精品解析:山东省济南市章丘区2025-2026学年九年级上学期12月物理学科学情调研试题
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内容正文:
济南市章丘区2025-2026第一学期九年级物理学科学情调研
第Ⅰ卷(选择题共40分)
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分。每小题所给出的四个选项中,只有一项最符合题目要求。请将正确选项的标号填涂在答题框内。多选、错选或不选的均得0分)
1. “估测”是物理学中常用的重要方法。下列估测中,最接近实际的是( )
A. 手机电池电压约为 B. 人体电阻约为
C. 空调正常工作时的电功率约为 D. 教室里日光灯正常工作时电流约为
2. 2025年10月31日,“神舟二十一号”返回舱进入大气层,与大气层摩擦产生高温形成火球进入黑障区(如图)。下列改变内能的方式,与“火球”的形成相同的是( )
A. 扬汤止沸 B. 钻木取火 C. 釜底抽薪 D. 炙手可热
3. 纯电动汽车节能环保,倍受大众青睐。如图是电动汽车的充电桩,关于充电桩的安装与使用,下列做法符合安全用电要求的是( )
A. 安装充电桩时没有连接地线 B. 每个充电桩安装空气开关
C. 充电桩起火时迅速浇水扑灭 D. 充电桩的充电线应用较细的电缆线
4. 如图所示是过年时用于装饰玻璃的新型静电窗花,它本身不带粘胶,通过简单摩擦便可轻松地“粘”在光滑的玻璃上。下列说法正确的是( )
A. 摩擦过程中创造了电荷
B. 玻璃板能带电说明玻璃板是导体
C. 摩擦后的玻璃板和窗花带上了异种电荷
D. 窗花在摩擦的过程中会因为得到电子而带正电荷
5. 如图甲所示,反复弯折铁丝,使铁丝发热,图乙中汽油机的冲程与此过程发生的能量转化相同的是( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
6. 如图所示为一款新式无线插座转换器,带有插头、一转多位插座,可调光节能台灯等多种功能。下列说法正确的是( )
A. 给手机充电时,手机电池相当于电路中的电源
B. 用插座给手机充电时,台灯与手机串联
C. 调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器
D. 该转换器的外壳可用金属制成
7. 电动汽车的速度由流经电动机的电流大小控制,电流越大,车速越快。驾驶员踩“油门”踏板,就相当于改变了如下各电动汽车模拟电路中滑动变阻器接入电路的阻值。下列各模拟电路中,向下踩踏板,能使电动机转速变大的是( )
A. B.
C. D.
8. 我国高铁动车组普遍采用了再生制动技术;动车到站前停止供电,动车继续向前运行,电机逆转产生电流并输入电网。下图与再生制动技术工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
9. 如图所示是家庭电路的一部分,下列说法正确的是( )
A. 零线和地线之间的电压为220V
B. 若保险丝熔断了,一定是电路发生了短路,
C. 若导线BC间断路,三孔插座使用时仍安全
D. 灯泡发光时,用试电笔接触A点时,氖管不发光
10. 把小灯泡L和定值电阻接在如图甲所示的电路中,两者的关系图像如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A. 在图乙中直线表示小灯泡的关系图像
B. 当电源电压为时,电流表示数为0.1A
C. 当电源电压为时,与的电阻值之比为
D. 当电流表示数为0.4A时,小灯泡的实际功率为
二、多项选择题(本大题共5小题,每小题4分,共20分。每小题给出的四个选项中,至少有两个选项符合题目的要求。请将正确选项的标号选出涂在答题卡上,每小题全部选对的得4分,部分(两个及两个以上)选对而无错选的得3分,部分(一个)选对而无错选的得2分,错选或不选的均不得分)
11. 涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机,其大致工作过程是:空气通过进气道进入压气机,被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合,燃料在燃烧室燃烧后,产生的高温高压气体推动涡轮转动,从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是( )
A. 燃烧室中燃料燃烧越充分,发动机效率越高
B. 燃料和压缩空气混合后,燃料的热值增大
C. 压气机压缩空气,空气的内能增大
D. 高温高压气体推动涡轮转动时,将内能转化为机械能
12. 小明想探究“电流通过导体产生的热量多少与哪些因素有关”。他连接了如图的电路进行实验,甲、乙两个烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油,煤油中都各自浸泡着一段电阻丝,阻值不同,分别用插有温度计的橡胶塞封闭烧瓶,煤油中的电阻丝通过橡胶塞上的接线柱与电路相连,温度计可以测量煤油的温度。下列说法中正确的是( )
A. 烧瓶内选用比热容较大的液体,可使实验现象更明显
B. 该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系
C. 实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D. 只将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水,即可比较水和煤油的比热容
13. 某实践小组在做“探究电流跟电压的关系”实验过程中,经过几次实验探究,如图甲、乙、丙所示依次改进了实验电路图。下列说法正确的是( )
A. 图甲改进为图乙:为保证实验过程中电阻这一因素不变
B. 图乙改进为图丙:实现多次实验,得到电流跟电压之间的定量关系
C. 图丙:移动滑动变阻器目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流
