湖南省衡阳市南岳二中2022-2023九年级上学期期末物理试卷(答案)考试试卷
2022-2023学年湖南省衡阳市南岳二中九年级(上)期末物理试卷
一、单选题(本题共12小题,每小题只有一项最符合题意,每小题3分,共36分)
1.(3分)下列现象中,能用分子热运动知识来解释的是( )
A.春天,柳絮飞扬 B.夏天,槐花飘香
C.秋天,落叶飘零 D.冬天,雪花飘飘
2.(3分)关于温度、内能、热量三者的关系,下列说法正确的是( )
A.温度高的物体,内能一定大
B.物体温度升高,一定吸收了热量
C.物体吸收了热量,温度一定升高
D.物体温度升高,内能一定增加
3.(3分)下列能用比热容解释的事实是( )
A.用力搓手后双手发热
B.吐鲁番地区昼夜温差较大
C.堆积的种子受潮升温
D.生石灰加水温度骤然升高
4.(3分)如图所示为某汽油机四个冲程的示意图,下列排列顺序正确的是( )
A.甲乙丙丁 B.乙甲丁丙 C.甲乙丁丙 D.丁乙甲丙
5.(3分)一箱汽油用掉一半后,关于它的说法下列正确的是( )
A.它的密度变为原来的一半
B.它的比热容变为原来的一半
C.它的热值变为原来的一半
D.它的质量变为原来的一半
6.(3分)一个物体接触带正电的验电器时,验电器的金属箔先合拢后又逐渐张开,则这个物体( )
A.带负电 B.带正电
C.不带电 D.带正、负电都可能
7.(3分)用一个电源,一个开关,两块电流表,两只灯泡组成如图所示的4个不同的电路,其中A1表能正确并直接测量灯L1电流的是( )
A. B.
C. D.
8.(3分)10个小灯泡串联在一起,已知某处电路的电流是100mA,则通过每个小灯泡的电流是( )
A.0.1mA B.10mA C.0.1A D.1000mA
9.(3分)在如图所示的电路中,当开关S断开时,下列说法中正确的是( )
A.电源两端电压为零 B.电灯两端电压为零
C.开关两端电压为零 D.以上说法都不正确
10.(3分)如图所示,已知电源电压为10V,电压表V1示数是7V,电压表V2示数为8V,则L1,L2,L3两端电压依次为( )
A.2V,5V,3V B.1V,6V,2V C.5V,2V,3V D.3V,2V,5V
11.(3分)根据欧姆定律可导出公式R=,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻与导体两端电压成正比
B.导体的电阻与导体中的电流成反比
C.导体的电阻与导体两端的电压成正比,又与导体中的电流成反比
D.导体的电阻与本身的材料和属性有关,与电压、电流无关
12.(3分)如图所示,R1=R2时,电源电压不变,当开关由闭合变为断开时,电流表示数( )
A.不变 B.变为原来2倍
C.变为原来的 D.无法判断
二、双选题(每小题有两项符合题意,全部选对得3分,选对但选不全得2分,选错或不选得0分,共12分)
(多选)13.(3分)下列说法中正确的是( )
A.燃料燃烧时放出的热量越多,燃料的热值越大
B.水和酒精吸收相同的热量,酒精升高的温度一定高
C.用干手器吹出的热风吹刚洗过的手,可以加快手上水的蒸发
D.花开的时候,周围的人都能闻到香味,说明分子在不停地运动
(多选)14.(3分)某同学在“探究影响电阻大小的因素”时,从实验室中选出符合要求的学生电源、滑动变阻器、电流表、开关、导线若干以及四根不同的合金丝,组成如图所示电路,合金丝的参数如表所示。下列说法正确的是( )
合金丝 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 镍铬合金丝 1.0 0.3
b 镍铬合金丝 1.0 0.1
c 镍铬合金丝 0.5 0.1
d 锰铜合金丝 0.5 0.1
A.选用a、b两根合金丝,可探究合金丝的电阻与其横截面积是否有关
B.选用a、c两根合金丝,可探究合金丝的电阻与其长度是否有关
C.选用a、d两根合金丝,可探究合金丝的电阻与其材料是否有关
D.选用b、c两根合金丝,可探究合金丝的电阻与其长度是否有关
(多选)15.(3分)如图是电阻甲和乙的I﹣U图象,小军对图象信息作出的判断,错误的是( )
A.甲电阻是定值电阻,乙的电阻是变化的
B.当乙两端电压为2.5V时,其电阻值为10Ω
C.将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的总电压为3V
D.若甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.6A
(多选)16.(3分)实验室中有质量、温度分别相等的甲、乙两金属块和一杯冷水。先将甲放入这杯冷水中,热平衡后水温升高10℃;将甲取出后,再将乙放入这杯水中,热平衡后水温又升高10℃;若不计各种热损失,则下列判断正确的是( )
A.杯中的水先后两次吸收的热量相等
B.甲、乙放出的热量相等,甲的比热容大于乙的比热容
C.甲、乙降低的温度不同,甲放出的热量多于乙放出的热量
D.甲、乙降低的温度不同,甲的温度变化大于乙的温度变化
三、作图与填空题(每小题2分,共14分)
17.(2分)火柴可以点燃,也可以擦燃,前者是用 的方式改变物体内能,后者是用 的方式改变物体内能。
18.(2分)四冲程的内燃机工作时,机械能转化为内能的是 冲程。内能转化为机械能的是 冲程。
19.(2分)热机的效率:热机工作时,用来做 的那部分能量与燃料 放出的热量之比,叫做热机的效率。
20.(2分)如图所示电路中,开关处于如图所示状态时,电灯不亮,这时的电路叫 。如果不小心把A、B用导线接在一起,则会造成 。
21.(2分)如图所示,两只电压表所用的量程不明,但已知电压表V1的示数比电压表V2的示数要小一些,则V1示数为 V;V2示数为 V.
