云南省昆明市禄劝一中2023-2024学年九年级上学期期中物理试卷(解析版)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1.(3分)物理源于生活,下列对相关物理量的估测,符合实际的是( )
A.家用电冰箱正常工作时的电流约为5A
B.人体的电阻约为1Ω
C.我国家庭用电的电压为220V
D.洗澡水的温度为60℃
2.(3分)如图为测量烧杯内水的温度的4种操作方法,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(3分)关于如图所示的几个电学实验,下列说法正确的是( )
A.图甲中将气球在头发上摩擦后,头发会飘起来,这种现象叫做摩擦起电,其实质是电荷的转移
B.图乙中用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近轻质小球,小球被吸引,说明小球一定带负电
C.图丙中用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒对电子的束缚能力弱而带负电
D.图丁中的验电器A带正电,B不带电,用带绝缘柄的金属棒接触两验电器金属球时,金属棒中的电流从B流向A
4.(3分)2023年9月10日,长征六号运载火箭在太原卫星发射中心点火起飞,随后顺利将遥感四十号卫星准确送入预定轨道。“一箭三星”发射任务取得圆满成功,下列说法正确的是( )
A.火箭点火加速升空时,将燃料的内能转化为火箭的机械能
B.燃料在燃烧的过程中,其热值逐渐变小
C.火箭的发动机的效率能达到100%
D.火箭飞入太空后,太空温度很低,其内能为零
5.(3分)在如图所示的电路中,闭合开关S,用电压表能测量出灯泡L1两端电压的是( )
A. B.
C. D.
6.(3分)为了保障校园安全,严格控制区分外来车辆出入,某学校装备了门禁系统。内部车辆可以被自动开关S1识别,电动机M工作,外部车辆需要保安闭合手动开关S2,使电动机M工作,在图中的电路中,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
7.(3分)如图为单缸四冲程汽油机的工作示意图,下列说法不正确的是( )
A.在一个工作循环中,工作过程依次是乙、丁、甲、丙
B.依靠飞轮惯性完成的冲程是乙、丙、丁
C.使汽车获得动力的冲程是丁冲程
D.排除汽车废气的冲程是丙冲程
(多选)8.(3分)如图所示是我国劳动人民在生产生活中创造性运用物理知识的情景。对图中所蕴含的物理知识,下列说法正确的是( )
A.甲图中蒸馒头时,拿刚出笼的馒头前,先将手沾点水,这样手不会被烫伤
B.乙图是新疆坎儿井利用地下水管引水,目的是为了减少水在输送过程中的蒸发
C.丙图中北方冬天在菜窖里放几桶水,是利用了水凝固吸热防止菜冻坏
D.丁图中的舞台上白色的淡淡薄雾,是利用干冰升华吸热产生的气体
(多选)9.(3分)很多同学在课间玩扭转矿泉水瓶的游戏,如图所示,在瓶里装有少量的水,使劲拧瓶的下部,使其严重变形(对着没人的方向),瓶盖弹出数米远,看到瓶口和瓶内有白雾产生。下列分析正确的是( )
A.瓶盖被弹出,说明瓶内气体对瓶盖做了功
B.用力拧瓶的下部时,瓶内气体的内能增加,温度降低
C.“白气”现象说明瓶内气体的内能变小了
D.用力拧瓶子时,越拧越费劲,说明内能的增加是有限度的
(多选)10.(3分)“开车不饮酒,酒后不开车”是每一位司机都必须遵守的交通法规。如图所示是一酒精浓度检测仪的简化电路图,其电源电压保持不变,R1为酒精气体传感器,其阻值随酒精气体浓度的增大而减小,R2为定值电阻,闭合开关S,酒后的驾驶员对着R1呼出气体,酒精气体的浓度变大,下列说法正确的是( )
A.电路中的总电阻增大
B.电流表A的示数增大
C.电压表V的示数减小
D.电压表V的示数与电流表A的示数比值不变
二、填空题(本大题共6小题,11~15题每小题2分,16题4分,共14分)
11.(2分)1875年,科学家们发现了除汞外的另一种在常温下流动的金属——镓,它的熔点为29.8℃ (填物态变化)成液体。夏天,柏油路面随着气温的升高而变得越来越软,由此可以判断柏油没有固定的熔点 (选填“晶体”或“非晶体”)。
12.(2分)如图所示是用石子加热烤肠的情景,为了让烤肠不致被烤焦且均匀受热,店主将烤肠放在石子上烤而不直接放在铁锅内烤 (选填“大”或“小”),与传统炭火烧烤方式比,该方式更健康、更 (炭做燃料要消耗木材,炭火烧烤产生大量烟尘等)。
13.(2分)如图所示的“静电章鱼实验”中,与羊毛摩擦过的塑料细丝像章鱼脚一样分开,是由于细丝带上了 (选填“同种”或“异种”)电荷而相互排斥,实验室中检验物体是否带电的仪器—— 就是根据这种原理工作的。
14.(2分)如图所示是手机充电线的三个插头,可用于为三部不同类型的手机充电,如果3部手机同时充电 联。一段导体两端的电压为4V时,通过它的电流为0.4A;当它两端的电压变为0V时 Ω。
