【精品解析】广东省中山市华侨中学2025-2026学年九年级上学期期中物理试题

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广东省中山市华侨中学2025-2026学年九年级上学期期中物理试题
一、选择题(共7小题,共21分)
1.下列现象中能够说明分子间有引力的是(  )
A.液体很难被压缩 B.铁丝很难被拉伸
C.墨水在热水中扩散得较快 D.水与酒精混合后总体积减小
【答案】B
【知识点】分子热运动;分子间相互作用力;分子动理论基本观点
【解析】【解答】 A.液体很难被压缩,说明分子之间存在斥力,故A不符合题意;
B、铁丝很难被拉伸,说明分子之间存在引力,故B符合题意;
C、墨水在热水中扩散得较快,说明温度越高,分子的无规则运动越剧烈,故C不符合题意;
D、水与酒精混合后总体积减小,说明分子之间有间隙,故D不符合题意。
故选B。
【分析】1.分子间存在相互作用的引力与斥力;
2.物质是由分子组成的,分子在不停地做无规则运动,温度越高,分钟运动越剧烈;
3.分子间存在间隙。
2.下列事例中改变内能的方式与其他三个不同的是(  )
A.弯折铁丝发烫
B.压缩空气升温
C.点火后盒盖飞出
D.勺子在热汤中升温
【答案】D
【知识点】做功改变物体内能;热传递改变物体内能
【解析】【解答】A.反复弯折铁丝时,对铁丝做功,将机械能转化为内能,铁丝的内能增大,温度升高,所以弯折铁丝发烫是通过做功改变物体的内能;
B.压缩空气时,对空气做功,将机械能转化为内能,空气内能增大,温度升高,所以压缩空气升温是通过做功改变物体的内能;
C .点火后盒盖飞出,是燃气的内能转化为机械能,燃气的内能减小,所以点火后盒盖飞出是通过做功改变物体的内能;
D.勺子在热汤中吸收热量,温度升高,内能增大,是通过热传递改变物体的内能;
综上可知,改变内能的方式与其他三个不同的是D,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【分析】1.做功可以改变物体内能,物体对外界做功,内能减小;外界对物体做功,内能增大;
2.热传递可以改变物体的内能。
3.汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是(  )
A.甲图是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由乙图可知该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值
【答案】A
【知识点】燃料的热值;热机的效率;热机的四个冲程
【解析】【解答】A.闭、活塞上行,为压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,机械能转化为内能,气体的温度升高,故A正确;
B.由乙图可知该汽油机的效率为η=100%-6%-30%-36%=28%,故B错误;
CD.热值是燃料完全燃烧时的放出的热量和质量之比,燃料的热值只与燃料的种类和状态有关,与燃料是否完全燃烧无关,燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的利用率,不会降低燃料的热值;为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的利用率,不能提高燃料的热值,故CD错误。
故选A。
【分析】热值是燃料完全燃烧时的放出的热量和质量之比,燃料的热值只与燃料的种类和状态有关,与燃料是否完全燃烧无关,燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的利用率,不会降低燃料的热值。
4.甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细线悬挂,相互作用情况如图所示。如果丙带负电,则甲(  )
A.一定带负电 B.一定带正电 C.一定不带电 D.可能带负电
【答案】B
【知识点】电荷间的相互作用规律;物体带电情况的判断
【解析】【解答】根据图片可知,甲、乙相互排斥,则甲、乙均带电且带同种电荷。乙和丙相互吸引,则二者带异种电荷。因为丙带负电,所以乙带正电,则甲也带正电,故B正确,而ACD错误。
故选B。
【分析】根据电荷间的相互作用规律可知,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
5.如图所示的钨丝是将一个白炽灯去除玻璃罩制成的,闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,向钨丝吹气时,小灯泡L变亮,用酒精灯给钨丝加热,小灯泡L逐渐变暗直至熄灭,由实验可知(  )
A.小灯泡L发光而钨丝不发光是因为通过钨丝的电流小于小灯泡L的电流
B.钨丝的电阻随温度升高而减小
C.给钨丝加热时,电路中的电流变大
D.向钨丝吹气时,钨丝电阻变小
【答案】D
【知识点】串联电路的电流规律;影响电阻大小的因素;电功率的计算
【解析】【解答】A、小灯泡 L 与钨丝串联,串联电路各处电流相等,通过钨丝和灯泡的电流大小相同,故 A 错误。
B、用酒精灯加热钨丝,灯泡变暗,说明电路电流变小,总电阻变大,即钨丝电阻随温度升高而增大,故 B 错误。
C、给钨丝加热,钨丝电阻变大,电路总电阻变大,电源电压不变,由可知,电路电流变小,故 C 错误。
D、向钨丝吹气,钨丝温度降低,灯泡变亮,说明电路电流变大,总电阻减小,所以钨丝电阻变小,故 D 正确。
故答案为:D。
【分析】A、考查串联电路电流特点。串联电路中电流处处相等。
B、考查电阻与温度的关系。金属导体的电阻随温度升高而增大。
C、考查欧姆定律。电源电压不变,总电阻增大,电路中电流减小。
D、考查电阻随温度变化。钨丝温度降低,电阻减小,电路总电阻减小,电流变大,灯泡变亮。
6.某交通路口指示车辆通行的信号灯由红灯和绿灯组成,红灯停,绿灯行,以下是红、绿灯工作时的电路简图。你认为正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】公共场所的电器均属于并联,每个可独立工作,且各有一个开关控制。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【分析】电路的串并联:串联:电路元件首位相连,用电器相互干扰,并联:电路元件首首相连,用电器互不干扰,开关在干路上控制整个电路的通断,开关在支路上控制单个支路的通断;家庭、公共场所的电路为并联电路。
7.如图所示,是定值电阻,R是滑动变阻器,电源电压不变,滑片会随人的身高上下平移,人身高越高时,两电表示数变化情况正确的是(  )
A.电流表示数变小 电压表示数变大
B.电流表示数变大 电压表示数变小
C.电流表示数变大 电压表示数变大
D.电流表示数变小 电压表示数变小
【答案】A
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;电路的动态分析
【解析】【解答】图中,R0与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压。人的身高越高,滑片上移,滑动变阻器接入阻值变大,分压变大,电压表示数变大,总电阻变大,电流变小,故电流表示数变小。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
【分析】在串联电路中,电阻变大,电流减小,变大的电阻分压变大。
二、填空题(共7小题,共21分)
8.如图所示是生活中常用的物理降温“退热贴”。在使用过程中会散发出一股清新的薄荷香味,说明分子在不停地   ;身体温度越   ,退热贴里的香味分子运动越激烈,在退热过程中,人体的内能   (选填“增大”或“减小”)。
【答案】做无规则运动;高;减小
【知识点】热传递改变物体内能;分子热运动
【解析】【解答】 使用退热贴时,薄荷香气分子永不停息做无规则运动,发生扩散现象,所以能够闻到薄荷的清香。
分子无规则运动的剧烈程度受温度影响,温度越高,分子热运动越剧烈,人体体温越高,退热贴内香味分子的运动就越剧烈。
退热时,人体的内能通过热传递转移到退热贴,人体自身内能减少,温度随之下降。
故答案为:做无规则运动;高;减小;
【分析】考查扩散现象。 闻到气味属于扩散现象,本质是分子不停做无规则运动。
考查温度对分子热运动的影响。 温度是分子热运动剧烈程度的标志,温度越高,分子运动越剧烈。
考查改变内能的方式。退热贴和人体之间存在温度差,发生热传递,高温物体放出热量,内能减小,温度降低。
9.小明家的热水器装有50kg水,将水由20℃加热到60℃,水需要吸收的热量是   J。小明用去一部分水,热水器中水的比热容   (选填“变大”“变小”或“不变”)。沿海地区比内陆地区昼夜温差小,是因为水的   。
【答案】;不变;比热容大
【知识点】比热容的定义及其计算公式;热量的计算
【解析】【解答】(1)水吸收的热量为:Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(60℃-20℃)=8.4×106J;
(2)比热容只与物体的种类和状态有关,与质量大小无关,因此用去部分水后,水的比热容不变;
(3)沿海地区比内陆地区昼夜温差小,是因为水的比热容大。
【分析】(1)根据Q=cm△t计算水吸收的热量。
(2)根据比热容的性质解答;
(3)比热容是表示物质吸放热本领大小的物理量,比热容越大,则吸收或放出相同的热量时,稳定升高或降低的数量越小。
10.如图所示是一台四冲程汽油机的   冲程,若飞轮转速为1800r/min,则该汽油机每秒钟曲轴转动   周,对外做功   次。
【答案】做功;30;15
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】图中汽油机两气门均关闭,活塞向下运动,火花塞点火,判定为做功冲程。
飞轮转速,即每秒曲轴转动周。
四冲程汽油机一个工作循环,曲轴转 2 圈,对外做功 1 次。
每秒转 30 圈,做功次数:次。
故答案为:做功;30;15;
【分析】考查汽油机冲程识别。依据气门开闭状态、活塞运动方向判断冲程;两气门关闭,活塞下行、火花塞点火为做功冲程。
考查飞轮转速单位换算。把每分钟转速换算为每秒转动圈数,除以 60 即可。
考查飞轮转速与做功次数关系。记住核心规律:飞轮转 2 圈,完成 1 次对外做功,用总圈数除以 2 得到做功次数。
11.如图所示,取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,制成一个水果电池。该水果电池正极是   (填“铁片”或“铜片”);在水果内部,电流从   (填“铁片到铜片”或“铜片到铁片”);为获得更高电压,可以将多个水果电池   联。
【答案】铜片;铁片到铜片;串
【知识点】电流的方向;电源及其能量转化;串联电路的电压规律;制作水果电池
【解析】【解答】电压表使用规则要求电流从正接线柱流入,负接线柱流出,此时指针正向偏转。电压表正接线柱接的金属片为电源正极,由此判断铜片是水果电池的正极,铁片为负极。
电源外部电流从正极流向负极;电源内部电流方向相反,由负极流向正极。水果电池内部,电流从铁片(负极)流向铜片(正极)。
根据串联电压规律,串联电池组总电压等于各电池电压相加。想要提升输出电压,可把多个水果电池串联。
故答案为:铜片;铁片到铜片;串;
【分析】考查电压表的使用规则。利用电压表 “正进负出” 的接线特点,结合指针正向偏转现象,判断水果电池正负极。
考查电源内外的电流方向。区分电源外部、内部电流走向,外部:正极→负极;内部:负极→正极。
考查串联电池组电压特点。串联可以叠加电压,并联只能增大供电电流,因此提高电压选用串联方式。
12.电动汽车是指以车载蓄电池驱动电机行驶的车辆,当给汽车充电时,蓄电池相当于    (选填“用电器”或“电源”)。图示是某款车载充电线,可供三部手机同时充电,充电时三部手机的连接方式是    (选填“串联”或“并联”),若拔掉其中一部手机,则电路中的总电流将    (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】用电器;并联;变小
