精品解析:江苏省盐城市滨海县2025-2026学年九年级上学期11月期中物理试题
2025-12-09
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内容正文:
2025—2026学年度第一学期期中学情调研
物理试题
注意事项:
1.本试卷物理为100分。
2.本试卷共10页,在检查是否漏印、重印或错印后再开始作答。
3.所有试题必须作答在答题卡上规定的区域内,注意题号必须对应,否则不给分。
4.答题前,务必将姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试卷及答题卡上。
物理部分
一、选择题:本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题只有一个选项正确。
1. 黄海湿地能调节气温,主要是因为水具有较大的( )
A. 热值 B. 内能 C. 密度 D. 比热容
2. 如图为手电筒的结构剖面图,其中不属于电路元件的是( )
A. 开关 B. 电池
C. 凹面镜 D. 金属弹簧
3. 如图所示是古人拉绳从井中汲卤制盐的场景,装置顶端的简单机械是( )
A. 定滑轮 B. 动滑轮 C. 杠杆 D. 斜面
4. 初中生小明同学将两个鸡蛋从地面缓缓举过头顶的过程中,对鸡蛋做功最接近( )
A. 0.5J B. 2J C. 5J D. 10J
5. 以下电路中的电路元件完好,存在短路故障的电路是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示是小明同学正在使用日常用具的场景。其中,可以省力的是( )
A. 筷子 B. 夹子
C. 笤帚 D. 滑轮
7. 下列电路中,能连续改变灯泡亮度的是( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,两灯均发光.一段时间后,一盏灯突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,出现这一现象的原因可能是( )
A. 灯L1断路 B. 灯L2断路 C. 灯L1短路 D. 灯L2短路
9. 甲、乙两个材料不同、质量相等的金属球,置于沸水中很长一段时间后取出,放在同一块长方体冰面上,热传递停止后如图所示。不计热损失,由此可判断( )
A. 甲球初温比乙球高 B. 甲球比热容比乙球大
C. 甲球末温比乙球高 D. 甲球比热容比乙球小
10. 如图所示为一块长方体金属导体,分别从六个面的中心引出一个接线柱,将该导体选择其中两个接线柱接入电路,则( )
A. 上下接入电阻最大 B. 前后接入电阻最大
C. 左右接入电阻最小 D. 任意接法电阻相等
11. 人脸识别闸机已被广泛应用在景点、展览馆等场所。刷卡、扫二维码、人脸识别三种方式都可以单独发出指令控制对应的开关从而开闸放行。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
12. 有A、B两种不同的燃料,A燃料的质量为B燃料的一半。两种燃料的温度都升高1℃,吸收的热量如图甲;两种燃料完全燃烧后放出的热量如图乙。则( )
A. 两种燃料的比热容和热值均相等
B. 两种燃料的比热容和热值均不相等
C. 两种燃料的比热容不等,热值相等
D. 两种燃料的热值不等,比热容相等
二、填空题:本题共8小题,每空(图)1分,共28分。
13. 小明查阅资料发现:电流只有从二极管正接线柱流入,负接线柱流出才会发光。他制作如图所示的柠檬水果电池可以使二极管发光,水果电池是将_________能转化为电能对外供电。从导电性能角度看,制作发光二极管的材料属于_________。若该发光二极管左侧的引脚为正接线柱,则金属片A处为水果电池的_________极。
14. 如图是古代的“舂米石臼”简化图。O为支点,人在A端用力踩下,B端翘起,放脚后,B端下落,打在石臼内的谷物上。此装置属于_________杠杆,优点是可以省_________;当其他条件不变时,人脚离O点越远,需要用力越_________。在图中作出动力F1的动力臂l1_________。
15. 断开如图所示电路中的开关,电路处于_________路状态;闭合开关,电路处于_________路状态;去掉导线_________(填写导线序号),闭合开关,灯泡发光。
16. 如图装置中试管塞被冲出,管口处出现白雾,说明水蒸气通过_________的方式消耗了自身的部分_________能,从而使温度_________,这一过程中的能量转化情况和汽油机的_________冲程的能量转化是相同的。一台四冲程汽油机在1s内完成30个排气冲程,则每分钟完成_________个工作循环。
17. 如图所示为蹦床运动简化示意图,运动员在O点时速度为零,A点是蹦床不发生形变时的位置,B点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处,C点是运动员到达的最低点。若整个过程忽略空气阻力,则从O点下落到A点的过程中,运动员的_________能转化为_________能,运动员在_________点处的动能最大。
18. 如图所示,电源电压为6V,闭合开关后,电流表A的示数为0.5A,电流表A1的示数为0.28A,则通过小灯泡L1的电流为_________A,通过小灯泡L2的电流为_________A,电压表V的示数为_________V。
19. 如图所示,a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线(不计空气阻力),其中图线_________描述的是动能与石块所处高度关系,小石块达到的最大高度为_________m,小石块在3m高时的重力势能为_________J。
