内容正文:
九年级物理学科与发展素养评估
第I卷(选择题共40分)
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分。每小题所给出的四个选项中,只有一项最符合题目要求。请将正确选项的标号填涂在答题框内。多选、错选或不选的均得0分)
1. 下列做法符合安全用电原则的是( )
A. 空气开关跳闸后立即合上
B. 用电器的金属外壳要接地
C. 电线失火时直接浇水灭火
D. 保险丝熔断时用铁丝代替
2. 冬天教室窗户玻璃内壁上容易产生水雾,下面现象与水雾产生原理相同的是( )
A. 立春时冰雪消融 B. 冬至时千里冰封
C. 寒露时露珠凝结 D. 霜降时霜挂枝头
3. 汽车紧急刹车时,轮胎温度急剧升高,内能增大。以下四个事例中改变物体内能的方式与之相同的是( )
A. 乙、丁 B. 甲、丙 C. 乙、丙 D. 甲、丁
4. 某种遥控器使用摇杆来控制电脑画面中人物的左右移动。摇杆与滑动变阻器的滑片相连,摇动方向与滑片移动方向一致,通过电压传感器检测摇杆摇动方向,传感器示数降低时,人物左移。下列电路设计中合理的是( )
A. B.
C. D.
5. 涮火锅是人们喜爱的美食之一,人们喜欢在火锅中添加各种食材,其中冻豆腐更是东北人冬天喜爱的一种食材。关于吃火锅的情景下列说法正确的是( )
A. 吃火锅时,油溅到衣服上很难洗掉,此时分子间只有引力,没有斥力
B. 在涮火锅的过程中,温度由锅传递给里面的汤料
C. 冻豆腐中的冰在熔化的过程中,内能增加,温度不变
D. 往火锅里加食材,食材的温度升高,食材含有的热量增大
6. 在海交会上展出一种“自生电”环保型手电筒,如图所示,它的灯泡是个发光二极管(),只要把手电筒来回摇晃,就能自己产生电来供灯泡发光,而且光线经过凸透镜后形成平行光束,下列说法正确的是( )
A. 该手电筒相当于一个小电动机
B. 手电筒“自生电”利用了电磁感应原理
C. 发光二极管()材料是超导体
D. “自生电”的过程把化学能转化为电能
7. 下列估测的数据中最接近生活实际的是( )
A. 人体感觉舒适的洗澡水温度约为60℃
B. 人体的安全电压为
C. 彩色电视机的电流约为
D. 家用电冰箱正常工作时的电流约为
8. 小周家里买了一辆小汽车。关于汽车,下列说法正确的是( )
A. 发动机缸体的冷却使用水来充当冷却剂,主要是因为水的密度比较大,冷却效果好
B. 汽车发动机做功冲程将内能转化为机械能
C. 汽车油箱中的汽油没有燃烧时,汽油不具有内能
D. 汽车内燃机的做功冲程是利用飞轮的惯性带动的
9. 在某次实验探究活动中,小王连接的电路如图所示,各元件完好。关于实验现象,下列分析正确的是( )
A. 开关闭合后,灯泡和并联,只有一个灯发光
B. 将连接、的导线拆除,开关闭合后,只有一个灯发光
C. 将连接、的导线改接到、间,开关闭合后,两灯均发光
D. 将连接、的导线改接到、间,开关闭合后,两灯均发光
10. 小明新家刚装修完,家中部分照明电路如图所示。验收工程时,小明闭合了开关S(家中其他用电器均处于断开状态),白炽灯L亮了一段时间后熄灭了,他用测电笔分别测试了图中插座的两个孔,发现测电笔氖管都发光。若故障只有一处,下列说法正确的是( )
A. 故障是L的灯丝断了
B. 故障是保险丝断了
C. 若此时站在地上的人接触c点,不会发生触电危险
D. 断开开关S,再次用测电笔测试插座的两个孔,只有一个孔使测电笔氖管发光
二、多项选择题(本大题共5小题,每小题4分,共20分。每小题给出的四个选项中,至少有两个选项符合题目的要求。请将正确选项的标号选出涂在答题卡上,每小题全部选对的得4分,部分(两个及两个以上)选对而无错选的得3分,部分(一个)选对而无错选的得2分,错选或不选的均不得分)
11. 如图所示,公园安装的“智能脚蹬车”配备了太阳能电池板和遮阳伞,可实现太阳能发电、锂电池存储、运动数据分析处理等功能。健身者通过手机扫码连接“智能脚蹬车”后,就可以收集其运动数据。下列说法正确的是( )
A. “智能脚蹬车”利用的太阳能是可再生能源
B. 锂电池在供电过程中将电能转化为化学能
C. 人们用遮阳伞遮挡阳光,能防止紫外线的侵害
D. 手机与“智能脚蹬车”通过电磁波传输数据
12. 如图所示是某老师的自制教具,他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔,把电火花发生器紧紧塞进孔中,实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒,按动电火花发生器的按钮,点燃瓶内酒精后,纸筒即刻飞出。关于此实验,分析正确的是( )
A. 酒精不完全燃烧时热值不变
B. 能闻到酒精的气味说明分子在永不停息地做无规则运动
C. 燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
D. 纸筒飞出后瓶内气体的内能减小,温度降低
13. 在电现象中,有四个同学们非常熟悉的实验:a、探究电流与电压的关系;b、探究电流与电阻的关系;c、探究串联电路电压的规律;d、探究影响电阻大小的因素。关于这四个电学实验,下列说法中正确的是( )
A. a实验中可用小灯泡替代定值电阻
B. b实验中滑动变阻器的作用是要控制定值电阻两端的电压不变
C. c实验中多次测量目的是为了寻找普遍规律
D. d实验中需要采用控制变量法
14. 如图所示,取口香糖锡纸,剪成如图所示形状,其中AB和CD段等长。戴好防护手套,将锡纸条(带锡的一面)两端连接电池正、负极,如图所示,发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列分析正确的是( )
A. 通过AB和CD段的电流不相等
B. 正常情况下,AB段会先着火
