广东省深圳市2021-2022学年九年级上学期期末物理模拟卷 七(word版 含答案)
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一.选择题(共8小题)
1.如图所示,在炎热的夏季,救治中暑病人的方法是将病人放在阴凉通风处( )
A.病人中暑是因为体内具有的内能比其他人大
B.放在通风处是利用做功的方法降低人体内能
C.敷上冷的湿毛巾是利用热传递的方法降低人体内能
D.上述做法都是为了减少人体含有的热量
2.关于单缸四冲程汽油发动机内部工作描述正确的是( )
A.四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙乙甲
B.吸气冲程时,吸入的是空气
C.做功冲程时,若每次对外做功1000J,则2400r/min的发动机的功率为20kW
D.乙图中气缸内气体温度会下降
3.关于导体和绝缘体,下列说法不正确的是( )
A.人体、大地、石墨、矿泉水都是导体
B.导体一定能导电,绝缘体一定不能导电
C.导体之所以容易导电,是因为导体内部有大量的自由电荷
D.绝缘体和导体在一定条件下可能发生转化
4.在如图所示的电路中,闭合开关S,两灯并联且都能发光( )
A.甲是电压表,乙是电池
B.甲是电池,乙是电流表
C.甲是电流表,乙是电池
D.甲是电压表,乙是电流表
5.如图所示是电阻甲和乙的U﹣I图象,下列说法正确的是( )
A.甲的电阻值保持10Ω不变
B.乙的电阻值保持20Ω不变
C.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路总电流为0.3A
D.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,电路总电压为10V
6.如图甲所示,电源电压保持不变,m、n是滑动变阻器上两点。闭合开关S,两电压表示数随电流变化的图像如图乙所示,下列叙述正确的是( )
A.图乙中ab是表示电压表V1的示数随电流变化的图像
B.R2的阻值为16Ω
C.滑片从n点滑到m点的过程中,电源消耗的最大功率是12W
D.滑片在n点时,5s内电阻R消耗的电能是20J
7.如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,下列说法错误的是( )
A.通电后透明容器中气体的内能增大是通过做功的方式改变的
B.U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩的缘故
C.图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系
D.图甲中,通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是1:2
8.如图所示是家庭电路的一部分。下列说法正确的是( )
A.输电线B与大地之间的电压为220V
B.测电笔插入插座的左右插孔,氖管都能发光
C.电冰箱的插头插入三孔插座能使电冰箱的金属外壳接地
D.断开开关S后,站在地上的人接触a点或b点一定不会触电
二.多选题(共5小题)
9.如图所示,用相同规格的电加热器给初温均为60℃的甲、乙液体加热(m甲>m乙)至沸腾。若液体吸收的热量等于电加热器放出的热量,这两种液体的温度﹣加热时间的图线如图所示。则下列说法正确的是( )
A.甲液体的比热容比乙液体的小
B.乙液体的沸点是80℃
C.液体的沸点与质量有关
D.加热到3min,两种液体吸收的热量一样多
10.如图所示,是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件,对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是( )
A.探究电流与电压的关系——改变定值电阻两端电压
B.探究电流与电阻的关系——调节电阻两端电压成倍数变化
C.测量定值电阻的阻值——多次测量求平均值,减小误差
D.测量小灯泡的电阻——改变小灯泡两端电压,求灯丝电阻平均值
11.如图所示的电路,电源电压3V,闭合开关1和L2灯均不发光,已知导线及各处连接完好。为了查找故障,用电压表测得三次接线柱间的电压如表所示,则( )
两接线柱
电压表示数
A和B
3V
A和D
3V
A和F
0V
A.灯L1一定发生短路故障
B.灯L1一定发生断路故障
C.若要判断灯L2是否发生断路故障,还需测H、G间电压
D.若要判断灯L2是否发生断路故障,还需测G、B间电压
12.小明用如图甲所示的电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡功率,电源电压恒为4.5V,小明从滑动变阻器接入电路中的阻值最大时开始记录数据,下列结果正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为6.25W
B.小灯泡正常工作时的电阻为5Ω
C.滑动变阻器的最大阻值为40Ω
