广东省梅州市大埔县2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷
2025-02-13
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内容正文:
2024-2025学年广东省梅州市大埔县九年级(上)期末物理试卷
一、单项选择题(本大题7小题,每小题3分,共21分),每小题给出的四个选项中,只有一个是正确的,请将正确选项的字母填在括号内。
1.(3分)以下电路中,电路正确而且有电流通过的是( )
A. B.
C. D.
2.(3分)如图所示,将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧紧地压在一起,两铅块就会结合起来,甚至下面吊一个钩码部不能把它们拉开,这个实验现象说明了( )
A.一切物质的分子都在不停地做无规则的运动
B.分子之间存在引力
C.分子之间存在斥力
D.分子间存在间隙
3.(3分)如图所示的电路中a、b是电表,闭合开关要使电灯发光,则( )
A.a、b都是电流表
B.a、b都是电压表
C.a是电压表,b是电流表
D.a是电流表,b是电压表
5.(3分)关于“热机”,下列说法正确的是( )
A.压缩冲程中的能量转化是内能转化为机械能
B.做功冲程中的能量的转化是机械能转化为内能
C.热机所产生的噪音,可以被热机上的消音器完全吸收
D.用水循环来降低热机的温度,主要是利用水比热容较大的特性
(多选)6.(3分)如图所示的电路中,甲灯泡比乙灯泡亮。则下列描述中正确的是( )
A.P甲>P乙 B.U甲=U乙 C.I甲>I乙 D.R甲>R乙
7.(3分)如图所示是小松同学做电学实验时所画电路图的一部分。根据此电路图,可直接研究的问题是( )
A.测小灯泡的功率
B.测电流流过小灯泡所做的功
C.测小灯泡消耗的电能
D.测小灯泡产生的热量
二、填空题(本大题7小题,每小题3分,共21分),请把下列各题的正确答案填在相应的横线上。
8.(3分)通常情况下,塑料梳子是 (填“导体”或“绝缘体”)。小萌用塑料梳子梳头时,发现头发会随梳子飘起来,这是 现象,头发与梳子相互吸引说明它们带 (填“同种”或“异种”)电荷。
9.(3分)汽车散热器常用水作为冷却剂,这是利用了水的比热容较 (选填“大”或“小”)的特点。一段时间后水量减少,剩下的水比热容 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。当汽车散热器散热时,通过 方式改变了水的内能。
10.(3分)“热”字有着多种含义,有时表示温度,有时表示热量,有时还表示内能。请说明下列例子中“热”所表示的含义。
(1)物体吸热,温度升高: ;
(2)燃料燃烧,产生热: ;
(3)今天的天气真热: 。
11.(3分)一个电阻,在它两端加10V的电压时,通过的电流为0.5A,该电阻的阻值为 Ω;当电阻两端的电压变为20V时,该电阻的阻值为 Ω;如果电阻两端的电压为零,该电阻的阻值为 Ω。
12.(3分)如图所示是四冲程汽油机工作过程中的 冲程;如图所示,是我们课堂演示的两个实验,与上述冲程原理相同的是实验 。(选填“甲”或“乙”);此过程中 能转化为机械能。
13.(3分)在如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图乙所示,则L1和L2 (填“串联”或“并联”),流过L1的电流是 A;流过L2的电流是 A。
14.(3分)如图所示是小明家的电能表,其示数为 kW•h。用1度电,它的转盘转过 转,小明关闭家中其他用电器,让电饭锅单独工作,观察到电饭锅工作12min电能表转盘转了500转,则这段时间电钣锅消耗电能为 kW•h。
三、作图题(4分)
15.(4分)按如图所示的实物连接图,在方框内画出相应的电路图。
三、实验题(本大题3小题,16题6分,17题6分,18题8分,共20分)
16.(6分)小明同学比较沙子和水的比热容,实验装置如图甲、乙所示。
(1)在两个相同的容器内分别装入初温、 相同的沙子和水;
(2)用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水,加热过程中需用玻璃棒不断搅拌。搅拌的目的是 ,测得实验数据如表格所示:
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
温度/℃
沙子
18
22
29
37
45
﹣
水
18
19
21
23
25
27
(3)5min时,温度计显示沙子的温度如图丙所示,其读数为 ℃;
(4)加热相同的时间,发现 的温度升得更高,有同学认为此过程中沙子吸收的热量比水吸收的热量多,该观点 (填“正确”或“错误”);
(5)分析数据可得沙子的比热容 (填“小于”“等于”或“大于”)水的比热容。
17.(6分)在探究并联电路电流规律的实验中,图甲是实验的电路图。
(1)电流表应 (填“串联”或“并联”)在被测电路中。若要测量干路电流,电流表应接在甲图中的 点。
(2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 ;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 A。
(3)下表是小亮同学在实验中用两盏规格相同的小灯泡测得的实验数据。由实验数据小亮得出的实验结论是:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等。请指出小亮探究过程的两点不妥之处: 。
A点电流IA
B点电流IB
C点电流IC
0.16A
0.16A
0.32A
18.(8分)请完成测量小灯泡的电功率实验的实验报告。
(1)原理:P= ;
(2)电路图:
(3)滑动变阻器的作用:
① ;
②改变 和 ,从而实现多次测量;
(4)实验记录
电压关系
功率关系
灯泡亮度
U实>U额
P实 P额
最亮
U实=U额
P实 P额
亮
U实<U额
P实 P额
暗
(5)结论:用电器两端电压不同,电功率就不同,小灯泡两端电压越高,实际功率越大,灯泡亮度越大;
(6)在本实验中, (选填“能”或“不能”)将多次测得的电功率求平均值作为小灯泡的额定功率。
四、计算题(本大题2小题,每小题7分,共14分)
19.(7分)为了测量某种液体的比热容,把质量为100g的铜块从沸腾的水中取出(标准大气压下),迅速投入质量为100g,温度为10℃的待测液体中,混合后的共同温度是25℃.若不计热量损失,求这种液体的比热容为多少[铜的比热容 c=0.4×103J/(kg•℃)]?
