湖北省黄冈市黄梅中学2022-2023学年九年级上学期期中物理试卷(含答案)
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这是一份湖北省黄冈市黄梅中学2022-2023学年九年级上学期期中物理试卷(含答案),共26页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年湖北省黄冈市黄梅中学九年级(上)期中
物理试卷
一、单选题(本大题共8小题)
1.下列现象中,说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.余音绕梁 B.桂花飘香 C.尘土飞扬 D.大雪纷飞
2.下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是( )
A.用循环水冷却汽车发动机
B.夏天在房间内洒水降温
C.让热水流过散热器供暖
D.沿海地区昼夜温差较小
3.下列有关电现象的说法中正确的是( )
A.验电器的工作原理是同种电荷互相排斥
B.摩擦起电是利用摩擦的方式创造电荷
C.电荷的移动形成电流
D.与丝绸摩擦过的玻璃棒带负电荷
4.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0℃的物体没有内能
B.物体吸收热量,温度不一定升高
C.物体温度越高,含有的热量越多
D.热量总是从内能多的物体传递给内能少的物体
5.我国自主研发的氢燃料电动汽车已经亮相,氢燃料电池使用氢做燃料。与传统内燃机驱动汽车相比,它的能量转化效率高达60~80%。燃料电池的燃料是氢和氧,实现了零排放。下列有关氢燃料电池和四冲程内燃机的说法中,正确的是( )
A.氢燃料电池用氢作为燃料是因为氢的比热容大
B.此电动车的效率更高,所以做的有用功更多
C.四冲程内燃机的四个冲程中,将内能转化为机械能的冲程是做功冲程
D.飞轮的转速为1800r/min的四冲程内燃机,每秒钟的做功次数为30次
6.如图为定值电阻甲和乙的电流与电压的关系图线,将它们串联后接入电路中,关于通过甲、乙两电阻的电流大小及电阻两端的电压关系( )
A.I甲=I乙 U甲>U乙 B.I甲=I乙 U甲<U乙
C.I甲<I乙 U甲>U乙 D.I甲<I乙 U甲=U乙
7.如图所示,电源电压恒定,小灯泡L1和L2的阻值分别为20Ω和30Ω(不考虑温度对灯丝电阻的影响),当S1、S2都闭合时,通过灯泡L2的电流为I1。当S1闭合、S2断开时,通过灯泡L2的电流为I2。下列说法正确的是( )
A.S1闭合、S2断开时,灯L1与灯L2的电流之比为9:2
B.S1闭合、S2断开时,灯L1与灯L2两端的电压之比为3:2
C.电流I1与I2之比为5:3
D.S2闭合与断开时,灯L2两端的电压之比为3:5
8.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,R2为定值电阻。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,判断正确的是( )
A.电压表、电流表示数均变大
B.电压表、电流表示数均变小
C.电压表示数变大,电流表示数变小
D.电压表示数变小,电流表示数变大
二、填空题(本大题共4小题)
9.高铁全列禁烟是因为吸烟后烟雾在空气中有 现象,会触发烟雾报警器报警,影响行车安全。清晨荷叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠 力。仅管分子间有空隙,可是却很难压缩固体和液体,这是因分子间有 力。
10.最早出现的热机是 (选填“蒸汽机”或“内燃机”)。四冲程汽油机的一个工作循环中, 冲程是由活塞对气体做功,气体的温度升高,其实质是将 能转化为 能。
11.第七届世界军人运动会开幕式上,主火炬塔的点燃采用“水火交融”的方式点燃,让现场观众无不惊叹!其实
火炬燃烧的是天然气,天然气密度小,通过水这一介质把燃气托到水柱的上方进行燃烧
的 能转化为内能和光能。若水池中有质量为1t的20℃水,这个过程中水的温度升高20℃,则水吸收
热量为 J。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
12.如图所示,电源电压保持不变,E为标有“3.8V”字样的小灯泡,小灯泡正常发光。开关S闭合前后电流表的示数分别为0.2A和0.6A,小灯泡正常发光时的灯丝电阻为 Ω.定值电阻R的阻值为 Ω。
三、作图题(本大题共2小题,共4.0分)
13.如图所示是测量小灯泡电阻的实物图,用笔画线代替导线把电路图补充完整,导线不能交叉,总电阻变小。
