山东省临沂市罗庄区2022-2023九年级上学期期末物理试题(答案)

2022-2023学年山东省临沂市罗庄区九年级(上)期末物理试卷
一、选择题(每题所列出的四个选项中,只有一项最符合要求,每题2分,共40分)
1.(2分)10月2日,双月湖开园啦!下列双月湖畔的自然现象中,需要吸热的是(  )
A.初春,冰面解冻 B.盛夏,露水沾衣
C.深秋,雾起湖面 D.严冬,滴水成冰
2.(2分)疫情期间,临沂青河实验学校的小强使用电脑、手机进行线上学习。他估测的下列数据最符合实际的是(  )
A.一天网课下来,手机烫手,温度约为100℃
B.笔记本电脑的工作电流约100mA
C.智能手机的工作电压220V
D.笔记本电脑的功率约100W
3.(2分)小区解封,十里铺农贸市场生意火爆!下列热现象的分析正确的是(  )
A.蒸馒头时,下层蒸格中的馒头先熟
B.油煎包是通过热传递的方式增加煎包的内能
C.烧鸡的温度越高,含有的热量越多
D.炸麻花时,燃料燃烧,热值变小
4.(2分)下列关于热学知识的认识,正确的是(  )
A.发生热传递时,温度总是从高温物体传递给低温物体
B.一块0℃的冰熔化成0℃的水,内能增加,比热容不变
C.温度高的物体,内能不一定大
D.热传递的方向由内能大小决定
5.(2分)两个相同的容器中分别装有质量相同的甲、乙两种液体。用相同规格的电加热器分别加热,液体的温度与加热时间的关系如图所示、则(  )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
C.升高相同的温度,甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量
D.甲、乙两物质的比热容会随质量的增大而增大
6.(2分)学习了电学知识后,下列说法你认为正确的是(  )
A.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,是因为玻璃棒得到了正电荷
B.可以用导线将电池正负极长时间直接连接
C.规格不同的两只灯泡并联在电路中,两灯亮度不同,是因为流过两灯的电流不同
D.测电流时,必须将电流表和被测的用电器串联,电流必须从表的正接线柱流进
7.(2分)如图所示为一种新型“水温感应龙头”,自带水流发电电源。当水流温度低于40℃,感应开关S1闭合,只有绿灯照亮水流;当水温达40℃及以上,感应开关S2闭合,只有红灯照亮水流,以警示用水的人。图中的电路设计能实现该功能的是(  )
A. B.
C. D.
8.(2分)小林同学在“探究串联电路中用电器两端电压与电源两端电压的关系”时,如图所示电源电压U=6V保持不变。他闭合开关时发现两只灯泡都不亮,用电压表分别测出ab、bc、ac两点之间的电压为Uab=6V、Ubc=0V、Uac=6V。若电路只有一处故障,则应是(  )
A.灯泡L1短路 B.灯泡L1断路 C.灯泡L2短路 D.开关S断路
9.(2分)在许多实验中,闭合开关前常将滑动变阻器的滑片调到阻值极大端,这样做能起到保护电路的作用。其原因是闭合开关后(  )
A.通过电路的电流最小 B.变阻器两端电压最小
C.变阻器电阻发热最大 D.电源两端的电压最小
10.(2分)用电常识要牢记下列符合安全用电规范的是(  )
A.用正在充电的手机上网课
B.在一个插座上同时使用多个大功率用电器
C.家庭电路中装有空气开关和漏电保护器
D.绝缘皮损坏的导线可以继续使用一段时间
11.(2分)某人习惯晚上睡觉前开始为手机充电,第二天早晨拔掉充电线插头。手机充满电后,会自动停止充电并处于待机状态,当电能消耗到一定程度后,又会自动充满……在待机和自动充电的循环过程中,待机时间为自动充电时间的50倍。已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W,充电器的充电电流为2.0A,则充电器的充电电压为(  )
A.2V B.3V C.4V D.5V
12.(2分)灯泡L1、L2分别标有“220V 100W”、“220V 40W”的字样,将它们接入220V的电路中,则(  )
A.L1、L2并联时,L1比L2亮 B.L1、L2并联时,亮度相同
C.L1、L2串联时,L1比L2亮 D.L1、L2串联时,亮度相同
13.(2分)某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图所示。R2为定值电阻,R1为光敏电阻,当有光照射光敏电阻时其阻值变小。激光被遮挡一次,计数器会自动计数一次(计数器可视为电压表)。闭合开关,激光被遮挡瞬间,下列说法正确的是(  )
A.电阻R1的阻值变小 B.通过R2的电流变大
C.电阻R1两端的电压变大 D.电阻R2两端的电压变大
14.(2分)一个标有“220V 1100W”的电热器,当通过它的电流为2A时,它的实际功率为(  )
A.176W B.352W C.440W D.1100W
15.(2分)如图所示为某小组设计的多挡位电热器电路,U不变,R1、R2为电阻丝且R1>R2,电热器功率最大时开关状态为(  )
