广东省佛山市顺德区北滘镇君兰中学2024-2025学年九年级上学期期中考试物理试题
1.(2024九上·顺德期中)铅笔是我们常用的文具。如图所示是铅笔各组成部分,下列选项中通常情况下全部属于导体的是( )
A.金属套,橡皮 B.木质笔杆,笔芯
C.木质笔杆,橡皮 D.金属套,笔芯
【答案】D
【知识点】导体与绝缘体
【解析】【解答】容易导电的物体属于导体,不容易导电的物体属于绝缘体,笔芯、金属都容易导电,是导体;木质笔杆、橡皮不容易导电,为绝缘体,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【分析】金属、铅笔芯、人体、大地等容易导电,是导体;木头、塑料、橡胶不容易导电,是绝缘体。
2.(2024九上·顺德期中)下列实验中,能证明分子间存在斥力的是( )
A.红墨水在水中扩散开
B.密封注射器内的液体很难被压缩
C.水和酒精混合后总体积变小
D.铅块相互紧压后会粘在一起
【答案】B
【知识点】分子热运动;分子间相互作用力
【解析】【解答】A.红墨水在水中扩散开,说明分子不停地做无规则运动,故A不符合题意;
B.密封注射器内的液体很难被压缩,是由于分子相互排斥而难以压缩,故B符合题意;
C.水和酒精混合后总体积变小,说明分子间存在间隙,故C不符合题意;
D.铅块相互紧压后会粘在一起的原因为分子间存在引力,故D不符合题意。
故选B。
【分析】1、微观粒子的构成特点:分子之间存在间隙,分子间的相互作用力包括引力和斥力;
2、分子热运动的特点:分子无规则运动,肉眼无法观察,常见例子有:气体颜色的改变,味道的扩散;且温度越高,分子热运动速度越快。
3.(2024九上·顺德期中)关于内能和内能的利用,下列说法正确的是( )
A.1kg、0℃的冰与1kg、0℃的水内能相同
B.热量可以从内能小的物体向内能大的物体传递
C.天然气燃烧不充分时,其热值变小
D.热机消耗的燃料越多,其效率就越低
【答案】B
【知识点】温度、热量与内能的关系;燃料的热值;热机的效率;热传递的概念与方式
【解析】【解答】A.1kg、0℃的冰与1kg、0℃的水由于状态不同,所以内能不相同,故A错误;
B.高温物体的温度不同,所以高温物体可以将将热量传递给低温物体,内能的影响因素有温度、质量等,温度高的物体内能可能小,因此热量可以从内能小的物体向内能大的物体传递,故B正确;
C.热值与燃料是否完全燃烧、放出热量的多少无关,故C错误;
D.根据热机效率的公式可知, 热机消耗的燃料和效率无关 ,故D错误。
故选B。
【分析】1、温度、内能、热量的关系中只有温度的改变会引起内能改变;
2、热传递是热量从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。
3、内能的影响因素有:物体状态、温度、质量等,所以质量大的物体、温度高的物体,其内能很有可能小于质量小的物体、温度低的物体。
4.(2024九上·顺德期中)如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近用细线悬挂的轻质吸管A端时,吸管A端与橡胶棒相互吸引。对吸管A端带电性质判断正确的是( )
A.一定带正电 B.可能带负电 C.一定不带电 D.可能带正电
【答案】D
【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】 毛皮摩擦过的橡胶棒 ,橡胶板带负电,根据带电物体的特点可知,带电物体会吸引轻小物体,且同性质排斥、异性电荷相互吸引,所以橡胶棒靠近轻质吸管A端,可能不带电,也A可以带正电。故ABC错误,D正确。
故选D。
【分析】1、两种电荷:丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电;橡胶棒摩擦毛皮,橡胶棒带负电,摩擦起电的实质为电子的转移,物体失去电子带正电,物体得到电子带负电,如两种电荷:丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电(失去电子);橡胶棒摩擦毛皮,橡胶棒带负电(得到电子)。
2、两种电荷:电荷间的作用规律为:同性电荷相互排斥、异性电荷相互吸引,吸引细小物质。
5.(2024九上·顺德期中)如图为常用的铝芯导线,铝芯由多条铝线组成,外包一层绝缘皮。下列方法中,能减小铝芯导线电阻的是( )
A.减小导线两端的电压 B.减小导线中的电流
C.减小导线的长度 D.减少导线中铝线的数量
【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】ABCD.电阻只与材料、长度、横截面积以及温度有关,且满足和长度成正比,和横截面积成反比的数量关系,故ABD不符合题意,C正确。
故选C。
【分析】电阻的影响因素: 当导体的材料和横截面积相同时,电阻的长度越长,导体的电阻越大 ;当导体的材料和长度相同时,电阻的横截面积越小,导体的电阻越大,欧姆定律的含义R=U/I只用于计算用电器两端电压以及通过用电器电流计算电阻的公式,并不具有物理含义进行选项判识。
6.(2024九上·顺德期中)如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关S,当开关S1由断开到闭合时,电路中的电流表示数和电压表示数将( )
A.变大,变大 B.变小,变小 C.变小,变大 D.变大,变小
【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】图中,与串联,电压表测两端的电压,若S1闭合,电阻R2被短路,电路只有,电阻减小了,电路中的总电阻变小,电流变大,电压表示数变大,A符合题意。
故选A。
【分析】在串联电路中,部分电阻短路,总电阻减小,电流变大;减小的电阻分压变小,其他位置分压变大。
7.(2024九上·顺德期中)如图所示的电路中,灯泡L1、L2的规格分别为“2.5V 0.3A”“6V 0.15A”(忽略灯丝电阻的变化),电源电压可调节。闭合开关S,使电源电压从0V开始逐渐增加,下列说法不正确的是( )
A.灯泡L1、L2是串联关系 B.灯泡L1、L2两端的电压不相等
C.通过灯泡L1、L2的电流相等 D.灯泡L1先正常发光
【答案】D
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;串联电路的电流规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】AC.由图实物电路可知,两个灯泡首尾一次连接,属于串联电路,且两灯泡的电流相等,故AC正确,不符合题意;
B.根据欧姆定律以及灯泡规格计算可知灯泡L1、L2的电阻分别为
,,根据串联分压可知,灯泡L1两端的电压小于L2两端的电压,故B正确,不符合题意;
D.电路中的电流先达到L2的额定电流,因此灯泡L2先正常发光,故D错误,符合题意。
故选D。
【分析】1、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;
2、灯泡先亮问题,在规格相同的情况下,串并联中灯泡同时亮,在规格不同的情况下,先接近灯泡的额定电压或者额定电流先亮;
3、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和。
8.(2024九上·顺德期中)常见的物质是由极其微小的 、原子构成的,原子是由带 电的原子核和核外带负电的 组成的。
【答案】分子;正;电子
【知识点】原子结构
【解析】【解答】 常见的物质是由极其微小的 分子或原子构成;原子由带正电的原子核和核外带负电的电子组成。
综上 第1空、 分子;第2空、正; 第3空、电子。
【分析】物质的微观结构:有分子和原子、原子包含原子核,电子,原子核包括质子和中子等,分子之间存在间隙,分子间的相互作用力包括引力和斥力。
9.(2024九上·顺德期中)如图所示,制作糖炒栗子时,往往会在锅内加入黑砂一起翻炒,这样可以使栗子受热均匀且熟得更快,原因是黑砂的比热容较 ,吸热时升温较快。炒栗子是通过 的方式增加栗子的内能的;站在远处的人能闻到糖炒栗子的香味,这是 现象。
【答案】小;热传递;扩散
【知识点】热传递改变物体内能;比热容;分子热运动
【解析】【解答】黑砂的比热容较小,吸热时温度升高较快,炒栗子是通过热传递的方式增加栗子的内能的。
站在远处的人能闻到糖炒栗子的香味,这是 扩散现象。
综上 第1空、 小;第2空、热传递; 第3空、扩散。
【分析】1、改变物体内能的方式有做功和热传递,如钻木取火、搓手取暖属于做功改变物体内能,用酒精灯热水属于热传递改变物体内能;
2、分子热运动的特点:分子无规则运动,肉眼无法观察,常见例子有:气体颜色的改变,味道的扩散;且温度越高,分子热运动速度越快。
10.(2024九上·顺德期中)低速行驶时,电动机为汽车提供动力,它将电能转化为 能和内能,此过程中能量的总量 (选填“变大”“变小”或“不变”)。在给汽车充电时,汽车的蓄电池组相当于 。
【答案】机械;不变;用电器
【知识点】能量守恒;电路的构成及电路图
【解析】【解答】 低速行驶时,电动机为汽车提供动力,它将电能转化为机械能和内能;能量遵循能量守恒定律, 给蓄电池组充电过程中,蓄电池组消耗电能,相当于用电器。
综上 第1空、机械; 第2空、不变; 第3空、用电器。
【分析】1、能量守恒:能量在转化或者转移过程中,能量不会消失也不会凭空产生,即遵循能量守恒。
2、完整的电路包括电源(提供电压);导线,开关(控制电路通断);用电器(消耗电能),给蓄电池组充电过程中,蓄电池组消耗电能,属于用电器。
11.(2024九上·顺德期中)高速行驶时,内燃机为汽车提供动力。图为汽车搭载的四冲程内燃机某冲程的示意图,该内燃机属于 (选填“汽油机”或“柴油机”),此时正处于 冲程,该冲程中汽缸内气体的内能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】汽油机;压缩;增大
【知识点】热机;热机的四个冲程
【解析】【解答】图中有火花塞,所以是汽油机。由图可知,进气门和排气门关闭,活塞向上运动,机械能转化为i空气的内能,属于压缩冲程,汽缸内气体的内能增大。
综上 第1空、 汽油机; 第2空、压缩; 第3空、增大。
【分析】压缩冲程:进气后关闭,排气口关闭,活塞上移,能量转化为机械能转化为内能,气缸内空气内能增加。
12.(2024九上·顺德期中)与丝绸摩擦过的玻璃棒会由于 (选填“得到”或“失去”)电子而带正电。如图所示,用它接触验电器(不带电)的金属球,验电器的两片金属箔会由于带上 (选填“同种”或“异种”)电荷而张开;两片金属箔张开的瞬间,验电器金属杆中电流的方向为 (选填“从A到B”或“从B到A”)。
【答案】失去;同种;从A到B
【知识点】两种电荷;电荷间的相互作用规律;验电器的原理及使用;电流的方向
【解析】【解答】 与丝绸摩擦过的玻璃棒会由于 失去电子而带正电,验电器的两个金属箔片都带了同种电荷,同种电荷相互排斥,箔片张开。
带正电的玻璃棒接触验电器时,金属球失去电子转移到玻璃棒上,电流方向与电子移动方向相反,所以电流的方向为从A到B。
综上 第1空、失去; 第2空、同种; 第3空、从A到B.
