精品解析:江苏省宿迁市沭阳县怀文中学2023-2024学年九年级上学期第三次月考物理试题
2024-11-21
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内容正文:
2023-2024学年江苏省宿迁市沭阳县怀文中学九年级(上)第三次月考物理试卷
一、单选题:本大题共12小题,共24分。
1. 数据估测是学好物理的基本功之一,下列数据的估测最符合实际的是( )
A. 中学生的身高大约150dm
B. 一张物理试卷的质量约为50g
C. 人体通常能承受的最大安全电压为220V
D. 教室里的日光灯正常发光时的电流约为200mA
2. 下列说法中正确的是( )
A. 超导材料可应用于电阻器和远距离输电线
B. 电路中有电流,则电路两端一定有电压
C. 说明导体的电阻与其两端的电压成正比,与通过它的电流成反比
D. 电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗的电能越快
3. 如图所示为一种新型“水温感应龙头”,自带水流发电电源。当水流温度低于40℃,感应开关S1闭合,只有绿灯照亮水流;当水温达40℃及以上,感应开关S2闭合,只有红灯照亮水流,以警示用水的人。图中的电路设计能实现该功能的是( )
A. B.
C. D.
4. 小红同学在探究“用滑动变阻器改变灯泡的亮度”实验时,设计了如图所示的电路,小红同学进行了演示,当滑片P由b向a滑动的过程中,会出现的情况是( )
A. 灯的亮度变亮
B. 电源电压变小
C. 灯的电阻不变
D. 电流表、的示数均变大
5. 灯泡L1和L2连接在同一电路中,根据以下哪个特点可以确认两灯是并联的()
A. 两灯亮度不同 B. 两灯都亮时将L1从灯座中摘除,L2也不亮
C. 通过两灯的电流不相等 D. 通过两灯的电流相等
6. 如图所示,A为导线,BM、CN为两根相同的电阻丝,当滑片P向右移动时,灯L的亮度不变,则开关S( )
A. 一定和A接触
B. 一定和B接触
C. 一定和C接触
D. 和B、C接触均可
7. 下表记录了某电路中电压表和电流表的示数,电路图可能是( )
U/V
3.0
2.5
2.0
1.8
1.5
1.3
I/A
0.20
0.30
0.40
044
0.50
0.54
A. B.
C. D.
8. 如图甲电路,闭合开关S后,两个灯泡都能发光,乙图为电流表指针的位置,如果电流表读数是0.6A,则下列说法错误的是( )
A. 电流表的读数是0.3A
B. 灯泡和并联
C. 电流表一定连接“、3”接线柱
D. 通过灯的电流为0.9A
9. 小明同学受穿戴式“智能体温计”(如图甲所示的启发,设计了一个如图乙所示的体温计电路图,用电表示数大小反映温度高低,热敏电阻的阻值随温度的升高而增大,定值电阻起保护电路的作用。下列分析正确的是( )
A. 该电路中的电表是电流表 B. 温度升高时两端电压变大
C. 温度升高时电路中总电流变小 D. 温度降低时两端电压变大
10. 如图所示是电阻甲和乙的图像,小明对图像信息做出的判断不正确的是( )
A. 当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A
B. 将甲和乙串联,若电流为0.3A,则10s内整个电路消耗电能4.5J
C. 当乙两端电压为2.5V时,其阻值为5Ω
D. 将甲和乙并联,若电压为1V,则干路的电流为0.6A
11. 如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,为光敏电阻,它的阻值随光照的增强而减小,为定值电阻,A、B接监控装置。则
A. 当有人通过而遮蔽光线时,A,B之间电压升高
B. 当有人通过面遮藏光线时,A,B之间电压不变
C. 当仅将换成阻值更大的定值电阻时,A,B之间的电压将增大
D. 当仅将换成阻值更小的定值电阻时,A,B之间的电压将增大
12. 小明同学用两节新干电池、两只灯泡、电流表、电压表、开关等连接成如图所示电路,闭合开关进行实验,下列判断正确的是( )
