精品解析:黑龙江省双鸭山市2023-2024学年九年级上学期期中考试物理试题
2024-09-06
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内容正文:
黑龙江省双鸭山市2023-2024学年上学期期中考试九年级物理试卷
一、单项选择题(每小题3分,共24分。每小题只有一个正确选项)
1. 下列说法中,符合实际的是( )
A. 人们通常以10﹣10m为单位来量度分子 B. 家用电冰箱的电流约为10A
C. 手机电池的电压约为220V D. 家用导线的电阻约为104Ω
2. 下列现象属于扩散现象的是( )
A. 春天,柳絮飞扬 B. 夏天,荷花飘香
C. 秋天,黄沙扑面 D. 冬天,雪花纷飞
3. 共享电单车可以在手机上进行还车操作,步骤如下:①若未使用头盔,头盔与车筐连接完好(S2闭合),则可以进行一键还车(S1闭合),电磁锁启动;②若使用了头盔,则需要先归还头盔,再进行一键还车操作。以下电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
4. 图中滑动变阻器的四种接法中,当滑片P向右移动时,接入电路的电阻值增大的是( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,相互作用的6个悬挂着轻质小球,d球带正电,则下列说法正确的是( )
A. c球一定带负电 B. b球一定带正电
C. a球一定不带电 D. a球一定带正电
6. 如图所示,开关S闭合时,小灯泡L1、L2都不亮,用一段导线的两端接触a、b两点时两小灯泡都不亮;接触b、c两点时,两小灯泡也不亮;接触c、d两点时,两小灯泡都亮。对此,下列判断中可能的是( )
A. 小灯泡L1断路 B. 小灯泡L2断路
C. 开关S断路 D. 小灯泡L2短路
7. 如图所示,电源电压不变。闭合开关S,电压表V1的示数为6V,电压表V2的示数为4V。下列说法中正确的是( )
A. 灯L1两端的电压为4V
B. 通过两灯的电流相等
C. 电源电压为10V
D. 断开开关S,若只将电压表V2换成电流表,则灯L2发光更亮
8. 如图所示,R1=10Ω,R2=20Ω,闭合开关S后电压表示数为2V。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为3V B. 电流表的示数为0.1A
C. R2两端电压为2V D. R1、R2两端的总电压为6V
二、双项选择题(每小题3分,共9分。每小题有两个正确选项,选项不全但正确得1分,有错误选项不得分)
9. 关于温度、热量和内能,下列说法不正确的是( )
A. 冰熔化成水的过程中,温度不变内能增大
B. 物体温度升高,内能不一定增加,但一定要吸收热量
C. 物体温度一旦降到0℃,那么物体的内能就变成零
D. 两个内能相同的物体互相接触时,有可能发生热传递
10. 下列说法正确的是( )
A. 只有正电荷的定向移动才能形成电流
B. 规定正电荷定向移动的方向为电流方向
C. 摩擦起电创造了正电荷和负电荷
D. 发光二极管具有单向导电性
11. 如图所示是电阻甲和乙的图像,由图像可知,下列判断正确的是( )
A. 甲的电阻值是20Ω
B. 甲的电阻值小于乙的电阻值
C. 甲、乙并联,乙两端的电压为1V时,通过甲的电流为0.1A
D. 甲、乙串联,通过甲的电流为0.2A时,乙两端的电压为2V
三、填空题(每空1.5分,每小题3分,共24分)
12. 路过烧烤小吃店时,很远就能闻到香味,说明分子在不停地做_____;各种风味食料在碳火上方烤制过程中温度升高,主要是通过_____(选填“做功”或“热传递”)的方式增加内能。
13. 为汽车提供动力的是汽油机的 ______冲程;某单缸四冲程汽油机的转速为1200 r/min,在1s内汽油机对外做了______次功。
14. 固定在地面上的绝缘体支架上放置一带正电的球A,现有一带电的轻质小球用绝缘细线分别悬挂在P1、P2、P3点,细线倾斜程度如图所示,由此可知电荷间相互作用力的大小可能跟 ______有关。实验室里常用 ______来检验物体是否带电。
15. 如图所示的电路图中,要使灯泡L1和L2组成串联电路,应该只闭合开关___________,若要使灯泡L1和L2组成并联电路,应该只闭合开关____________。
16. 某同学利用如图电路,探究“导体电阻的大小与其长度的关系”,图中甲、乙、丙是镍铬合金丝,甲、乙长度相同,乙、丙粗细相同。实验中根据_______判断接入M、N两点间电阻的大小,选用的电阻丝是_______。
