精品解析:黑龙江省大庆市肇源县2024-2025学年九年级上学期期末物理试题
2025-03-27
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内容正文:
2024-2025学年黑龙江省大庆市肇源县九年级(上)期末物理试卷
一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合要求。)
1. 下列估测的数据中,最符合实际的是( )
A. 一台空调正常工作时的电流约为1A
B. 一个电热水壶的加热功率约为10W
C. 一节干电池的电压约为1.5V
D. 一盏台灯工作4小时消耗电能约为10kW·h
2. 关于温度计,下列说法错误的是( )
A. 图甲:测液体温度时,温度计的玻璃泡要全部浸入待测液体中
B. 图乙:温度计读数时,视线要沿B的方向
C. 图丙:使用体温计测体温时,先要用手拿着体温计用力向下甩几下
D. 图丁:温度计的读数是38.4℃
3. 二十四节气是中华民族农耕文明长期经验的积累和智慧的结晶。对下列节气涉及的物态变化分析,正确的是( )
A. 图甲“寒露”节气,“露”的形成是汽化现象
B. 图乙“霜降”节气,“霜”的形成是凝华现象
C. 图丙“大雪”节气,“雪”的形成是凝固现象
D. 图丁“雨水”节气,“雨”的形成是升华现象
4. 高铁站的自动检票闸机口设有身份证和人脸识别双重验证,两个信息相符合后闸机门(电动机)自动打开,下列模拟电路,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示电路,闭合开关,小灯泡和均正常发光,两电表均有示数,下列说法正确的是( )
A. 电流表只测量的电流 B. 被短路时,正常发光
C. 断路时,两电表示数相等 D. 仅断开,电流表示数不变
6. 如图,是规范连接的家庭电路的一部分。下列说法正确的是( )
A. a点所在的进户线是零线
B. 若e点所在导线断路,三孔插座仍可安全使用
C. 断开开关S,用测电笔检测d点时,氖管发光
D. 闭合开关S,灯泡L不发光,是因为导线bc间断路
7. 如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,、V2示数之比为2∶3。下列说法正确的是( )
①R1、R2的电阻之比R1∶R2=2∶3
②通过R1、R2的电流之比I1∶I2=1∶1
③R1、R2两端的电压之比U1∶U2=1∶2
④相同时间电流对R1、R2做的电功之比W1∶W2=1∶2
⑤R1、R2的电功率之比P1∶P2=1∶2
A. ①②③④ B. ②③④⑤ C. ①③④⑤ D. ①②③④⑤
8. 关于下列四幅图的描述正确的是( )
A. 甲图让钢棒AB靠近条形磁体,若它们相互吸引,则钢棒具有磁性
B. 乙图中地球磁场的N极在地理的北极附近
C. 丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时铁钉将吸得更牢
D. 丁图中a端磁极是N极,b端磁极是S极
9. “寻梦”小组的同学合作进行实验探究,用如图甲所示的装置分别加热100g的A、B两种液体(其中一种是水),用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像,如图乙所示,B液体从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精。相同时间内A液体吸收的热量与B液体吸收的热量相等。[,,两种液体中水的比热容更大]下列说法正确的是( )
A. A液体在8min后温度不变,内能不变
B. B液体的吸热能力大于A液体的吸热能力
C. B液体吸收的热量为
D. 实验中酒精灯的加热效率为40%
10. 如图所示电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列判断正确的是( )
A. 电压表的示数不变,电流表A的示数变大
B. 电压表的示数变大,电压表的示数变小
C. 电压表的示数与电流表A的示数的比值变大
D. 电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量之比变大
二、填空题(本大题共6小题,每空1分,共17分)
11.
