


浙江省绍兴市内地西藏初中班2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案)
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这是一份浙江省绍兴市内地西藏初中班2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案),共28页。试卷主要包含了选择题,填空题,计算题,过端午,实验探究题等内容,欢迎下载使用。
1.(2分)下列用品中,在通常情况下属于绝缘体的是( )
A.人体B.橡胶轮胎C.铜D.铅笔芯
2.(2分)戴口罩是防止新冠病毒传播的有效措施之一,如图所示,医用外科口罩由口罩体、鼻夹、口罩带组成,口罩体采用三层工艺制成,下列说法正确的是( )
A.新冠病毒随飞沫传播是一种分子运动
B.过滤效率高,是因为口罩材料分子之间没有空隙
C.口罩体中带有静电的熔喷布具有吸引轻小物体的性质
D.佩戴口罩时,轻压鼻夹能使其与鼻梁贴合,说明鼻夹材料具有很好的弹性
3.(2分)妈妈正在厨房用燃气灶煲鸡汤,鸡汤的香气四溢,锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动”。在此过程中,涉及到的有关物理现象表述不正确的是( )
A.鸡汤香气四溢是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动
B.锅盖“跳动”过程的能量转化与内燃机的做功冲程相似
C.鸡汤沸腾时比沸腾前的温度高,含有的热量多
D.煲鸡汤过程中,主要是通过热传递的方式改变内能的
4.(2分)关于热量、温度和内能,下列说法中正确的是( )
①温度高的物体含有的热量一定比温度低的物体含有的热量多;
②0℃的冰内能为零;
③物体放出热量,温度不一定降低;
④在热传递过程中,热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体;
⑤温度相同的物体内能不一定相等.
A.①②④B.①③④C.②③⑤D.③④⑤
5.(2分)将图甲中滑动变阻器连入图乙电路的a、b两点间,当滑片P向C端移动时,电灯L逐渐变亮,则滑动变阻器连入电路的接线柱应该是( )
A.A和BB.B和DC.A和DD.B和C
6.(2分)新型电动公共汽车的动力来源于电动机。它的设计充分考虑了要保证人身安全,前、后两门(电路开关)中任意一个门没有关闭好,车都无法行驶。如图中符合要求的电路是( )
A.B.
C.D.
7.(2分)在新型冠状病毒疫情防治期间,经常使用图甲所示的非接触式红外线测温枪。图乙是它的工作原理图,R0是定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值随人体温度变化的图象如图丙所示。闭合开关S后,对该电路分析正确的是( )
A.体温越高,R的阻值越大
B.体温越高,电压表的示数越大
C.体温越低,R两端的电压越小
D.体温越低,通过R0的电流越大
8.(2分)如图所示的是琳琳设计的电路图,当她闭合开关S1、S2,两个电流表(实验室学生用)的指针在同一位置,则下列判断正确的是( )
A.两个电流表的示数相等
B.A1测的是通过L1的电流
C.两灯L1与L2电阻之比为1:4
D.两灯L1与L2电阻之比为4:1
二、填空题(每空1分,共16分)
9.(2分)星期天,旺堆一家到深圳湾红树林游玩,微风吹过,飘来阵阵花香,这是 现象,躺在草地上,和煦的阳光照在身上感觉暖暖的,这是通过 的方式改变物体的内能。
10.(4分)内燃机是将 能转化机械能的装置。内燃机的一个工作循环是由 个冲程组成的。其中压缩冲程是把 能转化为 能。
11.(2分)如图所示,用餐巾纸摩擦一根可以绕铁支架自由转动的吸管,使它带上电,现用一带电的物体靠近吸管带电的一端,发现它们互相排斥,说明它们带 (选填“同种”或“异种”)电荷;吸管上的电荷没有通过铁支架转移,说明吸管是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
12.(3分)一串节日彩灯中串联着20个小灯泡,若电源插头处电流为100mA,则通过每个小灯泡的电流为 A。汽车在转向前,司机会拨动转向横杆,汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭,但其中一个损坏时,另一个仍能正常工作,这两个转向灯在电路中的连接方式为 ,转向杆相当于电路中的 。
13.(3分)导体两端的电压为6V,通过它的电流是0.6A,则该导体的电阻是 Ω;若导体两端电压变为12V,则通过它的电流为 A;若将电路断开,该导体的电阻为 Ω。
14.(2分)如图所示,要使灯泡L1和L2并联,则应该只闭合开关 ;要使灯泡L1和L2串联,应该只闭合开关 。
三、计算题(每题9分,共18分)
15.(9分)顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”,生动的呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸汽进行加热。若将2.5kg的水加热到沸腾,水温升高了80℃[c水=4.2×103J/(kg•℃),q煤=3×107J/kg],在此过程中,求:
(1)水吸收的热量;
(2)采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,煤燃烧放出的热量;
(3)需要完全燃烧煤的质量。
16.(9分)如图所示的电路中,电阻R1阻值为20Ω,电源电压不变。当S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.45A;S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.75A.求:
(1)电源电压为多少?
