甘肃省兰州市城关区树人学校2022-2023学年九年级上学期期中物理试卷(含答案)
展开2022-2023学年甘肃省兰州市城关区树人学校九年级(上)期中物理试卷
一.选择题(每小题3分,共36分)
1.2022年4月16日上午9点56分中国载人航天飞船神舟十三号返回舱在东风着陆场完美着陆。如图所示,返回舱在空中加速下落时的能量变化情况正确的是( )
A.动能转化为重力势能,动能减小
B.机械能一定守恒
C.重力势能转化为动能,动能增加
D.无能量的转化,重力势能和动能不变
2.如图所示,一个篮球不小心被水打湿,小明继续使用该篮球进行训练,球离手后,发现篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中,地面上留下了一个个“印迹”,以下判断正确的是(不考虑篮球质量的变化)( )
A.在B点时的动能等于C点时的动能
B.篮球在A点的机械能等于B点的机械能
C.1、2、3三个“印迹”大小相同
D.在D点时篮球的动能不为0
3.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.高温物体含有的热量一般比低温物体的多
B.热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
C.物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
D.物体的温度不变,其内能也可能改变
4.(3分)已知铜的比热容比铝的比热容小,使温度和质量相同的铜块和铝块吸收相同的热量后,再让他们相互接触,则此时( )
A.温度从铜块传向铝块
B.热量从铜块传向铝块
C.热量从铝块传向铜块
D.铜块和铝块之间不发生热传递
5.(3分)关于导体和绝缘体,下列说法正确的是( )
A.人体、大地、石墨、食盐水溶液、煤油都是导体
B.绝缘体虽然不容易导电,但是能带电
C.绝缘体不容易导电是因为导体内没有电荷
D.导体容易导电是因为导体内有大量的自由电子
6.(3分)如图所示,甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环的四个冲程,该内燃机工作时飞轮转速为2400r/min。以下说法正确的是( )
A.该内燃机四个冲程正确的顺序是丙、甲、丁、乙
B.该内燃机每秒做功20次
C.靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁
D.如图丁是做功冲程,机械能转化为内能
7.(3分)A、B两物体质量相等,温度均为10℃;甲、乙两杯水质量相等,温度均为50℃.现将A放入甲杯,B放入乙杯,热平衡后甲杯水温降低了4℃,乙杯水温降低了8℃,不考虑热量的损耗,则A、B两物体的比热容之比为( )
A.4:9 B.3:5 C.2:3 D.1:2
8.(3分)如图所示的电路图,下列说法中不正确的是( )
A.只闭合S2,L2,L3串联
B.只闭合S2,S3,只有L3亮
C.S1、S2、S3都闭合,L1、L2、L3都亮
D.通过开关的闭合和断开,无法实现L1、L2并联
9.(3分)为了加强校园安全,安徽省部分学校启用智能门禁系统。当师生进行人脸识别(开关S1闭合)或刷校园卡(开关S2闭合)时,闸机(用表示)均能打开,且在光线较暗时,光敏开关S自动闭合,补光灯L发光,在光线较亮时,光敏开关S自动断开。下列电路图符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
10.(3分)如图所示,两个相同的验电器A和B,A带正电,B不带电,用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来,下列说法不正确的是( )
A.A金属箔张角变小,说明它得到电子
B.B金属箔张角变大,说明两金属箔带上同种电荷
C.正电荷从A向B定向移动,形成瞬间电流
D.瞬间电流的方向是从A向B
11.(3分)如图所示电路中电源电压保持不变,当开关S1断开,S2接通时,电压表示数为4.5V;当S1接通,S2断开时,电压表示数为3V,则L1和L2两端的电压分别是( )
A.4.5V和3V B.1.5V和4.5V C.3V和4.5V D.1.5V和3V
12.(3分)如图所示的电路,下列判断正确的是( )
A.若电表甲、乙都是电流表,开关S断开,电路断路
B.若电表甲、乙都是电压表,开关S闭合,灯L1、L2并联
C.若甲是电流表,乙是电压表,开关S闭合,灯都发光
D.若甲是电压表,乙是电流表,开关S由断开到闭合,甲表示数不变
二.填空题(每空1分,共13分)
13.(3分)比热容是物质的一种特性,不同物质的比热容一般 (选填“相同”或“不同”)。水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),一桶水倒掉一半后,剩下的水的比热容 (选填“变大”“不变”或“变小”);水结成冰后比热容 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