20.(7分)如图所示为电饭锅的电原理图,当控制开关闭合时电饭锅处于加热煮饭状态,此时功率为1000W.饭熟后,控制开关自动断开,电饭锅处于保温状态,若此时电饭锅的功率为100W。
求:电热板和保温器的电阻各为多少(假设电阻值不随温度的变化而变化)?
五、综合能力题(本大题3小题,21题、22题6分,23题8分,共20分)
21.(6分)如图所示的电路中:
(1)若使L1、L2串联,则应闭合 ,断开 。
(2)若使L1、L2并联,则应闭合 ,断开 。
(3)如果闭合S1、S3而断开S2,则灯 亮。
(4)如果闭合S1、S2,则会出现 路。
22.(6分)汽车是常见的交通工具,随着人们生活水平的提高,汽车也走进了寻常百姓家。汽车在新冠疫情期间运输物资,对疫情的防控起了重大作用。
(1)如图甲所示,汽油机一个工作循环包括四个冲程,一个气缸正常工作时四个冲程的顺序是 (对图甲中A、B、C、D重新排序);
(2)一台单缸四冲程汽油机,飞轮转速为1800r/min,该汽油机每分钟做功 次,图甲中D所示的汽油机冲程是通过 的方式改变燃气内能的;
(3)图乙所示为某汽油机的能流图,若E=1000J,E1=350J,E2=250J,E3=300J,则E4= J,则该汽油机的效率为η= ;
(4)以前的汽车发动机经常会很热,人们会用水来给汽车的发动机降温,原因是水的 很大。
23.(8分)用所学过的知识回答下列电路问题:
(1)如图甲所示,把玻璃珠接入电路中,闭合开关S,发现小灯泡L不发光,说明玻璃球是 ;现给玻璃珠加热,当玻璃珠加热到炽红状态时,发现小灯泡L发光,说明处于红赤状态的玻璃珠是 (以上两空均选填“导体”或“绝缘体”);
(2)如图乙所示的是一个封闭的电路盒,盒面上有两个灯泡和一个开关,拨动开关,两个灯泡或一齐亮或一齐灭。
①有同学说,这两个灯泡是串联的,你认为这位同学的看法 (选填“一定”或“不一定”)正确,理由是 ;
②不打开盒子,也无任何辅助器材,一位同学用以下方法即可判断出两灯的连接方式,请你帮他把方法补充完整:拧下其中一个灯泡,若另一个灯泡仍发光,则是 ,若另一个灯泡不发光,则是 (以上两空均选填“串联”或“并联”)。
(3)物理实验时,同学们把两只小灯泡串联接在用干电池做电源的电路中:
①小明连接好电路如图丙所示后闭合开关S,他发现L1L2两只灯泡都不亮,他用手按一下灯泡L1,L1、L2仍然都不亮,按一下灯泡L2两灯都亮,松开手两灯又不亮,则故障可能是 (选填“L1灯丝断了”“L2灯丝断了”“L1短路”“L2短路”或“L2与灯座接触不良”);
②排除故障后,闭合开关两灯同时亮,断开开关两灯同时灭;小明将开关S换接到L1和L2之间,闭合开关后观察到的现象是 (选填“L1先亮,L2后亮”“L2先亮,L1后亮”或“两灯同时亮”)。
2024-2025学年广东省梅州市大埔县九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
题号
1
2
3
5
7
答案
D
B
D
D
A
一、单项选择题(本大题7小题,每小题3分,共21分),每小题给出的四个选项中,只有一个是正确的,请将正确选项的字母填在括号内。
1.(3分)以下电路中,电路正确而且有电流通过的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据电路的组成和状态分析。
【解答】解:A、电路是开路,无电流;
B、电路中没有用电器,闭合开关会短路;
C、电路中没有电源,不会有电流;
D、电路是通路,有电流。
故选:D。
【点评】本题考查了电路的组成和得到电流和条件:有电压且电路是通路。
2.(3分)如图所示,将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧紧地压在一起,两铅块就会结合起来,甚至下面吊一个钩码部不能把它们拉开,这个实验现象说明了( )
A.一切物质的分子都在不停地做无规则的运动
B.分子之间存在引力
C.分子之间存在斥力
D.分子间存在间隙
【分析】要解答本题需掌握:分子间存在引力的条件,即分子间的距离大于平衡距离。
【解答】解:两块表面平整的铅放在一起,经过一段时间下面能吊起重物,说明分子间存在引力。
故选:B。
【点评】本题主要考查学生对分子间作用力的理解和掌握,是中考的热点。
3.(3分)如图所示的电路中a、b是电表,闭合开关要使电灯发光,则( )
A.a、b都是电流表
B.a、b都是电压表
