河南省郑州市登封市嵩阳中学2023-2024学年九年级上学期十二与月考物理试卷

2023-2024学年河南省郑州市登封市嵩阳中学九年级（上）月考物理试卷（12月份） 一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分） 1．（2分）《警世贤文•勤奋篇》中写到“宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来”。在磨刀石上打磨宝剑时，通过 　 　的方式改变了宝剑的内能；梅花飘香是 　 　现象。 2．（2分）内燃机一个工作循环有四个冲程，其中将机械能转化为内能的是 　 　冲程。若某单缸四冲程汽油机每秒对外做功20次，则该汽油机飞轮的转速为 　 　r/min。 3．（2分）教室里的9盏LED护眼灯的连接方式是 　 　联。LED灯发光效率高，其发光部分主要由 　 　材料制成。 4．（3分）2022年12月15日，长征二号丁运载火箭在西昌卫星发射中心发射升空，成功将遥感三十六号卫星送入预定轨道　 　能转化为 　 　能。若火箭使用的燃料热值为1.4×108J/kg，则完全燃烧60kg该燃料放出的热量是 　 　J。 5．（3分）在如图所示的电路中，电源电压3V，R1＝10Ω，电压表量程为0～3V，电流表A和A1量程为0～0.6A。闭合开关S，电压表的示数为 　 　V。当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电压表示数与电流表A1示数的比值 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。为确保电表安全，R2连入电路的阻值最小为 　 　Ω。 6．（2分）如图所示，小明的书桌上摆放了一个有趣的科学玩具——牛顿摆。当最左边的小球撞击紧密排列的另外四个球后，最右边的小球向右摆动，最左边的小球向左摆……，小明发现随着时间的推移两侧小球摆动的幅度越来越小，能量是不是逐渐消失了？　 　。简述你的理由 　 　。 二、单选题（本题8小题，共16分。第7～12题，每题2分，每小题只有一个选项符合题目要求。第13～14题，每题2分，每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得2分，只选1个且正确的得1分，有选错的得0分） 7．（2分）如图所示，小朋友从弯道型的塑料滑梯上匀速下滑，头发丝一根根竖起，下列分析正确的是（　　） A．摩擦过程中，产生了新的电荷 B．下滑过程中臀部变热，是由于其含有的热量变多 C．竖起的头发丝是因为分子间有斥力 D．形成“怒发冲冠”现象的原理和验电器的原理相同 8．（2分）甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细线悬挂，相互作用情况如图所示。如果丙带正电，则甲（　　） A．一定带负电 B．可能带负电 C．一定不带电 D．可能带正电 9．（2分）为了安全，电动自行车刹车时，电动机须断电。电动自行车左右两刹车手柄中分别安装有开关S1和S2，S是钥匙控制的电源开关。行驶中当任一只手柄刹车时，电动机都会立即断电。下列电路中满足要求的是（　　） A． B． C． D． 10．（2分）在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，小茜采用了如图甲、乙所示的实验装置（透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（　　） ①U形管中液面高度差的变化反映了电阻产生热量的多少 ②图甲左、右两边容器中电阻丝的电流相同 ③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值等于10Ω ④图甲的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象 A．①② B．①②③ C．①②④ D．③④ 11．（2分）中国的5G技术全球领先。5G最大的优势就在于它的网络连接速度非常快，下行速率均达到了1.4Gbps。5G智能手机的电池电压最接近于（　　） A．4V B．36V C．220V D．380V 12．（2分）如图所示为单相电子式电能表，关于该电能表下列说法正确的是（　　） A．允许通过的最大电流为10A B．该表可以随意调零 C．此时的示数为13148kW•h D．指示灯闪2500次表示消耗电能3.6×106J （多选）13．