内容正文:
厦门2026-2027学年上学期九年级期中物理模拟试卷
一、选择题(本大题共14小题。每小题2分,共28分。每小题只有一个选项符合题意)
1、下列自然现象与物态变化名称对应正确的是( )
A.初春,冰雪消融——熔化 B.夏天,树叶露珠——汽化
C.深秋,大雾弥漫——凝固 D.冬天,冰封江面——液化
2、如图,校运动会上,运动员跑步扭伤脚踝,校医拿冰袋给受伤部位冷敷消肿,冷敷时冰块主要发生的物态变化是( )
A.熔化 B.凝固 C.汽化 D.液化
3、如图所示的某品牌手机充电宝,“输入接口”用来给充电宝充电,两个“输出接口”可同时为两部手机充电。下列关于该充电宝说法正确的是( )
A.充电宝给手机充电时,手机相当于电源
B.给充电宝充电时,充电宝相当于用电器
C.给充电宝充电时,化学能转化为电能
D.充电宝对外放电时,电能化为化学能
4、高压输电铁塔上,导线与铁塔之间需要安装绝缘子(绝缘部件)。下列材料最适合制作绝缘子的是( )
A.石墨 B.陶瓷 C.铜 D.铁
5、“估测”是物理学中常用的一种重要方法。某同学对一些事物的相关物理量进行了估测,其中最合理的是( )
A.台灯正常工作的电流为
B.家用电饭锅正常工作时通过的电流约为
C.家用电冰箱的电流约为
D.混合动力小汽车发动机的效率约为100%
6、如图所示,是一则公益广告,浓浓的孝心渗透着社会主义核心价值观。母亲节前夕,学校倡议同学们用热水为妈妈洗一次脚。关于热水洗脚过程中涉及的物理知识,下列说法正确的是( )
A.热水泡脚过程中,脚温升高,其内能增大
B.泡脚过程温度由水传递给了脚
C.洗脚过程中水的温度降低,水的比热容变小
D.洗脚水的温度越高,所含的热量越多
7、如图所示,国家级非物质文化遗产“打铁花”是将高温下生铁的铁水用力泼洒出去,铁水形成铁屑的过程。关于“打铁花”过程,分析正确的是( )
A.“打铁花”时,铁水温度一直上升
B.“生铁”为非晶体
C.“打铁花”表演经历了先凝固后熔化的过程
D.“铁水形成铁屑”时,铁水在持续放热
8、如图甲是曾侯乙墓出土的铜冰鉴式保温器。这种保温器分为两层,外层为一方鉴,内层装一方壶,如图乙所示。盛夏之时,方鉴盛冰,内方壶盛酒。下列说法正确的是( )
A.冰块吸热熔化成水的过程中,内能保持不变
B.外方鉴中的冰温度为,所以内能也为0 J
C.壶内酒将温度传给方鉴中的冰块后内能减小
D.壶内酒内能减少是通过热传递的方式实现的
9、图甲为一款新型水杯,将沸水倒入杯中,轻摇几下后,水温便可降至55℃左右,并能保温3小时。图乙为其内部结构图,杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料,其在常温下是固态,会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取0.3kg该晶体材料,用酒精灯对其进行加热,其温度与吸收的热量关系如图丙所示。已知酒精的热值为。下列分析错误的是( )
①在BC段,该晶体材料含有的热量比AB段多
②在BC段,该晶体材料的内能保持不变
③该晶体材料的比热容为
④若加热到C点状态时,测得消耗酒精1g,则酒精灯的加热效率为26.4%。
A.①②③ B.①②③④ C.①② D.①③④
10、小朋友从滑梯上加速滑下后感觉臀部发热,并出现了如图所示的“怒发冲冠”的情景。关于这个现象,下列有关说法正确的是( )
A.臀部变热,是由于其含有的热量变多
B.臀部变热,是由于内能转化为机械能
C.头发张开是由于头发上带了同种电荷
D.在这一过程中,发生了摩擦起电现象,创造了新的电荷
11、驾乘电动自行车上路时,须佩戴安全头盔。小明同学想制作一款智能头盔,只有戴上头盔扣上卡扣后,头盔上的信号发射器才能发出信号;电动自行车上的信号接收器接收到信号(相当于开关闭合)后,再转动电动自行车钥匙(相当于开关闭合),电动自行车才能正常启动。下列电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
12、如图所示电路,S为电路总开关,甲乙为两个开关,小灯泡均为完好小灯泡,则下列说法不正确的是( )
A.若只闭合S与开关甲,L1和L2在电路中串联
B.开关S、甲、乙不可以同时闭合
C.将开关甲去掉,可以组成并联电路
D.只闭合开关甲,两灯均不亮
13、如图所示,用同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体(其中一种是水),用测得的数据绘制了温度随时间变化的图线,乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了8g酒精。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等。已知,,下列说法中( )
①乙的吸热能力大于甲的吸热能力 ②该酒精灯的加热效率为17.5%
③ ④0-8 min乙吸收的热量为
A.只有①③正确 B.只有②④正确 C.只有③④正确 D.只有①④正确
14、如图所示,电源电压恒为4.5V,电流表量程为“”,电压表量程“0~3V”,滑动变阻器标有“40Ω 1A”,小灯泡(灯丝电阻不变)标有“2.5V 0.5A”,表示小灯泡两端最大电压是2.5V,通过的最大电流是0.5A。在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项中不正确的是( )
A.电流表的示数变化范围是0.1~0.5A
B.电压表的示数变化范围是0.5~2.5V
C.滑动变阻器连入电路阻值范围是4~20Ω
D.滑动变阻器两端最大电压为4V
二、填空题(本大题共6小题。每小题2分,共12分。)
15、2024年10月30日。搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭发射取得圆满成功。火箭从地面向上发射过程中,其外壳与大气摩擦后,温度升高,内能________________(选填“增大”或“减小”),运载火箭选用液态氢做燃料,主要是因为液态氢具有较大的________________。
16、日常生活中,炸麻花用油,煮饺子用水,这是因为油和水的________不同,可以对不同烹饪手段提供各自所需的温度。用电烙铁焊接元件时,先要用电烙铁加热固态的焊锡,使之变成液态,在焊接过程中电烙铁的温度应高于焊锡的________。
