内容正文:
2023~2024学年度春学期第一次质量检测
九年级物理试题
满分:100分 考试时间:100分钟
一、单选题(每题2分,共24分)
1. 设想一人以和声速相同的速度离开一正在唱歌的演员,则此人离开后
A. 始终能听到刚离开时所听到的歌声 B. 能听到演员继续歌唱的歌声
C. 所听到的歌声音调高低始终不变 D. 不能听到演员的歌声
2. 下列各种现象形成的过程中,需要吸收热量的是( )
A. 冬天,紧闭的玻璃窗内壁出现冰花 B. 冰箱内取出的西红柿“冒汗”
C. 衣柜内的卫生球逐渐变小 D. 用铁水浇铸工件
3. 下列估测,最接近实际的是( )
A. 教学楼梯每阶台阶的高度约0.3m B. 一名中学生爬楼梯的功率为 1kW
C. 一个鸡蛋的质量约0.5kg D. 成人正常步行 1km用时约 15min
4. 学校组织学生春游,小明同学用照相机为另一同学拍全身照时,不注意手指挡住了照相机镜头的上半部分,则他所拍出的照片( )
A. 不能看到人的头部
B. 不能看到人的脚
C. 不能看到所拍同学的全身像
D. 可以看到所拍同学的全身像,但像会变暗一些
5. 用同一定滑轮分别沿图示方向将同一重物匀速提起,不计绳重与摩擦,三个力( )
A. 最大 B. 最大 C. 最大 D. 一样大
6. 质量、温度都相同的两块不同材质的金属块,放出相同的热量后
A. 比热容大的金属块的温度一定高
B. 比热容大的金属块的温度一定低
C. 比热容大的金属块的温度可能低
D. 两块金属块的温度可能相同
7. 下列现象中,机械能转化为内能的是
A. 燃料燃烧 B. 水力发电 C. 钻木取火 D. 水果电池
8. 关于磁场和磁感线,下列说法中正确的是( )
A. 磁场和磁感线都是磁体周围空间真实存在的
B. 磁体之间的吸引或排斥,不都是通过磁场来实现的
C. 磁体周围的磁感线是从磁体N极发出,回到磁体S极
D. 地磁场的磁感线是从地球北极附近发出回到地球南极附近
9. 将额定功率相同的L1、L2两灯串联接在电路中,闭合开关后,灯L1正常发光而L2却几乎不亮,对于这一现象,下列分析正确的是( )
A. L1中的实际电流比L2中的实际电流大
B. L1的额定电流比L2的额定电流大
C. L2的电阻比L1小,L2的实际电压小于它的额定电压
D. L1的电阻比L2大,L1的实际电压大于它的额定电压
10. 甲、乙两盏电灯,已知R甲<R乙,将它们串联后接在电源上,在相同时间内,它们消耗的电能( )
A. W甲>W乙 B. W甲<W乙 C. W甲=W乙 D. 无法判断
11. 如图是小明家的部分电路,他将电水壶的插头插入三孔插座后,正在工作的电冰箱突然停止工作,但电灯仍正常发光,拔出电水壶的插头,电冰箱仍不能工作,用试电笔分别测试插座的左、右两孔氖管均发光。若电路中只有一处故障,则( )
A. 电冰箱所在电路b、c间断路
B. 电冰箱所在电路的b、c间短路
C. 电路的c、d间导线断路
D. 灯泡正常发光时,灯泡的两个接线柱都能使试电笔发光
12. 如图所示,电路中的M为电子集成元件,其电阻与两端所加的电压成正比(即RM=kUM,式中k为常数)且遵循欧姆定律,R为定值电阻,电源电压可调。现闭合开关S,则通过M的电流I、定值电阻两端的电压UR与电源电压U的关系图线可能正确的是( )
A B.
C. D.
二、填空题(每空1分,共24分)
13. 疫情期间,很多志愿者帮助测量体温,他们使用的测温枪是利用______(选填“红外线”或“紫外线”)来测温的,而图中老式的体温计是利用液体的______来工作的;初春的冷风吹的志愿者手都冻僵了,他们采用搓手的方式取,这种改变内能的方式是______。
14. 如图所示,在用斜面和木块做“测量物体运动平均速度”实验时,将带刻度的木板一端垫高做成斜面,小明用频闪照相机记录了木块沿斜面下滑的运动过程。频闪照相机每隔0.5s拍一张照片,照片记录的木块在不同时刻的位置。分析可知A到F的运动时间为______s,木块从A运动到F的平均速度是______cm/s。
15. 爱米做如图所示的实验时,观察到试管中的水蒸气把橡胶塞弹出,此过程水蒸气对橡胶塞做功,将水蒸气的 _____ 能转化成了橡胶塞的机械能.这基本展示了 _____ 机的工作原理.
