2024-2025学年度第一学期九年级期末模拟物理试卷
(人教版,北京朝阳适用)
考试范围:电磁学、热学;
考试时间:70分钟;满分:70分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题(共24分)
1.(本题2分)下列作图正确的是
A.同名磁极的磁场 B.螺线管周围的磁针
C.桌子上的书所受的力 D.下滑的物体所受的力
2.(本题2分)下列关于电学知识的说法中,正确的是( )
A.摩擦起电是因为创造了电荷
B.玻璃、橡胶、金属都是导体
C.电子定向移动可以形成电流,电流方向即为电子定向移动的方向
D.电压表可以直接连接到电池的两极上使用
3.(本题2分)(22-23九年级上·山东青岛·期末)下列说法正确的是( )
A.固体很难被压缩,说明分子间存在引力
B.扩散现象只能发生在气体与液体中
C.物体吸收热量,温度一定升高
D.打气筒给自行车打气,打气筒壁发热,是做功改变内能
4.(本题2分)(23-24九年级上·广东广州·期中)为保障安全,微波炉设置了双重开关——门控开关S1和启动控制开关S2。当微波炉的门打开时,门控开关S1断开,此时即使S2闭合,微波炉也不工作,则在图中符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
5.(本题2分)如图所示,是小曦同学观察到自家电能表的情况,下列说法正确的是( )
A.该电能表在220V以下的电路中也能正常使用
B.该电能表正常工作的电流为20A
C.表盘上示数的含义为:截止目前,电能表共消耗了2818.5kW h的电能
D.该电能表的转盘转的越快,表明电流做功越快
6.(本题2分)下列关于导体电阻的说法中,正确的是( )
A.铜导线电阻比铁导线电阻小
B.导体中没有电流通过,导体就没有电阻
C.只增加导体的横截面积,导体的电阻增大
D.导体的电阻越小,表示导体对电流的阻碍作用越小
7.(本题2分)(2018·江苏泰州·一模)如图,下列关于电和磁现象的探究活动,其中说法正确的是( )
A.甲图为条形磁体周围的铁屑的分布,说明磁感线是真实存在的
B.乙图闭合开关后,小磁针发生偏转,说明磁能生电
C.利用丙图揭示的原理可以制成发电机
D.丁图中说明机械能可以转化为电能
8.(本题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,用同一热源分别加热。液体温度与加热时间关系如图所示,根据图象分析可知( )
A.甲液体的比热容小于乙液体的比热容 B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
C.如果都加热1min,甲比乙吸收的热量多 D.加热时间越长,液体分子运动越慢
9.(本题2分)下列说法正确的是( )
A.电荷的移动形成电流
B.用电器失火时,先用水灭火,再切断电源
C.用试电笔辨别火线和零线,手要接触笔尾的金属体
D.家中的空气开关跳闸一定是发生了短路
10.(本题2分)(23-24九年级上·山东菏泽·期末)下列有关电学知识的说法中,正确的是( )
A.电功率是表示电流做功快慢的物理量
B.摩擦起电是指两个不同的物体在摩擦时产生了正电荷和负电荷
C.电动机工作时产生的热量可用Q=UIt进行数值计算
D.若电路中灯泡两端有电压,则一定有电流通过该灯泡
11.(本题2分)(23-24九年级上·四川成都·期末)如图所示,若在电路中再接入灯L2,闭合开关S,发现灯L1比L2亮。已知灯L1的电阻小于L2的电阻,经过推理得出它们的连接关系应该是( )
A.串联 B.并联
C.可能并联,也可能串联 D.无法确定
12.(本题2分)(2023·广东中山·三模)很多公共场所都安装有火警报警器。简化电路如图所示,R1为定值电阻。R2是阻值随着环境温度的升高而减小的热敏电阻。闭合开关,当温度升高时,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数会变大
B.电流表的示数会变大
C.电路消耗的总功率会变小
D.电压表与电流表的示数之比不变
二、多选题(共6分)
13.(本题2分)下列有关厨房里的物理知识,说法正确的是( )
A.拧开醋瓶盖,醋味扑鼻﹣﹣分子在做无规则的运动
B.在水中下饺子,饺子不会被煮焦;在油中煎饺子,饺子易被煎焦﹣﹣水的比热容比油高
C.洗碗时,油花飘在水面上﹣﹣油的密度比水小
D.厨刀刀口磨得很锋利是为了增大压力
14.(本题2分)图所示的是研究电磁现象实验的示意图,下列说法中正确的是( )
A.图甲所示是研究电流周围存在磁场的实验装置