(1)如图甲,若要使图中阻值变大,滑片P应该 ___________时针旋转(顺/逆);
(2)如图乙,电阻箱的示数是 ___________Ω。
12. 按要求完成填空;
(1)如图乙所示,在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉,用力把活塞迅速下压,硝化棉燃烧起来。该过程将机械能转化为___________能;
(2)用电流表测量电路中的电流时,闭合开关,电流表的指针偏转如图丙所示,可能原因是___________;
(3)如图丁所示,在探究并联电路电流规律实验中,用电流表测出A、B、C三处电流分别为IA、IB、IC,则得到的规律是:___________(用题中物理量符号表示);
(4)电动汽车是指以车载蓄电池驱动电机行驶的车辆,当给汽车充电时,蓄电池相当于 ___________(选填“用电器”“电源”或“开关”);如图戊所示,某款车载充电线可同时供三部手机充电,充电时三部手机的连接方式是___________(选填“串联”或“并联”)。
13. 汽油机的一个工作循环中对外做功___________次。在压缩冲程中,气体的温度升高,这是通过___________的方式增加内能。为了不让汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,用水来冷却汽缸是因为水的___________较大。现代火箭用液态氢作燃料,是因为它具有较大的___________。
14. 《晋书•五行志》中记载道“衣中忽有火,众威怪之。”说的是人在脱衣服时出现了火光,这实质上是______现象;脱下来的衣服会吸引头发,是因为带电体具有______的性质。在干燥的天气里,用塑料梳子梳头发时,头发变得蓬松是因为带______电荷(选填“同种”或“异种”)的缘故。
15. 如图所示,这是定值电阻甲和小灯泡乙的电流和电压的关系图像,若把它们串联接在同一电路中,通电1min电路中产生的总热量是 ___________J。若将甲和乙并联接在电源电压为2V的电路中,电路的总功率为 ___________W。
16. 如图所示,若将两个开关都闭合时,A1和A2的指针偏转角度相同,且电流表有两个量程分别为0~0.6A,0~3A,此时通过L1、L3的电流之比为1:8,当将控制L1的开关断开发现A2的示数减少了0.32A,那么两开关都闭合时流过L2的电流为___________A
三、作图题(本大题共2小题,17题3分,18题4分,共7分)
17. 如图所示是一种电动独轮车电路图,仅开关S1闭合时指示灯亮起,再闭合开关S2,电动机M才能启动。如果断开开关S1,指示灯熄灭,同时电动机M停止运行,按要求将电路图补充完整。
18. 某同学设计水位自动报警装置,主要元件有电磁继电器、红灯和绿灯(额定电压220V)、控制电路电源(电源电压6V),控制电路断开,此时绿灯亮,控制电路接通,此时红灯亮。请用笔画代替导线完成电路连接。
四、实验探究题(本大题共2小题,19题9分,20题12分。共22分)
19. 小松和小颖两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中,使用两节新干电池作为电源,滑动变阻器的规格是“20Ω 2A”。
(1)如图甲所示是小松画出的电路图,实物连线如图乙所示,请你在虚线框内把电路图补画完整(要求所补画的元件与实物电路对应);
实验序号
①
②
③
④
电压/V
0.5
1.2
1.8
2.5
电流/A
0.10
0.24
0.36
0.50
(2)确认电路无误后,闭合开关进行实验,他们记录的数据如表所示,老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑,你认为是第___________组(填写实验序号),理由是___________;
(3)排除有拼凑嫌疑的数据后,分析数据可以得到的结论是:___________;
(4)本实验的主要研究方法是 ___________,下列物理教材中的实验,没有用到本实验方法的有 ___________(填字母序号)。
A.探究导体中电流与电阻的关系
B.探究影响液体内部压强的因素
C.用电流表和电压表测量定值电阻的阻值
20. 小红在物理实验课上,做了如下几个电阻的测量实验:
(一)测量未知电阻的阻值。
(1)小红按照电路图连接实物如甲图所示,老师说他们有一根导线连接有错误,请你在该导线上画“×”并用笔画线代替导线画出正确连线______;
(2)该实验原理为 ______;
(3)正确连接电路后,实验时,将滑动变阻器的滑片从阻值最大处移到最小处的过程中,发现电流表示数逐渐变大但不超过量程,电压表始终无示数。故障应是电压表发生了 ______;
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,电流表的示数如图丙所示,则此次测得电阻的阻值为 ______Ω;
(二)小红又用如上器材继续测量小灯泡的电阻,小灯泡的正常发光电压为2.5V,电路设计如图丁所示。
(5)若小红连接电路是正确的且元件完好,但把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电流表立即有较大示数。则他除了在连接电路时开关是 ______的,另一处操作不当之处是 ______;
(6)纠正错误后,闭合开关,缓慢移动滑动变阻器的滑片,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表示数如图戊所示,若要测得小灯泡正常发光时的电阻,滑片应向 ______端移动;
(7)通过移动滑动变阻器的滑片,多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,画出了小灯泡的电流随其两端电压变化的图像,由图可知,通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比,这是因为灯泡的电阻与______有关;
(三)若实验中电压表坏了,只有一个电流表和一个已知阻值为R0的定值电阻,小红又设计了如图庚所示的电路。测量未知电阻的阻值,请将下列实验步骤补充完整:
①保持开关S2断开,闭合开关S、S1,读出并记录电流表示数I1;
②断开开关S1,闭合开关S、S2,读出并记录电流表示数I2;
③请写出未知电阻的阻值表达式: ______。(用I1、I2和R0表示)
五、综合题(本大题共2小题,21题6分,22题8分,共14分)
21. “智慧”物理小组的同学利用如图甲所示的电路探究电学问题,电源电压U不变,将滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一端的过程中,获取到了一些数据,画出了如图乙所示的R2的U﹣I关系图像。
(1)请分析电路和图像,求解出2个物理量。(要求写出求解过程,从图像中直接读出的数据不算作求解出的物理量)
(2)请从理论上分析滑动变阻器的U﹣I关系图像是一条直线的原因。
22. 如图—1所示,是小明家的电热加湿器,其工作电路如图—2,使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出,增加环境湿度,自动阀门智能打开,水由储水箱进入加热仓中。气雾调节器的滑片P移动时可调节气雾量。 [,]
工作电压:220V
储水箱容量:2.4L
工作频率:50Hz
加热仓容量:25mL
最大运行功率:400W
气雾调节器最大电阻:1980Ω
(1)将加热仓中加满水,从20℃加热到100℃所需要吸收的热量是多少?
