精品解析:河南省许昌市建安区2025-2026学年九年级上学期12月月考物理试题
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内容正文:
河南省2025-2026学年第一学期教学评估试卷
九年级物理
10章~13章
满分70分,考试时间60分钟
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1. 武陟油茶是河南著名的风味小吃,油茶内含芝麻、花生等谷物和小磨香油等,热水冲泡后远远地就可以闻到油茶的香气,说明分子在______________,而且温度越高,香气______________(填“越浓”或“越淡”)。
2. 2025年9月3日,北京天安门广场举行的抗战胜利80周年阅兵中,歼击机多机型震撼亮相,全面展现我国空军的强大实力。当战斗机加速升空时,飞行员的动能_____________,机械能_______________;随着不断飞行,战斗机的燃料越来越少,燃料的热值_________________。(均填“增大”“减小”或“不变”)
3. 东汉《论衡》一书中提到“顿牟掇芥”,意思是摩擦过的琥珀能吸引像草芥一类的轻小物体,这一现象说明________;若摩擦过的琥珀与用丝绸摩擦过的玻璃棒相吸引,则说明摩擦过的琥珀带________(填“正”或“负”)电。
4. 如图所示的充电宝正在给手机电池充电,充电宝相当于电路元件中的____________,充电时____________(填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。若已经充满电的充电宝上标有“3.7V 20000mA·h”字样,则大约储存了____________J的电能。
5. 在如图所示电路中,电源电压U=4.5V,且保持不变,定值电阻R1=5Ω,变阻器R2的最大阻值为20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V.为保护电表,计算变阻器接入电路的阻值范围.
6. 爱观察的小红发现,电风扇、电视机和电热宝的铭牌上都标有“ ”的字样,她认为这些家用电器正常工作相同的时间产生的热量相同,你认为她的想法_______________(填“正确”或“不正确”),理由是_____________________。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求;第13~14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
7. 如图所示的事例中,不是通过做功的方式改变物体内能的是( )
A. 烧水时水温升高 B. 锯木头锯条发热
C. 铁丝来回弯折温度升高 D. 划火柴点火
8. 如图的轨道插座可以按照用户用电需求在轨道上增减、移动插座。关于该轨道插座,以下做法符合安全用电原则的是( )
A. 三角插头改为两脚插头使用 B. 绝缘皮破损的电线及时更换
C. 用湿手将插座从轨道上拔掉 D. 同时使用多个大功率用电器
9. 如图是某种智能电表的表盘,根据表盘信息,判断正确的是( )
A. 这是测量电路中电功率的仪表
B. 允许通过该表的最大电流是5A
C. 该表无法测量某一段时间内消耗的电能
D. 用电器每消耗1kW•h的电能,脉冲指示灯闪烁1200次
10. 如图所示的两个相同的验电器,其中A带正电,B不带电,现用带有绝缘手柄的金属棒将它们的金属球连接起来。下列说法正确的是( )
A. 验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
B. 验电器A的电子通过金属棒向B移动
C. 正电荷从A向B定向移动,形成瞬间电流
D. 验电器的箔片张角不会减小
11. 如图是探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验,下列说法正确的是( )
A. 为了探究电热与电阻的关系,应该选择乙实验
B. 探究过程用到了类比和控制变量的实验方法
C. 乙实验通电一段时间后,左侧容器内空气吸收的热量更多
D. 甲实验通电一段时间后,左右两容器中的电阻产生的热量之比为1:4
12. 在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,下列判断正确的是( )
A. 滑片向左移动时,电压表示数变小
B. 滑片向右移动时,电流表的示数变小
C. 滑片向左移动时,电流表的示数变小
D. 无论滑片向哪侧移动,电压表与电流表的示数的比值不变
13. 甲、乙两只小灯泡分别标有“ ”和“ ”的字样。忽略温度对灯丝电阻的影响,且保证电路安全,下列说法中正确的是( )
A. 两灯串联时,电源电压最大为
B. 两灯并联时,干路中的最大电流为
C. 两灯串联时,甲灯较亮
D. 两灯并联时一样亮
14. 某型号的电养生壶有加热和保温两挡,其铭牌如图甲所示,内部电路可简化为图乙所示的电路,均为电热丝。下列有关说法正确的是( )
额定电压
额定功率
加热挡
保温挡
A. 开关接1时养生壶处于加热状态
B. 养生壶在保温挡正常工作时的电流是
C. 电阻与的阻值之比为3:4
D. 养生壶处于加热状态时,通电消耗的电能为