14.如图为某兴趣小组设计的呼气式酒精测试仪简易电路图,酒精气体传感器R1是一种气敏电阻,阻值随酒精气体浓度增大而减小,R2是定值电阻,测量时,电压表示数随驾驶员呼出的酒精气体浓度增大而增大请根据以上信息
四、实验探究题(本大题共3小题)
15.如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,小华用两个相同的容器用(虚线框表示)分别装入质量相等的水、煤油两种液体
(1)实验中应保证水和煤油的初温与 (选填“质量”或“体积”)都相同。
(2)实验中选用相同的酒精灯对水和煤油加热相同的时间,水吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(3)对水和煤油加热相同的时间后,可以观察到水升高的温度 (选填“高于”、“等于”或“低于”)煤油升高的温度。
(4)实验表明, (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。在物理学中,我们用 这个物理量来描述物质的这种特性。
(5)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,分析图像可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时, (A/B)吸收的热量较多;质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时, (A/B)升温较高。
16.如图甲所示的串联电路中,闭合开关S时,小桂发现灯泡L1比L2更亮,他猜想可能有以下原因:
猜想一:经过L1的电流比L2大。
猜想二:L1更加靠近电源正极。
为验证猜想,他做了以下探究。
(1)为了验证猜想一,小桂用电流表分别测出图甲A、B、C三处的电流,电流表示数均如图乙所示 A,说明猜想一错误。同时他发现:该电路中任意一处断开,L1、L2均不能发光,说明串联电路有 条通路。
(2)为了验证猜想二,小桂对调两个小灯泡在电路中的位置,操作时开关应该处于 状态,最后发现仍是L1比L2更亮,说明猜想二 。
(3)开关闭合状态下,小桂不小心将一根导线把B、C连接,发现L2熄灭、L1比之前更亮,由此进一步猜想:灯泡的亮度可能跟 有关。
17.有两只阻值未知的定值电阻R1、R2。
(1)图甲是用伏安法测R1阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为10Ω。
①甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”并在图上改正(所画的导线用实线且不能交叉)。
②改正电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,其原因可能是 (填字母)。
A.滑动变阻器断路 B.R1断路 C.R1短路
③故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,电流表示数如图乙所示,则待测电阻R1= Ω。
④现有以下三组数据,分析可知,不可能通过以上实验获得的数据有 (填序号)。
实验序号
U/V
I/A
R1/Ω
1
0.8
0.2
2
1.6
0.4
3
1.9
0.475
(2)图丙是能巧测R2阻值的实验电路图。图中R为电阻箱,R0为定值电阻(阻值未知)。要求仅利用电阻箱读数表达R2的阻值请在空白处填上适当内容。
①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下 ;
②将开关接b,调节 ,保持 不变,记下 ;
③则R2= 。
五、计算题(本大题共2小题)
18.一辆厢式小货车某次运货,满载后总质量是5.0×103kg,在平直的公路上匀速行驶100km,耗油10kg,发动机的牵引功率是50kW(油的热值是5.0×107J/kg,g=10N/kg),求:
(1)货车受到的牵引力;
(2)货车匀速行驶的速度;
(3)货车发动机的效率。
19.亮亮设计了一个用电压表的示数变化来反映环境温度变化的电路,其电路原理图如图甲所示,其中(恒定不变),电压表量程为0~3V,R0是定值电阻,R0=300Ω,R1是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关后,求:
(1)当环境温度为60℃时,热敏电阻R1的阻值为 Ω,环境温度升高时,电压表示数将 (选填“变大”或“变小”)。
(2)此电路所允许的最高环境温度是多少?
(3)当环境温度为40℃时,电压表的示数是多少?