C.a是电压表,b是电流表
D.a是电流表,b是电压表
【分析】根据电流表和电压表的使用规则去分析判断:
电流表应该与灯泡串联,若与灯泡并联,则会造成电源短路,烧坏电源和电流表,灯泡不发光;
电压表应该与灯泡并联,若与灯泡串联,则会造成灯泡不发光,而电压表会有明显的示数。
【解答】解:由图可知,表a与灯泡串联,表b与灯泡并联,根据电流表和电压表的使用规则可知,与灯泡串联的是电流表,与灯泡并联的是电压表,所以表a是电流表,表b是电压表。
故选:D。
【点评】本题考查了电流表和电压表的使用规则,在实验时,一定要按照电流表和电压表的使用规则进行操作。
5.(3分)关于“热机”,下列说法正确的是( )
A.压缩冲程中的能量转化是内能转化为机械能
B.做功冲程中的能量的转化是机械能转化为内能
C.热机所产生的噪音,可以被热机上的消音器完全吸收
D.用水循环来降低热机的温度,主要是利用水比热容较大的特性
【分析】解答本题要弄清内燃机压缩冲程和做功冲程中能量的转化,此处极易混淆。
【解答】解:A、压缩冲程中的能量转化是机械能转化为内能,不符合题意;
B、做功冲程中的能量的转化是内能转化为机械能,不符合题意;
C、消音器能吸收热机所产生的部分噪音,不能完全吸收,不符合题意;
D、用水循环来降低热机的温度,主要是利用水比热容较大的特性,符合题意;
故选:D。
【点评】此题考查了内燃机压缩冲程和做功冲程中能量的转化、噪音的减弱以及水比热容大的特性。
(多选)6.(3分)如图所示的电路中,甲灯泡比乙灯泡亮。则下列描述中正确的是( )
A.P甲>P乙 B.U甲=U乙 C.I甲>I乙 D.R甲>R乙
【分析】灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率;先根据亮度判断出实际功率的大小,再根据串联电路的特点判定电流的大小关系;再根据公式P=UI的变形U=确定电压的大小关系;最后根据P=I2R的变形R=即可确定电阻的大小关系。
【解答】解:AD、灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,因为甲灯泡比乙灯泡亮,所以甲灯泡的实际功率大于乙灯泡的实际功率,即P甲>P乙,故A正确;
C、甲、乙两灯是串联关系,串联电路中各处的电流都相等,因此I甲=I乙,故C错误;
B、根据公式P=UI的变形U=可知,U甲>U乙,故B错误;
D、根据P=I2R的变形R=可知,R甲>R乙,故D正确。
故选:AD。
【点评】解决本题的关键是掌握决定灯泡亮度的因素实际功率,然后从实际功率入手,再根据功率公式逐一分析即可。
7.(3分)如图所示是小松同学做电学实验时所画电路图的一部分。根据此电路图,可直接研究的问题是( )
A.测小灯泡的功率
B.测电流流过小灯泡所做的功
C.测小灯泡消耗的电能
D.测小灯泡产生的热量
【分析】由电路图可知,电压表测灯泡两端的电压,电流表测通过灯泡的电流,再根据选项中的实验原理进行判断。
【解答】解:由图知:电压表测灯泡两端的电压U,电流表测通过灯泡的电流I,
根据P=UI即可直接研究小灯泡的电功率;因为没有明确时间t,故本实验不能研究:测电流流过小灯泡所做的功、测小灯泡消耗的电能、测小灯泡产生的热量;
故选:A。
【点评】本题考查了实验电路图的分析,关键是明白各个实验的原理和电路元件的作用,要注意此电路图仅为电路的一部分,且要求能直接测量的实验
二、填空题(本大题7小题,每小题3分,共21分),请把下列各题的正确答案填在相应的横线上。
8.(3分)通常情况下,塑料梳子是 绝缘体 (填“导体”或“绝缘体”)。小萌用塑料梳子梳头时,发现头发会随梳子飘起来,这是 摩擦起电 现象,头发与梳子相互吸引说明它们带 异种 (填“同种”或“异种”)电荷。
【分析】(1)梳子的材料是塑料,属于绝缘体。
(2)通过摩擦的方法使物体带电的过程叫摩擦起电。
(3)电荷间的作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:塑料梳子的材料是塑料,是很好的绝缘体。
用塑料梳子梳头时,发现头发会随梳子飘起来,这是摩擦起电现象。
摩擦起电的实质是电荷的转移,头发与梳子相互吸引说明它们带异种电荷。
故答案为:绝缘体;摩擦起电;异种。
【点评】知道生活中常见的绝缘体;明确摩擦起电现象和电荷间的作用规律;可解答此题。
