内容正文:
2024-2025学年度第二学期3月份检测
九年级物理试卷
一、选择题(本题共7小题,每小题3分,共21分,在每一小题列出的四个选项中,只有一个是正确的)
1. 如图,小花和小梅用一根导线做成跳绳,将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连,摇动“跳绳”时,发现灵敏电流计的指针左右摆动。下列说法正确的是( )
A. 导线中不会产生感生电流 B. 摇绳发电将机械能转化为电能。
C. 摇绳发内能转化为电能。 D. 地球不存在磁场
2. 电脑正常工作时,中央处理器(即CPU)不断发热必须用风扇给其降温。为了保证中央处理器不被烧坏,带动风扇的电动机要先启动;中央处理器断电后,电风扇仍然工作散热,下列四个电路图中符合要求的是( )
A. B. C. D.
3. 如图是电磁波及其应用实例,下列说法正确的是( )
A. 可见光也属于电磁波的一种
B. 体检胸透用的X射线频率比无线电波低
C 电视机遥控器用γ射线遥控
D. 电磁波和声音在真空中的传播速度相同
4. 物理是以实验为基础的自然科学。下列有关物理实验的说法正确的是( )
A. 图甲:导线AB左右运动,电流表的指针发生偏转,这一过程与电动机的原理相同
B. 图乙:活塞压缩空气,硝化棉燃烧,这一过程与汽油机的做功冲程原理相同
C. 图丙:通电一段时间后,两个U形管中液面高度的变化不同,说明电流不同,产生的热量不同
D. 图丁:抽掉玻璃板后,两瓶中的气体颜色逐渐变均匀,说明气体分子在不停地做无规则运动
5. 如图所示,小莉早上想用电热水壶烧开水,将插头插入插座,并闭合开关,发现电热水壶不工作;但厨房的灯泡是亮的。保持灯泡开关闭合,拔出插头,用试电笔分别接触插座的左右两孔,发现接左孔时氖管不发光,接右孔时发光。若电路中只有一处故障,则故障可能是( )
A. CD间电路断路 B. ED间电路断路
C. 插座短路 D. 保险丝烧断
6. 近年来我国在信息和能源等高科技领域取得了巨大成就,下列关于信息和能源的说法中正确的是( )
A. 华为5G通信是利用电磁波传递信息的
B. 秦山核电站是利用聚变反应的原理工作的
C. “天和号”太空舱“帆板”接收的太阳能来自于太阳内部的裂变反应释放的能量
D. 比亚迪新能源纯电动汽车是利用的一次能源
7. 如图甲是通过小灯泡L的电流跟其两端电压关系的图像,现将小灯泡L与电阻R连入图乙所示电路中,只闭合S,小灯泡的实际功率为1.8 W;再闭合S1,电流表示数为0.9 A.下列结果错误的是()
A. 电源电压为6 V B. 电路消耗的总功率为5.4 W
C. 通过电阻R的电流为0.6 A D. 电阻R的阻值为20 Ω
二、填空题(本大题7小题,每空1分,共21分)
8. 一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是2400r/min,柴油机每秒内做功________次,其中只有________冲程不是依靠惯性完成的。在设计制造时,汽缸外有一个“水套”是利用水吸热来降低汽缸温度的,这是利用了水的______大的性质。
9. 2024年6月4日,嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞成功进入预定环月轨道。嫦娥六号上升器通过______与地面控制中心进行信息传递;进入环月轨道后,上升器利用的太阳能来源于太阳内部的核______变;上升器外壳选用耐受温差大的材料制成,这是由于月球表面物质的比热容较______,从而造成了昼夜温差较大的现象。
10. 小明家10月底电能表示数如图所示。11月底电能表示数为1184.0kW•h。那么11月份他家消耗了_____kW•h的电能;由表盘可知,小明家接入用电器的总功率不能超_____W,现只将一微波炉接入电路中,工作45min电能表的转盘转动450转,微波炉的实际功率为_____kW。
11. 如图,电源电压保持不变,电阻R1=R2=R3=10Ω,要使电路变为R1、R2并联,应闭合开关______,此时电流表的示数为I1;要使R2、R3串联,应闭合开关______,此时电流表的示数为I2;则I1:I2=______。
12. 为向世界传递绿色亚运精神,杭州亚运会赛事场馆均采用光伏发电、风力发电等供电方式。其中,光伏发电是将______能转化成电能,风能属于______(选填“一次”或“二次”)能源;亚运主火炬的燃料使用“零碳甲醇”,如果在燃烧的过程中甲醇燃烧不完全,甲醇的热值______(选填“变大”“变小”“不变”)。
13. 如图所示,闭合开关,导体就会运动起来,在此过程中,___________能转化为___________能。利用这一原理可以制作___________。
