广东省深圳市南外集团2023-2024学年下学期三月质量监测九年级物理试卷

广东省深圳市南外集团2023—2024学年下学期三月质量监测九年级物理试卷一、单选题（本大题共7小题，每小题2分，共14分。在每小题的四个选项中，只有一项符合题目要求）1．下列科学家中在电与磁的研究上没有做出过贡献的是（）A．安培 B．伽利略 C．奥斯特 D．法拉第2．北京时间2024年2月29日21时03分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将卫星互联网高轨卫星01星发射升空，其涉及的物理知识说法正确的是（）A．火箭燃料在选择时，主要考虑的因素是燃料的比热容 B．火箭发射时，产生的大量白雾是汽化现象 C．火箭升空时，燃气的化学能转化为内能再转化为火箭的机械能 D．火箭穿过大气层时，防护罩温度升高是通过热传递方式改变了内能3．2022年9月30日，我国空间站组合体首次利用转位机构在轨实施大体量舱段转位操作，由两舱“一”字构型转变为两舱“L”构型，如图所示。在转位过程中，若说问天实验舱是静止的，则所选的参照物是（）A．地球 B．核心舱 C．核心舱上的太阳能帆板 D．问天实验舱上的太阳能帆板4．抗日战争时期，我军作战部队向近距离的目标敌人准备发起进攻时，会吹响冲锋陷阵的冲锋号。关于冲锋号的下列说法正确的是（）A．冲锋号发出的声音是由物体振动产生的 B．用力吹响冲锋号是改变了发出声音的音色 C．冲锋号发出的声音只能传递信息 D．从图中观察冲锋号的长度约为120厘米5．2024年春晚西安分会场《山河诗长安》节目震撼上演，如图所示，节目中“李白”的诗句“君不见高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪”被千人齐诵。下列诗句所蕴含的光现象中与“明镜”的原理相同的是（）A．瀑水喷成虹 B．绿树荫浓夏日长 C．倒影入清漪 D．潭清疑水浅6．如图为一款新式无线插座转换器，带有插头、一转多位插座、调光台灯等多种功能，下列说法正确的是（）A．台灯的外壳是导体 B．给手机充电时，台灯与手机串联 C．调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器 D．给手机充电，手机电池相当于电源7．几乎所有的新能源车辆都采用了能量回收制动方式，这能增加车辆的续航里程、节省能源的消耗。车辆在刹车时停止动力供电，内部线圈随车轮转动，切割磁感线产生感应电流，下列选项中与其原理相同的是（）A． B． C． D．二、作图题（本大题共2小题，每小题2分，共4分）8．家庭电路，电位器可调节灯泡亮度，同时具有开关功能，a、b、c是它的三个接线柱，要求顺时针旋转旋钮时，灯泡变亮，请将其接入电路。9．布鲁斯特角，又称偏振角，是指当反射光线和折射光线相互垂直时，可能产生的一系列光学现象和应用场景。请在图中画出满足布鲁斯特角的反射光线及折射光线的准确位置。三、填空题（本大题共3小题，每空1分，共9分）10．（3分）春季感冒多发，各种体温计发挥了重要作用。（1）如图甲所示，液体体温计的示数是℃。（2）如图乙所示，额温枪它是利用（选填“红外线”或“紫外线”）进行测量的；（3）如图丙所示，智能手表显示体温时，屏幕显示的彩色画面是由红、、蓝三种色光混合而成的。11．（3分）图1中的智能手表还可以通过运动软件APP监测自己的运动情况。当小南绕操场跑一圈时，软件截屏如图2所示，则他这段时间内的平均速度是m/s，合km/h。软件上的“配速”指的是跑每公里所需要的时间，若他跑步的速度是2.5米/秒，则他跑步的配速是s。12．（3分）打铁花—流传于豫晋地区民间传统的烟火，国家级非物质文化遗产之一。如图所示，是春节西安周至水街景区的打铁花表演。金属具有导热速度快的特点，传热快，冷却速度也快，在空中会迅速降温。利用这个特性，表演者用“花棒”将高温铁水击向高空后，便会迅速化为粉碎的微小颗粒，这些微小的铁屑在空中燃烧、冷却、降落，宛如流星划过夜空非常壮观，表演者都是专业人员而且做好了保护措施，同时远离游客所以不会将人烫伤。整个打铁花过程涉及的物态变化有、；游客看到的一颗颗“流星”（是/不是）光源。四、实验探究题（本大题共3小题，每空1分，共16分）13．（6分）小南利用一个纸筒、凸透镜和半透明薄膜自制如图甲所示的模型照相机。在使用时发现，被拍摄物体和照相机的距离有变化时，像会变得不清晰。老师告诉小华，当物距改变时，照相机可通过伸缩镜头或调节镜头焦距两种方式再次得到清晰的像。为了验证老师的说法，小华选取蜡烛、多个不同焦距的凸透镜、光具座等器材进行实验探究：（1）实验前应将烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心调至。（2）当蜡烛、光屏、凸透镜在如图乙所示位置时，光屏上成清晰的像。将蜡烛向左调节到某一位置时，凸透镜向（填“左”或“右”）调节，光屏上再次成清晰倒立缩小的像。得出：。（3）小南将蜡烛、光屏、凸透镜调回如图乙所示位置。将蜡烛向左调节到某一位置时，换用焦距（填“更大”或“更小”）的凸透镜，光屏上再次成清晰的像。