精品解析:辽宁省大连市高新技术产业园区2024-2025学年九年级上学期期末考试物理试题
2025-03-25
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内容正文:
九年级(上)期末检测物理试卷
(本试卷共24道题 满分80分 考试时长90分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本题共9小题,每小题2分,共18分。在每小题给出的四个选项中,第题只有一项符合题目要求,选对的得2分;第7~9题有多项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1. 下列数据中,最接近实际情况的是( )
A. LED节能台灯的功率约为500W
B. 家用电冰箱的正常工作电流约1A
C. 对人体来说,安全电压是36V
D. 某家用空调正常工作2h消耗电能大约1J
2. 科技自立自强是国家发展的战略支撑,某品牌手机采用了具有中国自主知识产权的芯片,因而受到了广泛的关注,关于此手机下列说法正确的是( )
A. 制造芯片的主要材料是半导体
B. 给手机充电时,电池相当于电源
C. 手机在使用时把电能主要转化为内能
D. 给手机充电的过程中,是将化学能转化为电能
3. 某学习小组用装满盐水的气球连接在如图所示的电路中。当用手向相反的方向拉扯连接气球的导线(盐水与导线充分接触且气球不破裂)时,下面说法正确的是( )
A. 小灯泡变得更暗
B. 电压表与电流表示数的比值变小
C. 电流表的示数变大
D. 无论怎样拉动,电压表的示数不变
4. 《天工开物》中记载的精密铸造法——“失蜡法”,可追溯至春秋时期,做法是:制模结壳浇铸成型。下列有关说法中,正确的是( )
A. 结壳过程中加热烘烤,温度从外壳的高温部分传递给低温部分
B. 壳中包裹的蜡熔化过程中,温度不变,内能不变
C. 打磨成型过程中,铸件的内能增加是通过做功实现的
D. 当温度为0℃时,组成铸件的分子停止无规则运动
5. 智能扫地机能自动清扫房间内的地板,给人们的生活带来方便。当手动闭合开关S1,或者对它说“开始清扫”(闭合开关),再或者手机App启动(闭合开关)时,电动机都会工作,扫地机进入清扫模式;在即将完成清扫时,开关自动闭合,电铃工作发出提醒。下列选项中符合上述设计要求的是( )
A. B.
C. D.
6. 小明在探究“并联电路中的电流关系”实验中,组装如图电路,器材完好,导线与接线柱接触良好。关于这个电路下列说法正确的是( )
A. 用开关试触时,L1不能发光,因为L1被导线“4”短路
B. 用开关试触时,都能发光,甲、乙、丙三个电流表指针都能正常偏转
C. 闭合开关,电路工作时,乙电流表会损坏
D. 为完成实验,可将导线3接在上的接线端改接在乙电流表的负接线柱上
7. 如图所示的电路中,电源电压不变,定值电阻R2=3R1,只闭合开关S时,电流表的示数为I,电压表示数为U,电路消耗的总功率P。再闭合开关S1时,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数为3I B. 电压表示数和电流表示数的比值变小
C. R2的电功率变大 D. 电路消耗的总功率为4P
8. 规格相同的甲、乙两容器装了相同质量的水,用不同的电加热器加热,忽略散热,下列说法正确的是( )
A. 加热相同的时间,甲杯水升温比乙杯的多
B. 加热相同的时间,两杯水吸收的热量相同
C. 吸收相同的热量,甲杯水升温比乙杯的多
D. 甲杯水加热4min与乙杯水加热7min吸收的热量相同
9. 如图是某车辆限载电子秤的工作原理图。电源电压不变,R1是力敏电阻,其阻值随压力的增大而减小,R2是定值电阻。若用电流表或电压表改装后接入电路来显示车辆的质量变化,则当车辆质量增加时,电流表或电压表示数如何变化( )
A. 若用电流表显示车辆的质量变化,电流表示数变大
B. 若用电流表显示车辆的质量变化,电流表示数变小
C. 若用电压表显示车辆的质量变化且电压表与力敏电阻R1并联时,示数变小
D. 若用电压表显示车辆的质量变化且电压表与定值电阻R2并联时,示数变大
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共12分)
10. 大连的烤鱿鱼深受人们的喜欢。鱿鱼在烧烤的过程中,很远就能够闻到香味,这是一种___________现象,将烤好的鱿鱼放在嘴边感觉到很烫,这是通过___________的方式增加了嘴的内能。
11. 我国西晋学者张华在《博物志》中写到“今人梳头、脱着衣时,有随梳、解结有光者,亦有咤声”,则可推断梳子带 ___________电,梳子在摩擦过程中 ___________(选填“得到”或“失去”)电子。
12. 北京时间2024牛12月5日,我国在太原卫星友好中心使用长征六号运载火箭,成功将千帆极轨03组卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。火箭加速升空时,燃料燃烧,燃气的内能转化为火箭的___________能;火箭主要用液态氢作为燃料是因为液态氢的___________大。
13. 家庭电路中的电热水器和电灯正在工作,再接入一个电饭锅,电路的总电阻将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);电饭锅接入电路中应选三孔插座,使它的金属外壳与___________相连。
14. 在如图所示的电路图中,若闭合开关S1、S3,断开开关S2,则小灯泡L1、L2是___________(选填“串”或“并”)联;若闭合开关___________,则会造成电源短路。
15. 如图甲,是一种流水线上的计数器的简化电路,电源电压恒为10V,是光敏电阻,阻值随光强度增大而减小。是定值电阻,检测器相当于一个电压表,图乙是AB两端的电压随时间变化的图像。当有物品挡住红外线时,电压表示数_____________(填“变小”、“不变”或“变大”);有红外线照射和无红外线照射时,电路的总功率之比为_____________。
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
16. 在如图所示的电路中添加两根导线,要求:闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变小,灯的亮度不变。
17. 某家庭电路各元件如图所示,请完成家庭电路的设计电路,既满足电灯和换气扇能独立工作,又符合安全用电要求。
四、实验题(本题共4小题,共24分)
18. 学习了家庭电路后,小明对家庭电路进行了调查研究。