(2)R2的阻值为多少?
(3)S2、S3断开,S1闭合时,加在电阻R1两端的电压为多少?
四、实验探究题(每空1分,共30分)
17.(6分)小组同学用如图所示的电路和表中的金属丝探究“导体的电阻跟哪些因素有关”。
(1)为了探究电阻与长度的关系,应选择编号为 的两根金属丝,先后接入A、B间,通过观察 来比较金属丝电阻的大小;
(2)选择编号为3和4的两根金属丝,先后接入A、B间,发现接入3号金属丝时灯泡的亮度比接入4号时的更暗,说明4号金属丝的阻值更 (选填“大”或“小”),这实验表明:在其他条件相同时, ,电阻越大;
(3)在我国城乡许多地区进行输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就 (选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻。
18.(7分)小明在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图。
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘了 ;
(2)他先将电流表接A处,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是: ;
(3)他在测量B处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 ;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 A;
(4)在解决了以上问题后,将电流表分别接入A、B、C三点处,闭合开关,测出了一组电流并记录在表格中,立即得出了并联电路的电流规律。请你指出他们实验应改进方法是 ;
(5)实验结束后,小明又利用器材连接如图丁所示的电路图,当开关S由断开到闭合时,电流表A1的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
19.(6分)桑珠和旺堆利用如图两套装置探究①“不同物质吸热升温的现象”以及②“不同燃料充分燃烧放热的现象”,液体和燃料的质量以及种类根据实验的需要和方便进行正确选取。
(1)两个实验中都要控制 (填燃料、杯中液体)质量相等;
(2)在探究“不同物质吸热升温的特点”时,物质吸热的多少是通过 来反映的;在探究“燃料燃烧放出的热量”,燃烧放热多少是通过 来反映的(填写序号);
A.温度计上升的示数
B.加热时间
(3)假设在两个探究中根据所测数据都画出了如图图像(不计热量的损失),则根据图像可计算出,探究①“不同物质吸热升温的现象”中,甲乙对应如图像一和图像二所示,则 的比热容大,且两种物质的比热容之比为 ;②“不同燃料充分燃烧放热的现象”中,甲乙对应如图像一和图像二所示,则 的热值大。
20.(5分)卓嘎利用两节干电池、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、阻值为5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻各一个以及导线若干等器材,进行了“探究电流与电阻的关系”的实验:
(1)请用笔画线代替导线将图甲实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片向左移动时电流表示数变大。
(2)先把5Ω的电阻接入电路中,将滑片移至阻值最大端,闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因可能是 。
(3)排除故障后继续实验,电流表示数如图乙,为 A;接下来换上10Ω的电阻进行实验,闭合开关后,滑片应该向 端移动,使电压表的示数保持不变。
(4)通过表中实验数据可以得出的结论是: 。
21.(6分)小岩利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值。
(1)该实验的实验原理是 ;
(2)小岩选择了满足实验要求的实验器材,连接的实验电路如图1所示,请你添加一条导线将实验电路补充完整;
(3)开关S闭合前,应把图中滑动变阻器滑片P置于最 (填“左”或“右”)端;
(4)电路连接正确后,闭合开关S,滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时,电压表的示数如图2甲所示,电流表的示数如图2乙所示,则电压表的示数为 V,电流表的示数为 A,电阻Rx的阻值为 Ω。
2022-2023学年浙江省绍兴市内地西藏初中班九年级(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每题2分,共16分)
1.(2分)下列用品中,在通常情况下属于绝缘体的是( )
A.人体B.橡胶轮胎C.铜D.铅笔芯
【分析】容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、塑料、玻璃、橡胶、油等;导体和绝缘体没有绝对的界限。
【解答】解:A、人体能够导电,属于导体,故A错误。
B、橡胶轮胎的材料是橡胶,属于绝缘体,故B正确。
C、铜是金属,属于导体,故C错误。
D、铅笔芯的材料是碳,属于导体,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查了导体与绝缘体的概念以及生活中常见的实例;生活中哪些物体为导体,哪些物体为绝缘体,属于识记的内容,比较简单。