15.(2分)人类发展史也是利用燃料的历史,干木柴、煤的放热本领不同,是因为它们的 (选填“热值”“热量”或“温度”)不同。某公司研发的一款无人驾驶汽车以一定的速度匀速直线行驶20km,受到的阻力为2430N,若燃料完全燃烧放出的热量有30%的能量转化为汽车的机械能 kg。(q燃料=4.5×107J/kg)
16.(4分)感应发光冰块产品是采用食品级PS材料及电子元件组成的,采用先进的触水式开关,具有入水即亮的特性(液体感应),无化学变化,无毒无害,它将自动发亮;使用完毕后,再放入饮料内,可以降低饮料的温度。需要注意的是,避免放置于温度过高的饮品中。
(1)液体感应器是先进的触水式 (选填“电源”“用电器”或“开关”)。
(2)冷冻后的感应发光冰块通过 的方式改变饮料的内能。
(3)LED灯泡能发光,是因为有 通过。
(4)放入饮料内的感应发光冰块内部的电路处于 (选填“通路”“短路”或“断路”)状态。
三、作图题(读数题)(本大题共2小题,每小题2分,共4分)
17.(2分)如图所示,电压表的读数是 V。
18.(2分)在如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:①电压表测小灯两端电压,向右端移动滑动变阻器的滑片P,灯变亮。
四、实验探究题(本大题共4小题,第18题8分,第19题4分,第20题8分,第21题4
19.(8分)如图甲所示是探究“水的沸腾”的实验装置。
(1)除了图甲中所示的器材,还需的测量仪器是 。
(2)实验中某同学观察到沸腾前和沸腾时水中的气泡在上升过程中有两种情况,其中气泡在变大的是 (选填“沸腾前”或“沸腾时”)的情景。
(3)实验时,当水温为82℃以后每隔1min记录一次数据,记录结果如下表所示,水的沸点是 ℃,说明当时的大气压 (选填“高于”“等于”或“低于”)1个标准大气压,请在图乙中作出水的温度随时间变化的图象。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6
温度/℃ 82 86 90 94 98 98 98
(4)如图丙所示,大试管和小试管里都装有水,给大试管中的水加热,小试管中的水 (选填“会”或“不会”)沸腾,大试管中的水在沸腾时,杯口 (选填“a”或“b”)处的“白气”更浓。
20.(4分)如图甲所示为“比较不同物质吸热的情况”的实验装置,利用实验得到的数据绘制出两种液体温度随加热时间的变化图象如图乙所示。
(1)实验时,用 (选填“相同”或“不同”)规格的电加热器加热A和B两种液体。
(2)由图乙可知, 液体的吸热能力弱。若要从A、B两种液体中选一种作为汽车发动机的冷却液,应选用 液体。(均选填“A”或“B”)。
(3)通过实验,我们可以知道:不同物质的吸热能力是不同的。为了比较物体吸热能力的大小,引入了 这一物理量。
21.(8分)在探究“并联电路的电流特点”的实验时,小明设计了如图甲所示的电路图。
(1)实验中,应该选择规格 (选填“相同”或“不相同”)的两个小灯泡,在连接电路时,开关应处于 状态。
(2)小明按照如图甲的电路连接的实物图如图乙所示,图中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”(导线之间不能交叉)。
(3)在实验过程中,一盏灯突然熄灭,电流表A2有示数,电流表A1无示数,若电路中只有一处故障,则可能是L1 (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,继续实验,测出通过L1的电流如图丙所示,电流表的读数是 A,通过实验小明测得的数据如下表所示,通过表中的数据,干路电流等于各支路电流之和,你认为这样的结论 (选填“可靠”或“不可靠”),理由是 。
通过L1的电流I1 通过L2的电流I2 电路的总电流I总
0.2 0.3 0.5
22.(4分)小明将在衣服上摩擦过的气球靠近细小水流,出现水流被吸引发生弯曲的现象,他知道这是摩擦后让气球带了电,小明找来了如下器材:气球、丝绸、玻璃棒、细线,接下来的操作是① ,出现的现象和结论是② 。
五、综合题(本大题共2小题,每小题9分,共18分)要求:(1)语言表达精炼、准确;(2)写出必要的运算和推理过程;(3)带单位计算;(4)计算结果若有近似,均保留两位小数。
23.(9分)现在家庭普遍使用天然气供能。小明用天然气热水器将4kg的水从20℃加热到45℃,完全燃烧0.021m3天然气,c水=4.2×103J/(kg ℃),q天然气=5×107J/m3,求:
(1)水吸收的热量;
(2)0.021m3天然气完全燃烧释放出的热量;
(3)小明用天然气烧水的效率。
24.(9分)在如图所示的电路中,电源电压恒定不变,R1=30Ω,闭合开关S后,移动滑动变阻器的滑片P处于某一位置时,电流表的示数为0.5A。求:
(1)此时R2接入电路的阻值;
(2)电源电压;
(3)当滑片P在最左端时(默认R2未接入电路),通过整个电路的电流;
(4)若滑动变阻器R2标有“100Ω 2A”字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V。为了保证两个电表都能正常工作,R2接入电路的最大阻值是多少?
