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    辽宁省鞍山市海城市东部集团2024-2025学年九年级(上)期末物理试卷(解析版)

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    辽宁省鞍山市海城市东部集团2024-2025学年九年级(上)期末物理试卷(解析版)

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    这是一份辽宁省鞍山市海城市东部集团2024-2025学年九年级(上)期末物理试卷(解析版),共21页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,作图题,实验探究题,计算题,综合题等内容,欢迎下载使用。
    1.对下列物理现象的分析,正确的是( )
    A. “尘土飞扬”是一种扩散现象B. 扩散现象只能在气体、液体之间发生
    C. “破镜难圆”是因为分子间存在斥力D. 温度越高,分子无规则运动越剧烈
    【答案】D
    【解析】解:A、尘土飞扬是尘土颗粒的运动,不是分子运动,不属于扩散现象,故A错误;
    B、扩散现象可以在气体、液体、固体之间发生,故B错误;
    C、分子间作用力的大小与分子间的距离有关,破镜接触处绝大多数分子距离较大,此时分子间作用力就非常小了,不能说明分子间存在斥力,故C错误;
    D、分子无规则运动与温度有关,温度越高,分子无规则运动速度越快,故D正确。
    故选:D。
    (1)不同的物质在相互接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散,这一现象说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动。
    (2)分子间存在着相互作用的引力和斥力,分子间有间隙;
    (3)分子无规则运动与温度有关,温度越高,分子无规则运动速度越快。
    本题考查了分子动理论的知识,难度不大,是一道基础题,熟练掌握基础知识即可正确解题。
    2.下列四只灯泡分别接到6伏的电源上,其中实际功率最小的是( )
    A. “6V 6W”B. “6V 12W”C. “12V 24W”D. “9V 12W”
    【答案】D
    【解析】解:由P=U2R可知,RA=UA2PA=(6V)26W=6Ω;
    RB=UB2PB=(6V)212W=3Ω;
    RC=UC2PC=(12V)224W=6Ω;
    RD=UD2PD=(9V)212W=6.75Ω.
    由P=U2R可知,四只灯泡分别接到6伏的电源上时,电阻最大的,实际功率最小,因此“9V 12W”灯泡的实际功率最小.
    故选D.
    先根据R=U2P求出四个灯泡的电阻,然后根据P=U2R比较功率的大小,从而得出实际功率最小的灯泡.
    本题考查了电功率公式的应用,属于基础题.
    3.喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图甲);扭转瓶子(如图乙);轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图丙)。图乙和图丙所示的过程,分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似,这两个冲程是( )
    A. 吸气冲程和压缩冲程B. 压缩冲程和做功冲程
    C. 做功冲程和排气冲程D. 压缩冲程和排气冲程
    【答案】B
    【解析】【分析】
    本题考查了四冲程内燃机的四个冲程的特点,正确解答的关键是对四个冲程特点的记忆和理解,属于基础题。
    四冲程内燃机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程,根据每个冲程的特点和能量转化情况来判断冲程的类型;工作过程中能量的转化:①压缩冲程:机械能→内能;②做功冲程:内能→机械能;③吸气冲程、排气冲程没有能量转化。
    【解答】
    如图乙,扭转瓶子时,小明施加的外力压缩瓶内的气体,是机械能转化为内能,这一过程与四冲程内燃机的压缩冲程相似;当瓶盖被瓶内的气体冲出时,是瓶内气体对瓶盖做功,内能转化为机械能,这一过程与四冲程内燃机的做功冲程相似。所以A、C、D都错,B正确。
    4.国家关于电动自行车的技术标准规定:电动自行车刹车时,电动机必须断电。所以,电动自行车左右两刹车手柄中各安装有一只开关S1和S2,S是用钥匙控制的电源开关。在行驶中用任一只手柄刹车时,开关S1或S2断开,电动机立即断电。下列电路中符合这一要求的是( )
