_____________(选填“正确”或“错误”),理由是_________________。
(6)在此实验中,滑动变阻器的作用是保护电路和___________________。
【答案】(1) (2) ①. 断开 ②. 断路
(3) ①. 2.2 ②. 左
(4)10 (5) ①. 错误 ②. 电阻是导体本身的一种属性,导体电阻与导体两端的电压和通过导体的电流无关
(6)改变小灯泡两端的电压
【解析】
【小问1详解】
伏安法测小灯泡电阻的实验中,用电压表测灯泡两端的电压,电流表测通过灯泡的电流,滑动变阻器采用一上一下的连接方式,串联在电路中,当要求滑动变阻器的滑片P向左移动时,灯泡变亮,说明电路中的电流变大,则滑动变阻器接入电路的电阻减小,故选择左下接线柱,如下图所示:
【小问2详解】
[1]为了保护电路,连接电路时开关必须断开。
[2]接通电路后,发现小灯泡不发光,电压表的示数约为,此时电流表示数为零,电路中出现断路故障。由于电压表有示数,电压表两个接线柱到电源之间是连通的,断路的位置就在电压表两个接线柱之间,可能是小灯泡断路。
【小问3详解】
[1]电压表连接的是的量程,分度值是0.1V,此时电压表读数为2.2V。
[2]要测小灯泡正常发光时的电阻,就要把灯泡两端的电压调为额定电压2.5V,现在灯泡两端电压为2.2V,把变阻器的滑片向左移动,变阻器连入的阻值变小,变阻器分的电压变小,灯泡两端的电压就会变大,直到灯泡两端电压等于2.5V为止。
【小问4详解】
由图像可知,灯泡两端电压2.5V时,电流为0.25A,灯泡正常发光时的电阻为
【小问5详解】
[1][2]他的观点是错误的,因为电阻是导体本身的一种属性,导体电阻与导体两端的电压和通过导体的电流无关,所以,灯泡不发光时灯丝的电阻不是。
【小问6详解】
在探究小灯泡电阻的实验中,滑动变阻器的作用是保护电路,防止闭合开关时电流过大,以及改变灯泡两端电压,以便测量多组实验数据。
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20. 图为一款养生壶,其内部的电路简化图如图所示,通过将开关S置于不同的位置,可以实现“加热”和“保温”两种状态的变换,电阻丝R1、R2的阻值分别为48.4Ω、440Ω。现将壶内1kg的水从20℃加热至50℃,所用时间为140s。请你完成下列内容:水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)
(1)开关S置于_________(选填“a”或“b”)位置为加热挡;
(2)加热过程中水吸收的热量;( )
(3)养生壶的热效率。( )
【答案】 ①. b ②. ③.
【解析】
【详解】解:(1)由题意可知,当电路中总电阻越小时,电路中的电流越大,电功率越大,所以加热档时电路中的电流大,由电路图可知,当开关置于b时,电路中只有R1接入电路,电路中的电阻最小,电流最大,即开关置于b为加热档。
(2)由比热容吸热公式可得
(3)由题意可知及上述分析可知,有用热量为水吸收的热量,总热量为电流的焦耳热,焦耳热为
由热效率计算公式可知,养生壶的热效率为
答:(1)开关置于b;
(2)热量为1.26×105J;
(3)热效率为90%。
21. 体重超标已影响了部分中学生的身心健康,为了动态监测学生的体重情况,班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0=5Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计,求:
(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为多少?
(2)当体重计示数为600N时,电流表示数为多少?
(3)此体重计所能测量的最大体重为多少?
【答案】(1)6V (2)0.3A
(3)1200N
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,闭合开关S,定值电阻与压敏电阻串联,由图乙可知当体重计空载时,,,则电源电压为
【小问2详解】
由题图乙可知,当体重计示数为600N时,压敏电阻的阻值,此时电路中电流为
【小问3详解】
已知电流表量程为,当电路中的电流最大为时,体重计测量最大体重,此时压敏电阻的阻值为
由题图乙可知,所能测量的最大体重为1200N。
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