河北省唐山市丰润区2023-2024学年九年级上学期期中物理试卷(解析版)
一、选择题:(本大题12小题,每小题3分,1-9小题的四个选项中只有一个选项符合题意,10-12小题的四个选项中,至少有两个选项符合题意,全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选或不选的不得分。共36分)
1.(3分)用分子的知识解释下列现象,其中合理的是( )
A.破碎的玻璃无法复原——分子间存在斥力
B.加入糖的水变甜,是由于分子永不停息地做无规则运动
C.变瘪的乒乓球放在热水中鼓起,是由于分子的体积变大
D.1 L大豆与1L小米混合后体积小于2 L,是因为分子之间有间隙
2.(3分)下列关于温度、热量和内能说法正确的是( )
A.内能可从高温物体转移到低温物体
B.物体从外界吸收了热量,温度一定升高
C.物体的温度越高,具有的热量越多
D.物体的内能增加,则一定是从外界吸收了热量
3.(3分)如表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是( )
物质 水 煤油 冰 铝 铜
比热容/(J kg﹣1 ℃﹣1) 4.2×103 2.1×103 2.1×103 0.88×103 0.39×103
A.不同物质的比热容一定不同
B.物质的物态发生变化,比热容不变
C.质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度更多
4.(3分)下列说法正确的是( )
A.带异种电荷的两个物体相互吸引,则相互吸引的两个物体一定带异种电荷
B.毛皮摩擦过的橡胶棒使验电器的金属箔片张开,此过程电子由橡胶棒向验电器转移,但此过程不能说明橡胶棒带负电
C.摩擦后的塑料梳子能吸引碎纸屑,说明纸屑与梳子带同种电荷
D.验电器的工作原理是异种电荷相互排斥
5.(3分)在如图所示的四个电路中,哪个电路中三个电灯是并联的( )
A.
B.
C.
D.
6.(3分)下列说法中正确的是( )
A.负电荷定向移动的方向就是电流的方向
B.绝缘体不能导电的原因是因为绝缘体内没有电子
C.电压的作用是使电路中形成电流,所以电流大小只由电压决定
D.导体两端电压为零时,电流一定为零,但电阻不为零
7.(3分)下列关于热机,说法正确的是( )
A.热机所用燃料的热值越大,效率越高
B.热机功率越大,热机效率越高
C.热机消耗的燃料越多,热机的效率越低
D.不断创新和改进热机结构,可以提高热机效率,且热机效率始终小于1
8.(3分)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.通过滑动变阻器的电流变小
B.电路中的总电流不变
C.电流表和电压表的示数都逐渐变大
D.电压表示数与电流表示数的比值不变
9.(3分)如图所示,电源电压不变,两只电表均完好,两只小灯泡正常发光,突然两只小灯泡都熄灭,一只电表的示数变小,若电路中只有一只灯泡出现了故障( )
A.灯泡L1短路 B.灯泡L1断路
C.灯泡L2短路 D.灯泡L2断路
(多选)10.(3分)用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体进行加热(不计热量损失),如图是A和B的温度随加热时间变化的图象,下列说法正确的是( )
A.都加热t时间,B吸收热量比A吸收热量多
B.若A和B升高相同的温度,则A吸收热量较多
C.A物质的比热容大于B物质的比热容,且cA:cB=2:1
D.A物质的比热容小于B物质的比热容,且cA:cB=2:3
(多选)11.(3分)如图所示电路,电源电压恒定,R1、R2为定值电阻.只闭合S1,电压表的示数为U1,电流表的示数为I1,下列说法正确的是( )
A.再闭合S2,电压表和电流表的示数变大
B.电源电压等于U1
C.断开S1,只闭合S2,电压表的示数为U2,电流表的示数为I2,则U2>U1,I2>I1
D.断开S1,同时闭合S2、S3,电压表的示数为U3,电流表的示数为I3,则U3=U1,I3>I1
(多选)12.(3分)如图甲所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,两个电阻的“U﹣I关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.电源电压为12V
B.定值电阻R1的阻值为10Ω
C.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω
D.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3A
二、填空及简答题:(本题共5小题,每空2分,共32分)
