内容正文:
2025~2026学年度上期期末学业水平阶段性监测
九年级物理
注意事项:
1.全卷分A卷和B卷,A卷满分100分,B卷满分20分;全卷共120分;考试时间90分钟。
2.在作答前,考生务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号涂写在试卷和答题卡规定的地方.考试结束,监考人员将本试卷和答题卡一并收回。
3.选择题部分必须使用2B铅笔填涂;非选择题部分必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
4.请按照题号在答题卡上各题目对应的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
5.保持答题卡清洁,不得折叠、污染、破损等。
A卷(共100分)
第Ⅰ卷(选择题,共30分)
一、单项选择题(每题2分,共30分)
1. 随着科技的发展,智能家电逐渐走进人们的生活.以下与智能家电有关的电学物理量估测,符合实际的是( )
A. 智能台灯工作时的输入电流约为
B. 智能门锁中蓄电池的工作电压为
C. 人体接触智能家电时的电阻约为
D. 家用智能电饭煲加热功率约为
2. 如图所示,一支铅笔由以下几种材料制成,通常情况下均属于导体的是( )
A. 石墨、金属 B. 木材、金属 C. 木材、橡皮 D. 石墨、橡皮
3. 如图所示,青城山自然保护区的红外线监控记录下一段生动场景:一只黄鼠狼悄悄尾随正在气味标记领地的黑熊,待黑熊离开后,黄鼠狼在其标记处停留蹭气味。研究发现,黑熊的气味能帮助黄鼠狼吓退狗獾、豹猫等天敌,这一现象的物理原理是( )
A. 分子在不停地做机械运动 B. 分子在不停地做无规则的运动
C. 分子之间存在相互吸引力 D. 分子之间存在相互排斥力
4. 如图所示,小王将一段带绝缘层的导线绕在塑料管外,在导线两端连接一个小灯泡,形成闭合电路,管内放入强磁体,沿着塑料管的轴线方向来回快速地摇动装置,发现小灯泡发光,下列说法正确的是( )
A. 该过程与电动机的原理相同
B. 该过程与发电机的原理相同
C. 该过程与内燃机的原理相同
D. 该过程与电磁继电器的原理相同
5. 秋冬季节天气干燥,小红用塑料梳子梳理干燥的头发后,梳子能吸引碎纸屑。下列几个学科现象与之原理相同的是( )
A. 科学:风扇扇叶转动后吸附轻小灰尘
B. 化学:胶头滴管挤压后吸取实验液体
C. 生物:植物根茎主动吸收土壤中养分
D. 地理:指南针受地磁场作用指引方向
6. 如图所示是四冲程汽油机的其中一个冲程的剖面图,下列说法正确的是( )
A. 该冲程是压缩冲程
B. 该冲程中活塞向上运动
C. 该冲程是内能转化为机械能的过程
D. 该冲程是机械能转化为内能的过程
7. 某商家销售的移动电源相当于大型“充电宝”,其铭牌如表所示,顾客咨询:“该移动电源可以供的电吹风正常工作吗?”客服回复:“没问题,这是的,的用电器都可以正常使用。”该客服( )
XX移动电源
电源规格:
输出电压:220V
最大输出电流:5A
A. 符合事实,表述无误 B. 混淆了电能与电功率
C. 混淆了电流与电功率 D. 混淆了电压与电功率
8. 如图所示是电学探究实验中常用的电路,以下说法中错误的是( )
A. 探究电流与电压关系,需调节滑动变阻器改变R两端的电压和通过的电流
B. 测量电阻R阻值,需调节滑动变阻器改变电阻R两端的电压和通过的电流
C. 探究电流与电阻关系,需调节滑动变阻器保持通过电阻R的电流不变
D. 以上三个实验,滑动变阻器都需要在闭合开关前调至最大值以保护电路
9. 如图所示是两定值电阻甲和乙的电流与电压关系图像,下列说法中正确的是( )
A. 甲电阻的阻值比乙电阻的阻值大
B. 将甲、乙并联在电路中,通过甲的电流大
C. 将甲、乙串联在电路中,通过甲的电流大
D. 将甲、乙串联在电路中,甲两端电压大
10. 保护地球家园,减少能源消耗与碳排放,下列措施不合理的是( )
A. 将家里的旧灯泡全部更换为LED灯
B. 外出优先选择绿色出行,步行或骑行
C. 燃煤发电可通过技术革新,提高燃煤的效率
D. 手机充电结束后,充电器可长期插在电源插座上
11. 如图所示,纸盒面板上有两只小灯泡和一个开关,电源和连接它们的导线在盒子内部,某同学采用下列方案去判断两只灯泡的连接方式,判断正确的是( )
A. 闭合开关,两只灯泡同时亮,则两只灯泡一定并联
B. 闭合开关,灯泡一只亮,一只暗,则两只灯泡一定并联
C. 拧下其中一只灯泡,另一只灯泡仍然亮,则两只灯泡一定并联
D. 用电压表分别并联在两只灯泡两端,示数相同,则两只灯泡一定并联
12. 为保障图书馆的安静阅读环境,某科技小组设计了“噪声预警监测器”,其简化电路如图所示,电源电压恒定,定值电阻与声敏电阻串联,已知声敏电阻的阻值随噪声响度的增大而减小,闭合开关后,当图书馆内噪声响度变大时,下列判断正确的是( )
A. 电流表示数变小 B. 电压表示数变小
C. 电压表与电流表示数的比值变小 D. 电压表与电流表的示数均变大
13. 据科学家研究发现,现在的月球几乎无磁场。如图所示的四个实验,若分别在现在的月球和地球表面进行,实验现象明显不一致的是( )
A. 多次水平拨动 B. 闭合开关
C. 闭合开关 D. 闭合开关
14. 跨学科实践活动中,校园科技小组为教学楼大厅设计“智能取件柜”,通过刷学生卡(相当于闭合开关)或输入取件码(相当于闭合开关)都能启动内部控制电机,打开对应柜门;当环境光线较暗时,光控开关闭合,取件柜的指示灯会自动亮起,方便夜间取件。如图所示的电路符合设计要求的是( )
A B.
