内容正文:
2025-2026学年度第一学期九年级第一次学情调查
物理科调研卷
一、选择题:本大题共7小题,每小题3分,共21分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 关于分子动理论及有关现象,下列说法正确的是( )
A. 糖醋汤汁腌制糖蒜是扩散现象
B. “破镜难圆”说明分子间只存在斥力
C. 海绵很容易被压缩,说明分子间有间隙
D. 大雪纷飞,说明分子在不停地做无规则运动
2. 如图所示,是小王同学跟爷爷学习功夫的四个基本动作,由此他联想到热机的冲程,以下正确的是( )
A. “鼻孔吸气”对应的汽油机冲程只吸入汽油
B. “气沉丹田”对应的汽油机冲程是将机械能转化为内能
C. 汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的
D. “排山倒海”所对应的汽油机冲程是靠飞轮的惯性来完成的
3. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是
A. 温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
B. 内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
C. 物体的内能与温度有关,只要温度不变,物体的内能就一定不变
D. 机械能为零的物体,内能也一定为零
4. 关于热机的效率,下列说法正确的是( )
A. 热机的效率越高说明做功越快
B. 热机的效率越高,在做功同样多的情况下消耗的能量越多
C. 一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
D. 热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械摩擦损失的
5. 在《塞尔达传说》中,你如果要释放雷屯攻击,必须使用铁质武器,木制武器不可以,同时释放的雷电可以击中水中的怪物,下面关于导体和绝缘体说法正确的是( )
A. 木制武器不能释放雷电攻击的原因是内部没有电子
B. 铁质武器可以释放雷电是因为铁中有大量可以自由移动的电子
C. 水能够导电,说明水是纯净水,是绝缘体
D. 橡胶、大地、怪物都属于导体
6. 如图甲所示的电路中,闭合开关后,两个电流表指针偏转情况均如图乙所示,则通过灯泡和的电流分别为( )
A. 1.3A,0.26A B. 1.04A,0.26A C. 0.23A,1.06A D. 0.26A,1.04A
7. 为了方便市民随时随地喝到新鲜奶制品,某小区设置了24小时智能售卖机。如图所示。闭合总开关S,窗口灯带L就会亮起,方便顾客观察商品情况;当内部温度高于设定温度时,温控开关自动闭合,压缩机开始工作制冷;只有当扫码付款成功后,开关闭合,电动机才会将相应轨道的商品推出,完成自动售卖。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题(本大题共7题,每空3分,共21分)
8. 【航天科技】2024年4月25日,神舟十八号载人飞船发射升空,火箭的燃料主要是液态氢,因为它的______大,飞船上的宇航员要在太空“漫步”,穿航天服前,还要穿上“通风液冷服”,以便使舱外行走时产生的热量发生能量的______(选填“转移”或“转化”),它一般用水作为介质,是利用了水______的特性。
9. 如图甲是某原子结构示意图,根据该图可知原子由原子核和__________构成,原子核由带正电的__________和不带电的中子构成。如图乙所示,气球在毛巾上摩擦后靠近易拉罐,发现易拉罐向气球方向滚动,这是因为气球摩擦带了电荷具有吸引________的性质。
10. 如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部,放入一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,玻璃筒内的空气温度升高,空气的内能______(填“增加”或“减少”),空气的内能是通过______方式改变的;筒内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧,棉花的内能是通过______方式改变的。
11. 一只水果电池点亮了一只发光二极管(如图),则铜片是水果电池的____________(填“正极”或“负极”),现将二极管正负极接线对调,二极管不发光,此时电路是处于____________状态(选:短路;通路;断路),说明二极管具有____________。
12. 一台单缸四冲程汽油机如右图所示是汽油机的_________ 冲程。若飞轮的转速为1800r/min,则此汽油机每秒内完成_________ 个冲程,做功_________ 次。
13. 如图所示的电路中,要使两灯串联,开关应____________;要使两灯并联,开关应____________;若同时闭合开关____________,会造成短路。
14. 恐怖分子在公共场所安装了定时炸弹,其引爆装置如图所示,当起爆器中有电流通过时就会引起爆炸。则起爆前定时开关S处于______状态;设定起爆时间一到,定时开关S会自动由一种状态切换成另一种状态而发生爆炸;为使引爆装置停止工作,拆弹专家应在图中______(填“a”或“b”)处剪断导线。拆除前起爆器上______(填“有”或“没有”)电流通过。
三、作图题(本题7分,(1)题2分,(2)题2分,(3)题3分)
15.
(1)根据实物图,在虚线框内画出电路图。
(2)根据图甲所示的电路图,将图乙中电学元件用笔画线代替导线连接起来(连线不得交叉)。
(3)根据图甲电路图,将图乙的电路元件连成实物电路。
四、实验题(本大题共3小题,16题7分,17题7分,18题6分,共20分)
16.
