内容正文:
2025-2026学年第一学期福州市九年级适应性练习
物理
(全卷六大题,31小题。完卷时间:90分钟;满分:100分)
友情提示:请将所有答案填写到答题卡上!请不要错位、越界答题!
一、选择题(本大题有14小题。每小题2分,共28分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 通过大量实验,最早定量揭示了电流热效应规律的科学家是( )
A. 奥斯特 B. 欧姆 C. 焦耳 D. 伏特
2. 液态甲烷作为“朱雀三号”运载火箭的燃料是因为具有较大的( )
A. 密度 B. 内能 C. 比热容 D. 热值
3. 福建省在农村电网巩固提升工程中,用较粗的铜质输电线替换原有较细的铜质输电线,目的是( )
A. 增大输电线损耗 B. 减小输电线电阻
C. 使输电线更美观 D. 降低输电线造价
4. 福州首部地方志《三山志》记载“梅雨季,器盛甘泉,隔夜外壁生珠”,其中“外壁生珠”描述的物态变化是( )
A. 凝华 B. 液化 C. 凝固 D. 汽化
5. 新能源电动汽车在充电时,以下做法符合安全用电原则是( )
A. 充电桩金属外壳可不接地线
B. 用湿布擦拭正在工作的充电桩
C. 充电完成应尽快拔下充电枪
D. 充电桩失火时应迅速浇水扑灭
6. 如图所示,在塑料盒中喷入少量酒精,将盒盖密封,用点火器引燃盒内酒精与空气的混合物,盒盖被冲出,内燃机的四个冲程中能量转化与此过程相似的是( )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程
C 排气冲程 D. 做功冲程
7. 人在剧烈运动时要大量出汗,汗水有调节体温的作用,原因是汗水( )
A. 蒸发吸热 B. 蒸发放热
C. 液化吸热 D. 液化放热
8. 如图,带负电的橡胶棒靠近塑料吸管的一端,发现吸管被排斥,则吸管( )
A. 一定带正电 B. 可能带负电
C. 一定带负电 D. 可能不带电
9. 某用电器的能量流向如图所示,该用电器可能是( )
A. 节能灯 B. 电视机 C. 电饭锅 D. 暖风扇
10. 如图是非接触式红外线测温枪,其采用两节干电池供电,下列估测最接近实际的是( )
A. 测温枪额定电压为3V
B. 测温枪额定电流为5A
C. 测得某同学正常体温为30°C
D. 红外线测温枪的功率为50W
11. 2025年9月,福州首条山区无人机“空中暖心路”运输路线开通,可满足夜间应急运输需求。当开关S1闭合时,电动机工作,无人机起飞,再闭合S2,无人机才能开启照明模式。下列简化电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
12. 如图所示的电路,闭合开关S,电流表的示数为0.30A,电流表A的示数为0.46A,下列说法正确的是( )
A. 通过灯泡的电流为0.46A
B. 通过灯泡的电流为0.16A
C. 若灯泡开路,电流表A的示数变为0.30A
D. 若灯泡短路,电流表示数变为0.46A
13. 两根电热丝R1、R2分别串联、并联在同一电源中,保持电源电压不变,且R1=2R2。在室温下烧开同量的一壶水,不计热量损失,则所需的时间之比为( )
A. 9:2 B. 2:9 C. 3:2 D. 2:3
14. 图甲是学生体质健康测试项目“坐位体前屈”的示意图。图乙是测量仪的原理图(电源电压恒定),推得越远,“显示器”的示数越大,反映学生柔韧水平越高。下列与测量仪有关说法正确的是( )
A. “显示器”是由电压表改造的
B. 推动距离不同,定值电阻R两端的电压不变
C. 如果提高电源电压,能增大该测量仪的量程
D. 减小定值电阻R的阻值,能提高测量仪的精确度
二、填空题(本大题有6小题。每空1分,共12分。)
我国第十五届全运会于2025年11月9日至21日举办,打造了史上首个“碳中和”全运会(用此情境作为完成下面小题)。
15. 如图是场馆内用来测___________的仪表,示数为___________;
16. 赛事大量使用纯电动摆渡车,在充电时电池相当于电路中的_________,其电池冷却系统采用水冷技术,利用水的_________大的特性,能有效散热;
17. 赛区场馆广泛采用光伏发电系统,该系统将___________能转化为电能。若其光伏板的总功率为100kW,正常工作4h内可提供电能___________。
18. 医疗行业常用冻干工艺去除药液中的水分:先使药液中的水___________成冰,再把冰放到低温真空环境中直接_________成水蒸气,以去除水分便于保存。(以上均选填物态变化名称)
19. 如图是一种温度自动报警器的原理示意图,其中水银温度计的原理是液体的___________。当温度升高时,水银柱上升到与封入的金属丝接触时,_________灯就会发光报警。
20. 如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“2.5V;0.3A”。闭合开关S、S1,断开开关S2,将滑片P从最左端向右移动,移至a点时小灯泡正常发光;闭合开关S、S2,断开开关S1,将滑片P从a点移回到最左端,图乙是两次操作过程中所测量的电流I与电压U的关系图像。则只闭合开关S和S1,电流I与电压U的关系图像是图乙中______(选填“A”或“B”);只闭合开关S和S2,滑片P在a点时,定值电阻R2的电功率为______W。
三、作图题(共2小题,每小题2分,共4分)
21. 请用笔画线表示导线,将图中的照明灯、开关接入家庭电路中。
22. 如图所示,请在括号“( )”中标出小磁针静止时左侧磁极的名称,并用箭头在A点标出磁感线的方向。
四、简答题(共1小题,共4分)
23. 闪电常产生于积雨云中,云层内的各种微粒因碰撞摩擦等因素分离积累正、负电荷。集中的正、负电荷区之间发生放电,形成闪电。为预防雷击,如图所示,通常在古建筑中的“鸱(chī)吻”(屋脊的主脊和垂脊的衔接等处)埋上铁丝或者铜制品与地面连接,能起到把雷电流引到地下的作用。请根据描述和相关物理知识回答:
(1)闪电形成的原理是什么?
