精品解析：2021年河南省安阳市内黄县中考一模物理试题

2021年河南省安阳市内黄县中考物理一模试卷 一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分） 1. 2021年1月20日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号”乙运载火箭，成功将“天通一号”03星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，任务获得圆满成功。如图所示，火箭发射时，发射架下腾起大量的“白气”，是由水蒸气发生 ___________（填物态变化名称）现象形成的；地面指挥中心是通过 ___________（选填“电磁波”或“超声波”）与轨道上运行的卫星联系的。 2. 如图所示，这是我国古老的医疗技法─刮痧，当刮痧板在身体上刮动时，这是通过______方式增加身体的内能；刮痧时要在皮肤上涂一些药油，当体表温度升高后，药物渗入人体的速度加快，这说明分子的热运动与物体的______有关。 3. 我国历史上一部不朽的著作《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。如图所示，“柢”即握柄，是磁体的___________（选填“N”或“S”）极，因为受到___________的作用，“柢”指向地理的南极附近。 4. 通常情况下，橡胶棒是 ___________（选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）；把用毛皮摩擦过橡胶棒靠近与作业纸摩擦过的塑料吸管，发现塑料吸管被推开，说明塑料吸管带 ___________电荷。 5. 如图甲所示，电源电压保持不变，定值电阻R1=10，滑动变阻器R2的规格为“30Ω；2A”，电压表的示数与滑动变阻器R2接入电路中阻值的关系如图乙所示。则电源电压为__________V；在保证电路安全的情况下，定值电阻R1消耗的最大功率为__________W；当滑动变阻器R2的滑片P移至最右端时，定值电阻R1在5min内产生的热量为__________J。 6. 如图所示，这是我国自行设计研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机鲲龙﹣600.若鲲龙﹣600以270km/h的速度匀速直线滑行10min，消耗航空煤油675kg，飞机发动机的功率为2.25×107W。则鲲龙﹣600在匀速直线滑行过程中受到的阻力 ___________N；675kg的航空煤油完全燃烧放出的热量为 ___________J；发动机的效率为 ___________。（航空煤油的热值为4×107J/kg） 二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求，第13~14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分） 7. 下列能源属于不可再生能源的是（　　） A. 风能 B. 水能 C. 太阳能 D. 核能 8. 水是生命之源，节约用水，从点滴做起。下列说法正确的是（　　） A. 0℃的冰的内能为零 B. 炎热的夏天洒水降温利用了水的比热容大的特点 C. 冰在熔化过程中吸收热量，温度不变，内能增加 D. 30℃的水比20℃的水所含的热量一定多 9. 关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（　　） A. 空气开关“跳闸”一定是出现了短路 B. 家庭电路中工作的用电器越多，总电阻越大 C. 可以用湿布擦拭正在工作的电灯 D. 及时更换家庭电路中绝缘皮破损的导线 10. 电子车票，也称“无纸化”车票，乘客网上购票后，直接通过“刷身份证”或“扫手机”即可顺利进站。如图所示，这是乘客通过“刷身份证”进站时的情景，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别乘客身份。与这一原理相同的是（　　） A. 动圈式话筒 B. 动圈式扬声器 C. 电磁继电器 D. 电磁起重机 11. 把两根阻值相同的电热丝串联接入电路，烧开一壶水所用时间为t0，若将这两根电热丝并联接入同一电路，则烧开同一壶水所需的时间为（不计热量损失）（ ） A. t0 B. t0 C. t0 D. 2 t0 12. 如图所示是小成测量未知电阻Rx实验电路，电源两端电压不变，其中R0为阻值已知的定值电阻，当开关S、S1闭合，开关S2断开时，电流表示数为I1；当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表示数为I2.则下列四个选项中，Rx的表达式正确的是（　　） A. Rx=R0 B. Rx= C. Rx= D. Rx=R0 13. 