17. 常见的铝、铜、硅、塑料等材料中,用于制作半导体的是___________。为了降低由于电阻引起的电能损耗,在发电厂发电、输送电能等方面应采用___________(填“绝缘体”“半导体”或“超导”)材料。
18. 如图所示,用酒精灯给水加热,随着酒精逐渐减少,其热值会 ___________(填“增大”“减小”或“不变”);一段时间后,观察到软木塞冲出试管口,此过程中,水蒸气的 ___________能转化为软木塞的机械能。
19. 如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示。则R1的阻值为___________Ω,R2的最大阻值为___________Ω。
四、作图、探究与实验题(20题2分,21题6分,22题6分,23题6分,共20分)
20. 请用笔画线代替导线在图中完成电路的连接。要求:
(1)开关同时控制两灯;
(2)两灯串联;
(3)电压表测L1两端的电压。
21. 如图,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量、烧杯内液体质量和初温也相同。
(1)比较不同物质吸热升温的特点:
①应选择 _____两图进行实验;还需要的测量器材为 _____;
②不同物质吸热的多少是通过 _____(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的;
③如图丁,若液体B的比热容是2.1×103J/(kg•℃),液体A的比热容是 _____J/(kg•℃)。
(2)比较不同燃料的热值,应选择 _____两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量,是通过 _____来反映的(选填“温度计上升示数”或“加热时间”)。
22. 小宁在做探究并联电路电流规律的实验,如图甲所示是实验的电路图。
(1)在连接电路时发现,电流表的指针在图乙的位置,是因为没有___________。纠正后继续接好电路,闭合开关,指针又偏转到图乙的位置,是因为___________;
(2)小宁在解决了以上问题后,先将电流表接到A处,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为___________A。再将电流表分别接到B、C两处,测出了一组完整的电流值并记录在表格中,立即得出了并联电路的电流规律。请你指出小宁实验应改进的方法是___________;
(3)实验结束后,小宁又利用原有器材换了一个电源后按如图丁所示的电路图连接了电路,当开关S由断开到闭合时,电流表A1的示数___________(填“变大”“变小”或“不变”)。小宁惊奇地发现闭合开关后两个灯都亮,并且两个表都偏转了22个小格,请帮小宁推算出流过灯L2的电流是___________A。
23. 某学习小组在学校实验室做了以下两个实验。
(1)在探究“电流与电压的关系”的实验过程中:
①小刚同学做出了以下猜想:
A.电阻一定,电流与电压成正比
B.电阻一定,电流与电压成反比
C.电流与电压无关
②你认为合理的猜想是___________(填字母);
③为了检验猜想是否正确,小刚设计了如图1所示的电路图,其中电源电压为3V,电阻R为20Ω,变阻器上标有“15Ω,1A”字样。
a.电压表应选___________V量程;
b.下表是小刚通过实验记录的数据,请你替小刚写出结论:电阻一定时,___________;
实验次数
1
2
3
电压/V
2
2.4
2.8
电流/A
0.1
0.12
0.14
c.实验中分别选用5Ω、10Ω、20Ω的电阻进行实验,目的是___________;
(2)小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的实验电路。并找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器一个和导线若干;
①小华在连接电路时开关应处于___________(填“断开”或“闭合”)状态。
②正确连接电路后,小华完成了多组实验,利用收集的数据,画出了如图乙所示的电流I随电阻R变化的关系图像,为了能用所选的四个定值电阻完成实验,小华所选滑动变阻器的最大阻值应不小于___________Ω。
五、分析与交流题(每小题4分,共8分)
24. 阅读短文并回答问题。
感应发光冰块