A. 若灯断路,则电流表无示数,电压表有示数
B. 电源电压为
C. 若灯断路,则电流表有示数,电压表无示数
D. 灯泡和是并联的
二、填空题:本大题共6小题,共19分。
13. 如图所示,老师将废弃灯泡的玻璃外壳小心打碎,去掉灯丝,留下灯头和固定两根引线的玻璃芯,把玻璃芯与一只灯泡串联接入家庭电路中,此时灯泡不发光;用酒精灯加热玻璃芯,当玻璃芯发黄变红时,灯泡能发光。这个实验说明玻璃在常温下是_______(选填“导体”、“绝缘体”、“超导体”),高温下的玻璃变成了_______。
14. 某定值电阻两端加上10V的电压,测得通过它的电流为2A,则其电阻值为___________Ω,若电压为0V,则通过它的电流为___________ A,它的阻值为___________Ω。如图所示该电能表接入家庭照明电路中,若再闪烁320次,则电能表示数变为___________。
15. 给电动车充电过程中,蓄电池相当于___________(选填“用电器”或“电源”),其能量转化过程为:___________;把车钥匙插入锁孔并顺时针旋转,车子就会通电但不会行驶,这把车钥匙其实是一个___________(填某一电路元件,下同),跨上电动车将右把手向后旋转,车子就能前进,而且旋转的角度越大,车速就越大,其实这右把手就相当于一个___________。
16. 如图所示,由四节新干电池串联组成的电源电压为___________ V。开关闭合后,电压表的示数为2V,则两端的电压为___________ V;断开开关后,电压表示数变化了___________ V。
17. 如图所示为一种测量体重的装置,其中体重示数计是由___________(填“电流表”或“电压表”)改装成的,测量过程中体重越小,R2连入电路中的电阻越___________,体重示数计的示数就越___________,定值电阻R1可以在体重较___________(填“大”或“小”)时保护电路。
18. 小明同学发现了一个废弃的电子元件,他想了解它的一些特性,进行了一系列实验,收集了一些信息。他根据收集的信息,作出了该元件的电流随电压的变化图像,如图所示,当时,元件的电阻为___________Ω;由图像可知,该元件在80V-160V间的电阻有什么特点?___________。
三、作图题:本大题共2小题,共4分。
19. 如图所示为手电筒的实物图,请在图中虚线框内画出对应的电路图。
20. 按题目要求作图:如图所示,电冰箱内有一个通过冰箱门来控制的弹簧开关,当冰箱门打开时,弹簧弹起,开关闭合,冰箱内的小灯发光。请将下面的电路连接完整,使其能正确表示冰箱开门状态下其内部照明电路原理。(其中1、2、3为接线柱)
四、实验探究题:本大题共4小题,共22分。
21. 如图所示是利用了小灯泡的三个电学实验。
(1)实验1、2、3中,需要更换不同规格的灯泡多次收集实验数据的是实验___________(填数字),多次实验的目的是为了___________;
(2)实验3中,可以通过___________反映出电流做功越多,在实验___________(填数字)中也运用了该方法,实验3可以验证电功与___________是否有关。
22. 小明在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图;
(1)小明在实验前发现电流表的指针如图乙所示,接下来的操作是:______;在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针立即发生了偏转,由此可知,他在连接电路时操作不当之处是 ______;
(2)他先将电流表接A处,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为______;
(3)另一个小组实验结束后记录A、B、C各点的电流值如表所示:
A点电流
IA/A
B点电流
IB/A
C点电流
IC/A
0.26
0.26
0.52
根据表中数据,得出以下两个结论:
①并联电路各支路电流相等;
②并联电路中干路电流等于各支路电流之和;
