内容正文:
2025学年大楞中学12月份九年级物理综合素质检测试卷
一、选择题(每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中,只有一个符合题目要求,多选、错选或未选得0分。)
1. 下列对生活中常见物理数据的说法中不符合实际的是( )
A. 普通筷子的长度约为25cm B. 成年人步行速度约为5km/h
C. 人体感觉舒适的环境温度约为25℃ D. 液晶电视机的工作电流约为10A
2. 用丝绸摩擦两根玻璃棒,手持一根玻璃棒,靠近另一根被吊起的玻璃棒时,现象如图甲所示。而手持用毛皮摩擦过的橡胶棒,靠近被吊起的用丝绸摩擦过的玻璃棒时,现象如图乙所示。那么( )
A. 橡胶棒与毛皮摩擦过程中创造了电荷
B. 甲图和乙图实验都体现了验电器的工作原理
C. 橡胶棒因为与毛皮摩擦带了正电荷
D. 丝绸的原子核对电子的束缚能力比玻璃强
3. 如图所示的电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A. 抽油烟机 B. 电风扇
C. 电饭锅 D. 电冰箱
4. 关于热机的效率,下列说法正确的是( )
A. 蒸汽机的效率通常高于喷气发动机
B. 热机效率一定小于100%
C. 汽车排放的尾气,是城市环境污染的重要来源.目前有些新型燃料汽车,实现了“零排放”,它们的效率达到100%
D. 在完全无摩擦的道路上,汽车发动机可达到100%
5. 如图所示,旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山,它具有的( )
A. 动能不变,机械能增加 B. 动能不变,机械能减少
C. 动能增加,重力势能增加 D. 动能减少,重力势能增加
6. 如图所示为内燃机四个冲程的工作示意图,下列说法正确的是( )
A. 一个工作循环的正确顺序是乙、甲、丁、丙
B. 图乙冲程能获得动力
C. 图丁冲程有明显机械能转化为内能的过程
D. 图丙冲程存在化学能转化为内能的过程
7. 破壁机可以瞬间击破食物细胞壁,让食材营养释放更充分。某品牌破壁机(如图)设置了安全开关S1和工作开关S2,当杯体放在主机上时S1自动闭合,安全指示灯亮起;再闭合S2,电动机启动破壁,下列电路图符合上述要求的是( )
A. B. C. D.
8. 炎炎夏日,气温节节上升,温度计内水银柱慢慢升高,此过程中水银的( )
A. 质量变大 B. 密度变大 C. 内能变小 D. 比热容不变
9. 某台柴油机中的所有燃料完全燃烧能放出8×107J的热量。若工作时用完全部燃料损失了4.8×107J的能量,下列说法正确的是( )
A. 用来做有用功的能量为8×10⁷J
B. 该柴油机的效率为60%
C. 通过科技进步,在未来可以实现能量零损失
D. 减少机械间的摩擦可以提高热机效率
10. 如图所示,当开关闭合后,电流表和电流表的示数之比为,则在相同时间内,电流通过和所做功之比为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题(每小题4分,共8分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分)。
11. 在如图(a)所示的电路中,电源电压U0保持不变,R0为定值电阻。移动滑动变阻R的滑片P,电压表和电流表示数的部分U-I关系图像如图(b)所示,则( )
A. 电源电压为9Ⅴ
B. 滑动变阻器的总阻值为10Ω
C. 电压表示数为2.5V时,R消耗的总功率最大
D. 电压表示数为2.5V和2.0V时,R消耗的总功率相等
12. 有三个灯泡接在一个电路中,其部分电路如图所示。已知通过的电流分别为I1=0.2A、I2=0.6A,那么通过L3的电流I3可能为( )
A. 0.2A B. 0.4A C. 0.6A D. 0.8A
三、填空题(每空1分,共12分,请把答案直接写在对应答题卡位置上,不要求写出演算过程)。
13. 动车车厢内座椅下方的插座方便了旅客充电的需求,插座间的连接方式是_____联。
14. 用玻璃棒和丝绸摩擦后,玻璃棒由于__________(选填“失去”或“得到”)电子而带正电。为了检验玻璃棒是否带电,可以使用验电器,验电器的工作原理是__________。
15. 在如图所示的电路中,S1、S2、S3全都是断开的。当闭合开关___________时,L1和L2并联;若同时闭合S2和S3两个开关,则会导致电路处于___________(填“通路”“断路”或“短路”)状态。
16. 2024年11月4日我国“神舟十八号”乘组完成预定任务顺利返回地球。在飞船返回大气层减速下降过程中,飞船与大气强烈地摩擦生“热”,这里的“热”是指_______(选填“热量”、“内能”或“温度”)。此过程飞船的重力势能_______,机械能_______。
17. 在如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关S1、S2,若此时甲、乙两表是电压表且指针偏转的幅度相同,(甲、乙两表都是教学常用电压表),则电阻R1∶R2=__________;断开开关S1、S2,将甲、乙两电压表更换为电流表,然后仅闭合开关S1,则甲、乙两电流表的示数之比I甲∶I乙=__________。
18. 如图所示电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,甲、乙、两表为电压表时,两表的示数之比U甲:U乙=7:3,则R1:R2=_____;当开关S断开,甲、乙为电流表时,两表示数之比是I甲:I乙=_____.
