精品解析:贵州省贵阳市观山湖区美的中学2024-2025学年九年级下学期3月月考物理试题
2025-12-16
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内容正文:
贵阳市观山湖区美的中学2024-2025学年度第二学期3月质量监测
九年级物理
一、选择题(本题共8个小题,每小题3分,共24分。第1~6题为单项选择题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。第7、8题为多项选择题,在每小题给出的四个选项中,至少有两项是符合题目要求的,全选对的得3分,选对但不全的得1分,选错或不选得0分)
1. 建设“互联网+大数据”的智慧型城市,是我市未来发展的重要战略,让数据信息在互联网上“飞起来”的载体是( )
A. 高速铁路 B. 高压电线 C. 电磁波 D. 超声波
2. 各式各样的家用电器是生活中不可或缺的“帮手”,其中利用电流热效应工作的是( )
A. 电风扇 B. 抽油烟机 C. 电冰箱 D. 电饭锅
3. 随着科技的不断进步,新能源汽车逐渐代替了传统的燃油汽车,这是因为新能源汽车( )
A. 噪声大 B. 效率低 C. 污染小 D. 能耗大
4. 水沸腾时将壶盖顶开的过程中发生了能量转化,内燃机工作时的哪一冲程与之能量转化相同( )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
5. 进入21世纪,电气化发展迅速,“安全用电”成为每一位公民的必备素养。下列说法中,符合安全用电原则的是( )
A. 在功率较小的电插座上,插入多个大功率用电器
B. 更换电灯时未关闭电灯开关
C. 电灯开关应接在零线和灯泡之间
D. 电脑、电视长时间不使用的情况下应切断电源
6. 用毛皮分别多次摩擦塑料水管和一束塑料丝后,将塑料丝迅速抛向空中,立即用水管置于其正下方,塑料丝便像章鱼般浮在空中,如图所示。关于这一过程下列说法正确的是( )
A. 该现象是由于水管吸引轻小塑料丝所致
B. 水管和塑料丝带上了异种电荷
C. 塑料丝之间由于带同种电荷而相互排斥
D. 带电的塑料丝没有受到重力的作用
7. 如图所示,在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁。闭合开关后,当滑片P从a端向b端滑动过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表示数变大,电路消耗的功率变大
B. 电压表示数变小,弹簧长度变短
C. 电流表示数变大,灯泡的亮度变亮
D. 电流表示数变小,弹簧长度变长
8. 如图,R是一个定值电阻。闭合开关,当滑片P在某两点之间滑动时,电流表的示数变化范围是0.7A∼1.5A,电压表的示数变化范围是3V∼7V。小丽通过推算,得出四个结论,其中正确的是( )
A. 变阻器连入电路的电阻变化范围为2Ω∼10Ω
B. 定值电阻R的阻值为5Ω
C. 实验中R两端的电压变化范围为3.5V∼8V
D. 电路消耗的总功率的变化范围约为7.35W∼15.75W
二、填空题(本题共4个小题,每空2分,共10分)
9. 如图所示,摩擦焊接技术是将两金属紧压在一起反向高速旋转,通过剧烈摩擦使两者接触面温度迅速升高熔化,这是利用______的方式增大焊接面的内能,当降温冷却后从而实现金属焊接。
10. 在空中飞行的飞机,因与空气摩擦发生了电子得失的现象,其中空气中氧分子得到电子,则飞机带____________;如果在着陆过程中没有将静电放掉,当地勤人员接近时,可能危及生命,所以飞机的特殊轮胎常用____________(选填“导体”或“绝缘体”)材料做成,从而避免造成伤害。
11. 小明在家看电视,突然断电,发现空气开关跳闸。原来是楼上邻居家水管漏水,水流入小明家的插座中,因为流入插座的水是导体,使电路发生______路,导致空气开关跳闸。
12. 如图甲所示电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像。当滑片P移动到b端时,R0消耗的电功率是_______W。
三、简答题(本题共2个小题,每小题3分,共6分)
