精品解析:辽宁锦州市第八初级中学2026-2027学年上学期九年级11月期中考试物理试卷
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内容正文:
锦州市第八中学2026-2027学年度第一学期
九年级期中测试
物理试卷
理化考试时间共140分钟 物理试卷满分80分
考生注意:请在答题卡各题目规定答题区域内作答,答在本试卷上无效
一、选择题(本题共9小题,每小题2分,共18分。在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,选对的得2分;第7~9题有多项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1. 下列一些常见的物理量的估测符合实际的是( )
A. 实验室用的1m长的铜导线的电阻约为1000Ω
B. 初中物理实验小灯泡正常工作时的电流约为20A
C. 我国家庭电路的电压为380V
D. 三节铅蓄电池串联的电压为6V
2. 小亮从桌上端起一杯冒着“白气”的热豆浆,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 热豆浆的热,指的是豆浆具有的热量多
B. 杯子变热的过程中,豆浆放出热量,豆浆内能减少
C. 杯子变热是因为豆浆的内能比杯子的内能多
D. 端杯子的手变热,是通过做功改变了内能
3. 关于汽油机与柴油机,下列说法正确的是( )
A. 汽油机采用点燃式点火,柴油机采用压燃式点火
B. 只要采取最先进的技术汽油机和柴油机的机械效率都能达到100%
C. 汽油机吸入气缸的是空气,柴油机吸入气缸的是空气和柴油的混合物
D. 汽油机只有排气冲程气体对外做功,其他三个冲程靠飞轮的惯性协助完成
4. 图甲电路中,闭合开关,灯泡发光。图乙中,用带绝缘柄的金属棒把两个验电器连接起来(验电器带电情况如图乙所示)。根据图中信息可以判断出( )
A. 开关中电流的方向是由A到B
B. 开关中自由电子定向移动的方向是由A到B
C. 金属棒中电流方向是由C到D
D. 金属棒中自由电子定向移动的方向是由D到C
5. 在同一个电路中,用电压表测得灯两端的电压为,灯两端的电压为,则
A. 两灯一定串联
B. 两灯一定并联
C. 两灯可能串联也可能并联
D. 以上说法都不对
6. 某同学用如图甲所示装置加热质量为100g的冰,直至水沸腾。并根据实验记录的数据,绘制了如图乙所示的温度随时间变化的图像。已知0~2min消耗酒精的质量为0.4g[c冰=2.1×103J/(kg·℃),c水=4.2×103J/(kg·℃),q酒精=3×107J/kg]。若单位时间内物质吸收热量相等,下列分析正确的是( )
A. BC段熔化过程中,被加热物质内能不变
B. 0~12min,物质共吸收热量4.2×103J
C. 通过计算可得图乙中tx的值为32
D. 该酒精灯的加热效率为30%
7. 人们常把物质的一些属性作为选择材料的依据,下列应用与材料的属性对应正确的是( )
A. 使用木头筷子不烫手说明木材具有良好的导热性
B. 导线外面裹着一层橡胶皮是因为橡胶的导电性弱
C. 中考实行网上阅卷,条形码扫描器中的光敏二极管使用的是半导体材料
D. 超导材料有零电阻等特性,说明超导材料的导电性能最好,可以用来制作输电线
8. 如图所示为某电子秤的简化电路图,电源电压保持不变,A、B、C、D为四个接线柱,分别接有电表和定值电阻(图中未画出),托盘与弹簧上端和金属滑片固定在一起(弹簧的电阻不计)。已知电子秤表盘是由电表改装而来的,闭合开关,当被测物的质量越大时,电表的示数越大,当托盘上没有物体时,R1接入电路的阻值不为零,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A. 接线柱A、B之间为电压表
B. 接线柱C、D之间为电压表
C. 被测物越重,电路中电流越大
D. 被测物越重,定值电阻两端电压越小
9. 弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小明玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程,针对此过程。下列分析正确的是( )
A. a到c的过程中,小明先加速后减速,在b状态时速度最大
B. a到b的过程中,弹簧的弹力越来越大,在b状态时弹力最大
C. b到c的过程中,小明的动能转化为重力势能
D. 在a状态时弹簧的弹性势能最大,小明的动能为零
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共12分。)
10. 冬天用暖水袋暖手时,我们感觉到手变得很温暖,暖水袋中的水的温度越来越低,而不会出现手的温度越来越低,暖水袋的温度越来越高的现象,这说明自发的能量转移和转化具有______性;在能量转化和转移的过程中,能量的总量______。
11. 如图,迅速下压活塞,使脱脂棉燃烧,此过程中的能量转化过程与汽油机中______冲程相同,为了不让汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,气缸外有一个水套,用水来冷却气缸是因为水的______较大。
12. 如图电路,一根导线固定在铅笔芯最左端,然后将另一根导线接触铅笔芯最右端并逐渐向左滑动。会发现灯泡的亮度______(选填“变亮”、“变暗”或“不变”);若想增大小灯泡亮度调节的范围,在材料和长度不变时,应该换一根横截面积更______(选填“大”或“小”)的铅笔芯。
13. 我国新能源汽车发展迅猛,受到广大消费者的青睐,为电动汽车提供电能的充电桩数量在全国迅猛增加。
(1)图中所示的一排充电桩之间是______联的。
(2)在给汽车电池充电时,汽车电池相当于______(选填“电源”或“用电器”)。
14. 如图甲所示,一段粗糙程度相同的水平面和一个光滑的圆弧槽在B点处相连.质量为m的物体从离水平面高h的A点由静止释放,最后静止于水平面上的C点,长为,如图乙所示,若在水平面上的D点处再连接一个光滑的圆弧槽,且长为,物体从A点由静止释放,第一次到达左侧圆弧槽的E点,之后再下滑直至最终静止。甲图中,物体在段运动时,克服阻力做功,将动能转化为_______能,直至动能为零;乙图中,最后物体静止于水平面上的位置距B点_______m。
15. 如图甲所示,电源电压恒定,R0为定值电阻。闭合开关,将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中,其电流I与电压U的关系图像如图乙所示,则电源电压为______V,滑动变阻器R的最大阻值为______Ω。
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分。)
