2021-2022学年宁夏固原市西吉实验中学九年级(上)期中物理试卷(含答案)
展开这是一份2021-2022学年宁夏固原市西吉实验中学九年级(上)期中物理试卷(含答案),共27页。试卷主要包含了单项选择题,选择说理题,填空题,作图题,应用题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年宁夏固原市西吉实验中学九年级(上)期中物理试卷
一、单项选择题(每题2分,共14分)
1.(2分)5月31日是“世界无烟日”,很多公共场所贴了如图所示的标志,这主要是考虑到在空气不流通的房间里,只要有一个人吸烟,整个房间就会充满烟味,这是因为( )
A.物质是分子组成的 B.分子间有引力
C.分子间有斥力 D.分子在不停地运动
2.(2分)如图所示,用与毛皮摩擦过的橡胶棒接触金属箔已张开的验电器的金属球,发现验电器的金属箔先闭合,后又张开,以下说法正确的是( )
A.摩擦过程中创造了电荷
B.验电器的工作原理是异种电荷相互吸引
C.验电器的金属箔开始时带正电荷
D.橡胶棒是导体
3.(2分)下列有关说法正确的是( )
A.压缩冲程中柴油机气缸里的气体内能减小
B.物体吸收热量后,内能增大,温度不一定升高
C.搓手时感到暖和是因为产生了热量
D.给手机充电时是将化学能转化为电能
4.(2分)2021年5月29日20时55分,货运飞船“天舟二号”在海南文昌发射场成功发射,并在8小时后与“天和核心舱”成功实现自主交会对接。则下列说法中错误的是( )
A.用氢作燃料,是因为氢的热值大
B.“天舟二号”打开太阳能帆板后可将太阳能转化为电能
C.火箭向下喷燃气才能上升,是因为力的作用是相互的
D.“天舟二号”和“天和核心舱”对接时,两者的动能均为0
5.(2分)下列说法正确的是( )
A.如果两个用电器电压不相等,则这两个用电器一定是并联的
B.如果两个用电器电流相等,则这两个用电器一定是串联的
C.如果两个用电器电流不相等,则这两个用电器一定是并联的
D.如果两个用电器电压相等,则这两个用电器一定是并联的
6.(2分)下列有关电流、电压和电阻的说法中正确的是( )
A.导体中的负电荷定向移动能形成电流
B.人们规定自由电荷定向移动的方向为电流方向
C.电路两端有电压时,电路中一定有持续的电流
D.导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
7.(2分)如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关S后,灯L1和L2均发光,过了一段时间,一盏灯突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,则发生的故障可能是( )
A.L1断路 B.L2断路 C.L2短路 D.L1短路
二、选择说理题(每题5分,共10分)
8.(5分)在如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电流表的指针偏转均为图乙所示,则灯泡L1和L2的电流分别为( )
A.1.2 A 0.22 A B.0.98 A 0.22 A
C.0.96 A 0.24 A D.0.24 A 1.2 A
9.(5分)图所示为滑动变阻器的四种接线方法。把它们分别连接在电路中,当滑片P向右移动时,可使通过滑动变阻器的电流变大的接法是( )
A. B.
C. D.
三、填空题(每空1分,共8分)
10.(3分)当橡胶棒和毛皮摩擦时,毛皮带 电,是因为在摩擦过程中毛皮 (得到/失去)电子。反复摩擦后,发现橡胶棒的温度升高,这是通过 方式改变物体内能的。
11.(3分)在如图所示的电路中,有三个开关S1、S2、S3,如果仅将开关S3闭合,S1、S2断开,则灯L1、L2 联;如果将开关S1、S2闭合,S3断开,则灯L1、L2 联。如果将开关S1、S2、S3都闭合,电路处于 状态。
12.(2分)如图所示的电路中,闭合开关S后,两灯均发光,则甲是 表,乙是 表(均选填“电流”或“电压”)。
四、作图题。(4分)按要求完成下面的电路图
13.(2分)按要求完成下面的电路图。
请将图中电子元件连入电路,要求同时使小灯泡亮、电动机转、蜂鸣器发声;任意一个不工作,其他用电器都不工作;都要受开关的控制。
14.(2分)请在虚线框内画出图中实物图的电路图。
五、应用题(共13分)
15.(3分)如图所示,是小汐设计的一款简易“吸尘器”:将一个干燥的空矿泉水瓶在衣服上反复摩擦之后,用它去吸取地上的灰尘,达到清洁功能。请解释该“吸尘器”的原理。
16.(3分)夏天,银川市区内车水马龙,热闹非凡,感觉很热。走出市区,道路宽敞,爱伊河边,满目青翠,明显凉爽许多。为了探究温差原因,小明和同学们分别到选定地点,于中午同一时刻测出测试点的温度,如下表。
地点
新华街
爱伊河
南门广场
中山公园
人民广场
气温/℃
36.1
32.8
36.2
34
34.5
(1)气温最低的区域是 ;该区域气温低的主要原因是水的 大。
(2)请你为银川市提出一种降低市中心环境气温的办法 。
17.(7分)目前,我国新能源汽车呈现多元化发展,在新能源汽车发展过程中,甲醇燃料因成本低、资源丰富等优点逐渐受到关注,在新能源汽车上得到应用,现有一款甲醇汽车正在行驶,(甲醇的热值为2×107J/kg)求:
(1)甲醇汽车行驶过程中,燃料箱内甲醇越来越少,甲醇的热值 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。
(2)若利用甲醇进行加热,0.21kg的甲醇燃料完全燃烧可以让20kg初温为20℃的水最多升高多少℃(不计热量损失)?