(2)“鸱(chī)吻”为什么能保护木质结构免受雷击损害?
五、实验探究题(共5题,每空1分,共30分)
24. 如图甲所示的实验装置探究冰的熔化特点。
(1)用温度传感器与计算机连接,设置好数据采集软件的相关参数。实验中采用“水浴法”加热的优点是:能使冰块熔化时______;
(2)实验过程中冰的温度—时间图像如图乙所示,在冰熔化时______热但温度______,可知冰是______(选填“晶体”或“非晶体”)。
25. 如图甲所示,为“纸锅烧水”趣味实验。
(1)组装器材时,放置酒精灯和石棉网后,应先固定_________(选填“纸锅”或“温度计”)。
(2)水沸腾时,温度计的示数如图乙为_________℃,推断当时实验室的气压________标准大气压。
(3)纸的着火点约190℃,酒精灯火焰温度可达500℃,实验中水沸腾时,纸锅_________(选填“会”或“不会”)被点燃,理由是_________。
26. 如图甲所示,是“探究串联电路电压特点”的实验电路图:
实验序号
Uab/V
Ubc/V
U/V
1
1.0
1.7
2.7
2
1.3
1.4
27
3
1.5
2.7
(1)连接电路时,开关应___________;
(2)实验序号3的实验中,测量L1的电压表的示数如图乙所示为___________V;实验数据如表所示,得出的结论:串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压___________;
(3)实验中,发现L1比L2亮,原因是L1的实际功率___________L2的实际功率。
(4)实验中应选择规格___________(选填“相同”或“不同”)的小灯泡进行多次测量,目的是为了得出更具普遍性的___________。
27. 某实验小组进行“探究电流与电阻的关系”的实验。
实验序号
电阻箱阻值R1/
电流I/A
1
5
0.35
2
10
0.20
3
15
0.13
4
20
0.10
5
25
0.08
(1)请你用笔画线表示导线,将图甲中的电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右移时,电流表示数减小。
(2)闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,电路故障可能是___________。
(3)排除故障后进行实验,将电阻箱R1的阻值从5调到10,同时应移动滑片P使滑动变阻器的阻值变___________,仍保持电压表示数不变;
(4)实验数据如表格所示,经组内交流讨论,发现实验序号___________这组数据应是错误的。分析其余数据可得:电压一定时,电流与电阻成___________。
(5)小组分析数据错误的原因,猜想可能是由于该次实验电阻箱显示的示数与实际电阻值不符。为验证猜想,利用原有器材(滑动变阻器R2上标有“50;1A”),若分别选用电压表或电流表,设计了两种测量电阻箱R1实际阻值的方案。请你在图乙中虚线框内将电路图补充完整(只画出一种方案)。
28. 电话的发明,给通信方式带来变革。创新小组查阅资料后了解到:有线电话中涉及到的核心部件是话筒和听筒,其中话筒将声音转化成电信号,听筒将对方发送过来的电信号转化为声音。结合所学电和磁的知识,他们通过探究设计并制作—电话模型。其过程如下:
【任务一】“声”转“电”
(1)如图所示,将线圈缠绕在条形磁体一端并向右移动,观察到灵敏电流计G指针向右偏转,这是__________现象。
(2)固定条形磁体不动,线圈移动速度变大,观察到指针偏转幅度变__________;同时发现,增加线圈左右移动频率,发现G指针左右偏转频率也增加。通过以上实验可以实现将声信号转变为电信号。
【任务二】“电”生“声”
(3)探究通电螺线管外部磁场
①在圆筒上缠绕线圈,制成螺线管,在两端各摆上一个小磁针,闭合开关前,小磁针在__________的作用下指南北。闭合开关,观察小磁针指向如图甲所示,可知螺线管的A端是__________极,电源右端是__________极。
②在玻璃板上撒上铁屑,轻敲玻璃板,观察到铁屑分布如图乙所示,说明:通电螺线管外部磁场与__________磁体相似。
(4)探究磁场对电流的作用
如图所示,将线圈缠绕在条形磁体上,闭合开关,发现线圈向右运动。断开开关,对调电源的正负极,观察到线圈向__________运动;再将变阻器阻值调小,增大电路电流,发现线圈向右移动幅度变__________。还发现快速左右移动滑片,产生变化的电流频率高,线圈振动频率高。线圈可带动物体快速振动,发出声音。
通过以上实验可以实现电信号转变为声信号。
【任务三】“电话”制作
(5)小组制作有话筒和听筒的电话模型如图所示,闭合开关S,实现了在A处讲话,B处听到声音的功能。在实际测试中,若发现B处发出的声音很微弱甚至听不见,但用灵敏电流计检测电路时可测到线圈2有微弱电流。针对这个问题,请你提出一条改进建议:___________。
六、计算题(共3小题,22分)
29. 小闽利用家中的燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。将2kg的水从20℃加热到50℃,消耗了的天然气(假设天然气完全燃烧)(,)。求:
(1)水吸收的热量;
(2)这些天然气完全燃烧放出的热量;
(3)此次燃气灶烧水的效率。
30. 为了保障潜水安全,潜水员在潜水时会佩戴深度表。图甲是一款深度表的简化电路图,其中电源电压U为6V且保持不变,定值电阻R0为10Ω,Rp是压敏电阻。图乙是压敏电阻Rp阻值随海水深度h变化的关系图像,深度表由电压表(量程为0~3V)改装。
(1)当深度表在海面上时,电路中的电流和电压表的示数?
(2)当电压表指针偏转幅度最大时,该深度表能测量的最大深度为多少?
