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河南省上蔡县第二初级中学2022-2023学年九年级上学期第一次月考物理试题(含答案)
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这是一份河南省上蔡县第二初级中学2022-2023学年九年级上学期第一次月考物理试题(含答案)，共29页。试卷主要包含了填空题，选择题，作图题，实验探究题，综合计算题等内容，欢迎下载使用。
河南省上蔡县第二初级中学2022-2023学年九年级上学期第一次月考物理试题
一、填空题（共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）在3D打印笔中装入塑料条接通电源，等待一段时间后即可挤出热融的胶条，胶条在空气中迅速冷却变成特定的形态。加热时，会闻到熔胶的气味，这是 现象。胶条被挤出，并“粘”在物体上，说明分子间存在 。
2．（2分）在火电站内，燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为电能。蒸汽轮机的作用是将 能转化为机械能。若锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为50%、70%和80%，则火电站的效率为 。
3．（2分）一单缸四冲程汽油机每分钟消耗汽油10克，其中与钻木取火能量转化相同的是 冲程，若飞轮转速为1500r/min，一个做功冲程燃气对活塞做功150J，则该汽油机工作时热机效率为 。（汽油热值为4.5×107J/kg）
4．（2分）如图所示是国产某品牌的电动混合动力汽车，给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于 （选填“用电器”或“电源”）；刚擦完车玻璃的干毛巾很容易吸附灰尘，能与毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥，这说明干毛巾带 电。
5．（3分）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值为3×107J/kg。煤完全燃烧产生的热量 J；在烧水过程中， 热效率最高（选填“0～2min”、“2～4min”或“4～6min”），其值为 。
6．（3分）如图所示，要使灯L1和L2串联，应闭合开关 ；要使灯L1和L2并联，应闭合开关 ；绝对不允许同时闭合开关 。
二、选择题（每小题2分，共16分。7-12题为单项选择，13、14题为双项选择题，选对一项得1分，有错误选项不得分）
7．（2分）下列现象中，不能用分子动理论解释的是（ ）
A．水很难被压缩
B．海绵很容易被压缩
C．春天，校园里花香扑鼻
D．酒精和水混合后总体积变小
8．（2分）甲、乙两个轻质泡沫小球用绝缘细线悬挂起来，它们之间的相互作用情况如图所示。下列有关两球带电情况说法正确的是（ ）
A．两球都带正电
B．两球都带负电
C．若甲带正电则乙一定带负电
D．若甲带负电，则乙可能不带电
9．（2分）下面说法正确的是（ ）
A．热传递结束时，两个物体将有相同的内能
B．质量相等的不同燃料，热值越大，燃烧时放出的热量就越多
C．温度越高的物体含有的热量越多
D．热量是在热传递过程中物体内能改变的多少
10．（2分）某同学用电源、开关、导线将三个灯泡连接起来，组成如图所示电路，下列说法中正确的是（ ）
A．开关S闭合，灯L1、L2、L3都可以发光
B．开关S断开，灯L1、L2并联，L2、L3串联
C．开关S闭合，若L1发生短路，L2发光
D．开关S断开，若L1发生短路，L3发光
11．（2分）如图所示，若开关S闭合后，灯L1、L2均不亮，小华同学利用一根导线去查找电路故障，当她将导线连接在灯L1两端时，两灯均不亮，将导线连接在灯L2两端时，灯L1亮而灯L2不亮。由此可以判断（ ）
A．灯L1断路 B．灯L2断路 C．灯L1短路 D．灯L2短路
12．（2分）下列说法中正确的是（ ）
A．在串联电路中，电流表的位置越靠近电源正极，测得的电流越大
B．电流表既可以串联在电路中，也可以并联在电路中使用
C．两灯泡串联时，即使发光时亮度不同，通过它们的电流也是相同的
D．分别用电流表的两个量程测量同一个用电器的电流，所测电流的大小不相同
（多选）13．（2分）用两个相同的电加热器分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化关系，图象如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B．加热相同的时间，甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度
C．加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D．升高相同的温度，甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量
（多选）14．（2分）如图所示电路，闭合开关S1、S2，下列对电路的分析正确的是（ ）
A．L1 与 L2 并联，电流表 A1 测 L2 的电流
B．L1 与 L2 串联，电流表 A2 测干路上的电流
C．当开关 S2 断开时，通过 L1 的电流不变，A2 的示数变小
D．当开关 S2 断开时，A2 的示数不变，通过 L1 的电流变大
三、作图题（每小题2分，共4分）
15．（2分）健健为抗击新冠疫情设计一个病床呼叫电路。要求：病床1旁的开关S1控制指示灯L1和电铃：病床2旁的开关S2控制指示灯L2和电铃：患者只要按床旁的开关，医务人员就知道谁呼叫。请在图中连线，形成符合要求的完整电路图。
16．（2分）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。
四、实验探究题（17题5分，18题6分，19题8分，共18分）
17．（5分）上蔡二中爱物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知酒精的热值是3.0×107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精。那么请问：
（1）图中 （a/b）是沙子吸热升温的图像；
（2）加热2min，a吸收的热量 （选填“大于”“小于”或“等于”）b吸收的热量；
（3）加热满2min时，水吸收热量为 ；
（4）给水加热持续了10min时间，所消耗了酒精如果完全燃烧将放出热量为 ；
（5）试求出沙子的比热容为 。
18．（6分）甲、乙两位同学在探究串联电路中电流的规律时，看到实验桌上的器材有：学生电源一个，开关一个，小灯泡一个，验电器一个，导线若干，他们交流后决定：
（1）由甲同学向老师报告，要求增加的元件是 ，同时撤掉验电器换取 。
（2）甲同学率先探究串联电路中的电流规律，刚接好最后一根导线，表的指针迅速达到最右端，乙同学立即切断电源，经检查发现在连接电路时没有 ；也没有 。
（3）实验中发现电流表指针摆动分别出现了如下图甲、乙所示的两种情况。请分析在使用电流表时存在问题的原因甲现象存在问题的原因： ；乙现象存在问题的原因： 。
（4）在乙同学的协助下，甲同学终于完成了探究串联电路电流规律的正确连接，甲同学读取电流表的示数后，感觉比其它实验小组的读数大一些，于是他断开开关又仔细观察发现电流表还有0.04A的读数，这时才意识到使用电流表之前还必须 。
19．（8分）小芳探究“用电流表测电流”的实验中，设计如图甲所示电路。
（1）甲电路中，当开关S闭合后，电流表的指针偏转如图乙所示，其中a电流表测量的是通过 （选填“电源”、“L1”或“L2”）的电流，b电流表的读数应为 A。
（2）在实验过程中他们连接了如图丙所示的电路，闭合开关后，观察到灯L2 （选填“发光”或“不发光”）；通过分析电路连接情况，该电路存在的问题是 （写出一条即可）。
（3）请在图丙上只改动一根导线，符合L1、12并联，电流表A1测干路电流，A2测灯L2的电流，开关控制所有用电器。（要求：在需要改动的导线上画“×”，用笔将改动后的导线画出，导线不许交叉）。
（4）他们改正错误后把电流表分别接入到电路中的A、B、C处，测出电流如表：
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.10
0.12
0.22
2
0.22
0.24
0.46
3
0.26
0.30
0.56
通过分析，得出的结论是： 。
（5）本实验中需要多次测量的目的是 。
五、综合计算题
20．2019年10月1日，中国自主研制的新一代无人驾驶汽车以72km/h的速度在天安门广场行驶了4.5km，接受全国人民和习近平主席的检阅，此过程消耗汽油1kg，汽油机的效率为30%，废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，那么，在这段行驶过程中，（汽油热值4.5×107J/kg）求：
（1）在1标准大气压下，假如这些废气带走的能量全部被质量50kg、温度为20℃的水吸收，水温能升高到多少摄氏度？
（2）汽车在上述路段行驶时，发动机的输出功率为多少kW？
21．太阳能是一种清洁、无污染的理想能源。上蔡县盛夏的一天，在阳光的照射下，能将内盛有100L的水，温度升高50℃，求：
（1）这些水吸收了多少的热量？
（2）这些热量相当于完全燃烧多少m3的液化石油气？（液化石油气的热值q＝4.2×107（J/m3））
（3）晴天平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为3.3×106J．若该热水器接受太阳能的有效面积为2m2，每天日照时间按8h，则它一天中接收的太阳能（E）约为多少？
（4）这台太阳能热水器的效率是多少？
河南省上蔡县第二初级中学2022-2023学年九年级上学期第一次月考物理试题
参考答案与试题解析
一、填空题（共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）在3D打印笔中装入塑料条接通电源，等待一段时间后即可挤出热融的胶条，胶条在空气中迅速冷却变成特定的形态。加热时，会闻到熔胶的气味，这是 扩散 现象。胶条被挤出，并“粘”在物体上，说明分子间存在 引力 。
【考点】分子间的作用力；扩散现象．版权所有
【分析】两种物质接触时，彼此进入对方的现象叫扩散，扩散表明一切物质的分子都是不停的做无规则的运动；
分子间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解：由于一切物质的分子在永不停息地做无规则运动，所以，加热时会闻到熔胶的气味，这是熔胶的气味分子做无规则运动的结果，属于扩散现象；
