试卷答案
寻你做寻,想你所想

2023-2024重庆市大渡口区巴渝学校九年级(上)期中物理试卷(含解析)

2023-2024学年重庆市大渡口区巴渝学校九年级(上)期中
物理试卷
一、选择题(本题共8个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题3分,共24分。)
1.(3分)下列估测值符合生活实际的是(  )
A.教室空调工作电流大约1A
B.一节新干电池的电压为1.5V
C.我国家庭电路电压为380V
D.实验用小灯泡的电阻约为500Ω
2.(3分)下列说法正确的是(  )
A.梳头时头发翘起来,梳子和头发带同种电荷
B.塑料碗、陶瓷花瓶是绝缘体,所以不能够带电
C.金属导体容易导电是因为内部有大量的自由电子
D.用毛皮摩擦橡胶棒,在这过程中橡胶棒失去电子而带上正电
3.(3分)下列现象与物态变化对应关系中,正确的是(  )
A.利用干冰人工降雨——凝固吸热
B.秋天早上的露珠——液化放热
C.给教室里洒水降温——汽化放热
D.冬天飘落的雪花——凝华吸热
4.(3分)下列关于温度、热量和内能说法中正确的是(  )
A.热量总是从高温物体传递给低温物体
B.物体内能增加,温度一定升高
C.物体的温度越高,具有的热量越多
D.热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
5.(3分)如图所示电路,闭合开关S后,发现L1、L2两灯泡都不亮。将一根导线的两端分别接到a、b点时,两灯都不亮;接到c、d点时,两灯都不亮;接到d、e点时,只有一只灯泡发光。则电路故障可能是(  )
A.开关S接触不良 B.灯泡L2灯丝断了
C.灯泡L2灯丝短路 D.灯泡L1灯丝断了
6.(3分)2022年北京冬奥会开幕式第一个节目《立春》令人印象深刻,表演中用到393根9.5米长柔性发光杆。一会发出绿光代表绿草(如图甲),随后又发出白光组成蒲公英(如图乙)。据悉,杆上有两个开关,一个是总开关,另一个开关用来控制发出白光和绿光。下列电路设计能实现的是
(  
A. B.
C. D.
7.(3分)如图所示的电路图中,要使灯泡L1和L2组成并联电路,应该是(  )
A.只闭合S1
B.只闭合S2
C.同时闭合S1和S2,断开S3
D.同时闭合S1和S3,断开S2
8.(3分)如图甲所示的电路中,当闭合开关S时两个灯泡均正常发光,电流表A1和A2的指针偏转如图乙所示,则通过灯泡L1和L2的电流大小为(  )
A.I1=0.7A,I2=0.34A B.I1=0.36A,I2=0.34A
C.I1=0.14A,I2=1.7A D.I1=0.14A,I2=1.56A
二、填空题(每空1分,作图题每题1分,共19分)
9.(2分)电阻的国际单位符号是    ,电流的单位是为了纪念物理学家    。
10.(2分)小明和同学们组队露营,用酒精炉将质量为500g、温度为18℃的水加热,需燃烧4.2g酒精,4.2g酒精完全燃烧放出的热量为    J;若酒精炉的效率为70%,水的温度能升高到    ℃。[c水=4.2×103J/(kg ℃),q酒精=3.0×107J/kg]
11.(2分)如图是学校楼道中安装的应急照明灯,外部供电线路有电时应急灯不亮,供电线路对应急照明灯内的蓄电池充电,把电能转化为化学能,此时蓄电池相当于    (填“电源”或“用电器”);供电线路停电时,应急灯正常发光,取下其中的一个灯泡,另一个灯泡仍然发光,说明应急灯的两个灯泡是    (填“串”或“并”)联的。
12.(2分)与丝绸摩擦过的玻璃棒接触不带电的验电器A后,验电器A带   电(选填“正”或“负”);再用带绝缘手柄的铜棒将带电的验电器A与不带电的验电器B相连,如图,瞬时电流的方向由   (选填“A到B”或“B到A”)。
13.(2分)如图,将包装口香糖的锡箔纸剪成中间较窄的细条,然后将锡箔细条的两端连接电池正负极,很快发现细条中较窄处开始冒烟起火,这是因为细条将电池短路,导致电流很   (选填“大”或“小”)。若ab段长度等于bc段长度,则ab段电阻   bc段电阻(选填“大于”或“小于”)。
14.(2分)如图所示,当图甲电路中的开关S闭合时,两个电压表的指针位置均如图乙所示,则灯泡L1两端的电压为    ,灯泡L2两端的电压为    。
15.(2分)2022年11月12日10时03分,天舟五号货运飞船在长征七号火箭的稳稳托举下,满载货物飞天云霄,跨越星海奔赴天宫,如图所示。火箭喷气发动机将燃料燃烧后燃气的内能转化为火箭的    能,这个能量转化过程与四冲程汽油机的    冲程能量转化相同。
