内容正文:
2025-2026-1九年级阶段性学情调研
物理学科
本试卷分为第Ⅰ卷(1-2页)、第Ⅱ卷(3-4页)两部分,共100分,考试用时60分钟。
考生务必将答案涂写规定的位置上,答在试卷上的无效。
祝各位考生考试顺利!
第Ⅰ卷 选择题(共2大题 共39分)
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题意,请将你选择的答案涂在答题卡相应的位置内。
1. 如图所示的四个情景,下列说法中错误的是( )
A. 红墨水在热水中扩散得快,说明温度越高分子无规则运动越剧烈
B. 两个铅块没有被重物拉开说明分子间只存在引力
C. 抽出玻璃板,两瓶内气体会混合在一起,说明气体间可以发生扩散现象
D. 将一定量水与酒精混合后总体积变小,说明分子间存在空隙
2. 下列事例中,改变物体内能的途径与其他三项不同的是( )
A. 柴火烧水 B. 压缩空气发热
C. 冬天搓手取暖 D. 钻木取火
3. 下列数据中最接近生活实际的是( )
A. 家用电风扇额定功率约500W B. 家用液晶电视的额定功率约为2000W
C. 家用电水壶烧水时(正常工作)的电阻约为1Ω D. 教室里一盏日光灯正常工作电流约为0.2A
4. 如图所示为内燃机的四个冲程工作示图,下列说法正确的是( )
A. 甲图冲程能获得动力
B. 乙图冲程有明显机械能转化为内能的过程
C. 丙图冲程存在化学能转化为内能的过程
D. 一个工作循环的正确顺序是丙丁乙甲
5. 国家关于电动自行车的技术标准规定:电动自行车刹车时,电动机必须断电。所以,电动自行车左右两刹车手柄中各安装有一只开关S1和S2,S是用钥匙控制的电源开关。在行驶中用任一只手柄刹车时,开关S1或S2断开,电动机立即断电。下列电路中符合这一要求的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示,闭合开关S,滑动变阻器滑片P移动过程中,灯突然熄灭,电压表和电流表均无示数。若电路中仅有一处故障,则故障不可能是( )
A. 电流表接线松开 B. 小灯泡L断路 C. 滑动变阻器R断路 D. 开关S接触不良
7. 某家庭电路中安装有“220 V 10 A”的空气开关(未画出),如图是电路中的四种情况,图中所有用电器额定电压为220 V,开关全部闭合后,不会引起空气开关“跳闸”(相当于熔丝断)的是
A. B.
C. D.
8. 如图为部分家庭电路示意图,其中连接正确的是( )
A. ① B. ② C. ①③ D. ②③
9. 如图所示,是定值电阻和小灯泡L中电流随电压变化的图象,由图象可知( )
A. 乙是小灯泡的图象
B. 定值电阻的阻值为5Ω
C. 定值电阻和小灯泡L并联接在4V的电源上,干路中的电流是1.2A
D. 定值电阻和小灯泡L串联接在6V的电源上,电路中的电流是0.4A
10. 灯泡标有“220V、100W”,灯泡标有“220V、40W”,不考虑温度对灯丝电阻的影响,把它们串联后接在220V电源上,下面分析正确的是( )
A. 两盏电灯的总功率等于140W B. 两灯的总功率小于40W
C. 较亮的灯是 D. 若电源电压是440V,两灯都能正常发光
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题3分.共9分。每小题给出的四个进项中,均有多个选项符合题意,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,不选或错选得0分)
11. 下列说法中正确的是
A. 晶体在熔化过程中吸收热量,但温度不变,所以内能保持不变
B. 组成物质的大量分子无规则运动的剧烈程度与温度有关
C. 柴油机在压缩冲程中汽缸内空气的内能增大,机械能转化为内能
D. 沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小,原因之一是砂石的比热容比水的比热容大
12. “问天”兴趣小组设计的一种电子计重器的电路原理如图所示,M、N均为金属板,N固定不动,电源电压保持不变。要求:当体重增大时,计重器的示数也增大。下列说法合理的是( )
A. 当计重器上物体质量越大时,滑动变阻器接入电路中的阻值越大
B. 当计重器上物体质量越大时,电流表的示数越大
C. 电压表示数的变化可间接反映体重的变化
D. 当计重器上物体质量越小时,电阻的功率越小
13. 如图所示电路,甲、乙两灯分别有“6V 6W”和“6V 3W”字样,电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A. 只闭合、时,甲、乙两灯的实际功率之比为
B. 只闭合、时,甲、乙两灯的实际功率之比为
C. 只闭合、时,电路的总功率为6W
D. 只闭合时,电路的总功率为2W
三、填空题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)
