精品解析:山东烟台市牟平区2026-2027学年第一学期期中质量检测九年级物理试题
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内容正文:
2026—2027学年度第一学期期中质量检测
初四物理试题
(90分钟,100分)
一、单选题(本题为单项选择题,请将符合题目要求的选项涂在答题卡中,每小题2分,共20分)
1. 以下温度最接近25℃的是( )
A. 健康成年人的体温 B. 烟台市夏季的最高气温
C. 冰水混合物的温度 D. 人感觉舒适的室内温度
2. 下列有关现象的解释正确的是( )
A. 坎儿井利用地下渠道引水,减缓了输送过程中的蒸发
B. 在0℃以下的环境中,冰冻的衣服变干属于凝固现象
C. 北方冬天在菜窖里放几桶水是利用水蒸发吸热来保存蔬菜
D. 放在衣柜中的樟脑丸变小了属于熔化现象
3. 如图所示,盒面上有灯泡、和开关S,盒内接有电源和导线,各元件完好且正确连接。某小组同学用以下方法判断两灯的连接方式:
①闭合S,和亮度相同,则两灯一定串联
②闭合S,若通过、的电流均为,则两灯一定串联
③闭合S,两灯均发光,取下,仍发光,则两灯并联
④闭合S,若、两端的电压均为,则两灯一定并联
⑤闭合S,用导线短路,仍发光,则两灯一定串联
⑥闭合S,两灯均发光;断开S,两灯均熄灭,则两灯可能并联
上述判断正确的是( )
A. ①③⑤ B. ③⑤⑥ C. ②③④ D. ①②⑤
4. 下列关于温度、热量、内能和热值的说法正确的是( )
A. 物体从外界吸收了热量,温度不一定升高
B. 热值越大的燃料燃烧时放出的热量越多
C. 刚出锅的馒头很烫,是因为馒头含有的热量很高
D. 发生热传递时,内能多的物体放出热量,温度降低
5. 如图所示,电源电压不变,滑动变阻器和小灯泡接在A、B或C、D间。闭合开关S,电流表的示数为,用电压表测得A、B两点间的电压为,C、D两点间的电压为;移动滑动变阻器的滑片后,电流表的示数变大,A、B两点间的电压变为,已知小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大,则关于电路的分析正确的是( )
A. 电源电压为
B. C、D两点间接的是滑动变阻器
C. 移动滑片后,滑动变阻器的阻值可能为
D. 移动滑片后,小灯泡与变阻器的阻值相等
6. 飞机在飞行过程中与空气摩擦带上负电,为了在飞机着陆时把电荷及时导走,需要在飞机的地轮上安装搭地线。下列有关说法正确的是( )
A. 搭地线必须用导电材料制作
B. 飞机与空气摩擦过程中失去电子
C. 搭地线与地面接触时,电子从地面转移到搭地线
D. 搭地线与地面摩擦时,内能转化为机械能
7. 如图所示,电源电压为且保持不变,小灯泡L标有“ ”字样,定值电阻的阻值为,滑动变阻器的规格为“ ”,电流表的量程为,电压表的量程为。当只闭合开关S,滑动变阻器的滑片P置于中点时,灯泡L正常发光(不考虑灯丝电阻的变化)。在各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器的最大阻值为
B. 只闭合开关、、,电流表的最大示数是
C. 只闭合开关、,小灯泡两端的电压变化范围是
D. 只闭合开关、,电流表的示数变化范围是
8. 光发动机可用于卫星的能源补充,控制光照即可实现活塞往复运动,原理如图,密闭气室中在光照下会分解,使气室内气压增大,推动活塞右移,无光条件下可发生逆反应。活塞向左移动过程相当于汽油机的( )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
9. 如图所示,①②③可能是电流表或电压表,以下说法正确的是( )
A. 若①②为电流表,③为电压表,则L1与L2串联
B. 若①③为电流表,②为电压表,则L1与L2串联
C. 若①③为电压表,②为电流表,则L1与L2串联
D. 若②③为电流表,①为电压表,则L1与L2并联
10. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑片P从A端移动到B端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示,下列判断正确的是( )
A. 两端电压的最小值为 B. 的阻值为
C. 的最大阻值为 D. 电源电压为
二、多项选择题(每小题给出的四个选项中,均有多个选项符合题意,全部选对的得3分,选对但不全的得2分,不选或选错的得0分,共12分)
11. 对图中实验分析正确的是( )
A. 甲图:压紧的两铅块下面悬挂钩码而不分开,这是由于分子间引力的作用
B. 乙图:试管内的水沸腾后,水蒸气将软木塞推出,软木塞的内能转化为它的机械能
C. 丙图:抽去玻璃隔板后,下面瓶中空气变成红棕色,说明分子永不停息地运动
D. 丁图:迅速拉动缠在金属管外的皮绳,塞子冲出去时,管内乙醚蒸气的内能减小
12. 质量相同的甲、乙两物体放出相同的热量后接触,热量从乙传向甲,则关于两物体的初始温度、及比热容、,下列关系式中可以成立的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
13. 甲、乙两小组用完全相同的装置分别对a、b两种液体加热,并根据实验数据绘制出了液体温度随时间变化的图像如图所示。已知甲组所取液体的质量相同,乙组所取液体的体积相同,乙图中线段,分析甲、乙图像信息,下列说法正确的是( )
A. 甲组实验加热10 min,a液体吸收热量更多