22.(2分)定值电阻R1和R2分别标有“10Ω,0.5A”和“20Ω,1A”的字样,现将它们串联起来接到某电源两端,为了不损坏电阻,该电源电压不能超过 V;若将它们并联起来,在不损坏电阻的情况下,干路上最大电流是 A。
23.(2分)根据图1所示的实际电路,在图2的虚线框内画出电路图。
四、实验探究题(每空1分,共19分)
24.(8分)为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验,实验数据记录如表:
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃
水 60 20 6 45
食用油 60 20 6 68
(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先调整固定 的位置,再调整固定另一个的位置(选填“A”或“B”);
(2)为保证实验结论的可靠,关于实验时“应控制两套装置中相同的量”的说法中,不必要的是
A.食用油和水的质量相等 B.两套装置中的烧杯相同
C.两酒精灯的火焰大小相同 D.两酒精灯内酒精的质量相等
(3)实验中食用油和水从20℃升温至45℃, (水/食用油)所需时间较长, (水/食用油)吸收的热量较多,由此可见, (水/食用油)吸热能力较强。
(4)实验中,加热相同的时间,水吸收的热量 (大于/小于/等于)食用油吸收的热量, (水/食用油)升高的温度较多, (水/食用油)吸热能力较强。
25.(3分)如图所示,甲、乙、丙三位同学使用电流表出现了错误。请你指出来。
甲: ;
乙: ;
丙: 。
26.(8分)小方用伏安法测小灯泡的电阻:
(1)在图甲中,电压表应与灯泡 联连接。
(2)在闭合开关之前,图中滑动变阻器的滑片应放在 端(选填“左”或“右”)。
(3)小方检查电路连接正确无误,闭合开关S,发现灯不发光,电流表有示数,电压表示数为0。若电路中只有一处故障,且电源、开关S、电流表、电压表均无故障。请你判断电路出现的故障可能是: 。
实验次数 电压(V) 电流(A)
1 1.0 0.22
2 2.0 0.30
3 3.0 0.34
(4)排除电路故障后,小方某次测量时电压表和电流表的示数如图乙,则电压表的示数为 V,电流表的示数为 A,灯泡的电阻RL= Ω。
(5)小明用相同的灯泡测得3组数据记录在表中:小明通过数据分析后,发现小灯泡的电阻是 的。
这是因为导体的电阻除了跟材料、长度、横截面积有关,还跟 有关。
五、综合应用题(请写出必要的文字说明和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,。第26题5分,第27题5分,第28题9分,共19分)
27.(5分)小华尝试估测该热水器的热效率,以核对铭牌上的数值是否准确。他把家里的自动洗衣机的“水量”设置为40L,用热水器输出的热水注入洗衣机,当注入水的体积达到40L时洗衣机便会自动停止注水。再从热水器放出的水就是凉的了。已知当时自来水的温度是15℃,热水器输出的热水的温度为40℃,注水前天然气表的示数是2365.89m3,注水后变为2366.05m3。天然气的热值为3.2×107J/m3,水的密度ρ=1×103kg/m3。求:
(1)这些天然气完全燃烧产生的热量;
(2)所加热的水的质量;
(3)这些水吸收的热量;
(4)热水器的热效率。
28.(5分)如图所示的电路中,电源电压若保持不变。R1=4Ω,R3=6Ω。
(1)如果开关K1、K2都断开时,电流表示数为0.6A,那么电源电压多大?
(2)如果开关K1、K2都闭合时,电流表示数为2A,那么R2的阻值是多大?
29.(9分)某科技小组的同学设计了一种简易的电子拉力计,图甲是其原理图。放在水平地面上的物体A通过轻质弹簧与拉环相连。弹簧上端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R2接触良好且不计摩擦).已知物体A的质量100kg,定值电阻R1为6Ω,R2是一根长为6cm的均匀电阻线(阻值与其长度成正比),其最大阻值为24Ω,电源电压为6V.电流表的量程为0~0.6A.当不拉拉环时,金属滑片P刚好处于a端。已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受竖直向上的拉力F间的关系如图乙所示,问:
(1)当不拉拉环时电流表示数是多少?
(2)闭合开关,当电流表示数为0.6A时,R2接入电路中的电阻为多少?
(3)在保证电路安全的条件下,物块A对地面的最小的压力是多少?
