2023-2024学年黑龙江省大庆市肇源县东部学校九年级(上)期中物理试卷
一、单选题(每题3分,共42分)
1.(3分)已知液态氧气、氮气和二氧化碳,在一个标准大气压下的沸点是﹣183℃、﹣196℃和﹣78.5℃.如果在一个标准大气压下用降温的办法,用空气来提取这些气体,那么温度下降时首先液化被分离出来的( )
A.氧气
B.氮气
C.二氧化碳
D.整个空气同时液化无法分离
2.(3分)我国是严重缺水的国家,水资源人均占有量是世界平均值的25%,是世界上人均水资源最贫乏的国家之一。了解地球的水循环知识,提高节水意识,培养良好的用水习惯,是我们每个公民的义务和责任。关于地球的水循环,下列说法正确的是( )
A.海水吸热,汽化形成水蒸气
B.水蒸气与冷空气接触,熔化形成小水滴
C.小水滴遇到更寒冷的气流,凝华形成小冰珠
D.小冰珠在降落过程中,液化形成雨水
3.(3分)下列物态变化过程中,吸收热量的是( )
A.冬天衣服冻干 B.冬天窗上冰花
C.冬天草上白霜 D.压缩乙醚成液体
4.(3分)下列关于热现象的说法中正确的是( )
A.物体的温度越高所含的热量越多
B.内燃机的做功冲程将机械能转化成内能
C.物质的比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强
D.打扫卫生时灰尘飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动
5.(3分)质量相等的甲、乙两种不同液体,装在相同的容器中,用相同的电加热器加热,其温度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲的比热容比乙的大
B.3min后甲的内能保持不变
C.升高相同温度,甲吸收的热量少
D.乙物质在1min后可能处于固液共存态
6.(3分)把一个轻质的小球靠近用丝绸摩擦过的玻璃棒时,它们相互吸引,则这个小球( )
A.一定不带电
B.一定带负电
C.一定带正电
D.可能不带电,也可能带负电
7.(3分)如图所示,把铜片、铁片插入菠萝中,制成一个水果电池,用电压表测量它的电压。则( )
A.菠萝是绝缘体
B.电压表能提供电压
C.水果电池的电压为0.5V
D.铜片是水果电池的正极
8.(3分)由欧姆定律公式I=变形得R=,对此,下列说法中正确的是( )
A.加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大
B.当电压为0时,电阻也为0
C.导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体的电流成反比
D.导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
9.(3分)小明设计了一个电路,开关断开两灯都不亮,开关闭合两灯均发光,拧下其中一只灯泡,另一只灯泡仍发光,则符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
10.(3分)利用电压表与电流表测电阻的方法叫做“伏安法”,如图所示,“伏安法”测电阻R的电路图应该是( )
A. B.
C. D.
11.(3分)如图所示的电路,闭合开关S后,只有一只灯泡发光,两电流表示数相等,关于电路中可能存在的故障,下列说法中正确的是( )
A.L1断路 B.L2断路 C.L1短路 D.L2短路
12.(3分)如图的四个电路中,电源电压U相同,R1<R2,电路的总电阻由小到大的顺序是( )
A.甲乙丙丁 B.丁甲乙丙 C.丁乙丙甲 D.丙乙甲丁
13.(3分)小明设计了如图所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方的金属片受到压力的大小,其中R′是标有“1A20Ω”的滑动变阻器,R是一个5Ω的定值电阻,电源电压恒为10V,下列有关说法错误的是( )
A.压力表实际是电压表
B.当金属片受到压力增大时,变阻器阻值变大
C.当压力最大时,电路中的电流为0.4A
D.当压力最大时,定值电阻R两端的电压为0
14.(3分)如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P自a端向b端移动的过程中,下列判断正确的是( )
A.电压表V1的示数变大
B.电流表A的示数变小
C.电压表V1的示数与电流表A的示数之比变大
D.电压表V2的示数与电压表V1的示数之差变大
二、填空题(本大题共6小题,共13分)
15.(2分)某单缸四冲程汽油机的压缩冲程,在此冲程中把 能转化成内能;若该汽油机飞轮转动的速度是3600r/min,则汽油机每秒对外做功 次。
16.(2分)如图甲所示的电路,闭合开关后电流表A1与A2的指针的位置如图乙所示,则通过L1的电流是 A,通过L2的电流是 A。
17.(2分)如图所示电路,开关S闭合后,电流表的示数 (填“变大”“变小”或“不变”);若电流表示数变化了0.1A,则电阻R= Ω(电源电压保持不变)
18.(3分)如图所示,当开关S1、S2断开时,电路处于 状态,当开关S1闭合、S2断开时,电路处于 状态,当开关S1、S2都闭合时,电路处于 状态。