9.(3分)汽车散热器常用水作为冷却剂,这是利用了水的比热容较 大 (选填“大”或“小”)的特点。一段时间后水量减少,剩下的水比热容 不变 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。当汽车散热器散热时,通过 热传递 方式改变了水的内能。
【分析】(1)水的比热容大,说明相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关,与吸放热的多少、质量、体积的大小都没有关系;
(2)改变内能的方法:一是做功,二是热传递。
【解答】解:
(1)水的比热容较大大,和其它物质比较,升高相同温度吸收热量多,所以汽车散热器常用水作为冷却剂;
比热容是物质的一种特性,与质量的大小无关,一段时间后水量减少,剩下水的比热容不变;
(2)散热时,在发动机和水之间发生了热传递,改变了发动机的内能,是通过热传递的方式改变的。
故答案为:大;不变;热传递。
【点评】本题考查了水的比热容大的特点在生活中的应用、改变内能的方法的了解和掌握,考查学生灵活运用知识的能力。
10.(3分)“热”字有着多种含义,有时表示温度,有时表示热量,有时还表示内能。请说明下列例子中“热”所表示的含义。
(1)物体吸热,温度升高: 热量 ;
(2)燃料燃烧,产生热: 内能 ;
(3)今天的天气真热: 温度 。
【分析】“热”有不同含义,有“温度”“内能”“热量”等多种含义,温度表示物体的冷热程度;内能表示物体具有内能;热量是热传递过程中吸收或放出热量的多少。
【解答】解:(1)物体吸热,温度升高物体吸热是指吸收热量;
(3)燃料燃烧,产生热:燃烧产生热是指将化学能转化为内能。
(4)天气很热,是指温度高;
故答案为:(1)热量;(2)内能;(3)温度。
【点评】本题考查了内能、温度、热量的概念。内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和;温度指物体的冷热程度;热量是指在热传递或做功的过程中,内能改变的多少。
11.(3分)一个电阻,在它两端加10V的电压时,通过的电流为0.5A,该电阻的阻值为 20 Ω;当电阻两端的电压变为20V时,该电阻的阻值为 20 Ω;如果电阻两端的电压为零,该电阻的阻值为 20 Ω。
【分析】求电阻要利用欧姆定律,电阻是导体的属性,其大小不会随着电压和电阻的变化而变化。
【解答】解:该电阻的阻值为:
R=;
电阻是导体的属性,跟所加电压的大小无关,所以当电阻两端的电压变为20V、0V时,电阻的阻值还是20Ω。
故答案为:20;20;20。
【点评】解答此类问题时要根据欧姆定律求解,同时要注意电阻是导体本身的属性。
12.(3分)如图所示是四冲程汽油机工作过程中的 做功 冲程;如图所示,是我们课堂演示的两个实验,与上述冲程原理相同的是实验 乙 。(选填“甲”或“乙”);此过程中 内 能转化为机械能。
【分析】(1)内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,判断冲程名称可用口诀:“先看气门开关情,再看活塞上下行;开下吸气开上排,关上压缩关下功”进行分析。
(2)改变物体内能的方式有热传递和做功两种。做功改变物体内能的实质是能量的转化,具体来说是内能和机械能的相互转化。对物体做功,物体的内能增加,温度升高;物体对外做功,物体的内能减少,温度降低。
【解答】解:(1)两个气门都关闭,活塞向下运动,因此是做功冲程;
(2)甲图是用力将活塞压下,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧。是通过对物体做功来增大物体内能的,即是将机械能转化为内能的过程。
乙图对试管中的水加热,加快水的蒸发,使试管中水的内能增大,体积膨胀,对外做功,使塞子飞出去,内能转化为塞子的机械能。
因此与做功冲程原理相同的是乙实验。
故答案为:做功;乙;内。
【点评】此题是通过内燃机的工作原理和课本中的实验来验证做功改变物体内能的方法,是一道比较简单的实验题,掌握热机的工作原理,学会变通。
13.(3分)在如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图乙所示,则L1和L2 并联 (填“串联”或“并联”),流过L1的电流是 1.2 A;流过L2的电流是 0.3 A。
【分析】用电器并列连接的电路叫并联电路,用电器逐个顺次连接的电路叫串联电路;
