青海省西宁二中教育集团九2024-2025学年九年级上学期期中物理试卷
2025-01-21
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内容正文:
2024-2025学年青海省西宁二中教育集团九年级(上)期中物理试卷
一、单选题(共10小题,1-9每题2分,10题3分,共21分)
1.(2分)青岛是一个非常注重文明建设的城市,公共场合随处可见禁烟标志。公共场合吸烟会导致其他公众吸入“二手烟”,其主要原因是( )
A.物质是由分子或原子组成的
B.分子在不停地做无规则运动
C.分子之间存在间隙
D.分子间存在相互作用力
2.(2分)关于温度、内能、热量、功的说法正确的是( )
A.物体温度升高,一定吸收了热量
B.物体内能增加,一定是外界对它做了功
C.物体吸收热量,内能一定增加
D.物体放出热量,温度可能不变
3.(2分)同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,测得A、B两端的电压分别为UA、UB;通过A、B的电流分别为IA、IB。下列关系正确的是( )
A.IA=IB B.IA>IB C.UA=UB D.UA>UB
4.(2分)如图所示是通过A、B两电阻的电流与电压关系如图像,下列说法正确的是( )
A.电阻A 的阻值为30Ω
B.A 的电阻比B的电阻大
C.A、B串联一起,通过它们的电流为0.2A时,电源电压为8V
D.若把A、B并联在3V电压下,干路电流为0.3A
5.(2分)一瓶煤油用掉一半后,剩下的煤油( )
A.热值和密度不变,比热容变为原来的一半
B.比热容和热值不变,密度变为原来的一半
C.密度、比热容和热值都不变
D.密度和比热容不变,热值变为原来的一半
6.(2分)下面是同学们设计的交通红绿灯内部简化电路图,根据你的经验判断,正确的是( )
A.
B.
C.
D.
7.(2分)如图所示,使验电器A带上正电,B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来( )
A.A的金属箔完全闭合,B的金属箔张开
B.金属箔开合的瞬间,正电荷从A向B定向移动
C.金属箔开合的瞬间,自由电子从B向A定向移动
D.金属箔开合的瞬间,电流方向从B流向A
8.(2分)如图(a)所示,两个完全相同的电压表,开关闭合时,两个电压表的指针位置均为图(b),则灯L1和L2两端的电压分别为( )
A.1.2V 6V B.6V 1.2V C.4.8V 1.2V D.1.2V 4.8V
9.(2分)如图所示,钨丝是由废旧的白炽灯小心去除玻璃罩制成的,将钨丝接入电路,小灯泡L发光,钨丝不发光,观察到小灯泡L变暗。加热钨丝的过程中,下列有关说法正确的是( )
A.钨丝的电阻变小
B.通过小灯泡L的电流等于通过钨丝的电流
C.通过小灯泡L的电流大于通过钨丝的电流
D.小灯泡L中的电流方向是从B到A
10.(3分)如图所示的电路,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。电源电压恒定,开关S1、S2、S3处于断开状态。下列判断正确的是( )
A.只闭合S1和S2向右移动R2的滑片,电流表读数减小,电压表读数变大
B.只闭合S2,向左移动R2的滑片,电流表读数减小,电压表读数减小
C.只闭合S1和S3,电流表读数为I1;只闭合S2,电流表读数为I2,则I1<I2
D.只闭合S3,电压表读数为U1;只闭合S2,电压表读数为U2,此时,无论如何调节滑动变阻器,U2总是小于U1
二、填空题(共有15空,每空2分,共30分)
11.(6分)南宋诗人陆游在《村居书喜》中写道:“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴。”其中“花气袭人”属于 现象,表明分子在不停地 。诗人根据浓郁的花香判断出天气暖和了,这是因为分子的热运动与 有关。
12.(4分)某单缸汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成,其1s内对外做功40次,那么该汽油机现在的转速是 r/min,图示时该汽油机恰好处于 冲程。
13.(2分)农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤。完全燃烧0.5kg的秸秆煤可放出热量;若这些热量完全被质量为100kg,初温为20℃的水吸收 ℃[已知q秸秆煤=2.1×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