(1)如图所示,被毛皮摩擦过的橡胶棒因得到电子带____________电,当它接触验电器的金属球时,两片金属箔带____________(选填“同种”或“异种”)电荷而张开,原理是____________金属杆中瞬间电流方向是从______________________(选填“金属球到金属箔”或“金属箔到金属球”)。
(2)如图甲、乙所示的两只集气瓶,一瓶装有无色透明的空气,另一瓶装有红棕色二氧化氮气体(密度比空气大)。为了研究扩散现象应选择____________图所示的方案(选填“甲”或“乙”),抽去玻璃隔板后,上瓶中气体颜色逐渐变深,从微观角度,这说明气体内部分子在不停做____________,___________(选填“能”或者“不能”)说明分子间存在间隙。
17. 如图甲,在比较“不同液体吸热本领大小”的实验中,小华将两支相同的试管(分别盛有初温相同的A、B两种液体)放入同一个红外加热器中,两个温度传感器的探头部分与两试管内的液体接触良好,并通过数据采集线与计算机相连接。利用红外加热器对两试管内的液体加热,在其沸腾前记录到A、B两种液体温度随时间变化如下表格。
加热时间
0
1
2
3
4
A的温度
10
14
18
22
26
B的温度
10
18
26
34
42
(1)实验中应取____________(选填“质量”或“体积”)相同的A、B两种液体;
(2)实验中通过比较两种液体____________(选填:“升高的温度”或“加热的时间”)来比较A和B两种液体吸收热量的多少;
(3)根据表格实验数据可知,____________(选填“A”或“B”)液体的吸热本领强;
(4)图乙中①是B液体加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的B液体质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热,再绘制出一条温度随时间变化的图线,则为图中的第__________条(填“①”“②”或“③”);
(5)本题中的实验数据表格存在的缺陷是____________。
(6)若小华通过测量液体的质量并读取红外加热器释放的热量,从而计算出液体的比热容____________(选填“大于”“等于”或“小于”)其真实值,原因:__________________________________。
18. 在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图。
A点电流IA
B点电流IB
C点电流IC
0.16A
0.16A
0.32A
(1)电流表应____________(选填“串联”或“并联”)在被测电路中。若要测量干路电流,则电流表应接在甲图中的___________点。
(2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是________________________;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为____________A。
(3)表格的数据是小亮同学在实验中用两盏规格____________(填“相同”或“不同”)的灯泡得出的,这样的实验结果是欠妥的。除此之外小亮实验中还存在的问题:____________。
五、计算题(本大题共2小题,19题6分,20题7分,共13分)
19. 小明家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器,加满水后,利用太阳能加热。小明调查该地区(晴天)平均每平方米的面积上,每小时接收的太阳能约为1.4×106J,若一热水器接受太阳能的有效面积为1.5m2,每天日照时间按8h计算,那么:
(1)它一天中接收的太阳能约为多少?
(2)若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收,则可使100kg的水温升高多少?[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(3)若该热水器一天中接收的太阳能,由燃烧煤气(热值q=4.2×107J/kg)来获得,则需要完全燃烧多少千克煤气?
20. 佛山是氢能源的研究中心,氢燃料具有清洁、效率高等优点,被认为是理想的能源之一。一辆氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶5min,消耗了10L氢燃料。已知q氢=1.4×108J/kg,ρ氢=60kg/m3。则:
(1)这辆公交车在这5min里的牵引力做功多少J?
(2)10L氢燃料完全燃烧放出的热量是多少J?
(3)该氢能源公交车的热机效率是多少?