B.图乙所示是研究发电机工作原理的实验装置
C.图丙所示是研究电动机工作原理的实验装置
D.图丁所示实验说明磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
15.(本题2分)某同学根据他在电学实验课上获得的实验数据,画出如图所示的图像。其中图线①表示电阻R1,图线②表示电阻R2。根据图像信息可判断( )
A.当R1两端的电压为10V时,通过它的电流为1.0A
B.当R2两端的电压为4V时,电阻R2的阻值为0.125Ω
C.当R1和R2并联在电压为4V电路中,干路中总电流为0.9A
D.当通过R2的电流为0.6A时,它消耗的电功率为3.6W
三、填空题(共5分)
16.(本题2分)(22-23九年级上·广西来宾·期末)如图所示为小明家本月月底电能表的示数,上个月月底电能表的示数是861.6kW h,那么小明家本月所用的电是 度,如果每度电费是0.5元,那么小明家这个月应该交的电费是 元。
17.(本题1分)将小磁针放置在通电螺线管右侧,小磁针静止时,其极的指向如图所示。由此可知电流是从 (选填“A”或“ B ”)端流入螺线管的。
18.(本题2分)(23-24九年级上·四川成都·期末)2023年10月26日,搭载了我国三名宇航员的“神舟十七号”与“天和核心舱”成功对接。载人飞船在穿越大气层时,它的外壳温度将升高,内能将 ,飞船外壳内能的改变是通过 的方式来实现的。
四、实验题(共21分)
19.(本题3分)小军利用如图所示的装置来探究通电螺线管外部磁场的方向,请根据实验要求回答下列问题:
(1)实验时,他选用小磁针的目的是为了 .
(2)实验过程中,他将电池的正负极位置对调接入电路中,此操作的目的是为了研究 与 是否有关.
20.(本题7分)学习电学后,小明同学利用便携电学实验盒,在零碎时间里完成了好几个小实验。
(1)连接简单电路时,小明用实验盒里的一节5号干电池、导线、开关、小灯泡连接一个简单电路,闭合开关后,发现灯泡的灯丝在发光,但不是很亮。于是将两节干电池串联起来,此时灯泡就能发出耀眼的光了。两节新的干电池串联能提供的电压为 。
(2)在探究并联电路中干路电流和各支路电流的关系时,小明发现电流表的指针偏转如图1所示,原因是 ,在排除故障后,电流表的示数如图2所示,读取电流为 。
(3)在探究串联电路各用电器两端的电压与电源两端电压的关系实验中,小明想用电压表测量灯两端的电压,连接电路如图所示,闭合开关后,发现只有一个灯亮,不亮的灯是 (选填、),老师发现只有一根导线连错,请你帮他在连错的导线上画“×”,并用笔画线表示导线将电路连接正确。
(4)修改好电路后,小明继续做实验,测出图中、、间的电压,并记录在下表中.分析数据得出结论:串联电路各用电器两端电压之和等于电源两端电压,且各用电器两端电压相等,得出这样的结论是因为 ,改进方法是 。
1.4V 1.4V 2.8V
21.(本题3分)如图所示是小俊同学“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的电路图。所用实验器材是:电源、电流表、电压表、电阻箱、滑动变阻器、开关、导线若干。
表一
实验序号 电压U 电流
1 2.0 0.20
2 2.5 0.25
3 3.0 0.30
表二
实验序号 电阻 电流
1 10 0.30
2 20 0.15
3 30 0.10
(1)探究“电流与电压的关系”时,所测得的几组电流、电压值见表一。分析表中数据可知:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 关系;
(2)探究“电流与电阻的关系”时,小俊完成了表二的第1次实验后,先断开开关,将电阻箱的阻值从改成,接着闭合开关,下一步的操作应将滑片P向 (选填“左”或“右”)移动;
(3)就本实验所用器材,在探究“电流与电阻的关系”时,若保持电阻箱两端的电压为2V,为能完成实验,电阻箱可接入电路的阻值范围是 (保留一位小数)。
22.(本题8分)(2023·江苏南京·一模)小明同学想测量某一未知定值电阻的阻值,用到的器材有:待测电阻约为、电源电压恒为、电流表、电压表、滑动变阻器规格为“”、开关各个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整。(要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小)
