2026-2027学年人教版物理九年级上学期期中模拟练习试卷
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内容正文:
2026-2027学年度第一学期期中考试
九年级物理模拟试题一
一、选择题:本题共15题,每题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.如图所示,用酒精灯对装有水的试管加热,一段时间后蒸气把软木塞顶出。下列说法正确的是( )
A.加热时,水内能的增加是通过做功的方式实现的
B.酒精灯在燃烧时,其内部剩余酒精的热值变小
C.蒸气把软木塞顶出,试管内的气体所含热量减少
D.加热过程中,水的温度升高,内能增大
2.AI数据中心内的CPU、内存、硬盘等大量服务器组件,运行时会消耗巨额电能,同时产生大量热量。某数据中心采用“液冷散热”方案,把数据中心密封后浸没于深海,利用海水实现降温,主要是利用海水具有较大的( )
A.密度 B.热值 C.电阻 D.比热容
3.下列现象中,可以说明分子间存在斥力的是( )
A.液体很难被压缩
B.铁丝很难被拉伸
C.花开香满园
D.氧气能被压缩装入钢瓶
4.物理来源于生活,生活中处处是物理,下列说法正确的是( )
A.“纷纷暮雪下辕门”描述的是扩散现象
B.“破镜难重圆”说明分子之间没有引力
C.煮鸡蛋时,通过做功的方式改变了鸡蛋的内能
D.红墨水在热水中分散得快,说明温度越高,分子的热运动越剧烈
5.一个足够大的容器中装有40℃的水,将一杯100℃沸水倒入容器中,混合后温度达到60℃,此时再向容器中倒入一杯沸水,(整个过程不计热量损失)水温为多少摄氏度( )
A.65℃ B.70℃ C.60℃ D.72.5℃
6.中华古诗词蕴含丰富的热学知识,下列说法正确的是( )
A.“春江水暖鸭先知”,相同条件下陆地昼夜温差大于江水,原因是水的比热容比砂石小
B.“孤舟蓑笠翁,独钓寒江雪”,雪花温度很低,因此雪花不具有内能
C.“暖手烘衾枕,围炉聚友朋”,围炉取暖是通过做功的方式改变人体内能
D.“花气袭人知骤暖”,气温升高花香变浓,说明温度越高,分子的热运动越剧烈
7.干燥的秋冬季节,人触碰到金属门把手有时会有“触电”的感觉。为了防止“触电”,可手握如图所示的“静电消除器”去触碰金属释放静电,下列有关说法正确的是( )
A.“触电”是因为人身体上产生了电荷
B.若衣物与皮肤摩擦时得到电子,衣物会带负电
C.释放静电时电子运动的方向与电流的方向相同
D.可使用橡胶棒替代静电消除器
8.下列说法正确的是( )
A.通过技术改进,热机效率可达100%
B.燃料燃烧过程中,热值大的燃料放出的热量一定多
C.毛皮摩擦过的橡胶棒靠近带正电的物体时会相互吸引
D.家用轿车的两个远光灯是由一个开关控制的,它们是串联的
9.分析如图所示的实物电路,闭合开关,以下说法错误的是( )
A.电压表测量小灯泡的电压
B.滑片向B端滑动时电压表示数变小,灯泡变暗
C.滑动变阻器和灯泡是并联关系
D.如果电压表示数接近电源电压,电流表示数为零的话,可能是灯丝烧断
10.2025年9月,如图所示世界上最大的浮空风电装置——S1500型浮空风力发电系统,在新疆哈密试验,标志着全球首台兆瓦级商用空中风力发电系统首次试飞成功。其主气囊与环翼形成巨型涵道,利用高空稳定的强风驱动叶轮发电机组,再通过系留线缆将电能稳定输送至地面。关于浮空艇以下说法正确的是( )
A.飞艇工作时可以将电能转化为机械能
B.飞艇与地面连接的线缆为绝缘体
C.飞艇与地面连接的线缆为导体
D.飞艇工作时在电路中相当于用电器
11.小徽想设计一个电路,要求是:闭合开关时,指示灯不亮;开关断开,指示灯发光。下列电路图符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
12.如图所示,闭合开关,灯泡L1和L2均能发光,下列关于该电路的分析正确的是( )
A.若甲为电流表,则两灯一定并联
B.若甲为电流表,则乙可能为电压表
C.若乙为电流表,则乙测L1的电流
D.若丙为电流表,则甲可能为电流表
13.以下关于物质的结构和性质说法正确的是( )
A.物质是由分子和原子构成的,它们是静止不动的
B.原子内部原子核不带电,核外电子带负电
C.金属容易导电是因为它内部有大量可移动的自由电子
D.物质的比热容越大吸热或放热的本领越弱
14.如图所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S后,在滑片P从最左端向右移动到中间位置的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A2和电流表A1的示数之差不变
B.电流表A2和电流表A1的示数之差变小
C.电压表V和电流表A1的示数之比变大
D.电压表V和电流表A2的示数之比变小
15.小红在某次实验中,利用电压表和电流表测量出了多组实验数据,如下表。请根据表中的数据,分析判断她实验时所使用的电路图可能是( )
U/V
3.0
2.5
2.0
1.8
1.5
1.3
I/A
0.20
0.30
0.40
0.44
0.50
0.54
A.
B.
C.
D.