    A. B.
    C. D.
    【答案】A
    【解析】解:由题知,任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作,说明两开关相互影响、不能独立工作,所以两开关、电动机应串联接在电路中,故A正确。
    故选:A。
    任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开、电动机停止工作说明两开关相互影响、不能独立工作即为串联。
    本题要牢牢把握住关键点“任一只手柄刹车时,开关立即断开、电动机停止工作”,从而判断出两个开关的连接方式是串联。
    5.将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在电路中,如图所示。闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗,其原因为( )
    A. 灯L1额定功率较大B. 灯L2两端电压较大
    C. 灯L1的电阻较大D. 通过灯L1的电流较大
    【答案】C
    【解析】解:BCD、两灯串联在电路中,根据串联电路中各处的电流都相等,故D选项错误,
    灯的亮度取决于灯的实际功率,灯L1较亮,灯L2较暗,所以,L1的实际功率较大,P实1>P实2,
    根据P=UI,由于通过两灯的电流相等,所以,L1的电压较大,B选项错误;
    根据P=I2R,L1的电阻较大,C选项正确;
    A、两灯的额定电压相同,因灯L1的电阻较大,根据P=U2R,灯L1的额定功率较小,A选项错误;
    故选:C。
    BCD、根据串联电路中各处的电流都相等,结合灯的亮度取决于灯的实际功率,由P=UI判断两灯的电压大小,由P=I2R判断两灯的电阻大小;
    A、根据欧姆定律判断两灯的电压大小关系。
    本题考查欧姆定律、灯的亮度的决定因素及串联电路电流的规律及电功率公式的灵活运用,为易错题,难度较大。
    6.如图所示,a图中甲站在干燥的木桌上,一只手接触到火线上;b图中乙站在干燥的木桌上,一只手接触到火线上,此时另有丙站在地面上用手去拉乙。则甲、乙、丙三人谁会触电?( )
    A. 甲B. 乙和丙C. 甲和乙D. 甲、乙和丙
    【答案】B
    【解析】解:
    a中,由于人踩在干燥的木凳上,且只有一只手接触火线,不能构成电流的路径,故不会发生触电;
    b中,乙接触火线,乙丙相连,丙踩在地上,所以此时相当于乙丙串联,故会造成乙丙中有电流通过,即乙丙都会触电。
    故选:B。
    触电的实质是当有一定大小的电流通过人体,就会引起人体触电;
    家庭电路的触电事故有两种:单相触电和双相触电。
    单相触电是站在地上和火线接触或间接接触火线;双相触电是人体一端接触火线,一端接触零线。
    此题考查的是触电的两种类型和家庭电路的连接,掌握触电的实质是:人体直接或间接跟火线接触造成的。
    二、多选题:本大题共3小题,共6分。
    7.有关温度、热量、内能的说法,正确的是( )
    A. 物体吸收热量,内能一定增加,但温度不一定升高
    B. 物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增加
    C. 物体温度升高,内能不一定增加,但一定吸收热量
    D. 发生热传递时,热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体
    【答案】AB
    【解析】解:A、物体吸收热量,内能一定增加,但温度不一定升高,可能是状态的变化,例如晶体熔化时,吸收热量,温度不变,故A正确;
    BC、物体温度升高,不一定吸收热量,可能是外界对物体做了功,但内能一定增加,故B正确,C错误;
    D、发生热传递的条件是存在温度差,发生热传递时,热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,或者从一个物体的高温部分传递给低温部分,故D错误。
    故选:AB。
    (1)物体的内能发生变化,可能表现在物体的温度变化,也可能是状态的变化;
    (2)改变内能的方式:做功和热传递;发生热传递的条件是存在温度差。
    本题考查温度、热量与内能的关系,以及改变内能的两种方式,难度不大。
    8.图示是探究“影响电流热效应因素”的实验装置,将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内,且R1>R2,瓶内装入等质量的煤油,下列说法正确的是( )
    A. 烧瓶内选用比热容较大的液体,可使实验现象更明显
    B. 该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系
    C. 实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
    D. 只将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水,即可比较水和煤油的比热容
    【答案】BC
    【解析】解:A.在液体质量相同、吸收热量相同的情况下,比热容小的物质温度升高的多,所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显,故A错误;