13. 开展物理实践活动能使我们将课内、外学习相结合,更好地培养我们的创新精神和实践能力。请你写出家里使用的主要两种能源的名称,并提出两条相应的节能措施。
14. 如图所示,在绝缘光滑的水平桌面上有一均匀磁场区域MN,其磁感线方向与纸面垂直。现将竖立放置的金属框向磁场区域推出,金属框由O点离手后进入磁场区域继续向右运动。请你结合能量及力与运动的知识判断金属框在进入磁场区域的过程中所受磁场对其作用力的方向,并简述你判断的理由。
四、作图题(本题共3个小题,每小题2分,共6分)
15. 请用笔画线代替导线将图中的实物电路连接完整。要求:小灯泡L1和L2并联,电流表测量通过小灯泡L1的电流。(不考虑电表量程的选择)
16. 两块竖直放置并相互平行的金属板分别带有正电荷和负电荷,现从两板之间的上方释放一个带负电的小球,如图所示,请画出小球从图示位置运动到两板下方这一过程的大致路径( )
17. 如图甲,电磁铁通电后,逐渐增大流过电磁铁的电流,铁块将由静止开始向右做加速运动,请大致在图乙坐标图中画出此过程中铁块所受摩擦力大小f随时间t变化的图象。
五、实验与科学探究题(本题共3个小题,共28分)
18. 小明为了比较“水和食用油的吸热能力”,选择了以下器材:温度计、酒精灯、烧杯、带铁圈的铁架台和石棉网各两套、初温相同的水和食用油。他设计了如图甲、乙所示的实验装置,并在两个烧杯内分别加入质量相等的水和食用油。
(1)组装实验器材时各物品要按照________(选填“由上至下”或“由下至上”)的顺序依次安装,并且需注意温度计的玻璃泡不能触碰到_________。
(2)点燃酒精灯后,小明发现其中一盏酒精灯火焰的高度太低,熄灭该酒精灯后,为了使两盏酒精灯的火焰高度相同,他应该_________(选填字母代号)。
A. 向酒精灯内添加酒精 B. 将灯芯拔出一部分
(3)调整好酒精灯,加热相同时间后,小明发现烧杯中水的温度比食用油的温度变化低,于是得到了“水比食用油的吸热能力强”的初步结论,他能作出这样判断的依据是________。
(4)小丽在比较“水和食用油的吸热能力”时设计了如图丙所示的装置,她在两试管内分别加入等体积的水和食用油,并多次实验。请从实验装置或设计方案的角度对小丽的实验进行评估:_____________。(写出一条即可)
19. 在“探究串联电路两端的电压和各部分电路电压关系”的实验中,器材有:两只小灯泡、两节新干电池、电压表、开关、导线等。实验设计的电路图如图甲所示,请你回答下列问题:
(1)两只灯泡的连接方式是______,开关______(选填“是”或“不是”)电路的一个组成部分;
(2)按电路图连接好实物后闭合开关,发现两灯泡都不发光,随即轻轻按压灯泡L1,发现两灯泡依然不发光;再按压灯泡L2,两灯均发光。根据这一现象请你说出电路中刚才出现故障的原因是______;
(3)先测出AB间电压为1.6V,再测出BC间电压如图乙所示为______V;
(4)为了达到实验目的,接下来的操作是测量______(选填“AC”或“电源”)两端的电压并记录,再接下来的做法是______,才能得出结论。
20. 物理课上老师将规格为“2.5V 0.3A”的小灯泡L1和“3.8V 0.3A”的小灯泡L2分同时接入串联电路中发现:L2较亮,L1较暗,此时两只灯泡的亮度与其实际功率有什么关系呢?带着这一问题小刚设计了如图所示的电路进行实验。实验器材:规格分别为“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”的小灯泡各一只、电压表、电流表,滑动变阻器、开关和若干导线。请回答下列问题:
序号
I/A
U1/V
U2/V
P1/W
P2/W
实验现象
1
0.20
1.0
1.5
0.20
0.30
L2更亮
2
0.26
1.7
2.5
0.44
0.65
L2更亮
3
0.30
2.5
3.0
0.75
L2更亮
(1)连接电路时断开开关,滑动变阻器滑片要处于阻值______。闭合开关,无论怎样移动滑片,两灯均不发光,电压表V1有示数,电压表V2无示数,电路中出现的故障可能是______;
(2)排除故障后,闭合开关,调节滑片,使电流表的示数分别为0.20A、0.26A和0.30A,记录两电压表的示数并计算出两灯的实际功率填入表中。在第3次实验中小灯泡L2的实际功率为______W;