二、填空与作图题:本题共6题,填空每空1分,作图3分,共17分。
16.水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),如果将2kg的水倒掉一半,剩下的水的比热容是 ____________ J/(kg•℃);水结冰后,它的比热容将 _______ (选填“改变”或“不变”);在1标准大气压下,初温为21℃、质量为1kg的水吸收3.36×105J的热量后,温度将升高 _______ ℃。
17.如图为内燃机能量流向图,其中“a”处应该填燃料的_______ 能,“?”处应该填____________ 。如果某一单缸内燃机,其飞轮转速是1800r/min,那么该内燃机每秒钟对外做功_______ 次。
18.汽车下坡时不能长时间踩刹车,否则最终刹车片会由于温度过高变软失去制动作用,这种改变物体内能的方式属于_______ ;甲、乙两图是某电动汽车上的“油门”系统的结构原理图,甲图中的O、E、F为变阻器的三个接线柱,驾驶员踩下“油门”时,电路中变阻器阻值减小,电动机的转速变大。乙图中M、N应分别与甲图中的________ (选填“E、O”“O、F''或“E、F”)接线柱相连。
19.如图甲所示的电路,当开关S闭合后,电流表测量的是通过 _______ (选填“电源”“L1”或“L2”)的电流,电流表的指针偏转如图乙所示,电流表的示数为 _________ A。乙图中接0﹣3A量程,指针位置不变,读数为 ________ A。
20.如图所示的电路中,闭合开关后,小灯泡均能发光,且L1比L2亮,则通过L1和L2的电流之比为________ 。已知电源电压是3V且保持不变,开关S闭合后,电压表测_______ 的电压,电压表示数为1V,则灯L1和L2两端的电压之比为________ 。
21.如图所示,请按图中的实物图在虚线框中画出对应的电路图。
三、实验探究题:本题共5题,每空1分,共29分。
22.亲爱的同学,请利用你所掌握的知识解答下列问题。
(1)在容器中先后注入25mL的水和25mL的酒精,两种液体完全混合之后的总体积小于50mL,这是因为分子之间有 _______ ,该实验选择图甲中的 _____ (选填“a”或“b”)容器现象更明显。
(2)两瓶内分别装有密度较大的二氧化氮和空气,按如图乙所示的方法来探究扩散现象。其中装二氧化氮的瓶子是 _____ (选填“A”或“B”),这样做是为了避免 _______ 对实验的影响。
23.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择________ 两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量,是通过_____________ 来反映的(选填“温度计示数的变化”或“加热时间”);
(2)比较不同物质吸热升温的特点:应选择________ 两图进行实验;需要的测量器材如图所示,还需秒表和_______ ;要比较不同物质吸热的多少应比较_________ (选填“温度计示数的变化”或“加热时间”);
(3)若液体B的比热容是4.2×103J/(kg•℃),液体A的比热容是____________________ 。
(4)用加热器给初温相同的甲、乙液体加热(m甲<m乙),两种液体每秒吸收的热量相同,这两种液体的温度,加热时间的图线如图2所示,小明根据图2中0至30s图线信息得出:甲液体的比热容比乙液体的大。你认为小明的说法是否正确_______ ,你的判断依据____________________ 。
24.验电器可以用来检验物体是否带电,其结构如图所示,当用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属小球时,金属箔片会张开。请用所学物理知识对这一现象进行解释:
(1)用丝绸摩擦玻璃棒时,玻璃棒_______ (得到/失去)电子而金属片带上正电荷。
(2)金属箔片张开是因为箔片带上了_____ (正/负)电荷,因_____________ 而张开。
(3)本实验还可说明金属具有良好的________ (填物理属性)。
(4)验电器_______ (填“能”或“不能”)判断物体带何种电荷。
25.如图所示,小覃同学所在的兴趣小组正在探究并联电路中电流的规律。
(1)如图甲,实验时需要测量A、B、C三处的电流。图乙是他们某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是_____ (选“A”“B”或“C”)处的电流;
(2)要测量通过L2的电流,只需将图乙中导线_____ (选填“a”或“b”)的一端移动到电流表的负接线柱上;重新连接好电路后闭合开关,电流表示数如图丙所示,则电流表的示数为________ A;
(3)该小组另一位同学测出一组A、B、C三处的电流,数据如表所示,由此他得出结论:
A.干路电流等于各支路电流之和
B.各支路电流相等
小组内交流讨论后,一致认为该同学的结论不具_______ 性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格________ (选填“相同”或“不相同”)的灯泡进行实验,因此正确的结论是_____ (选“A”或“B”)
IA/A
IB/A
IC/A
0.2
0.2
0.4
26.在“探究影响导体电阻大小因素”的实验中,小兵、小红提出如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关。
实验室提供4根电阻丝,规格、材料如表所示:
为验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)实验中,在导线夹MN之间接入不同的导体,通过观察 ____________ 来比较导体电阻的大小,这种实验方法叫做转换法。
(2)为了验证上述猜想①,应该选用编号为A和 _____ 的两根电阻线进行实验。
(3)为了验证上述猜想②,应该选用编号为A和C的两根电阻线进行实验。该实验结论为:当导体的材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越 _____ 。
四、综合应用题:本题共2题,共24分,请写出必要的计算过程。
27.阅读短文,回答文后问题。
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(温度差小于15℃),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)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
(2)一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的散热快慢为q。当物体温度降低到26℃时,散热快慢为 _________ ;
(3)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℃,保温杯敞开口,水和盐水温度随时间变化的图象如图乙所示(温度低于25℃的图象未画出),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•℃),盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐水的比热容为 _____________ J/(kg•℃)。
