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辽宁省葫芦岛市龙港区2022-2023九年级上学期期末物理试题(答案)考试试卷

22023-03-26试卷答案121
2022-2023学年辽宁省葫芦岛市龙港区九年级(上)期末物理试卷一、选择题(本题共12小题,共28分。1~8题为单选

2022-2023学年辽宁省葫芦岛市龙港区九年级(上)期末物理试卷
一、选择题(本题共12小题,共28分。1~8题为单选题,每题2分;9~12题为多选题,每题3分,漏选得2分,错选得0分)
1.(2分)为了让同学们养成关注生活和社会的良好习惯,物理老师们指导同学们对身边一些常见的物理量进行估测,以下估测数据中,最符合实际的是(  )
A.一节干电池的电压为36V
B.家用空调的工作电流大约是5A
C.家用液晶电视机的功率约为500W
D.实验室小灯泡的电阻为0.1Ω
2.(2分)下列四幅图的现象中,能说明分子在不停地做无规则运动的是(  )
A.漫天沙尘
B.袅袅炊烟
C.缥缈雾海
D.阵阵花香
3.(2分)如图所示,在一个一端封闭、另一端装有活塞的厚壁玻璃筒里放一块浸有乙醚的棉花,把活塞迅速地压下去,棉花就会燃烧起来,关于压下去的过程,下列说法中正确的是(  )
A.活塞对筒内空气做功,空气内能增大,温度升高
B.筒内空气对外做功,空气内能增大,温度升高
C.此过程中玻璃筒内空气分子间的作用力减小
D.此过程与汽油机的做功冲程原理相同
4.(2分)有一种电动烤地瓜机,将地瓜放在托盘上,盖上锅盖相当于闭合开关S1,托盘旋转,再将温控开关S2闭合,开始加热;若只闭合开关S2,则不能加热。下图中是托盘电动机,R是加热电阻,对其内部电路设计合理的是(  )
A. B.
C. D.
5.(2分)如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触不带电验电器的金属球,验电器的金属箔片会张开,在这一实验过程中,下列说法正确的是(  )
A.电子从橡胶棒转移到了验电器金属球上
B.橡胶棒能带上电荷,说明橡胶棒是导体
C.瞬间的电流方向是从橡胶棒到验电器金属箔
D.验电器的两金属箔片因带不同电荷相互排斥而张开
6.(2分)在如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片由如图所示位置向左移动,下列说法正确的是(  )
A.灯泡的亮度变暗
B.电压表V2的示数变大
C.电压表V1与电流表A2示数的比值不变
D.电压表V2与电流表A1示数的乘积变大
7.(2分)下列说法中正确的是(  )
A.电源的作用是给用电器两端提供电压
B.用电器功率越大,电流通过它时做的功就越多
C.灯泡的亮暗是由它的额定功率决定的
D.用超导体制成发热体可产生更多的热量
8.(2分)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,灯L1和L2均发光,过了一段时间,突然三个电表中一个示数变大,一个示数变小,另一个示数不变。若电路中的故障只有一处,且只发生在灯L1或L2上,请你判断故障刚发生后,灯可能的发光情况是(  )
A.灯L1、L2都发光
B.灯L1、L2都不发光
C.灯L2仍然发光,灯L1不发光
D.灯L1仍然发光,灯L2不发光
(多选)9.(3分)下列有关电学知识的说法中正确的是(  )
A.当电灯的开关发生短路时,保险丝会熔断
B.家庭电路中电能表要接在总开关之前
C.试电笔可以用来检查用电器外壳是否带电
D.用塑料棒将建筑物顶端的避雷针与大地相连可防雷
(多选)10.(3分)如图所示,是国外一个团队测试子弹究竟能穿过多少个水气球的实验。实验中,子弹在穿过第四个水气球就被挡了下来,而且子弹发生了熔化变形。针对以上过程,下列说法中正确的是(  )
A.子弹在水气球中运动时,将机械能转化为了内能
B.子弹熔化变形,是通过做功的方式使内能增大的
C.气球内水温变化不大,主要是因为水的比热容大
D.子弹和水气球间的能量转化不遵守能量守恒定律
(多选)11.(3分)把标有“6V 6W”的灯泡L1和“6V 3W”的灯泡L2串联在某电源的两端,其中一只正常发光,另一只没有达到额定功率,假设灯泡电阻不变,则下列说法正确的是(  )
A.通过两个灯泡的电流之比为2:1
B.灯泡L2正常发光
C.灯泡L1、L2的实际功率之比为2:1
D.灯泡L1、L2两端的总电压为9V
(多选)12.(3分)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可以通过旋钮开关实现不同功能切换。如图所示是模拟加热的原理图,四个加热电阻的阻值均为5Ω,下列说法正确的是(  )