20. 如图是我国古代提升重物的工具“车梯”。利用“车梯”匀速提升重为1200N的物体时拉力为400N,若不计绳重和摩擦,则该“车梯”的动滑轮总重为_________N,机械效率为_________%;若用此“车梯”匀速提起1600N的另一重物,绳端的拉力为_________N,机械效率将_________。
三、解答题:本题7小题,共48分。解答25、26题时应有解题过程。
21. 小明同学利用所学的物理知识测量自己引体向上时克服重力做功的平均功率。
(1)用_________测量自己的质量m。
(2)用刻度尺测出自己每次引体向上的平均高度h。
(3)用_________测出引体向上n次所用的_________(填物理量与其对应字母)。
(4)引体向上时,克服自身重力的平均功率P=_________(用所测物理量和已知量符号表示)。
(5)小华和小明引体向上的平均高度相同,假设把每分钟做引体向上的平均次数定义为频率。则( )
A.体重相同,频率高的平均功率小
B.频率相同,引体向上时间长的平均功率大
C.频率相同,体重大的平均功率大
D.体重相同,引体向上时间长的平均功率大
(6)若小华的质量为60kg,每次重心上升高度为40cm,每分钟引体向上25次,在1min内他克服重力做功的平均功率为_________W。(g取10N/kg)
22. 小华和小明利用图甲电路测量并联电路中的电流。
(1)连接电路时,应_________开关;
(2)小华先将电流表选择较小量程接在A处,根据电路图将图乙中的实物图补全_________。闭合开关,观察到只有灯L2发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是L1_________;
(3)小明同学在测量通过灯L2的电流时,发现两灯均发光,但电流表的指针偏转如图丙所示,原因是_________;排除故障后,电流表的示数如图丁所示,则电流表的示数为_________A。此时,如果L2的灯丝突然断了,电路中经过C点处的电流将会_________。
23. 实践小组同学在1标准大气压环境下,利用天平、水银温度计、两个完全相同的小铁块、带盖的铁皮容器、水、隔热钳、隔热棉等器材间接测量酒精灯火焰的温度。
【问题】由于普通温度计的最大测量值_________于酒精灯火焰的温度,所以无法直接测量。
【证据】
(1)用天平测出一个小铁块的质量m1为700g,铁皮容器的质量m2为40g,倒入适量的水后测得水和铁皮容器的总质量m3为500g。
(2)用温度计测出铁皮容器内水的初始温度t0为20℃。
(3)用隔热钳夹住小铁块在酒精灯火焰上加热适当时间后,迅速浸没在铁皮容器的水中密闭并包裹好隔热棉,放热适当时间后,立即用温度计测出铁皮容器内水的温度t为90℃。
【解释】
(1)“证据(3)”中,“小铁块在酒精灯火焰上加热适当时间”的目的是_________;从热传递的终止条件角度分析,两处提及加热或放热“适当时间”的目的_________(选填“相同”或“不同”)。
(2)小铁块在铁皮容器中放出的热量为Q放,不计散失到空气和隔热棉中的热量,容器内水吸收的热量为Q水吸,则Q放_________Q水吸。
(3)不计“解释(2)”中的热量散失,他们在本次实验中测得酒精灯火焰的温度为_________℃。
(4)【交流】小组交流时,小明建议在“证据(3)”的基础上,立即取出容器中的小铁块,将正在酒精灯火焰上加热适当时间的另一个小铁块投入容器中,再次实验来减小测量误差。忽略容器中水的质量变化,小明提出的方案是_________的,原因是_________。
24. 阅读短文,回答问题。
浪涌
浪涌是指超出正常工作电压的瞬间过高电压。浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。雷击放电、电气设备开关闭合瞬间等情况都会产生浪涌,从而干扰电子设备正常工作,导致其性能降低、过早老化,甚至直接破坏设备。给手机充电时,充电器220V的电压降到5V左右再输送给手机。充电器先插电源再插手机时不会有浪涌现象,而先插手机再插电源的瞬间,会出现浪涌现象,可能给手机带来危害。
浪涌保护器是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置,其内部接有可变电阻元件(),通过电阻的变化来限制过高的电压。当电压在正常范围内时,可变电阻元件的阻值很大,可阻止电流通过。然而,当电压突然升高,如雷电冲击的时候,可变电阻元件的阻值会急剧减小,形成一条低阻路径,将雷电过高电压导致的过大电流释放到大地,而不是流入电器设备使其造成损坏,从而保护设备的安全。
(1)浪涌是持续时间较______的过______电压波动;
(2)在电压正常时,浪涌保护器内部的可变电阻元件所处电路的状态相当于______;
(3)在虚线框内补画出浪涌保护器内部的可变电阻元件R1()与电子设备R2()组成的简单电路。
25. 如图所示,工人将重力为1000N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端,所用时间为20s。若斜面长s为20m,斜面高h为6m,拉力F为400N。求:
(1)工人所做的有用功。
(2)拉力做功的功率。
(3)物体受到斜面的摩擦力。
26. 小红同学在家用煤炉给20kg的水加热,绘制了如图所示的水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.5kg的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),煤的热值为3×107J/kg。求:
(1)加热6min,水吸收的热量。
(2)0.5kg煤完全燃烧放出的热量。
(3)本次烧水时,煤炉的热效率。
27. 《墨经》中记述了墨家对杆秤的研究。“权”“重”分别代表秤砣与重物,“标”“本”分别对应杆秤(杠杆)的动力臂和阻力臂。通过调节“权”“重”的悬挂位置,使秤杆在如图所示的水平位置静止。
(1)图中秤砣与重物的质量大小关系是什么?
