辽宁省沈阳市浑南新区2023-2024学年九年级上学期期中物理试卷
展开1.(2分)下列说法中正确的是( )
A.大风吹过,灰尘漫天飞舞,说明分子在不停地做无规则运动
B.同一物体温度越高,其分子热运动越剧烈
C.压紧的铅块能结合在一起,表明分子间同时存在引力和斥力
D.刚出锅的馒头温度很高,是因为馒头中含有的热量多
2.(2分)关于热机,下列说法正确的是( )
A.汽油机在吸气冲程中吸入的是空气
B.汽油机顶部有喷油嘴,柴油机顶部有火花塞
C.汽油机和柴油机只有做功冲程对外做功,其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的
D.柴油的热值比汽油的热值大,所以柴油机的效率比汽油机的效率高
3.(2分)下列关于能量转化的实例,说法正确的是( )
A.电动机带动水泵把水送到高处是电能转化为机械能
B.燃料燃烧是机械能转化为内能
C.植物吸收太阳光进行光合作用是化学能转化为光能
D.太阳能电池板工作的过程中将电能转化为光能
4.(2分)如图所示,用被丝绸摩擦过的玻璃棒接触一个验电器的金属球,发现验电器的两片金属箔由闭合变为张开( )
A.在摩擦的过程中创造了正电荷
B.用验电器能直接检测出玻璃棒带的是正电荷
C.玻璃棒与金属球接触时,玻璃棒上有部分正电荷转移到金属箔上
D.两片金属箔都带上了正电,所以互相排斥由闭合变为张开
5.(2分)学完《电流和电路》一章后,老师留了一个作业:观察路口的交通信号灯,用小灯泡、电池、开关和导线来模拟信号灯( )
A.B.
C.D.
6.(2分)如图甲所示的电路,开关闭合后,电流表的指针如图乙( )
A.通过L1、L2的总电流是0.32A
B.通过L1的电流是0.32A
C.通过L1的电流是0.34A
D.通过L2的电流是0.34A
注意:第7~10小题中每题至少有两个选项
(多选)7.(2分)下列说法中正确的是( )
A.热机中的燃料在燃烧不充分时,热值会变小
B.在输送电能时若能采用超导材料,可以大大降低电能的损耗
C.发光二极管主要是由半导体材料制成的
D.由于能量是守恒的,所以永动机不可能制成
(多选)8.(2分)小王在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,记录了两组实验数据,并根据数据绘出了如图所示的图象( )
A.甲的电阻小于乙的电阻
B.将甲、乙并联到2V的电源上时,干路中电流为0.6A
C.当甲、乙两端电压均为0V时,甲、乙的电阻均为0Ω
D.将甲、乙串联后接到某电源上,闭合开关后电路中的电流为0.2A,则电源电压为3V
(多选)9.(2分)如图所示,电源电压不变,闭合开关,电流表的示数为0.2A,电压表V1和V2的指针都指在表盘的同一位置,V1的示数为6V。则下列说法中正确的是( )
A.灯泡L1和L2并联
B.L1两端电压为4.8V
C.L1正常发光时的电阻为24Ω
D.L2正常发光时的电阻为30Ω
(多选)10.(2分)如图所示,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片都从中点向右滑动的过程中( )
A.甲图中灯L1两端电压变小
B.乙图中滑动变阻器两端电压变大
C.甲图中灯L1变暗
D.乙图中灯L2的亮度不变
二、填空题(每空1分,共18分)
11.(2分)吃粽子、挂艾蒿是端午节的传统习俗。我们闻到艾蒿的清香味儿,说明分子在不停地做 运动;煮熟后,糯米粒会粘在一起 。
12.(2分)如图所示为汽油机的 冲程,若此时飞轮转速是3600r/min,1s内完成 个冲程。
13.(3分)如图所示电路,三个灯的规格都相同,闭合开关S后三个电灯都正常发光 联的,若电流表的示数为0.6A,则此时通过电灯L1的电流为 A;某一时刻电流表断路,则 能发光。
14.(2分)在如图所示的电路中,闭合开关后,电压表测量的是 两端的电压,若电源电压为3V,电压表示数是1.2V1两端电压是 。
15.(2分)给电动车充电时,电动车的电瓶相当于 (选填“电源”或“用电器”),把车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了 。
16.(2分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,当S1闭合,S2断开时,灯L1、L2均发光,再闭合开关S2时,电压表的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”),灯 会熄灭。(操作过程中所有电路元件均完好无损)
17.(2分)如图所示,电源电压为12V保持不变,滑动变阻器的最大阻值为50Ω,S1、S2都断开时,小灯泡正常工作,它两端的电压是4V,此时滑动变阻器接入电路中的阻值是 Ω;保持滑动变阻器的位置不变,同时闭合S、S1,S2时,电流表示数为1A,则R0的阻值是 Ω。
