精品解析:广东珠海市文园中学2026-2027学年九年级上学期11月期中物理试题
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内容正文:
珠海市文园中学(集团)2026-2027年度第一学期期中考试
九年级物理试卷
说明:本试卷共8页,答题卷共4页,满分100分,考试时间为80分钟。
一、选择题(本大题共7小题,每小题3分,共21分。在每小题列出的四个选项中,只有一个是正确的,请把答题卡上对应题目所选的选项涂黑。)
1. 下列关于生活中常见物理量的估测,最符合实际的是( )
A. 一节新干电池的电压约为
B. 通过正常工作的冰箱的电流约5A
C. 我国家庭电路的电压为
D. 家用普通节能灯的电流约为
2. 下列改变物体内能的方式与“钻木取火”相同的是( )
A. 用木柴烧水 B. 双手互搓取暖
C. 用暖手宝暖手 D. 用冷水冷却鸡蛋
3. 如图所示,下列关于静电现象的说法正确的是( )
A. 甲图,丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,因为玻璃棒得到电子
B. 乙图,细绳悬挂的轻质小球相互吸引,则两小球一定带有异种电荷
C. 丙图,人触摸圆形“铁饼”,是为了消除身体的静电,防止静电引发火灾
D. 丁图,验电器是利用了异种电荷相互吸引的原理工作的
4. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 热量可以从内能少的物体传递到内能多的物体
B. 的冰水混合物内能为零
C. 物体吸收热量后,温度一定升高
D. 物质中分子的运动状态跟温度无关
5. 下列关于电流、电压和电阻的说法中,错误的是( )
A. 规定自由电子定向移动的方向为电流方向
B. 电阻表示导体对电流的阻碍作用
C. 电荷的定向移动形成电流
D. 电压使自由电荷定向移动形成电流
6. 在如图甲所示电路中,V1、V2都是有“0~3V”或“0~15V”两个量程的电压表。当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电压表V1的示数、R1两端的电压分别为( )
A. 12V,2.4V B. 2.4V,12V C. 2.4V,9.6V D. 12V,9.6V
7. 如图所示,是电子握力器的原理图。滑动变阻器端固定,手柄A与变阻器滑片固定在一起,同步运动,握力为零时,滑片处于端。使用时,先闭合开关,手握A柄向下运动压缩弹簧,握力就显示在力量计的表盘上,下列有关此电子握力器的说法中错误的是( )
A. 力量计由电流表改装而成
B. 力量计的零刻度线就是原电表的零刻度线
C. 握力越大,滑动变阻器接入电路的电阻越小
D. 握力越大,弹簧的长度越短
二、填空题(本大题共7小题,每空1分,共21分。)
8. 2026年春晚,机器人与少年武者共同表演,打破了科技与传统的边界,机器人芯片主要材料是___________;我们考试所用铅笔中的石墨是___________;石墨烯被称为“新材料之王”,这种材料在一定条件下电阻可以降为零,可用于制作___________。(均选填“导体”、“绝缘体”、“半导体”或“超导体”)
9. “得闲饮茶”是广东人的日常,茶香四溢,这是___________现象,沸水中茶色很快变浓,这说明温度越高分子运动越___________(选填“剧烈”或“缓慢”),壶嘴上的最后一滴茶汤悬而未滴,是因为分子间具有___________(选填“引力”或“斥力”)。
10. 家用燃油汽车的发动机属于内燃机,如图是内燃机四冲程工作时___________冲程,发生的能量转化是___________能转化为___________能。
11. 由于能量在转化过程中具有___________性,部分生产活动中所转化形成的内能将无法自发地转化为人类需要的机械能,因此我们需要节约能源并不断开发新能源,如“光伏工程”中太阳能电池就是将太阳能转化为___________能。如图所示电阻箱,此时接入电路的电阻值读数是___________。
12. 九洲大道快速化改造时用到了挖掘机,其动力由柴油机提供。该柴油机能量流向如图所示,则其效率为___________,当柴油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率会___________(选填“升高”、“降低”或“不变”),此时油箱中柴油的热值会___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
13. 小海利用如图所示装置探究影响导体电阻大小的因素,A、B、C、D为四根电阻丝,实验中,通过观察___________来判断接入MN之间电阻的大小。当探究电阻与横截面积的关系时应选择___________两根电阻丝接入电路,这种研究方法称为___________法。
14. 如图所示,开关闭合后,灯L1、L2都能发光,则甲是______(选填“电压表”或“电流表”);若开关断开后,灯L1、L2都能发光,则甲是______(选填“电压表”或“电流表”)此时灯L1、L2是______的(选填“串联”或“并联”).
三、作图题(本大题7分。)
15.