14.(2分)在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和某种液体(注:c水>c液体)进行了实验,实验中,水和该液体在相同时间内放出的热量相等。两种液体的温度随时间的变化关系如图所示。分析图像可以得出 (选填“甲”、”乙”)物质为水,另一种液体的比热容为 J/(kg•℃)。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
15.(2分)将三个轻质带电小球悬挂起来,相互作用情况如图所示,已知a球带正电,则c球带 电;用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近b球,二者将互相 。
16.(3分)在如图所示的电路中,有三个开关S1、S2、S3;如果将开关S1、S2闭合,S3断开,则灯L1、L2 联。如果仅将开关S1断开,S2、S3闭合,则灯 发光,如果将开关S1、S2、S3都闭合,电路处于 状态。
17.(3分)如图所示,电灯L1、L2、L3的连接方式是 ,电流表A1是测量 的总电流,若将两个开关都闭合时,A1和A2的指针偏转角度相同,且电流表有两个量程分别为0~0.6A,0~3A,此时通过L1、L3的电流之比为1:8,当将控制L1的开关断开发现A2的示数减少了0.32A,那么两开关都闭合时流过L2的电流为 A。
三.作图题(每小题3分,共9分)
18.(3分)请根据如图1所示的实物连接图,在图2虚线框内画出对应电路图。
19.(3分)请根据电路图甲完成图乙所示实验电路的连接。
20.(3分)在如图所示的实物中,要求:A1测干路的电流,A2只测L2的电流,开关同时控制L1,L2(通过L1、L2电流大约0.4A;连线不能交叉);按要求连接实物图。
四.实验题(每空1分,共15分)
21.(7分)小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,选用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)由静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离,实验过程如图所示:
(1)该实验中物体的动能是指 (选填“钢球”或“木块”)的动能;实验中通过观察 来说明动能的大小;
(2)比较 两图进行的实验,可以探究小球的动能与速度的关系,并由此得出结论是:当物体质量 ;
(3)图乙和图丙换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下,目的是控制 相同,探究钢球的动能大小与 的关系;
(4)木块在水平面上滑动的过程中,克服摩擦力做功的功率 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
22.(8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,开关应 ;
(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)闭合开关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,测出了三组电流并记录在表格中,得出了并联电路的电流规律: ;
测量次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.10
0.34
2
0.20
0.26
0.46
3
0.25
0.30
0.55
(5)实验中要求使用规格 (填“相同”或“不同”)的小灯泡,测出多组数据,主要是为了 ;
(6)实验结束后,小明又利用器材连接了如图丁所示的电路图,当开关S由断开到闭合时,电流表A2的示数 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
五.计算题(共17分)
23.(5分)停电时,吴京同学利用家用的天然气烧洗澡水,已知水的初温为10℃,质量是10kg,总共用了0.1m3的天然气(天然气的热值为4.2×107J/m3)。求:
(1)此过程中0.1m3天然气完全燃烧放出的热量;
(2)若不计热损失,这些热量在1标准大气压下能使10kg的水升高的温度。
24.(6分)如图所示,已知电流表A的示数为2A,电流表A1的示数为1A,电流表A2的示数为1.4A,求通过灯泡L1、L2、L3的电流各是多少。