14. 科学家的每次重大发现,都有力地推动了人类文明的进程,丹麦物理学家 ________首先发现了电流周围存在磁场,第一个揭示了电和磁之间的联系。置于通电螺线管右侧的小磁针静止时,其N极指向如图所示。由此可知,通电螺线管的右端是 _____(选填“N”或“S”)极,电流是从 _____(选填“A”或“B”)端流入螺线管的。
三、作图题(本大题7分)
15. 在图中,用笔画线代替导线,将插座、开关和灯泡正确连入家庭电路。
16. 请根据图中的信息,标出磁感线的方向、通电螺线管的N、S极和电源的正、负极(用“+”“-”号表示)。
17. 某同学设计的冬季家庭温度自动控制器的工作原理如图所示。当室内温度低于25℃时温控开关闭合,绿灯不亮,加热电阻工作,温控开关断开,绿灯亮,表示温度已经达到25℃。请根据以上要求,用笔画线代替导线。
四、实验题(本大题共3个小题,共20分)
18. 小雅和同学进行“探究串联电路电压规律”的实验;所用器材有:电压恒为3V的电源,一个开关,两只灯泡(L1和L2),两只相同电压表V1和V2(量程均为和),导线若干;
(1)他们按图甲所示的电路图连接电路,用一只电压表分别测AB、BC、AC间的电压;每次拆接电压表时,开关应处于______状态;
(2)正确安装后,闭合开关,两灯均不发光,小明用电压表试接A、B接线柱,发现指针偏转情况如图丁所示,则可判断灯______发生了断路;
(3)为测量L1两端电压,请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整;
(4)具有创新精神的小雅决定改进实验;她按照图丙所示电路图连接好电路,闭合开关,发现电压表V1和V2的指针偏转角度相同,则可能的原因是电压表______(选填“V1”或“V2”)的量程选大了;
(5)另一组同学小杰也测出一组实验数据,如表所示,小雅给小杰指出你有一个实验数据是错误的,请你帮小杰指出,错误的数据为______(选填“AB”、“BC”或“AC”)间的电压;指出错误的原因:______;
AB间电压UAB/V
BC间电压UBC/V
AC间电压UAC/V
2
3
3
(6)接下来,应该______重复上述实验,并通过分析实验数据,最终得出结论:在串联电路中,电路两端的电压等于各部分电压的总和。
19. 兴趣实验小组在做“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验时,选用的实验器材:标有“2.5V”字样的待测小灯泡、两节新干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及若干导线。
(1)设计的实验电路图如图甲所示,根据电路图连接实物电路时开关应______。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应调至______(选填“a”或“b”)端;
(2)连接好实物电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表始终无示数,电流表有示数且移动滑片P其示数发生变化。经检查,导线连接完好,则电路故障可能是小灯泡______;
(3)排除故障后,移动滑片P,电压表示数如图乙所示,为______V。为了完成实验,此时应将滑片P向______(选填“左”或“右”)移动,直到电压表示数为______V,此时电流表示数为0.3A,则所测小灯泡正常发光时的电阻为______Ω(结果保留一位小数)。
20. 如图是实验小组“探究导体在磁场中产生电流的条件”的实验装置。
(1)实验中,通过观察______来判断电路中否产生感应电流;
(2)闭合开关,导体ab在水平向右运动时,电流表指针发生偏转,原因是导体ab在磁场中做______运动;
(3)闭合开关,保持导体ab不动,使磁体左右运动,则电流表指针______(选填“会”或“不会”)发生偏转;
(4)其他条件不变,只调换磁极位置,是为了探究感应电流方向与______方向是否有关;
(5)此实验中将______能转化成电能,此原理可用来制造______(“电动机”或“发电机”)。
五、计算题(本大题2小题,共13分)
21. 如图为小明家的电压力锅,下表是它的铭牌,在锅内装入2.5kg初温为15℃的食材,加热至95℃,已知c食材=3.3×103J/(kg·℃),q天然气=4.4×107J/m3,求:
高速压力锅
加热功率:1100W
额定容量:4.0L
额定电压:220V﹣50Hz
工作压强:105kPa
型号:MY﹣HT4085PG
生产批号:1711211619
(1)此过程中,食材吸收的热量是多少?
(2)这些热量相当于完全燃烧多少立方米天然气放出的热量?
(3)若该压力锅加热效率为80%,此加热过程需要多长时间?