如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器R1的滑片P向上移动时，下列说法正确的是（　　） A. 电压表V1、V2示数不变，电流表A示数变大 B. 电压表V1、V2示数变大，电流表A示数变小 C. 电压表V2示数与电流表A示数的比值不变 D. 电压表V1示数与电流表A示数的乘积变大 14. 实验室的自动除湿器在空气中的相对湿度增加到一定量时会自动进行除湿，其内部的电路如图所示，控制电路中的电源电压保持不变，R为湿敏电阻，其阻值随相对湿度φ变化而变化，L为磁控开关，当电流大于或等于20mA时，L的两个磁性弹片相互吸合工作电路进行除湿。Rg为定值电阻，磁控开关L的线圈电阻不计。下列说法正确的是（　　） A. 当开关S闭合时，磁控开关L上端P的磁极为N极 B. 湿敏电阻R的阻值随相对湿度φ的增大而减小 C. 压缩机工作时将机械能转化为电能 D. 减小定值电阻Rg的阻值，可以在相对湿度φ较大时才开启除湿 三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分） 15. 小磁针静止时的指向如图所示，请在图中标出小磁针的N极及磁感线的方向。 16. 物理实践活动中，小聪想设计一个台灯，由两个开关控制，当只闭合开关一时，调节滑动变阻器可以改变灯的亮度；当只闭合开关二，灯亮但是无法调节灯的亮度。请你帮小聪用画笔代替导线完成图所示的电路设计。 四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题9分，共19分） 17. 如图所示，这是小明在做“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置，导体AB、开关，灵敏电流计用导线连接组成电路。 （1）实验中通过观察___________来判断是否产生感应电流； （2）闭合开关，导体AB静止不动，让蹄形磁铁水平向左运动，导体AB___________（选填“会”或“不会”）产生感应电流； （3）蹄形磁铁静止，让导体AB水平向左运动，再让导体AB水平向右运动，这是为了“探究感应电流的方向与___________方向有关”； （4）小明进一步猜想，产生感应电流的大小可能与导体AB运动的速度有关，为了验证猜想，他应进行的操作是___________。 18. 小聪利用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”电源电压为4.5V且保持不变，定值电阻的值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，滑动变阻器的规格为““50Ω 1A”。 （1）根据电路图连接电路的过程中，开关应该___________；闭合开关前应将滑动变阻器滑片P移至最___________（选填“左”或“右）端； （2）实验中为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验，应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持___________V不变； （3）实验中断开开关将5Ω定值电阻更换为10Ω定值电阻后直接闭合开关，为使电压表示数恢复到原来的值，应将滑动变阻器滑片向___________（选填“左”或“右”）适当滑动； （4）小聪进行了五次实验。根据实验数据画出了电流与电阻关系的图像如图乙所示，分析图像可知，在进行阻值为___________Ω的定值电阻连入电路时的实验数据是错误的。正确纠正错误实验后根据图像可得出结论：___________。 19. 在“测量小灯泡额定功率”的实验中，实验室提供了如下器材：被测额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时灯丝的电阻约为8Ω），电压恒为6V的电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个，导线若干。 （1）小聪设计了如图甲所示的电路图，请你用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整； （2）连好电路，闭合开关S，小聪发现灯泡不发光，电流表无示数，电压表指针偏转超过量程，则电路故障的原因可能是 ___________； （3）排除故障后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，电压表和电流表对应的示数如下表。 