2025-2026学年广东省中山市共进联盟九年级(上)期中物理试卷(含答案+解析)
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这是一份2025-2026学年广东省中山市共进联盟九年级(上)期中物理试卷(含答案+解析),共27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。
1.如图,《天工开物》记载了古人炒蒸油料的场景。下列情境改变内能的方式与其一致的是( )
A. 弯折铁丝
B. 钻木取火
C. 炭火烤肉
D. 摩擦生热
2.如图所示,当水壶里的水沸腾时,产生大量水蒸气会将壶盖顶开。四冲程汽油机在工作中,与此能量转化相同的冲程是( )
A.
B.
C.
D.
3.如图,在干燥环境中,取两个相同且不带电的验电器甲和乙,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触甲的金属球,甲的金属箔片张开;再用石墨棒连接甲、乙验电器的金属球,观察到乙的金属箔片张开。下列对上述实验过程的分析,错误的是( )
A. 毛皮摩擦过的橡胶棒带负电
B. 金属箔片张开是由于同种电荷相互排斥
C. 用石墨棒连接两金属球的瞬间,电流方向由乙到甲
D. 若用玻璃棒连接两金属球,乙的金属箔片也会张开
4.如图是利用数字化电压-电流传感器测量电阻后绘出的不同电阻的U−I图像。由图可知,以下判断正确的是( )
A. R1R3
C. R1=R2=R3D. 无法比较R1、R2、R3大小
5.两个相同的容器中分别装有质量相同的甲、乙两种液体,用同一红外灯照射,液体温度与加热时间关系如图所示,下列分析正确的是( )
A. 加热10min,甲吸收的热量比乙吸收的热量多
B. 甲液体的比热容大于乙液体的比热容
C. 升高相同的温度,甲吸收的热量比乙吸收的热量少
D. 甲液体做冷却剂比乙液体效果好
6.科技改变生活,深圳“无人面馆”48秒出一碗面,从揉面到出餐均由机器人完成。自动出售时可通过扫码或投币操作,图中电路设计符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
7.为保护视力,很多电子产品都增加了“屏幕提醒”功能。其原理如图乙所示,R0为定值电阻,R为距离传感器,眼睛与电子屏幕的距离越近,其阻值越小,当电表示数大于设定值时,会进行提示。下列分析正确的是( )
A. 图乙中的电表,是用电流表改装的B. 眼睛距离屏幕越远,R两端电压越小
C. 眼睛距离屏幕越远,电表示数越小D. 眼睛距离屏幕越远,电路中电流越大
二、填空题:本大题共8小题,共27分。
8.班级厨艺展示中,用煤气炉烹饪食物主要是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式增大食物的内能;现场香气四溢,属于 现象;活动中消耗了500g的煤气,煤气完全燃烧共放出 J的热量。[q煤=4.2×107J/kg]
9.如图所示原子结构示意图中,原子核带 电,其质量 (选填“大于”或“小于”)电子的质量,原子整体 (选填“显”或“不显”)电性。
10.当橡胶棒和毛皮摩擦时,橡胶棒带 电,就因为在摩擦过程中橡胶棒 电子,用验电器 (选填“能”或“不能”)直接检验出玻璃棒带何种电。
11.为了保护同学们的视力,我校教室里的日光灯更换成如图所示的LED护眼灯,LED灯的发光效率高,其发光部分主要由 (选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)材料制成;根据经验可以判断教室内不同LED灯之间的连接方式是 联。如果打开护眼灯之后,老师又打开了教室中的多媒体设备,则教室电路中的总电阻会 (选填“增大”或“减小”)。
12.今年9.3大阅兵中的武器装备全部为国产现役主战装备。其中某型主战坦克使用柴油发动机,它将燃料燃烧释放的 能转化为机械能,驱动坦克前进;前进过程中,坦克油箱内的柴油变少,柴油的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”);若柴油机的飞轮转速为3000r/min,则一个气缸每秒对外做功 次。
13.如图所示的电路,开关均处于断开状态。若要使灯泡L1、L2串联,则需要闭合开关 ;若同时闭合开关S1、S2,灯泡 发光;若同时闭合所有开关,则会发生 ,是严禁发生的。
14.将灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,两者的I−U图象如图乙所示。其中 (选填“A”或“B”)图象是灯泡的I−U关系图象;当电压表示数为8V时,干路上的电流为 A;若A、B两元件串联接到10V的电源上,则A元件的电流为 A。
15.如图甲所示,是一种“创可贴智能体温计”,使用时将其粘贴在人体皮肤上,通过连接手机蓝牙就可以监测体温。图乙是模拟其内部电路原理图,电源电压6V不变,R0为定值电阻,R为高精度的热敏电阻,其阻值随温度的变化的图像如图丙所示,数字式电流表和电压表的量程分别为0∼12mA和0∼4.0V,当检测温度为40∘C时,对应的电流表示数为0.01A。
(1)热敏电阻R是利用 (选填“超导体”或“半导体”)制作而成;
(2)人体温度升高时,图乙图中示数增大的仪表应该是 (选填“电压表”或“电流表”);