16. 校园艺术节中评委通过亮灯的方式选拔歌手。若评委按下“通过”(开关S1)按钮,绿灯亮表示歌手通关,若评委按下“淘汰”(开关S2)按钮,红灯亮表示歌手被淘汰。请把灯具内部的电路图设计出来并画在虚线框内。(已知电源由干电池组成)
17. 请在图中用笔画线代替导线连接电路。要求:两灯并联,开关S同时控制两盏灯泡,电流表测灯L1的电流。
四、实验题(本题共4小题,共24分。)
18. 在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中,已知重物A、B、C的底面积相同,质量关系为mA=mB<mC。三个完全相同的木桩和三个从不同高度处释放时的重物位置如图甲所示,木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示,重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。
(1)让重物自由下落打击在木桩上,通过观察______判断______(选填“重物”“木桩”)的重力势能大小。
(2)比较______两个重物撞击木桩后产生的现象,可判断重力势能的大小和高度的关系。
(3)结合(2)中的实验结论,通过比较B和C两个重物撞击木桩后产生的现象,我们______(选填“能”或“不能”)初步得出物体的重力势能与其质量有关的结论。
(4)如图丙,铁球从高度h处由静止下落,铁球下落的高度与时间的关系如图丁。在下面的四个选项中,描述重力对该铁球做功大小与下落时间关系最接近正确的图像是______。
A. B.
C. D.
(5)结合本实验和所学知识,分析图戊所示的水坝,水力发电机安装在______(选填“M”或“N”)位置较为合理。
19. 完成下列两个实验:
实验一:观察不同物质吸热升温的现象,采用了如图甲所示的装置进行实验,将质量均为50g的沙子和水分别倒入两个瓷盘中,用温度计测出室温为24℃,用红外灯照射两个瓷盘一段时间后,用红外热成像仪拍摄的红外照片(含对象的温度)如图乙所示,其中对象P1为沙子。
(1)实验中通过控制______(选填“加热相同时间”或“升高相同温度”)来实现沙子和水吸收相同的热量。
(2)分析实验数据可知:当升高相同温度时,______吸收的热量多;水的比热容是沙子比热容的______倍(结果保留一位小数)。
实验二:比较不同燃料燃烧时放热本领的大小。小明采用如图丙、丁所示的两套完全相同的装置对试管中的水进行加热。
(3)加热前控制试管内水的初温和______均相同,控制燃料a、b的______相同。使燃料a、b完全燃烧对试管中的水加热,通过记录______(选填“燃料的燃烧时间”或“水升高的温度”)来比较两种燃料燃烧放出的热量。
20. 小明和小聪进行“探究电路中电流的特点”实验。
(1)小聪根据生活经验提出猜想:由于用电器消耗电能,电流经过用电器后会减小。
①为验证猜想,选取的器材有:电源、开关、导线、小灯泡和电流表。
②按照图甲设计的电路图正确连接电路后,将电流表串联在A处,闭合开关,测得A点的电流,如图乙所示,则IA=______A;再测得B点的电流,根据数据得出IB=IA。
③更换不同规格的灯泡,重复上述实验,均得到相同结论,由此判断小聪的猜想是______(选填“正确”或“错误”)的。
④为进一步探究两个灯泡串联时的电流特点,按照图丙连接电路,测量A、B、C三点的电流,得出初步结论:IC=IB=IA。小华认为无需再测量,在②的结论基础上,通过以下推理:对于灯泡L1,有IB=IA;对于灯泡L2,有______,可进一步得出:IC=IB=IA。
(2)他们又探究并联电路中电流规律:
①小明用图丁所示的电路图来探究并联电路中电流的特点,测量了A、B、C三处的电流;又换用了两组不同规格的灯泡进行了实验,并将测量结果记录在下表中,分析表格中的数据,得出的结论是:在并联电路中______。(用符号表示)
序号
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.26
0.18
0.44
2
0.12
0.20
0.32
3
0.38
0.32
0.70
②小聪想比较并联电路中各支路电流的大小。如图戊所示,只闭合开关S1,测出L2中的电流I2,只闭合开关S2测出L1中的电流I1,比较I2和I1的大小。请你评估:他的方案是______(填“可行”或“不可行”)的,理由是______。
21. 在“探究电流与电阻的关系”实验中,小明准备的实验器材有:两节新的干电池、电流表、电压表、滑动变阻器,五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),开关、导线若干,实验电路如图甲所示。
(1)连接电路时开关应该处于______状态。
(2)小明将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,发现电流表指针几乎不偏转,电压表有示数且示数接近电源电压,则电路故障可能是______。
(3)排除故障后,小明依次将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻接入电路,多次实验收集的数据如下表所示,分析表中数据可得出结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______。
实验序号
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.40
0.20
0.14
0.10
0.08
(4)结合表中数据分析,本实验所用滑动变阻器的最大阻值至少为______Ω。
(5)图乙中的A、B两条曲线是小明和同班的小军根据各自的实验数据绘制的图像,分析图像,你认为曲线______(选填“A”或“B”)对应的实验操作是错误的,错误的原因是______。
五、综合应用题(本题共3小题,共22分)
22. 如图所示,电源电压恒定,,,当闭合,断开时,电流表的示数为。
(1)求电源电压;
(2)当闭合,断开时,电流表示数为,求此时两端的电压;
(3)当闭合,断开时,求此时电流表的示数。
23. 如图所示,是一款无人驾驶汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离,消耗汽油4kg。那么在此运动过程中【汽油的热值为,水的比热容为】
(1)汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(2)假设该汽车在这次行驶过程中,发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%,这些废气带走的能量全部被初温为10℃、质量300kg的水吸收,水升高的温度是多少?