根据分子间存在相互的作用的引力和斥力可知，胶条被挤出，并“粘”在物体上，说明分子间存在引力。
故答案为：扩散；引力。
【点评】此题结合实际考查了扩散现象和分子间的作用力，体现了物理来源于生活的特点，注意第一空不能填分子扩散，易错点！
2．（2分）在火电站内，燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为电能。蒸汽轮机的作用是将 内 能转化为机械能。若锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为50%、70%和80%，则火电站的效率为 28% 。
【考点】能量的利用效率；机械能和其他形式能的转化．版权所有
【分析】在汽轮机中，内能再转化为机械能；知道锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率，根据效率公式求出火电站的效率。
【解答】解：
蒸汽轮机的作用是将内能转化为机械能；
已知锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为η1＝50%、η2＝70%和η3＝80%，所以火电站的效率为η＝η1η2η3＝50%×70%×80%＝28%。
故答案为：内；28%。
【点评】本题考查能量利用和转化，关键要知道各个用电器的能量转化问题，此题较难的地方是效率公式的掌握和运用，计算时要确定哪种能量是有效利用的能量。
3．（2分）一单缸四冲程汽油机每分钟消耗汽油10克，其中与钻木取火能量转化相同的是 压缩 冲程，若飞轮转速为1500r/min，一个做功冲程燃气对活塞做功150J，则该汽油机工作时热机效率为 25% 。（汽油热值为4.5×107J/kg）
【考点】热机的效率；四冲程内燃机的工作过程．版权所有
【分析】（1）钻木取火现象是通过做功的方式改变物体的内能，将机械能转化为内能，汽油机在做功冲程中将内能转化为机械能，在压缩冲程中将机械能转化为内能；
（2）单缸四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，对外做功一次，进一步求出单缸四冲程汽油机工作1min做的功；
根据Q放＝mq求出10g汽油完全燃烧释放的热量，根据η＝×100%求出该汽油机工作时热机效率。
【解答】解：
（1）钻木取火现象是通过做功的方式改变物体的内能，将机械能转化为内能，汽油机在压缩冲程中将机械能转化为内能，即压缩冲程与钻木取火的能量转化情况相同；
（2）单缸四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，对外做功一次，
已知飞轮的转速是1500r/min，所以，每分钟对外做功750次，
则单缸四冲程汽油机工作1min做的功：
W＝150J×750＝1.125×105J，
每分钟消耗10g汽油，10g汽油完全燃烧释放的热量：
Q放＝mq＝10×10﹣3kg×4.5×107J/kg＝4.5×105J，
该汽油机工作时热机效率为：
η＝×100%＝×100%＝25%。
故答案为：压缩；25%。
【点评】此题考查热机工作时的能量转化、热机效率的计算，明确“单缸四冲程汽油机，一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，对外做功一次”是关键。
4．（2分）如图所示是国产某品牌的电动混合动力汽车，给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于 用电器 （选填“用电器”或“电源”）；刚擦完车玻璃的干毛巾很容易吸附灰尘，能与毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥，这说明干毛巾带 负 电。
【考点】电路的组成；电荷间的相互作用规律．版权所有
【分析】（1）电池供电时是电源，充电时则为用电器；
（2）毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
【解答】解：
（1）给汽车蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，所以此时蓄电池相当于用电器；
（2）用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，刚擦完车玻璃的干毛巾与毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥，说明干毛巾也带负电。
故答案为：用电器；负。
【点评】本题考查了给蓄电池充电时能量的转化和电荷间的相互作用规律，属于基础题目。
5．（3分）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值为3×107J/kg。煤完全燃烧产生的热量 6×106 J；在烧水过程中， 0～2min 热效率最高（选填“0～2min”、“2～4min”或“4～6min”），其值为 42% 。
【考点】热量的计算；燃料的热值及其计算；能量的利用效率．版权所有
【分析】（1）已知煤的质量和热值，利用Q＝mq可求得煤完全燃烧产生的热量；
（2）由图知，0﹣2min时间加热，水升高的温度最高可知其热效率最高；
（3）烧水时的热效率（热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比）。
【解答】解：
（1）煤完全燃烧产生的热量Q放＝mq＝0.2kg×3×107J/kg＝6×106J；
（2）“0～2min”、“2～4min”、“4～6min”，三个时间段的时间相同，煤完全燃烧放出的热量相同，由图知，0﹣2min时间加热，水升高的温度最多、吸收的热量最多，利用效率公式可知其热效率最高；
（3）在0～2min时间内煤完全燃烧产生的热量Q放1＝Q放×＝2×106J；
在0～2min时间内水吸收的热量Q吸1＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（40℃﹣20℃）＝8.4×105J；
煤炉烧水时的热效率η＝＝×100%＝42%。
故答案为：6×106；0～2min；42%。
【点评】本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，能从液体的温度随时间变化的图象搜集有关信息是本题的关键
6．（3分）如图所示，要使灯L1和L2串联，应闭合开关 S3 ；要使灯L1和L2并联，应闭合开关 S1和S2 ；绝对不允许同时闭合开关 S1和S3（或S1、S2和S3） 。
【考点】电路的基本连接方式；电路的三种状态．版权所有
【分析】解答此类题目，可以用排除法得出正确答案。但是无论怎样闭合开关，都不能是电路发生短路或断路。
【解答】解：如果只闭合S1或S2都会发生断路；如果只闭合S3，那么两只灯泡是串联；如果闭合S1和S2，两个灯泡并联；如果闭合S2和S3，那么S2会把L2短路；如果闭合S1和S3，那么会造成短路，烧坏电池；如果S1、S2和S3同时闭合，也会造成短路，烧坏电源。
故答案为：S3；S1和S2；S1和S3（或S1、S2和S3）。
【点评】此类题目得关键是不能发生短路或断路。
二、选择题（每小题2分，共16分。7-12题为单项选择，13、14题为双项选择题，选对一项得1分，有错误选项不得分）
7．（2分）下列现象中，不能用分子动理论解释的是（ ）
A．水很难被压缩
B．海绵很容易被压缩
C．春天，校园里花香扑鼻
D．酒精和水混合后总体积变小
【考点】分子动理论的基本观点．版权所有
【分析】分子动理论包括：物质是由大量分子组成的，分子在永不停息地做无规则运动，分子间存在着相互的引力和斥力。
【解答】解：
A、水很难被压缩，说明水分子之间的间隔较小，能用分子动理论解释，故A不符合题意；
B、海绵很容易被压缩，海绵受力时形状发生改变，是宏观物体的运动，不能用分子动理论解释，故B符合题意；
C、春天，校园里花香扑鼻，是花香分子扩散到空气中的结果，能用分子动理论解释，故C不符合题意；
D、分子之间存在间隙，所以酒精和水混合后总体积变小，能用分子动理论解释，故D不符合题意。
故选：B。
【点评】本题难度不大，掌握分子的基本性质及利用分子的基本性质分析和解决问题的方法是解答此类题的关键。
8．（2分）甲、乙两个轻质泡沫小球用绝缘细线悬挂起来，它们之间的相互作用情况如图所示。下列有关两球带电情况说法正确的是（ ）
A．两球都带正电
B．两球都带负电
C．若甲带正电则乙一定带负电
D．若甲带负电，则乙可能不带电
【考点】物体带电情况的判断．版权所有
【分析】根据电荷间的相互作用规律可做出判断。同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。
【解答】解：读图可知，两只轻质小球靠近时相互吸引，说明两只小球带异种电荷或一个带电、另一个不带电（带电体具有吸引轻小物体的性质）；若甲带正电，则乙带负电或不带电；若甲带负电，则乙带正电或不带电，故D正确。
故选：D。
【点评】知道同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，同时要知道，如果是两球相互吸引，则可能是带异种电荷，也可能是有个带电，一个不带电。
9．（2分）下面说法正确的是（ ）
A．热传递结束时，两个物体将有相同的内能
B．质量相等的不同燃料，热值越大，燃烧时放出的热量就越多
C．温度越高的物体含有的热量越多
D．热量是在热传递过程中物体内能改变的多少
【考点】燃料的热值及其计算；内能的概念；热量的概念；热传递的概念与方式．版权所有
【分析】（1）发生热传递的条件是有温度差，当两个物体温度相同时，就不再发生热传递；内能是物体由于分子的热运动而产色的能量，与物体的质量、状态和温度有关；
（2）热值是燃料本身的一种性质，质量相同的不同燃料，完全燃烧时释放的热量不同；
（3）热量是物体通过热传递方式改变的内能，是一个过程量。
【解答】解：A、热传递结束时，两个物体将有相同的温度，质量和状态不一定相同，故内能不一定相同，故A错误；
B、根据Q＝qm可知质量相等的不同燃料，热值越大，完全燃烧时放出的热量越多，故B错误；
CD、热量是过程量，描述它的术语是“吸收”和“放出”，不能用含有；物体吸收或放出多少热量，物体的内能就会改变多少，所以热量是物体内能改变多少的量度，故C错误、D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了对热传递、热值和热量的理解，属于基础题，难度不大。
10．（2分）某同学用电源、开关、导线将三个灯泡连接起来，组成如图所示电路，下列说法中正确的是（ ）