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1.(3分)物理源于生活,下列对相关物理量的估测,符合实际的是( )
A.家用电冰箱正常工作时的电流约为5A
B.人体的电阻约为1Ω
C.我国家庭用电的电压为220V
D.洗澡水的温度为60℃
【分析】根据常见的温度、电流、电压和电阻值进行估测。
【解答】解:A、家用电冰箱正常工作时的电流约为1A;
B、人体的电阻约为1000Ω;
C、我国家庭用电的电压为220V;
D、洗澡水的温度为45℃。
故选:C。
【点评】本题考查的是电压、电流和电阻以及温度的估测,属于基础性题目。
2.(3分)如图为测量烧杯内水的温度的4种操作方法,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据温度计的使用规则进行分析判断。
【解答】解:温度计使用时,温度计的玻璃泡全部浸入被测的液体中,读数时玻璃泡要继续留在被测液体中。故ABC错误。
故选:D。
【点评】本题考查了温度计的使用和读数,属于基础题。
3.(3分)关于如图所示的几个电学实验,下列说法正确的是( )
A.图甲中将气球在头发上摩擦后,头发会飘起来,这种现象叫做摩擦起电,其实质是电荷的转移
B.图乙中用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近轻质小球,小球被吸引,说明小球一定带负电
C.图丙中用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒对电子的束缚能力弱而带负电
D.图丁中的验电器A带正电,B不带电,用带绝缘柄的金属棒接触两验电器金属球时,金属棒中的电流从B流向A
【分析】(1)利用摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电,摩擦起电的结果是使相摩擦的两个物体带上等量的异种电荷,摩擦起电不是创造了电荷,而是电荷发生了转移;
(2)异种电荷之间、带电体和轻小物体之间都会相互吸引;
(3)由于不同物质的原子核束缚电子的本领不同.当两个不同物体互相摩擦的时候,束缚电子本领弱的就会失去电子,失去电子的物体因缺少电电子带正电;束缚电子能力强的就会得到电子,得到电子的物体因有多余的电子而带等量的负电;
(4)人们规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
【解答】解:A、将气球在头发上摩擦后、气球分别带等量的异种电荷,所以小女孩的头发会飘起来,故A正确;
B、用毛皮摩擦的橡胶棒用带负电,小球被吸引,故B错误;
C、毛皮摩擦橡胶棒,因而得到电子带负电;
D、验电器A带正电,用带绝缘柄的金属棒接触两验电器金属球时自由电子从B指向A,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了摩擦起电的实质、电荷间相互作用规律、电流的方向的规定,掌握基础知识是关键。
4.(3分)2023年9月10日,长征六号运载火箭在太原卫星发射中心点火起飞,随后顺利将遥感四十号卫星准确送入预定轨道。“一箭三星”发射任务取得圆满成功,下列说法正确的是( )
A.火箭点火加速升空时,将燃料的内能转化为火箭的机械能
B.燃料在燃烧的过程中,其热值逐渐变小
C.火箭的发动机的效率能达到100%
D.火箭飞入太空后,太空温度很低,其内能为零
【分析】(1)火箭是热机的一种,工作时将内能转化为机械能;
(2)燃料的热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关;
(3)任何机器都不可避免的做额外功,效率不可能达到100%;
(4)一切物体在任何状态下都有内能。
【解答】解:A、火箭升空是将燃料的内能转化为火箭的机械能;
B、燃料的热值是燃料的一种特性,与质量和燃烧情况等无关,其热值不变;
C、火箭的发动机在工作时不可避免的有能量损失,效率一定小于100%;
D、一切物体在任何状态下都有内能,但是火箭的内能不为零。
故选:A。
【点评】本题考查了热值、内能、效率及能量转化等知识,综合性较强,但难度不大。
5.(3分)在如图所示的电路中,闭合开关S,用电压表能测量出灯泡L1两端电压的是( )