C. D.
15. 在探究“电流产生的热量与什么因素有关”的实验中,小明组设计了如图甲所示的实验装置,两个透明容器内用相同的液体密封着质量和初温均相同的空气,容器中电阻丝的规格均为;小张组设计了如图乙所示的实验装置,两烧瓶内密封着质量和初温均相同的煤油,烧瓶内电阻丝的阻值相同。关于两组实验,下列说法正确的是( )
A. 甲图实验探究的是电流产生热量与电阻大小的关系
B. 甲图实验通电一段时间后,左右两侧透明容器中电阻产生热量相同
C. 甲图实验利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝产生热量的多少
D. 乙图实验利用两烧瓶内液体受热温度变化来反映电阻丝放出热量的多少
第Ⅱ卷(非选择题,共70分)
二、填空题(每空2分,共36分)
16. 下表列出了一些材料制成的长、横截面积为的导线在20℃时的电阻值。根据表中数据回答:假如让你来选择家用电动汽车充电桩的输电线,在铜芯线和铝芯线之中,你应选用______线;假如要选用一根金属丝来作为滑动变阻器的电阻丝,在铁丝和镍铬合金丝之中,你应选用______。
材料
铜
铝
钨
铁
镍铬合金
电阻
0.017
0.027
0.052
0096
1.1
17. 如图所示的电路中,要使灯和并联,则需闭合开关______;为了防止电源短路,不能同时闭合开关______。
18. 在跨学科实践活动中,小王利用蜡烛、矿泉水瓶等器材制作了让风车转动的装置,如图甲所示,蜡烛燃烧时将化学能转化为______能。海风的形成原理与之类似,海边的风力发电机也依靠气流(风力)带动旋翼转动,其独特尾翼可让旋翼自动迎风(如图乙).仅考虑海陆风因素,若出现图丙所示情形,则此时应为______(选填“白天”或“夜晚”)。
19. 小华利用家庭实验室组装了一套装置,探究电阻大小的影响因素,如图所示,该装置由两端装有金属接线柱的透明塑料管、电源、开关、小灯泡及导线组装而成。闭合开关后,向塑料管的注水口缓慢注入浓度均匀的盐水,观察到注入的盐水越多,小灯泡的亮度越亮,由此说明塑料管内盐水的电阻越______(选填“大”或“小”),此实验证明电阻大小和导体的______有关。
20. 为探究并联电路的电流规律,小华设计了如图甲所示电路,图乙实物电路中,电流表测量的是图甲中______(选填“A”、“B”或“C”)点的电流。他测得的数据如表所示,分析数据后得出“并联电路中,各支路电流相等”的结论。其他小组认为该实验设计与结论推导不合理,解决这一问题的方法是______。
实验次数
A点电流
B点电流
C点电流
1
0.4
0.2
0.2
21. 在探究“通电螺线管外部磁场方向”的实验中,在嵌入螺线管的有机玻璃板上均匀撒上细铁屑,通电后细铁屑的排列可以反映其磁场分布,再将小磁针放在通电螺线管外部,小磁针的作用是______;小华制作了简易的电磁铁A、B,如图乙所示,该情景说明电流一定时,线圈匝数越______,电磁铁磁性越强。
22. 某同学用如图所示的装置进行实验,使金属棒ab向左做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向右偏转,说明回路中有电流产生,这是_______现象。灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向,若要改变上述灵敏电流计指针偏转的方向,可进行的操作是_______。
23. 某款桌面取暖器的加热面板电路结构示意图如图所示,面板中粗金属条为导电母线(电阻不计),若干细金属丝为加热电阻丝,并联在母线中间。母线连接C、D导线,接入电源,电源电压恒为,所有加热电阻丝的总电阻为。正常工作时,电阻丝工作产生的热量为______J。若面板中有根细电阻丝断裂,其余电阻丝仍能正常发热,则C导线处的电流将变______。
24. 将标有“ ”的客厅灯L接入电源电压恒为的电路中,通电之后,利用传感装置记录通过客厅灯L的电流随时间变化的图像(如图所示)。已知图像显示闭合开关瞬间的电流为,灯泡正常发光时电流稳定不变。闭合开关瞬间,灯泡的电功率为______W;灯泡在闭合开关瞬间的电阻为,正常发光时的电阻为,则______。
三、作图与计算题(共16分.计算题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。)
25 按要求完成下列作图;
(1)小明想用下列器材测量标有“ ”字样的小灯泡正常发光时的电阻,请用笔画线代替导线将如图1所示的电路连接完整.要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数变小。
(2)如图2所示,给螺线管通电之后,小磁针顺时针旋转。请判断并在左侧标出通电螺线管的极性和线圈中电流的方向。
26. 某品牌家用插电混动SUV是主流节能车型,如图所示,其工作原理为:当蓄电池储存电能过低,内燃机启动,既能驱动车辆行驶,又能为车载蓄电池充电.已知该车配备的磷酸铁锂蓄电池最大储电量为(约),某次车主驾驶该车从家到公司沿平直公路匀速行驶,此过程中蓄电池电能增加了最大储电量的10%,期间内燃机共消耗汽油(汽油的热值)。该汽车在此次行驶过程中,求:
(1)若汽油完全燃烧可放出多少热量;
(2)蓄电池增加的电能占汽油完全燃烧放出热量的百分比。(结果保留一位小数)
27. 随着家庭孵化宠物鸡的需求日益增长,某厂家推出一款小型智能鸡蛋孵化器,内置温度监测模块,核心电路如图乙所示。电路中电源电压恒定,为定值电阻,大小为,R为高精度热敏电阻,阻值与温度的变化关系如图丙。孵化器设定:鸡蛋孵化的安全临界温度为37℃,此时电压表的示数为,若温度大于37℃,易导致胚胎坏死,系统将自动发出蜂鸣报警并启动散热风扇。已知电流表测量范围,数字式电压表测量范围,求:
(1)电源电压大小;
(2)在保证电路各元件安全情况下,该装置能监测的最低温度。
四、实验与探究题(每空2分,共18分)
28. 小华在厨房帮忙时发现食用油升温速度比水更快,猜测食用油的比热容比较小。为了严谨地研究这个现象,他利用家庭实验室选用完全相同的两套实验装置在相同的环境下进行实验,如图所示,并将实验数据记录在表中,实验过程中两液体均未沸腾。
物质种类
质量
初温/℃
末温T/℃
加热的时间
食用油
300
25
85
4
水
300
25
65
6
(1)实验中,小华是通过比较______来比较油和水吸收热量的多少。
(2)由实验数据可知,油的比热容比水的比热容小,依据是______。
(3)据此推测,初温和质量相同的油和水放出相同热量后,油的末温______水的末温(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
29. 如图所示,在“探究电流与电阻的关系”实验中,小成选用电源(电压为)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“ ”)、定值电阻6个(、、、、、)及导线若干,连接电路进行实验。
(1)闭合开关后,发现电流表无示数、电压表指针满偏且始终不变,无论怎样移动滑动变阻器滑片均无改善,故障原因可能是电阻R______(选填“短路”或“断路”)。
(2)排除故障后,用电阻实验时,电压表示数为,记录电流数据.保持滑片位置不变,将电阻换成后闭合开关,为使电压表示数仍为,需向______(选填“A”或“B”)端移动滑片,再记录数据。
(3)完成五次实验后,发现用电阻实验时,无论怎样移动滑片,电压表示数始终无法达到,原因是滑动变阻器______,改进后重新实验,最终得出实验结论。
30. 小华用图甲所示的器材测量小灯泡的电阻,电源电压为,小灯泡的额定电压为。
(1)当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为______(计算结果保留一位小数)。
(2)实验中,小华判断小灯泡正常发光的依据是:______。
(3)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的图像如图丙所示,该图像不是一条直线,其原因是______。
B卷(共20分)
一、不定项选择题(本题共5小题,每小题2分,共10分。在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是符合题目要求的,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错或不答的得0分。)
31. 茶起源于中国,盛行于世界,茶文化是我国的传统文化。在饮茶的过程,下列说法正确的是( )
A. 泡茶时,茶叶内能是通过做功的方式改变的
B. 茶水质量一定时,温度越高,茶水的热量越多
C. 茶水质量一定时,温度降低,茶水的内能减少
D. 茶水的温度为0℃时,茶水的内能为零
32. 如图甲所示,小成同学用两个完全相同的电加热器,对初温均为20℃的水和B液体进行加热,两种液体每秒钟吸收的热量相同,温度随加热时间的变化曲线如图乙所示,已知两加热器的加热功率恒为,水的质量,水的比热容,以下说法正确的是( )
A. 若水的质量小于B液体质量,则B的比热容更大
B. 在前,水吸收的热量大于B液体吸收的热量
C. 该加热器对水和B液体的加热效率均为98%
D. B液体加热至80℃所吸收的热量为