17、如图,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,棉花会燃烧起来。该过程中的能量转化过程与图___________装置相同。已知某单缸汽油机飞轮转速为3000 r/min,若气缸在做功冲程中每次做功400 J,则每秒钟对外做功___________J。
18、将质量相等、初温相同的水和煤油分别倒入两个完全一样的试管中,然后将这两个试管同时放入温度较高的热水中,如图所示。经过足够长的时间以后,试管中的水和煤油从热水中吸收的热量关系为Q1____________Q2,升高的温度关系为Δt1____________Δt2,(已知c水大于c煤油)
19、如图所示是大飞机C919着地轮上安装的搭地线,可以在飞机着陆时及时把电荷转移走。C919飞机飞行时与空气摩擦后______电子会带上负电,着陆的瞬间,搭地线中电流的方向应是____________。
20、如图甲所示为汽车油量表的电路原理图,电源电压不变,R0是定值电阻,电流表A为油量指示表(量程为(0~0.6A)。当给一油量耗尽的汽车加至3.5kg油时,电流表示数由一开始的0.12 A增大到0.15 A。R为压敏电阻,其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示(忽略油箱的质量),向油箱中加油时油量表的示数__________(选填“增大”“不变”或“减小”)。当油量指示表达到最大值时,油箱对压敏电阻R的压力为__________。
三、作图题(本大题共2小题,每小题2分,共4分。)
21请根据“探究冰熔化规律”实验中温度与加热时间关系图像,画出此物质在实验过程中比热容与对应加热时间关系大致图像(已知:热源供热稳定,不考虑晶体质量的变化和热损失)。
22、为了能在黑暗环境下打羽毛球,小明设计了“夜光羽毛球”。该羽毛球只有在黑暗环境下且处于振动状态时,才会发光。已知S1为光控开关(黑暗环境下闭合、明亮环境下断开),S2为振动开关(振动时闭合、静置时断开),请以笔画线代替导线将电路图补充完整。
四、简答题(本大题共1小题,共4分。)
23、我国青藏铁路是世界上海拔最高的铁路。为了让铁路多年冻土区的路基保持稳定,铁路两侧安装了许多封闭的中空热棒(下端插入冻土,上端装有散热片),如图甲所示。热棒内部填充的是沸点约为-33℃的液态氨,它通过物态变化“搬运”冻土中的热量,从而使冻土保持低温稳定,工作原理如图乙所示。请结合这些信息回答下列问题:
(1)热棒里为什么填充液态氨而不是水?
(2)请简单说明氨在热棒中是怎样循环工作来制冷的?
五、实验题(本大题共5小题,共30分。)
24、小凡同学在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水,进行如图所示的实验探究,得出水蒸发快慢与水的温度、水的表面积和水面上方空气流动快慢有关。
(1)通过A、B两图的对比,可以得出水蒸发快慢与水的________有关。
(2)通过________两图的对比,可以得出水蒸发快慢与水的温度有关。
(3)小凡同学猜想水蒸发快慢还可能与水的质量有关,于是继续进行了如下探究:在相同环境下的两块相同的玻璃板上分别滴上一滴和两滴水(如图2),结果发现甲图中水先蒸发完,于是他得出结论:水蒸发快慢与水的质量有关,水的质量越________,水蒸发越快;从得出结论环节看,“根据谁先蒸发完,判断谁蒸发快”是否正确________,(选填“正确”或“不正确”),原因是________________。
25、小明和小红在做探究“水沸腾时温度变化的特点”的实验。
(1)组装图(a)实验器材时,其合理的顺序是________(选填“自下而上”或“自上而下”)。
(2)小明用图(a)装置先后做了两次实验,绘制出如图(b)所示的①、②两条图线,由图可知:实验中水的沸点为________℃;说明当地大气压可能________(选填“高于”、“低于”或“等于”)标准大气压,水沸腾时的特点是________。水沸腾时气泡________(选填“由大变小”或“由小变大”)。
(3)①、②两条图线不同的原因是水的________不同。
(4)撤去酒精灯后,发现烧杯的水仍能沸腾,原因是________。
26、为比较不同燃料燃烧放热能力的差异,小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验。实验装置完全相同、烧杯内水的初温、质量也都相同。实验中忽略热量的散失,且两种燃料燃烧时均匀放热。
(1)实验中还应控制燃料的________(选填“燃烧时间”或“质量”)相同;
(2)燃料烧完后,画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。则燃料1与燃料2的热值之比为________;
(3)乙图中烧杯内的水质量为200g,则15min内,水吸收的热量为________,依据这个数据来计算燃料2的热值,计算值________(选填“偏大”、“准确”或“偏小”);
另一组同学用如图丁所示器材探究不同物质吸热升温的现象的实验:
(4)两个相同的容器中装入沙子和水的质量应该________(选填“不同”或“相同”);
(5)两种物质吸收热量的多少可通过________(选填“升高的温度”或“加热时间”)比较。
27、在研究“导体中电流与导体电阻关系”的实验中,同学们分组利用了阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻和变阻器进行了探究,变阻器规格是“10Ω 1A”,电源电压4.5V并保持不变。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整。
(2)闭合开关前,电流表指针如图乙所示,对电流表的操作应该是___________。
(3)其中一组同学连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的过程中发现,电流表的示数变大时,电压表的示数反而减小,电流表的示数变小时,电压表的示数反而增大。经检查所有器材均完好。你认为出现上述实验现象的原因是___________。
(4)先接入15Ω的电阻,调节滑片使电压表示数为3 V,观察到电流表示数如图丙所示,则电流表示数为___________A:用10Ω电阻代替15Ω电阻接入电路,应将滑片向___________端(选填“左”或“右”)移动,才能使电压表示数保持3V。