(3)通过分析上述实验数据可以得出:①在串联电路中,小灯泡分到的实际电压不同是因为______不同。②在串联电路中,小灯泡两端的实际电压越大,它的______也就越大,灯泡发光就越亮。
六、综合应用题(本题共2个小题,共16分。解答时需写出必要的文字说明、计算公式及过程,若只写出计算结果将不得分)
21. 如图所示的电路图,灯泡L标有“3 V 1.5 W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响)。当只有开关S1闭合,滑动变阻器的滑片P在最左端时,灯泡L正常发光;当开关S1闭合,S2断开时,滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数是0.2A。求:
(1)灯泡L的额定电流;
(2)电源电压;
(3)滑动变阻器R的最大阻值。
22. 2022年6月5日10时44分,我国长征2F运载火箭搭载神舟十四号载人飞船点火升空,飞控中心不断传出播报:“遥测信号正常”、“雷达跟踪信号正常”……地面雷达站密切跟踪,一段时间后,飞船准确进入预定轨道。飞船入轨后,顺利完成入轨状态设置。在17时42分,飞船与天宫空间站成功对接如图。随后,三名航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲进入天和核心舱,开启为期6个月的在轨留驻,开展物资转移、空间站建设等工作。神舟十四号载人飞船的成功发射,为我国空间站全面建成奠定了基础。
请回答下列问题:
(1)这里的“遥测信号”、“雷达跟踪信号”是通过什么传递信息?
(2)飞船与天宫空间站对接,需知道天宫空间站运动的速度。若天宫空间站在1min内运行的路程是420km,则它的平均速度是多少m/s?
(3)航天员在天宫空间站转移实验设备,若某设备在地面的质量是60kg,它在天宫空间站中受到的重力是多少?(天宫空间站所在位置g取8.7N/kg)
(4)太阳能电池板能为天宫空间站提供电能。若太阳能电池板的电功率为P,将光能转化为电能的效率为η,接收太阳光的面积为S。由此推测在时间t内,太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳能E为多少?(P、η、S、t均为已知量)
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贵阳市观山湖区美的中学2024-2025学年度第二学期3月质量监测
九年级物理
一、选择题(本题共8个小题,每小题3分,共24分。第1~6题为单项选择题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。第7、8题为多项选择题,在每小题给出的四个选项中,至少有两项是符合题目要求的,全选对的得3分,选对但不全的得1分,选错或不选得0分)
1. 建设“互联网+大数据”的智慧型城市,是我市未来发展的重要战略,让数据信息在互联网上“飞起来”的载体是( )
A. 高速铁路 B. 高压电线 C. 电磁波 D. 超声波
【答案】C
【解析】
【详解】声音的传播需要介质,电磁波的传播不需要介质,让数据信息在互联网上“飞起来”的载体是电磁波。
故选C。
2. 各式各样的家用电器是生活中不可或缺的“帮手”,其中利用电流热效应工作的是( )
A. 电风扇 B. 抽油烟机 C. 电冰箱 D. 电饭锅
【答案】D
【解析】
【详解】A.电风扇工作时,主要是把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应,故A不符合题意;
B.抽油烟机工作时,主要将电能转化为机械能,不是利用电流的热效应,故B不符合题意;
C.电冰箱压缩机工作时,主要是把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应,故C不符合题意;
D.电饭锅工作时,主要将电能转化为内能,利用了电流的热效应,故D符合题意。
故选D。
3. 随着科技的不断进步,新能源汽车逐渐代替了传统的燃油汽车,这是因为新能源汽车( )
A. 噪声大 B. 效率低 C. 污染小 D. 能耗大
【答案】C
【解析】
