九年级全一册物理压轴题考卷02（人教版，13～17 章）-2024-2025学年九年级全一册物理《压轴挑战》培优专题训练（人教版）

九年级全一册物理压轴题考卷02（原卷版） 初中物理 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版九年级全一册第13-17章。 2．本卷平均难度系数0.15。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。其中1-10题只有一个选项符合题目要求，11、12题有多个选项符合题目要求） 1．用同样的酒精灯加热初温相同（未知）、质量均为100g的两种物质甲、乙，已知6~8min消耗酒精的质量为0.4g，它们的温度随时间变化的图像如图所示，物质甲、乙单位时间吸收的热量相等，物质甲的比热容为，酒精的热值为（单位时间消耗酒精的质量相同）。下列说法正确的是（　　） A．物质甲的沸点一定为80℃，物质乙的沸点一定为40℃ B．0~6min酒精灯对物质甲的加热效率约为33.3% C．物质甲、乙的初温为20℃ D．物质乙的比热容为 2．已知物体的动能表达式为EK=mv2，其中m 为物体的质量，v 为物体的运动速度。如图所示，质量m1=8kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上，车顶与左侧光滑平台等高，平台上放置质量m2=2kg的小物块，小物块以5m/s 的初速度向右运动，滑上小车。最终小物块静止在小车上，并以1m/s 的速度一起向右运动。若此过程中机械能全 部转化为内能，且全部被小物块吸收，则能使小物块的温度升高多少?[小物块的比热容为2×103J/（kg·℃）] （　　） A．2.5×10-4℃ B．1×10-3℃ C．5×10-3℃ D．6.25×10-3℃ 3．用相同规格的电加热器分别对质量均为240g的水和乙液体同时加热（不计热量损失），如图是水和乙液体的温度随加热时间变化的图像，已知 c水=4.2×103 J/(kg∙℃)，c水>c乙，下列说法正确的是 （　　） A．水的比热容表示水的温度升高 1°C吸收的热量是 4.2×103J B．加热1min， 水吸收热量 2.52×103J C．乙液体的比热容为 1.75×103J/(kg∙℃) D．图线B是水的温度随加热时间变化图像 4．在图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电表①②③是电压表或电流表。当开关S闭合后，下列说法正确的是（　　） A．若①②③是电压表时，L1发光，L2不发光 B．若①②③是电流表时，①②③均可能被烧坏 C．若①③是电压表，②是电流表时，L1、L2并联 D．若①③是电流表，②是电压表时，③表示数一定大于①表示数 5．小明按照图甲的电路来探究电流与电阻的关系，电源电压恒为5V，电流表量程为0~0.6A，实验中用到的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω各1个。图乙是小明根据实验数据绘制的I﹣R图像。关于此实验的分析，下列说法错误的是（　　）    A．在这5次实验中，控制定值电阻两端的电压为3V B．接入15Ω电阻进行实验并开始对电流表读数时，电路中的总电阻为25Ω C．在这5次实验中，滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为6∶1 D．为了完成这5次实验，选用的滑动变阻器规格可以是“20Ω  0.5A” 6．如图甲所示电路中，为定值电阻，为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器从一端滑动至某一点的过程中两端电压与电流关系的图像。则下列关于该电路的判断中正确的是（　　） A．电源电压为15V B．的阻值为12Ω C．20s内，最多能消耗电能338J D．滑动过程中功率一直变大 7．如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作一段时间后，发现电路中只有一个电表的示数变大，且故障发生在L1或L2上，其他元件仍保持完好，为判断故障，将电流表A与灯泡L1位置互换，则下列说法正确的是（　　） ①互换后，电流表A示数不变，电压表V示数变大，L1短路； ②互换后，电流表A示数变大，电压表V示数不变，L2开路； ③互换后，电流表A示数不变，电压表V示数变大，L2短路； ④互换后，电流表A示数不变，电压表V示数不变，L2开路。 A．①④ B．②④ C．③ D．③④ 8．如图所示电路，闭合开关后小灯泡不亮，电路中只有一处故障出现在小灯泡或电阻上，为了寻找故障，吴莉同学设计了如下两种方案，方案一：将电压表分别与灯泡L和电阻R并联，闭合开关S，根据其示数来判断故障；方案二：将电流表串联在电路中，闭合开关S，根据其示数来判断故障。对于这两种方案，下列说法正确的是（　　）    A．方案一可行，方案二不可行 B．方案一不可行，方案二可行 C．方案一、方案二都可行 D．方案一、方案二都不可行 9．初三的小明同学体育锻炼完回到教室，用两个相同的杯子从饮水机分别接了部分热水和部分冷水，准备用两杯水混合来得到温度适宜的饮用水。已知热水的初温为93℃。他先将冷水杯内一半的冷水倒入热水杯内，摇匀且稳定后，热水杯内水的温度降低到63℃；他再将冷水杯内剩余冷水的一半倒入热水杯内，摇匀且稳定后，热水杯内的水温降低到57℃；小明最后将冷水杯内剩余的冷水全部倒入热水杯内，摇匀且稳定。则混合前，两杯子内最初的热水和冷水的质量之比和最终混合后水的温度为（　　）（整个过程水没有溢出杯子，不计水的质量变化、状态变化和热量损失） A．1:4  21℃ B．4:1  21℃ C．2:1   53℃ D．1:2   53℃ 10．在图所示的电路中，W为一个稳压管，其作用是确保C、D之间的电压UCD不变，只要流过稳压管W的电流在5mA和25mA之间，UCD将稳定为15V。R2为一可变电阻，它的最小值为1000Ω，最大值为无穷大（即断路）。设电源电压U为25V，则当R2变化时，为了确保UCD为15V，则R1阻值为范围应为（　　） A．250Ω~2000Ω B．400Ω~500Ω C．250Ω~400Ω D．500Ω~2000Ω 11．如图所示，甲图是灯泡L和定值电阻R的I-U图像，将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同一电源上，若乙图中，丙图中，则下述正确的是（　　） A．灯泡L两端的电压与通过它的电流成正比 B． C． D．丙图中， 12．如图所示，电源电压不变，电流表A1量程为0~0.6A，小灯泡L1的规格为“2.5V  0.25A”，小灯泡的电阻不随温度发生变化，小灯泡两端的电压低于1.2V不能发光，高于2.5V就会被烧坏。电压表V1的量程0~3V，滑动变阻器R1的规格为“10Ω  0.4A”，滑动变阻器R2的规格为“40Ω  0.5A”。闭合开关S1和S2，滑动变阻器滑片置于最大阻值处，电流表的示数为0.12A。