精品解析:北京市西城区北京师范大学附属实验中学2026-2027学年度第一学期期中试卷九年级物理
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内容正文:
北师大实验中学2026-2027学年度第一学期期中试卷
初三年级物理
满分100分。考试时间90分钟。
考生须知
1.本试卷共12页,共五道大题,34道小题;答题纸共2页。
2.在试卷和答题卡上准确填写班级、姓名、学号。
3.试卷答案一律填写在答题卡上,在试卷上作答无效。
4.在答题卡上,选择题须用2B铅笔将选中项涂黑涂满,其他试题用黑色字迹签字笔作答。
一、单项选择题(本题共15小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题意。每小题2分,共30分)
1. 在国际单位制中,电流的单位是( )
A. 伏特(V) B. 安培(A) C. 欧姆(Ω) D. 瓦特(W)
【答案】B
【解析】
【详解】A.伏特是电压的单位,故A不符合题意;
B.安培是电流的单位,故B符合题意;
C.欧姆是电阻的单位,故C不符合题意;
D.瓦特是功率的单位,故D不符合题意。
故选B。
2. 当雷云放电时,接闪杆(又名避雷针)的结构可以引导雷电向接闪杆放电,并导入大地,所以制作接闪杆的材料要有很好的导电性。下列材料适合制作接闪杆的是( )
A. 钢铁 B. 橡胶 C. 陶瓷 D. 玻璃
【答案】A
【解析】
【详解】接闪杆需要用导电性良好的导体制作,才能顺利将雷电的电流导入大地。钢铁属于金属,是导电性良好的导体;而橡胶、陶瓷、玻璃都是常见的绝缘体,几乎不导电,无法用来制作接闪杆,故选A。
3. 下列生活实例中,通过做功改变物体内能的是( )
A. 利用电热水壶将冷水烧开
B. 用锯锯木头,锯条会发热
C. 太阳能水箱中的水被晒热
D. 夏天吹空调,人感到凉爽
【答案】B
【解析】
【详解】A.利用电热水壶将冷水烧开是通过热传递改变物体的内能,故A不符合题意;
B.用锯锯木头,锯条会发热,是摩擦生热,属于做功改变物体的内能,故B符合题意;
C.太阳能水箱中的水被晒热,属于热传递改变物体的内能,故C不符合题意;
D. 夏天吹空调,人感到凉爽,属于热传递改变物体的内能,故D不符合题意。
故选B。
4. 吐鲁番冬季气温寒冷,家中供暖时暖气管用水作为传热介质,是因为水的( )
A. 沸点高 B. 密度大 C. 比热容大 D. 导电性强
【答案】C
【解析】
【详解】由放热公式可得:质量相同的物质,降低相同温度时,比热容越大,放出热量越多。供暖要求传热介质放出更多热量提升室温,水的比热容大,满足该要求,故C符合题意;ABD不符合题意。
故选C。
5. 下列关于电路的说法中,正确的是( )
A. 电子的定向移动方向就是电流方向
B. 电源是把电能转化为其他形式能的装置
C. 电荷移动形成电流
D. 电路中只要有电流,就一定有电源
【答案】D
【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,电子带负电,其定向移动方向和电流方向是相反的,故A错误;
B.电源的作用是把其他形式的能转化为电能(比如干电池把化学能转成电能),用电器才是把电能转化为其他形式能的装置,故B错误;
C.只有电荷发生定向移动才能形成电流,无规则的热运动电荷无法形成电流,故C错误;
D.电源是提供电压的装置,电压是形成电流的原因,电路中有持续电流的前提就是有电源、且电路是闭合通路,因此电路里只要有电流,就一定存在提供电压的电源,故D正确;
故选D。
6. 如图是一种新型的风光互补景观照明灯,其太阳能电池板和风力发电机产生的电能,输送至蓄电池储存起来,供路灯照明使用,下列解释正确的是( )
A. 太阳能电池板将太阳能转化为化学能
B. 蓄电池放电时将化学能转化为电能
C. 照明灯工作时,将风能转化为光能
D. 风力发电时,将电能转化为机械能
【答案】B
【解析】
【详解】A.太阳能电池板的作用是吸收太阳能,将太阳能转化为电能,故A错误;
B.蓄电池放电时,是将储存的化学能转化为电能,为照明灯供电,故B正确;
C.照明灯工作时,消耗的是电能,将电能转化为光能,故C错误;
D.利用风力发电时,风力发电机的叶片被风吹动,将机械能转化为电能,并储存起来,故D错误。
故选B。
7. 如图是用于装饰玻璃的新型静电窗花,与玻璃简单摩擦后便可轻松地“粘”在光滑的玻璃上。下列说法正确的是( )
A. 摩擦后的窗花能吸引碎纸屑
B. 摩擦后的玻璃板和窗花带上了同种电荷
C. 摩擦过程中窗花创造了电荷
D. 摩擦过程中发生了正电荷的转移
【答案】A
【解析】
【详解】A.摩擦后的窗花带了静电,带电体具有吸引轻小物体的性质,因此可以吸引碎纸屑,故A正确;
B.摩擦起电的本质是不同物体间发生电子的得失,摩擦后的玻璃板和窗花会带上异种电荷,异种电荷相互吸引才让窗花“粘”在玻璃上,同种电荷相互排斥,故B错误;
C.电荷既不能被创造也不能被消灭,摩擦起电只是电荷发生了转移,并没有创造新电荷,故C错误;
D.在摩擦起电过程中,是带负电的核外电子发生转移,带正电的原子核不会发生转移,故D错误。
故选A。
8. 如图所示是四冲程内燃机工作时的某个冲程,对它描述正确的是
A. 吸气冲程机械能转化为内能
B. 压缩冲程机械能转化为内能
C. 做功冲程内能转化为机械能
D. 排气冲程内能转化为机械能
【答案】C
【解析】
【详解】如图,进气门和排气门都是关闭的,活塞下行,因此是做功冲程,做功冲程中内能转化为机械能,故C正确.