(2)保持秤杆不变,要增大杆秤的最大称量值,请写出两种改进措施。
(3)若在秤砣与重物上同时各增加一个重为G的钩码,秤杆能否在水平位置保持静止?请结合所学原理简要解释。
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2025—2026学年度第一学期期中学情调研
物理试题
注意事项:
1.本试卷物理为100分。
2.本试卷共10页,在检查是否漏印、重印或错印后再开始作答。
3.所有试题必须作答在答题卡上规定的区域内,注意题号必须对应,否则不给分。
4.答题前,务必将姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试卷及答题卡上。
物理部分
一、选择题:本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题只有一个选项正确。
1. 黄海湿地能调节气温,主要是因为水具有较大的( )
A. 热值 B. 内能 C. 密度 D. 比热容
【答案】D
【解析】
【详解】因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高得少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低得少,使得昼夜的温差小,能有效调节周围环境的气温。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2. 如图为手电筒的结构剖面图,其中不属于电路元件的是( )
A. 开关 B. 电池
C. 凹面镜 D. 金属弹簧
【答案】C
【解析】
【详解】A.开关是控制电路通断的电路元件,故A不符合题意;
B.电池是提供电能的电源,属于电路元件,故B不符合题意;
C.凹面镜作用是反射光线,将灯泡的光会聚,属于光学元件,不参与电路的通断、电能传输等功能,不属于电路元件,故C符合题意;
D.金属弹簧起到导线的作用,传导电流,属于电路元件,故D不符合题意。
故选C。
3. 如图所示是古人拉绳从井中汲卤制盐的场景,装置顶端的简单机械是( )
A. 定滑轮 B. 动滑轮 C. 杠杆 D. 斜面
【答案】A
【解析】
【详解】古人拉绳从井中汲卤制盐,由图可知,装置顶端是一个周边有槽,并可以绕轴转动的轮子,因此是滑轮,因为使用时,滑轮的位置固定不变,因此是定滑轮。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4. 初中生小明同学将两个鸡蛋从地面缓缓举过头顶的过程中,对鸡蛋做功最接近( )
A. 0.5J B. 2J C. 5J D. 10J
【答案】B
【解析】
【详解】一个鸡蛋质量约为50g,两个鸡蛋受到的重力
人手臂竖直上举时,手掌距地面的高度约为2m,故小明同学把两个鸡蛋从地面缓缓举过头顶,他克服鸡蛋重力所做的功
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5. 以下电路中的电路元件完好,存在短路故障的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.图A灯泡没有接入电路,导线直接将电源正负极连接起来,形成了电源短路,故A符合题意;
B.图B只用一根导线连接电源正极与灯泡,没有形成电流路径,故B不符合题意;
C.图C导线连接灯泡的玻璃外壳,没有把灯泡接入电路,没有形成电流路径,故C不符合题意;
D.图D导线将电源与灯泡连接起来,形成闭合回路,这是一个完整的电路,有电流经过灯泡,灯泡可以正常工作,故D不符合题意。
故选A。
6. 如图所示是小明同学正在使用日常用具的场景。其中,可以省力的是( )
A. 筷子 B. 夹子
C. 笤帚 D. 滑轮
【答案】B
【解析】
【详解】A.使用筷子时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A不符合题意;
B.夹子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B符合题意;
C.扫帚在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C不符合题意;
D.定滑轮实质上是一个等臂杠杆,即动力臂等于阻力臂,既不省力,也不费力,故D不符合题意。
故选B。
7. 下列电路中,能连续改变灯泡亮度的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题可知,要实现连续改变亮度,即通过调节某个元件(如滑动变阻器)可以连续改变电路中的电流,实现亮度的连续变化。这需要滑动变阻器与灯泡串联,并且能够通过移动滑片改变电路总电阻,进而改变电流。
A.如图,灯泡与滑动变阻器并联,灯泡电压恒定,亮度不变,故A不符合题意;
B.如图,无滑动变阻器,无法调节电流,亮度不变,故B不符合题意;
C.如图,灯泡与定值电阻并联,亮度仍不变,故C不符合题意;
D.如图,灯泡与滑动变阻器串联,滑片移动可改变总电阻,从而连续调节电流和灯泡亮度,故D符合题意。
故选D。