请你对上述实验的不足之处,写出评价意见:______。
23. 某物理学习小组探究“电流与电阻的关系”实验,器材有:滑动变阻器(规格未知)、开关、电源(电压恒定但未知)各一个,电流表、电压表各一只,四个定值电阻(20Ω、15Ω、10Ω、5Ω),导线若干。
电压U/V
4
电阻R/Ω
20
15
10
电流I/A
0.20
0.27
0.40
(1)如图所示是小明连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线;
(2)以下为实验时出现的某个场景:小军连上最后一根导线后,立即看到电流表、电压表指针有明显的偏转,你认为他实验操作的错误之处是___________;
(3)正确连接电路后,小明先后用20Ω、15Ω、10Ω、进行实验,收集的实验数据如表所示,在误差允许情况下,分析实验数据可得结论:___________。小组其他成员认为还可以再增加一组数据来体现普遍性,便找来一个5Ω的电阻让小明再测一组数据。当他把5Ω的电阻接入电路时,要使电压表示数继续保持不变,发现实验无法进行,其原因是___________;
(4)如果电源电压为6V,在不改变原有电路连接及电表量程基础上且保证电路安全,仍将四个定值电阻(20Ω、15Ω、10Ω、5Ω)依次接入电路,顺利完成“探究电流与电阻的关系”实验,收集四组数据并得出结论,则滑动变阻器的最大阻值至少为___________Ω。
24. 在水果中平行插入两片不同金属制成的极板,就组成了一个水果电池,如图所示。物理兴趣小组的同学在课外实践活动中探究影响水果电池电压大小的因素,实验前,他们的部分实验猜想如下:
猜想一:水果电池电压可能与水果的种类有关;
猜想二:水果电池电压可能与极板材料有关;
(1)为了验证猜想一和猜想二,在不同水果中插入不同金属制成的极板,并保持两块极板间的距离、极板插入水果的深度不变,分别测出电压,实验记录如表所示;
实验序号
水果种类
两极板间电压U/V
铁一锌
铁一铜
铜一锌
1
苹果
0.6
0.7
10
2
菠萝
0.5
0.6
0.9
3
梨
0.4
0.5
0。。8
4
橙
0.7
0.8
11
①为了验证猜想一,保持___________不变,改变水果种类,多次实验后,得出结论:猜想一是___________(填“正确”或“错误”)的;
②分析数据可知,水果电池电压与极板材料有关,表中效果最好的两极板材料是___________;
③图中,与电压表标有“3”字样的接线柱相连的极板是水果电池的___________极,若要使电压表指针偏转角度更大,可将多个水果电池___________联;
(2)将两极板插入水果更深些,发现电压表示数发生了变化,由此,可以提出一个可探究的科学问题是___________;
(3)兴趣小组的同学将两极板都换成铜片,发现两铜极板间无电压,于是提出一个新的探究问题:水果的电阻是多大?为此,利用如图一个电源(未知电压)、已知阻值的定值电阻、导线、三个开关及原有的电压表进行电路设计,水果的电阻用“”这样的符号表示,测出此时水果的电阻。步骤如下:
a。只闭合S1、S2,读出电压表示数为U1;
b。只闭合S1、S3,读出电压表示数为U2;
则此时水果电阻的表达式为___________(用、、表示)。
五、计算题:本大题共2小题,共21分。
25. 如图甲所示为某小灯泡的图像,将它与定值电阻R并联在稳压电源两端,如图乙所示。闭合开关,电流表的示数为;再闭合开关,电流表示数变为。求:
(1)电源电压多少?
(2)R的阻值是多少?
(3)1min内小灯泡消耗多少电能?
26. 新冠肺炎疫情期间,体温检测成为社区、商场等公共场所一种重要的防控手段。如图甲为某电子测温仪的内部简化电路图,测温仪探头内有一热敏电阻Rt,其阻值随温度变化关系如图乙所示。R1为阻值可调的电阻箱,其最大电阻为300Ω,允许通过的最大电流为0.02A,电流表的量程0~0.6A,电压表的量程是0~3V,电源电压恒定。某次测试时,将电阻箱的阻值调为R,发现电流表示数为0.01A,此时Rt两端电压为4V。
(1)此时电路中Rt的电阻是多少?