(1)家庭电路中“超负荷”是指家庭用电器___________过大。小明发现出现上述情况时,电路中的熔断器或空气开关会自动切断电路。
(2)观察厨房中的电器时,妈妈告诉他,以前电饭煲不用时要将插头从插座上拔下来,既不方便也容易损坏插座。后来电工师傅换了一个如图甲所示的带开关的插座后,只要拨动下开关就可以断开电了。小明仔细观察了插座后,很快就在纸上画出了如图乙所示的插座背面接线示意图。则图中最上面的一根线应该是___________(选填“火”或“零”)线,两孔插座与三孔插座是___________联的。
(3)要利用图丙所示的电能表来估测电饭煲的电功率,小明首先断开家中所有用电器,再将一只电饭煲接入电路正常工作。小明发现电能表的转盘转过24转所需的时间刚好为1min,则这只电饭煲的额定功率是___________W。
19. 某实验小组“探究并联电路电流的关系”的实验,电路图如图甲所示。
(1)按图甲连接电路时,开关S应该___________(选填“断开”或“闭合”)。在闭合开关前,观察电流表,发现指针指在如图乙所示的位置,他接下来的操作应该是___________。
(2)闭合开关后,观察到两个小灯泡,一个很亮,一个发光微弱,造成这种现象的原因可能是___________(将正确选项前的字母填在横线上)。
A. 这两个灯泡两端的电压大小不同 B. 发光微弱的灯泡的灯丝断了
C. 灯泡的规格不同 D. 发光微弱的灯泡被短路
(3)正确连接后,他在第一次实验电流表接在B处时,发现电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为___________A。
实验次数
1
2
3
电流
0.12
0.12
0.18
电流
0.18
0.30
电流
0.36
0.30
0.48
(4)换不同规格的灯泡进行多次实验,并把实验数据记录在表格中。分析表中数据,可得出并联电路电流规律的表达式为___________(用表示),该实验多次测量的目的是___________(选填序号“A”或“B”)。
A.减小实验误差 B.寻找普遍规律。
20. 某兴趣小组同学“探究电流与电阻的关系”,电源电压恒为6V,实验中电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”,将电阻箱接入之间完成实验。
(1)先将电阻箱调到30Ω接入图甲所示电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最_______(选填“左”或“右”)端;
(2)控制电阻箱两端的电压为3V不变,他们首先将电阻箱调至5Ω,测出电流。断开开关后,接着将电阻箱调至10Ω,继续操作有以下四步:
①闭合开关;
②将滑动变阻器的滑片移到最右端;
③记录电流表示数;
④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。
从安全和规范角度考虑,正确的顺序是___________(填序号);
上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是___________;
(3)记录实验数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
30
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.12
0.1
①在图乙方格纸上画出电流I与电阻R关系的图像_______;
②分析实验数据和图像,可得出的探究结论是___________。
(4)该小组同学学习了欧姆定律之后,知道了在他们当前的实验中,若保持电流表所选的量程和控制的电压值不改变,则电阻箱可接入的阻值范围是___________Ω到___________Ω;
(5)小明找来一个小灯泡将电阻箱更换,测得数据后发现通过小灯泡的电流与两端的电压关系如图丙中①所示,若闭合开关S,滑动变阻器滑片P向某一方向滑动过程中,小灯泡变亮,小灯泡阻值的变化量大小为,滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小为,则这两个量的大小关系是:___________(选填“大于”“小于”“等于”或“无法确定”)。另外一个同学用相同的器材和电路图也做这个实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的图像如图丙中图线②所示,你认为错误的原因可能是___________。
21. 小明在做“测量小灯泡的额定功率”实验时,所用小灯泡的额定电压为2.5V,正常工作时灯丝的电阻约为8Ω,选用两节新干电池做电源。
(1)小明设计并连接了如图甲所示的电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整_________;
(2)因前面同学做实验时将小灯泡的灯丝烧断,小明没有检查直接将灯丝烧断的小灯泡正确接入电路中,闭合开关后将观察到的现象是___________(将正确选项前的字母填在横线上);
A. 电压表有示数,电流表有示数
B. 电压表有示数,电流表无示数
C. 电压表无示数,电流表有示数
D. 电压表无示数,电流表无示数
(3)更换同样规格的新小灯泡后,调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为___________W;
(4)小明在测量另一个额定电流为I0小灯泡的额定功率实验中,电压表被损坏,设计了如图丙所示的电路,测出了小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R1的最大阻值是R0,将以下实验步骤补充完整:
①只闭合S和S1,调节滑动变阻器R1滑片的位置,使电流表的示数为I0;
②只闭合S和S2,保持滑动变阻器R1滑片位置不变,调节滑动变阻器R2,使电流表的示数仍为I0;
③___________,保持滑动变阻器R2滑片位置不变,将R1的滑片调至最左端,记下电流表的示数为I1;再将R1的滑片调至最右端,记下电流表的示数为I2;
④写出小灯泡额定电功率的表达式P=___________(用R0、I0、I1、I2表示)
五、综合应用题(本题共3小题,共22分)
22. 太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能,在的有效照射时间内,将热水器中质量为、初温为的水温度升高到。[]求:
(1)热水器中的水吸收的热量是多少?
(2)热水器5h内接收到的太阳能是多少?
(3)热水器的效率是多少?