2022-2023学年湖南省衡阳市南岳二中九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单选题(本题共12小题,每小题只有一项最符合题意,每小题3分,共36分)
1.(3分)下列现象中,能用分子热运动知识来解释的是( )
A.春天,柳絮飞扬 B.夏天,槐花飘香
C.秋天,落叶飘零 D.冬天,雪花飘飘
【分析】(1)物质是由分子组成的,分子很小,是人的肉眼看不到的;
(2)组成物质的分子在不停地做无规则运动,称为扩散现象,固体、液体、气体分子都可以扩散。
【解答】解:(1)柳絮飞扬,落叶飘零、雪花漫天都是宏观物体的机械运动,不是分子的运动,分子运动是肉眼看不见的,故ACD选项错误;
(2)槐花飘香是气体分子的运动,属于扩散现象。故B正确。
故选:B。
【点评】本题主要考查学生对分子运动和物质运动的区别的了解和掌握,要把握住“分子运动是肉眼看不见的”这个前提,是一道基础题。
2.(3分)关于温度、内能、热量三者的关系,下列说法正确的是( )
A.温度高的物体,内能一定大
B.物体温度升高,一定吸收了热量
C.物体吸收了热量,温度一定升高
D.物体温度升高,内能一定增加
【分析】要解答本题需掌握温度、内能与热量三者之间的关系以及晶体在熔化过程中,虽然吸热,但温度保持不变。
【解答】解:A、温度是影响内能大小的一个因素,但不是唯一因素,所以温度高的物体内能不一定大。故A不正确;
B、改变物体内能的方法有两种:做功和热传递,且二者是等效的,所以物体温度升高不一定是吸收了热量。故B不正确;
C、物体吸收热量内能增加,但温度不一定升高,比如:晶体在熔化过程中虽然吸热,但温度保持不变。故C不正确;
D、物体温度升高,分子运动加剧,分子动能增加,分子动能和分子势能总和为物体内能。故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查的是学生对影响物体内能大小的因素的理解以及内能、温度与热量三者之间的关系的掌握,是中考的热点。
3.(3分)下列能用比热容解释的事实是( )
A.用力搓手后双手发热
B.吐鲁番地区昼夜温差较大
C.堆积的种子受潮升温
D.生石灰加水温度骤然升高
【分析】比热容是指单位质量的某种物质温度升高1℃时吸收热量的多少,体现了物质的吸放热能力的强弱,据此来对选项中的描述进行分析。
【解答】解:A、搓手发热是做功使物体内能增加的过程,与比热容无关;
B、内陆地区昼夜温差大,是砂石比热容太小的缘故,即同样吸放热时,砂石的温度变化明显,与比热容有关;
CD、堆积的种子受潮升温,生石灰加水温度骤然升高,两项都是发生生物化学反应的缘故,与比热容无直接关系。
故选:B。
【点评】本题考查了比热容的特点的应用,应用所学知识,解释了实际问题,体现了新课标的要求,属于中考热点问题。
4.(3分)如图所示为某汽油机四个冲程的示意图,下列排列顺序正确的是( )
A.甲乙丙丁 B.乙甲丁丙 C.甲乙丁丙 D.丁乙甲丙
【分析】解决此题要知道内燃机的四个冲程按照顺序有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;
判断冲程可用口诀:“先看气门开关情,再看活塞上下行;开下吸气开上排,关上压缩关下功;”其中,气阀门都关闭谓之关,只有一个气阀门打开谓之开。
【解答】解:甲图中的进气门打开,活塞下行,故是吸气冲程;
乙图中的气门关闭,活塞上行,故是压缩冲程;
丙图中的排气门打开,活塞上行,是排气冲程;
丁图中的气门关闭,活塞下行,火花塞打火,故是做功冲程;
故排列顺序是甲、乙、丁、丙;
故选:C。
【点评】解决此类问题要结合内燃机的四个冲程特点进行判断分析,有些情况可以利用排除法进行分析解答。
5.(3分)一箱汽油用掉一半后,关于它的说法下列正确的是( )
A.它的密度变为原来的一半
B.它的比热容变为原来的一半
C.它的热值变为原来的一半
D.它的质量变为原来的一半
【分析】(1)同种物质的密度是相同的;(2)同种物质的比热容是相同的;(3)同种物质完全燃烧时热值也是相同的;(4)质量是物质的一种属性,它与物质的多少有关。
【解答】解:A、一箱汽油用掉一半后,它的密度不变;所以A错误;
B、一箱汽油用掉一半后,它的比热容和原来一样;所以B错误;
C、一箱汽油用掉一半后,它的热值与原来的一样;所以C错误;
D、一箱汽油用掉一半后,汽油这种物质变为原来的一半,它的质量变为原来的一半;所以D正确。
故选:D。
【点评】物质有很多特性,学习物理过程中一定要熟记,如质量的特性、密度的特性,运用这些知识解释实际问题。
6.(3分)一个物体接触带正电的验电器时,验电器的金属箔先合拢后又逐渐张开,则这个物体( )
A.带负电 B.带正电
C.不带电 D.带正、负电都可能
【分析】(1)验电器利用同种电荷互相排斥的原理,当用带电体接触验电器的金属球时,就有一部分电荷转移到验电器的金属箔片上,这两片金属箔由于带同种电荷互相排斥而张开。
(2)正、负电荷接触时会发生中和现象。
【解答】解:因验电器的金属球带正电,验电器的金属箔先闭合,说明物体带的是负电,验电器的正电荷与物体带的负电荷发生中和现象,后又张开是因为物体带的负电荷有多余的传导给了验电器,验电器的金属箔因带同种电荷而张开。
故选:A。
【点评】本题主要考查了正、负两种电荷和验电器用途、原理及其使用特点的了解,知道正、负电荷会发生中和现象是解题的关键。
7.(3分)用一个电源,一个开关,两块电流表,两只灯泡组成如图所示的4个不同的电路,其中A1表能正确并直接测量灯L1电流的是( )
