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2024-2025学年广东省湛江二十三中九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析)
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这是一份2024-2025学年广东省湛江二十三中九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析),共30页。试卷主要包含了单项选择题,填空题,作图题,实验探究题,计算题,综合能力题等内容,欢迎下载使用。
1.(3分)下列数据中,最接近生活实际的是( )
A.两个鸡蛋的质量约为1kg
B.成人正常步行速度大约为20m/s
C.一支新2B铅笔的长度约为18cm
D.教室里一盏护眼灯的功率约为1kW
2.(3分)劳动课已经成为大中小学的一门独立课程。小明同学积极参加家务劳动,利用双休日时间学做红烧肉。关于做这道菜的过程中涉及的物理知识,下列判断正确的是( )
A.切肉的锋利刀刃可以增大压力
B.用铁锅烧肉是因为铁的比热容大
C.煮熟食材是做功改变内能的过程
D.炒菜时闻到香味是一种扩散现象
3.(3分)如图所示为某单缸四冲程汽油机工作示意图,下列说法中正确的是( )
A.一个完整工作循环的顺序是:乙丁甲丙
B.甲冲程是压缩冲程
C.乙冲程中吸入的工作物质是只有空气
D.丁冲程发生的能量转化是内能转化为机械能
4.(3分)用石墨烯制成的湿敏电阻,其阻值会随含水量的升高而增大。如图是检测植物叶片含水量的电路,电源电压不变。将湿敏电阻R附着在叶片上,当叶片含水量升高时( )
A.电流表示数增大B.电压表示数减小
C.电路总电阻减小D.电压表示数增大
5.(3分)中国物流之都临沂拥有众多仓库,对仓库的管理也规范有序。某仓库分辨前后门来人的电路为:前门来人闭合开关S1时,红灯L1亮、电铃响;后门来人闭合开关S2时,绿灯L2亮、电铃响。下列四种电路,符合要求的是( )
A.B.
C.D.
6.(3分)如图,是电烙铁工作机器。它正常工作时,两端的电压为220伏。在预热状态时,通过它的电流较小;在加热状态时,通过它的电流较大,则下列选项中正确的是( )
A.闭合开关S,此时小灯熄灭,处于预热状态
B.断开开关S,此时小灯发光,处于加热状态
C.闭合开关S,此时小灯发光,处于预热状态
D.闭合开关S,此时小灯熄灭,处于加热状态
7.(3分)小明家原有用电器的总功率是3800W,又新购买了电热水器和空调各一台,热水器的铭牌上标有“220V,2200W”字样,空调的铭牌上标有“220V,1900W”字样,他家的电能表如图所示。下列说法不正确的是( )
A.电热水器是利用电流热效应工作的
B.单独使用空调比单独使用热水器电能表表盘转速快
C.正常使用相同时间,热水器比空调消耗的电能多
D.小明家现有的用电器可以同时使用
二、填空题(本题7小题,每空1分,共21分)
8.(3分)丝绸与玻璃棒摩擦后,玻璃棒带正电,这是因为玻璃棒在摩擦过程中 (填“失去”或“得到”)电子。将塑料绳的一端扎紧,尽可能将其撕成更多的细丝,用干燥的手从上向下捋几下,观察到塑料丝会变得 (填“靠拢”或“蓬松”),这是因为塑料丝带了 (填“同种”或“异种”)电荷。
9.(3分)如图为火箭发射的场景,火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为它的 大,火箭发射升空时,燃料的化学能转化为 能,再转化为火箭的机械能,这个过程中火箭的机械能 (选填“守恒”或“不守恒”)。
10.(3分)塑料瓶是一种常见的生活物品,空塑料瓶可以做许多物理小实验。在安全情况下,小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气,如图所示。当气压达到一定程度时,瓶盖被喷在空中,瓶口还冒着“白气”,瓶盖被喷出过程中的能量转化与汽油机的 冲程中的能量转化相同;“白气”是 (填物态变化名称)形成的,此过程需 热量。
11.(3分)长度相等的镍铬导线甲和乙,甲的横截面积小于乙的横截面积,则甲的电阻 乙的电阻。若将它们串联在电路中,则通过甲的电流 通过乙的电流;若将它们并联在电路中,则并联后的总电阻 甲的电阻。(均选填“小于”“等于”或“大于”)
12.(3分)手机屏幕工作时将 能转化为光能,其发出的蓝光属于 光(选填“可见”或“不可见”),对人眼伤害较大,造成近视时需要佩戴 透镜进行矫正。
13.(3分)电阻R1的U﹣I图像如图所示,R1的阻值是 Ω,把R1与阻值是30Ω的电阻R2并联在电源电压是4V的电路中,通过R1与R2的电流之比是 ,R1与R2两端的电压之比是 。
14.(3分)如图所示的电路,电源电压保持不变,R1的阻值为15Ω,只闭合开关S,电流表的示数为0.2A;再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.3A,则电源电压为 V,R2的阻值是 Ω.此时电路的总功率为 W。
三、作图题(共3小题,共7分)
15.(2分)激光束AO由空气斜射向水面,请在图中画出对应的反射光线和折射光线(保留作图痕迹)。
16.(2分)如图一木块静止在水面上,请作出木块所受重力和浮力的示意图。
17.(3分)请在图中虚线框内画出开关S和电灯L的符号,并用笔画线代替导线将三孔插座接入电路。
四、实验探究题(本大题共3小题,共20分)
18.(6分)按要求填空。
(1)如图1所示,被测木块的长度为 cm;
(2)如图2所示,秒表的读数是 s;
(3)小明家中电能表如图3所示,他家接入的用电器总功率不能超过 W;某月月初观察到家中电能表示数为,月末观察到电能表示数变为,则小明家这段时间内消耗的电能为 kW•h。当家里只有电磁炉工作时,电能表的转盘在10min内转了100转,则该电磁炉的功率为 W。
19.(7分)小明进行“测量小灯泡工作时的电阻”的实验,所用小灯泡的额定电压为2.5V,准备了下列器材:待测小灯泡、干电池3节、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表指针超过量程,则电路的故障可能是小灯泡 。(选填“短路”或“断路”)。
(2)正确连接电路后,某次实验时电压表示数如图乙所示为 V,为了测量小灯泡正常工作时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)调节直到电压表示数为 V;
(3)小明根据实验数据绘制出小灯泡的I﹣U图像如图丙所示,则小灯泡正常工作时的电阻为 Ω;
(4)分析丙图中的实验数据可知:灯丝温度越高,电阻越 。
(5)图甲实验装置能否探究“电流与电压的关系”? (选填“能”或“否”)。
20.(7分)如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
(1)利用甲装置可探究电流产生的热量与 的关系,通电一段时间后, (选填“左”或“右”)侧容器相连的U形管中液面的高度差较大;
(2)乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流 (选填“相等”或“不相等”);
(3)通过观察乙装置, (选填“左”或“右”)容器中导体产生的热量较多。由此可知,在电阻和通电时间相同时,电流越 (选填“大”或“小”),导体产生的热量越多;
(4)乙装置中,如果R3断路,在通电时间相同时,与R3没有断路时相比较,左侧U形管中液面的高度差将 ,右侧U形管中液面的高度差将 (以上两空都选填“变大”、“变小”或“不变”)。
五、计算题(本大题共2题,共13分)
21.(6分)小明的妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆。其加热系统中加热电阻额定电压为220V,额定功率为1210W,问:
(1)加热系统中加热电阻的阻值为多少?