D. 图丙:在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系
14. 在学习了“电和磁”的知识后,小明用甲、乙两个直流电动机组装了如图所示的装置,闭合开关S后甲开始转动,同时用皮带带动乙转动,小灯泡发光。下列有关这个说法正确的是( )
A. 装置中的甲将电能转化为机械能
B. 这个过程中乙的工作原理是电磁感应现象
C. 生活中动圈式扬声器的原理与乙相同
D. 要使甲的转向改变可以将电源正负极对调
15. 小明设计了一个温度自动报警器,电路结构如图甲所示。已知控制电路和工作电路的电源电压保持不变,电磁铁线圈的电阻忽略不计,乙图为热敏电阻R的阻值随温度变化的图像。经测试,在温度高于-18℃时当前电路便会报警。下列判断中正确的是( )
A. 当冷库温度升高时,控制电路中的电流会变大些
B. 当工作电路报警时,衔铁会被吸下,铃响灯不亮
C. 当冷库温度降低时,控制电路的总电功率会变大
D. 若想将报警温度设置为-17℃,应适当降低控制电路的电源电压
第Ⅱ卷(非选择题共60分)
三、非选择题(本大题共12小题,共60分)
16. 电鳗是一种能进行短暂强力放电的淡水鱼。电鳗放电时,头部是正极,尾部是负极,每枚肌肉薄片像一个小电池,可产生150毫伏的电压,许多个“小电池”组装起来,放电时的电压高达600V,这种高电压只能维持非常短暂的时间。为获得高达600V的电压,需要______个这样的“小电池”______(选填“串”或“并”)联起来。
17. 如图甲、乙分别是甲、乙两台汽油机的能量流向图,两者使用的汽油种类相同。分析可知汽油机甲的热机效率是______;在输出相同机械能的情况下,汽油机______消耗的汽油更多(选填“甲”、“乙”)。
18. 2025年4月24日,长征二号F运载火箭搭载神舟二十号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,火箭选用液氢燃料,这是因为液氢具有较大的______;在发射架下方的池子里储存大量的水,利用水______的特性,在升温时会吸收较多的热量,然后在汽化时又吸收热量,保护火箭发射架不被高温毁坏。
19. 某智能手机的锂电池上标有“3.8V,5000mAh”字样,该手机搭配了超级快充功能,快充时保持充电电压3.8V不变,增大充电的电流。这块锂电池充满电可以储存______J的电能;若给锂电池快充入90%的电能,需要充电30min,此时手机的快充电流大小为______A。(不计能量损失)
20. 如图所示,根据安全用电知识,将图中元件用笔画线代替导线连起来(开关仅控制灯泡)。
21. 如图甲为无人值守停车场,当有车辆要驶入时,摄像头(用S1表示)采集完车辆相应信息后,进入闸(用表示)打开,车辆驶入。当车辆要驶出时,摄像头(用S2表示)比对车辆的信息,驾驶员扫码付费(用S3表示)后,驶出闸(用表示)打开,车辆驶出。请根据上述信息将图乙中的电路补画完整。
22. 如图是一“88W超级快充”手机充电器,假设其配套充电线的电阻约为0.01Ω,某次充电过程中,以最大充电电流6A、用时30min就将一手机充满了,试计算该过程中充电线上将产生多少热量?
23. 如图所示,我国自主研制的大型水陆两栖灭火机“鲲龙”号在进行低空投水表演,若航行1200s,飞机消耗航空燃油900kg,发动机的平均功率为,航空燃油的热值为。求:
(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量;
(2)发动机所做的功;
(3)发动机的效率。
24. 近来网上热卖的空气炸锅,可以不用或少用油制作炸制食品。实际就是利用风扇将电热管产生的热量吹向食品进行加热,形象一点就是在锅里放了一台吹风机,用热风吹食物。其内部电路原理如图,相关参数如表。当空气炸锅正常工作时,试求:
额定电压
220V
电源频率
50Hz
热风总功率
1320W
冷风功率
110W
(1)热风加热时电路中的总电流;
(2)正常工作时电热管R的电阻;
(3)炸制食品前先用热风预热5分钟,求这个预热过程消耗的电能。
25. 如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相等,烧杯内的液体质量和初温。
(1)比较不同物质吸热升温的特点,应选择______两图进行实验。质量和初始温度均相同的a、b两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示,由图可以看出,______液体的吸热本领较强,物理上用______这个物理量来描述物质的吸热能力;
(2)比较不同燃料的热值,应选择______两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过______反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”)。利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏______。
(3)有一种“涡轮增压”(T型)轿车,通过给发动机提供更足量的空气使汽油更充分地燃烧,比普通轿车更节能,排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内与加在普通轿车内相比,其热值______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
26. 用图甲电路测量小灯泡电功率,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电流为0.2A,额定电压小于3V。
(1)此实验的原理是______。
(2)连接电路时,开关应处于______状态。
(3)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是______(填序号)。
A. 更换小灯泡
B. 检查电路是否断路