得出：。（4）蜡烛燃烧一段时间后，光屏上的像位置偏高，为了使像回到光屏中央，如果只调节光屏，应将光屏调（填“向上”或“向下”）。14．（5分）在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中，部分器材选用如下：电压为6V的电源，标有“50Ω1A”的滑动变阻器，阻值不同的定值电阻若干，其他器材。（1）甲图是小明同学连接的实验电路，检查发现有一根导线接错，请你把接错的那一根导线找出来，打上“×”，再用笔画线代替导线，把它改到正确的位置上。（2）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表指针超过量程，则故障可能是定值电阻（选填“短路”或“断路”）。（3）排除故障后，小明同学首先“探究电流与电压的关系”，进行了多次实验，并得到如表所示的实验数据，分析数据可得结论：。电压U/V1.21.62.02.42.8电流I/A0.120.160.200.240.28（4）接着，小明又进行了“探究电流与电阻关系”的实验，先将5Ω定值电阻接入电路，在移动滑片的过程中，记录实验数据，并绘制成图乙所示图像，根据图像可知，实验中控制电阻两端的电压为V不变；（5）实验中发现将20Ω定值电阻换成30Ω电阻时，无论怎样移动滑片，电阻两端电压都不能达到预设值。为了完成本实验，接入的定值电阻最大应不超过Ω。15．（5分）小南想“探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关”。他设计的实验电路如图甲所示，图乙为实验电路的装置示意图，两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的液体。（1）在“探究导体产生的热量跟电阻的关系中”：①在两个烧瓶中分别接入阻值（选填“相同”或“不同”）的电阻丝R1和R2；②该实验是通过来反映电流通过电阻丝产生热量的多少；③为了使实验现象更加明显。烧瓶内的液体应选用（选填“水”、“煤油”）。（2）将乙图中两烧瓶内分别装入质量和初温都相同的不同液体a和b，并接入阻值大小相同的电阻，用来“探究不同物质的吸热能力”。根据测得的实验数据绘制的图象如丁图所示，由图象可知，液体a的比热容（选填“大于”、“小于”或“等于”）液体b的比热容。（3）请你为以上实验设计一个实验数据记录表格：01234五、计算题（本大题共2小题，共15分）16．（7分）声音在不同介质中传播的速度不同。阅读表中一些介质中的声速，回答问题：在空心金属管的一端敲击一下，在另一端先后听到两个声音，已知敲击后声音通过空气传到另一端需要的时间为2.5s，两声相隔2.33s（此时气温约为15℃）。一些介质中的声速v（m/s）空气（0℃）331铜3750空气（15℃）340铝5000水（常温）1500铁5200（1）求空心金属管的长；（2）求声音在该金属管中的传播速度；（3）该金属管可能是由什么材料制成？如果在金属管里灌满水，用时间数据简要描述可能听到的声音情况。17．（8分）如图甲是定值电阻R1和标有“6V3W”灯泡L的I﹣U关系图像。如图乙所示电路，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。当开关S、S1闭合、S2断开，将滑动变阻器的滑片P滑到b端时，电流表的示数为0.3A。求：（1）灯泡L正常发光时的电阻；（2）电源电压；（3）当闭合开关S、S2，断开S1，电压表示数为6V时，灯泡消耗的实际功率；（4）若电源的电压可调，闭合开关S、S2，断开S1时，保证电路安全的情况下，电源电压的最大值。六、综合能力题（本大题共2小题，共12分）18．（6分）阅读短文，回答问题。在2023年10月26日，神舟十七号航天员乘组成功进入了中国空间站。他们是在当天19时34分顺利打开空间站的“家门”，并受到了已经在空间站内的神舟十六号航天员乘组的热烈欢迎。两个航天员乘组在空间站内拍下了“全家福”（图甲），共同向全国人民报平安。期间，两个航天员乘组将共同在空间站工作生活约5天时间，完成各项既定工作，面对在空间站长期工作，航天员喝的水从哪里来？我国空间站的水资源主要来自三部分：其一，航天员（货运飞船）上行时携带的少量的水。另外的两部分水，自来空间站的“环控生保系统”——其工作原理图如图乙所示。“环控生保系统”启动后，冷凝水系统会把收集起来的水蒸气凝结成水，经净化系统净化后，存入饮水储水箱，供航天员饮用。尿处理系统采用蒸汽压缩蒸馏技术，从“尿”中取得“蒸馏水”，这些水经电解系统电解后得到氢气（H2），氢气（H2）在“萨巴蒂尔反应器”中发生化学反应，生成的水——再生水，再生水经净化系统深度净化后，也存入饮水储水箱。尿处理系统能够从6升尿液中提取出5升蒸馏水。萨巴蒂尔反应器最大产水速度为2.5升每小时。净化后的水，可以满足在空间站中长期作业的航天员饮用、清洁和制氧等用途。（1）火箭发射时，会产生频率低于20Hz的（选填“超声波”或“次声波”），在图甲所示的情形下，三名在太空的航天员间交谈（需要/不需要）通过无线电进行；（2）冷凝水系统中将水蒸气凝结成水，这是一种（填物态变化名称）现象。