D.电路消耗的最小功率为0.45W
13.家庭电路和安全用电知识,是现代公民生活的必备知识,下列有关图文说法正确的是( )
A.甲图:甲站在干燥的木桌上,乙站在地上,则甲、乙都不会触电
B.乙图:图中的家庭电路元件的连接顺序是正确的
C.丙图:手握紧试电笔的金属杆,接触接火线的插孔,氖管才发光
D.丁图:当人触电时,应及时切断电源或用干木棒挑开电源线
三.作图题(共2小题)
14.按照如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,将图乙中的元件连接完整。
15.用笔画线表示导线,把如图所示的引出线a、b、c、d、e、f正确连入电路。
四.实验探究题(共2小题)
16.如图所示,在做“比较不同物质的吸热能力”的实验时,小涛同学所在的实验小组使用了如图甲、乙所示的实验装置。
(1)在设计实验方案时,他们列出了以下几条内容,你认为其中多余的一条是 。
A.使用清精灯的火焰基本相同
B.酒精灯的形状和大小完全相
C.水和另一种液体的质量相同
D.盛水和另一种液体的烧杯相同
(2)该小组同学用图甲、乙的装置进行实验时,除天平外,还缺少的一种测量仪器是 。
(3)该小组同学在老师指导下进行实验,收集的实验数据记录如图表:
物质
质量m/s
初温t,/℃
加热时间t/min
末温t,/℃
水
50
20
8
45
另一种液体
50
20
5
45
①实验中,该小组同学是用 来间接反映物质吸热的多少。
②通过分析表中数据可知,质量相同的水和另一种液体,升高相厚的温度 , 的吸热能力较强(选填“水”或“另一种液体”),物理学上,用 这个物理量来描述物质的吸热能力。
(4)另一实验小组的同学用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图丙所示,据此可判断加热10min ,甲的比热容为 J/(kg•℃)。【c水=4.2×103J/(kg•℃)】
17.小吴同学要测定额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻。他选择了一些器材进行实验,其中电源电压为6V恒定,滑动变阻器R1上标有“20Ω 1A”字样。
(1)小吴连成了图甲所示的电路,将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合开关,发现电流表示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)经检查发现电路中有一根导线连接错误,排除故障,重新正确连接电路后,调节滑动变阻器的滑片,小灯泡正常发光时,小灯泡正常发光时电阻为 Ω。
(3)完成实验后,小吴还想探究“导体中的电流与电阻的关系”,他选取了10Ω、20Ω、40Ω的定值电阻,他应控制定值电阻两端的电压不低于 V。通过实验数据可以得出的结论是:电压一定时,导体中的电流与电阻成 。
(4)实验结束后,小吴没有用电流表,又多用了一个滑动变阻器R2(最大阻值用R0表示),他设计如图丙所示电路,测出了额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻
①闭合开关S,先调节滑动变阻器 (选填“R1”或“R2”)的滑片到最 端(选填“左”或“右”),再调节另一滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V时为止;
②保持变阻器R1的滑片不动,接着调节变阻器R2的滑片到最右端,此时电压表测灯泡与变阻器R2串联的总电压,读出这时电压表的示数为U;
③小灯泡正常发光时的电阻表达式R= 。
五.计算题(共2小题)
18.国家要限制大排量汽车,一个主要的原因是考虑节能环保方面的问题,毕竟这类大排量的车型,而且尾气排放也多。某一款新型汽车以某一速度在一段平直的公路上匀速行驶一段距离,消耗了4kg汽油,则在这段运动过程中,[已知:汽油的热值为4.6×107J/kg]求:
(1)汽油完全燃烧放出的热量;
(2)该汽车发动机做的有用功;
(3)该车在高速路上匀速行驶时平均牵引力为800N,则燃烧4kg汽油行驶的距离。
19.智能机器人能够为人类在很多方面提供优质的服务,机器人在酒店可以辅助或替代酒店员工的很多工作。下表是如图甲所示的智能机器人的部分参数:
参数名称
工作电压
质量
一次最大送餐量
移动速度
最大功率
数据
30V
50kg
15kg
0.6~1.2m/s
60W
(1)小K给顾客送餐时,以小K为参照物,他所承载的餐盘是 (填“运动”或“静止”)。
(2)如果小K以最大功率、最大移动速度运送一次最大送餐量物体(餐盘质量不计)到30m外的顾客处,它所做的功是多少?
(3)如图乙所示为小K送餐时电路原理图,电源电压为30V,图中R为餐盘下的压力传感器,图乙触发器的电阻忽略不计,电阻箱R0两端的电压超过24V时,触发电动机停止工作,放弃执行送餐的指令,电阻箱R0的阻值为多少?
(4)若电阻箱R0的阻值为(3)问的值,小K空载返回;此过程R产生的热量是多少?
