精品解析:河南鹤壁市2025-2026学年上学期期末教学质量调研测试九年级物理试卷
2026-02-26
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内容正文:
2025-2026学年上期教学质量调研测试
九年级物理
注意事项:
1.本试卷共6页,五个大题,21小题,满分70分,考试时间60分钟。
2.本试卷上不要答题,请按答题卡上注意事项的要求,直接把答案填写在答题卡上。答在试卷上的答案无效。
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1. 会使用基本的测量仪器是学习物理一项重要的技能。图甲所示的电阻箱的示数为______Ω;图乙所示的温度计的示数为______℃。
2. 衡阳市青少年活动中心已经投入使用,在活动中心的科技馆里有一个“静电球”,当人触摸“静电球”时,头发丝便会一根根地竖起,形成“怒发冲冠”的景象,如图所示。这是由于头发丝带有___________(选填“同种”或“异种”)电荷互相排斥的结果,在实验室中用到的___________(选填“验电器”或“试电笔”)就是利用这一原理制成的仪器。
3. 小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度-时间图像如图所示,由图可知______(选填“>”“<”或“=”)。用酒精灯给物体加热,物体内能增大、温度升高,这是通过______方式实现的。在某次实验中,酒精灯中的酒精用掉了10g,假设这些酒精完全燃烧,一共会放出______J的热量(酒精的热值为)。
4. 在某物理社团的一次制作活动中,小明设计的质量测量仪如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,重物的质量越大,电流表示数______,电压表示数______。(两空均选填“越大”“越小”或“不变”)
5. 暑假期间芳芳和家人外出旅游,家中只有电视机忘记将电源关闭,导致电视机一直处于屏幕保护状态,出门前她家电能表的示数如图所示,10天后她回到家中,电能表的示数为,这段时间电视机消耗了______kW·h的电能;若她家所在地每度电的电费是0.6元,一年内她家有200天电视处于屏幕保护状态,相当于浪费了电费______元。
6. 甲图是一款紫砂电饭锅,其简化电路如乙图所示,和是电热丝,当闭合,断开时为______(选填“加热”或“保温”)挡位;请你结合电饭锅烧饭的工作原理再举出一例与电饭锅工作原理相同的家用电器,并指出该家用电器在使用时的安全注意事项。
家用电器名称:______;
使用时的安全注意事项:______。
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,有选错的得0分)
7. 了解生活才能学好物理,学好物理才能更好地服务生活。下列对生活中常见物理量的估测,最接近实际的是( )
A. 普通家用冰箱的功率约为2000W
B. 一台电视机正常工作的电流约为10A
C. 人体感觉最舒适的环境温度约26℃
D. 一般情况,对人体来说安全电压为36V
8. 俗语、诗词是我国优秀文化遗产之一,对下列句子中所包含的物理现象分析正确的是( )
A. “一夜新霜著瓦轻,芭蕉新折败荷倾。”“霜”的形成是凝华现象,需要吸热
B. “天接云涛连晓雾,星河欲转千帆舞。”“雾”的形成是汽化现象,需要放热
C. “缸穿裙,大雨淋。”“缸穿裙”是空气液化成小水珠附着在水缸表面形成的
D. “蜡烛有心还惜别,替人垂泪到天明。”“泪”的形成是熔化现象,需要吸热
9. 滑动变阻器是我们探索电学知识的重要实验器材之一,如图所示的滑动变阻器上标记的各部件中,通常情况下,属于绝缘体的是( )
A. 金属杆 B. 瓷筒
C. 电阻丝 D. 金属滑片
10. 汽油机是很多工具的动力来源,若某台单缸四冲程汽油机的飞轮转速稳定在1200r/min,图甲、乙分别是该汽油机的某冲程及能量流向图。则下列有关说法正确的是( )
A. 甲图是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B. 由乙图可知该汽油机的效率是30%
C. 汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D. 该汽油机每秒对外做功20次
11. 如图所示,电池、导线、小灯泡和开关组成闭合回路,小灯泡正常工作。针对此情景,下列说法正确的是( )
A. 电池将电能转化为内能,为小灯泡提供能量
B. 小灯泡中的自由电子由B 向 A 定向移动
C. 小灯泡工作时持续消耗电流
D. 电流的方向从电源正极经小灯泡流向电源负极
12. 小敏同学按下面的电路图连接了一个模拟家庭电路。开关S闭合后,灯泡能正常发光,用试电笔检测插座的两孔,氖管均不发光。针对该模拟电路,有四位同学发表了以下的观点,你认为正确的是( )
A. 小华说:保险丝是用电阻较大、熔点较高的材料制成的
B. 小龙说:灯泡能正常发光,所以灯泡的连接是安全、合理的
C. 小丽说:插座无法正常工作,原因可能是cd间断路
D. 小潇说:导线绝缘层破损只要不触碰就可以继续使用
13. (多选)关于内能及其利用,下列说法正确的是( )
