2022-2023学年辽宁省鞍山二中九年级(下)开学物理试卷
一、选择题(共32分,其中1-10为单选,每题2分;11-14为多选,每题3分,漏选得1分,错选不得分)
1. 下列数据最接近实际的是( )
A. 华为手机电池电压为37V
B. 电视机遥控器的工作电流为1A
C. 家用电冰箱工作时的电流约为0.2A
D. 液晶电视机的电功率约为100W
【答案】D
【解析】
【详解】A.手机电池电压为3.7V,故A不符合题意;
B.电视遥控器的工作电流约为15mA,故B不符合题意;
C.家用电冰箱的功率在200W左右,其工作电流
故C不符合题意;
D.不同尺寸的液晶电视机电功率不同,一般在50W至150W之间,故D符合题意。
故选D。
2. 关于温度、热量、内能,下列说法正确的是( )
A. 物体的温度越高,所含有的热量越多
B. 发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体
C. 物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增加
D. 物体吸收热量,内能一定增加,同时温度一定升高
【答案】C
【解析】
【详解】A.热量是一个过程量,不能说物体含有热量,物体的内能与温度有关,物体的温度越高,所含有的内能越多,故A错误;
B.物体之间发生热传递的条件是两物体之间存在温度差,不是内能差,热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体,故B错误;
C.改变物体内能的方式有做功和热传递,物体的内能与温度有关,物体温度升高,内能一定增大,可能是因为吸收了热量,也可能外界对物体做功,故C正确;
D.物体吸收热量,内能一定增大,但温度不一定升高,如水沸腾时,水吸收热量,内能增大,但温度保持沸点不变,故D错误。
故选C。
3. 戴口罩是防止新冠病毒传播的有效措施。图中的医用外科口罩由口罩体、鼻夹和口罩带组成,口罩体采用三层工艺(如图文字描述)制成,下列说法正确的是( )
A. 新冠病毒随飞沫传播是分子不停地运动的结果
B. 口罩能够过滤病毒是因为口罩材料分子之间没有空隙
C. 口罩中间带有静电的熔喷布具有吸引轻小物体的性质
D. 把口罩用自来水冲洗晾干后,熔喷布还能起到良好的过滤作用
【答案】C
【解析】
【详解】A.新冠病毒很小,用肉眼是看不到的,而飞沫是眼睛可以看到的,因此飞沫的运动为机械运动,不属于分子运动,故A错误;
B.根据分子动理论,可知道分子间存在空隙,那么口罩材料分子之间也有空隙,口罩能够过滤病毒不是因为口罩材料分子之间没有空隙,因为病毒大部分是通过呼吸道飞沫进行传播的,口罩阻断了飞沫,那么也就阻断了病毒,故B错误;
C.带电体可以吸引轻小物体,所以口罩中间带有静电的熔喷布,具有吸引轻小物体的性质,故C正确;
D.口罩中间熔喷布带有静电,水可以导电,用自来水冲洗晾干后,熔喷布不带静电,吸附能力变小,熔喷布不能起到良好的过滤作用,故D错误。
故选C。
4. 用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,发现验电器的两个金属箔片张开,如图所示。以下说法正确的是( )
A. 毛皮的原子核束缚电子的能力比橡胶棒强
B. 毛皮和橡胶棒摩擦的过程中橡胶棒失去电子
C. 验电器的金属箔片张开是因为箔片带了异种电荷
D. 橡胶棒接触验电器的金属球时电流方向从金属箔到橡胶棒
【答案】D
【解析】
【详解】AB.毛皮和橡胶棒摩擦的过程中,橡胶棒原子核束缚电子的能力强,得到电子而带负电,故AB错误;
C.验电器的金属箔片张开是因为带了同种电荷,同种电荷相互排斥,故C错误;
D.用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,橡胶棒有多余电子;橡胶棒接触验电器的金属球时,电子由橡胶棒向验电器转移,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,故电流方向从金属箔到橡胶棒,故D正确。
故选D。
5. 关于导体和绝缘体,下列说法正确的是( )
A. 绝缘体不能导电的原因是内部没有电荷
B. 金属导电是因为金属内有大量可以自由移动的电子
C. 导体的导电性能很强,导体的电阻为零
D. 橡胶、玻璃、大地都属于绝缘体
【答案】B
【解析】
【详解】A.绝缘体不能导电的原因是内部几乎没有自由电荷,并不是没有电荷,故A错误;
B.金属因内部有大量可以自由移动的电子,所以可以导电,故B正确;
C.导体的导电性能很强,但导体也存在电阻,电阻不为零,故C错误;
D.橡胶、玻璃属于绝缘,大地属于导体,故D错误。
故选B。
6. 小明为自家的花卉大棚设计了一套智能电路管理系统,整个电路的通断可以通过手动控制开关S1或手机远程控制开关S2实现.当大棚内光线较暗时,光控开关S3自动闭合,接通灯泡;当需要给大棚通风时,闭合开关S4,启动风机.灯泡和风机均可独立工作,以下简化电路图符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题知,整个电路的通断可以通过手动控制开关S1或手机远程控制开关S2实现,说明两开关能独立工作、互不影响,则S1和S2应并联在干路上;由题知,光线较暗时,光控开关S3自动闭合,接通灯泡提供照明,说明开关S3与灯泡串联,闭合开关S4,启动风机,说明开关S4与风机串联,而灯泡和风机均可独立工作,所以灯泡与风机应并联,综上结合选项可知,ABD不符合题意,C符合题意.
