精品解析:广西南宁市第十四中学2025-2026学年九年级上学期期中物理试题
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内容正文:
2025—2026学年度秋季学期九年级期中学科素养检测
物理
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。在给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1. 在国际单位制中,用“伏特”作单位的物理量是( )
A. 电压 B. 速度 C. 电阻 D. 电流
2. 北方的冬天比较寒冷。下列取暖方式中,通过做功改变内能的是( )
A. 搓手 B. 烤火 C. 晒太阳 D. 抱热水袋
3. 下列哪个用电器正常工作时的电流可能是0.1A( )
A. 家用电冰箱 B. 家庭节能灯 C. 电热水器 D. 家用空调
4. 如图所示,夏天清晨,湿地公园的荷叶上有露珠,当两滴露珠距离比较近时,往往会自动结合成一滴大露珠,这个现象说明( )
A. 分子不停地运动 B. 分子间存在空隙 C. 分子间存在引力 D. 分子间存在斥力
5. 下列关于电流、电压、电阻关系的说法中正确的是( )
A. 导体两端没有电压,也可以产生持续的电流
B. 导体的电阻是导体本身的性质,与电压、电流无关
C. 通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
D. 电压一定时,导体的电阻跟通过导体的电流成反比
6. “淬火”是金属热处理工艺之一,即把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却,以提高金属的硬度和强度。当金属和水热传递停止时,说明它俩具有相同的( )
A. 温度 B. 热量 C. 比热容 D. 内能
7. 芯片是在硅板上集成多种电子元器件实现某种特定功能的电路模块。它是电子设备中最重要的部分,承担着运算和存储的功能,制作芯片的主要材料是( )
A. 导体 B. 绝缘体 C. 半导体 D. 超导体
8. 如图所示,把30mL酒精与30mL水混合后,我们会发现两者混合后的体积小于60mL,原因是( )
A. 分子的数目变小 B. 分子的质量变小
C. 分子之间有间隙 D. 分子的体积变小
9. 小明的奶奶年纪大了记性不好,出门总是忘记带钥匙,为此,小明的爸爸给奶奶家新安装了一个指纹锁。先用手触摸指纹锁的感应区域,开关闭合,指示灯L亮起;再按下手指,当指纹与系统设置的指纹匹配时,开关闭合,电动机M启动,开锁成功。指示灯L没亮时,指纹即使匹配电动机M也不启动。下列电路设计中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图是两个相同的验电器,其中A带正电,B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来。在连接的一瞬间,下列说法错误的是( )
A. 发生定向移动的是负电荷 B. 自由电子从B流向A
C. 正电荷从A流向B D. 金属棒中电流方向是从A到B
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题4分,共8分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分。)
11. 如图是某同学自制的简易热机模型,在矿泉水瓶的侧壁上钻一个小孔,把电火花发生器紧紧塞进孔中,在瓶口喷入液态酒精并盖上纸杯。按下电火花发生器的按钮后,酒精燃烧,纸杯飞出。下列说法正确的是( )
A. 飞出的纸杯相对于地面是运动的 B. 纸杯飞出后,瓶内气体含有的热量减少
C. 纸杯飞出时与热机做功冲程的能量转化相同 D. 通过改进热机模型的结构,其效率可达100%
12. 如图所示的小夜灯具有USB插座、多位插座、调光台灯、唤醒等多种功能。关于该小夜灯下列说法正确的是( )
A. 调节台灯亮度的元件与灯泡是串联的 B. 调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器
C. 给手机充电时,手机电池相当于电源 D. 手机充电时,台灯与手机的连接方式是串联
三、填空题(本大题共6小题,每空1分,共12分。)
13. 刚出炉的烤红薯浓香扑鼻,等一会儿烤红薯变凉后香气变淡,说明分子运动的剧烈程度与___________有关;温度为0℃的物体___________(选填“有”或“没有”)内能。
14. 诗人陆游的笔记中曾记载如图所示的省油灯,灯油燃烧时灯油质量在不断减小,热值_________(选填“变大”、“不变”或“变小”);夹层注水,利用水的_________大的特点,降低油温,减少了油的蒸发,达省油目的。
15. N95口罩的中间层为多孔结构的熔喷布,在生产过程中通过处理,熔喷布携带大量电荷,能够_________(选填“吸引”或“排斥”)空气中的轻小物体。这类口罩使用后通过水洗后对花粉_________(选填“能”或“不能”)起到防护作用。
16. 2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京天安门广场隆重举行。导弹拦截系统是我国在军事领域着重研究的对象,拦截弹在运动过程中,是做曲线运动,燃料助推拦截弹,燃料的化学能最终转化为拦截弹的______能和其与空气摩擦而产生的内能,能量的总量______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
17. 电鳗有水中的“高压线”之称,它放电时,头部是正极,尾部是负极,每枚肌肉薄片像一个小电池,可产生0.15V的电压,许多个“小电池”组装起来,放电时的电压高达600V。为获得600V的电压,相当于________个“小电池”________联起来。
18. 如图为电动汽车“油门”模拟图。脚往下踩踏板时,无电阻滑片绕O点在电阻圈上逆时针转动,此时接入电路的电阻______,电路的电流______(以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
四、作图题(本大题共1小题,共6分。)