(2)若加热仓以最大运行功率工作时效率为50%,要将水加热到100℃,需要的时间多长?
(3)将气雾调节器R2调至最左端,加湿器以最大运行功率工作,电热丝R1的阻值是多少?
(4)小明关闭家中其他电器,单独让加湿器接在电路中,加湿器工作5min,图—3所示的电能表指示灯闪烁100次,此时电热加湿器的实际功率是多少瓦?
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2024-2025学年黑龙江省大庆市肇源县九年级(上)期末物理试卷
一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合要求。)
1. 下列估测的数据中,最符合实际的是( )
A. 一台空调正常工作时的电流约为1A
B. 一个电热水壶的加热功率约为10W
C. 一节干电池的电压约为1.5V
D. 一盏台灯工作4小时消耗电能约为10kW·h
【答案】C
【解析】
【详解】A.一台空调功率约为1100W,工作时的电流约为
故A不符合题意;
B.电热水壶是大功率用电器,一个电热水壶的加热功率约为1000W,故B不符合题意;
C.一节新干电池的电压为1.5V,一节新蓄电池的电压是2V,故C符合题意;
D.一盏台灯工作4小时消耗电能约
W=Pt=0.02kW×4h=0.08kW•h
故D不符合题意。
故选C。
2. 关于温度计,下列说法错误的是( )
A. 图甲:测液体温度时,温度计的玻璃泡要全部浸入待测液体中
B. 图乙:温度计读数时,视线要沿B的方向
C. 图丙:使用体温计测体温时,先要用手拿着体温计用力向下甩几下
D. 图丁:温度计的读数是38.4℃
【答案】D
【解析】
【详解】A. 温度计的玻璃泡应该与被测液体充分接触,即全部进入待测液体中,故A正确,不符合题意;
B. 读温度计示数时,视线要与液柱上表面相平,否则会造成读数错误,故B正确,不符合题意;
C. 由于体温计有缩口,所以测温前,一定要先甩一下,故C正确,不符合题意;
D. 由图可知,此温计的分度值为0.1℃,示数为37.6℃,故D错误,符合题意。
故选D。
3. 二十四节气是中华民族农耕文明长期经验的积累和智慧的结晶。对下列节气涉及的物态变化分析,正确的是( )
A. 图甲“寒露”节气,“露”的形成是汽化现象
B. 图乙“霜降”节气,“霜”的形成是凝华现象
C. 图丙“大雪”节气,“雪”的形成是凝固现象
D. 图丁“雨水”节气,“雨”的形成是升华现象
【答案】B
【解析】
【详解】A.露是空气中的水蒸气液化形成的,故A错误;
B.霜是空气中的水蒸气直接凝华变成的固体,故B正确;
C.雪是空气中的水蒸气凝华形成的,故C错误;
D.雨是水蒸气液化形成的小水滴,故D错误。
故选B。
4. 高铁站的自动检票闸机口设有身份证和人脸识别双重验证,两个信息相符合后闸机门(电动机)自动打开,下列模拟电路,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据题意可知,只有两个开关都闭合的情况下,电动机才能通电工作开启闸机门。这说明两个开关相互影响,是串联关系。电阻R与电动机和串联,起限流作用,故A符合题意;
B.根据题意可知,只有两个开关都闭合的情况下,电动机才能通电工作。而此电路中任一开关闭合电动机都能通电工作,与题目要求不符,故B不符合题意;
CD.根据题意,只有两个开关都闭合时,电动机才能通电工作。C、D选项的设计电路中两开关都闭合时电动机都会短路,不能工作,故CD不符合题意。
故选A。
5. 如图所示电路,闭合开关,小灯泡和均正常发光,两电表均有示数,下列说法正确的是( )
A. 电流表只测量的电流 B. 被短路时,正常发光
C. 断路时,两电表示数相等 D. 仅断开,电流表示数不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.如图,两开关均闭合时,两灯并联,电流表A1测干路电路,电流表A2测L1支路电流,开关S2控制干路,开关S1控制L1,故A错误;
B.被短路时,也被短路,两灯都不发光,故B错误;
C.断路时,两电表均测量通过L1的电流,示数相等,故C正确;
D.仅断开,电流表断路,示数变为0,故D错误。
故选C。
6. 如图,是规范连接的家庭电路的一部分。下列说法正确的是( )
A. a点所在的进户线是零线
B. 若e点所在导线断路,三孔插座仍可安全使用
C. 断开开关S,用测电笔检测d点时,氖管发光
D. 闭合开关S,灯泡L不发光,是因为导线bc间断路
【答案】C
【解析】