28.高铁动车是我国一张亮丽的名片,如图所示我国高铁动车座位上的小桌板,它能承受的最大质量为10kg。为了爱护高铁动车的物品,文明乘坐高铁动车,图甲是岚岚设计的模拟小桌板超重报警的简化电路图,电源电压恒为3V,定值电阻R0规格可选,电压表(选0~3V量程),力敏电阻R的阻值随所受压力F变化关系如图乙所示。力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板,检测时将重物静置于其上。(g取10N/kg)
(1)若重物总质量为0.5kg,求其所受重力;
(2)如果用图甲所示电路检测,当定值电阻R0=1000Ω时,静置在绝缘平板上的重物总质量7kg,求电压表的示数;
(3)岚岚将电压表改接到定值电阻R0两端后,如图丙所示,且将电压表2V刻度线处设置为重物总质量最大值,超过此刻度线代表超载。如果设定检测的重物总质量不超过小桌板承受的最大质量,求R0阻值。
第1页(共1页)
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2026-2027学年度第一学期期中考试
九年级物理模拟试题一
参考答案与试题解析
一、选择题:本题共15题,每题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.如图所示,用酒精灯对装有水的试管加热,一段时间后蒸气把软木塞顶出。下列说法正确的是( )
A.加热时,水内能的增加是通过做功的方式实现的
B.酒精灯在燃烧时,其内部剩余酒精的热值变小
C.蒸气把软木塞顶出,试管内的气体所含热量减少
D.加热过程中,水的温度升高,内能增大
【分析】(1)改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,做功过程是能量的转化过程;
(2)热值是燃料的一种特性,与质量的大小、燃烧程度无关;
(3)热量是过程量,不能说含有;
(4)内能与物体的质量和温度有关。
【解答】解:A、加热时,水内能的增加是通过热传递的方式改变的,故A错误;
B、热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与质量无关,酒精灯在燃烧时,其内部剩余酒精的质量减小、热值不变,故B错误;
C、热量是过程量,不能说含有,故C错误;
D、加热过程中,水吸收热量,内能增加,水的温度升高,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查内能的改变、热值的概念、热量的概念和内能与温度的关系,属于基础题。
2.AI数据中心内的CPU、内存、硬盘等大量服务器组件,运行时会消耗巨额电能,同时产生大量热量。某数据中心采用“液冷散热”方案,把数据中心密封后浸没于深海,利用海水实现降温,主要是利用海水具有较大的( )
A.密度 B.热值 C.电阻 D.比热容
【分析】水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多,据此分析。
【解答】解:海水的比热容大,相同条件下升高相同温度能吸收更多热量,所以把数据中心密封后浸没于深海,利用海水实现降温,故D符合题意、ABC不符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查了水的比热容较大的应用,属于基础题。
3.下列现象中,可以说明分子间存在斥力的是( )
A.液体很难被压缩
B.铁丝很难被拉伸
C.花开香满园
D.氧气能被压缩装入钢瓶
【分析】分子热运动理论的内容:一是一切物质是由分子组成的;二是组成物质的分子都在永不停息地做无规则运动;三是分子之间存在相互作用的引力和斥力。因为分子之间存在斥力,使得分子之间存在间隙。
【解答】解:A.液体很难被压缩,是因为分子相互靠近时,分子间的斥力阻碍压缩,直接说明分子间存在斥力,故A符合题意;
B.铁丝很难被拉伸,说明分子间存在引力,故B不符合题意;
C.花开香满园,说明分子在不停地做无规则运动,故C不符合题意;
D.氧气能被压缩装入钢瓶,说明分子间存在间隙,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】本题考查学生对分子动理论中的内容的掌握情况,结合具体实例进行分析是一种物理中基本的解题方法,要掌握。
4.物理来源于生活,生活中处处是物理,下列说法正确的是( )
A.“纷纷暮雪下辕门”描述的是扩散现象
B.“破镜难重圆”说明分子之间没有引力
C.煮鸡蛋时,通过做功的方式改变了鸡蛋的内能
D.红墨水在热水中分散得快,说明温度越高,分子的热运动越剧烈
【分析】不同的物质在相互接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散,这一现象说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动,温度越高分子无规则运动越剧烈。
分子间存在相互作用的引力和斥力。
改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,做功过程是能量的转化过程。
【解答】解:A.“纷纷暮雪下辕门”中暮雪的下落是宏观物体的机械运动,不是分子的运动,不属于扩散现象,故A错误;
B.“破镜难重圆”是因为镜子破裂后,分子间的距离太大,分子间的引力变得非常小,几乎可以忽略不计,而不是没有引力,故B错误;
C.改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,煮鸡蛋时,鸡蛋从热水中吸收热量,是通过热传递的方式改变了鸡蛋的内能,故C错误;
D.红墨水在热水中分散得快,这表明温度越高,分子的无规则运动越剧烈,即分子的热运动越剧烈,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了扩散现象、分子动理论的应用、内能的改变等。
5.一个足够大的容器中装有40℃的水,将一杯100℃沸水倒入容器中,混合后温度达到60℃,此时再向容器中倒入一杯沸水,(整个过程不计热量损失)水温为多少摄氏度( )
A.65℃ B.70℃ C.60℃ D.72.5℃
【分析】先分析两次热传递过程,因不计热量损失,每次混合都满足Q吸=Q放,热量计算用Q=cmΔt;设容器中原来水的质量和每杯沸水的质量,第一次混合中冷水吸热等于沸水放热,据此得到两质量间的关系;第二次混合时,把容器内原有水与新倒入的沸水作为热平衡的两个对象,再次利用Q吸=Q放列式,由于质量关系已知,即可解出混合后的末温。注意两次过程中比热容相同,温度变化量均用末温减初温或初温减末温来对应。
【解答】解:设容器中原水质量为m0,每杯沸水质量为m。
第一次,由Q=cmΔt和Q吸=Q放得cm0(60℃﹣40℃)=cm(100℃﹣60℃)解得m0=2m;
第二次容器内现有水总质量为3m,最终混合温度为t,第二次热平衡,由Q=cmΔt和Q吸=Q放得c×3m×(t﹣60℃)=cm(100℃﹣t),
得3t﹣180℃=100℃﹣t,