33. 在电学实验探究中,小成同学连接了如图所示电路,闭合开关,移动滑片,灯始终不亮。将滑动变阻器调至中点,用完好的检测灯接入电路检测,闭合开关,当灯的两根接线分别接到:①a、d两点时,灯发光;②b、c两点时,灯也发光;③接在c、d两点时,灯不发光。请判断出电路故障是( )
A. 一定断路 B. 可能短路
C. 开关可能断路 D. 滑动变阻器短路
34. 智能家居中,自动窗帘需通过光照传感器(光敏电阻)检测环境照度(单位Lux),其控制电路原理如图甲所示,为阻值范围的电阻箱,为光敏电阻,其阻值随照度变化的规律如图乙所示。电源电压可调范围,电压表测量范围。下列说法正确的是( )
A. 若电源电压不变,阻值越小,环境照度的测量范围就越小
B. 大小不变时,如果环境照度越大,则电压表的示数越大
C. 调节大小,能测量照度的电源电压最大值为
D. 调节电源电压,能测量照度的的最大阻值为
35. 如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“ ”字样,滑动变阻器允许通过的最大电流为,电流表测量范围为0~0.6A,电压表测量范围为0~15V。进行两次实验操作:①只闭合S、,滑片P从b(最右端)向左移至a点;②断开,闭合S、,滑片P从a点向右移至b点。两次实验的电压表示数与电流表示数的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为
B. 定值电阻的阻值为
C. 只闭合S、,滑片在a点时,的电功率为
D. 只闭合S、时,滑片在a、b之间移动时,灯泡的阻值变化范围为8Ω~20Ω
二、综合题(共10分。第7题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写出最后答案不能得分。)
36. 成都市某校科创小组的同学在设计校园光伏发电项目方案时,经过调查发现,学校每日用电量数字惊人,约为,若本校教室照明占学校每天用电量的一半。同学们设想利用太阳能电池板直接将太阳能转化为电能,为电池组充电,电池组为学校教室照明电路供电,不考虑电池组充电和供电的电能损耗。通过勘测发现学校能用于安装太阳能电池板的楼面面积约为,问:
(1)太阳能电池板对电池组充电时,电池组相当于电路中的______。
(2)一块太阳能电池板的日发电量(kW.h)=太阳能电池板功率(kW)×平均日照时间(h/天)。若该校选用的是每块面积为,功率为的太阳能电池板,该校所在地平均每天日照时间为3.5小时,楼面均铺满该太阳能板,则同学们设计的校园光伏每天理论总发电量为______kW·h/天。
(3)请问,同学们设计的校园光伏发电方案能不能满足学校教室照明用电的需求?答:______(选填“能”或“不能”);结合所学物理知识,请给出提高太阳能电池板发电量的建议:______(提出一个合理建议即可)。
37. 成都市“东郊记忆”文创园区,节假日经常举办各类展览,展区主灯供电回路需实时监测。小华同学设计了一个监控系统,其监测电路原理如图所示,电源电压不变,,电压表测量范围,电流表测量范围。滑动变阻器的滑片与主灯亮度调节器的调节杆刚性联动(亮度调节杆可在之间直接滑动,A到B调节时主灯变亮),常态下单刀双掷开关掷于E点;当主灯较亮(亮度75%)时,接入其最大阻值的,此时电流表读数为;当主灯调至节能模式(亮度50%)时,接入其最大阻值的,此时电流表示数为。现设定:当主灯亮度为25%时,接入其最大阻值的,电压表有一个触发电压,大于该电压,电压表触发“电路检查”报警。求:
(1)当单刀双掷开关掷于E点,主灯亮度75%时,电阻两端的电压为多少?
(2)当单刀双掷开关掷于E点,求此电路中设定的电压表触发报警电压为多少?
(3)现将单刀双掷开关掷于F点,已知此电路的电压表触发报警电压为中的某一值,请从4个定值电阻(、、、)中选1个接入之间,尽量让监测电路总功率小,求不触发报警时电路总功率的最小值?
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2025~2026学年度上期期末学业水平阶段性监测
九年级物理
注意事项:
1.全卷分A卷和B卷,A卷满分100分,B卷满分20分;全卷共120分;考试时间90分钟。
2.在作答前,考生务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号涂写在试卷和答题卡规定的地方.考试结束,监考人员将本试卷和答题卡一并收回。
3.选择题部分必须使用2B铅笔填涂;非选择题部分必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
4.请按照题号在答题卡上各题目对应的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
5.保持答题卡清洁,不得折叠、污染、破损等。
A卷(共100分)
第Ⅰ卷(选择题,共30分)
一、单项选择题(每题2分,共30分)
1. 随着科技的发展,智能家电逐渐走进人们的生活.以下与智能家电有关的电学物理量估测,符合实际的是( )
A. 智能台灯工作时的输入电流约为
B. 智能门锁中蓄电池的工作电压为
C. 人体接触智能家电时的电阻约为
D. 家用智能电饭煲加热功率约为
【答案】D
【解析】
【详解】A.智能台灯的功率一般在10W左右,根据,在家庭电路220 V 电压下,电流约为0.05A ,远小于5A ,因此A不符合实际,故A不符合题意;
B.智能门锁使用的是低压蓄电池,工作电压通常为3V或6V,而220V是家庭电路的电压,不适合用于门锁,因此B不符合实际,故B不符合题意;
C.人体的电阻通常较大,一般在几千欧甚至更大,10Ω过小,因此C不符合实际,故C不符合题意;
D.家用智能电饭煲的加热功率通常在800W∼1200W之间,约为1000W是符合实际的,故D符合题意。
故选 D。
2. 如图所示,一支铅笔由以下几种材料制成,通常情况下均属于导体的是( )
A. 石墨、金属 B. 木材、金属 C. 木材、橡皮 D. 石墨、橡皮
【答案】A
【解析】
【详解】A.石墨、金属,都容易导电,都属于导体;故A符合题意;
B.木材不容易导电,属于绝缘体;金属容易导电,属于导体;故B不符合题意;
C.木材、橡皮都不容易导电,都属于绝缘体;故C不符合题意;
D.石墨容易导电,属于导体;橡皮不容易导电,属于绝缘体。故D不符合题意。
故选A。
3. 如图所示,青城山自然保护区的红外线监控记录下一段生动场景:一只黄鼠狼悄悄尾随正在气味标记领地的黑熊,待黑熊离开后,黄鼠狼在其标记处停留蹭气味。研究发现,黑熊的气味能帮助黄鼠狼吓退狗獾、豹猫等天敌,这一现象的物理原理是( )
A. 分子在不停地做机械运动 B. 分子在不停地做无规则的运动
C. 分子之间存在相互吸引力 D. 分子之间存在相互排斥力
【答案】B
【解析】
【详解】黑熊留下的气味能被黄鼠狼和它的天敌感知,是因为气味分子在空气中不停地做无规则运动,也就是扩散现象,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4. 如图所示,小王将一段带绝缘层的导线绕在塑料管外,在导线两端连接一个小灯泡,形成闭合电路,管内放入强磁体,沿着塑料管的轴线方向来回快速地摇动装置,发现小灯泡发光,下列说法正确的是( )
A. 该过程与电动机的原理相同
B. 该过程与发电机的原理相同
C. 该过程与内燃机的原理相同
D. 该过程与电磁继电器的原理相同
【答案】B
【解析】
【详解】当沿着塑料管的轴线方向来回快速地摇动装置时,管内的强磁体与塑料管外的导线发生相对运动,此时导线做切割磁感线运动,根据电磁感应原理,闭合电路中会产生感应电流,从而使小灯泡发光,这一过程是电磁感应现象。
A.电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的,而该过程是电磁感应现象,与电动机原理不同,故A错误;
B.发电机是根据电磁感应现象制成的,该过程中导线切割磁感线产生感应电流,与发电机原理相同,故B正确;
C.内燃机是将燃料燃烧产生的内能转化为机械能的机器,其原理与电磁感应现象无关,故C错误;
D.电磁继电器是利用电流的磁效应工作的,和电磁感应现象不同,故D错误。
故选B。
5. 秋冬季节天气干燥,小红用塑料梳子梳理干燥的头发后,梳子能吸引碎纸屑。下列几个学科现象与之原理相同的是( )
A. 科学:风扇扇叶转动后吸附轻小灰尘
B. 化学:胶头滴管挤压后吸取实验液体
C. 生物:植物根茎主动吸收土壤中养分
D. 地理:指南针受地磁场作用指引方向
【答案】A
【解析】
【详解】A.风扇转动时,扇叶与空气摩擦起电,从而吸附轻小灰尘,与题干原理完全相同,故A符合题意;
B.这是利用大气压强,挤压滴管排出空气后,外界大气压将液体压入滴管,与摩擦起电无关,故B不符合题意;
C.这是生物的主动运输过程,需要消耗能量,与物理的静电现象无关,故C不符合题意;
D.这是地磁场对磁体的作用,属于磁现象,与静电现象无关,故D不符合题意。
故选A。
6. 如图所示是四冲程汽油机的其中一个冲程的剖面图,下列说法正确的是( )
A. 该冲程是压缩冲程
B. 该冲程中活塞向上运动
C. 该冲程是内能转化为机械能的过程
D. 该冲程是机械能转化为内能的过程
【答案】C
【解析】
【详解】根据图示可知,两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,汽缸容积增大,因此是做功冲程.在做功冲程中将内能转化为机械能.故ABD错、C正确.