(4)若改用热效率为的煤炉来加热这些水,需要完全燃烧多少煤?()
23. 在“节能减排,废旧利用”活动中,小明想利用废旧的电热丝(阻值不变)改装一个具有加热和保温功能的电加热器。已知这个电热丝的额定电压为220V,但额定功率不清楚,为了测定该电热丝的额定功率,小明把它与一个标有“220V、110W”的灯泡串联在家庭电路中,如图甲所示,此时电压表的示数为140V,电源电压恒为220V,图乙是该灯泡的电流随电压变化的图像,求:
(1)此时灯泡的电阻是多少?
(2)电热丝的额定功率是多少?
(3)小明用另一段电热丝、开关、温控开关(一定温度时,可以自动断开或闭合,元件符号同开关),设计出的电加热器加热功率等于电热丝的额定功率,保温功率为加热功率的,请你在图丙的虚线框内画出他设计的电路图,并计算出增加的电热丝的阻值是多少?
24. 项目化学习小组对家中常用的电热水壶(如图甲)进行了探究,电热水壶上的铭牌如图乙所示。
电热水壶
额定功率:1800W
额定电压:220V
容量:2L
额定频率:50Hz
乙
【项目分解】
(1)研究电热水壶的原理
(2)研究电热水壶的安全问题
(3)研究电热水壶的加热效率问题
【项目实施】
(1)研究电热水壶的原理
①电热水壶利用电流的热效应原理工作。壶底的加热盘烧水时是通过______ 的方式改变了水的内能;
②该电热水壶有高温、中温、低温三挡,电热水壶内部的电路简化结构图如图2所示,其中为阻值相同的电热丝,有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式。其中电热水壶处于中温挡的是______ (将正确选项前的字母填在横线上);
A.B.
C.D.
(2)研究电热水壶的安全问题;使用电热水壶,安全至关重要。小明首先认真阅读了使用说明书,并对一些重要的注意事项作出了如下分析,你认为他的分析不合理的是______ (将选项前的字母填在横线上);
A.电热水壶不能放在燃气灶旁,是为了防止损坏绝缘材料
B.电热水壶的插头必须接三孔插座,是为了防止短路
C.水量不超过最大限位,可以防止水烧开后溢出
D.必须保持插头和电源线干燥,是为了防止漏电造成事故
(3)研究电热水壶的加热效率问题
小明测出电热水壶正常工作烧开一满壶水所用的时间。利用铭牌参数和他测得的数据,若要测出电热水壶的加热效率,除了要知道水的密度、水的末温外,还需知道的两个物理量是______ ;
【项目反思】
(1)从加热效果和安全等因素考虑,加热元件安装在壶身的______ (选填“上部”“中部”或“底部”);
(2)电热水壶烧水,水沸腾后,壶盖会被水蒸气推得向上跳动,壶盖向上跳动时水蒸气的内能转化为壶盖的机械能。如图所示,汽油机的______ (将正确选项前的字母填在横线上)冲程和此过程的能量转化是一样的。
A.B.
C.D.
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九年级(上)期末检测物理试卷
(本试卷共24道题 满分80分 考试时长90分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本题共9小题,每小题2分,共18分。在每小题给出的四个选项中,第题只有一项符合题目要求,选对的得2分;第7~9题有多项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1. 下列数据中,最接近实际情况的是( )
A. LED节能台灯的功率约为500W
B. 家用电冰箱的正常工作电流约1A
C. 对人体来说,安全电压是36V
D. 某家用空调正常工作2h消耗电能大约1J
【答案】B
【解析】
【详解】A.LED节能台灯的额定电流约为0.1A,功率约为P1=UI1=220V×0.1A=22W,故A不符合题意;
B.家用电冰箱的额定功率约为200W,正常工作电流约,接近1A。故B符合题意;
C.对人体来说,电压越高越危险,故人体的安全电压是不高于36V,故C不符合题意;
D.某家用空调额定功率约为1000W,正常工作2h消耗电能大约,故D不符合题意。
故选B。
2. 科技自立自强是国家发展的战略支撑,某品牌手机采用了具有中国自主知识产权的芯片,因而受到了广泛的关注,关于此手机下列说法正确的是( )
A. 制造芯片的主要材料是半导体
B. 给手机充电时,电池相当于电源
C. 手机在使用时把电能主要转化为内能
D. 给手机充电的过程中,是将化学能转化为电能
【答案】A
【解析】
【详解】A.芯片的主要材料是半导体硅,故A正确;
B.给手机充电时需要消耗电能,电池相当于用电器,故B错误;
C.手机在使用时把电能转化为声能、光能和内能,故C错误;
D.手机充电的过程中,是将电能转化为化学能,故D错误。
故选A。
3. 某学习小组用装满盐水的气球连接在如图所示的电路中。当用手向相反的方向拉扯连接气球的导线(盐水与导线充分接触且气球不破裂)时,下面说法正确的是( )
A. 小灯泡变得更暗
B. 电压表与电流表示数的比值变小
C. 电流表的示数变大
D. 无论怎样拉动,电压表的示数不变
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知,该电路为串联电路,电压表测量的是盐水气球两端的电压。
AC.气球相当于当一段导体,用手向相反的方向拉扯连接气球的导线,即气球长度增加、横截面积减小,故盐水气球的电阻变大,根据欧姆定律可知,电流中的电流减小,通过灯泡的电流变小,灯泡变暗,故A正确,C错误;
BD.盐水气球的电阻变大,由串联分压规律可知,其两端的电压变大;电压表与电流表示数的比值为盐水气球的电阻,比值变大,故BD错误。
故选A。
4. 《天工开物》中记载的精密铸造法——“失蜡法”,可追溯至春秋时期,做法是:制模结壳浇铸成型。下列有关说法中,正确的是( )
A. 结壳过程中加热烘烤,温度从外壳的高温部分传递给低温部分
B. 壳中包裹的蜡熔化过程中,温度不变,内能不变