【详解】目前,新能源汽车主要以电能为驱动能源,或电能与化石能源一起使用的汽车。相较于传统的燃油汽车的发动机,新能源汽车驱动系统——电机工作时噪声小、响应快、效率高,对外排放的废气少,甚至不排放,所以更加节能环保。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4. 水沸腾时将壶盖顶开的过程中发生了能量转化,内燃机工作时的哪一冲程与之能量转化相同( )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
【答案】C
【解析】
【详解】水沸腾时将壶盖顶开的过程中,水蒸气对壶盖做功,水蒸气的内能转化为壶盖的机械能,内燃机工作时,在做功冲程将燃气的内能转化为机械能,与上述能量转化相同,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5. 进入21世纪,电气化发展迅速,“安全用电”成为每一位公民的必备素养。下列说法中,符合安全用电原则的是( )
A. 在功率较小的电插座上,插入多个大功率用电器
B. 更换电灯时未关闭电灯开关
C. 电灯开关应接在零线和灯泡之间
D. 电脑、电视长时间不使用的情况下应切断电源
【答案】D
【解析】
【详解】A.家庭电路中各用电器是并联的,一个插座上同时使用多个大功率用电器,会造成干路电流过大,容易引起火灾,故A不符合题意;
B.为防止触电,更换灯泡前应断开电源开关,故B不符合题意;
C.控制电灯的开关应该接在电灯和火线之间,故C不符合题意;
D.电脑、电视机等用电器在待机时会消耗电能,为了节约电能,用电器长时间待机时要切断电源,故D符合题意;
故选D。
6. 用毛皮分别多次摩擦塑料水管和一束塑料丝后,将塑料丝迅速抛向空中,立即用水管置于其正下方,塑料丝便像章鱼般浮在空中,如图所示。关于这一过程下列说法正确的是( )
A. 该现象是由于水管吸引轻小塑料丝所致
B. 水管和塑料丝带上了异种电荷
C. 塑料丝之间由于带同种电荷而相互排斥
D. 带电的塑料丝没有受到重力的作用
【答案】C
【解析】
【详解】AB.将塑料丝抛在塑料水管上方,塑料丝就会像章鱼一样,悬在空中,这是因为塑料丝和塑料水管因带了同种电荷而互相排斥,故AB错误;
C.毛皮和塑料丝摩擦后,塑料丝间带同种电荷相互排斥而呈章鱼状,故C正确;
D.带电的塑料丝受到地球吸引,仍受到重力的作用,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁。闭合开关后,当滑片P从a端向b端滑动过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表示数变大,电路消耗的功率变大
B. 电压表示数变小,弹簧长度变短
C. 电流表示数变大,灯泡的亮度变亮
D. 电流表示数变小,弹簧长度变长
【答案】BC
【解析】
【详解】由电路图可知,闭合开关后,电磁铁与灯泡、滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器两端的电压;电流由电磁铁下方流入,则由安培定则可以判断,螺线管上端为N极;由于同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,所以两磁铁同名相对,相互排斥;当滑片P从a端向b端滑动过程中,滑动变阻器接入电阻减小,电路中的总电阻减小,由可知,电路中电流变大,则灯泡的亮度变亮,电流表示数变大;由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器接入电阻减小,则滑动变阻器两端分得的电压变小,则电压表的示数变小;由于电路中电流变大,则电磁铁的磁性增强,则条形磁铁受向上的排斥力增大,则弹簧的长度变短;由于电源电压不变,电路中电流变大,电路消耗的功率可知,电路消耗的功率变大,故BC正确,AD错误。
故选BC。
8. 如图,R是一个定值电阻。闭合开关,当滑片P在某两点之间滑动时,电流表的示数变化范围是0.7A∼1.5A,电压表的示数变化范围是3V∼7V。小丽通过推算,得出四个结论,其中正确的是( )
A. 变阻器连入电路的电阻变化范围为2Ω∼10Ω
B. 定值电阻R的阻值为5Ω
C. 实验中R两端的电压变化范围为3.5V∼8V
D. 电路消耗的总功率的变化范围约为7.35W∼15.75W
【答案】ABD
【解析】