(3)若该款甲醇汽车发动机效率为36%,,某次行驶中该汽车以1×104W的功率匀速直线行驶,燃烧一定质量的甲醇放出1×108J的热量,求该甲醇汽车能够行驶多少小时?
五、实验探究题(共26分)
18.(8分)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)电流表应 (选填“串联”或“并联”)在被测电路中。若要测量干路电流,则电流表应接在甲图中的 点。
(2)小明同学在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,小明忘了 ;
(3)小明同学在测量A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,为了使实验的结论更具有普遍性,小明采用了更换 的灯泡的方法进行实验。
(4)小明同学在排除故障后,进行了三次实验,分别测出如表的数据:
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.2
0.3
0.5
2
0.4
0.3
0.7
3
0.1
0.3
0.4
小明分析表格中的数据在误差允许范围内可以得出,在并联电路中干路电流和各支路电流的关系是 (用文字表达);
(5)实验结束后,小王又利用器材连接了如图丁所示的电路,当开关S由断开到闭合时,电流表A2的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
19.(7分)在“探究串联电路的电压规律”时,小明同学设计了如图甲所示的电路。
(1)开关闭合后,电压表测 灯两端的电压。
(2)闭合开关,发现L1、L2均不发光,电压表有示数且大小接近电源电压,则电路的故障位置 灯发生了 (选填“短路”或“断路”)。
(3)为了测量BC两点间的电压,小明将电压表接A点的线端改接到C点,闭合开关后,发现 (填字母序号)。
A.电压表无示数 B.示数超过电压表量程 C.电压表指针反偏
(4)某次测量时,闭合开关后发现电压表的指针如图乙所示,出现这种情况的原因是 。
(5)为测两灯的总电压,只需改动一根导线,请在图甲中将需要改动的导线上打“×”,并画出新的导线。小明继续正确实验,并把数据记录在下表中;
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.8
1.8
3.6
小明分析以上实验数据得出了两个实验结论:
①串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和;
②串联电路中,各部分电路两端电压相等;
(6)实验结束后,同学们对小明的实验及其结论进行了交流与评估,下列说法不正确的是 (填字母序号)。
A.结论①可能是在误差范围内得出的
B.结论②具有普遍性,任何情况下都成立
C.应更换不同规格灯泡多次实验
D.还可以继续探究UAC的电压是否等于电源电压
20.(7分)如图是“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置,实验所用的4根电阻丝规格、材料如表所示。
电阻丝
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.25
1.0
B
镍铬合金
0.50
1.0
C
镍铬合金
0.25
2.0
D
锰铜合金
0.25
1.0
(1)实验中可以通过比较 来判断导体电阻大小,这是运用了 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(2)①为了探究导体电阻大小与材料的关系,应该选用 两根电阻丝进行实验;
②选用A、C两根电阻丝进行实验,是为了探究导体电阻大小与 的关系;
③分别将A、B两根电阻丝依次接入电路中,灯泡亮度变暗。由此得到的结论是当材料和横截面积相同时,导体的长度越长,电阻 (选填“越大”或“越小”)。
(3)为了更好地比较电阻丝的电阻大小,小红认为应该将灯泡换成电流表,小明认为应该在原来电路中再串联一个电流表。经过实际操作对比,你认为 的方案更合理。
(4)近年,我国城乡进行家庭供电线路的改造,将电线换成更粗的,可以 (选填“增大”或“减小”)输电线的电阻。
21.(4分)利用图甲中的装置探究酒精和煤油的吸热情况。
(1)设计实验时,需要对变量进行控制,在两个相同的烧瓶中分别接入相同的电阻丝,装入 (选填“质量”或“体积”)和初温都相同的酒精和煤油,分别插入温度计。
(2)实验中酒精和煤油在相同的时间吸收的热量 (选填“相同”或“不同”);
(3)如图乙是根据实验数据描绘的图像,图线A和B分别表示酒精和煤油,在加热相同时间后, 温度升高得快; 的吸热能力更强。(两空都选填“酒精”或“煤油”)
2021-2022学年宁夏固原市西吉实验中学九年级(上)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(每题2分,共14分)
1.(2分)5月31日是“世界无烟日”,很多公共场所贴了如图所示的标志,这主要是考虑到在空气不流通的房间里,只要有一个人吸烟,整个房间就会充满烟味,这是因为( )