四、作图题(共6分,请把答案直接写在对应答题卡位置上)
19. 在图所示电路中的“◯”内,填入电流表或电压表的符号,两灯组成串联电路。
20. 根据如图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙中实物图连接完整。
21. 如图,根据实物连接图在虚线框内画出相应的电路图。(要求作图规范)
五、实验探究题(每空1分,共25分。请把答案直接写在对应答题卡位置上)
22. 如图甲所示,有一座唐碑,碑身高9 m,宽2 m,厚1 m,碑身的质量为70 t,碑帽的质量为10 t。古时人们是怎样将这么重的碑帽装上去的呢?在民间有“智立唐碑”的传说,讲述的是工匠们通过在碑身四周堆土做成土坡,再沿土坡将碑帽从地面拉上碑身顶,最终完成竖碑任务的故事。
(1)查阅资料后,小明画出了古人安装碑帽方法的简图(如图乙),工匠们在将碑帽拉上碑身顶的过程中做的有用功为___________J;(g取10 N/kg)
(2)为了探究“斜面的特点”,小明用三块材质相同的木板组装成三个高度相同、倾斜程度不同的斜面。实验中,他用弹簧测力计拉着同一木块沿斜面匀速向上运动,如图丙所示。下表是他记录的实验数据。
实验次数
倾斜程度
物块重力/N
上升高度h/m
弹簧测力计示数/N
斜面长s/m
机械效率η
1
较缓
1.5
0.3
0.8
1.0
56%
2
较陡
1.5
0.3
0.9
0.8
63%
3
最陡
1.5
0.3
1.0
0.6
①第1次实验中,物块受到的摩擦力为___________N;
②在第3次实验中,拉力做的总功是___________J,斜面的机械效率是___________;
③由上表可知,当其他条件一定时,斜面越长,越___________(选填“省力”或“费力”);
④分析实验数据,得出的实验结论是___________。
(3)如果安装碑帽时人手不足,工匠们可以采用___________(选填“增长”或“减短”)土坡长度的方法来完成竖碑任务。
23. 如图,某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜面某处由静止释放,撞击同一水平面上的同一木块,木块移动一段距离后停止。
(1)小球滚下的过程中,它的________能转化为动能,它的动能大小是通过________来反映的。
(2)甲、乙两图是探究动能的大小与________是否有关的。
(3)本实验探究的是________在碰撞________(选填“前”或“后”)瞬间的动能。
(4)实验中,木块的质量过大或过小都不行,若木块质量过大会导致________。
24. 如图甲所示为小明探究并联电路中电流的特点时连接的实验电路。
(1)实验中应选用规格_________(选填“相同”或“不相同”)的灯泡进行实验;
(2)分析图甲电路可知,此时电流表测量的是通过灯泡_________(选填“”“”或“和”)的电流。若电路接通后,观察到电流表指针如图乙所示,出现这种现象的原因是_________;
(3)小明进行了多次实验,将测量数据记录在表中;
实验次数
支路电流
支路电流
干路电流
1
0.34
0.58
2
0.20
0.20
0.40
3
0.30
0.16
0.46
①第1次实验测量支路电流时,电流表的示数如图丙所示,为_________A。
②分析数据得出结论:在并联电路中,干路电流等于_________。
25. 李南同学在测定小灯泡正常发光时的功率,连好的实物电路如图甲所示,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示是小明已连接的电路,有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”并用笔画线代替导线完成正确的连接________;
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,且电压表的示数为3V,电流表示数为0,则出现故障的原因可能是________;
(3)当电压表示数调至2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为________W;
(4)在图丙中,根据实验数据描绘的通过小灯泡的电流与其两端电压关系的图象正确的是________(选填“①”、“②”或“③”);
(5)小华设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡的额定功率,小灯泡的额定电流为I额,请完成下列填空(电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大电阻为R0):
①只闭合开关S、S1,调节R2使电流表的示数为I额;
②再断开S1,闭合S2,保持R2滑片位置不变,调节R1,使电流表示数为 ________;
③接着将R2的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为I1;再将R2的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为I2,则小灯泡的额定功率P额=________(用I额、R0、I1、I2表示)。
六、综合应用题(共19分,解答时要求在答题卡对应的区域内写出必要的文字说明和重要的演算步骤,只写出最后答案,未写出演算过程的,不得分。答案必须明确写出数值和单位)。
26. 某中学锅炉房每天将3吨水从20℃加热到100℃。求:
(1)水吸收的热量?