A. 温度越高的物体,含有的内能越大
B. 足球运动越慢,它的内能越小
C. 烧开水时,壶嘴冒出的“白气”是液化现象
D. 冬季取暖用水作为传热介质,是利用了水的比热容大的性质
14. 如图所示电路中,将开关S闭合,发现灯比灯亮。下列说法正确的有( )
A. 若两灯额定电压相同,则的额定功率比的额定功率大
B. 通过A点的电流大于通过B点的电流大于通过C点的电流
C. 在相同的时间内,电流通过灯做的功比灯做的功更多
D. 若两灯丝长度材料均相同,则灯的灯丝比灯的灯丝细
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15. 如图所示的电路,请在虚线框里填上电表符号(选填“A”或“V”),使开关S闭合后,电阻R1、R2都可正常工作。
16. 在鹤壁东站的自动检票闸机口,乘客需刷身份证,同时进行人脸识别,两个信息都符合后闸机门(电动机)才自动打开,检票通过。身份证和人脸识别系统都相当于开关,信息符合后开关自动闭合。身份证用开关表示,人脸识别系统用开关表示。请在方框内画出符合要求的电路图(已知电动机的符号)。
四、实验探究题(本题共3小题,第17题5分,第18题6分,第19题8分共19分)
17. 在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验中:
(1)如图甲所示,在组装器材时,应先固定铁圈A还是B?______(选填“A”或“B”);
(2)调整好器材后,用酒精灯给水加热,在水温升高到90℃后,每隔1min记录一次温度,直到水沸腾并持续一段时间。将测得的数据记录在表格中,请根据表格数据在图乙中描点后画出水沸腾前后温度与时间的关系曲线;
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
98
(3)由图像可知,水沸腾前温度不断升高,沸腾后温度______;实验中所测水的沸点低于100℃,这可能是______(选填“实验误差”或“当地气压”)引起的;
(4)沸腾过程中撤去酒精灯,你观察到烧杯中水的现象是______。
18. 小红在探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”时,找来两盏小灯泡和相关实验器材,连接如图所示的电路,请完成下列问题:
(1)连接电路时,开关应该______;
(2)连接好电路后,若发现电流表指针未指在零刻度线上,则应______;图中电流表测量的是灯泡______的电流(选填“”或“”);
(3)用电流表分别测量通过灯泡、和干路的电流大小,更换规格______(选填“相同”或“不同”)的小灯泡多次实验,数据记录在表格中。分析数据得出结论:______(用公式表示);
实验次数
/A
/A
I/A
1
0.24
0.32
0.56
2
0.26
0.24
0.50
3
0.20
0.28
0.48
(4)若再提供合适的电压表和滑动变阻器,借助本次实验器材______(选填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
19. 如图甲是小明测量小灯泡电阻的电路,电源电压,小灯泡L的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲实物电路补充完整,要求导线不交叉;
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到最______端。(选填“左”或“右”);检查电路无误后闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,原因可能是______;
(3)实验测量数据如下表,他选用的滑动变阻器规格是______(选填“”或“”);小明完成第5组数据测量后,要测量小灯泡正常发光时的电阻,滑动变阻器滑片应向______(选填“左”或“右”)滑动;
序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.16
0.19
0.21
0.24
0.26
(4)在测量第6组数据时,发现电流表损坏,小明利用图乙电路测量出了小灯泡正常发光时的电阻,已知定值电阻阻值为5Ω。实验步骤如下;
①闭合开关,单刀双掷开关S接1,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数______V;
②保持______不变,将单刀双掷开关S接2,电压表示数如图丙所示,则小灯泡L正常发光时电阻______(结果保留一位小数)。
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. 如图所示为户外分体式燃气炉,它是一种将燃料气罐和炉头通过软管连接、彼此分离的户外炉具。具有安全性高、稳定性好、防风性能优异等优点。已知该燃气炉的功率为4500W(指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出4500J的热量)。某次野炊时,用该燃气炉将1L水从25℃加热到沸腾用时140s(标准大气压下),已知水的密度为,水的比热容为,求:
(1)该过程中水吸收的热量为多少J?