解得t=70℃,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题考查热平衡方程的应用,易错点是倒入一杯沸水后水温改变,第二次混合时必须重新计算热平衡关系,不能简单取平均值。
6.中华古诗词蕴含丰富的热学知识,下列说法正确的是( )
A.“春江水暖鸭先知”,相同条件下陆地昼夜温差大于江水,原因是水的比热容比砂石小
B.“孤舟蓑笠翁,独钓寒江雪”,雪花温度很低,因此雪花不具有内能
C.“暖手烘衾枕,围炉聚友朋”,围炉取暖是通过做功的方式改变人体内能
D.“花气袭人知骤暖”,气温升高花香变浓,说明温度越高,分子的热运动越剧烈
【分析】(1)比热容大的物质温度变化慢;
(2)一切物体都有内能;
(3)改变内能方式有做功和热传递;
(4)温度升高分子运动加剧。
【解答】解:A.水的比热容比砂石大,在相同吸放热条件下,水温度变化小,故江水昼夜温差小于陆地,A错误;
B.一切物体在任何温度下都具有内能,温度很低的雪花也有内能,B错误;
C.围炉取暖是人体从温度更高的炉火处吸收热量,属于热传递改变内能,C错误;
D.花香变浓是扩散现象,气温越高花香扩散越快,说明温度越高,分子的热运动越剧烈,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查的是比热容、内能、热传递方式及分子动理论。
7.干燥的秋冬季节,人触碰到金属门把手有时会有“触电”的感觉。为了防止“触电”,可手握如图所示的“静电消除器”去触碰金属释放静电,下列有关说法正确的是( )
A.“触电”是因为人身体上产生了电荷
B.若衣物与皮肤摩擦时得到电子,衣物会带负电
C.释放静电时电子运动的方向与电流的方向相同
D.可使用橡胶棒替代静电消除器
【分析】(1)电荷守恒定律表明电荷不能凭空产生或者消失,摩擦起电只是电子发生转移,并非创造出新电荷。
(2)摩擦起电过程中,得到电子的物体,负电荷数量多于正电荷,物体带负电;失去电子的物体则带正电。
(3)电流方向被规定为正电荷定向移动的方向,带负电的电子定向移动方向和电流方向相反。
(4)导体可以传导电荷,能够把静电导走;绝缘体不容易导电,无法疏导积累的静电。
【解答】解:A.依据电荷守恒的相关规律,电荷无法凭空产生,也不会凭空消失。冬天人体摩擦带电,只是人体和衣物之间发生电子的转移,不是人体自身产生电荷,只是物体内正负电荷数目不相等,从而显现电性,故A错误。
B.摩擦起电的本质就是电子在不同物体间转移。衣物和皮肤相互摩擦,倘若衣物夺得电子,负电荷数目增加,衣物就会带上负电,故B正确。
C.电子所带电荷为负电。物理学里规定,电流方向等同于正电荷定向移动的方向,所以电子定向移动的方向和电流方向是相反的,故C错误。
D.想要消除人体静电,需要借助导体把人体积攒的电荷引流到大地。橡胶属于绝缘体,几乎没有可以自由移动的电荷,电荷无法通过橡胶棒转移,不能消除静电带来的触电风险,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查静电相关基础概念,包含摩擦起电实质、电流方向、导体绝缘体的区分,属于基础题目。
8.下列说法正确的是( )
A.通过技术改进,热机效率可达100%
B.燃料燃烧过程中,热值大的燃料放出的热量一定多
C.毛皮摩擦过的橡胶棒靠近带正电的物体时会相互吸引
D.家用轿车的两个远光灯是由一个开关控制的,它们是串联的
【分析】(1)任何能量转化过程都伴随能量的损失。
(2)燃料燃烧释放的热量的多少与燃料的热值和燃料的质量有关。
(3)电荷间相互作用:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
(4)根据用电器的工作情况判断:用电器只能同时工作的是串联电路,可以独立工作的是并联电路。
【解答】解:A.无论科技如何发展,热机的效率可以提高,总存在摩擦、要做额外功,效率一定不会达到100%,故A错误;
B.放出热量的多少与热值和燃料的质量都有关系,所以燃料燃烧过程中,热值大的燃料放出的热量不一定多,故B错误;
C.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,根据电荷间的作用规律可知,靠近带正电的物体时会相互吸引,故C正确;
D.家用轿车的两个远光灯是由一个开关控制的,但是它们之间不互相影响,所以它们是并联的,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了热机效率、燃料燃烧释放热量、电荷间的作用规律和串并联电路的辨别,属于基础题。
9.分析如图所示的实物电路,闭合开关,以下说法错误的是( )
A.电压表测量小灯泡的电压
B.滑片向B端滑动时电压表示数变小,灯泡变暗
C.滑动变阻器和灯泡是并联关系
D.如果电压表示数接近电源电压,电流表示数为零的话,可能是灯丝烧断
【分析】AC、闭合开关后,小灯泡与滑动变阻器串联接入电路,电压表测小灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流;
B、由图可知,滑片向B端滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变大,根据串联电路电压规律可知灯泡两端的电压变化,根据串联电路电阻规律可知电路的总电阻变化,由欧姆定律可知通过电路的电流变化,根据P=UI可知灯泡的电功率变化,进一步确定灯泡亮度变化;
D、如果电流表示数为零,说明电路中可能存在断路故障,而电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源两极是接通的。
【解答】解:AC、闭合开关后,小灯泡与滑动变阻器串联接入电路,电压表测小灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,故A正确,C错误;
B、由图可知,滑片向B端滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变大,根据串联电路电压规律可知灯泡两端的电压变小,即电压表示数变小,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路的总电阻变大,由欧姆定律可知通过电路的电流变小,根据P=UI可知灯泡的电功率变小,灯泡变暗,故B正确;
D、若电流表示数为零且电压表示数接近电源电压,只能是与电压表并联的灯泡断路(灯丝烧断),故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用。
10.2025年9月,如图所示世界上最大的浮空风电装置——S1500型浮空风力发电系统,在新疆哈密试验,标志着全球首台兆瓦级商用空中风力发电系统首次试飞成功。其主气囊与环翼形成巨型涵道,利用高空稳定的强风驱动叶轮发电机组,再通过系留线缆将电能稳定输送至地面。关于浮空艇以下说法正确的是( )
A.飞艇工作时可以将电能转化为机械能
B.飞艇与地面连接的线缆为绝缘体
C.飞艇与地面连接的线缆为导体
D.飞艇工作时在电路中相当于用电器
【分析】(1)飞艇工作时是利用风力驱动叶轮发电机组发电,是机械能转化为电能;
(2)能导电输送电能的是导体,绝缘体不能导电输送电能;
(3)飞艇工作时是发电的,在电路中相当于电源。
【解答】解:A、飞艇工作时是利用风力驱动叶轮发电机组发电,是将机械能转化为电能,而不是电能转化为机械能,故A错误。
