精品解析:广东省汕头市金平区金园实验中学2025-2026学年九年级上学期期中物理试题
2026-09-14
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内容正文:
金园实验中学2025—2026学年度第一学期期中考试卷
九年级物理
说明:本次考试用时80分钟,满分100分。2025年11月
一、单项选择题(本题7小题,共21分。在每小题列出的四个选项中,只有一项正确的,请把答题卡上对应题目所选的选项涂黑)
1. 关于超导材料,下列说法正确的是( )
A. 是绝缘体材料 B. 是半导体材料
C. 常温常压下电阻为零 D. 应用于量子计算
2. 下列关于电的说法中正确的是( )
A. 摩擦起电的实质是创造了电荷 B. 电荷的移动形成电流
C. 同种电荷相互排斥 D. 负电荷定向移动的方向就是电流的方向
3. 《天工开物》记载了古人炒蒸油料的场景,如图,下列过程与物理知识对应不正确的是( )
A. 加热——木炭燃烧时热值不变 B. 蒸煮——油料含有的热量增加
C. 翻炒——目的使油料受热均匀 D. 飘香——分子在做无规则运动
4. 在学校科技节活动中,小明用饮料瓶自制了火箭模型,如图所示,他在瓶子的内侧壁安装了一个遥控电火花发生器,按下按钮会产生电火花。演示时从瓶口喷入雾状酒精并盖上锥形纸筒,按动电火花发生器的按钮,纸筒立即飞出,关于此过程分析正确的是( )
A. 纸筒飞出后瓶内气体的内能减少,温度降低
B. 能闻到酒精的气味是因为分子间存在斥力
C. 酒精不完全燃烧时热值变小
D. 燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
5. 如图所示,纸盒外有两只小灯泡和一个开关,闭合开关两灯都亮,断开开关两灯都不亮。下列判断正确的是( )
A. 盒内一定有两节电池 B. 盒内一定有电源供电
C. 两只灯泡一定是串联关系 D. 两只灯泡一定是并联关系
6. 如图所示,是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是转动式变阻器,下列说法正确的是( )
A. 油位越高,R两端的电压越大 B. R、R0在电路中是并联的
C. 油位越高,流过R的电流越大 D. 油量表是由电流表改装而成的
7. 美团电单车两制动手柄中各有一只开关、,在行驶中用任意一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作。以下符合设计要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
二、填空题(本题7小题,每空1分,共21分)
8. 大量事实表明,只有____________V的电压对人体才是安全的;分别读出下图中电流表、电压表的示数____________A;____________V。
9. 中华民族创造了灿烂辉煌的优秀传统文化。诗词“遥知不是雪,为有暗香来”中的“暗香来”属于______现象;成语“钻木取火”是通过______改变物体的内能;谚语“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”中所描述的现象是沙漠地区砂石______的缘故。
10. 如图,一根实验室中常用的橡胶棒与毛皮摩擦后,橡胶棒所带的电荷量约为____________,然后立即将该橡胶棒接触验电器的金属球,金属箔片由于____________张开,在发生电荷转移的瞬间,电流的方向为____________(选填字母“A”或“B”,A为“从橡胶棒到金属球”,B为“从金属球到橡胶棒”)。
11. 一个小灯泡L和一个定值电阻并联,通过L、的电流跟其两端电压的关系如图所示。由图可得定值电阻的阻值为____________;当把这个并联电路接在电压为的电路两端,通过L的电流为____________,L、并联的总电阻是____________。
12. 如图所示,电源电压保持不变,、为定值电阻。若开关、闭合,甲、乙两表均为电压表,示数之比为,则、连接方式为____________联,电阻之比为____________;若开关闭合、断开,两表均为电流表,甲、乙两表的示数之比为____________。
13. 氢能是新能源利用的新潮流,加快氢能产业发展成为实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图是市场上的某品牌氢能自行车,一次性充满氢气,能匀速骑行,氢能自行车与骑行者总质量为,骑行时受到的阻力为总重的倍,氢气热值为。氢气完全燃烧产生的热量是____________,骑行时发动机的牵引力为____________,氢气的利用效率是____________。(g取)
14. 如图所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图像如图所示,根据图像的信息可知:____________(选填“甲”或“乙”)是电压表V2示数变化的图像,滑动变阻器的最大阻值为____________,当滑动变阻器的滑片调至中间位置时,电流表示数为____________。
三、作图题(每图2分,共8分)
15.
(1)根据如图所示的实物连线图,在答卷框中画出对应的电路图。
(2)如图所示,请在电路图中的“○”内填上适当的电表,开关S闭合使两电灯都能发光。
(3)根据下图所示的实物连接图,在答题卷的虚线框中画出电路图。
(4)做“探究串联电路中各处电流的关系”的实验中,每个实验小组只有一个电流表。实验完成后,小明借来其他小组的电流表,同时测量三个位置的电流以验证探究的结果。图中有三个电流表和两个小灯泡,请你按小明的设计在图中画出连线,注意连线不要交叉。
四、实验题(本题3小题,共19分)
16.