A. B.
C. D.
【分析】分析电路的连接,电压表与待测电路并联,对每个选项逐一分析,据此作答。
【解答】解:A、两灯串联2并联,则电压表测量的是测L2两端的电压,故A错误;
B、两灯串联3并联,测L1的电压,且电压表的正负接线柱接反了;
C、两灯串联,故C错误;
D、开关闭合后,电压表与L1并联,测L2两端的电压,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查电压表的使用,关键是分析电压表的连接位置。
6.(3分)为了保障校园安全,严格控制区分外来车辆出入,某学校装备了门禁系统。内部车辆可以被自动开关S1识别,电动机M工作,外部车辆需要保安闭合手动开关S2,使电动机M工作,在图中的电路中,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【分析】由题意可知,自动开关S1和手动开关S2均可以独立控制电动机,说明两开关并联,且电动机位于干路,据此进行解答。
【解答】解:经分析可知,自动开关S1和手动开关S2并联后再和电动机串联,故A符合题意。
故选:A。
【点评】本题考查了串并联电路的设计,根据题意得出两开关的连接方式和电动机的位置是关键。
7.(3分)如图为单缸四冲程汽油机的工作示意图,下列说法不正确的是( )
A.在一个工作循环中,工作过程依次是乙、丁、甲、丙
B.依靠飞轮惯性完成的冲程是乙、丙、丁
C.使汽车获得动力的冲程是丁冲程
D.排除汽车废气的冲程是丙冲程
【分析】单缸四冲程汽油机的四个冲程分别为:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,压缩冲程中将机械能转化为内能;做功冲程中将内能转化为机械能;在内燃机的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的。
【解答】解:甲图:两气门都关闭,火花塞点火,气缸容积增大,将燃料燃烧释放的内能转化为机械能;
乙图:进气门打开,活塞向下运行,是吸气冲程;
丙图:排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程;
丁图:两气门都关闭,活塞向上运行,是压缩冲程;
A、在一个工作循环中工作过程依次是乙、丁、甲、丙;
B、依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁;
C、汽油机在图甲冲程能获得动力;
D、排除汽车废气的冲程是丙冲程,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了对内燃机四个冲程的判断以及涉及能量转化的两个冲程,要结合气门的开闭与活塞的运动方向进行判断。
(多选)8.(3分)如图所示是我国劳动人民在生产生活中创造性运用物理知识的情景。对图中所蕴含的物理知识,下列说法正确的是( )
A.甲图中蒸馒头时,拿刚出笼的馒头前,先将手沾点水,这样手不会被烫伤
B.乙图是新疆坎儿井利用地下水管引水,目的是为了减少水在输送过程中的蒸发
C.丙图中北方冬天在菜窖里放几桶水,是利用了水凝固吸热防止菜冻坏
D.丁图中的舞台上白色的淡淡薄雾,是利用干冰升华吸热产生的气体
【分析】(1)物质由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固,由液态变为气态叫汽化,由气态变为液态叫液化,由固态直接变为气态叫升华,由气态直接变为固态叫凝华;
(2)六种物态变化过程中,都伴随着吸热或放热;其中放出热量的物态变化有:凝固、液化、凝华;吸热的有:熔化、汽化、升华。
【解答】解:A、甲图中蒸馒头时,先将手沾点水,这样手不会被烫伤;
B、坎儿井是新疆吐鲁番地区庞大的地下灌溉工程,井内的水温比外界低、减少水暴露在空气中的面积,从而减少水的蒸发;
C、北方冬天在菜窖里放几桶水是利用水凝固时放出热量来保存蔬菜的;
D、常温下,在升华过程中吸收周围的热量,故D错误。
故选:AB。
【点评】本题考查了物态变化及其吸放热情况、减慢蒸发的方法,属于基础知识,要熟记。
(多选)9.(3分)很多同学在课间玩扭转矿泉水瓶的游戏,如图所示,在瓶里装有少量的水,使劲拧瓶的下部,使其严重变形(对着没人的方向),瓶盖弹出数米远,看到瓶口和瓶内有白雾产生。下列分析正确的是( )
A.瓶盖被弹出,说明瓶内气体对瓶盖做了功
B.用力拧瓶的下部时,瓶内气体的内能增加,温度降低
C.“白气”现象说明瓶内气体的内能变小了
D.用力拧瓶子时,越拧越费劲,说明内能的增加是有限度的
【分析】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。
【解答】解:A、瓶盖被弹出,内能减小;
B、用力使劲拧瓶的下部时,此时压缩瓶内气体做功,瓶内气体内能增大,故B错误;
C、当瓶盖弹出时,这是因为瓶内气体(包含水蒸气)对外做功,水蒸气遇冷液化形成了小水滴;
D、用力拧瓶子时,这是因为瓶内气体压强增大,但不能说明内能增加有限度。
故选:AC。
【点评】本题考查了做功改变物体内能以及对内燃机工作过程的了解,难度不大。