18.(3分)2023年我国将组织发射天舟六号货运飞船、神舟十六号、神舟十七号载人飞船,这是中国空间站全面建成、转入应用与发展新阶段后的首批飞行任务。运载飞船的火箭一般用液氢来做燃料,这主要是因为液氢的 较大;汽车的发动机用水来冷却效果好,是因为水的 ,此过程是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方法改变内能的。
三、计算题(每题7分,共14分。要求写出必要的文字说明、公式、主要的运算过程、数值和单位)
19.(7分)某同学家里使用天然气灶将2L温度为20℃的水加热到某一温度,测出消耗的天然气为0.042m3。天然气灶的效率为35%,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值约为4.0×107J/m3。求:
(1)天然气完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)水的末温。
20.(7分)如图甲所示为一个超声波加湿器,如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压恒定,定值电阻R0的阻值为20Ω,湿敏电阻R1的阻值随湿度RH变化的关系图象如图丙所示,当电流表的示数为0.2A时,R1接入电路中的阻值是40Ω。在电路安全工作的前提下,求:
(1)电源电压;
(2)当空气的湿度达到90%时,电压表的示数。
四、综合题(共28分,每空1分,作图2分)
21.(6分)为了比较水和食用油的吸热能力,小王用如图甲所示的器材进行了实验。实验数据记录如下:
(1)实验中,两烧杯内需放入相同规格的电加热器,这样可以保证在相同的时间内 ,如表格数据所示,通过比较 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来比较水和食用油的吸热能力;
(2)由实验数据分析可知, (选填“水”或“食用油”)的吸热能力强;已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),若不计热损失,则食用油的比热容为 J/(kg•℃);
(3)本实验主要的科学探究方法有转换法和 ;
(4)如果该实验换另外的质量和初始温度均相同的a、b两种液体来做实验,它们的温度随时间变化的图象如图乙所示。如果用a、b两种液体做温度计玻璃泡中的液体,为了减小热损失对实验的影响, (选填“a”或“b”)液体更适合。
22.(4分)如图所示,小王为比较不同燃料的热值,选用如所示两套装置进行实验。
(1)他分别在加热器中放入质量相同的不同燃料1和2,同时点燃后对质量和初温相等的两种液体加热,直至燃料完全燃烧。小王设计的方案存在明显的缺陷 ;
(2)改正后,他可以通过 来比较不同燃料完全燃烧放出热量的多少;
(3)实验后,小王用图甲中的实验器材又做了一次实验,根据实验数据利用公式Q吸=cm(t﹣t0)算出了水吸收的热量,再用这个热量及消耗燃料的质量算出了燃料1的热值,算出的燃料1热值 (选填“准确”或“不准确”),理由是 。
23.(5分)在探究“并联电路的电流规律”的实验中,图甲是实验的电路图。图乙是小王选取的实验器材。
(1)小王先来测量A处电流,请你用笔画线代替导线,帮他将图乙中器材连成实验电路(导线不允许交叉);
(2)若在连接实物电路时,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转 ;
(3)若连接好电路后,闭合开关S,小王发现小灯泡L2不亮,L1亮,电流表有示数,则产生这种现象的原因可能是 ;
(4)排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则通过L1的电流为 A。
24.(4分)小王用图甲所示的电路来“探究影响电阻大小的因素”,图乙是备用的几种导体(A、B、C、D代表导体,S代表导体的横截面积)。请你回答以下问题:
(1)为了探究导体的电阻与导体横截面积的关系,M、N之间应接入图乙中的 (选填代表导体的字母);
(2)若在M、N之间分别接入导体B、D,发现接入D导体时灯泡更亮些,由此得到的结论是 ;
(3)实验中,小王发现在M、N之间接入不同导体时灯泡的亮度区别不都是特别明显,为了更容易判断图乙中电阻的大小 ;
(4)完成上述实验后,小王进一步进行了如图丙所示的实验,他把M、N与废日光灯管中的钨丝连接,用酒精灯给钨丝加热,可以观察到电流表示数变小,钨丝的电阻 。
25.(5分)在“探究电流与电压的关系”的实验中,电源两端电压3V且保持不变,滑动变阻器规格为“25Ω 1A”。
(1)探究电流与电压的关系,实验电路如图所示,请用笔画线代替导线,要求滑片向右滑动时电压表的示数变小,导线不能交叉;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片要 ,闭合开关后,发现电压表有示数,电流表无示数,电压表示数无变化。若电路故障只有一处,则故障可能是 ;
(3)排除故障后,进行实验。实验数据如表所示:
分析表格中数据得出电流与电压的定量关系:在电阻一定时, 。
26.(4分)学过电学知识后,物理兴趣小组的同学们对身边的有关现象产生了浓厚的探究欲望:
(1)小王找到一种调节收音机音量的开关(电位器),如图甲所示,图乙是它的结构示意图 ,当逆时针转动旋钮触片时,收音机的音量变大,是将接线柱 接入电路。
(2)小王把两种不同的金属片A、B插入橙子,制成“水果电池”,并用电压表测量水果电池的电压为0.4V,金属片A是“水果电池”的 极,水果电池在对外供电的过程中的能量转化是 。
参考答案与试题解析
一、选择题(本题包括10小题,共20分。1-6题为单选题,第7-10题为多选题,每小题均2分,多选题漏选得1分,错选得0分)注意:第1~6小题中每题只有一个选项正确
1.(2分)下列说法中正确的是( )
A.大风吹过,灰尘漫天飞舞,说明分子在不停地做无规则运动
B.同一物体温度越高,其分子热运动越剧烈
C.压紧的铅块能结合在一起,表明分子间同时存在引力和斥力
D.刚出锅的馒头温度很高,是因为馒头中含有的热量多
【分析】(1)构成物质的分子总是在不停地做无规则运动,分子很小,我们肉眼看不到;
(2)温度越高,分子的无规则运动越剧烈,扩散进行的越快;
(3)分子间同时存在相互作用的引力和斥力;
(4)热量是过程量,不能说含有。
【解答】解:A、灰尘漫天飞舞,属于物体的运动,故A错误;
B、分子热运动与温度有关,分子热运动越剧烈;
C、压紧的铅块能结合在一起,故C错误;
D、热量是过程量,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查了分子的热运动、分子间的作用力、热量,难度不大,属基础题。
2.(2分)关于热机,下列说法正确的是( )
A.汽油机在吸气冲程中吸入的是空气
B.汽油机顶部有喷油嘴,柴油机顶部有火花塞
C.汽油机和柴油机只有做功冲程对外做功,其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的
D.柴油的热值比汽油的热值大,所以柴油机的效率比汽油机的效率高
【分析】汽油机的顶端是火花塞,吸气冲程中吸进的是汽油和空气的混合物;柴油机的顶端是喷油嘴,吸气冲程中吸进的是空气。
汽油机和柴油机都有四个冲程,都是只有做功冲程对外做功,其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的;
热机效率的高低与燃料的热值大小无关。
【解答】解:A、汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气;
B、汽油机顶部有火花塞,故B错误;
C、汽油机和柴油机在做功冲程中,其他三个冲程活塞都是靠飞轮的惯性完成的;
D、柴油机的效率比汽油机的效率高,在压缩冲程中压缩程度大,与热值大小无关。
故选:C。
【点评】此题考查了柴油机和汽油机的不同之处,是一道基础题。
3.(2分)下列关于能量转化的实例,说法正确的是( )
A.电动机带动水泵把水送到高处是电能转化为机械能
B.燃料燃烧是机械能转化为内能
C.植物吸收太阳光进行光合作用是化学能转化为光能
D.太阳能电池板工作的过程中将电能转化为光能
【分析】解决此题的关键是知道各种现象的能量储存方式和转化方式,明确消耗了哪种形式的能,得到了哪种形式的能。
【解答】解:A、电动机带动水泵把水送到高处是电能转化为机械能;
B、燃料燃烧都是将化学能转化为内能;
C、植物吸收太阳光进行光合作用是光能转化为化学能;
D、太阳能电池板工作的过程中将光能转化为电能。
故选:A。
【点评】自然界中的能量都以各种形式的能储存起来,在一定条件下可以相互转化。
4.(2分)如图所示,用被丝绸摩擦过的玻璃棒接触一个验电器的金属球,发现验电器的两片金属箔由闭合变为张开( )
A.在摩擦的过程中创造了正电荷
B.用验电器能直接检测出玻璃棒带的是正电荷
C.玻璃棒与金属球接触时,玻璃棒上有部分正电荷转移到金属箔上
D.两片金属箔都带上了正电,所以互相排斥由闭合变为张开
【分析】(1)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;
(2)验电器利用同种电荷互相排斥的原理,当用带电体接触验电器的金属球时,就会有一部分电荷转移,并使金属箔带上同种电荷,两金属箔由于同种电荷互相排斥而张开;
(3)正电荷定向移动的方向规定为电流方向,负电荷定向移动方向与电流方向相反。
【解答】解:A、摩擦起电实质是电荷的转移,故A错误;
B、验电器能检验出带电体是否带电,故B错误;
C、丝绸摩擦后的玻璃棒带正电,与验电器的金属球接触后,故C错误;
D、属箔片上的电子转移到玻璃棒,所以互相排斥由闭合变为张开。
故选:D。
【点评】本题考查了摩擦起电的实质、电荷间的相互作用规律、电子转移等知识,属于基础知识,比较简单。
5.(2分)学完《电流和电路》一章后,老师留了一个作业:观察路口的交通信号灯,用小灯泡、电池、开关和导线来模拟信号灯( )
A.B.
C.D.
