(考試時間:80分鐘 滿分:100分)
班級______姓名______學(xué)號______成績______
一、選擇題(本題7小題,每小題3分,共21分)
1. 下列有關(guān)擴散現(xiàn)象的說法錯誤的是( )
A. 擴散現(xiàn)象表明分子不停地運動
B. 擴散現(xiàn)象是分子熱運動的一種外在表現(xiàn)
C. 擴散只可發(fā)生在液體之間
D. 擴散快慢與物質(zhì)溫度、狀態(tài)有關(guān)
【答案】C
【解析】
【詳解】AB.根據(jù)分子動理論的內(nèi)容,分子在做永不停息的無規(guī)則熱運動,擴散現(xiàn)象證明了分子在做永不停息的無規(guī)則熱運動,故AB正確,不符合題意;
C.固體、液體、氣體之間都可以發(fā)生擴散現(xiàn)象,故C錯誤,符合題意;
D.?dāng)U散現(xiàn)象與物質(zhì)的溫度、狀態(tài)等因素有關(guān),溫度越高,擴散越快,溫度越低,擴散越慢,故D正確,不符合題意。
故選C。
2. 關(guān)于溫度、熱量、內(nèi)能,下列說法正確的是( )
A. 物體的溫度越高,放出的熱量越多
B. 物體的內(nèi)能增加,溫度一定升高
C. 一個物體的溫度升高,內(nèi)能一定增加
D. 物體吸收了熱量,它的溫度一定升高
【答案】C
【解析】
【詳解】A.物體的溫度越高,放出的熱量不一定越多,因為根據(jù)比熱容的公式可知,物體放出的熱量,與該物體的比熱容、質(zhì)量、溫度的變化量有關(guān),相同的物體,質(zhì)量相同,但是溫度變化量較小,即使物體的溫度較高,放出的熱量也是較小的,故A錯誤;
B.物體的內(nèi)能增加,溫度不一定升高,例如晶體熔化時,不斷吸收熱量,內(nèi)能在增加,但是溫度不變,故B錯誤;
C.對于同一個物體,溫度越高,分子無規(guī)則運動越劇烈,所以內(nèi)能越大,即一個物體的溫度升高,內(nèi)能一定增加,故C正確;
D.物體吸收了熱量,它的溫度不一定升高,例如晶體熔化時,不斷吸收熱量,但是它的溫度沒有變化,故D錯誤。
故選C。
3. 單缸四沖程內(nèi)燃機的四個沖程圖如圖所示,下列四個沖程的順序排列正確的是( )
A. 丙丁乙甲B. 乙丁甲丙C. 乙甲丁丙D. 甲乙丙丁
【答案】B
【解析】
【詳解】內(nèi)燃機的四個沖程包含:
1.吸氣沖程
進(jìn)氣門打開,排氣門關(guān)閉,活塞向下運動,汽油和空氣混合物進(jìn)入汽缸。
2.壓縮沖程
進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉,活塞向上運動,汽油與空氣混合物被壓縮,把機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。
3.做功沖程
壓縮沖程結(jié)束時,火花塞產(chǎn)生電火花,使燃料猛烈燃燒,產(chǎn)生高溫高壓的氣體;高溫高壓氣體推動活塞向下運動,帶動曲軸轉(zhuǎn)動,對外做功;四個沖程中只有做功沖程對外做功,其他三個沖程都是靠做功沖程的慣性完成的,把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能。
4.排氣沖程
進(jìn)氣門關(guān)閉,排氣門打開,活塞向上運動,把廢氣排出汽缸。
由圖可知,四個沖程的順序排列正確的是乙丁甲丙。
故選B。
4. 在原子中,帶負(fù)電的粒子是( )
A. 原子核B. 質(zhì)子C. 中子D. 電子
【答案】D
【解析】
【詳解】根據(jù)原子的結(jié)構(gòu)特點可知,原子是由帶負(fù)電的核外電子和帶正電的原子核構(gòu)成的,原子核是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子構(gòu)成的,故D符合題意,ABC不符合題意。