BC、因为要通过系留线缆将电能稳定输送至地面,能导电输送电能的是导体,绝缘体不能导电输送电能,所以飞艇与地面连接的线缆为导体,故B错误,C正确。
D、飞艇工作时是发电的,在电路中相当于电源,而不是用电器,用电器是消耗电能的,故D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查能量转化、导体绝缘体的判断以及电路元件的识别,需要根据浮空艇的工作原理和电路相关知识进行分析。
11.小徽想设计一个电路,要求是:闭合开关时,指示灯不亮;开关断开,指示灯发光。下列电路图符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据“闭合开关时,指示灯不亮;开关断开,指示灯发光”结合串并联电路特点判断两个开关的连接方式,然后分析电路图答题。
【解答】解:AB、由图可知,指示灯和定值电阻串联,开关并联在定值电阻两端,不论开关断开还是闭合,指示灯都发光,故AB与题意不符;
C、由图可知,指示灯和定值电阻串联,开关并联在指示灯两端,闭合开关时,指示灯被短路,指示灯不亮;开关断开,指示灯发光,故C符合题意;
D、由图可知,指示灯和定值电阻串联,开关并联在电源两端,开关闭合时,整个电路短路,故D与题意不符。
故选:C。
【点评】根据题意得出两开关的连接方式是解决本题的关键,解决此类问题要抓住题干中有用的信息,即电路元件是否可以独立工作(并联),相互影响(串联)。
12.如图所示,闭合开关,灯泡L1和L2均能发光,下列关于该电路的分析正确的是( )
A.若甲为电流表,则两灯一定并联
B.若甲为电流表,则乙可能为电压表
C.若乙为电流表,则乙测L1的电流
D.若丙为电流表,则甲可能为电流表
【分析】(1)串联:电路元件逐个首尾顺次连接的电路连接方式,只有一条电流路径,无分叉;
(2)并联:电路元件并列连结在电路中的电路连接方式,至少有两条电流路径,有分叉。
【解答】解:A、若甲为电流表,电流从电源正极流出,经过甲后会分成两条支路,分别经过L1和L2,然后再汇合回到电源负极,且乙为电流表,丙为电压表,所以两灯一定并联,才能都发光,故A正确。
B、由A分析可知,若甲为电流表,要使两灯并联且都能发光,乙处得形成通路,所以乙只能为电流表,故B错误。
C、由A分析可知,若乙为电流表,乙在干路上,测的是干路电流,而不是L1的电流,故C错误。
D、若丙为电流表,甲也为电流表时,电源短路,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了串、并联电路的辨析,以及电路的三种状态。
13.以下关于物质的结构和性质说法正确的是( )
A.物质是由分子和原子构成的,它们是静止不动的
B.原子内部原子核不带电,核外电子带负电
C.金属容易导电是因为它内部有大量可移动的自由电子
D.物质的比热容越大吸热或放热的本领越弱
【分析】(1)一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
(2)原子的构成:带正电的原子核和核外带负电的电子。
(3)容易导电的物体叫导体,导体导电的原因是存在大量的自由电荷;不容易导电的物体叫绝缘体,绝缘体内几乎没有自由电荷。
(4)物质的比热容反映物质吸热或放热的本领强弱。
【解答】解:A、物质是由分子和原子构成的,它们在不停地做无规则运动。故A错误。
B、原子的构成:带正电的原子核和核外带负电的电子,故B错误。
C、导体导电的原因是存在大量的自由电荷,金属容易导电是因为它内部有大量可移动的自由电子,故C正确。
D、物质的比热容越大吸热或放热的本领越强,故D错误。
故选:C。
【点评】此题考查了原子结构、分子热运动、导体的认识及比热容的认识。
14.如图所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S后,在滑片P从最左端向右移动到中间位置的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A2和电流表A1的示数之差不变
B.电流表A2和电流表A1的示数之差变小
C.电压表V和电流表A1的示数之比变大
D.电压表V和电流表A2的示数之比变小
【分析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测通过R1支路的电流,电流表A2测干路的电流,电压表V测电源两端的电压;
根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过R1的电流变化;根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过R2的电流变化,根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化,进而判断出电流表A2和电流表A1的示数之差、电压表V和电流表A1的示数之比、电压表V和电流表A2的示数之比的变化。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测通过R1支路的电流,电流表A2测干路的电流,电压表V测电源两端的电压,
AB、因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过R1的电流不变,即电流表A1的示数不变;
在滑片P从最左端向右移动到中间位置的过程中,接入电路中的电阻变小,由I可知,通过R2的电流变大,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变大,即电流表A2的示数变大,所以电流表A2和电流表A1的示数之差变大,故AB错误;
C、因电源电压不变,所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,电流表A1的示数不变,所以电压表V和电流表A1的示数之比不变,故C错误;
D、由于电压表V的示数不变,电流表A2的示数变大,所以电压表V和电流表A2的示数之比变小,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用,正确的判断电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
15.小红在某次实验中,利用电压表和电流表测量出了多组实验数据,如下表。请根据表中的数据,分析判断她实验时所使用的电路图可能是( )
U/V
3.0
2.5
2.0
1.8
1.5
1.3
I/A
0.20
0.30
0.40
0.44
0.50
0.54
A.
B.
C.
D.
【分析】电流表必须和被测量的用电器串联;
电压表必须与被测用电器并联。
【解答】解:A.此电路中电阻R1和R2串联接入电路,电压表测量定值电阻R1两端电压,电流表测量通过电路中的电流。当电压表示数增大时,由欧姆定律可知通过电阻R1的电流也会变大,与表格中数据不符,故A不符合题意;
B.此电路中R1和R2并联接入电路,由并联电路电压关系可知,电压表的读数一直等于电源电压,不会改变。因此与表格中数据不符,故B不符合题意;
