广东省深圳市育才教育集团2025-2026学年九年级上学期期中物理试卷

广东省深圳市育才教育集团2025-2026学年上学期九年级期中物理试卷 一、单选题(共4小题,共14分)主题一:物理与科技 1.“九三大阅兵”展示了我国陆海空三军的各式先进装备,下列装备中动力机械不属于热机的是( ) A.歼﹣20S隐身战斗机 B.东风﹣61导弹搭载车 C.电动洗扫车 D.99B主战坦克 2.如图,是我国先秦时期的蒸食用具,分为上、下两部分:下半部是鬲(g ),样子像鼎、用于煮水;上半部是甑(z ng),底部有网眼、可通蒸汽,内部放置食物。甑和鬲的铸造材料主要是青铜。下列说法中正确的是( ) A.随着水温升高,甑内的食物含有的热量增多 B.水沸腾后,甑中的食物的内能增大,主要是通过水蒸气对它做功实现的 C.停止加热后,甑比乘有水的鬲凉得更快,是因为甑所用材料的比热容比水大 D.停止加热后,鬲慢慢变凉,鬲里所盛水的内能逐渐减小 3.如题图为某新型折叠屏手机,折叠屏主要部件是柔性发光二极管。下列说法正确的是( ) A.发光二极管由超导体制成 B.发光的屏幕相当于电源 C.充电时,手机电池相当于电源 D.发光二极管具有单向导电性 4.龙芯中科在2025年4月2日发布了龙芯3C6000/D系列,是当前国产服务器芯片中安全等级最高,性能达到国际主流水平的产品。闭合开关S1,电脑CPU正常工作;当温度达到一定值时,温控开关S2闭合,电风扇(M表示)通电后散热降温。下列四个电路图中符合要求的是( ) A. B. C. D. 二、选择题。主题二:物理与生活 5.能量转化的过程在人体内不断地发生。食物也是一种“燃料”,其营养成分在人体细胞中与氧结合,提供细胞组织所需的能量。一袋饼干的营养成分表上“2360kJ/100g”,该标识的含义与以下物理量的含义类似的是( ) A.热值 B.热量 C.比热容 D.内能 6.如图所示,关于以下四幅图片描述正确的是( ) A.图甲所示的简单验电器的原理是带电体能吸引轻小物体 B.图乙中两个压紧的铅块下面挂上钩码,说明分子之间存在相互作用的引力 C.图丙中红墨水在水中散开,其原理与“灰尘漫天飞舞”相同 D.图丁中静电现象产生的原因是电子的产生 7.“低碳生活,从我做起”。为了节约能源,同学们在不影响书写、阅读的前提下,坚持在教室少开两盏照明灯。当小枫断开教室内一个开关后,有两盏灯同时熄灭。下列判断正确的是( ) A.断开开关后,电路中的总电流增大了 B.断开开关后,电路中的总电阻增大了 C.断开开关后,电路两端的总电压降低了 D.同时熄灭的两盏灯是串联的 三、作图题(共2小题,共4分) 8.在虚线框内画出如图所示实物电路的电路图。 9.小明检验并联电路干路电流是否等于各支路电流之和,实验电路如图所示。电路中有一根导线连接错误,请在这根导线上打“x”,然后画出正确的连线,并在方框内画出改正后的电路图。 四、填空题(共3小题,共24分) 10.(3分)清晨站在荷花池旁发现:荷叶上的两颗露珠接触后合成更大的一颗水珠,表明分子之间存在 ;荷花盛开飘来阵阵花香,这是 现象;感觉池边温度较低是因为水的比热容 (选填“较大”或“较小”)。 11.(3分)如图1所示是加油站里常见的“静电释放器”(与大地相连),司机或工作人员提起油枪加油前,必须用手触摸“静电释放器”来清除身体上的静电。制作“静电释放器”的材质是 (选填“导体”或“绝缘体”)若人体带负电“除电”时电流方向是从 (选填“大地流向人手”或“人手流向大地”)。某汽油机在一段时间内消耗了10kg汽油,根据它的工作能量流向图(如图2所示),它在这段时间内输出的机械能为 J。(汽油的热值是4.6 107J/kg) 12.(3分)如图所示,若要将一节干电池正确装入电池盒,应将图(甲)中电池的A端接到图(乙)电池盒的 (选填“B”或“C”)接线柱。电池在电路中的作用是提供 。若想获得3V的电源电压,则应将2节新干电池 联接在电路中。 五、主题三物理探究与实践 13.(6分)在“比较两种液体的吸热能力”实验中,实验装置如图所示。 (1)除了图中的实验器材外,该实验还需要用到的实验器材有天平和 。 (2)实验中应取质量 的液体1和液体2,分别倒入两个相同的烧杯中,并用两个相同的酒精灯对两液体进行加热。 (3)下表是记录的部分实验数据,通过分析表中数据可知: 加热时间/min 0 1 2 3 4 液体1的温度/ 30 34 38 42 46 液体2的温度/ 10 18 26 34 42 ①两种液体从开始加热至温度升高到42 时,液体1吸收的热量比液体2吸收的热量 。 ②升温较快的是 ,由此可见, 的吸热能力较强。 ③已知酒精灯加热一分钟能够释放2 104J的热量,加热过程中热量损失为80%,若液体1质量为250g,则液体1的比热容为 。 14.(9分)某组同学在实验课上准备对串联电路的电压规律进行探究; [猜想与假设]串联电路各用电器两端的电压之和等于串联电路总电压; [设计与进行实验] (1)按如图甲连接电路; (2)闭合开关,用电压表测出L1两端的电压; (3)在测L2两端的电压时,有的同学为了节省实验时间,采用以下方法: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,测出BC间的电压; [交流与评估] a.连接电路时,开关必须 ;实验时;甲同学用如图乙所示的电压表测量L1两端的电压时,直接选用0~3V的量程,乙同学说这样不行,规范的操作方法是先用 (选填“大量程”或“小量程”)进行试触; b.甲同学用上面的方法 (选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,因为 ; c.