7. 某商家销售的移动电源相当于大型“充电宝”,其铭牌如表所示,顾客咨询:“该移动电源可以供的电吹风正常工作吗?”客服回复:“没问题,这是的,的用电器都可以正常使用。”该客服( )
XX移动电源
电源规格:
输出电压:220V
最大输出电流:5A
A. 符合事实,表述无误 B. 混淆了电能与电功率
C. 混淆了电流与电功率 D. 混淆了电压与电功率
【答案】B
【解析】
【详解】要解决这道题,需明确电能和电功率的概念:
电能(单位:kW・h):表示电流做功的多少,是能量的一种形式,体现用电器消耗电能的总量。
电功率(单位:kW):表示电流做功的快慢,体现用电器消耗电能的速率。
分析移动电源参数: 移动电源规格为“5kW・h”,这是电能(能提供的总电能);而客服说“5kW的用电器都可以正常使用”,这里的“5kW”是电功率。 客服错误地将“电能(5kW・h)”和“电功率(kW)”混淆,认为电能的数值等同于电功率的数值,从而给出了错误表述。
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8. 如图所示是电学探究实验中常用的电路,以下说法中错误的是( )
A. 探究电流与电压关系,需调节滑动变阻器改变R两端的电压和通过的电流
B. 测量电阻R阻值,需调节滑动变阻器改变电阻R两端的电压和通过的电流
C. 探究电流与电阻关系,需调节滑动变阻器保持通过电阻R的电流不变
D. 以上三个实验,滑动变阻器都需要在闭合开关前调至最大值以保护电路
【答案】C
【解析】
【详解】A.在探究电流与电压关系时,要控制电阻不变,通过调节滑动变阻器来改变电阻R两端的电压,从而得到多组电压、电流值进行分析,故A正确,不符合题意;
B.测量电阻R阻值时,利用,需要调节滑动变阻器改变电阻R两端的电压和通过的电流,多次测量取平均值来减小误差,故B正确,不符合题意;
C.探究电流与电阻关系时,应控制电阻两端的电压不变,通过调节滑动变阻器来控制定值电阻两端电压不变,而不是保持通过电阻R的电流不变,故C错误,符合题意;
D.以上三个实验,为了保护电路,在闭合开关前,滑动变阻器都需要调至最大值,故D正确,不符合题意。
故选C。
9. 如图所示是两定值电阻甲和乙的电流与电压关系图像,下列说法中正确的是( )
A. 甲电阻的阻值比乙电阻的阻值大
B. 将甲、乙并联在电路中,通过甲的电流大
C. 将甲、乙串联在电路中,通过甲的电流大
D. 将甲、乙串联在电路中,甲两端的电压大
【答案】B
【解析】
【详解】从图中取电压为3V时的数据: 甲的电流 ,
乙的电流,
A.根据分析,故A错误;
B.并联时电压相等,,由欧姆定律可知,,故B正确;
C.将甲、乙串联在电路中,串联时电流处处相等,故C错误;
D.将甲、乙串联在电路中,串联时电流相等,,由可知, ,故D错误。
故选B。
10. 保护地球家园,减少能源消耗与碳排放,下列措施不合理的是( )
A. 将家里的旧灯泡全部更换为LED灯
B. 外出优先选择绿色出行,步行或骑行
C. 燃煤发电可通过技术革新,提高燃煤的效率
D. 手机充电结束后,充电器可长期插在电源插座上
【答案】D
【解析】
【详解】A.LED 灯的能耗仅为传统灯泡的左右,能显著减少能源消耗与碳排放,故A不符合题意;
B.绿色出行能减少机动车使用,从而降低能源消耗和尾气排放,故B不符合题意;
C.通过技术革新提高燃煤发电效率是合理的,这可以在现有能源结构下,减少单位发电量的煤炭消耗和碳排放,故C不符合题意;
D.充电器即使不充电,插在插座上也会持续耗电,造成不必要的能源浪费,故D符合题意。
故选 D。
11. 如图所示,纸盒面板上有两只小灯泡和一个开关,电源和连接它们的导线在盒子内部,某同学采用下列方案去判断两只灯泡的连接方式,判断正确的是( )
A. 闭合开关,两只灯泡同时亮,则两只灯泡一定并联
B. 闭合开关,灯泡一只亮,一只暗,则两只灯泡一定并联
C. 拧下其中一只灯泡,另一只灯泡仍然亮,则两只灯泡一定并联
D. 用电压表分别并联在两只灯泡两端,示数相同,则两只灯泡一定并联
【答案】C
【解析】
【详解】A.串联电路中开关控制所有灯泡,闭合开关时两只灯泡也会同时亮。因此“同时亮”不能作为判断并联的依据,故A错误;
B.如果两只灯泡规格不同,在串联电路中,它们的实际功率也会不同,会出现“一只亮,一只暗”的现象。所以亮度不同不能证明是并联,故B错误;
C.在并联电路中,各支路独立工作,拧下一只灯泡,另一只所在的支路不受影响,仍然会亮。在串联电路中,拧下一只灯泡会导致整个电路断路,另一只灯泡也会熄灭,故C正确;
D.在串联电路中,如果两只灯泡的规格完全相同,它们两端的电压也会相等。因此“电压表示数相同”不能作为判断并联的依据,故D错误。
故选C。
12. 为保障图书馆的安静阅读环境,某科技小组设计了“噪声预警监测器”,其简化电路如图所示,电源电压恒定,定值电阻与声敏电阻串联,已知声敏电阻的阻值随噪声响度的增大而减小,闭合开关后,当图书馆内噪声响度变大时,下列判断正确的是( )
A. 电流表示数变小 B. 电压表示数变小
C. 电压表与电流表示数的比值变小 D. 电压表与电流表的示数均变大
【答案】D
【解析】
【详解】定值电阻R0与声敏电阻R1串联,电流表测电路电流,电压表测R0两端电压。 当噪声响度变大时,声敏电阻R1阻值减小,电路总电阻减小。
A.由欧姆定律,电源电压恒定,总电阻减小 ,电流变大,电流表示数变大,故A错误;
B.由 ,R0 为定值,电流I变大,U0变大,电压表示数变大,故B错误;
C.电压表与电流表示数的比值 ,R0 是定值电阻,因此比值不变,故C错误;
D.由AB选项可知,电流表示数变大,电压表示数也变大 ,故D正确。
故选D。
13. 据科学家研究发现,现在的月球几乎无磁场。如图所示的四个实验,若分别在现在的月球和地球表面进行,实验现象明显不一致的是( )
A. 多次水平拨动 B. 闭合开关
C. 闭合开关 D. 闭合开关
【答案】A
【解析】
【详解】A.现在的月球几乎无磁场,多次水平拨动,小磁针静止时无固定指向,地球周围存在磁场,多次水平拨动,在地磁场的作用下小磁针静止时极指南,极指北,实验现象明显不一致,故A符合题意;
B.无论在月球还是地球,闭合开关,电磁铁中有电流通过,电磁铁都具有磁性,吸引下方小铁钉,实验现象一致,故B不符合题意;
C.无论在月球还是地球,闭合开关,棒都有电流通过,棒在磁场中都受力的作用而运动,实验现象一致,故C不符合题意;
D.无论在月球还是地球,闭合开关,电磁铁中有电流通过,电磁铁都具有磁性,衔铁都会被吸引,电铃都会工作,实验现象一致,故D不符合题意。
故选A。
14. 跨学科实践活动中,校园科技小组为教学楼大厅设计“智能取件柜”,通过刷学生卡(相当于闭合开关)或输入取件码(相当于闭合开关)都能启动内部控制电机,打开对应柜门;当环境光线较暗时,光控开关闭合,取件柜的指示灯会自动亮起,方便夜间取件。如图所示的电路符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】电机控制:刷学生卡(闭合开关 )或输入取件码( 闭合开关)都能启动电机,说明与是并联关系,互不影响;
指示灯控制:环境光线较暗时,光控开关S3闭合,指示灯亮起,说明指示灯与电机是独立工作的(并联),且S3只控制指示灯。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选 A。
