2020-2021学年广东省江门十一中九年级(上)期中物理试卷
一、选择题:每题3分,共21分
1.(3分)下列说法正确的是( )
A.0℃的物体没有内能
B.物体具有内能,也可以同时具有机械能
C.只要设计巧妙,永动机就可以制成
D.核能属于可再生能源
2.(3分)如图所示,用塞子塞紧瓶口,再用打气筒向瓶内打气,塞子从瓶口冲出。下列关于瓶内气体的说法,正确的是( )
A.向瓶内打气,外界对气体做功,气体内能减少
B.向瓶内打气,气体对外界做功,气体内能增加
C.塞子从瓶口冲出,气体对外界做功,气体内能减少
D.塞子从瓶口冲出,外界对气体做功,气体内能不变
3.(3分)下列关于电学知识说法正确的是( )
A.金属靠自由电子导电
B.验电器的工作原理是异种电荷相互排斥
C.导体的电阻大小只跟导体的长度、横截面积有关
D.电学中规定正电荷的运动方向为电流的方向
4.(3分)小强把台灯的插头插在如图所示的插座上,插座上有一个开关S1和一个指示灯L1(相当于电阻很大的灯泡),台灯开关和灯泡用S2、L2表示,当只闭合S2时,台灯不发光,当闭合S1时,指示灯发光,再闭合S2时,台灯发光;如果指示灯损坏,S1和S2都闭合,台灯也能发光,如图中设计的电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
5.(3分)如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S.电路正常工作,发现两个电表示数都变大,则出现这种故障的原因可能是( )
A.L1断路 B.L1短路 C.L2断路 D.L2短路
6.(3分)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,判断正确的是( )
A.电流表、电压表示数均变小
B.电流表、电压表示数均变大
C.电流表示数变大、电压表示数变小
D.电压表与电流表示数的比值不变
7.(3分)如图所示电路,电阻R2的阻值为15Ω。开关S1、S2闭合时,电流表A1的示数为0.5A,电流表A2的示数为0.2A。下列说法正确的是( )
A.S1、S2闭合时,通过电阻R1的电流为0.5A
B.S1、S2闭合时,电流表A1测量的是R1的电流
C.开关S2断开时,电流表A2示数为0.5A
D.电阻R1的阻值为10Ω
二、填空题:每空1分,共21分
9.(3分)铜导线的导电性能好,因为铜是 ;芯片是指含有集成电路的硅片,制造芯片的主要材料是 ;我国年仅22岁的优秀青年科学家曹原研究发现:当两层石墨以一个“魔角”叠加在一起时,石墨烯的电阻会突然变为0,此现象中石墨烯是 。
10.(3分)某定值电阻两端加上10V的电压时,测得通过它的电流为2A,其阻值为 Ω,若电压为0时,通过它的电流为 A,此时它的阻值为 Ω。
11.(3分)相等质量的煤和木柴完全燃烧,煤放出的热量比木柴的多,说明煤的热值比木柴的热值 。酒精的热值为3.0×107J/kg,完全燃烧5g的酒精,放出的热量为 J。如果一瓶酒精用去了一半,则剩余酒精的热值 3.0×107J/kg(大于/等于/小于)。
12.(3分)发动机是向汽车提供动力的装置。汽车在行驶时,发动机把油料中的 能转化为内能,再转化成机械能。如图所示为此四冲程发动机装置工作时的 冲程,此冲程气缸内气体的温度 (“升高”、“不变”、“降低”)。
13.(3分)如图所示电路,电源电压为3V,两个相同规格的灯泡L1和L2,它们的电阻均为6Ω。闭合开关时,发现灯泡L1亮而L2不亮,此时电压表V1的示数为 V,电压表V2的示数为 V,电流表A的示数为 A。
14.(3分)如图甲,定值电阻R2的阻值为40Ω。闭合开关,电流表A1、A2的指针偏转均如图乙所示,则电流表A1的读数为 A,电流表A2的读数为 A,定值电阻R1的阻值为 Ω。
三、作图题:共7分
15.(3分)有人发明了“感应照孔门把手”只有在夜间且有人摸门把手时,锁孔旁的灯才亮,从而方便夜间开锁1(有人摸把手,S1闭合;无人摸把手,S1断开)以及光敏开关S2(白天,S2断开;夜间,S2闭合)控制电路,达到目的。请完成电路连接。
16.(2分)请将电源、电流表、电压表三个元件的符号填入如图电路的虚线框内,并将电路补充完整。要求:开关S闭合后,电流方向如图所示,小灯泡L变亮时,电压表的示数变小。
17.(2分)请根据电路图连接对应的实物图。
四、实验题:共20分
18.(6分)在“探究电流与电压的关系”的实验中,
(1)请在方框中画出能够改变定值电阻的电压、并可以同时测量电压和电流的电路图
(2)通过实验记录电流表、电压表的示数如下表所示
R=10Ω
实验序号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0
电流I/A 0.20 0.22 0.24 0.26 1.40 0.30
对表中数据进行分析,你认为错误的数据是实验序号 ,排除错误数据,可归纳得出的结论是 。
(3)如果想用此电路继续探究“电流与电阻的关系”,每次更换电阻后,可以通过调节 ,使电阻两端的电压不变。实验得出的结论是 。
19.(8分)如图是“比较不同物质的吸热能力”的实验情景,在两个烧杯中分别盛有质量相等的水和食用油。
(1)实验中除了图中的器材,还需要的测量工具是 和 。
(2)在两容器内装入 相同的水和食用油,选用相同规格的电加热器加热,再以通过比较 来比较水和食用油吸热的多少。
(3)实验中发现给水和食用油加热相同的时间, 升高的温度较多。要让它们升高相同的温度, 需要的加热时间较长,说明 吸热能力较强。物理学用 来表示物质的吸热能力。
20.(6分)现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。在利用“伏安法”测量定值电阻R1阻值的实验中:
(1)请你按图甲所示的电路图,以笔画划线代替导线,将图乙中的电路连接完整。
(2)实验前为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关,无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,其原因可能是 (填符号)
A.滑动变阻器断路 B.R1断路 C.R1短路
(4)排除故障后,当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图丙所示1的电流大小为 。它的阻值是 Ω。
(5)本实验要多次测量取平均值,是为了 。
五、计算题:共12分
21.(6分)可燃冰清洁无污染、储量巨大,是一种非常理想的新能源。可燃冰的热值很大,是天然气热值的10倍以上
(1)体积为0.01m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少?
