


江苏省泰州市二附中等校2023-2024学年九年级上学期(12月份)月考物理试卷
展开 这是一份江苏省泰州市二附中等校2023-2024学年九年级上学期(12月份)月考物理试卷,共37页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
1.(2分)如图所示,生活中经常使用的工具,属于省距离的杠杆是( )
A.断盖起子B.钳子
C.镊子D.推独轮车
2.(2分)学会估测,可以方便生活。下列估测不符合事实的是( )
A.正常爬楼功率约为150W
B.学生实验用的一根铜导线电阻约200Ω
C.一节干电池电压为1.5V
D.日光灯工作电流约0.15A
3.(2分)在卡塔尔世界杯赛场上,阿根廷著名球员梅西正在踢球(如图),下列说法正确的是( )
A.他在踢球的过程中对足球做了功
B.足球在空中飞行的过程中没有力对它做功
C.足球在水平地面滚动的过程中,他对足球做功
D.足球在水平地面滚动的过程中,支持力对足球做功
4.(2分)如图所示为一轻质硬棒,在A点悬挂重物G,在C点作用一拉力F,则硬棒的支点可能在( )
A.A点B.B点C.C点D.D点
5.(2分)如图所示是从机械能、内能和化学能出发,整理的第12章“机械能和内能”的单元知识结构图,图中①②③处依次填写的内容是( )
A.单摆、扩散、热值B.温度计、燃烧、比热容
C.火箭、热传递、做功D.热机、做功、热传递
6.(2分)关于热和能,下列说法中正确的是( )
A.热传递时,温度总是从高温物体传递给低温物体
B.一块0℃的冰熔化成0℃的水后,温度不变,内能变大
C.相同温度下,1kg水比1kg冰含有的热量多
D.物体的内能与温度有关,0℃的物体内能为0
7.(2分)在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,这就是一个电池。用电压表测量这个自制电池的电压,下列说法正确的是( )
A.电压表能提供电压
B.盐水电池将化学转化为电能
C.铜片是该盐水电池的负极
D.该盐水电池两端的电压为2V
8.(2分)某家庭某月初电能表的示数如图甲,月底表盘示数如图乙,他所在地区每度电的电费是0.5元,电能表指示灯闪烁了160次,则( )
A.本月他家应缴纳电费45元
B.该家庭总共耗电17172kW•h
C.这个用电器5min耗电160J
D.该电能表只能在30A电路中才能正常工作
9.(2分)如图探究滑轮组的特点,不计摩擦和绳重。将一个重为200N的物体沿竖直方向在6s内匀速提高了3m,已知绳子自由端的拉力F为125N.下列说法中正确的是( )
A.动滑轮重75N
B.6s内拉力F做功375J
C.6s内拉力F的功率为62.5W
D.滑轮组的机械效率为80%
10.(2分)如图所示,用轻质弹簧(弹簧质量和空气阻力忽略不计)将小球挂在天花板上(此时弹簧处于原长)从静止开始释放,摆动到最低点的过程中( )
A.小球动能变化量大于小球重力势能变化量
B.小球动能变化量小于小球重力势能变化量
C.小球动能变化量等于小球重力势能变化量
D.小球的机械能守恒
11.(2分)为测出未知电阻Rx的阻值(约600Ω),小红选用电压小于3V的稳压电源、R1=500Ω与R2=10Ω的定值电阻、量程为3V的实验室电压表、量程为0.6A的实验室电流表等元件,设计了下面四个测量电路,其中可行的是( )
A.B.
C.D.
12.(2分)如图甲,电源电压恒定,R为定值电阻,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。只闭合开关S和S1,滑片从最右端滑动到a点时,灯泡L恰好正常发光,只闭合开关S和S2,滑片从a点向某一方向移动,直到b点时,电压表示数与灯泡L正常发光时的电压相同,下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.定值电阻R的阻值为20Ω
C.灯泡正常发光时的电阻为12Ω
D.b点在a点的右侧
二、填空题(每空1分,共26分)
13.(4分)装修工程中经常需要用钻孔机,如图,钻头在使用时相当于一个 (选填“杠杆”“滑轮”或“斜面”), (选填“能”或“不能”)省功。钻孔时由于克服摩擦做功使钻头的内能 (选填“增加”或“减小”),因此在钻孔过程中有时需不断地往钻头上注水,利用水的 较大,带走较多的热量,从而避免钻头烧坏。
14.(3分)如图所示,某城市安装一种“按钮式红绿灯”。当路上车辆不多时,行人通过触摸按钮,行人安全通过。按钮相当于电路中的 ;红灯和绿灯是 联的。红绿灯实际上是发光二极管,它是由 材料制成的。
15.(3分)科普活动中,老师为同学们表演了一个“自动爬坡”实验,惊艳了全场。该实验如下:将一个用轻质泡沫塑料做成的圆环,结果发现圆环不但没有滚下,反而加速滚上了斜坡。揭秘后才发现,在圆环加速滚上斜坡的过程中,圆环(不含小铁块) ,重力势能 。小铁块的重力势能 。(均选填“增大”、“减小”或“不变”)
16.(3分)如图是小明在做俯卧撑和引体向上时的锻炼场景:
(1)图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1,图乙中小明静止悬挂在单杠上时,单杠对他的作用力为F2,则F1 F2。
(2)如图乙,小明的质量为60kg,做一次引体向上需克服重力做功 J,如果小明1min完成10个引体向上,则他的功率是 W。(g取10N/kg)
17.(3分)如图为某单缸四冲程汽油机的 冲程,若1s内该汽油机对外做功20次,则飞轮转速为 r/min;该汽油机工作时汽缸内燃气对活塞平均推力为2000N,活塞向下运动的距离是50cm kW。
18.(2分)在“用电压表和电流表测电阻”的实验中:小明同学连接完实验电路,闭合开关,此时的电压表指针位置如图所示 V.当调节滑动变阻器的滑片时,发现电压表和电流表的示数变化相反,已知实验中使用的电源是稳压电源,则出现这一现象的原因是电压表接到了 的两端。
19.(3分)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后(设灯丝电阻不变),电压表示数为U,过一段时间后,且有一个电表的示数变大,已知两灯中仅有一个出现了故障。请你判断故障情况是 ;若此时电压表的示数为4U,则小灯泡L1、L2的电阻之比为 ;排除故障后,将小灯泡L1、L2的位置互换,则示数一定不发生变化的是 表(选填“电流”、“电压”或“电流和电压”)。
20.(2分)两电阻分别标有“3V、0.5A”和“6V、0.3A”字样。将它们串联后接入电路,电路中允许通过的最大电流为 A;若将它们并联后接入电路,干路电流最大不能超过 A。
三、解答题(其中22题共10小题,23、24计算题要写出解题过程,共50分)
22.(2分)如图是一个月亮形开瓶器,开瓶时开瓶器可以看成一个杠杆,请在图中画出:
①在A点施加的最小动力F1;
②开瓶器受到的阻力F2。
23.(2分)如图是某油量表(电流表改装)的电路,若换用电压表改装成油量表,请在图乙中补画出电压表在电路中接线情况。
24.(2分)如图所示,电路中有L1、L2两盏灯,请在图中〇内分别填入A或V的符号,要求开关闭合时L1、L2都能发光,且两电表的示数均不为零。
25.(6分)为了节能减排,近年来无锡市除了增加电动出租车投放外,还对已有的燃油出租车进行改造,它将天然气加压后装在汽车燃气瓶内作为燃料。若该型号出租车在平直的高速公路上以25m/s的速度匀速行驶了33min,消耗3kg天然气,天然气的热值q=4.4×107J/kg。则该过程中:
(1)天然气完全燃烧放出的热量是多少?
