湖北省武汉市江汉五校2025-2026学年九年级上学期期中物理试卷
2025-12-09
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内容正文:
2025-2026学年上学期九年级期中物理试卷
一.选择题(共12小题,共24分)
1.杜甫《绝句》中的名句“春风花草香”,从物理学角度对此现象最合理的解释是( )
A.分子在不停地做无规则运动
B.分子间有距离
C.分子间有引力
D.分子间存在斥力
2.下列实例中,属于用热传递的方式改变物体内能的是( )
A.流星高速下落,发出光和热
B.铁片在室外被太阳晒热
C.“神舟十一号”返回舱与空气摩擦温度升高
D.锯木头时,锯条变得烫手
3.习总书记说:绿水青山就是金山银山。在建设国家社会主义现代化的征程中,自贡市政府积极推进地方水系治理,修复湖泊生态,打造生态宜居的美丽自贡。暑假某天,爱跑步的蒋老师跑到“卧龙湖”湖水边时,顿感清爽凉快,这是因为水的( )
A.内能大 B.热值大 C.热量少 D.比热容大
4.汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A.甲图是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由乙图可知该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓,燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D.甲图中热机飞轮转数是1800r/min,则该热机1s中对外做功30次
5.如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触不带电的验电器A,可以看到A的金属箔张开。再用带有绝缘手柄的金属棒把A和不带电的验电器B连接起来,下列说法正确的是( )
A.连接金属棒的一瞬间,B的金属箔张开是因为异种电荷相互排斥
B.连接金属棒的一瞬间,金属杆中的电荷的移动方向是从B到A
C.连接金属棒的一瞬间,金属杆中电流的方向是从B到A
D.若把金属棒换成橡胶棒,连接的瞬间,自由电子能从B流向A
6.如图,开关闭合后,灯L1为L2均不亮,小明用一根完好的导线,查找电路的故障,导线一端连接在电源的正极,另一端依次接触A、B、C、D四个接线柱,发现只有与D接触时小灯泡L2才发光,若电路只有一处故障,则可能是( )
A.导线①开路 B.开关短路
C.导线②开路 D.灯泡L1开路
7.电脑工作前,为了给CPU散热,要先启动风扇;CPU断电后,风扇仍工作,则符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
8.如图甲电路图所示,当开关闭合,电流表A1的示数如图乙所示,电流表A2的示数为0.8A。则通过灯泡L1和灯泡L2的电流分别是( )
A.1.6A 0.8A B.0.8A 1.6A
C.2.4A 0.8A D.0.8A 2.4A
9.如图为调节台灯亮度的电位器结构示意图,a、b、c是三个接线柱,a、c分别与弧形电阻的两端相连,b与金属滑片相连。转动旋钮,滑片在弧形电阻上滑动即可调节接入电路的电阻大小,下列分析正确的是( )
A.将a、c接入电路,逆时针转动旋钮时灯变暗
B.将a、c接入电路,顺时针转动旋钮时灯变亮
C.将a、b接入电路,逆时针转动旋钮时灯变暗
D.将b、c接入电路,顺时针转动旋钮时灯变亮
10.坐位体前屈测试仪原理如图所示,已知电源电压为6V,R1的电阻为30Ω,其中电阻丝R2粗细均匀,总长度为30cm。闭合开关,推挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0,电流表的示数为0.05A;推挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm。则( )
A.电流表示数的大小能反映被测试者的成绩
B.电阻丝R2的最大阻值为90Ω
C.挡板P在A端时电压表的示数为1.5V
D.电压表示数为3V时,被测试者的成绩是25cm
11.如图所示,电源电压不变,先闭合开关S1,再闭合开关S2。关于闭合S2后,电压表和电流表示数变化,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,电流表示数不变
B.电压表示数变大,电流表示数变大
C.电压表示数不变,电流表示数变大
D.电压表示数变小,电流表无示数
12.在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”实验中,根据实验数据得到了如图所示的图像。下列说法正确的是( )
A.当导体两端电压为0V时,导体的电阻也为0Ω
B.导体两端的电压越高,通过这段导体的电流越大
C.由图像可知两个电阻的阻值不变,且R1:R2=3:1
D.将R1与R2串联接入电路,二者两端电压之比为1:1
二.填空题(每空1分,共10分)
13.东北名菜“拔丝地瓜”深受大众的喜爱。暑假期间,小明和妈妈学习制作拔丝地瓜,做好之后小明闻到了地瓜的香味,这是 现象;小明夹起一块拔丝地瓜,发现地瓜拉出了很长的丝,是由于分子间存在 。
14.如图是轿车的单缸四冲程汽油机的 冲程,在设计制造时,气缸外有一个水套,用水来冷却汽缸,这是因为水的比热容大,汽油机工作时飞轮每秒钟转50转,则每秒完成 个冲程。