14. 两个相同的容器中分别装入质量相同的甲、乙两种液体,使用相同的热源为其加热,液体温度与加热时间的关系如图所示,若甲、乙两液体吸收相同的热量,则___________液体升高的温度较少;两者比较,___________液体更适合作汽车的冷却剂。(两空均选填“甲”或“乙”)
15. 如图,小明用电压表测水果电池电压,由图可知:该水果电池的正极是___________片;用水果电池给电路供电时,将___________能转化为电能。
16. 某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5A的电流时,每分钟可产生6.6×104J的热量。则这台电烘箱的电功率是__________W,电阻丝工作时的电阻是__________Ω。
17. 如图是某家用电子式电能表的表盘,同时工作的用电器总功率不能超过________W;若将某用电器单独正常工作3min,该电能表指示灯闪烁了32次,该用电器的功率为________W。
18. 两只小灯泡的规格分别为LA(6V 3W)、 LB(6V 6W),不考虑温度对灯丝电阻的影响,则它们的电阻之比 RA:RB=____;若将它们串联后接到某电源两端,为使它们的电功率都不超过它们的额定功率,则该电源电压的最大值为________V.
19. 如图,甲、乙为两只相同的电压表或电流表,若断开开关S,甲、乙两表示数之比为,通过的电流为。更换两表种类,闭合开关S,两表均有示数,此时两表均为___________表,通过的电流为,则___________。
四、综合题(本大题共6小题,共37分。解题中要求有必要的分析和说明,计算题还要有公式及数据代入过程,结果要有数值和单位)
20. 某家庭用一个标有“220V,1000W”的电热水器来烧水,该电热水器正常工作20min,可将质量为5kg温度为15℃的水加热到55℃。水的比热容为。求这段时间内:
(1)水吸收的热量;
(2)电热水器的热效率。
21. 小明在“测量小灯泡的电功率”的实验中,所用器材如图所示,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)请你用笔画线代替导线,完成图中的电路连接(要求滑片向右小灯泡变亮)。并在右侧方框内画出电路图。
(2)连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器,发现小灯泡不亮,电流表示数始终为零,电压表有示数,电路故障可能是________________________。
(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图所示,小灯泡的额定功率是________W。
22. 某兴趣小组在做“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验时,他们利用如图所示的甲、乙、丙三个装置进行实验探究,三个装置的透明容器中各有一段电阻丝,容器中密封着等量的空气,请你完成下列内容:
(1)实验中,通过观察________________变化来比较导体产生热量的多少,这种研究问题的方法叫做________;
(2)为了探究电热与电阻的关系,应选用图中________两装置组合,并将它们________联接到电源两端进行实验;
(3)选用图中甲、丙装置组合,串联接到电源两端进行实验,发现图甲装置U形管中液面高度变化大,由此可得到的结论是:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
23. 图是一款智能电加热杯垫,它适用于不同材质、不同形状的杯子,具有“轻轻一放,随即加热,恒定保温”的特点。该杯垫有加热、保温两个挡位,内部简化电路图如图所示,R1、R2为电热丝,电源电压为220V,R1的阻值为。闭合开关S1、S2时为高温挡,高温挡的功率为66W,只闭合开关S1时为低温挡。求:
(1)低温挡工作时的电功率;
(2)高温挡工作2min,杯垫产生的热量;
(3)电热丝R2的阻值。
24. 现有一个电压约为6V的电源,一个量程为0-0.6A的电流表,一个阻值为5Ω的定值电阻,开关和导线若干。请设计实验,比较精确地测出约为15Ω的未知电阻的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出待测电阻的数学表达式(用已知量和测量量表示)
25. 如图所示,电源电压恒定,滑动变阻器 R 标有“R0;10I0”字样。闭合开关 S,调节滑动变阻器的滑片 P,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡恰好正常发光;在滑片 P 从最右端向左滑动到 a 点的过程中,电流表与两电压表示数变化关系图像如图所示。求:
(1)电源电压;
(2)小灯泡的额定功率;
(3)小灯泡发光时,整个电路的最小功率。
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物理学科
本试卷分为第Ⅰ卷(1-2页)、第Ⅱ卷(3-4页)两部分,共100分,考试用时60分钟。
考生务必将答案涂写规定的位置上,答在试卷上的无效。
祝各位考生考试顺利!