(1)根据如图所示实物图,在虚线框内画出相应的电路图。
(2)如图所示,请用笔画线代替导线,将电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片P向右滑动,电流表的示数增大,电压表测电阻R电压)。
(3)如图所示,为了能在黑暗环境下打羽毛球,小明设计了“夜光羽毛球”。该羽毛球只有在黑暗环境下且处于震动状态时,才会发光。已知为光控开关(黑暗环境下闭合、明亮环境下断开),为震动开关(震动时闭合、静置时断开),请以笔画线代替导线将电路图补充完整。
四、实验题(本大题共3小题,每空1分,共20分。)
16. 如图是热学的几个小实验。
(1)如图(1)所示,向下压缩气体时,气体的内能___________(选填“增大”或“减小”),这是通过___________的方式改变内能。如图(2)所示,打气后瓶塞跳出,瓶口出现白雾,这说明物体对外做功其内能___________(选填“增大”或“减小”),温度___________(选填“升高”或“降低”)。
(2)用图(3)所示装置演示气体扩散现象,其中一瓶装有密度比空气密度大的二氧化氮气体,另一瓶装有空气,为了让实验更可靠,装二氧化氮气体的应是___________(选填“A”或“B”)瓶;
(3)在“比较不同物质的吸热情况”实验中,用相同的加热装置对质量均为100 g的两种液体加热,它们的温度随加热时间变化的关系图像如图(4)所示,则___________(选填“”或“”)液体的吸热能力更强。若液体的比热容为,则加热,液体吸收的热量为___________
17. 探究串联电路中电压的规律,实验电路如图甲所示。电源为两节干电池。
实验次数
电压/V
电压/V
电压/V
1
1.8
3.0
2
1.3
1.7
3.0
3
1.1
1.9
3.0
4
1.5
1.5
3.0
(1)连接电路前,发现电压表的指针指在零刻度线左侧,接下来需要进行的操作是_______________。
(2)用电压表测出电压、和。其中测时,电压表的示数如图乙所示,为________V。接着更换小灯泡多次实验,数据记录如表所示。
①分析第1、2、3次实验的数据,可以得出结论:在串联电路中,________;
②分析第4次实验的数据,得出结论:串联电路中各用电器两端的电压相等。这个结论是________(选填“正确”或“错误”)的。出现这种情况的原因可能是________。
(3)下列实验中进行多次测量的目的与本实验不同的是________(填字母)。
A. 测量物体的长度 B. 探究影响摩擦力大小的因素 C. 探究杠杆的平衡条件
18. 小珠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。
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘了___________。
(2)如图乙是他测量某次电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是___________(选“A”、“B’或“C”)处的电流;此时闭合开关,观察到灯发光,但灯不发光,电流表有偏转,电路可能存在的故障是___________;
(3)他在测量处的电流时,发现电流表的指针偏转如图丙所示,原因是___________;在排除故障后,电流表的示数如图丁所示,则电流表的示数为___________A。
(4)下表是小珠同学的部分实验数据。由此得出的实验结论是:在并联电路中,___________(只写表达式,用和表示)。
实验序号
1
0.28
0.18
0.46
2
0.34
0.20
0.54
3
0.70
0.30
1.00
(5)实验完成后,小珠重新设计了一个电路,如图戊所示:想要不用更换电流表的位置,就可直接测出流过和干路的电流。小珠仔细观察电路后,发现还需改变一条导线的连接,请你帮小珠完成电路设计。(把在需要改动的导线上画“”,并用笔画线代替导线画出正确的连接。)
五、计算题(本大题共2小题,19题6分,20题7分,共13分)
19. 如图甲电源电压是,开关闭合时两灯正常发光,电流表示数分别如图乙、丙所示,设灯丝的电阻不随温度而改变,求:
(1)该电路中电流表的示数分别是多少?
(2)通过灯的电流分别是多少?
(3)灯两端的电压分别是多少?
20. 某品牌无人驾驶汽车在一段平直的公路上匀速行驶6.9km,用时345s,消耗燃油1.5kg,已知汽车的牵引力是2000N,燃油的热值为4.6×107J/kg,假设燃油完全燃烧,通过计算可知:
(1)消耗的燃油完全燃烧放出的热量是多少J?
(2)汽车牵引力做功的功率是多大?
(3)汽车发动机的效率是多大?
六、综合能力题(本大题共3小题,每空1分,共18分。)
