精品解析:北京市第七中学2026-2027学年度第一学期期中检测试卷九年级物理
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内容正文:
北京市第七中学2026~2027学年度第一学期期中检测试卷
初三物理
试卷满分:100分考试时间:90分钟
一、单选题(每题只有一个选项符合题意,每题2分,共30分)
1. 下列事例中,利用物体有良好导电性的是( )
A. 电线的外皮用橡胶制作 B. 电缆的芯线用金属制作
C. 电工手套用硅胶制作 D. 开关的按钮用塑料制作
2. 下列事例中,通过做功改变物体内能的是( )
A. 用酒精灯给烧杯中的水加热,水温升高 B. 冬天用暖气取暖,室内温度升高
C. 用锯条锯木板,锯条发热 D. 饮料中加入冰块,饮料温度降低
3. 用毛皮摩擦过的橡胶棒接触不带电的验电器,能正确表示橡胶棒和验电器金属箔片带电情况的图是( )
A. B. C. D.
4. 用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近一个轻质绝缘小球,发现两者互相吸引,由此可判断( )
A. 小球可能带正电 B. 小球可能不带电
C. 小球一定带正电 D. 小球一定带负电
5. 如图所示的四个电路图中,各开关都闭合后,灯泡L1与L2串联的是( )
A. B.
C. D.
6. 关于电现象,下列说法正确的是( )
A. 只有正电荷定向移动时,电路中才会形成电流
B. 电压可以使金属导体中的自由电子发生定向移动
C. 当通过导体的电流一定时,电阻与其两端电压成正比
D. 导体靠自由电子导电
7. 如图所示是小区安放的智能快递柜。取件人从智能快递柜取件时,可以通过手机扫码(相当于只闭合开关S1),也可以通过输入密码(相当于只闭合开关S2)使装置启动打开柜门。图示的电路图中符合以上要求的是( )
A. B.
C. D.
8. 干木柴、焦炭和无烟煤的热值如图所示的柱状图,下列说法中正确的是( )
A. 在完全燃烧的条件下,无烟煤放出的热量最多
B. 0.5kg焦炭的热值等于1kg焦炭的热值
C. 在质量相同的条件下,干木柴燃烧放出的热量最少
D. 燃烧0.5kg焦炭放出的热量小于燃烧1kg焦炭放出的热量
9. 如图所示的是我国传统的走马灯。点燃底部的蜡烛,上升的热空气驱动扇叶转动,带动纸片小人转动,此过程中的能量转化与四冲程汽油机的下列哪个冲程是相同的( )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
10. 如图所示为滑动变阻器的结构示意图,要使滑片P向右移动时连入电路的电阻变小,接线柱连接正确的是( )
A. B.
C. D.
11. 小明用三个电流表和两个小灯泡做实验,检验并联电路干路电流是否等于各支路电流之和,其连接的电路如图所示,这个电路中只有一根导线接错了,接错的这根导线是( )
A. 导线AB B. 导线CD C. 导线EF D. 导线CG
12. 如图所示,电源两端电压为U且保持不变。闭合开关S,定值电阻R1和R2(R1≠R2)两端的电压大小分别为U1和U2,电压表的示数应为( )
A. U1 B. U2 C. U D. U+U2
13. 某同学分别按图甲、乙两种方式将定值电阻、连接在电源电压均为并保持不变的电路中,电阻阻值,下列说法正确的是( )
A. 甲图中通过的电流大于通过的电流
B. 乙图中通过的电流小于通过的电流
C. 甲图中的总电阻等于乙图中的总电阻
D. 甲图中两端的电压小于乙图中两端的电压
14. 其他条件相同的情况下,电阻较小的导体,其材料的导电性能较强。如图所示的电路中,、分别是甲、乙两种材料制成的电阻丝,它们的横截面积分别为、,长度分别为、。闭合开关S后,两电流表的示数分别为、,下列说法正确的是( )
A. 若,,观察到,则材料乙的导电性能较强
B. 若,,观察到,则材料甲的导电性能较强
C. 若,,观察到,则材料乙的导电性能较强
D. 若,,观察到,则材料甲的导电性能较强
15. 已知某种物质吸收的热量Q与比热容c、质量m和温度变化量ΔT之间满足Q=cmΔT。加热初温相同的液体甲、乙、丙,图中的3个点分别对应液体甲、乙、丙在温度T随吸收热量Q而升高的过程中的某一状态。已知液体甲和乙的质量相同但种类不同,液体乙和丙的质量不同但种类相同。下列判断正确的是( )
A. 液体甲的比热容小于液体乙的比热容
B. 液体甲的质量大于液体丙的质量
C. 升高相同的温度,液体乙吸收的热量多于液体丙吸收的热量
D. 吸收相同的热量,液体丙升高的温度低于液体甲升高的温度
二、多选题(每题2分,共10分。每题选项全选对得2分,选对但选不全得1分,错选不得分)
16. 下列说法中正确的是( )
A. 温度不相同的物体,内能也可能相等
B. 物体的内能增加了,它的温度一定升高
C. 温度变化相同时,吸收热量多的物体的比热容也较大
D. 发生热传递时,热量可以从内能较小的物体传递给内能较大的物体
17. 关于如图所示的四个热学实验,下列说法正确的是( )
A. 竖直向上提升玻璃板,在玻璃板将要离开水面时,弹簧测力计的示数变大
B. 迅速用力向下压活塞,活塞对筒内棉花做功,内能增加,温度升高
C. 红墨水在热水中比在冷水中扩散得快,表明分子热运动剧烈程度与温度有关
D. 瓶内的气体对瓶塞做功,机械能转化为内能,瓶塞崩出时瓶口出现白雾
18. 如图所示,电源电压不变,为定值电阻,闭合开关S,向左移动滑动变阻器的滑片P,下列判断正确的是( )
A. 电流表A的示数变大,电压表V2的示数不变
B. 电流表A的示数变大,电压表V1的示数变大
C. 电压表V1与电压表V2的示数之和保持不变
D. 电压表V1示数变化量与电流表A示数的变化量之比不变
19. 小明利用如图所示的电路“探究电压一定时,电流跟电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变,实验中依次将电阻箱R的阻值调为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω。实验时,小明将电阻箱的阻值调为5Ω后调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为3V,记下电流表示数,然后将电阻箱阻值调为10Ω继续实验。为了能够完成整个实验,他可选用的滑动变阻器的阻值范围为( )
A. 0~10Ω B. 0~20Ω C. 0~50Ω D. 0~100Ω
20. 如图甲所示为某科技小组设计的汽车有害尾气排放检测电路,电源电压恒定不变,为定值电阻,R为气敏电阻,R的阻值随其所在处有害尾气浓度β变化的规律如图乙所示。闭合开关,当电压表示数低于某值U时会触发报警电路(图中未画出)。下列说法正确的是( )
A. R的阻值随其所在处有害尾气浓度增大而增大
B. 闭合开关,当R所在处有害尾气浓度增大时,电流表的示数变大,电压表的示数变大
C. 闭合开关,当R所在处有害尾气浓度增大时,电流表的示数变大,电压表的示数变小
D. 为使较小的有害尾气浓度就触发报警电路,的阻值应该较大
三、实验题(21题、22题、24题、25题(4)、28题(2)、29题(1)每空每图2分,33题分,其余每空每图1分,共48分)
21. 如图所示,电阻箱的示数为____________Ω。
22. 如图所示电路,要使灯L1、L2串联,表1应是_____表,表2应是_____表,表3应是____表.
