内容正文:
贵阳市南明区绿苑中学2024-2025学年度第二学期4月质量监测
九年级物理试卷
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。第7、8题为多项选择题,每小题至少有两项符合题目要求,全选对得3分,选对但不全得1分,选错或不选得0分)
1. 下列所提供的数据中符合实际的是( )
A. 一节新干电池的电压为1.5V
B. 人额头的正常温度是38℃
C. 光在空气中的传播速度为340m/s
D. 对人体安全的电压不高于220V
2. 如图所示,是载有“天问一号”的火箭发射升空时的情景,下列描述正确的是( )
A. 火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象
B. 火箭点火升空过程中是由机械能转化为内能
C. 火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓
D. 燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大
3. 冬季是用电的高峰期,同时也是火灾防范的重点时期。许多火灾事故就是不注意用电安全而导致。为了防患于未然,下列做法安全合理的是( )
A. 将湿衣物覆盖在电热取暖器上 B. 同一插板上使用多个大功率用电器
C. 睡觉时将电热毯整夜通电使用 D. 时常检查家中用电器电源线的状况
4. 某电热水壶有两个开关S1、S2,当水沸腾后壶内积聚了大量水蒸气使S1自动断开,壶停止加热;若壶中没水,壶的温度提高到125oC时S2自动断开(防止干烧功能),壶停止加热。图中能实现上述功能的电路是( )
A. B.
C. D.
5. 下列与磁现象有关的实验中,说法正确的是( )
A. 甲图中磁铁通过磁场对回形针施加力
B. 乙图说明磁场对电流有力的作用
C. 丙图是电磁感应原理的应用
D. 丁图说明了电流具有磁效应
6. 如图是某款电子秤的原理图,表盘由电压表改装而成,当所称量物体的质量增大时( )
A. 电压表的示数增大
B. 电阻R的阻值增大
C. 通过电阻R的电流减小
D. 电阻R消耗的功率增大
7. 如图所示的实验电路,闭合开关后,无论怎样移动滑片小灯泡都不发光,若灯泡或滑动变阻器只有一处发生故障,则能判断出故障元件的办法是(导线各处连接完好)( )
A. 将不发光的小灯泡连同底座一并更换为新的
B. 再次实验用电压表依次替换灯泡和滑动变阻器,观察指针偏转情况
C. 将电流表串联接入电路中,观察指针偏转情况
D. 将电压表逐次并联在灯泡和滑动变阻器两端,观察指针偏转情况
8. 如图所示电路,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,电压表连接在A、B、C三接线点中的某两点之间。闭合开关S后,当滑片P移至某一端时,电流表的示数为0.4A,电压表的示数为8V;再将滑片P移至另一端时,电流表的示数为0.6A,电压表的示数为12V。下列说法正确的是( )
A. 电压表接在A、B两点之间
B. 电源电压为14V
C. 移动滑片P,可以使得R0与R的功率之比为4∶1
D. 移动滑片P的过程中,R0的最大功率为7.2 W
二、填空题(本题共4个小题,每空2分,共10分)
9. “嫦娥四号”探测器在月球执行任务时通过________(选填“电磁波”或“超声波”)把收集的信息传回地球,为我们揭开了月球背面的神秘面纱。
10. 退热贴内部是一种固态的胶状物,在使用过程中胶状物会逐渐消失,这是通过___________(填物态变化名称及吸、放热情况)达到降低体温的目的。
11. 2023年11月26日,冬季横渡长江邀请赛在万州开赛,全国3 000余名水上运动爱好者齐聚平湖万州,挑战自我。运动员下水发现水温比气温高些,主要是因为水的_______大,且放热慢。
12. 如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。
(1)图乙中__________(选填“dc”或“ec”)表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像;
(2)滑片P从b点滑向a点的过程中,该电路消耗的最大总功率与最小总功率之比为__________。
三、作图题(本题共3个小题,每小题2分,共6分)
13. 如图所示实物电路,在原图上只改动一根导线,使电路连接正确,电压表测量灯L2两端的电压。在改动的导线上打“×”,然后重新连接。
14. 如图所示是未完成连接的电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。要求:标出闭合开关后图中小磁针静止时左端磁极名称,滑动变阻器滑片向左端移动,通电螺线管的磁性增强,导线不能交叉。
15. 用两个相同的加热器同时给质量和初温均相等的水和煤油加热,水的温度随时间的变化关系如图所示,已知煤油的比热容是水的一半,且加热过程中物态不变,请在图中画出给煤油加热后温度随时间变化的关系图象.
