河南省驻马店市正阳县2025-2026学年九年级上学期2月期末物理试题(试卷+解析)
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这是一份河南省驻马店市正阳县2025-2026学年九年级上学期2月期末物理试题(试卷+解析),共28页。
1.本试卷共8页,五大题,21小题,满分70分,考试时间60分钟。
2.本试卷上不要答题,请按答题卡上注意事项的要求直接把答案填写在答题卡上,答在试卷上的答案无效。
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1. 非物质文化遗产“茶百戏”,又称“水丹青”,是一种用清水在茶汤悬浮液的表面绘制图案的技艺。如图,是茶艺师傅利用技法调制的一杯茶,调制过程中,茶香四溢,这是______现象,说明了______。
2. 2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵式在北京天安门广场隆重举行。东风-5C洲际战略核导弹亮相阅兵式,其打击范围可覆盖全球。东风-5C加注的是液体燃料偏二甲肼,具有较大的___________,可为导弹提供强大的推力。导弹发射过程中,通过燃料燃烧产生高温高压的气体从尾部喷出,从而推动导弹升空,此过程的能量转化与四冲程汽油机的___________冲程相同。
3. 如图所示,郑州科技馆里有一个“静电球”,人接触“静电球”时会出现“怒发冲冠”的景象。实验室中的____________就是利用这一原理制成的仪器。若静电球带负电,人在触摸静电球时瞬间电流方向为__________________(选填“从人体到静电球”或“从静电球到人体”)。
4. 华为公司推出全球首款三折叠手机,可在单屏态、双屏态、三屏态间灵活切换使用,打破了移动终端的场景边界,功能十分强大,那么三个屏幕的连接方式为______。该手机支持无线超级快充,在充电时电池相当于______(选填“电源”或“用电器”)。
5. 图甲是小灯泡L和电阻R电流随电压变化图像,将它们按图乙所示接入电源电压为2V的电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为______W,再闭合开关S1,电流表示数为______A,在此状态下通电10s,电流通过电阻R产生的热量是______J。
6. 我国是新能源汽车生产大国,现在的电动汽车都有能量回收功能,刹车和减速时可以将车辆的动能再次转化为电能,这一过程中利用的物理原理是__________。有人认为“既然电能和动能之间可以互相转化,这样的电动汽车应该可以不用充电,一直行驶。”你认为此观点__________(填“不正确”或“正确”),理由是___________。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求;第13~14题每小题有两个选项符合题目要求全部选对得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)。
7. 下列估测的数据中,最符合实际的是( )
A. 家用空调的电流约为
B. 一个电热水壶的加热功率约为
C. 手机电池的电压约为
D. 一盏节能灯工作5小时消耗电能约为
8. 下列有关课本实验的说法中,正确的是( )
A. 将两铅柱紧压在一起,挂上重物也掉不下来是因为发生了扩散现象
B. 研究气体扩散时,密度更大的二氧化氮气体也可以置于上方
C. 给瓶内打气,瓶塞跳出时瓶内出现白雾,说明瓶内气体内能增大
D. 活塞迅速下压使筒内棉花燃烧起来,是因为活塞对筒内空气做了功
9. 新交通法规于2013年1月1日施行,驾驶员不系安全带记3分,罚100元.汽车上设置了“安全带指示灯”,提醒驾驶员系好安全带.当安全带系好时,相当于闭合开关,指示灯不亮;安全带未系好时,相当于断开开关,指示灯发光.图中符合上述要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示是探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,U 形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。电阻丝的电阻 R1=R2=R3.通电一定时间后, 通过R1、R2 的电流分别为 I1、I2,下列说法正确的是( )
A. I1=I2,A 管中液面较高
B. I1>I2,A 管中的液面较高
C. 该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系
D. 该实验是利用 U 形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
11. 2024年5月8日下午,福建舰圆满完成为期8天的首次航行试验任务,顺利返回江南造船厂码头。福建舰作为我国第一艘具有电磁弹射技术的航母,标志着中国海军航母实力达到新的水平。使用弹射器时,电磁弹射器的弹射车与舰载机的前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通入强电流时,立即产生强大的推力,使舰载机快速起飞。电磁弹射器工作原理与下列实验相同的是( )
A. 奥斯特实验
B. 电磁感应实验
C. 电磁铁磁性强弱实验
D. 磁场对电流的作用实验
12. 近年来,我国在材料、能源、信息等领域取得了辉煌成就,下列说法正确的是( )
A. 光纤通信是利用激光在纤维材料中多次折射传输信息的
B. 5G网络的电磁波与4G网络的电磁波在空气中的传播速度相同
C. 目前建成的核电站是利用核聚变释放的能量发电的
D. 火力发电、核能发电、水力发电都是不可再生能源的利用
