
注意事項(xiàng):
1.答卷前,考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上。
2.回答第Ⅰ卷時(shí),選出每小題答案后,用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng),用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。寫在本試卷上無效。
3.回答第Ⅱ卷時(shí),將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。
4.考試結(jié)束后,將本試卷和答題卡一并交回。
5.考試范圍:人教版(13章~20章)
A卷(共100分)
第I卷(選擇題 共30分)
一、單項(xiàng)選擇題(本題共15小題,每小題2分,共30分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的)
1.“端午濃情,粽葉飄香”,關(guān)于端午節(jié)包粽子涉及的物理知識(shí),下列說法正確的是( )
A.煮粽子時(shí)鍋的上方白氣飄動(dòng)是擴(kuò)散現(xiàn)象
B.粽子出鍋時(shí)香氣四溢是由于分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
C.粽子冷卻后香氣消失說明低溫物體的分子不做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
D.剝開粽葉,米和葉子“藕斷絲連”說明分子之間不存在斥力
【答案】B
【詳解】A.煮粽子時(shí)鍋的上方白氣,是水蒸氣遇冷液化而成的小水滴,所以,白氣飄動(dòng)應(yīng)是液體的運(yùn)動(dòng),不是擴(kuò)散現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;
B.粽子出鍋時(shí)香氣四溢屬于擴(kuò)散現(xiàn)象,由于分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),故B正確;
C.分子總在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),低溫物體的分子也做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),但劇烈程度低,故C錯(cuò)誤;
D.剝開粽葉,米和葉子“藕斷絲連”說明分子之間引力,同時(shí)存在斥力,故D錯(cuò)誤。
故選B。
2.下列關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能的說法正確的是( )
A.“鉆木取火”是通過做功的方式改變了物體的內(nèi)能
B.一壺水加熱后,水的比熱容變大
C.冰水混合物吸熱后溫度仍為0℃,因此它的內(nèi)能沒有改變
D.用熱水袋取暖時(shí),溫度從熱水袋傳遞給了手
【答案】A
【詳解】A.“鉆木取火”過程中,克服摩擦力做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,是是通過做功的方式改變了物體的內(nèi)能,故A正確;
B.比熱容是物質(zhì)的特性,只與物質(zhì)的種類及狀態(tài)有關(guān),與溫度及吸放熱多少無關(guān),故一壺水加熱后,水的比熱容不變,故B錯(cuò)誤;
C.冰水混合物吸熱后溫度仍為0℃,此過程雖溫度保持不變,但吸收了熱量,內(nèi)能增大,故C錯(cuò)誤;
D.用熱水袋取暖時(shí),熱量從熱水袋傳遞給了手,手的溫度升高,傳遞的是熱量,不是溫度,故D正確。
故選A。
3.汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代生活不可缺少的一部分,汽車多數(shù)采用汽油機(jī)作為發(fā)動(dòng)機(jī),如圖是四沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)示意圖,下列說法中錯(cuò)誤的是( )
A.汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)正確的順序是:丁甲丙乙
B.甲沖程中氣體內(nèi)能將增大、溫度升高
C.丙沖程中存在的能量轉(zhuǎn)化是:內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D.依靠飛輪慣性完成的沖程是:乙、丙、丁沖程
【答案】D
【詳解】A.由圖可知,甲是壓縮沖程,乙是排氣沖程,丙是做功沖程,丁是吸氣沖程,故汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)正確的順序是丁甲丙乙,故A正確,不符合題意;
B.甲是壓縮沖程,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,活塞內(nèi)氣體內(nèi)能增大、溫度升高,故B正確,不符合題意;
C.丙是做功沖程,該沖程中將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故C正確,不符合題意;
D.吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程活塞運(yùn)動(dòng)靠飛輪的慣性,所以依靠飛輪慣性完成的沖程是甲、乙、丁沖程,故D錯(cuò)誤,符合題意。
故選D。
4.將帶正電的物體靠近吊在細(xì)線上的通草球(非常輕小的小球),通草球會(huì)被吸引,如果換用帶負(fù)電的物體去靠近通草球,則通草球( )
A.一定吸引 B.一定排斥 C.可能被吸引,也可能不動(dòng) D.可能被吸引,也可能被排斥
【答案】D
【詳解】解:將帶正電的物體靠近吊在細(xì)線上的通草球,通草球會(huì)被吸引,因?yàn)闆]有相互接觸,則通草球有兩種可能:一是根據(jù)電荷間的作用規(guī)律可知通草球可能帶負(fù)電;二是根據(jù)帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì)可知,通草球可能不帶電;
如果換用帶負(fù)電的物體去靠近通草球,則如果通草球帶負(fù)電,就會(huì)互相排斥;若通草球是不帶電的,則會(huì)吸引.所以通草球可能被吸引,也可能被排斥;
綜上,ABC錯(cuò)誤,D正確為答案.
點(diǎn)睛:本題考查了電荷間的相互作用規(guī)律和帶電體能吸引輕小物體的性質(zhì).注意相互吸引的不一定是異種電荷.