【详解】A.熔断器通常与进户线的火线相连,因此a点所在的进户线是火线,故A错误;
B.若e点所在导线断路,会导致用电器在使用时与地线断开,易造成触电事故,这时三孔插座不能安全使用,故B错误;
C.断开开关S,用测电笔检测d点时,由于d点还与火线连接,因此氖管发光,故C正确;
D.闭合开关S,灯泡L不发光,可能是进户线的火线或进户线零线b点左侧断路,只有导线bc断路不会影响灯泡L发光,故D错误。
故选C。
7. 如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,、V2示数之比为2∶3。下列说法正确的是( )
①R1、R2的电阻之比R1∶R2=2∶3
②通过R1、R2的电流之比I1∶I2=1∶1
③R1、R2两端的电压之比U1∶U2=1∶2
④相同时间电流对R1、R2做的电功之比W1∶W2=1∶2
⑤R1、R2的电功率之比P1∶P2=1∶2
A. ①②③④ B. ②③④⑤ C. ①③④⑤ D. ①②③④⑤
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,闭合开关S,R1、R2串联,电压表测量R2两端的电压,电压表V2测量电源电压。
②根据串联电流规律,通过R1、R2的电流之比I1∶I2=1∶1,故②正确;
③、V2示数之比为2∶3,根据串联电压规律,R1、R2两端的电压之比U1∶U2=1∶2,故③正确;
①根据串联分压原理,R1、R2的电阻之比R1∶R2=1∶2,故①错误;
⑤根据,电流相同时,电功率和电压成正比,则R1、R2的电功率之比P1∶P2=1∶2,故⑤正确;
④根据,时间相同时,电功和电功率成正比,所以相同时间电流对R1、R2做的电功之比W1∶W2=1∶2,故④正确。
综上所述,正确的有②③④⑤,故B正确,ACD错误。
故选B。
8. 关于下列四幅图的描述正确的是( )
A. 甲图让钢棒AB靠近条形磁体,若它们相互吸引,则钢棒具有磁性
B. 乙图中地球磁场的N极在地理的北极附近
C. 丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时铁钉将吸得更牢
D. 丁图中a端磁极是N极,b端磁极是S极
【答案】D
【解析】
【详解】A.用钢棒靠近条形磁体的N极时,钢棒没有磁性或者靠近条形磁体的是钢棒的S极,二者都会相互吸引,故A错误;
B.地磁场的N极在地理南极附近,地磁场的S极在地理北极附近,故B错误;
C.同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,当另一根同样的条形磁铁的N极与原来磁铁的S极接合时,N极与S极接合在一起,成为一个新的条形磁铁,铁钉所在位置成为“新条形磁铁”的中间位置,磁性很弱,铁钉将落下,故C错误;
D.在磁体外部,磁感线从磁体的N极出来回到S极,所以a端为N极,b端为S极,故D正确。
故选D。
9. “寻梦”小组的同学合作进行实验探究,用如图甲所示的装置分别加热100g的A、B两种液体(其中一种是水),用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像,如图乙所示,B液体从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精。相同时间内A液体吸收的热量与B液体吸收的热量相等。[,,两种液体中水的比热容更大]下列说法正确的是( )
A. A液体在8min后温度不变,内能不变
B. B液体的吸热能力大于A液体的吸热能力
C. B液体吸收的热量为
D. 实验中酒精灯的加热效率为40%
【答案】C
【解析】
【详解】A.A液体在8min后温度不变,说明A液体已加热至沸腾,液体在沸腾时要继续吸收热量,所以内能变大,故A错误;
B.由图可知,加热相同的时间,即A液体和B液体吸收相同的热量,A液体温度变化量更小,说明A液体吸热能力更强,故B错误;
C.由B可知,A液体吸热能力更强,说明A是水,B液体吸收的热量等于A液体吸收的热量,则吸收的热量为
故C正确;
D.B液体从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精,则酒精燃烧放出的热量为
实验中酒精灯的加热效率
故D错误。
故选C。
10. 如图所示电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列判断正确的是( )
A. 电压表的示数不变,电流表A的示数变大
B. 电压表的示数变大,电压表的示数变小