8. 如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,两灯均发光.一段时间后,一盏灯突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,出现这一现象的原因可能是( )
A. 灯L1断路 B. 灯L2断路 C. 灯L1短路 D. 灯L2短路
【答案】A
【解析】
【详解】两盏灯为并联电路.灯L2的电流不变,说明灯L2既没有短路使电流增大也没有断路使电流变为0,答案BD错.灯L1短路的话,会造成灯L2也被短路,电流将不经过灯L2从而使灯L2也熄灭,电流变为0,不符合要求,C错.所以是A灯L1断路,电压表测电源电压所以示数不变,电流表测另外一个支路电流,没有影响.
9. 甲、乙两个材料不同、质量相等的金属球,置于沸水中很长一段时间后取出,放在同一块长方体冰面上,热传递停止后如图所示。不计热损失,由此可判断( )
A. 甲球初温比乙球高 B. 甲球比热容比乙球大
C. 甲球末温比乙球高 D. 甲球比热容比乙球小
【答案】D
【解析】
【详解】AC.甲、乙两球置于沸水中很长一段时间后取出,说明它们的初温相同;甲、乙两球都放在冰上,会与冰发生热传递,最终温度与冰水混合物的温度相同,即达到0℃,所以两球的末温相同,故AC不符合题意;
BD.甲、乙两球的质量相等,置于沸水中很长一段时间后取出,说明它们的初温相同,放在同一块长方体冰面上,热传递停止后,最终温度也相同,所以两球降低的温度相同,从图中可以看出,乙球使冰熔化的体积更大,说明乙球放出的热量更多,根据Q=cmΔt可知,因为两球质量和降低的温度都相同,所以甲球的比热容比乙球小,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
10. 如图所示为一块长方体金属导体,分别从六个面的中心引出一个接线柱,将该导体选择其中两个接线柱接入电路,则( )
A. 上下接入电阻最大 B. 前后接入电阻最大
C. 左右接入电阻最小 D. 任意接法电阻相等
【答案】B
【解析】
【详解】导体电阻大小与导体的材料,长度,横截面积以及温度等有关,在其他条件相同时,长度越长,电阻越大;横截面积越大,电阻越小,由图可知,当前后接入时,导体的横截面积最小,长度最长,因此电阻最大,上下接入时,长度最短,横截面积最大,电阻最小,左右接入长度与横截面积为中等,电阻中等,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
11. 人脸识别闸机已被广泛应用在景点、展览馆等场所。刷卡、扫二维码、人脸识别三种方式都可以单独发出指令控制对应的开关从而开闸放行。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意知,刷卡、扫二维码、人脸识别三种方式都可以单独发出指令控制对应的开关从而开闸放行,所以电路中三个开关中的任何一个闭合,电动机都能工作,所以三个开关应并联后再与电动机串联在电路中,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
12. 有A、B两种不同的燃料,A燃料的质量为B燃料的一半。两种燃料的温度都升高1℃,吸收的热量如图甲;两种燃料完全燃烧后放出的热量如图乙。则( )
A. 两种燃料的比热容和热值均相等
B. 两种燃料的比热容和热值均不相等
C. 两种燃料的比热容不等,热值相等
D. 两种燃料的热值不等,比热容相等
【答案】C
【解析】
【详解】A燃料的质量为B燃料的一半,当A、B温度都升高1℃,由图甲可知A、B吸收的热量相等,根据可知A的比热容较大;
A燃料的质量为B燃料的一半,由图乙可知A燃料完全燃烧后放出的热量为B燃料完全燃烧后放出的热量的一半,根据可知,A、B热值相同;
综上可知,两种燃料的比热容不等,热值相等。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
二、填空题:本题共8小题,每空(图)1分,共28分。
13. 小明查阅资料发现:电流只有从二极管正接线柱流入,负接线柱流出才会发光。他制作如图所示的柠檬水果电池可以使二极管发光,水果电池是将_________能转化为电能对外供电。从导电性能角度看,制作发光二极管的材料属于_________。若该发光二极管左侧的引脚为正接线柱,则金属片A处为水果电池的_________极。
【答案】 ①. 化学 ②. 半导体 ③. 正
【解析】
【详解】[1]水果电池供电时将储存起来的化学能转化为电能,为电路提供电能。
[2]发光二极管就是由半导体材料制成的,发光二极管具有单向导电性。
[3]因电流只能从发光二极管正接线柱流进,从负接线柱流出,故可判断出电流是从金属片A流出的,则金属片A是水果电池的正极。
14. 如图是古代的“舂米石臼”简化图。O为支点,人在A端用力踩下,B端翘起,放脚后,B端下落,打在石臼内的谷物上。此装置属于_________杠杆,优点是可以省_________;当其他条件不变时,人脚离O点越远,需要用力越_________。在图中作出动力F1的动力臂l1_________。
【答案】 ①. 费力 ②. 距离 ③. 小 ④.