15.如图是一种防倾斜报警电路的原理图,通过电铃、规格相同的两只灯泡提示被检测装置的倾斜情况,S为重力开关,金属棒a可绕悬挂点O自由转动。报警电路固定在某一物体上,当物体处于竖直方向时,a在导线A、B中间;当物体向左偏离竖直方向时,a随之转动与A连接,灯泡L1亮,电铃 (选填“响”或“不响”);该电路可通过 (选填“灯泡”或“电铃”)的工作状态判断物体倾斜的方向。
16.如图所示,闭合开关S,电流表A1示数 电流表A2示数(选填“大于”、“小于”或“等于”);V2测 两端电压(选填“L1”、“L2”或“电源”)。
17.闭合如图甲所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,电压表与电流表的示数变化的图象如图乙所示。则定值电阻R0的阻值为 Ω,电源电压为 V。
三.作图题(每小题2分,共4分)
18.如图所示是一款道路井盖移动报警电路,开关S闭合后,电路开始工作,在井盖偏离正常位置(开关S1断开)时亮起警报灯L提醒路人;井盖位置正常(开关S1闭合)时L则不亮;R为保护电阻。根据以上要求完成电路图的设计。
19.如图所示,为一身高测量仪的电路图,请在“定值电阻”、“A”或“V”中选两个填入框中,要求:在保证电路安全的前提下,被测人身高越高时电表的示数增大。
四.实验探究题(6+8+6=20分)
20.(6分)在“比较不同物质吸热能力”的实验中,将a、b两种不同的液体分别放入如图甲所示的两个相同的烧杯内,用相同的酒精灯同时加热。
(1)在组装实验装置时,应先固定 (选填“铁圈”或“铁杆”)的高度。在进行加热前,要求a、b两种不同的液体必须具有相等的 。
(2)实验中每隔相同时间读取一次温度,数据记录如表所示,分析表格可知:
加热时间/min
0
1
2
3
4
a液体的温度/℃
30
34
38
42
46
b液体的温度/℃
10
18
26
34
42
①两温度计示数都升高8℃时,a液体增加的内能 (选填“>”、“=”或“<”)b液体增加的内能;
② 液体的吸热能力更强一些。
(3)图乙中①是b液体加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相等的b液体质量增加到原来的2倍,用相同的酒精灯加热,再绘制出一条温度随时间变化的图像,则为图乙中的 (选填“①”、“②”或“③”)。
(4)根据表中数据可知a、b两种液体的比热容之比ca:cb= 。
21.(8分)“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示,请完成下列问题。
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择 (填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(2)在连接电路时,开关必须 ,小明根据电路图连接电路,闭合开关前,发现电压表的指针指在零刻度线的左侧,造成这种现象的原因是 。
(3)正确连接后闭合开关,发现电压表示数为零,则故障可能是L1 或L2 。
(4)在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法:电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上。小明用上面的方法能否测出L2两端的电压?为什么?
答: 。
(5)排除故障后进行测量,小明用电压表分别测A与B、A与C之间的电压,电压表的示数分别如图乙和图丙所示,则电压表的示数分别为UAB= V,UAC= V。
22.(6分)市面上有一种铜热电阻温度传感器Cu50(如图甲所示),它的电阻会随着温度升高而增大,其阻值随温度变化如图乙所示。小明想利用这种传感器制作一个温度计,他准备的实验器材如下:电源(电压为1.5V)、灵敏电流表(测量范围为0~25mA)、滑动变阻器R1、开关、导线若干。
(1)铜热电阻温度传感器Cu50是用 (选填“导体”“半导体”或“超导体”)材料制成的。
(2)在1个标准大气压下,将铜热电阻温度传感器Cu50放入冰水混合物中时,其阻值是 Ω。
(3)若直接将电源、开关、电流表、铜热电阻温度传感器Cu50串接成一个电路作为测温装置,如图丙所示,其中R为铜热电阻,闭合开关后,当温度升高时,电流表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”),该电路能测的最低温度为 ℃。
(4)为了使温度能从0℃开始测量,小明又设计了如图丁所示的电路图,其中R为铜热电阻,R1为滑动变阻器,并进行了如下操作:
①将传感器探头放入冰水混合物中,过一段时间后闭合开关,调节滑动变阻器R1,使电流表指针指在满刻度,此时R1= Ω;
②保持滑动变阻器的阻值不变,把传感器探头放入热水中,过一段时间后闭合开关,发现灵敏电流表的读数为20mA,则热水的温度为 ℃。
五.计算题(6+6=12分)
23.(6分)某家庭利用煤气灶将25kg的水从20℃加热到60℃时,消耗了0.4kg的煤气。水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值是4.2×107J/kg。在这个过程中,求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)煤气完全燃烧放出的热量是多少?
(3)煤气灶烧水的热效率为多大?