C.此电路中电阻R1和R2串联接入电路,电压表测量滑动变阻器R2两端电压,电流表测量通过电路中的电流。当滑片P向右端移动时,R2的阻值变大,电路中的总电阻增大,由欧姆定律可知通过电路中的电流会减小,R2阻值变大后,由串联分压原理可知此时电压表的示数也会变大,与表格中数据相符,故C符合题意;
D.此电路中R1和R2串联接入电路,电压表测量的是电源电压,因此无论滑片P如何移动,电压表示数不变,与表格中数据不符,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了电流表和电压表的使用。
二、填空与作图题:本题共6题,填空每空1分,作图3分,共17分。
16.水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),如果将2kg的水倒掉一半,剩下的水的比热容是 4.2×103 J/(kg•℃);水结冰后,它的比热容将 改变 (选填“改变”或“不变”);在1标准大气压下,初温为21℃、质量为1kg的水吸收3.36×105J的热量后,温度将升高 79 ℃。
【分析】(1)比热容是物质本身的一种特性,只与这种物质存在的状态有关,而与物质的质量无关,据此进行解答;
(2)已知水的初温、质量、比热容和吸收的热量,利用吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)求水吸收3.36×105J热量后温度变化量,则在1标准大气压下,水的沸点为100℃,已知水初温为21℃,若水的温度升高80℃,则末温超过100℃,因此能算出实际上水升高的温度;
【解答】解:(1)比热容是物质本身的一种特性,当物质种类不变时,只与这种物质存在的状态有关,而与物质的质量无关,所以将2kg的水倒掉一半,剩下的水的比热容不变,仍为4.2×103J/(kg•℃);
水结冰后状态改变了,它的比热容将改变;
(2)由Q吸=cm(t﹣t0)得水的末温:
t80℃,
在1标准大气压下,水的沸点为100℃,已知水初温为21℃,若水的温度升高80℃,则末温超过100℃,因此实际上水升高的温度Δt'=100℃﹣21℃=79℃。
故答案为:4.2×103;改变;79。
【点评】本题考查了学生对比热容的理解、吸热公式的掌握情况,属于基础题。
17.如图为内燃机能量流向图,其中“a”处应该填燃料的 化学 能,“?”处应该填 废气带走的能量 。如果某一单缸内燃机,其飞轮转速是1800r/min,那么该内燃机每秒钟对外做功 15 次。
【分析】(1)热机是燃料燃烧把化学能转化为内能并转化为机械能的装置,根据内燃机能量流向图可得出?处应填写的项目;
(2)内燃机完成1个工作循环,四个冲程,飞轮转2转,对外做功1次。
【解答】解:燃料燃烧的过程就是把燃料的化学能转化为内能的过程,所以其中a处应该填燃料的化学能在内燃机中,在内燃机中,排气冲程废气带走能量最多,约占33~35%。
内燃机完成1个工作循环,完成四个冲程,飞轮转2转,对外做功1次,飞轮的转速为1800r/min=30r/s,即每秒完成15个工作循环,对外做功15次。
故答案为:化学;废气带走的能量;15。
【点评】本题考查热机的有关计算、能量的转化,常见题目。
18.汽车下坡时不能长时间踩刹车,否则最终刹车片会由于温度过高变软失去制动作用,这种改变物体内能的方式属于 做功 ;甲、乙两图是某电动汽车上的“油门”系统的结构原理图,甲图中的O、E、F为变阻器的三个接线柱,驾驶员踩下“油门”时,电路中变阻器阻值减小,电动机的转速变大。乙图中M、N应分别与甲图中的 E、O (选填“E、O”“O、F''或“E、F”)接线柱相连。
【分析】(1)做功和热传递都可以改变物体的内能;
(2)驾驶员踩下“油门”,电路中变阻器阻值减小,则应把O、E接入电路。
【解答】解:踩刹车使刹车片温度变高,这是克服摩擦做功,是通过做功来改变物体的内能;
驾驶员踩下“油门”,电路中变阻器阻值减小,电动机的转速变大。乙图中M、N应分别与甲图中的E、O接入电路。
故答案为:做功;E、O。
【点评】本题考查改变内能的方式、滑动变阻器的连接等知识点,常见题目。
19.如图甲所示的电路,当开关S闭合后,电流表测量的是通过 L2 (选填“电源”“L1”或“L2”)的电流,电流表的指针偏转如图乙所示,电流表的示数为 0.28 A。乙图中接0﹣3A量程,指针位置不变,读数为 1.4 A。
【分析】电流表在使用时要与被测用电器串联在一起;电流表在读数时要先明确量程和分度值,再根据指针位置读数。
【解答】解:由图可知,L1、L2小灯泡并联,电流表与L2小灯泡在同一条支路,故电流表测量小灯泡L2的电流。
由图可知,电流表为小量程,分度值为0.02A,故读数为0.28A;由图可知,电流表为大量程,分度值为0.1A,故读数为1.4A。
故答案为:L2;0.28;1.4。
【点评】本题主要考查了电流表的读数方法、电流表的连接等,电流表是电学中最重要的测量仪器之一,是我们必须熟练掌握的。
20.如图所示的电路中,闭合开关后,小灯泡均能发光,且L1比L2亮,则通过L1和L2的电流之比为 1:1 。已知电源电压是3V且保持不变,开关S闭合后,电压表测 L2 的电压,电压表示数为1V,则灯L1和L2两端的电压之比为 2:1 。
【分析】串联电路中电流处处相等;串联电路中总电压等于各个电阻电压之和。
【解答】解:由电路图可知:灯L1与L2串联,根据串联电路的电流规律可知,通过它们的电流相等,电流之比为1:1。
由电路图可知:灯L1与L2串联,电压表测灯L2两端的电压,S闭合后电压表示数是1V,即灯L2两端的电压是1V,已知电源电压是3V,根据串联电路中电压规律可得,灯L1两端的电压为U1=U﹣U2=3V﹣1V=2V,则两灯两端电压之比为2:1。
故答案为:1:1;L2;2:1。
【点评】本题考查了串联电路中电流和电压的规律,题目难度不大。
21.如图所示,请按图中的实物图在虚线框中画出对应的电路图。
【分析】分析实物图,得出两灯的连接方式,以及开关、电流表的位置,据此画出对应的电路图。
【解答】解:由实物图知,两灯并联,开关S在干路上,开关S1、灯L1在一条支路,灯L2单独一条支路,电路图如图所示:
【点评】本题考查根据实物图画电路图,正确分析电路的连接方式是关键。
三、实验探究题:本题共5题,每空1分,共29分。
22.亲爱的同学,请利用你所掌握的知识解答下列问题。
(1)在容器中先后注入25mL的水和25mL的酒精,两种液体完全混合之后的总体积小于50mL,这是因为分子之间有 间隙 ,该实验选择图甲中的 a (选填“a”或“b”)容器现象更明显。
(2)两瓶内分别装有密度较大的二氧化氮和空气,按如图乙所示的方法来探究扩散现象。其中装二氧化氮的瓶子是 B (选填“A”或“B”),这样做是为了避免 重力 对实验的影响。
【分析】(1)组成物质的分子间存在间隙;利用液柱高度变化显示体积变化,选用细的容器,目的是变化相同的体积时,高度变化明显;
(2)由于空气的密度小于二氧化氮气体,所以一般情况下空气处于二氧化氮气体的上方。
【解答】解:(1)在容器中先后注入25mL的水和25mL的酒精,两种液体混合后体积小于50mL,说明分子间有间隙,为了实验现象更明显,由于体积一定变化的体积也一定,应该选取内径较小的a容器;
(2)二氧化氮的密度大于空气的密度,如果把二氧化氮气体放到上方的话,由于自身密度大的缘故,二氧化氮分子会下沉到下方的空气瓶子中去,就不能说明分子在不停地做无规则运动,因此为减小重力对实验的影响,要把密度小的空气瓶子放到上方的A瓶中,把二氧化氮放在下方的B瓶中。