故選D。
5. 下列用品中,在通常情況下屬于絕緣體的是( )
A. 人體B. 橡膠輪胎C. 銅D. 鉛筆芯
【答案】B
【解析】
【詳解】A.人體能夠?qū)щ?,屬于?dǎo)體,故A不符合題意;
B.橡膠輪胎的材料是橡膠,不容易導(dǎo)電,屬于絕緣體,故B符合題意;
C.銅是金屬,容易導(dǎo)電,屬于導(dǎo)體,故C不符合題意;
D.鉛筆芯的材料是石墨,容易導(dǎo)電,屬于導(dǎo)體,故D不符合題意。
故選B。
6. 由歐姆定律變形可得;下列說法正確的是( )
A. 導(dǎo)體電阻跟它兩端的電壓成正比
B. 導(dǎo)體電阻跟通過它的電流成反比
C. 導(dǎo)體電壓跟通過它的電流成正比
D. 導(dǎo)體電阻跟通過的電流和它兩端電壓無關(guān)
【答案】D
【解析】
【詳解】ABD.電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),它的大小僅與組成導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積及溫度有關(guān),與兩端的電壓和通過的電流無關(guān),故AB錯誤,D正確;
C.電壓是形成電流的原因,因先有電壓后有電流,不能說導(dǎo)體電壓跟通過它的電流成正比,故C錯誤。
故選D。
考點:歐姆定律及其應(yīng)用
7. 如圖所示電路,電源電壓保持不變,為定值電阻。閉合開關(guān)S移動滑片P,下列說法正確的是( )
A 向右移動滑片,電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變大
B. 向右移動滑片,電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大
C. 向左移動滑片,電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變大
D. 向左移動滑片,電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小
【答案】C
【解析】
【詳解】由題圖可知,兩電阻串聯(lián),電流表測的是電路電流,電壓表測的是R0的兩端電壓。
AB.向右移動滑片,變阻器連入電路的電阻變大,電路的總電阻變大,根據(jù)歐姆定律可知,電路電流變小,電流表示數(shù)變小,R0的兩端電壓變小,電壓表示數(shù)變小,故AB錯誤;
CD.向左移動滑片,變阻器連入電路的電阻變小,電路的總電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知,電路電流變大,電流表示數(shù)變大,R0的兩端電壓變大,電壓表示數(shù)變大,故C正確,D錯誤。
故選C。
二、填空題(本題7小題,每小題3分,共21分)
8. 改變物體的內(nèi)能方式有______或______,金屬湯勺放在熱湯中,變得燙手,是通過______改變物體的內(nèi)能.
【答案】 ①. 做功 ②. 熱傳遞 ③. 熱傳遞
【解析】
【詳解】改變物體內(nèi)能有兩種方式:做功和熱傳遞;做功過程中能量形式變了,熱傳遞過程能量形式不變,能量只是從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體, 金屬湯勺放在熱湯中,湯勺吸收熱量,變得燙手,是內(nèi)能從熱湯轉(zhuǎn)移到湯勺的過程,故這是通過熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能.