第Ⅰ卷 选择题(共2大题 共39分)
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题意,请将你选择的答案涂在答题卡相应的位置内。
1. 如图所示的四个情景,下列说法中错误的是( )
A. 红墨水在热水中扩散得快,说明温度越高分子无规则运动越剧烈
B. 两个铅块没有被重物拉开说明分子间只存在引力
C. 抽出玻璃板,两瓶内气体会混合在一起,说明气体间可以发生扩散现象
D. 将一定量水与酒精混合后总体积变小,说明分子间存在空隙
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子热运动受温度影响,红墨水在热水中扩散得快,说明温度越高分子无规则运动越剧烈,故A正确,A不符合题意;
B.分子间同时存在引力与斥力,两个铅块没有被重物拉开说明分子间此时主要表现为存在引力,故B错误,B符合题意;
C.抽出玻璃板,下瓶密度较大的二氧化碳会向上瓶空气渗入,两瓶内气体会混合在一起,说明气体间可以发生扩散现象,故C正确,C不符合题意;
D.将一定量水与酒精混合后总体积变小,说明分子间存在空隙,水分子与酒精分子相互渗入对方空隙使体积变小,故D正确,D不符合题意。
故选B。
2. 下列事例中,改变物体内能的途径与其他三项不同的是( )
A. 柴火烧水 B. 压缩空气发热
C. 冬天搓手取暖 D. 钻木取火
【答案】A
【解析】
【详解】A、柴火烧水是通过热传递的方式改变内能的;
BCD、压缩空气发热、搓手取暖、钻木取火都是做功使物体的内能增加的;
显然A选项与其它三个选项改变物体内能的方式不同.
故选A.
点睛:牢记改变物体内能的两种方式是解题的关键,即热传递和做功,两种方式对于内能的改变是等效的,两种方式很容易区分,做题不难.
3. 下列数据中最接近生活实际的是( )
A. 家用电风扇额定功率约500W B. 家用液晶电视的额定功率约为2000W
C. 家用电水壶烧水时(正常工作)的电阻约为1Ω D. 教室里一盏日光灯正常工作电流约为0.2A
【答案】D
【解析】
【详解】A.家用电风扇额定功率约50W,故A不符合题意;
B.家用液晶电视的额定功率约为150W,故B不符合题意;
C.家用电水壶烧水时(正常工作)的电阻约为48Ω,故C不符合题意;
D.教室里一盏日光灯额定功率为40W,正常工作电流
与0.2A接近,故D符合题意。
故选D。
4. 如图所示为内燃机的四个冲程工作示图,下列说法正确的是( )
A. 甲图冲程能获得动力
B. 乙图冲程有明显机械能转化为内能的过程
C. 丙图冲程存在化学能转化为内能的过程
D. 一个工作循环的正确顺序是丙丁乙甲
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲图中排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程,不能获得动力,故A错误;
B.乙图中两气门关闭,活塞向下运行,火花塞点火产生的高温高压燃气推动活塞做功,是做功冲程,将内能转化为机械能,故B措误;
C.丙图中进气门打开,活塞向下运行,是吸气冲程,没有能量转化,故C错误;
D.丁图中两个气门都关闭,活塞向上运动,所以为压缩冲程,一个工作循环的正确顺序是丙、丁、乙、甲,故D正确。
故选D。
5. 国家关于电动自行车的技术标准规定:电动自行车刹车时,电动机必须断电。所以,电动自行车左右两刹车手柄中各安装有一只开关S1和S2,S是用钥匙控制的电源开关。在行驶中用任一只手柄刹车时,开关S1或S2断开,电动机立即断电。下列电路中符合这一要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题知,任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作,说明两开关相互影响、不能独立工作,所以两开关、电动机应串联接在电路中,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6. 如图所示,闭合开关S,滑动变阻器滑片P移动过程中,灯突然熄灭,电压表和电流表均无示数。若电路中仅有一处故障,则故障不可能是( )
A. 电流表接线松开 B. 小灯泡L断路 C. 滑动变阻器R断路 D. 开关S接触不良
【答案】B
【解析】
【详解】A.如果电流表接线松开,电路断路,灯泡不亮,电压表和电流表均无示数,故A不符合题意;
B.小灯泡L断路,电压表串联在电路中,电压表的内阻很大,通过电路的电流很小,电压表有示数,电流表没有示数,灯泡不亮,故B符合题意;
C.滑动变阻器R断路,电路断路,灯泡不亮,电压表和电流表均无示数,故C不符合题意;
D.开关S接触不良,电路断路,灯泡不亮,电压表和电流表均无示数,故D不符合题意。
故选B。
7. 某家庭电路中安装有“220 V 10 A”的空气开关(未画出),如图是电路中的四种情况,图中所有用电器额定电压为220 V,开关全部闭合后,不会引起空气开关“跳闸”(相当于熔丝断)的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】空气开关自动跳闸的原因是电流过大,引起家庭电路中电流过大的原因有两个,短路或总功率过大.根据给出情况中的现象,进行判断.