六、综合能力题(共3小题,21题6分,22题7分,23题5分,共18分)
21. 如图甲所示,2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。
(1)载人飞船随火箭加速升空中,载人飞船的机械能____________(选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)长征二号F遥二十运载火箭的燃料选用密度小、__________(选填“比热容”或“热值”)大的气体燃料,采用降低温度和压缩体积的方法使其液化。燃料燃烧时将燃料的___________能转化为内能;
(3)如图乙所示,“喷水降温降噪系统”主要是通过____________的方式减少火箭发射台的内能,从而达到保护火箭发射台的效果;
(4)2025年4月30日,神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图丙所示,神舟十九号返回舱进入地球时,看上去像一个大火球,是因为返回舱通过大气层时,与大气层摩擦,____________能转化为____________能。
22. 通常所说的混合动力汽车,一般是指油电混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV),即采用传统的内燃机(柴油机或汽油机)和电动机作为动力源,也有的发动机经过改造使用其他替代燃料,例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。
随着世界各国环境保护的措施越来越严格,混合动力车辆由于其节能、低排放等特点成为汽车研究与开发的一个重点,并已经开始商业化。
混合动力汽车使用的电动力系统中包括高效强化的电动机、发电机和蓄电池。蓄电池使用的有铅酸电池、镍锰氢电池和锂电池,将来应该还能使用氢燃料电池。
某款油电混合动力小汽车,具有省油、能量利用率高等特点,其相关信息如表,在某次水平道路测试中,该车以中速匀速行驶170km,共消耗汽油10L。测试过程中,内燃机既向车轮提供能量,又向蓄电池充电,同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送,此时,内燃机和电动机共同驱动车辆前进,之后,工作人员又进行了制动测试,描绘出了制动距离(从刹车开始到车停止的距离)与制动时的速度关系图像,如图。
驱动模式
纯电动
启动,低速
油电混动
中速
纯燃油
高速
(1)该款混合动力汽车启动时的驱动模式是____________
(2)由图像可知,车速越大,制动距离越____________。
(3)中速行驶时,内燃机向蓄电池充电时,蓄电池是___________(电源/用电器),充电时___________能转化为____________能。
(4)在水平道路中速匀速行驶测试中,若平均阻力为1000N,牵引力做的功是___________J。
(5)在水平道路中速匀速行驶测试中,若该车内燃机的效率为53%,此过程最终使蓄电池增加了___________J能量。(忽略蓄电池和电动机的热损失,ρ汽油取,)
23. 牛顿冷却定律
当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现(小于15°C),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q=k(t物-t环),其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1)物体向周围散热,内能______(选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是______;
A. 速度 B. 密度 C. 功率 D. 效率
(3)一个物体温度为30°C,周围环境温度保持20°C不变,此时物体的散热快慢为q。当物体温度降低到27°C时,散热快慢为______;
(4)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30°C,保温杯敞开口,水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示(温度低于25°C的图像未画出),降低相同温度时,杯中盐水与水放出的热量之比为______;已知水的比热容为4.2×103J/(kg·°C),盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐水的比热容为______J/(kg·°C)。
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2025-2026学年度第一学期九年级第一次学情调查
物理科调研卷
一、选择题:本大题共7小题,每小题3分,共21分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 关于分子动理论及有关现象,下列说法正确的是( )
A. 糖醋汤汁腌制糖蒜是扩散现象
B. “破镜难圆”说明分子间只存在斥力
C. 海绵很容易被压缩,说明分子间有间隙
D. 大雪纷飞,说明分子在不停地做无规则运动
【答案】A
【解析】
【详解】A.不同物质相互接触彼此进入对方的现象为扩散,糖醋汤汁腌制糖蒜是分子扩散的结果,故A正确;
B.破镜断裂处分子间距远大于分子力作用范围,分子间作用力可忽略,并非仅存在斥力,故B错误;
C.海绵被压缩是挤压出其内部宏观孔隙中的空气,与分子间隙无关,故C错误;
D.大雪是宏观固体小颗粒,大雪纷飞属于机械运动,肉眼无法直接观察分子运动,不能说明分子在做无规则运动,故D错误。
故选A。
2. 如图所示,是小王同学跟爷爷学习功夫的四个基本动作,由此他联想到热机的冲程,以下正确的是( )
A. “鼻孔吸气”对应的汽油机冲程只吸入汽油
B. “气沉丹田”对应的汽油机冲程是将机械能转化为内能
C. 汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的
D. “排山倒海”所对应的汽油机冲程是靠飞轮的惯性来完成的
【答案】B
【解析】
【详解】A.“鼻孔吸气”对应吸气冲程,汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气的混合物,故A错误;
B.“气沉丹田”对应压缩冲程,活塞压缩气体做功,将机械能转化为内能,故B正确;
C.汽油机气缸顶部是火花塞,通过火花塞点火,柴油机气缸顶部是喷油嘴,通过压燃式点火,故C错误;
D.“排山倒海”对应汽油机的做功冲程,高温高压燃气推动活塞做功,是唯一不靠飞轮惯性完成的冲程,故D错误。
故选B。
3. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是
A. 温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
B. 内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
C. 物体的内能与温度有关,只要温度不变,物体的内能就一定不变
D. 机械能为零的物体,内能也一定为零
【答案】B
【解析】
【分析】(1)内能的大小与物体的质量、温度等有关;
(2)发生热传递的条件是存在温度差;
(3)物体的温度不变,内能有可能改变;如晶体的熔化过程、物体的质量改变等;
(4)机械能包括动能和势能;动能大小与质量和速度有关;重力势能大小与质量和高度有关;弹性势能与发生弹性形变的程度有关;一切物体都具有内能.
