内容正文:
2024—2025学年度九年级第一学期第三次质量检测
初三物理试题
一、选择题(本题包括15个小题,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~12小题只有一项符合题目要求,选对得3分;第13~15小题,有多项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1. 下列关于电流、电压和电阻的说法中,正确的是
A. 自由电荷的移动形成了电流
B. 规定自由电子定向移动的方向为电流方向
C. 电压的作用是使自由电荷定向移动形成电流
D. 电阻是导体对电流的阻碍作用.没有电流通过导体时,导体的电阻为零
2. 甲、乙、丙三个轻质小球,甲球排斥乙球,乙球吸引丙球,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两球一定带异种电荷 B. 甲、乙两球一定带同种电荷
C. 乙、丙两球一定带异种电荷 D. 乙、丙两球一定带同种电荷
3. 下列数据中,最接近实际情况的是( )
A. 普通家用照明灯的工作电流约为2A
B. 电饭锅加热挡的功率约为100W
C. 家用电风扇的额定功率约为2000W
D. 一节新干电池的电压约为1.5V
4. 下面的器材中,不是利用电流热效应来工作的是( )
A. 用电烙铁在葫芦上作画
B. 用电熨斗熨衣服
C. 用电热刀裁剪塑料绳带
D. 用电吹风吹去暖气片上难以够着的灰尘
5. 如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置.两个透明容器中密封着等量的空气,通电一段时间后,右侧U形管中液面高度差比左侧的大.下列说法正确的是( )
A. 左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大
B. 该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系
C. 该装置可以用来探究电流通过导体产生热量跟通电时间的关系
D. U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的
6. 如图所示,在家庭电路中,螺丝口灯泡的灯座及开关连接正确的是( )
A. B. C. D.
7. 带有烘干功能的滚筒洗衣机,要求洗衣和烘干均能独立进行,下列电路设计符合要求的( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示的电路,下列判断正确的是( )
A. 闭合开关S1、S3,断开开关S2时,灯L1、L2串联
B. 闭合开关S2,断开开关Sl、S3时,灯L1、L2并联
C. 闭合开关S1、S2,断开开关S3时,灯L1亮、L2不亮
D. 同时闭合开关S1、S2、S3时,电源短路
9. 如图,L是灯泡,且两灯均正常发光,“○”处可以连接电流表、电压表测量电路中的电流、电压,以下说法中正确的是( )
A. a为电流表,b为电压表,c为电流表 B. a为电压表,b为电压表,c为电流表
C. a为电流表,b为电流表,c为电压表 D. a为电流表,b为电流表,c为电流表
10. 如图所示,当开关闭合时,小灯泡AB不发光,且电路中只有一处断开.用电压表测得Uab=0,Uac=3V,Ubd=3V( )
A. A灯断开了
B. B灯断开了
C. 电阻R断开了
D. 电源断开了
11. 小满、小希和小梦按各自设计的电路图进行实验,并将实验数据记录在表格中,如图所示,其中电路图与实验数据不对应的是
A. 小满 B. 小希 C. 小梦 D. 都不对应
12. 将标有“6V 3W”的小灯泡连接在电路中时,通过其中的电流为0.4A,这时小灯泡的实际功率P实与额定功率P额之间关系正确的是( )
A. P实>P额 B. P实<P额 C. P实=P额 D. 无法确定
13. 用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热(如图甲),根据测得数据分别描绘出两液体的温度随时间变化的图象(如图乙).在相同的时间内两液体吸收的热量相等,不计液体热量散失,分别用ma、mb、ca、cb表示a、b两液体的质量和比热容,则结合图中信息作出的下列推断正确的是( )
A. 若ma=mb,则ca>cb
B. 若ma=mb,则ca<cb
C. 若ca=cb,则ma<mb
D. 若ca=cb,则ma>mb
14. 小明同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法不正确的是( )
A. 当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A
B. 将甲、乙两导体串联后接到电压为3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
C. 通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
D. 导体甲的电阻小于导体乙的电阻
15. 将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成如图所示电路。光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,观察电表示数的变化情况应该是( )
A. A表示数变小,V表示数变大
B. A表示数变大,V表示数变小
C. A表示数V表示数比值不变
D. A表和V表示数均变大
二、填空题(每空1分,共9分)
16. 内燃机汽缸中的燃料燃烧产生的高温高压气体通过________的方式将内能转化为机械能,若该汽油机的转速是1200 r/min,在1s内这台柴油机要经过________个做功冲程。
17. 小明按图甲所示的电路进行实验,当闭合开关用电器正常工作时,电压表V1和V2的指针位置完全一样,如图乙所示,则L2两端的电压为________V,L1两端的电压为_______V.