A.若开关旋至“1”挡,电路中干路电流为4A,则电源电压为10V
B.若电源电压为5V,则整个电路最小电流为0.5A
C.若电源电压为10V,开关从“2”挡旋至“3”挡,整个电路电流变化0.5A
D.若电源电压为10V,电路1min最多能产生2400J的热量
二、填空题(本题共9小题,每空1分,共26分)
13.(2分)蜡染是我国民间传统工艺,如图为蜡染中的点蜡工序,即把不染色的地方涂上蜡液,然后放入染缸中进行染色。由于凝固在布上,蜡与布间的作用力会比液体时    (填“大”或“小”),所以能牢固的粘在布上,蜡染工人闻到染料的气味是属于    现象。
14.(3分)如图是一个叫“空气火箭”的玩具,当用力击打气包时,气包内的空气会迅速的把“火箭”发射出去。这一过程中,是气包内气体的    能转化为“火箭”的    ,气包内的气体对外做功其温度将    。
15.(3分)小明乘坐自家汽车时,手刚触车门就被“电”了一下,这是因为汽车在行驶过程中与空气摩擦而带了    。为了防止被“电”,很多汽车装有如图所示的静电消除器,带有铜丝的静电消除器与地面接触,其中的铜丝是    (填“导体”或“绝缘体”);静电消除器与地面接触时发生摩擦,内能会    (填“增加”或“减少”)。
16.(4分)如图所示的电动自行车,使用时必须先插入钥匙,然后转动行驶开关,自行车才能前进,如果不插入钥匙即使转动行驶开关自行车也不能启动;反之,即使插入钥匙而不转动行驶开关,自行车也不能启动。从钥匙所起的作用来看,钥匙相当于电路中的    ,通过分析上面的信息,可知钥匙与行驶开关的连接方式为    ;行驶过程中由电池供电为车提供动力,将    能转化为机械能,充电过程中电池相当于一个    (填“电源”或“用电器”)。
17.(4分)如图所示是家庭中常用的三脚插头。插入插座后,a插脚可以将用电器的    部分与大地相连,b、c两插脚之间的电压是    ,若用试电笔笔尖接触与b插脚相连通的导线内金属线,试电笔氖管    (填“会”或“不会”)发光,使用试电笔时,手    (填“要”或“不要”)接触笔尾金属体。
18.(2分)电暖气和热水器是两种常见的家用电器,它们的原理都是利用了电流的    来工作的。而且也都是采用了    的方式增加其内部液体的内能。
19.(2分)家庭电路中的空气开关是为防止由于    或发生短路,而使家庭电路中电流过大导致的危险;漏电保护器    (填“能”或“不能”)防止站在绝缘凳上的人同时接触火线和零线而发生的触电事故。
20.(3分)某款手机的电池容量为4000mA h,电压为4.0V,快充时的功率为100W,如果不考虑快充时的电能损耗,把这款手机电池从电量0%充到100%,需要的时间是    s,这些电能可让如图所示的电能表转盘转    转,图中的电能表允许电路接入的用电器总功率不超过    W。
21.(3分)如图甲所示,开关闭合后,在确保电路元件安全的条件下,将滑动变阻器滑片由最右端向左最大范围移动,图乙是在这一过程中一块电压表和电流表的示数变化图象,图丙是另一块电压表的示数和小灯泡电阻关系图象。则滑动变阻器的最大阻值为    Ω,小灯泡额定功率为    W,当滑动变阻器阻值的连入的电阻与小灯泡连入的电阻相等时,小灯泡10s内消耗的电能为    J。
三、作图题(本题共3小题,每小题3分,共9分)
22.(3分)请你帮助小明同学在如图所示的圆圈内,分别填入小灯泡、电流表和电压表的符号(每一种符号只能填一次),要求开关闭合时两灯并联,电流表测其中一只灯泡的电流,电压表测电源电压。
23.(3分)如图是一款家用排油烟机。上面照明开关S控制一盏“220V 12W”的灯,弱排风开关S1,强排风开关S2,并且照明与排风工作时互不影响。如单独按下弱排风开关S1或强排风开关S2,分别对应排油烟机的弱排风和强排风,如同时按下S1、S2则为强排风。请根据上面所提供的信息,将正确的电路的连接。
24.(3分)如图所示是东东家装修时已经连接好的部分电路,请用笔画线代替导线,将电灯和开关正确连入电路。
四、简答题(3分)
25.(3分)如图是一款劣质墙壁插座,由于插头与插座接触不牢,导致插头与插座连接处比别处更容易发热,加速老化,甚至引起火灾。请从物理学角度分析:
(1)连接处接触不牢接触电阻会如何变化?
(2)为什么插头与插座连接处比别处更容易发热?
五、计算题(本题共2小题,共18分。要求写出必要的文字说明、公式、主要运算过程、数值、单位和答)
26.(9分)假期爸爸妈妈带着小明开车旅行,已知小轿车的总质量约为2t,最大功率为120kW,小轿车在牵引力的作用下沿水平公路做匀速直线运动,行驶时所受阻力为车总重的0.2倍。(g=10N/kg,汽油的热值取4×107J/kg)求:
(1)若轮胎与地面的总接触面积为0.2m2,静止时轿车对水平地面的压强为多少?