(3)若汽油机的效率为30%,汽车匀速运动时受到的阻力为900N,则汽车消耗4kg汽油通过的路程是多少?
24. 阅读短文,回答下列问题:
多功能喷洒车
二十大报告指出:推动绿色发展,促进人与自然和谐共生。
多功能喷洒车作为城市环保小卫士充当着重要角色。某款喷洒车的主要结构如图甲所示,该车的四冲程柴油机不仅要牵引喷洒车前行,还要带动雾炮机电气箱里的发电机发电,然后发电机给风机、转向机、水泵和液压泵供电,水泵和液压泵可独立工作。
机械结构上,喷雾炮筒的转轴设计在炮筒的重心;工作时水泵通过水管将水箱中的水直接压到喷嘴处,然后被风机产生的强风喷射出去:转向机可带动喷雾炮筒左右水平旋转,液压泵撑杆可支撑并带动喷嘴上下转动,达到有效控制喷洒射程和面积的作用。雾炮机能够通过高压雾化系统,将水雾化成与粉尘大小相当的水珠,在风机作用下,将水雾喷射至空中,最后粉尘颗粒与水雾充分融合,逐渐结成颗粒团,在自身重力作用下快速沉降到地面从而达到降尘的目的。覆盖面积大,对200微米以下粉尘具有完全抑制能力。
喷洒车的部分参数如下表所示,其中最大能效的定义为:当以最大射程和流量工作时,最大射程和每秒钟喷水体积的乘积与发电机输出功率的比值。
发电机输出电压
380V
最大能效
***L·m/kJ
柴油机效率
40%
发电机效率
90%
喷水最大流量
100L/min
水箱容积
8m3
(1)下列关于雾炮机的说法正确的是______;
A. 液压泵和水泵应该并联在电路中
B. 风机、转向机和发电机都是将电能转化为机械能
C. 喷水时,喷出的水雾在空中飞散,属于扩散现象
(2)图乙是水箱内自动测定水量的电路示意图,定值电阻R0在电路中起______的作用;R是滑动变阻器,若要求喷水过程中水量表示数变小,则图中电源负极应连接R的______(选填“A”或“B”)端;
(3)某次喷洒车在水平路面匀速前进喷雾的过程中,柴油机以3000r/min的转速运行,发电机的输入功率为30kW,使得雾炮机以最大射程和最大流量工作。求该过程中:
①柴油机每秒完成______个做功冲程;
②注满一箱水最多可喷洒______min;
③若该雾炮机的最大射程为81m,可知该喷洒车的最大能效为______L·m/kJ。
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锦州市第八中学2026-2027学年度第一学期
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物理试卷
理化考试时间共140分钟 物理试卷满分80分
考生注意:请在答题卡各题目规定答题区域内作答,答在本试卷上无效
一、选择题(本题共9小题,每小题2分,共18分。在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,选对的得2分;第7~9题有多项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1. 下列一些常见的物理量的估测符合实际的是( )
A. 实验室用的1m长的铜导线的电阻约为1000Ω
B. 初中物理实验小灯泡正常工作时的电流约为20A
C. 我国家庭电路的电压为380V
D. 三节铅蓄电池串联的电压为6V
【答案】D
【解析】
【详解】A.铜是导电性很好的导体,1m长的实验室铜导线电阻非常小,通常不到0.1Ω,远达不到1000Ω。故A不符合题意;
B.初中物理实验小灯泡正常工作时的电流约为,远小于20A,故B不符合题意;
C.我国家庭电路电压为220V,故C不符合题意;
D.1节铅蓄电池的电压为2V,根据串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和,三节串联总电压,符合实际,故D符合题意。
故选D。
2. 小亮从桌上端起一杯冒着“白气”的热豆浆,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 热豆浆的热,指的是豆浆具有的热量多
B. 杯子变热的过程中,豆浆放出热量,豆浆内能减少
C. 杯子变热是因为豆浆的内能比杯子的内能多
D. 端杯子的手变热,是通过做功改变了内能
【答案】B
【解析】
【详解】A.“热豆浆”的“热”指温度高,热量是过程量,不能说物体具有热量,故A错误;
B.杯子变热是因为豆浆和杯子发生热传递,豆浆放出热量,内能减少,故B正确;
C.热传递发生的条件是存在温度差,杯子变热是因为豆浆的温度比杯子高,与内能多少无关,故C错误;
D.端杯子的手变热,是手吸收热量,通过热传递改变了内能,故D错误。
故选B。
3. 关于汽油机与柴油机,下列说法正确的是( )
A. 汽油机采用点燃式点火,柴油机采用压燃式点火
B. 只要采取最先进的技术汽油机和柴油机的机械效率都能达到100%
C. 汽油机吸入气缸的是空气,柴油机吸入气缸的是空气和柴油的混合物
D. 汽油机只有排气冲程气体对外做功,其他三个冲程靠飞轮的惯性协助完成
【答案】A
【解析】
【详解】A.汽油机依靠火花塞点火,为点燃式,柴油机依靠压缩空气升高温度引燃柴油,为压燃式,故A正确;
B.热机机械效率,热机工作时必然存在不可避免的能量损耗,,,无论技术如何改进都无法达到100%,故B错误;
C.汽油机吸气冲程吸入汽油与空气的混合物,柴油机吸气冲程吸入纯空气,故C错误;
D.汽油机仅做功冲程燃气对外做功,其余三个冲程依靠飞轮惯性完成,故D错误。
故选A。
4. 图甲电路中,闭合开关,灯泡发光。图乙中,用带绝缘柄的金属棒把两个验电器连接起来(验电器带电情况如图乙所示)。根据图中信息可以判断出( )
A. 开关中电流的方向是由A到B
B. 开关中自由电子定向移动的方向是由A到B
C. 金属棒中电流方向是由C到D
D. 金属棒中自由电子定向移动的方向是由D到C
【答案】B
【解析】
