精品解析:北京市海淀区2025-2026学年九年级上学期11月期中考试物理试题
2025-11-11
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内容正文:
九年级物理
注意事项
1.本试卷共8页,共两部分,34道题,满分100分。考试时间90分钟。
2.在试卷和答题纸上准确填写学校名称、姓名和准考证号。
3.试题答案一律填涂或书写在答题纸上,在试卷上作答无效。
4.在答题纸上,选择题用2B铅笔作答,其他题用黑色字迹签字笔作答。
第一部分
一、单项选择题(下列各小题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意。共30分,每小题2分)
1. 在国际单位制中,电流的单位是( )
A. 伏特(V) B. 焦耳(J) C. 安培(A) D. 欧姆(Ω)
【答案】C
【解析】
【详解】A.伏特是电压单位,故A不符合题意;
B.焦耳是功和能量的单位,故B不符合题意;
C.安培是电流的单位,故C符合题意;
D.欧姆是电阻的单位,故D不符合题意。
故选C。
2. 如图所示的铅笔,其各组成部分在图中已标出,通常情况下属于导体的是( )
A. 橡皮 B. 塑料套 C. 木质笔杆 D. 石墨笔芯
【答案】D
【解析】
【详解】A.橡皮是橡胶制品,在通常情况下是绝缘体,不容易导电,故A不符合题意;
B.塑料套是塑料制品,在通常情况下是绝缘体,不容易导电,故B不符合题意;
C.木质笔杆是木头制品,在通常情况下是绝缘体,不容易导电,故C不符合题意;
D.石墨笔芯的主要成分是石墨,石墨是导体,容易导电,故D符合题意。
故选D。
3. 如图所示的四个电路中,开关S闭合后,两灯泡都能发光的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.图中灯泡L1和L2串联,开关S与它们并联。当开关S闭合后,相当于用一根导线直接连接在电源两端,造成电源短路,电流将不通过灯泡,所以两灯泡都不会发光,且可能烧坏电源。故A不符合题意;
B.图中电路没有电源,无法形成有效的电流,因此无论开关闭合与否,两灯泡都不会发光。故B不符合题意;
C.图中灯泡L1与电源串联,灯泡L2与开关S并联,然后它们再与L1串联。当开关S闭合后,灯泡L2被开关S短路,电流将不通过L2,所以L2不发光;电流会通过L1,所以L1会发光。这不符合两灯泡都能发光的要求。故C不符合题意;
D.图中灯泡L1和L2并联,开关S在干路上,控制整个电路。当开关S闭合后,电路成为通路,电流从电源正极流出,经过开关S后,分别流过L1和L2两条支路,两个灯泡各自所在的支路都构成完整回路,所以两灯泡都能发光。故D符合题意。
故选D。
4. 如图所示的是四冲程汽油机工作时的两个冲程,下列说法正确的是( )
A. 甲图所示为做功冲程
B. 乙图所示为吸气冲程
C. 甲图所示的冲程,主要的能量转化是内能转化为机械能
D. 乙图所示的冲程,主要的能量转化是内能转化为机械能
【答案】D
【解析】
【详解】AC.甲图中,进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程,没有主要的能量转化,故AC错误;
BD.乙图中,进气门和排气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,对外做功,将内能转化为机械能,是做功冲程,故B错误,D正确。
故选D。
5. 厨房不仅是加工食材的场所,也是生活中的“物理实验室”,下列说法正确的是( )
A. 炖肉时,满屋飘香,这是扩散现象
B. 沸腾的水热得发烫,是因为水含有的热量多
C. 蒸馒头时,是通过做功的方式使馒头的内能增加
D. 炒菜的铁锅装有木柄,是因为木材的导热性比铁的导热性强
【答案】A
【解析】
【详解】A.炖肉时,香味分子无规则运动,属于扩散现象,故A正确;
B.热量是传递的能量,是过程量,不能说“含有热量”,故B错误;
C.蒸馒头时,馒头吸收热量,内能增加,通过热传递增加内能,而非做功,故C错误;
D.木柄导热性差,避免烫手,炒菜的铁锅装有木柄,故D错误。
故选A。
6. 如图所示的电路,下列说法正确的是( )
A. 只闭合开关S1时,两灯泡串联
B. 只闭合开关S2时,两灯泡并联
C. 只闭合开关S1、S3时,两灯泡并联
D. 开关S1、S2和S3都闭合时,电路处于断路状态
【答案】C
【解析】
【详解】A.只闭合开关S1时,只有L1的简单电路,L2这条路是断开的,故A错误;
B.只闭合开关S2时,电流只有一条路径,电流依次流过两只灯泡,则两个灯泡串联,故B错误;
C.只闭合开关S1、S3时,电流有两条独立的路径,所以两灯泡是并联的,故C正确;
D.开关S1、S2和S3都闭合时,会形成电源短路,故D错误。
故选C。
7. 小明设计了利用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图,如图甲所示。滑动变阻器按如图所示方式接在E、F两点间,闭合开关S,当滑片P向左滑动时,灯泡会变暗的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题图可知,接入的滑动变阻器与小灯泡构成串联电路,要求滑片向左滑动灯泡变暗,即总电流变小,则总电阻变大,根据串联电阻规律,滑动变阻器阻值要增大,说明向左滑动滑片远离下接线柱,即下接线柱接右边,且要“一上一下”连接,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
8. 关于电流,下列说法正确的是( )
A. 电流一定是负电荷定向移动形成的
B. 电路中只要有电源就一定有持续的电流
C. 人们规定自由电荷定向移动的方向为电流的方向
D. 金属导体中的电流方向跟其中自由电子定向移动的方向相反
【答案】D
【解析】
【详解】A.正电荷或负电荷的定向移动都可以形成电流。在物理学中,规定正电荷定向移动的方向为电流方向,故A错误;
B.形成持续电流的条件是电路闭合且有电源。仅有电源但电路未闭合时,无法形成电流,故B错误;
C.电流方向的规定是正电荷定向移动的方向,金属导体中的自由电子是负电荷,其定向移动方向与电流方向相反,故C错误;
D.金属导体中自由电子(负电荷)定向移动的方向与电流方向相反,这一结论符合电流方向的定义,故D正确。
故选D。
9. 如图所示,用装有静电除尘纸的拖把拖地时,除尘纸与地板摩擦后就可以轻松的将附近的灰尘和头发打扫干净。下列说法正确的是( )
A. 静电除尘纸和地面摩擦时创造了电荷
B. 静电除尘纸和地面摩擦后与地面带有同种电荷
C. 静电除尘纸除尘利用了带电体可以吸引轻小物体的性质
D. 静电除尘纸吸附灰尘是利用同种电荷相互吸引
【答案】C
【解析】
【详解】A.摩擦起电的实质是电荷的转移,而不是创造了电荷。静电除尘纸和地面摩擦时,电荷发生了转移,并非创造电荷,故A错误;
B.静电除尘纸和地面摩擦时,一个物体失去电子带正电,另一个物体得到电子带负电,所以它们带有异种电荷,故B错误;