(2)轿车在5min内匀速行驶了3km,此时轿车的实际功率为多少?
(3)若汽油机的效率为30%,6kg的汽油可供轿车以最大功率匀速行驶多长时间?
27.(9分)如图甲是一款多功能电火锅,图乙是其简化电路图。R1、R2均为电热丝,电火锅有加热和保温两个挡,其部分参数如表所示。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]。求:
额定电压 220V
加热功率 1000W
保温功率 176W
火锅容积 6L
(1)保温挡工作时,电路中的电流;
(2)电路中电阻R2的阻值;
(3)若不计热量损失,电火锅正常工作14min,能将多少升20℃的水升高40℃。
六、实验、探究题(本题共5小题,共36分)
28.(6分)为了比较水和食用油的吸热能力,小明用如图所示的装置图做了实验。
(1)在两容器内装入    相等的水和食用油;选用相同规格的电加热器的目的是:使水和食用油在相同时间内    相等。
(2)在实验过程中控制加热时间相同,通过比较    来研究水和食用油吸热能力的差异。
(3)下面是实验记录数据:
物质 次数 质量m/kg 升高的温度△t/℃ 加热的时间t/min
水 1 0.1 10 2
2 0.2 10 4
食用油 3 0.1 10 1
4 0.2 10 2
5 0.2 20 4
①分析第1、2次或第3、4次实验数据,可以得出的初步结论是:同种物质升高相同的温度时,吸收热量的多少与物质的    有关。
②分析第1、3次或第2、4次实验数据,可以得出的初步结论是:质量相同的不同种物质,升高相同的温度,吸收热量的多少与物质的    有关。
(4)小亮提出:将图中的水和食用油均加热到沸腾,然后比较所用的时间长短来判断水和食用油的吸热能力,小明认为这种方法是错误的,因为水和食用油的    不同。
29.(6分)小明连接了如图所示的电路探究并联电路的电流规律:
实验次数 通过L1的电流I1/A 通过L2的电流I2/A 干路电流I/A
1 0.20 0.20 0.40
2 0.18 0.18 0.36
3 0.16 0.22 0.38
4 0.14 0.20 0.34
(1)同桌提醒小明图甲中少连接了一个元件    ,小明改正后在实验过程中发现电流表指针向左偏转,原因是    。为了能进行多次实验,可以在电路中串联一个    ;
(2)测量出表中的1、2组数据后,小明得出了并联电路各支路电流相等的错误结论,原因是    ,进实验后测出了表中3、4组所示的数据,经过分析后得出了并联电路中电流的普遍规律    ;(用I、I1、I2表示)
(3)在本实验中进行多次实验的主要目的是为了    。
30.(6分)小明和小亮两位同学想探究导体的电阻与材料、长度、横截面积的关系,他们在实验室找到了六根不同的电阻丝,并把它们编号,如表所示。
编号 材料 长度(m) 横截面积(mm2)
① 镍铬合金 0.8 0.8
② 镍铬合金 0.5 0.5
③ 镍铬合金 0.3 0.5
④ 镍铬合金 0.3 1.0
⑤ 康铜合金 0.3 0.5
⑥ 康铜合金 0.8 0.8
(1)小明利用甲图电路进行实验,分别将两根电阻丝分别接在A、B和C、D之间,比较电压表示数大小就可比较出电阻大小。
①他依据的实验原理是:在串联电路中,哪个电阻两端的电压越大,其电阻就    。
②小明在实验中选用①⑥号电阻丝,是为了探究电阻与    的关系。
③小明在实验中选用③④号电阻丝,如果在实验中测得U3>U4,则可以得出的结论是    。
(2)小亮利用乙图电路进行实验,将选用的电阻丝先后接在M、N之间,比较电流表示数大小就可比较出电阻大小。
①小亮依据的实验原理是:导体两端的电压一定时,接入的电阻丝阻值    ,电流表的示数越大。
②为了使实验次数最少,小亮在提供的六根电阻丝中,选取    根电阻丝,即可顺利完成整个实验。
③请你从安全的角度分析,小亮所用的乙图电路有什么缺点?   。
31.(6分)在做“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时,小丽采用了如图所示的实验装置。(两个透明容器中封闭着等量气体)
(1)如图所示的是探究电流产生的热量跟    的关系,通电一段时间后,   (填“左侧”或“右侧”)容器内的电阻丝产生的热量多。可以得出:在    一定的条件下,   越大,产生的热量越多。
(2)让该实验装置冷却到初始状态,把右侧并联的两根电阻丝都放入容器内,接通电源比较两容器内电阻丝发热多少。此时该装置    (填“可以”或“不能”)探究电流产生的热量跟电阻的关系。一段时间后两侧容器内电阻丝产生的热量    (填“左侧”“右侧”或“一样”)多。
32.(12分)在探究“电流与电压关系”的实验中连接了如图甲所示的电路,电源是三节新的干电池,定值电阻阻值为10Ω,滑动变阻器铭牌上标有“20Ω 1A”的字样。