(3)当电流表的示数为0.01A时,计算可知定值电阻R0的阻值为 Ω,电压表的示数是 V。
(4)为了保证各元件的安全情况下,该装置可测量温度最低 ∘C,最高 ∘C。
三、作图题:本大题共3小题,共7分。
16.如图是一个人体身高测量仪的电路图,电压表和定值电阻这两个元件未画出,请在图中对应方框内画出这两个元件的电路符号,要求被测人身高变高时,电压表的示数增大。
17.根据如图甲所示的实物连线图,在图乙虚线框中画出对应的电路图。
18.如图所示实物电路,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:两灯并联,电流表测通过灯L1的电流,开关控制整个电路,导线不能交叉。
四、实验探究题:本大题共5小题,共32分。
19.用如图甲所示的实验装置进行“比较不同物质的比热容”的实验。两个温度传感器通过数据集线与计算机相连接。在计算机上打开与此仪器配套的专用软件,点击“开始记录”,同时打开红外加热器开关,对盛有水和食用油的试管进行加热,在计算机上得到相应的实验图线如图乙所示。
(1)该实验采用了红外加热器,相比于酒精灯,其好处是:______。
(2)图乙的A、B两图线中,______(选填“A”或“B”)反映的是水吸热升温的图像。(实验时气压为一个标准大气压)
(3)该实验中,两种液体吸收热量的多少可通过______(选填“液体升高的温度”或“加热时间”)体现,这种研究方法是______(选填“控制变量法”或“转换法”)。
(4)冬天,如果你想自制暖手袋,应选液体______(选填“A”或“B”)作为供暖物质,其效果更佳。本实验所用的食用油比热容为______J/(kg⋅∘C)。[c水=4.2×103J/(kg⋅∘C)]
20.小西和小宁共同“探究电流与电阻的关系”时,实验器材有:电源电压为4.5V且保持不变,5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻,“20Ω1A”的滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时电流表示数变小;
(2)将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关后,小西发现无论怎样调节滑动变阻器滑片,电流表和电压表的示数都不变且较小,则可能的原因是______;
(3)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片使电压表示数为2V,并记下电流值;再断开开关,只将5Ω电阻换成10Ω,电压表示数如图乙所示为______ V,此时应向______(选填“左”或“右”)移动滑动变阻器滑片,直至电压表示数为2V;
(4)小宁继续将20Ω的定值电阻接入电路,发现无论怎样调节滑动变阻器滑片,仍无法使电压表的示数达到2V,出现这种现象的原因可能是______;
(5)解决问题完成实验后,分析数据得出结论:______。
21.科学探究小组连接了图甲所示的电路,测量定值电阻Rx的阻值。电源电压恒为6V,电流表的量程为0∼0.6A,电压表的量程为0∼3V,Rx的阻值约为8Ω,滑动变阻器有(a:“25Ω2A”和b:“20Ω0.2A”)两种规格。
(1)连接电路时,应选择的滑动变阻器是______(选填“a”或“b”)。
(2)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线)。
(3)正确连接导线后,滑片P移至某处,此时电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示为______ A,本次测得Rx的阻值为______Ω。通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出Rx的平均值,这样做是为了______(选填字母符号)。
A.寻找普遍规律
B.减小误差
(4)该探究小组还设计了如图丙所示的电路,利用阻值为R0的定值电阻和电流表等器材,测量Rx的阻值,经检查无误后进行实验。电源电压未知且保持不变,请将实验过程补充完整:
①只闭合开关______,电流表的示数记为I1;
②闭合开关S1、S2,电流表的示数记为I2;
③用已知量R0和测量量I1、I2写出Rx的阻值表达式:Rx=______。
22.(1)如图1,将吸管放在铁支架上,吸管可在水平面内自由转动。用餐巾纸摩擦吸管右端,为了检验吸管的右端带电吸管情况,小明设计了如下实验方案:
A.用手靠近吸管右端,观察它们是否互相吸引;
B.用一丝绸摩擦过的玻璃棒靠近吸管右端,观察它们的相互作用情况;
C.用一毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管右端,观察它们的相互作用情况。
方案A的设计依据是______,如果观察到吸引,表明吸管右端带电;
按方案B实验,若观察到相互吸引,则判断吸管带______电(选填“正”或“负”);按方案C实验,若观察到相互排斥,则可以确定吸管带负电,方案C设计依据的原理是______。
(2)学习了静电知识后,小明猜想电荷间相互作用力的大小是否与两电荷所带的电荷量和它们之间的距离有关呢?