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15. 如图所示的电灯(带开关)是组成家庭电路的常用器件。请你用笔画线来代替导线,将它们正确地接入电路中。
16. 请设计一个停车位是否被占用的模拟提醒电路。器材:红、绿色灯泡各一个、开关一个、电源和导线。要求:①无论开关是否闭合,红灯一直亮;②断开绿灯亮表示有空车位;③红灯亮绿灯熄灭表示车位被占用。请在方框中画出符合要求的电路图。
四、实验探究题(本题共3小题,第17题4分,第18题6分,第19题9分,共19分)
17. 在“探究串联电路电压的规律”实验中,设计了如图甲所示的电路,其中,电源由四节新干电池串联组成,两个小灯泡的规格分别为:,;还有若干小灯泡可供选择。
(1)按照实验要求,将电压表依次并联在AB、BC和AC两端,分别读出示数,此测量过程中_______________(填“需要”或“不需要”)更换电压表的测量范围,其中,将电压表并联在AB两端时示数如图乙所示,则示数为_____________。
(2)为了得到普遍规律,需要多次实验,在供选择的若干小灯泡中选择两个规格_______________(填序号)的小灯泡,继续实验。
A. 与相同
B. 与相同
C. 一个与相同,另一个与相同
D. 与和均不相同
(3)为了方便测量B与C之间的电压,保持电压表所接的B接点不动,只将A接点接到C位置,这个方法不能测出两端的电压,理由是__________________________。
18. 小丽准备探究“液体电阻大小与哪些因素有关”,她提出了如下猜想:
猜想一:可能与液体的浓度有关;
猜想二:可能与液体的体积有关;
猜想三:可能与液体的横截面积有关。
实验器材:两端接有金属接线柱的塑料管、电池、开关、小灯泡、导线,将上述器材组装成如图所示的电路进行实验。
(1)实验中液体电阻的大小是根据_________________进行判断的。
(2)小丽将适量盐水从注水口倒入塑料管中并闭合开关,观察到小灯泡发光,由此说明盐水是_____________(填“导体”或“绝缘体”)。
(3)然后她将注水口盖子打开,加入一勺食盐,在等待食盐完全溶解的过程中,观察到灯泡逐渐变亮,这说明:当其他猜想的条件都不变时,液体浓度越大,液体的电阻越______________。
(4)探究猜想二时,用注射器缓慢地从塑料管中抽取部分盐水,灯泡的亮度逐渐变暗。于是得出结论:液体浓度一定时,液体体积越小,电阻越大。分析操作过程,根据所学“影响导体电阻大小的因素”的知识,这一实验过程是否能完整验证猜想二?____________________________(填“能”或“不能”),原因:___________________________。
(5)仅仅对盐水加热,发现灯泡亮度也发生变化,说明液体电阻大小还与___________________有关。
19. 为探究“电流与电阻的关系”,实验小组的同学设计了如图所示的电路。提供的电源电压恒为,有五个定值电阻,四个规格分别为A.“”;B.“”;C.“”;D.“”的滑动变阻器。
(1)请你用笔画线代替导线,把图中电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电路中的电流变小。
(2)检查电路无误后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,出现这种故障的原因可能是定值电阻__________________(填“断路”或“短路”)。
(3)将定值电阻重新换成一个的定值电阻接入电路进行实验,闭合开关并调节滑动变阻器到适当位置,记下此时的电流为,将数据记录表格;把的电阻换成的电阻后,为了使电压保持_______________,应把变阻器滑片向_________________(填“A”或“B”)端滑动,同时要观察_____________(填“电流表”或“电压表”)的示数才可能达到实验目的。
(4)要用5个定值电阻完成完整的实验,实验小组的同学所选用的滑动变阻器规格应是________________(填写选项字母),当使用电阻进行实验记录正确数据时,通电一段时间定值电阻与滑动变阻器消耗的电能之比为_______________。
(5)根据多次实验数据,分析可得出结论:在导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成____________________。
(6)利用以上实验器材,还可以完成的电学实验是_______________________________。(写出一个即可)
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20. 氢燃料新能源公交车已经在各大城市投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,被认为是新时代最理想的能源。[,]
(1)求质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)若这些热量全部被质量为、温度为的水吸收,求水升高的温度;
(3)某氢能源公交车以的恒定功率匀速行驶,如果的氢燃料完全燃烧获得的热量和公交车行驶一段时间所做的功相等,则该公交车匀速行驶了多长时间?