(2)小明帮奶奶泡脚时,向足浴盆中加入5kg初温为25℃的水,加热系统将水加热到40℃,此加热过程中水吸收的热量是多少?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)若这些水吸收的热量由天然气来提供,假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则需要多少m3的天然气?(天然气的热值q=3.5×107J/m3)
22.(7分)如图是某晾衣机的工作电路图,电源电压U=220V,R是发热电阻。当开关S1闭合、S2断开时,晾衣机开启风干功能,其额定功率P1=44W;当开关S1、S2均闭合时,晾衣机开启烘干功能,通过R的电流I2=1.1A。求:
(1)使用风干功能时通过电动机的电流。
(2)使用烘干功能时电阻R在5min内产生的热量。
(3)使用烘干功能2h消耗的电能。
六、综合能力题(本大题共3小题,共18分)
23.(6分)为了探究“不同物质的吸热能力”,在两个相同的容器中分别装入质量(100g)、初温(10℃)都相同的两种液体A、B,并且用相同的装置加热,如图甲所示。
(1)实验中,可以通过比较 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映两种液体吸收热量的多少;加热过程中需用玻璃棒不断搅拌,搅拌的目的是 ;
(2)加热到4min时,液体B的温度如图乙所示,此时温度计示数是 ℃,如果液体B的比热容为2×103J/(kg•℃),则液体B吸收的热量是 J;
(3)为了比较甲、乙液体的吸热本领,小明提出两种比较方案:①让两者升高相同的温度比较加热时间;②让两者加热相同时间比较升高的温度。在两种液体都不沸腾的前提下,你认为可行的方案是 (选填“①”、“②”或“①和②”)。
(4)冬天,如果你想自制暖手袋,由图丙可知,应选液体 (选填“A”或“B”)作为供暖物质效果更佳。
24.(6分)在探究“电流与电阻的关系”实验过程中:
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态;
(2)小明按图甲所示连好电路后,闭合开关S后,发现无论怎样移动滑片P,电流表、电压表均无示数。在检查电源和导线均正常的前提下,你认为引起上述现象的原因可能是滑动变阻器 (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,小明将5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器,使电压表示数为1.5V,此时电流表示数如图乙所示为 A;
(4)小明换接10Ω的电阻时,闭合开关,需将滑动变阻器的滑片向接入电路中阻值 (选填“变大”或“变小”)的方向滑动才能保证电压表示数与上次实验一致;重复实验,得到表中另两组数据。分析表中数据,可得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成 ;
(5)若该实验电源两端的电压保持4.5V不变,小明若在前三组实验基础上继续探究20Ω、25Ω的电流与导体的电阻关系,变阻器的最大阻值至少为 Ω。
25.(6分)阅读材料,回答问题。
光强与光敏电阻
“光强”表示光的强弱程度的物理量,照射光越强,光强越大,光强符号用E表示,国际单位为坎德拉(cd),光敏电阻的阻值随光照射的强弱而改变。将电压恒为6V的电源,9Ω的定值电阻R0,光敏电阻R接入图b所示电路中,测得光敏电阻的阻值R与光强E间的关系如图a所示,根据图像及物理知识解答下列问题:
(1)根据图a的图像可知,光敏电阻的阻值R与光强E成 关系,(选填“正比”或“反比”)当光强为E1时,光敏电阻的阻值为R1,当光强为E2时,光敏电阻的阻值为R2,那么它们之间的关系式为R1:R2= (用E1、E2表示);
(2)当光强为6cd时,电流表的示数为 A;
(3)请在图b中加画上电压表,要求实现:光强越强,电压表的示数越大;
(4)实验过程中,如果电流表的示数为0.4A,电压表示数为 V,此时的光强为 cd。
2024-2025学年广东省湛江二十三中九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共7小题)
一、单项选择题(本大题7小题,每小题3分,共21分)
1.(3分)下列数据中,最接近生活实际的是( )
A.两个鸡蛋的质量约为1kg
B.成人正常步行速度大约为20m/s
C.一支新2B铅笔的长度约为18cm
D.教室里一盏护眼灯的功率约为1kW
【分析】首先要对相关物理量有个初步的认识,不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要经过简单的计算,有的要进行单位换算,最后判断符合要求的是哪一个。
【解答】解:A、两个鸡蛋的质量约为100g=0.1kg,故A不符合实际;
B、成人正常步行速度大约为1.1m/s,故B不符合实际;
C、一支新2B铅笔的长度约为18cm,故C符合实际;