9. 在烈日炎炎的夏季,白天海灘上的沙子熱得燙腳,但海水卻非常涼爽,這是因為水的比熱容比沙子的比熱容______(選填“大”或“小”),______(選填“沙子”或“海水”)上升的溫度較高。將質(zhì)量相同的鋁塊和鉛塊同時放入水中進(jìn)行加熱,經(jīng)過相同的時間,鋁塊吸收的熱量______(選填“大于”、“等于”或“小于”)鉛塊吸收的熱量[,]
【答案】 ① 大 ②. 沙子 ③. 等于
【解析】
【詳解】[1][2]在烈日炎炎的夏季,白天海灘上的沙子熱得燙腳,但海水卻非常涼爽,這是因為水的比熱容比沙子的比熱容大,質(zhì)量相同的沙子與水,分別吸收相同的熱量后,沙子上升的溫度較高,水上升的溫度較低。
[3]將質(zhì)量相同的鋁塊和鉛塊同時放入水中進(jìn)行加熱,加熱源相同,經(jīng)過相同的時間,鋁塊吸收的熱量等于鉛塊吸收的熱量。
10. 乙醇汽油燃燒的過程是______能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程,理論上,完全燃燒25g乙醇可以產(chǎn)生的熱量,則乙醇汽油的熱值是______J/kg;如果這些熱量完全被水吸收,在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,可以將______kg,20℃的水加熱到沸騰。(水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃))
【答案】 ①. 化學(xué) ②. ③. 2.5
【解析】
【詳解】[1]乙醇汽油燃燒的過程中,消耗化學(xué)能,得到內(nèi)能,因此是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。
[2]根據(jù)可得,乙醇汽油的熱值是
[3]1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點為100℃,由題意可知,水吸收的熱量為
根據(jù)可得,水的質(zhì)量為
11. 一節(jié)干電池電壓是______V,我國家庭電路電壓是______V;驗電器原理:______
【答案】 ①. 1.5 ②. 220 ③. 同種電荷相互排斥
【解析】
【詳解】[1][2]不同的電源提供不同的電壓,一節(jié)干電池電壓是1.5V,我國家庭電路電壓是220V。
[3]根據(jù)電荷的相互作用規(guī)律可知,同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。驗電器是根據(jù)同種電荷相互排斥的原理工作的。
12. 下列物質(zhì):①橡膠、②硅、③鍺、④干木材;其中屬于半導(dǎo)體的是 ___________(只填序號),其導(dǎo)電能力比銅、鐵等金屬的要 ___________(選填“強”或“弱”)。一些物質(zhì)在溫度很低時,電阻變?yōu)?___________,這種叫做超導(dǎo)現(xiàn)象。
【答案】 ①. ②③ ②. 弱 ③. 0
【解析】
【詳解】[1]橡膠、干木材不容易導(dǎo)電是絕緣體;銅、鐵容易導(dǎo)電是導(dǎo)體;硅、鍺導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的叫半導(dǎo)體。所以屬于半導(dǎo)體的是②③。
[2]半導(dǎo)體的導(dǎo)電性比導(dǎo)體弱;則硅、鍺的導(dǎo)電能力比銅、鐵要弱。
[3]超導(dǎo)現(xiàn)象是指一些物質(zhì)在溫度很低時,電阻變?yōu)?。
13. 如圖所示電路中,要使電燈L1和L2接成串聯(lián)電路,應(yīng)閉合開關(guān)_____;若要使電燈L1和L2接成并聯(lián)電路,應(yīng)閉合開關(guān)_____;若同時閉合開關(guān)_____,電路處于短路狀態(tài),這是絕對不允許的.
【答案】 ①. S2 ②. S1和S3 ③. S1、S2、S3
【解析】
【詳解】[1]要使燈L1和L2串聯(lián),電流從電源正極依次經(jīng)過L1、S2、L2回到電源負(fù)極,因此只能閉合S2;
[2]若要使L1和L2并聯(lián)電路中,則應(yīng)將兩燈首尾相連接到電源兩端,由圖可得,需要閉合開S1和S3;
[3]同時閉合開關(guān)S1、S2、S3時,形成電源短路,將燒壞電源,因此絕對不允許同時閉合開關(guān)S1、S2、S3.
14. 如圖甲所示,電能表的示數(shù)為______kW·h;如圖乙所示,該電阻箱的示數(shù)為______Ω。若該電能表的轉(zhuǎn)盤在5min內(nèi)轉(zhuǎn)了250轉(zhuǎn),則這段時間內(nèi)小明家中用電器消耗的電能為______J。
【答案】 ①. 305.3 ②. 1507 ③.