C. 移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(4)问题解决后,某时刻电流表示数如图乙所示,示数为______A。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向______(填“左”或“右”)端移动,使电流表示数为0.2A。
(5)移动滑片P,记录多组数据,绘制成图像。根据图丙信息,计算出小灯泡的额定功率是______W。
27. 小桂利用如图甲所示的电路,探究“电流与电压、电阻的关系”,实验器材如下:学生电源(可调节电压)、电流表、电压表、开关各一个,定值电阻R(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω),两个滑动变阻器“10Ω 0.6A”和“20Ω 1A”,导线若干。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移至______(选填“A”或“B”)端;闭合开关后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有偏转,原因可能是R______(选填“短路”或“断路”)。
(2)在探究“电流与电压的关系”的实验中,调节电源电压为3V,将5Ω的电阻接入电路,先将滑动变阻器滑片移至最大阻值处,再逐渐调节滑片减小接入阻值,记录电流表和电压表的示数,得到如图丙所示的电流I随电压U变化的图像。由图像可知,小桂选择的滑动变阻器是______(选填“”或“”)。根据图像可得:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______(选填“正比”或“反比”)。
(3)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,调节电源电压为4V,选用规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器,分别换上阻值不同的定值电阻进行研究。
①分别将5Ω、10Ω、15Ω、25Ω四个定值电阻依次接入电路,调节滑片,保持每次电压表示数不变,在表格中记录对应电流表的示数。
实验序号
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
25
电流I/A
0.40
0.20
0.14
0.08
②实验完成后,老师指出第______组数据是拼凑的。
③在不改变电流、电压表量程的情况下,为了使四个定值电阻都能完成实验,可以采取的措施是_______。
A.将滑动变阻器换为“10Ω;0.6A”
B.电源电压调为2V~3.6V区间
C.在电路中再串联一个5Ω的定值电阻
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济南市章丘区2025-2026第一学期九年级物理学科学情调研
第Ⅰ卷(选择题共40分)
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分。每小题所给出的四个选项中,只有一项最符合题目要求。请将正确选项的标号填涂在答题框内。多选、错选或不选的均得0分)
1. “估测”是物理学中常用的重要方法。下列估测中,最接近实际的是( )
A. 手机电池电压约为 B. 人体电阻约为
C. 空调正常工作时的电功率约为 D. 教室里日光灯正常工作时电流约为
【答案】A
【解析】
【详解】A.常见电压中,手机电池的电压约为3.7V,故A符合题意;
B.人体电阻约为1000-2000Ω,故B不符合题意;
C.空调正常工作时的电功率约为1000W,故C不符合题意;
D.教室里日光灯正常工作时电流约为0.18A,故D不符合题意。
故选A。
2. 2025年10月31日,“神舟二十一号”返回舱进入大气层,与大气层摩擦产生高温形成火球进入黑障区(如图)。下列改变内能的方式,与“火球”的形成相同的是( )
A. 扬汤止沸 B. 钻木取火 C. 釜底抽薪 D. 炙手可热
【答案】B
【解析】
【详解】改变物体内能的方式有两种:做功和热传递。题干中“神舟二十一号”返回舱进入大气层,与大气层剧烈摩擦,克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,使返回舱的温度升高,形成“火球”,这是通过做功的方式改变了物体的内能。
A.扬汤止沸,是通过将热汤扬起,加快了汤与空气的热量交换,使汤的温度降低,属于热传递改变内能,故A不符合题意;
B.钻木取火,是通过钻头克服木头的摩擦力做功,将机械能转化为内能,使木头的温度升高,达到着火点而燃烧,属于做功改变内能,故B符合题意;
C.釜底抽薪,是通过移走燃烧的柴火,停止对锅加热,锅通过热传递向外散热,温度降低,水停止沸腾,属于热传递改变内能,故C不符合题意;
D.炙手可热,原意是手一靠近就感觉很热,形容权势很大,从物理角度看,手靠近热源,热源将热量传递给手,使手的内能增加,温度升高,属于热传递改变内能,故D不符合题意。
故选B。
3. 纯电动汽车节能环保,倍受大众青睐。如图是电动汽车的充电桩,关于充电桩的安装与使用,下列做法符合安全用电要求的是( )
A. 安装充电桩时没有连接地线 B. 每个充电桩安装空气开关
C. 充电桩起火时迅速浇水扑灭 D. 充电桩的充电线应用较细的电缆线
【答案】B
【解析】
【详解】A.安装充电桩时连接地线是为了在充电桩漏电时,能将电流引入大地,避免人触电。不连接地线不符合安全用电要求,故A不符合题意;
B.每个充电桩安装空气开关,当电路中电流过大,如发生短路或过载时,空气开关会自动跳闸切断电路,起到保护作用,符合安全用电要求,故B符合题意;
C.水是导体,充电桩起火时直接浇水扑灭,可能会导致人触电,应该先切断电源,再用合适的灭火器灭火,故C不符合题意;
D.充电桩工作时电流较大,若使用较细的电缆线,电缆线电阻较大,根据焦耳定律Q=I2Rt,电缆线会产生较多热量,容易引发火灾,不符合安全用电要求,故D不符合题意。
故选B。
4. 如图所示是过年时用于装饰玻璃的新型静电窗花,它本身不带粘胶,通过简单摩擦便可轻松地“粘”在光滑的玻璃上。下列说法正确的是( )