(2)若锅炉效率为75%,则燃料需放出多少热量?
(3)若这些热量由热值为8.4×107J/m3的天然气完全燃烧获得,每天需天然气多少?
27. 如图甲所示为一个超声波加湿器,如图乙所示为其内部湿度检测装置的简化电路图,已知电源电压为,为定值电阻,电流表的量程为,电压表的量程为湿敏电阻的阻值随湿度变化的关系图像如图丙所示,其阻值最大为(图中未画出)。在电路安全工作的前提下,求:
(1)当电流表示数为时,显示的湿度为60%,求定值电阻的阻值大小?
(2)当电压表示数为时,湿度是多少?
(3)为了电路安全,装置能检测湿度的范围是多少?
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2025学年大楞中学12月份九年级物理综合素质检测试卷
一、选择题(每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中,只有一个符合题目要求,多选、错选或未选得0分。)
1. 下列对生活中常见物理数据的说法中不符合实际的是( )
A. 普通筷子的长度约为25cm B. 成年人步行速度约为5km/h
C. 人体感觉舒适的环境温度约为25℃ D. 液晶电视机的工作电流约为10A
【答案】D
【解析】
【详解】A.物理课本的长度在26cm左右,一根筷子的长度略小于此数值,在25cm左右。故A不符合题意;
B.成年人步行的速度为
v=1.4m/s=1.4×3.6km/h≈5km/h
故B不符合题意;
C.人体正常体温约为36.8℃,感觉舒适的温度在25℃左右。故C不符合题意;
D.液晶电视机的额定功率在150W左右,正常工作的电流约为
故D符合题意。
故选D。
2. 用丝绸摩擦两根玻璃棒,手持一根玻璃棒,靠近另一根被吊起的玻璃棒时,现象如图甲所示。而手持用毛皮摩擦过的橡胶棒,靠近被吊起的用丝绸摩擦过的玻璃棒时,现象如图乙所示。那么( )
A. 橡胶棒与毛皮摩擦过程中创造了电荷
B. 甲图和乙图实验都体现了验电器的工作原理
C. 橡胶棒因为与毛皮摩擦带了正电荷
D. 丝绸的原子核对电子的束缚能力比玻璃强
【答案】D
【解析】
【详解】用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
A.橡胶棒与毛皮摩擦过程中发生了电荷的转移,而不是创造了电荷,故A不符合题意;
B.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥。图甲中,两根玻璃棒都带负电,相互靠近时,由于同种电荷相互排斥而相互远离,与验电器原理相同,图乙中,玻璃棒和橡胶棒带异种电荷,异种电荷相互吸引,因此玻璃棒和橡胶棒相互靠近,与验电器工作原理不同,故B不符合题意;
C.橡胶棒与毛皮摩擦后得到了电子带了负电荷,故C不符合题意;
D.丝绸的原子核对电子的束缚能力比玻璃强,丝绸与玻璃棒摩擦时,丝绸得到电子带负电,玻璃棒失去电子带正电,故D符合题意。
故选D。
3. 如图所示的电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A. 抽油烟机 B. 电风扇
C. 电饭锅 D. 电冰箱
【答案】C
【解析】
【详解】A.抽油烟机主要利用电动机带动风扇转动来排出油烟,其工作原理是电能转化为机械能,不是利用电流热效应,故A不符合题意;
B.电风扇通过电动机带动扇叶转动来产生风,其能量转化是将电能主要转化为机械能,热效应只是次要现象,故B不符合题意;
C.电饭锅利用电流通过电阻丝产生热量来加热食物,其工作原理是将电能转化为内能,是典型的利用电流热效应的电器,故C符合题意;
D.电冰箱通过压缩机工作实现制冷循环,虽然压缩机工作时会产生少量热量,但主要目的是制冷而非发热,故D不符合题意。
故选C。
4. 关于热机的效率,下列说法正确的是( )
A. 蒸汽机的效率通常高于喷气发动机
B. 热机效率一定小于100%
C. 汽车排放的尾气,是城市环境污染的重要来源.目前有些新型燃料汽车,实现了“零排放”,它们的效率达到100%
D. 在完全无摩擦的道路上,汽车发动机可达到100%
【答案】B
【解析】
【详解】A. 蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧,热损失最多,效率最低;故A错误;
BC. 热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功,机械效率不会达到100%;故B确C错误;
D. 在完全无摩擦的道路上,汽车发动机的效率可以提高,但不可能达到100%;D错误。