C. AB段的电压大于 CD段的电压
D. AB 和 CD段的电阻相等
15. 如图所示是汽车尾气中CO(一氧化碳)排放量检测电路的简化电路。当CO浓度高于某一设定值时,报警装置发声报警。下列说法正确的是( )
A. 闭合开关,电磁铁的上端是N极
B. 当CO浓度升高时,气敏电阻阻值会增大
C. 当CO浓度升高时,电磁铁的磁性会增强
D. 电源用久后,减小,CO的报警浓度会变低
第II卷(非选择题共60分)
三、非选择题(本大题共12小题,共60分)
16. “中国环流器二号M”的成功运行,标志着中国离“人造太阳”的梦想又近了一步,在太阳内部,氢原子核在超高温下发生核___________变。环流器中所使用的超导材料___________(选填“可以”或“不可以”)用于电饭锅的发热体。
17. 指南针是我国古代四大发明之一,如图是我国早期的指南针——司南,其用天然磁石琢磨成一个勺子的形状,放在一个光滑的“地盘”上制成,盘上刻着方位,静止时它的长柄指向南方。司南能指示南北方向,是受到地磁场的作用,司南静止时它的长柄指向地磁的______(选填“南”或“北”)极附近,你认为下面光滑的“地盘”的材质______(选填“是”或“不是”)铁。
18. 浴室玻璃具有防雾、除露、除霜的功能。当开启防雾、除露、除霜功能时,玻璃表面会加热至一定温度,使得附着在玻璃上的雾气或露珠等迅速蒸发或消散,从而保持玻璃表面的清晰和干燥。如图是模拟加热原理图,四段电热丝电阻均为20Ω。当开关旋转至“1”挡时,启动防雾功能,电路中的电流为0.2A。测试电源电压恒定,测试电源的电压为________V,旋转至“2”挡时,开启__________功能。
19. 某LED灯的发光颜色与其两端电压之间的关系如下表所示。小昕取来一个这样的LED灯,与一个20Ω的定值电阻串联,接在电压恒为5.0V的电源上,如图。闭合开关,LED灯发光,电压表示数为3.0V,则此时LED灯发出________光,其功率为________W。
LED灯两端电压/V
1.9~2.0
3.0~3.3
LED灯发光颜色
红
蓝
20. 小明家的智能门锁,可通过指纹识别开关或密码识别开关控制电动机开锁。请在方框中完成其简化电路设计。
21. 如图中甲为带开关和指示灯的三孔插座,插孔能供电时,指示灯亮;开关断开后,插孔不能供电,指示灯不亮:若指示灯损坏,闭合开关后插孔仍能供电,如图乙为示意图,请完成接线。
22. 我国某科技公司生产的某款“无人机”(多功能飞行器)如图所示,它具有四个相同的旋翼,可通过无线电进行操控,其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的应用前景。已知一个旋翼的电动机额定功率为,额定电压为,电动机线圈的电阻为。求四个旋翼的电动机正常工作消耗的电能。
23. 小华家使用的是天然气热水器,该热水器的铭牌下,其中热效率模糊不清。已知当时自来水的温度为20℃,天然气的热值为,,求:
燃气热水器
输出热水温度
40℃
气量
0.02m3/min
水量
5kg/min
热效率
(1)燃气热水器正常放出热水1分钟水吸收的热量;
(2)燃气热水器正常工作的热效率(结果保留一位小数)。
24. 如图所示为某养生壶的电路原理图,其中和都是发热电阻。该壶有“加热”和“保温”两种工作状态,由温控开关自动控制。该壶铭牌上提供的部分信息如下表所示。
养生壶容量
额定电压
保温功率
加热功率
阻值
2L
220V
200W
(1)开关、闭合后,该壶在额定电压下工作时的电功率是多少?结合表格数据判断此时电路处于哪一种工作状态?
(2)阻值是多少?
(3)用电高峰期电压会降低,若电路中只让该养生壶在加热状态下单独工作360秒,图中电能表指示灯闪烁300次,请算出养生壶工作时的实际电压。
25. 同学们在学习水的沸点、凝固点后。猜想水中加入别的物质后,一定会对水的沸点和凝固点产生影响,于是设计实验进行探究。一组同学往水中加入一定量的盐。如甲图装置实验探究,当盐水温度接近90℃时,开始每隔记录一次温度,记录数据如下表所示:
时间/
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
温度/℃
88
91
94
97
100
102
102
102
102
102
(1)安装下列实验器材时,其合理先、后顺序是(填序号)______;
①温度计
②石棉网
③装盐水的烧杯
④酒精灯;
(2)小明和小华两同学虽然选用的实验装置相同,但盐水开始沸腾的时刻不同,他们绘制的沸腾图像如图乙所示,图像不同的原因是水的______不同;
(3)实验中关于器材的作用,下列说法中不正确的是______(选填字母);
A. 盖上硬纸板可以减少热量散失,缩短实验时间
B. 为了节约燃料缩短实验时间,还可以适当减少酒精灯中酒精的质量
C. 若将烧杯盖得十分紧密,且纸片上无排气孔,则盐水的沸点会升高
D. 盖上硬纸板能有效减少水蒸气在温度计上的液化现象,避免干扰读数
(4)由下表可知,实验中应选用测温物质为______(选填“水银”或“酒精”)的温度计;
测温物质
凝固点/℃
沸点/℃
水银
357
酒精
78
(5)课后,该兴趣小组同学用相同的小烧杯a、b盛等量的水,在标准大气压下用相同的热源同时加热:如图所示,a杯为隔水加热,b杯为隔油加热,加热足够长时间后,测得a杯外的水温100℃、b杯外的油温为300℃,a、b两杯中的水能沸腾的是______杯,最终a、b两杯水的温度______(选填“>”、“=”或“<”);
(6)星期天,小华在家烧水煮饺子。当水烧开准备下饺子时,妈妈提醒她锅里的水量少了点,于是小华又往锅里迅速加了一大碗水(水量比锅里少),用同样大的火直至将水再次烧开,下面能反映小华整个烧水过程中温度随时间变化的图像是______。