实验序号 1 2 3 4 电压表示数U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 电流表示数I/A 0.14 0.18 0.20 0.24 分析表格数据可知，小灯泡额定功率为 ___________W；小灯泡灯丝的电阻随小灯泡实际功率的增大而 ___________； （4）为了完成本次实验，小聪应选用滑动变阻器的规格为 ___________（选填“10Ω，2A”或“50Ω，1A”）； （5）完成实验后，爱动脑筋的小聪又设计了一种不用电压表测量已知额定电流为I额的小灯泡的额定功率的方案，设计了如图丙所示的电路，请将下列实验步骤补充完整。 ①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器，___________； ②闭合开关S、S2，断开开关S1，___________，记录下此时电流表示数为I； ③小灯泡额定功率的表达式：P额=___________。（用I额、I、R0表示） 五、综合应用题（本题共2小题，第20题9分，第21题8分，共17分） 20. 如图甲所示，这是小聪家的电热开水器，有加热挡和保温挡，铭牌部分参数如表所示，其简化电路图如图乙所示，其中R1和R2均为加热电阻，且阻值不随温度而变化。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 额定电压U额/V 220 加热电阻R2/Ω 70 保温挡额定功率P保/W 440 （1）闭合开关___________时，电热开水器处于高温挡； （2）保温挡正常工作时，通过电热开水器的电流是多少？发热电阻R1的阻值是多少？ （3）电热开水器中质量为10kg，初温为15℃的水温度升高到95℃，水吸收的热量是多少？ （4）爱观察的小聪发现用电高峰时，电热开水器加热的时间比平时长，于是他关闭家里其他所有用电器，只让电热开水器以高温挡工作，发现在30s内家中如图丙所示的电能表的转盘转了25转，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？ 21. 在物理实践活动中，兴趣小组的同学们设计了一种苹果自动筛选装置，如图甲所示，能将质量小于一定标准的苹果自动剔除。其原理如图乙所示，电源电压恒定为12V，定值电阻R0=20Ω，水平轻质传送带上的苹果经过装有压敏电阻R的检测区间时，使压敏电阻R的阻值发生变化，当电压表示数等于或小于3V时，机械装置启动，将质量不达标的小苹果推出传送带，实现自动筛选功能。压敏电阻R的阻值随压力F变化关系如图丙所示。（g取10N/kg） （1）传送带利用电动机工作，电动机的工作原理是___________； （2）该装置能够剔除质量小于多少千克的苹果？ （3）当通过检测区的苹果的质量为0.5kg时，此时电路消耗的总功率是多少？ （4）要让该装置剔除苹果的质量增大，应___________（选填“增大”或“减小”）定值电阻R0的阻值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2021年河南省安阳市内黄县中考物理一模试卷 一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分） 1. 2021年1月20日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号”乙运载火箭，成功将“天通一号”03星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，任务获得圆满成功。如图所示，火箭发射时，发射架下腾起大量的“白气”，是由水蒸气发生 ___________（填物态变化名称）现象形成的；地面指挥中心是通过 ___________（选填“电磁波”或“超声波”）与轨道上运行的卫星联系的。 【答案】 ①. 液化 ②. 电磁波 【解析】 【详解】[1]物质由气态变为液态叫液化。发射架下腾起大量的“白气”，是由水蒸气遇冷发生液化形成的。 [2]电磁波的传播不需要介质，能够在真空中传播，地面指挥中心是通过电磁波与轨道上运行的卫星联系的。 2. 如图所示，这是我国古老的医疗技法─刮痧，当刮痧板在身体上刮动时，这是通过______方式增加身体的内能；刮痧时要在皮肤上涂一些药油，当体表温度升高后，药物渗入人体的速度加快，这说明分子的热运动与物体的______有关。 【答案】 ①. 做功 ②. 温度 【解析】 【详解】[1]当刮痧板在身体上刮动时，刮痧板与身体摩擦做功，通过做功方式增加内能，身体会感觉到热。 [2]当体表温度升高后，药物分子无规则运动的速度加快，所以渗入人体的速度加快，说明分子的热运动与物体的温度有关。 3. 我国历史上一部不朽的著作《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。如图所示，“柢”即握柄，是磁体的___________（选填“N”或“S”）极，因为受到___________的作用，“柢”指向地理的南极附近。 