5.如圖所示,兩個(gè)相同的驗(yàn)電器A和B,其中A帶正電,B不帶電。用帶有絕緣手柄的金屬棒同時(shí)接觸驗(yàn)電器A和B的金屬球,發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器A的金屬箔張角變小,驗(yàn)電器B的金屬箔張角由閉合變?yōu)閺堥_。下列說法正確的是( )
A.驗(yàn)電器的原理是:同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引
B.B驗(yàn)電器的金屬箔張開是因?yàn)閹狭苏姾?br>C.正電荷從A轉(zhuǎn)移到B,所以兩個(gè)驗(yàn)電器都帶正電荷
D.金屬棒中瞬間電流的方向從B到A
【答案】B
【詳解】A.驗(yàn)電器的工作原理是同種電荷互相排斥,故A錯(cuò)誤;
B.驗(yàn)電器A帶正電連接不帶電的驗(yàn)電器B,驗(yàn)電器B的兩金屬箔片能夠張開,是因?yàn)閮刹瑤狭苏姾?,同種電荷相互排斥而張開,故B正確;
C.金屬桿和金屬球接觸的一瞬間,驗(yàn)電器B的電子轉(zhuǎn)移到A驗(yàn)電器中的金屬箔帶上了正電荷,故C錯(cuò)誤;
D.由C項(xiàng)解答可知,負(fù)電荷自B流向A;因?yàn)樨?fù)電荷定向移動(dòng)的方向與電流方向相反,所以金屬桿和金屬球接觸的一瞬間,金屬桿中電流方向是自A流向B,故D錯(cuò)誤。
故選B。
6.小明設(shè)計(jì)了煙花定時(shí)自動(dòng)點(diǎn)火裝置,原理如圖所示,裝置中的點(diǎn)火器有電流通過時(shí),就會(huì)自動(dòng)點(diǎn)燃煙花,定時(shí)器控制點(diǎn)火時(shí)間下列說法正確的是( )
A.為了安全應(yīng)在a處安裝一個(gè)開關(guān)B.為了安全應(yīng)在b處安裝一個(gè)開關(guān)
C.點(diǎn)火前,定時(shí)器無電流通過D.點(diǎn)火前,點(diǎn)火器有電流通過
【答案】A
【詳解】AB.由圖可知,a處在干路上,若將開關(guān)接在a處,斷開開關(guān),整個(gè)電路處于斷路狀態(tài),沒有電流,所以煙花不會(huì)被點(diǎn)燃;b處在定時(shí)器所在的支路上,即使b處的開關(guān)開,也有電流經(jīng)過點(diǎn)火器,導(dǎo)致煙花被點(diǎn)燃,所以為了安全,應(yīng)將開關(guān)接在a處,故A正確,B錯(cuò)誤;
C.點(diǎn)火前,定時(shí)器有電流通過,此時(shí)的定時(shí)器相當(dāng)于一根導(dǎo)線,將點(diǎn)火器短路,點(diǎn)火器中沒有電流經(jīng)過,所以煙花不會(huì)被點(diǎn)燃,故C錯(cuò)誤;
D.點(diǎn)火前,點(diǎn)火器沒有電流通過,若點(diǎn)火前點(diǎn)火器有電流通過,則煙花會(huì)被點(diǎn)燃,故D錯(cuò)誤。
故選A。
7.下列數(shù)據(jù)最不符合實(shí)際的是( )
A.節(jié)能燈正常工作時(shí)電流約0.1AB.一節(jié)新干電池的電壓約為1.5V
C.家用空調(diào)的額定功率約為100WD.電腦工作5h大約需要1度電
【答案】C
【詳解】A.根據(jù)常見用電器的電流可知,節(jié)能燈正常工作時(shí)電流約0.1A,故A不符合題意;
B.根據(jù)常見的電源電壓可知,一節(jié)新干電池的電壓約為1.5V,故B不符合題意;
C.根據(jù)常見用電器的電功率可知,家用空調(diào)的額定功率約為1000W,故C符合題意;
D.根據(jù)常見用電器的電功率可知,電腦的電功率約為0.2kW,所以電腦工作5h消耗的電能大約為
W=Pt=0.2kW×5h=1kW·h
故D不符合題意。
故選C。
8.如圖甲所示的實(shí)物電路中,當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),兩燈泡均發(fā)光,且兩個(gè)完全相同的電流表指針偏轉(zhuǎn)均如圖乙所示。則下列判斷正確的是( )
A.通過燈L1的電流為1.5AB.通過燈L1的電流為0.3A
C.通過燈L2的電流為1.2AD.通過燈L2的電流為0.3A
【答案】D
【詳解】由電路圖可知,兩燈泡并聯(lián),電流表A1測干路電流,電流表A2測L2支路的電流,因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,且兩個(gè)電流表的指針在同一個(gè)位置,所以,干路電流表A1的量程為0~3A,分度值為0.1A,示數(shù)I=1.5A,L2支路電流表A2的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,通過L2中的電流示數(shù)I2=0.3A,則燈L1中的電流I1=I—I2=1.5A-0.3A=1.2A,故ABC錯(cuò)誤,D正確。
故選D。
9.為了節(jié)約電能,人們?cè)O(shè)計(jì)出一種由聲控開關(guān)和光控開關(guān)共同控制樓道路燈的電路,要求只有當(dāng)這兩個(gè)開關(guān)都閉合(即夜晚有人經(jīng)過發(fā)聲)時(shí),燈才亮.符合這一要求的電路是
A. B. C.D.
【答案】A
【詳解】根據(jù)題意可得,聲控開關(guān)和光控開關(guān)串聯(lián)后共同控制燈泡,即用導(dǎo)線將各元件依次連接起來.故選A.
10.不少家用電器上使用的電位器就是變阻器,其外形及結(jié)構(gòu)如圖所示。關(guān)于它的使用,下列說法正確的是( )
A.電位器是通過改變接入電路中電阻絲的橫截面積來改變阻值大小的
B.將A和B接入電路,無法改變通過電位器的電流
C.將B和C接入電路時(shí),當(dāng)滑片順時(shí)針旋動(dòng)時(shí),電位器接入電路的電阻變小
D.將A和C接入電路時(shí),當(dāng)滑片逆時(shí)針旋動(dòng)時(shí),電位器接入電路的電阻變大
【答案】C
【詳解】A.電位器是通過改變接入電路中電阻絲的長度來改變阻值大小的,故A錯(cuò)誤;
B.把A和B接入電路,接入了左半段,當(dāng)滑片順時(shí)針旋動(dòng)時(shí),電位器接入電路電阻增大,電源電壓不變,電流變小,故B錯(cuò)誤;
C.只將B、C兩點(diǎn)接入電路,接入了右半段,當(dāng)滑片順時(shí)針旋動(dòng)時(shí),電位器接入電路電阻變小,故C正確;
D.只把A和C接入電路,電位器相當(dāng)于定值電阻,移動(dòng)滑片,不管是順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)還是逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),電阻不變,電源電壓不變,無法改變通過電位器的電流,故D錯(cuò)誤。
故選C。
11.如圖所示電路,電源電壓不變,當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí),電流表示數(shù)為0.3A,電壓表示數(shù)為9V;若將兩表互換位置,并同時(shí)閉合S1和S2時(shí),電流表示數(shù)為0.5A。則下列說法中錯(cuò)誤的是( )