A. B.
C. D.
26. 在探究“电流通过导体产生热量与哪些因素有关”时,小明和小华同时进行了实验,小明设计的实验电路如图甲所示,A、B为两个完全相同的烧瓶,瓶中插入温度计a、b。
(1)为了让实验效果更显著,小明应在图甲的A、B两烧瓶中加入质量、初温均相同的______(选填“煤油”或“水”);
(2)实验中,通过观察温度计的示数变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少,下列实验应用了该研究方法的是______(选填序号);
A. 探究电流与电压、电阻的关系
B. 探究导体电阻大小与哪些因素有关
C. “伏安法”测电阻
(3)爱思考的小明还利用该实验装置比较不同物质的吸热能力,在图甲的A、B两烧瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,且换用两根电阻丝的电阻______。闭合开关,一段时间后,若温度计a比温度计b温度升高得快,则A、B两烧瓶内液体比热容的关系为______;(均选填“>”、“<”或“=”)
(4)另一小组的小华同学用图乙装置探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,实验中给装置通电,______(选填“左边”或“右边”)U形管内的液面高度变化较快。
27. 图甲是“测量小灯泡的电功率”的电路,电源电压为,小灯泡正常工作时的电压为。
(1)按照图甲连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到______(选填“最左端”或“最右端”);
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,则电路中发生的故障可能是______(选填字母);
A. 小灯泡断路 B. 小灯泡短路
C. 滑动变阻器断路 D. 滑动变阻器短路
(3)实验时,移动变阻器的滑片改变小灯泡两端的电压,某时刻电压表的示数如图乙所示,为使小灯泡正常发光,应将滑片向______(选填“左”或“右”)端移动,同时视线应注意观察______(选填“电流表”或“电压表”)的示数,直至小灯泡正常发光;
(4)根据实验数据作出关系图像如图丙所示,小灯泡的额定功率是______;
(5)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,电压表的示数______(填“变大”“变小”或“不变”);
(6)在没有电流表的情况下,用如图丁所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、,调节滑片,使电压表示数为;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、,此时电压表的示数为U;
可知小灯泡的额定功率______(用、U和R表示)。
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九年级物理学科与发展素养评估
第I卷(选择题共40分)
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分。每小题所给出的四个选项中,只有一项最符合题目要求。请将正确选项的标号填涂在答题框内。多选、错选或不选的均得0分)
1. 下列做法符合安全用电原则的是( )
A. 空气开关跳闸后立即合上
B. 用电器的金属外壳要接地
C. 电线失火时直接浇水灭火
D. 保险丝熔断时用铁丝代替
【答案】B
【解析】
【详解】A.空气开关跳闸可能是同时工作的用电器总功率过大或电路发生了短路,在解决问题之前不能合闸,故A不符合题意;
B.有金属外壳的用电器,使用三孔插痤,让金属外壳接地可以防止因用电器漏电后,导致金属外壳带电而发生触电事故,故B符合题意;
C.生活用水是导体,电线失火时直接浇水灭火,容易发生触电事故,故C不符合题意;
D.铁丝的电阻小、熔点高,在电流过大时,产生的热量不容易达到熔点,因此不会熔断,起不到保险的作用,故D不符合题意。
故选B。
2. 冬天教室窗户玻璃内壁上容易产生水雾,下面现象与水雾产生原理相同的是( )
A. 立春时冰雪消融 B. 冬至时千里冰封
C. 寒露时露珠凝结 D. 霜降时霜挂枝头
【答案】C
【解析】
【详解】冬天教室窗户玻璃内壁上容易产生水雾,水雾是空气中的水蒸气液化形成的。
A.立春时冰雪消融,是熔化现象,故A不符合题意;
B.冬至时千里冰封,是凝固现象,故B不符合题意;
C.寒露时露珠凝结,是液化现象,故C符合题意;
D.霜降时霜挂枝头,是凝华现象,故D不符合题意。
故选C。
3. 汽车紧急刹车时,轮胎温度急剧升高,内能增大。以下四个事例中改变物体内能的方式与之相同的是( )
A. 乙、丁 B. 甲、丙 C. 乙、丙 D. 甲、丁
【答案】A
【解析】
【详解】汽车紧急刹车时,轮胎温度急剧升高,内能增大,是克服摩擦力做功改变内能;
甲是热传递改变内能,仅仅涉及能量的转移;
乙搓手取暖是做功改变内能,将机械能转化为内能;
丙取暖器取暖是热传递改变内能,仅仅涉及能量的转移;
丁酒精燃烧,盒盖飞出,将内能转化为机械能,通过做功改变内能;
故综上所述,乙、丁与题目重做功改变内能方式相同,故A符合题意;BCD不符合题意。
故选A。