（2分）如图所示的是某地下停车场烟雾报警器的简化原理图，电源电压保持不变，R0为定值电阻，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大，当电路中的电压表指针偏转至某一角度时报警器开始报警。若想使报警器在烟雾较淡时就触发报警。以下方式错误的是（　　） A．增加激光强度 B．减小 R0 的阻值 C．增大电源电压 D．改接大量程电压表 （多选）14．（2分）图甲是探究欧姆定律的实验电路，电源电压恒定，R1是滑动变阻器，R2是定值电阻；图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2示数变化关系的图象。下列说法中正确的是（　　） A．电源电压是3V B．定值电阻阻值是10Ω C．当电压表V1、V2的示数相等时，滑片在滑动变阻器的中点位置 D．图线a是电流表A的示数随电压表V1的示数变化关系图象 三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分） 15．（2分）手机常常设置静音，若开启如图的“口袋模式”，能使口袋里的手机在来电时响铃，响铃停止。其原理为：有两个开关S1、S2，当接收来电时S1闭合；若手机放在口袋这种封闭黑暗的环境中，开关S2闭合，若将手机从口袋拿出来后，开关S2断开。请你设计出符合要求的电路图。 16．（2分）如图所示，甲、乙两地相距40km，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，为确定短路位置，检修员在甲地利用电压表、电流表、电源、导线接成电路进行测量并计算 四、实验探究题（本题3小题，第17题5分，18题6分，19题8分，共19分） 17．（5分）小辉和实验小组同学用如图甲所示实验装置做“比较不同物质吸热的情况”实验。他们记录数据并绘制出水和食用油温度随加热时间变化的图象，如图乙。 （1）实验前应保证水和食用油的 　 　相同； （2）加热相同的时间，小辉发现油的温度升得更高，他认为此过程中油吸收的热量比水吸收的热量多　 　； （3）由乙图可知，水和食用油升高相同的温度，　 　的加热时间更长，说明它的吸热能力更 　 　； （4）冬天，如果你想做个暖手袋，选择水还是油作为供暖物质效果更佳呢？　 　。 18．（6分）小明利用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，五个定值电阻的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω，电源电压由三节新干电池提供。 （1）请根据图甲所示的电路图，找出图乙中接错的那一根导线，在这根导线上打“×”； （2）小明将5Ω的定值电阻接入电路进行实验，连接完实验电路，检查无误后，电路正常工作。过一段时间后，突然发现一个电表的示数变为零，则可能的情况是 　 　； A.变阻器短路，电压表示数为零 B.变阻器断路，电流表示数为零 C.定值电阻断路，电流表示数为零 （3）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表示数。接下来小明打算将5Ω电阻换成10Ω继续进行实验，闭合开关后　 　（选填“左”或“右”）调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数不变，记录电流表示数； （4）小明将剩余的三个电阻分别接入电路，记下每次对应的电流表的示数，根据实验数据画出如图丙所示的图象　 　； （5）若实验器材中有多种规格的滑动变阻器可以选择，控制定值电阻两端的电压与上述实验中一样，为了能利用这五个电阻顺利完成实验　 　Ω。 19．（8分）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5V。小丽按照图甲正确连接电路后进行实验。 （1）测量小灯泡电功率的原理是 　 　（用公式表示）； （2）当灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，小灯泡额定功率为 　 　W； （3）小丽在实验时调节滑动变阻器的滑片进行了多次测量，测量小灯泡电功率 　 　（选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值； （4）下表是实验中测量的几组数据，其中一个电流数据有误，此数据为 　 　。