【分析】1、两种电荷:丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电;橡胶棒摩擦毛皮,橡胶棒带负电,摩擦起电的实质为电子的转移,物体失去电子带正电,物体得到电子带负电,如两种电荷:丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电(失去电子);橡胶棒摩擦毛皮,橡胶棒带负电(得到电子)。
2、验电器的工作原理:同性电荷相互排斥,当A带正电时会吸引B的负电荷到A,B失去负电荷带正电,张角变大,A得到负电荷张角变小;电流的方向:与电子定向移动的方向相反,所以形成电流方向为A向B。
13.(2024九上·顺德期中)如图是小西探究电流与电阻的关系时所用的电路图。实验中,小西应保持 (选填“电压表”或“电流表”)的示数不变;他将阻值为5Ω的电阻换成阻值为10Ω的电阻后,电压表的示数变 ,此时应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。
【答案】电压表;大;A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】 探究电流与电阻的关系时,应控制定值电阻两端的电压不变,因此应保持电压表示数不变。
根据串联分压可知,将阻值为5Ω的电阻换成阻值为10Ω的电阻后,电压表的示数变大,为了保持定值电阻两端电压不变,巍峨了减小定值电阻的电压,应增大滑动变阻器接入电路的阻值,因此应将滑片向A端移动。
综上 第1空、电压表; 第2空、大; 第3空、A.
【分析】串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,题目中将定值电阻电压控制不变,增大定值电阻阻值,所以需要增加变阻器电阻才能控制定值电阻电压不变。
14.(2024九上·顺德期中)如图是电阻R和灯L的I-U图像。将电阻R和灯L串联起来接在某电源两端,电路中的电流为0.6A,则该电源的电压为 V,此时灯L和电阻R的阻值之比为 ;若将电阻R和灯L并联接在电压为6V的电源两端,则干路电流为 A。
【答案】9;1∶2;1.4
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】串联电路中各处的电流相等, 所以,通过用电器的电流均为0.6A,由图象可知,灯泡两端的电压为UL=3V,定值电阻电压UR=6V, 串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压U=UL+UR=3V+6V=9V,根据串联分压可知,电阻的阻值等于用电器的电压,所以灯L和电阻R的阻值之比,并联电路中各支路两端的电压相等, 所以灯泡和电阻两端的电压均为6V,由图象可知对应的电流分别为IL'=0.8A,IR=0.6A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以I=IL'+IR=0.8A+0.6A=1.4A。
综上 第1空、9; 第2空、1:2; 第3空、1.4.
【分析】1、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和;
2、并联电路规律:并联电路电压相等、支路电流之和为干路电流。
15.(2024九上·顺德期中)作图题:
(1)请根据图所示实物电路,在虚线框内画出对应的电路图。
(2)请根据图甲所示的电路图,将图乙中的实物元件连接起来。
(3)如图所示,闭合开关后,灯L1、L2均能发光,请在图中的空白圆圈内正确填上对应的电表符号。
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】根据实物图画电路图;实物的电路连接;电压的测量及电压表的使用
【解析】【解答】(1)分析可知用电器依次首尾相连,作图如下:
(2)据图可知,灯泡L2与开关S1串联,整体和灯泡L2并联,开关S2位于干路,连接实物图如下:
(3)电压表只能并联在用电器两侧,串联在电路中,将会导致电路发生断路,电流表只能串联在电路中,并联在用电器两侧会导致用电器发生短路,作图如下:
【分析】1、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;
2、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。
(1)有实物图可知电源、开关、电流表、电灯串联,电路图如下:
(2)由图可知灯泡L2与开关S1串联后,再与灯泡L2并联,开关S2是干路开关,连接实物图如下:
(3)并联在电源两端的如果是电流表,就会将电源短路,为故障电路,若为电压表则测电源电压,因此与电源并联的是电压表;与灯泡L1串联的如果是电压表则电路中灯泡L1和L2无示数,为故障电路,若为电流表则测整条电路中电流,因此与灯泡L1串联的是电流表,作图如下:
16.(2024九上·顺德期中)按要求填空。
(1)在使用电流表测量电流时,电流表应与被测用电器 联。若无法估计电路中电流的大小,则应选用电流表的 (选填“大”或“小”)量程进行试触。当电流表的指针位置如图所示时,通过电流表的电流为 A;
(2)如图甲所示,实验小组的同学们在做“比较不同物质吸热的情况”实验。同学们用相同的电加热器分别将初温、质量均相同的水和煤油加热到相同温度,通过比较 来比较两者吸热的多少,这里运用到的研究方法主要是 法和转换法。根据实验数据,同学们绘制出水和煤油的温度随时间变化的图像,如图乙所示,其中水的温度随时间变化的图像是 (选填“a”或“b”)。忽略热量损失,可以计算出煤油的比热容为 J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】(1)串;大;0.52
(2)加热时间的长短;控制变量;a;2.1×103
【知识点】电流的测量及电流表的使用;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1) 在使用电流表测量电流时,电流表应与被测用电器 串联,选用电流表的大量程 进行 试触 ,判断电路电流大小,防止烧坏电流表,图中电流表分度值为0.02A,示数为0.52A。
综上 第1空、 串;第2空、大; 第3空、0.52.
(2)使用相同的加热装置,通过加热时间转换为吸热量多少,控制被加热的材料不同,其余因素相同,来分析加热能力的大小,使用控制变量法。由图乙可知,加热相同时间,水的温度变化较小(a),根据可知,a的比热容较大;升高相同温度,a(水)的吸热时间为煤油的2倍,所以根据可知,水的比热容是煤油的2倍,。
综上 第1空、 加热时间的长短 ; 第2空、 控制变量 ;第3空、 a;第4空、2.1×103.
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、探究不同物质吸热:原理为Q=cmΔt,在控制材料不同的前提下,保证质量、吸收热量相同,根据加热时间代表物体吸收热量的多少(加热时间越长表明吸收热量越大),当加热时间相同时,温度变化少,物质的比热容大(吸热能力强);加热时间过长,表明吸收热量较大,所以水的质量较多或者初温较低,或者没有加盖三种原因。
(1)[1]在使用电流表测量电流时,电流表应与被测用电器串联,电流从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出。
[2]若无法估计电路中电流的大小,则应选用电流表的大量程 。具体做法是:先选用大量程将电流表接入电路,然后通过试触来确定实际电流的大小。如果指针偏转角度较小,说明实际电流较小,可以改用小量程进行测量;如果指针偏转迅速超过最大值,则需要更换更大量程的电流表 。
[3]图中电流表使用的小量程,分度值为0.02A,示数为0.52A。
(2)[1]加热器相同,相同时间内放出的热量是相同的。在相同条件下用相同的电加热器分别给水和煤油加热,使水和煤油升高相同的温度,加热时间越长,吸收的热量越多,则其吸热能力越强,通过比较加热时间来比较水和煤油的吸热能力。
[2]实验中控制了不同物质的初温和质量相同以及热源相同,通过加热时间的长短来反映物质吸收热量的多少,使用控制变量法和转换法。
[3]由图乙可知,使质量相等的水和煤油升高相同的温度,对a物质加热的时间更长,即a的吸热能力强,所以,根据图像可知,水的温度随时间变化的图像是a。
[4]由图乙可知,水和煤油都升高到30℃时,对水的加热时间为6min,对煤油的加热时间为3min,则水吸收的热量为煤油吸收的热量的2倍,即
因两种物质的质量相同,由可知,煤油的比热容
17.(2024九上·顺德期中)小明和小方在做“探究串联电路中电压的特点”实验。
(1)小明根据图甲所示的电路图连接电路,他刚连接好最后一根导线,小灯泡L1、L2就亮了,这说明他操作中的不当之处是 ;
(2)小明正确测出A、B之间的电压后,为了测量B、C之间的电压,他将电压表接在A点的导线改接到C点。小方立即制止了他,并指出这样操作会导致 ;
(3)正确操作后,他们测出一组数据并记录在下表中。在测量B、C之间的电压时,电压表的示数如图乙所示,为 V;
实验序号 UAB/V UBC/V UAC/V
1 1
3
(4)他们下一步应该进行的操作是__________;(选填字母)
A.整理器材,结束实验
B.换用不同规格的小灯泡,再测量几组电压值
C.分析数据,得出结论
D.换用电压表的另一量程,再测量一组电压值
(5)该实验的结论为 。(写关系式即可)
【答案】(1)连接电路时未断开开关
(2)电压表的正负接线柱接反,电压表的指针反偏
(3)2
(4)B
(5)UAC=UAB+UBC
【知识点】串联电路的电压规律;探究串、并联电路中的电压规律实验
【解析】【解答】(1) 连接好最后一根导线,小灯泡L1、L2就亮了 ,说明 连接电路时未断开开关 。
综上 第1空、连接电路时未断开开关。
(2)将电压表接在A点的导线改接到C点,电压表的正负接线柱接反,电压表的指针反偏。
综上 第1空、电压表的正负接线柱接反,电压表的指针反偏。
(3)由图乙可知,电压表的分度值是0.1V,示数是2V。
综上 第1空、 2;
(4)实验只进行了一次,具有偶然性,所以接下来的操作是换用多组不同规格的小灯泡,多次测量电压值,分析实验数据,得出结论,再整理器材,结束实验,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(5)分析表中数据可得出结论是UAC=UAB+UBC。
综上 第1空、UAC=UAB+UBC。
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。
3、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和。
(1)刚连接好最后一根导线,小灯泡L1、L2就亮了,说明电路连接的过程中,没有断开开关,为了保护电路,连接电路时要断开开关。
(2)将电压表接在A点的导线改接到C点,闭合开关后,电压表的正负接线柱接反,电压表的指针反偏。
(3)由图乙可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,此时电压表的示数是2V。
(4)由题意可知,实验只进行了一次,具有偶然性,所以接下来的操作是换用不同规格的小灯泡,再测量几组电压值,换用电压表的另一量程,再测量一组电压值,电压表的分度值大,实验会有误差,测量不精确,多次实验之后,分析实验数据,得出结论,再整理器材,结束实验,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(5)分析表中数据可知
UAB+UBC=1V+2V=3V=UAC
所以实验的结论是UAC=UAB+UBC。
18.(2024九上·顺德期中)小兰想用伏安法测量某定值电阻Rx的阻值。
(1)图甲是小兰连接的部分电路,请用笔画线代替导线,帮她将电路连接完整 。
(2)正确连接电路后,闭合开关,小兰发现电压表有示数,电流表无示数,则电路中的故障可能是定值电阻Rx 。
(3)小兰移动滑动变阻器的滑片P,进行多次实验,这样做的目的是 。小兰记录的实验数据如下表所示,她和小海根据实验数据各自画出了定值电阻Rx的I-U图像,如图乙、丙所示,其中,图像 (选填“乙”或“丙”)是正确的。
实验序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.1 1.5 1.9 2.3 2.5
电流I/A 0.22 0.30 0.28 0.44 0.50
(4)定值电阻Rx的阻值为 Ω。(结果保留1位小数)
(5)小兰发现,只去掉图甲中的电压表,保持其他电路连接不变,也能测出Rx的阻值。请将下列实验步骤补充完整:(滑动变阻器的最大阻值为R0)
①将滑动变阻器的滑片P移至最左端,闭合开关,记录此时电流表的示数I1;
② ,记录此时电流表的示数I2;
③则Rx= 。(用字母I1、I2和R0表示)
【答案】(1)
(2)断路
(3)减小测量误差;乙
(4)5.1
(5)将滑动变阻器的滑片P移至最右端;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)进行电路连接时,电流表与被测电路串联,电压表并联在待测电阻两端,实物图连接如图所示:
(2)串联电路,电流表无示数,所以此时电压表串联进电路中,和电压表并联的用电器发生断路,即故障是定值电阻Rx断路。
综上 第1空、 断路。
(3) 小兰移动滑动变阻器的滑片P,进行多次实验,测量多组数据计算待测电阻的平均值,从而减小误差。定值电阻的阻值为定值,I-U图像是一条过原点的直线,即图乙是正确的。
综上 第1空、减小测量误差; 第2空、乙。
(4)由图像可知,第四次实验数据偏离图像较多,属于错误数据应去掉,剩余四次实验中定值电阻Rx的阻值分别为,,,
,求得平均值为。
综上 第1空、 5.1.