2022-2023学年湖北省黄冈市黄梅中学九年级(上)期中
物理试卷
参考答案与试题解析
一、单选题(本大题共8小题)
1.下列现象中,说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.余音绕梁 B.桂花飘香 C.尘土飞扬 D.大雪纷飞
【考点】分子的热运动.版权所有
【分析】不同的物质在相互接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散,这一现象说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动。由于分子的体积很小,分子的运动无法用肉眼直接看到,但可以通过气味、颜色的变化来体现。
【解答】解:A、余音绕梁是指声音的反射,故A不符合题意;
B、桂花飘香是香气分子不停地做无规则运动的结果;
C、尘土飞扬是固体小颗粒的运动,分子是看不见的;
D、大雪纷飞是固体小颗粒的运动,分子是看不见的;
故选:B。
【点评】此题考查分子和固体小颗粒的区别,我们需要注意的是分子是看不见的。
2.下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是( )
A.用循环水冷却汽车发动机
B.夏天在房间内洒水降温
C.让热水流过散热器供暖
D.沿海地区昼夜温差较小
【考点】比热容解释简单的自然现象.版权所有
【分析】(1)对水的比热容大的理解:相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;
(2)水分的蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度,即蒸发吸热。
【解答】解:
A、因为水的比热容大,升高相同的温度,所以汽车发动机用循环水冷却;
B、炎热的夏天,水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度,不是利用水的比热容大的特点;
C、因为水的比热容大,降低相同的温度,所以让流动的热水流过散热器取暖;
D、因为水的比热容大于沙石的比热容,水的温度升高或降低的温度少,故不符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查水的比热容大的特点的应用,应用所学知识,解释了实际问题,体现了新课标的要求,属于中考热点问题。
3.下列有关电现象的说法中正确的是( )
A.验电器的工作原理是同种电荷互相排斥
B.摩擦起电是利用摩擦的方式创造电荷
C.电荷的移动形成电流
D.与丝绸摩擦过的玻璃棒带负电荷
【考点】验电器的原理及使用;电流的形成;摩擦起电的实质;正电荷与负电荷.版权所有
【分析】(1)验电器的工作原理是同种电荷相互排斥;
(2)当两种束缚电子的能力不同的物质相互摩擦时,束缚电子能力强的得到电子,因电子比质子数量多而带负电,束缚电子能力弱的失去电子,因电子比质子数量少而带正电,一种物质失去多少电子,另一种物质就得到多少电子;因此摩擦起电不是创造了电荷,实质是电子发生了转移;
(3)电荷的定向移动形成电流;
(4)自然界只存在两种电荷,正电荷和负电荷。丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
【解答】解:A、验电器的工作原理是同种电荷相互排斥;
B、摩擦起电实质是电子在物体间发生了转移,故B错误;
C、电荷的定向移动才会形成电流;
D、据课本可知,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了用电器的工作原理、摩擦起电的实质、电流的形成以及正负电荷的规定等知识,难度不大,是一道基础题,掌握基础知识即可正确解题。
4.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0℃的物体没有内能
B.物体吸收热量,温度不一定升高
C.物体温度越高,含有的热量越多
D.热量总是从内能多的物体传递给内能少的物体
【考点】温度、热量与内能的关系;热传递的概念与方式.版权所有
【分析】(1)一切物体都有内能;
(2)内能的大小与温度、质量和状态有关;
(3)热量是一个过程量,存在于热传递过程中,只能说吸收或者放出热量,不能说含有或者具有热量;
(4)发生热传递的条件是存在温度差。
【解答】解:A、一切物体都有内能,故A错误;
B、物体吸收热量,如晶体熔化时吸收热量,温度不变;
C、热量是出现在热传递过程中的一个过程量,可以说吸收或放出热量;
D、发生热传递时,或者从同一物体的高温部分传递给低温部分,故D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查学生对内能、温度、热传递的理解,是热学的难点;要特别注意:温度升高,内能一定增加;但是,内能增加,温度不一定升高。
5.我国自主研发的氢燃料电动汽车已经亮相,氢燃料电池使用氢做燃料。与传统内燃机驱动汽车相比,它的能量转化效率高达60~80%。燃料电池的燃料是氢和氧,实现了零排放。下列有关氢燃料电池和四冲程内燃机的说法中,正确的是( )