C. 打磨成型过程中,铸件的内能增加是通过做功实现的
D. 当温度为0℃时,组成铸件的分子停止无规则运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.热传递传递的是热量,结壳过程中加热烘烤,热量从外壳的高温部分传递给低温部分,故A错误;
B.蜡是非晶体,没有固定的熔点,壳中包裹的蜡熔化过程中,温度持续上升,内能变大,故B错误;
C.打磨成型过程中,没有发生热传递,机器对铸件做功,使铸件的内能增加,故C正确;
D.一切物质的分子都在不停地做无规则运动,当温度为0℃时,组成铸件的分子也在不停地做无规则运动,故D错误。
故选C。
5. 智能扫地机能自动清扫房间内的地板,给人们的生活带来方便。当手动闭合开关S1,或者对它说“开始清扫”(闭合开关),再或者手机App启动(闭合开关)时,电动机都会工作,扫地机进入清扫模式;在即将完成清扫时,开关自动闭合,电铃工作发出提醒。下列选项中符合上述设计要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意可知:当手动闭合开关S1,或者对它说“开始清扫”(闭合开关),再或者手机App启动(闭合开关)时,电动机都会工作,扫地机进入清扫模式,这说明三个开关互不影响,是并联的,然后与电动机串联;在即将完成清扫时,开关自动闭合,电铃工作发出提醒,这说明电铃是开关控制的,电铃与电动机互不影响,是并联的,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6. 小明在探究“并联电路中的电流关系”实验中,组装如图电路,器材完好,导线与接线柱接触良好。关于这个电路下列说法正确的是( )
A. 用开关试触时,L1不能发光,因为L1被导线“4”短路
B. 用开关试触时,都能发光,甲、乙、丙三个电流表指针都能正常偏转
C. 闭合开关,电路工作时,乙电流表会损坏
D. 为完成实验,可将导线3接在上的接线端改接在乙电流表的负接线柱上
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.由实物图知,两灯并联,电流表甲测干路电流,电流表乙、丙在L1支路上,甲和乙电流表接法正确,但电流从电流表丙的“-”接线柱流进,正接线柱流出;用开关试触时,两灯都发光,甲和乙电流表指针正常偏转,丙电流表的指针反向偏转,可能会导致丙电流表损坏,故ABC错误;
D.将导线3接在L2上的接线端改接在乙电流表的负接线柱上,此时两灯并联,电流表甲测干路电流,电流表乙在L1支路上,电流表丙在L2支路上,且电流表接法都正确,可一次性测出干路和两条支路的电流,故D正确。
故选D。
7. 如图所示的电路中,电源电压不变,定值电阻R2=3R1,只闭合开关S时,电流表的示数为I,电压表示数为U,电路消耗的总功率P。再闭合开关S1时,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数为3I B. 电压表示数和电流表示数的比值变小
C. R2的电功率变大 D. 电路消耗的总功率为4P
【答案】BD
【解析】
【详解】A.只闭合开关S时,电路为定值电阻R2的简单电路,电流表的示数为I,电压表示数为U,根据欧姆定律可知电压表示数和电流表示数的比值为定值电阻R2的阻值,电路消耗的总功率P,则P=UI;再闭合开关S1时,两电阻并联接入电路,电压表测电源电压,电流表测干路电流,定值电阻R2=3R1,两电阻两端电压相等,根据欧姆定律可知,通过定值电阻R1的电流为3I,并联电路干路电流等于各支路电流之和,则电流表示数为I'=I+3I=4I
故A错误;
B.根据欧姆定律可知电压表示数和电流表示数的比值为两电阻并联后的总电阻,并联电路总电阻小于任一分电阻,所以电压表示数和电流表示数的比值变小,故B正确;
C.并联电路互不影响,所以R2的电功率不变,故C错误;
D.电路消耗的总功率P'=UI'=U×4I=4UI=4P
故D正确。
故选BD。
8. 规格相同的甲、乙两容器装了相同质量的水,用不同的电加热器加热,忽略散热,下列说法正确的是( )
A. 加热相同的时间,甲杯水升温比乙杯的多
B. 加热相同的时间,两杯水吸收的热量相同
C. 吸收相同的热量,甲杯水升温比乙杯的多
D. 甲杯水加热4min与乙杯水加热7min吸收的热量相同
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.由图可知,加热相同时间,如加热4min,甲容器水升高的温度比乙大,两容器中水的质量相同,根据Q吸=cmΔt可知,加热相同的时间,甲容器水吸收的热量比乙大,故A正确,B错误;
C.两容器中水的质量相同,根据可知,甲乙两杯水吸收的热量相同时,升高相同的温度时相同,故C错误;
D.甲杯水加热4min与乙杯水加热7min升高的温度相同,根据Q吸=cmΔt可知,甲杯水加热4min与乙杯水加热7min吸收的热量相同,故D正确。
故选AD。
9. 如图是某车辆限载电子秤的工作原理图。电源电压不变,R1是力敏电阻,其阻值随压力的增大而减小,R2是定值电阻。若用电流表或电压表改装后接入电路来显示车辆的质量变化,则当车辆质量增加时,电流表或电压表示数如何变化( )
A. 若用电流表显示车辆的质量变化,电流表示数变大
B. 若用电流表显示车辆的质量变化,电流表示数变小
C. 若用电压表显示车辆的质量变化且电压表与力敏电阻R1并联时,示数变小
D. 若用电压表显示车辆的质量变化且电压表与定值电阻R2并联时,示数变大
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.根据电路图可知,R1、R2串联接入电路中。若用电流表显示车辆的质量变化,则电流表串联接入电路中,当车辆质量增加时,R1的阻值减小,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大,故A符合题意,B不符合题意;