18. 小明想在家里安装一盏照明灯,他设计的电路如图所示.图中虚线框A和B两个位置应该接开关和电灯,那么开关应接在_____(填“A”或“B”)处.小明请电工师傅正确安装完毕,闭合开关,电灯不亮.电工师傅用试电笔分别测试电灯两接线处和插座的两孔时,试电笔的氖管都发光,则可能是电路的_____段发生____(填“断路”或“短路”)故障.
19. 某市居民生活用电电价是每度电0.5元,小新家5月初和5月底电能表的示数如图所示,则小新家5月份电费为________元。小新家某用电器单独工作3min,电能表转动6圈,则该用电器的实际功率为_________ W。
三、实验与探究题(本题共3个大题,共25分)
20. 在探究并联电路中总电流与各支路电流的关系时,一班各组同学从甲、乙、丙、丁四种规格的灯泡中,选取两个并联起来接在相同电源上,组成如图a所示的电路,然后把一个电流表分别接入电路中A、B、C处测量电流,并记录数据。
(1)小李将电流表接在A处,闭合开关,电流表示数如图b所示,为了测量结果准确,她应该断开开关,__________________,重新进行实验;
(2)小张同学测量时,闭合开关,发现指针向“0”刻度的左侧偏转,电流表连接存在的错误是__________;
(3)老师收集到几个组的数据如下表:
组别
规格
规格
/A
/A
/A
1
甲
甲
0.12
0.12
0.23
2
乙
丙
0.15
0.20
0.35
3
甲
丁
0.12
0.14
0.26
4
甲
丁
0.16
0.18
0.30
对于测量数据的相关分析,以下说法正确的两个是_______。
A.第1组数据没有测量误差
B.分析多组数据是为了减小误差
C.选用不同规格的灯泡进行实验,可使结论更具普遍性
D.第4组数据的偏差可能是电流表未调零引起的
21. 小明“探究导体的电流与导体两端电压的关系”时,使用的器材如图甲所示,电源电压不变,R为定值电阻。
(1)请用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整;(导线不能交叉)
(2)由于导线中的电流可能与两端的电压和导体的电阻都有关系,所以在本次实验中应该保持________不变;滑动变阻器除了保护电路外,还起到________________________的作用;
(3)连接电路时,开关应该________,合上开关前,变阻器滑片P应该处于图中________(填“C”或“D”)端;
(4)某次实验电压表示数如图乙所示,电压为________V;
(5)通过实验,他得到如图丙所示的I-U图象,根据此图象,他初步得到实验结论:导体的电阻一定时,导体中的电流与该导体两端的电压成________;
(6)实验过程中,如果电流表示数为0,电压表示数接近3 V,电路发生的故障可能是____________;
(7)小明想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,你认为他的实验方案可行吗?请说出理由;
答:________(填“可行”或“不可行”);理由:________________________。
22. 在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω左右,所用滑动变阻器的最大阻值40Ω:
(1)请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接;
( )
(2)同学们进行试触时,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,则电路中发生的故障可能是 _______(选填“小灯泡断路”、“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”);
(3)某次实验中,同学们看到电压表示数为1.8V,要使灯泡L正常发光应__ (选填“A”或“B”)端移动滑片,同时视线应注意观察 _________(选填“电流表”或“电压表”)示数,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是_______W;
(4)某同学还想探究电流与电阻的关系,于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻 ,并使电压表的示数始终保持2V不变,多次更换阻值不同的定值电阻,记录各次电流表的示数,在不更换其他器材的情况下,为了能够完成实验,他更换的定值电阻的阻值不能大于_________ Ω。
四、综合应用题(本题共2个小题,共18分。解答时应写出必要的文字说明、公式和演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位)
23. 在图甲所示电路中,电源电压恒为9V,灯泡L的额定电压为6V,通过灯泡L的电流I与灯泡两端的电压U的关系如图乙所示,求:
(1)灯泡的额定功率;
(2)灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)当电压表示数是5V时,灯泡L的实际功率。
24. 小明家电热水器的简化电路图如图所示,S1是手动开关,置于热水器水箱外部;S2是温控开关,置于热水器水箱内部,当水温低于40 ℃时自动闭合,达到40 ℃时自动断开;R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝。使用时,手动闭合开关S1,电热水器开始工作,电热水器部分参数如表所示。
(1)电热丝R1的阻值是多少?