21. 小亮和姐姐想为奶奶制作一台简易的调光台灯。
(1)他们两个分别设计了四种电路图,能改变台灯亮度的是___________。
A. B.
C. D.
(2)小亮查资料得到某款LED灯的一些参数如下表:
类型
发光部件
额定电压
照明10m2所需功率
发光效率
LED灯
二极管
22V
7W
80%
①根据参数LED灯消耗了3000J的电能,会获得___________J的光能。
②家庭电路中,为保证电路安全应至少串联___________个LED灯进行使用。
(3)姐姐认为手动调节亮度不方便,提出设想:不用滑动变阻器,在图丙所示的电路接一个阻值随光照强度改变的光敏电阻,实现根据环境亮度自动调光。
①要实现姐姐的设想,应该选择___________。
A.在之间接光敏电阻,在之间连接导线
B.在之间连接导线,在之间接光敏电阻
C.只在之间接光敏电阻
D.只在之间接光敏电阻
②应该选择阻值随光照强度的增强而___________(选填“增大”或“减小”)的光敏电阻,原因是_________________________________。
22. 2026年全球首个实现“海上风电直连+海水自然冷却”的海底数据中心在国内正式启用。如题图1,海上风电直连,是通过电缆将海上风电与海底数据中心直接连通的供电模式。风机发出的电能,输送至海底数据舱和海水自然冷却装置等。海水自然冷却是利用低温海水吸收数据舱内服务器工作时产生的热量,使服务器工作状态保持正常,即舱内温度不超过20℃;抽水泵功率越大,冷却管道中海水流速越大。
(1)相对于传统冷却方式,该数据中心选择了海水自然冷却。
①满负荷运行时,假设每秒钟有的海水被抽水泵送进冷却管道,流经数据舱,海水吸收的热量,吸热后温度升高___________℃。(已知约为,约为。)
②利用海水自然冷却的优点:___________________________(写出一点即可)
(2)工程上,常用“能源利用率”作为评价数据中心能效的重要指标,简称PUE。,其中为数据中心所有用电设备消耗的总功率,为数据中心所有IT设备消耗的总功率。PUE值越接近1,数据中心越节能。
①A、B两个地区数据中心行业的PUE均值如图2,选址建设数据中心,如果你是项目论证参与者,你建议选择的地区是___________。
②该海底数据中心的IT设备总功率达2.3 MW,若PUE为1.2,则该数据中心非IT设备消耗的电功率是___________MW。
③某仿真研究表明,舱内最高温度与海水流速关系如图3,由图可知,若海水流速越大,则舱内最高温度___________。(选填“越高”或“越低”)
④有观点认为,冷却管道中海水流速越大越好。你是否支持这一观点?若支持,写出你的理由;若不支持,写出你的理由并提出建议。______________________。
23. 某混合动力汽车启动时,内燃机不工作,车内蓄电池输出能量;当高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输出能量,同时又可以向蓄电池充电;当车辆需要全力加速时,内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池,当电池使用到剩下最大容量的20%时停止供电。
(1)当发电机给蓄电池充电时,蓄电池相当于___________(选填“用电器”或“电源”);司机拨动转向横杆,汽车转向灯同时亮,转向横杆相当于电路中的___________。
(2)在该混合动力汽车上装有一种定时音乐播放器其原理如图丙所示。当闭合开关S,“定时开关”处于闭合状态时,指示灯___________亮,播放器___________播放音乐。(均选填“会”或“不会”)
(3)如图丁所示是汽车上的转速表,表盘上的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。如果汽车用的是四冲程汽油机,请根据图中信息计算此时发动机一个气缸每分钟完成做功冲程的次数是___________。
(4)该车制动减速的过程中,机械能转化为电能和内能,转化的电能与内能之比为,如题图乙是机械能的变化量与速度变化量的关系图像,若该车从开始减速,转化的电能为,则该车的速度将会减小到___________。
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珠海市文园中学(集团)2026-2027年度第一学期期中考试
九年级物理试卷
说明:本试卷共8页,答题卷共4页,满分100分,考试时间为80分钟。
一、选择题(本大题共7小题,每小题3分,共21分。在每小题列出的四个选项中,只有一个是正确的,请把答题卡上对应题目所选的选项涂黑。)
1. 下列关于生活中常见物理量的估测,最符合实际的是( )
A. 一节新干电池的电压约为
B. 通过正常工作的冰箱的电流约5A
C. 我国家庭电路的电压为
D. 家用普通节能灯的电流约为
【答案】C
【解析】
【详解】A.一节新干电池的标准电压为1.5V,故A不符合题意;
B.家用电冰箱的电流约为1A,故B不符合题意;
C.我国家庭电路电压,故C符合题意;
D.家用普通节能灯的电流约为0.1A,故D不符合题意。
故选C。
2. 下列改变物体内能的方式与“钻木取火”相同的是( )
A. 用木柴烧水 B. 双手互搓取暖
C. 用暖手宝暖手 D. 用冷水冷却鸡蛋
【答案】B
【解析】
【详解】钻木取火通过克服摩擦做功的方式改变物体内能。
A.用木柴烧水通过热传递的方式改变物体内能,与题干方式不同,故A不符合题意;
B.双手互搓取暖通过克服摩擦做功的方式改变物体内能,与题干方式相同,故B符合题意;
C.用暖手宝暖手通过热传递的方式改变物体内能,与题干方式不同,故C不符合题意;
D.用冷水冷却鸡蛋通过热传递的方式改变物体内能,与题干方式不同,故D不符合题意。
故选B。
3. 如图所示,下列关于静电现象的说法正确的是( )
A. 甲图,丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,因为玻璃棒得到电子