9. 根据欧姆定律,下列说法正确的是( )
A. 通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B. 导体两端的电压越高,这段导体的电阻就越大
C. 导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
D. 导体电阻的大小等于它两端的电压与通过它的电流的比值
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.导体电阻是导体本身的固有特性,仅由材料、长度、横截面积、温度决定,与导体两端电压、通过的电流均无关,故ABC错误;
D.由欧姆定律变形得,可知导体电阻的大小等于它两端的电压与通过它的电流的比值,故D正确。
故选D。
10. 关于温度、内能和热量,下列说法中正确的是( )
A. 两杯水温度相同,它们的内能一定相同
B. 物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
C. 冰在熔化过程中,内能增加而温度保持不变
D. 刚烧开的水很烫,是因为此时水含有的热量较多
【答案】C
【解析】
【详解】A.内能的大小与物体的质量、温度、状态等因素有关。两杯水温度相同,但如果质量不同,所含分子的数量不同,内能也会不同。所以仅温度相同,不能确定它们的内能一定相同,故A错误;
B.改变内能的方法有做功和热传递,物体的内能增加,可能是外界对物体做了功,也可能是物体从外界吸收了热量,故B错误;
C.冰在熔化过程中,不断吸收热量,内能增加,但温度保持熔点温度不变,故C正确;
D.热传递的过程中传递内能的多少叫热量,热量是个过程量,不能说含有或者具有热量,故D错误。
故选C。
11. 教室内的饮水机为同学们健康饮水提供方便。如图所示,按下温水键开关S1时,温水指示灯L1发光;同时按下“童锁”键开关S2和热水键开关S3时,热水指示灯L2发光。下列电路设计符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.由电路图可知,按下开关S1,指示灯L2发光,故A不符合题意;
B.由电路图可知,L1与L2并联,开关S1控制L1,开关S2和S3控制L2,按下S1时,L1发光,同时按下S2和S3,L2发光,故B符合题意;
C.由电路图可知,L1与L2串联,只有同时按下三个开关,L1和L2同时发光,任意一个开关未闭合,两灯均不发光,故C不符合题意;
D.由电路图可知,只闭合S1时,电路处于断路状态,L1不发光,故D不符合题意。
故选B。
12. 小明根据下表提供的几种物质的比热容得出以下四个结论,其中正确的是:( )
几种物质的比热容[]
水
冰
酒精
砂石
煤油
铝
水银
铜
A. 液体的比热容一定比固体的大
B. 同一物质发生物态变化后,比热容不变
C. 比热容是物质的一种属性,不同物质的比热容一定不同
D. 质量相等的铝块和铜块,升高相同的温度,铜块吸收的热量少
【答案】D
【解析】
【详解】A.表格里水银是液体,它的比热容远小于铜、铝等固体的比热容,因此不是所有液体的比热容都比固体大,故A错误;
B.水和冰是同一种物质的不同物态,水的比热容是,冰的比热容是,二者比热容不同,说明同一物质发生物态变化后比热容会改变,故B错误;
C.表格里冰和煤油的比热容都是,说明不同物质的比热容也可能相同,并非一定不同,故C错误;
D.根据吸热公式,当质量相等、升高温度相同时,吸收的热量和比热容成正比。查表可知铜的比热容小于铝的比热容,因此铜块吸收的热量更少,故D正确;
故选D。
13. 小明利用图所示电路“探究影响导体电阻大小的因素”。闭合开关后,将适量的盐水从注水口逐渐倒满塑料管,这个过程中灯泡越来越亮。下列有关此实验的说法正确的是( )
A. 盐水内负电荷定向移动的方向为N到M
B. 灯泡越来越亮说明电阻的大小与横截面积有关
C. 只将两侧的活塞向外移动,可探究电阻与长度的关系
D. 只将电池增加到3节,灯泡变亮说明盐水的电阻值变小
【答案】B
【解析】
【详解】A.电流方向是从电源正极经开关、、、灯泡回到负极,即电流方向为到,负电荷定向移动方向与电流方向相反,因此盐水中负电荷定向移动方向为到,故A错误;
B.注水过程中,盐水柱的长度不变,横截面积变大,导致电阻变小,电路中电流变大,灯泡变亮,这说明电阻大小与横截面积有关,故B正确;
C.只将两侧活塞向外移动时,盐水柱的长度变长,同时因为盐水总体积不变,横截面积也会变小,探究“电阻与长度的关系”时,需要控制横截面积和材料不变,只改变长度,此操作中两个变量同时改变,不符合控制变量法,因此不能探究电阻与长度的关系,故C错误;
D.只将电池增加到3节,电源电压升高,电路中电流变大,灯泡变亮,但盐水的电阻是其本身的物理属性,不会因电压变化而改变,电阻值不变,故D错误。
故选B。
14. 如图所示电路,下列说法错误的是( )
A. 只闭合开关S2时,R1和R2串联,电压表测R2两端电压
B. 只闭合开关S1和S2时,电压表示数为零
C. 只闭合开关S1和S3时,电压表示数为电源电压
D. 同时闭合开关S2和S3时,电路将发生短路
【答案】C
【解析】
【详解】A.由电路图知,只闭合开关S2,电路中的电流只有一条路径,则R1与R2串联连接,两电表的电流都由正接线柱流入,负接线柱流出,接线正确。电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压,故A正确,不符合题意;
B.只闭合开关S1和S2时,R2被短路,电路中只有R1工作,电压表相当于接在一导线两端,示数为0,故B正确,不符合题意;
C.只闭合S1和S3,两电阻并联连接,电流表测通过R1的电流,电压表断开,未接入电路,示数为0,故C错误,符合题意;
D.同时闭合开关S2和S3,电流由电源的正极出来,经开关S3、S2回到电源负极,所以电路会发生短路,故D正确,不符合题意。
故选C。
15. 如图甲所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置,两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. a曲线表示电压表示数与电流表示数变化的关系图像
B. 电源电压为8V
C. 灯泡正常发光时的电压为8V
D. 滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为4Ω~40Ω
【答案】D
【解析】
【详解】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测滑动变阻器接入电路部分两端的电压,电压表测灯泡两端的电压。
A.滑片P从最右端向左滑动,变阻器接入阻值减小,总电阻变小,电路电流增大,灯泡分压增大,变阻器分压减小。因此曲线a表示电压表示数与电流表示数变化关系图像,曲线b表示电压表示数与电流表示数变化关系图像,故A错误;
B.由图乙可知,当电路电流时,变阻器电压,灯泡电压,电源电压
故B错误;
C.当灯泡正常发光时,电流,此时变阻器电压,灯泡电压
故C错误;
D.滑动变阻器最大阻值
最小阻值
变化范围为4Ω~40Ω,故D正确。
故选D。
二、多项选择题(在每小题给出的四个选项中,符合题意的选项均多于一个。每小题2分,共10分。全选对的得2分,选对但不全的得1分,错选、不选均不得分)
16. 下列说法中正确的是( )
A. 气体分子间距离很远,彼此间几乎没有作用力
B. 液体较难被压缩,说明液体分子之间存在斥力
C. 当固体被压缩时,分子间的作用力表现为引力
D. 原子是由带正电的原子核和带负电的电子构成
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.气体分子间距离很远,分子间的距离远大于分子直径,彼此间几乎没有作用力,故A正确;
B.分子之间存在排斥力,而液体较难被压缩就是液体分子之间存在斥力的表现,故B正确;
C.当固体被压缩时,分子间的作用力表现为斥力,故C错误;
D.原子由原子核和核外电子构成,原子核带正电,核外电子带等量负电,故D正确。