于是他用如图2所示装置,做起了实验,Q是一个带正电的物体,把系在丝线上的带正电的小球先后挂在A、B、C三处,比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小。回答下列问题:
a.小球所受力的大小是通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来的,为使实验现象更明显,悬挂在丝线上的小球应用______(选填“小钢球”或“塑料泡沫小球”)。
b.根据实验现象,可得出结论:电荷量一定时,同种电荷相互______(选填“吸引”、“排斥”),且电荷间距离越______(选填“大”或“小”),电荷间相互作用力越大。
23.某探究小组在进行跨学科实践活动中,选用实验室小灯泡作为光源,制作如图甲所示简易的调光台灯。
(1)调光台灯可以通过在电路中增加一个调光装置来改变台灯的亮度,该调光装置其实就是一个______,该元件应与灯泡______联,通过改变该装置接入电路中电阻丝的______,进而改变通过灯泡的电流,从而调节灯泡的亮度。
(2)为了使得台灯结构小巧,小明选择电位器接入电路。如图乙所示是电位器的结构示意图,为了保证顺时针转动时,灯泡变亮,应该选择______接线柱接入电路。
(3)如图为小明设计的四种调光台灯的电路图,其中能实现“利用滑动变阻器控制灯泡由亮到灭”的最佳电路是______(各元件规格完全相同)。
(4)小张没有电位器,于是用探究实验中的电阻设计了一个电路,如图丙所示,此电路中______(填“能”或“不能”)改变灯泡的亮度,与小明的电路对比,其缺点是______。
五、计算题:本大题共2小题,共13分。
24.暑假期间小明一家自驾前往西宁市,进行研学旅行。自驾行驶全程约360km,驾车前往大约需要4h。(汽油的热值q取4.5×107J/kg,汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3)
(1)求汽车的平均速度;
(2)汽车全程消耗汽油25L,求汽油完全燃烧放出的热量Q;
(3)若汽车发动机全程的平均功率为25kW,求汽车发动机的效率。
25.如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻器R2的阻值为15Ω。只闭合开关S时,电流表的示数为0.2A;开关S和S1均闭合时,电流表的示数为0.25A。
求:(1)电源电压的大小;
(2)通过电阻R1的电流;
(3)电阻R1的阻值。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:古人炒蒸油料,油料吸收热量,内能增加,通过热传递的方式改变内能。
A、弯折铁丝,机械能转化为内能,属于通过做功的方式改变物体的内能,故A错误;
B、钻木取火,克服摩擦做功,机械能转化为内能,属于通过做功的方式改变物体的内能,故B错误;
C、炭火烤肉,肉吸收热量,内能增加,通过热传递的方式改变物体的内能,故C正确;
D、摩擦生热,克服摩擦做功,机械能转化为内能,属于通过做功的方式改变物体的内能,故D错误。
故选:C。
改变物体内能有两种方式:做功和热传递;做功实质是能量的转化;热传递是能量的转移。
做功和热传递是改变物体内能的两种方法,是等效的,但有着本质的区别:做功是能量转化的过程,是其他形式能和内能的转化;热传递是能量的转移过程,是内能从一个物体转移到另一个物体上。
2.【答案】A
【解析】解:烧开水时,壶盖被水蒸气顶起,是水蒸气对壶盖做功的结果,该过程中水蒸气的内能转化为壶盖的机械能;热机在做功冲程中将内能转化为机械能,由各选项图知,A图中进气门、排气门都关闭,气缸顶部有火花,活塞向下运动,是做功冲程,故A正确、BCD错误。
故选:A。
做功可以改变物体的内能,当对物体做功时,机械能转化为内能,当物体对外做功时,内能转化为机械能。据此分析壶盖被顶开时的能量转化情况,再根据热机工作时的能量转化,结合图示选择正确答案。
本题考查能量转化的判断和热机的工作中能量转化以及热机四个冲程的认识,难度不大。
3.【答案】D
【解析】解:A、物理学中规定,毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷为负电荷,故A正确;
B、由验电器的原理可知,金属箔片张开是由于同种电荷相互排斥,故B正确;
C、甲带负电荷,用石墨棒连接两金属球的瞬间,自由电子由甲运动到乙,电流的方向是由乙到甲,故C正确;
D、玻璃棒是绝缘体,用玻璃棒连接两金属球,自由电子不能通过玻璃棒运动到乙,乙的金属箔片也不会张开,故D错误。
故选:D。
(1)物理学中规定,毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷为负电荷;
(2)验电器的原理是同种电荷相互排斥;
(3)正电荷定向移动的方向是电流的方向;自由电子的定向移动方向与电流方向相反;
(4)玻璃棒是绝缘体。
本题考查了电流的方向、验电器的原理、正电荷和负电荷,属于基础题。