(2)发动机的牵引力是多大?
(3)发动机的效率是多少?
26.(6分)如图所示是小丽设计的一个简易电子身高测量仪的示意图,电源电压为6V,定值电阻R0=20Ω,R是一只竖直固定放置的粗细均匀的硬电阻棒。其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比。电压表的示数与身高的关系如下表所示。
(1)电路的最大电流是多少A?
(2)当测量身高165cm时,滑动变阻器接入电路的电阻值多少?
(3)当身高为180cm时,10s内R0消耗的电能是多少J?
27.(5分)根据小明“探究杠杆的平衡条件”的实验要求,完成下列各题:
(1)实验开始时,杠杆静止时如图甲所示,杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态,小明通过调节杠杆右端的螺母向 移动(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡,然后进行下面的实验探究;
(2)当弹簧测力计由图乙的竖直地拉着变成倾斜地拉着,使杠杆在水平位置静止时,弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)有人用轻质杠杆组装成如图丙,轻质杠杆可绕O转动,在A点始终受一垂直作用于杠杆的力,力F将 。
A.变大
B.变小
C.不变
D.先变大,后变小
E.先变小,后变大
(4)小明将原来装置改装成丁图,质量分布均匀的杠杆自重是G0,C和A点分别是杠杆总长度的处和处,小明两次将重为G的钩码分别挂在A和C点,已知,两次机械效率分别是ηA和ηC。则= (不计摩擦)。
28.(7分)在“探究影响动能大小因素”的实验中,小明准备的器材有:质量分别为m、2m两个钢球,木块和斜面等
(1)实验中是通过木块移动的距离来反映 (选填“钢球”或“木块”)的动能大小的。
(2)在图甲、乙两次实验中,让质量相同的钢球从不同的高度自由滚下,是为了探究动能大小与 的关系,实验观察到的现象是:图乙中钢球推动木块移动的距离大些,由此可得出的结论是 ;这个结论可用解释汽车 (选填“超速”或“超载”)带来的危害。
(3)在乙、丙两次实验中,让钢球从斜面的同一高度自由滚下,目的是 ;若完成了图乙操作后,在做图丙所示的实验时,木块滑出了水平木板,下列措施中可行的是 。
A.换质量更大的木块
B.降低钢球开始的高度
C.换质量大于2m的钢球
D.换质量小于m的钢球
(4)小明在实际操作的过程中,发现钢球从斜面上滚下时,运动的方向难控制,有时撞歪了。请你为小明提供一种改进的实验方案: 。
29.(5分)电功大小与电流、电压、通电时间都有关。用如图所示装置探究电功大小的影响因素,请回答以下问题:
(1)该装置可用来探究电功与 (选填“电压”或“电流”)的关系。
(2)根据 ,我们可以比较相同时间内电流做功的多少。在实验中,两灯泡规格应 (填“相同”或“不相同”)。
(3)实验中发现L1更亮且电压表V1示数更大,这说明 相等时, 越大,电流做功越多。
30.(4分)小虎和小慧学习了燃料的热值后,他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系,他们组装了如图所示的装置进行实验,记录结果如表:
表一:煤油
表二:菜籽油
(1)为了保证实验结论的可靠性,小虎、小慧选择了两套完全相同的装置,并控制 相等(选填“两种油的质量”、“两杯水的质量”、“两种油及水的质量”)。实验中通过 来比较煤油和菜籽油放出热量的多少;
(2)小慧认为等燃料完全燃烧完所等待的时间过长,可以在燃烧5min时就来读数比较,小虎认为不对 ;
(3)实验中,若燃料完全燃烧且忽略热量散失,根据表格计算出煤油与菜籽油的热值之比为 。
31.(11分)小明同学用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压15V保持不变,滑动变阻器的规格是“50Ω,阻值为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的电阻各一个,满足测量需求的电流表、电压表各一个。
(1)根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整,要求闭合S后,电流表示数变大;
(2)小明先探究“电阻R一定,电流与电压的关系”,他将10Ω的电阻作为R接入电路,通过调节滑动变阻器滑片P,测出电阻两端不同电压时对应的电流值(如表1所示)。第3次实验时电流表的读数如图丙所示,则此时通过电阻的电流为 A。分析这些数据:由此可以得出结论:电阻R一定,电流与电压成 比;
表1:
表2:
(3)小明再探究“电压U一定,电流与电阻关系”;
a.他将10Ω的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑片P到适当位置,小明用20Ω的电阻替换10Ω的电阻,闭合开关S (选填“增大”或“减小”),他这样操作的目的是: ;
b.表2是小明提交的实验数据,老师指出有一组数据不符合实际,你认为这是实验次序 的数据,若不更换实验器材(电表量程可以在实验过程中适当调整),在实验过程中小明为了能够利用上述4个定值电阻,完成实验,所保持不变的电压U0的取值范围应满足 V~ V。(保留一位小数)
(4)另一组的花花设计了测量定值电阻的电路,如图丁,她想将电流表直接改装成测电阻的欧姆表。所用实验器材有电源(电压6V)(量程0~0.6A),滑动变阻器。
①她将滑动变阻器调至10Ω接入,且保持不变,在M、N之间接入待测电阻Rx,依据Rx与I的对应关系,在电流表原来的刻度线处标上对应的阻值,下列标记正确的是 。