21. 2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车,该车排放物是水,不产生任何污染物,是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设某国产氢燃料电池车总质量为5×103kg。在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍(不计驾驶员质量),在0.2h内行驶了14km的路程,消耗的氢能源为0.2kg(不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响)。求该测试过程中氢燃料电池车:(已知q=1.4×108J/kg,g取10N/kg)
(1)该车行驶的平均速度为多少km/h;
(2)牵引力做的功;
(3)氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。
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河南省2025-2026学年第一学期教学评估试卷
九年级物理
10章~13章
满分70分,考试时间60分钟
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1. 武陟油茶是河南著名的风味小吃,油茶内含芝麻、花生等谷物和小磨香油等,热水冲泡后远远地就可以闻到油茶的香气,说明分子在______________,而且温度越高,香气______________(填“越浓”或“越淡”)。
【答案】 ①. 不停地做无规则运动 ②. 越浓
【解析】
【详解】[1]热水冲泡后远远地就可以闻到油茶的香气,属于扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
[2]温度越高,分子的无规则运动越剧烈,因此香气越浓。
2. 2025年9月3日,北京天安门广场举行的抗战胜利80周年阅兵中,歼击机多机型震撼亮相,全面展现我国空军的强大实力。当战斗机加速升空时,飞行员的动能_____________,机械能_______________;随着不断飞行,战斗机的燃料越来越少,燃料的热值_________________。(均填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】 ①. 增大 ②. 增大 ③. 不变
【解析】
【详解】[1]动能的影响因素是质量和速度,战斗机加速升空时,飞行员质量不变,速度增大,因此飞行员动能增大。
[2]机械能是动能和势能的总和;重力势能的影响因素是质量和高度,战斗机升空时,飞行员质量不变,高度增大,重力势能增大;且动能也增大,因此动能与势能之和增大,故飞行员机械能增大。
[3]热值是燃料的固有属性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧情况等无关。因此,燃料减少时,热值不变。
3. 东汉《论衡》一书中提到“顿牟掇芥”,意思是摩擦过的琥珀能吸引像草芥一类的轻小物体,这一现象说明________;若摩擦过的琥珀与用丝绸摩擦过的玻璃棒相吸引,则说明摩擦过的琥珀带________(填“正”或“负”)电。
【答案】 ①. 带电物体能吸引轻小物体 ②. 负
【解析】
【详解】[1]摩擦过的琥珀能吸引像草芥一类的轻小物体,这一现象说明摩擦可使物体带电,即带电体能吸引轻小物体。
[2]与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,摩擦过的琥珀和带正电的玻璃棒相吸引,则琥珀带负电,因为异种电荷相互吸引。
4. 如图所示的充电宝正在给手机电池充电,充电宝相当于电路元件中的____________,充电时____________(填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。若已经充满电的充电宝上标有“3.7V 20000mA·h”字样,则大约储存了____________J的电能。
【答案】 ①. 电源 ②. 遵循 ③.