A.氢燃料电池用氢作为燃料是因为氢的比热容大
B.此电动车的效率更高,所以做的有用功更多
C.四冲程内燃机的四个冲程中,将内能转化为机械能的冲程是做功冲程
D.飞轮的转速为1800r/min的四冲程内燃机,每秒钟的做功次数为30次
【考点】四冲程内燃机的工作过程;有关热机的计算;燃料的热值及其计算;热机的效率.版权所有
【分析】(1)热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量,热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时,释放出的热量越多,所以在选择火箭燃料时选择热值大的燃料;
(2)判断能量的转化,我们主要看它要消耗什么能量,得到什么能量,总是消耗的能量转化为得到的能量;
(3)掌握内燃机的四个冲程,四个冲程中吸气和排气冲程不发生能量转化,压缩冲程将机械能转化为内能,做功冲程将内能转化为机械能;
(4)四冲程内燃机曲轴转一圈,完成2个冲程,1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。
【解答】解:
A、氢燃料电池用氢作为燃料,完全燃烧相同质量的氢时,故A错误;
B、氢燃料电池驱动汽车电动车的效率更高,故B错误;
C、做功冲程中,火花塞放电,高温高压的燃气推动活塞做功,故C正确;
D、飞轮转速为1800 ,所以内燃机每秒钟经过60个冲程,故D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查了燃料电池工作的原理、能量的转化、内燃机的四个冲程及能量转化情况以及热机的有关计算,是一道综合性题目。
6.如图为定值电阻甲和乙的电流与电压的关系图线,将它们串联后接入电路中,关于通过甲、乙两电阻的电流大小及电阻两端的电压关系( )
A.I甲=I乙 U甲>U乙 B.I甲=I乙 U甲<U乙
C.I甲<I乙 U甲>U乙 D.I甲<I乙 U甲=U乙
【考点】欧姆定律的应用;串联电路的电流规律.版权所有
【分析】定值电阻甲和乙串联接入电路,由于串联电路中电流处处相等,所以甲、乙两电阻的电流大小相等;如图所示,当甲和乙电流相等时,乙电阻两端的电压大于甲电阻两端的电压。
【解答】解:定值电阻甲和乙串联接入电路,由于串联电路中电流处处相等、乙两电阻的电流大小相等甲=I乙;
如图为定值电阻甲和乙的电流与电压的关系图线,当甲和乙电流相等时,故U甲<U乙。
故选:B。
【点评】本题主要考查了串联电路的电流规律,还要结合图像分析甲和乙电流相同时它们电压的关系。
7.如图所示,电源电压恒定,小灯泡L1和L2的阻值分别为20Ω和30Ω(不考虑温度对灯丝电阻的影响),当S1、S2都闭合时,通过灯泡L2的电流为I1。当S1闭合、S2断开时,通过灯泡L2的电流为I2。下列说法正确的是( )
A.S1闭合、S2断开时,灯L1与灯L2的电流之比为9:2
B.S1闭合、S2断开时,灯L1与灯L2两端的电压之比为3:2
C.电流I1与I2之比为5:3
D.S2闭合与断开时,灯L2两端的电压之比为3:5
【考点】欧姆定律的应用.版权所有
【分析】(1)当S1、S2都闭合时,L1被短路,电路为L2的简单电路,L2两端的电压与电源的电压相等,根据欧姆定律求出通过L2的电流;
(2)当S1闭合、S2断开时,小灯泡L1、L2串联,根据串联电路的电流特点可知通过两灯泡的电流关系,利用电阻的串联和欧姆定律表示出两灯泡两端的电压之比,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中电流,然后得出电流I1与I2的比,利用欧姆定律求出L2两端的电压,即可得出S2闭合与断开时,灯L2两端的电压之比。
【解答】解:(1)当S1、S2都闭合时,L2被短路,电路为L2的简单电路,
此时L2两端的电压U4=U,则通过L2的电流I1==;
(2)当S1闭合、S7断开时,小灯泡L1、L2串联,
因串联电路中各处的电流相等,所以3与灯L2的电流之比为1:3,故A错误;
由I=可知1:U2′=IR6:IR2=R1:R5=20Ω:30Ω=2:3,故B错误;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以8====,
则I2:I2=:=5:3,
由欧姆定律可得,此时灯L2两端的电压U2′=I4R2=×30Ω=U,
所以,S2闭合与断开时,灯L2两端的电压之比:U5:U2′=U:U=5:3。
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,分清各量之间的关系是关键。
8.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,R2为定值电阻。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,判断正确的是( )
A.电压表、电流表示数均变大
B.电压表、电流表示数均变小
C.电压表示数变大,电流表示数变小
D.电压表示数变小,电流表示数变大
【考点】电路的动态分析.版权所有