(2)加热时流过电热丝R2的电流是多少?
(3)假设将初温20 ℃的一满箱水加热至设定温度用了50min,则电热水器的效率是多少?[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103kg/m3]
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2024—2025学年度九年级第一学期第三次质量检测
初三物理试题
一、选择题(本题包括15个小题,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~12小题只有一项符合题目要求,选对得3分;第13~15小题,有多项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1. 下列关于电流、电压和电阻的说法中,正确的是
A. 自由电荷的移动形成了电流
B. 规定自由电子定向移动的方向为电流方向
C. 电压的作用是使自由电荷定向移动形成电流
D. 电阻是导体对电流的阻碍作用.没有电流通过导体时,导体的电阻为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.电荷的定向移动才能形成电流,而自由电荷的无规则移动不能形成电流,故A错误.
B.规定正电荷定向移动的方向为电流方向,故B错误.
C.电压的作用是使自由电荷定向移动形成电流,故C正确.
D.电阻是导体的固有特性,与是否有电流通过无关,故D错误.
故本题答案为C.
2. 甲、乙、丙三个轻质小球,甲球排斥乙球,乙球吸引丙球,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两球一定带异种电荷 B. 甲、乙两球一定带同种电荷
C. 乙、丙两球一定带异种电荷 D. 乙、丙两球一定带同种电荷
【答案】B
【解析】
【详解】甲球排斥乙球,则甲、乙带同种电荷,故A错误,B正确;乙球吸引丙球,丙有可能带异种电荷,也有可能不带电,故CD错误.
故选B.
3. 下列数据中,最接近实际情况的是( )
A. 普通家用照明灯的工作电流约为2A
B. 电饭锅加热挡的功率约为100W
C. 家用电风扇的额定功率约为2000W
D. 一节新干电池的电压约为1.5V
【答案】D
【解析】
【详解】照明灯的电流在0.2A左右,故A不符合实际;电饭锅加热挡的功率约为1000W,故B不符合实际;家用电风扇的额定功率约为200W,故C不符合实际;一节新干电池的电压为1.5V,故D符合实际,故选D.
4. 下面的器材中,不是利用电流热效应来工作的是( )
A. 用电烙铁在葫芦上作画
B. 用电熨斗熨衣服
C. 用电热刀裁剪塑料绳带
D. 用电吹风吹去暖气片上难以够着的灰尘
【答案】D
【解析】
【详解】电流流过导体时,导体要发热,这种现象是电流的热效应,此时,电能转化为内能.用电烙铁在葫芦上作画、用电熨斗熨衣服、用电热刀裁剪塑料绳带时,都将电能转化为内能,故是利用电流的热效应工作的,故ABC都不符合题意,用电吹风吹去暖气片上难以够着的灰尘时,是电能转化为机械能,不是利用电流热效应来工作,故D符合题意,故选D.
5. 如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置.两个透明容器中密封着等量的空气,通电一段时间后,右侧U形管中液面高度差比左侧的大.下列说法正确的是( )
A. 左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大
B. 该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系
C. 该装置可以用来探究电流通过导体产生热量跟通电时间的关系
D. U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的
【答案】C
【解析】
【详解】A.容器中的两个电阻丝串联,通过它们的电流I与通电时间t相同,由焦耳定律Q=I2Rt可知,左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻,故A错误;
BC.在装置中,容器中的两个电阻丝串联,通过它们的电流I与通电时间t相同,左边容器中的电阻与右边容器中的电阻,所以实验是为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系,故B错误,C正确;
D.U形管中液面高度发生变化是因为透明容器中密封着等量的空气的热胀冷缩造成的,故D错误.