(5)①将滑动变阻器的滑片P移至最左端,闭合开关,此时滑动变阻器的最大阻值R0与Rx串联,记录此时电流表的示数I1,根据欧姆定律可计算电源电压为,
步骤②将滑动变阻器的滑片P移至最右端,此时电流表的示数I2,此时为Rx简单电路,电源电压为
,连列求解Rx的阻值为。
综上 第1空、将滑动变阻器的滑片P移至最右端; 第2空、.
【分析】1、伏安法测电阻:电压表并联待测电阻两侧测量待测电阻的电压U,电流表串联在电路中测量待测电阻的电流I,根据欧姆定律R=U/I计算待测电阻的阻值。
2、电路动态分析:变阻器是通过改变接入电路的电阻长度进而改变电路的电流和电压,当变阻器滑片时,接入电路中的阻值变化,导致电路中的电流变化,电阻的电压示数变化,根据欧姆定律多次计算电阻,求解平均值。
3、电路的故障分析: 题目中电流表指针几乎没有偏转,电压表指针迅速偏转到满偏刻度外 ,表明电压表接入电路,所以和电压表并联的用电器断路。
(1)用伏安法测量电阻时,需要将电流表与被测电路串联,将电压表并联在待测电阻两端,实物图连接如图所示:
(2)串联电路,电流表无示数,则故障可能是断路,若电压表有示数,则故障是电压表所测位置之间发生断路,即故障是定值电阻Rx断路。
(3)[1]实验中移动滑动变阻器的滑片P,进行多次实验得出多组数据计算待测电阻的平均值,从而减小误差。
[2]由实验数据可知,I与U的比值是一个定值,所以I-U图像是一条过原点的直线,即图乙是正确的。
(4)由图乙可知,第四次实验数据不在图像附近,偏离图像较多,是错误数据应去掉,由表格数据可知,剩余四次实验中定值电阻Rx的阻值分别为
定值电阻的平均值为
(5)[1][2]图甲中定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,步骤①将滑动变阻器的滑片P移至最左端,闭合开关,记录此时电流表的示数I1,此时滑动变阻器的最大阻值R0与Rx串联,电源电压为
步骤②将滑动变阻器的滑片P移至最右端,此时电流表的示数I2,此时滑动变阻器接入电路的阻值为0,为Rx简单电路,电源电压为
由上述式子可知,Rx的阻值为
19.(2024九上·顺德期中)如图所示的电路中,电源电压不变,R1=20Ω。闭合开关S,电流表的示数为1.5A,再闭合开关S1,电流表的示数变为2.1A。求:
(1)电源电压;
(2)通过R2的电流;
(3)R2的阻值。
【答案】(1)解:只闭合开关S时,电路中只有R1,电源电压为。
(2)解:再闭合开关S1,R1与R2并联,电流表测干路电流,根据并联电路中电流规律,可得通过R2的电流为
。
(3)解:R2的阻值为。
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)据图分析可知只闭合开关S时,R2断路,电路中只有R1,通过R1的电流为1.5A, R1=20Ω 根据欧姆定律电源电压。
(2)闭合开关S1,R1与R2首首相连,尾尾相接,属于并联,电流表位于干路,根据并联电路中电流规律,可计算通过R2的电流。
(3)由前提分析计算得出通过R2的电流和电压,根据欧姆定律计算R2的阻值。
(1)只闭合开关S时,电路中只有R1,电源电压为
(2)再闭合开关S1,R1与R2并联,电流表测干路电流,根据并联电路中电流规律,可得通过R2的电流为
(3)R2的阻值为
20.(2024九上·顺德期中)小广家汽车发动机的能量流向如图所示,已知在某次行驶过程中,汽车消耗了70g汽油。[汽油的热值q=4.6×107J/kg,水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(1)求70g汽油完全燃烧放出的热量;
(2)求发动机的工作效率;
(3)行驶过程中,需不断地对发动机进行冷却。若上述行驶过程中,发动机周围冷却水的温度从60℃上升到83℃,则用于冷却发动机的水的质量是多少?
【答案】(1)解:70g汽油完全燃烧放出的热量为Q放=mq=70×10-3kg×4.6×107J/kg=3.22×106J。
(2)解:发动机的工作效率为η=100%-32%-30%-8%=30%。
(3)解:冷却水吸收的热量为Q吸=Q放×30%=3.22×106J×30%=9.66×105J,则用于冷却发动机的水的质量为
。
【知识点】比热容;燃料的热值;热机的效率
【解析】【分析】(1) 汽油的热值q=4.6×107J/kg ,根据热值公式Q放=mq可计算70g汽油完全燃烧放出的热量。
(2)效率的定义为有用功占总功的比值,题目中额外功的的占比已知,所以发动机的工作效率为η=100%-32%-30%-8%=30%。
(3)冷却水吸收的热量占比为30%,根据热量的计算公式计算用于冷却发动机的水的质量。
(1)70g汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=mq=70×10-3kg×4.6×107J/kg=3.22×106J
(2)发动机的工作效率为
η=100%-32%-30%-8%=30%
(3)冷却水吸收的热量为
Q吸=Q放×30%=3.22×106J×30%=9.66×105J
则用于冷却发动机的水的质量为
21.(2024九上·顺德期中)如图甲所示,小明发现,放在同一杯热水中的金属勺摸起来比塑料勺烫,他认为这是由于两种物质的导热性能不同。为了比较不同物质的导热性能,小明设计了如图乙所示的实验装置,分别将长度和横截面积均相同的铜丝和铝丝的一端浸入烧杯内的沸水中,另一端浸入试管内50g初温为20℃的水中,每隔2min记录一次试管内水的温度,并根据所得的实验数据绘制出试管中水的温度—时间图像(如图丙所示)。
(1)在此实验中,铜丝和铝丝的导热性能是通过来表示的;(选填字母)
A.时间 B.温度
C.温度的变化量 D.单位时间内温度的变化量
(2)由图丙所示的图像可知: (选填“铜”或“铝”)的导热性能更好。在用铜丝进行实验时,0~4min内,试管中水吸收的热量为 J;[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(3)小明进一步猜想:导热体导热的快慢还可能与其长度和横截面积有关。于是他又找来几根不同规格的铜丝进行多次实验,每次都使试管中水的温度从20℃升高至相同温度,铜丝的规格和加热时间如下表。
实验序号 1 2 3 4 5 6
铜丝的横截面积S/mm2 1 4 2 4 4 3
铜丝的长度L/m 1 1 1 0.5 2 3
加热时间t/min 8 2 4 1 4
①对比第 (选填实验序号)次实验,可以探究导热体导热的快慢与其长度的关系;
②分析表中数据可知:材料相同时,导热体的长度越 ,横截面积越 ,导热体导热越快;
③由规律推测:第6次实验所需的加热时间t= min;
(4)小明上网查找资料,了解到一些常见物质的导热性能,如下图所示。由图可知,实际生活中炒菜锅的手柄最适合用 制作。
【答案】(1)D
(2)铜;2.1×103
(3)2、4、5;短;大;8
(4)硬木
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)根据热量的计算公式可知铜丝和铝丝的导热性能是通过单位时间内温度的变化量来表示的,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(2)从图丙可知,用时8min,铜丝导热升高了20℃,铝丝导热升高了10℃,说明铜丝的导热性能好。0~4min内,试管中水温度升高了10℃,根据热量公式计算试管中水吸收的热量为
。
综上 第1空、铜; 第2空、2.1×103。
(3)要探究热导的快慢与导热物质长度的关系,根据控制变量法可知控制长度因素不同,其余因素不变,需要控制横截面积和材料相同,所以选择实验2、4、5符合题意。分析数据1、2、3的实验可知,材料、长度相同,横截面积变大,加热时间变小,导热速度变快;由2、4、5的实验可知,横截面积相同,长度越长,加热时间越长,导热速度变慢,所以得出结论:材料相同时,导热体的长度越短,横截面积越大,导热体导热越快。
③由前题分析可知材料相同时,导热体的长度越短,横截面积越大,导热体导热越快;由1、6的数据知横截面积变成原来的3倍,加热时间变成原来的,长度变成原来的3倍,加热时间变成原来的3倍,所以加热时间不变,仍为8min。
综上 第1空、245; 第2空、短; 第3空、大; 第4空、8.