16. 如图甲所示,是发生在2011年12月10日于中国全境能观察到的月食现象,这一物理现象是由于________而造成的,在我国山东蓬莱附近的海面上是经常发生海市蜃楼的地方,如图乙所示在远处海面看到的悬空建筑是光的________现象。
17. 如图是某住宅小区内提示牌,图中A表示在_____处减弱噪声,图中B表示的含义是_____,按规定,汽车在小区内行驶100m至少需要_____s。
18. 如图,鱼缸中只有一条小鱼,而眼睛从A点可以观察到两条小鱼,一条鱼的位置变浅,另一条鱼变大,前者是由于光的折射形成的___(填“实”或“虚”像);后者是由于鱼缸的___(填“左”或“右”)侧部分等效于凸透镜而形成的___(填“实”或“虚”)像。
19. 如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置,在两个相同的烧杯中加入初温相同和_____相同的液体1和液体2,用相同的酒精灯加热,实验中发现液体2的温度先达到50℃,则液体_____比热容较大。实验结束后,查得液体1的比热容为2.1×103,若500g液体1温度升高20℃所需热量由酒精完全燃烧获得,则至少要消耗_____g酒精。(酒精的热值为3.0×107J/kg)。
20. 如图所示,闭合开关蹄形磁体中的金属棒 AB 运动起来, 说明通电导体在磁场中受到_________的作用,这一过程中的能量转化是_________。
21. 如图所示,电源电压不变,灯L1标有“6V 3W”字样。当S、S1均闭合时,灯L1正常发光,电压表的示数是_____V。若闭合S、断开S1,电流表的示数是0.3A,则L2的实际功率为________W。
22. 甲、乙两地相距40km,在甲乙两地之间架设两条输电导线,已知每千米输电导线的电阻为0.2Ω,现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检测员在甲地用电压表、电流表和电源连成如图所示电路进行检测,发现电压表的示数为2V,电流表的示数为0.4A时,短路位置离甲地为________km。电路检修好后能正常输电,若线上电流为50A,则甲乙两地间输电线上的总电热功率为________W。
三、作图题(每图2分,共6分)
23.
(1)自行车“尾灯”是由许多很小的角反射器组成的。角反射器其实就是两个互相垂直的平面镜,如图所示。请在图上准确画出所给入射光线经两平面镜反射的反射光线。
(2)在图中画出通过透镜的折射光线。
(3)在图中,为使杠杆ON在图中位置能保持静止,需在M点施加一个力F。画出在M点对杠杆施加的最小拉力F,并作出物体A所受重力的示意图。
四、解答题(6+9+7+8+6+10,共46分)
24. 天然气是一种清洁能源,完全燃烧1m3的天然气能放出多少热量?相当于完全燃烧多少kg的焦炭放出的热量?(天然气的热值为6.7×107J/m3,焦炭的热值为3.0×107J/kg)
25. 电热饮水机通过机内温控开关S进行自动控制,实现加热和保温两种功能。电路原理如图乙所示。电源电压恒为220V,当开关S接a时,电路处于加热状态,电流为5A;当开关S接b时,电路处于保温状态,消耗的功率为44W。求:
(1)该饮水机加热功率;
(2)该饮水机在加热状态工作100s,产生的热量为多少;
(3)保温状态下,电阻R1两端电压为多大;电阻R2阻值为多大?
26. 利用图甲装置探究“平面镜成像的特点”:在水平桌面上铺一张白纸,再将玻璃板竖立在白纸上,把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形完全相同但不点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合:
(1)本实验选用玻璃板而不是平面镜是为了便于___________;选用两外形完全相同的蜡烛是为了研究像与物的______关系;本实验最好较______(选填“亮”或“暗”)的环境中进行;
(2)把光屏放在玻璃板后,无论如何移动,都不能承接到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是______像;
(3)图乙是小强某次测量蜡烛A到平面镜的距离L为______cm;将蜡烛靠近玻璃板,像的大小将______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)若将玻璃板向左倾斜,如图丙所示,观察到蜡烛A的像的大致位置在图中的_______(选填“①”或“②”)处。
27. 小明和小红进行“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)为了测出所用凸透镜的焦距,小明将透镜对着太阳,如图甲所示,移动白纸位置直到白纸上出现最小最亮的点,测量出该点到透镜光心距离即为焦距。小红指出小明的操作中存在的错误是_________,改正错误后,小明用正确方法测出凸透镜焦距为10cm;
(2)测出焦距后,他们将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,接下来他们应进行的操作是:________,然后点燃蜡烛,调节凸透镜和光屏的高度,使得烛焰中心、光屏中心在凸透镜的_________;
(3)当烛焰离凸透镜较远时,调节光屏到透镜的距离,当烛焰在光屏上成清晰的像时,位置如图乙所示,此时光屏上成倒立的_______(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像;如果固定蜡烛和光屏的位置不变,只要将凸透镜移到______cm刻度线处,光屏上能再次成一个清晰的像,若此时取下光屏,其它条件不变,则烛焰通过透镜________(选填“不能”或“仍能”)成像。
(4)实验完成之后,小明将小红的眼镜放在烛焰与凸透镜之间,如图丙所示,使烛焰在光屏上成清晰的像,移去眼镜,光屏上的像变模糊了。小明将光屏向远离凸透镜方向移动适当距离后,光屏上的像再次清晰,则小红同学的眼镜为_________(选填“近视”或“远视”)眼镜,该眼镜对光具有________(选填“发散”或“会聚”)作用。
28. 在探究“电流与电阻的关系”实验时,提供的器材有:电源(三节新干电池),电流表、电压表、开关,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器和若干导线,设计了如图甲所示的电路图。
(1)闭合开关前,发现电流表的指针指向零刻度线的左侧,原因是 _________;
(2)将5Ω的电阻接入电路后,闭合开关,发现电压表示数为零、电流表有示数,则故障可能是 ________;