则下列说法正确的是（    ） ①闭合开关S1和S2，在电路安全的情况下，滑动变阻器阻值变化范围为14Ω-40Ω ②闭合开关S1和S2，在电路安全的情况下，电压表示数变化范围为1.2V-2.5V ③任意闭合开关和调节滑片的位置，在电路安全的情况下，电路中总电流的最大值为0.5A ④闭合开关S1和S3，为了保证小灯泡既能发光，又不被烧坏，且电路安全，还应在电路中串联一个电阻R0，通过调节滑片达到以上要求，则R0的范围为4Ω-40Ω A．①③ B．①③④ C．①②③④ D．①②④ 第Ⅱ卷 非选择题 二．填空题（本题共6小题，每题3分，共18分） 13．如甲图所示，在金属框架的A、B间系一个棉线圈，先使金属框架布满肥皂膜，然后将P和Q两部分肥皂膜刺破，棉线圈的形状将转变为乙图中的 （填字母编号）；这是由于 引起的。    14．如图所示为四缸发动机工作原理图，内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。四缸发动机的主要技术指标如表所示，其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积是指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积与活塞上下运动的距离。当发动机以最大功率工作时，曲轴转速为6000 r/ min。当发动机以最大功率工作时，则在每一个做功冲程里，燃气对活塞所做的功W1是 J；做功冲程中燃气对活塞的平均压强 Pa。 排量 1.6L 最大功率 66kW 转速 6000r/min    15．如图所示电路中，当开关S1和S2都断开时，灯L1、L2和L3是 联；当S1闭合，S2断开时，灯泡 亮；当S1和S2都闭合时，L1、L2和L3是 联。 16．如图甲所示电路，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端移动至灯泡L正常发光的位置。在此过程中，电流表示数与两只电压表示数的关系如图乙所示，则灯泡的额定电压是 V，滑动变阻器的最大阻值是 Ω。 17．如图所示的电路图中，电源两端电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为 。若只闭合开关S₁，将滑动变阻器的滑片P 置于A端时，电压表 的示数为 ，电压表 的示数为 ；若此时将滑动变阻器的滑片P移至 B端，电压表 的示数变为 ，电压表 的示数变为 ，电流表的示数为0.4A， 已知 ，，。 则电源电压为 V。当开关都闭合，滑动变阻器的滑片P置于 B端时， 表与的示数之比是 。 18．如图所示的电路中，电源电压保持不变，不考虑温度对灯丝电阻的影响，整个过程电路均无故障、所有电表均为实验室学生电表。当闭合开关S1，断开S2、S3时，电压表V1的示数为6V，电压表V2、V3的指针偏转的程度相同。当闭合开关S1、S2、S3时，灯L1 （选填“亮”或“不亮），同时观察到电流表A1、A2、A3的示数均不相同，断开所有开关，若将电路中其中某两个灯泡的位置互换后，再同时闭合三个开关，发现与之前相比，电流表A1、A2、A3的示数都没有发生改变，则电源电压为 V。 三．解答题（本题共6小题，共46分） 19．如图所示为一身高测量仪的电路图，请在定值电阻“”、电流表“A”或电压表“V”中选两个元件符号填入框并把电路补充完整，要求被测人身高变高时电表的示数增大。 20．问题解决： 道路经常因为车辆的超载而遭到破坏，学习了电学知识后，小雨同学了解到压力传感器的阻值会随受压力的增大而减小．小聪同学想设计一个检测道路压力大小的电路．要求能通过电压表示数反映压力传感器所受压力大小，要求压力增大时电压表示数增大． 他还想实现以下功能，当开关闭合时红色电源指示灯工作，表示通电，再将拨向时，黄色指示灯亮起，表示检测电路未工作，当开关拨向时，绿色指示灯亮，表示检测电路工作，开始检测，车辆对传感器的压力增大时，电压表示数增大． 提供电源、导线、单刀单掷开关1个，单刀双掷开关1个，压力传感器1个，红、黄、绿灯各一个，电压表1只，定值电阻1个，请你设计出符合要求的电路，并在方框中画出电路图．（压力传感器用 ） ( ) 21．探究“电流与电阻关系”的实验中，有电源（电压6V）、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱R、开关及导线若干。 (1)如图甲是连接的实物图，其中有一根导线连接错误，请你在图中用“×”标出这根导线，并只改接一根导线使电路成为正确的电路；（要求导线不交叉） (2)连接电路时，开关应该断开，正确连接电路闭合开关后，发现电流表示数为零，电压表示数较大，则电路故障可能为 ；（选填“滑动变阻器断路”“电阻箱断路”或“电阻箱短路”） (3)将实验数据记录在下表中（不代表操作顺序），其中当Ω时，电流表示数如图乙所示，则此时的电流值为 A； R/Ω 10 20 30 40 50 I/A 0.40 0.12 0.10 0.08 (4)分析表中数据发现，有一组数据有明显的错误，原因是有一次在阻值为 Ω的电阻完成后没有移动滑动变阻器所致； (5)修正数据后，根据所测得的数据可以得到结论：在电压一定时，电流与电阻成 比； (6)若依次选用10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻替代电阻箱，其余连接均不变，已知滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，若定值电阻两端的电压保持3V不变，当用25Ω的电阻进行实验时，调节滑动变阻器，眼睛应观察 （填“电流表”或“电压表”），发现电压表的示数始终不能调到3V，此时电压 （填“大于”或“小于”）3V。解决的办法有：一是可以将其中一个定值电阻串联接入电路，使得用25Ω和30Ω的电阻都可以完成实验，则选择的定值电阻是 Ω；二是可以调整电源电压，则为了完成所有实验，电源电压不得高于 V。 (7)实验小组又用以上电路测量了一个阻值未知的定值电阻，测得多组实验数据。各组数据对应的点已描在图丙中，请在图中画出的图线( )。由图可得 Ω。（结果保留一位小数） (8)完成测量后，有同学提出电流表的电阻虽然很小，但也会影响本实验中R的测量结果。用图丁的电路进行测量可消除这个影响，为定值电阻。实验步骤如下： ①按照图丁的电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处； ②闭合开关，，移动滑动变阻器滑片，读出电压表的示数和电流表的示数， ③ （填开关情况），移动滑动变阻器滑片，读出电压表的示数和电流表的示数； ④可得待测电阻 （用、、和表示） 22．如图甲是小琪实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图，电源电压6V恒定不变电压表（量程为0-3V）、电流表（量程为0-0.6A）无损坏，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个。 （1）请根据图甲，用笔画线代替导线连接完成图乙的实物图；（要求：滑片向右滑电流表示数变小） （2） 连接好电路，闭合开关后，电压表指针迅速偏转到最右端， 电流表无示数，其原因可能是 ； （3）接着将5Ω的电阻换为10Ω，调节滑动变阻器， 使电压表示数仍为 V， 读出对应电流表的示数并记录， 此过程滑片 P向 （选填“A”或“B”） 端滑； （4） 为完成5次实验，滑动变阻器的最大电阻应不小于 Ω； （5）接下来小宇在“探究电流与电压的关系”实验中，运用了控制变量的科学方法。