4. 某种遥控器使用摇杆来控制电脑画面中人物的左右移动。摇杆与滑动变阻器的滑片相连,摇动方向与滑片移动方向一致,通过电压传感器检测摇杆摇动方向,传感器示数降低时,人物左移。下列电路设计中合理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据电路图可知,该电路为并联电路,传感器并联接入电路中,传感器为电压表,当滑片移动时,由于电源电压不变,所以传感器示数不变,故A不符合题意;
B.根据电路图可知,该电路为滑动变阻器的简单电路,传感器并联接入电路中,传感器为电压表,测量的是电源电压,当滑片移动时,传感器示数不变,故B不符合题意;
C.根据电路图可知,R0与R1串联接入电路中,传感器与R1并联,传感器为电压表,根据串联电路的分压规律可知,当滑片向左移动时,R1接入电路的电阻变小,电压表的示数变小,人物左移,故C符合题意;
D.根据电路图可知,R0与R1串联接入电路中,传感器与R0并联,传感器为电压表,当滑片右移时,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,电路的总电阻变大,电路中的电流变小,根据欧姆定律可知,传感器示数降低,人物左移,故D不符合题意。
故选C。
5. 涮火锅是人们喜爱的美食之一,人们喜欢在火锅中添加各种食材,其中冻豆腐更是东北人冬天喜爱的一种食材。关于吃火锅的情景下列说法正确的是( )
A. 吃火锅时,油溅到衣服上很难洗掉,此时分子间只有引力,没有斥力
B. 在涮火锅的过程中,温度由锅传递给里面的汤料
C. 冻豆腐中的冰在熔化的过程中,内能增加,温度不变
D. 往火锅里加食材,食材的温度升高,食材含有的热量增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.油溅到衣服上很难洗掉,此时引力和斥力都有,只是主要体现为引力,故A错误;
B.在涮火锅的过程中,热量由锅传递给里面的汤料,不是温度,故B错误;
C.冻豆腐中的冰是晶体,在熔化的过程中,吸收热量,内能增加,温度不变,故C正确;
D.因为热量是一个过程量,所以不能说明含有多少热量,故D错误。
故选C。
6. 在海交会上展出一种“自生电”环保型手电筒,如图所示,它的灯泡是个发光二极管(),只要把手电筒来回摇晃,就能自己产生电来供灯泡发光,而且光线经过凸透镜后形成平行光束,下列说法正确的是( )
A. 该手电筒相当于一个小电动机
B. 手电筒“自生电”利用了电磁感应原理
C. 发光二极管()的材料是超导体
D. “自生电”的过程把化学能转化为电能
【答案】B
【解析】
【详解】A.来回摇晃手电筒,使线圈做切割磁感线的运动,产生感应电流,小灯泡就会发光,该手电筒相当于一个小发电机,故A错误;
B.该手电筒在使用过程中产生感应电流,运用了电磁感应原理,故B正确;
C.半导体材料的导电性能可以受到外部环境的影响而发生变化,这使得它可以被用于制造各种类型的传感器,发光二极管(LED)的材料是半导体,故C错误;
D.该手电筒运用了电磁感应原理,产生感应电流,将机械能转化为电能,故D错误。
故选B。
7. 下列估测的数据中最接近生活实际的是( )
A. 人体感觉舒适的洗澡水温度约为60℃
B. 人体的安全电压为
C. 彩色电视机的电流约为
D. 家用电冰箱正常工作时的电流约为
【答案】D
【解析】
【详解】A.人体感觉舒适的洗澡水温度约为40℃左右,60℃远高于人体体温,会烫伤皮肤,故A不符合题意;
B.人体的安全电压不高于36V,并非就是36V,故B不符合题意;
C.彩色电视机的电功率约为100W左右,正常工作电流约为0.45A,远小于 5A,故C不符合题意;
D.家用电冰箱正常工作时的电功率约为200W左右,电流约为1A,符合实际,故D符合题意。
故选D。
8. 小周家里买了一辆小汽车。关于汽车,下列说法正确的是( )
A. 发动机缸体的冷却使用水来充当冷却剂,主要是因为水的密度比较大,冷却效果好
B. 汽车发动机的做功冲程将内能转化为机械能
C. 汽车油箱中的汽油没有燃烧时,汽油不具有内能
D. 汽车内燃机的做功冲程是利用飞轮的惯性带动的
【答案】B
【解析】
【详解】A.发动机缸体用水作冷却剂,是因为水的比热容大,在吸收相同热量时温度上升慢,冷却效果好,故A错误;
B.汽车发动机的做功冲程中,高温高压的燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,故B正确;
C.内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和,一切物体在任何温度下都具有内能,故C错误;
D.内燃机的吸气、压缩、排气三个冲程是依靠飞轮的惯性来完成的,而做功冲程是动力的来源,不是依靠惯性,故D错误。
故选B。
9. 在某次实验探究活动中,小王连接的电路如图所示,各元件完好。关于实验现象,下列分析正确的是( )
A. 开关闭合后,灯泡和并联,只有一个灯发光
B. 将连接、的导线拆除,开关闭合后,只有一个灯发光
C. 将连接、的导线改接到、间,开关闭合后,两灯均发光
D. 将连接、的导线改接到、间,开关闭合后,两灯均发光
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图知道 ,开关S闭合后,电源两端被直接用导线相连,形成电源短路,一段时间后,两节干电池会被烧坏,两灯均不会发光,故A错误;
B.将d、g间导线拆除,开关S闭合后,灯泡L1和L2串联,两灯均发光,故B错误;
C.c、d间导线改接到c、e间,开关S闭合后,灯泡L1和L2并联,两灯均发光,故C正确;
D.将d、g间导线改接到d、e间,灯泡L2被短路,开关S闭合后,只有灯泡L1发光,故D错误。
故选C。