14.(6分)2024年5月3日下午5点27分,我国长征五号遥八运载火箭搭载着嫦娥六号月球探测器,在海南文昌航天发射场成功发射。火箭使用的燃料主要是液态氢 大的特性,火箭加速上升过程中机械能 (选填“增大”、“减小”或“不变”),该过程中能量 (选填“守恒”或“不守恒”)。
15.(6分)如图所示,当开关 闭合,其它开关断开时,L1、L2串联;当开关 闭合,其它开关断开时L1、L2并联;当三个开关都断开时,电路属 (填“短路”或“断路”)。
16.(6分)如图甲所示电路中,电流表A1测的是通过 的电流,当开关S闭合后,两电流表指针偏转均如图乙所去1的电流为 A。如果L1的电压为6V,则L2的电压为 V。
三、作图题(共两题,每题4分,共8分)
17.(4分)如图所示,用笔画线代替导线,将图中元件连接成电路,当滑动变阻器的滑片向左移动时,灯泡变亮。
18.(4分)请根据如图所示的实物图,画出对应的电路图。
四、实验题(19题5分,20题8分,共13分)
19.(5分)图1是探究“探究电流和电压的关系”的实验装置,电源电压为3V。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最 端;
(2)闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,两电表示数均没有变化,则电路故障可能是定值电阻 路;
(3)排除故障后,正确连接电路,闭合开关,将测得的数据绘制成I﹣U图象,如图2所示,通过导体的电流与导体两端的电压成 ,滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω;
(4)若将本实验中所用的电阻换成小灯泡,则不能完成本实验,理由是 。
20.(8分)如图所示,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:
(1)取相同 、 的水和煤油放入两个相同的容器里,用同样的两个酒精灯对它们加热(如图所示)。加热时使用搅拌器 ;
(2)实验中加热时间相同,水和煤油吸收的热量 (选填“相同”或“不相同”);
(3)本实验通过 来反映水和煤油吸收热量的多少,这种研究问题的方法称为 ;
(4)在此实验中,最终得到了水和煤油的温度随时间的变化关系图像,如图乙所示 (选填“a”或“b”)的吸热能力强。根据乙图,若不计实验中的热量损失,煤油的比热容是 J/(kg•℃)。[水的比热容]
五、计算题(21题8分,22题10分,共18分)
21.(8分)小明为了控制灯泡的亮度,设计了如图所示的电路,已知电源电压恒定不变,且灯泡电阻不随温度变化。将滑片P置于a端,闭合开关S,当滑片P位于b端时,电流表示数为1A
(1)电源电压U;
(2)灯泡L的电阻;
(3)当电流表的示数为0.3A时,求此时滑动变阻器接入电路的电阻。
22.(10分)周末小明和爸爸驾车去青海湖游玩,汽车在一段平直且限速120km/h的高速公路上匀速行驶9km,消耗汽油1kg,汽油机效率为30%(假设汽油完全燃烧,q汽油取4.5×107J/kg),请你帮助小明解决下列问题:
(1)1kg汽油完全燃烧能放出多少热量;
(2)汽车在这段路面上行驶的过程中,克服阻力做功;
(3)通过计算说明该车是否超速。
2024-2025学年青海省西宁二中教育集团九年级(上)期中物理试卷
参考答案与试题解析
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
D
A
C
C
C
C
C
B
D
一、单选题(共10小题,1-9每题2分,10题3分,共21分)
1.(2分)青岛是一个非常注重文明建设的城市,公共场合随处可见禁烟标志。公共场合吸烟会导致其他公众吸入“二手烟”,其主要原因是( )
A.物质是由分子或原子组成的
B.分子在不停地做无规则运动
C.分子之间存在间隙
D.分子间存在相互作用力
【分析】扩散现象是分子运动的结果,一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
【解答】解:由于烟分子做无规则运动,在空气中进行扩散,整个房间也会充满烟味。
故选:B。
【点评】本题主要考查学生对:扩散现象的了解和掌握,是一道基础题。
由于分子的体积很小,分子的运动无法用肉眼直接看到,但可以通过气味、颜色的变化来体现。
2.(2分)关于温度、内能、热量、功的说法正确的是( )
A.物体温度升高,一定吸收了热量
B.物体内能增加,一定是外界对它做了功
C.物体吸收热量,内能一定增加
D.物体放出热量,温度可能不变
【分析】(1)改变内能的方法有两个:做功和热传递;
(2)物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变,可能增加,还可能减少;