A.S1闭合,S2接a B.S1闭合,S2接b
C.S1断开,S2接a D.S1断开,S2接b
16.(2分)在“探究电流与电压的关系”实验中,小明同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I﹣U图像,如图所示,下列说法正确的是(  )
A.R1与R2的阻值之比是1:2
B.R1与R2串联接在3V的电源两端,电路消耗的总功率是0.6W
C.R1与R2并联接在3V的电源两端,通过R1与R2的电流之比是2:1
D.R1与R2并联接在3V的电源两端,R1与R2消耗的电功率之比是2:1
17.(2分)小红梳理反思了“磁场和磁感线”相关知识,她归纳整理如下,其中正确的有(  )
①磁场看不见摸不着,但是可以借助小磁针感知它的存在
②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
③磁感线是铁屑组成的
④地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近。
A.①④ B.②③ C.①② D.②④
18.(2分)如图所示,有轨电车是城市交通现代化的标志,直流电动机是有轨电车的动力心脏,其工作原理是(  )
A.
B.
C.
D.
19.(2分)如图甲电路,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从最右端向左移动到某一位置的过程中,两电表的示数关系如图乙所示。下列判断正确的是(  )
A.小灯泡的额定功率为10W
B.电路的最大总功率为1.2W
C.小灯泡的灯丝阻值越来越小
D.滑动变阻器R接入电路的最小阻值是8Ω
20.(2分)图中是模仿中国科技馆“电磁感应摆”组装的实验装置,甲、乙两个线圈用导线连接起来,构成闭合电路,分别放入磁场中,让甲线圈在磁场中做切割磁感线运动,乙线圈就会随之摆动。关于这个现象,下列说法正确的是(  )
A.甲线圈运动过程中,把电能转化为机械能
B.乙线圈摆动过程中,把机械能转化为电能
C.根据乙线圈摆动的原理可以制成电动机
D.只改变甲线圈切割磁感线的方向,乙线圈摆动方向不变
二、填空题(每空1分,共18分)
21.(9分)(1)天气寒冷,沂河边晨跑的人嘴里呼出“白气”,这是一种    现象;九州超市销售的蜜柚常用保鲜袋包装着,这主要是为了减少蜜柚中的水分    。
(2)如图1所示,一顶太阳能风扇凉帽,凉帽的顶部装有电池板,帽檐上装有小型电风扇。电池板在太阳光的照射下驱动电风扇工作,将电能转化为    能。电风扇工作时的电压为1.2V,电流为50mA,若电风扇正常工作了1h,电流做功为    J。
(3)如图2是探究电流通过导体时产生热量与    的关系,实验中通过观察U形管    的变化来反映电阻产生热量的多少。当通过R1的电流是2A时,10s内电流通过R1产生的热量是    J。
(4)如图3是电磁铁和永磁体产生的磁场,由图可知,A的左端为    极,电源的右端为    极。
22.(9分)(1)如图1,中医的理疗方式中蕴含了许多物理知识,“艾灸”时用艾条熏烤患者的穴位,局部有温热感,这是通过    的方式使其内能增加的;“刮痧”时要在皮肤上涂一些药油,利用刮痧使皮肤温度升高,这是通过    方式来改变物体的内能。
(2)如图2,学校开展了一系列丰富多彩的安全教育活动,本期活动的主题是“安全用电,珍惜生命”,下列是活动的部分内容。如图a所示,接地导线应该与三孔插座的    (填“E”、“N”或“L”)孔相连接;如图b、c所示,两种使用测电笔的方法中,正确的是图    ;如图d、e所示为家庭电路中造成电线燃烧的原因,其中图d所示情况的原因是    (填“用电器的总功率过大”或“短路”)。
(3)如图3所示,是一种利用健身球设计的充电器,当人们在转动球的时候就可以给电池充电,这时健身球里面的装置相当于    (填“电动机”或“发电机”),它工作时的原理是    。
(4)国庆长假,小亮全家去外地旅行,但是家中所有用电器仍然处于待机状态。5天后归来,电能表显示耗电3kW h,则小明家用电器待机的总功率为    W。若据此计算,某城市共60万户家庭,每个家庭的用电器一年待机4000h,每度电0.5元,将所有用电器不用时彻底关闭,一年共可节约    万元。
三、实验题(23题3分,24题7分,25题7分,26题5分,27题4分,共26分)
23.(3分)本学期我们认识了电能表:
(1)电能表是用来测量    (填“电功”或“电功率”)的仪表。
(2)小丽家10月底电能表读数如图所示,11月底电能表的读数为1869.5kW h,11月份他家消耗了    kW h的电能。
(3)小丽家的电饭煲标有“220V 1000W”字样,她关掉家里其它用电器,让电饭煲正常工作1min,该电能表的转盘转    转。
24.(7分)用5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻探究电流与电阻的关系,实验所用电源电压为6V。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整(滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大)。