19.(2分)两只定值电阻,甲标有“10Ω 1A”,乙标有“15Ω 0.6A”,把它们串联在同一电路中,电路中允许通过的最大电流为 A,两端允许加的最大电压为 V。
20.(2分)在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P在a点时,电流表示数为0.5A。将滑片P从a点移动到最右端的过程中,通过滑动变阻器的电流随电阻变化图像如图乙所示。则电源电压U= V。当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电流表的读数为 。
三、作图题(本大题共3小题,共6.0分)
21.(2分)请在如图所示电路中的“〇”内填上电流表或电压表的符号,使两灯都能发光。
22.(2分)如图所示为一实物电路,请在方框内画出所对应的电路图。
23.(2分)如图所示,请用笔画线代替导线按电路图连接实物(灯泡正常发光的电阻约8欧左右)。
四、实验探究题(本大题共3小题,共23分)
24.(7分)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g。烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验;燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 来反映的;
(2)比较不同物质吸热能力的特点:
①应选择 两图进行实验;
②不同物质吸热的多少是通过 来反映的;
③关于该实验的变量控制,下列要求中不正确的是 ;
A.采用相同的加热方法
B.烧杯中分别装入相同质量的同种液体
C.使用相同的烧杯
D.控制液体初温度相同
④如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体,采用相同燃料供热,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示,分析图象可知,液体 的吸热能力更强,A、B两种液体的比热容之比为 。
25.(8分)在物理课上,同学们在探究电流与电压的关系。
(1)为了探究这一问题,各小组都选择了如图甲所示的各种实验器材。其中,小梅组选择了阻值为5Ω的定值电阻进行实验,连接的部分实验电路如图甲所示。请你用笔画线代替导线,将电路图连接完整。
(2)小梅连接完电路,检查无误,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至 (选填“a”或“b”)端。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,此时通过电阻的电流是 A。
表一 表二
电压U/V 1.0 1.5 2.0 电压U/V 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.20 0.30 电流I/A 0.10 0.15 0.20
(4)通过对表一中数据的分析,小梅组得到初步结论: 。经过交流,其他小组也得到了同样的实验结论。
(5)表二是小丽组得到的实验数据。小梅和小丽对比两个小组的实验数据有了新的发现:在相同的电压下,通过定值电阻的电流是不相同的。通过对比两个小组选用的实验器材,他们找到了原因: 。
26.(8分)图甲是用伏安法测未知电阻R的实验图。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连接完整
(2)闭合开关,将滑片P向左滑动时,此时电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示其读数为I= A,则未知电阻R= Ω
(3)若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx,请在空格内将实验步骤补充完整(电源电压未知)
①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
② ,
③写出Rx的表达式:Rx= 。(用字母表示)
五、计算题(本大题共2小题,共16分)
27.(8分)某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水,他们利用煤气灶烧水,需燃烧0.8kg的煤气。已知c水=4.2×103J/(kg ℃),q煤气=4.2×107J/kg.求:
(1)水吸收的热量Q吸:
(2)完全燃烧0.8kg煤气放出的热量Q放:
(3)煤气灶烧水的效率η。(保留一位小数)
28.(8分)如图甲所示的电路中,R1为滑动变阻器,R0、R2均为定值电阻,电源电压恒定,改变滑动变阻器R1的滑片位置,两电压表的示数随电流变化的U﹣I图像如图乙所示。求:
(1)电压表V1测量的是哪部分电路两端的电压;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)定值电阻R0的阻值和电源电压U。
2023-2024学年黑龙江省大庆市肇源县东部学校九年级(上)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、单选题(每题3分,共42分)