(3)排除故障后,用三个不同的定值电阻进行实验,每次更换电阻,在移动滑动变阻器滑片的同时,眼睛应观察 _______表,并使其示数与第一次相同。根据实验结果绘制了如图乙所示的I﹣R图像,分析图像发现由图线上的任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等,由此得出的实验结论:________;
(4)为了完成本实验,应选用的滑动变阻器规格为 _____;(选填字母)
A.“20Ω 1A”
B.“40Ω 0.3A”
C.“50Ω 2A”
(5)电流表的电阻虽然很小,但也会影响本实验中待测电阻Rx的测量结果,小明又设计了如图丙所示的电路,可以消除这个影响,R0为定值电阻。实验步骤如下:
①闭合开关S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片到合适位置,读出电压表的示数U1和电流表的示数I1;
②闭合S1、S2,移动滑动变阻器滑片到合适位置,读出电压表的示数U2,和电流表的示数I2;
③可测得待测电阻Rx=_________(用 U1、I1、U2、I2表示)。
29. 请阅读《测温手环》并回答题。
测温手环
某型号的蓝牙测温手环如图所示,主要由温度传感模块、蓝牙模块两个部分组成。温度传感模块中,有一个高灵敏度的热敏电阻,热敏电阻外部与导热金属片密切接触。佩戴测温手环时,导热金属片使热敏电阻温度升高,热敏电阻阻值变化,电路中电流变大。温度传感器中的测温芯片能根据电路中电流大小算出热敏电阻的温度,并显示到液晶屏上。蓝牙模块则通过无线网络将测温芯片中的温度数据传送给数据处理中心,从而实现体温的实时监测。测温手环一般配有智能休眠仓。有些测温手环是通过判断温度变化来实现自动开关的。测温手环放入智能休眠仓后,若环境温度低于某个设定的温度或者手环检测到的温度长时间不发生变化,则测温手环中的金属片与热敏电阻分离,从而实现自动关机。还有些测温手环是依靠内置的霍尔元件实现“休眠”的。霍尔元件是一种对磁场敏感的电子元器件,当它周围存在较强的磁场时,可以断开测温手环的电路。因此,这类测温手环的智能休眠仓下面需要预埋一个磁体。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)在测温手环中,___________(选填“温度传感”或“蓝牙”)模块将温度数据传送给数据处理中心,实现对体温的实时监测;
(2)导热金属片的内能是通过___________(选填“做功”或“热传递”)的方法改变的;
(3)热敏电阻阻值随温度升高而变小的,称为负温度系数热敏电阻;阻值随温度升高而变大的,称为正温度系数热敏电阻。依题意可知,该蓝牙测温手环的热敏电阻是___________(选填“正”或“负”)温度系数热敏电阻;
(4)测温手环的电路中,霍尔元件的作用相当于___________(选填“开关”或“用电器”),手环通过___________反映出人体的温度。
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2023~2024学年度春学期第一次质量检测
九年级物理试题
满分:100分 考试时间:100分钟
一、单选题(每题2分,共24分)
1. 设想一人以和声速相同的速度离开一正在唱歌的演员,则此人离开后
A. 始终能听到刚离开时所听到的歌声 B. 能听到演员继续歌唱的歌声
C. 所听到的歌声音调高低始终不变 D. 不能听到演员的歌声
【答案】D
【解析】
【详解】一人以和声速相同的速度离开一正在唱歌的演员,此人离开后,因人离家速度大小等于声音的速度,故以人为参照物,声音是静止的,即没有声音经过人,故人不能听到演员的歌声.答案选D.
2. 下列各种现象形成的过程中,需要吸收热量的是( )
A. 冬天,紧闭的玻璃窗内壁出现冰花 B. 冰箱内取出的西红柿“冒汗”
C. 衣柜内的卫生球逐渐变小 D. 用铁水浇铸工件
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.冰花是固态的,是由空气中的水蒸气遇冷形成的,气态变为固态的现象叫凝华,凝华要放热,故A不符合题意;
B.西红柿“冒汗”是因为西红柿上有小水珠,是由空气中的水蒸气遇冷形成的,气态变为液态的现象叫液化,液化要放热,故B不符合题意;
C.卫生球是固态的,变小就是变为了气态,消散在空气中,固态变为气态的现象叫升华,升华要吸热,故C符合题意;
D.铁水是液态的,工件是固态的,液态变为固态的现象叫凝固,凝固要放热,故D不符合题意。
故选C。
3. 下列估测,最接近实际的是( )
A. 教学楼梯每阶台阶的高度约0.3m B. 一名中学生爬楼梯的功率为 1kW
C. 一个鸡蛋的质量约0.5kg D. 成人正常步行 1km用时约 15min
【答案】D
【解析】
【详解】A.楼梯每阶台阶的宽度大约在26cm左右,高度大约在18cm左右,故A不符合题意;
B.一名中学生的重力大约500N,一层楼的高度大约3m,爬楼的时间大约10s,则中学生爬楼梯的功率为
故B不符合题意;
C.10个鸡蛋的质量大约1斤,而1斤=500g,所以一个鸡蛋的质量在50g左右,故C不符合题意;
D.人的步行速度在1.1m/s左右,正常步行1km=1000m需要时间约为
故D符合题意。
故选D。
4. 学校组织学生春游,小明同学用照相机为另一同学拍全身照时,不注意手指挡住了照相机镜头的上半部分,则他所拍出的照片( )
A. 不能看到人的头部
B. 不能看到人的脚
C. 不能看到所拍同学的全身像
D. 可以看到所拍同学的全身像,但像会变暗一些
【答案】D
【解析】
【详解】照相机成的像,是被照景物发出的光经镜头折射后,会聚于一点形成的实像,如果手指挡住了照相机镜头的上半部分,相当于挡住了一部分光,没挡住的部分还可以成像,只是亮度略暗一些;故还可以看到所拍同学的全身像,但像会变暗一些。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5. 用同一定滑轮分别沿图示方向将同一重物匀速提起,不计绳重与摩擦,三个力( )
A. 最大 B. 最大 C. 最大 D. 一样大
【答案】D
【解析】
【详解】使用定滑轮不省力,但是可以改变用力方向,不计摩擦力和绳重,施加的拉力等于物重,所以
F1=F2=F3
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6. 质量、温度都相同的两块不同材质的金属块,放出相同的热量后
A. 比热容大的金属块的温度一定高
B. 比热容大的金属块的温度一定低
C. 比热容大的金属块的温度可能低
D. 两块金属块的温度可能相同
【答案】A
【解析】
【详解】解:由公式c=知,质量相同的不同金属块,放出相同的热量时,比热较大的金属降温幅度一定小,所以末温度一定高.
