精品解析:广东广州市中山大学附属中学2026-2027学年九年级上学期期中物理试卷
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内容正文:
2026-2027学年广东省广州市中大附中九上期中物理试卷
一、选择题(每小题3分,共30分)
1. “冬吃羊肉夏吃姜,不找医生开药方”,如图所示是冬日暖身佳品羊肉汤锅,下列说法正确的是( )
A. 汤锅上方冒出“白气”是扩散现象
B. 羊肉汤沸腾后继续加热,汤的温度和内能均不变,汤含有的热量增大
C. 煮羊肉的过程中,热量从内能大的物体传递到内能小的物体
D. 将羊肉汤放入冰箱冷藏室一晚后,羊肉汤的内能不为零
2. 如图所示,这是小明梳理的内能知识的部分思维导图,下列选项能正确补充空缺内容的是( )
A. ①钻木取火 B. ①烤火取暖
C. ②花香四溢 D. ②敷湿毛巾降温
3. 如图1所示为真空罩装置,图2表示真空罩中未抽气前气体分子的均匀分布示意图(“〇”表示气体分子,其数量表示气体分子个数)。用抽气泵抽出部分气体后,真空罩内气体分子的分布最合理的是( )
A. 聚集在下方 B. 聚集在上方
C. 均匀分布 D. 聚集在中央
4. 如图是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型,在铜制容器中盛有一定量的水之后安装在“船体”上,用蜡烛对铜质容器底部加热,一段时间后铜质容器内水温升高产生蒸汽,铜管会向右喷出蒸汽,“蒸汽船”就会向左行驶,下列说法正确的是( )
A. 水变热是因为内能转化为化学能
B. “蒸汽船”运动时能量转化与热机做功冲程相同
C. 水在沸腾时会有热量的散失,所以能量不守恒
D. “蒸汽船”在向左运动时主要将机械能转化为内能
5. 将两种金属片A、B分别插入柠檬制成“柠檬电池”,并接入电路如图所示,图中LED的额定电压为。已知LED有单向导电性,只有电流从其长引脚流入,短引脚流出,LED才会发光,此时( )
A. LED不会发光
B. 电压表的读数为
C. 柠檬供电将电能转化为化学能
D. 若导线断开,电压表仍有示数
6. 静电喷涂在陶瓷喷绘上的应用,有效减少了涂料的浪费,提高了涂层的附着力。如图所示,这是静电喷涂的原理图,通电后,喷涂枪使涂料微粒带上负电荷,当涂料被喷出后,更易形成分散的雾状微粒,并均匀分布到被喷涂的工件上。下列说法正确的是( )
A. 涂料微粒带负电是由于失去了原子核
B. 被喷涂工件带上负电荷,能使喷涂效果更好
C. 涂料被喷出后更易形成分散的雾状是因为同种电荷相互排斥
D. 喷涂时涂料微粒形成的电流的方向是从喷涂枪指向工件
7. 铅笔芯的主要成分是石墨和粘土,石墨提供书写所需的黑色痕迹,而粘土则用于调节铅笔的硬度。铅笔芯的型号主要根据石墨和粘土的比例来划分,如“B”型号笔芯,“B”前的数字越大,则石墨含量越高。已知石墨具有良好的导电性。下列三种铅笔芯串联在电路中,它们长度相同,标注了各自的直径和型号,下列说法正确的是( )
A. “0.5mm 2B”的电阻最大
B. “0.7mm 4B”的电阻最大
C. “0.9mm 6B”的电阻最大
D. 因为串联,三个铅笔芯的电流大小相同,电阻大小相同
8. 某同学在育苗棚中按图a连接电路,是定值电阻,电阻在不同温度下的阻值随湿度变化的曲线如图b。闭合开关,棚内环境( )
A. 温度不变、湿度增加时,电流表示数变大
B. 温度不变、湿度增加时,电流表示数变小
C. 湿度不变、温度升高时,电流表示数不变
D. 湿度不变、温度升高时,电流表示数变小
9. 如图甲、乙所示的电路中,两电阻的阻值不相等。开关闭合后,关于电路中的电流或电压的关系,下列说法正确的是( )
A. 甲电路中
B. 甲电路中
C. 乙电路中
D. 乙电路中
10. 如图所示电路,闭合开关、,小灯泡和均正常发光,两电表都有示数,下列判断正确的是( )
A. 电流表只测量灯的电流 B. 电流表的示数比的大
C. 灯被短路时,正常发光 D. 仅断开只有一个表有示数
二、非选择题(本题共6小题,共60分)
11. 汽车在设计过程中用到了许多物理知识。
(1)给新能源车充电时,车上的蓄电池相当于________(选填“A.电源”、“B.用电器”),车辆行驶时会与空气发生摩擦,使车体带电。如图是一款安装在汽车排气筒上的防静电带,可以使车体上多余的电荷流向大地,若车身上带有多余的负电荷,则此时防静电带中的电流方向是指向________(选填“A.车体”或“B.大地”);
(2)如图是汽油机一个冲程示意图,该冲程是________冲程,其能量转化情况与如图________(选填“A.乙”或“B.丙”)相同;
(3)汽油机的顶部有___________(选填“火花塞”或“喷油嘴”),除做功冲程外,其它冲程靠飞轮的___________来完成。如图所示是某辆汽车汽油机的能量流向图,若汽油机工作时完全燃烧1 kg的汽油,可以用来做功___________焦。(汽油的热值为)
(4)为减小惯性带来的危害保证安全,车上人员必须使用安全带。车上都配有安全带未系提示系统,当乘客坐在座椅上时,座椅下的开关闭合。若未系安全带,则开关断开,仪表盘上的指示灯亮起;若系上安全带,则开关闭合,指示灯熄灭。图中设计比较合理的电路图是_______;