感应发光冰块因外形仿如真实冰块且能发光而得名,如图所示。它外部由无毒无害的食品级PS材料制作,内部由液体感应器、纽扣电池和LED灯泡组成。其中液体感应器为先进的触水式开关,具有液体感应、入水即通路的特性。使用时将清洁干净的感应发光冰块放入水中,它将自动发光;使用完毕后,用布擦干后放置于干燥的地方可备下次使用;还可以将感应发光冰块放入冰箱内冷冻后,再放入饮料内,可以降低饮料的温度且增添浪漫及神秘的气氛。需要注意的是,请勿吞食感应发光冰块,避免放置于温度过高的饮品中。
(1)液体感应器相当于先进的触水式___________(填“电源”“用电器”“开关”或“导线”);
(2)纽扣电池为电路两端提供___________,用布擦干后的感应发光冰块内部的电路将处于___________(填“通路”“短路”或“断路”)状态;
(3)冷冻后的感应发光冰块放入饮料中,可___________(填“增大”或“减小”)饮料的内能。
25. 2023年2月2日是世界湿地日。我国新增18处国际重要湿地,总面积764.7万公顷,占世界第四位。湿地被喻为“地球之肾”具有调节气候的作用,请你用所学的物理知识解释湿地调节气候的主要原因。
六、综合与应用题(26题8分,27题7分,共15分)
26. 某款小汽车在水平公路上匀速直线行驶时,行驶100km消耗汽油6L。已知汽油的密度ρ=0.75×103kg/m3,热值q=4.2×107J/kg,水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),请计算:
(1)6L汽油完全燃烧放出的热量;
(2)若发动机的效率为30%,小汽车在水平公路上匀速直线行驶时所受的阻力大小;
(3)若6L汽油完全燃烧放出的热量全部被水吸收,能使多少千克水从20℃升高到70℃。
27. 如图所示,电阻R1的阻值为30Ω,当开关闭合时,电流表A的示数为0.6A,电流表A1的示数为0.2A,求:
(1)电源电压;
(2)通过电阻R2的电流;
(3)电阻R2的阻值。
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黑龙江省双鸭山市2023-2024学年上学期期中考试九年级物理试卷
一、单项选择题(每小题3分,共24分。每小题只有一个正确选项)
1. 下列说法中,符合实际的是( )
A. 人们通常以10﹣10m为单位来量度分子 B. 家用电冰箱的电流约为10A
C. 手机电池的电压约为220V D. 家用导线的电阻约为104Ω
【答案】A
【解析】
【详解】A.分子很小,人们通常以10﹣10m为单位来量度分子,故A符合题意;
B.家用电冰箱的电功率约为200W,工作电流约为
故B不符合题意;
C.手机电池的电压约为3.7V,故C不符合题意;
D.家用导线的电阻很小,长1m,横截面积1mm2的家用导线电阻远小于1Ω,不会达到104Ω,故D不符合题意。
故选A。
2. 下列现象属于扩散现象的是( )
A. 春天,柳絮飞扬 B. 夏天,荷花飘香
C. 秋天,黄沙扑面 D. 冬天,雪花纷飞
【答案】B
【解析】
【详解】柳絮飞扬,黄沙扑面,雪花纷飞,这些都是宏观物体的运动,不是分子的运动,不属于扩散现象,花香四溢,是分子无规则运动的结果,属于扩散现象,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3. 共享电单车可以在手机上进行还车操作,步骤如下:①若未使用头盔,头盔与车筐连接完好(S2闭合),则可以进行一键还车(S1闭合),电磁锁启动;②若使用了头盔,则需要先归还头盔,再进行一键还车操作。以下电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知,若未使用头盔,头盔与车筐连接完好(S2闭合),则可以进行一键还车(S1闭合),电磁锁启动,这说明两个开关都闭合后,电磁锁工作;若使用了头盔,则需要先归还头盔,即先使得开关S2闭合后才能使电磁锁启动,这说明两个开关工作时相互影响,是串联的,然后与电磁锁、保护电阻串联接在电路中,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4. 图中滑动变阻器的四种接法中,当滑片P向右移动时,接入电路的电阻值增大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.当滑片P右移动时,连入电路的电阻线长度变长,电阻变大,故A符合题意;