故选ABD。
17. 如图所示是小丽做的四个实验,下列说法中正确的是( )
A. 将两个铅柱紧压在一起,下面挂20 kg的重物都不能拉开,这说明分子之间存在引力
B. 此实验装置通过观察电流表的示数来反映导体电阻的大小,这种研究问题的方法与我们借助水压学习电压的实验方法相同
C. 抽掉玻璃板,两瓶气体逐渐混合,颜色变得均匀,这是由于气体分子在重力作用下运动
D. 简易汽轮机的扇叶能转动起来,是由于易拉罐中的水被加热,喷出的蒸汽对扇叶做功
【答案】AD
【解析】
【详解】A. 将两个铅柱紧压后,分子间距足够小,分子间的引力发挥作用,即便悬挂20kg的重物也无法拉开铅柱,该现象直接说明分子之间存在引力,故A正确;
B.通过电流表示数反映导体电阻大小的方法是转换法;而借助水压学习电压,是将抽象的电压类比为直观的水压,属于类比法,两种研究方法并不相同,故B错误;
C.抽去玻璃板后两瓶气体混合均匀是扩散现象,本质是气体分子永不停息地做无规则运动,并非是重力作用导致的,故C错误;
D.加热易拉罐中的水产生高温高压蒸汽,蒸汽喷出时对扇叶施加力的作用、对扇叶做功,将蒸汽的内能转化为扇叶的机械能,使扇叶转动,故D正确。
故选AD。
18. 现有甲、乙、丙初温相同的液体,其中甲、乙为质量相等的不同液体,乙、丙为质量不等的同种液体。若对这三种液体分别加热,根据它们各自吸收的热量和末温,在升高的温度-吸收的热量图像上分别画出对应的甲、乙、丙三点,如图所示。下列关于甲、乙、丙之间比热容和质量的大小关系中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.对于甲乙,质量相等。由图可知乙点与原点连线的倾斜程度大于甲点与原点连线的倾斜程度
,即
变形得
由可知,在相等时,越大,越大,故,故B正确,A错误。
CD.乙丙为质量不等的同种液体,从图中可知,丙吸收的热量(乙的吸热),根据,、相同,则
再根据甲、乙质量相等可得,故C正确,D错误;
故选BC。
19. 如图所示,甲为可调亮度台灯,乙为电位器的结构图,A、B、C为电位器的三个接线柱,转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析正确的是( )
A. 若只将B、C接入电路,则顺时针旋转滑片,灯泡变亮
B. 若只将A、C接入电路,则顺时针旋转滑片,灯泡变亮
C. 该电位器通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度
D. 将A、B接入电路,若只将电阻丝做得更细些,则以相同速度顺时针旋转滑片,灯泡亮度变化更明显
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.若只将B、C接入电路,顺时针旋转滑片,接入电路的电阻减小,电流增大,灯泡变亮,故A正确;
B.若只将A、C接入电路,电位器的全部电阻丝都接入电路,顺时针旋转滑片,不能改变电路的电流,所以不能改变灯泡的亮度,故B错误;
C.由图乙可知,该电位器通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度,接入电路中的电阻丝越长,电阻越大,电流越小,灯泡越暗,反之则相反,故C正确;
D.将A、B接入电路,若只将电阻丝做得更细些,电阻丝的电阻变大,以相同速度顺时针旋转滑片,接入电路中的电阻变化较大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大较大,灯泡亮度变化更明显,故D正确。
故选ACD。
20. 小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙。下列分析不正确的是( )
A. 空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B. 空气湿度越大,电压表示数越大
C. 当空气湿度为40%时,电压表的示数为3.6V
D. 当电路中电流为0.15A时,空气湿度为40%
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由图乙可知,空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,故A错误,符合题意;
B.由图甲可知,定值电阻与湿敏电阻串联,电压表并联在定值电阻两端,空气湿度越大,R阻值越小,电路总电阻越小,由可知电路电流越大,电压表示数越大,故B正确,不符合题意;
C.当空气湿度为40%时,由图乙可知,电路总电阻
电路电流
电压表示数,故C错误,符合题意;
D.当电路中电流为0.15A时,电路总电阻
湿敏电阻阻值
由图乙可知此时空气湿度为50%,故D错误,符合题意。
故选ACD。
三、实验探究题(共48分,21、22题2分,27(2)题2分,30(5)题2分,31题3分,其余每空每图1分。)
21. 如图所示的电阻箱的示数为______________________Ω。
【答案】9018
【解析】
【详解】电阻箱的读数是各旋钮数字与对应倍率乘积之和,由图可得电阻箱的读数为
22. 请在图中的圆圈内填入电表符号“A”或“V”,要求闭合开关S后,两灯均能发光。
【答案】
【解析】
【详解】右表不可能是电流表,否则被短路,则右表是电压表,此时上表与串联,则上表是电流表。此时闭合开关S后,两灯并联,都能发光。作图如下:
23. 某同学用如图所示的装置等进行实验探究。
(1)如图甲所示,他将用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,可以观察到橡胶棒____________(选填“靠近”或“远离”)玻璃棒。
(2)如图乙所示,他用毛皮摩擦过的橡胶棒充分接触验电器,以此检验此时橡胶棒是否带电。该验电器的工作原理是_________________________________。
(3)三个悬挂的轻质小球,静止时的位置关系如图丙所示,若C带正电,则A____________(选填“带正电”、“带负电”或“可能不带电”)。
(4)如图丁所示,是两个相同的验电器A、B,开始时验电器A带负电,验电器B不带电。用一根带有电流表的金属棒连接两个验电器的金属球,金属棒中的电流方向是_________________________________(选填“从A至B”或“从B至A”)。
【答案】(1)靠近 (2)同种电荷相互排斥
(3)带负电 (4)从B至A
【解析】
【小问1详解】
丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,异种电荷相互吸引,因此橡胶棒会靠近玻璃棒。
【小问2详解】
当带电体接触验电器的金属球时,两片金属箔会带上同种电荷,因同种电荷相互排斥而张开,以此检验物体是否带电,这就是验电器的工作原理。
【小问3详解】
已知C带正电,B、C相互吸引,根据带电体可以吸引轻小物体、异种电荷相互吸引的规律,说明B带负电或不带电;但A、B相互排斥,只有带同种电荷的物体才会相互排斥,因此B一定带电且带负电,对应A也一定带负电。
【小问4详解】
验电器A带负电,当用金属棒连接A、B时,电子会从A定向移动到B;而物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向,与负电荷定向移动的方向相反,因此金属棒中的电流方向是从B至A。
24. 根据图中实验回答问题。
(1)如图甲所示,在两杯相同质量的热水和冷水中分别滴入一滴相同的墨水,不搅动杯中的水,会看到热水杯中的墨水更快融入水中,这表明分子运动的剧烈程度与______________________有关;
(2)如图乙所示,瓶内装有少量的水,水上方有水蒸气,塞紧瓶塞,用打气筒向瓶内打气,当瓶塞跳起时还会有白雾产生,这说明气体对外做功时,内能会______________________(选填“增大”或“减小”);