A. B.
C. D.
【分析】电流表应与被测电路串联,电流从正接线柱流入,负接线柱流出,根据电路图,分析电路结构,然后答题。
【解答】解:A.图中A1测干路总电流,故A不符合题意;
B.图中A1与L1并联,会造成整个电路短路,故B不符合题意;
C.图中两灯并联,A1测L1的电流,A2测L2的电流,故C符合题意;
D.图中A1与L1在一条支路中,但正负接线柱接反,无法正确使用,故D不正确,不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了电流表的使用方法,分析清楚电路图是正确解题的关键;要注意电流表的正确使用方法是:用前校零,串联接入,正进负出,选择量程要快速试触,禁接电源。
8.(3分)10个小灯泡串联在一起,已知某处电路的电流是100mA,则通过每个小灯泡的电流是( )
A.0.1mA B.10mA C.0.1A D.1000mA
【分析】(1)串联电路电流特点:流过串联电路各电路元件的电流相等;
(2)根据电流单位间的换算关系进行计算,1mA=10﹣3A。
【解答】解:电路某处的电流为100mA,由于灯泡串联在电路中,
则流过每个灯泡的电流I=100mA=100×10﹣3A=0.1A。
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路的电流特点、电流单位间的换算,是一道基础题。
9.(3分)在如图所示的电路中,当开关S断开时,下列说法中正确的是( )
A.电源两端电压为零 B.电灯两端电压为零
C.开关两端电压为零 D.以上说法都不正确
【分析】此题要求判断的是断开的电路中,各元件两端的电压大小,那么就要根据电压的定义来判断。就像水管两端必须有压力差(水压),水才能在水管中流动一样,电路两端也必须有压力差(电位差)才会存在电压。
【解答】解:A、电源是提供电压的装置,故电源两端有电压,故A错误;
B、电灯的右端与电源的正极相连,电灯的左端处于断路,因此两端不存在电位差,因此灯泡两端的电压为0,故B正确;
C、开关的左端与电源的负极相连,右端与电源的正极相连,两端存在电位差,因此开关两端有电压,故C错误;
D、由上面的分析可知,D的结论是错误的。
故选:B。
【点评】本题考查了电压与电流的关系,得到电流必须有电压,但有电压不一定有电流。
10.(3分)如图所示,已知电源电压为10V,电压表V1示数是7V,电压表V2示数为8V,则L1,L2,L3两端电压依次为( )
A.2V,5V,3V B.1V,6V,2V C.5V,2V,3V D.3V,2V,5V
【分析】由电路图可知,三灯泡串联,电压表V1测灯泡L1和L2两端的电压之和,电压表V2灯泡L2和L3两端的电压之和,根据串联电路的电压特点和电压表的示数求出三灯泡两端的电压。
【解答】解:由电路图可知,三灯泡串联,电压表V1测灯泡L1和L2两端的电压之和,电压表V2灯泡L2和L3两端的电压之和,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,则:
U1+U2+U3=10V﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U1+U2=7V﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
U2+U3=8V﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,
由①②可得,U3=3V,
由①③可得,U1=2V,
则U2=7V﹣U1=7V﹣2V=5V。
即L1、L2、L3两端电压分别为2V、5V、3V。
故选:A。
【点评】本题考查了并联电路的电压特点的应用,关键是电压表所测电路元件的判断。
11.(3分)根据欧姆定律可导出公式R=,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻与导体两端电压成正比
B.导体的电阻与导体中的电流成反比
C.导体的电阻与导体两端的电压成正比,又与导体中的电流成反比
D.导体的电阻与本身的材料和属性有关,与电压、电流无关
【分析】导体电阻可由导体两端的电压值与流过导体的电流值的比值求得,但是导体电阻是导体本身的一种性质,与流过的电流和两端的电压无关。
【解答】解:导体电阻是导体本身的一种性质,与通过导体的电流及导体两端的电压无关,故A、B、C错误,D正确;
故选:D。
【点评】我们根据比值定义法定义了电阻,但是电阻是由导体本身的性质决定的,与通过它的电流及两端的电压是无关的,在学习中要注意体会和理解。
12.(3分)如图所示,R1=R2时,电源电压不变,当开关由闭合变为断开时,电流表示数( )
A.不变 B.变为原来2倍
C.变为原来的 D.无法判断
【分析】根据欧姆定律I=和并联电路的电压特点﹣﹣并联电路两端的电压都相等,来判断电路中的电流是否发生变化。
【解答】解:(1)开关闭合时,两电阻并联,定值电阻R1两端的电压等于电源电压U,电流表测量的是R1两端的电压,故电流表的示数为I1=;
(2)开关断开时,电路中只有定值电阻R1一个,定值电阻R1两端的电压等于电源电压U,电流表测量的是R1两端的电压,故电流表的示数为I1=。
所以开关由闭合到断开时,电流表的示数不变。
故选:A。
【点评】此题主要考查的是并联电路的电压特点和欧姆定律公式I=的熟练应用。中考常见题型,难度不大。
二、双选题(每小题有两项符合题意,全部选对得3分,选对但选不全得2分,选错或不选得0分,共12分)
(多选)13.(3分)下列说法中正确的是( )
A.燃料燃烧时放出的热量越多,燃料的热值越大
B.水和酒精吸收相同的热量,酒精升高的温度一定高
C.用干手器吹出的热风吹刚洗过的手,可以加快手上水的蒸发
D.花开的时候,周围的人都能闻到香味,说明分子在不停地运动
【分析】(1)1kg某种燃料完全燃烧放出的能量,叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度、放热多少等因素无关;
(2)质量相同,吸收的热量又相等,根据吸收热量的公式Q=Cm△t,判断温度变化量;
(3)影响蒸发的因素:温度、表面积、空气流动速度等;
(4)固体、液体、气体间都可以发生扩散现象,扩散现象表明分子是不停地进行无规则运动的。
【解答】解:
A、热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与质量多少、燃烧情况、放热多少等因素无关,故A错误;
B、若水和酒精的质量相同,吸收相等的热量,根据△t=,由于酒精的比热容小,所以酒精温度升高一定多,但题中不知道水和酒精的质量关系,则不能确定哪一个温度升高的多,故B错误;
C、用干手器吹出的热风吹刚洗过的手,因为热风的温度不但高,而且空气流动速度快,所以可以加快手上水的蒸发,故C正确;