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R2两端的电压变化,利用串联电路的电压特点可知R1两端的电压变化。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R5两端的电压,电流表测电路中的电流。
在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中,R1接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
由I=可知,即电流表的示数变大;
由U=IR可知,R2两端的电压变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R2两端的电压变小,即电压表的示数变小、D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到串联电路的特点和欧姆定律的应用,利用串联电路的分压特点判断电压表的示数变化会更简单。
二、填空题(本大题共4小题)
9.高铁全列禁烟是因为吸烟后烟雾在空气中有 扩散 现象,会触发烟雾报警器报警,影响行车安全。清晨荷叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠 引 力。仅管分子间有空隙,可是却很难压缩固体和液体,这是因分子间有 斥 力。
【考点】分子间的作用力;扩散现象.版权所有
【分析】一切物质是由分子组成的,组成物质的分子都在永不停息地做无规则运动,分子之间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解:(1)吸烟时产生的烟雾分子无规则运动到空气中,这是扩散现象,影响行车安全。
(2)清晨荷叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠,表明分子之间存在引力。
(3)仅管分子间有空隙,可是却很难压缩固体和液体。
故答案为:扩散;引;斥。
【点评】本题考查了学生对分子动理论知识的掌握和应用,是一道基础题。
10.最早出现的热机是 蒸汽机 (选填“蒸汽机”或“内燃机”)。四冲程汽油机的一个工作循环中, 压缩 冲程是由活塞对气体做功,气体的温度升高,其实质是将 机械 能转化为 内 能。
【考点】四冲程内燃机的工作过程;热机.版权所有
【分析】(1)人类发明最早的热机是蒸汽机;
(2)四冲程汽油机的一个工作循环的四个冲程是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,其中压缩冲程活塞由下向上运动,压缩空气做功,使气缸内气体内能增加温度升高。
【解答】解:(1)人类最早出现的热机是蒸汽机;
(2)四冲程汽油机的一个工作循环中,在压缩冲程中,即对空气做功,使得空气的内能增加。
故答案为:蒸汽机;压缩;内。
【点评】本题主要考查学生对内燃机的四个冲程工作特点的了解,属于基础性题目。
11.第七届世界军人运动会开幕式上,主火炬塔的点燃采用“水火交融”的方式点燃,让现场观众无不惊叹!其实
火炬燃烧的是天然气,天然气密度小,通过水这一介质把燃气托到水柱的上方进行燃烧
的 化学 能转化为内能和光能。若水池中有质量为1t的20℃水,这个过程中水的温度升高20℃,则水吸收
热量为 8.4×107 J。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【考点】热量的计算;能量转化和转移.版权所有
【分析】(1)天然气燃烧时,消耗了天然气的化学能,获得了内能、光能,据此分析能量的转化情况;
(2)已知水的质量、比热容、水的温度升高值,根据公式Q吸=cmΔt求出水吸收的热量。
【解答】解:(1)天然气燃烧时,消耗了天然气的化学能,将化学能转化为内能和光能;
(2)水的质量m=1t=1000kg,
水吸收的热量:
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×1000kg×20℃=8.3×107J。
故答案为:化学;8.4×107。
【点评】本题考查了燃料燃烧时的能量转化、吸热公式Q吸=cmΔt的应用,属于基础题目。
12.如图所示,电源电压保持不变,E为标有“3.8V”字样的小灯泡,小灯泡正常发光。开关S闭合前后电流表的示数分别为0.2A和0.6A,小灯泡正常发光时的灯丝电阻为 19 Ω.定值电阻R的阻值为 9.5 Ω。
【考点】欧姆定律的应用.版权所有
【分析】由电路图可知,开关S断开时,电路为灯泡E的简单电路,电流表测通过灯泡的电流,根据额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压,根据欧姆定律求出小灯泡正常发光时的灯丝电阻;开关S闭合后,E与R并联,电流表测干路电流,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过E的电流不变,根据并联电路的电流特点求出通过R的电流,再根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R的阻值。