(1)小明连接的实验电路如图甲所示,检查电路后发现有一条导线连接有误,请将连接错误的导线画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)改正错误后,闭合开关发现电流表和电压表指针立刻有较大的偏转,其原因是    。接着小明只调节滑动变阻器滑片到某一位置时,观察到电流表指针如图乙所示位置,则此时电压表示数应为    V,如果想使电流表的示数为0.3A,应再向    (填“左”或“右”)调节滑动变阻器滑片,通过多次实验可以得出在电阻一定时,通过导体的电流与电压成    比;
(3)为了保证电路中各元件安全,变阻器连入电路的最小阻值为    Ω;
(4)将定值电阻换成小灯泡后移动滑动变阻器的滑片,通过观察电流表和电压表的示数做出了如图丙所示的I~U图象,当电压表的示数为2.5V时,灯丝电阻为    Ω,但发现I~U图象并不是一条直线,原因是    ;
(5)小明想挑战一下自己,于是设计了如图丁所示的电路图来测量已知额定电流为0.3A的小灯泡L的额定功率。其中电源未知,R1、R2是最大阻值均为20Ω的滑动变阻器。请你将小明的实验步骤补充完整。
①将两个滑动变阻器的滑片都放到最右端,闭合开关S1和S2,读出电压表示数为6V;
②断开开关S2,保持滑动变阻器    (填“R1”或“R2”)的滑片的位置不动,调节另一个滑动变阻器的滑片,使电压表示数为    V;
③保持滑动变阻器R1和R2的滑片的位置不动,再闭合开关S2,读出电压表示数为4V;
④小灯泡额定功率P额=   W。
2022-2023学年辽宁省葫芦岛市龙港区九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共12小题,共28分。1~8题为单选题,每题2分;9~12题为多选题,每题3分,漏选得2分,错选得0分)
1.【解答】解:A、一节干电池的电压为1.5V,故A不符合实际;
B、家用空调的功率约为1000W,I=≈4.5A,接近5A,故B符合实际;
C、家用液晶电视机的功率约为100W,故C不符合实际;
D、实验室小灯泡正常工作时的电压为2.5V,通过灯丝的电流约为0.3A,所以灯丝电阻R=≈8.3Ω,故D不符合实际。
故选:B。
2.【解答】解:A、漫天沙尘,是沙尘颗粒在空中的机械运动,它不能说明分子在不停地做无规则运动,故A不符合题意;
B、袅袅炊烟,是固体颗粒的机械运动,不能说明分子运动,故B不符合题意;
C、缥缈雾海,是液态小水滴在空中的机械运动,故C不符合题意;
D、阵阵花香,是花香分子扩散到空气中而四处飘逸,说明分子在不停地做无则运动,故D符合题意。
故选:D。
3.【解答】解:AB、活塞迅速向下压时,活塞压缩气体做功,将机械能转化为内能,因此空气和棉花的内能增加,温度升高,达到棉花的着火点,棉花就会燃烧,故A正确,B错误;
C、当活塞压下时,空气分子间的距离减小,同时我们感觉到越往下压缩越费力,这是由于筒内空气分子间斥力增大的缘故,故C错误;
D、在下压活塞时,活塞压缩筒内空气做功,机械能转化为内能,筒内空气的内能增大,说明用做功的方式能改变物体的内能;内燃机在压缩冲程中活塞向上运动,压缩气体对气体做功,将机械能转化为内能;它们的能量转化情况相同,即上述过程类似于四冲程内燃机工作时的压缩冲程,故D错误。
故选:A。
4.【解答】解:
由题意知,闭合开关S1,托盘旋转,再将开关S2闭合,开始加热;只闭合开关S2,则不能加热;这说明电动机和加热电阻在工作时互不影响,即两者是并联的,且S1在干路上,S2在加热电阻的支路上,由各选项电路图可知,B符合题意,ACD不合题意。
故选:B。
5.【解答】解:A、橡胶棒带负电,接触瞬间电子从橡胶棒转移到了验电器金属球上,故A正确;
B、橡胶棒是绝缘体,能够带电,故B错误;
C、瞬间的电流方向是从验电器金属箔到橡胶棒,故C错误;
D、验电器的两金属箔片因带同种电荷相互排斥而张开,故D错误。
故选:A。
6.【解答】解:闭合开关S后,灯泡L与滑动变阻器Rp并联,电压表V1和V2均测电源两端的电压,电流表A1测Rp支路的电流,电流表A2灯泡支路的电流,
由电源电压不变可知,滑片移动时电压表V1和V2的示数均不变,故B错误;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,滑片移动时通过灯泡的电流和灯泡的实际功率均不变,
则电流表A2的示数不变、灯泡的亮暗不变,进一步可知电压表V1与电流表A2示数的比值不变,故A错误、C正确;
将滑动变阻器的滑片由如图所示位置向左移动,变阻器接入电路中的电阻变大,
由I=可知,通过变阻器的电流变小,即电流表A1的示数变小,则电压表V2与电流表A1示数的乘积变小,故D错误。
故选:C。
7.【解答】解:A、电源的作用是给用电器两端提供电压,故A正确;
B、用电器功率越大,电流通过它时做的功就越快,做功的多少还要看做功的时间长短,故B错误;
C、灯泡的亮暗是由它的实际功率决定的,故C错误;
D、超导体电阻为零,不能用于发热体,故D错误。