B. b液体比a液体的吸热本领强
C. 乙组所取液体的质量关系是
D. b液体的沸点高于a液体的沸点
14. 用可乐瓶制作水火箭,先在瓶里装适量水,旋紧瓶塞,然后将带有阀门的金属管插入瓶塞,用打气筒往瓶里打足气,打开阀门后,水从金属管向下喷出,水火箭竖直向上飞向空中。下列分析正确的是( )
A. 水火箭上升过程中,水火箭内气体的内能在不断增加
B. 水向下喷出时,水火箭瓶内气体的内能在不断减少
C. 打气筒将空气压入水火箭内的能量转化与汽油机的做功冲程相同
D. 打气筒将空气压入水火箭时,瓶内气体压强变大
三、填空题(每小题3分,共15分)
15. 同学们设计了如图所示的甲、乙、丙三种方案演示“碘的升华”现象。已知碘的熔点为113.5℃,酒精灯火焰的温度约为500℃,一标准大气压下,水的沸点为100℃,电吹风能提供的热风温度最高为80℃。其中可采取的方案是________,其余方案不合理的原因是________________。
16. 如图a所示是电阻甲和乙的图像,将电阻甲、乙分别按b、c方式连接,电源电压不变。测量电路b中甲电阻两端的电压为,则在电路c中,电流表的示数为________,电阻乙的阻值为________,电源电压的数值为________。
17. 如图所示,与毛皮摩擦过的橡胶棒因________(选填“得到”或“失去”)电子而带负电,接触验电器金属球时,金属杆中瞬间电流方向是________________(选填“从金属球到金属箔”或“从金属箔到金属球”),验电器的工作原理是________________。
18. 利用身边常见的物体可以制成实验器材,例如用同样的玻璃瓶、橡皮塞和细玻璃管,在瓶中装上不同量的水,就可以制成简易的测量工具。如图所示,利用________(选填“甲”或“乙”)装置可制成简易温度计,常用液体温度计是根据________原理制成的。实验室有一支刻度均匀但读数不准确的温度计,将其放入一标准大气压下的沸水中,读数是104℃,将其放入冰水混合物中,读数是-6℃,当它的示数为________℃时,其读数恰好与真实温度相等。
19. 如图所示电路,电源电压为,和的阻值分别为和,闭合开关,若甲、乙均为电压表,则甲、乙两表示数之比为________,若只将甲更换为电流表,闭合开关,甲表示数为________,乙表示数为________。
四、作图简答题(20题4分,21题6分,共10分)
20. 如图,金属滑杆上的滑片与电阻R接触良好,要求:当油箱油面下降时,油量表的示数变小,且油箱中的油用完时,滑片移到最上端,油量表的示数为零,请完成剩余的电路设计。
21. 阅读短文,回答问题
体脂秤
体脂率是人体中脂肪质量与人体总质量的百分比。图甲是一款市面常见的体脂秤,其体重测量部分的原理简化图如图乙所示,由压敏电阻、数字式仪表(电阻可忽略不计)、滑动变阻器、电池等组成电路。的阻值随所受压力变化的关系如图丙所示,滑动变阻器用作仪表的调零。台板部分的质量忽略不计,电源电压为。当被测者站在体脂秤上,数字式仪表显示被测者体重。在测量体重的同时,踏板上的导电镀膜玻璃会给人体通入特定频率的电信号,由于脂肪部分比肌肉和人体的其他组织导电性差,当特定频率电信号通过人体时,电信号会因人体导电性的不同而发生不同程度的变化。根据这一变化加上被测者的身高、体重信息,可计算出人体体脂率的大概值。
(1)某被测者穿着橡胶拖鞋站在体脂秤上,发现体重正常显示,而体脂率测量结果偏差很大,原因是________________;
(2)体脂秤测量体脂前要先录入被测者的身高信息,人体身高越高,相当于导体的电阻越________;相同情况下脂肪的电阻比肌肉的电阻________,电信号通过人体时会发生变化,据此可以算出人体体脂率的大概值。(选填“大”或“小”)
(3)当为、台板上无物体时,电路中的电流是________A;
(4)体脂秤用久后,电压会降低,若不重新调零,测量体重时仪表显示值会偏________,要使该体脂秤读数准确,则需要将的阻值调________。(选填“小”或“大”)
五、实验探究题(22题8分,23题7分,24题8分,共23分)
22. 如图所示,甲、乙、丙三套装置器材完全相同。
(1)若要比较不同燃料的热值,应选择________两套器材进行实验,实验时应保证烧杯内液体质量________(选填“相同”或“不同”);并且应该让________(选填“质量”或“初温”)相同的燃料________________(选填“燃烧相同时间”或“充分燃烧”);
(2)若要比较不同物质的吸热能力,则应选择________两套器材进行实验,实验时应保证烧杯内液体质量________(选填“相同”或“不同”),用________(选填“加热时间”或“升高温度”)表示两种液体吸收热量的多少。实验结果填写在下表中,分析表中数据,你认为两种液体中,适合充当汽车冷却剂的是液体________(选填“a”或“b”)。
温度/℃
20
30
40
50
加热时间/s
液体a
0
30
64
102
液体b
0
13
30
50
23. 如图所示是小明同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路,选用的器材:新干电池两节,、、、的定值电阻各一个,“ ”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
(1)检查一下甲图的导线连接,改动一根导线使之成为正确的电路。(在需要拆除的导线上画“×”,再画出正确的导线连接)