【解答】解:由电路图可知,开关S断开时,电流表测通过灯泡的电流,
因额定电压下灯泡正常发光,
所以,由小灯泡正常发光可知E=3.8V,此时电路中的电流IE=7.2A,
由I=可得
RE===19Ω;
开关S闭合后,灯泡E与电阻R并联,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,通过灯泡E的电流不变,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R的电流:
IR=I﹣IE=6.6A﹣0.3A=0.4A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,定值电阻R的阻值:
R===9.5Ω。
故答案为:19;2.5。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,要注意用电器正常发光时的电压和额定电压相等。
三、作图题(本大题共2小题,共4.0分)
13.如图所示是测量小灯泡电阻的实物图,用笔画线代替导线把电路图补充完整,导线不能交叉,总电阻变小。
【考点】实物的电路连接.版权所有
【分析】根据滑片向右移时总电阻变小,确定变阻器的右下接线柱连入电路中与灯串联,电压表应与灯并联。
【解答】解:滑动变阻器滑片向右移时,总电阻变小,故变阻器的右下接线柱连入电路中与灯串联,如下图所示:
【点评】本题考查了根据要求连接实物图,关键是明确变阻器的连接,为基础题。
14.如图为某兴趣小组设计的呼气式酒精测试仪简易电路图,酒精气体传感器R1是一种气敏电阻,阻值随酒精气体浓度增大而减小,R2是定值电阻,测量时,电压表示数随驾驶员呼出的酒精气体浓度增大而增大请根据以上信息
【考点】串、并联电路的设计与应用.版权所有
【分析】并联电路中,各支路两端的电压等于电源电压;在串联电路中,各用电器两端电压的和等于电源电压,据此分析电路的连接方式;气敏电阻阻值随酒精气体浓度增大而减小,根据酒精气体浓度的变化分析气敏电阻阻值的变化,根据串联电路的分压规律判定电压表的连接方式,然后画出电路图。
【解答】解:根据题意可知,电压表示数随驾驶员呼出的酒精气体浓度增大而增大,所以该电路不能为并联电路;
气敏电阻阻值随酒精气体浓度增大而减小,驾驶员呼出的酒精气体浓度增大时,根据串联电路的分压规律可知,根据串联电路的电压规律可知,所以电压表应并联在定值电阻的两端
【点评】本题考查根据要求设计电路,注意欧姆定律和串联电路规律的运用,属于常考题。
四、实验探究题(本大题共3小题)
15.如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,小华用两个相同的容器用(虚线框表示)分别装入质量相等的水、煤油两种液体
(1)实验中应保证水和煤油的初温与 质量 (选填“质量”或“体积”)都相同。
(2)实验中选用相同的酒精灯对水和煤油加热相同的时间,水吸收的热量 等于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(3)对水和煤油加热相同的时间后,可以观察到水升高的温度 低于 (选填“高于”、“等于”或“低于”)煤油升高的温度。
(4)实验表明, 水 (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。在物理学中,我们用 比热容 这个物理量来描述物质的这种特性。
(5)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,分析图像可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时, A (A/B)吸收的热量较多;质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时, B (A/B)升温较高。
【考点】实验 比较不同物质吸热的情况.版权所有
【分析】(1)判断水与煤油的吸热本领的大小,可以判断两种物质在吸收相同热量的情况下,升高温度的多少。温度升高较多的,则比热较小;为了达到此目的必须控制所用的物质的质量相等、初温相同,所用仪器相同;
(2)选取相同酒精灯的目的是相同的时间内提供的热量相同;
(3)给质量相同的水和煤油加热相同的时间,吸收的热量相同,由于煤油的吸热本领小,所以煤油升高的温度更高;
(4)相同质量的水与煤油吸收相等的热量,温度升高越快的液体吸热能力越弱,升温越慢的液体吸热本领越强,物理学中用比热容反映物质的吸热本领;
(5)根据图乙分析回答。
【解答】解:(1)在此实验中,为了比较水和煤油吸热本领的大小,观察升高的温度的不同,比较加热时间。为了达到实验目的前提条件是:在两个相同的烧杯中应加入初温相同;
(2)用相同的酒精灯对水和煤油加热相同的时间,酒精灯放出的热量相同;
(3)实验表明质量相同的水和煤油,吸收相同的热量后,水的温度更低;
(4)根据实验可知,相同质量的水和煤油,因此水吸热的能力更强。
(5)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时,故A吸收的热量较多;