【详解】由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压;
A.由公式得,当电路中的电流最大时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,滑动变阻器分担的电压最小,此时变阻器连入的最小电阻为
当电路中的电流最小时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,滑动变阻器分担的电压最大,变阻器连入的最大电阻
故变阻器连入电路的电阻变化范围为,故A正确;
B.电源电压不变,根据欧姆定律可知,当滑片P在某两点之间滑动时,根据两点可列出两个电源电压方程
解得,定值电阻R的阻值为,,故B正确;
C.由题意得,R两端的最小电压
R两端的最大电压
则R两端的电压变化范围是,故C错误;
D.电路的最小功率为
电路的最大功率为
电路的总功率变化范围为,故D正确。
故选ABD。
二、填空题(本题共4个小题,每空2分,共10分)
9. 如图所示,摩擦焊接技术是将两金属紧压在一起反向高速旋转,通过剧烈摩擦使两者接触面温度迅速升高熔化,这是利用______的方式增大焊接面的内能,当降温冷却后从而实现金属焊接。
【答案】做功
【解析】
【详解】将两金属紧压在一起反向高速旋转时,剧烈摩擦使焊件温度迅速升高,此过程机械能转化为内能,是通过做功的方法改变物体的内能的。
10. 在空中飞行的飞机,因与空气摩擦发生了电子得失的现象,其中空气中氧分子得到电子,则飞机带____________;如果在着陆过程中没有将静电放掉,当地勤人员接近时,可能危及生命,所以飞机的特殊轮胎常用____________(选填“导体”或“绝缘体”)材料做成,从而避免造成伤害。
【答案】 ①. 正电 ②. 导体
【解析】
【详解】[1]在空中飞行的飞机,因与空气发生了摩擦,其中空气中氧分子得到电子带负电,飞机失去电子带正电。
[2]如果在着陆过程中没有将静电放掉,当地勤人员接近时,可能危及生命,所以飞机的特殊轮胎常用导体材料做成,当轮胎接触地面时能及时将电荷导入大地,从而避免造成危害。
11. 小明在家看电视,突然断电,发现空气开关跳闸。原来是楼上邻居家水管漏水,水流入小明家的插座中,因为流入插座的水是导体,使电路发生______路,导致空气开关跳闸。
【答案】短
【解析】
【详解】生活用水是导体,水流入插座内后,使火线和零线不经用电器而连接在一起,发生了短路,导致空气开关跳闸。
12. 如图甲所示电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像。当滑片P移动到b端时,R0消耗的电功率是_______W。
【答案】7.2
【解析】
【详解】由电路图可知,R0与R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,由图像可知,当电路中的最小电流I′=0.1A时,R1的电功率P1′=1W, R1接入电路的电阻
当电路中的电流I″=0.2A时,R1的电功率P1″=1.6W,R1接入电路的电阻
当电路中的电流I′=0.1A时,R0与R1′串联, 根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知R串1=R0+R1′
电源的电压U=I′(R0+R1′)=0.1A×(R0+100Ω)……①
当电路中的电流I″=0.2A时,R串2=R0+R1
电源的电压U=I″(R0+R1″)=0.2A×(R0+40Ω)……②
联立①②解得R0=20Ω
则电源的电压U=I(R0+R1)=0.2A×(20Ω+40Ω)=12V
当滑片P移动到b端时,只有R0接入电路,则R0消耗的电功率
三、简答题(本题共2个小题,每小题3分,共6分)
13. 开展物理实践活动能使我们将课内、外学习相结合,更好地培养我们的创新精神和实践能力。请你写出家里使用的主要两种能源的名称,并提出两条相应的节能措施。
【答案】见解析
【解析】
【详解】家里使用的主要能源有:电、煤、木柴、沼气等;节约煤、木柴的措施:改善燃烧条件,提高炉子的效率;节约电的措施:做到人走灯灭。
14. 如图所示,在绝缘光滑的水平桌面上有一均匀磁场区域MN,其磁感线方向与纸面垂直。现将竖立放置的金属框向磁场区域推出,金属框由O点离手后进入磁场区域继续向右运动。请你结合能量及力与运动的知识判断金属框在进入磁场区域的过程中所受磁场对其作用力的方向,并简述你判断的理由。