6. 如图所示,在家庭电路中,螺丝口灯泡的灯座及开关连接正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】火线直接进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接进入灯泡的螺旋套。这样在更换灯泡时,断开开关,切断火线,更安全。A图火线过开关后接在了螺旋套上,是错误的;B图火线直接接在螺旋套上,是错误的;D图火线没有接入开关就接入灯泡顶端的金属点,是错误的;C图火线接入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线接入灯泡的螺旋套,是正确的。
故选C。
7. 带有烘干功能的滚筒洗衣机,要求洗衣和烘干均能独立进行,下列电路设计符合要求的( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.由电路图可知,开关S1闭合时电动机工作,再闭合S2时电动机和加热器并联同时工作,加热器不能独立工作,故A不符合题意;
B.由电路图可知,开关S1闭合时加热器工作,再闭合S2时电动机和加热器并联同时工作,电动机不能独立工作,故B不符合题意;
C.由电路图可知,开关S1闭合时电动机和加热器串联同时工作,再闭合S2时加热器被短路,只有电动机工作,而加热器不能独立工作,故C不符合题意;
D.由电路图可知,只闭合S1时电动机工作,只闭合S2时加热器工作,电动机和加热器均能独立进行,故D符合题意。
故选D。
8. 如图所示的电路,下列判断正确的是( )
A. 闭合开关S1、S3,断开开关S2时,灯L1、L2串联
B. 闭合开关S2,断开开关Sl、S3时,灯L1、L2并联
C. 闭合开关S1、S2,断开开关S3时,灯L1亮、L2不亮
D. 同时闭合开关S1、S2、S3时,电源短路
【答案】D
【解析】
【详解】A.闭合开关S1、S3,断开开关S2时,灯L1、L2并联,电流路径如下图所示:
B.闭合开关S2,断开开关Sl、S3时,灯L1、L2串联,电流路径如下图所示:
C.闭合开关S1、S2,断开开关S3时,电流路径如下图所示:此时灯L1被短路,所以不发光,只有L2发光;
D.同时闭合开关S1、S2、S3时,电流路径如下图所示:此时电源短路:
综上所述,D是正确的.
9. 如图,L是灯泡,且两灯均正常发光,“○”处可以连接电流表、电压表测量电路中的电流、电压,以下说法中正确的是( )
A. a为电流表,b为电压表,c为电流表 B. a为电压表,b为电压表,c为电流表
C. a为电流表,b为电流表,c为电压表 D. a为电流表,b为电流表,c为电流表
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,两灯组成串联电路,电流表应与用电器串联,电压表应与用电器并联,所以,a为电压表,b为电压表,c为电流表,故B正确,ACD错误。
故选B。
10. 如图所示,当开关闭合时,小灯泡AB不发光,且电路中只有一处断开.用电压表测得Uab=0,Uac=3V,Ubd=3V( )
A. A灯断开了
B. B灯断开了
C. 电阻R断开了
D. 电源断开了
【答案】C
【解析】
【详解】解答:由图可知,灯泡和滑动变阻器串联,用电压表测得ab电压为零,不能说明哪一块断路,但用电压表测得ac电压为3V,说明此时与a→灯泡→电阻R→c中某处是断开的,c→d之间的灯泡是完好的,且其他的是完好的;但用电压表测得bd电压为3V,即说明b→电阻R→c→d中某处断开,由于c→d之间的灯泡是完好的,所以只能是b→电阻R→c中某处断路,故分析上述四个答案不难看出,C选项是正确的.
故选C.
【点睛】由图可知,灯泡和滑动变阻器串联,又根据题意可得,电路故障为断路,因此如果电压表示数为零,说明电压表两极不能与电源正负极相连;如果电压表示数为电源电压,说明电压表两极与电源正负极相连.
