山东省临沂市2025-2026学年九年级上学期期末物理自测模拟练习卷(四)
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内容正文:
山东省临沂市2025-2026学年九年级上学期期末物理自测模拟卷(四)
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题,满分30分,每小题2分)
1.(2分)自热小火锅深受大众欢迎,将自热小火锅中的发热包放到水中,会放出大量的热,从而加热食物。下列说法正确的是( )
A.加热时,温度从发热包传递给食物
B.食物和水的温度相同时,内能不一定相等
C.被加热的食物吸收热量后自身所含热量增大
D.发热材料消耗殆尽后,因为水的比热容比较大,温度降得快
答案:B
【解析】解:A、加热时,发热包将热量传递给盒中的水,再传递给食物,而不是温度,故A错误;
B、内能与物体的温度、质量、状态等有关,只知道温度高低,不能判断内能的大小,热传递停止,他们内能不一定相等,故B正确;
C、热量是过程量,不能说食物所含热量,故C错误;
D、发热材料消耗殆尽后,因为水的比热容比较大,温度降得慢,故D错误。
故选:B。
2.(2分)能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱,下列说法正确的是( )
A.核电站是利用核聚变释放能量
B.紫外线和红外线不属于电磁波
C.半导体是制成芯片的主要材料之一
D.太阳能、水能和天然气都属于可再生能源
答案:C
【解析】解:A、核电站的工作原理是利用核裂变反应释放能量来发电,核聚变目前难以实现可控并用于大规模发电,故A错误。
B、电磁波包含无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等,紫外线和红外线都属于电磁波,故B错误。
C、半导体材料具有独特的电学特性,是制作芯片的主要材料之一,故C正确。
D、可再生能源是能在自然界中源源不断得到补充的能源;天然气是化石能源,形成周期极长,属于不可再生能源,太阳能和水能属于可再生能源,故D错误。
故选:C。
3.(2分)生活处处有物理,留心观察皆学问。对以下现象解释正确的是( )
A.初冬季节,在家里洗澡时发现房间里充满“白气”,这些“白气”是水蒸气
B.在夏季的早晨看到足球场里的草叶上挂满了露珠,这是熔化现象
C.把冰箱里的冻豆腐取出,冰化后,豆腐里有许多小孔,因为豆腐里的水先遇冷结冰,后又熔化成水形成的
D.放在衣橱里的樟脑丸,时间久了会明显变小,是因为樟脑丸蒸发为气体跑掉了
答案:C
【解析】解:A、“白气”是水蒸气液化形成的小水滴,故A错误;
B、露珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故B错误;
C、豆腐中的水分,放入冰箱后遇冷凝固成冰,将豆腐取出后,冰吸收热量,熔化成水,导致豆腐里出现很多的小孔,故C正确;
D、樟脑丸变小了,是发生了升华现象,故D错误。
故选:C。
4.(2分)为了提高旅客的乘车通行效率,无锡火车站实施“验检合一”,乘客通过检票处“一道闸”,当身份信息和人脸信息都符合时(相当于闭合开关),电动机转动,打开闸门直达站台,下列电路设计符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
答案:A
【解析】解:根据题意可知,只有两个开关都闭合的情况下,电动机才工作,这说明两个开关相互影响,是串联的关系,然后与电动机串联,故A正确。
故选:A。
5.(2分)如图所示电路,先闭合开关S1、再闭合S2,下列分析正确的是( )
A.先闭合S1,再闭合S2时,A2示数会不变
B.只闭合S1时,只有一个灯亮和一个电流表有示数
C.两个开关都闭合时,若L1短路,L2依然能够发光
D.两个开关都闭合时,若L2断路,则两电流表均有示数且示数相等
答案:B
【解析】A.先闭合S1再闭合S2时,A2先测L1单独工作时的电流,后测L1和L2并联的总电流,由于并联电路各支路互不影响,闭合S2后通过L1的电流不变,工作电路增加了L2所在支路,则A2示数会变大,故A错误;
B.只闭合S1时,S2断开,L2所在的支路断路,L2不亮,A1无示数;电路为L1的简单电路,电流表A2测通过L1的电流,所以L1会亮,电流表A2有示数,故B正确;
C.两个开关都闭合时,L1和L2并联,若L1短路,相当于用一根导线将并联电路的两端直接连接起来,这会导致电源短路,与L1并联的L2也被短路,L2两端电压为零,不会发光,故C错误;
D.两个开关都闭合时,若L2断路,则L2所在的支路没有电流通过,电流表A1测通过L2的电流,A1没有示数;电路为L1的简单电路,电流表A2测通过L1的电流;电流只通过L1所在的支路,只有A2有示数,故D错误。
故选:B。
6.(2分)如图所示,下列对于图片中所描述的物理过程的分析正确的是( )
A.图甲,丝绸摩擦的玻璃棒带正电荷,是摩擦起电现象并创造了电荷
B.图乙,用带负电荷的橡胶棒a去接触不带电的金属球b时,两箔片因异种电荷相互排斥而张开
C.图丙,验电器A带正电,相同的验电器B不带电。图中是用带有绝缘手柄的金属棒将验电器A与验电器B连接起来的瞬间金属棒中的电流方向是从B到A
D.图丁,开始加热时灯泡不亮;加热到红炽状态时灯泡发光;实验说明导体和绝缘体一定条件可相互转化
答案:D
【解析】解:A.丝绸与玻璃棒摩擦,玻璃棒中电子转移到丝绸上,玻璃棒由于失去电子而带正电,摩擦起电不是创造了电荷,而是电子的转移,故A错误;
B.根据验电器的结构特点可知,验电器的工作原理是同种电荷互相排斥,故B错误;
C.用带有绝缘手柄的金属棒将验电器A与验电器B连接起来的瞬间,因为验电器A带正电,验电器B不带电,所以一部分自由电子从B验电器转移到A验电器,所以金属棒中的电流方向是从A到B,故C错误;
D.图丁,开始加热时灯泡不亮;加热到红炽状态时灯泡发光;实验说明导体和绝缘体一定条件可相互转化,因为常温下玻璃是绝缘体,所以开始加热时灯泡不亮,加热到红炽状态时灯泡发光,说明玻璃变为导体,说明导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化,故D正确。
故选:D。
7.(2分)小明家新购入一盆盆栽,盆栽底部有永磁体,底座内装有电磁铁,底座通电后能使盆栽悬浮在空中。下列说法正确的是( )
A.底座通电后能产生磁感线
B.底座周围的磁场分布是均匀的
C.盆栽悬浮的原理是同名磁极相互吸引
D.增大底座内电磁铁的电流,盆栽的高度会上升
答案:D
【解析】解:A.通电导体周围存在磁场,底座通电后能产生磁场,但磁感线是假想的,不存在,故A错误;
B.电磁铁和永磁体一样,磁场分布是不均匀的,存在磁性最强的两个磁极,故B错误;
C.磁极间存在相互作用,同名磁极相互排斥,盆栽悬浮说明受到排斥力,故C错误;
D.电磁铁磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关,增大底座内电磁铁的电流,电磁铁磁性增大,盆栽的高度会上升,故D正确。
故选:D。
8.(2分)下列情境中,说法正确的是( )
A.电动自行车锂电池放电时将化学能转化为电能
B.电阻箱阻值为209.8Ω
C.闭合开关,左侧小鸟会触电
D.手指上小小的芯片都是由超导体材料制成
答案:A