【知识点】电路的构成及电路图;串联电路和并联电路的辨别;并联电路的电流规律
【解析】【解答】给汽车充电时,蓄电池消耗电能,相当于用电器。
三部手机在充电的过程中,互不影响,所以充电时三部手机的连接方式是并联。
并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,可知若拔掉其中一部手机,则电路中的总电流将变小。
【分析】1.电路是由提供电能的电源、消耗电能的用电器、控制电路通断的开关和输送电能的导线四部分组成;
2.并联电路中,各支路用电器可以独立工作,互不影响;
3.并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
13.小明同学学习了燃料的热值后,考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收,而水的比热已知。(注:燃料完全燃烧放热用计算,某燃料的热值用q表示;其质量用m表示),自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系,他组装了如图所示的装置进行实验,记录结果见下表:
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
(1)为了保证实验结论的可靠,小明同学选择了两套相同装置,在实验中还应控制:煤油和菜籽油的   相同、及   相同;
(2)分析得出:煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是   。
【答案】(1)质量;两个烧杯中水的质量
(2)煤油
【知识点】比热容的定义及其计算公式;燃料的热值;控制变量法与探究性实验方案
【解析】【解答】(1)探究燃料热值的实验中,燃料完全燃烧放出热量和自身质量有关,因此要保证两种燃料质量相等;水吸收热量后温度变化与水的质量有关,根据,实验中也需要控制水的质量相同。
故答案为:质量;两个烧杯中水的质量;
(2)由实验数据可得,相同时间内甲装置内水升温幅度更大。根据,水的质量、比热容不变,温度升高越多,水吸收的热量就越多。代表煤油燃烧放出的热量更多;在燃料质量相等、完全燃烧的前提下,放出热量越多,热值越大,故煤油的热值更大。
故答案为:煤油;
【分析】(1)考查控制变量法、吸热公式。本实验采用控制变量法,只改变燃料种类,其余会影响实验结果的物理量全部保持不变。
(2)考查热值定义,转换法。把燃料放出热量的多少转换为水升高的温度;水升温越高,代表对应燃料放热越多,结合热值概念比较大小。
(1)[1][2]因燃料放出的热量与质量有关,必须控制燃料的质量相等,由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响,所以在实验中应控制水的质量相等。
(2)由图表数据可知在相同时间内甲装置杯中的水温度升高的多,说明甲杯中的水吸收的热量较多,则质量相同的煤油和菜籽油完全燃烧,煤油释放的热量更多,所以煤油的热值较大。
14.在探究“影响导体电阻大小的因素”实验时,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;
序号 材料 长度/m 横截面积/
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
他们设计了如上图所示的实验电路;
(1)为了验证上述猜想②,应该选用编号为   的两根电阻丝进行实验;
(2)小兵又分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:在长度和横截面积相同时,导体的电阻与导体的   有关;
(3)在最近几年,我国城乡各地进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就可以   输电线上电能损失(填“增大”或“减小”)。
【答案】(1)A、C
(2)导体的材料
(3)减小
【知识点】探究影响导体电阻大小的因素
【解析】【解答】 (1) 探究导体电阻与横截面积的关系,实验采用控制变量法,需要保持导体材料、长度一致,仅改变横截面积,所以选择 A、C 两根电阻丝。
故答案为: A、C ;
(2) 电阻丝 A、D 的长度、横截面积都相同,材料不一样。把 A、D 先后接入电路 M、N 之间,观察到电流表示数存在差异,说明两段导体电阻不相等。由此可得结论:导体长度、横截面积相同时,导体电阻和材料有关。
故答案为: 导体的材料 ;
(3) 把细铝输电线更换成粗铝输电线,导线材料、长度不变,横截面积增大。导体长度、材料不变时,横截面积越大,电阻越小。输电线电阻减小,可以降低输电过程中电能的损耗。
故答案为: 减小 ;
【分析】 (1) 考查影响电阻大小的因素、控制变量法。明确探究目标是电阻与横截面积的关系,固定材料、长度两个变量,挑选只有横截面积不同的电阻丝。
(2) 考查控制变量法、转换法,利用电流表示数反映电阻大小。控制长度、横截面积不变,改变材料;电流表示数不同,代表电阻不同,推导电阻与材料的关系。
(3) 考查电阻与横截面积的关系,焦耳定律。材料、长度不变,横截面积增大,电阻变小;输电线上产生的热量随电阻减小而减少,减少电能损失。
(1)本实验采用控制变量法,探究导体的电阻与导体的横截面积有关,应该控制导体的长度和材料相同,只改变导体的横截面积,故选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验。
(2)A和D的长度和横截面积相同,但是材料不同,小兵又分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电流表示数不相同,因此可以得出结论是在长度和横截面积相同时,导体的电阻与导体的材料有关。
(3)将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,增大了输电线的横截面积,长度一定时,电阻减小,所以减小了输电线上电能的损失。
三、作图题(共3小题,共7分)
15.根据题意作图
(1)如图所示是未完成连接的实物电路,请在图中用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:两灯串联,电压表测量小灯泡两端电压,导线不能交叉。
(2)请根据图所示的实物图,在方框中画出对应的电路图。
(3)小明设计了一款道路井盖移动报警电路。该电路由电源、警示灯L、保护电阻、开关S和组成。闭合开关S,当井盖未被移动时,相当于开关闭合,警示灯L不亮;当并盖被移动时,相当于开关断开,警示灯L发光提醒路人。请根据以上要求,将图中的电路补充完整并在方框中画出相应的电路图。
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】根据实物图画电路图;串、并联电路的设计;电压的测量及电压表的使用
【解析】【解答】(1)串联电路要求电流只有一条路径,电流依次经过、、开关回到电源负极;电压表并联在灯泡两端,测量电压,接线遵守 “正进负出”,连线不能交叉。如图所示:;
故答案为:;
(2)由实物图分析,与并联;电流表与串联,测支路电流;电流表在干路,测干路总电流;开关在干路,控制整个电路。如图所示:;
故答案为:;
(3)闭合,井盖不动时闭合,灯不亮;井盖移动,断开,灯发光。说明与灯泡并联,闭合时灯泡被短路;保护电阻串联在干路,防止电源短路。如图所示:;
故答案为:;
【分析】(1)考查实物电路串联连接、电压表使用规则。先完成串联主回路,电流顺次经过两个小灯泡;再将电压表并联在被测用电器两端,保证正负接线柱接法正确,导线不交叉。
(2)考查实物图转电路图、并联电路、电流表测量对象判断。先区分干路和支路,找到电流分流点与汇合点;判断各电流表分别测量哪一部分电流,按照实物元件顺序规范画出对应的电路符号。
(3)考查局部短路电路设计。根据通断状态判断,开关与灯泡并联可以实现开关闭合灯泡短路不发光;串联保护电阻,避免开关闭合时电源直接短路。
(1)由题意知,要求两灯串联,电压表测量小灯泡L2两端电压,则电路中只有一条电流路径,两灯泡首尾相连,电压表并联在灯泡L2的两端,如图所示:
(2)由实物图可知,电流由电源正极流出,经开关和电流表A2后,一路经灯泡L1,一路经灯泡L2和电流表A1,汇合后回到电源负极,因此两灯泡并联,电流表A2测干路电流,电流表A1测L2所在支路的电流,如图所示:
(3)根据题意可知,闭合开关S,当井盖未被移动时,相当于开关S1闭合,警示灯L不亮,说明警示灯L被短路了;当井盖被移动时,相当于开关S1断开,警示灯L发光,说明开关S是总开关,R0在电路中,保护电路,如图所示:
四、实验探究题(共3小题,共19分)
16.(1)某同学为了测量未知电阻阻值,选择了满足实验要求的实验器材,连接的实验电路如图甲所示。闭合开关S,滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时,电压表、电流表的示数如图乙、丙所示,则两端的电压为   V,通过的电流为   A,电阻的阻值为   。
(2)某物理兴趣小组为探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的电路图,小组成员在实验室找到如下器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,开关一个,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器一个,导线若干。
①电路连接如图乙所示,小聪发现一根导线连接错误,请找出接错的导线并打上“×”。再用笔重新画一根正确连接的导线   ;
②纠正错误后、闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至   (选填“C”或“D”)端;
③现电路中接入的是5Ω的定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电流表如图丙所示,断开开关,将5Ω的定值电阻更换为10Ω,不改变滑动变阻器滑片的位置,闭合开关后,电压表示数将   2V(选填“大于”、“小于”或“等于”);
④多次实验后,分析数据得出结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成   。
【答案】(1)2.5;0.5;5
(2);D;大于;反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由图甲可知,闭合开关 S,滑动变阻器滑片 P 滑动到某一位置时,待测电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测待测电阻两端电压。由图乙可知,电压表选用 0~3V 量程,分度值为 0.1V,示数为 2.5V,因此两端的电压为 2.5V;由图丙可知,电流表选用 0~0.6A 量程,分度值为 0.02A,示数为 0.5A,因此通过的电流为 0.5A,根据欧姆定律可知,电阻的阻值为
故答案为:2.5;0.5;5;
(2)图乙中导线接到了开关的同一端,起不到控制电路的作用,应该分别接到开关的两个接线柱上,如图所示。
闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大端,即 D 端,以起到保护电路的作用。
由题意知,现电路中接入的是 5Ω 的定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电流表如图丙所示,电流表选用 0~0.6A 量程,分度值为 0.02A,示数为 0.4A,根据欧姆定律可知,定值电阻两端电压为。
将 5Ω 的定值电阻更换为 10Ω,不改变滑动变阻器滑片的位置,根据串联分压原理,定值电阻两端电压会增大,故示数大于 2V。