________
四、简答题(本题共2个小题,每小题3分,共6分)
16. 我国部分地区久旱少雨,饮用水源水位急剧下降,甚至部分水库干涸见底,请你回答:
(1)水库水位下降过程中,水发生了哪种物态变化?
(2)面对如此严重旱情,更该唤起人们的节水意识,请写出两条生活中可采取的节水措施。
17. 如图所示,是小明家中使用的电热炉,电热炉中盘有弹簧状的电热丝,小明想提高电热炉的加热功率,于是取来一段相同的电热丝与该电热丝串联在炉盘中,请判断小明的做法能否增大电热炉的加热功率。
五、实验与科学探究题(本题共3个小题,每小题10分,共30分)
18. 在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中,实验装置如图(甲)所示,将温度计插入试管后,待温度升至50℃左右开始,每隔大约1min记录一次温度,在固体完全熔化后再记录4~5次,根据记录的数据,在方格纸上以纵轴表示温度,横轴表示时间,描点连线,得到如图(乙)所示的该物质熔化时温度随时间变化的图象。
(1)该物质是______(选填“晶体”或“非晶体”),熔化过程持续了______min;
(2)图中C点物体处于______(选填“固态”、“液态”或“固液共存态”);
(3)图中B点物体的内能______(选填“大于”、“小于”或“等于”)图中D点物体的内能;
(4)某同学把试管中的物质换成水,发现无论怎么加热,试管中的水都不会沸腾,请设计一种可以使试管中的水沸腾的方案:____________。(填写一种方案即可)
19. 探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“”字样)、定值电阻4个(、、、),开关一个,导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电流表示数变小;( )
(2)滑片P位于滑动变阻器阻值最大处,闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障原因是电阻R______;
(3)排除故障后,将定值电阻由更换为时,应向______(选填“左”或“右”)适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持3V不变;
(4)图丙是根据实验数据画出的定值电阻的图像,由此可得,当电压一定时,____________;
(5)小静同学继续探究,再次换接的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,都不能使电压表示数达到原来的3V,为了完成这次实验,她采取的措施可行的是( )
A.调高电源电压
B.再串联一个的电阻
C.将电压表改接到滑动变阻器两端
20. 在“测量小灯泡的额定功率”实验中,提供如下实验器材:电源(输出电压恒为6V)、小灯泡L(额定电压为2.5V,电阻约为10Ω)、滑动变阻器(50Ω 1A)、电压表(量程为0~3V和0~15V)、电流表(量程为0~0.6A和0~3A)、开关、导线若干。
(1)按如图甲所示实物电路正确连接后闭合开关S,发现小灯泡不发光,电压表和电流表均无示数。小宁利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在A、E之间和A、F之间时,电压表均有示数;接在C、F之间时,电压表无示数。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,则该故障是_________________(选填“小灯泡开路”“小灯泡短路”或“滑动变阻器开路”)。
(2)排除故障后,小宁看到电压表示数为2 V,此时小灯泡的功率_______(选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率,要使小灯泡正常发光,滑动变阻器的滑片P应向____(选填“A”或“B”)端移动。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是______W。
(3)测出小灯泡的额定功率后,该同学又把小灯泡两端的电压调为额定电压的0.6倍,发现测得的实际功率并不等于其额定功率的0.36倍,请你帮他分析出现这种现象的主要原因是________。
六、综合应用题(本题共2个小题,第21题6分,第22题8分,共14分。解答时需写出必要的计算公式及过程或文字说明,若只写出计算结果将不得分)
21. 如图甲所示是一款集榨汁、加热、保温于一体的破壁机简化电路图。在制作一杯热饮时,首先,仅闭合开关S,电动机工作将原材料粉碎榨汁;随即S自动断开,发热电路(图中虚线框内电路)自动进入加热阶段;当饮料达到设定温度时,发热电路自动转为保温状态。如表格所示是该破壁机的部分参数。
破壁机部分参数
额定电压
220V
加热功率
440W
榨汁功率
88W
保温功率
88W
请你回答下列问题:
(1)若榨汁阶段电动机连续工作5min,求消耗电能是多少J?
(2)当破壁机处于加热阶段时,开关S1、S2应分别处于什么状态?
(3)求电阻R2的阻值是多少Ω?