19. 请在图中的虚线框内用箭头标出电流的方向,并在括号里标出电源的极性。
20. 请根据如图所示的实物电路在虚线框内画出对应的电路图。
21. 如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
要求:①电压表测小灯泡两端电压;②闭合开关S,向右端移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡变亮。
五、实验探究题(本大题共4小题,共25分。)
22. 物理兴趣小组的同学开展“探究盐水电阻大小与哪些因素有关”的实验,他们提出了以下猜想:
A.可能与盐水的浓度有关。 B.可能与盐水的液柱长度有关。
他们利用玻璃管(管中带有接线柱的金属活塞可以左右移动)、电源、开关、小灯泡、导线等器材,组装成如图所示的电路进行实验。
(1)向玻璃管内注满盐水,闭合开关后灯泡发光,根据小灯泡的亮度可以判断盐水的电阻大小,这种研究方法是______;
(2)探究猜想A时,为了增加盐水的浓度,可向玻璃管中添加______(选填“盐”或“清水”)并搅拌均匀。探究猜想B时,用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水,同时调节活塞使玻璃管中仍充满盐水,灯泡的亮度逐渐变亮,这一实验过程______(选填“能”或“不能”)验证猜想B;
(3)实验中发现,盐水的电阻改变较小时,灯泡的亮度无明显变化。甲、乙同学分别对实验装置做以下改进:甲同学把灯泡更换为电流表,乙同学在原电路中串联接入电流表,改进方法更好的是______同学,理由是______。
23.
(1)如图甲所示的装置可用来演示气体扩散现象。其中一瓶装有密度比空气密度大的二氧化氮气体,另一瓶装有空气。为了有力地证明气体发生扩散,装二氧化氮气体的应是______(选填“A”或“B”)瓶;气体混合均匀后,气体分子______(选填“继续”或“停止”)运动;
(2)根据图乙所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。闭合开关前,滑动变阻器滑片P需置于最______(选填“左”或“右”)端;每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应观察______(选填“电压表”或“电流表”);
(3)探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”。实验中,应选择规格______(选填“相同”或“不同”)的灯泡;闭合开关后,电流表指针如图丙所示,出现该现象的原因是____________。
24. 某实验小组做“探究串联电路电压特点”的实验
(1)连接电路时,开关应该处于______(选填“断开”或“闭合”)状态;
(2)根据图甲正确连好电路,闭合开关,发现、均不发光,电压表有示数且大小接近电源电压,则电路中出现的故障可能是发生了______;(选填“短路”或“断路”)
(3)排除故障后,电压表的示数如图乙所示,则此时灯泡两端的电压为______V;
(4)小明在测量了灯两端的电压后,断开开关,然后将电压表接A的一端改接到C,测量两端的电压,你认为是否可行?请作出判断并说明理由;
答:______(选填“可行”或“不可行”),理由:______;
(5)用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为、、。接下来他更换器材多次实验,将其中的几次数据记录在下表中。表格中有明显错误的数据是______V,修正实验数据,可得到串联电路的电压特点是______(用、、表示)。
实验次数
/V
/V
/V
1
2.0
1.0
3.0
2
1.4
1.6
3.0
3
0.8
11.0
3.0
25. 小明同学在“比较物质的吸热能力”实验中,将A和B两种液体分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热,每隔2min记录一次温度。
(1)为便于完成实验,应选择初温和______均相同的两种液体A和B。图甲是所用的实验装置图,实验前需按照______(选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装器材;
(2)为比较A和B的吸热能力,小明提出两种方案:a.让两者升高相同的温度,比较加热时间;b.让两者加热相同时间,比较升高的温度。你认为可行的方案是______(选填“a”“b”或“a和b”);
(3)根据记录的实验数据,绘制了如图乙所示的温度随时间变化关系的图象,在0~4min内,A吸收的热量______(选填“大于”“小于”或“等于”)B吸收的热量,______(选填“A”或“B”)的吸热能力更强。若B液体的比热容为,则A液体的比热容为______;
(4)海边民宿常用家用小型风力发电机辅助供电,它的尾翼能自动调节方向,让旋翼始终对准风向高效发电。如图丙所示这种旋翼稳定捕捉海风工作的情形,在海边更常发生在______(选填“白天”或“夜晚”)。
六、综合应用题(本大题共2小题,共19分。解答时要求在答题卡相应的答题区域内写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤。只写出最后答案,未写出主要演算过程的,不得分。)
26. 《天工开物》中详细记载了火井制盐(如图所示)的过程:“西川有火井,……但以长竹剖开去节合缝漆布,一头插入井底,其上曲接,以口紧对釜脐,注卤水釜中。只见火意烘烘,水即滚沸。”(译文:四川有火井……只要把长竹剖开,去掉竹节,用漆布把合缝处封好,一头插入井底,另一头通过弯管连接,使管口紧对锅底。把卤水注入锅中,就会看到火焰烘烘,水立刻就沸腾了。)火井制盐核心原理,是利用火井底部天然气燃烧产生的热量,加热釜(锅)中的卤水,通过蒸发水分使盐分结晶析出。若某次制盐过程消耗了2m3的天然气,请回答下列问题:(已知天然气的热值,卤水的比热容为4.2×103J/(kg·℃))
(1)请结合所学知识,从能量转化角度分析火井制盐过程中存在的能量转化。
(2)此次制盐过程天然气完全燃烧放出的热量;
(3)天然气给釜中的卤水加热,已知加热的效率为30%,此次制盐过程可使多少kg卤水从20℃升高到80℃?