B. 乙图,细绳悬挂的轻质小球相互吸引,则两小球一定带有异种电荷
C. 丙图,人触摸圆形“铁饼”,是为了消除身体的静电,防止静电引发火灾
D. 丁图,验电器是利用了异种电荷相互吸引的原理工作的
【答案】C
【解析】
【详解】A.丝绸摩擦玻璃棒时,玻璃棒失去电子带正电,故A错误;
B.带电体具有吸引轻小物体的性质,两小球相互吸引,可能带异种电荷,也可能一个带电一个不带电,故B错误;
C.圆形“铁饼”是静电释放器,静电释放器和大地相连,人触摸圆形“铁饼”,可以转移人体多余的电荷,消除身体的静电,防止静电引发火灾,故C正确;
D.验电器是利用同种电荷相互排斥的原理工作的,故D错误。
故选C。
4. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 热量可以从内能少的物体传递到内能多的物体
B. 的冰水混合物内能为零
C. 物体吸收热量后,温度一定升高
D. 物质中分子的运动状态跟温度无关
【答案】A
【解析】
【详解】A.热传递的发生条件是物体间存在温度差,与物体内能大小无直接关联,内能少的物体若温度更高,热量可向内能多但温度更低的物体传递,故A正确;
B.一切物体在任何温度下都具有内能,0℃的冰水混合物内能不可能为零,故B错误;
C.晶体熔化过程中持续吸热但温度保持不变,因此物体吸收热量后温度不一定升高,故C错误;
D.分子无规则运动的剧烈程度与温度直接相关,温度越高分子运动越剧烈,故D错误。
故选A。
5. 下列关于电流、电压和电阻的说法中,错误的是( )
A. 规定自由电子定向移动的方向为电流方向
B. 电阻表示导体对电流的阻碍作用
C. 电荷的定向移动形成电流
D. 电压使自由电荷定向移动形成电流
【答案】A
【解析】
【详解】A.物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向,自由电子带负电,其定向移动方向与规定的电流方向相反,故A错误;
B.电阻是表示导体对电流的阻碍作用大小的物理量,电阻越大,对电流的阻碍作用越大,故B正确;
C.电荷的定向移动会形成电流,正电荷和负电荷都会定向移动形成电流,故C正确;
D.电压是形成电流的原因,可推动自由电荷定向移动形成电流,故D正确。
本题选择描述错误的,故选A。
6. 在如图甲所示电路中,V1、V2都是有“0~3V”或“0~15V”两个量程的电压表。当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电压表V1的示数、R1两端的电压分别为( )
A. 12V,2.4V B. 2.4V,12V C. 2.4V,9.6V D. 12V,9.6V
【答案】D
【解析】
【详解】与串联,电压表测电源电压,电压表测两端的电压。因为串联电路中总电压大于分电压,所以选量程,分度值,指针指在处,即总电压; 选量程,分度值,指针指在处,即两端电压,两端电压
因此电压表的示数为,两端的电压为。
故选D。
7. 如图所示,是电子握力器的原理图。滑动变阻器端固定,手柄A与变阻器滑片固定在一起,同步运动,握力为零时,滑片处于端。使用时,先闭合开关,手握A柄向下运动压缩弹簧,握力就显示在力量计的表盘上,下列有关此电子握力器的说法中错误的是( )
A. 力量计由电流表改装而成
B. 力量计的零刻度线就是原电表的零刻度线
C. 握力越大,滑动变阻器接入电路的电阻越小
D. 握力越大,弹簧的长度越短
【答案】B
【解析】
【详解】A.力量计串联在电路中,依据电流表需串联在电路中,力量计由电流表改装而成,故A正确;
B.设电源电压为,灯泡电阻为,变阻器最大阻值为;握力为零时滑片在a端,接入电阻为,由欧姆定律得,因且,故,力量计示数不为0,即力量计零刻度线不是原电表零刻度线,故B错误;
C.握力越大,滑片向下运动,变阻器接入电路的电阻丝长度变短;依据影响电阻大小的因素(导体越短电阻越小)可知接入电阻越小,故C正确;
D.握力越大,弹簧受到的压力越大;依据力可以改变物体形状,弹簧压缩形变越大,长度越短,故D正确。
本题选择描述错误的,故选B。
二、填空题(本大题共7小题,每空1分,共21分。)
8. 2026年春晚,机器人与少年武者共同表演,打破了科技与传统的边界,机器人芯片主要材料是___________;我们考试所用铅笔中的石墨是___________;石墨烯被称为“新材料之王”,这种材料在一定条件下电阻可以降为零,可用于制作___________。(均选填“导体”、“绝缘体”、“半导体”或“超导体”)
【答案】 ①. 半导体 ②. 导体 ③. 超导体
【解析】
【详解】机器人芯片的核心功能是实现电路的逻辑控制与信号传输,初中物理明确芯片的主要制作材料硅属于半导体,符合半导体单向导电、可调控电学性能的特点;
石墨内部存在大量可自由移动的电荷,很容易导电,属于导体,日常我们用2B铅笔涂答题卡能让读卡设备识别,就是利用了石墨的导电特性;
电阻降为零的现象是超导现象,具备这种特性的材料叫做超导体,零电阻的特性可以让它在输电、超导磁体等场景使用,不会产生电流的热损耗。
9. “得闲饮茶”是广东人的日常,茶香四溢,这是___________现象,沸水中茶色很快变浓,这说明温度越高分子运动越___________(选填“剧烈”或“缓慢”),壶嘴上的最后一滴茶汤悬而未滴,是因为分子间具有___________(选填“引力”或“斥力”)。
【答案】 ①.
扩散 ②.
剧烈 ③.
引力
【解析】
【详解】茶香四溢是因为茶的分子在永不停息地做无规则运动,分子扩散到空气中,属于扩散现象。
因分子无规则运动的剧烈程度与温度有关,温度越高分子运动越剧烈,故沸水中茶色很快变浓。
壶嘴的最后一滴茶汤悬而未滴,是因为茶汤的水分子之间存在相互吸引的作用力,让液滴的分子不会轻易分散滴落,体现了分子间具有引力。
10. 家用燃油汽车的发动机属于内燃机,如图是内燃机四冲程工作时___________冲程,发生的能量转化是___________能转化为___________能。
【答案】 ①.
压缩 ②.
机械 ③.