A．开关S闭合，灯L1、L2、L3都可以发光
B．开关S断开，灯L1、L2并联，L2、L3串联
C．开关S闭合，若L1发生短路，L2发光
D．开关S断开，若L1发生短路，L3发光
【考点】电路的三种状态；电路的基本连接方式．版权所有
【分析】串联电路电流只有一条路径，各处电流相等，用电器不能独立工作；并联电路电流有两条或两条以上路径，各用电器可以独立工作，各支路电压相等。
【解答】解：AC、由图示可知，当开关闭合后，L3发生短路，灯L1、L2并联；若L1发生短路，则电源短路，两个灯泡都不发光，故AC错误；
BD、开关S断开，灯L1、L2并联，然后与L3串联，为混联电路；若L1发生短路，L2不发光，L3发光，故D正确，B错误。
故选：D。
【点评】该题主要考查了学生根据实物图判断电路的连接方式，是一道好题。
11．（2分）如图所示，若开关S闭合后，灯L1、L2均不亮，小华同学利用一根导线去查找电路故障，当她将导线连接在灯L1两端时，两灯均不亮，将导线连接在灯L2两端时，灯L1亮而灯L2不亮。由此可以判断（ ）
A．灯L1断路 B．灯L2断路 C．灯L1短路 D．灯L2短路
【考点】电路的三种状态．版权所有
【分析】由图可知两灯的连接方式，根据接入导线后灯泡的亮暗判断电路故障。
【解答】解：闭合开关时两灯均不亮，说明电路中某处断路，或是两灯均短路；
用导线先并联在L1两端时，两灯均不亮，说明灯L1不可能短路；
因导线与灯L2并联，发现L1亮，灯L2不亮，说明电路通路，因此L2断路。
故选：B。
【点评】本题考查了学生能在实验操作中用导线判断电路故障的方法，是检修电路的基础。
12．（2分）下列说法中正确的是（ ）
A．在串联电路中，电流表的位置越靠近电源正极，测得的电流越大
B．电流表既可以串联在电路中，也可以并联在电路中使用
C．两灯泡串联时，即使发光时亮度不同，通过它们的电流也是相同的
D．分别用电流表的两个量程测量同一个用电器的电流，所测电流的大小不相同
【考点】串联电路的电流规律；电流表的使用．版权所有
【分析】（1）电流表应串联在待测电路中，电流表测量与之串联的电路中的电流；
（2）电流表串联在电路中测电路电流，电流表内阻很小，不能并联在电路中；
（3）串联电路的电流处处相等；
（4）电流表有两个量程，电流表量程不同，由于电路中同一个用电器的电流是一定的，则读出的电流表示数是相同的。
【解答】解：A、串联电路的电流处处相等，电流表所测电流的大小与电流表在串联电路中的位置无关，故A错误；
B、电流表串联在电路中测电路电流，电流表内阻很小，不能并联在电路中，否则会使电路短路，故B错误；
C、串联电路的电流处处相等，两灯泡串联时，即使发光时亮度不同，通过它们的电流也是相同的，故C正确；
D、分别用电流表的两个量程测量同一个用电器的电流，用电器电流不变，由于电流表量程不同，电流表的指针位置不同，但电流表的示数是相同的，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了电流表的使用及串联电路的特点，要注意：用同一电流表的不同量程测同一电路电流时，电流表指针位置是不同的，但电流表示数相等。
（多选）13．（2分）用两个相同的电加热器分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化关系，图象如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B．加热相同的时间，甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度
C．加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D．升高相同的温度，甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量
【考点】比热容的概念及其计算．版权所有
【分析】由题意可知，甲、乙两种液体液体质量相等、初温相同，用两个相同的电加热器加热，在相等时间内液体吸收的热量相等；
在图象中，取相同的加热时间，即吸收相同的热量，确定两种液体末温大小关系，得出两种液体的升高温度的大小关系，再利用吸热公式比较两种液体的比热容大小关系。
【解答】解：
（1）由题知，用两个相同的电加热器加热，在相等时间内液体吸收的热量相等，故C错误；
（2）由图象可以看出，当加热时间相同时，即吸收的热量相同时，甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度，故B正确；
（3）由图象可以看出，升高相同的温度，乙的加热时间长，乙吸收的热量多，故D正确；
（4）根据Q吸＝cm△t可知，在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下，谁的温度升高得多，它的比热容小；在其它条件相同时，甲液体升高的温度较高，所以甲液体的比热容小于乙液体的比热容，故A错误。
故选：BD。
【点评】此题考查的是利用图象比较不同物质的比热容，得到正确结论的前提是读懂图象提供的信息，理解比热容的物理意义。
（多选）14．（2分）如图所示电路，闭合开关S1、S2，下列对电路的分析正确的是（ ）
A．L1 与 L2 并联，电流表 A1 测 L2 的电流
B．L1 与 L2 串联，电流表 A2 测干路上的电流
C．当开关 S2 断开时，通过 L1 的电流不变，A2 的示数变小
D．当开关 S2 断开时，A2 的示数不变，通过 L1 的电流变大
【考点】电路的动态分析；电流表的使用；串、并联电路的概念与辨别．版权所有
【分析】电路元件的连接有串联和并联两种方式：由于串联电路只有一条电流路径，流过一个元件的电流同时流过另一个元件，因此各元件相互影响；而并联电路中有多条支路，所以各元件独立工作、互不影响，据此判断两灯泡的连接方式，再根据电流表与被测电路元件串联判断测量的电路元件，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，开关S2断开时电流表A2的示数和通过L1的电流变化。
【解答】解：
AB．由图知，闭合开关S1、S2后，A1、L2、S2在同一支路上，L1单独在一个支路上，则L1与L2并联，A1测L2的电流，电流表A2测干路上的电流，故A正确、B错误；
CD．当开关S2断开时，L2所在支路断路，电流A1的示数变为0，而L1所在支路电流不受影响，保持不变，根据并联电路的电流关系可知，干路电流变小，因此电流表A2的示数变小，故C正确，D错误。
故选：AC。
【点评】本题考查了电路串并联的辨别和电流表所测电路元件的判断以及电路的动态分析，判断电路连接方式时可以根据电流流向法进行解答。
三、作图题（每小题2分，共4分）
15．（2分）健健为抗击新冠疫情设计一个病床呼叫电路。要求：病床1旁的开关S1控制指示灯L1和电铃：病床2旁的开关S2控制指示灯L2和电铃：患者只要按床旁的开关，医务人员就知道谁呼叫。请在图中连线，形成符合要求的完整电路图。
【考点】串、并联电路的设计与应用．版权所有
【分析】由题意可知，病床1旁的开关S1控制指示灯L1和电铃，病床2旁的开关S2控制指示灯L2和电铃，说明两灯泡可以独立工作、互不影响即为并联，且各支路均有一个控制开关，电铃位于干路，据此进行解答。
【解答】解：经分析可知，灯泡L1与灯泡L2并联后再与电铃串联，且病床1的开关S1位于灯泡L1支路，病床2的开关S2位于灯泡L2支路，如下图所示：
【点评】本题考查了串并联电路的设计，根据题意得出各电路元件的位置和连接方式是关键。
16．（2分）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。
【考点】实物的电路连接．版权所有
【分析】用电器并列连接的电路叫并联电路，开关要同时控制盏灯时应在干路上。
【解答】解：
由题知，两灯并联，开关S同时控制两盏灯泡，所在开关应在干路上；图中电流从电源正极流出后，经过开关后应分成两支，分别通过两盏灯泡后再汇合回到电源负极，且电流应从电流表的正接线柱流进，负接线柱流出，故应将L1的右侧与L2的左侧相连，L2的右侧或电流表的左侧接电源负极，如图所示：
【点评】本题考查了根据题意连接实物电路图，关键是明确开关和电流表的连接。
四、实验探究题（17题5分，18题6分，19题8分，共18分）
17．（5分）上蔡二中爱物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知酒精的热值是3.0×107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精。那么请问：
（1）图中 a （a/b）是沙子吸热升温的图像；
（2）加热2min，a吸收的热量 等于 （选填“大于”“小于”或“等于”）b吸收的热量；
（3）加热满2min时，水吸收热量为 4.2×104J ；
（4）给水加热持续了10min时间，所消耗了酒精如果完全燃烧将放出热量为 2.4×105J ；
（5）试求出沙子的比热容为 0.84×103J/（kg•℃） 。
【考点】实验 比较不同物质吸热的情况；燃料的热值及其计算；比热容的概念及其计算．版权所有
【分析】（1）（2）我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法。根据控制变量法分析解答；
比较物质吸热能力的2种方法：
①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；
（3）首先根据图象，得出加热2分钟时水的温度，然后根据公式Q＝cmΔt进行计算。
（4）根据Q放＝mq求出酒精完全燃烧放出的热量；
（5）由a、b两图可知，加热2min，水和沙子吸收的热量相等，根据Q＝cmΔt得出等式即可求出沙子的比热容。
【解答】解：（1）因为沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，沙子的比热容比水小，从公式Δt＝可知，沙子温度升得多，所以图a表示的是沙子吸热升温的过程；
（2）使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，若加热相同的时间吸收的热量相同，所以加热2min，a吸收的热量等于b吸收的热量；
（3）由图象知，水加热2分钟时的温度是70℃，则Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×（70℃﹣20℃）＝4.2×104J；
（4）加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，则10min消耗的酒精为8g＝0.008kg，