31. 科技小组设计制作了一款老人康复加热腰带,其简化电路如图所示(电源电压为220V、加热电阻是某PTC热敏电阻),该PTC热敏电阻阻值R分别对应环境温度t0为:20~29℃时的大小如下表所示;加热后,PTC热敏电阻阻值R随电阻表面温度t的变化关系图像如图所示。
环境温度:t0/°C
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
电阻R/
238
239
240
240
241
242
243
245
247
250
(1)当环境温度t0=25℃时,闭合开关S,启动该PTC热敏电阻工作,此时PTC热敏电阻通过的电流I启是多少?
(2)当PTC热敏电阻表面温度加热到55℃时,该加热腰带会恒温工作,若在此温度下工作5min,PTC热敏电阻产生的热量是多少?
(3)在相同条件下,对比测试该PTC热敏电阻与968的定值电阻分别作为发热元件在腰带电路中的加热情况。发现PTC热敏电阻的最终温度有稳定在65oC(设为人体和设备安全可承受的最高温度)的特性。已知环境温度为25oC,加热时,电阻向周围的散热功率与温差成正比,即为(其中k为散热系数,Δt为电阻表面温度与环境温度的差值),且发热功率等于散热功率时电阻表面温度达到稳定值。则:
①PTC热敏电阻加热到表面温度稳定为65℃时,散热系数k是多少?
②设散热系数k不变,968的定值电阻持续工作的最终稳定表面温度是多少?
③根据计算结果,并结合图像简述PTC热敏电阻温度特性的安全优势。
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2025-2026学年第一学期福州市九年级适应性练习
物理
(全卷六大题,31小题。完卷时间:90分钟;满分:100分)
友情提示:请将所有答案填写到答题卡上!请不要错位、越界答题!
一、选择题(本大题有14小题。每小题2分,共28分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 通过大量实验,最早定量揭示了电流热效应规律的科学家是( )
A. 奥斯特 B. 欧姆 C. 焦耳 D. 伏特
【答案】C
【解析】
【详解】A.奥斯特发现了电流的磁效应,即通电导线周围存在磁场,这与题干所问的电流热效应无关,故A不符合题意;
B.欧姆通过大量实验总结出了著名的欧姆定律,描述了电流、电压和电阻之间的关系,不是关于电流热效应规律的,故B不符合题意;
C.焦耳通过大量实验,最早定量揭示了电流热效应的规律,即焦耳定律,故C符合题意;
D.伏特发明了伏特电堆,不是在电流热效应规律方面有此贡献,故D不符合题意。
故选C。
2. 液态甲烷作为“朱雀三号”运载火箭的燃料是因为具有较大的( )
A. 密度 B. 内能 C. 比热容 D. 热值
【答案】D
【解析】
【详解】A. 密度:火箭燃料对密度无核心要求,密度大小与燃料燃烧放热的能力无关,不是选择依据;故A不符合题意;
B. 内能:内能是物体自身的内部能量,受质量、温度等因素影响,和燃料“燃烧放热的能力”无关,无法作为燃料选择标准;故B不符合题意;
C. 比热容:比热容反映的是物质吸、放热的能力(如水的比热容大,常用作冷却剂),与燃料燃烧释放热量的能力无关。故C不符合题意;
D. 燃料的选择核心依据是热值,其定义为:单位质量(或体积)的燃料完全燃烧时所放出的热量。运载火箭需要燃料在燃烧时释放大量的内能,转化为机械能提供推进力,液态甲烷作为火箭燃料,正是因为它的热值大,相同质量的液态甲烷完全燃烧,能释放出比普通燃料更多的热量,满足火箭高速升空的能量需求。故D符合题意。
故选D。
3. 福建省在农村电网巩固提升工程中,用较粗的铜质输电线替换原有较细的铜质输电线,目的是( )
A. 增大输电线损耗 B. 减小输电线电阻
C. 使输电线更美观 D. 降低输电线造价
【答案】B
【解析】
【详解】B.导体的电阻是导体本身的一种性质,电阻大小取决于导体的材料、长度、横截面积;外因是温度。对于本题中的铜质输电线,材料和温度是固定不变的。当用较粗的铜质输电线替换原有较细的铜质输电线时,在导体的长度、材料、温度不变的情况下,根据电阻的决定因素,横截面积增大,输电线的电阻会减小,故B符合题意;
A.根据焦耳定律,在电流和通电时间一定时,电阻减小,输电线产生的热量减少,即减小了输电线的电能损耗,而不是增大损耗,故A不符合题意;
CD.输电线变粗不会使输电线更美观,且较粗的导线造价更高。所以目的是减小输电线电阻,故CD不符合题意。
故选B。
4. 福州首部地方志《三山志》记载“梅雨季,器盛甘泉,隔夜外壁生珠”,其中“外壁生珠”描述的物态变化是( )
A. 凝华 B. 液化 C. 凝固 D. 汽化
【答案】B
【解析】
【详解】“梅雨季,器盛甘泉,隔夜外壁生珠”,指梅雨季空气潮湿,盛有清凉泉水的容器外壁温度比周围空气温度低,空气中的水蒸气遇冷在容器外壁凝结成液态小水珠,由气态水蒸气变成液态水珠,这是液化,所以“外壁生珠”描述的物态变化是液化,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5. 新能源电动汽车在充电时,以下做法符合安全用电原则的是( )
A. 充电桩金属外壳可不接地线
B. 用湿布擦拭正在工作的充电桩
C. 充电完成应尽快拔下充电枪
D. 充电桩失火时应迅速浇水扑灭
【答案】C
【解析】
【详解】A.安装充电桩时,为了安全,要接地线,充电桩金属外壳不接地线不符合安全用电原则,故A不符合题意;
B.湿抹布含有水,生活用水是导体,用湿抹布擦拭充电桩,容易发生触电事故,故B不符合题意;
C.充电完成尽快拔下充电枪,可以防止过充风险,延长设备使用寿命,故C符合题意;
D.充电桩起火,应先断开电源再施救,生活用水是导体,失火时应迅速浇水扑灭不符合安全用电原则,故D不符合题意。
故选C。
6. 如图所示,在塑料盒中喷入少量酒精,将盒盖密封,用点火器引燃盒内酒精与空气的混合物,盒盖被冲出,内燃机的四个冲程中能量转化与此过程相似的是( )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程
C. 排气冲程 D. 做功冲程
【答案】D
【解析】