22. 随着汽车科技的不断进步,混合动力汽车(简称:混动汽车)逐渐受到人们的青睐,目前广泛使用的混动汽车主要部件有:汽油机、蓄电池、电动机等,它们单独或组合向汽车提供动力。混动汽车有串联式和并联式等种类。串联式混动汽车的工作流程如图甲所示,蓄电池可单独向电动机提供电能驱动汽车;汽油机仅带动发电机发电,产生的电能一部分输入电动机驱动汽车,另一部分还能通过发电机向蓄电池充电。并联式混动汽车的工作流程如图乙所示,汽油机和电动机分属两套独立的工作系统,蓄电池通过电动机能单独驱动汽车,汽油机也能直接给汽车提供动力,两套系统还能同时工作驱动汽车。
(1)若某混动汽车匀速行驶10km用时0.2h,则其速度是多少km/h?
(2)若汽油机完全燃烧2kg汽油,释放的热量是多少J?()
(3)如图所示是并联式混动汽车内部结构透视图。若系统提供的动力一定,油箱油量或蓄电池电量是否会影响汽车行驶路程的长短?请结合乙图的工作流程,以其中一套工作系统为例,从能量转化的角度结合功的相关知识分析说明;
(4)若两种方式混动汽车的质量相同,相同部件能量转化的效率相同,油电系统同时工作,蓄电池仅处于放电状态且放电情况相同。请对比甲、乙两图的工作流程分析,在汽车整体输出能量相同的情况下,哪种方式混动汽车的效率低?为什么?
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九年级物理试卷
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。第7、8题为多项选择题,每小题至少有两项符合题目要求,全选对得3分,选对但不全得1分,选错或不选得0分)
1. 下列所提供的数据中符合实际的是( )
A. 一节新干电池的电压为1.5V
B. 人额头的正常温度是38℃
C. 光在空气中的传播速度为340m/s
D. 对人体安全的电压不高于220V
【答案】A
【解析】
【详解】A.干电池作为一种常见化学电源,其标称电势差在国际标准中规定为1.5伏,与日常使用的各类电池参数相符。故A符合题意;
B.人体体表正常温度在36.5摄氏度左右,若达到38摄氏度已属发热状态,不属于健康状态下的正常范围。故B不符合题意;
C.电磁波在空气中的传播速率接近真空中光速,约为每秒30万公里,而340米每秒是声波在15摄氏度空气中的典型速度值。故C不符合题意;
D.国际电工标准规定,对人体不会造成触电危险的电压限值为36伏特以下,民用交流电220伏特远超此安全阈值。故D不符合题意。
故选A。
2. 如图所示,是载有“天问一号”的火箭发射升空时的情景,下列描述正确的是( )
A. 火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象
B. 火箭点火升空过程中是由机械能转化为内能
C. 火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓
D. 燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.火箭发射时,高温的火焰向下喷射,大量的“白气”从发射台底部的大水池中涌出,这些“白气”产生的原因是:水池内的水汽化形成高温的水蒸气,水蒸气遇冷液化形成,故A错误;
B.火箭上升过程中,速度增大、高度增大,则火箭的动能增大,重力势能增大,机械能增大,将燃料的化学能转化为机械能,故B错误;
C.火箭喷出燃气后周围空气温度升高,分子的热运动加剧,故C错误;
D.燃气主要通过热传递使周围的空气温度升高,内能增大,故D正确。
故选D。
3. 冬季是用电的高峰期,同时也是火灾防范的重点时期。许多火灾事故就是不注意用电安全而导致。为了防患于未然,下列做法安全合理的是( )
A. 将湿衣物覆盖在电热取暖器上 B. 同一插板上使用多个大功率用电器
C. 睡觉时将电热毯整夜通电使用 D. 时常检查家中用电器电源线的状况
【答案】D
【解析】
【详解】A.生活用水是导体,湿衣服覆盖在取暖器上,水滴在取暖器上,易造成取暖器内部电路短路,也容易发生火灾或触电事故,故A错误;
B.电路中电流过大的原因有两个:一是短路,二是家中使用用电器的总功率过大,故大功率用电器同时使用时,将会使电路中的电流过大,易引起火灾,故B错误;
C.睡觉时将电热毯整夜通电使用,电热毯产生热量过多,并且不易散失,易引起火灾,故C错误;
D.平时要时常检查家中用电器电源线的状况,及时更换用久的或破损的电源线,防止因漏电发生触电事故,故D正确。
故选D。