(1)某同学准备利用所学物理知识制作一个简易调光台灯。
①能改变接入电路中电阻大小的元件叫做______,其中有一种是学生实验室中常用的滑动变阻器,如图甲所示;还有一种是如图乙所示的电位器,其内部结构如图丙所示,它们都是通过改变接入电路中电阻丝的______来改变接入电路中电阻大小的;
②学习完“练习使用滑动变阻器”后,该同学从网上买了一个合适规格的电位器,准备制作一个简易的调光台灯。如图丁所示,若要使旋钮顺时针转动时台灯变亮,则应将电位器的______两个接线柱分别与电路中的M、N两点相连,闭合开关后,旋转旋钮,台灯______(填“能”或“不能”)完全熄灭。
(2)某实验小组用规格完全相同的实验器材,对初温相同的100g水、200g水、100g煤油进行加热,如图所示。
①若要探究不同物质的吸热差异应选择____________(选填“甲、乙、丙”中的两个)两图进行对比实验。
②在处理实验数据时,小组成员绘制了从开始加热到沸腾前液体的温度随时间变化图像如图丁,分析可知100g煤油对应的图像是____________(选填“b”或“c”),已知水的比热容大于煤油的比热容。
17. 探究串联电路中电压的规律。
(1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整。
(2)正确连接电路后,闭合开关,若灯L2断路,则L1两端____________(选填“有”或“无”)电压。
(3)用电压表分别测出电压UAB、UBC和UAC。其中测UAB时,电压表的示数如图丙所示,示数为____________V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表。
实验次序
电压UAB/V
电压UBC/V
电压UAC/V
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压____________。
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以___________________________________。
18. “探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有:学生电源(6V),电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器(甲“50Ω1A”,乙“10Ω2A”)和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线,将图乙所示的实物连接成完整电路图;
(2)连接电路时,开关应处于____________(选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片P应放在____________(选填“A”或“B”)端;
(3)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数,电流表始终无示数,造成这一现象的原因可能是____________(填序号);
A. 定值电阻R短路 B. 定值电阻R开路
C. 滑动变阻器开路 D. 电流表开路
(4)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论:电压一定时,________________________________________;
(5)上述实验中,小强用R=5Ω电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,他应向____________(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为____________V时,读出电流表的示数;
(6)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器____________(选填“甲”或“乙”)。
五、计算题(本题2小题,共14分)
19. 中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳,合成液态燃料,作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料。工程师在科普馆用如图装置为同学们演示模拟实验,测量该燃料的热值。
①在空酒精灯内加入适量该液态燃料,得到“燃料灯”;
②在空烧杯内加入1kg水,测得水的初温为30℃,点燃“燃料灯”开始加热;
③当水恰好沸腾时,立即熄灭“燃料灯”,测得“燃料灯”消耗燃料35g。已知实验时气压为1标准大气压,用该装置加热水的效率为42%。求:
(1)此过程中,烧杯内水吸收的热量;
(2)该液态燃料的热值。
20. 如图所示电路,电源电压为6V且保持不变滑动变阻器R1上标有“50Ω 2A”字样。
(1)将滑片P移到最右端,闭合S1,断开S2,求电流表的示数I1;
(2)保持滑片P在最右端,闭合S2,电流表示数I=5I1,求R2的阻值;
(3)将滑片P移至某一位置,闭合S1、S2,电流表的示数为0.68A,求此时滑动变阻器接入电路的阻值。
六、综合能力题(本题3小题,共17分)
21. 如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图。
(1)天然气本身无色无味,为了安全和警示,通常会向天然气中加入臭味剂。拧动点火装置,若燃气未点燃,会闻到臭味,表明____________(选填“分子间有引力”“分子间有斥力”或“分子做无规则运动”);
(2)拧动点火装置,天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃,天然气不会从进口处外泄,原因是:天然气的喷入导致进口处的天然气流速大,压强____________(选填“大于”“小于”或“等于”)大气压强;