由图可知,两灯并联,电流表A1测的是干路电流,电流表A2测的是L2所在支路的电流;根据并联电路电流特点分析两电流表量程并读数,从而得到通过各灯的电流大小。
【解答】解:由图可知,两灯并联,电流表A1测的是干路电流,电流表A2测的是L2所在支路的电流;
由并联电路的电流特点可知,干路中的电流大于各支路电流,而两个电流表指针偏转相同,所以电流表A1选用的应该是0~3A量程,A2选用的是0~0.6A量程;
所以电流表A1的示数为I总=1.5A,即干路电流为1.5A;电流表A2的示数为I2=0.3A,即通过灯L2的电流为0.3A,
由并联电路电流特点可得,通过灯L1的电流大小为:
I1=I总﹣I2=1.5A﹣0.3A=1.2A。
故答案为:并联;1.2;0.3。
【点评】本题主要考查并联电路电流特点的应用和电流表的读数,确定电流表的量程是解题的关键。
14.(3分)如图所示是小明家的电能表,其示数为 1123.4 kW•h。用1度电,它的转盘转过 2500 转,小明关闭家中其他用电器,让电饭锅单独工作,观察到电饭锅工作12min电能表转盘转了500转,则这段时间电钣锅消耗电能为 0.2 kW•h。
【分析】电能表是用来测量用电器在一定时间内消耗电能多少的仪表;电能表的最后一位是小数,单位是kW•h。
从电能表的表盘上可以看出,每消耗1kw•h的电能转盘就转过2500r,可求消耗1度电,转过的转数。
从电能表的表盘上可以看出,每消耗1kw•h的电能转盘就转过2500r,可求电能表转盘转了500转消耗的电能。
【解答】解:电能表示数为1123.4kW•h;从电能表的表盘上可以看出,每消耗1kw•h的电能表转盘就转过2500r,1度=1kw•h,所以电能表转盘就转过2500r;电能表转盘转了500转,电钣锅消耗电能为=0.2kw•h。
故答案为:1123.4;2500;0.2。
【点评】本题考查了电能表的读数,和转数求解,以及已知转数求度数,注意理解。
三、作图题(4分)
15.(4分)按如图所示的实物连接图,在方框内画出相应的电路图。
【分析】由实物图分析电路的连接情况,再画出对应的电路图。
【解答】解:由实物图知,两灯并联,开关S1在干路上,S2在L2支路上,电路图如图所示:
。
【点评】本题考查根据实物图画电路图,正确分析电路的连接方式和开关的位置是关键。
三、实验题(本大题3小题,16题6分,17题6分,18题8分,共20分)
16.(6分)小明同学比较沙子和水的比热容,实验装置如图甲、乙所示。
(1)在两个相同的容器内分别装入初温、 质量 相同的沙子和水;
(2)用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水,加热过程中需用玻璃棒不断搅拌。搅拌的目的是 使沙子和水受热均匀 ,测得实验数据如表格所示:
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
温度/℃
沙子
18
22
29
37
45
﹣
水
18
19
21
23
25
27
(3)5min时,温度计显示沙子的温度如图丙所示,其读数为 52 ℃;
(4)加热相同的时间,发现 沙子 的温度升得更高,有同学认为此过程中沙子吸收的热量比水吸收的热量多,该观点 错误 (填“正确”或“错误”);
(5)分析数据可得沙子的比热容 小于 (填“小于”“等于”或“大于”)水的比热容。
【分析】(1)(5)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;
(2)实验中应使沙子和水受热均匀;
(3)温度计的读数:确定每一个小格代表的示数,然后根据液面的位置读数;
(4)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法。
【解答】解:(1)根据比较吸热能力的两种方法,应控制不同物质的质量相同,故在两烧杯中分别装入初温相同且质量相等的沙子和水;
(2)为了使沙子和水受热均匀,实验中应用玻璃棒不断搅拌;
(3)温度计每一个小格代表1℃,示数是52℃;
(4)实验中用相同的酒精灯加热,加热相同的时间,水和沙子吸收的热量相同;有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多,该观点是错误的;
(5)根据表格中的数据可知,质量相同的水和沙子,加热相同的时间,吸收相同的热量,水的温度升高的慢,则水的吸热能力大,水的比热容大,沙子的比热容小于水的比热容。
