内容正文:
初三物理期末考试题
考试时长90分钟 满分100分
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分,每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 目前中小学教室照明改造的标准配置是LED护眼灯,其主要材料属于( )
A. 导体 B. 半导体 C. 绝缘体 D. 超导体
2. 图中的甲是一款搭载了我国自主研发芯片,能支持20W“反向充电”的手机。当利用甲手机的“反向充电”功能给乙手机充电时,甲手机相当于电路中的( )
A. 开关 B. 导线 C. 用电器 D. 电源
3. 右表是某个家用电器的铭牌,则这个用电器最有可能是( )
型号:55E3K-PRD
额定电压:220V
频率:50Hz
额定功率:110W
A. LED小夜灯 B. 液晶电视机 C. 空调 D. 电热水器
4. 春节吃饺子是一项传统习俗,下列关于饺子的说法正确的是( )
A. 包饺子时闻到饺子馅香说明分子在不停地做无规则运动
B. 煮饺子时,饺子汤中的水分汽化,分子间的作用力变大
C. 饺子汤沸腾时温度不变,内能不变
D. 刚出锅的饺子很烫是因为饺子含有的热量多
5. 在寒冷的冬季,有一辆长时间停放在室外的自行车,用手分别触摸车架的铁管和车把上的塑料把套,会觉得铁管比塑料把套更冰冷一些。关于这一现象,下列说法正确的是( )
A. 铁管的实际温度比塑料把套更低
B. 铁管的内能比塑料把套更大
C. 手触摸塑料把套时热量从塑料把套传递到手,触摸铁管时热量从手传递到铁管
D. 铁的导热性比塑料好,能更快将手上的热量导走
6. 古语道:“人要实,火要虚。”这句话的意思是做人要脚踏实地,才能事业有成;可燃物要架空一些,才能燃烧得更旺。“火要虚”的目的是( )
A. 增大可燃物的热值 B. 降低可燃物的燃点
C. 使可燃物充分燃烧 D. 减少燃烧过程中的散热损失
7. 图甲展示的是一种具有报警功能的文物展示台。假设该展示台的结构如图乙所示,由木板,弹簧,金属片A、B、C,以及报警电路组成,文物放置在金属片B上。下面对展示台实现防盗报警功能的分析不正确的是( )
A. 只要开关闭合,灯泡就亮
B. 文物不在展示台上时,电铃和灯泡串联
C. 闭合开关,文物不在展示台上,金属片B和A、C断开,电铃响,灯泡亮
D. 闭合开关,文物在展示台上时,金属片B和A、C接触,电铃不响,灯泡不亮
8. 汽车在转弯前,司机向下拨动转向横杆,汽车左侧的前、后两个转向灯就会同时闪亮;向上拨动转向横杆,汽车右侧的前、后两个转向灯就会同时闪亮。如果一个灯损坏,其他灯仍能正常工作。能满足这一要求的简化电路图是( )
A. B.
C. D.
9. 2025年,全球航天领域捷报频传。中国大型可重复使用的液氧甲烷运载火箭朱雀三号(如图所示),实现了入轨与一级火箭回收,大幅降低了太空运输成本。下列有关说法不正确的是( )
A. 火箭点火升空过程,是利用内能转化为机械能
B. 火箭发动机用液氧甲烷做燃料,是因为液氧甲烷的热值较小
C. 火箭发动机和汽油机都是热机
D. 火箭回收过程中,部分机械能转化为内能,能量守恒
10. 随着“绿电转型”的加速,中国研发的2000米高空风电系统,功率密度达传统电机10倍,3.6兆瓦的机组质量仅数百千克。搭载3.6兆瓦电机的S2000相当于一座漂在城市上空的发电站(如图所示)。下列说法正确的是( )
A. 在风速的额定值以内,风速越大,单位时间内产生的电能越多
B. 为减轻质量,高空风力发电机通过系留缆绳内铝导线将电能传输到地面
C. “3.6兆瓦”描述的是发电机做功的多少
D. 该机组正常工作1h,可产生的电能
11. 为了使家庭电路安装规范且符合安全用电的要求。下列图中a、b、c、d处的导线名称分别是( )
A. 相线、零线、相线、零线 B. 零线、相线、相线、零线
C. 零线、相线、零线、相线 D. 相线、零线、零线、相线
12. 中国研发的心脏跳动自发电无导线起搏器,核心创新是借助电磁感应原理,从心脏每次跳动的低频运动中收集能量并转换成电能,实现“一次植入、终身使用”。下列生活中的设施设备工作原理与该起搏器的原理相同的是( )
A. 工人师傅的电钻 B. 动圈式话筒
C. 家用电饭煲 D. 可调光台灯
13. 我国在能源、通信、医疗等领域都有较大的新突破,下列有关说法正确的是( )
A. 光伏电站可将太阳能直接转化为电能,太阳能和电能都属于一次能源
B. “北斗三号”卫星导航系统,通过超声波为全球用户提供定位服务
C. “华龙一号”核电站的核反应堆中发生的是可控核裂变
D. 超导质子治疗系统中,质子带正电,其定向移动方向与电流方向相反
14. 如图是探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。对该实验的操作和分析,下列说法正确的是( )
A. 为使磁场增强,实验时可以在螺线管中插入一根铁棒
B. 闭合开关小磁针静止时,S极的指向为该点的磁场方向
C. 闭合开关前,小磁针的S极指向地理的北极
D. 若没有小磁针,通电螺线管周围就没有磁场
15. 为了保障潜水安全,潜水员在潜水时会佩戴水压表和深度表。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,定值电阻为10Ω,是压敏电阻。图乙是压敏电阻阻值随海水深度变化的图像,压敏电阻允许通过的最大电流为0.24A。深度表由电压表(量程为0~3V)改装。下列说法正确的是( )
A. 当深度表在海面上时,电路中的电流为0.15A
B. 下潜到10m深度时,深度表测得的电压示数为4.5V
C. 在电路安全的情况下,该深度表能测量的最大深度为40m
D. 如果电源电压变大,该深度表能测量的最大深度变大
二、填空与作图题:本题共5小题,填空每空1分,作图3分,共14分。
16. 将包装口香糖的锡箔纸剪成如图形状,其他条件相同时,C处的横截面积小,电阻______。A、B两端分别与电池正负极接触,观察到C处起火,该现象利用了电流的______效应。
17. 均标有“220V 100W”的电烙铁和电风扇,当通过它们的电流为0.5A时,它们的实际功率________额定功率;若它们正常工作相同时间,则产生的热量________(均选填“>”、“=”或“<”)。
18. 近年来,中国的“天眼”FAST和“人造太阳”EAST均取得重大突破。“天眼”FAST通过接收宇宙天体发出的________来探测深空;被誉为“人造太阳”的EAST装置,其核心原理是利用氢核的________(选填“裂变”或“聚变”)释放巨大的能量,科学家通过特殊装置改变等离子体的运动状态和体积,将其约束在真空室内,这一过程中,等离子体的内能通过________的方式发生了改变。