质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时,B升温较高。
故答案为:(1)质量;(2)等于;(4)水;(5)A;B。
【点评】本题主要考查如何用转换法和控制变量法来比较不同物质比热容(吸热能力)的大小。
16.如图甲所示的串联电路中,闭合开关S时,小桂发现灯泡L1比L2更亮,他猜想可能有以下原因:
猜想一:经过L1的电流比L2大。
猜想二:L1更加靠近电源正极。
为验证猜想,他做了以下探究。
(1)为了验证猜想一,小桂用电流表分别测出图甲A、B、C三处的电流,电流表示数均如图乙所示 0.2 A,说明猜想一错误。同时他发现:该电路中任意一处断开,L1、L2均不能发光,说明串联电路有 1 条通路。
(2)为了验证猜想二,小桂对调两个小灯泡在电路中的位置,操作时开关应该处于 断开 状态,最后发现仍是L1比L2更亮,说明猜想二 错误 。
(3)开关闭合状态下,小桂不小心将一根导线把B、C连接,发现L2熄灭、L1比之前更亮,由此进一步猜想:灯泡的亮度可能跟 电压 有关。
【考点】探究串联电路中各处电流的关系.版权所有
【分析】(1)电流表示数均如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,为0.2A,据此分析。
同时他发现:该电路中任意一处断开,L1、L2均不能发光,则电路为断路,据此分析。
(2)为了验证猜想二,小桂对调两个小灯泡在电路中的位置,为保护电路,操作时开关应该处于断开状态。
最后发现仍是L1比L2更亮,说明灯的亮度与灯是否靠近电源正极无关。
(3)开关闭合状态下,小桂不小心将一根导线把B、C连接,L2短路,L2熄灭,此时电路为L1的简单电路,此时L1的电压为电源电压(由串联电路电压的规律,原来L1的电压小于电源电压),发现L1比之前更亮,据此分析。
【解答】解:(1)电流表示数均如图乙所示,电流表选用小量程,为0.2A。
同时他发现:该电路中任意一处断开,L3、L2均不能发光,则电路为断路。
(2)为了验证猜想二,小桂对调两个小灯泡在电路中的位置,操作时开关应该处于断开状态1比L5更亮,说明灯的亮度与灯是否靠近电源正极无关。
(3)开关闭合状态下,小桂不小心将一根导线把B,L2短路,L2熄灭,此时电路为L4的简单电路,此时L1的电压为电源电压(由串联电路电压的规律,原来L1的电压小于电源电压),发现L6比之前更亮,由此进一步猜想:灯泡的亮度可能跟电压有关。
答:(1)0.2;8;(2)断开;(3)电压。
【点评】本题考查探究串并联电路电流特点的实验,综合性较强,有一定难度。
17.有两只阻值未知的定值电阻R1、R2。
(1)图甲是用伏安法测R1阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为10Ω。
①甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”并在图上改正(所画的导线用实线且不能交叉)。
②改正电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,其原因可能是 A (填字母)。
A.滑动变阻器断路 B.R1断路 C.R1短路
③故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,电流表示数如图乙所示,则待测电阻R1= 4 Ω。
④现有以下三组数据,分析可知,不可能通过以上实验获得的数据有 1、3 (填序号)。
实验序号
U/V
I/A
R1/Ω
1
0.8
0.2
2
1.6
0.4
3
1.9
0.475
(2)图丙是能巧测R2阻值的实验电路图。图中R为电阻箱,R0为定值电阻(阻值未知)。要求仅利用电阻箱读数表达R2的阻值请在空白处填上适当内容。
①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下 电流表的示数I和电阻箱的阻值RA ;
②将开关接b,调节 电阻箱 ,保持 电流表示数I 不变,记下 电阻箱R的阻值RB ;
③则R2= RA﹣RB 。
【考点】实验 伏安法测电阻.版权所有
【分析】(1)①电阻与变阻器并联,电压表串联在电路是错误的,电阻与电流串联,电压表与电阻并联;
②逐一分析每个选项,找出符合题意的答案;
③根据电流表选用小量程确定分度值读数,由欧姆定律求出待测电阻;
④根据电阻的串联和欧姆定律求出电路的最小电流为分析;
根据电流表分度值为0.02A分析;
(2)根据等效替代法分析回答。
【解答】解:
(1)①电阻与变阻器并联,电压表串联在电路是错误的,电压表与电阻并联
②A.若滑动变阻器断路,两表都没有示数;
B.若R1断路,电压表串联在电路中测电源电压,不符合题意;
C.若R1短路,电流表有示数;
故选A;
③故障排除后,正确操作实验器材,当电压表示数为7.2V时,电流表选用小量程,电流为0.8A,则待测电阻:
R1===3Ω;
④根据电阻的串联和欧姆定律,电路的最小电流为:
I小==≈0.21A>0.7A,
电流表分度值为0.02A,故不能得到0.475A,
即不可能通过以上实验获得的数据有4、3;