(2)实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为0.用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时,电压表和电流表示数仍为0,连接接线柱E与D时,电压表和电流表指针明显偏转,则电路的故障是 。
(3)排除故障后继续实验,当电压表示数为1V时,电流表示数如图乙为 ,则定值电阻 。
(4)小陈同学用如图丙所示的电路图,用不同的方法测量的阻值,电源电压恒为,滑动变阻器规格为“”,还有电压表、电阻箱、导线可以选用。小陈同学操作步骤如下:
将甲位置接入 ,乙位置连接入 ,先将单刀双掷开关拨至位置。
闭合开关,移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时,记下此时电压表示数为。
断开开关,将单刀双掷开关拨至位置。
闭合开关,调节电阻箱,使电压表示数为 。
读出电阻箱示数,就能得出的阻值。
(5)小陈同学发现自己的测量结果却比小明同学的测量结果大了,检查分析后发现,是在步骤之前,不小心碰到了滑动变阻器滑片,导致滑动变阻器接入电路的阻值变化了 。
五、简答题(共5分)
23.(本题5分)新冠病毒可通过空气传播。当我们吸气时,胸部扩张,胸内肺泡 跟着扩张,于是肺的容积增大,肺内空气压强 , 使含病毒的空气经鼻腔、气管进入肺中;呼气时,胸部收缩,肺的容积减小,肺内含病毒的空气压强 ,其中一部分经气管、鼻腔排出体外,还有一部分经痰液排出,病毒等通过痰液又回到空气中。用于急救的呼吸功能障碍应急系统,Puritan-Bennett 700 型急救机电源铭牌部分数据如下表,使用交流电源时该机的额定输入功率为 ,若突然停电而使用内置电池,该电池维持患者正常呼吸的工作时间约为 。
交流电源 220V 1.3A 正常工作时接地泄漏电流<50pA(整机)
内置电池 24V 7Ah 平均工作电流2.8A(呼吸频率15次/min)
六、科普阅读题(共3分)
24.(本题3分)阅读以下内容,回答问题:科学家通过摩擦起电得出物体带电的次序,如下表所示,表中任意两种物质相互摩擦时,次序在前的带正电,次序在后的带负电.
根据西耳斯资料 石棉 玻璃 云母 羊毛 猫皮 铅 绢 纸 木棉 蜡
根据蒙科马利资料 羊毛 尼龙 粘胶丝 木棉 酸碱盐 丙烯树脂 聚乙烯醇
(1)由表可知玻璃棒 (填“能”或“不能”)带正电, (填“能”或“不能”)带负电.
(2)羊毛对电子的束缚能力比绢对电子的束缚能力要 (填“强”或“弱”);用羊毛与绢摩擦后,羊毛带 电,绢带 电.
(3)由表中 (填“能”或“不能”)判断猫皮与尼龙摩擦后两者的带电情况.
七、计算题(共6分)
25.(本题3分)(22-23九年级上·青海西宁·期末)今年,西宁市夺取了脱贫攻坚的全面胜利,农村家庭电器化普及程度越来越高。小明家电热饮水机的简化电路图如图所示,它有加热和保温两种工作状态,当S2断开时,饮水机处于保温状态。R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝,饮水机部分参数如表所示。
额定电压 220V
额定功率 加热功率 2000W
保温功率 400W
容量 2.5L
(1)饮水机在加热状态下正常工作,将2kg的水从30℃加热至100℃,水吸收的热量是多少?[水的比热容c=4.2×103J/(kg ℃)]
(2)在(1)问加热情况下,饮水机正常工作了420s,加热效率是多少?
(3)电热丝R2的阻值是多少?
26.(本题3分)如图所示,若1s内通过L1的电荷量是0.5C,1min通过L2的电荷量是60C,电流表A2的示数为2A,则通过L2、L3的电流是多少?A1表的示数是多少?
参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D D D D D D A C A
题号 11 12 13 14 15
答案 B B AC ABC AC
1.C
【知识点】滑动摩擦力的方向、平衡状态的判断、磁极间的相互作用规律、通电螺线管
【详解】A、同名磁极的磁感线方向都是从N极到S极,而图中正好相反,故本选项错误;
B、右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向螺线管的左端,则左端为N极,由磁极间的相互作用可知小磁针的左端应为S极,右端为N极,故本选项错误;
C、桌子上的书受重力和桌面对它的支持力,二力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对平衡力,故本选项正确;
D、从斜面上滑下来的物体受到竖直向下的重力G,与斜面平行向上的摩擦力Ff及斜面的支持力FN.故本选项错误;
故选C.