根据其余正确数据发现小灯泡灯丝电阻不是定值，分析原因是 　 　； U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 I/A 0.2 0.25 0.28 0.38 小灯泡亮度 由暗到亮 （5）小丽忽然想起之前用两个完好的小灯泡，按照图乙所示的电路图进行实验探究时出现的实验现象：闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2不亮。当时小丽还以为是L2的灯丝断了。通过对表格中内容的分析，小丽明白了灯L2不亮的原因是 　 　； （6）小明设计了如图丁所示的电路，用一个电流表测量额定电压为U额的小灯泡L2额定功率，已知定值电阻的阻值为R0，电源电压未知。请你完成下面的步骤： ①将电流表串联b点，只闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为 　 　，灯泡正常发光； ②只闭合开关S和S2，变阻器滑片位置和电流表位置保持不动，读出电流表示数是I； ③小灯泡L2的额定功率表达式为：P额＝　 　（用字母U额、I、R0表示）。 五、综合应用题（本题共两小题，第20题7分，21题10分，共17分） 20．（7分）小明根据所学电学知识设计了一个电子身高测量仪，如图。已知定值电阻R0＝5Ω，电源电压恒为4.5V，R的规格为“20Ω，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A。 （1）当被测身高增加时，电流表的示数 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （2）当R实际接入的电阻值为5Ω时，通过R的电流是多少？ （3）为保证各元件安全，变阻器R接入电路中的阻值范围是多少？ 21．（10分）电热水壶因为具有加热速度快，保温效果好等优点备受人们喜爱。如图所示是电热水壶简化的电路图。其中R1和R2为发热电阻，S1为总开关，S2为挡位开关，有1、2两个触点，可以控制壶的“加热”和“保温”两挡。表中数据为该电热水壶的部分工作参数。【ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）】 （1）电热水壶的电源线很短，因此电阻 　 　产生热量 　 　，更加安全； （2）如果电热水壶处于加热挡，则S1闭合，S2接 　 　（选填“1”或“2”）； （3）发热电阻R2的阻值是多少？ （4）如果向电热水壶中加入1L水，加热4min水温升高了50℃这段时间电热水壶的加热效率η是多少？ 水壶容量 1.5L 加热功率 1000W 保温功率 50W 2023-2024学年河南省郑州市登封市嵩阳中学九年级（上）月考物理试卷（12月份） 参考答案与试题解析 一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分） 1．（2分）《警世贤文•勤奋篇》中写到“宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来”。在磨刀石上打磨宝剑时，通过 　做功　的方式改变了宝剑的内能；梅花飘香是 　扩散　现象。 【答案】做功；扩散。 【解答】解：在磨刀石上打磨宝剑时，机械能转化为内能； 梅花的香味分子扩散到空气中，属于扩散现象。 故答案为：做功；扩散。 2．（2分）内燃机一个工作循环有四个冲程，其中将机械能转化为内能的是 　压缩　冲程。若某单缸四冲程汽油机每秒对外做功20次，则该汽油机飞轮的转速为 　2400　r/min。 【答案】压缩；2400。 【解答】解：内燃机的一个工作循环包括：吸气、压缩、排气四个冲程，做功冲程是将内能转化为机械能，活塞经过80冲程，单缸四冲程内燃机飞轮的转速40r/s＝2400r/min。 故答案为：压缩；2400。 3．（2分）教室里的9盏LED护眼灯的连接方式是 　并　联。LED灯发光效率高，其发光部分主要由 　半导体　材料制成。 【答案】并；半导体。 【解答】解：如图所示的LED护眼灯，每个教室里的这9盏LED护眼灯是互不影响的。 LED是发光二极管做成的，发光二极管是半导体材料。 故答案为：并；半导体。 4．（3分）2022年12月15日，长征二号丁运载火箭在西昌卫星发射中心发射升空，成功将遥感三十六号卫星送入预定轨道　内　能转化为 　机械　能。若火箭使用的燃料热值为1.4×108J/kg，则完全燃烧60kg该燃料放出的热量是 　8.4×109　J。 【答案】内；机械；8.4×109。 【解答】解：火箭发动机做功给火箭提供动力，使火箭加速上升，增加的机械能是由燃料燃烧产生的内能转化而来； 完全燃烧60kg燃料放出的热量：Q放＝mq＝60kg×1.4×105J/kg＝8.4×102J。 