(多选)10.(3分)“开车不饮酒,酒后不开车”是每一位司机都必须遵守的交通法规。如图所示是一酒精浓度检测仪的简化电路图,其电源电压保持不变,R1为酒精气体传感器,其阻值随酒精气体浓度的增大而减小,R2为定值电阻,闭合开关S,酒后的驾驶员对着R1呼出气体,酒精气体的浓度变大,下列说法正确的是( )
A.电路中的总电阻增大
B.电流表A的示数增大
C.电压表V的示数减小
D.电压表V的示数与电流表A的示数比值不变
【分析】闭合开关,R1和R2串联,电流表测量电路电流,电压表测量定值电阻R2两端的电压。
(1)闭合开关S,酒后的驾驶员对着R1呼出气体,酒精气体浓度增大,酒精气体传感器R1的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,根据电阻串联的特点可知电路中的总电阻的变化情况;
(2)已知电路中的总电阻的变化情况,电源电压不变,根据欧姆定律I=可知电路中的电流的变化情况,进而得出电流表的示数的变化情况;
(3)已知电路中的电流的变化情况,定值电阻的阻值不变,根据U=IR2可知,定值电阻两端的电压变化情况,进而得出电压表V的示数变化情况;
(4)根据R2=判断出电压表V的示数与电流表A的示数比值的变化。
【解答】解:闭合开关,R1和R2串联,电流表测量电路电流6两端的电压。
A、闭合开关S1呼出气体,酒精气体浓度增大1的阻值随酒精气体浓度的增大而减小,根据电阻串联的特点可知,故A错误;
B、已知电路中的总电阻减小,根据欧姆定律I=,故电流表的示数增大;
C、已知电路中的电流增大,根据U=IR8可知,定值电阻两端的电压变大,故C错误;
D、根据R2=可知2的阻值,R5的阻值不变,则该比值不变。
故选:BD。
【点评】本题考查了电路的动态分析,知道气敏电阻的阻值随酒精浓度的变化关系是关键。
二、填空题(本大题共6小题,11~15题每小题2分,16题4分,共14分)
11.(2分)1875年,科学家们发现了除汞外的另一种在常温下流动的金属——镓,它的熔点为29.8℃ 熔化 (填物态变化)成液体。夏天,柏油路面随着气温的升高而变得越来越软,由此可以判断柏油没有固定的熔点 非晶体 (选填“晶体”或“非晶体”)。
【分析】物质从固态变为液态的过程叫做熔化,熔化吸热;晶体有一定的熔点,非晶体没有一定的熔点。
【解答】解:由题意知,镓托在手心会从固态变为液态;
夏天,柏油路面随着气温的升高而变得越来越软,属于非晶体。
故答案为:熔化;非晶体。
【点评】能否记住晶体与非晶体的不同特性是本题的解题关键,属于基础知识的考查。
12.(2分)如图所示是用石子加热烤肠的情景,为了让烤肠不致被烤焦且均匀受热,店主将烤肠放在石子上烤而不直接放在铁锅内烤 大 (选填“大”或“小”),与传统炭火烧烤方式比,该方式更健康、更 环保 (炭做燃料要消耗木材,炭火烧烤产生大量烟尘等)。
【分析】质量相同的不同物体,在吸收相同热量时,比热容小的物质升温快;从环保节能的角度分析。
【解答】解:由题意可知,利用这种石头来制熟烤肠,在同样放热的情况下,且散热比较均匀的特点;
用传统炭火烧烤时,会消耗燃料,会污染环境,与传统炭火烧烤方式比,该方式更健康。
故答案为:大;环保。
【点评】这是一个典型的题目,源于生活,体现了简单的物理原理,值得我们关注。
13.(2分)如图所示的“静电章鱼实验”中,与羊毛摩擦过的塑料细丝像章鱼脚一样分开,是由于细丝带上了 同种 (选填“同种”或“异种”)电荷而相互排斥,实验室中检验物体是否带电的仪器—— 验电器 就是根据这种原理工作的。
【分析】摩擦可使物体带电,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
验电器是利用同种电荷相互排斥的原理工作的。
【解答】解:由实验现象可知,与羊毛摩擦过的塑料细丝像章鱼脚一样分开。
实验室中的验电器是利用同种电荷相互排斥的原理来制成的。
故答案为:同种;验电器。
【点评】本题考查摩擦起电和电荷间的相互作用、验电器的原理,本题是一道基础题,熟练掌握基础知识是正确解题的关键。
14.(2分)如图所示是手机充电线的三个插头,可用于为三部不同类型的手机充电,如果3部手机同时充电 并 联。一段导体两端的电压为4V时,通过它的电流为0.4A;当它两端的电压变为0V时 10 Ω。
【分析】根据串联、并联电路的特点判断三部手机同时充电时的连接方式;
已知导体两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律的变形式可求出导体的电阻;电阻是导体的一种特性,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与其两端的电压和通过的电流无关。
【解答】解:(1)如图所示的手机充电线的三个插头可用于为三部不同类型的手机充电,如果三部手机同时充电,那么这三部手机的连接方式是并联的;
(2)导体的电阻R===10Ω;
电阻是导体的一种特性,与导体两端的电压和通过的电流无关,其电阻不变。
故答案为:并;10。
【点评】本题考查电路的连接方式及欧姆定律的应用,是一道综合题。
15.(2分)人类发展史也是利用燃料的历史,干木柴、煤的放热本领不同,是因为它们的 热值 (选填“热值”“热量”或“温度”)不同。某公司研发的一款无人驾驶汽车以一定的速度匀速直线行驶20km,受到的阻力为2430N,若燃料完全燃烧放出的热量有30%的能量转化为汽车的机械能 3.6 kg。(q燃料=4.5×107J/kg)