(4)请从热机效率角度出发,提出一条能提高火井制盐效率的做法并说明理由。
27. 如图所示是冬季蔬菜大棚的一个自动控温系统的原理图,由控制电路和加热电路两部分组成。控制电路中,电源电压恒定不变,定值电阻。为热敏电阻,其阻值随环境温度变化情况如表所示。加热电路中电源电压大小为220V,电阻R是一根电热丝(阻值保持不变)。闭合开关S后,控温系统处于温度监测状态,当控制电路中电压表的示数高于12V时,开关自动闭合,电热丝发热,棚内温度升高;当电压表示数低于9V时,开关再自动断开,电热丝停止加热,从而使大棚始终处于适宜的温度范围内。求:
温度/℃
14
16
18
20
22
24
26
28
30
40
36
32
28
24
20
16
12
8
(1)开关S,闭合后,加热电路中电流大小为4A,求电阻R的大小为多少Ω;
(2)在控温系统的控制下,大棚的最低温度是18℃,求控制电路的电源电压;
(3)为了适应蔬菜的储存需求,将定值电阻,替换接入电路,使大棚的最高温度控制在28℃,求替换的的阻值。
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2025—2026学年度秋季学期九年级期中学科素养检测
物理
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。在给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1. 在国际单位制中,用“伏特”作单位的物理量是( )
A. 电压 B. 速度 C. 电阻 D. 电流
【答案】A
【解析】
【详解】A.电压的国际单位是伏特,故A符合题意;
B.速度的国际单位是米每秒,故B不符合题意;
C.电阻的国际单位是欧姆,故C不符合题意;
D.电流的国际单位是安培,故D不符合题意。
故选A。
2. 北方的冬天比较寒冷。下列取暖方式中,通过做功改变内能的是( )
A. 搓手 B. 烤火 C. 晒太阳 D. 抱热水袋
【答案】A
【解析】
【详解】A.搓手取暖,两手克服摩擦做功,机械能转化为手的内能,手的温度升高,属于做功改变物体的内能,故A符合题意;
B.“烤火”,是人体吸收热量,使自己温度升高、内能增加,属于热传递改变物体的内能,故B不符合题意;
C.晒太阳,是人体吸收热量,使自己温度升高、内能增加,属于热传递改变物体的内能,故C不符合题意;
D.用热水袋,是通过热传递改变手的内能,热量从热水袋转移到手上,使热水袋的内能降低,手的内能增加,故D不符合题意。
故选A。
3. 下列哪个用电器正常工作时的电流可能是0.1A( )
A. 家用电冰箱 B. 家庭节能灯 C. 电热水器 D. 家用空调
【答案】B
【解析】
【详解】A.家用电冰箱正常工作时的电流约为1A,故A不符合题意;
B.家庭节能灯正常工作时电功率约为20W,正常工作的电流约为
故B符合题意;
C.电热水器正常工作时的电流约为10A,故C不符合题意;
D.家用空调正常工作时的电流约为5A,故D不符合题意。
故选B。
4. 如图所示,夏天清晨,湿地公园的荷叶上有露珠,当两滴露珠距离比较近时,往往会自动结合成一滴大露珠,这个现象说明( )
A. 分子不停地运动 B. 分子间存在空隙 C. 分子间存在引力 D. 分子间存在斥力
【答案】C
【解析】
【详解】两滴水珠接触时,在引力作用下水珠结合成一滴大的水珠,说明水分子间存在相互作用的引力。
故选C。
5. 下列关于电流、电压、电阻关系的说法中正确的是( )
A. 导体两端没有电压,也可以产生持续的电流
B. 导体的电阻是导体本身的性质,与电压、电流无关
C. 通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
D. 电压一定时,导体的电阻跟通过导体的电流成反比
【答案】B
【解析】
【详解】A.导体中有持续电流通过时,它两端一定有电压,故A错误;
B.电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与电压和电流无关,故B正确;
C.导体的电阻与两端的电压和通过的电流无关,所以通过导体的电流越大时这段导体的电阻不变,故C错误;
D.在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比,而导体的电阻不变,故D错误。
故选B。