【答案】见解析
【解析】
【详解】电磁感应现象是指闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,产生感应电流,动能转化为电能,金属框的速度减小,则磁场对金属框作用力的方向与运动方向相反,即水平向左。
四、作图题(本题共3个小题,每小题2分,共6分)
15. 请用笔画线代替导线将图中的实物电路连接完整。要求:小灯泡L1和L2并联,电流表测量通过小灯泡L1的电流。(不考虑电表量程的选择)
【答案】
【解析】
【详解】要求两灯泡并联,电流表测量通过小灯泡L1的电流,此时L1的左端与电流表的“3”接线柱相连,L2的左端与电流表的负接线柱相连,如图所示:
16. 两块竖直放置并相互平行的金属板分别带有正电荷和负电荷,现从两板之间的上方释放一个带负电的小球,如图所示,请画出小球从图示位置运动到两板下方这一过程的大致路径( )
【答案】
【解析】
【详解】由于受到重力的作用,小球会下降,因为同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,所以带负电的小球下降时,受到负电荷的斥力和正电荷的引力作用,小球会向靠近正电荷的方向偏转,其运动路径如下图所示:
17. 如图甲,电磁铁通电后,逐渐增大流过电磁铁的电流,铁块将由静止开始向右做加速运动,请大致在图乙坐标图中画出此过程中铁块所受摩擦力大小f随时间t变化的图象。
【答案】
【解析】
【详解】电磁铁通电后,对铁块有向右的吸引力,此时铁块有向右运动的趋势,所以受到水平面对它向左的静摩擦力,两力平衡,铁块保持静止。逐渐增大流过电磁铁的电流,电磁铁的磁性变强,对铁块的吸引力变大,水平面对铁块的静摩擦力也逐渐增大,两力仍是平衡力,铁块保持静止,直到水平面对铁块的静摩擦力达到最大静摩擦力。当吸引力进一步增大,略大于最大静摩擦力时,铁块开始运动,此时铁块相对于水平面滑动,受到的是滑动摩擦力,滑动摩擦力略小于最大静摩擦力;由于铁块对水平面的压力及接触面的粗糙程度不变,所以当吸引力继续增大时,铁块受到的滑动摩擦力仍保持不变,铁块的运动速度越来越快,故此过程中铁块所受摩擦力大小f随时间t变化的图象,如图所示:
五、实验与科学探究题(本题共3个小题,共28分)
18. 小明为了比较“水和食用油的吸热能力”,选择了以下器材:温度计、酒精灯、烧杯、带铁圈的铁架台和石棉网各两套、初温相同的水和食用油。他设计了如图甲、乙所示的实验装置,并在两个烧杯内分别加入质量相等的水和食用油。
(1)组装实验器材时各物品要按照________(选填“由上至下”或“由下至上”)的顺序依次安装,并且需注意温度计的玻璃泡不能触碰到_________。
(2)点燃酒精灯后,小明发现其中一盏酒精灯火焰的高度太低,熄灭该酒精灯后,为了使两盏酒精灯的火焰高度相同,他应该_________(选填字母代号)。
A. 向酒精灯内添加酒精 B. 将灯芯拔出一部分
(3)调整好酒精灯,加热相同时间后,小明发现烧杯中水的温度比食用油的温度变化低,于是得到了“水比食用油的吸热能力强”的初步结论,他能作出这样判断的依据是________。
(4)小丽在比较“水和食用油的吸热能力”时设计了如图丙所示的装置,她在两试管内分别加入等体积的水和食用油,并多次实验。请从实验装置或设计方案的角度对小丽的实验进行评估:_____________。(写出一条即可)
【答案】(1) ①. 由下至上 ②. 烧杯底或烧杯壁 (2)B
(3)相同质量的水和食用油,吸收相同的热量,水的温度变化比食用油低
(4)应加入质量相同的水和食用油
【解析】
【小问1详解】
[1]用酒精灯加热时,应使用酒精灯外焰加热,所以组装实验器材时,各物品要按照由下至上的顺序依次安装。
[2]用温度计测量液体温度时,温度计不能碰到容器底或容器壁,所以组装实验器材时,注意温度计的玻璃泡不能触碰到烧杯底或烧杯壁。
【小问2详解】
酒精灯火焰的高度太低,应该将灯芯拔出一部分;向酒精灯内添加酒精不能使酒精灯的火焰升高,而且会使两盏酒精灯之间存在差异,违背了控制变量法的原则,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