D、花开的时候,周围的人都能闻到香味,这是扩散现象,说明分子在不停地运动,故D正确。
故选:CD。
【点评】本题考查了学生对热值概念的了解与掌握、分子动理论和比热容等知识象,注意正确理解分子的大小、分子之间的引力和斥力。
(多选)14.(3分)某同学在“探究影响电阻大小的因素”时,从实验室中选出符合要求的学生电源、滑动变阻器、电流表、开关、导线若干以及四根不同的合金丝,组成如图所示电路,合金丝的参数如表所示。下列说法正确的是( )
合金丝 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 镍铬合金丝 1.0 0.3
b 镍铬合金丝 1.0 0.1
c 镍铬合金丝 0.5 0.1
d 锰铜合金丝 0.5 0.1
A.选用a、b两根合金丝,可探究合金丝的电阻与其横截面积是否有关
B.选用a、c两根合金丝,可探究合金丝的电阻与其长度是否有关
C.选用a、d两根合金丝,可探究合金丝的电阻与其材料是否有关
D.选用b、c两根合金丝,可探究合金丝的电阻与其长度是否有关
【分析】影响电阻大小的因素是:材料、长度、横截面积、温度,在比较两根导线电阻大小关系时,一定要在其他三个因素都相同的情况下,通过比较其中的某一个因素,才能比较出两根电阻的大小关系,否则是很难比较出来的。
【解答】解:A、根据表格可知,a、b的材料和长度相同,而横截面积不同,所以可探究合金丝的电阻与其横截面积是否有关,故A正确;
B、根据表格可知,a、c的材料相同,但长度和横截面积都不同,所以不可以探究合金丝的电阻与其长度是否有关,故B错误;
C、根据表格可知,a、d的材料不同,长度和横截面积都不同,所以不可以探究合金丝的电阻与其材料是否有关,故C错误;
D、根据表格可知,b、c的材料和横截面积相同,而长度不同,所以可探究合金丝的电阻与其长度是否有关,故D正确。
故选:AD。
【点评】本题主要考查了用控制变量法探究影响电阻大小的因素,是一道好题。
(多选)15.(3分)如图是电阻甲和乙的I﹣U图象,小军对图象信息作出的判断,错误的是( )
A.甲电阻是定值电阻,乙的电阻是变化的
B.当乙两端电压为2.5V时,其电阻值为10Ω
C.将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的总电压为3V
D.若甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.6A
【分析】(1)根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,据此分析图象甲乙电阻的变化;
(2)根据图象读出乙两端电压为2.5V时对应的电流,根据欧姆定律求出乙的阻值;
(3)将甲和乙串联,当电流为0.3A时,通过甲、乙的电流相等,根据图象读出对应的电压,然后利用串联电路的电压特点求出它们两端的电压;
(4)若甲和乙并联,若电压为1V,它们两端的电压均为1V,根据图象读出通过的电流,再根据并联电路的电流特点得出干路电流。
【解答】解:A、由图象可知,甲对应的电流与电压成正比,而乙对应的电流与电压不成正比,根据欧姆定律可知甲为定值电阻,乙电阻的阻值变化,故A正确;
B、由图象可知,当乙两端电压为2.5V时,通过乙的电流为0.5A,由I=可得,R乙===5Ω,故B错误;
C、将甲和乙串联,若电流为0.3A,则通过甲、乙的电流均为0.3A,由图象可知,U甲=1.5V,U乙=0.5V,
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,电源的电压U=U甲+U乙=1.5V+0.5V=2V,故C错误;
D.将甲和乙并联,若电压为1V,则两灯泡两端的电压均为1V,由图象可知,I甲=0.2A,I乙=0.4A,
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流I=I甲+I乙=0.2A+0.4A=0.6A,故D正确。
故选:BC。
【点评】本题考查了串联电路的电流特点和并联电路的电压特点以及欧姆定律的灵活运用,关键是根据图象得出相关的信息。
(多选)16.(3分)实验室中有质量、温度分别相等的甲、乙两金属块和一杯冷水。先将甲放入这杯冷水中,热平衡后水温升高10℃;将甲取出后,再将乙放入这杯水中,热平衡后水温又升高10℃;若不计各种热损失,则下列判断正确的是( )
A.杯中的水先后两次吸收的热量相等
B.甲、乙放出的热量相等,甲的比热容大于乙的比热容
C.甲、乙降低的温度不同,甲放出的热量多于乙放出的热量
D.甲、乙降低的温度不同,甲的温度变化大于乙的温度变化
【分析】甲、乙两金属块,先后投入到同一杯水中,甲、乙两金属块放出热量、温度降低,水吸收热量、温度升高;
由题知,两次水升高的温度相同,也就是水吸收的热量相同,因为不计热量损失,由热平衡方程可知,甲、乙两金属块放出的热量相同;
而甲、乙两金属块的质量相等、初温相同,经放热后,甲金属块比乙多降低了10℃,甲金属块的末温比乙的末温低;
由上述分析可知,质量相同的甲、乙两金属块,放出相同的热量,甲降低的温度多,所以甲金属的比热容比乙的小。
【解答】解:先后将甲、乙两金属块投入到同一杯水中,水升高的温度相同,水吸收的热量相同,故A正确;
∵不计热量损失,
∴Q吸=Q放,
∴甲、乙两金属块放出的热量相同;
由题知,将甲取出后,再将乙放入这杯水中,热平衡后水温又升高,即甲金属块降低的温度多;
由上述分析可知,质量相同的甲、乙两金属块,放出相同的热量,甲金属块降低的温度多,所以甲的比热容小,故BC错、D正确。
故选:AD。
【点评】本题考查了比热容的概念、热平衡方程、热量公式,能确定甲、乙两金属块的末温关系是本题的关键。
三、作图与填空题(每小题2分,共14分)
17.(2分)火柴可以点燃,也可以擦燃,前者是用 热传递 的方式改变物体内能,后者是用 做功 的方式改变物体内能。
【分析】改变内能的方式有做功和热传递。其中做功改变物体内能的实质是能量的转化,热传递改变物体内能的方式是能量的转移。它们在改变物体的内能上是等效的。
【解答】解:放在火上点燃是将火柴从温度高的地方来获得内能,由温度差引起了内能的改变,故是通过热传递来改变物体内能的;
火柴可以擦燃是通过克服摩擦做功来改变物体内能的。
故答案为:热传递;做功。
【点评】解答此类题时关键是明确:改变内能的方式是做功和热传递。做功的实质是能量的转化(主要是通过摩擦、敲打、弯折、压缩等方式)、热传递的实质是能量的转移(主要是由温度差引起的)。
18.(2分)四冲程的内燃机工作时,机械能转化为内能的是 压缩 冲程。内能转化为机械能的是 做功 冲程。
【分析】汽油机的四个冲程中压缩冲程是外界对物体做功,将机械能转化为内能;做功冲程是高温高压的燃气对外界做功,将内能转化为机械能。