A.電壓表示數(shù)仍為9VB.R1的阻值為18Ω
C.R2的阻值為45ΩD.R2消耗的功率為6.75W
【答案】C
【詳解】按題意可知,第一次當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí)兩個(gè)電阻是串聯(lián)的,電壓表測的是兩個(gè)電阻的總電壓即電源電壓,電流表測的是兩個(gè)電阻的電流;第二次同時(shí)閉合S1和S2時(shí)兩個(gè)電阻是并聯(lián)的,電流表測得是R1的電流,電壓表測得仍是電源電壓。
A.第二次兩個(gè)電阻是并聯(lián)的,電壓表測得是電源電壓,所以示數(shù)仍為9V,說法正確,故A不符合題意;
B.第二次兩個(gè)電阻是并聯(lián)時(shí),可以知道,所以R1的阻值為18Ω,說法正確,故B不符合題意;
C.第一次兩個(gè)電阻是串聯(lián)的,總阻值,所以R2=R-R1=30Ω-18Ω=12Ω,說法錯(cuò)誤,故C符合題意;
D.同時(shí)閉合S1和S2時(shí)兩個(gè)電阻是并聯(lián)的,R2消耗的電功率,說法正確,故D不符合題意。
故選C。
12.如圖甲所示,當(dāng)開關(guān)S從2轉(zhuǎn)到1時(shí),根據(jù)電流表和電壓表對(duì)應(yīng)的示數(shù),在U-I坐標(biāo)系中描繪了相對(duì)應(yīng)的點(diǎn),如圖乙所示下列有關(guān)判斷正確的是( )
A.電源電壓為8VB.R2的阻值為20Ω
C.R1的阻值為20ΩD.S接2時(shí)通過R2的電流為0.6A
【答案】B
【詳解】觀察圖甲可知,開關(guān)S接2時(shí),根據(jù)電流的流法可知,兩電阻串聯(lián)接入電路,電壓表并聯(lián)在R1的兩端,開關(guān)S接1時(shí),只有電阻R1接入電路,電壓表的示數(shù)等于電源電壓示數(shù),所以開關(guān)S接1時(shí),電壓表示數(shù)較大,再觀察圖乙,可知,這電壓值為6V,即電源電壓為6V,這時(shí)對(duì)應(yīng)的電流值為0.6A,根據(jù)可知,R1的阻值為
R1的阻值為10Ω;S接2時(shí),電壓表示數(shù)為2V,電路的電流為0.2A,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,可知R2的電壓為4V,根據(jù)串聯(lián)電路電流規(guī)律,可知流過R2的電流也為0.2A,根據(jù)可知,R2的阻值為
R2的阻值為20Ω;S接2時(shí)通過R2的電流為0.2A;綜上所述,電源電壓為6V,R2的阻值為20Ω,R1的阻值為10Ω,S接2時(shí)通過R2的電流為0.2A;故ACD錯(cuò)誤,B正確。
故選B。
13.將“6V;3W”和“6V;6W”的兩只燈泡和串聯(lián)后接在電源兩端,不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響,則( )
A.燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為3Ω
B.燈泡比燈泡更亮
C.當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí),燈泡的實(shí)際功率是1.5W
D.為保證兩燈安全,電源允許提供的最大電壓為12V
【答案】C
【詳解】A.燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為,故A不符合題意;
B.燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為,兩個(gè)燈泡串聯(lián),通過它們的電流相等,燈泡L2比燈泡L1電阻小,根據(jù)P=I2R可知,燈泡L2實(shí)際功率小,燈泡比燈泡更暗些,故B不符合題意;
C.兩燈泡的額定電流分別為,
當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí),通過電路的電流是0.5A,燈泡L2的實(shí)際功率P=I2R2=(0.5A)2×6Ω=1.5W,故C符合題意;
D.因?yàn)榇?lián)電路電流處處相等,在不損壞小燈泡的前提下,只能保證電流較小的燈泡正常發(fā)光,由此電路中的最大電流應(yīng)為0.5A;電路中允許接的最大電壓U=I(R1+R2)=0.5A×(12Ω+6Ω)=9V,故D不符合題意。
故選C。
14.第22屆世界杯在炎熱的卡塔爾進(jìn)行,所有場地周邊都配備有一種EIPalm涼亭,如圖所示,它裝有風(fēng)力渦輪機(jī),其內(nèi)部有磁鐵,風(fēng)進(jìn)入裝置帶動(dòng)線圈擺動(dòng)可提供電能。下列實(shí)驗(yàn)?zāi)芙忉尅癊IPalm涼亭”發(fā)電原理的是( )
A. B. C.D.
【答案】A
【詳解】由題可知,風(fēng)進(jìn)入裝置帶動(dòng)線圈擺動(dòng)可提供電能,即可將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,利用了電磁感應(yīng)原理。
A.如圖,閉合開關(guān),當(dāng)導(dǎo)體棒在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),靈敏電流流指針偏轉(zhuǎn),產(chǎn)生感應(yīng)電流,反映了電磁感應(yīng)原理,故A符合題意;
B.如圖,導(dǎo)線中有電流通過時(shí),小磁針偏轉(zhuǎn),反映了電流磁效應(yīng),故B不符合題意;
C.如圖,反映了同種電荷相互排斥,故C不符合題意;
D.如圖,閉合開關(guān),通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng),反映了電動(dòng)機(jī)的工作原理,故D不符合題意。
故選A。
15.一條形磁鐵放在水平桌面上,處于靜止?fàn)顟B(tài),電磁鐵置于條形磁鐵附近并正對(duì)(如圖所示).下列敘述中,正確的是( )
A.閉合開關(guān)前,電磁鐵與條形磁鐵間沒有力的作用
B.閉合開關(guān)后,條形磁鐵受到桌面向左的摩擦力
C.閉合開關(guān)后,滑片P向a移動(dòng)時(shí)電磁鐵與條形磁鐵間的作用力增大
D.閉合開關(guān)后,滑片P向a移動(dòng)過程中,若條形磁鐵始終處于靜止?fàn)顟B(tài),則它受到桌面的摩擦力大小保持不變
【答案】C
【詳解】A.閉合開關(guān)前,雖然電磁鐵沒有磁性,但是電磁鐵中間是有鐵芯的,條形磁鐵對(duì)鐵芯是有吸引力作用的,故A錯(cuò)誤.
B.閉合開關(guān)后,電磁鐵有磁性,根據(jù)圖中的電流方向結(jié)合安培定則可知,電磁鐵的左端是N極、右端是S極,因異名磁極相互吸引,則電磁鐵對(duì)條形磁鐵有向左的吸引力作用,條形磁鐵有向左運(yùn)動(dòng)趨勢,所以條形磁鐵受到向右的靜摩擦力作用.故B錯(cuò)誤.
C.D.閉合開關(guān)后,滑片P向a移動(dòng)時(shí),變阻器接入電路的阻值變小,通過電磁鐵的電流增大,磁性增強(qiáng),對(duì)條形磁鐵的吸引力增大,條形磁鐵始終處于靜止?fàn)顟B(tài),受到向左的吸引力和向右的靜摩擦力是平衡力,吸引力增大,則摩擦力也增大,故C正確,D錯(cuò)誤.