2.(2分)戴口罩是防止新冠病毒传播的有效措施之一,如图所示,医用外科口罩由口罩体、鼻夹、口罩带组成,口罩体采用三层工艺制成,下列说法正确的是( )
A.新冠病毒随飞沫传播是一种分子运动
B.过滤效率高,是因为口罩材料分子之间没有空隙
C.口罩体中带有静电的熔喷布具有吸引轻小物体的性质
D.佩戴口罩时,轻压鼻夹能使其与鼻梁贴合,说明鼻夹材料具有很好的弹性
【分析】(1)物质是由分子组成的,直接用肉眼看不到单个分子;飞沫是肉眼可以看到的,不是分子;
(2)分子之间存在空隙;
(3)带电体具有吸引轻小物体的性质;
(4)轻压鼻夹能使其与鼻梁贴合,说明材料弹性差。
【解答】解:
A.分子很小,直接用肉眼看不到,飞沫是肉眼可以看到的;所以新冠病毒随飞沫传播是机械运动,不是分子的运动,故A错误;
B.由分子热运动可知分子之间存在空隙,所以口罩材料分子之间也有空隙,故B错误;
C.口罩体中带有静电的熔喷布,带电体具有吸引轻小物体的性质,故C正确;
D、轻压鼻夹能使其与鼻梁贴合,说明材料可塑性强,弹性差,故D错误。
故选:C。
【点评】本题结合分子动理论的观点以及带电体的性质解释生活中的现象,属于基础题。
3.(2分)妈妈正在厨房用燃气灶煲鸡汤,鸡汤的香气四溢,锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动”。在此过程中,涉及到的有关物理现象表述不正确的是( )
A.鸡汤香气四溢是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动
B.锅盖“跳动”过程的能量转化与内燃机的做功冲程相似
C.鸡汤沸腾时比沸腾前的温度高,含有的热量多
D.煲鸡汤过程中,主要是通过热传递的方式改变内能的
【分析】(1)扩散现象说明一切物质的分子都在不停地做无规则运动;
(2)对物体做功(克服摩擦做功、压缩空气做功),物体的内能增加、温度升高;物体对外做功(气体膨胀做功),物体的内能减少、温度降低;内燃机的四个冲程:吸气、压缩、做功、排气,在压缩冲程中,机械能转化为内能;在做功冲程中,内能转化为机械能;
(3)热量是一个过程量,不能说含有多少热量;
(4)改变内能的方法有两个:做功和热传递。
【解答】解:
A、煲鸡汤时,鸡汤香气四溢是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故A正确;
B、煲鸡汤过程中,限压阀转动,水蒸气膨胀做功,推动限压阀转动,是水蒸气的内能转化为限压阀的机械能,其能量转化情况与内燃机做功冲程相同,故B正确;
C、鸡汤温度高,内能大,但不能说含有的热量非常多,故C错误;
D、煲鸡汤过程中,鸡汤吸收热量,主要是通过热传递的方式改变内能的,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了与热学相关的多个知识点,联系生活中的现象,能用相关热学知识做出解释是解答的关键。
4.(2分)关于热量、温度和内能,下列说法中正确的是( )
①温度高的物体含有的热量一定比温度低的物体含有的热量多;
②0℃的冰内能为零;
③物体放出热量,温度不一定降低;
④在热传递过程中,热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体;
⑤温度相同的物体内能不一定相等.
A.①②④B.①③④C.②③⑤D.③④⑤
【分析】①热量是一个过程量;②任何物体都有内能;③④⑤改变物体内能的两种方式:做功和热传递;一切物体都具有内能,内能的大小跟质量、温度、状态有关。
【解答】解:①热量是一个过程量,不能说含有多少热量,错误;
②0℃的冰的内能不为零,错误;
③物体放出热量,温度不一定降低,例如晶体的凝固过程,放出热量,温度不变,正确;
④在热传递过程中,内能大的物体的温度不一定高,则热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体,正确;
⑤内能的大小跟质量、温度、状态有关,所以温度相同的物体内能不一定相等,正确。
故选:D。
【点评】本题是一道热学综合题,主要考查学生对内能及改变物体内能方法的理解,是中考的热点,热学的难点。
5.(2分)将图甲中滑动变阻器连入图乙电路的a、b两点间,当滑片P向C端移动时,电灯L逐渐变亮,则滑动变阻器连入电路的接线柱应该是( )
A.A和BB.B和DC.A和DD.B和C
【分析】滑动变阻器的原理是靠改变连入电路中的电阻丝的长度来改变电阻的,它的正确接法是“一上一下”。哪一段电阻丝被接入电路中是由下面的接线柱决定的。若接左下接线柱,滑片向右移动,电阻变大;若接右下接线柱,滑片向左移动,电阻变大。
【解答】解:A、接A和B时,连入电路中的是一个定值电阻(最大电阻),这种接法是不能变阻的,也就无法改变电流,无法改变灯泡的亮度,这种接法不正确。
B、接B和D时,连入电路中的电阻丝是PB部分。当滑片P向C端移动时,PB电阻丝长度变长,电阻变大,则电流变小,电灯L逐渐变暗,这种接法不符合题意要求。
C、接A和D时,连入电路中的电阻丝是PA部分。当滑片P向C端移动时,PB电阻丝长度变短,电阻变小,则电流变大,电灯L逐渐变亮,这种接法符合题意要求。
D、接B和C时的情况与接B和D的情况是一样的。
故选:C。
【点评】本题考查了滑动变阻器的原理和作用,能够正确判断哪一段电阻丝被连入电路中是本题的解题关键所在。
6.(2分)新型电动公共汽车的动力来源于电动机。它的设计充分考虑了要保证人身安全,前、后两门(电路开关)中任意一个门没有关闭好,车都无法行驶。如图中符合要求的电路是( )
A.B.