19. 如图所示的电路中,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,电流表A的示数________,电压表示数________,电压表示数与电流表A示数的比值________,电路的总功率________。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)
20. 如图所示,开关闭合后,小磁针静止时右端为N极。请在对应括号内和A点分别标出:
(1)螺线管“N”或“S”极;
(2)电源的“+”或“-”极;
(3)A点磁感线方向。
三、实验探究题:本题共4小题,共33分。
21. 小明利用所学的焦耳定律等知识探究液体的吸热能力,进行如图甲所示实验:往两个相同容器中装入不同的液体a、b,,将阻值的电热丝分别浸入两种液体,使电热丝两端接相同电压,且热量均被液体完全吸收,绘制温度随加热时间变化图像如图乙所示。
(1)由________(填写公式)可知,相同时间内。产生的热量________产生的热量;又由图乙可知,在液体沸腾前加热相同时间时,液体a的温度变化量________液体b的温度变化量;最后由________(填写公式)可知,液体a的比热容________液体b的比热容;(第二、三、五个空均选填“>”“<”或“=”);
(2)若将串联连接,相同时间内________产生的热量更多,其他条件不变的情况下,此时液体a、b的吸热能力关系________(选填“能”或“不能”)判断;
(3)若实验中有少量热量散失,会导致测得的液体比热容比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)。
22. 小明用图甲所示电路探究电流与电压、电阻的关系。
1
1.5
2
0.2
0.3
0.4
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线表示导线将图乙所示的实物连接成完整电路(连线不得交叉);
(2)连接电路时,开关应________,且应将滑动变阻器的滑片移到________端;
(3)若定值电阻R短路,闭合开关后________表示数为零,________表有示数;
(4)实验完成后记录数据的纸被不慎弄污,只剩图所示的表格,根据表格数据我们能判断小明探究的是电流与________的关系,此实验中,滑动变阻器的作用是保护电路和________;
(5)小明用“2.5V 0.3A”的小灯泡替换R,完成研究小灯泡电阻的实验。闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图丁所示,此时电压为________V,电流表的示数可能是下列数据中的( )(填写选项字母)。
A.0.18A B.0.22A C.0.26A
(6)小聪发现一只小灯泡的螺旋口上只标有额定电压3.8V,于是拓展了上述实验:利用已知的定值电阻和另一个电压表,设计了如图戊所示的电路来测量其正常发光时的阻值。①闭合开关,调节滑片的位置,使电压表V的示数为________V;②保持滑片位置不变,读出电压表的示数为1.9V;③计算出小灯泡正常发光时的阻值________。
23. 在温度一定的条件下,小明利用如图所示的实验装置做“探究影响导体电阻大小的因素”实验。他将不同规格的导体分别接入电源电压为3V的电路中,实验数据如下表所示:
导体代号
A
B
C
D
E
F
G
长度/m
1.0
1.0
1.0
0.5
1.5
1.0
1.0
横截面积/
0.2
0.4
0.6
0.4
0.4
0.6
0.6
材料
锰铜合金
锰铜合金
锰铜合金
锰铜合金
锰铜合金
镍铬合金
铁
电流大小/A
0.30
0.60
0.90
120
0.40
0.24
1.28
(1)选用C、F、G三种导体是为了探究导体电阻大小与________是否有关;选用导体B和________两种导体进行对比,是为了探究导体电阻与其长度的关系;为探究导体电阻跟横截面积的关系,应选用________三种导体;
(2)做出如上选择的理由是:利用________方法进行实验;
(3)根据实验探究结果可分析:我国城乡许多地区实施了输电线改造工程,将原来细的铜质输电线换成较粗的铜质输电线,这样做________(选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻;
(4)在如图所示的电路中,R是用铅笔芯做成的一种变阻器。闭合开关后,要使灯泡暗些,导线夹应向________端移动,因为________。
24. 游乐场里有一种深受大家喜爱的“跳跳乐”,如图甲所示。科学小组想对“跳跳乐”发光的原理进行探究,根据其说明书上的原理图(如图乙所示),找来磁体、导线和灵敏电流计等器材,组装了如图丙所示的实验装置。
(1)科学小组将观察到的现象记录在下表中:
开关闭合
导体棒ab运动方向
电流表指针偏转情况
开关断开
导体棒ab运动方向
电流表指针偏转情况
竖直上下
不偏转
竖直上下
不偏转
垂直里外
不偏转
垂直里外
不偏转
水平左右
偏转
水平左右
不偏转
分析表中信息可知导体在磁场中运动产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做________的运动;如果人站在“跳跳乐”上不动,原本发光的“跳跳乐”灯光会________(选填“变亮”“变暗”或“熄灭”);
(2)科学小组观察到磁体不动时,导体棒向右运动指针向右偏转,向左运动指针向左偏转;若导体棒静止不动,磁体向右运动时,观察到电流表指针向________偏转;
(3)科学小组发现实验中电流表的指针偏转角度较小,你有什么方法使指针偏转角度变大?________(写出一种即可)。
(4)如果把图丙中的灵敏电流计换成________,还可以探究磁场对通电导线的作用。闭合开关后,观察到导体棒向左侧摆动,若想改变导体棒的摆动方向应( )(填选项字母)。
A.改变磁场方向B.增大电源电压
C.增大磁场强度D.同时改变磁场方向和电路中的电流方向
四、综合解答题:本题共2小题,共23分。
25. 希沃多媒体教学一体机是校园课堂常用设备,其核心铭牌参数如下表所示。小明所在学校有100个教学班,每班配备1台该型号一体机,所有一体机均每天早晨8:00开机,晚自习21:00结束时关机,待机至次日开机。为树立节能意识,请通过计算分析一体机的电能消耗情况。(注意:为简化问题,屏幕亮着即视为正常工作状态,屏幕熄灭后设备进入待机状态。)
希沃多媒体一体机核心铭牌参数
项目
额定电压
额定功率(正常工作状态)
待机功率
技术参数
220V
320W
5W
(1)求1台该一体机正常工作时电流和电阻;(结果保留到小数点后两位)
(2)计算100台一体机一天内(从当日8:00到次日8:00)消耗的总电能为多少;
(3)100台一体机一天待机消耗的电能,可让教室里加热功率为500W的饮水机烧水多少小时?