(2)小明先把的电阻接入电路,连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片时,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则发生这种现象的原因可能是________________。
(3)排除故障后,将的定值电阻接入电路开始实验,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数达到设定值,此时电流表的示数如图乙所示,则实验设定的定值电阻两端的电压________V。
(4)实验中,将的定值电阻换为的定值电阻后,若不改变变阻器的阻值,电压表的示数将________(选填“不变”“变小”或“变大”),接下来应将滑动变阻器的滑片向________(选填“左”或“右”)移动,直到电压表示数达到设定的电压值。
(5)小明逐一将、的电阻接入电路,继续进行实验。当将________的电阻接入电路时,电压表示数无法调节到设定值。若不改变电路元件,可将电压设定值控制在________范围内,便可以完成该实验。
24. 台灯是生活中常用的家用电器,可以根据不同的使用场景调节亮度。创新小组的同学在学习了电学知识后决定制作一台简易的调光台灯。
(1)电路与造型设计:制作调光台灯的关键是改变灯泡两端的电压,可以将灯泡与滑动变阻器串联,滑动变阻器的原理是通过改变________而改变接入电路中的电阻。如图甲是同学们设计的实验电路,向左移动滑片时,灯泡________(选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
(2)连接与安装:为了调节方便,采用电位器代替滑动变阻器,利用工具将电池盒、灯杆、电位器、开关等固定在底座上,把灯泡固定在灯杆上,如图乙所示,请用笔画线代替导线将图中的元件连接起来。(要求:顺时针旋转旋钮时,灯泡变亮)
(3)测试与装饰:闭合开关,旋转电位器的旋钮,小灯泡忽亮忽灭,原因可能是________________。排除故障后,在灯泡上方加装灯罩,灯罩的作用是________________。
(4)交流评估:一组同学采用滑动变阻器控制灯泡亮度,调试时发现只移动滑动变阻器的滑片,并不能让小灯泡由亮到暗直至熄灭,于是该组同学设计了图丙所示的三种电路,在确保电路安全的前提下,能实现“利用滑动变阻器控制灯泡由亮到灭”的最佳电路是________(填字母);还有一组同学选用了声控开关,设计用按钮开关或声控开关分别控制台灯,图丁是开关部分电路的设计图,正确的是________(填字母)。
六、计算题(25题10分,26题10分,共20分)
25. 工匠用钢铁打制工具时,有一个重要流程叫“淬火”。即把打制成型的工具放到炉火中充分煅烧,然后将其迅速放入水中骤冷。现有一成型的合金钢刀具的质量为,温度为26℃,将其放入836℃的炉火中煅烧足够时间,迅速取出放入、20℃的水中冷却。已知,,求:
(1)刀具在火炉中吸收的热量。
(2)到冷水中冷却,若不考虑热损失,当热传递停止时,刀具在冷水中放出的热量。
26. 如图所示,电源电压为,为定值电阻,为滑动变阻器,电流表的量程为,电压表量程为。闭合开关S,移动滑片,当滑片移至滑动变阻器中点时,电流表的示数为,电压表的示数为。求:
(1)定值电阻的阻值。
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)在保证电路安全的情况下,滑动变阻器的阻值变化范围。
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2026—2027学年度第一学期期中质量检测
初四物理试题
(90分钟,100分)
一、单选题(本题为单项选择题,请将符合题目要求的选项涂在答题卡中,每小题2分,共20分)
1. 以下温度最接近25℃的是( )
A. 健康成年人的体温 B. 烟台市夏季的最高气温
C. 冰水混合物的温度 D. 人感觉舒适的室内温度
【答案】D
【解析】
【详解】A.健康成年人的正常体温约为37℃,和25℃差距较大,故A不符合题意;
B.烟台市夏季的最高气温通常能超过35℃,远高于25℃,故B不符合题意;
C.标准大气压下冰水混合物的温度固定为0℃,和25℃相差很大,故C不符合题意;
D.人感觉舒适的室内温度大约在23~26℃区间,最接近25℃,故D符合题意。
故选D。
2. 下列有关现象的解释正确的是( )
A. 坎儿井利用地下渠道引水,减缓了输送过程中的蒸发
B. 在0℃以下的环境中,冰冻的衣服变干属于凝固现象
C. 北方冬天在菜窖里放几桶水是利用水蒸发吸热来保存蔬菜
D. 放在衣柜中的樟脑丸变小了属于熔化现象
【答案】A
【解析】
【详解】A.坎儿井位于地下,渠内水温更低、液面上方空气流速更慢,可减缓输送过程中的蒸发,故A正确;
B.0℃以下环境中,冰冻的衣服变干是固态冰直接变为气态水蒸气的升华现象,不属于凝固现象,故B错误;
C.北方冬天菜窖放几桶水,是利用水凝固放热使窖内温度不至于过低,并非利用水蒸发吸热保存蔬菜,故C错误;
D.衣柜中樟脑丸变小是固态樟脑丸直接变为气态的升华现象,不属于熔化现象,故D错误。
故选A。
3. 如图所示,盒面上有灯泡、和开关S,盒内接有电源和导线,各元件完好且正确连接。某小组同学用以下方法判断两灯的连接方式:
①闭合S,和亮度相同,则两灯一定串联
②闭合S,若通过、的电流均为,则两灯一定串联
③闭合S,两灯均发光,取下,仍发光,则两灯并联