A. 摩擦过程中创造了电荷
B. 玻璃板能带电说明玻璃板是导体
C. 摩擦后的玻璃板和窗花带上了异种电荷
D. 窗花在摩擦的过程中会因为得到电子而带正电荷
【答案】C
【解析】
【详解】A.摩擦起电的实质是电荷的转移,而非创造电荷,故A错误;
B.玻璃板的导电性差,是常见的绝缘体,故B错误;
C.根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引可知,摩擦后的玻璃板和窗花带上了异种电荷,故C正确;
D.得到电子带负电荷,失去电子带正电荷,所以窗花在摩擦的过程中会因为得到电子而带负电荷,故D错误。
故选C。
5. 如图甲所示,反复弯折铁丝,使铁丝发热,图乙中汽油机的冲程与此过程发生的能量转化相同的是( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
【答案】A
【解析】
【详解】反复弯折铁丝时,对铁丝做功,将机械能转化为内能,铁丝内能增大,温度升高而发热。图①中两个气门关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,将机械能转化为内能;图②中,排气门打开,进气门关闭,活塞向上运动,是排气冲程,此冲程没能量转化;图③中,两个气门关闭,活塞向下运动,是做功冲程,将内能转化为机械能;图④中,进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程,此冲程没能量转化。此铁丝发热发生的能量转化相同的是①压缩冲程,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6. 如图所示为一款新式无线插座转换器,带有插头、一转多位插座,可调光节能台灯等多种功能。下列说法正确的是( )
A. 给手机充电时,手机电池相当于电路中的电源
B. 用插座给手机充电时,台灯与手机串联
C. 调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器
D. 该转换器的外壳可用金属制成
【答案】C
【解析】
【详解】A.给手机充电时,手机电池消耗电能,相当于电路中的用电器,故A错误;
B.给手机充电时,台灯与手机互不影响,所以台灯与手机是并联的,故B错误;
C.调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器,通过改变变阻器接入电路的电阻,从而改变电路中的电流,进而改变台灯亮度,故C正确;
D.金属是导体,容易导电,所以外壳不可用金属制成,否则会导致触电,故D错误。
故选C。
7. 电动汽车的速度由流经电动机的电流大小控制,电流越大,车速越快。驾驶员踩“油门”踏板,就相当于改变了如下各电动汽车模拟电路中滑动变阻器接入电路的阻值。下列各模拟电路中,向下踩踏板,能使电动机转速变大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知,当驾驶员向下踩“油门”踏板时, 电动机转速变大,说明通过电动机的电流变大,由欧姆定律可知变阻器接入电路的阻值变小。
A.滑动变阻器与电动机串联,踏板向下移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知电路中电流变小,则车速变小,故A不符合题意;
B.滑动变阻器与电动机串联,踏板向下移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,根据欧姆定律可知电路中电流变大,则车速变大,故B符合题意;
CD.滑动变阻器与电动机并联接入电路中,踏板向下移动时,根据并联电路的特点可知,各支路互不影响,则通过电动机的电流不变,车速不变,故CD不符合题意。
故选B。
8. 我国高铁动车组普遍采用了再生制动技术;动车到站前停止供电,动车继续向前运行,电机逆转产生电流并输入电网。下图与再生制动技术工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】动车到站前停止供电,动车继续向前运行,电机逆转产生电流并输入电网,说明此时电机切割磁感线,产生感应电流,利用的是电磁感应现象。
A.该实验是奥斯特实验,故A不符合题意;
B.该实验中无电源,通过导线ab切割磁感线会产生感应电流,是电磁感应现象,故B符合题意;
C.该实验是探究通电螺线管周围的磁场性质的实验,故C不符合题意;
D.该实验说明通电导体在磁场中受到力的作用,故D不符合题意。
故选B。
9. 如图所示是家庭电路的一部分,下列说法正确的是( )
A. 零线和地线之间的电压为220V
B. 若保险丝熔断了,一定是电路发生了短路,
C. 若导线BC间断路,三孔插座使用时仍安全
D. 灯泡发光时,用试电笔接触A点时,氖管不发光
【答案】D
【解析】
【详解】A.家庭电路中,零线和地线之间的电压是0V,零线和火线之间的电压为220V,故A错误;
B.若保险丝烧断,原因是电路中电流过大,造成电流过大的原因可能是电灯短路造成的,也可能总功率过大,故B错误;
C.若连接地线的导线BC间断路,如果用电器金属外壳漏电,会发生触电事故,三孔插座不能正常使用,故C错误;
D.闭合开关S后灯泡发光,用试电笔接触A点,A点与零线连接,则氖管不发光,故D正确。
故选D。
10. 把小灯泡L和定值电阻接在如图甲所示的电路中,两者的关系图像如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A. 在图乙中直线表示小灯泡的关系图像
B. 当电源电压为时,电流表示数为0.1A
C. 当电源电压为时,与的电阻值之比为
D. 当电流表示数为0.4A时,小灯泡的实际功率为
【答案】C
【解析】
【详解】A.如图所示,因为通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比,所以定值电阻变化关系图像是B,灯泡灯丝的电阻大小会受到温度的影响,所以曲线A表示的是灯泡的变化关系图像,故A错误;