4.【答案】B
【解析】解:由图像可知,当三个电阻两端电压相等时,通过三个电阻的电流关系为:IR1R3,故B正确。
故选:B。
根据图像得出电压一定时的电流关系,再根据欧姆定律比较各电阻的阻值关系。
图像中反映的是电流与电压的关系,当取相同的电压时,也可以从图像中分别得到对应的电流,根据欧姆定律比较各导体的电阻的大小关系。
5.【答案】C
【解析】解:A.实验中用同一热源分别加热,加热相同的时间,比如图中的10min,甲、乙吸收的热量相等,故A错误;B.由图可知,加热相同时间,即吸收相同热量时,质量相等的物质,甲升温比乙快,则甲的比热容比乙的小,故B错误;C.由图可知,升高相同的温度,甲所需时间比乙的少,用同一热源分别加热,则甲吸收的热量比乙的少,故C正确;D.从吸热能力方面看,乙的比热容大,选择乙液体做冷却剂比甲液体效果好,故D错误。故选:C。
(1)用相同的热源加热,则加热相同的时间,吸收的热量相等;(2)比较比热容的方法有两种:①选取相同的加热时间,比较温度的变化,加热时间相同,温度变化小的比热容大;②选取相同的温度变化,比较加热的时间,温度变化相同,加热时间长的比热容大。
本题考查温度-时间图像的分析和比热容的相关知识,属于基础题,难度不大。
6.【答案】A
【解析】解:由题知,自动出售服务既可以通过扫码闭合扫码开关,也可以通过投币闭合投币开关,这说明扫码和投币互不影响,故扫码开关和投币开关应是并联的,两个开关都能控制电动机,只有A图符合题意。
故选:A。
由题知,闭合“扫码”开关或“投币”开关都能完成自动出售服务,说明两开关互不影响,为并联方式,据此分析解答。
本题考查根据要求设计电路图,明确并联电路各支路互不影响及开关与控制的电路串联是关键。
7.【答案】C
【解析】解:根据电路图可知,R与R0串联,显示仪与R0并联
A、电流表使用时串联在所处电路中测量电路中的电流,电压表使用时并联在所处电路的两端测量电路两端的电压;图甲中显示仪并联在定值电阻R0的两端,所以图甲的显示仪相当于电压表,故A错误;
BCD、由题意知眼睛与电子屏幕的距离越远,其阻值越大,电路的总电阻越大,由欧姆定律可知电路中的电流越小;由U=IR知定值电阻R0的两端的电压越小,电表示数越小,故BD错误,C正确。
故选:C。
(1)根据电流表和电压表的正确使用确定显示仪是电流表还是电压表;
(2)由题意知眼睛与电子屏幕的距离越近,其阻值越小,电路的总电阻越小,由欧姆定律判断出电路中电流的变化;由U=IR判断出定值电阻R0两端的电压,反之电流相反的变化。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是题干中获取有效的信息,难度不大。
8.【答案】热传递
扩散
2.1×107
【解析】解:班级厨艺展示中,用煤气炉烹饪食物,食物的温度升高,内能增大,这是通过热传递的方式增大食物的内能;
现场香气四溢,这是香气分子在不停地做无规则运动的结果,属于扩散现象;
煤气完全燃烧放出的热量为:
Q放=mq煤=0.5kg×4.2×107J/kg=2.1×107J。
故答案为:热传递;扩散;2.1×107。
(1)改变物体内能的方式有两种:做功和热传递;
(2)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;
(3)根据Q放=mq求出煤气完全燃烧放出的热量。
本题考查了改变物体内能的方式、扩散现象和热量的计算等知识。
9.【答案】正
大于
不显
【解析】解:在原子结构示意图中,原子核带正电,其质量大于电子的质量,原子整体不显电性。
原子核是由质子和中子构成的,其中质子带一个单位正电荷,中子不带电,所以原子核带正电,其正电荷数等于质子数。
电子的质量非常小,原子的质量主要集中在原子核上,因此原子核的质量远远大于电子的质量。
在原子中,核电荷数=质子数=核外电子数,由于质子所带的正电荷数和电子所带的负电荷数相等,电性相反,所以原子整体不显电性。
故答案为:正;大于;不显。
物质是由分子或原子组成的,原子核带的正电荷数等于核外电子带的负电荷数,原子、分子对外不显电性。原子由原子核和核外带负电的电子组成,电子带负电,原子核中质子带正电、中子不带电。
本题考查了原子的结构及粒子的带电情况,为基础题。
10.【答案】负
得到
不能
【解析】解:当橡胶棒和毛皮摩擦时,橡胶棒原子核束缚电子本领强,在摩擦过程中橡胶棒得到电子带负电;
用验电器不能直接检验出玻璃棒带何种电。
故答案为:负;得到;不能。
把被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷,丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷称为正电荷;
原子核对电子束缚能力强的将得到电子而带负电,原子核对电子束缚能力弱的将失去电子而带正电;
验电器的作用检验物体是否带电。
本题考查了摩擦起电的实质、验电器的作用,属于基础题目。
11.【答案】半导体
并
减小
【解析】解:(1)LED灯主要是用半导体材料制成的。