23.
(1)如图所示,用酒精灯给试管加热,酒精燃烧将___________能转化为________能,使试管内水的温度升高直至沸腾,试管内的水蒸气把软木塞崩出,将________能转化为________能。
(2)如图所示的实验中,抽去中间的玻璃板,过一会儿下方玻璃瓶中的气体颜色变浅,上方玻璃瓶中的气体颜色变深,这种现象叫做____现象,此现象主要说明________。
24. 如图,物理实践活动课上小石用两个水果制成水果电池,用电压表测量两端电压,去掉一个水果后发现电压表示数变小,请根据以上的实验现象,提出一个可探究的科学问题:_________。
25. 为了比较水和食用油的吸热情况,小莉做了如图所示的实验,在两个相同的烧杯中分别装入质量、初温相等的水和食用油,用两个相同的加热棒对其加热,用温度计测量液体吸收热量后升高的温度,并用秒表记录加热时间。(已知)
(1)在此实验过程中用____________来表示物质吸热的多少。
(2)通过实验可以得到水和食用油的吸热情况不同的结论。物质的这种特性可以用____这个物理量来描述。其大小与质量、吸收或放出的热量____(选填“有关”或“无关”)。
(3)若加热时间相同,____升高的温度高(选填“水”或“食用油”),是因为________。
(4)下列事实能用上述实验结果解释的是________(多选)
A. 夏天给教室地面洒水,感觉凉爽
B. 烈日当空的海边,沙子烫脚而海水却是凉的
C. 用盐水腌鸭蛋,一段时间后鸭蛋变咸
D. 晚间,在春播秧田里灌水保温
26. 小明用图中所示的实验器材探究导体电阻的大小与导体的长度是否有关,图1中电阻丝A、B的长度为L,C、D的长度为0.6L;电阻丝A、B、D的横截面积为S,电阻丝C的横截面积为2S。他的主要实验步骤如下:
①将电阻丝B全部接入图2电路中,闭合开关S,记录电流表的示数I1;
②将电阻丝C全部接入图2电路中,闭合开关S,记录电流表的示数I2;
③比较数据发现I1<I2,于是他得出结论:导体的电阻大小与导体的长度有关。
(1)小明的探究过程中存在的问题是:_______;
(2)针对(1)中存在的问题,正确的做法是选用电阻丝B和电阻丝________进行实验。
27. 小石连接了如图所示的部分电路,想通过此电路测量未知电阻的阻值。
(1)请用笔代替导线完成图的电路连接,要求开关闭合、滑片P向右移动时,电流变小。
(2)实验过程中,某次电压表和电流表的示数如图所示,则电流表的示数是__________________A、电压表的示数为__________________V,可测得的__________________Ω。
28. 在“导体中的电流与导体两端电压的关系”实验中,选用的器材有学生电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表、定值电阻R、导线和标有“50Ω0.5A”字样的滑动变阻器R'。
U/V
1.0
1.4
1.8
2.2
2.6
3.0
I/A
0.10
0.14
0.18
0.22
0.26
0.30
(1)连接如图甲所示的实验电路时,开关必须处于________________________状态。
(2)根据上表中的实验数据分析,可得出结论:__________________________________________________________________________________________。
29. 在探究“通过导体的电流跟电阻的关系”实验中,已经备有的实验器材有:学生电源、已调零的电流表和电压表、滑动变阻器、定值电阻若干、开关和导线若干。小刚利用上述部分器材连接成了图所示的电路。闭合开关S前,同组的小兰指出电路连接有错误。
(1)小兰只改接了电路中的一根导线,电路便连接正确了,请你在图中画出她的改法。(在错接的导线上画×,然后画出正确的接线)( )
(2)请你画出正确的实验电路图。( )
(3)小兰将电路连接的错误改正后开始实验,在闭合开关S前,应使滑动变阻器的滑片P置于_________端。(选填“A”或“B”)
(4)以下是他们的部分实验步骤,请你帮他们补充完整:
①闭合开关S,并移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U,读取电流表示数I,将R和I的数据记录在表格中。
②断开开关S,_________,闭合开关S,_________,将R和I的数据记录在表格中。
③多次仿照步骤②操作,将相应的电阻R和I的数据记录在表格中。
(5)小兰和小刚根据实验数据绘制出通过导体的电流随导体电阻变化规律的图像,如图所示。请你根据图像判断,当导体电阻为4Ω时,通过该导体的电流为________A。
30.