内
【解析】
【详解】由图中两个气门均关闭、火花塞未点火,可知该冲程为压缩冲程;压缩冲程中活塞对汽缸内气体做功,故能量转化为机械能转化为内能。
11. 由于能量在转化过程中具有___________性,部分生产活动中所转化形成的内能将无法自发地转化为人类需要的机械能,因此我们需要节约能源并不断开发新能源,如“光伏工程”中太阳能电池就是将太阳能转化为___________能。如图所示电阻箱,此时接入电路的电阻值读数是___________。
【答案】 ①.
方向 ②.
电 ③.
2035
【解析】
【详解】能量转化具有方向性:内能无法自发地从低温物体转移到高温物体,也无法自发全部转化为机械能而不产生其他影响,因此可利用的能源会不断减少,需要节约能源。
太阳能电池的作用是将太阳能直接转化为电能,是光伏工程的核心能量转化装置。
电阻箱读数规则是将每个旋钮对准的数字乘以对应倍率后相加:
×1000挡位对准2
×100挡位对准0
×10挡位对准3
×1挡位对准5
总和为
12. 九洲大道快速化改造时用到了挖掘机,其动力由柴油机提供。该柴油机能量流向如图所示,则其效率为___________,当柴油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率会___________(选填“升高”、“降低”或“不变”),此时油箱中柴油的热值会___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①.
36% ②.
降低 ③.
不变
【解析】
【详解】柴油机的效率为
因柴油燃烧不充分时,有用功占燃料完全燃烧放出总能量的比例减小,故发动机的效率会降低;
因热值是燃料的固有属性,仅与燃料种类有关,与燃烧情况无关,故油箱中柴油的热值不变。
13. 小海利用如图所示装置探究影响导体电阻大小的因素,A、B、C、D为四根电阻丝,实验中,通过观察___________来判断接入MN之间电阻的大小。当探究电阻与横截面积的关系时应选择___________两根电阻丝接入电路,这种研究方法称为___________法。
【答案】 ①. 小灯泡的亮度 ②. B、C ③. 控制变量
【解析】
【详解】电阻的大小无法直接观察,本电路中电源电压不变,MN间接入的电阻越大,电路电流就越小,小灯泡就越暗;反之灯泡越亮。因此可以通过小灯泡的亮度间接反映接入电阻的大小,这是转换法的应用。
根据控制变量法,探究电阻和横截面积的关系时,必须保持导体的材料、长度完全相同,仅横截面积不同。四根电阻丝中,B和C都是镍铬材质、长度一致,横截面积分别为S和2S,满足实验要求。
探究多个变量对电阻的影响时,每次只改变一个待研究的变量、控制其余所有变量保持不变,这种方法叫做控制变量法。
14. 如图所示,开关闭合后,灯L1、L2都能发光,则甲是______(选填“电压表”或“电流表”);若开关断开后,灯L1、L2都能发光,则甲是______(选填“电压表”或“电流表”)此时灯L1、L2是______的(选填“串联”或“并联”).
【答案】 ①. 电压表 ②. 电流表 ③. 并联
【解析】
【详解】[1]由电路图可知,当开关S闭合时,如果乙为电流表,将会造成电源短路;如果甲为电流表,则灯泡L2被短路,不能工作,所以甲、乙均为电压表。
[2][3]若开关S断开后,若甲是电压表,会造成电路断路,灯泡不能工作,所以甲是电流表,若乙为电压表,灯泡L2断路,所以乙为电流表,当两电表同时换成电流表,该电路为并联电路,电流表甲测干路电流,电流表乙测量通过灯泡L2的电流,两灯泡电压相同,且都安全发光。
三、作图题(本大题7分。)
15.
(1)根据如图所示实物图,在虚线框内画出相应的电路图。
(2)如图所示,请用笔画线代替导线,将电路连接完整(要求:滑动变阻器滑片P向右滑动,电流表的示数增大,电压表测电阻R电压)。
(3)如图所示,为了能在黑暗环境下打羽毛球,小明设计了“夜光羽毛球”。该羽毛球只有在黑暗环境下且处于震动状态时,才会发光。已知为光控开关(黑暗环境下闭合、明亮环境下断开),为震动开关(震动时闭合、静置时断开),请以笔画线代替导线将电路图补充完整。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由实物图可知,两灯并联在电路中,电流表接在干路上,测干路的电流。电流从电源正极流出,经过开关分成两条支路,两条支路电流分别流经L1、L2,汇聚后经过电流表,最后流回电源负极。据此画出对应的电路图。
【小问2详解】
要求滑片P向右滑动时电流表示数增大,说明滑动变阻器接入电路的电阻需要减小。滑动变阻器按“一上一下”接线,接入电阻为下接线柱到滑片的部分,因此需要将滑动变阻器右下接线柱接入电路,此时滑片右移,接入电阻丝长度变短,电阻减小,电流增大;要求电压表测R两端电压,因此电压表需要并联在R两端,电源为两节干电池总电压为3V,电压表选0~3V量程即可。
【小问3详解】
根据题意可知,羽毛球只有同时满足黑暗环境和处于震动状态两个条件时灯才发光,也就是只有、两个开关同时闭合,电路才导通;任意一个开关断开,电路就断路。因此将电源、震动开关、光控开关、灯泡L依次用导线首尾顺次连接,组成一条串联电路即可。
四、实验题(本大题共3小题,每空1分,共20分。)
16. 如图是热学的几个小实验。
(1)如图(1)所示,向下压缩气体时,气体的内能___________(选填“增大”或“减小”),这是通过___________的方式改变内能。如图(2)所示,打气后瓶塞跳出,瓶口出现白雾,这说明物体对外做功其内能___________(选填“增大”或“减小”),温度___________(选填“升高”或“降低”)。
(2)用图(3)所示装置演示气体扩散现象,其中一瓶装有密度比空气密度大的二氧化氮气体,另一瓶装有空气,为了让实验更可靠,装二氧化氮气体的应是___________(选填“A”或“B”)瓶;
(3)在“比较不同物质的吸热情况”实验中,用相同的加热装置对质量均为100 g的两种液体加热,它们的温度随加热时间变化的关系图像如图(4)所示,则___________(选填“”或“”)液体的吸热能力更强。若液体的比热容为,则加热,液体吸收的热量为___________
【答案】(1) ①. 增大 ②. 做功 ③. 减小 ④. 降低