【解析】
【详解】[1][2]由图可知,动力作用在A点,阻力作用在B点,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。使用费力杠杆,费力但可以省距离。
[3]当其他条件不变时,人脚离O点越远,动力臂越大,根据杠杆平衡条件,在阻力、阻力臂一定时,动力变小。
[4]找到支点O,过动力作用点A做动力作用线,然后过O点向动力作用线做垂线,支点到垂足之间的距离即为动力臂l,如图:
15. 断开如图所示电路中的开关,电路处于_________路状态;闭合开关,电路处于_________路状态;去掉导线_________(填写导线序号),闭合开关,灯泡发光。
【答案】 ①. 断 ②. 短 ③. c
【解析】
【详解】[1]断开如图所示电路中的开关,电路中没有电流通过,电路处于断路状态。
[2]开关闭合后,电源的两端被导线直接相连,造成电源短路。
[3]要想使灯泡发光,应该去掉导线c,此时电流只有一条路径:正极→导线d→开关→导线b→灯泡→导线a→负极。
16. 如图装置中试管塞被冲出,管口处出现白雾,说明水蒸气通过_________的方式消耗了自身的部分_________能,从而使温度_________,这一过程中的能量转化情况和汽油机的_________冲程的能量转化是相同的。一台四冲程汽油机在1s内完成30个排气冲程,则每分钟完成_________个工作循环。
【答案】 ①. 做功 ②. 内 ③. 降低 ④. 做功 ⑤. 1800
【解析】
【详解】[1][2][3][4]对试管中的水持续加热,试管中产生大量水蒸气,水蒸气膨胀做功,将塞子顶起,塞子被推出的过程中,水蒸气的内能转化为塞子的机械能,内能减小,温度降低,水蒸气推动塞子过程中的能量转化是内能转化为机械能,该过程中是通过做功改变内能的;汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能,两者能量转化相同。
[5]在四冲程汽油机中,吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环,一台四冲程汽油机在1s内完成30个排气冲程,则每分钟完成个排气冲程,因此每分钟完成1800个工作循环。
17. 如图所示为蹦床运动简化示意图,运动员在O点时速度为零,A点是蹦床不发生形变时的位置,B点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处,C点是运动员到达的最低点。若整个过程忽略空气阻力,则从O点下落到A点的过程中,运动员的_________能转化为_________能,运动员在_________点处的动能最大。
【答案】 ①. 重力势 ②. 动 ③. B
【解析】
【详解】[1][2]在O点时,运动员静止,有一定高度,具有重力势能。A点蹦床未形变,运动员下降过程中速度增加,动能增大,所以运动员的重力势能转化为动能。
[3]从A点到B点的过程中,重力大于蹦床对运动员弹力,因此速度越来越大;从B点到C点的过程中,蹦床对运动员弹力大于重力,运动员的速度开始减小,到达C点时,速度为零;因此运动员在B点处运动员的速度最大,动能最大。
18. 如图所示,电源电压为6V,闭合开关后,电流表A的示数为0.5A,电流表A1的示数为0.28A,则通过小灯泡L1的电流为_________A,通过小灯泡L2的电流为_________A,电压表V的示数为_________V。
【答案】 ①. 0.28 ②. 0.22 ③. 6
【解析】
【详解】[1]由图知,当开关闭合时,两灯泡并联,电流表A测干路的电流,电流表A1测通过灯L1的电流,电压表测小灯泡L2两端的电压;已知电流表A1的示数为0.28A,即通过小灯泡L1的电流为0.28A。
[2]已知电流表A的示数为0.5A,即干路电流为I=0.5A;由于并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以流过灯泡L2的电流为
[3]由于并联电路各支路两端的电压相等且都等于电源电压,所以小灯泡L2两端的电压为6V,即电压表示数为6V。
19. 如图所示,a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线(不计空气阻力),其中图线_________描述的是动能与石块所处高度关系,小石块达到的最大高度为_________m,小石块在3m高时的重力势能为_________J。