六.综合能力题(共1小题)
20.短文阅读
智能机器人
小明每天关注着疫情的发展,在我国渐渐接近尾声时,在国外突然传来噩耗,小明就想,虽然还是发展中国家,很快抑制住了病毒的蔓延,而且我们国家用最少的损失、最短的时间来完成这项艰巨的任务,怎么也会让病毒如此嚣张地蔓延呢?小明越来越觉得祖国的强大,于是他又接着想看看我们的国家现在到底有多厉害,对它产生了兴趣,就去问物理老师
智能机器人有相当发达的“大脑”,具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器,如视觉、听觉、触觉、嗅觉。此外,通过电动机使手、脚、鼻子、触角等动起来。
某款机器人
锂电池
电压
24V
容量
10A•h
电动机
额定电压
24V
额定功率
120W
智能机器人能用人类语言同操作者对话,能调整自己的动作以达到操作者所提出的全部要求。机器人往往使用熔点为200℃的玻璃钢作外壳,有着其他材质不可替代的优点。智能机器人的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池等。
随着智能机器人技术的不断发展和成熟,它将走进千家万户,服务人们的生活。
(1)锂电池充电时的能量转化形式为:电能转化为 能。
(2)关于智能机器人,下列说法中是正确的是 。
A.智能机器人的效应器通过电动机使手、脚等动起来时,是将机械能转化为电能
B.温度为200℃的玻璃钢一定是液态
C.智能机器人通过嗅觉能闻到外界的各种气味,说明分子在做无规则的运动
D.智能机器人能与人语音对话,说明了电磁波能传递能量
(3)某智能机器人站着发射超声波,经过0.02s后收到障碍物的回波,则该智能机器人与障碍物间的距离约为 m。该智能机器人靠底座轮子驱动,其驱动电动机的具体参数如表所示,若该智能机器人的驱动电动机线圈电阻为0.2Ω W。(设超声波在空气中的传播速度为340m/s)
(4)若当剩余电量减为电池容量的10%时,该智能机器人会主动寻找充电器充电,则充满电后至下一次自动充电前 h。为确保该智能机器人能顺利返回充电,假设需要充电时离充电器最远路程不能超过600m,则该智能机器人返回过程中受到的水平阻力为 N。(剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功)
深圳市2021-2022学年第一学期期末九年级物理模拟卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.如图所示,在炎热的夏季,救治中暑病人的方法是将病人放在阴凉通风处( )
A.病人中暑是因为体内具有的内能比其他人大
B.放在通风处是利用做功的方法降低人体内能
C.敷上冷的湿毛巾是利用热传递的方法降低人体内能
D.上述做法都是为了减少人体含有的热量
【解答】解:
A、病人中暑是因为体温高,内能不一定大;
B、放在通风处,是利用热传递的方法降低人体内能;
C、敷上冷的湿毛巾,是利用热传递的方法降低人体内能;
D、热量是一个过程量,故D错误。
故选:C。
2.关于单缸四冲程汽油发动机内部工作描述正确的是( )
A.四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙乙甲
B.吸气冲程时,吸入的是空气
C.做功冲程时,若每次对外做功1000J,则2400r/min的发动机的功率为20kW
D.乙图中气缸内气体温度会下降
【解答】解:ABD、甲图:气门都关闭,气缸容积减小,将机械能转化为了内能;
乙图:排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程,故D错误;
丙图:气门都关闭,活塞向下运行,是做功冲程;
丁图:进气门打开,活塞向下运行,是吸气冲程,故B错误;
内燃机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、排气冲程,故A错误;
C、做功冲程中一次对外做功1000J,1min转2400r=6.2×106J;
发动机的功率P===2×103W=20kW,故C正确;
故选:C。
3.关于导体和绝缘体,下列说法不正确的是( )
A.人体、大地、石墨、矿泉水都是导体
B.导体一定能导电,绝缘体一定不能导电
C.导体之所以容易导电,是因为导体内部有大量的自由电荷
D.绝缘体和导体在一定条件下可能发生转化
【解答】解:A、人体、石墨,都是导体;
B、导体和绝缘体没有绝对的界限,如玻璃在红炽状态下变为导体;
C、导体之所以容易导电,故C正确;
D、绝缘体和导体在一定条件下可能发生转化,故D正确。
故选:B。
4.在如图所示的电路中,闭合开关S,两灯并联且都能发光( )
A.甲是电压表,乙是电池
B.甲是电池,乙是电流表
C.甲是电流表,乙是电池