(4)硬木的导热性最差,不会使手发烫无法炒菜,所以炒菜锅的手柄最适合用硬木制作。
综上 第1空、 硬木。
【分析】1、探究不同物质吸热:原理为Q=cmΔt,在控制材料不同的前提下,保证质量、吸收热量相同,根据加热时间代表物体吸收热量的多少(加热时间越长表明吸收热量越大),当加热时间相同时,温度变化少,物质的比热容大(吸热能力强);加热时间过长,表明吸收热量较大,所以水的质量较多或者初温较低,或者没有加盖三种原因。
2、控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如导热体导热的快慢还可能与其长度和横截面积有关 。题目中探究热导的快慢与导热物质长度的关系,根据控制变量法可知控制长度因素不同,其余因素不变,需要控制横截面积和材料相同。
(1)相同时间内试管内水的温度升高大的,导热性能好,所以铜丝和铝丝的导热性能是通过单位时间内温度的变化量来表示的,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(2)[1]从图丙可知,用时8min,用铜丝导热升高了20℃,用铝丝导热升高了10℃,用铜丝时试管内水的温度升温更多,说明铜丝的导热性能好。
[2]在用铜丝进行实验时,0~4min内,试管中水温度升高了10℃,则试管中水吸收的热量为
(3)①[1]要探究热导的快慢与导热物质长度的关系,需要控制横截面积和材料相同,改变导热物质长度,实验2、4、5符合题意。
②[2][3]分析数据1、2、3的实验可知,导热物质的长度相同、横截面积不同,且横截面积变成2倍,加热时间变成原来的,导热快慢变为原来的2倍;由2、4、5的实验可知,横截面积相同,导热物质的长度变成2倍,加热时间变成原来的2倍,导热快慢变为原来的,所以得出结论:材料相同时,导热体的长度越短,横截面积越大,导热体导热越快。
③[4]由2、4、5的实验可知,横截面积相同,导热物质的长度变成2倍,加热时间变成原来的2倍,导热快慢变为原来的,故可以得出:当其他条件相同时,导热能力与导热物质的长度成反比;由1、6的数据知横截面积变成原来的3倍,加热时间变成原来的,长度变成原来的3倍,加热时间变成原来的3倍,所以加热时间不变,仍为8min。
(4)由图可知,硬木的导热性最差,所以炒菜锅的手柄最适合用硬木制作。
22.(2024九上·顺德期中)阅读短文,回答问题。
力电传感器
一种常见的力电传感器由弹簧钢和应变片组成,其结构示意图如图甲所示。弹簧钢右端固定,其上、下表面各贴有一块相同的应变片,当应变片被拉伸或压缩时,其电阻会随之变化。当弹簧钢的自由端受到向下的作用力F时,弹簧钢向下弯曲,上应变片被拉伸,下应变片被压缩;由于通过上、下应变片的电流均为I且恒定不变,因此上、下应变片两端的电压会发生变化,上应变片两端的电压为U1,下应变片两端的电压为U2,传感器将两个电压的差值U(U=U1-U2)输出,就可以反映出作用力F的大小。
另外,应变片的阻值也会随温度发生变化,变化情况如图乙所示。为了消除气温变化对测量精度的影响,需分别给上、下应变片串联一个合适的电阻,进行温度补偿,使测量结果不受温度影响。
(1)当弹簧钢受力向下弯曲时,上应变片的电阻 ,下应变片的电阻 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)自由端上受到的作用力F越大,传感器输出的电压差值U就越 。
(3)如果未进行温度补偿,夏天和冬天里自由端受到相同的作用力F时,传感器下应变片两端的电压U2夏和U2冬的关系是U2夏 U2冬。(选填“>”“<”或“=”)
(4)如图是几个电阻阻值随温度变化的图像,在进行温度补偿时,最适合给下应变片串联的电阻是________。(选填字母)
A. B.
C. D.
【答案】(1)变大;变小
(2)大
(3)<
(4)D
【知识点】影响电阻大小的因素;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)弹簧钢受力向下弯曲时,上应变片金属电阻丝长度变长,电阻和材料的长度正比,所以电阻变大,下应变片金属电阻丝长度变短,电阻变小。
综上 第1空、变大; 第2空、变小。
(2)由(1)分析可知,受力弯曲程度越大,上下电阻的差值越大,串联电路电流相同,所以两应变片的电压变化就越大,即传感器输出的电压U随作用力F的增大而增大。
综上 第1空、 大。
(3)由图乙可知,夏天温度更高,下应变片的电阻更小,由可知,下应变片两端的电压U2夏天比冬天小。
综上 第1空、 <。
(4)由图乙可知,应变片随温度的升高减小得越来越快,所以串联电阻的变化规律为随着温度减小,电阻增加更快,D正确,ABC错误。
综上选D。
【分析】1、电阻的影响因素: 当导体的材料和横截面积相同时,电阻的长度越长,导体的电阻越大 ;当导体的材料和长度相同时,电阻的横截面积越小,导体的电阻越大,欧姆定律的含义R=U/I只用于计算用电器两端电压以及通过用电器电流计算电阻的公式,并不具有物理含义进行选项判识。
2、应变片的工作原理:通过上下应变片的长度变化,导致电阻发生变化,根据欧姆定律可知,电流相同的情况,电压和电阻成正比变化。
(1)[1][2]弹簧钢受力向下弯曲时,上应变片金属电阻丝长度变长,电阻变大,下应变片金属电阻丝长度变短,电阻变小。
(2)自由端上受到的作用力F越大,上、下应变片的形变就越大,电阻的变化就越大,由于通过上、下应变片的电流均为I且恒定不变,由得两应变片的电压变化就越大,即传感器输出的电压U随作用力F的增大而增大。
(3)应变片的电阻会随温度的升高而减小,夏天温度更高,下应变片的电阻更小,由可知,下应变片两端的电压U2夏天比冬天小。
(4)由图乙可知,应变片随温度的升高减小得越来越快,进行温度补偿时,串联的电阻应该随温度的升高增加得越来越快,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
23.(2024九上·顺德期中)某实践小组设计了如图甲所示的温度报警电路,其中,电源电压恒为4V,R1为滑动变阻器,热敏电阻R的阻值随温度变化的情况如图乙所示,阻值不计的报警器在电流达到20mA时开始报警。
(1)随着周围环境温度的升高,该电路中通过报警器的电流 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)为了将报警温度设定为150℃,小组同学利用电阻箱找到了以下两种调试方法:
方法一:用电阻箱替换电路中的滑动变阻器R1,并将其示数调节为 Ω;
方法二:用电阻箱替换电路中的热敏电阻R,并将其示数调节为 Ω,移动滑动变阻器的滑片P直至报警器恰好报警,保持滑片P的位置不变,用热敏电阻R替换电阻箱;
(3)将滑动变阻器的滑片P向左移动,可以 (选填“提高”或“降低”)报警温度;
(4)若想使报警温度能在50~200℃之间调节,则应选用电压至少为 V的电源和最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
【答案】(1)变大
(2)120;80
(3)降低
(4)6.4;280
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)由图乙可知,温度升高,热敏电阻R的阻值减小,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的总电流增大。
综上 第1空、 变大。
(2)当温度为150℃时,热敏电阻R的阻值为80Ω,报警器的工作电流为20mA,则开始报警时,根据欧姆定律可计算电路中的总电阻,两电阻为串联,所以热敏电阻R的阻值为80Ω,电阻箱接入电路中的阻值R'=R总-R=200Ω-80Ω=120Ω。温度为150℃时,对应热敏电阻R的阻值为80Ω,因此电阻箱的电阻应等于150℃时热敏电阻R的阻值80Ω。
(3)滑动变阻器滑片P向左移动时R1接入电路中的电阻变小,电路中电流会变大,电路中电流会先达到报警值20mA,因此将滑动变阻器滑片P向左移动可降低报警温度。
综上 第1空、 降低。
(4)欧姆定律可得,电源电压U=IR总=I(R+R1),当电路中的电流和总电阻都取最小值,电源电压最小,即电流最小为20mA,滑动变阻器接入电路中的电阻调为0,热敏电阻R的阻值不能低于其在50℃时的阻值320Ω,根据欧姆定律可计算则电源电压最小值U'=IminR总min=0.02A×320Ω=6.4V;
当电源电压一定时,接入电路中滑动变阻器的阻值越小,报警温度值越低,反之,接入电路中滑动变阻器的阻值越大,报警温度值越高。则报警温度为200℃时滑动变阻器接入电路中的阻值最大,由图乙可知,温度为200℃时,对应热敏电阻R的阻值为40Ω,则滑动变阻器的最大阻值,电路中电源电压U最小时,需要滑动变阻器的最大阻值最小,带入I=0.02A和R=40Ω可得,滑动变阻器R1的最大阻值。
综上 第1空、6.4; 第2空、280.