故选:A。
8.【解答】解:闭合开关,两灯泡串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表V1测灯泡L2两端的电压,电压表V2测电源电压,
A、灯L1、L2都发光,电路正常,电流表和电压表示数不变,故A不符合题意;
B、灯L1、L2都不发光,电路断路,电流表示数为0,电压表V2示数不变,
若灯L1断路,电压表V1示数为0,若灯L2断路,电压表V1示数变大,故故障不一定使得两个灯都不发光,故B不符合题意;
C、灯L2仍然发光,灯L1不发光,则灯L1短路,电压表V1示数变大,电压表V2示数不变,根据串联电路电阻特点结合欧姆定律可知通过电路的电流变大,则电流表示数变大,故C不符合题意;
D、灯L1仍然发光,灯L2不发光,则灯L2短路,电压表V1示数变小,电压表V2示数不变,根据串联电路电阻特点结合欧姆定律可知通过电路的电流变大,则电流表示数变大,故D符合题意。
故选:D。
9.【解答】解:A、电灯的开关发生短路时,即开关一直接通,但不会造成电流过大,保险丝不会熔断,故A错误;
B、在家庭电路中,电能表总要装在总开关之前,故B正确;
C、试电笔可以用来检查用电器的金属外壳是否带电,故C正确;
D、避雷针需要用导体制成,故D错误。
故选:BC。
10.【解答】解:
A、子弹在水气球中运动时,克服摩擦做功,机械能转化为内能,故A正确;
B、子弹克服摩擦做功,子弹熔化变形,是通过做功的方式使内能增大的,故B正确;
C、气球内水温变化不大,主要是因为水的比热容大,同样吸收热量的情况下,温度变化小,故C正确;
D、子弹和水气球间的能量转化遵守能量守恒定律,故D错误。
故选:ABC。
11.【解答】解:AB、由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:
I1===1A,I2===0.5A,
由I=可得,两灯泡的电阻分别为:
R1===6Ω,R2===12Ω,
因串联电路中各处的电流相等,且其中一只正常发光,另一只没有达到额定功率,
所以,此时电路中的电流I=I2=0.5A,灯泡L2正常发光,灯泡L1不能正常发光,故A错误、B正确;
CD、由P=UI=I2R可得,灯泡L1、L2的实际功率之比:
====,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,灯泡L1、L2两端的总电压U=IR总=I(R1+R2)=0.5A×(6Ω+12Ω)=9V,故C错误,D正确。
故选:BD。
12.【解答】解:
A、当开关旋至“1”挡时,两个电阻并联接入电路,此时电路总电阻最小为R1====2.5Ω,
此时电路中干路电流为4A,则电源电压U=I1R1=4A×2.5Ω=10V,故A正确;
B、如果电源电压为5V,由于当开关旋至“1”挡时,两个电阻并联接入电路;当开关旋到“2”时,一个电阻接入电路;当开关旋到“3”时,两个电阻串联接入电路;根据串并联电路的特点可知,当两个电阻串联接入电路时电路中的总电阻最大,最大电阻为R3=R+R=2R=2×5Ω=10Ω,
此时电路中的电流最小为:I最小===0.5A,故B正确;
C、如果电源电压为10V,当开关旋到“2”时,一个电阻接入电路,则I2===2A;
当开关旋到“3”时,两个电阻串联接入电路,则I3===1A,
所以电流变化量为△I=I2﹣I3=2A﹣1A=1A,故C错误;
D、若电源电压为10V,当开关旋至“1”挡时,两个电阻并联接入电路,电路中的总电阻最小,
电路1min最多能产生的热量:Q=W=t=×1×60s=2400J,故D正确。
故选:ABD。
二、填空题(本题共9小题,每空1分,共26分)
13.【解答】解:蜡液凝固在布上,蜡与布间的作用力会比液体时要大一些,所以能牢固的粘在布上;蜡染工人闻到染料的气味是属于扩散现象,这是因为染料分子在不停地做无规则运动。
故答案为:大;扩散。
14.【解答】解:当用力击打气包时,气包内的气体会迅速的把“火箭”发射出去。这一过程中,是气包内气体的内能转化为“火箭”的机械能,气包内的气体对外做功其温度将降低。
故答案为:内;机械;降低。
15.【解答】解:(1)汽车在行驶过程中与空气摩擦,产生摩擦起电现象,从而带了电,所以手刚触车门就被“电”了一下;
(2)铜丝容易导电,是导体;
(3)静电消除器与地面接触时发生摩擦做功,内能会增加。
故答案为:电;导体;增加。
16.【解答】解:从钥匙所起的作用来看,钥匙相当于电路中的开关,通过分析上面的信息,可知钥匙与行驶开关的连接方式为串联;行驶过程中由电池供电为车提供动力,将电能转化为机械能,充电过程中电池消耗电能,相当于一个用电器。
故答案为:开关;串联;电能;用电器。
17.【解答】解:(1)三脚插头最上面的a脚,用电器的金属外壳相连,能使家用电器的金属外壳先接地,人不会因为用电器漏电触电;
(2)根据“左零右火”的原则知b插脚连接的电线是火线,c插脚连接的电线是零线,b、c两脚之间的电压是220V;