A. B.
C. D.
(5)汽车车身左右侧两盏照明灯。当天色变暗时,照明灯会自动打开,其感应电路的简化原理如图所示。是定值电阻,R是光敏电阻,其阻值随光照变暗而迅速增大。a、b、c连接到控制电路,控制电路检测到电压升高,则打开大灯。R是由________(选填“A.导体”“B.绝缘体”“C.半导体”)材料制成的;控制电路检测的是________(选填“A.ab”“B.bc”“C.ac”)两端的电压。
12. 小悦用图甲所示装置比较食用油和水的吸热本领。
(1)加热前,在一个烧杯里倒入180mL的水,为了满足实验要求,需要在另一个相同烧杯里装入______________g的食用油,这是由于本实验需要采用________________法进行探究。
(2)用两个规格相同的电加热器来加热食用油和水,目的是使水和食用油__________________;实验时每隔1min记录一次温度,将记录的数据绘制成了如图乙所示的图像。分析图像可知,___________是食用油(选填“a”或“b”)。
(3)小悦用两个规格相同的电加热器又做了一次实验,得到如图丙所示的图像。若c物质在OB段吸收的热量为Qc,d物质在AB段吸收的热量为Qd,不考虑热量损失,则Qc_____________Qd(选填“>”“<”“=”);食用油是____________(选填“c”或“d”)。
(4)下列现象中不能用“吸热本领”来解释的是___________。
A. 春天的夜晚,气温会降得很低,农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏
B. 炎热的夏天常常在马路上洒水
C. 城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温
D. 汽车发动机的冷却循环系统用水做冷却剂
13. 电流表和电压表是实验室常见的电学实验器材。
(1)如图1所示电路,电源由三节新的干电池组成,请用笔画线代替导线将电路连接完整。要求:①与串联;②电压表测量和的总电压。
(2)如图2所示的电路中,将电源、电流表、电压表三个元件符号正确填进电路空缺处。要求开关S闭合后:电流方向如图所示;向右移动滑动变阻器R的滑片P,电压表的示数变大。
(3)在如图3所示的电路中,有两根导线尚未连接,以笔画线代替导线补上,补上后要求:电流表仅测通过滑动变阻器的电流,向左移动滑动变阻器的滑片P,电流表的示数变大。
(4)如图4所示的电路中,电源电压保持不变,开关始终闭合。当开关断开时,电压表测___________两端的电压(选填A.“”、B.“”或C.“电源”);当开关由断开到闭合时,电压表的示数___________(选填A.“变大”B.“变小”或C.“不变”)。
14. “探究电流与电压和电阻的关系”的实验中,准备的电学器材如下:电源(电压恒为4.5 V)、电流表、电压表、滑动变阻器R(标有“30 Ω 1 A”)、定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω、30 Ω)、开关各一个,导线若干。
(1)探究“电流与电压的关系”:
①某同学____________(填“闭合”或“断开”)开关S,按如图甲所示电路图连接实物。连接电路前发现:电流表的指针位于零刻度线的左侧,如图乙所示,则出现此现象的原因可能是_________________________________。
②解决问题后开始实验,应将滑动变阻器的滑片P向____________(填“左”或“右”)滑动,使定值电阻两端电压由1.5 V逐渐增大到2 V、2.5 V,读出所对应的电流值。其中第2次电流表示数如图丙所示为____________A,实验数据如表所示。
实验次序
1
2
3
U/V
1.5
2
2.5
I/A
0.15
△
0.25
③分析数据,得出结论:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成____________比。
(2)探究“电流与电阻的关系”:
①将10 Ω的定值电阻接入图甲中的A、B两点间,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2 V,读出电流表示数。