(3)壶中装有密度为、质量为2kg的水,则壶中水的体积为____________。若天然气的热值,完全燃烧的天然气放出热量为____________,其中的热量被水吸收,已知水未沸腾,则水的温度升高了____________℃。
22. 小龙同学用伏安法测量一个定值电阻的阻值,进行了如下实验;
(1)正确连接电路后,闭合开关,发现电压表的示数为0,移动滑片P电压表示数无变化,电流表有示数且变化明显。造成该故障的原因是定值电阻____________;
(2)排除故障后闭合开关,移动滑片P,电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,待测电阻的阻值为____________Ω;
(3)实验中,多次改变滑片P的位置,并记录相应数据,多次测量求的平均值是为了____________;
(4)在缺少电流表时,小龙选用阻值为的定值电阻设计了如图丙所示电路,并完成实验;
过程如下:
①闭合S和,电压表的示数为;
②再闭合,电压表的示数为;
③____________(用字母、和表示)。
23. 我国汽车工业发展迅猛,在智能驾驶等领域受到了国内外的认可。某款国产油电混合动力汽车的工作原理如图甲所示。当需要高速行驶或蓄电池电量过低时,内燃机就会启动,此时内燃机给蓄电池充电,蓄电池向电机输送能量驱动汽车前进。在某次测试中内燃机不断给蓄电池充电。
(1)智能驾驶系统所用到的芯片是由____________(选填“半导体”或“超导体”)制成的;冬季空气非常干燥,汽车在长途行驶过程中,车身与空气摩擦带上电荷,汽车上会吸附很多灰尘,是因为带电体具有____________的性质。
(2)内燃机带动发电机给蓄电池充电时,蓄电池相当于____________(选填“电源”“开关”或“用电器”)。
(3)在该次测试中,所用燃料的热值为,消耗4kg燃料,这些燃料完全燃烧释放的热量是____________J;若该次测试中,汽车牵引力做的功是,且该油电混动汽车内燃机的效率为40%,则此过程中蓄电池的电能增加____________J(忽略蓄电池发热和蓄电池驱动电机时造成的热损失)。
(4)在高速路入口,交通部门常用“地磅”检测车辆是否超载。为了研究地磅的工作原理,学习小组设计了模拟地磅原理的简化电路图,如图丙所示。电源电压恒为6V,定值电阻为100Ω,电压表量程为0-3V,力敏电阻R的阻值随所受压力F变化关系如图丁所示。力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板,检测时将汽车模型静置于其上。(g取10N/kg)
①若汽车模型重力为10N,则此时电压表示数为____________V;
②为保障电路各元件均不被损坏,汽车模型重力达到最大时,汽车模型最大重力____________N。
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金园实验中学2025—2026学年度第一学期期中考试卷
九年级物理
说明:本次考试用时80分钟,满分100分。2025年11月
一、单项选择题(本题7小题,共21分。在每小题列出的四个选项中,只有一项正确的,请把答题卡上对应题目所选的选项涂黑)
1. 关于超导材料,下列说法正确的是( )
A. 是绝缘体材料 B. 是半导体材料
C. 常温常压下电阻为零 D. 应用于量子计算
【答案】D
【解析】
【详解】A.超导材料是温度降至临界温度时电阻为0的材料,不属于绝缘体,故A错误;
B.超导材料导电能力远强于半导体,不属于半导体材料,故B错误;
C.现有超导材料仅在温度低于临界温度时电阻为0,常温常压下电阻不为0,故C错误;
D.超导材料的特性可应用于量子计算领域,故D正确。
故选D。
2. 下列关于电的说法中正确的是( )
A. 摩擦起电的实质是创造了电荷 B. 电荷的移动形成电流
C. 同种电荷相互排斥 D. 负电荷定向移动的方向就是电流的方向
【答案】C
【解析】
【详解】A.摩擦起电的实质是电子的转移,不是创造了电荷,故A错误;
B.电荷的定向移动形成电流,故B错误;
C.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故C正确;
D.把正电荷定向移动的方向规定为电流方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,故D错误。
故选C。
3. 《天工开物》记载了古人炒蒸油料的场景,如图,下列过程与物理知识对应不正确的是( )
A. 加热——木炭燃烧时热值不变 B. 蒸煮——油料含有的热量增加
C. 翻炒——目的使油料受热均匀 D. 飘香——分子在做无规则运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.热值只与物质种类有关,与燃料是否完全燃烧、质量、放出的热量无关,故A正确,不符合题意;
B.蒸煮时,油料温度升高,内能增加,热量为过程量,不能说含有热量,故B错误,符合题意;
C.翻炒时能使油料均匀受热,故C正确,不符合题意;
D.飘香是扩散现象,说明分子在做无规则运动,故D正确,不符合题意。
故选B。
4. 在学校科技节活动中,小明用饮料瓶自制了火箭模型,如图所示,他在瓶子的内侧壁安装了一个遥控电火花发生器,按下按钮会产生电火花。演示时从瓶口喷入雾状酒精并盖上锥形纸筒,按动电火花发生器的按钮,纸筒立即飞出,关于此过程分析正确的是( )
A. 纸筒飞出后瓶内气体的内能减少,温度降低
B. 能闻到酒精的气味是因为分子间存在斥力
C. 酒精不完全燃烧时热值变小
D. 燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
【答案】A
【解析】
【详解】A.气体对纸筒做功,纸筒飞出,瓶内气体内能减小,温度降低,气体内能转化为纸筒的机械能,故A正确;
B.能闻到酒精的气味说明酒精分子在永不停息地做无规则运动,故B错误;
C.热值是燃料的一种特性,其大小只与燃料的种类有关,与燃料是否充分燃烧无关,所以酒精不全燃烧时热值不变,故C错误;
