2023-2024学年云南省临沧市耿马县九年级(上)期中物理试卷
展开1.(3分)由热量计算公式Q=cmΔt得c=。下列说法正确的是( )
A.比热容与物质吸收的热量成正比
B.比热容与物质的质量跟其变化的温度的乘积成反比
C.物体吸收的热量越多,其比热容越大
D.比热容是物质的一种属性,其大小与物体所吸收的热量、质量和升高的温度无关
2.(3分)如图所示是古人锻造铁器的过程。关于锻造铁器过程中,属于热传递改变物体内能的是( )
A.加热和锻打B.加热和淬火
C.锻打和淬火D.都不是
3.(3分)关于如图所示的热现象,说法正确的是( )
A.图甲中炙热的铁水具有内能,冰冷的冰块没有内能
B.图乙中冬天搓手取暖是将内能转化为机械能
C.图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能
D.图丁中能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同
4.(3分)以下关于内燃机的知识中,正确的是( )
A.汽油机在“做功冲程”中是将机械能转化为内能
B.汽油机飞轮的转速为1800r/min,则该每秒钟做功30次
C.柴油机在吸气冲程中,将柴油和空气的混合物吸入汽缸中
D.汽油机燃烧燃料的方式是点燃,柴油机燃烧燃料的方式是压燃
5.(3分)有一种智能锁,需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅S1闭合,灯L发光,照亮人脸进行识别,人脸识别成功后S2才会闭合,电动机M工作,开锁成功。下列电路设计符合要求的是( )
A.B.
C.D.
6.(3分)两个小灯泡连接在电路中,无法观察到它们是串联还是并联。闭合开关时,两灯都正常发光。以下判断正确的是( )
A.若灯两端电压都相等,则两灯肯定是并联
B.若流过灯的电流相等,则两灯肯定是串联
C.若取下一根导线两灯都不亮,则原来两灯肯定是串联
D.若取下一灯,另一灯不亮,则原来两灯肯定是串联
7.(3分)如图所示,电源电压不变,闭合开关S1的示数为6V,电压表V2的示数为2V。下列说法中正确的是( )
A.L1两端电压为2V
B.电源两端电压为4V
C.断开开关,只将电压表V2换成电流表,则L1与L2串联
D.断开开关,将两个电压表都换成电流表,则L1与L2并联
(多选)8.(3分)下列关于热现象的说法,正确的是( )
A.在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少
B.只要物体的温度不变,物体的内能就一定不变
C.物体的温度升高,则一定是从外界吸收了热量
D.质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量多(c铝>c铜)
(多选)9.(3分)物理课上老师做了很多静电小实验,关于摩擦起电,以下说法错误的是( )
A.摩擦起电的原因是不同物质的原子核对核外电子的束缚本领不同
B.丝绸摩擦过的玻璃棒因得到电子而带正电
C.摩擦起电现象的实质是电荷的转移
D.两个物体互相吸引,它们一定带异种电荷
(多选)10.(3分)如图所示电路,闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮。若电路中的故障是灯L1断路,用一块电压表查找故障,闭合开关S( )
A.电压表接在b、c两点间,电压表示数接近电源电压
B.电压表接在a、b两点间,电压表示数接近电源电压
C.电压表接在c、d两点间,电压表示数为0V
D.电压表接在a、d两点间,电压表示数为电源电压
二、填空题。(本大题共6小题,第11~15题每小题2分,16题4分,共14分)
11.(2分)2021年12月9日,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课,如图所示,这属于 现象;水球在空中没有散开说明分子间存在 。
12.(2分)冰的比热容是2.1×103J/(kg•℃),其物理意义是 。一座冰山融化一半剩下的冰的比热容将 (选填“改变”“不变”)。
13.(2分)如图所示,将两根长度相同的镍合金丝A和B接入电路,其中A比B细得多A和RB,则有RA RB,闭合开关S,此时通过它们的电流分别为IA和IB,则有IA IB(均选填“>”、“=”或“<”)。
14.(2分)如图是一握力计的电路示意图,a、b、c、d是四个接线柱,仪表及定值电阻R0均未画出。M、N均为金属板,N固定不动,当金属片P向左移动时 。若握力F增大时,要求仪表的示数也增大,则接线柱a、b之间应接入 (选填“电流表”或“电压表”),接线柱c、d之间应接入定值电阻。
15.(2分)如图中,甲、乙为两只相同的电压表或电流表,若断开开关,通过R1的电流为I1,此时R1与R2 联。更换两表种类,闭合开关,两表均有示数2的电流为I2,则I1:I2= 。
16.(4分)阅读短文,回答问题。
混合动力汽车
通常所说的混合动力汽车,一般是指油电混合动力汽车,如图甲所示(柴油机或汽油机)和电动机作为动力源。该混合动力汽车启动时,内燃机不工作;当汽车高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,同时又可以向蓄电池充电;当车辆需要全力加速时
(1)汽车照明灯的灯泡内装有远光灯丝和近光灯丝,两根灯丝可根据需要交替工作,汽车照明灯内的近光灯丝和远光灯丝是 连接的。