(2)该过程中燃气放出的热量为多少J?
(3)燃气炉烧水过程的效率是多少?
21. 如图甲是某学习小组设计的空气质量检测仪的电路原理图,用电流表显示空气质量指数。电源电压16V保持不变,定值电阻的阻值为80Ω,气敏电阻R的阻值与空气质量指数K的关系图像如图乙所示。
空气质量指数K
0~50
51~100
101~150
151~200
201~300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
(1)气敏电阻是由______材料制成的。气敏电阻R的阻值随空气质量指数增大而______;
(2)当电路中的电流为0.1A时,求此时对应的空气质量等级和电阻R两端的电压?
(3)当空气质量指数K为300时,求整个电路100s消耗的电能?
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2025-2026学年上期教学质量调研测试
九年级物理
注意事项:
1.本试卷共6页,五个大题,21小题,满分70分,考试时间60分钟。
2.本试卷上不要答题,请按答题卡上注意事项的要求,直接把答案填写在答题卡上。答在试卷上的答案无效。
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1. 会使用基本的测量仪器是学习物理一项重要的技能。图甲所示的电阻箱的示数为______Ω;图乙所示的温度计的示数为______℃。
【答案】 ①. 2025 ②. 26
【解析】
【详解】[1]图甲所示的电阻箱的示数为
[2]图乙所示的温度计的分度值为1℃,示数为26℃。
2. 衡阳市青少年活动中心已经投入使用,在活动中心的科技馆里有一个“静电球”,当人触摸“静电球”时,头发丝便会一根根地竖起,形成“怒发冲冠”的景象,如图所示。这是由于头发丝带有___________(选填“同种”或“异种”)电荷互相排斥的结果,在实验室中用到的___________(选填“验电器”或“试电笔”)就是利用这一原理制成的仪器。
【答案】 ①. 同种 ②. 验电器
【解析】
【详解】[1]当人触摸“静电球”时,头发丝带有同种电荷而相互排斥,头发丝便会一根根地竖起。
[2]实验室中的验电器是利用同种电荷相互排斥的原理制成的。
3. 小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度-时间图像如图所示,由图可知______(选填“>”“<”或“=”)。用酒精灯给物体加热,物体内能增大、温度升高,这是通过______方式实现的。在某次实验中,酒精灯中的酒精用掉了10g,假设这些酒精完全燃烧,一共会放出______J的热量(酒精的热值为)。
【答案】 ①. < ②. 热传递 ③.