1.(3分)已知液态氧气、氮气和二氧化碳,在一个标准大气压下的沸点是﹣183℃、﹣196℃和﹣78.5℃.如果在一个标准大气压下用降温的办法,用空气来提取这些气体,那么温度下降时首先液化被分离出来的( )
A.氧气
B.氮气
C.二氧化碳
D.整个空气同时液化无法分离
【解答】解:
从题中数据可知,液态氮气的沸点最低,则最容易沸腾;而二氧化碳的沸点最高,不容易沸腾,相反最容易液化。
所以,如果在一个标准大气压下用降温的办法,从空气中提取这些气体,那么温度下降时首先液化被分离出来的是二氧化碳。
故选:C。
2.(3分)我国是严重缺水的国家,水资源人均占有量是世界平均值的25%,是世界上人均水资源最贫乏的国家之一。了解地球的水循环知识,提高节水意识,培养良好的用水习惯,是我们每个公民的义务和责任。关于地球的水循环,下列说法正确的是( )
A.海水吸热,汽化形成水蒸气
B.水蒸气与冷空气接触,熔化形成小水滴
C.小水滴遇到更寒冷的气流,凝华形成小冰珠
D.小冰珠在降落过程中,液化形成雨水
【解答】解:A、海水吸热,由液态变成气态,是汽化现象,故A正确;
B、水蒸气与冷空气接触,由气态的水蒸气变成液态的水,是液化现象,故B错误;
C、小水滴遇到更寒冷的气流,由液态的小水珠变成固态的小冰晶,是凝固现象,故C错误;
D、小冰珠在降落过程中,由固态变成液态,是熔化现象,故D错误。
故选:A。
3.(3分)下列物态变化过程中,吸收热量的是( )
A.冬天衣服冻干 B.冬天窗上冰花
C.冬天草上白霜 D.压缩乙醚成液体
【解答】解:A.冬天的衣服冻干,是固态的冰直接变成气态的水蒸气,是升华现象,吸热,故A正确;
B.冬天窗上的冰花,是空气中的水蒸气直接变成固态的冰花,是凝华现象,放热,故B错误;
C.冬天草上的白霜,是空气中的水蒸气直接变成固态的霜,是凝华现象,放热,故C错误;
D.压缩乙醚成液体,是将气体的乙醚变成液态,是液化现象,放热。故D错误。
故选:A。
4.(3分)下列关于热现象的说法中正确的是( )
A.物体的温度越高所含的热量越多
B.内燃机的做功冲程将机械能转化成内能
C.物质的比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强
D.打扫卫生时灰尘飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动
【解答】解:A、热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,只能说吸收热量或放出热量,故A错误;
B、内燃机的一个工作循环有四个冲程,做功冲程是将内能转化成机械能,故B错误;
C、比热容是物质的一种特性,它反映了物质吸收或放出热量的能力,比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强,故C正确;
D、灰尘是可以看得见的物体,因此灰尘的飞扬不是分子的运动,而是物体的机械运动,故D错误。
故选:C。
5.(3分)质量相等的甲、乙两种不同液体,装在相同的容器中,用相同的电加热器加热,其温度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲的比热容比乙的大
B.3min后甲的内能保持不变
C.升高相同温度,甲吸收的热量少
D.乙物质在1min后可能处于固液共存态
【解答】解:A.由图可知,加热1min,吸收相同的热量,甲升高的温度50℃﹣25℃=25℃,
乙升高的温度75℃﹣25℃=50℃,
甲乙的质量相等,由可知,比热容和升高的温度成反比,甲、乙的比热容之比,故A正确;
B.3min后甲液体吸收热量,温度不变,内能增大,故B错误;
C.用相同的加热器加热时,加热时间相同,吸收的热量相同,由图可知,升高相同的温度,甲加热的时间较长,甲吸收的热量较多,故C错误;
D.乙是液体,对乙液体加热过程中,不可能出现固液共存态,故D错误;
故选:A。
6.(3分)把一个轻质的小球靠近用丝绸摩擦过的玻璃棒时,它们相互吸引,则这个小球( )
A.一定不带电
B.一定带负电
C.一定带正电
D.可能不带电,也可能带负电
【解答】解:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,玻璃棒吸引轻小物体,轻小物体可能带负电,可能不带电。
故选:D。
7.(3分)如图所示,把铜片、铁片插入菠萝中,制成一个水果电池,用电压表测量它的电压。则( )
A.菠萝是绝缘体
B.电压表能提供电压
C.水果电池的电压为0.5V
D.铜片是水果电池的正极
【解答】解:
A、菠萝相当于是电源,内部有电流通过,是导体,故A错误;
B、电压表可以测量电压的大小,电源提供电压,故B错误;
C、由图知电压表的量程为0﹣3V,分度值为0.1V,水果电池的电压为0.1V,故C错误;
D、电压表指针正向偏转,说明电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出,即电压表的正接线柱与电源的正极相连接,由图知铜片与电压表的正接线柱连接,因此铜电极为正极,故D正确。
故选:D。
8.(3分)由欧姆定律公式I=变形得R=,对此,下列说法中正确的是( )