D.燃气推动纸筒飞出去,将内能转化为机械能,而内燃机的做功冲程也将内能转化机械能,因此燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的做功冲程,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,纸盒外有两只小灯泡和一个开关,闭合开关两灯都亮,断开开关两灯都不亮。下列判断正确的是( )
A. 盒内一定有两节电池 B. 盒内一定有电源供电
C. 两只灯泡一定是串联关系 D. 两只灯泡一定是并联关系
【答案】B
【解析】
【详解】AB.灯可以发光,则电路中一定由提供电能的电源,但电源的种类不能确定,故A错误,B正确;
CD.由一个电源、两个小灯泡、一个开关和若干导线组成的电路可能是串联电路,开关控制整个电路,开关断开两灯都不亮,也可能是并联电路,当开关接在干路上,也可以控制两盏灯同时亮同时灭,故CD错误。
故选B。
6. 如图所示,是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是转动式变阻器,下列说法正确的是( )
A. 油位越高,R两端的电压越大 B. R、R0在电路中是并联的
C. 油位越高,流过R的电流越大 D. 油量表是由电流表改装而成的
【答案】A
【解析】
【详解】A.串联电路中电阻起分担电压的作用,分担的电压越大,电路中的电流也越小,浮子上升,滑动变阻器连入电路的电阻越大,两端的电压越大,油量表的示数越大。故A正确;
B.R和R0在电路中是串联的。R0可起到保护电路的作用,故B错误;
C.油面越高,滑片上移,变阻器接入电路的阻值变大,电路的总阻值变大,电源电压不变,根据欧姆定律知电流变小。故C错误;
D.根据电压表并联在电路中,电流表串联在电路中,油量表和滑动变阻器并联,可以判断油量表是电压表。故D错误。
故选A。
7. 美团电单车两制动手柄中各有一只开关、,在行驶中用任意一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作。以下符合设计要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】题目要求任意一个开关断开,电动机都停止工作,说明两个开关必须共同控制整个电路:只有两个开关同时闭合,电动机才能工作,任意一个开关断开都会切断电路。
A. 闭合会造成电源短路,故A不符合题意;
B. 闭合会将电动机短路,故B不符合题意;
C.、 与电动机串联,任意一个开关断开,电路断路,电动机停止工作,符合设计要求,故C符合题意;
D.、 并联,断开其中一个开关,另一个开关闭合时电路仍为通路,电动机继续工作,故D不符合题意。
故选C。
二、填空题(本题7小题,每空1分,共21分)
8. 大量事实表明,只有____________V的电压对人体才是安全的;分别读出下图中电流表、电压表的示数____________A;____________V。
【答案】 ①.
不高于36 ②.
0.48 ③.
11
【解析】
【详解】初中物理明确规定,只有不高于的电压对人体才是安全的。
电流表选用量程,分度值为,故
电压表选用量程,分度值为,故
9. 中华民族创造了灿烂辉煌的优秀传统文化。诗词“遥知不是雪,为有暗香来”中的“暗香来”属于______现象;成语“钻木取火”是通过______改变物体的内能;谚语“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”中所描述的现象是沙漠地区砂石______的缘故。
【答案】 ①. 扩散 ②. 做功 ③. 比热容小
【解析】
【详解】[1]“遥知不是雪,为有暗香来”中的“暗香来”是因为分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象。
[2]改变内能的方式有两种,分别是做功和热传递,“钻木取火”是克服摩擦做功,使物体温度升高达到着火点。
[3]“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜。”这句谚语反映了我国新疆的某些地区夏季昼夜气温变化显著,我国新疆某些地区多沙漠或沙石,没有水,因沙石的比热容远远小于水的比热容,所以沙石吸收同样多的热量温度升高的快,故中午温度很高;同样,沙石放出同样多的热量温度降低的也很快,故夜晚和早上温度很低,需穿皮袄。
10. 如图,一根实验室中常用的橡胶棒与毛皮摩擦后,橡胶棒所带的电荷量约为____________,然后立即将该橡胶棒接触验电器的金属球,金属箔片由于____________张开,在发生电荷转移的瞬间,电流的方向为____________(选填字母“A”或“B”,A为“从橡胶棒到金属球”,B为“从金属球到橡胶棒”)。
【答案】 ①. C ②. 同种电荷相互排斥 ③. B
【解析】
【详解】电荷量的国际单位是库仑,简称库,符号为C,因此橡胶棒所带的电荷量约为C。
用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,接触验电器金属球时,负电荷转移至金属箔片,金属箔片因带同种电荷相互排斥而张开。
因电流方向与负电荷定向移动方向相反,故电荷转移瞬间的电流方向为从金属球到橡胶棒,故选B。
11. 一个小灯泡L和一个定值电阻并联,通过L、的电流跟其两端电压的关系如图所示。由图可得定值电阻的阻值为____________;当把这个并联电路接在电压为的电路两端,通过L的电流为____________,L、并联的总电阻是____________。
【答案】 ①. 10 ②. 0.6 ③. 2.5
【解析】
【详解】由定值电阻的I-U图像为过原点的直线,取时对应的电流,根据欧姆定律得
由图像可知,电压为2V时,通过L的电流为; 因并联电路各支路电压相等,故R两端电压也为2V,通过R的电流为0.2A;由并联电路电流规律得总电流
由欧姆定律得并联总电阻
12. 如图所示,电源电压保持不变,、为定值电阻。若开关、闭合,甲、乙两表均为电压表,示数之比为,则、连接方式为____________联,电阻之比为____________;若开关闭合、断开,两表均为电流表,甲、乙两表的示数之比为____________。
【答案】 ①.
