内容正文:
福建省厦门第一中学2024-2025学年度
期中考试
初三物理试卷
(考试时间:90min,满分:100分)
考生注意:
1.全卷六大题,27小题。试卷共8页,另有答题卡。
2.答卷一律写在答题卡上,否则以0分计算。
3.作图题可以直接用铅笔画图。
一、选择题(本大题12小题,每小题2分,共24分)
1. 游泳时为了谨防抽筋现象,最适宜的水温是( )
A. 10℃ B. 20℃ C. 28℃ D. 40℃
2. 厦门被誉为“海上花园”。海水能较好地调节气候,是因为水的( )
A. 内能大 B. 含热量多 C. 比热容大 D. 热值大
3. 据《天工开物》记载,“晒纸”是造纸工艺的流程之一,其做法是将湿纸放在阳光下晒干,如图所示。“晒纸”时发生的物态变化是( )
A. 凝固 B. 汽化 C. 升华 D. 液化
4. “煮”的篆体写法如图。表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是( )
A. 热水暖手 B. 钻木取火 C. 搓手取暖 D. 擦燃火柴
5. 东汉时期,王充在《论衡》一书中提到了“顿牟掇芥”现象,指的是摩擦过的龟壳可以吸引草屑,下列现象与“顿牟掇芥”现象原理不同的是( )
A. 干手搓开的新塑料袋“吸”在手上 B. 表面光滑的两个铅块挤压后会“吸”在一起
C. 晴天时梳头时会看到头发随梳子飘动 D. 干燥天气时,脱衣时会听到“噼啪”声
6. 下列关于热值和热机效率的说法,正确的是( )
A. 使燃料燃烧更充分,可以增大热值
B. 使燃料燃烧更充分,可以提高热机效率
C. 柴油机的热机效率通常为100%
D. 燃料燃烧释放的热量越大,热值越大
7. 有一种植物的繁殖技术叫扦插。育苗时先剪取植物的茎插入土中,等到生根后就可栽种,使之成为独立的新植株。在栽种植物时,提高成活率,可将茎上的部分或全部叶片剪去( )
A. 减小蒸发面积
B. 降低液体温度
C. 减慢液体上方空气流速
D. 三者均是
8. 如图是小明同学复习时自己整合的某单元知识结构图的部分。关于该部分的主题,下列选项中最适当的是( )
A. 电流 B. 电压 C. 电路 D. 电阻
9. 如图所示,甲、乙、丙、丁四个带电小球,甲吸引乙,甲排斥丙,丙吸引丁,若丁带正电,则甲、乙、丙三球的带电情况是( )
A. 甲球带正电,乙球带负电,丙球带负电
B. 甲球带负电,乙球带负电,丙球带正电
C. 甲球带正电,乙球带负电,丙球带正电
D. 甲球带负电,乙球带正电,丙球带负电
10. 学校航天科创小组通过小苏打与食醋反应为“火箭”提供动力,以下正确的是( )
A. 发射时CO₂气体内能增加
B. 发射时内能转化为机械能
C. 该过程类似于内燃机的压缩冲程
D. 升空后“火箭”的机械能增大
11. 小敏学习物理后,养成了节约用电的好习惯,她总是随手关闭不必要的家用电器,每多关闭一个家用电器,家庭电路中( )
A. 总电阻减小,总电流减小 B. 总电阻减小,总电流增大
C. 总电阻增大,总电流减小 D. 总电阻增大,总电流增大
12. 如图所示为汽车驾驶室内的遮阳板和镜灯。遮阳板和镜子移门相当于开关和。下翻遮阳板并打开镜子移门,镜灯亮;关闭镜子移门或向上折遮阳板,镜灯灭。以下电路设计符合要求的是( )