(3)如图丙所示,在试管中装些水,用软木塞塞住,用酒精灯给水加热至沸腾的过程中,水的内能______________________(选填“增大”或“减小”);当软木塞被冲出时,发生的能量转化与汽油机的______________________冲程相同。
【答案】(1)温度 (2)减小
(3) ①. 增大 ②. 做功
【解析】
【小问1详解】
热水温度比冷水高,墨水在热水中扩散更快,说明温度越高分子无规则运动越剧烈,因此分子运动的剧烈程度与温度有关。
【小问2详解】
瓶塞跳起是瓶内气体推动瓶塞对外做功,此时瓶内出现的白雾是水蒸气遇冷液化形成的小水滴,说明气体温度降低、内能减小。
【小问3详解】
用酒精灯给水加热至沸腾的过程中,水持续吸收热量,内能增大。
软木塞被冲出时,试管内水蒸气的内能转化为软木塞的机械能,汽油机做功冲程的能量转化也是内能转化为机械能,故和该冲程能量转化相同。
25. 为了“探究不同物质的吸热能力与物质种类的关系”,小亮选用两个规格相同的烧杯,加入初温相同、______相同的水和食用油,选用两个规格相同的电加热器加热水和食用油,用两个相同的温度计测量水和食用油的温度,实验装置如甲图所示,除了图中所给实验器材外,还需要补充一个测量器材是_________。如乙图所示是小亮根据实验数据绘制的水和食用油的温度随时间变化的图像。
(1)在实验中一般用控制_________相同的方法,来保证水和食用油吸收的热量相同,通过比较它们_________来比较水和食用油吸热能力的差异。
(2)根据图乙可以判断:在此实验中,如果要使水和食用油最后温度相同,就需要给_________加热更长的时间,此过程中水吸收的热量_________(选填“大于”、“等于”或“小于”)食用油吸收的热量。
【答案】 ①. 质量 ②. 秒表 ③. 加热时间 ④. 升高的温度 ⑤. 水 ⑥. 大于
【解析】
【详解】[1]为了“探究不同物质的吸热能力与物质种类的关系”,根据控制变量法可知,应保证液体初温、质量均相同,种类不同;
[2]由于需要记录加热时间,则还需要秒表;
(1)[3][4]认为用相同热源加热相同时间,表示吸收热量相同,则一般用控制加热时间相同的方法,保证吸热相同,再通过比较水和食用油升高的温度来比较其吸热能力;
(2)[5][6]在乙图中作“横线”交点表示升高温度相同,可得水需要加热更长时间,加热时间更长,表示水吸收热量大于食用油吸收热量。
26. 小明利用图甲电路做“探究并联电路中电流规律”的实验。
(1)小明按电路图连好电路后,先将电流表接在处,闭合开关前,发现电流表指针指在图乙所示的位置,其原因是____________(填字母)。
A. 电流表正负接线柱接反了 B. 电流表没有调零
(2)小明解决上述问题后,实验过程中的一次实物连接图如图丙所示,此时电流表测量的是____________(选填“A”、“B”或“C”)处的电流。
(3)小明用电流表分别测得、、三点电流并记录在表格中:
实验次数
1
2
3
点电流/A
0.16
0.22
0.24
点电流/A
0.22
0.26
1.2
点电流/A
0.38
0.48
0.48
小明同学分析数据认为,第三次实验时点电流读数是错误的,其错误原因是____________。
(4)小明想不改变电流表的位置,还能测量出并联电路中各支路电流大小,设计了如图丁所示的电路,只闭合S2测出L1中的电流,只闭合S1测出L2中的电流。小明经过实验后,发现无法达到设计目的。请你分析原因:_________________________________。
【答案】(1)B (2)C
(3) 电流表接的是0~0.6A小量程,却按0~3A的大量程读数了
(4)切换开关时,电流表的正负接线柱会接反,指针反向偏转,无法正常测量电流
【解析】
【小问1详解】
闭合开关前电路无电流,电流表指针不在零刻度线,是使用前没有调零;而正负接线柱接反是闭合开关后指针反向偏转的原因,不符合“闭合开关前”的条件,因此选B。
【小问2详解】
由图甲可知A、B分别是两条支路的测量点,C是干路测量点。图丙中电流表接在干路,电流从电源正极流出经过开关后,全部流经电流表再分流到两个灯泡,因此测量的是干路C处的电流。
【小问3详解】
并联电路干路电流等于各支路电流之和,第三次实验C点干路电流仅0.48A,说明支路B的电流不可能达到1.2A。电流表0~3A量程的读数是0~0.6A量程读数的5倍,1.2A除以5得到合理的支路电流0.24A,符合并联电流规律,因此错误原因是错把小量程按大量程读数了。
【小问4详解】
观察图丁电路,只闭合时电流从电流表正接线柱流入,可测电流;但只闭合时,电流会从电流表的负接线柱流入、正接线柱流出,电流表正负接线柱接反,指针反向偏转,无法完成测量。
27. 做用伏安法测小灯泡L的电阻的实验。
(1)实验原理是______________________;
(2)在方框内画出实验电路图;
(3)如图1为尚未完成的实物连线图,请将电压表接入电路;
(4)在开关闭合前,图1中滑动变阻器的滑片应置于最______________________端(填“左”或“右”);
(5)检查电路连接正确无误,但是“试触”时,发现电压表和电流表都没有示数,于是准备用电压表来查找故障。先把电压表拆下来,然后将电压表的负接线柱接在电源负极,将电压表的正接线柱分别接电路中的A、B、C、D、E、F、G、H各接线柱,电压表的示数情况如表1。若电路中只有一处故障,从表1的数据可以准确判断出,在电路的______________________两点之间出现了______________________故障。
表1检测数据记录表
导线接触接线柱
A
B
C
D
E
F
G
H
电压表示数(V)
3
3
0
0
0
0
0
0
(6)某次测量时电流表、电压表的示数如图2所示,此时加在小灯泡两端的电压为______________________V;通过小灯泡的电流为______________________A;小灯泡此时的电阻为______________________Ω。
【答案】(1)
(2) (3) (4)左
(5) ①. B、C ②. 断路
(6) ①. 2 ②. 0.5 ③. 4
【解析】
【小问1详解】
伏安法测电阻的核心原理是通过电流表测量通过小灯泡的电流、电压表测量小灯泡两端的电压,再利用欧姆定律的变形公式计算出小灯泡的电阻。
【小问2详解】
从电源正极出发,依次串联滑动变阻器、电流表、小灯泡、开关,回到电源负极;再将电压表并联在小灯泡两端,注意电表的正负接线柱对应电流“正进负出”的规则。
【小问3详解】
电源为2节干电池,总电压3V,因此电压表选择量程;所以将电压表的负接线柱接小灯泡的F接线柱,电压表的“3”正接线柱接小灯泡的E接线柱,保证电压表并联在小灯泡两端,电流从正接线柱流入、负接线柱流出。
【小问4详解】
开关闭合前,滑动变阻器要调到最大阻值处保护电路,如图所示图1中滑动变阻器接了右下接线柱,所以应将滑片移到最左端。
【小问5详解】
电压表负接线柱接电源负极,正接线柱接A、B时示数为3V,等于电源电压,说明从A、B到电源正极的路径是通的;接C及之后的接线柱时电压表示数为0,说明C到电源正极之间发生了断开,因此故障是B、C两点之间存在断路。
【小问6详解】
如图2所示,电压表选择量程,分度值为0.1V,电表示数为2V。
电流表选择量程,分度值为0.02A,电表示数为0.5A
所以小灯泡此时的电阻
28. 小新想利用实验探究电流跟电压的关系,于是他选取了电流表、电压表、小灯泡、开关、滑动变阻器、导线等实验器材进行实验。小新的主要实验过程如下:
①电流表、电压表调零,按照如图所示连接电路,断开开关,滑动变阻器的滑片置于最大阻值处;
②试触后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,用电压表测出小灯泡两端的电压U,用电流表测出通过小灯泡的电流I,将电压U和电流I分别记录在表格中;
③改变滑动变阻器滑片的位置,依照步骤②再做5次实验,将各次的实验数据记录在下面的表格中;
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I/A
0.06
0.11