(2)先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关后,电流表有示数,电压表无示数,可能是定值电阻    路。
(3)排除故障后进行实验,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数如图乙所示时记录数据,则本实验中控制的定值电阻两端的电压为    V。
(4)断开开关,将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向    (选填“左”或“右”)端移动;移动滑片的过程中,眼睛应观察    表的示数。
(5)根据实验数据描绘出电流与电阻倒数的图象如图丙所示,由图象可知,电压一定时,电流与电阻成    比。
(6)分析实验数据可知,本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于    Ω。
25.(7分)某班同学居家完成“测量小灯泡的电功率”实验中,实验室提供的实验器材如下:
A.待测小灯泡一个(额定电压3.8V,电阻约为10Ω)
B.电源一个(电压6V)
C.电流表一个(量程0~0.6A和0~3A)
D.电压表一个(量程0~3V和0~15V)
E.滑动变阻器R(最大阻值10Ω,额定电流1A)
F.开关一个,导线若干
(1)图甲是小明已经完成部分连线的实物电路图,请用笔画线代替导线帮小明将实物电路连接完整(要求当滑动变阻器的滑片P向C端移动时,接入电路的电阻变小)。
(2)小明电路连接完成之后,在开关S闭合之前,从安全性原则出发,应将滑动变阻器的滑片P置于    端(填“C”或“D”)。
(3)正确连接电路后,闭合开关S,小明发现小灯泡不发光,电压表有示数但电流表无明显示数,且移动滑动变阻器滑片P时,两表示数均无显著变化。造成这一现象的原因可能是    。
A.小灯泡发生短路
B.小灯泡发生断路
C.滑动变阻器发生短路
D.滑动变阻器发生断路
(4)排除故障,小明发现小灯泡较暗,如果要让小灯泡正常发光,他应将滑动变阻器向    (左/右)滑动。
(5)继续实验,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,当电压表读数U=3.8V时,小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,则可以求得小灯泡的额定功率P0=   W。
(6)小华在做此实验的过程中,选择了不同的电源和滑动变阻器。他正确连接电路后,无论怎样调节滑动变阻器滑片都不能使小灯泡正常发光,请对这一现象产生的原因可能是电源电压太小,使得小灯泡两端电压始终小于3.8V,或者滑动变阻器最大阻值    ,使得小灯泡两端电压始终大于3.8V。
(7)小华利用描点法作出通过小灯泡的电流与其两端的电压的I﹣U图像。观察图像,发现通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比,其原因可能是    。
26.(5分)某物理兴趣小组的同学在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中:
(1)如图甲,将许多小磁针放在螺线管周围的不同位置上,接通电路后观察小磁针静止时的指向(小磁针上涂黑的是N极)。
(2)闭合开关后,观察到螺线管周围的小磁针发生偏转,说明此时通电螺线管周围存在    ;如果移走小磁针,该结论    (填“成立”或“不成立”)。
(3)如图乙,移动滑动变阻器滑片,磁针偏转的角度变化,说明通电螺线管磁场的强弱与    有关;对调电源正负极后重新实验,发现小磁针静止时N极指向与原来相反,说明通电螺线管的磁场方向与    有关;对于通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系,我们可以用    定则来判定。
27.(4分)如图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
(1)实验时,小明通过观察    来判断电路中是否产生感应电流。
(2)小明进行了如图乙所示的5次操作,其中能产生感应电流的是    (选填所有符合要求的操作序号)。
(3)完成实验后,小明认为实验现象不太明显,请你提出一条改进措施:   。
(4)利用“磁生电”工作的装置有    (选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”)。
四、计算题(28题8分,29题8分,共16分)
28.(8分)李强家有一个标有“220V 10A”的插排(图甲所示),同时接入一个电加热坐垫和一台吸尘器(“220V 1100W”),家庭电路电压恒为220V。
(1)吸尘器工作10min消耗的电能是多少?