【详解】A、温度高的物体,其质量若很小,其内能也可能小;温度低的物体,质量可能大,即内能可能大,故A错误;
B、内能小的物体可能温度高,内能大的物体可能温度低,所以内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体,故B正确;
C、物体温度不变,内能有可能发生变化,如晶体的熔化过程,吸收热量,内能增加;故C错误;
D、机械能为零的物体,内能不为零;故D错误.
故选B.
4. 关于热机的效率,下列说法正确的是( )
A. 热机的效率越高说明做功越快
B. 热机的效率越高,在做功同样多的情况下消耗的能量越多
C. 一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
D. 热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械摩擦损失的
【答案】C
【解析】
【详解】A.热机效率是能量利用效率,功率表示做功快慢,二者无必然联系,故A错误;
B.由热机效率公式得,当相同时,越高,越小,即消耗的能量越少,故B错误;
C.柴油机压缩冲程压缩程度更大,燃料燃烧更充分,一般情况下效率高于汽油机,故C正确;
D.热机损失的能量中,废气带走的能量最多,故D错误。
故选C。
5. 在《塞尔达传说》中,你如果要释放雷屯攻击,必须使用铁质武器,木制武器不可以,同时释放的雷电可以击中水中的怪物,下面关于导体和绝缘体说法正确的是( )
A. 木制武器不能释放雷电攻击的原因是内部没有电子
B. 铁质武器可以释放雷电是因为铁中有大量可以自由移动的电子
C. 水能够导电,说明水是纯净水,是绝缘体
D. 橡胶、大地、怪物都属于导体
【答案】B
【解析】
【详解】A.所有物质的原子内部都存在电子,木头是绝缘体的原因是内部几乎没有可自由移动的电荷,并非没有电子,故A错误;
B.铁是金属导体,金属导电的本质就是内部存在大量可以自由移动的电子,因此铁质武器可以传导释放雷电,故B正确;
C.纯净水是绝缘体几乎不导电,能够导电的水含有自由移动的离子,不是纯净水,故C错误;
D.橡胶不容易导电,属于绝缘体,大地、怪物容易导电,属于导体,故D错误。
故选B。
6. 如图甲所示的电路中,闭合开关后,两个电流表指针偏转情况均如图乙所示,则通过灯泡和的电流分别为( )
A. 1.3A,0.26A B. 1.04A,0.26A C. 0.23A,1.06A D. 0.26A,1.04A
【答案】D
【解析】
【详解】由图甲可知,两灯泡、并联,电流表测支路电流,电流表测干路的电流。因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流大于支路电流。观察图乙,两个电流表的指针偏转情况相同,这说明测量干路电流的电流表使用的是大量程0~3A,分度值为0.1A,其示数;测量支路电流的电流表使用的是小量程0~0.6A,分度值为0.02A,其示数。根据并联电路电流规律,可得通过的电流
所以,通过灯泡的电流为0.26A,通过灯泡的电流为1.04A,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
7. 为了方便市民随时随地喝到新鲜奶制品,某小区设置了24小时智能售卖机。如图所示。闭合总开关S,窗口灯带L就会亮起,方便顾客观察商品情况;当内部温度高于设定温度时,温控开关自动闭合,压缩机开始工作制冷;只有当扫码付款成功后,开关闭合,电动机才会将相应轨道的商品推出,完成自动售卖。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知,灯带和M1、M2并联,S为干路开关,S1和S2为支路开关,分别控制M1、M2。
A.图中闭合总开关S,灯带亮起,闭合开关S1或S2,M1和M2同时工作,故A不符合题意;
B.图中开关S为灯带的支路开关,故B不符合题意;
C.图中M1和M2串联,需要同时闭合S1和S2才能工作,故C不符合题意;
D.图中灯带和M1、M2并联,S为干路开关,S1和S2为支路开关,分别控制M1、M2,故D符合题意。
故选D。
二、填空题(本大题共7题,每空3分,共21分)
8. 【航天科技】2024年4月25日,神舟十八号载人飞船发射升空,火箭的燃料主要是液态氢,因为它的______大,飞船上的宇航员要在太空“漫步”,穿航天服前,还要穿上“通风液冷服”,以便使舱外行走时产生的热量发生能量的______(选填“转移”或“转化”),它一般用水作为介质,是利用了水______的特性。
【答案】 ①. 热值 ②. 转移 ③. 比热容大
【解析】
【详解】[1]火箭的燃料主要是液态氢,因为液态氢的热值大,完全燃烧放出的热量更多。