②该装置使用一段时间后,电源电压减小,这将导致电阻的测量值 (选填“偏小”、“不变”或“偏大”)。
2023-2024学年江苏省泰州市二附中等校九年级(上)月考物理试卷(12月份)
参考答案与试题解析
一、选择题(每题2分,共24分,每小题只有一个选项是正确的。)
1.(2分)如图所示,生活中经常使用的工具,属于省距离的杠杆是( )
A.断盖起子B.钳子
C.镊子D.推独轮车
【答案】C
【解答】解:ABD、瓶盖起子、独轮推车的动力臂比阻力臂长,故ABD不符合题意;
C、镊子的动力臂比阻力臂短,省距离。
故选:C。
2.(2分)学会估测,可以方便生活。下列估测不符合事实的是( )
A.正常爬楼功率约为150W
B.学生实验用的一根铜导线电阻约200Ω
C.一节干电池电压为1.5V
D.日光灯工作电流约0.15A
【答案】B
【解答】解:A、一层楼高约为3m,爬上一层楼的时间约为10s=150W;
B、学生实验用的一根铜导线电阻小于5Ω,故B不符合实际;
C、一节干电池的电压为1.5V;
D、普通日光灯的额定功率为40W,跟0.15A比较接近。
故选:B。
3.(2分)在卡塔尔世界杯赛场上,阿根廷著名球员梅西正在踢球(如图),下列说法正确的是( )
A.他在踢球的过程中对足球做了功
B.足球在空中飞行的过程中没有力对它做功
C.足球在水平地面滚动的过程中,他对足球做功
D.足球在水平地面滚动的过程中,支持力对足球做功
【答案】A
【解答】解:
A、梅西在踢球的过程中对足球施加了力,梅西对足球做了功;
B、足球在空中飞行的过程中受到重力作用,重力对足球做了功;
C、足球在水平地面滚动的过程中,他对足球没有做功;
D、足球在水平地面滚动的过程中,足球在支持力的方向上没有移动距离,故D错误。
故选:A。
4.(2分)如图所示为一轻质硬棒,在A点悬挂重物G,在C点作用一拉力F,则硬棒的支点可能在( )
A.A点B.B点C.C点D.D点
【答案】D
【解答】解:动力与阻力使杠杆的转动方向相反,若一个力能使杠杆顺时针转动;
AC、支点不能和力的作用点相同,所以A,故AC错误;
B、当B点为支点时,F1、G使杠杆转动的方向相同,均使杠杆沿逆时针方向转动;
D、当D点为支点时,F1、G使杠杆转动的方向相反,故D正确。
故选:D。
5.(2分)如图所示是从机械能、内能和化学能出发,整理的第12章“机械能和内能”的单元知识结构图,图中①②③处依次填写的内容是( )
A.单摆、扩散、热值B.温度计、燃烧、比热容
C.火箭、热传递、做功D.热机、做功、热传递
【答案】D
【解答】解:热机是内能的一种应用,热机是将内能转化为机械能。
故选:D。
6.(2分)关于热和能,下列说法中正确的是( )
A.热传递时,温度总是从高温物体传递给低温物体
B.一块0℃的冰熔化成0℃的水后,温度不变,内能变大
C.相同温度下,1kg水比1kg冰含有的热量多
D.物体的内能与温度有关,0℃的物体内能为0
【答案】B
【解答】解:A、发生热传递时,故A错误;
B、一块0℃的冰熔化成0℃的水后,温度不变,故B正确;
C、热量是过程量,故C错误;
D、内能与温度有关,故D错误。
故选:B。
7.(2分)在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,这就是一个电池。用电压表测量这个自制电池的电压,下列说法正确的是( )
A.电压表能提供电压
B.盐水电池将化学转化为电能
C.铜片是该盐水电池的负极
D.该盐水电池两端的电压为2V
【答案】B
【解答】解:A、电压表是测量电压大小的仪器,故A错误;
B、盐水电池将化学能转化为电能;
C、图中铜片与电压表的正接线柱连接,说明铜片是该盐水电池的正极;
D、图中电压表的量程为0~3V,示数为4.4V,故D错误;
故选:B。
8.(2分)某家庭某月初电能表的示数如图甲,月底表盘示数如图乙,他所在地区每度电的电费是0.5元,电能表指示灯闪烁了160次,则( )
A.本月他家应缴纳电费45元
B.该家庭总共耗电17172kW•h
C.这个用电器5min耗电160J
D.该电能表只能在30A电路中才能正常工作
【答案】A
【解答】解:AB、电能表的最后一位数是小数,由图可知月初、1717.2kW•h,
应交电费:0.5元/kW•h×90kW•h=45元,故A正确;
C、3200imp/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,
电能表的指示灯闪烁160次时,用电器消耗的电能:W=6J=4.8×105J,故C错误;
D、“220V ,说明电能表平时工作允许通过的最大电流为30A,故D错误。
故选:A。
9.(2分)如图探究滑轮组的特点,不计摩擦和绳重。将一个重为200N的物体沿竖直方向在6s内匀速提高了3m,已知绳子自由端的拉力F为125N.下列说法中正确的是( )
A.动滑轮重75N
B.6s内拉力F做功375J
C.6s内拉力F的功率为62.5W
D.滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【解答】解:
A、由图知,不计绳重和摩擦(G+G动),即:125N=动),则动滑轮重力G动=50N;故A错误。
B、6s绳子自由端移动的距离为s=5h=2×3m=2m总=Fs=125N×6m=750J;故B错误;
C、6s内拉力F的功率为:P==,故C错误;
D、做的有用功:W有用=Gh=200N×3m=600J,
该滑轮组的机械效率为:η=×100%=,故D正确。
故选:D。
10.(2分)如图所示,用轻质弹簧(弹簧质量和空气阻力忽略不计)将小球挂在天花板上(此时弹簧处于原长)从静止开始释放,摆动到最低点的过程中( )
A.小球动能变化量大于小球重力势能变化量
B.小球动能变化量小于小球重力势能变化量