(1)根据图所示的实物连接图,在虚线框内画出对应的电路图。
(2)按照所给电路图连接对应的实物图。
31. 实验室有如下器材:符合实验要求的可以变换输出电压的学生电源,多个阻值不同的定值电阻,三块已经调零的电压表,开关一个,导线若干。请你利用上述器材,设计实验证明“串联电路两端的总电压等于各个电阻两端电压之和”。要求:
(1)画出实验电路图:
(2)画出实验数据记录表。
32. 小芳利用阻值为R0的定值电阻和一块电流表测量未知电阻Rx的阻值,她选择了符合实验要求的器材,并连接了实验电路,如图所示。
(1)请按要求帮助小芳完成下列实验步骤:
①只闭合开关S1时,电流表的示数为I1;
②闭合开关________时,电流表的示数为I2;
(2)请用I1、I2和R0表示Rx , 则Rx=________。
33. 小林想通过实验比较A、B两种液体比热容的大小。他准备如图所示的带保温层的电热杯两个、探针式电子温度计两支,进行了如下实验:
将质量相等的两种液体,分别倒入完全相同的两个电热杯中,盖好杯盖,将两种液体均加热到。将初温均为的两个完全相同的实心铜块,分别放入两只电热杯,浸没在两种液体中,盖好电热杯的盖子。经过足够长的时间,用温度计分别测量两种液体的温度,A液体的温度为,B液体的温度为。请你根据上述实验分析并计算说明哪种液体的比热容较大。
四、科普阅读题(每空1分,共4分)
34. 请根据材料,回答下列问题:
物体电阻与温度的关系
当温度不断升高,物体的电阻是否会不断变大,最终变成无限大呢?其实,不同材料的物体情况各有不同。
金属导体,如铁、铜等,其电阻率(电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量)随温度的升高而变大。这是因为温度升高,金属材料中自由电子运动的阻力会增大,电阻就会不断变大。到了一定温度,物态开始发生变化,例如:从固体变成液体,再从液体变成气体。在物态变化时,由于原子的排列变得更混乱、分散,电阻率还会出现跳跃式的上升。
半导体,由于其特殊的晶体结构,所以具有特殊的性质。如硅、锗等元素,它们原子核的最外层有4个电子,既不容易挣脱束缚,也没有被原子核紧紧束缚,所以半导体的导电性介于导体和绝缘体之间。但温度升高,半导体原子最外层的电子获得能量,挣脱原子核的束缚成为自由电子,可供其他电子移动的空穴增多。所以导电性能增加,电阻率下降,掺有杂质的半导体变化较为复杂,当温度从绝对零度上升,半导体的电阻率先是减小,到了绝大部分的带电粒子离开它们的载体后,电阻率会因带电粒子的活动力下降而稍微上升。当温度升得更高,半导体会产生新的载体(和未掺杂质的半导体一样),于是电阻率会再度下降。
绝缘体和电解质,它们的电阻率与温度的关系一般不成比例。
还有一些物体,如锰铜合金和镍铬合金,其电阻率随温度变化极小,可以利用它们的这种性质来制作标准电阻。
当温度极高时,物质就会进入新的状态,成为等离子体。此时,原子被电离,电子溢出,原子核组合成离子团,因此即使原本物质是绝缘体,成为等离子体后也可导电。
如果温度更高会是什么情况?据报道,美国能源部布鲁克海文国家实验室下属的研究小组,利用相对论重离子对撞机成功地制造出有史以来最高温度,该极端状态产生的物质成为新的夸克胶子混合态,其温度约为四万亿摄氏度,是太阳核心温度的25万倍,这种物质存在的时间极短(大约只有10s~28s),所以它的电性质尚不明确。
总之,物体电阻与温度之间的关系非常复杂,温度升高到一定程度时,物体的电阻并不一定会变得无限大,使得电流完全无法通过。
(1)绝缘体成为等离子体后________________________导电。(选填“能够”或“不能”)
(2)本文的第二自然段,研究的科学问题的自变量是温度,因变量是________________________。
(3)一般情况下,随着温度的升高,下列说法正确的是________________________。
A. 金属导体的导电性会增强
B. 半导体材料的电阻率可能会减小
C. 用镍铬合金制成的滑动变阻器的最大阻值变小
(4)电源电压恒定不变,为阻值4Ω的锰铜合金电阻,与一个半导体材料(阻值随温度升高而减小)串联,电流表测量范围为0~0.6A,该半导体材料在室温时其阻值为20Ω,当温度升高使该半导体阻值减小为原来的一半时,为保证电路中电流不超过电流表的测量范围,至少还需要在电路中再串联一个阻值为________________________Ω的电阻。
五、计算题(每题4分,共8分)
35. 如图所示的电路中,电源两端电压不变,电阻的阻值为10Ω,闭合开关S,电流表A的示数为2A,电流表A1的示数为0.8A。求:
(1)画出等效电路图并求出通过电阻的电流
(2)电阻的阻值
(3)该电路的总电阻
36. 小阳制作了一个模拟测定油箱内油量的装置,如图甲所示。其中电源电压为12V且保持不变,电流表的量程为,R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,油面下降,浮子随液面落下,带动滑杆使滑动变阻器滑片向上移动。当油箱清空时,滑片滑至电阻片的最上端;当油箱内的油量达到最大值时,滑片滑至电阻片的最下端。小阳为了将电流表上的示数改为油量值,通过测量绘制出R接入电路中的阻值随油箱内油量变化的关系图像如图乙所示。油箱清空时,电流表的示数为。求:
(1)的阻值;
(2)电流表表盘的刻度为时对应的油量值。
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北京市第七中学2026~2027学年度第一学期期中检测试卷
初三物理
试卷满分:100分考试时间:90分钟
一、单选题(每题只有一个选项符合题意,每题2分,共30分)
1. 下列事例中,利用物体有良好导电性的是( )
A. 电线的外皮用橡胶制作 B. 电缆的芯线用金属制作
C. 电工手套用硅胶制作 D. 开关的按钮用塑料制作
【答案】B
【解析】
【详解】A.电线的外皮用橡胶制作,橡胶不容易导电,属于绝缘体,故A不符合题意;
B.电缆的芯线用金属制作,金属容易导电,属于导体,有良好导电性,故B符合题意;
C.电工手套用硅胶制作,硅胶不容易导电,属于绝缘体,故C不符合题意;
D.开关的按钮用塑料制作,塑料不容易导电,属于绝缘体,故D不符合题意。
故选B。
2. 下列事例中,通过做功改变物体内能的是( )
A. 用酒精灯给烧杯中的水加热,水温升高 B. 冬天用暖气取暖,室内温度升高
C. 用锯条锯木板,锯条发热 D. 饮料中加入冰块,饮料温度降低
【答案】C
【解析】
【详解】A.用酒精灯加热烧杯中的水是通过热传递的方式改变物体内能,故A错误;
B.冬天用暖气取暖,室内温度升高,是通过热传递的方式改变物体内能,故B错误;
C.用锯锯木板,克服摩擦力做功,使锯条发热,是通过做功的方式改变物体的内能,故C正确;
D.饮料中加入冰块,饮料温度降低,是通过热传递的方式改变物体内能,故D错误。
故选C。
3. 用毛皮摩擦过的橡胶棒接触不带电的验电器,能正确表示橡胶棒和验电器金属箔片带电情况的图是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】用毛皮摩擦过的橡胶棒获得了电子,它上面因为有多余电子而带负电。当它与不带电的验电器接触时,橡胶棒上一部分多余的电子就会转移到验电器上,使验电器的两个箔片都带上负电荷,两个箔片因为都带负电荷,同种电荷互相排斥而张开。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A