7. 下列电学知识说法正确的是( )
A. 导体两端的电压为零时,导体的电阻为零
B. 电压是形成电流的原因,电路中只要有电源,就一定会有电流
C. 功率大的用电器消耗的电能就多
D. 只要有电流通过用电器做功,用电器就会消耗电能
【答案】D
【解析】
【详解】A.电阻是导体本身的一种性质,当导体两端的电压为零时,导体的电阻不为零,故A错误;
B.电路中有电源,如果电路没有闭合,则电路中没有电流,故B错误;
C.电流通过功率大的用电器时,通电时间不一定多,所以做功不一定多,故C错误;
D.只要有电流通过用电器做功,做功即为消耗电能的过程,所以用电器就会消耗电能,故D正确。
故选D。
8. 如图所示是汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时,电铃发声报警。图中的气敏电阻R1的阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法不正确的是( )
A. 电铃应接在B和D之间
B. 当CO浓度升高时电磁铁的磁性增强
C. 电源用久后,电压U1会减小,则报警的CO最小浓度比设定值低
D. 为使该检测电路在CO浓度更低时报警,可将R2的滑片向上移
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由题意知,气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小,当CO浓度增大时,R1的电阻变小,由欧姆定律可知,控制电路的电流增大,电磁铁磁性增强,衔铁被吸下,电铃发声报警,因此电铃应接在B、D之间,故AB正确,不符合题意;
C.用久后,电源电压U1会减小,由欧姆定律,只有当R1阻值变小时,控制电路才能达到衔铁被吸下的最小电流,即报警时CO最小浓度比设定值高,故C错误,符合题意;
D.CO浓度越低电阻越大,因控制电路衔铁被吸下的最小电流不变,CO浓度更低时,R气的电阻较大,由欧姆定律可知,此时电路中的电流
要想使电路中的电流不变,需减小变阻器的电阻,故将R2的滑片向上移,故D正确,不符合题意。
故选C。
9. 如图是小球在地面弹跳的频闪照片,下列说法中正确的是( )
A. 小球弹起的高度越来越小,说明在此过程中能量不守恒
B. 根据能量守恒定律,在此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C. 在小球的运动中是通过做功的方式使内能增加
D. 小球和地面之间发生撞击,所以小球的热量会增加
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,小球运动过程中弹起的高度越来越小,说明重力势能越来越小,同时速度越来越慢,也就是动能越来越小,所以小球的机械能减少;机械能减少的原因是克服与空气摩擦做功,与地面撞击做功,将机械能转化成了部分内能,但能量的总量是守恒的,故A错误;
BC.在小球的运动中,与空气摩擦做功或与地面撞击做功,有一部分机械能转化成了内能,所以小球的机械能总量会减小,故B错误,C正确;
D.小球和地面之间发生撞击,所以小球的内能会增加,热量是一个过程量,不能说热量增加,故D错误。
故选C。
10. 如图是电流表内部结构示意图,小王同学用该电表做探究串联电路中电流规律的实验时,闭合开关后,看到电流表指针偏转,下面四幅图与该电表的工作原理相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场,电磁铁是利用该原理制成的,故A不符合题意;
B.闭合电路的部分导体在磁场做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,这种现象叫电磁感应;发电机就是利用该原理制成的,故B不符合题意;
C.通电导体在磁场中会受到磁力的作用,电动机就是利用该原理制成的,电流表通电后指针偏转也是利用该原理来工作的,故C符合题意;
D.闭合电路中有电流通过,灯泡会发光,故D不符合题意。
故选C。
11. 关于能源、信息与材料,下列说法错误的是( )
A. 若用超导材料制造电烤火炉,发热效率更高
B. 5G和4G通讯信号的电磁波在真空中传播的速度相等
C. 太阳内部时刻都在发生核裂变,太阳能和核能都属于可再生能源
D. 光纤通信是利用激光在光导纤维中的直线传播来传递信息的
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.超导材料电阻为零,因此有电流通过时不发热,所以不能用来制造电烤火炉,故A错误,A符合题意;
B.5G和4G信号的电磁波在真空中传播的速度相等,都是3×108m/s,故B正确,B不符合题意;
C.太阳像一个巨大的火球,它在不断地向外释放巨大的能量,在太阳内部时刻都在发生核聚变。核能属于不可再生能源,因为核能会越用越少,不能在短期内从自然界得到补充,故C错误,C符合题意;
D.光纤通信是利用激光在光导纤维中多次反射传递信息的,故D错误,D符合题意。
故选ACD。
12. 关于热值和热机,下列说法不正确的是( )
A. 燃料不完全燃烧时放出热量较少,所以其热值将减小
B. 柴油机吸气冲程只吸入空气
C. 热值越高的燃料完全燃烧释放的热量越少
D. 汽油机做功冲程时,燃料燃烧释放的能量大部分转化为机械能
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.热值只跟燃料的种类有关,与燃料的质量、是否完全燃烧、是否容易燃烧等无关,故A错误,符合题意;
B.汽油机在吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物,而柴油机在吸气冲程吸入的是空气,故B正确,不符合题意;
C.根据可知,在质量一定时,热值越高的燃料完全燃烧释放的热量越多,故C错误,符合题意;
D.汽油机做功冲程时,燃料燃烧释放的能量转化为内能,内能再转化为机械能,故D错误,符合题意。
故选ACD。
13. 如图所示,电源电压为U0且保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片位于b点时,电压表V1的示数是电压表V2的示数的2倍,当滑动变阻器的滑片位于中点时电压表V2的示数为。现将滑片从中点移动到a端,则下列说法正确的是( )
A. 电压表V1的示数变小
B. 电压表V1和V2的示数之和变小
C. 电压表V1示数的变化量小于电压表V2示数的变化量
D. 滑动变阻器R的最大阻值是R1的2倍
【答案】ACD
【解析】
【详解】D.如图所示,R1、R、R2串联,电压表V1测R、R2总电压,V2测R2电压。当滑动变阻器的滑片位于b点时,由串联电路电流的规律及欧姆定律可得
电压表V1的示数是电压表V2的示数的2倍,即,则,当滑动变阻器的滑片位于中点时电压表V2的示数为,根据串联电路电压的关系,则此时R与R1两端电压也为,则
变形可得
故D正确;
A.将滑片从中点移动到a端,V1表测量范围内电阻变小,根据串联电路分压的规律,V1表测量范围内分得的电压变小,即电压表V1的示数变小,故A正确;
B.当滑动变阻器的滑片位于中点时电压表V2的示数为,根据串联电路电压的关系,设此时V1的示数为U1,则
变形可得。现将滑片从中点移动到a端,R接入电阻为0,此时V1与V2均测量R2的电压,则
则
则此时V1与V2表示数
当滑动变阻器的滑片位于中点时两表示数之和为
现将滑片从中点移动到a端时两表示数之和为
即,故B错误;
C.移动前后电压表V1示数的变化量为
电压表V2示数的变化量为
即
故C正确。
故选ACD。
14. 如图甲所示的电路中,电流表量程为“0~0.6A”,两个电压表量程都为“0~15V”。第一次闭合开关S1和S2,电压表V2示数为6V,将滑动变阻器P的滑片从最右端向左滑动直到小灯泡正常发光,记录此过程电压表V1和电流表A的示数;第二次只闭合开关S1,将滑动变阻器P的滑片从最右端滑动到最左端,记录此过程电压表V2和电流表A的示数;两次所记录的数据画出图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 电压表V1和电流表A示数变化图像为乙图中的Q