【答案】 ①. b ②. 4 ③. 4.5
【解析】
【详解】[1]竖直向上抛小石块,上升过程中,高度增加,重力势能变大,速度减小,动能减小,所以重力势能随高度的增加而增加,动能随高度的增加而减小,则b描述的是动能与石块所处高度关系。
[2]由图可知,小石块达到的最大高度时重力势能最大,动能为0,所以最大高度为4m。
[3]由于机械能守恒,小石块在上升过程中,重力势能是成比例增大的,所以在3m高时的重力势能为
20. 如图是我国古代提升重物的工具“车梯”。利用“车梯”匀速提升重为1200N的物体时拉力为400N,若不计绳重和摩擦,则该“车梯”的动滑轮总重为_________N,机械效率为_________%;若用此“车梯”匀速提起1600N的另一重物,绳端的拉力为_________N,机械效率将_________。
【答案】 ①. 400 ②. 75 ③. 500 ④. 变大
【解析】
【详解】[1]由图可知n=4,根据可知该“车梯”的动滑轮总重
[2]该“车梯”的机械效率
[3]若用此“车梯”匀速提起1600N的另一重物,不计绳重和摩擦,绳端的拉力为
[4]提升重物的重力增加,做的有用功变大,而额外功不变,故机械效率变大。
三、解答题:本题7小题,共48分。解答25、26题时应有解题过程。
21. 小明同学利用所学的物理知识测量自己引体向上时克服重力做功的平均功率。
(1)用_________测量自己的质量m。
(2)用刻度尺测出自己每次引体向上的平均高度h。
(3)用_________测出引体向上n次所用的_________(填物理量与其对应字母)。
(4)引体向上时,克服自身重力的平均功率P=_________(用所测物理量和已知量符号表示)。
(5)小华和小明引体向上的平均高度相同,假设把每分钟做引体向上的平均次数定义为频率。则( )
A.体重相同,频率高的平均功率小
B.频率相同,引体向上时间长的平均功率大
C.频率相同,体重大的平均功率大
D.体重相同,引体向上时间长的平均功率大
(6)若小华的质量为60kg,每次重心上升高度为40cm,每分钟引体向上25次,在1min内他克服重力做功的平均功率为_________W。(g取10N/kg)
【答案】 ①. 体重秤 ②. 秒表 ③. 时间t ④. ⑤. C ⑥. 100
【解析】
【详解】[1]人的质量超过了天平的量程,所以可以用体重秤测量自己的质量。
[2][3]测出了人的质量、引体向上的平均高度h,根据,可以计算克服重力所做的功,由可知,只有测出时间,就可以计算功率,所以用秒表测出引体向上n次所用的时间t。
[4] 引体向上n次所做的功为,结合 可得,克服自身重力的平均功率
[5]A.体重相同,频率高,在相同时间里做的功多,所以功率大,故A错误;
B.频率相同,由及频率的定义可知,平均功率与体重成正比,与引体向上的总时间无关,故B错误。
C.频率相同,体重大的,在相同时间里做的功多,功率大,故C正确;
D.根据可知,体重相同,由于n不知道,不能根据时间长短来判断功率的大小,故D错误。
故选C。
[6]每次重心上升高度为
一次克服重力做功
每分钟做功
克服重力做功的平均功率为
22. 小华和小明利用图甲电路测量并联电路中的电流。
(1)连接电路时,应_________开关;
(2)小华先将电流表选择较小量程接在A处,根据电路图将图乙中的实物图补全_________。闭合开关,观察到只有灯L2发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是L1_________;
(3)小明同学在测量通过灯L2的电流时,发现两灯均发光,但电流表的指针偏转如图丙所示,原因是_________;排除故障后,电流表的示数如图丁所示,则电流表的示数为_________A。此时,如果L2的灯丝突然断了,电路中经过C点处的电流将会_________。
【答案】(1)断开 (2) ①. ②. 断路
(3) ①. 电流表的正负接线柱接反了 ②. 0.26 ③. 变小
【解析】
【小问1详解】
为保护电路,连接电路时,应断开开关。
【小问2详解】
[1]先将电流表选择较小量程接在A处,故电流表测量通过L1的电流,可将L1的左侧接线柱和电流表的“0.6”接线柱相连,将电流表的负接线柱和L2的左侧接线柱相连。如图所示:
[2]闭合开关,两灯泡是并联的,观察到灯L2发光,说明L2支路正常,但灯L1不亮,电流表的示数为零,说明灯泡L1断路。
【小问3详解】