②断开开关S,接下来用20 Ω的定值电阻替换10 Ω的定值电阻,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数____________(填“大于”“小于”或“等于”)2 V时,读出电流表示数。
③将实验器材中____________(填“5 Ω”或“30 Ω”)定值电阻接入A、B两点间,无论怎样移动滑片P都无法完成实验。
15. 物理兴趣小组畅想未来有一天人类能登陆火星,他们为航天员设计了一款航天服,既能保温又能照明,简化电路如图甲所示,发热电阻的阻值为,小灯泡电阻为,电流表量程是。小灯泡的电阻随温度的变化可忽略不计,闭合开关、,此时电流表的示数为,求:
测试次数
第1次
第2次
第3次
接入电路的接线柱
A、B
A、C
B、C
电流表示数/A
1.2
0.6~1.2
1.2~3
(1)电源电压;
(2)干路电流;
(3)小洪有一个电学黑箱如图乙所示,已知箱体外有3个接线柱,箱体内部元件只有1个滑动变阻器和1个定值电阻,移动滑块可调节滑动变阻器接入电路的阻值,为了弄清黑箱内部电路结构,小洪将黑箱替换连入图甲中的电路,且将黑箱的接线柱分别连入电路中,闭合开关,最大程度移动滑块,并记下电流表数据如表所示。请分析表中数据,计算出滑动变阻器的最大阻值,并将黑箱内电阻的连接情况画到图的方框内。
16. 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,在温度差不太大的情况下(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表示,则牛顿冷却定律可以表示为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,和物质种类无关,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,即使散热快慢相同,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,内能减少,这种改变内能的方式叫做______;
(2)散热快慢q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℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到29℃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℃,周围环境温度保持20℃不变,保温杯散开口,水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐水的比热容为______J/(kg·℃)。
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2026-2027学年广东省广州市中大附中九上期中物理试卷
一、选择题(每小题3分,共30分)
1. “冬吃羊肉夏吃姜,不找医生开药方”,如图所示是冬日暖身佳品羊肉汤锅,下列说法正确的是( )
A. 汤锅上方冒出“白气”是扩散现象
B. 羊肉汤沸腾后继续加热,汤的温度和内能均不变,汤含有的热量增大
C. 煮羊肉的过程中,热量从内能大的物体传递到内能小的物体
D. 将羊肉汤放入冰箱冷藏室一晚后,羊肉汤的内能不为零
【答案】D
【解析】
【详解】A.“白气”是高温水蒸气遇冷液化形成的小水珠,属于宏观物态变化,扩散现象是微观分子无规则运动,故A错误;
B.热量是热传递过程中转移能量的多少,是过程量,不能说物体含有热量,故B错误;
C.热传递的条件是物体间存在温度差,热量从温度高的物体传递到温度低的物体,与内能大小无关,故C错误;
D.一切物体在任何温度下分子都在永不停息地做无规则运动,都具有内能,羊肉汤温度降低但内能不为零,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,这是小明梳理的内能知识的部分思维导图,下列选项能正确补充空缺内容的是( )
A. ①钻木取火 B. ①烤火取暖
C. ②花香四溢 D. ②敷湿毛巾降温
【答案】B
【解析】
【详解】A.钻木取火是克服摩擦做功,机械能转化为内能,属于做功改变内能,故A错误;
B.烤火取暖是热量从火转移到人,属于热传递改变内能,符合①,故B正确;
C.花香四溢是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故C错误;