【解析】解:A、电动自行车锂电池放电时将化学能转化为电能,故A正确;
B、电阻箱的示数:R=2×1000Ω+0×100Ω+9×10Ω+8×1Ω=2098Ω,故B错误;
C、闭合开关,左侧小鸟的两脚在同一根电线上,两点之间没有电压,没有电流流过,左侧鸟不会触电;右侧小鸟的两脚分别接触了电灯的两端(并联),有一定的电压,有电流流过小鸟身上,则会触电,故C错误;
D、手指上小小的芯片都是由半导体材料制成,故D错误。
故选:A。
9.(2分)2025年春晚的舞台上,一群机器人伴随着音乐翩翩起舞,动作整齐划一,令人惊叹。这些机器人能够灵活运动,主要依赖于内部安装的电动机。下列关于电动机的说法中,正确的是( )
A.电动机的工作原理是电磁感应
B.电动机的转动速度与电流大小无关
C.电动机工作时,将电能主要转化为机械能
D.改变电动机中电流的方向,其转动方向不会改变
答案:C
【解析】解:A、电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动,故A错误;
B、电动机的转动速度与电流大小有关,故B错误;
C、电动机工作时,将电能主要转化为机械能,故C正确;
D、改变电动机中电流的方向,其转动方向会改变,故D错误;
故选:C。
10.(2分)如图所示实验装置,弹簧测力计下面挂着条形磁铁,下端为N极,螺线管中插有铁芯。现开关S拨在触点②位置且电流表示数为I,要使弹簧测力计的示数变大,下列操作方法正确的是( )
(1)开关S位置不动,将铁芯从螺线管中取出
(2)开关S位置不动,将滑片P向a端滑动
(3)开关S位置不动,将条形磁铁N、S极颠倒
(4)将开关S拨到①位置,并通过调节仍使电流表示数为I
(5)将开关S拨到③位置,并通过调节仍使电流表示数为I
A.只有(1)(3)正确
B.只有(2)(4)正确
C.只有(3)(5)正确
D.只有(1)(2)(3)(5)正确
答案:D
【解析】解:根据螺线管中的电流方向和安培定则可知,通电螺线管的上端为N极,因为弹簧测力计下面挂着条形磁铁的下端为N极,所以同名磁极会相互排斥;
(1)开关S位置不动,将铁芯从螺线管中取出,则电磁铁的磁性减弱,造成电磁铁对条形磁铁的排斥力减小,则测力计的示数增大,故(1)正确。
(2)开关S位置不动,将滑片P向a端滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路中的电流减小,从而导致了电磁铁的磁性减弱,造成电磁铁对磁铁的排斥力减小,测力计的示数增大,故(2)正确;
(3)开关S位置不动,将条形磁铁N、S极颠倒,根据安培定则可知,通电螺线管的上端为S极,与条形磁铁的N极相互吸引,则弹簧测力计的示数增大,故(3)正确;
(4)将开关S拨到①位置,并通过调节仍使电流表示数为I,虽然通过电磁铁的电流不变,但电磁铁的线圈匝数增加,所以电磁铁的磁性增强,从而造成电磁铁对磁铁的排斥力增大,测力计的示数减小,故(4)错误;
(5)将开关S拨到③位置,并通过调节仍使电流表示数为I,电磁铁的线圈匝数减小,所以电磁铁的磁性减弱,从而造成电磁铁对磁铁的排斥力减小,测力计的示数增大,故(5)正确。
综合分析(1)(2)(3)(5)正确。
故选:D。
11.(2分)如图为小雪家里的配电系统部分电路示意图,下列说法正确的是( )
A.电灯和插座是串联的
B.若只有电灯和插座不能工作,可能是ab或cd间发生了断路
C.若干路空气开关“跳闸”,一定是电路发生了短路
D.若检修电灯时发生触电事故,漏电保护器就会切断电路
答案:B
【解析】解:
A.家庭电路中,电灯和插座为并联连接,确保各用电器独立工作,故A不符合题意;
B.若ab或cd间发生了断路,只有电灯和插座处于断路状态,不能工作,空调所在支路仍能工作,故B符合题意;
C.若干路空气开关“跳闸”,可能是电路发生了短路,也可能是电路总功率过大造成的,故C不符合题意;
D.由图可知,电灯与插座并联,若检修电灯时发生触电事故,与插座串联的漏电保护器不会切断电路,故D不符合题意。
故选:B。
12.(2分)空气质量直接影响人们的健康和生活品质。空气质量指数是环境监测的重要指标,某种空气质量监测仪的工作电路如图甲所示。已知电源电压U=18V,电压表量程为0~15V,定值电阻R0的阻值为120Ω,气敏电阻R的阻值与空气质量指数A的关系如图乙所示,空气质量等级与空气质量指数A对应如下表,则下列说法正确的是( )
空气质量等级与空气质量指数A对应表
空气质量指数A
0﹣50
51﹣100
101﹣150
151﹣200
201﹣300
>300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
A.空气污染越严重,气敏电阻R的阻值越大
B.当电压表示数为8V时,气敏电阻R的阻值为96Ω
C.当电压表示数为8V时,空气质量等级为轻度污染
D.若换用阻值更大的R0,则监测仪的测量范围变小
答案:D
【解析】解:A、通过观察表格和图像可以看出,空气污染越严重,空气质量指数A越大,气敏电阻的阻值越小,故A错误;
B、由电路图甲,定值电阻R0与气敏电阻R串联,电压表测量定值电阻R0两端电压,根据串联电路电压规律可得此时气敏电阻R两端电压为:
UR=U﹣U0=18V﹣8V=10V;
根据串联电路电流处处相等结合欧姆定律可得:;
所以气敏电阻的阻值为:,故B错误;
C、通过B选项计算,当电压表示数为8V时,气敏电阻的阻值是150Ω,大于120Ω,空气质量指数小于50,则空气质量等级应该是优,故C错误;
D、电路中R0与R串联,根据串联电路分压原理,气敏电阻R的阻值越小,R的电压越小,R0两端电压越大。受电压表量程的限制,R0两端电压最大可取15V,气敏电阻R两端的最小电压3V。R0两端电压与R两端电压之比最大值5:1,所以R0与R的电阻之比最大值5:1。当R0的阻值变大时,R的阻值也随之变大。由图像可以看出,R的阻值变大,空气质量指数会变小,由表格中信息可以看出,空气质量指数变小,检测仪的测量范围变小,故D正确。
故选:D。
13.(2分)学校的饮水机上有两条提示语:“注意水温,谨防烫伤”和“节约用电,弘扬美德”。小明画出了饮水机电路示意图,如图﹣1所示,电阻R1=1210Ω,加热时总功率为840W。线圈内阻不计,Rt为热敏电阻,其阻值随温度的升高而降低,控制电路电源电压恒为3V,当电流达到0.02A时衔铁被吸合。以下说法正确的是( )
A.衔铁被吸合时,饮水机处于加热状态
B.R2的阻值为65Ω
C.要调高设定的最高水温,需要将滑动变阻器的滑片向右移
D.根据图﹣2中电能表参数,饮水机处于加热状态时,经过10min,电能表指示灯闪烁35次
答案:C
【解析】解:A、由图﹣1可知,衔铁释放时,R1、R2并联,根据并联电路特点可知,此时电路的总电阻最小,由P可知,电路的总功率最大,饮水机处于加热状态;
衔铁被吸合时,只有R1工作,电路的总电阻最大,总功率最小,饮水机处于保温状态,故A错误;
B、R1的电功率:P1400W,
加热状态时R2的电功率:P2=P加热﹣P1=840W﹣400W=440W,
由P可知,R2的阻值:R2110Ω,故B错误;
C、将设定温度调高,热敏电阻的阻值减小,衔铁被吸合时控制电路中的电流大小不变、电源电压不变,需要增大滑动变阻器连入电路的电阻,滑动变阻器的滑片应该向右移动,故C正确;