(3)晶体凝固时,放出热量,温度不变。
【解答】解:A.物体温度升高,也可能是外界对它做了功;
B.物体内能增加,也可能是吸收了热量;
C.物体吸收热量,内能可能不变,还可能减少;
D.晶体在凝固过程中放热,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了热量、内能、温度的关系以及改变内能的方式,难度不大。
3.(2分)同种材料制成的电阻,它们的长度相等,A的横截面积是B的两倍,测得A、B两端的电压分别为UA、UB;通过A、B的电流分别为IA、IB。下列关系正确的是( )
A.IA=IB B.IA>IB C.UA=UB D.UA>UB
【分析】导体的电阻和导体的材料,长度,横截面积,温度有关,同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,横截面积越大,导体的电阻越小,结合串联电路特点,欧姆定律公式可判断正误。
【解答】解:AB、两段导体串联接入电路,则IA=IB,故A正确,B错误;
CD、导体的电阻和导体的材料,横截面积,A和B是由同种材料制成的长度相同,A的横截面积是B的两倍,横截面积越大,所以RA<RB,
根据欧姆定律的变形公式U=IR可得UA<UB,故CD错误;
故选:A。
【点评】本题考查学生对导体电阻的性质、串联电路特点、欧姆定律的掌握情况,属于基础题,难点不大。
4.(2分)如图所示是通过A、B两电阻的电流与电压关系如图像,下列说法正确的是( )
A.电阻A 的阻值为30Ω
B.A 的电阻比B的电阻大
C.A、B串联一起,通过它们的电流为0.2A时,电源电压为8V
D.若把A、B并联在3V电压下,干路电流为0.3A
【分析】(1)根据图像选择电流和电压,结合欧姆定律计算A、B的电阻;并比较大小;
(2)A、B串联一起,通过它们的电流为0.2A时,根据串联电路的特点计算电源电压;
(3)把A、B并联在3V电压下,根据图像确定电流,根据并联特点计算干路电流。
【解答】解:AB.当电压为6V时、0.4A
,故A错误;
B的阻值为
,即A的电阻小于B的电阻;
C.A、B串联一起,由图像可知A两端电压为2V,根据串联电路电压规律可得电源电压为U=2V+7V=8V;
D.把A,由图像可知通过A的电流为0.4A,根据并联电路电流规律可得干路电流为I=0.3A+8.1A=0.7A。
故选:C。
【点评】本题考查了串、并联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是根据图象得出相关的信息。
5.(2分)一瓶煤油用掉一半后,剩下的煤油( )
A.热值和密度不变,比热容变为原来的一半
B.比热容和热值不变,密度变为原来的一半
C.密度、比热容和热值都不变
D.密度和比热容不变,热值变为原来的一半
【分析】(1)燃料的热值与燃料的种类有关,而与燃料的质量、体积、是否完全燃烧以及燃料的状态(固态、液态或气态)无关;
(2)密度是物质的一种特性;
(3)知道物质的比热容只跟物体的种类和状态有关,与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。
【解答】解:一瓶煤油用掉一半后,剩下的煤油密度,因为燃料的热值与燃料的种类有关、体积、液态或气态)无关,与物体的质量无关,与物体质量的大小、吸收或放出热量的多少均无关,ABD不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查学生对比热容、热值。密度概念的理解,属于基础题。
6.(2分)下面是同学们设计的交通红绿灯内部简化电路图,根据你的经验判断,正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】并联电路中,各支路互不影响。
【解答】解:红灯、黄灯与绿灯能交替发光,所以是并联的,干路中有个总开关。
故选:C。
【点评】本题考查了电路图的设计,属于基础题。
7.(2分)如图所示,使验电器A带上正电,B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来( )
A.A的金属箔完全闭合,B的金属箔张开
B.金属箔开合的瞬间,正电荷从A向B定向移动
C.金属箔开合的瞬间,自由电子从B向A定向移动
D.金属箔开合的瞬间,电流方向从B流向A
【分析】(1)验电器的原理:同种电荷相互排斥;
(2)物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反。
【解答】解:A失去电子带正电,B不带电,自由电子由B转移到A,则A所带正电荷减少,B的金属箔张开,故C正确;