【解析】
【详解】[1][2]充电宝正在给手机电池充电的过程中,充电宝消耗电能,转化为手机电池的化学能储存,所以充电宝相当于电路元件中的电源,充电时遵循能量守恒定律。
[3]根据充电宝的铭牌,其储存的能量为
5. 在如图所示电路中,电源电压U=4.5V,且保持不变,定值电阻R1=5Ω,变阻器R2的最大阻值为20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V.为保护电表,计算变阻器接入电路的阻值范围.
【答案】2.5Ω~10Ω
【解析】
【详解】由电路图可知,滑动变阻器R2与电阻R1串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路总电流,当电流表示数为I1=0.6A时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,根据欧姆定律可得,电阻R1两端电压:U1=I1R1=0.6A×5Ω=3V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:U2=UU1=4.5V3V=1.5V,因串联电路中各处的电流相等,所以,滑动变阻器连入电路的电阻最小:Rmin==2.5Ω;当电压表示数最大为U大=3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,此时R1两端电压:U1′=UU2max=4.5V3V=1.5V,电路电流为:I2==0.3A,滑动变阻器接入电路的最大电阻:Rmax==10Ω,变阻器接入电路的阻值范围为2.5Ω~10Ω.故选A.
【点睛】由电路图可知,滑动变阻器R2与电阻R1串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路总电流,电流表示数最大为0.6A,电压表示数最大为3V,根据欧姆定律和串联电路的特点分别算出对应的滑动变阻器的阻值.
6. 爱观察的小红发现,电风扇、电视机和电热宝的铭牌上都标有“ ”的字样,她认为这些家用电器正常工作相同的时间产生的热量相同,你认为她的想法_______________(填“正确”或“不正确”),理由是_____________________。
【答案】 ①.
不正确 ②.
电风扇、电视机主要将电能转化为机械能、光能等其他形式的能,只有部分转化为热能,而电热宝主要将电能转化为热能
【解析】
【详解】[1][2]三个电器额定功率一样,正常工作相同的时间,它们消耗的电能一样,电视机主要是把电能转化为声能和光能;电风扇主要是把电能转化为机械能,只有电热宝把电能全部转化为热量,则电热宝产生的热量最多。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求;第13~14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
7. 如图所示的事例中,不是通过做功的方式改变物体内能的是( )
A. 烧水时水温升高 B. 锯木头锯条发热
C. 铁丝来回弯折温度升高 D. 划火柴点火
【答案】A
【解析】
【详解】A.烧水时,水吸收热量,温度升高,是通过热传递的方式改变内能,故A符合题意;
B.锯木头时,锯条发热,是锯条克服摩擦做功,通过做功方式改变了内能,故B不符合题意;
C.铁丝来回弯折,手对铁丝做功,通过做功方式改变内能,故C不符合题意;
D.划火柴点火,火柴需要克服摩擦做功,通过做功方式改变内能,故D不符合题意。
故选A。
8. 如图的轨道插座可以按照用户用电需求在轨道上增减、移动插座。关于该轨道插座,以下做法符合安全用电原则的是( )
A. 三角插头改为两脚插头使用 B. 绝缘皮破损的电线及时更换
C. 用湿手将插座从轨道上拔掉 D. 同时使用多个大功率用电器
【答案】B
【解析】
【详解】A.三角插头中的接地线是用于连接用电器的金属外壳与大地的,可以防止用电器漏电时人触电。将其改为两脚插头,就失去了接地保护,一旦用电器外壳带电,人接触时会发生触电事故。故A不符合题意。
B.电线的绝缘皮破损后,内部的导体(火线或零线)会裸露出来,人接触到裸露的火线会发生触电事故,裸露的火线和零线接触会造成短路,引发火灾。因此,及时更换是正确的做法。故B符合题意。
