注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。 2.答题时请按要求用笔。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。 4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折暴、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单选题
1.一只标有“220V100W”的灯泡(灯丝电阻不变)与一电阻R并联后,接在220V电源上,电阻R消耗的功率为10W,则此时()
A.灯泡与电阻消耗的总功率为110W B.灯泡与电阻消耗的总功率90W C.灯泡消耗的功率小于100W D.灯泡消耗的功率大于100W
2.小刚学习了磁的知识后,标出了下列四种情况下磁体的磁极(小磁针的黑端为N极),其中正确的是( )
A. B.
C. D.
3.标有“6V 1.5W”的小灯泡,通过它的电流随电压变化的关系如图所示.若把这样的两只灯泡串联接在8V的电源上,则此时每只灯泡的电阻及功率为
A.24Ω 0.67W B.24Ω 0.8W C.20Ω 0.96W D.20Ω 0.8W
4.如图所示,相同质量的水和煤油,用功率相同的电热器加热相同的时间后,以下说法正确的是( )
A.水的末温高 C.水吸收的热量多
B.煤油的末温高 D.煤油的温度变化量大
5.如图所示,向同一方向移动滑片,电阻的变化效果相同的是: ( )
A.甲和丙 B.乙和丁 C.甲和丁 D.甲和乙
6.下列四组电阻,分别并联后其等效电阻最小的是( ) A.R1=122Ω R2=780Ω C.R1=1Ω R2=4kΩ
B.R1=67Ω R2=860Ω D.R1=2Ω R2=5Ω
7.取两个相同的验电器甲和乙,使甲带电,乙不带电.可以看到甲的金属箔张开,乙的金属箔闭合(如图所示).用带绝缘柄的金属棒将甲和乙的两金属球连接起来,则甲、乙金属箔张开角的变化情况是
A.甲和乙都不变 C.甲变大,乙不变
B.甲变小,乙张开 D.甲闭合,乙张开
8.如图所示,当闭合开关S,且将滑动变阻器滑片P向右移动时,图中的电磁铁
A.a端是N极,磁性增强 C.b端是S极,磁性减弱 二、多选题
9.下列说法中正确的是( ) A.用电器功率越大,消耗的电能就越多
B.a端是S极,磁性增强 D.b端是N极,磁性减弱
B.金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反
C.通电时间相同时,功率大的用电器产生的热量比功率小的用电器产生的热量多 D.导体的电阻与导体两端的电压和通过导体的电流无关 10.在如图所示的电路图中,属于串联电路的是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
11.我们可以用图示的电路图测量未知电阻RX的阻值。调节电路,当电压表示数U为3.0V时,电流表的示数为0.3A.如果考虑到电流表的电阻值RA为0.5Ω,待测电阻RX′的阻值应为_____Ω。
12.如图所示A、B两个验电器,A带正电,B不带电。现用一根带绝缘柄的金属棒同时接触两验电器的金属球,则连接瞬间金属棒中自由电子定向移动方向是________。(选填“A→B”或“B→A”)
13.火箭发射时,燃料燃烧后喷出的高温燃气,通过__________(选填“热传递”或“做功”)使发射台温度急剧升高,造成破坏.为了避免这种破坏,科学家在发射台下建造了一个巨大的水池,利用水的__________较大的特性和水________(填物态变化的名称)时,会吸收大量的热量来降低发射台的温度.
5kg酒精的热值_____1kg酒精的热值14.酒精的热值为3.0×107J/kg,其物理意义是_____;(选填“大于”、“小于”或者“等于”).