【分析】根据“要求红、绿、黄灯可独立发光”可知三灯泡的连接方式,然后得出答案。
【解答】解:由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知、绿、黄灯可独立发光,且三灯泡各有一个开关控制。
故选:B。
【点评】本题考查了电路图的设计,知道串并联电路的特点是解题的关键。
6.(2分)如图甲所示的电路,开关闭合后,电流表的指针如图乙( )
A.通过L1、L2的总电流是0.32A
B.通过L1的电流是0.32A
C.通过L1的电流是0.34A
D.通过L2的电流是0.34A
【分析】电流表与被测用电器串联,根据电流表所接量程、分度值以及指针位置即可读数。
【解答】解:电流表与L1串联,电流表测量的是通过L1的电流,电流表所选量程为3~0.6A,由指针位置可知,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查电流表的使用和读数等,难度不大。
注意:第7~10小题中每题至少有两个选项
(多选)7.(2分)下列说法中正确的是( )
A.热机中的燃料在燃烧不充分时,热值会变小
B.在输送电能时若能采用超导材料,可以大大降低电能的损耗
C.发光二极管主要是由半导体材料制成的
D.由于能量是守恒的,所以永动机不可能制成
【分析】(1)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫热值,热值是燃料的特性,其大小与燃料的种类有关,而与质量、体积大小无关;
(2)超导体的电阻为零,输送电能若能采用超导材料可以降低传输过程中的能量损耗;
(3)发光二极管主要是由半导体材料制成的;
(4)永动机违背了能量守恒定律,不可能制成。
【解答】解:A、热值只与燃料的种类有关,故A错误;
B、超导体的电阻为零2Rt知,输送电能若能采用超导材料可以降低传输过程中的能量损耗。
C、发光二极管主要是由半导体材料制成的;
D、由于能量是守恒的,所以其机械能不守恒,故D正确。
故选:BCD。
【点评】本题考查了对热值、超导材料、半导体材料、能量守恒等的理解与应用,有一定综合性,但难度不大。
(多选)8.(2分)小王在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,记录了两组实验数据,并根据数据绘出了如图所示的图象( )
A.甲的电阻小于乙的电阻
B.将甲、乙并联到2V的电源上时,干路中电流为0.6A
C.当甲、乙两端电压均为0V时,甲、乙的电阻均为0Ω
D.将甲、乙串联后接到某电源上,闭合开关后电路中的电流为0.2A,则电源电压为3V
【分析】(1)由图象可知,通过两电阻的电流与各自两端的电压成正比例函数即为定值电阻,从图象中读出2V时通过两端的电流,根据欧姆定律求出两电阻的阻值,然后比较两电阻的大小关系;
(2)当甲、乙两导体并联后接到电压为2V的电源上时,它们两端的电压相等,根据图象读出通过它们的电流,利用并联电路的电流特点求出干路电流;
(3)电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关;
(4)将甲、乙两导体串联后接入电路时通过它们的电流相等,根据图象读出两导体两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压。
【解答】解:A、当甲,I甲=0.4A,I乙=8.2A,I甲>I乙,所以R甲<R乙,故A正确;
B、将甲,U甲=U乙=2V,由图知I甲=3.4A,I乙=0.8A,干路电流:I=I甲+I乙=0.4A+4.2A=0.3A,故B正确;
C、电阻的大小与两端的电压无关,故C错误;
D、因串联电路中各处的电流相等,将甲,测得电流为0.2A时,
由图象可知,两导体两端的电压分别为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=1V+5V=3V,故D正确。
故选:ABD。
【点评】本题考查了串、并联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是知道电阻的阻值与两端的电压和通过的电流无关以及从图象中得出相关的信息。
(多选)9.(2分)如图所示,电源电压不变,闭合开关,电流表的示数为0.2A,电压表V1和V2的指针都指在表盘的同一位置,V1的示数为6V。则下列说法中正确的是( )
A.灯泡L1和L2并联
B.L1两端电压为4.8V
C.L1正常发光时的电阻为24Ω
D.L2正常发光时的电阻为30Ω
【分析】(1)由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测L2两端的电压,根据V1的示数即可得出电源电压;
(2)由于电压表V1和V2的指针都指在表盘的同一位置,根据V1和V2的分度值关系即可判断电压表V2的示数,然后根据串联电路的电压特点求出L1两端的电压;
(3)由于两灯都正常发光,根据欧姆定律即可求出两灯正常发光时的电阻。
【解答】解:A由电路图可知,闭合开关,则灯泡L1和L2串联,故A错误;
B、由电路图可知2测电源的电压,电压表V2测L2两端的电压,则电源的电压U=5V;
根据串联电路的电压特点可知电压表V1的示数大于V2的示数,则电压表V8使用的量程是0~15V,分度值为0.6V2使用的量程是0~4V,分度值为0.1V,
所以,当电压表V2和V2的指针都指在表盘的同一位置时,V1的示数为V3的示数的5倍,
则V2的示数为4V×=3.2V2两端的电压U6=1.2V;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以L3两端电压为:
U1=U﹣U2=5V﹣1.2V=4.8V,故B正确;
CD、由于两灯都正常发光可得两灯正常发光时的电阻分别为:
R1===24Ω
R2===6Ω。
故选:BC。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,难易程度适中。
(多选)10.(2分)如图所示,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片都从中点向右滑动的过程中( )