【解析】
【详解】[1]由图像可知,在加热时间相同,即吸收相等的热量时,质量相等的甲乙物质,乙的温度升高得小,说明乙的比热容大,即。
[2]改变内能的方式有两种,分别是做功和热传递,用酒精灯给物体加热,物体内能增大、温度升高,这是通过热传递的方式实现的。
[3]完全燃烧10g酒精放出的热量为
4. 在某物理社团的一次制作活动中,小明设计的质量测量仪如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,重物的质量越大,电流表示数______,电压表示数______。(两空均选填“越大”“越小”或“不变”)
【答案】 ①. 越小 ②. 越大
【解析】
【详解】[1][2]某次测量时,如果重物的质量越大,滑动变阻器接入电路的有效电阻变大,与串联,电路中的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表的示数变小;根据串联分压规律,滑动变阻器R两端的电压变大,灯泡两端的电压变小,电压表测量的是两端的电压,所以电压表的示数变大。
5. 暑假期间芳芳和家人外出旅游,家中只有电视机忘记将电源关闭,导致电视机一直处于屏幕保护状态,出门前她家电能表的示数如图所示,10天后她回到家中,电能表的示数为,这段时间电视机消耗了______kW·h的电能;若她家所在地每度电的电费是0.6元,一年内她家有200天电视处于屏幕保护状态,相当于浪费了电费______元。
【答案】 ①. 2.4 ②. 28.8
【解析】
【详解】[1]出门前电能表的示数如图所示,电能表最后一位为小数位,所以读数为8633.5kW·h,10天后回到家中,电能表的示数为8635.9kW·h,所以这段时间电视机消耗的电能为
[2]每度电的电费是0.6元,所以花费的电费为元,一年内她家有200天电视处于屏幕保护状态,相当于浪费了电费
6. 甲图是一款紫砂电饭锅,其简化电路如乙图所示,和是电热丝,当闭合,断开时为______(选填“加热”或“保温”)挡位;请你结合电饭锅烧饭的工作原理再举出一例与电饭锅工作原理相同的家用电器,并指出该家用电器在使用时的安全注意事项。
家用电器名称:______;
使用时的安全注意事项:______。
【答案】 ①. 保温 ②. 电热水壶 ③. 注水时不要超过最高水位线,防止水沸腾溢出导致短路。通电前确保壶底和底座干燥,避免触电。不要在通电状态下直接加水或触摸壶体,防止烫伤。长时间不用时,应切断电源。
【解析】
【详解】[1]当闭合、断开时,电路中只有电阻工作。当、都闭合时,与并联,总电阻更小。根据电功率公式,在电压U相同的情况下,电阻越大,功率越小。因此,当闭合、断开时,此时电路电阻较大,功率较小,为保温挡位。
[2]与电饭锅工作原理相同的家用电器,例如:电热水壶(或电烤箱、电熨斗、电热毯等),它们都是利用电流热效应工作的。
[3]略。
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,有选错的得0分)
7. 了解生活才能学好物理,学好物理才能更好地服务生活。下列对生活中常见物理量的估测,最接近实际的是( )
A. 普通家用冰箱的功率约为2000W
B. 一台电视机正常工作的电流约为10A
C. 人体感觉最舒适的环境温度约26℃
D. 一般情况,对人体来说安全电压为36V
【答案】C
【解析】
【详解】A.普通家用冰箱的功率通常在100W~200W之间,2000W功率过大,不符合实际,故A不符合题意;
B.电视机的功率一般在100W~200W左右,根据公式(家庭电路电压为220V),正常工作电流约为0.5A~1A,10A远大于实际值,不符合实际,故B不符合题意;
C.人体感觉最舒适的环境温度约为23℃~26℃,26℃在这个范围内,符合实际,故C符合题意;
D.对人体来说,安全电压是不高于36V,而不是固定为36V,故D不符合题意。
故选C。
8. 俗语、诗词是我国优秀文化遗产之一,对下列句子中所包含的物理现象分析正确的是( )
A. “一夜新霜著瓦轻,芭蕉新折败荷倾。”“霜”的形成是凝华现象,需要吸热
B. “天接云涛连晓雾,星河欲转千帆舞。”“雾”的形成是汽化现象,需要放热
C. “缸穿裙,大雨淋。”“缸穿裙”是空气液化成小水珠附着在水缸表面形成的
D. “蜡烛有心还惜别,替人垂泪到天明。”“泪”的形成是熔化现象,需要吸热
【答案】D
【解析】