故选A.
点睛:对于同种物质,比热大小与质量、热量及温度变化无关;对于不同物质,可以利用公式c=从数学角度比较比热大小.
7. 下列现象中,机械能转化为内能的是
A. 燃料燃烧 B. 水力发电 C. 钻木取火 D. 水果电池
【答案】C
【解析】
【分析】明确选项所描述的现象中所消耗的能量与最终获得的能量,即可做出判断.
【详解】A. 煤气燃烧是将化学能转化为内能,不符合题意;B. 水力发电,将水中的机械能转化为电能,不合题意;C. 钻木取火是摩擦生热,是机械能转化为内能.符合题意;
D. 水果电池是将化学能转化为电能,不合题意;故选C .
8. 关于磁场和磁感线,下列说法中正确的是( )
A. 磁场和磁感线都是磁体周围空间真实存在的
B. 磁体之间的吸引或排斥,不都是通过磁场来实现的
C. 磁体周围的磁感线是从磁体N极发出,回到磁体S极
D. 地磁场的磁感线是从地球北极附近发出回到地球南极附近
【答案】C
【解析】
【详解】A. 磁感线是人们为了方便研究磁场,在磁体周围画的带箭头的曲线,这些曲线在磁场中根本不存在,故A错误;
B.磁场的基本性质是对其中的磁体有磁力作用,磁体间的吸引或排斥作用是通过磁场实现的,故B错误;
C.对于磁体,其外部的磁感线是从N极指向S极;其内部是由S极指向N极,故C正确;
D.地球是一个大磁体,地磁南极在地理北极附近,地磁的极在地理的南极附近,因此地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到地球北极附近,故D错误。
故选C。
9. 将额定功率相同的L1、L2两灯串联接在电路中,闭合开关后,灯L1正常发光而L2却几乎不亮,对于这一现象,下列分析正确的是( )
A. L1中的实际电流比L2中的实际电流大
B. L1的额定电流比L2的额定电流大
C. L2的电阻比L1小,L2的实际电压小于它的额定电压
D. L1的电阻比L2大,L1的实际电压大于它的额定电压
【答案】C
【解析】
【详解】AB.将额定功率相同的L1、L2两灯串联接在电路中,所以通过它们的电流相同,故AB错误;
CD.因为灯L1正常发光而L2却几乎不亮,而灯泡的亮暗决定于它的实际功率,所以灯L1的实际功率比灯L2大,又因为通过它们的电流相同,所以根据可知,L2的电阻比L1小,由于灯L1正常发光,所以L1的实际电压等于它的额定电压,由于灯L2几乎不亮,所以L2的实际电压小于它的额定电压,故C正确,D错误。
故选C。
10. 甲、乙两盏电灯,已知R甲<R乙,将它们串联后接在电源上,在相同时间内,它们消耗的电能( )
A. W甲>W乙 B. W甲<W乙 C. W甲=W乙 D. 无法判断
【答案】B
【解析】
【详解】两盏电灯串联联接在某电源上时,通过它们的电流相等,甲灯的电阻小,工作相同的时间,由W=UIt=I2Rt可知,乙灯消耗的电能多,即W甲<W乙,故ACD不符合题意,故B符合题意。
故选B。
11. 如图是小明家的部分电路,他将电水壶的插头插入三孔插座后,正在工作的电冰箱突然停止工作,但电灯仍正常发光,拔出电水壶的插头,电冰箱仍不能工作,用试电笔分别测试插座的左、右两孔氖管均发光。若电路中只有一处故障,则( )
A. 电冰箱所在电路的b、c间断路
B. 电冰箱所在电路的b、c间短路
C. 电路的c、d间导线断路
D. 灯泡正常发光时,灯泡的两个接线柱都能使试电笔发光
【答案】C
【解析】
【详解】AC.用试电笔分别测试插座的左、右孔,氖管均发光,说明插座的左右两孔与火线之间是接通的,即c点通过电冰箱与火线相连,所以是c、d间导线断路了,故A不符合题意,C符合题意;
B.正在工作的电冰箱突然停止工作,但电灯仍正常发光,由于并联电路各支路互不影响,这说明电路存在断路,不是短路,故B不符合题意;
D.灯泡正常发光时,灯泡的一个接线柱与火线相连,能使测电笔发光,另一个接线柱与零线相连,不能使测电笔发光,故D不符合题意。
故选C。
12. 如图所示,电路中的M为电子集成元件,其电阻与两端所加的电压成正比(即RM=kUM,式中k为常数)且遵循欧姆定律,R为定值电阻,电源电压可调。现闭合开关S,则通过M的电流I、定值电阻两端的电压UR与电源电压U的关系图线可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由电路图可知,电子集成元件M与定值电阻R串联。
AB.因电子集成元件M的阻值与其两端电压成正比,且由欧姆定律可得,通过电子集成元件M的电流有
可知,增加电源电压时,通过电子集成元件M的电流不变,因此通过M的电流I与电源电压U的关系图线是一条平行于横轴的直线,故AB错误;