13. 某创新小组设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示,已知电源电压为6V,定值电阻的阻值为,R是湿敏电阻,其阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 当空气湿度增大时,R的阻值会变大
B. 当空气湿度增大时,电压表示数会变大
C. 当电压表示数为3V时,空气湿度为
D. 当电压表示数为3V时,电路总功率为3.6W
14. 图甲是体育测评中使用的坐位体前屈测量仪,其内部的模拟电路如图乙所示。使用时,闭合开关,推动挡板P由B端向A端滑动,电压表的示数就能反映出测评成绩。在此过程中下列分析正确的是( )
A. R2接入电路中的阻值变小,电流表示数变大
B. R2接入电路中的阻值变大,电流表示数变小
C. 电压表与电流表的比值变大
D. 电路中的总功率不变
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15. 磁体旁的小磁针静止时所指的方向如图所示,请在括号中标出磁体的磁极,并标出图中磁感线的方向。
16. 请用笔画线表示导线,将图中的电灯、开关和插座接入家庭电路中。
四、实验探究题(本题共3小题,第17题6分,第18题4分,第19题9分,共19分)
17. 假期小媛去海边玩耍,光脚踩在沙滩上感到很烫,踏入水中觉得很凉快,她猜想不同物质吸热能力可能不同。为验证猜想,进行了如图甲所示的实验。
(1)器材:相同的酒精灯、烧杯、温度计各两个,以及_________(填测量工具)、托盘天平(含砝码)、相同质量的水和沙;选取两个相同的酒精灯进行实验,目的是为了通过比较________来比较物质吸收热量的多少;
(2)为比较水和沙的吸热情况,小媛提出两种方案:a.让两者升高相同的温度,比较加热时间;b.让两者加热相同时间,比较升高的温度。你认为可行的方案是_________(选填“a”“b”或“a和b”);
(3)加热时物质温度升高,这是通过________的方式来增大液体的内能。实验过程中部分数据如表一所示(不考虑热损失),分析数据可知,_________的吸热能力更强;
(4)如图乙是深圳和新疆沙漠地区同一天气温变化曲线,请你判断深圳一天气温变化所对应的曲线是________(选填“A”或“B”)。
18. 在“探究并联电路的电流特点”的实验中,小安设计的电路如图甲所示。
(1)如图乙所示,小安测出通过小灯泡L1的电流之后,想测出干路中的电流。他只需拆除一根导线,再补接一根导线即可实现。请在图乙中需要拆除的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,把补接的导线画出来。
(2)闭合开关S前电流表的指针出现了如图丙所示的情况,出现该情况的原因是___________。
(3)用同一个电流表分别测出干路、支路中的电流,测得的数据如表所示。小安由此数据得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是___________(写关系式)。
表 探究并联电路的电流特点
(4)本次实验的不足之处是___________。
19. 探究电流与电压、电阻的关系。
(1)根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,将图乙的实物图补充完整。要求滑动变阻器滑片向右滑动时电流表的示数减小;
(2)小明连接电路后闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,且接近电源电压,若故障发生在定值电阻R或滑动变阻器上,则故障原因可能是______;
(3)小明在排除故障后闭合开关,移动滑片至某一位置,电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图丙所示,可求出所用定值电阻的阻值为______Ω;
(4)小明还利用甲图,分别用10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻探究“电流与电阻的关系”,实验过程中把10Ω的电阻换成20Ω的电阻时,滑动变阻器应向______端滑(选填“A”“B”)。他测量了多组数据,绘制出如图丁所示的I-R图像,分析图像可得出的结论是:当导体两端的电压一定时,______;
(5)小红也利用图甲所示电路图做“伏安法测电阻”的实验,实验中该同学填写的实验数据如表所示。该同学测得的的电阻为______Ω(结果保留一位小数);
(6)小王又利用图甲,将定值电阻换成某灯泡,测该灯泡的电阻,正确连接完电路,检查无误后,闭合开关灯泡不亮,他接下来的操作应该是:______;
(7)实验过程中,电压表损坏,小明设计了如图戊所示的电路图测待测电阻的阻值,(已知定值电阻的阻值为)。
①闭合开关S,断开,读出电流表的示数为;
②______读出电流表的示数为;
③请用测量值、,来表示=______。
五、综合应用题:本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20. 如图甲是小南家的电热水壶,其内部简化电路如图乙,已知R1=61.6Ω,该热水壶有加热与保温两个挡,加热时功率是1000W,已知:外界大气压强为1个标准大气压,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)。求:
(1)加热时电热水壶的电阻;
(2)保温时通过电热水壶的电流;
(3)将壶内1kg的水从10℃开始加热7min正好烧开,则加热时电热水壶的热效率。
21. 某实践小组在实验室设计了一款自动称量装置如图甲所示,使用时,物体放在有弹簧支撑的托盘上,弹簧底部固定。图乙是变阻器接入电路中的阻值与被测物体重力G的关系图像。电源电压恒为24V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,变阻器标有“50Ω;1A”。
(1)当托盘不放物体时,闭合开关S,电压表示数为9V,则的阻值为多少?
