江西省南昌市中学校2023-2024上学期九年级物理期中考试(含解析)

2023-2024学年九年级(上)期中
物理试卷
一.填空题(共16分,每空一分)
1.(2分)三个轻质塑料小球任意两个靠近时都互相吸引,其中A带正电,B也带电。则B   ,C   。(选填“带正电”、“带负电”、“不带电”)
2.(2分)如图所示是晚上在八一广场常见的一种弹射玩具,由于自带彩色灯光,它被射向空中以及降落时会闪闪发光,在该玩具升空的过程中其重力势能    ,机械能    。(均选填:“增大”、“减小”或“不变”)
3.(2分)如图所示的是四冲程汽油机工作过程中的   冲程,如果飞轮转速为3600r/min,该汽油机运转时活塞1s对外做功   次。
4.(2分)如图所示电路中:(1)若使L1、L2串联,则应闭合    ;(2)若使L1、L2并联,则应闭合    。
5.(2分)如图所示,斜面高为2m,用沿斜面向上大小为250N的拉力F,将重为600N的木箱由斜面底端以0.6m/s的速度匀速拉动,经过10s到达顶端,则拉力的功率是   W,物体与斜面间的摩擦力是   N。
6.(2分)炮弹里火药燃烧产生的高温高压气体炸开弹壳后温度降低,是用   的方法减少了气体的内能。食物放进冰箱后温度降低,是用   的方法减少了食物的内能。
7.(2分)如图甲所示,当开关S由接点1转到接点2时,电压表示数变化如图乙所示,则灯泡L2两端的电压是    V,电源电压是    V。
8.(2分)如图甲所示,小明同学分别将A、B两个完全相同的物体,沿左右两边斜面拉到顶端,做功情况如图乙所示。则小明对A做的有用功是    J,对物体B做的额外功是    J。
二、选择题(共14分,把你认为正确的选项的代号写在答题卷相应的位置上.第9-12小题,每小题只有一个正确选项,每题2分;第13、14小题为多项选择,每小题有两个或两个以上正确选项,每题3分.全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分.)
9.(2分)关于温度、内能、热量,下列说法正确的是(  )
A.温度高的物体含有的热量多
B.物体吸收热量,温度一定升高
C.气体膨胀对外做功,自身内能会减少
D.热传递过程中,温度从高温物体传递给低温物体
10.(2分)火车在两节车厢之间有两间厕所,只有当两间厕所的门S1、S2都关上时(相当于闭合开关),车厢中指示牌内的指示灯才会发红光,显示“有人”字样,如图所示,提醒旅客两间厕所内都有人。在下列所示四个电路图中符合上述设计要求的是(  )
A.
B.
C.
D.
11.(2分)在如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,发现其中一个电压表示数变大,则下列说法正确的是(  )
A.灯L可能变亮 B.灯L亮度可能不变
C.电阻R可能断路 D.电阻R可能短路
12.(2分)关于比热容,下列说法正确的是(  )
A.比热容是物质自身的性质,与质量、吸收或放出的热量均无关
B.比热容越大的物质,吸热能力越弱
C.相同质量的铝和铜(c铝>c铜),吸收了相同的热量,铝上升的温度高
D.沿海地区比内陆沙漠地区的昼夜温差小,这主要是因为海水吸收的热量少,砂石吸收的热量多
(多选)13.(3分)如图所示,重100N的物体A在F=10N的拉力作用下,3s内沿水平地面匀速直线运动了1.5m,不计绳和滑轮自重,滑轮组的机械效率为90%。下列说法正确的是(  )
A.绳自由端移动的速度为1m/s
B.在此过程中所做的额外功为15J
C.物体与地面间的滑动摩擦力为18N
D.拉力F增大时,物体A受到地面的摩擦力一定变大
(多选)14.(3分)如图所示,下列四幅图描述正确的是(  )
A.如图,电子显微镜下的金原子。人们通常以10﹣10m为单位来度量分子或原子
B.如图,用验电器检验物体是否带电,其原理是同种电荷相互排斥
C.如图,刚梳过头的塑料梳子会吸引碎纸屑,是因为分子间有引力
D.如图,燃料的热值越大,完全燃烧时放出的热量越多
三、计算题(共22分,第15、16题各7分,第17题8分)
15.(7分)某同学连接的电路图如图所示,电源由两节新的干电池串联而成,当开关闭合时,电流表的示数为0.2A,电压表的示数为1.2V。求:
(1)通过L1的电流I1;
(2)灯泡L1两端的电压U1和灯泡L2两端的电压U2。
16.(7分)某工厂利用地热温泉水辅助冬季供暖,地热温泉水每天出水量为2.5×104kg,温泉水的初温是80℃,供暖后温度降到40℃,温泉水的比热容是4.2×103J/(kg ℃)。试求:
(1)这些温泉水每天放出的热量是多少?