【分析】(1)热值是燃料的一种特性,与燃料的种类有关,相同质量的不同燃料在完全燃烧时,释放出的热量不同,即放热本领不同;
(2)在无人驾驶汽车以一定的速度匀速直线行驶时,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等;根据W=Fs求出牵引力做的功,利用η=求出燃料完全燃烧发出的热量,根据Q放=mq求出消耗的燃料质量。
【解答】解:热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量,是燃料的一种特性、煤的热值不同;
在无人驾驶汽车以一定的速度匀速直线行驶时,牵引力与阻力是一对平衡力,即F=f=2430N
W=Fs=2430N×20×103m=4.86×108J,
根据η=可知
Q放===7.62×108J,
则消耗的燃料质量为:
m===3.6kg。
故答案为:热值;5.6。
【点评】本题考查了学生燃料热值概念的理解、做功公式、热量完全燃烧放热公式和效率公式的应用,属于基础题。
16.(4分)感应发光冰块产品是采用食品级PS材料及电子元件组成的,采用先进的触水式开关,具有入水即亮的特性(液体感应),无化学变化,无毒无害,它将自动发亮;使用完毕后,再放入饮料内,可以降低饮料的温度。需要注意的是,避免放置于温度过高的饮品中。
(1)液体感应器是先进的触水式 开关 (选填“电源”“用电器”或“开关”)。
(2)冷冻后的感应发光冰块通过 热传递 的方式改变饮料的内能。
(3)LED灯泡能发光,是因为有 电流 通过。
(4)放入饮料内的感应发光冰块内部的电路处于 通路 (选填“通路”“短路”或“断路”)状态。
【分析】(1)根据感应发光冰块内部电子元件和电路的基本组成即可分析出各部分的作用;
(2)改变内能的方式有:做功和热传递;内能的大小与温度、质量、状态等因素有关;
(3)有电流通过时,灯泡发光;
(4)根据感应发光冰块的工作情况可知内部的电路的状态。
【解答】解:(1)根据基本电路各部的作用可知:液体感应器是起控制电路的作用,所以是先进的触水式开关;
(2)感应发光冰块还可以放入冰箱内冷冻后温度比较低,再放入饮料内,使得饮料的内能减小;
(3)LED灯泡发光,是因为有电流通过;
(4)因为入水即亮,用布擦干后停止工作。
故答案为:(1)开关;(2)热传递;(3)电流。
【点评】本题要求掌握开关的作用和串并联电路的工作特点以及电路的组成,联系生活实际会辨认,会解释。
三、作图题(读数题)(本大题共2小题,每小题2分,共4分)
17.(2分)如图所示,电压表的读数是 12.5 V。
【分析】电压表读数时,先确定使用的量程、对应的分度值,再根据指针位置读数。
【解答】解:图中,电压表使用的量程是0~15V,指针在10V后面第5个格。
故答案为:12.7。
【点评】本题考查了电压表的读数,属于基础题目。
18.(2分)在如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求:①电压表测小灯两端电压,向右端移动滑动变阻器的滑片P,灯变亮。
【分析】电压表与待测电路并联,根据向a端移动滑动变阻器的滑片P,小灯变亮确定变阻器的连接,
【解答】解:①电压表与灯并联;电源由两节干电池组成,所以电压表选用小量程;
②闭合开关S,向右端移动滑动变阻器的滑片P,即电流变大,故应接b接线柱
【点评】本题考查根据要求连接实物图,关键是明确电压表和变阻器的连接。
四、实验探究题(本大题共4小题,第18题8分,第19题4分,第20题8分,第21题4
19.(8分)如图甲所示是探究“水的沸腾”的实验装置。
(1)除了图甲中所示的器材,还需的测量仪器是 秒表 。
(2)实验中某同学观察到沸腾前和沸腾时水中的气泡在上升过程中有两种情况,其中气泡在变大的是 沸腾时 (选填“沸腾前”或“沸腾时”)的情景。
(3)实验时,当水温为82℃以后每隔1min记录一次数据,记录结果如下表所示,水的沸点是 98 ℃,说明当时的大气压 低于 (选填“高于”“等于”或“低于”)1个标准大气压,请在图乙中作出水的温度随时间变化的图象。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6
温度/℃ 82 86 90 94 98 98 98
(4)如图丙所示,大试管和小试管里都装有水,给大试管中的水加热,小试管中的水 不会 (选填“会”或“不会”)沸腾,大试管中的水在沸腾时,杯口 b (选填“a”或“b”)处的“白气”更浓。
【分析】(1)本实验要记录温度随时间变化规律,因此需要测量温度和时间的器材;
(2)水在沸腾前后的现象是不同的:沸腾时,大量的水转化为水蒸气,形成大量的气泡不断上升,上升的过程中,汽化的水蒸气不断进入气泡,所以气泡是越来越大。如果是还未沸腾的,气泡在上升过程中遇到周围温度较低的水,水蒸气反而会液化成水,气泡会不断变小; (3)根据液体沸腾的特点找到沸点:液体沸腾时不断吸收热量,温度保持不变,这个不变的温度是液体的沸点;1标准大气压下水的沸点是100℃.沸点跟气压有关,气压越高,沸点越高;根据描点法作图;