【详解】按动点火器的按钮,点燃盒内酒精,盒盖被冲出去,这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功,是将内能转化为机械能的过程;四冲程内燃机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程,将内能转化为机械能,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
7. 人在剧烈运动时要大量出汗,汗水有调节体温的作用,原因是汗水( )
A. 蒸发吸热 B. 蒸发放热
C. 液化吸热 D. 液化放热
【答案】A
【解析】
【详解】汗水在蒸发的过程中会带走人体产生的热量,从而达到调节体温的作用,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8. 如图,带负电的橡胶棒靠近塑料吸管的一端,发现吸管被排斥,则吸管( )
A. 一定带正电 B. 可能带负电
C. 一定带负电 D. 可能不带电
【答案】C
【解析】
【详解】BC.电荷间的相互作用规律为:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,且带电体可以吸引轻小的不带电物体。已知橡胶棒带负电,当它靠近吸管时,吸管被排斥,说明吸管与橡胶棒带同种电荷,因此吸管一定带负电。故B不符合题意,C符合题意;
AD.如果吸管不带电或带正电,会被带负电的橡胶棒吸引,与题目中 “排斥” 的现象矛盾,因此吸管不可能不带电,也不可能带正电。故AD不符合题意。
故选C。
9. 某用电器的能量流向如图所示,该用电器可能是( )
A. 节能灯 B. 电视机 C. 电饭锅 D. 暖风扇
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知,该用电器工作时,将电能大部分转化为内能,少部分转化为机械能。
A.节能灯工作时,将电能转化为光能和内能,故A不符合题意;
B.电视机工作时,将电能转化光能、声能和内能,故B不符合题意;
C.电饭锅工作时,将电能全部转化为内能,故C不符合题意;
D.暖风扇工作时,主要将电能转化为内能,并产生少部分机械能,故D符合题意。
故选D。
10. 如图是非接触式红外线测温枪,其采用两节干电池供电,下列估测最接近实际的是( )
A. 测温枪额定电压为3V
B. 测温枪额定电流为5A
C. 测得某同学正常体温为30°C
D. 红外线测温枪的功率为50W
【答案】A
【解析】
【详解】A.两节干电池串联供电,每节干电池电压为 1.5V,总电压为,符合实际。故A符合题意;
B.测温枪属于低功耗电子设备,工作电流通常在几十毫安级别,远小于 5A,不符合实际。故B不符合题意;
C.人体正常体温约为,30°C 远低于正常体温,不符合实际。故C不符合题意;
D.测温枪的电源电压3V,电流约为几十毫安,功率通常在1W以内,50W功率过大,不符合实际。故D不符合题意。
故选A。
11. 2025年9月,福州首条山区无人机“空中暖心路”运输路线开通,可满足夜间应急运输需求。当开关S1闭合时,电动机工作,无人机起飞,再闭合S2,无人机才能开启照明模式。下列简化电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意可得,电动机和灯泡并联,S1控制电动机,S2控制灯泡,且S1在干路上。闭合S2,无人机的电动机工作,与题干条件不符,故A不符合题意;
B.电动机和灯泡串联,与题干条件不符,故B不符合题意;
C.电动机和灯泡并联,S1控制电动机,S2控制灯泡。电动机工作时,闭合S2无人机会开启照明模式,故C符合题意;
D.电动机和灯泡并联,S2控制电动机,S1控制灯泡,与题干条件不符,故D不符合题意
故选C。
12. 如图所示的电路,闭合开关S,电流表的示数为0.30A,电流表A的示数为0.46A,下列说法正确的是( )
A. 通过灯泡的电流为0.46A
B. 通过灯泡的电流为0.16A
C. 若灯泡开路,电流表A的示数变为0.30A
D. 若灯泡短路,电流表的示数变为0.46A
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由实物图可知,灯泡与灯泡分别在两条支路上,两灯并联,电流表A在干路中,测干路电流;电流表与灯泡在一条支路中,测通过灯泡的电流,故可得
即通过灯泡的电流为0.3A,通过灯泡的电流为0.16A,故A错误,B正确;
C.若灯泡开路,则灯泡支路没有电流通过,电流表A只测量通过灯泡的电流,其示数变为0.16A,故C错误;
D.若灯泡短路,电流从正极出发会经过灯泡支路直接回到电源负极,电流表的示数为0,故D错误。
故选B。
13. 两根电热丝R1、R2分别串联、并联在同一电源中,保持电源电压不变,且R1=2R2。在室温下烧开同量的一壶水,不计热量损失,则所需的时间之比为( )
A. 9:2 B. 2:9 C. 3:2 D. 2:3
【答案】A
【解析】
【详解】设电源电压为U,在室温下烧开同量的一壶水,不计热量损失,吸收的热量相同,且
两根电热丝R1、R2串联时,吸收的热量为……①
两根电热丝R1、R2并联时,吸收的热量为……②
由①②可得,即
故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
14. 图甲是学生体质健康测试项目“坐位体前屈”的示意图。图乙是测量仪的原理图(电源电压恒定),推得越远,“显示器”的示数越大,反映学生柔韧水平越高。下列与测量仪有关说法正确的是( )
A. “显示器”是由电压表改造的
B. 推动距离不同,定值电阻R两端的电压不变
C. 如果提高电源电压,能增大该测量仪的量程
D. 减小定值电阻R的阻值,能提高测量仪的精确度
【答案】D
【解析】
【详解】A.电流表需串联在电路中,电压表需并联,图中显示器与电阻丝、定值电阻R串联,因此显示器是由电流表改造而成,故A错误;
B.由图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,向前推的距离越远,滑动变阻器接入电路的电阻越小。根据串联电路分压原理,电阻减小,其两端电压减小,而电源电压恒定,根据,所以定值电阻R两端电压会变大,故B错误;
C.电流表量程最大电流值I一定,由欧姆定律公式变形,如果提高电源电压U,则电路总电阻变大,定值电阻R阻值一定,由串联电路电阻特点,滑动变阻器接入电路的电阻,则滑动变阻器接入电路的电阻变大,则滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变长,该测量仪的量程变小,故C错误;