10. 小明新家刚装修完,家中部分照明电路如图所示。验收工程时,小明闭合了开关S(家中其他用电器均处于断开状态),白炽灯L亮了一段时间后熄灭了,他用测电笔分别测试了图中插座的两个孔,发现测电笔氖管都发光。若故障只有一处,下列说法正确的是( )
A. 故障是L的灯丝断了
B. 故障是保险丝断了
C. 若此时站在地上的人接触c点,不会发生触电危险
D. 断开开关S,再次用测电笔测试插座的两个孔,只有一个孔使测电笔氖管发光
【答案】D
【解析】
【详解】AB.闭合了开关S,白炽灯L亮了一段时间后熄灭了,说明灯泡和火线或零线不能构成通路,可能是火线或者零线断路,用测电笔分别测试了图中插座的两个孔,发现测电笔氖管都发光,说明两孔都与火线相连且灯丝完好,故障是零线断路,故AB错误;
C.由于是零线断路,c点通过灯泡与火线相连,若此时站在地上的人接触c点,会有电流通过人体流向大地,发生触电危险,故C错误;
D.插座的左孔能够使氢管发光,是通过灯所在支路与火线连通的,当断开开关S,则与火线断开, 左孔不会使氛管发光,故D正确。
故选D
二、多项选择题(本大题共5小题,每小题4分,共20分。每小题给出的四个选项中,至少有两个选项符合题目的要求。请将正确选项的标号选出涂在答题卡上,每小题全部选对的得4分,部分(两个及两个以上)选对而无错选的得3分,部分(一个)选对而无错选的得2分,错选或不选的均不得分)
11. 如图所示,公园安装的“智能脚蹬车”配备了太阳能电池板和遮阳伞,可实现太阳能发电、锂电池存储、运动数据分析处理等功能。健身者通过手机扫码连接“智能脚蹬车”后,就可以收集其运动数据。下列说法正确的是( )
A. “智能脚蹬车”利用的太阳能是可再生能源
B. 锂电池在供电过程中将电能转化为化学能
C. 人们用遮阳伞遮挡阳光,能防止紫外线的侵害
D. 手机与“智能脚蹬车”通过电磁波传输数据
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.太阳能可以源源不断从自然界得到补充,属于可再生能源,“智能脚蹬车” 利用的太阳能是可再生能源,故A正确;
B.锂电池在供电过程中,是将化学能转化为电能,而不是将电能转化为化学能,故B错误;
C.遮阳伞能遮挡阳光,阳光中含有紫外线,所以能防止紫外线的侵害,故C正确;
D.电磁波可以传递信息,所以手机扫码连接“智能脚蹬车”是通过电磁波传输数据的,故D正确。
故选ACD。
12. 如图所示是某老师的自制教具,他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔,把电火花发生器紧紧塞进孔中,实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒,按动电火花发生器的按钮,点燃瓶内酒精后,纸筒即刻飞出。关于此实验,分析正确的是( )
A. 酒精不完全燃烧时热值不变
B. 能闻到酒精的气味说明分子在永不停息地做无规则运动
C. 燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
D. 纸筒飞出后瓶内气体的内能减小,温度降低
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.热值大小与燃料是否完全燃烧无关,所以酒精不完全燃烧时热值不变,故A正确;
B.能闻到酒精的气味即表明酒精分子运动到人的鼻端,这是扩散现象,说明分子在永不停息地做无规则运动,故B正确;
C.燃气推动纸筒飞出的过程是内能转化为机械能,相当于内燃机的做功冲程,故C错误;
D.瓶内气体推动纸筒运动,对纸筒做功,自身内能减小,温度降低,故D正确。
故选ABD。
13. 在电现象中,有四个同学们非常熟悉的实验:a、探究电流与电压的关系;b、探究电流与电阻的关系;c、探究串联电路电压的规律;d、探究影响电阻大小的因素。关于这四个电学实验,下列说法中正确的是( )
A. a实验中可用小灯泡替代定值电阻
B. b实验中滑动变阻器的作用是要控制定值电阻两端的电压不变
C. c实验中多次测量目的是为了寻找普遍规律
D. d实验中需要采用控制变量法
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.探究电流与电压的关系,需要保持电阻一定,改变接入电阻两端的电压,而灯泡的电阻会随温度发生变化,故A错误;
B.探究电流与电阻的关系,需要保持电压一定,改变电阻的大小,滑动变阻器的作用是要控制定值电阻两端的电压不变,故B正确;
C.探究串联电路电压的规律,多次测量是为了寻找普遍规律,故C正确;
D.电阻与导体材料、长度和横截面积都有关系,研究其中一个物理量对电阻的影响,需要控制其它物理量,采用控制变量法,故D正确。
故选BCD。
14. 如图所示,取口香糖锡纸,剪成如图所示形状,其中AB和CD段等长。戴好防护手套,将锡纸条(带锡的一面)两端连接电池正、负极,如图所示,发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列分析正确的是( )
A. 通过AB和CD段的电流不相等
B. 正常情况下,AB段会先着火
C. AB段的电压大于 CD段的电压
D. AB 和 CD段的电阻相等
【答案】BC
【解析】
【详解】根据电阻的影响因素可知,导体的材料、长度相同时,导体的横截面积越小,电阻越大,所以AB段导体的电阻大。
A.因为AB和CD段串联,根据串联电流规律可知,电流相等,故A错误;
B.根据可知,其他条件相同时,电阻越大,产生的电热越多,越容易着火AB段电阻大,所以越容易着火,故B正确;
CD.根据可知,电阻越大,电压越大,长度相同时,AB段的横截面积小电阻大,故AB段的电压大于 CD段的电压,故C正确,D错误。