所以给水加热持续了10min时间，所消耗了酒精如果完全燃烧将放出热量为Q放＝mq＝0.008kg×3.0×107J/kg＝2.4×105J；
（5）水和沙子均加热2min，吸收相等的热量，则
Q沙吸＝Q水吸，即c沙m水Δt沙＝c水m水Δt水，
由图象可知，t0＝20℃，t水＝70℃，t沙＝270℃，
c沙＝＝×4.2×103J/（kg•℃）＝0.84×103J/（kg•℃）。
故答案为：（1）a；（2）等于；（3）4.2×104J；（4）2.4×105J；（5）0.84×103J/（kg•℃）。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法，为热学中的重要实验。
18．（6分）甲、乙两位同学在探究串联电路中电流的规律时，看到实验桌上的器材有：学生电源一个，开关一个，小灯泡一个，验电器一个，导线若干，他们交流后决定：
（1）由甲同学向老师报告，要求增加的元件是 灯泡 ，同时撤掉验电器换取 电流表 。
（2）甲同学率先探究串联电路中的电流规律，刚接好最后一根导线，表的指针迅速达到最右端，乙同学立即切断电源，经检查发现在连接电路时没有 断开开关 ；也没有 试触选择电流表的量程 。
（3）实验中发现电流表指针摆动分别出现了如下图甲、乙所示的两种情况。请分析在使用电流表时存在问题的原因甲现象存在问题的原因： 电流表“+”“﹣”接线柱接反 ；乙现象存在问题的原因： 选择量程太大 。
（4）在乙同学的协助下，甲同学终于完成了探究串联电路电流规律的正确连接，甲同学读取电流表的示数后，感觉比其它实验小组的读数大一些，于是他断开开关又仔细观察发现电流表还有0.04A的读数，这时才意识到使用电流表之前还必须 将指针调至零刻线、调零 。
【考点】探究串联电路中各处电流的关系．版权所有
【分析】（1）探究串联电路电流关系题目中只有一个小灯泡，还少一个用电器。测量电流需要电流表。
（2）连接电路前要断开开关，并要估计电路中电流大小选电流表的量程。
（3）根据指针偏转判断接线柱是否接反。量程选择要合适。
（4）电流表读数前要观察指针是否在零刻度。
【解答】解：（1）根据研究串联电路特点需要增加个用电器：灯泡，测电流需要增加电流表。
（2）刚接完电路电流表没有闭合开关就有示数，说明开始没断开开关 同时接前没试触选择电流表的量程。
（3）由甲图中指针向“0”刻度左边偏转说明正负接线柱有问题；乙图中的表盘指针偏转角度太小，说明量程选择有问题。
（4）“观察发现电流表还有0.04A的读数”，没有测量时电流表有示数说明电流表测量前没有调零。
故答案为：（1）灯泡 电流表；（2）断开开关 试触选择电流表的量程；（3）电流表“+”“﹣”接线柱接反 选择量程太大；（4）将指针调至零刻线、调零。
【点评】本题要考查学生实验仪器的选择，电流表的使用，实验故障的排除。对每个细节都要仔细分析。
19．（8分）小芳探究“用电流表测电流”的实验中，设计如图甲所示电路。
（1）甲电路中，当开关S闭合后，电流表的指针偏转如图乙所示，其中a电流表测量的是通过 L1 （选填“电源”、“L1”或“L2”）的电流，b电流表的读数应为 1.2 A。
（2）在实验过程中他们连接了如图丙所示的电路，闭合开关后，观察到灯L2 不发光 （选填“发光”或“不发光”）；通过分析电路连接情况，该电路存在的问题是 灯L2被短路 （写出一条即可）。
（3）请在图丙上只改动一根导线，符合L1、12并联，电流表A1测干路电流，A2测灯L2的电流，开关控制所有用电器。（要求：在需要改动的导线上画“×”，用笔将改动后的导线画出，导线不许交叉）。
（4）他们改正错误后把电流表分别接入到电路中的A、B、C处，测出电流如表：
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.10
0.12
0.22
2
0.22
0.24
0.46
3
0.26
0.30
0.56
通过分析，得出的结论是： 在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和 。
（5）本实验中需要多次测量的目的是 寻找普遍规律 。
【考点】探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系．版权所有
【分析】（1）电流表应与被测电路串联，由图分析电流表跟哪个灯泡串联就测哪个灯泡的电流；根据b电流表所处位置，判断其测量的是干路还是支路电流，再结合两个电流表指针位置判断各自选择的量程，由量程判断分度值，最后再正确读数；
（2）如图丙所示的电路，L2与电流表A2串联后与导线并联，据此分析；
（3）根据图丙分析连接错误之处；将两灯并联，电流表A2测灯L2的电流，电流表A1测总电流；
只允许改其中一条导线，因此将A1、L2之间的连线改接到灯L1右接线柱或开关的右接线柱即可；
（4）分析表中数据得出的结论；
（5）本实验利用归纳法寻找实验规律的要求是要多次测量获得多组实验数据，由此得出的实验规律才具有普遍性。
【解答】解：（1）电流表a应与灯L1所在支路串联，由此可知电流表a测的是灯L1的电流；由图可知电流表b串联在干路中，则其测的是干路电流，再结合两个电流表的指针偏转大小，可知电流表b选用的是大量程“0﹣3A”
其分度值为0.1A，则其读数为1.2A；
（2）在实验过程中他们连接了如图丙所示的电路，L2与电流表A2串联后与导线并联，该电路存在的问题是：L2被短路，则L2不会发光。
（3）由图丙可知，闭合开关，电流从正极出发，经开关、灯泡L1、电流表A1回到负极，即A2、L2被短路。
通过分析可知，应将A1、L2之间的连线改接到灯L1的右接线柱或开关的右接线柱。如图所示：
（4）分析表中数据：0.10A+0.12A＝0.22A；0.22A+0.24A＝0.46A；0.26A+0.30A＝0.56A。
可以得出的结论是：在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。
（5）本实验利用归纳法寻找实验规律的要求是要多次测量获得多组实验数据，为此多次测量的目的是寻找普遍规律。
故答案为：（1）L1；1.2；（2）不发光；L2短路了；（3）见上图；（4）在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和；（5）寻找普遍规律。
【点评】本题探究并联电路电流特点实验，考查故障分析、电路的改接、数据分析、电流表的使用和读数以及归纳法的运用，题目较综合，整体难度一般。
五、综合计算题
20．2019年10月1日，中国自主研制的新一代无人驾驶汽车以72km/h的速度在天安门广场行驶了4.5km，接受全国人民和习近平主席的检阅，此过程消耗汽油1kg，汽油机的效率为30%，废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，那么，在这段行驶过程中，（汽油热值4.5×107J/kg）求：
（1）在1标准大气压下，假如这些废气带走的能量全部被质量50kg、温度为20℃的水吸收，水温能升高到多少摄氏度？
（2）汽车在上述路段行驶时，发动机的输出功率为多少kW？
【考点】热机的效率；功率的计算及公式的应用．版权所有
【分析】（1）利用Q放＝mq可以计算出汽油完全燃烧放出的热量；
先计算出废气带走的能量即为水吸收的热量Q吸，利用Q吸＝cmΔt可以求出升高的温度Δt，水温能升高到的温度t＝t0+Δt，注意在1标准大气压下水的沸点是100℃；
（2）根据η＝可以计算出发动机做的有用功；
利用v＝可以计算出汽车运动的时间，再利用P＝可以计算出发动机的功率。
【解答】解：（1）汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝m汽油q汽油＝1kg×4.5×107J/kg＝4.5×107J；
水吸收的热量：Q吸＝Q废气＝42%×4.5×107J＝1.89×107J；
由Q吸＝cmΔt可知水升高的温度：
Δt＝＝＝90℃；
由Δt＝t﹣t0可知，水温能升高到的温度：t＝t0+Δt＝90℃+20℃＝110℃；
由于在1标准大气压下，水的沸点是100℃，所以水温最后能升高到100℃；
（3）由η＝可知发动机做的有用功：
W有＝ηQ放＝30%×4.5×107J＝1.35×107J；
由v＝可知汽车行驶的时间为：
t＝＝＝0.0625h＝225s；
发动机的输出功率：
P＝＝＝6×104W＝60kW。
答：（1）水温能升高到100℃；
（2）汽车在上述路段行驶时，发动机的输出功率为60kW。
【点评】本题主要考查了学生对燃料完全燃烧放热公式、吸热公式、速度公式、功和功率计算公式的了解与掌握，综合性强，注意升高（Δt）和升高到（t）的区别，以及标准大气压下水的沸点。
21．太阳能是一种清洁、无污染的理想能源。上蔡县盛夏的一天，在阳光的照射下，能将内盛有100L的水，温度升高50℃，求：
（1）这些水吸收了多少的热量？
（2）这些热量相当于完全燃烧多少m3的液化石油气？（液化石油气的热值q＝4.2×107（J/m3））
（3）晴天平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为3.3×106J．若该热水器接受太阳能的有效面积为2m2，每天日照时间按8h，则它一天中接收的太阳能（E）约为多少？
（4）这台太阳能热水器的效率是多少？
【考点】太阳能；燃料的热值及其计算．版权所有
【分析】（1）先根据密度公式求出水的质量，再根据吸热公式求出这些水吸收了的热量；
（2）由题意知，液化石油气完全燃烧放出的热量Q放＝Q吸，再利用Q＝Vq求出液化石油气的体积；
（3）首先计算2m2每小时接收的太阳能，然后乘以每天日照时间按8h，就可计算出一天中接收的太阳能；
（4）根据η＝×100%求出这台太阳能热水器的效率。
【解答】解：（1）水的体积V水＝100L＝100dm3＝0.1m3，
由ρ＝得，水的质量：
m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×0.1m3＝100kg，
则水吸收的热量：
Q吸＝c水m水△t＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×50℃＝2.1×107J；
（2）由题意知，液化石油气完全燃烧放出的热量：
Q放＝Q吸＝2.1×107J，
由Q＝Vq得，需要液化石油气的体积：
V＝＝＝0.5m3；
（3）热水器一天中接收的太阳能：
E＝3.3×106J/（m2•h）×2m2×8h＝5.28×107J；
（4）则这台太阳能热水器的效率：
η＝×100%＝×100%≈39.8%。
答：（1）这些水吸收了2.1×107J的热量；
（2）这些热量相当于完全燃烧0.5m3的液化石油气；
（3）它一天中接收的太阳能（E）约为5.28×107J；