15. 在探究“电流产生的热量与什么因素有关”的实验中,小明组设计了如图甲所示的实验装置,两个透明容器内用相同的液体密封着质量和初温均相同的空气,容器中电阻丝的规格均为;小张组设计了如图乙所示的实验装置,两烧瓶内密封着质量和初温均相同的煤油,烧瓶内电阻丝的阻值相同。关于两组实验,下列说法正确的是( )
A. 甲图实验探究的是电流产生热量与电阻大小的关系
B. 甲图实验通电一段时间后,左右两侧透明容器中电阻产生热量相同
C. 甲图实验利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝产生热量的多少
D. 乙图实验利用两烧瓶内液体受热温度变化来反映电阻丝放出热量的多少
【答案】D
【解析】
【详解】A.在甲图实验中,左侧容器中的电阻丝与右侧容器外部和内部的两个电阻丝并联后再串联。左侧容器中电阻丝的阻值为,通过的电流为干路电流。右侧容器中的电阻丝阻值为,与容器外一个的电阻丝并联,所以通过右侧容器中电阻丝的电流为支路电流。由于两个容器中电阻丝的阻值相同(均为),而通过的电流不同,通电时间相同,因此该实验探究的是电流产生的热量与电流大小的关系,故A错误;
B.根据焦耳定律,左侧容器中电阻丝产生的热量,右侧容器中电阻丝产生的热量,可见,左右两侧透明容器中电阻产生的热量不相同,故B错误;
C.甲图实验中,电阻丝产生的热量被密封在容器中的空气吸收,导致空气温度升高,体积膨胀,压强增大,从而推动U形管中的液面产生高度差。因此,该实验是通过U形管液面高度差来反映容器内空气的压强变化,进而反映电阻丝产生热量的多少,利用的是容器内空气的热胀冷缩,而不是U形管中液体的热胀冷缩,故C错误;
D.乙图实验中,电阻丝产生的热量被烧瓶内的煤油吸收,煤油的温度会升高。通过温度计可以测量煤油温度的变化量。在煤油质量和比热容相同的情况下,温度变化量越大,说明煤油吸收的热量越多,即电阻丝放出的热量越多。这种方法是转换法,利用液体温度的变化来反映电阻丝放出热量的多少,故D正确。
故选D。
第Ⅱ卷(非选择题,共70分)
二、填空题(每空2分,共36分)
16. 下表列出了一些材料制成的长、横截面积为的导线在20℃时的电阻值。根据表中数据回答:假如让你来选择家用电动汽车充电桩的输电线,在铜芯线和铝芯线之中,你应选用______线;假如要选用一根金属丝来作为滑动变阻器的电阻丝,在铁丝和镍铬合金丝之中,你应选用______。
材料
铜
铝
钨
铁
镍铬合金
电阻
0.017
0.027
0.052
0.096
1.1
【答案】 ①. 铜芯 ②. 镍铬合金丝
【解析】
【详解】[1]输电线应该选择电阻小的材料,由表可知,长、横截面积为的铜导线在20℃时的电阻值小于铝导线的电阻值,所以在铜芯线和铝芯线之中,应选用铜芯线作为家用电动汽车充电桩的输电线。
[2]为显著改变电路电阻,滑动变阻器的电阻丝应选择电阻较大的材料。由表可知,长、横截面积为的铁丝在20℃时的电阻值远小于镍铬合金丝的电阻值,所以假如要选用一根金属丝来作为滑动变阻器的电阻丝,在铁丝和镍铬合金丝之中,应选用镍铬合金丝。
17. 如图所示的电路中,要使灯和并联,则需闭合开关______;为了防止电源短路,不能同时闭合开关______。
【答案】 ①. 、 ②. 、
【解析】
【详解】[1]闭合开关、,灯和首端相连、尾端相连,是并联的关系。
[2]若同时闭合开关、,电源的正负极直接被导线相连,电源被短路。所以为了防止电源短路,不能同时闭合开关、。
18. 在跨学科实践活动中,小王利用蜡烛、矿泉水瓶等器材制作了让风车转动的装置,如图甲所示,蜡烛燃烧时将化学能转化为______能。海风的形成原理与之类似,海边的风力发电机也依靠气流(风力)带动旋翼转动,其独特尾翼可让旋翼自动迎风(如图乙).仅考虑海陆风因素,若出现图丙所示情形,则此时应为______(选填“白天”或“夜晚”)。
【答案】 ①. 内 ②. 夜晚
【解析】
【详解】[1]蜡烛燃烧是化学反应,化学能主要转化为内能,使周围空气温度升高、密度变小而上升,从而带动风车转动。
[2]图丙中,风车的旋翼朝向陆地,说明风是从陆地吹向大海,这是陆风。白天,陆地比海水升温快,陆地上空的空气受热膨胀上升,海面上的冷空气就会流向陆地补充,形成海风。夜晚则相反,陆地降温快,海面降温慢,风会从陆地吹向大海,形成陆风。
19. 小华利用家庭实验室组装了一套装置,探究电阻大小的影响因素,如图所示,该装置由两端装有金属接线柱的透明塑料管、电源、开关、小灯泡及导线组装而成。闭合开关后,向塑料管的注水口缓慢注入浓度均匀的盐水,观察到注入的盐水越多,小灯泡的亮度越亮,由此说明塑料管内盐水的电阻越______(选填“大”或“小”),此实验证明电阻大小和导体的______有关。
【答案】 ①. 小 ②. 横截面积
【解析】
【详解】[1][2]由图可知,利用此装置,可以通过加入盐水的多少,改变液体的横截面积,从注水口处不断注入相同浓度的盐水,盐水的体积变大,盐水的横截面积也变大,发现灯泡的亮度变亮,说明电路中电流变大,则整个电路中的电阻变小,说明电阻大小和横截面积有关。
20. 为探究并联电路的电流规律,小华设计了如图甲所示电路,图乙实物电路中,电流表测量的是图甲中______(选填“A”、“B”或“C”)点的电流。他测得的数据如表所示,分析数据后得出“并联电路中,各支路电流相等”的结论。其他小组认为该实验设计与结论推导不合理,解决这一问题的方法是______。
实验次数
A点电流
B点电流
C点电流
1
0.4
0.2
0.2
【答案】 ①. B ②. 换用规格不同的灯泡多次实验
【解析】
【详解】[1]图乙实物电路中,电流表在所在支路上,测的是图甲中B点的电流。
[2]得出“并联电路中,各支路电流相等”的结论的原因是实验中选用了两个规格相同的灯泡,且实验次数太少,结论具有偶然性,为得出普遍规律,应换用规格不同的灯泡多次实验。
21. 在探究“通电螺线管外部磁场方向”的实验中,在嵌入螺线管的有机玻璃板上均匀撒上细铁屑,通电后细铁屑的排列可以反映其磁场分布,再将小磁针放在通电螺线管外部,小磁针的作用是______;小华制作了简易的电磁铁A、B,如图乙所示,该情景说明电流一定时,线圈匝数越______,电磁铁磁性越强。
【答案】 ①. 显示外部磁场的方向 ②. 多
【解析】
【详解】[1]细铁屑只能显示磁场的分布形状,而小磁针可以根据N极的指向,直观地显示出螺线管外部磁场的具体方向。
[2]图乙中,电磁铁A和B串联,通过它们的电流相同。A的线圈匝数比B多,且吸引的大头针数量也更多,这说明在电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强。
22. 某同学用如图所示的装置进行实验,使金属棒ab向左做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向右偏转,说明回路中有电流产生,这是_______现象。灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向,若要改变上述灵敏电流计指针偏转的方向,可进行的操作是_______。
【答案】 ①. 电磁感应 ②. 将磁体的磁极对调##使金属棒ab向右做切割磁感线运动
【解析】
【详解】[1]闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这就是电磁感应现象。所以如图装置,当金属棒ab向左做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向右偏转,说明回路中有电流产生,这是电磁感应现象。