13.(8分)物理小组的同学结合所学热学知识进行了如下实验并进行了分析。
(1)将蓝色硫酸铜溶液注入装有水的量筒的下方,静置几天后,量筒内的水都变成了浅蓝色 ;用注射器抽取半筒水,封闭注射器的筒口后再推压活塞,水很难被压缩 。
(2)如图所示,把一个薄壁金属管固定在支架上,管中装一些酒精,迅速来回拉动皮条,过一会儿会看到软木塞被顶开。分析上述实验现象:来回拉动皮条,这是通过 方式改变物体内能;酒精蒸汽将木塞顶开的过程,酒精蒸汽的内能 (选填“增加”或“减少”)。
14.(6分)将两节相同的新干电池串联在一起可以得到 V电压;给手机充电,是将电能转化为 能而储存起来;大桥上的路灯可以同时亮起、同时熄灭,路灯之间是 (选填“串联”或“并联”)连接的
15.(4分)太阳能集热器给水箱中的水加热,如果水箱中有100kg水,经过一段时间照射后,水吸收的热量是 J;如果改用燃烧天然气提供热量,且天然气完全燃烧放出热量的50%被水吸收 m3。[c水=4.2×103J/(kg ℃),q天然气=7.2×107J/m3]
16.(8分)如图所示,开关S闭合后,L1、L2两盏灯均发光,甲、乙、丙是三个电表,请填出甲、乙、丙分别是电流表还是电压表:
(1)若L1、L2两灯是串联,则 ;
(2)若L1、L2两灯是并联,则 。
17.(6分)一个小灯泡正常发光时的电阻为20Ω,通过灯丝的电流为0.2A.则灯正常工作时的电压是 V,如果把它接在1A的稳流电源上使用,应在电路上 (选填串联或并联)一个阻值是 Ω的电阻。
三、作图和实验探究题:(本大题共4个小题,作图题每图每空2分,实验探究题每空1分,共22分。)
18.(2分)根据如图甲所示的实物连线图,在图乙方框内画出对应的电路图。(要求连线要横平竖直,尽量使电路图简洁美观)
19.(2分)根据要求连接实物图,要求:
(1)滑动变阻器控制小灯的亮度,且滑片向右移动小灯变亮;
(2)电压表测量小灯的电压。
20.(7分)小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”,同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”,他设计了两组实验装置如图所示:
(1)你认为研究不同燃料燃烧的放热能力应选用 (选填“甲”或“乙”)组器材;
(2)观察甲、乙两图,除了图中相同的器材,还要用到的相同器材是 ;
(3)甲组实验是通过 来反映物质吸收热量的多少,乙组是通过 来反映燃料放出热量的多少;
(4)购买一盒薯片,设计实验估测薯片的热值,应选用上述 (选填“甲”或“乙”)组来进行测量,然后将实验结果与包装盒上注明的薯片的热值进行比较,结果是 (选填“偏大”或“偏小”),原因是 。
21.(11分)在探究电流跟电压、电阻关系的实验中,定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)探究电流与电压的关系:
①小明连接的电路如图甲所示,其中有一处连线错误,请你在连接错误的导线上画“×”并改正。
②电路改正后,闭合开关,移动滑片,小明实验中使用的定值电阻阻值是 Ω;得出的结论是: 。
电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
(2)探究电流与电阻的关系:
①小红连接电路时,把最后一根导线连接完毕,看到电压表和电流表立即有较大示数。小红在实验操作中有两处错误 ;二是 。
②小红改正错误后,先用5Ω的定值电阻进行实验,使电压表的示数为2.0V,为 A;再换用10Ω的定值电阻时,没有改变滑动变阻器滑片的位置,电压表的示数将 2.0V(填“大于”、“小于”或“等于”),若要达成实验,滑片应向 移动,使电压表示数为2V。
③此实验与伏安法测定值电阻阻值的实验中滑动变阻器的作用 (选填“相同”或“不同”);
④根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图丙所示,小红由图像得出的结论是: 。
⑤本实验中,控制R两端电压不变的范围: 。
五、计算与应用(本大题1个小题共10分。解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
22.(10分)如图所示的电路图中,R1=30Ω,R2=20Ω,电源电压不变。(设小灯泡的电阻不变)
(1)当S1、S2都闭合时,电流表A1的示数为0.5A,小灯泡恰好正常发光,求:电源电压。
(2)当S1、S2都断开时,电流表A2的示数为0.2A,求:小灯泡的电阻和小灯泡两端的电压。
参考答案与试题解析
一、选择题:(本大题12小题,每小题3分,1-9小题的四个选项中只有一个选项符合题意,10-12小题的四个选项中,至少有两个选项符合题意,全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选或不选的不得分。共36分)