(2)蓄电池充电时将电能转化为化学能,此时蓄电池是 (选填“电源”或“用电器”)。图乙是该汽车的四冲程内燃机的各冲程示意图,将内能转化为机械能的是 图(选填字母)。
(3)当内燃机启动,汽油完全燃烧产生的总能量,既可以向车轮输出能量,共消耗汽油7kg,若该汽车内燃机的效率为53%,水平道路的平均阻力为1000N,最终使蓄电池增加的电能为 J。(忽略蓄电池和电动机的热损失,q汽油=4.6×107J/kg)
三、作图题。(本大题共2小题,每小题2分,共4分)
17.(2分)请按照如图所示的实物图在虚线框中画出电路图。
18.(2分)在如图的电路中,有两个虚线框,请画上电源和电流表符号,使L1和L2并联。
四、实验探究题。(本大题共4小题,共24分)
19.(6分)在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中:
(1)小丽和小明用一套器材做加热水和煤油的实验,如图甲、乙所示,在组装器材时应先调节 (选填“A”或“B”)的高度。
(2)本实验中,通过比较 的长短来反映物质吸收热量的多少。
(3)组装好器材,他们先后在同一个烧杯中称出 相等的水和煤油,分别加热相同的时间,比较水和煤油 ,得出结论。
(4)为了比较不同物质的吸热能力,物理学中引入 表示不同物质在这种性质上的差异。
(5)在对实验进行反思时,他们认为原方案有需要两次加热、耗时长等缺点,因此改进方案并设计了图丙所示的装置。与原方案相比 。(答出一个即可)
20.(6分)如图1所示,小蜀同学正在探究“并联电路中电流的规律”。
(1)闭合开关前,小蜀发现电流表的指针在如图1甲所示的位置,原因是电流表 ;为防止损坏电流表,在不能事先估计电流大小的情况下,应先进行 ,以便正确选择电流表的量程。
(2)图1乙是他们设计的电路图,图1丙是他们测量电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (选填“A”“B”或“C”)处的电流。
(3)该同学测出A、B、C三处的电流如下表所示,为了得出更普遍的规律,应当进行的操作方法是: 。
(4)另一同学又设计出如图2甲所示的电路,电源电压保持不变,只闭合开关S1,电压表示数如图2乙所示;再闭合开关S2,两电流表的指针均如图2丙所示,则开关S2由断开到闭合后,电压表的示数为 V;当闭合开关;S1、S2时,通过灯L1的电流为 A。
21.(8分)小华用如甲所示装置探究电流与电压的关系,电源电压3V恒定不变,滑动变阻器规格为“30Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线。在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小;
(2)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表无示数,则出现该故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表,请将数据填写到表格中,根据表中数据可归纳得出结论: ;
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验。
①将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,接下来用10Ω的电阻替换原电阻,应将滑片向 (选填:“左”或“右”)滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。再将15Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路;
②当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1V的条件。为使该电阻也能完成实验,小华认为可以改变电压表的预设电压 V;他们重新进行实验,根据记录的数据绘制图丙所示的图像 ;同组的小明认为不改变电压表预设值也可解决上述问题,只需将上述准备的10Ω电阻 (填连接方式)在电路中就可以顺利完成实验。
22.(4分)某同学学习完电阻的相关知识后,他想设计一个实验探究导体电阻与导体材料的关系。实验器材有两根长短粗细相同,材质不同的电阻丝、电源(电压恒定),将电路连接完整,该同学接下来的操作是 ,观察到 的现象,说明导体电阻与导体的材料有关。
五、综合题。(本大题共2小题,每小题9分,共18分)
23.(9分)在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,电流表的示数为1.2A。
(1)求电源电压U;
(2)若在电路中串联一个电阻R2,使得接入前后电流表的示数变化0.4A,求电阻R2的阻值。
(3)若在电路中串联一个0~40Ω的滑动变阻器,则电路中电流表示数的最小值为多少?
24.(9分)如图所示是小羽同学做冰熔化实验时绘制的温度﹣时间图象,冰的质量是0.1kg,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),冰的比热容c冰=2.1×103J/(kg•℃)。请根据图象回答下列问题:
(1)AB阶段,物质吸收的热量是多少?
(2)CD阶段,物质吸收的热量是多少?
(3)物质在第10min的内能与第15min的内能相比,哪个时间的内能大?为什么?
(4)请你根据图象分析说明冰的比热容为什么小于水的比热容?