第II卷(非選擇題 共70分)
二、填空題(本題共8小題,每空2分,共32分)
16.長沙是一個(gè)有煙火氣息的城市。晚上路過美食文化街坡子街,你會(huì)看到各種美食正經(jīng)過蒸、煎、炸、
炒變得香氣四溢。蒸、煎、炸、炒是通過 改變物體內(nèi)能,香氣四溢是因?yàn)榉肿釉诓煌O⒌? 。
【答案】 熱傳遞 做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
【詳解】[1]蒸、煎、炸、炒這些烹飪方式都是通過熱傳遞來改變食物的內(nèi)能的。具體來說,火焰或熱油的高溫使得食物的溫度升高,食物的內(nèi)能也隨之增加,從而變得熟熱可口。
[2]香氣四溢是擴(kuò)散現(xiàn)象的一種表現(xiàn),它說明了分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。當(dāng)食物被烹飪時(shí),食物中的香氣分子會(huì)獲得能量,開始更加劇烈地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),從而擴(kuò)散到空氣中,被我們的鼻子捕捉到,形成我們所聞到的香氣。
17.甲、乙兩只燈泡,其I﹣U關(guān)系圖像如圖所示,現(xiàn)將甲、乙兩燈串聯(lián)在電路中,當(dāng)甲燈兩端的電壓為2V時(shí),乙燈消耗的功率是 W;若將甲、乙兩燈并聯(lián)在電路中,當(dāng)流過乙燈的電流為0.4A時(shí),電路中的總電阻為 Ω。
【答案】 1.2 3
【詳解】[1]將甲、乙兩燈串聯(lián)在電路中,串聯(lián)電路中各處的電流相等,由圖像可知,當(dāng)甲燈兩端的電壓為2V時(shí),通過電路的電流為0.4A,此時(shí),乙燈泡兩端的電壓
則乙燈消耗的功率
[2]若將甲、乙兩燈并聯(lián)在電路中,當(dāng)流過乙燈的電流為0.4A時(shí),從圖像中可知,乙燈兩端的電壓
根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知,電源電壓和甲燈兩端的電壓相等,所以
由圖像可知,此時(shí)通過甲燈的電流
根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知,干路電流
根據(jù)歐姆定律可知,電路中的總電阻
18.如圖是滑動(dòng)變阻器改變電流的實(shí)驗(yàn)電路圖,當(dāng)滑片P向左移動(dòng)要使燈變亮,電路圖中的M、N兩線頭應(yīng)分別與滑動(dòng)變阻器的 兩接線柱相連,此時(shí)電流表示數(shù)將 。(填“變大”或“變小”)
【答案】 A、D或A、C 變大
【詳解】[1][2]電路中滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián),電流表測串聯(lián)電路中的電流。當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí),燈泡變亮,則電路中的電流變大,電流表示數(shù)變大。此時(shí)需減小滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值。按照滑動(dòng)變阻器“一上一下”接線規(guī)則,應(yīng)將M、N兩線頭分別與滑動(dòng)變阻器的A、D或A、C兩接線柱相連。
19.如圖甲所示電路中,電源電壓6V且保持不變。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),兩燈不亮,電壓表的示數(shù)為6V,則此時(shí)電路出現(xiàn)的故障可能是 ;排除故障后,閉合開關(guān)時(shí)電壓表的示數(shù)如圖乙所示,則L1兩端的電壓是 V。
【答案】 燈泡L2斷路 2.5
【詳解】[1] 分析電路可知,兩燈串聯(lián),電壓表測電壓。兩燈不亮,說明電路中有斷路,電壓表示數(shù)等于電源電壓,說明電壓表的兩端與電源相通,則電路出現(xiàn)的故障可能是燈泡L2斷路。
[2] 如圖乙所示,電壓表選用大量程,分度值為0.5V,示數(shù)為3.5V,根據(jù)串聯(lián)電壓規(guī)律,L1兩端的電壓為
20.司南是中國古代發(fā)明的指示方向的器具,它在水平面內(nèi)靜止時(shí)勺柄指南,說明勺柄是磁體的 極。信鴿具有卓越的航行本領(lǐng),它能從2000km以外的地方飛回家里,鴿子在飛行時(shí)是靠 來導(dǎo)航的。
【答案】 南 地磁場
【詳解】[1]“司南”是我國古代勞動(dòng)人民發(fā)明的指南針,它靜止時(shí)具有指南北的性質(zhì)。地磁場對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用。指南針本身有磁性,放入地磁場中,受到地磁場的作用,總是指示南北方
向,因“司南”的勺柄為南極,根據(jù)磁極間的相互作用可知,“司南”靜止時(shí)勺柄指向地磁北極,地磁北極在地理南方附近。
[2]鴿子在飛行時(shí)是靠地磁場來導(dǎo)航的。
21.下水道井蓋的丟失給人們出行帶來了安全隱患。為提示路人注意安全,小明設(shè)計(jì)了如圖所示的電路,電路中利用一元硬幣代替鐵質(zhì)井蓋是因?yàn)閮烧叨紝儆? (填“絕緣體”或“導(dǎo)體”)。當(dāng)井蓋丟失時(shí),燈泡發(fā)光報(bào)警;當(dāng)電磁鐵的線圈中有電流通過時(shí),繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)與 (填“上”或“下”)靜觸點(diǎn)接觸。
【答案】 導(dǎo)體 下
【詳解】[1]由于硬幣與鐵質(zhì)井蓋都容易導(dǎo)電均屬于導(dǎo)體,所以可以用一元硬幣代替鐵質(zhì)井蓋。
[2]如果鐵質(zhì)井蓋丟失,電磁鐵的線圈中沒有電流通過,繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)與上觸點(diǎn)接觸,則燈泡發(fā)光報(bào)警;當(dāng)有電流通過電磁鐵的線圈時(shí),繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)與下觸點(diǎn)接觸,燈泡不發(fā)光,表明沒有危險(xiǎn)。
22.如圖所示的圖 能說明直流電動(dòng)機(jī)的工作原理(選填“甲”或“乙”)。一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),通過線圈的電流為5A,若此線圈的電阻為2Ω,那么這臺(tái)電動(dòng)機(jī)線圈1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是 J。
【答案】 甲 3000
【詳解】[1]直流電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的,如圖甲所示,圖乙是發(fā)電機(jī)原理。
[2]線圈電阻所產(chǎn)生的熱量是
23.小明一家外出旅游,出門前,家里的電能表的示數(shù)如圖所示。當(dāng)他們旅游回來,電能表示數(shù)變?yōu)?039.3kW·h,則這段時(shí)間內(nèi)由于家里用電器待機(jī)而浪費(fèi)的電能是 kW·h。小明發(fā)現(xiàn)旅游時(shí)攜帶的移動(dòng)充電寶剩余電量為0。充電寶容量為20000mA·h,充電電壓為5V,他關(guān)閉家中其他用電器,給充電寶充滿電,則電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過 r。