B. 小灯泡的额定功率为1.0W
C. 定值电阻的阻值为10Ω
D. 电路消耗的最大电功率为3W
【答案】CD
【解析】
【详解】A.闭合开关S1和S2,电阻R被短路,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表V1测量滑动变阻器两端的电压,电压表V2测量电源电压,电流表测量电路的电流,电压表V2示数为6V,说明电源电压为6V,设此时电路中的电流为I1,电压表V1的示数为U1,根据串联电路的电压规律可得
U1=U-I1RL=6V-I1RL
又因为小灯泡的电阻RL随温度的变化而变化,所以U1与I1不是一次函数关系,故电压表V1和电流表A示数变化图像为乙图中的P,故A错误;
B.由甲图可知将滑动变阻器P的滑片从最右端向左滑动直到小灯泡正常发光的过程中,滑动变阻器的阻值逐渐变小,电路中的电流逐渐变大直到小灯泡正常发光时电流最大,由乙图可知,小灯泡正常发光时的电流为IL=0.5A,电压表V1的示数为U1=1.5V,则小灯泡的额定电压为
UL=U-U1=6V-1.5V=4.5V
小灯泡的额定功率为
PL=ULIL=4.5V×0.5A=2.25W
故B错误;
C.只闭合开关S1,小灯泡和滑动变阻器以及定值电阻R串联,电压表V1测量滑动变阻器和定值电阻R两端的电压之和,电压表V2测量测量小灯泡和滑动变阻器两端的电压之和,电流表测量电路的电流,将滑动变阻器P的滑片从最右端滑动到最左端,此过程电压表V2和电流表A的示数满足
U2=U-UR=U-I′R=6V-I′R
因为R是定值电阻,所以U2与I′是一次函数,故电压表V2和电流表A示数变化图像为乙图中的Q,由图像可知,当U2=2V时,定值电阻R两端的电压为
UR=U-U2=6V-2V=4V
此时电路中的电流为I′=0.4A,定值电阻R的阻值为
故C正确;
D.由图像乙中的P可知,当小灯泡正常发光时电路中的电流最大为0.5A,电路消耗的最大电功率为
P最大=UI最大=6V×0.5A=3W
故D正确。
故选CD。
二、填空题(共24分,每空1分)
15. 根据如图所示的四个热学实验,回答相关问题:
(1)甲图,紧压两铅柱使它们合在一起,下面可以悬挂钩码,这说明_____;
(2)乙图,试管内的水沸腾一段时间后,水蒸气将橡胶塞推出,水蒸气的内能转化为橡胶塞的_____;
(3)丙图,抽掉玻璃板后,两瓶中气体混合在一起,颜色逐渐变均匀,这属于_____现象,说明_____;
(4)丁图,是四冲程汽油机工作过程中_____冲程的示意图。
【答案】 ①. 分子间存在引力 ②. 机械能 ③. 扩散 ④. 分子永不停息地做无规则运动 ⑤. 压缩
【解析】
【详解】(1)[1]紧压两铅柱,两块铅柱分子间距离大于分子间平衡位置,分子间产生了引力,所以紧压两铅柱能合在一起,下面可以悬挂钩码。
(2)[2]水蒸气推动橡皮塞运动,水蒸气的内能转化为橡皮塞的机械能。
(3)[3][4]二氧化氮气体比空气的密度大,空气要处于二氧化氮气体的上方,所以装二氧化氮气体的应是下方的瓶子,二氧化氮的颜色是红棕色的,作用是显示分子的运动(便于观察扩散现象),扩散现象说明分子在不停地做无规则运动。
(4)[5]由图可知,进气门和排气门都是关闭的,活塞上行,因此是压缩冲程。
16. 冬天我们经常将两只手相互搓搓使手感到暖和,这是利用 _____的方法使人身体的内能增加的。用热水袋使身体变暖,是利用 _____的方法使手的内能增加的。两种方法在改变物体内能上是 _____的。如图所示为冬天人们常用的一种电热暖手宝,其内部液体通常采用水,这是利用水的 _____的特性,使保暖时间更长。
【答案】 ①. 做功 ②. 热传递 ③. 等效 ④. 比热容大
【解析】
【详解】[1]冬天我们经常将两只手相互搓搓使手感到暖和,是机械能转化为内能,所以是利用做功的方法使手的内能增加的。
[2]冬天人们常用热水袋使身体变暖,是水的内能传递人体,所以是利用热传递的方法使人身体的内能增加的。
[3]做功和热传递都可以改变内能,在改变物体内能上是等效的。
[4]暖手宝内部液体通常采用水,是因为水的比热容较大,降温时放出热量多,保暖时间更长。
17. 某单缸四冲程汽油机飞轮转速为2400r/min,则1s内该汽油机对外做功_______次;该汽油机工作时汽缸内燃气对活塞平均推力为2000N,活塞向下运动的距离是50cm,则汽油机的功率是_______kW。
【答案】 ①. 20 ②. 20
【解析】
【详解】[1]在四冲程内燃机的工作过程中曲轴转2圈,完成4个冲程,完成一个工作循环,1个工作循环外做功1次;由题意可知,单缸四冲程汽油机的飞轮转速是2400r/min=40r/s,即每秒钟转40r,因为飞轮转2r,对外做功1次,所以飞轮转40r,对外做功20次。
[2]活塞向下运动的距离为
s=50cm=0.5m
一个做功冲程做的功为
W1=Fs=2000N×0.5m=1000J
该汽油机工作1s时所做的功为
W=20W1=20×1000J=20000J
则汽油机的功率为
18. 在橙子上插入铜片和锌片,制成水果电池,将水果电池与发光二极管(简称“LED”)连接成如图所示的电路,LED发光。铜片相当于电池的 ______极,LED的材料主要是 ______,橙子内的电流方向为 ______(选填“A”或“B”,A:从锌片流向铜片、B:从铜片流向锌片)
【答案】 ①. 正 ②. 半导体 ③. A
【解析】
【详解】[1] 由于发光二极管具有单向导电性,图中LED发光,所以电流从铜片流向LED,再流向锌片,所以铜片相当于电池的正极。
[2] 由于发光二极管主要是由半导体材料制成的,所以LED的材料主要是半导体。
[3] 电源内部电流方向是从负极流向正极,所以橙子内的电流方向为从锌片流向铜片。
19. 如图所示是某款加热便携式充电养生杯,可以在旅行中给饮水加热。它正常工作时的电流为10A,额定功率为36W。给养生杯充电时电流为2000mA,电压为6V,充电半小时可充满电,所储存的电能为___________J,最多可供它正常工作___________min。
【答案】 ①. 21600 ②. 10
【解析】
【详解】[1]根据W=UIt可得,所储存的电能为
W=UIt=6V×2000×10-3A×0.5 ×3600s=21600J
[2]根据可得,养生杯最多可正常工作的时间为
20. 小丽家的电风扇的铭牌上标有“220V,110W”的字样,其线圈电阻是2Ω,则该电风扇正常工作时通过的电流为__________A。若该电风扇正常工作30min,则它的线圈产生的热量是__________J。若她家电能表的铭牌上标有“220V,10(40)A,2000r/(kW·h)”,则该电风扇单独正常工作1h,电能表的转盘转__________圈。
【答案】 ①. 0.5 ②. 900 ③. 220
【解析】
【详解】[1]由P=UI可知,该电风扇正常工作时通过的电流
[2]该电风扇正常工作30min,它的线圈产生的热量
Q=I2Rt=(0.5A)2×2Ω×30×60s=900J
[3]由可知该电风扇单独正常工作1h消耗的电能为
W=Pt=110×10-3kW×1h=0.11kW·h
2000r/(kW·h)表示电路中用电器每消耗1kW·h电能,电能表的转盘转过2000圈,则电风扇消耗0.11kW·h电能,电能表转盘的转数
n=0.11kW·h×2000r/(kW·h)=220r
21. 家庭电路中有两条进户线,火线和零线可以用试电笔判断。如图甲,当正确使用试电笔接触火线,氖管发光时,____________(选填“有”或“没有”)电流通过人体。如图乙为漏电保护器的模拟电路(漏电保护器中的检测装置在图乙中的虚线框内,未画出),当开关S____________(选填“断开”或“闭合”)时就能模拟用电器漏电了;如图丙,当站在绝缘物上的人一只手接触火线,另一只手接触零线时,此时漏电保护器____________(选填“会”或“不会”)起保护作用。
【答案】 ①. 有 ②. 闭合 ③. 不会
【解析】