改正后,闭合开关后,甲同学发现两灯均不发光,L2两端的电压表有示数且大小接近3V,则电路中出现的故障可能是 (电路中只有一处故障); d.方法改进后,测出AB、BC、AC间的电压记录在下列表格中; UAB/V UBC/V UAC/V 1.4 2.4 3.75 e.这个实验设计方案 (选填“合理”或“不合理”),因为: ; (4)排除故障后,实验正常进行,完成第一组数据采集后,你认为他需要进行的操作顺序是 (请按先后排序); A.换不同型号的灯泡替换L1、L2,并连接好电路; B.断开开关; C.闭合开关,分别把电压表连在图甲中AB两点、BC两点及AC两点,观察电压表示数,并记录数据; (5)通过测量得到了两组实验数据如表:分析两组实验数据,可得出的结论是 。 UAB/V UBC/V UAC/V 1.4 1.5 2.9 1.1 1.8 2.9 六、计算题(共2小题,共15分) 15.(8分)某物理兴趣小组的同学,用天然气给10kg的水加热,同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线,若在6min内完全燃烧了0.12kg的天然气(每分钟放热相同)。水的比热容为4.2 103J/(kg• ),天然气的热值为5 107J/kg。 (1)完全燃烧0.12kg天然气释放的热量为多少? (2)在烧水过程中,“0~2min”、“2~4min”、“4~6min”哪个时间段热效率最高?此时间段内水吸收的热量为多少? (3)在烧水过程中,最高热效率的时间段内,热效率为多少? 16.(7分)如图所示,小松利用标有“20 2A”的滑动变阻器设计了一个亮度可调节的小台灯,其中电源电压恒定,忽略灯丝电阻变化。 (1)闭合开关,当滑片P移至B端时,电压表的读数为6V,求电源电压。 (2)闭合开关,当滑动变阻器滑片P移至A端附近时,电流表示数为0.24A,电压表示数为2V,利用当前所学知识求通过R的电流和R两端电压。 (3)滑动变阻器铭牌“20 2A”分别表示什么意思? 七、综合题(共2小题,共13分) 17.(6分)阅读短文,回答问题: 我国自主研制的某载人飞艇如图甲所示,其气囊体积巨大,采用轻质材料制作。飞艇升空靠浮力来实现,水平飞行靠发动机燃烧燃油提供动力。发动机输出的能量用于做推动功和辅助功(推动功指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功;辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功,辅助功的功率恒定)。当飞艇低速(v⩽12m/s)水平直线飞行时,其受到的空气阻力,F阻与速度v的关系如图乙所示。飞艇部分参数如表。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。 发动机全速时输出功率 5 105W 辅助功的功率 2.2 104W 发动机内的燃油热值 5 107J/kg 发动机的效率 40% (1)发动机内的燃油燃烧得越充分,燃油的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。图丙为四冲程汽油机的 冲程的示意图,若该四冲程汽油机每秒钟做功20次,则汽油机的飞轮转速为 r/min。 (2)如图丁是飞艇上的平衡警示局部电路图,其中S为重力开关,金属片M可绕O点自由转动,当飞艇水平时,M在a、b中间,当飞艇严重左倾时红灯亮;当飞艇严重右倾时绿灯亮。请根据要求补全电路图。 (3)飞艇先后以3m/s和12m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间,推动功分别为W1和W2,则W1:W2= 。 (4)飞艇以6m/s的速度水平匀速直线飞行时,若飞行距离为6km,则发动机完全燃烧消耗了 kg燃油。 18.(7分)我国飞艇发电已进入兆瓦级工程化试飞阶段,核心依托浮空式高空风力发电技术,在新疆哈密、湖南、江西等地完成多项关键试验,预计2026年实现首批商业化并网。飞艇发电的技术原理与优势:充氦飞艇搭载轻量化风力发电机组升至300~1500米高空,利用稳定强风驱动叶轮发电,经系留缆线传输至地面。 飞艇发电在高空中风速更高、更稳,发电效率是地面风电的2~3倍;占地减少约95%,用钢量减少约90%,度电成本较传统陆上风电可降约30%,适合戈壁、海岛、山区等偏远地区。 (1)飞艇的风力发电机组输出电能后,先通过两段相同材料、相同长度但横截面积不同的系留缆线(缆线A横截面积大于缆线B)串联传输,再连接地面总开关和一个通信基站。串联电路中,通过A、B两段缆线的电流大小关系为:Ia Ib(选填“大于”“等于”或“小于”);由于缆线B电阻更大,根据“电阻对电流的阻碍作用”,在相同电流下,缆线B两端的电压会 缆线A(选填“大于”“等于”或“小于”)。 (2)地面供电系统中,通信基站、应急照明灯、小型充电桩三个设备需同时工作,且任意一个设备损坏时,其他设备仍能正常运行,这三个设备的连接方式属于 (选填“串联”或“并联”);若将其中应急照明灯的灯丝换成更粗的同种材料灯丝(长度不变),该灯的电阻会 (选填“变大”“变小”或“不变”),接入电路后其亮度会更 (选填“亮”或“暗”)。 (3)冬季低温环境下,系留缆线的电阻会因温度降低而变小。若某段缆线在常温下电阻为R1,低温下电阻为R2(R2<R1),将其与地面一个固定电阻的用电设备串联后,在发电机组输出电压不变的情况下,低温时电路中的总电流会比常温时 (选填“变大”“变小”或“不变”);此时用电设备两端的电压与常温时相比,会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 广东省深圳市育才教育集团2025-2026学年上学期九年级期中物理试卷 参考答案与试题解析 一.