    B.R1>R2,两瓶中电阻丝串联,串联电路各处电流相等,可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系,故B正确;
    C.通电后电流通过电阻丝产生热量越多,煤油的温度升的越高,通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少,故C正确;
    D.比较水和煤油的比热容大小时,烧瓶内分别装有质量相同的水和煤油,要使它们在相同的时间内吸收相同的热量,所以要使两瓶中电阻丝的阻值相同,故D错误。
    故选:BC。
    (1)在液体质量相同、吸收热量相同的情况下,比热容小的温度变化大,据此进行分析;
    (2)由图可知,该电路为串联电路,根据串联电路电流特点后控制变量法分析;
    (3)通过观察烧瓶中温度计示数的变化来判断电阻丝发热的多少;
    (4)比较水和煤油的比热容大小时,需要控制液体的质量相同,还要使液体相同时间吸热相等。
    本题考查了控制变量法和转换法在探究电流产生热量因素的实验中的应用,注意两导体串联时电流相等,导体产生热量的多少是通过温度计示数的变化来反映的。
    9.如图所示是某水果店使用的电子秤工作原理简化图,1、2、3为接线柱,R0为定值电阻,电源电压保持不变。滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,不放水果时,P处于R的最上端。当所称水果的质量增大时,由电表(电流表或电压表)改装成的显示器示数也增大。则下列说法正确的是( )
    A. 此时接线柱“1”应与“3”连接
    B. 显示器是由电压表改装而成
    C. 为了节约电能,可去掉电阻R
    D. 当水果质量越大时,电阻R0消耗的电功率将变大
    【答案】AD
    【解析】解:闭合开关,两电阻串联接入电路,图中电表串联在电路中,所以该显示器由电流表改装而成;
    当所称水果的质量增大时,由电表改装成的显示器示数也增大,则说明变阻器接入电路的电阻变小,所以接线柱“1”应与“3”连接,这样,当质量增大,滑片向下移动,变阻器阻值变小,根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变小,电流表示数变大;当水果质量越大时,电路中的电流越大,根据P=I2R可知,电阻R0消耗的电功率将变大;
    若没有定值电阻,电流过大会损坏电流表,所以定值电阻起保护电路的作用;
    综上所述,AD正确。
    故选:AD。
    (1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表串联接入电路,电压表并联接入电路,据此判断该显示器由哪种表改装而成;当所称水果的质量增大时,由电流表改装成的显示器示数也增大,则说明变阻器接入电路的电阻变小,据此选择接线柱接入电路;
    (3)若水果质量越大,变阻器接入电路的电阻减小,根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变小,根据欧姆定律可知通过电路的电流越大,若没有定值电阻,电流过大会损坏电流表,据此分析定值电阻的作用;根据P=I2R可知R0消耗的电功率的变化。
    本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用,属于基础题。
    三、填空题:本大题共6小题,共12分。
    10.唐诗中有“黄河远上白云间”“不尽长江滚滚来”的诗句,前一句生动形象地表明黄河储藏着大量的______能,后一句表明长江具有大量的______能。
    【答案】重力势 动
    【解析】解:从前一句中诗可看出黄河之水高高在上,由于有一定的高度而具有重力势能;
    后一诗句可看出长江之水在流动,由于运动而具有动能。
    故答案为:重力势;动。
    物体由于运动而具有的能叫做动能,由于被举高而具有的能叫做重力势能。
    本题结合唐诗考查学生对动能和势能概念的掌握,属于基本概念的考查,比较简单。
    11.在标准大气压下将质量和底面积都相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,放到上表面平整的长方体冰块上。经过一段时间后,冰块形状不再变化。如图所示,则三块金属的比热容最小的是______金属块;冰块的熔化过程。服从能量守恒定律吗?答:______
    【答案】甲 服从
    【解析】解:冰块形状不再变化时,三块金属的温度都等于冰的温度,即三块金属降低的温度相同。由图可知,丙处冰块形变是最大,说明丙处冰块吸收的热量最多,即丙金属放出的热量最多,根据Q放=cmΔt可知,在质量和降低温度一定时,丙金属放出的热量最多,则丙的比热容最大,甲金属的比热容最小。
    一切能量的转化与转移都遵循能量守恒定律,冰块的熔化过程也不例外。
    故答案为:甲;服从。
    由图可知,三处冰块吸收的热量关系,即三块金属放出的热量关系,根据Q放=cmΔt可知三块金属的比热容关系。
    一切能量的转化与转移都遵循能量守恒定律。
    本题考查热量和比热容的比较,以及对能量守恒的理解,知道三金属块放出热量的关系是关键之一。
    12.如图甲是演示气体扩散的实验,所用气体为二氧化氮气体和空气(二氧化氮的密度比空气大),则A瓶中装的气体为______。乙图中给瓶内打气,瓶内的空气推动塞子跳起来时,瓶内空气的内能如何变化______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