串 ②.
③.
【解析】
【详解】当、闭合,甲、乙均为电压表时,此时电阻与串联。甲测电源总电压,乙测两端电压,由串联分压规律得
当闭合、断开,甲、乙均为电流表时,此时电阻与并联,甲测支路电流,乙测干路电流, 并联电路各支路电压相等,由欧姆定律,电源电压相同时电流与电阻成反比,因此两支路电流
由并联分流规律得
13. 氢能是新能源利用的新潮流,加快氢能产业发展成为实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图是市场上的某品牌氢能自行车,一次性充满氢气,能匀速骑行,氢能自行车与骑行者总质量为,骑行时受到的阻力为总重的倍,氢气热值为。氢气完全燃烧产生的热量是____________,骑行时发动机的牵引力为____________,氢气的利用效率是____________。(g取)
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】氢气完全燃烧产生的热量
氢能自行车与骑行者总重力
因自行车匀速骑行,牵引力与阻力二力平衡,大小相等,故骑行时发动机的牵引力
牵引力做的有用功
氢气的利用效率
14. 如图所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图像如图所示,根据图像的信息可知:____________(选填“甲”或“乙”)是电压表V2示数变化的图像,滑动变阻器的最大阻值为____________,当滑动变阻器的滑片调至中间位置时,电流表示数为____________。
【答案】 ①.
乙 ②.
40 ③.
0.15
【解析】
【详解】图a中定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测电路电流,测定值电阻两端的电压,测滑动变阻器两端的电压。
因串联电路中电流增大时,定值电阻两端电压随电流增大而增大,滑动变阻器两端电压随电流增大而减小,故乙是电压表示数变化的图像。
当滑动变阻器接入阻值为0时,电路电流最大,由图像可知最大电流,此时电压表的示数等于电源电压,即电源电压。 定值电阻的阻值为
当滑动变阻器接入阻值最大时,电路电流最小,由图像可知最小电流,此时电压表的示数。滑动变阻器的最大阻值为
当滑动变阻器滑片调至中间位置时,接入电路的阻值为
此时电路总电阻
电流表示数为
三、作图题(每图2分,共8分)
15.
(1)根据如图所示的实物连线图,在答卷框中画出对应的电路图。
(2)如图所示,请在电路图中的“○”内填上适当的电表,开关S闭合使两电灯都能发光。
(3)根据下图所示的实物连接图,在答题卷的虚线框中画出电路图。
(4)做“探究串联电路中各处电流的关系”的实验中,每个实验小组只有一个电流表。实验完成后,小明借来其他小组的电流表,同时测量三个位置的电流以验证探究的结果。图中有三个电流表和两个小灯泡,请你按小明的设计在图中画出连线,注意连线不要交叉。
【答案】(1) (2)
(3) (4)
【解析】
【小问1详解】
图中两灯泡并联,开关S1在干路中,开关S2与灯泡L2在一条支路中,据此作图。
【小问2详解】
由于开关S闭合使两电灯都能发光,下面的○与灯泡L1并联,电压表与用电器并联,所以下面的○为电压表;则两个灯泡并联,则上面的○中为电流表,与L1在一条支路中,据此作图。
【小问3详解】
图中两个灯泡串联,电流表串联在电路中,电压表并联在开关S、灯泡L1、电流表两端,测量灯泡L1两端电压,据此作图。
【小问4详解】
在串联电路中,电流表应与被测电路串联,各元件首尾顺次相连;连接电流表时注意:1、正、负接线柱接线要正确,电流从“+”接线柱进,从“−”接线柱出,不要接反;2、测量时被测电流的大小不能超过电流表的量程(因不能确定电流大小,电流表选大量程);3、电流表与被测用电器串联;据此作图。
四、实验题(本题3小题,共19分)
16.