1.(3分)用分子的知识解释下列现象,其中合理的是( )
A.破碎的玻璃无法复原——分子间存在斥力
B.加入糖的水变甜,是由于分子永不停息地做无规则运动
C.变瘪的乒乓球放在热水中鼓起,是由于分子的体积变大
D.1 L大豆与1L小米混合后体积小于2 L,是因为分子之间有间隙
【分析】分子动理论的基本观点:
(1)一切物质都是由分子或原子构成的,分子间有间隙;
(2)一切分子都在不停地做无规则运动;温度越高分子运动得越剧烈;
(3)分子之间存在着相互作用的引力和斥力。
【解答】解:A、破碎的玻璃无法复原,分子力非常微弱,故A错误;
B、加入糖的水变甜,说明分子永不停息地做无规则运动;
C、变瘪的乒乓球放在热水中鼓起,分子运动更加剧烈,故C错误;
D、1 L大豆与1L小米混合后体积小于8 L,不是分子间的间隙。
故选:B。
【点评】本题考查了分子动理论的基本观点,属于基础题。
2.(3分)下列关于温度、热量和内能说法正确的是( )
A.内能可从高温物体转移到低温物体
B.物体从外界吸收了热量,温度一定升高
C.物体的温度越高,具有的热量越多
D.物体的内能增加,则一定是从外界吸收了热量
【分析】(1)热传递的条件是温度差,内能可从高温物体转移到低温物体;
(2)物体从外界吸收热量,内能增加,温度不一定升高;
(3)热量是过程量,就是说,热量只存在热传递中,只能说吸收或放出热量;热量不是状态量,不能说含有热量。
(4)改变内能的方法,做功和热传递。
【解答】解:A、热传递的条件是温度差,或从物体的高温部分传向低温部分。
B、一个物体从外界吸收热量,例如晶体的熔化过程,但温度不变;
C、热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体,不能说含有或者具有热量。
D、物体的内能增加,也可能是外界对物体做了功。
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对热传递的条件以及热量的含义,以及改变内能的方式的理解和掌握,是中考的热点。
3.(3分)如表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是( )
物质 水 煤油 冰 铝 铜
比热容/(J kg﹣1 ℃﹣1) 4.2×103 2.1×103 2.1×103 0.88×103 0.39×103
A.不同物质的比热容一定不同
B.物质的物态发生变化,比热容不变
C.质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度更多
【分析】(1)比热容是物质本身的一种特性,与种类和状态有关,同种物质(状态不变)比热相同,不同物质比热一般不同;
(2)由Q=cmΔt可知:质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比热容小的温度升高的多;
质量相同的不同物质,升高相同的温度,比热容大的吸收的热量多。
【解答】解:
A、由表中数据可知,但也有的物质比热容相同,故A错误;
B、水和冰是水的两种状态,其比热容是不同的,物质的物态发生变化,故B错误;
C、由表中数据可知;质量相等的铝和铜升高相同的温度,则根据Q=cmΔt可知铝吸收的热量更多;
D、质量相等的水和煤油吸收相同的热量,所以根据Q=cmΔt可知水升高的温度少。
故选:C。
【点评】本题考查了比热容的相关知识,同时也考查了学生根据这个知识点对数据进行分析归纳的能力,比较物理量大小关系时,可用相关的公式进行分析。
4.(3分)下列说法正确的是( )
A.带异种电荷的两个物体相互吸引,则相互吸引的两个物体一定带异种电荷
B.毛皮摩擦过的橡胶棒使验电器的金属箔片张开,此过程电子由橡胶棒向验电器转移,但此过程不能说明橡胶棒带负电
C.摩擦后的塑料梳子能吸引碎纸屑,说明纸屑与梳子带同种电荷
D.验电器的工作原理是异种电荷相互排斥
【分析】(1)同种电荷相互排斥,异种电荷之间相互吸引,带电体具有吸引轻小物体的性质;
(2)用毛皮摩擦过的橡胶棒因多余电子带负电荷;验电器的工作原理是同种电荷相互排斥。
【解答】解:A、带异种电荷的两个物体相互吸引,一个物体可能不带电,故A错误;
B、毛皮和橡胶棒相互摩擦,橡胶棒使验电器的金属箔片张开,但此过程不能说明橡胶棒带负电;
C、摩擦后的塑料梳子能吸引碎纸屑,故C错误;
D、验电器的工作原理是同种电荷相互排斥。
故选:B。
【点评】本题考查了验电器的工作原理、摩擦起电的实质、电荷间作用规律、导体和绝缘体等知识,难度不大。
5.(3分)在如图所示的四个电路中,哪个电路中三个电灯是并联的( )
A.
B.
C.
D.