【详解】[1]当试电笔笔尖接触火线时,电流会经笔尖、氖管、大电阻、笔尾、人体导向大地,形成通路,这一过程中,人体会成为电路的一部分,会有微弱的电流通过。
[2]家庭电路用电器漏电时,通过火线与零线的电流不相等,漏电保护器中检测装置检测到这一差异后,便切断电源,起到保护作用;故当开关闭合时能模拟用电器的漏电情况,即此时前后两处电流是不相等的,相当于漏了电。
[3]图丙中,当站在绝缘物上的人一手接触火线,另一手接触零线时,流过火线和零线的电流相等,故漏电保护器不会切断电源。
22. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,R2=20Ω,电流表和电压表接入电路的量程分别为0~0.6A和0~3V。在保证电路安全的前提下,滑动变阻器R3允许接入的阻值从最小到最大的变化过程中:闭合开关S和S1,断开S2和S3时,电流表示数与R3的大小关系如图乙中图像①所示;闭合开关S、S2和S3,断开S1时,在保证电路安全的前提下,滑动变阻器 R3允许接入的阻值从最小到最大的变化过程中,电流表示数与R3的大小关系如图乙中图像②所示。则I0的大小为 ______,定值电阻R1的大小为 ______ Ω。
【答案】 ①. 0.6 ②. 20
【解析】
【详解】[1][2]闭合开关S和S1,断开S2和S3时,定值电阻R1与滑动变阻器R3串联,电流表测电路电流,电压表测变阻器R3两端电压。由图乙的图象①可知变阻器R3接入的最大阻值为R,此时两端电压最大为3V,假设电源电压为U,根据串联等流分压的特点以及欧姆定律有
①
闭合开关S、S2和S3,断开S1时,定值电阻R1与滑动变阻器R3并联,电流表测干路电流,由图乙的图象②可知变阻器R3接入的最大阻值为2R,此时干路电流最小为0.75I0,变阻器R3接入的最小阻值为R,此时干路电流最大为I0,为了电路安全,此时的最大电流
I0=0.6A②
根据并联电路等压分流的特点以及欧姆定律有
③
且有
④
将②代入③④,代入数据,用③除以④有
解得
R=20Ω
将R=20Ω代入③中有
解得
U=6V
将U=6V代入①式有
解得
R1=20Ω
三.作图题(共8分)
23. 使用空气炸锅(如图所示)时发现:同时闭合定时开关和温控开关产生热风,仅闭合定时开关产生冷风,不会只发热不吹风,利用如图元件画出电路图。
【答案】
【解析】
【详解】依题意空气炸锅工作时,可以单独产生风,也可以产生热风,但不能只发热不吹风,说明电动机和电吹风可以独立工作、互不影响即为并联,且发热管支路有温控开关控制,定时开关在干路上,电路图如图所示:
24. 如图是某宾馆床头柜控制电路。只有将旋钮开关接通,插座才能供电,床头灯开关才能起到控制床头灯的作用。请你把电路图连接完整。
【答案】
【解析】
【详解】根据题意可知,只有将旋钮开关接通,插座才能供电,床头灯开关才能起到控制床头灯的作用,这说明旋钮开关在干路中控制整个电路,床头灯开关与灯泡在一条支路中;灯泡的接法:火线先进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套;安装三孔插座的方法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线,如图所示:
25. 图中左侧是条形磁铁,右侧是电磁铁,中间虚线是磁感线,请根据静止的小磁针指向,给磁感线画上方向,并在通电螺线管上画出绕线。
【答案】
【解析】
【详解】小磁针的右端为N极,左端为S极,异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥,则左边磁铁的左端为N极,右端为S极;从图中可以看出在磁体的周围磁感线从磁体的N极出发回到S极,磁铁和通电螺线管相互排斥,所以通电螺线管的左端为S极;而电源左端为正极,则由安培定则可知螺线管的绕向如图所示:
四.简答题(4分)
26. 你留心观察过家中与用电器相连的导线粗细有什么差异吗?例如与空调相连的导线和与电脑主机相连的导线粗细明显不同,请从安全的角度分析与哪个用电器相连的导线应粗些,并简述原因。(注:与两用电器相连的导线均通过三脚插头接入家庭电路)
【答案】见解析
【解析】
【详解】在导线材料相同时,与相同长度的细导线相比,导线越粗其电阻越小;用电器的额定功率越大,根据P=UI可知,正常使用时通过用电器及其导线的电流就越大;根据Q=I2Rt可知,在电流和通电时间相同时,电流经过粗导线产生的热量远小于细导线产生的热量,不会因为电流过大而损坏导线;所以与空调等大功率用电器相连的导线要比与电脑等较小功率的用电器相连的导线要粗。
五.计算题(共18分)
27. 如图所示是一款国产新能源纯电动汽车,该纯电动汽车充满电后,在水平路面上进行性能测试,人和车总质量是1.2t,轮与地面接触的总面积是0.1m2,汽车以90km/h的速度在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是800N,电动机的耗电功率为30kW。(g取10N/kg,汽油热值q=4.5×107J/kg)。求:
(1)该车在水平路面上进行性能测试时,对水平路面的压强是多少?
(2)该电动汽车电动机的效率是多少?(结果保留到小数点后一位)
(3)若该电动汽车以上述行驶状态行驶1h消耗的电能由效率为30%的汽油机提供,则要消耗多少千克的汽油?
【答案】(1)1.2×105Pa;(2)66.7%;(3)8
【解析】
【详解】解:(1)车对水平路面的压力等于人和车的总重力为
则车对水平路面的压强是
(2)车在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是800N,根据二力平衡可知车的牵引力为800N,则牵引力做功的功率为
该电动汽车电动机的效率是
(3)电动汽车行驶1h消耗的电能为
消耗的这些电能由效率为30%的汽油机提供,则燃烧汽油需要放出的热量为
需要消耗汽油的质量为
答:(1)该车在水平路面上进行性能测试时,对水平路面的压强是1.2×105Pa;
(2)该电动汽车电动机的效率是66.7%;
(3)若该电动汽车以上述行驶状态行驶1h消耗的电能由效率为30%的汽油机提供,则要消耗8千克的汽油。
28. 如图甲所示是某品牌的“无油空气炸锅”,其原理是利用循环的热空气流加热食物,工作电路如图乙所示。使空气循环流动的电风扇标有“220V 44W”的字样,R1、R2为加热空气的电热丝,其中R1的阻值为50Ω(不考虑温度对电阻的影响)求在工作过程中:
(1)温控开关闭合,R2阻值调为零时,通过干路的电流;
(2)若该空气炸锅在某次烤制食物过程中,将温控开关闭合后持续工作5min,消耗的总电能为(不计能量损耗),求此时R2接入电路中的阻值。
【答案】(1)4.6A;(2)5Ω
【解析】
【详解】解:(1)由可知,通过电风扇的电流
当温控开关闭合,阻值调为零时,通过的电流
通过干路的电流
(2)由可知,空气炸锅在某次烤制食物过程中电路中的总功率
则并联电路的特点可知,空气炸锅的加热功率
由可知,加热的总电阻
根据串联电路的电阻特点可知,接入的阻值
答:(1)温控开关闭合,阻值调为零时,通过干路的电流为;
(2)R2接入电路中的阻值为。
六.实验探究题(共34分,每空1分)
29. 探究“比较不同物质吸热能力”的实验,实验装置如图所示。
(1)实验中,量取质量相同甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用规格相同的电加热器加热。两种液体吸收热量的多少由_____决定。
(2)在两种液体都不沸腾的前提下,小明认为要把甲、乙两种液体升高相同的温度然后进行比较:小芳认为要加热相同的时间然后进行比较。你认为方法可行的是_____(选填“小明”、“小芳”或“都可行”)。
(3)分析下表数据得_____(选填“甲”或“乙”)液体的吸热能力强,要选择一种液体做冷却液,你认为选择_____(选填“甲”或“乙”)较为合理。
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 30 34 38 42 46
乙的温度/℃ 10 18 26 34 42