C.小球动能变化量等于小球重力势能变化量
D.小球的机械能守恒
【答案】B
【解答】解:弹簧质量和空气阻力忽略不计,从水平位置摆到最低点的过程中;
小球的质量不变,高度变小;速度变大;弹簧发生弹性形变;
重力势能的变化量等于动能和弹性势能的变化量之和,所以动能的变化量小于重力势能的变化量,B正确。
故选:B。
11.(2分)为测出未知电阻Rx的阻值(约600Ω),小红选用电压小于3V的稳压电源、R1=500Ω与R2=10Ω的定值电阻、量程为3V的实验室电压表、量程为0.6A的实验室电流表等元件,设计了下面四个测量电路,其中可行的是( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【解答】解:A、开关S1、S2都闭合,电压表测量电源电压;开关S5闭合、S2断开,Rx和定值电阻R1串联,电压表测量定值电阻R6两端的电压;因Rx的阻值(约600Ω)与R1=500Ω的阻值相差不多,根据串联电路的分压特点可知R1两端的电压U3约小于1.5V,故利用3~3V量程的电压表能测量定值电阻R1两端的电压U7,然后根据I=可以求出通过定值电阻R1的电流I1;根据串联电路电流处处相等,通过Rx的电流等于通过定值电阻R4的电流,即:Ix=I1,根据并联电路的电压特点求出Rx两端的电压Ux,最后根据Rx=求出Rx的阻值,故A可行。
B、开关S1断开、S5闭合,电压表测量电源电压;开关S1闭合、S2断开,Rx和定值电阻R6串联,电压表测量定值电阻Rx两端的电压;
因Rx的阻值(约600Ω)与R2=10Ω的阻值相差太大,根据串联电路的分压特点可知Rx两端的电压接近电源电压,故0~5V量程的电压表无法准确测量Rx两端的电压;故B不可行;
C、开关S1闭合、S2断开,Rx和定值电阻R4并联,电流表测量干路电流1断开、S2闭合,电流表测量Rx的电流;因电源电压小于7V,Rx的阻值(约600Ω),R1=500Ω,根据欧姆定律可知Rx和定值电阻R1并联时通过Rx和R5的电流非常小,无法利用量程为0.6A的实验室电流表测出Rx的电流和干路电流,故C不可行;
D、开关S7闭合、S2断开,Rx和定值电阻R1并联,电流表测量Rx的电流;开关S8断开、S2闭合,电流表测量R2的电流;因电源电压小于7V,Rx的阻值(约600Ω),R2=10Ω,根据欧姆定律可知Rx和定值电阻R1并联时通过Rx的电流非常小,通过R3的电流约0.3A,所以利用量程为5.6A的实验室电流表能通过R2的电流,但无法利用量程为8.6A的实验室电流表测出Rx的电流,故D不可行。
故选:A。
12.(2分)如图甲,电源电压恒定,R为定值电阻,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。只闭合开关S和S1,滑片从最右端滑动到a点时,灯泡L恰好正常发光,只闭合开关S和S2,滑片从a点向某一方向移动,直到b点时,电压表示数与灯泡L正常发光时的电压相同,下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.定值电阻R的阻值为20Ω
C.灯泡正常发光时的电阻为12Ω
D.b点在a点的右侧
【答案】D
【解答】解:
只闭合开关S和S1,灯泡L和变阻器R′串联,电流表测电路中的电流,
在保障电路元件安全的情况下,将滑动变阻器的滑片从最右端滑动到a点,故可知此过程中电流表与电压表示数变化关系为图乙中的曲线;
A、滑动变阻器的滑片在最右端时,根据欧姆定律可知此时电路中电流最小,
由图乙中可知最小电流是I小=0.25A,此时灯泡两端的电压为UL小=7V,
则变阻器两端的最大电压为:U滑大=I小R滑大=0.25A×20Ω=5V,
由串联电路的电压特点可知电源电压:U=UL小+U滑大=2V+5V=6V,故A错误;
B、只闭合开关S和S6,电阻R和变阻器R′串联,电流表测电路中的电流,
由图乙可知,两条图像中电压相等时(等于灯泡的额定电压)电路中的电流为I′=0.3A,电路中的电流为I=5.375AR=3.75V,
此时变阻器接入电路中的电阻:Ra====6Ω;
则定值电阻R的阻值为:R===10Ω;
C、只闭合开关S和S2,电阻R和变阻器R′串联,滑片从a点移动到b,
由图像可知此时电流为7.3A,则此时R两端的电压:UR′=I′R=0.2A×10Ω=3V,所以小灯泡正常发光的电压为6V﹣3V=3V,
由图像可知,小灯泡正常发光时的电流大于0.25AL=<=12Ω;
D、只闭合开关S和S2,滑片移动到b点,电压表示数与灯泡L正常发光时的电压相同,由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压为:U滑′=U﹣UR′=3V﹣3V=3V,
此时滑动变阻器接入电路的电阻为:Rb===10Ω>Ra,所以b点在a点的右侧,故D正确。
故选:D。
二、填空题(每空1分,共26分)
13.(4分)装修工程中经常需要用钻孔机,如图,钻头在使用时相当于一个 斜面 (选填“杠杆”“滑轮”或“斜面”), 不能 (选填“能”或“不能”)省功。钻孔时由于克服摩擦做功使钻头的内能 增加 (选填“增加”或“减小”),因此在钻孔过程中有时需不断地往钻头上注水,利用水的 比热容 较大,带走较多的热量,从而避免钻头烧坏。
【答案】斜面;不能;增加;比热容。
【解答】解:建筑及装修工程中经常需要用钻孔机钻孔,钻头有螺纹,相当于斜面较长,斜面越长,但不能省功;
钻孔时钻头发热,因为钻头与墙相互摩擦,内能增加;利用水的比热容较大,从而降低钻头的温度避免钻头烧坏。
故答案为:斜面;不能;比热容。
14.(3分)如图所示,某城市安装一种“按钮式红绿灯”。当路上车辆不多时,行人通过触摸按钮,行人安全通过。按钮相当于电路中的 开关 ;红灯和绿灯是 并 联的。红绿灯实际上是发光二极管,它是由 半导体 材料制成的。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