尿处理系统采用技术，从“尿”中取得“蒸馏水”的。（3）若萨巴蒂尔反应器以最大产水速度产水，3h可生产出的再生水由L尿液提取而来。（4）神舟十三号载人飞船进入离地面高度约400千米的天宫空间站轨道，地球半径约为6400千米，空间站环绕地球飞行一圈（假设轨道为圆形，π值取3）的时间是90分钟，则空间站环绕地球飞行的平均速度是km/h。19．（6分）一台储水式电热水器。外观如图甲所示，图乙是热水器剖视图。热水器的内胆是密封的，里面有两个通到外部的水管，a是热水出水管，b是冷水进水管。c和d是两个外层包有绝缘材料的电加热管。（1）电热水器的电加热管应该用电阻和熔点满足特征的材料制成，其外围的绝缘材料除了保障密封，还应满足的特征；（2）电热水器要使用三脚插头，是为了使电热水器的金属外壳与相连；（3）如图甲所示，在热水管和冷水管交会处安有一个水龙头。水龙头的手柄做的较长，这个水龙头的手柄相当于一个（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆；（4）家里仅开启电热水器时，电能表在3分钟里（图丁）转了60圈，则此电热水器的功率是；（5）为了防止电热水器漏电，电热水器生产厂家利用自来水导电能力差的特性，发明了一种“防电墙”技术。即用一段空心绝缘管替换一段热水出水管。通过改变此管的内径和长度来改变管内水的电阻大小。如图丙所示，四个用同种材料制成的空心绝缘管，A和B内径相同，C和D内径相同，A、B的内径大于C、D的内径。为增大流经空心绝缘管内水的电阻，减小漏电电流，如果你是设计师，会选用图丙中的绝缘管。

广东省深圳市南外集团2023—2024学年下学期三月质量监测九年级物理试卷参考答案与试题解析一、单选题（本大题共7小题，每小题2分，共14分。在每小题的四个选项中，只有一项符合题目要求）1．下列科学家中在电与磁的研究上没有做出过贡献的是（）A．安培 B．伽利略 C．奥斯特 D．法拉第【分析】根据我们对物理学家及其成就的了解作答。【解答】解：A、安培通过实验研究出了通电螺线管的极性与电流方向的关系，故A错误；B、伽利略创制了天文望远镜，为哥白尼的日心说找到了确凿的证据，故B正确；C、奥斯特发现电流周围存在磁场，这是电流的磁效应，故C错误；D、法拉第发现了电磁感应现象，故D错误。故选：B。【点评】多了解物理学史对培养我们学习物理的兴趣是有帮助的，同时考试中也时有涉及，在学习中应注意。2．北京时间2024年2月29日21时03分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将卫星互联网高轨卫星01星发射升空，其涉及的物理知识说法正确的是（）A．火箭燃料在选择时，主要考虑的因素是燃料的比热容 B．火箭发射时，产生的大量白雾是汽化现象 C．火箭升空时，燃气的化学能转化为内能再转化为火箭的机械能 D．火箭穿过大气层时，防护罩温度升高是通过热传递方式改变了内能【分析】（1）热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小；（2）温度降低时，水蒸气会液化为小水珠；（3）火箭升空时，燃料燃烧释放出的内能，转化为火箭的机械能；（4）改变物体内能的方式有做功和热传递。【解答】解：A、发射卫星的火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故A错误；B、水蒸气温度降低会液化为小水珠，这就是我们看到的白雾，故B错误；C、火箭上升，是消耗了燃料化学能，得到了机械能，故能量的转化是：化学能转化为内能，内能又转化为机械能，故C正确；D、火箭穿过大气层时，防护罩温度升高是通过做功方式改变了内能，故D错误。故选：C。【点评】本题考查热值、液化现象、改变内能的方式及能量转化等知识，综合性较强。3．2022年9月30日，我国空间站组合体首次利用转位机构在轨实施大体量舱段转位操作，由两舱“一”字构型转变为两舱“L”构型，如图所示。在转位过程中，若说问天实验舱是静止的，则所选的参照物是（）A．地球 B．核心舱 C．核心舱上的太阳能帆板 D．问天实验舱上的太阳能帆板【分析】研究机械运动时，假定不动的物体叫参照物。与参照物相比，物体位置有变化，说明物体在运动；物体位置没有变化，说明物体处于静止状态。【解答】解：ABC．在转位过程中，问天实验舱相对于地球、核心舱、核心舱上的太阳能帆板的位置不断发生变化，以地球、核心舱、核心舱上的太阳能帆板为参照物问天实验舱是运动的，故ABC不符合题意；D．问天实验舱相对于问天实验舱上的太阳能帆板的位置没有发生变化，以问天实验舱上的太阳能帆板为参照物问天实验舱是静止的，故D符合题意。故选：D。【点评】一个物体的运动状态的确定，关键取决于所选取的参照物；所选取的参照物不同，得到的结论也不一定相同，注意体会运动和静止的相对性。4．抗日战争时期，我军作战部队向近距离的目标敌人准备发起进攻时，会吹响冲锋陷阵的冲锋号。关于冲锋号的下列说法正确的是（）A．冲锋号发出的声音是由物体振动产生的 B．用力吹响冲锋号是改变了发出声音的音色 C．