15.两个不接触的磁体间的相互作用是通过_____发生的。地球是一个巨大的磁体,地磁北极在地理_____附近。 16.如图所示,两个透明容器中封闭着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。两个密闭容器中都有一段电阻丝。两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过它们的___________相同,通电一段时间后,发现容器___________所对应的U型管的高度差更大。实验中通过___________反映电阻丝产生热量多少,用到了物理学
的转换法。
四、作图、实验探究题
17.根据图中通电螺线管的S极,标出磁感线方向、小磁针的N极,并在括号内标出电源的正负极. (____)
18.图为用羊角锤拔钉子的情景,请画出动力F1的力臂L1和羊角锤所受阻力F2的示意图。 (_____)
19.(10分)物理兴趣小组的同学们想探究通过导体的电流与电压的关系,实验用具有:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、规格不同的定值电阻,开关和导线等器材各若干供同学们选择,实验用电路如图a所示;
(1)图b是某组同学尚未完成连接的实物电路,请你用笔画线代替两根导线完成连接(连接不交叉),要求:滑动变阻器的滑片P向A移动,电压表示数变大。 (_____)
(2)正确连好电路闭合开关,发现电流表示数较大,电压表示数为零,则电路故障原因可能是_____。 A.电压表的量程选大了
B.电阻R0发生了短路 C.滑动变阻器发生了断路 D.滑动变阻器发生了短路
(3)他们排除障后继续实验,测得多组数据并在图c中作出I﹣U图象,根据图象得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压_____。
(4)该同学为了进一步探究电路的性质,他们选择了一个电压可调的电源进行实验,实验所用电路如图d所示,但电压表位置不详,电阻R1的阻值为8Ω,用滑动变阻器R2是“10Ω 2A和“5Ω 3A”的规格中的一个。若某次实验时两表到度盘上的指针位置如图e所示,此时滑动变阻器电路的阻值恰为最大值的一半,请发挥你的聪明才智,通过计算推测他们实验时所用滑动变阻器R2的规格为_____。 五、计算题
20.(6分)某中学锅炉房每天要将5t水从20℃加热到100℃.求: (1)这些水要吸收热量为多少?
(2)用天然气作为燃料来烧水,设天然气完全燃烧释放热量的80%被水吸收,天然气完全燃烧要放出多少热量? 107J/m3) (3)学校每天因烧水要消耗天然气的体积是多少m3?(天然气的热值q=8.4×21.(6分)阅读短文,回答问题
美国发明家爱迪生因为研制成功经久耐用的白炽灯而享誉世界。为了找到合适的灯丝材料,爱迪生和助手曾对一千六百多种耐热材料进行了几千次试验。1879年,他用一根碳丝作灯丝,制成了第一个耐用的白炽灯。1906年,使用钨丝的白炽灯问世,成为人们普遍使用的产品。当电流通过白炽灯时,钨丝变热,热到一定程度,就发出低频率的红色光;当钨丝更热时,可发出更高频率的光,只有功率足够大的白炽灯发出的光才是真正的白色光。为了减少高温下钨的升华,灯泡里充有惰性气体。白炽灯发光的效率并不高,普通的钨丝白炽灯泡的发光效率(电能转化为光能的效率)仅为10%,中国将在近几年逐步用LED节能灯代替白炽灯。
(1)钨比其他金属更适合制作白炽灯灯丝,最重要原因是_____。
(2)现将一只铭牌已模糊的灯泡单独接在如图所示的电能表上正常工作1h,电能表转盘转过250转,则灯泡的额定功率是_____W,最多产生光能_____J。 (3)用久的白织灯不如新的亮,原因是_____。
参
一、单选题 1、A
【分析】灯泡与电阻R并联,根据并联电路的电压规律可知,电源电压与各支路两端的电压相等,额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,总功率等于各用电器功率之和。
【详解】CD.由题可知,灯泡的额定电压为220V,额定功率为100W,灯泡与电阻R并联,由并联电路电压规律可知,灯泡和电阻R两端的电压均为220V,则此时灯泡两端的实际电压等于额定电压,灯泡的实际功率等于额定功率,即此时灯泡的实际功率为100W,故C项不符合题意,D项不符合题意;
AB.已知电阻R消耗的功率为10W,电路的总功率等于各用电器功率之和,因此灯泡与电阻消耗的总功率
P总=PLPR100W10W110W
即此时灯泡与电阻消耗的总功率为110W,故A项符合题意,B项不符合题意。 2、C
【详解】A.从图中可以看到,条形磁铁的磁感线是从磁体的磁极N指向S极的,那么小磁针靠近条形磁铁N极的,应该是S极,A错误;
B.和上述一样,从图中可以看到,蹄形磁铁的磁感线是从磁体的磁极N指向S极的,那么小磁针靠近蹄形磁铁N极的,应该是S极,B错误;
C.根据安培定则可知,电流从上端流入,下端流出,那么螺线管下端是N极,上端是S极,C正确;
D.从图中可以看到,通电螺线管右端是S极,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,小磁针左端应该是N极,那么小磁针应该逆时针转动,D错误。 3、D
【解析】因为两只灯泡串联且规格相同,
所以它们的电流和电阻都相同,即这两只灯泡两端分得的电压都相同, 因此两只灯泡串联接在8V的电源两端时,每只灯泡两端的电压都为U=4V; 由图象可知,当U=4V时,I=0.2A, 故小灯泡的电阻为:RU4V20, I0.2A0.2A=0.8W. 小灯泡的实际电功率:P=UI=4V×故选D. 4、D
【解析】试题分析:由吸热公式Q吸=cm△t可知,质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比热容大的温度升高少,比热容小的温度升高多;据此分析回答. 解:
(1)因为不知道水和煤油的初温,所以无法判断水和煤油的末温高低,故AB都错误; (2)用相同的电加热器分别给它们加热相同的时间,水和煤油吸收的热量相同,故C错误;
(3)质量相同的水和煤油,因为水的比热容大于煤油的比热容,吸收相同的热量后,由Q吸=cm△t可知,水的温度升高的少,煤油的温度升高的多,故D正确. 故选D.