B.如图所示,小灯泡与定值电阻并联,电流表测干路电流,当电源电压为4V时,小灯泡与电阻R两端的电压都为4V,由图乙可知,通过小灯泡的电流为 0.3 A,通过电阻R的电流为0.1A,根据并联电路电流规律可知,电流表的示数为。故B错误;
C.R与L并联,当电源电压为时,通过L的电流为0.4A;通过定值电阻R的电流为0.2A。则R与L的阻值之比为。故C正确;
D.分析乙图可知,当电流表示数为0.4A时,电源电压为4V,此时通过小灯泡的电流为 0.3 A,通过电阻R的电流为0.1A,电流表的示数恰好为。此时小灯泡的实际功率为,故D错误。
故选C。
二、多项选择题(本大题共5小题,每小题4分,共20分。每小题给出的四个选项中,至少有两个选项符合题目的要求。请将正确选项的标号选出涂在答题卡上,每小题全部选对的得4分,部分(两个及两个以上)选对而无错选的得3分,部分(一个)选对而无错选的得2分,错选或不选的均不得分)
11. 涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机,其大致工作过程是:空气通过进气道进入压气机,被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合,燃料在燃烧室燃烧后,产生的高温高压气体推动涡轮转动,从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是( )
A. 燃烧室中燃料燃烧越充分,发动机效率越高
B. 燃料和压缩空气混合后,燃料的热值增大
C. 压气机压缩空气,空气的内能增大
D. 高温高压气体推动涡轮转动时,将内能转化为机械能
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.使燃料燃烧越充分,可以增大有效利用的能量,提高热机的效率,故A正确;
B.热值是燃料的一种特性,大小取决于燃料的种类,与其它因素无关,燃料和压缩空气混合后,燃料的热值不变,故B错误;
C.压气机压缩空气,压气机对空气做功,空气的内能增大,故C正确;
D.高温高压气体推动涡轮转动时,消耗内能对涡轮做功,将内能转化为机械能,故D正确。
故选ACD。
12. 小明想探究“电流通过导体产生的热量多少与哪些因素有关”。他连接了如图的电路进行实验,甲、乙两个烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油,煤油中都各自浸泡着一段电阻丝,阻值不同,分别用插有温度计的橡胶塞封闭烧瓶,煤油中的电阻丝通过橡胶塞上的接线柱与电路相连,温度计可以测量煤油的温度。下列说法中正确的是( )
A. 烧瓶内选用比热容较大的液体,可使实验现象更明显
B. 该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系
C. 实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D. 只将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水,即可比较水和煤油的比热容
【答案】BC
【解析】
【详解】A.在液体质量相同、吸收热量相同的情况下,比热容小的物质温度升高的多,所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显,故A错误;
B.由题意可知,两电阻丝的阻值不同,两瓶中电阻丝串联,能保证电流和通电时间相同。由控制变量法可知,该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系,故B正确;
C.通电后电流通过电阻丝产生热量越多,煤油的温度升的越高,通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少,这是转化法的运用,故C正确;
D.比较水和煤油的比热容大小时,烧瓶内分别装有质量相同的水和煤油,要使它们在相同的时间内吸收相同的热量,则必须让两瓶中电阻丝的阻值相同,故D错误。
故选BC。
13. 某实践小组在做“探究电流跟电压的关系”实验过程中,经过几次实验探究,如图甲、乙、丙所示依次改进了实验电路图。下列说法正确的是( )
A. 图甲改进为图乙:为保证实验过程中电阻这一因素不变
B. 图乙改进为图丙:实现多次实验,得到电流跟电压之间的定量关系
C. 图丙:移动滑动变阻器目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流
D. 图丙:在不增加任何器材的情况下,仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.探究“电流与电压的关系”实验中,应控制电阻不变,而灯的电阻随温度的改变而改变,由图甲改进为图乙是为保证实验过程中电阻这一因素不变,故A正确;
B.由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能通过调节滑动变阻器的滑片使定值电阻R两端的电压改变,得到电流跟电压之间的定量关系,故B正确;
C.探究电流跟电压的关系实验中,需多次改变电流和电压的数值,移动滑动变阻器目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流,故C正确;
D.在“探究电流跟电阻关系”的实验中,需控制电阻两端电压不变,多次改变电阻阻值,所以需要添加几个阻值不同的定值电阻,故D错误。
故选ABC。
14. 在学习了“电和磁”的知识后,小明用甲、乙两个直流电动机组装了如图所示的装置,闭合开关S后甲开始转动,同时用皮带带动乙转动,小灯泡发光。下列有关这个说法正确的是( )
A. 装置中的甲将电能转化为机械能
B. 这个过程中乙的工作原理是电磁感应现象
C. 生活中动圈式扬声器的原理与乙相同
D. 要使甲的转向改变可以将电源正负极对调
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.闭合开关S后,电源与甲电动机接通,电流通过甲电动机的线圈,线圈在磁场中受力而转动,将电能转化为机械能,故A正确;