D.甲是电压表,乙是电流表
【解答】解:A、如果甲是电压表,该电路为串联电路,两灯都发光;
B、如果甲是电池,该电路为并联电路1支路的电流,两灯都发光;
C、如果甲是电流表,就会将L2短路,L5就不会发光,故C不符合题意;
D、如果甲是电压表,图中没有电源,故D不符合题意。
故选:B。
5.如图所示是电阻甲和乙的U﹣I图象,下列说法正确的是( )
A.甲的电阻值保持10Ω不变
B.乙的电阻值保持20Ω不变
C.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路总电流为0.3A
D.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,电路总电压为10V
【解答】解:AB、由图象可知,而乙对应的电流与电压不成正比,乙电阻的阻值变化;
由图象可知,当甲两端电压为2V时,
由欧姆定律可得,R甲===20Ω;
C、甲、乙并联在电路中,因并联电路中各支路两端的电压相等,两电阻两端的电压为2V;
由图象可知,I甲=8.1A,I乙=0.7A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以甲+I乙=0.1A+2.2A=0.3A,故C正确;
D、因串联电路中各处的电流相等、乙串联在电路中,通过甲;
由图象可知,U甲′=4V,U乙′=2V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以甲′+U乙′=2V+2V=6V,故D错误。
故选:C。
6.如图甲所示,电源电压保持不变,m、n是滑动变阻器上两点。闭合开关S,两电压表示数随电流变化的图像如图乙所示,下列叙述正确的是( )
A.图乙中ab是表示电压表V1的示数随电流变化的图像
B.R2的阻值为16Ω
C.滑片从n点滑到m点的过程中,电源消耗的最大功率是12W
D.滑片在n点时,5s内电阻R消耗的电能是20J
【解答】解:由电路图可知,R、R1、R2串联,电压表V3测R1两端电压,电压表V2测R3两端电压,电流表测电路中电流。
A.滑动变阻器的滑片P从n点滑到m点的过程中,R1连入电路的阻值变小,电路中总电阻变小,
由I=可知,R2两端的电压变大,即电压表V4的示数变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R1两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,
综上可知,图乙中7的示数随电流表示数的变化的图线,ab段表示V2的示数随电流表示数变化的图线,故A错误;
B.由图乙可知,当的电流In=0.6A时,电压表V2的示数U2=7V,由I=,电阻R2===8Ω;
C.当滑片位于n点时,接入电路中的电阻较大,
由图乙可知,电路中的电流In=0.5A,两电压表的示数分别为U5=8V,U2=7V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源电压U=U1+U2+InR=6V+2V+0.6A×R﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片位于m点时,接入电路中的电阻较小,
由图乙可知,电路中的电流Im=1A,两电压表的示数分别为U1′=U8′=4V,
则电源的电压U=U1′+U5′+ImR=4V+4V+8A×R﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:R=4Ω,U=12V,
滑片从n点滑到m点的过程中,电源消耗的最大功率P=UIm=12V×1A=12W,故C正确;
D.滑片在n点时,4s内电阻R消耗的电能WR=URInt=In2Rt=(0.5A)2×4Ω×7s=5J,故D错误。
故选:C。
7.如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,下列说法错误的是( )
A.通电后透明容器中气体的内能增大是通过做功的方式改变的
B.U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩的缘故
C.图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系
D.图甲中,通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是1:2
【解答】解:A、容器中气体的内能增大是通过电阻丝将热量传递给气体的,故A错误;
B、电流通过导体产生的热量不能直接显示出来,由此反映出产生的热量多少;
C、图乙中,再与左侧容器中的电阻串联,而电阻大小和通电时间相同,故C正确;