24.(6分)图甲为智能快递分拣机器人,快递分拣电路的简化示意图如图乙所示,其中R1、R2分别为光敏电阻和力敏电阻,当机器人扫描条形码后,机器人根据R1和R2反映的信息识别快件需要运送的区域。
电路中,电源电压为6V,扫码前光敏电阻R1为10Ω,扫码后R1的阻值发生变化,其变化后的阻值对应的送件区域如下表所示,力敏电阻R2的阻值随压力变化关系如图丙所示。求:
送件区域
A
B
C
D
光敏电阻R1/Ω
12
15
18
20
(1)快件扫码前通过R1的电流;
(2)运送某快件到B区域时,通过R1的电流;
(3)运送某快件到B区域时,电流表的示数为0.5A,R2的阻值及快件的重力。
九年级期中物理参考答案
一.选择题(共12小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
A
B
D
A
B
D
B
A
D
B
B
题号
12
答案
B
一.选择题(共12小题,共24分)
1.杜甫《绝句》中的名句“春风花草香”,从物理学角度对此现象最合理的解释是( )
A.分子在不停地做无规则运动
B.分子间有距离
C.分子间有引力
D.分子间存在斥力
【分析】不同物质互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散,扩散现象说明分子在不停地做无规则运动。
【解答】解:“春风花草香”意思是在春天的微风中能闻到花草的香味。我们能闻到香味,是因为具有香味的分子在不停地做无规则运动,从而扩散到空气中,被我们的嗅觉器官感知到。而分子间有距离、分子间有引力、分子间存在斥力这几个特点并不能直接解释我们能闻到香味这一现象。故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查分子动理论的相关知识。
2.下列实例中,属于用热传递的方式改变物体内能的是( )
A.流星高速下落,发出光和热
B.铁片在室外被太阳晒热
C.“神舟十一号”返回舱与空气摩擦温度升高
D.锯木头时,锯条变得烫手
【分析】改变物体内能有两种方式:做功和热传递。做功主要有摩擦生热和压缩气体做功,做功实质是能量的转化,热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体,或者是从一个物体的高温部分传到低温部分,有传导、对流和辐射三种方式。
【解答】解:A、流星高速下落时与空气摩擦,克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,属于做功改变内能,故A错误;
B、铁片在室外被太阳晒热,太阳的内能传递给铁片,使铁片内能增加、温度升高,属于热传递改变内能,故B正确;
C、“神舟十一号”返回舱与空气摩擦,克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,使返回舱温度升高,属于做功改变内能,故C错误;
D、锯木头时锯条与木头摩擦,克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,使锯条温度升高变得烫手,属于做功改变内能,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查内能的改变,属于基础题。
3.习总书记说:绿水青山就是金山银山。在建设国家社会主义现代化的征程中,自贡市政府积极推进地方水系治理,修复湖泊生态,打造生态宜居的美丽自贡。暑假某天,爱跑步的蒋老师跑到“卧龙湖”湖水边时,顿感清爽凉快,这是因为水的( )
A.内能大 B.热值大 C.热量少 D.比热容大
【分析】水的比热容比较大,与相同质量的其它物质相比,吸收或放出相同的热量时,水的温度变化小。
【解答】解:因为水的比热容比较大,质量相同时,在吸收或放出相同的热量时,水的温度变化小,所以行走在湖水边时,会感觉凉快,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查了水的比热容大的应用,属于基础题。
4.汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A.甲图是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由乙图可知该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓,燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D.甲图中热机飞轮转数是1800r/min,则该热机1s中对外做功30次
【分析】(1)内燃机的压缩冲程将机械能转化为内能;
(2)热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,结合图中数据分析;
(3)热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关;
(4)一个工作循环中,只有做功冲程对外做功,活塞往复运动2次,曲轴转动2周。
【解答】解:
A、根据图甲可知,两个气门关闭、活塞上行,为压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,机械能转化为内能,气体的温度升高,故A正确;
B、热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,由图可知,输出有用功所占比例为:100%﹣36%﹣30%﹣6%=28%,即该汽油机的效率为28%,故B错误;
C、热值是燃料本身的一种特性,只与燃料本身决定,和燃料的质量、放出热量的多少、燃烧是否充分、温度高低无关,故C错误;
D、热机在一个工作循环中,飞轮转动两圈,对外做功一次,完成4个冲程。该热机飞轮转速是1800r/min=1800r/60s=30r/s,即每秒钟飞轮转动30圈,完成15个工作循环,完成60个冲程,对外做功15次,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了内燃机的工作过程、内燃机的效率、热值的大小,属于基础题。
5.如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触不带电的验电器A,可以看到A的金属箔张开。再用带有绝缘手柄的金属棒把A和不带电的验电器B连接起来,下列说法正确的是( )
A.连接金属棒的一瞬间,B的金属箔张开是因为异种电荷相互排斥
B.连接金属棒的一瞬间,金属杆中的电荷的移动方向是从B到A
C.连接金属棒的一瞬间,金属杆中电流的方向是从B到A
D.若把金属棒换成橡胶棒,连接的瞬间,自由电子能从B流向A
【分析】(1)根据正负电荷的规定:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,缺少电子;电荷间相互作用:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引;