D.减小定值电阻R的阻值,会使电路总电阻减小,电源电压不变,由欧姆定律,则电路电流增大。对于相同的推动距离变化,即滑动变阻器电阻变化相同值,电流的变化量更大,显示器示数变化更明显,因此提高了测量仪的精确度,故D正确。
故选D。
二、填空题(本大题有6小题。每空1分,共12分。)
我国第十五届全运会于2025年11月9日至21日举办,打造了史上首个“碳中和”全运会(用此情境作为完成下面小题)。
15. 如图是场馆内用来测___________的仪表,示数为___________;
16. 赛事大量使用纯电动摆渡车,在充电时电池相当于电路中的_________,其电池冷却系统采用水冷技术,利用水的_________大的特性,能有效散热;
17. 赛区场馆广泛采用光伏发电系统,该系统将___________能转化为电能。若其光伏板的总功率为100kW,正常工作4h内可提供电能___________。
【答案】15. ①. 用电器消耗电能 ②. 2026.00
16. ①. 用电器 ②. 比热容
17. ①. 太阳 ②. 400
【解析】
【15题详解】
[1]如图为电能表,电能表是用来测量用电器消耗电能的仪表。
[2]由图可知,该仪表为电能表,其单位是,示数为。
【16题详解】
[1]在给电池充电的过程中,电能转化为电池的化学能,此时电池消耗电能,根据电路中各元件的作用,消耗电能的装置相当于用电器,所以在充电时电池相当于电路中的用电器。
[2]水的比热容较大,相同质量的水和其他物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,能有效吸收热量进行散热,所以电池冷却系统采用水冷技术,利用水的比热容大的特性来有效散热。
【17题详解】
[1]光伏发电系统的工作原理是将太阳能转化为电能。
[2]根据电能计算公式,已知光伏板总功率,工作时间,则提供的电能
18. 医疗行业常用冻干工艺去除药液中的水分:先使药液中的水___________成冰,再把冰放到低温真空环境中直接_________成水蒸气,以去除水分便于保存。(以上均选填物态变化名称)
【答案】 ①. 凝固 ②. 升华
【解析】
【详解】[1]水变成冰,物质从液态变为固态,根据凝固的定义(物质从液态变为固态的过程叫凝固),所以这一过程是凝固。
[2]冰直接变成水蒸气,物质从固态直接变为气态,依据升华的定义(物质从固态直接变为气态的过程叫升华),可知这一过程是升华。
19. 如图是一种温度自动报警器的原理示意图,其中水银温度计的原理是液体的___________。当温度升高时,水银柱上升到与封入的金属丝接触时,_________灯就会发光报警。
【答案】 ①. 热胀冷缩 ②. 红
【解析】
【详解】[1]液体温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的,温度升高时,水银受热膨胀,液柱会上升。
[2]当温度升高时,水银柱上升到与封入的金属丝接触,此时控制电路接通,电磁铁有了磁性,吸引衔铁,使红灯所在的电路接通,所以红灯就会发光报警。
20. 如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“2.5V;0.3A”。闭合开关S、S1,断开开关S2,将滑片P从最左端向右移动,移至a点时小灯泡正常发光;闭合开关S、S2,断开开关S1,将滑片P从a点移回到最左端,图乙是两次操作过程中所测量的电流I与电压U的关系图像。则只闭合开关S和S1,电流I与电压U的关系图像是图乙中______(选填“A”或“B”);只闭合开关S和S2,滑片P在a点时,定值电阻R2的电功率为______W。
【答案】 ①. A ②. 0.2
【解析】
【详解】[1]闭合开关S、S1,断开开关S2,灯泡L和滑动变阻器串联,电压表测电压,电流表测电路电流。将滑片P从最左端向右移动,滑动变阻器阻值变小,则总电阻变小,根据,电路电流变大,电流表示数变大,根据串联分压原理,滑动变阻器的电压减小,则电压表示数减小;闭合开关S、S2,断开开关S1,和的最大阻值串联,电压表测右部分电阻丝分得的电压,电流表测电路电流。将滑片P从a点移回到最左端,无法改变电阻,则电路中电流不变,所以电流表示数不变,右部分电阻丝阻值变大,根据,电压表示数变大。所以图乙中A是只闭合开关S和S1,电流I与电压U的关系图像,B是只闭合开关S、S2,电流I与电压U的关系图像。
[2]闭合开关S、S1,断开开关S2,灯泡L和滑动变阻器串联,电压表测电压,电流表测电路电流。由图乙可知,滑片在a点时,电路中电流最大为0.3A,此时电压为0.5V,由于此时灯泡正常发光,则此时灯泡电压为2.5V,根据串联电压规律,电源电压为
滑片在最左端时,变阻器接入电路阻值最大,此时电路中电流最小为0.2A,电压为2V,则的最大阻值为
只闭合开关S和S2,滑片P在a点时,由图乙可知,电路中电流为0.2A,此时总电阻为
则阻值为
则此时定值电阻R2的电功率为
三、作图题(共2小题,每小题2分,共4分)
21. 请用笔画线表示导线,将图中的照明灯、开关接入家庭电路中。
【答案】
【解析】
【详解】家庭电路中,开关控制灯泡与灯泡串联,为了安全用电,防止触电事故发生,开关要接在火线和用电器之间,灯泡底部金属触点连接开关后接火线,灯泡螺旋部分接零线,如图所示:
22. 如图所示,请在括号“( )”中标出小磁针静止时左侧磁极的名称,并用箭头在A点标出磁感线的方向。
【答案】
【解析】
【详解】根据条形磁铁的极性可知,小磁针静止,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,所以小磁针左侧磁极是N极;根据磁体外部磁感线总是从N极出发,回到S极,所以A点标出磁感线的方向朝左边,如图所示:
四、简答题(共1小题,共4分)
23. 闪电常产生于积雨云中,云层内的各种微粒因碰撞摩擦等因素分离积累正、负电荷。集中的正、负电荷区之间发生放电,形成闪电。为预防雷击,如图所示,通常在古建筑中的“鸱(chī)吻”(屋脊的主脊和垂脊的衔接等处)埋上铁丝或者铜制品与地面连接,能起到把雷电流引到地下的作用。请根据描述和相关物理知识回答:
(1)闪电形成的原理是什么?