如图所示的LED护眼灯,每个教室里的多盏LED护眼灯是互不影响的,所以它们之间一定是并联的;
(2)如果打开护眼灯之后,老师又打开了教室中的多媒体设备,则教室电路中的总电流会增大,根据欧姆定律知,电阻变小。
故答案为:半导体;并;减小。
(1)LED灯主要是用半导体材料制成的。在串联电路中,各个用电器能相互影响,而在并联电路中,各个用电器不能相互影响。家庭电路中的用电器是并联的。
(2)并联电路中,干路中的电流等于各支路电流的总和,根据欧姆定律知电阻变化。
本题考查了电路的连接方式的判断以及并联电阻的分析,属于基础题。
12.【答案】内
不变
25
【解析】解:柴油发动机属于热机,热机将燃料燃烧释放的内能转化为机械能,驱动坦克前进;
热值是燃料的一种性质,其大小与燃料的质量等无关,所以油箱内的柴油用去一部分后,柴油的热值不变;
四冲程柴油机飞轮的转速是3000r/min=50r/s,表示每秒钟飞轮转动50圈,因为飞轮每转动2圈,对外做功1次,则该柴油机每秒钟对外做功25次。
故答案为:内;不变;25。
(1)热机的做功冲程是将内能转换为机械能;
(2)热值是燃料的一种性质,其大小与燃料的质量等无关;
(3)内燃机完成一个工作循环,要经过4个冲程,燃气对外做功1次,活塞往返2次,飞轮转动2周,且知道每次做功的多少,进而算出每秒钟对外做的功。
本题考查热机的冲程和热值的概念,属于基础题。
13.【答案】S2
L2
电源短路
【解析】解:使灯泡L1、L2串联,即两灯逐个顺次连接起来,要闭合开关S2,若同时闭合开关S1、S2,时灯泡L1被短路,灯泡L2发光,若同时闭合所有开关,导线没有经过任何用电器,连接在电源的正、负两极两端。造成电源短路。
g故答案为:S2;L2;电源短路。
使灯泡L1、L2串联,即两灯逐个顺次连接起来,若同时闭合开关S1、S2,时灯泡L1被短路,若同时闭合所有开关,导线没有经过任何用电器,连接在电源的正、负两极两端。
本题考查的是电路的三种状态;知道串联电路和并联电路的特点及应用。
14.【答案】A
0.6
0.2
【解析】解:由欧姆定律可知,通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比,即定值电阻R的I−U关系图象是一条过原点的直线,即图线B表示电阻R的I−U关系图象,小灯泡的电阻随温度的变化而改变,故图线A表示灯泡的I−U关系图象;
由电路图知,灯泡与定值电阻并联,根据并联电路的特点可知,当电压表示数为8V时,灯泡和定值电阻两端的电压均为8V,
由图乙可知,此时通过灯泡的电流IL=0.4A,通过定值电阻的电流IR=0.2A,
根据并联电路的电流特点可知,此时干路的总电流:I=IL+IR=0.4A+0.2A=0.6A;
若把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上,由乙图可知,当通过电路的电流为0.2A时,灯泡两端的电压为2V,电阻两端的电压为8V,
根据串联电路的电压特点可知,此时电路总电压U=UL+UR=2V+8V=10V,恰好等于电源电压,即把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上,电路中的电流等于0.2A,即A元件中的电流为0.2A。
故答案为:A;0.6;0.2。
(1)在I−U关系图象中,定值电阻是一条通过原点的直线,而灯泡的电阻随温度的升高而增大,在I−U关系图象中是一条曲线,据此分析判断;
(2)当电压表示数为8V时,根据并联电路的特点可知灯泡和定值电阻两端的电压,由图乙可知通过灯泡和定值电阻的电流,根据并联电路的特点求出干路的总电流;
(3)若A、B两元件串联接到10V的电源上,根据串联电路的特点和图乙信息可知A元件中的电流。
本题考查串并联电路的特点的应用,能从图中获取相关信息是解题的关键。
15.【答案】半导体
电流表
300
3
34
42
【解析】解:(1)热敏电阻主要是由半导体材料制作而成;
(2)由图丙可知,随着温度的升高,热敏电阻的阻值逐渐减小,
定值电阻R和热敏电阻R0串联在电路中,电流表测通过电路的电流,电压表测量热敏电阻两端的电压,随着温度的升高,热敏电阻R0逐渐减小,串联电路的总电阻逐渐减小;因为电源电压一定,总电阻减小,所以电路中的电流逐渐增大,故电流表示数增大;
(3)由乙图可知当t=40∘C时,R0=300Ω;
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得:
UR0=IR0×R0=IR0=0.01A×300Ω=3V,
I=UR+R0=6VR+300Ω=0.01A,解之得:R=300Ω,
(4)由数字式电流表和电压表的量程分别为0∼12mA和0∼4.0V知:电路中最大电流为12mA,热敏电阻两端最大电压为4.0V,
根据串联电路规律和欧姆定律知:
①热敏电阻阻值最大时,两端最大电压为4.0V,该装置所测温度最低此时:
URR=UR0R0,即6V−4V300Ω=4VR0,
解之得:所测温度最低时的R0=600Ω,
由图丙可知当R0=600Ω时,最高温度t′=34∘C;