(2)闭合开关S,当电流表示数I=0.4A时,求物体的重力?
(3)在保证电路元件安全下,整个电路消耗电功率的最大值是多少?
液体
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
水
25
40
10
沙子
25
55
4
I1
I2
I
电流/A
022
0.16
0.38
序号
1
2
3
4
U/V
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.20
0.30
0.40
0.48
2025—2026学年度第一学期期末学业水平测试
九年级物理
注意事项:
1.本试卷共8页,五大题,21小题,满分70分,考试时间60分钟。
2.本试卷上不要答题,请按答题卡上注意事项的要求直接把答案填写在答题卡上,答在试卷上的答案无效。
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1. 非物质文化遗产“茶百戏”,又称“水丹青”,是一种用清水在茶汤悬浮液的表面绘制图案的技艺。如图,是茶艺师傅利用技法调制的一杯茶,调制过程中,茶香四溢,这是______现象,说明了______。
【答案】 ①. 扩散 ②. 分子在不停地做无规则运动
【解析】
【详解】[1][2]茶艺师傅利用技法调制一杯茶,调制过程中,茶香四溢,这是扩散现象,扩散现象是指不同物质在相互接触时,彼此进入对方的现象,扩散现象说明分子在不停地做无规则运动。
2. 2025年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵式在北京天安门广场隆重举行。东风-5C洲际战略核导弹亮相阅兵式,其打击范围可覆盖全球。东风-5C加注是液体燃料偏二甲肼,具有较大的___________,可为导弹提供强大的推力。导弹发射过程中,通过燃料燃烧产生高温高压的气体从尾部喷出,从而推动导弹升空,此过程的能量转化与四冲程汽油机的___________冲程相同。
【答案】 ①. 热值 ②. 做功
【解析】
【详解】[1]东风-5C洲际战略核导弹加注的是液体燃料偏二甲肼,具有较大的热值,根据可知,相同质量的燃料,热值越大,放出的热量越多,可为导弹提供强大的推力。
[2]由题意可知,导弹发射过程中,高温高压的气体喷出从而推动导弹升空,将内能转化为机械能,四冲程汽油机的做功冲程能量转化是内能转化为机械能,故导弹发射过程的能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相同。
3. 如图所示,郑州科技馆里有一个“静电球”,人接触“静电球”时会出现“怒发冲冠”的景象。实验室中的____________就是利用这一原理制成的仪器。若静电球带负电,人在触摸静电球时瞬间电流方向为__________________(选填“从人体到静电球”或“从静电球到人体”)。
【答案】 ①. 验电器 ②. 从人体到静电球
【解析】
【详解】[1]同种电荷相互排斥,头发因带有同种电荷而呈现“怒发冲冠”的景象,与验电器的工作原理相同,验电器的金属箔片会因带有同种电荷而张开。
[2]若静电球带负电,则负电荷从静电球转移到人体,而电流的方向与负电荷定向移动的方向相反,因此瞬间电流方向为从人体到静电球。
4. 华为公司推出全球首款三折叠手机,可在单屏态、双屏态、三屏态间灵活切换使用,打破了移动终端的场景边界,功能十分强大,那么三个屏幕的连接方式为______。该手机支持无线超级快充,在充电时电池相当于______(选填“电源”或“用电器”)。
【答案】 ①. 并联 ②. 用电器
【解析】
【详解】[1]三个屏幕在使用时互不影响,故三个屏幕的连接方式为并联。
[2]在充电时电池消耗电能,相当于用电器。
5. 图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图像,将它们按图乙所示接入电源电压为2V的电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为______W,再闭合开关S1,电流表示数为______A,在此状态下通电10s,电流通过电阻R产生的热量是______J。
【答案】 ①. 1 ②. 0.7 ③. 4
【解析】
【详解】[1]如图乙所示,只闭合开关S,电路是只有小灯泡的简单电路;由甲图可知,当小灯泡两端的电压为2V时,通过的电流为0.5A,则小灯泡的实际功率为P=UI=2V×0.5A=1W。