B.甲电动机带动乙电动机一起转动,乙电动机内部的线圈在磁场中切割磁感线,产生感应电流,小灯泡发光,此时乙电动机相当于发电机,其工作原理是电磁感应现象,故B正确;
C.动圈式扬声器的线圈中通过变化的电流时,产生磁场,线圈在磁场的作用下,线圈运动起来,带动纸盆振动发出声音,将电信号转化为声信号,相当于电动机原理,与乙的原理不同,故C错误;
D.通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁场的方向有关,如果将电源正负极对调,电流方向改变,磁场方向不变,则甲电动机转动方向改变,故D正确。
故选ABD。
15. 小明设计了一个温度自动报警器,电路结构如图甲所示。已知控制电路和工作电路的电源电压保持不变,电磁铁线圈的电阻忽略不计,乙图为热敏电阻R的阻值随温度变化的图像。经测试,在温度高于-18℃时当前电路便会报警。下列判断中正确的是( )
A. 当冷库温度升高时,控制电路中的电流会变大些
B. 当工作电路报警时,衔铁会被吸下,铃响灯不亮
C. 当冷库温度降低时,控制电路的总电功率会变大
D. 若想将报警温度设置为-17℃,应适当降低控制电路的电源电压
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.由图乙可知,当冷库温度升高时,热敏电阻的阻值减小,则电路总电阻减小,电源电压不变,根据欧姆定律可知电流变大,故A正确;
B.根据图甲,当衔铁被吸下后,电铃接通,灯泡断路,则铃响灯不亮,故B正确;
C.冷库温度降低时,由图乙可知热敏电阻阻值变大,根据欧姆定律可知电路中电流变小,根据可知控制电路中总电功率变小,故C错误;
D.冷库温度为-18℃时,由图乙可知热敏电阻的阻值为100Ω;冷库温度为-17℃时,由图乙可知热敏电阻的阻值小于100Ω;则电路中的电流会变大,根据题意可知衔铁被吸下的电流保持不变,故可以适当减小控制电路中的电源电压,以减小电路中的电流,故D正确。
故选ABD。
第Ⅱ卷(非选择题共60分)
三、非选择题(本大题共12小题,共60分)
16. 电鳗是一种能进行短暂强力放电的淡水鱼。电鳗放电时,头部是正极,尾部是负极,每枚肌肉薄片像一个小电池,可产生150毫伏的电压,许多个“小电池”组装起来,放电时的电压高达600V,这种高电压只能维持非常短暂的时间。为获得高达600V的电压,需要______个这样的“小电池”______(选填“串”或“并”)联起来。
【答案】 ①. 4000 ②. 串
【解析】
【详解】[1][2]已知每枚肌肉薄片像一个小电池,可产生150毫伏的电压,即
因为串联电池组的电压,等于各串联电压的和。为获得高达600V的电压,所以需要串联的“小电池”的个数为
17. 如图甲、乙分别是甲、乙两台汽油机的能量流向图,两者使用的汽油种类相同。分析可知汽油机甲的热机效率是______;在输出相同机械能的情况下,汽油机______消耗的汽油更多(选填“甲”、“乙”)。
【答案】 ①. 35% ②. 甲
【解析】
【详解】[1]热机效率是汽油机输出的有用的机械能占燃料完全燃烧释放的内能的比值,因此由图可知,汽油机甲的热机效率是
[2]由图可知,汽油机乙的热机效率
由于汽油机甲的热机效率低于汽油机乙,根据可知,在输出相同机械能的情况下,汽油机甲消耗的汽油更多。
18. 2025年4月24日,长征二号F运载火箭搭载神舟二十号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,火箭选用液氢燃料,这是因为液氢具有较大的______;在发射架下方的池子里储存大量的水,利用水______的特性,在升温时会吸收较多的热量,然后在汽化时又吸收热量,保护火箭发射架不被高温毁坏。
【答案】 ①. 热值 ②. 比热容大
【解析】
【详解】[1]火箭选择液氢作为燃料,是因为它的热值大,在燃料质量相同的情况下,液氢燃烧能放出更多的热量。
[2]发射架下方有水池,用于降温。水的作用有两个阶段,升温吸热,利用水比热容大,水升温慢,能吸收大量热量而不快速升温,同时水变成水蒸气时要吸收大量热量(汽化吸热),进一步降温,从而保护火箭发射架不被高温毁坏。
19. 某智能手机的锂电池上标有“3.8V,5000mAh”字样,该手机搭配了超级快充功能,快充时保持充电电压3.8V不变,增大充电的电流。这块锂电池充满电可以储存______J的电能;若给锂电池快充入90%的电能,需要充电30min,此时手机的快充电流大小为______A。(不计能量损失)
【答案】 ①. 68400 ②. 9
【解析】
【详解】[1]这块锂电池充满电可以储存的电能为
[2]若给锂电池快充入90%的电能,则充入的电能为
根据可知,此时手机的快充电流大小为
20. 如图所示,根据安全用电知识,将图中元件用笔画线代替导线连起来(开关仅控制灯泡)。
【答案】
【解析】
【详解】测电笔接触火线时氖管发光,则中间的线是火线,上面的线为零线。开关要控制灯泡且保证用电安全,所以开关需接在火线上,再连接灯泡顶端的金属点,灯泡的螺旋套接零线;三孔插座要遵循“左零右火上接地”的原则,如图所示:
21. 如图甲为无人值守停车场,当有车辆要驶入时,摄像头(用S1表示)采集完车辆相应信息后,进入闸(用表示)打开,车辆驶入。当车辆要驶出时,摄像头(用S2表示)比对车辆的信息,驾驶员扫码付费(用S3表示)后,驶出闸(用表示)打开,车辆驶出。请根据上述信息将图乙中的电路补画完整。
【答案】
【解析】
【详解】由题意可知,当有车辆要驶入时,摄像头(用S1表示)采集完车辆相应信息后,进入闸打开,车辆驶入。当车辆要驶出时,摄像头(用S2表示)比对车辆的信息,驾驶员扫码付费(用S3表示)后,驶出闸打开,车辆驶出,则M1与M1互不影响,为并联电路,S1与M1串联控制M1,S2与M2串联控制M2,如图所示:
22. 如图是一“88W超级快充”手机充电器,假设其配套充电线的电阻约为0.01Ω,某次充电过程中,以最大充电电流6A、用时30min就将一手机充满了,试计算该过程中充电线上将产生多少热量?