故选:C。
【点评】明确电流的形成以及电流方向的规定、发生定向移动的电荷,是解答此题的关键。
8.(2分)如图(a)所示,两个完全相同的电压表,开关闭合时,两个电压表的指针位置均为图(b),则灯L1和L2两端的电压分别为( )
A.1.2V 6V B.6V 1.2V C.4.8V 1.2V D.1.2V 4.8V
【分析】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,根据串联电路的电压特点和两个电压表的指针位置相同确定量程并读出示数,进一步求出L1两端的电压。
【解答】解:由电路图可知,两灯泡串联1测电源的电压,电压表V2测L5两端的电压,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且两个电压表的指针位置相同,
所以,电压表V1的量程为0~15V,分度值为7.5V,
电压表V2的量程为5~3V,分度值为0.6V,L2两端的电压U2=3.2V,
则L1两端的电压U8=U﹣U2=6V﹣6.2V=4.8V,
综上可知,ABD错误。
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路的电压特点和电压表的读数,会确定的判断两电压表的量程是关键。
9.(2分)如图所示,钨丝是由废旧的白炽灯小心去除玻璃罩制成的,将钨丝接入电路,小灯泡L发光,钨丝不发光,观察到小灯泡L变暗。加热钨丝的过程中,下列有关说法正确的是( )
A.钨丝的电阻变小
B.通过小灯泡L的电流等于通过钨丝的电流
C.通过小灯泡L的电流大于通过钨丝的电流
D.小灯泡L中的电流方向是从B到A
【分析】钨丝的电阻随温度的升高而增大。
串联电路中各处电流相等。
电源外部,电流的方向是从正极流出经过用电器回到电源的负极,小灯泡L中的电流方向是A到B。
【解答】解:A.用酒精灯加热钨丝,观察到小灯泡L变暗,根据欧姆定律可得钨丝的电阻变大;
BC.图中电路为串联电路,根据串联电路中电流规律可知,故B正确;
D.电源外部,小灯泡L中的电流方向是A到B。
故选:B。
【点评】本题考查串流电路电流特点、电路中的电流方向以及影响电阻大小的因素。
10.(3分)如图所示的电路,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。电源电压恒定,开关S1、S2、S3处于断开状态。下列判断正确的是( )
A.只闭合S1和S2向右移动R2的滑片,电流表读数减小,电压表读数变大
B.只闭合S2,向左移动R2的滑片,电流表读数减小,电压表读数减小
C.只闭合S1和S3,电流表读数为I1;只闭合S2,电流表读数为I2,则I1<I2
D.只闭合S3,电压表读数为U1;只闭合S2,电压表读数为U2,此时,无论如何调节滑动变阻器,U2总是小于U1
【分析】A.只闭合S1和S2时,电路中只有R1工作,电流表测电路电流,电压表、R2被短路,据此判断出当向右移动R2的滑片时电流表和电压表示数的变化;
B.只闭合开关S2,滑动变阻器和定值电阻串联,向左移动R2的滑片,滑动变阻器接入的阻值变小,电流变大,电压表的示数变小;
C.只闭合开关S1和S3定值电阻和滑动变阻器并联,电流表示数等于两支路电流之和,只闭合S2定值电阻和滑动变阻器串联,电流等于电源电压除以它们的电阻之和;
D.只闭合开关S3,电压表示数为U1即为电源电压,只闭合开关S2,滑动变阻器和定值电阻串联,电压表示数为U2为滑动变阻器的电压,在串联电路中分电压小于总电压;
【解答】解:A.只闭合S1和S2时,电路中只有R2工作,电流表测电路电流、R2被短路,当向右移动R2的滑片时,电流表和电压表示数都不变;
B.只闭合开关S3,滑动变阻器和定值电阻串联,向左移动R2的滑片,滑动变阻器接入的阻值变小,根据I=,由U=IR知R1的两端的电压变大,电压表示数U滑=U﹣IR4,电压表示数变小,故B错误;
C.只闭合S1和S3时,R7与R2并联,电流表测干路电流1;只闭合S2时,R1与R2串联,电流表的读数为I3。串联时电路的总电阻大于并联时电路总电阻,所以I1大于I2,故C错误;
D.只闭合S2时,电路中只有R2工作,电压表测的是电源电压U1;只闭合S4时,R1与R2串联,电压表测的是R8两端的电压U2,所以无论如何调节滑动变阻器R2,R8两端的电压U2总是小于电源电压U1,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了滑动变阻器的工作原理,串并两电路分电压和总电压的关系,并联电路中总电流和支路电流的关系。
二、填空题(共有15空,每空2分,共30分)