[2]当两个开关都闭合时灯泡和电阻R并联,电流表测量干路中的电流。由于电源电压为2V,灯和电阻两端的电压均为2V,由乙可知通过灯泡的电流为0.5A,通过电阻的电流为0.2A,根据并联电路电流规律可知,通过干路的电流等于各支路电流之和,则接在干路上的电流表的示数为I=I1+I2=0.5A+0.2A=0.7A。
[3]电阻R通电工作时,消耗的电能全部转化为内能,在此状态下通电10s,电流通过电阻R产生的热量是。
6. 我国是新能源汽车生产大国,现在的电动汽车都有能量回收功能,刹车和减速时可以将车辆的动能再次转化为电能,这一过程中利用的物理原理是__________。有人认为“既然电能和动能之间可以互相转化,这样的电动汽车应该可以不用充电,一直行驶。”你认为此观点__________(填“不正确”或“正确”),理由是___________。
【答案】 ①. 电磁感应 ②. 不正确 ③. 该观点违背了能量守恒定律
【解析】
【详解】[1][2][3]当电动汽车刹车和减速时,电机处于发电状态,电机的线圈在磁场中做切割磁感线运动,从而产生感应电流,将车辆的动能转化为电能储存起来,这正是电磁感应现象的应用;在能量转化和转移过程中,不可避免地会存在能量损耗。例如,在动能转化为电能过程中,电机等部件存在电阻,会有一部分电能转化为内能散失掉;在电能转化为动能驱动汽车行驶过程中,也会因为机械摩擦等因素产生能量损耗,不可能实现能量的完全转化和循环利用,所以电动汽车不能不用充电一直行驶。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求;第13~14题每小题有两个选项符合题目要求全部选对得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)。
7. 下列估测的数据中,最符合实际的是( )
A. 家用空调的电流约为
B. 一个电热水壶的加热功率约为
C. 手机电池的电压约为
D. 一盏节能灯工作5小时消耗电能约为
【答案】C
【解析】
【详解】A.一台空调功率约为1100W,工作时的电流
故A不符合题意;
B.电热水壶是大功率用电器,一个电热水壶的加热功率约为1000W,故B不符合题意;
C.USB电压一般为5V,手机电池的电压比USB充电电压要低一些,约为3.7V,故C符合题意;
D.一盏节能灯额定功率一般约为15W,即0.015kW,工作5小时消耗电能W=P't=0.015kW×5h=0.075kW·h
故D不符合题意
故选C。
8. 下列有关课本实验的说法中,正确的是( )
A. 将两铅柱紧压在一起,挂上重物也掉不下来是因为发生了扩散现象
B. 研究气体扩散时,密度更大的二氧化氮气体也可以置于上方
C. 给瓶内打气,瓶塞跳出时瓶内出现白雾,说明瓶内气体内能增大
D. 活塞迅速下压使筒内棉花燃烧起来,是因为活塞对筒内空气做了功
【答案】D
【解析】
【详解】A.将两块表面干净的铅块紧压在一起,它们会“粘”在一起,下面挂上重物也拉不开,这是因为分子之间存在引力,使得铅块结合在一起。扩散现象是指不同物质的分子彼此进入对方的现象,故A错误;
B.在研究气体扩散现象的实验中,为了排除重力对实验结果的干扰,应该将密度较大的二氧化氮气体放在下面,密度较小的空气放在上面。如果反过来放置,密度大的二氧化氮在重力作用下也会向下运动,就不能充分说明分子在做永不停息的无规则运动,故B错误;
C.给瓶内打气,当瓶塞跳出时,瓶内气体对瓶塞做功,自身的内能转化为瓶塞的机械能,导致瓶内气体的内能减少,温度降低。瓶内的水蒸气遇冷液化成小水珠,形成“白雾”,故C错误;
D.当活塞迅速向下压缩筒内空气时,活塞对空气做功,空气的内能增加,温度急剧升高。当温度达到棉花的着火点时,棉花就会燃烧起来。这说明了做功可以改变物体的内能,故D正确。
故选D。
9. 新交通法规于2013年1月1日施行,驾驶员不系安全带记3分,罚100元.汽车上设置了“安全带指示灯”,提醒驾驶员系好安全带.当安全带系好时,相当于闭合开关,指示灯不亮;安全带未系好时,相当于断开开关,指示灯发光.图中符合上述要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意知,指示灯与S并联,但电路不会出现短路,即电路中必须串联一个保护电阻;结合选项可知B符合题意,A闭合开关,指示灯亮,C不管开关是否闭合,指示灯都亮,D指示灯与R串联了,故ACD都不符合题意.B符合题意.