多次实验后,分析数据,在电压恒定时,电流与电阻的乘积保持不变,故二者成反比关系。故结论为当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。
故答案为:;D;大于;反比;
【分析】(1)考查伏安法测电阻、电表读数、欧姆定律计算;先读取电压表、电流表的示数得到待测电阻的电压与电流,再代入欧姆定律公式计算待测电阻阻值。
(2)考查实物电路接线错误判断、滑动变阻器使用规范、串联分压规律、探究电流与电阻关系实验;
先识别开关接线错误并改正;滑动变阻器闭合开关前调到最大阻值保护电路;利用欧姆定律计算定值电阻电压;更换更大定值电阻,滑片不动,利用串联分压判断电压变化;分析多组实验数据,归纳电压一定时电流与电阻的定量关系。
(1)[1][2][3]由图甲可知,闭合开关S,滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时,待测电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测待测电阻两端电压,由图乙可知,电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2.5V,因此两端的电压为2.5V;由图丙可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.5A,因此通过的电流为0.5A,根据欧姆定律可知,电阻的阻值为
(2)[1]图乙中导线接到了开关的同一端,起不到控制电路的作用,应该分别接到开关的两个接线柱上,如图所示:
[2]闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大端,即D端,以起到保护电路的作用。
[3]由题意知,现电路中接入的是5Ω的定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电流表如图丙所示,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.4A,根据欧姆定律可知,定值电阻两端电压为
将5Ω的定值电阻更换为10Ω,不改变滑动变阻器滑片的位置,根据串联分压原理,定值电阻两端电压会增大,故示数大于2V。
[4]多次实验后,分析数据,在电压恒定时,电流与电阻的乘积保持不变,故二者成反比关系。故结论为当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。
17.为了比较液体吸热能力的大小,如图甲所示,小红在两个相同的试管中,分别装入A、B两种液体,将两个试管放入盛有水的同一烧杯中,用酒精灯加热。
(1)当它们吸收热量相同时,通过比较试管内液体的   (选填“加热时间”或“温度变化”)来判断吸热能力的强弱;
(2)如图乙所示,实验后绘制了两种液体的温度与时间关系图像;在0~4min内:质量相等的A、B两种液体,吸收的热量   (选填“相等”或“不相等”);如果让A和B两种液体升高相同的温度,   需要的加热时间长,分析可知   的吸热能力强;
(3)若B是水,则A的比热容为   [水的比热容为];
(4)学习了比热容的知识后,家里炒菜用的锅应该选择比热容   (选填“大”或“小”)的材料制成。
【答案】(1)温度变化
(2)相等;B;B
(3)
(4)小
【知识点】探究不同物质的吸热能力
【解析】【解答】(1)本实验目的是对比不同液体的吸热本领,实验采用控制变量法,需要向试管内装入质量相等的 A、B 两种液体。当两种液体吸收热量一致时,观察液体温度的变化量,以此判断吸热能力强弱,该研究方法为转换法。
故答案为:温度变化;
(2)实验选用完全相同的加热设备,加热时间相等代表液体吸收热量相等。在 0~4min 时间段,A、B 加热时长一致,两种液体质量相等,因此 A、B 吸收的热量大小相同。
结合图乙图像,若使 A、B 升高一样的温度,B 液体所需加热时间更长,说明 B 吸收的热量更多。根据公式 ,可得 B 的比热容更大,B 液体的吸热能力更强。
故答案为:相等;B;B;
(3)从图乙可以看出,A、B 两种液体初温一致,都升温至 60℃时,A 的加热时间为 4min,B 的加热时间为 8min,所以 B 吸收热量是 A 的 2 倍,。A、B 质量相同、升高温度相同,由 可得:
故答案为:;
(4)炒菜锅适合选用比热容较小的材料制作。吸收相同热量时,比热容小的材料温度上升更快,能够快速把热量传递给食材,降低热量的损耗。
故答案为:小;
【分析】(1)考查探究液体吸热能力实验、控制变量法与转换法;探究不同液体吸热能力,控制液体质量相同,利用升温多少反映吸热本领,理解实验用到的两种物理研究方法。
(2)考查相同热源的特点、比热容物理意义;相同加热器,加热时间代表吸收热量;升高相同温度,对比加热时间,结合比热容公式判断吸热能力强弱。
(3)考查比热容公式计算;加热时间之比等于吸收热量之比,控制质量与温度变化量不变,代入比热容公式推导两种液体比热容的倍数关系。
(4)考查比热容在生活中的应用;根据比热容的物理含义,分析锅体材料需要升温快的特点,选择小比热容材料。
(1)因为该实验是探究比较液体吸热能力大小的,因此根据物理学中控制变量法,在试管中装入A、B两种液体应保证质量相同,当液体吸收热量相同时,通过比较液体升高的温度来判断吸热能力的强弱,使用了转换法。
(2)[1]实验中,用相同的加热装置加热,加热相同的时间,液体吸收的热量相同。在0~4min内,即加热了相同的时间,则质量相等的A、B两种液体,吸收的热量相等。
[2][3]由图乙可知,如果让A和B两种液体升高相同的温度,B需要的加热时间长,则B吸收的热量较多,由可知,B的比热容大,故B的吸热能力强。
(3)由图乙可知,A、B的初温相同,当都升高到60℃时,A需要的加热时间为4min,B需要的加热时间为8min,则B吸收的热量为A的2倍,即,A、B升高的温度相同,质量相同,由可知,A的比热容为
(4)家里炒菜用的锅应该选择比热容小的材料制成,当吸收相同的热量时,锅的温度升高的快,能更快将热量传导至食材,减少热量浪费。
18.探究并联电路中电流的规律,实验电路如图甲所示:
实验序号 B处的电流 C处的电流 A处的电流
第一次测量 0.1 0.1 0.2
第二次测量 0.14 0.14 0.28
第三次测量 0.22 0.22 0.44
(1)电流表应与待测的那部分电路   (选填“串联”或“并联”);
(2)在连接电路时,开关应   ,闭合开关试触时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是   ;
(3)电路连接正确后,用电流表分别测出电路中的A、B、C处的电流,改变电源电压,重复实验,记录数据如表;该表格设计的不足之处是   ;
(4)根据表格数据可以初步得出以下实验结论:
在并联电路中,
①干路电流与各支路电流的关系:   ;
②通过各支路的电流大小相等。
(5)上述结论②不一定普遍成立,接下来的实验操作应该是:   。
【答案】(1)串联
(2)断开;电流表的正负接线柱接反了
(3)缺少电流的单位
(4)在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和
(5)更换不同规格的灯泡,重新进行多次实验,并记录数据进行分析
【知识点】电流的测量及电流表的使用;探究串并联电路中的电流特点实验;并联电路的电流规律
【解析】【解答】(1)电流表自身内阻极小,接入电路等效为一根导线,按照电流表的使用规范,电流表必须和待测部分电路串联。
故答案为:串联;
(2)连接电路的过程中,为防止接线失误造成元件损坏,保护电路元件,开关需要保持断开状态。
试触闭合开关后,电流表指针反向偏转,代表电流从电流表负接线柱流入、正接线柱流出,原因是电流表正负接线柱接反。
故答案为:断开;电流表的正负接线柱接反了;
(3)实验表格记录物理量时,除数据外,还需要标注对应的物理量单位,该表格存在的缺陷是没有标注电流的单位。
故答案为:缺少电流的单位;
(4)分析表格内数据:,,。
由数据可初步得到实验结论:并联电路里,干路电流等于各支路电流之和。
故答案为:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;
(5)本次实验两条支路电流数值相等,是因为实验选用了规格完全相同的小灯泡,该结论不具备普遍性。若选用不同规格的灯泡,两条支路的电流一般不相等,所以 “支路电流相等” 这个结论不一定普遍成立。若要验证结论的普遍规律,操作方案为:换用不同规格的小灯泡,多次重复实验,采集并分析实验数据。
故答案为:更换不同规格的灯泡,重新进行多次实验,并记录数据进行分析;
【分析】(1)考查电流表使用规则;掌握电流表等效特点,记住电流表需要串联接入待测电路。
(2)考查电路连接操作规范、电流表异常现象分析;连接电路开关要断开;电流表指针反向偏转的根源是正负接线柱接反。
(3)考查实验表格设计要求;物理量记录必须附带单位,判断表格缺少的项目。
(4考查并联电路电流规律;对表格多组数据计算分析,归纳并联电路干路与支路电流的关系。
(5)考查实验评估与多次实验目的;相同规格灯泡实验存在局限性,要得到普遍规律,需要更换不同规格灯泡多次实验。
(1)电流表接在电路中,相当于导线,因此根据电流表的使用规则,电流表应与待测的那部分电路串联。
(2)[1]在连接电路时,为了保护电路元件,开关应处于断开状态。
[2]闭合开关试触时,发现电流表的指针反向偏转,说明电流表的正负接线柱接反了。
(3)在实验表格中应记录实验结果的数据和单位,因此表格设计的不足之处是缺少电流的单位。
(4)根据表格数据,,
可以初步得出以下实验结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
(5)表格中经过各支路的电流大小均相等。这个结论是支路上灯泡规格相同得到的,不能作为普遍规律。当支路灯泡的规格不同时,通过各支路的电流大小可能会不同。 因此,结论②不一定普遍成立。为了验证这个结论的普遍性,接下来的实验操作是:更换不同规格的灯泡,重新进行多次实验,并记录数据进行分析。
五、计算题(共2小题,共13分)
19.如图所示的电路中,电源电压恒定,R2的阻值为15Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1.2A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)电阻R2的电流
(2)电源电压。
【答案】(1)由电路图判断,与并联,电流表 A 测电路干路总电流,电流表单独测量支路电流。并联电路干路电流等于各支路电流之和,因此通过的电流:
(2)并联电路各支路两端电压等于电源电压,即,结合欧姆定律计算电源电压:
【知识点】并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】考查并联电路电流、电压特点以及欧姆定律;
(1)并联电路电流规律:,已知干路电流与支路电流,做减法求出支路电流。
(2)并联电路电压规律:各支路电压相等,都等于电源电压;利用欧姆定律,代入的电流与阻值,算出支路电压,也就是电源电压。
(1)由电路图可知R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1的电流,根据并联电路电流规律可得,电阻R2的电流为I2=I-I1=1.2A-0.4A=0.8A
(2)根据并联电路电压规律和欧姆定律可得,电源电压U=U2=I2R2=0.8A×15Ω=12V
20.如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以75m/s的速度匀速直线航行20min,消耗航空燃油1.35t,飞机发动机的功率为(航空燃油的热值为)求:
(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少?
(2)飞机发动机在整个航行过程中做功是多少?
(3)发动机的效率是多少?