A. B. C. D.
二、选择说理题(本大题2小题,每小题4分,共8分)
13. 关于城市里街道两旁的路灯的连接方式,下列说法中正确的是___________。
A.一定是串联的B.一定是并联的C.串、并联都可以D.无法判断
选择理由:___________。
14. 如图甲所示是一款酒精浓度监测仪的简化电路图,其电源电压保持不变,为定值电阻,R为酒精气体浓度传感器(气敏电阻),R的阻值与酒精浓度的关系如图乙所示。当接通电源时,下列说法正确的是( )
A.当酒精浓度减小时,R的阻值减少
B.当酒精浓度增大时,电压表的示数与电流表的示数的比值变大
C.当酒精浓度增大时,电流表的示数变小
D.当酒精浓度增大时,电压表的示数变大
选择理由:___________
三、填空题(本大题6小题,每小题2分,共12分)
15. “制冷”牵涉很多物理知识,请根据所学知识完成:
(1)冰:冰鉴是我国的“原始冰箱”,如图,是一件双层器皿,鉴内有一缶,鉴缶之间装冰块,缶内装食物。冰鉴是利用冰___________(填物态变化名称),___________热量达到保鲜效果。
(2)干冰:可利用干冰从周围环境中吸热___________(填物态变化名称)变成气态二氧化碳,从而使周围环境温度下降。
(3)二氧化碳:二氧化碳制冷,曾被应用于2022年北京冬奥会场馆制冰。气态的二氧化碳通过降低温度和___________两种方式变为液态,这是___________(填物态变化名称)现象;液态二氧化碳进入热力学循环系统后从水中吸热变为气态,使水温度降低后___________成冰(填物态变化名称)。
16. 质量和初温都相同的水和铜块分别放出相同的热量后,将铜块投入水中(c水>c铜),不计热量损失,则热量将___________(选填“由水传递给铜块”或“由铜块传递给水”),在热传递过程中,水和铜块的内能改变量___________(选填“相同”或“不同”)。
17. 如图甲所示的电路中,若电源电压为3V,使用恰当的量程后,电压表的示数如图乙所示,则L2两端的电压为______V。
18. 如图甲电路中电源电压保持不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,R1的阻值变化范围为0~20Ω,R2为定值电阻。闭合开关,滑片P在某两点间移动时电流与电压表示数的变化关系图像如图乙。R2=_________Ω;在保证电路安全的情况下,电压表的最大示数与最小示数之差是_________V。
四、作图题(本题2小题,每小题2分,共4分)
19. 请在图中圆圈内分别填入电流表或电压表的符号,要求开关闭合时两灯均能发光。
20. 请根据图甲的实物连接图,在图乙的虚线方框内画出对应的电路图。
五、实验探究题(本大题共4小题,21题8分;22题5分;23题6分;24题9分,共28分)
21. 如图甲是水沸腾的实验装置:
(1)按图甲组装器材时,应按照______的顺序进行。图甲装置中给试管加一个带孔的盖子的目的是______;
(2)用酒精灯加热,水温达到88℃时开始读数,每隔1min记录一次,第3min时温度计示数如图乙所示,读数为______℃;
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
水温/℃
88
90
92
96
98
98
98
98
(3)用表中数据在图丙上作出水温随时间变化的图像______;
(4)由图可知,水的沸点为______℃;
(5)为研究沸点与气压的关系,用抽气和打气两用气筒、橡皮塞等组装成如图丁的装置。用气筒抽气,观察到水再次沸腾,记录此时的______,若想得出“气压降低,液体沸点降低”的结论,还需的步骤是______。
22. 如图所示,小明用铅笔芯做滑动变阻器,设计并制作一个模拟的调光灯,器材有:电池(电压为3V)、小灯泡(2.5V 0.3A)、铅笔芯、金属回形针、开关、导线、电压表。
(1)铅笔芯和小灯泡的连接方式是___________联;
(2)闭合开关,回形针向左移,小灯泡亮度变___________;
(3)把电压表和小灯泡并联,调节回形针的位置,当电压表的示数为___________V时,在铅笔芯上标记此时回形针的位置,为了安全使用调光灯,回形针向左调节不能超过此位置;
(4)甲、乙两根铅笔芯的长度都是17.5cm,甲的电阻为20Ω,乙的电阻为10Ω,调节效果可以从两个方面评价:一是小灯泡亮度的变化范围;二是调节的精度,回形针移动一定距离时,电阻变化越小调节精度越高,则铅笔芯甲和乙相比( )
A. 调节范围大,调节精度高 B. 调节范围大,调节精度低
C. 调节范围小,调节精度高 D. 调节范围小,调节精度低
23. 探究串联电路中电压的规律;
(1)根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整;________
(2)连接电路时,开关应处于___________状态,正确连接电路后,闭合开关,若灯断路,则两端___________(选填“有”或“无”)电压;
(3)用电压表分别测出电压和。其中测时,电压表的示数如图丙所示,示数为___________V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表;
实验次序
电压/V
电压/V
电压/V
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压___________;