C.生活用水是导体,用湿手接触插座,水会成为人体和带电体之间的导体,大大增加了触电的风险。故C不符合题意。
D.家庭电路中,各个用电器是并联的。同时使用多个大功率用电器,根据公式可知,总功率过大,会导致干路中的总电流过大。当电流超过电路的额定电流时,会引起线路过热,甚至引发火灾。故D符合题意。
故选B。
9. 如图是某种智能电表的表盘,根据表盘信息,判断正确的是( )
A. 这是测量电路中电功率的仪表
B. 允许通过该表的最大电流是5A
C. 该表无法测量某一段时间内消耗的电能
D. 用电器每消耗1kW•h的电能,脉冲指示灯闪烁1200次
【答案】D
【解析】
【详解】A.电能表是测量电能的仪表,不能直接测量电功率,故A错误;
B.该电能表允许通过的最大电流为60A,故B错误;
C.电能表可以测量用电器在某一时间内消耗的电能,故C错误;
D.根据1200imp/kW·h,表示该家庭电路每消耗1kW·h的电能,电能表的脉冲指示灯闪烁1200次,故D正确。
故选D。
10. 如图所示的两个相同的验电器,其中A带正电,B不带电,现用带有绝缘手柄的金属棒将它们的金属球连接起来。下列说法正确的是( )
A. 验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
B. 验电器A的电子通过金属棒向B移动
C. 正电荷从A向B定向移动,形成瞬间电流
D. 验电器的箔片张角不会减小
【答案】A
【解析】
【详解】A.用带电体与验电器的金属球接触时,两片金属箔带上同种电荷,金属箔因带同种电荷相互排斥而张开,所以验电器是利用同种电荷相互排斥的原理工作的,故A正确;
BC.A带正电,B不带电,连接后,B的电子会通过金属棒向A移动,形成瞬间电流,正电荷不能移动,移动的是自由电子,故BC错误;
D.A得到电子后,正电荷被中和,带电量减少,金属箔片的张角会减小,故D错误。
故选A。
11. 如图是探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验,下列说法正确的是( )
A. 为了探究电热与电阻的关系,应该选择乙实验
B. 探究过程用到了类比和控制变量的实验方法
C. 乙实验通电一段时间后,左侧容器内空气吸收的热量更多
D. 甲实验通电一段时间后,左右两容器中的电阻产生的热量之比为1:4
【答案】C
【解析】
【详解】A.探究电热与电阻的关系,应控制电流和通电时间相同,电阻不同。甲实验中,两个阻值不同的电阻串联,通过的电流和通电时间相同,可以探究电热与电阻的关系。乙实验中,左右两容器中电阻丝的阻值相同,但通过的电流不同,是用来探究电热与电流的关系,故A错误;
B.该实验通过U形管中液面高度差来反映电流产生热量的多少,运用了转换法;探究电热与电阻关系的实验中,控制了其他变量不变,运用了控制变量法。实验中没有用到类比法,故B错误;
C.在乙实验中,左侧容器中的电阻丝阻值为,右侧容器是两个5Ω的电阻并联,通过右侧容器中电阻丝的电流是通过左侧容器电流的一半。根据,在相同时间内,左侧容器中电阻产生的热量多,即左侧容器内空气吸收的热量更多,故C正确;
D.在甲实验中,左右两个电阻串联,通过的电流和通电时间相同。左侧电阻,右侧电阻。根据焦耳定律,产生的热量之比为
故D错误。
故选C。
12. 在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,下列判断正确的是( )
A. 滑片向左移动时,电压表示数变小
B. 滑片向右移动时,电流表的示数变小
C. 滑片向左移动时,电流表的示数变小
D. 无论滑片向哪侧移动,电压表与电流表的示数的比值不变
【答案】D
【解析】
【详解】电路中滑动变阻器接入电路电阻与并联,电压表测电源电压(保持不变),测的电流,测干路电流。
A.电压表测电源电压,滑片移动时电压表示数不变,故A错误;
B.滑片P向右移动时,接入并联的电阻变小,支路电流变大,但支路电流不变,干路电流变大,的示数变大,故B错误;
C.两端电压始终等于电源电压,其电阻不变,由可知,通过的电流不变,的示数始终不变,故C错误;
D.电压表示数(电源电压)与示数的比值为的阻值,是定值电阻,因此该比值不变,故D正确。
故选D。
13. 甲、乙两只小灯泡分别标有“ ”和“ ”的字样。忽略温度对灯丝电阻的影响,且保证电路安全,下列说法中正确的是( )