他和实验小组成员经过相互讨论，完成了该实验方案的三次设计如图1： 从A、B、C三幅电路图可以看出他们对实验不断改进的设计过程。 ①由图 1A到图1B，改进的主要理由是 ； ②由图1B到图 1C， 改进的主要理由是 。 23．如图所示，电源电压不变，电流表量程为0~3A，电压表量程为0~15V，定值电阻阻值为，滑动变阻器的规格是“　1A”，将滑片P移到最右端，闭合开关S，电流表示数为0.3A。 (1)求电源电压； (2)为保证电路安全，滑动变阻器接入电路的最小阻值； (3)若用电阻来替换，不改变电表的量程，确保电路所有元件均安全使用的情况下，在移动变阻器滑片的过程中，电路中的最大电流恰好是最小电流的3倍，求定值电阻的可能值。 24．如图是小明设计的“浮力电子秤”。浮力秤中的托盘（含圆柱形塑料浮筒M、硬质滑杆）与电路连接，它漂浮在装有足够深水的柱形薄壁容器中，且只能竖直移动。托盘的质量200g；浮筒M高20cm，底面积为100cm²；容器的底面积为300cm²。电路中R是滑线变阻器（阻值均匀），长8cm， 最大阻值16Ω； 电源电压恒为4.5V；电压表量程为0~3V。托盘的滑杆带动滑片 P上下移动。托盘中不放物体时，调节水量，使滑片 P正好位于R最上端，闭合开关S，电压表示数为0.9V （工作中水不溢出）。求： （1） R₀的阻值； （2）托盘中不放物体时，M浸入水中的深度； （3）该“浮力电子秤”的最大称量。 25．周末，小明对太阳能热水器的加热性能进行研究，他用“温度传感器”测得装满水的水箱中水的温度为20℃，太阳照射一段时间t后“温度传感器”显示水箱中的水温为40℃，已知水箱容积是100L。求： （1）该过程中水吸收的热量；[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （2）若用液化气灶加热使水吸收同样的热量，需要燃烧多少kg液化气？（液化气灶的热效率为40%，液化气的热值为q＝5×107J/kg） （3）该地太阳辐射到地面单位面积上的功率为P＝2.1×103W/m2，该太阳能热水器的集热面积为S＝2.5m2，热转化效率η＝40%（即将太阳能的40%转化为水的内能）。求太阳光照射的时间t。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 九年级全一册物理压轴题考卷02（解析版） 初中物理 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版九年级全一册第13-17章。 2．本卷平均难度系数0.15。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。其中1-10题只有一个选项符合题目要求，11、12题有多个选项符合题目要求） 1．用同样的酒精灯加热初温相同（未知）、质量均为100g的两种物质甲、乙，已知6~8min消耗酒精的质量为0.4g，它们的温度随时间变化的图像如图所示，物质甲、乙单位时间吸收的热量相等，物质甲的比热容为，酒精的热值为（单位时间消耗酒精的质量相同）。下列说法正确的是（　　） A．物质甲的沸点一定为80℃，物质乙的沸点一定为40℃ B．0~6min酒精灯对物质甲的加热效率约为33.3% C．物质甲、乙的初温为20℃ D．物质乙的比热容为 【答案】B 【详解】A．由图示知，甲和乙都温度保持不变的情况，而晶体在熔化时，温度不变，液体沸腾时，温度也保持不变，而甲和乙的物态未知，无法判断甲和乙在加热过程的状态，故A错误； B．由图示知，甲在6min到8min，温度变化为 在这2min内，甲吸收的热量 消耗酒精放出的热量 甲和乙单位时间吸收的热量相等，酒精燃烧放出的热量相等，所以0~6min，酒精灯对甲的加热效率 故B正确； C．0~6min这6分钟内，吸收的热量是6min~8min内吸收热量的3倍，即 则甲的初温 故C错误； D．甲和乙和初温相同，则乙在0~6min升温40摄氏度，吸收的热量为12000J，乙的比热容 故D错误。 故选B。 2．已知物体的动能表达式为EK=mv2，其中m 为物体的质量，v 为物体的运动速度。如图所示，质量m1=8kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上，车顶与左侧光滑平台等高，平台上放置质量m2=2kg的小物块，小物块以5m/s 的初速度向右运动，滑上小车。最终小物块静止在小车上，并以1m/s 的速度一起向右运动。若此过程中机械能全 部转化为内能，且全部被小物块吸收，则能使小物块的温度升高多少?[小物块的比热容为2×103J/（kg·℃）] （　　） A．2.5×10-4℃ B．1×10-3℃ C．5×10-3℃ D．6.25×10-3℃ 【答案】C 【详解】小物块原来的动能 小物块后来的动能 因为原来小车速度为零，所以原来小车的动能也为零，小车动能的增加量 小物块增加的内能 由知道，小物块升高的温度 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．用相同规格的电加热器分别对质量均为240g的水和乙液体同时加热（不计热量损失），如图是水和乙液体的温度随加热时间变化的图像，已知 c水=4.2×103 J/(kg∙℃)，c水>c乙，下列说法正确的是 （　　） A．水的比热容表示水的温度升高 1°C吸收的热量是 4.2×103J B．加热1min， 水吸收热量 2.52×103J C．乙液体的比热容为 1.75×103J/(kg∙℃) D．图线B是水的温度随加热时间变化图像 【答案】BC 【详解】A．水的比热容表示质量为1kg的水温度升高 1℃吸收的热量是 4.2×103J，故A错误； BD．因为c水>c乙，所以相同条件下，水温度的升高较慢，乙液体的升高较快，结合图像可知A为水的温度随时间加热变化的图像。水加热4min，温度从30℃升高到40℃，则加热1 min水升高的温度是2.5℃，此时水吸收的热量 故B正确，D错误； C．水与乙液体用相同的加热器加热，加热相同时间吸收的热量相同，结合图像，加热5min乙液体的温度从10℃升高到40℃，乙吸收的热量 乙液体的比热容 故C正确。 故选 BC。 4．在图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电表①②③是电压表或电流表。当开关S闭合后，下列说法正确的是（　　） A．若①②③是电压表时，L1发光，L2不发光 B．若①②③是电流表时，①②③均可能被烧坏 C．若①③是电压表，②是电流表时，L1、L2并联 D．若①③是电流表，②是电压表时，③表示数一定大于①表示数 【答案】D 【详解】A．若①②③是电压表时，电压表在电路中相当于断开的开关，分析电路图可知，电压表串联在电路中，电路相当于断路，所以L1、L2都不发光，故A错误； B．若①②③是电流表时，电流表在电路中相当于导线，分析电路图可知，电流表①②串联，将电源短路，电路中电流过大，所以①②均可能被烧坏，③电流表被短路，不会被烧坏，故B错误； C．若①③是电压表，②是电流表时，分析电路图可知，L1、L2首位相连，依次接入电路，所以L1、L2串联，故C错误； D．