    【答案】空气 变小
    【解析】解:因为二氧化氮的密度比空气大,把二氧化氮放在B瓶内,更能说明分子在不停地运动着,A瓶中装的气体为空气;
    给瓶内打气,瓶内的空气推动塞子跳起来时,空气对活塞做功,空气的内能减小,塞子的机械能增大,内能转化为机械能。
    故答案为:空气;变小。
    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,扩散现象表明分子在不停地运动着。
    做功可以改变物体的内能,当外界对物体做功时,物体的内能增大,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小。
    本题考查了改变物体内能的方法和扩散现象,属于基础题。
    13.如图所示,电源电压不变。灯泡L标有“6V、3W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。当闭合开关S,断开开关S1、S2,滑片P从b端滑到中点时,电流表的示数变化了0.1A,此时电压表的示数为6V;保持滑片P在中点位置不变,再闭合开关S1、S2,电流表的示数变为2.4A。则定值电阻R0的阻值______Ω,电源电压______V。
    【答案】20 8
    【解析】解:
    由图可知,闭合开关S,断开开关S1、S2,灯泡L和滑动变阻器R串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流;
    当滑片P在中点时,电压表示数为6V,即灯泡两端电压UL=6V,此时灯泡正常发光,
    因串联电路各处电流相等,则此时电路中的电流为:I=IL=PLUL=3W6V=0.5A,
    由串联电路的电压特点和欧姆定律可得,电源电压为:U=UL+I×12R=6V+0.5A×12R------①
    当滑片P在b端时,滑动变阻器R接入电路的阻值最大,根据欧姆定律可知电路中的电流最小,
    则滑片P从b端滑到中点时,电流表的示数是增加了0.1A,
    所以滑片P在b端时,电路中的电流为:Ib=0.5A−0.1A=0.4A,
    灯泡的电阻:RL=ULI=6V0.5A=12Ω,
    同理可得电源电压为:U=IbRL+IbR=0.4A×12Ω+0.4A×R------②
    电源电压不变,联立①②解得:R=8Ω,U=8V;
    闭合开关S1、S2,定值电阻R0和滑动变阻器R并联,电流表测总电流,
    并联电路中各支路两端电压等于电源电压,
    滑片P在中点位置不变,则通过滑动变阻器的电流为:IR=U12R=8V4Ω=2A,
    根据并联电路电流的特点可知通过定值电阻R0的电流为:I0=I总−IR=2.4A−2A=0.4A,
    则定值电阻R0的阻值为:R0=UI0=8V0.4A=20Ω。
    故答案为:20;8。
    由图知,闭合开关S,断开开关S1、S2,灯泡L和滑动变阻器R串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片P在中点时,根据题意可知灯泡两端电压为额定电压,此时灯泡正常发光,利用电功率公式求出此时通过灯泡的电流,即为电路中的电流,再写出电源电压的表达式;
    滑片P从b端滑到中点时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据欧姆定律可知电流变大,故滑片P从b端滑到中点时,电流表的示数是增加了0.1A,从而可知滑片P在b端时电路中的电流,再写出电源电压的表达式,电源电压不变,联立方程组即可求出滑动变阻器R的最大阻值和电源电压;
    闭合开关S1、S2,定值电阻R0和滑动变阻器R并联,电流表测总电流;滑片P在中点位置,可知其电阻为滑动变阻器最大阻值的一半,已知电源电压,结合并联电路的电压特点,利用欧姆定律可求出此时通过滑动变阻器R的电流,根据并联电路的电流特点可求得通过定值电阻R0的电流,最后利用欧姆定律求出R0的阻值。
    本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,解题的关键是结合方程组求出电源电压和滑动变阻器的阻值。
    14.小许家的电能表如图所示,由表上铭牌可知,他家同时使用的用电器的总功率不能超过______ W;他发现,家里只使用洗衣机(其它用电器都关闭)时,电能表在10分钟里刚好转40圈,从而测量出他家洗衣机消耗的电能为______ J.
    【答案】2200;2.4×105
    【解析】解:
    电能表允许接的最大电功率为:
    P=UI=220V×10A=2200W;
    电能表的转盘转40转消耗的电能为:
    W=40600kW⋅h=115kW⋅h=115×3.6×106J=2.4×105J.
    故答案为:2200;2.4×105.
    (1)220V说明电能表要在220V的电路中使用;10A表示电能表允许通过的最大电流是10A;利用P=UI计算出电能表允许接的最大电功率.
    (2)600revs/kW⋅h表示每消耗1kW⋅h的电,电能表的转盘转600转.据此求出40转所消耗的电能.
    本题考查了有关电能表参数的意义和电功率的计算;关键是对电能表各个参数的物理意义的正确理解.