(2)若这些热量由热值是3.0×107J/kg的焦炭提供,需要完全燃烧200千克的焦炭,求焦炭烧水时的热效率?
17.(8分)早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳,通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳,由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m,水桶的质量为1kg,在这一过程中,人做的总功为500J。g取10N/kg。求此次取水的过程中:
(1)人做的有用功为多少?
(2)辘轳的机械效率多大?
(3)人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少?
四、实验与探究题.(共25分,每空1分.)
18.(6分)小明同学想探究实验:
她在实验前检查实验器材时,发现电压表的指针位置如图(a)所示,接下来她要对电压表进行的操作是:   ;在实验中发现电流表和电压表如图所示,电压表0~15V量程的最小分度是    V,读数是    V;电流表0~0.6A量程的最小分度是    A,读数是    A。
19.(7分)“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示。
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择    (选填“相同”或“不同”)的小灯泡。请你按如图甲的电路图,连好乙图的电路。
(2)小明闭合开关,电压表示数如图丙所示,为了使实验结果更准确,接下来他应该    。
(3)测出L1两端的电压后,小明断开开关,准备拆下电压表,改接在B、C之间。小聪认为小明的操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可。小聪的办法是否正确?   ,为什么?   。
(4)小明闭合开关后,发现电压表示数为零,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障可能是    (写出一种即可)。
(5)故障排除后,小明完成了4次实验,并记录了数据填入设计的表格中。分析表中的数据,可得出结论:串联电路电源两端的总电压等于串联电路中各用电器两端电压之和。结论的得出采用了哪一种研究问题的科学方法    (选填字母)。
A.类比法
B.归纳法
C.科学推理法
D.等效替代法
(6)下面设计的表格中存在的不足之处是    。
实验小组 L1两端电压 L2两端电压 串联总电压
1 1.4 3.1 4.5
2 3.0 1.3 4.4
3 1.1 1.7 2.9
4 1.8 1.2 3.0
20.(6分)在“比较不同液体的吸热能力”实验中:
(1)除了图中所示器材,还需要的测量仪器有天平和   。
(2)在甲装置中,分别给初温相同且   相等的水和食用油加热。
(3)在甲装置中,用相同酒精灯给两种液体加热相同时间,其目的是为了保证两种液体   相同。
(4)在甲装置中,两种液体升高相同的温度,给   加热时间更长。
(5)乙装置中两个相同烧杯装有相同质量的水,灯中煤油和酒精的质量相等,进行“比较煤油和酒精的热值大小关系”实验,假设6分钟两种燃料全部烧完,实验数据如表:
加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6
A杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38
B杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31
分析数据可知:热值较大的是   。
(6)通过实验数据直接计算出燃料的热值将   (选填“偏大”或“偏小”)。
21.(6分)图甲是探究“物体的动能与哪些因素有关”的实验装置,图乙是探究“摩擦阻力对物体运动的影响”的实验装置,请回答下列问题:
(1)图甲实验中,让同一钢球从不同的高度由静止滚下,碰到同一位置的同一个木块上,这么做的目的是为了探究钢球的动能大小与    的关系,若水平面绝对光滑,本实验将不能达到实验探究目的,其原因是    ;
(2)图乙实验中,为了使钢球在滚到底端平面时具有相同的速度,需要让钢球从斜面上    由静止滚下,钢球以相同的初速度,在粗糙不同的平面上滚动时,发现摩擦力越小,钢球滚动的距离越远,经过进一步推理:若水平面绝对光滑,则钢球会在水平面上做    运动;
(3)如图丙所示,质量相同的甲、乙两个小球在梯形顶端的同一高度由静止开始沿两个光滑的斜面滑下,忽略空气阻力。甲球先后经过A点和B点;乙球先后经过C点和D点。A点和D点离地高度相同。则甲球在B点的机械能    (选填“>”“=”或“<”)乙球在C点的机械能,甲球在A点的速度    (选填“>”“=”或“<”)乙球在D点的速度。