[1]小明同学在测量A处的电流时,闭合开关,发现电流表的指针偏转如图丙所示,指针反偏,说明电流表的正负接线柱接反了。
[2]在排除故障后,电流表的示数如图丁所示,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,读数为0.26A。
[3]干路电流等于各支路电流之和。电路中经过C点处的电流为干路电流,此时,如果L2的灯丝突然断了,电路为L1的简单电路,电路中经过C点处的电流将会变小。
23. 实践小组同学在1标准大气压环境下,利用天平、水银温度计、两个完全相同的小铁块、带盖的铁皮容器、水、隔热钳、隔热棉等器材间接测量酒精灯火焰的温度。
【问题】由于普通温度计的最大测量值_________于酒精灯火焰的温度,所以无法直接测量。
【证据】
(1)用天平测出一个小铁块的质量m1为700g,铁皮容器的质量m2为40g,倒入适量的水后测得水和铁皮容器的总质量m3为500g。
(2)用温度计测出铁皮容器内水的初始温度t0为20℃。
(3)用隔热钳夹住小铁块在酒精灯火焰上加热适当时间后,迅速浸没在铁皮容器的水中密闭并包裹好隔热棉,放热适当时间后,立即用温度计测出铁皮容器内水的温度t为90℃。
【解释】
(1)“证据(3)”中,“小铁块在酒精灯火焰上加热适当时间”的目的是_________;从热传递的终止条件角度分析,两处提及加热或放热“适当时间”的目的_________(选填“相同”或“不同”)。
(2)小铁块在铁皮容器中放出的热量为Q放,不计散失到空气和隔热棉中的热量,容器内水吸收的热量为Q水吸,则Q放_________Q水吸。
(3)不计“解释(2)”中的热量散失,他们在本次实验中测得酒精灯火焰的温度为_________℃。
(4)【交流】小组交流时,小明建议在“证据(3)”的基础上,立即取出容器中的小铁块,将正在酒精灯火焰上加热适当时间的另一个小铁块投入容器中,再次实验来减小测量误差。忽略容器中水的质量变化,小明提出的方案是_________的,原因是_________。
【答案】 ①. 小 ②. 使加热后小铁块的温度等于酒精灯火焰的温度 ③. 相同 ④. > ⑤. 514 ⑥. 不可行 ⑦. 水会沸腾,无法计算水吸收的热量
【解析】
【详解】[1]普通温度计的最大测量值一般稍高于100℃,远小于酒精灯火焰的温度,所以无法直接测量。
[2]热传递的条件是存在温度差,加热足够长时间后,小铁块会与酒精灯火焰达到热平衡(温度相同),此时小铁块的温度就等于火焰温度,因此“小铁块在酒精灯火焰上加热适当时间”的目的是使加热后小铁块的温度等于酒精灯火焰的温度。
[3]加热时需让小铁块与火焰热平衡(温度相等),放热时需让小铁块、水、容器达到热平衡(温度相同),本质都是确保热传递终止(无温度差),避免因未达热平衡导致测量误差,因此目的相同。
[4]不计散失到空气和隔热棉中的热量,即系统(小铁块、水、容器)内的热量守恒,小铁块放出的热量仅转移到水和容器中(容器也会吸热),所以Q放>Q水吸。
[5]容器中水的质量为
不计“解释(2)”中的热量散失,则
即
代入数据解得,即火焰的温度为514℃。
[6][7]实验是在1标准大气压环境下进行的,水的沸点为100°C,第一个小铁块会使容器内的水从20°C上升到90°C,则第二个同样的小铁块投入同样的水中,容器中的水会沸腾,无法通过温度的变化来计算水吸收的热量,所以此方案不可行。
24. 阅读短文,回答问题。
浪涌
浪涌是指超出正常工作电压的瞬间过高电压。浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。雷击放电、电气设备开关闭合瞬间等情况都会产生浪涌,从而干扰电子设备正常工作,导致其性能降低、过早老化,甚至直接破坏设备。给手机充电时,充电器220V的电压降到5V左右再输送给手机。充电器先插电源再插手机时不会有浪涌现象,而先插手机再插电源的瞬间,会出现浪涌现象,可能给手机带来危害。
浪涌保护器是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置,其内部接有可变电阻元件(),通过电阻的变化来限制过高的电压。当电压在正常范围内时,可变电阻元件的阻值很大,可阻止电流通过。然而,当电压突然升高,如雷电冲击的时候,可变电阻元件的阻值会急剧减小,形成一条低阻路径,将雷电过高电压导致的过大电流释放到大地,而不是流入电器设备使其造成损坏,从而保护设备的安全。
(1)浪涌是持续时间较______的过______电压波动;
(2)在电压正常时,浪涌保护器内部的可变电阻元件所处电路的状态相当于______;