(4)放假期间,若该校所有一体机未断电持续待机20天,计算这些天所有一体机待机消耗的电能,如果燃煤发电的效率η为40%,那么这些电能需要燃烧多少千克煤?(煤的热值)
(5)结合计算结果,说说校园节约用电的合理做法________。(写出一种即可)
26. 阅读下列短文,回答问题:
新能源汽车的“能量密码”
随着环保理念的深入和科技的发展,新能源汽车已成为交通运输领域的重要发展方向。新能源汽车主要分为纯电动汽车、混合动力汽车等,其核心技术与九年级物理中的电路、能量转化、电功率等知识密切相关。
纯电动汽车的动力来源是车载蓄电池,某款纯电动汽车的蓄电池参数为“360V 200Ah”,车辆正常行驶时,驱动电机的额定功率为100kW,此时电机的工作电流约为278A。驱动电机是将电能转化为机械能的核心部件,同时其内部也存在一定阻值的线圈,工作时会产生热量,因此车辆需配备冷却系统散热。值得注意的是,蓄电池的性能受温度影响显著,其内部的化学反应速率会随温度降低而减慢,电阻也会随温度变化发生改变;同时,低温环境下车辆的空调制热系统、除霜系统等需要消耗额外电能,以保障驾驶安全和舒适性。
混合动力汽车则结合了传统燃油发动机和电动驱动系统,在起步、低速行驶时使用电能驱动,高速行驶或电池电量不足时切换为燃油发动机驱动,且在刹车过程中,电机可反向工作,将车辆的机械能转化为电能为蓄电池充电,实现能量回收,提高能源利用率。
(1)若忽略充电过程中的能量损失,将纯电动汽车中参数为“360V 200Ah”的蓄电池从0电量到充满,消耗的电能是多少焦耳?
(2)纯电动汽车获得动力的能量转化情况是________能转化为________能再转化为________能;
(3)车辆需配备冷却系统散热,冷却系统里的介质最好是比热容较________的物质;
(4)混合动力汽车刹车时的能量回收原理,可用下列哪套实验装置进行研究( )
A. B.
C. D.
(5)结合电路和能量知识,分析纯电动汽车在寒冷天气下续航里程会缩短的原因(写出一点即可):________。
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初三物理期末考试题
考试时长90分钟 满分100分
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分,每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 目前中小学教室照明改造的标准配置是LED护眼灯,其主要材料属于( )
A. 导体 B. 半导体 C. 绝缘体 D. 超导体
【答案】B
【解析】
【详解】LED护眼灯主要材料属于半导体,具有单向导电性,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2. 图中的甲是一款搭载了我国自主研发芯片,能支持20W“反向充电”的手机。当利用甲手机的“反向充电”功能给乙手机充电时,甲手机相当于电路中的( )
A. 开关 B. 导线 C. 用电器 D. 电源
【答案】D
【解析】
【详解】当利用甲手机的“反向充电”功能给乙手机充电时,在消耗甲手机的电能,甲手机提供电能,所以甲手机相当于电源,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3. 右表是某个家用电器的铭牌,则这个用电器最有可能是( )
型号:55E3K-PRD
额定电压:220V
频率:50Hz
额定功率:110W
A. LED小夜灯 B. 液晶电视机 C. 空调 D. 电热水器
【答案】B
【解析】
【详解】铭牌中该用电器的额定功率为110W,LED小夜灯的功率通常只有几瓦,远小于110W;液晶电视机功率一般在几十瓦到两百瓦之间,110W符合其功率范围;空调功率通常在1000W以上(1匹空调约735W),远大于110W;电热水器:功率一般在1500W~3000W,远大于110W;故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4. 春节吃饺子是一项传统习俗,下列关于饺子的说法正确的是( )
A. 包饺子时闻到饺子馅香说明分子在不停地做无规则运动
B. 煮饺子时,饺子汤中的水分汽化,分子间的作用力变大
C. 饺子汤沸腾时温度不变,内能不变
D. 刚出锅的饺子很烫是因为饺子含有的热量多
【答案】A
【解析】
【详解】A.我们闻到饺子的香味是扩散现象,是气体分子做无规则运动的结果,故A正确;
B.煮饺子时,饺子汤中的水分汽化,分子间距离变大,分子间作用力变小,故B错误;
C.煮饺子时,水沸腾后继续加热,温度保持不变,水不断吸收热量,内能增大,故C错误;
D.热量是热传递过程中一个过程量,不能说含有的热量多,故D错误。
故选A。
5. 在寒冷的冬季,有一辆长时间停放在室外的自行车,用手分别触摸车架的铁管和车把上的塑料把套,会觉得铁管比塑料把套更冰冷一些。关于这一现象,下列说法正确的是( )
A. 铁管的实际温度比塑料把套更低
B. 铁管的内能比塑料把套更大
C. 手触摸塑料把套时热量从塑料把套传递到手,触摸铁管时热量从手传递到铁管
D. 铁的导热性比塑料好,能更快将手上的热量导走
【答案】D
【解析】
【详解】A.长时间停放在室外的自行车,其车架铁管和塑料把套处于相同环境中,温度是相同的,故A错误;
B.内能的大小与物体的质量、温度、状态等因素有关,不知道铁管与塑料把套的质量关系,无法比较两者内能大小,故B错误;
C.热量传递方向是从高温物体传向低温物体,由于铁管和塑料把套温度相同,都低于手的温度,与二者接触时热量从手传递到铁管或塑料把套,故C错误;
D.铁是热的良导体,导热性比塑料好,当手触摸铁管时,手上的热量会迅速被铁管传导出去,手的温度快速下降,所以会感觉更冷,故D正确。