25.(6分)如图所示,某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2,气缸容积为150mL;满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa,飞轮1min转动1800r,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),若1min消耗汽油10g,汽油的热值为4.5×107J/kg,求:
(1)一个做功冲程中燃气对活塞做的功W;
(2)燃气对活塞做功的功率P;
(3)该汽油机的效率。
参考答案与试题解析
一.选择题(每小题3分,共36分)
1.(3分)2022年4月16日上午9点56分中国载人航天飞船神舟十三号返回舱在东风着陆场完美着陆。如图所示,返回舱在空中加速下落时的能量变化情况正确的是( )
A.动能转化为重力势能,动能减小
B.机械能一定守恒
C.重力势能转化为动能,动能增加
D.无能量的转化,重力势能和动能不变
【解答】解:返回舱在空中加速下落时,质量不变,高度变小,重力势能变小;速度变大,动能变大,重力势能转化为动能;由于存在空气摩擦阻力,所以机械能总量减小,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】本题考查动能和势能的大小与转化、机械能守恒的条件,对于判断能量转化的题目,可从影响能量大小的因素来分析能量的变化,找到能量转化的方向。
2.(3分)如图所示,一个篮球不小心被水打湿,小明继续使用该篮球进行训练,球离手后,发现篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中,地面上留下了一个个“印迹”,以下判断正确的是(不考虑篮球质量的变化)( )
A.在B点时的动能等于C点时的动能
B.篮球在A点的机械能等于B点的机械能
C.1、2、3三个“印迹”大小相同
D.在D点时篮球的动能不为0
【解答】解:A.从图可知,篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中,弹跳的高度会越来越低,所以篮球的机械能越来越小,B点时的机械能大于C点时的机械能,而B点和C点高度相同,重力势能相等,所以,B点时的动能大于C点时的动能,故A错误;
B.由A的分析可知,篮球在A点的机械能大于B点的机械能,故B错误;
C.因 A、B、C、D处的机械能逐渐变小,篮球落到地面转成的弹性势能逐渐变小,由于篮球弹性势能大小与篮球的形变程度有关,故所以1、2、3三个“印迹”越来越小,故C错误;
D.篮球在D点时在水平方向有一定的速度,所以动能不为零,故D正确。
故选:D。
【点评】对于这类题目要抓住题目的隐含信息,篮球弹跳的高度会越来越低,就是明显告诉我们篮球的机械能越来越小,机械能的相互转化过程中是有能量消耗的,这样造成动能和势能的总和会减少。
3.(3分)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.高温物体含有的热量一般比低温物体的多
B.热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
C.物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
D.物体的温度不变,其内能也可能改变
【解答】解:A、热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,故A错误;
B、热传递实质是内能从高温物体转移到低温物体或者从同一物体的高温部分转移到低温部分,故B错误;
C、物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故C错误;
D、物体温度不变,它的内能可能改变,如晶体的熔化过程,吸收热量,温度不变,内能增加,故D正确。
故选:D。
【点评】本题围绕热学中的一些基本概念的理解进行了考查,包括温度、热量、内能等,综合性强,应熟练掌握、深入理解。
4.(3分)已知铜的比热容比铝的比热容小,使温度和质量相同的铜块和铝块吸收相同的热量后,再让他们相互接触,则此时( )
A.温度从铜块传向铝块
B.热量从铜块传向铝块
C.热量从铝块传向铜块
D.铜块和铝块之间不发生热传递
【解答】解:因为铝块和铜块的质量、吸收的热量均相同,由c铜<c铝,根据△t=得出可判断铜块升高的温度更多,又因为二者的初温相同,所以铜块的末温比铝块的末温高,根据热传递的条件可得热量将从铜块传给铝块。
故选:B。
【点评】该题考查了热量公式的应用以及热传递的条件,关键是根据题中已知条件利用公式判断出二者的末温,才能确定热量的传递方向,难度一般。
5.(3分)关于导体和绝缘体,下列说法正确的是( )
A.人体、大地、石墨、食盐水溶液、煤油都是导体
B.绝缘体虽然不容易导电,但是能带电
C.绝缘体不容易导电是因为导体内没有电荷
D.导体容易导电是因为导体内有大量的自由电子
【解答】解:A、人体、大地、石墨、食盐水溶液、煤油中,人体、大地、石墨、食盐水溶液是导体,煤油属于绝缘体,故A错误;