选择题(共7小题) 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 C D D D A B B 一、单选题(共4小题,共14分)主题一:物理与科技 1.“九三大阅兵”展示了我国陆海空三军的各式先进装备,下列装备中动力机械不属于热机的是( ) A.歼﹣20S隐身战斗机 B.东风﹣61导弹搭载车 C.电动洗扫车 D.99B主战坦克 【分析】热机是把内能转化成机械能的装置,分析各选项能量转化,找出符合要求的答案。 【解答】解:歼﹣20S隐身战斗机搭载的国产涡扇﹣15发动机、东风﹣61导弹搭载车采用的三级固体燃料发动机和99B主战坦克采用的国产150HB型柴油发动机都是热机,工作时把内能转化成机械能,而电动洗扫车中的电动机是把电能转化成机械能,不符合热机的特点,故C符合题意,ABD不符合题意。 故选:C。 【点评】本题考查了学生对热机的认识,把握住热机的能量转化是解题的关键,难度不大。 2.如图,是我国先秦时期的蒸食用具,分为上、下两部分:下半部是鬲(g ),样子像鼎、用于煮水;上半部是甑(z ng),底部有网眼、可通蒸汽,内部放置食物。甑和鬲的铸造材料主要是青铜。下列说法中正确的是( ) A.随着水温升高,甑内的食物含有的热量增多 B.水沸腾后,甑中的食物的内能增大,主要是通过水蒸气对它做功实现的 C.停止加热后,甑比乘有水的鬲凉得更快,是因为甑所用材料的比热容比水大 D.停止加热后,鬲慢慢变凉,鬲里所盛水的内能逐渐减小 【分析】(1)热量是热传递过程中,传递能量的多少,热量是过程量,不能说含有热量; (2)改变内能的方式:做功与热传递; (3)比热容是物质的一种特性;物质的比热容只跟物质的种类和状态有关,与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。 【解答】解:A、热量是一个过程量,不能说物体含有热量,故A错误; B、水沸腾后,甑中的食物的内能增大,主要是通过热传递实现的,故B错误; C、停止加热后,甑比乘有水的鬲凉得更快,是因为甑所用材料的比热容比水小,故C错误; D、停止加热后,鬲放出热量,慢慢变凉,鬲里所盛水的内能逐渐减小,故D正确。 故选:D。 【点评】本题通过对古代蒸食用具的分析,考查了对几个热学知识点的了解与应用,属基础题。 3.如题图为某新型折叠屏手机,折叠屏主要部件是柔性发光二极管。下列说法正确的是( ) A.发光二极管由超导体制成 B.发光的屏幕相当于电源 C.充电时,手机电池相当于电源 D.发光二极管具有单向导电性 【分析】发光二极管是由半导体材料制成的;发光二极管具有单向导电性。 【解答】解:A.发光二极管由半导体制成,故A错误; B.发光的屏幕消耗电能,相当于用电器,消耗电能,故B错误; C.手机充电时相当于用电器,故C错误; D.发光二极管具有单向导电性,可以用来检测电路中电流的方向,故D正确; 故选:D。 【点评】本题考查的是半导体材料的特点及应用,属于基础性题目。 4.龙芯中科在2025年4月2日发布了龙芯3C6000/D系列,是当前国产服务器芯片中安全等级最高,性能达到国际主流水平的产品。闭合开关S1,电脑CPU正常工作;当温度达到一定值时,温控开关S2闭合,电风扇(M表示)通电后散热降温。下列四个电路图中符合要求的是( ) A. B. C. D. 【分析】由题意可知电动机和CPU可以独立工作、互不影响,即为并联,当温度上升到某一值时,电风扇(用M表示)工作辅助降温,即温度升高到某一值时,电动机才工作,说明电动机晚工作,即一个开关在干路,可控制所有用电器,一个开关在支路上,只控制电动机。 【解答】解:由题意可知电动机和CPU可以独立工作、互不影响,即为并联,当温度上升到某一值时,电风扇(用M表示)工作辅助降温,即温度升高到某一值时,电动机才工作,说明电动机晚工作,即一个开关在干路,可控制所有用电器,一个开关在支路上,只控制电动机,故D正确。 故选:D。 【点评】本题综合考查了串并联电路的特点和串并联电路开关的作用,属于基础题。 二、选择题。主题二:物理与生活 5.能量转化的过程在人体内不断地发生。食物也是一种“燃料”,其营养成分在人体细胞中与氧结合,提供细胞组织所需的能量。一袋饼干的营养成分表上“2360kJ/100g”,该标识的含义与以下物理量的含义类似的是( ) A.热值 B.热量 C.比热容 D.内能 【分析】(1)1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值,单位是J/kg; 在热传递过程中传递内能的多少叫热量,热量是个过程量,单位是J; 内能是物体分子无规则运动的动能和分子势能的总和,单位是J; 单位质量的某种物质,温度升高1 吸收的热量,叫这种物质的比热容,单位是J/(kg• ); (2)由“每100g 能量2360kJ”可得每克巧克力提供的能量,结合热量、内能、热值、比热容的意义选择。 【解答】解:饼干的营养成分表上标有“2360kJ/100g”,是指每100g饼干提供的能量是2360kJ,据此可得每克饼干提供的能量;而燃料的热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量,所以标识的含义与热值类似。 故选:A。 【点评】本题考查了对热量、内能、热值和比热容的掌握,正确理解几个物理量的意义是解题的关键。 6.如图所示,关于以下四幅图片描述正确的是( ) A.