(2)正电荷定向移动的方向规定为电流方向,负电荷定向移动方向与电流方向相反。
【解答】解:A.连接金属棒的一瞬间,B的金属箔张开是因为同种电荷相互排斥,故A错误;
BC.与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,用该玻璃棒与验电器A接触后,验电器A也带上了正电;连接金属棒的一瞬间,验电器B和金属棒中的自由电子会受到验电器A(带正电)的吸引,则自由电子定向移动的方向是从B到A,所以金属杆中的电流方向是从A到B,故B正确,C错误;
D.把金属棒换成橡胶棒,因橡胶棒是绝缘体,则连接的一瞬间,自由电子不会移动,故D错误。
故选:B。
【点评】掌握自然界的两种电荷,以及电荷间的作用,掌握摩擦起电的实质是电子的转移,掌握电流方向的规定。
6.如图,开关闭合后,灯L1为L2均不亮,小明用一根完好的导线,查找电路的故障,导线一端连接在电源的正极,另一端依次接触A、B、C、D四个接线柱,发现只有与D接触时小灯泡L2才发光,若电路只有一处故障,则可能是( )
A.导线①开路 B.开关短路
C.导线②开路 D.灯泡L1开路
【分析】根据实物图可知,两个灯泡串联接入电路中,根据闭合开关后灯泡的发光情况判定电路是发生了断路还是短路,然后根据导线的接法分析电路故障的原因。
【解答】解:根据实物图可知,两个灯泡串联接入电路中,当开关闭合时,灯L1、L2均不亮,这说明电路出现了断路故障;
某同学用一根完好的导线,一端固定在电源的正极,另一端依次接触A、B、C、D四个接线柱,发现只有与D接触时小灯泡L2才发光,这说明接触A、B、C时,电路仍然是断开的,接触D时电路是闭合的,所以断路出现在CD之间,即灯泡L1开路。
故选:D。
【点评】本题考查了电路故障的分析,属于基础题。
7.电脑工作前,为了给CPU散热,要先启动风扇;CPU断电后,风扇仍工作,则符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据题意可知,CPU和风扇互不影响,能独立工作,由此可知它们的连接方式,同时要求风扇要先启动,后断开,由此可知开关的作用,从而得出正确的电路设计。
【解答】解:由题知,电脑工作前,为了给CPU散热,要先启动风扇,再启动CPU;CPU断电后,风扇仍能工作,说明CPU和风扇互不影响,能独立工作,则它们并联的,同时一个开关单独控制CPU,在CPU支路中,一个开关控制整个电路,在干路中,故B符合要求。
故选:B。
【点评】本题考查串、并联电路的设计,明确各元件的连接方式和开关的作用是关键。
8.如图甲电路图所示,当开关闭合,电流表A1的示数如图乙所示,电流表A2的示数为0.8A。则通过灯泡L1和灯泡L2的电流分别是( )
A.1.6A 0.8A B.0.8A 1.6A
C.2.4A 0.8A D.0.8A 2.4A
【分析】分析电路图,两灯并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过L2的电流;
已知电流表A2的示数,根据并联电路电流规律确定图乙中电流表所选量程及读数,根据电流表A2的示数和并联电路电流规律求出通过灯泡L1、L2的电流。
【解答】解:由图可知,两灯并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过L1的电流;
已知电流表A2的示数为0.8A,因为并联电路中干路电流大于任一支路的电流,
所以,电流表A1选用大量程,即电路的总电流I=2.4A;
已知电流表A2的示数为0.8A,则通过灯L2的电流为I2=0.8A;
因为I=I1+I2,
所以,通过灯L1的电流为:
I1=I﹣I2=2.4A﹣0.8A=1.6A,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查了并联电路的电流特点、电流表的读数,能分析电路图确认电路的连接方式和两电流表的测量对象是本题的关键。
9.如图为调节台灯亮度的电位器结构示意图,a、b、c是三个接线柱,a、c分别与弧形电阻的两端相连,b与金属滑片相连。转动旋钮,滑片在弧形电阻上滑动即可调节接入电路的电阻大小,下列分析正确的是( )
A.将a、c接入电路,逆时针转动旋钮时灯变暗
B.将a、c接入电路,顺时针转动旋钮时灯变亮
C.将a、b接入电路,逆时针转动旋钮时灯变暗
D.将b、c接入电路,顺时针转动旋钮时灯变亮
【分析】电位器的实质是滑动变阻器,串联在电路中能改变电路中电流的大小;根据电位器的连接方式和转动方向判定滑动变阻器接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律判定电路中电流的变化和灯泡亮度的变化。
【解答】解:
AB、若只将a、c接入电路,滑动变阻器以最大阻值接入电路,顺时针或逆时针转动旋钮时,滑动变阻器接入电路的电阻不变,电路中的电流不变,灯泡亮度不变,故AB错误;
C、若只将a、b接入电路,则滑片左边的电阻丝接入电路;逆时针转动旋钮时,电位器接入电路的电阻变小,电流变大,灯泡变亮,故C错误;
D、若只将b、c接入电路,则滑片右边的电阻丝接入电路;顺时针转动旋钮时,电位器接入电路的电阻变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,灯泡变亮,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查学生对于滑动变阻器的理解和掌握,熟知使用和接线原则是解题关键。
10.坐位体前屈测试仪原理如图所示,已知电源电压为6V,R1的电阻为30Ω,其中电阻丝R2粗细均匀,总长度为30cm。闭合开关,推挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0,电流表的示数为0.05A;推挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm。则( )
A.电流表示数的大小能反映被测试者的成绩
B.电阻丝R2的最大阻值为90Ω
C.挡板P在A端时电压表的示数为1.5V
D.电压表示数为3V时,被测试者的成绩是25cm
【分析】由电路图可知,闭合开关,R1和R2串联,电压表测量与PB段并联部分电阻丝两端的电压,电流表测量电路电流,
(1)由图可知,R2全部接入电路中,移动推挡板P无法改变电阻丝R2接入的阻值,根据欧姆定律可知,电路中的电流也不变;
(2)根据电压表相当于断路可知,电阻丝全部接入电路,根据欧姆定律求电路中的总电阻,根据串联电路的电阻规律求电阻丝R2的最大阻值;
(3)当挡板P在A端时电压表测整个电阻丝R2两端的电压,根据欧姆定律求电阻丝R2两端的电压,即电压表的示数;
(4)根据欧姆定律求与PB段电阻丝的电阻,进而求出PB段电阻丝的长度。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关,R1和R2串联,电压表测量与PB段电阻丝两端的电压,电流表测量电路电流;