故答案为：内；机械9。 5．（3分）在如图所示的电路中，电源电压3V，R1＝10Ω，电压表量程为0～3V，电流表A和A1量程为0～0.6A。闭合开关S，电压表的示数为 　3　V。当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电压表示数与电流表A1示数的比值 　不变　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。为确保电表安全，R2连入电路的阻值最小为 　10　Ω。 【答案】3；不变；10。 【解答】解：由图可知，该电路为并联电路；电流表A测量的是干路中的电流1测量的是通过R1的电流。 （1）电源电压U＝7V保持不变，所以闭合开关S； 闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动时，根据欧姆定律可知； 根据并联电路的电流关系可知，干路中的电流变大； R1阻值一定，所以电压表示数与电流表A1示数的比值＝R1保持不变； （2）由于并联电路中各支路独立工作、互不影响，通过R1的电流不变，即I2＝＝＝2.3A， 当电流表A的示数为0.3A时，滑动变阻器接入电路的电阻最小2的电流： I2max＝Imax﹣I7＝0.6A﹣8.3A＝0.5A， 由欧姆定律得滑动变阻器接入电路电阻的最小值：R2min＝＝＝10Ω。 故答案为：2；不变。 6．（2分）如图所示，小明的书桌上摆放了一个有趣的科学玩具——牛顿摆。当最左边的小球撞击紧密排列的另外四个球后，最右边的小球向右摆动，最左边的小球向左摆……，小明发现随着时间的推移两侧小球摆动的幅度越来越小，能量是不是逐渐消失了？　不是　。简述你的理由 　机械能转化为内能，在转化和转移的过程中，能量的总量不变　。 【答案】不是，机械能转化为内能，在转化和转移的过程中，能量的总量不变。 【解答】解：因为小球在摆动的过程中受到空气阻力作用，一部分机械能转化为内能，小球摆动的幅度会越来越小。在转化和转移的过程中。 故答案为：不是，机械能转化为内能，能量的总量不变。 二、单选题（本题8小题，共16分。第7～12题，每题2分，每小题只有一个选项符合题目要求。第13～14题，每题2分，每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得2分，只选1个且正确的得1分，有选错的得0分） 7．（2分）如图所示，小朋友从弯道型的塑料滑梯上匀速下滑，头发丝一根根竖起，下列分析正确的是（　　） A．摩擦过程中，产生了新的电荷 B．下滑过程中臀部变热，是由于其含有的热量变多 C．竖起的头发丝是因为分子间有斥力 D．形成“怒发冲冠”现象的原理和验电器的原理相同 【答案】D 【解答】解：A、摩擦过程中，故A错误； B、下滑过程中臀部变热，使臀部的温度升高； C、竖起的头发丝是因为头发带同种电荷，故C错误； D、形成“怒发冲冠”现象的原理和验电器的原理相同，故D正确。 故选：D。 8．（2分）甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细线悬挂，相互作用情况如图所示。如果丙带正电，则甲（　　） A．一定带负电 B．可能带负电 C．一定不带电 D．可能带正电 【答案】B 【解答】解： 由图知乙、丙相互排斥、丙一定带同种电荷，则乙一定也带正电； 图中甲、乙相互吸引、带电体具有吸引轻小物体的性质可知。 故选：B。 9．（2分）为了安全，电动自行车刹车时，电动机须断电。电动自行车左右两刹车手柄中分别安装有开关S1和S2，S是钥匙控制的电源开关。行驶中当任一只手柄刹车时，电动机都会立即断电。下列电路中满足要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：由题知，任一只手柄刹车时，电动机停止工作、不能独立工作、电动机应串联接在电路中。 故选：A。 10．（2分）在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，小茜采用了如图甲、乙所示的实验装置（透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（　　） ①U形管中液面高度差的变化反映了电阻产生热量的多少 ②图甲左、右两边容器中电阻丝的电流相同 ③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值等于10Ω ④图甲的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象 A．