(2)B (3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
图1向下压缩气体时,外力对气体做功,机械能转化为内能,因此气体内能增大,这是通过做功的方式改变内能;图2瓶塞跳出时,瓶内气体推动瓶塞对外做功,内能转化为瓶塞的机械能,因此气体内能减小,温度降低,瓶内的水蒸气遇冷液化形成我们看到的白雾。
【小问2详解】
二氧化氮密度比空气大,如果把它放在上方瓶中,重力会让二氧化氮自然向下沉降,无法说明是分子无规则运动产生的扩散现象。因此要把二氧化氮放在下方的B瓶,抽去玻璃板后最终两瓶气体混合均匀,才能充分证明扩散现象的本质是分子永不停息做无规则运动。
【小问3详解】
相同加热装置意味着相同时间内两种液体吸收的热量相等,质量相同的不同物质,升高相同温度时,加热时间越长、吸收热量越多,说明吸热能力(比热容)越强。从图4可见,都从15℃升温到35℃时,a需要8min,b需要12min,b吸收的热量更多,因此b的吸热能力更强;
b的质量
温度变化
液体吸收的热量
17. 探究串联电路中电压的规律,实验电路如图甲所示。电源为两节干电池。
实验次数
电压/V
电压/V
电压/V
1
1.8
3.0
2
1.3
1.7
3.0
3
1.1
1.9
3.0
4
1.5
1.5
3.0
(1)连接电路前,发现电压表的指针指在零刻度线左侧,接下来需要进行的操作是_______________。
(2)用电压表测出电压、和。其中测时,电压表的示数如图乙所示,为________V。接着更换小灯泡多次实验,数据记录如表所示。
①分析第1、2、3次实验的数据,可以得出结论:在串联电路中,________;
②分析第4次实验的数据,得出结论:串联电路中各用电器两端的电压相等。这个结论是________(选填“正确”或“错误”)的。出现这种情况的原因可能是________。
(3)下列实验中进行多次测量的目的与本实验不同的是________(填字母)。
A. 测量物体的长度 B. 探究影响摩擦力大小的因素 C. 探究杠杆的平衡条件
【答案】(1)对电压表调零
(2) ①. 1.2 ②. 电源两端的电压等于各用电器两端的电压之和 ③. 错误 ④. 用了两个规格相同的小灯泡 (3)A
【解析】
【小问1详解】
连接电路前,发现电压表指针指向零刻度线左侧,说明电压表没有调零,所以接下来要对电压表调零。
【小问2详解】
由图乙可知,电压表选用的量程为,分度值为,读数为;
分析第1、2、3次实验的数据,可得
即在串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和;
由第4次实验数据可知,仅用一次规格相同的小灯泡实验得到“各用电器电压相等”的结论具有偶然性,不具备普遍意义,因此该结论错误,原因是实验时选择了两个规格完全相同的小灯泡。
【小问3详解】
本实验进行多次测量的目的是寻找普遍规律,避免偶然性。
A.测量物体的长度,多次测量的目的是求平均值,减小误差,故A符合题意;
B.探究摩擦力大小的因素、探究杠杆的平衡条件的实验过程中,多次实验都是为了寻找普遍规律,避免偶然性,故BC不符合题意。
故选A。
18. 小珠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。
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘了___________。
(2)如图乙是他测量某次电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是___________(选“A”、“B’或“C”)处的电流;此时闭合开关,观察到灯发光,但灯不发光,电流表有偏转,电路可能存在的故障是___________;
(3)他在测量处的电流时,发现电流表的指针偏转如图丙所示,原因是___________;在排除故障后,电流表的示数如图丁所示,则电流表的示数为___________A。
(4)下表是小珠同学的部分实验数据。由此得出的实验结论是:在并联电路中,___________(只写表达式,用和表示)。
实验序号
1
0.28
0.18
0.46
2
0.34
0.20
0.54
3
0.70
0.30
1.00
(5)实验完成后,小珠重新设计了一个电路,如图戊所示:想要不用更换电流表的位置,就可直接测出流过和干路的电流。小珠仔细观察电路后,发现还需改变一条导线的连接,请你帮小珠完成电路设计。(把在需要改动的导线上画“”,并用笔画线代替导线画出正确的连接。)
【答案】(1)断开开关
(2) ①. B ②. 断路
(3) ①. 电流表正负接线柱接反了 ②. 0.24
(4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
连接电路的规范操作要求连接过程中开关必须断开,刚接完导线电流表就偏转,说明电路已经接通,是连接时忘记断开开关了。
【小问2详解】
图乙中电流表接在支路上,对应甲图的B点位置,所以此时电流表测量的是B处的电流;
并联电路中发光、电流表有示数说明支路正常,不发光,说明故障是断路,若短路会造成电源短路,两灯都不亮,不符合现象。
【小问3详解】
图丙指针反向偏转,是电流从电流表负接线柱流入、正接线柱流出,即正负接线柱接反;
图丁电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针指向0.2A后第2小格,读数为0.24A。
【小问4详解】
分析表格三组数据,干路电流等于两条支路电流、之和,可以得出结论并联电路干路电流等于各支路电流之和,即。
【小问5详解】
由图戊可知,并联,想要不用更换电流表的位置,就可直接测出流过和干路的电流,可结合并联电路的特点去实现。可将上方开关的右接线柱与电源正极连接线打×,改接在电流表的负接线柱,最终实现:只闭合上方开关时电流表测的电流,只闭合下方开关时电流表测的电流,两个开关同时闭合时电流表测干路电流,无需移动电流表位置即可完成三次测量。
五、计算题(本大题共2小题,19题6分,20题7分,共13分)
19. 如图甲电源电压是,开关闭合时两灯正常发光,电流表示数分别如图乙、丙所示,设灯丝的电阻不随温度而改变,求:
(1)该电路中电流表的示数分别是多少?