(3)由于b插脚连接的电线是火线,若用试电笔笔尖接触与b插脚相连通的导线内金属线,试电笔氖管会发光,使用试电笔时,手要接触笔尾金属体。
故答案为:金属外壳;220V;会;要。
18.【解答】解:
(1)电暖气和热水器是利用电流热效应制成的加热设备,其原理都是电流的热效应;
(2)电暖气和热水器都比液体的温度高,彼此之间都存在着温度差,内能就会从温度高的电暖气或热水器传递给温度低的液体,从而使液体的内能增加,都是利用热传递的方式增加其内部液体内能的。
故答案为:热效应;热传递。
19.【解答】解:
(1)家庭电路中空气开关的作用是保护电路,当电路中发生短路或用电器总功率过大时会引起空气开关跳闸。
(2)当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到火线和零线时(双线触电),流过火线与零线的电流相等,保护器中火线和零线中电流产生的磁场应完全抵消,漏电保护器不会切断电路。
故答案为:用电器总功率过大;不能。
20.【解答】解:快充时消耗的电能:
W=UIt=4V×4000mA h=4V×4A×3600s=57600J==0.016kW h,
快充功率P=100W,
由P=得快充需要的时间:
t===576s;
3000r/(kW h)表示,电路中用电器每消耗1kW h的电能,电能表的转盘转3000转,
消耗这些电能让电能表转盘转的转数:
n=3000r/(kW h)×0.016kW h=48r;
10(20)A中,20A是指电能表平时工作允许通过的最大电流,220V是指电能表的工作电压,电能表允许电路接入的用电器的最大电功率P最大=U′I最大=220V×20A=4400W。
故答案为:576;48;4400。
21.【解答】解:由图甲可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电压表V1测电源电压,电流表测电路中的电流;
由欧姆定律可知,当滑动变阻器接入电路的电阻增大时,电路中的电流减小,由串联电路的分压原理可知,此时滑动变阻器两端的电压增大,即电流表的示数随着电压表V2示数的增大而减小,因此图乙为电压表V2和电流表的示数变化图象,
因为电压表V1测电源电压,因此滑片移动过程中电压表V1的示数不变,图丙为电压表V1和和小灯泡电阻关系图象;
由图甲可知,当滑动变阻器的滑片在最右时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,由欧姆定律可知,此时电路中电流最小,由乙图可知,此时电路中的电流为0.25A,滑动变阻器两端的电压为6V,由图丙可知,此时灯泡的电阻为8Ω,
由欧姆定律和串联电路的电压特点可知,电源电压:U=UL小+U1大=I小RL小+U1大=0.25A×8Ω+6V=8V;
(1)由欧姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值:R1大===24Ω;
(2)由图乙可知电路中的最大电流为0.5A,根据串联电路的电流特点可知,灯泡的额定电流为0.5A,由图乙可知此时滑动变阻器两端的电压为2V,
由串联电路的电压特点可知,灯泡的额度电压:U额=U﹣U1小=8V﹣2V=6V,
灯泡的额定功率:P额=U额I额=6V×0.5A=3W;
(3)由串联电路的电流特点和欧姆定律可知,当滑动变阻器阻值的连入的电阻与小灯泡连入的电阻相等时,滑动变阻器和灯泡两端的电压相等,
串联电路的电压特点可知,灯泡两端的电压:UL=U1=U=×8V=4V,
由图乙可知,此时电路中的电流为0.4A,
则小灯泡10s内消耗的电能:W=ULIt=4V×0.4A×10s=16J。
故答案为:24;3;16。
三、作图题(本题共3小题,每小题3分,共9分)
22.【解答】解:电流表测电路中一个小灯的电流,则两灯并联,且电流表和一个灯泡串联在同一支路;电压表应并联接入电路中,所以,上左侧内应填电流表,下面为小灯泡,最右侧为电压表;如图所示:
23.【解答】解:根据题意可知,照明灯由开关S控制;照明与排风工作时互不影响,这说明照明灯与电动机是并联的;如单独按下弱排风开关S1或强排风开关S2,分别对应排油烟机的弱排风和强排风,如同时按下S1、S2则为强排风,这说明S1控制定值电阻与电动机、S2控制电动机,电路图如下所示:
24.【解答】解:
由题知,两个灯是并联的关系,且开关控制对应的灯泡,开关应与所控制的灯泡串联;并且开关应该接在火线和灯泡之间,故连接方法如下:
四、简答题(3分)
25.【解答】答:
(1)在家庭电路中,导线相互连接处因接触不良,该处的电阻较大;
(2)由于导线连接处与导线串联在电路中,通过的电流相等、通电时间相等,根据Q=I2Rt,连接处产生的热量较多,往往比别处更容易发热,所以插头与插座连接处比别处更容易发热。
五、计算题(本题共2小题,共18分。要求写出必要的文字说明、公式、主要运算过程、数值、单位和答)