B.当滑片P右移动时,连入电路的电阻线长度不变,不能改变电路中的电阻,故B不符合题意;
CD.当滑片P右移动时,连入电路的电阻线长度变短,电阻变小,故CD不符合题意。
故选A。
5. 如图所示,相互作用的6个悬挂着轻质小球,d球带正电,则下列说法正确的是( )
A. c球一定带负电 B. b球一定带正电
C. a球一定不带电 D. a球一定带正电
【答案】A
【解析】
【详解】同种电荷相排斥,异种电荷相吸引、带电体吸引不带电的轻小物体。由图可知,bc相互排斥,说明bc都是带电体,且带同种电荷;已知d球带正电,且cd相互吸引,故c带负电荷,则b带负电荷;b负电荷,ab相互吸引(且泡沫塑料球的质量很小),所以a可能带正电荷,也可能不带电,故BCD错误,A正确。
故选A。
6. 如图所示,开关S闭合时,小灯泡L1、L2都不亮,用一段导线的两端接触a、b两点时两小灯泡都不亮;接触b、c两点时,两小灯泡也不亮;接触c、d两点时,两小灯泡都亮。对此,下列判断中可能的是( )
A. 小灯泡L1断路 B. 小灯泡L2断路
C. 开关S断路 D. 小灯泡L2短路
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】由电路图可知,两灯泡并联,闭合开关S时,小灯泡L1、L2都不亮,说明两灯泡都发生了短路或者电路某处发生了断路。假设该电路中两灯泡都被短路,则电源短路,接触c、d两点时,两小灯泡也不会亮,故假设不成立。所以电路只能是某处存在断路,用一段导线的两端接触a、b两点时两小灯泡都不亮,说明在ab之外存在断路;接触b、c两点时,两小灯泡也不亮,说明在bc之外存在断路;接触c、d两点时,两小灯泡都亮,说明在cd之间存在断路。
故选C。
7. 如图所示,电源电压不变。闭合开关S,电压表V1的示数为6V,电压表V2的示数为4V。下列说法中正确的是( )
A. 灯L1两端的电压为4V
B. 通过两灯的电流相等
C. 电源电压为10V
D. 断开开关S,若只将电压表V2换成电流表,则灯L2发光更亮
【答案】B
【解析】
【详解】AC.由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测L2两端的电压,由两个电压表的示数可知,电源的电压U=6V;电压表V2的示数为4V,则L2两端的电压U2=4V;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,L1两端电压为
U1=U-U2=6V-4V=2V
故AC错误;
B.两灯泡串联,串联电路中电流处处相等,通过两灯的电流相等,故B正确;
D.断开开关,只将电压表V2换成电流表,灯泡L2短路,电路为灯泡L1的简单电路,则L1亮,L2不亮,故D错误。
故选B。
8. 如图所示,R1=10Ω,R2=20Ω,闭合开关S后电压表示数为2V。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为3V B. 电流表的示数为0.1A
C. R2两端电压为2V D. R1、R2两端的总电压为6V
【答案】D
【解析】
【详解】图中两个电阻串联,电压表测量R1的电压;闭合开关S后电压表示数为2V,U1=2V;电路中电流
根据串联电流相等
R2两端电压为
则R1、R2两端的总电压即电源电压为
故D正确,ABC错误。
故选D。
二、双项选择题(每小题3分,共9分。每小题有两个正确选项,选项不全但正确得1分,有错误选项不得分)
9. 关于温度、热量和内能,下列说法不正确的是( )
A. 冰熔化成水的过程中,温度不变内能增大
B. 物体温度升高,内能不一定增加,但一定要吸收热量
C. 物体温度一旦降到0℃,那么物体的内能就变成零
D. 两个内能相同的物体互相接触时,有可能发生热传递
【答案】BC
【解析】
【详解】A.冰熔化成水,吸收热量,温度不变,但状态改变,其内能变大,故A正确,不符合题意;
B.同一物体温度升高,内能一定增加,但不一定是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故B错误,符合题意;
C.一切物体都有内能,即使物体温度降到0℃,它的内能也不为零,故C错误,符合题意;
D.温度相同的两物体达到热平衡,不会发生热传递;内能相同的两个物体温度不一定相同,故两个内能相同的物体互相接触时,有可能发生热传递,故D正确,不符合题意。
故选BC。
10. 下列说法正确的是( )
A. 只有正电荷的定向移动才能形成电流
B. 规定正电荷定向移动的方向为电流方向