D.敷湿毛巾降温是水蒸发吸热,属于热传递改变内能,故D错误。
故选B。
3. 如图1所示为真空罩装置,图2表示真空罩中未抽气前气体分子的均匀分布示意图(“〇”表示气体分子,其数量表示气体分子个数)。用抽气泵抽出部分气体后,真空罩内气体分子的分布最合理的是( )
A. 聚集在下方 B. 聚集在上方
C. 均匀分布 D. 聚集在中央
【答案】C
【解析】
【详解】气体分子始终做无规则热运动,在平衡状态下会在容器内均匀分布,抽气泵抽出部分气体后,真空罩内仅分子数密度降低,分子的热运动本质未变,也不会因重力发生显著聚集,因此,剩余气体分子仍会在罩内均匀分布,故选C。
4. 如图是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型,在铜制容器中盛有一定量的水之后安装在“船体”上,用蜡烛对铜质容器底部加热,一段时间后铜质容器内水温升高产生蒸汽,铜管会向右喷出蒸汽,“蒸汽船”就会向左行驶,下列说法正确的是( )
A. 水变热是因为内能转化为化学能
B. “蒸汽船”运动时能量转化与热机做功冲程相同
C. 水在沸腾时会有热量的散失,所以能量不守恒
D. “蒸汽船”在向左运动时主要将机械能转化为内能
【答案】B
【解析】
【详解】A.蜡烛燃烧是将化学能转化为内能,放出热量,水吸收热量变热,故A错误;
BD.蒸汽船运动时,是水蒸气对外做功,内能转化为船的机械能;热机的做功冲程同样是将内能转化为机械能,二者能量转化方式相同,故B正确,D错误;
C.水沸腾时的热量散失只是内能转移到了周围环境中,整个过程的总能量保持不变,依然遵循能量守恒定律,故C错误。
故选B。
5. 将两种金属片A、B分别插入柠檬制成“柠檬电池”,并接入电路如图所示,图中LED的额定电压为。已知LED有单向导电性,只有电流从其长引脚流入,短引脚流出,LED才会发光,此时( )
A. LED不会发光
B. 电压表的读数为
C. 柠檬供电将电能转化为化学能
D. 若导线断开,电压表仍有示数
【答案】A
【解析】
【详解】A.图中电压表正常偏转,说明右侧柠檬右边的金属片是电源的正极,由于发光二极管有单向导电性,只有从正极(长引脚)流入、负极(短引脚)流出才会发光。由图分析可知,电流是从二极管的短引脚流入、长引脚流出,不满足发光条件,所以发光二极管不会发光,故A符合题意;
B.据图可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,此时,电压表的示数为1.8V,故B不符合题意;
C.电路接通后,水果内部发生化学变化,产生电能,所以,该电池放电时,将化学能转化为电能,故C不符合题意;
D.若导线断开,电路断路,电路中没有电流,则电压表指针不能偏转,故D不符合题意。
故选A。
6. 静电喷涂在陶瓷喷绘上的应用,有效减少了涂料的浪费,提高了涂层的附着力。如图所示,这是静电喷涂的原理图,通电后,喷涂枪使涂料微粒带上负电荷,当涂料被喷出后,更易形成分散的雾状微粒,并均匀分布到被喷涂的工件上。下列说法正确的是( )
A. 涂料微粒带负电是由于失去了原子核
B. 被喷涂工件带上负电荷,能使喷涂效果更好
C. 涂料被喷出后更易形成分散的雾状是因为同种电荷相互排斥
D. 喷涂时涂料微粒形成的电流的方向是从喷涂枪指向工件
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体带电是由于得失电子引起的,涂料微粒带负电,是因为得到了额外的电子,而不是失去原子核,故A错误;
B.由图可知,工件通过金属支架接地,说明它是导体,喷涂枪使涂料带负电,为了吸引带负电的涂料微粒,工件应带正电或处于接地状态,而不能带负电,否则带负电的涂料微粒,会因为被排斥而无法靠近工件,故B错误;
C.涂料微粒都带负电,同种电荷之间存在排斥力,因此,喷出后微粒互相排斥,不再聚集,而是分散成细小的雾状颗粒,故C正确;
D.电流方向规定为正电荷移动方向,实际上,由于涂料微粒带负电,它们从喷涂枪飞向工件,相当于负电荷从喷涂枪流向工件,电流方向与负电荷定向移动方向相反,所以电流方向应为从工件指向喷涂枪,故D错误。
故选 C。
7. 铅笔芯的主要成分是石墨和粘土,石墨提供书写所需的黑色痕迹,而粘土则用于调节铅笔的硬度。铅笔芯的型号主要根据石墨和粘土的比例来划分,如“B”型号笔芯,“B”前的数字越大,则石墨含量越高。已知石墨具有良好的导电性。下列三种铅笔芯串联在电路中,它们长度相同,标注了各自的直径和型号,下列说法正确的是( )