【小问3详解】
比较“水和食用油的吸热能力”时,应控制水和食用油的质量相同,加热相同时间后,水和食用油吸收的热量相同,水的温度比食用油的温度变化低,可以得到了“水比食用油的吸热能力强”的初步结论,所以判断的依据是相同质量的水和食用油,吸收相同的热量,水的温度变化比食用油低。
【小问4详解】
在比较“水和食用油的吸热能力”时,应控制水和食用油的质量相同;由于水和食用油的密度不同,在两试管内分别加入等体积的水和食用油,水和食用油的质量不相等,所以为了能比较水和食用油的吸热能力,应加入质量相同的水和食用油。
19. 在“探究串联电路两端的电压和各部分电路电压关系”的实验中,器材有:两只小灯泡、两节新干电池、电压表、开关、导线等。实验设计的电路图如图甲所示,请你回答下列问题:
(1)两只灯泡的连接方式是______,开关______(选填“是”或“不是”)电路的一个组成部分;
(2)按电路图连接好实物后闭合开关,发现两灯泡都不发光,随即轻轻按压灯泡L1,发现两灯泡依然不发光;再按压灯泡L2,两灯均发光。根据这一现象请你说出电路中刚才出现故障的原因是______;
(3)先测出AB间电压为1.6V,再测出BC间电压如图乙所示为______V;
(4)为了达到实验目的,接下来的操作是测量______(选填“AC”或“电源”)两端的电压并记录,再接下来的做法是______,才能得出结论。
【答案】 ①. 串联 ②. 是 ③. 灯泡L2与灯座接触不良 ④. 1.3 ⑤. AC ⑥. 换不同规格的小灯泡,进行多次实验,并记录数据
【解析】
【详解】(1)[1]本实验“探究串联电路两端的电压和各部分电路电压关系”,所以两只灯泡的连接方式是串联的。
[2]用导线将电源、用电器、开关等连接成一个电流流通的回路时,便组成了一个电路。开关是电路的一个组成部分。
(2)[3]两灯泡都不发光,说明故障是断路,轻轻按压灯泡L1,发现两灯泡依然不发光,电路仍是断路;再按压灯泡L2,两灯均发光,说明灯泡L2与灯座接触不良,导致电路断路。
(3)[4]由图可知,电压表量程选的是0~3V,分度值是0.1V,电压表的读数是1.3V。
(4)[5]本实验“探究串联电路两端的电压和各部分电路电压关系”,故为了达到实验目的,应测量AC两端的电压并记录。
[6]用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多。为使实验结论具有普遍性,应换不同规格的小灯泡,进行多次实验,并记录数据。
20. 物理课上老师将规格为“2.5V 0.3A”的小灯泡L1和“3.8V 0.3A”的小灯泡L2分同时接入串联电路中发现:L2较亮,L1较暗,此时两只灯泡的亮度与其实际功率有什么关系呢?带着这一问题小刚设计了如图所示的电路进行实验。实验器材:规格分别为“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”的小灯泡各一只、电压表、电流表,滑动变阻器、开关和若干导线。请回答下列问题:
序号
I/A
U1/V
U2/V
P1/W
P2/W
实验现象
1
0.20
1.0
1.5
0.20
0.30
L2更亮
2
0.26
1.7
2.5
0.44
0.65
L2更亮
3
0.30
2.5
3.0
0.75
L2更亮
(1)连接电路时断开开关,滑动变阻器滑片要处于阻值______。闭合开关,无论怎样移动滑片,两灯均不发光,电压表V1有示数,电压表V2无示数,电路中出现的故障可能是______;
(2)排除故障后,闭合开关,调节滑片,使电流表的示数分别为0.20A、0.26A和0.30A,记录两电压表的示数并计算出两灯的实际功率填入表中。在第3次实验中小灯泡L2的实际功率为______W;
(3)通过分析上述实验数据可以得出:①在串联电路中,小灯泡分到的实际电压不同是因为______不同。②在串联电路中,小灯泡两端的实际电压越大,它的______也就越大,灯泡发光就越亮。
【答案】 ①. 最大处 ②. 灯泡L1断路 ③. 0.9 ④. 灯泡的电阻 ⑤. 实际功率
【解析】
【详解】(1)[1]为了保护电路,按电路图连接电路时,应先将开关断开,并将变阻器的滑片移至最大值左端。