冲锋号发出的声音只能传递信息 D．从图中观察冲锋号的长度约为120厘米【分析】（1）声音是由物体的振动产生的；（2）声音的大小叫响度，响度与振幅和距离声源的远近有关；（3）声可以传递能量和信息；（4）胳膊的长度约为50cm，从图中可知，“冲锋号”的长度约等于胳膊的长度。【解答】解：A、冲锋号发出的声音是由物体振动产生的，故A正确；B、用力吹响冲锋号是改变了发出声音的响度，故B错误；C、冲锋号发出的声音能传播信息和能量，故C错误；D、从图中可知，“冲锋号”的长度约等于胳膊的长，约为50cm，故D错误。故选：A。【点评】本题考查的是声音产生的条件、音调、响度和音色的特性、声可以传递信息和能量、物体的长度估测，难度适中，5．2024年春晚西安分会场《山河诗长安》节目震撼上演，如图所示，节目中“李白”的诗句“君不见高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪”被千人齐诵。下列诗句所蕴含的光现象中与“明镜”的原理相同的是（）A．瀑水喷成虹 B．绿树荫浓夏日长 C．倒影入清漪 D．潭清疑水浅【分析】（1）光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像和影子的形成等，都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；（2）当光照射到物体表面上时，有一部分光被反射回来的现象是光的反射，例如：平面镜成像、水中倒影都是由光的反射形成的；（3）当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，这就是光的折射，复色光发生折射时，会出现色散现象，如：海市蜃楼、看水里的鱼比实际位置浅、雨后天空中的彩虹等都是光的折射形成的。【解答】解：“明镜”属于平面镜成像，是由光的反射形成的；A、彩虹是光的色散形成的，光的色散的实质是光的折射，故A错误；B、树荫是树木的影子，由于光的直线传播，光射到不透明物体上，在不透明物体后面形成影子，故B错误；C、倒影属于平面镜成像，是光的反射形成的虚像，故C正确；D、“潭清疑水浅”中“水浅”是水底看起来比较浅，这是由于光的折射形成的，看水底是逆着光的传播方向看的（即逆着折射光线看），由于错觉，我们始终认为光是沿直线传播的，所以看到的位置比实际位置浅，故D错误。故选：C。【点评】此题主要考查了光的直线传播、光的折射、光的反射现象和光的色散现象；光的直线传播是光在同一均匀介质中的传播，光的反射是光照射到物体表面又返回的现象，光的折射是由于光从一种介质斜射入另一种介质或在不均匀介质中传播时，传播方向发生变化的现象。它们之间有本质的区别，要注意区分。6．如图为一款新式无线插座转换器，带有插头、一转多位插座、调光台灯等多种功能，下列说法正确的是（）A．台灯的外壳是导体 B．给手机充电时，台灯与手机串联 C．调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器 D．给手机充电，手机电池相当于电源【分析】（1）容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；（2）串联电路中，各用电器互相影响；并联电路中，各用电器可独立工作，互不影响；（3）滑动变阻器可以调节电路中的电流，从而影响台灯的亮度；（4）用电器是消耗电能的元件；电源是提供电能的元件。【解答】解：A、台灯的外壳要用不易导电的材料制成，是绝缘体，故A错误；B、给手机充电时，台灯与手机可独立工作，互不影响，是并联的，故B错误；C、滑动变阻器可以调节电路中的电流，从而影响台灯的亮度，因此，调节台灯亮度的元件相当于滑动变阻器，故C正确；D、给手机充电，手机电池消耗电能，相当于用电器，故D错误。故选：C。【点评】本题主要考查了对绝缘体的认识、对串并联的判断、对滑动变阻器的应用、对电路元件工作过程的理解等，有一定综合性，但难度不大。7．几乎所有的新能源车辆都采用了能量回收制动方式，这能增加车辆的续航里程、节省能源的消耗。车辆在刹车时停止动力供电，内部线圈随车轮转动，切割磁感线产生感应电流，下列选项中与其原理相同的是（）A． B． C． D．【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，这种现象叫电磁感应，发电机就是利用电磁感应制成的。【解答】解：电机线圈随车轮转动并在磁场中切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能，这是电磁感应现象；A、图中实验是奥斯特实验，说明通电导体的周围存在磁场，故A错误；B、图中导体棒在磁场中运动，切割磁感线，在电路中产生感应电流，是电磁感应现象，故B正确；C、图中的实验是探究电磁铁的磁性强弱有关因素，是电流的磁效应，故C错误。D、图中通电导体ab在磁场中受力运动，故D错误；故选：B。【点评】此题考查了电和磁中的各种现象，在学习过程中，一定要掌握各实验的现象及结论，并且要找出他们的不同之处进行区分。二、作图题（本大题共2小题，每小题2分，共4分）8．