2023-2024学年云南省临沧市耿马县九年级(上)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题。(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求;第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1.(3分)由热量计算公式Q=cmΔt得c=。下列说法正确的是( )
A.比热容与物质吸收的热量成正比
B.比热容与物质的质量跟其变化的温度的乘积成反比
C.物体吸收的热量越多,其比热容越大
D.比热容是物质的一种属性,其大小与物体所吸收的热量、质量和升高的温度无关
【答案】D
【分析】质量是1kg的某种物质,温度升高1℃吸收的热量叫这种物质的比热容。
比热容是物质的一种特性。物质的比热容只跟物体的种类和状态有关,与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。
【解答】解:比热容是物质本身的一种特性,物质的比热容只跟物质的种类和状态有关、温度高低,故ABC错误。
故选:D。
2.(3分)如图所示是古人锻造铁器的过程。关于锻造铁器过程中,属于热传递改变物体内能的是( )
A.加热和锻打B.加热和淬火
C.锻打和淬火D.都不是
【答案】B
【分析】改变物体内能有两种方式:做功和热传递。做功主要有摩擦生热和压缩气体做功,做功实质是能量的转化,热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体,或者是从一个物体的高温部分传到低温部分,其实质是能量的转移。
【解答】解:用铁锤锻打工件,工件会发热;用火对铁器加温,把铁器放在水中淬火,所以加温和淬火属于热传递改变物体内能。
故选:B。
3.(3分)关于如图所示的热现象,说法正确的是( )
A.图甲中炙热的铁水具有内能,冰冷的冰块没有内能
B.图乙中冬天搓手取暖是将内能转化为机械能
C.图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能
D.图丁中能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同
【答案】C
【分析】(1)任何物体在任何情况下都具有内能;
(2)搓手取暖是机械能转化为内能;
(3)湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小了内能;
(4)汽油机做功冲程是内能转化为机械能。
【解答】解:A、任何物体在任何情况下都具有内能,故A错误;
B、搓手取暖是机械能转化为内能;
C、湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能;
D、汽油机做功冲程是内能转化为机械能,故D错误;
故选:C。
4.(3分)以下关于内燃机的知识中,正确的是( )
A.汽油机在“做功冲程”中是将机械能转化为内能
B.汽油机飞轮的转速为1800r/min,则该每秒钟做功30次
C.柴油机在吸气冲程中,将柴油和空气的混合物吸入汽缸中
D.汽油机燃烧燃料的方式是点燃,柴油机燃烧燃料的方式是压燃
【答案】D
【分析】(1)热机的原理是燃料燃烧产生的内能转化为机械能,内燃机是热机的一种,是燃料在汽缸内燃烧的热机;
(2)在四冲程汽油机中,一个工作循环,曲轴转两圈,对外做功一次,完成4个冲程;
(3)柴油机在吸气冲程中吸入空气;
(4)汽油机和柴油机的点火方式不同。
【解答】解:A、汽油机是在气缸内燃烧汽油,使燃气推动活塞做功,故A错误;
B、汽油机飞轮转速是1800r/min=30r/s,曲轴转两圈,在1s内汽油机对外做功15次;
C、在吸气冲程,汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物;
D、汽油机在压缩冲程末,混合气体的内能增大,此时气缸顶端的火花塞喷出电火花,其点燃方式是点燃式,故D正确。
故选:D。
5.(3分)有一种智能锁,需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅S1闭合,灯L发光,照亮人脸进行识别,人脸识别成功后S2才会闭合,电动机M工作,开锁成功。下列电路设计符合要求的是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】由题知,S1闭合,灯L发光,照亮人脸进行识别,但不开锁,人脸识别成功后S2闭合,电动机M工作,即两开关都闭合时电动机才能工作,由此根据选项图分析解答。
【解答】解:
根据题意知,S1闭合,灯L发光2闭合,即S3、S2同时闭合,电动机M才工作。
A、由图知1时,灯被短路而不发光6和S2时,电源会被短路;
B、由图知1时,电路断路,再闭合S7时,电动机就工作;
C、由图知1时,灯L发光2时,电动机工作;
D、由图知3时,灯L不发光。
故选:C。
6.(3分)两个小灯泡连接在电路中,无法观察到它们是串联还是并联。闭合开关时,两灯都正常发光。以下判断正确的是( )
A.若灯两端电压都相等,则两灯肯定是并联
B.若流过灯的电流相等,则两灯肯定是串联
C.若取下一根导线两灯都不亮,则原来两灯肯定是串联
D.若取下一灯,另一灯不亮,则原来两灯肯定是串联
【答案】D
【分析】(1)一个开关同时控制两灯,两灯可能是串联(串联电路电流只有一条通路),也可能是并联(电流有多条通路,开关在干路上);
(2)在串联电路中电流处处相等,在并联电路中,若两灯规格相同,通过的电流相同;
(3)在并联电路中各支路两端的电压相同,在串联电路中,若两灯规格相同,两端各自分得的电压相同。
【解答】解:
A、灯泡的规格相同,两灯串联时,根据U=IR可知,所以灯两端的电压相等也可能是串联;
B、在串联电路中;若灯泡的规格相同,根据I=,通过两盏灯的电流相等;
C、两个灯泡并联,则两灯都不发光;
D、若取下一灯,这说明两盏灯相互影响,故D正确。
故选:D。
7.(3分)如图所示,电源电压不变,闭合开关S1的示数为6V,电压表V2的示数为2V。下列说法中正确的是( )
A.L1两端电压为2V
B.电源两端电压为4V