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以___________。
24. 小吴同学利用如图甲中的器材探究导体A、B中电流与其电压的关系,其中电源电压可调。
(1)连接好如图甲电路,试触开关,发现电流表无示数,电压表指针偏转到最大值,原因可能是导体A发生___________。排除故障后,闭合开关进行实验,某次实验时电流表如图乙,示数为___________A;
(2)多次改变导体A两端的电压,并记录对应的___________。换用导体B重复上述实验,根据实验数据绘制图像如图丙。分析图像发现,同一导体两端的电压与通过电流的比值是___________的,因此,得出结论:___________;
(3)学习过欧姆定律后,小欣同学根据图丙算出B的阻值为___________Ω。用上述器材验证导体中电流与电阻的关系,保持电源电压不变,为了精确控制导体两端的电压,于是串联接入滑动变阻器进行实验。
①电路中接入15Ω的电阻,使电阻两端电压达到某一固定值,测出电流;
②将15Ω的电阻替换为B,要使B两端电压达到固定值,变阻器接入的阻值应比前次实验___________;
实验次数
①
②
③
R/Ω
15
B
A
I/A
0.2
0.3
0.4
③将电阻B替换为A 再次进行实验。三次实验数据如表所示,交流时小欣发现第③次实验数据有误,这是由于接入A 后忘记调节变阻器,滑片仍在第②次实验的位置,此时变阻器接入的阻值是___________Ω,调节滑动变阻器正确操作后,准确测得A的电流应该为___________A。
六、综合应用题(本大题共3小题,25题6分;26题8分;27题10分,共24分)
25. 阅读短文,回答问题。
揭秘“雪蜡车”
如图甲,一台看似普通的红色厢卡犹如变形金刚,可迅速伸展出近百平方米的空间。这是全世界单层厢体面积最大的雪蜡车,雪蜡车总体空间布局、人机及信息环境交互系界面、空气、噪声、光色等已经具备形成行业标准能力,是一次领先的、典型的中国创造。据了解,配备了国内最大功率的氢燃料电池,如图乙所示(负极),经过催化剂(铂)的作用,失去电子的氢离子(质子)穿过质子交换膜(正极)。而电子是不能通过质子交换膜的,电子只能经外电路到达燃料电池阴极板,与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧可以从空气中获得,因此只要不断地给阳极板供应氢,并及时把水分带走,就可以不断地提供电能,实际效率能达60%~80%,是普通内燃机热机效率的2~3倍。
(1)氢燃料电池是将氢的___________能直接转化为电能。
(2)在燃料电池外电路,电流方向___________(选填“从A到B”或“从B到A”)。
(3)若该雪蜡车氢燃料电池的转换效率为70%,车上有50kg的氢燃料,该车以54km/h的速度匀速行驶时输出功率为49kW。已知氢的热值为则50kg的氢燃料可产生________________J的电能,这些氢燃料可使该车以54km/h的速度匀速行驶__________________km。(提示:第(3)问中①、②需写出解答过程)
26. 如图的电路中,电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S,电流表的示数为0.3A,电流表A的示数为0.8A。求:
(1)电源电压;
(2)电路的总电阻;
(3)现用电阻R0,替换电阻R1、R2中的一个,替换前后,只有一个电流表的示数变化且增加了0.1A,求电阻R0。
27. 实践小组设计了一个身高测量仪,其简化电路如图甲所示,电源电压恒为6V。滑动变阻器ab两端的长度及b端到地面距离均为1m,滑片P从a端移到b端的过程中,R1接入电路中的阻值与滑动距离x的关系如图乙所示。问:
(1)甲图电路中:
①闭合开关S,当滑片P移至a端时,电流表示数为0.06A,则电阻箱R2阻值多大?
②当身高为1.5m的学生测量时,电流表的示数为多少?
(2)甲图方案中,电流表的示数偏小,于是将电流表换成量程为0~3V的电压表,设计了如图丙所示的电路。闭合开关S,调节电阻箱R2到某一定值,当测量的学生身高分别为1.5m和1.9m时,电压表示数变化了2V,则此时电阻箱R2的阻值多大?
(3)图丙电路设计还有什么不足?
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福建省厦门第一中学2024-2025学年度
期中考试
初三物理试卷
(考试时间:90min,满分:100分)
考生注意:
1.全卷六大题,27小题。试卷共8页,另有答题卡。
2.答卷一律写在答题卡上,否则以0分计算。
3.作图题可以直接用铅笔画图。
一、选择题(本大题12小题,每小题2分,共24分)
1. 游泳时为了谨防抽筋现象,最适宜的水温是( )
A. 10℃ B. 20℃ C. 28℃ D. 40℃
【答案】C
【解析】
【详解】适合游泳的水温有很多,温度过低可能会引发人体抽筋现象。一般室内游泳池的水温在26~28℃左右,而儿童池和残疾人池的水温则略高一些,所以下水前应试试水温,最适宜的水温约为28℃。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2. 厦门被誉为“海上花园”。海水能较好地调节气候,是因为水的( )
A. 内能大 B. 含热量多 C. 比热容大 D. 热值大
【答案】C
【解析】