4. 某电热水壶有两个开关S1、S2,当水沸腾后壶内积聚了大量水蒸气使S1自动断开,壶停止加热;若壶中没水,壶的温度提高到125oC时S2自动断开(防止干烧功能),壶停止加热。图中能实现上述功能的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】当水沸腾后壶内积聚了大量水蒸气使S1自动断开,壶停止加热;若壶中没水,壶的温度提高到125℃时S2自动断开(防止干烧功能),壶停止加热;则两开关只要有一个断开后都会使壶断开,两开关是串联的,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5. 下列与磁现象有关的实验中,说法正确的是( )
A. 甲图中磁铁通过磁场对回形针施加力
B. 乙图说明磁场对电流有力的作用
C. 丙图是电磁感应原理的应用
D. 丁图说明了电流具有磁效应
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲图中磁铁与回形针不接触,磁铁通过磁场对回形针施加力,故A正确;
B.乙图说明通电导体的周围存在磁场,故B错误;
C.丙图是磁场对电流有力的作用,故C错误;
D.丁图说明了通电导体的部分导线切割磁感线会产生感应电流,故D错误。
故选A。
6. 如图是某款电子秤的原理图,表盘由电压表改装而成,当所称量物体的质量增大时( )
A. 电压表的示数增大
B. 电阻R的阻值增大
C. 通过电阻R的电流减小
D. 电阻R消耗的功率增大
【答案】A
【解析】
【详解】ABC.根据电路图可知,R与串联接入电路中,电压表测量滑动变阻器滑片P上方的电压;当所称量物体的质量增大时,滑片向下移动,由于电压表所在电路相当于断路,所以滑动变阻器接入电路的电阻不变,总电阻大小不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流不变,通过电阻R的电流不变;与电压表并联部分的电阻变大,根据可知,电压表示数增大,故A符合题意,BC不符合题意;
D.电路中的电流不变,电阻R不变,根据可知,R消耗的功率不变,故D不符合题意。
故选A。
7. 如图所示的实验电路,闭合开关后,无论怎样移动滑片小灯泡都不发光,若灯泡或滑动变阻器只有一处发生故障,则能判断出故障元件的办法是(导线各处连接完好)( )
A. 将不发光的小灯泡连同底座一并更换为新的
B. 再次实验用电压表依次替换灯泡和滑动变阻器,观察指针偏转情况
C. 将电流表串联接入电路中,观察指针偏转情况
D. 将电压表逐次并联在灯泡和滑动变阻器两端,观察指针偏转情况
【答案】AB
【解析】
【详解】A.已知灯泡或滑动变阻器只有一处发生故障,将不发光的小灯泡连同底座一并更换为新的,若小灯泡发光,则说明原来的灯泡短路或断路,若小灯泡不发光,则是滑动变阻器断路,所以更换为新的小灯泡和底座,能判断出故障元件,故A符合题意;
B.再次实验用电压表依次替换灯泡和滑动变阻器,有两种情况,一是用电压表替换灯泡时,若电压表有示数,说明电压表与电源连通,则滑动变阻器没有断路,所以是灯泡断路或短路;若电压表无示数,说明电压表与电源不能连通,则滑动变阻器断路;二是用电压表替换滑动变阻器时,若电压表有示数,说明滑动变阻器断路或灯泡短路;若电压表无示数,说明灯泡断路,所以用该方法通过一次或两次替换能判断出故障元件,故B符合题意;
C.将电流表串联接入电路中,若电流表有示数,说明电路是通路,则原因是灯泡短路;若电流表无示数,说明灯泡断路或滑动变阻器断路,所以此时不能判断出到底是哪个元件出现了故障,故C不符合题意;
D.将电压表逐次并联在灯泡和滑动变阻器两端,有两种情况,一是将电压表并联在灯泡两端时,若电压表有示数,说明电压表与电源连通,则原因是灯泡断路,若电压表无示数,说明滑动变阻器断路或灯泡短路;二是将电压表并联在滑动变阻器两端时,若电压表有示数,说明灯泡短路或滑动变阻器断路,若电压表无示数,说明灯泡断路;分析上面现象可知,该方法不能准确判断是灯泡短路还是滑动变阻器断路,所以不能判定出故障元件,故D不符合题意。
故选AB。
8. 如图所示电路,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,电压表连接在A、B、C三接线点中的某两点之间。闭合开关S后,当滑片P移至某一端时,电流表的示数为0.4A,电压表的示数为8V;再将滑片P移至另一端时,电流表的示数为0.6A,电压表的示数为12V。下列说法正确的是( )
A. 电压表接在A、B两点之间
B. 电源电压为14V
C. 移动滑片P,可以使得R0与R的功率之比为4∶1
D. 移动滑片P的过程中,R0的最大功率为7.2 W
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由可知,当电流增大时,R0两端的电压增大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以可知变阻器R两端的电压减小,由题意可知,当电流表的示数从0.4A增加到0.6A时,电压表对应的示数从8V增大到12V,则可知电压表并联在了A、B两点之间(即测定值电阻两端的电压),故A正确;