①② B．①②③ C．①②④ D．③④ 【答案】C 【解答】解：①根据转换法可知，实验中通过观察U形管中液面高度差的变化反映电阻产生热量的多少； ②图甲左、右两边容器中电阻丝串联，通过两个电阻的电流相同； ③图乙实验时为了探究电流产生的热量与电流大小的关系，实验中需要控制左侧电阻与右侧容器内电阻的阻值相同，故③错误； ④图甲中，通过一段时间，该容器的电阻最大，电阻越大；电炉丝与导线串联，导线电阻非常小，电炉丝热得发红，说明电流产生的热量与导体电阻大小的关系，而导线却几乎不发热”。 故选：C。 11．（2分）中国的5G技术全球领先。5G最大的优势就在于它的网络连接速度非常快，下行速率均达到了1.4Gbps。5G智能手机的电池电压最接近于（　　） A．4V B．36V C．220V D．380V 【答案】A 【解答】解：5G智能手机使用的电池电压低于5V，在3.7V左右，故A符合题意。 故选：A。 12．（2分）如图所示为单相电子式电能表，关于该电能表下列说法正确的是（　　） A．允许通过的最大电流为10A B．该表可以随意调零 C．此时的示数为13148kW•h D．指示灯闪2500次表示消耗电能3.6×106J 【答案】D 【解答】解：A、“10（20）A”表示电能表的标定电流是10A，故A错误； B、所有电能表自己都无法清零，把表拆开后才能清零； C、电能表显示数字中最后一位是小数，该电能表此时示数为1314.8kW•h； D、2500imp/（kW•h）表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，则指示灯闪烁2500次3J，故D正确。 故选：D。 （多选）13．（2分）如图所示的是某地下停车场烟雾报警器的简化原理图，电源电压保持不变，R0为定值电阻，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大，当电路中的电压表指针偏转至某一角度时报警器开始报警。若想使报警器在烟雾较淡时就触发报警。以下方式错误的是（　　） A．增加激光强度 B．减小 R0 的阻值 C．增大电源电压 D．改接大量程电压表 【答案】AD 【解答】解： 由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压。 （1）因光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大，所以增加激光强度时，电路中的总电阻减小， 由I＝可知，由U＝IR可知R0两端的电压变大， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，即电压表的示数变小， 同理减弱激光强度时，电压表示数变大，故A错误； （2）要使报警器在浓度更低的烟雾下报警，应增大电压表的示数（即增大R两端的电压）2两端的电压应减小，由串联电路的分压规律可知，R0应选用更小阻值的电阻 ，或R0的阻值不变，增大电源电压； （3）由于改变电压表的量程不能改变R两端的电压，所以改接大量程电压表的指针偏转角度会减小，故D错误。 故选：AD。 （多选）14．（2分）图甲是探究欧姆定律的实验电路，电源电压恒定，R1是滑动变阻器，R2是定值电阻；图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2示数变化关系的图象。下列说法中正确的是（　　） A．电源电压是3V B．定值电阻阻值是10Ω C．当电压表V1、V2的示数相等时，滑片在滑动变阻器的中点位置 D．图线a是电流表A的示数随电压表V1的示数变化关系图象 【答案】BD 【解答】解：由图甲可知R1和R2串联，电流表测电路中的电流4测R1两端的电压，电压表V2测R7两端的电压； A、串联电路的电源电压等于各个用电器两端的电压之和，当电流为0.1A时，因此电源电压为：U＝6V+5V＝6V； BD、由于R2是定值电阻，由欧姆定律可知2的电流与其两端电压成正比，由图乙可知2的示数变化关系图；则图线a代表电流表A的示数随V5的示数变化关系图； 定值电阻的阻值：R2＝＝＝10Ω； C、由图乙可知1＝＝＝50Ω； 当电压表V1、V2的示数相等时，由图可知2两端的电压U1′＝3V， 通过的电流：I＝8.3A，则R1′＝＝＝10Ω，故C错误。 故选：BD。 三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分） 15．