D、教室里一盏护眼灯的功率约40W=0.04kW,故D不符合实际。
故选:C。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中常见物理量的数值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
2.(3分)劳动课已经成为大中小学的一门独立课程。小明同学积极参加家务劳动,利用双休日时间学做红烧肉。关于做这道菜的过程中涉及的物理知识,下列判断正确的是( )
A.切肉的锋利刀刃可以增大压力
B.用铁锅烧肉是因为铁的比热容大
C.煮熟食材是做功改变内能的过程
D.炒菜时闻到香味是一种扩散现象
【分析】(1)锋利刀刃说明受力面积减小,在压力一定的情况下可以增大压强;
(2)铁的导热能力强;
(3)改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,做功过程是能量的转化过程;
(4)不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫扩散,扩散现象是分子不停地做无规则运动的体现,温度越高,扩散越快,分子运动越剧烈。
【解答】解:A、切肉时,锋利的刀刃说明受力面积减小,在压力一定的情况下,可以增大压强,故A错误;
B、用铁锅烧肉是因为铁的导热能力强,故B错误;
C、煮熟食材是热传递改变内能的过程,故C错误;
D、炒菜时闻到香味是一种扩散现象,说明分子不停地做无规则运动,故D正确。
故选:D。
【点评】本题注重物理知识与实际生活的联系,是一道综合题。
3.(3分)如图所示为某单缸四冲程汽油机工作示意图,下列说法中正确的是( )
A.一个完整工作循环的顺序是:乙丁甲丙
B.甲冲程是压缩冲程
C.乙冲程中吸入的工作物质是只有空气
D.丁冲程发生的能量转化是内能转化为机械能
【分析】(1)内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。根据活塞的运行方向和气门的关闭情况就可以确定是哪一个冲程;
(2)内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化,一是压缩冲程中机械能转化为内能,二是做功冲程中内能转化为机械能,只有做功冲程把内能转化为机械能,对外提供动力,其它三个冲程靠飞轮的惯性完成;
(3)汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物。
【解答】解:AB、甲图中两气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,是做功冲程;乙图中进气门开启,气体流入汽缸,是吸气冲程;丙图中排气门开启,气体流出汽缸,是排气冲程;丁图中两气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程;所以一个完整的工作循环顺序是:乙丁甲丙,故A正确,B错误;
C、乙冲程是吸气冲程,汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物,故C错误;
D、丁冲程是压缩冲程,发生的能量转化为机械能转化为内能,故D错误。
故选:A。
【点评】此题考查了内燃机四个冲程及其能量转化,属于基础题目。
4.(3分)用石墨烯制成的湿敏电阻,其阻值会随含水量的升高而增大。如图是检测植物叶片含水量的电路,电源电压不变。将湿敏电阻R附着在叶片上,当叶片含水量升高时( )
A.电流表示数增大B.电压表示数减小
C.电路总电阻减小D.电压表示数增大
【分析】由电路图可知,定值电阻R1与湿敏电阻R串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;
根据“湿敏电阻的阻值会随含水量的升高而增大”可知当叶片含水量升高时R的阻值变化,进一步得出电路中总电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化。
【解答】解:由电路图可知,定值电阻R1与湿敏电阻R串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;
因湿敏电阻的阻值会随含水量的升高而增大,所以,当叶片含水量升高时,湿敏电阻R的阻值增大,由串联电路电阻的规律知电路中的总电阻增大,故C错误;
由I可知,电路中的电流减小,即电流表的示数减小,故A错误;
由U=IR可知,R1两端的电压减小,即电压表的示数减小,故B正确,D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到欧姆定律的应用,利用好“湿敏电阻的阻值会随含水量的升高而增大”是关键。
5.(3分)中国物流之都临沂拥有众多仓库,对仓库的管理也规范有序。某仓库分辨前后门来人的电路为:前门来人闭合开关S1时,红灯L1亮、电铃响;后门来人闭合开关S2时,绿灯L2亮、电铃响。下列四种电路,符合要求的是( )
A.B.
C.D.