6. “淬火”是金属热处理工艺之一,即把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却,以提高金属的硬度和强度。当金属和水热传递停止时,说明它俩具有相同的( )
A. 温度 B. 热量 C. 比热容 D. 内能
【答案】A
【解析】
【详解】发生热传递的条件是存在温度差,当金属和水热传递停止时,说明它俩具有相同的温度;故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7. 芯片是在硅板上集成多种电子元器件实现某种特定功能的电路模块。它是电子设备中最重要的部分,承担着运算和存储的功能,制作芯片的主要材料是( )
A. 导体 B. 绝缘体 C. 半导体 D. 超导体
【答案】C
【解析】
【详解】半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间,超导体的电阻为0;芯片是在硅板上集成多种电子元器件实现某种特定功能的电路模块,制作芯片的主要材料是半导体,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8. 如图所示,把30mL酒精与30mL水混合后,我们会发现两者混合后的体积小于60mL,原因是( )
A. 分子的数目变小 B. 分子的质量变小
C. 分子之间有间隙 D. 分子的体积变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.将酒精与水混合属于物理过程,混合前后分子的总数目没有改变,故A不符合题意;
B.分子的质量是分子固有的属性,在混合过程中,分子的质量不会改变,故B不符合题意;
C.物质是由分子组成的,分子与分子之间存在着间隙。当30mL酒精与30mL水混合时,由于水分子和酒精分子相互进入了对方分子的间隙中,导致混合后的总体积小于混合前两者的体积之和(即小于60mL),故C符合题意;
D.在混合过程中,分子本身的体积并没有发生改变,故D不符合题意。
故选C。
9. 小明的奶奶年纪大了记性不好,出门总是忘记带钥匙,为此,小明的爸爸给奶奶家新安装了一个指纹锁。先用手触摸指纹锁的感应区域,开关闭合,指示灯L亮起;再按下手指,当指纹与系统设置的指纹匹配时,开关闭合,电动机M启动,开锁成功。指示灯L没亮时,指纹即使匹配电动机M也不启动。下列电路设计中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】题目中描述了指纹锁的工作逻辑:手触摸感应区域,开关S1闭合,指示灯L亮起;再按下手指且指纹匹配时,开关S2闭合,电动机M启动;指示灯L不亮时,即便指纹匹配开关S2也不会闭合。这意味着指示灯L亮是电动机M启动的前提条件之一,即S1控制指示灯L和整个电路的总通断,应该在干路;S2与电动机M串联后再与指示灯L并联。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
10. 如图是两个相同的验电器,其中A带正电,B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来。在连接的一瞬间,下列说法错误的是( )
A. 发生定向移动的是负电荷 B. 自由电子从B流向A
C. 正电荷从A流向B D. 金属棒中电流方向是从A到B
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.A带正电,B不带电,由异种电荷互相吸引可知,A中正电荷会吸引B中的负电荷(自由电子),使自由电子从B到A定向移动,而固体中正电荷不能自由移动。故AB正确,不符合题意,C错误,符合题意;
D.负电荷的定向移动方向与电流的方向相反,所以此时电流方向为从A到B。故D正确,不符合题意。
故选C。
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题4分,共8分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分。)
11. 如图是某同学自制的简易热机模型,在矿泉水瓶的侧壁上钻一个小孔,把电火花发生器紧紧塞进孔中,在瓶口喷入液态酒精并盖上纸杯。按下电火花发生器的按钮后,酒精燃烧,纸杯飞出。下列说法正确的是( )
A. 飞出的纸杯相对于地面是运动的 B. 纸杯飞出后,瓶内气体含有的热量减少