A. 两灯串联时,电源电压最大为
B. 两灯并联时,干路中的最大电流为
C. 两灯串联时,甲灯较亮
D. 两灯并联时一样亮
【答案】AD
【解析】
【详解】由灯泡的参数可知,甲灯的额定电流和电阻分别为
同理,乙灯的额定电流和电阻分别为
A.当两灯串联时,为了电路安全,电路最大电流为1A,电路的总电阻为
由欧姆定律可知,电源电压为
故A正确;
B.两灯并联时,为了电路安全,电源电压最大为4V,此时通过甲灯的电流
乙灯正常发光,通过乙灯的电流为1A,根据并联电路电流特点可知,干路的电流为
故B错误;
C.两灯串联时通过它们的电流相等,电阻也相等,由可知,两灯的实际功率相等,则两灯一样亮,故C错误;
D.两灯并联时它们两端的电压相等,电阻也相等,由可知,两灯的实际功率相等,则两灯一样亮,故D正确。
故选AD。
14. 某型号的电养生壶有加热和保温两挡,其铭牌如图甲所示,内部电路可简化为图乙所示的电路,均为电热丝。下列有关说法正确的是( )
额定电压
额定功率
加热挡
保温挡
A. 开关接1时养生壶处于加热状态
B. 养生壶在保温挡正常工作时的电流是
C. 电阻与的阻值之比为3:4
D. 养生壶处于加热状态时,通电消耗的电能为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.当开关接1时,和串联工作,根据
在电压一定时,电路中的总电阻大,电功率小,养生壶处于保温挡;当开关接2时,只有被接入电路,根据
在电压一定时,电路中的总电阻小,电功率大,养生壶处于加热挡。故A错误;
B.由题得,根据公式得,
故B正确;
C.当开关接2时,只有被接入电路,处于加热挡,根据
可知
当开关接1时,和串联工作,处于保温挡,根据
可知
故C错误;
D.
根据公式得,通电消耗的电能
故D正确。
故选BD。
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15. 如图所示的电灯(带开关)是组成家庭电路的常用器件。请你用笔画线来代替导线,将它们正确地接入电路中。
【答案】
【解析】
【详解】灯和开关串联后要接在火线和零线之间,开关要接在火线上,灯的螺旋套接在零线上,故作图如下:
16. 请设计一个停车位是否被占用的模拟提醒电路。器材:红、绿色灯泡各一个、开关一个、电源和导线。要求:①无论开关是否闭合,红灯一直亮;②断开绿灯亮表示有空车位;③红灯亮绿灯熄灭表示车位被占用。请在方框中画出符合要求的电路图。
【答案】如图所示
【解析】
【详解】由题意知,无论开关是否闭合,红灯泡都能发光,则开关不能控制红灯,当开关S闭合时,绿灯不亮,开关S断开时,绿灯亮,说明绿灯被开关短路,开关与绿灯并联,同时开关不能短路红灯,则红灯应串联连接,如图所示:
四、实验探究题(本题共3小题,第17题4分,第18题6分,第19题9分,共19分)
17. 在“探究串联电路电压的规律”实验中,设计了如图甲所示的电路,其中,电源由四节新干电池串联组成,两个小灯泡的规格分别为:,;还有若干小灯泡可供选择。
(1)按照实验要求,将电压表依次并联在AB、BC和AC两端,分别读出示数,此测量过程中_______________(填“需要”或“不需要”)更换电压表的测量范围,其中,将电压表并联在AB两端时示数如图乙所示,则示数为_____________。
(2)为了得到普遍规律,需要多次实验,在供选择的若干小灯泡中选择两个规格_______________(填序号)的小灯泡,继续实验。
A. 与相同
B. 与相同
C. 一个与相同,另一个与相同
D. 与和均不相同
(3)为了方便测量B与C之间的电压,保持电压表所接的B接点不动,只将A接点接到C位置,这个方法不能测出两端的电压,理由是__________________________。
【答案】(1) ①. 需要 ②. 2.8
(2)D (3)电压表将会反偏
【解析】
【小问1详解】
[1]由可知,
电源电压为
灯泡串联接入电路,此时电路中电流为
将电压表并联在AB两端时,测量L1电压,示数为
将电压表并联在BC两端时,测量L2电压,示数为
将电压表并联在AC两端时,测量总电压,示数为
故测量是需要更换电压表的测量范围。
[2]由图可知,电压表接小量程,分度值是0.1V,读数为2.8V。
【小问2详解】
为了得到普遍规律,需要多次实验,应选择不同规格的小灯泡进行实验,则D符合要求,ABC不符合要求,故选D。