22. 一同学家中新买了一个足浴盆,其部分铭牌信息如表所示,图甲为足浴盆的工作电路,R1、R2均为电阻丝,当开关S接a、b触点时,足浴盆的挡位不同。
型号
MLJY﹣01
额定电压
220V
额定加热功率
880W
额定保温功率
100W
(1)当开关S接a时,足浴盆处于什么状态;
(2)求足浴盆处于加热状态时电路中的电流;
(3)求电阻丝R1的阻值。
六、综合能力题(本大题3小题,共18分)
23. 《天工开物》中的“生熟炼铁炉”如图所示,古人将铁料熔炼成铁水,炙热的铁水沿管道流入较低处的水塘,完成淬火,最终制成熟铁块。再用熟铁块作为原料,在炭火中加热吸碳,提高含碳量,然后经过锻打,除掉杂质又渗进碳,从而得到钢。请解答下列问题:
(1)炙热的铁水沿管道流入较低处的水塘,完成淬火,最终制成熟铁块,其中,铁水变成铁块的过程是通过______(选填“做功”或“热传递”)使铁块的温度降低,此过程中铁的内能______(选填“增加”或“减少”),该过程的物理图像是______(选填序号);
(2)在熔炼铁水时,将炉内1000kg的铁从室温加热到刚要熔化时,铁吸收的热量是______J;[,铁的熔点约为1525℃,室温约为25℃]
(3)木炭燃烧的过程是化学能转化为______的过程;如果(2)中铁吸收的热量全部由木炭燃烧提供,木炭的热效率只有30%,那么要熔炼这么多铁需要______kg的木炭。[,结果保留2位小数]
24. 小明同学在科技创新大赛中根据所学知识设计了如图所示的“闯红灯违规证据模拟记录器”,它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景。
(1)它的工作原理是:当光控开关接收到_________颜色的光时,开关会自动闭合,且当压敏电阻受到车的压力,压敏电阻的阻值随压力变化的图像如图所示,它的阻值变化会引起电路中的_________发生变化,当达到一定值时,电磁继电器的衔铁就会被吸下,工作电路中的__________就会工作,拍摄违规车辆。
(2)已知控制电路电源电压为6V,电磁继电器线圈的电阻为10,当控制电路中电流大于0.06A时,衔铁会被吸引。则只有重力超过__________的车辆违规时才会被记录。若想把重力更小的车辆的违规证据拍摄下来,我们可以对电路进行怎样改进?___________。(写出一种方法即可)
25. 智能手机是目前普遍使用的通讯工具。
(1)如图甲所示,手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁,则感应区相当于手机电路中的 ______;
(2)如图乙所示,人们经常用手机扫描二维码,相当于给二维码拍了一张照片,手机摄像头相当于 ______(选填“凸透镜”或“凹透镜”);
(3)华为Mate60Pro是一款近期发布的旗舰智能手机,搭载的是我国自主研发和生产的麒麟9000s芯片处理器,凭借其出色的性能和高端的配置,成为了不少消费者的首选。该手机芯片的主要材料是 ______(选填“超导体”、“半导体”、“绝缘体”);用手机进行通话时通过 ______(选填“超声波”或“电磁波”)向四周有效范围内的终端传递信息,其在空气中的传播速度约为 ______m/s;
(4)“充电五分钟,通话两小时!”这是某品牌手机闪充功能。它的闪充充电器的充电电压为5V,充电电流为4A,电池容量是3000mAh,手机电池标有的电压为3.8V,用闪充充电器充电5min最多可以充入电能 ______J,如果要送一步提升充电速度,可以考虑提升充电器的充电电压或充电电流。若在不改变充电电流的情况下,要在30min内充满该手机电池,至少需要 ______V的充电电压。
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2024-2025学年度第二学期3月份检测
九年级物理试卷
一、选择题(本题共7小题,每小题3分,共21分,在每一小题列出的四个选项中,只有一个是正确的)
1. 如图,小花和小梅用一根导线做成跳绳,将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连,摇动“跳绳”时,发现灵敏电流计的指针左右摆动。下列说法正确的是( )
A. 导线中不会产生感生电流 B. 摇绳发电将机械能转化为电能。
C. 摇绳发内能转化为电能。 D. 地球不存在磁场
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据题意,灵敏电流计的指针左右摆动。说明导线中产生感应电流,故A错误;
BC.摇绳发电消耗机械能,产生电能,将机械能转化为电能,故B正确,C错误;
D.静止在空中的小磁针能够自动的指向南北,是由于地磁场的作用,且地磁场的磁极与地理位置相反,故D错误。
故选B。
2. 电脑正常工作时,中央处理器(即CPU)不断发热必须用风扇给其降温。为了保证中央处理器不被烧坏,带动风扇的电动机要先启动;中央处理器断电后,电风扇仍然工作散热,下列四个电路图中符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.开关闭合后,中央处理器工作;闭合支路开关后,电动机工作,但不能做到中央处理器断电后,电动机仍然工作,故A不符合题意;
B.干路中开关闭合,电动机工作,而CPU在支路开关断开后不工作,符合中央处理器断电后,电动机继续工作进行散热,故B符合题意;