A、由图可知,R2全部接入电路中,移动推挡板P无法改变电阻丝R2接入的阻值,根据欧姆定律可知,电路中的电流也不变,不能反映成绩,故A错误;
B、因为电压表相当于断路,所以电阻丝全部接入电路,
由I可知,电路中的总电阻为:R120Ω,
由串联电路的电阻规律可知,电阻丝R2的最大阻值:R2=R﹣R1=120Ω﹣30Ω=90Ω,故B正确;
C、当挡板P在A端时电压表测整个电阻丝R2两端的电压,其示数为:U2=IR2=0.05A×90Ω=4.5V,故C错误;
D、电压表示数为3V时,则电压表测量的电阻为:RPB60Ω,则PB的长度为:lPB30cm=20cm,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是能分析得出电路中电流不变这一信息。
11.如图所示,电源电压不变,先闭合开关S1,再闭合开关S2。关于闭合S2后,电压表和电流表示数变化,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,电流表示数不变
B.电压表示数变大,电流表示数变大
C.电压表示数不变,电流表示数变大
D.电压表示数变小,电流表无示数
【分析】图中先闭合开关S1,两个电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R2的电压;再闭合开关S2,R1被短路,电压表测量电源电压,电路的总电阻减小,结合串联电路的特点和欧姆定律分析解答。
【解答】解:图中先闭合开关S1,两个电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R2的电压;根据串联分压的特点知,电压表示数小于电源电压,
再闭合开关S2,R1被短路,电压表测量电源电压,故电压表示数变大,由于电路的总电阻减小,根据欧姆定律知,电路中的电流变大。
故选:B。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律,属于中档题。
12.在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”实验中,根据实验数据得到了如图所示的图像。下列说法正确的是( )
A.当导体两端电压为0V时,导体的电阻也为0Ω
B.导体两端的电压越高,通过这段导体的电流越大
C.由图像可知两个电阻的阻值不变,且R1:R2=3:1
D.将R1与R2串联接入电路,二者两端电压之比为1:1
【分析】(1)根据电阻是导体的属性结合图像是直线分析;
(2)根据图像是直线分析;
(3)根据图像是直线解饿相同电流时,电压之比等于电阻之比分析;(4)根据串联电路中电流处处相等结合图像分析。
【解答】解:AB、导体的电流与导体两端电压的图像是直线,表示电阻一定时,电流与电压成正比,故导体两端的电压越高,通过这段导体的电流越大,电阻是导体的属性,但导体两端电压为0V时,导体的电阻不为0Ω,故A错误,B正确;
CD、图像是直线,可知两个电阻的阻值不变,R1与R2串联接入电路电流相等,比如当电流都是0.4A时,电压之比为2V:6V=1:3;根据R知,电阻之比为R1:R2=1:3,故CD错误;
故选:B。
【点评】本题考查欧姆定律的应用与图像分析,属于中档题。
二.填空题(每空1分,共10分)
13.东北名菜“拔丝地瓜”深受大众的喜爱。暑假期间,小明和妈妈学习制作拔丝地瓜,做好之后小明闻到了地瓜的香味,这是 扩散 现象;小明夹起一块拔丝地瓜,发现地瓜拉出了很长的丝,是由于分子间存在 引力 。
【分析】(1)不同的物体相互接触后,彼此进入对方的现象叫做扩散现象;
(2)分子间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解:小明闻到了地瓜的香味,这是扩散现象,是由于分子不停做无规则热运动造成的。
小明夹起块拔丝地瓜,发现地瓜拉出了很长的丝,是由于分子间存在相互作用的引力。
故答案为:扩散;引力。
【点评】本题考查了扩散现象和分子间作用力,属于基础题目。
14.如图是轿车的单缸四冲程汽油机的 压缩 冲程,在设计制造时,气缸外有一个水套,用水来冷却汽缸,这是因为水的比热容大,汽油机工作时飞轮每秒钟转50转,则每秒完成 100 个冲程。
【分析】(1)由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程;
(2)汽油机的一个工作循环中,经历四个冲程,飞轮转动两周,对外做功一次。
【解答】解:观察图片,进气门和排气门都关闭,活塞向下运动,这是做功冲程。
已知四冲程汽油机工作过程中飞轮每转2圈,完成四个冲程,若飞轮每秒钟转50转,则每秒完成100个冲程。
故答案为:压缩;100。
【点评】本题考查了四冲程的判断、水的比热容较大的应用、冲程个数的计算,属于基础题。
15.如图是一种防倾斜报警电路的原理图,通过电铃、规格相同的两只灯泡提示被检测装置的倾斜情况,S为重力开关,金属棒a可绕悬挂点O自由转动。报警电路固定在某一物体上,当物体处于竖直方向时,a在导线A、B中间;当物体向左偏离竖直方向时,a随之转动与A连接,灯泡L1亮,电铃 响 (选填“响”或“不响”);该电路可通过 灯泡 (选填“灯泡”或“电铃”)的工作状态判断物体倾斜的方向。
【分析】根据电路开关在不同位置的连接结合串、并联电路的特点分析。
【解答】解:由图可知,电铃串联在干路中,由题意可知,当物体处于竖直方向时,a在导线A、B中间;当物体向左偏离竖直方向时,a随之转动与A连接,
当金属棒a因向左倾斜接触触点A时,电铃与L1串联,则电铃响,L1发光,当金属棒a因向右倾斜接触触点B时,电铃与L2串联,电铃响,L2发光,因此该电路可通过灯泡的工作状态判断物体倾斜的方向。
故答案为:响;灯泡。
【点评】本题考查电路的三种状态,明确各元件的连接方式是关键。
16.如图所示,闭合开关S,电流表A1示数 等于 电流表A2示数(选填“大于”、“小于”或“等于”);V2测 L2 两端电压(选填“L1”、“L2”或“电源”)。
【分析】电流表的电阻较小、相当于导线;电压表的电阻较大相当于开路,据此确定两灯的连接方式。
【解答】解:两灯泡串联,结合串联电路的电流关系可知电流表A1示数等于电流表A2示数,V1测L2电源电压,V2测L2两端电压。
故答案为:等于;L2。
【点评】此题考查了电路连接方式的判断及电表测量对象的判断。
17.闭合如图甲所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,电压表与电流表的示数变化的图象如图乙所示。则定值电阻R0的阻值为 3 Ω,电源电压为 1.5 V。
【分析】由电路图可知,两电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测通过电路的电流;由图象可知电路中的电流I1=0.1A,电压表示数为1.2V,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示电源电压,滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电压表示数为零,由图象可知这时电路中的电流为I2=0.5A,根据欧姆定律表示电源电压,联立解方程可得定值电阻的阻值和电源电压;