【答案】 20 100
【詳解】[1]如圖所示,出門前,家里的電能表的示數(shù)為2019.3kW·h,旅游回來,電能表示數(shù)變?yōu)?039.3 kW·h,則這段時(shí)間內(nèi)由于家里用電器待機(jī)而浪費(fèi)的電能是
[2] 充電寶容量為20000mA·h,充電電壓為5V,他關(guān)閉家中其他用電器,給充電寶充滿電,需要消耗電能為
由圖上電能表參數(shù)可知,每消耗1kW·h電能轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)1000 r,則充電消耗電能0.1kW·h轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)100 r。
四、作圖題與計(jì)算題(本題共3小題,共16分。計(jì)算題在解答時(shí)應(yīng)寫出公式和重要的驗(yàn)算步驟,只寫最后答案的不得分)
24.(4分)
(1)小明自制了一個(gè)帶有電磁鐵的木船模型,將它放入水中漂浮,閉合開關(guān)后,船頭會(huì)指向北方偏轉(zhuǎn),請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)出螺線管的南北極和電源的正負(fù)極。( )
【答案】
【詳解】因地磁場沿南北方向,地球南極處為地磁場的N極,地球北極處為地磁場的S極,閉合開關(guān)后,船頭會(huì)指向北方偏轉(zhuǎn),由磁極間的相互作用可知,通電螺線管右端為N極,左端為S極,由安培定則可知,電源左端為正極,右端為負(fù)極,如圖所示:
(2)如題圖所示,線圈右方的桌面上有一條形磁體,當(dāng)閉合開關(guān)后,滑片P右移時(shí)條形磁體受到的摩擦力增大,條形磁體始終保持靜止,請(qǐng)選擇變阻器的接口a或b完成電路圖,并在條形磁體中心點(diǎn)畫
出受到摩擦力f的方向。
【答案】
【詳解】當(dāng)閉合開關(guān)后,電路形成閉合電路,由安培定則可知電磁鐵的左端為N極、右端為S極,和條形磁鐵之間有吸引力,滑片P右移時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小,即b接入電路,電流變大,電磁鐵的磁性增強(qiáng),電磁鐵與條形磁鐵之間的吸引力變大,即條形磁鐵受到電磁鐵向左的吸引力,因條形磁鐵始終靜止,受到平衡力,所以條形磁鐵受到向右的摩擦力,具體如圖所示:
25.(6分)2021年10月16日,搭載神舟十三號(hào)載人飛船的長征二號(hào)F遙十三運(yùn)載火箭,在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空。鈹是一種高效率的火箭燃料,鈹在燃燒時(shí)能釋放出巨大的能量。求:(q鈹=6.3×107J/kg)
(1)5kg鈹完全燃燒放出的熱量為多少J?
(2)若這些熱量的60%被水吸收,可以使多少千克的水溫度升高50℃?
【答案】(1)3.15×108J;(2)900kg
【詳解】解:(1)因?yàn)殁數(shù)臒嶂禐閝鈹=6.3×107J/kg,所以5kg鈹完全燃燒放出的熱量為
Q放=mq鈹=5kg×6.3×107J/kg=3.15×108J(2分)
(2)由題意可知,水吸收的熱量為Q吸=ηQ放=60%×3.15×108J=1.89×108J(2分)
根據(jù)Q吸=c水m(t1-t0)可得,水的質(zhì)量為(2分)
答:(1)5kg鈹完全燃燒放出的熱量為3.15×108J;
(2)若這些熱量的60%被水吸收,可以使900kg的水溫度升高50℃。
26.(6分)某物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)用電壓表的示數(shù)變化反映環(huán)境溫度變化的電路.其電路原理圖如圖(a)所示.其中,電源兩端電壓U=4V.電壓表的量程為0~3V,R0=300Ω,R1是熱敏電阻,其電阻隨環(huán)境溫度變化的關(guān)系如圖(b)所示.閉合開關(guān)S后.求:
(1)R0在電路中起什么作用;
(2)當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時(shí),電壓表的示數(shù)是多少;
(3)電壓表兩端電壓不能超過其最大測量值,則此電路所允許的最高環(huán)境溫度是多少。
【答案】(1)保護(hù)電路;(2)2.4V;(3)80℃
【詳解】解:(1)如果沒有定值電阻R0的話,當(dāng)溫度較高時(shí)R1的阻值變小,電路中的電流變大,可能會(huì)燒壞電源,所以,R0在電路中起保護(hù)電路的作用;(1分)
(2)由電路圖可知,R0與R1是串聯(lián),電壓表測R0兩端的電壓,由圖(b)可知,當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時(shí),熱敏電阻R1=200Ω,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,電路中的電流I==0.008A(1分)
則電壓表的示數(shù)U0=IR0=0.008A×300Ω=2.4V(1分)
(3)由題意可知,電壓表示數(shù)允許最大值為3V,此時(shí)電路能夠測量的溫度最高,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以,此時(shí)電路中的電流為I′==0.01A(1分)
因串聯(lián)電路兩端的電壓等于各部分電路兩端的電壓之和,所以,R1兩端的電壓
U′1=U?U′0=4V?3V=1V(1分)
此時(shí)熱敏電阻的阻值R′1==100Ω(1分)
由圖(b)可知,熱敏電阻的阻值為100Ω時(shí)對(duì)應(yīng)溫度為80℃,即最高環(huán)境溫度為80℃。
答:(1)R0在電路中起保護(hù)電路的作用;(2)當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時(shí),電壓表的示數(shù)是2.4V;(3)電壓表兩端電壓不能超過其最大測量值,則此電路所允許的最高環(huán)境溫度是80℃。
五、實(shí)驗(yàn)與探究題(本題共2小題,每空2分,共18分)
27.(10分)小明和小華分別用圖甲和圖乙所示裝置探究影響電流熱效應(yīng)的因素:
(1)如圖甲小明將兩電阻絲(R甲>R 乙)串聯(lián)接入電路是為了控制通過兩電阻絲的 相等。實(shí)驗(yàn)過程中電流產(chǎn)生熱量的多少是通過比較 (選填溫度計(jì)示數(shù)的變化或加熱時(shí)間)來反映的。
(2)小華用圖乙所示裝置來探究影響電流熱效應(yīng)的另一因素,將另一個(gè)電阻絲C與燒瓶內(nèi)一個(gè)電阻絲B并聯(lián),并置于燒瓶外,目的是改變燒瓶內(nèi)電阻絲B中的 大小。小明用圖甲所示裝置也可通過調(diào)節(jié) 來實(shí)現(xiàn)這一目的,選用 (選填甲或乙)圖裝置可以不需要測量通電時(shí)間。
【答案】 電流和通電時(shí)間 溫度計(jì)示數(shù)的變化 電流 滑動(dòng)變阻器的滑片 乙
【詳解】(1)[1]串聯(lián)電路各處的電流都相等,如圖甲小明將兩電阻絲(R甲>R 乙)串聯(lián)接入電路是為了控制通過兩電阻絲的電流相等和通電時(shí)間相同。
[2]根據(jù)轉(zhuǎn)換法,實(shí)驗(yàn)過程中電流產(chǎn)生熱量的多少是通過比較溫度計(jì)示數(shù)的變化來反映的。