图甲所示的简单验电器的原理是带电体能吸引轻小物体 B.图乙中两个压紧的铅块下面挂上钩码,说明分子之间存在相互作用的引力 C.图丙中红墨水在水中散开,其原理与“灰尘漫天飞舞”相同 D.图丁中静电现象产生的原因是电子的产生 【分析】(1)简单验电器的原理是同种电荷相互排斥。 (2)分子间存在相互作用的引力和斥力。 (3)不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫扩散,扩散现象是分子不停地做无规则运动的体现。 (4)不同的物质原子核束缚核外电子的本领有强有弱,原子核束缚核外电子本领强的夺得电子,因多余电子带负电,原子核束缚核外电子本领弱的失去电子,因缺少电子带正电。摩擦起电的实质不是创造了电,而是电子的转移。 【解答】解:A、简单验电器的原理是同种电荷相互排斥。而不是带电体能吸引轻小物体,故A错误。 B、图乙中两个压紧的铅块下方挂钩码未掉落,是因为分子之间存在引力,故B正确。 C、图丙中红墨水在水中散开是扩散现象,源于分子的无规则热运动;“灰尘漫天飞舞”是灰尘颗粒受外力(如风力)的机械运动,并非分子层面的运动。二者原理不同,故C错误。 D、图丁中静电现象产生的原因是电荷的转移,而非“电子的产生”,故D错误。 故选:B。 【点评】本题综合考查验电器原理、分子间作用力、扩散与机械运动、静电成因等知识点,需准确区分不同现象的本质原理,避免概念混淆。 7.“低碳生活,从我做起”。为了节约能源,同学们在不影响书写、阅读的前提下,坚持在教室少开两盏照明灯。当小枫断开教室内一个开关后,有两盏灯同时熄灭。下列判断正确的是( ) A.断开开关后,电路中的总电流增大了 B.断开开关后,电路中的总电阻增大了 C.断开开关后,电路两端的总电压降低了 D.同时熄灭的两盏灯是串联的 【分析】(1)并联电路中干路电流等于各支路电流之和; (2)并联电路的总电阻比任何一个并联电阻都小,且并联的支路越多,总电阻越小; (3)并联电路电压各支路两端电压与电源电压都相等; (4)并联电路中各支路互不影响。 【解答】解:家庭电路中,各用电器是并联的。 A、干路中的电流等于各支路电流之和,所以同时工作的用电器越多,干路中的电流越大,当这两盏灯熄灭后,干路中的电流变小,故A错误; B、并联的电阻就相当于增加了导体的横截面积,并联使用的用电器越多总电阻越小,所以当这两盏灯熄灭后,电路中的总电阻变大,故B正确; C、家庭电路的电压是220V,当这两盏灯熄灭后,电路两端的电压不变,仍为220V,故C错误; D、教室里的各灯工作时互不影响,因此它们是并联的,故D错误。 故选:B。 【点评】本题考查家庭电路的用电器的连接方式、并联电路的电压、电阻和电流特点的应用,属于一道基础题。 三、作图题(共2小题,共4分) 8.在虚线框内画出如图所示实物电路的电路图。 【分析】分析实物图,得出两灯的连接方式,以及开关、电压表的位置,据此画出对应的电路图。 【解答】解:由实物图知,两灯并联,开关S在干路上,电压表并联在灯L1两端,电路图如图所示: 。 【点评】本题考查根据实物图画电路图,正确分析电路的连接方式是关键。 9.小明检验并联电路干路电流是否等于各支路电流之和,实验电路如图所示。电路中有一根导线连接错误,请在这根导线上打“x”,然后画出正确的连线,并在方框内画出改正后的电路图。 【分析】分析原电路的连接,找出错误之处,根据要求改正,根据实物图画出电路图 【解答】解:原电路中,电流从A2的负接线柱流入了,根据要求,检验并联电路干路电流是否等于各支路电流之和,故电流表A1测L1的电流,电流表A2测L2电流,A3测总电流,改正后如下左所示:根据实物图画出电路图,如下右所示: 【点评】本题检验并联电路干路电流是否等于各支路电流之和,考查电路连接和电路图的画法。 四、填空题(共3小题,共24分) 10.(3分)清晨站在荷花池旁发现:荷叶上的两颗露珠接触后合成更大的一颗水珠,表明分子之间存在 引力 ;荷花盛开飘来阵阵花香,这是 扩散 现象;感觉池边温度较低是因为水的比热容 较大 (选填“较大”或“较小”)。 【分析】分子动理论的内容:一切物质是由分子或原子组成的,组成物质的分子都在永不停息地做无规则运动,分子之间存在相互作用的引力和斥力。 水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少,据此分析。 【解答】解:清晨荷叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠,表明分子之间存在引力; 荷花盛开飘来阵阵花香,是花香分子发生的扩散现象,说明分子在不停息地做无规则运动; 感觉池边温度较低是因为水的比热容大,相同质量的水和土壤、砂石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少。 故答案为:引力;扩散;较大。 【点评】本题考查了学生对分子动理论知识的掌握和应用,以及利用水的比热容大的特性来解释生活中的现象,是一道基础题。 11.(3分)如图1所示是加油站里常见的“静电释放器”(与大地相连),司机或工作人员提起油枪加油前,必须用手触摸“静电释放器”来清除身体上的静电。制作“静电释放器”的材质是 导体 (选填“导体”或“绝缘体”)若人体带负电“除电”时电流方向是从 人手流向大地 (选填“大地流向人手”或“人手流向大地”)。某汽油机在一段时间内消耗了10kg汽油,根据它的工作能量流向图(如图2所示),它在这段时间内输出的机械能为 1.38 108 J。(汽油的热值是4.6 107J/kg) 【分析】(1)导体容易导电,绝缘体不容易导电。 (2)电流方向与负电荷定向移动方向相反。 (3)由Q=mq得到汽油完全燃烧释放的内能,由图2可知汽油机的热机效率,由热机效率公式得到它在这段时间内输出的机械能。 【解答】解:(1)导体容易导电,绝缘体不容易导电,静电释放器需将人体静电导入大地,因此需用导体。 (2)若人体带负电“除电”时,电子从人体流向大地,电流方向与负电荷定向移动方向相反,因此电流方向是从人手流向大地。 (3)汽油完全燃烧释放的内能Q=mq=10kg 4.6 107J/kg=4.6 108J, 由图2知汽油机的热机效率为 =100%﹣25%﹣45%=30%, 它在这段时间内输出的机械能W= Q=30% 4.6 108J=1.38 108J。 故答案为:导体;人手流向大地;1.38 108。 【点评】本题考查电流的方向、导体和绝缘体的应用、燃料完全燃烧公式和热机效率公式的应用,难度不大。 12.(3分)如图所示,若要将一节干电池正确装入电池盒,应将图(甲)中电池的A端接到图(乙)电池盒的 B (选填“B”或“C”)接线柱。电池在电路中的作用是提供 电能 。若想获得3V的电源电压,则应将2节新干电池 串 联接在电路中。 【分析】根据电池盒的使用方法解答即可;电源是提供电能的装置;电池串联后的电压等于各电池电压之和。 【解答】解:要将一节干电池正确装入电池盒,根据常识可知干电池的负极应接弹簧那一端,则应将图(甲)中电池的A端(即正极)接到图(乙)电池盒的B接线柱; 电池在电路中的作用是提供电能; 串联电路中,电压等于用电器电压之和,一节新的干电池的电压为1.5V,要获得3V的电压,则应将2节新干电池串联接在电路中。 故答案为:B;电能;串。 【点评】本题考查电池盒的使用和串联电路电压的规律,属于基础题。 五、主题三物理探究与实践 13.(6分)在“比较两种液体的吸热能力”实验中,实验装置如图所示。 (1)除了图中的实验器材外,该实验还需要用到的实验器材有天平和 秒表 。 (2)实验中应取质量 相同 的液体1和液体2,分别倒入两个相同的烧杯中,并用两个相同的酒精灯对两液体进行加热。 (3)下表是记录的部分实验数据,通过分析表中数据可知: 加热时间/min 0 1 2 3 4 液体1的温度/ 30 34 38 42 46 液体2的温度/ 10 18 26 34 42 ①两种液体从开始加热至温度升高到42 时,液体1吸收的热量比液体2吸收的热量 少 。 ②升温较快的是 液体2 ,由此可见, 液体1 的吸热能力较强。 ③已知酒精灯加热一分钟能够释放2 104J的热量,加热过程中热量损失为80%,若液体1质量为250g,则液体1的比热容为 4 103J/(kg• ) 。 【分析】(1)(2)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法; 比较物质吸热能力的2种方法:使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;或使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强; (3)①根据表中数据得出两种液体从开始加热至温度升高到42 时,液体1、液体2的加热时间,由转换法分析; ②根据表中数据得出加热4分钟(吸热相同),液体1和2升高的温度,结合比较吸热能力的方法回答; ③已知酒精灯加热一分钟能够释放2 104J的热量,结合加热过程中热量损失为80%得出加热一分钟液体1吸收的热量,由表中数据得出加热一分钟液体1升高的温度,根据c得出液体1的比热容。 【解答】解:(1)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,所以需要用天平来测量液体质量。所以除了图中的实验器材外,该实验还需要用到的实验器材有停表和天平。 (2)为了比较两种液体的吸热能力,需要控制变量,即取质量相同的液体1和液体2,分别倒入两个相同的烧杯中,再用相同的酒精灯加热。 (3)①两种液体从开始加热至温度升高到42 时,液体1用时3分钟,液体2用时4分钟,根据转换法,液体1吸收的热量比液体2吸收的热量少。 ②根据表中数据可知,加热4分钟(吸热相同),液体1升高的温度为 46 ﹣30 =16 液体2升高的温度为 42 ﹣10 =32 故升温较快的是液体2,由此可见,液体1的吸热能力较强。 ③已知酒精灯加热一分钟能够释放2 104J的热量,加热过程中热量损失为80%,加热一分钟液体1吸收的热量为 Q=2 104J 20%=4000J 升高的温度为 t=34 ﹣30 =4 若液体1质量为250g,则液体1的比热容为 c4 103J/(kg• ) 故答案为:(1)秒表;(2)相同;(3)少;液体2;液体1;4 103J/(kg• )。 【点评】本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法和Q=cm t的运用,为热学中的重要实验。 14.(9分)某组同学在实验课上准备对串联电路的电压规律进行探究; [猜想与假设]串联电路各用电器两端的电压之和等于串联电路总电压; [设计与进行实验] (1)按如图甲连接电路; (2)闭合开关,用电压表测出L1两端的电压; (3)在测L2两端的电压时,有的同学为了节省实验时间,采用以下方法: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,测出BC间的电压; [交流与评估] a.连接电路时,开关必须 断开 ;实验时;甲同学用如图乙所示的电压表测量L1两端的电压时,直接选用0~3V的量程,乙同学说这样不行,规范的操作方法是先用 大量程 (选填“大量程”或“小量程”)进行试触; b.