D、图甲所示电路为串联电路,通电时间也相同,
由Q=I2Rt可知,左右两边容器内电阻产生的热量之比为:Q左:Q右=I2R左t:I4R右t=R左:R右=5Ω:10Ω=1:2,故D正确。
故选:A。
8.如图所示是家庭电路的一部分。下列说法正确的是( )
A.输电线B与大地之间的电压为220V
B.测电笔插入插座的左右插孔,氖管都能发光
C.电冰箱的插头插入三孔插座能使电冰箱的金属外壳接地
D.断开开关S后,站在地上的人接触a点或b点一定不会触电
【解答】解:如图是正常家庭电路的一部分,图中开关接在导线A上、B是零线,
A、火线和零线间的电压为220V,则导线B与大地之间的电压为0V;
B、插座的左孔接零线,所以,插入插座的右孔时氖管发光;
C、图中三孔插座已接地,这样能防止金属外壳漏电时发生触电事故;
D、由图可知,a点在火线上;b点在零线上,故D错误。
故选:C。
二.多选题(共5小题)
9.如图所示,用相同规格的电加热器给初温均为60℃的甲、乙液体加热(m甲>m乙)至沸腾。若液体吸收的热量等于电加热器放出的热量,这两种液体的温度﹣加热时间的图线如图所示。则下列说法正确的是( )
A.甲液体的比热容比乙液体的小
B.乙液体的沸点是80℃
C.液体的沸点与质量有关
D.加热到3min,两种液体吸收的热量一样多
【解答】解:
A.由图丙可知,甲乙变化图象是重合的,升高相同的温度,根据c=c=,甲的比热容小于乙的比热容;
B.由图丙可知,故B错误;
C.液体的沸点与气压的大小有关,故C错误;
D.加热到3min,则吸收的热量相同。
故选:AD。
10.如图所示,是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件,对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是( )
A.探究电流与电压的关系——改变定值电阻两端电压
B.探究电流与电阻的关系——调节电阻两端电压成倍数变化
C.测量定值电阻的阻值——多次测量求平均值,减小误差
D.测量小灯泡的电阻——改变小灯泡两端电压,求灯丝电阻平均值
【解答】解:A、探究电流与电压的关系时滑动变阻器的作用一般有保护电路和改变电路电流或改变被测电阻两端电压;
B、根据控制变量法的思路,要保持导体两端的电压不变,电阻两端的电压就要改变,就需要改变滑动变阻器接入电路的阻值;
C、测量导体的电阻时,从而改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流,通过求平均值来减小误差;
D、在“伏安法”测小灯泡电阻的实验中,根据欧姆定律求出小灯泡的电阻,不是为了求平均值。
故选:AC。
11.如图所示的电路,电源电压3V,闭合开关1和L2灯均不发光,已知导线及各处连接完好。为了查找故障,用电压表测得三次接线柱间的电压如表所示,则( )
两接线柱
电压表示数
A和B
3V
A和D
3V
A和F
0V
A.灯L1一定发生短路故障
B.灯L1一定发生断路故障
C.若要判断灯L2是否发生断路故障,还需测H、G间电压
D.若要判断灯L2是否发生断路故障,还需测G、B间电压
【解答】解:电源电压3V,闭合开关1和L5灯均不发光,已知导线及各处连接完好;
用电压表检测时,发现AB间电压不为零; AD间的电压不为零;A和F间电压表示数为0,则灯L1一定发生断路故障;故B正确;
若要判断灯L3是否发生断路故障,可以把电压表并联到G,测G;若G,则说明灯L2断路,否则灯L2是完好的,故D正确;
故选:BD。
12.小明用如图甲所示的电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡功率,电源电压恒为4.5V,小明从滑动变阻器接入电路中的阻值最大时开始记录数据,下列结果正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为6.25W
B.小灯泡正常工作时的电阻为5Ω
C.滑动变阻器的最大阻值为40Ω
D.电路消耗的最小功率为0.45W
【解答】解:A、由图乙可知额=2.5V时,通过灯泡的额定电流为I额=6.4A,小灯泡的额定功率:P额=U额I额=2.5V×0.4A=3W,故A错误;
B、由I=,小灯泡正常工作的电阻:RL===6.25Ω;
C、当电路中电流最小时,由图乙可知,电路中最小的电流:I小=IL′=IR′=7.1A,此时小灯泡两端的电压:UL′=0.5V;
由I=可知总===45ΩL′===4Ω大=R总﹣RL′=45Ω﹣5Ω=40Ω,故C正确;
D、电源电压不变小=0.5A时,电路消耗的电功率最小:P小=UI小=4.5V×4.1A=0.45W,故D正确。
故选:CD。