【详解】A.如图的电路中有大功率用电器,且用电器较多,开关闭合容易造成总功率过大,引起空气开关“跳闸”,不合题意;
B.图中闭合开关后,电路发生短路,会造成电流短路,引起空气开关“跳闸”,不合题意;
C.图中闭合开关后,电路发生短路,会造成电流短路,引起空气开关“跳闸”,不合题意;
D.图中闭合开关后,其中一只灯泡被短路,但另一只灯泡仍能工作,电源不会短路,不会引起空气开关“跳闸”,符合题意.
【点睛】本题考查学生对家庭电路中电流过大原因的掌握情况,需要从具体问题入手,分析是否会出现短路问题或用电器总功率过大.
8. 如图为部分家庭电路示意图,其中连接正确的是( )
A. ① B. ② C. ①③ D. ②③
【答案】A
【解析】
【详解】①三孔插座与其他用电器并联,接线是“左零右火上地线”,即三孔插座的上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线,故①正确;
②开关应接在火线与用电器之间,图中开关接在零线与用电器之间,故②错误;
③由图知,两孔插座与其他用电器并联,接线是“左零右火”,即左孔接零线,右孔接火线,故③错误。
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9. 如图所示,是定值电阻和小灯泡L中电流随电压变化的图象,由图象可知( )
A. 乙是小灯泡的图象
B. 定值电阻的阻值为5Ω
C. 定值电阻和小灯泡L并联接在4V的电源上,干路中的电流是1.2A
D. 定值电阻和小灯泡L串联接在6V的电源上,电路中的电流是0.4A
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.由图像知,乙图线是一倾斜的直线,是定值电阻的I-U图象,而甲图线中,用电器的电阻是变化的,所以是小灯泡的I-U图线,故A不符合题意;
B.由图像知,当通过定值电阻R的电流为0.4A时,它两端的电压为4V。则定值电阻
故B不符合题意;
C.当定值电阻R和小灯泡L并联在4V的电源上时,由图像知,通过小灯泡的电流为0.8A,则通干路的电流
I=I1+IL=0.4A+0.8A=1.2A
故C符合题意;
D.由图像知,定值电阻R与小灯泡L串联接在电路中时,如果通过电路的电流为0.4A,则R两端的电压为4V,L两端的电压为1V,电源电压
U=4V+1V=5V
故D不符合题意。
故选C。
10. 灯泡标有“220V、100W”,灯泡标有“220V、40W”,不考虑温度对灯丝电阻的影响,把它们串联后接在220V电源上,下面分析正确的是( )
A. 两盏电灯的总功率等于140W B. 两灯的总功率小于40W
C. 较亮的灯是 D. 若电源电压是440V,两灯都能正常发光
【答案】B
【解析】
【详解】AB.两灯泡额定电压都是220V,两灯串联在220V电源上时均不能正常发光,其总功率不等于额定功率之和。根据串联电路规律,总电阻
则总功率为
远小于,小于,故A错误,B正确;
C.由题可知,
串联电路电流相同,根据,,所以的实际功率更大,更亮,故C错误;
D.串联电路中电压分配与电阻成正比,,总电压440V时,
所以不能正常发光,会被烧坏,故D错误。
故选B。
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题3分.共9分。每小题给出的四个进项中,均有多个选项符合题意,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,不选或错选得0分)
11. 下列说法中正确的是
A. 晶体在熔化过程中吸收热量,但温度不变,所以内能保持不变
B. 组成物质的大量分子无规则运动的剧烈程度与温度有关
C. 柴油机在压缩冲程中汽缸内空气的内能增大,机械能转化为内能
D. 沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小,原因之一是砂石的比热容比水的比热容大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.晶体在熔化的过程中,需要吸收热量,但温度保持不变,内能是分子运动剧烈的程度,温度高,分子运动的剧烈,内能增加,故A错误;
B.物质分子的运动与温度有关,温度越高分子运动越剧烈,故B正确;
C.柴油机在压缩冲程中,活塞压缩空气,对空气做功,汽缸内空气的内能增大,活塞的机械能转化为空气的内能,故C正确;
D.内陆地区比沿海地区昼夜温差大,原因内陆地区多砂石,沿海地区多水,砂石的比热容比水的比热容小,同样受冷和受热时温度变化大,故D错误。