【详解】A.“一夜新霜著瓦轻,芭蕉新折败荷倾。”“霜”是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶,附着在建筑物或植被表面,此过程中放热,故A错误;
B.“天接云涛连晓雾,星河欲转千帆舞。”“雾”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,液化放热,故B错误;
C.“缸穿裙,大雨淋。”“缸穿裙”是空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在水缸表面形成的,故C错误;
D.“蜡烛有心还惜别,替人垂泪到天明。”“泪”是蜡烛受热由固态变成液态,属于熔化现象,熔化过程需要吸热。故D正确。
故选D。
9. 滑动变阻器是我们探索电学知识的重要实验器材之一,如图所示的滑动变阻器上标记的各部件中,通常情况下,属于绝缘体的是( )
A. 金属杆 B. 瓷筒
C. 电阻丝 D. 金属滑片
【答案】B
【解析】
【详解】ACD.金属杆、电阻丝和金属滑片的材料是金属,容易导电,属于导体,故ACD不符合题意;
B.瓷筒的材料是陶瓷,不容易导电,属于绝缘体,故B符合题意。
故选B。
10. 汽油机是很多工具的动力来源,若某台单缸四冲程汽油机的飞轮转速稳定在1200r/min,图甲、乙分别是该汽油机的某冲程及能量流向图。则下列有关说法正确的是( )
A. 甲图是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B. 由乙图可知该汽油机的效率是30%
C. 汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D. 该汽油机每秒对外做功20次
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据图甲可知,两个气门关闭、活塞上行,为压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,机械能转化为内能,气体的温度升高,故A正确;
B.由乙图可知该汽油机的效率是,故B错误;
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓,燃料燃烧得越不充分,而热值是燃料的一种特性,与燃料燃烧充分与否无关,所以不会降低热值,故C错误;
D.该汽油机飞轮的转速为,即汽油机飞轮每秒转圈,由于汽油机一个工作循环完成个冲程,飞轮和曲轴转圈,对外做功一次,则在内汽油机对外做了次功,故D错误。
故选A。
11. 如图所示,电池、导线、小灯泡和开关组成闭合回路,小灯泡正常工作。针对此情景,下列说法正确的是( )
A. 电池将电能转化为内能,为小灯泡提供能量
B. 小灯泡中的自由电子由B 向 A 定向移动
C. 小灯泡工作时持续消耗电流
D. 电流的方向从电源正极经小灯泡流向电源负极
【答案】D
【解析】
【详解】A.电池是提供电能的装置,将化学能转化为电能,为小灯泡提供能量,故A错误;
BD.电流的方向为正电荷定向移动的方向,是从电源正极经小灯泡流向电源负极,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,电子带负电,则小灯泡中的自由电子由A 向 B定向移动,故B错误,D正确;
C.用电器是消耗电能的装置,小灯泡工作时持续消耗电能,故C错误。
故选D。
12. 小敏同学按下面的电路图连接了一个模拟家庭电路。开关S闭合后,灯泡能正常发光,用试电笔检测插座的两孔,氖管均不发光。针对该模拟电路,有四位同学发表了以下的观点,你认为正确的是( )
A. 小华说:保险丝是用电阻较大、熔点较高的材料制成的
B. 小龙说:灯泡能正常发光,所以灯泡的连接是安全、合理的
C. 小丽说:插座无法正常工作,原因可能是cd间断路
D. 小潇说:导线绝缘层破损只要不触碰就可以继续使用
【答案】C
【解析】
【详解】A.保险丝的主要作用是在家庭电路电流过大时能自动熔断切断电源,从而对电路起到保护作用,所以保险丝要选用电阻大且熔点低的材料来制作,故A错误;
B.由图可知,此时控制灯泡的开关接在了零线与灯泡之间,家庭电路中,为确保安全用电,控制灯泡的开关应该接在火线与灯泡之间,故B错误;
C.由图可知,如果cd间断路,灯泡仍能正常工作,但火线上的电不能到达插座的右孔,用试电笔检测插座的两孔,氖管均不发光,故C正确;