10. 如图所示是探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,U 形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。电阻丝的电阻 R1=R2=R3.通电一定时间后, 通过R1、R2 的电流分别为 I1、I2,下列说法正确的是( )
A. I1=I2,A 管中的液面较高
B. I1>I2,A 管中的液面较高
C. 该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系
D. 该实验是利用 U 形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,电阻R2、R3先并联,再和R1串联,因此通过R1的是干路电流,而右侧容器内的R2并联了R3,会导致分流,I1I2,故A错误;
B.因R2=R3,则12=13,则I1>I2。根据Q=I2Rt,则左侧容器内产热高,左侧液面较高,故B正确;
C.实验中,产生热量的有R1、R2、R3,但用于加热容器内空气的电阻只有R1、R2,根据产热公式,此时电阻相等,通过R1、R2的电流不相等,因此该实验探究的是电热与电流的关系,故C错误。
D.该实验靠的是加热透明容器中的空气,使空气膨胀而推动U形管内液面高度发生变化,从而达到观测的目的,而不是加热U 形管中的液体,故D错误。
故选B
11. 2024年5月8日下午,福建舰圆满完成为期8天的首次航行试验任务,顺利返回江南造船厂码头。福建舰作为我国第一艘具有电磁弹射技术的航母,标志着中国海军航母实力达到新的水平。使用弹射器时,电磁弹射器的弹射车与舰载机的前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通入强电流时,立即产生强大的推力,使舰载机快速起飞。电磁弹射器工作原理与下列实验相同的是( )
A. 奥斯特实验
B. 电磁感应实验
C. 电磁铁磁性强弱实验
D. 磁场对电流的作用实验
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题可知电磁弹射器的原理是通电导体在磁场中受到力的作用,该装置说明电流的周围存在磁场,故A不符合题意;
B.该装置中无电源,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动就会产生感应电流,是探究电磁感应现象的装置,故B不符合题意;
C.该图反映的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,故C不符合题意;
D.该装置中有电源,是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的,故D符合题意。
故选D。
12. 近年来,我国在材料、能源、信息等领域取得了辉煌的成就,下列说法正确的是( )
A. 光纤通信是利用激光在纤维材料中多次折射传输信息的
B. 5G网络的电磁波与4G网络的电磁波在空气中的传播速度相同
C. 目前建成的核电站是利用核聚变释放的能量发电的
D. 火力发电、核能发电、水力发电都是不可再生能源的利用
【答案】B
【解析】
【详解】A.光纤通信,是利用激光在纤维材料中多次全反射传输信息的,其具有传输效率高等优点,故A错误;
B.电磁波在同种介质中传播的速度相同,即5G网络的电磁波与4G网络的电磁波在空气中的传播速度相同,故B正确;
C.目前建成的核电站是利用核裂变释放的能量发电的,而不是核聚变。核能发电是通过核反应堆中核燃料的裂变反应,将核能转化为热能,加热水产生蒸汽,蒸汽推动汽轮机带动发电机转动产生电能。故C错误;
D.火力发电利用的煤炭、石油、天然气等属于不可再生能源;核能发电利用的核燃料在地球上的储量有限,也属于不可再生能源;但水力发电利用的水能是可再生能源,它是通过水位落差,将水的位能转为水轮的机械能,再转化为电能。故D错误。
故选B。
13. 某创新小组设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示,已知电源电压为6V,定值电阻的阻值为,R是湿敏电阻,其阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 当空气湿度增大时,R的阻值会变大