(3)在虚线框内补画出浪涌保护器内部的可变电阻元件R1()与电子设备R2()组成的简单电路。
【答案】(1) ①. 短 ②. 高
(2)断路 (3)
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由题文“浪涌是指超出正常工作电压的瞬间过高电压。浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。”可知浪涌是持续时间较短的过高电压波动。
【小问2详解】
当电压在正常范围内时,可变电阻元件的阻值很大,可阻止电流通过,所以在电压正常时,浪涌保护器内部的可变电阻元件所处电路的状态相当于断路。
【小问3详解】
由“如雷电冲击的时候,可变电阻元件的阻值会急剧减小,形成一条低阻路径,将雷电过高电压导致的过大电流释放到大地,而不是流入电器设备使其造成损坏,从而保护设备的安全”可知,当遇到雷电冲击时,浪涌保护器和大地之间的电路是通路,电器设备会被低阻路径短路,说明浪涌保护器中的可变电阻元件与被保护设备是并联的。据此作图如下:
25. 如图所示,工人将重力为1000N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端,所用时间为20s。若斜面长s为20m,斜面高h为6m,拉力F为400N。求:
(1)工人所做的有用功。
(2)拉力做功的功率。
(3)物体受到斜面的摩擦力。
【答案】(1)6000J
(2)400W (3)100N
【解析】
【小问1详解】
工人所做的有用功是克服物体重力所做的功,则有用功为
【小问2详解】
拉力做的功是总功,则
拉力做功的功率为
【小问3详解】
克服摩擦力做的功是额外功,则额外功为
则物体受到斜面的摩擦力为
26. 小红同学在家用煤炉给20kg的水加热,绘制了如图所示的水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.5kg的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),煤的热值为3×107J/kg。求:
(1)加热6min,水吸收的热量。
(2)0.5kg煤完全燃烧放出的热量。
(3)本次烧水时,煤炉的热效率。
【答案】(1)
(2)
(3)33.6%
【解析】
【小问1详解】
根据图像可知,水的初温,加热6min后水的末温,则水吸收的热量为
【小问2详解】
0.5kg煤完全燃烧放出的热量为
【小问3详解】
煤炉的热效率为
27. 《墨经》中记述了墨家对杆秤的研究。“权”“重”分别代表秤砣与重物,“标”“本”分别对应杆秤(杠杆)的动力臂和阻力臂。通过调节“权”“重”的悬挂位置,使秤杆在如图所示的水平位置静止。
(1)图中秤砣与重物的质量大小关系是什么?
(2)保持秤杆不变,要增大杆秤的最大称量值,请写出两种改进措施。
(3)若在秤砣与重物上同时各增加一个重为G的钩码,秤杆能否在水平位置保持静止?请结合所学原理简要解释。
【答案】(1)秤砣的质量小于重物的质量##重物的质量大于秤砣的质量
(2)将秤砣向远离提纽的方向移动,延长“标”的长度;将重物向靠近提纽的方向移动,缩短“本”的长度。
(3)不能;因为在秤杆水平平衡时,满足“权×标=重×本”,此时“标>本”;当在秤砣与重物上同时各增加一个重为G的钩码后,两侧的力与力臂乘积关系为:(权+G)×标>(重+G)×本。所以不能在水平位置保持静止。
【解析】
【小问1详解】
根据杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即m权g·L标=m重g·L本
化简得m权·L标=m重·L本
由图可知L标>L本,因此m权<m重,所以秤砣的质量小于重物的质量或重物的质量大于秤砣的质量。
【小问2详解】
最大称量值是指杠杆能平衡的最大重物质量,根据杠杆平衡条件
可通过以下方式增大m重;将秤砣向远离提纽的方向移动,延长“标”的长度;将重物向靠近提纽的方向移动,缩短“本”的长度。
【小问3详解】
若在秤砣与重物上同时各增加一个重为G的钩码,秤杆不能在水平位置保持静止。因为在秤杆水平平衡时,满足“权×标=重×本”,此时“标>本”;当在秤砣与重物上同时各增加一个重为G的钩码后,两侧的力与力臂乘积关系为:(权+G)×标>(重+G)×本。所以不能在水平位置保持静止。
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