CD.因为电子集成元件M与定值电阻R串联,根据串联电路的电流规律,通过定值电阻R和电子集成元件M的电流相等,AB中分析可知,增加电源电压时,通过电子集成元件M的电流不变,因此,增加电源电压,通过定值电阻R的电流不变,根据欧姆定律,定值电阻R的两端电压不变,因此定值电阻R的两端电压与电源电压U的关系图线是一条平行于横轴的直线,故C错误,D正确。
故选D。
二、填空题(每空1分,共24分)
13. 疫情期间,很多志愿者帮助测量体温,他们使用的测温枪是利用______(选填“红外线”或“紫外线”)来测温的,而图中老式的体温计是利用液体的______来工作的;初春的冷风吹的志愿者手都冻僵了,他们采用搓手的方式取,这种改变内能的方式是______。
【答案】 ①. 红外线 ②. 热胀冷缩 ③. 做功
【解析】
【分析】
【详解】[1]根据红外线的特点可知,红外线热效应强,所以测温枪的工作原理是利用红外线的热效应。
[2]老式体温计原理是水银的热胀冷缩。
[3]双手对搓后感觉发热,这是摩擦生热现象,是通过做功的方式改变手的内能。
14. 如图所示,在用斜面和木块做“测量物体运动的平均速度”实验时,将带刻度的木板一端垫高做成斜面,小明用频闪照相机记录了木块沿斜面下滑的运动过程。频闪照相机每隔0.5s拍一张照片,照片记录的木块在不同时刻的位置。分析可知A到F的运动时间为______s,木块从A运动到F的平均速度是______cm/s。
【答案】 ①. 1.5 ②. 3
【解析】
【详解】[1]由图可知,从A到F有三个时间间隔,则A到F的运动时间
t=3×0.5s=1.5s
[2]由图可知,刻度尺的分度值为0.1cm,AF的长度
s=5.50cm﹣1.00cm=4.50cm
则木块从A运动到F的平均速度
15. 爱米做如图所示的实验时,观察到试管中的水蒸气把橡胶塞弹出,此过程水蒸气对橡胶塞做功,将水蒸气的 _____ 能转化成了橡胶塞的机械能.这基本展示了 _____ 机的工作原理.
【答案】 ①. 内 ②. 热
【解析】
【详解】由实验现象可知,试管中的水蒸气把橡胶塞弹出,此过程水蒸气对橡胶塞做功,将水蒸气的内能转化成了橡胶塞的机械能.这一过程展示了热机的工作原理,即将内能转化为机械能的过程.
16. 如图甲所示,是发生在2011年12月10日于中国全境能观察到的月食现象,这一物理现象是由于________而造成的,在我国山东蓬莱附近的海面上是经常发生海市蜃楼的地方,如图乙所示在远处海面看到的悬空建筑是光的________现象。
【答案】 ①. 光沿直线传播 ②. 折射
【解析】
【详解】[1]月食是地球挡住了太阳沿直线传播到月亮上的光,使地球上的人看不到月亮而出现的现象。
[2]海市蜃楼是由于光在不均匀介质中发生折射形成,远处物体光经海面上空气传播,发生折射后进入人的眼睛,人沿着射入人眼的折射光反向看过去,看到比物体实际位置高些的虚像。
17. 如图是某住宅小区内的提示牌,图中A表示在_____处减弱噪声,图中B表示的含义是_____,按规定,汽车在小区内行驶100m至少需要_____s。
【答案】 ①. 声源 ②. 最大车速不超过5km/h ③. 72
【解析】
【详解】[1]图中A是禁鸣标志,禁鸣是在声源处控制噪声。
[2]图中B是汽车限速标志,它表示的含义是汽车最大速度不能超过5km/h。
[3]由可得在不违反交通法规的前提下,汽车在小区内行驶100m时间
18. 如图,鱼缸中只有一条小鱼,而眼睛从A点可以观察到两条小鱼,一条鱼的位置变浅,另一条鱼变大,前者是由于光的折射形成的___(填“实”或“虚”像);后者是由于鱼缸的___(填“左”或“右”)侧部分等效于凸透镜而形成的___(填“实”或“虚”)像。
【答案】 ①. 虚 ②. 右 ③. 虚
【解析】
【详解】[1]我们看到的第一条鱼,不是鱼的实际位置,而是由于光的折射形成的一个虚像。
[2][3]我们看到的另一条鱼变大,这是因为鱼缸的右侧部分相当于一个凸透镜,鱼恰好在焦距以内,所以成一个正立放大的虚像。
19. 如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置,在两个相同的烧杯中加入初温相同和_____相同的液体1和液体2,用相同的酒精灯加热,实验中发现液体2的温度先达到50℃,则液体_____比热容较大。实验结束后,查得液体1的比热容为2.1×103,若500g液体1温度升高20℃所需热量由酒精完全燃烧获得,则至少要消耗_____g酒精。(酒精的热值为3.0×107J/kg)。
【答案】 ①. 质量 ②. 1 ③. 0.7
【解析】
【分析】
【详解】[1]根据题意,该实验中是通过控制质量和升高温度相同,比较加热时间来比较两种液体的吸热能力的,故应该控制两种液体的质量相同。
[2]液体2的温度先达到50℃,说明在质量和升高温度相同时,液体2吸收的热量少,所以液体2的吸热能力弱,所以液体1的比热容大。