【答案】(1)航空燃油完全燃烧释放的热量可利用燃料放热公式计算:
(2)先统一时间单位,飞机航行时间。
根据功率公式变形,计算发动机对外做的功:
(3)热机效率为有用功与燃料完全燃烧放出总热量的比值,代入数据:
【知识点】功率计算公式的应用;燃料的热值;热机的效率
【解析】【分析】(1)考查燃料完全燃烧放热计算;直接使用燃料放热公式,代入燃油质量与热值求解总放热。
(2)考查功与功率的计算;先把时间换算成国际单位秒,再利用计算发动机所做有用功。
(3)考查热机效率公式;热机效率是有用功除以燃料燃烧放出的总热量,将前两问算出的结果代入效率公式求解。
(1)航空燃油完全燃烧放出的热量为
(2)由题意知,飞机航行时间
则飞机发动机做的功为
(3)发动机的效率为
六、综合能力题(共3小题,共19分)
21.阅读短文,回答问题。
神奇的二极管
二极管是一种重要的半导体电子元件,符号为“”,当电流从“+”极流进二极管时,二极管导通,相当于一根导线;而电流从“-”极流入时,二极管断路,实际上不会有电流通过。发光二极管只是二极管中的一种,与白炽灯泡相比,发光二极管具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等优点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。
(1)常温下半导体的导电性能比导体要   (选填“好”或“差”),二极管具有   性;
(2)为了探究二极管的这种特殊导电性质,连接了图甲、图乙两个电路,闭合开关S,灯泡能够发光的是图   (选填“甲”或“乙”);
(3)二极管的特殊导电性源自于构成材料P型半导体和N型半导体组成的晶片,受此启发,科研人员利用P型半导体元件和N型半导体元件串联,接上直流电源后,半导体材料的两端会产生温度差(珀尔帖效应),制成了电脑的散热器。如图丙所示,二对PN型半导体对是   (选填“串联”或“并联”)连接的。如果在电流方向是N到P的地方吸收热量,则在电流方向是P到N的地方   热量,则靠近电脑发热体(CPU)的是图中   (选填“上方”或“下方”)的陶瓷片。
【答案】(1)差;单向导电
(2)乙
(3)串联;放出;下方
【知识点】电流的方向;串联电路和并联电路的辨别;半导体特点及作用
【解析】【分析】(1)①根据半导体的定义分析;
②根据“当电流从“+”极流进二极管时,二极管导通,相当于一根导线;而电流从“-”极流入时,二极管断路,实际上不会有电流通过”分析;
(2)根据电路的电路方向与二极管的单向导电性对照即可;
(3)①根据“科研人员利用P型半导体元件和N型半导体元件串联”分析;
②根据“珀尔帖效应具有可逆性”分析;
③要对电脑的CPU进行散热,需要将制冷器的吸热端(冷端)与CPU接触。
【解答】(1)①根据半导体的定义可知,半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质,即常温下,其导电性能在常温下比导体差。
②根据“当电流从“+”极流进二极管时,二极管导通,相当于一根导线;而电流从“-”极流入时,二极管断路,实际上不会有电流通过”可知,二极管具有单向导电性。
(2)根据图片可知,甲中电流从“-”端流入二极管,乙中电流从“+”端流入二极管,则乙电路中有电流,灯泡发光。
(3)①根据“科研人员利用P型半导体元件和N型半导体元件串联”可知,图中二对PN型半导体对是串联的。
②在电流方向是N到P的地方吸收热量,根据“珀尔帖效应具有可逆性”可知,在相反的电流方向,即P到N的地方,会发生相反的热效应,即放出热量。
③要对电脑的CPU进行散热,需要将制冷器的吸热端(冷端)与CPU接触。根据“在电流方向是N到P的地方吸收热量”可知,N到P的结点处是冷端。在半导体制冷片的串联结构中,所有的冷端(N→P)都集中在一侧,所有的热端(P→N)都集中在另一侧。通常的连接方式(如图丙所示的蛇形串联)会使得一侧的陶瓷片(例如下方)为冷端,另一侧(例如上方)为热端。因此,靠近CPU的应该是吸收热量的冷端,即图中的下方陶瓷片。
(1)[1]半导体是介于导体和绝缘体之间的物质,其导电性能在常温下比导体差,比绝缘体好。
[2]由题可知,二极管只允许电流沿一个方向通过,具有单向导电性。
(2)在电路中,电流从电源的正极流出,经过用电器,流回负极。 在图甲中,电流从电源正极流出,经过开关后,从二极管的负极流入,正极极流出,此时二极管断路,电路中没有电流,灯泡不发光。 在图乙中,电流从电源正极流出,经过开关后,从二极管的正极流入,负极流出,此时二极管通路,电路中有电流,灯泡发光。 因此,灯泡能够发光的是图乙。
(3)[1]根据题干信息“科研人员利用P型半导体元件和N型半导体元件串联”,可知图中二对PN型半导体对是串联的。
[2]珀尔帖效应具有可逆性。根据题干信息“在电流方向是N到P的地方吸收热量”,可知在相反的电流方向,即P到N的地方,会发生相反的热效应,即放出热量。
[3]半导体制冷器(散热器)的工作原理是利用珀尔帖效应,将发热体(如CPU)的热量吸收并转移。因此,需要将制冷器的吸热端(冷端)与CPU接触。根据“在电流方向是N到P的地方吸收热量”可知,N到P的结点处是冷端。在半导体制冷片的串联结构中,所有的冷端(N→P)都集中在一侧,所有的热端(P→N)都集中在另一侧。通常的连接方式(如图丙所示的蛇形串联)会使得一侧的陶瓷片(例如下方)为冷端,另一侧(例如上方)为热端。因此,靠近CPU的应该是吸收热量的冷端,即图中的下方陶瓷片。
22.阅读短文,回答问题。
压缩空气储能
2024年4月30日,全球最大压缩空气储能项目并网发电,这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。
该项目工作原理如图所示,用电低谷时段,将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中(地下盐层中的洞穴);用电高峰时段,将储存在盐穴中的高压空气释放,驱动空气膨胀机转动,连接发电机发电。
该工程就像一个“超级充电宝”,储存1000J电能最终能放出720J的电能,装机功率300兆瓦。每年发电量可达,能够保障超过20万户家庭用电需求。减少二氧化碳排放约。可连续放电6小时,使用期长达40年。
(1)空气压缩机的把   能转化为   能;
(2)换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置,常温高压空气在“换热器2”处   (选填“吸热”或“放热”);
(3)该项目的能量转换效率为   %,每年发电量可节约标准煤约   吨(标准煤的热值约为)。
(4)从工程建设角度,要增加项目储存的能量,请提出一条建议:   。
【答案】(1)机械;内
(2)吸热
(3)72;7200
(4)增大地下盐穴的容积
【知识点】做功改变物体内能;燃料的热值;能量的利用效率
【解析】【分析】(1)根据能量转化的知识分析;
(2)根据图片分析“换热器2”的作用解答;
(3)①根据计算该项目的能量转化效率;
②根据计算节约标准煤的质量。
(4) 地下盐穴的体积越大,可储存的能量越大,据此分析解答。
【解答】(1)根据能量转化的知识可知,空气压缩机空气时,将机械能转化为内能。
(2)根据题意可知,常温高压空气在“换热器2”处吸收热量,使气体的温度升高,压强变大,为下一步释放能量做准备。
(3)①根据题目描述可知,储存1000J电能最终能放出720J的电能,则该项目的能量转换效率为。
②根据题目描述可知,每年发电量可达, 标准煤的热值约为 ,
因此可节约标准煤的质量为。
(4)根据题意可知,增大地下盐穴的体积,可以增大内能的转化量,从而增加项目储存的能量。
(1)[1][2]空气压缩机空气时,通过做功的方式增大了空气的内能,将机械能转化为内能。
(2)常温高压空气在“换热器2”处吸收热量,使气体的温度升高,压强变大,为下一步释放能量做准备。
(3)[1]由题意知,储存1000J电能最终能放出720J的电能,因此该项目的能量转换效率为
[2]由题意知,每年发电量可达,因此可节约标准煤的质量为
(4)地下盐穴的体积越大,可储存的能量越大。故增大地下盐穴的体积,可以增大内能的转化量,从而增加项目储存的能量。
23.如图是苹果自动筛选装置。原理是:传送带上苹果经过压力检测点时,使压敏电阻R的阻值发生变化,AB间的电压也随之发生改变,当质量小于一定值的苹果经过压力监测点,使两端电压小于5V时,机械装置启动,将质量不达标的苹果推出传送带,实现自动筛选。已知电源电压恒为15V,,压敏电阻R的阻值随压力F的变化关系如表所示:
压力F/N 0 1 2 3 4 5
阻值R/Ω 120 80 60 45 40 38
(1)压敏电阻是由   材料(选填“导体”、“绝缘体”或“半导体”)制成的,由表中数据可知,压敏电阻随压力变大而   ,AB间的电压将   (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)当检测点上没有苹果时,R两端电压为   V;
(3)试通过计算求出,该筛选装置可将重为   N以下的苹果推出传送带;
(4)为了使该装置能够满足对不同质量标准的苹果进行筛选的要求,小红设计了两种方案,用以提高苹果质量筛选的标准:
方案一:改变机械装置启动的电压,使其   (选填“变大”或“变小”);
方案二:保持机械装置启动的电压不变,将R0换成阻值   (选填“更大”或“更小”)的定值电阻。
【答案】(1)半导体;变小;变大
(2)12
(3)2
(4)变大;更小
【知识点】串联电路的电压规律;半导体特点及作用;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)压敏电阻导电性能处在导体与绝缘体中间,制作材料属于半导体。
由电路图能够判断电路为串联电路,结合表格数据分析,压敏电阻受到的压力增大,自身电阻随之减小。依据串联分压规律,压敏电阻两端 AB 间电压会变大。
故答案为:半导体;变小;变大;
(2)由表格数据可得,检测点无苹果,压力等于 0 时,压敏电阻阻值。根据串联电路总电阻规律,电路总电阻:,电路中的电流:
压敏电阻 R 两端电压:
故答案为:12;
(3)当定值电阻两端电压为 5V,由欧姆定律算出电路电流:
压敏电阻两端电压:,此时压敏电阻阻值:
对照表格数据,该阻值对应的压力大小为 2N,因此该筛选装置会把重力 2N 以下的苹果推出传送带。
故答案为:2;
(4)若提高苹果质量筛选标准,意味着被推出的苹果重力要大于 2N,此时压敏电阻 R 阻值减小,电路电流增大。阻值不变,由可知 AB 间电压增大,因此需要将启动电压调大。
保持启动电压不变,检测点压力变大,压敏电阻 R 阻值减小,电路电流增大。在不变的条件下,结合欧姆定律分析,需要减小定值电阻的阻值,也就是把更换为阻值更小的定值电阻。
故答案为:变大;更小;
【分析】(1)考查半导体特性、串联分压;掌握半导体的导电特点,串联电路中电阻变化会引起分压改变,压力变大,压敏电阻阻值减小,分压随之改变。
(2)考查串联电路特点与欧姆定律计算;先求串联总电阻,利用总电压除以总电阻求出电路电流,再计算压敏电阻两端电压。
(3)考查欧姆定律综合计算;由定值电阻电压求出电路电流,根据串联电压规律算出压敏电阻电压,再求出压敏电阻阻值,查表得到对应的压力。
(4)考查动态电路分析;压力改变引起压敏电阻阻值变化,结合欧姆定律分析电流、电压变化,根据筛选要求判断启动电压与定值电阻的调整方案。
(1)[1]压敏电阻的导电性介于导体和绝缘体之间,是由半导体材料制成的。
[2][3]由电路图可知,电路是串联的,根据表中数据可知,随压敏电阻所受到的压力增大,其阻值逐渐减小,由串联分压可知,AB间的电压将变大。
(2)由表中数据可知,当检测点上没有苹果时,即压力为0时,压敏电阻的阻值为R=120Ω,由串联电路的电阻规律可知,此时电路的总电阻为
此时电路中的电流为
R两端电压为
(3)当R0两端电压为5V时,由欧姆定律可得,此时电路中的电流为
此时电阻R两端电压为
此时压敏电阻的阻值为
由表中数据可知,此时对应的压力为2N,故可知该筛选装置可将重为2N以下的苹果推出传送带。
(4)[1]要提高苹果质量筛选的标准,即应将推出传送带的苹果的重力提升到2N以上,此时R的阻值会变小,电路中的电流会变大,R0的阻值不变,由U=IR可知,A、B间的电压会增大,故要改变启动电压,使其变大。
[2]若启动电压不变,当检测点压力增大时,R的阻值变小,电流变大时,若UAB不变,由欧姆定律可知,要减小定值电阻R0的阻值,故UAB不变时,应将R0换成阻值更小的定值电阻。
1 / 1广东省中山市华侨中学2025-2026学年九年级上学期期中物理试题
一、选择题(共7小题,共21分)
1.下列现象中能够说明分子间有引力的是(  )
A.液体很难被压缩 B.铁丝很难被拉伸
C.墨水在热水中扩散得较快 D.水与酒精混合后总体积减小
2.下列事例中改变内能的方式与其他三个不同的是(  )
A.弯折铁丝发烫
B.压缩空气升温
C.点火后盒盖飞出
D.勺子在热汤中升温
3.汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是(  )
A.甲图是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由乙图可知该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值
4.甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细线悬挂,相互作用情况如图所示。如果丙带负电,则甲(  )
A.一定带负电 B.一定带正电 C.一定不带电 D.可能带负电
5.如图所示的钨丝是将一个白炽灯去除玻璃罩制成的,闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,向钨丝吹气时,小灯泡L变亮,用酒精灯给钨丝加热,小灯泡L逐渐变暗直至熄灭,由实验可知(  )
A.小灯泡L发光而钨丝不发光是因为通过钨丝的电流小于小灯泡L的电流
B.钨丝的电阻随温度升高而减小
C.给钨丝加热时,电路中的电流变大
D.向钨丝吹气时,钨丝电阻变小
6.某交通路口指示车辆通行的信号灯由红灯和绿灯组成,红灯停,绿灯行,以下是红、绿灯工作时的电路简图。你认为正确的是(  )