A.甲图中灯L1两端电压变小
B.乙图中滑动变阻器两端电压变大
C.甲图中灯L1变暗
D.乙图中灯L2的亮度不变
【分析】甲图滑动变阻器与灯泡串联,能改变灯泡的电压和电流;根据滑动变阻器的电阻变化分析。
乙图滑动变阻器与灯泡并联,不能改变灯泡的电压和电流。
【解答】解:AC、甲图滑动变阻器与灯泡串联,将滑动变阻器的滑片都从中点向右滑动的过程中,总电阻变大,电路中的电流变小,灯泡的电压变小,灯泡的实际功率减小,故AC正确;
BD、乙图滑动变阻器与灯泡并联,灯泡的亮度不变,故B错误。
故选:ACD。
【点评】本题考查串并联的电流和电压特点,属于中档题。
二、填空题(每空1分,共18分)
11.(2分)吃粽子、挂艾蒿是端午节的传统习俗。我们闻到艾蒿的清香味儿,说明分子在不停地做 无规则 运动;煮熟后,糯米粒会粘在一起 引力 。
【分析】不同的物质在相互接触时,物质的分子互相进入对方的现象就叫扩散现象;
分子间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解:我们闻到艾蒿的清香味儿,属于扩散现象;
煮熟后,糯米粒儿会粘在一起。
故答案为:无规则;引力。
【点评】本题考查了常见的扩散现象、分子间作用力,属于基础题
12.(2分)如图所示为汽油机的 做功 冲程,若此时飞轮转速是3600r/min,1s内完成 120 个冲程。
【分析】(1)汽油机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、做功、压缩和排气;
(2)汽油机的做功冲程特点是火花塞点火,在做功冲程对外输出功,是将内能转化为机械能;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:从图中可以看出,进气门和排气门关闭,可以判断这个冲程是做功冲程;
飞轮的转速是3600r/min,所以每秒转动的圈数为60r,对外做功一次,完成120个冲程。
故答案为:做功;120。
【点评】本题考查内燃机的四个冲程工作特点,难度不大。
13.(3分)如图所示电路,三个灯的规格都相同,闭合开关S后三个电灯都正常发光 并 联的,若电流表的示数为0.6A,则此时通过电灯L1的电流为 0.3 A;某一时刻电流表断路,则 L1 能发光。
【分析】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;并联电路干路电流等于各支路电流之和;电流表与被测电路串联。
【解答】解:由电路图知,电流有三条路径,三个电灯是并联的;
三个电灯的规格都相同,I1=I2=①
电流表测通过电灯泡L2、L3的电流,I2+I3=②
由①②解得,I1=I2=I6=×5.6A=0.3A;
某一时刻电流表断路,电灯L2、L3被短路,不能发光3能发光。
故答案为:并;0.3;L2。
【点评】本题考查并联电路电流规律,分清电路连接是解题的关键。
14.(2分)在如图所示的电路中,闭合开关后,电压表测量的是 L2 两端的电压,若电源电压为3V,电压表示数是1.2V1两端电压是 1.8V 。
【分析】串联电路是将各元件依次连接起来,并联电路是将各用电器并列连接,根据串并联电路的特点即可判断电路的连接,根据电压表的正确使用方法确定电压表测量的电压,根据串联分压的特点可求得L1两端电压。
【解答】解:因为两个灯是依次连接的,故两灯串联连接2两端,所以电压表测量L2两端的电压,即L5两端电压为I2=1.7V;
根据串联分压的特点可知,L1两端电压U1=U﹣U8=3V﹣1.5V=1.8V.
故答案为:L8;1.8V。
【点评】会识别串并联电路,会正确使用电压表,知道串联电路起分压作用,基础题目。
15.(2分)给电动车充电时,电动车的电瓶相当于 用电器 (选填“电源”或“用电器”),把车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了 开关 。
【分析】电路是由提供电能的电源、消耗电能的用电器、控制电路通断的开关和输送电能的导线四部分组成,缺少或不完整都会影响电路的正常工作。
【解答】解:给电动车充电时,电动车的电瓶消耗电能;把车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,说明车钥匙控制整个电路的通断。
故答案为:用电器;开关。
【点评】知道电路是由电源、开关、导线和用电器组成的,知道各元件在电路中的作用。
16.(2分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,当S1闭合,S2断开时,灯L1、L2均发光,再闭合开关S2时,电压表的示数将 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”),灯 L2 会熄灭。(操作过程中所有电路元件均完好无损)
【分析】首先应根据电路图正确判断两个灯泡的连接方式,开关闭合后,根据电路的连接方式判断电压表示数的变化。
【解答】解:电源电压保持不变,开关S1始终闭合。当开关S2断开时,灯L2、L2是串联的,电压表测量灯泡L1两端的电压。
当开关S7闭合时,灯L2会被开关S2短路,L3熄灭,电压表测量的是电源电压,灯泡两端的电压变大。
故答案为:变大;L2。
【点评】本题考查学生能否正确判断电路的连接方式以及电压表示数的变化。
17.(2分)如图所示,电源电压为12V保持不变,滑动变阻器的最大阻值为50Ω,S1、S2都断开时,小灯泡正常工作,它两端的电压是4V,此时滑动变阻器接入电路中的阻值是 16 Ω;保持滑动变阻器的位置不变,同时闭合S、S1,S2时,电流表示数为1A,则R0的阻值是 48 Ω。
【分析】(1)当S闭合,S1、S2都断开时,小灯泡和滑动变阻器串联,根据串联电路特点和欧姆定律可计算灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路中的阻值为多大;
(2)保持滑动变阻器的位置不变,闭合S、S1、S2,此时R0和滑动变阻器并联,根据并联电路特点和欧姆定律可计算R0的阻值。