[2]闭合开关S,发现无论怎样移动变阻器的滑片,灯泡L1、L2均不亮,说明电路可能出现断路,V1有示数,说明V1到电源间是通路;V2无示数,说明V2到电源间有断路,由此可知故障是灯泡L1断路了。
(2)[3]由表格数据知,在第3次实验中,通过小灯泡L2电流为0.30A,此时灯泡L2的实际电压为3.0V,所以小灯泡L2的实际功率为
(3)①[4]在串联电路中,电流处处相等,根据欧姆定律得
小灯泡分到的实际电压不同是因为灯泡电阻不同。
②[5]在串联电路中,电流处处相等,小灯泡两端的实际电压越大,根据
知,它的实际功率也就越大,灯泡发光就越亮。
六、综合应用题(本题共2个小题,共16分。解答时需写出必要的文字说明、计算公式及过程,若只写出计算结果将不得分)
21. 如图所示的电路图,灯泡L标有“3 V 1.5 W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响)。当只有开关S1闭合,滑动变阻器的滑片P在最左端时,灯泡L正常发光;当开关S1闭合,S2断开时,滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数是0.2A。求:
(1)灯泡L的额定电流;
(2)电源电压;
(3)滑动变阻器R的最大阻值。
【答案】(1)0.5A (2)3V (3)18Ω
【解析】
【小问1详解】
已知灯泡L的额定电压,额定功率,根据电功率公式P=UI可得,灯泡L的额定电流
【小问2详解】
当只有开关S1闭合,滑动变阻器的滑片P在最左端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0。此时电路为灯泡L的简单电路,电流表测量通过灯泡的电流。因为灯泡L正常发光,所以灯泡两端的电压等于其额定电压,即
由于此时灯泡直接与电源相连,所以电源电压等于灯泡两端的电压
【小问3详解】
根据可得灯泡的电阻
当开关S1闭合,S2断开时,滑动变阻器的滑片P在中点时,灯泡L与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,示数。根据欧姆定律可得,电路的总电阻
此时滑动变阻器接入电路的电阻为其最大阻值的一半,即
根据串联电路电阻的特点
可得
所以滑动变阻器的最大阻值
22. 2022年6月5日10时44分,我国长征2F运载火箭搭载神舟十四号载人飞船点火升空,飞控中心不断传出播报:“遥测信号正常”、“雷达跟踪信号正常”……地面雷达站密切跟踪,一段时间后,飞船准确进入预定轨道。飞船入轨后,顺利完成入轨状态设置。在17时42分,飞船与天宫空间站成功对接如图。随后,三名航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲进入天和核心舱,开启为期6个月的在轨留驻,开展物资转移、空间站建设等工作。神舟十四号载人飞船的成功发射,为我国空间站全面建成奠定了基础。
请回答下列问题:
(1)这里的“遥测信号”、“雷达跟踪信号”是通过什么传递信息?
(2)飞船与天宫空间站对接,需知道天宫空间站运动的速度。若天宫空间站在1min内运行的路程是420km,则它的平均速度是多少m/s?
(3)航天员在天宫空间站转移实验设备,若某设备在地面的质量是60kg,它在天宫空间站中受到的重力是多少?(天宫空间站所在位置g取8.7N/kg)
(4)太阳能电池板能为天宫空间站提供电能。若太阳能电池板的电功率为P,将光能转化为电能的效率为η,接收太阳光的面积为S。由此推测在时间t内,太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳能E为多少?(P、η、S、t均为已知量)
【答案】(1)电磁波 (2)7×103m/s
(3)522N (4)
【解析】
【详解】(1)电磁波可以在真空中传播,所以“遥测信号”、“雷达跟踪信号”是通过电磁波传递信息的。
(2)根据速度公式得
所以,天宫空间站的平均速度是7×103m/s。
(3)根据G=mg得
则设备在空间站中受到的重力为522N;
(4)由题意可得
W电=Pt=ηES
解得,即太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳能为。
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