28、跨学科实践∶制作简易调光台灯
【项目提出】
台灯是生活中最常见的家用电器之一。生活中为了保护视力,在不同使用场景(例如书写文字和使用电脑)时,对光亮度有着不同的需求,因此很多台灯都有可调亮度的功能。同学们学习了电学知识后也想制作一个简易调光台灯。
【项目分析】
要制作一个简易调光台灯,需要完成以下任务。
(1)了解简易调光台灯的工作原理。
(2)设计一台简易调光台灯。
(3)选择元件,完成制作。
【项目实施】
(4)小李同学选择用实验室中的电阻设计了一个电路,如图甲所示,此电路中_____(填“能”或“不能”)改变灯泡的亮度。
(5)小马同学选择用滑动变阻器来调节灯泡亮度,他设计的电路图如乙所示。但在实验中他发现,只移动滑动变阻器的滑片,并不能让小灯泡熄灭。于是他再次改进电路设计(如图丁所示),在确保电路安全的前提下,下列能实现“利用滑动变阻器控制灯泡由亮到灭”的最佳电路是(各元件规格完全相同)_____。(填字母)
(6)由于滑动变阻器体积较大,他们又找来电位器来代替图乙中的滑动变阻器,电位器的结构图如丙所示,A、B、C为电位器的三个接线柱,转动旋钮可以改变接入电路的电阻,它的原理是通过改变电位器接入电路中电阻丝的__________(选填“长度”或“横截面积”)从而改变接入电路中的电阻。为了顺时针旋转旋钮时电灯变亮,则应该选择__________(选填“AB”、“AC”或“BC”)接线柱接入电路。
【展示交流】
(7)同学们展示了自己利用电位器制作的调光台灯,闭合控制开关,旋转电位器的旋钮,小灯泡可以改变亮度,当旋钮旋转到一端时,发现小灯泡不发光。小组同学思考既然可以通过旋转旋钮调节小灯泡从发光到熄灭,就可以去掉电路中的控制开关,不必断电。请从节能的角度评价一下他们的做法∶_______________________。
(8)为了实现“控制灯泡由亮到灭”,小明设想在电位器的电阻片某一端加上一层绝缘层,使得只要旋转电位器的旋钮就能保证灯泡可以调到熄灭,则绝缘层应靠近图丙中_______(选填“A”或“C”)端。
六、计算题(本大题共3小题,6分+8分+8分,共22分。)
29、氢燃料新能源公交车逐渐在不少城市投放使用。氢燃料的热值为1×108J/kg,,求:
(1)质量为0.1kg的氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)若放出的热量全部被质量为100kg,温度为10℃的水吸收,则水升高的温度;
(3)如果氢燃料公交车的效率为70%,则燃烧1kg的氢燃料可使以100kW恒定功率匀速行驶的公交车能行驶多长时间。
30、在如图甲所示的电路中,当闭合某些开关时,小灯泡L1、L2形成并联电路,此时电流表A1和A2的指针都指在图乙所示的位置。求:
(1)三个开关分别处于什么状态?
(2)电流表A1和A2的示数分别是多少?
(3)通过小灯泡L1的电流是多少?
31、如图甲为湿度表的简化工作原理图,电源电压恒为6V,定值电阻R0=5Ω,R为湿敏电阻,其阻值R随环境湿度RH的变化如图乙所示;电流表量程为“0-0.6A”,闭合开关S,在保证电表安全的情况下,求:
(1)当电路中电压表的示数为1.5V时,求电流表的示数;
(2)当环境湿度为40%时,求电压表的示数;
(3)当电路中电流表的示数为480mA时,电阻R的阻值为多少?
(4)在保证两表安全的情况下,湿度表可以监测的最大湿度是多少?
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厦门2026-2027学年上学期九年级期中物理模拟试卷解析
一、选择题(本大题共14小题。每小题2分,共28分。每小题只有一个选项符合题意)
下列自然现象与物态变化名称对应正确的是( )
A.初春,冰雪消融——熔化 B.夏天,树叶露珠——汽化
C.深秋,大雾弥漫——凝固 D.冬天,冰封江面——液化
【答案】A
【详解】A.冰雪消融是固态冰雪变为液态水,属于熔化现象,故A正确;
B.树叶露珠是空气中的水蒸气变为液态露珠,属于液化现象,故B错误;
C.雾是空气中的水蒸气遇冷变为液态小水滴形成的,属于液化现象,故C错误; D.冰封江面是液态水变为固态冰,属于凝固现象,故D错误。故选A。
2、如图,校运动会上,运动员跑步扭伤脚踝,校医拿冰袋给受伤部位冷敷消肿,冷敷时冰块主要发生的物态变化是( )
A.熔化 B.凝固 C.汽化 D.液化
【答案】A
【详解】冷敷时冰块吸收热量,由固态变为液态,发生的物态变化是熔化。
故选A。
3、如图所示的某品牌手机充电宝,“输入接口”用来给充电宝充电,两个“输出接口”可同时为两部手机充电。下列关于该充电宝说法正确的是( )
A.充电宝给手机充电时,手机相当于电源
B.给充电宝充电时,充电宝相当于用电器
C.给充电宝充电时,化学能转化为电能
D.充电宝对外放电时,电能化为化学能
【答案】B
【详解】AD.充电宝给手机充电时,手机是消耗电能的装置,属于用电器,充电宝对外放电时,是把自身储存的化学能转化为向外输出的电能,故AD错误;
BC.给充电宝充电时,充电宝会消耗电能,将输入的电能转化为电池内部的化学能储存起来,相当于用电器,故B正确, C错误。
故选B。
4、高压输电铁塔上,导线与铁塔之间需要安装绝缘子(绝缘部件)。下列材料最适合制作绝缘子的是( )
A.石墨 B.陶瓷 C.铜 D.铁
【答案】B
【详解】石墨、铜、铁都容易导电,是导体;陶瓷不容易导电,是绝缘体。
故选B。
5、“估测”是物理学中常用的一种重要方法。某同学对一些事物的相关物理量进行了估测,其中最合理的是( )
A.台灯正常工作的电流为
B.家用电饭锅正常工作时通过的电流约为
C.家用电冰箱的电流约为
D.混合动力小汽车发动机的效率约为100%
【答案】C
【详解】A.台灯的电流约0.1A,远小于5A,故A不符合题意;
B.家用电饭锅的电流约5A,远大于100mA,故B不符合题意;
C.家用电冰箱的电流接近1A,故C符合题意;
D.热机工作时存在热量散失、摩擦等能量损失,效率不可能达到100%,故D不符合题意。
故选C。
6、如图所示,是一则公益广告,浓浓的孝心渗透着社会主义核心价值观。母亲节前夕,学校倡议同学们用热水为妈妈洗一次脚。关于热水洗脚过程中涉及的物理知识,下列说法正确的是( )
A.热水泡脚过程中,脚温升高,其内能增大