16.(3分)如图所示为小亮设计的电路图,闭合开关    时,L1、L2和L3组成串联电路;闭合开关    时,L1和L2组成并联电路。如果要使灯L1亮、灯L2、L3不亮,则应将开关    闭合。
17.(1分)请在方框中画出实物图对应的电路图。
18.(1分)在如图所示的电路中有三根导线尚未连接,以笔画线代替导线补上,补上后要求:
①闭合开关S,小灯L1与L2并联;
②电流表测量L2的支路电流;
③滑动变阻器只改变L1的亮度。
三、实验探究题(19题6分,20题7分,21题6分,共19分)
19.(6分)小军同学在实验室探究冰块的熔化与水的沸腾过程中温度变化的特点,根据实验数据描绘出了如图甲所示的图像。
(1)要完成这两个实验,都需要用到的测量仪器有    和    。
(2)由图甲所示可知,冰块是    (选填“晶体”或“非晶体”),冰块的熔化时间共经历了    min。
(3)如图乙是水沸腾时的温度,此实验室的大气压    1个标准大气压(选填“高于”“等于”或“低于”),水沸腾前的气泡是如图丙所示中的    图(选填“a”或“b”)。
20.(7分)在探究影响导体电阻大小的因素时,实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关;
为了验证上述猜想。他们设计了如图所示的实验电路;
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.5
(1)按照图所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在M、N之间分别接上不同材料导体,则通过观察    来比较导体电阻的大小,这种研究方法叫做    ;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号    和    两根电阻丝进行实验;
(3)如果选用编号为A,C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想    (序号);
(4)为了验证猜想①,分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电阻丝A接入电流表示数较大,由此。得到的结论是:材料与横截面积相同的电阻,长度越    (选填“长”“短”),电阻越大;
(5)小新将粗细均匀的电阻丝A,均匀地拉长为原来的3倍再对折后,其阻值与原来的值相比    (选填“变大”,“变小”或“不变”)。
21.(6分)小融同学在探究并联电路电流规律的实验中,按照图甲所示电路图进行实验。
(1)在连接好电路后,闭合开关前,电流表指针如图乙所示,由此可知存在的问题    。
(2)他将电流表接B处,闭合开关后,观察到灯L1发光,但灯L2不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是    (填序号)。
A.开关S断路
B.灯泡L2短路
C.灯泡L2断路
D.电流表短路
(3)他在测量A处的电流时,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为    。
(4)在解决了以上问题后,将电流表分别接入A、B、C三点处,闭合开关,测出了一组电流并记录在表格中,立即得出了并联电路的电流规律。由此得到的结论    。(填“可靠”或者“不可靠”)
(5)实验结束后,小融又利用器材连接了如图丁所示的电路图,电源电压恒定,当开关S由断开到闭合时,电流表A1的示数    (填“变大”“变小”或“不变”),电流表A2的示数    (填“变大”“变小”或“不变)。
四、计算论述题(22题6分,23题6分,24题6分,共18分,解答应写出必要的文字说明、解答步骤和公式,只写出最后答案的不能给分。)
22.(6分)完全燃烧100g酒精所放出的热量有70%被质量为10kg初温为60℃水吸收,(已知酒精的热值为3.0×107J/kg)求:
(1)100g酒精完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)水最终的温度(一个标准大气压下)。
23.(6分)如图所示,闭合开关S后,电流表A的示数为1.5A,电流表A1的示数为0.8A,电流表A2的示数为1.2A,求:
(1)通过灯L1、L2的电流分别是多大?
(2)已知电源由4节干电池串联组成,若将电流表A1和A2分别换成电压表V1和V2后,电压表V1的示数为5V,V2的示数为3V,则灯L1、L2两端的电压分别是多大?
24.(6分)如图所示,电源电压为9V且保持不变,R1=30Ω,闭合开关后,电压表示数为3V,求:
(1)电阻R1两端的电压为多少伏?
(2)电路中电流为多少安?
(3)电阻R2的阻值为多少欧?