【分析】解决此题要知道电压表相当于断路、电流表相当于导线。并联电路是指将所有用电器的一端连在一起,另一端也连在一起,再连入电路的两点间而组成的电路。即不是一条电路,而是由多条路径组成的。
【解答】解:A、由于电压表相当于开路,所以此左边的灯被短路,故不符合题意;
B、由于电流表相当于导线,故该选项符合题意;
C、由于电压表相当于开路,故该选项不符合题意;
D、由于电压表相当于开路,故该选项不符合题意;
故选:B。
【点评】知道串并联电路的特点,并熟悉电流表和电压表的作用是解决该题的关键。
6.(3分)下列说法中正确的是( )
A.负电荷定向移动的方向就是电流的方向
B.绝缘体不能导电的原因是因为绝缘体内没有电子
C.电压的作用是使电路中形成电流,所以电流大小只由电压决定
D.导体两端电压为零时,电流一定为零,但电阻不为零
【分析】(1)正电荷定向移动的方向是电流的方向,电子的定向移动方向与电流方向相反。
(2)绝缘体不易导电的原因是绝缘体内几乎没有自由电荷。
(3)电压的作用是使电路形成电流,电阻对电流有阻碍作用。
(4)导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;电阻大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关。
【解答】解:A、规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
B、绝缘体不易导电的原因是绝缘体内几乎没有自由电荷。
C、电压的作用是使电路中形成电流,故C错误。
D、电压的作用是使电路中形成电流,电流一定为零,因为电阻是导体的特性。
故选:D。
【点评】理解电流方向的规定,知道绝缘体不易导电的原因,理解电压与电流关系以及电阻概念,是解答此题的关键。
7.(3分)下列关于热机,说法正确的是( )
A.热机所用燃料的热值越大,效率越高
B.热机功率越大,热机效率越高
C.热机消耗的燃料越多,热机的效率越低
D.不断创新和改进热机结构,可以提高热机效率,且热机效率始终小于1
【分析】(1)热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出热量的比值,比值越大,热机效率越高;功率是指热机做功的快慢,功率和机械效率没有关系;
(2)由于存在能量的损失,热机效率永远小于100%。
【解答】解:A、热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出热量的比值,故A错误;
B、热机的功率和热机效率是两个无关的物理量;
C、当有效利用的能量一定时,热机效率越低,故C错误;
D、由于存在能量的损失,但通过不断创新和改进热机结构,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查对热机效率的理解,知道热机效率与燃料的热值、热机的功率等因素无关是解题的关键。
8.(3分)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.通过滑动变阻器的电流变小
B.电路中的总电流不变
C.电流表和电压表的示数都逐渐变大
D.电压表示数与电流表示数的比值不变
【分析】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电流表A测滑动变阻器支路的电流,电压表V测电源的电压。
(1)根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过滑动变阻器的电流变化;
(2)利用并联电路的电流特点可知干路电流的变化;
(3)根据欧姆定律可知电压表的示数跟电流表的示数的比值变化。
【解答】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表V测电源的电压。
A、当滑动变阻器的滑片P向左移动时,由I=,通过滑动变阻器的电流变小;
B、因并联电路中各支路独立工作,所以,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,故B错误;
C、通过滑动变阻器的电流变小;因电源电压保持不变,滑片移动时,故C错误;
D、根据R=,由于接入电路中的电阻变大,电压表V的示数跟电流表A的示数的比值变大。
故选:A。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用,要注意并联电路中各支路独立工作、互不影响特点的应用。
9.(3分)如图所示,电源电压不变,两只电表均完好,两只小灯泡正常发光,突然两只小灯泡都熄灭,一只电表的示数变小,若电路中只有一只灯泡出现了故障( )
A.灯泡L1短路 B.灯泡L1断路
C.灯泡L2短路 D.灯泡L2断路
【分析】首先判断电路的结构,并确定电压表和电流表测量的对象;根据各个选项的故障分析仪表指针偏转情况进行判断。
【解答】解:根据电路图可知,两灯泡串联,电压表测量L1两端电压;
A、若灯泡L1短路,电路是通路6发光,电路的总电阻变小,电路中电流变大;此时电压表测量的是一段导线两端的电压,故A错误;
B、若灯泡L1断路,电路中无电流,电流表示数变小为0,电压表示数变大;
C、若灯泡L2短路,电路是通路1发光,电路的总电阻变小,电路中电流变大;此时电压表测量的是电源的电压,故C错误;
D、若灯泡L2断路,电路中无电流,电流表和电压表示数变小为6。
故选:B。
【点评】此题考查电流表、电压表在判断电路故障中的作用,要结合电路图和两表特点进行分析。
(多选)10.(3分)用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体进行加热(不计热量损失),如图是A和B的温度随加热时间变化的图象,下列说法正确的是( )