B. 当空气湿度增大时,电压表示数会变大
C. 当电压表示数为3V时,空气湿度为
D. 当电压表示数为3V时,电路总功率为3.6W
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由图乙可知,空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,故A错误;
B.由图甲可知,定值电阻R0和湿敏电阻R串联,电压表测定值电阻R0两端的电压,电流表测量电路中的电流;由图乙可知,空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,根据串联分压的规律可知,湿敏电阻R两端的电压越小,由串联电路电压的规律可知定值电阻R0两端的电压越大,即电压表示数越大,故B正确;
C.当电压表示数为3V时,电路中电流
此时湿敏电阻的电压
串联电路中的电流相等,由欧姆定律可得此时的湿敏电阻的阻值为
由图乙可知对应的空气湿度为80%,故C正确;
D.当电压表示数为3V时,由上述分析已知此时电路电流为0.3A,则电路总功率为,故D错误。
故选BC。
14. 图甲是体育测评中使用的坐位体前屈测量仪,其内部的模拟电路如图乙所示。使用时,闭合开关,推动挡板P由B端向A端滑动,电压表的示数就能反映出测评成绩。在此过程中下列分析正确的是( )
A. R2接入电路中的阻值变小,电流表示数变大
B. R2接入电路中的阻值变大,电流表示数变小
C. 电压表与电流表的比值变大
D. 电路中的总功率不变
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.据图可知,电路是两定值电阻串联,电压表测R2有半部分电阻的电压,闭合开关,推动挡板P由B端向A端滑动,R2接入电路中的阻值不变,电流表示数不变,故AB错误;
C.电压表测量的是PB段两端的电压,推动挡板P由B端向A端滑动,RPB段的电阻逐渐增大,电路中的电流不变,即电压表与电流表的比值变大,故C正确;
D.电路中的总电阻不变,电源电压不变,根据可知,电路中的总功率不变,故D正确。
故选CD。
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15. 磁体旁的小磁针静止时所指的方向如图所示,请在括号中标出磁体的磁极,并标出图中磁感线的方向。
【答案】
【解析】
【详解】根据磁极之间的相互作用规律可知,小磁针左侧磁体为N极,右侧磁体为S极,磁感线从N极指向S极,如图所示:
16. 请用笔画线表示导线,将图中的电灯、开关和插座接入家庭电路中。
【答案】
【解析】
【详解】开关与电灯的连接:从相线(最上方的线)引出一根导线,连接到开关的一端。从开关的另一端,引出一根导线,连接到电灯顶端的金属接线柱,从电灯引出一根导线,连接到中性线(中间的线)。这样连接的目的是:断开开关时,电灯与相线断开,确保维修时不带电,更安全;
三孔插座的连接:插座的左孔用导线连接到中性线(中间的线),插座的右孔用导线连接到相线(最上方的线,插座的上孔用导线连接到保护线(最下方的线),如图所示:
四、实验探究题(本题共3小题,第17题6分,第18题4分,第19题9分,共19分)
17. 假期小媛去海边玩耍,光脚踩在沙滩上感到很烫,踏入水中觉得很凉快,她猜想不同物质吸热能力可能不同。为验证猜想,进行了如图甲所示的实验。
(1)器材:相同的酒精灯、烧杯、温度计各两个,以及_________(填测量工具)、托盘天平(含砝码)、相同质量的水和沙;选取两个相同的酒精灯进行实验,目的是为了通过比较________来比较物质吸收热量的多少;
(2)为比较水和沙的吸热情况,小媛提出两种方案:a.让两者升高相同的温度,比较加热时间;b.让两者加热相同时间,比较升高的温度。你认为可行的方案是_________(选填“a”“b”或“a和b”);
(3)加热时物质温度升高,这是通过________的方式来增大液体的内能。实验过程中部分数据如表一所示(不考虑热损失),分析数据可知,_________的吸热能力更强;
(4)如图乙是深圳和新疆沙漠地区同一天气温变化曲线,请你判断深圳一天气温变化所对应的曲线是________(选填“A”或“B”)。
【答案】(1) ①. 秒表 ②. 加热时间
(2)a和b (3) ①. 热传递 ②. 水
(4)B
【解析】
【小问1详解】
[1]实验中需要测量加热时间,因此还需要的测量工具是秒表。