2023-2024学年重庆市大渡口区巴渝学校九年级(上)期中
物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共8个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题3分,共24分。)
1.(3分)下列估测值符合生活实际的是(  )
A.教室空调工作电流大约1A
B.一节新干电池的电压为1.5V
C.我国家庭电路电压为380V
D.实验用小灯泡的电阻约为500Ω
【分析】据日常生产生活中对电流、电压、电阻的认知进行选择。
【解答】解:A、教室空调工作电流大约5A,故A错误;
B、一节新干电池的电压为1.5V,故B正确;
C、我国家庭电路电压为220V,故C错误;
D、实验用小灯泡的电阻约为10Ω,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查了电压、电流、电阻大小的估测,属基础题目。
2.(3分)下列说法正确的是(  )
A.梳头时头发翘起来,梳子和头发带同种电荷
B.塑料碗、陶瓷花瓶是绝缘体,所以不能够带电
C.金属导体容易导电是因为内部有大量的自由电子
D.用毛皮摩擦橡胶棒,在这过程中橡胶棒失去电子而带上正电
【分析】(1)摩擦起电的实质是电荷(电子)的转移,相摩擦的两个物体带等量的异种电荷;
(2)绝缘体不容易导电,可以带电;
(3)导体容易导电,是因为导体中有大量自由电荷;金属导体容易导电,是因为导体中有大量自由电子;
(4)用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带负电;用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电。
【解答】解:
A、由于摩擦起电的实质是电荷(电子)的转移,梳子和头发摩擦后带异种电荷,故A错误;
B、塑料碗、陶瓷花瓶不容易导电,是绝缘体,但可以带电,故B错误;
C、金属导体容易导电,是因为金属导体中有大量自由电子,故C正确;
D、毛皮摩擦橡胶棒的过程中,毛皮失去电子带正电,橡胶棒得到电子带负电,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了摩擦起电的实质、导体导电的原因、两种电荷的规定、导体与绝缘体的区别,属于基础题目。
3.(3分)下列现象与物态变化对应关系中,正确的是(  )
A.利用干冰人工降雨——凝固吸热
B.秋天早上的露珠——液化放热
C.给教室里洒水降温——汽化放热
D.冬天飘落的雪花——凝华吸热
【分析】物质由固态变为液态的过程叫熔化,由液态变为固态的过程叫凝固;由液态变为气态的过程叫汽化,由气态变为液态的过程叫液化;物质由固态直接变为气态的过程叫升华,由气态直接变为固态的过程叫凝华。
【解答】解:A.利用干冰人工增雨,主要是因为干冰能迅速升华吸热,故A错误;
B.秋天早上的露珠是水蒸气遇冷液化形成的,液化放热,故B正确;
C.给教室里洒水降温是利用了水蒸发吸热的原理,属于汽化现象,故C错误;
D.雪花是水蒸气遇冷直接凝华而成的,凝华放热,故D错误。
故选:B。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
4.(3分)下列关于温度、热量和内能说法中正确的是(  )
A.热量总是从高温物体传递给低温物体
B.物体内能增加,温度一定升高
C.物体的温度越高,具有的热量越多
D.热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
【分析】(1)(4)发生热传递的条件是存在温度差;
(2)晶体熔化的过程中,吸收热量,内能增加,但温度不变;
(3)热量是一个过程量,不能说含有多少热量。
【解答】解:AD、热量总是从高温物体传给低温物体,或者从高温部分传向低温部分;内能大的物体的温度不一定高,所以热量可以从内能小的物体传递给内能大的物体,故A正确、D错误;
B、物体吸收热量,内能增加,温度不一定会升高,比如晶体熔化过程,虽然吸收热量,但温度不变,故B错误;
C、只有在热传递过程中才能提到热量,不能说具有多少热量,故C错误。
故选:A。
【点评】本题考查温度、热量、内能的区别,以及热传递和改变内能的方法,是一道综合题。
5.(3分)如图所示电路,闭合开关S后,发现L1、L2两灯泡都不亮。将一根导线的两端分别接到a、b点时,两灯都不亮;接到c、d点时,两灯都不亮;接到d、e点时,只有一只灯泡发光。则电路故障可能是(  )
A.开关S接触不良 B.灯泡L2灯丝断了
C.灯泡L2灯丝短路 D.灯泡L1灯丝断了
【分析】故障包括短路和断路;当电路是通路时,电路中有电流通过或灯泡发光,否则是出现断路或短路状态。
【解答】解:(1)由电路图可知,两灯泡串联,闭合开关,两灯均不亮,说明电路中某处断路,或两灯均短路,故C错误;
(2)用一段导线的两端接触a、b两点或c、d两点时,两灯都不亮,说明此时电路仍是断路;
当导线接触d、e两点时,只有一只灯泡发光,此时导线代替了灯L1(L1一定不发光),所以此时一定是灯泡L2发光(L2灯丝完好),此时电路处于通路状态(开关没有问题),由此说明该电路的故障是由于灯泡L1断路造成的,故D正确,AB错误。
故选:D。
【点评】用导线检验电路故障时,将导线与用电器并联,其它用电器能工作,此处用电器断路;其它用电器不能工作,其它用电器断路。
6.(3分)2022年北京冬奥会开幕式第一个节目《立春》令人印象深刻,表演中用到393根9.5米长柔性发光杆。一会发出绿光代表绿草(如图甲),随后又发出白光组成蒲公英(如图乙)。据悉,杆上有两个开关,一个是总开关,另一个开关用来控制发出白光和绿光。下列电路设计能实现的是(  