④闭合S,若、两端的电压均为,则两灯一定并联
⑤闭合S,用导线短路,仍发光,则两灯一定串联
⑥闭合S,两灯均发光;断开S,两灯均熄灭,则两灯可能并联
上述判断正确的是( )
A. ①③⑤ B. ③⑤⑥ C. ②③④ D. ①②⑤
【答案】B
【解析】
【详解】①②④.若两灯规格相同,并联时电压、电流、实际功率均相同,亮度相同;串联时电流、电压、实际功率也均相同,亮度相同,故①②④错误;
③.取下L1,L2仍发光,说明两灯互不影响,由并联电路特点可知两灯并联,故③正确;
⑤.若两灯并联,短路L1会造成电源短路,L2不发光;L2仍发光说明两灯一定串联,故⑤正确;
⑥.若开关在干路,并联电路中的两灯也会同时亮灭,故两灯可能并联,故⑥正确。
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4. 下列关于温度、热量、内能和热值的说法正确的是( )
A. 物体从外界吸收了热量,温度不一定升高
B. 热值越大的燃料燃烧时放出的热量越多
C. 刚出锅的馒头很烫,是因为馒头含有的热量很高
D. 发生热传递时,内能多的物体放出热量,温度降低
【答案】A
【解析】
【详解】A.晶体熔化、液体沸腾时,物体持续吸热但温度不变,因此物体从外界吸热后温度不一定升高,故A正确。
B.燃料燃烧放热满足,放出的热量与热值、燃料质量、燃烧是否完全均有关,仅热值大无法确定放热多少,故B错误。
C.热量是热传递过程的过程量,不能表述为物体“含有”热量,故C错误。
D.热传递的发生条件是存在温度差,过程中是温度高的物体放出热量、温度降低,与物体内能大小无直接关联,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,电源电压不变,滑动变阻器和小灯泡接在A、B或C、D间。闭合开关S,电流表的示数为,用电压表测得A、B两点间的电压为,C、D两点间的电压为;移动滑动变阻器的滑片后,电流表的示数变大,A、B两点间的电压变为,已知小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大,则关于电路的分析正确的是( )
A. 电源电压为
B. C、D两点间接的是滑动变阻器
C. 移动滑片后,滑动变阻器的阻值可能为
D. 移动滑片后,小灯泡与变阻器的阻值相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.串联电路总电压等于各部分电压之和,电源电压 ,故A错误;
B.移动滑片后电流变大,若A、B间接灯泡,电流变大导致灯丝温度升高、电阻变大,由 可知 应变大,与题意 从 变为 矛盾,故A、B间接滑动变阻器,C、D间接小灯泡,故B错误;
D.移动滑片后,C、D两点间电压
此时 ,串联电路电流处处相等,由 可知小灯泡与变阻器阻值相等,故D正确;
C.初始状态灯泡电阻
移动滑片后灯泡电压变大、电流变大,温度升高,电阻变大,即 。此时电路电流
又因电流表示数变大,即 。此时变阻器阻值,代入电流范围可知 ,不可能为,故C错误。
故选D。
6. 飞机在飞行过程中与空气摩擦带上负电,为了在飞机着陆时把电荷及时导走,需要在飞机的地轮上安装搭地线。下列有关说法正确的是( )
A. 搭地线必须用导电材料制作
B. 飞机与空气摩擦过程中失去电子
C. 搭地线与地面接触时,电子从地面转移到搭地线
D. 搭地线与地面摩擦时,内能转化为机械能
【答案】A
【解析】
【详解】A.搭地线需导走飞机上的多余电荷,只有导电材料才能形成电荷移动的通路实现电荷传导,故A正确。
B.飞机带负电,摩擦起电中物体带负电是得到电子,并非失去电子,故B错误。
C.飞机带负电、存在多余电子,接触地面时电子从飞机经搭地线流向地面,并非从地面转移到搭地线,故C错误。
D.搭地线与地面摩擦时,克服摩擦做功,机械能转化为内能,并非内能转化为机械能,故D错误。
故选A。
7. 如图所示,电源电压为且保持不变,小灯泡L标有“ ”字样,定值电阻的阻值为,滑动变阻器的规格为“ ”,电流表的量程为,电压表的量程为。当只闭合开关S,滑动变阻器的滑片P置于中点时,灯泡L正常发光(不考虑灯丝电阻的变化)。在各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器的最大阻值为
B. 只闭合开关、、,电流表的最大示数是
C. 只闭合开关、,小灯泡两端的电压变化范围是
D. 只闭合开关、,电流表的示数变化范围是
【答案】C
【解析】
【详解】由灯泡规格可知灯泡电阻
A.只闭合开关,滑片在中点时,与串联,灯泡正常发光,电路电流,灯泡电压。两端电压
接入电阻,则最大阻值为,故A错误;
B.只闭合开关、、,与并联,被短路。通过电流
通过最大电流为,干路最大电流,故B错误;
CD.只闭合开关、,与串联,电压表测电压。电路最大电流受灯泡额定电流限制为,此时灯泡电压最大为;当阻值最大时电路电流最小,
此时电压表示数
电压表安全。
灯泡最小电压
故灯泡电压范围,电流范围,故C正确,D错误。
故选C。
8. 光发动机可用于卫星的能源补充,控制光照即可实现活塞往复运动,原理如图,密闭气室中在光照下会分解,使气室内气压增大,推动活塞右移,无光条件下可发生逆反应。活塞向左移动过程相当于汽油机的( )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
【答案】B
【解析】