C.D.
【分析】根据串联电路的特点进行分析,即串联电路开关控制整个电路。
【解答】解:由题知,电动机要由前、后两门(电路开关)关闭同时控制,任意一个门没有关闭好电动机都不能工作,则电动公交车无法行驶,所以前、后两门中的电路开关应串联连接同时控制电动机,符合要求的电路只有A图。
故选:A。
【点评】会设计串联电路和并联电路,并且知道串并联电路中开关的作用,属于常考题。
7.(2分)在新型冠状病毒疫情防治期间,经常使用图甲所示的非接触式红外线测温枪。图乙是它的工作原理图,R0是定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值随人体温度变化的图象如图丙所示。闭合开关S后,对该电路分析正确的是( )
A.体温越高,R的阻值越大
B.体温越高,电压表的示数越大
C.体温越低,R两端的电压越小
D.体温越低,通过R0的电流越大
【分析】由图可知,两电阻串联,电压表测定值电阻R0两端的电压;由图丙知,体温越高,热敏电阻的阻值越小;由分压原理分析热敏电阻的电压变化,根据串联电路电压的规律确定电压表示数变化,利用欧姆定律可知电路中电流的变化。
【解答】解:由图可知,两个电阻串联,电压表测定电阻R0两端的电压;
A、体温越高,由图丙知,热敏电阻R的阻值越小,故A错误;
BCD、体温越高,热敏电阻R的阻值减小,由串联分压原理可知,热敏电阻R分得的电压越小,根据串联电路电压的规律,定值电阻R0两端的电压越大,即电压表示数越大;故B正确;
相反,体温越低,热敏电阻R的阻值越大,总电阻越大,根据欧姆定律I=可知,电路中的电流越小,即通过R0的电流越小;由串联分压原理可知,热敏电阻R的电压越大,故CD错误。
故选:B。
【点评】本题为动态电路分析题,考查了串联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是明确体温越高,热敏电阻的阻值越小。
8.(2分)如图所示的是琳琳设计的电路图,当她闭合开关S1、S2,两个电流表(实验室学生用)的指针在同一位置,则下列判断正确的是( )
A.两个电流表的示数相等
B.A1测的是通过L1的电流
C.两灯L1与L2电阻之比为1:4
D.两灯L1与L2电阻之比为4:1
【分析】由电路图可知,闭合开关S1和S2后,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路的电流;并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和。
【解答】解:
AB、由电路图可知,闭合开关S1和S2后,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路的电流,
由于并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以A1的示数大于A2的示数,故A、B错误;
CD、实验室学生用电流表,有0﹣3A和0﹣0.6A两个量程,两个电流表的指针在同一位置,且A1的示数大于A2的示数,
所以A1使用的是0﹣3A量程,A2使用的是0﹣0.6A量程,则A1的示数是A2的示数5倍,
所以两灯电流:I1=4I2,
并联电路中各支路两端电压与电源电压都相等,由欧姆定律有:
I1R1=I2R2,
所以==,故C正确、D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了并联电路特点和欧姆定律的应用,关键是正确识别电路,由题意确定两电流表的示数关系。
二、填空题(每空1分,共16分)
9.(2分)星期天,旺堆一家到深圳湾红树林游玩,微风吹过,飘来阵阵花香,这是 扩散 现象,躺在草地上,和煦的阳光照在身上感觉暖暖的,这是通过 热传递 的方式改变物体的内能。
【分析】一切物质的分子都在不停地做无规则运动,且温度越高,分子运动越剧烈;改变内能有两种方式:做功和热传递。
【解答】解:微风吹过,飘来阵阵花香,是花朵的芳香油分子不停地做无规则的运动,运动到空气中被人们闻到了香味,这种现象叫扩散现象,温度越高,分子运动越剧烈,所以正午时分,香气更浓;
用热传递的方式可以改变物体的内能,所以和煦的阳光照在身上感觉暖暖的。
故答案为:扩散;热传递。
【点评】此题考查了扩散现象及扩散与温度的关系和热传递改变物体内能,属于热现象基本规律和概念的考查,是一道基础题。
10.(4分)内燃机是将 内 能转化机械能的装置。内燃机的一个工作循环是由 四 个冲程组成的。其中压缩冲程是把 机械 能转化为 内 能。
【分析】(1)热机是把内能转化为机械能的装置;
(2)内燃机的一个工作循环有四个冲程,即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;压缩冲程即进气门和排气门都关闭,活塞由上向下运动,压缩空气做功,使气缸内气体内能增加温度升高;对于做功冲程,即气缸内的混合物被引燃,导致气缸内产生高温高压燃气,这些燃气推动活塞做功,使活塞由上向下运动。
【解答】解:内燃机是将内能转化为机械能的装置;内燃机的一个工作循环有四个冲程,即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,在压缩冲程中,活塞由上向下压缩气缸内的空气,即对空气做功,使得空气的内能增加,温度升高,将机械能转化为内能。
故答案为:内;四;机械;内。
【点评】本题主要考查了内燃机的工作原理以及四个冲程及其能量转化情况,是一道基础性题目。
11.(2分)如图所示,用餐巾纸摩擦一根可以绕铁支架自由转动的吸管,使它带上电,现用一带电的物体靠近吸管带电的一端,发现它们互相排斥,说明它们带 同种 (选填“同种”或“异种”)电荷;吸管上的电荷没有通过铁支架转移,说明吸管是 绝缘体 (选填“导体”或“绝缘体”)。