故选B。
5. 如图所示,旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山,它具有的( )
A. 动能不变,机械能增加 B. 动能不变,机械能减少
C. 动能增加,重力势能增加 D. 动能减少,重力势能增加
【答案】A
【解析】
【详解】缆车匀速上山,质量不变,速度不变,所以其动能不变;缆车在上山过程中高度不断增加,所以其重力势能增大;动能不变,重力势能增加,因机械能等于动能与势能的总和,所以其机械能也增大。
故选A。
6. 如图所示为内燃机四个冲程的工作示意图,下列说法正确的是( )
A. 一个工作循环的正确顺序是乙、甲、丁、丙
B. 图乙冲程能获得动力
C. 图丁冲程有明显机械能转化为内能的过程
D. 图丙冲程存在化学能转化为内能的过程
【答案】C
【解析】
【详解】甲图中两个气阀都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能;乙图中进气门打开,活塞向下运行,汽缸容积增大,是吸气冲程;丙图中排气门打开,活塞向上运动,汽缸容积减小,是排气冲程;丁图中两个气阀都关闭,活塞向上运动,所以为压缩冲程,是机械能转化为内能。
A.四个冲程的正确顺序是乙、丁、甲、丙,故A错误;
B.甲图为做功冲程,此冲程将内能转化为机械能,能获得动力,乙图是吸气冲程没有能量转换,该冲程不能获得动力,故B错误;
C.丁图为压缩冲程,在该冲程中将机械能转化为内能,故C正确;
D.丙图是排气冲程,不存在能量转化,故D错误。
故选C。
7. 破壁机可以瞬间击破食物细胞壁,让食材营养释放更充分。某品牌破壁机(如图)设置了安全开关S1和工作开关S2,当杯体放在主机上时S1自动闭合,安全指示灯亮起;再闭合S2,电动机启动破壁,下列电路图符合上述要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】当杯体放在主机上时S1自动闭合,安全指示灯亮起,说明该电路是接通的,即S1能控制灯泡;此时电动机不工作,说明电动机和灯泡是并联的;再闭合S2,电动机启动破壁,这说明S2和电动机串联在一个支路中。安全开关断开时所有用电器都不能工作、所有支路都断开才能保证安全,故开关S1在干路中,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
8. 炎炎夏日,气温节节上升,温度计内水银柱慢慢升高,此过程中水银的( )
A. 质量变大 B. 密度变大 C. 内能变小 D. 比热容不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.质量是物质的固有属性,物体所含物质的多少不变,则水银质量不变,故A不符合题意;
B.温度升高,水银质量不变,体积变大,根据可知密度变小,故B不符合题意;
C.内能的大小与物体的质量和温度有关,在质量一定时,温度越高,其内能越大,故C不符合题意;
D.比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关,与吸放热的多少、质量、体积、温度的大小都没有关系,故D符合题意。
故选D。
9. 某台柴油机中的所有燃料完全燃烧能放出8×107J的热量。若工作时用完全部燃料损失了4.8×107J的能量,下列说法正确的是( )
A. 用来做有用功的能量为8×10⁷J
B. 该柴油机的效率为60%
C. 通过科技进步,在未来可以实现能量零损失
D. 减少机械间的摩擦可以提高热机效率
【答案】D
【解析】
【详解】A.燃料完全燃烧放出的热量用来做有用功和额外功,此处即能量损失,所以用来做有用功的能量为
故A错误;
B.该柴油机的效率为
故B错误;
C.柴油机在工作过程中不可避免地要克服机械间的摩擦而产生额外功,因此效率不能达到100%,即不能实现能量零损失,故C错误;
D.减少机械间的摩擦可以减少能量的损失,因此可以提高热机效率,故D正确。
故选D。
10. 如图所示,当开关闭合后,电流表和电流表的示数之比为,则在相同时间内,电流通过和所做功之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由电路图可知,两电阻并联,电流表A2测干路电流,电流表A1测R1支路的电流.因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,两支路的电流之比:
,
因为并联电路中各支路两端的电压相等,所以在相同时间内电流通过R1和R2所做功之比
.