故答案为:(1)质量;(2)使沙子和水受热均匀;(3)52;(4)沙子;错误;(5)小于。
【点评】本题比较水和沙子吸热本领的大小,考查了转换法和控制变量法的应用,是热学中的重要实验。
17.(6分)在探究并联电路电流规律的实验中,图甲是实验的电路图。
(1)电流表应 串联 (填“串联”或“并联”)在被测电路中。若要测量干路电流,电流表应接在甲图中的 C 点。
(2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 电流表正负接线柱接反了 ;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 0.24 A。
(3)下表是小亮同学在实验中用两盏规格相同的小灯泡测得的实验数据。由实验数据小亮得出的实验结论是:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等。请指出小亮探究过程的两点不妥之处: ①只根据一次测量就得出结论,不具有普遍性;②用同一规格的灯泡进行实验,结论具有片面性 。
A点电流IA
B点电流IB
C点电流IC
0.16A
0.16A
0.32A
【分析】(1)电流表应串联接入电路,测干路电流时,电流表应串联接在干路中。
(2)电流应从电流表的正接线柱流入、负接线柱流出,否则,电流表指针将反向偏转;
由图丙所示电流表确定电流表量程与分度值,读出电流表示数。
(3)为使实验结论具有普遍性,应换用不同规格的灯泡进行多次测量。
【解答】解:(1)电流表应串联在被测电路中。由电路图可知,若要测量干路电流,则电流表应接在甲图中的C点。
(2)由图乙所示电流表可知,电流表指针反向偏转,电流表正负接线柱接反了;
由图丙所示电流表可知,电流表量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表示数是0.24A。
(3)实验中之进行了一次测量就得出实验结论,不具有普遍性,为了得出普遍结论应进行多次测量;
实验中,两灯泡规格相同,得出支路电流相等的结论是片面的,应换用不同规格的灯泡进行实验,是实验结论具有普遍性。
故答案为:
(1)串联;C;
(2)电流表正负接线柱接反了;0.24;
(3)①只根据一次测量就得出结论,不具有普遍性;②用同一规格的灯泡进行实验,结论具有片面性。
【点评】本题考查了电流表的接法、电流表读数、实验评价等问题;对电表读数时,应先确定电表量程与分度值,然后再读数,读数时视线要与电表刻度线垂直。
18.(8分)请完成测量小灯泡的电功率实验的实验报告。
(1)原理:P= UI ;
(2)电路图:
(3)滑动变阻器的作用:
① 保护电路 ;
②改变 灯泡两端的电压 和 电流 ,从而实现多次测量;
(4)实验记录
电压关系
功率关系
灯泡亮度
U实>U额
P实 > P额
最亮
U实=U额
P实 = P额
亮
U实<U额
P实 < P额
暗
(5)结论:用电器两端电压不同,电功率就不同,小灯泡两端电压越高,实际功率越大,灯泡亮度越大;
(6)在本实验中, 不能 (选填“能”或“不能”)将多次测得的电功率求平均值作为小灯泡的额定功率。
【分析】(1)根据P=UI得到小灯泡的电功率;
(3)滑动变阻器可以保护电路,它的作用主要是改变灯泡两端的电压和电流;
(4)根据实际功率和额定功率的大小关系填空;
(6)不同电压下灯泡的电功率不同,不能将多次测得的电功率求平均值作为小灯泡的额定功率。
【解答】解:(1)测量小灯泡的电功率的原理是P=UI;
(3)①滑动变阻器可以保护电路;
②滑动变阻器可以改变灯泡两端的电压和电流,从而实现多次测量;
(4)当U实>U额时,P实>P额,当U实<U额时,P实<P额,当U实=U额时,P实=P额;
(6)由表中数据可知,小灯泡两端电压越高,实际功率越大,不能将多次测得的电功率求平均值作为小灯泡的额定功率。
故答案为:(1)P=UI;
(3)①保护电路;
②灯泡两端的电压;电流;
(4)>;=;<;
(6)不能。
【点评】本题考查了伏安法测小灯泡电功率的实验,属于基础题。
四、计算题(本大题2小题,每小题7分,共14分)
19.(7分)为了测量某种液体的比热容,把质量为100g的铜块从沸腾的水中取出(标准大气压下),迅速投入质量为100g,温度为10℃的待测液体中,混合后的共同温度是25℃.若不计热量损失,求这种液体的比热容为多少[铜的比热容 c=0.4×103J/(kg•℃)]?