(1)某同学准备利用所学物理知识制作一个简易调光台灯。
①能改变接入电路中电阻大小的元件叫做______,其中有一种是学生实验室中常用的滑动变阻器,如图甲所示;还有一种是如图乙所示的电位器,其内部结构如图丙所示,它们都是通过改变接入电路中电阻丝的______来改变接入电路中电阻大小的;
②学习完“练习使用滑动变阻器”后,该同学从网上买了一个合适规格的电位器,准备制作一个简易的调光台灯。如图丁所示,若要使旋钮顺时针转动时台灯变亮,则应将电位器的______两个接线柱分别与电路中的M、N两点相连,闭合开关后,旋转旋钮,台灯______(填“能”或“不能”)完全熄灭。
(2)某实验小组用规格完全相同的实验器材,对初温相同的100g水、200g水、100g煤油进行加热,如图所示。
①若要探究不同物质的吸热差异应选择____________(选填“甲、乙、丙”中的两个)两图进行对比实验。
②在处理实验数据时,小组成员绘制了从开始加热到沸腾前液体的温度随时间变化图像如图丁,分析可知100g煤油对应的图像是____________(选填“b”或“c”),已知水的比热容大于煤油的比热容。
【答案】(1) ①. 变阻器 ②. 长度 ③. 、 ④. 不能
(2) ①. 甲、丙 ②.
【解析】
【小问1详解】
①能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器;滑动变阻器和电位器都属于变阻器;它们都是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻大小的。根据电阻定律,在材料和横截面积一定时,导体电阻与长度成正比。
②要使旋钮顺时针转动时台灯变亮,即电流变大、电阻变小,应将电位器的 、 两个接线柱接入电路。顺时针转动时滑片靠近 端,接入电路的电阻丝长度变短,电阻减小。
闭合开关后,旋转旋钮,台灯不能完全熄灭。因为即使电位器接入电阻最大,电路中仍有电流通过,无法达到断路状态使电流为零。
【小问2详解】
① 探究不同物质的吸热差异,需控制质量和初温相同、物质种类不同,应选择 甲、丙 两图进行对比实验。甲图是 水,丙图是 煤油,满足控制变量法的要求。
② 已知水的比热容大于煤油的比热容,根据 ,质量相同、吸收热量相同时(加热时间相同),比热容小的煤油温度升高得更快,对应图像斜率更大。故选c
17. 探究串联电路中电压的规律。
(1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整。
(2)正确连接电路后,闭合开关,若灯L2断路,则L1两端____________(选填“有”或“无”)电压。
(3)用电压表分别测出电压UAB、UBC和UAC。其中测UAB时,电压表的示数如图丙所示,示数为____________V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表。
实验次序
电压UAB/V
电压UBC/V
电压UAC/V
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压____________。
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以___________________________________。
【答案】(1) (2)无
(3) ①. 1.2 ②. 之和 ③. 更换不同电压的电源进行多次实验
【解析】
【小问1详解】
据甲图可知,电路是串联的,电压表测灯泡L1两端电压,乙图中电源是由2节干电池组成,电源电压是3V,因此电压表选择0~3V的量程,并联在灯泡L1两端,据此作图。
【小问2详解】
闭合开关,若灯L2断路,整个电路断路,灯泡L1无法与电源接通,因此L1两端无电压。
【小问3详解】
丙图中,电压表选择小量程,分度值是0.1V,读数为1.2V;
分析表格数据
可得结论为:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和;
为使结论更具普遍性,可将灯泡换成其他类型用电器并多次实验或更换电压不同的电源进行多次实验。
18. “探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有:学生电源(6V),电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器(甲“50Ω1A”,乙“10Ω2A”)和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线,将图乙所示的实物连接成完整电路图;
(2)连接电路时,开关应处于____________(选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片P应放在____________(选填“A”或“B”)端;
(3)连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数,电流表始终无示数,造成这一现象的原因可能是____________(填序号);
A. 定值电阻R短路 B. 定值电阻R开路
C. 滑动变阻器开路 D. 电流表开路
(4)实验中依次接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论:电压一定时,________________________________________;