(2)若这些热量的90%被质量为100kg的水吸收,则水升高的温度是多少?【c水=4.2×103J/(kg ℃);天然气的热值q=7×107J/m3】
22.(6分)如图所示,电源两端电压U为9V并保持不变,电阻R1阻值为10Ω,闭合开关S后,电流表A的示数I为1.2A。求:
(1)电流表A1的示数I1;
(2)电阻R2的阻值。
(3)总电阻R的阻值。
六、综合能力题:共19分
23.(6分)阅读短文,回答问题:
感应发光冰块产品采用食品级PS材料及电子元件组成的发光冰块,采用先进的触水式开关,具有入水即亮的特性(液体感应),无化学变化,无毒无害,它将自动发亮;使用完毕后,再放入饮料内,可以起到降低饮料的温度。需要注意的是,避免放置于温度过高的饮品中。
(1)液体感应器是先进的触水式 (选填“电源”、“用电器”、“开关”或“导线”)。
(2)冷冻后的感应发光冰块通过 的方式改变饮料的内能,饮料的内能 (选填“增大”或“减小”)。
(3)LED灯泡发光时,将电能主要转化为 能。
(4)根据文中的信息,在虚线框中画出感应发光冰块内部的电路图。
(5)用布擦干后的感应发光冰块内部的电路处于 状态(选填“通路”或“断路”)。
24.(6分)阅读短文,回答问题:
水陆两栖飞机“鲲龙”
AG6002018年10月20日,国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600成功实现水上起降。如图所示,AG600装有4台国产WJ6涡轮螺旋桨发动机,研制的大型特种用途民用飞机,既能在陆地上起降,是一艘会飞的船。
飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标。发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比,推进效率是指发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与获得的机械能之比。飞机的部分参数如下表所示:
WJ6发动机数量 4台 M大起飞质量 53.5t
最大巡航速度 500km/h 发动机巡航推力 4.6×104N
发动机的热效率 40% 发动机的推进效率 ……
(1)“鲲龙”AG600在水面降落的过程中,重力势能 ,动能 。
(2)机翼外形做成上凸下平的流线型是利用了 的原理,而产生较大的升力。
(3)观看“鲲龙”AG600在水面上起降后,小明发现“鲲龙AG600”与普通飞机不同,机身下部制成“V”形 。
(4)AG600以最大速度满载巡航2h,消耗燃油5000kg,燃油完全燃烧获得的内能是 J,此过程中发动机的推进效率为 。(燃油的热值q=4.6×107J/kg)
25.(7分)某同学为了探究“电阻丝的电阻R与长度L、横截面积S和材料的关系”,进行了如下实验操作:
(1)如图甲所示,是取一段新的电阻丝紧密绕制,用刻度尺测量出它的直径示意图。由此可知 mm,从而计算出电阻丝的横截面积S。
(2)在实验中,先保持电阻丝的横截面积S和材料不变,探究电阻丝的电阻R与长度L的关系 法(选填“等效替代”或“控制变量”)。
(3)为了探究电阻丝的电阻R与L的关系,实验室备有以下实验器材:
A.电源E(电压U=1.5V)
B.电流表A1(量程0~100mA)
C.电流表A2(量程0~0.6A)
D.电阻箱R0(阻值0~999.9Ω)
E.待测电阻丝R(阻值约为10Ω)
F.开关一个,导线若干,则:
(4)为了提高实验的精确程度,在实验中电流表应选的是 (选填器材前的字母代号)。
(5)把电阻丝拉直后,将其两端固定在刻度尺的接线柱a和b上,在电阻丝上夹一个金属夹P,就可改变接入电路中金属丝的长度L,把这些实验器材按乙图的电路连接起来。闭合开关S前 Ω。
(6)闭合开关S后,将电阻箱调到适当位置不动,多次改变金属夹P的位置,以电流的倒数1/I为纵坐标、电阻丝的长度L为横坐标,得出图象如图丙所示,横截面积S相同的同种材料的电阻丝,接入长度L越长,电阻R 。
(7)该电阻丝1cm长度的阻值为 Ω.