A. “0.5mm 2B”的电阻最大
B. “0.7mm 4B”的电阻最大
C. “0.9mm 6B”的电阻最大
D. 因为串联,三个铅笔芯的电流大小相同,电阻大小相同
【答案】A
【解析】
【详解】ABC.电阻的大小与材料、长度、横截面积有关;当其它条件相同时,横截面积越小,电阻越大。当其它条件相同时,“B”前的数字越大,石墨含量越高,电阻越小。据此可知,在长度相同时,直径为0.5mm的2B铅笔芯电阻大于直径为0.7mm的2B铅笔芯电阻,直径为0.7mm的2B铅笔芯电阻大于直径为0.7mm的4B铅笔芯电阻,直径为0.7mm的4B铅笔芯电阻大于直径为0.9mm的4B铅笔芯电阻,直径为0.9mm的4B铅笔芯电阻大于直径为0.9mm的6B铅笔芯电阻,所以,“0.5mm 2B”的电阻最大,故A正确,BC错误;
D.串联电路中电流处处相等,但三个铅笔芯的电阻并不相同,故D错误。
故选A。
8. 某同学在育苗棚中按图a连接电路,是定值电阻,电阻在不同温度下的阻值随湿度变化的曲线如图b。闭合开关,棚内环境( )
A. 温度不变、湿度增加时,电流表示数变大
B. 温度不变、湿度增加时,电流表示数变小
C. 湿度不变、温度升高时,电流表示数不变
D. 湿度不变、温度升高时,电流表示数变小
【答案】A
【解析】
【详解】由图a可知,定值电阻与可变电阻串联,电流表测电路电流,电源电压保持不变,根据欧姆定律,电路电流为:
AB.温度不变时,由图b可知,湿度增加,阻值减小。总电阻减小,电源电压不变,根据,电流变大,电流表示数变大,故A正确,B错误;
CD.湿度不变时,由图b可知,温度升高,阻值减小,总电阻减小,根据,电流表示数变大,故CD错误。
故选A。
9. 如图甲、乙所示的电路中,两电阻的阻值不相等。开关闭合后,关于电路中的电流或电压的关系,下列说法正确的是( )
A. 甲电路中
B. 甲电路中
C. 乙电路中
D. 乙电路中
【答案】B
【解析】
【详解】AB.分析甲图可知,电阻R1与R2串联,由串联电路中的电压规律可得,故A错误、B正确;
CD.分析乙图可知,电阻R1与R2并联,由并联电路中的电流规律可得
因为电阻R1与R2的阻值不相等,所以就无法确定各自通过电流的大小,故I1与I2大小关系无法确定,但可以确定干路电流一定大于支路电流,故CD错误。
故选B。
10. 如图所示电路,闭合开关、,小灯泡和均正常发光,两电表都有示数,下列判断正确的是( )
A. 电流表只测量灯的电流 B. 电流表的示数比的大
C. 灯被短路时,正常发光 D. 仅断开只有一个表有示数
【答案】D
【解析】
【详解】由实物图知,闭合开关、,小灯泡和并联,开关在干路上,控制整个电路,开关在支路上,电流表在干路上,电流表在支路上。
A.电流表在干路上,测两灯电流之和,故A错误;
B.电流表测干路电流,电流表测支路电流,由并联电路的电流规律知,的示数大于的示数,故B错误;
C.由并联电路特点知,灯被短路时,也短路,不能正常发光,故C错误;
D.仅断开,灯断路,电流表无示数,电流表此时测通过支路的电流,有示数,故D正确。
故选D。
二、非选择题(本题共6小题,共60分)
11. 汽车在设计过程中用到了许多物理知识。
(1)给新能源车充电时,车上的蓄电池相当于________(选填“A.电源”、“B.用电器”),车辆行驶时会与空气发生摩擦,使车体带电。如图是一款安装在汽车排气筒上的防静电带,可以使车体上多余的电荷流向大地,若车身上带有多余的负电荷,则此时防静电带中的电流方向是指向________(选填“A.车体”或“B.大地”);
(2)如图是汽油机一个冲程示意图,该冲程是________冲程,其能量转化情况与如图________(选填“A.乙”或“B.丙”)相同;
(3)汽油机的顶部有___________(选填“火花塞”或“喷油嘴”),除做功冲程外,其它冲程靠飞轮的___________来完成。如图所示是某辆汽车汽油机的能量流向图,若汽油机工作时完全燃烧1 kg的汽油,可以用来做功___________焦。(汽油的热值为)
(4)为减小惯性带来的危害保证安全,车上人员必须使用安全带。车上都配有安全带未系提示系统,当乘客坐在座椅上时,座椅下的开关闭合。若未系安全带,则开关断开,仪表盘上的指示灯亮起;若系上安全带,则开关闭合,指示灯熄灭。图中设计比较合理的电路图是_______;