[2]感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关,所以若要改变上述灵敏电流计指针偏转的方向,可进行的操作是保持其他不变,只将磁体的磁极对调或使金属棒ab向右做切割磁感线运动。
23. 某款桌面取暖器的加热面板电路结构示意图如图所示,面板中粗金属条为导电母线(电阻不计),若干细金属丝为加热电阻丝,并联在母线中间。母线连接C、D导线,接入电源,电源电压恒为,所有加热电阻丝的总电阻为。正常工作时,电阻丝工作产生的热量为______J。若面板中有根细电阻丝断裂,其余电阻丝仍能正常发热,则C导线处的电流将变______。
【答案】 ① ②. 小
【解析】
【详解】[1]正常工作时,电阻丝工作产生的热量为
[2]若干细金属丝为加热电阻丝,并联在母线中间,母线连接C、D导线。若面板中有根细电阻丝断裂,其余电阻丝仍能正常发热,根据并联电流规律,则C导线处的电流将变小。
24. 将标有“ ”的客厅灯L接入电源电压恒为的电路中,通电之后,利用传感装置记录通过客厅灯L的电流随时间变化的图像(如图所示)。已知图像显示闭合开关瞬间的电流为,灯泡正常发光时电流稳定不变。闭合开关瞬间,灯泡的电功率为______W;灯泡在闭合开关瞬间的电阻为,正常发光时的电阻为,则______。
【答案】 ①. 1320 ②.
【解析】
【详解】[1]闭合开关瞬间,灯泡的电功率为
[2]灯泡在闭合开关瞬间的电流为6A,灯泡正常发光时电流稳定不变,由图可知,正常发光时的电流为1A,电压不变,根据,电压一定时,电流与电阻成反比,所以电阻之比为
三、作图与计算题(共16分.计算题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。)
25. 按要求完成下列作图;
(1)小明想用下列器材测量标有“ ”字样小灯泡正常发光时的电阻,请用笔画线代替导线将如图1所示的电路连接完整.要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数变小。
(2)如图2所示,给螺线管通电之后,小磁针顺时针旋转。请判断并在左侧标出通电螺线管的极性和线圈中电流的方向。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
小灯泡的额定电流为
所以电流表应选0~0.6A测量范围,电流表串联在电路中,电流要从电流表的正接线柱流入,从负接线柱流出;要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数变小,根据欧姆定律可知,电流变小则电阻变大,所以滑动变阻器接入电路的电阻变大,滑动变阻器应采用“一上一下”的接法,且要使滑片右移电阻变大,应将滑动变阻器的左下接线柱接入电路,如图所示:
【小问2详解】
由题可知,给螺线管通电之后,小磁针顺时针旋转,则小磁针的N极在右侧,S极在左侧,根据异名磁极相互吸引,则通电螺线管的右侧为N极,因此通电螺线管的左侧为S极,再根据安培定则可知,电流从B端流入,A端流出,即螺线管外部电流方向向下,如图所示:
26. 某品牌家用插电混动SUV是主流节能车型,如图所示,其工作原理为:当蓄电池储存电能过低,内燃机启动,既能驱动车辆行驶,又能为车载蓄电池充电.已知该车配备的磷酸铁锂蓄电池最大储电量为(约),某次车主驾驶该车从家到公司沿平直公路匀速行驶,此过程中蓄电池电能增加了最大储电量的10%,期间内燃机共消耗汽油(汽油的热值)。该汽车在此次行驶过程中,求:
(1)若汽油完全燃烧可放出多少热量;
(2)蓄电池增加的电能占汽油完全燃烧放出热量的百分比。(结果保留一位小数)
【答案】(1)
4.6×107J (2)
18.3%
【解析】
【小问1详解】
汽油完全燃烧放出的热量
【小问2详解】
蓄电池增加的电能
蓄电池增加的电能占汽油完全燃烧放出热量的百分比
27. 随着家庭孵化宠物鸡的需求日益增长,某厂家推出一款小型智能鸡蛋孵化器,内置温度监测模块,核心电路如图乙所示。电路中电源电压恒定,为定值电阻,大小为,R为高精度热敏电阻,阻值与温度的变化关系如图丙。孵化器设定:鸡蛋孵化的安全临界温度为37℃,此时电压表的示数为,若温度大于37℃,易导致胚胎坏死,系统将自动发出蜂鸣报警并启动散热风扇。已知电流表测量范围,数字式电压表测量范围,求:
(1)电源电压大小;
(2)在保证电路各元件安全的情况下,该装置能监测的最低温度。
【答案】(1)
6V (2)
29℃
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,定值电阻R0与热敏电阻R串联,电压表测量热敏电阻R两端的电压。根据题意,当温度为37℃时,电压表示数UR=3V
由图丙可知,当温度t=37℃时,热敏电阻的阻值R=400Ω
根据欧姆定律,此时电路中的电流为
定值电阻R0两端的电压为
根据串联电路中总电压等于各部分电压之和的规律,电源电压
【小问2详解】
由图丙可知,温度越低,热敏电阻R的阻值越大。在保证电路各元件安全的情况下,要测量最低温度,此时热敏电阻R的阻值应为最大。当R的阻值增大时,电路中的总电阻增大,根据欧姆定律
电路中的电流I会减小,不会超过电流表量程(10mA)。电压表测量R两端的电压
当R增大时,UR也增大,为保证电压表安全,其示数不能超过量程,即
因此,当电压表示数达到最大值4V时,对应的温度为该装置能监测的最低温度。此时,定值电阻R0两端的电压为
此时电路中的电流为
此时热敏电阻的最大阻值为
由图丙可知,当热敏电阻的阻值为800Ω时,对应的温度为29℃。所以,该装置能监测的最低温度是29℃。
四、实验与探究题(每空2分,共18分)
28. 小华在厨房帮忙时发现食用油升温速度比水更快,猜测食用油的比热容比较小。为了严谨地研究这个现象,他利用家庭实验室选用完全相同的两套实验装置在相同的环境下进行实验,如图所示,并将实验数据记录在表中,实验过程中两液体均未沸腾。
物质种类
质量
初温/℃
末温T/℃
加热的时间
食用油
300
25
85
4
水
300
25
65
6
(1)实验中,小华是通过比较______来比较油和水吸收热量的多少。
(2)由实验数据可知,油的比热容比水的比热容小,依据是______。
(3)据此推测,初温和质量相同的油和水放出相同热量后,油的末温______水的末温(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)加热时间
(2)给水加热时间比食用油加热时间长,食用油升高的温度大于水升高的温度
(3)小于
【解析】
【小问1详解】
实验中采用完全相同的两套加热装置可保证不同液体在相同的时间内吸热相等,则加热时间越长,液体吸收的热量越多,所以小华是通过比较加热时间的长短来比较油和水吸收热量的多少的。
【小问2详解】
由表中实验数据可知,给水加热时间比食用油加热时间长,则食用油吸收热量小于水吸收的热量,水升高的温度
食用油升高的温度
则食用油升高的温度大于水升高的温度,所以油的比热容比水的比热容小。
【小问3详解】
由于水的比热容大于食用油的比热容,初温和质量相同的食用油和水放出相同热量后,食用油降低的温度大于水降低的温度,所以食用油的末温小于水的末温。