故选D。
6. 古语道:“人要实,火要虚。”这句话的意思是做人要脚踏实地,才能事业有成;可燃物要架空一些,才能燃烧得更旺。“火要虚”的目的是( )
A. 增大可燃物的热值 B. 降低可燃物的燃点
C. 使可燃物充分燃烧 D. 减少燃烧过程中的散热损失
【答案】C
【解析】
【详解】A.热值是燃料本身的属性,与燃烧方式无关,故A 不符合题意;
B.燃点是物质的固有属性,不会因架空而改变,故B 不符合题意;
C.将可燃物架空,可以增大可燃物与空气的接触面积,使燃烧更充分、更旺,这正是 “火要虚” 的目的,故C 符合题意;
D.架空可燃物主要是为了增加氧气供应,与散热损失没有直接关系,故D 不符合题意。
故选 C。
7. 图甲展示的是一种具有报警功能的文物展示台。假设该展示台的结构如图乙所示,由木板,弹簧,金属片A、B、C,以及报警电路组成,文物放置在金属片B上。下面对展示台实现防盗报警功能的分析不正确的是( )
A. 只要开关闭合,灯泡就亮
B. 文物不在展示台上时,电铃和灯泡串联
C. 闭合开关,文物不在展示台上,金属片B和A、C断开,电铃响,灯泡亮
D. 闭合开关,文物在展示台上时,金属片B和A、C接触,电铃不响,灯泡不亮
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知,弹簧及金属片B相当于开关,控制电路的通断,闭合开关S,将文物放在金属片B上,弹簧被压缩,B与A、C接触,电路是灯泡的简单电路,此时电铃被短接,没有电流通过,所以灯亮,电铃不响,此时文物没有被盗;文物被搬离时,开关断开,此时电铃和灯泡串联,灯亮、电铃响,表示文物被盗,故D错误,符合题意,ABC正确,不符合题意。
故选D。
8. 汽车在转弯前,司机向下拨动转向横杆,汽车左侧的前、后两个转向灯就会同时闪亮;向上拨动转向横杆,汽车右侧的前、后两个转向灯就会同时闪亮。如果一个灯损坏,其他灯仍能正常工作。能满足这一要求的简化电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题可知,汽车在转弯前,通过拨动转向横杆可以控制汽车前、后两个转向灯同时闪亮,并且一个灯损坏不影响其他灯的工作,说明转向灯是并联的,横杆相当于电路中的开关。
A.电路图中有两组转向灯串联再并联,不满足题目要求,故A不符合题意;
B.电路图中四个转向灯并联,且可以通过开关分别控制左右侧的转向灯,故B符合题意;
C.电路图中四个转向灯串联,不满足题目要求,故C不符合题意;
D.虽然电路图中四个转向灯并联,但开关控制的是整个电路,不符合题目描述的分别控制左右侧转向灯的要求,故D不符合题意。
故选 B。
9. 2025年,全球航天领域捷报频传。中国大型可重复使用的液氧甲烷运载火箭朱雀三号(如图所示),实现了入轨与一级火箭回收,大幅降低了太空运输成本。下列有关说法不正确的是( )
A. 火箭点火升空过程,是利用内能转化为机械能
B. 火箭发动机用液氧甲烷做燃料,是因为液氧甲烷的热值较小
C. 火箭的发动机和汽油机都是热机
D. 火箭回收过程中,部分机械能转化为内能,能量守恒
【答案】B
【解析】
【详解】A.在火箭上升过程中,火箭发动机中的高温燃气向后猛烈喷出,将内能转化为机械能,故A正确,不符合题意;
B.火箭用甲烷作燃料,是因为甲烷的热值大,消耗相同质量的燃料可放出更多的热量,故B错误,符合题意;
C.火箭的发动机和汽油机都是将内能转化为机械能,故都属于热机,故C正确,不符合题意;
D.火箭回收过程中,因为摩擦生热,部分机械能转化为内能,在转化和转移的过程中能量的总和保持不变,遵循能量守恒定律,故D正确,不符合题意。
故选B。
10. 随着“绿电转型”的加速,中国研发的2000米高空风电系统,功率密度达传统电机10倍,3.6兆瓦的机组质量仅数百千克。搭载3.6兆瓦电机的S2000相当于一座漂在城市上空的发电站(如图所示)。下列说法正确的是( )
A. 在风速的额定值以内,风速越大,单位时间内产生的电能越多
B. 为减轻质量,高空风力发电机通过系留缆绳内的铝导线将电能传输到地面
C. “3.6兆瓦”描述的是发电机做功的多少
D. 该机组正常工作1h,可产生的电能
【答案】AB
【解析】
【详解】A.在风速的额定值以内,风速越大,风的动能越大,单位时间内转化的电能越多,因此产生的电能越多,故A正确;
B.铝导线密度小,同体积的情况下,由可知,质量会更小,从而减轻整体负载,同时采用高压输电技术减小能耗,故B正确;
C.“3.6兆瓦”描述的是发电机的功率,即单位时间内做功的多少,而不是做功的多少,故C错误;
D.该机组正常工作,产生的电能 ,远大于,故D错误。
故选AB。
11. 为了使家庭电路安装规范且符合安全用电的要求。下列图中a、b、c、d处的导线名称分别是( )
A. 相线、零线、相线、零线 B. 零线、相线、相线、零线
C. 零线、相线、零线、相线 D. 相线、零线、零线、相线
【答案】D
【解析】
【详解】依据家庭电路连接原则,开关接在用电器和相线之间,灯泡的螺口应该接在零线上,防止更换灯泡时触电,故a是相线,b是零线。三孔插座,左孔接零线,右孔接相线,所以c是零线,d是相线,故ABC错误,D正确。
故选D。
12. 中国研发的心脏跳动自发电无导线起搏器,核心创新是借助电磁感应原理,从心脏每次跳动的低频运动中收集能量并转换成电能,实现“一次植入、终身使用”。下列生活中的设施设备工作原理与该起搏器的原理相同的是( )
A. 工人师傅的电钻 B. 动圈式话筒
C. 家用电饭煲 D. 可调光台灯
【答案】B
【解析】
【详解】A.电钻工作过程中将电能转化为内能,电磁感应现象中将机械能转化为电能,故A不符合题意;
B.动圈式话筒将声信号转化为电信号,就是将机械能转化为电能,与电磁感应能量转化相同,故B符合题意;