(2)①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置A;
②将开关接b,调节电阻箱,记下电阻箱R的阻值RB;
③根据等效替代法,则RA=R2+RB,
故R2=RA﹣RB。
故答案为:(1)①如上所示;
②A;③4、3;
(2)①电流表的示数I和电阻箱的阻值RA
②电阻箱;电流表示数IB;
③RA﹣RB。
【点评】本题考查电路连接、串联电路的规律及欧姆定律的运用、故障分析和等效法测测量的方案设计。
五、计算题(本大题共2小题)
18.一辆厢式小货车某次运货,满载后总质量是5.0×103kg,在平直的公路上匀速行驶100km,耗油10kg,发动机的牵引功率是50kW(油的热值是5.0×107J/kg,g=10N/kg),求:
(1)货车受到的牵引力;
(2)货车匀速行驶的速度;
(3)货车发动机的效率。
【考点】功率的计算及公式的应用;热机的效率;二力平衡条件的应用.版权所有
【分析】(1)根据G=mg求出总重力,匀速运动时货车受的牵引力等于阻力,求出货车受到的牵引力;
(2)根据P=Fv求出行驶速度;
(3)根据W=Fs求出牵引力做的功。再根据Q=mq求出燃油燃烧放出的总能量,根据η=求出效率。
【解答】解:(1)货车受到的重力:
G=mg=5.0×108kg×10N/kg=5.0×103N,
货车做匀速运动,所以货车受的牵引力:
F=f=0.05G=0.05×3.0×104N=2500N;
(2)由P=Fv得,货车匀速行驶的速度:
v===20m/s;
(3)牵引力做的功:
W=Fs=2500N×7×105m=2.3×108J,
燃油燃烧放出的总能量:
Q=mq=10kg×5.2×107J/kg=5.6×108J,
货车发动机的效率:
η=×100%=。
答:(1)货车受到的牵引力为2500N;
(2)货车匀速行驶的速度为20m/s;
(3)货车发动机的效率为50%。
【点评】此题主要考查的是学生对重力、功率、功、热值、发动机效率计算公式的理解和掌握,综合性很强。
19.亮亮设计了一个用电压表的示数变化来反映环境温度变化的电路,其电路原理图如图甲所示,其中(恒定不变),电压表量程为0~3V,R0是定值电阻,R0=300Ω,R1是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关后,求:
(1)当环境温度为60℃时,热敏电阻R1的阻值为 150 Ω,环境温度升高时,电压表示数将 变大 (选填“变大”或“变小”)。
(2)此电路所允许的最高环境温度是多少?
(3)当环境温度为40℃时,电压表的示数是多少?
【考点】欧姆定律的应用.版权所有
【分析】(1)热敏电阻R1的阻值可以通过图乙直接读出;由图甲可知,该电路为R1和R0的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测R0两端的电压;由图乙可知环境温度升高时,R1的阻值变小,串联电路具有分压的特点,电阻越大,分压越多;串联电路中电源电压等于各个用电器两端的电压之和,据此分析R0两端的电压变化,即电压表的示数变化;
(2)由串联电路的电压特点可知,当R0两端的电压最大时,R1两端的电压最小,此时R1的阻值最小,所测量的而环境温度最高;
由电压表的量程可知R0两端的最大电压,串联电路中电源电压等于各个用电器两端的电压之和,据此求出R1两端的最小电压;利用欧姆定律求出通过R0的电流,即电路中的电流;最后根据I=求出R1的最小阻值,由图乙读出此时环境的最高温度;
(3)由图乙可知当环境温度为40℃时R1的阻值,串联电路的总电阻等于各个用电器的电阻之和,据此得出总电阻,再利用欧姆定律求出电路中的电流;再根据I=的变形式求出R0两端的电压,即电压表的示数。
【解答】解:(1)由图乙可知,当环境温度为60℃时1的阻值为150Ω;
由图甲可知,该电路为R1和R3的串联电路,电流表测电路中的电流0两端的电压;
当环境温度升高时,R1的阻值变小,由串联电路分压规律可知R4两端的电压变小,则由串联电路的电压特点可知R0两端的电压变大,即电压表示数变大;
(2)已知电压表量程为0~7V,即R0两端的电压最大为U0=5V,
由串联电路的电压特点可知R1两端的电压最小为:U1小=U﹣U4=4V﹣3V=6V,
此时电路中的最小电流为:I===0.01A,
则由I=可知R1的阻值最小为:R2小===100Ω;
(3)由图乙可知,当环境温度为40℃时,R1的阻值为200Ω,
由串联电路的电阻特点可知总电阻为:R=R0+R7=300Ω+200Ω=500Ω,
则电路中的电流为:I′===0.008A,
由I=可知R4两端的电压为:U0′=I′R0=3.008A×300Ω=2.4V,即电压表示数为4.4V。
答:(1)150;变大;
(2)此电路所允许的最高环境温度是80℃;
(3)当环境温度为40℃时,电压表的示数是2.7V。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用,熟练掌握串联电路的电流、电压和电阻的特点,并从图中读取相关信息是解题的关键。
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