[2]由题意可知,“通风液冷服”是利用水来吸收舱外行走时产生的热量,发生的是热传递,因此是能量的转移。
[3]舱外航天服内的“通风液冷服”通常用水做输运能量的介质,是因为水的比热容大,在相同情况下,水可以吸收更多的热量。
9. 如图甲是某原子结构示意图,根据该图可知原子由原子核和__________构成,原子核由带正电的__________和不带电的中子构成。如图乙所示,气球在毛巾上摩擦后靠近易拉罐,发现易拉罐向气球方向滚动,这是因为气球摩擦带了电荷具有吸引________的性质。
【答案】 ①. 核外电子 ②. 质子 ③. 轻小物体
【解析】
【详解】[1]原子由原子核和核外电子构成,原子核带正电,电子带负电,原子不带电。
[2]原子核由带正电的质子和不带电的中子构成,所以原子核带正电。
[3]气球在毛巾上摩擦起电,带了电荷,带电体具有吸引轻小物体的性质,所以易拉罐向气球方向滚动。
10. 如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部,放入一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,玻璃筒内的空气温度升高,空气的内能______(填“增加”或“减少”),空气的内能是通过______方式改变的;筒内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧,棉花的内能是通过______方式改变的。
【答案】 ①. 增加 ②. 做功 ③. 热传递
【解析】
【详解】[1][2]迅速向下压活塞,活塞会压缩空气做功,机械能转化为内能,使空气的内能增加,温度升高,这是通过做功的方法增大空气内能。
[3]当温度达到棉花的燃点时,棉花就会燃烧,这是通过热传递的方式增加棉花的内能的。
11. 一只水果电池点亮了一只发光二极管(如图),则铜片是水果电池的____________(填“正极”或“负极”),现将二极管正负极接线对调,二极管不发光,此时电路是处于____________状态(选:短路;通路;断路),说明二极管具有____________。
【答案】 ①.
正极 ②.
断路 ③.
单向导电性
【解析】
【详解】由二极管发光可知电流从其正极流入、负极流出,电源外部电流从正极流出,故铜片是水果电池的正极;
二极管正负极对调后不发光,因二极管只允许电流沿一个方向通过,电流无法通过电路,故此时电路处于断路状态,说明二极管具有单向导电性。
12. 一台单缸四冲程汽油机如右图所示是汽油机的_________ 冲程。若飞轮的转速为1800r/min,则此汽油机每秒内完成_________ 个冲程,做功_________ 次。
【答案】 ①. 做功 ②. 60 ③. 15
【解析】
【分析】四冲程内燃机曲轴转一圈,完成2个冲程,1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。
【详解】[1]由图可知,汽油机的火花塞正在打火,所以汽油机正处于做功冲程,在做功冲程中的能量转化是内能转化为机械能;
[2][3]飞轮的转速为1800r/min=30r/s,所以每秒可以完成60个冲程,做15次功;
13. 如图所示的电路中,要使两灯串联,开关应____________;要使两灯并联,开关应____________;若同时闭合开关____________,会造成短路。
【答案】 ①.
闭合,断开、 ②.
闭合、,断开 ③.
、
【解析】
【详解】由串联电路电流只有一条路径的特点可知,闭合、断开、时,电流依次经过两灯,两灯串联。
由并联电路电流有两条独立路径的特点可知,闭合、、断开时,两灯两端分别接电源两极,电流分两路分别经过两灯,两灯并联。
因同时闭合、时,电源两极直接被导线连通,不经过用电器,故会造成电源短路。
14. 恐怖分子在公共场所安装了定时炸弹,其引爆装置如图所示,当起爆器中有电流通过时就会引起爆炸。则起爆前定时开关S处于______状态;设定起爆时间一到,定时开关S会自动由一种状态切换成另一种状态而发生爆炸;为使引爆装置停止工作,拆弹专家应在图中______(填“a”或“b”)处剪断导线。拆除前起爆器上______(填“有”或“没有”)电流通过。
【答案】 ①. 闭合 ②. a ③. 没有
【解析】
【详解】[1]起爆前,为了防止起爆器中有电流通过,定时开关S处于闭合状态。此时,起爆器被短路,电流从电源正极流出,经过开关S、导线b等路径流动,不经过起爆器,所以起爆器中没有电流。
[2]为使引爆装置停止工作,拆弹专家应在图中a处剪断导线。因为剪断a处导线后,整个电路处于断路状态,没有电流通过起爆器,从而阻止爆炸。
[3]拆除前,由于定时开关S闭合,起爆器被短路,所以起爆器没有电流通过。
三、作图题(本题7分,(1)题2分,(2)题2分,(3)题3分)
15.