（2分）手机常常设置静音，若开启如图的“口袋模式”，能使口袋里的手机在来电时响铃，响铃停止。其原理为：有两个开关S1、S2，当接收来电时S1闭合；若手机放在口袋这种封闭黑暗的环境中，开关S2闭合，若将手机从口袋拿出来后，开关S2断开。请你设计出符合要求的电路图。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：当接收来电且手机放在口袋这种封闭黑暗的环境中时，这说明开关S1、S2是串联的，共同控制电子铃 16．（2分）如图所示，甲、乙两地相距40km，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，为确定短路位置，检修员在甲地利用电压表、电流表、电源、导线接成电路进行测量并计算 【答案】 【解答】解：已知输电线每千米的电阻为0.2Ω，要想求短路位置，电压表测量电压，所以虚线框内需要有电流表，电流表串联在电路中，如图所示： 四、实验探究题（本题3小题，第17题5分，18题6分，19题8分，共19分） 17．（5分）小辉和实验小组同学用如图甲所示实验装置做“比较不同物质吸热的情况”实验。他们记录数据并绘制出水和食用油温度随加热时间变化的图象，如图乙。 （1）实验前应保证水和食用油的 　质量　相同； （2）加热相同的时间，小辉发现油的温度升得更高，他认为此过程中油吸收的热量比水吸收的热量多　不正确　； （3）由乙图可知，水和食用油升高相同的温度，　水　的加热时间更长，说明它的吸热能力更 　强　； （4）冬天，如果你想做个暖手袋，选择水还是油作为供暖物质效果更佳呢？　水　。 【答案】（1）质量；（2）不正确；（3）水；强；（4）水。 【解答】解：（1）根据比较物质吸、放热能力的方法可知； （2）由于加热源相同，加热时间相等； （3）由图象可知，水和食用油升高相同的温度，因此水吸收的热量大于食用油吸收的热量，并且水的吸热能力强； （4）质量和升高温度相同时，比热容越大，故冬天，选择水作为供暖物质效果更佳。 故答案为：（1）质量；（2）不正确；强；（4）水。 18．（6分）小明利用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，五个定值电阻的阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω，电源电压由三节新干电池提供。 （1）请根据图甲所示的电路图，找出图乙中接错的那一根导线，在这根导线上打“×”； （2）小明将5Ω的定值电阻接入电路进行实验，连接完实验电路，检查无误后，电路正常工作。过一段时间后，突然发现一个电表的示数变为零，则可能的情况是 　C　； A.变阻器短路，电压表示数为零 B.变阻器断路，电流表示数为零 C.定值电阻断路，电流表示数为零 （3）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表示数。接下来小明打算将5Ω电阻换成10Ω继续进行实验，闭合开关后　左　（选填“左”或“右”）调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数不变，记录电流表示数； （4）小明将剩余的三个电阻分别接入电路，记下每次对应的电流表的示数，根据实验数据画出如图丙所示的图象　电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比　； （5）若实验器材中有多种规格的滑动变阻器可以选择，控制定值电阻两端的电压与上述实验中一样，为了能利用这五个电阻顺利完成实验　20　Ω。 【答案】（1）见解答图；（2）C；（3）左；（4）电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比；（5）20 【解答】解：（1）由电路图可知，电阻和电压表短路了，电压表应与电阻并联 ； （2）A、若变阻器短路，但电压表示数不为零； B、若变阻器开路，电流表示数为零，故B不符合题意； C、若定值电阻开路，电流表示数为零，故C符合题意； 