C.电饭煲工作过程中将电能转化为内能,利用了电流的热效应,故C不符合题意;
D.台灯工作过程中将电能转化为内能和光能,利用了电流的热效应,故D不符合题意。
故选B。
13. 我国在能源、通信、医疗等领域都有较大的新突破,下列有关说法正确的是( )
A. 光伏电站可将太阳能直接转化为电能,太阳能和电能都属于一次能源
B. “北斗三号”卫星导航系统,通过超声波为全球用户提供定位服务
C. “华龙一号”核电站的核反应堆中发生的是可控核裂变
D. 超导质子治疗系统中,质子带正电,其定向移动方向与电流方向相反
【答案】C
【解析】
【详解】A.光伏电站是利用太阳能电池组件将太阳能直接转化为电能,太阳能可以从自然界中直接获得,属于一次能源;电能是经过加工获得的能源,是二次能源,故A错误;
B.电磁波的传播不需要介质,“北斗三号”卫星导航系统,通过电磁波为全球用户提供定位服务,故B错误;
C.“华龙一号”核电站利用可控的核裂变产生核能的,故C正确;
D.物理学中规定,正电荷定向移动的方向为电流方向。超导质子治疗系统中,质子带正电,其定向移动方向与电流方向相同,故D错误。
故选C。
14. 如图是探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。对该实验的操作和分析,下列说法正确的是( )
A. 为使磁场增强,实验时可以在螺线管中插入一根铁棒
B. 闭合开关小磁针静止时,S极的指向为该点的磁场方向
C. 闭合开关前,小磁针的S极指向地理的北极
D. 若没有小磁针,通电螺线管周围就没有磁场
【答案】A
【解析】
【详解】A.铁棒会被通电螺线管的磁场磁化,磁化后的铁棒本身也会产生磁场,与螺线管的磁场叠加,从而使整体磁场增强,故A 正确;
B.磁场方向的定义是小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向,而非S极,故B 错误;
C.地球本身是一个大磁体,地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近。小磁针静止时,N极指向地理北极,S极指向地理南极,故C 错误;
D.通电螺线管的磁场是其本身的属性,与是否有小磁针无关。小磁针只是用来显示磁场的存在和方向,而不是产生磁场,故D 错误。
故选 A。
15. 为了保障潜水安全,潜水员在潜水时会佩戴水压表和深度表。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,定值电阻为10Ω,是压敏电阻。图乙是压敏电阻阻值随海水深度变化的图像,压敏电阻允许通过的最大电流为0.24A。深度表由电压表(量程为0~3V)改装。下列说法正确的是( )
A. 当深度表在海面上时,电路中的电流为0.15A
B. 下潜到10m的深度时,深度表测得的电压示数为4.5V
C. 在电路安全的情况下,该深度表能测量的最大深度为40m
D. 如果电源电压变大,该深度表能测量的最大深度变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.当深度表在海面上时,压敏电阻的阻值最大,根据图乙,电路中的总电阻为
根据欧姆定律,电路中的电流,故A错误;
B.下潜到深度时,根据图乙,,电路中的总电阻为
电路中的电流,据欧姆定律, 定值电阻两端的电压,故B错误;
C.电路安全情况下,压敏电阻允许通过的最大电流为,此时电路中的总电阻为
压敏电阻的阻值为
根据图乙,当时,对应的海水深度为,故C正确;
D.如果电源电压变大,为了保持电路安全,即保持最大电流不变,电路中的总电阻需要相应增大,此时压敏电阻的阻值需要更大,因此能测量的最大深度变小,故D错误。
故选C。
二、填空与作图题:本题共5小题,填空每空1分,作图3分,共14分。
16. 将包装口香糖的锡箔纸剪成如图形状,其他条件相同时,C处的横截面积小,电阻______。A、B两端分别与电池正负极接触,观察到C处起火,该现象利用了电流的______效应。
【答案】 ①. 大 ②. 热
【解析】
【详解】[1]导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积等因素有关,其他条件相同时,导体的长度越长、横截面积越小导体的电阻越大,由图可知,其他条件相同时,C处的横截面积小,故C处的电阻大。
[2] A、B两端分别与电池正负极接触,观察到C处起火,说明电流通过导体产生了热量,即电能转化成内能,这种现象叫做电流的热效应。
17. 均标有“220V 100W”的电烙铁和电风扇,当通过它们的电流为0.5A时,它们的实际功率________额定功率;若它们正常工作相同时间,则产生的热量________(均选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】 ①. > ②. >
【解析】
【详解】[1]由得,电烙铁和电风扇的额定电流均为
则当通过它们的电流为0.5A时,它们的实际功率大于额定功率。
[2]电烙铁和电风扇的额定功率相同,若它们正常工作相同时间,由得,电烙铁和电风扇消耗的电能相同,电烙铁将电能全部转化为内能,电风扇将部分电能转化为内能,则产生的热量
18. 近年来,中国“天眼”FAST和“人造太阳”EAST均取得重大突破。“天眼”FAST通过接收宇宙天体发出的________来探测深空;被誉为“人造太阳”的EAST装置,其核心原理是利用氢核的________(选填“裂变”或“聚变”)释放巨大的能量,科学家通过特殊装置改变等离子体的运动状态和体积,将其约束在真空室内,这一过程中,等离子体的内能通过________的方式发生了改变。
【答案】 ①. 电磁波 ②. 聚变 ③. 做功
【解析】
【详解】[1]宇宙天体发出的信号以电磁波的形式在真空中传播,“天眼”FAST通过接收这些电磁波来探测深空。