家庭电路，电位器可调节灯泡亮度，同时具有开关功能，a、b、c是它的三个接线柱，要求顺时针旋转旋钮时，灯泡变亮，请将其接入电路。【分析】家庭电路中，开关控制灯泡时，火线首先过开关，然后进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套。这样连接的电路，不但开关控制灯泡，而且断开开关，切断火线，更换灯泡时，更安全；再根据顺时针旋转旋钮时，灯泡变亮确定电位器的接法。【解答】解：顺时针旋转电位器旋钮时，灯泡变亮，说明电位器接入电路的电阻变小，所以应该是b、c接入电路，即c接火线，螺旋口接零线，如图所示：【点评】本题考查了家庭电路的连接，关键是灯泡的接法。9．布鲁斯特角，又称偏振角，是指当反射光线和折射光线相互垂直时，可能产生的一系列光学现象和应用场景。请在图中画出满足布鲁斯特角的反射光线及折射光线的准确位置。【分析】掌握光的反射定律和光的折射规律，特别是反射角等于入射角，光从空气斜射入玻璃中，折射角小于入射角。【解答】解：过入射点法线已画出，根据反射角等于入射角画出反射光线；根据折射角小于入射角画出折射光线，但折射光线与反射光线相互垂直，如图所示：【点评】此题考查了光的反射、光的折射光路的画法，注意法线的画法、反射角与入射角的关系、折射角与入射角的关系。三、填空题（本大题共3小题，每空1分，共9分）10．（3分）春季感冒多发，各种体温计发挥了重要作用。（1）如图甲所示，液体体温计的示数是37.8℃。（2）如图乙所示，额温枪它是利用红外线（选填“红外线”或“紫外线”）进行测量的；（3）如图丙所示，智能手表显示体温时，屏幕显示的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成的。【分析】（1）根据温度计的分度值读数；（2）人体向外辐射红外线，测温枪接收红外线来感知温度；（3）光的三原色是红、绿、蓝。【解答】解：（1）体温计的分度值为0.1℃，示数为37.8℃。（2）额温枪原理是通过红外温度传感器接收红外线，计算出温度数据。（3）光的三原色是红、绿、蓝，手表、电视、电脑等屏幕显示的彩色画面都是由这三种色光混合而成的。故答案为：（1）37.8；（2）红外线；（3）绿。【点评】此题考查了液体温度计的读数、光的三原色、红外线的认识等，属于基础知识。11．（3分）图1中的智能手表还可以通过运动软件APP监测自己的运动情况。当小南绕操场跑一圈时，软件截屏如图2所示，则他这段时间内的平均速度是2m/s，合7.2km/h。软件上的“配速”指的是跑每公里所需要的时间，若他跑步的速度是2.5米/秒，则他跑步的配速是400s。【分析】（1）已知跑步路程和所用时间，根据速度公求出这段时间内的平均速度；（2）根据配速定义结合速度公式分析。【解答】解：看图可知：跑步路程0.4km用时3min20s，则这段时间内的平均速度是：v＝＝＝2m/s＝7.2km/h；配速是指跑每公里所用的时间，若她跑步的速度是2.5m/s，则配速：t′＝＝＝400s故答案为：2；7.2；400。【点评】本题考查题速度公式的运用及数据分析和获取知识解决实际问题的能力。12．（3分）打铁花—流传于豫晋地区民间传统的烟火，国家级非物质文化遗产之一。如图所示，是春节西安周至水街景区的打铁花表演。金属具有导热速度快的特点，传热快，冷却速度也快，在空中会迅速降温。利用这个特性，表演者用“花棒”将高温铁水击向高空后，便会迅速化为粉碎的微小颗粒，这些微小的铁屑在空中燃烧、冷却、降落，宛如流星划过夜空非常壮观，表演者都是专业人员而且做好了保护措施，同时远离游客所以不会将人烫伤。整个打铁花过程涉及的物态变化有熔化、凝固；游客看到的一颗颗“流星”是（是/不是）光源。【分析】物质从固态变为液态的过程叫做熔化，物质从液态变为固态的过程叫做凝固；自身能够发光且正在发光的物体叫做光源。【解答】解：整个打铁花过程中，铁熔化为铁水，液态“铁水”被表演者打到空中后，迅速凝固变成微小固态颗粒，涉及的物态变化有熔化和凝固；用“花棒”将高温铁水击向高空后，便会迅速化为粉碎的微小颗粒，这些微小的铁屑在空中燃烧，自身能够发光，是光源。故答案为：熔化；凝固；是。【点评】此题考查了熔化与凝固、光源，分析生活中的热现象属于哪种物态变化，关键要看清物态变化前后，物质各处于什么状态。四、实验探究题（本大题共3小题，每空1分，共16分）13．（6分）小南利用一个纸筒、凸透镜和半透明薄膜自制如图甲所示的模型照相机。在使用时发现，被拍摄物体和照相机的距离有变化时，像会变得不清晰。老师告诉小华，当物距改变时，照相机可通过伸缩镜头或调节镜头焦距两种方式再次得到清晰的像。为了验证老师的说法，小华选取蜡烛、多个不同焦距的凸透镜、光具座等器材进行实验探究：（1）实验前应将烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心调至同一高度。（2）当蜡烛、光屏、凸透镜在如图乙所示位置时，光屏上成清晰的像。将蜡烛向左调节到某一位置时，凸透镜向右（填“左”或“右”）调节，光屏上再次成清晰倒立缩小的像。得出：当物距改变时，伸缩镜头可以再次获得清晰的像。