【详解】因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和土壤、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,故能有效调节气候,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3. 据《天工开物》记载,“晒纸”是造纸工艺的流程之一,其做法是将湿纸放在阳光下晒干,如图所示。“晒纸”时发生的物态变化是( )
A. 凝固 B. 汽化 C. 升华 D. 液化
【答案】B
【解析】
【详解】物质由液态变为气态叫汽化,由液态变为固态叫凝固,由固态直接变为气态叫升华,由气态变为液态叫液化。将湿纸放在阳光下晒干,水分变成了水蒸气,属于汽化现象。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4. “煮”的篆体写法如图。表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是( )
A. 热水暖手 B. 钻木取火 C. 搓手取暖 D. 擦燃火柴
【答案】A
【解析】
【详解】“煮”的篆体写法如图。表示用火烧煮食物,这是通过热传递改变内能;
A.热水暖手,这是通过热传递改变内能,与“煮”在改变物体内能的方式上相同,故A符合题意;
BCD.钻木取火、搓手取暖、擦燃火柴,这是通过做功改变内能,与“煮”在改变物体内能的方式上不相同,故BCD不符合题意。
故选A。
5. 东汉时期,王充在《论衡》一书中提到了“顿牟掇芥”现象,指的是摩擦过的龟壳可以吸引草屑,下列现象与“顿牟掇芥”现象原理不同的是( )
A. 干手搓开的新塑料袋“吸”在手上 B. 表面光滑的两个铅块挤压后会“吸”在一起
C. 晴天时梳头时会看到头发随梳子飘动 D. 干燥天气时,脱衣时会听到“噼啪”声
【答案】B
【解析】
【详解】摩擦过的龟壳可以吸引草屑,是发生了摩擦起电现象。
A.干手搓开的新塑料袋“吸”在手上,是因为塑料袋与手摩擦后各自带异种电荷相互吸引,是摩擦起电现象,故A不符合题意;
B.表面光滑的两个铅块挤压后会“吸”在一起,是因为分子间存在引力,故B符合题意;
C.晴天时梳头时会看到头发随梳子飘动是因为梳子与头发摩擦携带相反电荷相互吸引,属于摩擦起电现象,故C不符合题意;
D.干燥天气时,脱衣时会听到“噼啪”声是由于衣物积累的正负电荷相遇而放电,属于摩擦起电现象,故D不符合题意。
故选B。
6. 下列关于热值和热机效率的说法,正确的是( )
A. 使燃料燃烧更充分,可以增大热值
B. 使燃料燃烧更充分,可以提高热机效率
C. 柴油机的热机效率通常为100%
D. 燃料燃烧释放的热量越大,热值越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.热值是燃料的特性,与燃烧情况无关,故A错误;
B.使燃料燃烧更充分,可以增大有效利用的能量,提高热机的效率,故B正确;
C.任何机器的做功时都不可避免的做额外功,效率不可能达到100%,故C错误;
D.热值是燃料的特性,与放出热量的多少无关,故D错误。
故选B。
7. 有一种植物的繁殖技术叫扦插。育苗时先剪取植物的茎插入土中,等到生根后就可栽种,使之成为独立的新植株。在栽种植物时,提高成活率,可将茎上的部分或全部叶片剪去( )
A. 减小蒸发面积
B. 降低液体温度
C. 减慢液体上方空气流速
D. 三者均是
【答案】A
【解析】
【详解】将茎上部分或全部叶片剪去,减小了植物体内水分与空气的接触面积,减少了水分蒸发,提高了植物扦插的成活率。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8. 如图是小明同学复习时自己整合的某单元知识结构图的部分。关于该部分的主题,下列选项中最适当的是( )
A. 电流 B. 电压 C. 电路 D. 电阻
【答案】C
【解析】
【详解】由图中组成部分下分支为通路、开路、短路以及电路图,另一分支为串联电路和并联电路可知该部分主题为电路,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
9. 如图所示,甲、乙、丙、丁四个带电小球,甲吸引乙,甲排斥丙,丙吸引丁,若丁带正电,则甲、乙、丙三球的带电情况是( )
A. 甲球带正电,乙球带负电,丙球带负电
B. 甲球带负电,乙球带负电,丙球带正电
C. 甲球带正电,乙球带负电,丙球带正电
D. 甲球带负电,乙球带正电,丙球带负电
【答案】D
【解析】
【详解】已知甲、乙、丙、丁四个带电小球,丁带正电,丙吸引丁,则根据异种电荷相互吸引可知,丙、丁带异种电荷,丙带负电;甲排斥丙,则根据同种电荷相互排斥可知,甲、丙带同种电荷,甲、丙带负电;甲吸引乙,则根据异种电荷相互吸引可知:甲、乙带异种电荷,乙带正电,可见D正确;ABC错误。
故选D。
10. 学校航天科创小组通过小苏打与食醋反应为“火箭”提供动力,以下正确的是( )
A. 发射时CO₂气体内能增加
B. 发射时内能转化为机械能
C. 该过程类似于内燃机的压缩冲程
D. 升空后“火箭”的机械能增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.发射时CO₂气体对外做功,内能减小,故A错误;
B.发射时CO₂气体对外做功,CO₂气体的内能转化为机械能,故B正确;
C.发射时内能转化为机械能,该过程类似于内燃机的做功冲程,故C错误;
D.升空后“火箭”受到空气阻力,机械能减小,故D错误。