【答案】 ①. S ②. 地磁场 【解析】 【详解】[1][2]“柢”指向地理的南极附近，即地磁北极附近，由异名磁极相互吸引可知，“柢”是磁体的S极。司南是在地磁场的作用下工作的。 4. 通常情况下，橡胶棒是 ___________（选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）；把用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近与作业纸摩擦过的塑料吸管，发现塑料吸管被推开，说明塑料吸管带 ___________电荷。 【答案】 ①. 绝缘体 ②. 负 【解析】 【详解】[1]通常情况下，橡胶棒不容易导电，是绝缘体。 [2]用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，橡胶棒靠近摩擦过的塑料吸管，吸管被推开，即两者是相互排斥的，所以它们带同种电荷，说明吸管也是带负电的。 5. 如图甲所示，电源电压保持不变，定值电阻R1=10，滑动变阻器R2的规格为“30Ω；2A”，电压表的示数与滑动变阻器R2接入电路中阻值的关系如图乙所示。则电源电压为__________V；在保证电路安全的情况下，定值电阻R1消耗的最大功率为__________W；当滑动变阻器R2的滑片P移至最右端时，定值电阻R1在5min内产生的热量为__________J。 【答案】 ①. 24 ②. 40 ③. 1080 【解析】 【详解】[1]两个电阻串联，电压表测量定值电阻R1两端的电压，如图乙所示，当滑动变阻器接入的阻值为10Ω时，电压表的示数为12V，此时定值电阻的阻值也为10Ω，根据串联分压，滑动变阻器接入的阻值等于定值电阻的阻值，故滑动变阻器两端的电压等于定值电阻两端的电压等于12V，故电源电压为24V。 [2]当滑动变阻器接入的阻值为零时，电路中的电流最大，最大电流为 此时滑动变阻器已经烧坏了，根据滑动变阻器可知，电路中的最大电流为2A，则定值电阻R1消耗的最大功率为 [3]当滑动变阻器R2的滑片P移至最右端时，滑动变阻器全部接入，滑动变阻器接入的阻值为30Ω，此时电路中的电流为 则定值电阻R1在5min内产生的热量为 6. 如图所示，这是我国自行设计研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机鲲龙﹣600.若鲲龙﹣600以270km/h的速度匀速直线滑行10min，消耗航空煤油675kg，飞机发动机的功率为2.25×107W。则鲲龙﹣600在匀速直线滑行过程中受到的阻力 ___________N；675kg的航空煤油完全燃烧放出的热量为 ___________J；发动机的效率为 ___________。（航空煤油的热值为4×107J/kg） 【答案】 ①. 3×105 ②. 2.7×1010 ③. 50% 【解析】 【详解】[1]滑行10min牵引力做功 W=Pt=2.25×107W×10×60s=1.35×1010J 飞机滑行10min通过的路程 飞机受到的牵引力 因为飞机做匀速直线运动，受力平衡，所以飞机受到的阻力 f=F=3×105N [2]航空煤油完全燃烧放出的热量 Q放=mq航空煤油=675kg×4×107J/kg=2.7×1010J [3]发动机的效率 二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求，第13~14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分） 7. 下列能源属于不可再生能源的是（　　） A. 风能 B. 水能 C. 太阳能 D. 核能 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】可再生能源能从自然界里源源不断的得到补充，风能、水能、太阳能都能从自然界源源不断得到补充，属于可再生能源；不可再生能源不能短时期内从自然界得到补充，核能消耗后，短时期内不能从自然界得到补充，属于不可再生能源。 故答案选D。 8. 水是生命之源，节约用水，从点滴做起。下列说法正确的是（　　） A. 0℃的冰的内能为零 B. 炎热的夏天洒水降温利用了水的比热容大的特点 C. 冰在熔化过程中吸收热量，温度不变，内能增加 D. 30℃的水比20℃的水所含的热量一定多 【答案】C 【解析】 【详解】A．一切物体都有内能，所以0℃的水内能不为零，故A错误； B．炎热夏天往地上洒水降温，主要是利用了水蒸发吸热的原理，故B错误； C．冰是晶体，在熔化过程中吸收热量，温度不变，但内能一定增大，故C正确； D．热量是一个过程量，不能说含有热量，只能说吸收或放出热量，故D错误。 故选C。 9. 关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（　　） A. 