A. B.
C. D.
(5)汽车车身左右侧两盏照明灯。当天色变暗时,照明灯会自动打开,其感应电路的简化原理如图所示。是定值电阻,R是光敏电阻,其阻值随光照变暗而迅速增大。a、b、c连接到控制电路,控制电路检测到电压升高,则打开大灯。R是由________(选填“A.导体”“B.绝缘体”“C.半导体”)材料制成的;控制电路检测的是________(选填“A.ab”“B.bc”“C.ac”)两端的电压。
【答案】(1) ①. B ②. A
(2) ①. 做功 ②. A
(3) ①. 火花塞 ②. 惯性 ③. (4)B
(5) ①. C ②. B
【解析】
【小问1详解】
充电时蓄电池消耗电能,相当于用电器;
负电荷定向移动方向与电流方向相反,负电荷从车体流向大地,故防静电带中电流方向指向车体。
【小问2详解】
甲图中两气门关闭、活塞下行、火花塞点火,为做功冲程,将内能转化为机械能。
图乙是试管内水蒸气加热后将塞子弹出,内能转化为塞子的机械能,和做功冲程的能量转化一致;图丙是压缩空气引火仪,是机械能转化为内能,对应压缩冲程。
【小问3详解】
汽油机顶部有火花塞,除做功冲程是高温高压燃气做功,推动活塞运动,其余冲程靠飞轮的惯性完成。
汽油完全燃烧释放的热量为
由能量流向图可知,用来做功的能量占总热量的比例为
可以用来做的功为
【小问4详解】
A.与并联,闭合时被短路,电路电流增大,灯更亮,不符合指示灯熄灭的要求,故A不符合题意;
B.与灯L并联,起保护作用。闭合、断开时,L与串联,灯亮;闭合、闭合时,L被短路,灯熄灭,符合要求,故B符合题意;
C.在干路,断开时电路断路,灯不亮,不符合未系安全带灯亮的要求,故C不符合题意;
D.在干路,断开时电路断路,灯不亮,不符合要求,故D不符合题意。
故选B。
【小问5详解】
光敏电阻属于对光照敏感的电子元件,这类特性可变的电阻是由半导体材料制成的,半导体的导电能力可以随光照、温度等外界条件变化而改变。
与串联,光照变暗时阻值增大,其两端即两端电压升高,符合检测电压升高打开大灯的要求,故控制电路检测两端电压。
12. 小悦用图甲所示装置比较食用油和水的吸热本领。
(1)加热前,在一个烧杯里倒入180mL的水,为了满足实验要求,需要在另一个相同烧杯里装入______________g的食用油,这是由于本实验需要采用________________法进行探究。
(2)用两个规格相同的电加热器来加热食用油和水,目的是使水和食用油__________________;实验时每隔1min记录一次温度,将记录的数据绘制成了如图乙所示的图像。分析图像可知,___________是食用油(选填“a”或“b”)。
(3)小悦用两个规格相同的电加热器又做了一次实验,得到如图丙所示的图像。若c物质在OB段吸收的热量为Qc,d物质在AB段吸收的热量为Qd,不考虑热量损失,则Qc_____________Qd(选填“>”“<”“=”);食用油是____________(选填“c”或“d”)。
(4)下列现象中不能用“吸热本领”来解释的是___________。
A. 春天的夜晚,气温会降得很低,农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏
B. 炎热的夏天常常在马路上洒水
C. 城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温
D. 汽车发动机的冷却循环系统用水做冷却剂
【答案】(1) ①. 180 ②. 控制变量
(2) ①. 相同时间内吸收的热量相等 ②. a
(3) ①. = ②. c (4)B
【解析】
【小问1详解】
本实验要控制水和食用油的质量相等。已知水的体积180mL,水的密度是1g/cm³,因此水的质量
则食用油的质量也应为180g。
实验中控制除物质种类外的其他变量一致,采用的是控制变量法。
【小问2详解】
选用两个规格相同的电加热器,是为了保证相同时间内两个加热器放出的热量相等,从而让水和食用油相同时间内吸收的热量相等。
食用油的吸热本领(比热容)比水小,质量相同的两者吸收相同热量时,食用油升温更快,从图乙可见a升温更快,因此a是食用油。
【小问3详解】
相同电加热器的加热时间越长,代表物质吸收的热量越多。由图丙可知,c在OB段的加热时间和d在AB段的加热时间相同,因此;
加热相同时间,吸收相同热量,c的升高温度更高,说明c的吸热本领更弱,因此c是食用油。
【小问4详解】
ACD.夜间稻田灌水防冻、人工湖缓解热岛效应、用水做发动机冷却剂,都是利用水的比热容大、吸热或放热时温度变化小的特点,和吸热本领有关,故ACD不符合题意;
B.夏天马路上洒水降温,利用的是水蒸发吸热的汽化现象,和比热容(吸热本领)无关,故B符合题意。
故选B。
13. 电流表和电压表是实验室常见的电学实验器材。
(1)如图1所示电路,电源由三节新的干电池组成,请用笔画线代替导线将电路连接完整。要求:①与串联;②电压表测量和的总电压。