D.导线绝缘层破损后,即使不碰触也可能出现漏电、短路等安全隐患,不能继续使用,故D错误。
故选C。
13. (多选)关于内能及其利用,下列说法正确的是( )
A. 温度越高的物体,含有的内能越大
B. 足球运动越慢,它的内能越小
C. 烧开水时,壶嘴冒出的“白气”是液化现象
D. 冬季取暖用水作为传热介质,是利用了水的比热容大的性质
【答案】CD
【解析】
【详解】A.内能的大小与物体的温度、状态和质量有关,所以温度越高的物体,含有的内能不一定越大,故A错误;
B.内能是由分子动能和分子势能组成的,而足球运动越慢,说明机械能在减小,与内能无关,故B错误;
C.壶嘴冒出的“白气”是由于水沸腾过程中产生的大量水蒸气,释放到空气中遇到冷空气,发生的液化现象,故C正确;
D.常用水作为传热介质,利用了水比热容较大的性质,这样在同等情况下可以吸收更多的热量,故D正确。
故选CD。
14. 如图所示电路中,将开关S闭合,发现灯比灯亮。下列说法正确的有( )
A. 若两灯额定电压相同,则的额定功率比的额定功率大
B. 通过A点的电流大于通过B点的电流大于通过C点的电流
C. 在相同的时间内,电流通过灯做的功比灯做的功更多
D. 若两灯丝长度材料均相同,则灯的灯丝比灯的灯丝细
【答案】CD
【解析】
【详解】A.两灯串联,电流I相同,比亮,说明的实际功率,根据,可得,若两灯额定电压相同,根据可知,电阻越大,额定功率越小,所以的额定功率比小,故A错误;
B.由图可知,和串联,串联电路中电流处处相等,所以通过A、B、C三点的电流相等,故B错误;
C.根据,电流I相同、时间t相同,,所以电流通过做的功比多,故C正确;
D.导体电阻与长度、材料、横截面积有关,长度和材料相同时,横截面积越小(灯丝越细),电阻越大,因为,所以的灯丝比的灯丝细,故D正确。
故选CD。
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15. 如图所示的电路,请在虚线框里填上电表符号(选填“A”或“V”),使开关S闭合后,电阻R1、R2都可正常工作。
【答案】
【解析】
【详解】电压表电阻较大,在电路中一般视为开路;电流表电阻很小,在电路中视为导线。由图可知,电流从电源正极流出,必须经过上方的虚线框内的电表,所以该电表是电流表;开关S闭合后,电阻R1、R2都可正常工作,电流必须流经R1、R2所在的电路,下方虚线框内的电表与R1、R2并联,如果是电流表,会造成R1、R2短路,所以下方虚线框内是电压表,如图所示:
16. 在鹤壁东站的自动检票闸机口,乘客需刷身份证,同时进行人脸识别,两个信息都符合后闸机门(电动机)才自动打开,检票通过。身份证和人脸识别系统都相当于开关,信息符合后开关自动闭合。身份证用开关表示,人脸识别系统用开关表示。请在方框内画出符合要求的电路图(已知电动机的符号)。
【答案】
【解析】
【详解】题目中提到“两个信息都符合后闸机门(电动机)才自动打开”,说明两个开关和必须同时闭合,电动机才能工作,这种需要多个开关同时闭合才能接通电路的连接方式是串联,故设计电路图如下:
四、实验探究题(本题共3小题,第17题5分,第18题6分,第19题8分共19分)
17. 在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验中:
(1)如图甲所示,在组装器材时,应先固定铁圈A还是B?______(选填“A”或“B”);
(2)调整好器材后,用酒精灯给水加热,在水温升高到90℃后,每隔1min记录一次温度,直到水沸腾并持续一段时间。将测得的数据记录在表格中,请根据表格数据在图乙中描点后画出水沸腾前后温度与时间的关系曲线;
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
98
(3)由图像可知,水沸腾前温度不断升高,沸腾后温度______;实验中所测水的沸点低于100℃,这可能是______(选填“实验误差”或“当地气压”)引起的;
(4)沸腾过程中撤去酒精灯,你观察到烧杯中水的现象是______。
【答案】(1)B (2)
(3) ①. 不变 ②. 当地气压
(4)烧杯中水保持沸腾几秒后不再沸腾
【解析】
【小问1详解】
组装实验装置时,需遵循“自下而上”的原则。先根据酒精灯外焰的高度固定铁圈B(石棉网)的位置,再根据烧杯和温度计的位置固定铁圈A,这样才能确保酒精灯外焰刚好加热烧杯底部,同时温度计位置正确。
【小问2详解】