(2)现有一个电吹风机(“220V 880W”),若使3个用电器同时工作,请通过计算说明电加热坐垫的最大功率是多少?
(3)图乙是电加热坐垫的简化电路图,通过调控开关可实现保温和加热两个功能。电阻R1在调温盒内,电阻R2置于坐垫内用于加热,R2=2000Ω,求加热垫加热挡的功率。
29.(8分)图甲是某电饭锅的简化电路原理图,R1和R2是阻值不变的加热电阻,R1=50Ω,S为温控开关,1、2是开关连接的触点。某次煮饭时,只将电饭锅接入220V的电路中,在加热状态下工作了一段时间后,开关S自动切换到保温状态。在保温状态下,电能表(如图乙)的转盘在1min内转动了5r。求:
(1)保温状态下该电饭锅的发热功率。
(2)R2阻值的大小。
(3)用电高峰时,该电饭锅在加热状态下,14min内将2kg初温为20℃的水加热至沸腾(1个标准大气压),若不计热损失,电饭锅的实际电压。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
2022-2023学年山东省临沂市罗庄区九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每题所列出的四个选项中,只有一项最符合要求,每题2分,共40分)
1.【解答】解:A、冰面解冻,是固态变为液态的熔化现象,吸收热量,故A符合题意;
B、露是液体,是由空气中水蒸气遇冷形成的,气态变为液态的现象叫液化,液化放热,故B不合题意;
C、雾是液体,是由空气中的水蒸气遇冷形成的,气态变为液态的现象叫液化,液化放热,故C不合题意;
D、冰是固体,是由水遇冷形成的,液态变为固态的现象叫凝固,凝固放热,故D不合题意。
故选:A。
2.【解答】解:A、手机烫手,说明温度比人的体温略高,约为40℃,故A不符合实际;
B、笔记本电脑的工作电流约0.1A=100mA,故B符合实际;
C、智能手机的工作电压为3.7V,故C不符合实际;
D、笔记本电脑的功率约20W,故D不符合实际。
故选:B。
3.【解答】解:A.用多层蒸笼蒸馒头时,是通过热传递的方式传递能量,传递给水,水汽化成水蒸气,水蒸气上升,遇到冷的锅盖液化,液化放热,使上面的馒头先熟,故A错误;
B.煎炸过程是通过热传递的方式使油煎包的内能增加,故B正确;
C.热量是一个过程量,不能用“含有”来修饰,故C错误;
D.热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关,故D错误。
故选:B。
4.【解答】解:A、发生热传递时,热量总是从高温物体传递给低温物体,故A错误;
B、一块0℃的冰熔化成0℃的水,此过程是吸热过程,所以其内能增加;因为物质状态由固态变成液态,所以比热容改变,故B错误;
C、内能与温度、质量等有关,温度高的物体,内能不一定大,故C正确;
D、热传递的方向由两个物体的温度高低决定,故D错误。
故选:C。
5.【解答】解:AB、已知两种液体质量相等,用相同的加热器加热说明相同时间提供的热量相等,故B错误;
由图像可以看出:在吸收热量相同时,甲液体升高的温度更大,由公式c=知,甲液体比热容较小,故A错误;
C、由图像可以看出:升高相同温度时,甲需要的时间较短,乙需要的时间较长,也就是甲需要的热量较少,乙液体吸收的热量较多,故C正确;
D、比热容是物体本身的一种特性,与质量、温度、温度的变化以及吸收热量的多少无关,故D错误。
故选:C。
6.【解答】解:A、丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,是因为玻璃棒上的电子转移到丝绸上,故A错误;
B、不能用导线将电池的正负极长时间直接连接,故B错误;
C、规格不同的两只灯泡并联在电路中,两灯亮度不同,是因为灯泡的实际功率不同,故C错误;
D、测电流时,必须将电流表和被测的用电器串联,电流必须从表的正接线柱流进,负接线柱流出,故D正确。
故选:D。
7.【解答】解:由题意可知,当水流温度低于40℃,感应开关S1闭合,只有绿灯照亮水流,说明感应开关S1只控制绿灯,因此感应开关S1与绿灯串联;
当水温达40℃及以上,感应开关S2闭合,只有红灯照亮水流,说明感应开关S2只控制红灯,因此感应开关S2与红灯串联;
因为绿灯和红灯工作时互不影响、独立工作,所以绿灯与红灯并联,故D正确。
故选:D。
8.【解答】解:据题意可知,两灯为串联,闭合开关时,发现两灯均不亮是电路中发生断路,该同学测得Uab=6V,说明是电压表并联ab间电路断路,即灯泡L1断路,故B正确。
故选:B。
9.【解答】解:A、滑动变阻器的连入电路时,滑片滑到最大阻值处,电阻最大,电源电压不变,电流最小,故A正确;