(2)[3]圖乙中,B容器兩電阻并聯(lián)后與A容器的電阻串聯(lián),兩容器內(nèi)兩電阻的阻值大小相等,根據(jù)串聯(lián)和并聯(lián)電路電流的規(guī)律,通過A容器中電阻的電流大于通過B容器內(nèi)等值電阻的電流,即目的是改變燒瓶內(nèi)電阻絲B中的電流大小。
[4]小明用圖甲所示裝置也可通過調(diào)節(jié)變阻器的滑片,從而改變電路的電阻,達(dá)到改變電路的電流的目的。
[5]由圖乙可知,左右燒瓶中的液面高度即可反應(yīng)熱量多少,故不用記錄通電時(shí)間。
28.(8分)在“測量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中,已知小燈泡的額定電壓為2.5V,正常工作時(shí)的電阻約為12Ω?,F(xiàn)有器材:電源(電壓為6V,保持不變),電流表,電壓表,開關(guān)、導(dǎo)線若干,另有兩種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器可供選擇:R1(50Ω、2A)、R2(10Ω、1A)。請(qǐng)完成下列問題:
(1)本次實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇的滑動(dòng)變阻器是 (選填“R1”或“R2”);
(2)某同學(xué)連接成了如圖甲所示的電路,該電路中存在一處連接錯(cuò)誤,只要改接一根導(dǎo)線就可以使電路連接正確,請(qǐng)你把接錯(cuò)的那一根導(dǎo)線找出來打上“×”,再用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的連接 ;
(3)實(shí)驗(yàn)小組多次改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了小燈泡的I-U關(guān)系圖像如圖丙所示。由圖像可知:小燈泡的額定功率是 W;
(4)小明去掉電壓表,添加了一個(gè)電流表和阻值為R0的定值電阻也測出了小燈泡的額定功率(小燈泡的額定電壓為)。他設(shè)計(jì)的電路如圖丁所示,實(shí)驗(yàn)步驟如下:
A.閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑片,使電流表A1的示數(shù)為 ;
B.讀出電流表A2的示數(shù)為I,燈泡的額定電流為 ;
C.小燈泡額定功率的表達(dá)式P額= (用已知量和測量量表示)。
【答案】 R1 A 0.5
【詳解】(1)[1]由題意可知,小燈泡的額定電壓為
小燈泡正常工作是的電阻約為
故由歐姆定律可得,此時(shí)電路中的電流約為
因滑動(dòng)變阻器與小燈泡串聯(lián),由串聯(lián)電路中的電壓規(guī)律可知,此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓為
由歐姆定律可得,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為
可知滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)大于16.7Ω,故應(yīng)選擇的滑動(dòng)變阻器是R1。
(2)[2]原電路中,電流表并聯(lián)在燈泡兩端了,電壓表串聯(lián)在電路中了,因此電流表、電壓表的連接是錯(cuò)誤的,為了測量燈泡的額定功率,電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián),改正后如下圖所示
(3)[3]由圖丙可知,當(dāng)小燈泡兩端電壓為2.5V時(shí),流過小燈泡的電流為0.2A,即小燈泡的額定電流為
故小燈泡的額定功率為
(4)[4][5][6]閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑片,使電流表A1的示數(shù)為,電流表A2的示數(shù)為I,根據(jù)并聯(lián)電路的電流關(guān)系可知此時(shí)通過燈泡的電流為
小燈泡額定功率的表達(dá)式為
B卷(共20分)
選擇題(本題共5小題,每小題2分,共10分。有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求;有的小題有兩個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得2分,選對(duì)但不全的得1分,有選錯(cuò)的得0分)
1.為了比較A、B兩種液體的吸熱能力,小明用完全相同的加熱裝置對(duì)質(zhì)量相等的A、B兩液體進(jìn)行加熱,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的溫度隨時(shí)間變化的圖像如圖所示。根據(jù)圖像信息,下列說法正確的是( )
A.A、B兩液體在0~8min內(nèi)吸收的熱量之比為2∶1
B.A、B兩液體在0~8min內(nèi)吸收的熱量之比為1∶2
C.A、B兩液體的比熱容之比為1∶2
D.A、B兩液體的比熱容之比為2∶1
【答案】C
【詳解】AB.用相同的加熱器加熱相同的時(shí)間,加熱器放出的熱量是相同的,所以兩液體吸收的熱量也是相同的,故AB錯(cuò)誤;
CD.由圖像可知,加熱8min,兩液體吸收的熱量相同,A液體溫度升高了
B液體溫度升高了
A、B質(zhì)量相等,根據(jù)可得,即,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選C。
2.如圖所示的電路中,電源電壓為8V恒定不變,R0為定值電阻,R為滑動(dòng)變阻器,閉合開關(guān)S后。在滑片從一端滑到另一端的過程中,電壓表與電流表示數(shù)的變化關(guān)系如圖所示。根據(jù)圖像信息可知,下列判斷正確的是( )
A.滑片從最左端向最右端滑動(dòng)的過程中,電流表的示數(shù)變大
B.滑片滑動(dòng)的過程中,電壓表與電流表的示數(shù)之比不變
C.滑動(dòng)變阻器的最大阻值是35Ω
D.R0的最小功率是1.6W
【答案】C
【詳解】A.由圖1可知,R0和R串聯(lián),電流表測電路中的電流,電壓表測R兩端的電壓;滑片從最左端向最右端滑動(dòng)的過程中,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大,則電路總電阻變大,由歐姆定律可知電路中的電流變小,即電流表的示數(shù)變小,故A錯(cuò)誤;
B.由的變形式可知,電壓表和電流表的示數(shù)之比等于滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值大小,滑片滑動(dòng)的過程中,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變化,因此電壓表與電流表的示數(shù)之比也變化,故B錯(cuò)誤;
C.滑動(dòng)變阻器的滑片在最右端時(shí),接入電路的阻值最大,此時(shí)電路中的電流最小,由圖2可知,電路中的最小電流I=0.2A,此時(shí)電壓表示數(shù)為7V,即滑動(dòng)變阻器兩端的電壓UR=7V,由可知滑動(dòng)變阻器的最大阻值,故C正確;
D.R0兩端的最小電壓U0=U-UR=8V-7V=1V
則R0的最小功率P0=IU0=0.2A×1V=0.2W,故D錯(cuò)誤。
故選C。
3.對(duì)下列四幅圖的表述,正確的是( )