4. 用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近一个轻质绝缘小球,发现两者互相吸引,由此可判断( )
A. 小球可能带正电 B. 小球可能不带电
C. 小球一定带正电 D. 小球一定带负电
【答案】B
【解析】
【详解】丝绸摩擦过的玻璃棒靠近一个轻质绝缘小球,玻璃棒带正电,发现两者互相吸引,由于带电物体有吸引轻小物体的性质,且异种电荷相互吸引,说明小球带负电或不带电,故选B。
5. 如图所示的四个电路图中,各开关都闭合后,灯泡L1与L2串联的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.分析电路图,各开关都闭合后,灯被短接,不符合灯泡与串联,故A不符合题意;
B.分析电路图,各开关都闭合后,灯泡与串联,符合题目要求,故B符合题意;
CD.分析电路图,各开关都闭合后,灯泡与并联,不符合灯泡与串联,故CD不符合题意。
故选B。
6. 关于电现象,下列说法正确的是( )
A. 只有正电荷定向移动时,电路中才会形成电流
B. 电压可以使金属导体中的自由电子发生定向移动
C. 当通过导体的电流一定时,电阻与其两端电压成正比
D. 导体靠自由电子导电
【答案】B
【解析】
【详解】A.正、负电荷定向移动均可形成电流,故A错误;
B.电压的作用是使自由电荷定向移动形成电流,金属导体中的自由电荷为自由电子,因此电压可使金属导体中的自由电子发生定向移动,故B正确;
C.电阻是导体本身的性质,大小与导体两端的电压、通过的电流无关,不存在电阻随其两端电压成正比变化的关系,故C错误;
D.不同导体依靠的自由电荷不同,如酸碱盐水溶液靠正负离子导电,故D错误。
故选B。
7. 如图所示是小区安放的智能快递柜。取件人从智能快递柜取件时,可以通过手机扫码(相当于只闭合开关S1),也可以通过输入密码(相当于只闭合开关S2)使装置启动打开柜门。图示的电路图中符合以上要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意知,智能快递柜既可通过手机扫码(相当于闭合),也可通过输入密码(相当于闭合)使装置M启动,说明两开关可以独立工作、互不影响,即两开关并联后共同控制装置M,由各选项电路图知,BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
8. 干木柴、焦炭和无烟煤的热值如图所示的柱状图,下列说法中正确的是( )
A. 在完全燃烧的条件下,无烟煤放出的热量最多
B. 0.5kg焦炭的热值等于1kg焦炭的热值
C. 在质量相同的条件下,干木柴燃烧放出的热量最少
D. 燃烧0.5kg焦炭放出的热量小于燃烧1kg焦炭放出的热量
【答案】B
【解析】
【详解】A.由可知,燃料完全燃烧放出热量的多少与燃料的热值和质量有关,题干未说明三种燃料的质量关系,无法比较放出热量的多少,故A错误;
B.热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,所以0.5kg焦炭的热值等于1kg焦炭的热值,故B正确;
C.由可知,在质量相同且完全燃烧的条件下,热值越小,放出的热量越少,题干未说明是否完全燃烧,无法比较放出热量的多少,故C错误;
D.由可知,在完全燃烧的条件下,燃烧0.5kg焦炭放出的热量小于燃烧1kg焦炭放出的热量,题干未说明是否完全燃烧,无法比较放出热量的多少,故D错误。
故选B。
9. 如图所示的是我国传统的走马灯。点燃底部的蜡烛,上升的热空气驱动扇叶转动,带动纸片小人转动,此过程中的能量转化与四冲程汽油机的下列哪个冲程是相同的( )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
【答案】C
【解析】
【详解】走马灯中热空气驱动扇叶转动,将内能转化为机械能。
ABD.吸气、排气冲程不涉及内能转化为机械能,压缩冲程将机械能转化为内能,故ABD不符合题意;
C.做功冲程中燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,与走马灯能量转化相同,故C符合题意。
故选C。
10. 如图所示为滑动变阻器的结构示意图,要使滑片P向右移动时连入电路的电阻变小,接线柱连接正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】滑动变阻器的连线原则是“一上一下”, 要使滑片P向右移动时连入电路的电阻变小,应该把下面电阻丝的右端接入,故ABC错误,D正确。
故选D。
11. 小明用三个电流表和两个小灯泡做实验,检验并联电路干路电流是否等于各支路电流之和,其连接的电路如图所示,这个电路中只有一根导线接错了,接错的这根导线是( )
A. 导线AB B. 导线CD C. 导线EF D. 导线CG
【答案】B
【解析】
【详解】要探究并联电路的电流关系,应将两灯泡并联,三个电流表分别测干路电流和两支路电流,而原图中,左侧两电流表串联,应将电源负极与灯泡L2相连的导线改接左下方电流表的负接线柱,即导线CD接错了。
故选B。
12. 如图所示,电源两端电压为U且保持不变。闭合开关S,定值电阻R1和R2(R1≠R2)两端的电压大小分别为U1和U2,电压表的示数应为( )
A. U1 B. U2 C. U D. U+U2
【答案】A
【解析】
【详解】分析电路连接方式 从电路图中可以看出,定值电阻和是串联连接的;判断电压表的测量对象 电压表使用时要与被测电路并联,即与被测用电器两端直接相连;观察电路图可知,电压表与电阻两端直接相连,所以电压表测量的是电阻两端的电压,其示数为。
故选A。
13. 某同学分别按图甲、乙两种方式将定值电阻、连接在电源电压均为并保持不变的电路中,电阻阻值,下列说法正确的是( )
A. 甲图中通过的电流大于通过的电流
B. 乙图中通过的电流小于通过的电流
C. 甲图中的总电阻等于乙图中的总电阻
D. 甲图中两端的电压小于乙图中两端的电压
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲图为串联电路,串联电路电流处处相等,即,故A错误;
B.乙图为并联电路,各支路两端电压相等且等于电源电压,由可知,通过的电流,通过的电流,因,故,故B错误;
C.甲图总电阻 ,并联电路的总电阻小于任意一个分电阻,显然,故C错误;
D.甲图中两端电压,故;乙图中两端电压,故,故D正确。
故选D。
14. 其他条件相同的情况下,电阻较小的导体,其材料的导电性能较强。如图所示的电路中,、分别是甲、乙两种材料制成的电阻丝,它们的横截面积分别为、,长度分别为、。闭合开关S后,两电流表的示数分别为、,下列说法正确的是( )
A. 若,,观察到,则材料乙的导电性能较强
B. 若,,观察到,则材料甲的导电性能较强
C. 若,,观察到,则材料乙的导电性能较强
D. 若,,观察到,则材料甲的导电性能较强
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知与并联,根据并联电路电压规律可知,两个电阻两端电压相等,由可知,电流越大,电阻越小。
A.若,,观察到,则,其他条件相同,电阻较小的导体材料导电性能较强,故材料甲的导电性能较强,故A错误;
B.导体的电阻与长度有关,在其他条件相同时,长度越短,电阻越小,若,,如果材料相同,则,即,现在观察到,无法判断材料导电性能强弱,故B错误;