A.物质是分子组成的 B.分子间有引力
C.分子间有斥力 D.分子在不停地运动
【分析】扩散现象是分子运动的结果,一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
【解答】解:由于烟分子做无规则运动,在空气中进行扩散,所以只要有一个人吸烟,整个房间也会充满烟味。
故选:D。
【点评】本题主要考查学生对:扩散现象的了解和掌握,是一道基础题。
由于分子的体积很小,分子的运动无法用肉眼直接看到,但可以通过气味、颜色的变化来体现。
2.(2分)如图所示,用与毛皮摩擦过的橡胶棒接触金属箔已张开的验电器的金属球,发现验电器的金属箔先闭合,后又张开,以下说法正确的是( )
A.摩擦过程中创造了电荷
B.验电器的工作原理是异种电荷相互吸引
C.验电器的金属箔开始时带正电荷
D.橡胶棒是导体
【分析】(1)自然界只存在两种电荷,正电荷和负电荷,丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;毛皮摩擦过的橡胶棒带负电;不同物质组成的物体,原子核夺得电子的本领不同,相互摩擦时,一个物体夺得电子,因多余电子带负电,另一个物体因缺少电子带正电,摩擦起电是电荷的转移;
(2)验电器的原理是同种电荷相互排斥;
(3)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;
(4)容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体。
【解答】解:A、摩擦起电过程是电荷的转移,不是创造了电荷,故A错误;
B、验电器的原理是同种电荷相互排斥,故B错误;
C、用与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,验电器先闭合是由于刚开始发生了中和现象,即原来验电器带正电,后又张开是因为橡胶棒上有多余的负电荷,验电器的金属箔因带负电荷而张开,故验电器原来带正电,后来带负电,故C正确;
D、橡胶棒不容易导电,属于绝缘体,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查摩擦起电的实质、电荷之间的作用规律等知识和理解和应用,难度不大。
3.(2分)下列有关说法正确的是( )
A.压缩冲程中柴油机气缸里的气体内能减小
B.物体吸收热量后,内能增大,温度不一定升高
C.搓手时感到暖和是因为产生了热量
D.给手机充电时是将化学能转化为电能
【分析】(1)在压缩冲程中,机械能转化为内能,空气的内能增大;
(2)内能的大小跟物质的质量、温度、状态有关;
(3)改变物体内能有做功和热传递两种方式,做功是能量的转化过程,热传递是能量的转移过程;
(4)根据充电时能量的转化分析解答。
【解答】解:A、压缩冲程中,机械能转化为内能,柴油机气缸里的气体内能增大,故A错误;
B、物体吸收热量后,内能增大,但温度不一定升高,如晶体在熔化时,吸收热量,温度不变,故B正确;
C、搓手时感到暖和,这是克服摩擦做功,机械能转化为内能,内能增加,但并不是产生了热量,热量只能说吸收或放出,故C错误;
D、给手机充电时是将电能转化为化学能储存起来,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查的知识点比较多,有热机的工作过程、内能、温度、热量的关系、能量的转化等知识,要求学生掌握知识点要全面,能够灵活运用物理知识来分析问题。
4.(2分)2021年5月29日20时55分,货运飞船“天舟二号”在海南文昌发射场成功发射,并在8小时后与“天和核心舱”成功实现自主交会对接。则下列说法中错误的是( )
A.用氢作燃料,是因为氢的热值大
B.“天舟二号”打开太阳能帆板后可将太阳能转化为电能
C.火箭向下喷燃气才能上升,是因为力的作用是相互的
D.“天舟二号”和“天和核心舱”对接时,两者的动能均为0
【分析】(1)氢的热值比较大,质量相同的燃料完全燃烧,氢放出热量多。
(2)太阳能电池板将太阳能转化为电能。
(3)物体间力的作用是相互的。
(4)动能的大小与质量和速度有关。
【解答】解:
A、质量相同的燃料完全燃烧,氢的热值比较大,氢放出热量多,所以火箭用氢作为燃料,故A正确。
B、“天舟二号”打开太阳能帆板,可以将太阳能直接转化为电能,故B正确。
C、火箭向下喷燃气时给气体一个向下的力,由于物体间力的作用是相互的,气体给火箭一个向上的力,火箭才能上升,故C正确。
D、“天舟二号”和“天和核心舱”对接时,它们相对于地球都是运动的,具有动能,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查能量的转化、动能、热值及力的相互性,属于基础题目。
5.(2分)下列说法正确的是( )
A.如果两个用电器电压不相等,则这两个用电器一定是并联的
B.如果两个用电器电流相等,则这两个用电器一定是串联的
C.如果两个用电器电流不相等,则这两个用电器一定是并联的
D.如果两个用电器电压相等,则这两个用电器一定是并联的
【分析】(1)并联电路两端电压相等。