A. B.
C. D.
【分析】根据题意分析两个开关的连接方式和两盏灯泡的连接方式。
【解答】解:根据题意可知,发光杆一会发出绿光代表绿草,随后又发出白光组成蒲公英,这说明两个灯泡可以独立工作,是并联的;干路中有一个开关,另一个开关用来控制发出白光和绿光,所以这个开关是一个单刀双掷开关,根据选项可知,B图正确。
故选:B。
【点评】本题考查了电路图的设计,明确单刀双掷开关的作用是解题的关键。
7.(3分)如图所示的电路图中,要使灯泡L1和L2组成并联电路,应该是(  )
A.只闭合S1
B.只闭合S2
C.同时闭合S1和S2,断开S3
D.同时闭合S1和S3,断开S2
【分析】电路元件的连接有串联和并联两种方式:由于串联电路只有一条电流路径,流过一个元件的电流同时流过另一个元件,因此各元件相互影响;而并联电路中有多条支路,所以各元件独立工作、互不影响。在进行电路连接时,还一定要注意不能出现电源短路。
【解答】解:
A、只闭合S1不能形成通路,不合题意;
B、只闭合S2时电流只有一条路径,电流依次流过L2、L1和开关S2,属串联电路,不合题意;
C、同时闭合S1和S2时电流会不经用电器直接从电源正极流向负极,属电源短路,是错误的,不合题意;
D、同时闭合S1和S3,断开S2时,电流有两条路径,分别流经灯泡L1和L2,属并联电路,符合题意。
故选:D。
【点评】解决此类问题要结合串联电路和并联电路的特点,结合题意选择合适的开关组成符合题意的电路图。
8.(3分)如图甲所示的电路中,当闭合开关S时两个灯泡均正常发光,电流表A1和A2的指针偏转如图乙所示,则通过灯泡L1和L2的电流大小为(  )
A.I1=0.7A,I2=0.34A B.I1=0.36A,I2=0.34A
C.I1=0.14A,I2=1.7A D.I1=0.14A,I2=1.56A
【分析】首先对电路进行分析,明确灯泡之间的连接关系,确定电流表的测量位置,然后根据串并联电路电流特点和指针位置,确定电流表选择的量程和对应的分度值,读出电流表的示数;最后根据电路特点得到通过两只灯泡的电流。
【解答】解:由图知两灯泡并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过灯泡L2的电流,
由于并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和,所以A1示数小于A2示数,
比较图乙、丙可知:A2指针偏转角度较大,所以选择的是小量程,为0~0.6A,分度值为0.02A,则示数为I2=0.34A,即通过灯泡L2的电流为0.34A;
而A1指针偏转角度较小,所以选择的是大量程0~3A,分度值为0.1A,示数为I=0.7A;
所以通过灯泡L1的电流为:I1=I﹣I2=0.7A﹣0.34A=0.36A。
故选:B。
【点评】此题考查的是电流表的读数,需要首先对电路连接关系进行分析,然后根据电路特点确定电流表的量程。
二、填空题(每空1分,作图题每题1分,共19分)
9.(2分)电阻的国际单位符号是  Ω ,电流的单位是为了纪念物理学家  安培 。
【分析】据物理学中关于电阻、电流的常识进行解答。
【解答】解:电阻的国际单位符号是Ω,电流的单位是安培,是为了纪念法国物理学家安培。
故答案为:Ω;安培。
【点评】此题考查了电阻的单位符号、电流的单位,属基础题目。
10.(2分)小明和同学们组队露营,用酒精炉将质量为500g、温度为18℃的水加热,需燃烧4.2g酒精,4.2g酒精完全燃烧放出的热量为  1.26×105 J;若酒精炉的效率为70%,水的温度能升高到  60 ℃。[c水=4.2×103J/(kg ℃),q酒精=3.0×107J/kg]
【分析】已知消耗的酒精质量和酒精的热值,根据Q放=q酒精m可求出酒精完全燃烧放出的热量;
已知酒精炉的效率和酒精完全燃烧放出的热量,根据η=可求出水吸收的热量;再根据Q吸=c水m′Δt可求出水升高的温度,已知水的初温,即可求出水的末温。
【解答】解:(1)酒精完全燃烧放出的热量:
Q放=m酒精q酒精=4.2×10﹣3kg×3.0×107J/kg=1.26×105J;
已知酒精炉的效率η=70%,由η=可知水吸收的热量:Q吸=Q放η=1.26×105J×70%=8.82×104J,
由Q吸=c水m′Δt可知水升高的温度:Δt===42℃,
已知水的初温t0=18℃,则水升高后的末温:t=t0+Δt=18℃+42℃=60℃。
故答案为:1.26×105;60。
【点评】本题考查了比热容、热值和热效率的相关计算,属于基础计算题,难度不大。
11.(2分)如图是学校楼道中安装的应急照明灯,外部供电线路有电时应急灯不亮,供电线路对应急照明灯内的蓄电池充电,把电能转化为化学能,此时蓄电池相当于  用电器 (填“电源”或“用电器”);供电线路停电时,应急灯正常发光,取下其中的一个灯泡,另一个灯泡仍然发光,说明应急灯的两个灯泡是  并 (填“串”或“并”)联的。