若①③是电流表，②是电压表时，分析电路图可知，L1、L2并联，③表测量干路中电流，①表测量通过L2的电流，由于并联电路中，干路中电流大于支路中电流，所以③表示数一定大于①表示数，故D正确。 故选D。 5．小明按照图甲的电路来探究电流与电阻的关系，电源电压恒为5V，电流表量程为0~0.6A，实验中用到的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω各1个。图乙是小明根据实验数据绘制的I﹣R图像。关于此实验的分析，下列说法错误的是（　　）    A．在这5次实验中，控制定值电阻两端的电压为3V B．接入15Ω电阻进行实验并开始对电流表读数时，电路中的总电阻为25Ω C．在这5次实验中，滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为6∶1 D．为了完成这5次实验，选用的滑动变阻器规格可以是“20Ω  0.5A” 【答案】D 【详解】A．由图乙可知，定值电阻两端电压 故A正确，不符合题意； B．由图乙可知，接入电阻进行实验，此时的电流为，由可知，此时电路中的总电阻 故B正确，不符合题意； C．探究电流与电阻的关系，根据串联分压可知时，滑动变阻器的阻值最大， 时，滑动变阻器最小 可得滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为 故C正确，不符合题意； D．由图乙可知，当时，电路中的电流为，故选用滑动变阻器的规格不可以是 ，故D错误，符合题意。 故选D。 6．如图甲所示电路中，为定值电阻，为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器从一端滑动至某一点的过程中两端电压与电流关系的图像。则下列关于该电路的判断中正确的是（　　） A．电源电压为15V B．的阻值为12Ω C．20s内，最多能消耗电能338J D．滑动过程中功率一直变大 【答案】D 【详解】由图甲可知，R1与R2串联，电流表测量电路电流，电压表测滑动变阻器两端电压。 AB．由甲图可知，当滑片移动至最右端时，R2接入电路的电阻最大，由串联电路中电压与电阻成正比可得此时电压表示数最大，电路中电流最小，由图乙可得，Umax=12V，Imin=0.1A，变阻器R2接入电路的最大阻值为 依题意得 U电源= IminR1+12V……① 当滑片向左移至某一点时，滑动变阻器接入电路电阻最小，滑动变阻器两端电压最小，电路中电流最大，由图乙可知Imax=1A，Umin=3V，依题意得 U电源=ImaxR1+3V……② 联立①②得 U电源=0.1A×R1+12V=1A×R1+3V 解得R1=10Ω，则电源电压 U电源=0.1A×R1+12V=0.1A×10Ω+12V=13V 故AB错误； CD．由知，在乙图中，当滑动变阻器从最右端移动到左端某一点时，两端电压分别为12V和3V时，此时电阻R2的电功率为 当滑动变阻器移动到左端某一点时，此时R2消耗的电功率为 由P1<P2，可得滑动过程中R2功率一直变大，20s内，R2最多能消耗电能为 故C错误，D正确。   故选D。 7．如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作一段时间后，发现电路中只有一个电表的示数变大，且故障发生在L1或L2上，其他元件仍保持完好，为判断故障，将电流表A与灯泡L1位置互换，则下列说法正确的是（　　） ①互换后，电流表A示数不变，电压表V示数变大，L1短路； ②互换后，电流表A示数变大，电压表V示数不变，L2开路； ③互换后，电流表A示数不变，电压表V示数变大，L2短路； ④互换后，电流表A示数不变，电压表V示数不变，L2开路。 A．①④ B．②④ C．③ D．③④ 【答案】D 【详解】由电路图可知，闭合开关S，L1与L2串联，电压表V测L2两端的电压，电流表A测电路中的电流； 电路中只有一个电表的示数变大，若电流表示数变大，说明电路中电阻变小，L1短路或L2短路；若L1短路，电压表示数也变大，不符合题意；若将电流表A与L1位置互换，电流表的示数不变，L1短路，电压表的示数不变，L2短路，互换后电压表示数变大、③正确； 若电压表示数变大，说明L1短路或L2开路，L1短路，电流表的示数也是变大，不符合题意；若L2开路，将电流表A与L1位置互换，电路是断路，电压表仍然测量电源电压，故④正确。 由于上分析可知，D正确，ABC错误。 故选D。 8．如图所示电路，闭合开关后小灯泡不亮，电路中只有一处故障出现在小灯泡或电阻上，为了寻找故障，吴莉同学设计了如下两种方案，方案一：将电压表分别与灯泡L和电阻R并联，闭合开关S，根据其示数来判断故障；方案二：将电流表串联在电路中，闭合开关S，根据其示数来判断故障。对于这两种方案，下列说法正确的是（　　）    A．方案一可行，方案二不可行 B．方案一不可行，方案二可行 C．方案一、方案二都可行 D．方案一、方案二都不可行 【答案】D 【详解】由图可知，该电路为串联电路；闭合开关后小灯泡不亮，这说明电路中出现了断路现象或小灯泡短路； 方案一：①将电压表与灯泡L并联，闭合开关S，若电压表无示数，说明灯泡短路或R断路；若电压表有示数，说明灯泡断路； ②再将电压表与R并联，闭合开关S，若电压表无示数，说明灯泡断路；若电压表有示数，说明灯泡短路或R断路；由此可知，该方法只能判断灯泡是否断路，但不能判断灯泡短路或R断路，所以根据电压表示数不能判定故障的原因。 方案二：将电流表串联在电路中，闭合开关S若电流表有示数，说明灯泡短路；若电流表无示数，说明灯泡断路或电阻断路，无法准确判定故障的原因。 综上所述，故ABC错误，D正确。 故选D。 9．初三的小明同学体育锻炼完回到教室，用两个相同的杯子从饮水机分别接了部分热水和部分冷水，准备用两杯水混合来得到温度适宜的饮用水。已知热水的初温为93℃。他先将冷水杯内一半的冷水倒入热水杯内，摇匀且稳定后，热水杯内水的温度降低到63℃；他再将冷水杯内剩余冷水的一半倒入热水杯内，摇匀且稳定后，热水杯内的水温降低到57℃；小明最后将冷水杯内剩余的冷水全部倒入热水杯内，摇匀且稳定。则混合前，两杯子内最初的热水和冷水的质量之比和最终混合后水的温度为（　　）（整个过程水没有溢出杯子，不计水的质量变化、状态变化和热量损失） A．1:4  21℃ B．4:1  21℃ C．2:1   53℃ D．1:2   53℃ 【答案】D 【详解】设热水的质量为m1，冷水的质量为m2，冷水的初温为t0，将一半冷水倒入热水中，则冷水吸收的热量等于热水放出的热量，则有 cm1×(93-63)℃=c×m2×(63℃-t0) 此为①式； 再将剩余冷水的一半倒入热水中，同理有 c(m1+m2)×(63-57)℃=c×m2×(57℃-t0) 此为②式。 解①②式得 t0=33℃， 设杯中冷热水混合的最终温度为t，则有 c(m1+m2+m2)×(57℃-t)=c×m2×(t-t0) 此为③式。将t0=33℃，代入③式得 t=53℃ 故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 10．在图所示的电路中，W为一个稳压管，其作用是确保C、D之间的电压UCD不变，只要流过稳压管W的电流在5mA和25mA之间，UCD将稳定为15V。R2为一可变电阻，它的最小值为1000Ω，最大值为无穷大（即断路）。设电源电压U为25V，则当R2变化时，为了确保UCD为15V，则R1阻值为范围应为（　　） A．