C.静电除尘纸和地面摩擦后带电,而带电体具有吸引轻小物体的性质,所以能吸引灰尘和头发等轻小物体,故C正确;
D.静电除尘纸吸附灰尘是利用带电体吸引轻小物体的性质,故D错误。
故选 C。
10. 图甲是超市自助结账机。对商品扫码时(开关S1闭合),仅指示灯亮;扫完商品,付款成功后(开关S1、S2均闭合),指示灯亮同时音箱提示支付成功;未对商品扫码时(开关S1断开),音箱不能独立工作。如图所示电路图中满足上述要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意,当S1闭合时,只有指示灯工作;当S1 、S2都闭合时,指示灯和音箱同时工作;当S1断开 、S2闭合时,音箱不工作。经分析可知:指示灯和音箱并联,开关S1在干路上,开关S2在支路上控制音箱。
故选A。
11. 图甲中一小球从轨道上的A点出发,先后经过轨道上的B、C、D、E四点。图乙是小球在这五个点的动能和重力势能大小情况的示意图,下列说法正确的是( )
A. 从A点到E点的过程中,小球的机械能不变
B. 从B点到C点的过程中,小球的重力势能减少,动能增加
C. 从C点到D点的过程中,小球的动能全部转化为重力势能
D. 从A点到E点的过程中,在C点时小球的机械能最大
【答案】B
【解析】
【详解】设图乙中每小格能量为E0,机械能为动能、势能之和;
A.从A点到E点的过程中,如图乙,A点小球机械能为8E0,E点小球机械能为6E0,是由于有阻力的原因,机械能减小,故A错误;
B.从B点到C点的过程中,小球高度减小,重力势能减小,由图乙,小球动能增大,故B正确;
C.从C点到D点的过程中,由图乙,在D点时小球动能不为0,小球的动能没有全部转化为重力势能,故C错误;
D.从A点到E点的过程中,机械能一直减小,因此在A点时小球的机械能最大,故D错误。
故选B。
12. 关于能量的转化与守恒,下列说法正确的是( )
A. 一个用细线悬挂的小球在来回摆动许多次后总会停下来,说明这个过程的能量不守恒
B. 空调既能制热,又能制冷,说明自发的热传递不存在方向性
C. 因为自然界中的能量是守恒的,所以说能源危机不过是杞人忧天
D. 任何制造永动机的设想,无论看上去多么巧妙,都是一种徒劳
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球停下来是因为机械能通过摩擦和克服空气阻力转化为内能,总能量仍然守恒,故A错误;
B.空调工作需要电能驱动,并非自发过程,不能说明热传递无方向性,故B错误;
C.自然界的能量是守恒的,但能量的转化或转移是有方向性的,因此能源危机是存在的,是指可用能源减少,故C错误;
D.永动机违背了能量守恒定律,因此是无法实现,故D正确。
故选D。
13. 如图所示的四个电路中,开关都闭合时,电流表测量通过Rx电流的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.开关都闭合时,R0、RX并联,电流表测RX的电流,故A符合题意;
B.开关都闭合时,R0、RX并联,电流表测干路的电流,故B不符合题意;
C.开关都闭合时,RX被短路,R0接入电路,电流表测R0的电流,故C不符合题意;
D.开关都闭合时,R0、RX并联,电流表测R0的电流,故D不符合题意。
故选A。
14. 如图所示的电路,电源电压恒为6V,R1为定值电阻,小明逐渐改变滑动变阻器R2接入电路的阻值大小,依次记录电流表和某个电压表的示数如下表所示。下列说法正确的是( )
实验序号
1
2
3
4
5
6
U/V
4.8
4.4
4.0
3.6
3.2
2.8
I/A
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
A. 电压表V1的示数始终为6.0V
B. 定值电阻R1的阻值为20Ω
C. 在实验过程中,滑动变阻器R2接入电路的阻值逐渐变大
D. 在第4次实验时,滑动变阻器R2接入电路的阻值为50Ω
【答案】B
【解析】
【详解】A.分析电路可知,、串联,电压表测电压,电压表测电源电压,电流表测电路电流。改变滑动变阻器R2接入电路的阻值大小,根据串联分压原理,电压改变,则电压表示数改变。电源电压不变,则电压表示数不变。所以表中记录的是电压表和电流表的示数。故A错误;
BD.由表可知,在第4次实验时,电压表示数为3.6V,电流表示数为0.12A,根据串联电压规律,定值电阻电压为
则定值电阻R1的阻值为
此时滑动变阻器R2接入电路的阻值为
故B正确,D错误;
C.由表可知,在实验过程中,电路电流变大,根据可知总电阻变小,则滑动变阻器R2接入电路的阻值逐渐变小。故C错误。
故选B。
15. 如图所示的电路,电源电压恒定,R1、R2为定值电阻,R1∶R2=1∶2。只闭合S1时,电压表的示数为U1;S1、S2闭合,S3断开时,电流表A1的示数为I1;S1、S3闭合,S2断开时,电流表A2的示数为I2。不考虑温度对定值电阻阻值的影响,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为3U1
B. I1∶I2=2∶1
C. 只闭合S1时,电路中的电流为
D. S1、S2和S3都闭合时,R1与R2并联
【答案】C
【解析】
【详解】A.只闭合S1时,电阻R1和R2串联,电压表并联在R2的两端,测的是R2两端的电压,为U1,设R1的电阻为R,则R2的电阻为2R,根据欧姆定律和串联电路的电流特点可知,通过电路的电流为
根据公式可知,电源电压为,故A错误;
B.S1、S2闭合,S3断开时,电路中只有电阻R2,电流表A1的示数为I1;S1、S3闭合,S2断开时,电路中只有电阻R1,电流表A2的示数为I2,因为R1∶R2=1∶2
根据欧姆定律可知,电源电压不变,电流与电阻成反比,则I1∶I2=1∶2,故B错误;
C.S1、S3闭合,S2断开时,电路中只有电阻R1,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流为
由A选项可知,只闭合S1时,通过电路的电流为
因此只闭合S1时,电路中的电流为,故C正确;
D.S1、S2和S3都闭合时,电流将直接通过开关S1、S2和S3流回电源负极,造成电源短路,R1与R2均不能正常工作,故D错误。
故选C。
二、多项选择题(下列各小题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共10分,每小题2分。每小题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
16. 关于如图所示的热学实验,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,压紧的两铅块,下面悬挂很重的重物而不分开,这是由于分子之间存在斥力
B. 乙图中,抽去玻璃隔板后,两瓶中的气体逐渐混合,颜色变得均匀,说明气体分子是运动的
C. 丙图中,墨水在热水中比在冷水中扩散快,说明分子无规则运动的剧烈程度与温度有关
D. 丁图中,迅速来回拉动粗布条,橡胶塞从管口冲出,橡胶塞的内能转化为它的机械能