A. B.
C. D.
7.如图所示,是定值电阻,R是滑动变阻器,电源电压不变,滑片会随人的身高上下平移,人身高越高时,两电表示数变化情况正确的是(  )
A.电流表示数变小 电压表示数变大
B.电流表示数变大 电压表示数变小
C.电流表示数变大 电压表示数变大
D.电流表示数变小 电压表示数变小
二、填空题(共7小题,共21分)
8.如图所示是生活中常用的物理降温“退热贴”。在使用过程中会散发出一股清新的薄荷香味,说明分子在不停地   ;身体温度越   ,退热贴里的香味分子运动越激烈,在退热过程中,人体的内能   (选填“增大”或“减小”)。
9.小明家的热水器装有50kg水,将水由20℃加热到60℃,水需要吸收的热量是   J。小明用去一部分水,热水器中水的比热容   (选填“变大”“变小”或“不变”)。沿海地区比内陆地区昼夜温差小,是因为水的   。
10.如图所示是一台四冲程汽油机的   冲程,若飞轮转速为1800r/min,则该汽油机每秒钟曲轴转动   周,对外做功   次。
11.如图所示,取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,制成一个水果电池。该水果电池正极是   (填“铁片”或“铜片”);在水果内部,电流从   (填“铁片到铜片”或“铜片到铁片”);为获得更高电压,可以将多个水果电池   联。
12.电动汽车是指以车载蓄电池驱动电机行驶的车辆,当给汽车充电时,蓄电池相当于    (选填“用电器”或“电源”)。图示是某款车载充电线,可供三部手机同时充电,充电时三部手机的连接方式是    (选填“串联”或“并联”),若拔掉其中一部手机,则电路中的总电流将    (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
13.小明同学学习了燃料的热值后,考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收,而水的比热已知。(注:燃料完全燃烧放热用计算,某燃料的热值用q表示;其质量用m表示),自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系,他组装了如图所示的装置进行实验,记录结果见下表:
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
(1)为了保证实验结论的可靠,小明同学选择了两套相同装置,在实验中还应控制:煤油和菜籽油的   相同、及   相同;
(2)分析得出:煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是   。
14.在探究“影响导体电阻大小的因素”实验时,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;
序号 材料 长度/m 横截面积/
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
他们设计了如上图所示的实验电路;
(1)为了验证上述猜想②,应该选用编号为   的两根电阻丝进行实验;
(2)小兵又分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:在长度和横截面积相同时,导体的电阻与导体的   有关;
(3)在最近几年,我国城乡各地进行了输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就可以   输电线上电能损失(填“增大”或“减小”)。
三、作图题(共3小题,共7分)
15.根据题意作图
(1)如图所示是未完成连接的实物电路,请在图中用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:两灯串联,电压表测量小灯泡两端电压,导线不能交叉。
(2)请根据图所示的实物图,在方框中画出对应的电路图。
(3)小明设计了一款道路井盖移动报警电路。该电路由电源、警示灯L、保护电阻、开关S和组成。闭合开关S,当井盖未被移动时,相当于开关闭合,警示灯L不亮;当并盖被移动时,相当于开关断开,警示灯L发光提醒路人。请根据以上要求,将图中的电路补充完整并在方框中画出相应的电路图。
四、实验探究题(共3小题,共19分)
16.(1)某同学为了测量未知电阻阻值,选择了满足实验要求的实验器材,连接的实验电路如图甲所示。闭合开关S,滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时,电压表、电流表的示数如图乙、丙所示,则两端的电压为   V,通过的电流为   A,电阻的阻值为   。
(2)某物理兴趣小组为探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的电路图,小组成员在实验室找到如下器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,开关一个,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器一个,导线若干。
①电路连接如图乙所示,小聪发现一根导线连接错误,请找出接错的导线并打上“×”。再用笔重新画一根正确连接的导线   ;
②纠正错误后、闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至   (选填“C”或“D”)端;
③现电路中接入的是5Ω的定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电流表如图丙所示,断开开关,将5Ω的定值电阻更换为10Ω,不改变滑动变阻器滑片的位置,闭合开关后,电压表示数将   2V(选填“大于”、“小于”或“等于”);
④多次实验后,分析数据得出结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成   。
17.为了比较液体吸热能力的大小,如图甲所示,小红在两个相同的试管中,分别装入A、B两种液体,将两个试管放入盛有水的同一烧杯中,用酒精灯加热。
(1)当它们吸收热量相同时,通过比较试管内液体的   (选填“加热时间”或“温度变化”)来判断吸热能力的强弱;
(2)如图乙所示,实验后绘制了两种液体的温度与时间关系图像;在0~4min内:质量相等的A、B两种液体,吸收的热量   (选填“相等”或“不相等”);如果让A和B两种液体升高相同的温度,   需要的加热时间长,分析可知   的吸热能力强;
(3)若B是水,则A的比热容为   [水的比热容为];
(4)学习了比热容的知识后,家里炒菜用的锅应该选择比热容   (选填“大”或“小”)的材料制成。
18.探究并联电路中电流的规律,实验电路如图甲所示:
实验序号 B处的电流 C处的电流 A处的电流
第一次测量 0.1 0.1 0.2
第二次测量 0.14 0.14 0.28
第三次测量 0.22 0.22 0.44
(1)电流表应与待测的那部分电路   (选填“串联”或“并联”);
(2)在连接电路时,开关应   ,闭合开关试触时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是   ;
(3)电路连接正确后,用电流表分别测出电路中的A、B、C处的电流,改变电源电压,重复实验,记录数据如表;该表格设计的不足之处是   ;
(4)根据表格数据可以初步得出以下实验结论:
在并联电路中,
①干路电流与各支路电流的关系:   ;
②通过各支路的电流大小相等。
(5)上述结论②不一定普遍成立,接下来的实验操作应该是:   。
五、计算题(共2小题,共13分)
19.如图所示的电路中,电源电压恒定,R2的阻值为15Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1.2A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)电阻R2的电流
(2)电源电压。
20.如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以75m/s的速度匀速直线航行20min,消耗航空燃油1.35t,飞机发动机的功率为(航空燃油的热值为)求:
(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少?
(2)飞机发动机在整个航行过程中做功是多少?
(3)发动机的效率是多少?
六、综合能力题(共3小题,共19分)
21.阅读短文,回答问题。
神奇的二极管
二极管是一种重要的半导体电子元件,符号为“”,当电流从“+”极流进二极管时,二极管导通,相当于一根导线;而电流从“-”极流入时,二极管断路,实际上不会有电流通过。发光二极管只是二极管中的一种,与白炽灯泡相比,发光二极管具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等优点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。
(1)常温下半导体的导电性能比导体要   (选填“好”或“差”),二极管具有   性;
(2)为了探究二极管的这种特殊导电性质,连接了图甲、图乙两个电路,闭合开关S,灯泡能够发光的是图   (选填“甲”或“乙”);
(3)二极管的特殊导电性源自于构成材料P型半导体和N型半导体组成的晶片,受此启发,科研人员利用P型半导体元件和N型半导体元件串联,接上直流电源后,半导体材料的两端会产生温度差(珀尔帖效应),制成了电脑的散热器。如图丙所示,二对PN型半导体对是   (选填“串联”或“并联”)连接的。如果在电流方向是N到P的地方吸收热量,则在电流方向是P到N的地方   热量,则靠近电脑发热体(CPU)的是图中   (选填“上方”或“下方”)的陶瓷片。
22.阅读短文,回答问题。
压缩空气储能
2024年4月30日,全球最大压缩空气储能项目并网发电,这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。
该项目工作原理如图所示,用电低谷时段,将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中(地下盐层中的洞穴);用电高峰时段,将储存在盐穴中的高压空气释放,驱动空气膨胀机转动,连接发电机发电。
该工程就像一个“超级充电宝”,储存1000J电能最终能放出720J的电能,装机功率300兆瓦。每年发电量可达,能够保障超过20万户家庭用电需求。减少二氧化碳排放约。可连续放电6小时,使用期长达40年。
(1)空气压缩机的把   能转化为   能;
(2)换热器是将热流体的部分内能转移给冷流体的装置,常温高压空气在“换热器2”处   (选填“吸热”或“放热”);
(3)该项目的能量转换效率为   %,每年发电量可节约标准煤约   吨(标准煤的热值约为)。
(4)从工程建设角度,要增加项目储存的能量,请提出一条建议:   。
23.如图是苹果自动筛选装置。原理是:传送带上苹果经过压力检测点时,使压敏电阻R的阻值发生变化,AB间的电压也随之发生改变,当质量小于一定值的苹果经过压力监测点,使两端电压小于5V时,机械装置启动,将质量不达标的苹果推出传送带,实现自动筛选。已知电源电压恒为15V,,压敏电阻R的阻值随压力F的变化关系如表所示:
压力F/N 0 1 2 3 4 5
阻值R/Ω 120 80 60 45 40 38
(1)压敏电阻是由   材料(选填“导体”、“绝缘体”或“半导体”)制成的,由表中数据可知,压敏电阻随压力变大而   ,AB间的电压将   (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)当检测点上没有苹果时,R两端电压为   V;