【分析】串联电路中各用电器相互影响,一处断路,其它用电器也停止工作;并联电路中电流有多条路径,一条支路的通断不影响其它支路的工作。据此,可对应急灯的工作情况做出判断。
【解答】解:根据串并联电路的连接特点,本题中所述应急灯取下其中的一个灯泡,另一个灯泡仍然发光,说明两灯的工作互不影响,可以断定其连接方式是并联。
故答案为:用电器;并。
【点评】本题以应急照明灯为背景,考查了能量的转化与电路的判断,属于基础题目。
12.(2分)与丝绸摩擦过的玻璃棒接触不带电的验电器A后,验电器A带 正 电(选填“正”或“负”);再用带绝缘手柄的铜棒将带电的验电器A与不带电的验电器B相连,如图,瞬时电流的方向由 A到B (选填“A到B”或“B到A”)。
【分析】在金属导体内能够自由移动的是自由电子,是负电荷,据此进行解答。
【解答】解:与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,当带正电的玻璃棒接触不带电的验电器A时,A上的自由电子会转移到玻璃棒上,因此验电器A由于失去电子而带正电;
用一根有绝缘柄的金属棒把验电器A和不带电的验电器B连接起来,则验电器B上会有一部分电子转移到A上(即电子是由B向A移动),B由于失去电子也带正电;由于电流的方向与负电荷定向移动的方向相反,所以瞬时电流的方向是由A向B。
故答案为:正;A到B。
【点评】解决此类问题的关键是金属导体内能够自由移动的是自由电子,电流的方向与电子移动方向相反,是一道基础题。
13.(2分)如图,将包装口香糖的锡箔纸剪成中间较窄的细条,然后将锡箔细条的两端连接电池正负极,很快发现细条中较窄处开始冒烟起火,这是因为细条将电池短路,导致电流很 大 (选填“大”或“小”)。若ab段长度等于bc段长度,则ab段电阻 大于 bc段电阻(选填“大于”或“小于”)。
【分析】导线直接将电源连接起来的电路叫短路,短路时,容易烧坏电路或形成火灾。
【解答】解:
锡箔纸条两端的铝面直接接触电池的正负极,造成短路,这样电流会很大,铝纸条中间最细处的横截面积较小,电阻较大,即ab段电阻大于bc段电阻,根据Q=I2Rt可知,此时电路中迅速产生大量热量使温度达到锡纸的着火点而使之燃烧。
故答案为:大;大于。
【点评】本题考查了利用身边器材能够做的物理实验以及分析实验中蕴含的物理知识,注重了物理和生活的联系,属于基础知识的考查,相对比较简单。
14.(2分)如图所示,当图甲电路中的开关S闭合时,两个电压表的指针位置均如图乙所示,则灯泡L1两端的电压为  4.8V ,灯泡L2两端的电压为  1.2V 。
【分析】由电路图分析电路的连接情况和电压表所测电压,由串联电路的电压特点确定电压表的量程后读数,从而得到两灯的电压。
【解答】解:由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测L2两端的电压;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且两个电压表指针偏转角度相同,
所以,电压表V1的量程0﹣15V,分度值为0.5V,则电源的电压U=6V;
电压表V2的量程为0﹣3V,对应的分度值为0.1V,
则灯泡L2两端的电压U2=1.2V,
灯泡L1两端的电压U1=U﹣U2=6V﹣1.2V=4.8V。
故答案为:4.8V;1.2V。
【点评】本题考查了串联电路的电压特点和电压表读数,关键是正确分析电路和确定电压表的量程。
15.(2分)2022年11月12日10时03分,天舟五号货运飞船在长征七号火箭的稳稳托举下,满载货物飞天云霄,跨越星海奔赴天宫,如图所示。火箭喷气发动机将燃料燃烧后燃气的内能转化为火箭的  机械 能,这个能量转化过程与四冲程汽油机的  做功 冲程能量转化相同。
【分析】火箭发动机工作时将内能转化成了机械能;四冲程汽油机在做功冲程中将燃料燃烧释放的内能转化为机械能。
【解答】解:火箭起飞过程中,将内能转化为火箭的机械能,四冲程汽油机做功冲程将燃料燃烧释放的内能转化为机械能,火箭发射过程的能量转化与内燃机的做功冲程的原理是相同的。
故答案为:机械;做功。
【点评】该题以火箭发射为问题背景,考查了能量的转化等知识点,是一道综合题,但难度不大。
16.(3分)如图所示为小亮设计的电路图,闭合开关  S3 时,L1、L2和L3组成串联电路;闭合开关  S1、S2 时,L1和L2组成并联电路。如果要使灯L1亮、灯L2、L3不亮,则应将开关  S2 闭合。
【分析】串联电路中只有一条电流的路径,并联电路中有多条路径,故据开关的位置,结合题目的要求分析即可解决。
【解答】解:由图可知,要使灯L1、L2和L3组成串联电路,应将两灯首尾相连接到电源两端,则需闭合开关S3。
要使L1、L2组成并联电路,则需让电流从电源流出分别流入两灯中再汇合共同流入电源负极,则需闭合开关S1、S2。
如果要使灯L1亮、灯L2、L3不亮,则应将闭合开关S2。
故答案为:S3;S1、S2;S2。