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由分子动理论可知,分子间同时存在着引力和斥力。压紧的两铅块,下面悬挂很重的重物而不分开,这说明分子间存在着引力,故A错误;
B.抽去玻璃板后,两瓶中的气体逐渐混合,这说明密度大的二氧化氮和密度小的空气彼此进入对方,发生扩散现象,说明分子在不停地运动,故B正确;
C.分子热运动与温度有关,丙图中,红墨水在热水中比在冷水中扩散得快,这说明温度越高,分子运动越剧烈,故C正确;
D.丁图中,迅速来回拉动粗布条,通过摩擦做功使试管和管内气体的内能增大,橡胶塞从管口冲出时,管内气体对橡胶塞做功,将气体的内能转化为橡胶塞的机械能,故D错误。
故选BC。
17. 根据欧姆定律,可以推导出和,根据这些公式,下列说法正确的是( )
A. 导体中的电流越大,导体的电阻就越小
B. 导体电阻的阻值,可以通过测量导体两端的电压和通过它的电流来间接测量
C. 导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,此时导体的电阻也为零
D. 导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【答案】BD
【解析】
【详解】A.导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度和横截面积有关,与电压和电流无关,故A错误;
B.根据欧姆定律,导体电阻的大小,可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来计算,故B正确;
C.加在导体两端的电压为零时,通过导体的电流为零,但是导体的电阻不为零,故C错误;
D.根据欧姆定律可知,在电阻一定时,通过导体的电流与加在导体两端的电压成正比,故D正确。
故选BD。
18. 表中所示为一些常见物质的比热容,下列说法正确的是( )
常温常压下一些常见物质的比热容[×103J/kg·℃]
水
4.2
冰
2.1
酒精
2.4
砂石
0.92
煤油
2.1
铝
0.88
水银
0.14
铜
0.39
A. 质量相等的酒精和煤油吸收相同的热量后,煤油的温度更高
B. 同种物质在不同状态下,其比热容可能发生变化
C. 暖气中常用水作为工作物质,主要是因为水的比热容较大
D. 铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量较多
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由表中数据可知,煤油的比热容小于酒精的比热容,因此质量相等的酒精和煤油吸收相同的热量后,根据可知,煤油升高的温度更高,但由于不知道煤油和酒精的初温,因此不能判断煤油最后的温度是不是更高,故A错误;
B.由表中数据可知,水和冰的比热容不同,所以同种物质在不同状态下,其比热容可能发生变化,故B正确;
C.暖气中常用水作为工作物质,主要是因为水的比热容较大,质量相同的水与其他物质相比,在下降相同温度时,可以放出更多的热量,故C正确;
D.由表中数据可知,铝的比热容大于铜的比热容,但由于不知道铝块和铜块的质量,因此不能确定铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量较多,故D错误。
故选BC。
19. 如图所示的电路中,闭合开关,灯L1和灯L2均发光。下列说法正确的是( )
A. 若观察到灯L1比灯L2亮,说明通过灯L1的电流更大
B. 因为A处更靠近电源正极,所以通过A处的电流大于通过B处的电流
C. 将同一块电流表分别接在A、B、C三处,电流表的示数相同
D. 将灯L1与灯L2的位置互换后,通过B处的电流与通过C处的电流仍相等
【答案】CD
【解析】
【详解】ABC.由图可知,该电路为串联电路,由串联电路电流的特点可知,各处的电流是相等的,故AB错误,C正确;
D.将灯L1与灯L2的位置互换后,该电路仍为串联电路,各处的电流都相等,故D正确。
故选CD。
20. 如图所示是小明设计的一个简易电子身高测量仪的示意图,电源电压恒为6V,保护电阻R0=40Ω,ab是一根固定着的、竖直放置的硬电阻棒,总长为40cm,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比;金属杆cd和MP(右端的P为滑片)与电路接触良好,且电阻均忽略不计。小明在电压表表盘的电压刻度线处标出对应的身高值,用该测量仪测量了甲、乙和丙三位同学的身高,测量数据如下表所示。已知测量乙同学身高时,滑片P恰好在电阻棒的中点。下列说法正确的是( )
甲同学
乙同学
丙同学
电流表示数
0.12A
0.10A
0.08A
电压表示数
1.2V
2.0V
2.8V
身高测量值
1.60m
A. 电阻棒的总电阻是40Ω
B. 甲的身高是1.75m,丙的身高是1.50m
C. 电压表1.0V刻度线处对应的身高值为1.48m
D. 电压表改标后的身高值是均匀分布的
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由题意知,测量乙同学身高时,滑片P恰好在电阻棒的中点,此时电阻棒的电阻为
则电阻棒的最大值为
故A正确;
B.接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比,总长为40cm,最大电阻为40Ω,即1Ω/cm;由乙同学的身高h乙=1.60m=160cm
可知b点的高度为hb=160cm-20cm=140cm
测量甲同学身高,电阻棒的电阻为
则甲同学的身高为
测量丙同学身高,电阻棒的电阻为
则丙同学的身高为
故B错误;
C.当电压表1.0V刻度线时,串联电路各处电流相等
电阻棒的电阻为
对应的身高值为
故C正确;
D.电压表的示数为
电阻棒的电阻R′与接入电路的棒长成正比,但是电压表示数U与电阻棒的电阻R′不成正比,可知电压表改标后的身高值不是均匀分布,故D错误.
故选AC。
第二部分
三、实验探究题(共48分、21、22题各4分,23、25、26、27、28、29、30题各5分、24题2分,31题3分)
21.
(1)如图所示,电阻箱的示数为__________Ω。
(2)如图所示,电流表的示数为__________A。
【答案】(1)2025
(2)0.54
【解析】
【小问1详解】
电阻箱的读数方法是将每个旋钮对应的数字乘以其倍率,然后相加。×1000旋钮对应的数字是2,所以这部分的阻值是2×1000=2000Ω;×100旋钮对应的数字是0,所以这部分的阻值是0×100=0Ω;×10旋钮对应的数字是2,所以这部分的阻值是2×10=20Ω;×1旋钮对应的数字是5,所以这部分的阻值是5×1=5Ω。将各部分阻值相加2000+0+20+5=2025Ω
【小问2详解】
电流表有两个量程,接线柱接的是“-”和“0.6”,所以量程是0~0.6A,分度值是0.02A。指针指向0.4A后第7个小格,所以示数为0.4+7×0.02=0.54A
22.