A.都加热t时间,B吸收热量比A吸收热量多
B.若A和B升高相同的温度,则A吸收热量较多
C.A物质的比热容大于B物质的比热容,且cA:cB=2:1
D.A物质的比热容小于B物质的比热容,且cA:cB=2:3
【分析】(1)相同的电加热器工作相同的时间时产生的热量相等,不计热量损失,液体吸收的热量相等;
(2)根据图得出两液体升高相同的温度时的加热时间,加热时间长的液体吸收的热量多;
(3)在时间t内,两液体吸收的热量相同,根据图得出A、B温度的变化量,根据Q吸=cmΔt求出AB两液体的比热容之比,然后得出大小关系。
【解答】解:
A.不计热量损失,用相同的电加热器对A和B两种液体都加热t时间时,故A错误;
B.由图可知,质量相等的A和B两种液体升高相同的温度时,则A吸收热量较多;
CD.由图可知,在时间t内,A温度的变化量ΔtA=20℃,B温度的变化量ΔtB=40℃,
由Q吸=cmΔt的变形式c=可得A:cB=ΔtB:ΔtA=40℃:20℃=2:1,即A物质的比热容大于B物质的比热容、D错误。
故选:BC。
【点评】本题考查的是利用图象比较不同物质的比热容,得到正确结论的前提是读懂图象提供的信息,理解比热容的物理意义。
(多选)11.(3分)如图所示电路,电源电压恒定,R1、R2为定值电阻.只闭合S1,电压表的示数为U1,电流表的示数为I1,下列说法正确的是( )
A.再闭合S2,电压表和电流表的示数变大
B.电源电压等于U1
C.断开S1,只闭合S2,电压表的示数为U2,电流表的示数为I2,则U2>U1,I2>I1
D.断开S1,同时闭合S2、S3,电压表的示数为U3,电流表的示数为I3,则U3=U1,I3>I1
【分析】(1)只闭合S1时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流和电压表的示数,然后得出电压表的示数与电源电压之间的关系;再闭合S2后,R1被短路,电路为R2的简单电路,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联可知电路中总电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和电压表示数的变化;
(2)断开 S1,只闭合 S2时,电路为R2的简单电路,电压表测电源两端的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律表示出电路中的电流,此时电压表的示数等于电源的电压,然后进行判断;
(3)断开 S1,同时闭合 S2、S3时,R1与R2并联,电流表测干路电流,电压表测电源两端的电压,此时电压表的示数等于电源的电压,根据并联电路的特点和欧姆定律比较电流表示数的关系。
【解答】解:
AB、只闭合S1时,R1与R4串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,所以1=,电压表的示数为U1=IR4=×R5<U;
再闭合S2后,R1被短路,电路为R6的简单电路,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,所以,由I=,电路中电流变大,R2两端的电压变大,即电压表和电流表的示数均变大;
C、断开 S4,只闭合 S2时,电路为R2的简单电路,电压表测电源两端的电压,此时电流表的示数I8=>,即I2>I1,此时电压表的示数等于电源的电压,则U2=U>U1,故C正确;
D、断开 S1,同时闭合 S3、S3时,R1与R8并联,电流表测干路电流,此时电压表的示数U3=U>U1,因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,电流表的示数I3=+>,即I3>I8,故D正确。
故选:CD。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用,分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
(多选)12.(3分)如图甲所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,两个电阻的“U﹣I关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.电源电压为12V
B.定值电阻R1的阻值为10Ω
C.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω
D.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3A
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)根据电压变化的范围进行判断即定值电阻两端电压不会等于零,据此判断两个电阻的“U﹣I”关系图象,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,
根据图象读出电路中的最小电流和两电阻两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,根据欧姆定律求出R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值;
(2)变阻器滑片在中点时,求出变阻器连入电路的电阻值,然后根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流。