2020-2021学年广东省江门十一中九年级(上)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题:每题3分,共21分
1.(3分)下列说法正确的是( )
A.0℃的物体没有内能
B.物体具有内能,也可以同时具有机械能
C.只要设计巧妙,永动机就可以制成
D.核能属于可再生能源
【答案】B
【分析】A、任何高于绝对零度(大约﹣273℃)的物体在任何时候都具有内能;
B、内能是分子动能与分子势能的总称;机械能是动能与势能的总称;
C、永动机是不可能制成的,违反了能量守恒定律;
D、核燃料不能在短时间内从自然界得到补充,故不是可再生能源;
【解答】解:A、任何高于绝对零度(大约﹣273℃)的物体在任何时候都具有内能。
B、内能是分子动能与分子势能的总称;两个能量之间没有必然联系。故B正确。
C、永动机是不可能制成的;故C错误。
D、核燃料不能在短时间内从自然界得到补充;故D错误。
故选:B。
2.(3分)如图所示,用塞子塞紧瓶口,再用打气筒向瓶内打气,塞子从瓶口冲出。下列关于瓶内气体的说法,正确的是( )
A.向瓶内打气,外界对气体做功,气体内能减少
B.向瓶内打气,气体对外界做功,气体内能增加
C.塞子从瓶口冲出,气体对外界做功,气体内能减少
D.塞子从瓶口冲出,外界对气体做功,气体内能不变
【答案】C
【分析】物体对外做功,物体的内能减少;外界对物体做功,物体的内能增加。
【解答】解:如图,向瓶内打气时,瓶内气体的内能增加,增大到一定程度,此时气体对塞子做功(即对外界做功),气体的内能减少,ABD错误。
故选:C。
3.(3分)下列关于电学知识说法正确的是( )
A.金属靠自由电子导电
B.验电器的工作原理是异种电荷相互排斥
C.导体的电阻大小只跟导体的长度、横截面积有关
D.电学中规定正电荷的运动方向为电流的方向
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)金属中有大量的自由电子;
(2)验电器的工作原理是同种电荷相互排斥;
(3)导体的电阻是导体的一种性质,反映了导体对电流阻碍作用的大小;电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关;
(4)电学中规定正电荷的定向移动的方向为电流的方向。
【解答】解:A、金属中有大量的自由电子,故A正确;
B、验电器的工作原理是同种电荷相互排斥;
C、电阻大小与导体的材料、横截面积和温度有关;
D、电学中规定正电荷的定向移动的方向为电流的方向。
故选:A。
4.(3分)小强把台灯的插头插在如图所示的插座上,插座上有一个开关S1和一个指示灯L1(相当于电阻很大的灯泡),台灯开关和灯泡用S2、L2表示,当只闭合S2时,台灯不发光,当闭合S1时,指示灯发光,再闭合S2时,台灯发光;如果指示灯损坏,S1和S2都闭合,台灯也能发光,如图中设计的电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由题意可知,当只闭合S2时台灯不发光,当闭合S1时指示灯发光,再闭合S2时台灯发光,如果指示灯损坏,S1和S2都闭合时台灯也能发光,说明指示灯和台灯可以独立工作、互不影响即为并联,且S1位于干路,S2位于L2支路,据此分析选项得出答案。
【解答】解:
A.由电路图可知1时,电路断路,故A不符合题意;
B.由电路图可知2时,指示灯L8和台灯L2串联,两灯均发光2短路,只有指示灯L3发光,故B不符合题意;
C.由电路图可知2时,电路断路,只闭合开关S1时指示灯L7发光,再闭合S2时台灯发光,S1和S8都闭合时,若指示灯损坏,故C符合题意;
D.由电路图可知2时,电路为台灯L2的简单电路,台灯能发光。
故选:C。
5.(3分)如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S.电路正常工作,发现两个电表示数都变大,则出现这种故障的原因可能是( )
A.L1断路 B.L1短路 C.L2断路 D.L2短路
【答案】D
【分析】由电路图可知,灯泡L1与灯泡L2串联,电压表测L1两端的电压,电流表测电路中的电流,根据电流表示数变大判断出电路工作为短路且电路的总电阻变小,根据电压表示数判断短路的位置。
【解答】解:由电路图可知,灯泡L1与灯泡L2串联,电压表测L2两端的电压,电流表测电路中的电流。
由电流表的示数变大可知,电路是通路,则电路故障应为短路;
由电压表的示数变大可知,L1不能短路,短路的为L2,故B错误、D正确。
故选:D。
6.(3分)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,判断正确的是( )
A.电流表、电压表示数均变小
B.电流表、电压表示数均变大
C.电流表示数变大、电压表示数变小
D.电压表与电流表示数的比值不变
【答案】C
【分析】由电路图可知,R1与滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化,利用串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压变化。电压表和电流表的示数之比等于滑动变阻器的阻值,根据变阻器的阻值变化可判断比值的变化。
【解答】解:由电路图可知,R1与滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压。