【分析】由开关的状态和灯与铃的工作状态,根据串联和并联电路特点分析电路的连接情况,从而选择合适的答案。
【解答】解:根据题意可知,前门来人闭合开关S1时,红灯L1亮、电铃响;后门来人闭合开关S2时,绿灯L2亮、电铃响,这说明红灯和绿灯工作时互不影响,是并联的,开关S1与红灯串联在一条支路中,开关S2与绿灯串联在一条支路中,电铃串联在干路中,故B正确。
故选:B。
【点评】解答此类题目时要充分理解题目中的要求,然后根据串并联电路的特点,灵活的判断开关的连接方式即可得到合适的电路。
6.(3分)如图,是电烙铁工作机器。它正常工作时,两端的电压为220伏。在预热状态时,通过它的电流较小;在加热状态时,通过它的电流较大,则下列选项中正确的是( )
A.闭合开关S,此时小灯熄灭,处于预热状态
B.断开开关S,此时小灯发光,处于加热状态
C.闭合开关S,此时小灯发光,处于预热状态
D.闭合开关S,此时小灯熄灭,处于加热状态
【分析】根据电路电烙铁与灯泡串联时电阻较大,闭合S灯泡被短路时,电路中的电阻较小,电流较大,据此分析。
【解答】解:当开关断开时,电烙铁与灯泡串联时电阻较大,电路中的电流较小,处于预热状态,此时灯泡发光;
当开关闭合时,灯泡被短路时,电路中的电阻较小,电流较大,处于加热状态,灯泡熄灭,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查电路的连接方式与欧姆定律,属于中档题。
7.(3分)小明家原有用电器的总功率是3800W,又新购买了电热水器和空调各一台,热水器的铭牌上标有“220V,2200W”字样,空调的铭牌上标有“220V,1900W”字样,他家的电能表如图所示。下列说法不正确的是( )
A.电热水器是利用电流热效应工作的
B.单独使用空调比单独使用热水器电能表表盘转速快
C.正常使用相同时间,热水器比空调消耗的电能多
D.小明家现有的用电器可以同时使用
【分析】(1)电流通过导体时电能转化为内能的过程,叫电流的热效应;
(2)用电器的功率越大,电能表转得越快;
(3)根据W=Pt进行分析;
(4)根据P=UI和电能表的规格进行分析。
【解答】解:A、电热水器是利用电流热效应工作的,故A正确;
B、热水器的额定功率比空调的额定功率大,单独使用热水器比单独使用空调电能表表盘转速快,故B错误;
C、根据W=Pt,正常使用相同时间,热水器比空调消耗的电能多,故C正确;
D、该电能表所能承担的最大负载功率为:P=UI=220V×40A=8800W;实际接入的总功率为:P'=3800W+2200W+1900W=7900W,小于电能表能够承担的最大功率,小明家现有的用电器可以同时使用,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查的是电流的热效应;会根据电功、电功率的公式结合电能表的参数进行计算。
二、填空题(本题7小题,每空1分,共21分)
8.(3分)丝绸与玻璃棒摩擦后,玻璃棒带正电,这是因为玻璃棒在摩擦过程中 失去 (填“失去”或“得到”)电子。将塑料绳的一端扎紧,尽可能将其撕成更多的细丝,用干燥的手从上向下捋几下,观察到塑料丝会变得 蓬松 (填“靠拢”或“蓬松”),这是因为塑料丝带了 同种 (填“同种”或“异种”)电荷。
【分析】(1)两种不同物质摩擦时,由于不同物质的原子核对核外电子的束缚能力不同,就会导致电荷发生转移,两个物体都带了电,这就是摩擦起电;
(2)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:丝绸与玻璃棒摩擦后,玻璃棒失去电子带正电,丝绸得到电子带负电;塑料细丝与手摩擦,摩擦起电,由于不同的塑料细丝带有同种电荷,同种电荷相互排斥而导致细丝蓬散开来。
故答案为:失去;蓬松;同种。
【点评】此题考查了摩擦起电以及电荷间的作用规律,同时还要了解摩擦起电的实质是电子的转移。
9.(3分)如图为火箭发射的场景,火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为它的 热值 大,火箭发射升空时,燃料的化学能转化为 内 能,再转化为火箭的机械能,这个过程中火箭的机械能 不守恒 (选填“守恒”或“不守恒”)。
【分析】(1)运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量;
(2)燃料的燃烧属于化学变化,将化学能转化为内能;火箭是热机的一种,它的工作原理就是将内能转化为机械能;根据机械能的变化判断机械能是否守恒。
【解答】解:(1)运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较大的热值,完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比,液态氢可以释放出更多的热量;并且所需的液态氢的体积小,便于储存和运输。
(2)火箭发射升空时,燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能,燃气对火箭做功,又将内能转化为火箭的机械能,使得火箭的机械能增大,所以机械能不守恒。
故答案为:热值;内;不守恒。
【点评】本题考查了对热值、能量的转化等知识的理解和应用,对于实际问题,要了解具体情况后结合所学知识解答。
10.(3分)塑料瓶是一种常见的生活物品,空塑料瓶可以做许多物理小实验。在安全情况下,小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气,如图所示。当气压达到一定程度时,瓶盖被喷在空中,瓶口还冒着“白气”,瓶盖被喷出过程中的能量转化与汽油机的 做功 冲程中的能量转化相同;“白气”是 液化 (填物态变化名称)形成的,此过程需 放出 热量。
【分析】内燃机的做功冲程将内能转化为机械能,压缩冲程将机械能转化为内能;
物质由气态变为液态的过程叫做液化,液化放热。
【解答】当气压达到一定程度时,瓶盖飞出,这是瓶内气体对瓶盖做功,把气体的内能转化为瓶盖的机械能,内燃机的做功冲程中将内能转化为机械能,所以这一过程与内燃机的做功冲程的能量转化情况相同;
瓶盖飞出的同时,瓶内气体对外做功,内能减小,温度降低,瓶口的水蒸气遇冷液化成小水珠,液化放热。
故答案为:做功;液化;放出。
【点评】本题考查内燃机工作过程中的能量转化以及液化现象,是一道综合题,难度不大。
11.(3分)长度相等的镍铬导线甲和乙,甲的横截面积小于乙的横截面积,则甲的电阻 大于 乙的电阻。若将它们串联在电路中,则通过甲的电流 等于 通过乙的电流;若将它们并联在电路中,则并联后的总电阻 小于 甲的电阻。(均选填“小于”“等于”或“大于”)
【分析】(1)影响电阻大小的因素有:导体的材料、长度和横截面积,根据控制变量法分析解答;
(2)串联电路中各处电流都相等;
(3)并联后的总电阻小于任何一个并联电阻的阻值。
【解答】解:(1)由题意可知,甲、乙两导线材料相同和长度相同,甲的横截面积小于乙的横截面积,则甲的电阻大于乙的电阻;
(2)若将它们串联后接入电路,因为串联电路电流处处相等,则通过甲的电流等于通过乙的电流;
(3)并联后的总电阻小于任何一个并联电阻的阻值,所以并联后的总电阻小于甲的电阻。