A.加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大
B.当电压为0时,电阻也为0
C.导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体的电流成反比
D.导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
【解答】解:电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,R=只是计算导体电阻的一种方法,故ABC错误、D正确。
故选:D。
9.(3分)小明设计了一个电路,开关断开两灯都不亮,开关闭合两灯均发光,拧下其中一只灯泡,另一只灯泡仍发光,则符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由题意可知,开关闭合两灯均发光,拧下其中一只灯泡,另一只灯泡仍发光,说明两灯泡工作时互不影响,所以两灯应并联,故AD错误;
开关断开两灯都不亮,开关闭合两灯均发光,则开关位于干路,故B错误、C正确。
故选:C。
10.(3分)利用电压表与电流表测电阻的方法叫做“伏安法”,如图所示,“伏安法”测电阻R的电路图应该是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:伏安法测灯泡电阻,电源、滑动变阻器、灯泡、电流表、开关组成串联电路,电压表并联在待测灯泡两端,电路图如图所示:
故选:A。
11.(3分)如图所示的电路,闭合开关S后,只有一只灯泡发光,两电流表示数相等,关于电路中可能存在的故障,下列说法中正确的是( )
A.L1断路 B.L2断路 C.L1短路 D.L2短路
【解答】解:由图可知,该电路为并联电路,电流表A测量干路中的电流,电流表A1测量灯泡L1的电流;闭合开关S后,只有一只灯泡发光,这说明电路出现了断路现象(若灯泡短路,则整个电路会短路,都不发光);两电流表示数相等,这说明两个电流表测量的是通过一个灯泡的电流,故故障是L2断路。故B正确,ACD错误。
故选:B。
12.(3分)如图的四个电路中,电源电压U相同,R1<R2,电路的总电阻由小到大的顺序是( )
A.甲乙丙丁 B.丁甲乙丙 C.丁乙丙甲 D.丙乙甲丁
【解答】解:因为电阻并联时阻值最小,串联时阻值最大,且R1<R2;所以:电路的总电阻由小到大的顺序是:丁、甲、乙、丙。
故选:B。
13.(3分)小明设计了如图所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方的金属片受到压力的大小,其中R′是标有“1A20Ω”的滑动变阻器,R是一个5Ω的定值电阻,电源电压恒为10V,下列有关说法错误的是( )
A.压力表实际是电压表
B.当金属片受到压力增大时,变阻器阻值变大
C.当压力最大时,电路中的电流为0.4A
D.当压力最大时,定值电阻R两端的电压为0
【解答】解:(1)由电路图可知,压力表并联在R′两端,应为电压表,故A正确,不符合题意;
(2)由电路图可知,当金属片受到压力增大时,R′接入电路的电阻变大,故B正确,不符合题意;
(3)当压力最大时,R与R′的最大阻值串联,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴根据欧姆定律可得,电路中的电流:
I===0.4A,故C正确,不符合题意;
定值电阻R两端的电压:
UR=IR=0.4A×5Ω=2V,故D不正确,符合题意。
故选:D。
14.(3分)如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P自a端向b端移动的过程中,下列判断正确的是( )
A.电压表V1的示数变大
B.电流表A的示数变小
C.电压表V1的示数与电流表A的示数之比变大
D.电压表V2的示数与电压表V1的示数之差变大
【解答】解:由电路图可知,闭合开关S后,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R2两端的电压,电压表V2测电源两端的电压;
将滑动变阻器R2的滑片P由a端向b端移动的过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
由I=可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,故B错误;
由U=IR可知,R1两端的电压变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R2两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,故A错误;
因电压表V2的示数与电压表V1的示数之差等于R1两端的电压,
所以,电压表V2与电压表V1之差变大,故D正确;
由电压表V1的示数变小、电流表A的示数变大可知,其比值变小,故C错误。
故选:D。
二、填空题(本大题共6小题,共13分)
15.(2分)某单缸四冲程汽油机的压缩冲程,在此冲程中把 机械 能转化成内能;若该汽油机飞轮转动的速度是3600r/min,则汽油机每秒对外做功 30 次。