2.D
【知识点】摩擦起电现象、生活中常见的导体、电流方向的规定、电压表的结构与使用方法
【分析】(1)摩擦起电是由于不同物质的原子核对核外电子的束缚本领不同造成的,在摩擦的过程中束缚本领强的得电子带负电,束缚本领弱的失电子带正电;
(2)根据导体和绝缘体的定义进行判断:容易导电的物体是导体,不容易导电的物体是绝缘体;
(3)正电荷定向移动的方向是电流的方向;
(4)电压表可以直接接在电源两极上.
【详解】A.摩擦起电的实质,并不是创造了电,只是通过摩擦,使电子由一个物体转移到另一个物体电子由一个物体转移到另一个物体,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电,故A错误;
B.玻璃、橡胶都是绝缘体,故B错误;
C.电子定向移动可以形成电流,而电子带负电,则电流方向与电子定向移动的方向相反,故C错误;
D.电压表可以直接接在电源的两极上,符合电压表使用规则,故D正确.
3.D
【知识点】扩散现象、分子间作用力的现象、做功改变物体的内能、温度、热量与内能的区别与联系、分子的热运动
【详解】A.固体很难被压缩,说明分子间存在斥力,故A错误;
B.一切气体、液体和固体都能发生扩散现象,故B错误;
C.物体吸收热量,温度不一定升高,如晶体在熔化过程中,吸热但温度保持不变,故C错误;
D.用打气筒打气时,压缩空气做功,将机械能转化为内能,通过做功改变物体的内能,故D正确。
故选D。
4.D
【知识点】并联电路的设计
【详解】经分析可知,控制开关S2和门控开关S1串联共同控制微波炉。
A.由电路图可知S2或S1其中之一闭合时,微波炉都能工作,故A不符合题题意;
B.由电路图可知S2闭合时,会造成电源短路,故B不符合题意;
C.由电路图可知S2或S1其中之一闭合时,或都闭合时,会造成电源短路,故C不符合题意;
D.由电路图可知S2和S1都闭合时,微波炉才能工作,故D符合题意。
故选D。
5.D
【知识点】电能表的作用和读数、电功率的概念和单位
【详解】A.“220V”表示该电能表应该在220V的电压下使用,故A错误;
B.该电能表正常工作的电流为10A。“20A”表示额定最大电流为20A,电能表工作时的电流不应该超过额定最大电流,故B错误;
C.电能表是测量电路中某段时间内所有用电器消耗的电能,不是电能表消耗的电能,故C错误;
D.电能表的转盘转的越快,表明相同时间内电流做功越多,电流做功越快,电功率越大,故D正确。
故选D。
6.D
【知识点】电阻的概念、导体的电阻是导体本身的一种性质、电阻与导体的材料、长度和横截面积的关系
【详解】A.两导线材料不一样,但是长度和横截面积谁大谁小不清楚,不能判断哪个电阻大,哪个小,A错误;
B.导体的电阻是导体本身的一种性质,没有电流通过,它还是有电阻的,B错误;
C.只增加导体的横截面积,导体的电阻是减小的,C错误;
D.电阻表示导体对电流阻碍作用的大小,导体的电阻越小,表示导体对电流的阻碍作用越小,D正确.