C. 摩擦起电创造了正电荷和负电荷
D. 发光二极管具有单向导电性
【答案】BD
【解析】
【详解】A.电荷的定向移动形成电流,无论是正电荷还是负电荷,定向移动都可形成电流,故A错误;
B.物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷移动方向与电流方向相反,故B正确;
C.摩擦起电并没有创造电荷,其实质是电子的转移,故C错误;
D.发光二极管具有单向导电性,所以可以用发光二极管判断电源的正负极,故D正确。
故选BD。
11. 如图所示是电阻甲和乙的图像,由图像可知,下列判断正确的是( )
A. 甲的电阻值是20Ω
B. 甲的电阻值小于乙的电阻值
C. 甲、乙并联,乙两端的电压为1V时,通过甲的电流为0.1A
D. 甲、乙串联,通过甲的电流为0.2A时,乙两端的电压为2V
【答案】AD
【解析】
【详解】A.分析图像可知,甲是定值电阻,根据欧姆定律可得甲的电阻值
故A正确;
B.分析图像可知,甲是定值电阻,乙的阻值是变化的,在两图线相交时,甲的阻值也可以等于乙的阻值,故B错误;
C.甲和乙并联,乙两端电压为1V时,甲的电压也是1V,由图像可知,通过甲的电流为0.05A,故C错误;
D.甲和乙串联,通过甲的电流为0.2A时,通过甲、乙的电流相等,乙的电流也为0.2A,由图像可知,乙两端的电压为2V,故D正确。
故选AD。
三、填空题(每空1.5分,每小题3分,共24分)
12. 路过烧烤小吃店时,很远就能闻到香味,说明分子在不停地做_____;各种风味食料在碳火上方烤制过程中温度升高,主要是通过_____(选填“做功”或“热传递”)的方式增加内能。
【答案】 ①. 无规则运动 ②. 热传递
【解析】
【详解】[1]路过烧烤小吃店时,很远就能闻到香味,是分子不停的做无规则运动导致的,是扩散现象。
[2]在碳火上方烤制食物的过程中,食物从碳火中吸收热量,温度升高,是采用热传递的方式使食物的内能增加。
13. 为汽车提供动力的是汽油机的 ______冲程;某单缸四冲程汽油机的转速为1200 r/min,在1s内汽油机对外做了______次功。
【答案】 ①. 做功 ②. 10
【解析】
【详解】[1]汽油机的一个工作循环有四个冲程,其中只有做功冲程是为汽车提供动力的。
[2]单缸四冲程汽油机的转速为,即汽油机飞轮每秒转20周,一个工作循环飞轮转2周,对外做功1次,所以在1s内汽油机对外做了10次功。
14. 固定在地面上的绝缘体支架上放置一带正电的球A,现有一带电的轻质小球用绝缘细线分别悬挂在P1、P2、P3点,细线倾斜程度如图所示,由此可知电荷间相互作用力的大小可能跟 ______有关。实验室里常用 ______来检验物体是否带电。
【答案】 ①. 距离 ②. 验电器
【解析】
【详解】[1]固定在地面上的绝缘体支架上放置一带正电的球A,现有一带电的轻质小球用绝缘细线分别悬挂在P1、P2、P3点,由于同种电荷相互排斥,细线向右倾斜,在远离A球的过程中,偏转角度越来越小,说明电荷间相互作用力的大小可能跟距离有关。
[2]验电器是用来检验物体是否带电的仪器,原理是同种电荷相互排斥。
15. 如图所示的电路图中,要使灯泡L1和L2组成串联电路,应该只闭合开关___________,若要使灯泡L1和L2组成并联电路,应该只闭合开关____________。
【答案】 ①. S2 ②. S1、S3
【解析】
【详解】[1]要使灯泡和组成串联电路,电流应从电源正极出发后依次经过两盏灯泡,所以应只闭合开关。断开开关、。
[2]若要使灯泡和组成并联电路,电流应从电源正极出发后分别流入两盏灯泡,最后汇合流回电源的负极,所以应闭合开关、,断开开关。
16. 某同学利用如图电路,探究“导体电阻的大小与其长度的关系”,图中甲、乙、丙是镍铬合金丝,甲、乙长度相同,乙、丙粗细相同。实验中根据_______判断接入M、N两点间电阻的大小,选用的电阻丝是_______。
【答案】 ①. 电流表示数大小 ②. 乙丙
【解析】
【详解】[1] 电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流的阻碍作用大小;在电压相同的条件下,电阻越大则电流就越小。所以,将电阻的大小转换成电流表的示数,电流表示数越大则电阻就越小。
[2]要探究“导体电阻的大小与其长度的关系”,就应选材料相同、横截面积相同,长度不同的导体乙和丙。
17. 常见的铝、铜、硅、塑料等材料中,用于制作半导体的是___________。为了降低由于电阻引起的电能损耗,在发电厂发电、输送电能等方面应采用___________(填“绝缘体”“半导体”或“超导”)材料。