A.符合题意;
B.不符合题意;
C.不符合题意;
D.不符合题意.
二、多项选择题(每小题4分,共8分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分)。
11. 在如图(a)所示的电路中,电源电压U0保持不变,R0为定值电阻。移动滑动变阻R的滑片P,电压表和电流表示数的部分U-I关系图像如图(b)所示,则( )
A. 电源电压为9Ⅴ
B. 滑动变阻器的总阻值为10Ω
C. 电压表示数为2.5V时,R消耗的总功率最大
D. 电压表示数为2.5V和2.0V时,R消耗的总功率相等
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由电路图可知滑动变阻其左右两部分并联后再与定值电阻串联,电压表测量滑动变阻器两端并联后的电压,电流表测滑动变阻器左端电流;由图像可知当电压表读数为2V时,干路电流为
电源电压
当电压表读数为2.5V时,根据欧姆定律可知此时滑动变阻器两端电阻相等,滑片位于中点,此时干路电流为
电源电压
可解得电源电压,故A不符合题意;
B.根据图像可知当电压表读数为2.5V时,滑动变阻器两端电阻相等,即
故滑动变阻器总电阻
故B符合题意;
CD.当电压表示数为2V时,R消耗的总功率
当电压表示数为2.5V时,R消耗的总功率
故C不符合题意,D符合题意。
故选BD。
12. 有三个灯泡接在一个电路中,其部分电路如图所示。已知通过的电流分别为I1=0.2A、I2=0.6A,那么通过L3的电流I3可能为( )
A. 0.2A B. 0.4A C. 0.6A D. 0.8A
【答案】BD
【解析】
【详解】由图可知,三个灯泡接在一个电路中,有可能是L1、L2并联在支路上,L3在干路上,根据并联电路的电流特点可知,通过L3的电流I3可能为I=I1+I2=0.2A+0.6A=0.8A
有可能是L1、L3并联在支路上,L2在干路上,根据并联电路的电流特点可知,通过L3的电流I3可能为I3=I2-I1=0.6A-0.2A=0.4A
已知通过L1、L2的电流分别为I1=0.2A、I2=0.6A,因为串联电路中电流处处相等,因此三灯泡不可能串联连接。
故AC不符合题意,BD符合题意。
故选BD。
三、填空题(每空1分,共12分,请把答案直接写在对应答题卡位置上,不要求写出演算过程)。
13. 动车车厢内座椅下方的插座方便了旅客充电的需求,插座间的连接方式是_____联。
【答案】并
【解析】
【详解】插座是连接用电器的,车厢内的各用电器工作时互不影响,是并联的,故插座也是并联的。
14. 用玻璃棒和丝绸摩擦后,玻璃棒由于__________(选填“失去”或“得到”)电子而带正电。为了检验玻璃棒是否带电,可以使用验电器,验电器的工作原理是__________。
【答案】 ①. 失去 ②. 同种电荷相互排斥
【解析】
【详解】[1]用玻璃棒和丝绸摩擦后,玻璃棒由于对电子的束缚能力比丝绸弱,故玻璃棒由于失去电子带正电荷。
[2]当带电体接触验电器的金属箔片时,带同种电荷,验电器的工作原理是同种电荷相互排斥。
15. 在如图所示的电路中,S1、S2、S3全都是断开的。当闭合开关___________时,L1和L2并联;若同时闭合S2和S3两个开关,则会导致电路处于___________(填“通路”“断路”或“短路”)状态。
【答案】 ①. S1、S3 ②. 短路
【解析】
【详解】[1]要使L1和L2并联,需让电流从电源流出,分别流入两灯后再汇合共同流回电源负极,由图可知需要闭合S1、S3,断开S2。
[2]当同时闭合开关S2和S3时,电流不经过任何用电器直接从电源正极流回电源负极,会造成电源短路,会烧坏电源,是绝不允许的。
16. 2024年11月4日我国“神舟十八号”乘组完成预定任务顺利返回地球。在飞船返回大气层减速下降过程中,飞船与大气强烈地摩擦生“热”,这里的“热”是指_______(选填“热量”、“内能”或“温度”)。此过程飞船的重力势能_______,机械能_______。
【答案】 ①. 内能 ②. 减小 ③. 减小
【解析】
【详解】[1]摩擦生热是通过克服摩擦做功,使物体的内能增加,所以这里的“热”指内能。
[2][3]在飞船返回大气层减速下降过程中,飞船的质量不变,速度变小,高度降低,动能和重力势能都减小,所以机械能减小。
17. 在如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关S1、S2,若此时甲、乙两表是电压表且指针偏转的幅度相同,(甲、乙两表都是教学常用电压表),则电阻R1∶R2=__________;断开开关S1、S2,将甲、乙两电压表更换为电流表,然后仅闭合开关S1,则甲、乙两电流表的示数之比I甲∶I乙=__________。
【答案】 ①. 4∶1 ②. 4∶5
【解析】