【分析】1、欧姆定律:公式为U=IR,题目中电压不变,电阻变小,所以电流变大,所以在电流和总电阻都取最小值,电源电压最小。
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和。
(1)由图乙可知,温度升高,热敏电阻R的阻值减小,热敏电阻R和滑动变阻器R1串联,温度升高,R的阻值减小,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的总电流增大。
(2)[1]当温度为150℃时,热敏电阻R的阻值为120Ω,报警器在电流达到20mA时开始报警,则开始报警时,电路中的总电阻
热敏电阻R的阻值为120Ω,用电阻箱替换电路中的滑动变阻器R1,则电阻箱接入电路中的阻值
R'=R总-R=200Ω-120Ω=80Ω
将电阻箱的示数调节为80Ω。
[2]温度为150℃时,对应热敏电阻R的阻值为120Ω。用电阻箱替换热敏电阻后对滑动变阻器进行调节,目的是在电路中的电流为20mA,报警器报警时,调节出热敏电阻R的阻值为120Ω时滑动变阻器滑片对应的位置,因此电阻箱的电阻应等于150℃时热敏电阻R的阻值120Ω。
(3)由电路图可知,热敏电阻R与滑动变阻R1串联,滑动变阻器滑片P向左移动时R1接入电路中的电阻变小,与滑片移动前相比,相同温度下,热敏电阻R的阻值相同,但电路中电流会变大,随着温度上升,向左移动滑片后的电路较移动滑片之前的电路,电路中电流会先达到报警值20mA,因此将滑动变阻器滑片P向左移动可降低报警温度。
(4)[1][2]由图乙可知,热敏电阻R的阻值随温度的增加而减小,由欧姆定律可得,电源电压
U=IR总=I(R+R1)
由以上公式可得,想要电源电压最小,需要电路中的电流和总电阻都取最小值,但是按设计要求,电路中电流必须达到报警时的最小值20mA,因此电流最小值
Imin=I=20mA=0.02A
电路总电阻想要取最小值,先将滑动变阻器接入电路中的电阻调为0,而为了使电路能够在50℃时报警,R的阻值不能低于其在50℃时的阻值320Ω,则满足电路在50℃时能够报警的总电阻的最小值R总min=320Ω,则电源电压最小值
U'=IminR总min=0.02A×320Ω=6.4V
滑动变阻在电路中起到调节报警温度值的作用,当电源电压一定时,接入电路中滑动变阻器的阻值越小,报警温度值越低,反之,接入电路中滑动变阻器的阻值越大,报警温度值越高。根据电路设计要求,报警温度可以在50~200℃之间调节,则报警温度为200℃时滑动变阻器接入电路中的阻值最大,因此要求滑动变阻器的最大阻值应该大于或等于该值。由图乙可知,温度为200℃时,对应热敏电阻R的阻值为40Ω,则滑动变阻器的最大阻值
报警器发生报警的电流I=0.02A,由以上公式可知,电路中电源电压U最小时,需要滑动变阻器的最大阻值最小,将I=0.02A和R=40Ω代入以上推导公式可得,要想实现报警温度可以在50~200℃之间调节,滑动变阻器R1的最大阻值
广东省佛山市顺德区北滘镇君兰中学2024-2025学年九年级上学期期中考试物理试题
1.(2024九上·顺德期中)铅笔是我们常用的文具。如图所示是铅笔各组成部分,下列选项中通常情况下全部属于导体的是( )
A.金属套,橡皮 B.木质笔杆,笔芯
C.木质笔杆,橡皮 D.金属套,笔芯
2.(2024九上·顺德期中)下列实验中,能证明分子间存在斥力的是( )
A.红墨水在水中扩散开
B.密封注射器内的液体很难被压缩
C.水和酒精混合后总体积变小
D.铅块相互紧压后会粘在一起
3.(2024九上·顺德期中)关于内能和内能的利用,下列说法正确的是( )
A.1kg、0℃的冰与1kg、0℃的水内能相同
B.热量可以从内能小的物体向内能大的物体传递
C.天然气燃烧不充分时,其热值变小
D.热机消耗的燃料越多,其效率就越低
4.(2024九上·顺德期中)如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近用细线悬挂的轻质吸管A端时,吸管A端与橡胶棒相互吸引。对吸管A端带电性质判断正确的是( )
A.一定带正电 B.可能带负电 C.一定不带电 D.可能带正电
5.(2024九上·顺德期中)如图为常用的铝芯导线,铝芯由多条铝线组成,外包一层绝缘皮。下列方法中,能减小铝芯导线电阻的是( )
A.减小导线两端的电压 B.减小导线中的电流
C.减小导线的长度 D.减少导线中铝线的数量
6.(2024九上·顺德期中)如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关S,当开关S1由断开到闭合时,电路中的电流表示数和电压表示数将( )
A.变大,变大 B.变小,变小 C.变小,变大 D.变大,变小
7.(2024九上·顺德期中)如图所示的电路中,灯泡L1、L2的规格分别为“2.5V 0.3A”“6V 0.15A”(忽略灯丝电阻的变化),电源电压可调节。闭合开关S,使电源电压从0V开始逐渐增加,下列说法不正确的是( )
A.灯泡L1、L2是串联关系 B.灯泡L1、L2两端的电压不相等
C.通过灯泡L1、L2的电流相等 D.灯泡L1先正常发光
8.(2024九上·顺德期中)常见的物质是由极其微小的 、原子构成的,原子是由带 电的原子核和核外带负电的 组成的。
9.(2024九上·顺德期中)如图所示,制作糖炒栗子时,往往会在锅内加入黑砂一起翻炒,这样可以使栗子受热均匀且熟得更快,原因是黑砂的比热容较 ,吸热时升温较快。炒栗子是通过 的方式增加栗子的内能的;站在远处的人能闻到糖炒栗子的香味,这是 现象。
10.(2024九上·顺德期中)低速行驶时,电动机为汽车提供动力,它将电能转化为 能和内能,此过程中能量的总量 (选填“变大”“变小”或“不变”)。在给汽车充电时,汽车的蓄电池组相当于 。
11.(2024九上·顺德期中)高速行驶时,内燃机为汽车提供动力。图为汽车搭载的四冲程内燃机某冲程的示意图,该内燃机属于 (选填“汽油机”或“柴油机”),此时正处于 冲程,该冲程中汽缸内气体的内能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
12.(2024九上·顺德期中)与丝绸摩擦过的玻璃棒会由于 (选填“得到”或“失去”)电子而带正电。如图所示,用它接触验电器(不带电)的金属球,验电器的两片金属箔会由于带上 (选填“同种”或“异种”)电荷而张开;两片金属箔张开的瞬间,验电器金属杆中电流的方向为 (选填“从A到B”或“从B到A”)。
13.(2024九上·顺德期中)如图是小西探究电流与电阻的关系时所用的电路图。实验中,小西应保持 (选填“电压表”或“电流表”)的示数不变;他将阻值为5Ω的电阻换成阻值为10Ω的电阻后,电压表的示数变 ,此时应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。
14.(2024九上·顺德期中)如图是电阻R和灯L的I-U图像。将电阻R和灯L串联起来接在某电源两端,电路中的电流为0.6A,则该电源的电压为 V,此时灯L和电阻R的阻值之比为 ;若将电阻R和灯L并联接在电压为6V的电源两端,则干路电流为 A。
15.(2024九上·顺德期中)作图题:
(1)请根据图所示实物电路,在虚线框内画出对应的电路图。
(2)请根据图甲所示的电路图,将图乙中的实物元件连接起来。
(3)如图所示,闭合开关后,灯L1、L2均能发光,请在图中的空白圆圈内正确填上对应的电表符号。
16.(2024九上·顺德期中)按要求填空。
(1)在使用电流表测量电流时,电流表应与被测用电器 联。若无法估计电路中电流的大小,则应选用电流表的 (选填“大”或“小”)量程进行试触。当电流表的指针位置如图所示时,通过电流表的电流为 A;
(2)如图甲所示,实验小组的同学们在做“比较不同物质吸热的情况”实验。同学们用相同的电加热器分别将初温、质量均相同的水和煤油加热到相同温度,通过比较 来比较两者吸热的多少,这里运用到的研究方法主要是 法和转换法。根据实验数据,同学们绘制出水和煤油的温度随时间变化的图像,如图乙所示,其中水的温度随时间变化的图像是 (选填“a”或“b”)。忽略热量损失,可以计算出煤油的比热容为 J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
17.(2024九上·顺德期中)小明和小方在做“探究串联电路中电压的特点”实验。
(1)小明根据图甲所示的电路图连接电路,他刚连接好最后一根导线,小灯泡L1、L2就亮了,这说明他操作中的不当之处是 ;
(2)小明正确测出A、B之间的电压后,为了测量B、C之间的电压,他将电压表接在A点的导线改接到C点。小方立即制止了他,并指出这样操作会导致 ;
(3)正确操作后,他们测出一组数据并记录在下表中。在测量B、C之间的电压时,电压表的示数如图乙所示,为 V;
实验序号 UAB/V UBC/V UAC/V
1 1
3
(4)他们下一步应该进行的操作是__________;(选填字母)
A.整理器材,结束实验
B.换用不同规格的小灯泡,再测量几组电压值
C.分析数据,得出结论
D.换用电压表的另一量程,再测量一组电压值
(5)该实验的结论为 。(写关系式即可)
18.(2024九上·顺德期中)小兰想用伏安法测量某定值电阻Rx的阻值。
(1)图甲是小兰连接的部分电路,请用笔画线代替导线,帮她将电路连接完整 。
(2)正确连接电路后,闭合开关,小兰发现电压表有示数,电流表无示数,则电路中的故障可能是定值电阻Rx 。
(3)小兰移动滑动变阻器的滑片P,进行多次实验,这样做的目的是 。小兰记录的实验数据如下表所示,她和小海根据实验数据各自画出了定值电阻Rx的I-U图像,如图乙、丙所示,其中,图像 (选填“乙”或“丙”)是正确的。
实验序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.1 1.5 1.9 2.3 2.5
电流I/A 0.22 0.30 0.28 0.44 0.50
(4)定值电阻Rx的阻值为 Ω。(结果保留1位小数)
(5)小兰发现,只去掉图甲中的电压表,保持其他电路连接不变,也能测出Rx的阻值。请将下列实验步骤补充完整:(滑动变阻器的最大阻值为R0)
①将滑动变阻器的滑片P移至最左端,闭合开关,记录此时电流表的示数I1;
② ,记录此时电流表的示数I2;
③则Rx= 。(用字母I1、I2和R0表示)
19.(2024九上·顺德期中)如图所示的电路中,电源电压不变,R1=20Ω。闭合开关S,电流表的示数为1.5A,再闭合开关S1,电流表的示数变为2.1A。求:
(1)电源电压;
(2)通过R2的电流;
(3)R2的阻值。
20.(2024九上·顺德期中)小广家汽车发动机的能量流向如图所示,已知在某次行驶过程中,汽车消耗了70g汽油。[汽油的热值q=4.6×107J/kg,水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(1)求70g汽油完全燃烧放出的热量;
(2)求发动机的工作效率;
(3)行驶过程中,需不断地对发动机进行冷却。若上述行驶过程中,发动机周围冷却水的温度从60℃上升到83℃,则用于冷却发动机的水的质量是多少?
21.(2024九上·顺德期中)如图甲所示,小明发现,放在同一杯热水中的金属勺摸起来比塑料勺烫,他认为这是由于两种物质的导热性能不同。为了比较不同物质的导热性能,小明设计了如图乙所示的实验装置,分别将长度和横截面积均相同的铜丝和铝丝的一端浸入烧杯内的沸水中,另一端浸入试管内50g初温为20℃的水中,每隔2min记录一次试管内水的温度,并根据所得的实验数据绘制出试管中水的温度—时间图像(如图丙所示)。
(1)在此实验中,铜丝和铝丝的导热性能是通过来表示的;(选填字母)
A.时间 B.温度
C.温度的变化量 D.单位时间内温度的变化量
(2)由图丙所示的图像可知: (选填“铜”或“铝”)的导热性能更好。在用铜丝进行实验时,0~4min内,试管中水吸收的热量为 J;[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(3)小明进一步猜想:导热体导热的快慢还可能与其长度和横截面积有关。于是他又找来几根不同规格的铜丝进行多次实验,每次都使试管中水的温度从20℃升高至相同温度,铜丝的规格和加热时间如下表。
实验序号 1 2 3 4 5 6
铜丝的横截面积S/mm2 1 4 2 4 4 3
铜丝的长度L/m 1 1 1 0.5 2 3
加热时间t/min 8 2 4 1 4
①对比第 (选填实验序号)次实验,可以探究导热体导热的快慢与其长度的关系;
②分析表中数据可知:材料相同时,导热体的长度越 ,横截面积越 ,导热体导热越快;
③由规律推测:第6次实验所需的加热时间t= min;
(4)小明上网查找资料,了解到一些常见物质的导热性能,如下图所示。由图可知,实际生活中炒菜锅的手柄最适合用 制作。
22.(2024九上·顺德期中)阅读短文,回答问题。
力电传感器
一种常见的力电传感器由弹簧钢和应变片组成,其结构示意图如图甲所示。弹簧钢右端固定,其上、下表面各贴有一块相同的应变片,当应变片被拉伸或压缩时,其电阻会随之变化。当弹簧钢的自由端受到向下的作用力F时,弹簧钢向下弯曲,上应变片被拉伸,下应变片被压缩;由于通过上、下应变片的电流均为I且恒定不变,因此上、下应变片两端的电压会发生变化,上应变片两端的电压为U1,下应变片两端的电压为U2,传感器将两个电压的差值U(U=U1-U2)输出,就可以反映出作用力F的大小。
另外,应变片的阻值也会随温度发生变化,变化情况如图乙所示。为了消除气温变化对测量精度的影响,需分别给上、下应变片串联一个合适的电阻,进行温度补偿,使测量结果不受温度影响。
(1)当弹簧钢受力向下弯曲时,上应变片的电阻 ,下应变片的电阻 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)自由端上受到的作用力F越大,传感器输出的电压差值U就越 。
(3)如果未进行温度补偿,夏天和冬天里自由端受到相同的作用力F时,传感器下应变片两端的电压U2夏和U2冬的关系是U2夏 U2冬。(选填“>”“<”或“=”)
(4)如图是几个电阻阻值随温度变化的图像,在进行温度补偿时,最适合给下应变片串联的电阻是________。(选填字母)