7.D
【知识点】磁场与磁感线、奥斯特实验、磁场对通电导线的作用、产生感应电流的条件
【详解】A.甲图为条形磁体周围的铁屑的分布,我们用磁感线来形象描述磁场的特征,但磁感线不是真实存在的,故A错误;
B.乙图闭合开关后,小磁针发生偏转,电流产生了磁场,故B错误;
C.利用丙图揭示的原理是磁场对通电导体有力的作用,可以制成电动机,故C错误;
D.丁图中说明外力使导体切割磁感线运动时,产生了电流,即电磁感应现象,是机械能转化为电能的过程,故D正确。
【点睛】注意分清楚研究电磁感应和磁场对通电导线作用力的两个实验,两个实验从图看相似,容易混淆,区分的方法是,有电源的是研究磁场对通电导线作用力的实验,有灵敏电流计的是研究电磁感应的实验。
8.A
【知识点】不同物质的吸热本领
【分析】用相同的热源加热时,时间相同,吸收热量相同,温度变化越大,说明吸收能力小。
【详解】A.已知两种液体质量相等,相同热源加热说明相同时间提供的热量相等,由图象可以看出:在吸收热量相同时,甲液体升高的温度更大,由公式c=知,甲液体比热较小,A符合题意;
B.由图象可以看出:升高相同温度时,甲需要的时间较短,也就是甲需要的热量少,B不符合题意;
C.用同一热源分别都加热1min,甲和乙吸收的热量是相同的,C不符合题意;
D.加热时间越长,内能越大,液体分子运动越快,D不符合题意;
故选A。
9.C
【知识点】了解电荷的定向移动、练习使用测电笔、总功率过大对家庭电路的影响、可能发生触电事故的情况
【详解】A.电荷的定向移动形成电流,故A错误;
B.用电器失火时,先切断电源,在去灭火,电器起火不能用水去灭火,故B错误;
C.用试电笔辨别火线和零线,笔尖要接触被测物体,手要接触笔尾的金属体,若氖管发光则为火线,故C正确;
D.家中的空气开关跳闸,有可能是总功率过大,也有可能是发生了短路,故D错误。
故选C。
10.A
【知识点】摩擦起电的实质、电路中获得持续电流的条件、电功率的概念和单位、焦耳定律的公式及简单应用
【详解】A.功率表示物体做功快慢的物理量,而电功率是表示电流做功快慢的物理量,故A正确;
B.摩擦起电是两个对电子束缚能力不同的物体在相互摩擦时,电子发生转移的现象,对电子束缚能力强的物体获得电子带负电,对电子束缚能力弱的物体失去电子带正电,故B错误;
C.电动机是非纯电阻用电器,电动机工作时产生的热量只能用Q=I2Rt来计算,故C错误;
D.形成电流必须具备两个条件:①电路两端有电压;②电路是一个闭合的通路;所以说电路中灯泡两端有电压,当灯丝断开时,没有电流通过该灯泡,故D错误。
故选A。
11.B
【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、串联电路的电流规律
【详解】闭合开关S,发现灯L1比L2亮,说明L1电功率比L2电功率大;灯L1的电阻小于L2的电阻,由得
串联电路中电流处处相等,则两灯泡并联,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
12.B
【知识点】欧姆定律的简单计算、含有敏感电阻的动态分析、动态电路中电功率的变化分析
【详解】AB.根据电路图可知,R1与R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R2两端的电压;闭合开关,当温度升高时,R2的电阻变小,由电阻的串联可知电路的总电阻变小,根据可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,根据串联电路的分压规律可知,R2两端的电压变小,电压表示数变小,故A错误,B正确;
C.根据P=UI可知,电源电压不变,电路中的电流变大,电路消耗的总功率变大,故C错误;
D.根据可知,电压表与电流表的示数之比为R2的阻值,当温度升高时,R2的电阻变小,所以电压表与电流表的示数之比变小,故D错误。
故选B。
13.AC
【知识点】增大压强的方法及生活中的实例、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、扩散现象、生活中的比热容问题、水的比热容特点及应用、分子的热运动
【详解】拧开醋瓶盖,醋味扑鼻--分子在做无规则的运动,是醋分子扩散而闻到醋的味道,故符合题意;在水中下饺子,饺子不会被煮焦;在油中煎饺子,饺子易被煎焦,是因为油的沸点比水高,故不符合题意;洗碗时,油花飘在水面上--油的密度比水小,符合题意;厨刀刀口磨得很锋利是减小接触面积,从而增大压强,故不符合题意,故选AC.