[2]太阳是利用核聚变释放的能量,因此“人造太阳”EAST装置的核心原理是利用氢核的聚变反应释放巨大的能量。
[3]科学家通过特殊装置改变等离子体的运动状态和体积,对等离子体做功,将机械能转化为等离子体的内能,因此等离子体的内能是通过做功的方式发生改变的。
19. 如图所示的电路中,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,电流表A的示数________,电压表示数________,电压表示数与电流表A示数的比值________,电路的总功率________。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)
【答案】 ①. 变大 ②. 变大 ③. 不变 ④. 变大
【解析】
【详解】由电路图可知,当开关S闭合时,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变阻器接入电路的电阻变小,则
[1]电路中的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大。
[2]由可知,定值电阻R1两端的电压变大,即V1的示数变大。
[3]电压表V1的示数与电流表A的示数之比大小等于定值电阻R1的阻值,所以比值不变。
[4]电源的电压不变,电路中电流变大,则电路的总功率变大。
20. 如图所示,开关闭合后,小磁针静止时右端为N极。请在对应括号内和A点分别标出:
(1)螺线管“N”或“S”极;
(2)电源的“+”或“-”极;
(3)A点磁感线方向。
【答案】
【解析】
【详解】小磁针静止时右端为N极,左端为S极,根据磁极间相互作用规律可知螺线管右端为N极,左端为S极;根据安培定则可知电流从螺线管左端流入,则电源左端为正极;磁体外部磁感线从N极出发,指向S极,所以A点磁感线方向水平向左,作图如下:
三、实验探究题:本题共4小题,共33分。
21. 小明利用所学的焦耳定律等知识探究液体的吸热能力,进行如图甲所示实验:往两个相同容器中装入不同的液体a、b,,将阻值的电热丝分别浸入两种液体,使电热丝两端接相同电压,且热量均被液体完全吸收,绘制温度随加热时间变化图像如图乙所示。
(1)由________(填写公式)可知,相同时间内。产生的热量________产生的热量;又由图乙可知,在液体沸腾前加热相同时间时,液体a的温度变化量________液体b的温度变化量;最后由________(填写公式)可知,液体a的比热容________液体b的比热容;(第二、三、五个空均选填“>”“<”或“=”);
(2)若将串联连接,相同时间内________产生的热量更多,其他条件不变的情况下,此时液体a、b的吸热能力关系________(选填“能”或“不能”)判断;
(3)若实验中有少量热量散失,会导致测得的液体比热容比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1) ①. ②. < ③. > ④. ⑤. <
(2) ①. ②. 不能
(3)偏大
【解析】
【小问1详解】
[1][2]电热丝两端接相同电压,根据焦耳定律的变形式,在相同时间t和相同电压U下,电阻R越大,产生的热量Q越少。因为,所以相同时间内, R1产生的热量 <R2产生的热量。
[3]由图乙可知,在液体沸腾前加热相同时间时,液体a的温度升高得更快,因此液体a的温度变化量 > 液体b的温度变化量。
[4][5]根据比热容的计算公式,已知,(R1产生的热量更少,即液体a吸收的热量更少),(液体a的温度变化量更大) 将这些条件代入公式, ,因为,且,所以ca的分子更小、分母更大,因此。
【小问2详解】
[1]若将R1 、R2串联连接,电路中电流I相同。根据焦耳定律,在相同时间t内,电阻越大,产生的热量越多。因为R1>R2 ,所以相同时间内R1产生的热量更多。
[2]其他条件不变,此时液体a、b吸收的热量Q不同,质量m相同,温度变化量Δt也不同,无法通过直接比较比热容大小,因此不能判断它们的吸热能力关系。
【小问3详解】
若实验中有少量热量散失,我们在计算时仍按电热丝产生的总热量Q计算,但液体实际吸收的热量Q实小于Q。根据,当Q被高估时,计算出的比热容会比真实值偏大。
22. 小明用图甲所示电路探究电流与电压、电阻的关系。
1
1.5
2
0.2
0.3
0.4
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线表示导线将图乙所示的实物连接成完整电路(连线不得交叉);
(2)连接电路时,开关应________,且应将滑动变阻器的滑片移到________端;
(3)若定值电阻R短路,闭合开关后________表示数为零,________表有示数;
(4)实验完成后记录数据的纸被不慎弄污,只剩图所示的表格,根据表格数据我们能判断小明探究的是电流与________的关系,此实验中,滑动变阻器的作用是保护电路和________;
(5)小明用“2.5V 0.3A”的小灯泡替换R,完成研究小灯泡电阻的实验。闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图丁所示,此时电压为________V,电流表的示数可能是下列数据中的( )(填写选项字母)。
A.0.18A B.0.22A C.0.26A
(6)小聪发现一只小灯泡的螺旋口上只标有额定电压3.8V,于是拓展了上述实验:利用已知的定值电阻和另一个电压表,设计了如图戊所示的电路来测量其正常发光时的阻值。①闭合开关,调节滑片的位置,使电压表V的示数为________V;②保持滑片位置不变,读出电压表的示数为1.9V;③计算出小灯泡正常发光时的阻值________。
【答案】(1) (2) ①. 断开 ②. B