(2)通过灯的电流分别是多少?
(3)灯两端的电压分别是多少?
【答案】(1)
,
(2)
1A,0.5A (3)
12V,12V
【解析】
【小问1详解】
开关S闭合,与并联,测干路电流,测支路电流。由并联电路干路电流大于支路电流可知,选用量程,选用量程。量程为,分度值,示数
量程为,分度值,示数
【小问2详解】
测支路电流,故通过的电流
干路电流等于示数,即
由并联电路电流规律,得通过的电流
【小问3详解】
由并联电路电压规律可知,各支路两端电压等于电源电压,故
20. 某品牌无人驾驶汽车在一段平直的公路上匀速行驶6.9km,用时345s,消耗燃油1.5kg,已知汽车的牵引力是2000N,燃油的热值为4.6×107J/kg,假设燃油完全燃烧,通过计算可知:
(1)消耗的燃油完全燃烧放出的热量是多少J?
(2)汽车牵引力做功的功率是多大?
(3)汽车发动机的效率是多大?
【答案】(1);(2);(3)20%
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)燃油完全燃烧放出的热量
(2)汽车牵引力做功
汽车牵引力做功的功率
(3)汽车发动机的效率
答:(1)消耗的燃油完全燃烧放出的热量是;
(2)汽车牵引力做功的功率是;
(3)汽车发动机的效率是20%。
六、综合能力题(本大题共3小题,每空1分,共18分。)
21. 小亮和姐姐想为奶奶制作一台简易的调光台灯。
(1)他们两个分别设计了四种电路图,能改变台灯亮度的是___________。
A. B.
C. D.
(2)小亮查资料得到某款LED灯的一些参数如下表:
类型
发光部件
额定电压
照明10m2所需功率
发光效率
LED灯
二极管
22V
7W
80%
①根据参数LED灯消耗了3000J的电能,会获得___________J的光能。
②家庭电路中,为保证电路安全应至少串联___________个LED灯进行使用。
(3)姐姐认为手动调节亮度不方便,提出设想:不用滑动变阻器,在图丙所示的电路接一个阻值随光照强度改变的光敏电阻,实现根据环境亮度自动调光。
①要实现姐姐的设想,应该选择___________。
A.在之间接光敏电阻,在之间连接导线
B.在之间连接导线,在之间接光敏电阻
C.只在之间接光敏电阻
D.只在之间接光敏电阻
②应该选择阻值随光照强度的增强而___________(选填“增大”或“减小”)的光敏电阻,原因是_________________________________。
【答案】(1)C (2) ①. 2400 ②. 10
(3) ①. C ②. 增大 ③. 光照强度越强,光敏电阻阻值越大,电路中电流越小,灯泡亮度越暗,可实现环境亮时台灯变暗、环境暗时台灯变亮的自动调光效果
【解析】
【小问1详解】
用滑动变阻器控制灯泡亮度,需要将滑动变阻器与灯泡串联。
A.滑动变阻器与灯泡被短路,不能控制灯泡亮度,故A不符合题意;
B.滑动变阻器左半部分长度接入电路,右半部分长度与灯泡被短路,故B不符合题意;
C.滑动变阻器右半部分长度与灯泡串联,左半部分长度被短路,移动滑片,能够改变灯泡亮度,故C符合题意;
D.滑动变阻器与灯泡并联,故D不符合题意。
故选C。
【小问2详解】
①获得的光能为
②家庭电路电压为220V,串联电路总电压等于各部分电压之和,所需LED灯数量为
【小问3详解】
①要实现自动调光,需要光敏电阻改变电路总电流,因此光敏电阻需与灯泡串联,所以在a、b之间接光敏电阻,光敏电阻与灯泡串联,c、d之间不能接导线,否则灯泡被短路,故只在a、b之间接光敏电阻,故选C。
②要实现自动调光,环境亮度越高(光照越强),台灯亮度应越低。光照强度增强时,光敏电阻阻值增大,电路总电阻增大,电流减小,亮度变暗,符合调光需求,因此应选择阻值随光照强度增强而增大的光敏电阻。
22. 2026年全球首个实现“海上风电直连+海水自然冷却”的海底数据中心在国内正式启用。如题图1,海上风电直连,是通过电缆将海上风电与海底数据中心直接连通的供电模式。风机发出的电能,输送至海底数据舱和海水自然冷却装置等。海水自然冷却是利用低温海水吸收数据舱内服务器工作时产生的热量,使服务器工作状态保持正常,即舱内温度不超过20℃;抽水泵功率越大,冷却管道中海水流速越大。
(1)相对于传统冷却方式,该数据中心选择了海水自然冷却。
①满负荷运行时,假设每秒钟有的海水被抽水泵送进冷却管道,流经数据舱,海水吸收的热量,吸热后温度升高___________℃。(已知约为,约为。)