11.(6分)南宋诗人陆游在《村居书喜》中写道:“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴。”其中“花气袭人”属于 扩散 现象,表明分子在不停地 做无规则运动 。诗人根据浓郁的花香判断出天气暖和了,这是因为分子的热运动与 温度 有关。
【分析】不同的物质在相互接触时,物质的分子互相进入对方的现象就叫扩散现象;分子运动的快慢跟温度有关,温度越高,分子运动越剧烈。
【解答】解:因为花香分子永不停息地做无规则运动,所以会扩散到空气中使空气中弥漫着花香;
分子运动的快慢跟温度有关,温度越高,因此可以根据浓郁的花香判断出天气暖和了。
故答案为:扩散;做无规则运动。
【点评】本题考查了扩散现象和温度对分子热运动的影响,属于基础题。
12.(4分)某单缸汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成,其1s内对外做功40次,那么该汽油机现在的转速是 4800 r/min,图示时该汽油机恰好处于 排气 冲程。
【分析】汽油机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、压缩、做功和排气,各冲程的特点不同,因此根据气门的状态和活塞的运行方向确定冲程;并且只有做功冲程对外做功,将内能转化为机械能;汽油机完成1个工作循环,四个冲程,飞轮转2转,对外做功1次。
【解答】解:汽油机一个工作循环要完成4个冲程,飞轮和曲轴转2周,对外做功2次,汽油机1s内对外做功40次,每分钟的转速是4800r/min。
由图可知,进气门关闭,活塞向上运动。
故答案为:4800;排气。
【点评】此题考查了内燃机的四个冲程以及完成一个工作循环飞轮转动的圈数和做功次数,属于基础题。
13.(2分)农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤。完全燃烧0.5kg的秸秆煤可放出热量;若这些热量完全被质量为100kg,初温为20℃的水吸收 45 ℃[已知q秸秆煤=2.1×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
【分析】(1)知道秸秆煤的质量和秸秆煤的热值,利用公式Q放=mq可计算秸秆煤完全燃烧放出的热量;
(2)知道水的质量、水的比热容,根据Q放=Q吸=cmΔt可计算水升高的温度,再计算水的末温(注意水的末温为100℃,水沸腾时,吸热但温度不变)。
【解答】解:秸秆煤完全燃烧释放的热量:
Q放=m秸秆煤q=0.5kg×7.1×107J/kg=6.05×107J。
由题意可知,水吸收的热量为:Q吸=Q放=1.05×102J,
由Q吸=c水mΔt可得,水升高的温度:
Δt===25℃,
则水的末温:t=t0+Δt=20℃+25℃=45℃。
故答案为:45。
【点评】本题考查学生对燃料完全燃烧放出热量公式和吸热公式的掌握和运用,计算时注意沸腾特点。
14.(6分)2024年5月3日下午5点27分,我国长征五号遥八运载火箭搭载着嫦娥六号月球探测器,在海南文昌航天发射场成功发射。火箭使用的燃料主要是液态氢 热值 大的特性,火箭加速上升过程中机械能 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”),该过程中能量 守恒 (选填“守恒”或“不守恒”)。
【分析】(1)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)物体加速上升,速度增大,动能增大,高度升高,重力势能增大,机械能是动能和势能的总和;
能量在转化或转移的过程中总量保持不变。
【解答】解:(1)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,可以释放出更多的热量;
(2)火箭在加速上升过程中,速度增大,高度变大,使得机械能增大。
故答案为:热值;增大。
【点评】本题是一道综合题目,考查了燃料热值的特性、动能、势能、机械能变化、能量守恒定律,属于基础题。
15.(6分)如图所示,当开关 S2 闭合,其它开关断开时,L1、L2串联;当开关 S1、S3 闭合,其它开关断开时L1、L2并联;当三个开关都断开时,电路属 断路 (填“短路”或“断路”)。
【分析】电流先后经过各个用电器的连接方法叫做串联;如果电流在某点出现分路,通过支路上的用电器后又在另一点汇合,再回到电源的负极,这种连接方式叫并联。
【解答】解:结合题目中的电路图可知,如果闭合开关S2,则电流就可以先后经过两灯泡,这样L1、L4串联在一起;
当开关S1、S3闭合,其它开关断开时,所以L4、L2并联;