C.电压表与力敏电阻R1并联时,R1的阻值减小,根据串联电路的分压规律可知,R1分担的电压变小,电压表示数变小,故C符合题意;
D.电压表与定值电阻R2并联时,此时电路中的电流变大,根据U=IR可知,R2两端电压变大,电压表示数变大,故D符合题意。
故选ACD。
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共12分)
10. 大连的烤鱿鱼深受人们的喜欢。鱿鱼在烧烤的过程中,很远就能够闻到香味,这是一种___________现象,将烤好的鱿鱼放在嘴边感觉到很烫,这是通过___________的方式增加了嘴的内能。
【答案】 ①. 扩散 ②. 热传递
【解析】
【详解】[1]鱿鱼在烧烤的过程中,在很远的地方就能闻到香味,这是扩散现象,说明分子在不停做无规则运动。
[2]将烤好的鱿鱼放在嘴边感觉到很烫,此时嘴从鱿鱼上吸收了热量,这是通过热传递的方式增加了嘴的内能。
11. 我国西晋学者张华在《博物志》中写到“今人梳头、脱着衣时,有随梳、解结有光者,亦有咤声”,则可推断梳子带 ___________电,梳子在摩擦过程中 ___________(选填“得到”或“失去”)电子。
【答案】 ①. 负 ②. 得到
【解析】
【详解】[1][2]梳子梳头发的过程与毛皮和橡胶棒摩擦过程相同,由于橡胶棒的原子核对核外电子的吸引能力强,而使橡胶棒得到电子带负电,即可推断梳子带负电。
12. 北京时间2024牛12月5日,我国在太原卫星友好中心使用长征六号运载火箭,成功将千帆极轨03组卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。火箭加速升空时,燃料燃烧,燃气的内能转化为火箭的___________能;火箭主要用液态氢作为燃料是因为液态氢的___________大。
【答案】 ①. 机械 ②. 热值
【解析】
【详解】[1]火箭加速升空时,质量不变,速度变大,动能增大,高度变大,重力势能增大,机械能等于动能与势能之和,所以火箭机械能增加,则燃气的内能转化为火箭的机械能。
[2]液态氢与其它等质量的物质相比,液态氢的热值大,燃烧时可以释放更多热量,所以火箭主要用液态氢作为燃料。
13. 家庭电路中的电热水器和电灯正在工作,再接入一个电饭锅,电路的总电阻将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);电饭锅接入电路中应选三孔插座,使它的金属外壳与___________相连。
【答案】 ①. 变小 ②. 大地##地线
【解析】
【详解】[1]家庭电路中的用电器是并联在电路中,并联的电阻相当于增加了导体的横截面积,因此,若再接入一个电饭锅,则家庭电路的总电阻将变小。
[2]为了安全用电,电饭锅等有金属外壳的家用电器的电源插座都用三孔插座,三脚插头的接地脚应与用电器的金属外壳相连通,这样若金属外壳的用电器外壳万一带电,电流会通过地线导入大地,防止造成触电事故的发生。
14. 在如图所示的电路图中,若闭合开关S1、S3,断开开关S2,则小灯泡L1、L2是___________(选填“串”或“并”)联;若闭合开关___________,则会造成电源短路。
【答案】 ①. 并 ②. S1、S2、S3
【解析】
【详解】[1]当S1、S3闭合,S2断开时,电流分别流经灯泡L1与L2,汇合后再回到电源的负极,两灯泡能独立工作,所以小灯泡L1、L2是并联的。
[2]若同时闭合S1、S2、S3,这样就直接用导线把电源两极连接,所以会造成电源短路。
15. 如图甲,是一种流水线上的计数器的简化电路,电源电压恒为10V,是光敏电阻,阻值随光强度增大而减小。是定值电阻,检测器相当于一个电压表,图乙是AB两端的电压随时间变化的图像。当有物品挡住红外线时,电压表示数_____________(填“变小”、“不变”或“变大”);有红外线照射和无红外线照射时,电路的总功率之比为_____________。
【答案】 ①. 变小 ②. 2:1
【解析】
【详解】[1]电压表测量定值电阻两端电压。当有物体挡住红外线时,光敏电阻接收到的光照强度减小,电阻增大,串联电路总电阻增大。在电源电压不变的情况下,电路中的电流减小。定值电阻阻值不变,根据可知,其两端电压减小,即电压表示数减小。
[2]读图可知,有红外线照射与无红外线照射时,定值电阻两端分别为8V、4V,即定值电阻两端电压为8V、4V,则电路总功率之比为
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
16. 在如图所示的电路中添加两根导线,要求:闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变小,灯的亮度不变。
【答案】
【解析】
【详解】滑动变阻器滑片向右移动,电流表读数变小,说明总电阻变大,则滑动变阻器接入电路的电阻变大,即滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,则滑动变阻器应接A接线柱;随着滑动变阻器滑片的移动灯泡亮度不变,说明灯泡与滑动变阻器并联,故灯泡与滑动变阻器并联、电流表测干路电流,如图所示:
17. 某家庭电路各元件如图所示,请完成家庭电路的设计电路,既满足电灯和换气扇能独立工作,又符合安全用电要求。
【答案】
【解析】
【详解】根据家庭电路连接的要求,两用电器应并联,开关应串联在用电器与火线之间,为了能独立控制每个用电器,开关独立与每个用电器串联,如图所示:
四、实验题(本题共4小题,共24分)
18. 学习了家庭电路后,小明对家庭电路进行了调查研究。
(1)家庭电路中“超负荷”是指家庭用电器___________过大。小明发现出现上述情况时,电路中的熔断器或空气开关会自动切断电路。