0.15
0.18
0.20
0.21
请根据以上叙述回答下列问题:
(1)小新实验过程中存在的问题:______。
(2)请你针对小新实验过程中存在的问题,写出改进措施:______。
【答案】 ①. 没有控制电阻大小不变 ②. 将小灯泡换成定值电阻(答案合理即可)
【解析】
【分析】
【详解】(1)探究电流跟电压的关系时,要控制电阻大小不变。由表中数据,根据欧姆定律,第一次实验的电阻大小为
同理,第2、3次电阻的值分别为9.09Ω、10Ω、11.1Ω……,每次实验的电阻值均不同,故小新实验过程中存在的问题是:没有控制电阻大小不变。
(2)根据上面的问题,实验中,应控制电阻大小不变,改进措施:将小灯泡换成定值电阻(答案合理即可)。
【点睛】本题探究电流跟电压的关系,主要考查数据分析及控制变量法的具体运用。
29. 物理兴趣小组的同学在课外实践活动中探究影响水果电池电压大小的因素。实验前,他们猜想水果电池电压可能与水果的___________①___________和两极板材料有关。于是,他们在不同水果中插入不同金属制成的极板,如图所示,并保持两块极板间的距离和极板插入水果的深度不变,分别测出电压,实验记录如下表;
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
水果种类
苹果
菠萝
梨
极板材料
铁-锌
铁-铜
铜-锌
铁-锌
铁-铜
铜-锌
铁-锌
铁-铜
铜-锌
两极板间的电压U/V
0.6
0.7
1.0
0.5
0.6
0.9
0.4
0.5
0.8
(1)根据表格的信息可知,题干空白①处填入的是___________;
(2)分析数据可知,水果电池电压与两极板材料有关,最适合作两极板材料的是___________;
(3)若将两极板插入水果更深些,发现电压表示数发生了变化,由此可以提出一个可探究的科学问题:___________。
【答案】(1)种类 (2)铜—锌
(3)水果电池电压与两极板插入水果的深度有什么关系
【解析】
【小问1详解】
由表格数据可知,他们在控制两极板材料相同时,改变了水果的种类,探究了水果电池电压与水果的种类的关系,故题干空白①处填入的是种类。
【小问2详解】
分析数据可知,当水果的种类相同时,铜-锌组合电压最高,故水果电池电压与两极板材料有关,最适合作两极板材料的是铜—锌。
【小问3详解】
若将两极板插入水果更深些,发现电压表示数发生了变化,深度不同,水果电池电压不同,故可以提出探究性的问题是水果电池电压与两极板插入水果的深度有什么关系。
30. 如图,这是小明“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,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,“30Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
(1)请你检查一下图甲中的电路,把接错的那一根导线找出来并画“×”,再用笔画线代替导线把它改到正确的位置上。
(2)排除电路问题后,将5Ω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为_________________________________V。
(3)实验中,将5Ω的定值电阻换为10Ω的定值电阻后,电压表的示数会____________(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。
(4)小明逐一将15Ω、20Ω的电阻接入电路,继续进行实验。当将_________________________________Ω的电阻接入电路时,无法将电压表示数调节到设定值。于是,他只改变定值电阻两端的电压,重新依次进行实验,改变后的电压值应该不低于_________________________________V。
(5)请画出本实验的记录表格。
【答案】(1) (2)1
(3) ①. 变大 ②. 左
(4) ①. 20 ②. 1.2
(5)
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
电阻R/Ω
电流I/A
【解析】
【小问1详解】
“探究电流与电阻关系”的实验中,除电压表外,其余元件串联,电压表并联在定值电阻两端,而原图中,电流表和定值电阻并联,电压表串联,是错误的,故改正如下:
【小问2详解】
由图乙可知,电流表接的是小量程,分度值为,故电流表示数为,定值电阻为,由欧姆定律可知,设定的定值电阻两端电压为
【小问3详解】
实验中,当把的定值电阻换为的电阻后,根据分压原理,定值电阻阻值变大,它分得的电压变大,因此电压表示数变大;探究电流与电阻的关系实验,需要控制定值电阻两端电压保持不变,根据串联电路总电压等于各部分电压之和,要降低定值电阻两端电压,就需要增大滑动变阻器分担的电压,再由串联分压原理可知,需要增大滑动变阻器接入电路的阻值,故应把滑动变阻器滑片向左移动。
【小问4详解】
电源是两节干电池,总电压,滑动变阻器最大阻值。 控制电压为时,滑动变阻器分压
由分压关系
即
解得,因,所以接入电阻时,无法调到设定电压。
设电压表示数为,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压为
根据分压原理可得
即
因电压表示数为定值,上式中,左边为一定值,故右边也为一定值,故当定值电阻取最大时,滑动变阻器连入电路中的电阻最大,则
解得,所以定值电阻两端电压不低于。
【小问5详解】
本实验探究电流与电阻的关系,实验中需要控制定值电阻两端电压保持不变,依次更换不同阻值的定值电阻,测出对应的电流。因此表格需要设置“电压U/V““实验次数”“电阻R/Ω”“电流I/A”这四项内容,用来记录每一次实验的电阻值和对应的电流值。
31. 为研究热敏电阻的阻值与温度的关系,小京按图所示的电路进行实验,其中电源两端电压U不变,为定值电阻。实验中,他将已做防水处理的热敏电阻先后浸没在温度、和的水中,闭合开关,分别读出对应电流表A的示数、和,发现。已知,请分析并说明热敏电阻的阻值与温度的关系。
【答案】热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
【解析】
【详解】电源两端电压U不变,为定值电阻,依据欧姆定律和串联电路特点,可得
在的情况下
可得出热敏电阻的阻值逐渐变小,所以,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
四、科普阅读题(共4分)请阅读《氧弹量热计》,并回答32题。
32.
氧弹量热计
物理学中,热值被定义为燃料完全燃烧时释放出的热量与其质量的比。燃料的质量可以通过电子天平测得非常精确,而燃料完全燃烧所释放出的热量,通常需要借助一种称为“氧弹量热计”的装置进行测量,如图所示。
氧弹量热计的基本原理并不复杂:燃料燃烧释放的热量使水温升高,通过水温升高值推算出燃烧所放出的热量。测量时,为了使燃料样品完全燃烧,需要将氧弹充入高压氧气。将氧弹置于盛有定量水的内筒中,点燃燃料样品后,其所释放的热量被内筒中的水吸收,待燃烧完全后,用精密温度计记录水温变化。
如果外筒水温低于内筒,热量会散失到外筒中,导致测量不准。为此,氧弹量热计主要分为绝热式和恒温式两种。绝热式通过调节外筒水温,使其与内筒保持一致,阻止热量散失。恒温式则保持外筒温度恒定,由于热交换速率主要取决于温差,此时温差仅由内筒温度决定,因此可用数学方法算出热损失。绝热式量热计主要用于国家级计量院、标准物质定值等高精度场景。恒温式量热计制造成本低、维护简便,在实际应用中更为普遍。
然而,燃料样品燃烧所放出的热量,不仅用于升高水温,也会使测量装置本身温度上升,使用同一量热计测量时,整个系统的热容量(C)是不变的。热容量(C)是量热系统温度升高(或降低)所吸收(或放出)的热量Q与温度变化量的比,可以通过前期标定实验来测定。其中电能标定的方法是在氧弹内安装标准加热电阻丝,通电后使其加热内筒中的水。由于电压和电流能够被精确地测量,电阻丝在特定时间内释放的热量可以准确得出。对于绝热式量热计而言,只需再测出内筒水温的变化,即可根据公式计算出量热计的总热容量。