ABC、在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,电路中的总电阻变小可知,即电流表的示数变大,R1两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,即电压表的示数变小、C正确。
D、电压表与电流表的比值等于滑动变阻器的阻值,所以电压表与电流表的示数比值变小。
故选:C。
7.(3分)如图所示电路,电阻R2的阻值为15Ω。开关S1、S2闭合时,电流表A1的示数为0.5A,电流表A2的示数为0.2A。下列说法正确的是( )
A.S1、S2闭合时,通过电阻R1的电流为0.5A
B.S1、S2闭合时,电流表A1测量的是R1的电流
C.开关S2断开时,电流表A2示数为0.5A
D.电阻R1的阻值为10Ω
【答案】D
【分析】(1)由电路图可知,当开关S1、S2闭合时,R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流,根据并联电路的电流特点求出通过电阻R1的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,然后求出R1的阻值;
(2)开关S2断开时,电路为R2的简单电路,两电流表均通过R2的电流,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R2的电流不变。
【解答】解:
ABD、由电路图可知1、S2闭合时,电流表A2位于干路,测电路的总电流;
此时R1与R2并联,电流表A8测R2支路的电流,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过电阻R1的电流I7=I﹣I2=0.4A﹣0.2A=8.3A,故A错误;
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=,电源的电压U=I1R6=I2R2,
则R6=R8=×15Ω=10Ω;
C、开关S2断开时,电路为R5的简单电路,两电流表均通过R2的电流,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,电流A2的示数为4.2A不变,故C错误。
故选:D。
二、填空题:每空1分,共21分
9.(3分)铜导线的导电性能好,因为铜是 导体 ;芯片是指含有集成电路的硅片,制造芯片的主要材料是 半导体 ;我国年仅22岁的优秀青年科学家曹原研究发现:当两层石墨以一个“魔角”叠加在一起时,石墨烯的电阻会突然变为0,此现象中石墨烯是 超导体 。
【答案】导体;半导体;超导体。
【分析】根据导电性的不同,材料可分为导体,半导体,绝缘体三大类,容易导电的物体叫导体,导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体;超导体的电阻为零,电流流过超导体时不会产生热,
【解答】解:铜是导体,制造芯片的主要材料是半导体,超导体电阻为零欧姆。
10.(3分)某定值电阻两端加上10V的电压时,测得通过它的电流为2A,其阻值为 5 Ω,若电压为0时,通过它的电流为 0 A,此时它的阻值为 5 Ω。
【答案】5;0;5。
【分析】根据欧姆定律I=求定值电阻的阻值;电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关;
根据欧姆定律I=知,电阻两端的电压为0时,通过它的电流大小。
【解答】解:由I=得定值电阻的阻值:R==;
由于电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,它的阻值仍为5Ω;
根据欧姆定律I=知,电阻两端的电压为3时。
故答案为:5;0;3。
11.(3分)相等质量的煤和木柴完全燃烧,煤放出的热量比木柴的多,说明煤的热值比木柴的热值 大 。酒精的热值为3.0×107J/kg,完全燃烧5g的酒精,放出的热量为 1.5×105 J。如果一瓶酒精用去了一半,则剩余酒精的热值 等于 3.0×107J/kg(大于/等于/小于)。
【答案】大;1.5×105;等于。
【分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫这种燃料的热值,热值是燃料的一种特性;
已知酒精的质量和热值,由Q=mq求完全燃烧5g酒精放出的热量;
热值是燃料的一种特性,与燃料的质量体积以及是否完全燃烧都无关。
【解答】解:热值是描述单位质量的燃料完全燃烧放出热量多少的物理量;相等质量的煤和木柴完全燃烧,说明煤的热值比木柴的热值大;
若酒精灯中酒精的热值为3.0×105J/kg,完全燃烧5g酒精放出的热量为:
Q=mq=0.005kg×6.0×107J/kg=6.5×105J;
热值是物质的一种特性,酒精燃烧一半后。
故答案为:大;6.5×105;等于。
12.(3分)发动机是向汽车提供动力的装置。汽车在行驶时,发动机把油料中的 化学 能转化为内能,再转化成机械能。如图所示为此四冲程发动机装置工作时的 压缩 冲程,此冲程气缸内气体的温度 升高 (“升高”、“不变”、“降低”)。
【答案】见试题解答内容
【分析】热机首先燃烧燃料将化学能转化为内能,后将内能转化为机械能;
①吸气冲程:进气门打开,排气门关闭。活塞由上端向下端运动,汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。