B、绝缘体不容易导电,但能带电,故B正确;
C、绝缘体不易导电是因为它内部几乎没有自由电荷,但构成物质的大量分子或原子包含有原子核和核外电子,它们带有大量电荷,故C错误;
D、导体容易导电是因为导体内有大量的自由电荷,故B错误。
故选:B。
【点评】区分常见导体和绝缘体,理解导体导电原因和绝缘体不易导电的原因,可解答此题。
6.(3分)如图所示,甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环的四个冲程,该内燃机工作时飞轮转速为2400r/min。以下说法正确的是( )
A.该内燃机四个冲程正确的顺序是丙、甲、丁、乙
B.该内燃机每秒做功20次
C.靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁
D.如图丁是做功冲程,机械能转化为内能
【解答】解:A、甲图中两个气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,
乙图是进气门打开,排气门关闭,此时活塞向下运动,是吸气冲程,
丙图中进气门关闭,排气门打开,此时活塞向上运动,是排气冲程,
丁图中两个气门都关闭,火花塞点火,此时活塞向下运动,是做功冲程,
所以,该内燃机一个工作循环的四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙,故A错误;
B、由题知,该内燃机工作时飞轮转速为2400r/min=40r/s,因飞轮每转2周对外做功一次,所以该内燃机每秒完成20次做功冲程,故B正确;
C、内燃机4个冲程中只有做功冲程将内能转化为机械能获得动力,其它三个冲程都是靠惯性来完成,所以,甲、乙、丙三个冲程是靠惯性完成的,故C错误;
D、丁冲程是做功冲程,该冲程中将内能转化为机械能,故D错误。
故选:B。
【点评】本题涉及到内燃机大部分知识,综合性强,要求熟练的掌握相应的知识点。
7.(3分)A、B两物体质量相等,温度均为10℃;甲、乙两杯水质量相等,温度均为50℃.现将A放入甲杯,B放入乙杯,热平衡后甲杯水温降低了4℃,乙杯水温降低了8℃,不考虑热量的损耗,则A、B两物体的比热容之比为( )
A.4:9 B.3:5 C.2:3 D.1:2
【解答】解:
(1)物体A放入甲杯水后,△t水=4℃,则它们的共同温度为50℃﹣4℃=46℃,
物体A的温度由10℃升高到46℃,则△tA=46℃﹣10℃=36℃,
水放出的热量Q放=c水m水△t水
A吸收的热量Q吸=cAmA△tA,
根据热平衡方程:Q放=Q吸,
即c水m水△t水=cAmA△tA
代入相关数据得:
cA=×
(2)物体B放入乙杯水后,△t水′=8℃,它们的共同温度为50℃﹣8℃=42℃,
B的温度由10℃升高到42℃,则△tB=42℃﹣10℃=32℃,
水放出的热量Q放=c水m水△t水′
B吸收的热量Q吸=cBmB△tB,
根据热平衡方程:Q放=Q吸,
即c水m水△t水′=cBmB△tB
代入相关数据得:
cB=×
(3)∵A、B两物体质量相等,即mA=mB,
∴==4:9。
故选:A。
【点评】本题解题的关键在于学生能否正确写出高温物体放热和低温物体吸热的表达式,利用方程的思想可以解决许多物理问题,在学习中注意运用。
8.(3分)如图所示的电路图,下列说法中不正确的是( )
A.只闭合S2,L2,L3串联
B.只闭合S2,S3,只有L3亮
C.S1、S2、S3都闭合,L1、L2、L3都亮
D.通过开关的闭合和断开,无法实现L1、L2并联
【解答】解:
A.由电路图知,只闭合S2,电流由电源正极出来,逐一通过L3、S2和L2回到电源负极,所以两灯串联在电路中,故A正确;
B.只闭合S2、S3,L1断路,L2被短路,只有L3工作,故B正确;
C.三个开关都闭合,L1、L3并联在电路中,L2被短路,只有L1、L3亮,故C错误;
D.只闭合S1,L1、L2串联在电路中,只闭合S3,L3单独工作,只闭合S1、S2,L1、L3并联后再与L2串联,只闭合S1、S3,L1与L2串联后再与L3并联,结合ABC选项知,无法实现L1、L2并联,故D正确。
故选:C。
【点评】该题考查了不同开关闭合电路连接的判断方法,要注意是否出现用电器短路现象。
9.(3分)为了加强校园安全,安徽省部分学校启用智能门禁系统。当师生进行人脸识别(开关S1闭合)或刷校园卡(开关S2闭合)时,闸机(用表示)均能打开,且在光线较暗时,光敏开关S自动闭合,补光灯L发光,在光线较亮时,光敏开关S自动断开。下列电路图符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由题意可知,当师生进行人脸识别(开关S1闭合)或刷校园卡(开关S2闭合)时,闸机均能打开,这说明两个开关是并联的,然后与电动机串联;在光线较暗时,光敏开关S自动闭合,补光灯L发光,在光线较亮时,光敏开关S自动断开;这说明灯泡能独立工作,所以灯泡与光敏开关在另一条支路中,综上所述,B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了电路图的设计,属于基础题。