C.导体的电阻与横截面积有关,在其他条件相同时,横截面积越大,电阻越小,若,,如果材料相同,则,即,现在观察到,无法判断材料导电性能强弱,故C错误;
D.若,,如果材料相同,则,现在观察到,由可知,,说明材料甲的导电性能较强,故D正确。
故选D。
15. 已知某种物质吸收的热量Q与比热容c、质量m和温度变化量ΔT之间满足Q=cmΔT。加热初温相同的液体甲、乙、丙,图中的3个点分别对应液体甲、乙、丙在温度T随吸收热量Q而升高的过程中的某一状态。已知液体甲和乙的质量相同但种类不同,液体乙和丙的质量不同但种类相同。下列判断正确的是( )
A. 液体甲的比热容小于液体乙的比热容
B. 液体甲的质量大于液体丙的质量
C. 升高相同的温度,液体乙吸收的热量多于液体丙吸收的热量
D. 吸收相同的热量,液体丙升高的温度低于液体甲升高的温度
【答案】D
【解析】
【详解】ABD.三种液体的初温相同,过原点O分别连接三个点如图所示:
在吸收相同的热量时,即图像中的同一竖直位置,由图可知,乙升高的温度最大,甲升高的温度较小,丙升高的温度最小。甲和乙的质量相同但种类不同,由比较物质吸热能力的方法可知,甲的比热容较大,乙的比热容较小;乙和丙的质量不同但种类相同,由可知,丙的质量较大,乙的质量小;因甲乙质量相同,所以甲的质量比丙的质量小。故AB错误,D正确;
C.由上图知,升高相同的温度时,即图像中的同一水平位置,乙吸收的热量比丙少,故C错误。
故选D。
二、多选题(每题2分,共10分。每题选项全选对得2分,选对但选不全得1分,错选不得分)
16. 下列说法中正确的是( )
A. 温度不相同的物体,内能也可能相等
B. 物体的内能增加了,它的温度一定升高
C. 温度变化相同时,吸收热量多的物体的比热容也较大
D. 发生热传递时,热量可以从内能较小的物体传递给内能较大的物体
【答案】AD
【解析】
【详解】A.内能由物质种类、质量、温度、状态共同决定,并非仅由温度单一因素决定,因此温度不同的物体,若其他影响因素存在差异,内能可以相等,故A正确;
B.晶体熔化过程中,持续吸热使内能增加,但温度保持不变,因此物体内能增加时温度不一定升高,故B错误;
C.根据吸热公式,变形得,仅温度变化量相同,吸收热量更多,未控制物体质量m相等,无法判定比热容的大小关系,故C错误;
D.热传递的发生条件是物体间存在温度差,与物体自身内能大小无直接关联。若内能较小的物体温度高于内能较大的物体,热量可从该内能小的物体传递给内能大的物体,故D正确。
故选AD。
17. 关于如图所示的四个热学实验,下列说法正确的是( )
A. 竖直向上提升玻璃板,在玻璃板将要离开水面时,弹簧测力计的示数变大
B. 迅速用力向下压活塞,活塞对筒内棉花做功,内能增加,温度升高
C. 红墨水在热水中比在冷水中扩散得快,表明分子热运动剧烈程度与温度有关
D. 瓶内的气体对瓶塞做功,机械能转化为内能,瓶塞崩出时瓶口出现白雾
【答案】AC
【解析】
【详解】A.玻璃板接触水面,水分子与玻璃分子间存在引力 ,向上提升时拉力 ,弹簧测力计示数变大,故A正确;
B.迅速向下压活塞,活塞对筒内空气做功,空气内能增加,温度升高,达到棉花着火点使棉花燃烧,故B错误;
C.红墨水在热水中扩散快,表明温度越高,分子热运动越剧烈,故C正确;
D.瓶内气体对瓶塞做功,气体内能转化为瓶塞的机械能,气体内能减小,温度降低,瓶口水蒸气液化形成白雾,故D错误。
故选AC。
18. 如图所示,电源电压不变,为定值电阻,闭合开关S,向左移动滑动变阻器的滑片P,下列判断正确的是( )
A. 电流表A的示数变大,电压表V2的示数不变
B. 电流表A的示数变大,电压表V1的示数变大
C. 电压表V1与电压表V2的示数之和保持不变
D. 电压表V1示数变化量与电流表A示数的变化量之比不变
【答案】AD
【解析】
【详解】由电路图可知,与串联,电流表A测电路中电流,电压表测两端电压,电压表测和两端的电压,即电源电压。
AB.滑片P向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,导致电路总电阻变小,由可知,电路电流变大,即电流表A示数变大;由可知,不变,变大,则变大,由串联电路电压规律可知,不变,变大,则变小,即电压表示数变小;电压表V2测电源电压,示数不变,故A正确,B错误;
C.电压表示数变小,的示数不变,故电压表V1与电压表V2的示数之和变小,故C错误;
D.电压表V1示数的变化量等于电阻两端电压的变化量,,因是定值电阻,故电压表示数的变化量与电流表A示数变化量之比不变,故D正确。
故选AD。
19. 小明利用如图所示的电路“探究电压一定时,电流跟电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变,实验中依次将电阻箱R的阻值调为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω。实验时,小明将电阻箱的阻值调为5Ω后调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为3V,记下电流表示数,然后将电阻箱阻值调为10Ω继续实验。为了能够完成整个实验,他可选用的滑动变阻器的阻值范围为( )
A. 0~10Ω B. 0~20Ω C. 0~50Ω D. 0~100Ω
【答案】CD
【解析】
【详解】在探究电压一定时,电流跟电阻的关系的实验时,电源电压为6V,电压表示数为3V,即滑动变阻器接入电路中的阻值等于定值电阻阻值,为了能完成电阻箱最大值为30Ω的实验,接入电路中滑动变阻器阻值最小应为30Ω,也就是说滑动变阻器的最大值大于30Ω,符合题意的选项有CD。
故选CD。
20. 如图甲所示为某科技小组设计的汽车有害尾气排放检测电路,电源电压恒定不变,为定值电阻,R为气敏电阻,R的阻值随其所在处有害尾气浓度β变化的规律如图乙所示。闭合开关,当电压表示数低于某值U时会触发报警电路(图中未画出)。下列说法正确的是( )
A. R的阻值随其所在处有害尾气浓度增大而增大
B. 闭合开关,当R所在处有害尾气浓度增大时,电流表的示数变大,电压表的示数变大
C. 闭合开关,当R所在处有害尾气浓度增大时,电流表的示数变大,电压表的示数变小
D. 为使较小的有害尾气浓度就触发报警电路,的阻值应该较大
【答案】CD
【解析】
【详解】ABC.由电路图可知,两电阻串联,电压表测气敏电阻两端的电压,电流表测电路中的电流。由图乙可知,当有害尾气浓度β增大时,气敏电阻的阻值将变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;由可知,定值电阻R0两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,气敏电阻两端的电压变小,即电压表的示数变小,故AB错误,C正确;
D.为使较小的有害尾气浓度就触发报警电路,即气敏电阻的阻值较大时报警,此时电压表示数仍应低于某值U,根据串联分压,R0应分走同样的电压,因此应增大R0的阻值,故D正确。
故选CD。
三、实验题(21题、22题、24题、25题(4)、28题(2)、29题(1)每空每图2分,33题分,其余每空每图1分,共48分)
21. 如图所示,电阻箱的示数为____________Ω。
【答案】2481
【解析】
【详解】由电阻箱的读数规则是:将每个旋钮对准的数字,乘以其下方对应的倍率,再将所有结果相加,所以,电阻箱的示数为
22. 如图所示电路,要使灯L1、L2串联,表1应是_____表,表2应是_____表,表3应是____表.