[3]液体1吸收的热量为
酒精燃烧放出的热量为
需要燃烧酒精的质量为
20. 如图所示,闭合开关蹄形磁体中的金属棒 AB 运动起来, 说明通电导体在磁场中受到_________的作用,这一过程中的能量转化是_________。
【答案】 ①. 力 ②. 电能转化为机械能
【解析】
【详解】[1]力是改变物体运动状态的原因,闭合开关蹄形磁体中的金属棒 AB 运动起来, 说明通电导体在磁场中受到力的作用。
[2]这一过程中消耗电能,获得机械能,能量转化是电能转化为机械能。
21. 如图所示,电源电压不变,灯L1标有“6V 3W”字样。当S、S1均闭合时,灯L1正常发光,电压表的示数是_____V。若闭合S、断开S1,电流表的示数是0.3A,则L2的实际功率为________W。
【答案】 ①. 6 ②. 0.72
【解析】
【详解】[1]灯L1标有“6V 3 W”字样,则灯泡的额定电压为6V,灯泡L1电阻R1=12Ω,而S、S1均闭合时,灯泡L2短路,电压表测量L1两端电压也是电源电压,此时灯L1正常发光,电压表的示数是6V;
[2]若闭合S、断开S1,两灯泡串联,电流表的示数是0.3A,灯泡L1两端分压
U1=IR1=0.3A×12Ω=3.6V
则L2的两端电压
U2=6V-3.6V=2.4V
则L2的实际功率为
P2=U2I=2.4V×0.3A=0.72W
22. 甲、乙两地相距40km,在甲乙两地之间架设两条输电导线,已知每千米输电导线的电阻为0.2Ω,现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检测员在甲地用电压表、电流表和电源连成如图所示电路进行检测,发现电压表的示数为2V,电流表的示数为0.4A时,短路位置离甲地为________km。电路检修好后能正常输电,若线上电流为50A,则甲乙两地间输电线上的总电热功率为________W。
【答案】 ①. 12.5 ②. 40000
【解析】
【详解】[1]已知电压表示数为2V,即所测输电导线两端的电压为U=2V,已知电流表示数为0.4A,即输电导线通过的电流为I=0.4A,由欧姆定律可知输电导线总电阻为
由题知每千米输电导线的电阻为0.2Ω,即0.2Ω/km,则输电导线总长为
则短路位置离甲地为
[2]甲、乙两地之间相距s=40km,则甲、乙两地之间的输电导线的总电阻为
则甲、乙两地间输电线上的总电热功率为
三、作图题(每图2分,共6分)
23.
(1)自行车“尾灯”是由许多很小的角反射器组成的。角反射器其实就是两个互相垂直的平面镜,如图所示。请在图上准确画出所给入射光线经两平面镜反射的反射光线。
(2)在图中画出通过透镜的折射光线。
(3)在图中,为使杠杆ON在图中位置能保持静止,需在M点施加一个力F。画出在M点对杠杆施加的最小拉力F,并作出物体A所受重力的示意图。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
在反射现象中反射角等于入射角,根据这一规律,先过入射点作出法线,再作出反射光线,可作出光线经两次反射的光路图,注意作图规范,根据数学知识可知,第二次反射后的反射光线与第一次反射中的入射光线应平行。如图所示:
【小问2详解】
根据凹透镜的三条特殊光线的规律中的平行于主光轴的光线经过凹透镜后,折射光线的反向延长线过焦点。延长线通过虚焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出。可完成光路图,注意光线的延长线或反向延长线用虚线。如图所示:
【小问3详解】
在阻力和阻力臂一定时,当将OM作为力臂时,在M点的动力臂最大,动力最小,由于阻力作用会使杠杆顺时针转动,则动力的作用应使杠杆逆时针转动,故动力的方向与OM垂直向上;物体A所受的重力竖直向下,作用点画在物体的重心,如图所示:
四、解答题(6+9+7+8+6+10,共46分)
24. 天然气是一种清洁能源,完全燃烧1m3的天然气能放出多少热量?相当于完全燃烧多少kg的焦炭放出的热量?(天然气的热值为6.7×107J/m3,焦炭的热值为3.0×107J/kg)
【答案】6.7×107J;2.23kg
【解析】
【详解】完全燃烧1m3的天然气放出的热量:
;
完全燃烧1m3的天然气放出的热量和焦炭放出的热量相等,即
则相当于焦炭的质量为:
.
25. 电热饮水机通过机内温控开关S进行自动控制,实现加热和保温两种功能。电路原理如图乙所示。电源电压恒为220V,当开关S接a时,电路处于加热状态,电流为5A;当开关S接b时,电路处于保温状态,消耗的功率为44W。求:
(1)该饮水机加热功率;
(2)该饮水机在加热状态工作100s,产生的热量为多少;
(3)保温状态下,电阻R1两端电压为多大;电阻R2阻值为多大?