②当电路中电流最大时,热敏电阻的阻值最小,该装置所测温度最高此时
Imax=UR+R0=6V300Ω+R0=0.012A,
解之得:所测温度最高时的R0=200Ω
由图丙可知当R0=200Ω时,最高温度t′=42∘C;
故答案为:(1)半导体;(2)电流表;(2)300;3;(4)34;42。
(1)热敏电阻主要是由半导体材料制作而成;
(2)由图丙可知,随着温度的升高,热敏电阻的阻值逐渐减小,
定值电阻R和热敏电阻R0串联在电路中,电流表测通过电路的电流,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知电流表示数随着温度的升高如何变化;
(3)由丙图可知当t=40∘C时,R0=300Ω;根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得此时R0的阻值和电压表的示数;
(4)结合电压表电流表量程,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算当时热敏电阻接入电路的阻值,由图丙可知测量的最高/低温度。
题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用,正确读取图中信息是解题的关键。
16.【答案】。
【解析】解:因为电压表应与用电器并联,所以上方方框内应该是电压表,而下方方框内应该是定值电阻,此时定值电阻和变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,被测人身高变高时,变阻器接入电路的电阻变大,根据串联分压的规律可知变阻器两端的电压增大,即电压表的示数增大,符合题意,作图如下:
。
电压表应与用电器并联,据此可知两方框内应接入的元件;已知“被测人身高变高时,电压表的示数增大”,进一步分析设计的电路是否满足要求。
本题考查了电压表的使用方法、电路的设计和动态电路的分析,难度不大。
17.【答案】解:由实物图可知,电流从正极出来后开始分支,一支经灯泡L2,另一支经灯泡L1、开关S2,然后两支汇合共同经过开关S1回到电源负极。电路图如图所示:
。
【解析】由实物图可知,两灯泡并联,开关S1控制整个电路,S2控制L1,根据实物图完成电路图即可。
本题考查根据实物图画电路图,关键是知道电路中各个用电器的连接情况,画电路图是初中物理的重点也是难点。
18.【答案】
【解析】解:由题知,两个灯泡并联,开关在干路上控制整个电路;电流表测通过灯L1的电流,则电流表与灯泡L1串联在一条支路中,实物图如下所示:
。
用电器并列连接的电路叫并联电路,并联电路中干路开关控制整个电路;电流表应与被测用电器串联接入电路中。
本题考查了实物电路图的连接,属于基础题。
19.【答案】热源较为稳定,使液体在相同时间内吸收热量相同 B 加热时间;转换法 B;2.1×103
【解析】解:(1)使用电加热器,热源较为稳定,使液体在相同时间内吸收热量相同;
(2)标准大气压下水的沸点是100∘C,由图乙观察到,A的图线的温度最终超过了100∘C,B刚好到达100∘C,故B反映的是水吸热升温的图像;
(3)利用相同的加热仪器给两种液体加热,相同时间内两种液体吸收的热量可看作相同,因此可通过加热时间来体现两种液体吸收热量的多少,这种将不易测量的物理量转换为容易测量或观察的物理量的研究方法叫转换法;
(4)由丙图可知吸收相同的热量,B的温度变化慢,说明B的比热容大;冬天要选比热容大的液体作为供暖物质,故选B;
根据图乙可知,升高80∘C,a、b的加热时间分别为2min和4min,由转换法,a、b的吸热之比为1:2=0.5,根据Q=cmΔt可知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比热容成正比,则食用油的比热容为:
c=0.5×4.2×103J/(kg⋅∘C)=2.1×103J/(kg⋅∘C)。
故答案为:(1)热源较为稳定,使液体在相同时间内吸收热量相同;
(2)B;
(3)加热时间;转换法;
(4)B;2.1×103。
(1)使用电加热器,热源较为稳定,使液体在相同时间内吸收热量相同;
(2)(3)(4)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法,据此分析回答;
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;
由Q=cmΔt可知放出的热量与降低的温度之比QΔt=cm,据此分析;
本题探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”,考查控制变量法、转换法和推理法的运用及所用的测量工具与比较吸热能力的方法。
20.【答案】; 将滑动变阻器两个下端接线柱接入了电路中; 2.7;右; 滑动变阻器最大阻值太小; 当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】(1)滑动变阻器的滑片向右滑动时电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与电源串联在电路中,如下图所示:
;
(2)闭合开关后,小西发现无论怎样调节滑动变阻器滑片,电流表和电压表的示数都不变且较小,说明电路中电阻较大,且滑动变阻器没有变阻的作用,即可能的原因是:将滑动变阻器两个下端接线柱接入了电路中;
(3)由图甲可知,电压表选用小量程;将5Ω电阻换成10Ω,电压表示数如图乙所示,电压表分度值0.1V,其示数为2.7V;
实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向右滑动,直至电压表示数为2V;
(4)实验中使用的定值电阻阻值最大为20Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压:U滑=U−UV=4.5V−2V=2.5V,滑动变阻器分得的电压为电压表示数的2.5V2V=1.25倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为:R滑=1.25×20Ω=25Ω>20Ω,即出现这种现象的原因可能是滑动变阻器最大阻值太小;
(5)因定值电阻两端电压保持2V不变,根据U=IR可知,电流与电阻成反比,故可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故答案为:(1);(2)将滑动变阻器两个下端接线柱接入了电路中;(3)2.7;右;(4)滑动变阻器最大阻值太小;(5)当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(1)滑动变阻器的滑片向右滑动时电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱;
(2)闭合开关后,小西发现无论怎样调节滑动变阻器滑片,电流表和电压表的示数都不变且较小,说明电路中电阻较大,且滑动变阻器没有变阻的作用,据此分析;
(3)根据图甲确定电压表选用的量程,由图乙确定分度值读数;根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压不变,当换上大电阻时,根据电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑动变阻器滑片移动的方向;
(4)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入20Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻,据此分析;
(5)根据定值电阻两端电压为一定值分析得出结论。
本题探究电流与电阻的关系实验,考查了电路连接、故障分析、电压表读数、实验操作、数据分析、控制变量法和欧姆定律的应用等知识。
21.【答案】a (2) 0.32;8.1;B S1;(I2−I1)R0I1
【解析】解:(1)当选择b滑动变阻器时,电路中的最大总电阻大约R=20Ω+8Ω=28Ω;
电路中的最小电流I=UR=6V28Ω≈0.22A超过允许的最大电流0.2A,故b不可行,小于a的允许电流2A,故a可行;
(2)图中电压表接在开关两端,且正负接线柱反了,故应该改接到电阻两端,如下图所示:
(3)电流表示数如图乙,电流表选用0∼0.6A的测量范围,分度值0.02A,其示数为0.32A,则测得未知电阻R=UI=≈8.1Ω;
通过移动滑片P测得多组实验数据,计算出Rx的平均值,可以减小误差,故选:B;
(4)图中缺少电压表,通过电阻串联和局部短路测量电流,故只闭合开关S1,两个电阻串联,电流表的示数记为I1;电源电压U=I1(Rx+R0);
闭合开关S1、S2,Rx被短路,电流表的示数记为I2;电源电压U=I2R0;
因电源电压未知且保持不变,即I1(Rx+R0)=I2R0,
解得:Rx=(I2−I1)R0I1。
故答案为:(1)a;(2);(3)0.32;8.1;B;(4)①S1;③(I2−I1)R0I1。
(1)根据电源电压和电阻分析电路中的电流,选择合适的变阻器;
(2)根据电压表与待测电阻并联分析;
(3)根据电流表选用的测量范围确定分度值读数,再根据欧姆定律计算出电阻值;本次实验多次测量目的是减小误差;
(4)在没有电压表的情况下,可通过开关的转换,改变电路中的电流,结合欧姆定律与串联电路的特点列方程计算电阻大小。
本题考查伏安法测电阻与特殊方法测电阻,属于中档题。
22.【答案】带电体能够吸引轻小物体;负;同种电荷相互排斥 塑料泡沫小球;排斥;小
【解析】解:(1)A.用手靠近吸管右端,观察它们是否互相吸引,依据是带电体能够吸引轻小物体;
B.用一丝绸摩擦过的玻璃棒靠近吸管右端,如果观察到相互吸引,判断吸管可能带负电,也有可能是吸管不带电;
C.用一毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管右端,如果观察到相互排斥,则可以确定吸管带负电,原理是 同种电荷相互排斥;