C.闭合下方开关,CPU和电动机均工作,闭合上方开关后电动机被短路,CPU仍工作但电动机不能给CPU降温,故C不符合题意;
D.开关闭合后,电动机和CPU同时工作,不能做到中央处理器断电后,电动机来散热,故D不符合题意。
故选B。
3. 如图是电磁波及其应用实例,下列说法正确的是( )
A. 可见光也属于电磁波的一种
B. 体检胸透用的X射线频率比无线电波低
C. 电视机遥控器用γ射线遥控
D. 电磁波和声音在真空中的传播速度相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,可见光也属于电磁波的一种,频率约为,故A正确;
B.由图可知,体检胸透用的X射线频率高于,无线电波频率低于,所以体检胸透用的X射线频率比无线电波高,故B错误;
C.电视机遥控器用红外线遥控,故C错误;
D.声音不能在真空中传播,而电磁波可以,故D错误。
故选A。
4. 物理是以实验为基础的自然科学。下列有关物理实验的说法正确的是( )
A. 图甲:导线AB左右运动,电流表的指针发生偏转,这一过程与电动机的原理相同
B. 图乙:活塞压缩空气,硝化棉燃烧,这一过程与汽油机的做功冲程原理相同
C. 图丙:通电一段时间后,两个U形管中液面高度的变化不同,说明电流不同,产生的热量不同
D. 图丁:抽掉玻璃板后,两瓶中的气体颜色逐渐变均匀,说明气体分子在不停地做无规则运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲:导线AB左右运动,电流表的指针发生偏转,这是电磁感应现象,应用是发电机,故A错误;
B.图乙:活塞压缩空气,对空气做功,机械能转化为内能,使得空气温度升高,硝化棉燃烧,这一过程与汽油机的压缩冲程原理相同,故B错误;
C.图丙:两电阻丝串联,电流相同,电阻不同,通电一段时间后,两个U形管中液面高度的变化不同,说明电阻不同,产生的热量不同,故C错误;
D.图丁:抽掉玻璃板后,两瓶中的气体颜色逐渐变均匀,这是扩散现象,说明气体分子在不停地做无规则运动,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,小莉早上想用电热水壶烧开水,将插头插入插座,并闭合开关,发现电热水壶不工作;但厨房的灯泡是亮的。保持灯泡开关闭合,拔出插头,用试电笔分别接触插座的左右两孔,发现接左孔时氖管不发光,接右孔时发光。若电路中只有一处故障,则故障可能是( )
A. CD间电路断路 B. ED间电路断路
C. 插座短路 D. 保险丝烧断
【答案】A
【解析】
【详解】A.CD之间发生断路,导致热水壶零线发生断路,无法形成回路,电热水壶不工作;由于灯泡支路不受影响,因此可以正常工作,用试电笔接右孔时,大地可以和火线构成通路,因此氖管发光,故A符合题意;
B.ED之间形成断路,会导致电路中所有电器都不能构成通路,都不能正常工作,故B不符合题意;
C.插座短路会导致电路中电流过大引起保险丝烧断,使得所有用电器无法正常工作,故C不符合题意;
D.保险丝烧断,使得所有用电器无法正常工作,故D不符合题意。
故选A。
6. 近年来我国在信息和能源等高科技领域取得了巨大成就,下列关于信息和能源的说法中正确的是( )
A. 华为5G通信是利用电磁波传递信息的
B. 秦山核电站是利用聚变反应的原理工作的
C. “天和号”太空舱“帆板”接收的太阳能来自于太阳内部的裂变反应释放的能量
D. 比亚迪新能源纯电动汽车是利用的一次能源
【答案】A
【解析】
【详解】A.电磁波的传播速度非常快,华为5G通信是利用电磁波传递信息的,故A正确;
B.秦山核电站是利用可控的核裂变的原理工作的,故B错误;
C.太阳内部处于高温高压状态,发生的是核聚变,故“天和号”太空舱“帆板”接收的太阳能来自于太阳内部的聚变反应释放的能量,故C错误;
D.比亚迪新能源纯电动汽车是利用的电能,而电能是二次能源,故D错误。
故选A。
7. 如图甲是通过小灯泡L的电流跟其两端电压关系的图像,现将小灯泡L与电阻R连入图乙所示电路中,只闭合S,小灯泡的实际功率为1.8 W;再闭合S1,电流表示数为0.9 A.下列结果错误的是()
A. 电源电压为6 V B. 电路消耗的总功率为5.4 W
C. 通过电阻R的电流为0.6 A D. 电阻R的阻值为20 Ω
【答案】D
【解析】
【详解】A.由电路图可知,灯泡L与电阻R并联,只闭合开关S,电路中只有灯泡L,电流表测电路中的电流,根据图象,当UL=6V,IL=0.3A时,灯泡的实际功率:
PL=ULIL=6V×0.3A=1.8W,
此时电源电压为U=UL=6V,故A正确;
B.再闭合S1,灯泡L与电阻R并联,电流表测干路电流,电路消耗的总功率:
P=UI=6V×0.9A=5.4W,
故B正确;
C.因并联电路各支路互不影响,当开关S1闭合时,通过灯泡的电流不变,则通过R的电流
IR=I-IL=0.9A -0.3A =0.6A,
故C正确;
D.由可得,R的阻值:
,
故D错误;
故选D。
二、填空题(本大题7小题,每空1分,共21分)
8. 一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是2400r/min,柴油机每秒内做功________次,其中只有________冲程不是依靠惯性完成的。在设计制造时,汽缸外有一个“水套”是利用水吸热来降低汽缸温度的,这是利用了水的______大的性质。
【答案】 ①. 20 ②. 做功 ③. 比热容