2023-2024学年江西省南昌市第五实验学校九年级(上)期中
物理试卷
参考答案与试题解析
一.填空题(共16分,每空一分)
1.(2分)三个轻质塑料小球任意两个靠近时都互相吸引,其中A带正电,B也带电。则B 负电 ,C 不带电 。(选填“带正电”、“带负电”、“不带电”)
【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,同时结合带电体能吸引轻小物体即可解决。
【解答】解:三个轻质塑料小球任意两个靠近时都互相吸引,其中A带正电,B也带电,故据电荷间作用规律可知,B一定是带负电;
由于三个轻质塑料小球任意两个靠近时都互相吸引,AB都带电,且带异种电荷,所以C一定不带电。
故答案为:负电;不带电;
【点评】理解电荷的间的作用规律,并知道带电体能吸引轻小物体是解决该题的关键。
2.(2分)如图所示是晚上在八一广场常见的一种弹射玩具,由于自带彩色灯光,它被射向空中以及降落时会闪闪发光,在该玩具升空的过程中其重力势能  增大 ,机械能  减小 。(均选填:“增大”、“减小”或“不变”)
【分析】(1)动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
(3)机械能等于动能和势能之和,不计阻力,机械能守恒。
【解答】解:该玩具在上升过程中,质量不变,高度增加、速度减小,因此其重力势能增大,动能减小;由于存在摩擦,机械能会转化为内能,所以其机械能会减小。
故答案为:增大;减小。
【点评】本题考查的是动能和重力势能的影响因素、机械能的概念,是一道基础题。
3.(2分)如图所示的是四冲程汽油机工作过程中的 做功 冲程,如果飞轮转速为3600r/min,该汽油机运转时活塞1s对外做功 30 次。
【分析】(1)如图所示,进气门、排气门都关闭关闭,活塞向下运动,据此判断是哪一个冲程;做功冲程是内能转化为机械能的过程;
(2)汽油机完成一个工作循环,活塞往复2次,飞轮转动2周,燃气对外做功1次。
【解答】解:由图可知,进气门、排气门都关闭,汽缸顶部的火花塞发出电火花,缸内气体爆发性燃烧,推动活塞向下运动,内能转化为机械能,属于做功冲程。
飞轮转速为3600r/min=60r/s,即1s飞轮转动60r,完成30个工作循环,燃气对外做功30次。
故答案为:做功; 30。
【点评】本题考查了内燃机四个冲程的工作过程,理解并用好:内燃机一个工作循环,4个冲程,活塞往返2次,飞轮转动2周,燃气对外做功1次。
4.(2分)如图所示电路中:(1)若使L1、L2串联,则应闭合  S2 ;(2)若使L1、L2并联,则应闭合  S1、S3 。
【分析】串联电路中电流只有一条路径,各用电器之间相互影响;并联电路中电流有多条流通路径,各个用电器之间互不影响,独立工作。
【解答】解:(1)若使L1、L2串联,则电流依次经过L1、L2,有一条路径,所以应闭合开关S2,断开S1、S3;
(2)若使L1、L2并联,则电流有两条路径,分别经过L1和L2,因此必须闭合S1和S3,断开S2。
故答案为:S2;S1、S3。
【点评】本题考查了根据灯泡连接方式判断开关的断开与闭合情况,知道串并联的概念及特点、分析清楚电路结构即可正确解题。
5.(2分)如图所示,斜面高为2m,用沿斜面向上大小为250N的拉力F,将重为600N的木箱由斜面底端以0.6m/s的速度匀速拉动,经过10s到达顶端,则拉力的功率是 150 W,物体与斜面间的摩擦力是 50 N。
【分析】(1)利用P===Fv求拉力的功率;
(2)利用W=Gh求拉力做的有用功,利用s=vt求斜面长,利用W=Fs求拉力做的总功,额外功等于总功减去有用功,再利用W额外=fs求摩擦力的大小。
【解答】解:
(1)拉力的功率:
P===Fv=250N×0.6m/s=150W;
(2)有用功:W有用=Gh=600N×2m=1200J,
斜面长s=vt=0.6m/s×10s=6m,
拉力做的总功:W总=Fs=250N×6m=1500J,
额外功:W额外=W总﹣W有用=1500J﹣1200J=300J,
由W额外=fs可得摩擦力的大小:
f===50N。
故答案为:150;50。
【点评】本题考查有用功、总功、额外功的计算,知道额外功等于克服摩擦阻力做的功,解题的关键在于明确总功应等于有用功与额外功之和,注意f≠F,这是本题的易错点。
6.(2分)炮弹里火药燃烧产生的高温高压气体炸开弹壳后温度降低,是用 做功 的方法减少了气体的内能。食物放进冰箱后温度降低,是用 热传递 的方法减少了食物的内能。
【分析】此题温度降低这一物理现象产生的原因不同,分别属于内能改变的两种方式。
【解答】解:(1)火药燃烧化学能转化为气体内能,当弹壳内的气体压强达到一定程度弹壳被炸开,此现象说明,气体对外(弹壳)做功,本身内能减小,温度降低;