(3)试通过计算求出,该筛选装置可将重为   N以下的苹果推出传送带;
(4)为了使该装置能够满足对不同质量标准的苹果进行筛选的要求,小红设计了两种方案,用以提高苹果质量筛选的标准:
方案一:改变机械装置启动的电压,使其   (选填“变大”或“变小”);
方案二:保持机械装置启动的电压不变,将R0换成阻值   (选填“更大”或“更小”)的定值电阻。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】分子热运动;分子间相互作用力;分子动理论基本观点
【解析】【解答】 A.液体很难被压缩,说明分子之间存在斥力,故A不符合题意;
B、铁丝很难被拉伸,说明分子之间存在引力,故B符合题意;
C、墨水在热水中扩散得较快,说明温度越高,分子的无规则运动越剧烈,故C不符合题意;
D、水与酒精混合后总体积减小,说明分子之间有间隙,故D不符合题意。
故选B。
【分析】1.分子间存在相互作用的引力与斥力;
2.物质是由分子组成的,分子在不停地做无规则运动,温度越高,分钟运动越剧烈;
3.分子间存在间隙。
2.【答案】D
【知识点】做功改变物体内能;热传递改变物体内能
【解析】【解答】A.反复弯折铁丝时,对铁丝做功,将机械能转化为内能,铁丝的内能增大,温度升高,所以弯折铁丝发烫是通过做功改变物体的内能;
B.压缩空气时,对空气做功,将机械能转化为内能,空气内能增大,温度升高,所以压缩空气升温是通过做功改变物体的内能;
C .点火后盒盖飞出,是燃气的内能转化为机械能,燃气的内能减小,所以点火后盒盖飞出是通过做功改变物体的内能;
D.勺子在热汤中吸收热量,温度升高,内能增大,是通过热传递改变物体的内能;
综上可知,改变内能的方式与其他三个不同的是D,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【分析】1.做功可以改变物体内能,物体对外界做功,内能减小;外界对物体做功,内能增大;
2.热传递可以改变物体的内能。
3.【答案】A
【知识点】燃料的热值;热机的效率;热机的四个冲程
【解析】【解答】A.闭、活塞上行,为压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,机械能转化为内能,气体的温度升高,故A正确;
B.由乙图可知该汽油机的效率为η=100%-6%-30%-36%=28%,故B错误;
CD.热值是燃料完全燃烧时的放出的热量和质量之比,燃料的热值只与燃料的种类和状态有关,与燃料是否完全燃烧无关,燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的利用率,不会降低燃料的热值;为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的利用率,不能提高燃料的热值,故CD错误。
故选A。
【分析】热值是燃料完全燃烧时的放出的热量和质量之比,燃料的热值只与燃料的种类和状态有关,与燃料是否完全燃烧无关,燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的利用率,不会降低燃料的热值。
4.【答案】B
【知识点】电荷间的相互作用规律;物体带电情况的判断
【解析】【解答】根据图片可知,甲、乙相互排斥,则甲、乙均带电且带同种电荷。乙和丙相互吸引,则二者带异种电荷。因为丙带负电,所以乙带正电,则甲也带正电,故B正确,而ACD错误。
故选B。
【分析】根据电荷间的相互作用规律可知,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
5.【答案】D
【知识点】串联电路的电流规律;影响电阻大小的因素;电功率的计算
【解析】【解答】A、小灯泡 L 与钨丝串联,串联电路各处电流相等,通过钨丝和灯泡的电流大小相同,故 A 错误。
B、用酒精灯加热钨丝,灯泡变暗,说明电路电流变小,总电阻变大,即钨丝电阻随温度升高而增大,故 B 错误。
C、给钨丝加热,钨丝电阻变大,电路总电阻变大,电源电压不变,由可知,电路电流变小,故 C 错误。
D、向钨丝吹气,钨丝温度降低,灯泡变亮,说明电路电流变大,总电阻减小,所以钨丝电阻变小,故 D 正确。
故答案为:D。
【分析】A、考查串联电路电流特点。串联电路中电流处处相等。
B、考查电阻与温度的关系。金属导体的电阻随温度升高而增大。
C、考查欧姆定律。电源电压不变,总电阻增大,电路中电流减小。
D、考查电阻随温度变化。钨丝温度降低,电阻减小,电路总电阻减小,电流变大,灯泡变亮。
6.【答案】D
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】公共场所的电器均属于并联,每个可独立工作,且各有一个开关控制。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【分析】电路的串并联:串联:电路元件首位相连,用电器相互干扰,并联:电路元件首首相连,用电器互不干扰,开关在干路上控制整个电路的通断,开关在支路上控制单个支路的通断;家庭、公共场所的电路为并联电路。
7.【答案】A
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;电路的动态分析
【解析】【解答】图中,R0与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压。人的身高越高,滑片上移,滑动变阻器接入阻值变大,分压变大,电压表示数变大,总电阻变大,电流变小,故电流表示数变小。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
【分析】在串联电路中,电阻变大,电流减小,变大的电阻分压变大。
8.【答案】做无规则运动;高;减小
【知识点】热传递改变物体内能;分子热运动
【解析】【解答】 使用退热贴时,薄荷香气分子永不停息做无规则运动,发生扩散现象,所以能够闻到薄荷的清香。
分子无规则运动的剧烈程度受温度影响,温度越高,分子热运动越剧烈,人体体温越高,退热贴内香味分子的运动就越剧烈。
退热时,人体的内能通过热传递转移到退热贴,人体自身内能减少,温度随之下降。
故答案为:做无规则运动;高;减小;
【分析】考查扩散现象。 闻到气味属于扩散现象,本质是分子不停做无规则运动。
考查温度对分子热运动的影响。 温度是分子热运动剧烈程度的标志,温度越高,分子运动越剧烈。
考查改变内能的方式。退热贴和人体之间存在温度差,发生热传递,高温物体放出热量,内能减小,温度降低。
9.【答案】;不变;比热容大
【知识点】比热容的定义及其计算公式;热量的计算
【解析】【解答】(1)水吸收的热量为:Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(60℃-20℃)=8.4×106J;
(2)比热容只与物体的种类和状态有关,与质量大小无关,因此用去部分水后,水的比热容不变;
(3)沿海地区比内陆地区昼夜温差小,是因为水的比热容大。
【分析】(1)根据Q=cm△t计算水吸收的热量。
(2)根据比热容的性质解答;
(3)比热容是表示物质吸放热本领大小的物理量,比热容越大,则吸收或放出相同的热量时,稳定升高或降低的数量越小。
10.【答案】做功;30;15
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】图中汽油机两气门均关闭,活塞向下运动,火花塞点火,判定为做功冲程。
飞轮转速,即每秒曲轴转动周。
四冲程汽油机一个工作循环,曲轴转 2 圈,对外做功 1 次。
每秒转 30 圈,做功次数:次。
故答案为:做功;30;15;
【分析】考查汽油机冲程识别。依据气门开闭状态、活塞运动方向判断冲程;两气门关闭,活塞下行、火花塞点火为做功冲程。
考查飞轮转速单位换算。把每分钟转速换算为每秒转动圈数,除以 60 即可。
考查飞轮转速与做功次数关系。记住核心规律:飞轮转 2 圈,完成 1 次对外做功,用总圈数除以 2 得到做功次数。
11.【答案】铜片;铁片到铜片;串
【知识点】电流的方向;电源及其能量转化;串联电路的电压规律;制作水果电池
【解析】【解答】电压表使用规则要求电流从正接线柱流入,负接线柱流出,此时指针正向偏转。电压表正接线柱接的金属片为电源正极,由此判断铜片是水果电池的正极,铁片为负极。
电源外部电流从正极流向负极;电源内部电流方向相反,由负极流向正极。水果电池内部,电流从铁片(负极)流向铜片(正极)。
根据串联电压规律,串联电池组总电压等于各电池电压相加。想要提升输出电压,可把多个水果电池串联。
故答案为:铜片;铁片到铜片;串;
【分析】考查电压表的使用规则。利用电压表 “正进负出” 的接线特点,结合指针正向偏转现象,判断水果电池正负极。
考查电源内外的电流方向。区分电源外部、内部电流走向,外部:正极→负极;内部:负极→正极。
考查串联电池组电压特点。串联可以叠加电压,并联只能增大供电电流,因此提高电压选用串联方式。
12.【答案】用电器;并联;变小
【知识点】电路的构成及电路图;串联电路和并联电路的辨别;并联电路的电流规律
【解析】【解答】给汽车充电时,蓄电池消耗电能,相当于用电器。
三部手机在充电的过程中,互不影响,所以充电时三部手机的连接方式是并联。
并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,可知若拔掉其中一部手机,则电路中的总电流将变小。
【分析】1.电路是由提供电能的电源、消耗电能的用电器、控制电路通断的开关和输送电能的导线四部分组成;
2.并联电路中,各支路用电器可以独立工作,互不影响;
3.并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
13.【答案】(1)质量;两个烧杯中水的质量
(2)煤油
【知识点】比热容的定义及其计算公式;燃料的热值;控制变量法与探究性实验方案
【解析】【解答】(1)探究燃料热值的实验中,燃料完全燃烧放出热量和自身质量有关,因此要保证两种燃料质量相等;水吸收热量后温度变化与水的质量有关,根据,实验中也需要控制水的质量相同。
故答案为:质量;两个烧杯中水的质量;
(2)由实验数据可得,相同时间内甲装置内水升温幅度更大。根据,水的质量、比热容不变,温度升高越多,水吸收的热量就越多。代表煤油燃烧放出的热量更多;在燃料质量相等、完全燃烧的前提下,放出热量越多,热值越大,故煤油的热值更大。
故答案为:煤油;
【分析】(1)考查控制变量法、吸热公式。本实验采用控制变量法,只改变燃料种类,其余会影响实验结果的物理量全部保持不变。
(2)考查热值定义,转换法。把燃料放出热量的多少转换为水升高的温度;水升温越高,代表对应燃料放热越多,结合热值概念比较大小。
(1)[1][2]因燃料放出的热量与质量有关,必须控制燃料的质量相等,由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响,所以在实验中应控制水的质量相等。
(2)由图表数据可知在相同时间内甲装置杯中的水温度升高的多,说明甲杯中的水吸收的热量较多,则质量相同的煤油和菜籽油完全燃烧,煤油释放的热量更多,所以煤油的热值较大。
14.【答案】(1)A、C
(2)导体的材料
(3)减小
【知识点】探究影响导体电阻大小的因素
【解析】【解答】 (1) 探究导体电阻与横截面积的关系,实验采用控制变量法,需要保持导体材料、长度一致,仅改变横截面积,所以选择 A、C 两根电阻丝。
故答案为: A、C ;
(2) 电阻丝 A、D 的长度、横截面积都相同,材料不一样。把 A、D 先后接入电路 M、N 之间,观察到电流表示数存在差异,说明两段导体电阻不相等。由此可得结论:导体长度、横截面积相同时,导体电阻和材料有关。