【详解】CD.验电器C带负电,当金属棒把验电器C、D两验电器的两金属球相连时,电子会发生定向移动,从带负电的C移动到不带电的D,正电荷定向移动方向为电流方向,电子定向移动方向与电流方向相反,所以金属棒中电流方向是由D向C的,故CD错误;
AB.在电源的外部,电流总是从电源的正极流出,经过用电器,回到电源的负极;所以,如图所示电路,开关闭合后,电流方向是由B到A; 由电流方向的规定可知,正电荷定向移动的方向为电流方向;按此规定,电子(带负电)定向移动的方向与电流方向相反;所以开关中自由电子定向移动方向是由A向B,故A错误,B正确。
故选B 。
5. 在同一个电路中,用电压表测得灯两端的电压为,灯两端的电压为,则
A. 两灯一定串联
B. 两灯一定并联
C. 两灯可能串联也可能并联
D. 以上说法都不对
【答案】C
【解析】
【详解】由于串联电路起分压作用,当两个完全相同的灯泡串联时,则两灯泡分得的电压相同;又因为并联电路两端电压相等,所以,当两灯泡并联时,两灯泡两端电压也相等,故只有C符合题意.
6. 某同学用如图甲所示装置加热质量为100g的冰,直至水沸腾。并根据实验记录的数据,绘制了如图乙所示的温度随时间变化的图像。已知0~2min消耗酒精的质量为0.4g[c冰=2.1×103J/(kg·℃),c水=4.2×103J/(kg·℃),q酒精=3×107J/kg]。若单位时间内物质吸收热量相等,下列分析正确的是( )
A. BC段熔化过程中,被加热物质内能不变
B. 0~12min,物质共吸收热量4.2×103J
C. 通过计算可得图乙中tx的值为32
D. 该酒精灯的加热效率为30%
【答案】C
【解析】
【详解】A.BC段为熔化过程,物质持续吸热,温度不变,但内能增加,故A错误;
B.0~2min(AB段),冰吸收的热量为
因单位时间内吸收热量相等,0~12min用时是0~2min的6倍,故总吸热为,故B错误;
C.CD段水从0℃升温至100℃,吸收热量为
每分钟吸热
CD段加热时间
则,故C正确;
D.0~2min酒精完全燃烧放出的热量
加热效率,故D错误。
故选C。
7. 人们常把物质的一些属性作为选择材料的依据,下列应用与材料的属性对应正确的是( )
A. 使用木头筷子不烫手说明木材具有良好的导热性
B. 导线外面裹着一层橡胶皮是因为橡胶的导电性弱
C. 中考实行网上阅卷,条形码扫描器中的光敏二极管使用的是半导体材料
D. 超导材料有零电阻等特性,说明超导材料的导电性能最好,可以用来制作输电线
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.木头筷子不烫手,是因为木材的导热性较差,热量不易通过筷子传递到手上,而非“良好的导热性”,故A错误;
B.导线外面裹橡胶皮,是因为橡胶是绝缘体,其导电性弱,可防止电流泄漏,保障用电安全,故B正确;
C.光敏二极管是一种半导体器件,其导电性能介于导体和绝缘体之间,可将光信号转化为电信号,用于条形码扫描器中,故C正确;
D.超导体具有零电阻的特性,用超导材料制作输电线,远距离输电时几乎不会因为导线电阻发热而产生能量损耗,故D正确。
故选BCD。
8. 如图所示为某电子秤的简化电路图,电源电压保持不变,A、B、C、D为四个接线柱,分别接有电表和定值电阻(图中未画出),托盘与弹簧上端和金属滑片固定在一起(弹簧的电阻不计)。已知电子秤表盘是由电表改装而来的,闭合开关,当被测物的质量越大时,电表的示数越大,当托盘上没有物体时,R1接入电路的阻值不为零,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A. 接线柱A、B之间为电压表
B. 接线柱C、D之间为电压表
C. 被测物越重,电路中电流越大
D. 被测物越重,定值电阻两端电压越小
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.由题可知,要求被测物品质量越大时,电表的示数增大;由图可知,若AB之间接入定值电阻,CD之间的电表串联在电路中,则只能为电流表,此时变阻器与定值电阻并联;被测物品质量越大时,滑片会向下移动,变阻器接入电路的电阻变大,根据并联电路的电阻规律可知,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电流表示数会变小,不符合要求; 若CD之间接入定值电阻,AB之间的电表与滑动变阻器是并联的,则只能为电压表(即电压表测变阻器两端的电压),此时变阻器与定值电阻串联;被测物品质量越大时,滑片会向下移动,变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路的分压规律可知,变阻器分得的电压变大,即电压表示数变大,符合要求,即电路中A、B之间为电压表且测两端电压,C、D之间为定值电阻,故A正确,B错误;
CD.设电源电压为,定值电阻阻值为。与串联,电路总电阻,被测物越重,变大,故变大,根据可知,电路中电流变小。定值电阻两端电压,因变小,故变小,故C错误,D正确。
故选AD。
9. 弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小明玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程,针对此过程。下列分析正确的是( )
A. a到c的过程中,小明先加速后减速,在b状态时速度最大
B. a到b的过程中,弹簧的弹力越来越大,在b状态时弹力最大
C. b到c的过程中,小明的动能转化为重力势能
D. 在a状态时弹簧的弹性势能最大,小明的动能为零
【答案】CD
【解析】
【详解】A.a到b过程中,弹簧弹力大于重力时小明加速上升,弹力等于重力时速度最大,此位置在a、b之间,弹力小于重力时减速上升;b到c过程小明只受重力,继续减速。故a到c先加速后减速,但速度最大处在a、b之间,故A错误;
B.a到b过程中,弹簧形变程度逐渐减小,弹力越来越小,在a状态弹力最大,故B错误;
C.b到c过程中,小明向上运动,速度减小,高度增加,动能转化为重力势能,故C正确;