【点评】本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t掌握和运用,理解并记住:质量相同的不同物质,吸收或放出相同的热量,比热容大的物体温度变化小;变化相同的温度,比热容大的物体吸收或放出相同的热量多. 5、C
【详解】甲图中导线接A、D,接入电路的是AP段电阻丝.乙图接的是AB段电阻丝,丙图接入的是BP段电阻丝,丁图接入的是AP段电阻丝,故答案选C 6、C
【详解】A.设并联电阻为R,根据并联电阻特点则有
111 RR1R2即
RR1R2
R1R2将R1=122Ω R2=780Ω代入上式可得
RR1R2122780932.9
R1R2122780B.将R1=67Ω R2=860Ω代入上式可得
RR1R26786062.2
R1R267860C.将R1=1Ω R2=4kΩ代入上式可得
RR1R2140001.0
R1R214000D.将R1=2Ω R2=5Ω代入上式可得
RR1R2252.0
R1R225比较并联后的电阻值可知等效电阻最小为C,故C正确,ABD错误。 故选C。 7、B
【解析】甲带电,乙不带电,用带绝缘柄的金属棒将甲和乙的两金属球连接起来,甲使乙带上电,乙的金属箔张开.甲带的电减少,甲金属箔片张角变小.故B正确为答案.
点睛:验电器是利用同种电荷相互排斥的原理制成的,通过金属箔片的张角的大小可以确定其所带电荷的多少. 8、D
【详解】如图所示,当闭合开关,电流从左边的导线流入电磁铁,根据安培定则可判断出b端为N极,a端为S极;同时滑动变阻器滑片向右移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变大,电路中的电流变小,电磁铁磁性减弱。 故选D。
二、多选题 9、BD
【详解】A.用电器功率越大,但是使用这用电器时间较短,根据WPt可知,消耗的电能不一定越多,A错误;
B.正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,那么金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反,B正确; C.电功率表示的是电流做功的快慢,通电时间相同时,功率大的用电器产生的热量不一定多,还和能量的转化有关,C错误;
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小取决于导体的材料、长度和横截面积,还跟导体的温度有关,所以说导体的电阻与导体两端的电压和通过导体的电流无关,D正确。 10、AB
【详解】AB.用电器首尾相连的电路是串联电路,A、B两图是串联电路,故AB符合题意; CD.用电器并列连接在一起的电路是并联电路,C、D两图是并联电路,故CD不符合题意。 故选AB。
三、填空题 11、9.5
【解析】由电路图可知,考虑到电流表的电阻时,RA与Rx串联,电压表测它们两端的电压之和,电流表测电路中的电流,
U可得,总电阻: RU3.0VR===10Ω,
I0.3A由I=
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,待测电阻RX′的阻值: RX′=R﹣RA=10Ω﹣0.5Ω=9.5Ω。 12、B→A。
【详解】A带正电,B不带电,用带绝缘柄的金属棒同时接触两验电器的金属球,电流方向由A到B ,B中的自由电子转移到A上,故瞬间金属棒中自由电子定向移动方向是B→A。 13、热传递 比热容 汽化
【详解】(1)火箭发射时,燃料燃烧后喷出的高温燃气,通过热传递的方式使发射台温度急剧升高;(2)因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,起到对发射台的降温作用;火箭发射时,高温的火焰向下喷射,使水池中的水汽化为水蒸气,水汽化吸收热量会吸收大量的热量来降低发射台的温度. 14、1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J 等于
107J/kg,表示的物理意义是1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J; 【解析】酒精的热值是3.0×
5kg酒精和1kg酒精的质量不同,但是热值是燃料的一种特性,和燃料的质量大小无关,所以5kg酒精和1kg酒精的热值相等.