B.当滑动变阻器阻值为零时,电路的电流最大,最大为0.6A,此时电压表测量电源电压,所以电源的电压为12V,故B错误;
C.定值电阻的阻值为
滑动变阻器的最大电阻为
移动滑动变阻器的滑片,R0与R的功率之比为
因为定值电阻的阻值为20Ω,所以R的阻值为5Ω,在滑动变阻器的阻值范围内,故C正确;
D.当滑动变阻器阻值为零时,电路的电流最大,最大为0.6A,R0的最大功率为,故D正确。
故选ACD。
二、填空题(本题共4个小题,每空2分,共10分)
9. “嫦娥四号”探测器在月球执行任务时通过________(选填“电磁波”或“超声波”)把收集的信息传回地球,为我们揭开了月球背面的神秘面纱。
【答案】电磁波
【解析】
【详解】月球与地球之间是真空环境,声音(超声波)无法在真空中传播,因此不能使用超声波传递信息。电磁波可以在真空中传播,因此“嫦娥四号”通过电磁波与地球进行通信,将收集的月球数据传回地面控制中心。
10. 退热贴内部是一种固态的胶状物,在使用过程中胶状物会逐渐消失,这是通过___________(填物态变化名称及吸、放热情况)达到降低体温的目的。
【答案】升华吸热
【解析】
【详解】退热贴在使用的过程中胶状物会逐渐消失,说明胶状物由固态直接变为了气态,即此过程属于升华,由于升华时从人体吸热,所以,可以达到降低体温的目的。
11. 2023年11月26日,冬季横渡长江邀请赛在万州开赛,全国3 000余名水上运动爱好者齐聚平湖万州,挑战自我。运动员下水发现水温比气温高些,主要是因为水的_______大,且放热慢。
【答案】比热容
【解析】
【11题详解】
冬天,气温下降很快,空气比热容小,散热快,温度迅速降低。水由于比热容大,降温慢,即使外界变冷,水体仍能保持相对较高的温度。所以,虽然天气很冷,但江水温度仍高于气温。
12. 如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。
(1)图乙中__________(选填“dc”或“ec”)表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像;
(2)滑片P从b点滑向a点的过程中,该电路消耗的最大总功率与最小总功率之比为__________。
【答案】 ①. ec ②. 3∶1
【解析】
【详解】(1)[1]由甲图可知,R0与R串联,电压表V1测R0两端的电压,电压表V2测R两端的电压,电流表测电路中的电流,滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中,滑动变阻器R接入电路的阻值变小,电路中的电流变大,根据串联分压原理可知,滑动变阻器两端的电压变小,R0两端的电压变大,所以图乙dc表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图像,ec表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像。
(2)[2]滑片P在a点时,电路中的电阻最小,电流最大,电流,由可知,电路总功率最大,滑片P在b点时,电路中的电阻最大,电流最小,电流,由可知,电路总功率最小,则该电路消耗的最大总功率与最小总功率之比为
三、作图题(本题共3个小题,每小题2分,共6分)
13. 如图所示实物电路,在原图上只改动一根导线,使电路连接正确,电压表测量灯L2两端的电压。在改动的导线上打“×”,然后重新连接。
【答案】
【解析】
【详解】观察电路可知,应将连接L2左端的导线打上“×”,然后将电压表的负接线柱接到L2的左端。这样,电压表就与L2并联,能测量L2两端的电压了。如图所示:
14. 如图所示是未完成连接的电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。要求:标出闭合开关后图中小磁针静止时左端磁极名称,滑动变阻器滑片向左端移动,通电螺线管的磁性增强,导线不能交叉。
【答案】
【解析】
【详解】由图知,电路连接完毕,闭合开关后,电流从螺线管的右端进入,从左端流出。由安培定则知,通电螺线管的左端为N极;根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引知,小磁针的左侧为N极,右侧为S极;在匝数一定时,提高通电螺线管的电流越大,磁性越强。滑片向左端移动后,通电螺线管的磁性增强,说明此时螺线管的电流增大,滑动变阻器接入电路的电阻减小,所以滑动变阻器一定接入左端下面接线柱。如图所示:
15. 用两个相同的加热器同时给质量和初温均相等的水和煤油加热,水的温度随时间的变化关系如图所示,已知煤油的比热容是水的一半,且加热过程中物态不变,请在图中画出给煤油加热后温度随时间变化的关系图象.