13.家庭电路和安全用电知识,是现代公民生活的必备知识,下列有关图文说法正确的是( )
A.甲图:甲站在干燥的木桌上,乙站在地上,则甲、乙都不会触电
B.乙图:图中的家庭电路元件的连接顺序是正确的
C.丙图:手握紧试电笔的金属杆,接触接火线的插孔,氖管才发光
D.丁图:当人触电时,应及时切断电源或用干木棒挑开电源线
【解答】解:
A、甲站在干燥的木桌上一只手接触到火线,故不会发生触电,零线与大地之间没有电压,不会发生触电;
B、电能表测量整个家庭消耗电能的多少;总开关控制整个电路,要安装在电能表的后面,为了保证更换保险丝时的人身安全,故B错误;
C、常用试电笔辨别火线和零线,手要接触试电笔尾部的金属体,故C错误;
D、发生触电事故时,故D正确。
故选:AD。
三.作图题(共2小题)
14.按照如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,将图乙中的元件连接完整。
【解答】解:由电路图可知,两灯泡并联1位于干路,开关S2位于灯L5支路,
从电源的正极出发,依次串联L2、S2、S4回到电源的负极,然后把L1并联在L2和S6两端,如下图所示:
15.用笔画线表示导线,把如图所示的引出线a、b、c、d、e、f正确连入电路。
【解答】解:开关与火线相连,再进入灯泡顶端的金属点;三孔插座的接法:上孔接地,右孔接火线
四.实验探究题(共2小题)
16.如图所示,在做“比较不同物质的吸热能力”的实验时,小涛同学所在的实验小组使用了如图甲、乙所示的实验装置。
(1)在设计实验方案时,他们列出了以下几条内容,你认为其中多余的一条是 B 。
A.使用清精灯的火焰基本相同
B.酒精灯的形状和大小完全相
C.水和另一种液体的质量相同
D.盛水和另一种液体的烧杯相同
(2)该小组同学用图甲、乙的装置进行实验时,除天平外,还缺少的一种测量仪器是 秒表 。
(3)该小组同学在老师指导下进行实验,收集的实验数据记录如图表:
物质
质量m/s
初温t,/℃
加热时间t/min
末温t,/℃
水
50
20
8
45
另一种液体
50
20
5
45
①实验中,该小组同学是用 加热时间 来间接反映物质吸热的多少。
②通过分析表中数据可知,质量相同的水和另一种液体,升高相厚的温度 水 , 水 的吸热能力较强(选填“水”或“另一种液体”),物理学上,用 比热容 这个物理量来描述物质的吸热能力。
(4)另一实验小组的同学用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图丙所示,据此可判断加热10min 2.52×105 ,甲的比热容为 2.1×103 J/(kg•℃)。【c水=4.2×103J/(kg•℃)】
【解答】解:(1)①根据比较吸热能力的第2种方法,控制不同物质吸热相同;
A.使用酒精灯的火焰基本相同,有必要;
D.盛水和另一种液体的烧杯相同,有必要;
B.酒精灯的形状和大小完全相同;
C.根据比较吸热能力的两种方法,故水和另一种液体的质量相同要;
故选B;
(2)根据转换法,通过加热时间比较吸热的多少;
(3)①实验中,该小组同学是用加热时间来间接反映物质吸收热量的多少;
②通过分析表中数据可知,质量相同的水和另一种液体,水加热时间长;
根据比较吸热能力的第1种方法,水的吸热能力较强;
物理上,比热容这个物理量来描述物质的吸热能力;
(4)由图像可知,水20min升高了60℃
Q吸水=c水m水Δt水=4.2×103J/(kg•℃)×6kg×60℃=5.04×105J;
由题知,用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,甲物质10min吸收的热量:
Q吸甲=Q吸水=×5.04×105J=5.52×105J;
水温度升高60℃需要20min,物质甲温度升高60℃需要10min。
所以质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为:Q吸水=2Q吸甲,
由吸热公式Q吸=cmΔt得:c=,则比热容c水=8c甲,水的比热容为c水=4.2×106J/(kg•℃),则甲的比热容为c甲=2.1×102J/(kg•℃)。
故答案为:(1)B;(2)秒表;②水;水;(4)2.52×105;4.1×103。
17.小吴同学要测定额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻。他选择了一些器材进行实验,其中电源电压为6V恒定,滑动变阻器R1上标有“20Ω 1A”字样。
(1)小吴连成了图甲所示的电路,将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合开关,发现电流表示数 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)经检查发现电路中有一根导线连接错误,排除故障,重新正确连接电路后,调节滑动变阻器的滑片,小灯泡正常发光时,小灯泡正常发光时电阻为 10 Ω。