故选BC。
15. 如图所示是汽车尾气中CO(一氧化碳)排放量检测电路的简化电路。当CO浓度高于某一设定值时,报警装置发声报警。下列说法正确的是( )
A. 闭合开关,电磁铁的上端是N极
B. 当CO浓度升高时,气敏电阻阻值会增大
C. 当CO浓度升高时,电磁铁的磁性会增强
D. 电源用久后,减小,CO的报警浓度会变低
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据图示可知,电流从电磁铁的下端流入、上端流出,根据安培定则可知,电磁铁的上端为N极,故A正确;
BC.当CO浓度升高时,报警装置发声报警,说明工作电路接通,衔铁被吸下,这意味着电磁铁的磁性增强,控制电路中的电流增大。由欧姆定律,在控制电路电压不变的情况下,电流增大,意味着气敏电阻的阻值会减小,故B错误,C正确;
D.电源用久后,减小。由欧姆定律可知,在气敏电阻阻值不变的情况下,控制电路中的电流会减小。要使报警装置发声报警,即电磁铁磁性达到一定强度吸下衔铁,就需要气敏电阻的阻值更小,由上面分析可知,CO的浓度会更高,所以CO的报警浓度会变高,故D错误。
故选AC。
第II卷(非选择题共60分)
三、非选择题(本大题共12小题,共60分)
16. “中国环流器二号M”的成功运行,标志着中国离“人造太阳”的梦想又近了一步,在太阳内部,氢原子核在超高温下发生核___________变。环流器中所使用的超导材料___________(选填“可以”或“不可以”)用于电饭锅的发热体。
【答案】 ①. 聚 ②. 不可以
【解析】
【详解】[1]太阳能来自于其内部氢核聚变。
[2]电饭锅是利用电流的热效应工作的用电器,超导材料在特定条件下没有电阻,由可知,不会产生热量,所以环流器中所使用的超导材料不可以用于电饭锅的发热体。
17. 指南针是我国古代四大发明之一,如图是我国早期的指南针——司南,其用天然磁石琢磨成一个勺子的形状,放在一个光滑的“地盘”上制成,盘上刻着方位,静止时它的长柄指向南方。司南能指示南北方向,是受到地磁场的作用,司南静止时它的长柄指向地磁的______(选填“南”或“北”)极附近,你认为下面光滑的“地盘”的材质______(选填“是”或“不是”)铁。
【答案】 ①. 北 ②. 不是
【解析】
【详解】[1]地球本身是一个巨大的磁体,地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近。由题意,司南静止时长柄指向地理南方,所以指向地磁的北极附近。
[2]如果“地盘”是铁制的,司南的磁石会与铁发生磁化作用,产生强大的吸引力,导致勺子无法自由转动,从而失去指示方向的功能,因此,光滑的“地盘”材质不是铁,通常采用的是不会被磁化的材料,如铜、漆木等。
18. 浴室玻璃具有防雾、除露、除霜的功能。当开启防雾、除露、除霜功能时,玻璃表面会加热至一定温度,使得附着在玻璃上的雾气或露珠等迅速蒸发或消散,从而保持玻璃表面的清晰和干燥。如图是模拟加热原理图,四段电热丝电阻均为20Ω。当开关旋转至“1”挡时,启动防雾功能,电路中的电流为0.2A。测试电源电压恒定,测试电源的电压为________V,旋转至“2”挡时,开启__________功能。
【答案】 ①. 8 ②. 除露
【解析】
【详解】[1]当开关旋转至“1”挡时,电路为两段电阻串联,此时电路中的电流为0.2A,则测试电源的电压为
[2]旋转至“2”挡时,电路为一段电阻丝串联;旋转至“3”档时,电路为两段电阻丝并联,并联时电路中总电阻最小,根据可知,电路中总功率最大为除霜挡,则电路为一段电阻丝串联时,电路总电阻处于两段电阻串联和并联中间的大小,根据可知,电功率处于中间大小为除露挡,因此旋转至“2”挡时,开启除露功能。
19. 某LED灯的发光颜色与其两端电压之间的关系如下表所示。小昕取来一个这样的LED灯,与一个20Ω的定值电阻串联,接在电压恒为5.0V的电源上,如图。闭合开关,LED灯发光,电压表示数为3.0V,则此时LED灯发出________光,其功率为________W。
LED灯两端电压/V
1.9~2.0
3.0~3.3
LED灯发光颜色
红
蓝
【答案】 ①. 红 ②. 0.3
【解析】
【详解】[1]闭合开关,定值电阻和灯泡串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压;串联电路总电压等于各部分电压之和,则灯泡两端的电压
结合表格,LED灯两端电压2.0V处于 “1.9~2.0V” 区间,对应发光颜色为红。
[2]串联电路中的电流处处相等,电路中的电流为
LED 灯的功率
20. 小明家的智能门锁,可通过指纹识别开关或密码识别开关控制电动机开锁。请在方框中完成其简化电路设计。
【答案】
【解析】
【详解】由题知,指纹识别或密码识别,只要其中一种方式识别成功,则相应开关闭合从而控制电动机开锁,所以两个开关应并联后再与电动机串联,作图如下:
21. 如图中甲为带开关和指示灯的三孔插座,插孔能供电时,指示灯亮;开关断开后,插孔不能供电,指示灯不亮:若指示灯损坏,闭合开关后插孔仍能供电,如图乙为示意图,请完成接线。
【答案】
【解析】
【详解】由题意可知,开关断开时指示灯不亮,插孔不能提供工作电压;开关闭合时指示灯亮,插孔能提供工作电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压,说明三脚插孔和指示灯是并联的,且都由开关来控制;开关应该靠近火线,三孔插座采用“左零右火上地”的接法,所以连接电路如图所示:
.