(5)上述实验中,小强用R=5Ω电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,他应向____________(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为____________V时,读出电流表的示数;
(6)为完成整个实验,应该选取哪种规格的滑动变阻器____________(选填“甲”或“乙”)。
【答案】(1) (2) ①. 断开 ②. A (3)B
(4)通过导体的电流与导体的电阻成反比
(5) ①. A ②. 2
(6)甲
【解析】
【小问1详解】
据甲图可知,电路是串联的,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路中的电流,且滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,因此将滑动变阻器的右下接线柱与电源负极相连,据此作图。
【小问2详解】
为了保护电路,连接电路时开关应断开,且滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,即滑动变阻器的滑片P应放在A端。
【小问3详解】
A.若定值电阻R短路,此时电路是通路,电路中有电流,电流表有示数,故A不符合题意;
B.若定值电阻R开路,此时电路断路,电路中无电流,电流表无示数,电压表串联接入电路,测电源电压,因此有示数,故B符合题意;
C.若滑动变阻器开路,此时电路断路,电路中无电流,电流表无示数,电压表无法与电源构成通路,电压表无示数,故C不符合题意;
D.若电流表开路,此时电路断路,电路中无电流,电流表无示数,电压表无法与电源构成通路,电压表无示数,故D不符合题意。
故选B。
【小问4详解】
由丙图可知,每组数据中电流与电阻均相等为
即实验中保持定值电阻两端电压为2V,且当电阻变大时,电流会变小,因此可得结论为:当电压一定时,电流与电阻成反比。
【小问5详解】
5Ω电阻做完实验后,把R换为10Ω的电阻接入电路,由串联分压原理可知,定值电阻两端电压会变大,而探究电流与电阻关系的实验中需要保持定值电阻两端电压不变,因此应增大滑动变阻器两端电压,增大滑动变阻器接入电路中的阻值,即滑片向A端移动,使电压表的示数仍为2V。
【小问6详解】
由串联分压原理可得
即
解得,因此为完成整个实验,应该选取甲规格滑动变阻器。
五、计算题(本题2小题,共14分)
19. 中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳,合成液态燃料,作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料。工程师在科普馆用如图装置为同学们演示模拟实验,测量该燃料的热值。
①在空酒精灯内加入适量该液态燃料,得到“燃料灯”;
②在空烧杯内加入1kg水,测得水的初温为30℃,点燃“燃料灯”开始加热;
③当水恰好沸腾时,立即熄灭“燃料灯”,测得“燃料灯”消耗燃料35g。已知实验时气压为1标准大气压,用该装置加热水的效率为42%。求:
(1)此过程中,烧杯内水吸收的热量;
(2)该液态燃料的热值。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由1标准大气压可知,水的末温为。水升高的温度为
水吸收的热量为
【小问2详解】
燃料完全燃烧放热,其中42%被水吸收,燃料完全燃烧放出的热量为
燃料的质量为
该液态燃料的热值为
20. 如图所示电路,电源电压为6V且保持不变滑动变阻器R1上标有“50Ω 2A”字样。
(1)将滑片P移到最右端,闭合S1,断开S2,求电流表的示数I1;
(2)保持滑片P在最右端,闭合S2,电流表示数I=5I1,求R2的阻值;
(3)将滑片P移至某一位置,闭合S1、S2,电流表的示数为0.68A,求此时滑动变阻器接入电路的阻值。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)将滑片P移到最右端时,R1=50Ω,闭合S1,断开S2,则电路中只有R1接入,由欧姆定律可得
(2)再闭合S2,则R1与R2并联,由题意,可得
则R2的电流为
由欧姆定律可得
(3)由于R1与R2并联,R1移动时不影响R2,故R2电流不变。所以此时滑动变阻器的电流为
由欧姆定律可得滑动变阻器此时接入阻值为
答:(1)将滑片P移到最右端,闭合S1,断开S2,电流表的示数为;
(2)R2的阻值为;
(3)将滑片P移至某一位置,闭合S1、S2,电流表的示数为0.68A,此时滑动变阻器接入电路的阻值为。
六、综合能力题(本题3小题,共17分)
21. 如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图。
(1)天然气本身无色无味,为了安全和警示,通常会向天然气中加入臭味剂。拧动点火装置,若燃气未点燃,会闻到臭味,表明____________(选填“分子间有引力”“分子间有斥力”或“分子做无规则运动”);
(2)拧动点火装置,天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃,天然气不会从进口处外泄,原因是:天然气的喷入导致进口处的天然气流速大,压强____________(选填“大于”“小于”或“等于”)大气压强;
(3)壶中装有密度为、质量为2kg的水,则壶中水的体积为____________。若天然气的热值,完全燃烧的天然气放出热量为____________,其中的热量被水吸收,已知水未沸腾,则水的温度升高了____________℃。
【答案】(1)
分子做无规则运动 (2)
小于 (3) ①.
②.
③.