14.ABC
【知识点】磁场的客观存在性,磁场方向的规定、奥斯特实验、探究磁场对电流的力的作用、电磁感应现象
【详解】A.图甲所示是奥斯特实验的器材,是研究电流周围存在磁场的实验装置,故A正确;
B.图乙所示灵敏电流计和导线连接,是研究电磁感应现象的器材,即研究发电机工作原理的实验装置,故B正确;
C.图丙所示是通电导体在磁场中受力的作用的器材,是研究电动机工作原理的实验装置,故C正确;
D.磁场中某点的磁场方向由小磁针N极所受力的方向决定,与放不放小磁针无关,故D错误。
故选ABC。
15.AC
【知识点】欧姆定律的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算
【详解】A.因为①图象是过原点的直线,故R1为定值电阻,根据图象数据得R1的阻值为
当R1两端的电压为10V时,通过它的电流为
故A符合题意;
B.当R2两端的电压为4V时,通过R2的电流为0.5A,故R2的阻值为
故B不符合题意;
C.因为并联电路各支路两端的电压等于电源电压,当电源电压为4V时,由图得通过R1、R2的电流分别为
,
因为并联电路干路电流等于各支路电流之和,则干路总电流为
故C符合题意;
D.由②图象可知,当通过R2的电流为0.6A时,它两端的电压是8V,它消耗的电功率为
故D不符合题意。
故选AC。
16. 90 45
【知识点】电能表的作用和读数
【详解】[1]此时电能表的示数为951.6kW h,则这个月小明家共消耗电能为
951.6kW h﹣861.6kW h=90kW h
[2]应交电费
90kW h×0.5元/kW h=45元
17.B
【知识点】磁感线的定义及其基本规律、判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系
【详解】小磁针左端为N极,根据磁极间的相互作用可知,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故该螺线管右端为S极,螺线管的左端为N极,根据安培定则,右手大拇指的方向为N极的指向,四指的方向即为电流的方向,故电流从B端流入。
18. 增加 做功
【知识点】做功改变物体的内能
【详解】[1][2]载人飞船穿越大气层的过程中,载人飞船和大气摩擦生热,载人飞船表面温度升高,这是通过做功的方式使其内能增加的。
19. 显示磁场方向 通电螺线管外部磁场方向 电流方向
【知识点】探究通电螺线管的磁场特点、影响磁场对通电导线作用力大小和方向的因素
【分析】(1)小磁针放入磁场,小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同;
(2)通通电直螺线管的磁场方向可能也跟电流方向有关,所以要改变电流方向,观察小磁针受力情况.
【详解】(1)因为小磁针放入磁场,小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同,所以实验中使用小磁针是为了指示磁场方向,从而判断该点的磁场方向;
(2)把电池正负极对调,改变了电流方向,闭合开关后,会发现小磁针指示磁场方向改变了,此现象说明磁场方向和电流方向有关.因此这样操作是为了研究通电螺线管外部磁场方向和电流方向是否有关.
20. 3V 电流表正负接线柱接反了 0.24 L1 一次实验得出的结论具有偶然性 更换不同规格的灯泡进行多次实验
【知识点】探究串联电路和并联电路中电流的特点、探究串联电路和并联电路中电压的特点
【详解】(1)[1]一节新电池电压是1.5V,那么两节电池串联在一起电压是3V。
(2)[2]电流表的指针偏转如图1所示,指针向左偏转,因为电流表正负接线柱接反了。
[3]电流表的示数如图2所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.24A。
(3)[4][5]由电路图可知,闭合开关,灯L2与电源构成闭合回路,灯L2亮;电压表与灯L1串联,灯泡L1所在支路被断路,灯L1不亮。
用电压表测量灯两端的电压,电压表和L2并联,如图所示:
(4)[6][7]本实验只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出结论带有偶然性,不能得出普遍规律,故应更换不同规格的灯泡进行多次实验。
21. 正比 右
【知识点】 探究电流与电阻的关系、探究电流与电压的关系
【详解】(1)[1]研究电流与电压的关系时,要控制电阻不变,由表中数据,电压与对应的电流之比为
故得出的结论为:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比关系。
(2)[2]根据串联分压原理可知,将定值电阻由改接成的电阻,电阻增大,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,应保持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,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数保持不变。
(3)[3]因电流表量程为,故电路中最大电流为,由欧姆定律可知电路的最小电阻为
若保持电阻箱两端的电压为,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