故答案为:大于;等于;小于。
【点评】本题考查电阻影响因素的理解、串联电路电流特点、并联电路电阻的特点的应用,是一道综合题。
12.(3分)手机屏幕工作时将 电 能转化为光能,其发出的蓝光属于 可见 光(选填“可见”或“不可见”),对人眼伤害较大,造成近视时需要佩戴 凹 透镜进行矫正。
【分析】手机屏幕工作时发光,将电能转化为光能,其发出的蓝光属于可见光;
近视镜是凹透镜,老花镜是凸透镜。
【解答】解:手机屏幕工作时将电能转化为光能,其发出的蓝光属于可见光,对人眼伤害较大,造成近视时需要配戴凹透镜进行矫正。
故答案为:电;可见;凹。
【点评】本题考查能量的转化以及学生对近视镜的掌握,属于基础题。
13.(3分)电阻R1的U﹣I图像如图所示,R1的阻值是 10 Ω,把R1与阻值是30Ω的电阻R2并联在电源电压是4V的电路中,通过R1与R2的电流之比是 3:1 ,R1与R2两端的电压之比是 1:1 。
【分析】(1)在图像上找出对应的电压和电流,根据欧姆定律求出电阻。
(2)并联电路中,各支路电流之比等于电阻比倒数。
(3)并联电路中各支路两端电压相等,电压之比是1:1。
【解答】解:(1)由图像知,当电压为6V时,电流为0.6A,所以R1的阻值是:R110Ω。
(2)并联电路中,各支路电流之比等于电阻比倒数,所以通过R1与R2的电流之比是:。
(3)并联电路中各支路两端电压相等,所以R1与R2两端的电压之比是1:1。
故答案为:10;3:1;1:1。
【点评】本题考查两个内容,一是图像问题,从图像上搜寻电压和电流,根据欧姆定律求电阻;二是考查了并联电路电流和电压的特点。
14.(3分)如图所示的电路,电源电压保持不变,R1的阻值为15Ω,只闭合开关S,电流表的示数为0.2A;再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.3A,则电源电压为 3 V,R2的阻值是 10 Ω.此时电路的总功率为 1.5 W。
【分析】只闭合开关S时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;再闭合开关S1时,R1与R2并联,电流表测干路电流,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1的电流不变,电流表示数的变化量即为通过R2的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R2的阻值,根据并联电路的电流特点求出干路电流,根据P=UI求出电路的总功率。
【解答】解:只闭合开关S时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,
由I可得,电源电压:
U=I1R1=0.2A×15Ω=3V;
再闭合开关S1时,R1与R2并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,通过R1的电流不变,则电流表示数的变化量即为通过R2的电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,R2的阻值:
R210Ω,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流:
I=I1+I2=0.2A+0.3A=0.5A,
电路的总功率:
P=UI=3V×0.5A=1.5W。
故答案为:3;10;1.5。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,知道电流表示数的变化量即为通过R2的电流是关键。
三、作图题(共3小题,共7分)
15.(2分)激光束AO由空气斜射向水面,请在图中画出对应的反射光线和折射光线(保留作图痕迹)。
【分析】根据光的反射定律和折射定律作图即可。
【解答】解:光在反射时,反射角等于入射角;光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角。据此作图如下。
【点评】本题考查了光的反射定律和折射定律的作图,属于基础题。
16.(2分)如图一木块静止在水面上,请作出木块所受重力和浮力的示意图。
【分析】物体漂浮时,浮力等于重力,重力的方向总是竖直向下和浮力的方向总是竖直向上,根据力的示意图的画法作图即可。
【解答】解:木块静止在水面上,处于漂浮状态,则物体受到的浮力等于重力,即F浮=G,过重心作竖直向下的重力和竖直向上的浮力,如图所示:
【点评】本题考查力的示意图的画法,即力的图示就是表示力的三要素,牢记浮力的方向总是竖直向上的,根据漂浮时浮力和重力相等是解决问题的关键。
17.(3分)请在图中虚线框内画出开关S和电灯L的符号,并用笔画线代替导线将三孔插座接入电路。
【分析】(1)为了安全,在家庭电路中,开关要接在用电器和火线之间;
(2)三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。
【解答】解:(1)在家庭电路中,开关应接在用电器和火线之间,所以左边虚线框内为开关S,右边虚线框内为灯泡L;
(2)安装三孔插座的方法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线;如图所示:
【点评】本题考查了灯与开关、三孔插座的连接,属于基础题目。
四、实验探究题(本大题共3小题,共20分)
18.(6分)按要求填空。
(1)如图1所示,被测木块的长度为 2.40 cm;
(2)如图2所示,秒表的读数是 99.8 s;
(3)小明家中电能表如图3所示,他家接入的用电器总功率不能超过 4400 W;某月月初观察到家中电能表示数为,月末观察到电能表示数变为,则小明家这段时间内消耗的电能为 96.3 kW•h。当家里只有电磁炉工作时,电能表的转盘在10min内转了100转,则该电磁炉的功率为 1000 W。
【分析】(1)刻度尺在测量之前,要观察其量程、分度值和零刻度线;使用刻度尺时要明确其分度值,起始端从0开始,读出末端刻度值,就是物体的长度;起始端没有从0刻度线开始的,读出末端刻度值,减去起始端所对刻度即为物体长度;注意刻度尺要估读到分度值的下一位;
(2)秒表的中间的表盘代表分钟,周围的大表盘代表秒,秒表读数是两个表盘的示数之和;
(3)根据电能表上的参数和P=UI计算该电能表所能承接的最大负载功率。电能表是测量用户在某段时间消耗电能的仪表,前后两次读数之差就是用户在某段时间消耗的电能,它的单位是千瓦时,最后一位是小数。
结合电能表的参数求得消耗的电能,利用计算电磁炉的功率。
【解答】解:(1)图1中刻度尺最小一个小格的长度是0.1cm,即此刻度尺的分度值为0.1cm;木块左侧与5.00cm对齐,右侧与7.40cm对齐,所以木块的长度为L=7.40cm﹣5.00cm=2.40cm。
(2)在秒表的中间表盘上,1min中间有两个小格,所以一个小格代表0.5min,指针在“1”和“2”之间,偏向“2”,故分针读数为1min;在秒表的大表盘上,1s之间有10个小格,所以一个小格代表0.1s,指针在39.8s处,所以秒针指示的时间为99.8s。
(3)他家接入的用电器总功率不能超过P最大=UI最大=220V×20A=4400W;