(1)根据实物图,在虚线框内画出电路图。
(2)根据图甲所示的电路图,将图乙中电学元件用笔画线代替导线连接起来(连线不得交叉)。
(3)根据图甲电路图,将图乙的电路元件连成实物电路。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由实物图可知,电路有两条路径,一条支路上有电动机和开关S1,另一条支路上有开关S2、灯泡L,开关S在干路上,据此作图。
【小问2详解】
据本题甲图可知,电流从正极流出依次经过灯泡L1、开关S、灯泡L2回到电源的负极,据此作图。
【小问3详解】
据本题甲图可知,电流从电源的正极流出经过开关S1后分线,一条支路上有开关S2,、灯泡L2,另一条支路上只有灯泡L1,两条支路汇合后回到电源的负极,据此作图。
四、实验题(本大题共3小题,16题7分,17题7分,18题6分,共20分)
16.
(1)如图所示,被毛皮摩擦过的橡胶棒因得到电子带____________电,当它接触验电器的金属球时,两片金属箔带____________(选填“同种”或“异种”)电荷而张开,原理是____________金属杆中瞬间电流方向是从______________________(选填“金属球到金属箔”或“金属箔到金属球”)。
(2)如图甲、乙所示的两只集气瓶,一瓶装有无色透明的空气,另一瓶装有红棕色二氧化氮气体(密度比空气大)。为了研究扩散现象应选择____________图所示的方案(选填“甲”或“乙”),抽去玻璃隔板后,上瓶中气体颜色逐渐变深,从微观角度,这说明气体内部分子在不停做____________,___________(选填“能”或者“不能”)说明分子间存在间隙。
【答案】(1) ①. 负 ②. 同种 ③. 同种电荷相互排斥 ④. 金属箔到金属球
(2) ①. 乙 ②. 无规则运动 ③. 能
【解析】
【小问1详解】
毛皮束缚电子的能力弱,橡胶棒得到电子后,负电荷数量多于正电荷,因此带负电;
带负电的橡胶棒接触验电器金属球时,电子会转移到验电器的金属箔上,使两片金属箔带上同种负电荷,根据“同种电荷相互排斥”的原理,金属箔会张开;
电流的方向被规定为正电荷定向移动的方向,和自由电子(负电荷)定向移动的方向相反;该过程中电子是从金属球经金属杆流向金属箔,因此瞬间电流的方向是从金属箔到金属球。
【小问2详解】
二氧化氮密度远大于空气,若选择甲图将二氧化氮放在上方,它会因重力作用向下运动,无法单纯说明是扩散现象;选择乙图将密度更大的二氧化氮置于下方集气瓶,抽去隔板后二氧化氮仍能向上扩散进入上方空气瓶,排除了重力的干扰,更能严谨地验证扩散现象;
抽去玻璃隔板后上瓶颜色逐渐变深,是二氧化氮分子自发运动到上方空气瓶的结果,证明了气体分子在永不停息地做无规则运动;
两种气体最终可以彼此进入对方、均匀混合,说明分子并非紧密排列,气体分子间存在空隙可以让其他分子进入,因此该现象能说明分子间存在间隙。
17. 如图甲,在比较“不同液体吸热本领大小”的实验中,小华将两支相同的试管(分别盛有初温相同的A、B两种液体)放入同一个红外加热器中,两个温度传感器的探头部分与两试管内的液体接触良好,并通过数据采集线与计算机相连接。利用红外加热器对两试管内的液体加热,在其沸腾前记录到A、B两种液体温度随时间变化如下表格。
加热时间
0
1
2
3
4
A的温度
10
14
18
22
26
B的温度
10
18
26
34
42
(1)实验中应取____________(选填“质量”或“体积”)相同的A、B两种液体;
(2)实验中通过比较两种液体____________(选填:“升高的温度”或“加热的时间”)来比较A和B两种液体吸收热量的多少;
(3)根据表格实验数据可知,____________(选填“A”或“B”)液体的吸热本领强;
(4)图乙中①是B液体加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的B液体质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热,再绘制出一条温度随时间变化的图线,则为图中的第__________条(填“①”“②”或“③”);
(5)本题中的实验数据表格存在的缺陷是____________。
(6)若小华通过测量液体的质量并读取红外加热器释放的热量,从而计算出液体的比热容____________(选填“大于”“等于”或“小于”)其真实值,原因:__________________________________。
【答案】(1)质量 (2)加热的时间
(3)A (4)③ (5)物理量没标注单位
(6) ①. 大于 ②. 在实验的过程中,红外加热器放出的热量不能全部被液体吸收,即,计算时取用加热器释放的代替液体实际吸收的,液体吸收热量的取值偏大,m、为准确测量值,根据可知,比热容测量值大于真实值。
【解析】
【小问1详解】
比较不同液体吸热本领的实验,要采用控制变量法,根据比热容的定义,需要保证两种液体的质量、初温相同,仅液体种类不同,因此应取质量相同的A、B液体。
【小问2详解】
两个试管放入同一个红外加热器中,相同时间吸收的热量相同,实验中通过比较两种液体加热的时间来比较A和B两种液体吸收热量的多少。
【小问3详解】
从表格数据可以看出A物质温度升高8℃需要用时2min,B物质温度升高8℃需要用时1min,可得出:升高相同的温度,B液体所需的加热时间更短,说明A液体的吸热能力强。
【小问4详解】
图乙中①是B加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的B物质质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热,由可知,升高相同温度时吸收热量将是原来的2倍,也就是加热时间变为原来的2倍,则图乙中的③符合题意。