B.泡脚过程温度由水传递给了脚
C.洗脚过程中水的温度降低,水的比热容变小
D.洗脚水的温度越高,所含的热量越多
【答案】A
【详解】A.热水泡脚时脚吸收热量、温度升高,内能随之增大,故A正确;
B.热传递传递的是热量而非温度,故B错误;
C.比热容是物质特性,与温度无关,水的比热容不变,故C错误;
D.热量是过程量,只能描述热传递过程中吸收或放出的能量,不能说含有热量,故D错误。
故选A。
7、如图所示,国家级非物质文化遗产“打铁花”是将高温下生铁的铁水用力泼洒出去,铁水形成铁屑的过程。关于“打铁花”过程,分析正确的是( )
A.“打铁花”时,铁水温度一直上升
B.“生铁”为非晶体
C.“打铁花”表演经历了先凝固后熔化的过程
D.“铁水形成铁屑”时,铁水在持续放热
【答案】D
【详解】AD.铁水形成铁屑是液态变为固态的凝固过程,凝固过程持续放热,温度不会上升,故A错误,D正确;
B.生铁是合金,属于晶体,有固定的熔点,故B错误;
C.铁水形成铁屑是液态变为固态,只经历了凝固过程,故C错误。故选D。
8、如图甲是曾侯乙墓出土的铜冰鉴式保温器。这种保温器分为两层,外层为一方鉴,内层装一方壶,如图乙所示。盛夏之时,方鉴盛冰,内方壶盛酒。下列说法正确的是( )
A.冰块吸热熔化成水的过程中,内能保持不变
B.外方鉴中的冰温度为,所以内能也为0 J
C.壶内酒将温度传给方鉴中的冰块后内能减小
D.壶内酒内能减少是通过热传递的方式实现的
【答案】 D
【详解】A.冰块是晶体,熔化时虽然温度保持不变,但持续吸收热量,内能会增大,故A错误;
B.一切物体在任何温度下都具有内能,0°C的冰内能不为0,故B错误;
C.热传递过程中,传递的是热量,不是温度,酒放出热量后内能减小,故C错误;
D.壶内酒的温度高于冰块的温度,热量从酒传递到冰块,酒的内能减少,这是通过热传递的方式实现的,故D正确。故选D
9、图甲为一款新型水杯,将沸水倒入杯中,轻摇几下后,水温便可降至55℃左右,并能保温3小时。图乙为其内部结构图,杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料,其在常温下是固态,会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取0.3kg该晶体材料,用酒精灯对其进行加热,其温度与吸收的热量关系如图丙所示。已知酒精的热值为。下列分析错误的是( )
①在BC段,该晶体材料含有的热量比AB段多
②在BC段,该晶体材料的内能保持不变
③该晶体材料的比热容为
④若加热到C点状态时,测得消耗酒精1g,则酒精灯的加热效率为26.4%。
A.①②③ B.①②③④ C.①② D.①③④
【答案】A
【详解】①热量是过程量,不能说物体含有热量,故①错误;
②BC段晶体熔化,持续吸热,内能增加,故②错误;
③由图丙可知,加热到B点时晶体吸收热量QAB=5.28x103J,温度升高△t=50℃-30℃=20℃
比热容故③错误;
④加热到C点吸收总热量Q吸=7.92×103J
酒精完全燃烧放出热量Q放=m酒精q=1×10-3kg×3×107J/kg=3×104J
加热效率,故④正确。
综上,分析错误的是①②③,故选A。
10、小朋友从滑梯上加速滑下后感觉臀部发热,并出现了如图所示的“怒发冲冠”的情景。关于这个现象,下列有关说法正确的是( )
A.臀部变热,是由于其含有的热量变多
B.臀部变热,是由于内能转化为机械能
C.头发张开是由于头发上带了同种电荷
D.在这一过程中,发生了摩擦起电现象,创造了新的电荷
【答案】C
【详解】A.热量是过程量,不能说物体含有热量,故A错误;
B.人从滑梯上滑下时,臀部发热,是克服摩擦力做功,机械能转化为了内能,故B错误;
C.“怒发冲冠”是人的头发带上同种电荷,是摩擦起电现象,据同种电荷相斥可知,头发之间带同种电荷相互排斥,故头发会蓬松竖起来,故C正确;
D.摩擦起电的本质是电荷的转移,不是创造新电荷,电荷不能凭空产生,故D错误。
故选C。
11、驾乘电动自行车上路时,须佩戴安全头盔。小明同学想制作一款智能头盔,只有戴上头盔扣上卡扣后,头盔上的信号发射器才能发出信号;电动自行车上的信号接收器接收到信号(相当于开关闭合)后,再转动电动自行车钥匙(相当于开关闭合),电动自行车才能正常启动。下列电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据题目知,两个开关S1、S2必须同时闭合,电动车的电动机才能启动,任意一个开关单独闭合,电路都无法工作,说明两个开关相互影响,属于串联控制电路的关系。
A.S1、S2和电动机依次串联在电路中,只有两个开关同时闭合,电路才导通,电动机工作,故A符合题意;
B.S1闭合后电动机就可以工作,再闭合S2则会电源短路,故B不符合题意;
C.只要S1闭合,电源就被直接短路,会烧坏电源,不符合电路安全,故C不符合题意;
D.两个开关是并联关系,任意一个开关闭合,电动机都能工工作,不需要同时满足两个开关闭合的条件,故D不符合题意。故选A。
12、如图所示电路,S为电路总开关,甲乙为两个开关,小灯泡均为完好小灯泡,则下列说法不正确的是( )
A.若只闭合S与开关甲,L1和L2在电路中串联
B.开关S、甲、乙不可以同时闭合
C.将开关甲去掉,可以组成并联电路
D.只闭合开关甲,两灯均不亮
【答案】A
【详解】A.只闭合S与甲,上方导线将L1短路,只有L2工作,故A错误;
B.S、甲、乙同时闭合,电流经S、乙、甲、上方导线直接回电源,造成电源短路,故B正确;
C.去掉甲,闭合S、乙,电流分两路分别经过L1和L2,两灯并联,故C正确;
D.只闭合甲,S断开,电路断路,两灯均不亮,故D正确。
故选A。
13、如图所示,用同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体(其中一种是水),用测得的数据绘制了温度随时间变化的图线,乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了8g酒精。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等。已知,,下列说法中( )
①乙的吸热能力大于甲的吸热能力 ②该酒精灯的加热效率为17.5%
③ ④0-8 min乙吸收的热量为
A.只有①③正确 B.只有②④正确 C.只有③④正确 D.只有①④正确