D.a状态为最低位置,弹簧压缩量最大,弹性势能最大;此时小明在最低点,速度为零,动能为零,故D正确。
故选CD。
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共12分。)
10. 冬天用暖水袋暖手时,我们感觉到手变得很温暖,暖水袋中的水的温度越来越低,而不会出现手的温度越来越低,暖水袋的温度越来越高的现象,这说明自发的能量转移和转化具有______性;在能量转化和转移的过程中,能量的总量______。
【答案】 ①. 方向 ②. 保持不变
【解析】
【详解】暖水袋温度高、手温度低,热量只能自发地从暖水袋转移到手上,不会自发地从低温的手转移到高温的暖水袋,说明自发的能量转移和转化具有方向性。
根据能量守恒定律,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,在能量转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
11. 如图,迅速下压活塞,使脱脂棉燃烧,此过程中的能量转化过程与汽油机中______冲程相同,为了不让汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,气缸外有一个水套,用水来冷却气缸是因为水的______较大。
【答案】 ①. 压缩 ②. 比热容
【解析】
【详解】迅速下压活塞,对筒内空气做功,将机械能转化为内能,汽油机的压缩冲程也是活塞压缩气缸内气体做功,机械能转化为内能,二者能量转化相同。
水的比热容较大,相同质量的水和其他物质相比,升高相同温度时,水可以吸收更多的热量,冷却效果好,所以用水冷却气缸。
12. 如图电路,一根导线固定在铅笔芯最左端,然后将另一根导线接触铅笔芯最右端并逐渐向左滑动。会发现灯泡的亮度______(选填“变亮”、“变暗”或“不变”);若想增大小灯泡亮度调节的范围,在材料和长度不变时,应该换一根横截面积更______(选填“大”或“小”)的铅笔芯。
【答案】 ①. 变亮 ②. 小
【解析】
【详解】导线向左滑动时,铅笔芯接入电路的长度变短,接入电阻变小;由可知,电源电压不变时电路电流变大,故灯泡亮度变亮。
由导体电阻的影响因素可知,材料、长度相同时,横截面积越小,导体电阻越大,滑动时电阻变化范围越大,灯泡亮度调节范围越大,故应换横截面积更小的铅笔芯。
13. 我国新能源汽车发展迅猛,受到广大消费者的青睐,为电动汽车提供电能的充电桩数量在全国迅猛增加。
(1)图中所示的一排充电桩之间是______联的。
(2)在给汽车电池充电时,汽车电池相当于______(选填“电源”或“用电器”)。
【答案】(1)并 (2)用电器
【解析】
【小问1详解】
因各充电桩需独立工作、互不影响,故它们之间是并联的。
【小问2详解】
充电时汽车电池消耗电能,故相当于用电器。
14. 如图甲所示,一段粗糙程度相同的水平面和一个光滑的圆弧槽在B点处相连.质量为m的物体从离水平面高h的A点由静止释放,最后静止于水平面上的C点,长为,如图乙所示,若在水平面上的D点处再连接一个光滑的圆弧槽,且长为,物体从A点由静止释放,第一次到达左侧圆弧槽的E点,之后再下滑直至最终静止。甲图中,物体在段运动时,克服阻力做功,将动能转化为_______能,直至动能为零;乙图中,最后物体静止于水平面上的位置距B点_______m。
【答案】 ①. 内 ②. 0.2
【解析】
【详解】[1]物体在粗糙水平面上滑动,克服摩擦做功,将机械能转化为内能。
[2]因为圆弧槽是光滑的,对在它上面运动的物体没有阻力,故物体在光滑的圆弧槽上滑动时,本身机械能不会减小。甲中,物体在A点开始运动,它具有的机械能在粗糙的平面上克服摩擦运动了3m后消耗尽。在乙图中,物体依然是在A点开始运动,它具有的机械能依然是在粗糙的水面上运动3m后全部转化为内能,故物体自A点开始下滑,到达E点后,再次下滑运动到右面的圆弧槽上某点再次下滑……直到在平面上的运动距离之和为3m时静止。它在水平面上运动时,第一次自B运动到D的距离为0.7m,第二次自D运动到B的距离为0.7m,第三次自B运动到D的距离为0.7m,第四次自D运动到B的距离为0.7m,这四次运动的距离之和为
第五次物体离开B点开始运动,运动的距离为
故物体离开B点运动0.2m后静止,即它静止时离B的距离为0.2m。
15. 如图甲所示,电源电压恒定,R0为定值电阻。闭合开关,将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中,其电流I与电压U的关系图像如图乙所示,则电源电压为______V,滑动变阻器R的最大阻值为______Ω。
【答案】 ①. 3 ②. 10
【解析】
【详解】[1][2]根据电路图可知,R0和R串联,电流表测量电路中电流,电压表测量R两端电压;当滑动变阻器R的滑片P滑到b端时,变阻器R阻值最大,电路中的电流最小,为Imin=0.2A,电压是2V,变阻器R的最大阻值
电源电压
U=IminR0+2V=0.2A×R0+2V…………①
当滑动变阻器R的滑片P滑到a端时,只有R0接入电路,变阻器阻值最小,电路中的电流最大,为Imax=0.6A,电源电压为
U=ImaxR0=0.6A×R0…………………②
由①②式可得
R0=5Ω,U=3V
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分。)
16. 校园艺术节中评委通过亮灯的方式选拔歌手。若评委按下“通过”(开关S1)按钮,绿灯亮表示歌手通关,若评委按下“淘汰”(开关S2)按钮,红灯亮表示歌手被淘汰。请把灯具内部的电路图设计出来并画在虚线框内。(已知电源由干电池组成)
【答案】
【解析】
【详解】根据题目要求:按下开关仅绿灯亮,按下开关仅红灯亮,说明两个灯泡工作时互不影响,因此绿灯和红灯是并联的,且开关单独控制绿灯支路,开关单独控制红灯支路,据此作图。