【点评】在分析判断时可从电源的正极开始,依据串并联电路的连接特点,按照电流的流向逐步尝试、分析。
17.(1分)请在方框中画出实物图对应的电路图。
【分析】根据实物图明确电流的流向,确定电路的串并联性质,再画出相应的电路图,并且要求电路图与实物图相对应。
【解答】解:
根据实物图可知,电流从电源的正极经开关S、灯泡L2,灯泡L2,电流表回到电源负极,电压表并联在灯泡L2两端,如图所示:
【点评】本题考查根据实物图画电路图,正确分析电路的连接方式以及开关、电表的位置是关键。
18.(1分)在如图所示的电路中有三根导线尚未连接,以笔画线代替导线补上,补上后要求:
①闭合开关S,小灯L1与L2并联;
②电流表测量L2的支路电流;
③滑动变阻器只改变L1的亮度。
【分析】由题意可得两灯泡并联,电流表测通过灯L2的电流;滑动变阻器应与被控制的用电器串联,滑动变阻器采用一上一下的接法。
【解答】解:根据题意可知,两个灯泡并联,开关在干路中控制整个电路;电流表测量L2的支路电流,由于不知道电路中电流的大小,所以电流表应选用大量程与L2串联;滑动变阻器只改变L1的亮度,所以滑动变阻器(一下一上连入电路)应与L1串联,实物图的连接如下所示:
【点评】会根据要求设计串并联电路,重点是明确电流表的位置和开关的位置。
三、实验探究题(19题6分,20题7分,21题6分,共19分)
19.(6分)小军同学在实验室探究冰块的熔化与水的沸腾过程中温度变化的特点,根据实验数据描绘出了如图甲所示的图像。
(1)要完成这两个实验,都需要用到的测量仪器有  温度计 和  秒表 。
(2)由图甲所示可知,冰块是  晶体 (选填“晶体”或“非晶体”),冰块的熔化时间共经历了  6 min。
(3)如图乙是水沸腾时的温度,此实验室的大气压  低于 1个标准大气压(选填“高于”“等于”或“低于”),水沸腾前的气泡是如图丙所示中的  b 图(选填“a”或“b”)。
【分析】(1)冰熔化和水沸腾实验需要不断吸热,实验过程中,需要用温度计测量温度,还需要用秒表来记录时间。
(2)体熔化时温度要达到熔点,不断吸热,温度不变;但晶体熔化后温度还要上升;
由图可知:在加热后2min到第8min这段时间虽然不断的吸热,温度却保持不变;
(3)水的沸点随水面上方大气压减小而降低;
水沸腾时和沸腾前的现象:水沸腾时气泡上升过程中体积不断变大;水沸腾前气泡在上升过程中体积不断变小。
【解答】解:(1)由于晶体熔化和水沸腾这两个实验,都需要对冰和水进行加热,所以,除需要用温度计测量温度的变化外,还需要用秒表来记录时间。
(2)由图象可知:冰在加热后2min到第8min这段时间虽然不断的吸热,温度却保持不变,这是冰的熔化过程,持续了6min,
由此可见冰有固定的熔点,冰是晶体;
(3)水的沸点随水面上方大气压减小而降低,水在1个标准大气压下的沸点是100℃,当前沸点是98℃,所以此时实验室的大气压低于1个标准大气压;
水在沸腾前,水下部温度较高,上部温度较低,所以气泡在上升过程中,气泡内的水蒸气会发生液化,导致气泡体积不断变小,故b图是水沸腾前的情况;
水在沸腾时,水的内部温度都相同,水不断汽化,所以气泡在上升过程中,体积不断变大,故a图是水沸腾时的情况。
故答案为:(1)温度计;秒表;(2)晶体;6;(3)低于;b。
【点评】此题考查了冰熔化和水沸腾实验中器材的作用,沸点的判断、沸点与气压间关系,同学们要学会观察图象,分析实验,总结规律。
20.(7分)在探究影响导体电阻大小的因素时,实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如表,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关;
②导体的电阻与导体的横截面积有关;
③导体的电阻与导体的材料有关;
为了验证上述猜想。他们设计了如图所示的实验电路;
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.5
(1)按照图所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路,在M、N之间分别接上不同材料导体,则通过观察  电流表示数 来比较导体电阻的大小,这种研究方法叫做  转换法 ;
(2)为了验证上述猜想③,应该选用编号  A 和  D 两根电阻丝进行实验;
(3)如果选用编号为A,C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想  ② (序号);
(4)为了验证猜想①,分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电阻丝A接入电流表示数较大,由此。得到的结论是:材料与横截面积相同的电阻,长度越  长 (选填“长”“短”),电阻越大;
(5)小新将粗细均匀的电阻丝A,均匀地拉长为原来的3倍再对折后,其阻值与原来的值相比  变大 (选填“变大”,“变小”或“不变”)。