(2)食物放进冰箱后,食物和箱内有温差,它们之间发生热传递,使得食物温度降低,内能减小。
故答案为:做功,热传递。
【点评】此题考查改变物体内能的两种方法是做功和热传递,它们在改变物体的内能上是等效的,以及运用这一知识解决实际问题的能力。
7.(2分)如图甲所示,当开关S由接点1转到接点2时,电压表示数变化如图乙所示,则灯泡L2两端的电压是  4 V,电源电压是  6 V。
【分析】(1)由电路图可知,当S接1时,电路为L1的简单电路,电压表测电源的电压。
(2)当S接2时,两电阻串联,电压表测L1两端的电压,知道电源电压,可以计算出灯泡L2两端的电压。
【解答】解:由电路图可知,当S接1时,电路为L1的简单电路,电压表测电源的电压,由图乙可知,电源的电压U=6V,
当S接2时,两灯泡串联,电压表测L1两端的电压,电流表测串联电路的电流;
由图乙可知,U1=2V,故灯泡L2两端的电压是:U2=6V﹣2V=4V。
故答案为:4;6。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到电压的串联的特点,故据题意和图乙得出对应的电压是解决该题的关键。
8.(2分)如图甲所示,小明同学分别将A、B两个完全相同的物体,沿左右两边斜面拉到顶端,做功情况如图乙所示。则小明对A做的有用功是  2 J,对物体B做的额外功是  0.5 J。
【分析】读图知每次的总功,根据有用功与额外功的和叫总功,且有用功不变。
【解答】解:用功与额外功的和叫总功。由乙图知,WA有用=WA总﹣WA额=3J﹣1J=2J,
如图甲,分别将A、B两个完全相同的物体拉到斜面顶端,做的有用功相等,即WA有用=WB有用=2J,
对物体B做的额外功是:WB额=WB总﹣WB有用=2.5J﹣2J=0.5J。
故答案为:2;0.5。
【点评】本题考查了对有用功、额外功和总功的理解和计算,难度不大。
二、选择题(共14分,把你认为正确的选项的代号写在答题卷相应的位置上.第9-12小题,每小题只有一个正确选项,每题2分;第13、14小题为多项选择,每小题有两个或两个以上正确选项,每题3分.全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分.)
9.(2分)关于温度、内能、热量,下列说法正确的是(  )
A.温度高的物体含有的热量多
B.物体吸收热量,温度一定升高
C.气体膨胀对外做功,自身内能会减少
D.热传递过程中,温度从高温物体传递给低温物体
【分析】(1)在热传递过程中传递内能的多少叫热量,热量是个过程量;
(2)晶体熔化过程中,吸收热量,温度不变;
(3)做功改变物体内能,对物体做功,物体内能会增加,物体对外做功,物体内能会减小;
(4)热量是热传递过程中传递内能的多少,是从高温物体传向低温物体或从高温部分传向低温部分。
【解答】解:A、热量是一个过程量,不能说含有,故A错误;
B、物体吸收了热量,温度可以不变,比如晶体熔化时,不断吸收热量,但温度不变,故B错误;
C、气体膨胀对外做功后,自身的内能减小温度降低,故C正确;
D、热传递过程中,热量是从温度高的物体传递到温度低的物体,传递的不是温度,故D错误。
故选:C。
【点评】此题主要考查了热量、温度、内能的关系,首先要掌握其区别和联系,针对概念一定要注意把握条件,结合实际加以分析。
10.(2分)火车在两节车厢之间有两间厕所,只有当两间厕所的门S1、S2都关上时(相当于闭合开关),车厢中指示牌内的指示灯才会发红光,显示“有人”字样,如图所示,提醒旅客两间厕所内都有人。在下列所示四个电路图中符合上述设计要求的是(  )
A.
B.
C.
D.
【分析】只有当两间厕所的门都关上时,车厢中的指示牌内的指示灯才会发光,故两个开关应当串联后,再与电灯串联。
【解答】解:A、根据题意,S1、S2都关上时(相当于闭合开关),电路连通,车厢中指示牌内的指示灯才会发红光,A符合题意;
B、两开关并联,任意闭合其中一个开关,灯发光,B不符合题意;
C、当S1、S2都关上时,电源短路,是错误的,C不符合题意;
D、只闭合S1时,电源短路,是错误的,D不符合题意,
故选:A。
【点评】本题考查根据要求设计电路,注意电源不能短路。
11.(2分)在如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,发现其中一个电压表示数变大,则下列说法正确的是(  )
A.灯L可能变亮 B.灯L亮度可能不变
C.电阻R可能断路 D.电阻R可能短路
【分析】(1)分析电路图,电阻和灯泡串联,左侧电压表测量的是串联电路两端的总电压(电源电压),右侧电压表测量的是电阻R两端的电压。
(2)左侧电压表测量的是串联电路两端的总电压(电源电压),无论两灯发生什么故障,其示数不变;所以示数变大的电压表应该是右侧电压表的示数变大,由短路和断路故障进行分析。
【解答】解:左侧电压表测量的是串联电路两端的总电压(电源电压),无论两灯发生什么故障,其示数不变;所以示数变大的电压表应该是右侧电压表的示数变大。