C. 纸杯飞出时与热机做功冲程的能量转化相同 D. 通过改进热机模型的结构,其效率可达100%
【答案】AC
【解析】
【详解】A.以地面为参照物,飞出去的纸杯相对于地面位置发生了变化,所以纸杯是运动的,故A正确;
B.热量是过程量,只能说“吸收”或“放出”热量,不能说“含有热量”,故B错误;
C.纸杯飞出时,燃气的内能转化为纸杯的机械能,与热机做功冲程的能量转化相同,故C正确;
D.热机在工作时,不可避免的要克服摩擦做额外功,此外还存在热量损失,通过改进热机模型的结构,机械效率也不可能达到100%,故D错误。
故选AC。
12. 如图所示的小夜灯具有USB插座、多位插座、调光台灯、唤醒等多种功能。关于该小夜灯下列说法正确的是( )
A. 调节台灯亮度的元件与灯泡是串联的 B. 调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器
C. 给手机充电时,手机电池相当于电源 D. 手机充电时,台灯与手机的连接方式是串联
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.滑动变阻器可以调节电路中的电流,从而影响台灯的亮度,因此,调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器,该调节元件与灯泡串联,故AB正确;
C.给手机充电,手机电池消耗电能,相当于用电器,故C错误;
D.给手机充电时,台灯与手机可独立工作,互不影响,因此是并联的,故D错误。
故选AB。
三、填空题(本大题共6小题,每空1分,共12分。)
13. 刚出炉的烤红薯浓香扑鼻,等一会儿烤红薯变凉后香气变淡,说明分子运动的剧烈程度与___________有关;温度为0℃的物体___________(选填“有”或“没有”)内能。
【答案】 ①. 温度 ②. 有
【解析】
【详解】[1]刚出炉的烤红薯温度较高,浓香扑鼻说明扩散现象明显,等一会儿烤红薯变凉后温度较低,香气变淡说明扩散现象不明显,扩散现象是由于分子不停做无规则热运动造成的,这说明分子运动的剧烈程度与温度有关。
[2]一切物体都具有内能,温度为0℃的物体也具有内能。
14. 诗人陆游的笔记中曾记载如图所示的省油灯,灯油燃烧时灯油质量在不断减小,热值_________(选填“变大”、“不变”或“变小”);夹层注水,利用水的_________大的特点,降低油温,减少了油的蒸发,达省油目的。
【答案】 ①. 不变 ②. 比热容
【解析】
【详解】[1]热值是燃料的一种属性,不随质量的变化而改变,故灯油质量减小,热值不变。
[2]由于水的比热容大,吸热能力强,相同情况下吸收的热量多,且温度变化量小,可以有效降低油的温度,减慢油的蒸发,达省油目的。
15. N95口罩的中间层为多孔结构的熔喷布,在生产过程中通过处理,熔喷布携带大量电荷,能够_________(选填“吸引”或“排斥”)空气中的轻小物体。这类口罩使用后通过水洗后对花粉_________(选填“能”或“不能”)起到防护作用。
【答案】 ①. 吸引 ②. 能
【解析】
【详解】[1][2]N95口罩的中间层熔喷布在生产过程中通过处理携带大量电荷,能够吸引空气中的轻小物体,如灰尘、病毒和细菌。水洗后N95口罩的静电吸附能力减弱,但花粉直径远大于口罩的机械过滤孔径,因此仍能起到防护作用。
16. 2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京天安门广场隆重举行。导弹拦截系统是我国在军事领域着重研究的对象,拦截弹在运动过程中,是做曲线运动,燃料助推拦截弹,燃料的化学能最终转化为拦截弹的______能和其与空气摩擦而产生的内能,能量的总量______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①.
机械 ②.
不变
【解析】
【16题详解】
[1][2]燃料燃烧时,化学能通过燃烧转化为拦截弹的机械能(包括动能和重力势能),同时部分能量因与空气摩擦转化为内能。根据能量守恒定律,能量的总量保持不变。
17. 电鳗有水中的“高压线”之称,它放电时,头部是正极,尾部是负极,每枚肌肉薄片像一个小电池,可产生0.15V的电压,许多个“小电池”组装起来,放电时的电压高达600V。为获得600V的电压,相当于________个“小电池”________联起来。
【答案】 ①.
4000 ②.