【分析】(1)电流表串联在电路中,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小(或小灯泡亮度)判断导体电阻大小;
(2)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度和横导体的截面积,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变。
【解答】解:(1)实验中,在M、N之间分别接上不同的导体,通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,即将电阻的大小转换为了电路电流的大小,这种研究方法叫转换法;
(2)要验证猜想③:导体的电阻与导体的材料有关,应控制导体的长度与横截面积相同,而材料不同,由表中数据可知,应选编号为A、D的两根电阻丝进行实验;
(3)由表中数据可知,A、C两电阻丝的长度、材料相同而横截面积不同,将A和C两电阻丝接入电路中M、N两点间,可验证导体电阻跟横截面积的关系,即猜想②;
(4)A、B两电阻丝的材料、横截面积相同而长度不同,将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间,可验证导体电阻跟长度的关系,即猜想①;
电阻丝A接入时电流表示数较大,说明电阻丝A的电阻小,而电阻丝A的长度小于电阻丝B的长度,由此得到的结论是:材料和横截面积一定时,长度越长,电阻越大。
(5)将粗细均匀的电阻丝A均匀地拉长为原来的3倍,由于电阻丝的体积不变,长度为原来3倍时,横截面积将减小3倍,根据,阻值增大9倍,对折后长度减半,同时横截面积将加倍,则阻值减小为四分之一,最终电阻是原来的倍,由此可知,最终阻值是变大的。
故答案为:(1)电流表示数;转换法;(2)A;D; (3)②;(4)长;变大。
【点评】本题考查影响电阻大小因素,解决本题关键:一是掌握控制变量法及应用,二是知道影响导体电阻大小的因素。注意控制变量法的使用范围,控制变量法是初中物理实验中比较常用的研究方法之一。
21.(6分)小融同学在探究并联电路电流规律的实验中,按照图甲所示电路图进行实验。
(1)在连接好电路后,闭合开关前,电流表指针如图乙所示,由此可知存在的问题  电流表使用前未调零 。
(2)他将电流表接B处,闭合开关后,观察到灯L1发光,但灯L2不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是  C (填序号)。
A.开关S断路
B.灯泡L2短路
C.灯泡L2断路
D.电流表短路
(3)他在测量A处的电流时,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为  0.24A 。
(4)在解决了以上问题后,将电流表分别接入A、B、C三点处,闭合开关,测出了一组电流并记录在表格中,立即得出了并联电路的电流规律。由此得到的结论  不可靠 。(填“可靠”或者“不可靠”)
(5)实验结束后,小融又利用器材连接了如图丁所示的电路图,电源电压恒定,当开关S由断开到闭合时,电流表A1的示数  不变 (填“变大”“变小”或“不变”),电流表A2的示数  变大 (填“变大”“变小”或“不变)。
【分析】(1)电流表使用前应使指针处在零刻度线处;
(2)将电流表接B处,闭合开关后,观察到灯L1发光,说明L1所在支路和干路是正常的,L1未被短路;L2不发光,电流表的示数为零,说明L2所在支路断路;
(3)根据电流表小量程读数;
(4)用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多;
(5)分析电路的连接,由欧姆定律和并联电路电流的规律分析。
【解答】(1)闭合开关前电流表的指针指在零刻度线的左侧,说明电流表使用前没有调零;
(2)将电流表接B处,闭合开关后,观察到灯L1发光,但灯L2不发光,电流表的示数为零,说明L2所在支路断路,故选C;
(3)在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.24A;
(4)只测量了一组数据得出的结论有偶然性,因此这样得到的结论不可靠;
(5)实验结束后,小融又利用器材连接了如图丁所示的电路图,当开关S断开时,电路中只有L1,电流表A1和A2均测电路中电流,当S闭合时,两灯并联,电流表A2测干路的电路中,因L1的电压和电阻不变,由欧姆定律,通过它的电流不变即电流表A1的示数不变,同时根据并联电路电流的规律,电流表A2的示数变大。
故答案为:(1)电流表使用前未调零;(2)C;(3)0.24A;(4)不可靠;(5)不变;变大。
【点评】本题探究并联电路电流规律,考查注意事项、故障分析、电流表读数、归纳法的运用等知识,难度一般。
四、计算论述题(22题6分,23题6分,24题6分,共18分,解答应写出必要的文字说明、解答步骤和公式,只写出最后答案的不能给分。)