（3）小南将蜡烛、光屏、凸透镜调回如图乙所示位置。将蜡烛向左调节到某一位置时，换用焦距更大（填“更大”或“更小”）的凸透镜，光屏上再次成清晰的像。得出：当物距改变时，调节镜头焦距可以再次获得清晰的像。（4）蜡烛燃烧一段时间后，光屏上的像位置偏高，为了使像回到光屏中央，如果只调节光屏，应将光屏向上调（填“向上”或“向下”）。【分析】（1）探究凸透镜成像的实验时，在光具座上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心；（2）（3）凸透镜成实像时，物近像远像变大；（4）根据过光心的光线传播方向不变分析解答。【解答】解：（1）探究凸透镜成像实验中，在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜、光屏，三者中心大致在同一高度上，像才能成在光屏的中央；（2）将蜡烛向左调节到某一位置时，物距增大，要想在光屏上再次成清晰倒立缩小的像，需要减小像距，所以凸透镜应该向右调节，得出：当物距改变时，伸缩镜头可以再次获得清晰的像；（3）小明将蜡烛、光屏、凸透镜调回如图乙所示位置。将蜡烛向左调节到某一位置时，物距增大，像距需要减小，才能在光屏上成清晰的像，但要想像距不变的情况下在光屏上再次成清晰的像，由于焦距越小的凸透镜会聚光的能力越强，所以需要换用焦距更大的凸透镜使光线会聚晚些，得出：当物距改变时，调节镜头焦距可以再次获得清晰的像；（4）蜡烛燃烧一段时间后，光屏上的像位置偏高，由过光心的光线传播方向不变知，如果只调节光屏，应将光屏向上调。故答案为：（1）同一高度；（2）右；当物距改变时，伸缩镜头可以再次获得清晰的像；（3）更大；当物距改变时，调节镜头焦距可以再次获得清晰的像；（4）向上。【点评】此题考查了凸透镜成像规律的应用，要熟练掌握凸透镜成像的特点与物距、像距之间的关系，做到灵活应用。14．（5分）在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中，部分器材选用如下：电压为6V的电源，标有“50Ω1A”的滑动变阻器，阻值不同的定值电阻若干，其他器材。（1）甲图是小明同学连接的实验电路，检查发现有一根导线接错，请你把接错的那一根导线找出来，打上“×”，再用笔画线代替导线，把它改到正确的位置上。（2）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表指针超过量程，则故障可能是定值电阻断路（选填“短路”或“断路”）。（3）排除故障后，小明同学首先“探究电流与电压的关系”，进行了多次实验，并得到如表所示的实验数据，分析数据可得结论：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。电压U/V1.21.62.02.42.8电流I/A0.120.160.200.240.28（4）接着，小明又进行了“探究电流与电阻关系”的实验，先将5Ω定值电阻接入电路，在移动滑片的过程中，记录实验数据，并绘制成图乙所示图像，根据图像可知，实验中控制电阻两端的电压为2V不变；（5）实验中发现将20Ω定值电阻换成30Ω电阻时，无论怎样移动滑片，电阻两端电压都不能达到预设值。为了完成本实验，接入的定值电阻最大应不超过25Ω。【分析】（1）电流表应串联接入电路中，电压表并联在定值电阻两端；（2）闭合开关，发现电流表无示数，说明电路存在断路故障，电压表指针超过量程，说明从电压表的两端到电源两极都是通的，所以断路故障在与电压表并联的部分。（3）根据表中数据分析回答；（4）在研究电流与电阻关系实验中，更换不同阻值的电阻时，应控制电阻两端的电压不变，图乙数据和欧姆定律求出定值电阻两端电压；（5）更换定值电阻后，要保持定值电阻两端电压不变，根据欧姆定律得到此时电路的电流，根据串联电路电压规律得到变阻器两端电压，由欧姆定律得到变阻器需要接入电路的阻值，再将需要接入电路的阻值与变阻器的规格进行对比即可得出结论；根据串联分压原理，当滑动变阻器接入最大阻值时，定值电阻的阻值最大。【解答】解：（1）由图可知，此时的电流表与电阻并联在了电路中，所以电流表的连接是错误的；电压表应并联到定值电阻的两端；实物图为：；（2）闭合开关，发现电流表无示数，说明电路存在断路故障，电压表指针超过量程，说明从电压表的两端到电源两极都是通的，所以断路故障在与电压表并联的部分，所以故障为定值电阻R断路。（3）由表中数据可知，当定值电阻两端电压增大为原来的几倍，通过定值电阻的电流也增大为原来的几倍，故分析数据后可得出结论：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（4）在研究电流与电阻关系实验中，更换不同阻值的电阻时，应控制电阻两端的电压不变，由图乙数据和欧姆定律可知定值电阻两端电压UR＝IR＝0.2A×10Ω＝2V；（5）定值电阻换成30Ω后，要保持定值电阻两端电压UR＝2V，则此时电路的电流I′＝＝＝A，变阻器两端的电压UP＝U总﹣UR＝6V﹣2V＝4V，变阻器需要接入电路的电阻RP＝＝＝60Ω，已知变阻器的最大阻值为50Ω，故将20Ω电阻换成30Ω电阻时，无论怎样移动滑片，都无法使电压表的示数达到2V，原因是滑动变阻器的最大阻值过小；由于UR＝2V，UP＝4V，根据分压原理知滑动变阻器的最大电阻为定值电阻的2倍，当滑动变阻器接入最大阻值50Ω时，定值电阻的阻值应为＝25Ω。