【解析】
【詳解】[1]電能表數(shù)字方框中最后一位是小數(shù)點后第一位,單位是kW·h,由圖甲可知,電能表的示數(shù)為305.3kW·h。
[2]如圖乙所示,該電阻箱的示數(shù)為
[3]此電能表表盤上標(biāo)有“2500r/(kW·h)”,表示電路中的用電器每消耗1kW·h電能,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過2500轉(zhuǎn),則該電能表的轉(zhuǎn)盤在5min內(nèi)轉(zhuǎn)了250轉(zhuǎn),這段時間內(nèi)小明家中用電器消耗的電能為
三、作圖題(本題3小題,共7分)
15. 按要求作圖。
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖中元件連接成電路,要求:向右移動滑片,燈泡變亮,并在方框中畫出對應(yīng)電路圖;
(2)請根據(jù)實物電路,在方框內(nèi)畫出電路圖;
(3)如圖所示,在甲、乙兩個“O”內(nèi)畫出電壓表或電流表的符號,使兩燈組成串聯(lián)電路。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)題意可知,燈泡的亮度可通過變阻器來調(diào)節(jié),所以,變阻器和小燈泡串聯(lián)在電路中,且向右移動滑片,燈泡變亮,說明變阻器連入電路的電阻變小,根據(jù)“一上一下”的接法可知,可選擇變阻器的左上接線柱和右下接線柱連入電路中,實物圖連接和對應(yīng)的電路圖如圖所示:
【小問2詳解】
由實物圖可知,電流從電源正極出發(fā),經(jīng)過開關(guān)S1,然后分兩支,一支經(jīng)過燈泡L1,另一支經(jīng)過燈泡L2和開關(guān)S2,最后匯合回到電源負(fù)極,電路圖如圖所示:
【小問3詳解】
由題知, 要使兩燈串聯(lián), 電流由電源正極流出, 經(jīng)兩燈、乙表和開關(guān)后回到電源負(fù)極, 所以乙處應(yīng)填電流表; 甲處電表與兩燈并聯(lián), 應(yīng)填電壓表。如圖所示:
四、實驗探究題(本題3小題,共19分)
16. 小希用如下圖所示電路來探究串聯(lián)電路的電壓特點。
(1)在拆接電路時,開關(guān)必須______;
(2)實驗中發(fā)現(xiàn)兩個小燈泡,一個很亮,一個發(fā)光微弱,造成這種現(xiàn)象的原因可能是______;
A. 通過兩個燈泡的電流大小不同B. 發(fā)光微弱的燈泡的燈絲斷了
C. 燈泡的規(guī)格不同D. 發(fā)光微弱的燈泡被短路
(3)在測量兩端電壓時,保持電壓表B接點不動,只斷開A接點,并改接到C接點上,閉合開關(guān)后,會出現(xiàn)電壓表______;
A. 超過電壓表量程B. 指針反偏C. 正確測出燈泡兩端的電壓
(4)用電壓表分別測出AB、BC、AC兩點間的電壓為.經(jīng)過多次實驗,數(shù)據(jù)在表中。分析數(shù)據(jù),可得串聯(lián)電路的電壓特點是______,表達(dá)式為______;
(5)實驗過程中,若發(fā)現(xiàn)兩盞燈都不亮,兩端的電壓接近電源電壓,則故障原因可能是______。
【答案】(1)斷開 (2)C
(3)B (4) ①. 串聯(lián)電路兩端總電壓等于各部分電路兩端電壓之和 ②.