(1)如图甲所示,把铅板和金板放在一起并压紧。几年之后,金板上渗入了一些铅,铅板上渗入了一些金。这一扩散现象说明______________。
(2)如图乙所示的实验中,试管中的水沸腾后,水蒸气将塞子顶出,此过程中的能量转化与过程 的相似(选填选项前的字母)。
A. 如图丙所示,迅速下压活塞,筒内空气温度升高,硝化棉被点燃
B. 如图丁所示,往瓶内打气后瓶塞跳起,瓶内出现白雾
【答案】(1)分子在不停地做无规则运动
(2)B
【解析】
【小问1详解】
铅板和金板压紧后,彼此渗入对方,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
【小问2详解】
图乙中,水蒸气将塞子顶出,是内能转化为机械能。
A.图丙中,迅速下压活塞,筒内空气温度升高,硝化棉被点燃,是机械能转化为内能,故A不符合题意;
B.图丁中,往瓶内打气后瓶塞跳起,瓶内出现白雾,是内能转化为机械能,与图乙能量转化相似,故B符合题意。
故选B。
23. 如图所示,小明探究“影响重力势能大小的因素”,所用的实验器材有:3个实心铁块A、B和C(质量大小关系为mA<mB<mC),木质小桌,细沙,透明塑料盆。在塑料盆中装入足够多的细沙,将铁块举到图示高度后由静止释放。
(1)实验中,通过观察____________来比较各铁块重力势能的大小。
(2)分析____________两次实验可知,物体的重力势能与被举高的高度有关。
(3)为探究物体的重力势能与物体质量的关系,小明进行了乙、丙、丁三次实验,发现每次小桌的桌腿都全部陷入细沙中。在不更换器材的条件下,应采取的改进措施是____________。
(4)小明进行相应调整后,发现桌腿陷入细沙中的深度h乙<h丙<h丁,可得出的初步结论是:_________。
【答案】(1)小桌腿陷入细沙中的深度
(2)甲、乙 (3)降低铁块的释放高度
(4)高度相同时,物体质量越大,重力势能越大
【解析】
【小问1详解】
铁块下落撞击小桌,用小桌腿陷入细沙中的深度来表示重力势能的大小。采用的是转换法。
【小问2详解】
为探究物体的重力势能与被举高的高度关系,需要控制质量相同,改变高度。甲与乙都是同一个铁块A,甲的高度较低,乙的高度较高。比较甲和乙两图:质量相同,高度越高,小桌腿陷入越深,所以物体重力势能越大。
【小问3详解】
乙、丙、丁三次实验中,铁块A、B、C,质量依次增大,所处的高度相同,但小桌腿每次都全部陷入沙中,说明沙太软或初始高度太高,无法区分重力势能大小。所以改进方法:降低释放高度(或换更硬的沙面)。
【小问4详解】
乙、丙、丁三次实验中,铁块A、B、C,质量mA<mB<mC,所处的高度相同,小桌腿陷入细沙中的深度依次增大。故得结论:高度相同时,物体质量越大,重力势能越大。
24. 小海将废旧的电炉丝接入如图所示的电路,闭合开关后用酒精灯对其加热,使电炉丝的温度逐渐升高,观察到数字电流表的示数逐渐字电流表减小。请根据小海的实验操作,写出他所探究的问题:________。
【答案】导体的电阻与温度的关系
【解析】
【详解】实验中通过酒精灯加热电炉丝,改变其温度,观察电流表的示数变化,说明电炉丝的电阻发生变化。因此,实验探究的是导体的电阻与温度的关系。
25. 小明用图中所示的实验器材探究导体的电阻大小与哪些因素有关。图中电阻丝①②③为镍铬合金丝,④为锰铜合金丝;电阻丝①③④的长度为l,②的长度为2l;电阻丝①②的横截面积为S,③④的横截面积为2S。实验时用图中所示的导线夹M、N分别夹住一根电阻丝的两端将其接入电路进行实验,请回答下列问题。
(1)为探究导体的电阻大小与导体的长度是否有关,应选择电阻丝____________(选填电阻丝序号)分别接入电路进行实验。实验中观察到____________,可得出导体的电阻大小与导体的长度有关的结论。
(2)若分别将电阻丝①④接入图中M、N两点间,发现电流表的示数不同,由此____________(选填“能”或“不能”)得到导体的电阻大小与导体的材料有关的结论,理由是____________。
【答案】(1) ①. ①② ②. 电流表的示数不同
(2) ①. 不能 ②. 没有控制导体的横截面积相同
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据控制变量法,要探究导体的电阻大小与导体的长度是否有关,应控制导体的材料与横截面积均相同,而导体的长度不同,由表中数据可知,应选编号为①②的两根电阻丝进行实验。在M、N之间分别接上不同的导体,可通过观察电流表的示数来比较导体电阻的大小,电流表的示数越大,电阻越小,电流表的示数越小,电阻越大,而这种方法为转换法。因此实验中观察到电流表的示数不同,可得出导体的电阻大小与导体的长度有关的结论。
【小问2详解】
[1][2]若将①④两电阻丝接入如图电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由于此时导体的长度相同,但材料和横截面积都不同,根据控制变量法,由于没有控制导体的横截面积相同,因此不能得到导体的电阻大小与导体的材料有关的结论。
26. 明利用如图甲所示的电路测量小灯泡L在2.5V电压下的电阻。
(1)请添加一条导线,将图甲所示的实验电路补充完整。
(2)闭合开关后,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,而电压表有示数,若电路连接完好,则故障的原因可能是 。
A. 滑动变阻器断路 B. 开关短路 C. 小灯泡断路 D. 小灯泡短路
(3)解决上述问题后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至某位置,此时电压表示数如图乙所示,小灯泡两端的电压为____________V。要将其两端的电压调至2.5V,则需将滑片向____________移动,若小灯泡两端的电压为2.5V时,电流表示数为0.3A,则此时小灯泡L的电阻RL=____________Ω(结果保留一位小数)。
【答案】(1) (2)C
(3) ①. 2.1 ②. 左 ③. 8.3
【解析】
【小问1详解】
要测小灯泡L在2.5V电压下的电阻,因此电压表选用小量程并联在灯泡两端,如图所示:
【小问2详解】
闭合开关后,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即故障的原因可能是小灯泡断路。
故选C。
【小问3详解】
[1][2][3]调节滑动变阻器的滑片至某位置,此时电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.1V。小于2.5V,要将其两端的电压调至2.5V,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故需将滑片向左移动,若小灯泡两端的电压为2.5V时,电流表示数为0.3A,则此时小灯泡L的电阻为
27. 在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中,小明进行了如图甲、乙、丙所示的实验。斜轨道与水平直轨道平滑连接,将体积相同、质量不同的两个小球A、B,分别从同一斜轨道上某位置由静止释放(已知h1>h2),小球与放在水平轨道上的木块撞击后一起向前运动,分别测出三次实验中木块被推动的距离s甲、s乙和s丙,且s乙>s甲>s丙。
(1)图甲、乙所示的两次实验,是为了探究物体动能的大小与__________是否有关,两次实验中A、B两小球从斜轨道上相同位置由静止释放的目的是__________;
(2)通过图乙、丙两次实验的现象可得出结论:__________;
(3)若图甲、丙两次实验中A、B小球到达水平轨道时的动能分别为EA、EB,则通过实验现象可知EA__________EB(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1) ①. 质量 ②. 使小球运动到斜轨道底端时的速度相同
(2)质量相同时,速度越大,动能越大
(3)>
【解析】
【小问1详解】
[1][2]甲、乙中,小球从同一高度由静止释放,目的是使小球到达水平轨道时速度相同;而小球A、B质量不同,因此,这两次实验是为了探究物体动能的大小与质量是否有关;两次释放的目的是使小球到达斜轨道底端时的速度相同。
【小问2详解】
乙、丙中,小球是同一物体B,质量相同,但从不同高度释放,导致到达水平轨道时速度不同,乙中速度更大,实验现象中,说明质量相同时,物体的速度越大,动能越大。
【小问3详解】
动能的大小通过木块被推动的距离反映,距离越远,动能越大。甲中木块被推动的距离,丙中为,且,因此。