故答案为: 导体的材料 ;
(3) 把细铝输电线更换成粗铝输电线,导线材料、长度不变,横截面积增大。导体长度、材料不变时,横截面积越大,电阻越小。输电线电阻减小,可以降低输电过程中电能的损耗。
故答案为: 减小 ;
【分析】 (1) 考查影响电阻大小的因素、控制变量法。明确探究目标是电阻与横截面积的关系,固定材料、长度两个变量,挑选只有横截面积不同的电阻丝。
(2) 考查控制变量法、转换法,利用电流表示数反映电阻大小。控制长度、横截面积不变,改变材料;电流表示数不同,代表电阻不同,推导电阻与材料的关系。
(3) 考查电阻与横截面积的关系,焦耳定律。材料、长度不变,横截面积增大,电阻变小;输电线上产生的热量随电阻减小而减少,减少电能损失。
(1)本实验采用控制变量法,探究导体的电阻与导体的横截面积有关,应该控制导体的长度和材料相同,只改变导体的横截面积,故选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验。
(2)A和D的长度和横截面积相同,但是材料不同,小兵又分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电流表示数不相同,因此可以得出结论是在长度和横截面积相同时,导体的电阻与导体的材料有关。
(3)将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,增大了输电线的横截面积,长度一定时,电阻减小,所以减小了输电线上电能的损失。
15.【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】根据实物图画电路图;串、并联电路的设计;电压的测量及电压表的使用
【解析】【解答】(1)串联电路要求电流只有一条路径,电流依次经过、、开关回到电源负极;电压表并联在灯泡两端,测量电压,接线遵守 “正进负出”,连线不能交叉。如图所示:;
故答案为:;
(2)由实物图分析,与并联;电流表与串联,测支路电流;电流表在干路,测干路总电流;开关在干路,控制整个电路。如图所示:;
故答案为:;
(3)闭合,井盖不动时闭合,灯不亮;井盖移动,断开,灯发光。说明与灯泡并联,闭合时灯泡被短路;保护电阻串联在干路,防止电源短路。如图所示:;
故答案为:;
【分析】(1)考查实物电路串联连接、电压表使用规则。先完成串联主回路,电流顺次经过两个小灯泡;再将电压表并联在被测用电器两端,保证正负接线柱接法正确,导线不交叉。
(2)考查实物图转电路图、并联电路、电流表测量对象判断。先区分干路和支路,找到电流分流点与汇合点;判断各电流表分别测量哪一部分电流,按照实物元件顺序规范画出对应的电路符号。
(3)考查局部短路电路设计。根据通断状态判断,开关与灯泡并联可以实现开关闭合灯泡短路不发光;串联保护电阻,避免开关闭合时电源直接短路。
(1)由题意知,要求两灯串联,电压表测量小灯泡L2两端电压,则电路中只有一条电流路径,两灯泡首尾相连,电压表并联在灯泡L2的两端,如图所示:
(2)由实物图可知,电流由电源正极流出,经开关和电流表A2后,一路经灯泡L1,一路经灯泡L2和电流表A1,汇合后回到电源负极,因此两灯泡并联,电流表A2测干路电流,电流表A1测L2所在支路的电流,如图所示:
(3)根据题意可知,闭合开关S,当井盖未被移动时,相当于开关S1闭合,警示灯L不亮,说明警示灯L被短路了;当井盖被移动时,相当于开关S1断开,警示灯L发光,说明开关S是总开关,R0在电路中,保护电路,如图所示:
16.【答案】(1)2.5;0.5;5
(2);D;大于;反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)由图甲可知,闭合开关 S,滑动变阻器滑片 P 滑动到某一位置时,待测电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测待测电阻两端电压。由图乙可知,电压表选用 0~3V 量程,分度值为 0.1V,示数为 2.5V,因此两端的电压为 2.5V;由图丙可知,电流表选用 0~0.6A 量程,分度值为 0.02A,示数为 0.5A,因此通过的电流为 0.5A,根据欧姆定律可知,电阻的阻值为
故答案为:2.5;0.5;5;
(2)图乙中导线接到了开关的同一端,起不到控制电路的作用,应该分别接到开关的两个接线柱上,如图所示。
闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大端,即 D 端,以起到保护电路的作用。
由题意知,现电路中接入的是 5Ω 的定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电流表如图丙所示,电流表选用 0~0.6A 量程,分度值为 0.02A,示数为 0.4A,根据欧姆定律可知,定值电阻两端电压为。
将 5Ω 的定值电阻更换为 10Ω,不改变滑动变阻器滑片的位置,根据串联分压原理,定值电阻两端电压会增大,故示数大于 2V。
多次实验后,分析数据,在电压恒定时,电流与电阻的乘积保持不变,故二者成反比关系。故结论为当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。
故答案为:;D;大于;反比;
【分析】(1)考查伏安法测电阻、电表读数、欧姆定律计算;先读取电压表、电流表的示数得到待测电阻的电压与电流,再代入欧姆定律公式计算待测电阻阻值。
(2)考查实物电路接线错误判断、滑动变阻器使用规范、串联分压规律、探究电流与电阻关系实验;
先识别开关接线错误并改正;滑动变阻器闭合开关前调到最大阻值保护电路;利用欧姆定律计算定值电阻电压;更换更大定值电阻,滑片不动,利用串联分压判断电压变化;分析多组实验数据,归纳电压一定时电流与电阻的定量关系。
(1)[1][2][3]由图甲可知,闭合开关S,滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时,待测电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测待测电阻两端电压,由图乙可知,电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2.5V,因此两端的电压为2.5V;由图丙可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.5A,因此通过的电流为0.5A,根据欧姆定律可知,电阻的阻值为
(2)[1]图乙中导线接到了开关的同一端,起不到控制电路的作用,应该分别接到开关的两个接线柱上,如图所示:
[2]闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大端,即D端,以起到保护电路的作用。
[3]由题意知,现电路中接入的是5Ω的定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电流表如图丙所示,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.4A,根据欧姆定律可知,定值电阻两端电压为
将5Ω的定值电阻更换为10Ω,不改变滑动变阻器滑片的位置,根据串联分压原理,定值电阻两端电压会增大,故示数大于2V。
[4]多次实验后,分析数据,在电压恒定时,电流与电阻的乘积保持不变,故二者成反比关系。故结论为当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。
17.【答案】(1)温度变化
(2)相等;B;B
(3)
(4)小
【知识点】探究不同物质的吸热能力
【解析】【解答】(1)本实验目的是对比不同液体的吸热本领,实验采用控制变量法,需要向试管内装入质量相等的 A、B 两种液体。当两种液体吸收热量一致时,观察液体温度的变化量,以此判断吸热能力强弱,该研究方法为转换法。
故答案为:温度变化;
(2)实验选用完全相同的加热设备,加热时间相等代表液体吸收热量相等。在 0~4min 时间段,A、B 加热时长一致,两种液体质量相等,因此 A、B 吸收的热量大小相同。
结合图乙图像,若使 A、B 升高一样的温度,B 液体所需加热时间更长,说明 B 吸收的热量更多。根据公式 ,可得 B 的比热容更大,B 液体的吸热能力更强。
故答案为:相等;B;B;
(3)从图乙可以看出,A、B 两种液体初温一致,都升温至 60℃时,A 的加热时间为 4min,B 的加热时间为 8min,所以 B 吸收热量是 A 的 2 倍,。A、B 质量相同、升高温度相同,由 可得:
故答案为:;
(4)炒菜锅适合选用比热容较小的材料制作。吸收相同热量时,比热容小的材料温度上升更快,能够快速把热量传递给食材,降低热量的损耗。
故答案为:小;
【分析】(1)考查探究液体吸热能力实验、控制变量法与转换法;探究不同液体吸热能力,控制液体质量相同,利用升温多少反映吸热本领,理解实验用到的两种物理研究方法。
(2)考查相同热源的特点、比热容物理意义;相同加热器,加热时间代表吸收热量;升高相同温度,对比加热时间,结合比热容公式判断吸热能力强弱。
(3)考查比热容公式计算;加热时间之比等于吸收热量之比,控制质量与温度变化量不变,代入比热容公式推导两种液体比热容的倍数关系。
(4)考查比热容在生活中的应用;根据比热容的物理含义,分析锅体材料需要升温快的特点,选择小比热容材料。
(1)因为该实验是探究比较液体吸热能力大小的,因此根据物理学中控制变量法,在试管中装入A、B两种液体应保证质量相同,当液体吸收热量相同时,通过比较液体升高的温度来判断吸热能力的强弱,使用了转换法。
(2)[1]实验中,用相同的加热装置加热,加热相同的时间,液体吸收的热量相同。在0~4min内,即加热了相同的时间,则质量相等的A、B两种液体,吸收的热量相等。
[2][3]由图乙可知,如果让A和B两种液体升高相同的温度,B需要的加热时间长,则B吸收的热量较多,由可知,B的比热容大,故B的吸热能力强。
(3)由图乙可知,A、B的初温相同,当都升高到60℃时,A需要的加热时间为4min,B需要的加热时间为8min,则B吸收的热量为A的2倍,即,A、B升高的温度相同,质量相同,由可知,A的比热容为
(4)家里炒菜用的锅应该选择比热容小的材料制成,当吸收相同的热量时,锅的温度升高的快,能更快将热量传导至食材,减少热量浪费。
18.【答案】(1)串联
(2)断开;电流表的正负接线柱接反了
(3)缺少电流的单位
(4)在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和
(5)更换不同规格的灯泡,重新进行多次实验,并记录数据进行分析
【知识点】电流的测量及电流表的使用;探究串并联电路中的电流特点实验;并联电路的电流规律
【解析】【解答】(1)电流表自身内阻极小,接入电路等效为一根导线,按照电流表的使用规范,电流表必须和待测部分电路串联。
故答案为:串联;
(2)连接电路的过程中,为防止接线失误造成元件损坏,保护电路元件,开关需要保持断开状态。
试触闭合开关后,电流表指针反向偏转,代表电流从电流表负接线柱流入、正接线柱流出,原因是电流表正负接线柱接反。
故答案为:断开;电流表的正负接线柱接反了;
(3)实验表格记录物理量时,除数据外,还需要标注对应的物理量单位,该表格存在的缺陷是没有标注电流的单位。
故答案为:缺少电流的单位;
(4)分析表格内数据:,,。
由数据可初步得到实验结论:并联电路里,干路电流等于各支路电流之和。
故答案为:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;