【小问3详解】
由图可知,电压表在A点连接电源正极,保持电压表所接的B接点不动,只将A接点接到C位置,将连接电源负极,会导致电压表反偏,不能进行测量。
18. 小丽准备探究“液体电阻大小与哪些因素有关”,她提出了如下猜想:
猜想一:可能与液体的浓度有关;
猜想二:可能与液体的体积有关;
猜想三:可能与液体的横截面积有关。
实验器材:两端接有金属接线柱的塑料管、电池、开关、小灯泡、导线,将上述器材组装成如图所示的电路进行实验。
(1)实验中液体电阻的大小是根据_________________进行判断的。
(2)小丽将适量盐水从注水口倒入塑料管中并闭合开关,观察到小灯泡发光,由此说明盐水是_____________(填“导体”或“绝缘体”)。
(3)然后她将注水口盖子打开,加入一勺食盐,在等待食盐完全溶解的过程中,观察到灯泡逐渐变亮,这说明:当其他猜想的条件都不变时,液体浓度越大,液体的电阻越______________。
(4)探究猜想二时,用注射器缓慢地从塑料管中抽取部分盐水,灯泡的亮度逐渐变暗。于是得出结论:液体浓度一定时,液体体积越小,电阻越大。分析操作过程,根据所学“影响导体电阻大小的因素”的知识,这一实验过程是否能完整验证猜想二?____________________________(填“能”或“不能”),原因:___________________________。
(5)仅仅对盐水加热,发现灯泡亮度也发生变化,说明液体电阻大小还与___________________有关。
【答案】(1)灯泡亮度
(2)导体 (3)小
(4) ①. 不能 ②. 体积和横截面积都减小,不符合控制变量法实验要求,结论不可靠。
(5)温度
【解析】
【小问1详解】
由图可知塑料管与小灯泡串联,可以通过小灯泡亮度判断电阻大小。
【小问2详解】
小灯泡与塑料管中的盐水串联连接,观察到小灯泡发光,说明电路为通路,盐水是导体。
【小问3详解】
食盐完全溶解的过程中,观察到灯泡逐渐变亮,说明电路中电流增大,则电路中电阻减小,可得当其他猜想的条件都不变时,液体浓度越大,液体的电阻越小。
【小问4详解】
[1][2]用注射器缓慢地从塑料管中抽取部分盐水,盐水体积减小的同时,盐水的横截面积也减小,导体横截面积减小,电阻增大,故实验结论不可靠,不能得出结论。
【小问5详解】
对盐水加热,发现灯泡亮度也发生变化,说明温度可以影响液体电阻大小。
19. 为探究“电流与电阻的关系”,实验小组的同学设计了如图所示的电路。提供的电源电压恒为,有五个定值电阻,四个规格分别为A.“”;B.“”;C.“”;D.“”的滑动变阻器。
(1)请你用笔画线代替导线,把图中电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电路中的电流变小。
(2)检查电路无误后,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,出现这种故障的原因可能是定值电阻__________________(填“断路”或“短路”)。
(3)将定值电阻重新换成一个的定值电阻接入电路进行实验,闭合开关并调节滑动变阻器到适当位置,记下此时的电流为,将数据记录表格;把的电阻换成的电阻后,为了使电压保持_______________,应把变阻器滑片向_________________(填“A”或“B”)端滑动,同时要观察_____________(填“电流表”或“电压表”)的示数才可能达到实验目的。
(4)要用5个定值电阻完成完整的实验,实验小组的同学所选用的滑动变阻器规格应是________________(填写选项字母),当使用电阻进行实验记录正确数据时,通电一段时间定值电阻与滑动变阻器消耗的电能之比为_______________。
(5)根据多次实验数据,分析可得出结论:在导体两端的电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成____________________。
(6)利用以上实验器材,还可以完成的电学实验是_______________________________。(写出一个即可)
【答案】(1)如图所示
(2)短路 (3) ①. 2 ②. A ③. 电压表
(4) ①. D ②.