(2)串联电路中各处电流相等,并联电路中,如果用电器规格相同,电流也相同。
【解答】解:A、因为并联电路两端电压相等,因此两个用电器两端电压不相等,那么它们一定不是并联连接,是串联在电路中的,故A错误;
B、同一电路中,通过的电流相等的两个用电器,可能是串联的,也可能是并联的(此时两用电器的规格相同),故B错误;
C、串联电路中各处电流相等,则流过两个用电器的电流一定相等,如果两个用电器电流不相等,则这两个用电器一定是并联的,故C正确;
D、如果两用电器串联,当它们阻值相等时,它们两端的电压也相等。因此,两个用电器连接在同一电路里,测得它们两端的电压相等,这两个用电器可能是并联,可能串联,故D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查了串、并联电路电流、电压特点的掌握等,综合性较强。
6.(2分)下列有关电流、电压和电阻的说法中正确的是( )
A.导体中的负电荷定向移动能形成电流
B.人们规定自由电荷定向移动的方向为电流方向
C.电路两端有电压时,电路中一定有持续的电流
D.导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
【分析】A.电流是电荷的定向移动形成的。
B.物理学中,电流方向规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
C.要想有持续的电流必须具备两个条件:一是有电源,二是电路是通路,二者缺一不可。
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,其大小由导体材料、长度、横截面积决定,与导体的电压、电流无关。
【解答】解:A.电荷的定向移动形成电流,故A正确。
B.规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,故B错误。
C.电路两端有电压,则电路中不一定有电流,要想有电流电路还必须闭合,故C错误。
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,其大小由导体材料、长度、横截面积决定,与导体的电压、电流无关,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查电流、电压的相关知识。属于基础知识,比较简单。
7.(2分)如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关S后,灯L1和L2均发光,过了一段时间,一盏灯突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,则发生的故障可能是( )
A.L1断路 B.L2断路 C.L2短路 D.L1短路
【分析】如图所示,两灯泡并联,电流表测量的是灯L2中电流,电压表测量的是灯L1两端的电压,也就是灯L2两端的电压,即电源电压。根据电流表、电压表在电路中的特征逐一进行判断。
【解答】解:A、灯L1断路,则电压表直接测电源电压,并且示数不变。L2支路不受影响,故电流表示数不变,故A符合题意。
B、灯L2断路,则电流表被断路,电流表无示数。故B不合题意。
C、灯L2短路,则电流表直接与电源两极相连,会损坏,故C不合题意。
D、灯L1短路,则电压表与导线并联,则电压表被短路,电压表无示数,故D不合题意。
故选:A。
【点评】此题考查了用电流表、电压表来判断电路故障,对两表的用法和特征要会运用。
二、选择说理题(每题5分,共10分)
8.(5分)在如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电流表的指针偏转均为图乙所示,则灯泡L1和L2的电流分别为( )
A.1.2 A 0.22 A B.0.98 A 0.22 A
C.0.96 A 0.24 A D.0.24 A 1.2 A
【分析】分析电路可知:两灯并联,电流表A1测的是干路电流,电流表A2测的是L2所在支路的电流;
由于并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和,所以电流表A1选用的应该是大量程(0~3A),A2选用的是小量程(0~0.6A);
然后根据相应量程下的分度值和指针位置来进行读数。结合并联电路的电流特点即可求出通过各灯的电流大小。
【解答】解:经分析可知,电流表A1选择的量程是0~3A,分度值为0.1A,所以电流表A1的示数为I总=1.2A,即干路电流为1.2A;
电流表A2选择的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,所以电流表的示数为I2=0.24A,即通过灯L2的电流为0.24A;
那么通过灯L1的电流大小为:I1=I总﹣I2=1.2A﹣0.24A=0.96A。
故选:C。
【点评】对于这类题目要先分析电路的构成,然后结合串、并联电路的特点和电表的读数方法进行分析。
9.(5分)图所示为滑动变阻器的四种接线方法。把它们分别连接在电路中,当滑片P向右移动时,可使通过滑动变阻器的电流变大的接法是( )