(2)当电流表示数为0.01A时,环境温度是多少?
(3)当环境温度为30℃,将电阻箱的阻值调为0.5R时,发现电流表示数为0.015A,求电源电压是多少?
(4)若温度为40℃,则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是多少?
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2023-2024学年江苏省宿迁市沭阳县怀文中学九年级(上)第三次月考物理试卷
一、单选题:本大题共12小题,共24分。
1. 数据估测是学好物理的基本功之一,下列数据的估测最符合实际的是( )
A. 中学生的身高大约150dm
B. 一张物理试卷的质量约为50g
C. 人体通常能承受的最大安全电压为220V
D. 教室里日光灯正常发光时的电流约为200mA
【答案】D
【解析】
【详解】A.成年人身高在170cm左右,中学生的身高略小于成年人,在150cm左右,即150cm=15dm,故A不符合题意;
B.一枚一元硬币的质量约为6g,一张物理试卷的质量与此差不多,在5g左右,故B不符合题意;
C.经验证明,只有不高于36V的电压对人体才是安全的,220V为我国家庭电路电压,故C不符合题意;
D.日光灯正常发光时的电流约0.2A,即200mA,故D符合题意。
故选D。
2. 下列说法中正确的是( )
A. 超导材料可应用于电阻器和远距离输电线
B. 电路中有电流,则电路两端一定有电压
C. 说明导体的电阻与其两端的电压成正比,与通过它的电流成反比
D. 电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗的电能越快
【答案】B
【解析】
【详解】A.如电饭锅的电热丝需要将电能转化为内能,超导材料电阻为零无法将电能转化为内能,故A错误;
B.电压是形成电流的原因,电路中有电流,电路两端就一定有电压,故B正确;
C.导体电阻是导体的一种性质,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关,故C错误;
D.电能表指示灯闪烁的快慢反映了做功的快慢,电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗电能越多,不一定快,故D错误。
故选B。
3. 如图所示为一种新型“水温感应龙头”,自带水流发电电源。当水流温度低于40℃,感应开关S1闭合,只有绿灯照亮水流;当水温达40℃及以上,感应开关S2闭合,只有红灯照亮水流,以警示用水的人。图中的电路设计能实现该功能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.如图,开关S1闭合,红灯亮,绿灯不亮,只有开关S2闭合时,两灯都不亮,故A不符合题意;
BC.如图,只闭合一个开关时,两灯都不亮,只有两个开关都闭合,两灯都亮,故BC不符合题意;
D.如图,S1闭合时,绿灯亮,S2闭合时,红灯亮,故D符合题意。
故选D。
4. 小红同学在探究“用滑动变阻器改变灯泡的亮度”实验时,设计了如图所示的电路,小红同学进行了演示,当滑片P由b向a滑动的过程中,会出现的情况是( )
A. 灯的亮度变亮
B. 电源电压变小
C. 灯的电阻不变
D. 电流表、的示数均变大
【答案】A
【解析】
【详解】由图知,小灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表A2测量电路中的电流,电流表A1被短路,示数为零;当滑动变阻器的滑片由b向a滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,电源电压不变,由知,电路的电流变大,电流表A2的示数变大,小灯泡变亮,灯丝的温度升高,电阻变大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5. 灯泡L1和L2连接在同一电路中,根据以下哪个特点可以确认两灯是并联的()
A. 两灯亮度不同 B. 两灯都亮时将L1从灯座中摘除,L2也不亮
C. 通过两灯的电流不相等 D. 通过两灯的电流相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.两灯并联在电路中时,则两灯两端的电压相同,若两灯的电阻不同,则其亮度会不同,故A不符合题意;