10.(3分)如图所示,两个相同的验电器A和B,A带正电,B不带电,用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来,下列说法不正确的是( )
A.A金属箔张角变小,说明它得到电子
B.B金属箔张角变大,说明两金属箔带上同种电荷
C.正电荷从A向B定向移动,形成瞬间电流
D.瞬间电流的方向是从A向B
【解答】解:AB、由题知,A带正电,B不带电,用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来,则B上的一部分电子会通过金属棒转移到A上,A带的正电荷会减少从而张角变小,而B因为失去电子也带上了正电荷,B的两金属箔带上同种电荷使B金属箔张角变大,故AB正确;
CD、用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来时,自由电子会发生定向移动,从B移动到A,形成瞬间电流,电流方向从A到B,故C错误,D正确。
故选:C。
【点评】本题的目的是考查对验电器使用原理、电流的形成的掌握情况。在金属导体中,能够自由移动的电荷是负电荷(自由电子)。
11.(3分)如图所示电路中电源电压保持不变,当开关S1断开,S2接通时,电压表示数为4.5V;当S1接通,S2断开时,电压表示数为3V,则L1和L2两端的电压分别是( )
A.4.5V和3V B.1.5V和4.5V C.3V和4.5V D.1.5V和3V
【解答】解:(1)开关S1断开S2接通时,电压表测量L2两端电压,电压表示数为4.5V,故可知L2两端电压为4.5V;
(2)当开关S1接通S2断开时,两灯串联,电压表测L1两端的电压,则可知L1两端的电压为3V;
故选:C。
【点评】本题考查电压表的使用,应通过开关的通断得出电路特点,并找出电压表所测量的对象。
12.(3分)如图所示的电路,下列判断正确的是( )
A.若电表甲、乙都是电流表,开关S断开,电路断路
B.若电表甲、乙都是电压表,开关S闭合,灯L1、L2并联
C.若甲是电流表,乙是电压表,开关S闭合,灯都发光
D.若甲是电压表,乙是电流表,开关S由断开到闭合,甲表示数不变
【解答】解:
A、若电表甲、乙都是电流表,开关S断开,电源的两端被导线相连,电源短路,故A错误;
B、若电表甲、乙都是电压表,开关S闭合,由于电压表所在电路相当于断路,此时只有灯泡L1接入电路中,故B错误;
C、若电表甲是电流表,是电压表,开关S闭合,灯泡L2被短路,不发光,故C错误;
D、若电表甲是电压表、乙是电流表,开关S由断开到闭合,电压表始终测量的是电源的电压,所以甲表示数不变,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查识别电路的能力,以及电流表和电压表的正确使用方法。
二.填空题(每空1分,共13分)
13.(3分)比热容是物质的一种特性,不同物质的比热容一般 不同 (选填“相同”或“不同”)。水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),一桶水倒掉一半后,剩下的水的比热容 不变 (选填“变大”“不变”或“变小”);水结成冰后比热容 变小 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【解答】解:(1)不同物质的比热容一般不同;
(2)水的比热容与水的质量无关,一桶水倒掉一半后,质量减半,但水的比热容不变;
(3)水结成冰后比热容变小。
故答案为:不同;不变;变小。
【点评】本题考查学生对比热容概念的理解,知道物质的比热容只跟物体的种类和状态有关,与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。
14.(2分)在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和某种液体(注:c水>c液体)进行了实验,实验中,水和该液体在相同时间内放出的热量相等。两种液体的温度随时间的变化关系如图所示。分析图像可以得出 甲 (选填“甲”、”乙”)物质为水,另一种液体的比热容为 2.1×103 J/(kg•℃)。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
【解答】解:
(1)时间相等时,两种液体放出的热量相等,由图像可知,乙液体的温度降低的快,甲液体温度降低慢;根据Q放=cm△t可知,在质量相等、放热也相同的情况下,谁的温度降低得快,它的比热容小;所以,甲液体的比热容大,若甲、乙两种液体中,一种液体是水,则一定是甲液体;
(2)由题知,而水和液体的质量相同,即m水=m乙,而水和另种液体在相同时间内放出的热量相等,