变阻器的电压为定值电阻电压的倍,根据分压原理,变阻器的连入电路中的电阻为定值电阻的1.25倍,即
根据电阻的串联可知
联立可知定值电阻的最小值为
当变阻器的最大电阻连入电路时,,因变阻器的连入电路中的电阻为定值电阻的1.25倍,故定值电阻的最大值为
即若保持电阻箱两端的电压为,为能完成实验,电阻箱可接入电路的阻值范围是。
22. 滑动变阻器断路或导线断路 电阻箱 导线
【知识点】伏安法测电阻的实验原理和电路图、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、伏安法测电阻实验中滑动变阻器的作用、伏安法测电阻实验中的注意事项和故障分析
【详解】(1)[1]滑片向左移动的过程中电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用右下接线柱与串联在电路中,如下图所示:
;
(2)[2]实验时,闭合开关,发现电流表和电压表示数都为,则电路有断路,用一根导线在图甲中先后连接接线柱与、与时,电压表和电流表示数仍为,则说明与、与之外部分断路,连接接线柱与时。电压表和电流表指针明显偏转,此时电路为通路,导线与滑动变阻器并联接入电路,所以,电路的故障是滑动变阻器断路或导线断路。
(3)[3]排除故障后继续实验,当电压表示数为时,电流表示数如图乙,由图乙知道,电流表选用小量程,分度值,其示数为。
[4]由欧姆定律知道,定值电阻的阻值为
(4)[5][6][7]将电阻箱接入甲位置,乙位置用导线连接,将单刀双掷开关拨至位置,此时电压表测待测电阻两端的电压,移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时,记下此时电压表示数为;将单刀双掷开关拨至位置时,此时电压表测电阻箱两端的电压,只需两次电压表示数相等,则电阻箱的电阻即为待测电阻的电阻,故调节电阻箱,使得电压表示数为。
(5)[8]设滑动变阻器变化的阻值为,变化前的滑动变阻器的阻值为,则由串联电路分压原理可知
即
解得:
同理,变化后的滑动变阻器的阻值为,则由串联电路分压原理可知,
即
由两式联立解得:
23. 减小 大气压 增大 286W 2.5h
【知识点】大气压的应用、电荷的概念及单位、电功率P=UI及推导式的简单计算
【详解】[1][2]肺的容积增大,肺内空气压强减小,在大气压的作用下使含病毒的空气经鼻腔、气管进入肺中。
[3]呼气时,胸部收缩,肺的容积减小,肺内含病毒的空气压强增大,其中一部分经气管、鼻腔排出体外,还有一部分经痰液排出,病毒等通过痰液又回到空气中。
[4]使用交流电源时,该机的额定输入功率为
[5]若突然停电而使用内置电池,内置电池为7Ah,由
可得最多放出的电荷量为
该电池维持患者正常呼吸的工作时间为
24. 能 能 弱 正 负 不能
【知识点】摩擦起电现象、摩擦起电的实质
【详解】(1)[1][2]由表格中数据可知,玻璃原子核对电子的束缚能力比石棉强,比云母等物质弱,玻璃与石棉摩擦会得到电子带负电,与云母摩擦时会失去电子带正电;
(2)[3][4][5]由资料可知,羊毛对电子的束缚能力比绢对电子的束缚能力要弱;用羊毛与绢摩擦后,羊皮容易失去电子而带正电,绢带负电;
(3)[6]可先比较猫皮与羊毛对核外电子的束缚能力,羊毛带正电,猫皮带负电,猫皮比羊毛束缚核外电子的能力强;再比较尼龙与羊毛对核外电子的束缚能力,羊毛带正电,尼龙带负电,尼龙比羊毛束缚核外电子的能力强;故猫皮和尼龙摩擦后,根据表中数据不能判断它们带电情况.
25.(1)5.88×105J;(2)70%;(3)30.25Ω
【知识点】电功率P=W/t的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算、计算物体温度变化时的吸放热、热机效率的计算
【详解】解:(1)水吸收的热量
Q吸=cm( t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(100℃﹣30℃)=5.88×105J
(2)由 知道,消耗的电能为
W=P加热t=2000W×420s=8.4×105J
饮水机加热的效率为
(3)当只闭合S1时,只有R1工作,饮水机处于保温状态,当S1、S2同时闭合时,两电阻并联,饮水机处于加热状态,因电路的总功率等于电阻功率之和,所以,R2的电功率
P2=P加热﹣P保温=2000W﹣400W=1600W
由知道,电阻R2的阻值
答:(1)饮水机在加热状态下正常工作,将2kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量是5.88×105J;
(2)在(1)问加热情况下,饮水机正常工作了420s,消耗了8.4×105J的电能,加热效率是70%;
(3)电热丝R2的阻值是30.25Ω。
26.1A;1A;2.5A
【知识点】并联电路的电流规律
【详解】如图电路,三只灯泡并联,电流表A1测量L1、L2、L3的电流,电流表A2测量L2、L3的电流,电流表A3测量L3的电流.
通过L1的电流为:;
通过L2的电流为:;
电流表A2的示数为2A,则通过L3的电流I3= IA2-I2=2A-1A=1A;
电流表A1的示数为IA1= I1+I2+I3=0.5A+1A+1A=2.5A.