故答案为：（1）见解答图；（2）断路；（3）当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（4）2；（5）25。【点评】本题探究电流与电压、电阻的关系，考查电路的连接、故障分析、操作过程及器材的要求，关键要能熟练运用串联分压原理。15．（5分）小南想“探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关”。他设计的实验电路如图甲所示，图乙为实验电路的装置示意图，两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的液体。（1）在“探究导体产生的热量跟电阻的关系中”：①在两个烧瓶中分别接入阻值不同（选填“相同”或“不同”）的电阻丝R1和R2；②该实验是通过温度计示数的变化来反映电流通过电阻丝产生热量的多少；③为了使实验现象更加明显。烧瓶内的液体应选用煤油（选填“水”、“煤油”）。（2）将乙图中两烧瓶内分别装入质量和初温都相同的不同液体a和b，并接入阻值大小相同的电阻，用来“探究不同物质的吸热能力”。根据测得的实验数据绘制的图象如丁图所示，由图象可知，液体a的比热容小于（选填“大于”、“小于”或“等于”）液体b的比热容。（3）请你为以上实验设计一个实验数据记录表格：01234【分析】（1）①探究导体产生的热量跟电阻的关系，要控制电流、通电时间相同，改变电阻；②电流产生热量的多少不能直接观察，而是通过温度计的示数的变化反映电流产生热量的多少，这是转换法；③为了在较短的时间内达到明显升温的实验效果，应该选择比热容较小的液体；（2）吸收相同热量，比热容小的，温度变化大；（3）在探究电流大小和通电时间相同，电流通过导体产生的热量与电阻的大小是否有关时。【解答】解：（1）①探究导体产生的热量跟电阻的关系，要控制电流、通电时间相同，改变电阻，故两个烧瓶接入阻值不同的电阻；②电流产生热量的多少不能直接观察，而是通过温度计的示数的变化反映电流产生热量的多少，这是转换法；③为了在较短的时间内达到明显升温的实验效果，应该选择比热容较小的液体，故选择煤油实验现象更明显；（2）如图可知，加热6min，质量相等的两种液体吸收热量相同，液体a的温度升高得快，故a的比热容小；（3）在探究电流大小和通电时间相同，电流通过导体产生的热量与电阻的大小是否有关时，应控制电阻不同，其它因素相同。表格如下。故答案为：（1）①不同；②温度计示数的变化；③煤油；（2）小于；（3）见解析图。【点评】探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”的实验考查了控制变量法、转换法、对实验的分析能力、焦耳定律、比热容的计算等，我们要能够根据相关的实验数据得出我们需要的知识，并能够将这些知识应用于生活。五、计算题（本大题共2小题，共15分）16．（7分）声音在不同介质中传播的速度不同。阅读表中一些介质中的声速，回答问题：在空心金属管的一端敲击一下，在另一端先后听到两个声音，已知敲击后声音通过空气传到另一端需要的时间为2.5s，两声相隔2.33s（此时气温约为15℃）。一些介质中的声速v（m/s）空气（0℃）331铜3750空气（15℃）340铝5000水（常温）1500铁5200（1）求空心金属管的长；（2）求声音在该金属管中的传播速度；（3）该金属管可能是由什么材料制成？如果在金属管里灌满水，用时间数据简要描述可能听到的声音情况。【分析】（1）已知声音在空气中的传播速度和时间，利用s＝vt求声音通过空气传到另一端的距离；（2）由表中数据可知，声音在空气传播速度慢，在金属管中传播速度快；知道时间差，求出声音在金属管内的传播速度；（3）对应数据表找出金属管的材料。计算出声音通过水传播需要的时间，同时抓住人耳能区分出不同介质传播过来的声音的条件是声音的时间间隔要大于0.1s这一条件分析作答。【解答】解：（1）声音在15℃空气中的传播速度v空气＝340m/s，t空气＝2.5s，空心金属管的长s＝v空气t空气＝340m/s×2.5s＝850m；（2）声音在空气传播速度小于在金属管中传播速度，则声音在空气传播时间大于在金属管中传播时间，所以由题意可知声音在金属管内传播的时间t金属＝t空气﹣Δt＝2.5s﹣2.33s＝0.17s；则声音在金属管内传播的速度v金属＝＝＝5000m/s；（3）根据前面计算出声音在金属管内传播的速度大小，对比表中数据可知，该金属管可能是铝制成的。如果在金属管里灌满水，则声音在水中传播的时间为t水＝≈0.57s，因为耳朵要区分出不同介质传播过来的声音的条件是声音的时间间隔要大于0.1s，而Δt1＝t空气﹣t水＝2.5s﹣0.57s＝1.93s＞0.1s，Δt2＝t水﹣t金属＝0.57s﹣0.17s＝0.4s＞0.1s，据此分析可知能听到三次声音，其依次是通过金属管、水和空气传播而来的。