回答下列问题:
(1)绝热式与恒温式量热计中,_________________________________式量热计在实际应用中更为普遍。
(2)燃料燃烧释放的热量使水温升高,水的内能是通过_________________________________(选填“做功”或“热传递”)的方式增加的。
(3)以下操作的目的是使燃料样本完全燃烧的是( )
A. 用燃料燃烧释放的热量加热水 B. 用精密温度计记录水温变化
C. 在氧弹中充入高压氧气 D. 通过恒温控制系统保持外筒温度恒定
(4)某绝热式量热计的前期电能标定实验中,测得标准加热电阻丝放出的热量为6000J,此时内筒中的水温升高0.6℃。使用该绝热式量热计测量1g燃料样品的热值,待其完全燃烧后,内筒中水温升高2.5℃,则该燃料样品的热值为_________________________________J/kg。
【答案】(1)
恒温 (2)
热传递 (3)C
(4)
【解析】
【小问1详解】
根据题干原文明确说明“恒温式量热计制造成本低、维护简便,在实际应用中更为普遍”,直接得出答案。
【小问2详解】
燃料燃烧释放的热量传递给低温的水,水的内能通过热传递的方式增加。
【小问3详解】
A.用燃料燃烧释放的热量加热水是测量热值的环节,与使燃料完全燃烧无关,故A不符合题意;
B.用精密温度计记录水温变化是测量温度变化的操作,与使燃料完全燃烧无关,故B不符合题意;
C.文中明确说明“为了使燃料样品完全燃烧,需要将氧弹充入高压氧气”,故C符合题意;
D.保持外筒温度恒定是为了处理热损失问题,与使燃料完全燃烧无关,故D不符合题意。
故选C。
【小问4详解】
根据题意,量热计的热容量为
燃料完全燃烧放出的热量为
燃料质量,则燃料的热值为
五、计算题(33题3分,34题5分,共8分)
33. 如图所示的电路。电阻R1=10Ω,只闭合S1时,电流表示数为0.3A;S1、S2都闭合时,电流表示数为0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值。
【答案】(1)3V (2)15Ω
【解析】
【小问1详解】
只闭合时,断路,电路中只有工作,两端电压等于电源电压,即
【小问2详解】
、都闭合时,、并联在电路中,有
两端电压没变,所以通过电流不变,还是,并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,则通过的电流
电阻
34. 如图甲所示,是小亮为测量击打力而设计的简易模拟电路图,闭合开关S,当击打压力应变片时,可以通过电流表的示数来反映击打力的大小。已知电源两端电压为24V且保持不变,定值电阻的阻值为,电流表的量程为,压力应变片的电阻值与击打力的关系如图乙所示。求:
(1)当小亮用1000N的力击打压力应变片时,电流表的示数;
(2)在保证电路元件安全的情况下,该电路能测量的最大击打力;
(3)为使该电路能测量3000N的击打力,需要对小亮的设计进行改进。在不改变电路连接方式、电流表的量程及压力应变片的情况下,请你通过计算提出一种合理的改进建议。
【答案】(1)
0.48A (2)
2000N (3)
将定值电阻R0更换为一个阻值为30Ω的电阻。
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,定值电阻R0与压力应变片R串联,电流表测量电路中的电流。根据图乙可知,当击打力F=1000N时,压力应变片R的电阻值为R=30Ω,电路的总电阻为
根据欧姆定律,此时电流表的示数为
【小问2详解】
为了保证电路元件安全,电路中的最大电流不能超过电流表的量程,即I最大=0.6A。当电流最大时,电路的总电阻最小。根据欧姆定律,电路的总电阻最小为
此时,压力应变片R的电阻值最小为
根据图乙可知,当R=20Ω时,对应的击打力为
因此,该电路能测量的最大击打力为2000N。
【小问3详解】
要使电路能测量3000N的击打力,即当时,电路中的电流不能超过电流表的量程0.6A。根据图乙可知,当时,压力应变片R的电阻值为。为充分利用电流表量程,此时的电流达到最大值I最大 = 0.6A。此时电路的总电阻应为
在不改变电路连接方式的情况下,需要更换定值电阻R0。新的定值电阻R'0的阻值为
因此,改进建议为:将定值电阻R0更换为一个阻值为30Ω的电阻。
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北师大实验中学2026-2027学年度第一学期期中试卷
初三年级物理
满分100分。考试时间90分钟。
考生须知
1.本试卷共12页,共五道大题,34道小题;答题纸共2页。
2.在试卷和答题卡上准确填写班级、姓名、学号。
3.试卷答案一律填写在答题卡上,在试卷上作答无效。
4.在答题卡上,选择题须用2B铅笔将选中项涂黑涂满,其他试题用黑色字迹签字笔作答。
一、单项选择题(本题共15小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题意。每小题2分,共30分)
1. 在国际单位制中,电流的单位是( )
A. 伏特(V) B. 安培(A) C. 欧姆(Ω) D. 瓦特(W)
2. 当雷云放电时,接闪杆(又名避雷针)的结构可以引导雷电向接闪杆放电,并导入大地,所以制作接闪杆的材料要有很好的导电性。下列材料适合制作接闪杆的是( )
A. 钢铁 B. 橡胶 C. 陶瓷 D. 玻璃
3. 下列生活实例中,通过做功改变物体内能的是( )
A. 利用电热水壶将冷水烧开
B. 用锯锯木头,锯条会发热
C. 太阳能水箱中的水被晒热
D. 夏天吹空调,人感到凉爽
4. 吐鲁番冬季气温寒冷,家中供暖时暖气管用水作为传热介质,是因为水的( )
A. 沸点高 B. 密度大 C. 比热容大 D. 导电性强
5. 下列关于电路的说法中,正确的是( )
A. 电子的定向移动方向就是电流方向
B. 电源是把电能转化为其他形式能的装置
C. 电荷移动形成电流
D. 电路中只要有电流,就一定有电源
6. 如图是一种新型的风光互补景观照明灯,其太阳能电池板和风力发电机产生的电能,输送至蓄电池储存起来,供路灯照明使用,下列解释正确的是( )
A. 太阳能电池板将太阳能转化为化学能
B. 蓄电池放电时将化学能转化为电能
C. 照明灯工作时,将风能转化为光能
D. 风力发电时,将电能转化为机械能
7. 如图是用于装饰玻璃的新型静电窗花,与玻璃简单摩擦后便可轻松地“粘”在光滑的玻璃上。下列说法正确的是( )
A. 摩擦后的窗花能吸引碎纸屑
B. 摩擦后的玻璃板和窗花带上了同种电荷
C. 摩擦过程中窗花创造了电荷
D. 摩擦过程中发生了正电荷的转移
8. 如图所示是四冲程内燃机工作时的某个冲程,对它描述正确的是
A. 吸气冲程机械能转化为内能
B. 压缩冲程机械能转化为内能
C. 做功冲程内能转化为机械能
D. 排气冲程内能转化为机械能
9. 根据欧姆定律,下列说法正确的是( )
A. 通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B. 导体两端的电压越高,这段导体的电阻就越大
C. 导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
D. 导体电阻的大小等于它两端的电压与通过它的电流的比值
10. 关于温度、内能和热量,下列说法中正确的是( )
A. 两杯水温度相同,它们的内能一定相同
B. 物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
C. 冰在熔化过程中,内能增加而温度保持不变
D. 刚烧开的水很烫,是因为此时水含有的热量较多
11. 教室内的饮水机为同学们健康饮水提供方便。如图所示,按下温水键开关S1时,温水指示灯L1发光;同时按下“童锁”键开关S2和热水键开关S3时,热水指示灯L2发光。下列电路设计符合要求的是( )