C. 电压表的示数与电流表A的示数的比值变大
D. 电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量之比变大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.分析电路可知,闭合开关S,、串联,电流表A测电路电流,电压表测电压,电压表测电压。当滑动变阻器的滑片向右滑动时,阻值变大,则总电阻变大,根据,电流表A的示数变小,根据串联分压原理,电压表的示数变大,则电压表的示数变小,故AB错误;
C.电压表的示数变大,电流表A的示数变小,则电压表的示数与电流表A的示数的比值变大,故C正确;
D.根据串联分压,电压表示数的变化量等于电压表示数的变化量。对于定值电阻R1,设某时刻下其两端电压为,电流为,根据欧姆定律则有
①
设另一时刻下其两端电压为,电流为,根据欧姆定律则有
②
②-①则有
则有
所以当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量之比不变,则电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量之比不变,故D错误。
故选C。
二、填空题(本大题共6小题,每空1分,共17分)
11.
(1)如图甲,若要使图中阻值变大,滑片P应该 ___________时针旋转(顺/逆);
(2)如图乙,电阻箱的示数是 ___________Ω。
【答案】(1)顺 (2)2094
【解析】
【小问1详解】
滑动变阻器的原理是通过改变电阻线的长度来改变电阻,甲图中若要使图中阻值变大,则旋转滑片时使接入电路中电阻线的长度变长,故滑片P应该顺时针旋转。
【小问2详解】
如图乙,电阻箱的示数是R=2×1000Ω+0×100Ω+9×10Ω+4×1Ω=2094Ω
12. 按要求完成填空;
(1)如图乙所示,在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉,用力把活塞迅速下压,硝化棉燃烧起来。该过程将机械能转化为___________能;
(2)用电流表测量电路中的电流时,闭合开关,电流表的指针偏转如图丙所示,可能原因是___________;
(3)如图丁所示,在探究并联电路电流规律实验中,用电流表测出A、B、C三处电流分别为IA、IB、IC,则得到的规律是:___________(用题中物理量符号表示);
(4)电动汽车是指以车载蓄电池驱动电机行驶的车辆,当给汽车充电时,蓄电池相当于 ___________(选填“用电器”“电源”或“开关”);如图戊所示,某款车载充电线可同时供三部手机充电,充电时三部手机的连接方式是___________(选填“串联”或“并联”)。
【答案】(1)内 (2)电流表正负接线柱接反了
(3)IC=IA+IB
(4) ①. 用电器 ②. 并联
【解析】
【小问1详解】
在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉,迅速向下压活塞,活塞对空气做功,硝化棉燃烧起来,说明空气的温度升高,内能增加,故是将机械能转化为内能的过程。
【小问2详解】
电流表在使用时,电流应从电流表的正接线柱流入,负接线柱流入,指针正向偏转。用电流表测量电路中的电流时,闭合开关后发现,如图丙所示电流表的指针反向偏转,可能原因是电流表正负接线柱接反了。
【小问3详解】
由图丁可知,C处电流表在干路,A、B处电流表在支路,并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即A、B、C三处电流关系
【小问4详解】
[1]在电池充电的过程中,消耗电能,电池相当于电路中的用电器。
[2]三部手机在充电的过程中,互不影响。根据并联电路特点知,充电时三部手机的连接方式是并联。
13. 汽油机的一个工作循环中对外做功___________次。在压缩冲程中,气体的温度升高,这是通过___________的方式增加内能。为了不让汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,用水来冷却汽缸是因为水的___________较大。现代火箭用液态氢作燃料,是因为它具有较大的___________。
【答案】 ①. 1 ②. 做功 ③. 比热容 ④. 热值
【解析】
【详解】[1]汽油机的一个工作循环中对外做功1次。在四冲程汽油机中,每个工作循环包含吸气、压缩、做功、排气四个冲程,只有做功冲程通过燃气膨胀推动活塞对外做功,因此每循环做功一次。