【答案】B
【详解】①③由图可知,甲、乙质量均为m=100g=0.1kg,从20°C升高到100°C,甲用时8min,乙用时4min。因单位时间吸热相同,故Q甲=2Q乙。由可知c甲=2c乙,甲的吸热能力大于乙,故①错误;因其中一种是水,故甲为水,
,故③错误。
②④甲从20°C加热至沸腾100°C用时8min,吸收的热量为
因单位时间吸热相同,0-8min乙吸收的热量Q乙吸1=Q甲吸=3.36×104J,故④正确;
乙从20°C加热至沸腾用时10min,吸收的热量为
消耗酒精放出的热量为Q放=m酒精9酒精=8×10-3kg×3×107J/kg=2.4×105J
酒精灯的加热效率为,故2正确。
综上所述,①③错误,②④正确,故选B。
14、如图所示,电源电压恒为4.5V,电流表量程为“”,电压表量程“0~3V”,滑动变阻器标有“40Ω 1A”,小灯泡(灯丝电阻不变)标有“2.5V 0.5A”,表示小灯泡两端最大电压是2.5V,通过的最大电流是0.5A。在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项中不正确的是( )
A.电流表的示数变化范围是0.1~0.5A
B.电压表的示数变化范围是0.5~2.5V
C.滑动变阻器连入电路阻值范围是4~20Ω
D.滑动变阻器两端最大电压为4V
【答案】C
【详解】分析电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡两端的电压。由灯泡铭牌可知灯泡电阻
电路允许的最大电流Imax=0.5A,此时电压表示数ULmax=2.5V,滑动变阻器接入最小阻值
当滑动变阻器接入最大阻值40Ω时,电路电流最小
此时电压表示数ULmin=IminRL=0.1A×0.5Ω=0.5V
滑动变阻器两端最大电压URmax=U-ULmin=4.5V—0.5V=4V
综上,电流表示数范围0.1~0.5A,电压表示数范围0.5~2.5V,滑动变阻器阻值范围4~40Ω,故ABD正确,C错误。本题选择描述不正确的,故选C。
二、填空题(本大题共6小题。每小题2分,共12分。)
15、2024年10月30日。搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭发射取得圆满成功。火箭从地面向上发射过程中,其外壳与大气摩擦后,温度升高,内能________________(选填“增大”或“减小”),运载火箭选用液态氢做燃料,主要是因为液态氢具有较大的________________。
【答案】
增大
热值
【详解】火箭外壳与大气摩擦时克服摩擦做功,机械能转化为内能,故内能增大。
相同质量的燃料完全燃烧时,热值越大放出的热量越多,故运载火箭选用热值较大的液态氢做燃料。
16、日常生活中,炸麻花用油,煮饺子用水,这是因为油和水的________不同,可以对不同烹饪手段提供各自所需的温度。用电烙铁焊接元件时,先要用电烙铁加热固态的焊锡,使之变成液态,在焊接过程中电烙铁的温度应高于焊锡的________。
【答案】
沸点
熔点
【详解】由不同液体的沸点不同,油沸点更高可提供炸麻花所需的更高温度,水沸点较低可满足煮饺子的温度需求。
因晶体熔化需要温度达到熔点且持续吸热,要使固态焊锡熔化为液态,电烙铁温度需高于焊锡的熔点。
17、如图,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,棉花会燃烧起来。该过程中的能量转化过程与图___________装置相同。已知某单缸汽油机飞轮转速为3000 r/min,若气缸在做功冲程中每次做功400 J,则每秒钟对外做功___________J。
【答案】
乙
1×104
【详解】用力将活塞迅速下压,活塞对筒内空气做功,将机械能转化为空气的内能,使空气温度升高,棉花燃烧。图甲中,水蒸气推动塞子做
功,是内能转化为机械能。图乙中,活塞向上运动,压缩气缸内气气体,是机械能转化为内能,故该过程的能量转化与图乙装置相同。
飞轮转速
因四冲程汽油机飞轮每转2圈对外做功1次,故每秒对外做功25次。
每秒对外做功为W=25×400J=1×104J
18、将质量相等、初温相同的水和煤油分别倒入两个完全一样的试管中,然后将这两个试管同时放入温度较高的热水中,如图所示。经过足够长的时间以后,试管中的水和煤油从热水中吸收的热量关系为Q1____________Q2,升高的温度关系为Δt1____________Δt2,(已知c水大于c煤油)
【答案】
大于/>
等于/=
【详解】由题意可知,水和油的质量相等、初温相同,经过足够长时间后,水和油末温相同,所以升高的温度相同,即;
知,质量和升高温度相同时,比热容越大,吸收的热量越多,因,所以试管中的水和煤油从热水中吸收的热量关系为。
19、如图所示是大飞机C919着地轮上安装的搭地线,可以在飞机着陆时及时把电荷转移走。C919飞机飞行时与空气摩擦后______电子会带上负电,着陆的瞬间,搭地线中电流的方向应是____________。
【答案】
得到
从大地流向飞机
【详解】由摩擦起电的实质可知,物体带负电是得到电子的结果;
因飞机带负电,着陆时电子经搭地线从飞机流向大地,且电流方向与负电荷定向移动方向相反,故搭地线中电流方向为从大地流向飞机。
20、如图甲所示为汽车油量表的电路原理图,电源电压不变,R0是定值电阻,电流表A为油量指示表(量程为(0~0.6A)。当给一油量耗尽的汽车加至3.5kg油时,电流表示数由一开始的0.12 A增大到0.15 A。R为压敏电阻,其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示(忽略油箱的质量),向油箱中加油时油量表的示数__________(选填“增大”“不变”或“减小”)。当油量指示表达到最大值时,油箱对压敏电阻R的压力为__________。
【答案】
增大
280
【详解】图甲中定值电阻R0和压敏电阻R串联,电流表测电路电流。向油箱加油时,油的总质量变大,对压敏电阻的压力增大,由图乙可知压力越大,压敏电阻A的阻值越小。电路总电阻R总=R+R0随之减小,电源电压不变,根据欧姆定律,电路电流会变大,因此油量表(电流表)的示数增大。
油量耗尽时,油箱质量可忽略,压敏电阻受到的压力为0,由图乙得此时压敏电阻阻值R1=90Ω,对应电流I1=0.12A,根据欧姆定律可得电源电压U=I1(R1+R2)=0.12A×(90Ω+R0)