15、磁场 南极
【详解】[1]磁体周围存在着磁场,两个不接触的磁体间的相互作用是通过磁场发生的; [2]地球是一个巨大的磁体,地磁的两极与地理的两极相反,即地磁北极在地理南极附近。 16、电流 乙 比较U形管中液面高度差
【详解】[1]两容器中的电阻丝串联,根据串联电路电流的特点知,通过两电阻的电流相同。
2[2]由图知,甲的电阻值小于乙的电阻值,由QIRt知,电阻大的产生的热量多,故容器乙所对应的U型管的高度差
更大。
[3]实验中通过比较U形管中液面高度差反映电阻丝产生热量多少,用到了物理学的转换法。
四、作图、实验探究题
17、
【详解】(1)螺线管的右端为S极,则其左端为N极,在磁体周围磁感线从N极出发回到S极,由此可以确定磁感线的方向是向右的。
(2)根据磁极间的作用规律可知,小磁针靠近螺线管的S极的一端是小磁针的N极,即小磁针左端为S极,右端为N极。 (3)螺线管的左端为N极,结合螺线管的线圈绕向,利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向是从螺线管的右端流入,左端流出,故电源的右端为正极,左端为负极。如图:
18、
【解析】过钉子与地面的接触点作竖直向下的力,即阻力F2;由图可知,杠杆的支点在O点,过支点O作垂直于F1作用线的垂线段即L1。图示如下:
19、 B 成正比 10Ω 2A
【解析】(1)探究通过导体的电流与电压的关系,电压表测导体的电压,电流表测导体的电流,滑动变阻器的滑片P 向A移动,电压表示数变大,电路中的电流变大,电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联,如下所示:
(2)A.若电压表的量程选大了,正常情况下,电压表示数也不会为零,不符合题意; B.电阻R0发生了短路,电压表没有示数,电流表示数较大,符合题意; C.若滑动变阻器发生了断路,则整个电路断路,两表都没有示数,不符合题意; D.滑动变阻器发生了短路,电压表测电源电压,电流示数较大,不符合题意;故选B;
(3)作出的I-U图象为过原点的直线,根据图象得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(4)由图e,若电流表和电压表都使用小量程时,读出分别为IA=0.2A,UV=2.6V, 由欧姆定律,则R1两端电压:U1=IAR1=0.2A×8Ω=1.6V, 滑动变阻器接入电路的阻值恰为最大值的一半,
若使用的是规格是“5Ω 3A”,则U变=IAR变=0.2A×2.5Ω=0.5V, 若使用的是规格是“10Ω 2A”,则U变=IAR变=0.2A×5Ω=1V, 所以电压表不是测R1也不是测R2两端电压,
根据串联电路的电压特点:U=U1+U2,若电压表测总电压,则使用“10Ω 2A”恰好符合电压表示数为2.6V。 同理:若电流表和电压表使用大量程,读出分别为IA=1A,UV=13V, 使用变阻器使用“10Ω 2A”同样是符合电压表示数。
五、计算题
109J(2)2.1×109J(3)50m3 20、(1)1.68×【详解】(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×5×103kg×(100℃−20℃)=1.68×109J,
Q吸Q吸1.68109J=(2)由η==2.1×109J; 可得,天然气燃烧需放出的热量: Q放=
Q放80%2.1109J=(3)由Q放=qm可得,需要天然气的体积: m= =50m3. 73q4.210J/m【点睛】
知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量.由题知,天然燃烧放出的80%,从而可以计算出天然气燃烧放出的热量;再利用Q放=qm求需要完全燃烧热量有80%被水吸收,即Q吸=Q放×的天然气的体积.
2U21、钨的熔点高 100 3.6×104 钨升华,钨丝变细,电阻变大,而电源电压一定,由P=可知灯的实际
RQ放功率变小
【详解】(1)[1]由材料可知钨比其他金属更适合制作白炽灯灯丝,最重要原因是钨的熔点高; (2)[2][3]电能表转盘转过250转灯泡消耗的电能为0.1kWh,所以灯泡的功率为
PW0.1kWh0.1kW=100W t1h因为普通的钨丝白炽灯泡的发光效率(电能转化为光能的效率)仅为10%,所以最多产生光能为:
W光=W电10%Pt10% 100W1h10%100W3600s10%3.6104JU2(3)[4 ]由P且灯泡的电压不变,所以用久的白织灯不如新的亮,原因是钨升华,钨丝变细,电阻变大。
R
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