B、根据串联电路分压特点可知,电阻越大分的电压越大,故变阻器两端电压达到最大,故B错误;
C、根据焦耳定律可知,通电时间和电阻一定时,电流越小产生的热量越小,故C错误;
D、电源两端电压不变,故D错误。
故选:A。
10.【解答】解:
A、用正在充电的手机上网课,若充电器或电池不合格,有发生爆炸的可能,故A不符合安全用电规范;
B、家庭电路中各用电器是并联的,一个插座上同时使用多个大功率用电器,会造成干路电流过大,容易引起火灾,故B不符合安全用电规范;
C、家庭电路安装漏电保护器是防止漏电而采取的安全措施,空气开关是为了防止电路中的电流过大而采取的安全措施,故C符合安全用电规范;
D、电线的绝缘皮破损时应及时更换,否则容易发生触电事故,故D不符合安全用电规范。
故选:C。
11.【解答】解:在待机和自动充电的循环过程中,待机时间为自动充电时间的50倍,且充电电能等于待机电能,已知手机在待机状态下消耗电能的功率为0.2W,可知充电功率P′=50P=50×0.2W=10W,
根据P=UI可知充电器的充电电压U===5V。
故选D。
12.【解答】解:AB、由P=可知,两灯泡正常发光时的电压均为220V,灯泡L1的额定功率较大,电阻较小;
灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,两灯并联接入220V的电路中,两灯正常发光,灯泡正常发光时的功率和额定功率相等,所以两灯泡正常发光时L1的功率大,灯更亮,故A正确,B错误;
CD、两灯泡串联起来接入220V的电路中,它们的电流相等,根据P=I2R可知,L1的电阻较小,较暗,L2的电阻大,较亮,故CD错误。
故选:A。
13.【解答】解:A、两电阻串联,计数器(电压表)测R1的电压,已知当有光照射时电阻变小,故激光被遮挡瞬间电阻R1变大,故A错误;
B、由串联电阻的规律,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路的电流变小,故B错误;
CD、根据U=IR可知,电流变小时,R2两端的电压变小,由于电源电压不变,由串联电路的电压规律可知,则R1两端的电压变大,故C正确、D错误。
故选:C。
14.【解答】解:由P=可得,电热器内电热丝的电阻:
R===44Ω,
当通过它的电流为2A时,该电热器的实际功率:
P实=I实2R=(2A)2×44Ω=176W。
故选:A。
15.【解答】解:并联电路总电阻小于任一分电阻,串联电路总电阻大于任一分电阻,
由图示电路图可知,当S1闭合、S2接到a端时,两电阻并联,此时电路电阻最小,由P=可知,此时电热器的电功率最大;
S1闭合,S2接b时,R2被短路,电路为R1的简单电路,
S1断开,S2接a时,电路为R2的简单电路,
当S1断开,S2接在b端时,两电阻串联,电路总电阻最大,由P=可知,此时电热器的功率最小。
故选:A。
16.【解答】解:
A、由图可知,当通过R1与R2的电流为0.6A,R1、R2两端的电压分别为6V和3V,
由欧姆定律可知,电阻R1的阻值为:R1===10Ω,
电阻R2的阻值为:R2===5Ω,
则R1与R2的阻值之比:R1:R2=10Ω:5Ω=2:1,故A错误;
B、R1与R2串联接在3V的电源两端时,由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,电路中的电流为:I===0.2A,
则电路消耗的总功率:P=UI=3V×0.2A=0.6W,故B正确;
C、R1与R2并联接在3V的电源两端时,由并联电路的电压特点可知R1、R2两端的电压都为3V,
由图可知此时通过R2的电流为I2′=0.6A,
此时通过R1的电流为:I1′===0.3A,
则通过R1与R2的电流之比:I1′:I2′=0.3A:0.6A=1:2,故C错误;
D、由P=UI可知,R1与R2消耗的电功率之比:===,故D错误。
故选:B。
17.【解答】解:
①磁场看不见摸不着,但可以借助小磁针感知它的存在,这是典型的转换法,故①正确;
②磁感线是不存在的,是为了研究方便而假想的一些有方向的曲线,故②错误;
③磁感线是不存在的,磁感线是铁屑组成的说法错误,故③错误;
④地球是一个巨大的磁体,地磁场的南极在地理北极附近,地磁场的北极在地理南极附近,故地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近,故④正确;
故正确的是①④。
故选:A。
18.【解答】解:电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的。
A.由图可知电路中有电源,通电导体在磁场中会受力而运动,是电动机的工作原理,故A符合题意;