【解答】解:某单缸四冲程汽油机的压缩冲程,在此冲程中把机械能转化为内能;
汽油机飞轮转动的速度是3600r/min=60r/s,即汽油机每秒转60周,
由于汽油机一个工作循环要完成4个冲程,飞轮和曲轴转2周,活塞往复运动两次,对外做功一次,所以该汽油机每秒对外做功30次。
故答案为:机械;30。
16.(2分)如图甲所示的电路,闭合开关后电流表A1与A2的指针的位置如图乙所示,则通过L1的电流是 0.24 A,通过L2的电流是 0.46 A。
【解答】解:
由图知,闭合开关后,两个电灯是并联关系,A2测L1中的电流,A1测干路中的电流。
在并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和,则A1的读数应比A2的读数大,而A1的指针偏转角度比A2的小,说明A1表的量程为0~3A,A2表的量程为0~0.6A,
所以A1的读数为0.7A(即干路电流I=0.7A),A2的读数为0.24A(即通过L1的电流I1=0.24A),
因并联电路中干路的电流等于各支路电流之和,
所以,L2中的电流:I2=I﹣I1=0.7A﹣0.24A=0.46A。
故答案为:0.24;0.46。
17.(2分)如图所示电路,开关S闭合后,电流表的示数 变大 (填“变大”“变小”或“不变”);若电流表示数变化了0.1A,则电阻R= 60 Ω(电源电压保持不变)
【解答】解:开关闭合后,电阻与灯泡并联,电路总电阻减小,根据公式I=可知电路电流变大,
通过R的电流I=0.1A,所以R===60Ω。
故答案为:变大;60。
18.(3分)如图所示,当开关S1、S2断开时,电路处于 开路 状态,当开关S1闭合、S2断开时,电路处于 通路 状态,当开关S1、S2都闭合时,电路处于 短路 状态。
【解答】解:当开关S1、S2断开时,电路中没有电流,电路处于开路状态;
当开关S1闭合、S2断开时,电路处于通路状态;
当开关S1、S2都闭合时,导线直接连接电源的两端,电路处于短路状态。
故答案为:开路;通路;短路。
19.(2分)两只定值电阻,甲标有“10Ω 1A”,乙标有“15Ω 0.6A”,把它们串联在同一电路中,电路中允许通过的最大电流为 0.6 A,两端允许加的最大电压为 15 V。
【解答】解:串联时电路电流为0.6A;两端允许加的最大电压是U=IR=0.6A×(10Ω+15Ω)=15V。
故答案为:0.6;15。
20.(2分)在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P在a点时,电流表示数为0.5A。将滑片P从a点移动到最右端的过程中,通过滑动变阻器的电流随电阻变化图像如图乙所示。则电源电压U= 3 V。当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电流表的读数为 0.3A 。
【解答】解:由电路图可知,当闭合开关S,定值电阻R与滑动变阻器R′并联,电流表测干路电流。
(1)图象为将滑片P从a点移动到最右端的过程中通过滑动变阻器的电流随电阻变化图像;
则滑片位于a点时,滑动变阻器接入电路的阻值最小,通过滑动变阻器的电流最大,
由图乙可知,通过变阻器的最大电流I滑大=0.3A,此时变阻器接入电路中的电阻R滑=10Ω,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由I=可得电源电压:
U=U滑=I滑大R滑=0.3A×10Ω=3V,
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知:
通过R的电流:IR=I﹣I滑大=0.5A﹣0.3A=0.2A;
(2)滑片P在最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,通过滑动变阻器的电流最小,
由图乙可知,通过变阻器的最小电流I滑小=0.1A,
根据并联电路的特点可知通过R的电流IR′=0.2A不变,
此时电路总电流I′=0.2A+0.1A=0.3A,故电流表的示数为0.3A。
故答案为:3;0.3A。
三、作图题(本大题共3小题,共6.0分)
21.(2分)请在如图所示电路中的“〇”内填上电流表或电压表的符号,使两灯都能发光。
【解答】解:读图可知,要使两灯泡同时发光,必须使电路中有两条电流的路径,电流从电源的正极出来后分成两条路径,分别经过两个灯泡,下面的电表与灯泡L2串联在支路中,为电流表;上面的电表与灯泡并联,为电压表,如图所示:
22.(2分)如图所示为一实物电路,请在方框内画出所对应的电路图。
【解答】解:由实物图知,电流表、灯L1、开关、灯L2依次串联在电源两极上,电压表并联在开关、灯L1、电流表两端,电路图如图所示:
23.(2分)如图所示,请用笔画线代替导线按电路图连接实物(灯泡正常发光的电阻约8欧左右)。
【解答】解:电源有两节干电池组成,电源电压为U=3V,灯泡正常发光的电阻约8欧左右,电路中的最大电流为:I===0.375A<0.6A,所以电流表选择0~0.6A的量程;
电压表并联到灯泡的两端,选用小量程;滑动变阻器采用一上一下的接法,如图所示:
。
四、实验探究题(本大题共3小题,共23分)