22. 我国某科技公司生产的某款“无人机”(多功能飞行器)如图所示,它具有四个相同的旋翼,可通过无线电进行操控,其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的应用前景。已知一个旋翼的电动机额定功率为,额定电压为,电动机线圈的电阻为。求四个旋翼的电动机正常工作消耗的电能。
【答案】
【解析】
【详解】一个旋翼电动机的额定功率为,四个旋翼电动机的总功率为,工作时间为,消耗的总电能为。
一个旋翼的电动机额定功率
因为四个旋翼的电动机均正常工作,所以四个电动机的总功率为
工作时间
四个旋翼的电动机消耗的总电能为
23. 小华家使用是天然气热水器,该热水器的铭牌下,其中热效率模糊不清。已知当时自来水的温度为20℃,天然气的热值为,,求:
燃气热水器
输出热水温度
40℃
气量
0.02m3/min
水量
5kg/min
热效率
(1)燃气热水器正常放出热水1分钟水吸收的热量;
(2)燃气热水器正常工作的热效率(结果保留一位小数)。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
水吸收的热量
【小问2详解】
1 分钟天然气完全燃烧放出的热量
热效率
24. 如图所示为某养生壶的电路原理图,其中和都是发热电阻。该壶有“加热”和“保温”两种工作状态,由温控开关自动控制。该壶铭牌上提供的部分信息如下表所示。
养生壶容量
额定电压
保温功率
加热功率
阻值
2L
220V
200W
(1)开关、闭合后,该壶在额定电压下工作时的电功率是多少?结合表格数据判断此时电路处于哪一种工作状态?
(2)阻值是多少?
(3)用电高峰期电压会降低,若电路中只让该养生壶在加热状态下单独工作360秒,图中电能表指示灯闪烁300次,请算出养生壶工作时的实际电压。
【答案】(1)1210W,加热状态
(2)202Ω (3)200V
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,开关、闭合后,单独工作,则该壶在额定电压下工作时的发热功率为
所以电路处于加热状态。
【小问2详解】
只闭合时,和串联,此时处于保温状态,则总电阻为
则阻值为
【小问3详解】
消耗的电能为
则实际功率为
则养生壶工作时的实际电压为
25. 同学们在学习水的沸点、凝固点后。猜想水中加入别的物质后,一定会对水的沸点和凝固点产生影响,于是设计实验进行探究。一组同学往水中加入一定量的盐。如甲图装置实验探究,当盐水温度接近90℃时,开始每隔记录一次温度,记录数据如下表所示:
时间/
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
温度/℃
88
91
94
97
100
102
102
102
102
102
(1)安装下列实验器材时,其合理的先、后顺序是(填序号)______;
①温度计
②石棉网
③装盐水的烧杯
④酒精灯;
(2)小明和小华两同学虽然选用的实验装置相同,但盐水开始沸腾的时刻不同,他们绘制的沸腾图像如图乙所示,图像不同的原因是水的______不同;
(3)实验中关于器材的作用,下列说法中不正确的是______(选填字母);
A. 盖上硬纸板可以减少热量散失,缩短实验时间
B. 为了节约燃料缩短实验时间,还可以适当减少酒精灯中酒精的质量
C. 若将烧杯盖得十分紧密,且纸片上无排气孔,则盐水的沸点会升高
D. 盖上硬纸板能有效减少水蒸气在温度计上的液化现象,避免干扰读数
(4)由下表可知,实验中应选用测温物质为______(选填“水银”或“酒精”)的温度计;
测温物质
凝固点/℃
沸点/℃
水银
357
酒精
78
(5)课后,该兴趣小组同学用相同的小烧杯a、b盛等量的水,在标准大气压下用相同的热源同时加热:如图所示,a杯为隔水加热,b杯为隔油加热,加热足够长时间后,测得a杯外的水温100℃、b杯外的油温为300℃,a、b两杯中的水能沸腾的是______杯,最终a、b两杯水的温度______(选填“>”、“=”或“<”);
(6)星期天,小华在家烧水煮饺子。当水烧开准备下饺子时,妈妈提醒她锅里的水量少了点,于是小华又往锅里迅速加了一大碗水(水量比锅里少),用同样大的火直至将水再次烧开,下面能反映小华整个烧水过程中温度随时间变化的图像是______。