②压缩冲程:进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,压缩汽缸内燃料混合物,温度升高,将机械能转化为内能。
③做功冲程:在压缩冲程末尾,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的燃气,高温高压气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功,将内能转化为机械能。
④排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出气缸。
根据气门的开合情况和活塞的运动方向确定具体的冲程。
【解答】解:汽车在行驶时,发动机把油料中的化学能先转化为内能;
由图知,两个气门都关闭,压缩燃料混合物做功,该冲程气体的温度升高。
故答案为:化学;压缩。
13.(3分)如图所示电路,电源电压为3V,两个相同规格的灯泡L1和L2,它们的电阻均为6Ω。闭合开关时,发现灯泡L1亮而L2不亮,此时电压表V1的示数为 3 V,电压表V2的示数为 0 V,电流表A的示数为 0.5 A。
【答案】3;0;0.5。
【分析】首先明确电路的连接特点是串联,再明确电压表所测量的对象,然后分析灯L1亮而灯L2不亮的原因,由此得出电路中所出现的故障,并根据欧姆定律可计算出此时电流表的示数。
【解答】解:如图所示电路,两灯泡串联1测量L1两端的电压,电压表V8测量L2两端的电压,电流表A测量电路中的电流,闭合开关时1亮而灯L8不亮,则故障应为L2短路,则此时电压表V1的示数为2V,等于电源电压2被短路,所以其示数为0V==8.5A。
故答案为:3;3;0.5。
14.(3分)如图甲,定值电阻R2的阻值为40Ω。闭合开关,电流表A1、A2的指针偏转均如图乙所示,则电流表A1的读数为 1.5 A,电流表A2的读数为 0.3 A,定值电阻R1的阻值为 10 Ω。
【答案】1.5;0.3;10。
【分析】(1)分析电路可知:两电阻并联,电流表A1测的是干路电流,电流表A2测的是通过R2的电流;两电流表指针位置相同,由于并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和,据此确定两电流表选用的量程;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两电阻的电流大小。
(2)利用欧姆定律求电源电压,再求电阻R1的阻值。
【解答】解:
(1)由电路图可知:两电阻并联,电流表A1测的是干路电流,电流表A2测的是通过R4的电流;
已知两个电流表指针偏转相同,由于并联电路中,
所以,A1选择的量程是0~3A,分度值为0.1A8的示数为I总=1.5A,即干路电流为7.5A;
电流表A2选择的量程是7~0.6A,分度值是5.02A2的示数为I2=7.3A,即通过电阻R2的电流为5.3A;
则通过电阻R1的电流为:I3=I总﹣I2=1.2A﹣0.3A=8.2A。
(2)由并联电路的特点和欧姆定律可得电源电压:
U=U2=I7R2=0.5A×40Ω=12V,
R1的阻值:
R1====10Ω。
故答案为:1.8;0.3。
三、作图题:共7分
15.(3分)有人发明了“感应照孔门把手”只有在夜间且有人摸门把手时,锁孔旁的灯才亮,从而方便夜间开锁1(有人摸把手,S1闭合;无人摸把手,S1断开)以及光敏开关S2(白天,S2断开;夜间,S2闭合)控制电路,达到目的。请完成电路连接。
【答案】见试题解答内容
【分析】由题意可知,只有在夜间且有人摸门把手时,锁孔旁的灯才亮,否则灯不亮,说明感应开关S1、光敏开关S2不能独立工作即为串联,共同控制灯,据此进行解答。
【解答】解:由题意可知,感应开关S1、光敏开关S2串联共同控制灯,如下图所示:
16.(2分)请将电源、电流表、电压表三个元件的符号填入如图电路的虚线框内,并将电路补充完整。要求:开关S闭合后,电流方向如图所示,小灯泡L变亮时,电压表的示数变小。
【答案】
【分析】滑动变阻器改变灯泡的亮度,所以滑动变阻器和灯泡、电流表串联;灯泡变亮时其两端电压变大,而电压表示数变小,说明电压表和滑动变阻器并联,据此填充元件。
【解答】解:要滑动变阻器改变灯泡的亮度,所以电源、灯泡和电流表串联,说明通过灯泡的电流变大,而题中要求电压表示数变小;所以,且上端为负极;电压表和滑动变阻器并联;电流表和滑动变阻器串联;如下图所示:
17.(2分)请根据电路图连接对应的实物图。
【答案】见试题解答内容
【分析】由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器并联,电流表A1测R支路的电流,电流表A2测干路电流,电压表测R两端的电压,根据电流流向法、按先串后并的原则连接实物图,要注意根据电源的电压确定电压表的量程,电流表A1可选小量程,电流表A2可选大量程,滑动变阻器的左下方和任意上方接线柱串联在电路,据此进行解答。
【解答】解:由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器并联1测R支路的电流,电流表A2测干路电流,电压表测R两端的电压,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由电源是两节干电池串联可知,电压表的量程为6~3V,
电流表A1可选小量程6~0.6A,电流表A2可选大量程0~3A,滑动变阻器的左下方和任意上方接线柱串联在电路,
从电源的正极出发,依次串联电流表A6、定值电阻R、电流表A1、开关S回到电源的负极,然后把变阻器并联在A1和R两端,如下图所示:
四、实验题:共20分
18.(6分)在“探究电流与电压的关系”的实验中,
(1)请在方框中画出能够改变定值电阻的电压、并可以同时测量电压和电流的电路图
(2)通过实验记录电流表、电压表的示数如下表所示
R=10Ω
实验序号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0
电流I/A 0.20 0.22 0.24 0.26 1.40 0.30
对表中数据进行分析,你认为错误的数据是实验序号 5 ,排除错误数据,可归纳得出的结论是 在电阻一定时,电流与电压成正比 。
(3)如果想用此电路继续探究“电流与电阻的关系”,每次更换电阻后,可以通过调节 滑动变阻器 ,使电阻两端的电压不变。实验得出的结论是 在导体两端电压一定时,电流与电阻成反比 。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)实验中为了探究规律,需要多次测量定值电阻两端的电压,因此需要滑动变阻器,多测几组电压和电流值,需要用电流表和电压表测量电流与电压,据此画出电路图;
(2)根据数据表中电流与电压的关系可分析出错误数据,并得出结论。
(3)探究通过导体的电流与电阻的关系实验,根据控制变量法可知应通过移动滑动变阻器控制电压不变,从而得出结论。
【解答】解:(1)实验中要能够改变定值电阻的电压需要用滑动变阻器测量电压用电压表,测量电流用电流表
(2)根据数据分析可知,随着电压的增大电流在增大=﹣﹣﹣=10,应该为0.28A,电流与电压成正比;
(3)要探究“电流与电阻的关系”,每次更换电阻后,使电阻两端的电压不变,电流与电阻成反比。
故答案为:(1)见上图;(2)5,电流与电压成正比;在导体两端电压一定时。
19.(8分)如图是“比较不同物质的吸热能力”的实验情景,在两个烧杯中分别盛有质量相等的水和食用油。
(1)实验中除了图中的器材,还需要的测量工具是 天平 和 秒表 。
(2)在两容器内装入 质量 相同的水和食用油,选用相同规格的电加热器加热,再以通过比较 加热时间 来比较水和食用油吸热的多少。
(3)实验中发现给水和食用油加热相同的时间, 食用油 升高的温度较多。要让它们升高相同的温度, 水 需要的加热时间较长,说明 水 吸热能力较强。物理学用 比热容 来表示物质的吸热能力。
【答案】(1)天平;秒表;(2)质量;加热时间;(3)食用油;水;水;比热容。
【分析】(1)(2)根据控制变量法,在实验中需要两种液体的质量相同,我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法,据此分析缺少的器材;
(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)(2)根据控制变量法,在实验中需要水和食用油的质量相同;
根据转换法,本实验是通过比较加热时间的长短,所以还需要的测量工具是秒表;
(3)在实验中发现给食用油和水升高加热相同的时间,食用油升高的温度较多,水需要的加热时间较长,物理学用比热容来表示物质的吸热能力。
故答案为:(1)天平;秒表;加热时间;水;水;比热容。
20.(6分)现有两节新的干电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。在利用“伏安法”测量定值电阻R1阻值的实验中:
(1)请你按图甲所示的电路图,以笔画划线代替导线,将图乙中的电路连接完整。
(2)实验前为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于 B 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关,无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,其原因可能是 B (填符号)
A.滑动变阻器断路 B.R1断路 C.R1短路
(4)排除故障后,当电压表示数为2.7V时,电流表示数如图丙所示1的电流大小为 0.3A 。它的阻值是 9 Ω。
(5)本实验要多次测量取平均值,是为了 减小误差 。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)滑动变阻器连接时“一上一下”选择接线柱;
(2)为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处;
(3)根据电流表和电压表来判断故障;
(4)正确读数利用欧姆定律求值;
(5)实验要多次测量取平均值减小误差。
【解答】解:(1)滑动变阻器下面的接线柱已经选择,上面选择哪一个都行;
;
(2)实验前,为保护电路,结合实物图可知;
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,说明电路有地方发生断路;
电压表有示数,说明电阻R1断路;故B 正确。
(4)电流表量程为0~6.6A,指针指在0.2A,
则定值电阻的阻值:R1===5Ω;
(5)本实验要多次测量取平均值,是为了减小误差。
故答案为:(1)如上图所示;(2)B;(4)0.3A;8。
五、计算题:共12分
21.(6分)可燃冰清洁无污染、储量巨大,是一种非常理想的新能源。可燃冰的热值很大,是天然气热值的10倍以上
(1)体积为0.01m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少?