D、饮水机处于加热状态时,经过10min消耗的电能:W=P加热t=840W×10×60s=5.04×105J=0.14kW•h,
图﹣2中2500imp/kW•h表示电路中每消耗1kW•h电能,电能表的指示灯闪烁2500次,
则饮水机加热状态工作10min,指示灯闪烁的次数:n=NW=2500imp/kW•h×0.14kW•h=350次,故D错误。
故选:C。
14.(2分)如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图象,下列说法中正确的是( )
A.电阻甲和乙都可以用来探究电流与电压的关系
B.当电阻甲两端电压为0V时其电阻为0Ω
C.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,电源电压为3V
D.当甲、乙并联在2V电压下,干路上的电流为0.4A
答案:C
【解析】解:A.由图像可知,电阻甲的U﹣I图象是一条直线,电阻甲是阻值不变的电阻;电阻乙的U﹣I图象是一条曲线,电阻乙是阻值变化的电阻,根据控制变量法知,探究电流与电压的关系,必须控制电阻不变,故乙不可用,故A错误;
B.由图像可知,甲的电阻是定值,且不等于0,根据电阻是导体的属性,电阻与电压无关,电压为0时,电阻不为0;故B错误;
C.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,由图可知,甲两端电压为1V,乙两端电压为2V,根据串联总电阻等于各部分电压之和,总电压为3V,故C正确;
D.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,由图可知,通过甲的电流为0.4A,通过乙的电流为0.2A,利用并联电路的电流关系可知干路电流为I干=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,故D错误。
故选:C。
15.(2分)图甲中,电源电压恒定、电流表(0∼0.6A)、电压表(0∼3V)、滑动变阻器上标有“24Ω 1A”字样,小灯泡L的额定电压为4V。在元件安全情况下,使滑片P移动范围最大,得到灯泡和滑动变阻器的I﹣U图像如图乙,在滑片P移动过程中电路的最大总功率为2.25W,则以下结论中正确的有( )
①电源电压为7.5V
②小灯泡L的额定功率为2W
③滑动变阻器阻值变化范围为1∼12Ω
④小灯泡L的额定功率为1.2W
A.③④ B.②③ C.①② D.①④
答案:C
【解析】解:由图甲可知,小灯泡和滑动变阻器串联,
由图乙可知,随电压的增大电流变小的曲线为滑动变阻器的图像,随电压增大,电流增大的曲线是小灯泡的图像;
电路最小的电流Imin=0.25A,ULmin=1.5V,若电路电流最小时滑动变阻器全部接入,根据欧姆定律得:UP=Imin×RPmax=0.25A×24Ω=6V,
UP>UV,所以UPmax=UVmax=3V,
U源=ULmin+UPmax=1.5V+3V=4.5V,故①错误;
当小灯泡达到额定电压时,电路电流最大,根据电功率公式得:,
PL额=U额Imax=4V×0.5A=2W,故②正确,④错误;
UPmin=U源﹣U额=4.5V﹣4V=0.5V,
由欧姆定律得变阻器的最小阻值:,
所以滑动变阻器变化范围为1Ω~12Ω,故③正确。
故选:B。
二.填空题(共5小题,满分16分)
16.(2分)汽车GPS导航仪与通信卫星之间通过 电磁 波来传递信息;有些汽车以天然气为燃料,天然气是 不可再生 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
答案:电磁;不可再生。
【解析】解:汽车GPS导航仪与通信卫星之间通过电磁波来传递信息;天然气短期内不能够从自然界源源不断得到补充,属于不可再生能源。
故答案为:电磁;不可再生。
17.(2分)如图所示,小磁针静止在通电螺线管右侧,请根据图中磁感线的方向,判断小磁针右端为 S 极(选填“N”或“S”),电源左端为 + (选填“+”或“﹣”)极。
答案:S;+。
【解析】解:根据磁感线的方向,在磁体外部磁感线从N极出发回到S极,所以通电螺线管的左端为N 极,右端为S极。根据磁极间的相互作用(异名磁极相互吸引),小磁针的左端会被螺线管的S极吸引,即左端为N极,因此小磁针右端为S极。再用安培定则(右手螺旋定则):右手握住螺线管,大拇指指向螺线管的N极,四指弯曲的方向为电流的方向,可判断电流从螺线管的左端流入、右端流出,因此电源左端为+(正)极。
故答案为:S;+。
18.(2分)如图是一款能发电的魔方充电器,转动魔方时,是根据 电磁感应 (选填“电流的磁效应”“电磁感应”或“通电导体在磁场中受力”)现象发电的,产生的电能储存于魔方内。魔方还能通过USB端口给移动设备充电,给移动设备充电时,魔方相当于电路中的 电源 。
答案:电磁感应;电源。
【解析】解:转动魔方时可以发电,魔方的转动消耗了机械能,获得了电能,是将机械能转化为电能,是根据电磁感应现象发电的。
魔方给移动设备充电时,魔方提供电能,相当于电路中的电源。
故答案为:电磁感应;电源。
19.(4分)某同学用一种发热均匀的加热器将质量为0.5kg的冰持续加热熔化,记录并绘制出如图所示的温度﹣时间图像,分析图像可知,C点时物质的内能 大于 (选填“大于”“等于”或“小于”)B点时物质的内能,cAB:cCD= 1:2 ,BC段物质所吸收的热量为 1.68×105 J。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)];若将CD段物质倒掉一半,比热容将 不变 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
答案:大于;1:2;1.68×105;不变。
【解析】解:(1)由温度﹣时间图像可知,该物质的熔化图像中BC段呈水平,说明有固定的熔点,属于晶体;虽然在熔化过程中在B点时和在C点时的温度并没有升高,但它一直在吸收热量,所以,该物质C点时的内能大于在B点时的内能;
(2)在整个过程中冰与水的质量相等,用相同的加热器加热,在相等时间内吸收的热量相等;
设在1min内吸收的热量为Q,由图知道,AB段的加热时间为5min,升高的温度为20℃,则吸收的热量5Q=cABmΔtAB,
CD段的加热时间为10min,升高的温度为20℃,则吸收的热量10Q=cCDmΔtCD,
联立以上两式可知,即;
(3)CD段的加热时间为10min,CD段物质吸收的热量,
BC段的加热时间为40min,吸收的热量:;
(4)比热容为物质的一种特性,与物质的种类和状态有关,与物质的质量无关,若将CD段物质倒掉一半,质量减小,但比热容将不变。
故答案为:大于;1:2;1.68×105;不变。
20.(6分)随着人民生活品质的显著提升,汽车逐步走进寻常百姓家。小乐的爸爸最近也购买了一辆汽车,通过观察,小乐发现汽车上的许多部件都用到了物理知识。
(1)汽车的发动机是四冲程汽油机,图甲冲程可将 内 能转化为 机械 能。
(2)当四冲程汽油机的转速为3000r/min时,在1s内汽油机对外做功的次数是 25 次。
(3)汽车在行驶过程中,很多部位会发热,如:①水箱中的水变热;②刹车片发热;③发动机外壳发烫;④轮胎发热。其中属于通过做功改变内能的 ②④ 。(填序号)