B.并联电路中,将一灯摘除,另一灯不受影响,则另一灯仍然发亮,故B不符合题意;
C.在串联电路中,电流处处相等,而在并联电路中,如果两灯的规格不同,则通过两灯的电流不相等,故C符合题意;
D.通过两灯的电流相等,两灯有可能串联,也有可能并联,若两灯规格相同,并联时,通过两灯的电流会相等,故D不符合题意。
故选C。
6. 如图所示,A为导线,BM、CN为两根相同的电阻丝,当滑片P向右移动时,灯L的亮度不变,则开关S( )
A. 一定和A接触
B. 一定和B接触
C. 一定和C接触
D. 和B、C接触均可
【答案】D
【解析】
【详解】A.BM、CN为两根相同的电阻丝,滑片P向右移动时,若与A接触,则电阻丝MP与PN连入电路,滑片P右移时,连入电路的电阻丝长度变长,滑动变阻器连入电路的阻值变大,灯亮度变暗,故A不符合题意;
BCD.若与B接触,则电阻丝接入电路中的电阻为电阻丝NP加上PB,为一根电阻丝的长度,不管怎么移动滑片,电阻丝接入电路中电阻不变,此时灯泡与电阻丝NP加上PB串联,则灯泡亮度不变;若与接触,则连入电路的电阻丝为NC,也是一根电阻丝的长度,此时灯泡与NC串联,滑片滑动时,电路中电阻不变,则灯泡亮度不变,故S接B或C时,电阻恒定不变,灯L的亮度不变,故BC不符合题意,D符合题意。
故选D。
7. 下表记录了某电路中电压表和电流表的示数,电路图可能是( )
U/V
3.0
2.5
2.0
1.8
1.5
1.3
I/A
0.20
0.30
0.40
0.44
0.50
0.54
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.由表中数据可知,电压表的示数减小时,电流表的示数随着变大,由欧姆定律可知,电压表测量的电阻阻值是变化的。由电路图可知,该电路为滑动变阻器的简单电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量电源电压,在滑片移动时电压表的示数不变,故A不符合题意;
B.由电路图可知,定值电阻与变阻器并联,电流表测量干路电流,电压表测量电源电压,电压表的示数不会改变,故B不符合题意;
C.由电路图可知,定值电阻与变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻两端的电压,由欧姆定律可知,通过定值电阻的电流与它两端的电压成正比,故C不符合题意;
D.由电路图可知,定值电阻与变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压。当电流表示数变大时,由可知,定值电阻两端的电压变大,由串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端的电压变小,与表格提供的数据变化规律一致,故D符合题意。
故选D。
8. 如图甲电路,闭合开关S后,两个灯泡都能发光,乙图为电流表指针的位置,如果电流表读数是0.6A,则下列说法错误的是( )
A. 电流表的读数是0.3A
B. 灯泡和并联
C. 电流表一定连接“、3”接线柱
D. 通过灯的电流为0.9A
【答案】A
【解析】
【详解】ABC.由图甲知道,电流从正极流出经电流表A1后分成两支,一支通过L1,另一支通过L2和A2,所以两灯并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2的电流,根据题意知道,电流表读数是0.6A,所以,图乙中电流表A1应选择0~3A量程,A1读数为1.5A,故A错误,符合题意,BC正确,不符合题意;
D. 由并联电路电流的特点知道,通过灯的电流为
故D正确,不符合题意。
故选A。
9. 小明同学受穿戴式“智能体温计”(如图甲所示的启发,设计了一个如图乙所示的体温计电路图,用电表示数大小反映温度高低,热敏电阻的阻值随温度的升高而增大,定值电阻起保护电路的作用。下列分析正确的是( )
A. 该电路中的电表是电流表 B. 温度升高时两端电压变大
C. 温度升高时电路中总电流变小 D. 温度降低时两端电压变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由电路图可知,电阻R1和R2串联接入电路,该电路中的电表并联接在电阻R1两端,因此为电压表,故A错误;