A. B.
C. D.
【分析】(1)滑动变阻器在电路中的正确连接方式是连接一“上”一“下”两个接线柱,其在电路中的作用是通过改变电路中电阻线的长度来改变电阻的大小,从而改变电路中的电流,电源电压不变,电阻变大,则电流变小,电阻变小则电流变大。
(2)哪一段电阻丝被接入电路中是由下面的接线柱决定的,接入电路的电阻丝就是下面被连接的接线柱与滑片P之间的部分。
【解答】解:A、电阻丝没有接入电路,当滑片P向右移动时,不会改变电路中的电阻,电流不变,所以该选项不正确。
B、图中将变阻器的下面两个接线柱连入电路,当滑片P向右滑动时,不会改变连入电路的电阻丝的长度,所以不会改变电阻,则电流不变,所以该选项不正确。
C、图中接法,滑片右边的电阻线接入了电路,当滑片P向右滑动时,接入电路的电阻丝的长度变短,电阻变小,则电流变大,所以该选项正确。
D、图中接法,滑片左边的电阻线接入了电路,当滑片P向右滑动时,接入电路的电阻丝的长度变长,电阻变大,则电流变小,所以该选项不正确。
故选:C。
【点评】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。
若是正确的连接方式:连接一“上”一“下”两个接线柱,则接入电路的电阻丝就是下边这个接线柱与滑片之间的那段电阻丝。
三、填空题(每空1分,共8分)
10.(3分)当橡胶棒和毛皮摩擦时,毛皮带 正 电,是因为在摩擦过程中毛皮 失去 (得到/失去)电子。反复摩擦后,发现橡胶棒的温度升高,这是通过 做功 方式改变物体内能的。
【分析】(1)摩擦起电并不是创造了电荷,也不是消灭了电荷;摩擦起电的实质是电荷的转移,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电;
(2)克服摩擦做功可以将机械能转化为内能。
【解答】解:
(1)用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带负电,是因为摩擦过程中毛皮失去了电子带正电,同时橡胶棒得到了电子而带负电;
(2)反复摩擦后,发现橡胶棒的温度升高,这是通过做功方式改变物体内能的。
故答案为:正;失去;做功。
【点评】本题是一道基础题,知道摩擦起电的实质以及做功与物体内能的改变即可正确解题。
11.(3分)在如图所示的电路中,有三个开关S1、S2、S3,如果仅将开关S3闭合,S1、S2断开,则灯L1、L2 串 联;如果将开关S1、S2闭合,S3断开,则灯L1、L2 并 联。如果将开关S1、S2、S3都闭合,电路处于 短路 状态。
【分析】(1)串联电路电流只有一条路径,电流依次经过各用电器从正极回到电源负极;并联电路电流有多条路径,分别经过各用电器从电源正极回到负极;
(2)电源短路是指用导线直接将电源两端相连,这种电路是不允许的。
【解答】解:当开关S3闭合,S1、S2断开时,电流从电源正极流出,依次流过L1、开关S3、L2回到负极,所以灯L1、L2串联;
当开关S1、S2闭合,S3断开时,电流从电源正极开关分支,一支经过S1、L2,另一支经过L1、S2;然后两支汇合共同回到负极,所以灯L1、L2并联。
当同时闭合S1、S2、S3时,形成了电源短路,这种电路是不允许的。
故答案为:串;并;短路。
【点评】解决此题型的关键是结合串并联电路的特点,根据题目中的开关组合判断电路的连接情况。
12.(2分)如图所示的电路中,闭合开关S后,两灯均发光,则甲是 电流 表,乙是 电压 表(均选填“电流”或“电压”)。
【分析】电压表与被测用电器并联,并且在电路中相当于开路;电流表与被测用电器串联,并且在电路中相当于导线。
【解答】解:闭合开关S后,两个灯泡都能发光;若乙是电流表,则灯泡L2会被短路,所以乙是电压表,甲与灯泡L2串联,为电流表,则两个灯泡组成并联电路。
故答案为:电流;电压。
【点评】解决本类题的关键是牢记电压表和电流表的正确使用方法,并且能够识别串并联电路。
四、作图题。(4分)按要求完成下面的电路图
13.(2分)按要求完成下面的电路图。
请将图中电子元件连入电路,要求同时使小灯泡亮、电动机转、蜂鸣器发声;任意一个不工作,其他用电器都不工作;都要受开关的控制。
【分析】根据题目要求分析电路的连接方式,然后连接实物图。
【解答】解:根据题意可知,任意一个不工作,其他用电器都不工作,这说明小灯泡、电动机和蜂鸣器是串联的,实物图如下所示:
【点评】本题考查根据要求连接实物,属于基础题。
14.(2分)请在虚线框内画出图中实物图的电路图。
【分析】从实物图中可以看出,电流从正极流出,分别流经两个灯泡,最后回到电源负极。所以两只灯泡并联。
【解答】解:电流从正极出发经S3过后成两条支路:一支经灯泡L1、开关S1,一支经开关S2、灯泡L2,然后共同回到电源的负极,如图所示:
【点评】本题考查根据实物图画电路图,关键是明白电路中各个用电器的连接情况,根据实物图画电路图是整个初中物理的难点也是重点。
五、应用题(共13分)
15.(3分)如图所示,是小汐设计的一款简易“吸尘器”:将一个干燥的空矿泉水瓶在衣服上反复摩擦之后,用它去吸取地上的灰尘,达到清洁功能。请解释该“吸尘器”的原理。
【分析】摩擦起电的实质是电子发生了转移,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电;
带电体具有吸引轻小物体的性质。
【解答】答:
矿泉水瓶和衣服反复摩擦后,由于发生电子的转移,使矿泉水瓶带电荷;
由于带电体具有吸引轻小物体的性质;所以用它去吸取地上的灰尘,达到清洁功能。