故选C； （3）根据串联电路的分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，其分得的电压增大，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，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，使电压表的示数不变； （4）由图象可知，导体的电阻增大，通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变，通过导体的电流与其电阻成反比； （5）因为电源为三节新干电池，所以电源电压为U＝3×4.5V＝4.8V，定值电阻两端的电压始终保持UV＝IR＝0.1A×25Ω＝…＝3.5A×5Ω＝2.5V，根据串联电路电压的规律滑＝U﹣UV＝4.7V﹣2.5V＝6V，变阻器分得的电压为电压表示数的，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝0.8×25Ω＝20Ω，即小明应选择滑动变阻器的最大阻值不小于20Ω。 故答案为：（1）见解答图；（2）C；（4）电压一定时；（5）20。 19．（8分）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5V。小丽按照图甲正确连接电路后进行实验。 （1）测量小灯泡电功率的原理是 　P＝UI　（用公式表示）； （2）当灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，小灯泡额定功率为 　0.75　W； （3）小丽在实验时调节滑动变阻器的滑片进行了多次测量，测量小灯泡电功率 　不需要　（选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值； （4）下表是实验中测量的几组数据，其中一个电流数据有误，此数据为 　0.38　。根据其余正确数据发现小灯泡灯丝电阻不是定值，分析原因是 　灯丝电阻随温度的升高而增大　； U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 I/A 0.2 0.25 0.28 0.38 小灯泡亮度 由暗到亮 （5）小丽忽然想起之前用两个完好的小灯泡，按照图乙所示的电路图进行实验探究时出现的实验现象：闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2不亮。当时小丽还以为是L2的灯丝断了。通过对表格中内容的分析，小丽明白了灯L2不亮的原因是 　灯L2的实际功率太小　； （6）小明设计了如图丁所示的电路，用一个电流表测量额定电压为U额的小灯泡L2额定功率，已知定值电阻的阻值为R0，电源电压未知。请你完成下面的步骤： ①将电流表串联b点，只闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为 　　，灯泡正常发光； ②只闭合开关S和S2，变阻器滑片位置和电流表位置保持不动，读出电流表示数是I； ③小灯泡L2的额定功率表达式为：P额＝　U额×（I﹣）　（用字母U额、I、R0表示）。 【答案】（1）P＝UI；（2）0.75；（3）不需要；（4）0.38；灯丝电阻随温度的升高而增大；（5）灯L2的实际功率太小；（6）；U额×（I﹣）。 【解答】解：（1）测量小灯泡电功率的原理是P＝UI； （2）当灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，分度值为0.02A，小灯泡额定功率为P＝UI＝2.5V×0.3A＝4.75W； （3）小灯泡在不同电压下的实际功率不同，小丽在实验时调节滑动变阻器的滑片进行了多次测量； （4）小灯泡的电阻随着温度的升高而增大，即随着灯泡两端的电压的增大而增大，6Ω、8.33Ω，故第6组电流数据有误； 根据其余正确数据发现小灯泡灯丝电阻不是定值，分析原因是：灯丝电阻随温度的升高而增大； （5）分析表格数据知，小灯泡的实际功率越大，由此可得：小灯泡的亮度是由实际功率决定的，灯L2不亮的原因是灯L2的实际功率太小； （6）实验步骤： ①将电流表串联b点，只闭合开关S和S4，调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为，灯泡正常发光； ②只闭合开关S和S2，变阻器滑片位置保持不动，读出电流表的示数是I； ③在步骤①中，灯泡和R4并联，电流表测定值电阻的电流，定值电阻的电压为： U0＝I1R7＝×R0＝U额，根据并联电路电压的规律，灯两端的电压为额定电压； 在步骤②中，电流表测灯与R6并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，灯仍正常发光，灯的额定电流： I额＝I﹣， 则小灯泡的额定功率表达式： P额＝U额I额＝U额×（I﹣）。 