【答案】 ①. V ②. A ③. V
【解析】
【详解】[1][2][3]由题中的可知,要使两灯泡串联,中间的电表②应该是电流表,另外两个都是电压表.此时电流只有一条路径,从电源正极经灯L1,电流表②、灯L2、开关、回到电源的负极.
23.
(1)如图所示,用酒精灯给试管加热,酒精燃烧将___________能转化为________能,使试管内水的温度升高直至沸腾,试管内的水蒸气把软木塞崩出,将________能转化为________能。
(2)如图所示的实验中,抽去中间的玻璃板,过一会儿下方玻璃瓶中的气体颜色变浅,上方玻璃瓶中的气体颜色变深,这种现象叫做____现象,此现象主要说明________。
【答案】(1) ①. 化学 ②. 内 ③. 内 ④. 机械
(2) ①. 扩散 ②. 分子在不停地做无规则运动
【解析】
【小问1详解】
酒精燃烧是化学反应,消耗储存的化学能,释放热量将化学能转化为内能;
水蒸气把软木塞崩出的过程中,水蒸气对软木塞做功,自身的内能减小,软木塞获得动能与重力势能,也就是机械能,因此是内能转化为机械能。
【小问2详解】
不同物质彼此进入对方的现象叫做扩散,两瓶气体最终颜色均匀混合的扩散现象,直接说明了组成物质的分子在不停地做无规则运动。
24. 如图,物理实践活动课上小石用两个水果制成水果电池,用电压表测量两端电压,去掉一个水果后发现电压表示数变小,请根据以上的实验现象,提出一个可探究的科学问题:_________。
【答案】水果电池工作时将化学能转化为电能,改变水果的个数,电压也随之变化,故可以探究的问题为水果电池两端的电压与水果个数有关吗?
【解析】
【详解】略。
25. 为了比较水和食用油的吸热情况,小莉做了如图所示的实验,在两个相同的烧杯中分别装入质量、初温相等的水和食用油,用两个相同的加热棒对其加热,用温度计测量液体吸收热量后升高的温度,并用秒表记录加热时间。(已知)
(1)在此实验过程中用____________来表示物质吸热的多少。
(2)通过实验可以得到水和食用油的吸热情况不同的结论。物质的这种特性可以用____这个物理量来描述。其大小与质量、吸收或放出的热量____(选填“有关”或“无关”)。
(3)若加热时间相同,____升高的温度高(选填“水”或“食用油”),是因为________。
(4)下列事实能用上述实验结果解释的是________(多选)
A. 夏天给教室地面洒水,感觉凉爽
B. 烈日当空的海边,沙子烫脚而海水却是凉的
C. 用盐水腌鸭蛋,一段时间后鸭蛋变咸
D. 晚间,在春播秧田里灌水保温
【答案】(1)加热时间长短
(2) ①. 比热容 ②. 无关
(3) ①. 食用油 ②. 食用油的比热容比水小,质量相同的水和食用油吸收相同热量时,食用油升温更快 (4)BD
【解析】
【小问1详解】
实验使用完全相同的加热棒,相同时间内两种物质吸收的热量相等,因此用转换法,将吸热多少转化为容易测量的加热时间长短。
【小问2详解】
描述不同物质吸热能力差异的物理量是比热容;比热容是物质的固有特性,只和物质的种类、状态有关,和物质的质量、吸放热多少都没有关系。
【小问3详解】
已知,根据公式,当质量相同、吸收热量相同时,比热容越小,温度升高量越大,因此食用油升温更高。
【小问4详解】
A.洒水降温利用的是水蒸发吸热的特点,和比热容无关,故A不符合题意;
B.沙子比热容小于海水,相同日照下沙子升温更快,因此沙子烫海水凉,可用比热容特性解释,故B符合题意;
C.鸭蛋变咸是分子无规则运动的扩散现象,和比热容无关,故C不符合题意;
D.水的比热容大,相同质量的水降低相同温度时可以放出更多热量,因此夜间灌水可以给秧苗保温,可用比热容特性解释,故D符合题意。
故选BD。
26. 小明用图中所示的实验器材探究导体电阻的大小与导体的长度是否有关,图1中电阻丝A、B的长度为L,C、D的长度为0.6L;电阻丝A、B、D的横截面积为S,电阻丝C的横截面积为2S。他的主要实验步骤如下:
①将电阻丝B全部接入图2电路中,闭合开关S,记录电流表的示数I1;
②将电阻丝C全部接入图2电路中,闭合开关S,记录电流表的示数I2;
③比较数据发现I1<I2,于是他得出结论:导体的电阻大小与导体的长度有关。
(1)小明的探究过程中存在的问题是:_______;
(2)针对(1)中存在的问题,正确的做法是选用电阻丝B和电阻丝________进行实验。
【答案】(1)没有控制电阻丝的横截面积相同(或:两次实验中电阻丝的横截面积发生了改变)
(2)D
【解析】
【小问1详解】
分析小明探究过程中存在的问题 在探究导体电阻大小与导体长度的关系时,需要运用控制变量法,即控制导体的材料和横截面积相同,只改变导体的长度。 小明选择的电阻丝B和电阻丝C,虽然材料都是镍铬合金,但电阻丝B的横截面积为,电阻丝C的横截面积为2S,横截面积不同,没有控制导体的横截面积相同,所以这就是小明探究过程中存在的问题。
【小问2详解】
要探究导体电阻大小与导体长度的关系,应选用材料、横截面积相同,长度不同的电阻丝。 已知电阻丝B、D的材料都是镍铬合金,横截面积都为,长度分别为和0.6L,满足探究条件,所以正确的做法是选用电阻丝B和电阻丝D进行实验。
27. 小石连接了如图所示的部分电路,想通过此电路测量未知电阻的阻值。
(1)请用笔代替导线完成图的电路连接,要求开关闭合、滑片P向右移动时,电流变小。
(2)实验过程中,某次电压表和电流表的示数如图所示,则电流表的示数是__________________A、电压表的示数为__________________V,可测得的__________________Ω。
【答案】(1) (2) ①. 0.5 ②. 2.5 ③. 5
【解析】
【小问1详解】
滑动变阻器需遵循“一上一下”接线规则,要求滑片P向右移动时电流变小,说明滑动变阻器接入电路的电阻要变大,因此应将滑动变阻器的左下接线柱(A接线柱)与未知电阻的左侧未接线端相连。此时滑片右移,接入电路的电阻丝长度变长,电阻增大,电路电流减小,满足题目要求。
【小问2详解】