空气开关“跳闸”一定是出现了短路 B. 家庭电路中工作的用电器越多，总电阻越大 C. 可以用湿布擦拭正在工作的电灯 D. 及时更换家庭电路中绝缘皮破损的导线 【答案】D 【解析】 【详解】A．当电路发生短路或用电器的总功率过大时，空气开关会发生跳闸现象，故A错误； B．家庭电路工作时，家用电器越多，并联电阻越多，电阻越小，故B错误； C．自来水容易导电，用湿布擦拭正在工作的电灯，可能会发生触电事故，故C错误； D．电线的绝缘皮破损老化时应及时更换，否则容易发生触电事故，故D正确。 故选D。 10. 电子车票，也称“无纸化”车票，乘客网上购票后，直接通过“刷身份证”或“扫手机”即可顺利进站。如图所示，这是乘客通过“刷身份证”进站时的情景，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别乘客身份。与这一原理相同的是（　　） A. 动圈式话筒 B. 动圈式扬声器 C. 电磁继电器 D. 电磁起重机 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】由题意可知，刷身份证时会产生感应电流，即由磁产生电，有感应电流产生，所以其工作原理为电磁感应现象； A．动圈式话筒也是由磁产生电，为发电机的工作原理，是根据电磁感应现象制成的，故A符合题意； B．动圈式扬声器，是根据通电导体在磁场中受力而运动的原理制成的，故B不符合题意； CD．电磁继电器和电磁起重机是根据通电螺线管的磁性来工作的，运用电流的磁效应，故CD不符合题意。 故选A。 11. 把两根阻值相同的电热丝串联接入电路，烧开一壶水所用时间为t0，若将这两根电热丝并联接入同一电路，则烧开同一壶水所需的时间为（不计热量损失）（ ） A. t0 B. t0 C. t0 D. 2 t0 【答案】C 【解析】 【详解】烧开同一壶水所需热量相同,设为Q吸，每根电热丝的阻值为R，两根阻值电热丝串联接入电路，R串＝2R, 烧开一壶水所需时间为t0，Q吸＝I2R串t0＝t0，将这两根电热丝并联连入电路，并联电阻：R并＝ R,将这两根电热丝并联连入电路，则烧开同一壶水所需时间为t，吸热：Q吸＝I2R并t＝t，可得：t0＝，解得：t＝t0.故选C. 【点睛】烧开同一壶水所需热量相同，两根阻值电热丝串联，加热时间为t0，利用焦耳定律求吸收的热量；将这两根电热丝并联连入电路，则烧开同一壶水所需时间为t，利用焦耳定律求吸收的热量；据此列方程求将这两根电热丝并联连入电路，烧开同一壶水所需时间． 12. 如图所示是小成测量未知电阻Rx的实验电路，电源两端电压不变，其中R0为阻值已知的定值电阻，当开关S、S1闭合，开关S2断开时，电流表示数为I1；当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表示数为I2.则下列四个选项中，Rx的表达式正确的是（　　） A. Rx=R0 B. Rx= C. Rx= D. Rx=R0 【答案】D 【解析】 【详解】由图可知，当开关S、S1闭合，开关S2断开时，R0与Rx并联，电流表测R0支路的电流，示数为I1，当开关S、S2闭合，开关S1断开时，R0与Rx并联，电流表测干路的电流，示数为I2，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过Rx的电流 Ix=I2-I1 因并联电路中各支路两端的电压相等，电源的电压 U=I1R0 Rx的阻值 故选D。 13. 如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器R1的滑片P向上移动时，下列说法正确的是（　　） A. 电压表V1、V2示数不变，电流表A示数变大 B. 电压表V1、V2示数变大，电流表A示数变小 C. 电压表V2示数与电流表A示数的比值不变 D. 电压表V1示数与电流表A示数的乘积变大 【答案】CD 【解析】 【详解】由电路图可知，定值电阻R2与滑动变阻器R1串联，电压表V1测电源电压，电压表V2测定值电阻R2两端的电压，电流表测电路中的电流。 AB．闭合开关S，当滑动变阻器R1的滑片P向上移动时，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，由可知电路中的电流变大，即电流表A的示数变大，由U=IR可知，定值电阻R2两端的电压变大，V2的示数变大，电源电压不变，电压表V1的示数不变，故AB错误； C．电压表V2示数与电流表A示数的比值即为定值电阻R2的阻值，定值电阻的阻值不变，所以电压表V2示数与电流表A示数的比值不变，故C正确； D．电源电压不变，电压表V1的示数不变，电路中电流变大，所以电压表V1示数与电流表A示数的积变大，故D正确。 故选CD。 14. 