（4）这台太阳能热水器的效率是39.8%。
【点评】本题考查了太阳能热水器的利用率、密度公式、吸热公式、燃料燃烧放热公式及效率公式的掌握和应用，知识点多、综合性强，要求灵活运用公式求解，有一定的难度。
河南省上蔡县第二初级中学2022-2023学年九年级上学期第一次月考物理试题
一、填空题（共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）在3D打印笔中装入塑料条接通电源，等待一段时间后即可挤出热融的胶条，胶条在空气中迅速冷却变成特定的形态。加热时，会闻到熔胶的气味，这是 现象。胶条被挤出，并“粘”在物体上，说明分子间存在 。
2．（2分）在火电站内，燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为电能。蒸汽轮机的作用是将 能转化为机械能。若锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为50%、70%和80%，则火电站的效率为 。
3．（2分）一单缸四冲程汽油机每分钟消耗汽油10克，其中与钻木取火能量转化相同的是 冲程，若飞轮转速为1500r/min，一个做功冲程燃气对活塞做功150J，则该汽油机工作时热机效率为 。（汽油热值为4.5×107J/kg）
4．（2分）如图所示是国产某品牌的电动混合动力汽车，给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于 （选填“用电器”或“电源”）；刚擦完车玻璃的干毛巾很容易吸附灰尘，能与毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥，这说明干毛巾带 电。
5．（3分）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值为3×107J/kg。煤完全燃烧产生的热量 J；在烧水过程中， 热效率最高（选填“0～2min”、“2～4min”或“4～6min”），其值为 。
6．（3分）如图所示，要使灯L1和L2串联，应闭合开关 ；要使灯L1和L2并联，应闭合开关 ；绝对不允许同时闭合开关 。
二、选择题（每小题2分，共16分。7-12题为单项选择，13、14题为双项选择题，选对一项得1分，有错误选项不得分）
7．（2分）下列现象中，不能用分子动理论解释的是（ ）
A．水很难被压缩
B．海绵很容易被压缩
C．春天，校园里花香扑鼻
D．酒精和水混合后总体积变小
8．（2分）甲、乙两个轻质泡沫小球用绝缘细线悬挂起来，它们之间的相互作用情况如图所示。下列有关两球带电情况说法正确的是（ ）
A．两球都带正电
B．两球都带负电
C．若甲带正电则乙一定带负电
D．若甲带负电，则乙可能不带电
9．（2分）下面说法正确的是（ ）
A．热传递结束时，两个物体将有相同的内能
B．质量相等的不同燃料，热值越大，燃烧时放出的热量就越多
C．温度越高的物体含有的热量越多
D．热量是在热传递过程中物体内能改变的多少
10．（2分）某同学用电源、开关、导线将三个灯泡连接起来，组成如图所示电路，下列说法中正确的是（ ）
A．开关S闭合，灯L1、L2、L3都可以发光
B．开关S断开，灯L1、L2并联，L2、L3串联
C．开关S闭合，若L1发生短路，L2发光
D．开关S断开，若L1发生短路，L3发光
11．（2分）如图所示，若开关S闭合后，灯L1、L2均不亮，小华同学利用一根导线去查找电路故障，当她将导线连接在灯L1两端时，两灯均不亮，将导线连接在灯L2两端时，灯L1亮而灯L2不亮。由此可以判断（ ）
A．灯L1断路 B．灯L2断路 C．灯L1短路 D．灯L2短路
12．（2分）下列说法中正确的是（ ）
A．在串联电路中，电流表的位置越靠近电源正极，测得的电流越大
B．电流表既可以串联在电路中，也可以并联在电路中使用
C．两灯泡串联时，即使发光时亮度不同，通过它们的电流也是相同的
D．分别用电流表的两个量程测量同一个用电器的电流，所测电流的大小不相同
（多选）13．（2分）用两个相同的电加热器分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化关系，图象如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B．加热相同的时间，甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度
C．加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D．升高相同的温度，甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量
（多选）14．（2分）如图所示电路，闭合开关S1、S2，下列对电路的分析正确的是（ ）
A．L1 与 L2 并联，电流表 A1 测 L2 的电流
B．L1 与 L2 串联，电流表 A2 测干路上的电流
C．当开关 S2 断开时，通过 L1 的电流不变，A2 的示数变小
D．当开关 S2 断开时，A2 的示数不变，通过 L1 的电流变大
三、作图题（每小题2分，共4分）
15．（2分）健健为抗击新冠疫情设计一个病床呼叫电路。要求：病床1旁的开关S1控制指示灯L1和电铃：病床2旁的开关S2控制指示灯L2和电铃：患者只要按床旁的开关，医务人员就知道谁呼叫。请在图中连线，形成符合要求的完整电路图。
16．（2分）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。
四、实验探究题（17题5分，18题6分，19题8分，共18分）
17．（5分）上蔡二中爱物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知酒精的热值是3.0×107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精。那么请问：
（1）图中 （a/b）是沙子吸热升温的图像；
（2）加热2min，a吸收的热量 （选填“大于”“小于”或“等于”）b吸收的热量；
（3）加热满2min时，水吸收热量为 ；
（4）给水加热持续了10min时间，所消耗了酒精如果完全燃烧将放出热量为 ；
（5）试求出沙子的比热容为 。
18．（6分）甲、乙两位同学在探究串联电路中电流的规律时，看到实验桌上的器材有：学生电源一个，开关一个，小灯泡一个，验电器一个，导线若干，他们交流后决定：
（1）由甲同学向老师报告，要求增加的元件是 ，同时撤掉验电器换取 。
（2）甲同学率先探究串联电路中的电流规律，刚接好最后一根导线，表的指针迅速达到最右端，乙同学立即切断电源，经检查发现在连接电路时没有 ；也没有 。
（3）实验中发现电流表指针摆动分别出现了如下图甲、乙所示的两种情况。请分析在使用电流表时存在问题的原因甲现象存在问题的原因： ；乙现象存在问题的原因： 。
（4）在乙同学的协助下，甲同学终于完成了探究串联电路电流规律的正确连接，甲同学读取电流表的示数后，感觉比其它实验小组的读数大一些，于是他断开开关又仔细观察发现电流表还有0.04A的读数，这时才意识到使用电流表之前还必须 。
19．（8分）小芳探究“用电流表测电流”的实验中，设计如图甲所示电路。
（1）甲电路中，当开关S闭合后，电流表的指针偏转如图乙所示，其中a电流表测量的是通过 （选填“电源”、“L1”或“L2”）的电流，b电流表的读数应为 A。
（2）在实验过程中他们连接了如图丙所示的电路，闭合开关后，观察到灯L2 （选填“发光”或“不发光”）；通过分析电路连接情况，该电路存在的问题是 （写出一条即可）。
（3）请在图丙上只改动一根导线，符合L1、12并联，电流表A1测干路电流，A2测灯L2的电流，开关控制所有用电器。（要求：在需要改动的导线上画“×”，用笔将改动后的导线画出，导线不许交叉）。
（4）他们改正错误后把电流表分别接入到电路中的A、B、C处，测出电流如表：
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.10
0.12
0.22
2
0.22
0.24
0.46
3
0.26
0.30
0.56
通过分析，得出的结论是： 。
（5）本实验中需要多次测量的目的是 。
五、综合计算题
20．2019年10月1日，中国自主研制的新一代无人驾驶汽车以72km/h的速度在天安门广场行驶了4.5km，接受全国人民和习近平主席的检阅，此过程消耗汽油1kg，汽油机的效率为30%，废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，那么，在这段行驶过程中，（汽油热值4.5×107J/kg）求：
（1）在1标准大气压下，假如这些废气带走的能量全部被质量50kg、温度为20℃的水吸收，水温能升高到多少摄氏度？
（2）汽车在上述路段行驶时，发动机的输出功率为多少kW？
21．太阳能是一种清洁、无污染的理想能源。上蔡县盛夏的一天，在阳光的照射下，能将内盛有100L的水，温度升高50℃，求：
（1）这些水吸收了多少的热量？
（2）这些热量相当于完全燃烧多少m3的液化石油气？（液化石油气的热值q＝4.2×107（J/m3））
（3）晴天平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为3.3×106J．若该热水器接受太阳能的有效面积为2m2，每天日照时间按8h，则它一天中接收的太阳能（E）约为多少？
（4）这台太阳能热水器的效率是多少？
河南省上蔡县第二初级中学2022-2023学年九年级上学期第一次月考物理试题
参考答案与试题解析
一、填空题（共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）在3D打印笔中装入塑料条接通电源，等待一段时间后即可挤出热融的胶条，胶条在空气中迅速冷却变成特定的形态。加热时，会闻到熔胶的气味，这是 扩散 现象。胶条被挤出，并“粘”在物体上，说明分子间存在 引力 。
【考点】分子间的作用力；扩散现象．版权所有
【分析】两种物质接触时，彼此进入对方的现象叫扩散，扩散表明一切物质的分子都是不停的做无规则的运动；
分子间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解：由于一切物质的分子在永不停息地做无规则运动，所以，加热时会闻到熔胶的气味，这是熔胶的气味分子做无规则运动的结果，属于扩散现象；
根据分子间存在相互的作用的引力和斥力可知，胶条被挤出，并“粘”在物体上，说明分子间存在引力。
故答案为：扩散；引力。
【点评】此题结合实际考查了扩散现象和分子间的作用力，体现了物理来源于生活的特点，注意第一空不能填分子扩散，易错点！