【解答】解:(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,R1两端的电压最大,R7两端的电压为0,
由图象可知,甲为电阻R1的U﹣I图象,乙为滑动变阻器R8的U﹣I关系图象,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,
由U﹣I图象可知,电路中的最小电流I最小=0.2A,R2两端的电压U1=2V,R5两端的电压U2=4V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以5+U2=2V+3V=6V,故A错误;
由I=可得1的阻值:R8===10Ω;
滑动变阻器的最大阻值:R2===20Ω;
所以滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω,故C正确;
(2)变阻器滑片在中点时,R4中=R2=×20Ω=10Ω;R8=10Ω,则两电阻的阻值相等,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以==0.3A。
故选:BCD。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键要学会读电路图并从U﹣I图象中获取有用的信息,有一定的难度。
二、填空及简答题:(本题共5小题,每空2分,共32分)
13.(8分)物理小组的同学结合所学热学知识进行了如下实验并进行了分析。
(1)将蓝色硫酸铜溶液注入装有水的量筒的下方,静置几天后,量筒内的水都变成了浅蓝色 分子在不停地做无规则运动 ;用注射器抽取半筒水,封闭注射器的筒口后再推压活塞,水很难被压缩 分子间存在斥力 。
(2)如图所示,把一个薄壁金属管固定在支架上,管中装一些酒精,迅速来回拉动皮条,过一会儿会看到软木塞被顶开。分析上述实验现象:来回拉动皮条,这是通过 做功 方式改变物体内能;酒精蒸汽将木塞顶开的过程,酒精蒸汽的内能 减少 (选填“增加”或“减少”)。
【分析】(1)分子动理论的内容:物质是由大量分子组成的,分子间存在间隙;分子在永不停息地做无规则运动;分子间存在相互的引力和斥力。
(2)改变物体内能的方式有做功和热传递:做功是能量的转化过程,对物体做功,物体内能增大;热传递是能量的转移,物体吸收热量,内能增加;
利用内能做功,内能转化为机械能。
【解答】解:(1)将蓝色硫酸铜溶液注入装有水的量筒的下方,静置几天后,说明分子在不停地做无规则运动;
用注射器抽取半筒水,用手指封闭注射器的筒口再推压注射器的活塞,说明分子间存在斥力;
(2)拉动皮条克服摩擦力做功,是将机械能转化为内能;
木塞被酒精蒸汽顶出,是筒内酒精蒸汽膨胀对木塞做功,酒精蒸汽的内能减少。
故答案为:(1)分子在不停地做无规则运动;分子间存在斥力;减少。
【点评】本题综合考查了分子动理论的内容、改变内能的方式,具有一定的综合性,但难度不大,解答第(2)小题,要会理论联系实际进行分析解答。
14.(6分)将两节相同的新干电池串联在一起可以得到 3 V电压;给手机充电,是将电能转化为 化学 能而储存起来;大桥上的路灯可以同时亮起、同时熄灭,路灯之间是 并联 (选填“串联”或“并联”)连接的
【分析】(1)一节新干电池的电压为1.5V。
(2)手机充电时会消耗电能。
(3)并联电路中,各用电器工作时互不影响。
【解答】解:一节新干电池的电压为1.5V,将两节相同的新干电池串联在一起可以得到2.5V×2=4V电压;
给手机充电,手机充电时会消耗电能;
大桥上的路灯可以同时亮起、同时熄灭,故各路灯之间是并联的。
故答案为:3;化学。
【点评】记住常见电压值、电能的转化和理解并联电路的特点,可解答此题。
15.(4分)太阳能集热器给水箱中的水加热,如果水箱中有100kg水,经过一段时间照射后,水吸收的热量是 1.512×107 J;如果改用燃烧天然气提供热量,且天然气完全燃烧放出热量的50%被水吸收 0.42 m3。[c水=4.2×103J/(kg ℃),q天然气=7.2×107J/m3]
【分析】(1)知道热水器装满水时水的质量和初温、末温以及比热容,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(2)根据η=×100%求出天然气完全燃烧释放的热量,根据Q放=Vq求出需要天然气的体积。
【解答】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×100kg×(56℃﹣20℃)=1.512×102J;
(2)由η==50%可得天然气完全燃烧释放的热量:
Q放===3.024×102J,
由Q放=Vq可得需要天然气的体积:
V===0.42m4。
故答案为:1.512×107;4.42。
【点评】本题考查了吸热公式和燃料完全燃烧释放热量公式、效率公式的应用,是一道较为简单的计算题。
16.(8分)如图所示,开关S闭合后,L1、L2两盏灯均发光,甲、乙、丙是三个电表,请填出甲、乙、丙分别是电流表还是电压表:
(1)若L1、L2两灯是串联,则 甲、乙为电压表,丙为电流表 ;
(2)若L1、L2两灯是并联,则 甲、乙为电流表,丙为电压表 。
【分析】电压表要和被测用电器并联,电流表要和被测用电器串联;串联电路中,电流的路径只有一条;并联电路中,电流有多条路径。
【解答】解:
(1)闭合开关S,要使灯L1和L2串联且能发光,电流从电源正极出发2和L2和丙然后流回电源负极,故甲,丙为电流表;
(2)闭合开关S,要使灯L1和L8并联且能发光,电流从电源正极开始分支1;另一路经过甲和L2,然后两路汇合通过乙流回电源负极,故甲,丙为电压表。
故答案为:甲、乙为电压表;甲、乙为电流表。
【点评】此题考查的是电流表和电压表的正确连接,是电学的基础,需要掌握。