AB、因右侧电压表的示数变大,且电阻和灯泡串联,则灯L两端的电压为零,所以灯L不发光,故AB错误。
C、若电阻R断路,则灯泡与右侧电压表串联,因电压表的内阻很大,灯泡不亮,右侧电压表测电源电压,故示数会变大,所以电阻R可能断路;符合题意。
D、如果电阻R短路,则对右侧电压表也会短路,示数为零,故电阻R不可能短路。
故选:C。
【点评】本题考查学生对电路的分析能力,知道测量电源电压的电压表示数不会变大;了解灯或电阻发生短路或断路时对电路的影响。
12.(2分)关于比热容,下列说法正确的是(  )
A.比热容是物质自身的性质,与质量、吸收或放出的热量均无关
B.比热容越大的物质,吸热能力越弱
C.相同质量的铝和铜(c铝>c铜),吸收了相同的热量,铝上升的温度高
D.沿海地区比内陆沙漠地区的昼夜温差小,这主要是因为海水吸收的热量少,砂石吸收的热量多
【分析】(1)比热容是物质的一种特性,与物体质量、温度高低、吸放热多少都没有关系;
(2)由Q=cmΔt可知:质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比热容小的温度升高的多。
【解答】解:A.比热容是物质自身的一种性质,但是与质量、吸收或放出的热量无关,故A正确;
B.比热容大小反映的是物质吸热能力的大小,比热容越大的物质,吸热能力越弱,故B错误;
C.由于铝的比热容比铜大,由比热容公式可知,相同质量的铝和铜,吸收了相同的热量,铜上升的温度高,故C错误;
D.沿海地区和内陆沙漠地区,白天由于水比热容较大,则水吸收热量更多;沿海地区比内陆沙漠地区的昼夜温差小,是因为沿海地区在晚上时周围温度下降,水由于比热容较大,则水放出的热量较多,使周围温度下降不至太低;而沙漠地区在晚上时,当周围温度下降时,由于沙石比热容较小,则放出的热量较少,则温度下降较沿海地区会更多一些,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了比热容的概念和热量公式的运用,注意比热容是物质的一种特性,与物体的质量、物体的温度变化和物体吸收热量的多少均无关,它只与物质的种类、状态有关。
(多选)13.(3分)如图所示,重100N的物体A在F=10N的拉力作用下,3s内沿水平地面匀速直线运动了1.5m,不计绳和滑轮自重,滑轮组的机械效率为90%。下列说法正确的是(  )
A.绳自由端移动的速度为1m/s
B.在此过程中所做的额外功为15J
C.物体与地面间的滑动摩擦力为18N
D.拉力F增大时,物体A受到地面的摩擦力一定变大
【分析】(1)根据连接动滑轮绳子的段数求出绳子自由端移动的距离,根据速度公式计算绳子自由端移动的速度;
(2)W总=Fs求出总功,根据机械效率求出额外功;
(3)根据机械效率求出有用功,根据W有=fs物求出摩擦力的大小;
(4)滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关。
【解答】解:
A、根据图示可知,有两段绳子拉着动滑轮,所以绳子自由端移动的距离为:s=2×1.5m=3m;绳自由端移动的速度为:v===1m/s,故A正确;
B、总功为:W总=Fs=10N×3m=30J;在此过程中所做的额外功为:W额=W总(1﹣η)=30J×(1﹣90%)=3J,故B错误;
C、有用功为:W有=W总η=30J×90%=27J,则摩擦力为:f===18N,故C正确;
D、拉力F增大时,物体A对地面的压力不变、接触面的粗糙程度不变,所以受到地面的摩擦力大小不变,故D错误。
故选:AC。
【点评】本题考查功的计算、速度的计算、机械效率计算公式的应用、影响滑动摩擦力大小的因素,知识点多。
(多选)14.(3分)如图所示,下列四幅图描述正确的是(  )
A.如图,电子显微镜下的金原子。人们通常以10﹣10m为单位来度量分子或原子
B.如图,用验电器检验物体是否带电,其原理是同种电荷相互排斥
C.如图,刚梳过头的塑料梳子会吸引碎纸屑,是因为分子间有引力
D.如图,燃料的热值越大,完全燃烧时放出的热量越多
【分析】(1)人们通常以10﹣10m为单位来度量分子或原子;
(2)验电器是利用同种电荷相互排斥来检验物体是否带电的;
(3)带电物体具有吸引轻小物体的性质;
(4)根据Q放=mq可知燃料完全燃烧时放出的热量与燃料的质量和热值有关。
【解答】解:A、人们通常以10﹣10m为单位来度量分子或原子,故A正确;
B、验电器可以检验物体是否带电,其原理是同种电荷相互排斥,故B正确;
C、刚梳过头的塑料梳子,通过与头发的摩擦,使梳子带上电,带电物体具有吸引轻小物体的性质,所以会吸引碎纸屑,故C错误;
D、根据Q放=mq可知,燃料完全燃烧时放出的热量与燃料的质量和热值有关。热值一定时,燃料的质量越大,完全燃烧时放出的热量越多;燃料的质量一定时,燃料的热值越大,完全燃烧时放出的热量越多,故D错误。