29. 如图所示,在“探究电流与电阻的关系”实验中,小成选用电源(电压为)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“ ”)、定值电阻6个(、、、、、)及导线若干,连接电路进行实验。
(1)闭合开关后,发现电流表无示数、电压表指针满偏且始终不变,无论怎样移动滑动变阻器滑片均无改善,故障原因可能是电阻R______(选填“短路”或“断路”)。
(2)排除故障后,用电阻实验时,电压表示数为,记录电流数据.保持滑片位置不变,将电阻换成后闭合开关,为使电压表示数仍为,需向______(选填“A”或“B”)端移动滑片,再记录数据。
(3)完成五次实验后,发现用电阻实验时,无论怎样移动滑片,电压表示数始终无法达到,原因是滑动变阻器______,改进后重新实验,最终得出实验结论。
【答案】(1)断路 (2)B (3)最大阻值过小
【解析】
【小问1详解】
闭合开关后,发现电流表无示数,则可能是电路中某处断路,电压表指针满偏且始终不变,无论怎样移动滑动变阻器滑片均无改善,则电压表与电源两端连接的部分电路完好,则故障原因可能是电阻R断路。
【小问2详解】
要探究电流和电阻的关系时,应控制定值电阻两端电压不变,故将5Ω定值电阻换成10Ω的电阻后,定值电阻两端电压增大,为使定值电阻两端电压为2.5V不变,由串联电路分压特点可知,应使滑动变阻器接入电路中的阻值变大,则应向B端调节滑动变阻器的滑片。
【小问3详解】
用30Ω的定值电阻进行实验,应使滑动变阻器接入电路中的阻值继续增大,使定值电阻两端电压为2.5V不变,由于无论怎样移动滑片都不能满足电压表示数为2.5V,则原因可能是滑动变阻器的最大阻值过小。
30. 小华用图甲所示的器材测量小灯泡的电阻,电源电压为,小灯泡的额定电压为。
(1)当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为,电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为______(计算结果保留一位小数)。
(2)实验中,小华判断小灯泡正常发光的依据是:______。
(3)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的图像如图丙所示,该图像不是一条直线,其原因是______。
【答案】(1)9.6 (2)电压表的示数达到2.5V
(3)灯丝的电阻随温度的变化而变化
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,电压表测量小灯泡两端电压,电流表测量通过小灯泡的电流;由图乙可知,电流表选用小量程0~0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.26A,则通过小灯泡的电流为0.26A,已知电压表示数为2.5V,则小灯泡两端电压为2.5V,则小灯泡的电阻
【小问2详解】
由于电压表测量小灯泡两端电压,小灯泡的额定电压为,则电压表的示数达到2.5V时,小灯泡正常发光。
【小问3详解】
由于灯丝的电阻随温度的变化而变化,灯泡的电阻是变化的,所以图像不是一条直线,即灯泡的电压与电流的比值不同。
B卷(共20分)
一、不定项选择题(本题共5小题,每小题2分,共10分。在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是符合题目要求的,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错或不答的得0分。)
31. 茶起源于中国,盛行于世界,茶文化是我国的传统文化。在饮茶的过程,下列说法正确的是( )
A. 泡茶时,茶叶内能是通过做功的方式改变的
B. 茶水质量一定时,温度越高,茶水的热量越多
C. 茶水质量一定时,温度降低,茶水的内能减少
D. 茶水的温度为0℃时,茶水的内能为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.泡茶时,茶叶的内能是通过热传递的方式改变的,故A错误;
B.热量是一个过程量,不能说含有或者具有热量,故B错误;
C.对于同一物体,质量不变,其温度降低,内能一定减少,茶水的温度降低时,其内能减少,故C正确;
D.一切物体都有内能,茶水温度降至室温时,茶水的内能不为0,故D错误。
故选C。
32. 如图甲所示,小成同学用两个完全相同的电加热器,对初温均为20℃的水和B液体进行加热,两种液体每秒钟吸收的热量相同,温度随加热时间的变化曲线如图乙所示,已知两加热器的加热功率恒为,水的质量,水的比热容,以下说法正确的是( )
A. 若水的质量小于B液体质量,则B的比热容更大
B. 在前,水吸收的热量大于B液体吸收的热量
C. 该加热器对水和B液体的加热效率均为98%
D. B液体加热至80℃所吸收的热量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.前120s,水和B液体初温相同,升高的温度相同,加热相同的时间,吸收的热量相同,根据得,若水的质量小于B液体质量,则水的比热容大于B液体的比热容,故A错误;
B.前120s,水和B液体加热相同的时间,用两个完全相同的电加热器对液体进行加热,吸收的热量相同,故B错误;
C.前120s,水和B液体升高的温度均为60℃,吸收的热量
加热器做的总功,,故C错误;
D.前120s,B液体升高的温度均为60℃,吸收的热量,故D正确;
故选 D
33. 在电学实验探究中,小成同学连接了如图所示电路,闭合开关,移动滑片,灯始终不亮。将滑动变阻器调至中点,用完好的检测灯接入电路检测,闭合开关,当灯的两根接线分别接到:①a、d两点时,灯发光;②b、c两点时,灯也发光;③接在c、d两点时,灯不发光。请判断出电路故障是( )
A. 一定断路 B. 可能短路
C. 开关可能断路 D. 滑动变阻器短路
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,灯与滑动变阻器串联,由题意可知,闭合开关,移动滑片,灯始终不亮,则可能电路中某处断路或灯短路或电源损坏。当灯的两根接线分别接到a、d两点时,灯发光,说明电源没有故障;当灯接b、c两点时,灯也发光,说明有电流从电源正极出发,经过开关、b点、灯、灯回到电源负极,因此开关、灯不可能断路且滑动变阻器不可能短路;当灯接在c、d两点时,灯不发光,说明可能滑动变阻器断路或灯短路,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
34. 智能家居中,自动窗帘需通过光照传感器(光敏电阻)检测环境照度(单位Lux),其控制电路原理如图甲所示,为阻值范围的电阻箱,为光敏电阻,其阻值随照度变化的规律如图乙所示。电源电压可调范围,电压表测量范围。下列说法正确的是( )
A. 若电源电压不变,阻值越小,环境照度的测量范围就越小
B. 大小不变时,如果环境照度越大,则电压表的示数越大
C. 调节大小,能测量照度的电源电压最大值为
D. 调节电源电压,能测量照度的的最大阻值为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.电源电压不变,阻值越小,当电压达到最大测量值3V时,根据串联分压规律,阻值越小,由图乙可知阻值越小,对应的环境亮度越大,所以环境亮度的测量范围越大,故A错误;