加入3.5kg油后,油的重力G=mg=3.5kg×10N/kg=35N
即此时压敏电阻受到的压力为35N,由图乙得此时压敏电阻阻值R2=70Ω,对应电流I2=0.15A,同理电源电压 U=I2(R2+R0)=0.15A×(70Ω+R0)
联立两个电源电压的等式,解得R0=10Ω,电源电压U=12V。
油量表最大值为电流表量程0.6A,此时电路总电阻
因此压敏电阻的阻值R3=R总-R0=20Ω-10Ω=10Ω
对应图乙的压力为280N。
三、作图题(本大题共2小题,每小题2分,共4分。)
21请根据“探究冰熔化规律”实验中温度与加热时间关系图像,画出此物质在实验过程中比热容与对应加热时间关系大致图像(已知:热源供热稳定,不考虑晶体质量的变化和热损失)。
【答案】
【详解】比热容是物质的特性,与物质的种类和状态有关,不随加热时间变化,且冰的比热容是水的一半。
0~8min:冰吸热是固态,是一段数值较低的水平直线,对应冰的比热容;
8~14min:是冰吸热发生熔化的过程,是冰水混合物,没有对寸应常规的比热容物理意义,因此该区间没有有效比热容数值;
14min之后:是一段数值远高于第一段的水平直线,对应水的比热容。水的比热容是冰的比热容的2倍,从而确定二者比热容纵坐标的比例(2倍)关系。
22、为了能在黑暗环境下打羽毛球,小明设计了“夜光羽毛球”。该羽毛球只有在黑暗环境下且处于振动状态时,才会发光。已知S1为光控开关(黑暗环境下闭合、明亮环境下断开),S2为振动开关(振动时闭合、静置时断开),请以笔画线代替导线将电路图补充完整。
【答案】
【详解】题目要求羽毛球只有同时满足黑暗环境和处于振动状态两个条件时灯才发光,也就是只有S1、S2两个开关同时闭合,电路才导通;任意一个开关断开,电路就断路。将电源、两个开关S2、S1,发光灯泡L依次用导线首尾顺次连接,组成只有一条通路的串联电路可。
四、简答题(本大题共1小题,共4分。)
23、我国青藏铁路是世界上海拔最高的铁路。为了让铁路多年冻土区的路基保持稳定,铁路两侧安装了许多封闭的中空热棒(下端插入冻土,上端装有散热片),如图甲所示。热棒内部填充的是沸点约为-33℃的液态氨,它通过物态变化“搬运”冻土中的热量,从而使冻土保持低温稳定,工作原理如图乙所示。请结合这些信息回答下列问题:
(1)热棒里为什么填充液态氨而不是水?
(2)请简单说明氨在热棒中是怎样循环工作来制冷的?
【答案】
(1)冻土的温度低于0°C,水的凝固点为0°C,在冻土环境中水会凝固成冰,无法通过汽化和液化的物态变化搬运热量;液态氨的沸点约为-33°C,在冻土的温度环境下易汽化吸热,能够实现热量的转移。
(2)热棒下端的液态氨吸收冻土的热量,汽化为气态氨并上升到上端;气态氨在上端通过散热片放出热量,液化为液态氨,在重力作用下流回下端,如此循环,不断将冻土中的热量搬运出去,使冻土保持低温稳定。
【详解】
(1)略
(2)略
五、实验题(本大题共5小题,共30分。)
24、小凡同学在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水,进行如图所示的实验探究,得出水蒸发快慢与水的温度、水的表面积和水面上方空气流动快慢有关。
(1)通过A、B两图的对比,可以得出水蒸发快慢与水的________有关。
(2)通过________两图的对比,可以得出水蒸发快慢与水的温度有关。
(3)小凡同学猜想水蒸发快慢还可能与水的质量有关,于是继续进行了如下探究:在相同环境下的两块相同的玻璃板上分别滴上一滴和两滴水(如图2),结果发现甲图中水先蒸发完,于是他得出结论:水蒸发快慢与水的质量有关,水的质量越________,水蒸发越快;从得出结论环节看,“根据谁先蒸发完,判断谁蒸发快”是否正确________,(选填“正确”或“不正确”),原因是________________。
【答案】
(1)表面积
(2)A、C
(3)小不正确实验中没有控制水的表面积相同,且只有在水的质量相同时,先蒸发完的才能说明蒸发更快
【详解】
(1)对比A、B:水的温度、水面上方空气流速都一致,只有水的表面积不同,因此探究的是蒸发快慢和水的表面积的关系。
(2)要探究蒸发快慢和水的温度的关系,需要控制水的表面积、水面上方空气流速完全相同,只改变温度,符合要求的是A、C两图。(3)小凡看到质量更小的一滴水先蒸发完,就得出“水的质量越小蒸发越快”的结论,但这个判断是错误的;
首先他没有控制两滴水的表面积相同,不符合控制变量的要求;其次蒸发快慢是指单位时间内蒸发的水量,要通过“谁先蒸发完”比较蒸发快慢,必须保证初始水的总质量相同,直接用不同质量的勺水看谁先蒸干,无法得到蒸发快慢和质量的正确关系。
25、小明和小红在做探究“水沸腾时温度变化的特点”的实验。
(1)组装图(a)实验器材时,其合理的顺序是________(选填“自下而上”或“自上而下”)。
(2)小明用图(a)装置先后做了两次实验,绘制出如图(b)所示的①、②两条图线,由图可知:实验中水的沸点为________℃;说明当地大气压可能________(选填“高于”、“低于”或“等于”)标准大气压,水沸腾时的特点是________。水沸腾时气泡________(选填“由大变小”或“由小变大”)。
(3)①、②两条图线不同的原因是水的________不同。
(4)撤去酒精灯后,发现烧杯的水仍能沸腾,原因是________。
【答案】
(1)自下而上
(2) 98 低于 继续吸热,温度保持不变由小变大
(3)质量
(4)石棉网和烧杯的温度仍高于水的沸点,水可以继续吸收热量
【详解】
(1)组装实验器材时,需要先根据酒精灯外焰的高度确定最下方铁圈的位置,再依次向上调整烧杯、温度计的高度,避免酒精灯位置不合适或温度计玻璃泡碰到容器底,因此要自下而上组装。
(2)从图(b)可知水升温到98°C后温度不再上升,因此沸点为98°C。标准大气压下纯水的沸点是100°C,气压越低液体沸点越低,因此当地大气压低于标准大气压。水沸腾的特点是持续吸收热量,但温度保持不变。水沸腾时,整个容器内水温相同,水内部不停汽化产生大量水蒸气进入气泡,因此气泡体积由小变大。
(3)①②两条图线的初温、沸点都相同,但②升温更慢,达到沸点的时间更长,在相同加热条件下,说明②对应的水需要吸收更多热量才能升温到沸点,原因是水的质量更大。