A.甲圖表示的是發(fā)電機(jī)的工作原理圖
B.乙圖可以表示動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的工作原理
C.丙圖可用來解釋電磁繼電器的工作原理
D.丁圖中通電導(dǎo)體可以使煤油溫度升高是由于電流的熱效應(yīng)
【答案】CD
【詳解】A.圖中有電源,若閉合開關(guān),磁場中的通電導(dǎo)體會(huì)受力運(yùn)動(dòng),這是電動(dòng)機(jī)的原理圖,故A錯(cuò)誤;
B.圖中沒有電磁感應(yīng),演示的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的工作原理是通電導(dǎo)線在磁場中受力的作用,故B錯(cuò)誤;
C.圖中是奧斯特實(shí)驗(yàn),說明通電導(dǎo)體周圍存在著磁場,電磁繼電器就是利用的電流的磁效應(yīng),故C正確;
D.圖中是探究焦耳定律的實(shí)驗(yàn),研究的是影響電流產(chǎn)生熱量多少的因素,故D正確。
故選CD。
4.如圖電路電源電壓不變,滑動(dòng)變阻器為“20Ω 5A”、小燈泡的額定電壓為6V,電流表的量程為“0~0.6A”,只閉合開關(guān)S2時(shí),小燈泡正常發(fā)光,將滑動(dòng)變阻器的滑片滑至阻值最大處,再閉合開關(guān)S1,電流表的示數(shù)為0.5A,閉合開關(guān)S1、S2,在電路安全情況下,下列說法正確的是( )
A.小燈泡的額定功率為3WB.電路功率最小時(shí)工作10s所消耗的電能為30J
C.電路的最大功率為3.6WD.滑動(dòng)變阻器連入的阻值范圍是15~20Ω
【答案】CD
【詳解】A.由圖可知,只閉合S2時(shí),只有小燈泡工作,此時(shí)小燈泡正常發(fā)光,則電源電壓
再閉合S1,燈泡和滑動(dòng)變阻器并聯(lián),電流表測量干路的總電流,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知,滑動(dòng)變阻器兩端的電壓
將滑動(dòng)變阻器的滑片滑至阻值最大處,通過滑動(dòng)變阻器的電流
根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知,通過小燈泡的額定電流
小燈泡的額定功率,故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)并聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,當(dāng)只有小燈泡工作時(shí),電路中的總電阻最大,由可知,電路中的總功率最小,電路功率最小時(shí)工作10s所消耗的電能,故B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)電流表量程、滑動(dòng)變阻器的規(guī)格可知,干路的最大電流
電路的最大功率,故C正確;
D.根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知,通過滑動(dòng)變阻器的最大電流
由可知,滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值
根據(jù)歐姆定律可知,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值越大,電路中的電流越小,電路越安全,所以滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值為20Ω,則滑動(dòng)變阻器連入的阻值范圍是15~20Ω,故D正確。
故選CD。
5.如圖甲所示電路,電源電壓不變,電壓表量程是0~15V,電流表量程是0~0.6A,滑動(dòng)變阻器R2標(biāo)有“850Ω 1A”。只閉合S、S1時(shí),在滑動(dòng)變阻器R1的滑片從最右端滑至最左端的過程中,燈泡與R1的I—U圖像如圖乙所示,當(dāng)滑片在最左端時(shí)燈泡恰好正常發(fā)光。下列說法正確的是( )
A.電源電壓為20V
B.調(diào)整開關(guān)狀態(tài)和滑片位置,整個(gè)電路功率最小時(shí)為0.36W
C.只閉合S、S1時(shí),當(dāng)燈的電功率為1.8W時(shí),滑動(dòng)變阻器R1的消耗的功率為3.2W
D.只閉合S、S2時(shí),R1的滑片在阻值10Ω處,R2允許連入電路的阻值范圍是20Ω~50Ω
【答案】BD
【詳解】A.只閉合S、S1時(shí),燈泡與滑動(dòng)變阻器R1串聯(lián),電流表測電路中的電流,當(dāng)滑片在最左端時(shí),電路為燈泡的簡單電路,此時(shí)電路中的電流最大,燈泡兩端的電壓最大且等于電源電壓,則下圖中a是燈泡的I—U圖像,b是R1的I—U圖像:
由圖像可知,電源的電壓U=18V,故A錯(cuò)誤;
B.只閉合S、S1時(shí),由圖像可知,變阻器R1接入電路中的電阻最大時(shí),其兩端的電壓U1=15V,電路中的電流I=0.1A,滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值
只閉合S、S2,滑動(dòng)變阻器R1與滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,當(dāng)變阻器R1、R2的最大阻值串聯(lián)時(shí),電路中的電流
此時(shí)電壓表的示數(shù)
所以,當(dāng)電壓表時(shí),電路中的電流最小,電路的總功率最小,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,此時(shí)R1兩端的電壓
電路中的最小電流,則,故B正確;
C.只閉合S、S1時(shí),燈泡與滑動(dòng)變阻器R1串聯(lián),由圖乙可知,當(dāng)燈泡兩端的電壓UL=6V,電路中電流IL=0.3A時(shí),燈泡的實(shí)際功率
由圖像可知,電路中的電流為0.3A時(shí),滑動(dòng)變阻器兩端的電壓, 則此時(shí)滑動(dòng)變阻器R1消耗的功率,故C錯(cuò)誤;
D.只閉合S、S2,R1的滑片在阻值10Ω處,滑動(dòng)變阻器R1與滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián),電壓表測R2兩端的
電壓,電流表測電路中的電流,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且電流表量程是0~0.6A,滑動(dòng)變阻器R2允許通過的最大電流為1A,所以,電路中的最大電流I大=0.6A,此時(shí)R2接入電路中的電阻最小,電路的總電阻
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以R2接入電路中的最小電阻
當(dāng)電壓表的示數(shù)時(shí),R2接入電路中的電阻最大,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以此時(shí)R1兩端的電壓
此時(shí)電路中的電流,即,解得,所以,R2允許連入電路的阻值范圍是20Ω~50Ω,故D正確。
故選BD。
綜合題(共10分,第7題在解答時(shí)應(yīng)寫出公式和重要演算步驟,只寫出最后答案不能得分)
6.(4分)6.某校兩個(gè)物理課外活動(dòng)小組完成了以下兩項(xiàng)任務(wù):