17. 请在图中用笔画线代替导线连接电路。要求:两灯并联,开关S同时控制两盏灯泡,电流表测灯L1的电流。
【答案】
【解析】
【详解】连接开关右侧接线柱与灯泡左侧接线柱,再连接左侧接线柱与电源负极,即可两灯并联,开关S在干路控制两盏灯泡,电流表与在同一支路,测电流,符合题意,据此作图。
四、实验题(本题共4小题,共24分。)
18. 在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中,已知重物A、B、C的底面积相同,质量关系为mA=mB<mC。三个完全相同的木桩和三个从不同高度处释放时的重物位置如图甲所示,木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示,重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。
(1)让重物自由下落打击在木桩上,通过观察______判断______(选填“重物”“木桩”)的重力势能大小。
(2)比较______两个重物撞击木桩后产生的现象,可判断重力势能的大小和高度的关系。
(3)结合(2)中的实验结论,通过比较B和C两个重物撞击木桩后产生的现象,我们______(选填“能”或“不能”)初步得出物体的重力势能与其质量有关的结论。
(4)如图丙,铁球从高度h处由静止下落,铁球下落的高度与时间的关系如图丁。在下面的四个选项中,描述重力对该铁球做功大小与下落时间关系最接近正确的图像是______。
A. B.
C. D.
(5)结合本实验和所学知识,分析图戊所示的水坝,水力发电机安装在______(选填“M”或“N”)位置较为合理。
【答案】(1) ①. 木桩被打击后陷入沙中的深度 ②. 重物
(2)A、B (3)能 (4)C
(5)N
【解析】
【小问1详解】
本实验利用转换法,重力势能是无法直接观测的物理量,重物的重力势能越大,对木桩做功越多,木桩陷入沙坑的深度就越大,因此通过观察木桩陷入沙中的深度,来判断重物的重力势能大小。
【小问2详解】
探究重力势能和高度的关系时,需要控制重物质量相同,改变下落高度。已知,且二者释放高度不同,因此选A、B两个重物对比,符合控制变量的要求。
【小问3详解】
B、C将木桩打入沙中的深度相同,说明二者重力势能大小相等;结合图甲可知,B的下落高度大于C,且B的质量小于C,而二者重力势能相等,则能得出重力势能与质量有关的结论。
【小问4详解】
重力做功公式为,铁球重力G恒定,因此重力做功W和下落高度h成正比。由图丁可知,下落高度h随时间t的增长速率越来越快,因此W随t的变化规律和h-t图像一致,是逐渐向上弯曲的曲线,故选C。
【小问5详解】
水力发电需要利用水的重力势能转化为动能,再推动发电机做功,位置更低的N点上下游水位差更大,水流下落时能转化出更多的动能,发电效果更好,因此发电机安装在N位置更合理。
19. 完成下列两个实验:
实验一:观察不同物质吸热升温的现象,采用了如图甲所示的装置进行实验,将质量均为50g的沙子和水分别倒入两个瓷盘中,用温度计测出室温为24℃,用红外灯照射两个瓷盘一段时间后,用红外热成像仪拍摄的红外照片(含对象的温度)如图乙所示,其中对象P1为沙子。
(1)实验中通过控制______(选填“加热相同时间”或“升高相同温度”)来实现沙子和水吸收相同的热量。
(2)分析实验数据可知:当升高相同温度时,______吸收的热量多;水的比热容是沙子比热容的______倍(结果保留一位小数)。
实验二:比较不同燃料燃烧时放热本领的大小。小明采用如图丙、丁所示的两套完全相同的装置对试管中的水进行加热。
(3)加热前控制试管内水的初温和______均相同,控制燃料a、b的______相同。使燃料a、b完全燃烧对试管中的水加热,通过记录______(选填“燃料的燃烧时间”或“水升高的温度”)来比较两种燃料燃烧放出的热量。
【答案】(1)加热相同时间
(2) ①. 水 ②. 4.7
(3) ①. 质量 ②. 质量 ③. 水升高的温度
【解析】
【小问1详解】
实验中使用相同的红外灯同时照射沙子和水,则相同时间内水和沙子吸收的热量相同,通过加热相同时间来保证两种物质吸收的热量相等。
【小问2详解】
由图乙数据可知,初温均为24℃的沙子和水吸收相同热量后,沙子升温为
水升温为
说明吸收相同热量时水升温更慢,因此当升高相同温度时,水需要吸收的热量更多。 根据,在质量、吸收热量相同时,比热容与温度变化量成反比,因此
【小问3详解】
比较不同燃料的放热本领时,根据控制变量法,需要保证被加热的水的初温和质量均相同;同时控制燃料a、b的质量相同,让燃料完全燃烧后,通过记录水升高的温度来反映燃料放出热量的多少,水温升高越多,说明燃料放热本领越强。
20. 小明和小聪进行“探究电路中电流的特点”实验。
(1)小聪根据生活经验提出猜想:由于用电器消耗电能,电流经过用电器后会减小。
①为验证猜想,选取的器材有:电源、开关、导线、小灯泡和电流表。
②按照图甲设计的电路图正确连接电路后,将电流表串联在A处,闭合开关,测得A点的电流,如图乙所示,则IA=______A;再测得B点的电流,根据数据得出IB=IA。
③更换不同规格的灯泡,重复上述实验,均得到相同结论,由此判断小聪的猜想是______(选填“正确”或“错误”)的。
④为进一步探究两个灯泡串联时的电流特点,按照图丙连接电路,测量A、B、C三点的电流,得出初步结论:IC=IB=IA。小华认为无需再测量,在②的结论基础上,通过以下推理:对于灯泡L1,有IB=IA;对于灯泡L2,有______,可进一步得出:IC=IB=IA。
(2)他们又探究并联电路中电流规律:
①小明用图丁所示的电路图来探究并联电路中电流的特点,测量了A、B、C三处的电流;又换用了两组不同规格的灯泡进行了实验,并将测量结果记录在下表中,分析表格中的数据,得出的结论是:在并联电路中______。(用符号表示)
序号