(5)L1斷路
【解析】
【小問1詳解】
為保護(hù)電路安全,在拆接電路時,開關(guān)必須斷開。
【小問2詳解】
A.兩個小燈泡串聯(lián),通過的電流大小相等,故A不符合題意;
B.兩個小燈泡串聯(lián),兩燈相互影響,若發(fā)光微弱的燈泡的燈絲斷了,則另一燈不會發(fā)光,故B不符合題意;
C.兩個小燈泡串聯(lián),通過的電流大小相等,燈泡的規(guī)格不同,則電阻不同,故亮度不同,故C符合題意;
D.若發(fā)光微弱的燈泡被短路,則無電流流過該燈泡,該燈應(yīng)完全不發(fā)光,故D不符合題意。
故選C。
【小問3詳解】
如圖所示,將電壓表并聯(lián)在AB兩點之間,則與A點連接的接線柱為電壓表的正接線柱,與B點連接的接線柱為電壓表的負(fù)接線柱,若只斷開A接點,并改接到C接點上,則電壓表正負(fù)接線柱反接,會造成電壓表指針反偏。故AC不符合題意,B符合題意。
故選B。
【小問4詳解】
[1][2]由表格數(shù)據(jù)可知,第一次實驗中
第二次實驗中
第三次實驗中
綜上可知,串聯(lián)電路兩端總電壓等于各部分電路兩端電壓之和。即
【小問5詳解】
實驗過程中,若發(fā)現(xiàn)兩盞燈都不亮,電路可能斷路,L1兩端的電壓接近電源電壓,則說明電壓表與電源連通,則故障原因可能是L1斷路。
17. 如圖是小麗為研究“影響導(dǎo)體電阻大小的因素”而設(shè)計的電路圖。
(1)利用電路,要粗略判斷電阻大小,可觀察______;
(2)另有甲、乙兩同學(xué)分別對小麗的電路進(jìn)行改進(jìn):甲把小燈泡更換為電流表;乙在原電路中串聯(lián)一個電流表。你認(rèn)為______同學(xué)的改進(jìn)更好,理由是______;
(3)小麗組的同學(xué)分別對導(dǎo)體電阻跟長度、橫截面積,材料有關(guān)的猜想進(jìn)行了檢驗。檢驗時對每一個猜想都用三個實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,如表中給出了可供選擇的幾種導(dǎo)體(填導(dǎo)體代號):
①選用導(dǎo)體A、B、C??梢詸z驗“導(dǎo)體電阻跟導(dǎo)體______有關(guān)”的猜想;
②為檢驗“導(dǎo)體電阻跟導(dǎo)體的長度有關(guān)”的猜想,應(yīng)選用導(dǎo)體______;
③選用導(dǎo)體B、F、G______(填“可以”或“不可以”)檢驗“導(dǎo)體電阻跟導(dǎo)體材料有關(guān)”的猜想。
【答案】 ①. 燈泡的亮度 ②. 乙 ③. 燈泡能保護(hù)電路 ④. 橫截面積 ⑤. B、D、E ⑥. 不可以
【解析】
【詳解】(1)[1]因為通過燈泡的電流越大,燈泡越亮,因此a、b間的電阻越大,電路中的電流越小,燈泡越暗,反之,燈泡越亮,故根據(jù)燈泡的亮度反映a、b間電阻的大小。
(2)[2][3]將燈泡換為電流表,a、b間的電阻決定電路中的電流,因此,當(dāng)a、b間電阻過小時,電流會過大,電路可能會被燒壞,乙在原電路中串聯(lián)一個電流表,燈泡可以起到保護(hù)電路的作用,因此乙同學(xué)的方案更好。
(3)①[4]導(dǎo)體A、B、C,觀察表中數(shù)據(jù)可知,這三組長度相同,材料相同,橫截面積不同,因此這三組可以檢驗“導(dǎo)體電阻跟導(dǎo)體橫截面積有關(guān)”的猜想。
②[5]為探究“導(dǎo)體電阻跟長度有關(guān)”的猜想,要控制橫截面積和材料相同,長度不同,由表可知,故應(yīng)選用B、D、E三組。
③[6]根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,導(dǎo)體B、F、G只控制了長度相同,沒有控制導(dǎo)體橫截面積相同,B、F、G不能探究“導(dǎo)體電阻跟材料有關(guān)”的猜想。
18. 如圖所示,是用伏安法測量電阻R時所設(shè)計的電路圖。
(1)請用公式寫出測量電阻的原理:______;
(2)閉合開關(guān)前,如圖1滑動變阻器的滑片P應(yīng)移到最______(選填“左”或“右”)端;
(3)當(dāng)滑片P調(diào)節(jié)在某處時,電流表、電壓表指針如圖2所示,則電壓表讀數(shù)為______V。被測電阻值大小約為______Ω(保留一位小數(shù)),為了測量值更接近真實值,還應(yīng)該_______;