【分析】知道铜块的质量、铜的比热容、铜块的初温和末温,利用放热公式Q放=cm△t求铜块放出的热量;若不计热量损失,这些热量被液体吸收,即Q吸=Q放,而Q吸=c液m液△t液,据此求液体的比热容。
【解答】解:
铜块的质量:
m铜=100g=0.1kg,
铜块放出的热量:
Q放=c铜m铜△t铜
=0.4×103J/(kg•℃)×0.1kg×(100℃﹣25℃)
=3000J,
若不计热量损失,这些热量被液体吸收,即Q吸=Q放,
∵Q吸=c液m液△t液,
即:c液×0.1kg×(25℃﹣10℃)=3000J,
解得:
c液=2×103J/(kg•℃)。
答:这种液体的比热容为2×103J/(kg•℃)。
【点评】本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t和放热公式Q放=cm△t的掌握和运用,利用好“若不计热量损失Q吸=Q放”是本题的关键。
20.(7分)如图所示为电饭锅的电原理图,当控制开关闭合时电饭锅处于加热煮饭状态,此时功率为1000W.饭熟后,控制开关自动断开,电饭锅处于保温状态,若此时电饭锅的功率为100W。
求:电热板和保温器的电阻各为多少(假设电阻值不随温度的变化而变化)?
【分析】电饭锅是家用电器,正常工作电压为220V,
根据R=能求出加热时加热板的电阻,能求出电饭锅保温时电路总电阻,再根据串联电路总电阻等于各串联导体的电阻之和,求出保温器的电阻。
【解答】解:电饭锅加热时只有加热板工作,
所以R板===48.4Ω,
电饭锅保温时,保温器与加热板串联在电路中,
R总===484Ω,
所以R保=R总﹣R板=484Ω﹣48.4Ω=435.6Ω。
答:电热板和保温器的电阻分别为48.4Ω、435.6Ω。
【点评】电饭锅是家庭中常用的家用电器。电饭锅有加热和保温两个状态。本题加热功率和保温功率是整个电饭锅的功率。
利用额定功率和额定电压,求用电器的电阻是最常见的方法,一定要掌握。
五、综合能力题(本大题3小题,21题、22题6分,23题8分,共20分)
21.(6分)如图所示的电路中:
(1)若使L1、L2串联,则应闭合 S1 ,断开 S2、S3 。
(2)若使L1、L2并联,则应闭合 S2、S3 ,断开 S1 。
(3)如果闭合S1、S3而断开S2,则灯 L2 亮。
(4)如果闭合S1、S2,则会出现 短 路。
【分析】串联电路只有一条电流路径,流过一个元件的电流同时流过另一个元件,因此各元件相互影响;而并联电路中有多条支路,所以各元件独立工作、互不影响。
电源短路是指电源两极不经过用电器直接连通的电路,该电路绝对不允许。
【解答】解:(1)若使L1、L2串联,电流从电源正极出发后依次经过两盏灯泡,电路中只有一条通路,则闭合S1,断开S2、S3;
(2)若使L1、L2并联,电流从电源正极出发后分别流经两盏灯泡,最后回到电源的负极,则应闭合S2、S3,断开S1。
(3)如果闭合S1、S3而断开S2,L1被短路,只有L2连入电路,则灯L2亮。
(4)如果闭合S1、S2,电流从电源正极出发直接回到电源负极,则会出现短路。
故答案为:(1)S1;S2、S3;(2)S2、S3;S1;(3)L2;(4)短。
【点评】解决此类问题要结合串联电路和并联电路的特点选择合适的开关组合。
22.(6分)汽车是常见的交通工具,随着人们生活水平的提高,汽车也走进了寻常百姓家。汽车在新冠疫情期间运输物资,对疫情的防控起了重大作用。
(1)如图甲所示,汽油机一个工作循环包括四个冲程,一个气缸正常工作时四个冲程的顺序是 BADC (对图甲中A、B、C、D重新排序);
(2)一台单缸四冲程汽油机,飞轮转速为1800r/min,该汽油机每分钟做功 900 次,图甲中D所示的汽油机冲程是通过 做功 的方式改变燃气内能的;
(3)图乙所示为某汽油机的能流图,若E=1000J,E1=350J,E2=250J,E3=300J,则E4= 100 J,则该汽油机的效率为η= 25% ;
(4)以前的汽车发动机经常会很热,人们会用水来给汽车的发动机降温,原因是水的 比热容 很大。
【分析】(1)内燃机的四个冲程:吸气、压缩、做功、排气冲程,根据气门开闭和活塞移动情况确定冲程的名称,并排出正确顺序;
(2)热机完成一个工作循环,要经过4个冲程,燃气对外做功1次,活塞往返2次,飞轮转动2周,根据这个比例关系可以求出答案;改变内能的方式有做功和热传递两种方式;
(3)热机的机械效率是指有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值;