B.大小不变时,环境亮度越大,由图乙可知阻值越小。根据串联电路分压原理,两端电压越小,电源电压不变,则两端电压(电压表示数)越大,故B正确;
C.当环境亮度为6Lux时,,电压表测电压。
当电压表示数最大为3V时,设电源电压为,根据串联电路电流相等
要使电源电压最大,应取最小值8kΩ,代入得
解得,故C错误;
D.当环境亮度为6Lux时,,根据,电源电压最小为6V时,阻值最大。
即
解得
故选BD。
35. 如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“ ”字样,滑动变阻器允许通过的最大电流为,电流表测量范围为0~0.6A,电压表测量范围为0~15V。进行两次实验操作:①只闭合S、,滑片P从b(最右端)向左移至a点;②断开,闭合S、,滑片P从a点向右移至b点。两次实验的电压表示数与电流表示数的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 电源电压
B. 定值电阻的阻值为
C. 只闭合S、,滑片在a点时,的电功率为
D. 只闭合S、时,滑片在a、b之间移动时,灯泡的阻值变化范围为8Ω~20Ω
【答案】AD
【解析】
【详解】由图可知,只闭合S、,定值电阻R2与滑动变阻器的最大阻值和电流表串联,电压表测量滑动变阻器滑片到滑动变阻器左端的电压,滑片P从b(最右端)向左移至a点,滑动变阻器接入电路的是最大阻值,保持不变,定值电阻R2的阻值不变,电源电压不变,根据可知,电路中电流不变,由乙图可知,此时电路中的电流为0.25A,滑片P在b端时,滑动变阻器两端电压为10V,滑片P在a点时,电压表示数为1V。
断开,闭合S、,小灯泡与滑动变阻器和电流表串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,滑片P从a点向右移至b点,由乙图可知,滑片P在b端时,滑动变阻器两端电压为10V,电路中的电流为0.25A,滑片P在a点时,滑动变阻器两端电压为2V,电路中的电流为0.5A。
A.小灯泡的额定电流为
说明滑片P在a点时,电路中的电流等于小灯泡的额定电流,小灯泡正常发光,此时小灯泡两端电压为10V,电源电压为,故A正确;
B.只闭合S、,滑片P在b端时,滑动变阻器两端电压为10V,则定值电阻R2两端电压为
因为此时电路中的电流为0.25A,所以定值电阻的阻值为,故B错误;
C.只闭合S、,滑片在a点时,定值电阻R2两端电压仍为2V,电路中的电流为0.25A,的电功率为,故C错误;
D.只闭合S、时,滑片P在a点时,滑动变阻器两端电压为2V,电路中的电流为0.5A,小灯泡正常发光,其电阻为
滑片P在b端时,滑动变阻器两端电压为10V,电路中的电流为0.25A,小灯泡两端电压为
此时小灯泡的电阻为
所以滑片在a、b之间移动时,灯泡的阻值变化范围为8Ω~20Ω,故D正确。
故选AD。
二、综合题(共10分。第7题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写出最后答案不能得分。)
36. 成都市某校科创小组的同学在设计校园光伏发电项目方案时,经过调查发现,学校每日用电量数字惊人,约为,若本校教室照明占学校每天用电量的一半。同学们设想利用太阳能电池板直接将太阳能转化为电能,为电池组充电,电池组为学校教室照明电路供电,不考虑电池组充电和供电的电能损耗。通过勘测发现学校能用于安装太阳能电池板的楼面面积约为,问:
(1)太阳能电池板对电池组充电时,电池组相当于电路中的______。
(2)一块太阳能电池板的日发电量(kW.h)=太阳能电池板功率(kW)×平均日照时间(h/天)。若该校选用的是每块面积为,功率为的太阳能电池板,该校所在地平均每天日照时间为3.5小时,楼面均铺满该太阳能板,则同学们设计的校园光伏每天理论总发电量为______kW·h/天。
(3)请问,同学们设计的校园光伏发电方案能不能满足学校教室照明用电的需求?答:______(选填“能”或“不能”);结合所学物理知识,请给出提高太阳能电池板发电量的建议:______(提出一个合理建议即可)。
【答案】(1)用电器 (2)2310
(3) ①. 不能 ②. 增加太阳能电池板的受光面积
【解析】
【小问1详解】
在电路中,用电器是消耗电能的装置。太阳能电池板对电池组充电时,电池组消耗电能,所以电池组相当于电路中的用电器。
【小问2详解】
已知楼面面积约为,每块太阳能电池板面积为,则块数块。每块太阳能电池板功率
平均每天日照时间。则一块电池板日发电量为
那么1100块电池板每天理论总发电量
【小问3详解】
[1]学校每日用电量约为,教室照明占学校每天用电量的一半,即教室照明每天用电量为
而校园光伏每天理论总发电量为,因为
所以不能满足学校教室照明用电的需求。
[2]根据所学物理知识,提高太阳能电池板发电量的建议可以是增加太阳能电池板的受光面积(或采用高效太阳能电池板、延长日照时间等合理建议)。
37. 成都市“东郊记忆”文创园区,节假日经常举办各类展览,展区主灯供电回路需实时监测。小华同学设计了一个监控系统,其监测电路原理如图所示,电源电压不变,,电压表测量范围,电流表测量范围。滑动变阻器的滑片与主灯亮度调节器的调节杆刚性联动(亮度调节杆可在之间直接滑动,A到B调节时主灯变亮),常态下单刀双掷开关掷于E点;当主灯较亮(亮度75%)时,接入其最大阻值的,此时电流表读数为;当主灯调至节能模式(亮度50%)时,接入其最大阻值的,此时电流表示数为。现设定:当主灯亮度为25%时,接入其最大阻值的,电压表有一个触发电压,大于该电压,电压表触发“电路检查”报警。求:
(1)当单刀双掷开关掷于E点,主灯亮度75%时,电阻两端的电压为多少?
(2)当单刀双掷开关掷于E点,求此电路中设定的电压表触发报警电压为多少?
(3)现将单刀双掷开关掷于F点,已知此电路的电压表触发报警电压为中的某一值,请从4个定值电阻(、、、)中选1个接入之间,尽量让监测电路总功率小,求不触发报警时电路总功率的最小值?
【答案】(1)6V (2)9V
(3)0.51W
【解析】
【小问1详解】
当单刀双掷开关掷于E点时,电阻与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的总电流。根据题意,当主灯亮度为75%时,电路中的电流。
根据欧姆定律,电阻两端的电压为
【小问2详解】
设电源电压为,滑动变阻器的最大阻值为。当单刀双掷开关掷于E点时,电阻与滑动变阻器串联。当主灯亮度为75%时,接入电路的阻值为,电流。根据串联电路的特点和欧姆定律,电源电压……①
当主灯亮度为50%时,接入电路的阻值为,电流。电源电压……②
联立①②两式,解得,U=12V
当主灯亮度为25%时,接入电路的阻值
此时电路中的电流
电压表测的是两端的电压,其触发报警电压为
【小问3详解】
当单刀双掷开关掷于F点时,所选的定值电阻与滑动变阻器串联。电源电压。电路的总功率
要使总功率最小,总电阻应最大。
不触发报警的条件是电压表示数不大于触发电压。电压表示数。
为使总电阻最大,的取值应尽量大。允许取最大值的条件最宽松时,报警电压也应取最大值,即9V。不触发报警的条件为
整理得
又因为滑动变阻器的最大阻值为80Ω,所以不触发报警时的最大取值为80Ω为了最大化总电阻,应取最大值200Ω,此时满足,电路最小功率
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