【详解】活塞向左移动,气室体积减小,气体被压缩,机械能转化为内能。汽油机压缩冲程中,活塞压缩气体,体积减小,机械能转化为内能。两者物理过程及能量转化一致,故相当于压缩冲程。故选B。
9. 如图所示,①②③可能是电流表或电压表,以下说法正确的是( )
A. 若①②为电流表,③为电压表,则L1与L2串联
B. 若①③为电流表,②为电压表,则L1与L2串联
C. 若①③为电压表,②为电流表,则L1与L2串联
D. 若②③为电流表,①为电压表,则L1与L2并联
【答案】C
【解析】
【详解】A.若①②为电流表,③为电压表,①②相当于导线, L1被短路,只有 L2接入电路,故A错误;
B.若①③为电流表,②为电压表,①③相当于导线,电流分两路,一路经 ③、L1回电源负极,另一路经L2、①回电源负极,L1与 L2并联,故B错误;
C.若①③为电压表,②为电流表,①③相当于断路,电流只有一条路径:电源正极 ② 电源负极,L1与 L2串联,故C正确;
D.若②③为电流表,①为电压表,②③相当于导线,L2被短路,只有L1接入电路,故D错误。
故选C。
10. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑片P从A端移动到B端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示,下列判断正确的是( )
A. 两端电压的最小值为 B. 的阻值为
C. 的最大阻值为 D. 电源电压为
【答案】A
【解析】
【详解】ABC.由电路图可知,与串联,电压表测两端电压。
当滑片在A端时,,电压表示数为0,由图乙可知此时电流
电源电压……①
当滑片在B端时,阻值最大,电压表示数,由图乙可知此时电流
此时电源电压……②
联立①②得
得,电源电压,故BCD错误;
D.两端电压的最小值,故A正确。
故选A。
二、多项选择题(每小题给出的四个选项中,均有多个选项符合题意,全部选对的得3分,选对但不全的得2分,不选或选错的得0分,共12分)
11. 对图中实验分析正确的是( )
A. 甲图:压紧的两铅块下面悬挂钩码而不分开,这是由于分子间引力的作用
B. 乙图:试管内的水沸腾后,水蒸气将软木塞推出,软木塞的内能转化为它的机械能
C. 丙图:抽去玻璃隔板后,下面瓶中空气变成红棕色,说明分子永不停息地运动
D. 丁图:迅速拉动缠在金属管外的皮绳,塞子冲出去时,管内乙醚蒸气的内能减小
【答案】AD
【解析】
【详解】A.压紧的两铅块下面悬挂钩码而不分开,是因为分子间存在引力,故A正确;
B.试管内的水沸腾后,水蒸气将软木塞推出,是水蒸气的内能转化为软木塞的机械能,故B错误;
C.二氧化氮密度比空气大,图中二氧化氮在上方,抽去玻璃隔板后,二氧化氮受重力作用也会向下运动,无法排除重力影响,不能有力说明分子永不停息地运动,故C错误;
D.迅速拉动皮绳,克服摩擦做功,机械能转化为内能;塞子冲出去时,管内乙醚蒸气对塞子做功,内能转化为机械能,乙醚蒸气内能减小,故D正确。
故选AD。
12. 质量相同的甲、乙两物体放出相同的热量后接触,热量从乙传向甲,则关于两物体的初始温度、及比热容、,下列关系式中可以成立的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】AD
【解析】
【详解】热量从乙传向甲,说明放热后乙的末温高于甲的末温,由得,末温
A.若,则,,因,则,符合条件,故A符合题意;
B.若,则,,因,则,不符合条件,故B不符合题意;
C.,,若,,则,不符合条件,故C不符合题意;
D.,,若,则,当时,即,符合条件,故D符合题意。
故选AD。
13. 甲、乙两小组用完全相同的装置分别对a、b两种液体加热,并根据实验数据绘制出了液体温度随时间变化的图像如图所示。已知甲组所取液体的质量相同,乙组所取液体的体积相同,乙图中线段,分析甲、乙图像信息,下列说法正确的是( )
A. 甲组实验加热10 min,a液体吸收热量更多
B. b液体比a液体的吸热本领强
C. 乙组所取液体的质量关系是
D. b液体的沸点高于a液体的沸点
【答案】BC
【解析】
【详解】A.甲、乙两小组用完全相同的装置加热,相同时间内液体吸收的热量相同。加热10min,a、b液体吸收的热量相同,故A错误;
B.甲组实验中,a、b液体质量相同,即。加热10min,吸收热量相同,即。由图甲可知,a液体升高的温度
b液体升高的温度
根据可得,因为,,,所以,即b液体的比热容大,吸热本领强,故B正确;
C.乙图中线段,说明在相同时间内a、b液体升高的温度相同,即。取相同加热时间,吸收热量相同,即。根据可得,因为,,,所以,故C正确;
D.由图甲和图乙可知,b液体沸腾时保持不变的温度低于a液体沸腾时保持不变的温度,即b液体的沸点低于a液体的沸点,故D错误。
故选BC。
14. 用可乐瓶制作水火箭,先在瓶里装适量水,旋紧瓶塞,然后将带有阀门的金属管插入瓶塞,用打气筒往瓶里打足气,打开阀门后,水从金属管向下喷出,水火箭竖直向上飞向空中。下列分析正确的是( )
A. 水火箭上升过程中,水火箭内气体的内能在不断增加
B. 水向下喷出时,水火箭瓶内气体的内能在不断减少
C. 打气筒将空气压入水火箭内的能量转化与汽油机的做功冲程相同
D. 打气筒将空气压入水火箭时,瓶内气体压强变大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.水火箭上升过程中,瓶内气体持续推动水向外喷出,气体对外做功,内能不断减小,故A错误;
B.水向下喷出时,瓶内气体对水做功,将自身内能转化为水的机械能,气体内能不断减少,故B正确;