(4)水沸腾的条件是,温度达到沸点,继续吸热;“白气”是水蒸气遇冷液化形成的,据此分析。
【解答】解:(1)除了装置图中所示的器材,还需要一个重要的测量仪器是秒表;
(2)气泡上升变小是沸腾前的情景,气泡上升变大的是沸腾时的情景;
(3)根据表中的数据可知,水沸腾时,保持98℃不变;
1标准大气压下水的沸点是100℃。水的沸点跟气压有关,沸点越高,所以说明当时的大气压低于1标准大气压;
水的温度随时间变化的图象如图所示:;
(4)当大试管中的水沸腾后,温度不再升高,却不能继续通过大试管中的水吸热,所以不会沸腾,温度高,温度低,所以杯口b处的“白气”更浓。
故答案为:(1)秒表;(2)沸腾时;低于;;(4)不会;b。
【点评】此题是探究“水的沸腾”的实验,考查了水沸腾过程中的特点和条件,同时考查沸点与气压的关系,是一道综合题目。
20.(4分)如图甲所示为“比较不同物质吸热的情况”的实验装置,利用实验得到的数据绘制出两种液体温度随加热时间的变化图象如图乙所示。
(1)实验时,用 相同 (选填“相同”或“不同”)规格的电加热器加热A和B两种液体。
(2)由图乙可知, A 液体的吸热能力弱。若要从A、B两种液体中选一种作为汽车发动机的冷却液,应选用 B 液体。(均选填“A”或“B”)。
(3)通过实验,我们可以知道:不同物质的吸热能力是不同的。为了比较物体吸热能力的大小,引入了 比热容 这一物理量。
【分析】(1)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
(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强;根据 Q=cmΔt分析;
(3)物理中用比热容表示不同物质吸热能力的不同。
【解答】解:(1)根据转换法,实验时。
(2)由图乙可知,加热相同时间,A液体的吸热能力弱,根据Q=cmΔt,B吸热多、B两种液体中选一种作为汽车发动机的冷却液;
(3)通过实验,我们可以知道:不同物质的吸热能力是不同的,引入了比热容这一物理量。
故答案为:(1)相同;(2)A;B。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法和Q=cmΔt的运用,为热学中的重要实验。
21.(8分)在探究“并联电路的电流特点”的实验时,小明设计了如图甲所示的电路图。
(1)实验中,应该选择规格 不相同 (选填“相同”或“不相同”)的两个小灯泡,在连接电路时,开关应处于 断开 状态。
(2)小明按照如图甲的电路连接的实物图如图乙所示,图中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”(导线之间不能交叉)。
(3)在实验过程中,一盏灯突然熄灭,电流表A2有示数,电流表A1无示数,若电路中只有一处故障,则可能是L1 断路 (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,继续实验,测出通过L1的电流如图丙所示,电流表的读数是 0.2 A,通过实验小明测得的数据如下表所示,通过表中的数据,干路电流等于各支路电流之和,你认为这样的结论 不可靠 (选填“可靠”或“不可靠”),理由是 实验次数较少,结论具有偶然性,应换用不同规格的灯泡进行多次测量 。
通过L1的电流I1 通过L2的电流I2 电路的总电流I总
0.2 0.3 0.5
【分析】(1)为了使结论更具普遍性,应使用不相同规格的灯泡进行实验;
(2)为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态;根据电路图中小灯泡L1与电流表A1串联后与小灯泡L2并联分析实物电路的错误;
(3)根据电流表的示数变化情况分析电路故障的原因;
(4)根据电流表选用小量程确定分度值读数;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。
【解答】解:(1)为了使结论更具普遍性,应使用不相同规格的灯泡进行实验;
(2)为了保护电路,在连接电路时;由图甲电路图可知1与电流表A1串联后与小灯泡L7并联,而实物电路中小灯泡L2被导线短路,将小灯泡L2右端到电流表A7“﹣”接线柱的导线由电流表A1“﹣”接线柱改接到小灯泡L1的左端,如下图所示:
;
(3)一盏灯突然熄灭,电流表A6有示数,电流表A1无示数,这说明该电流表A1所在支路出现了断路故障,所以故障是L2断路;
(4)电流表选用小量程,分度值为0.02A;之所以得出各支路的电流相等,选用的器材太特殊,得出的结论有偶然性,要换用不同规格的灯泡多次测量。
故答案为:(1)不相同;断开;(3)断路;不可靠,结论具有偶然性。
【点评】本题探究并联电路的电流特点,考查了电路连接、电路故障、电流表读数和实验数据分析等问题。
22.(4分)小明将在衣服上摩擦过的气球靠近细小水流,出现水流被吸引发生弯曲的现象,他知道这是摩擦后让气球带了电,小明找来了如下器材:气球、丝绸、玻璃棒、细线,接下来的操作是① 将与衣服摩擦过的气球用细线吊起,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近气球,观察现象 ,出现的现象和结论是② 若玻璃棒与气球相互排斥,则说明气球带正电;若玻璃棒与气球相互吸引,则说明气球带负电 。