【答案】648J
【解析】
【详解】解:该过程中充电线上将产生的热量
答:该过程中充电线上将产生648J的热量。
23. 如图所示,我国自主研制的大型水陆两栖灭火机“鲲龙”号在进行低空投水表演,若航行1200s,飞机消耗航空燃油900kg,发动机的平均功率为,航空燃油的热值为。求:
(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量;
(2)发动机所做的功;
(3)发动机的效率。
【答案】(1);(2);(3)40%
【解析】
【详解】解:(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量
(2)发动机做的功
(3)发动机的效率
答:(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为;
(2)发动机所做的功为;
(3)发动机的效率为40%。
24. 近来网上热卖的空气炸锅,可以不用或少用油制作炸制食品。实际就是利用风扇将电热管产生的热量吹向食品进行加热,形象一点就是在锅里放了一台吹风机,用热风吹食物。其内部电路原理如图,相关参数如表。当空气炸锅正常工作时,试求:
额定电压
220V
电源频率
50Hz
热风总功率
1320W
冷风功率
110W
(1)热风加热时电路中的总电流;
(2)正常工作时电热管R的电阻;
(3)炸制食品前先用热风预热5分钟,求这个预热过程消耗的电能。
【答案】(1)6A (2)40Ω
(3)3.96×105J
【解析】
【详解】当定时开关闭合,电路为电风扇的简单电路;当两开关同时闭合,电风扇和电热管并联接入电路。
(1)由电功率公式,则热风加热时电路中的总电流
(2)当两开关同时闭合,电风扇和电热管并联接入电路,则电热管工作时的功率
由电功率公式,则正常工作时电热管的电阻
(3)预热过程只有电热管工作,由电功公式,则预热过程空气炸锅消耗的电能
25. 如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相等,烧杯内的液体质量和初温。
(1)比较不同物质吸热升温的特点,应选择______两图进行实验。质量和初始温度均相同的a、b两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示,由图可以看出,______液体的吸热本领较强,物理上用______这个物理量来描述物质的吸热能力;
(2)比较不同燃料的热值,应选择______两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过______反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”)。利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏______。
(3)有一种“涡轮增压”(T型)轿车,通过给发动机提供更足量的空气使汽油更充分地燃烧,比普通轿车更节能,排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内与加在普通轿车内相比,其热值______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 甲、丙 ②. b ③. 比热容
(2) ①. 甲、乙 ②. 温度计示数 ③. 小
(3)不变
【解析】
【小问1详解】
[1]要比较不同物质吸热升温的特点,需控制燃料相同(保证相同时间放出热量相同)、液体质量和初温相同,改变液体种类,因此选择甲、丙两图。
[2][3]从图丁的温度-时间图像可知,相同时间内b液体升温慢,说明b的吸热本领较强;物理学中用比热容描述物质的吸热能力。
【小问2详解】
[1]要比较不同燃料的热值,需控制被加热的液体种类、质量和初温相同,改变燃料种类,因此选择甲、乙两图。
[2]燃料完全燃烧放出热量的多少,是通过温度计示数的变化来反映,相同质量的同种液体,升温越高,吸收热量越多,燃料放热量越多。
[3]实验中燃料不可能完全燃烧,且有热量散失,导致测得的液体升温偏小,计算出的燃料放热量偏小,因此算出的热值比真实值变小。
【小问3详解】
热值是燃料的固有属性,只与燃料的种类有关,与燃烧情况无关,因此同样的汽油在T型轿车内与普通轿车内相比,其热值不变。
26. 用图甲电路测量小灯泡电功率,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电流为0.2A,额定电压小于3V。
(1)此实验的原理是______。
(2)连接电路时,开关应处于______状态。
(3)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是______(填序号)。
A. 更换小灯泡
B. 检查电路是否断路
C. 移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(4)问题解决后,某时刻电流表示数如图乙所示,示数为______A。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向______(填“左”或“右”)端移动,使电流表示数为0.2A。
(5)移动滑片P,记录多组数据,绘制成图像。根据图丙信息,计算出小灯泡的额定功率是______W。
【答案】(1)
(2)断开 (3)C
(4) ①. 0.08## ②. 左
(5)0.5
【解析】
【小问1详解】