C.断开开关,只将电压表V2换成电流表,则L1与L2串联
D.断开开关,将两个电压表都换成电流表,则L1与L2并联
【答案】D
【分析】(1)(2)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;根据串联电路的电压特点求出L1两端的电压;
(3)断开开关,只将电压表V2换成电流表,据此分析电路的连接方式;
(4)电流表相当于导线,由此分析两个电压表都换成电流表时电路的连接情况。
【解答】解:
AB、由电路图可知,电压表V1测电源的电压,电压表V2测L6两端的电压,由两个电压表的示数可知;电压表V2的示数为2V,则L2两端的电压U2=2V;因串联电路中总电压等于各分电压之和,L5两端电压:U1=U﹣U2=2V﹣2V=4V,故AB错误;
C、断开开关6换成电流表,则灯泡L2被短路,L2不发光,只有L2接入电路中,L1发光,故C错误;
D、将两个电压表都换成电流表,由于电流表相当于导线,所以L1与L7并联,故D正确。
故选:D。
(多选)8.(3分)下列关于热现象的说法,正确的是( )
A.在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少
B.只要物体的温度不变,物体的内能就一定不变
C.物体的温度升高,则一定是从外界吸收了热量
D.质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量多(c铝>c铜)
【答案】AD
【分析】(1)改变物体内能的两种方式:做功和热传递;做功可以改变内能,且对物体做功,物体内能会增加,物体对外做功,物体内能会减小;
(2)物体吸收热量,温度不一定升高,例如晶体在熔化过程中,吸收热量,温度不变;
(3)根据吸收热量的公式Q=cmΔt进行解答。
【解答】解:A、物体的内能与温度有关;同一物体温度降低时,故A正确;
B、影响内能大小的因素有多个,内能也可能改变,吸收热量,温度不变;
C、物体的温度升高,也可能是外界对物体做功;
D、根据吸收热量的公式Q=cmΔt可知,且c铝>c铜知铝块吸收的热量多,故D正确。
故选:AD。
(多选)9.(3分)物理课上老师做了很多静电小实验,关于摩擦起电,以下说法错误的是( )
A.摩擦起电的原因是不同物质的原子核对核外电子的束缚本领不同
B.丝绸摩擦过的玻璃棒因得到电子而带正电
C.摩擦起电现象的实质是电荷的转移
D.两个物体互相吸引,它们一定带异种电荷
【答案】BD
【分析】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,并没有创造电荷。束缚电子能力强的物体容易得到电子,带负电;束缚电子能力弱的物体容易失去电子,带正电。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。带电体能够吸引轻小物体。
【解答】解:A、摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,束缚电子能力弱的物体容易失去电子;
B、丝绸摩擦过的玻璃棒因失去电子而带正电荷;
C、摩擦起电的实质是电荷的转移;
D、两个物体相互吸引,另一个不带电。
故选:BD。
(多选)10.(3分)如图所示电路,闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮。若电路中的故障是灯L1断路,用一块电压表查找故障,闭合开关S( )
A.电压表接在b、c两点间,电压表示数接近电源电压
B.电压表接在a、b两点间,电压表示数接近电源电压
C.电压表接在c、d两点间,电压表示数为0V
D.电压表接在a、d两点间,电压表示数为电源电压
【答案】BCD
【分析】用电压表检查电路故障时,若电路出现断路,则电压表有示数,说明电压表与电源能相通;无示数,说明电压表与电源不能相通。
【解答】解:A、电压表接在b,电压表的负接线柱通过开关与电源负极相连1与电源正极相连,因此电压表示数为零;
B、电压表接在a,电压表的负接线柱通过L2、开关与电源负极相连,但电压表的正接线柱电源正极相连;故B正确;
C、电压表接在c,电压表的负接线柱与电源负极相连3断路,所以电压表的正接线柱不能与电源正极相连;故C正确;
D、电压表接在a,电压表的正负接线柱与电源的正负极相连,故D正确。
故选:BCD。
二、填空题。(本大题共6小题,第11~15题每小题2分,16题4分,共14分)
11.(2分)2021年12月9日,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课,如图所示,这属于 扩散 现象;水球在空中没有散开说明分子间存在 引力 。
【答案】扩散;引力。
【分析】(1)不同物体互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散,扩散现象说明分子在不停地做无规则运动。
(2)分子间存在引力和斥力。
【解答】解:由于分子永不停息地做无规则运动,所以她在水球中注入蓝色液体;这是蓝颜料在水中发生了扩散现象;
组成水球的水分子没有四散开来是因为分子间存在引力。
故答案为:扩散;引力。
12.(2分)冰的比热容是2.1×103J/(kg•℃),其物理意义是 1kg的冰每升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量为2.1×103J 。一座冰山融化一半剩下的冰的比热容将 不变 (选填“改变”“不变”)。
【答案】见试题解答内容
【分析】单位体积某种物质,温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容。比热容是物质的一种特性。物质的比热容只跟物体的种类和状态有关,与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。
【解答】解:
根据比热容的定义可以知道,冰的比热容为2.1×107J/(kg•℃),其物理意义是:1kg的冰每升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量为8.1×103J;
一座冰山融化一半剩下的冰质量改变,但比热容与质量无关,仍然为2.1×103J/(kg•℃)。