(2)“鸱(chī)吻”为什么能保护木质结构免受雷击损害?
【答案】(1)摩擦起电,当正、负电荷集中到一定程度,它们之间发生放电而形成闪电
(2)见解析
【解析】
【小问1详解】
闪电是云与云之间,云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象。其实质是摩擦起电,当正、负电荷集中到一定程度,它们之间发生放电而形成闪电。
【小问2详解】
因为古建筑中的“鸱吻”埋了铁丝或者铜制品与地面连接,铁丝或铜制品是导体,当雷电发生时,雷电电流通过“鸱吻”上的导体导入大地,避免了木质结构通过较大电流,从而保护木质结构免受雷击损害。
五、实验探究题(共5题,每空1分,共30分)
24. 如图甲所示的实验装置探究冰的熔化特点。
(1)用温度传感器与计算机连接,设置好数据采集软件的相关参数。实验中采用“水浴法”加热的优点是:能使冰块熔化时______;
(2)实验过程中冰的温度—时间图像如图乙所示,在冰熔化时______热但温度______,可知冰是______(选填“晶体”或“非晶体”)。
【答案】(1)受热均匀
(2) ①. 吸 ②. 保持不变 ③. 晶体
【解析】
【小问1详解】
实验中采用“水浴法”加热的优点是能使冰块熔化时受热均匀,避免局部过热。
【小问2详解】
[1][2][3]如图乙所示,冰熔化时持续吸热,温度保持在0℃不变,则冰有固定的熔点,属于晶体。
25. 如图甲所示,为“纸锅烧水”趣味实验。
(1)组装器材时,放置酒精灯和石棉网后,应先固定_________(选填“纸锅”或“温度计”)。
(2)水沸腾时,温度计的示数如图乙为_________℃,推断当时实验室的气压________标准大气压。
(3)纸的着火点约190℃,酒精灯火焰温度可达500℃,实验中水沸腾时,纸锅_________(选填“会”或“不会”)被点燃,理由是_________。
【答案】(1)纸锅 (2) ①. 98 ②. 小于
(3) ①. 不会 ②. 水的沸点低于纸的着火点,水沸腾时持续吸热且温度不变。
【解析】
【小问1详解】
实验中需要使用酒精灯加热,而酒精灯的外焰温度最高,因此需要根据酒精灯的高度来调整石棉网和纸锅的位置。如果先固定温度计,可能无法保证纸锅处于酒精灯外焰的加热位置。因此,应先放置酒精灯和石棉网,再根据酒精灯的高度固定纸锅的位置,最后安装温度计。
【小问2详解】
[1]图乙中的温度计,其分度值为1℃,液柱上表面在90℃以上第8个小格处,因此读数为98℃。
[2]在标准大气压下,水的沸点是100℃;气压降低时,沸点也随之降低。本实验中,水的沸点为98℃,低于100℃,说明当时实验室的气压低于标准大气压。
【小问3详解】
[1][2]实验中水沸腾时,纸锅内的水会不断吸收热量,温度保持不变,导致纸锅的温度始终保持在水的沸点(98℃)左右。由于98℃远低于纸的着火点190℃,纸锅不会达到着火所需的温度,因此不会被点燃。
26. 如图甲所示,是“探究串联电路电压特点”的实验电路图:
实验序号
Uab/V
Ubc/V
U/V
1
1.0
1.7
2.7
2
1.3
1.4
2.7
3
1.5
2.7
(1)连接电路时,开关应___________;
(2)实验序号3的实验中,测量L1的电压表的示数如图乙所示为___________V;实验数据如表所示,得出的结论:串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压___________;
(3)实验中,发现L1比L2亮,原因是L1的实际功率___________L2的实际功率。
(4)实验中应选择规格___________(选填“相同”或“不同”)的小灯泡进行多次测量,目的是为了得出更具普遍性的___________。
【答案】(1)断开 (2) ①. 1.2 ②. 之和
(3)大于 (4) ①. 不同 ②. 实验结论
【解析】
【小问1详解】
连接电路时,开关必须断开,这是为了防止电路连接过程中出现短路,从而保护电路元件。
【小问2详解】
[1]如图乙,电压表选用测量范围,分度值为0.1V,读数为1.2V。
[2]由表中数据可知
可初步结论:串联电路中,电源两端电压等于各部分电路两端电压之和。
【小问3详解】
灯泡的亮度由实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮。比亮,说明的实际功率大于的实际功率。
【小问4详解】
[1][2]实验中,实验次数太少,得到的实验结论可能具有偶然性,为使结论更具普遍性,小明应进行的操作是:换用不同规格的灯泡进行多次测量,寻找普遍规律。
27. 某实验小组进行“探究电流与电阻的关系”的实验。
实验序号
电阻箱阻值R1/
电流I/A
1
5
0.35
2
10
0.20
3
15
0.13
4
20
0.10
5
25
0.08
(1)请你用笔画线表示导线,将图甲中的电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右移时,电流表示数减小。
(2)闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,电路故障可能是___________。
(3)排除故障后进行实验,将电阻箱R1的阻值从5调到10,同时应移动滑片P使滑动变阻器的阻值变___________,仍保持电压表示数不变;
(4)实验数据如表格所示,经组内交流讨论,发现实验序号___________这组数据应是错误的。分析其余数据可得:电压一定时,电流与电阻成___________。