26.【解答】解:(1)轿车的总重力:G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N,
轿车静止时对水平地面的压力:F=G=2×104N;
则轿车静止时对水平地面的压强:
p===1×105Pa;
(2)由题意可知,轿车匀速行驶时所受阻力:
f=0.2G=0.2×2×104N=4×103N,
因为轿车沿平直公路匀速行驶,所以轿车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,即:F牵=f=4×103N;
轿车在5min内牵引力做的功:W=F牵s=4×103N×3000m=1.2×107J;
则轿车的实际功率:P===4×104W。
(3)汽油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=6kg×4×107J/kg=2.4×108J;
由η=×100%得有用功为:W有用=ηQ放=30%×2.4×108J=7.2×107J,
该车以最大输出功率行驶的时间:t′==600s。
答:(1)静止时轿车对水平地面的压强为1×105Pa;
(2)此时轿车的实际功率为4×104W;
(3)若汽油机的效率为30%,6kg的汽油可供轿车以最大功率匀速行驶600s。
27.【解答】解:(1)由P=UI可知,保温挡工作时,电路中的电流:I===0.8A;
(2)由图乙可知,当开关S1、S2闭合时,电路中只有R1时,当开关S1闭合、S2断开时,R1、R2串联;
根据串联电路的电阻特点可知,当开关S1、S2闭合时,电路中只有R1时,电路中的总电阻最小,根据P=可知,电路中的总功率最大,电火锅处于加热挡;
由P=可知,R1的阻值:R1===48.4Ω;
当开关S1闭合、S2断开时,R1、R2串联,电路中的总电阻最大,电路中的总功率最小,电火锅处于保温挡;
由P=可知,R1、R2的串联总电阻:R===275Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,R2的阻值:R2=R﹣R1=275Ω﹣48.4Ω=226.6Ω;
(3)电火锅消耗的电能:W=P加热t=1000W×14×60s=8.4×105J,
不计热量损失,水吸收的热量:Q吸=W=8.4×105J,
由Q吸=cmΔt可知,水的质量:m===5kg,
由ρ=可知,水的体积:V===0.005m3=5dm3=5L。
答:(1)保温挡工作时,电路中的电流为0.8A;
(2)电路中电阻R2的阻值为226.6Ω;
(3)若不计热量损失,电火锅正常工作14min,能将5升20℃的水升高40℃。
六、实验、探究题(本题共5小题,共36分)
28.【解答】解:(1)因为在探究“不同物质吸热能力”的实验中,应保证水和煤油的质量相同、吸收的热量相同。
所以在两个相同的烧杯中加入初温相同、质量相同的水和食用油,
选用相同电加热器的目的是:使水和食用油在相同时间内吸收相同的热量;
(2)在实验过程中控制加热时间相同,通过比较升高的温度(或温度升高的多少)来研究水和食用油吸热能力的差异;
(3)①分析第1、2次或第3、4次实验数据,可以得到:同种物质,升高相同的温度(10℃),质量越大,加热的时间越长,吸收的热量越多,
所以物质吸收热量的多少与质量大小有关;
②分析第1、3次或第2、4次实验数据,可以得到:质量相同的不种物质,升高的温度不同,加热时间不同,即吸收的热量不同,
由此可知:相同质量的不同物质,吸收的热量与物质的种类有关;
(4)将图中的水和食用油均加热到沸腾,由于水和食用油的沸点是不同的,则两种液体升高的温度也不同,故不能探究它们的吸热能力的大小。
故答案为:(1)质量;吸收的热量;(2)升高的温度;(3)①质量;②种类;(4)沸点。
29.【解答】解:(1)电路是用导线将用电器、电源、开关连接起来构成电路的路径,所以电路中缺少开关。
电流表测量电流时,指针反向偏转,说明电流从负接线柱流入了,即电流表正负接线柱接反了。
为了能进行多次实验,找出普遍规律,我们可以在电路中串联一个滑动变阻器来改变电路的电阻,从而改变电流。
(2)根据表格的1、2组数据得出并联电路各路电流相等的错误结论,是因为两灯泡的规格相同造成的。
分析表中3、4组的数据可知:并联电路中干路电流等于各支路电流之和,即:I=I1+I2。
(3)本实验是探究并联电路的电流规律,故进行多次实验的主要目的是寻找普遍规律。
故答案为:(1)开关;电流表正负接线柱接反了;滑动变阻器;(2)选用的两灯泡的规格相同;I=I1+I2;(3)寻找普遍规律。
30.【解答】解:(1)①根据串联电路的分压规律可知,在串联电路中,哪个电阻两端的电压越大,其电阻就越大。
②小明在实验中选用①⑥号电阻丝,导体的长度、横截面积相同,材料不同,是为了探究电阻与材料的关系。