【答案】(1)1100W;(2)1.1×105J;(3)8.8V,1056Ω
【解析】
详解】解:(1)由图知,当开关S接a时,只有R1接入电路中,电路处于加热状态,饮水机加热功率
(2)该饮水机在加热状态工作100s,产生的热量
(3)加热状态时,由可得,R1的阻值
当开关S接b时,两电阻串联,由可得,此时电路中电流
由可得,R1两端电压
R2两端电压
R2的阻值
答:(1)该饮水机加热功率为1100W;
(2)该饮水机在加热状态工作100s,产生的热量为1.1×105J;
(3)保温状态下,电阻R1两端电压为8.8V,电阻R2阻值为1056Ω;
26. 利用图甲装置探究“平面镜成像的特点”:在水平桌面上铺一张白纸,再将玻璃板竖立在白纸上,把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形完全相同但不点燃的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合:
(1)本实验选用玻璃板而不是平面镜是为了便于___________;选用两外形完全相同的蜡烛是为了研究像与物的______关系;本实验最好较______(选填“亮”或“暗”)的环境中进行;
(2)把光屏放在玻璃板后,无论如何移动,都不能承接到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是______像;
(3)图乙是小强某次测量蜡烛A到平面镜的距离L为______cm;将蜡烛靠近玻璃板,像的大小将______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)若将玻璃板向左倾斜,如图丙所示,观察到蜡烛A的像的大致位置在图中的_______(选填“①”或“②”)处。
【答案】 ①. 确定像的位置 ②. 大小 ③. 暗 ④. 虚 ⑤. 3.50 ⑥. 不变 ⑦. ②
【解析】
【分析】(1)利用玻璃板透明的特点,可以观察到玻璃板的另一侧,便于找到像的位置;实验时用另一只等大的蜡烛与前面蜡烛的像完全重合,目的是为了比较像与物的大小;成像的物体和环境的对比度越大,成像越清晰。
(2)实像和虚像的重要区别是实像能用光屏上承接,虚像不能在光屏上承接。
(3)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,要以某一刻度线为起点,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;根据平面镜成像特点分析解答。
(4)像与物到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、大小相等、虚像、左右相反,及像与物关于平面镜对称。
【详解】(1)[1]透明的玻璃板,可以观察到玻璃板的另一侧,用玻璃板代替平面镜的目的是便于确定像的位置。
[2]选取两支完全相同的蜡烛是为了比较像和物的大小关系。
[3]点燃蜡烛,烛焰在明亮的环境中,烛焰和明亮环境对比度较小,成像不太清晰;烛焰在黑暗环境中,烛焰和黑暗环境的对比度大,成像更清晰。
(2)[4]平面镜成虚像,移去蜡烛B,并在其所在的位置上放一个光屏。则光屏不能承接到像,说明平面镜成的是虚像。
(3)[5]图乙中,刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm,即此刻度尺的分度值为1mm;L的左侧与0.00cm对齐,右侧在3.50cm处,则L的长度为3.50cm。
[6]平面镜成像的特点是物像等大,所以不管是将蜡烛向靠近镜面的方向移动还是远离镜面,像的大小不变。
(4)[7]如图,作出蜡烛火焰关于平面镜的对称点,可知在实验中如果把平板玻璃向左倾斜(如下图),观察到蜡烛的像的大致位置在图中的②处。
27. 小明和小红进行“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)为了测出所用凸透镜的焦距,小明将透镜对着太阳,如图甲所示,移动白纸位置直到白纸上出现最小最亮的点,测量出该点到透镜光心距离即为焦距。小红指出小明的操作中存在的错误是_________,改正错误后,小明用正确方法测出凸透镜焦距为10cm;
(2)测出焦距后,他们将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,接下来他们应进行的操作是:________,然后点燃蜡烛,调节凸透镜和光屏的高度,使得烛焰中心、光屏中心在凸透镜的_________;
(3)当烛焰离凸透镜较远时,调节光屏到透镜的距离,当烛焰在光屏上成清晰的像时,位置如图乙所示,此时光屏上成倒立的_______(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像;如果固定蜡烛和光屏的位置不变,只要将凸透镜移到______cm刻度线处,光屏上能再次成一个清晰的像,若此时取下光屏,其它条件不变,则烛焰通过透镜________(选填“不能”或“仍能”)成像。
(4)实验完成之后,小明将小红的眼镜放在烛焰与凸透镜之间,如图丙所示,使烛焰在光屏上成清晰的像,移去眼镜,光屏上的像变模糊了。小明将光屏向远离凸透镜方向移动适当距离后,光屏上的像再次清晰,则小红同学的眼镜为_________(选填“近视”或“远视”)眼镜,该眼镜对光具有________(选填“发散”或“会聚”)作用。
【答案】 ①. 凸透镜没有正对太阳光 ②. 将蜡烛和光屏向透镜靠拢 ③. 主光轴上 ④. 缩小 ⑤. 35 ⑥. 仍能 ⑦. 远视 ⑧. 会聚
【解析】
【详解】(1)[1]根据凸透镜对光线的会聚作用可知,平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚于一点,这个最小最亮的点就是焦点,所以实验中应使凸透镜正对着太阳光。
(2)[2][3]为了使蜡烛的像成在光屏的中央,应该使烛焰、透镜、光屏的中心在同一高度上,为方便调节,接下来将蜡烛和光屏向凸透镜移近靠拢,然后点燃蜡烛,调节凸透镜和光屏的高度,使得烛焰中心、光屏中心在凸透镜的主光轴上,这样烛焰的中心,凸透镜的光心和光屏的中心就在同一高度上。
(3)[4][5]由图乙可知,此时的物距为30.0cm,像距为15.0cm,物距在二倍焦距以外,成倒立、缩小的实像;根据光路可逆可知,当物距为15.0cm时,像距为30.0cm,此时成倒立、放大的实像,即将凸透镜移至35cm刻度线处时,光屏上再次出现清晰的像。
[6]当将蜡烛移到35cm刻度线处时,此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间,调节光屏,在光屏上能成倒立放大的实像,此时取下光屏,其它条件不变,则烛焰通过透镜仍能成像。
(4)[7][8]小明将小红同学的眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,使烛焰在光屏上成清晰的像,移去眼镜,光屏上原来清晰的像变得模糊了,将光屏向远离凸透镜方向移动适当距离后,光屏上的像再次清晰,说明这个眼镜对光有会聚作用,使光提前会聚成像了,根据凸透镜对光线的会聚作用可知,该眼镜为凸透镜,凸透镜可以矫正远视眼。
28. 在探究“电流与电阻的关系”实验时,提供的器材有:电源(三节新干电池),电流表、电压表、开关,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器和若干导线,设计了如图甲所示的电路图。
(1)闭合开关前,发现电流表的指针指向零刻度线的左侧,原因是 _________;
(2)将5Ω的电阻接入电路后,闭合开关,发现电压表示数为零、电流表有示数,则故障可能是 ________;
(3)排除故障后,用三个不同的定值电阻进行实验,每次更换电阻,在移动滑动变阻器滑片的同时,眼睛应观察 _______表,并使其示数与第一次相同。根据实验结果绘制了如图乙所示的I﹣R图像,分析图像发现由图线上的任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等,由此得出的实验结论:________;
(4)为了完成本实验,应选用的滑动变阻器规格为 _____;(选填字母)
A.“20Ω 1A”
B.“40Ω 0.3A”
C.“50Ω 2A”
(5)电流表的电阻虽然很小,但也会影响本实验中待测电阻Rx的测量结果,小明又设计了如图丙所示的电路,可以消除这个影响,R0为定值电阻。实验步骤如下:
①闭合开关S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片到合适位置,读出电压表的示数U1和电流表的示数I1;
②闭合S1、S2,移动滑动变阻器滑片到合适位置,读出电压表的示数U2,和电流表的示数I2;
③可测得待测电阻Rx=_________(用 U1、I1、U2、I2表示)。
【答案】 ①. 使用前电流表没有调零 ②. 定值电阻短路 ③. 电压 ④. 导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 ⑤. C ⑥.