    15.如图,用试电笔检测标有“L”的插孔时,氖管______(填“会”或“不会”)发光;如果家庭电路中不安装______(填“空气开关”或“漏电保护器”),那么当电路发生短路时有可能会引起火灾。
    【答案】不会 空气开关
    【解析】解:如图所示用试电笔检测标有“L”的插孔时,没有接触笔尾金属体,所以氖管不会发光;
    家庭电路中各用电器之间是并联关系,如果家庭电路中不安装空气开关,当发生短路时,电流过大引起过热,甚至引起火灾。
    故答案为:不会;空气开关。
    试电笔在使用时,应将笔尖接触导线,手接触笔尾的金属体,这样就可以形成回路,如果是火线,氖管会发光。
    短路是没有经过用电器直接把电源两极连接起来,短路会造成电路中电流过大。
    该题考查了试电笔的正确使用方法、空气开关的作用,难度不大。
    四、作图题:本大题共2小题,共4分。
    16.如图所示,学校有前、后两个门,在前、后门各装一个按钮开关,学校传达室有红、绿两盏灯和电池组。要求:前门来人按下开关时红灯亮,后门来人按下开关时绿灯亮。请按要求连接实物图。
    【答案】解:由题意知,甲、乙两个电灯并联,前门开关控制红灯、后门开关控制绿灯,如下图所示:

    【解析】由题意可知,甲、乙两盏灯泡可以独立工作、互不影响即为并联,且前门开关控制红灯、后门开关控制绿灯。
    根据题意得出甲、乙灯泡的连接方式和开关的位置是解决本题的关键。
    17.如图所示是小明家的部分家庭电路,请在括号内标出火线和零线,并将拉线开关控制的灯泡连入电路中。
    【答案】解:由测电笔的使用方法可知,氖管发光的是火线,氖管不发光的是零线,
    火线首先进入开关,然后再进入灯泡顶端的金属点,零线直接进入灯泡的螺旋套,如图所示:
    【解析】首先根据测电笔的正确使用方法确定火线和零线,
    家庭电路中,开关控制灯泡时,火线首先进入开关,然后进入灯泡顶端的金属点,零线直接进入灯泡的螺旋套,这样在灯泡损坏,更换灯泡时,断开开关,切断火线,操作更安全。
    此题考查测电笔的使用方法、开关与所控制电灯的连接方法,难度不大。
    五、实验探究题:本大题共4小题,共24分。
    18.为了比较两种燃料的热值,小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验,烧杯内水的初温和质量相同,实验中忽略热量的损失。
    (1)实验中应控制燃料燃烧的______(时间/质量)相同,根据______比较燃料燃烧放出热量的多少。
    (2)小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽时,小明记下了各个时刻烧杯中水温,绘制了图乙的图象,则可初步判断燃料______的热值大。
    (3)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验,比较燃料c和燃料d的热值,并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图象如图丙所示。燃料c在6min时水就沸腾了,造成水过早沸腾的原因可能是______。分析图象可知燃料c燃烧10min放出的热量______(大于/等于/小于)燃料d燃烧15min放出的热量。
    (4)你认为根据丙图象______(能/不能)比较两种燃料热值的大小。
    【答案】质量 温度计上升的示数 b 燃料c的燃烧过程比较快 大于 能
    【解析】解:(1)实验中应控制燃料燃烧的质量相同,通过比较温度计上升的示数来比较燃料燃烧放出热量的多少;
    (2)由图乙知,当燃料燃尽时,图线b的温度变化大,水吸收的热量多,说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多,由公式q=Q放m可知,b的热值大;
    (3)燃料c在6min时水就沸腾了,说明水吸收的热量多,造成水过早沸腾的原因可能是燃料c的燃烧过程比较快;由图丙可知,燃料c燃烧10min放出的热量已经使水沸腾,燃料d燃烧15min放出的热量没有使水沸腾,表明c放出的热量多;
    (4)由图丙可知,两种燃料全部燃尽时,c燃料使水升高的温度更大,水吸收的热量多,说明c燃烧时放出的热量多,由公式q=Q放m可知,c的热值大,故能比较热值的大小。
    故答案为:(1)质量;温度计上升的示数;(2)b;(3)燃料c的燃烧过程比较快;大于;(4)能。
    (1)实验中,应控制燃料燃烧的质量相同,看温度计示数的变化来进行比较;
    (2)根据水温的变化情况判断燃料a和燃料b放出热量的多少,从而判断出热值的大小;
    (3)根据燃料的燃烧情况分析;
    (4)要想比较热值的大小,需要两种燃料全部燃烧完,通过水升高的温度的大小来比较热值的大小。
    用相同质量的燃料燃烧加热水,通过水温的变化比较水吸热多少,通过水吸热多少比较放热多少,从而得出相同质量的燃料燃烧放热多少,即热值的大小,较难理解!