250Ω~2000Ω B．400Ω~500Ω C．250Ω~400Ω D．500Ω~2000Ω 【答案】B 【详解】当R2的电阻是1000Ω时，通过R2的电流为 由于稳压管的电流范围是5mA到25mA，则通过R1的电流为20mA到40mA，根据欧姆定律可以计算出R1的电阻范围 ， 即R1的电阻范围500Ω～250Ω之间；同理，当R2的电阻是无穷大时，由于稳压管的电流范围是5mA到25mA，可以计算出R1的电阻范围在2000Ω～400Ω之间；而这两部分的公共部分是400Ω～500Ω。 故选B。 11．如图所示，甲图是灯泡L和定值电阻R的I-U图像，将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同一电源上，若乙图中，丙图中，则下述正确的是（　　） A．灯泡L两端的电压与通过它的电流成正比 B． C． D．丙图中， 【答案】D 【详解】A．由甲图可知，灯泡的电阻随温度的升高而增大，不是定值电阻，通过它的电流与灯泡L两端的电压不成正比，故A错误； B．灯泡与电阻串联时，通过二者的电流相同，由甲图可知，灯泡两端的电压大于定值电阻两端的电压，电压的比值   ① 由图中，灯泡与电阻并联，两端的电压相等，由甲图可知，通过电阻R的电流大于通过灯泡的电流，即，电流的比值     ② 比较以上两式可知 故B错误； C．由图乙知，灯泡与电阻串联，所以通过它们的电流相同，当电流相同时，电压与电阻成正比可得     ③ 由图丙知，灯泡与电阻并联，各支路两端的电压相同，当电压相同时，电流与电阻成反比，所以        变形得       ④ 由图像甲可知，灯泡电阻随电压增大而增大；乙图和丙图连在同一电源上，乙图中灯泡两端电压比丙图中小，所以  ⑤ 联立③④⑤解得 即，故C错误； D．丙图中，灯泡与电阻并联，两端的电压相等，由甲图可知，通过电阻R的电流大于通过灯泡的电流，即，故D正确。 故选D。 12．如图所示，电源电压不变，电流表A1量程为0~0.6A，小灯泡L1的规格为“2.5V  0.25A”，小灯泡的电阻不随温度发生变化，小灯泡两端的电压低于1.2V不能发光，高于2.5V就会被烧坏。电压表V1的量程0~3V，滑动变阻器R1的规格为“10Ω  0.4A”，滑动变阻器R2的规格为“40Ω  0.5A”。闭合开关S1和S2，滑动变阻器滑片置于最大阻值处，电流表的示数为0.12A。则下列说法正确的是（    ） ①闭合开关S1和S2，在电路安全的情况下，滑动变阻器阻值变化范围为14Ω-40Ω ②闭合开关S1和S2，在电路安全的情况下，电压表示数变化范围为1.2V-2.5V ③任意闭合开关和调节滑片的位置，在电路安全的情况下，电路中总电流的最大值为0.5A ④闭合开关S1和S3，为了保证小灯泡既能发光，又不被烧坏，且电路安全，还应在电路中串联一个电阻R0，通过调节滑片达到以上要求，则R0的范围为4Ω-40Ω A．①③ B．①③④ C．①②③④ D．①②④ 【答案】B 【详解】小灯的电阻为 ①②闭合开关S1与S2时，小灯L1与变阻器串联，当变阻器连入电路阻值最大时为40Ω，此时电流表示数为0.5A，则电源电压为 此时，电压表示数为 UL=IRL=0.12A×10Ω=1.2V 电压表示数最大为2.5V，此时电路中电流为 变阻器两端电压为 此时连入电路的最小阻值为 故①正确，②错误； ③闭合开关S4，将小灯短接，使电路中电流可以大于小灯的额定电流0.25A；此时若变阻器连入电路，则每个变阻器两端电压等于电源电压为6V，因为的最大阻值为10Ω，这种情况下，通过它的最小电流为 这已经大于这个变阻器允许通过的最大电流，故这个变阻器不能连入电路。因此可以使变阻器连入电路，当它全部连入电路时，通过它的最小电流为 这个电流小于它允许通过的最大电流0.5A。故在电路安全的情况下，电路中的最大电流为0.5A。 故③正确； ④这两个开关闭合，小灯与串联，为使小灯能够发光，小灯两端电压最小为1.2V，则电路中的最小电流为 电路的最大总电阻为 若要最大，则需连入电路阻值为0，此时 电路中的最大电流不能大于小灯的额定电流0.25A，此时电路的总电阻为 为使最小，要全部连入电路，此时 故④正确。 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 第Ⅱ卷 非选择题 二．填空题（本题共6小题，每题3分，共18分） 13．如甲图所示，在金属框架的A、B间系一个棉线圈，先使金属框架布满肥皂膜，然后将P和Q两部分肥皂膜刺破，棉线圈的形状将转变为乙图中的 （填字母编号）；这是由于 引起的。    【答案】 C 分子间存在引力 【分析】考查分子间的作用力，根据液体表面张力特点判断 【详解】[1][2]刺破P处的肥皂膜后，由于表面张力的作用，AB线下方的薄膜面积会缩小，从而线AB被拉紧，呈现C或D所示的形状；当刺破Q处时，绳套会受到周围液体分子的作用力，使绳套尽可能的被向各个方向拉伸，从而呈现C所示的形状。 14．如图所示为四缸发动机工作原理图，内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。四缸发动机的主要技术指标如表所示，其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积是指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积与活塞上下运动的距离。当发动机以最大功率工作时，曲轴转速为6000 r/ min。当发动机以最大功率工作时，则在每一个做功冲程里，燃气对活塞所做的功W1是 J；做功冲程中燃气对活塞的平均压强 Pa。 排量 1.6L 最大功率 66kW 转速 6000r/min    【答案】 330 【详解】[1]曲轴转速为6000r/min =100r/s，该内燃机在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，则曲轴每转一周，做功两次，即每秒对外做功200次，则做一次功所需时间为 0.005s，在一个做功冲程里，燃气对活塞做的功 [2]因为四缸总排量为1.6L，单缸排量 设气缸的底面积为S，长度为s，活塞对气体的压力位F，则活塞一个冲程做的功 燃气对活塞的压强 15．如图所示电路中，当开关S1和S2都断开时，灯L1、L2和L3是 联；当S1闭合，S2断开时，灯泡 亮；当S1和S2都闭合时，L1、L2和L3是 联。 【答案】 串 L3 并 【详解】[1]当S1、S2都断开时，L1、L2、L3为依次相连，然后接到电路中，L1、L2、L3串联。 [2]当S1闭合，S2断开时，灯 L1、L2被短路，电路为L3的简单电路，只有灯泡L3发光。 [3]三个灯泡的两端分别连在一起，然后接到电路中，这三个灯泡是并联的。当S1和S2都闭合时，L1右端、L2的左端和L3的右端连接在一起，L1左端、L2的右端和L3的左端连接在一起，故L1、L2和L3是并联。 16．如图甲所示电路，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端移动至灯泡L正常发光的位置。在此过程中，电流表示数与两只电压表示数的关系如图乙所示，则灯泡的额定电压是 V，滑动变阻器的最大阻值是 Ω。 