B.由图可知电路中没有电源,闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流,是电磁感应现象,属于发电机的工作原理,故B不符合题意;
B.图示的是电磁继电器的装置图,电磁继电器的核心部件是电磁铁,电磁铁通电后具有磁性,是利用了电流的磁效应,故C不符合题意;
D.图示的是通电导体周围有磁场,是奥斯特实验,故D不符合题意。
故选:A。
19.【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流。
A、小灯泡的额定电压为2.5V,由图乙可知,此时通过小灯泡的电流即额定电流为:IL=0.25A;
小灯泡的额定功率:P额=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W,故A错误;
B、电路中的最大电流:I大=IL=0.25A,电路的最大功率:P大=UI大=4.5V×0.25A=1.125W,故B错误;
C、由图甲可知,滑片从最右端向左移动到某一位置的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,此过程中,电路中的电流增大,由图乙可知,通过灯泡的电流增大,灯泡两端的电压也增大,但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加的更快,由欧姆定律可知,小灯泡的灯丝阻值越来越大,故C错误;
D、当小灯泡正常发光时,电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
由图乙可知,小灯泡两端的电压UL=2.5V时,通过的电流IL=0.25A;
滑动变阻器两端的电压:UR′'=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V,
由串联电路的电流特点可知,通过滑动变阻器的电流:I大=IL=0.25A,
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R小===8Ω,故D正确。
故选:D。
20.【解答】解:A.由题知,当甲线圈在磁场中做切割磁感线运动时,闭合的回路中有感应电流产生,是发电机的工作原理,该过程中将机械能转化为电能,故A错误;
BC.乙线圈摆动的原理是通电导体在磁场中受力的作用,是电动机的工作原理,将电能转化为机械能,故B错误,C正确;
D.改变甲线圈切割磁感线的方向,感应电流的方向会发生改变,乙线圈摆动方向随着改变,故D错误。
故选:C。
二、填空题(每空1分,共18分)
21.【解答】解:(1)“白气”是口中呼出气流中温度较高的水蒸气遇冷液化形成的小水滴;
用保鲜袋包蜜柚,可以使蜜柚与空气隔绝,减小了空气流动对蜜柚的影响,从而减慢水分的蒸发;
(2)电池板在太阳光的照射下可以将太阳能转化为电能,然后用电能驱动电风扇工作,消耗了电能,获得了机械能,将电能转化为机械能;
这段时间内电流做功:W=UIt=1.2V×50×10﹣3A×3600s=216J。
(3)由图可知,两容器中的电阻大小相等,电流不同,可以探究电流产生的热量与电流大小的关系;
电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,实验中是通过液面高度差的变化来反映
由图可知,R1=5Ω,若电路中的电流为2A,则电阻丝R1在10s内产生的热量为Q=I2Rt=(2A)2×5Ω×10s=200J;
(4)在磁体的外部,磁感线总是从磁体的N极发出最后回到S极,所以永磁体A的左端及电磁铁的右端都是N极。再根据安培定则,伸出右手使右手大拇指指向电磁铁的N极,四指弯曲所指的方向为电流的方向,即电流从电磁铁的左端流入,所以电源的左端为正极,右端为负极。
故答案为:(1)液化;蒸发;(2)机械;216;(3)电流;液面高度差;200;(4)N;负。
22.【解答】解:(1)“艾灸”时用艾条熏烤患者的穴位,局部有温热感,这是通过热传递的方式使其内能增加的;“刮痧”时要在皮肤上涂一些药油,利用刮痧使皮肤温度升高,这是通过做功方式来改变物体的内能。
(2)如图a所示,接地导线应该与三孔插座的E孔相连接;如图b、c所示,两种使用测电笔的方法中,正确的是图b;如图d、e所示为家庭电路中造成电线燃烧的原因,其中图d所示情况的原因是:用电器的总功率过大。
(3)当人们在转动球的时候就可以给电池充电,这时健身球里面的装置相当于发电机,它工作时的原理是电磁感应。
(4)小明家用电器待机的总功率为:;
一个家庭一年待机消耗的电能为:W0=P0t0=0.025kW×4000h=100kW h;