【点评】本题考查了对带电体的性质、摩擦起电的实质等知识的掌握情况。
16.(3分)夏天,银川市区内车水马龙,热闹非凡,感觉很热。走出市区,道路宽敞,爱伊河边,满目青翠,明显凉爽许多。为了探究温差原因,小明和同学们分别到选定地点,于中午同一时刻测出测试点的温度,如下表。
地点
新华街
爱伊河
南门广场
中山公园
人民广场
气温/℃
36.1
32.8
36.2
34
34.5
(1)气温最低的区域是 爱伊河边 ;该区域气温低的主要原因是水的 比热容 大。
(2)请你为银川市提出一种降低市中心环境气温的办法 植树、建造人工湖 。
【分析】(1)从表格中找出气温最低的区域(爱伊河边),该地区水多,因为水的比热容大,相同质量的水和沙石比较,吸收同样多的热量,水温变化小、气温低;
(2)从增加绿化面积(植树、建造人工湖)、尽量使用太阳能、控制人口数量、提高能源利用率、减少环境热源等方面分析。
【解答】解:(1)气温最低的区域是爱伊河边,因为水的比热容较大,吸收相同的热量,水的温度升高的少、气温低;
(2)因为水多了可以降低气温(水的比热容大),我们可以多植树、多建人工湖。
故答案为:(1)爱伊河边;比热容;(2)植树、建造人工湖。
【点评】本题考查了水的比热容较大的特点知识的应用,密切联系生活,属于中考的热点。
17.(7分)目前,我国新能源汽车呈现多元化发展,在新能源汽车发展过程中,甲醇燃料因成本低、资源丰富等优点逐渐受到关注,在新能源汽车上得到应用,现有一款甲醇汽车正在行驶,(甲醇的热值为2×107J/kg)求:
(1)甲醇汽车行驶过程中,燃料箱内甲醇越来越少,甲醇的热值 不变 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。
(2)若利用甲醇进行加热,0.21kg的甲醇燃料完全燃烧可以让20kg初温为20℃的水最多升高多少℃(不计热量损失)?
(3)若该款甲醇汽车发动机效率为36%,,某次行驶中该汽车以1×104W的功率匀速直线行驶,燃烧一定质量的甲醇放出1×108J的热量,求该甲醇汽车能够行驶多少小时?
【分析】(1)热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与其他因素无关;
(2)利用Q放=qm可求出甲醇燃料完全燃烧放出的热量,不计热量损失,可得出水吸收的热量,在利用Q吸=c水m水Δt可求出水升高的温度;
(3)利用η=可求出发动机做的功,再通过W=Pt可求出汽车行驶的时间。
【解答】解:(1)热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,故燃料箱内甲醉越来越少,甲醇的热值不变;
(2)甲醇燃料完全燃烧放出的热量为:Q放=qm=2×107J/kg×0.21kg=4.2×106J,
不计热量损失,则水吸收的热量为:Q吸=Q放=4.2×106J,
由Q吸=c水m水Δt可知,水升高的温度为:Δt===50℃;
(3)已知该款甲醇汽车发动机效率为η=36%,由η=可得发动机做的功为:W=Q放′η=1×108J×36%=3.6×107J,
由W=Pt可得该甲醇汽车能够行驶的时间为:t===3600s。
答:(1)不变;
(2)初温为20℃的水最多升高50℃;
(3)该甲醇汽车能够行驶3600s的时间。
【点评】本题考查了学生对热值概念的理解和对吸热、放热、功以及热机效率的计算公式的运用,熟练掌握相关的计算公式是解题的关键。
五、实验探究题(共26分)
18.(8分)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)电流表应 串联 (选填“串联”或“并联”)在被测电路中。若要测量干路电流,则电流表应接在甲图中的 C 点。
(2)小明同学在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,小明忘了 断开开关 ;
(3)小明同学在测量A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,为了使实验的结论更具有普遍性,小明采用了更换 规格不同 的灯泡的方法进行实验。
(4)小明同学在排除故障后,进行了三次实验,分别测出如表的数据:
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.2
0.3
0.5
2
0.4
0.3
0.7
3
0.1
0.3
0.4
小明分析表格中的数据在误差允许范围内可以得出,在并联电路中干路电流和各支路电流的关系是 在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和 (用文字表达);
(5)实验结束后,小王又利用器材连接了如图丁所示的电路,当开关S由断开到闭合时,电流表A2的示数 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】(1)电流表应与被测电路串联;
(2)为了保护电路,连接电路时开关应断开;
(3)如图乙所示,测量过程中电流表指针反偏,说明电流表正负接线柱接反了;根据图丙电流表所选量程确定分度值读数;
为了得出普遍结论,应该换用不同规格的灯泡进行多次测量;
(4)分析实验数据,得出并联电路中电流的规律;
(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及并联电路电流的规律分析回答。