答：（1）空心金属管的长为850m；（2）声音在该金属管中的传播速度为5000m/s；（3）该金属管可能是铝制成的。如果在金属管里灌满水，能听到三次声音，其依次是通过金属管、水和空气传播而来的。【点评】本题考查了速度公式的应用，知道声音在空气和金属管中通过的距离相等，是解决此题的关键，同时抓住人耳能区分出不同介质传播过来的声音的条件是声音的时间间隔要大于0.1s这一条件分析作答，难度一般。17．（8分）如图甲是定值电阻R1和标有“6V3W”灯泡L的I﹣U关系图像。如图乙所示电路，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。当开关S、S1闭合、S2断开，将滑动变阻器的滑片P滑到b端时，电流表的示数为0.3A。求：（1）灯泡L正常发光时的电阻；（2）电源电压；（3）当闭合开关S、S2，断开S1，电压表示数为6V时，灯泡消耗的实际功率；（4）若电源的电压可调，闭合开关S、S2，断开S1时，保证电路安全的情况下，电源电压的最大值。【分析】（1）根据P＝可知灯泡L正常发光时的电阻；（2）当S、S1闭合、S2断开时，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，由图像可知，当电流为0.3A时，电阻R1两端的电压为U1＝3V，由欧姆定律算出滑动变阻器R2两端的电压，由串联电路电压的规律算出电源电压；（3）当开关S、S2闭合、断开S1时，滑动变阻器R2和灯泡L串联，当电压表示数为6V时，由串联电路电压的规律算出灯泡两端的电压，由图像可知灯泡中的电流，由P＝UI算出灯泡消耗的实际功率；（4）由欧姆定律算出灯泡正常发光时的电流；根据电流表的量程判断出电路允许的最大电流，由串联电路电压的规律算出变阻器R2两端的最大电压，根据串联电路电压规律计算电源电压的最大值。【解答】解：（1）灯泡正常发光时的电阻RL＝＝＝12Ω；（2）当S、S1闭合、S2断开时，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，由图像可知，当电流为0.3A时，电阻R1两端的电压为U1＝3V，根据欧姆定律可得滑动变阻器R2两端的电压U2＝IR2＝0.3A×20Ω＝6V，串联电路总电压等于各部分电压之和，则电源电压U＝U1+U2＝3V+6V＝9V；（3）当开关S、S2闭合、S1断开时，灯泡L和滑动变阻器R2串联，当电压表示数为6V时，即R2两端的电压为6V，灯泡两端的电压U实＝U﹣U′2＝9V﹣6V＝3V，由图像可知，灯泡中的电流为0.4A，则灯泡消耗的实际功率为P实＝U实I实＝3V×0.4A＝1.2W；（4）灯泡正常发光时的电流I额＝＝＝0.5A，串联电路各处电流相等，电流表的量程为0∼0.6A，所以电路允许的最大电流为0.5A，变阻器R2为最大阻值时，滑动变阻器两端的电压U2最大＝I最大R2＝0.5A×20Ω＝10V＜15V，灯泡两端电压的最大值U′L＝U额＝6V，电源电压的最大值U最大＝U2最大+U′L＝10V+6V＝16V。答：（1）灯泡L正常发光时的电阻为12Ω；（2）电源电压为9V；（3）当闭合开关S、S2、断开S1，电压表示数为6V时，灯泡消耗的实际功率为1.2W；（4）若电源的电压可调，闭合开关S、S2、断开S1时，保证电路安全的情况下，电源电压的最大值为16V。【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律的应用和电功率的计算，关键是从图中得出有用信息。六、综合能力题（本大题共2小题，共12分）18．（6分）阅读短文，回答问题。在2023年10月26日，神舟十七号航天员乘组成功进入了中国空间站。他们是在当天19时34分顺利打开空间站的“家门”，并受到了已经在空间站内的神舟十六号航天员乘组的热烈欢迎。两个航天员乘组在空间站内拍下了“全家福”（图甲），共同向全国人民报平安。期间，两个航天员乘组将共同在空间站工作生活约5天时间，完成各项既定工作，面对在空间站长期工作，航天员喝的水从哪里来？我国空间站的水资源主要来自三部分：其一，航天员（货运飞船）上行时携带的少量的水。另外的两部分水，自来空间站的“环控生保系统”——其工作原理图如图乙所示。“环控生保系统”启动后，冷凝水系统会把收集起来的水蒸气凝结成水，经净化系统净化后，存入饮水储水箱，供航天员饮用。尿处理系统采用蒸汽压缩蒸馏技术，从“尿”中取得“蒸馏水”，这些水经电解系统电解后得到氢气（H2），氢气（H2）在“萨巴蒂尔反应器”中发生化学反应，生成的水——再生水，再生水经净化系统深度净化后，也存入饮水储水箱。尿处理系统能够从6升尿液中提取出5升蒸馏水。萨巴蒂尔反应器最大产水速度为2.5升每小时。净化后的水，可以满足在空间站中长期作业的航天员饮用、清洁和制氧等用途。（1）火箭发射时，会产生频率低于20Hz的次声波（选填“超声波”或“次声波”），在图甲所示的情形下，三名在太空的航天员间交谈不需要（需要/不需要）通过无线电进行；（2）冷凝水系统中将