【详解】[1]当S1、S2闭合,甲、乙两表都为电压表时,两电阻串联,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R2两端的电压。由甲、乙两电压表都是教学常用电压表(量成为0~15V,0~3V)且指针偏转的幅度相同得
根据串联电路分压特点可得
[2]]当S1闭合,甲、乙两表都为电流表时,两个电阻并联,甲电流表测电阻R2的电流,记作I2;乙电流表测干路电流,记作I,根据并联电路电流规律即干路电流等于各支路电流之和,结合欧姆定律,计算甲、乙两电流表的示数之比为
18. 如图所示电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,甲、乙、两表为电压表时,两表的示数之比U甲:U乙=7:3,则R1:R2=_____;当开关S断开,甲、乙为电流表时,两表示数之比是I甲:I乙=_____.
【答案】 ①. 4:3 ②. 4:7
【解析】
【详解】[1]由电路图可知,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测串联总电压,乙测R2两端电压,串联电路中电流处处相等,根据I=,
== = =
由此可得:
=;
[2]由电路图可知,当开关S断开,甲、乙为电流表时,两电阻并联,甲测通过R2的电流,乙测干路电流,
====.
四、作图题(共6分,请把答案直接写在对应答题卡位置上)
19. 在图所示电路中的“◯”内,填入电流表或电压表的符号,两灯组成串联电路。
【答案】
【解析】
【详解】根据两个灯泡要串联,只有一条电流路径,电流表与被测用电器串联;电压表与被测用电器并联。图中甲“〇”与两个灯是并联,所以是电压表;乙“〇”串联在干路中,所以是电流表。如图所示:
20. 根据如图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙中实物图连接完整。
【答案】
【解析】
【详解】由电路图可知,二极管与灯泡串联,开关闭合后,要使电路处于通路状态,则电流应从二极管的长脚流入,电路连接如下图所示
21. 如图,根据实物连接图在虚线框内画出相应的电路图。(要求作图规范)
【答案】
【解析】
【详解】由实物图可知,两灯并联,开关S2在干路上控制整个电路,S1在L2的支路上,电路图如图所示:
五、实验探究题(每空1分,共25分。请把答案直接写在对应答题卡位置上)
22. 如图甲所示,有一座唐碑,碑身高9 m,宽2 m,厚1 m,碑身的质量为70 t,碑帽的质量为10 t。古时人们是怎样将这么重的碑帽装上去的呢?在民间有“智立唐碑”的传说,讲述的是工匠们通过在碑身四周堆土做成土坡,再沿土坡将碑帽从地面拉上碑身顶,最终完成竖碑任务的故事。
(1)查阅资料后,小明画出了古人安装碑帽方法的简图(如图乙),工匠们在将碑帽拉上碑身顶的过程中做的有用功为___________J;(g取10 N/kg)
(2)为了探究“斜面的特点”,小明用三块材质相同的木板组装成三个高度相同、倾斜程度不同的斜面。实验中,他用弹簧测力计拉着同一木块沿斜面匀速向上运动,如图丙所示。下表是他记录的实验数据。
实验次数
倾斜程度
物块重力/N
上升高度h/m
弹簧测力计示数/N
斜面长s/m
机械效率η
1
较缓
1.5
0.3
0.8
1.0
56%
2
较陡
1.5
0.3
0.9
0.8
63%
3
最陡
1.5
0.3
1.0
0.6
①第1次实验中,物块受到的摩擦力为___________N;
②在第3次实验中,拉力做的总功是___________J,斜面的机械效率是___________;
③由上表可知,当其他条件一定时,斜面越长,越___________(选填“省力”或“费力”);
④分析实验数据,得出的实验结论是___________。
(3)如果安装碑帽时人手不足,工匠们可以采用___________(选填“增长”或“减短”)土坡长度的方法来完成竖碑任务。
【答案】(1)9×105
(2) ①. 0.35 ②. 0.6 ③. 75% ④. 省力 ⑤. 当粗糙程度一定时,斜面越陡,斜面的机械效率越高
(3)增长
【解析】
【小问1详解】
工匠们在将碑帽拉上碑身顶的过程中做的有用功为
【小问2详解】
[1]第1次实验中对物块做的有用功为
拉力做的总功为
克服摩擦力做的额外功为
物块受到的摩擦力为
[2]在第3次实验中,拉力做的总功是
[3]第3次实验中对物块做的有用功为
斜面的机械效率是
[4]由上表可知,当其他条件一定时,斜面越长,弹簧测力计示数越小,即斜面越长越省力。
[5]分析实验数据可知,当粗糙程度一定时,斜面越陡,斜面的机械效率越高。
【小问3详解】
斜面越长越省力,故工匠们可以采用增长土坡长度的方法来完成竖碑任务。
23. 如图,某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜面某处由静止释放,撞击同一水平面上的同一木块,木块移动一段距离后停止。