C.打气筒压入空气时,通过压缩气体做功将机械能转化为气体的内能;汽油机做功冲程是将内能转化为机械能,二者能量转化方向不同,故C错误;
D.打气筒不断将空气压入瓶内,瓶内气体增多,压强变大,故D正确。
故选BD。
三、填空题(每小题3分,共15分)
15. 同学们设计了如图所示的甲、乙、丙三种方案演示“碘的升华”现象。已知碘的熔点为113.5℃,酒精灯火焰的温度约为500℃,一标准大气压下,水的沸点为100℃,电吹风能提供的热风温度最高为80℃。其中可采取的方案是________,其余方案不合理的原因是________________。
【答案】 ①. 乙、丙 ②. 火焰的温度高于碘的熔点,碘可能先熔化后汽化
【解析】
【详解】要演示碘的升华,需证明碘由固态直接变为气态,实验关键是保证碘的温度始终低于其熔点,避免碘熔化。甲方案:酒精灯火焰温度约500℃,高于碘的熔点113.5℃,碘吸热后会先熔化为液态,再汽化为气态,无法证明碘蒸气是直接由固态升华而来,因此不合理。乙方案:水浴加热时,一标准大气压下沸水温度为100℃,低于碘的熔点113.5℃,碘的温度最高为100℃,不会熔化,碘蒸气由固态碘直接升华产生,可证明升华现象,因此合理。丙方案:电吹风热风最高温度为80℃,低于碘的熔点113.5℃,碘不会熔化,碘蒸气由固态碘直接升华产生,可证明升华现象,因此合理。
16. 如图a所示是电阻甲和乙的图像,将电阻甲、乙分别按b、c方式连接,电源电压不变。测量电路b中甲电阻两端的电压为,则在电路c中,电流表的示数为________,电阻乙的阻值为________,电源电压的数值为________。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】如图a所示,电路b中甲电阻两端的电压为,通过甲电阻的电流为0.1A,根据串联电路电流处处相等,当通过乙电阻的电流为0.1A,则乙电阻两端电压为1.5V,电源电压为
由于电源电压不变,故在电路c中,电源电压为2V,两个电阻并联,此时电流表测量通过甲电阻的电流,由图a,此时电流表的示数为0.4A;由乙的图像,当乙电阻两端电压为2V,通过乙电阻的电流为0.2A,则乙电阻的阻值为
17. 如图所示,与毛皮摩擦过的橡胶棒因________(选填“得到”或“失去”)电子而带负电,接触验电器金属球时,金属杆中瞬间电流方向是________________(选填“从金属球到金属箔”或“从金属箔到金属球”),验电器的工作原理是________________。
【答案】 ①. 得到 ②. 从金属箔到金属球 ③. 同种电荷相互排斥
【解析】
【详解】由摩擦起电的实质可知,带负电的物体得到电子,故橡胶棒因得到电子而带负电。
因电流方向与负电荷定向移动方向相反,负电荷从金属球向金属箔定向移动,故金属杆中瞬间电流方向为从金属箔到金属球。
两金属箔带同种电荷而相互排斥,故验电器的工作原理为同种电荷相互排斥。
18. 利用身边常见的物体可以制成实验器材,例如用同样的玻璃瓶、橡皮塞和细玻璃管,在瓶中装上不同量的水,就可以制成简易的测量工具。如图所示,利用________(选填“甲”或“乙”)装置可制成简易温度计,常用液体温度计是根据________原理制成的。实验室有一支刻度均匀但读数不准确的温度计,将其放入一标准大气压下的沸水中,读数是104℃,将其放入冰水混合物中,读数是-6℃,当它的示数为________℃时,其读数恰好与真实温度相等。
【答案】 ①. 乙 ②. 液体的热胀冷缩 ③. 60
【解析】
【详解】因液体温度计利用液体热胀冷缩工作,需瓶内装满液体,故选乙装置。
该温度计每格对应的真实温度为
设读数与真实温度相等时的温度为,由真实温度与示数的对应关系可知
得
19. 如图所示电路,电源电压为,和的阻值分别为和,闭合开关,若甲、乙均为电压表,则甲、乙两表示数之比为________,若只将甲更换为电流表,闭合开关,甲表示数为________,乙表示数为________。
【答案】 ①. 2∶1 ②. ③.
【解析】
【详解】甲、乙都是电压表时,闭合开关,、串联,甲测两端电压,乙测两端电压。串联电路中电流处处相等,由可知,电压之比等于电阻之比,则甲、乙两表示数之比为
只把甲换成电流表,乙仍是电压表,闭合开关,被短路,只有接入电路,甲测通过的电流,则甲表的示数为
此时乙表测电源电压,所以乙表的示数为
四、作图简答题(20题4分,21题6分,共10分)
20. 如图,金属滑杆上的滑片与电阻R接触良好,要求:当油箱油面下降时,油量表的示数变小,且油箱中的油用完时,滑片移到最上端,油量表的示数为零,请完成剩余的电路设计。
【答案】
【解析】
【详解】当油箱油面下降时,油量表的示数变小,且油箱中的油用完时,滑片移到最上端,油量表的示数为零,这说明油量表实际上是一个电压表,测量的是电阻R上半部分的电压。因此将金属滑杆的接线柱用导线连接到油量表下方的水平导线,将电阻R最上端的接线柱用导线连接到油量表上方的水平导线,油量表与电阻R的上半部分并联接入电路。
21. 阅读短文,回答问题
体脂秤
体脂率是人体中脂肪质量与人体总质量的百分比。图甲是一款市面常见的体脂秤,其体重测量部分的原理简化图如图乙所示,由压敏电阻、数字式仪表(电阻可忽略不计)、滑动变阻器、电池等组成电路。的阻值随所受压力变化的关系如图丙所示,滑动变阻器用作仪表的调零。台板部分的质量忽略不计,电源电压为。当被测者站在体脂秤上,数字式仪表显示被测者体重。在测量体重的同时,踏板上的导电镀膜玻璃会给人体通入特定频率的电信号,由于脂肪部分比肌肉和人体的其他组织导电性差,当特定频率电信号通过人体时,电信号会因人体导电性的不同而发生不同程度的变化。根据这一变化加上被测者的身高、体重信息,可计算出人体体脂率的大概值。