(4)小乐通过上网查到了这种汽车的输出功率与转速的关系如图乙所示。小乐又向爸爸询问了一些实测数据:汽车行驶的路况好,平均车速为100km/h,发动机转速为2000r/min,平均油耗为9L/100km,由图乙中数据,分析这辆汽车在这种状态下行驶时,每小时对外所做的有用功为 1.08×108 J,汽油机的效率是 32.6 %(结果保留一位小数)。(已知汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.8×103kg/m3)
答案:(1)内;机械;(2)25;(3)②④;(4)1.08×108;32.6%。
【解析】解:(1)汽油机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程,两气门关闭,活塞下行,是做功冲程将内能转化为机械能,向外提供动力;
(2)飞轮转速是3000r/min=50r/s,因一个工作循环飞轮转2圈,做功一次,所以每秒可以做功25次;
(3)①水箱中的水变热,是发动机放出的热量传递给水箱中的水,使水的内能增大、温度升高,是通过热传递改变物体的内能;
②刹车片发热,是刹车片克服摩擦做功,使刹车片的内能增加、温度升高,是通过做功途径改变物体内能;
③发动机发烫,是发动机内部放出的热量传递到发动机外壳,使外壳的内能增加、温度升高,是通过热传递改变物体的内能;
④轮胎在发热,是轮胎克服摩擦做功,使轮胎的内能增加、温度升高,是通过做功途径改变物体内能;。
故选:②④;
(4)由这种轿车的输出功率与转速的关系曲线可知:发动机转速为2000r/min时,其输出功率约为30kW,
每小时对外所做的有用功:
W=Pt=30×103W×3600s=1.08×108J;
平均车速为100km/h,则1h行驶的路程为100km,
行驶100km消耗的汽油是9L=9dm3=9×10﹣3m3,则这些汽油完全燃烧释放的热量:
Q=mq=ρVq=0.8×103kg/m3×9×10﹣3m3×4.6×107J/kg=3.312×108J,
发动机的效率:
η100%100%≈32.6%。
故答案为:(1)内;机械;(2)25;(3)②④;(4)1.08×108;32.6%。
三.实验探究题(共5小题,满分31分)
21.(6分)如图甲所示,是小蕊同学探究“水沸腾时温度变化特点”的实验装置。
(1)图甲的实验装置,安装时应按照 由下到上 (选填“由上到下”或“由下到上”)的顺序:实验中除了图甲的器材之外,还需要的测量工具是 秒表 。
(2)图甲装置中硬纸板的主要作用是 减少热量散失,缩短实验时间 。
(3)小蕊用质量为m1的水做实验,根据记录的实验数据,绘出图乙中的a图线。由实验可得水沸腾时的特点是 持续吸热,温度不变 。
(4)若换用初温相同的质量为m2(m1<m2)的水做实验,得到的图线是图乙中的 c (选填“b”“c”或“d”)。
(5)如果只是增大水面的气压,得到的图线是图乙中的 b 。
答案:(1)由下到上;秒表;(2)减少热量散失,缩短实验时间;(3)持续吸热,温度不变;(4)c;(5)b。
【解析】解:(1)安装实验装置需要遵循“由下到上”的原则;探究“水沸腾时温度变化特点”的实验中需要每隔一定时间测量水的温度,所以需要的测量器材有:温度计,秒表;
(2)硬纸板的主要作用是减少热量散失,缩短实验时间;
(3)由图乙中的a图线可知,水沸腾时吸收热量,但温度保持不变,因此水沸腾时的特点是:持续吸热,温度不变;
(4)其他条件相同时,水的质量越大,加热至沸腾所需的时间就越长,由于m1<m2,所以需要较长的时间才能加热至沸腾,但沸点不变,因此c图线正确;
(5)气压越高,流体沸点越高;气压越低,流体沸点越低。如果只是增大水面的气压,水的沸点升高,因此得到的图线是图乙中的b。
故答案为:(1)由下到上;秒表;(2)减少热量散失,缩短实验时间;(3)持续吸热,温度不变;(4)c;(5)b。
22.(6分)如图甲是探究“比较不同物质吸热的情况”的实验装置。
(1)实验中应量取 质量 相等的A、B两种液体,为了完成该实验,除了图甲中所示的器材外,还需要增加的测量工具有天平和 秒表 。
(2)A、B液体吸收热量的多少可通过 加热时间 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映。
(3)为了比较甲、乙液体的吸热本领,小明提出两种比较方案:①让两者升高相同的温度比较加热时间;②让两者加热相同时间比较升高的温度。在两种液体都不沸腾的前提下,你认为可行的方案是 ①和② (填“①”“②”或“①和②”)。
(4)从图乙中可以看出, A 液体的温度升高得较快, B 液体的比热容较大。
答案:(1)质量;秒表;(2)加热时间;(3)①和②;(4)A;B。
【解析】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,故实验中应量取质量相等的甲、乙两液体,根据转换法,通过加热时间的长短来比较吸热多少,故为了完成该实验,除了图甲中所示的器材外,还需要增加的测量工具有天平和秒表。
(2)甲、乙液体吸收热量的多少可以通过加热时间来反映;
(3)根据比较吸热能力的方法,在两种液体都不沸腾的前提下,你认为可行的方案是①和②;
(4)从图2中可以看出,加热2分钟(吸热相同),甲升高的温度为Δt=100℃﹣20℃=80℃
乙升高的温度为
Δt=60℃﹣20℃=40℃
从图2中可以看出,A液体的温度升高得较快,B液体的比热容较大。
故答案为:(1)质量;秒表;(2)加热时间;(3)①和②;(4)A;B。
23.(8分)在“探究欧姆定律”的实验中,所用器材有:两节新干电池、电流表、电压表、标有“10Ω 1A”的滑动变阻器R'、开关、定值电阻R和导线若干。
(1)闭合开关,同学们发现电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是定值电阻R 断路 (选填“断路”或“短路”);
(2)排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示,此时通过定值电阻R的电流为 0.30 A,根据实验数据绘制出定值电阻R的I﹣U图像如图丙所示.由图像可得:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 正比 ;
(3)同学们利用完整的图甲电路进一步“探究电流与电阻的关系”,测得实验数据如下表所示。实验时,保持电压表的示数为 2 V不变。老师指出其第 5 (填序号)组数据是拼凑的,理由是实验所用的滑动变阻器最大值太 小 了(选填“大”或“小”)。
实验序号
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
25
I/A
0.40
0.20
0.13
0.10
0.08
(4)在不更换滑动变阻器的情况下,可以采取 C 的措施(选填字母符号),完成这组记录数据所对应的实验测量。
A.选用更大的定值电阻
B.升高电源电压
C.降低电源电压
(5)排除拼凑的数据后分析数据可得:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 反比 。
答案:(1)断路;(2)0.30;正比;(3)2.0;5;小;(4)C;(5)反比。
【解析】解:(1)电流表无示数、电压表示数接近电源电压,说明电路断路,且电压表与电源连通,因此原因是定值电阻R断路。