(2)如图2所示的电路中,将电源、电流表、电压表三个元件符号正确填进电路空缺处。要求开关S闭合后:电流方向如图所示;向右移动滑动变阻器R的滑片P,电压表的示数变大。
(3)在如图3所示的电路中,有两根导线尚未连接,以笔画线代替导线补上,补上后要求:电流表仅测通过滑动变阻器的电流,向左移动滑动变阻器的滑片P,电流表的示数变大。
(4)如图4所示的电路中,电源电压保持不变,开关始终闭合。当开关断开时,电压表测___________两端的电压(选填A.“”、B.“”或C.“电源”);当开关由断开到闭合时,电压表的示数___________(选填A.“变大”B.“变小”或C.“不变”)。
【答案】(1) (2)
(3) (4) ①. C ②. C
【解析】
【13题详解】
三节新干电池串联时总电压,电压表要测和的总电压,应并联在和串联部分两端,因此电压表量程选0~15V,连接时从电源正极开始,依次经过开关、、回到电源负极,再将电压表并联在和两端。据此作图。
【14题详解】
根据电表的使用方法,电流表要与用电器串联,电压表要与用电器并联,因此可以确定中间方格中应填入电压表,R与L串联,向右移动滑片P时,滑动变阻器的阻值变小,电压表示数变大,由串联分压可知变阻器两端的电压变小,由串联电路电压的规律可知灯泡两端的电压变大,因此电压表和灯泡并联,故左端为电源,右侧为电流表,根据电流的流向可确定电池的正极在下,负极在上。据此作图。
【15题详解】
电流表仅测通过滑动变阻器的电流,则电流表应与滑动变阻器串联,且电流表和滑动变阻器与灯泡并联,向左移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数变大,可知滑动变阻器的电阻变小,所以应选择左端下接线柱接入电路。据此作图。
【16题详解】
开关始终闭合,当断开时,与串联,此时电压表测量的是电源电压;当由断开到闭合时,被短路,电路为的简单电路,电压表测电源电压,由断开到闭合时,电压表的示数不变。
14. “探究电流与电压和电阻的关系”的实验中,准备的电学器材如下:电源(电压恒为4.5 V)、电流表、电压表、滑动变阻器R(标有“30 Ω 1 A”)、定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω、30 Ω)、开关各一个,导线若干。
(1)探究“电流与电压的关系”:
①某同学____________(填“闭合”或“断开”)开关S,按如图甲所示电路图连接实物。连接电路前发现:电流表的指针位于零刻度线的左侧,如图乙所示,则出现此现象的原因可能是_________________________________。
②解决问题后开始实验,应将滑动变阻器的滑片P向____________(填“左”或“右”)滑动,使定值电阻两端电压由1.5 V逐渐增大到2 V、2.5 V,读出所对应的电流值。其中第2次电流表示数如图丙所示为____________A,实验数据如表所示。
实验次序
1
2
3
U/V
1.5
2
2.5
I/A
0.15
△
0.25
③分析数据,得出结论:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成____________比。
(2)探究“电流与电阻的关系”:
①将10 Ω的定值电阻接入图甲中的A、B两点间,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2 V,读出电流表示数。
②断开开关S,接下来用20 Ω的定值电阻替换10 Ω的定值电阻,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数____________(填“大于”“小于”或“等于”)2 V时,读出电流表示数。
③将实验器材中____________(填“5 Ω”或“30 Ω”)定值电阻接入A、B两点间,无论怎样移动滑片P都无法完成实验。
【答案】(1) ①. 断开 ②. 电流表使用前没有进行调零 ③. 左 ④. 0.2 ⑤. 正
(2) ①. 等于 ②. 30Ω
【解析】
【小问1详解】
连接电路时,为保护电路,开关必须断开;
连接电路前电路未接通,电流表指针就偏向零刻度线左侧,是因为电流表使用前没有调零;
要让定值电阻两端电压从1.5V逐渐增大,根据串联分压规律,需要减小滑动变阻器接入电路的阻值,因此滑片向左滑动;
电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针示数为0.2A;
由实验数据可知,电压增大为原来的几倍,电流也增大为相同的倍数,因此电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比。
【小问2详解】
探究电流与电阻的关系时,需要控制定值电阻两端的电压保持不变,因此替换电阻后要调节滑片,使电压表示数等于之前设定的2V;
电源电压为4.5V,若控制定值电阻两端电压为2V,则滑动变阻器需要分担的电压为
根据串联分压规律,当接入20Ω定值电阻时,要求滑动变阻器接入的阻值为