【解答】解:(1)当S闭合,S1、S2都断开时,小灯泡和滑动变阻器串联,电流是6.5A,
串联电路总电压等于各部分电压之和,那么此时滑动变阻器的电压:U1=U﹣UL=12V﹣5V=8V,
串联电路中电流处处相等,所以通过滑动变阻器的电流I1=IL=4.5A,
根据欧姆定律I=可知1===16Ω;
(2)保持滑动变阻器的位置不变,闭合S、S1、S4,此时R0和滑动变阻器并联,灯泡L被短路,
并联电路各个支路电压相等,都等于电源电压,
已知此时滑动变阻器阻值R1=16Ω,那么滑动变阻器此时的电流:I7'===0.75A,
图中电流表测得是干路电流,所以I=8A,
所以此时通过R0的电流:I0=I﹣I5'=1A﹣0.75A=5.25A,
所以R0的阻值:R0===48Ω。
故答案为:16;48。
【点评】本题考查串联电路特点、并联电路特点和欧姆定律的灵活运用,识别电路是关键。
18.(3分)2023年我国将组织发射天舟六号货运飞船、神舟十六号、神舟十七号载人飞船,这是中国空间站全面建成、转入应用与发展新阶段后的首批飞行任务。运载飞船的火箭一般用液氢来做燃料,这主要是因为液氢的 热值 较大;汽车的发动机用水来冷却效果好,是因为水的 比热容大 ,此过程是通过 热传递 (选填“做功”或“热传递”)的方法改变内能的。
【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首先应该考虑燃料热值的大小;
(2)比热容是指单位质量的某种物质温度升高1℃时吸收热量的多少,体现了物质的吸放热能力的强弱;
(3)改变物体的内能的方式有做功和热传递,这两种方式是等效的。
【解答】解:(1)发射飞船的火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较高的热值,可以释放出更多的热量;
(2)汽车的发动机用水来冷却效果好,是利用水的比热容大的特点,降低相同的温度;
(3)发动机工作过程中会产生热量,热量传递到水。
故答案为:热值;比热容大。
【点评】本题考查了燃料的热值、物质的比热容的应用以及影响内能大小的因素,属于基础性题目。
三、计算题(每题7分,共14分。要求写出必要的文字说明、公式、主要的运算过程、数值和单位)
19.(7分)某同学家里使用天然气灶将2L温度为20℃的水加热到某一温度,测出消耗的天然气为0.042m3。天然气灶的效率为35%,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值约为4.0×107J/m3。求:
(1)天然气完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)水的末温。
【分析】(1)知道消耗天然气的体积、天然气的热值,利用公式Q放=qV求出天然气完全燃烧放出的热量(总能量);
(2)知道天然气灶的效率,根据效率公式求出水吸收的热量;
(3)知道水的体积,利用密度公式求出水的质量;知道水的初温,利用吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)求出水的末温。
【解答】解:(1)天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=qV=4.0×107J/m3×0.042m5=1.68×106J;
(2)已知天然气灶的效率为35%,则水吸收的热量:
Q吸=ηQ放=35%×3.68×106J=5.88×103J;
(3)由ρ=可得水的质量:
m=ρV=1×103kg/m3×2×10﹣3m5=2kg,
水的初温20℃,根据Q吸=cm(t﹣t0)可知,水的末温为:
t=+t6=+20℃=90℃。
答:(1)天然气完全燃烧放出的热量为1.68×108J;
(2)水吸收的热量为5.88×105J;
(3)水的末温为90℃。
【点评】本题主要考查了燃料完全燃烧放热公式Q放=Vq、吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)以及效率公式的应用,属于基础题。
20.(7分)如图甲所示为一个超声波加湿器,如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压恒定,定值电阻R0的阻值为20Ω,湿敏电阻R1的阻值随湿度RH变化的关系图象如图丙所示,当电流表的示数为0.2A时,R1接入电路中的阻值是40Ω。在电路安全工作的前提下,求:
(1)电源电压;
(2)当空气的湿度达到90%时,电压表的示数。
【分析】由电路图可知,定值电阻R0与湿敏电阻R1串联,电压表测量湿敏电阻R1两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)当电流表的示数为0.2A时,利用串联电路的特点和欧姆定律即可求出电源电压;
(2)由图丙知,当空气的湿度达到90%时湿敏电阻R1的阻值,根据串联电路电阻规律和欧姆定律求出电路电流,再根据欧姆定律求出湿敏电阻R1的电压,即电压表的示数。
【解答】解:由电路图可知,定值电阻R0与湿敏电阻R1串联,电压表测量湿敏电阻R4两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)当电流表的示数为0.2A时,R3接入电路中的阻值是40Ω,
则电路中的总电阻:R=R0+R1=20Ω+40Ω=60Ω,
由I=可得电源电压:U=IR=3.2A×60Ω=12V;
(2)由图丙可知,当空气的湿度达到90%时1′=100Ω,
此时电路中的总电阻:R′=R2+R1′=20Ω+100Ω=120Ω,
则电路电流:I′===0.7A,
由I=可得湿敏电阻R1两端的电压:U1′=I′R7′=0.1A×100Ω=10V。
答:(1)电源电压为12V;
(2)当空气的湿度达到90%时,电压表的示数是10V。
【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是从图中获取有效的信息。
四、综合题(共28分,每空1分,作图2分)