(4)在完成以上實驗后,小明還測量了某小燈泡的電阻,并繪出了電流隨電壓變化的圖像(如圖3所示),通過分析圖像發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻是變化的,這是因為燈絲的電阻跟燈絲的______有關(guān)。經(jīng)觀察,小燈泡在2.5V的電壓下正常發(fā)光,則此時小燈泡的電阻為______Ω。
【答案】(1)
(2)右 (3) ①. 0.8 ②. 2.2 ③. 多次測量取平均值
(4) ①. 溫度 ②. 10
【解析】
小問1詳解】
實驗中,使用電壓表測出定值電阻的兩端電壓,用電流表測出電路中電流,根據(jù)可得出定值電阻的阻值,所以,測量電阻的原理是。
【小問2詳解】
為保護(hù)電路,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的阻值應(yīng)調(diào)到最大,即應(yīng)將滑動變阻器的滑片P移動至最右端。
【小問3詳解】
[1]電壓表使用0~3V量程,每一小格代表0.1V,分度值為0.1V,故電壓表讀數(shù)為0.8V。
[2]電流表使用0~0.6A量程,一大格代表0.2A,一小格代表0.02A,分度值為0.02A,電流表示數(shù)為0.36A。則被測電阻為
[3]為了測量值更接近真實值,還應(yīng)該多次測量取平均值,從而減小誤差。
【小問4詳解】
[1]由圖3可知,當(dāng)燈泡兩端的電壓增大時,通過的電流增大,根據(jù)P=UI可知,小燈泡的實際功率增大,亮度增加,溫度升高,根據(jù)歐姆定律可知,燈泡的燈絲電阻也增大。所以,通過分析圖像發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻是變化的,這是因為燈絲的電阻跟燈絲的溫度有關(guān)。
[2]由圖3可知,小燈兩端電壓為2.5V時,通過它的電流為0.25A,則燈絲此時的電阻為
五、計算題(本題2小題,共13分)
19. 下表為一臺電烤箱的銘牌,其內(nèi)部簡化電路如圖所示,和均為電熱絲。
(1)電烤箱在高溫?fù)豕ぷ鲿r的電流;
(2)電路中的阻值;
(3)電烤箱在低溫?fù)跽9ぷ鲿r,電路中的的阻值。
【答案】(1)5A (2)44Ω
(3)66Ω
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)P=UI可得,電烤箱在高溫?fù)豕ぷ鲿r的電流為
【小問2詳解】
根據(jù)串并聯(lián)電路的電阻規(guī)律可知,只有開關(guān)S1閉合時,兩電阻串聯(lián),電路的總電阻最大,由可知,電路的總電功率最小,電烤箱處于低溫?fù)?;?dāng)兩開關(guān)同時閉合時,電路為R1的簡單電路,電路總電阻最小,由可知,電路的總電功率最大,電烤箱處于高溫?fù)?。由可得,電路中的阻值?br>【小問3詳解】
電烤箱在低溫?fù)跽9ぷ鲿r,由可得,電路中總阻值為
所以,電路中的的阻值為
20. 如圖所示,小燈泡L正常工作電壓為8V,正常工作電流為0.4A,閉合開關(guān),小燈泡正常發(fā)光,電流表的示數(shù)為1.4A,求:
(1)小燈泡L正常工作的功率;
(2)通過的電流;
(3)1min電阻消耗的電能。
【答案】(1)3.2W
(2)1A (3)480J
【解析】
【小問1詳解】
小燈泡L正常工作電壓為8V,正常工作電流為0.4A,小燈泡L正常工作的功率為
【小問2詳解】
由電路圖可知,小燈泡和R0并聯(lián),電流表串聯(lián)在干路上,測的是干路電流;閉合開關(guān),小燈泡正常發(fā)光,說明小燈泡的兩端電壓為8V,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得,電阻R0的兩端電壓等于電源電壓等于小燈泡正常發(fā)光時的兩端電壓,即
根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律可得,通過電阻R0的電流為
小問3詳解】
由(2)和可得,1min電阻消耗的電能為
六、綜合能力題(本題3分題,共19分)
21. 為了探究并聯(lián)電路的電流規(guī)律,小星同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路進(jìn)行實驗。
(1)圖乙實物圖中,電流表測量圖甲中______處電流(選填“A”、“B”或“C”);