(4)若在加热过程中无热量损失,已知甲液体的比热容为4.2×103J/(kg·℃),则乙液体的比热容为_____J/(kg·℃)。
【答案】 ①. 加热时间 ②. 都可行 ③. 甲 ④. 甲 ⑤. 2.1×103J/(kg·℃)
【解析】
【详解】(1)[1]探究物质吸热能力实验,实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中;用相同的电加热器加热,加热相同的时间,放出的热量相等,甲和乙吸收的热量相等,所以物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。
(2)[2]比较甲、乙两种液体吸热本领的大小,可以加热相同的时间,即吸收相同的热量,观察两种液体温度的变化量,温度变化量小的说明吸热能力强;也可以升高相同的温度,比较加热时间的长短,加热时间长的吸热能力强,因此这两种方法都可以比较出液体的吸热能力。
(3)[3][4]由表格中的数据可知,在相同的时间内(吸收相同的热量),甲温度上升的比乙温度上升的慢,甲的吸热能力强;吸收相同的热量,甲温度升高的比乙慢,更适合做冷却液。
(4)[5]由表格数据知甲、乙都加热4min,甲、乙温度变化量分别为
甲、乙的加热时间相同,由
可得
所以
30. 如图所示,用甲、乙、丙三套装置完成如下两个实验:实验一是探究不同物质吸热升温的现象:实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量。
提供:三种供选择的液体分别用a、b、c表示,三种燃料分别用1、2、3表示。
(1)为了两个实验都完成,对图中器材进行以下几种调整,其中可行的有_________;
A.将甲图中的液体换成c
B.将乙图中的燃料换成1
C.将乙图中的燃料换成3
D.将丙图中的液体换成b
(2)为了完成实验二,应选用_________两套装置,实验时通过比较_________来反映燃料燃烧放热多少;
(3)小明使用未调整的甲、乙图示装置进行实验,收集数据并作出液体a、b的温度随加热时间的变化图线如图丁所示(两燃料充分燃烧均用时5分钟)。若燃料充分燃烧放出的热量全部被液体吸收,燃料1热值是燃料2的0.2倍,则液体a比热容是液体b的_________倍。
【答案】 ①. BC ②. 甲、丙 ③. 液体升高的温度 ④. 0.4
【解析】
【详解】(1)[1]实验一是探究不同物质吸热升温的现象,需要选取相同质量的相同燃料、相同质量的不同物质进行实验;实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量,需要选取相同质量的相同液体和相同质量的不同燃料进行实验。
A.将甲图中的液体换成c,甲、乙、丙三套装置的燃料都不相同,不能完成实验二,故A不符合题意;
B.将乙图中燃料换成1,甲、乙两套装置中,燃料的质量相同、种类相同,液体的种类不同,可以完成实验一;甲、丙两套装置中,燃料的质量相同、种类不同,液体的质量、种类相同,可以完成实验二,故B符合题意;
C.将乙图中的燃料换成3,乙、丙两套装置中,燃料的质量相同、种类相同,液体的种类不同,可以完成实验一;甲、丙两套装置中,燃料的质量相同、种类不同,液体的质量、种类相同,可以完成实验二,故C符合题意;
D.将丙图中的液体换成b,甲、乙、丙三套装置的燃料都不相同,不能完成实验二,故D不符合题意。
故选BC。
(2)[2]实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量,要保证选取相同质量的相同液体和相同质量的不同燃料进行实验,所以,为了完成实验二,应选用甲、丙两套装置。
[3]根据转换法可知,实验时通过比较液体升高的温度来反映燃料燃烧放热多少。
(3)[4]因为
所以,燃料1
则
燃料2
则
所以
所以液体a比热容是液体b的0.4倍。
31. 小明在探究导体电阻的大小与哪些因素有关的实验中,猜想可能跟导体的材料、长度、横截面积有关。小明利用老师提供的装有三种规格电阻丝的实验盘(如图甲所示),设计了一个电路(如图乙所示)来进行实验探究,其中M、N之间接入电阻丝。
(1)小明探究电阻跟长度的关系时,先把M接1、N接2,观察灯泡亮度;然后将2和4连接起来,再将M接1、N接3,发现灯泡亮度变_____,分析比较得出结论;
(2)小明探究电阻跟横截面积的关系时,先把M接1、N接2,观察灯泡亮度;然后保持M接1、N接2不变,同时将2和4连接起来、_____和_____连接起来,改变接入电阻丝的横截面积,再观察灯泡的亮度,分析比较得出结论;
(3)小明探究电阻跟材料的关系时,可用M、N分别接1、2和_____,观察灯泡亮度变化,分析比较得出结论。
【答案】 ①. 暗 ②. 1 ③. 3 ④. 5、6
【解析】
【详解】(1)[1]先把M接1、N接2,观察灯泡亮度;然后将2和4连接起来,再将M接1、N接3,这样接入电路的电阻长度变长,可探究电阻跟长度的关系,发现灯泡亮度变暗,可得出结论:当导体的材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大。
(2)[2][3]先把M接1、N接2;然后保持M接1、N接2不变,同时将2和4连接起来,将1和3连接起来,后一种接法使接入电路电阻的横截面增大了一倍,可探究电阻跟横截面积的关系。
(3)[4]用M、N分别接1、2和5、6时,两电阻丝的长度、横截面积相同而材料不同,可探究电阻跟材料的关系。
32. 下面是探究焦耳定律的实验:
(1)如图所示实验装置,通过观察 _____来比较产生电热的多少。
(2)若观察甲、乙两实验装置,可以得出的结论是:_____一定时,_____越大,产生的热量越多。
(3)若观察乙、丙两实验装置,是在探究 _____对电热的影响。
(4)若观察甲、丙两实验装置,会发现 _____(填“R1”或“R2”)电阻丝产生的热量更多,由这一现象可知 _____(填“电流”或“电阻”)对电热的影响更大。
【答案】 ①. U形管液柱的高度差 ②. 电流和通电时间 ③. 电阻 ④. 电流 ⑤. R1 ⑥. 电流
【解析】
【详解】(1)[1]实验中采用的是控制变量法,通过观察U形管左右液面的高度差来比较电阻产生的热量的多少。
(2)[2][3]若观察甲、乙两实验装置可知,甲乙串联在电路中,通电时间和电流相同,电阻不同,电阻越大,U形管液面的高度越高,则产生的热量越多,得出结论,在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。
(3)[4]若观察乙、丙两实验装置可知,电阻大小和通电时间相同,电流不同,根据并联电路的电流关系可知,通过电阻R2的电流大于通过电阻R3的电流,这是在探究电流大小对电热的影响。
(4)[5][6]若观察甲、丙两实验装置可知,甲中的电阻是丙中的电阻一半,甲中的电流是丙中电流的2倍,甲中U形管液面的高度差要大于丙中U形管的液面的高度差,R1电阻丝产生的热量更多,这表明电流对电热的影响更大。
33. 利用如图所示的电路进行“探究电流跟的电阻关系”实验,选用的电源电压为4.5V,滑动变阻器上标有“30Ω,1A”,定值电阻有10Ω、20Ω、30Ω,电表的量程可根据实际需求选择。
(1)该探究过程中滑动变阻器的作用是保护电路和 _____。闭合开关时观察到电压表指针偏向零刻度线左侧,这是由于 _____造成的;
(2)若闭合开关S时,发现电流表、电压表指针均不动。假设电路只有一处故障,出现这一现象的原因可能是 _____(选填字母);
A.定值电阻短路
B.定值电阻断路
C.滑动变阻器断路
D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,将10Ω的定值电阻接入电路中,调节滑动变阻器,使电压表示数U0为2V时,记录下电流表的示数。若不改变滑片位置,将10Ω的定值电阻更换为20Ω,闭合开关,电压表的示数 _____(选填“大于”“等于”或“小于”)2V,为完成实验,接下来应将滑动变阻器阻值调 _____(选填“大”或“小”);