12. “问天”兴趣小组设计的一种电子计重器的电路原理如图所示,M、N均为金属板,N固定不动,电源电压保持不变。要求:当体重增大时,计重器的示数也增大。下列说法合理的是( )
A. 当计重器上物体质量越大时,滑动变阻器接入电路中的阻值越大
B. 当计重器上物体质量越大时,电流表的示数越大
C. 电压表示数的变化可间接反映体重的变化
D. 当计重器上物体质量越小时,电阻的功率越小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.物体质量越大,对弹簧压力越大,滑片P向下移动,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变长,接入阻值变大,故A符合题意;
B.质量越大,变大,电路总电阻变大,电源电压不变,由可知,电流表示数变小,故B不符合题意;
C.电压表并联在滑动变阻器两端,测两端电压。质量越大,电流表示数越小,根据,R0两端电压越小,根据串联电路中电压的规律可知,R两端电压变大,即电压表示数变大,可以间接反映体重的变化,故C符合题意;
D.物体质量越小,变小,电路总电阻变小,由可知,电流变大,由可知,的功率变大,故D不符合题意。
故选AC。
13. 如图所示电路,甲、乙两灯分别有“6V 6W”和“6V 3W”字样,电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A. 只闭合、时,甲、乙两灯的实际功率之比为
B. 只闭合、时,甲、乙两灯的实际功率之比为
C. 只闭合、时,电路的总功率为6W
D. 只闭合时,电路的总功率为2W
【答案】ACD
【解析】
【详解】根据甲、乙两灯的铭牌信息可得
A.只闭合、时,甲乙两灯并联在电源电压为6V的电路上,两灯都正常发光,甲、乙两灯的实际功率之比为
故A正确;
B.只闭合、时,甲灯被短路没有接入电路中,此时甲灯电功率为0,电路只有乙灯的简单电路,电源电压全部加在乙灯上,乙灯的功率为
故B错误;
C.只闭合、时,乙灯被短路没有接入电路中,电路只有甲灯的简单电路,电源电压全部加在甲灯上,电路的总功率为
故C正确;
D.只闭合时,甲乙两灯串联,电路的总功率为
故D正确。
故选ACD。
三、填空题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)
14. 两个相同的容器中分别装入质量相同的甲、乙两种液体,使用相同的热源为其加热,液体温度与加热时间的关系如图所示,若甲、乙两液体吸收相同的热量,则___________液体升高的温度较少;两者比较,___________液体更适合作汽车的冷却剂。(两空均选填“甲”或“乙”)
【答案】 ①. 乙 ②. 乙
【解析】
【详解】[1][2]用相同的热源加热,加热时间相同时,物质吸收的热量相等。读图可知,加热时间相同时,乙升高的温度小。在质量与吸收热量相等时,升高温度小的物质比热容大,即乙的比热容大。比热容大的物质在温度升高相等时,吸收的热量多,适合作冷却剂。
15. 如图,小明用电压表测水果电池电压,由图可知:该水果电池的正极是___________片;用水果电池给电路供电时,将___________能转化为电能。
【答案】 ①. 铜 ②. 化学
【解析】
【详解】[1][2]由图可知,电压表3V的接线柱接在了铜片上,“-”接线柱接在了铁片上,由此可知,铜片为水果电池的正极;用水果电池给电路供电时,水果电池提供电能,将自身的化学能转化为电能。
16. 某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5A的电流时,每分钟可产生6.6×104J的热量。则这台电烘箱的电功率是__________W,电阻丝工作时的电阻是__________Ω。
【答案】 ①. 1.1×103 ②. 44
【解析】
【详解】[1]电烘箱的电功率
[2]根据
P=UI=I2R
可得电阻丝工作时的电阻
17. 如图是某家用电子式电能表的表盘,同时工作的用电器总功率不能超过________W;若将某用电器单独正常工作3min,该电能表指示灯闪烁了32次,该用电器的功率为________W。
【答案】 ①. 4400## ②. 400##
【解析】
【详解】根据,得允许同时工作的用电器最大总功率
用电器消耗的电能
用电器工作时间
根据,得该用电器的功率
18. 两只小灯泡的规格分别为LA(6V 3W)、 LB(6V 6W),不考虑温度对灯丝电阻的影响,则它们的电阻之比 RA:RB=____;若将它们串联后接到某电源两端,为使它们的电功率都不超过它们的额定功率,则该电源电压的最大值为________V.