BC.电阻R1的阻值随温度的升高而增大,当温度升高时,串联电路的总电阻变大,根据可知电路中的电流变小,R2是定值电阻,根据可知R2两端电压变小,故C正确,B错误;
D.温度降低时,R1阻值减小,根据串联电路电阻分压规律,可知电阻R1两端电压减小,故D错误。
故选C。
10. 如图所示是电阻甲和乙的图像,小明对图像信息做出的判断不正确的是( )
A. 当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A
B. 将甲和乙串联,若电流为0.3A,则10s内整个电路消耗电能4.5J
C. 当乙两端电压为2.5V时,其阻值为5Ω
D. 将甲和乙并联,若电压为1V,则干路的电流为0.6A
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图知道,当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A,故A正确,不符合题意;
B.由图知道,当通过甲、乙的电流为0.3A时,甲、乙两端的电压分别为1.5V、0.5V,根据串联电路的电压特点知道,电路的总电压
10s内整个电路消耗电能
故B错误,符合题意;
C.由图知道,当乙两端电压为2.5V时,通过乙的电流为0.5A,则此时乙的阻值
故C正确,不符合题意;
D.由图知道,当甲、乙两端的电压为1V时,通过甲、乙的电流分别为0.2A、0.4A,根据并联电路的电流特点知道,干路的总电流
故D正确,不符合题意。
故选B。
11. 如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,为光敏电阻,它的阻值随光照的增强而减小,为定值电阻,A、B接监控装置。则
A. 当有人通过而遮蔽光线时,A,B之间电压升高
B. 当有人通过面遮藏光线时,A,B之间电压不变
C. 当仅将换成阻值更大的定值电阻时,A,B之间的电压将增大
D. 当仅将换成阻值更小的定值电阻时,A,B之间的电压将增大
【答案】C
【解析】
【分析】(1)由电路图可知,两电阻串联,监控装置与R2并联,根据题意得出有人通过时R1阻值的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和A、B间电压的变化;。
(2)当仅增大R2的阻值时,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知A、B间电压的变化。
【详解】AB.由电路图可知,两电阻串联,监控装置与R2并联。当有人通过通道而遮蔽光线时,R1阻值变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,由U=IR可知,R2阻值不变时,其两端的电压变小,即A、B间电压降低,故A、B不符合题意;
C.当仅增大R2的阻值时,电路中的电阻变大,由可知,电路中的电流变小,由U=IR可知,R1阻值不变时,其两端的电压变小,因串联电路的总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压变大,即A、B间电压升高,故C项符合题意;
D.当仅减少R2的阻值时,可减小A、B之间的电压,故D项不符合题意。
【点睛】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是会分析当有人通过通道而遮蔽光线时和当仅增大R1连入电路中的阻值时电路的动态分析,要注意光敏电阻的特点。
12. 小明同学用两节新干电池、两只灯泡、电流表、电压表、开关等连接成如图所示电路,闭合开关进行实验,下列判断正确的是( )
A. 若灯断路,则电流表无示数,电压表有示数
B. 电源电压为
C. 若灯断路,则电流表有示数,电压表无示数
D. 灯泡和是并联的
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知L1、L2串联,电流表测电路中的电流,电压表测L1两端电压。
A.若灯L1断路,则电流表示数为零,电压表和L2、电源形成通路,所以电压表示数几乎等于电源电压,故A正确;
B.一节新干电池的电压为1.5V,两节新干电池串联的电压为3V,所以电源电压为3V,故B错误;