电流表选用的是量程,该量程分度值为0.02A,指针指向0.5A位置,因此电流为0.5A。
电压表选用的是量程,该量程分度值为0.1V,指针指向2.5V位置,因此电压为2.5V。
根据欧姆定律,代入数据得
28. 在“导体中的电流与导体两端电压的关系”实验中,选用的器材有学生电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表、定值电阻R、导线和标有“50Ω0.5A”字样的滑动变阻器R'。
U/V
1.0
1.4
1.8
2.2
2.6
3.0
I/A
0.10
0.14
0.18
0.22
0.26
0.30
(1)连接如图甲所示的实验电路时,开关必须处于________________________状态。
(2)根据上表中的实验数据分析,可得出结论:__________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)断开 (2)当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【解析】
【小问1详解】
连接电路时,为防止电路连接过程中出现短路,损坏实验器材,开关必须处于断开状态。
【小问2详解】
分析表格数据:定值电阻的阻值保持不变,每组数据的电压与电流的比值都相等,因此可得出结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
29. 在探究“通过导体的电流跟电阻的关系”实验中,已经备有的实验器材有:学生电源、已调零的电流表和电压表、滑动变阻器、定值电阻若干、开关和导线若干。小刚利用上述部分器材连接成了图所示的电路。闭合开关S前,同组的小兰指出电路连接有错误。
(1)小兰只改接了电路中的一根导线,电路便连接正确了,请你在图中画出她的改法。(在错接的导线上画×,然后画出正确的接线)( )
(2)请你画出正确的实验电路图。( )
(3)小兰将电路连接的错误改正后开始实验,在闭合开关S前,应使滑动变阻器的滑片P置于_________端。(选填“A”或“B”)
(4)以下是他们的部分实验步骤,请你帮他们补充完整:
①闭合开关S,并移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U,读取电流表示数I,将R和I的数据记录在表格中。
②断开开关S,_________,闭合开关S,_________,将R和I的数据记录在表格中。
③多次仿照步骤②操作,将相应的电阻R和I的数据记录在表格中。
(5)小兰和小刚根据实验数据绘制出通过导体的电流随导体电阻变化规律的图像,如图所示。请你根据图像判断,当导体电阻为4Ω时,通过该导体的电流为________A。
【答案】 ①. ②. ③. A ④. 更换不同阻值的定值电阻R ⑤. 调节滑动变阻器滑片,使电压表示数仍为U,并读出电流表示数I ⑥. 1.5
【解析】
【详解】(1)[1]如图的电路中,电流表和定值电阻并联,电压表和定值电阻串联;根据电流表和电压表的使用规则,应该使电流表和定值电阻串联,电压表和定值电阻并联,所以,实物图修改如下:
(2)[2]根据修改后的正确实物图连接,画出电路图如下图所示(电源正负极、各元件连接顺序、滑动变阻器滑片移动时阻值变化情况要与实物图一致):
(3)[3]为了保护电路,在闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片移到最大阻值处,所以,应使滑动变阻器的滑片P置于A端。
(4)[4][5]探究通过导体的电流和电阻的关系,应该控制电压不变,改变电阻值测得对应电流,分析总结规律,所以,补充的步骤是:更换不同阻值的定值电阻R,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数仍为U,并读出电流表示数I。
(5)[6]由图象可知,控制不变的电压
当导体电阻为4Ω时,通过该导体的电流
30.
(1)根据图所示的实物连接图,在虚线框内画出对应的电路图。
(2)按照所给电路图连接对应的实物图。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
从电源正极出发,依次画出开关S、、,回到电源负极,体现两个电阻串联的结构;再将电压表并联在两端,电压表并联在两端,元件标注和实物完全对应。
【小问2详解】
先将两节干电池串联组成电源;从电源正极出发,电路分成两条支路:第一条支路连接灯泡L1,第二条支路依次连接支路电流表A1、灯泡L2;两条支路汇合后,共同经过干路电流表A、开关S,回到电源负极。连线保证导线不交叉,电流表接线遵循“正进负出”的接线规则。
31. 实验室有如下器材:符合实验要求的可以变换输出电压的学生电源,多个阻值不同的定值电阻,三块已经调零的电压表,开关一个,导线若干。请你利用上述器材,设计实验证明“串联电路两端的总电压等于各个电阻两端电压之和”。要求:
(1)画出实验电路图:
(2)画出实验数据记录表。
【答案】(1) (2)
序号
R1两端的电压U1/V
R2两端的电压U2/V
串联电路两端的总电压U/V
1
2
3
【解析】
【小问1详解】
用三块电压表分别测量串联电阻的分电压和总电压,定值电阻、串联,与开关、学生电源组成闭合电路;电压表并联在两端,并联在两端,V并联在电源两端,据此作图。
【小问2详解】
用电压表、、V分别测出、两端的电压、以及和两端的总电压;
为得出普遍性的规律,换用阻值不同的定值电阻,按照上述的步骤再测出两组数据,实验记录如表。
32. 小芳利用阻值为R0的定值电阻和一块电流表测量未知电阻Rx的阻值,她选择了符合实验要求的器材,并连接了实验电路,如图所示。
(1)请按要求帮助小芳完成下列实验步骤:
①只闭合开关S1时,电流表的示数为I1;
②闭合开关________时,电流表的示数为I2;
(2)请用I1、I2和R0表示Rx , 则Rx=________。
【答案】 ①. S1、S2 ②.