[2]选取两个相同的酒精灯,可保证相同时间内两种物质吸收的热量相同,所以通过比较加热时间就能比较物质吸收热量的多少。
【小问2详解】
方案a:让水和沙升高相同温度,通过比较加热时间,加热时间越长,说明吸收热量越多,能比较吸热能力;方案b:让水和沙加热相同时间(吸收相同热量),通过比较升高的温度,升高温度越小,说明吸热能力越强,也能比较吸热能力,因此可行的方案是a和b。
【小问3详解】
[1]加热时,物质通过吸收酒精灯传递的热量使温度升高,这是通过热传递的方式增大内能的。
[2]由表格数据可知,水和沙质量相同,水升高 15℃需要加热10min,沙升高 30℃仅需要加热4min;若使两者升高相同温度,水需要的加热时间更长,吸收热量更多,说明水的吸热能力更强。
【小问4详解】
水的吸热能力比沙子强,吸收或放出相同热量时,水的温度变化较小,沙子的温度变化较大。深圳靠近海洋,水含量多,昼夜温差小;新疆沙漠地区沙子多,昼夜温差大。图中曲线B温度变化平缓,对应深圳一天的气温变化,故填B。
18. 在“探究并联电路的电流特点”的实验中,小安设计的电路如图甲所示。
(1)如图乙所示,小安测出通过小灯泡L1的电流之后,想测出干路中的电流。他只需拆除一根导线,再补接一根导线即可实现。请在图乙中需要拆除的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,把补接的导线画出来。
(2)闭合开关S前电流表的指针出现了如图丙所示的情况,出现该情况的原因是___________。
(3)用同一个电流表分别测出干路、支路中的电流,测得的数据如表所示。小安由此数据得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是___________(写关系式)。
表 探究并联电路的电流特点
(4)本次实验的不足之处是___________。
【答案】(1) (2)电流表未调零
(3)
(4)只做了一组数据就得出结论,所得结论具有偶然性
【解析】
【小问1详解】
电流表测量干路中的电流,应串联在干路中,如图所示:
【小问2详解】
闭合开关前,电路中没有电流,电流表的指针没有指在零刻度,说明电流表未调零。
【小问3详解】
由实验数据可得:并联电路中干路电流等于各支路电流之和,并联电路中电流规律的表达式是
【小问4详解】
只做了一组数据就得出结论,所得结论具有偶然性,不具有普遍意义, 应该选取不同规格的灯泡,重复实验。
19. 探究电流与电压、电阻的关系。
(1)根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,将图乙的实物图补充完整。要求滑动变阻器滑片向右滑动时电流表的示数减小;
(2)小明连接电路后闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,且接近电源电压,若故障发生在定值电阻R或滑动变阻器上,则故障原因可能是______;
(3)小明在排除故障后闭合开关,移动滑片至某一位置,电压表的示数为1.5V时,电流表的示数如图丙所示,可求出所用定值电阻的阻值为______Ω;
(4)小明还利用甲图,分别用10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻探究“电流与电阻的关系”,实验过程中把10Ω的电阻换成20Ω的电阻时,滑动变阻器应向______端滑(选填“A”“B”)。他测量了多组数据,绘制出如图丁所示的I-R图像,分析图像可得出的结论是:当导体两端的电压一定时,______;
(5)小红也利用图甲所示电路图做“伏安法测电阻”的实验,实验中该同学填写的实验数据如表所示。该同学测得的的电阻为______Ω(结果保留一位小数);
(6)小王又利用图甲,将定值电阻换成某灯泡,测该灯泡电阻,正确连接完电路,检查无误后,闭合开关灯泡不亮,他接下来的操作应该是:______;
(7)实验过程中,电压表损坏,小明设计了如图戊所示的电路图测待测电阻的阻值,(已知定值电阻的阻值为)。
①闭合开关S,断开,读出电流表的示数为;
②______读出电流表的示数为;
③请用测量值、,来表示=______。
【答案】(1) (2)定值电阻R断路
(3)5 (4) ①. B ②. 通过导体的电流与电阻成反比
(5)10.1 (6)调节滑动变阻器的滑片位置
(7) ①. 闭合开关S, ②.