28. 如图甲所示,某实验小组为“探究温度不同物质的吸热情况”,在两个完全相同的烧杯中,分别装入质量、初温相同的水和煤油,用相同的电加热器进行加热。
(1)加热过程中,使水和煤油升高相同的温度,发现___________不同,这表明它们所吸收热量的多少是不同的。
(2)每隔1min记录两温度计的示数,根据实验数据绘制的图像如图乙所示。图中___________(选填“a”或“b”)是表示煤油温度随时间变化关系的图像。已知水的质量为m,水每分钟吸收的热量为Q,可计算出水的比热容c水=_________(利用Q、m和图像中的数据表示)。
(3)以下物理量中,与比热容的定义方式不同的是 。
A. 功 B. 热值 C. 速度 D. 密度
【答案】(1)加热时间
(2) ①. b ②. (3)A
【解析】
【小问1详解】
水和煤油的质量、初温相同,用相同的电加热器进行加热,相同时间内电加热器放出的热量相同,不计热损失,电加热器放出的热量全部被水和煤油吸收,则相同时间内水和煤油吸收的热量相同;要使水和煤油升高相同的温度,因为水和煤油两种物质的吸热能力不同,要吸收的热量也不同,所以加热时间也不同。
【小问2详解】
[1]水和煤油两种物质的吸热能力不同,煤油的吸热能力弱,也就是说质量、初温相同的水和煤油升高相同的温度,煤油吸收的热量少,加热时间短;由图乙可知,质量相同的两种物质温度都升高20℃,b加热时间为3min,a加热时间为6min,b加热时间短,吸收的热量少,所以b表示煤油温度随时间变化关系的图像。
[2]由可得,水的比热容为
【小问3详解】
热值的定义方式是比值定义,我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值;速度的定义方式也是比值定义,我们把路程与时间之比叫做速度;密度的定义方式也是比值定义,我们把某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度;功的定义不是比值定义,如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功,功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。所以与比热容的定义方式不同的是功。
29. 小明利用电压恒为6V的电源、滑动变阻器(最大阻值为60Ω)、数字电流表、数字电压表、多个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω)、开关及导线,探究通过导体的电流与导体电阻的关系。
(1)为了能利用所有的定值电阻并正确完成6次实验,应控制定值电阻两端的电压至少保持___________V不变。
(2)小明分析下表实验数据,发现___________,由此可得实验结论:___________。
R/Ω
5
10
15
20
25
30
I/A
0.60
0.30
0.20
0.15
0.12
0.10
【答案】(1)2 (2) ①. 导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变 ②. 在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】
【小问1详解】
设控制定值电阻两端的电压至少保持Uv,由串联电路的规律和分压原理有
当定值电阻最大时,对应的变阻器连入电路最大,电压表示数最小,即
解得Uv=2V,故控制定值电阻两端的电压至少保持2V不变。
【小问2详解】
[1][2]分析表中实验数据U=0.60A×5Ω=0.30A×10Ω=……=0.10A×30Ω=3V
发现导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变。故可得结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
30. 为了测量一个未知电阻Rx的阻值,小海进行了如下实验。他将未知电阻Rx、已知阻值的定值电阻R0、滑动变阻器、开关和电源连接成了如图所示的电路,电源电压恒定。
(1)请将小海的实验步骤补充完整。
①断开开关S2,闭合开关S、S1,滑动变阻器滑片调到某一位置,此时电压表的示数为U1;
②_____________,保持滑动变阻器滑片位置不变,电压表的示数为U2;
③Rx阻值的表达式:Rx=_________(用已知量和测量量的符号表示)。
(2)小红也按照上述小海的实验步骤进行操作,但在进行步骤②时,她将图中滑动变阻器的滑片向左移动了一小段,其他操作都与小海的相同,她测出的阻值___________(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1) ①. 断开开关S1,闭合开关S、S2 ②.
(2)偏小
【解析】
【小问1详解】
[1][2]实验步骤:
①由图可知,断开开关S2,闭合开关S、S1,此时未知电阻Rx、定值电阻R0和滑动变阻器串联,电压表测未知电阻Rx两端电压,滑动变阻器滑片调到某一位置,此时电压表的示数为U1;
②断开开关S1,闭合开关S、S2,此时未知电阻Rx、定值电阻R0和滑动变阻器串联,电压表测未知电阻Rx和定值电阻R0两端电压,保持滑动变阻器滑片位置不变,电压表的示数为U2;③因各电阻的大小和其两端的电压不变,根据串联电路电压的规律,定值电阻两端的电压为
由分压原理得
即
解得
【小问2详解】
由图知,电源电压不变,当滑动变阻器向左移动时,滑动变阻器阻值减小,总电阻减小,总电流变大,Rx和R0两端的总电压U2增大,不再是步骤①中的Rx和R0两端的总电压,若再根据计算,会使Rx测量值偏小。
31. 如图所示,小明设计了一种水库水位预警装置,其中电源电压U恒定,R1为定值电阻,RF为压力传感器(可等效为可变电阻),水位越高,水对RF的压力越大,RF的阻值越小。闭合开关S后,当a、b两端的电压小于U0(U0为定值)时,控制开关自动开启高水位预警。若将电路中的定值电阻R1更换为另一阻值的定值电阻R2后,开启高水位预警时的水位将变低,请分析并判断电阻R1与R2阻值的大小关系。
【答案】由图可知,定值电阻与压力传感器串联,据欧姆定律和串联电路电压关系可得定值电阻由题意知,水位越高,水对RF的压力越大,RF的阻值越小,因此将电路中的定值电阻R1更换为另一阻值的定值电阻R2后,开启高水位预警时的水位将变低,说明水对RF的压力变小,RF的阻值变大,根据可知,由于电源电压U恒定,U0为定值,因此定值电阻的阻值变大,所以R1<R2。
【解析】
【详解】略。
四、科普阅读题(共4分)
32. 请根据材料,回答问题:
斯特林发动机及其应用
你可能听说过蒸汽机、内燃机、电动机等各种发动机,但你知道什么是斯特林发动机吗?
图甲为某型号的斯特林发动机,由相互连通并互成“V”形布置的冷热缸、冷热缸间的回热器、冷热源组成。图乙为其示意图,发动机的核心部件是封闭的气缸,里面充满一定量的气体,通常是空气、氢气或惰性气体。这些气体不会被消耗或排出,而是在气缸内循环使用。气缸有两个端口,一个连接热源,另一个连接冷源。当气体在热源端受热膨胀,从热源端流向冷源端时,会推动活塞做功;当气体在冷源端冷却收缩,从冷源端流回热源端时,活塞被拉回。通过这样反复地改变气体的温度和压强,斯特林发动机就可以持续地将内能转化为机械能。
斯特林发动机可以使用任何热源,甚至是一杯热水。它有很多优点,如:热效率高、燃料灵活、噪声小、结构简单、对环境友好等,但也有一些缺点,如:成本高、技术难度大等。
斯特林发动机的应用之一是作为太阳能热发电的动力转换装置。图丙所示为利用斯特林发动机发电的“碟式系统”,使用抛物面碟式聚光器将太阳光会聚,加热工作物质,使斯特林发动机工作,再经过发电机转化为电能。目前碟式系统将太阳能转化为电能的效率可达到33%,高于光伏电池的18%~20%的水平。同时避免了昂贵的硅晶光电转换工艺,可以大大降低太阳能发电的成本,是新能源利用的一个重要方向。
(1)斯特林发动机的优点有:____________(回答一条即可);
(2)文中提到的“碟式系统”发电的能量转化过程为:太阳能先转化为____________能,后经斯特林发动机转化为____________能,再经发电机转化为电能;
(3)已知在地表上放置的“碟式系统”接收太阳能的面积为2m2,请计算12:00到13:00的时间段内,该系统发电约为____________J(该时间段内,地表1s内、1m2面积上接收的太阳能约为1000J)。
【答案】(1)
热效率高、燃料灵活、噪声小、结构简单、对环境友好等
(2) ①.