17.(6分)一个小灯泡正常发光时的电阻为20Ω,通过灯丝的电流为0.2A.则灯正常工作时的电压是 4 V,如果把它接在1A的稳流电源上使用,应在电路上 并联 (选填串联或并联)一个阻值是 5 Ω的电阻。
【分析】(1)根据欧姆定律的应用即可求出灯泡正常发光的电压;
(2)根据并联电路起分流作用可确定需并联一个电阻,再根据并联电路电压规律以及欧姆定律的应用可知并联电阻阻值的大小。
【解答】解:由I=可得;
因为电源输出的电流大于灯泡的额定电流,因此需进行分流,其阻值大小为:R==。
故答案为:4;并联;8。
【点评】本题考查了并联电路电流、电压特点和欧姆定律的计算,是一道简单的综合题。
三、作图和实验探究题:(本大题共4个小题,作图题每图每空2分,实验探究题每空1分,共22分。)
18.(2分)根据如图甲所示的实物连线图,在图乙方框内画出对应的电路图。(要求连线要横平竖直,尽量使电路图简洁美观)
【分析】由实物图可知,两灯泡并联,开关S控制整个电路,S2控制L2,根据实物图完成电路图即可。
【解答】解:电流从正极开始分支,一支经灯泡L1,另一支经开关S2、灯泡L6,然后两支汇合共同经过开关S1回到电源负极。如图所示:
【点评】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。
19.(2分)根据要求连接实物图,要求:
(1)滑动变阻器控制小灯的亮度,且滑片向右移动小灯变亮;
(2)电压表测量小灯的电压。
【分析】滑动变阻器应与被控制灯泡串联,根据滑片向右移动小灯变亮确定其接线柱,电压表与灯泡并联,电流表串联在电路中,由此连接电路。
【解答】解:
在连接电路时,电流要从电压表和电流表的“+”接线柱流入,电压表与灯泡并联,且滑片向右移动小灯变亮。如图所示:
【点评】本题考查了实物电路图的连接,涉及到滑动变阻器和电表的连接,此类题目一般可以根据电流流向法、按先串后并的原则串联在电路中。
20.(7分)小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”,同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”,他设计了两组实验装置如图所示:
(1)你认为研究不同燃料燃烧的放热能力应选用 乙 (选填“甲”或“乙”)组器材;
(2)观察甲、乙两图,除了图中相同的器材,还要用到的相同器材是 天平 ;
(3)甲组实验是通过 加热时间的多少 来反映物质吸收热量的多少,乙组是通过 水温升高的度数或水温的变化 来反映燃料放出热量的多少;
(4)购买一盒薯片,设计实验估测薯片的热值,应选用上述 乙 (选填“甲”或“乙”)组来进行测量,然后将实验结果与包装盒上注明的薯片的热值进行比较,结果是 偏小 (选填“偏大”或“偏小”),原因是 薯片放出的热量无法被水完全吸收 。
【分析】(1)研究不同燃料燃烧放热能力,应选用不同的燃料;
(2)利用控制变量法进行分析;
(3)加热时间的长短反映物质吸收热量的多少;相同质量的同种液体,升高的温度反映燃料放出热量的多少;
(4)根据q=即可计算出热值的大小;分析每一个物理量与真实值的关系可知热值的偏差。
【解答】解:(1)研究不同燃料燃烧放热能力应用不同的燃料,因此选乙组器材。
(2)观察甲、乙两图,因此还要用天平称量质量;
(3)甲组实验是通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少;乙组是通过水温升高的度数或水温的变化来反映燃料放出热量的多少;
(4)由q=可知,需根据Q=cmΔt求出液体吸收的热量;
在薯片质量一定时,因为薯片没有完全燃烧且薯片燃烧后有一部分热量散失,所测热值偏小。
故答案为:(1)乙;(2)天平;水温升高的度数或水温的变化;偏小。
【点评】本题考查了学生对“不同物质吸热升温的现象”和“不同燃料燃烧的放热能力”实验探究,分析时利用好控制变量法是解决本题的关键。
21.(11分)在探究电流跟电压、电阻关系的实验中,定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)探究电流与电压的关系:
①小明连接的电路如图甲所示,其中有一处连线错误,请你在连接错误的导线上画“×”并改正。
②电路改正后,闭合开关,移动滑片,小明实验中使用的定值电阻阻值是 5 Ω;得出的结论是: 在导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。
电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3
电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
(2)探究电流与电阻的关系:
①小红连接电路时,把最后一根导线连接完毕,看到电压表和电流表立即有较大示数。小红在实验操作中有两处错误 连接电路时,开关没有断开 ;二是 开关闭合之前,没有将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处 。
②小红改正错误后,先用5Ω的定值电阻进行实验,使电压表的示数为2.0V,为 0.4 A;再换用10Ω的定值电阻时,没有改变滑动变阻器滑片的位置,电压表的示数将 大于 2.0V(填“大于”、“小于”或“等于”),若要达成实验,滑片应向 左 移动,使电压表示数为2V。
③此实验与伏安法测定值电阻阻值的实验中滑动变阻器的作用 不同 (选填“相同”或“不同”);
④根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图丙所示,小红由图像得出的结论是: 导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