(5)本次实验两条支路电流数值相等,是因为实验选用了规格完全相同的小灯泡,该结论不具备普遍性。若选用不同规格的灯泡,两条支路的电流一般不相等,所以 “支路电流相等” 这个结论不一定普遍成立。若要验证结论的普遍规律,操作方案为:换用不同规格的小灯泡,多次重复实验,采集并分析实验数据。
故答案为:更换不同规格的灯泡,重新进行多次实验,并记录数据进行分析;
【分析】(1)考查电流表使用规则;掌握电流表等效特点,记住电流表需要串联接入待测电路。
(2)考查电路连接操作规范、电流表异常现象分析;连接电路开关要断开;电流表指针反向偏转的根源是正负接线柱接反。
(3)考查实验表格设计要求;物理量记录必须附带单位,判断表格缺少的项目。
(4考查并联电路电流规律;对表格多组数据计算分析,归纳并联电路干路与支路电流的关系。
(5)考查实验评估与多次实验目的;相同规格灯泡实验存在局限性,要得到普遍规律,需要更换不同规格灯泡多次实验。
(1)电流表接在电路中,相当于导线,因此根据电流表的使用规则,电流表应与待测的那部分电路串联。
(2)[1]在连接电路时,为了保护电路元件,开关应处于断开状态。
[2]闭合开关试触时,发现电流表的指针反向偏转,说明电流表的正负接线柱接反了。
(3)在实验表格中应记录实验结果的数据和单位,因此表格设计的不足之处是缺少电流的单位。
(4)根据表格数据,,
可以初步得出以下实验结论:在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
(5)表格中经过各支路的电流大小均相等。这个结论是支路上灯泡规格相同得到的,不能作为普遍规律。当支路灯泡的规格不同时,通过各支路的电流大小可能会不同。 因此,结论②不一定普遍成立。为了验证这个结论的普遍性,接下来的实验操作是:更换不同规格的灯泡,重新进行多次实验,并记录数据进行分析。
19.【答案】(1)由电路图判断,与并联,电流表 A 测电路干路总电流,电流表单独测量支路电流。并联电路干路电流等于各支路电流之和,因此通过的电流:
(2)并联电路各支路两端电压等于电源电压,即,结合欧姆定律计算电源电压:
【知识点】并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】考查并联电路电流、电压特点以及欧姆定律;
(1)并联电路电流规律:,已知干路电流与支路电流,做减法求出支路电流。
(2)并联电路电压规律:各支路电压相等,都等于电源电压;利用欧姆定律,代入的电流与阻值,算出支路电压,也就是电源电压。
(1)由电路图可知R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1的电流,根据并联电路电流规律可得,电阻R2的电流为I2=I-I1=1.2A-0.4A=0.8A
(2)根据并联电路电压规律和欧姆定律可得,电源电压U=U2=I2R2=0.8A×15Ω=12V
20.【答案】(1)航空燃油完全燃烧释放的热量可利用燃料放热公式计算:
(2)先统一时间单位,飞机航行时间。
根据功率公式变形,计算发动机对外做的功:
(3)热机效率为有用功与燃料完全燃烧放出总热量的比值,代入数据:
【知识点】功率计算公式的应用;燃料的热值;热机的效率
【解析】【分析】(1)考查燃料完全燃烧放热计算;直接使用燃料放热公式,代入燃油质量与热值求解总放热。
(2)考查功与功率的计算;先把时间换算成国际单位秒,再利用计算发动机所做有用功。
(3)考查热机效率公式;热机效率是有用功除以燃料燃烧放出的总热量,将前两问算出的结果代入效率公式求解。
(1)航空燃油完全燃烧放出的热量为
(2)由题意知,飞机航行时间
则飞机发动机做的功为
(3)发动机的效率为
21.【答案】(1)差;单向导电
(2)乙
(3)串联;放出;下方
【知识点】电流的方向;串联电路和并联电路的辨别;半导体特点及作用
【解析】【分析】(1)①根据半导体的定义分析;
②根据“当电流从“+”极流进二极管时,二极管导通,相当于一根导线;而电流从“-”极流入时,二极管断路,实际上不会有电流通过”分析;
(2)根据电路的电路方向与二极管的单向导电性对照即可;
(3)①根据“科研人员利用P型半导体元件和N型半导体元件串联”分析;
②根据“珀尔帖效应具有可逆性”分析;
③要对电脑的CPU进行散热,需要将制冷器的吸热端(冷端)与CPU接触。
【解答】(1)①根据半导体的定义可知,半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质,即常温下,其导电性能在常温下比导体差。
②根据“当电流从“+”极流进二极管时,二极管导通,相当于一根导线;而电流从“-”极流入时,二极管断路,实际上不会有电流通过”可知,二极管具有单向导电性。
(2)根据图片可知,甲中电流从“-”端流入二极管,乙中电流从“+”端流入二极管,则乙电路中有电流,灯泡发光。
(3)①根据“科研人员利用P型半导体元件和N型半导体元件串联”可知,图中二对PN型半导体对是串联的。
②在电流方向是N到P的地方吸收热量,根据“珀尔帖效应具有可逆性”可知,在相反的电流方向,即P到N的地方,会发生相反的热效应,即放出热量。
③要对电脑的CPU进行散热,需要将制冷器的吸热端(冷端)与CPU接触。根据“在电流方向是N到P的地方吸收热量”可知,N到P的结点处是冷端。在半导体制冷片的串联结构中,所有的冷端(N→P)都集中在一侧,所有的热端(P→N)都集中在另一侧。通常的连接方式(如图丙所示的蛇形串联)会使得一侧的陶瓷片(例如下方)为冷端,另一侧(例如上方)为热端。因此,靠近CPU的应该是吸收热量的冷端,即图中的下方陶瓷片。
(1)[1]半导体是介于导体和绝缘体之间的物质,其导电性能在常温下比导体差,比绝缘体好。
[2]由题可知,二极管只允许电流沿一个方向通过,具有单向导电性。
(2)在电路中,电流从电源的正极流出,经过用电器,流回负极。 在图甲中,电流从电源正极流出,经过开关后,从二极管的负极流入,正极极流出,此时二极管断路,电路中没有电流,灯泡不发光。 在图乙中,电流从电源正极流出,经过开关后,从二极管的正极流入,负极流出,此时二极管通路,电路中有电流,灯泡发光。 因此,灯泡能够发光的是图乙。
(3)[1]根据题干信息“科研人员利用P型半导体元件和N型半导体元件串联”,可知图中二对PN型半导体对是串联的。
[2]珀尔帖效应具有可逆性。根据题干信息“在电流方向是N到P的地方吸收热量”,可知在相反的电流方向,即P到N的地方,会发生相反的热效应,即放出热量。
[3]半导体制冷器(散热器)的工作原理是利用珀尔帖效应,将发热体(如CPU)的热量吸收并转移。因此,需要将制冷器的吸热端(冷端)与CPU接触。根据“在电流方向是N到P的地方吸收热量”可知,N到P的结点处是冷端。在半导体制冷片的串联结构中,所有的冷端(N→P)都集中在一侧,所有的热端(P→N)都集中在另一侧。通常的连接方式(如图丙所示的蛇形串联)会使得一侧的陶瓷片(例如下方)为冷端,另一侧(例如上方)为热端。因此,靠近CPU的应该是吸收热量的冷端,即图中的下方陶瓷片。
22.【答案】(1)机械;内
(2)吸热
(3)72;7200
(4)增大地下盐穴的容积
【知识点】做功改变物体内能;燃料的热值;能量的利用效率
【解析】【分析】(1)根据能量转化的知识分析;
(2)根据图片分析“换热器2”的作用解答;
(3)①根据计算该项目的能量转化效率;
②根据计算节约标准煤的质量。
(4) 地下盐穴的体积越大,可储存的能量越大,据此分析解答。
【解答】(1)根据能量转化的知识可知,空气压缩机空气时,将机械能转化为内能。
(2)根据题意可知,常温高压空气在“换热器2”处吸收热量,使气体的温度升高,压强变大,为下一步释放能量做准备。
(3)①根据题目描述可知,储存1000J电能最终能放出720J的电能,则该项目的能量转换效率为。
②根据题目描述可知,每年发电量可达, 标准煤的热值约为 ,
因此可节约标准煤的质量为。
(4)根据题意可知,增大地下盐穴的体积,可以增大内能的转化量,从而增加项目储存的能量。
(1)[1][2]空气压缩机空气时,通过做功的方式增大了空气的内能,将机械能转化为内能。
(2)常温高压空气在“换热器2”处吸收热量,使气体的温度升高,压强变大,为下一步释放能量做准备。
(3)[1]由题意知,储存1000J电能最终能放出720J的电能,因此该项目的能量转换效率为
[2]由题意知,每年发电量可达,因此可节约标准煤的质量为
(4)地下盐穴的体积越大,可储存的能量越大。故增大地下盐穴的体积,可以增大内能的转化量,从而增加项目储存的能量。
23.【答案】(1)半导体;变小;变大
(2)12
(3)2
(4)变大;更小
【知识点】串联电路的电压规律;半导体特点及作用;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)压敏电阻导电性能处在导体与绝缘体中间,制作材料属于半导体。
由电路图能够判断电路为串联电路,结合表格数据分析,压敏电阻受到的压力增大,自身电阻随之减小。依据串联分压规律,压敏电阻两端 AB 间电压会变大。
故答案为:半导体;变小;变大;
(2)由表格数据可得,检测点无苹果,压力等于 0 时,压敏电阻阻值。根据串联电路总电阻规律,电路总电阻:,电路中的电流:
压敏电阻 R 两端电压:
故答案为:12;
(3)当定值电阻两端电压为 5V,由欧姆定律算出电路电流:
压敏电阻两端电压:,此时压敏电阻阻值:
对照表格数据,该阻值对应的压力大小为 2N,因此该筛选装置会把重力 2N 以下的苹果推出传送带。
故答案为:2;
(4)若提高苹果质量筛选标准,意味着被推出的苹果重力要大于 2N,此时压敏电阻 R 阻值减小,电路电流增大。阻值不变,由可知 AB 间电压增大,因此需要将启动电压调大。
保持启动电压不变,检测点压力变大,压敏电阻 R 阻值减小,电路电流增大。在不变的条件下,结合欧姆定律分析,需要减小定值电阻的阻值,也就是把更换为阻值更小的定值电阻。
故答案为:变大;更小;
【分析】(1)考查半导体特性、串联分压;掌握半导体的导电特点,串联电路中电阻变化会引起分压改变,压力变大,压敏电阻阻值减小,分压随之改变。
(2)考查串联电路特点与欧姆定律计算;先求串联总电阻,利用总电压除以总电阻求出电路电流,再计算压敏电阻两端电压。
(3)考查欧姆定律综合计算;由定值电阻电压求出电路电流,根据串联电压规律算出压敏电阻电压,再求出压敏电阻阻值,查表得到对应的压力。
(4)考查动态电路分析;压力改变引起压敏电阻阻值变化,结合欧姆定律分析电流、电压变化,根据筛选要求判断启动电压与定值电阻的调整方案。
(1)[1]压敏电阻的导电性介于导体和绝缘体之间,是由半导体材料制成的。
[2][3]由电路图可知,电路是串联的,根据表中数据可知,随压敏电阻所受到的压力增大,其阻值逐渐减小,由串联分压可知,AB间的电压将变大。
(2)由表中数据可知,当检测点上没有苹果时,即压力为0时,压敏电阻的阻值为R=120Ω,由串联电路的电阻规律可知,此时电路的总电阻为
此时电路中的电流为
R两端电压为
(3)当R0两端电压为5V时,由欧姆定律可得,此时电路中的电流为
此时电阻R两端电压为
此时压敏电阻的阻值为
由表中数据可知,此时对应的压力为2N,故可知该筛选装置可将重为2N以下的苹果推出传送带。
(4)[1]要提高苹果质量筛选的标准,即应将推出传送带的苹果的重力提升到2N以上,此时R的阻值会变小,电路中的电流会变大,R0的阻值不变,由U=IR可知,A、B间的电压会增大,故要改变启动电压,使其变大。
[2]若启动电压不变,当检测点压力增大时,R的阻值变小,电流变大时,若UAB不变,由欧姆定律可知,要减小定值电阻R0的阻值,故UAB不变时,应将R0换成阻值更小的定值电阻。
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