【小问5详解】
设计表格时,应该标注物理量的单位,本题中的实验数据表格存在的缺陷是物理量没标注单位。
【小问6详解】
略
18. 在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图。
A点电流IA
B点电流IB
C点电流IC
0.16A
0.16A
0.32A
(1)电流表应____________(选填“串联”或“并联”)在被测电路中。若要测量干路电流,则电流表应接在甲图中的___________点。
(2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是________________________;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为____________A。
(3)表格的数据是小亮同学在实验中用两盏规格____________(填“相同”或“不同”)的灯泡得出的,这样的实验结果是欠妥的。除此之外小亮实验中还存在的问题:____________。
【答案】(1) ①. 串联 ②. C
(2) ①. 电流表的正负接线柱接反了 ②. 0.24
(3) ①. 相同 ②. 实验次数过少,存在偶然性
【解析】
【小问1详解】
电流表的使用规则是必须串联在被测电路中;由甲图可知,C点在干路,故若测量干路电流,需要将电流表接在甲图中的C点。
【小问2详解】
在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙,即指针反向偏转,这是因为电流表的正负接线柱接反了。
图丙中电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A。
【小问3详解】
从实验数据可知两支路电流,说明两盏灯泡的规格相同;只进行了一次实验,仅得到一组实验数据,得出的实验结论具有偶然性,不具备普遍代表性。
五、计算题(本大题共2小题,19题6分,20题7分,共13分)
19. 小明家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器,加满水后,利用太阳能加热。小明调查该地区(晴天)平均每平方米的面积上,每小时接收的太阳能约为1.4×106J,若一热水器接受太阳能的有效面积为1.5m2,每天日照时间按8h计算,那么:
(1)它一天中接收的太阳能约为多少?
(2)若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收,则可使100kg的水温升高多少?[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(3)若该热水器一天中接收的太阳能,由燃烧煤气(热值q=4.2×107J/kg)来获得,则需要完全燃烧多少千克煤气?
【答案】(1)1.68×107J;(2)24℃;(3)0.4kg。
【解析】
【详解】(1)一天中接收的太阳能:
E=1.4×106J/(m2·h)×1.5m2×8h=1.68×107J;
(2)水吸收的热量
Q吸=ηE=60%×1.68×107J=1.008×107J,
水升高的温度
Δt==24℃;
(3)由题可知,
Q放=E=1.68×107J,
煤气的质量为
m==0.4kg。
答:(1)一天中接收的太阳能约为1.68×107J;
(2)可使水温升高24℃;
(3)需要安全燃烧0.4kg煤气。
20. 佛山是氢能源的研究中心,氢燃料具有清洁、效率高等优点,被认为是理想的能源之一。一辆氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶5min,消耗了10L氢燃料。已知q氢=1.4×108J/kg,ρ氢=60kg/m3。则:
(1)这辆公交车在这5min里的牵引力做功多少J?
(2)10L氢燃料完全燃烧放出的热量是多少J?
(3)该氢能源公交车的热机效率是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
公交车以恒定功率匀速行驶5min,牵引力做功为
【小问2详解】
消耗氢燃料的质量为
氢燃料完全燃烧放出的热量
【小问3详解】
该氢能源公交车的热机效率是
六、综合能力题(共3小题,21题6分,22题7分,23题5分,共18分)
21. 如图甲所示,2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。
(1)载人飞船随火箭加速升空中,载人飞船的机械能____________(选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)长征二号F遥二十运载火箭的燃料选用密度小、__________(选填“比热容”或“热值”)大的气体燃料,采用降低温度和压缩体积的方法使其液化。燃料燃烧时将燃料的___________能转化为内能;
(3)如图乙所示,“喷水降温降噪系统”主要是通过____________的方式减少火箭发射台的内能,从而达到保护火箭发射台的效果;
(4)2025年4月30日,神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图丙所示,神舟十九号返回舱进入地球时,看上去像一个大火球,是因为返回舱通过大气层时,与大气层摩擦,____________能转化为____________能。
【答案】(1)
增大 (2) ①.
热值 ②.
化学 (3)
热传递 (4) ①.
机械 ②.