(2)a.为使实验现象更明显,悬挂在丝线上的小球应选用质量较小塑料泡沫小球;
由题意知,这个力的大小可以通过丝线与竖直方向的夹角大小显示出来,这种研究方法称之为转换法;
b.根据实验现象,可得出结论:在电荷量一定的情况下,同种电荷相互相互排斥,且电荷间的距离越小,电荷间的作用力越大;
故答案为:(1)带电体能够吸引轻小物体;负;同种电荷相互排斥;(2)a.塑料泡沫小球;b.排斥;小。
(1)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电;带电体的性质是能够吸引轻小物体;相互排斥一定是同种电荷,相互吸引有可能是异种电荷,也有可能是带电体吸引不带电的轻小物体;
(2)把不明显的现象转换为易观察、明显的现象,这种实验方法叫做转换法;
小球质量越小,在相同力作用下,丝线与竖直方向夹角越大,实验现象越明显。
本题是一道实验探究题,考察了基本的实验方法、电荷间作用规律等,认真分析图示实验情景即可正确解题。
23.【答案】滑动变阻器;串;长度 A、B C 能;不能连续改变灯泡的亮度
【解析】解:(1)调光装置其实就是一个滑动变阻器,该元件应与灯泡串联,通过改变该装置接入电路中电阻丝的长度,改变通过灯泡的电流,从而调节灯泡的亮度。
(2)应该选择A、B两个接线柱接入电路,顺时针转动滑片时,接入电路的电阻变小,电路中电流变大,灯泡变亮。
(3)图A可以连续调节灯泡的亮度,但是灯泡不能熄灭,故A不符合题意;
图B滑片移动到右端时,会将电源短路,在移动过程中,灯泡的亮度不变,故B不符合题意;
图C滑片移动时可以调整灯泡从亮到灭,故C符合题意;
图D灯泡和滑动变阻器并联,无论滑片如何移动,灯泡的亮度不变,滑片移动到最左端时,将电源电路,故D不符合题意。
故选:C。
(4)如图丙所示,可以在电路中接入不同阻值的电阻,能改变电路中的电流大小,改变灯泡的亮度,缺点是不能连续改变灯泡的亮度。
故答案为:(1)滑动变阻器;串;长度;(2)A、B;(3)C;(4)能;不能连续改变灯泡的亮度。
(1)调光装置实际上就是一个滑动变阻器,通过改变接入电路的电阻大小来改变电路中的电流;
(2)根据电位器原理进行分析解答;
(3)根据题中的要求进行分析解答;
(4)单刀多掷开关不能连续改变接入电路的电阻,不能连续改变灯泡的亮度。
本题考查了滑动变阻器的使用、通过滑动变阻器改变灯泡的亮度、分析电路图等内容,难度不大。
24.【答案】汽车的平均速度为90km/h;
汽车全程消耗汽油25L,汽油完全燃烧放出的热量为9×108J;
若汽车发动机全程的平均功率为25kW,汽车发动机的效率为40%
【解析】(1)自驾行驶全程约360km,驾车前往大约需要4h,汽车的平均速度为:v=st=360km4h=90km/h;
(2)汽车全程消耗汽油25L,汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3,汽油质量为:
m=ρV=0.8×103kg/m3×25×10−3m3=20kg,
汽油完全燃烧放出的热量为:
Q=qm=4.5×107J/kg×20kg=9×108J;
(3)发动机输出的有用功为:
W=Pt=25×103W×4×3600s=3.6×108J,
汽车发动机的效率为:
η=WQ×100%=3.6×108J9×108J×100%=40%。
答:(1)汽车的平均速度为90km/h;
(2)汽车全程消耗汽油25L,汽油完全燃烧放出的热量为9×108J;
(3)若汽车发动机全程的平均功率为25kW,汽车发动机的效率为40%。
(1)根据v=st求出汽车的平均速度;
(2)根据ρ=mV求出汽油的质量,利用Q=qm求出汽油完全燃烧放出的热量;
(3)根据P=Wt求出发动机输出的有用功,利用η=WQ求出汽车发动机的效率。
本题考查了速度公式、密度公式、热机效率、功和热量的计算,属于基本公式的应用。
25.【答案】(1)电源电压的大小为3V (2)通过电阻R1的电流为0.05A (3)电阻R1的阻值为60Ω
【解析】解:(1)只闭合开关S,电路是关于R2的简单电路,电流表示数为0.3A,根据欧姆定律可知电源电压为:U=IR2=0.2A×15Ω=3V;
(2)S、S1都闭合时,两电阻并联,根据并联电路电流特点可得,通过R1的电流为:
I1=I−I2=0.25A−0.2A=0.05A;
(3)根据欧姆定律可知电阻R1的阻值为:R1=UI1=3V0.05A=60Ω。
答:(1)电源电压的大小为3V;
(2)通过电阻R1的电流为0.05A;
(3)电阻R1的阻值为60Ω。
(1)只闭合开关S,电路是关于R2的简单电路,电流表示数为0.3A,根据欧姆定律可知电源电压;
(2)S、S1都闭合时,两电阻并联,根据并联电路电流特点可得通过R1的电流;
(3)根据欧姆定律可知电阻R1的阻值。
本题考查欧姆定律和并联电路特点的应用,是一道综合题,难度不大。
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