21.(6分)为了比较水和食用油的吸热能力,小王用如图甲所示的器材进行了实验。实验数据记录如下:
(1)实验中,两烧杯内需放入相同规格的电加热器,这样可以保证在相同的时间内 吸收的热量相等 ,如表格数据所示,通过比较 升高的温度 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来比较水和食用油的吸热能力;
(2)由实验数据分析可知, 水 (选填“水”或“食用油”)的吸热能力强;已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),若不计热损失,则食用油的比热容为 2.1×103 J/(kg•℃);
(3)本实验主要的科学探究方法有转换法和 控制变量法 ;
(4)如果该实验换另外的质量和初始温度均相同的a、b两种液体来做实验,它们的温度随时间变化的图象如图乙所示。如果用a、b两种液体做温度计玻璃泡中的液体,为了减小热损失对实验的影响, b (选填“a”或“b”)液体更适合。
【分析】(1)比较不同物质的比热容,应使用相同的热源,控制不同液体相同时间内吸热相同,通过温度的变化来判断不同液体的吸热能力;使用相同的热源通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
(2)(3)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;
根据c=可知,在质量和吸热相同和条件下,比热容与升高的温度与反比得出水的比热容与食用油的关系;
(4)根据公式Q=cmΔt可知,当质量和升高的温度都相同时,比热容较小的物体吸收的热量较少。
【解答】解:(1)两烧杯内需放入相同规格的电加热器,这样可以保证在相同的时间内,通过比较升高的温度比较两液体的吸热能力。
(2)由实验数据分析可知,加热相同的时间,所以水的吸热能力强。
由表格数据知Δt水=45℃﹣20℃=25℃,Δt食用油=70℃﹣20℃=50℃,
根据c=可知,升高的温度与比热容反比,水的比热容约为食用油的=2倍,
所以c食用油=c水=×5.2×103/(kg•℃)=7.1×103/(kg•℃);
(4)本实验中要控制水和食用油的质量相同、吸收热量相同,这体现了控制变量法的思想。
(5)当由图乙知加热相同的时间,b物质的温度变化慢,比热容大;
被测物体温度较高、质量较小时,应该选比热容小的液体作为温度计的测温液体,而比热容大的升温慢并且吸收的热量会更多,所以应选择b液体作为温度计里的液体更合适。
故答案为:(1)吸收的热量相等;升高的温度;2.1×103;(3)控制变量法;(4)b。
【点评】本题考查了比较不同物质吸热的实验,解题关键是运用好控制变量法。
22.(4分)如图所示,小王为比较不同燃料的热值,选用如所示两套装置进行实验。
(1)他分别在加热器中放入质量相同的不同燃料1和2,同时点燃后对质量和初温相等的两种液体加热,直至燃料完全燃烧。小王设计的方案存在明显的缺陷 错误是对质量和初温相等的两种液体加热,应换用质量和初温相等的同种液体 ;
(2)改正后,他可以通过 温度计上升的示数 来比较不同燃料完全燃烧放出热量的多少;
(3)实验后,小王用图甲中的实验器材又做了一次实验,根据实验数据利用公式Q吸=cm(t﹣t0)算出了水吸收的热量,再用这个热量及消耗燃料的质量算出了燃料1的热值,算出的燃料1热值 不准确 (选填“准确”或“不准确”),理由是 有热量损失(或燃料不可能完全燃烧) 。
【分析】(1)实验中通过液体吸收热量反应燃料燃烧放出热量,应使用同种初温和质量相同的液体;
(2)让相同质量的燃料完全燃烧,根据液体升高的温度比较热了的热值大小;
(3)燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失,所以直接计算得出的热值比实际值要小。
【解答】解:(1)为便于通过升高温度比较液体吸收的热量,应使用初温和质量相同的同种液体;
(2)由以上分析可知,实验时应比较相同质量的酒精与纸完全燃尽后液体升高的温度;
(3)由于给水加热时有热损失,因此根据Q吸=cm(t﹣t0)计算出水吸收的热量要比燃料1完全燃烧放出的热量小,利用这个热量计算出燃料3的热值偏小。
故答案为:(1)错误是对质量和初温相等的两种液体加热,应换用质量和初温相等的同种液体;(3)不准确。
【点评】本题考查了比较不同燃料的热值实验,实验应用了转换法和控制变量法,知道实验原理、正确应用控制变量法即可正确解题。
23.(5分)在探究“并联电路的电流规律”的实验中,图甲是实验的电路图。图乙是小王选取的实验器材。
(1)小王先来测量A处电流,请你用笔画线代替导线,帮他将图乙中器材连成实验电路(导线不允许交叉);
(2)若在连接实物电路时,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转 开关未断开 ;
(3)若连接好电路后,闭合开关S,小王发现小灯泡L2不亮,L1亮,电流表有示数,则产生这种现象的原因可能是 L2所在支路断路 ;
(4)排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则通过L1的电流为 0.22 A。
【分析】(1)根据图甲连接图乙的实物电路,两灯泡并联在电源两端,保证电流表测量A处电流,因此要使电流表与小灯泡L1串联,且保证电流从正进负出,同时根据图丙中电流表的情况确定所选量程,据此完成电路连接;
(2)连接电路时,开关必须断开;
(3)并联电路中,各支路互不影响,根据灯泡的发光情况和电流表示数分析电路的故障;
(4)电流表的读数要先看量程和分度值,然后进行读数。
【解答】解:(1)根据图甲连接图乙的实物电路,两灯泡并联在电源两端,因此要使电流表与小灯泡L1串联,且保证电流正进负出,据此完成电路连接如下图所示:
;
(2)在连接实物电路时,刚接好最后一根导线,这是因为连接电路时开关未断开;
(3)闭合开关S后,发现小灯泡L2不亮,L5亮,电流表有示数2支路断路;
(4)图丙中电流表的量程为0~8.6A,分度值为0.02A。
故答案为:(1)见上图;(2)开关未断开2所在支路断路;(4)0.22。