(1)小球滚下的过程中,它的________能转化为动能,它的动能大小是通过________来反映的。
(2)甲、乙两图是探究动能的大小与________是否有关的。
(3)本实验探究的是________在碰撞________(选填“前”或“后”)瞬间的动能。
(4)实验中,木块的质量过大或过小都不行,若木块质量过大会导致________。
【答案】(1) ①. 重力势能 ②. 木块移动的距离 (2)速度
(3) ①. 小球 ②. 前 (4)见解析
【解析】
【小问1详解】
[1][2]小球从斜面滚下时,高度降低,重力势能减小。 同时,小球的速度变大,动能增加。 因此,小球滚下的过程中,重力势能转化为动能;小球撞击木块后,木块会移动一段距离。木块移动的距离越远,说明小球的动能越大。因此,小球的动能大小是通过木块移动的距离来反映的。
【小问2详解】
甲、乙两图中,小球的质量相同,但位于斜面的不同高度处。 从斜面上滚下时的速度不同,因此可以探究动能的大小与速度是否有关。
【小问3详解】
[1][2]本实验是通过观察木块被撞击后移动的距离来判断小球动能的大小。 因此,本实验探究的是小球在碰撞前瞬间的动能。
【小问4详解】
若木块质量过大,会导致木块被撞击后移动的距离过短,难以准确判断动能大小。
24. 如图甲所示为小明探究并联电路中电流的特点时连接的实验电路。
(1)实验中应选用规格_________(选填“相同”或“不相同”)的灯泡进行实验;
(2)分析图甲电路可知,此时电流表测量的是通过灯泡_________(选填“”“”或“和”)的电流。若电路接通后,观察到电流表指针如图乙所示,出现这种现象的原因是_________;
(3)小明进行了多次实验,将测量数据记录在表中;
实验次数
支路电流
支路电流
干路电流
1
0.34
0.58
2
0.20
0.20
0.40
3
0.30
0.16
0.46
①第1次实验测量支路电流时,电流表的示数如图丙所示,为_________A。
②分析数据得出结论:在并联电路中,干路电流等于_________。
【答案】(1)不相同 (2) ①. L1 ②. 电流表的正负接线柱接反
(3) ①. 0.24 ②. 见解析
【解析】
【小问1详解】
探究并联电路的电流特点,为了寻找规律,必须换用不同规格的小灯泡进行多次实验,这样得出的规律才有普遍性。
【小问2详解】
[1][2]由电路实物图可知,电流表与灯泡L1串联,由此可知电流表测灯泡L1的电流;若电路接通后,观察到电流表指针如图乙所示,指针向左偏转,说明电流表的正负接线柱接反。
【小问3详解】
[1]电流表的示数如图丙所示,选用的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.24A。
[2]由表中数据可知0.24A+0.34A=0.58A,0.20A+0.20A=0.40A,0.30A+0.16A=0.46A
可以得到在并联电路中,干路电流等于各个支路的电流之和。
25. 李南同学在测定小灯泡正常发光时的功率,连好的实物电路如图甲所示,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示是小明已连接的电路,有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”并用笔画线代替导线完成正确的连接________;
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,且电压表的示数为3V,电流表示数为0,则出现故障的原因可能是________;
(3)当电压表示数调至2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为________W;
(4)在图丙中,根据实验数据描绘的通过小灯泡的电流与其两端电压关系的图象正确的是________(选填“①”、“②”或“③”);
(5)小华设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡的额定功率,小灯泡的额定电流为I额,请完成下列填空(电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大电阻为R0):
①只闭合开关S、S1,调节R2使电流表的示数为I额;
②再断开S1,闭合S2,保持R2滑片位置不变,调节R1,使电流表示数为 ________;
③接着将R2的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为I1;再将R2的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为I2,则小灯泡的额定功率P额=________(用I额、R0、I1、I2表示)。
【答案】(1) (2)小灯泡断路
(3)0.75 (4)③
(5) ①. I额 ②.