故答案为：（1）P＝UI；（2）7.75；（4）0.38；（5）灯L2的实际功率太小；（6）；U额×（I﹣）。 五、综合应用题（本题共两小题，第20题7分，21题10分，共17分） 20．（7分）小明根据所学电学知识设计了一个电子身高测量仪，如图。已知定值电阻R0＝5Ω，电源电压恒为4.5V，R的规格为“20Ω，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A。 （1）当被测身高增加时，电流表的示数 　变小　（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （2）当R实际接入的电阻值为5Ω时，通过R的电流是多少？ （3）为保证各元件安全，变阻器R接入电路中的阻值范围是多少？ 【答案】（1）变小； （2）当R实际接入的电阻值为5Ω时，通过R的电流是0.45A； （3）为保证各元件安全，变阻器R接入电路中的阻值范围是4Ω～10Ω。 【解答】解：（1）由电路图可知，R0、R串联，电压表测滑动变阻器两端电压， 被测身高增加时，滑动变阻器接入电路的长度增加，串联电路中的总电阻变大可知电路中的电流变小； （2）当开关闭合时，R0、R串联，当R实际接入的电阻值为3Ω时总＝R0+R＝5Ω+2Ω＝10Ω， 根据欧姆定律可知电流表的示数：I＝＝＝2.45A； （3）R2的规格为“20Ω 0.2A”，电压表量程为0～3V，为了保证电路中各元件安全工作， 此时的总电阻R总小＝＝＝9Ω， 滑动变阻器接入电路的最小电阻R滑小＝R总﹣R0＝3Ω﹣5Ω＝4Ω， 当电压表示数最大为5V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大， 根据串联电路两端的总电压等于各用电器两端的电压之和可得定值电阻R0两端电压： U1＝U﹣U8＝4.5V﹣3V＝1.5V， 因串联电路各处电流都相等，则：I小＝＝＝0.2A， 根据I＝可得：R滑大＝＝＝10Ω， 所以变阻器接入电路的阻值范围是4Ω～10Ω。 答：（1）变小； （2）当R实际接入的电阻值为3Ω时，通过R的电流是0.45A； （3）为保证各元件安全，变阻器R接入电路中的阻值范围是4Ω～10Ω。 21．（10分）电热水壶因为具有加热速度快，保温效果好等优点备受人们喜爱。如图所示是电热水壶简化的电路图。其中R1和R2为发热电阻，S1为总开关，S2为挡位开关，有1、2两个触点，可以控制壶的“加热”和“保温”两挡。表中数据为该电热水壶的部分工作参数。【ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）】 （1）电热水壶的电源线很短，因此电阻 　小　产生热量 　少　，更加安全； （2）如果电热水壶处于加热挡，则S1闭合，S2接 　1　（选填“1”或“2”）； （3）发热电阻R2的阻值是多少？ （4）如果向电热水壶中加入1L水，加热4min水温升高了50℃这段时间电热水壶的加热效率η是多少？ 水壶容量 1.5L 加热功率 1000W 保温功率 50W 【答案】（1）小；少； （2）1； （3）发热电阻R2的阻值是919.6Ω； （4）电热水壶的加热效率η是87.5%。 【解答】解：（1）根据导体电阻的影响因素可知，电热水壶的电源线很短，在电流和通电时间相同的条件下，则更加安全； （2）由图可知，当开关S1闭合、S2接3时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，由P＝，电路中的总功率最小； 当开关S1闭合、S2接7时，只有R1工作，电路中在总电阻最小，电热水壶处于加热挡； （3）由P＝可知，R4的阻值：R1＝＝＝48.4Ω； R1、R4的串联总电阻：R＝＝＝968Ω； 根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝968Ω﹣48.7Ω＝919.6Ω； （4）由ρ＝可知水V＝1.2×103kg/m3×7×10﹣3m3＝5kg， 水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×104J/（kg•℃）×1kg×50℃＝2.4×105J， 电热水壶消耗的电能：W＝P加热t＝1000W×4×60s＝5.4×105J， 电热水壶的加热效率：η＝×100%＝。 答：（1）小；少； （2）1； （3）发热电阻R2的阻值是919.6Ω； （4）电热水壶的加热效率η是87.5%。 学科网（北京）股份有限公司 $$