(4)撤去酒精灯后,石棉网和烧杯底部的温度仍高于水的沸点,水可以继续从高温的石棉网、烧杯吸收热量,因此还能短暂维持沸腾。
26、为比较不同燃料燃烧放热能力的差异,小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验。实验装置完全相同、烧杯内水的初温、质量也都相同。实验中忽略热量的散失,且两种燃料燃烧时均匀放热。
(1)实验中还应控制燃料的________(选填“燃烧时间”或“质量”)相同;
(2)燃料烧完后,画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。则燃料1与燃料2的热值之比为________;
(3)乙图中烧杯内的水质量为200g,则15min内,水吸收的热量为________,依据这个数据来计算燃料2的热值,计算值________(选填“偏大”、“准确”或“偏小”);
另一组同学用如图丁所示器材探究不同物质吸热升温的现象的实验:
(4)两个相同的容器中装入沙子和水的质量应该________(选填“不同”或“相同”);
(5)两种物质吸收热量的多少可通过________(选填“升高的温度”或“加热时间”)比较。
【答案】
(1)质量
(2)8:3
(3)5.04×104J/50400 J偏小
(4)相同
(5)加热时间
【详解】
(1)为了比较不同燃料燃烧放热能力的差异,除了燃料种类不同外,还应控制燃料燃烧的质量相同,以确保放出的热量仅由燃料类定。
(2)由图丙可知,燃料1燃烧10分钟全部燃尽,燃料2燃烧15分钟全部燃尽。甲图中烧杯内的水被加热5min(消耗燃料1的一半),温度从20℃升高到100℃,即升高80℃;乙图中烧杯内的水被加热15min,温度从20℃升高到80℃,即升高60℃,可知加热7.5min(消耗燃料2的一半)时温度升高30℃。由于实验中忽略了热量的散失,且两种燃料燃烧时均匀放热,因此水吸收的热量等于燃料燃烧放出的热量,即Q吸=Q放,可以得到c水m水∆t水=m燃料q燃料
由于实验中控制了燃料燃烧的质量相同,且水的初温和质量也相同,因此可以推导出燃料1与燃料2的热值之比等于相同质量燃料燃烧时对应水升高的温度之比,即
(3)由图丙可知,乙图中烧杯内的水被加热15min,温度从20℃升高到80℃,则水吸收的热量为
实际情况燃料燃烧放出的热量不能全部被水吸收,且燃料不能完全燃烧,则水吸收的热量小于燃料完全燃烧放出的热量,根据Q放=mq知,计算出燃料的热值与理论值相比偏小。
(4)在探究不同物质吸热升温的现象的实验中,为了比较不同物质的吸热能力,两个相同的容器中装入沙子和水的质量应该相同。
(5)由于实验中使用了相同的热源对沙子和水进行加热,因此它们吸收热量的多少可以通过加热时间的长短来比较。加热时间越长,说明物质吸收的热量越多。
27、在研究“导体中电流与导体电阻关系”的实验中,同学们分组利用了阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻和变阻器进行了探究,变阻器规格是“10Ω 1A”,电源电压4.5V并保持不变。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整。
(2)闭合开关前,电流表指针如图乙所示,对电流表的操作应该是___________。
(3)其中一组同学连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的过程中发现,电流表的示数变大时,电压表的示数反而减小,电流表的示数变小时,电压表的示数反而增大。经检查所有器材均完好。你认为出现上述实验现象的原因是___________。
(4)先接入15Ω的电阻,调节滑片使电压表示数为3 V,观察到电流表示数如图丙所示,则电流表示数为___________A:用10Ω电阻代替15Ω电阻接入电路,应将滑片向___________端(选填“左”或“右”)移动,才能使电压表示数保持3V。
【答案】
(1)
(2)对电流表进行调零
(3)电压表并联在了滑动变阻器的两端
(4) 0.2 左
【详解】
(1)本实验需要控制定值电阻两端电压不变,因此电压表应并联在定值电阻R两端,将电压表负接线柱与电阻R右端接线柱相连接即可。
(2)闭合开关前电流表指针没有对准零刻度线,属于使用前的指针未归零问题,需要调节电流表的调零旋钮,将指针准到零刻度线位置。
(3)当电路电流增大时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,根据串联电路的分压特点可知,滑动变阻器分得的电压减小;当电路电流减小时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,根据串联电路的分压特点可知,滑动变变阻器分得的电压增大;因此电压表与滑动变阻器并联,即电压表测量滑动变阻器两端电压。
(4)电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针指向0.2A刻度线,因此示数为0.2A;当用10Ω电阻代替15Ω电阻接入电路,总电阻减小,根据欧姆定律可知电路中电流变大,滑动变阻器分得的电压变大,电阻分得的电压减小,所以应调节滑片向左移动,减小滑动变阻器接入电路的电阻,使电压表的示数保持3V。
28、跨学科实践∶制作简易调光台灯
【项目提出】
台灯是生活中最常见的家用电器之一。生活中为了保护视力,在不同使用场景(例如书写文字和使用电脑)时,对光亮度有着不同的需求,因此很多台灯都有可调亮度的功能。同学们学习了电学知识后也想制作一个简易调光台灯。
【项目分析】
要制作一个简易调光台灯,需要完成以下任务。
(1)了解简易调光台灯的工作原理。
(2)设计一台简易调光台灯。
(3)选择元件,完成制作。
【项目实施】
(4)小李同学选择用实验室中的电阻设计了一个电路,如图甲所示,此电路中_____(填“能”或“不能”)改变灯泡的亮度。
(5)小马同学选择用滑动变阻器来调节灯泡亮度,他设计的电路图如乙所示。但在实验中他发现,只移动滑动变阻器的滑片,并不能让小灯泡熄灭。于是他再次改进电路设计(如图丁所示),在确保电路安全的前提下,下列能实现“利用滑动变阻器控制灯泡由亮到灭”的最佳电路是(各元件规格完全相同)_____。(填字母)