【答案】 ①. 2:1 ②. 9
【解析】
【详解】由可知,,
所以;
因为灯泡A的额定电流为,灯泡B的额定电流为,
所以若将它们串联后接到某电源两端,则电路中电流最大值为0.5A,所加最大电压为.
【点睛】纯电阻可由求出起电阻大小,多个用电器串联,电路中应该通过额定电流电流最小的那个;多个用电器并联,电路中应该满足所加电压为额定电压最小的那个.
19. 如图,甲、乙为两只相同的电压表或电流表,若断开开关S,甲、乙两表示数之比为,通过的电流为。更换两表种类,闭合开关S,两表均有示数,此时两表均为___________表,通过的电流为,则___________。
【答案】 ①. 电压 ②. 5∶2
【解析】
【详解】[1][2]根据题意,若断开开关,电表有示数,由图知道,此时应是R1、R2并联,两电表分别与R1、R2串联,所以两表应是电流表,且电流表甲测量通过R1的电流,电流表乙测量通过R2的电流。若断开开关S,甲、乙两表示数之比为3∶2,R1、R2并联,由式子得电压一定时,通过导体电流与导体电阻成反比,所以
R1∶R2=2∶3
通过的电流为为
更换两表种类,闭合开关S,两表均有示数,电表为电压表,R1、R2串联,电流相等,所以通过的电流为
由上面三个式子可知
四、综合题(本大题共6小题,共37分。解题中要求有必要的分析和说明,计算题还要有公式及数据代入过程,结果要有数值和单位)
20. 某家庭用一个标有“220V,1000W”的电热水器来烧水,该电热水器正常工作20min,可将质量为5kg温度为15℃的水加热到55℃。水的比热容为。求这段时间内:
(1)水吸收的热量;
(2)电热水器的热效率。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
水吸收的热量为
【小问2详解】
电热水器正常工作,实际功率等于额定功率,电热水器消耗的总电能为
电热水器的热效率为
21. 小明在“测量小灯泡的电功率”的实验中,所用器材如图所示,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)请你用笔画线代替导线,完成图中的电路连接(要求滑片向右小灯泡变亮)。并在右侧方框内画出电路图。
(2)连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器,发现小灯泡不亮,电流表示数始终为零,电压表有示数,电路故障可能是________________________。
(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图所示,小灯泡的额定功率是________W。
【答案】(1) (2)灯泡断路
(3)0.75
【解析】
【小问1详解】
要求滑片向右小灯泡变亮,说明电路中的电流变大,变阻器连入电路的电阻变小,变阻器一上一下接入电路中,连接变阻器右下方的接线柱,小灯泡上标有“2.5V”字样,电压表选择小量程,由图可知电流表选择小量程,从电源的正极连接开关、变阻器、灯泡、电流表和电源的负极,电压表和灯泡并联。
【小问2详解】
连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器,发现小灯泡不亮,电流表示数始终为零,可能电路出现断路,电压表有示数,说明电压表和电源两极是通路,可能与电压表并联的灯泡断路。
【小问3详解】
由图可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.3A,小灯泡的额定功率
22. 某兴趣小组在做“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验时,他们利用如图所示的甲、乙、丙三个装置进行实验探究,三个装置的透明容器中各有一段电阻丝,容器中密封着等量的空气,请你完成下列内容:
(1)实验中,通过观察________________变化来比较导体产生热量的多少,这种研究问题的方法叫做________;
(2)为了探究电热与电阻的关系,应选用图中________两装置组合,并将它们________联接到电源两端进行实验;
(3)选用图中甲、丙装置组合,串联接到电源两端进行实验,发现图甲装置U形管中液面高度变化大,由此可得到的结论是:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
【答案】(1) ①. U 形管中液面高度差 ②. 转换法
(2) ①. 甲、乙 ②. 串