【解析】
【详解】[1][2]汽油机的一个工作循环包含四个冲程,只有做功冲程对外做功,飞轮转两周。一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是2400r/min=40r/s,柴油机每秒内完成80个冲程,做功20次,其中只有做功冲程对外做功,不是依靠惯性完成的。
[3]汽缸外有一个“水套”是利用水吸热来降低汽缸温度的,这是利用了水的比热容大的性质,相同质量的水和其它物体相比,升高相同温度时,可以吸收更多热量。
9. 2024年6月4日,嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞成功进入预定环月轨道。嫦娥六号上升器通过______与地面控制中心进行信息传递;进入环月轨道后,上升器利用的太阳能来源于太阳内部的核______变;上升器外壳选用耐受温差大的材料制成,这是由于月球表面物质的比热容较______,从而造成了昼夜温差较大的现象。
【答案】 ①. 电磁波 ②. 聚 ③. 小
【解析】
【详解】[1]月球表面没有空气,不能利用声波传递信息,只能利用能够在真空中传播的电磁波传递信息。
[2]太阳的能量源自内部的核聚变。
[3]月球表面物质比热容较小,相同质量的物质吸收或放出相同热量时温度变化较大,有日照时温度较高,无日照时温度较低,从而造成了昼夜温差较大的现象。
10. 小明家10月底电能表示数如图所示。11月底电能表示数为1184.0kW•h。那么11月份他家消耗了_____kW•h的电能;由表盘可知,小明家接入用电器的总功率不能超_____W,现只将一微波炉接入电路中,工作45min电能表的转盘转动450转,微波炉的实际功率为_____kW。
【答案】 ①. 60.6 ②. 4400 ③. 1
【解析】
【详解】[1]10月底电能表读数1123.4kW•h,则11月份小明家消耗电能
[2]由电能表铭牌可知,电能表正常工作时的电压是220V,允许通过的最大电流是20A,则小明家接入用电器的最大总功率
[3]45min电能表的转盘转动450转,则微波炉消耗的电能
微波炉的电功率
11. 如图,电源电压保持不变,电阻R1=R2=R3=10Ω,要使电路变为R1、R2并联,应闭合开关______,此时电流表的示数为I1;要使R2、R3串联,应闭合开关______,此时电流表的示数为I2;则I1:I2=______。
【答案】 ①. S1、S2、S3 ②. S1 ③. 4:1
【解析】
【分析】
【详解】[1]由图知道,电流从电源的正极流出经过电流表后,要使电阻R1、R2并联,则电流必须分别流入电阻R1、R2中,所以,应闭合开关S1、S2,S3(电阻R1处于短路状态,没有电流通过)。
[2]要使电阻R2、R3串联,电流从电源的正极流出经过电流表后,依次流入R2、R3,所以应闭合S1、断开S2、S3。
[3]当R1、R2并联时,并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,由欧姆定律知道,电流表的示数
R2、R3串联时,由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以
故,电流表示数比是
12. 为向世界传递绿色亚运精神,杭州亚运会赛事场馆均采用光伏发电、风力发电等供电方式。其中,光伏发电是将______能转化成电能,风能属于______(选填“一次”或“二次”)能源;亚运主火炬的燃料使用“零碳甲醇”,如果在燃烧的过程中甲醇燃烧不完全,甲醇的热值______(选填“变大”“变小”“不变”)。
【答案】 ①. 太阳 ②. 一次 ③. 不变
【解析】
【详解】[1]光伏发电过程中,消耗太阳能,产生电能,此过程将太阳能转化为电能。
[2]风能可以直接从自然界获取,属于一次能源。
[3]热值是燃料的一种属性,与燃烧情况无关,所以如果在燃烧的过程中甲醇燃烧不完全,甲醇的热值不变。
13. 如图所示,闭合开关,导体就会运动起来,在此过程中,___________能转化为___________能。利用这一原理可以制作___________。
【答案】 ①. 电 ②. 机械 ③. 电动机
【解析】
【详解】[1][2]如图,闭合开关,导体ab中有电流通过,通电导体在磁场中受力而运动,将电能转化为机械能。
[3]利用通电导体在磁场中受力而运动原理可以制作电动机。
14. 科学家的每次重大发现,都有力地推动了人类文明的进程,丹麦物理学家 ________首先发现了电流周围存在磁场,第一个揭示了电和磁之间的联系。置于通电螺线管右侧的小磁针静止时,其N极指向如图所示。由此可知,通电螺线管的右端是 _____(选填“N”或“S”)极,电流是从 _____(选填“A”或“B”)端流入螺线管的。
【答案】 ①. 奥斯特 ②. S ③. B
【解析】
【详解】[1]丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流周围存在磁场,第一个揭示了电和磁之间的联系。
[2][3]图中小磁针静止时,其N极指向左侧,同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引,因此通电螺线管的右端是S极;根据安培定则可知,电流从通电螺线管的B端流入,A端流出。
三、作图题(本大题7分)
15. 在图中,用笔画线代替导线,将插座、开关和灯泡正确连入家庭电路。
【答案】