    19.在探究“并联电路的电流特点”的实验中,某同学设计了如图甲所示的电路进行实验。

    (1)实验中他应选择规格______(选填“相同”或“不相同”)的两个小灯泡。
    (2)小明先将电流表接在L1所在的支路上,闭合开关,观察到L2发光,但L1不亮,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是:L1 ______。
    (3)排除故障后,他测出了L1支路上的电流I1等于0.8A,然后他把电流表依次接入电路,分别测量出L2支路电流I2、干路电流I,两次测量结果都如图乙所示,则I2= ______A,I= ______A。
    (4)由此数据可以得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是:______(写关系式即可)。
    (5)本次实验的不足之处是:______,改进的方法是:______。
    【答案】不相同 断路 0.2 1.0 I=I1+I2 实验次数太少 应换用不同规格的灯泡多次测量
    【解析】解:(1)并联电路中各支路的电流未必相同,在实验时只有选择不相同的灯泡才会避免得出并联电路支路电流相同的错误结论;
    (2)两灯并联,闭合开关,观察到一个灯亮,说明电路有电流通过,且电路没有出现短路,则电路L1支路出现了断路,电路可能存在的故障是:L1发生了断路故障;
    (3)并联电路中干路电流等于各支路电流之和,干路电流大于支路电流,由于测量出L2支路电流I2、干路电流I,两次测量结果都如图乙所示,说明电流表测量L2支路电流时用的是小量程,电流表示数为I2=0.2A,测量干路电流时用的是大量程,电流表示数为I=1.0A;
    (4)由此数据可以得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是:I=I1+I2;
    (5)本次实验只测量了一组实验数据,得出的实验结论具有偶然性,应换用不同规格的灯泡多次测量。
    故答案为:(1)不相同;(2)断路;(3)0.2;1.0;(4)I=I1+I2;(5)实验次数太少;应换用不同规格的灯泡多次测量。
    (1)(5)要得到普遍规律,需要换用规格不同的灯泡进行多次实验;
    (2)两灯并联,闭合开关,观察到一个灯亮,另一个灯不亮,则可能是另一个灯发生了断路故障;
    (3)(4)并联电路中干路电流等于各支路电流之和,干路电流大于支路电流,根据电流表的量程不同进行分析;
    本题是考查并联电路电流特点的实验,要会选择实验器材、能够分析电路故障、能够对电流表正确读数、知道实验结论,本题难度中等。
    20.小伟在实验室中找到如图甲所示的几根金属丝,并连接了如图乙所示的电路,探究“影响导体电阻大小的因素”。

    (1)实验中为避免电路中电流过大损坏电流表,可以在电路中______联一个小灯泡;
    (2)小伟探究导体电阻大小与长度的关系时,应选用金属丝______,得到结论的是:其它条件相同时,导体的长度越长,电阻越______;如果小伟选用金属丝A和C,可以探究导体电阻大小与______的关系;
    (3)为使实验结论更加完整,小伟又找来一根金属丝D,这根金属丝D和其它三根金属丝的______一定不同;
    (4)小伟又找到一个如图丙所示的合金金属块接入电路,你认为沿______向接入图乙电路时,电流表示数最大。
    【答案】串 A、B 大 横截面积 材料 CD
    【解析】解:(1)实验中通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,同时串联一个灯泡可以保护电路;
    (2)探究导体电阻大小与长度的关系时,应控制导体的横截面积和材料均相同,而长度不同,应选用金属丝A、B进行实验;在导体的材料、横截面积相同的情况下,长度越长,电流表示数越小,说明电阻越大,可以得到结论:其它条件相同时,导体的长度越长,电阻越大。
    如果小伟选用金属丝A和C,导体的材料、长度均相同而横截面积不同,可以探究导体电阻大小与横截面积的关系;
    (3)为使实验结论更加完整,需要探究导体的电阻大小与材料的关系,则这根金属丝D和其它三根金属丝的材料一定不同;
    (4)要使电流表的示数最大,则电路中的电阻应最小,由图丙可知,将金属块沿CD方向接入电路中时,金属块的长度最小,同时横截面积最大,所以此时金属块的电阻最小。
    故答案为:(1)串;(2)A、B;大;横截面积;(3)材料;(4)CD。
    (1)小灯泡有一定的电阻,串联在电路中可以保护电路;
    (2)根据控制变量法可知:探究导体电阻大小与长度的关系时,应控制导体的横截面积和材料相同,长度不同;而当探究导体电阻大小与横截面积的关系时,应控制导体的长度和材料相同,横截面积不同,并结合实验的结论作答;
    (3)因为缺少导体电阻大小与材料的探究实验,为使实验结论更加完整,需要增加该组实验,结合题中已给的信息作答;
    (4)要使电流表的示数最大,则电路中的电阻应最小,根据导体的电阻与导体的材料、横截面积和长度的关系,解答该小题。