11. 小满、小希和小梦按各自设计的电路图进行实验,并将实验数据记录在表格中,如图所示,其中电路图与实验数据不对应的是
A. 小满 B. 小希 C. 小梦 D. 都不对应
【答案】B
【解析】
【详解】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变小,则
A.电压表并联在R两端的电压,当电流表的示数增大时电压表的示数增大,故小满的电路图与实验数据对应;
B.电压表并联在变阻器两端,当电流表的示数增大时电压表的示数减小,故小希的电路图与实验数据不对应;
C.电压表并联在电源,当电流表的示数增大时电压表的示数不变,故小梦的电路图与实验数据对应.
12. 将标有“6V 3W”的小灯泡连接在电路中时,通过其中的电流为0.4A,这时小灯泡的实际功率P实与额定功率P额之间关系正确的是( )
A. P实>P额 B. P实<P额 C. P实=P额 D. 无法确定
【答案】B
【解析】
【详解】通过灯泡的额定电流为
通过灯泡的实际电流为0.4A,小于额定电流;根据公式可知,灯泡的实际功率小于灯泡的额定功率。故ACD错误,B正确。
故选B。
13. 用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热(如图甲),根据测得数据分别描绘出两液体的温度随时间变化的图象(如图乙).在相同的时间内两液体吸收的热量相等,不计液体热量散失,分别用ma、mb、ca、cb表示a、b两液体的质量和比热容,则结合图中信息作出的下列推断正确的是( )
A. 若ma=mb,则ca>cb
B. 若ma=mb,则ca<cb
C. 若ca=cb,则ma<mb
D. 若ca=cb,则ma>mb
【答案】BC
【解析】
【详解】物质吸收热量的多少与比热容、质量和升高的温度成正比,由题意知,相同时间两种液体吸收的热量相同,由图象可以得到升高的温度与热量的关系,利用Q=cm△t变形公式对比热容和质量大小作出判断.若ma=mb,吸收相同的热量,a的温度升高幅度大,由知,a的比热容较小,b的比热容较大.A选项错误,B选项正确;若ca=cb,吸收相同的热量,a的温度升高幅度大,由知,a的质量较小,b的质量较大.C选项正确,D选项错误.故选BC.
14. 小明同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法不正确的是( )
A. 当在导体乙的两端加上1V的电压时,通过导体乙的电流为0.1A
B. 将甲、乙两导体串联后接到电压为3V的电源上时,干路中的电流为0.9A
C. 通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
D. 导体甲的电阻小于导体乙的电阻
【答案】B
【解析】
【详解】A.当U甲=U乙=1V时,I甲=0.2A,I乙=0.1A,故A正确,不符合题意;
C.由图象可知,通过甲、乙两电阻的电流与各自两端的电压成正比例函数,即通过导体甲、乙的电流与两端的电压成正比,故C正确,不符合题意;
D.由可得,甲、乙两电阻的阻值
则导体甲的电阻小于导体乙的电阻,故D正确,不符合题意;
B.将甲、乙两导体串联后接到电压为3V的电源上时,因串联电路电流处处相等,则通过电路的电流为
由图可知甲乙两电阻分得的电压分别为1V、2V,串联电路电流为0,2A,故B错误,符合题意。
故选B。
15. 将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成如图所示电路。光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,观察电表示数的变化情况应该是( )
A. A表示数变小,V表示数变大
B. A表示数变大,V表示数变小
C. A表示数V表示数比值不变
D. A表和V表示数均变大
【答案】CD
【解析】
【详解】分析电路图可知,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电流表测电路电流,电压表测定值电阻两端电压。闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度时,光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,则电路中总电阻将变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流将变大,则A表示数增大,电压表测量定值电阻R0两端的电压,根据欧姆定律可知,电流增大,电压将变大,则V表示数增大,V表和A表的比值为R0的阻值,因为R0是定值电阻,所以V表和A表的比值不变。故CD符合题意,AB不符合题意。
故选CD。
二、填空题(每空1分,共9分)
16. 内燃机汽缸中的燃料燃烧产生的高温高压气体通过________的方式将内能转化为机械能,若该汽油机的转速是1200 r/min,在1s内这台柴油机要经过________个做功冲程。
【答案】 ①. 做功 ②. 10
【解析】
【详解】[1]内燃机汽缸中的燃料燃烧产生的高温高压燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,通过做功的方式改变物体的内能。
[2]汽油机的转速1200r/min,即20r/s,则汽油机每秒飞轮和曲轴转动的转数为20周;根据汽油机完成一个工作循环,要经过4个冲程,燃气对外做功1次,活塞往返2次,飞轮和曲轴转动2周可知,汽油机每秒做功10次。
17. 小明按图甲所示的电路进行实验,当闭合开关用电器正常工作时,电压表V1和V2的指针位置完全一样,如图乙所示,则L2两端的电压为________V,L1两端的电压为_______V.