(1)某被测者穿着橡胶拖鞋站在体脂秤上,发现体重正常显示,而体脂率测量结果偏差很大,原因是________________;
(2)体脂秤测量体脂前要先录入被测者的身高信息,人体身高越高,相当于导体的电阻越________;相同情况下脂肪的电阻比肌肉的电阻________,电信号通过人体时会发生变化,据此可以算出人体体脂率的大概值。(选填“大”或“小”)
(3)当为、台板上无物体时,电路中的电流是________A;
(4)体脂秤用久后,电压会降低,若不重新调零,测量体重时仪表显示值会偏________,要使该体脂秤读数准确,则需要将的阻值调________。(选填“小”或“大”)
【答案】(1)体脂率测量依赖通过人体的电信号,橡胶为绝缘体,阻碍了电信号在人体与踏板间的传导,因此体脂率测量偏差大;体重测量基于压敏电阻的压力变化,不受绝缘影响,故体重显示正常。
(2) ①. 大 ②. 大
(3)0.015 (4) ①. 小 ②. 小
【解析】
【小问1详解】
略。
【小问2详解】
导体电阻与长度有关,材料、横截面积相同时,长度越长电阻越大;身高越高相当于导体长度越长,因此电阻越大;
文中说明脂肪比肌肉等组织导电性差,导电性差对应电阻大,因此脂肪的电阻比肌肉大。
【小问3详解】
台板无物体时压力,由图丙得压敏电阻阻值,电路总电阻为
电路电流为
【小问4详解】
体重越大,压敏电阻阻值越小,电路电流越大,仪表示数越大。电源电压降低时,相同体重对应不变,总电阻不变,由可知电流变小,因此显示值偏小;
要使读数准确,需让相同体重对应的电流与正常电压时一致,电源电压降低,需减小总电阻,因此应将的阻值调小。
五、实验探究题(22题8分,23题7分,24题8分,共23分)
22. 如图所示,甲、乙、丙三套装置器材完全相同。
(1)若要比较不同燃料的热值,应选择________两套器材进行实验,实验时应保证烧杯内液体质量________(选填“相同”或“不同”);并且应该让________(选填“质量”或“初温”)相同的燃料________________(选填“燃烧相同时间”或“充分燃烧”);
(2)若要比较不同物质的吸热能力,则应选择________两套器材进行实验,实验时应保证烧杯内液体质量________(选填“相同”或“不同”),用________(选填“加热时间”或“升高温度”)表示两种液体吸收热量的多少。实验结果填写在下表中,分析表中数据,你认为两种液体中,适合充当汽车冷却剂的是液体________(选填“a”或“b”)。
温度/℃
20
30
40
50
加热时间/s
液体a
0
30
64
102
液体b
0
13
30
50
【答案】(1) ①. 甲、乙 ②. 相同 ③. 质量 ④. 充分燃烧
(2) ①. 甲、丙 ②. 相同 ③. 加热时间 ④. a
【解析】
【小问1详解】
比较不同燃料的热值时,要保证只有燃料种类这一个变量不同,选择甲、乙装置,二者烧杯内液体相同、仅燃料不同。
根据控制变量要求,需要保证烧杯内液体的质量相同,同时取质量相同的不同燃料,让它们充分燃烧,通过液体升高的温度来反映燃料放出热量的多少,进而比较热值大小。
【小问2详解】
比较不同物质的吸热能力时,要保证只有液体种类这一个变量不同,选择甲、丙装置,二者加热的燃料完全相同(相同时间放出的热量相等)、仅烧杯内液体不同。
实验要保证两种液体的质量相同,用加热时间来间接表示液体吸收热量的多少,这是转换法的应用。
分析表格数据:让两种液体升高相同的温度,液体a需要的加热时间更长,说明a吸收的热量更多,比热容更大,吸热能力更强,更适合做汽车冷却剂。
23. 如图所示是小明同学“探究电流与电阻的关系”的实验电路,选用的器材:新干电池两节,、、、的定值电阻各一个,“ ”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
(1)检查一下甲图的导线连接,改动一根导线使之成为正确的电路。(在需要拆除的导线上画“×”,再画出正确的导线连接)
(2)小明先把的电阻接入电路,连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片时,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则发生这种现象的原因可能是________________。
(3)排除故障后,将的定值电阻接入电路开始实验,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数达到设定值,此时电流表的示数如图乙所示,则实验设定的定值电阻两端的电压________V。
(4)实验中,将的定值电阻换为的定值电阻后,若不改变变阻器的阻值,电压表的示数将________(选填“不变”“变小”或“变大”),接下来应将滑动变阻器的滑片向________(选填“左”或“右”)移动,直到电压表示数达到设定的电压值。
(5)小明逐一将、的电阻接入电路,继续进行实验。当将________的电阻接入电路时,电压表示数无法调节到设定值。若不改变电路元件,可将电压设定值控制在________范围内,便可以完成该实验。
【答案】(1) (2)定值电阻断路
(3)1 (4) ①. 变大 ②. 右
(5) ①. 20 ②.