(2)观察厨房中的电器时,妈妈告诉他,以前电饭煲不用时要将插头从插座上拔下来,既不方便也容易损坏插座。后来电工师傅换了一个如图甲所示的带开关的插座后,只要拨动下开关就可以断开电了。小明仔细观察了插座后,很快就在纸上画出了如图乙所示的插座背面接线示意图。则图中最上面的一根线应该是___________(选填“火”或“零”)线,两孔插座与三孔插座是___________联的。
(3)要利用图丙所示的电能表来估测电饭煲的电功率,小明首先断开家中所有用电器,再将一只电饭煲接入电路正常工作。小明发现电能表的转盘转过24转所需的时间刚好为1min,则这只电饭煲的额定功率是___________W。
【答案】(1)总功率 (2) ①. 火 ②. 并
(3)800
【解析】
【小问1详解】
家庭电路中超负载是指因家庭电路中总电功率过大,电流超过允许通过的最大电流。
【小问2详解】
[1][2]图乙是插座背面接线示意图,为确保用电器安全,开关应接在火线上,则最上面的一根线是火线,中间的导线是零线,最下面的一根线是地线;两孔插座与三孔插座的用电器可以独立工作、互不影响,则两孔插座与三孔插座是并联的。
【小问3详解】
转盘转动24转,则电饭煲消耗的电能
因此时电饭煲正常工作,则电饭煲的额定功率
19. 某实验小组“探究并联电路电流的关系”的实验,电路图如图甲所示。
(1)按图甲连接电路时,开关S应该___________(选填“断开”或“闭合”)。在闭合开关前,观察电流表,发现指针指在如图乙所示的位置,他接下来的操作应该是___________。
(2)闭合开关后,观察到两个小灯泡,一个很亮,一个发光微弱,造成这种现象的原因可能是___________(将正确选项前的字母填在横线上)。
A. 这两个灯泡两端的电压大小不同 B. 发光微弱的灯泡的灯丝断了
C. 灯泡的规格不同 D. 发光微弱的灯泡被短路
(3)正确连接后,他在第一次实验电流表接在B处时,发现电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为___________A。
实验次数
1
2
3
电流
0.12
0.12
0.18
电流
0.18
0.30
电流
0.36
0.30
0.48
(4)换不同规格的灯泡进行多次实验,并把实验数据记录在表格中。分析表中数据,可得出并联电路电流规律的表达式为___________(用表示),该实验多次测量的目的是___________(选填序号“A”或“B”)。
A.减小实验误差 B.寻找普遍规律。
【答案】(1) ①. 断开 ②. 对电流表进行调零
(2)C (3)0.24
(4) ①. ②. B
【解析】
【小问1详解】
[1][2]为了保护电路,连接电路时,开关S应该断开。开关闭合前,若发现电流表出现如图乙所示的指针在零刻度线左侧,说明电流表没调零,所以他接下来的操作应是对电流表进行调零。
【小问2详解】
A.并联电路各支路两端电压相等,故A不符合题意;
B.若灯泡的灯丝断了,则灯不发光,故B不符合题意;
C.两个灯泡的规格不同,灯的实际功率不同,故灯的亮度不同,故C符合题意;
D.若发光微弱的灯泡被短路,灯泡没有电流通过,不会发光。且另一个灯和电源也会发生短路,另一个灯也不亮,故D不符合题意。
故选C。
【小问3详解】
图丙中电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A。
【小问4详解】
[1]表格中0.12A+0.24A=0.36A,0.12A+0.18A=0.30A,0.18A+0.30A=0.48A
所以可以初步得出干路电流等于各支路电流的和的结论,即IC=IA+IB。
[2]实验中多次测量的目的有时是为了求平均值减小误差,有时是为了获得普遍规律。本实验多次测量的目的是寻找并联电路中干路电流与各支路电流之间关系的规律,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
20. 某兴趣小组同学“探究电流与电阻的关系”,电源电压恒为6V,实验中电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为“50Ω,1A”,将电阻箱接入之间完成实验。
(1)先将电阻箱调到30Ω接入图甲所示电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最_______(选填“左”或“右”)端;
(2)控制电阻箱两端的电压为3V不变,他们首先将电阻箱调至5Ω,测出电流。断开开关后,接着将电阻箱调至10Ω,继续操作有以下四步:
①闭合开关;
②将滑动变阻器的滑片移到最右端;
③记录电流表示数;
④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。
从安全和规范角度考虑,正确的顺序是___________(填序号);
上述操作④中判断滑片已处于适当位置的依据是___________;
(3)记录实验数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
30
电流I/A
0.6
0.3
0.2
0.15
0.12
0.1
①在图乙方格纸上画出电流I与电阻R关系的图像_______;
②分析实验数据和图像,可得出的探究结论是___________。
(4)该小组同学学习了欧姆定律之后,知道了在他们当前的实验中,若保持电流表所选的量程和控制的电压值不改变,则电阻箱可接入的阻值范围是___________Ω到___________Ω;
(5)小明找来一个小灯泡将电阻箱更换,测得数据后发现通过小灯泡的电流与两端的电压关系如图丙中①所示,若闭合开关S,滑动变阻器滑片P向某一方向滑动过程中,小灯泡变亮,小灯泡阻值的变化量大小为,滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小为,则这两个量的大小关系是:___________(选填“大于”“小于”“等于”或“无法确定”)。另外一个同学用相同的器材和电路图也做这个实验时,由于接线错误,根据测量的数据绘出的图像如图丙中图线②所示,你认为错误的原因可能是___________。