【分析】电荷间的相互作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:用一带电的物体靠近吸管带电的一端,发现它们互相排斥,说明它们带同种电荷;吸管上的电荷没有通过铁支架转移,说明吸管是绝缘体
故答案为:同种;绝缘体
【点评】本题考查电荷规律的探究过程,关键是知道相互吸引的有两种可能:一是异种电荷之间,二是带电体和不带电的轻小物体之间(带电的性质)。
12.(3分)一串节日彩灯中串联着20个小灯泡,若电源插头处电流为100mA,则通过每个小灯泡的电流为 0.1 A。汽车在转向前,司机会拨动转向横杆,汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭,但其中一个损坏时,另一个仍能正常工作,这两个转向灯在电路中的连接方式为 并联 ,转向杆相当于电路中的 开关 。
【分析】串联电路中电流处处相等,电流单位间的换算关系:1A=103mA;并联电路电流有多条通路,各支路互不影响。
【解答】解:节日彩灯工作时,各灯泡是串联的,且串联电路中电流处处相等,所以通过每个小灯泡的电流:I=100mA=0.1A。
汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭,但转向灯可以单独工作,所以它们是并联的。
司机拨动的这根横杆,转向灯才会工作,所以这根杆子起到了开关的作用。
故答案为:0.1;并联;开关。
【点评】本题考查了串联电路的电流特点,关键是知道家庭电路中各用电器的连接方式。
13.(3分)导体两端的电压为6V,通过它的电流是0.6A,则该导体的电阻是 10 Ω;若导体两端电压变为12V,则通过它的电流为 1.2 A;若将电路断开,该导体的电阻为 10 Ω。
【分析】(1)知道导体两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律求出导体的电阻;
(2)电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料和长度、横截面积、温度有关,与通过的电流和两端的电压无关。
【解答】解:根据I=可得,导体的电阻:
R===10Ω;
电阻是导体本身的一种性质,与通过的电流和两端的电压无关,若导体两端电压变为12V时,该导体的电阻值仍为10Ω不变;则通过它的电流I′===1.2A,
若将电路断开,该导体的电阻还是10Ω。
故答案为:10;1.2;10。
【点评】本题考查了欧姆定律的简单应用,关键是知道导体的电阻与两端的电压和通过的电流无关,是一道基础题目。
14.(2分)如图所示,要使灯泡L1和L2并联,则应该只闭合开关 S1和S3 ;要使灯泡L1和L2串联,应该只闭合开关 S2 。
【分析】电路元件的连接有串联和并联两种方式:由于串联电路只有一条电流路径,流过一个元件的电流同时流过另一个元件,因此各元件相互影响;而并联电路中有多条支路,所以各元件独立工作、互不影响。
【解答】解:
由图可知,要使灯泡L1和L2并联,应使两灯并列相连接在电源的两端,则需闭合开关S1和S3。
要使灯L1、L2组成串联电路,应使两灯首尾相连接到电源两端,则需闭合开关S2。
故答案为:S1和S3;S2。
【点评】解决此类问题要结合串联电路、并联电路的特点选择合适的开关组合。
三、计算题(每题9分,共18分)
15.(9分)顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”,生动的呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸汽进行加热。若将2.5kg的水加热到沸腾,水温升高了80℃[c水=4.2×103J/(kg•℃),q煤=3×107J/kg],在此过程中,求:
(1)水吸收的热量;
(2)采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,煤燃烧放出的热量;
(3)需要完全燃烧煤的质量。
【分析】(1)知道水的比热容、水的质量、水的初温和末温,利用公式Q吸=cmΔt计算水吸收的热量;
(2)根据煤炉加热的效率求出煤燃烧放出的热量;
(3)根据煤放出的热量和煤的热值,利用Q放=mq计算煤的质量。
【解答】解:(1)水吸收的热量:Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg•℃)×2.5kg×80℃=8.4×105J;
(2)煤炉加热水的效率为10%,煤燃烧放出的热量为:Q放===8.4×106J;
(3)根据Q放=mq可知,煤的质量为:m煤===0.28kg。
答:(1)水吸收的热量为8.4×105J;
(2)采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,煤燃烧放出的热量为8.4×106J;
(3)需要完全燃烧煤的质量为0.28kg。
【点评】本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用,难度不大。
16.(9分)如图所示的电路中,电阻R1阻值为20Ω,电源电压不变。当S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.45A;S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.75A.求:
(1)电源电压为多少?