(2)图乙中电流表选0~0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.30A;
图丙中I﹣U图像是过原点的直线,说明:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(3)由表格数据,U=IR=5Ω×0.40A=2V
故保持电压表的示数为2V不变;
电源电压U总=2×1.5V=3V
滑动变阻器需分担的电压U滑=3V﹣2V=1V
根据串联分压规律
当R=25Ω时,
但滑动变阻器最大阻值仅10Ω,无法满足,因此第5组数据是拼凑的;理由是滑动变阻器最大值太小了。
(4)A.若选用更大的定值电阻,根据,R增大时,所需R滑会更大,现有滑动变阻器更无法满足,因此该措施不能解决问题,A不符合题意。
B.升高电源电压后,U总增大,U滑=U总﹣U也会增大,根据,所需R滑会进一步增大,现有滑动变阻器更无法满足,因此该措施不能解决问题,B不符合题意。
C.降低电源电压后,U总减小,U滑=U总﹣U也会减小,所需R滑会减小。因此该措施能解决问题,C符合题意。
故选C。
(5)分析表格数据可知定值电阻两端电压为一定值,且通过导体的电流随着导体两端的电压增大而减小,由此可得出结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故答案为:(1)断路;
(2)0.30;正比;
(3)2.0;5;小;
(4)C;
(5)反比。
24.(4分)如图所示是探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验,两个透明的容器中密封着初温和质量相同的空气,与透明容器相连的U形管中注入等量的液体,实验前A、B两管液面相平。
(1)实验中可通过观察 液面高度差 反映电流通过容器中电阻丝产生热量的多少。
(2)如图甲所示,容器中的电阻R1=5Ω、R2=10Ω,通电一定时间后,观察U形管中液面高度的变化如图甲所示,该实验得出的结论是 在电流和通电时间均相同的情况下,电阻越大,所产生的热量越多 。
(3)如图乙所示,容器中的电阻 R′1=5Ω、R'2=5Ω,右侧容器外部电阻R3=5Ω,并与R'2并联,该实验探究的问题是电流通过导体产生的热量与 电流大小 是否有关,若将R3换成阻值为10Ω的电阻,则 能 (选填“能”或“不能”)完成此探究实验。
答案:(1)液面高度差;(2)在电流和通电时间均相同的情况下,电阻越大,所产生的热量越多;(3)电流大小;能。
【解析】解:(1)实验中是通过观察“U”形管中液面的高度差来反映电流产生的热量,像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法;
(2)甲图中,两电阻串联,电流和通电时间相同,5Ω<10Ω,接好电路,闭合开关,由Q=I2Rt知,通电一段时间后右侧容器内电阻丝产生的热量多,右侧U形管中液面高度变化大,此实验现象表明,在电流和通电时间均相同的情况下,电阻越大,所产生的热量越多;
(3)根据图乙可知,R′2和R3并联,然后再与R′1串联接入电路中,根据并联电路的电流规律可知,通过两个容器内电阻的电流是不同的,通电时间、电阻大小相同,可以探究电流通过导体产生的热量与电流大小是否有关;
若将R3换成阻值为10Ω的电阻,通过两个容器内电阻的电流是不同的,能完成此探究实验。
故答案为:(1)液面高度差;(2)在电流和通电时间均相同的情况下,电阻越大,所产生的热量越多;(3)电流大小;能。
25.(7分)在“测定小灯泡的电功率”的实验中,静静同学选用如图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为12Ω。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示的电路连接完整;
(2)静静同学在电路连接无误时,闭合开关,发现小灯泡不亮,她应该 C ;
A.检查线路
B.更换灯泡
C.观察两表示数
(3)观察两电表示数,发现电流表有示数,电压表指针无偏转,其故障可能是 电阻短路 (写出一种即可)。解决该问题后,静静同学闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,其读数是 2.2 V。为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 A (填“A”或“B”)端移动。根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙,分析图象可知:小灯泡的额定功率为 0.625 W;
(4)静静同学选用的是下列哪种规格的变阻器 B 。
A.“10Ω,1A”的滑动变阻器
B.“50Ω,0.5A”的滑动变阻器
答案:(1)答案见解析;(2)C;(3)电阻短路;2.2;A;0.625;(4)B。
【解析】解:(1)小灯泡额定电压为2.5V,灯丝电阻约为12Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为:
I0.21A,故电流表选用小量程与灯串联;因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选用0~3V的量程与灯泡并联,滑动变阻器一上一下的串联在电路中,如下所示:
;
(2)小华连接好电路后闭合开关,发现小灯泡没有发光,他应该先观察两电表示数情况再决定,故选C;
(3)连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,则故障可能是电阻短路(或电压表断路);
图中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,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;
从图丙可以看出,该小灯泡正常发光时的电流为0.25A,额定功率为:
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
(4)电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V,根据串联电路的规律及欧姆定律,灯正常发光时,变阻器连入电路中的电阻:R滑16.7Ω,选用“50Ω 0.5A”的B滑动变阻器,故选:B。
故答案为:(1)如上图;(2)C;(3)电阻短路;2.2;A;0.625;(4)B。
四.计算题(共3小题,满分23分)
26.(7分)我国自主研制的某型新一代战斗机,它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能,该飞机最大载油量为10t,飞机使用的航空燃油热值为5×107J/kg,飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表:
速度v/(m/s)
100
200
300
400
500
阻力f/N
0.3×104
1.2×104
2.7×104
4.8×104
7.5×104
求:
(1)飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少J?