故选B。
11. 小敏学习物理后,养成了节约用电的好习惯,她总是随手关闭不必要的家用电器,每多关闭一个家用电器,家庭电路中( )
A. 总电阻减小,总电流减小 B. 总电阻减小,总电流增大
C. 总电阻增大,总电流减小 D. 总电阻增大,总电流增大
【答案】C
【解析】
【详解】家用电器是并联的,因各支路互不影响。电路总功率等于各用电器功率之和,所以每多关闭一个家用电器,故总功率变小。根据得,电源电压不变,总功率变小,家庭电路的总电阻变大。根据知,电源电压不变,总功率减小,总电流一定减小。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
12. 如图所示为汽车驾驶室内的遮阳板和镜灯。遮阳板和镜子移门相当于开关和。下翻遮阳板并打开镜子移门,镜灯亮;关闭镜子移门或向上折遮阳板,镜灯灭。以下电路设计符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意可知,两个开关同时闭合,灯所在电路才能闭合,使灯发光;其中一个开关断开,灯所在电路即断开,使灯熄灭;所以,两个开关应该串联后与灯串联接在电路中,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
二、选择说理题(本大题2小题,每小题4分,共8分)
13. 关于城市里街道两旁的路灯的连接方式,下列说法中正确的是___________。
A.一定是串联的B.一定是并联的C.串、并联都可以D.无法判断
选择理由:___________。
【答案】 ①. B ②. 城市里街道两旁的路灯能同时亮,同时灭,但它们互不影响,一盏灯坏了,其它灯能正常工作,因此各路灯一定是并联的,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
【解析】
【详解】略。
14. 如图甲所示是一款酒精浓度监测仪的简化电路图,其电源电压保持不变,为定值电阻,R为酒精气体浓度传感器(气敏电阻),R的阻值与酒精浓度的关系如图乙所示。当接通电源时,下列说法正确的是( )
A.当酒精浓度减小时,R的阻值减少
B.当酒精浓度增大时,电压表的示数与电流表的示数的比值变大
C.当酒精浓度增大时,电流表的示数变小
D.当酒精浓度增大时,电压表的示数变大
选择理由:___________
【答案】 ①. D ②. A.从图乙可知,当酒精浓度减小时,R的阻值变大,故A错误;B.从图乙可知,酒精浓度越大,电阻变小,电压表的示数与电流表的示数的比值是定值电阻的阻值,故电压表的示数与电流表的示数的比值不变,故B错误;C.当酒精浓度增大时,电阻变小,总变阻器变小,电流表的示数变大,故C错误;D.当酒精浓度增大时,电流表的示数变大,根据可知,定值电阻的阻值不变,电流表的示数变大,电压表的示数变大,故D正确。故选D。
【解析】
【详解】略。
三、填空题(本大题6小题,每小题2分,共12分)
15. “制冷”牵涉很多物理知识,请根据所学知识完成:
(1)冰:冰鉴是我国的“原始冰箱”,如图,是一件双层器皿,鉴内有一缶,鉴缶之间装冰块,缶内装食物。冰鉴是利用冰___________(填物态变化名称),___________热量达到保鲜效果。
(2)干冰:可利用干冰从周围环境中吸热___________(填物态变化名称)变成气态二氧化碳,从而使周围环境温度下降。
(3)二氧化碳:二氧化碳制冷,曾被应用于2022年北京冬奥会场馆制冰。气态的二氧化碳通过降低温度和___________两种方式变为液态,这是___________(填物态变化名称)现象;液态二氧化碳进入热力学循环系统后从水中吸热变为气态,使水温度降低后___________成冰(填物态变化名称)。
【答案】(1) ①. 熔化 ②. 吸
(2)升华 (3) ①. 压缩体积 ②. 液化 ③. 凝固
【解析】
【小问1详解】
[1][2]冰鉴是一件双层器皿,鉴内有一缶,鉴缶之间装冰块,缶内装食物,冰鉴是利用中间夹层的冰熔化吸收缶内食物的热量,使食物达到保鲜效果。
【小问2详解】
干冰是固体,冰鉴中也可利用干冰从周围环境中吸热升华变成气态二氧化碳,从而使周围环境温度下降。
【小问3详解】
[1][2]气体液化的方式有两种:降低温度和压缩体积,气态的二氧化碳通过降低温度和压缩体积两种方式变为液态,这是液化现象。
[3] 液态的二氧化碳吸收水的热量变为气态,使水温度降低后凝固变成冰。
16. 质量和初温都相同的水和铜块分别放出相同的热量后,将铜块投入水中(c水>c铜),不计热量损失,则热量将___________(选填“由水传递给铜块”或“由铜块传递给水”),在热传递过程中,水和铜块的内能改变量___________(选填“相同”或“不同”)。
【答案】 ①. 由水传递给铜块 ②. 相同
【解析】
【详解】[1] 铜块和水的质量相同,水的比热容大,放出相等的热量,水的温度降低的少,而初温相同,则水的末温高,将铜块投入水中,热量将从温度高的水传向温度低的铜块。
[2] 不计热量损失,在热传递过程中,水放出的热量完全被铜块吸收,故水和铜块的内能改变量相同。
17. 如图甲所示的电路中,若电源电压为3V,使用恰当的量程后,电压表的示数如图乙所示,则L2两端的电压为______V。
【答案】2.5
【解析】
【分析】
【详解】由电路图知,两灯串联,电压表测灯两端的电压,因电源电压为3V,故电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,其示数为0.5V,即灯两端的电压为0.5V,根据串联电路电压的特点可得L2两端的电压