故答案为:(1)间隙;a;(2)B;重力。
【点评】本题考查分子动理论在生产生活中的应用,要求学生能准确的用所学理论解释相关现象。
23.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择 甲、乙 两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量,是通过 温度计示数的变化 来反映的(选填“温度计示数的变化”或“加热时间”);
(2)比较不同物质吸热升温的特点:应选择 甲、丙 两图进行实验;需要的测量器材如图所示,还需秒表和 天平 ;要比较不同物质吸热的多少应比较 加热时间 (选填“温度计示数的变化”或“加热时间”);
(3)若液体B的比热容是4.2×103J/(kg•℃),液体A的比热容是 2.1×103J/(kg•℃) 。
(4)用加热器给初温相同的甲、乙液体加热(m甲<m乙),两种液体每秒吸收的热量相同,这两种液体的温度,加热时间的图线如图2所示,小明根据图2中0至30s图线信息得出:甲液体的比热容比乙液体的大。你认为小明的说法是否正确 正确 ,你的判断依据 由图2可知,在0﹣30s内,甲乙变化图象是重合的,即甲乙吸收相同的热量,升高相同的温度,由于甲的质量小于乙的质量,根据c可知,甲的比热容大于乙的比热容 。
【分析】(1)比较不同燃料的热值,应控制被加热液体的种类相同而燃料不同;燃料完全燃烧释放的热量可以通过液体温度计示数变化来反映;
(2)比较不同物质吸热升温的特点,应控制燃料相同而吸热物质不同;
根据实验中要测量的量确定所用的器材;
物质吸收热量的多少可以通过加热时间来反映;
(3)由图丁可知升高相同的温度加热时间的关系,即B吸收热量与A的关系,根据c求液体A的比热容;
(4)根据图象,利用c比较比热容的大小。
【解答】解:
(1)比较不同燃料的热值,应选择不同的燃料加热相同的物质,即用甲、乙两图进行实验;质量相同的水,温度变化越大,说明吸收热量越多,所以实验中通过温度计示数来表示燃料放出热量的多少;
(2)比较不同物质吸热升温的特点,应控制燃料相同而吸热物质不同,应选择甲、丙两图进行实验;
因要测量温度的变化和控制不同物质质量相同及控制加热时间,测量温度的工具为温度计,测量质量的工具是天平,测时间的工具为秒表故需要的测量器材:温度计和天平及秒表;
不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的;
(3)如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示,由图可以看出,A温度升高80℃用10分钟,B液体温度升高80℃用20分钟,升高相同的温度,B吸收热量是A的2倍,根据c在质量和升高温度相同的情况下,比热容c与Q成正比,故液体A的比热容是:
cA4.2×103J/(kg•℃)=2.1×103J/(kg•℃);
(4)由图2可知,在0﹣30s内,甲乙变化图象是重合的,即甲乙吸收相同的热量,升高相同的温度,由于甲的质量小于乙的质量,根据c可知,甲的比热容大于乙的比热容。
故答案为:(1)甲、乙;温度计示数的变化;
(2)甲、丙;天平;加热时间;
(3)2.1×103J/(kg•℃);
(4)正确;由图2可知,在0﹣30s内,甲乙变化图象是重合的,即甲乙吸收相同的热量,升高相同的温度,由于甲的质量小于乙的质量,根据c可知,甲的比热容大于乙的比热容。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、测量工具的判断、转换法的应用和比较吸热能力的方法、的运用,为热学中的重要实验。
24.验电器可以用来检验物体是否带电,其结构如图所示,当用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属小球时,金属箔片会张开。请用所学物理知识对这一现象进行解释:
(1)用丝绸摩擦玻璃棒时,玻璃棒 失去 (得到/失去)电子而金属片带上正电荷。
(2)金属箔片张开是因为箔片带上了 正 (正/负)电荷,因 同种电荷相互排斥 而张开。
(3)本实验还可说明金属具有良好的 导电性 (填物理属性)。
(4)验电器 不能 (填“能”或“不能”)判断物体带何种电荷。
【分析】(1)自然界只存在两种电荷,正电荷和负电荷。丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;毛皮摩擦过的橡胶棒带负电;
(2)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:(1)丝绸和玻璃棒摩擦,玻璃棒夺得电子的本领弱,失去电子带正电;丝绸夺得电子的本领强,得到电子带负电;
(2)带正电的玻璃棒接触不带电的验电器时,箔片带上了正电荷,导致两片金属箔带同种电荷,同种电荷相互排斥而张开;
(3)本实验还可说明金属具有良好的导电性;
(4)验电器可以检验物体是否带电,但不能判断物体带何种电荷。
故答案为:(1)失去;(2)正;同种电荷相互排斥;(3)导电性;(4)不能。
【点评】本题考查了摩擦起电的实质、验电器的工作原理,属于基础题目。
25.如图所示,小覃同学所在的兴趣小组正在探究并联电路中电流的规律。
(1)如图甲,实验时需要测量A、B、C三处的电流。图乙是他们某次测量时连接的实验电路,此时电流表测量的是 C (选“A”“B”或“C”)处的电流;
(2)要测量通过L2的电流,只需将图乙中导线 a (选填“a”或“b”)的一端移动到电流表的负接线柱上;重新连接好电路后闭合开关,电流表示数如图丙所示,则电流表的示数为 0.3 A;
(3)该小组另一位同学测出一组A、B、C三处的电流,数据如表所示,由此他得出结论:
A.干路电流等于各支路电流之和
B.各支路电流相等
小组内交流讨论后,一致认为该同学的结论不具 普遍 性,要得到并联电路中电流的规律,还应该选用规格 不相同 (选填“相同”或“不相同”)的灯泡进行实验,因此正确的结论是 A (选“A”或“B”)
IA/A
IB/A
IC/A
0.2
0.2
0.4
【分析】(1)根据电流表与待测电路串联分析;
(2)测量通过L2的电流时,电流表就要与L2串联;根据电流表的量程和分度值读数;
(3)要探究并联电路的电流的特点,应选不同规格的灯泡进行研究。
【解答】解:(1)如图乙是他们某次测量时连接的实验电路,两灯L1、L2并联,电流表接在干路中,测干路电流,此时电流表测量的是如图甲中C点位置。
(2)要测量通过L2的电流,则通过L1的电流不进入电流表,只需将图乙中导线a与灯泡L2左侧接线柱相连接的一端移动到电流表的负接线柱上即可。
闭合开关,电流表示数如图丙所示,电流表连接的是0~0.6A的测量范围,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.3A。
(3)该小组另一位同学测出一组A、B、C三处的电流,而一组数据有偶然性,因此他的结论不具有普遍性。
为寻找普遍规律,还应该选用规格不相同的灯泡进行多次实验。
可得结论是:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。正确的结论为A。
故答案为:(1)C;
(2)a;0.3;
(3)普遍;不相同;A。