[2]在压缩冲程中,气体的温度升高,这是通过做功的方式增加内能。压缩冲程中,活塞压缩气体,机械能转化为气体的内能,导致温度升高。
[3]为了不让汽油机在工作时温度升得太高,汽缸外设计水套用水冷却,是因为水的比热容较大。水的比热容高,意味着它能吸收大量热量而自身温度不会显著升高,适合作为冷却剂。
[4]现代火箭用液态氢作燃料,是因为它具有较大的热值。液态氢的热值极高,单位质量燃烧释放的能量极大,适合作为火箭的高效燃料。
14. 《晋书•五行志》中记载道“衣中忽有火,众威怪之。”说的是人在脱衣服时出现了火光,这实质上是______现象;脱下来的衣服会吸引头发,是因为带电体具有______的性质。在干燥的天气里,用塑料梳子梳头发时,头发变得蓬松是因为带______电荷(选填“同种”或“异种”)的缘故。
【答案】 ①. 摩擦起电 ②. 吸引轻小物体 ③. 同种
【解析】
【详解】[1]《晋书•五行志》中记载道“衣中忽有火,众威怪之”,这实质上是不同衣服之间相互摩擦,发生电子的转移,即摩擦起电现象。
[2]由于带电体具有吸引轻小物体的性质,因此脱下来的衣服会吸引头发。
[3]用塑料梳子梳头发时,头发变得蓬松,这是因此梳子和头发摩擦,发生电子的转移,即静电现象,头发因为带上了同种电荷,相互排斥的缘故。
15. 如图所示,这是定值电阻甲和小灯泡乙的电流和电压的关系图像,若把它们串联接在同一电路中,通电1min电路中产生的总热量是 ___________J。若将甲和乙并联接在电源电压为2V的电路中,电路的总功率为 ___________W。
【答案】 ①. 36 ②. 1.2
【解析】
【详解】[1]由图可知,当把定值电阻甲和小灯泡乙串联接在同一电路中,它们两端的电压分别为1V和2V,在纯电阻电路中产生的电热等于消耗的电能,Q=W=UIt=2V×0.2A×60s=36J
[2]由图可知,当甲,通过甲甲=2.4A,I乙=0.2A,根据并联电路的电流特点可知,干路的总功率I总=I甲+I乙=0.4A+4.2A=0.7A
电路的总功率P总=U′I总=2V×0.4A=1.2W
16. 如图所示,若将两个开关都闭合时,A1和A2的指针偏转角度相同,且电流表有两个量程分别为0~0.6A,0~3A,此时通过L1、L3的电流之比为1:8,当将控制L1的开关断开发现A2的示数减少了0.32A,那么两开关都闭合时流过L2的电流为___________A
【答案】0.24
【解析】
【详解】由图可知,灯L1、L2、L3并联,电流表A1测量L2和L3的总电流,电流表A2测量L2和L1的总电流。
将控制L1的开关断开,因为并联,所以流过L2和L3的电流没有发生变化。发现A2的示数减少了0.32A,说明流过L1的电流I1为0.32A。又因为两个开关都闭合时,通过L1、L3的电流之比为1:8,所以流过L3的电流为
两个开关都闭合时,两个电流表指针偏转角度相同,且电流表有两个量程分别为0~0.6A,0~3A,所以A1选择的是大量程,A2选择的是小量程。又因为电压表指针指示同一位置,大小量程相差5倍,即
解得
三、作图题(本大题共2小题,17题3分,18题4分,共7分)
17. 如图所示是一种电动独轮车电路图,仅开关S1闭合时指示灯亮起,再闭合开关S2,电动机M才能启动。如果断开开关S1,指示灯熄灭,同时电动机M停止运行,按要求将电路图补充完整。
【答案】
【解析】
【详解】仅闭合S1,指示灯亮,再闭合开关S2电动机才启动,所以指示灯和电动机并联连接,S2只控制电动机。断开开关S1,指示灯和电动机M停止工作,所以S1同时控制指示灯和电动机,接在干路上。作图如下:
18. 某同学设计水位自动报警装置,主要元件有电磁继电器、红灯和绿灯(额定电压220V)、控制电路电源(电源电压6V),控制电路断开,此时绿灯亮,控制电路接通,此时红灯亮。请用笔画代替导线完成电路连接。
【答案】
【解析】
【详解】当水位没有上升到与金属片A接触时,控制电路断开,则上侧与绿灯相连,控制电路接通,这表明衔铁被吸下,则下侧与红灯相连,两灯并联,火线先连接衔铁,再经两灯回到零线,如图所示:
四、实验探究题(本大题共2小题,19题9分,20题12分。共22分)
19. 小松和小颖两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中,使用两节新干电池作为电源,滑动变阻器的规格是“20Ω 2A”。
(1)如图甲所示是小松画出的电路图,实物连线如图乙所示,请你在虚线框内把电路图补画完整(要求所补画的元件与实物电路对应);