他家这段时间内消耗的电能为:W'=627.8kW•h﹣531.5kW•h=96.3kW•h。
当家里只有电磁炉工作时,电能表的转盘在10min内转了100转,则电磁炉在该10min内消耗的电能为WkW•h;
该电磁炉的功率为:P1kW=1000W。
故答案为:(1)2.40;(2)99.8;(3)4400;96.3;1000。
【点评】本题考查的是刻度尺、秒表、电能表的使用和读数;会根据电能表的各个参数和电功、电功率的公式进行计算。
19.(7分)小明进行“测量小灯泡工作时的电阻”的实验,所用小灯泡的额定电压为2.5V,准备了下列器材:待测小灯泡、干电池3节、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表指针超过量程,则电路的故障可能是小灯泡 断路 。(选填“短路”或“断路”)。
(2)正确连接电路后,某次实验时电压表示数如图乙所示为 1.5 V,为了测量小灯泡正常工作时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 左 (选填“左”或“右”)调节直到电压表示数为 2.5 V;
(3)小明根据实验数据绘制出小灯泡的I﹣U图像如图丙所示,则小灯泡正常工作时的电阻为 10 Ω;
(4)分析丙图中的实验数据可知:灯丝温度越高,电阻越 大 。
(5)图甲实验装置能否探究“电流与电压的关系”? 否 (选填“能”或“否”)。
【分析】(1)闭合开关后,发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表指针超过量程,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
(2)根据电压表选用的测量范围确定分度值读数,比较电压表示数与灯泡额定电压大小,根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向;
(3)根据图丙确定灯泡额定电压对应的额定电流,利用R求出小灯泡正常工作时的电阻;
(4)灯丝的电阻随温度的升高而增大;
(5)在探究“电流与电压的关系”实验中,需控制电阻阻值不变。
【解答】解:(1)闭合开关后,发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表指针超过量程,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即电路的故障可能是小灯泡断路;
(2)某次实验时电压表示数如图乙所示,电压表选用小测量范围,分度值0.1V,其示数为1.5V,小于灯泡额定电压2.5V,为了测量小灯泡正常工作时的电阻,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片向左调节直到电压表示数为2.5V;
(3)由图丙可知,灯泡额定电压对应的额定电流为0.25A,则小灯泡正常工作时的电阻为:
R10Ω;
(4)由图丙可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡实际功率变大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大;
(5)在探究“电流与电压的关系”实验中,需控制电阻阻值不变,而灯丝的电阻随温度的升高而增大,不是一定值,因此图甲实验装置不能探究“电流与电压的关系”。
故答案为:(1)断路;(2)1.5;左;2.5;(3)10;(4)大;(5)否。
【点评】本题是测小灯泡工作时的电阻的实验,考查了电路故障、电压表读数、实验操作、电阻的计算、影响电阻大小因素和评估实验方案的能力。
20.(7分)如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
(1)利用甲装置可探究电流产生的热量与 电阻 的关系,通电一段时间后, 右 (选填“左”或“右”)侧容器相连的U形管中液面的高度差较大;
(2)乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流 不相等 (选填“相等”或“不相等”);
(3)通过观察乙装置, 左 (选填“左”或“右”)容器中导体产生的热量较多。由此可知,在电阻和通电时间相同时,电流越 大 (选填“大”或“小”),导体产生的热量越多;
(4)乙装置中,如果R3断路,在通电时间相同时,与R3没有断路时相比较,左侧U形管中液面的高度差将 变小 ,右侧U形管中液面的高度差将 变大 (以上两空都选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】(1)电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变,结合串联电路电流的规律分析;电阻丝产生的热量不易直接观察,可给等质量的空气加热,气体吸热越多,气体膨胀程度越大,U形管内的液面高度差越大,采用了转换法,根据图甲分析回答;
(2)分析乙装置中电路的连接,根据串联和并联电路电流的规律分析;
(3)通过观察乙装置,左侧容器中U形管内的液面高度差大,根据控制变量法和转换法回答;
(4)先根据欧姆定律分析电路中的电流变化,再根据焦耳定律分析左侧电阻产生热量的变化情况,从而确定左右两侧U形管中液面的高度差的变化情况。
【解答】解:(1)甲装置中,两电阻串联,通过的电流和通电时间相等,而电阻不同,故利用甲装置可探究电流产生的热量与电阻的关系,根据图甲可知与右侧容器相连的U形管中液面的高度差较大;
(2)乙装置右侧容器中两电阻并联后再与左侧容器中的电阻串联,根据并联和串联电路电流的规律可知通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,故电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流不相等;
(3)通过观察乙装置,左侧容器中U形管内的液面高度差大,可知左侧容器中导体产生的热量较多;
已知R2=R1,通电时间相同,由此可知,在电阻和通电时间相同时,电流越大,导体产生的热量越多;
(4)在乙实验中,电阻R3断路后,电路中的总电阻变大,在电源电压一定时,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,即通过R1的电流变小,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,在相同的时间内,电阻R1产生的热量变小,左侧U形管中液面的高度差将变小,通过R2中的电流变大,因此右侧U形管中液面的高度差将变大。
故答案为:(1)电阻;右;(2)不相等;(3)左;大;(4)变小;变大。
【点评】本题探究“导体产生的热量与什么因素有关”,考查控制变量法、转换法、串联和并联电路的规律及焦耳定律的运用。
五、计算题(本大题共2题,共13分)
21.(6分)小明的妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆。其加热系统中加热电阻额定电压为220V,额定功率为1210W,问:
(1)加热系统中加热电阻的阻值为多少?