【答案】 ①. 硅 ②. 超导体
【解析】
【详解】[1]常见的铝、铜、硅、塑料等材料中,用于制作半导体的是硅,半导体的导电性介质导体和绝缘体之间。
[2]为了降低由于电阻引起的电能损耗,在发电厂发电、输送电能等方面应采用超导体材料,因为超导体材料的电阻为零,通电后不会发热。
18. 如图所示,用酒精灯给水加热,随着酒精逐渐减少,其热值会 ___________(填“增大”“减小”或“不变”);一段时间后,观察到软木塞冲出试管口,此过程中,水蒸气的 ___________能转化为软木塞的机械能。
【答案】 ①. 不变 ②. 内
【解析】
【详解】[1]热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,用酒精灯给水加热,随着酒精逐渐减少,其热值不变。
[2]木塞冲出试管口,与内燃机做功冲能量转化相同。此过程中,水蒸气对软木塞做功,水蒸气的内能减小,水蒸气的内能转化为软木塞的机械能。
19. 如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示。则R1的阻值为___________Ω,R2的最大阻值为___________Ω。
【答案】 ①. 5 ②. 10
【解析】
【详解】[1][2]由甲图可知,R1、R2串联,电压表测变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,由图乙可知I大=0.6A,根据欧姆定律可得电源电压
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由乙图可知I小=0.2A,此时R2两端的电压U2=2V,则滑动变阻器的最大阻值
因串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和,所以电源电压
电源电压不变,则
解得R1=5Ω。
四、作图、探究与实验题(20题2分,21题6分,22题6分,23题6分,共20分)
20. 请用笔画线代替导线在图中完成电路的连接。要求:
(1)开关同时控制两灯;
(2)两灯串联;
(3)电压表测L1两端的电压。
【答案】
【解析】
【详解】开关同时控制两灯,两灯串联,电压表测L1两端的电压,电压表应并联在L1两端,把电源、开关、两灯泡串联接入电路,电压表并联在L1两端,实物电路图如图所示:
21. 如图,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量、烧杯内液体质量和初温也相同。
(1)比较不同物质吸热升温的特点:
①应选择 _____两图进行实验;还需要的测量器材为 _____;
②不同物质吸热的多少是通过 _____(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的;
③如图丁,若液体B的比热容是2.1×103J/(kg•℃),液体A的比热容是 _____J/(kg•℃)。
(2)比较不同燃料的热值,应选择 _____两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量,是通过 _____来反映的(选填“温度计上升示数”或“加热时间”)。
【答案】 ①. 甲、丙 ②. 秒表和天平 ③. 加热时间 ④. 1.05×103 ⑤. 甲、乙 ⑥. 温度计上升示数
【解析】
【详解】(1)[1][2] 比较不同物质吸热升温的特点,则需要燃烧相同的燃料(确保相同时间放出的热量相同),加热相同的时间,比较质量和初温相同的液体升高的温度,故应选择甲、丙两图进行实验。此实验需要测量的物理量有时间和质量,故还需要的测量器材有秒表和天平。
[3]实验加热的时间越长,相同燃料燃烧的质量越多,放出的热量越多,液体吸收的就越多,故通过加热时间来反映物质吸热的多少。
[4]根据热量计算公式,液体A和液体B吸收的热量分别为
根据题意,烧杯内液℃体质量相同,即
mA = mB
由图丁可知液体B吸收的热量是液体A吸收热量的2倍,即
2QA = QB
两种液体升高的温度相同
解得
(2)比较不同燃料的热值,要用不同的燃料,加热质量相同的同种液体,液体升温越高,则燃料放出的热量越多,这种燃料热值越大,应选择甲、乙两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过温度计上升示数来反映的。