甲同学用上面的方法 不能 (选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,因为 电压表正负接线柱接反了 ; c.改正后,闭合开关后,甲同学发现两灯均不发光,L2两端的电压表有示数且大小接近3V,则电路中出现的故障可能是 灯L1断路 (电路中只有一处故障); d.方法改进后,测出AB、BC、AC间的电压记录在下列表格中; UAB/V UBC/V UAC/V 1.4 2.4 3.75 e.这个实验设计方案 不合理 (选填“合理”或“不合理”),因为: 只根据一组数据得出结论是有偶然性的 ; (4)排除故障后,实验正常进行,完成第一组数据采集后,你认为他需要进行的操作顺序是 BAC (请按先后排序); A.换不同型号的灯泡替换L1、L2,并连接好电路; B.断开开关; C.闭合开关,分别把电压表连在图甲中AB两点、BC两点及AC两点,观察电压表示数,并记录数据; (5)通过测量得到了两组实验数据如表:分析两组实验数据,可得出的结论是 串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和 。 UAB/V UBC/V UAC/V 1.4 1.5 2.9 1.1 1.8 2.9 【分析】a.实验前,开关应该断开; 电压表在使用时,如不能估计测量值的大小,应采用试触法选择合适量程,即先选用0~15V的量程试测,如果示数小于3V,再改用0~3V量程测量; b.电压表使用时,电流应该从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出; c.闭合开关灯泡不发光,原因有两个:断路或短路,具体原因从电流表、电压表有无示数判断故障; e.实验数据只有一组,由此得出的结论具有偶然性; (4)为了寻找普遍规律,应该选择不同规格的灯泡进行多次实验; (5)分析表中的两组数据,得出结论。 【解答】解:a.连接电路时,为了保护电路,开关必须断开; 电压表在使用时,如不能估计测量值的大小,应采用试触法选择合适量程,即先选用0~15V的量程试测,如果示数小于3V,再改用0~3V量程测量; b.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,这样会导致电压表的正负接线柱接反,不能测出L2两端的电压; c.闭合开关后,灯L1、L2均不发光,说明电路中可能有断路故障,而电压表有示数且大小接近3V,说明此时电压表的正负接线柱与电源两极相连,则与电压表并联的那部分电路断路,故灯L1发生断路; e.这个实验设计方案不合理;只根据一组数据得出结论是有偶然性; (4)为了避免偶然性,寻找普遍规律,要选择不同规格的灯泡进行多次实验,操作时,要先断开开关,再更换元件,最后闭合电路实验,故正确的顺序是BAC; (5)由表中数据可知,UAC=UAB+UBC,可得出的结论是串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和。 故答案为:a.断开;大量程;b.不能;电压表正负接线柱接反了;c.灯L1断路;e.不合理;只根据一组数据得出结论是有偶然性的;(4)BAC;(5)串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和。 【点评】该题主要考查了探究串联电路电压的规律,考查的知识点多,内容全面,是一道好题。 六、计算题(共2小题,共15分) 15.(8分)某物理兴趣小组的同学,用天然气给10kg的水加热,同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线,若在6min内完全燃烧了0.12kg的天然气(每分钟放热相同)。水的比热容为4.2 103J/(kg• ),天然气的热值为5 107J/kg。 (1)完全燃烧0.12kg天然气释放的热量为多少? (2)在烧水过程中,“0~2min”、“2~4min”、“4~6min”哪个时间段热效率最高?此时间段内水吸收的热量为多少? (3)在烧水过程中,最高热效率的时间段内,热效率为多少? 【分析】(1)已知天然气的质量和热值,利用Q=mq可求得天然气完全燃烧产生的热量; (2)(3)烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比;发生热传递的条件是存在温度差,温度差越大,热传递越快。 【解答】解:(1)燃烧天然气的质量m天然气=0.12kg,天然气的热值q天然气=5 107J/kg,则天然气完全燃烧产生的热量: Q放=m天然气q天然气=0.12kg 5 107J/kg=6 106J; (2)由图可知,随着水温的不断升高,温度变化越来越慢,故0~2min时间内,在吸收热量相同的情况下,升高的温度最高,热效率最大; 0~2min内,水升高的温度 t′=50 ﹣20 =30 , 水吸收的热量:Q′吸=cm水 t′=4.2 103J/(kg• ) 10kg 30 =1.26 106J; (3)0~2min内,天然气完全燃烧释放的热量: Q′放Q放6 106J=2 106J, 烧水时的热效率: 100%100%=63%。 答:(1)天然气完全燃烧产生的热量为6 106J; (2)“0~2min”烧水的效率最高;此时间段内水吸收的热量为1.26 106J; (3)烧水时的最高热效率为63%。 【点评】本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用,能从液体的温度随时间变化的图象搜集有关信息是本题的关键。 