(3)在导体的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
【解析】
【小问1详解】
实验中电流产生的热量被空气吸收,空气受热膨胀使U形管液面高度变化,所以通过观察U形管中液面的高度差来比较热量多少,这种将不易观察的热量转化为容易观察的液面高度变化的方法叫转换法。
【小问2详解】
探究电热与电阻的关系时,根据控制变量法,要控制电流和通电时间相同,改变电阻。甲装置中电阻为,乙装置中电阻为,将它们串联接到电源两端,串联电路中电流处处相等且通电时间相同,满足实验要求。
【小问3详解】
甲、丙装置组合串联接到电源两端,丙装置中两个电阻并联后再与甲的电阻串联,根据并联电路电流特点,通过甲容器中电阻的电流大于通过丙容器中电阻的电流,在通电时间相同的情况下,甲装置 U 形管中液面高度变化大,说明在导体的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。
23. 图是一款智能电加热杯垫,它适用于不同材质、不同形状的杯子,具有“轻轻一放,随即加热,恒定保温”的特点。该杯垫有加热、保温两个挡位,内部简化电路图如图所示,R1、R2为电热丝,电源电压为220V,R1的阻值为。闭合开关S1、S2时为高温挡,高温挡的功率为66W,只闭合开关S1时为低温挡。求:
(1)低温挡工作时的电功率;
(2)高温挡工作2min,杯垫产生的热量;
(3)电热丝R2的阻值。
【答案】(1)22W;(2)7920J;(3)1100
【解析】
【详解】(1)由题意可知,只闭合S1是低温挡,分析电路可知,此时电路中只有R1工作,因此低温挡工作时的电功率
(2)高温挡的功率为66W,则工作2min杯垫产生的热量为
(3)闭合开关S1、S2时为高温挡,高温挡的功率为,由于此时R1、R2同时工作,且R1的功率为22W,则电热丝R2的功率为
根据,可得
答:(1)低温挡工作时的电功率为22W;
(2)高温挡工作2min,杯垫产生的热量是7920J;
(3)电热丝R2的阻值是1100Ω。
24. 现有一个电压约为6V的电源,一个量程为0-0.6A的电流表,一个阻值为5Ω的定值电阻,开关和导线若干。请设计实验,比较精确地测出约为15Ω的未知电阻的阻值。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出待测电阻的数学表达式(用已知量和测量量表示)
【答案】(1)
(2)
① 按照电路图连接电路,连接过程中开关保持断开,检查电路无误;② 闭合开关S、,读出电流表的示数;③ 闭合开关S,断开,读出电流表的示数。
(3)
【解析】
【小问1详解】
开关、闭合时,被短路,电路为的简单电路;开关闭合,断开时,与串联;两次实验电源电压不变。如图所示:
【小问2详解】
① 按照电路图连接电路,连接过程中开关保持断开,检查电路无误;② 闭合开关S、,读出电流表的示数;③ 闭合开关S,断开,读出电流表的示数。
【小问3详解】
开关、闭合时,被短路,电路为的简单电路,电源电压
开关闭合,断开时,与串联,电源电压为
由电源电压不变,得
解得待测电阻的表达式为
25. 如图所示,电源电压恒定,滑动变阻器 R 标有“R0;10I0”字样。闭合开关 S,调节滑动变阻器的滑片 P,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡恰好正常发光;在滑片 P 从最右端向左滑动到 a 点的过程中,电流表与两电压表示数变化关系图像如图所示。求:
(1)电源电压;
(2)小灯泡的额定功率;
(3)小灯泡发光时,整个电路的最小功率。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】由电路图得,变阻器与灯泡L串联,电压表V1测量变阻器的电压,电压表V2测量灯泡L 电压,电流表测量电路电流。
解:(1)由图像可知,当滑片P位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小为3I0,小灯泡和滑动变阻器两端的电压相等,由欧姆定律得
由串联电路电压特点得,电源电压
(2)由图像可知,灯泡正常发光时的电流为4I0,变阻器两端的电压
则有
灯泡的电功率为
(3)整个电路的最小电流为3I0,电路的最小电功率为
答:(1)电源电压;
(2)小灯泡的额定功率;
(3)小灯泡发光时,整个电路的最小功率。
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