(2)若燃油完全燃烧放出热量的84%被水吸收,则10t燃油完全燃烧可将多少水从20℃加热到70℃?
(3)已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%,若在飞机油箱中加满燃油,并且以500m/s的速度巡航时,飞机的最大航程约是多少?
【解析】解:(1)完全燃烧10t燃油获得的能量:Q放=mq=10×103kg×5×107J/kg=5×1011J;
(2)由题知,水吸收的热量:Q吸=84%Q放=84%×5×1011J=4.2×1011J;
由Q吸=cm(t﹣t0)可得加热水的质量:
m2×106kg=2×103t;
(3)已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%,则有用功:
W=30%×Q放=30%×5×1011J=1.5×1011J,
根据表格查出500m/s时的阻力为7.5×104N,则由W=fs可得飞机的最大航程:
s2×106m=2000km。
答:(1)飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是5×1011J;
(2)则10t燃油完全燃烧可将2×103吨水从20℃加热到70℃;
(3)若在飞机油箱中加满燃油,并且以500m/s的速度巡航时,飞机的最大航程约是2000km。
27.(6分)如图所示,R1=25Ω,小灯泡L的规格为“2.5V 0.5A”,电源电压保持不变,(不考虑温度对电阻的影响)求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)当S闭合,S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压;
(3)当S、S1、S2都闭合时,电流表的示数变为0.9A,求R2的实际功率。
【解析】解:(1)小灯泡正常发光时,其实际电压等于额定电压,实际电流等于额定电流,
R灯5Ω;
(2)S1、S2都断开时,电路简化如图1所示:
L与R1串联,小灯泡正常发光,故实际电流等于额定电流,
电路电流I=I灯=I额=0.5A
电源电压U总=IR总=I(R1+R灯)=0.5A×(25Ω+5Ω)=15V;
(3)S1、S2都闭合时,电路简化如图2所示:
R1与R2并联,电流表A测干路电流I并,U1=U2=U=15V
R1电流I10.6A;
R2的电功率为:
P2=U2I2=U2(I并﹣I1)=15V×(0.9A﹣0.6A)=4.5W。
答:(1)小灯泡正常发光时的电阻是5Ω;
(2)电源电压为15V;
(3)R2的电功率为4.5W。
28.(10分)如图甲是一款电火锅,其工作电路图如图乙所示,额定电压为220V,R1是加热管,R2是阻值为24Ω的限流电阻,只有加热管释放的热才能被锅内物体吸收,电火锅有加热和保温两个挡,加热挡的功率为2420W,求:
(1)加热挡时,电路中的电流;
(2)保温挡时,电路的总功率;
(3)若该电火锅加热效率为80%,用该电火锅将2kg水从20℃加热至100℃最少用时7min,则实际电压为多少?
【解析】解:(1)由P=UI可知,加热挡时,电路中的电流:I加热11A;
(2)由图乙可知,当开关S1闭合、S2断开时,R1、R2串联,根据串联电路特点可知,此时电路的总电阻最大,由P可知,电路的总功率最小,电火锅处于保温挡;
当开关S1、S2闭合时,电路中只有R1工作,电路的总电阻最小,总功率最大,电火锅处于加热挡;
由P可知,R1的阻值:R120Ω;
根据串联电路特点可知,电火锅保温挡工作时电路的总电阻:R=R1+R2=20Ω+24Ω=44Ω,
保温挡时,电路的总功率:P保温1100W;
(3)水吸收的热量:,
7min电火锅消耗的电能:,
实际功率为:,
由知道,实际电压:。
答:(1)加热挡时,电路中的电流为11A;
(2)保温挡时,电路的总功率为1100W;
(3)实际电压为200V。
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山东省临沂市2025-2026学年九年级上学期期末物理自测模拟卷(四)
一.选择题(共15小题,满分30分,每小题2分)
1.(2分)自热小火锅深受大众欢迎,将自热小火锅中的发热包放到水中,会放出大量的热,从而加热食物。下列说法正确的是( )
A.加热时,温度从发热包传递给食物
B.食物和水的温度相同时,内能不一定相等
C.被加热的食物吸收热量后自身所含热量增大
D.发热材料消耗殆尽后,因为水的比热容比较大,温度降得快
2.(2分)能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱,下列说法正确的是( )
A.核电站是利用核聚变释放能量
B.紫外线和红外线不属于电磁波
C.半导体是制成芯片的主要材料之一
D.太阳能、水能和天然气都属于可再生能源
3.(2分)生活处处有物理,留心观察皆学问。对以下现象解释正确的是( )
A.初冬季节,在家里洗澡时发现房间里充满“白气”,这些“白气”是水蒸气
B.在夏季的早晨看到足球场里的草叶上挂满了露珠,这是熔化现象
C.把冰箱里的冻豆腐取出,冰化后,豆腐里有许多小孔,因为豆腐里的水先遇冷结冰,后又熔化成水形成的
D.放在衣橱里的樟脑丸,时间久了会明显变小,是因为樟脑丸蒸发为气体跑掉了
4.(2分)为了提高旅客的乘车通行效率,无锡火车站实施“验检合一”,乘客通过检票处“一道闸”,当身份信息和人脸信息都符合时(相当于闭合开关),电动机转动,打开闸门直达站台,下列电路设计符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
5.(2分)如图所示电路,先闭合开关S1、再闭合S2,下列分析正确的是( )
A.先闭合S1,再闭合S2时,A2示数会不变
B.只闭合S1时,只有一个灯亮和一个电流表有示数
C.两个开关都闭合时,若L1短路,L2依然能够发光
D.两个开关都闭合时,若L2断路,则两电流表均有示数且示数相等
6.(2分)如图所示,下列对于图片中所描述的物理过程的分析正确的是( )
A.图甲,丝绸摩擦的玻璃棒带正电荷,是摩擦起电现象并创造了电荷
B.图乙,用带负电荷的橡胶棒a去接触不带电的金属球b时,两箔片因异种电荷相互排斥而张开
C.图丙,验电器A带正电,相同的验电器B不带电。图中是用带有绝缘手柄的金属棒将验电器A与验电器B连接起来的瞬间金属棒中的电流方向是从B到A
D.图丁,开始加热时灯泡不亮;加热到红炽状态时灯泡发光;实验说明导体和绝缘体一定条件可相互转化
7.(2分)小明家新购入一盆盆栽,盆栽底部有永磁体,底座内装有电磁铁,底座通电后能使盆栽悬浮在空中。下列说法正确的是( )
A.底座通电后能产生磁感线
B.底座周围的磁场分布是均匀的
C.盆栽悬浮的原理是同名磁极相互吸引
D.增大底座内电磁铁的电流,盆栽的高度会上升