实验序号
①
②
③
④
电压/V
0.5
1.2
1.8
2.5
电流/A
0.10
0.24
0.36
0.50
(2)确认电路无误后,闭合开关进行实验,他们记录的数据如表所示,老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑,你认为是第___________组(填写实验序号),理由是___________;
(3)排除有拼凑嫌疑的数据后,分析数据可以得到的结论是:___________;
(4)本实验的主要研究方法是 ___________,下列物理教材中的实验,没有用到本实验方法的有 ___________(填字母序号)。
A.探究导体中电流与电阻的关系
B.探究影响液体内部压强的因素
C.用电流表和电压表测量定值电阻的阻值
【答案】(1) (2) ①. ① ②. 电路的最小电流为0.12A
(3)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(4) ①. 控制变量法 ②. C
【解析】
【小问1详解】
电路图和实物图各元件应一一对应,所以滑动变阻器滑片以右的电阻丝连入电路中,如图所示:
【小问2详解】
[1][2]根据表中数据,由可得第②次实验的电阻
电源电压为3V,滑动变阻器的最大电阻为20Ω,电路的最小电流
故第①组数据有拼凑的嫌疑,理由是电路的最小电流为0.12A。
【小问3详解】
排除有拼凑嫌疑的数据后,由表中数据可知,当电压变为原来几倍时,电流也随之变为原来的几倍,因此根据表中数据可得出的结论: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4详解】
[1][2]在“探究电流与电压的关系”的实验中,有多个因素影响,必须采用控制变量法。
A.探究导体中电流与电阻的关系,有多个因素影响,必须采用控制变量法,故A不符合题意;
B.探究影响液体内部压强的因素,有多个因素影响,必须采用控制变量法,故B不符合题意;
C.用电流表和电压表测量定值电阻的阻值,是测量型实验,没有控制变量,即没有采用控制变量法,故C符合题意。
故选C。
20. 小红在物理实验课上,做了如下几个电阻的测量实验:
(一)测量未知电阻的阻值。
(1)小红按照电路图连接实物如甲图所示,老师说他们有一根导线连接有错误,请你在该导线上画“×”并用笔画线代替导线画出正确连线______;
(2)该实验原理为 ______;
(3)正确连接电路后,实验时,将滑动变阻器的滑片从阻值最大处移到最小处的过程中,发现电流表示数逐渐变大但不超过量程,电压表始终无示数。故障应是电压表发生了 ______;
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,电流表的示数如图丙所示,则此次测得电阻的阻值为 ______Ω;
(二)小红又用如上器材继续测量小灯泡的电阻,小灯泡的正常发光电压为2.5V,电路设计如图丁所示。
(5)若小红连接电路是正确的且元件完好,但把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电流表立即有较大示数。则他除了在连接电路时开关是 ______的,另一处操作不当之处是 ______;
(6)纠正错误后,闭合开关,缓慢移动滑动变阻器的滑片,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表示数如图戊所示,若要测得小灯泡正常发光时的电阻,滑片应向 ______端移动;
(7)通过移动滑动变阻器的滑片,多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,画出了小灯泡的电流随其两端电压变化的图像,由图可知,通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比,这是因为灯泡的电阻与______有关;
(三)若实验中电压表坏了,只有一个电流表和一个已知阻值为R0的定值电阻,小红又设计了如图庚所示的电路。测量未知电阻的阻值,请将下列实验步骤补充完整:
①保持开关S2断开,闭合开关S、S1,读出并记录电流表示数I1;
②断开开关S1,闭合开关S、S2,读出并记录电流表示数I2;
③请写出未知电阻的阻值表达式: ______。(用I1、I2和R0表示)
【答案】 ①. ②. R= ③. 断路 ④. 4 ⑤. 闭合 ⑥. 没有将滑动变阻器的滑片移到接入电路的阻值最大处 ⑦. 左 ⑧. 温度 ⑨.