【解答】解:由电路图可知,两电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测通过电路的电流,
由图象可知,此时电路中的电流I1=0.1A,电压表示数为1.2V,由串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压:U=I1R0+UR=0.1A×R0+1.2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电压表示数为零,由图象可知,这时电路中的电流为I2=0.5A,由欧姆定律可得电源电压:U=I2R0=0.5A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
联立①②解得:R0=3Ω,U=1.5V。
故答案为:3;1.5。
【点评】本题考查欧姆定律与串联电路的特点,属于基础题。
三.作图题(每小题2分,共4分)
18.如图所示是一款道路井盖移动报警电路,开关S闭合后,电路开始工作,在井盖偏离正常位置(开关S1断开)时亮起警报灯L提醒路人;井盖位置正常(开关S1闭合)时L则不亮;R为保护电阻。根据以上要求完成电路图的设计。
【分析】根据题意可知,正常情况下,井盖开关S闭合,灯泡不亮;当井盖被移动,井盖开关S断开时,灯泡发光,据此连接电路图。
【解答】解:根据题意可知,当井盖没有被移动,井盖开关S1闭合,警示灯不亮;当井盖被移动,井盖开关S1断开,警示灯L发光,这说明开关S1闭合时,把警示灯短路了,所以开关与警示灯是并联的,保护电阻串联接入电路中,电路图如下所示:
【点评】本题考查了电路图的设计,关键是能根据题中所给信息设计出合理的电路图,这是本题的重点也是难点,最容易出错的地方是开关断开时灯泡发光,和我们平时接触到的“开关闭合,灯泡发光”正好相反。
19.如图所示,为一身高测量仪的电路图,请在“定值电阻”、“A”或“V”中选两个填入框中,要求:在保证电路安全的前提下,被测人身高越高时电表的示数增大。
【分析】图中左侧结构相当于一个滑动变阻器,根据电压表要与被测电路并联,电流表在串联在电路中可做出判断。
【解答】解:由图可知,左侧结构相当于一个滑动变阻器,当人的身高越高时,接入电路的阻值越大;而中间的方框与左侧部分并联,可选择电压表,这样可测量其两端的电压,且根据串联分压规律,被测人身高越高时电压表的示数越大;下方的框内应该接入定值电阻,这样在滑片滑到最下端时,定值电阻避免电路短路,起到保护作用。
如图所示:
【点评】本题考查了对电路结构的分析和元件的选择,特别是对串联电路的分压规律的考查,属于常考题。
四.实验探究题(6+8+6=20分)
20.(6分)在“比较不同物质吸热能力”的实验中,将a、b两种不同的液体分别放入如图甲所示的两个相同的烧杯内,用相同的酒精灯同时加热。
(1)在组装实验装置时,应先固定 铁圈 (选填“铁圈”或“铁杆”)的高度。在进行加热前,要求a、b两种不同的液体必须具有相等的 质量 。
(2)实验中每隔相同时间读取一次温度,数据记录如表所示,分析表格可知:
加热时间/min
0
1
2
3
4
a液体的温度/℃
30
34
38
42
46
b液体的温度/℃
10
18
26
34
42
①两温度计示数都升高8℃时,a液体增加的内能 > (选填“>”、“=”或“<”)b液体增加的内能;
② a 液体的吸热能力更强一些。
(3)图乙中①是b液体加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相等的b液体质量增加到原来的2倍,用相同的酒精灯加热,再绘制出一条温度随时间变化的图像,则为图乙中的 ③ (选填“①”、“②”或“③”)。
(4)根据表中数据可知a、b两种液体的比热容之比ca:cb= 2:1 。
【分析】(1)在组装实验装置时,应按照自下而上的顺序,先固定铁圈的高度,以确保使用酒精灯的外焰加热。根据控制变量法,在进行加热前,要求a、b两种不同的液体必须具有相等的质量。
(2)①相同的酒精灯加热,相同时间内两种液体吸收热量相同。根据转换法,加热时间越长,吸收热量越多,内能增加越多。②由表格数据可知,让两种液体吸收相同的热量,比较液体的温度变化,温度变化小的吸热本领强。
(3)在吸收相同热量时,质量越大,升高的温度越小。
(4)在质量和吸收热量相同的情况下,升高的温度与比热容成反比。
【解答】解:(1)在组装实验装置时,应按照自下而上的顺序,先固定铁圈的高度,以确保使用酒精灯的外焰加热。根据控制变量法,在进行加热前,要求a、b两种不同的液体必须具有相等的质量。
(2)①相同的酒精灯加热,相同时间内两种液体吸收热量相同。a液体温度从30℃升高到38℃,升高8℃用时2min,b液体温度从10℃升高到18℃,升高8℃用时1min。根据转换法,加热时间越长,吸收热量越多,内能增加越多,所以a液体增加的内能>b液体增加的内能。②由表格数据可知,质量相同的a、b两种液体,加热相同时间,吸收相同热量时,a液体升高的温度比b液体小,根据比较吸热能力的方法,可知a液体的吸热能力更强一些。
(3)若将初温相等的b液体质量增加到原来的2倍,用相同的酒精灯加热,在吸收相同热量时,质量越大,升高的温度越小。所以加热相同时间,质量大的b液体升高温度比原来小,图线为图乙中的③。
(4)在质量和吸收热量相同的情况下,升高的温度与比热容成反比。由表格数据可知,加热4min,a液体升高了46℃﹣30℃=16℃,b液体升高了42℃﹣10℃=32℃,则a、b两种液体的比热容之比32℃:16℃=2:1。
故答案为:(1)铁圈;质量;(2)①>;②a;(3)③;(4)2:1。
【点评】本题的探究实际上是对不同物质吸放热能力的比较,而物质吸放热能力是用比热容来量度的,在实验过程中,影响的量较多,有质量、加热时间、升高温度等,因此,要注意结论的严密性。
21.(8分)“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示,请完成下列问题。
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择 不同 (填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(2)在连接电路时,开关必须 断开 ,小明根据电路图连接电路,闭合开关前,发现电压表的指针指在零刻度线的左侧,造成这种现象的原因是 电压表没有调零 。
(3)正确连接后闭合开关,发现电压表示数为零,则故障可能是L1 短路 或L2 断路 。
(4)在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法:电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上。小明用上面的方法能否测出L2两端的电压?为什么?