【点评】本题探究并联电路中电流的规律,考查电流表使用、电流表读数和对实验方案的改进。
26.在“探究影响导体电阻大小因素”的实验中,小兵、小红提出如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关。
实验室提供4根电阻丝,规格、材料如表所示:
为验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)实验中,在导线夹MN之间接入不同的导体,通过观察 电流表示数大小 来比较导体电阻的大小,这种实验方法叫做转换法。
(2)为了验证上述猜想①,应该选用编号为A和 B 的两根电阻线进行实验。
(3)为了验证上述猜想②,应该选用编号为A和C的两根电阻线进行实验。该实验结论为:当导体的材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越 小 。
【分析】(1)电流表串联在电路中,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小(或小灯泡亮度)判断导体电阻大小;
(2)(3)影响电阻大小的因素有材料、长度、横截面积和温度,根据控制变量法和实验现象分析答题。
【解答】解:(1)实验中,在M、N之间分别接上不同的导体,电路中的电流会发生变化,通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,这种方法属于转换法;
(2)要验证电阻与导体的长度的关系,应控制导体的横截面积与材料相同,而导体的长度不同,由表中数据可知,应选编号为A、B的两根电阻丝进行实验;
(3)将A和C两电阻丝接入电路中M、N两点间,A和C的材料、长度相同,C的横截面积大,发现电阻丝C接入时电流表示数较大,说明其电阻较小;由此,得到的结论是:材料与长度相同的电阻,横截面积越大,电阻越小。
故答案为:(1)电流表示数大小;(2)B; (3)小。
【点评】本题是探究影响电阻大小的因素的探究实验,能够根据电流的大小判断出电阻的大小是关键,分析时注意控制变量法和转换法的应用。
四、综合应用题:本题共2题,共24分,请写出必要的计算过程。
27.阅读短文,回答文后问题。
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(温度差小于15℃),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)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是 C ;
A.速度
B.密度
C.功率
D.效率
(2)一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的散热快慢为q。当物体温度降低到26℃时,散热快慢为 0.6q ;
(3)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℃,保温杯敞开口,水和盐水温度随时间变化的图象如图乙所示(温度低于25℃的图象未画出),降低相同温度时,杯中盐水与水放出的热量之比为 11:12 ;已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐水的比热容为 3.36×103 J/(kg•℃)。
【分析】(1)根据“散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示”逐一分析每个选项,找出符合题意的答案;
(2)根据q=k(t物﹣t环)求出物体温度降低到26℃时的散热快慢;
(3)根据散热快慢的定义结合图乙求出水和盐水放出热量的关系,根据Q放=cmΔt和密度公式列出方程求出盐水的比热容。
【解答】解:(1)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;
(2)由题意可知q=k(t物﹣t环)=k(30℃﹣20℃),解得,
由于散热系数k与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,则散热系数k不变,
当物体温度降低到26℃时,散热快慢为:
q′=k(t物′﹣t环)=k(26℃﹣20℃)6℃=0.6q;
(3)因为水和盐水的初温和末温都相同,即Δt水=Δt盐水=Δt,所以此时水和盐水的散热快慢相同,则水和盐水放出热量之比为:
,
由图可知,水和盐水的体积相同,因为Q放=cmΔt,所以:
,
解得:
c盐水3.5×103J/(kg•℃)。
故答案为:(1)C;(2)0.6q;(3)11:12;3.5×103。
【点评】本题考查功率的定义、密度公式和热量公式的应用,关键是从题目获取解题相关的信息。
28.高铁动车是我国一张亮丽的名片,如图所示我国高铁动车座位上的小桌板,它能承受的最大质量为10kg。为了爱护高铁动车的物品,文明乘坐高铁动车,图甲是岚岚设计的模拟小桌板超重报警的简化电路图,电源电压恒为3V,定值电阻R0规格可选,电压表(选0~3V量程),力敏电阻R的阻值随所受压力F变化关系如图乙所示。力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板,检测时将重物静置于其上。(g取10N/kg)
(1)若重物总质量为0.5kg,求其所受重力;
(2)如果用图甲所示电路检测,当定值电阻R0=1000Ω时,静置在绝缘平板上的重物总质量7kg,求电压表的示数;
(3)岚岚将电压表改接到定值电阻R0两端后,如图丙所示,且将电压表2V刻度线处设置为重物总质量最大值,超过此刻度线代表超载。如果设定检测的重物总质量不超过小桌板承受的最大质量,求R0阻值。
【分析】(1)重物总质量为0.5kg,根据 G=mg得出重力;
(2)根据F=G=m2g得出压力,由图乙可知R的阻值,根据欧姆定律得出此时电路中的电流及电压表的示数;
(3)由题意可知,UR0=2V时,此时重物总质量最大,根据F=G=mg得出重物对绝缘平板的压力,由图乙可知此时的电阻,根据欧姆定律得出电阻R0的阻值。
【解答】解:(1)重物总质量为0.5kg,则重力:G=mg=0.5kg×10N/kg=5N;
(2)F=G=m2g=7kg×10N/kg=70N,
由图乙可知,F=70N时,R=1000Ω,此时电路中的电流:
I1.5×10﹣3A
电压表的示数:
UR=IR=1.5×10﹣3A×1000Ω=1.5V;
(3)由题意可知,U0=2V时,此时重物总质量最大即m3=10kg,
重物对绝缘平板的压力:F=G3=10kg×10N/kg=100N,
由图乙可知,此时的电阻R=250Ω,可得U(R0+R),即3V(R0+250Ω),
解得:电阻R0=500Ω。
答:(1)若重物总质量为0.5kg,其所受重力为5N;
(2)如果用图甲所示电路检测,当定值电阻R0=1000Ω时,静置在绝缘平板上的重物总质量7kg,电压表的示数为1.5V;
(3)岚岚将电压表改接到定值电阻R0两端后,如图丙所示,且将电压表2V刻度线处设置为重物总质量最大值,超过此刻度线代表超载。如果设定检测的重物总质量不超过小桌板承受的最大质量,R0阻值为500Ω。
【点评】本题考查欧姆定律的应用,是一道综合题。
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