(4)继续实验,发现当定值电阻为30Ω时,无论怎样调节滑动变阻器都无法完成实验。为了让30Ω的电阻也能完成实验,他设计了如下四个调整方案。其中有一个错误方案是 _____(选填字母)。
A.在电路中多串联一个10Ω的电阻,其余操作不变
B.控制U0为2V不变,改变电源电压U,U可调节范围是2V~4V之内
C.电源电压U不变,调整实验控制的U0,U0可取值范围是2.5V~4.5V之内
D.实验中,先将30Ω的定值电阻接入电路以确定恰当的U0大小,然后换其它定值电阻进行实验
【答案】 ①. 控制电阻两端电压不变 ②. 电压表正负接线柱接反 ③. C ④. 大于 ⑤. 大 ⑥. C
【解析】
【详解】(1)[1]连接电路时,为保护电路,滑动变阻器接入电路的阻值应该保持最大;因本实验是为了“探究电流跟电阻关系”,实验过程中应保持电阻两端的电压不变,故滑动变阻器的另一个作用是保持电阻两端的电压不变。
[2]如果实验时观察到电压表指针在零刻度线左侧,说明电压表的正负接线柱接反。
(2)[3] A.定值电阻短路,此时电流表有示数,故A不符合题意;
B.若定值电阻断路,此时电压表有示数,故B不符合题意;
C.滑动变阻器断路,整个电路处于开路状态,电流表和电压表都无示数,故C符合题意;
D.滑动变阻器短路,此时电流表和电压表都有示数,故D不符合题意。
故选C。
(3)[4][5]根据串联分压原理可知,将10Ω的定值电阻更换为20Ω,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变;由题意知,定值电阻两端的电压应该控制为Uv=2V,如果此时滑片未动的情况下,定值电阻分得的电压将会大于原来的2V;为了使增大阻值的定值电阻两端电压保持依然为2V,此时应该增大滑动变阻器的阻值来分担电压。
(4)[6]A.30Ω的电阻接入电路时,根据串联电路的分压原理可得
所以R滑=37.5Ω,实际滑动变阻器的电阻为30Ω,所以可以串联一个10Ω的电阻来完成实验,故A不符合题意;
B.由于定值电阻的阻值较大,换用30Ω的电阻时,定值电阻两端的电压会大于2V;试验中为了控制定值电阻两端的电压为2V,故电源电压最小为2V,滑动变阻器两端的电压最大为
则电源的最大电压为
U=2V+2V=4V
故B不符合题意;
C.滑动变阻器阻值调至最大时,则最小电压
电源电压为4.5V,即U0的取值范围为2.25V~4.5V,故C符合题意;
D.实验中,根据分压原理,滑动变阻器接入电路的电阻最大,可以将30Ω阻值的定值电阻接入电路确定恰当的U0大小,然后换其它定值电阻进行实验,故D不符合题意。
故选C。
34. 子森同学在探究“电流与电压的关系”实验中,选用器材如下:电压为4.5V的电源、滑动变阻器RA(50Ω 1A)、滑动变阻器RB(20Ω 1A)、电流表、电压表、开关、定值电阻、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整;_____
(2)连接电路时,开关应断开,防止因电路 _____(填“短路”或“断路”)造成电流过大而损坏元件。开关闭合前,应将滑动变阻器滑片滑到最 _____(填“左”或“右”)端;
(3)多次改变定值电阻两端的电压,测得实验数据如表。第2次电压表的示数如图乙,则此时电压为 _____V。分析数据可知:电阻一定时,_____成正比;
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/N 1.0
2.0 2.4 3.0
电流I/A 0.10
0.20 0.24 0.30
(4)实验所选的滑动变阻器是 _____(填“RA”或“RB”);
(5)完成实验后,子森想测量小灯泡的额定功率,重新设计了电路(如图丙),这个小灯泡正常工作的电流为I额。请完成实验步骤(已知电源电压为U、R2的最大阻值为R2):
①闭合开关S1,S2接1,移动滑动变阻器R2的滑片,使电流表示数为I额;
②闭合开关S1,S2接2,保持滑动变阻器 _____的滑片位置不变,调另一个滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 _____;再将滑动变阻器R2的滑片调到最右端,读出电流表的示数为I;
③小灯泡的额定功率表达式为P额=_____。
【答案】 ①. ②. 短路 ③. 左 ④. 1.4 ⑤. 导体中的电流与导体两端的电压 ⑥. RA ⑦. R2 ⑧. I额 ⑨. I额2(-R2)
【解析】
【详解】(1)[1]在探究“电流与电压的关系”实验中,电压表应与电阻并联,电流表应与电阻串联,如图所示:
(2)[2][3]为了防止因电路短路造成电流过大而损坏元件,连接电路时,开关要断开,变阻器连入电路中的电阻最大,即最左端。
(3)[4]由图乙可知,第2次电压表选用的是小量程,分度值为0.1V,此时电压表的示数是1.4V。
[5]由表中数据知道,电压与电流的比值都相等,即
所以,在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
(4)[6]根据表格中的第1组数据,由串联电路的规律和欧姆定律知道,变阻器连入电路中的电阻是
故选用的滑动变阻器是RA。
(6)[7][8]①闭合开关S1,S2接1,R2与灯泡串联,移动滑动变阻器R2的滑片,使电流表示数为I额,即灯正常发光。
②闭合开关S1,S2接2,R1与R2串联,保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,调节另一个滑动变阻器R1的滑片,使电流表示数为I额;根据等效替代法,再将滑动变阻器R2的滑片调到最右端,读出电流表的示数为I。
[9]因为R2的滑片位置不变,根据等效替代法,变阻器R1连入电路中的电阻等于灯正常发光时的电阻;由欧姆定律和串联电路的电阻规律可知,变阻器R1连入电路中的电阻是
则灯正常发光的电阻
则小灯泡的额定功率为2022-2023学年辽宁省鞍山二中九年级(下)开学物理试卷
一、选择题(共32分,其中1-10为单选,每题2分;11-14为多选,每题3分,漏选得1分,错选不得分)
1. 下列数据最接近实际的是( )
A. 华为手机电池电压为37V
B. 电视机遥控器的工作电流为1A
C. 家用电冰箱工作时的电流约为0.2A
D. 液晶电视机的电功率约为100W
2. 关于温度、热量、内能,下列说法正确的是( )
A. 物体的温度越高,所含有的热量越多
B. 发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体
C. 物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增加
D. 物体吸收热量,内能一定增加,同时温度一定升高
3. 戴口罩是防止新冠病毒传播的有效措施。图中的医用外科口罩由口罩体、鼻夹和口罩带组成,口罩体采用三层工艺(如图文字描述)制成,下列说法正确的是( )
A. 新冠病毒随飞沫传播是分子不停地运动的结果
B. 口罩能够过滤病毒是因为口罩材料分子之间没有空隙
C. 口罩中间带有静电的熔喷布具有吸引轻小物体的性质
D. 把口罩用自来水冲洗晾干后,熔喷布还能起到良好的过滤作用
4. 用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,发现验电器的两个金属箔片张开,如图所示。以下说法正确的是( )
A. 毛皮的原子核束缚电子的能力比橡胶棒强
B. 毛皮和橡胶棒摩擦的过程中橡胶棒失去电子
C. 验电器的金属箔片张开是因为箔片带了异种电荷
D. 橡胶棒接触验电器的金属球时电流方向从金属箔到橡胶棒
5. 关于导体和绝缘体,下列说法正确的是( )
A. 绝缘体不能导电的原因是内部没有电荷
B. 金属导电是因为金属内有大量可以自由移动的电子
C. 导体的导电性能很强,导体的电阻为零
D. 橡胶、玻璃、大地都属于绝缘体
6. 小明为自家的花卉大棚设计了一套智能电路管理系统,整个电路的通断可以通过手动控制开关S1或手机远程控制开关S2实现.当大棚内光线较暗时,光控开关S3自动闭合,接通灯泡;当需要给大棚通风时,闭合开关S4,启动风机.灯泡和风机均可独立工作,以下简化电路图符合要求的是( )