【解析】
【32题详解】
只闭合开关S1时,R0与未知电阻Rx串联,电流表测电路中的电流且示数为I1,此时
闭合开关S1、S2时,未知电阻Rx被短路,电路为R0与电流表串联的简单电路,电流表的示数为I2,则
【33题详解】
解(1)中的①②两式可得,Rx的阻值为
33. 小林想通过实验比较A、B两种液体比热容的大小。他准备如图所示的带保温层的电热杯两个、探针式电子温度计两支,进行了如下实验:
将质量相等的两种液体,分别倒入完全相同的两个电热杯中,盖好杯盖,将两种液体均加热到。将初温均为的两个完全相同的实心铜块,分别放入两只电热杯,浸没在两种液体中,盖好电热杯的盖子。经过足够长的时间,用温度计分别测量两种液体的温度,A液体的温度为,B液体的温度为。请你根据上述实验分析并计算说明哪种液体的比热容较大。
【答案】A液体的比热容较大
【解析】
【详解】已知初温均为的两个完全相同的实心铜块,A液体中铜块的末温为,B液体中铜块的末温为,即A液体中铜块升高的温度多,由可知,A液体中铜块吸收的热量多,即A液体放出的热量多,且此时A液体降低的温度少,则说明A液体的放热能力强,即比热容大。
四、科普阅读题(每空1分,共4分)
34. 请根据材料,回答下列问题:
物体电阻与温度的关系
当温度不断升高,物体的电阻是否会不断变大,最终变成无限大呢?其实,不同材料的物体情况各有不同。
金属导体,如铁、铜等,其电阻率(电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量)随温度的升高而变大。这是因为温度升高,金属材料中自由电子运动的阻力会增大,电阻就会不断变大。到了一定温度,物态开始发生变化,例如:从固体变成液体,再从液体变成气体。在物态变化时,由于原子的排列变得更混乱、分散,电阻率还会出现跳跃式的上升。
半导体,由于其特殊的晶体结构,所以具有特殊的性质。如硅、锗等元素,它们原子核的最外层有4个电子,既不容易挣脱束缚,也没有被原子核紧紧束缚,所以半导体的导电性介于导体和绝缘体之间。但温度升高,半导体原子最外层的电子获得能量,挣脱原子核的束缚成为自由电子,可供其他电子移动的空穴增多。所以导电性能增加,电阻率下降,掺有杂质的半导体变化较为复杂,当温度从绝对零度上升,半导体的电阻率先是减小,到了绝大部分的带电粒子离开它们的载体后,电阻率会因带电粒子的活动力下降而稍微上升。当温度升得更高,半导体会产生新的载体(和未掺杂质的半导体一样),于是电阻率会再度下降。
绝缘体和电解质,它们的电阻率与温度的关系一般不成比例。
还有一些物体,如锰铜合金和镍铬合金,其电阻率随温度变化极小,可以利用它们的这种性质来制作标准电阻。
当温度极高时,物质就会进入新的状态,成为等离子体。此时,原子被电离,电子溢出,原子核组合成离子团,因此即使原本物质是绝缘体,成为等离子体后也可导电。
如果温度更高会是什么情况?据报道,美国能源部布鲁克海文国家实验室下属的研究小组,利用相对论重离子对撞机成功地制造出有史以来最高温度,该极端状态产生的物质成为新的夸克胶子混合态,其温度约为四万亿摄氏度,是太阳核心温度的25万倍,这种物质存在的时间极短(大约只有10s~28s),所以它的电性质尚不明确。
总之,物体电阻与温度之间的关系非常复杂,温度升高到一定程度时,物体的电阻并不一定会变得无限大,使得电流完全无法通过。
(1)绝缘体成为等离子体后________________________导电。(选填“能够”或“不能”)
(2)本文的第二自然段,研究的科学问题的自变量是温度,因变量是________________________。
(3)一般情况下,随着温度的升高,下列说法正确的是________________________。
A. 金属导体的导电性会增强
B. 半导体材料的电阻率可能会减小
C. 用镍铬合金制成的滑动变阻器的最大阻值变小
(4)电源电压恒定不变,为阻值4Ω的锰铜合金电阻,与一个半导体材料(阻值随温度升高而减小)串联,电流表测量范围为0~0.6A,该半导体材料在室温时其阻值为20Ω,当温度升高使该半导体阻值减小为原来的一半时,为保证电路中电流不超过电流表的测量范围,至少还需要在电路中再串联一个阻值为________________________Ω的电阻。
【答案】(1)
能够 (2)
电阻率 (3)B
(4)
6
【解析】
【小问1详解】
由文中“即使原本物质是绝缘体,成为等离子体后也可导电”可知绝缘体成为等离子体后能够导电。
【小问2详解】
第二自然段探究温度对金属导体电阻率的影响,故因变量为电阻率。
【小问3详解】
A.温度升高,金属导体电阻率增大,电阻增大,导电性减弱,故A错误;
B.温度升高时半导体材料的电阻率存在减小的情况,因此可能减小,故B正确;
C.镍铬合金电阻率随温度变化极小,其制成的滑动变阻器最大阻值几乎不变,故C错误。
故选B。
【小问4详解】
半导体当前阻值
电路最小总电阻
需串联的最小电阻
五、计算题(每题4分,共8分)
35. 如图所示的电路中,电源两端电压不变,电阻的阻值为10Ω,闭合开关S,电流表A的示数为2A,电流表A1的示数为0.8A。求:
(1)画出等效电路图并求出通过电阻的电流
(2)电阻的阻值
(3)该电路的总电阻
【答案】(1)
,
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
闭合开关S,R1与R2并联,等效电路如下图所示:
A1测R1支路电流,A测干路电流。由并联电路电流规律得
【小问2详解】
闭合开关S,R1与R2并联,各支路电压等于电源电压。电源电压
R1的阻值
【小问3详解】
闭合开关S,电路为R1与R2并联。电路总电阻
36. 小阳制作了一个模拟测定油箱内油量的装置,如图甲所示。其中电源电压为12V且保持不变,电流表的量程为,R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,油面下降,浮子随液面落下,带动滑杆使滑动变阻器滑片向上移动。当油箱清空时,滑片滑至电阻片的最上端;当油箱内的油量达到最大值时,滑片滑至电阻片的最下端。小阳为了将电流表上的示数改为油量值,通过测量绘制出R接入电路中的阻值随油箱内油量变化的关系图像如图乙所示。油箱清空时,电流表的示数为。求:
(1)的阻值;
(2)电流表表盘的刻度为时对应的油量值。
【答案】(1)
(2)1200mL
【解析】
【小问1详解】
当油箱清空时,滑片滑至电阻片的最上端,R与串联,由图像可知,油量为0时,,由串联电路特点和欧姆定律可知,电路中的电流
即
解得
【小问2详解】
当电流表表盘的刻度为时,则
即
解得
由图像可知,此时油量值为1200mL。
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