16.(7分)如图所示,小松利用标有“20 2A”的滑动变阻器设计了一个亮度可调节的小台灯,其中电源电压恒定,忽略灯丝电阻变化。 (1)闭合开关,当滑片P移至B端时,电压表的读数为6V,求电源电压。 (2)闭合开关,当滑动变阻器滑片P移至A端附近时,电流表示数为0.24A,电压表示数为2V,利用当前所学知识求通过R的电流和R两端电压。 (3)滑动变阻器铭牌“20 2A”分别表示什么意思? 【分析】(1)由图可知,小台灯L与滑动变阻器串联接入电路,电压表测量的是小台灯L两端的电压,电流表测量的是电路中的电流,当滑片P移到B端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,电压表测量的是小台灯L两端的电压,也是电源电压; (2)当滑片P移到A端附近时,知道电流表和电压表的示数,根据串联电路电流规律可知通过滑动变阻器R的电流,根据串联电路电压的规律可求出滑动变阻器两端的电压; (3)滑动变阻器铭牌含义:20 表示滑动变阻的最大阻值为20 ,2A表示滑动变阻器允许通过的最大电流是2A。 【解答】解:(1)由图可知,小台灯L与滑动变阻器串联接入电路,电压表测量的是小台灯L两端的电压,电流表测量的是电路中的电流,当滑片P移到B端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,电压表测量的是小台灯L两端的电压,也是电源电压,所以电源电压U=UL=6V; (2)当滑片P移到A端附近时,变阻器接入电路的电阻较大, 由串联电路的特点可知,通过滑动变阻器R的电流I滑=I=0.24A,滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣UL′=6V﹣2V=4V; (3)滑动变阻器铭牌含义:20 表示滑动变阻的最大阻值为20 ;2A表示滑动变阻器允许通过的最大电流是2A。 答:(1)电源电压是6V; (2)通过滑动变阻器R的电流是0.24A;滑动变阻器两端的电压是4V; (3)20 表示滑动变阻的最大阻值为20 ;2A表示滑动变阻器允许通过的最大电流是2A。 【点评】本题主要考查串联电路电流、电压规律,其中识别电路的连接和判断电流表、电压表测量哪一个的电流和电压是解题的关键。 七、综合题(共2小题,共13分) 17.(6分)阅读短文,回答问题: 我国自主研制的某载人飞艇如图甲所示,其气囊体积巨大,采用轻质材料制作。飞艇升空靠浮力来实现,水平飞行靠发动机燃烧燃油提供动力。发动机输出的能量用于做推动功和辅助功(推动功指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功;辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功,辅助功的功率恒定)。当飞艇低速(v⩽12m/s)水平直线飞行时,其受到的空气阻力,F阻与速度v的关系如图乙所示。飞艇部分参数如表。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。 发动机全速时输出功率 5 105W 辅助功的功率 2.2 104W 发动机内的燃油热值 5 107J/kg 发动机的效率 40% (1)发动机内的燃油燃烧得越充分,燃油的热值 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。图丙为四冲程汽油机的 做功 冲程的示意图,若该四冲程汽油机每秒钟做功20次,则汽油机的飞轮转速为 2400 r/min。 (2)如图丁是飞艇上的平衡警示局部电路图,其中S为重力开关,金属片M可绕O点自由转动,当飞艇水平时,M在a、b中间,当飞艇严重左倾时红灯亮;当飞艇严重右倾时绿灯亮。请根据要求补全电路图。 (3)飞艇先后以3m/s和12m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间,推动功分别为W1和W2,则W1:W2= 1:16 。 (4)飞艇以6m/s的速度水平匀速直线飞行时,若飞行距离为6km,则发动机完全燃烧消耗了 2 kg燃油。 【分析】(1)燃料的热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关; 根据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; 汽油机一个工作循环活塞往复2次,曲轴转动2周,做功1次,完成4个冲程; (2)串联的各电路元件相互影响,不能独立工作,并联的各电路元件互不影响,能独立工作;根据题意判断各电路元件的连接方式,然后连接电路图; (3)根据图乙分别求出以3m/s和12m/s的速度水平匀速直线飞行时受到空气的阻力,据此求出推力;利用W=Fs=Fvt求出推动功之比; (4)由图乙可知,飞艇以6m/s的速度水平匀速直线飞行时,得出阻力,结合W=Fs算出推力做的功;由速度公式算出飞行距离为6km的飞行的时间,根据W辅=Pt算出辅助功,根据W=W推+W辅算出做的总功,由效率公式算出燃油完全燃烧放出的热量,根据Q放=mq得出完全燃烧燃油的质量。 