(5)小组分析数据错误的原因,猜想可能是由于该次实验电阻箱显示的示数与实际电阻值不符。为验证猜想,利用原有器材(滑动变阻器R2上标有“50;1A”),若分别选用电压表或电流表,设计了两种测量电阻箱R1实际阻值的方案。请你在图乙中虚线框内将电路图补充完整(只画出一种方案)。
【答案】(1) (2)R1短路##电压表开路
(3)大 (4) ①. 1 ②. 反比
(5)
【解析】
【小问1详解】
要求滑片向右移动时,电流表示数变小,即滑动变阻器阻值变大,所以滑动变阻器应该选择左下端接线柱接入电路,如图所示:
【小问2详解】
闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,则电路可能是电阻R1短路或者电压表开路。
【小问3详解】
将电阻箱R1的阻值从5调到10,定值电阻阻值变大,即定值电阻的分压能力变强,根据串联电路的分压规律,定值电阻两端的电压变大,要保持电压表的示数不变,需要增大滑动变阻器的阻值来分走一部分电压。
【小问4详解】
[1]分析实验数据可知,第1组实验数据中电阻与电流的乘积与其他几组不相等,并且相差较大,所以实验序号1这组数据应是错误的。
[2]分析其他数据可知,电流随电阻的增大而减小,且电流与电阻的乘积为定值,即为电阻两端的电压,所以可以得到结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
【小问5详解】
①选择电压表接入电路,测量电阻箱R1的阻值时,电阻箱与滑动变阻器串联,电压表测电阻箱R1两端电压。如图所示:
闭合开关,当滑动变阻器的滑片P滑在最右端时,记录电压表的示数U1;把滑动变阻器的滑片P滑至最左端,记录电压表的示数U2。
当滑动变阻器的滑片P滑至最左端时,滑动变阻器的阻值为0,此时只有R1接入电路,则电源电压
当滑动变阻器的滑片P在最右端时,滑动变阻器的电阻最大,滑动变阻器两端的电压
根据串联电路中的分压规律可得,
则电阻箱R1的阻值
②选择电流表接入电路,测量电阻箱R1的阻值时,电阻箱与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流。如图所示:
闭合开关,当滑动变阻器的滑片P滑在最右端时,记录电流表的示数I1;把滑动变阻器的滑片P滑至最左端,记录电流表的示数I2。
当滑动变阻器的滑片P滑至最左端时,滑动变阻器的阻值为0,此时只有R1接入电路,则电源电压
当滑动变阻器的滑片P在最右端时,滑动变阻器的电阻最大,电源电压
综上可得电阻箱R1的阻值为
28. 电话的发明,给通信方式带来变革。创新小组查阅资料后了解到:有线电话中涉及到的核心部件是话筒和听筒,其中话筒将声音转化成电信号,听筒将对方发送过来的电信号转化为声音。结合所学电和磁的知识,他们通过探究设计并制作—电话模型。其过程如下:
【任务一】“声”转“电”
(1)如图所示,将线圈缠绕在条形磁体一端并向右移动,观察到灵敏电流计G指针向右偏转,这是__________现象。
(2)固定条形磁体不动,线圈移动速度变大,观察到指针偏转幅度变__________;同时发现,增加线圈左右移动频率,发现G指针左右偏转频率也增加。通过以上实验可以实现将声信号转变为电信号。
【任务二】“电”生“声”
(3)探究通电螺线管外部磁场
①在圆筒上缠绕线圈,制成螺线管,在两端各摆上一个小磁针,闭合开关前,小磁针在__________的作用下指南北。闭合开关,观察小磁针指向如图甲所示,可知螺线管的A端是__________极,电源右端是__________极。
②在玻璃板上撒上铁屑,轻敲玻璃板,观察到铁屑分布如图乙所示,说明:通电螺线管外部磁场与__________磁体相似。
(4)探究磁场对电流的作用
如图所示,将线圈缠绕在条形磁体上,闭合开关,发现线圈向右运动。断开开关,对调电源的正负极,观察到线圈向__________运动;再将变阻器阻值调小,增大电路电流,发现线圈向右移动幅度变__________。还发现快速左右移动滑片,产生变化的电流频率高,线圈振动频率高。线圈可带动物体快速振动,发出声音。
通过以上实验可以实现电信号转变为声信号。
【任务三】“电话”的制作
(5)小组制作有话筒和听筒的电话模型如图所示,闭合开关S,实现了在A处讲话,B处听到声音的功能。在实际测试中,若发现B处发出的声音很微弱甚至听不见,但用灵敏电流计检测电路时可测到线圈2有微弱电流。针对这个问题,请你提出一条改进建议:___________。
【答案】(1)电磁感应
(2)大 (3) ①. 地磁场 ②. N ③. 正 ④. 条形
(4) ①. 左 ②. 大
(5)增加线圈1或2的匝数;换磁性更强的磁体1或2
【解析】
【小问1详解】
当线圈向右移动时,它在条形磁体的磁场中做切割磁感线运动,闭合电路(线圈和灵敏电流计)中就产生了感应电流,这是电磁感应现象。
【小问2详解】
当线圈移动速度变大时,切割磁感线的速度变快,产生的感应电流就会变大,因此灵敏电流计指针的偏转幅度变大。
【小问3详解】
[1]地球本身就是一个巨大的磁体,它周围存在着地磁场,小磁针本身也是一个小磁体,有N极和S极。根据“异名磁极相互吸引”的规律,小磁针的N极会被地磁南极(地理北极方向)吸引,S极会被地磁北极(地理南极方向)吸引,所以在实验中闭合开关前,小磁针就会在地磁场的作用下,指向地理的南北方向。
[2]闭合开关后,根据小磁针的指向可以判断螺线管的磁极。根据“异名磁极相互吸引”的规律,A端的小磁针N极指向右侧,说明螺线管A端是N极。
[3]用安培定则(右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指指向N极)判断电流方向,可知电源右端正极。