A. B. C. D.
12. 小明根据下表提供的几种物质的比热容得出以下四个结论,其中正确的是:( )
几种物质的比热容[]
水
冰
酒精
砂石
煤油
铝
水银
铜
A. 液体的比热容一定比固体的大
B. 同一物质发生物态变化后,比热容不变
C. 比热容是物质的一种属性,不同物质的比热容一定不同
D. 质量相等的铝块和铜块,升高相同的温度,铜块吸收的热量少
13. 小明利用图所示电路“探究影响导体电阻大小的因素”。闭合开关后,将适量的盐水从注水口逐渐倒满塑料管,这个过程中灯泡越来越亮。下列有关此实验的说法正确的是( )
A. 盐水内负电荷定向移动的方向为N到M
B. 灯泡越来越亮说明电阻的大小与横截面积有关
C. 只将两侧的活塞向外移动,可探究电阻与长度的关系
D. 只将电池增加到3节,灯泡变亮说明盐水的电阻值变小
14. 如图所示电路,下列说法错误的是( )
A. 只闭合开关S2时,R1和R2串联,电压表测R2两端电压
B. 只闭合开关S1和S2时,电压表示数为零
C. 只闭合开关S1和S3时,电压表示数为电源电压
D. 同时闭合开关S2和S3时,电路将发生短路
15. 如图甲所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置,两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. a曲线表示电压表示数与电流表示数变化的关系图像
B. 电源电压为8V
C. 灯泡正常发光时的电压为8V
D. 滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为4Ω~40Ω
二、多项选择题(在每小题给出的四个选项中,符合题意的选项均多于一个。每小题2分,共10分。全选对的得2分,选对但不全的得1分,错选、不选均不得分)
16. 下列说法中正确的是( )
A. 气体分子间距离很远,彼此间几乎没有作用力
B. 液体较难被压缩,说明液体分子之间存在斥力
C. 当固体被压缩时,分子间的作用力表现为引力
D. 原子是由带正电的原子核和带负电的电子构成
17. 如图所示是小丽做的四个实验,下列说法中正确的是( )
A. 将两个铅柱紧压在一起,下面挂20 kg的重物都不能拉开,这说明分子之间存在引力
B. 此实验装置通过观察电流表的示数来反映导体电阻的大小,这种研究问题的方法与我们借助水压学习电压的实验方法相同
C. 抽掉玻璃板,两瓶气体逐渐混合,颜色变得均匀,这是由于气体分子在重力作用下运动
D. 简易汽轮机的扇叶能转动起来,是由于易拉罐中的水被加热,喷出的蒸汽对扇叶做功
18. 现有甲、乙、丙初温相同的液体,其中甲、乙为质量相等的不同液体,乙、丙为质量不等的同种液体。若对这三种液体分别加热,根据它们各自吸收的热量和末温,在升高的温度-吸收的热量图像上分别画出对应的甲、乙、丙三点,如图所示。下列关于甲、乙、丙之间比热容和质量的大小关系中正确的是( )
A. B. C. D.
19. 如图所示,甲为可调亮度台灯,乙为电位器的结构图,A、B、C为电位器的三个接线柱,转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析正确的是( )
A. 若只将B、C接入电路,则顺时针旋转滑片,灯泡变亮
B. 若只将A、C接入电路,则顺时针旋转滑片,灯泡变亮
C. 该电位器通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度
D. 将A、B接入电路,若只将电阻丝做得更细些,则以相同速度顺时针旋转滑片,灯泡亮度变化更明显
20. 小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙。下列分析不正确的是( )
A. 空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B. 空气湿度越大,电压表示数越大
C. 当空气湿度为40%时,电压表的示数为3.6V
D. 当电路中电流为0.15A时,空气湿度为40%
三、实验探究题(共48分,21、22题2分,27(2)题2分,30(5)题2分,31题3分,其余每空每图1分。)
21. 如图所示的电阻箱的示数为______________________Ω。
22. 请在图中的圆圈内填入电表符号“A”或“V”,要求闭合开关S后,两灯均能发光。
23. 某同学用如图所示的装置等进行实验探究。
(1)如图甲所示,他将用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,可以观察到橡胶棒____________(选填“靠近”或“远离”)玻璃棒。
(2)如图乙所示,他用毛皮摩擦过的橡胶棒充分接触验电器,以此检验此时橡胶棒是否带电。该验电器的工作原理是_________________________________。
(3)三个悬挂的轻质小球,静止时的位置关系如图丙所示,若C带正电,则A____________(选填“带正电”、“带负电”或“可能不带电”)。
(4)如图丁所示,是两个相同的验电器A、B,开始时验电器A带负电,验电器B不带电。用一根带有电流表的金属棒连接两个验电器的金属球,金属棒中的电流方向是_________________________________(选填“从A至B”或“从B至A”)。
24. 根据图中实验回答问题。
(1)如图甲所示,在两杯相同质量的热水和冷水中分别滴入一滴相同的墨水,不搅动杯中的水,会看到热水杯中的墨水更快融入水中,这表明分子运动的剧烈程度与______________________有关;
(2)如图乙所示,瓶内装有少量的水,水上方有水蒸气,塞紧瓶塞,用打气筒向瓶内打气,当瓶塞跳起时还会有白雾产生,这说明气体对外做功时,内能会______________________(选填“增大”或“减小”);
(3)如图丙所示,在试管中装些水,用软木塞塞住,用酒精灯给水加热至沸腾的过程中,水的内能______________________(选填“增大”或“减小”);当软木塞被冲出时,发生的能量转化与汽油机的______________________冲程相同。
25. 为了“探究不同物质的吸热能力与物质种类的关系”,小亮选用两个规格相同的烧杯,加入初温相同、______相同的水和食用油,选用两个规格相同的电加热器加热水和食用油,用两个相同的温度计测量水和食用油的温度,实验装置如甲图所示,除了图中所给实验器材外,还需要补充一个测量器材是_________。如乙图所示是小亮根据实验数据绘制的水和食用油的温度随时间变化的图像。
(1)在实验中一般用控制_________相同的方法,来保证水和食用油吸收的热量相同,通过比较它们_________来比较水和食用油吸热能力的差异。
(2)根据图乙可以判断:在此实验中,如果要使水和食用油最后温度相同,就需要给_________加热更长的时间,此过程中水吸收的热量_________(选填“大于”、“等于”或“小于”)食用油吸收的热量。
26. 小明利用图甲电路做“探究并联电路中电流规律”的实验。
(1)小明按电路图连好电路后,先将电流表接在处,闭合开关前,发现电流表指针指在图乙所示的位置,其原因是____________(填字母)。
A. 电流表正负接线柱接反了 B. 电流表没有调零
(2)小明解决上述问题后,实验过程中的一次实物连接图如图丙所示,此时电流表测量的是____________(选填“A”、“B”或“C”)处的电流。
(3)小明用电流表分别测得、、三点电流并记录在表格中:
实验次数
1
2
3
点电流/A
0.16
0.22
0.24
点电流/A
0.22
0.26
1.2
点电流/A
0.38
0.48
0.48
小明同学分析数据认为,第三次实验时点电流读数是错误的,其错误原因是____________。
(4)小明想不改变电流表的位置,还能测量出并联电路中各支路电流大小,设计了如图丁所示的电路,只闭合S2测出L1中的电流,只闭合S1测出L2中的电流。小明经过实验后,发现无法达到设计目的。请你分析原因:_________________________________。
27. 做用伏安法测小灯泡L的电阻的实验。
(1)实验原理是______________________;
(2)在方框内画出实验电路图;
(3)如图1为尚未完成的实物连线图,请将电压表接入电路;