③小明在实验中选用③④号电阻丝,导体的材料、长度相同,横截面积不同,③的横截面积小,如果在实验中测得U3>U4,则③的电阻大,则可以得出的结论是:在导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大。
(2)①把电阻丝串联接入电路中,导体两端的电压一定时,接入的电阻丝阻值越小,根据欧姆定律可知,电路中的电流越大,电流表的示数越大。
②实验中根据③⑤号电阻丝,可以探究电阻与材料的关系;③④号电阻丝可以探究电阻与横截面积的关系;②③号电阻丝可以探究电阻与长度的关系;故选取②③④⑤四根电阻丝,即可顺利完成整个实验。
③请你从安全的角度分析,小亮所用的乙图电路中,当电阻丝的电阻较小时,电路中的电流较大,容易损坏电流表。
故答案为:(1)①越大;②材料;③在导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大;(2)①越小;②②③④⑤;③当电阻丝的电阻较小时,电路中的电流较大,容易损坏电流表。
31.【解答】解:(1)如上图所示,根据并联电路电流的规律,通过左容器电阻丝的电流I左大于通过右边容器电阻丝的电流I右,而容器内两电阻丝阻值大小相同,通过时间也相同,故是探究电流产生的热量跟电流的关系;
因I左>I右,通电一段时间,左瓶内的电阻丝产生的热量多,故结论为:在电阻和通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多;
(2)让实验装置冷却到初始状态,将右边两个电阻丝作为研究对象(等效于一个电阻丝,根据并联电阻的规律,右瓶容器内的电阻为=2.5Ω<5Ω,),根据串联电路电流的规律,可控制电流相同,通电时间也相同,故把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟电阻的关系;根据焦耳定律Q=I2Rt,一段时间后左瓶电阻丝产生的热量多。
故答案为:(1)电流;左侧;电阻和通电时间;电流;(2)可以;左侧。
32.【解答】解:(1)原电路中,滑动变阻器两根导线接到了下边的两个接线柱上,滑动变阻器应采用一上一下式连接导线,如下改正;
(2)闭合开关发现电流表和电压表指针立刻有较大的偏转,则电路的电流过大,原因是没有将变阻器的最大电阻连入电路中;
调节滑动变阻器滑片在某一位置时观察到电流表示数如图乙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则此时电流表示数应为0.2A,已知定值电阻的电阻为10Ω,电压表测量的是定值电阻的电压,根据欧姆定律,则电压表的示数U=IR=0.2A×10Ω=2V;如果想使电流表的示数为0.3A,即增大电流,应减小变阻器连入的电阻,故应向右调节滑动变阻器滑片,通过多次实验可以得出:在电阻一定时通过导体的电流与电压成正比;
(3)为了保证电路中各元件安全,电压表选用小量程,最大示数为3V,由欧姆定律,电路的最大电流为I===0.3A<0.6A,变阻器分去的最小电压为4.5V﹣3V=1.5V,由串联电路分压原理,变阻器连入电路的最小电阻为:
R滑小=×10Ω=5Ω;
(4)根据如图丙所示的图象可知,当电压表的示数为2.5V时,电流为0.25A,由欧姆定律,灯丝电阻为:
R===10Ω,但发现U﹣I图象并不是一条直线,原因是灯丝的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值;
(5)①将两个滑动变阻器的滑片都放到最右端,闭合开关S1和S2,读出电压表示数为6V;此时变阻器R1和R2串联,电压表测量R2的电压,即U2=6V,由于两个电阻相等,串联电路中电流处处相等,可知两个电阻的电压相等,即R1的电压U1=6V,所以电源电压U=U1+U2=6V+6V=12V;
②断开开关S2,保持滑动变阻器R1的滑片的位置不动,调节另一个滑动变阻器R2的滑片,使电压表示数为6V,此时R1、R2和灯泡L串联,电压表测量灯泡L和R2的电压,即灯泡L和R2的电压U2L=6V,且灯泡L和R2的电阻之和为20Ω,即R2L=20Ω,根据串联电路电压规律可知,R1的电压不变还为6V,通过R1的电流I1===0.3A,因此灯泡正常发光;
③保持滑动变阻器R1和R2的滑片的位置不动,再闭合开关S2,读出电压表示数为4V,灯泡被短接,此时R1和R2串联,电压表测量R2电压,U2′=4V,则R1的电压为U1′=U﹣U2′=12V﹣4V=8V,根据串联电路分压规律可求得R2连入电路的电阻,由=得R2′===10Ω,由于R1和R2的滑片的位置没有变化,所以灯泡的电阻RL=R2L﹣R2′=20Ω﹣10Ω=10Ω;
④小灯泡额定功率P额=I2RL=(0.3A)2×10Ω=0.9W。
故答案为:(1;(2)没有将变阻器的最大电阻连入电路中;2;右;正;(3)5;(4)10;灯丝的电阻随温度的变化而变化;(5)②R1;6;④0.9。
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