故答案为:3kg的冰每升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量为2.5×103J;不变。
13.(2分)如图所示,将两根长度相同的镍合金丝A和B接入电路,其中A比B细得多A和RB,则有RA > RB,闭合开关S,此时通过它们的电流分别为IA和IB,则有IA = IB(均选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】>;=。
【分析】(1)影响电阻大小的因素是:材料、长度、横截面积、温度,其它条件相同,导体的横截面积越大,电阻越小;
(2)串联电路电流的特点:串联电路中,电流处处相等。
【解答】解:因为两段合金丝都是镍铬合金丝、长度相同,故B镍铬合金丝电阻小A>RB;
由图知,A、B串联,即IA=IB。
故答案为:>;=。
14.(2分)如图是一握力计的电路示意图,a、b、c、d是四个接线柱,仪表及定值电阻R0均未画出。M、N均为金属板,N固定不动,当金属片P向左移动时 小 。若握力F增大时,要求仪表的示数也增大,则接线柱a、b之间应接入 电压表 (选填“电流表”或“电压表”),接线柱c、d之间应接入定值电阻。
【答案】小;电压表。
【分析】由图可知,当金属片P向左移动时,R接入电路的阻值变小;
a、b之间不可能为电流表,否则滑动变阻器被短路,
当a、b之间为电压表时,滑动变阻器和定值电阻串联接入电路,当握力增大时,滑片右移,变阻器接入电路中的电阻变大,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流变化,根据U=IR可知定值电阻两端的电压变化,根据串联电路电压规律可知电压表示数变化。
【解答】解:由图可知,当金属片P向左移动时;
a、b之间不可能为电流表,
当a、b之间为电压表时,当握力增大时,变阻器接入电路中的电阻变大,根据U=IR可知定值电阻两端的电压变小。
故答案为:小;电压表。
15.(2分)如图中,甲、乙为两只相同的电压表或电流表,若断开开关,通过R1的电流为I1,此时R1与R2 并 联。更换两表种类,闭合开关,两表均有示数2的电流为I2,则I1:I2= 3:1 。
【答案】并;3:1。
【分析】(1)由图可知,若断开开关,R1、R2并联,两电表分别与R1、R2串联,则两表是电流表,知道两表的示数之比,根据欧姆定律可知R1、R2的阻值之比,利用欧姆定律表示出通过R1的电流I1;
(2)更换两表种类,则两表为电压表,闭合开关,R1、R2串联,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出通过R2的电流I2,据此可知I1与I2之比。
【解答】解:(1)如图可知,若断开开关,R1、R2并联,两电表分别与R2、R2串联,则两表是电流表1的电流,电流表乙测量通过R2的电流;
根据并联电路的特点和欧姆定律可知,通过R1、R2的电流之比:====,
则R2=2R1;
(2)更换两表种类,则两表应为电压表,闭合开关,R1、R6串联,
根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻R=R1+R2=2R1,
根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知,通过R2的电流I7=I==,
则==。
故答案为:并;3:1。
16.(4分)阅读短文,回答问题。
混合动力汽车
通常所说的混合动力汽车,一般是指油电混合动力汽车,如图甲所示(柴油机或汽油机)和电动机作为动力源。该混合动力汽车启动时,内燃机不工作;当汽车高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,同时又可以向蓄电池充电;当车辆需要全力加速时
(1)汽车照明灯的灯泡内装有远光灯丝和近光灯丝,两根灯丝可根据需要交替工作,汽车照明灯内的近光灯丝和远光灯丝是 并联 连接的。
(2)蓄电池充电时将电能转化为化学能,此时蓄电池是 用电器 (选填“电源”或“用电器”)。图乙是该汽车的四冲程内燃机的各冲程示意图,将内能转化为机械能的是 A 图(选填字母)。
(3)当内燃机启动,汽油完全燃烧产生的总能量,既可以向车轮输出能量,共消耗汽油7kg,若该汽车内燃机的效率为53%,水平道路的平均阻力为1000N,最终使蓄电池增加的电能为 6.6×105 J。(忽略蓄电池和电动机的热损失,q汽油=4.6×107J/kg)
【答案】(1)并联;(2)用电器;A;(3)6.6×105。
【分析】(1)根据串联电路不能独立工作、并联电路可以独立工作判断两灯丝的连接方式;
(2)蓄电池充电时将电能转化为化学能,此时蓄电池是用电器;
内燃机有四个冲程:吸气、压缩、做功和排气冲程,在压缩冲程中,将机械能转化为内能,在做功冲程中,将内能转化为机械能;
(3)匀速行驶时,汽车的牵引力与所受到的阻力为一对平衡力,由W=Fs计算汽车牵引力做的功;利用Q放=mq可求得汽油完全燃烧放出的热量,再利用内燃机的效率可求得有用能量,进一步计算蓄电池增加了多少能量。
【解答】解:(1)由题意可知,两根灯丝可根据需要交替工作;
(2)蓄电池充电时将电能转化为化学能,此时蓄电池是用电器;
A图两气阀关闭,火花塞点火,将内能转化为机械能;
B图吸气阀打开,排气阀关闭,是吸气冲程;
C图排气阀打开,吸气阀关闭,是排气冲程;
D图两气阀紧闭,活塞向上压缩。
用力将活塞迅速向下压,棉絮燃烧起来,使空气的内能增加,该实验中,活塞的机械能转化为筒内空气的内能;
(3)由题可知,汽车做匀速直线运动,大小是相等的牵=f=1000N,
汽车牵引力做的功W机械=F牵s=1000N×170×103m=1.5×108J;
汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=7kg×6.6×107J/kg=6.22×108J,
内燃机输出的有用能量W有用=Q放η=3.22×103J×53%=1.7066×108J;
最终蓄电池增加的能量W=W有用﹣W机械=7.7066×108J﹣1.8×108J=6.3×105J。
故答案为:(1)并联;(2)用电器;A5。