[4]通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体相似,两端磁性最强,中间磁性最弱,磁感线的形状也和条形磁体一致。
【小问4详解】
[1]对调电源正负极后,线圈中的电流方向反向,受力方向也随之反向,因此线圈向左运动。
[2]将变阻器阻值调小,电路中电流增大,线圈受力变大,向右移动的幅度变大。
【小问5详解】
可以从“增大电流”或“增强受力效果”两个方向入手:
增强话筒的信号输出:增加线圈1的匝数,或使用磁性更强的磁体1,让话筒产生的感应电流更大;
增强听筒的振动效果:增加线圈2的匝数,或使用磁性更强的磁体2,让线圈在相同电流下受力更大、振动更明显。
综上,改进建议为:增加线圈1或2的匝数;换磁性更强的磁体1或2。
六、计算题(共3小题,22分)
29. 小闽利用家中的燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。将2kg的水从20℃加热到50℃,消耗了的天然气(假设天然气完全燃烧)(,)。求:
(1)水吸收的热量;
(2)这些天然气完全燃烧放出的热量;
(3)此次燃气灶烧水的效率。
【答案】(1)
(2)
(3)36%
【解析】
【小问1详解】
水吸收的热量
【小问2详解】
的天然气完全燃烧放出的热量为
小问3详解】
由公式可得,燃气灶烧水的效率为
30. 为了保障潜水安全,潜水员在潜水时会佩戴深度表。图甲是一款深度表的简化电路图,其中电源电压U为6V且保持不变,定值电阻R0为10Ω,Rp是压敏电阻。图乙是压敏电阻Rp阻值随海水深度h变化的关系图像,深度表由电压表(量程为0~3V)改装。
(1)当深度表在海面上时,电路中的电流和电压表的示数?
(2)当电压表指针偏转幅度最大时,该深度表能测量的最大深度为多少?
【答案】(1)0.12A;1.2V
(2)
【解析】
【小问1详解】
深度表在海面上时,表示潜水深度,根据图乙中RP随h变化的图像可知,当时,压敏电阻RP的阻值为40Ω。由图甲可知,定值电阻R0和压敏电阻RP串联。电压表测量定值电阻R0两端电压;当深度表在海面上时,此时压敏电阻RP的阻值为40Ω。根据串联电路电阻的特点,电路的总电阻为
根据欧姆定律,电路中的电流为
电压表测量R0两端电压,电压表示数为
【小问2详解】
随着潜水深度的增加,压敏电阻RP的阻值减小,电路中的电流增大,电压表的示数也增大。为保证电路安全,电路中的电压表的示数不能超过其量程3V。当电压表示数达到最大值3V时,电路中的电流为
电路的总电阻为
此时,压敏电阻RP的阻值为
由图乙可知,当压敏电阻RP的阻值为10Ω时,对应的深度为60m。所以,该深度表能测量的最大深度为60m。
31. 科技小组设计制作了一款老人康复加热腰带,其简化电路如图所示(电源电压为220V、加热电阻是某PTC热敏电阻),该PTC热敏电阻阻值R分别对应环境温度t0为:20~29℃时的大小如下表所示;加热后,PTC热敏电阻阻值R随电阻表面温度t的变化关系图像如图所示。
环境温度:t0/°C
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
电阻R/
238
239
240
240
241
242
243
245
247
250
(1)当环境温度t0=25℃时,闭合开关S,启动该PTC热敏电阻工作,此时PTC热敏电阻通过的电流I启是多少?
(2)当PTC热敏电阻表面温度加热到55℃时,该加热腰带会恒温工作,若在此温度下工作5min,PTC热敏电阻产生的热量是多少?
(3)在相同条件下,对比测试该PTC热敏电阻与968的定值电阻分别作为发热元件在腰带电路中的加热情况。发现PTC热敏电阻的最终温度有稳定在65oC(设为人体和设备安全可承受的最高温度)的特性。已知环境温度为25oC,加热时,电阻向周围的散热功率与温差成正比,即为(其中k为散热系数,Δt为电阻表面温度与环境温度的差值),且发热功率等于散热功率时电阻表面温度达到稳定值。则:
①PTC热敏电阻加热到表面温度稳定为65℃时,散热系数k是多少?
②设散热系数k不变,968的定值电阻持续工作的最终稳定表面温度是多少?
③根据计算结果,并结合图像简述PTC热敏电阻温度特性的安全优势。
【答案】(1)0.91A
(2)
(3)①;②;③见解析
【解析】
【小问1详解】
启动时,PTC热敏电阻的温度等于环境温度。由表格可知,当环境温度时,PTC热敏电阻的阻值,根据欧姆定律,此时通过PTC热敏电阻的电流为
【小问2详解】
由图像可知,当PTC热敏电阻表面温度时,其阻值,根据焦耳定律,PTC热敏电阻产生的热量为
【小问3详解】
①当PTC热敏电阻表面温度稳定在时,其发热功率等于散热功率。由图像可知,此时PTC热敏电阻的阻值,其发热功率为
此时电阻表面温度与环境温度的差值为
散热功率为,因为,所以
②当使用的定值电阻时,其发热功率为
当其表面温度达到稳定值t定时,发热功率等于散热功率,散热系数k不变。可得,
解得,
③根据计算结果,定值电阻稳定工作温度为150℃,远高于人体和设备可承受的最高安全温度65℃,存在烫伤和火灾等安全隐患。结合图像可知,PTC热敏电阻的阻值会随着温度的升高而急剧增大。根据电功率公式,在电源电压U不变的情况下,当温度升高时,电阻R增大,发热功率P会减小。这样,当温度达到设定值(如65℃)后,发热功率会显著下降,使其与散热功率达到平衡,从而实现温度的自动调节和控制,防止温度过高,确保了使用的安全性。这就是PTC热敏电阻作为发热元件的安全优势。
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