即Q水放=Q乙放,则c水m水Δt=c乙m乙Δt′,
结合图像(15min以内)可得:
4.2×103J/(kg•℃)×m水×(60℃﹣40℃)=c乙m乙(60℃﹣20℃),
解得:c乙=2.1×103J/(kg•℃)。
故答案为:甲;2.1×103。
【点评】本题考查了学生对吸热公式的掌握和运用,能从温度﹣时间图像得出相关信息是本题的关键。本题考查了学生对比热容了解与掌握,注意要学会看图形(取相同的时间比较甲乙温度变化的高低)。
15.(2分)将三个轻质带电小球悬挂起来,相互作用情况如图所示,已知a球带正电,则c球带 负 电;用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近b球,二者将互相 吸引 。
【解答】解:三个轻质带电小球a、b相互排斥,说明一定带同种电荷,a带正电,则b一定带正电;b、c相互吸引,说明可能带异种电荷,则c带负电;用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,故用毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近a,二者将相互吸引。故答案为:负;吸引。
【点评】本题考查电荷间的相互作用规律和两种电荷的特点。
16.(3分)在如图所示的电路中,有三个开关S1、S2、S3;如果将开关S1、S2闭合,S3断开,则灯L1、L2 并 联。如果仅将开关S1断开,S2、S3闭合,则灯 L1 发光,如果将开关S1、S2、S3都闭合,电路处于 电源短路 状态。
【解答】解:如果将开关S1、S2闭合,S3断开,电流的路径有两条,灯泡L1、L2并联;
如果仅将开关S1断开,S2、S3闭合,L2被短路,L2不发光,只有L1发光;
如果将开关S1、S2、S3都闭合,电源的两端被导线相连,造成电源短路。
故答案为:并;L1;电源短路。
【点评】本题考查了学生识别串、并联电路的能力,电路的识别一般就从电流路径上分析,只有一条路径的是串联,有多条路径的是并联。
17.(3分)如图所示,电灯L1、L2、L3的连接方式是 并联 ,电流表A1是测量 L2和L3 的总电流,若将两个开关都闭合时,A1和A2的指针偏转角度相同,且电流表有两个量程分别为0~0.6A,0~3A,此时通过L1、L3的电流之比为1:8,当将控制L1的开关断开发现A2的示数减少了0.32A,那么两开关都闭合时流过L2的电流为 0.24 A。
【解答】解:(1)根据电路图可知,电流从电源正极流出,一路经过L3,另一路经过电流表A2,从电流表流出后分别经过L1和L2,经过L1后直接回到电源负极,支路L2、L3汇合共同经过电流表A1后回到电源负极;因此电灯L1、L2、L3的连接方式是并联,电流表A1是测量L2和L3的总电流,电流表A2是测量L1和L2的总电流;
(2)因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,并且控制L1的开关断开时,A2的示数减少了0.32A,则通过L1的电流为0.32A,
已知通过L1、L3的电流之比为1:8,则L3的电流I3=8I1=8×0.32A=2.56A;
因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,则:
A1示数为IA1=I2+I3=I2+2.56A,
A2示数为IA2=I1+I2=0.32A+I2,
则:A1示数大于A2示数,
由于电流表有两个量程分别为0~0.6A,0~3A,根据分度值可知:
A1和A2的指针偏转角度相同时,IA1=5IA2,
即:I2+2.56A=5(0.32A+I2),
解得:I2=0.24A。
故答案为:并联;L2和L3;0.24。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电流表的使用,是一道中档题,关键时注意由于使用的量程不同,A1和A2的指针偏转角度相同时,它们的示数是5倍的关系。
三.作图题(每小题3分,共9分)
18.(3分)请根据如图1所示的实物连接图,在图2虚线框内画出对应电路图。
【解答】解:由实物图知,两灯并联,开关S1控制灯L2支路,开关S2控制整个电路,且电流表测L2支路的电流。
画电路图时,电流从电源正极出发,经开关S2后,分成两支:一支通过开关S1、灯L2和电流表;另一支通过灯L1,汇合后回到电源的负极,如图所示:
【点评】根据实物图画电路图,要先分析电路,分清干路和支路各有什么元件,然后根据电路图的要求画出电路图。
19.(3分)请根据电路图甲完成图乙所示实验电路的连接。
【解答】解:根据甲图可知,电流从正极出发经过开关S1后分流,一条支路经过灯泡L1,与另外一条支路电流经过S2、灯L2后汇合,汇合后回到负极;根据电路图连接实物图,如下所示:
【点评】本题考查了电路图的识别、实物图的连接,难度不大。