答: 不能;因为电压表的正负接线柱接反了 。
(5)排除故障后进行测量,小明用电压表分别测A与B、A与C之间的电压,电压表的示数分别如图乙和图丙所示,则电压表的示数分别为UAB= 2.8 V,UAC= 5 V。
【分析】(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,应该选取不同的小灯泡进行实验;
(2)在闭合开关前,开关应该断开;在使用电流表或电压表之前,要注意指针调零;
(3)电压表没有示数可能是电压表被与它并联的用电器短路或电压表正负接线柱与电源正负极连接之间的部分电路中有开路;
(4)用电压表测电压时,电流要从电压表正接线柱流入,从负接线柱流出,否则指针反向偏转;
(5)AC间的电压是电源电压,AB间的电压是L1的电压,所以测量AB之间电压所用的电压表的量程是0﹣3V,测量AC之间的电压所用的电压表的量程是0﹣15V,据此读数。
【解答】解:(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,应该选择不同规格的小灯泡进行实验;
(2)在连接电路时,为保护电路,开关必须断开。小明根据电路图连接电路,闭合开关前,发现电压表的指针指在零刻度的左侧,造成这种现象的原因是使用前未调零;
(3)图中两灯串联,电压表测L1的电压,闭合开关,发现电压表示数为零,原因可能是L1短路(此时电压表也被短路而无示数),也可能是L2断路(造成电压表的正负接线柱没有与电源正负极相连);
(4)测L1的电压时,与B相连的为电压表的正接线柱,与A相连的为电压表的负接线柱,在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,这样电压表的正负接线柱接反,所以不能测出L2两端的电压。
(5)AC间的电压是电源电压,AB间的电压是L1的电压,所以测量AB之间电压所用的电压表的量程是0~3V,读数为2.8V,测量AC之间的电压所用的电压表的量程是0~15V,读数为5V。
故答案为:(1)不同;(2)断开;电压表没有调零;(3)短路;断路;(4)不能;因为电压表的正负接线柱接反了;(5)2.8;5。
【点评】本题考查学生对于“探究串联电路的电压关系”实验的理解和掌握,熟知实验的原理与操作中的注意问题是解答的关键。
22.(6分)市面上有一种铜热电阻温度传感器Cu50(如图甲所示),它的电阻会随着温度升高而增大,其阻值随温度变化如图乙所示。小明想利用这种传感器制作一个温度计,他准备的实验器材如下:电源(电压为1.5V)、灵敏电流表(测量范围为0~25mA)、滑动变阻器R1、开关、导线若干。
(1)铜热电阻温度传感器Cu50是用 导体 (选填“导体”“半导体”或“超导体”)材料制成的。
(2)在1个标准大气压下,将铜热电阻温度传感器Cu50放入冰水混合物中时,其阻值是 50 Ω。
(3)若直接将电源、开关、电流表、铜热电阻温度传感器Cu50串接成一个电路作为测温装置,如图丙所示,其中R为铜热电阻,闭合开关后,当温度升高时,电流表的示数 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”),该电路能测的最低温度为 50 ℃。
(4)为了使温度能从0℃开始测量,小明又设计了如图丁所示的电路图,其中R为铜热电阻,R1为滑动变阻器,并进行了如下操作:
①将传感器探头放入冰水混合物中,过一段时间后闭合开关,调节滑动变阻器R1,使电流表指针指在满刻度,此时R1= 10 Ω;
②保持滑动变阻器的阻值不变,把传感器探头放入热水中,过一段时间后闭合开关,发现灵敏电流表的读数为20mA,则热水的温度为 75oC ℃。
【分析】(1)阅读短文结合导体的性质分析;
(2)根据图象可知铜热电阻温度传感器Cu50放入冰水混合物中时的阻值;
(3)如图丙所示,只有铜热电阻连入电路,电流表测量电路中的电流,根据图象可知当温度升高时铜热电阻的变化,根据欧姆定律即可判断电流表示数的变化;
由题意知电流表量程为25mA,根据欧姆定律得出热电阻的最小电阻,由R﹣t图像可知电阻随温度的变化规律R=50+0.2t,代入数据得出温度;
(4)将传感器探头放入冰水混合物中,此时温度为0℃,由图像可得,此时,热电阻热电阻Cu50的阻值为R=50Ω,过一段时间后闭合开关,调节滑动变阻器R1,使电流表指针满偏,根据Rt=Rmin﹣R得出此时滑动变阻器阻值;
当电流为20mA时,根据欧姆定律和串联电路的电阻特点得出热电阻的阻值,由R﹣t图像可知电阻随温度的变化规律R=50+0.2t,代入数据得出温度。
【解答】解:(1)根据金属的电阻与温度有关,热电阻大都由纯金属材料制成,应用最多的是铂和铜,即锅热电阻温度传感器Cu50是用导体材料制成的;
(2)在1个标准大气压下,将铜热电阻温度传感器Cu50放入冰水混合物中时,此时温度为0℃,由图像可得此时热电阻热电阻Cu50的阻值为R=50Ω;
(3)如图丙所示,只有铜热电阻连入电路,电流表测量电路中的电流,