8.(2分)下列情境中,说法正确的是( )
A.电动自行车锂电池放电时将化学能转化为电能
B.电阻箱阻值为209.8Ω
C.闭合开关,左侧小鸟会触电
D.手指上小小的芯片都是由超导体材料制成
9.(2分)2025年春晚的舞台上,一群机器人伴随着音乐翩翩起舞,动作整齐划一,令人惊叹。这些机器人能够灵活运动,主要依赖于内部安装的电动机。下列关于电动机的说法中,正确的是( )
A.电动机的工作原理是电磁感应
B.电动机的转动速度与电流大小无关
C.电动机工作时,将电能主要转化为机械能
D.改变电动机中电流的方向,其转动方向不会改变
10.(2分)如图所示实验装置,弹簧测力计下面挂着条形磁铁,下端为N极,螺线管中插有铁芯。现开关S拨在触点②位置且电流表示数为I,要使弹簧测力计的示数变大,下列操作方法正确的是( )
(1)开关S位置不动,将铁芯从螺线管中取出
(2)开关S位置不动,将滑片P向a端滑动
(3)开关S位置不动,将条形磁铁N、S极颠倒
(4)将开关S拨到①位置,并通过调节仍使电流表示数为I
(5)将开关S拨到③位置,并通过调节仍使电流表示数为I
A.只有(1)(3)正确
B.只有(2)(4)正确
C.只有(3)(5)正确
D.只有(1)(2)(3)(5)正确
11.(2分)如图为小雪家里的配电系统部分电路示意图,下列说法正确的是( )
A.电灯和插座是串联的
B.若只有电灯和插座不能工作,可能是ab或cd间发生了断路
C.若干路空气开关“跳闸”,一定是电路发生了短路
D.若检修电灯时发生触电事故,漏电保护器就会切断电路
12.(2分)空气质量直接影响人们的健康和生活品质。空气质量指数是环境监测的重要指标,某种空气质量监测仪的工作电路如图甲所示。已知电源电压U=18V,电压表量程为0~15V,定值电阻R0的阻值为120Ω,气敏电阻R的阻值与空气质量指数A的关系如图乙所示,空气质量等级与空气质量指数A对应如下表,则下列说法正确的是( )
空气质量等级与空气质量指数A对应表
空气质量指数A
0﹣50
51﹣100
101﹣150
151﹣200
201﹣300
>300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
A.空气污染越严重,气敏电阻R的阻值越大
B.当电压表示数为8V时,气敏电阻R的阻值为96Ω
C.当电压表示数为8V时,空气质量等级为轻度污染
D.若换用阻值更大的R0,则监测仪的测量范围变小
13.(2分)学校的饮水机上有两条提示语:“注意水温,谨防烫伤”和“节约用电,弘扬美德”。小明画出了饮水机电路示意图,如图﹣1所示,电阻R1=1210Ω,加热时总功率为840W。线圈内阻不计,Rt为热敏电阻,其阻值随温度的升高而降低,控制电路电源电压恒为3V,当电流达到0.02A时衔铁被吸合。以下说法正确的是( )
A.衔铁被吸合时,饮水机处于加热状态
B.R2的阻值为65Ω
C.要调高设定的最高水温,需要将滑动变阻器的滑片向右移
D.根据图﹣2中电能表参数,饮水机处于加热状态时,经过10min,电能表指示灯闪烁35次
14.(2分)如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图象,下列说法中正确的是( )
A.电阻甲和乙都可以用来探究电流与电压的关系
B.当电阻甲两端电压为0V时其电阻为0Ω
C.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,电源电压为3V
D.当甲、乙并联在2V电压下,干路上的电流为0.4A
15.(2分)图甲中,电源电压恒定、电流表(0∼0.6A)、电压表(0∼3V)、滑动变阻器上标有“24Ω 1A”字样,小灯泡L的额定电压为4V。在元件安全情况下,使滑片P移动范围最大,得到灯泡和滑动变阻器的I﹣U图像如图乙,在滑片P移动过程中电路的最大总功率为2.25W,则以下结论中正确的有( )
①电源电压为7.5V
②小灯泡L的额定功率为2W
③滑动变阻器阻值变化范围为1∼12Ω
④小灯泡L的额定功率为1.2W
A.③④ B.②③ C.①② D.①④
二.填空题(共5小题,满分16分)
16.(2分)汽车GPS导航仪与通信卫星之间通过 波来传递信息;有些汽车以天然气为燃料,天然气是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
17.(2分)如图所示,小磁针静止在通电螺线管右侧,请根据图中磁感线的方向,判断小磁针右端为 _______极(选填“N”或“S”),电源左端为 (选填“+”或“﹣”)极。
18.(2分)如图是一款能发电的魔方充电器,转动魔方时,是根据 (选填“电流的磁效应”“电磁感应”或“通电导体在磁场中受力”)现象发电的,产生的电能储存于魔方内。魔方还能通过USB端口给移动设备充电,给移动设备充电时,魔方相当于电路中的 。
19.(4分)某同学用一种发热均匀的加热器将质量为0.5kg的冰持续加热熔化,记录并绘制出如图所示的温度﹣时间图像,分析图像可知,C点时物质的内能 (选填“大于”“等于”或“小于”)B点时物质的内能,cAB:cCD= ,BC段物质所吸收的热量为 J。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)];若将CD段物质倒掉一半,比热容将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
20.(6分)随着人民生活品质的显著提升,汽车逐步走进寻常百姓家。小乐的爸爸最近也购买了一辆汽车,通过观察,小乐发现汽车上的许多部件都用到了物理知识。
(1)汽车的发动机是四冲程汽油机,图甲冲程可将 能转化为 能。
(2)当四冲程汽油机的转速为3000r/min时,在1s内汽油机对外做功的次数是 次。
(3)汽车在行驶过程中,很多部位会发热,如:①水箱中的水变热;②刹车片发热;③发动机外壳发烫;④轮胎发热。其中属于通过做功改变内能的 。(填序号)
(4)小乐通过上网查到了这种汽车的输出功率与转速的关系如图乙所示。小乐又向爸爸询问了一些实测数据:汽车行驶的路况好,平均车速为100km/h,发动机转速为2000r/min,平均油耗为9L/100km,由图乙中数据,分析这辆汽车在这种状态下行驶时,每小时对外所做的有用功为 J,汽油机的效率是 %(结果保留一位小数)。(已知汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.8×103kg/m3)
三.实验探究题(共5小题,每空1分,满分31分)
21.(6分)如图甲所示,是小蕊同学探究“水沸腾时温度变化特点”的实验装置。
(1)图甲的实验装置,安装时应按照 (选填“由上到下”或“由下到上”)的顺序:实验中除了图甲的器材之外,还需要的测量工具是 。
(2)图甲装置中硬纸板的主要作用是 。