【答案】(1)右 (2) ①. ②①④③ ②. 电压表示数为3V
(3) ①. ②. 导体两端电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
(4) ①. 5 ②. 50
(5) ①. 小于 ②. 电压表并联在滑动变阻器两端了
【解析】
【小问1详解】
为了防止电流过大而损坏电路,闭合开关前应将滑动变阻器接入最大阻值处,即应将滑动变阻器的滑片移到最右端。
【小问2详解】
[1]从电路安全和规范的角度,为了防止电流过大而损坏电路,闭合开关前应将滑动变阻器接入最大阻值处,即应将滑动变阻器的滑片移到最右端。根据实验要求,电阻箱两端电压应保持不变,则应移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为3V再记录对应的电流,故合理的顺序为②①④③。
[2]根据实验要求,电阻箱两端电压应保持不变,故判断滑片已处于适当位置的依据是电压表示数为3V。
【小问3详解】
[1]依据表格中的数据,在坐标系内找到对应的点,并依次连接各点,如图所示
[2]根据表格数据及图像可知,当定值电阻两端电压一定时,电流与电阻的乘积为一定值,图像为反比例函数图像,故可以得出结论为导体两端电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
【小问4详解】
[1][2]根据实验设计,定值电阻两端电压为3V,电源电压为6V,则此时滑动变阻器两端的电压为U滑=U-U0=6V-3V=3V= U0
根据串联电路分压的规律,滑动变阻器接入的阻值与定值电阻相等,根据电流表的量程为0~0.6A,电路中最大电流为0.6A,则电阻箱接入最小电阻为5Ω,故电阻箱可接入的阻值范围是5~50Ω。
【小问5详解】
[1]根据图像可知,灯泡灯丝的电阻随灯丝的温度上升而增大,当滑动变阻器接入电阻变小时,灯泡变亮,温度升高,电阻丝电阻变大,电路中总电流变大,则总电阻变小,故滑动变阻器减小的阻值大小于灯丝增加的电阻,即小于。
[2]随着滑动变阻器接入电阻变小,电路中电流变大,灯泡两端电压变大,滑动变阻器两端电压变小,在图像②中,电压表示数越小,电流表示数反而变大,表明电压表并联在滑动变阻器两端了。
21. 小明在做“测量小灯泡的额定功率”实验时,所用小灯泡的额定电压为2.5V,正常工作时灯丝的电阻约为8Ω,选用两节新干电池做电源。
(1)小明设计并连接了如图甲所示的电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整_________;
(2)因前面同学做实验时将小灯泡的灯丝烧断,小明没有检查直接将灯丝烧断的小灯泡正确接入电路中,闭合开关后将观察到的现象是___________(将正确选项前的字母填在横线上);
A. 电压表有示数,电流表有示数
B. 电压表有示数,电流表无示数
C. 电压表无示数,电流表有示数
D. 电压表无示数,电流表无示数
(3)更换同样规格的新小灯泡后,调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为___________W;
(4)小明在测量另一个额定电流为I0小灯泡的额定功率实验中,电压表被损坏,设计了如图丙所示的电路,测出了小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R1的最大阻值是R0,将以下实验步骤补充完整:
①只闭合S和S1,调节滑动变阻器R1滑片的位置,使电流表的示数为I0;
②只闭合S和S2,保持滑动变阻器R1滑片位置不变,调节滑动变阻器R2,使电流表的示数仍为I0;
③___________,保持滑动变阻器R2滑片位置不变,将R1的滑片调至最左端,记下电流表的示数为I1;再将R1的滑片调至最右端,记下电流表的示数为I2;
④写出小灯泡额定电功率的表达式P=___________(用R0、I0、I1、I2表示)
【答案】(1) (2)B
(3)0.7 (4) ①. 只闭合S和S2 ②.
【解析】
【小问1详解】
根据实验电路连接的要求,电压表应并联在灯泡两端测灯泡电压,灯泡额定电压为2.5V,故应选择0~3V量程,滑动变阻器应选择一下一上接入,如图所示
【小问2详解】
灯泡灯丝烧断后电路处于断路状态,电路中无电流,故电流表无示数,而电压表两接线柱与电源两极仍为通路,相当于测电源电压,故电压有示数,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【小问3详解】
电流表示数如图乙所示,量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.28A,则小灯泡的额定功率为
【小问4详解】
[1][2]通过步骤①②可以知,在R1接入阻值相同时,电流表示数相同,表明滑动变阻器R2接的电阻与灯泡正常发光时的电阻相同,故应只闭合S和S2,保持滑动变阻器R2滑片位置不变,将R1的滑片调至最左端,R1接入电阻为0,记下电流表的示数为I1;此时电源电压可表示为U=I1R2①
再将R1的滑片调至最右端,此时两电阻串联,记下电流表的示数为I2;此时U=I2(R0+R2)②
联立①②可得灯泡的电阻即R2的阻值为
故小灯泡额定电功率的表达式为
五、综合应用题(本题共3小题,共22分)
22. 太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能,在的有效照射时间内,将热水器中质量为、初温为的水温度升高到。[]求:
(1)热水器中的水吸收的热量是多少?
(2)热水器5h内接收到的太阳能是多少?
(3)热水器的效率是多少?