24.(7分)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g。烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择 甲、乙 两图进行实验;燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 温度计示数变化 来反映的;
(2)比较不同物质吸热能力的特点:
①应选择 甲、丙 两图进行实验;
②不同物质吸热的多少是通过 加热时间 来反映的;
③关于该实验的变量控制,下列要求中不正确的是 BD ;
A.采用相同的加热方法
B.烧杯中分别装入相同质量的同种液体
C.使用相同的烧杯
D.控制液体初温度相同
④如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体,采用相同燃料供热,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示,分析图象可知,液体 B 的吸热能力更强,A、B两种液体的比热容之比为 1:2 。
【解答】解:(1)为了比较热值大小要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲和乙两图进行实验。
(2)①比较不同物质吸热升温的特点,应控制燃料的种类相同而被加热的液体不同,由图示可知,应选择 甲、丙两图进行实验;
②用相同的加热装置对物质加热,加热时间越长,物质吸收的热量越多,不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的;
③A、比较不同物质吸热升温的特点,应采用相同的加热方法,故A正确;
B、比较不同物质吸热升温的特点,应控制液体的质量相等,烧杯中分别装入相同质量的不同液体,故B错误;
C、根据控制变量法的要求,应使用相同的烧杯,故C正确,
D、由于使用温度计测量温度,故不需要控制液体初温度相同;
故选BD。
④如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体,采用相同燃料供热,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示,由图可以看出,升高相同的温度,A、B两种液体所需的加热时间之比为:10min:20min=1:2,故两液体所吸收的热量之比为1:2,根据c=可知比热容之比是1:2。
故答案为:(1)甲、乙;温度计示数;(2)①甲、丙;②加热时间;③BD;④B;1:2。
25.(8分)在物理课上,同学们在探究电流与电压的关系。
(1)为了探究这一问题,各小组都选择了如图甲所示的各种实验器材。其中,小梅组选择了阻值为5Ω的定值电阻进行实验,连接的部分实验电路如图甲所示。请你用笔画线代替导线,将电路图连接完整。
(2)小梅连接完电路,检查无误,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至 b (选填“a”或“b”)端。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,此时通过电阻的电流是 0.4 A。
表一 表二
电压U/V 1.0 1.5 2.0 电压U/V 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.20 0.30 电流I/A 0.10 0.15 0.20
(4)通过对表一中数据的分析,小梅组得到初步结论: 在电阻一定时,电流与电压成正比 。经过交流,其他小组也得到了同样的实验结论。
(5)表二是小丽组得到的实验数据。小梅和小丽对比两个小组的实验数据有了新的发现:在相同的电压下,通过定值电阻的电流是不相同的。通过对比两个小组选用的实验器材,他们找到了原因: 选用的定值电阻大小不同 。
【解答】解:
(1)电压表与电阻并联,电流表与电阻串联,如下所示:
(2)小明连接完电路,检查无误,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处的b端。
(3)当电压表的示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,根据甲图知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时通过电阻的电流是0.4A。
(4)横向分析表一中数据,电压为原来的几倍,通过的电流也为原来的几倍,小明组得到的初步结论是:在电阻一定时,电流与电压成正比;
(5)表一中使用的电阻为:R1=5Ω,由欧姆定律,表二中电阻为:R2===10Ω,因此,发现相同的电压下,通过定值电阻的电流是不相同的,是因为他们选用的定值电阻大小不同。
故答案为:(1)如上图;(2)b;(3)0.4;(4)在电阻一定时,电流与电压成正比;(5)选用的定值电阻大小不同。
26.(8分)图甲是用伏安法测未知电阻R的实验图。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连接完整