【分析】用丝绸摩擦的玻璃棒带正电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引,据此分析回答。
【解答】解:(1)将与衣服摩擦过的气球用细线吊起,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近气球;
(2)若玻璃棒与气球相互排斥,则说明气球带正电,则说明气球带负电。
故答案为:(1)将与衣服摩擦过的气球用细线吊起,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近气球;
(2)若玻璃棒与气球相互排斥,则说明气球带正电,则说明气球带负电。
【点评】本题考查摩擦起电现象和电荷的作用规律的应用,属于基础题。
五、综合题(本大题共2小题,每小题9分,共18分)要求:(1)语言表达精炼、准确;(2)写出必要的运算和推理过程;(3)带单位计算;(4)计算结果若有近似,均保留两位小数。
23.(9分)现在家庭普遍使用天然气供能。小明用天然气热水器将4kg的水从20℃加热到45℃,完全燃烧0.021m3天然气,c水=4.2×103J/(kg ℃),q天然气=5×107J/m3,求:
(1)水吸收的热量;
(2)0.021m3天然气完全燃烧释放出的热量;
(3)小明用天然气烧水的效率。
【分析】(1)知道水的质量、水的比热容以及初温、末温,根据Q吸=cm(t﹣t0)求水吸收的热量;
(2)知道天然气的体积和热值,利用Q放=Vq求出天然气完全燃烧放出的热量;
(3)该燃气热水器的效率等于水吸收的热量与天然气完全燃烧放出的热量之比。
【解答】解:(1)4kg的水从20℃加热到45℃,吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=8.2×103J/(kg ℃)×6kg×(45℃﹣20℃)=4.2×107J;
(2)0.021m3天然气完全燃烧释放出的热量:
Q放=Vq天然气=7.021m3×5×103J/m3=1.05×106J;
(3)小明天然气烧水的效率:
η==×100%=40%。
答:(1)水吸收的热量为4.2×102J;
(2)0.021m3天然气完全燃烧释放出的热量为4.05×106J;
(3)小明用天然气烧水的效率为40%。
【点评】本题考查了燃料完全燃烧释放热量公式和吸热公式、效率公式的应用,是一道较为简单的计算题。
24.(9分)在如图所示的电路中,电源电压恒定不变,R1=30Ω,闭合开关S后,移动滑动变阻器的滑片P处于某一位置时,电流表的示数为0.5A。求:
(1)此时R2接入电路的阻值;
(2)电源电压;
(3)当滑片P在最左端时(默认R2未接入电路),通过整个电路的电流;
(4)若滑动变阻器R2标有“100Ω 2A”字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V。为了保证两个电表都能正常工作,R2接入电路的最大阻值是多少?
【分析】(1)由图示可知,两个电阻是串联的,电压表测滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电流特点结合欧姆定律计算此时滑动变阻器R2接入电路的阻值;
(2)根据欧姆定律计算电阻R1两端的电压,根据串联电路电压规律计算电源电压;
(3)当滑片滑到最左端时,此时只有R1接入电路,根据I′=算出电路中的电流,即电流表的示数;
(4)根据串联分压原理可知,当变阻器连入的电阻变大时,其两端电压变大,电路中的电流变小,根据电压表所选量程可知变阻器两端的最大电压,根据串联电路的电压规律和欧姆定律计算此时电路中的电流,进一步计算变阻器的最大电阻。
【解答】解:(1)由图示可知,R1与R2串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,在串联电路中电流处处相等,此时R8接入电路的阻值为:
R2===12Ω;
(2)由I=得R3两端的电压为:
U1=I2R4=30Ω×0.5A=15V,
串联电路的总电压等于各部分电压之和,
所以电源电压为:U=U4+U2=15V+6V=21V;
(3)当滑片滑到最左端时,此时只有R6接入电路,
电路中的电流为:
I′===0.4A;
(4)根据串联电路的分压原理可知,当电压表的示数最大时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,最小电流为:
I小===4.2A,
滑动变阻器接入电路的最大阻值为:
R2大===75Ω。
答:(1)此时R8接入电路的阻值为12Ω;
(2)电源电压为21V;
(3)当滑片P在最左端时(默认R2未接入电路),通过整个电路的电流为0.8A;
(4)若滑动变阻器R2标有“100Ω 2A”字样,电流表的量程为7~0.6A。为了保证两个电表都能正常工作,R2接入电路的最大阻值是75Ω。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律的灵活运用,知道当电压表的示数最大时变阻器连入的电阻最大是关键。