【解答】解:(1)燃料的热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关,因此发动机内的燃油燃烧得越充分,燃油的热值不变; 由图丙可知,进气门和排气门都是关闭的,活塞下行,因此是做功冲程; 每秒钟做功20次,该汽油机每秒钟完成20个工作循环,即20 4=80个冲程,所以飞轮应该转40转,所以1min飞轮应该转动40 60=2400转,故飞轮转速是2400r/min; (2)当飞机严重左倾时,红灯亮,开关接a,红灯接入电路; 当飞机严重右倾时,绿灯亮,开关接b,绿灯接入电路; 由题意可知,红灯与绿灯互不影响,能独立工作,它们是并联的,电路图如图所示: ; (3)由图乙可知,空气阻力F阻与速度v的图线为一条过原点的斜线,即F阻=kv,当速度为12m/s时,空气阻力为6 103N,解得:k=500N•s/m; 飞艇先后以3m/s的速度水平匀速直线飞行时受到的阻力为: F阻1=kv1=500N•s/m 3m/s=1500N,因飞艇水平匀速直线飞行,则F推1=F阻1=2000N,F推2=F阻2=6 103N, 故W1:W2=F推1s1:F推2s2=F推1v1t:F推2v2t=F推1v1:F推2v2=1500N 3m/s:6 103N 12m/s=1:16; (4)飞艇6m/s的速度水平匀速直线飞行时受到的阻力为: F阻3=kv1=500N•s/m 6m/s=3000N, 推力做的功为: W推=F阻3s=3000N 6 103=1.8 107J; 若飞行距离为6km,飞行的时间为: t1000s; 辅助功为: W辅=Pt=2.2 104W 1000s=2.2 107J, 做的总功为: W=W推+W辅=1.8 107J+2.2 107J=4 107J; 燃油完全燃烧放出的热量为:Q放1 108J, 燃油质量为: m2kg。 故答案为:(1)不变;做功;2400;(2);(3)1:16;(4)2。 【点评】这道题综合性较强,涉及到热量的计算、热机的工作过程、电路的设计、热值以及速度的计算等,涉及知识面广,难度较大。 18.(7分)我国飞艇发电已进入兆瓦级工程化试飞阶段,核心依托浮空式高空风力发电技术,在新疆哈密、湖南、江西等地完成多项关键试验,预计2026年实现首批商业化并网。飞艇发电的技术原理与优势:充氦飞艇搭载轻量化风力发电机组升至300~1500米高空,利用稳定强风驱动叶轮发电,经系留缆线传输至地面。 飞艇发电在高空中风速更高、更稳,发电效率是地面风电的2~3倍;占地减少约95%,用钢量减少约90%,度电成本较传统陆上风电可降约30%,适合戈壁、海岛、山区等偏远地区。 (1)飞艇的风力发电机组输出电能后,先通过两段相同材料、相同长度但横截面积不同的系留缆线(缆线A横截面积大于缆线B)串联传输,再连接地面总开关和一个通信基站。串联电路中,通过A、B两段缆线的电流大小关系为:Ia 等于 Ib(选填“大于”“等于”或“小于”);由于缆线B电阻更大,根据“电阻对电流的阻碍作用”,在相同电流下,缆线B两端的电压会 大于 缆线A(选填“大于”“等于”或“小于”)。 (2)地面供电系统中,通信基站、应急照明灯、小型充电桩三个设备需同时工作,且任意一个设备损坏时,其他设备仍能正常运行,这三个设备的连接方式属于 并联 (选填“串联”或“并联”);若将其中应急照明灯的灯丝换成更粗的同种材料灯丝(长度不变),该灯的电阻会 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”),接入电路后其亮度会更 亮 (选填“亮”或“暗”)。 (3)冬季低温环境下,系留缆线的电阻会因温度降低而变小。若某段缆线在常温下电阻为R1,低温下电阻为R2(R2<R1),将其与地面一个固定电阻的用电设备串联后,在发电机组输出电压不变的情况下,低温时电路中的总电流会比常温时 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”);此时用电设备两端的电压与常温时相比,会 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 【分析】(1)串联电路中电流处处相等,由U=IR分析缆线A、B两端的电压关系; (2)串联电路中各用电器同时工作,互相影响;并联电路中各用电器独立工作,互不影响;导体的材料、长度一定时,横截面积越大,电阻越小;由P分析实际功率变化,灯泡的亮度取决于其实际功率的大小; (3)某段缆线与地面一个固定电阻的用电设备串联,分别计算出在常温下和低温下串联的总电阻,根据I,在发电机组输出电压不变的情况下,根据低温时总电阻的变化,判断电路中的总电流变化;用电设备两端的电压U0=IR0,根据低温时总电流的变化,分析用电设备两端的电压的变化。 【解答】解:(1)串联电路中电流处处相等,则通过A、B两段缆线的电流大小关系为:Ia等于Ib; 由于缆线B电阻更大,在相同电流下,由U=IR可知,缆线B两端的电压会大于缆线A; (2)任意一个设备损坏时,其他设备仍能正常运行,说明三个设备可以独立工作,互不影响,所以这三个设备的连接方式属于并联; 若将应急照明灯的灯丝换成更粗的同种材料灯丝接入电路,保持灯丝的长度不变,该灯的电阻会变小,由P可知,在电压一定时,该应急照明灯的实际功率变大,则亮度会更亮; (3)某段缆线在常温下电阻为R1,低温下电阻为R2,线缆与地面一个固定电阻的用电设备串联,设地面用电设备的电阻为R0,则常温下串联的总电阻为R总1=R1+R0,低温下总电阻为R总2=R2+R0,因为R2<R1,所以R总2<R总1,根据I,在发电机组输出电压不变的情况下,低温时总电阻变小,则电路中的总电流会比常温时变大; 用电设备两端的电压U0=IR0,因为低温时总电流I变大,R0不变,所以此时用电设备两端的电压与常温时相比会变大。 故答案为:(1)等于;大于;(2)并联;变小;亮;(3)变大;变大。 【点评】本题考查串联电路的特点、并联电路的特点、电阻的影响因素、欧姆定律、电功率公式等知识点,有一定难度。 第1页(共1页) 学科网(北京)股份有限公司 $