串
【解析】
【17题详解】
[1][2]要得到600V的总电压,需将多个0.15V的小电池串联。串联时总电压为各电池电压之和,故所需个数为个,连接方式为串联。
18. 如图为电动汽车“油门”模拟图。脚往下踩踏板时,无电阻滑片绕O点在电阻圈上逆时针转动,此时接入电路的电阻______,电路的电流______(以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 变小 ②. 变大
【解析】
【详解】[1][2]电阻圈上A接线柱与无电阻滑片间部分连入电路,当踩下踏板时,无电阻滑片沿逆时针转动,此时电阻圈连入电路的长度减小,电阻减小。在电源电压不变时,电路中的电阻减小,则电路中电流变大。
四、作图题(本大题共1小题,共6分。)
19. 请在图中的虚线框内用箭头标出电流的方向,并在括号里标出电源的极性。
【答案】
【解析】
【详解】电源符号长的一端为正极,在电源外部,电流的方向由正极流出经过开关、灯泡回到电源负极,如下图所示:
20. 请根据如图所示的实物电路在虚线框内画出对应的电路图。
【答案】
【解析】
【20题详解】
由图可知,电路由电源、开关、电流表、灯泡组成的串联电路,所以电路图如下图所示:
21. 如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
要求:①电压表测小灯泡两端电压;②闭合开关S,向右端移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡变亮。
【答案】
【解析】
【详解】滑动变阻器需要串联接入电路,且一上一下,要求向右端移动滑动变阻器的滑片P,灯变亮,说明滑片向右移动时,接入的阻值变小,总电阻变小,通过灯泡的电流变大,灯泡变亮,故用一根导线将滑动变阻器的右下端接线柱与灯泡的右端接线柱相连即可;电压表测量灯泡的电压,由于电源电压是两节干电池,电源电压为3 V,故电压表选择小量程即可,电压表并联在小灯泡两端,如图所示:
五、实验探究题(本大题共4小题,共25分。)
22. 物理兴趣小组的同学开展“探究盐水电阻大小与哪些因素有关”的实验,他们提出了以下猜想:
A.可能与盐水的浓度有关。 B.可能与盐水的液柱长度有关。
他们利用玻璃管(管中带有接线柱的金属活塞可以左右移动)、电源、开关、小灯泡、导线等器材,组装成如图所示的电路进行实验。
(1)向玻璃管内注满盐水,闭合开关后灯泡发光,根据小灯泡的亮度可以判断盐水的电阻大小,这种研究方法是______;
(2)探究猜想A时,为了增加盐水的浓度,可向玻璃管中添加______(选填“盐”或“清水”)并搅拌均匀。探究猜想B时,用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水,同时调节活塞使玻璃管中仍充满盐水,灯泡的亮度逐渐变亮,这一实验过程______(选填“能”或“不能”)验证猜想B;
(3)实验中发现,盐水的电阻改变较小时,灯泡的亮度无明显变化。甲、乙同学分别对实验装置做以下改进:甲同学把灯泡更换为电流表,乙同学在原电路中串联接入电流表,改进方法更好的是______同学,理由是______。
【答案】(1)转换法 (2) ①. 盐 ②. 能
(3) ①. 乙 ②. 灯泡可以起到保护电路的作用
【解析】
【小问1详解】
盐水浓度不同,灯泡的亮度不同,可以根据灯泡的亮度判断盐水电阻的大小,运用了转换法。
【小问2详解】
[1]要增加盐水的浓度,应该往盐水中加盐,并搅拌。
[2]探究猜想B时,用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水,同时调节活塞使玻璃管中仍充满盐水,保持了横截面积、盐水的浓度不变,盐水的长度变短,灯泡的亮度逐渐变亮,表明盐水的电阻大小与长度有关,即这一实验过程能验证猜想B。
【小问3详解】
[1][2]将灯泡换为电流表,盐水的电阻变化会引起电路中的电流的变化,但是,当盐水的电阻过小时,电流会过大,电路可能会被烧坏;在原电路中串联一个电流表,灯泡可以起到保护电路的作用,因此乙同学的方案更好。
23.
(1)如图甲所示的装置可用来演示气体扩散现象。其中一瓶装有密度比空气密度大的二氧化氮气体,另一瓶装有空气。为了有力地证明气体发生扩散,装二氧化氮气体的应是______(选填“A”或“B”)瓶;气体混合均匀后,气体分子______(选填“继续”或“停止”)运动;
(2)根据图乙所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。闭合开关前,滑动变阻器滑片P需置于最______(选填“左”或“右”)端;每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应观察______(选填“电压表”或“电流表”);
(3)探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”。实验中,应选择规格______(选填“相同”或“不同”)的灯泡;闭合开关后,电流表指针如图丙所示,出现该现象的原因是____________。