则由图乙可知当温度升高时铜热电阻温度传感器Cu50的阻值变大,根据欧姆定律可知,电流表的示数变小;
由题意知电流表最大示数为25mA,所以热电阻的最小电阻为:Rmin;
由R﹣t图像可知电阻随温度的变化规律R=50+0.2t,则60Ω=50+0.2t,解得温度t=50℃;
(4)①将传感器探头放入冰水混合物中,此时温度为0℃,由图像可得此时热电阻热电阻Cu50的阻值为R=50Ω,过一段时间后闭合开关,调节滑动变阻器R1,使电流表指针满偏,根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得此时滑动变阻器阻值:R1=Rmin﹣R=60Ω﹣50Ω=10Ω
②当电流为20mA时,根据可知总电阻为:,根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得热电阻的阻值为:R=R总﹣R1=75Ω﹣10Ω=65Ω,所以此时温度为75℃。
故答案为:(1)导体;(2)50;(3)变小;50;(4)10;75oC。
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的应用,综合性强,难度适中。
五.计算题(6+6=12分)
23.(6分)某家庭利用煤气灶将25kg的水从20℃加热到60℃时,消耗了0.4kg的煤气。水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值是4.2×107J/kg。在这个过程中,求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)煤气完全燃烧放出的热量是多少?
(3)煤气灶烧水的热效率为多大?
【分析】(1)根据Q吸=cmΔt计算水吸热的热量;
(2)根据Q放=mq计算煤气完全燃烧释放的热量;
(3)热效率η100%即可求解。
【解答】解:(1)已知m水=25kg,Δt=60℃﹣20℃=40℃,水吸收的热量为:
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg•℃)×25kg×40℃=4.2×106J;
(2)已知m煤气=0.4kg,q=4.2×107J/kg,
煤气完全燃烧释放的热量为:
Q放=m煤气q=0.4kg×4.2×107J/kg=1.68×107J;
(3)煤气灶的热效率为:
η100%100%=25%。
答:(1)水吸收的热量是4.2×106J;
(2)煤气完全燃烧放出的热量是1.68×107J;
(3)煤气灶热机效率为25%。
【点评】本题考查热量的计算及热效率的计算,难度不大,熟记公式代入数据即可求解。
24.(6分)图甲为智能快递分拣机器人,快递分拣电路的简化示意图如图乙所示,其中R1、R2分别为光敏电阻和力敏电阻,当机器人扫描条形码后,机器人根据R1和R2反映的信息识别快件需要运送的区域。
电路中,电源电压为6V,扫码前光敏电阻R1为10Ω,扫码后R1的阻值发生变化,其变化后的阻值对应的送件区域如下表所示,力敏电阻R2的阻值随压力变化关系如图丙所示。求:
送件区域
A
B
C
D
光敏电阻R1/Ω
12
15
18
20
(1)快件扫码前通过R1的电流;
(2)运送某快件到B区域时,通过R1的电流;
(3)运送某快件到B区域时,电流表的示数为0.5A,R2的阻值及快件的重力。
【分析】(1)由图乙可知,光敏电阻和压敏电阻并联接入电路,电流表测干路电流,根据并联电路电压特点结合欧姆定律计算快件扫码前通过R1的电流;
(2)由表格可知,运送快件到B区域某位置时光敏电阻的阻值,根据欧姆定律计算此时通过光敏电阻的电流;
(3)根据并联电路电流特点计算通过压敏电阻的电流,进一步计算此时压敏电阻的阻值,由图丙可知此时压敏电阻受到的压力,根据二力平衡条件可知快件的重力。
【解答】解:(1)由图乙可知,光敏电阻和压敏电阻并联接入电路,电流表测干路电流,扫码前R1=10Ω,
并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可得快件扫码前通过R1的电流:
I10.6A;
(2)由表格可知,运送快件到B区域某位置时,光敏电阻的阻值为15Ω,此时电流表示数为0.5A,即干路电流为0.5A,
根据欧姆定律可得此时通过光敏电阻的电流:I1B0.4A;
(3)并联电路干路电流等于各支路电流之和,则通过压敏电阻的电流:I2=I﹣I1B=0.5A﹣0.4A=0.1A,
此时压敏电阻的阻值:R260Ω;
由图丙可知此时压敏电阻受到的压力为15N,根据二力平衡条件可知快件的重力为15N。
答:(1)快件扫码前通过R1的电流为0.6A;
(2)运送某快件到B区域时,通过R1的电流为0.4A;
(3)运送某快件到B区域时,电流表的示数为0.5A,R2的阻值是60Ω;快件的重力15N。
【点评】本题考查并联电路特点、欧姆定律的灵活运用,正确读取图中信息是解题的关键。
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