(3)完成实验后,小吴还想探究“导体中的电流与电阻的关系”,他选取了10Ω、20Ω、40Ω的定值电阻,他应控制定值电阻两端的电压不低于 4 V。通过实验数据可以得出的结论是:电压一定时,导体中的电流与电阻成 反比 。
(4)实验结束后,小吴没有用电流表,又多用了一个滑动变阻器R2(最大阻值用R0表示),他设计如图丙所示电路,测出了额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电阻
①闭合开关S,先调节滑动变阻器 R2 (选填“R1”或“R2”)的滑片到最 左 端(选填“左”或“右”),再调节另一滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V时为止;
②保持变阻器R1的滑片不动,接着调节变阻器R2的滑片到最右端,此时电压表测灯泡与变阻器R2串联的总电压,读出这时电压表的示数为U;
③小灯泡正常发光时的电阻表达式R= 。
【解答】解:(1)如图甲所示的电路,电压表串联在电路中,因电压表内阻很大,将滑动变阻器的阻值调到最大,向左移动滑片,仍为0;
(2)排除故障后,小吴继续进行实验,当电压表示数为3.8V时,此时电流表示数如图乙所示,分度值为0.02A,由欧姆定律
R===10Ω;
(3)由串联电路的规律及分压原理有:=,
方程左边为一定值,故右边也为一定值,对应的定值电阻应最大,控制电阻的电压最小=,
解得:UV=8V;
为了使三个电阻单独接入电路都能完成实验,他应控制定值电阻两端的电压不低于4V;
通过实验数据可以得出的结论是:电压一定时,导体中的电流与电阻成反比;
(4)实验步骤:
①闭合开关,先调节滑动变阻器R2的滑片到最左端,此时电压表只测灯泡的电压,直到电压表示数为5.5V时为止;
②保持变阻器R1的滑片不动,接着调节变阻器R2的滑片到最右端,此时电压表测灯泡与变阻器R2串联的总电压,读出这时压表的示数为U;
③灯泡正常发光后,由于保持变阻器R的滑片不动、灯泡两端的电压保持不变,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
当变阻器R2的滑片到最右端时,R5两端的电压:UR2=U﹣2.4V
由欧姆定律,此时电路中的电流:I=,
串联电路中各处的电流相等,即灯正常发光时的电流:IL=,
小灯泡正常发光的电阻为:
R===。
故答案为:(1)不变;(2)10;反比2;左;电压表示数为3.5V;③。
五.计算题(共2小题)
18.国家要限制大排量汽车,一个主要的原因是考虑节能环保方面的问题,毕竟这类大排量的车型,而且尾气排放也多。某一款新型汽车以某一速度在一段平直的公路上匀速行驶一段距离,消耗了4kg汽油,则在这段运动过程中,[已知:汽油的热值为4.6×107J/kg]求:
(1)汽油完全燃烧放出的热量;
(2)该汽车发动机做的有用功;
(3)该车在高速路上匀速行驶时平均牵引力为800N,则燃烧4kg汽油行驶的距离。
【解答】解:
(1)汽油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=4kg×4.4×107J/kg=1.84×105J;
(2)发动机的效率为30%,由η=,该汽车发动机做的有用功为:W有=ηQ放=30%×1.84×108J=7.52×107J;
(3)由W=Fs可知,该车燃烧4kg汽油行驶的距离:s==4m=69km。
答:(1)汽油完全燃烧放出的热量为1.84×104J;
(2)该汽车发动机做的有用功为5.52×107J;
(3)该车在高速路上匀速行驶时平均牵引力为800N,则燃烧8kg汽油行驶的距离为69km。
19.智能机器人能够为人类在很多方面提供优质的服务,机器人在酒店可以辅助或替代酒店员工的很多工作。下表是如图甲所示的智能机器人的部分参数:
参数名称
工作电压
质量
一次最大送餐量
移动速度
最大功率
数据
30V
50kg
15kg
0.6~1.2m/s
60W
(1)小K给顾客送餐时,以小K为参照物,他所承载的餐盘是 静止 (填“运动”或“静止”)。
(2)如果小K以最大功率、最大移动速度运送一次最大送餐量物体(餐盘质量不计)到30m外的顾客处,它所做的功是多少?
(3)如图乙所示为小K送餐时电路原理图,电源电压为30V,图中R为餐盘下的压力传感器,图乙触发器的电阻忽略不计,电阻箱R0两端的电压超过24V时,触发电动机停止工作,放弃执行送餐的指令,电阻箱R0的阻值为多少?
(4)若电阻箱R0的阻值为(3)问的值,小K空载返回;此过程R产生的热量是多少?