②利用海水自然冷却的优点:___________________________(写出一点即可)
(2)工程上,常用“能源利用率”作为评价数据中心能效的重要指标,简称PUE。,其中为数据中心所有用电设备消耗的总功率,为数据中心所有IT设备消耗的总功率。PUE值越接近1,数据中心越节能。
①A、B两个地区数据中心行业的PUE均值如图2,选址建设数据中心,如果你是项目论证参与者,你建议选择的地区是___________。
②该海底数据中心的IT设备总功率达2.3 MW,若PUE为1.2,则该数据中心非IT设备消耗的电功率是___________MW。
③某仿真研究表明,舱内最高温度与海水流速关系如图3,由图可知,若海水流速越大,则舱内最高温度___________。(选填“越高”或“越低”)
④有观点认为,冷却管道中海水流速越大越好。你是否支持这一观点?若支持,写出你的理由;若不支持,写出你的理由并提出建议。______________________。
【答案】(1) ①.
5 ②.
节能 (2) ①.
地区B ②.
0.46 ③.
越低 ④.
不支持,理由:海水流速越大,抽水泵消耗的电能越多,会增加能耗,降低能源利用率。建议:在保证舱内温度不超过20℃的前提下,选用合适的较低海水流速以节约电能。
【解析】
【小问1详解】
根据题意,每秒抽入的海水体积
海水的质量
海水吸热后温度升高
相对于传统冷却方式,海水自然冷却的优点包括:节约淡水资源;利用自然冷源,减少传统制冷设备的电能消耗;无氟利昂等制冷剂,更加环保。
【小问2详解】
PUE值越接近1,数据中心越节能。根据图2B地区的PUE均值更低,更接近1,因此建议选择地区B建设数据中心。
数据中心总功率为
非IT设备消耗的电功率
根据图3的仿真研究关系可知,海水流速越大,带走热量的能力越强,舱内最高温度越低。
不支持。理由:海水流速越大,抽水泵的功率越大,消耗的电能越多,会导致PUE值变大,降低能源利用率。 建议:在保证服务器正常工作温度(不超过20℃)的前提下,选择适当的海水流速。
23. 某混合动力汽车启动时,内燃机不工作,车内蓄电池输出能量;当高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输出能量,同时又可以向蓄电池充电;当车辆需要全力加速时,内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池,当电池使用到剩下最大容量的20%时停止供电。
(1)当发电机给蓄电池充电时,蓄电池相当于___________(选填“用电器”或“电源”);司机拨动转向横杆,汽车转向灯同时亮,转向横杆相当于电路中的___________。
(2)在该混合动力汽车上装有一种定时音乐播放器其原理如图丙所示。当闭合开关S,“定时开关”处于闭合状态时,指示灯___________亮,播放器___________播放音乐。(均选填“会”或“不会”)
(3)如图丁所示是汽车上的转速表,表盘上的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。如果汽车用的是四冲程汽油机,请根据图中信息计算此时发动机一个气缸每分钟完成做功冲程的次数是___________。
(4)该车制动减速的过程中,机械能转化为电能和内能,转化的电能与内能之比为,如题图乙是机械能的变化量与速度变化量的关系图像,若该车从开始减速,转化的电能为,则该车的速度将会减小到___________。
【答案】(1) ①.
用电器 ②.
开关 (2) ①.
会 ②.
不会 (3)
375 (4)
15
【解析】
【小问1详解】
发电机给蓄电池充电时,电能转化为蓄电池的化学能,此时蓄电池相当于用电器;
转向横杆可以控制转向灯的亮灭,因此转向横杆相当于电路中的开关。
【小问2详解】
当闭合开关S,且“定时开关”处于闭合状态时,电流从电源正极出发,经开关S,指示灯,定时开关回到电源负极,因此指示灯会亮,而播放器中没有电流通过,因此播放器不会播放音乐。
【小问3详解】
由图知,表盘上的分度值为
此时指针指向第三格,则该表盘一分钟转数
而汽油机一个工作循环中,曲轴转2圈,完成1次做功冲程。因此,一个气缸每分钟完成做功冲程的次数为
【小问4详解】
已知转化的电能为,转化的电能与内能之比为9:16,则转化的内能为
机械能的变化量为
由图乙可知,当机械能变化量为时,速度变化量为
因为该车从开始减速,所以减速后的速度为
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