2．（2分）在火电站内，燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为电能。蒸汽轮机的作用是将 内 能转化为机械能。若锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为50%、70%和80%，则火电站的效率为 28% 。
【考点】能量的利用效率；机械能和其他形式能的转化．版权所有
【分析】在汽轮机中，内能再转化为机械能；知道锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率，根据效率公式求出火电站的效率。
【解答】解：
蒸汽轮机的作用是将内能转化为机械能；
已知锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为η1＝50%、η2＝70%和η3＝80%，所以火电站的效率为η＝η1η2η3＝50%×70%×80%＝28%。
故答案为：内；28%。
【点评】本题考查能量利用和转化，关键要知道各个用电器的能量转化问题，此题较难的地方是效率公式的掌握和运用，计算时要确定哪种能量是有效利用的能量。
3．（2分）一单缸四冲程汽油机每分钟消耗汽油10克，其中与钻木取火能量转化相同的是 压缩 冲程，若飞轮转速为1500r/min，一个做功冲程燃气对活塞做功150J，则该汽油机工作时热机效率为 25% 。（汽油热值为4.5×107J/kg）
【考点】热机的效率；四冲程内燃机的工作过程．版权所有
【分析】（1）钻木取火现象是通过做功的方式改变物体的内能，将机械能转化为内能，汽油机在做功冲程中将内能转化为机械能，在压缩冲程中将机械能转化为内能；
（2）单缸四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，对外做功一次，进一步求出单缸四冲程汽油机工作1min做的功；
根据Q放＝mq求出10g汽油完全燃烧释放的热量，根据η＝×100%求出该汽油机工作时热机效率。
【解答】解：
（1）钻木取火现象是通过做功的方式改变物体的内能，将机械能转化为内能，汽油机在压缩冲程中将机械能转化为内能，即压缩冲程与钻木取火的能量转化情况相同；
（2）单缸四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，对外做功一次，
已知飞轮的转速是1500r/min，所以，每分钟对外做功750次，
则单缸四冲程汽油机工作1min做的功：
W＝150J×750＝1.125×105J，
每分钟消耗10g汽油，10g汽油完全燃烧释放的热量：
Q放＝mq＝10×10﹣3kg×4.5×107J/kg＝4.5×105J，
该汽油机工作时热机效率为：
η＝×100%＝×100%＝25%。
故答案为：压缩；25%。
【点评】此题考查热机工作时的能量转化、热机效率的计算，明确“单缸四冲程汽油机，一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，对外做功一次”是关键。
4．（2分）如图所示是国产某品牌的电动混合动力汽车，给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于 用电器 （选填“用电器”或“电源”）；刚擦完车玻璃的干毛巾很容易吸附灰尘，能与毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥，这说明干毛巾带 负 电。
【考点】电路的组成；电荷间的相互作用规律．版权所有
【分析】（1）电池供电时是电源，充电时则为用电器；
（2）毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
【解答】解：
（1）给汽车蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，所以此时蓄电池相当于用电器；
（2）用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，刚擦完车玻璃的干毛巾与毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥，说明干毛巾也带负电。
故答案为：用电器；负。
【点评】本题考查了给蓄电池充电时能量的转化和电荷间的相互作用规律，属于基础题目。
5．（3分）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值为3×107J/kg。煤完全燃烧产生的热量 6×106 J；在烧水过程中， 0～2min 热效率最高（选填“0～2min”、“2～4min”或“4～6min”），其值为 42% 。
【考点】热量的计算；燃料的热值及其计算；能量的利用效率．版权所有
【分析】（1）已知煤的质量和热值，利用Q＝mq可求得煤完全燃烧产生的热量；
（2）由图知，0﹣2min时间加热，水升高的温度最高可知其热效率最高；
（3）烧水时的热效率（热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比）。
【解答】解：
（1）煤完全燃烧产生的热量Q放＝mq＝0.2kg×3×107J/kg＝6×106J；
（2）“0～2min”、“2～4min”、“4～6min”，三个时间段的时间相同，煤完全燃烧放出的热量相同，由图知，0﹣2min时间加热，水升高的温度最多、吸收的热量最多，利用效率公式可知其热效率最高；
（3）在0～2min时间内煤完全燃烧产生的热量Q放1＝Q放×＝2×106J；
在0～2min时间内水吸收的热量Q吸1＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（40℃﹣20℃）＝8.4×105J；
煤炉烧水时的热效率η＝＝×100%＝42%。
故答案为：6×106；0～2min；42%。
【点评】本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，能从液体的温度随时间变化的图象搜集有关信息是本题的关键
6．（3分）如图所示，要使灯L1和L2串联，应闭合开关 S3 ；要使灯L1和L2并联，应闭合开关 S1和S2 ；绝对不允许同时闭合开关 S1和S3（或S1、S2和S3） 。
【考点】电路的基本连接方式；电路的三种状态．版权所有
【分析】解答此类题目，可以用排除法得出正确答案。但是无论怎样闭合开关，都不能是电路发生短路或断路。
【解答】解：如果只闭合S1或S2都会发生断路；如果只闭合S3，那么两只灯泡是串联；如果闭合S1和S2，两个灯泡并联；如果闭合S2和S3，那么S2会把L2短路；如果闭合S1和S3，那么会造成短路，烧坏电池；如果S1、S2和S3同时闭合，也会造成短路，烧坏电源。
故答案为：S3；S1和S2；S1和S3（或S1、S2和S3）。
【点评】此类题目得关键是不能发生短路或断路。
二、选择题（每小题2分，共16分。7-12题为单项选择，13、14题为双项选择题，选对一项得1分，有错误选项不得分）
7．（2分）下列现象中，不能用分子动理论解释的是（ ）
A．水很难被压缩
B．海绵很容易被压缩
C．春天，校园里花香扑鼻
D．酒精和水混合后总体积变小
【考点】分子动理论的基本观点．版权所有
【分析】分子动理论包括：物质是由大量分子组成的，分子在永不停息地做无规则运动，分子间存在着相互的引力和斥力。
【解答】解：
A、水很难被压缩，说明水分子之间的间隔较小，能用分子动理论解释，故A不符合题意；
B、海绵很容易被压缩，海绵受力时形状发生改变，是宏观物体的运动，不能用分子动理论解释，故B符合题意；
C、春天，校园里花香扑鼻，是花香分子扩散到空气中的结果，能用分子动理论解释，故C不符合题意；
D、分子之间存在间隙，所以酒精和水混合后总体积变小，能用分子动理论解释，故D不符合题意。
故选：B。
【点评】本题难度不大，掌握分子的基本性质及利用分子的基本性质分析和解决问题的方法是解答此类题的关键。
8．（2分）甲、乙两个轻质泡沫小球用绝缘细线悬挂起来，它们之间的相互作用情况如图所示。下列有关两球带电情况说法正确的是（ ）
A．两球都带正电
B．两球都带负电
C．若甲带正电则乙一定带负电
D．若甲带负电，则乙可能不带电
【考点】物体带电情况的判断．版权所有
【分析】根据电荷间的相互作用规律可做出判断。同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。
【解答】解：读图可知，两只轻质小球靠近时相互吸引，说明两只小球带异种电荷或一个带电、另一个不带电（带电体具有吸引轻小物体的性质）；若甲带正电，则乙带负电或不带电；若甲带负电，则乙带正电或不带电，故D正确。
故选：D。
【点评】知道同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，同时要知道，如果是两球相互吸引，则可能是带异种电荷，也可能是有个带电，一个不带电。
9．（2分）下面说法正确的是（ ）
A．热传递结束时，两个物体将有相同的内能
B．质量相等的不同燃料，热值越大，燃烧时放出的热量就越多
C．温度越高的物体含有的热量越多
D．热量是在热传递过程中物体内能改变的多少
【考点】燃料的热值及其计算；内能的概念；热量的概念；热传递的概念与方式．版权所有
【分析】（1）发生热传递的条件是有温度差，当两个物体温度相同时，就不再发生热传递；内能是物体由于分子的热运动而产色的能量，与物体的质量、状态和温度有关；
（2）热值是燃料本身的一种性质，质量相同的不同燃料，完全燃烧时释放的热量不同；
（3）热量是物体通过热传递方式改变的内能，是一个过程量。
【解答】解：A、热传递结束时，两个物体将有相同的温度，质量和状态不一定相同，故内能不一定相同，故A错误；
B、根据Q＝qm可知质量相等的不同燃料，热值越大，完全燃烧时放出的热量越多，故B错误；
CD、热量是过程量，描述它的术语是“吸收”和“放出”，不能用含有；物体吸收或放出多少热量，物体的内能就会改变多少，所以热量是物体内能改变多少的量度，故C错误、D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了对热传递、热值和热量的理解，属于基础题，难度不大。
10．（2分）某同学用电源、开关、导线将三个灯泡连接起来，组成如图所示电路，下列说法中正确的是（ ）
A．开关S闭合，灯L1、L2、L3都可以发光
B．开关S断开，灯L1、L2并联，L2、L3串联
C．开关S闭合，若L1发生短路，L2发光
D．开关S断开，若L1发生短路，L3发光
【考点】电路的三种状态；电路的基本连接方式．版权所有