当接入30Ω定值电阻时,要求滑动变阻器接入的阻值为
但实验中滑动变阻器最大阻值仅为30Ω,因此无论怎么移动滑片都无法让定值电阻两端电压保持2V,无法完成实验。
15. 物理兴趣小组畅想未来有一天人类能登陆火星,他们为航天员设计了一款航天服,既能保温又能照明,简化电路如图甲所示,发热电阻的阻值为,小灯泡电阻为,电流表量程是。小灯泡的电阻随温度的变化可忽略不计,闭合开关、,此时电流表的示数为,求:
测试次数
第1次
第2次
第3次
接入电路的接线柱
A、B
A、C
B、C
电流表示数/A
1.2
0.6~1.2
1.2~3
(1)电源电压;
(2)干路电流;
(3)小洪有一个电学黑箱如图乙所示,已知箱体外有3个接线柱,箱体内部元件只有1个滑动变阻器和1个定值电阻,移动滑块可调节滑动变阻器接入电路的阻值,为了弄清黑箱内部电路结构,小洪将黑箱替换连入图甲中的电路,且将黑箱的接线柱分别连入电路中,闭合开关,最大程度移动滑块,并记下电流表数据如表所示。请分析表中数据,计算出滑动变阻器的最大阻值,并将黑箱内电阻的连接情况画到图的方框内。
【答案】(1)12V (2)1.5A
(3);滑动变阻器最大阻值为10Ω
【解析】
【小问1详解】
闭合开关S1、S2时,小灯泡L和定值电阻R并联,电流表测量通过R的电流。 根据欧姆定律 ,电源电压等于R两端的电压
【小问2详解】
并联电路各支路电压等于电源电压,因此通过小灯泡的电流为
并联电路干路电流等于各支路电流之和,即
【小问3详解】
由表中数据可知,接入A、B间时,移动滑片,电流表示数保持不变,所以A、B间为定值电阻;移动滑片,A、C间电流比B、C间电流小,则A、C间电阻比B、C间大,所以滑动变阻器在A、C间且在B、C间,所以A、C间定值电阻和滑动变阻器串联,B、C间只有滑动变阻器。
箱体与灯泡并联,所以箱体两端电压等于电源电压。当接入A、B接线柱时,只有定值电阻接入,根据欧姆定律,定值电阻的阻值为
当接入A、C接线柱时,定值电阻和滑动变阻器串联,滑动变阻器阻值最大时,电流最小,为0.6A,此时定值电阻的阻值与滑动变阻器的最大值之和为
所以滑动变阻器的最大阻值为
16. 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,在温度差不太大的情况下(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表示,则牛顿冷却定律可以表示为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,和物质种类无关,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,即使散热快慢相同,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,内能减少,这种改变内能的方式叫做______;
(2)散热快慢q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℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到29℃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℃,周围环境温度保持20℃不变,保温杯散开口,水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐水的比热容为______J/(kg·℃)。
【答案】(1)热传递 (2)C
(3)
(4)3.5×103
【解析】
【详解】(1)[1]物体向周围散热,物体的内能转移到周围温度较低的物体上,内能减小,这种方式叫热传递。
(2)[2]q是表示散热快慢的物理量,速度是表示物体运动快慢的物理量,功率是表示做功快慢的物理量,这三者的物理意义接近,速度单位m/s。功率单位与散热快慢单位都是J/s。因此只选C。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(3)[3] 当物体温度为30℃,周围环境温度为20℃时,根据牛顿冷却定律q=k(t物-t环)可得物体的散热系数
当物体温度降低到29℃时,散热快慢为
(4)[4]由图乙可知,水从30℃降到25℃放出的热量为
Q放=c水m水(t0水-t水)=4.2×103J/(kg·℃)×m水×(30℃-25℃)=4.2×103J/(kg·℃)×1.0×103kg/m3×V水×5℃
盐水从30℃降到25℃放出的热量为
Q放ˊ=c盐水m盐水(t0盐水-t盐水)=c盐水m盐水×(30℃-25℃)= c盐水×1.1×103kg/m3×V盐水×5℃
其中水和盐水降温时间分别为24min和22min,盐水和水的体积相同,所以放出的热量之比为
可求得盐水的比热容为3.5×103J/(kg·℃)
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