实验中用电压表测小灯泡两端的电压,用电流表测小灯泡中的电流,利用公式计算电功率,在额定电压下测出的电功率就是额定功率,因此测定小灯电功率的实验原理是。
【小问2详解】
为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
【小问3详解】
闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,所以不用检查电路是否断路,小灯泡不亮很有可能是滑动变阻器连入电路的电阻过大,电路中电流过小造成的,所以下一步操作是移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,不用更换小灯泡,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
【小问4详解】
[1]由图甲知,电流表使用小量程,分度值0.02A,由图乙知,电流表示数0.08A。
[2]此时电路中的电流小于小灯泡的额定电流,要测量小灯泡的额定功率,需减小电路中电阻,即应将滑片向左移动,使电流表示数增大到0.2A。
【小问5详解】
由图丙所示I﹣U图像可知,通过小灯泡的电流等于额定电流0.2A时,小灯泡两端电压等于2.5V,则小灯泡的额定功率
27. 小桂利用如图甲所示的电路,探究“电流与电压、电阻的关系”,实验器材如下:学生电源(可调节电压)、电流表、电压表、开关各一个,定值电阻R(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω),两个滑动变阻器“10Ω 0.6A”和“20Ω 1A”,导线若干。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移至______(选填“A”或“B”)端;闭合开关后,发现电流表指针无偏转,电压表指针有偏转,原因可能是R______(选填“短路”或“断路”)。
(2)在探究“电流与电压的关系”的实验中,调节电源电压为3V,将5Ω的电阻接入电路,先将滑动变阻器滑片移至最大阻值处,再逐渐调节滑片减小接入阻值,记录电流表和电压表的示数,得到如图丙所示的电流I随电压U变化的图像。由图像可知,小桂选择的滑动变阻器是______(选填“”或“”)。根据图像可得:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成______(选填“正比”或“反比”)。
(3)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,调节电源电压为4V,选用规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器,分别换上阻值不同的定值电阻进行研究。
①分别将5Ω、10Ω、15Ω、25Ω四个定值电阻依次接入电路,调节滑片,保持每次电压表示数不变,在表格中记录对应电流表的示数。
实验序号
1
2
3
4
电阻R/Ω
5
10
15
25
电流I/A
0.40
0.20
0.14
0.08
②实验完成后,老师指出第______组数据是拼凑的。
③在不改变电流、电压表量程的情况下,为了使四个定值电阻都能完成实验,可以采取的措施是_______。
A.将滑动变阻器换为“10Ω;0.6A”
B.电源电压调为2V~3.6V区间
C.在电路中再串联一个5Ω的定值电阻
【答案】(1) ①. A ②. 断路
(2) ①. ②. 正比
(3) ①. 4 ②. BC
【解析】
【小问1详解】
[1][2]闭合开关前,滑动变阻器应该滑到最大值,即滑片应滑到的A端;闭合开关后,发现电流表指针无偏转,说明电路存在断路,而电压表指针有偏转,说明电压表与电源正负极接通,故障原因可能是R断路。
【小问2详解】
[1]在探究电流与电压的关系的实验中,调节电源电压为,当电流最小为0.12A时,变阻器连入电路的电阻最大,电阻R两端的电压是0.6V,滑动变阻器的电压为
滑动变阻器的最大电阻为
选择的滑动变阻器是。
[2]由图丙可得
根据图像可知,图线是一条(延长过原点)倾斜直线,可得: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。
【小问3详解】
②[1]当定值电阻最大为25Ω,用规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器,滑动变阻器接入电路的最大值为20Ω时,此时电路中的最小电流
大于0.08A,因此电路中的电流不可能调到0.08A,故第4次数据是拼凑的。
③[2]AC.根据表格数据知,定值电阻两端的电压
电源电压为4V,滑动变阻器分得的电压为2V,说明滑动变阻器的电压和定值电阻的电压相等,故两者的电阻应该相等,当接入25Ω的定值电阻时,滑动变阻器的阻值应为25Ω,故应该选用阻值更大的滑动变阻器,其电阻要至少25Ω;在电路中再串联一个5Ω的定值电阻,故A不符合题意,C符合题意;
B.若不改变定值电阻两端电压,采取降低电源电压的方法,电源电压至少2V,每次实验时滑动变阻器接入电路的阻值为零即可;探究电流与电阻关系的实验中,需保持电阻两端的电压为2V不变,由串联电路的电流规律可得,电源电压、UV一定时,R越大需要滑动变阻器的值越大,要想完成本实验,由表中的数据可知,当定值电阻为25Ω时,通过定值电阻的电流为0.08A,滑动变阻器的阻值最大为20Ω时,实验中电源电压最大值为
电源电压调为2V~3.6V区间,故B符合题意。
故选BC。
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