【分析】串联电路电流只有一条路径，各处电流相等，用电器不能独立工作；并联电路电流有两条或两条以上路径，各用电器可以独立工作，各支路电压相等。
【解答】解：AC、由图示可知，当开关闭合后，L3发生短路，灯L1、L2并联；若L1发生短路，则电源短路，两个灯泡都不发光，故AC错误；
BD、开关S断开，灯L1、L2并联，然后与L3串联，为混联电路；若L1发生短路，L2不发光，L3发光，故D正确，B错误。
故选：D。
【点评】该题主要考查了学生根据实物图判断电路的连接方式，是一道好题。
11．（2分）如图所示，若开关S闭合后，灯L1、L2均不亮，小华同学利用一根导线去查找电路故障，当她将导线连接在灯L1两端时，两灯均不亮，将导线连接在灯L2两端时，灯L1亮而灯L2不亮。由此可以判断（ ）
A．灯L1断路 B．灯L2断路 C．灯L1短路 D．灯L2短路
【考点】电路的三种状态．版权所有
【分析】由图可知两灯的连接方式，根据接入导线后灯泡的亮暗判断电路故障。
【解答】解：闭合开关时两灯均不亮，说明电路中某处断路，或是两灯均短路；
用导线先并联在L1两端时，两灯均不亮，说明灯L1不可能短路；
因导线与灯L2并联，发现L1亮，灯L2不亮，说明电路通路，因此L2断路。
故选：B。
【点评】本题考查了学生能在实验操作中用导线判断电路故障的方法，是检修电路的基础。
12．（2分）下列说法中正确的是（ ）
A．在串联电路中，电流表的位置越靠近电源正极，测得的电流越大
B．电流表既可以串联在电路中，也可以并联在电路中使用
C．两灯泡串联时，即使发光时亮度不同，通过它们的电流也是相同的
D．分别用电流表的两个量程测量同一个用电器的电流，所测电流的大小不相同
【考点】串联电路的电流规律；电流表的使用．版权所有
【分析】（1）电流表应串联在待测电路中，电流表测量与之串联的电路中的电流；
（2）电流表串联在电路中测电路电流，电流表内阻很小，不能并联在电路中；
（3）串联电路的电流处处相等；
（4）电流表有两个量程，电流表量程不同，由于电路中同一个用电器的电流是一定的，则读出的电流表示数是相同的。
【解答】解：A、串联电路的电流处处相等，电流表所测电流的大小与电流表在串联电路中的位置无关，故A错误；
B、电流表串联在电路中测电路电流，电流表内阻很小，不能并联在电路中，否则会使电路短路，故B错误；
C、串联电路的电流处处相等，两灯泡串联时，即使发光时亮度不同，通过它们的电流也是相同的，故C正确；
D、分别用电流表的两个量程测量同一个用电器的电流，用电器电流不变，由于电流表量程不同，电流表的指针位置不同，但电流表的示数是相同的，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了电流表的使用及串联电路的特点，要注意：用同一电流表的不同量程测同一电路电流时，电流表指针位置是不同的，但电流表示数相等。
（多选）13．（2分）用两个相同的电加热器分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化关系，图象如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B．加热相同的时间，甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度
C．加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D．升高相同的温度，甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量
【考点】比热容的概念及其计算．版权所有
【分析】由题意可知，甲、乙两种液体液体质量相等、初温相同，用两个相同的电加热器加热，在相等时间内液体吸收的热量相等；
在图象中，取相同的加热时间，即吸收相同的热量，确定两种液体末温大小关系，得出两种液体的升高温度的大小关系，再利用吸热公式比较两种液体的比热容大小关系。
【解答】解：
（1）由题知，用两个相同的电加热器加热，在相等时间内液体吸收的热量相等，故C错误；
（2）由图象可以看出，当加热时间相同时，即吸收的热量相同时，甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度，故B正确；
（3）由图象可以看出，升高相同的温度，乙的加热时间长，乙吸收的热量多，故D正确；
（4）根据Q吸＝cm△t可知，在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下，谁的温度升高得多，它的比热容小；在其它条件相同时，甲液体升高的温度较高，所以甲液体的比热容小于乙液体的比热容，故A错误。
故选：BD。
【点评】此题考查的是利用图象比较不同物质的比热容，得到正确结论的前提是读懂图象提供的信息，理解比热容的物理意义。
（多选）14．（2分）如图所示电路，闭合开关S1、S2，下列对电路的分析正确的是（ ）
A．L1 与 L2 并联，电流表 A1 测 L2 的电流
B．L1 与 L2 串联，电流表 A2 测干路上的电流
C．当开关 S2 断开时，通过 L1 的电流不变，A2 的示数变小
D．当开关 S2 断开时，A2 的示数不变，通过 L1 的电流变大
【考点】电路的动态分析；电流表的使用；串、并联电路的概念与辨别．版权所有
【分析】电路元件的连接有串联和并联两种方式：由于串联电路只有一条电流路径，流过一个元件的电流同时流过另一个元件，因此各元件相互影响；而并联电路中有多条支路，所以各元件独立工作、互不影响，据此判断两灯泡的连接方式，再根据电流表与被测电路元件串联判断测量的电路元件，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，开关S2断开时电流表A2的示数和通过L1的电流变化。
【解答】解：
AB．由图知，闭合开关S1、S2后，A1、L2、S2在同一支路上，L1单独在一个支路上，则L1与L2并联，A1测L2的电流，电流表A2测干路上的电流，故A正确、B错误；
CD．当开关S2断开时，L2所在支路断路，电流A1的示数变为0，而L1所在支路电流不受影响，保持不变，根据并联电路的电流关系可知，干路电流变小，因此电流表A2的示数变小，故C正确，D错误。
故选：AC。
【点评】本题考查了电路串并联的辨别和电流表所测电路元件的判断以及电路的动态分析，判断电路连接方式时可以根据电流流向法进行解答。
三、作图题（每小题2分，共4分）
15．（2分）健健为抗击新冠疫情设计一个病床呼叫电路。要求：病床1旁的开关S1控制指示灯L1和电铃：病床2旁的开关S2控制指示灯L2和电铃：患者只要按床旁的开关，医务人员就知道谁呼叫。请在图中连线，形成符合要求的完整电路图。
【考点】串、并联电路的设计与应用．版权所有
【分析】由题意可知，病床1旁的开关S1控制指示灯L1和电铃，病床2旁的开关S2控制指示灯L2和电铃，说明两灯泡可以独立工作、互不影响即为并联，且各支路均有一个控制开关，电铃位于干路，据此进行解答。
【解答】解：经分析可知，灯泡L1与灯泡L2并联后再与电铃串联，且病床1的开关S1位于灯泡L1支路，病床2的开关S2位于灯泡L2支路，如下图所示：
【点评】本题考查了串并联电路的设计，根据题意得出各电路元件的位置和连接方式是关键。
16．（2分）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。
【考点】实物的电路连接．版权所有
【分析】用电器并列连接的电路叫并联电路，开关要同时控制盏灯时应在干路上。
【解答】解：
由题知，两灯并联，开关S同时控制两盏灯泡，所在开关应在干路上；图中电流从电源正极流出后，经过开关后应分成两支，分别通过两盏灯泡后再汇合回到电源负极，且电流应从电流表的正接线柱流进，负接线柱流出，故应将L1的右侧与L2的左侧相连，L2的右侧或电流表的左侧接电源负极，如图所示：
【点评】本题考查了根据题意连接实物电路图，关键是明确开关和电流表的连接。
四、实验探究题（17题5分，18题6分，19题8分，共18分）
17．（5分）上蔡二中爱物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知酒精的热值是3.0×107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精。那么请问：
（1）图中 a （a/b）是沙子吸热升温的图像；
（2）加热2min，a吸收的热量 等于 （选填“大于”“小于”或“等于”）b吸收的热量；
（3）加热满2min时，水吸收热量为 4.2×104J ；
（4）给水加热持续了10min时间，所消耗了酒精如果完全燃烧将放出热量为 2.4×105J ；
（5）试求出沙子的比热容为 0.84×103J/（kg•℃） 。
【考点】实验 比较不同物质吸热的情况；燃料的热值及其计算；比热容的概念及其计算．版权所有
【分析】（1）（2）我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法。根据控制变量法分析解答；
比较物质吸热能力的2种方法：
①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；
（3）首先根据图象，得出加热2分钟时水的温度，然后根据公式Q＝cmΔt进行计算。
（4）根据Q放＝mq求出酒精完全燃烧放出的热量；
（5）由a、b两图可知，加热2min，水和沙子吸收的热量相等，根据Q＝cmΔt得出等式即可求出沙子的比热容。
【解答】解：（1）因为沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，沙子的比热容比水小，从公式Δt＝可知，沙子温度升得多，所以图a表示的是沙子吸热升温的过程；
（2）使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，若加热相同的时间吸收的热量相同，所以加热2min，a吸收的热量等于b吸收的热量；
（3）由图象知，水加热2分钟时的温度是70℃，则Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×（70℃﹣20℃）＝4.2×104J；
（4）加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，则10min消耗的酒精为8g＝0.008kg，
所以给水加热持续了10min时间，所消耗了酒精如果完全燃烧将放出热量为Q放＝mq＝0.008kg×3.0×107J/kg＝2.4×105J；
（5）水和沙子均加热2min，吸收相等的热量，则
Q沙吸＝Q水吸，即c沙m水Δt沙＝c水m水Δt水，
由图象可知，t0＝20℃，t水＝70℃，t沙＝270℃，