【答案】 ①. 2 ②. 8
【解析】
【详解】由于电压表V1测的是总电压,V2测的是串联电路的部分电压,故V1的示数大于V2的示数,但二者的指针位置完全一致,故说明电压表V1用的是大量程(15V),V2用的是小量程(3V),则V1的示数为10V,V2的示数为2V;而V2测量的是灯泡L2的两端电压,故其两端电压为2V,L1的两端电压为10V-2V=8V.
18. 小明想在家里安装一盏照明灯,他设计的电路如图所示.图中虚线框A和B两个位置应该接开关和电灯,那么开关应接在_____(填“A”或“B”)处.小明请电工师傅正确安装完毕,闭合开关,电灯不亮.电工师傅用试电笔分别测试电灯两接线处和插座的两孔时,试电笔的氖管都发光,则可能是电路的_____段发生____(填“断路”或“短路”)故障.
【答案】 ①. B ②. gf ③. 断路
【解析】
【详解】保险丝接在火线上,故a为火线.开关应接在灯与火线之间.因此开关应接在B处.当测电笔分别测试电灯两接线处和插座的两孔时,测电笔的氖管都发光,说明火线上有电,而零线处不该亮,但也亮了,说明通过电灯、开关与火线相通了,故零线断路.
故答案为(1). B (2). gf (3). 断路
【点睛】本题考查了用测电笔检测电路的故障和电灯与开关的接法.在正常情况下,测电笔测火线应亮,测零线应不亮.
19. 某市居民生活用电电价是每度电0.5元,小新家5月初和5月底电能表的示数如图所示,则小新家5月份电费为________元。小新家某用电器单独工作3min,电能表转动6圈,则该用电器的实际功率为_________ W。
【答案】 ①. 60 ②. 40
【解析】
【详解】[1]小新家一个月消耗的电能为
322.1kW·h-202.1kW·h=120kW·h
所以小新家5月份电费为
120kW·h×0.5元/kW·h=60元
[2]小新家某用电器单独工作3min,电能表转动6圈,所以用电器消耗的电能为,所以该用电器的实际功率为
三、实验与探究题(本题共3个大题,共25分)
20. 在探究并联电路中总电流与各支路电流的关系时,一班各组同学从甲、乙、丙、丁四种规格的灯泡中,选取两个并联起来接在相同电源上,组成如图a所示的电路,然后把一个电流表分别接入电路中A、B、C处测量电流,并记录数据。
(1)小李将电流表接在A处,闭合开关,电流表示数如图b所示,为了测量结果准确,她应该断开开关,__________________,重新进行实验;
(2)小张同学测量时,闭合开关,发现指针向“0”刻度的左侧偏转,电流表连接存在的错误是__________;
(3)老师收集到几个组的数据如下表:
组别
规格
规格
/A
/A
/A
1
甲
甲
0.12
0.12
0.23
2
乙
丙
0.15
0.20
0.35
3
甲
丁
0.12
0.14
0.26
4
甲
丁
0.16
0.18
0.30
对于测量数据的相关分析,以下说法正确的两个是_______。
A.第1组数据没有测量误差
B.分析多组数据是为了减小误差
C.选用不同规格的灯泡进行实验,可使结论更具普遍性
D.第4组数据的偏差可能是电流表未调零引起的
【答案】 ①. 换电流表的小量程 ②. 电流表“+”“-”接线柱接反了 ③. CD
【解析】
【详解】(1)[1]在测量电流时,出现图示指针偏转角度太小的问题,无法准确读数,误差较大,是因为选用的电流表量程太大了,为了测量结果准确,她应该断开开关,换电流表的小量程,重新进行试验。
(2)[2]在测量电流时,出现图示指针反向偏转的问题,是因为电流从“﹣”接线柱流入了,电流表连接存在的错误是电流表的“+”、“﹣”接线柱接反了。
(3)[3]A.误差只能减小,不能避免,故A错误;
B.分析多组数据,是为了避免实验的偶然性,得出具有普遍性的结论,故B错误;
C.选用不同规格的灯进行实验,是为了得出具有普遍性的结论,故C正确;
D.第4组数据都比第3组对应的数据大,可能因为测量时电流表指针没有调零所致,故D正确。
故选CD。
21. 小明“探究导体的电流与导体两端电压的关系”时,使用的器材如图甲所示,电源电压不变,R为定值电阻。
(1)请用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整;(导线不能交叉)
(2)由于导线中的电流可能与两端的电压和导体的电阻都有关系,所以在本次实验中应该保持________不变;滑动变阻器除了保护电路外,还起到________________________的作用;