(1)第一小組采用如圖甲所示的電路測量其中一個(gè)電阻Rx的阻值。
①電源電壓約為2V~3V且保持不變,Rx的阻值約為10Ω,滑動(dòng)變阻器最大阻值為Rm=10Ω。在連接完電路后發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線A、B、C、D中有一根連接錯(cuò)誤,這根導(dǎo)線是 ;
②改正連接錯(cuò)誤并閉合開關(guān)后,第一小組的小云同學(xué)發(fā)現(xiàn)電壓表始終無示數(shù),經(jīng)檢查確定電壓表已損壞,她靈機(jī)一動(dòng),在未添加其它器材的條件下,利用如圖甲所示的原有電路,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P到兩個(gè)端點(diǎn),分別測量了兩次電流值,并依次記錄為I1和I2(I1<I2),則被測電阻Rx的阻值的表達(dá)式為Rx= (用Rm、I1、I2表示)。
(2)第二小組采用如圖乙所示的電路測量另一個(gè)電阻R′x的阻值,其中電源電壓恒定不變。
①他們的測量步驟如下:
第1步:將R′x接在電路中A、B兩點(diǎn)間,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P至適當(dāng)位置,此時(shí)電壓表的示數(shù)如圖丙所示;斷開開關(guān)S,移走R′x;
第2步:再將電阻箱R接在A、B兩點(diǎn)間,閉合開關(guān)S,保持滑動(dòng)變阻器的滑片P位置不變,調(diào)節(jié)電阻
箱使電壓表的示數(shù)仍如圖丙所示,此時(shí)電阻箱接入電路中的阻值為R=40Ω,則第二小組測得的R′x的阻值為 。
②在第2步中,若第二小組的同學(xué)無意中將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移了少許,設(shè)滑片P的右移使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值增大了4Ω,則他們測得的R′x的阻值 。
A.將保持不變 B.將偏小4ΩC.將偏大4ΩD.將偏大8Ω
【答案】 D ×Rm 40Ω D
【詳解】(1)[1]由圖可知,D導(dǎo)線應(yīng)接在待測電阻Rx左端接線柱,接在右端會(huì)使電壓表和Rx短路,所以D導(dǎo)線連接錯(cuò)誤。
[2]第一步:將變阻器的滑片移動(dòng)到最左端,記下電流表示數(shù)為I1;
第二步:將變阻器的滑片移動(dòng)到最右端,記下電流表示數(shù)為I2;
在第一步的操作中,待測電阻和Rm串聯(lián),由電阻的串聯(lián)和歐姆定律,電源電壓為U=I1(Rx+Rm)
在第二步的操作中,滑動(dòng)變阻器的阻值為0,所以電路為待測電阻Rx的簡單電路,根據(jù)歐姆定律可得,電源電壓為U=I2Rx
聯(lián)立以上兩個(gè)式子可得
(2)[3]根據(jù)題意可知,這是使用“等效替代法”得到待測電阻R′x的阻值,待測電阻的阻值等于電阻箱接入電路中的阻值,即R′x=R=40Ω
[4]由丙圖可知,電壓表的量程為0~3V,分度值為0.1V,根據(jù)指針?biāo)谖恢每傻?,電壓表的示?shù)為2V,如果向右移動(dòng)滑片,則此時(shí)變阻器接入電路的電阻變大,由分壓原理可得,變阻器未移動(dòng)時(shí)接入電路的阻值為
因?yàn)榛琍的右移使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值增大了4Ω,所以此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R'滑=20Ω+4Ω=24Ω
根據(jù)分壓原理可得,
所以此時(shí)測得R′x的阻值為Rx=2R'滑=2×24Ω=48Ω,48Ω﹣40Ω=8Ω
即他們測得的R′x的阻值將偏大8Ω,綜上所述,ABC不符合題意,D符合題意。
故選D。
4.(6分)如圖甲所示,已知電源電壓為且保持不變,電阻標(biāo)有“,”的字樣,是一個(gè)最大阻值為的滑動(dòng)變阻器,電阻的額定電流為(不計(jì)溫度對(duì)電阻的影響),求:
(1)的阻值;
(2)閉合S,當(dāng)?shù)淖柚禐闀r(shí),的示數(shù)為,的示數(shù)為;當(dāng)?shù)淖柚禐闀r(shí),的示數(shù)為,的示數(shù)為;已知,,,求的阻值;
(3)在電路安全的前提下,小天同學(xué)用以上器材組成一個(gè)如圖乙所示的電路,在、和中任選一個(gè)電阻分別連入電路的“”和“”處,組成不同的電路,在同一電路中兩個(gè)電阻的功率之差如果超過,電路外的檢測裝置將自動(dòng)報(bào)警,請(qǐng)通過計(jì)算和推導(dǎo),判斷哪些電路始終不會(huì)導(dǎo)致檢測裝置報(bào)警;哪些電路會(huì)導(dǎo)致檢測裝置報(bào)警,并計(jì)算報(bào)警時(shí)的取值范圍。
【答案】(1);(2);(3)和、和分別接入電路始終不會(huì)導(dǎo)致檢測裝置報(bào)警,和分別接入電路會(huì)導(dǎo)致檢測裝置報(bào)警,報(bào)警時(shí)的取值范圍。
【詳解】解:(1)電阻標(biāo)有“,”的字樣,表示這個(gè)電阻的額定電壓為,額定功率為,由,可得的阻值(1分)
(2)由圖甲知,三個(gè)電阻串聯(lián),電壓表測和兩端的電壓,電壓表測和兩端的電壓,由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知當(dāng)?shù)淖柚禐闀r(shí),
由歐姆定律得①
因?yàn)?,所?br>即②
同理,當(dāng)?shù)淖柚禐闀r(shí),
因?yàn)?,,所?br>即③
②③得,,解得:,所以
將、代入①可得,(1分)
(3)已知的額定電壓,額定功率,由可得正常工作電流
變阻器最大值,,額定電流,電阻分別連入電路的“”和“”處兩電阻串聯(lián),則
①若將和分別接入、間,由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得電路中電流
由可得,兩電阻的電功率之差為
不會(huì)導(dǎo)致檢測裝置報(bào)警;(1分)
②若將和分別接入、間,電路中最大電流
此時(shí)變阻器連入阻值最小,此時(shí)正常工作,即,
R2的電功率為
兩電阻的電功率之差為
由串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律和電功率公式可得的功率
當(dāng)時(shí),的功率有最大值,(1分)
此時(shí)的功率,,兩電阻功率差不超過;
③若將和分別接入、間,若連入阻值為0,功率為0,則
兩電阻功率差大于,檢測裝置會(huì)報(bào)警;(1分)
根據(jù)已知條件,當(dāng)兩電阻功率差不超過,檢測裝置不會(huì)報(bào)警;由串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律和電功率公式有
即
解得:、(舍去),即當(dāng)時(shí),檢測裝置不會(huì)報(bào)警,所以報(bào)警時(shí)變阻器的取值范圍為。(1分)
答:(1)的阻值為;
(2)的阻值為;
(3)和、和分別接入電路始終不會(huì)導(dǎo)致檢測裝置報(bào)警,和分別接入電路會(huì)導(dǎo)致檢測裝置報(bào)警,報(bào)警時(shí)的取值范圍。
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