根据表格数据,在图乙中依次描出以下坐标点: (0, 90)、(1, 92)、(2, 94)、(3, 96)、(4, 98)、(5, 98)、(6, 98)、(7, 98),然后用平滑的曲线将这些点连接起来。前4分钟温度线性上升,从第4分钟开始温度保持在98℃不变。如图所示:
【小问3详解】
[1]分析图像可知,水沸腾前吸热,温度不断升高;水沸腾后吸热,温度保持不变。
[2]水沸腾的特点是持续吸热,但温度保持不变。标准大气压下,水的沸点是100℃,气压越低,沸点越低。实验中测得沸点为98℃,低于100℃,说明当地气压低于标准大气压。
【小问4详解】
水沸腾的条件是达到沸点且持续吸热。撤去酒精灯后,开始时石棉网的温度高于水的温度,水还能吸热沸腾,当石棉网的温度降到与水温相同时,水无法继续吸收热量,因此沸腾现象会停止,故烧杯中水保持沸腾几秒后不再沸腾。
18. 小红在探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”时,找来两盏小灯泡和相关实验器材,连接如图所示的电路,请完成下列问题:
(1)连接电路时,开关应该______;
(2)连接好电路后,若发现电流表指针未指在零刻度线上,则应______;图中电流表测量的是灯泡______的电流(选填“”或“”);
(3)用电流表分别测量通过灯泡、和干路的电流大小,更换规格______(选填“相同”或“不同”)的小灯泡多次实验,数据记录在表格中。分析数据得出结论:______(用公式表示);
实验次数
/A
/A
I/A
1
0.24
0.32
0.56
2
0.26
0.24
0.50
3
0.20
0.28
0.48
(4)若再提供合适的电压表和滑动变阻器,借助本次实验器材______(选填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
【答案】(1)断开 (2) ①. 将电流表调零 ②. L2
(3) ①. 不同 ②.
(4)不能
【解析】
【小问1详解】
为了电路及人体安全,在连接电路时,开关应该断开。
【小问2详解】
[1]连接好电路后,闭合开关前,若发现电流表指针未指在零刻度线上,应将电流表调零。
[2]由电路图可知,电流表与灯泡L2串联后与灯泡L1并联在电路中,所以图中电流表测量的是灯泡L2的电流。
【小问3详解】
[1]探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中,为了得到普遍规律,应更换不同规格的小灯泡多次实验。
[2]由表中数据得,
根据数据得出结论为:
【小问4详解】
探究电流与电压的关系时,要保证电路中的定值电阻阻值一定,而小灯泡灯丝的阻值会随温度的升高而增大,所以借助本次实验器材不能探究电流与电压的关系。
19. 如图甲是小明测量小灯泡电阻的电路,电源电压,小灯泡L的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲实物电路补充完整,要求导线不交叉;
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到最______端。(选填“左”或“右”);检查电路无误后闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,原因可能是______;
(3)实验测量数据如下表,他选用的滑动变阻器规格是______(选填“”或“”);小明完成第5组数据测量后,要测量小灯泡正常发光时的电阻,滑动变阻器滑片应向______(选填“左”或“右”)滑动;
序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.16
0.19
0.21
0.24
0.26
(4)在测量第6组数据时,发现电流表损坏,小明利用图乙电路测量出了小灯泡正常发光时的电阻,已知定值电阻阻值为5Ω。实验步骤如下;
①闭合开关,单刀双掷开关S接1,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数______V;
②保持______不变,将单刀双掷开关S接2,电压表示数如图丙所示,则小灯泡L正常发光时电阻______(结果保留一位小数)。
【答案】(1) (2) ①. 左 ②. 小灯泡短路
(3) ①. ②. 右
(4) ①. 2.5 ②. 滑动变阻器滑片位置 ③.