20
【解析】
【小问1详解】
拧动点火装置,若燃气未点燃,会闻到臭味,这是臭味剂分子扩散到空气中被人感知到,属于扩散现象,而扩散现象表明分子在永不停息地做无规则运动。
【小问2详解】
根据流体压强与流速的关系,流速越大的地方压强越小。天然气的喷入导致进口处的天然气流速大,所以进口处压强小于大气压强,天然气和空气在大气压的作用下流向燃烧头,天然气不会从进口处外泄。
【小问3详解】
根据密度公式可得水的体积
完全燃烧这些天然气放出的热量
由公式变形可得,水升高的温度
22. 小龙同学用伏安法测量一个定值电阻的阻值,进行了如下实验;
(1)正确连接电路后,闭合开关,发现电压表的示数为0,移动滑片P电压表示数无变化,电流表有示数且变化明显。造成该故障的原因是定值电阻____________;
(2)排除故障后闭合开关,移动滑片P,电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,待测电阻的阻值为____________Ω;
(3)实验中,多次改变滑片P的位置,并记录相应数据,多次测量求的平均值是为了____________;
(4)在缺少电流表时,小龙选用阻值为的定值电阻设计了如图丙所示电路,并完成实验;
过程如下:
①闭合S和,电压表的示数为;
②再闭合,电压表的示数为;
③____________(用字母、和表示)。
【答案】(1)短路 (2)10
(3)减小误差 (4)
【解析】
【小问1详解】
移动滑片P电压表示数无变化,电流表有示数且变化明显,说明电路是通路,且滑动变阻器是完好的,电压表的示数为0,说明电压表所测量的待测电阻短路。
【小问2详解】
电流表示数如图乙所示,为0.24A,待测电阻的阻值为
【小问3详解】
由于测量的过程中存在误差,多次测量求平均值,目的是减小误差。
【小问4详解】
①闭合S和,电压表的示数为,两电阻串联,电压表测量待测电阻两端电压;②再闭合,电压表的示数为,定值电阻被短路,只有待测电阻接入电路,电压表测量电源电压;回到两电阻电路串联时,定值电阻两端电压为
通过定值电阻的电流为
由于串联电路,电流处处相等,故
待测电阻的阻值为
23. 我国汽车工业发展迅猛,在智能驾驶等领域受到了国内外的认可。某款国产油电混合动力汽车的工作原理如图甲所示。当需要高速行驶或蓄电池电量过低时,内燃机就会启动,此时内燃机给蓄电池充电,蓄电池向电机输送能量驱动汽车前进。在某次测试中内燃机不断给蓄电池充电。
(1)智能驾驶系统所用到的芯片是由____________(选填“半导体”或“超导体”)制成的;冬季空气非常干燥,汽车在长途行驶过程中,车身与空气摩擦带上电荷,汽车上会吸附很多灰尘,是因为带电体具有____________的性质。
(2)内燃机带动发电机给蓄电池充电时,蓄电池相当于____________(选填“电源”“开关”或“用电器”)。
(3)在该次测试中,所用燃料的热值为,消耗4kg燃料,这些燃料完全燃烧释放的热量是____________J;若该次测试中,汽车牵引力做的功是,且该油电混动汽车内燃机的效率为40%,则此过程中蓄电池的电能增加____________J(忽略蓄电池发热和蓄电池驱动电机时造成的热损失)。
(4)在高速路入口,交通部门常用“地磅”检测车辆是否超载。为了研究地磅的工作原理,学习小组设计了模拟地磅原理的简化电路图,如图丙所示。电源电压恒为6V,定值电阻为100Ω,电压表量程为0-3V,力敏电阻R的阻值随所受压力F变化关系如图丁所示。力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板,检测时将汽车模型静置于其上。(g取10N/kg)
①若汽车模型重力为10N,则此时电压表示数为____________V;
②为保障电路各元件均不被损坏,汽车模型重力达到最大时,汽车模型最大重力____________N。
【答案】(1) ①. 半导体 ②. 吸引轻小物体
(2)用电器 (3) ①. ②.
(4) ①. 2 ②. 30
【解析】
【小问1详解】
芯片是半导体材料制成的;汽车长途行驶过程中,车身与空气摩擦带上电荷,电荷具有吸引轻小物体的性质。
【小问2详解】
给蓄电池充电时,蓄电池消耗电能、将电能转化为化学能储存起来,不符合电源提供电能的特征,属于电路中的用电器。
【小问3详解】
燃料完全燃烧释放的热量为
内燃机转化的有用能量为
蓄电池增加的电能为
【小问4详解】
① 图丙中与串联,电压表测两端电压。当汽车模型重力为10N时,压力,从图丁读出此时力敏电阻,电路总电阻
电路电流
电压表示数
② 电压表量程为0~3V,因此两端的最大电压为3V,此时电路最大电流
力敏电阻的最小阻值
对照图丁,当时,对应的压力为30N,即汽车模型的最大重力为30N。
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