【解析】
【详解】(一)(1)[1]由图甲可知,电流表与定值电阻R并联,电压表串联在电路中,是错误的,在测电阻的实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,据此改错如下:
(2)[2]本实验需要用电压表测量定值电阻两端的电压、用电流表测量通过的电流,利用计算电阻的大小,所以实验原理是。
(3)[3]实验时,将滑动变阻器的滑片从阻值最大处移到最小处的过程中,发现电流表示数逐渐变大但不超过量程,电压表始终无示数,说明电路连接正确,则可能是电压表发生断路。
(4)[4]如图乙,电压表用的是小量程,分度值为0.1V,示数为2V;如图丙,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其示数为0.5A。则电阻的阻值为
(二)(5)[5][6]为保护电路,连接电路时必须断开开关,滑动变阻器接入电路的阻值必须最大。把最后一根导线连接完毕后,看到电压表和电流表立即有较大示数,说明连接电路时开关未断开,且没有将滑动变阻器的滑片移到接入电路的阻值最大处。
(6)[7]图戊中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.8V,小于灯泡正常发光的2.5V,若要测得小灯泡正常发光时的电阻,应该增大灯泡两端的电压,根据串联电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据串联分压原理,应减小滑动变阻器的电阻,所以滑片应向左端移动。
(7)[8]通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比,说明灯泡电阻是变化的,这是因为灯泡电阻和温度有关。
(三)[9]①保持开关S2断开,闭合开关S、S1,、并联,电流表测电流,读出并记录电流表示数I1;
②断开开关S1,闭合开关S、S2,连接方式不变,电流表改测干路电流,读出并记录电流表示数I2;
③根据并联电流规律,支路电流为,根据并联分流原理则有
解得。
五、综合题(本大题共2小题,21题6分,22题8分,共14分)
21. “智慧”物理小组的同学利用如图甲所示的电路探究电学问题,电源电压U不变,将滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一端的过程中,获取到了一些数据,画出了如图乙所示的R2的U﹣I关系图像。
(1)请分析电路和图像,求解出2个物理量。(要求写出求解过程,从图像中直接读出的数据不算作求解出的物理量)
(2)请从理论上分析滑动变阻器的U﹣I关系图像是一条直线的原因。
【答案】(1)由甲图知R1、R2串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压;结合图像知:当P在最左端时,U2=0,I=0.5A,此时电源电压为U=0.5A×R1……①当P在最右端时,R2的阻值最大,I′=0.1A,U2′=1.2V;由和串联电路电压的特点可得电源电压为U=0.1A×R1+1.2V……②解得U=1.5V,R1=3Ω;则滑动变阻器最大阻值为
(2)滑动变阻器两端的电压为U2=U-U1=U-IR1,因U和R1为定值,故U2与I成一次函数关系,所以U-I关系图像是一条直线。
【解析】
【小问1详解】
略。
【小问2详解】
略。
22. 如图—1所示,是小明家的电热加湿器,其工作电路如图—2,使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出,增加环境湿度,自动阀门智能打开,水由储水箱进入加热仓中。气雾调节器的滑片P移动时可调节气雾量。 [,]
工作电压:220V
储水箱容量:2.4L
工作频率:50Hz
加热仓容量:25mL
最大运行功率:400W
气雾调节器最大电阻:1980Ω
(1)将加热仓中加满水,从20℃加热到100℃所需要吸收的热量是多少?
(2)若加热仓以最大运行功率工作时效率为50%,要将水加热到100℃,需要的时间多长?
(3)将气雾调节器R2调至最左端,加湿器以最大运行功率工作,电热丝R1的阻值是多少?
(4)小明关闭家中其他电器,单独让加湿器接在电路中,加湿器工作5min,图—3所示的电能表指示灯闪烁100次,此时电热加湿器的实际功率是多少瓦?
【答案】(1)8.4×103J
(2)42s (3)121Ω
(4)375W
【解析】
【小问1详解】
加热仓容量
25mL=25cm3
水的质量
m=ρV=1.0g/cm3×25cm3=25g
水需要吸收的热量
Q吸=c水m(t-t1)=4.2×103J/(kg·℃)×25×10-3kg×(100℃-20℃)=8.4×103J
【小问2详解】
由可知
由表格数据可知,加湿器的最大运行功率
P大=400W
则需要的时间
【小问3详解】
当气雾调节器R2的滑片移到最左边时,接入电路中的电阻为零,电路为只有R1的简单电路,加湿器以最大运行功率工作,则电热丝R1的阻值
【小问4详解】
电能表的指示灯闪烁100次电热加湿器消耗的电能
此时电热加湿器的实际功率
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