【解析】
【小问1详解】
测量小灯泡的电阻时,使用电流表与小灯泡串联,测量通过小灯泡的电流;使用电压表与小灯泡并联,测量小灯泡两端电压;再将测量数据代入公式计算可得出小灯泡的电阻;对照图甲,补充线路为从小灯泡右端接线柱接一根导线连接至电压表负接线柱即可,如图所示:
【小问2详解】
[1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片要移到最大阻值处,即移到最左端。
[2]当小灯泡短路时,不会有电流通过小灯泡,小灯泡不发光;此时电压表测导线两端电压,导线两端电压为零,电压表无示数;此时电流表、滑动变阻器、电源、开关及导线组成一个串联电路,有电流通过电流表,电流表有示数;所以,电路故障可能为小灯泡短路。
【小问3详解】
[1]根据实验数据表可知,实验中通过小灯泡的电流最小值为,此时小灯泡两端电压为,根据串联电压规律可知,此时滑动变阻器两端电压最大,其电压最大值为
根据欧姆定律可知,此时滑动变阻器接入电路的电阻为
所以,应该选择的滑动变阻器的规格为。
[2]由题意可知,小灯泡的额定电压为2.5V,要测量小灯泡正常发光时的电阻,需移动滑片使小灯泡两端的电压等于额定电压;完成第五次实验时,需移动滑片使小灯泡两端电压升高至2.5V;根据串联电压规律可知,因为电源电压不变,当小灯泡两端电压升高时,滑动变阻器两端电压降低;根据串联分压规律可知,滑动变阻器接入电路的阻值变小,即滑片向右移动。
【小问4详解】
[1]要测量小灯泡正常发光时的电阻,需移动滑片使小灯泡两端的电压等于额定电压,即移动滑动变阻器的滑片使小灯泡两端的电压为2.5V;所以,当闭合开关,单刀双掷开关S接1,此时小灯泡、滑动变阻器、定值电阻串联,电压表测小灯泡两端的电压,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数。
[2][3]保持滑动变阻器滑片的位置不变,将单刀双掷开关S接2,此时电压表测小灯泡与定值电阻两端电压之和;电压表示数如图丙所示,此时示数应大于2.5V,故电压表的量程为,分度值为,读数为;即小灯泡与定值电阻两端电压之和为,则小灯泡正常发光时,定值电阻两端的电压为
根据欧姆定律可知,此时通过电路的电流为
由可得,小灯泡正常发光时的电阻为
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. 如图所示为户外分体式燃气炉,它是一种将燃料气罐和炉头通过软管连接、彼此分离的户外炉具。具有安全性高、稳定性好、防风性能优异等优点。已知该燃气炉的功率为4500W(指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出4500J的热量)。某次野炊时,用该燃气炉将1L水从25℃加热到沸腾用时140s(标准大气压下),已知水的密度为,水的比热容为,求:
(1)该过程中水吸收的热量为多少J?
(2)该过程中燃气放出的热量为多少J?
(3)燃气炉烧水过程的效率是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)50%
【解析】
【小问1详解】
已知,水的体积为
根据得,水的质量为
在标准大气压下,水的沸点为100℃,水吸收的热量为
【小问2详解】
已知燃气炉的功率为4500W,加热时间为140s,燃气放出的热量为
【小问3详解】
燃气炉烧水过程的效率为
21. 如图甲是某学习小组设计的空气质量检测仪的电路原理图,用电流表显示空气质量指数。电源电压16V保持不变,定值电阻的阻值为80Ω,气敏电阻R的阻值与空气质量指数K的关系图像如图乙所示。
空气质量指数K
0~50
51~100
101~150
151~200
201~300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
(1)气敏电阻是由______材料制成的。气敏电阻R的阻值随空气质量指数增大而______;
(2)当电路中的电流为0.1A时,求此时对应的空气质量等级和电阻R两端的电压?
(3)当空气质量指数K为300时,求整个电路100s消耗的电能?
【答案】(1) ①. 半导体 ②. 减小
(2)良,8V (3)256J
【解析】
【小问1详解】
[1]气敏电阻是由半导体材料制成的,导电性介于导体和绝缘体之间。
[2]由图乙可知,空气质量指数增大时,气敏电阻R的阻值减小,可得:气敏电阻R的阻值随空气质量指数增大而减小。
【小问2详解】
分析电路可知,定值电阻和气敏电阻R串联,电流表测电路电流。当电路中的电流为0.1A时,总电阻为
则此时气敏电阻阻值为
由图乙可知,空气质量指数约为75,由表可知,对应的空气质量等级为良;此时电阻R两端的电压为
【小问3详解】
由图乙可知,空气质量指数K为300时,气敏电阻阻值为,则电路中电流为
则整个电路100s消耗的电能为
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