当三个开关都断开时,电路属断路。
故答案为:S2;S2、S3;断路。
【点评】对于这类题目,要结合串并联电路的特点,选择合适的开关组合,连接题目要求的串并联电路。
16.(6分)如图甲所示电路中,电流表A1测的是通过 干路 的电流,当开关S闭合后,两电流表指针偏转均如图乙所去1的电流为 1.2 A。如果L1的电压为6V,则L2的电压为 6 V。
【分析】电流表与被测用电器串联;
由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路的电流,A2测量L2的电流,根据并联电路的电流特点确定电流表的量程,再确定分度值,根据电流表指针的位置,读出示数,从而得到通过两灯电流,根据并联电路的电压特点判断L2的电压。
【解答】解:由电路图可知,两灯泡并联1测干路的电流,A2测量L8的电流;
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以A1示数比A2大,而两只电流表的指针偏转刻度相同6的量程为0~3A,分度值为3.1A,即干路电流I=1.7A2的量程为0~4.6A,分度值为0.02A,即通过的L8电流I2=0.5A,
则通过电阻R1的电流为:I1=I﹣I8=1.5A﹣7.3A=1.5A,
根据并联电路的各支路两端的电压相等可知L2的电压:U2=U7=6V。
故答案为:干路;1.7;6。
【点评】本题考查了并联电路电流规律和电流表的正确连接的判断和读数方法,属于基础题。
三、作图题(共两题,每题4分,共8分)
17.(4分)如图所示,用笔画线代替导线,将图中元件连接成电路,当滑动变阻器的滑片向左移动时,灯泡变亮。
【分析】根据电源电压为3V确定电压表选用小量程与灯并联;
当滑动变阻器的滑片向左移动时,灯泡变亮确定变阻器的连接与灯串联。
【解答】解:电源电压为3V,故电压表选用小量程与灯并联;
当滑动变阻器的滑片向左移动时,灯泡变亮、变阻器接入的电阻变小,如下图所示:
【点评】本题考查根据要求连接实物图,关键是变阻器和电压表的连接。
18.(4分)请根据如图所示的实物图,画出对应的电路图。
【分析】根据实物图先分析电路的连接情况,再画出对应的电路图,并且电路图与实物图相对应。
【解答】解:由实物图知,两灯泡L1、L2并联,开关S6在干路上,电流表A1在L2支路上,L4单独一条支路,电路图如图所示:
。
【点评】本题考查根据实物图画电路图,关键正确分析电路中各个用电器的连接方式和开关的位置。
四、实验题(19题5分,20题8分,共13分)
19.(5分)图1是探究“探究电流和电压的关系”的实验装置,电源电压为3V。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最 右 端;
(2)闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,两电表示数均没有变化,则电路故障可能是定值电阻 断 路;
(3)排除故障后,正确连接电路,闭合开关,将测得的数据绘制成I﹣U图象,如图2所示,通过导体的电流与导体两端的电压成 正比 ,滑动变阻器的最大阻值至少为 20 Ω;
(4)若将本实验中所用的电阻换成小灯泡,则不能完成本实验,理由是 灯泡的电阻随温度改变,不能保持电阻一定 。
【分析】(1)为了保护电路元件的安全,连接电路时开关应处于断开状态,滑动变阻器的滑片应调至最大电阻处;
(2)闭合开关,电流表无示数,说明电路可能断路,而电压表有示数,说明电压表与电源两极是接通的,即与电压表并联部分以外的电路是通路,据此分析故障原因;
(3)根据定值电阻的I﹣U图象为过原点的倾斜直线进行分析;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当电路中电流最小时变阻器连入电路中的电阻;
(4)根据控制变量法分析能否完成的实验。
【解答】解:(1)开关闭合前,为了保护电路,即滑片应处于最右端。
(2)闭合开关,发现电压表有示数,说明可能是电压表串联接入了电路,电流表无示数,两电表示数均没有变化。
(3)由图乙可知,当电阻一定时,所以在电阻一定时。
由图乙可知,导体两端的电压最小为1V,滑动变阻器两端的电压
U滑=U﹣U导体=3V﹣4V=2V;
滑动变阻器的电阻R滑===20Ω;
故滑动变阻器的最大阻值至少为20Ω。
(4)由于灯泡的电阻随温度改变,不能保持电阻一定。
故答案为:(1)右;(2)断;20,不能保持电阻一定。
【点评】本题是探究“电流与电压的关系”的实验,考查了实验注意事项、电路故障的分析、分析图象得出结论的能力、串联电路的规律、欧姆定律,难度中等。