【解析】
【详解】家庭电路中,灯泡和火线之间连接开关,再由灯泡接零线;三孔插座根据“左零右火、上接地”原则,单独接入家庭电路中,作图如下所示:
16. 请根据图中的信息,标出磁感线的方向、通电螺线管的N、S极和电源的正、负极(用“+”“-”号表示)。
【答案】
【解析】
【详解】由图可知,条形磁体的右端为N极,磁体外部的磁感线的方向是从磁体的N极出发,经外部空间,回到S极,所以通电螺线管的左端为S极,右端为N极;根据安培定则可知,电流从螺线管的左端流入、右端流出,所以通电螺线管的左端为正极、右端为负极,如图所示:
17. 某同学设计的冬季家庭温度自动控制器的工作原理如图所示。当室内温度低于25℃时温控开关闭合,绿灯不亮,加热电阻工作,温控开关断开,绿灯亮,表示温度已经达到25℃。请根据以上要求,用笔画线代替导线。
【答案】
【解析】
【详解】根据题意可知,当室内温度低于25℃时温控开关闭合,加热电阻工作,动触点与下面的静触点接触;当室温高于25℃时,温控开关断开,加热电阻不工作,动触点与上面的静触点接触;加热电阻与绿灯工作时互不影响,如下所示:
四、实验题(本大题共3个小题,共20分)
18. 小雅和同学进行“探究串联电路电压规律”的实验;所用器材有:电压恒为3V的电源,一个开关,两只灯泡(L1和L2),两只相同电压表V1和V2(量程均为和),导线若干;
(1)他们按图甲所示的电路图连接电路,用一只电压表分别测AB、BC、AC间的电压;每次拆接电压表时,开关应处于______状态;
(2)正确安装后,闭合开关,两灯均不发光,小明用电压表试接A、B接线柱,发现指针偏转情况如图丁所示,则可判断灯______发生了断路;
(3)为测量L1两端电压,请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整;
(4)具有创新精神的小雅决定改进实验;她按照图丙所示电路图连接好电路,闭合开关,发现电压表V1和V2的指针偏转角度相同,则可能的原因是电压表______(选填“V1”或“V2”)的量程选大了;
(5)另一组同学小杰也测出一组实验数据,如表所示,小雅给小杰指出你有一个实验数据是错误的,请你帮小杰指出,错误的数据为______(选填“AB”、“BC”或“AC”)间的电压;指出错误的原因:______;
AB间电压UAB/V
BC间电压UBC/V
AC间电压UAC/V
2
3
3
(6)接下来,应该______重复上述实验,并通过分析实验数据,最终得出结论:在串联电路中,电路两端的电压等于各部分电压的总和。
【答案】(1)断开 (2)L1
(3) (4)V2
(5) ①. BC ②. 见解析
(6)换不同规格灯泡多次
【解析】
【小问1详解】
为了保护电路,每次拆接电压表时,开关应处于断开状态。
【小问2详解】
闭合开关,两灯均不发光,则电路中出现断路,或两灯同时被短路;用电压表试接A、B接线柱,发现指针偏转情况如图丁所示,即电压表选择量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为3V,接近电源电压,则电压表两端与电源两端相连,则两灯没有被短路,L2是通路,与电压表串联,所以电路故障为灯L1断路。
【小问3详解】
为了测量L1两端电压,电压表应并联在L1两端,电流从电压表正接线柱流入,从负接线柱流出,两个灯泡组成串联电路,如下图所示:
【小问4详解】
由图丙可知,电压表V1测的是L1两端电压,电压表V2测的是L1与L2两端的总电压,则电压表V2示数大于电压表V1示数,发现两电压表的偏转角度相同,则可能是V2的量程选大了。
【小问5详解】
[1][2]由于BC间电压等于L2两端电压,小于电源电压,所以BC间电压小于3V,所以错误的数据为BC间电压。
【小问6详解】
“探究串联电路电压规律”的实验是找规律实验,为了的得到普遍规律,避免实验偶然性,应换不同规格的小灯泡多次重复测量,并通过分析实验数据,最终得出结论。
19. 兴趣实验小组在做“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验时,选用的实验器材:标有“2.5V”字样的待测小灯泡、两节新干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及若干导线。
(1)设计的实验电路图如图甲所示,根据电路图连接实物电路时开关应______。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应调至______(选填“a”或“b”)端;
(2)连接好实物电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表始终无示数,电流表有示数且移动滑片P其示数发生变化。经检查,导线连接完好,则电路故障可能是小灯泡______;
(3)排除故障后,移动滑片P,电压表示数如图乙所示,为______V。为了完成实验,此时应将滑片P向______(选填“左”或“右”)移动,直到电压表示数为______V,此时电流表示数为0.3A,则所测小灯泡正常发光时的电阻为______Ω(结果保留一位小数)。
【答案】(1) ①. 断开 ②. b
(2)短路 (3) ①. 1.5 ②. 左 ③. 2.5 ④. 8.3
【解析】
【小问1详解】