内 ②.
机械 (3)
2.376×106
【解析】
【小问1详解】
根据材料中“斯特林发动机有很多优点,如:热效率高、燃料灵活、噪声小、结构简单、对环境友好等”可知,斯特林发动机的优点有热效率高、燃料灵活、噪声小、结构简单、对环境友好等,任选其一即可。
【小问2详解】
[1][2]根据材料中“使用抛物面碟式聚光器将太阳光会聚,加热工作物质”可知,太阳能首先被转化为工作物质的内能;根据“斯特林发动机就可以持续地将内能转化为机械能”可知,斯特林发动机将内能转化为机械能;最后,发电机将机械能转化为电能。因此,能量转化过程为:太阳能→内能→机械能→电能。
【小问3详解】
计算“碟式系统”在1小时内接收的总太阳能:时间t=13:00-12:00=1h=3600s
接收太阳能的面积。地表1s内、面积上接收的太阳能约为1000J,即太阳能的功率密度为。系统接收太阳能的总功率为
1小时内接收的总太阳能为
计算系统发的电能:根据材料可知,碟式系统将太阳能转化为电能的效率η=33%。该系统发的电能为
五、计算题(共8分,33题4分,34题4分)
33. 在如图所示的电路中,电源电压恒定,R1和R2为两个定值电阻,R1的阻值为10Ω。当开关S闭合后,电流表的示数为0.4A,电压表的示数为2V。
(1)画出实物电路所对应的电路图。
(2)求电阻R2的阻值。
(3)求电源电压U。
【答案】(1)
(2)
5Ω (3)
6V
【解析】
【小问1详解】
根据实物图画出电路图。从电源正极出发,依次经过开关S、电流表、电阻R1、电阻R2,回到电源负极。电压表并联在电阻R2的两端。电路图如下所示:
【小问2详解】
根据欧姆定律,已知电压表测两端电压,电路中电流,则电阻R2的阻值
【小问3详解】
先求两端的电压,根据欧姆定律U=IR,,,则
因为与串联,电源电压
34. 科技小组分别测得通过小灯泡L、定值电阻R的电流I与其两端电压U并绘制出如图甲所示的图像。之后将小灯泡L、定值电阻R按图乙所示的电路连接。只闭合开关S1时,电流表的示数为0.2A。电源电压恒定。
(1)求电阻R的阻值;
(2)S1、S2都闭合时,求小灯泡L的阻值;
(3)图乙所示的电路中,若将电源电压改为1V,S1、S2都闭合时,求通过电源的电流。
【答案】(1)20Ω (2)8Ω
(3)0.25A
【解析】
【小问1详解】
当只闭合开关S₁时,电路为电阻R的简单电路,电流表测量通过R的电流。由题意可知,此时电流表的示数为0.2A,即通过电阻R的电流IR = 0.2A。从图甲的I-U图像中查出,当通过电阻R的电流为0.2A时,其两端的电压UR = 4V。根据欧姆定律可得,电阻R的阻值为
同时可知,电源电压
【小问2详解】
当S1、S2都闭合时,小灯泡L与电阻R并联。根据并联电路的电压特点,各支路两端的电压相等,均等于电源电压。所以小灯泡L两端的电压
从图甲的I-U图像中查出,当小灯泡L两端的电压为4V时,通过它的电流,根据欧姆定律可得,此时小灯泡L的阻值为
【小问3详解】
当电源电压改为U' =1V,且S₁、S₂都闭合时,小灯泡L与电阻R并联。通过定值电阻R的电流为
从图甲的I-U图像中查出,当小灯泡L两端的电压为1V时,通过它的电流。根据并联电路的电流特点,干路电流等于各支路电流之和,所以通过电源的电流为
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九年级物理
注意事项
1.本试卷共8页,共两部分,34道题,满分100分。考试时间90分钟。
2.在试卷和答题纸上准确填写学校名称、姓名和准考证号。
3.试题答案一律填涂或书写在答题纸上,在试卷上作答无效。
4.在答题纸上,选择题用2B铅笔作答,其他题用黑色字迹签字笔作答。
第一部分
一、单项选择题(下列各小题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意。共30分,每小题2分)
1. 在国际单位制中,电流的单位是( )
A. 伏特(V) B. 焦耳(J) C. 安培(A) D. 欧姆(Ω)
2. 如图所示的铅笔,其各组成部分在图中已标出,通常情况下属于导体的是( )
A. 橡皮 B. 塑料套 C. 木质笔杆 D. 石墨笔芯
3. 如图所示的四个电路中,开关S闭合后,两灯泡都能发光的是( )
A. B. C. D.
4. 如图所示的是四冲程汽油机工作时的两个冲程,下列说法正确的是( )
A. 甲图所示为做功冲程
B. 乙图所示为吸气冲程
C. 甲图所示的冲程,主要的能量转化是内能转化为机械能
D. 乙图所示的冲程,主要的能量转化是内能转化为机械能
5. 厨房不仅是加工食材的场所,也是生活中的“物理实验室”,下列说法正确的是( )
A. 炖肉时,满屋飘香,这是扩散现象
B. 沸腾的水热得发烫,是因为水含有的热量多
C. 蒸馒头时,是通过做功的方式使馒头的内能增加
D. 炒菜的铁锅装有木柄,是因为木材的导热性比铁的导热性强
6. 如图所示的电路,下列说法正确的是( )
A. 只闭合开关S1时,两灯泡串联
B. 只闭合开关S2时,两灯泡并联
C. 只闭合开关S1、S3时,两灯泡并联
D. 开关S1、S2和S3都闭合时,电路处于断路状态
7. 小明设计了利用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图,如图甲所示。滑动变阻器按如图所示方式接在E、F两点间,闭合开关S,当滑片P向左滑动时,灯泡会变暗的是( )
A. B.
C. D.
8. 关于电流,下列说法正确的是( )
A. 电流一定是负电荷定向移动形成的
B. 电路中只要有电源就一定有持续的电流
C. 人们规定自由电荷定向移动的方向为电流的方向
D. 金属导体中的电流方向跟其中自由电子定向移动的方向相反
9. 如图所示,用装有静电除尘纸的拖把拖地时,除尘纸与地板摩擦后就可以轻松的将附近的灰尘和头发打扫干净。下列说法正确的是( )
A. 静电除尘纸和地面摩擦时创造了电荷
B. 静电除尘纸和地面摩擦后与地面带有同种电荷
C. 静电除尘纸除尘利用了带电体可以吸引轻小物体的性质
D. 静电除尘纸吸附灰尘是利用同种电荷相互吸引
10. 图甲是超市自助结账机。对商品扫码时(开关S1闭合),仅指示灯亮;扫完商品,付款成功后(开关S1、S2均闭合),指示灯亮同时音箱提示支付成功;未对商品扫码时(开关S1断开),音箱不能独立工作。如图所示电路图中满足上述要求的是( )