(2)在測量電流的過程中,閉合開關(guān)前電流表的指針出現(xiàn)了如圖丙所示的情況,出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是______;
(3)在排除故障后,電流表測量C處電流的示數(shù)如圖丁所示,則電流表的示數(shù)為______A;
(4)小星接著測量A、B兩處電流并把數(shù)據(jù)記錄在表中,如下表所示。他便得出結(jié)論:____________,表達(dá)式:______;
(5)同組的小王認(rèn)為實驗次數(shù)太少,應(yīng)該更換______規(guī)格的小燈泡重復(fù)多次實驗(選填“不同”或“相同”);
(6)他們按照上面的操作重復(fù)做了幾次實驗,得到了多組數(shù)據(jù),其目的是______;
A. 多次測量求平均值,減小誤差B. 尋找普遍規(guī)律,避免偶然
【答案】(1)A (2)電流表沒有調(diào)零
(3)0.24 (4) ①. 在并聯(lián)電路中,干路上的電流等于各支路電流之和 ②.
(5)不同 (6)B
【解析】
【小問1詳解】
由圖乙得,兩燈并聯(lián),電流表串聯(lián)在干路上,測量的是干路電流,即電流表測量圖甲中A處電流。
【小問2詳解】
在測量電流的過程中,閉合開關(guān)前電流表的指針出現(xiàn)了如圖丙所示的情況,即電流表指針沒有在零刻度線位置,說明電流表沒有調(diào)零,因此應(yīng)將電流表調(diào)零。
【小問3詳解】
由圖丁得,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.24A。
【小問4詳解】
[1][2]由表格數(shù)據(jù)可得
得出結(jié)論:在并聯(lián)電路中,干路上的電流等于各支路電流之和;表達(dá)式為
【小問5詳解】
一次實驗得到的結(jié)論具有偶然性,為了使實驗結(jié)論具有普遍性,應(yīng)該更換不同規(guī)格的小燈泡重復(fù)多次實驗。
【小問6詳解】
他們按照上面的操作多次實驗,得到了多組數(shù)據(jù),其目的是避免偶然性,尋找普遍規(guī)律,使結(jié)論更具有說服力,故A不符合題意,B符合題意。
故選B。
22. 如圖甲是“探究電流與電阻的關(guān)系”的實驗電路圖,實驗器材有:電源(輸出電壓為6V)、電流表、電壓表、滑動變阻器和開關(guān)各一個,定值電阻5個(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)和導(dǎo)線若干。
(1)連接電路,閉合開關(guān),電流表指針偏到零刻度線左邊,如圖乙,原因是______;
(2)小明先把5Ω電阻接入電路,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表示數(shù)為______V,并記下電流表示數(shù),接著小明將“5Ω”的定值電阻換為“10Ω”,滑動變阻器的滑片位置不變,閉合開關(guān),電壓表示數(shù)______(選填變大,變小或不變),滑動變阻器應(yīng)該向______(選填“右”或“左”)調(diào)節(jié),以保持電壓表示數(shù)不變;
(3)正確連接電路,用上述5個定值電阻進(jìn)行實驗得到5組數(shù)據(jù),作出電流與電阻的關(guān)系圖像如圖丙,由此可得出實驗結(jié)論:當(dāng)______相同時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成______;
(4)滑動變阻器的最大阻值應(yīng)不小于______Ω。
【答案】(1)電流表正負(fù)接線柱接反了
(2) ①. 2 ②. 變大 ③. 右
(3) ①. 導(dǎo)體兩端的電壓 ②. 反比
(4)50
【解析】
【小問1詳解】
電流表的正負(fù)接線柱連接正確時,電流表的指針應(yīng)該向表盤的右側(cè)偏轉(zhuǎn),如果電流表正負(fù)接線柱接反了,指針會向表盤左側(cè)偏轉(zhuǎn)。如圖乙,電流表指針偏到零刻度線左邊,原因是電流表正負(fù)接線柱接反了。
【小問2詳解】
[1]由圖丙可知,當(dāng)定值電阻的阻值為5Ω,通過其的電流為0.4A,所以,此時電壓表示數(shù)為