按钮是电路中的开关;
交通指示灯可以通过不同颜色灯光的变化指挥车辆和行人,由于指示灯可以独立工作,因此红灯和绿灯是并联连接的;
制造发光二极管的主要材料是半导体材料。
故答案为:开关;并;半导体。
15.(3分)科普活动中,老师为同学们表演了一个“自动爬坡”实验,惊艳了全场。该实验如下:将一个用轻质泡沫塑料做成的圆环,结果发现圆环不但没有滚下,反而加速滚上了斜坡。揭秘后才发现,在圆环加速滚上斜坡的过程中,圆环(不含小铁块) 增大 ,重力势能 增大 。小铁块的重力势能 变小 。(均选填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】增大;增大;变小。
【解答】解:在圆环加速滚上斜坡的过程中,圆环(不含小铁块)的质量不变,动能增大,高度变大;
小铁块的质量不变,高度降低。
故答案为:增大;增大。
16.(3分)如图是小明在做俯卧撑和引体向上时的锻炼场景:
(1)图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1,图乙中小明静止悬挂在单杠上时,单杠对他的作用力为F2,则F1 < F2。
(2)如图乙,小明的质量为60kg,做一次引体向上需克服重力做功 420 J,如果小明1min完成10个引体向上,则他的功率是 70 W。(g取10N/kg)
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1,此时地面对双手的支持力与双脚的支持力的总和等于小明自身的重力大小,因此F1<G;
图乙中小明静止悬挂在单杠上时,单杠对他的作用力F4等于小明自身的重力,即F2=G,因此F1<F4;
(2)小明的重力:G=mg=60kg×10N/kg=600N,
由图乙可知,小明做引体向上时,因此做一次引体向上需克服重力做功:W=Gh=600N×0.7m=420J;
小明7min完成10个引体向上,克服重力做的总功:W总=10W=10×420J=4200J,
则他的功率:P===70W。
故答案为:(1)<;(2)420。
17.(3分)如图为某单缸四冲程汽油机的 排气 冲程,若1s内该汽油机对外做功20次,则飞轮转速为 2400 r/min;该汽油机工作时汽缸内燃气对活塞平均推力为2000N,活塞向下运动的距离是50cm 20 kW。
【答案】排气;2400;20。
【解答】解:(1)由图可知,一气门关闭,活塞向上运动,该冲程是汽油机的排气冲程;
(2)在四冲程内燃机的工作过程中曲轴转2圈,完成4个冲程,6个工作循环外做功1次;
如果此汽油机1s内对外做功20次,则每秒完成20个工作循环,即每分钟转2400圈,飞轮的转速为2400r/min;
(3)活塞向下运动的距离是s=50cm=2.5m,
一个做功冲程做的功:W1=Fs=2000N×6.5m=1000J,
该汽油机工作1s时所做的功:W=20W2=20×1000J=20000J;
则汽油机的功率为:P===20000W=20kW。
故答案为:排气;2400。
18.(2分)在“用电压表和电流表测电阻”的实验中:小明同学连接完实验电路,闭合开关,此时的电压表指针位置如图所示 2.5 V.当调节滑动变阻器的滑片时,发现电压表和电流表的示数变化相反,已知实验中使用的电源是稳压电源,则出现这一现象的原因是电压表接到了 滑动变阻器 的两端。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:由图示电压表可知,电压表的量程是0﹣3V,故示数为8.5V,当滑动变阻器的电阻变大时,由U=IR知,而串联电路中的总电压等于各个用电器的电压之和,当电压表和电流表示数变化相反时。
故本题答案为:2.2;滑动变阻器。
19.(3分)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后(设灯丝电阻不变),电压表示数为U,过一段时间后,且有一个电表的示数变大,已知两灯中仅有一个出现了故障。请你判断故障情况是 L2断路 ;若此时电压表的示数为4U,则小灯泡L1、L2的电阻之比为 3:1 ;排除故障后,将小灯泡L1、L2的位置互换,则示数一定不发生变化的是 电流 表(选填“电流”、“电压”或“电流和电压”)。
【答案】L2断路;3:1;电流。
【解答】解:
(1)由图可知,闭合开关S后,电压表测L2两端的电压,电流表测串联电路的电流;
一段时间后,两灯均熄灭,这说明电路故障为断路,电压表示数变大,则L1是完好的,故L8断路;
(2)当L2断路时,电压表测电源电压总=4U;
当两灯串联均发光时,电压表测灯泡L6两端的电压,且U2=U,
根据串联电路电压规律可知,此时灯泡L1两端电压U2=U总﹣U2=4U﹣U=8U,
根据串联分压的规律可知,电阻两端的电压之比等于电阻之比,
所以灯泡L1、L2的电阻之比为R2:R2=U1:U2=3U:U=3:3;
(3)排除故障后,两灯串联2两端的电压,电流表测串联电路的电流;
若将小灯泡L1、L6的位置互换,两灯仍然串联,
由于电源电压保持不变,电路总电阻(R总=R1+R2)仍然保持不变,所以由欧姆定律可知电路中的电流不变;
排除故障后,更换灯泡位置8两端的电压,虽然电路中电流不变,由U=IR可知。
故答案为:L2断路;3:8。
20.(2分)两电阻分别标有“3V、0.5A”和“6V、0.3A”字样。将它们串联后接入电路,电路中允许通过的最大电流为 0.3 A;若将它们并联后接入电路,干路电流最大不能超过 0.65 A。
【答案】0.3;0.65。