(3)小蕊用质量为m1的水做实验,根据记录的实验数据,绘出图乙中的a图线。由实验可得水沸腾时的特点是 。
(4)若换用初温相同的质量为m2(m1<m2)的水做实验,得到的图线是图乙中的 (选填“b”“c”或“d”)。
(5)如果只是增大水面的气压,得到的图线是图乙中的 。
22.(6分)如图甲是探究“比较不同物质吸热的情况”的实验装置。
(1)实验中应量取 相等的A、B两种液体,为了完成该实验,除了图甲中所示的器材外,还需要增加的测量工具有天平和 。
(2)A、B液体吸收热量的多少可通过 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映。
(3)为了比较甲、乙液体的吸热本领,小明提出两种比较方案:①让两者升高相同的温度比较加热时间;②让两者加热相同时间比较升高的温度。在两种液体都不沸腾的前提下,你认为可行的方案是 (填“①”“②”或“①和②”)。
(4)从图乙中可以看出, 液体的温度升高得较快, 液体的比热容较大。
23.(8分)在“探究欧姆定律”的实验中,所用器材有:两节新干电池、电流表、电压表、标有“10Ω 1A”的滑动变阻器R'、开关、定值电阻R和导线若干。
(1)闭合开关,同学们发现电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(2)排除故障后,移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示,此时通过定值电阻R的电流为 A,根据实验数据绘制出定值电阻R的I﹣U图像如图丙所示.由图像可得:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成 ;
(3)同学们利用完整的图甲电路进一步“探究电流与电阻的关系”,测得实验数据如下表所示。实验时,保持电压表的示数为 V不变。老师指出其第 (填序号)组数据是拼凑的,理由是实验所用的滑动变阻器最大值太 了(选填“大”或“小”)。
实验序号
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
25
I/A
0.40
0.20
0.13
0.10
0.08
(4)在不更换滑动变阻器的情况下,可以采取 的措施(选填字母符号),完成这组记录数据所对应的实验测量。
A.选用更大的定值电阻
B.升高电源电压
C.降低电源电压
(5)排除拼凑的数据后分析数据可得:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
24.(4分)如图所示是探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验,两个透明的容器中密封着初温和质量相同的空气,与透明容器相连的U形管中注入等量的液体,实验前A、B两管液面相平。
(1)实验中可通过观察 反映电流通过容器中电阻丝产生热量的多少。
(2)如图甲所示,容器中的电阻R1=5Ω、R2=10Ω,通电一定时间后,观察U形管中液面高度的变化如图甲所示,该实验得出的结论是 。
(3)如图乙所示,容器中的电阻 R′1=5Ω、R'2=5Ω,右侧容器外部电阻R3=5Ω,并与R'2并联,该实验探究的问题是电流通过导体产生的热量与 是否有关,若将R3换成阻值为10Ω的电阻,则 (选填“能”或“不能”)完成此探究实验。
25.(7分)在“测定小灯泡的电功率”的实验中,静静同学选用如图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为12Ω。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示的电路连接完整;
(2)静静同学在电路连接无误时,闭合开关,发现小灯泡不亮,她应该 ;
A.检查线路
B.更换灯泡
C.观察两表示数
(3)观察两电表示数,发现电流表有示数,电压表指针无偏转,其故障可能是 (写出一种即可)。解决该问题后,静静同学闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,其读数是 V。为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (填“A”或“B”)端移动。根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙,分析图象可知:小灯泡的额定功率为 W;
(4)静静同学选用的是下列哪种规格的变阻器 。
A.“10Ω,1A”的滑动变阻器
B.“50Ω,0.5A”的滑动变阻器
四.计算题(共3小题,满分23分)
26.(7分)我国自主研制的某型新一代战斗机,它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能,该飞机最大载油量为10t,飞机使用的航空燃油热值为5×107J/kg,飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表:
速度v/(m/s)
100
200
300
400
500
阻力f/N
0.3×104
1.2×104
2.7×104
4.8×104
7.5×104
求:
(1)飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少J?
(2)若燃油完全燃烧放出热量的84%被水吸收,则10t燃油完全燃烧可将多少水从20℃加热到70℃?
(3)已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%,若在飞机油箱中加满燃油,并且以500m/s的速度巡航时,飞机的最大航程约是多少?
27.(6分)如图所示,R1=25Ω,小灯泡L的规格为“2.5V 0.5A”,电源电压保持不变,(不考虑温度对电阻的影响)求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)当S闭合,S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压;
(3)当S、S1、S2都闭合时,电流表的示数变为0.9A,求R2的实际功率。
28.(10分)如图甲是一款电火锅,其工作电路图如图乙所示,额定电压为220V,R1是加热管,R2是阻值为24Ω的限流电阻,只有加热管释放的热才能被锅内物体吸收,电火锅有加热和保温两个挡,加热挡的功率为2420W,求:
(1)加热挡时,电路中的电流;
(2)保温挡时,电路的总功率;
(3)若该电火锅加热效率为80%,用该电火锅将2kg水从20℃加热至100℃最少用时7min,则实际电压为多少?
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