(3)连接电路时,开关应该________,合上开关前,变阻器滑片P应该处于图中________(填“C”或“D”)端;
(4)某次实验电压表示数如图乙所示,电压为________V;
(5)通过实验,他得到如图丙所示的I-U图象,根据此图象,他初步得到实验结论:导体的电阻一定时,导体中的电流与该导体两端的电压成________;
(6)实验过程中,如果电流表示数为0,电压表示数接近3 V,电路发生的故障可能是____________;
(7)小明想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,你认为他的实验方案可行吗?请说出理由;
答:________(填“可行”或“不可行”);理由:________________________。
【答案】(1) (2) ①. 导体的电阻 ②. 改变导体两端电压
(3) ①. 断开 ②. D
(4)2.6 (5)正比
(6)定值电阻断路 (7) ①. 不可行 ②. 灯丝电阻受温度影响
【解析】
【小问1详解】
探究导体的电流与导体两端电压的关系实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电流,由图丙可知,所测电流不超过0.6A,则电流表接小量程。如图所示:
【小问2详解】
[1][2]探究导体的电流与导体两端电压的关系,根据控制变量法,应使导体的电阻不变,改变导体两端电压,因此滑动变阻器还有改变导体两端电压的作用。
【小问3详解】
[1]为保护电路,连接电路时,开关应该断开。
[2]为保护电路,闭合开关时,滑动变阻器接入阻值应处于最大,即滑片应位于D端。
【小问4详解】
如图乙所示,电压表接小量程,分度值为0.1V,示数为2.6V。
【小问5详解】
如图丙所示的I-U图像,为一条倾斜的直线,因此可得实验结论:导体的电阻一定时,导体中的电流与该导体两端的电压成正比。
【小问6详解】
实验过程中,如果电流表示数为0,电压表示数接近3V,即电压表串联在电路中测电源电压,电路发生的故障可能是定值电阻断路。
【小问7详解】
[1][2]小明想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,此实验中需保持导体阻值为定值,灯丝阻值受温度影响而发生变化,因此他的实验方案不可行。
22. 在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω左右,所用滑动变阻器的最大阻值40Ω:
(1)请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接;
( )
(2)同学们进行试触时,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,则电路中发生的故障可能是 _______(选填“小灯泡断路”、“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”);
(3)某次实验中,同学们看到电压表示数为1.8V,要使灯泡L正常发光应__ (选填“A”或“B”)端移动滑片,同时视线应注意观察 _________(选填“电流表”或“电压表”)示数,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是_______W;
(4)某同学还想探究电流与电阻的关系,于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻 ,并使电压表的示数始终保持2V不变,多次更换阻值不同的定值电阻,记录各次电流表的示数,在不更换其他器材的情况下,为了能够完成实验,他更换的定值电阻的阻值不能大于_________ Ω。
【答案】 ①. ②. 小灯泡断路 ③. A ④. 电压表 ⑤. 0.6 ⑥. 20
【解析】
【详解】(1)[1]已知灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选3V的量程,灯正常工作时的电流
I== =0.25A
电流表选0.6A的量程,将滑动变阻器串联接入电路,注意接线柱要“一上一下”,如图所示:
(2)[2]若灯泡发生断路,电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的,电压表有示数;电压表的电阻很大,使得电路中的电流几乎为0,电流表的示数为0,符合题意;
若灯泡短路,则电压表也被短路,所以灯不亮,电压表示数为0,电流表有示数,不符合题意;
若滑动变阻器断路,整个电路断路,则电流表和电压表都无示数,不符合题意。
(3)[3][4]此时电压表示数为1.8V,小于灯泡的额定电压2.5V,要使灯泡L正常发光,应减小滑动变阻器两端的电压,减小变阻器接入电路的阻值,所以应向A端移动滑片,同时视线应注意观察电压表示数,当电压表示数为2.5V时,灯正常发光。
[5]根据乙图,电流表的量程为0∼0.6A,其分度值为0.02A,其读数为0.24A,所以小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.24A=0.6W
小灯泡的额定功率为0.6W。
(4)[6]使电压表的示数始终保持2V不变,则滑动变阻器两端电压要保持4V,二者比例为1:2,由串联电路电压规律可知,当变阻器接入电路的阻值为其最大值40Ω时,定值电阻达最大允许值,即
R定=R滑=40Ω=20Ω
定值电阻的阻值不能大于20Ω。
四、综合应用题(本题共2个小题,共18分。解答时应写出必要的文字说明、公式和演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位)
23. 在图甲所示电路中,电源电压恒为9V,灯泡L的额定电压为6V,通过灯泡L的电流I与灯泡两端的电压U的关系如图乙所示,求:
(1)灯泡的额定功率;
(2)灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)当电压表示数是5V时,灯泡L的实际功率。
【答案】(1)3W;(2)6Ω;(3)1.6W
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)图乙知,灯光的额定电流为0.5A,灯泡的额定功率为
P额=U额I额=6V×0.5A=3W
(2)灯泡正常发光时,滑动变阻器的电压为:
UR=U-U额=9V-6V=3V
滑动变阻器接入电路的阻值
R==6Ω
(3)电压表测量滑动变阻器两端电压,灯泡两端的电压为
UL′=U-UR′=9V-5V=4V
图乙知,此时灯光电流为0.4A,灯泡的实际功率为
PL′=UL′IL′=4V×0.4A=1.6W
答:(1)灯泡的额定功率为3W;
(2)灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为6Ω;
(3)当电压表示数是5V时,灯泡L的实际功率为1.6W。
24. 小明家电热水器的简化电路图如图所示,S1是手动开关,置于热水器水箱外部;S2是温控开关,置于热水器水箱内部,当水温低于40 ℃时自动闭合,达到40 ℃时自动断开;R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝。使用时,手动闭合开关S1,电热水器开始工作,电热水器部分参数如表所示。
(1)电热丝R1的阻值是多少?
(2)加热时流过电热丝R2的电流是多少?
(3)假设将初温20 ℃的一满箱水加热至设定温度用了50min,则电热水器的效率是多少?[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103kg/m3]
【答案】(1)220Ω;(2)8A;(3)70.7%
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)当只有S1 闭合时,R1单独工作,用电器处于保温状态,由可得
(2)当两开关都处于闭合状态时,两电阻并联,处于加热状态,R2的功率为
P2 =P-P1 =1980W-220W=1760W
由P=UI可得电热丝R2的电流是
(3)根据题意可知,水吸收的热量
由可得消耗的电能
W=Pt=1980W×50×60s=5.94×106 J
热水器的效率为
答:(1)电热丝R1的阻值是220Ω;
(2)加热时流过电热丝R2的电流是5.94×106 J;
(3)假设将初温20 ℃的一满箱水加热至设定温度用了50min,则电热水器的效率是70.7%。
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