实验室的自动除湿器在空气中的相对湿度增加到一定量时会自动进行除湿，其内部的电路如图所示，控制电路中的电源电压保持不变，R为湿敏电阻，其阻值随相对湿度φ变化而变化，L为磁控开关，当电流大于或等于20mA时，L的两个磁性弹片相互吸合工作电路进行除湿。Rg为定值电阻，磁控开关L的线圈电阻不计。下列说法正确的是（　　） A. 当开关S闭合时，磁控开关L上端P的磁极为N极 B. 湿敏电阻R的阻值随相对湿度φ的增大而减小 C. 压缩机工作时将机械能转化为电能 D. 减小定值电阻Rg的阻值，可以在相对湿度φ较大时才开启除湿 【答案】AB 【解析】 【详解】A．当开关S闭合时，螺线管中的电流从上端流入，下端流出，根据安培定则可知，磁控开关L上端P的磁极为N极，故A正确； B．根据题意可知，当电流大于或等于20mA时，L的两个磁性弹片相互吸合工作电路进行除湿，这说明湿度变大，衔铁被吸下，电磁铁的磁性增强，由于电磁铁的线圈匝数不变，则表明通过电磁铁的电流变大，即电路的总电阻变小，湿敏电阻的阻值减小，故湿敏电阻R的阻值随相对湿度φ的增大而减小，故B正确； C．压缩机的主要部件是电动机，电动机工作时，会消耗电能，电能主要转化为机械能，故C错误； D．减小定值电阻Rg阻值，对控制电路没有影响，故D错误。 故选AB。 三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分） 15. 小磁针静止时的指向如图所示，请在图中标出小磁针的N极及磁感线的方向。 【答案】 【解析】 【详解】由图可知电流从螺线管的左侧流入、右侧流出，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，则大拇指所指的右端为通电螺线管为N极，其左端为S极。因异名磁极相互吸引，所以小磁针静止时其右端为N极；因为磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，所以图中磁感线的方向向左，如图所示： 。 16. 物理实践活动中，小聪想设计一个台灯，由两个开关控制，当只闭合开关一时，调节滑动变阻器可以改变灯的亮度；当只闭合开关二，灯亮但是无法调节灯的亮度。请你帮小聪用画笔代替导线完成图所示的电路设计。 【答案】 【解析】 【详解】开关应该接到火线和用电器之间；当只闭合开关一，调节它的旋钮（相当于移动滑动变阻器），可以改变灯的亮度，即说明开关一、滑动变阻器和灯泡串联；只闭合另一个开关二，灯也可以亮，但是无法调节灯的亮度，说明开关二与灯泡串联；如图所示： 四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题9分，共19分） 17. 如图所示，这是小明在做“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置，导体AB、开关，灵敏电流计用导线连接组成电路。 （1）实验中通过观察___________来判断是否产生感应电流； （2）闭合开关，导体AB静止不动，让蹄形磁铁水平向左运动，导体AB___________（选填“会”或“不会”）产生感应电流； （3）蹄形磁铁静止，让导体AB水平向左运动，再让导体AB水平向右运动，这是为了“探究感应电流的方向与___________方向有关”； （4）小明进一步猜想，产生感应电流的大小可能与导体AB运动的速度有关，为了验证猜想，他应进行的操作是___________。 【答案】（1）电流表指针是否偏转 （2）会 （3）导体运动 （4）见解析 【解析】 【小问1详解】 实验时，通过观察电流表的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流，用到转换法。 【小问2详解】 闭合开关，导体AB静止不动，让蹄形磁铁水平向左运动，以磁铁为参照物，导体做的是切割磁感线的运动，所以就会产生感应电流。 【小问3详解】 让导体AB沿水平向左运动时，让导体AB沿向右运动时，导体运动的方向不同，观察电流表的指针方向的变化，探究感应电流的方向与导体运动的方向是否有关。 【小问4详解】 为了探究感应电流的大小与导体运动速度是否有关，根据控制变量法，应该保持磁场强弱不变，只改变导体运动速度，观察电流表指针的偏转角度。 18. 小聪利用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”电源电压为4.5V且保持不变，定值电阻的值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，滑动变阻器的规格为““50Ω 1A”。 （1）根据电路图连接电路的过程中，开关应该___________；闭合开关前应将滑动变阻器滑片P移至最___________（选填“左”或“右）端； （2）实验中为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验，应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持___________V不变； （3）实验中断开开关将5Ω定值电阻更换为10Ω定值电阻后直接闭合开关，为使电压表示数恢复到原来的值，应将滑动变阻器滑片向___________（选填“左”或“右”）适当滑动； （4）小聪进行了五次实验。