(2)R2的阻值为多少?
(3)S2、S3断开,S1闭合时,加在电阻R1两端的电压为多少?
【分析】(1)当S1、S2断开,S3闭合时,R2没有连入电路,电路中只有R1,知道电路中电流,利用欧姆定律求电源电压;
(2)当S1断开,S2、S3闭合时,R1、R2并联,知道干路电流,利用欧姆定律求并联总电阻,再利用并联电阻的特点求出R2的阻值;
(3)S2、S3断开,S1闭合时,两电阻串联,由欧姆定律可得出电路中电流,则再利用欧姆定律可得出R1两端的电压。
【解答】解:
(1)当S1、S2断开,S3闭合时,R2断路,电路中只有R1,电路中电流I1=0.45A,
由欧姆定律可得到电源电压:
U=I1R1=0.45A×20Ω=9V;
(2)当S1断开,S2、S3闭合时,R1、R2并联,电路中电流I2=0.75A,
电路总电阻R并===12Ω,
因为两电阻并联,=+,
所以R2===30Ω;
(3)当S2、S3断开,S1闭合时,R1、R2串联,
电路电流:I===0.18A,
R1的两端的电压:U1=IR1=0.18A×20Ω=3.6V;
答:(1)电源电压为9V;
(2)R2的阻值为30Ω;
(3)S2、S3断开,S1闭合时,加在电阻R1两端的电压为3.6V。
【点评】本题考查欧姆定律及串并联电路的特点,解答本题的关键明确S1、S2断开,S3闭合时和S1断开,S2、S3闭合时两种电路的电路组成。
四、实验探究题(每空1分,共30分)
17.(6分)小组同学用如图所示的电路和表中的金属丝探究“导体的电阻跟哪些因素有关”。
(1)为了探究电阻与长度的关系,应选择编号为 3、5 的两根金属丝,先后接入A、B间,通过观察 灯泡的亮度 来比较金属丝电阻的大小;
(2)选择编号为3和4的两根金属丝,先后接入A、B间,发现接入3号金属丝时灯泡的亮度比接入4号时的更暗,说明4号金属丝的阻值更 小 (选填“大”或“小”),这实验表明:在其他条件相同时, 导体横截面积越小 ,电阻越大;
(3)在我国城乡许多地区进行输电线路的改造,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,这样就 减小 (选填“增大”或“减小”)了输电线的电阻。
【分析】(1)(2)电阻是阻碍电流大小的因素,而与其串联的灯泡通过灯泡的明暗程度可以反映电流的大小进行分析;导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,在研究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时需根据控制变量法进行分析;从题目中找出3、4的相同因素和不同因素,研究的是电阻与不同因素的关系;
(3)根据影响电阻大小的因素分析。
【解答】解:(1)为了探究电阻与长度的关系,要控制两根金属丝的材料和横截面积相同,而长度不同,所以应选编号为3、5两根金属丝;该实验中通过观察灯泡的亮暗来比较金属丝电阻的大小,这种方法是转换法;
(2)编号为3、4的两根电阻丝,材料相同、长度相同,而横截面积不同;
3号电阻丝的横截面积小,3号电阻丝接入电路时灯泡暗,说明电路中电流小,则3号电阻丝的电阻大;4号电阻丝接入电路时灯泡亮,说明电路中电流大,则4号电阻丝的电阻小,所以通过实验得到的结论是:在材料、长度相同的情况下,导体横截面积越小,电阻越大;
(3)细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,导线的横截面积增大了,电阻值减小了。
故答案为:(1)3、5;灯泡的亮度;(2)小;导体横截面积越小;(3)减小。
【点评】本探究实验中用到了两种物理学方法:一是控制变量法,二是转换法(通过电流大小比较电阻大小),注意物理实验方法在物理实验中的运用。
18.(7分)小明在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图。
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘了 断开开关 ;
(2)他先将电流表接A处,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,电路可能存在的故障是: L1断路 ;
(3)他在测量B处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 电流表的正负接线柱接反了 ;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 0.24 A;
(4)在解决了以上问题后,将电流表分别接入A、B、C三点处,闭合开关,测出了一组电流并记录在表格中,立即得出了并联电路的电流规律。请你指出他们实验应改进方法是 换用不同的灯泡测量多组数据 ;
(5)实验结束后,小明又利用器材连接如图丁所示的电路图,当开关S由断开到闭合时,电流表A1的示数 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【分析】(1)刚接好最后一根导线,表的指针就发生了偏转,说明连电路的时候开关是闭合的;
(2)甲图中两个灯泡并联,闭合开关后,一灯亮一灯不亮,电流表示数是零,说明电表所在支路是断路;
(3)闭合开关后,电流表指针反偏,是正负接线柱接反了;根据图丙中电流表的接线柱判断量程和分度值,然后正确读数;
(4)只做一次实验,根据一组数据得出的结论不具有普遍性,要多次测量,根据多组数据,才能找到普遍规律;
(5)当S断开时,只有灯泡L1接入电路,两个电流表都测L1的电流;当S闭合时,两个灯泡并联,电流表A1还测L1的电流,A2测干路电流,根据并联电路电流、电压的特点,结合欧姆定律判断。