【解析】
【详解】(1)[1]实验前,电流表的指针指在0刻度线的左侧,说明开始时电流表的指针没有在零刻度线处,需要调零。
(2)[2]电流表有示数,说明电路不是断路,电压表无示数,可能是与电压表并联的电路短路,因此故障可能是与电压表并联的定值电阻R短路了。
(3)[3]根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压相同,因此每次更换电阻,在移动滑动变阻器滑片的同时,眼睛应观察电压表。
[4]由图乙可知图线上的任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小是电流与电阻的乘积,矩形“面积”大小都相等,说明通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)[5]因为电源由三节新干电池组成,所以电源电压
图乙可知,定值电阻两端的电压始终保持
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
变阻器分得的电压为电压表示数的
倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
由图乙可知,电路中的最大电流为0.4A>0.3A,因此为了完成本实验,应选用的滑动变阻器规格为:“50Ω 2A”。
故选C。
(5)①闭合开关S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片到合适位置,读出电压表的示数U1和电流表的示数I1。
②闭合S1、S2,移动滑动变阻器滑片到合适位置,读出电压表的示数U2,和电流表的示数I2。
③[6]在①中,电流表测待测电阻和定值电阻串联后的电流,电压表测待测电阻和定值电阻及电流表的总电压,由欧姆定律和串联电路的电阻特点可知,测待测电阻和定值电阻及电流表的串联的总电阻为
在②中,待测电阻短路,电流表测定值电阻的电流,电压表测电流表和定值电阻的总电压;移动滑动变阻器滑片,由欧姆定律和串联电路的电阻特点可知,定值电阻和电流表的总电阻为
由于定值电阻和电流表内阻不变,由②﹣①可知,待测电阻为
29. 请阅读《测温手环》并回答题。
测温手环
某型号的蓝牙测温手环如图所示,主要由温度传感模块、蓝牙模块两个部分组成。温度传感模块中,有一个高灵敏度的热敏电阻,热敏电阻外部与导热金属片密切接触。佩戴测温手环时,导热金属片使热敏电阻温度升高,热敏电阻阻值变化,电路中电流变大。温度传感器中的测温芯片能根据电路中电流大小算出热敏电阻的温度,并显示到液晶屏上。蓝牙模块则通过无线网络将测温芯片中的温度数据传送给数据处理中心,从而实现体温的实时监测。测温手环一般配有智能休眠仓。有些测温手环是通过判断温度变化来实现自动开关的。测温手环放入智能休眠仓后,若环境温度低于某个设定的温度或者手环检测到的温度长时间不发生变化,则测温手环中的金属片与热敏电阻分离,从而实现自动关机。还有些测温手环是依靠内置的霍尔元件实现“休眠”的。霍尔元件是一种对磁场敏感的电子元器件,当它周围存在较强的磁场时,可以断开测温手环的电路。因此,这类测温手环的智能休眠仓下面需要预埋一个磁体。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)在测温手环中,___________(选填“温度传感”或“蓝牙”)模块将温度数据传送给数据处理中心,实现对体温的实时监测;
(2)导热金属片的内能是通过___________(选填“做功”或“热传递”)的方法改变的;
(3)热敏电阻阻值随温度升高而变小的,称为负温度系数热敏电阻;阻值随温度升高而变大的,称为正温度系数热敏电阻。依题意可知,该蓝牙测温手环的热敏电阻是___________(选填“正”或“负”)温度系数热敏电阻;
(4)测温手环的电路中,霍尔元件的作用相当于___________(选填“开关”或“用电器”),手环通过___________反映出人体的温度。
【答案】 ①. 蓝牙 ②. 热传递 ③. 负 ④. 开关 ⑤. 电流的大小
【解析】
【详解】(1)[1]由题意知道,在测温手环中,蓝牙模块将温度数据传送给数据处理中心。
(2)[2]使用测温手环时,手上热量传给热敏电阻,即手上的内能传递给热敏电阻,则手的内能减小。
(3)[3]由题意知道,温度升高时,通过电路的电流变大,根据欧姆定律知道,热敏电阻的阻值变小,所以热敏电阻阻值随温度升高而变小,为负温度系数热敏电阻。
(4)[4]由题意知道,霍尔元件是一种对磁场敏感的电子元器件,当它周围存在较强的磁场时,它可以断开测温手环的电路,所以霍尔元件在测温手环的电路中相当于开关。
[5]温度传感模块中的测温芯片根据电流的大小计算出人体的温度,蓝牙模块通过无线网络将温度数据传送给移动设备,实现对人体温度的实时监控。
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