(3) ①. 电压 ②. 电流
(4) ①. 电压 ②. 改变定值电阻两端的电压
(5) ①. 2 ②. C
(6) ①. 3.8 ②. 2
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,电压表并联在定值电阻两端,测定值电阻的电压,电流表串联在电路中测电路电流,故接法如图所示:
【小问2详解】
[1][2]为保护电路,连接电路时,开关应该断开,且滑动变阻器的滑片应位于阻值最大端,即B端。
【小问3详解】
[1][2]若定值电阻R短路,电路是通路,则电流表有示数,电压表测的是一根导线的电压,导线的电压为零,故电压表示数为零。
【小问4详解】
[1][2]根据表格数据,可以计算出每周数据得比值都是5保持不变,故可判断,上面一行是电压表读数,下面一行是电流表读数,比值为电阻。因此这表格是探究是电流与电压关系的记录数据,在这实验中,应控制电阻不变,改变定值电阻两端的电压,所以滑动变阻器的作用是保护电路和改变定值电阻两端的电压。
【小问5详解】
[1]由图丁可知,该电压表选用的是0~3V的量程,分度值为0.1V,所以此时读数为2V。
[2]根据灯泡的规格为“2.5V 0.3A”可计算出灯泡正常发光时电阻
因灯泡的电阻随温度的升高而增大,则当电压为2V时,电阻应小于,即
故C符合题意,故选C。
【小问6详解】
[1]要测量灯泡正常发光时的电阻,应调节滑动变阻器使灯泡电压为3.8V,使其正常发光。
[2]保持滑片位置不变,读出电压表的示数为1.9V,则两端的电压为1.9V,灯泡分得的电压为3.8V,根据串联分压关系可知
23. 在温度一定的条件下,小明利用如图所示的实验装置做“探究影响导体电阻大小的因素”实验。他将不同规格的导体分别接入电源电压为3V的电路中,实验数据如下表所示:
导体代号
A
B
C
D
E
F
G
长度/m
1.0
1.0
1.0
0.5
1.5
1.0
1.0
横截面积/
0.2
0.4
0.6
0.4
0.4
0.6
0.6
材料
锰铜合金
锰铜合金
锰铜合金
锰铜合金
锰铜合金
镍铬合金
铁
电流大小/A
0.30
0.60
0.90
1.20
0.40
0.24
1.28
(1)选用C、F、G三种导体是为了探究导体电阻大小与________是否有关;选用导体B和________两种导体进行对比,是为了探究导体电阻与其长度的关系;为探究导体电阻跟横截面积的关系,应选用________三种导体;
(2)做出如上选择的理由是:利用________方法进行实验;
(3)根据实验探究结果可分析:我国城乡许多地区实施了输电线改造工程,将原来细的铜质输电线换成较粗的铜质输电线,这样做________(选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻;
(4)在如图所示的电路中,R是用铅笔芯做成的一种变阻器。闭合开关后,要使灯泡暗些,导线夹应向________端移动,因为________。
【答案】(1) ① 材料 ②. D、E ③. A、B、C
(2)控制变量 (3)减小
(4) ①. B ②. 导线夹向B端移动,铅笔芯接入电路的长度变长,电阻变大,路中电流变小,灯泡变暗
【解析】
【小问1详解】
[1]依据表格可知,C、F、G三种导体的长度和横截面积相同,但材料不同,根据控制变量法可知,本次实验探究的是导体电阻大小与材料的关系。
[2]为了探究导体电阻与其长度的关系,依据控制变量法,应该选择材料和横截面积与B导体相同的导体进行比较,故从表格中挑选D、E。
[3]为探究导体电阻跟横截面积的关系,依据控制变量法,应该选择材料和长度相同的导体进行比较,在表格中挑选A、B、C。
【小问2详解】
依据前面的分析,做出上述选择的原因是利用了控制变量法。
【小问3详解】
将原来细的铜质输电线换成较粗的铜质输电线,在长度和材料相同的情况下,增大横截面积,减小输电线的电阻,能减少输电过程中的能量损失。
【小问4详解】
[1]闭合开关后,要使灯泡暗些,应该增大导线接入电路的长度来增大电阻,使其分走更多的电压,导线夹应向B侧移动。
[2]导线夹向B端移动,铅笔芯接入电路的长度变长,电阻变大,电路中电流变小,灯泡变暗。
24. 游乐场里有一种深受大家喜爱的“跳跳乐”,如图甲所示。科学小组想对“跳跳乐”发光的原理进行探究,根据其说明书上的原理图(如图乙所示),找来磁体、导线和灵敏电流计等器材,组装了如图丙所示的实验装置。
(1)科学小组将观察到的现象记录在下表中:
开关闭合
导体棒ab运动方向
电流表指针偏转情况
开关断开
导体棒ab运动方向
电流表指针偏转情况
竖直上下
不偏转
竖直上下
不偏转
垂直里外
不偏转
垂直里外
不偏转
水平左右
偏转
水平左右
不偏转
分析表中信息可知导体在磁场中运动产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做________的运动;如果人站在“跳跳乐”上不动,原本发光的“跳跳乐”灯光会________(选填“变亮”“变暗”或“熄灭”);
(2)科学小组观察到磁体不动时,导体棒向右运动指针向右偏转,向左运动指针向左偏转;若导体棒静止不动,磁体向右运动时,观察到电流表指针向________偏转;
(3)科学小组发现实验中电流表的指针偏转角度较小,你有什么方法使指针偏转角度变大?________(写出一种即可)。
(4)如果把图丙中的灵敏电流计换成________,还可以探究磁场对通电导线的作用。闭合开关后,观察到导体棒向左侧摆动,若想改变导体棒的摆动方向应( )(填选项字母)。
A.改变磁场方向B.增大电源电压
C.增大磁场强度D.同时改变磁场方向和电路中的电流方向
【答案】(1) ①. 切割磁感线 ②. 熄灭
(2)左 (3)换用磁性更强的磁体
(4) ①. 电源 ②. A
【解析】