    本题考查了影响导体电阻大小的因素的实验,重点考查了控制变量法和转换法的灵活运用,难度适中。
    21.在“测量小灯泡的电功率”实验中,同学们连接了如图甲所示的电路。

    (1)如图甲所示电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线补画出正确的连线。
    (2)正确连接电路后,闭合开关,某同学发现小灯泡不发光,他判断一下,不确定电路是否有故障,接下来他应该进行的操作是______,观察小灯泡是否发光。
    (3)某次实验中,电压表和电流表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电功率是______W。
    (4)实验后,某同学根据测量的多组电压、电流值画出小灯泡的I−U图像如图丙所示,发现I与U的关系不成正比,则原因是______。
    (5)在没有电流表的情况下,某同学设计了图丁所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率、已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:
    ①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑片P的位置,使电压表示数为U额;
    ②保持滑片P的位置不变,同时闭合开关S、S1、S2,记录电压表示数为U1;
    ③计算小灯泡的额定功率。
    同组同学指出实验步骤②中存在错误,应该改为:保持滑片P的位置不变,______,记录电压表示数为U1改正错误后,可得小灯泡的额定功率表达式P额= ______。(用已知和测量的物理量的符号表示)
    【答案】移动滑动变阻器滑片 0.85 灯丝的电阻随着温度的升高而增大 闭合开关S、S2 U额⋅U1−U额R
    【解析】解:(1)根据实验要求,电路中灯泡、滑动变阻器、电流表串联,电压表测量灯泡电压,改正电路图,如果所示:;
    (2)正确连接电路后,闭合开关,如果发现小灯泡不发光,不能确定电路一定有故障,接下来他应该进行的操作是移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,进行判断,如果来回移动滑片仍然不能发光,说明有故障,因为小灯泡亮度和实际电功率有关,有可能是实际电功率太小,不足以支持小灯泡发光导致的;
    (3)电压表和电流表的示数如图乙所示,电压表为2.5V,电流表为0.34A,所以小灯泡的电功率是:P=UI=2.5V×0.34A=0.85W;
    (4)根据测量的多组电压、电流值画出小灯泡的I−U图像如图丙所示,发现I与U的关系不成正比,则原因是温度会影响灯丝电阻,灯丝电阻随着温度的升高而增大;
    (5)①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑片P的位置,使电压表示数为U额;②保持滑片P的位置不变,同时闭合开关S、S2,记录电压表示数为U1,此时电压表测量灯泡和定值电阻R的总电压,根据以上两个步骤能够知道R两端的电压为:UR=U1−U额,电路中的电流为:I=U1−U额R,所以小灯泡的额定功率为:P额=U额⋅U1−U额R。
    故答案为:(1);(2)移动滑动变阻器滑片;(3)0.85:(4)灯丝的电阻随着温度的升高而增大;(5)③闭合开关S、S2;U额⋅U1−U额R。
    (1)根据探究实验要求的需要,正确画出实物电路图;
    (2)若连接正常电路,但灯泡不发光,有可能是灯泡实际电功率太小,不足以支持小灯泡发光,所以先移动滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光,再进行判断;
    (3)根据电表读数,利用公式P=UI进行求解;
    (4)温度会影响灯丝电阻;
    (5)根据开关的断、闭合分析电压表测哪个用电器的电压,求得额定电压和额定电流,利用公式P=UI进行求解。
    本题考查探究小灯泡电功率的实验,电路图画法、电路故障分析、电功率计算等。
    六、计算题:本大题共2小题,共15分。
    22.某学习小组想研究酒精灯烧水时的热效率,它们用酒精灯给100g的水加热,经过一段时间,测得水温升高了60℃,消耗了2.4g酒精,已知c水=4.2×103J/(kg⋅℃),q酒精=3×107J/kg,求:
    (1)该过程中水吸收的热量;
    (2)2.4g酒精完全燃烧放出的热量;
    (3)酒精灯烧水的热效率。
    【答案】解:
    (1)水的质量m水=100g=0.1kg,
    水吸收的热量:
    Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.1kg×60℃=2.52×104J;
    (2)2.4g酒精完全燃烧产生的热量:
    Q放=m′q酒精=0.0024kg×3×107J/kg=7.2×104J;
    (3)酒精灯烧水时的热效率:
    η=Q吸Q放×100%=2.52×104J7.2×104J×100%=20%。
    答:(1)此过程中水吸收的热量是2.52×104J;
    (2)4.2g酒精完全燃烧放出的热量是1.26×105J;
    (3)酒精灯烧水时的热效率是35%。
    【解析】(1)知道水的质量、比热容和温度变化,利用吸热公式求水吸收的热量;
    (2)已知酒精的质量和热值,利用Q=mq可求酒精完全燃烧产生的热量;
    (3)烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
    本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用,熟记相关的计算公式是本题的关键。
    23.表格是某款电养生壶的铭牌。在1个标准大气压下,养生壶正常工作7min,将初温为20℃的1L水烧开。c水=4.2×103J/(kg⋅℃),求:
    (1)水吸收的热量。
    (2)电养生壶的效率。
    (3)在物理综合实践活动中,大泽同学想利用所学习的物理知识,测量养生壶的实际功率。关闭家中其他用电器,让电养生壶单独工作200s,如图所示的电能表的转盘刚好转了60r,求电养生壶的实际功率。
    【答案】解:(1)水的体积V=1L=1dm3=1×10−3m3,
    由ρ=mV可知,水的质量m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1×10−3m3=1kg,
    一个标准大气压下,水的沸点是100℃,
    水吸收的热量:Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100℃−20℃)=3.36×105J;
    (2)电养生壶消耗的电能:W=Pt′=1000W×7×60s=4.2×105J,
    电养生壶的效率:η=Q吸W=3.36×105J4.2×105J=80%;
    (3)1200r/kW⋅h表示电路中的用电器每消耗1kW⋅h电能,电能表的转盘转过1200转,
    则电能表的转盘刚好转了60r,电养生壶消耗的电能:W′=60r1200r/kW⋅h=0.05kW⋅h=1.8×105J,
    电养生壶的实际功率:。
    答:(1)水吸收的热量为3.36×105J;
    (2)电养生壶的效率为80%;
    (3)电养生壶的实际功率为900W。
    【解析】(1)根据密度公式求出水的质量,根据Q吸=cm(t−t0)求出水吸收的热量;
    (2)根据W=Pt求出电养生壶消耗的电能,根据效率公式求出电养生壶的效率;
    (3)图中1200r/kW⋅h表示电路中的用电器每消耗1kW⋅h电能,电能表的转盘转过1200转,据此求出电能表的转盘刚好转了60r,电养生壶消耗的电能,根据P=Wt求出电养生壶的实际功率。
    本题考查密度公式、吸热公式、吸热公式、电功率公式的应用以及对电能表参数的认识和理解,是一道电热综合题,难度不大。
    七、综合题:本大题共1小题,共7分。
    24.阅读下列短文,回答问题。
    智能电加热眼罩近几年,近视眼成为影响青少年身体健康的重要因素,为有效保护眼睛,降低近视率目前市场上推出一款电加热眼罩(如图甲),对缓解眼疲劳有一定效果,电加热眼罩是在绝缘的聚酯薄膜表面有序排列10根一样的具有发热、控温双重功能PTC加热丝,PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它以钛酸钡为主,渗入多种物质后加工而成。电加热眼罩内部结构如图乙所示,PTC加热丝两端与金属导线相连,形成网状结构、由6V的锂电池供电。每根PTC加热丝电阻随温度变化的关系如图丙所示,当温度达到40℃时,PTC加热丝的发热功率等于散热功率(即在相同时间内产生的热量与散失的热量相等)温度保持不变、实现智能控温。

    (1)该眼罩的发热原理是______效应。
    (2)如图乙所示的加热电路,PTC加热丝的连接方式是______联,正常工作时金属导线中A、B处电流分别为IA和IB,则IA ______IB(填选“”)。
    (3)将眼罩加热电路开关闭合,其功率随时间变化的图象最可能是______。

    (4)每根PTC加热丝的最大发热功率为______W。
    (5)某同学想设计一种能反映并可调节温度高低的电热眼罩,其原理是:顺时针转动旋钮型变阻器触片,通过电热丝的电流增大,产热加快,温度升高。同时反映温度高低的“仪表”(电压表)示数变大。下列符合设计要求的电路是______。
    【答案】电流热 并 < C 0.9 D
    【解析】解:(1)该眼罩的发热电能转化为内能,其原理是电流的热效应。
    (2)由图乙可知,各条PTC加热丝并列连接在金属导线两端,它们互不影响,故PTC加热丝是并联的。
    因为PTC加热丝是并联的,并联的PTC加热丝越多,由并联电路电流的规律可知电流越大,B是整个的干路,A在局部的干路中,故A、B处电流IA

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