A. B.
C. D.
7. 下列电学知识说法正确的是( )
A. 导体两端的电压为零时,导体的电阻为零
B. 电压是形成电流的原因,电路中只要有电源,就一定会有电流
C. 功率大的用电器消耗的电能就多
D. 只要有电流通过用电器做功,用电器就会消耗电能
8. 如图所示是汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时,电铃发声报警。图中的气敏电阻R1的阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法不正确的是( )
A. 电铃应接在B和D之间
B. 当CO浓度升高时电磁铁的磁性增强
C. 电源用久后,电压U1会减小,则报警的CO最小浓度比设定值低
D. 为使该检测电路在CO浓度更低时报警,可将R2的滑片向上移
9. 如图是小球在地面弹跳的频闪照片,下列说法中正确的是( )
A. 小球弹起高度越来越小,说明在此过程中能量不守恒
B. 根据能量守恒定律,在此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C. 在小球的运动中是通过做功的方式使内能增加
D. 小球和地面之间发生撞击,所以小球的热量会增加
10. 如图是电流表内部结构示意图,小王同学用该电表做探究串联电路中电流规律的实验时,闭合开关后,看到电流表指针偏转,下面四幅图与该电表的工作原理相同的是( )
A. B. C. D.
11. 关于能源、信息与材料,下列说法错误的是( )
A. 若用超导材料制造电烤火炉,发热效率更高
B. 5G和4G通讯信号的电磁波在真空中传播的速度相等
C. 太阳内部时刻都在发生核裂变,太阳能和核能都属于可再生能源
D. 光纤通信是利用激光在光导纤维中的直线传播来传递信息的
12. 关于热值和热机,下列说法不正确的是( )
A. 燃料不完全燃烧时放出热量较少,所以其热值将减小
B. 柴油机吸气冲程只吸入空气
C. 热值越高的燃料完全燃烧释放的热量越少
D. 汽油机做功冲程时,燃料燃烧释放的能量大部分转化为机械能
13. 如图所示,电源电压为U0且保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片位于b点时,电压表V1的示数是电压表V2的示数的2倍,当滑动变阻器的滑片位于中点时电压表V2的示数为。现将滑片从中点移动到a端,则下列说法正确的是( )
A. 电压表V1的示数变小
B. 电压表V1和V2的示数之和变小
C. 电压表V1示数的变化量小于电压表V2示数的变化量
D. 滑动变阻器R的最大阻值是R1的2倍
14. 如图甲所示的电路中,电流表量程为“0~0.6A”,两个电压表量程都为“0~15V”。第一次闭合开关S1和S2,电压表V2示数为6V,将滑动变阻器P的滑片从最右端向左滑动直到小灯泡正常发光,记录此过程电压表V1和电流表A的示数;第二次只闭合开关S1,将滑动变阻器P的滑片从最右端滑动到最左端,记录此过程电压表V2和电流表A的示数;两次所记录的数据画出图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 电压表V1和电流表A示数变化图像为乙图中的Q
B. 小灯泡的额定功率为1.0W
C. 定值电阻的阻值为10Ω
D. 电路消耗的最大电功率为3W
二、填空题(共24分,每空1分)
15. 根据如图所示四个热学实验,回答相关问题:
(1)甲图,紧压两铅柱使它们合在一起,下面可以悬挂钩码,这说明_____;
(2)乙图,试管内的水沸腾一段时间后,水蒸气将橡胶塞推出,水蒸气的内能转化为橡胶塞的_____;
(3)丙图,抽掉玻璃板后,两瓶中气体混合在一起,颜色逐渐变均匀,这属于_____现象,说明_____;
(4)丁图,是四冲程汽油机工作过程中_____冲程的示意图。
16. 冬天我们经常将两只手相互搓搓使手感到暖和,这是利用 _____的方法使人身体的内能增加的。用热水袋使身体变暖,是利用 _____的方法使手的内能增加的。两种方法在改变物体内能上是 _____的。如图所示为冬天人们常用的一种电热暖手宝,其内部液体通常采用水,这是利用水的 _____的特性,使保暖时间更长。
17. 某单缸四冲程汽油机飞轮转速为2400r/min,则1s内该汽油机对外做功_______次;该汽油机工作时汽缸内燃气对活塞平均推力为2000N,活塞向下运动的距离是50cm,则汽油机的功率是_______kW。
18. 在橙子上插入铜片和锌片,制成水果电池,将水果电池与发光二极管(简称“LED”)连接成如图所示的电路,LED发光。铜片相当于电池的 ______极,LED的材料主要是 ______,橙子内的电流方向为 ______(选填“A”或“B”,A:从锌片流向铜片、B:从铜片流向锌片)
19. 如图所示是某款加热便携式充电养生杯,可以在旅行中给饮水加热。它正常工作时的电流为10A,额定功率为36W。给养生杯充电时电流为2000mA,电压为6V,充电半小时可充满电,所储存的电能为___________J,最多可供它正常工作___________min。
20. 小丽家的电风扇的铭牌上标有“220V,110W”的字样,其线圈电阻是2Ω,则该电风扇正常工作时通过的电流为__________A。若该电风扇正常工作30min,则它的线圈产生的热量是__________J。若她家电能表的铭牌上标有“220V,10(40)A,2000r/(kW·h)”,则该电风扇单独正常工作1h,电能表的转盘转__________圈。
21. 家庭电路中有两条进户线,火线和零线可以用试电笔判断。如图甲,当正确使用试电笔接触火线,氖管发光时,____________(选填“有”或“没有”)电流通过人体。如图乙为漏电保护器的模拟电路(漏电保护器中的检测装置在图乙中的虚线框内,未画出),当开关S____________(选填“断开”或“闭合”)时就能模拟用电器漏电了;如图丙,当站在绝缘物上的人一只手接触火线,另一只手接触零线时,此时漏电保护器____________(选填“会”或“不会”)起保护作用。
22. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,R2=20Ω,电流表和电压表接入电路的量程分别为0~0.6A和0~3V。在保证电路安全的前提下,滑动变阻器R3允许接入的阻值从最小到最大的变化过程中:闭合开关S和S1,断开S2和S3时,电流表示数与R3的大小关系如图乙中图像①所示;闭合开关S、S2和S3,断开S1时,在保证电路安全的前提下,滑动变阻器 R3允许接入的阻值从最小到最大的变化过程中,电流表示数与R3的大小关系如图乙中图像②所示。则I0的大小为 ______,定值电阻R1的大小为 ______ Ω。
三.作图题(共8分)
23. 使用空气炸锅(如图所示)时发现:同时闭合定时开关和温控开关产生热风,仅闭合定时开关产生冷风,不会只发热不吹风,利用如图元件画出电路图。
24. 如图是某宾馆床头柜控制电路。只有将旋钮开关接通,插座才能供电,床头灯开关才能起到控制床头灯的作用。请你把电路图连接完整。
25. 图中左侧是条形磁铁,右侧是电磁铁,中间虚线是磁感线,请根据静止的小磁针指向,给磁感线画上方向,并在通电螺线管上画出绕线。
四.简答题(4分)
26. 你留心观察过家中与用电器相连的导线粗细有什么差异吗?例如与空调相连的导线和与电脑主机相连的导线粗细明显不同,请从安全的角度分析与哪个用电器相连的导线应粗些,并简述原因。(注:与两用电器相连的导线均通过三脚插头接入家庭电路)
五.计算题(共18分)
27. 如图所示是一款国产新能源纯电动汽车,该纯电动汽车充满电后,在水平路面上进行性能测试,人和车总质量是1.2t,轮与地面接触总面积是0.1m2,汽车以90km/h的速度在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是800N,电动机的耗电功率为30kW。(g取10N/kg,汽油热值q=4.5×107J/kg)。求:
(1)该车在水平路面上进行性能测试时,对水平路面的压强是多少?