(4)在开关闭合前,图1中滑动变阻器的滑片应置于最______________________端(填“左”或“右”);
(5)检查电路连接正确无误,但是“试触”时,发现电压表和电流表都没有示数,于是准备用电压表来查找故障。先把电压表拆下来,然后将电压表的负接线柱接在电源负极,将电压表的正接线柱分别接电路中的A、B、C、D、E、F、G、H各接线柱,电压表的示数情况如表1。若电路中只有一处故障,从表1的数据可以准确判断出,在电路的______________________两点之间出现了______________________故障。
表1检测数据记录表
导线接触接线柱
A
B
C
D
E
F
G
H
电压表示数(V)
3
3
0
0
0
0
0
0
(6)某次测量时电流表、电压表的示数如图2所示,此时加在小灯泡两端的电压为______________________V;通过小灯泡的电流为______________________A;小灯泡此时的电阻为______________________Ω。
28. 小新想利用实验探究电流跟电压的关系,于是他选取了电流表、电压表、小灯泡、开关、滑动变阻器、导线等实验器材进行实验。小新的主要实验过程如下:
①电流表、电压表调零,按照如图所示连接电路,断开开关,滑动变阻器的滑片置于最大阻值处;
②试触后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,用电压表测出小灯泡两端的电压U,用电流表测出通过小灯泡的电流I,将电压U和电流I分别记录在表格中;
③改变滑动变阻器滑片的位置,依照步骤②再做5次实验,将各次的实验数据记录在下面的表格中;
U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I/A
0.06
0.11
0.15
0.18
0.20
0.21
请根据以上叙述回答下列问题:
(1)小新实验过程中存在的问题:______。
(2)请你针对小新实验过程中存在的问题,写出改进措施:______。
29. 物理兴趣小组的同学在课外实践活动中探究影响水果电池电压大小的因素。实验前,他们猜想水果电池电压可能与水果的___________①___________和两极板材料有关。于是,他们在不同水果中插入不同金属制成的极板,如图所示,并保持两块极板间的距离和极板插入水果的深度不变,分别测出电压,实验记录如下表;
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
水果种类
苹果
菠萝
梨
极板材料
铁-锌
铁-铜
铜-锌
铁-锌
铁-铜
铜-锌
铁-锌
铁-铜
铜-锌
两极板间的电压U/V
0.6
0.7
1.0
0.5
0.6
0.9
0.4
0.5
0.8
(1)根据表格的信息可知,题干空白①处填入的是___________;
(2)分析数据可知,水果电池电压与两极板材料有关,最适合作两极板材料的是___________;
(3)若将两极板插入水果更深些,发现电压表示数发生了变化,由此可以提出一个可探究的科学问题:___________。
30. 如图,这是小明“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,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,“30Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
(1)请你检查一下图甲中的电路,把接错的那一根导线找出来并画“×”,再用笔画线代替导线把它改到正确的位置上。
(2)排除电路问题后,将5Ω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为_________________________________V。
(3)实验中,将5Ω的定值电阻换为10Ω的定值电阻后,电压表的示数会____________(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。
(4)小明逐一将15Ω、20Ω的电阻接入电路,继续进行实验。当将_________________________________Ω的电阻接入电路时,无法将电压表示数调节到设定值。于是,他只改变定值电阻两端的电压,重新依次进行实验,改变后的电压值应该不低于_________________________________V。
(5)请画出本实验的记录表格。
31. 为研究热敏电阻的阻值与温度的关系,小京按图所示的电路进行实验,其中电源两端电压U不变,为定值电阻。实验中,他将已做防水处理的热敏电阻先后浸没在温度、和的水中,闭合开关,分别读出对应电流表A的示数、和,发现。已知,请分析并说明热敏电阻的阻值与温度的关系。
四、科普阅读题(共4分)请阅读《氧弹量热计》,并回答32题。
32.
氧弹量热计
物理学中,热值被定义为燃料完全燃烧时释放出的热量与其质量的比。燃料的质量可以通过电子天平测得非常精确,而燃料完全燃烧所释放出的热量,通常需要借助一种称为“氧弹量热计”的装置进行测量,如图所示。
氧弹量热计的基本原理并不复杂:燃料燃烧释放的热量使水温升高,通过水温升高值推算出燃烧所放出的热量。测量时,为了使燃料样品完全燃烧,需要将氧弹充入高压氧气。将氧弹置于盛有定量水的内筒中,点燃燃料样品后,其所释放的热量被内筒中的水吸收,待燃烧完全后,用精密温度计记录水温变化。
如果外筒水温低于内筒,热量会散失到外筒中,导致测量不准。为此,氧弹量热计主要分为绝热式和恒温式两种。绝热式通过调节外筒水温,使其与内筒保持一致,阻止热量散失。恒温式则保持外筒温度恒定,由于热交换速率主要取决于温差,此时温差仅由内筒温度决定,因此可用数学方法算出热损失。绝热式量热计主要用于国家级计量院、标准物质定值等高精度场景。恒温式量热计制造成本低、维护简便,在实际应用中更为普遍。
然而,燃料样品燃烧所放出的热量,不仅用于升高水温,也会使测量装置本身温度上升,使用同一量热计测量时,整个系统的热容量(C)是不变的。热容量(C)是量热系统温度升高(或降低)所吸收(或放出)的热量Q与温度变化量的比,可以通过前期标定实验来测定。其中电能标定的方法是在氧弹内安装标准加热电阻丝,通电后使其加热内筒中的水。由于电压和电流能够被精确地测量,电阻丝在特定时间内释放的热量可以准确得出。对于绝热式量热计而言,只需再测出内筒水温的变化,即可根据公式计算出量热计的总热容量。
回答下列问题:
(1)绝热式与恒温式量热计中,_________________________________式量热计在实际应用中更为普遍。
(2)燃料燃烧释放的热量使水温升高,水的内能是通过_________________________________(选填“做功”或“热传递”)的方式增加的。
(3)以下操作的目的是使燃料样本完全燃烧的是( )
A. 用燃料燃烧释放的热量加热水 B. 用精密温度计记录水温变化
C. 在氧弹中充入高压氧气 D. 通过恒温控制系统保持外筒温度恒定
(4)某绝热式量热计的前期电能标定实验中,测得标准加热电阻丝放出的热量为6000J,此时内筒中的水温升高0.6℃。使用该绝热式量热计测量1g燃料样品的热值,待其完全燃烧后,内筒中水温升高2.5℃,则该燃料样品的热值为_________________________________J/kg。
五、计算题(33题3分,34题5分,共8分)
33. 如图所示的电路。电阻R1=10Ω,只闭合S1时,电流表示数为0.3A;S1、S2都闭合时,电流表示数为0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值。
34. 如图甲所示,是小亮为测量击打力而设计的简易模拟电路图,闭合开关S,当击打压力应变片时,可以通过电流表的示数来反映击打力的大小。已知电源两端电压为24V且保持不变,定值电阻的阻值为,电流表的量程为,压力应变片的电阻值与击打力的关系如图乙所示。求:
(1)当小亮用1000N的力击打压力应变片时,电流表的示数;
(2)在保证电路元件安全的情况下,该电路能测量的最大击打力;
(3)为使该电路能测量3000N的击打力,需要对小亮的设计进行改进。在不改变电路连接方式、电流表的量程及压力应变片的情况下,请你通过计算提出一种合理的改进建议。
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