故选:AB。
【点评】本题是一道综合题,考查了分子、原子的特点、验电器的原理和作用、带电体的性质以及放热公式的应用等知识,涉及的知识点较多,但难度不大,是一道基础题。
三、计算题(共22分,第15、16题各7分,第17题8分)
15.(7分)某同学连接的电路图如图所示,电源由两节新的干电池串联而成,当开关闭合时,电流表的示数为0.2A,电压表的示数为1.2V。求:
(1)通过L1的电流I1;
(2)灯泡L1两端的电压U1和灯泡L2两端的电压U2。
【分析】(1)由图知,开关闭合时,灯泡L1和L2串联,电流表测电路中的电流,根据串联电路的电流特点可知通过L1的电流I1;
(2)因电源由两节新干电池串联而成,则可求出电源电压;
当开关闭合时,电压表测L1两端的电压U1,由电压表的示数可知U1;根据串联电路的电压规律可求L2两端的电压U2。
【解答】解:(1)由电路图可知,当开关闭合时,L1与L2串联,电流表测电路中的电流,已知电流表的示数为0.2A,则通过灯L1的电流I1=0.2A;
(2)一节新干电池电压为1.5V,已知电源由两节新的干电池串联而成,则电源电压为2×1.5V=3V,
由图知,当开关闭合时,电压表测L1两端的电压,由电压表的示数可知L1两端的电压为U1=1.2V;
根据串联电路的电压规律可得,L2两端的电压:U2=U﹣U1=3V﹣1.2V=1.8V。
答:(1)通过L1的电流是0.2A;
(2)灯泡L1两端的电压U1为1.2V,灯泡L2两端的电压U2为1.8V。
【点评】本题考查了串联电路的电流和电压规律,关键是明确电路的连接方式以及电表的测量对象。
16.(7分)某工厂利用地热温泉水辅助冬季供暖,地热温泉水每天出水量为2.5×104kg,温泉水的初温是80℃,供暖后温度降到40℃,温泉水的比热容是4.2×103J/(kg ℃)。试求:
(1)这些温泉水每天放出的热量是多少?
(2)若这些热量由热值是3.0×107J/kg的焦炭提供,需要完全燃烧200千克的焦炭,求焦炭烧水时的热效率?
【分析】(1)知道温泉水的质量、比热容、水的初温和末温,利用放热公式求出水放出的热量;
(2)利用Q放=mq求焦炭完全燃烧放出的热量,焦炭烧水时的热效率等于温泉水放出的热量与焦炭完全燃烧放出的热量之比。
【解答】解:
(1)温泉水放出的热量:
Q水放=c水m水Δt=4.2×103J/(kg ℃)×2.5×104kg×(80℃﹣40℃)=4.2×109J。
(2)焦炭完全燃烧放出的热量:
Q焦炭放=m焦炭q焦炭=200kg×3.0×107J/kg=6×109J,
焦炭烧水时的热效率:
η==×100%=70%。
答:(1)这些温泉水每天放出的热量为4.2×109J;
(2)焦炭烧水时的热效率为70%。
【点评】本题考查了放热公式、燃料完全燃烧放热公式、热效率公式的应用,要知道:焦炭烧水时的热效率等于温泉水放出的热量与焦炭完全燃烧放出的热量之比。
17.(8分)早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳,通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳,由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m,水桶的质量为1kg,在这一过程中,人做的总功为500J。g取10N/kg。求此次取水的过程中:
(1)人做的有用功为多少?
(2)辘轳的机械效率多大?
(3)人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少?
【分析】(1)知道水的质量,利用G=mg求其重力,再利用W=Gh求提升配重所做的有用功;
(2)机械效率等于有用功与总功之比。
(3)额外功包含克服水桶重力做功和克服井绳重力与摩擦阻力做的功,据此分析。
【解答】解:(1)拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m,水的重力
G水=m水g=10kg×10N/kg=100N,
做的有用功:W有用=G水h水=100N×4m=400J;
(2)辘轳的机械效率η==×100%=80%;
(3)此过程的额外功W额=W总﹣W有用=500J﹣400J=100J;
额外功包含克服水桶重力做功和克服摩擦力做功,
对水桶做的额外功:W额桶=G桶h桶=m桶gh桶=1kg×10N/kg×4m=40J;
克服井绳重力与摩擦阻力做的功:W额余=W额﹣W额桶=100J﹣40J=60J。
答:(1)人做的有用功为400J;
(2)辘轳的机械效率80%;
(3)人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是60J。
【点评】本题考查有用功、额外功和机械效率的计算,属于中档题。
四、实验与探究题.(共25分,每空1分.)