(2)该电动汽车电动机的效率是多少?(结果保留到小数点后一位)
(3)若该电动汽车以上述行驶状态行驶1h消耗的电能由效率为30%的汽油机提供,则要消耗多少千克的汽油?
28. 如图甲所示是某品牌的“无油空气炸锅”,其原理是利用循环的热空气流加热食物,工作电路如图乙所示。使空气循环流动的电风扇标有“220V 44W”的字样,R1、R2为加热空气的电热丝,其中R1的阻值为50Ω(不考虑温度对电阻的影响)求在工作过程中:
(1)温控开关闭合,R2阻值调为零时,通过干路的电流;
(2)若该空气炸锅在某次烤制食物过程中,将温控开关闭合后持续工作5min,消耗的总电能为(不计能量损耗),求此时R2接入电路中的阻值。
六.实验探究题(共34分,每空1分)
29. 探究“比较不同物质吸热能力”的实验,实验装置如图所示。
(1)实验中,量取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用规格相同的电加热器加热。两种液体吸收热量的多少由_____决定。
(2)在两种液体都不沸腾的前提下,小明认为要把甲、乙两种液体升高相同的温度然后进行比较:小芳认为要加热相同的时间然后进行比较。你认为方法可行的是_____(选填“小明”、“小芳”或“都可行”)。
(3)分析下表数据得_____(选填“甲”或“乙”)液体的吸热能力强,要选择一种液体做冷却液,你认为选择_____(选填“甲”或“乙”)较为合理。
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 30 34 38 42 46
乙的温度/℃ 10 18 26 34 42
(4)若在加热过程中无热量损失,已知甲液体的比热容为4.2×103J/(kg·℃),则乙液体的比热容为_____J/(kg·℃)。
30. 如图所示,用甲、乙、丙三套装置完成如下两个实验:实验一是探究不同物质吸热升温的现象:实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量。
提供:三种供选择的液体分别用a、b、c表示,三种燃料分别用1、2、3表示。
(1)为了两个实验都完成,对图中器材进行以下几种调整,其中可行的有_________;
A.将甲图中的液体换成c
B.将乙图中的燃料换成1
C.将乙图中的燃料换成3
D.将丙图中的液体换成b
(2)为了完成实验二,应选用_________两套装置,实验时通过比较_________来反映燃料燃烧放热多少;
(3)小明使用未调整的甲、乙图示装置进行实验,收集数据并作出液体a、b的温度随加热时间的变化图线如图丁所示(两燃料充分燃烧均用时5分钟)。若燃料充分燃烧放出的热量全部被液体吸收,燃料1热值是燃料2的0.2倍,则液体a比热容是液体b的_________倍。
31. 小明在探究导体电阻的大小与哪些因素有关的实验中,猜想可能跟导体的材料、长度、横截面积有关。小明利用老师提供的装有三种规格电阻丝的实验盘(如图甲所示),设计了一个电路(如图乙所示)来进行实验探究,其中M、N之间接入电阻丝。
(1)小明探究电阻跟长度的关系时,先把M接1、N接2,观察灯泡亮度;然后将2和4连接起来,再将M接1、N接3,发现灯泡亮度变_____,分析比较得出结论;
(2)小明探究电阻跟横截面积的关系时,先把M接1、N接2,观察灯泡亮度;然后保持M接1、N接2不变,同时将2和4连接起来、_____和_____连接起来,改变接入电阻丝的横截面积,再观察灯泡的亮度,分析比较得出结论;
(3)小明探究电阻跟材料的关系时,可用M、N分别接1、2和_____,观察灯泡亮度变化,分析比较得出结论。
32. 下面是探究焦耳定律的实验:
(1)如图所示实验装置,通过观察 _____来比较产生电热的多少。
(2)若观察甲、乙两实验装置,可以得出的结论是:_____一定时,_____越大,产生的热量越多。
(3)若观察乙、丙两实验装置,是在探究 _____对电热的影响。
(4)若观察甲、丙两实验装置,会发现 _____(填“R1”或“R2”)电阻丝产生的热量更多,由这一现象可知 _____(填“电流”或“电阻”)对电热的影响更大。
33. 利用如图所示电路进行“探究电流跟的电阻关系”实验,选用的电源电压为4.5V,滑动变阻器上标有“30Ω,1A”,定值电阻有10Ω、20Ω、30Ω,电表的量程可根据实际需求选择。
(1)该探究过程中滑动变阻器的作用是保护电路和 _____。闭合开关时观察到电压表指针偏向零刻度线左侧,这是由于 _____造成的;
(2)若闭合开关S时,发现电流表、电压表指针均不动。假设电路只有一处故障,出现这一现象的原因可能是 _____(选填字母);
A.定值电阻短路
B.定值电阻断路
C.滑动变阻器断路
D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,将10Ω的定值电阻接入电路中,调节滑动变阻器,使电压表示数U0为2V时,记录下电流表的示数。若不改变滑片位置,将10Ω的定值电阻更换为20Ω,闭合开关,电压表的示数 _____(选填“大于”“等于”或“小于”)2V,为完成实验,接下来应将滑动变阻器阻值调 _____(选填“大”或“小”);
(4)继续实验,发现当定值电阻为30Ω时,无论怎样调节滑动变阻器都无法完成实验。为了让30Ω的电阻也能完成实验,他设计了如下四个调整方案。其中有一个错误方案是 _____(选填字母)。
A.在电路中多串联一个10Ω的电阻,其余操作不变
B.控制U0为2V不变,改变电源电压U,U可调节范围是2V~4V之内
C.电源电压U不变,调整实验控制的U0,U0可取值范围是2.5V~4.5V之内
D.实验中,先将30Ω的定值电阻接入电路以确定恰当的U0大小,然后换其它定值电阻进行实验
34. 子森同学在探究“电流与电压的关系”实验中,选用器材如下:电压为4.5V的电源、滑动变阻器RA(50Ω 1A)、滑动变阻器RB(20Ω 1A)、电流表、电压表、开关、定值电阻、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整;_____
(2)连接电路时,开关应断开,防止因电路 _____(填“短路”或“断路”)造成电流过大而损坏元件。开关闭合前,应将滑动变阻器滑片滑到最 _____(填“左”或“右”)端;
(3)多次改变定值电阻两端的电压,测得实验数据如表。第2次电压表的示数如图乙,则此时电压为 _____V。分析数据可知:电阻一定时,_____成正比;
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/N 1.0
2.0 2.4 3.0
电流I/A 0.10
0.20 0.24 030
(4)实验所选的滑动变阻器是 _____(填“RA”或“RB”);
(5)完成实验后,子森想测量小灯泡的额定功率,重新设计了电路(如图丙),这个小灯泡正常工作的电流为I额。请完成实验步骤(已知电源电压为U、R2的最大阻值为R2):
①闭合开关S1,S2接1,移动滑动变阻器R2的滑片,使电流表示数为I额;
②闭合开关S1,S2接2,保持滑动变阻器 _____的滑片位置不变,调另一个滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 _____;再将滑动变阻器R2的滑片调到最右端,读出电流表的示数为I;
③小灯泡的额定功率表达式为P额=_____。