A. B.
C. D.
【答案】(1)④②③①
(2)质量 (3)B
(4)水银 (5) ①. b ②. = (6)B
【解析】
【小问1详解】
实验装置的组装应自下而上,确保酒精灯外焰加热,同时温度计的玻璃泡不接触容器底或壁。故合理的先、后顺序是④②③①。
【小问2详解】
从图乙可以看出,两组实验中盐水的初温均为90℃,沸点均为102℃,实验装置相同,但盐水开始沸腾的时刻不同,是因为盐水的质量不同(质量大的水需要吸收更多热量,沸腾时间更晚)。
【小问3详解】
A.盖上硬纸板可以减少热量散失,水温上升加快,可以缩短实验时间,故A正确,不符合题意;
B.缩短实验时间应通过减少水的质量、提高初温等方式实现,故B错误,符合题意;
C.盖子紧密且无排气孔会导致烧杯内气压增大,根据沸点与气压的关系,气压增大时沸点会升高,故C正确,不符合题意;
D.硬纸板可减少水蒸气逸出,避免在温度计上遇冷液化形成水珠,影响读数,故D正确,不符合题意。
故选B。
【小问4详解】
根据表格数据,盐水沸点为102℃。我们需要选择一种测温物质,其沸点必须高于102℃,水银的沸点为357℃,高于102℃,可以使用。酒精的沸点为78℃,低于102℃,在盐水未沸腾前,酒精已沸腾,无法准确测量。
【小问5详解】
[1][2]a杯外的水温100℃、b杯外的油温为300℃,水的沸点为100℃,故a杯内水到达沸点后,不能继续吸热,a杯中的水不会沸腾;b杯水达到沸点后可以持续从油中吸收热量,可以沸腾,温度保持不变;最终两杯水的温度都能达到沸点,温度相同。
【小问6详解】
锅里的水沸腾后,加了一碗水,水的温度会直接下降;随着加热,水的温度又会逐渐升高;然后又会沸腾,且沸腾时的温度相同。故能反映小华整个烧水过程中温度随时间变化的图像是B。
26. 在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”时,小明和小华同时进行了实验,小明设计的实验电路如图甲所示,A、B为两个完全相同的烧瓶,瓶中插入温度计a、b。
(1)为了让实验效果更显著,小明应在图甲的A、B两烧瓶中加入质量、初温均相同的______(选填“煤油”或“水”);
(2)实验中,通过观察温度计的示数变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少,下列实验应用了该研究方法的是______(选填序号);
A. 探究电流与电压、电阻的关系
B. 探究导体电阻的大小与哪些因素有关
C. “伏安法”测电阻
(3)爱思考的小明还利用该实验装置比较不同物质的吸热能力,在图甲的A、B两烧瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,且换用两根电阻丝的电阻______。闭合开关,一段时间后,若温度计a比温度计b温度升高得快,则A、B两烧瓶内液体比热容的关系为______;(均选填“>”、“<”或“=”)
(4)另一小组的小华同学用图乙装置探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,实验中给装置通电,______(选填“左边”或“右边”)U形管内的液面高度变化较快。
【答案】(1)煤油 (2)B
(3) ①. = ②. <
(4)左边
【解析】
【小问1详解】
水的比热容大于煤油的比热容,质量相同的水和煤油吸热相同,根据可知煤油的温度升高得多,为了让实验效果更显著,小明应在A、B两瓶中加入质量、初温均相同的油。
【小问2详解】
实验中,通过观察温度计的示数变化大小来比较电流通过电阻产生热量的多少,采用了转换法。
A.探究电流与电压、电阻的关系,采用了控制变量法,故A不符合题意;
B.探究导体电阻的大小与哪些因素有关,根据电流表示数大小比较电阻的大小,采用了转换法,故B符合题意;
C.“伏安法”测电阻,为减小误差要多次测量取平均值,没有采用转换法,故C不符合题意。
故选B。
【小问3详解】
[1]在A、B两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,根据为控制相同时间不同物质吸热相同,故换用两根电阻丝的阻值=
[2]闭合开关,一段时间后,若温度计a比温度计b温度升高得快,根据比较吸热能力的方法,则A、B两瓶内液体比热容的关系为<
【小问4详解】
如图乙,右边两个5Ω的电阻并联后再与左边5Ω的电阻串联,串联电路各处电流相等,所以右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等,即
两个5Ω的电阻并联,并联电路干路电流等于各支路电流之和,即
比较可知
两瓶中的电阻值相等(均为5Ω),通电一段时间后,由于瓶中电阻相同、通电时间相同、,所以根据焦耳定律可知,左瓶内电阻丝产生的热量多,则左侧U形管液面高度的变化较大。
27. 图甲是“测量小灯泡的电功率”的电路,电源电压为,小灯泡正常工作时的电压为。
(1)按照图甲连接好电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到______(选填“最左端”或“最右端”);
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,则电路中发生的故障可能是______(选填字母);
A. 小灯泡断路 B. 小灯泡短路
C. 滑动变阻器断路 D. 滑动变阻器短路
(3)实验时,移动变阻器的滑片改变小灯泡两端的电压,某时刻电压表的示数如图乙所示,为使小灯泡正常发光,应将滑片向______(选填“左”或“右”)端移动,同时视线应注意观察______(选填“电流表”或“电压表”)的示数,直至小灯泡正常发光;
(4)根据实验数据作出关系图像如图丙所示,小灯泡的额定功率是______;
(5)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,电压表的示数______(填“变大”“变小”或“不变”);
(6)在没有电流表的情况下,用如图丁所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、,调节滑片,使电压表示数为;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、,此时电压表的示数为U;
可知小灯泡的额定功率______(用、U和R表示)。
【答案】(1)最右端 (2)B
(3) ①. 左 ②. 电压表
(4)0.5 (5)变大
(6)
【解析】
【小问1详解】
闭合开关前,滑动变阻器需要调到最大阻值处保护电路。由图甲可知滑动变阻器接入左下接线柱,滑片移到最右端时,接入电阻丝最长、电阻最大,因此滑片移到最右端。
【小问2详解】
电流表有示数说明电路是通路,小灯泡不亮、电压表无示数,说明与电压表并联的小灯泡短路,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
小问3详解】
[1][2]图乙电压表选0~3V量程,分度值0.1V,读数为2.4V,小于小灯泡额定电压2.5V。根据串联分压规律,要增大小灯泡两端电压,需要减小滑动变阻器接入电阻,因此滑片向左端移动;调节过程中需要观察电压表示数,直到电压等于小灯泡额定电压。
【小问4详解】
由丙图I-U图像可知,小灯泡电压为额定电压2.5V时,对应电流为0.2A,因此额定功率
【小问5详解】
未断开开关直接取出小灯泡后,灯泡位置断路,电压表串联在电路中,相当于测量电源电压,原来电压表示数小于电源电压,因此电压表示数变大。
【小问6详解】
第一步调节完成后,小灯泡正常发光,两端电压为额定电压;第二步保持滑片位置不变,电压表测量小灯泡和定值电阻的总电压,因此定值电阻两端电压为;串联电路电流相等,小灯泡的额定电流等于定值电阻的电流,即,因此小灯泡额定功率
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