18. 如图甲电路中电源电压保持不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,R1的阻值变化范围为0~20Ω,R2为定值电阻。闭合开关,滑片P在某两点间移动时电流与电压表示数的变化关系图像如图乙。R2=_________Ω;在保证电路安全的情况下,电压表的最大示数与最小示数之差是_________V。
【答案】 ①. 5 ②. 1.2
【解析】
【详解】[1]由图乙可知,滑动变阻器与R2串联在电路中,电压表测量滑动变阻器两端的电压,由图乙可知,当电压表示数为7.0V时,电流为0.4A,则电源电压U为
当电压表示数为6.5V时,电流为0.5A,则电源电压U为
电源电压不变,则
解得
[2]电源电压为
当滑动变组器阻值增大时,电路中电流减小,由欧姆定律可知,定值电阻两端电压变小,由于电源电压不变,则滑动变阻器两端电压变大,所以当滑动变阻器阻值最大时,即为20Ω时,电压表示数最大,此时电路中的电流为
此时滑动变阻器两端的电压,即电压表最大示数为
当滑动变组器阻值减小时,电路中电流增大,由欧姆定律可知,定值电阻两端电压变大,由于电源电压不变,则滑动变阻器两端电压变小,所以当电路中电流最大时,电压表示数最小,由于电流表量程为0~0.6A,所以电路中电路最大为0.6A,此时定值电阻两端电源为
此时滑动变阻器两端电压,即电压表最小示数为
则电压表的最大示数与最小示数之差是
四、作图题(本题2小题,每小题2分,共4分)
19. 请在图中圆圈内分别填入电流表或电压表的符号,要求开关闭合时两灯均能发光。
【答案】
【解析】
【详解】闭合开关,下方圆圈内的电表直接接在电源两极上,所以只能是电压表;电流从电源正极流出,分为两个支路分别通过L1、L2,电流汇合后从上方圆圈内的电表通过,回到电源负极,所以上方圆圈内的电表是电流表,如图所示
20. 请根据图甲的实物连接图,在图乙的虚线方框内画出对应的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】从正极开始连接,经开关后分支,一支经电流表、灯泡L1回到负极;另一支经灯泡L2回到负极;如图:
五、实验探究题(本大题共4小题,21题8分;22题5分;23题6分;24题9分,共28分)
21. 如图甲是水沸腾的实验装置:
(1)按图甲组装器材时,应按照______的顺序进行。图甲装置中给试管加一个带孔的盖子的目的是______;
(2)用酒精灯加热,水温达到88℃时开始读数,每隔1min记录一次,第3min时温度计示数如图乙所示,读数为______℃;
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
水温/℃
88
90
92
96
98
98
98
98
(3)用表中数据在图丙上作出水温随时间变化的图像______;
(4)由图可知,水的沸点为______℃;
(5)为研究沸点与气压的关系,用抽气和打气两用气筒、橡皮塞等组装成如图丁的装置。用气筒抽气,观察到水再次沸腾,记录此时的______,若想得出“气压降低,液体沸点降低”的结论,还需的步骤是______。
【答案】(1) ①. 自下而上 ②. 减少热量散失
(2)94 (3)
(4)98 (5) ①. 温度 ②. 换用其它液体多次实验
【解析】
【小问1详解】
[1][2]为确保用酒精灯的外焰加热,同时温度计的玻璃泡不碰到容器底,应自下而上安装器材;图甲装置中给试管加一个带孔的盖子的目的是减少热量散失,使得水尽快沸腾。
【小问2详解】
由图乙可知,温度计的分度值为1℃,其示数为94℃。
【小问3详解】
用表中数据在图丙上描点画出水温随时间变化的图像,如下图所示:
【小问4详解】
由图可知,当水温为98℃后,水继续吸热,但温度保持不变,故水的沸点为98℃。
【小问5详解】
[1]用气筒抽气,使水面上方的气压减小,观察到水再次沸腾,记录此时的温度,进行多次实验后,分析实验现象和数据可得出结论:沸点随气压的减小而降低。
[2]若想得出“气压降低,液体沸点降低”的普遍性结论,还需的步骤是换用其它液体多次实验。
22. 如图所示,小明用铅笔芯做滑动变阻器,设计并制作一个模拟的调光灯,器材有:电池(电压为3V)、小灯泡(2.5V 0.3A)、铅笔芯、金属回形针、开关、导线、电压表。
(1)铅笔芯和小灯泡的连接方式是___________联;
(2)闭合开关,回形针向左移,小灯泡亮度变___________;
(3)把电压表和小灯泡并联,调节回形针的位置,当电压表的示数为___________V时,在铅笔芯上标记此时回形针的位置,为了安全使用调光灯,回形针向左调节不能超过此位置;
(4)甲、乙两根铅笔芯的长度都是17.5cm,甲的电阻为20Ω,乙的电阻为10Ω,调节效果可以从两个方面评价:一是小灯泡亮度的变化范围;二是调节的精度,回形针移动一定距离时,电阻变化越小调节精度越高,则铅笔芯甲和乙相比( )
A. 调节范围大,调节精度高 B. 调节范围大,调节精度低
C. 调节范围小,调节精度高 D. 调节范围小,调节精度低
【答案】(1)串 (2)亮
(3)2.5 (4)B
【解析】
【小问1详解】
用铅笔芯做滑动变阻器,滑动变阻器应该与小灯泡串联连接在电路中。
【小问2详解】
闭合开关,回形针向左移,接入电路中铅笔芯的电阻变小,根据串联电阻规律,总电阻变小,根据欧姆定律,电源电压不变,总电流变大,小灯泡亮度变亮。