20.(3分)在如图所示的实物中,要求:A1测干路的电流,A2只测L2的电流,开关同时控制L1,L2(通过L1、L2电流大约0.4A;连线不能交叉);按要求连接实物图。
【解答】解:要求A1测干路的电流,A2只测L2的电流,说明两灯并联,开关同时控制L1、L2,说明开关在干路上,
通过L1,L2电流大约0.4A,干路电流为0.4A+0.4A=0.8A,所以A2选择小量程串联在L2支路上,由并联电路的电流规律知,电流表A1选择大量程连接在干路上,据此连接实物图,如图所示:
【点评】本题考查根据要求连接实物图,正确分析电路的连接方式以及电流表的位置是关键,还要注意电流表量程的选择。
四.实验题(每空1分,共15分)
21.(7分)小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,选用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)由静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离,实验过程如图所示:
(1)该实验中物体的动能是指 钢球 (选填“钢球”或“木块”)的动能;实验中通过观察 木块移动距离的远近 来说明动能的大小;
(2)比较 甲、乙 两图进行的实验,可以探究小球的动能与速度的关系,并由此得出结论是:当物体质量 一定时,物体的速度越大,物体的动能越大 ;
(3)图乙和图丙换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下,目的是控制 钢球下滑到斜面底时的速度相同 相同,探究钢球的动能大小与 质量 的关系;
(4)木块在水平面上滑动的过程中,克服摩擦力做功的功率 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【解答】解:(1)该实验探究的是碰撞前钢球的动能,碰撞时,钢球的动能越大,钢球对木块做的功就约多,木块移动的距离就越远,所以实验中通过观察木块的移动距离来说明钢球动能的大小;
(2)探究钢球的动能与速度的关系时,应该控制钢球的质量不变,改变钢球的速度进行实验,所以应该选择甲、乙两图进行实验。
图甲、乙中,钢球的质量相同,甲图中钢球下滑的高度大于乙图中的钢球的下滑高度,则碰撞时,甲图中钢球的速度大于乙图中钢球的速度,碰撞后,甲图中木块移动的距离大于乙图中的木块移动的距离,则可得出的结论为:质量一定时,物体的速度越大,物体的动能越大;
(3)小球下滑到斜面底的速度大小与下滑的高度有关,下滑的高度越高,小球下滑到斜面底时的速度就越大,所以让钢球从斜面的相同高度由静止开始下滑,目的是控制钢球下滑到斜面底时的速度相同。图乙和图丙中,钢球的质量不同,下滑的高度相同,根据控制变量法知,探究的是钢球的动能大小与质量的关系;
(4)由于水平面滑动摩擦力作用,木块在水平面上运动时的速度越来越小,木块对水平面的压力和接触面的粗糙程度保持不变,滑动摩擦力的大小也保持不变,则根据功率P===Fv知,克服摩擦力做功的功率变小。
故答案为:(1)钢球;木块移动距离的远近;
(2)甲、乙;一定时,物体的速度越大,物体的动能越大;
(3)钢球下滑到斜面底时的速度相同;质量;
(4)变小。
【点评】探究物体的动能大小跟哪些因素有关的实验,属于中考重点实验,需熟练掌握相关知识点和熟悉实验过程,题目综合性较强,难度较大。
22.(8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,开关应 断开 ;
(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)闭合开关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,测出了三组电流并记录在表格中,得出了并联电路的电流规律: 并联电路中,干路电流等于各支路电流之和 ;
测量次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.10
0.34
2
0.20
0.26
0.46
3
0.25
0.30
0.55
(5)实验中要求使用规格 不同 (填“相同”或“不同”)的小灯泡,测出多组数据,主要是为了 避免偶然性得到普遍性的规律 ;
(6)实验结束后,小明又利用器材连接了如图丁所示的电路图,当开关S由断开到闭合时,电流表A2的示数 变大 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
【解答】解:(1)在连接电路时,应断开开关;
(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所在支路中短路;
(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)并联电路中电流的规律是:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;