【解答】解:(1)在连接电路时,刚接好最后一根导线,表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘了断开开关;
(2)将电流表接A处,闭合开关后,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表的示数为零,说明L1所在支路断路,因为是并联电路,不可能是L1所在支路短路;
(3)闭合开关后,电流表的指针偏转如图乙所示,发生反向偏转,说明:电流表正负接线柱接反了;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.24A;
(4)实验中,只测量了一组数据得出的结论具有偶然性,改进方法:为了使结论更有说服力,更具普遍性,应换用不同的灯泡测量多组数据;
(5)当S断开时,只有灯泡L1接入电路,两个电流表都测L1的电流;当S闭合时,两个灯泡并联,电流表A1还测L1的电流,L1两端的电压不变、电阻不变,根据欧姆定律I=可知,A1示数不变。
故答案为:(1)断开开关;(2)L1断路;(3)电流表的正负接线柱接反了;0.24;(4)换用不同的灯泡测量多组数据;(5)不变。
【点评】本题考查了探究并联电路电流规律的实验,要求学生会连接电路,会判断电路故障、能够根据开关的状态判断电路的连接方式、电表示数的变化。
19.(6分)桑珠和旺堆利用如图两套装置探究①“不同物质吸热升温的现象”以及②“不同燃料充分燃烧放热的现象”,液体和燃料的质量以及种类根据实验的需要和方便进行正确选取。
(1)两个实验中都要控制 杯中液体 (填燃料、杯中液体)质量相等;
(2)在探究“不同物质吸热升温的特点”时,物质吸热的多少是通过 B 来反映的;在探究“燃料燃烧放出的热量”,燃烧放热多少是通过 A 来反映的(填写序号);
A.温度计上升的示数
B.加热时间
(3)假设在两个探究中根据所测数据都画出了如图图像(不计热量的损失),则根据图像可计算出,探究①“不同物质吸热升温的现象”中,甲乙对应如图像一和图像二所示,则 乙 的比热容大,且两种物质的比热容之比为 1:4 ;②“不同燃料充分燃烧放热的现象”中,甲乙对应如图像一和图像二所示,则 甲 的热值大。
【分析】(1)(2)比较不同物质吸热升温,则需要燃烧相同的燃料(确保相同时间放出的热量相同),加热相同的时间,比较质量和初温相同的液体升高的温度,温度升高越多,则吸热能力越小;
为了比较不同燃料燃烧放出的热量热值大小,要用不同的燃料,加热质量相同的同种液体,根据Q=cmΔt,液体升温越高,则燃料放出的热量越多,根据q=,这种燃料热值越大;
(3)①由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图象得出升高10℃,图象一对应的物质和图象二对应的物质的加热时间之比;
根据Q=cmΔt,在质量和升高温度相同的情况下,比热容之比等于吸收热量之比,据此得出图象一和图象二表示两种物质的比热容之比;
②不同燃料充分燃烧放热的现象中,燃料完全燃料,得出图象一、二对应的物质的升高50℃﹣30℃=20℃,根据Q=cmΔt得出两种物质吸热之比,根据q=分析。
【解答】解:(1)两个实验中都要控制杯中液体质量相等;
(2)在探究“不同物质吸热升温”的特点时,由转换法,物质吸热的多少是通过加热时间反映的,选B;
在探究“燃料燃烧放出的热量“实验中,要用不同的燃料,加热质量相同的同种液体,根据Q=cm△t,液体升温越高,则燃料放出的热量越多,故在探究“燃料燃烧放出的热量”燃料放热多少是通过温度计上升的示数来反映的,选A;
(3)①“不同物质吸热升温的现象”中,由探究①由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图象,升高10℃,图象一对应物质的加热时间为10分钟(注意是均匀升温);而图象二对应物质的加热时间为40分钟;
由转换法可知,两种物质吸收热量之比为10min:40min=1:4;
根据Q=cm△t,在质量和升高温度相同的情况下,吸热多少与比热容成正比,故图象一和图象二表示两种物质的比热容之比为1:4,则乙的比热容大;
②不同燃料充分燃烧放热的现象中,燃料完全燃料(燃料质量相同),图象一对应的物质升高50℃﹣30℃=20℃;图象二对应的物质升高40℃﹣30℃=10℃;
而同种液体的质量相同,根据Q=cm△t,吸热多少与升高的温度成正比,两种物质吸热之比为20℃:10℃=2:1,根据q=,在燃料质量相同的条件下,吸热与热值成正比,故图象一和图象二表示两种燃料的热值之比为2:1,则甲的热值大。
故答案为:(1)杯中液体;(2)B;A; (3)乙;1:4;甲。
【点评】本题探究“不同物质吸热升温的现象”以及“不同燃料充分燃烧放热的现象“,考查控制变量法、转换法的应用及两实验相同与不同之处,为热学中的重要实验,为易错题,难度较大。
20.(5分)卓嘎利用两节干电池、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、阻值为5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻各一个以及导线若干等器材,进行了“探究电流与电阻的关系”的实验:
(1)请用笔画线代替导线将图甲实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片向左移动时电流表示数变大。
(2)先把5Ω的电阻接入电路中,将滑片移至阻值最大端,闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因可能是 定值电阻断路 。
(3)排除故障后继续实验,电流表示数如图乙,为 0.4 A;接下来换上10Ω的电阻进行实验,闭合开关后,滑片应该向 右 端移动,使电压表的示数保持不变。