(2)若这些热量的90%被质量为100kg的水吸收,则水升高的温度是多少?【c水=4.2×103J/(kg ℃);天然气的热值q=7×107J/m3】
【答案】(1)体积为0.01m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为7×106J;
(2)若这些热量的90%被质量为100kg的水吸收,则水升高的温度是15℃。
【分析】(1)由题可得出可燃冰的热值,再利用Q放=qV可求出可燃冰完全燃烧放出的热量;
(2)利用η=×100%可求出水吸收的热量,再利用Q吸=c水mΔt可求出水升高的温度。
【解答】解:(1)由题可知可燃冰的热值为:q可燃冰=10q=10×7×107J/m2=7×108J/m2,
体积为0.01m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为:Q放=q可燃冰V=6×108J/m3×8.01m3=7×108J;
(2)由η=×100%可知水吸收的热量为:Q吸=Q放η=7×106J×90%=8.3×106J,
由Q吸=c水mΔt可知水升高的温度为:Δt===15℃。
答:(1)体积为0.01m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为2×106J;
(2)若这些热量的90%被质量为100kg的水吸收,则水升高的温度是15℃。
22.(6分)如图所示,电源两端电压U为9V并保持不变,电阻R1阻值为10Ω,闭合开关S后,电流表A的示数I为1.2A。求:
(1)电流表A1的示数I1;
(2)电阻R2的阻值。
(3)总电阻R的阻值。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据I=即可求出电流表A1的示数。
(2)根据并联电路电流的特点求出R2的电流,根据R=即可求出R2的阻值。
(3)根据R=即可求出总电阻R。
【解答】解:
(1)由图可知,R1与R2并联,电流表A测干路电流8测通过电阻R1的电流;
根据并联电路各支路两端的电压相等可知:U1=U2=U=9V;
则电流表A1的示数:I4===0.9A;
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过电阻R3的电流:
I2=I﹣I1=7.2A﹣0.6A=0.3A,
根据I=可得R3的阻值:
R2===30Ω;
(3)根据I=可得总电阻:
R===7.5Ω。
答;(1)电流表A2的示数I1为0.2A;
(2)电阻R2的阻值为30Ω;
(3)总电阻R的阻值为7.7Ω。
六、综合能力题:共19分
23.(6分)阅读短文,回答问题:
感应发光冰块产品采用食品级PS材料及电子元件组成的发光冰块,采用先进的触水式开关,具有入水即亮的特性(液体感应),无化学变化,无毒无害,它将自动发亮;使用完毕后,再放入饮料内,可以起到降低饮料的温度。需要注意的是,避免放置于温度过高的饮品中。
(1)液体感应器是先进的触水式 开关 (选填“电源”、“用电器”、“开关”或“导线”)。
(2)冷冻后的感应发光冰块通过 热传递 的方式改变饮料的内能,饮料的内能 减小 (选填“增大”或“减小”)。
(3)LED灯泡发光时,将电能主要转化为 光 能。
(4)根据文中的信息,在虚线框中画出感应发光冰块内部的电路图。
(5)用布擦干后的感应发光冰块内部的电路处于 断路 状态(选填“通路”或“断路”)。
【答案】(1)开关;(2)热传递;减小;(3)光;(4)见解析;(5)断路。
【分析】(1)根据感应发光冰块内部电子元件和电路的基本组成即可分析出各部分的作用;
(2)改变内能的方式有:做功和热传递;
(3)LED灯泡发光时,将电能主要转化为光能;
(4)先分析电路的连接方式,然后画出对应的电路图;
(5)根据感应发光冰块的工作情况可知内部的电路的状态。
【解答】解:(1)根据基本电路各部的作用可知:液体感应器是起控制电路的作用,所以是先进的触水式开关;
(2)感应发光冰块还可以放入冰箱内冷冻后温度比较低,再放入饮料内,饮料的内能减小;
(3)LED灯泡发光时,将电能主要转化为光能;
(4)电路是由液体感应器、纽扣电池和LED灯泡由导线连接而成,如图:
(5)因为入水即亮,用布擦干后停止工作。
故答案为:(1)开关;(2)热传递;(3)光;(5)断路。
24.(6分)阅读短文,回答问题:
水陆两栖飞机“鲲龙”
AG6002018年10月20日,国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600成功实现水上起降。如图所示,AG600装有4台国产WJ6涡轮螺旋桨发动机,研制的大型特种用途民用飞机,既能在陆地上起降,是一艘会飞的船。
飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标。发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比,推进效率是指发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与获得的机械能之比。飞机的部分参数如下表所示:
WJ6发动机数量 4台 M大起飞质量 53.5t
最大巡航速度 500km/h 发动机巡航推力 4.6×104N
发动机的热效率 40% 发动机的推进效率 ……
(1)“鲲龙”AG600在水面降落的过程中,重力势能 减小 ,动能 减小 。
(2)机翼外形做成上凸下平的流线型是利用了 流体的流速越大压强越小 的原理,而产生较大的升力。