【小问1详解】
[1]由表格中数据得出,导体在磁场中运动产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动。
[2]如果人站在“跳跳乐”上不动,没有导线切割磁感线,没有感应电流产生,原本发光的“跳跳乐”灯光会熄灭。
【小问2详解】
科学小组观察到磁体不动时,导体棒向右运动指针向右偏转,向左运动指针向左偏转;若导体棒静止不动,磁体向右运动时,相当于导体棒向左运动,会观察到电流表指针向左偏转。
【小问3详解】
科学小组发现实验中电流表的指针偏转角度较小,说明产生的感应电流较小,则可以换用磁性更强的磁体或加快导体棒运动速度,或者增加导体棒匝数,增大感应电流大小。
【小问4详解】
[1]如果把图丙中的灵敏电流计换成电源,导线有电流通过,可以探究磁场对通电导线的作用。
[2]闭合开关后,观察到导体棒向左侧摆动,若想改变导体棒的摆动方向应只改变磁场方向,或者只改变电路中的电流方向,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
四、综合解答题:本题共2小题,共23分。
25. 希沃多媒体教学一体机是校园课堂常用设备,其核心铭牌参数如下表所示。小明所在学校有100个教学班,每班配备1台该型号一体机,所有一体机均每天早晨8:00开机,晚自习21:00结束时关机,待机至次日开机。为树立节能意识,请通过计算分析一体机的电能消耗情况。(注意:为简化问题,屏幕亮着即视为正常工作状态,屏幕熄灭后设备进入待机状态。)
希沃多媒体一体机核心铭牌参数
项目
额定电压
额定功率(正常工作状态)
待机功率
技术参数
220V
320W
5W
(1)求1台该一体机正常工作时的电流和电阻;(结果保留到小数点后两位)
(2)计算100台一体机一天内(从当日8:00到次日8:00)消耗的总电能为多少;
(3)100台一体机一天待机消耗的电能,可让教室里加热功率为500W的饮水机烧水多少小时?
(4)放假期间,若该校所有一体机未断电持续待机20天,计算这些天所有一体机待机消耗的电能,如果燃煤发电的效率η为40%,那么这些电能需要燃烧多少千克煤?(煤的热值)
(5)结合计算结果,说说校园节约用电的合理做法________。(写出一种即可)
【答案】(1)1.45A;
(2)
(3)11h (4),72kg
(5)放学后及时关闭一体机电源
【解析】
【小问1详解】
正常工作电流
由可知电阻
【小问2详解】
1台一体机正常工作时间
1台正常工作消耗电能
1台待机时间
1台待机消耗电能
100台总电能
【小问3详解】
100台待机总电能
可让教室里加热功率为500W的饮水机烧水的时间
【小问4详解】
20天待机总电能
煤燃烧放出的热量
需燃烧煤的质量
【小问5详解】
放学后及时关闭一体机电源,或缩短待机时间、合理调节屏幕亮度。
26. 阅读下列短文,回答问题:
新能源汽车的“能量密码”
随着环保理念的深入和科技的发展,新能源汽车已成为交通运输领域的重要发展方向。新能源汽车主要分为纯电动汽车、混合动力汽车等,其核心技术与九年级物理中的电路、能量转化、电功率等知识密切相关。
纯电动汽车的动力来源是车载蓄电池,某款纯电动汽车的蓄电池参数为“360V 200Ah”,车辆正常行驶时,驱动电机的额定功率为100kW,此时电机的工作电流约为278A。驱动电机是将电能转化为机械能的核心部件,同时其内部也存在一定阻值的线圈,工作时会产生热量,因此车辆需配备冷却系统散热。值得注意的是,蓄电池的性能受温度影响显著,其内部的化学反应速率会随温度降低而减慢,电阻也会随温度变化发生改变;同时,低温环境下车辆的空调制热系统、除霜系统等需要消耗额外电能,以保障驾驶安全和舒适性。
混合动力汽车则结合了传统燃油发动机和电动驱动系统,在起步、低速行驶时使用电能驱动,高速行驶或电池电量不足时切换为燃油发动机驱动,且在刹车过程中,电机可反向工作,将车辆的机械能转化为电能为蓄电池充电,实现能量回收,提高能源利用率。
(1)若忽略充电过程中的能量损失,将纯电动汽车中参数为“360V 200Ah”的蓄电池从0电量到充满,消耗的电能是多少焦耳?
(2)纯电动汽车获得动力的能量转化情况是________能转化为________能再转化为________能;
(3)车辆需配备冷却系统散热,冷却系统里的介质最好是比热容较________的物质;
(4)混合动力汽车刹车时的能量回收原理,可用下列哪套实验装置进行研究( )
A. B.
C. D.
(5)结合电路和能量知识,分析纯电动汽车在寒冷天气下续航里程会缩短的原因(写出一点即可):________。
【答案】(1)
(2) ①. 化学 ②. 电 ③. 机械
(3)大 (4)C
(5)寒冷天气下,蓄电池电阻变大,输出电流减小,电机实际功率降低##低温时车辆需消耗额外电能用于制热、除霜,导致驱动电能减少,续航里程缩短
【解析】
【小问1详解】
忽略充电过程中的能量损失,将蓄电池充满电,消耗的电能是
【小问2详解】
[1][2][3]纯电动汽车的能量来自大容量的蓄电池,能量转化是蓄电池存储的化学能转化成电能,再通过电动机工作,将电能转化为机械能。
【小问3详解】
冷却系统的介质需要吸收较多热量但温度上升较慢,相同质量下吸收相同热量时,比热容大的物质,温度升高较慢,所以冷却介质最好是比热容较大的物质。
【小问4详解】
混合动力汽车刹车时的能量回收原理是电磁感应现象,将机械能转化为电能,C装置是探究电磁感应现象的实验,符合能量回收原理,故选C。
【小问5详解】
寒冷天气下,电池内部的化学反应速率变慢,电池的内阻增大,根据焦耳定律,电流通过内阻时会消耗更多的电能转化为热能,导致用于驱动汽车的有效电能减少,续航里程缩短。
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