【点评】此题是探究并联电路中电流规律的实验,考查了电路的连接及注意事项、电路故障分析、电流表的读数等,考查较综合,难度一般。
24.(4分)小王用图甲所示的电路来“探究影响电阻大小的因素”,图乙是备用的几种导体(A、B、C、D代表导体,S代表导体的横截面积)。请你回答以下问题:
(1)为了探究导体的电阻与导体横截面积的关系,M、N之间应接入图乙中的 B、C (选填代表导体的字母);
(2)若在M、N之间分别接入导体B、D,发现接入D导体时灯泡更亮些,由此得到的结论是 当导体的材料和横截面积一定时,导体越短,电阻越小 ;
(3)实验中,小王发现在M、N之间接入不同导体时灯泡的亮度区别不都是特别明显,为了更容易判断图乙中电阻的大小 将一个电流表串联到电路中 ;
(4)完成上述实验后,小王进一步进行了如图丙所示的实验,他把M、N与废日光灯管中的钨丝连接,用酒精灯给钨丝加热,可以观察到电流表示数变小,钨丝的电阻 增大 。
【分析】通过灯泡的电流越大,灯泡越亮,根据灯泡的亮度可以反应导体电阻的大小;
导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,根据控制变量法分析。
【解答】解:(1)为了探究导体的电阻与导体横截面积的关系,需要控制导体的材料,横截面积不同、C两个导体;
(2)若在M、N之间分别接入导体B、D,B、横截面积相同,D的长度短,这说明D的电阻要小一些,导体越短;
(3)当M、N之间接入的导体电阻比较接近,可以增加一个电流表串联接入到电路中;
(4)闭合开关S后,用酒精灯给钨丝加热,说明钨丝的电阻随温度的升高而增大。
故答案为:(1)B、C;(2)当导体的材料和横截面积一定时,电阻越小;(4)增大。
【点评】探究导体电阻的决定因素时,由于电阻的大小与多个物理量有关,因此探究时,要用到控制变量法。
25.(5分)在“探究电流与电压的关系”的实验中,电源两端电压3V且保持不变,滑动变阻器规格为“25Ω 1A”。
(1)探究电流与电压的关系,实验电路如图所示,请用笔画线代替导线,要求滑片向右滑动时电压表的示数变小,导线不能交叉;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片要 移到阻值最大的最右端 ,闭合开关后,发现电压表有示数,电流表无示数,电压表示数无变化。若电路故障只有一处,则故障可能是 定值电阻断路 ;
(3)排除故障后,进行实验。实验数据如表所示:
分析表格中数据得出电流与电压的定量关系:在电阻一定时, 通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比 。
【分析】(1)根据电源电压确定电压表的量程与定值电阻并联;滑片向右滑动时,电压表示数变小,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压变化,根据串联电路的分压原理可知滑动变阻器接入电路的电阻变化,从而确定滑动变阻器接入的接线柱。
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,与电压表并联的电路断路了;
(3)分析表中电流与电压的关系得出结论。
【解答】解:(1)因为电源电压为3V,所以电压表选用0~2V的量程与定值电阻并联,电压表示数变小,由串联电路的分压原理可知滑动变阻器接入电路的电阻变大,如图所示:
;
(2)为了保护电路,闭合开关前,由图知,所以滑片应移到阻值最大的最右端;
电流表无示数,说明电路可能断路,说明电压表与电源连通,与电压表并联的定值电阻断路了;
(3)根据表中数据可知:电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
故答案为:(1)见解答图;(2)移到阻值最大的最右端;(3)通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。
【点评】本题探究电流与电压的关系,考查电路连接、注意事项、故障分析和分析数据归纳结论的能力。
26.(4分)学过电学知识后,物理兴趣小组的同学们对身边的有关现象产生了浓厚的探究欲望:
(1)小王找到一种调节收音机音量的开关(电位器),如图甲所示,图乙是它的结构示意图 滑动变阻器 ,当逆时针转动旋钮触片时,收音机的音量变大,是将接线柱 AB 接入电路。
(2)小王把两种不同的金属片A、B插入橙子,制成“水果电池”,并用电压表测量水果电池的电压为0.4V,金属片A是“水果电池”的 负 极,水果电池在对外供电的过程中的能量转化是 化学能转化为电能 。
【分析】(1)滑动变阻器的原理是靠改变连入电路中电阻的长度来改变电阻的,滑动变阻器的作用是通过改变电阻从而改变电路中的电流。
(2)根据电压表的使用方法确定水果电池的正负极和电压表指针的位置,根据电源提供电能分析。
【解答】解:(1)收音机音量的开关(电位器),实质是滑动变阻器,是由于当滑片移动以后改变了连入电路中电阻丝的长度。电阻是导体对电流的阻碍作用;电阻越小;逆时针转动旋钮触片时,说明电阻变小,是把AB接入电路;
(2)由于电压表在使用时,电流应从正接线柱流入,故与负极相连的金属片A是水果电池负极。
故答案为:(1)滑动变阻器;AB;化学能转化为电能。
【点评】本题考查变阻器的使用与电池的能量转化和电压的使用,属于中档题。
物质
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
20
6
45
食用油
20
6
70
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.12
0.2
0.3
0.4
0.5
物质
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
20
6
45
食用油
20
6
70
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.12
0.2
0.3
0.4
0.5
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