【答案】(1) ①. B ②. 继续
(2) ①. 右 ②. 电压表
(3) ①. 不同 ②. 电流表量程选大了
【解析】
【小问1详解】
[1]为了更有力地证明气体发生扩散,要排除重力干扰,应将密度大的二氧化氮气体放在下面,故装二氧化氮气体的应是B瓶。
[2]扩散现象说明分子在做无规则的运动,而分子的无规则运动永不停息,气体混合均匀后,气体分子继续运动。
【小问2详解】
[1]闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器滑片P需置于最大阻值处,由图可知,滑动变阻器接入电路的是底部左端的接线柱,故滑片P需置于右端。
[2]“探究电流与电阻的关系”实验,根据控制变量法,应控制电阻两端的电压不变,每次更换电阻后,都要通过移动滑动变阻器的滑片调节电阻两端的电压,此时眼睛应观察电压表。
【小问3详解】
[1]探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”实验中,为了得到普遍规律,应选择规格不同的灯泡。
[2]如图丙所示,电流表指针偏转太小,说明电流的值太小,再看电流表选的是0~3A的接线柱,故出现该现象的原因是电流表量程选大了,应该换用小量程,重新测量。
24. 某实验小组做“探究串联电路电压特点”的实验
(1)连接电路时,开关应该处于______(选填“断开”或“闭合”)状态;
(2)根据图甲正确连好电路,闭合开关,发现、均不发光,电压表有示数且大小接近电源电压,则电路中出现的故障可能是发生了______;(选填“短路”或“断路”)
(3)排除故障后,电压表的示数如图乙所示,则此时灯泡两端的电压为______V;
(4)小明在测量了灯两端的电压后,断开开关,然后将电压表接A的一端改接到C,测量两端的电压,你认为是否可行?请作出判断并说明理由;
答:______(选填“可行”或“不可行”),理由:______;
(5)用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为、、。接下来他更换器材多次实验,将其中的几次数据记录在下表中。表格中有明显错误的数据是______V,修正实验数据,可得到串联电路的电压特点是______(用、、表示)。
实验次数
/V
/V
/V
1
2.0
1.0
3.0
2
1.4
1.6
3.0
3
0.8
11.0
3.0
【答案】(1)断开 (2)断路
(3)2.2 (4) ①. 不可行 ②. 电压表正负接线柱接反了
(5) ①. 11.0 ②.
【解析】
【小问1详解】
在连接或拆除电路时,为了保护电路,开关必须断开。
【小问2详解】
甲图中闭合开关,电路是串联的,电压表测灯泡两端电压,、均不发光,说明电路发生断路,电压表示数接近于电源电压,电压表串联接入电路,测电源电压,则可能是发生了断路。
【小问3详解】
据图可知,电压表的量程是0-3V,分度值是0.1V,灯两端的电压为2.2V。
【小问4详解】
[1][2]导线的A端连的是电压表负接线柱,将导线AB的A端改接到C时,闭合开关,电流从电压表的负接线柱流进,所以无法测出灯两端的电压,原因是电压表的正负接线柱接反了。
【小问5详解】
[1]由数据知,AC两点间电压为3V,AB、BC间的电压要小于AC两点间电压,所以错误数据为11.0V。
[2]分析实验数据可得1.0V+2.0V=3.0V,1.4V+1.6V=3.0V,0.8V+2.2V=3.0V
可得到串联电路的电压特点为
25. 小明同学在“比较物质的吸热能力”实验中,将A和B两种液体分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热,每隔2min记录一次温度。
(1)为便于完成实验,应选择初温和______均相同的两种液体A和B。图甲是所用的实验装置图,实验前需按照______(选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装器材;
(2)为比较A和B的吸热能力,小明提出两种方案:a.让两者升高相同的温度,比较加热时间;b.让两者加热相同时间,比较升高的温度。你认为可行的方案是______(选填“a”“b”或“a和b”);
(3)根据记录的实验数据,绘制了如图乙所示的温度随时间变化关系的图象,在0~4min内,A吸收的热量______(选填“大于”“小于”或“等于”)B吸收的热量,______(选填“A”或“B”)的吸热能力更强。若B液体的比热容为,则A液体的比热容为______;
(4)海边民宿常用家用小型风力发电机辅助供电,它的尾翼能自动调节方向,让旋翼始终对准风向高效发电。如图丙所示这种旋翼稳定捕捉海风工作的情形,在海边更常发生在______(选填“白天”或“夜晚”)。
【答案】(1) ①. 质量 ②. 自下而上
(2)a和b (3) ①. 等于 ②. B ③.