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.26
0.18
0.44
2
0.12
0.20
0.32
3
0.38
0.32
0.70
②小聪想比较并联电路中各支路电流的大小。如图戊所示,只闭合开关S1,测出L2中的电流I2,只闭合开关S2测出L1中的电流I1,比较I2和I1的大小。请你评估:他的方案是______(填“可行”或“不可行”)的,理由是______。
【答案】(1) ①. 0.22 ②. 错误 ③. IC=IB
(2) ①. IC=IB+IA ②. 不可行 ③. 电流表正负接线柱接反了
【解析】
【小问1详解】
图乙中电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针指向0.22A刻度线,因此读数为0.22A。
实验测得经过用电器前后的A、B两点电流相等,说明电流经过用电器后并没有减小,因此小聪的猜想是错误的。
②的结论是:单个用电器前后的电流大小相等,对于串联的来说,它的前后两个测量点是B和C,因此可得,结合的,就能推导出串联电路三点电流相等的规律。
【小问2详解】
分析表格数据
符合干路电流等于两支路电流之和,对应题中C为干路点、A、B为支路点的设定,因此结论为。
观察图戊电路,只闭合时,电流从电流表上接线柱流入、下接线柱流出,测量的电流;只闭合时,电流会从电流表的下接线柱流入、上接线柱流出,电流表正负接线柱接反,指针反向偏转,无法正常测量电流,因此方案不可行。
21. 在“探究电流与电阻的关系”实验中,小明准备的实验器材有:两节新的干电池、电流表、电压表、滑动变阻器,五个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),开关、导线若干,实验电路如图甲所示。
(1)连接电路时开关应该处于______状态。
(2)小明将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,发现电流表指针几乎不偏转,电压表有示数且示数接近电源电压,则电路故障可能是______。
(3)排除故障后,小明依次将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻接入电路,多次实验收集的数据如下表所示,分析表中数据可得出结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______。
实验序号
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.40
0.20
0.14
0.10
0.08
(4)结合表中数据分析,本实验所用滑动变阻器的最大阻值至少为______Ω。
(5)图乙中的A、B两条曲线是小明和同班的小军根据各自的实验数据绘制的图像,分析图像,你认为曲线______(选填“A”或“B”)对应的实验操作是错误的,错误的原因是______。
【答案】(1)断开 (2)定值电阻断路
(3)反比 (4)12.5
(5) ①. A ②. 没有控制定值电阻两端电压一定
【解析】
【小问1详解】
连接电路时,为了保护电路元件,防止接线过程中误接通电路造成元件损坏,开关必须处于断开状态。
【小问2详解】
闭合开关,发现电流表指针几乎不偏转,说明电路可能发生断路,电压表有示数且示数接近电源电压,则可能是定值电阻发生断路,电压表串联接入电路测电源电压。
【小问3详解】
由表格数据可知,除15Ω组存在微小实验误差外,其余组的电流与电阻的乘积(即定值电阻两端电压)恒定为2V,满足电压一定时,电流随电阻增大而成比例减小的规律,因此可得结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【小问4详解】
两节新干电池的总电源电压为3V,实验中定值电阻两端控制的电压为2V,因此滑动变阻器需要分担的电压为
当接入最大的25Ω定值电阻时,电路电流为0.08A,此时滑动变阻器接入的阻值为
即滑动变阻器的最大阻值至少为12.5Ω。
【小问5详解】
探究电流与电阻的关系时需要控制定值电阻两端电压恒定:对B曲线取点计算,始终为2V,符合控制变量的要求;而A曲线中不同电阻对应的乘积不相等,说明实验中没有保持定值电阻两端电压不变,操作错误。
五、综合应用题(本题共3小题,共22分)
22. 如图所示,电源电压恒定,,,当闭合,断开时,电流表的示数为。
(1)求电源电压;
(2)当闭合,断开时,电流表示数为,求此时两端的电压;
(3)当闭合,断开时,求此时电流表的示数。
【答案】(1)12V (2)4V
(3)1.8A
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,当S1闭合,S2、S3断开时,只有R2的简单电路,电流表测通过R2的电流,电源电压
【小问2详解】
由电路图知,当S2闭合,S1、S3断开时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,由串联电路电流特点可知,
此时两端的电压
【小问3详解】
当S1、S3闭合,S2断开时,R1与R2并联,电流表测干路中的电流,并联电路各支路两端电压相等,并联电路干路电流等于各支路电流之和,结合欧姆定律可得电流表的示数
23. 如图所示,是一款无人驾驶汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离,消耗汽油4kg。那么在此运动过程中【汽油的热值为,水的比热容为】
(1)汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(2)假设该汽车在这次行驶过程中,发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%,这些废气带走的能量全部被初温为10℃、质量300kg的水吸收,水升高的温度是多少?