【解答】解:
四冲程内燃机的四个冲程依次是:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;其中做功冲程是把内能转化为机械能;压缩冲程是把机械能转化为内能。
故答案为:压缩;做功。
【点评】此题主要考查的是学生对内燃机的工作原理、能量转化情况的理解和掌握,基础性题目。
19.(2分)热机的效率:热机工作时,用来做 有用功 的那部分能量与燃料 完全燃烧 放出的热量之比,叫做热机的效率。
【分析】用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释放出的能量之比叫热机的效率。
【解答】解:
热机的效率:热机工作时,用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比,叫做热机的效率。
故答案为:有用功;完全燃烧。
【点评】记忆热机效率的定义可结合生活实例,要理解哪些是有效的能量,哪些是总能量,热机效率总小于1。
20.(2分)如图所示电路中,开关处于如图所示状态时,电灯不亮,这时的电路叫 断路 。如果不小心把A、B用导线接在一起,则会造成 短路 。
【分析】连接电路时,开关处于断开状态,此时的电路叫断路;处处连通的电路叫通路;将导线直接将电源两极连接起来的电路叫短路。
【解答】解:如图所示电路中,开关处于如图所示状态时,电灯不亮,此时电路中没有电流,因此电灯不亮,这时的电路叫断路;
如果不小心把A、B两接线柱用导线接在一起,则电源两极被导线连在一起,形成短路,可能把电源烧坏,这是绝对不允许的。
故答案为:断路;短路。
【点评】本题考查连接电路的注意事项以及电路的三种状态,属于基础题。
21.(2分)如图所示,两只电压表所用的量程不明,但已知电压表V1的示数比电压表V2的示数要小一些,则V1示数为 1.8 V;V2示数为 2.5 V.
【分析】(1)因为电压表V1的指针比电压表V2的指针偏转大,但是电压表V1的示数比电压表V2的示数要小一些,两个电压表一定不采用同一个量程,而是电压表V1选择了0~3V量程,电压表V2选择了0~15V量程。
(2)电压表的读数:确定使用的量程,确定每一个大格和每一个小格各代表多少。
【解答】解:因为电压表V1的指针比电压表V2的指针偏转大,但是电压表V1的示数比电压表V2的示数要小一些,两个电压表一定不采用同一个量程,而是电压表V1选择了0~3V量程,电压表V2选择了0~15V量程。
电压表V1使用的0~3V量程,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,电压为1.8V。
电压表V2使用的0~15V量程,每一个大格代表5V,每一个小格代表0.5V,电压为2.5V。
故答案为:1.8;2.5。
【点评】掌握电压表正确使用、电压表量程的选择、电压表的正确读数等。
22.(2分)定值电阻R1和R2分别标有“10Ω,0.5A”和“20Ω,1A”的字样,现将它们串联起来接到某电源两端,为了不损坏电阻,该电源电压不能超过 15 V;若将它们并联起来,在不损坏电阻的情况下,干路上最大电流是 0.75 A。
【分析】(1)已知两电阻的阻值和允许通过的最大电流,两个电阻串联时各处的电流相等,为保证电路安全,流过电路的电流应取较小的最大允许通过的电流,然后根据电阻的串联特点和欧姆定律求出两端所加的最大电压;
(2)根据欧姆定律求出两电阻两端允许所加的最大电压,根据并联电路的电压特点可知,两电阻并联时,允许加的最大电压是两者较小的一个,再根据欧姆定律求出各支路的电流,利用并联电路的电流特点求出干路的最大电流。
【解答】解:(1)两电阻串联时,
因电路中各处的电流相等,
所以,为使两电阻都不烧坏,电路中的最大电流为0.5A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,根据I=可得,电源电压最大:
U=I串(R1+R2)=0.5A×(10Ω+20Ω)=15V;
(2)根据欧姆定律可得,两电阻两端允许加的最大电压:
U1=I1R1=0.5A×10Ω=5V,U2=I2R2=1A×20Ω=20V,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,为使两电阻都不烧坏,电路两端允许加的最大电压是5V;
此时通过R1电阻的电流0.5A不变,
通过R2电阻的电流:
I2′===0.25A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路的最大电流:
I=I1+I2′=0.5A+0.25A=0.75A。
故答案为:15;0.75。
【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律的应用,关键是知道两电阻并联时两端允许加的最大电压是两者最大允许所加电压的最小值,两电阻串联时电路中的最大电流为两者最大允许通过电流的较小值。
23.(2分)根据图1所示的实际电路,在图2的虚线框内画出电路图。
【分析】从实物图中可以看出两灯泡串联连接,根据实物图用各元件符号表示即可。
【解答】解:从电源正极出发,依次经过两个灯泡和开关,然后回到电源负极即可,如图所示:
【点评】本题考查根据实物图画电路图的能力,能正确识别电路的连接方式是画电路图的前提。
四、实验探究题(每空1分,共19分)
24.(8分)为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验,实验数据记录如表:
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃
水 60 20 6 45
食用油 60 20 6 68
(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先调整固定 B 的位置,再调整固定另一个的位置(选填“A”或“B”);
(2)为保证实验结论的可靠,关于实验时“应控制两套装置中相同的量”的说法中,不必要的是 D
A.食用油和水的质量相等 B.两套装置中的烧杯相同
C.两酒精灯的火焰大小相同 D.两酒精灯内酒精的质量相等
(3)实验中食用油和水从20℃升温至45℃, 水 (水/食用油)所需时间较长, 水 (水/食用油)吸收的热量较多,由此可见, 水 (水/食用油)吸热能力较强。
(4)实验中,加热相同的时间,水吸收的热量 等于 (大于/小于/等于)食用油吸收的热量, 食用油 (水/食用油)升高的温度较多, 水 (水/食用油)吸热能力较强。
【分析】(1)为了保证用酒精灯外焰给烧杯加热,同时为了保证温度计能完全浸在水中,且不能碰到容器壁,应先固定下边装置,再固定上边;
(2)探究两种液体的吸热能力时,需要控制水的质量和水的初温相同,并且酒精灯的火焰大小也要相同;