【解答】解:(1)电流表应与被测电路串联;如甲图所示,C点位于电路的干路,我们测量干路电流时,应该把电流表串联在C点;
(2)为了保护电路,连接电路时开关应断开,若在连接电路时刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,是由于在连接电路时没有断开开关;
(3)在测量A处电流时,电流表指针反偏,说明电流表正、负接线柱接反了;
由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A;
为了得出普遍结论,应该换用不同规格的灯泡进行多次测量;
(4)由表格数据知:0.5A=0.2A+0.3A,0.7A=0.4A+0.3A,0.4A=0.1A+0.3A,所以在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即IC=IA+IB;
(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,根据并联电路电流的规律可知,当开关S由断开到闭合时,干路电流变大,电流表A2的示数变大。
故答案为:(1)串联;C;(2)断开开关;(3)电流表正、负接线柱接反了;0.24;规格不同;(4)在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;(5)变大。
【点评】本题是研究并联电路中电流规律的实验,考查了注意事项、故障分析、电流表读数以及并联电路的电流规律。此题是电学的实验题的考查,比较简单。
19.(7分)在“探究串联电路的电压规律”时,小明同学设计了如图甲所示的电路。
(1)开关闭合后,电压表测 L1 灯两端的电压。
(2)闭合开关,发现L1、L2均不发光,电压表有示数且大小接近电源电压,则电路的故障位置 L1 灯发生了 断路 (选填“短路”或“断路”)。
(3)为了测量BC两点间的电压,小明将电压表接A点的线端改接到C点,闭合开关后,发现 C (填字母序号)。
A.电压表无示数 B.示数超过电压表量程 C.电压表指针反偏
(4)某次测量时,闭合开关后发现电压表的指针如图乙所示,出现这种情况的原因是 电压表量程接小了 。
(5)为测两灯的总电压,只需改动一根导线,请在图甲中将需要改动的导线上打“×”,并画出新的导线。小明继续正确实验,并把数据记录在下表中;
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.8
1.8
3.6
小明分析以上实验数据得出了两个实验结论:
①串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和;
②串联电路中,各部分电路两端电压相等;
(6)实验结束后,同学们对小明的实验及其结论进行了交流与评估,下列说法不正确的是 B (填字母序号)。
A.结论①可能是在误差范围内得出的
B.结论②具有普遍性,任何情况下都成立
C.应更换不同规格灯泡多次实验
D.还可以继续探究UAC的电压是否等于电源电压
【分析】(1)电压表与被测用电器并联连接,据此分析电压表测量的用电器;
(2)两灯都熄灭,说明电路中有断路的地方,电压表接在L1两端的电压,示数为电源电压,说明电压表和电源两极连接的部分电路无断路;
(3)利用电压表测量电压时,电流必须从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出,据此进行分析;
(4)从电压表的正确使用方法进行分析,即测量的电压不能超过电压表的最大量程,电流从电压表的正极流入,负极流出;
(5)要测电路中的总电压,应将电压表并联在L1、L2两端;
(6)为得出普遍结论,应使用不同规格的实验器材进行多次实验,测出多组实验数据。
【解答】解:(1)根据实物图可知,电压表与灯泡L1并联,因此电压表测量灯泡L1两端电压;
(2)两灯都熄灭,说明电路中有断路的地方,电压表接在L1两端的电压,示数为电源电压,说明电压表和电源两极连接的部分电路无断路,即电压表、灯泡L2、开关间没有断路,所以故障为L1断路;
(3)为了测量BC两点间的电压,小明将接A点的线端改接到C点,此时电压表的正负接线柱接反,闭合开关后,会发现电压表指针反偏,故选C;
(4)电压表的接线柱是正进负出,电压表向右端没有刻度的方向偏转,出现这种情况的原因是电压表量程接小了;
(5)要测电路中的总电压,应将电压表并联在L1、L2两端,改正后如图所示:
;
(6)A、在实验的过程中会存在误差,在误差允许的范围内可知,串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和,所以结论①是正确的,故A正确;
BC、由实验数据可知,各部分电路两端电压相等,该结论是错误的,造成结论错误的原因是选用了规格相同的灯泡做实验;由实验数据可知,只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性,为得出普遍结论,应换用不同规格的灯泡进行多次实验,故B错误,C正确;
D、还可以继续探究串联电路两端的总电压UAC是否等于电源电压,故D正确。
故选:B。
故答案为:(1)L1;(2)L1;断路;(3)C;(4)电压表量程接小了;(5)见上图;(6)B。
【点评】此题为探究串联电路中的电压规律实验,考查电压表的正确使用以及串联电路的电压特点,还考查了学生对实验数据的处理能力和分析、归纳、总结能力。