【解析】
【小问1详解】
分析图甲的电路图知,电路是串联的,要求滑动变阻器滑片向右滑动时电流表的示数减小,即滑动变阻器接入电路中的阻值变大,故应选左下接线柱接入电路,如图所示:
【小问2详解】
闭合开关,电路接通时电路应该有电流,但电流表无示数,说明电路应该是断路了;电压表有示数,且接近电源电压,说明电压表连接到电源两端的电路都是通路的,故此应该是与电压表并联的定值电阻出现断路现象。如果是滑动变阻器断路,则电流表及电压表均无示数,故此故障原因可能是定值电阻断路。
【小问3详解】
电压表的示数为,由图丙可知电流表的量程是,分度值是,此时电流表示数为,则定值电阻的阻值为
【小问4详解】
[1]探究“电流与电阻的关系”中需要保持定值电阻两端的电压不变,串联电路中电阻起到分压作用,电阻越大,两端的电压也越大,把10Ω的电阻换成20Ω的电阻时,定值电阻两端的电压会变大,为了使定值电阻两端的电压保持不变,必须调大滑动变阻器接入电路中的电阻来分压,故滑动变阻器滑片应向B端滑。
[2]分析图丁图像可知,当导体两端的电压一定时,电阻增大为原来的几倍,电流缩小为原来的几分之一,故此当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
【小问5详解】
实验中测量多组数据不但要求出每次的电阻阻值,还需要求出电阻的平均值来减少实验误差,故
测得的电阻的平均值为
【小问6详解】
闭合开关电路接通,灯泡不亮可能是电路中的电流太小了,接下来应该调节滑动变阻器的滑片位置,观察灯泡的亮度是否发生变化。
【小问7详解】
[1][2]闭合开关S,断开,读出电流表的示数为,此时两个电阻串联,可求出电源电压
闭合开关S、,读出电流表的示数为,可求出电源电压
由于电路电源电压不变,故此
解得待测电阻阻值为
五、综合应用题:本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20. 如图甲是小南家的电热水壶,其内部简化电路如图乙,已知R1=61.6Ω,该热水壶有加热与保温两个挡,加热时功率是1000W,已知:外界大气压强为1个标准大气压,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)。求:
(1)加热时电热水壶的电阻;
(2)保温时通过电热水壶的电流;
(3)将壶内1kg水从10℃开始加热7min正好烧开,则加热时电热水壶的热效率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
当S、S1都闭合时,R1被短路,电路为R2的简单电路,电路中的电阻最小,由可知,电功率最大,电热水壶为加热挡为
【小问2详解】
当S闭合、S1断开时,R1、R2串联,电路中的电阻最大,电功率最小,电热水壶为保温挡,此时电路中的电阻为
则保温时通过电热水壶的电流为
【小问3详解】
1个标准大气压下水的沸点为100℃,1kg水正好烧开时吸收的热量为
用该壶正常加热7min消耗的电能为
加热时该水壶的热效率为
21. 某实践小组在实验室设计了一款自动称量装置如图甲所示,使用时,物体放在有弹簧支撑的托盘上,弹簧底部固定。图乙是变阻器接入电路中的阻值与被测物体重力G的关系图像。电源电压恒为24V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,变阻器标有“50Ω;1A”。
(1)当托盘不放物体时,闭合开关S,电压表的示数为9V,则的阻值为多少?
(2)闭合开关S,当电流表示数I=0.4A时,求物体的重力?
(3)在保证电路元件安全下,整个电路消耗电功率的最大值是多少?
【答案】(1)30Ω (2)4N
(3)12W
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,R0与Rp串联,电压表测量R0两端的电压。当托盘不放物体时,物体重力,由图乙可知,此时滑动变阻器接入电路的电阻。电压表测R0两端的电压,示数。根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端的电压为
根据串联电路电流处处相等的特点,电路中的电流为
根据欧姆定律,R0的阻值为
【小问2详解】
当电流表示数时,电路的总电阻为
根据串联电路电阻规律,此时滑动变阻器接入电路的电阻为
由图乙可知,当时,对应的物体重力。
【小问3详解】
为保证电路元件安全,需考虑各元件的限制条件,由于电流表量程为0~0.6A,所以保证电流表安全的最大电流 I ≤ 0.6A。由于电压表量程为0~15V,故R0两端的电压 U0 ≤ 15V。此时对应的最大电流为
故保证电阻R0安全的最大电流 为0.5A,又因为滑动变阻器允许通过的最大电流为1A。因此,为保证所有元件安全,电路中的最大电流应取各限制条件下的最小值,即 。整个电路消耗的最大电功率为
液体
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
水
25
40
10
沙子
25
55
4
I1
I2
I
电流/A
0.22
0.16
0.38
序号
1
2
3
4
U/V
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.20
0.30
0.40
0.48
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