22. 小宁在做探究并联电路电流规律的实验,如图甲所示是实验的电路图。
(1)在连接电路时发现,电流表的指针在图乙的位置,是因为没有___________。纠正后继续接好电路,闭合开关,指针又偏转到图乙的位置,是因为___________;
(2)小宁在解决了以上问题后,先将电流表接到A处,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为___________A。再将电流表分别接到B、C两处,测出了一组完整的电流值并记录在表格中,立即得出了并联电路的电流规律。请你指出小宁实验应改进的方法是___________;
(3)实验结束后,小宁又利用原有器材换了一个电源后按如图丁所示的电路图连接了电路,当开关S由断开到闭合时,电流表A1的示数___________(填“变大”“变小”或“不变”)。小宁惊奇地发现闭合开关后两个灯都亮,并且两个表都偏转了22个小格,请帮小宁推算出流过灯L2的电流是___________A。
【答案】(1) ①. 调零 ②. 电流表的正负接线柱接反了
(2) ①. 0.24 ②. 换用不同规格的灯泡进行多次实验
(3) ①. 不变 ②. 1.76
【解析】
【小问1详解】
[1]在连接电路时电路中没有电流,发现电流表的指针不在“0”刻度线位置,是因为电流表没有调零。
[2]接好电路,闭合开关,指针又偏到图乙的位置,即电流表反向偏转,原因则是电流表的正负接线柱接反,电流从电流表的负接线柱流进。
【小问2详解】
[1]图丙所示电流表选择的是小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.24A。
[2]实验只测了一组数据,根据一组数据总结的实验结论可能存在偶然性,他们应该换用不同规格的小灯泡多次实验。
【小问3详解】
[1]图丁所示的电路图,开关S断开时,电路中只有灯泡L1,两电流表示数相等,S闭合时,两灯并联,电流表A2测干路电流,A1测灯L1的电流,因灯L1的电压不变,根据欧姆定律,通过L1的电流大小即电流表A1的示数不变。
[2]由图可知,该电路为并联电路,A1 电流表测量的是通过灯泡L1的电流,A2电流表测量是干路中的电流,A1和A2电流表指针的位置相同,由于并联电路中,干路中的电流要大于任何一个支路的电流,所以A2电流表选用的是大量程,分度值为0.1A,示数为2.2A,A1电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.44A,根据并联电路的电流关系可知,通过L2的电流为
23. 某学习小组在学校实验室做了以下两个实验。
(1)在探究“电流与电压的关系”的实验过程中:
①小刚同学做出了以下猜想:
A.电阻一定,电流与电压成正比
B.电阻一定,电流与电压成反比
C.电流与电压无关
②你认为合理的猜想是___________(填字母);
③为了检验猜想是否正确,小刚设计了如图1所示的电路图,其中电源电压为3V,电阻R为20Ω,变阻器上标有“15Ω,1A”字样。
a.电压表应选___________V量程;
b.下表是小刚通过实验记录的数据,请你替小刚写出结论:电阻一定时,___________;
实验次数
1
2
3
电压/V
2
2.4
2.8
电流/A
0.1
0.12
0.14
c.实验中分别选用5Ω、10Ω、20Ω的电阻进行实验,目的是___________;
(2)小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的实验电路。并找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器一个和导线若干;
①小华在连接电路时开关应处于___________(填“断开”或“闭合”)状态。
②正确连接电路后,小华完成了多组实验,利用收集的数据,画出了如图乙所示的电流I随电阻R变化的关系图像,为了能用所选的四个定值电阻完成实验,小华所选滑动变阻器的最大阻值应不小于___________Ω。
【答案】(1) ①. A ②. ③. 电流与电压成正比 ④. 排除偶然性,得出普遍规律
(2) ①. 断开 ②. 5
【解析】
【小问1详解】
[1]电压是形成电流的原因,电压越大,电流越大,故猜想:电阻一定,电流与电压成正比。
故选A。
[2]电源电压为3V,电压表应选V量程。
[3]根据实验记录的数据,电压增大几倍,电流也增大几倍,故电阻一定时,电流与电压成正比。
[4]为了排除偶然性,得出普遍规律,要选择阻值不同的电阻进行重复实验。