(2)小明帮奶奶泡脚时,向足浴盆中加入5kg初温为25℃的水,加热系统将水加热到40℃,此加热过程中水吸收的热量是多少?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)若这些水吸收的热量由天然气来提供,假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则需要多少m3的天然气?(天然气的热值q=3.5×107J/m3)
【分析】(1)根据已知条件,由可得加热电阻的阻值;
(2)根据Q=cmΔt可得出加热过程中水吸收的热量:
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(40℃﹣25℃)=3.15×105J;
(3)若这些热量由天然气提供Q放=Q吸,结合热值公式得出所需天然气的体积。
【解答】解:(1)由可得加热电阻的阻值
(2)加热过程中水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(40℃﹣25℃)=3.15×105J
(3)若这些热量由天然气提供Q放=Q吸,则所需天然气的体积
答:(1)加热系统中加热电阻的阻值为40Ω;
(2)此加热过程中水吸收的热量是3.15×105J
(3)若这些水吸收的热量由天然气来提供,假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则需要多0.009m3的天然气。
【点评】本题考查电功率公式及吸热和热值公式的运用。
22.(7分)如图是某晾衣机的工作电路图,电源电压U=220V,R是发热电阻。当开关S1闭合、S2断开时,晾衣机开启风干功能,其额定功率P1=44W;当开关S1、S2均闭合时,晾衣机开启烘干功能,通过R的电流I2=1.1A。求:
(1)使用风干功能时通过电动机的电流。
(2)使用烘干功能时电阻R在5min内产生的热量。
(3)使用烘干功能2h消耗的电能。
【分析】(1)使用风干功能时,开关S1闭合、S2断开,由图可知,电路为电动机简单电路,根据P=UI求使用风干功能时通过电动机的电流;
(2)使用烘干功能时,开关S1、S2均闭合,由图可知,发热电阻R和电动机并联。根据Q=I2Rt=UIt求使用烘干功能时电阻R在5min内产生的热量;
(3)根据并联电路的电流规律可知干路中的电流,根据W=UIt求使用烘干功能2h消耗的电能。
【解答】解:(1)使用风干功能时,开关S1闭合、S2断开,由图可知,电路为电动机简单电路。
根据P=UI可得,此时通过电动机的电流:I10.2A;
(2)使用烘干功能时,开关S1、S2均闭合,由图可知,发热电阻R和电动机并联。
并联电路各支路两端的电压相等,等于电源电压,电阻R在5min内产生的热量:
QRt=UI2t=220V×1.1A×5×60s=7.26×104J;
(3)根据并联电路的电流规律可知,干路中的电流:I=I1+I2=0.2A+1.1A=1.3A,
电路消耗的总电能:W=UIt=220V×1.3A×2×3600s=2.0592×106J。
答:(1)使用风干功能时通过电动机的电流是0.2A;
(2)使用烘干功能时电阻R在5min内产生的热量是7.62×104J;
(3)使用烘干功能2h消耗的电能是2.0592×106J。
【点评】本题考查电能和电功率、焦耳定律的计算,难度一般。
六、综合能力题(本大题共3小题,共18分)
23.(6分)为了探究“不同物质的吸热能力”,在两个相同的容器中分别装入质量(100g)、初温(10℃)都相同的两种液体A、B,并且用相同的装置加热,如图甲所示。
(1)实验中,可以通过比较 加热时间 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映两种液体吸收热量的多少;加热过程中需用玻璃棒不断搅拌,搅拌的目的是 使液体均匀受热 ;
(2)加热到4min时,液体B的温度如图乙所示,此时温度计示数是 42 ℃,如果液体B的比热容为2×103J/(kg•℃),则液体B吸收的热量是 6.4×103 J;
(3)为了比较甲、乙液体的吸热本领,小明提出两种比较方案:①让两者升高相同的温度比较加热时间;②让两者加热相同时间比较升高的温度。在两种液体都不沸腾的前提下,你认为可行的方案是 ①和② (选填“①”、“②”或“①和②”)。
(4)冬天,如果你想自制暖手袋,由图丙可知,应选液体 A (选填“A”或“B”)作为供暖物质效果更佳。
【分析】(1)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;实验中需要液体受热均匀;
(2)温度计读数要注意分度值,并注意液面在0℃上方还是下方;根据吸热公式Q=cmΔt求出吸收的热量;
(3)比较物质吸热能力的2种方法:
①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;
(4)由丙图可知吸收相同的热量,A的温度变化慢,说明A的比热容大。
【解答】解:(1)实验中选用相同的加热装置,相同的时间内放出的热量相同,运用转换法,通过比较加热器加热时间,来比较液体吸收的热量的多少。
加热过程中需用玻璃棒不断搅拌,通过搅拌使烧杯内液体均匀受热,故搅拌的目的是使液体受热均匀。
(2)由图乙可知,温度计的分度值为1℃,示数为42℃。
液体B吸收的热量为:Q=cmΔt=2×103J/(kg•℃)×0.1kg×(42℃﹣10℃)=6.4×103J。
(3)①让两者升高相同的温度,加热时间越长,液体吸收的热量越多,所以液体吸热能力越强,故①正确;
②让两者加热相同时间,则两种液体吸收热量相同,比较升高的温度,升高的温度越少,液体吸热能力越强,故②正确;
综上所述,可行的方案是①和②。
(4)由丙图可知,加热相同的时间,两种液体吸收相同的热量,A的温度变化慢,说明A的比热容大,所以冬天要选比热容大的液体作为供暖物质,故选A液体。
故答案为:(1)加热时间;使液体均匀受热;(2)42;6.4×103;(3)①和②;(4)A。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法,为热学中的重要实验。
24.(6分)在探究“电流与电阻的关系”实验过程中:
(1)连接电路时,开关应处于 断开 (选填“断开”或“闭合”)状态;