【解答】解:(1)标有“3V、0.2A”的电阻允许通过的最大电流:I1=0.2A,
“6V、0.8A”的电阻允许通过的最大电流:I2=0.3A,
两电阻串联时,因串联电路中电流处处相等,
所以,为保证电路安全大=I2=0.5A;
(2)标有“3V、0.6A”的电阻允许加的最大电压为:U1=3V,
“2V、0.3A”的电阻允许加的最大电压为:U3=6V,
两电阻并联时,因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,为保证电路安全大=U1=8V,
此时通过R1的电流为I1=7.5A,
R2的阻值为:R3===20Ω,
此时通过R8的电流:I2′===0.15A,
由并联电路的电流特点可知,干路中的最大电流:I大′=I1+I5′=0.5A+5.15A=0.65A。
故答案为:0.7;0.65。
三、解答题(其中22题共10小题,23、24计算题要写出解题过程,共50分)
22.(2分)如图是一个月亮形开瓶器,开瓶时开瓶器可以看成一个杠杆,请在图中画出:
①在A点施加的最小动力F1;
②开瓶器受到的阻力F2。
【答案】
【解答】解:(1)由图可知,月亮形开瓶器与瓶上方接触点旋转;
在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下,最省力,由图知OA最长,过A点与OA垂直向上作垂线就得到动力F1的方向,
(2)开瓶器的另一个与瓶盖的接触点受瓶盖的阻力F2方向向下;如下图所示:
23.(2分)如图是某油量表(电流表改装)的电路,若换用电压表改装成油量表,请在图乙中补画出电压表在电路中接线情况。
【答案】
【解答】解:由图可知,R、R′串联。当油量增加,在杠杆作用下,R连入电路的电阻变小,R分压变小,所以电压表应与R′并联
。
24.(2分)如图所示,电路中有L1、L2两盏灯,请在图中〇内分别填入A或V的符号,要求开关闭合时L1、L2都能发光,且两电表的示数均不为零。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:若下边的电表为电流表,则会造成电源短路,上边的应为电流表
25.(6分)为了节能减排,近年来无锡市除了增加电动出租车投放外,还对已有的燃油出租车进行改造,它将天然气加压后装在汽车燃气瓶内作为燃料。若该型号出租车在平直的高速公路上以25m/s的速度匀速行驶了33min,消耗3kg天然气,天然气的热值q=4.4×107J/kg。则该过程中:
(1)天然气完全燃烧放出的热量是多少?
(2)发动机的牵引力是多大?
(3)发动机的效率是多少?
【答案】(1)天然气完全燃烧,放出的热量是1.32×108J;
(2)发动机的牵引力是1000N;
(3)发动机的效率是37.5%。
【解答】解:(1)天然气完全燃烧放出的热量为:Q放=qm=4.4×107J/kg×3kg=1.32×108J;
(2)发动机的功率为P=25kW=25000W,行驶的速度为v=90km/h=25m/s,
由P===Fv可知发动机的牵引力为:F==;
(3)发动机牵引力做的功为:W=Pt=25000W×33×60s=4.95×107J,
发动机的效率为:η===37.5%。
答:(1)天然气完全燃烧,放出的热量是5.32×108J;
(2)发动机的牵引力是1000N;
(3)发动机的效率是37.5%。
26.(6分)如图所示是小丽设计的一个简易电子身高测量仪的示意图,电源电压为6V,定值电阻R0=20Ω,R是一只竖直固定放置的粗细均匀的硬电阻棒。其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比。电压表的示数与身高的关系如下表所示。
(1)电路的最大电流是多少A?
(2)当测量身高165cm时,滑动变阻器接入电路的电阻值多少?
(3)当身高为180cm时,10s内R0消耗的电能是多少J?
【答案】(1)电路的最大电流是0.3A;
(2)当测量身高165cm时,滑动变阻器接入电路的电阻值10Ω;
(3)当身高为180cm时,10s内R0消耗的电能是2J。
【解答】解:(1)由图可知,该电路为R和R0的串联电路,电流表测电路中的电流;
当滑动变阻器接入电路阻值为0Ω时,电路中只有R8,电路总电阻最小,由欧姆定律可知;
则电路的最大电流为:I大===8.3A;
(2)由表中数据可知,当测量身高165cm时,即滑动变阻器R两端的电压为UR=2V,
由串联电路的电压特点可知,R6两端的电压为U0=U﹣UR=6V﹣7V=4V,
则电路中的电流为:I===0.5A,
则滑动变阻器接入电路的阻值为:R===10Ω;
(3)由表中数据可知,当测量身高180cm时,即滑动变阻器R两端的电压为UR′=4V,
由串联电路的电压特点可知,R0两端的电压为U4′=U﹣UR′=6V﹣4V=5V,
10s内R0消耗的电能:W=t=。
答:(1)电路的最大电流是0.3A;
(2)当测量身高165cm时,滑动变阻器接入电路的电阻值10Ω;
(3)当身高为180cm时,10s内R3消耗的电能是2J。
27.(5分)根据小明“探究杠杆的平衡条件”的实验要求,完成下列各题:
(1)实验开始时,杠杆静止时如图甲所示,杠杆处于 平衡 (选填“平衡”或“不平衡”)状态,小明通过调节杠杆右端的螺母向 右 移动(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡,然后进行下面的实验探究;
(2)当弹簧测力计由图乙的竖直地拉着变成倾斜地拉着,使杠杆在水平位置静止时,弹簧测力计的示数将 变大 (选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)有人用轻质杠杆组装成如图丙,轻质杠杆可绕O转动,在A点始终受一垂直作用于杠杆的力,力F将 D 。