A. B.
C. D.
23.(2024九上·顺德期中)某实践小组设计了如图甲所示的温度报警电路,其中,电源电压恒为4V,R1为滑动变阻器,热敏电阻R的阻值随温度变化的情况如图乙所示,阻值不计的报警器在电流达到20mA时开始报警。
(1)随着周围环境温度的升高,该电路中通过报警器的电流 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)为了将报警温度设定为150℃,小组同学利用电阻箱找到了以下两种调试方法:
方法一:用电阻箱替换电路中的滑动变阻器R1,并将其示数调节为 Ω;
方法二:用电阻箱替换电路中的热敏电阻R,并将其示数调节为 Ω,移动滑动变阻器的滑片P直至报警器恰好报警,保持滑片P的位置不变,用热敏电阻R替换电阻箱;
(3)将滑动变阻器的滑片P向左移动,可以 (选填“提高”或“降低”)报警温度;
(4)若想使报警温度能在50~200℃之间调节,则应选用电压至少为 V的电源和最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】导体与绝缘体
【解析】【解答】容易导电的物体属于导体,不容易导电的物体属于绝缘体,笔芯、金属都容易导电,是导体;木质笔杆、橡皮不容易导电,为绝缘体,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【分析】金属、铅笔芯、人体、大地等容易导电,是导体;木头、塑料、橡胶不容易导电,是绝缘体。
2.【答案】B
【知识点】分子热运动;分子间相互作用力
【解析】【解答】A.红墨水在水中扩散开,说明分子不停地做无规则运动,故A不符合题意;
B.密封注射器内的液体很难被压缩,是由于分子相互排斥而难以压缩,故B符合题意;
C.水和酒精混合后总体积变小,说明分子间存在间隙,故C不符合题意;
D.铅块相互紧压后会粘在一起的原因为分子间存在引力,故D不符合题意。
故选B。
【分析】1、微观粒子的构成特点:分子之间存在间隙,分子间的相互作用力包括引力和斥力;
2、分子热运动的特点:分子无规则运动,肉眼无法观察,常见例子有:气体颜色的改变,味道的扩散;且温度越高,分子热运动速度越快。
3.【答案】B
【知识点】温度、热量与内能的关系;燃料的热值;热机的效率;热传递的概念与方式
【解析】【解答】A.1kg、0℃的冰与1kg、0℃的水由于状态不同,所以内能不相同,故A错误;
B.高温物体的温度不同,所以高温物体可以将将热量传递给低温物体,内能的影响因素有温度、质量等,温度高的物体内能可能小,因此热量可以从内能小的物体向内能大的物体传递,故B正确;
C.热值与燃料是否完全燃烧、放出热量的多少无关,故C错误;
D.根据热机效率的公式可知, 热机消耗的燃料和效率无关 ,故D错误。
故选B。
【分析】1、温度、内能、热量的关系中只有温度的改变会引起内能改变;
2、热传递是热量从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。
3、内能的影响因素有:物体状态、温度、质量等,所以质量大的物体、温度高的物体,其内能很有可能小于质量小的物体、温度低的物体。
4.【答案】D
【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】 毛皮摩擦过的橡胶棒 ,橡胶板带负电,根据带电物体的特点可知,带电物体会吸引轻小物体,且同性质排斥、异性电荷相互吸引,所以橡胶棒靠近轻质吸管A端,可能不带电,也A可以带正电。故ABC错误,D正确。
故选D。
【分析】1、两种电荷:丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电;橡胶棒摩擦毛皮,橡胶棒带负电,摩擦起电的实质为电子的转移,物体失去电子带正电,物体得到电子带负电,如两种电荷:丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电(失去电子);橡胶棒摩擦毛皮,橡胶棒带负电(得到电子)。
2、两种电荷:电荷间的作用规律为:同性电荷相互排斥、异性电荷相互吸引,吸引细小物质。
5.【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】ABCD.电阻只与材料、长度、横截面积以及温度有关,且满足和长度成正比,和横截面积成反比的数量关系,故ABD不符合题意,C正确。
故选C。
【分析】电阻的影响因素: 当导体的材料和横截面积相同时,电阻的长度越长,导体的电阻越大 ;当导体的材料和长度相同时,电阻的横截面积越小,导体的电阻越大,欧姆定律的含义R=U/I只用于计算用电器两端电压以及通过用电器电流计算电阻的公式,并不具有物理含义进行选项判识。
6.【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】图中,与串联,电压表测两端的电压,若S1闭合,电阻R2被短路,电路只有,电阻减小了,电路中的总电阻变小,电流变大,电压表示数变大,A符合题意。
故选A。
【分析】在串联电路中,部分电阻短路,总电阻减小,电流变大;减小的电阻分压变小,其他位置分压变大。
7.【答案】D
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;串联电路的电流规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】AC.由图实物电路可知,两个灯泡首尾一次连接,属于串联电路,且两灯泡的电流相等,故AC正确,不符合题意;
B.根据欧姆定律以及灯泡规格计算可知灯泡L1、L2的电阻分别为
,,根据串联分压可知,灯泡L1两端的电压小于L2两端的电压,故B正确,不符合题意;
D.电路中的电流先达到L2的额定电流,因此灯泡L2先正常发光,故D错误,符合题意。
故选D。
【分析】1、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;
2、灯泡先亮问题,在规格相同的情况下,串并联中灯泡同时亮,在规格不同的情况下,先接近灯泡的额定电压或者额定电流先亮;
3、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和。
8.【答案】分子;正;电子
【知识点】原子结构
【解析】【解答】 常见的物质是由极其微小的 分子或原子构成;原子由带正电的原子核和核外带负电的电子组成。
综上 第1空、 分子;第2空、正; 第3空、电子。
【分析】物质的微观结构:有分子和原子、原子包含原子核,电子,原子核包括质子和中子等,分子之间存在间隙,分子间的相互作用力包括引力和斥力。
9.【答案】小;热传递;扩散
【知识点】热传递改变物体内能;比热容;分子热运动
【解析】【解答】黑砂的比热容较小,吸热时温度升高较快,炒栗子是通过热传递的方式增加栗子的内能的。
站在远处的人能闻到糖炒栗子的香味,这是 扩散现象。
综上 第1空、 小;第2空、热传递; 第3空、扩散。
【分析】1、改变物体内能的方式有做功和热传递,如钻木取火、搓手取暖属于做功改变物体内能,用酒精灯热水属于热传递改变物体内能;
2、分子热运动的特点:分子无规则运动,肉眼无法观察,常见例子有:气体颜色的改变,味道的扩散;且温度越高,分子热运动速度越快。
10.【答案】机械;不变;用电器
【知识点】能量守恒;电路的构成及电路图
【解析】【解答】 低速行驶时,电动机为汽车提供动力,它将电能转化为机械能和内能;能量遵循能量守恒定律, 给蓄电池组充电过程中,蓄电池组消耗电能,相当于用电器。
综上 第1空、机械; 第2空、不变; 第3空、用电器。
【分析】1、能量守恒:能量在转化或者转移过程中,能量不会消失也不会凭空产生,即遵循能量守恒。
2、完整的电路包括电源(提供电压);导线,开关(控制电路通断);用电器(消耗电能),给蓄电池组充电过程中,蓄电池组消耗电能,属于用电器。
11.【答案】汽油机;压缩;增大
【知识点】热机;热机的四个冲程
【解析】【解答】图中有火花塞,所以是汽油机。由图可知,进气门和排气门关闭,活塞向上运动,机械能转化为i空气的内能,属于压缩冲程,汽缸内气体的内能增大。
综上 第1空、 汽油机; 第2空、压缩; 第3空、增大。
【分析】压缩冲程:进气后关闭,排气口关闭,活塞上移,能量转化为机械能转化为内能,气缸内空气内能增加。
12.【答案】失去;同种;从A到B
【知识点】两种电荷;电荷间的相互作用规律;验电器的原理及使用;电流的方向
【解析】【解答】 与丝绸摩擦过的玻璃棒会由于 失去电子而带正电,验电器的两个金属箔片都带了同种电荷,同种电荷相互排斥,箔片张开。
带正电的玻璃棒接触验电器时,金属球失去电子转移到玻璃棒上,电流方向与电子移动方向相反,所以电流的方向为从A到B。
综上 第1空、失去; 第2空、同种; 第3空、从A到B.
【分析】1、两种电荷:丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电;橡胶棒摩擦毛皮,橡胶棒带负电,摩擦起电的实质为电子的转移,物体失去电子带正电,物体得到电子带负电,如两种电荷:丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电(失去电子);橡胶棒摩擦毛皮,橡胶棒带负电(得到电子)。
2、验电器的工作原理:同性电荷相互排斥,当A带正电时会吸引B的负电荷到A,B失去负电荷带正电,张角变大,A得到负电荷张角变小;电流的方向:与电子定向移动的方向相反,所以形成电流方向为A向B。
13.【答案】电压表;大;A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】 探究电流与电阻的关系时,应控制定值电阻两端的电压不变,因此应保持电压表示数不变。
根据串联分压可知,将阻值为5Ω的电阻换成阻值为10Ω的电阻后,电压表的示数变大,为了保持定值电阻两端电压不变,巍峨了减小定值电阻的电压,应增大滑动变阻器接入电路的阻值,因此应将滑片向A端移动。
综上 第1空、电压表; 第2空、大; 第3空、A.
【分析】串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,题目中将定值电阻电压控制不变,增大定值电阻阻值,所以需要增加变阻器电阻才能控制定值电阻电压不变。
14.【答案】9;1∶2;1.4
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】串联电路中各处的电流相等, 所以,通过用电器的电流均为0.6A,由图象可知,灯泡两端的电压为UL=3V,定值电阻电压UR=6V, 串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压U=UL+UR=3V+6V=9V,根据串联分压可知,电阻的阻值等于用电器的电压,所以灯L和电阻R的阻值之比,并联电路中各支路两端的电压相等, 所以灯泡和电阻两端的电压均为6V,由图象可知对应的电流分别为IL'=0.8A,IR=0.6A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以I=IL'+IR=0.8A+0.6A=1.4A。
综上 第1空、9; 第2空、1:2; 第3空、1.4.