(3)升高相同的温度,比热容越大,吸收热量越多,加热时间越长;
(4)加热时间相同,吸热相同,比热容小的温度变化较大。
【解答】(1)在安装、调整如图(甲)的实验器材时,应先固定B,再调整固定A,因为底部的距离应是固定的,而上部可以根据下部的情况进行灵活调节;
(2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有:酒精灯中火焰的大小、水和食用油(ρ水>ρ食用油)的质量和初温度、烧杯等,酒精灯中的酒精多少不一定相同,D错误;
(3)食用油和水从20℃升温至45℃,水所需时间较长,说明水吸收的热量较多,由此可见,水吸热能力较强。
(4)加热相同的时间,水吸收的热量等于食用油吸收的热量,食用油升高的温度较多,说明水吸热能力较强。
故答案为:(1)B;(2)D;(3)水;水;水;(4)等于;食用油;水。
【点评】本题考查的是比较物质吸热能力的方法,考查了学生对试验的操作能力,以及对于实验数据的分析能力,实验中常常采用控制变量法,要学会熟练运用。
25.(3分)如图所示,甲、乙、丙三位同学使用电流表出现了错误。请你指出来。
甲: 电流表的正负接线柱接反了 ;
乙: 电流表量程选择过大 ;
丙: 电流表量程选择过小 。
【分析】电流表的正负接线柱接反会导致指针反偏;电流表的量程选择过大会使指针偏转角度过小;电流表的量程选择过小,会使指针超出测量范围,不仅读不出数据,甚至可能损坏电表。
【解答】解:图甲中,电流表的指针反偏,说明电流表的正负接线柱接反了;
图乙中,电流表的指针偏转角度过小,说明电流表量程选择过大;
图丙中,电流表的指针偏转角度超出测量范围,说明电流表量程选择过小。
故答案为:电流表的正负接线柱接反了;电流表量程选择过大;电流表量程选择过小。
【点评】本题考查电流表的使用,属于基础性内容,难度不大。
26.(8分)小方用伏安法测小灯泡的电阻:
(1)在图甲中,电压表应与灯泡 并 联连接。
(2)在闭合开关之前,图中滑动变阻器的滑片应放在 左 端(选填“左”或“右”)。
(3)小方检查电路连接正确无误,闭合开关S,发现灯不发光,电流表有示数,电压表示数为0。若电路中只有一处故障,且电源、开关S、电流表、电压表均无故障。请你判断电路出现的故障可能是: 小灯泡短路 。
实验次数 电压(V) 电流(A)
1 1.0 0.22
2 2.0 0.30
3 3.0 0.34
(4)排除电路故障后,小方某次测量时电压表和电流表的示数如图乙,则电压表的示数为 2.2 V,电流表的示数为 0.2 A,灯泡的电阻RL= 11 Ω。
(5)小明用相同的灯泡测得3组数据记录在表中:小明通过数据分析后,发现小灯泡的电阻是 不同 的。
这是因为导体的电阻除了跟材料、长度、横截面积有关,还跟 温度 有关。
【分析】(1)电压表与被测用电器并联;
(2)闭合开关前,滑动变阻器应该调节到阻值最大;
(3)闭合开关S,发现小灯泡不发光,电压表示数均为零,电流表有示数,说明电路一定存在短路故障;
(4)电压表和电流表的读数:首先确定量程和分度值,然后根据指针位置读数;根据I=求出灯泡的电阻;
(5)灯丝的电阻随温度的升高而增大。
【解答】解:(1)在图甲中,电压表应与灯泡并联连接;
(2)在闭合开关之前,滑动变阻器应该调节到阻值最大,图中滑动变阻器的滑片应放在左端;
(3)电路连接正确无误,闭合开关S,发现灯不发光,且电压表示数为零,电流表有示数,电路中一定有短路,且电源、开关S、电流表、电压表均无故障,所以故障可能是小灯泡短路;
(4)如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数是2.2V,即小灯泡两端的电压为2.2V;电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A,即通过小灯泡的电流为0.2A;则小灯泡的电阻为:RL==11Ω。
(5)由表中数据可知,,即小灯泡的电阻是不同的,这是因为导体的电阻除了跟材料、长度、横截面积有关,还跟温度有关。
故答案为:(1)并;(2)左;(3)小灯泡短路;(4)2.2;0.2;11;(5)不同;温度。
【点评】本题考查了连接实物电路图、电路故障分析、电表读数、电阻的计算、实验现象分析。
五、综合应用题(请写出必要的文字说明和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,。第26题5分,第27题5分,第28题9分,共19分)
27.(5分)小华尝试估测该热水器的热效率,以核对铭牌上的数值是否准确。他把家里的自动洗衣机的“水量”设置为40L,用热水器输出的热水注入洗衣机,当注入水的体积达到40L时洗衣机便会自动停止注水。再从热水器放出的水就是凉的了。已知当时自来水的温度是15℃,热水器输出的热水的温度为40℃,注水前天然气表的示数是2365.89m3,注水后变为2366.05m3。天然气的热值为3.2×107J/m3,水的密度ρ=1×103kg/m3。求:
(1)这些天然气完全燃烧产生的热量;
(2)所加热的水的质量;
(3)这些水吸收的热量;
(4)热水器的热效率。
【分析】(1)求出消耗天然气的体积,利用Q放=Vq求天然气完全燃烧放出的热量;
(2)水的体积和密度已知,利用密度公式得到水的质量;
(3)知道水的质量、比热容、初温和末温,利用Q吸=cm(t﹣t0)求水吸收的热量;
(4)该热水器的热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)消耗天然气的体积:
V气=2366.05m3﹣2365.89m3=0.16m3,
天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=V气q=0.16m3×3.2×107J/m3=5.12×106J;
(2)水的体积V水=40L=40dm3=0.04m3,
由ρ=可得,水的质量:m=ρV水=1.0×103kg/m3×0.04m3=40kg;
(3)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×40kg×(40℃﹣15℃)=4.2×106J;
(4)该热水器的热效率:
η=×100%=×100%≈82%。
答:(1)这些天然气完全燃烧产生的热量为5.12×106J;
(2)所加热的水的质量为40kg;
(3)这些水吸收的热量为4.2×106J;
(4)热水器的热效率约为82%。
【点评】本题为热量的综合计算题,考查了学生对燃料完全燃烧放热公式、吸热公式、热效率公式的理解和灵活运用,属于中档题。
28.(5分)如图所示的电路中,电源电压若保持不变。R1=4Ω,R3=6Ω。
(1)如果开关K1、K2都断开时,电流表示数为0.6A,那么电源电压多大?