(2)小明按图甲所示连好电路后,闭合开关S后,发现无论怎样移动滑片P,电流表、电压表均无示数。在检查电源和导线均正常的前提下,你认为引起上述现象的原因可能是滑动变阻器 断路 (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,小明将5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器,使电压表示数为1.5V,此时电流表示数如图乙所示为 0.3 A;
(4)小明换接10Ω的电阻时,闭合开关,需将滑动变阻器的滑片向接入电路中阻值 变大 (选填“变大”或“变小”)的方向滑动才能保证电压表示数与上次实验一致;重复实验,得到表中另两组数据。分析表中数据,可得出结论:电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成 反比 ;
(5)若该实验电源两端的电压保持4.5V不变,小明若在前三组实验基础上继续探究20Ω、25Ω的电流与导体的电阻关系,变阻器的最大阻值至少为 50 Ω。
【分析】(1)连接电路时,为了电路元件安全,开关应处于断开状态;
(2)闭合开关,若电流表无示数,则电路中可能存在断路故障;
(3)根据电流表的量程、分度值以及指针位置进行读数;
(4)根据串联电路分压规律,在串联电路中,大电阻分大电压;当电压一定时,电流与电阻成反比;
(5)串联电路电流相等,因此。
【解答】解:(1)连接电路时,为了电路元件安全,防止短路,开关应处于断开状态;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现电流表无示数,则电路中可能存在断路故障,电压表无示数,说明电压表也不能与电源连通,结合题干中说可能是滑动变阻器发生了故障,即发生了断路故障;
(3)电流表选择小量程,分度值为0.1A,量程为0.6A,指针指在分度盘正中央,所以示数为0.30A;
(4)根据串联电路分压规律,大电阻分大电压,因此定值电阻换大之后,要保证分的电压不变,也需要将滑动变阻器连入电路中的电阻调大;根据表中数据可知,当电压一定时,电流与电阻成反比;
(5)串联电路电流相等,因此,电源电压U=4.5V,则滑动变阻器分得的电压U2=U﹣U1=4.5V﹣1.5V=3V,当连入25Ω的定值电阻时,滑动变阻器的组织R250Ω,因此变阻器的最大阻值至少为50Ω。
故答案为:(1)断开;(2)断路;(3)0.3;(4)变大;反比;(5)50。
【点评】本题考查电流与电阻的关系的探究实验,需要注意控制变量法的应用,并且掌握欧姆定律与串联电路的规律。
25.(6分)阅读材料,回答问题。
光强与光敏电阻
“光强”表示光的强弱程度的物理量,照射光越强,光强越大,光强符号用E表示,国际单位为坎德拉(cd),光敏电阻的阻值随光照射的强弱而改变。将电压恒为6V的电源,9Ω的定值电阻R0,光敏电阻R接入图b所示电路中,测得光敏电阻的阻值R与光强E间的关系如图a所示,根据图像及物理知识解答下列问题:
(1)根据图a的图像可知,光敏电阻的阻值R与光强E成 反比 关系,(选填“正比”或“反比”)当光强为E1时,光敏电阻的阻值为R1,当光强为E2时,光敏电阻的阻值为R2,那么它们之间的关系式为R1:R2= E2:E1 (用E1、E2表示);
(2)当光强为6cd时,电流表的示数为 0.5 A;
(3)请在图b中加画上电压表,要求实现:光强越强,电压表的示数越大;
(4)实验过程中,如果电流表的示数为0.4A,电压表示数为 3.6 V,此时的光强为 3.0 cd。
【分析】(1)分析图象中的数据可知光敏电阻的阻值R与光强E的乘积为18Ω•cd,即可得出光敏电阻的阻值R与光强E的关系式,进一步求出两种情况下光敏电阻的阻值之比;
(2)由图b可知,光敏电阻R与R0串联,电流表测电路中的电流;当光强为6cd时,由图象可知此时光敏电阻的阻值,然后根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电流表的示数;
(3)图b中光敏电阻R与R0串联,且光强越强时,光敏电阻R的阻值越小,由串联电路的分压规律分析光敏电阻两端电压的变化,根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端电压的变化,据此结合题中要求可知电压表的位置;
(4)已知电流表的示数,根据欧姆定律求出此时电压表的示数和电路中的总电阻,利用串联电路的电阻特点求出此时光敏电阻的阻值,然后从图象中读出对应的光强。
【解答】解:(1)由图a可知,光敏电阻的阻值R与光强E的乘积为定值,说明R与光强E成反比;
当光强为E1时,光敏电阻的阻值为R1,当光强为E2时,光敏电阻的阻值为R2,则它们之间的关系式为R1:R2=E2:E1;
(2)由图b可知,定值电阻R0与R串联,电流表测量电路中的电流,
由图a知,当光强为6cd时,R 为3.0Ω,则此时电流表的示数为:I;
(3)由图a可知,光强越强时,光敏电阻R的阻值越小,由串联电路的分压规律可知,光敏电阻分得的电压越小,根据串联电路的电压特点可知定值电阻R0两端的电压越大,因为要求“光强越强时电压表的示数越大”,所以需将电压表并联在定值电阻R0的两端,如图所示:
;
(4)由上图可知,光敏电阻R与R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测R0两端的电压,
当电流表的示数为0.4A时,由I可得,电压表的示数为:U0=I′R0=0.4A×9Ω=3.6V,
此时串联电路的总电阻:R总′15Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以此时光敏电阻R的阻值:R′=R总′﹣R0=15Ω﹣9Ω=6Ω,
由图a可知,此时的光强E′=3.0cd。
故答案为:(1)反比;E2:E1;(2)0.5;(3)图见解答;(4)3.6;3.0。
【点评】本题为信息给予题,考查了动态电路的分析、串联电路的特点和欧姆定律的应用,难度适中。
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5
10
15
I/A
0.15
0.10
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
C
D
A
B
B
D
B
电阻R/Ω
5
10
15
I/A
0.15
0.10
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