【解答】解:(1)在送餐过程中,以小K为参照物,所以他所承载的餐盘是静止的;
(2)由表格可知最大移动速度v=1.2m/s,
由v=可得工作的时间为:t==,
最大功率P=60W,由P=;
(3)压力传感器受到的最大压力:F=G=mg=15kg×10N/kg=150N,
由图丙可知,此时压力传感器的阻值:R=20Ω0两端的电压最大为U6=24V,
根据串联电路电压的规律可知传感器R两端的电压为:UR=U﹣U0=30V﹣24V=6V,
由欧姆定律求得此时电路的电流为:I===0.3A,
则R4的阻值为:R0===80Ω;
(4)小K空载返回,压力传感器受到的压力为0N,此时传感器的阻值为:R′=40Ω,
已知R8=80Ω,则由欧姆定律可知此时电路中的电流为:=,
此过程R产生的热量为:Q=I′2R′t′=(8.25A)2×40Ω×100s=250J。
答:(1)静止;
(2)它所做的功为1500J;
(3)为保护小K,电阻箱R0的阻值至少为80Ω;
(4)此过程R产生的热量是250J。
六.综合能力题(共1小题)
20.短文阅读
智能机器人
小明每天关注着疫情的发展,在我国渐渐接近尾声时,在国外突然传来噩耗,小明就想,虽然还是发展中国家,很快抑制住了病毒的蔓延,而且我们国家用最少的损失、最短的时间来完成这项艰巨的任务,怎么也会让病毒如此嚣张地蔓延呢?小明越来越觉得祖国的强大,于是他又接着想看看我们的国家现在到底有多厉害,对它产生了兴趣,就去问物理老师
智能机器人有相当发达的“大脑”,具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器,如视觉、听觉、触觉、嗅觉。此外,通过电动机使手、脚、鼻子、触角等动起来。
某款机器人
锂电池
电压
24V
容量
10A•h
电动机
额定电压
24V
额定功率
120W
智能机器人能用人类语言同操作者对话,能调整自己的动作以达到操作者所提出的全部要求。机器人往往使用熔点为200℃的玻璃钢作外壳,有着其他材质不可替代的优点。智能机器人的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池等。
随着智能机器人技术的不断发展和成熟,它将走进千家万户,服务人们的生活。
(1)锂电池充电时的能量转化形式为:电能转化为 化学 能。
(2)关于智能机器人,下列说法中是正确的是 C 。
A.智能机器人的效应器通过电动机使手、脚等动起来时,是将机械能转化为电能
B.温度为200℃的玻璃钢一定是液态
C.智能机器人通过嗅觉能闻到外界的各种气味,说明分子在做无规则的运动
D.智能机器人能与人语音对话,说明了电磁波能传递能量
(3)某智能机器人站着发射超声波,经过0.02s后收到障碍物的回波,则该智能机器人与障碍物间的距离约为 3.4 m。该智能机器人靠底座轮子驱动,其驱动电动机的具体参数如表所示,若该智能机器人的驱动电动机线圈电阻为0.2Ω 5 W。(设超声波在空气中的传播速度为340m/s)
(4)若当剩余电量减为电池容量的10%时,该智能机器人会主动寻找充电器充电,则充满电后至下一次自动充电前 1.8 h。为确保该智能机器人能顺利返回充电,假设需要充电时离充电器最远路程不能超过600m,则该智能机器人返回过程中受到的水平阻力为 57.6 N。(剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功)
【解答】解:(1)锂电池属于化学电池,充电时的能量转化形式为:电能转化为化学能。
(2)A、智能机器人的效应器通过电动机使手,是将电能转化为机械能;
B、熔点为200℃的玻璃钢可能为液态,也可能为固液共存;
C、智能机器人通过嗅觉能闻到外界的各种气味,故C正确;
D、智能机器人能与人语音对话,故D错误。
故选:C;
(3)某智能机器人站着发射超声波传播到障碍物所用的时间:
t=t总=×0.02s=5.01s,
由速度公式得,智能机器人与障碍物间的距离:
s=vt=340m/s×0.01s=3.5m;
由表中数据,根据P=UI
I===5A,
电动机正常工作下的发热功率:
P=I2r=(4A)2×0.3Ω=5W。
(4)机器人正常工作时的电流I=5A,
充满电后的电池容量Q5=10A•h,下一次自动充电前的电池容量:Q2=ηQ1=10%×10A•h=5A•h,
消耗的电池容量:Q=Q1﹣Q2=10A•h﹣2A•h=9A•h,
由I=得,连续正常工作的最长时间:
t===1.8h;
电池充满电后储存的电能:
W=UIt=24V×10A×3600s=3.64×105J;
由题意可得,智能机器人返回过程中克服摩擦力做的功:
W返=40%W剩=40%×10%×W=40%×10%×8.64×104J=34560J,
由W=Fs=fs得,智能机器人返回过程中受到的水平阻力:
f===57.6N。
故答案为:(1)化学;(2)C;5;(4)2.8。
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日期:2021/12/25 16:36:41;用户:思考乐中学部;邮箱:zhangmian@qq.com;学号:21487918
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