________
【答案】见解析
【解析】
【详解】在某一定时间时,利用热量的计算公式分析可以知道,煤油的比热容是水的比热容的一半,温度的变化量是水的温度的变化量的二倍,如图所示:
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四、简答题(本题共2个小题,每小题3分,共6分)
16. 我国部分地区久旱少雨,饮用水源水位急剧下降,甚至部分水库干涸见底,请你回答:
(1)水库水位下降过程中,水发生了哪种物态变化?
(2)面对如此严重旱情,更该唤起人们的节水意识,请写出两条生活中可采取的节水措施。
【答案】(1)水发生了汽化
(2)在日常生活中使用节水洁具
【解析】
【小问1详解】
水库中的水不断吸热发生汽化(蒸发)变成水蒸气从而导致水位下降。
【小问2详解】
节约用水在日常生活中要做到使用节水洁具、随手关闭水龙头、一水多用,例如淘米水浇花等(合理即可)。
17. 如图所示,是小明家中使用的电热炉,电热炉中盘有弹簧状的电热丝,小明想提高电热炉的加热功率,于是取来一段相同的电热丝与该电热丝串联在炉盘中,请判断小明的做法能否增大电热炉的加热功率。
【答案】见详解
【解析】
【详解】由串联电路电阻特点可知,用一段相同的电热丝与该电热丝串联在炉盘中时,电路中的总电阻增大,而电源电压一定,由可知,小明的做法没有增大电热炉的加热功率,而是减小了电热炉的加热功率。
五、实验与科学探究题(本题共3个小题,每小题10分,共30分)
18. 在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中,实验装置如图(甲)所示,将温度计插入试管后,待温度升至50℃左右开始,每隔大约1min记录一次温度,在固体完全熔化后再记录4~5次,根据记录的数据,在方格纸上以纵轴表示温度,横轴表示时间,描点连线,得到如图(乙)所示的该物质熔化时温度随时间变化的图象。
(1)该物质是______(选填“晶体”或“非晶体”),熔化过程持续了______min;
(2)图中C点物体处于______(选填“固态”、“液态”或“固液共存态”);
(3)图中B点物体的内能______(选填“大于”、“小于”或“等于”)图中D点物体的内能;
(4)某同学把试管中的物质换成水,发现无论怎么加热,试管中的水都不会沸腾,请设计一种可以使试管中的水沸腾的方案:____________。(填写一种方案即可)
【答案】 ①. 晶体 ②. 3 ③. 固液共存态 ④. 小于 ⑤. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1][2]由图乙可知,2-5min内,吸收热量,温度不变,所以该物质为晶体,熔化的时间为
5min-2min=3min
(2)[3]图中C点在熔化过程中,处于固液共存状态。
(3)[4]BD段的物质处于熔化过程中,不断吸热,内能增加,温度不变,故物体在B点时具有的内能小于在D点时的内能。
(4)[5]可以给烧杯上面加一个盖,这样烧杯水面上方气压高,水的沸点高,使试管中的水沸腾。
19. 探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“”字样)、定值电阻4个(、、、),开关一个,导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电流表示数变小;( )
(2)滑片P位于滑动变阻器阻值最大处,闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障原因是电阻R______;
(3)排除故障后,将定值电阻由更换为时,应向______(选填“左”或“右”)适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持3V不变;
(4)图丙是根据实验数据画出的定值电阻的图像,由此可得,当电压一定时,____________;
(5)小静同学继续探究,再次换接的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,都不能使电压表示数达到原来的3V,为了完成这次实验,她采取的措施可行的是( )
A.调高电源电压
B.再串联一个的电阻
C.将电压表改接到滑动变阻器两端
【答案】 ①. ②. 短路 ③. 右 ④. 通过导体的电流与导体电阻成反比 ⑤. B
【解析】
【详解】(1)[1]根据滑片P向右移动时电流表示数变小可知,滑动变阻器电阻变大,滑动变阻器应接入左下接线柱,如图
(2)[2]电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,证明与之并联的定值电阻R短路。