A.变大
B.变小
C.不变
D.先变大,后变小
E.先变小,后变大
(4)小明将原来装置改装成丁图,质量分布均匀的杠杆自重是G0,C和A点分别是杠杆总长度的处和处,小明两次将重为G的钩码分别挂在A和C点,已知,两次机械效率分别是ηA和ηC。则= (不计摩擦)。
【答案】(1)平衡;右;(2)变大;(3)D;(4)。
【解答】解:(1)杠杆的位置如图甲所示,此时杠杆处于静止状态时;杠杆右端高,所以应将平衡螺母右调,杠杆才能平衡;
(2)当弹簧测力计逐渐向左倾斜时,阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡条件:F1L1=F5L2,可知弹簧测力计的拉力变大;
(3)在转动过程中,力F始终垂直杠杆,而重力的力臂在杠杆水平时最大,根据杠杆平衡条件可知F先变大后变小;
(4)将重为G的钩码分别挂在A点和C点,使钩码上升同样的高度,则W有=Gh,
C和A点分别是杠杆总长度的处和处,则C上升的高度为3h,挂在C点时杠杆上升的高度为h,
将重为G的钩码分别挂在A点和C点,克服杠杆自重的额外功:WA=G02h=G×2h=Gh,WC=G5h=Gh,
两次机械效率分别是ηA和ηC,则===。
故答案为:(1)平衡;右;(2)变大;(4)。
28.(7分)在“探究影响动能大小因素”的实验中,小明准备的器材有:质量分别为m、2m两个钢球,木块和斜面等
(1)实验中是通过木块移动的距离来反映 钢球 (选填“钢球”或“木块”)的动能大小的。
(2)在图甲、乙两次实验中,让质量相同的钢球从不同的高度自由滚下,是为了探究动能大小与 速度 的关系,实验观察到的现象是:图乙中钢球推动木块移动的距离大些,由此可得出的结论是 当质量一定时,速度越大,动能越大 ;这个结论可用解释汽车 超速 (选填“超速”或“超载”)带来的危害。
(3)在乙、丙两次实验中,让钢球从斜面的同一高度自由滚下,目的是 使钢球到达水平面时的速度相同 ;若完成了图乙操作后,在做图丙所示的实验时,木块滑出了水平木板,下列措施中可行的是 D 。
A.换质量更大的木块
B.降低钢球开始的高度
C.换质量大于2m的钢球
D.换质量小于m的钢球
(4)小明在实际操作的过程中,发现钢球从斜面上滚下时,运动的方向难控制,有时撞歪了。请你为小明提供一种改进的实验方案: 将斜面换成斜槽(或将钢球换成小车) 。
【答案】(1)钢球;(2)速度;当质量一定时,速度越大,动能越大;超速 (3)使钢球到达水平面时的速度相同;D;(4)将斜面换成斜槽(或将钢球换成小车)。
【解答】解:(1)本实验的研究对象时钢球,所以实验中探究的是钢球的动能的影响因素;
(2)根据甲、乙两次实验可知,滚下的高度不同,高度越高,推动木块移动的距离越大,故结论为:当质量一定时,动能越大;
(3)在乙、丙两次实验中,目的是使钢球到达水平面时速度相同;
若完成了图乙操作后,在做图丙所示的实验时,说明钢球的动能太大,所以可以适当降低钢球的质量;
(4)小球撞击木块后,小球偏离了原来的轨道,要让小球不偏离原来的轨道。
故答案为:(1)钢球;(2)速度,速度越大;超速 ;D;(4)将斜面换成斜槽(或将钢球换成小车)。
29.(5分)电功大小与电流、电压、通电时间都有关。用如图所示装置探究电功大小的影响因素,请回答以下问题:
(1)该装置可用来探究电功与 电压 (选填“电压”或“电流”)的关系。
(2)根据 灯泡的亮度 ,我们可以比较相同时间内电流做功的多少。在实验中,两灯泡规格应 不相同 (填“相同”或“不相同”)。
(3)实验中发现L1更亮且电压表V1示数更大,这说明 电流和通电时间 相等时, 电压 越大,电流做功越多。
【答案】(1)电压;(2)灯泡的亮度;不相同;(3)电流和通电时间;电压
【解答】解:(1)由图可知,两灯串联1测灯L1的电压,电压表V3测L2的电压。由于两灯通过的电流相等,根据控制变量法可知;
(2)灯泡越亮,说明相同时间内灯泡消耗的电能越多,故在本实验中;为了使两灯的电压不同;
(3)实验中发现L1更亮,且电压表V2示数更大,说明电流和通电时间相等时,电流做功越多。
故答案为:(1)电压;(2)灯泡的亮度;(3)电流和通电时间。
30.(4分)小虎和小慧学习了燃料的热值后,他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系,他们组装了如图所示的装置进行实验,记录结果如表:
表一:煤油
表二:菜籽油
(1)为了保证实验结论的可靠性,小虎、小慧选择了两套完全相同的装置,并控制 两种油及水的质量 相等(选填“两种油的质量”、“两杯水的质量”、“两种油及水的质量”)。实验中通过 水升高的温度 来比较煤油和菜籽油放出热量的多少;
(2)小慧认为等燃料完全燃烧完所等待的时间过长,可以在燃烧5min时就来读数比较,小虎认为不对 没有控制燃烧的燃料的质量相等 ;
(3)实验中,若燃料完全燃烧且忽略热量散失,根据表格计算出煤油与菜籽油的热值之比为 8:3 。
【答案】(1)两种油及水的质量;水升高的温度;(2)没有控制燃烧的燃料的质量相等;(3)8:3。
【解答】解:(1)为了保证实验结论的可靠性,小虎和小慧选择了两套完全相同的装置;
质量相同的水,温度变化越大,所以实验中通过水温升高的多少来表示煤油和菜籽油放出热量的多少;
(2)在相同的时间内燃烧的燃料质量不一定相等,即没有控制燃烧的燃料的质量相等;
(3)使用煤油加热水时,水吸收的热量:Q吸1=cmΔt1=cm(100℃﹣20℃)=cm×80℃,
根据题意和表格数据可知,所有的煤油完全燃烧放出的热量:Q放5=2Q吸1=5×cm×80℃,
煤油的热值:q煤油==;
使用菜籽油加热水时,水吸收的热量:Q吸2=cmΔt2=cm(80℃﹣20℃)=cm×60℃,