18.(6分)小明同学想探究实验:
她在实验前检查实验器材时,发现电压表的指针位置如图(a)所示,接下来她要对电压表进行的操作是: 调零 ;在实验中发现电流表和电压表如图所示,电压表0~15V量程的最小分度是  0.5 V,读数是  7.5 V;电流表0~0.6A量程的最小分度是  0.02 A,读数是  0.28 A。
【分析】(1)实验前,要看电表的指针是否指零刻度,不在零刻度要进行调零;
(2)电压表和电流表的读数方法:首先确定量程,然后分清分度值,根据指针位置读数。
【解答】解:(1)由图(a)可知,电压表指针没有在零刻度,需要调零;
(2)电压表选0﹣15V的量程,分度值为0.5V,读数为:5V+5×0.5V=7.5V。
电流表选用的量程为0~0.6A,0~0.2A之间分成10等份,最小刻度是0.02A,读数为:0.2A+4×0.02A=0.28A。
故答案为:调零;0.5;7.5;0.02;0.28。
【点评】本题考查了电压表和电流表的使用、读数方法,掌握常用测量工具的使用方法是一种基本能力。
19.(7分)“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示。
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择  不同 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡。请你按如图甲的电路图,连好乙图的电路。
(2)小明闭合开关,电压表示数如图丙所示,为了使实验结果更准确,接下来他应该  断开开关,改接电压表小量程 。
(3)测出L1两端的电压后,小明断开开关,准备拆下电压表,改接在B、C之间。小聪认为小明的操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可。小聪的办法是否正确? 不正确 ,为什么? 电压表正负接线接反了 。
(4)小明闭合开关后,发现电压表示数为零,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障可能是  L2断路(或L1短路) (写出一种即可)。
(5)故障排除后,小明完成了4次实验,并记录了数据填入设计的表格中。分析表中的数据,可得出结论:串联电路电源两端的总电压等于串联电路中各用电器两端电压之和。结论的得出采用了哪一种研究问题的科学方法  B (选填字母)。
A.类比法
B.归纳法
C.科学推理法
D.等效替代法
(6)下面设计的表格中存在的不足之处是  电压少单位 。
实验小组 L1两端电压 L2两端电压 串联总电压
1 1.4 3.1 4.5
2 3.0 1.3 4.4
3 1.1 1.7 2.9
4 1.8 1.2 3.0
【分析】(1)(5)用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多;
(2)电压表测量电压时要选择合适的量程,否则指针偏转角度过小或过大;
(3)用电压表测量电压时,电流从电压表正接线流入,从负接线柱流出,否则,电压表指针反向偏转;
(4)两灯串联,电压表测L1的电压,小明闭合开关后,发现电压表示数为零,可能与电压表并联的电路短路,或整个电路断路;
(6)电压应有单位。
【解答】解:(1)根据归纳法的要求,为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择不同的小灯泡;
图甲的电路图,两灯串联,电压表测L1的电压,因电源电压为3V,故电压表选用小量程与L1并联,如下所示:
(2)小明闭合开关,电压表示数如图丙所示,指针偏转角度过小,为了使实验结果更准确,接下来他应该断开开关,改接电压表小量程。
(3)已测出L1两端的电压,与A相连的为电压表正接线柱,与B相连的为电压表的负接线柱,将与A点相连的导线改接到C点即可。小聪的办法不正确;理由是电压表正负接线接反了。
(4)两灯串联,电压表测L1的电压,小明闭合开关后,发现电压表示数为零,若只有L1或L2中的一处发生故障,可能与电压表并联的电路短路,或整个电路断路,即故障可能是:L2断路(或L1短路)。
(5)故障排除后,小明完成了4次实验,并记录了数据填入设计的表格中。分析表中的数据,可得出结论:串联电路电源两端的总电压等于串联电路中各用电器两端电压之和。结论的得出采用了归纳法,故选:B。
(6)电压应有单位,设计的表格中存在的不足之处是电压少单位。
故答案为:(1)不同;(2)断开开关,改接电压表小量程;(3)不正确;电压表正负接线接反了;(4)L2断路(或L1短路);(5)B;(6)电压少单位。
【点评】本题探究串联电路电压规律,考查电压表的使用、注意事项及归纳法的运用。
20.(6分)在“比较不同液体的吸热能力”实验中:
(1)除了图中所示器材,还需要的测量仪器有天平和 秒表 。
(2)在甲装置中,分别给初温相同且 质量 相等的水和食用油加热。
(3)在甲装置中,用相同酒精灯给两种液体加热相同时间,其目的是为了保证两种液体 吸热 相同。
(4)在甲装置中,两种液体升高相同的温度,给 水 加热时间更长。
(5)乙装置中两个相同烧杯装有相同质量的水,灯中煤油和酒精的质量相等,进行“比较煤油和酒精的热值大小关系”实验,假设6分钟两种燃料全部烧完,实验数据如表:
加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6
A杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38
B杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31
分析数据可知:热值较大的是 煤油 。
(6)通过实验数据直接计算出燃料的热值将 偏小 (选填“偏大”或“偏小”)。
【分析】(1)实验中需要测量吸热的时间;
(2)“比较不同液体的吸热能力”时,应控制两种物质的质量是相同的;
(3)用相同的加热器加热,在相同的时间内,物质吸收的热量是相同的;
(4)根据公式Q=cmΔt分析;
(5)由表格数据可知,在其它条件相同时,甲杯水的温度升高的较快,即甲酒精灯燃烧产生的热量多,所以其热值大;
(6)在实验的过程中,有热量的散失。
【解答】解:(1)实验中需要测量吸热的时间,故需要秒表来计时;
(2)在“比较不同液体的吸热能力”时,应控制两种物质的质量是相同的;
(3)用相同的加酒精灯给两种物质加热,在相同的时间内,物质吸收的热量是相同的;
(4)给质量相同的水和煤油加热,升高相同的温度时,由于水的比热容大,所以水吸收的热量多,即水的加热时间长;
(5)分析表格数据可知,两个装置中,水的质量和初温相同,由Q=cmΔt知,末温高的吸收的热量较多;在相同的加热设备下,相同时间内,消耗燃料的质量相同,由Q=qm知,水温上升高的,对应的燃料的热值较大;A杯中的水温度升高的快,所以煤油的热值大;
(6)在实验的过程中,由于存在热量的散失,所以实验测得的热值会偏小。
故答案为:(1)秒表;(2)质量;(3)吸热;(4)水;(5)煤油;(6)偏小。
【点评】本题是一道关于热值的实验探究题,知道热值的意义;会用控制变量法和转换法设计探究实验是本题的解题关键。
21.(6分)图甲是探究“物体的动能与哪些因素有关”的实验装置,图乙是探究“摩擦阻力对物体运动的影响”的实验装置,请回答下列问题:
(1)图甲实验中,让同一钢球从不同的高度由静止滚下,碰到同一位置的同一个木块上,这么做的目的是为了探究钢球的动能大小与  速度 的关系,若水平面绝对光滑,本实验将不能达到实验探究目的,其原因是  无法比较木块移动的距离,不能比较动能大小 ;
(2)图乙实验中,为了使钢球在滚到底端平面时具有相同的速度,需要让钢球从斜面上  同一高度 由静止滚下,钢球以相同的初速度,在粗糙不同的平面上滚动时,发现摩擦力越小,钢球滚动的距离越远,经过进一步推理:若水平面绝对光滑,则钢球会在水平面上做  匀速直线 运动;
(3)如图丙所示,质量相同的甲、乙两个小球在梯形顶端的同一高度由静止开始沿两个光滑的斜面滑下,忽略空气阻力。甲球先后经过A点和B点;乙球先后经过C点和D点。A点和D点离地高度相同。则甲球在B点的机械能  = (选填“>”“=”或“<”)乙球在C点的机械能,甲球在A点的速度  = (选填“>”“=”或“<”)乙球在D点的速度。
【分析】(1)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,若要研究动能大小与速度的关系,应控制其质量相同;根据牛顿第一定律分析回答;
(2)钢球从斜面上同一高度由静止滚下,到达水平面时具有相同的速度;小车在水平面上运动,水平方向上只受摩擦力的作用,摩擦力改变物体的运动状态,摩擦力越小,速度改变的越小,据此分析;
(3)动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;
不计空气阻力和摩擦,机械能是守恒的。
【解答】解:(1)根据实验的要求可知,从让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,目的是控制质量相同,该实验的目的是研究铁球的动能大小与速度的关系;
水平面光滑,即没有摩擦力,根据牛顿第一定律可知,木块将做匀速直线运动,无法比较木块移动的距离,不能比较动能大小;
(2)钢球从斜面上同一高度由静止滚下,到达水平面时具有相同的速度;小车在水平面上运动,水平方向上只受摩擦力的作用,摩擦力改变物体的运动状态,摩擦力越小,速度改变的越小,小车运动的越远;若水平面绝对光滑,水平方向上不受摩擦力的作用,小车的运动速度不变,将保持匀速直线运动;
(3)斜面是光滑的,不计空气阻力,小球在滑下的过程中机械能是守恒的,开始滑下时,甲球和乙球的高度相同,速度相同,动能和重力势能相同,机械能相同;所以甲球在B点的机械能等于乙球在C点的机械能;
A点和D点的高度相同,小球的质量相同,重力势能相同,由于机械能守恒,所以甲球在A点的动能等于乙球在D点的动能,因此甲球在A点的速度等于乙球在D点的速度。
故答案为:(1)速度;无法比较木块移动的距离,不能比较动能大小;(2)同一高度;匀速直线;(3)=;=。
【点评】本题探究影响物体动能大小的因素和探究阻力对物体运动的影响的实验,考查了控制变量法和转换法的应用以及动能和重力势能的转化、机械能守恒等知识的了解和掌握。

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