(3)[3]探究电流与电阻的关系,应控制定值电阻两端的电压不变;根据串联分压可知,当定值电阻换用较大时,为使其两端电压不变,应增大滑动变阻器的阻值,由题图可知,滑片向右移动。
(4)[4]由图丙可知,电阻增大为原来的几倍,电流减小为原来的几分之一,二者的乘积保持不变,因而可以得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体电阻成反比,
(5)[5]根据串联分压可知,当换用50Ω的定值电阻后,滑动变阻器的阻值应为
滑动变阻器的最大阻值为20Ω,小于实际需要的值;因此为了完成这次实验,她采取的措施可行的是:
A.如果电源电压可调,也可降低电源电压,使滑动变阻器分得的电压减小,所需滑动变阻器的阻值减小,故A不符合题意;
B.换用较大阻值的滑动变阻器,或者串联一个阻值大于5Ω的定值电阻,故B符合题意;
C.把电压表改接在滑动变阻器两端,如果电源电压低于4.5V,或由于导线、电源的电阻分压,使得测量结果不准确,故C不符合题意。
故选B。
20. 在“测量小灯泡的额定功率”实验中,提供如下实验器材:电源(输出电压恒为6V)、小灯泡L(额定电压为2.5V,电阻约为10Ω)、滑动变阻器(50Ω 1A)、电压表(量程为0~3V和0~15V)、电流表(量程为0~0.6A和0~3A)、开关、导线若干。
(1)按如图甲所示实物电路正确连接后闭合开关S,发现小灯泡不发光,电压表和电流表均无示数。小宁利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在A、E之间和A、F之间时,电压表均有示数;接在C、F之间时,电压表无示数。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,则该故障是_________________(选填“小灯泡开路”“小灯泡短路”或“滑动变阻器开路”)。
(2)排除故障后,小宁看到电压表示数为2 V,此时小灯泡的功率_______(选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率,要使小灯泡正常发光,滑动变阻器的滑片P应向____(选填“A”或“B”)端移动。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是______W。
(3)测出小灯泡的额定功率后,该同学又把小灯泡两端的电压调为额定电压的0.6倍,发现测得的实际功率并不等于其额定功率的0.36倍,请你帮他分析出现这种现象的主要原因是________。
【答案】(1)滑动变阻器开路
(2) ①. 小于 ②. A ③. 0.65##
(3)小灯泡的电阻随温度的变化而变化
【解析】
【小问1详解】
把电压表分别接在A、E之间时,电压表有示数,则A-电源-开关-电压表组成的电路为通路,而接在A、F之间时,电压表也有示数;则A-电源-开关-灯-电压表组成的电路为通路;又因为连接在C、F之间时,电压表无示数,则可确定故障为滑动变阻器开路。
【小问2详解】
[1]排除故障后,小宁看到电压表示数为2V,而灯的额定电压为2.5V,故此时小灯泡的功率小于小灯泡的额定功率。
[2]欲使小灯泡正常发光,则小灯泡两端电压应为额定电压,根据串联电路电压的规律,故应减小变阻器的电压,由串联分压原理可知,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向A移动,直到电压表示数为额定电压。
[3]当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,因为电流表选用小量程,分度值为0.02A,故电流,则小灯泡的额定功率
【小问3详解】
由知,当电压为额定电压的0.6倍时,实际功率应等于其额定功率的0.36倍,而小灯泡的电阻是随温度的变化而变化的,因此在实际操作中无法得到这个结果。
六、综合应用题(本题共2个小题,第21题6分,第22题8分,共14分。解答时需写出必要的计算公式及过程或文字说明,若只写出计算结果将不得分)
21. 如图甲所示是一款集榨汁、加热、保温于一体的破壁机简化电路图。在制作一杯热饮时,首先,仅闭合开关S,电动机工作将原材料粉碎榨汁;随即S自动断开,发热电路(图中虚线框内电路)自动进入加热阶段;当饮料达到设定温度时,发热电路自动转为保温状态。如表格所示是该破壁机的部分参数。
破壁机部分参数
额定电压
220V
加热功率
440W
榨汁功率
88W
保温功率
88W
请你回答下列问题:
(1)若榨汁阶段电动机连续工作5min,求消耗电能是多少J?