c沙＝＝×4.2×103J/（kg•℃）＝0.84×103J/（kg•℃）。
故答案为：（1）a；（2）等于；（3）4.2×104J；（4）2.4×105J；（5）0.84×103J/（kg•℃）。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法，为热学中的重要实验。
18．（6分）甲、乙两位同学在探究串联电路中电流的规律时，看到实验桌上的器材有：学生电源一个，开关一个，小灯泡一个，验电器一个，导线若干，他们交流后决定：
（1）由甲同学向老师报告，要求增加的元件是 灯泡 ，同时撤掉验电器换取 电流表 。
（2）甲同学率先探究串联电路中的电流规律，刚接好最后一根导线，表的指针迅速达到最右端，乙同学立即切断电源，经检查发现在连接电路时没有 断开开关 ；也没有 试触选择电流表的量程 。
（3）实验中发现电流表指针摆动分别出现了如下图甲、乙所示的两种情况。请分析在使用电流表时存在问题的原因甲现象存在问题的原因： 电流表“+”“﹣”接线柱接反 ；乙现象存在问题的原因： 选择量程太大 。
（4）在乙同学的协助下，甲同学终于完成了探究串联电路电流规律的正确连接，甲同学读取电流表的示数后，感觉比其它实验小组的读数大一些，于是他断开开关又仔细观察发现电流表还有0.04A的读数，这时才意识到使用电流表之前还必须 将指针调至零刻线、调零 。
【考点】探究串联电路中各处电流的关系．版权所有
【分析】（1）探究串联电路电流关系题目中只有一个小灯泡，还少一个用电器。测量电流需要电流表。
（2）连接电路前要断开开关，并要估计电路中电流大小选电流表的量程。
（3）根据指针偏转判断接线柱是否接反。量程选择要合适。
（4）电流表读数前要观察指针是否在零刻度。
【解答】解：（1）根据研究串联电路特点需要增加个用电器：灯泡，测电流需要增加电流表。
（2）刚接完电路电流表没有闭合开关就有示数，说明开始没断开开关 同时接前没试触选择电流表的量程。
（3）由甲图中指针向“0”刻度左边偏转说明正负接线柱有问题；乙图中的表盘指针偏转角度太小，说明量程选择有问题。
（4）“观察发现电流表还有0.04A的读数”，没有测量时电流表有示数说明电流表测量前没有调零。
故答案为：（1）灯泡 电流表；（2）断开开关 试触选择电流表的量程；（3）电流表“+”“﹣”接线柱接反 选择量程太大；（4）将指针调至零刻线、调零。
【点评】本题要考查学生实验仪器的选择，电流表的使用，实验故障的排除。对每个细节都要仔细分析。
19．（8分）小芳探究“用电流表测电流”的实验中，设计如图甲所示电路。
（1）甲电路中，当开关S闭合后，电流表的指针偏转如图乙所示，其中a电流表测量的是通过 L1 （选填“电源”、“L1”或“L2”）的电流，b电流表的读数应为 1.2 A。
（2）在实验过程中他们连接了如图丙所示的电路，闭合开关后，观察到灯L2 不发光 （选填“发光”或“不发光”）；通过分析电路连接情况，该电路存在的问题是 灯L2被短路 （写出一条即可）。
（3）请在图丙上只改动一根导线，符合L1、12并联，电流表A1测干路电流，A2测灯L2的电流，开关控制所有用电器。（要求：在需要改动的导线上画“×”，用笔将改动后的导线画出，导线不许交叉）。
（4）他们改正错误后把电流表分别接入到电路中的A、B、C处，测出电流如表：
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.10
0.12
0.22
2
0.22
0.24
0.46
3
0.26
0.30
0.56
通过分析，得出的结论是： 在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和 。
（5）本实验中需要多次测量的目的是 寻找普遍规律 。
【考点】探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系．版权所有
【分析】（1）电流表应与被测电路串联，由图分析电流表跟哪个灯泡串联就测哪个灯泡的电流；根据b电流表所处位置，判断其测量的是干路还是支路电流，再结合两个电流表指针位置判断各自选择的量程，由量程判断分度值，最后再正确读数；
（2）如图丙所示的电路，L2与电流表A2串联后与导线并联，据此分析；
（3）根据图丙分析连接错误之处；将两灯并联，电流表A2测灯L2的电流，电流表A1测总电流；
只允许改其中一条导线，因此将A1、L2之间的连线改接到灯L1右接线柱或开关的右接线柱即可；
（4）分析表中数据得出的结论；
（5）本实验利用归纳法寻找实验规律的要求是要多次测量获得多组实验数据，由此得出的实验规律才具有普遍性。
【解答】解：（1）电流表a应与灯L1所在支路串联，由此可知电流表a测的是灯L1的电流；由图可知电流表b串联在干路中，则其测的是干路电流，再结合两个电流表的指针偏转大小，可知电流表b选用的是大量程“0﹣3A”
其分度值为0.1A，则其读数为1.2A；
（2）在实验过程中他们连接了如图丙所示的电路，L2与电流表A2串联后与导线并联，该电路存在的问题是：L2被短路，则L2不会发光。
（3）由图丙可知，闭合开关，电流从正极出发，经开关、灯泡L1、电流表A1回到负极，即A2、L2被短路。
通过分析可知，应将A1、L2之间的连线改接到灯L1的右接线柱或开关的右接线柱。如图所示：
（4）分析表中数据：0.10A+0.12A＝0.22A；0.22A+0.24A＝0.46A；0.26A+0.30A＝0.56A。
可以得出的结论是：在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。
（5）本实验利用归纳法寻找实验规律的要求是要多次测量获得多组实验数据，为此多次测量的目的是寻找普遍规律。
故答案为：（1）L1；1.2；（2）不发光；L2短路了；（3）见上图；（4）在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和；（5）寻找普遍规律。
【点评】本题探究并联电路电流特点实验，考查故障分析、电路的改接、数据分析、电流表的使用和读数以及归纳法的运用，题目较综合，整体难度一般。
五、综合计算题
20．2019年10月1日，中国自主研制的新一代无人驾驶汽车以72km/h的速度在天安门广场行驶了4.5km，接受全国人民和习近平主席的检阅，此过程消耗汽油1kg，汽油机的效率为30%，废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，那么，在这段行驶过程中，（汽油热值4.5×107J/kg）求：
（1）在1标准大气压下，假如这些废气带走的能量全部被质量50kg、温度为20℃的水吸收，水温能升高到多少摄氏度？
（2）汽车在上述路段行驶时，发动机的输出功率为多少kW？
【考点】热机的效率；功率的计算及公式的应用．版权所有
【分析】（1）利用Q放＝mq可以计算出汽油完全燃烧放出的热量；
先计算出废气带走的能量即为水吸收的热量Q吸，利用Q吸＝cmΔt可以求出升高的温度Δt，水温能升高到的温度t＝t0+Δt，注意在1标准大气压下水的沸点是100℃；
（2）根据η＝可以计算出发动机做的有用功；
利用v＝可以计算出汽车运动的时间，再利用P＝可以计算出发动机的功率。
【解答】解：（1）汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝m汽油q汽油＝1kg×4.5×107J/kg＝4.5×107J；
水吸收的热量：Q吸＝Q废气＝42%×4.5×107J＝1.89×107J；
由Q吸＝cmΔt可知水升高的温度：
Δt＝＝＝90℃；
由Δt＝t﹣t0可知，水温能升高到的温度：t＝t0+Δt＝90℃+20℃＝110℃；
由于在1标准大气压下，水的沸点是100℃，所以水温最后能升高到100℃；
（3）由η＝可知发动机做的有用功：
W有＝ηQ放＝30%×4.5×107J＝1.35×107J；
由v＝可知汽车行驶的时间为：
t＝＝＝0.0625h＝225s；
发动机的输出功率：
P＝＝＝6×104W＝60kW。
答：（1）水温能升高到100℃；
（2）汽车在上述路段行驶时，发动机的输出功率为60kW。
【点评】本题主要考查了学生对燃料完全燃烧放热公式、吸热公式、速度公式、功和功率计算公式的了解与掌握，综合性强，注意升高（Δt）和升高到（t）的区别，以及标准大气压下水的沸点。
21．太阳能是一种清洁、无污染的理想能源。上蔡县盛夏的一天，在阳光的照射下，能将内盛有100L的水，温度升高50℃，求：
（1）这些水吸收了多少的热量？
（2）这些热量相当于完全燃烧多少m3的液化石油气？（液化石油气的热值q＝4.2×107（J/m3））
（3）晴天平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为3.3×106J．若该热水器接受太阳能的有效面积为2m2，每天日照时间按8h，则它一天中接收的太阳能（E）约为多少？
（4）这台太阳能热水器的效率是多少？
【考点】太阳能；燃料的热值及其计算．版权所有
【分析】（1）先根据密度公式求出水的质量，再根据吸热公式求出这些水吸收了的热量；
（2）由题意知，液化石油气完全燃烧放出的热量Q放＝Q吸，再利用Q＝Vq求出液化石油气的体积；
（3）首先计算2m2每小时接收的太阳能，然后乘以每天日照时间按8h，就可计算出一天中接收的太阳能；
（4）根据η＝×100%求出这台太阳能热水器的效率。
【解答】解：（1）水的体积V水＝100L＝100dm3＝0.1m3，
由ρ＝得，水的质量：
m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×0.1m3＝100kg，
则水吸收的热量：
Q吸＝c水m水△t＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×50℃＝2.1×107J；
（2）由题意知，液化石油气完全燃烧放出的热量：
Q放＝Q吸＝2.1×107J，
由Q＝Vq得，需要液化石油气的体积：
V＝＝＝0.5m3；
（3）热水器一天中接收的太阳能：
E＝3.3×106J/（m2•h）×2m2×8h＝5.28×107J；
（4）则这台太阳能热水器的效率：
η＝×100%＝×100%≈39.8%。
答：（1）这些水吸收了2.1×107J的热量；
（2）这些热量相当于完全燃烧0.5m3的液化石油气；
（3）它一天中接收的太阳能（E）约为5.28×107J；
（4）这台太阳能热水器的效率是39.8%。
【点评】本题考查了太阳能热水器的利用率、密度公式、吸热公式、燃料燃烧放热公式及效率公式的掌握和应用，知识点多、综合性强，要求灵活运用公式求解，有一定的难度。
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