[1][2]在连接实物电路时,为了避免因连接错误而烧坏电路,开关应处于断开状态;闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片P移至最大电阻处,即b端。
【小问2详解】
[1]闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表有示数,且移动滑动变阻器滑片的过程中,电流表示数发生变化,说明电路一定没有发生开路,由于电压表无示数,说明与电压表并联部分发生短路,即小灯泡短路。
【小问3详解】
[1][2][3][4]闭合开关后,由图乙可知,电压表连接的量程是“0~3V”,分度值为0.1V,其示数为1.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,为了测量小灯泡正常发光时的电阻,根据串联电路电压的特点可知,应减小滑动变阻器两端的电压,根据串联电路分压的原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,故应将滑片向左移动,直到电压表示数为2.5V;由题意可知,小灯泡正常发光时的电流为0.3A,则小灯泡正常发光时的电阻为。
20. 如图是实验小组“探究导体在磁场中产生电流的条件”的实验装置。
(1)实验中,通过观察______来判断电路中是否产生感应电流;
(2)闭合开关,导体ab在水平向右运动时,电流表指针发生偏转,原因是导体ab在磁场中做______运动;
(3)闭合开关,保持导体ab不动,使磁体左右运动,则电流表指针______(选填“会”或“不会”)发生偏转;
(4)其他条件不变,只调换磁极位置,是为了探究感应电流方向与______方向是否有关;
(5)此实验中将______能转化成电能,此原理可用来制造______(“电动机”或“发电机”)。
【答案】(1)电流表指针偏转
(2)切割磁感线 (3)会
(4)磁场 (5) ① 机械 ②. 发电机
【解析】
【小问1详解】
感应电流无法直接观察,通过电流表指针的偏转这一可观察现象来间接判断电路中是否产生感应电流,若有电流产生,则电流表指针偏转。
【小问2详解】
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,因此导体ab水平向右运动时,切割了磁感线,所以电流表指针偏转。
【小问3详解】
保持导体ab不动,磁体左右运动时,导体ab相对于磁体做切割磁感线运动,满足产生感应电流的条件,因此电流表指针会偏转。
【小问4详解】
调换磁极位置,改变了磁场的方向,其他条件不变,是为了探究感应电流的方向与磁场方向是否有关。
【小问5详解】
[1][2]导体运动具有机械能,通过电磁感应现象将机械能转化为电能,而发电机是利用电磁感应原理制造的。
五、计算题(本大题2小题,共13分)
21. 如图为小明家的电压力锅,下表是它的铭牌,在锅内装入2.5kg初温为15℃的食材,加热至95℃,已知c食材=3.3×103J/(kg·℃),q天然气=4.4×107J/m3,求:
高速压力锅
加热功率:1100W
额定容量:4.0L
额定电压:220V﹣50Hz
工作压强:105kPa
型号:MY﹣HT4085PG
生产批号:1711211619
(1)此过程中,食材吸收的热量是多少?
(2)这些热量相当于完全燃烧多少立方米天然气放出的热量?
(3)若该压力锅的加热效率为80%,此加热过程需要多长时间?
【答案】(1)6.6×105J
(2)0.015m3 (3)750s
【解析】
【小问1详解】
食材吸收的热量
小问2详解】
根据题意可知,天然气完全燃烧放出的热量为Q放=Q吸=6.6×105J
相当于完全燃烧天然气的体积为
【小问3详解】
电压力锅消耗的电能为
则加热时间为
22. 一同学家中新买了一个足浴盆,其部分铭牌信息如表所示,图甲为足浴盆的工作电路,R1、R2均为电阻丝,当开关S接a、b触点时,足浴盆的挡位不同。
型号
MLJY﹣01
额定电压
220V
额定加热功率
880W
额定保温功率
100W
(1)当开关S接a时,足浴盆处于什么状态;
(2)求足浴盆处于加热状态时电路中的电流;
(3)求电阻丝R1的阻值。
【答案】(1)保温 (2)4A
(3)429Ω
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,当开关S接a时,电阻丝和串联接入电路,电路总电阻
当开关S接b时,只有电阻丝接入电路,电路总电阻。因为的阻值大于零,所以。根据电功率公式可知,在电源电压不变的情况下,电阻越大,电功率越小。因此,当开关S接a时,电路总电阻最大,电功率最小,足浴盆处于保温状态。
【小问2详解】
足浴盆处于加热状态时,功率最大。由铭牌可知,额定加热功率,额定电压。根据电功率公式可得,加热状态时电路中的电流
【小问3详解】
当开关S接b时,电路为的简单电路,足浴盆处于加热状态。根据可得,电阻丝的阻值
当开关S接a时,与串联,足浴盆处于保温状态,由铭牌可知,额定保温功率,此时电路总电阻
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电阻丝的阻值为
六、综合能力题(本大题3小题,共18分)
23. 《天工开物》中的“生熟炼铁炉”如图所示,古人将铁料熔炼成铁水,炙热的铁水沿管道流入较低处的水塘,完成淬火,最终制成熟铁块。再用熟铁块作为原料,在炭火中加热吸碳,提高含碳量,然后经过锻打,除掉杂质又渗进碳,从而得到钢。请解答下列问题:
(1)炙热的铁水沿管道流入较低处的水塘,完成淬火,最终制成熟铁块,其中,铁水变成铁块的过程是通过______(选填“做功”或“热传递”)使铁块的温度降低,此过程中铁的内能______(选填“增加”或“减少”),该过程的物理图像是______(选填序号);
(2)在熔炼铁水时,将炉内1000kg铁从室温加热到刚要熔化时,铁吸收的热量是______J;[,铁的熔点约为1525℃,室温约为25℃]
(3)木炭燃烧的过程是化学能转化为______的过程;如果(2)中铁吸收的热量全部由木炭燃烧提供,木炭的热效率只有30%,那么要熔炼这么多铁需要______kg的木炭。[,结果保留2位小数]
【答案】(1) ①. 热传递 ②. 减少 ③. C
(2)6.9×108 (3) ①. 内能 ②. 67.65
【解析】
【小问1详解】
[1][2]铁水变成铁块的过程,铁水将热量传递给水,铁水放出热量,内能减少,这是通过热传递减少物体内能的。
[3]铁是晶体,铁水变成铁块的过程属于晶体的凝固现象,凝固过程中温度保持不变。铁水随着不断放热,温度经历下降,不变,然后再下降,ABD均不符合题意,C符合题意,故答案为C。
【小问2详解】
铁吸收的热量
【小问3详解】
[1]燃料燃烧是化学变化,把燃料的化学能转化为内能,故木炭燃烧的过程是化学能转化为内能的过程。
[2]木炭燃烧放出的热量
木炭的质量
24. 小明同学在科技创新大赛中根据所学知识设计了如图所示的“闯红灯违规证据模拟记录器”,它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景。
(1)它的工作原理是:当光控开关接收到_________颜色的光时,开关会自动闭合,且当压敏电阻受到车的压力,压敏电阻的阻值随压力变化的图像如图所示,它的阻值变化会引起电路中的_________发生变化,当达到一定值时,电磁继电器的衔铁就会被吸下,工作电路中的__________就会工作,拍摄违规车辆。
(2)已知控制电路电源电压为6V,电磁继电器线圈的电阻为10,当控制电路中电流大于0.06A时,衔铁会被吸引。则只有重力超过__________的车辆违规时才会被记录。若想把重力更小的车辆的违规证据拍摄下来,我们可以对电路进行怎样改进?___________。(写出一种方法即可)
【答案】(1) ①. 红 ②. 电流 ③. 电控照相机
(2) ①. ②. 可以提高控制电路电源电压
【解析】
【小问1详解】
[1]因为电控照相机要自动记录违规闯红灯的情景,所以光控开关应在接收到红光时,自动闭合。
[2]所以当压敏电阻R受到车的压力,压敏电阻的阻值会减小,由知电路中的电流发生变化。
[3]由图可知,电磁继电器的衔铁被吸下时,电控照相机连入电路,电控照相机开始工作。
【小问2详解】
[1]控制电路中电流为0.06A时,压敏电阻阻值为,此时压力为,则只有重力超过的车辆违规时才会被记录。
[2]质量较小的车闯红灯时,压敏电阻受到的压力变小,电阻变大,控制电路中的电流将变小,电路中的控制电路中的使衔铁吸下的电流保持不变,故要想使质量较小的车闯红灯也能被拍下,采取的方法要使控制电路中的电流变大,可以提高控制电路电源电压,电压增大时,电路中的电流也变大也可以用一定阻值电阻与压敏电阻并联,电阻并联时总电阻会变小,电路中的电流变大。
25. 智能手机是目前普遍使用的通讯工具。
(1)如图甲所示,手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁,则感应区相当于手机电路中的 ______;
(2)如图乙所示,人们经常用手机扫描二维码,相当于给二维码拍了一张照片,手机摄像头相当于 ______(选填“凸透镜”或“凹透镜”);
(3)华为Mate60Pro是一款近期发布的旗舰智能手机,搭载的是我国自主研发和生产的麒麟9000s芯片处理器,凭借其出色的性能和高端的配置,成为了不少消费者的首选。该手机芯片的主要材料是 ______(选填“超导体”、“半导体”、“绝缘体”);用手机进行通话时通过 ______(选填“超声波”或“电磁波”)向四周有效范围内的终端传递信息,其在空气中的传播速度约为 ______m/s;
(4)“充电五分钟,通话两小时!”这是某品牌手机的闪充功能。它的闪充充电器的充电电压为5V,充电电流为4A,电池容量是3000mAh,手机电池标有的电压为3.8V,用闪充充电器充电5min最多可以充入电能 ______J,如果要送一步提升充电速度,可以考虑提升充电器的充电电压或充电电流。若在不改变充电电流的情况下,要在30min内充满该手机电池,至少需要 ______V的充电电压。
【答案】(1)开关 (2)凸透镜
(3) ①. 半导体 ②. 电磁波 ③.
(4) ①. 6000 ②. 5.7
【解析】
【小问1详解】
如图甲所示,手指触碰感应区,指纹识别的感应区相当于手机电路中的开关。
【小问2详解】
如图乙所示,手机的摄像头相当于照相机,照相机的镜头是凸透镜。
【小问3详解】
[1][2][3]现今的手机芯片的主要材料是半导体;用手机进行通话时是通过电磁波向四周有效范围内的终端传递信息,电磁波在空气中的传播速度约为。
【小问4详解】
[1]由题可知5min最多可以充入电能为
[2]由题可知,充满该手机电池至少需要的电能为
在不改变充电电流的情况下,要在30min内充满该手机电池,充电器的输出电压至少需要
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