20.(8分)如图所示,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:
(1)取相同 初温 、 质量 的水和煤油放入两个相同的容器里,用同样的两个酒精灯对它们加热(如图所示)。加热时使用搅拌器 使物质受热均匀 ;
(2)实验中加热时间相同,水和煤油吸收的热量 相同 (选填“相同”或“不相同”);
(3)本实验通过 加热时间 来反映水和煤油吸收热量的多少,这种研究问题的方法称为 转换法 ;
(4)在此实验中,最终得到了水和煤油的温度随时间的变化关系图像,如图乙所示 a (选填“a”或“b”)的吸热能力强。根据乙图,若不计实验中的热量损失,煤油的比热容是 2.1×103 J/(kg•℃)。[水的比热容]
【分析】(1)由表中数据可知水和煤油的质量关系,为使均匀受热,要使用搅拌器;(2)相同的热源,加热相同时间,放出热量相等,据此分析;
(3)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;
(4)根据图像,利用公式Q=cmΔt判断物质的吸热能力并进行计算。
【解答】解:(1)本实验探究“不同物质吸热能力”,实验中应运用控制变量法,其他因素均相同、初温的水和煤油放入两个相同的容器里,使用搅拌器;(2)加热相同时间后;
(3)使用相同的加热器通过加热时间的多少来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
(4)由图乙可知,在升高相同温度时,吸收更多的热量。水的比热容大于煤油的比热容,b是煤油,温度均从10℃升高到30℃,则水和煤油的吸收热量之比为2:1吸=cmΔt可知质量相同时,比热容和吸收热量成正比,则煤油的比热容为
。故答案为:(1)初温;使物质受热均匀;(3)加热时间;(4)a3。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和数据分析及比热容的物理意义及实验注意事项,为热学中的重要实验。
五、计算题(21题8分,22题10分,共18分)
21.(8分)小明为了控制灯泡的亮度,设计了如图所示的电路,已知电源电压恒定不变,且灯泡电阻不随温度变化。将滑片P置于a端,闭合开关S,当滑片P位于b端时,电流表示数为1A
(1)电源电压U;
(2)灯泡L的电阻;
(3)当电流表的示数为0.3A时,求此时滑动变阻器接入电路的电阻。
【分析】(1)由图甲可知,当滑片P移到b端时,只有灯泡L工作,电源电压等于灯泡L两端的电压,根据灯泡了正常工作可知电源电压;
(2)知道灯泡L的规格,根据欧姆定律计算出灯泡L的电阻;
(3)由图甲可知,滑动变阻器和灯泡L串联,当电流表的示数为0.3A时,利用欧姆定律计算出电路中的总电阻,根据串联电路的电阻特点求出滑动变阻器接入电路的阻值。
【解答】解:(1)由图甲可知,当滑片P移到b端时,只有灯泡L工作,则电源电压U=UL=6V;
(2)根据欧姆定律可得灯泡L的电阻:RL===6Ω;
(3)由图甲可知,滑动变阻器和灯泡L串联,当电流表的示数为I=0.6A时,
根据欧姆定律可知电路中的总电阻R总===20Ω;
根据串联电路的电阻特点可知此时滑动变阻器接入电路的电阻R′=R总﹣RL=20Ω﹣6Ω=14Ω。
答:(1)电源电压U为6V;
(2)灯泡L的电阻为3Ω;
(3)当电流表的示数为0.3A时,此时滑动变阻器接入电路的电阻为14Ω。
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用。
22.(10分)周末小明和爸爸驾车去青海湖游玩,汽车在一段平直且限速120km/h的高速公路上匀速行驶9km,消耗汽油1kg,汽油机效率为30%(假设汽油完全燃烧,q汽油取4.5×107J/kg),请你帮助小明解决下列问题:
(1)1kg汽油完全燃烧能放出多少热量;
(2)汽车在这段路面上行驶的过程中,克服阻力做功;
(3)通过计算说明该车是否超速。
【分析】由Q放=mq可求出天然气完全燃烧放出的热量;
用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率,其表达式为:η=×100%。
功率及速度的计算。
【解答】解:(1)1kg汽油完全燃烧放出的热量为
,
(2)汽车在这段路面上行驶的过程中,克服阻力做功为
(3)行驶时间为
则速度为
,
所以没有超速。
答:(1)1kg汽油完全燃烧能放出的热量为7.5×107J;(2)汽车在这段路面上行驶的过程中7J;(3)该车没有超速。
【点评】本题考查热量及机械功的计算,功率及速度的计算,综合性强,属于中等难度。
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