(3)观看“鲲龙”AG600在水面上起降后,小明发现“鲲龙AG600”与普通飞机不同,机身下部制成“V”形 抗波浪干扰 。
(4)AG600以最大速度满载巡航2h,消耗燃油5000kg,燃油完全燃烧获得的内能是 2.3×1011 J,此过程中发动机的推进效率为 50% 。(燃油的热值q=4.6×107J/kg)
【答案】(1)减小;减小;(2)流体的流速越大压强越小;(3)抗波浪干扰;(4)2.3×1011;50%。
【分析】(1)动能大小跟质量、速度有关。质量一定时,速度越大,动能越大;速度一定时,质量越大,动能越大。
重力势能大小跟质量、被举得高度有关。被举得高度一定时,质量越大,重力势能越大;质量一定时,高度越高,重力势能越大。
(2)流体的流速越大压强越小。
(3)机身下部制成“V”形,除了能减小阻力外,机身要能降落到水面,要减少水的波浪对机身的影响。
(4)知道燃料的质量和热值求出完全燃烧放出的热量。
知道热效率和燃料放出的热量,求出获得的机械能。
知道推力和推力移动的距离求出有用功,求出此过程中发动机的推进效率。
【解答】解:(1)“鲲龙AG60在水面降落的过程中,质量不变,速度减小,动能减小。
(2)机翼外形做成上凸下平的流线型,相同时间内通过机翼上方的路程长,所以上方的空气流速大,而机翼下方的空气流速小,产生了向上的升力。
(3)机身下部制成“V”形,除了能减小阻力外,要减少水的波浪对机身的影响。
(4)燃油完全燃烧获得的内能:Q=mq=5000kg×4.6×105J/kg=2.3×1011J,
发动机的热效率为40%,则获得的机械能:W机=ηQ=40%×7.3×1011J=9.8×1010J,
AG600以最大速度满载巡航2h,通过的路程:s=vt=500km/h×2h=1000km=106m,
有用功:W有=Fs=4.6×103N×106m=4.4×1010J,
所以,发动机的推进效率:η'==。
故答案为:(1)减小;减小;(3)抗波浪干扰11;50%。
25.(7分)某同学为了探究“电阻丝的电阻R与长度L、横截面积S和材料的关系”,进行了如下实验操作:
(1)如图甲所示,是取一段新的电阻丝紧密绕制,用刻度尺测量出它的直径示意图。由此可知 0.8 mm,从而计算出电阻丝的横截面积S。
(2)在实验中,先保持电阻丝的横截面积S和材料不变,探究电阻丝的电阻R与长度L的关系 控制变量 法(选填“等效替代”或“控制变量”)。
(3)为了探究电阻丝的电阻R与L的关系,实验室备有以下实验器材:
A.电源E(电压U=1.5V)
B.电流表A1(量程0~100mA)
C.电流表A2(量程0~0.6A)
D.电阻箱R0(阻值0~999.9Ω)
E.待测电阻丝R(阻值约为10Ω)
F.开关一个,导线若干,则:
(4)为了提高实验的精确程度,在实验中电流表应选的是 B (选填器材前的字母代号)。
(5)把电阻丝拉直后,将其两端固定在刻度尺的接线柱a和b上,在电阻丝上夹一个金属夹P,就可改变接入电路中金属丝的长度L,把这些实验器材按乙图的电路连接起来。闭合开关S前 999.9 Ω。
(6)闭合开关S后,将电阻箱调到适当位置不动,多次改变金属夹P的位置,以电流的倒数1/I为纵坐标、电阻丝的长度L为横坐标,得出图象如图丙所示,横截面积S相同的同种材料的电阻丝,接入长度L越长,电阻R 越大 。
(7)该电阻丝1cm长度的阻值为 0.3 Ω.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)先根据刻度尺读出电阻丝的长度 l,再根据d=求解电阻丝的直径;
(2)探究导体电阻的决定因素,由于电阻的大小与多个物理量有关,因此探究时,要用到控制变量法;
(4)知道电源电压和电路最小电阻可以求出最大电流,最大电流小于电流表量程时,电流表的量程越小,分度值越小,测量的电流越准确。
(5)闭合开关S前,电阻箱的阻值应调整到阻值最大处。
(6)在图象上可以看到,通过电流的倒数分析电流变化,从电流变化分析电阻变化。
(7)由乙图知,电阻箱和电阻丝的串联的,根据图象可知,当电阻丝阻值为零时,电路电流的倒数为10A﹣1,能求出电流,知道电源电压和电流,求出电阻箱接入电路的电阻;当电阻丝为10cm时,电阻箱的电阻不变,此时电路电流的倒数为12A﹣1,求出电流,知道电源电压和电流求出总电阻,再求出电阻丝的电阻,根据电阻和长度的关系求出1cm的电阻值。
【解答】解:(1)根据刻度尺读出电阻丝的长度为:l=1.60cm,
则电阻丝的直径为:d===0.08cm=0.5mm;
(2)电阻的大小在不考虑温度的前提下,有三个决定因素:材料、横截面积,要用到控制变量法,先保持电阻丝的横截面积S和材料不变,这种方法叫做控制变量法;
(4)电路中的最大电流I===7.15A=150mA,电流表选最量程为100mA的电流表A1(或序号B);
(5)闭合开关S前,电阻箱起到保护电路的作用,由电阻箱R0(阻值3~999.9Ω)可知,电阻箱的阻值应调整到999.9Ω。
(6)在图象上可以看到,电阻的长度越长,电流越小,电阻越大。
(7)由图乙知,电阻丝和电阻箱是串联的,
由图丙知,
当电阻丝接入3cm,就是电阻丝的电阻为零时,电流倒数为10A﹣1,所以电流为I'=A=4.1A==15Ω,
当电阻丝接入10cm,就是电阻丝的电阻为R时,电流倒数为12A﹣7,所以电流为I''=A,则电路总电阻为:R总===18Ω,
所以10cm电阻丝的电阻为:R=R总﹣R'=18Ω﹣15Ω=3Ω,
在横截面积和材料一定时,导体的电阻跟导体的长度成正比4===0.2Ω。
故答案为:(1)0.8;(2)控制变量;(5)999.7;(7)0.3。