三、作图题。(本大题共2小题,每小题2分,共4分)
17.(2分)请按照如图所示的实物图在虚线框中画出电路图。
【答案】见试题解答内容
【分析】根据实物图分析电路结构,明确各电路元件的连接方式,再画出电路图。
【解答】解:由实物图知,两灯串联,由此画出电路图如图所示:
18.(2分)在如图的电路中,有两个虚线框,请画上电源和电流表符号,使L1和L2并联。
【答案】见解答。
【分析】使L1和L2并联,根据假设情境进行推理,找出符合题意的电路连接情况再作图。
【解答】解:若上面的为电流表,则灯泡L2被短路,所以上面的空中应是电源,此时灯L1和L2并联;若电源上端为负极;如电源下端为负极,两种情况均符合要求
四、实验探究题。(本大题共4小题,共24分)
19.(6分)在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中:
(1)小丽和小明用一套器材做加热水和煤油的实验,如图甲、乙所示,在组装器材时应先调节 A (选填“A”或“B”)的高度。
(2)本实验中,通过比较 加热时间 的长短来反映物质吸收热量的多少。
(3)组装好器材,他们先后在同一个烧杯中称出 质量 相等的水和煤油,分别加热相同的时间,比较水和煤油 温度变化量 ,得出结论。
(4)为了比较不同物质的吸热能力,物理学中引入 比热容 表示不同物质在这种性质上的差异。
(5)在对实验进行反思时,他们认为原方案有需要两次加热、耗时长等缺点,因此改进方案并设计了图丙所示的装置。与原方案相比 该方案避免两次加热,用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等 。(答出一个即可)
【答案】(1)A;(2)加热时间;(3)质量;温度变化量;(4)比热容;(5)该方案避免两次加热,用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等。
【分析】(1)组装实验仪器是实验中的一个重要环节,应从最优化的角度去考虑,避免重复调整。
(2)用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少,运用了转换法的思想。
(3)实验需要测量水与煤油的加热时间,需要用到秒表;液体吸收相等的热量,升高的温度越高,液体的吸热能力越弱;
(4)为了比较不同物质的吸热能力,物理学中引入比热容;
(5)分析图示实验,根据图示实验装置分析答题。
【解答】解:(1)组装实验仪器时,应根据酒精灯及其火焰的高度先固定图中的A部分,然后再固定图中的B部分;
(2)实验中用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少;
(3)在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油,分别加热相同的时间,得出结论;
(4)为了比较不同物质的吸热能力,物理学中引入比热容;
(5)由图乙所示实验可知,实验用同一烧杯用“水浴法”对水与煤油同时加热,用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等;
故答案为:(1)A;(2)加热时间;温度变化量;(5)该方案避免两次加热。
20.(6分)如图1所示,小蜀同学正在探究“并联电路中电流的规律”。
(1)闭合开关前,小蜀发现电流表的指针在如图1甲所示的位置,原因是电流表 使用前未调零 ;为防止损坏电流表,在不能事先估计电流大小的情况下,应先进行 试触 ,以便正确选择电流表的量程。
(2)图1乙是他们设计的电路图,图1丙是他们测量电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是 A (选填“A”“B”或“C”)处的电流。
(3)该同学测出A、B、C三处的电流如下表所示,为了得出更普遍的规律,应当进行的操作方法是: 换用不同规格的灯泡多次测量 。
(4)另一同学又设计出如图2甲所示的电路,电源电压保持不变,只闭合开关S1,电压表示数如图2乙所示;再闭合开关S2,两电流表的指针均如图2丙所示,则开关S2由断开到闭合后,电压表的示数为 6 V;当闭合开关;S1、S2时,通过灯L1的电流为 1.12 A。
【答案】(1)使用前未调零;试触;(2)A;(3)换用不同规格的灯泡多次测量;(4)6;1.12。
【分析】(1)电表使用前要调零;为了防止损坏电表,在不能事先估计电流大小的情况下,应先进行试触以正确选择电流表或电流表的量程;
(2)根据图丙分析电流表的连接位置是干路还是支路;
(3)为了得出更普通的规律,应换用不同规格的灯泡多次测量;
(4)由电路图可知,只闭合开关S1时,电路为灯泡L1的简单电路,电流表A1测量通过L1的电流,电压表测量电源电压;再闭合开关S2时,两灯泡并联,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过L的电流,电压表测量电源电压,由于电源电压保持不变,由此可知开关S2由断开到闭合的过程中,电压表的示数变化;根据并联电路的电流规律可知通过灯L1的电流。
【解答】解:(1)闭合开关前,小蜀发现电流表的指针在如图1甲所示的位置,说明电流表使用前未调零;
为防止损坏电流表,在不能事先估计电流大小的情况下,根据电流表指针偏转情况选择电流表合适的量程;
(2)由图丙可知,电流由电源正极流出、电流表,分别经过L1、L7再回到电源的负极,对照甲图可知;
(3)为了得出更普通的规律,应换用不同规格的灯泡多次测量;
(4)由图2甲知,仅闭合开关S1,L断路,只有L4连入电路中,电压表测电源电压,电压表选用大量程,其示数为6V;
再闭合开关S2时,两灯泡并联4测量干路中的电流,电流表A2测量通过L的电流,电压表测量电源电压,由此可知开关S2由断开到闭合的过程中,电压表的示数不变;
因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,且两电流表指针位置相同6所接量程为0~3A,分度值为8.1A,即干路中的电流为:I=1.4A,
电流表A2所接量程为0~4.6A,分度值为0.02A,即通过L的电流为:I3=0.28A,
则通过L1的电流为:I3=I﹣I2=1.5A﹣0.28A=1.12A。