(2)当破壁机处于加热阶段时,开关S1、S2应分别处于什么状态?
(3)求电阻R2的阻值是多少Ω?
【答案】(1)2.64×104J;(2)应均闭合;(3)440Ω
【解析】
【详解】解:(1)已知破壁机的榨汁功率为P榨汁=88W,工作时间为t=5min=300s,其消耗的电能
W=P榨汁t=88W×5×60s=2.64×104J
(2)由电路图可知,仅S闭合时,破壁机处于榨汁状态,加热电阻都不工作;S断开,停止榨汁;只S1闭合,电阻R1、R2串联,电路中总电阻最大,由可知总功率最小,处于保温挡;S2、S1同时闭合,只有R1工作,电路中的电阻最小,由可知总功率最大,处于加热挡;故处于加热挡时,只有R1工作,S2、S1均闭合。
(3)处于加热挡时,只有R1工作,由可得R1的阻值
处于保温挡时,R1、R2串联,则电路的总电阻
根据电阻的串联规律可得R2的阻值
R2=R总-R1=550Ω-110Ω=440Ω
答:(1)若榨汁阶段电动机连续工作5min,求消耗电能是2.64×104J;
(2)当破壁机处于加热阶段时,开关S1、S2应均闭合;
(3)电阻R2的阻值是440Ω。
22. 随着汽车科技的不断进步,混合动力汽车(简称:混动汽车)逐渐受到人们的青睐,目前广泛使用的混动汽车主要部件有:汽油机、蓄电池、电动机等,它们单独或组合向汽车提供动力。混动汽车有串联式和并联式等种类。串联式混动汽车的工作流程如图甲所示,蓄电池可单独向电动机提供电能驱动汽车;汽油机仅带动发电机发电,产生的电能一部分输入电动机驱动汽车,另一部分还能通过发电机向蓄电池充电。并联式混动汽车的工作流程如图乙所示,汽油机和电动机分属两套独立的工作系统,蓄电池通过电动机能单独驱动汽车,汽油机也能直接给汽车提供动力,两套系统还能同时工作驱动汽车。
(1)若某混动汽车匀速行驶10km用时0.2h,则其速度是多少km/h?
(2)若汽油机完全燃烧2kg汽油,释放的热量是多少J?()
(3)如图所示是并联式混动汽车内部结构透视图。若系统提供的动力一定,油箱油量或蓄电池电量是否会影响汽车行驶路程的长短?请结合乙图的工作流程,以其中一套工作系统为例,从能量转化的角度结合功的相关知识分析说明;
(4)若两种方式混动汽车的质量相同,相同部件能量转化的效率相同,油电系统同时工作,蓄电池仅处于放电状态且放电情况相同。请对比甲、乙两图的工作流程分析,在汽车整体输出能量相同的情况下,哪种方式混动汽车的效率低?为什么?
【答案】(1)50km/h
(2)9.2×107J
(3)油箱的油量或蓄电池的电量通过能量转化变为汽车所做的功,油量或电量越多,做的功就越多,通过公式W=FsW=Fs可知,F一定的情况下,W越多,s就越大,所以会影响
(4)串联式混动汽车的效率低,因为在混动汽车质量相同,转化效率相同情况下,并联式和串联式都有蓄电池到电动机再到提供动力,这一部分转化效率相同,但是串联式在汽油机方面比并联式多了些步骤,它是先到发电机再到电动机再提供动力,而并联式是汽油机直接提供动力,所以串联式在能量转化方面损耗更多,效率较低
【解析】
【详解】解:(1)由可知,其速度为
(2)汽油释放的热量为
(3)油箱的油量或蓄电池的电量通过能量转化变为汽车所做的功,油量或电量越多,做的功就越多,通过公式可知,F一定的情况下,W越多,s就越大,所以会影响。
(4)串联式混动汽车的效率低,因为在混动汽车质量相同,转化效率相同情况下,并联式和串联式都有蓄电池到电动机再到提供动力,这一部分转化效率相同,但是串联式在汽油机方面比并联式多了些步骤,它是先到发电机再到电动机再提供动力,而并联式是汽油机直接提供动力,所以串联式在能量转化方面损耗更多,效率较低。
答:(1)若某混动汽车匀速行驶10km用时0.2h,则其速度是多少50km/h;
(2)若汽油机完全燃烧2kg汽油,释放的热量是9.2×107J;
(3)见解析;
(4)见解析。
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