A. B.
C. D.
11. 图甲中一小球从轨道上的A点出发,先后经过轨道上的B、C、D、E四点。图乙是小球在这五个点的动能和重力势能大小情况的示意图,下列说法正确的是( )
A. 从A点到E点的过程中,小球的机械能不变
B. 从B点到C点的过程中,小球的重力势能减少,动能增加
C. 从C点到D点的过程中,小球的动能全部转化为重力势能
D. 从A点到E点的过程中,在C点时小球的机械能最大
12. 关于能量的转化与守恒,下列说法正确的是( )
A. 一个用细线悬挂的小球在来回摆动许多次后总会停下来,说明这个过程的能量不守恒
B. 空调既能制热,又能制冷,说明自发的热传递不存在方向性
C. 因为自然界中的能量是守恒的,所以说能源危机不过是杞人忧天
D. 任何制造永动机的设想,无论看上去多么巧妙,都是一种徒劳
13. 如图所示的四个电路中,开关都闭合时,电流表测量通过Rx电流的是( )
A. B.
C. D.
14. 如图所示的电路,电源电压恒为6V,R1为定值电阻,小明逐渐改变滑动变阻器R2接入电路的阻值大小,依次记录电流表和某个电压表的示数如下表所示。下列说法正确的是( )
实验序号
1
2
3
4
5
6
U/V
4.8
4.4
4.0
3.6
3.2
2.8
I/A
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
A. 电压表V1的示数始终为6.0V
B. 定值电阻R1的阻值为20Ω
C. 在实验过程中,滑动变阻器R2接入电路的阻值逐渐变大
D. 在第4次实验时,滑动变阻器R2接入电路的阻值为50Ω
15. 如图所示的电路,电源电压恒定,R1、R2为定值电阻,R1∶R2=1∶2。只闭合S1时,电压表的示数为U1;S1、S2闭合,S3断开时,电流表A1的示数为I1;S1、S3闭合,S2断开时,电流表A2的示数为I2。不考虑温度对定值电阻阻值的影响,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为3U1
B. I1∶I2=2∶1
C. 只闭合S1时,电路中的电流为
D. S1、S2和S3都闭合时,R1与R2并联
二、多项选择题(下列各小题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共10分,每小题2分。每小题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
16. 关于如图所示的热学实验,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,压紧的两铅块,下面悬挂很重的重物而不分开,这是由于分子之间存在斥力
B. 乙图中,抽去玻璃隔板后,两瓶中的气体逐渐混合,颜色变得均匀,说明气体分子是运动的
C. 丙图中,墨水在热水中比在冷水中扩散快,说明分子无规则运动的剧烈程度与温度有关
D. 丁图中,迅速来回拉动粗布条,橡胶塞从管口冲出,橡胶塞的内能转化为它的机械能
17. 根据欧姆定律,可以推导出和,根据这些公式,下列说法正确的是( )
A. 导体中的电流越大,导体的电阻就越小
B. 导体电阻的阻值,可以通过测量导体两端的电压和通过它的电流来间接测量
C. 导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,此时导体的电阻也为零
D. 导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
18. 表中所示为一些常见物质的比热容,下列说法正确的是( )
常温常压下一些常见物质的比热容[×103J/kg·℃]
水
4.2
冰
2.1
酒精
2.4
砂石
0.92
煤油
2.1
铝
0.88
水银
0.14
铜
0.39
A. 质量相等的酒精和煤油吸收相同的热量后,煤油的温度更高
B. 同种物质在不同状态下,其比热容可能发生变化
C. 暖气中常用水作为工作物质,主要是因为水的比热容较大
D. 铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量较多
19. 如图所示的电路中,闭合开关,灯L1和灯L2均发光。下列说法正确的是( )
A. 若观察到灯L1比灯L2亮,说明通过灯L1的电流更大
B. 因为A处更靠近电源正极,所以通过A处的电流大于通过B处的电流
C. 将同一块电流表分别接在A、B、C三处,电流表的示数相同
D. 将灯L1与灯L2的位置互换后,通过B处的电流与通过C处的电流仍相等
20. 如图所示是小明设计的一个简易电子身高测量仪的示意图,电源电压恒为6V,保护电阻R0=40Ω,ab是一根固定着的、竖直放置的硬电阻棒,总长为40cm,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比;金属杆cd和MP(右端的P为滑片)与电路接触良好,且电阻均忽略不计。小明在电压表表盘的电压刻度线处标出对应的身高值,用该测量仪测量了甲、乙和丙三位同学的身高,测量数据如下表所示。已知测量乙同学身高时,滑片P恰好在电阻棒的中点。下列说法正确的是( )
甲同学
乙同学
丙同学
电流表示数
0.12A
0.10A
0.08A
电压表示数
1.2V
2.0V
2.8V
身高测量值
1.60m
A. 电阻棒的总电阻是40Ω
B. 甲的身高是1.75m,丙的身高是1.50m
C. 电压表1.0V刻度线处对应的身高值为1.48m
D. 电压表改标后的身高值是均匀分布的
第二部分
三、实验探究题(共48分、21、22题各4分,23、25、26、27、28、29、30题各5分、24题2分,31题3分)
21.
(1)如图所示,电阻箱的示数为__________Ω。
(2)如图所示,电流表的示数为__________A。
22.
(1)如图甲所示,把铅板和金板放在一起并压紧。几年之后,金板上渗入了一些铅,铅板上渗入了一些金。这一扩散现象说明______________。
(2)如图乙所示的实验中,试管中的水沸腾后,水蒸气将塞子顶出,此过程中的能量转化与过程 的相似(选填选项前的字母)。
A. 如图丙所示,迅速下压活塞,筒内空气温度升高,硝化棉被点燃
B. 如图丁所示,往瓶内打气后瓶塞跳起,瓶内出现白雾
23. 如图所示,小明探究“影响重力势能大小的因素”,所用的实验器材有:3个实心铁块A、B和C(质量大小关系为mA<mB<mC),木质小桌,细沙,透明塑料盆。在塑料盆中装入足够多的细沙,将铁块举到图示高度后由静止释放。
(1)实验中,通过观察____________来比较各铁块重力势能的大小。
(2)分析____________两次实验可知,物体的重力势能与被举高的高度有关。
(3)为探究物体的重力势能与物体质量的关系,小明进行了乙、丙、丁三次实验,发现每次小桌的桌腿都全部陷入细沙中。在不更换器材的条件下,应采取的改进措施是____________。
(4)小明进行相应调整后,发现桌腿陷入细沙中的深度h乙<h丙<h丁,可得出的初步结论是:_________。
24. 小海将废旧的电炉丝接入如图所示的电路,闭合开关后用酒精灯对其加热,使电炉丝的温度逐渐升高,观察到数字电流表的示数逐渐字电流表减小。请根据小海的实验操作,写出他所探究的问题:________。
25. 小明用图中所示的实验器材探究导体的电阻大小与哪些因素有关。图中电阻丝①②③为镍铬合金丝,④为锰铜合金丝;电阻丝①③④的长度为l,②的长度为2l;电阻丝①②的横截面积为S,③④的横截面积为2S。实验时用图中所示的导线夹M、N分别夹住一根电阻丝的两端将其接入电路进行实验,请回答下列问题。