【小问3详解】
为了安全使用调光灯,小灯泡两端的电压不能超过额定电压2.5V,把电压表和小灯泡并联,电压表测量小灯泡的电压,所以,电压表示数为额定电压,即2.5V时,在铅笔芯上标记此时回形针的位置,根据串联电路分压规律,铅笔芯最小的电阻为此标记回形针的位置,回形针向左调节,接入电路铅笔芯长度变短,电阻变小,分得电压会变小,小灯泡分得电压会变大,所以,回形针向左调节不能超过此位置。
【小问4详解】
甲、乙两根铅笔芯的长度都是17.5cm,甲的电阻为20Ω,乙的电阻为10Ω,甲的电阻比乙的电阻大,因此甲电阻串联在电路中电阻阻值变化范围大,对应小灯泡亮度的变化范围大;回形针移动一定距离时,电阻变化越小调节精度越高,假设甲乙移动长度为l,甲电阻变化为
乙电阻变化为
乙电阻变化小,乙电阻的精度更高;则铅笔芯甲和乙相比,调节范围大,调节精度低,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
23. 探究串联电路中电压的规律;
(1)根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整;________
(2)连接电路时,开关应处于___________状态,正确连接电路后,闭合开关,若灯断路,则两端___________(选填“有”或“无”)电压;
(3)用电压表分别测出电压和。其中测时,电压表的示数如图丙所示,示数为___________V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表;
实验次序
电压/V
电压/V
电压/V
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压___________;
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以___________。
【答案】 ①. ②. 断开 ③. 无 ④. 1.20 ⑤. 之和 ⑥. 更换电压不同的电源多次实验
【解析】
【详解】(1)[1]如图所示,电流从电池的正极出发,经过开关、灯泡L1、灯泡L2、回到负极,故用一个导线将灯泡L2的右端接线柱和灯泡L1左端接线柱相连,故电路图如图所示:
(2)[2][3]为了保护电路,开关需要断开;闭合开关,若灯断路,则没有电流灯泡L1,则两端无电压。
(3)[4]电压表的示数如图丙所示,选择小量程,分度值为0.1V,故读数为1.20V。
①[5]分析表格中的数据可知,
故结论为串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
②[6]为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以更换电压不同的电源多次实验,避免偶然性。
24. 小吴同学利用如图甲中的器材探究导体A、B中电流与其电压的关系,其中电源电压可调。
(1)连接好如图甲电路,试触开关,发现电流表无示数,电压表指针偏转到最大值,原因可能是导体A发生___________。排除故障后,闭合开关进行实验,某次实验时电流表如图乙,示数为___________A;
(2)多次改变导体A两端的电压,并记录对应的___________。换用导体B重复上述实验,根据实验数据绘制图像如图丙。分析图像发现,同一导体两端的电压与通过电流的比值是___________的,因此,得出结论:___________;
(3)学习过欧姆定律后,小欣同学根据图丙算出B的阻值为___________Ω。用上述器材验证导体中电流与电阻的关系,保持电源电压不变,为了精确控制导体两端的电压,于是串联接入滑动变阻器进行实验。
①电路中接入15Ω的电阻,使电阻两端电压达到某一固定值,测出电流;
②将15Ω的电阻替换为B,要使B两端电压达到固定值,变阻器接入的阻值应比前次实验___________;
实验次数
①
②
③
R/Ω
15
B
A
I/A
0.2
0.3
0.4
③将电阻B替换为A 再次进行实验。三次实验数据如表所示,交流时小欣发现第③次实验数据有误,这是由于接入A 后忘记调节变阻器,滑片仍在第②次实验的位置,此时变阻器接入的阻值是___________Ω,调节滑动变阻器正确操作后,准确测得A的电流应该为___________A。
【答案】(1) ①. 断路 ②. 0.2
(2) ①. 电流值 ②. 不变 ③. 电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(3) ①. 10 ②. 小 ③. 10 ④. 0.6
【解析】
【小问1详解】
[1]试触开关,发现电流表无示数,说明电路中没有电流,即出现断路,而电压表有示数,故可能是导体A发生断路。
[2]由图乙可知,电流表接小量程,分度值为0.02A,故电流表的读数为0.2A。
【小问2详解】
[1][2][3]实验过程中,改变导体两端电压,并记录通过导体的电流,进行分析,结合图丙可知,同一导体两端的电压与通过电流的比值是一定的,这个比值就是导体的电阻,因此,得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【小问3详解】
[1]根据图丙可算出导体B的阻值为
[2]将15Ω的电阻替换为B,即定值电阻接入的阻值变小,根据串联分压可知,定值电阻的分压变小,滑动变阻器的分压变大,但实验中要控制定值电阻两端电压不变,所以,应减小滑动变阻器的分压,故滑动变阻器接入的阻值应变小。