【分析】1、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和;
2、并联电路规律:并联电路电压相等、支路电流之和为干路电流。
15.【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】根据实物图画电路图;实物的电路连接;电压的测量及电压表的使用
【解析】【解答】(1)分析可知用电器依次首尾相连,作图如下:
(2)据图可知,灯泡L2与开关S1串联,整体和灯泡L2并联,开关S2位于干路,连接实物图如下:
(3)电压表只能并联在用电器两侧,串联在电路中,将会导致电路发生断路,电流表只能串联在电路中,并联在用电器两侧会导致用电器发生短路,作图如下:
【分析】1、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;
2、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。
(1)有实物图可知电源、开关、电流表、电灯串联,电路图如下:
(2)由图可知灯泡L2与开关S1串联后,再与灯泡L2并联,开关S2是干路开关,连接实物图如下:
(3)并联在电源两端的如果是电流表,就会将电源短路,为故障电路,若为电压表则测电源电压,因此与电源并联的是电压表;与灯泡L1串联的如果是电压表则电路中灯泡L1和L2无示数,为故障电路,若为电流表则测整条电路中电流,因此与灯泡L1串联的是电流表,作图如下:
16.【答案】(1)串;大;0.52
(2)加热时间的长短;控制变量;a;2.1×103
【知识点】电流的测量及电流表的使用;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1) 在使用电流表测量电流时,电流表应与被测用电器 串联,选用电流表的大量程 进行 试触 ,判断电路电流大小,防止烧坏电流表,图中电流表分度值为0.02A,示数为0.52A。
综上 第1空、 串;第2空、大; 第3空、0.52.
(2)使用相同的加热装置,通过加热时间转换为吸热量多少,控制被加热的材料不同,其余因素相同,来分析加热能力的大小,使用控制变量法。由图乙可知,加热相同时间,水的温度变化较小(a),根据可知,a的比热容较大;升高相同温度,a(水)的吸热时间为煤油的2倍,所以根据可知,水的比热容是煤油的2倍,。
综上 第1空、 加热时间的长短 ; 第2空、 控制变量 ;第3空、 a;第4空、2.1×103.
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、探究不同物质吸热:原理为Q=cmΔt,在控制材料不同的前提下,保证质量、吸收热量相同,根据加热时间代表物体吸收热量的多少(加热时间越长表明吸收热量越大),当加热时间相同时,温度变化少,物质的比热容大(吸热能力强);加热时间过长,表明吸收热量较大,所以水的质量较多或者初温较低,或者没有加盖三种原因。
(1)[1]在使用电流表测量电流时,电流表应与被测用电器串联,电流从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出。
[2]若无法估计电路中电流的大小,则应选用电流表的大量程 。具体做法是:先选用大量程将电流表接入电路,然后通过试触来确定实际电流的大小。如果指针偏转角度较小,说明实际电流较小,可以改用小量程进行测量;如果指针偏转迅速超过最大值,则需要更换更大量程的电流表 。
[3]图中电流表使用的小量程,分度值为0.02A,示数为0.52A。
(2)[1]加热器相同,相同时间内放出的热量是相同的。在相同条件下用相同的电加热器分别给水和煤油加热,使水和煤油升高相同的温度,加热时间越长,吸收的热量越多,则其吸热能力越强,通过比较加热时间来比较水和煤油的吸热能力。
[2]实验中控制了不同物质的初温和质量相同以及热源相同,通过加热时间的长短来反映物质吸收热量的多少,使用控制变量法和转换法。
[3]由图乙可知,使质量相等的水和煤油升高相同的温度,对a物质加热的时间更长,即a的吸热能力强,所以,根据图像可知,水的温度随时间变化的图像是a。
[4]由图乙可知,水和煤油都升高到30℃时,对水的加热时间为6min,对煤油的加热时间为3min,则水吸收的热量为煤油吸收的热量的2倍,即
因两种物质的质量相同,由可知,煤油的比热容
17.【答案】(1)连接电路时未断开开关
(2)电压表的正负接线柱接反,电压表的指针反偏
(3)2
(4)B
(5)UAC=UAB+UBC
【知识点】串联电路的电压规律;探究串、并联电路中的电压规律实验
【解析】【解答】(1) 连接好最后一根导线,小灯泡L1、L2就亮了 ,说明 连接电路时未断开开关 。
综上 第1空、连接电路时未断开开关。
(2)将电压表接在A点的导线改接到C点,电压表的正负接线柱接反,电压表的指针反偏。
综上 第1空、电压表的正负接线柱接反,电压表的指针反偏。
(3)由图乙可知,电压表的分度值是0.1V,示数是2V。
综上 第1空、 2;
(4)实验只进行了一次,具有偶然性,所以接下来的操作是换用多组不同规格的小灯泡,多次测量电压值,分析实验数据,得出结论,再整理器材,结束实验,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(5)分析表中数据可得出结论是UAC=UAB+UBC。
综上 第1空、UAC=UAB+UBC。
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。
3、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和。
(1)刚连接好最后一根导线,小灯泡L1、L2就亮了,说明电路连接的过程中,没有断开开关,为了保护电路,连接电路时要断开开关。
(2)将电压表接在A点的导线改接到C点,闭合开关后,电压表的正负接线柱接反,电压表的指针反偏。
(3)由图乙可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,此时电压表的示数是2V。
(4)由题意可知,实验只进行了一次,具有偶然性,所以接下来的操作是换用不同规格的小灯泡,再测量几组电压值,换用电压表的另一量程,再测量一组电压值,电压表的分度值大,实验会有误差,测量不精确,多次实验之后,分析实验数据,得出结论,再整理器材,结束实验,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(5)分析表中数据可知
UAB+UBC=1V+2V=3V=UAC
所以实验的结论是UAC=UAB+UBC。
18.【答案】(1)
(2)断路
(3)减小测量误差;乙
(4)5.1
(5)将滑动变阻器的滑片P移至最右端;
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)进行电路连接时,电流表与被测电路串联,电压表并联在待测电阻两端,实物图连接如图所示:
(2)串联电路,电流表无示数,所以此时电压表串联进电路中,和电压表并联的用电器发生断路,即故障是定值电阻Rx断路。
综上 第1空、 断路。
(3) 小兰移动滑动变阻器的滑片P,进行多次实验,测量多组数据计算待测电阻的平均值,从而减小误差。定值电阻的阻值为定值,I-U图像是一条过原点的直线,即图乙是正确的。
综上 第1空、减小测量误差; 第2空、乙。
(4)由图像可知,第四次实验数据偏离图像较多,属于错误数据应去掉,剩余四次实验中定值电阻Rx的阻值分别为,,,
,求得平均值为。
综上 第1空、 5.1.
(5)①将滑动变阻器的滑片P移至最左端,闭合开关,此时滑动变阻器的最大阻值R0与Rx串联,记录此时电流表的示数I1,根据欧姆定律可计算电源电压为,
步骤②将滑动变阻器的滑片P移至最右端,此时电流表的示数I2,此时为Rx简单电路,电源电压为
,连列求解Rx的阻值为。
综上 第1空、将滑动变阻器的滑片P移至最右端; 第2空、.
【分析】1、伏安法测电阻:电压表并联待测电阻两侧测量待测电阻的电压U,电流表串联在电路中测量待测电阻的电流I,根据欧姆定律R=U/I计算待测电阻的阻值。
2、电路动态分析:变阻器是通过改变接入电路的电阻长度进而改变电路的电流和电压,当变阻器滑片时,接入电路中的阻值变化,导致电路中的电流变化,电阻的电压示数变化,根据欧姆定律多次计算电阻,求解平均值。
3、电路的故障分析: 题目中电流表指针几乎没有偏转,电压表指针迅速偏转到满偏刻度外 ,表明电压表接入电路,所以和电压表并联的用电器断路。
(1)用伏安法测量电阻时,需要将电流表与被测电路串联,将电压表并联在待测电阻两端,实物图连接如图所示:
(2)串联电路,电流表无示数,则故障可能是断路,若电压表有示数,则故障是电压表所测位置之间发生断路,即故障是定值电阻Rx断路。
(3)[1]实验中移动滑动变阻器的滑片P,进行多次实验得出多组数据计算待测电阻的平均值,从而减小误差。
[2]由实验数据可知,I与U的比值是一个定值,所以I-U图像是一条过原点的直线,即图乙是正确的。
(4)由图乙可知,第四次实验数据不在图像附近,偏离图像较多,是错误数据应去掉,由表格数据可知,剩余四次实验中定值电阻Rx的阻值分别为
定值电阻的平均值为
(5)[1][2]图甲中定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,步骤①将滑动变阻器的滑片P移至最左端,闭合开关,记录此时电流表的示数I1,此时滑动变阻器的最大阻值R0与Rx串联,电源电压为
步骤②将滑动变阻器的滑片P移至最右端,此时电流表的示数I2,此时滑动变阻器接入电路的阻值为0,为Rx简单电路,电源电压为
由上述式子可知,Rx的阻值为
19.【答案】(1)解:只闭合开关S时,电路中只有R1,电源电压为。
(2)解:再闭合开关S1,R1与R2并联,电流表测干路电流,根据并联电路中电流规律,可得通过R2的电流为
。
(3)解:R2的阻值为。
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)据图分析可知只闭合开关S时,R2断路,电路中只有R1,通过R1的电流为1.5A, R1=20Ω 根据欧姆定律电源电压。
(2)闭合开关S1,R1与R2首首相连,尾尾相接,属于并联,电流表位于干路,根据并联电路中电流规律,可计算通过R2的电流。
(3)由前提分析计算得出通过R2的电流和电压,根据欧姆定律计算R2的阻值。
(1)只闭合开关S时,电路中只有R1,电源电压为
(2)再闭合开关S1,R1与R2并联,电流表测干路电流,根据并联电路中电流规律,可得通过R2的电流为
(3)R2的阻值为
20.【答案】(1)解:70g汽油完全燃烧放出的热量为Q放=mq=70×10-3kg×4.6×107J/kg=3.22×106J。
(2)解:发动机的工作效率为η=100%-32%-30%-8%=30%。
(3)解:冷却水吸收的热量为Q吸=Q放×30%=3.22×106J×30%=9.66×105J,则用于冷却发动机的水的质量为
。
【知识点】比热容;燃料的热值;热机的效率
【解析】【分析】(1) 汽油的热值q=4.6×107J/kg ,根据热值公式Q放=mq可计算70g汽油完全燃烧放出的热量。
(2)效率的定义为有用功占总功的比值,题目中额外功的的占比已知,所以发动机的工作效率为η=100%-32%-30%-8%=30%。
(3)冷却水吸收的热量占比为30%,根据热量的计算公式计算用于冷却发动机的水的质量。
(1)70g汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=mq=70×10-3kg×4.6×107J/kg=3.22×106J
(2)发动机的工作效率为
η=100%-32%-30%-8%=30%
(3)冷却水吸收的热量为
Q吸=Q放×30%=3.22×106J×30%=9.66×105J
则用于冷却发动机的水的质量为
21.【答案】(1)D
(2)铜;2.1×103
(3)2、4、5;短;大;8
(4)硬木
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)根据热量的计算公式可知铜丝和铝丝的导热性能是通过单位时间内温度的变化量来表示的,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(2)从图丙可知,用时8min,铜丝导热升高了20℃,铝丝导热升高了10℃,说明铜丝的导热性能好。0~4min内,试管中水温度升高了10℃,根据热量公式计算试管中水吸收的热量为
。
综上 第1空、铜; 第2空、2.1×103。
(3)要探究热导的快慢与导热物质长度的关系,根据控制变量法可知控制长度因素不同,其余因素不变,需要控制横截面积和材料相同,所以选择实验2、4、5符合题意。分析数据1、2、3的实验可知,材料、长度相同,横截面积变大,加热时间变小,导热速度变快;由2、4、5的实验可知,横截面积相同,长度越长,加热时间越长,导热速度变慢,所以得出结论:材料相同时,导热体的长度越短,横截面积越大,导热体导热越快。
③由前题分析可知材料相同时,导热体的长度越短,横截面积越大,导热体导热越快;由1、6的数据知横截面积变成原来的3倍,加热时间变成原来的,长度变成原来的3倍,加热时间变成原来的3倍,所以加热时间不变,仍为8min。
综上 第1空、245; 第2空、短; 第3空、大; 第4空、8.