【解析】
【小问1详解】
由甲图,电流表并联在定值电阻两端、电压表串联在电路中。 改法:把连接滑动变阻器右上接线柱和定值电阻左侧接线柱的导线画“×”,再将定值电阻左侧接线柱与开关左侧接线柱用导线连接,使电流表串联在电路中,电压表并联在定值电阻两端。
【小问2详解】
电流表无示数说明电路发生断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表两端能连通电源正负极,因此是和电压表并联的定值电阻发生了断路。
【小问3详解】
两节新干电池总电源电压为3V,电流表接0~0.6A量程,分度值0.02A,图乙示数为0.2A;
由欧姆定律公式变形,代入、,则实验设定的定值电阻两端的电压
【小问4详解】
根据串联电路分压原理,把5Ω电阻换成10Ω后,定值电阻的分压能力变强,若滑动变阻器阻值不变,定值电阻分得的电压会变大;探究电流与电阻的关系需要控制定值电阻两端电压不变,因此要增大滑动变阻器接入的阻值,分担更多电压,图中滑动变阻器接左下接线柱,故滑片向右移动时接入电阻变大。
【小问5详解】
滑动变阻器最大阻值为30Ω,当接入20Ω定值电阻时,根据串联电路分压原理
电源电压为3V,若要控制定值电阻两端的电压为1V,滑动变阻器需要分担2V电压,要求滑动变阻器接入阻值为40Ω,超过了滑动变阻器的最大30Ω,因此20Ω电阻无法调到1V的设定电压。
当定值电阻为20Ω、滑动变阻器调到最大30Ω时,由串联电路分压原理
代入数据,则定值电阻能分到的最小电压为
同时电压表示数最大不超过电源电压3V,因此将定值电阻的控制电压设定在1.2V到3V之间,就可以完成所有实验。
24. 台灯是生活中常用的家用电器,可以根据不同的使用场景调节亮度。创新小组的同学在学习了电学知识后决定制作一台简易的调光台灯。
(1)电路与造型设计:制作调光台灯的关键是改变灯泡两端的电压,可以将灯泡与滑动变阻器串联,滑动变阻器的原理是通过改变________而改变接入电路中的电阻。如图甲是同学们设计的实验电路,向左移动滑片时,灯泡________(选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
(2)连接与安装:为了调节方便,采用电位器代替滑动变阻器,利用工具将电池盒、灯杆、电位器、开关等固定在底座上,把灯泡固定在灯杆上,如图乙所示,请用笔画线代替导线将图中的元件连接起来。(要求:顺时针旋转旋钮时,灯泡变亮)
(3)测试与装饰:闭合开关,旋转电位器的旋钮,小灯泡忽亮忽灭,原因可能是________________。排除故障后,在灯泡上方加装灯罩,灯罩的作用是________________。
(4)交流评估:一组同学采用滑动变阻器控制灯泡亮度,调试时发现只移动滑动变阻器的滑片,并不能让小灯泡由亮到暗直至熄灭,于是该组同学设计了图丙所示的三种电路,在确保电路安全的前提下,能实现“利用滑动变阻器控制灯泡由亮到灭”的最佳电路是________(填字母);还有一组同学选用了声控开关,设计用按钮开关或声控开关分别控制台灯,图丁是开关部分电路的设计图,正确的是________(填字母)。
【答案】(1) ①. 接入电路的电阻丝的长度 ②. 变亮
(2) (3) ①. 电位器的滑片与电阻丝接触不良 ②. 会聚光线
(4) ①. B ②. A
【解析】
【小问1详解】
滑动变阻器的工作原理是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻;
图甲中向左移动滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短,电阻减小,电路总电阻变小,电源电压不变,根据欧姆定律,则电路电流变大,因此灯泡变亮。
【小问2详解】
顺时针旋转旋钮灯泡变亮,说明此时电路电流变大、电位器接入电阻变小,因此只需将电位器和灯泡、开关、电源依次串联,电位器接中间接线柱和右侧接线柱接入电路,保证旋钮顺时针转动时接入电路的电阻丝长度缩短即可。
【小问3详解】
小灯泡忽亮忽灭是电路通断不稳定导致的,常见原因是电位器内部或电路的接线连接处接触不良;
灯罩属于光学应用,利用光的反射将灯泡向四周散射的光线集中反射到需要照明的区域,既可以聚光提升照明亮度,也能避免光线直射刺眼。
【小问4详解】
A.由丙图,滑片所在的导线将灯泡L和滑动变阻器左侧部分电阻短路,灯泡L始终不发光,滑片P滑至最右端,造成电源短路,会烧坏电源,故A不符合题意;
B.当滑片移动到最左端时,灯泡被短路,电流不再经过灯泡,灯泡完全熄灭,且移动滑片时可以连续改变灯泡两端电压,滑片P在最右端时,灯泡与滑动变阻器最大阻值并联,灯泡两端电压等于电源电压,该电路能实现灯泡由亮到灭,电路也没有短路电源的安全隐患,是最佳方案,故B符合题意;
C.灯泡和滑动变阻器全部电阻并联,灯泡两端电压始终等于电源电压,灯泡亮度不会发生变化,不符合要求,故C不符合题意。
故选B。
由丁图,要求按钮开关和声控开关都能单独控制台灯,说明两个开关需要互不影响、并联后再和灯泡串联,A符合要求;B中两个开关串联,必须同时闭合灯才会亮,无法分别独立控制。故B不符合题意,A符合题意。
故选A。
六、计算题(25题10分,26题10分,共20分)
25. 工匠用钢铁打制工具时,有一个重要流程叫“淬火”。即把打制成型的工具放到炉火中充分煅烧,然后将其迅速放入水中骤冷。现有一成型的合金钢刀具的质量为,温度为26℃,将其放入836℃的炉火中煅烧足够时间,迅速取出放入、20℃的水中冷却。已知,,求:
(1)刀具在火炉中吸收的热量。
(2)到冷水中冷却,若不考虑热损失,当热传递停止时,刀具在冷水中放出的热量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
刀具在火炉中吸收的热量为
【小问2详解】
假设放入冷水中热传递停止时,二者的共同温度为,由及热量公式
代入数据
解得
刀具在冷水中放出的热量为
26. 如图所示,电源电压为,为定值电阻,为滑动变阻器,电流表的量程为,电压表量程为。闭合开关S,移动滑片,当滑片移至滑动变阻器中点时,电流表的示数为,电压表的示数为。求:
(1)定值电阻的阻值。
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)在保证电路安全的情况下,滑动变阻器的阻值变化范围。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
的阻值为
【小问2详解】
滑片位于中点时,变阻器两端的电压为
变阻器的电阻为
变阻器的最大电阻
【小问3详解】
当变阻器阻值变小时,电流表和电压表示数均增大。当电流表的示数为时,两端的电压为
即电流表示数达到最大值的时候,电压表超量程。因此当电压表示数达到最大值的时候,变阻器的阻值最小,此时的电流为
此时变阻器两端的电压
变阻器最小值为
当变阻器的阻值变大时,电流表和电压表示数均变小,电路安全。
所以变阻器的阻值变化范围为
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