(4)白天
【解析】
【小问1详解】
[1]根据控制变量法,为便于完成实验,应选择初温和质量均相同的两种液体A和B。
[2]实验中应用酒精灯的外焰加热,温度计的玻璃泡要浸没在液体中,且不能碰到容器底,所以,实验前需按照自下而上的顺序组装器材。
【小问2详解】
方案a:升高相同温度时,加热时间越长,说明吸收热量越多,吸热能力越强,可行。方案b:加热相同时间(吸收热量相同),升高温度越小,说明吸热能力越强,可行。故选a和b。
【小问3详解】
[1]相同酒精灯在相同时间内放出的热量相等,用相同酒精灯加热,0~4min内加热时间相同,因此A吸收的热量等于B吸收的热量。
[2]由图乙可知,升高相同温度时,B的加热时间更长(吸收热量更多),根据方案a可知B的吸热能力更强。
[3]根据乙图可知,质量相同的A、B两种液体均升高40,所用时间分别为4min和8min,A、B两种液体吸收的热量之比为,根据可知A、B两种液体的比热容之比为
若B液体的比热容为,则A液体的比热容为
【小问4详解】
水的比热容大于砂石的比热容,白天时,质量相同的水和砂石,吸收相同热量,根据可知,陆地表面温度升高快,热空气上升,海洋表面的冷空气补充,风从海洋吹向陆地(如图丙所示),因此该情形通常发生在白天。
六、综合应用题(本大题共2小题,共19分。解答时要求在答题卡相应的答题区域内写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤。只写出最后答案,未写出主要演算过程的,不得分。)
26. 《天工开物》中详细记载了火井制盐(如图所示)的过程:“西川有火井,……但以长竹剖开去节合缝漆布,一头插入井底,其上曲接,以口紧对釜脐,注卤水釜中。只见火意烘烘,水即滚沸。”(译文:四川有火井……只要把长竹剖开,去掉竹节,用漆布把合缝处封好,一头插入井底,另一头通过弯管连接,使管口紧对锅底。把卤水注入锅中,就会看到火焰烘烘,水立刻就沸腾了。)火井制盐核心原理,是利用火井底部天然气燃烧产生的热量,加热釜(锅)中的卤水,通过蒸发水分使盐分结晶析出。若某次制盐过程消耗了2m3的天然气,请回答下列问题:(已知天然气的热值,卤水的比热容为4.2×103J/(kg·℃))
(1)请结合所学知识,从能量转化角度分析火井制盐过程中存在的能量转化。
(2)此次制盐过程天然气完全燃烧放出的热量;
(3)天然气给釜中的卤水加热,已知加热的效率为30%,此次制盐过程可使多少kg卤水从20℃升高到80℃?
(4)请从热机效率角度出发,提出一条能提高火井制盐效率的做法并说明理由。
【答案】(1)化学能转化为内能
(2)8.4×107J
(3)100kg (4)可以给制盐用的釜加上盖子,减少热量散失,从而提高制盐效率。
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,火井制盐过程中,核心原理是利用火井底部天然气燃烧产生的热量,加热釜(锅)中的卤水,通过蒸发水分使盐分结晶析出,在这一过程中天然气中储存的化学能转化为水的内能。
【小问2详解】
天然气完全燃烧放出的热量为
【小问3详解】
卤水吸收的热量为
根据公式Q吸=cmΔt可得卤水的质量为
【小问4详解】
从提高热机效率的角度分析,提高火井制盐效率应当减少天然气燃烧放出的热量的散失,提高热量的利用率,所以可以给制盐用的釜加上盖子,减少热量散失,从而提高制盐效率。
27. 如图所示是冬季蔬菜大棚的一个自动控温系统的原理图,由控制电路和加热电路两部分组成。控制电路中,电源电压恒定不变,定值电阻。为热敏电阻,其阻值随环境温度变化情况如表所示。加热电路中电源电压大小为220V,电阻R是一根电热丝(阻值保持不变)。闭合开关S后,控温系统处于温度监测状态,当控制电路中电压表的示数高于12V时,开关自动闭合,电热丝发热,棚内温度升高;当电压表示数低于9V时,开关再自动断开,电热丝停止加热,从而使大棚始终处于适宜的温度范围内。求:
温度/℃
14
16
18
20
22
24
26
28
30
40
36
32
28
24
20
16
12
8
(1)开关S,闭合后,加热电路中电流大小为4A,求电阻R的大小为多少Ω;
(2)在控温系统的控制下,大棚的最低温度是18℃,求控制电路的电源电压;
(3)为了适应蔬菜的储存需求,将定值电阻,替换接入电路,使大棚的最高温度控制在28℃,求替换的的阻值。
【答案】(1)
55Ω (2)
18V (3)
12Ω
【解析】
【小问1详解】
由图可知,加热电路由电阻R和220V电源组成,根据欧姆定律,电阻的阻值为
【小问2详解】
由图可知,控制电路由电源、开关S、定值电阻和热敏电阻串联而成,电压表测量两端的电压。由题意可知,大棚的最低温度为18℃时,加热系统开始工作,此时电压表示数
查表可知,当温度为18℃时,热敏电阻的阻值,此时控制电路中的电流为
因为两电阻串联,所以电路总电阻
控制电路的电源电压为
【小问3详解】
将替换为后,控制电路由电源、开关S、定值电阻和热敏电阻串联而成,由题意可知,大棚的最高温度控制在28℃,此时加热系统停止工作,电压表示数,查表可知,当温度为28℃时,热敏电阻的阻值,此时控制电路中的电流为
控制电路的电源电压不变,仍为18V,此时电路的总电阻为
所以替换的的阻值为
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