[2][3]由圖甲可知,兩電阻串聯(lián),電壓表測的是定值電阻的兩端電壓,電流表測的是電路電流;根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,將“5Ω”的定值電阻換為“10Ω”,電阻變大,其分得的電壓變大,即電壓表示數(shù)變大;探究電流與電阻的關(guān)系實驗中應(yīng)控制電壓不變,即應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知,應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓,由分壓原理,應(yīng)增大滑動變阻器連入電路中的電阻,所以滑片應(yīng)向右調(diào)節(jié),以保持電壓表示數(shù)不變。
【小問3詳解】
[1][2]由圖丙可知,電阻兩端的電壓始終保持為
UV=IR=0.4A×5Ω=……=0.1A×20Ω=2V
為一定值,故由此得出實驗結(jié)論:當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
【小問4詳解】
電阻兩端的電壓始終保持UV=2V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓為
U滑=6V-2V=4V
則變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的
倍,根據(jù)分壓原理,當(dāng)接入25Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為
R滑=2×25Ω=50Ω
故滑動變阻器的最大阻值應(yīng)不小于50Ω。
23. 小明同學(xué)要測量某未知電阻的阻值(整個實驗過程中電源電壓保持不變)
(1)按照圖甲電路圖正確連接電路后,閉合開關(guān),小明發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),但電壓表示數(shù)很大。電路中出現(xiàn)的故障原因是______。
(2)排除故障后,電流表和電壓表的示數(shù)如圖乙所示,則______。
(3)小明想利用這些器材測量另一個未知電阻的阻值,但發(fā)現(xiàn)電流表已經(jīng)損壞。小華幫他設(shè)計另一個實驗方案:利用圖丙所示的電路,為已知阻值電阻,先閉合開關(guān)S、,記下電壓表的示數(shù),再______,記下電壓表示數(shù),則______(表達(dá)式用表示)。
【答案】(1)定值電阻R0斷路
(2)6.25 (3) ①. 斷開開關(guān)S1 ②.
【解析】
【小問1詳解】
由圖甲得,定值電阻R0與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測量定值電阻R0的電壓,電流表測量電路電流。閉合開關(guān),小明發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),但電壓表示數(shù)很大,則電路中可能存在斷路,且電壓表與電源相連接,則電路中出現(xiàn)的故障原因是與電壓表并聯(lián)的定值電阻R0斷路。
【小問2詳解】
由圖乙得,電流表的分度值為0.02A,示數(shù)為0.4A;電壓表的分度值為0.1V,示數(shù)為2.5V。由歐姆定律得
【小問3詳解】
[1][2]由圖丙得,先閉合開關(guān)S、S1,電路為定值電阻R0的簡單電路,電壓表測量電源電壓,則電源電壓為U3,再斷開S1,此時定值電阻R0與未知電阻串聯(lián),電壓表測定值電阻R0的電壓,則此時定值電阻R0的電壓為U2,由串聯(lián)電路電壓特點與歐姆定律得
實驗次數(shù)
/V
/V
/V
1
0.8
2.2
3.0
2
1.0
2.0
3.0
3
1.2
1.8
3.0
導(dǎo)體代號
長度/m
橫截面積/mm2
材料
A
1.0
0.2
錳銅
B
1.0
0.4
錳銅
C
1.0
0.6
錳銅
D
0.5
0.4
錳銅
E
1.5
0.4
錳銅
F
1.0
0.6
鎳鉻合金
G
1.0
0.6

××牌電烤箱
額定電壓
220V
額定功率
高溫?fù)?br>1100W
低溫?fù)?br>440W
A點的電流/A
B點的電流/A
C點的電流/A
第一次測量
0.66
0.42

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