(6)由于滑动变阻器体积较大,他们又找来电位器来代替图乙中的滑动变阻器,电位器的结构图如丙所示,A、B、C为电位器的三个接线柱,转动旋钮可以改变接入电路的电阻,它的原理是通过改变电位器接入电路中电阻丝的__________(选填“长度”或“横截面积”)从而改变接入电路中的电阻。为了顺时针旋转旋钮时电灯变亮,则应该选择__________(选填“AB”、“AC”或“BC”)接线柱接入电路。
【展示交流】
(7)同学们展示了自己利用电位器制作的调光台灯,闭合控制开关,旋转电位器的旋钮,小灯泡可以改变亮度,当旋钮旋转到一端时,发现小灯泡不发光。小组同学思考既然可以通过旋转旋钮调节小灯泡从发光到熄灭,就可以去掉电路中的控制开关,不必断电。请从节能的角度评价一下他们的做法∶_______________________。
(8)为了实现“控制灯泡由亮到灭”,小明设想在电位器的电阻片某一端加上一层绝缘层,使得只要旋转电位器的旋钮就能保证灯泡可以调到熄灭,则绝缘层应靠近图丙中_______(选填“A”或“C”)端。
【答案】
能 C 长度 Al 不合理,虽然可以通过旋转旋钮使灯泡不发光,但此时电路中仍有电流通过,会消耗电能。 C
【详解】
[1]电路通过开关S切换三个挡位。接1时:L、R1、R串联,总电阻最大,电流最小,灯最暗;接2时:R被短路,L与R1串联,电阻减小,电流增大,灯变亮;接3时:R1和R均被短路,仅L工作,电阻最/小,电流最大,灯最亮。所以通过切换开关能改变灯泡亮度。
[2]A.灯与滑动变阻器串联,可调光但无法熄灭,故A不符合题意;
B.滑片在左端时灯被短路,可熄灭,但滑到右端可能造成电源短路,不安全,故B不符合题意;
C.灯与滑动变阻器左半段并联,再与右半段串联,滑片位于左端时灯被短路,可熄灭;滑片右移时灯两端电压上升,可调亮,无短路风险,最优,故C符合题意;
D.灯与滑动变阻器并联,电压恒定,亮度不变;此电路还还有电源短路的危险(滑片移到最左端),故D不符合题意。故选C。
[3]电位器和滑动变阻器一样,都是通过改变接入电路中电阻丝的长度来调节电阻。
[4]顺时针旋转使灯变亮,需电阻减小,应选AB接线柱(接入左半段,顺时针转时长度缩短)。
[5]不合理,虽然可以通过旋转旋钮使灯泡不发光,但此时电路中仍有电流通过,会消耗电能,而安装控制开关,在不需要使用台灯时可以完全切断电路,避免电能浪费,更加节能。
[6]旋转至某端时灯熄灭,电路断开。绝缘层加在C端,滑片向C端滑动,灯泡变暗,滑片P转至绝缘层部分时,电路断开,灯灭,符合设计求。若加在4端,滑片向4端滑动,灯泡变亮,滑片转至绝缘层时,灯熄灭,但灯泡可能达不到额定功率的亮度。所以应选C端。
29、氢燃料新能源公交车逐渐在不少城市投放使用。氢燃料的热值为1×108J/kg,,求:
(1)质量为0.1kg的氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)若放出的热量全部被质量为100kg,温度为10℃的水吸收,则水升高的温度;
(3)如果氢燃料公交车的效率为70%,则燃烧1kg的氢燃料可使以100kW恒定功率匀速行驶的公交车能行驶多长时间。
[答案]
(1)1×107J
(2)25℃
(3)700s
【详解】(1)氢燃料完全燃烧放热Q放=m氢q=0.1kg×1×108J/kg=1×107J
(2)热量全部被水吸收,故Q吸=Q放,则水升高的温度
(3)1kg氢燃料完全燃烧放出的热量Q'放=m'氢q=1kg×1×108J/kg=1×108J
公交车获得的有用功W=ηQ'放=70%×1×108J=7×107J
公交车恒定功率行驶的时间
30、在如图甲所示的电路中,当闭合某些开关时,小灯泡L1、L2形成并联电路,此时电流表A1和A2的指针都指在图乙所示的位置。求:
(1)三个开关分别处于什么状态?
(2)电流表A1和A2的示数分别是多少?
(3)通过小灯泡L1的电流是多少?
【答案】
(1)、开关S1和S3闭合,开关S2断开
(2)电流表A1示数为1.5A,电流表A2示数为0.3A
(3)通过小灯泡L1的电流为1.2A
【详解】(1)要让L1、L2并联,电流从电源正极流出经过A1后需要分成两条条独立支路:一条支路经过S3、L1回到电源负极;另一条支路经过L2、S1、A2回到电源负极。因此状态为:闭合开关S1和S3,断开开关S2。
(2)L1、L2并联时,A1在干路测总电流,A2与L2串联测L2的支路电流。由并联电路干路电流大于支路电流可知,A1选用0~3A量程,A2选用0~0.6A量程。
由图乙指针位置得电流表A1示数I总=1.5A,电流表A2示数I2=0.3A。
(3)并联电路干路电流等于各支路电流之和,则通过L1的电流为I1=I总-I2=1.5A-0.3A=1.2A
31、如图甲为湿度表的简化工作原理图,电源电压恒为6V,定值电阻R0=5Ω,R为湿敏电阻,其阻值R随环境湿度RH的变化如图乙所示;电流表量程为“0-0.6A”,闭合开关S,在保证电表安全的情况下,求:
(1)当电路中电压表的示数为1.5V时,求电流表的示数;
(2)当环境湿度为40%时,求电压表的示数;
(3)当电路中电流表的示数为480mA时,电阻R的阻值为多少?
(4)在保证两表安全的情况下,湿度表可以监测的最大湿度是多少?
【答案】
(1)0.3A
(2)2V
(3)7.52
(4)80%
【详解】
(1)定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测R0两端电压,电流表测电路电流,串联电路电流处处相等,当电路中电压表的示数为1.5V时,根据欧姆定律
(2)由图乙得,当RH=40%时,电阻R=10Ω,此时电路中的电流
电压表的示数U'0=IR0=0.4A×5Ω=2V
(3)根据欧姆定律可知,当电路中电流表的示数为480mA时,电路的总电阻
由串联电路电阻的规律可知电阻R的阻值R'=R总-R0=12.5Ω-5Ω=7.5Ω
(4)电流表的量程为0~0.6A,要使湿度表能够测量的环境湿度最大,湿敏电阻的阻值需要最小,电路的总电阻也最小,电路的电流最大,最大为0.6A,由欧姆定律得电路的最小电阻
由串联电路电阻的规律可知湿敏电阻的最小值R小=R总最小-R0=10Ω-5Ω=5Ω
此时定值电阻两端的电压U0大=I大R0=0.6A×5Ω=3V
此时没有超过电压表的量程。
对照乙图知此时的环境湿度为80%,即湿度表能够测量的最大环境湿度是80%。
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