(4)硬木的导热性最差,不会使手发烫无法炒菜,所以炒菜锅的手柄最适合用硬木制作。
综上 第1空、 硬木。
【分析】1、探究不同物质吸热:原理为Q=cmΔt,在控制材料不同的前提下,保证质量、吸收热量相同,根据加热时间代表物体吸收热量的多少(加热时间越长表明吸收热量越大),当加热时间相同时,温度变化少,物质的比热容大(吸热能力强);加热时间过长,表明吸收热量较大,所以水的质量较多或者初温较低,或者没有加盖三种原因。
2、控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如导热体导热的快慢还可能与其长度和横截面积有关 。题目中探究热导的快慢与导热物质长度的关系,根据控制变量法可知控制长度因素不同,其余因素不变,需要控制横截面积和材料相同。
(1)相同时间内试管内水的温度升高大的,导热性能好,所以铜丝和铝丝的导热性能是通过单位时间内温度的变化量来表示的,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(2)[1]从图丙可知,用时8min,用铜丝导热升高了20℃,用铝丝导热升高了10℃,用铜丝时试管内水的温度升温更多,说明铜丝的导热性能好。
[2]在用铜丝进行实验时,0~4min内,试管中水温度升高了10℃,则试管中水吸收的热量为
(3)①[1]要探究热导的快慢与导热物质长度的关系,需要控制横截面积和材料相同,改变导热物质长度,实验2、4、5符合题意。
②[2][3]分析数据1、2、3的实验可知,导热物质的长度相同、横截面积不同,且横截面积变成2倍,加热时间变成原来的,导热快慢变为原来的2倍;由2、4、5的实验可知,横截面积相同,导热物质的长度变成2倍,加热时间变成原来的2倍,导热快慢变为原来的,所以得出结论:材料相同时,导热体的长度越短,横截面积越大,导热体导热越快。
③[4]由2、4、5的实验可知,横截面积相同,导热物质的长度变成2倍,加热时间变成原来的2倍,导热快慢变为原来的,故可以得出:当其他条件相同时,导热能力与导热物质的长度成反比;由1、6的数据知横截面积变成原来的3倍,加热时间变成原来的,长度变成原来的3倍,加热时间变成原来的3倍,所以加热时间不变,仍为8min。
(4)由图可知,硬木的导热性最差,所以炒菜锅的手柄最适合用硬木制作。
22.【答案】(1)变大;变小
(2)大
(3)<
(4)D
【知识点】影响电阻大小的因素;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)弹簧钢受力向下弯曲时,上应变片金属电阻丝长度变长,电阻和材料的长度正比,所以电阻变大,下应变片金属电阻丝长度变短,电阻变小。
综上 第1空、变大; 第2空、变小。
(2)由(1)分析可知,受力弯曲程度越大,上下电阻的差值越大,串联电路电流相同,所以两应变片的电压变化就越大,即传感器输出的电压U随作用力F的增大而增大。
综上 第1空、 大。
(3)由图乙可知,夏天温度更高,下应变片的电阻更小,由可知,下应变片两端的电压U2夏天比冬天小。
综上 第1空、 <。
(4)由图乙可知,应变片随温度的升高减小得越来越快,所以串联电阻的变化规律为随着温度减小,电阻增加更快,D正确,ABC错误。
综上选D。
【分析】1、电阻的影响因素: 当导体的材料和横截面积相同时,电阻的长度越长,导体的电阻越大 ;当导体的材料和长度相同时,电阻的横截面积越小,导体的电阻越大,欧姆定律的含义R=U/I只用于计算用电器两端电压以及通过用电器电流计算电阻的公式,并不具有物理含义进行选项判识。
2、应变片的工作原理:通过上下应变片的长度变化,导致电阻发生变化,根据欧姆定律可知,电流相同的情况,电压和电阻成正比变化。
(1)[1][2]弹簧钢受力向下弯曲时,上应变片金属电阻丝长度变长,电阻变大,下应变片金属电阻丝长度变短,电阻变小。
(2)自由端上受到的作用力F越大,上、下应变片的形变就越大,电阻的变化就越大,由于通过上、下应变片的电流均为I且恒定不变,由得两应变片的电压变化就越大,即传感器输出的电压U随作用力F的增大而增大。
(3)应变片的电阻会随温度的升高而减小,夏天温度更高,下应变片的电阻更小,由可知,下应变片两端的电压U2夏天比冬天小。
(4)由图乙可知,应变片随温度的升高减小得越来越快,进行温度补偿时,串联的电阻应该随温度的升高增加得越来越快,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
23.【答案】(1)变大
(2)120;80
(3)降低
(4)6.4;280
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)由图乙可知,温度升高,热敏电阻R的阻值减小,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的总电流增大。
综上 第1空、 变大。
(2)当温度为150℃时,热敏电阻R的阻值为80Ω,报警器的工作电流为20mA,则开始报警时,根据欧姆定律可计算电路中的总电阻,两电阻为串联,所以热敏电阻R的阻值为80Ω,电阻箱接入电路中的阻值R'=R总-R=200Ω-80Ω=120Ω。温度为150℃时,对应热敏电阻R的阻值为80Ω,因此电阻箱的电阻应等于150℃时热敏电阻R的阻值80Ω。
(3)滑动变阻器滑片P向左移动时R1接入电路中的电阻变小,电路中电流会变大,电路中电流会先达到报警值20mA,因此将滑动变阻器滑片P向左移动可降低报警温度。
综上 第1空、 降低。
(4)欧姆定律可得,电源电压U=IR总=I(R+R1),当电路中的电流和总电阻都取最小值,电源电压最小,即电流最小为20mA,滑动变阻器接入电路中的电阻调为0,热敏电阻R的阻值不能低于其在50℃时的阻值320Ω,根据欧姆定律可计算则电源电压最小值U'=IminR总min=0.02A×320Ω=6.4V;
当电源电压一定时,接入电路中滑动变阻器的阻值越小,报警温度值越低,反之,接入电路中滑动变阻器的阻值越大,报警温度值越高。则报警温度为200℃时滑动变阻器接入电路中的阻值最大,由图乙可知,温度为200℃时,对应热敏电阻R的阻值为40Ω,则滑动变阻器的最大阻值,电路中电源电压U最小时,需要滑动变阻器的最大阻值最小,带入I=0.02A和R=40Ω可得,滑动变阻器R1的最大阻值。
综上 第1空、6.4; 第2空、280.
【分析】1、欧姆定律:公式为U=IR,题目中电压不变,电阻变小,所以电流变大,所以在电流和总电阻都取最小值,电源电压最小。
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和。
(1)由图乙可知,温度升高,热敏电阻R的阻值减小,热敏电阻R和滑动变阻器R1串联,温度升高,R的阻值减小,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的总电流增大。
(2)[1]当温度为150℃时,热敏电阻R的阻值为120Ω,报警器在电流达到20mA时开始报警,则开始报警时,电路中的总电阻
热敏电阻R的阻值为120Ω,用电阻箱替换电路中的滑动变阻器R1,则电阻箱接入电路中的阻值
R'=R总-R=200Ω-120Ω=80Ω
将电阻箱的示数调节为80Ω。
[2]温度为150℃时,对应热敏电阻R的阻值为120Ω。用电阻箱替换热敏电阻后对滑动变阻器进行调节,目的是在电路中的电流为20mA,报警器报警时,调节出热敏电阻R的阻值为120Ω时滑动变阻器滑片对应的位置,因此电阻箱的电阻应等于150℃时热敏电阻R的阻值120Ω。
(3)由电路图可知,热敏电阻R与滑动变阻R1串联,滑动变阻器滑片P向左移动时R1接入电路中的电阻变小,与滑片移动前相比,相同温度下,热敏电阻R的阻值相同,但电路中电流会变大,随着温度上升,向左移动滑片后的电路较移动滑片之前的电路,电路中电流会先达到报警值20mA,因此将滑动变阻器滑片P向左移动可降低报警温度。
(4)[1][2]由图乙可知,热敏电阻R的阻值随温度的增加而减小,由欧姆定律可得,电源电压
U=IR总=I(R+R1)
由以上公式可得,想要电源电压最小,需要电路中的电流和总电阻都取最小值,但是按设计要求,电路中电流必须达到报警时的最小值20mA,因此电流最小值
Imin=I=20mA=0.02A
电路总电阻想要取最小值,先将滑动变阻器接入电路中的电阻调为0,而为了使电路能够在50℃时报警,R的阻值不能低于其在50℃时的阻值320Ω,则满足电路在50℃时能够报警的总电阻的最小值R总min=320Ω,则电源电压最小值
U'=IminR总min=0.02A×320Ω=6.4V
滑动变阻在电路中起到调节报警温度值的作用,当电源电压一定时,接入电路中滑动变阻器的阻值越小,报警温度值越低,反之,接入电路中滑动变阻器的阻值越大,报警温度值越高。根据电路设计要求,报警温度可以在50~200℃之间调节,则报警温度为200℃时滑动变阻器接入电路中的阻值最大,因此要求滑动变阻器的最大阻值应该大于或等于该值。由图乙可知,温度为200℃时,对应热敏电阻R的阻值为40Ω,则滑动变阻器的最大阻值
报警器发生报警的电流I=0.02A,由以上公式可知,电路中电源电压U最小时,需要滑动变阻器的最大阻值最小,将I=0.02A和R=40Ω代入以上推导公式可得,要想实现报警温度可以在50~200℃之间调节,滑动变阻器R1的最大阻值