(4)若改用热效率为的煤炉来加热这些水,需要完全燃烧多少煤?()
【答案】(1)
(2)
(3)60% (4)
【解析】
【小问1详解】
热水器中的水吸收的热量为
【小问2详解】
热水器5h内接收到的太阳能为
【小问3详解】
热水器的效率为
【小问4详解】
煤完全燃烧放出的热量为
则需要完全燃烧煤的质量为
23. 在“节能减排,废旧利用”活动中,小明想利用废旧的电热丝(阻值不变)改装一个具有加热和保温功能的电加热器。已知这个电热丝的额定电压为220V,但额定功率不清楚,为了测定该电热丝的额定功率,小明把它与一个标有“220V、110W”的灯泡串联在家庭电路中,如图甲所示,此时电压表的示数为140V,电源电压恒为220V,图乙是该灯泡的电流随电压变化的图像,求:
(1)此时灯泡的电阻是多少?
(2)电热丝的额定功率是多少?
(3)小明用另一段电热丝、开关、温控开关(一定温度时,可以自动断开或闭合,元件符号同开关),设计出的电加热器加热功率等于电热丝的额定功率,保温功率为加热功率的,请你在图丙的虚线框内画出他设计的电路图,并计算出增加的电热丝的阻值是多少?
【答案】(1)
(2)242W (3),
【解析】
【小问1详解】
由图示图象可知,与串联,电压表测量灯泡电压,灯泡电压时,电流,此时灯泡的电阻是。
【小问2详解】
根据串联电路电流规律
根据串联电路电压规律
电阻为
因为阻值不变,额定电压为220V,电热丝的额定功率是。
【小问3详解】
由题意可知设计的电加热器加热时只有电热丝R0接入电路,保温时电热丝 R和R0同时接入电路,且两者串联。电路图如图所示
保温功率为
保温状态时电路中的总电阻为
电热丝的阻值是。
24. 项目化学习小组对家中常用的电热水壶(如图甲)进行了探究,电热水壶上的铭牌如图乙所示。
电热水壶
额定功率:1800W
额定电压:220V
容量:2L
额定频率:50Hz
乙
【项目分解】
(1)研究电热水壶的原理
(2)研究电热水壶的安全问题
(3)研究电热水壶的加热效率问题
【项目实施】
(1)研究电热水壶的原理
①电热水壶利用电流的热效应原理工作。壶底的加热盘烧水时是通过______ 的方式改变了水的内能;
②该电热水壶有高温、中温、低温三挡,电热水壶内部的电路简化结构图如图2所示,其中为阻值相同的电热丝,有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式。其中电热水壶处于中温挡的是______ (将正确选项前的字母填在横线上);
A.B.
C.D.
(2)研究电热水壶的安全问题;使用电热水壶,安全至关重要。小明首先认真阅读了使用说明书,并对一些重要的注意事项作出了如下分析,你认为他的分析不合理的是______ (将选项前的字母填在横线上);
A.电热水壶不能放在燃气灶旁,是为了防止损坏绝缘材料
B.电热水壶的插头必须接三孔插座,是为了防止短路
C.水量不超过最大限位,可以防止水烧开后溢出
D.必须保持插头和电源线干燥,是为了防止漏电造成事故
(3)研究电热水壶的加热效率问题
小明测出电热水壶正常工作烧开一满壶水所用的时间。利用铭牌参数和他测得的数据,若要测出电热水壶的加热效率,除了要知道水的密度、水的末温外,还需知道的两个物理量是______ ;
【项目反思】
(1)从加热效果和安全等因素考虑,加热元件安装在壶身的______ (选填“上部”“中部”或“底部”);
(2)电热水壶烧水,水沸腾后,壶盖会被水蒸气推得向上跳动,壶盖向上跳动时水蒸气的内能转化为壶盖的机械能。如图所示,汽油机的______ (将正确选项前的字母填在横线上)冲程和此过程的能量转化是一样的。
A.B.
C.D.
【答案】 ①. 热传递 ②. C ③. B ④. 水的初温和水的比热容 ⑤. 底部 ⑥. C
【解析】
【详解】【项目实施】(1)[1]电热水壶利用电流的热效应原理工作。烧水时,壶底的加热盘放出的热量被水吸收,水的内能增大,温度升高,是通过热传递改变水的内能。
[2]A.触点1、2相连时,均没有接入电路,电热水壶不工作,故A不符合题意;
BCD.触点2、3相连时,串联,此时总电阻最大,根据可知总功率最小,为低温挡;触点1、3和2、4分别相连时,并联,此时总电阻最小,根据可知总功率最大,为高温挡;则触点1、3相连时,单独工作,为中温挡。故C符合题意,BD不符合题意。
故选C。
(2)[3]A.电热水壶不能放在燃气灶旁,否则在使用燃气灶时产生的热量会把电热水壶的绝缘材料烤软甚至损坏,故A不符合题意;
B.电热水壶的插头必须接三孔插座,是为了防止金属外壳带电而使人接触时触电,不是为防止短路,故B符合题意;
C.电热水壶烧水时,水量不超过最大限位,如果超过最大限位,当水沸腾会会溢出,烫伤人,故C不符合题意;
D.必须保持插头和电源线干燥,如果潮湿,可能产生漏电,引起触电事故,故D不符合题意。
故选B。
(3)[4]电热水壶的加热效率
加热时间、电功率、水的体积、水的密度、水的末温均已知,所以还需知道的两个物理量是水的初温和水的比热容。
【项目反思】(1)[5]为了加快水的对流,增强加热效果,同时防止烫伤,加热元件安装在壶身底部而不是其它位置。
(2)[6]A.图中气门都关闭,活塞上行,是压缩冲程,机械能转化为内能,故A不符合题意;
B.图中进气门关闭,排气门打开,活塞上行,是排气冲程,不存在能量转化,故B不符合题意;
C.图中气门都关闭,活塞下行,是做功冲程,内能转化为机械能,故C符合题意;
D.图中进气门打开,排气门关闭,活塞下行,是吸气冲程,不存在能量转化,故D不符合题意。
故选C。
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