22.(6分)完全燃烧100g酒精所放出的热量有70%被质量为10kg初温为60℃水吸收,(已知酒精的热值为3.0×107J/kg)求:
(1)100g酒精完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)水最终的温度(一个标准大气压下)。
【分析】(1)知道酒精的质量、热值,利用Q放=mq求酒精完全燃烧放出的热量;
(2)根据Q吸=ηQ放求水吸收的热量;
(3)知道水的质量、比热容、吸收的热量,利用Q吸=cmΔt求水升高的温度。
【解答】解:(1)100g酒精完全燃烧放出的热量:
Q放=m酒精q=0.1kg×3.0×107J/kg=3×106J;
(2)根据η=得水吸收的热量:
Q吸=ηQ放=70%×3×106J=2.1×106J;
(3)由Q吸=cmΔt得水升高的温度:
Δt===50℃,
一标准大气压下水的沸点为100℃,且:60℃+50℃=110℃,
故水最终的温度是100℃。
答:(1)100g酒精完全燃烧放出的热量为3×106J;
(2)水吸收的热量为2.1×106J;
(3)水最终的温度是100℃。
【点评】本题考查了吸热公式、燃料完全放热公式、效率公式的应用,属于基础题目。
23.(6分)如图所示,闭合开关S后,电流表A的示数为1.5A,电流表A1的示数为0.8A,电流表A2的示数为1.2A,求:
(1)通过灯L1、L2的电流分别是多大?
(2)已知电源由4节干电池串联组成,若将电流表A1和A2分别换成电压表V1和V2后,电压表V1的示数为5V,V2的示数为3V,则灯L1、L2两端的电压分别是多大?
【分析】(1)由图可知,闭合开关后,三个灯泡并联,电流表A测干路电流,电流表A1测L2、L3支路的电流之和,电流表A2测L1、L2支路的电流之和;根据并联电路的电流特点结合电流表的示数进行解答。
(2)将电流表A1、A2分别换成电压表V1、V2,闭合开关后,三个灯泡串联,V1测L1、L2两端的电压,V2测灯泡L2、L3两端的电压,根据串联电路的电压特点进行解答。
【解答】解:
(1)由电路图可知,三个灯泡并联,电流表A测干路中的电流,电流表A1测灯泡L2、L3的电流之和,电流表A2测灯泡L1、L2的电流之和;
根据并联电路的电流规律可知,通过灯泡L1的电流为:I1=IA﹣IA1=1.5A﹣0.8A=0.7A;
则通过灯泡L2的电流为:I2=IA2﹣I1=1.2A﹣0.7A=0.5A;
(2)将电流表A1和A2分别换成电压表V1和V2后,三个灯泡串联,电压表V1测灯泡L1、L2两端的电压,电压表V2测灯泡L2、L3两端的电压;
一节干电池的电压为1.5V,则4节干电池串联组成的电源电压为:U=4×1.5V=6V;
据串联电路的电压规律可得,灯L1两端的电压为:U1=U﹣UV2=6V﹣3V=3V;
灯L2两端的电压为:U2=UV1﹣U1=5V﹣3V=2V;
答:(1)通过灯L1、L2的电流分别为0.7A、0.5A。
(2)灯L1、L2两端的电压分别为3V、2V。
【点评】本题考查了并联电路的电流规律和串联电路的电压规律的综合运用,分析清楚电路结构、熟练应用并联电路的电流规律和串联电路的电压规律是正确解题的关键。
24.(6分)如图所示,电源电压为9V且保持不变,R1=30Ω,闭合开关后,电压表示数为3V,求:
(1)电阻R1两端的电压为多少伏?
(2)电路中电流为多少安?
(3)电阻R2的阻值为多少欧?
【分析】(1)由电路图可知,闭合开关后,R1和R2串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中的电流,根据电压表的示数可知电阻R2两端的电压,根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压;
(2)根据串联电路的电流规律和欧姆定律得出电路中的电流;
(3)根据欧姆定律求出R2的电阻。
【解答】解:由电路图可知,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。
(1)由电压表示数为3V可知,电阻R2两端的电压U2=3V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R1两端的电压:
U1=U﹣U2=9V﹣3V=6V;
(2)因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I=I2=I1===0.2A;
(3)电阻R2的阻值为:R2===15Ω。
答:(1)电阻R1两端的电压为6V;
(2)电路中电流为0.2A;
(3)电阻R2的阻值为15Ω。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,是一道基础题目。
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