【解析】
【小问1详解】
原电路图中,灯泡和电流表并联,电压表串联在电路中是错误的,在测小灯泡正常发光时的功率实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端,如图所示:
【小问2详解】
连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,说明电路可能断路,电压表的示数为3V,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即出现故障的原因可能是小灯泡断路。
【小问3详解】
当电压表示数调至2.5V时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则小灯泡额定功率为
PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W
【小问4详解】
灯丝电阻随温度的升高而增大,不是一个定值,故通过灯的电流随电压的变化图像为一曲线,且向电压方向靠近,故选③。
【小问5详解】
[1][2]①只闭合开关S,S1,此时灯泡和滑动变阻器R2串联,调节R2使电流表的示数为I额;
②再断开S1,闭合S2,此时两滑动变阻器R1、R2串联,保持R2滑片位置不变,调节R1,使电流表示数为I额,根据等效替代的方法,此时R1=RL;
③接着将R2的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为I1,此时R2连入电路中的电阻为0,设电源电压为U,则
U=I1R1……Ⅰ
再将R2的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为I2,此时R2连入电路中的电阻为R0,则
U=I2R0+I2R1……Ⅱ
由Ⅰ、Ⅱ两式可得
U=I1R1=I2R0+I2R1
即
故小灯泡额定功率为
六、综合应用题(共19分,解答时要求在答题卡对应的区域内写出必要的文字说明和重要的演算步骤,只写出最后答案,未写出演算过程的,不得分。答案必须明确写出数值和单位)。
26. 某中学锅炉房每天将3吨水从20℃加热到100℃。求:
(1)水吸收的热量?
(2)若锅炉效率为75%,则燃料需放出多少热量?
(3)若这些热量由热值为8.4×107J/m3的天然气完全燃烧获得,每天需天然气多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
水吸收的热量为
【小问2详解】
燃料需放出热量为
【小问3详解】
每天需天然气体积为
27. 如图甲所示为一个超声波加湿器,如图乙所示为其内部湿度检测装置的简化电路图,已知电源电压为,为定值电阻,电流表的量程为,电压表的量程为湿敏电阻的阻值随湿度变化的关系图像如图丙所示,其阻值最大为(图中未画出)。在电路安全工作的前提下,求:
(1)当电流表示数为时,显示的湿度为60%,求定值电阻的阻值大小?
(2)当电压表示数为时,湿度是多少?
(3)为了电路安全,装置能检测湿度的范围是多少?
【答案】(1)
(2)40% (3)20%-80%
【解析】
【小问1详解】
当电流表的示数为时,总电阻
由图丙知湿度为60%时的阻值为,定值电阻的阻值为
【小问2详解】
当电压表示数为时,两端的电压
此时通过的电流
湿敏电阻的阻值
由图丙知湿度为40%。
【小问3详解】
当湿敏电阻最小时,电路中的电流最大
此时电路中的最小总电阻为
是敏电阻的最小阻值为
由图丙可知能监测湿度的最小值为20%。由图丙可知,湿度越大,湿敏电阻的阻值越大,由串联分压规律可知,湿敏电阻两端的电压也越大(即电压表示数越大),因为电压表量程为,所以湿敏电阻两端的电压最大为时,此时监测的湿度最大;两端的最小电压
则电路中的最小电流
接入电路的最大阻值
由图丙可知能监测湿度的最大值为80%。即该湿度表能够测量的环境湿度的范围20%-80%。
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