(5)实验中要求使用规格不同的小灯泡,测出多组数据,主要是为了避免偶然性得到普遍性的规律;
(5)图丁中,开关S断开时,电路中只有L1接入电路,两电流表均测L1的电流;
开关S闭合后,两灯并联,电流表A1测L1的电流,电流表A2测干路电流,根据并联电路各支路互不影响和并联电路电流的规律可知,当开关S由断开到闭合时,通过灯泡L1的电流不变,电流表A1的示数不变,干路电流变大,电流表A2的示数变大。
故答案为:(1)断开;(2)L1断路;(3)电流表的正负接线柱接反了;0.24;(4)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;(5)不同;避免偶然性得到普遍性的规律;(6)变大。
【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。
五.计算题(共17分)
23.(5分)停电时,吴京同学利用家用的天然气烧洗澡水,已知水的初温为10℃,质量是10kg,总共用了0.1m3的天然气(天然气的热值为4.2×107J/m3)。求:
(1)此过程中0.1m3天然气完全燃烧放出的热量;
(2)若不计热损失,这些热量在1标准大气压下能使10kg的水升高的温度。
【解答】解(1)天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=0.1m3×4.2×107J/m3=4.2×106J;
(2)不计热损失,水吸收的热量:Q吸=Q放=4.2×106J,
由Q吸=cmΔt得,水升高的温度为:Δt===100℃;
由于标准气压下水的沸点为100℃,所以水升高的温度为:Δt'=100℃﹣10℃=90℃。
答:(1)此过程中0.1m3天然气完全燃烧放出的热量为4.2×106J;
(2)水升高的温度为90℃。
【点评】本题考查了燃料完全燃烧放热公式Q放=Vq和吸热公式Q吸=cmΔt的运用,熟练运用公式及变形公式即可正确解题,属于基础性题目,比较简单。
24.(6分)如图所示,已知电流表A的示数为2A,电流表A1的示数为1A,电流表A2的示数为1.4A,求通过灯泡L1、L2、L3的电流各是多少。
【解答】解:由电路图可知,三个灯泡并联,电流表A测干路电流,电流表A1测流过灯L3与L2的电流,电流表A2测流过灯L2与L1的电流;
根据并联电路电流规律可知:
I1+I2+I3=2A﹣﹣﹣﹣①
I1+I2=1.4A﹣﹣﹣﹣②
I2+I3=1A﹣﹣﹣﹣③
由①②可得,I3=0.6A;
由①③可得,I1=1A;
故I2=1A﹣0.6A=0.4A。
答:通过L1、L2、L3的电流各是1A、0.4A和0.6A。
【点评】本题考查了并联电路电流的计算,分析清楚电路结构、熟练应用并联电路的电流规律是正确解题的关键。
25.(6分)如图所示,某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2,气缸容积为150mL;满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa,飞轮1min转动1800r,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),若1min消耗汽油10g,汽油的热值为4.5×107J/kg,求:
(1)一个做功冲程中燃气对活塞做的功W;
(2)燃气对活塞做功的功率P;
(3)该汽油机的效率。
【解答】解:(1)满负荷工作时,由p=可得,做功冲程燃气对活塞的平均压力:
F=pS=9.0×105Pa×30×10﹣4m2=2700N;
气缸容积V=150mL=150cm3=1.5×10﹣4m3,
一个做功冲程中燃气对活塞做的功:
W=FL=pSL=pV=9.0×105Pa×1.5×10﹣4m3=135J;
(2)因飞轮每转两圈对外做功一次,
所以,由1800r/min可知,飞轮1min转动1800周,做功900次,
则燃气对活塞做的总功:
W总=W×900=135J×900=1.215×105J,
燃气对活塞做功的功率:
P==
1.215×105J
60s
=2025W;
(3)1min消耗汽油完全燃烧释放的热量:
Q放=mq=10×10﹣3kg×4.5×107J/kg=4.5×105J,
该汽油机的效率:
η=×100%=
1.215×105J
4.5×105J
×100%=27%。
答:(1)一个做功冲程中燃气对活塞做的功为135J;
(2)燃气对活塞做功的功率为2025W;
(3)该汽油机的效率为27%。
【点评】本题考查了压强公式、做功公式、燃料完全燃烧释放热量公式、效率公式的应用,知道飞轮每转两圈对外做功一次是关键。
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