需要的电费为:100kW h×0.5元/kW h=50元;
某城市共60万户家庭,将所有用电器不用时彻底关闭,一年共可节约:60万×50元=3000万元。
故答案为:(1)热传递;做功;(2)E;b;用电器的总功率过大;(3)发电机;电磁感应;(4)25;3000。
三、实验题(23题3分,24题7分,25题7分,26题5分,27题4分,共26分)
23.【解答】解:(1)电能表是用来测量电功的仪表;
(2)电能表的示数为1462.5kW h,
11月份小丽家消耗的电能:W=1869.5kW h﹣1462.5kW h=407kW h;
(3)电饭煲正常工作1min消耗的电能:
W=Pt=1kW×h=kW h,
电能表的转盘转动的圈数:n=kW h×3000r/kW h=50r。
故答案为:(1)电功;
(2)407;
(3)50。
24.【解答】解:(1)变阻器上下接线柱各接一个接入电路中,要滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变大,则滑动变阻器右下接线柱接入电路,如下所示:
(2)闭合开关,小刚发现电流表有示数,电路为通路,电压表无示数,可能是定值电阻发生了短路;
(3)由图乙可知,电流表量程为0—0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A,所以此时此定值电阻两端的电压U=IR=0.4A×5Ω=2V,则本实验中控制的定值电阻两端的电压为2V;
(4)探究“电流与电阻关系”时要控制定值电阻两端的电压不变,每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察电压表示数;
探究电流与电阻的实验中应控制定值电阻两端的电压不变,实验中控制定值电阻两端的电压为2V,根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改换成10Ω的电阻,定值电阻增大,其分得的电压增大,要控制定值电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数仍为2V;
(5)由图丙知,电流与电阻的乘积为U=IR=0.1A×Ω=﹣﹣﹣﹣0.4A×Ω=2V,故由图像可以得出结论:电阻两端电压一定时,导体中的电流跟电阻成反比;
(6)变阻器分得的电压:U滑=6V﹣2V=4V,变阻器分得的电压为电压表示数的=2倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=2×20Ω=40Ω,故为了完成整个实验,所用的滑动变阻器的最大阻值应不小于40Ω。
故答案为:(1)见解答;(2)短;(3)2;(4)左;电压;(5)反;(6)40。
25.【解答】解:(1)由题知,待测小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为10Ω,则小灯泡的额定电流大约为:I额===0.38A,为了电流测量值更准确,所以电流表应该选择0~0.6A的量程与小灯泡串联;
要求当滑动变阻器的滑片P向C端移动时,接入电路的电阻变小,根据图甲知,滑动变阻器应该选择C处的接线柱,则完整的电路连接图如下:
(2)为了保护电路,在开关S闭合之前,滑动变阻器的滑片应置于其阻值最大处,由电路图知,滑动变阻器的滑片P应该置于D端;
(3)该实验的电路属于串联电路,电流表与小灯泡和滑动变阻器串联,电压表与小灯泡并联。当小灯泡不发光,且电流表无明显示数时,电路中发生了断路,而电压表有示数,且移动滑动变阻器滑片P时,两表示数均无显著变化,则原因是与电压表并联的小灯泡发生了断路,故B正确;
(4)实验过程中,小明发现小灯泡较暗,说明灯泡两端的电压过低,如果要让小灯泡正常发光,需要增大灯泡两端的电压,根据串联电路的电压规律可知,需要减小滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的分压规律可知,需要减小滑动变阻器接入电路的电阻,故他应将滑动变阻器向左移动;
(5)由于电流表选择的是0~0.6A的量程,则图乙中电流表的示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为:
P0=U额I额′=3.8V×0.3A=1.14W;
(6)无论怎样调节滑动变阻器滑片都不能使小灯泡正常发光,可能是电源电压太小,使得小灯泡两端电压始终小于3.8V,或者滑动变阻器最大阻值太小,分压太少,使得小灯泡两端电压始终大于3.8V;