[3]根据图丙可算出导体A的阻值为
第②次实验时,电源电压为
第③次实验时,电源电压为
第②次实验和第③次实验滑动变阻器接入的阻值不变,电源电压不变,则有
解得
即此时变阻器接入的阻值是10Ω。
[4]由表格中数据可知,实验中控制定值电阻两端电压为
故调节滑动变阻器正确操作后,准确测得A的电流应该为
六、综合应用题(本大题共3小题,25题6分;26题8分;27题10分,共24分)
25. 阅读短文,回答问题。
揭秘“雪蜡车”
如图甲,一台看似普通的红色厢卡犹如变形金刚,可迅速伸展出近百平方米的空间。这是全世界单层厢体面积最大的雪蜡车,雪蜡车总体空间布局、人机及信息环境交互系界面、空气、噪声、光色等已经具备形成行业标准能力,是一次领先的、典型的中国创造。据了解,配备了国内最大功率的氢燃料电池,如图乙所示(负极),经过催化剂(铂)的作用,失去电子的氢离子(质子)穿过质子交换膜(正极)。而电子是不能通过质子交换膜的,电子只能经外电路到达燃料电池阴极板,与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧可以从空气中获得,因此只要不断地给阳极板供应氢,并及时把水分带走,就可以不断地提供电能,实际效率能达60%~80%,是普通内燃机热机效率的2~3倍。
(1)氢燃料电池是将氢的___________能直接转化为电能。
(2)在燃料电池外电路,电流方向___________(选填“从A到B”或“从B到A”)。
(3)若该雪蜡车氢燃料电池的转换效率为70%,车上有50kg的氢燃料,该车以54km/h的速度匀速行驶时输出功率为49kW。已知氢的热值为则50kg的氢燃料可产生________________J的电能,这些氢燃料可使该车以54km/h的速度匀速行驶__________________km。(提示:第(3)问中①、②需写出解答过程)
【答案】(1)化学能 (2)从B到A
(3) ①. 4.9×109 ②. 1500
【解析】
【小问1详解】
由材料可知氢燃料电池是将氢的化学能直接转化为电能。
【小问2详解】
从图中信息可知:在燃料电池外电路,电流方向从B到A。
【小问3详解】
[1][2]50kg的氢燃料产生的热量为
Q=mq=50kg×1.4×108J/kg=7×109J
50kg的氢燃料产生的电能为
W=Qη=7×109J×70%=4.9×109J
该车行驶所用的时间为
因为54km/h=15m/s,则这些氢燃料可使该车以54km/h的速度匀速行驶的路程为
s=vt=15m/s×100000s=1500000m=1500km
26. 如图的电路中,电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S,电流表的示数为0.3A,电流表A的示数为0.8A。求:
(1)电源电压;
(2)电路的总电阻;
(3)现用电阻R0,替换电阻R1、R2中的一个,替换前后,只有一个电流表的示数变化且增加了0.1A,求电阻R0。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
闭合开关S,、并联,电流表测电流,电流表A测干路电流。则电源电压为
【小问2详解】
电流表A的示数为0.8A,则电路的总电阻为
【小问3详解】
用电阻R0,替换电阻R1、R2中的一个,替换前后,只有一个电流表的示数变化且增加了0.1A,根据并联电路特点可知替换的是,替换后、并联,则此时电流表A的示数为
则根据并联电流规律,电流为
则阻值为
27. 实践小组设计了一个身高测量仪,其简化电路如图甲所示,电源电压恒为6V。滑动变阻器ab两端的长度及b端到地面距离均为1m,滑片P从a端移到b端的过程中,R1接入电路中的阻值与滑动距离x的关系如图乙所示。问:
(1)甲图电路中:
①闭合开关S,当滑片P移至a端时,电流表示数为0.06A,则电阻箱R2阻值多大?
②当身高为1.5m的学生测量时,电流表的示数为多少?
(2)甲图方案中,电流表的示数偏小,于是将电流表换成量程为0~3V的电压表,设计了如图丙所示的电路。闭合开关S,调节电阻箱R2到某一定值,当测量的学生身高分别为1.5m和1.9m时,电压表示数变化了2V,则此时电阻箱R2的阻值多大?
(3)图丙电路设计还有什么不足?
【答案】(1)①100Ω,②0.04A;(2)10Ω;(3)根据串联分压原理可知滑动变阻器接入电路的阻值越小,滑动变阻器两端的电压越小,根据串联电路电压规律可知电阻箱两端的电压越大,若电阻箱两端的电压大于电压表接入电路的量程,会损坏电压表。
【解析】
【详解】解:(1)①闭合开关S,当滑片P移至a端时,电路为R2的简单电路,电流表示数为0.06A,则电阻箱R2阻值为
②当身高为1.5m的学生测量时,R1接入的长度为
根据乙图所示,R1接入的电阻为50Ω,电流表的示数为
(2)当身高为1.9m的学生测量时,R1接入的长度为
根据乙图所示,R1接入的电阻为10Ω,电压表示数为
当测量的学生身高为1.5m时,R1接入的电阻为50Ω,故电压表示数为
故电压表示数变化量为
解方程可得电阻箱R2的阻值为10Ω或50Ω。R2的阻值为50Ω,R1接入的电阻为10Ω,电压表示数为
大于电压表量程,故R2的阻值为50Ω不符合题意;R2的阻值为10Ω,R1接入的电阻为10Ω,电压表示数为
故R2的阻值为10Ω符合题意。
(3)略。
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