【小问2详解】
[1]为了保护电路,在连接电路时应断开开关。
[2]在探究电流与电压的关系时,要控制定值电阻两端的电压保持不变,由表中数据可知,定值电阻两端的电压为
串联电路中,电压表等于电阻比,即
故可得
解得
所以小华所选滑动变阻器的最大阻值应不小于5Ω。
五、分析与交流题(每小题4分,共8分)
24. 阅读短文并回答问题。
感应发光冰块
感应发光冰块因外形仿如真实冰块且能发光而得名,如图所示。它外部由无毒无害的食品级PS材料制作,内部由液体感应器、纽扣电池和LED灯泡组成。其中液体感应器为先进的触水式开关,具有液体感应、入水即通路的特性。使用时将清洁干净的感应发光冰块放入水中,它将自动发光;使用完毕后,用布擦干后放置于干燥的地方可备下次使用;还可以将感应发光冰块放入冰箱内冷冻后,再放入饮料内,可以降低饮料的温度且增添浪漫及神秘的气氛。需要注意的是,请勿吞食感应发光冰块,避免放置于温度过高的饮品中。
(1)液体感应器相当于先进的触水式___________(填“电源”“用电器”“开关”或“导线”);
(2)纽扣电池为电路两端提供___________,用布擦干后的感应发光冰块内部的电路将处于___________(填“通路”“短路”或“断路”)状态;
(3)冷冻后的感应发光冰块放入饮料中,可___________(填“增大”或“减小”)饮料的内能。
【答案】(1)开关 (2) ①. 电压 ②. 断路
(3)减小
【解析】
【小问1详解】
根据基本电路各部的作用可知:液体感应器是起控制电路的作用,所以是先进的触水式开关。
【小问2详解】
[1][2]纽扣电池是电源,供电时提供电压,因为入水即亮,用布擦干后停止工作,电路中没有电流经过,所以用布擦干后的感应发光冰块内部的电路处于断路状态。
【小问3详解】
感应发光冰块放入冰箱内冷冻后温度比较低,再放入饮料内,通过热传递降低饮料的温度,饮料的内能减小。
25. 2023年2月2日是世界湿地日。我国新增18处国际重要湿地,总面积764.7万公顷,占世界第四位。湿地被喻为“地球之肾”具有调节气候的作用,请你用所学的物理知识解释湿地调节气候的主要原因。
【答案】湿地含有大量的水,因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得昼夜的温差小,能有效调节周围环境的气温。
【解析】
【详解】略。
六、综合与应用题(26题8分,27题7分,共15分)
26. 某款小汽车在水平公路上匀速直线行驶时,行驶100km消耗汽油6L。已知汽油的密度ρ=0.75×103kg/m3,热值q=4.2×107J/kg,水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),请计算:
(1)6L汽油完全燃烧放出的热量;
(2)若发动机的效率为30%,小汽车在水平公路上匀速直线行驶时所受的阻力大小;
(3)若6L汽油完全燃烧放出的热量全部被水吸收,能使多少千克水从20℃升高到70℃。
【答案】(1)1.89×108J
(2)567N (3)900kg
【解析】
【小问1详解】
根据密度公式可知,6L汽油的质量
m=ρV=0.75×103kg/m3×6×10-3m3=4.5kg
【小问2详解】
根据可知,小汽车做的机械功
W=ηQ放=30%×1.89×108J=5.67×107J
小汽车受到的牵引力为
因小汽车在公路上匀速直线行驶,所受的阻力大小
f=F=567N
【小问3详解】
若6L汽油完全燃烧放出的热量全部被水吸收,即
Q放=Q吸=c水m水(t-t0)
则水的质量
27. 如图所示,电阻R1的阻值为30Ω,当开关闭合时,电流表A的示数为0.6A,电流表A1的示数为0.2A,求:
(1)电源电压;
(2)通过电阻R2的电流;
(3)电阻R2的阻值。
【答案】(1)6V;(2)0.4A;(3)15Ω
【解析】
【详解】解:(1)由图知道,电阻R1、R2并联接入电路,电流表A测量干路中的电流,电流表A1测量电阻R1的电流,电阻R1两端的电压
U1=I1R1=0.2A×30Ω=6V
由并联电路电压规律可得电源电压
U=U1=6V
(2)通过电阻R2的电流
I2=I﹣I1=0.6A﹣0.2A=0.4A
(3)电阻R2两端的电压
U2=U1=6V
电阻R2的阻值
答:(1)电源电压是6V;
(2)通过电阻R2的电流是0.4A;
(3)电阻R2的阻值是15Ω。
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