故答案为:(1)使用前未调零;试触;(3)换用不同规格的灯泡多次测量;6.12。
21.(8分)小华用如甲所示装置探究电流与电压的关系,电源电压3V恒定不变,滑动变阻器规格为“30Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线。在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小;
(2)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表无示数,则出现该故障的原因可能是 定值电阻断路 ;
(3)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表,请将数据填写到表格中,根据表中数据可归纳得出结论: 电阻一定时,电流跟电压成正比 ;
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验。
①将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,闭合开关,缓慢移动滑片,接下来用10Ω的电阻替换原电阻,应将滑片向 右 (选填:“左”或“右”)滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。再将15Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路;
②当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1V的条件。为使该电阻也能完成实验,小华认为可以改变电压表的预设电压 1.2 V;他们重新进行实验,根据记录的数据绘制图丙所示的图像 电压一定时,电流跟电阻成反比 ;同组的小明认为不改变电压表预设值也可解决上述问题,只需将上述准备的10Ω电阻 串联 (填连接方式)在电路中就可以顺利完成实验。
【答案】(1)如上图;(2)定值电阻断路;(3)电阻一定时,电流跟电压成正比;0.30A;(4)①右;②1.2;电压一定时,电流跟电阻成反比;串联。
【分析】(1)在“探究电流与电压关系”的实验中,滑动变阻器应与电阻R、开关串联,由于滑动变阻器应“一上一下”接入电路,且要求“滑片P向右端滑动时,电流表的示数变小”,则滑动变阻器接入电流的阻值变大,从而确定滑动变阻器接入的接线柱。
(2)电流表无示数,可以判断出电路中出现了断路,也可能是电流表短路,移动滑片发现电流表无示数,电压表示数发生改变,说明电路中的电流发生了改变,据此判断出故障。
(3)根据图乙电压表所选量程确定分度值读数,根据表格数据得出结论。
(4)①探究电流跟电阻关系时,控制定值电阻两端的电压不变,滑动变阻器两端的电压也不变,根据串联电路中电压比等于电阻之比,当定值电阻增大,则滑动变阻器接入电路的电阻也变大,来判断滑片的移动方向。
②把滑动变阻器的最大阻值30Ω接入电路时,求出电路中的最小电流,求出定值电阻两端的最小电压。
根据图像可知,电流跟电阻的乘积不变,确定电流跟电阻的关系。
在不改变预设电压的情况下,把10Ω或15Ω的电阻串联接入电路,也是可以完成实验的。
【解答】解:(1)要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小,所以,电路连接如图:;
(2)电流表无示数,说明电路可能断路了,则电压表和电源形成的回路没有断路;
(3)电流表的量程为0~0.7A,分度值为0.02A,
根据表中数据可知,电压与电流的比值不变,
即R========5Ω,
所以,可得结论:电阻一定时;
(4)①原来接入的电阻为8Ω,电压表示数为1V即UR=1V,由串联分压可知U滑=U总﹣UR=6V﹣1V=2V
由于串联电路中,各串联导体起分担电压的作用,
=====,
所以接下来用10Ω的电阻替换原电阻,应将滑片向右滑动,记录电流表示数。
②当将20Ω 的电阻接入电路进行实验时,
====,
滑动变阻器需要40Ω,才能控制定值电阻两端的电压为2V,所以不能完成实验。
把滑动变阻器的最大阻值30Ω接入电路时,定值电阻两端的电压即为电压表的预设最小电压。
把滑动变阻器的最大阻值30Ω接入电路时,电路中的电流最小为:I最小===0.06A,
电压表的预设最小电压为:U最小=I最小R=6.06A×20Ω=1.2V。
根据图像可知,电流跟电阻的乘积不变,电流跟电阻成反比。
当将20Ω 的电阻接入电路进行实验时,====,
滑动变阻器的最大阻值是30Ω,可以把10Ω或15Ω的电阻串联接入电路。
故答案为:(1)如上图;(2)定值电阻断路,电流跟电压成正比;(4)①右;电压一定时;串联。
22.(4分)某同学学习完电阻的相关知识后,他想设计一个实验探究导体电阻与导体材料的关系。实验器材有两根长短粗细相同,材质不同的电阻丝、电源(电压恒定),将电路连接完整,该同学接下来的操作是 将两根电阻丝分两次接入电路中,闭合开关,记录电流表示数 ,观察到 两次电流表的示数不同 的现象,说明导体电阻与导体的材料有关。
【答案】将两根电阻丝分两次接入电路中,闭合开关,记录电流表示数;两次电流表的示数不同
【分析】影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度和横截面积,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变。
实验中根据电流表示数的大小反映电阻的大小。
【解答】解:探究影响导体电阻大小因素的实验中,将电路连接完整后,闭合开关;实验中若观察到两次电流表的示数不同。
故答案为:将两根电阻丝分两次接入电路中,闭合开关;两次电流表的示数不同。
五、综合题。(本大题共2小题,每小题9分,共18分)
23.(9分)在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,电流表的示数为1.2A。
(1)求电源电压U;
(2)若在电路中串联一个电阻R2,使得接入前后电流表的示数变化0.4A,求电阻R2的阻值。
(3)若在电路中串联一个0~40Ω的滑动变阻器,则电路中电流表示数的最小值为多少?