(5)反比 (6)探究通过导体的电流与导体两端电压的关系
【解析】
【小问1详解】
由题,要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电路中的电流变小,即向右移动,滑动变阻器阻值变大,则滑动变阻器应连接左下方接线柱,如图所示
【小问2详解】
电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,则可能是定值电阻短路。
【小问3详解】
[1]探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,由题意,电压表示数应为
[2][3]根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大。探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,故应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向A端移动,同时观察电压表示数。
【小问4详解】
[1]当定值电阻阻值增大时,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器阻值,则最大的定值电阻为25Ω时,此时电流为
此时滑动变阻器阻值为
故滑动变阻器应选择“”,故选D。
[2]当使用电阻进行实验,电压表示数为2V,滑动变阻器电压为4V,则消耗电能之比为
【小问5详解】
实验发现,电压一定时,电流与电阻的乘积为定值,可得:电压一定时,电流与电阻成反比。
【小问6详解】
利用以上器材,还可以探究通过导体的电流与导体两端电压的关系。
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20. 氢燃料新能源公交车已经在各大城市投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,被认为是新时代最理想的能源。[,]
(1)求质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)若这些热量全部被质量为、温度为的水吸收,求水升高的温度;
(3)某氢能源公交车以的恒定功率匀速行驶,如果的氢燃料完全燃烧获得的热量和公交车行驶一段时间所做的功相等,则该公交车匀速行驶了多长时间?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量
【小问2详解】
由题意,水吸收的热量
由公式可得水升高温度
【小问3详解】
公交车所做的功
氢能源公交车功率
由公式可得公交车行驶时间
21. 2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车,该车排放物是水,不产生任何污染物,是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设某国产氢燃料电池车总质量为5×103kg。在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍(不计驾驶员质量),在0.2h内行驶了14km的路程,消耗的氢能源为0.2kg(不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响)。求该测试过程中氢燃料电池车:(已知q=1.4×108J/kg,g取10N/kg)
(1)该车行驶的平均速度为多少km/h;
(2)牵引力做的功;
(3)氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。
【答案】(1)70km/h;(2)1.4×107J;(3)50%
【解析】
【详解】解:(1)该车行驶的平均速度为
(2)汽车做匀速直线运动,汽车的牵引力
牵引力做的功
(3)氢能源燃烧释放的能量
转化为机械能的效率
答:(1)该车行驶的平均速度为70km/h;
(2)牵引力做的功1.4×107J;
(3)氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率50%。
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