(4)通过表中实验数据可以得出的结论是: 在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
【分析】(1)滑动变阻器的滑片向左移动时电流表示数变大,说明电路中电阻变小,据此确定变阻器应选左下接线柱串联在电路中;
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数且接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了;
(3)根据电流表选用量程确定分度值读数;根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
(4)利用表中数据,根据电流与电阻的乘积为一定值得出结论。
【解答】解:(1)滑动变阻器的滑片向左移动时电流表示数变大,说明电路中电阻变小,故变阻器应选左下接线柱与电源串联在电路中,如下图所示:
;
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数且接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了,故其原因可能是定值电阻断路;
(3)排除故障后继续实验,电流表示数如图乙,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.4A;
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数保持不变;
(4)由表中数据可知,电流与电阻的乘积UV=IR=5Ω×0.4A=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V,为一定值,故可以得出的结论是:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故答案为:(1)见解答图;(2)定值电阻断路;(3)0.4;右;(4)在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【点评】本题探究电流与电阻关系的实验,考查了电路连接、电路故障、电流表读数等知识。
21.(6分)小岩利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值。
(1)该实验的实验原理是 R= ;
(2)小岩选择了满足实验要求的实验器材,连接的实验电路如图1所示,请你添加一条导线将实验电路补充完整;
(3)开关S闭合前,应把图中滑动变阻器滑片P置于最 左 (填“左”或“右”)端;
(4)电路连接正确后,闭合开关S,滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时,电压表的示数如图2甲所示,电流表的示数如图2乙所示,则电压表的示数为 2.5 V,电流表的示数为 0.5 A,电阻Rx的阻值为 5 Ω。
【分析】(1)伏安法测电阻,是利用电压表和电流表分别测量导体两端电压和通过导体的电流,然后利用欧姆定律的变形公式求出电阻;
(2)在“伏安法测电阻”实验中,需要待测电阻、电流表、滑动变阻器、电源、开关使用导线串联组成电路,并且电压表与待测电阻并联测量电阻两端电压;
(3)连接完电路后,闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处;
(4)读取电流表或电压表示数时,首先要明确它们选择的量程和对应的分度值,读数时视线与指针所在刻线相垂直。已知待测电阻两端电压和通过的电流,利用公式R=得到电阻阻值。
【解答】解:(1)∵I=
∴伏安法测电阻的原理是R=;
(2)由图知,大部分用电器已经正确连接,只要取一条导线将电压表和待测电阻左端的两个接线柱连接即可。实物连接如下:
(3)连接完电路后,闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,故将滑动变阻器滑片P置于最左端;
(4)电压表选择的是0~3V量程,对应的分度值为0.1V,此时的示数为2.5V;
电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值为0.02A,此时的电流为0.5A;
待测电阻阻值为R===5Ω。
故答案为:(1)R=;(3)左;(4)2.5;0.5;5。
【点评】此题考查的是伏安法测电阻的原理、实物连接、电流表、电压表的读数以及电阻的计算,属于电学最重要的实验,但考查的难度不大,容易解答。编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
1
钢丝
0.5
0.1
2
铁丝
0.5
0.1
3
镍铬合金丝
0.5
0.1
4
镍铬合金丝
0.5
0.2
5
镍铬合金丝
0.1
0.1
次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
2
10
0.2
3
20
0.1
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
1
钢丝
0.5
0.1
2
铁丝
0.5
0.1
3
镍铬合金丝
0.5
0.1
4
镍铬合金丝
0.5
0.2
5
镍铬合金丝
0.1
0.1
次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
2
10
0.2
3
20
0.1
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