内
【解析】
【小问1详解】
载人飞船随火箭加速升空中,载人飞船的质量不变,速度和高度都增大,动能与重力势能都增大,故机械能增大。
【小问2详解】
火箭燃料需要释放大量能量,因此选用热值大的燃料,相同质量下热值越大,完全燃烧放出的热量越多;燃料燃烧属于化学反应,将自身储存的化学能转化为内能。
【小问3详解】
喷水降温时,发射台向低温的水放热,内能减小,温度降低,这是通过热传递的方式改变物体内能。
【小问4详解】
返回舱穿越大气层时与大气摩擦,克服摩擦做功,将机械能转化为内能,使返回舱内能增大,温度升高。
22. 通常所说的混合动力汽车,一般是指油电混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV),即采用传统的内燃机(柴油机或汽油机)和电动机作为动力源,也有的发动机经过改造使用其他替代燃料,例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。
随着世界各国环境保护的措施越来越严格,混合动力车辆由于其节能、低排放等特点成为汽车研究与开发的一个重点,并已经开始商业化。
混合动力汽车使用的电动力系统中包括高效强化的电动机、发电机和蓄电池。蓄电池使用的有铅酸电池、镍锰氢电池和锂电池,将来应该还能使用氢燃料电池。
某款油电混合动力小汽车,具有省油、能量利用率高等特点,其相关信息如表,在某次水平道路测试中,该车以中速匀速行驶170km,共消耗汽油10L。测试过程中,内燃机既向车轮提供能量,又向蓄电池充电,同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送,此时,内燃机和电动机共同驱动车辆前进,之后,工作人员又进行了制动测试,描绘出了制动距离(从刹车开始到车停止的距离)与制动时的速度关系图像,如图。
驱动模式
纯电动
启动,低速
油电混动
中速
纯燃油
高速
(1)该款混合动力汽车启动时的驱动模式是____________
(2)由图像可知,车速越大,制动距离越____________。
(3)中速行驶时,内燃机向蓄电池充电时,蓄电池是___________(电源/用电器),充电时___________能转化为____________能。
(4)在水平道路中速匀速行驶测试中,若平均阻力为1000N,牵引力做的功是___________J。
(5)在水平道路中速匀速行驶测试中,若该车内燃机的效率为53%,此过程最终使蓄电池增加了___________J能量。(忽略蓄电池和电动机的热损失,ρ汽油取,)
【答案】(1)
纯电动 (2)
大 (3) ①.
用电器 ②.
电 ③.
化学 (4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
根据表格中驱动模式的对应场景,启动时驱动模式为纯电动。
【小问2详解】
由图像可知,车速越大,制动距离越大。
【小问3详解】
内燃机给蓄电池充电时,蓄电池消耗电能,属于电路中的用电器;
该过程中电能被储存在蓄电池内,转化为化学能。
【小问4详解】
汽车匀速行驶,牵引力与阻力平衡,
牵引力做的功为
【小问5详解】
消耗汽油的质量为
汽油完全燃烧放出的热量为
内燃机输出的有用能量为
忽略蓄电池和电动机的热损失,由能量守恒可知,蓄电池增加的能量为内燃机有用能量与牵引力做功的差值
23. 牛顿冷却定律
当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现(小于15°C),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q=k(t物-t环),其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1)物体向周围散热,内能______(选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是______;
A. 速度 B. 密度 C. 功率 D. 效率
(3)一个物体温度为30°C,周围环境温度保持20°C不变,此时物体的散热快慢为q。当物体温度降低到27°C时,散热快慢为______;
(4)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30°C,保温杯敞开口,水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示(温度低于25°C的图像未画出),降低相同温度时,杯中盐水与水放出的热量之比为______;已知水的比热容为4.2×103J/(kg·°C),盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐水的比热容为______J/(kg·°C)。
【答案】(1)减少 (2)C
(3)0.7q (4) ①. 25:22 ②.
【解析】
【小问1详解】
物体向周围散热,温度降低,内能减少。
【小问2详解】
由题目提供的信息可知,散热快慢的定义是单位时间内散失热量的多少;
A.速度的定义是单位时间内通过的路程,故A不符合题意;
B.密度的定义是单位体积某种物质的质量,故B不符合题意;
C.功率的定义是单位时间内做的功,与散热快慢一样都是描述的单位时间内的能量,故C符合题意;
D.效率的定义是有用的能量与总能量之比,故D不符合题意;
故选C。
【小问3详解】
由题意可知,
解得
由于散热系数k与物体的表面性质、表面积,和物质种类无关,散热系数k不变,则当物体温度降低到27℃时,散热快慢为
【小问4详解】
[1]因为水和盐水的初温和末温都相同,即
所以此时水和盐水的散热快慢相同,降低相同温度时,水用时25min,盐水用时22min,则水和盐水放出热量之比为
[2]由图可知,水和盐水的体积相同,因为Q放=cmΔt,所以
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