根据实验数据画出了电流与电阻关系的图像如图乙所示，分析图像可知，在进行阻值为___________Ω的定值电阻连入电路时的实验数据是错误的。正确纠正错误实验后根据图像可得出结论：___________。 【答案】（1） ①. 断开 ②. 右 （2）1.5 （3）右 （4） ①. 20 ②. 见解析 【解析】 【小问1详解】 [1][2]根据电路图连接电路的过程中，为保护电路，开关应该断开，闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至阻值最大处，即最右端。 【小问2详解】 设控制定值电阻两端的电压至少保持UV，由串联电路的规律和分压原理得 当定值电阻最大时，对应的变阻器连入电路最大，电压表示数最小，即 电阻的最小电压为UV=1.5V。 【小问3详解】 根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表示数恢复到原来的值。 【小问4详解】 [1][2]根据如图乙画出的电流与电阻关系的图像知，除定值电阻为20Ω外，电流与电阻之积为 UV=IR=0.6A×5Ω=3V 故在进行阻值为20Ω的定值电阻连入电路时的实验数据是错误的；去掉这组数据后，因电流与电阻之积为一定值，故得出结论：在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 19. 在“测量小灯泡额定功率”的实验中，实验室提供了如下器材：被测额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时灯丝的电阻约为8Ω），电压恒为6V的电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个，导线若干。 （1）小聪设计了如图甲所示的电路图，请你用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整； （2）连好电路，闭合开关S，小聪发现灯泡不发光，电流表无示数，电压表指针偏转超过量程，则电路故障的原因可能是 ___________； （3）排除故障后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，电压表和电流表对应的示数如下表。 实验序号 1 2 3 4 电压表示数U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 电流表示数I/A 0.14 0.18 0.20 0.24 分析表格数据可知，小灯泡的额定功率为 ___________W；小灯泡灯丝的电阻随小灯泡实际功率的增大而 ___________； （4）为了完成本次实验，小聪应选用的滑动变阻器的规格为 ___________（选填“10Ω，2A”或“50Ω，1A”）； （5）完成实验后，爱动脑筋的小聪又设计了一种不用电压表测量已知额定电流为I额的小灯泡的额定功率的方案，设计了如图丙所示的电路，请将下列实验步骤补充完整。 ①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器，___________； ②闭合开关S、S2，断开开关S1，___________，记录下此时电流表的示数为I； ③小灯泡额定功率的表达式：P额=___________。（用I额、I、R0表示） 【答案】（1） （2）灯泡断路 （3） ①. 0.6 ②. 增大 （4）“50Ω，1A” （5） ①. 使电流表的示数为I额 ②. 保持滑动变阻器滑片P不动 ③. I额(I-I额)R0 【解析】 【小问1详解】 灯泡的额定电流约为 所以电流表量程选择0~0.6A；滑动变阻器采用“一上一下”的方式串联在电路中，电压表与灯泡并联，如下图所示： 【小问2详解】 闭合开关S，小聪发现灯泡不发光，电流表无示数，可能电路出现了断路现象；电压表指针偏转超过量程，说明电压表与电源之间是接通的，测量的是电源电压，所以故障可能是灯泡断路。 【小问3详解】 [1]根据表格中的数据可知，灯泡正常发光时的电流为0.24A，则灯泡的额定功率为 PL=ULIL=2.5V×0.24A=0.6W [2]根据P=UI可知，随着灯泡两端的电压变大，通过灯泡的电流变大，灯泡的实际功率变大；四次测量的电阻值分别为 由此可知，小灯泡灯丝的电阻随小灯泡实际功率的增大而增大。 【小问4详解】 电路中电流最小时，电路中的总电阻最大，则电流最小时总电阻为 此时滑动变阻器接入电路的电阻为 R'=R-R1=43Ω-7.1Ω=35.9Ω 故应该选择“50Ω 1A”的滑动变阻器。 