⑤本实验中,控制R两端电压不变的范围: 1.5V~3V 。
【分析】(1)①探究电流跟电压、电阻关系时,电压表应测量定值电阻两端的电压;
②根据表中数据和欧姆定律求出定值电阻的阻值,分析表中电流与电压的关系得出结论;
(2)①为了保护电路,连接电路时开关应断开,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;
②根据图乙电流表所选量程确定分度值读数;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相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
③伏安法测定值电阻阻值的实验中需要多次测量取平均值减小误差,探究电流与电阻的关系时需要控制定值电阻两端的电压不变,据此分析比较滑动变阻器的作用;
④根据图像中电流与电阻之积为一定值分析得出结论;
⑤滑动变阻器接入最大电阻20Ω时,滑动变阻器分得的电压最大,定值电阻分得的电压最小,且定值电阻越小,定值电阻分得的电压越小,而要保证用四个电阻都能顺利完成实验,则控制定值电阻两端的最小电压应以最大定值电阻20Ω分得的最小电压为准;根据题意分析出电路中允许通过的最大电流,利用欧姆定律求出定值电阻两端允许的最大电压,进而求出控制R两端电压不变的范围。
【解答】解:(1)①原图中电压表测定值电阻和滑动变阻器两端的总电压,探究电流跟电压,电压表应测量定值电阻两端的电压,如图所示:
;
②根据表中数据和欧姆定律可知,定值电阻的阻值:R===8Ω;
根据表中数据可知:电压增大为原来的几倍,通过的电流也增大为原来的几倍,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(2)①把最后一根导线连接完毕,看到电表有示数,开关没有断开,说明开关闭合之前;
②由图乙可知,电流表的量程为0~0.8A,示数为0.4A;
根据串联电路的分压原理可知,将定值电阻由4Ω改接成10Ω的电阻,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,为了保持定值电阻两端电压不变,由串联分压的分压原理可知,所以滑片应向左端移动;
③伏安法测定值电阻的阻值需要减小误差,滑动变阻器的作用是多次测量取平均值减小误差,滑动变阻器的作用是保持定值电阻两端的电压不变;
④由图丙图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
⑤由图甲可知,电源由两节干电池组成;
因为串联电路电流相等,所以I==,最小为:=V=1.7V;
由于滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,所以电路的最大电流为1A,定值电阻两端允许的最大电压:U最大=I最大R2=1A×5Ω=3V>3V,因此定值电阻的最大电压为3V;
故定值电阻两端的电压范围为5.5V~3V。
故答案为:(1)①见解答图;②3,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,开关没有断开,没有将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处;大于;左;④导体两端的电压一定时;⑤1.5V~7V。
【点评】本题探究电流跟电压、电阻关系,考查电路连接、注意事项、电流表读数,欧姆定律的应用、实验操作、器材的选择和分析数据归纳结论的能力。
五、计算与应用(本大题1个小题共10分。解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
22.(10分)如图所示的电路图中,R1=30Ω,R2=20Ω,电源电压不变。(设小灯泡的电阻不变)
(1)当S1、S2都闭合时,电流表A1的示数为0.5A,小灯泡恰好正常发光,求:电源电压。
(2)当S1、S2都断开时,电流表A2的示数为0.2A,求:小灯泡的电阻和小灯泡两端的电压。
【分析】(1)当S1、S2都闭合时,R2与L并联,电流表A1测R2支路的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电源的电压;
(2)当S1、S2都断开时,R1与L串联,电流表A2测电路中的电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出小灯泡的电阻,再根据欧姆定律求出小灯泡两端的电压。
【解答】解:(1)当S1、S2都闭合时,R8与L并联,电流表A1测R2支路的电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=,电源的电压:
U=U5=I2R2=8.5A×20Ω=10V;
(2)当S1、S6都断开时,R1与L串联,电流表A2测电路中的电流,
此时电路中的总电阻:
R===50Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,灯泡的电阻:
RL=R﹣R1=50Ω﹣30Ω=20Ω,
小灯泡两端的电压:
UL=IRL=2.2A×20Ω=4V。
答:(1)电源的电压为10V;
(2)小灯泡的电阻为20Ω,小灯泡两端的电压为2V。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用,分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
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