(2)如果开关K1、K2都闭合时,电流表示数为2A,那么R2的阻值是多大?
【分析】(1)当开关K1、K2都断开时,R2被断路,R1与R3串联,电流表测量的是整个电路中的电流,已知电阻R1和R3的阻值,则由欧姆定律可得出电源电压。
(2)当开关开关K1、K2都闭合时,R3被短路,R1与R2并联,电流表测量的是干路中的总电流,已知电源电压和R1的阻值,由欧姆定律可求得流过R1的电流,再由并联电路的电流特点可求得流过R2的电流,最后利用公式R=可求得R2的阻值。
【解答】解:
(1)当开关K1、K2都断开时,电阻R1与R3串联,电流表测量的是整个电路中的电流I=0.6A,
此时电路中的总电阻为:R=R1+R3=4Ω+6Ω=10Ω,
则电源电压为:U=IR=0.6A×10Ω=6V。
答:电源电压为6V。
(2)当开关开关K1、K2都闭合时,R3短路,R1与R2并联,
则两电阻两端的电压均为6V,由欧姆定律得:
通过R1中的电流为:I1===1.5A,
而干路中的总电流为I并=2A,
则通过R2的电流为:I2=I并﹣I1=2A﹣1.5A=0.5A,
所以,R2的阻值为:R2===12Ω。
答:R2的阻值是12Ω。
【点评】本题主要考查欧姆定律的理解和应用。解题时首先要看清电路及其变化,然后运用欧姆定律和串、并联电路特点求解。
29.(9分)某科技小组的同学设计了一种简易的电子拉力计,图甲是其原理图。放在水平地面上的物体A通过轻质弹簧与拉环相连。弹簧上端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R2接触良好且不计摩擦).已知物体A的质量100kg,定值电阻R1为6Ω,R2是一根长为6cm的均匀电阻线(阻值与其长度成正比),其最大阻值为24Ω,电源电压为6V.电流表的量程为0~0.6A.当不拉拉环时,金属滑片P刚好处于a端。已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受竖直向上的拉力F间的关系如图乙所示,问:
(1)当不拉拉环时电流表示数是多少?
(2)闭合开关,当电流表示数为0.6A时,R2接入电路中的电阻为多少?
(3)在保证电路安全的条件下,物块A对地面的最小的压力是多少?
【分析】(1)R1与R2串联,已知电源电压和R1的阻值;当不拉拉环时,R2接入电路的阻值最大,根据串联电路电阻的特点求出总电阻;再利用欧姆定律求出此时电路中的电流;
(2)已知电源电压和电路中的最大电流,根据R=求出电路中的总电阻,再根据串联电路电阻的特点求出R2接入电路中的电阻值;
(3)为保证电路的安全,则电路中最大电流不能超过0.6A,当电流为0.6A时,拉环上拉力最大;由第(2)问知R2'=4Ω,又R2的阻值与长成正比,故求出此时连入电路中电阻线的长度,并求出弹簧伸长的长度△l,从乙图中读出对应拉力F的大小。
【解答】解:(1)当不拉拉环时,R1与R2串联,R2=24Ω,则总电阻R=R1+R2=6Ω+24Ω=30Ω,
所以电路中电流I===0.2A,即电流表示数为0.2A。
(2)闭合开关,拉动拉环,当电流表示数为0.6A时,由欧姆定律得
总电阻R'===10Ω,
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得:
R2接入电路的电阻R2'=R'﹣R1=10Ω﹣6Ω=4Ω;
(3)由题意要保证电路的安全,则电路中最大电流不能超过0.6A,当电流为0.6A时,拉环上拉力最大。
由第(2)问知R2'=4Ω;又因为R2的阻值与其长度成正比,所以此时连入电路中的电阻线长度为l=1cm,则弹簧伸长的长度△l=l0﹣l=6cm﹣1cm=5cm;
据乙图知,此时拉环拉力最大为Fmax=750N。
物体A的受重力G、支持力FN和拉环拉力F拉,如图所示:
则由平衡知识得:F拉+FN=G,
当F拉=Fmax时,地面对A的支持力FN最小,其值为:
FN=G﹣Fmax=mg﹣Fmax=100kg×10N/kg﹣750N=250N。
由作用力与反作用力大小相等可得,物块A对地面的最小的压力F压=FN=250N。
答:(1)当不拉拉环时电流表示数是0.2A;
(2)闭合开关,当电流表示数为0.6A时,R2接入电路中的电阻为4Ω;
(3)在保证电路安全的条件下,物块A对地面的最小的压力是250N。
【点评】本题既考欧姆定律计算公式的应用、电路的识别以及应用电学知识解决简单问题的能力,又考查物体的受力分析以及应用平衡力和相互作用力计算力的大小。
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