20.(7分)如图是“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置,实验所用的4根电阻丝规格、材料如表所示。
电阻丝
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.25
1.0
B
镍铬合金
0.50
1.0
C
镍铬合金
0.25
2.0
D
锰铜合金
0.25
1.0
(1)实验中可以通过比较 灯泡的亮度 来判断导体电阻大小,这是运用了 转换法 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(2)①为了探究导体电阻大小与材料的关系,应该选用 AD 两根电阻丝进行实验;
②选用A、C两根电阻丝进行实验,是为了探究导体电阻大小与 横截面积 的关系;
③分别将A、B两根电阻丝依次接入电路中,灯泡亮度变暗。由此得到的结论是当材料和横截面积相同时,导体的长度越长,电阻 越大 (选填“越大”或“越小”)。
(3)为了更好地比较电阻丝的电阻大小,小红认为应该将灯泡换成电流表,小明认为应该在原来电路中再串联一个电流表。经过实际操作对比,你认为 小明 的方案更合理。
(4)近年,我国城乡进行家庭供电线路的改造,将电线换成更粗的,可以 减小 (选填“增大”或“减小”)输电线的电阻。
【分析】(1)物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫做转换法。
(2)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度和横截面积,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变;
(3)灯泡在电路中一方面可以起指示作用,另一方面可以保护电路,在电路中再串联一个电流表比用电流表代替灯泡好;
(4)其他条件一定时,把导线变粗可以减小导线的电阻,从而减少电能在输送过程中能量的损耗。
【解答】解:(1)将不同的电阻丝接入电路,电流大小不同,灯泡亮度不同,因此实验中是通过观察灯泡亮度来比较电阻大小的,这种方法在物理学中称之为转换法。
(2)①探究导体电阻大小与材料的关系时,需要控制导体的长度、横截面积相同,材料不同,故选择AD进行对比;
②如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,即此时的长度和材料相同,但横截面积不同,故是为了验证导体的电阻与横截面积的关系;
③如果分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间时,AB的材料和横截面积相同,B的长度大于A的长度,接入B时灯泡变暗,由此,初步得到的结论是:材料和横截面积相同时,导体的长度越长,电阻越大;
(3)灯泡在电路中一方面可以起指示作用,另一方面可以保护电路,在电路中再串联一个电流表比用电流表代替灯泡好;
(4)进行输电线路的改造时,将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线,即在导体的材料、长度一定时,增大横截面积,可以减小输电线路的电阻;由Q=I2Rt可知,当电流、通电时间一定时,减小导线的电阻可以减小导线上产生的热量,即减小了电能在输送过程中的损耗。
故答案为:(1)灯泡的亮度;转换法;(2)①AD;②横截面积;③越大;(3)小明;(4)减小。
【点评】物理学中对于多因素的问题,常常采用控制因素的办法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法,一定要掌握控制变量法,本题是考查导体电阻的影响因素的典型实验,难度一般。
21.(4分)利用图甲中的装置探究酒精和煤油的吸热情况。
(1)设计实验时,需要对变量进行控制,在两个相同的烧瓶中分别接入相同的电阻丝,装入 质量 (选填“质量”或“体积”)和初温都相同的酒精和煤油,分别插入温度计。
(2)实验中酒精和煤油在相同的时间吸收的热量 相同 (选填“相同”或“不同”);
(3)如图乙是根据实验数据描绘的图像,图线A和B分别表示酒精和煤油,在加热相同时间后, 煤油 温度升高得快; 酒精 的吸热能力更强。(两空都选填“酒精”或“煤油”)
【分析】(1)要探究水和煤油的吸热情况,需要控制液体的质量相同,初温度相同;
(2)图中两相同的电阻丝串联,通过的电流,由焦耳定律Q=I2Rt判断出相同时间内两电热丝放出热量的多少;
(3)比较物质吸热能力的2种方法:
①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强。
【解答】解:(1)根据比较吸热能力的两种方法,在该实验中要控制不同物质的质量相同,故在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的酒精和煤油;
(2)图中两相同的电阻丝串联,通过的电流相同,由焦耳定律Q=I2Rt可知在通电时间相同时,两电热丝放出的热量相同,所以实验中酒精和煤油在相同的时间吸收的热量相同;
(3)根据图像可知,加热相同时间,酒精和煤油吸热相同,A升高的温度低,B升高的温度高,即煤油温度升高得快,所以A的吸热能力强,即酒精的吸热能力强。
故答案为:(1)质量;(2)相同;(3)煤油;酒精。
【点评】本题考查了探究酒精和煤油的吸热情况的实验,应用控制变量法和比较吸热能力的方法即可正确解题。
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