【答案】 7 45 【详解】[1][2]由图可知，滑动变阻器和灯泡串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，当滑片P由最右端向左滑动时，电路中的总电阻变小，由欧姆定律可知，在总电压不变的情况下，电路中的总电流变大，根据串联电路的分压规律可知，电压表V2的示数减小，电压表V1的示数增加，所以乙图中左边的曲线对应灯泡，右边的曲线对应滑动变阻器，当滑动变阻器处于最右端时，电路中的最小电流为0.2A，此时灯泡两端的电压为1V，滑动变阻器两端的电压为9V，由串联电路的电压规律可得电源电压 U=U1+U2=1V+9V=10V 此时滑动变阻器的最大阻值 当小灯泡正常发光时，电路中的电流为0.8A，滑动变阻器两端的电压为3V，此时小灯泡正常发光时的电压 U′1=U-U′2=10V-3V=7V 17．如图所示的电路图中，电源两端电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为 。若只闭合开关S₁，将滑动变阻器的滑片P 置于A端时，电压表 的示数为 ，电压表 的示数为 ；若此时将滑动变阻器的滑片P移至 B端，电压表 的示数变为 ，电压表 的示数变为 ，电流表的示数为0.4A， 已知 ，，。 则电源电压为 V。当开关都闭合，滑动变阻器的滑片P置于 B端时， 表与的示数之比是 。 【答案】 6 【详解】[1]只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片P置于A端时，等效电路图如图甲所示；只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片P移至B端时，等效电路图如图乙所示；开关都闭合，滑动变阻器的滑片P置于B端时的等效电路图如图丙所示： 图甲和图乙中，因电阻R2的阻值一定，且，通过两个电路的电流之比为 因为，所以 即 解得，因电源电压一定时，电流与总电阻成反比，则 阻值为 阻值为 则图乙中，电源的电压为 [2]图丙中，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，各支路的电流分别为 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，A1表、A2表的示数分别为 则A1表与A2的示数之比为 18．如图所示的电路中，电源电压保持不变，不考虑温度对灯丝电阻的影响，整个过程电路均无故障、所有电表均为实验室学生电表。当闭合开关S1，断开S2、S3时，电压表V1的示数为6V，电压表V2、V3的指针偏转的程度相同。当闭合开关S1、S2、S3时，灯L1 （选填“亮”或“不亮），同时观察到电流表A1、A2、A3的示数均不相同，断开所有开关，若将电路中其中某两个灯泡的位置互换后，再同时闭合三个开关，发现与之前相比，电流表A1、A2、A3的示数都没有发生改变，则电源电压为 V。 【答案】 亮 18 【详解】[1]当闭合开关S1、S2、S3时，L1、L2、L3并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测L1、L2的电流，电流表A3测L2、L3的电流，灯L1发光。 [2]如图所示，当闭合开关S1，断开S2、S3时，L1、L2、L3串联，电压表V1测L1、L2两端电压，电压表V2测L2两端电压，电压表V3测L2、L3两端电压，电压表V2、V3的指针偏转的程度相同，即电压表分别接大小量程，电压表V3示数为电压表V2示数的5倍，即L2两端电压和L3两端电压的关系是 即L2、L3灯泡规格不同，当闭合开关S1、S2、S3时，电流表A1、A2、A3的示数均不相同，即L1、L3规格不同，若将电路中其中某两个灯泡的位置互换后，电流表A1、A2、A3的示数都没有发生改变，则交换的两个灯泡规格相同，则交换的是L1、L2，且L1、L2规格相同，则 且 得 电源电压为 三．解答题（本题共6小题，共46分） 19．如图所示为一身高测量仪的电路图，请在定值电阻“”、电流表“A”或电压表“V”中选两个元件符号填入框并把电路补充完整，要求被测人身高变高时电表的示数增大。 【答案】 【详解】（1）电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，则干路方框不可能是电压表，否则电路断路； （2）若干路方框为电流表，①当支路方框为电压表时，电路为R的简单电路，电压表测电源的电压示数不变，电流表测电路中的电流；故当被测人身高变高时，滑片上移，变阻器接入电路中的电阻变大，由I=UR可知电流表的示数减小，这与电表的示数增大不符；②支路方框为定值电阻时，R与定值电阻并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时通过定值电阻的电流不变，当被测人身高变高时，滑片上移，变阻器接入电路中的电阻变大，由可知该支路的电流减小，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流表示数减小，这与电表的示数增大不符； （3）若干路方框为定值电阻，①支路方框间不可能为电流表，否则滑动变阻器被短路；②支路方框为电压表时，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压， 当被测人身高变高时，滑片上移，变阻器接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大， 由可知电流表的示数减小，由U=IR可知，定值电阻两端的电压减小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压增大，即电压表的示数增大，符合题意。故干路方框填定值电阻的符号；支路方框之间填电压表的符号。如图： 20．问题解决： 道路经常因为车辆的超载而遭到破坏，学习了电学知识后，小雨同学了解到压力传感器的阻值会随受压力的增大而减小．小聪同学想设计一个检测道路压力大小的电路．要求能通过电压表示数反映压力传感器所受压力大小，要求压力增大时电压表示数增大． 他还想实现以下功能，当开关闭合时红色电源指示灯工作，表示通电，再将拨向时，黄色指示灯亮起，表示检测电路未工作，当开关拨向时，绿色指示灯亮，表示检测电路工作，开始检测，车辆对传感器的压力增大时，电压表示数增大． 提供电源、导线、单刀单掷开关1个，单刀双掷开关1个，压力传感器1个，红、黄、绿灯各一个，电压表1只，定值电阻1个，请你设计出符合要求的电路，并在方框中画出电路图．（压力传感器用 ） ( ) 【答案】 【详解】当开关闭合时红色电源指示灯工作，表示通电，即开关与红灯，电源组成一条支路，且单刀双掷开关拨向时，黄色指示灯亮起，说明黄灯与红灯应并联，当开关拨向时，绿色指示灯亮，表示检测电路工作，说明检测电路与红灯，黄灯并联，定值电阻与压力传感器串联，由于压力传感器的阻值会随受压力的增大而减小，压力增大电压表示数增大，所以电压表应与定值电阻并联，电路图如图： 21．探究“电流与电阻关系”的实验中，有电源（电压6V）、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱R、开关及导线若干。 (1)如图甲是连接的实物图，其中有一根导线连接错误，请你在图中用“×”标出这根导线，并只改接一根导线使电路成为正确的电路；（要求导线不交叉） (2)连接电路时，开关应该断开，正确连接电路闭合开关后，发现电流表示数为零，电压表示数较大，则电路故障可能为 ；（选填“滑动变阻器断路”“电阻箱断路”或“电阻箱短路”） (3)将实验数据记录在下表中（不代表操作顺序），其中当Ω时，电流表示数如图乙所示，则此时的电流值为 A； R/Ω 10 20 30 40 50 I/A 0.40 0.12 0.10 0.08 (4)分析表中数据发现，有一组数据有明显的错误，原因是有一次在阻值为 Ω的电阻完成后没有移动滑动变阻器所致； (5)修正数据后，根据所测得的数据可以得到结论：在电压一定时，电流与电阻成 比； (6)若依次选用10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻替代电阻箱，其余连接均不变，已知滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，若定值电阻两端的电压保持3V不变，当用25Ω的电阻进行实验时，调节滑动变阻器，眼睛应观察 （填“电流表”或“电压表”），发现电压表的示数始终不能调到3V，此时电压 （填“大于”或“小于”）3V。解决的办法有：一是可以将其中一个定值电阻串联接入电路，使得用25Ω和30Ω的电阻都可以完成实验，则选择的定值电阻是 Ω；二是可以调整电源电压，则为了完成所有实验，电源电压不得高于 V。 (7)实验小组又用以上电路测量了一个阻值未知的定值电阻，测得多组实验数据。各组数据对应的点已描在图丙中，请在图中画出的图线( )。由图可得 Ω。（结果保留一位小数） (8)完成测量后，有同学提出电流表的电阻虽然很小，但也会影响本实验中R的测量结果。用图丁的电路进行测量可消除这个影响，为定值电阻。实验步骤如下： ①按照图丁的电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处； ②闭合开关，，移动滑动变阻器滑片，读出电压表的示数和电流表的示数， ③ （填开关情况），移动滑动变阻器滑片，读出电压表的示数和电流表的示数； ④可得待测电阻 （用、、和表示） 【答案】(1) (2)电阻箱断路 (3)0.2 (4)40 (5)反 (6) 电压表 大于 10或15或20 5 (7) 6.1 (8) 断开 【详解】（1）电路中电压表与变阻箱串联，电流表与变阻箱并联时错误的接法，正确接法应该是电压表与变阻箱并联，电流表与变阻箱串联，如图所示： （2）电流表示数为零，说明电路出现断路，若滑动变阻器断路，则电压表示数也会为零，电阻箱断路时，电压表测电源电压，则电路故障为电阻箱断路。 （3）由实物图知，电流表接0~0.6A的量程，分度值为0.02A，由图乙知，电流表的示数为0.2A。 （4）按照实验要求，调节阻值后要调节滑动变阻器，使得电阻箱两端的电压与之前保持相同，根据表中数据及欧姆定律可知，每一组对应的电流与电阻的乘积是定值4V，当接入电阻的阻值为30Ω时，电流为0.12A，电流与电阻的乘积为3.6V，与其他几次实验不同，故这组数据有明显的错误。在这次实验中，电路的总电阻 根据电阻的串联可得此时滑动变阻器接入电路的阻值 由题知，造成错误的原因是有一次调节电阻箱后没有移动滑动变阻器所致，说明上一次实验时满足实验要求（即满足定值电阻两端电压为4V），则上一次实验时滑动变阻器两端的电压 根据串联分压的规律可得 即 解得 所以该次实验是在阻值为40Ω的电阻完成后进行的。 （5）数据修正后，根据表中数据，电压一定时，随着电阻减小，通过电阻的电流增大，且电流与对应的电阻的乘积是一个定值，故电压一定时，电流与电阻成反比。 （6）[1]当用25Ω的电阻进行实验时，调节滑动变阻器，眼睛应观察电压表，使电压表示数等于3V时停止调节。 [2]当用25Ω的电阻进行实验时，由于定值电阻阻值过大，分得电压过多，即使滑动变阻器全部阻值接入电路，也不能使定值电阻两端电压降低到3V，此时电压表示数大于3V。 [3]根据题意，当使用30Ω电阻时，电路中的电流 此时，滑动变阻器和接入定值电阻所分的电压为 滑动变阻器和接入的定值电阻的总电阻为 当使用30Ω电阻时，电路中的电流 此时，滑动变阻器和接入定值电阻所分的电压为 滑动变阻器和接入的定值电阻的总电阻为 综上，滑动变阻器最大的阻值为20Ω，则接入定值电阻阻值可以为10Ω或15Ω或20Ω。 [4]当定值电阻阻值最大为30Ω时，电路中的电流 当滑动变阻器阻值最大为20Ω时，滑动变阻器两端电压 则满足条件的电源电压得最大值 （7）[1]根据图中数据，描出数据对应的点，用平滑的线将各点连接起来，如图所示： [2]由图像可知，当电压为2.8V时，通过电阻的电流为0.44A，则电阻阻值 （8）[1]闭合，断开，此时待测电阻接入电路，移动滑动变阻器滑片，读出电压表的示数和电流表的示数。 [2]在②中，此时待测电阻短路，电流表测定值电阻的电流，电压表测电流表和定值电阻的总电压；移动滑动变阻器滑片，由欧姆定律，定值电阻和电流表的总电阻 在③中，电流表测待测电阻和定值电阻串联后的电流，电压表测待测电阻和定值电阻及电流表的总电压，由欧姆定律，测待测电阻和定值电阻及电流表的串联的总电阻 定值电阻的电流表内阻不变，故待测电阻 22．如图甲是小琪实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图，电源电压6V恒定不变电压表（量程为0-3V）、电流表（量程为0-0.6A）无损坏，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个。 （1）请根据图甲，用笔画线代替导线连接完成图乙的实物图；（要求：滑片向右滑电流表示数变小） （2） 连接好电路，闭合开关后，电压表指针迅速偏转到最右端， 电流表无示数，其原因可能是 ； （3）接着将5Ω的电阻换为10Ω，调节滑动变阻器， 使电压表示数仍为 V， 读出对应电流表的示数并记录， 此过程滑片 P向 （选填“A”或“B”） 端滑； （4） 为完成5次实验，滑动变阻器的最大电阻应不小于 Ω； （5）接下来小宇在“探究电流与电压的关系”实验中，运用了控制变量的科学方法。他和实验小组成员经过相互讨论，完成了该实验方案的三次设计如图1： 从A、B、C三幅电路图可以看出他们对实验不断改进的设计过程。 ①由图 1A到图1B，改进的主要理由是 ； ②由图1B到图 1C， 改进的主要理由是 。 【答案】    或 定值电阻R开路 2.5 B 35 实验需要保证电阻大小保持不变 可方便改变定值电阻两端电压，从而多次测量，得出普遍性的规律 【详解】（1）[1]在探究“电流与电阻的关系”实验中，电压表并联在定值电阻两端；根据题意知道，要求滑片向右滑电流表示数变小，即滑动变阻器滑片向右移动阻值变大，故滑动变阻器选用左下接线柱与定值电阻串联在电路中，如下图 或 （2）[2]连接好电路，闭合开关后，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表指针迅速偏转到最右端，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即其原因可能是定值电阻R断路。 （3）[3][4]由图丙知道，电流与电阻的乘积为 为一定值，故可以得出实验结论：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 根据串联分压原理知道，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，即应保持电阻两端的电压不变，即保持2.5V不变；接着将5Ω的电阻换为10Ω，根据串联电路电压的规律知道，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B端移动。 （4）[5]实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV=2.5V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压 滑动变阻器分得的电压为电压表示数的 根据分压原理，当接入25Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为 即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于35Ω。 （5）①[6]由图1A到图1B，将小灯泡换成了定值电阻，改进的主要理由是小灯泡的电阻随温度的升高而增大，实验需要保证电阻大小保持不变。 ②[7]由图1B到图1C，电路中增加了滑动变阻器，通过改变滑动变阻器接入电路的电阻来改变定值电阻两端的电压，故改进的主要理由是可方便改变定值电阻两端电压，从而多次测量，得出普遍性的规律。 23．如图所示，电源电压不变，电流表量程为0~3A，电压表量程为0~15V，定值电阻阻值为，滑动变阻器的规格是“　1A”，将滑片P移到最右端，闭合开关S，电流表示数为0.3A。 (1)求电源电压； (2)为保证电路安全，滑动变阻器接入电路的最小阻值； (3)若用电阻来替换，不改变电表的量程，确保电路所有元件均安全使用的情况下，在移动变阻器滑片的过程中，电路中的最大电流恰好是最小电流的3倍，求定值电阻的可能值。 【答案】(1)18V (2)8Ω (3)9Ω或25Ω 【详解】（1）将滑片P移到最右端，闭合开关S，R1与滑动变阻器R2串联，且R2接入阻值为50Ω，电压表测R2两端电压，电流表测电流，示数为0.3A，电源电压为 （2）为保证电路安全，当滑动变阻器接入电路的阻值最小时，电流最大，为1A，此时R1两端电压为 滑动变阻器两端电压为 滑动变阻器接入电路的阻值为 （3）用电阻R0来替换R1后，由滑动变阻器的铭牌知道，允许通过的最大电流为1A，则电路中的最大电流可能为1A，可能为 （即变阻器接入阻值为0时） 电路的最小电流可能为 （即变阻器接入阻值最大为50Ω时） 则 （即电压表满偏时，R0的电压最小，电流最小） 电路中的最大电流恰好是最小电流的3倍，则有以下几种情况： ①电路中的最大电流为1A，最小电流为 则有 解得 则电压表的最大示数 故此种情况不可能。 ②电路中的最大电流为1A，最小电流为 则有 解得 则电压表的最大示数 此种情况可能。 ③电路中的最大电流为 最小电流为 则有 解得 电路中的最大电流和最小电流分别 则电压表的最大示数 此种情况可能。 ④电路中的最大电流为 最小电流为 则 此种情况不可能。 综上可知，R0的阻值为9Ω或25Ω。 24．如图是小明设计的“浮力电子秤”。浮力秤中的托盘（含圆柱形塑料浮筒M、硬质滑杆）与电路连接，它漂浮在装有足够深水的柱形薄壁容器中，且只能竖直移动。托盘的质量200g；浮筒M高20cm，底面积为100cm²；容器的底面积为300cm²。电路中R是滑线变阻器（阻值均匀），长8cm， 最大阻值16Ω； 电源电压恒为4.5V；电压表量程为0~3V。托盘的滑杆带动滑片 P上下移动。托盘中不放物体时，调节水量，使滑片 P正好位于R最上端，闭合开关S，电压表示数为0.9V （工作中水不溢出）。求： （1） R₀的阻值； （2）托盘中不放物体时，M浸入水中的深度； （3）该“浮力电子秤”的最大称量。 【答案】（1）4Ω；（2）2cm：（3）1.05kg 【详解】解：（1） 由电路图可知，滑片P位于R最上端时，定值电阻与滑动变阻器R串联接入电路，电压表测量定值电阻两端电压，且电压表示数为0.9V，根据串联电路电压规律，滑动变阻器R两端电压 UR=U-U0=4.5V-0.9V=3.6V根据欧姆定律可得此时通过电路的电流 则定值电阻的阻值 （2）浮力秤中的托盘（含圆柱形塑料浮筒M、硬质滑杆），已知托盘的质量200g。浮筒M受到的浮力为 浮筒M浸入水中的体积 浮筒M浸入水中的深度 （3）由图可知托盘中物体的质量增加，滑片将向下移动，导致R接入电路的电阻变小，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流变大，根据U=IR可知定值电阻两端的电压增大，所以当电压表示数变大时，托盘中物体的质量也越大，电压表量程为0～3V，电压表示数最大为3V，根据串联电路电压规律可知此时R两端的电压 UR'=U-U0'=4.5V-3V=1.5V此时通过电路的电流 此时R接入电路的电阻 R是一根长为8cm的阻值均匀的电阻片，最大阻值为16Ω，即1cm的电阻为2Ω，电压表示数最大时 滑片向下移动7cm＜8cm，即浮筒向下移动的距离d=7cm，电压表示数最大，浮筒浸入水中深度的增加量等于水面上升的高度Δh与浮筒向下移动的距离d之和，即 ΔhM=Δh+d水面上升的高度 浮筒浸入水中深度 Δh+d+2cm=3.5cm+7cm+2cm=12.5cm＜hM=20cm即d=7cm时，电子浮力秤称出物体的质量最大，此时浮筒排开水的体积变化量 ΔV排=SMΔhM=100cm2×（3.5cm+7cm）=1050cm3=1.05×10−3m3因为 G物=ΔF浮=ρ水gΔV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.05×10−3m3=10.5N由G=mg得电子浮力秤的称量为 答：（1）R0的阻值为4Ω； （2）托盘中不放物体时，M浸入水中的深度为2cm； （3）该电子浮力秤的最大称量为1.05kg。 25．周末，小明对太阳能热水器的加热性能进行研究，他用“温度传感器”测得装满水的水箱中水的温度为20℃，太阳照射一段时间t后“温度传感器”显示水箱中的水温为40℃，已知水箱容积是100L。求： （1）该过程中水吸收的热量；[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （2）若用液化气灶加热使水吸收同样的热量，需要燃烧多少kg液化气？（液化气灶的热效率为40%，液化气的热值为q＝5×107J/kg） （3）该地太阳辐射到地面单位面积上的功率为P＝2.1×103W/m2，该太阳能热水器的集热面积为S＝2.5m2，热转化效率η＝40%（即将太阳能的40%转化为水的内能）。求太阳光照射的时间t。 【答案】（1）8.4×106J；（2）0.42kg；（3）4000s 【详解】解：(1)水的质量为 水吸收的热量为 (2)液化气放出的热量为 燃烧的液化气的质量为 (3)接收到的太阳能为 集热器接收太阳能的功率为 需要的接收能量的时间为 答：(1)水吸收的热量为8.4×106J； (2)需要燃烧0.42kg液化气； (3)太阳需要照射4000s。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$