(4)水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多。
【解答】解:(1)甲中的两个气阀都关闭,活塞向上运动,所以为压缩冲程,是第二个冲程;乙中的进气阀打开,活塞向下运动,所以为吸气冲程,是第一个冲程;丙中的排气阀打开,活塞向上运动,所以为排气冲程,是第四个冲程;丁中的两个气阀都关闭,火花塞点火,活塞下运动,所以为做功冲程,是第三个冲程;故先后顺序为:BADC。
(2)若飞轮转速是1800r/min,表示每分钟飞轮转动1800圈,因为飞轮转2圈,对外做功1次,所以,飞轮转1800圈,对外做功900次。
图甲中D所示的汽油机冲程中燃气对外做功,则其内能减小,即通过做功的方法改变物体的内能。
(3)由能流图可知E4=E﹣E1﹣E2﹣E3=1000J﹣350J﹣250J﹣300J=100J,
燃料完全燃烧放出的热量为E,有用机械能即有用功为E2,所以内燃机的效率
;
(4)因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以人们用冷水冷却发动机。
故答案为:(1)BADC;(2)900;做功;(3)100;25%;(4)比热容。
【点评】本题考查了内燃机四冲程的特点、改变内能的方式、效率的计算以及水的比热容大的应用等,根据气门开闭和活塞移动情况确定冲程的名称是关键。
23.(8分)用所学过的知识回答下列电路问题:
(1)如图甲所示,把玻璃珠接入电路中,闭合开关S,发现小灯泡L不发光,说明玻璃球是 绝缘体 ;现给玻璃珠加热,当玻璃珠加热到炽红状态时,发现小灯泡L发光,说明处于红赤状态的玻璃珠是 导体 (以上两空均选填“导体”或“绝缘体”);
(2)如图乙所示的是一个封闭的电路盒,盒面上有两个灯泡和一个开关,拨动开关,两个灯泡或一齐亮或一齐灭。
①有同学说,这两个灯泡是串联的,你认为这位同学的看法 不一定 (选填“一定”或“不一定”)正确,理由是 可能也是并联的,开关在干路上 ;
②不打开盒子,也无任何辅助器材,一位同学用以下方法即可判断出两灯的连接方式,请你帮他把方法补充完整:拧下其中一个灯泡,若另一个灯泡仍发光,则是 并联 ,若另一个灯泡不发光,则是 串联 (以上两空均选填“串联”或“并联”)。
(3)物理实验时,同学们把两只小灯泡串联接在用干电池做电源的电路中:
①小明连接好电路如图丙所示后闭合开关S,他发现L1L2两只灯泡都不亮,他用手按一下灯泡L1,L1、L2仍然都不亮,按一下灯泡L2两灯都亮,松开手两灯又不亮,则故障可能是 L2与灯座接触不良 (选填“L1灯丝断了”“L2灯丝断了”“L1短路”“L2短路”或“L2与灯座接触不良”);
②排除故障后,闭合开关两灯同时亮,断开开关两灯同时灭;小明将开关S换接到L1和L2之间,闭合开关后观察到的现象是 两灯同时亮 (选填“L1先亮,L2后亮”“L2先亮,L1后亮”或“两灯同时亮”)。
【分析】容易导电的称为导体,不容易导电的称为绝缘体;导体和绝缘体之间并没有绝对的界限。
用电器只能同时工作的是串联电路,可以独立工作的是并联电路。
【解答】解:(1)如图甲所示,把玻璃珠接入电路中,闭合开关S,发现小灯泡L不发光,说明玻璃球是绝缘体;现给玻璃珠加热,当玻璃珠加热到炽红状态时,发现小灯泡L发光,说明处于红赤状态的玻璃珠是导体,说明导体和绝缘体之间并没有绝对的界限。
(2)如图乙所示的是一个封闭的电路盒,盒面上有两个灯泡和一个开关,拨动开关,两个灯泡或一齐亮或一齐灭。
①有同学说,这两个灯泡是串联的,这位同学的看法不一定正确,理由是可能也是并联的,开关在干路上;
②不打开盒子,也无任何辅助器材,一位同学用以下方法即可判断出两灯的连接方式:拧下其中一个灯泡,若另一个灯泡仍发光,则是并联,若另一个灯泡不发光,则是串联,因为用电器只能同时工作的是串联电路,可以独立工作的是并联电路。
(3)物理实验时,同学们把两只小灯泡串联接在用干电池做电源的电路中:
①小明连接好电路如图丙所示后闭合开关S,他发现L1L2两只灯泡都不亮,他用手按一下灯泡L1,L1、L2仍然都不亮,按一下灯泡L2两灯都亮,松开手两灯又不亮,则故障可能是L2与灯座接触不良
②排除故障后,闭合开关两灯同时亮,断开开关两灯同时灭;小明将开关S换接到L1和L2之间,闭合开关后观察到的现象是两灯同时亮,因为在串联电路中,开关的作用与所处位置无关。
故答案为:(1)绝缘体;导体;(2)①不一定;可能也是并联的,开关在干路上;②并联;串联;(3)①L2与灯座接触不良;②两灯同时亮。
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