(7)由图象可知,通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比,这是因为灯丝的电阻随温度的升高而增大。
故答案为:(1)见解答图;(2)D;(3)B;(4)左;(5)1.14;(6)太小;(7)灯丝的电阻随温度的升高而增大。
26.【解答】解:(2)闭合开关后,观察到螺线管周围的小磁针发生偏转,说明此时通电螺线管周围存在磁场,由于磁场看不见、摸不到,故采用转换法来观察,故移走小磁针,通电螺线管周围的磁场仍存在;
(3)移动滑动变阻器滑片,改变电路中的电阻从而改变电路中的电流,发现磁针偏转的角度变化,说明通电螺线管磁场的强弱与电流大小有关;
对调电源正负极后重新实验,发现小磁针静止时N极指向与原来相反,说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关;
对于通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系,我们可以用安培定则来判断。
故答案为:磁场;成立;电流大小;电流方向;安培。
27.【解答】解:
(1)实验时,通过观察灵敏电流计的指针是否偏转,来确定电路中是否产生感应电流,这用到了转换法;
(2)①当导体AB水平向右运动时,会切割磁感线,产生感应电流;
②当导体AB竖直向上运动时,不会切割磁感线,不会产生感应电流;
③当导体AB斜向上运动时,会切割磁感线,产生感应电流;
④磁体水平向左运动时,会切割磁感线,产生感应电流;
⑤磁体竖直向上运动时,不会切割磁感线,不会产生感应电流;
综合分析会产生感应电流的是:①③④;
(3)实验现象不太明显,说明感应电流太小,故需要增大感应电流;增大感应电流的方法:①换一个磁性更强的磁体;②加快导体AB切割磁感线的运动速度;③将导体AB换成多匝线圈;
(4)扬声器是把电信号转化为声信号,利用通电导体在磁场中受力原理;电铃、电磁起重机的主要部件是电磁铁,利用电流的磁效应;动圈式话筒是把声信号转变成电信号的,声信号的振动带动线圈在磁场中振动,产生电流,是电磁感应原理。
故答案为:(1)灵敏电流计的指针是否偏转;(2)①③④;(3)换一个磁性更强的磁体;(4)动圈式话筒。
四、计算题(28题8分,29题8分,共16分)
28.【解答】解:
(1)由P=可知,吸尘器工作10min消耗的电能:
W吸=P吸t=1100W×10×60s=6.6×105J;
(2)插排允许的最大功率:
P最大=UI最大=220V×10A=2200W,
电加热坐垫的最大功率:
P坐=P最大﹣P吸﹣P吹=2200W﹣1100W﹣880W=220W;
(3)当开关S1、S2都闭合时,电路为R2的简单电路,当开关S1闭合、S2断开时,R1与R2串联,
因为串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻,所以由P=UI=可知,电路为R2的简单电路,电路中的电阻最小,电功率最大,电加热坐垫为加热挡;R1、R2串联时,电路中的电阻最大,电功率最小,电加热坐垫为保温挡;
则加热垫加热挡的功率:P===24.2W。
答:(1)吸尘器工作10min消耗的电能是6.6×105J;
(2)电加热坐垫的最大功率是220W;
(3)加热垫加热挡的功率是24.2W。
29.【解答】解:(1)3000r/(kW h)表示电路中每消耗1kW h的电能,电能表的转盘转3000转,
在保温状态下,电能表(如图乙)的转盘在1min内转动了5r,电饭锅消耗的电能为:
W保温=kW h=×3.6×106J=6000J,
保温功率为:P保温===100W;
(2)由图甲可知,当开关S与触点1连接时,电路中只有R1,电路中电阻较小;当开关S与触点2连接时,电路中R1、R2串联,电路中电阻较大;电源电压一定,由P=可知,当开关S与触点1连接时,电路电功率较大、电饭锅处于加热状态;当开关S与触点2连接时,电路电功率较小、电饭锅处于保温状态;
由P=可得保温时电路总电阻为:R串===484Ω,
R2的阻值为:R2=R串﹣R1=484Ω﹣50Ω=434Ω;
(3)标准大气压下水的沸点为100℃,电饭锅将2kg初温为20℃的水加热至沸腾时,水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J;
不计热量损失,则W=Q吸,则电饭锅的实际加热功率为:
P加热′====800W,
根据P=可得,加热状态下的实际电压为:
U实===200V。
答:(1)保温状态下该电饭锅的发热功率为100W;
(2)R2阻值的大小为434Ω;
(3)电饭锅的实际电压为200V。
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