(3)若汽油机的效率为30%,汽车匀速运动时受到的阻力为900N,则汽车消耗4kg汽油通过的路程是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
4kg汽油完全燃烧放出的热量为
【小问2详解】
由题可知废气带走的能量为
水吸收的热量为
由可知,水升高的温度为
【小问3详解】
已知汽油机的效率为30%,由可知,汽车做的有用功为
汽车匀速运动时受到的阻力与汽车的牵引力是一对平衡力,由二力平衡的条件可知,汽车的牵引力为
汽车通过的路程为
24. 阅读短文,回答下列问题:
多功能喷洒车
二十大报告指出:推动绿色发展,促进人与自然和谐共生。
多功能喷洒车作为城市环保小卫士充当着重要角色。某款喷洒车的主要结构如图甲所示,该车的四冲程柴油机不仅要牵引喷洒车前行,还要带动雾炮机电气箱里的发电机发电,然后发电机给风机、转向机、水泵和液压泵供电,水泵和液压泵可独立工作。
机械结构上,喷雾炮筒的转轴设计在炮筒的重心;工作时水泵通过水管将水箱中的水直接压到喷嘴处,然后被风机产生的强风喷射出去:转向机可带动喷雾炮筒左右水平旋转,液压泵撑杆可支撑并带动喷嘴上下转动,达到有效控制喷洒射程和面积的作用。雾炮机能够通过高压雾化系统,将水雾化成与粉尘大小相当的水珠,在风机作用下,将水雾喷射至空中,最后粉尘颗粒与水雾充分融合,逐渐结成颗粒团,在自身重力作用下快速沉降到地面从而达到降尘的目的。覆盖面积大,对200微米以下粉尘具有完全抑制能力。
喷洒车的部分参数如下表所示,其中最大能效的定义为:当以最大射程和流量工作时,最大射程和每秒钟喷水体积的乘积与发电机输出功率的比值。
发电机输出电压
380V
最大能效
***L·m/kJ
柴油机效率
40%
发电机效率
90%
喷水最大流量
100L/min
水箱容积
8m3
(1)下列关于雾炮机的说法正确的是______;
A. 液压泵和水泵应该并联在电路中
B. 风机、转向机和发电机都是将电能转化为机械能
C. 喷水时,喷出的水雾在空中飞散,属于扩散现象
(2)图乙是水箱内自动测定水量的电路示意图,定值电阻R0在电路中起______的作用;R是滑动变阻器,若要求喷水过程中水量表示数变小,则图中电源负极应连接R的______(选填“A”或“B”)端;
(3)某次喷洒车在水平路面匀速前进喷雾的过程中,柴油机以3000r/min的转速运行,发电机的输入功率为30kW,使得雾炮机以最大射程和最大流量工作。求该过程中:
①柴油机每秒完成______个做功冲程;
②注满一箱水最多可喷洒______min;
③若该雾炮机的最大射程为81m,可知该喷洒车的最大能效为______L·m/kJ。
【答案】(1)A (2) ①. 保护电路 ②. B
(3) ①. 25 ②. 80 ③. 5
【解析】
【小问1详解】
A.水泵和液压泵可独立工作,并联电路各支路用电器互不影响,故A正确;
B.风机、转向机将电能转化为机械能,发电机将机械能转化为电能,故B错误;
C.水雾是宏观小水珠,空中飞散是机械运动,扩散是分子的无规则运动,故C错误。
故选A。
【小问2详解】
定值电阻可避免滑动变阻器接入电阻为0时电路发生短路,起保护电路的作用;
喷水时水量减少,浮标下降,滑片向A端移动;要使水量表示数变小,需电路电流变小,即滑动变阻器接入电阻变大,因此电源负极接B端,此时滑片向A移动时,接入电路的电阻丝长度变长,电阻变大,电流减小,符合要求。
【小问3详解】
柴油机转速
四冲程柴油机每转2圈完成1个做功冲程,故每秒做功冲程数为个;
水箱容积
喷洒时间
每秒喷水体积
发电机输出功率
计算得最大能效为
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