根据题意和表格数据可知,所有的菜籽油完全燃烧放出的热量:Q放2=Q吸5=cm×60℃,
菜籽油的热值:q菜籽油==;
则煤油和与菜籽油的热值之比:==;
故答案为:(1)两种油及水的质量;水升高的温度;(3)8:2。
31.(11分)小明同学用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”,电源电压15V保持不变,滑动变阻器的规格是“50Ω,阻值为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的电阻各一个,满足测量需求的电流表、电压表各一个。
(1)根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整,要求闭合S后,电流表示数变大;
(2)小明先探究“电阻R一定,电流与电压的关系”,他将10Ω的电阻作为R接入电路,通过调节滑动变阻器滑片P,测出电阻两端不同电压时对应的电流值(如表1所示)。第3次实验时电流表的读数如图丙所示,则此时通过电阻的电流为 0.48 A。分析这些数据:由此可以得出结论:电阻R一定,电流与电压成 正 比;
表1:
表2:
(3)小明再探究“电压U一定,电流与电阻关系”;
a.他将10Ω的电阻接入电路,闭合开关S,调节滑片P到适当位置,小明用20Ω的电阻替换10Ω的电阻,闭合开关S 增大 (选填“增大”或“减小”),他这样操作的目的是: 控制电阻R两端电压不变 ;
b.表2是小明提交的实验数据,老师指出有一组数据不符合实际,你认为这是实验次序 4 的数据,若不更换实验器材(电表量程可以在实验过程中适当调整),在实验过程中小明为了能够利用上述4个定值电阻,完成实验,所保持不变的电压U0的取值范围应满足 6.7 V~ 10 V。(保留一位小数)
(4)另一组的花花设计了测量定值电阻的电路,如图丁,她想将电流表直接改装成测电阻的欧姆表。所用实验器材有电源(电压6V)(量程0~0.6A),滑动变阻器。
①她将滑动变阻器调至10Ω接入,且保持不变,在M、N之间接入待测电阻Rx,依据Rx与I的对应关系,在电流表原来的刻度线处标上对应的阻值,下列标记正确的是 D 。
②该装置使用一段时间后,电源电压减小,这将导致电阻的测量值 偏大 (选填“偏小”、“不变”或“偏大”)。
【答案】(1)见解答图;(2)0.48;正;(3)a、增大;控制电阻R两端电压不变;b、4;6.7;10;(4)①D;②偏大。
【解答】解:(1)将电压表并联在电阻R两端;滑片P向左移动时,说明滑动变阻器阻值变小,如下图所示:
;
(2)第3次实验时电流表的读数如图丙所示,电流表选用小量程,其示数为0.48A;
由表5中数据可知,当电阻R两端电压增大为原来的几倍,故可得出结论:电阻R一定;
(3)a、实验中,根据分压原理,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,要增大滑动变阻器两端的电压,要增大滑动变阻器电阻阻值,移动滑片P使滑动变阻器接入电路阻值增大;
b、由欧姆定律,当电阻为50Ω时,电路中的最小电流:
I小==≈0.17>6.15;
滑动变阻器的规格是“50Ω 1A”,表示变阻器允许的最大电流为1A,则电流表选用大量程2﹣3A,电路中允许通过的最大电流为1A,此时电路中的总电阻最小4=10Ω,此时滑动变阻器连入电路中电阻最小,故电压表的最大示数为:
UV大=I大R1=1A×10Ω=10V;
当滑动变阻器的最大电阻连入电路中时,滑动变阻器分得的电压最大,电压表示数最小为UV小,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压为:U﹣UV小,由分压原理:
=﹣﹣﹣﹣﹣①V小为一定值,故①式左边为一定值,故当滑动变阻器连入最大电阻50Ω时,代入①式
=,
解得:UV小≈8.7V,
综上,实验过程中小明为了能够利用上述4个定值电阻、R数据,所保持不变的电压U6的取值范围应满足6.7V~10V;
(4)①AC、分析电路图可知,根据欧姆定律可知电路的总电阻R总=,根据串联电路的电阻特点可知Rx=R总﹣R滑=﹣R滑,即电流越大,Rx的阻值越小,所以,故AC错误;
BD、当电流为5.2A时,Rx=﹣R滑=﹣10Ω=30Ω﹣10Ω=20Ω、D正确;
故选:D;
②装置使用一段时间后,电源实际电压减小,电路中电流偏小,由表盘的改装情况可知,所以测得的电阻值偏大。
故答案为:(1)见解答图;(2)0.48;正、增大;b、2;6.7;(4)①D。身高h/cm
160
165
170
175
180
电压表示数U/V
0
2
3
3.6
4
水温/℃
20
100
100
加热时间/min
0
5(刚好沸腾)
10(刚好燃尽)
水温/℃
20
40
60
80
加热时间/min
0
5
10
15(刚好燃尽)
实验次序
1
2
3
4
U/V
3.0
4.0
4.8
6.0
I/A
0.30
0.4
0.6
实验次序
1
2
3
4
R/Ω
10
20
30
40
I/A
0.60
0.30
0.20
0.15
身高h/cm
160
165
170
175
180
电压表示数U/V
0
2
3
3.6
4
水温/℃
20
100
100
加热时间/min
0
5(刚好沸腾)
10(刚好燃尽)
水温/℃
20
40
60
80
加热时间/min
0
5
10
15(刚好燃尽)
实验次序
1
2
3
4
U/V
3.0
4.0
4.8
6.0
I/A
0.30
0.4
0.6
实验次序
1
2
3
4
R/Ω
10
20
30
40
I/A
0.60
0.30
0.20
0.15
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