(2)闭合开关,将滑片P向左滑动时,此时电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示其读数为I= 0.3 A,则未知电阻R= 8 Ω
(3)若实验中只有一个电压表和一个已知电阻R0,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx,请在空格内将实验步骤补充完整(电源电压未知)
①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
② 闭合开关S、S1,用电压表测出电源的电压U ,
③写出Rx的表达式:Rx= 。 。(用字母表示)
【解答】解:
(1)该实验中变阻器应串联在电路中,根据图甲和变阻器的接法可知,可将导线的一端接在变阻器的左上接线柱,另一端接在电阻R的右端,如图所示。
(2)当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙,电流表的量程为0~0.6A,其分度值为0.02A,则电流表的示数为0.3A。
由公式I=得,未知电阻的阻值:R===8Ω;
(3)用如图丙所示的电路,测量未知电阻Rx的阻值,实验步骤:
①闭合开关S、断开S1,此时Rx和R0串联,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②闭合开关S、S1,此时电路为Rx的简单电路,用电压表测出电源的电压U;
③因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,Rx和R0串联时R0两端的电压:
U0=U﹣Ux=U﹣U1,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,I==,即=,
解得:Rx=。
故答案为:
(1)如上图所示;
(2)0.3;8;
(3)②闭合开关S、S1,用电压表测出电源的电压U;③。
五、计算题(本大题共2小题,共16分)
27.(8分)某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水,他们利用煤气灶烧水,需燃烧0.8kg的煤气。已知c水=4.2×103J/(kg ℃),q煤气=4.2×107J/kg.求:
(1)水吸收的热量Q吸:
(2)完全燃烧0.8kg煤气放出的热量Q放:
(3)煤气灶烧水的效率η。(保留一位小数)
【解答】解:(1)水吸收的热量:
Q吸=c水m水(t﹣t0)
=4.2×103J/(kg ℃)×50kg×(60℃﹣20℃)
=8.4×106J;
(2)0.8kg煤气完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=0.8kg×4.2×107J/kg=3.36×107J;
(3)燃气灶烧水的效率:
η=×100%=×100%=25%。
答:(1)水需要吸收8.4×106J热量;
(2)完全燃烧0.8kg煤气放出3.36×107J热量;
(3)煤气灶烧水的效率是25%。
28.(8分)如图甲所示的电路中,R1为滑动变阻器,R0、R2均为定值电阻,电源电压恒定,改变滑动变阻器R1的滑片位置,两电压表的示数随电流变化的U﹣I图像如图乙所示。求:
(1)电压表V1测量的是哪部分电路两端的电压;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)定值电阻R0的阻值和电源电压U。
【解答】解:(1)由图知R0、R1和R2串联在电源两端,电压表V1测量R1和R2两端的总电压,电压表V2测量R2两端的电压;
(2)由图知,当滑片P向左移动时,滑动变阻器R1连入的电阻变小,从而使电路中的总电阻变小,电路中的电流变大;根据U=IR可知,R0两端的电压变大,R2两端的电压变大,由串联电路电压的特点可知,R1和R2两端的总电压变小;
所以,图像中电压随电流的增大而减小为R1和R2的U﹣I图像,电压随电流的增大而增大为R2的U﹣I图像,
即:图像中电压随电流的增大而减小为电压表V1示数变化的图线;
由U﹣I图像得定值电阻R2的阻值为:
R2===1Ω;
(3)由图像可知:当R1和R2两端的电压为10V时,R2两端的电压为1V,电路中的电流为1A,
则电源电压:U=U1+U0=10V+IR0=10V+1A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片P移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,两电压表都测量电阻R2两端的电压,示数都为4V,电路中的电流最大为4A,
则电源电压:U=U2′+U0′=4V+4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②得:10V+1A×R0=4V+4A×R0
解得:R0=2Ω,
则电源电压为:U=U1+U0=10V+IR0=10V+1A×2Ω=12V。
答:(1)电压表V1测量的是R1和R2两端的总电压;
(2)定值电阻R2的阻值大小为1Ω;
(3)定值电阻R0,为2Ω,电源电压U的大小为12V。
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