【答案】(1)电源电压U为12V;
(2)电阻R2的阻值为5Ω;
(3)在电路中串联一个0~40Ω的滑动变阻器,电路中电流表示数的最小值为0.24A。
【分析】(1)闭合开关,电路为R1的简单电路,电流表测通过电路的电流,根据欧姆定律计算电源电压;
(2)在电路中串联一个电阻R2,使得接入前后电流表的示数变化0.4A,串联后电路总电阻变大,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,据此计算通过串联电路的电流,根据欧姆定律计算串联电路总电阻,根据串联电路电阻规律计算电阻R2的阻值;
(3)在电路中串联一个0~40Ω的滑动变阻器,滑动变阻器接入电路最大阻值时电路总电阻最大,进一步计算电路总电阻,根据欧姆定律计算通过电路的最小电流。
【解答】解:(1)闭合开关,电路为R1的简单电路,电流表测通过电路的电流1R6=1.2A×10Ω=12V;
(2)在电路中串联一个电阻R4,使得接入前后电流表的示数变化0.4A,
串联后电路总电阻变大,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,
串联电路总电阻:R===15Ω,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则电阻R2的阻值:R8=R﹣R1=15Ω﹣10Ω=5Ω;
(3)在电路中串联一个3~40Ω的滑动变阻器,则电路总电阻最大为R′=R1+R最大=10Ω+40Ω=50Ω,
通过电路的最小电流:I″===0.24A。
答:(1)电源电压U为12V;
(2)电阻R5的阻值为5Ω;
(3)在电路中串联一个0~40Ω的滑动变阻器,电路中电流表示数的最小值为7.24A。
24.(9分)如图所示是小羽同学做冰熔化实验时绘制的温度﹣时间图象,冰的质量是0.1kg,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),冰的比热容c冰=2.1×103J/(kg•℃)。请根据图象回答下列问题:
(1)AB阶段,物质吸收的热量是多少?
(2)CD阶段,物质吸收的热量是多少?
(3)物质在第10min的内能与第15min的内能相比,哪个时间的内能大?为什么?
(4)请你根据图象分析说明冰的比热容为什么小于水的比热容?
【答案】(1)AB阶段,物质吸收的热量是1.68×104J;
(2)BC阶段,物质吸收的热量是3.36×104J;
(3)物质在第15min时的内能较大,因为物质在10~15min,不断吸收热量、内能增加,所以物质在第15min时的内能较大;
(4)由图像可知,AB段冰和CD段水的温度变化相同都是80℃,质量也相同都是0.1kg,而AB段的加热时间小于CD段,即所吸收的热量少,由c=可知,冰的比热容小于水的比热容
【分析】(1)由图象得出AB段物质的初温和末温,AB段冰的质量,利用Q吸=cm(t﹣t)求物质吸收的热量;
(2)BC段的加热时间和CD段的加热时间相同,因为相同时间内物质吸收的热量相同,所以BC段物质吸收热量与CD段相同;
(3)物质吸收热量、内能增加;
(4)由图象可知,AB段冰和CD水的温度变化相同都是80℃,质量也相同都是0.1kg,而加热时间AB段小于CD段,即AB段吸收的热量小于CD段吸收的热量,由c=可知比热容的大小关系。
【解答】解:(1)因为冰的质量是0.1kg,AB阶段的冰在2min吸收的热量为:
Q冰=c冰m冰Δt1=2.5×103J/(kg•℃)×0.5kg×80℃=1.68×104J;
(2)由于冰化成水,状态变化,CD阶段的水在10min吸收的热量为:
Q=c水mΔt2=4.2×106J/(kg•℃)×0.1kg×80℃=3.36×104J,
因为相同时间内物质吸收的热量相同,则BC阶段也是10min
Q′=Q=3.36×104J;
(3)物质在第15min时的内能较大,因为物质在10~15min、内能增加;
(4)由图像可知,AB段冰和CD段水的温度变化相同都是80℃,而AB段的加热时间小于CD段,由c=,冰的比热容小于水的比热容。
答:(1)AB阶段,物质吸收的热量是1.68×104J;
(2)BC阶段,物质吸收的热量是8.36×104J;
(3)物质在第15min时的内能较大,因为物质在10~15min、内能增加;
(4)由图像可知,AB段冰和CD段水的温度变化相同都是80℃,而AB段的加热时间小于CD段,由c=,冰的比热容小于水的比热容。位置
A
B
C
电流/A
0.22
0.22
0.44
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.10
0.20
0.40
0.50
0.60
位置
A
B
C
电流/A
0.22
0.22
0.44
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
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