(1)为探究导体的电阻大小与导体的长度是否有关,应选择电阻丝____________(选填电阻丝序号)分别接入电路进行实验。实验中观察到____________,可得出导体的电阻大小与导体的长度有关的结论。
(2)若分别将电阻丝①④接入图中M、N两点间,发现电流表的示数不同,由此____________(选填“能”或“不能”)得到导体的电阻大小与导体的材料有关的结论,理由是____________。
26. 明利用如图甲所示的电路测量小灯泡L在2.5V电压下的电阻。
(1)请添加一条导线,将图甲所示的实验电路补充完整。
(2)闭合开关后,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表始终没有示数,而电压表有示数,若电路连接完好,则故障的原因可能是 。
A. 滑动变阻器断路 B. 开关短路 C. 小灯泡断路 D. 小灯泡短路
(3)解决上述问题后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至某位置,此时电压表示数如图乙所示,小灯泡两端的电压为____________V。要将其两端的电压调至2.5V,则需将滑片向____________移动,若小灯泡两端的电压为2.5V时,电流表示数为0.3A,则此时小灯泡L的电阻RL=____________Ω(结果保留一位小数)。
27. 在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中,小明进行了如图甲、乙、丙所示的实验。斜轨道与水平直轨道平滑连接,将体积相同、质量不同的两个小球A、B,分别从同一斜轨道上某位置由静止释放(已知h1>h2),小球与放在水平轨道上的木块撞击后一起向前运动,分别测出三次实验中木块被推动的距离s甲、s乙和s丙,且s乙>s甲>s丙。
(1)图甲、乙所示的两次实验,是为了探究物体动能的大小与__________是否有关,两次实验中A、B两小球从斜轨道上相同位置由静止释放的目的是__________;
(2)通过图乙、丙两次实验的现象可得出结论:__________;
(3)若图甲、丙两次实验中A、B小球到达水平轨道时的动能分别为EA、EB,则通过实验现象可知EA__________EB(选填“>”“=”或“<”)。
28. 如图甲所示,某实验小组为“探究温度不同物质的吸热情况”,在两个完全相同的烧杯中,分别装入质量、初温相同的水和煤油,用相同的电加热器进行加热。
(1)加热过程中,使水和煤油升高相同的温度,发现___________不同,这表明它们所吸收热量的多少是不同的。
(2)每隔1min记录两温度计的示数,根据实验数据绘制的图像如图乙所示。图中___________(选填“a”或“b”)是表示煤油温度随时间变化关系的图像。已知水的质量为m,水每分钟吸收的热量为Q,可计算出水的比热容c水=_________(利用Q、m和图像中的数据表示)。
(3)以下物理量中,与比热容的定义方式不同的是 。
A. 功 B. 热值 C. 速度 D. 密度
29. 小明利用电压恒为6V的电源、滑动变阻器(最大阻值为60Ω)、数字电流表、数字电压表、多个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω)、开关及导线,探究通过导体的电流与导体电阻的关系。
(1)为了能利用所有的定值电阻并正确完成6次实验,应控制定值电阻两端的电压至少保持___________V不变。
(2)小明分析下表实验数据,发现___________,由此可得实验结论:___________。
R/Ω
5
10
15
20
25
30
I/A
0.60
0.30
0.20
0.15
0.12
0.10
30. 为了测量一个未知电阻Rx的阻值,小海进行了如下实验。他将未知电阻Rx、已知阻值的定值电阻R0、滑动变阻器、开关和电源连接成了如图所示的电路,电源电压恒定。
(1)请将小海的实验步骤补充完整。
①断开开关S2,闭合开关S、S1,滑动变阻器滑片调到某一位置,此时电压表的示数为U1;
②_____________,保持滑动变阻器滑片位置不变,电压表的示数为U2;
③Rx阻值的表达式:Rx=_________(用已知量和测量量的符号表示)。
(2)小红也按照上述小海的实验步骤进行操作,但在进行步骤②时,她将图中滑动变阻器的滑片向左移动了一小段,其他操作都与小海的相同,她测出的阻值___________(选填“偏大”或“偏小”)。
31. 如图所示,小明设计了一种水库水位预警装置,其中电源电压U恒定,R1为定值电阻,RF为压力传感器(可等效为可变电阻),水位越高,水对RF的压力越大,RF的阻值越小。闭合开关S后,当a、b两端的电压小于U0(U0为定值)时,控制开关自动开启高水位预警。若将电路中的定值电阻R1更换为另一阻值的定值电阻R2后,开启高水位预警时的水位将变低,请分析并判断电阻R1与R2阻值的大小关系。
四、科普阅读题(共4分)
32. 请根据材料,回答问题:
斯特林发动机及其应用
你可能听说过蒸汽机、内燃机、电动机等各种发动机,但你知道什么是斯特林发动机吗?
图甲为某型号的斯特林发动机,由相互连通并互成“V”形布置的冷热缸、冷热缸间的回热器、冷热源组成。图乙为其示意图,发动机的核心部件是封闭的气缸,里面充满一定量的气体,通常是空气、氢气或惰性气体。这些气体不会被消耗或排出,而是在气缸内循环使用。气缸有两个端口,一个连接热源,另一个连接冷源。当气体在热源端受热膨胀,从热源端流向冷源端时,会推动活塞做功;当气体在冷源端冷却收缩,从冷源端流回热源端时,活塞被拉回。通过这样反复地改变气体的温度和压强,斯特林发动机就可以持续地将内能转化为机械能。
斯特林发动机可以使用任何热源,甚至是一杯热水。它有很多优点,如:热效率高、燃料灵活、噪声小、结构简单、对环境友好等,但也有一些缺点,如:成本高、技术难度大等。
斯特林发动机的应用之一是作为太阳能热发电的动力转换装置。图丙所示为利用斯特林发动机发电的“碟式系统”,使用抛物面碟式聚光器将太阳光会聚,加热工作物质,使斯特林发动机工作,再经过发电机转化为电能。目前碟式系统将太阳能转化为电能的效率可达到33%,高于光伏电池的18%~20%的水平。同时避免了昂贵的硅晶光电转换工艺,可以大大降低太阳能发电的成本,是新能源利用的一个重要方向。
(1)斯特林发动机的优点有:____________(回答一条即可);
(2)文中提到的“碟式系统”发电的能量转化过程为:太阳能先转化为____________能,后经斯特林发动机转化为____________能,再经发电机转化为电能;
(3)已知在地表上放置的“碟式系统”接收太阳能的面积为2m2,请计算12:00到13:00的时间段内,该系统发电约为____________J(该时间段内,地表1s内、1m2面积上接收的太阳能约为1000J)。
五、计算题(共8分,33题4分,34题4分)
33. 在如图所示的电路中,电源电压恒定,R1和R2为两个定值电阻,R1的阻值为10Ω。当开关S闭合后,电流表的示数为0.4A,电压表的示数为2V。
(1)画出实物电路所对应的电路图。
(2)求电阻R2的阻值。
(3)求电源电压U。
34. 科技小组分别测得通过小灯泡L、定值电阻R的电流I与其两端电压U并绘制出如图甲所示的图像。之后将小灯泡L、定值电阻R按图乙所示的电路连接。只闭合开关S1时,电流表的示数为0.2A。电源电压恒定。
(1)求电阻R的阻值;
(2)S1、S2都闭合时,求小灯泡L的阻值;
(3)图乙所示的电路中,若将电源电压改为1V,S1、S2都闭合时,求通过电源的电流。
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