小问5详解】 [1]闭合开关S、S1，断开开关S2时，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I额，此时灯泡与定值电阻R0并联在电路中，电流表测量的是通过灯泡的电流。 [2]闭合开关S、S2，断开开关S1，滑动变阻器滑片位置不变，记录下此时电流表的示数为I，此时灯泡与定值电阻R0并联，电流表测量的是总电流；此时通过定值电阻的电流为 I'=I-I额 定值电阻两端的电压为 U=I'R0=(I-I额)R0 根据并联电路的电压规律可知，灯泡两端的电压，即额定电压为 U额=U=(I-I额)R0 [3]小灯泡额定功率的表达式 P额=U额I额=I额(I-I额)R0 五、综合应用题（本题共2小题，第20题9分，第21题8分，共17分） 20. 如图甲所示，这是小聪家的电热开水器，有加热挡和保温挡，铭牌部分参数如表所示，其简化电路图如图乙所示，其中R1和R2均为加热电阻，且阻值不随温度而变化。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 额定电压U额/V 220 加热电阻R2/Ω 70 保温挡额定功率P保/W 440 （1）闭合开关___________时，电热开水器处于高温挡； （2）保温挡正常工作时，通过电热开水器的电流是多少？发热电阻R1的阻值是多少？ （3）电热开水器中质量为10kg，初温为15℃的水温度升高到95℃，水吸收的热量是多少？ （4）爱观察的小聪发现用电高峰时，电热开水器加热的时间比平时长，于是他关闭家里其他所有用电器，只让电热开水器以高温挡工作，发现在30s内家中如图丙所示的电能表的转盘转了25转，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？ 【答案】（1）S1和S2闭合 （2）2A；40Ω （3）3.36×106J （4）200V 【解析】 【小问1详解】 当开关S1闭合，S2断开时，两电阻串联，电阻较大，根据可知此时的电功率较小，处于低温挡；当开关S1和S2都闭合时，只有电阻R1工作，电阻较小，根据可知此时的电功率较大，处于高温挡。 【小问2详解】 低温挡电烤箱的电功率为440W，根据P=UI得低温挡工作时电路中的电流 当只闭合S1时，两电阻串联，为低温挡，电路的总电阻 发热电阻R1的阻值 R1=R-R2=110Ω-70Ω=40Ω 【小问3详解】 水吸收的热量为 Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(95℃-15℃)=3.36×106J 【小问4详解】 电能表转盘转25转时，消耗的电能为 实际功率为 用电高峰时家庭电路的实际电压 21. 在物理实践活动中，兴趣小组的同学们设计了一种苹果自动筛选装置，如图甲所示，能将质量小于一定标准的苹果自动剔除。其原理如图乙所示，电源电压恒定为12V，定值电阻R0=20Ω，水平轻质传送带上的苹果经过装有压敏电阻R的检测区间时，使压敏电阻R的阻值发生变化，当电压表示数等于或小于3V时，机械装置启动，将质量不达标的小苹果推出传送带，实现自动筛选功能。压敏电阻R的阻值随压力F变化关系如图丙所示。（g取10N/kg） （1）传送带利用电动机工作，电动机的工作原理是___________； （2）该装置能够剔除质量小于多少千克的苹果？ （3）当通过检测区的苹果的质量为0.5kg时，此时电路消耗的总功率是多少？ （4）要让该装置剔除苹果的质量增大，应___________（选填“增大”或“减小”）定值电阻R0的阻值。 【答案】（1）见解析 （2）0.1kg （3）3.6W （4）减小 【解析】 【小问1详解】 电动机工作时，将电能转化为机械能，电动机的工作原理是通电的线圈受到力的作用而转动。 【小问2详解】 当U0=3V时，电路中的电流 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，压敏电阻两端的电压 U1=U-U0=12V-3V=9V 则压敏电阻的阻值 查图表得压力 F=G=1N 水果的质量 经筛选后达标水果的最小质量是0.1kg。 【小问3详解】 当通过检测区的苹果的质量为0.5kg时，即当重力为 G′=m′g=0.5kg×10N/kg=5N 的水果经过检测点时，由图乙知，R2=20Ω，根据电阻的串联和欧姆定律，电路中的电流 电路的总功率是 P=UI′=12V×0.3A=3.6W 【小问4详解】 由图乙知两电阻串联，根据串联电路电阻分压作用 分析图丙可知，当F增大时，R减小，要让该装置剔除苹果的质量增大，即压力F增大，压敏电阻R减小，由 可知R0的阻值也相应的减小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$