C.若灯L2断路,则电流示数为零,电压表与电源断开,所以电压表示数也为零,故C错误;
D.由图可知L1、L2串联,电流表测电路中的电流,电压表测L1两端电压,故D错误。
故选A。
二、填空题:本大题共6小题,共19分。
13. 如图所示,老师将废弃灯泡的玻璃外壳小心打碎,去掉灯丝,留下灯头和固定两根引线的玻璃芯,把玻璃芯与一只灯泡串联接入家庭电路中,此时灯泡不发光;用酒精灯加热玻璃芯,当玻璃芯发黄变红时,灯泡能发光。这个实验说明玻璃在常温下是_______(选填“导体”、“绝缘体”、“超导体”),高温下的玻璃变成了_______。
【答案】 ①. 绝缘体 ②. 导体
【解析】
【详解】[1][2]常温下,玻璃是绝缘体,接入家庭电路中,此时不发光;用酒精灯加热玻璃芯,玻璃处于高温时变为导体,使电路连通,灯泡能发光;说明常温下的玻璃是绝缘体,高温下的玻璃变成了导体。
14. 某定值电阻两端加上10V的电压,测得通过它的电流为2A,则其电阻值为___________Ω,若电压为0V,则通过它的电流为___________ A,它的阻值为___________Ω。如图所示该电能表接入家庭照明电路中,若再闪烁320次,则电能表示数变为___________。
【答案】 ①. 5 ②. 0 ③. 5 ④. 2015.6
【解析】
【详解】[1][2][3]由可得,定值电阻的阻值为
由于电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,当电压减小为0V时,通过导体的电流为0A,但定值电阻的仍然为5Ω。
[4]如图电能表的示数为,电能表的指示灯再闪烁320次时,电路消耗的电能为
电能表的示数变为
15. 给电动车充电过程中,蓄电池相当于___________(选填“用电器”或“电源”),其能量转化过程为:___________;把车钥匙插入锁孔并顺时针旋转,车子就会通电但不会行驶,这把车钥匙其实是一个___________(填某一电路元件,下同),跨上电动车将右把手向后旋转,车子就能前进,而且旋转的角度越大,车速就越大,其实这右把手就相当于一个___________。
【答案】 ①. 用电器 ②. 电能转化化学能 ③. 开关 ④. 变阻器
【解析】
【详解】[1][2]给蓄电池充电时,将电能转化为化学能存储在蓄电池中,此时蓄电池消耗电能,相当于用电器。
[3]电动自行车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了,所以车钥匙其实就是一个开关。
[4]跨上电动车将右把手向后旋转,车子就能前进,而且旋转的角度越大,车速就越大,其实这右把手就相当于一个滑动变阻器,通过改变接入阻值的大小来改变电流大小,从而调节车速。
16. 如图所示,由四节新干电池串联组成的电源电压为___________ V。开关闭合后,电压表的示数为2V,则两端的电压为___________ V;断开开关后,电压表示数变化了___________ V。
【答案】 ①. 6 ②. 4 ③. 4
【解析】
【详解】1]根据串联电路中总电压等于各分电压之和,且一节新干电池的电压为1.5 V,可知四节新干电池组成电源的电压
[2]由电路图可知,两灯泡串联,电压表测两端的电压,即,根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知:两端的电压
[3]断开开关时,电压表测量电源电压,所以电压表的示数为6V,电压表示数变化了
17. 如图所示为一种测量体重的装置,其中体重示数计是由___________(填“电流表”或“电压表”)改装成的,测量过程中体重越小,R2连入电路中的电阻越___________,体重示数计的示数就越___________,定值电阻R1可以在体重较___________(填“大”或“小”)时保护电路。
【答案】 ①. 电流表 ②. 大 ③. 小 ④. 大
【解析】
【详解】[1]闭合开关,两电阻串联接入电路,体重示数计串联在电路中,根据电流表和电压表使用方法,体重计是用电流表改装成的。
[2][3][4]体重越小,滑片向上移动的越少,则R2接入电路的电阻变大,所以R2相当于滑动变阻器,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流越小,即体重计示数越小。当体重最大,滑片移动到最上方时,电流最大,为了防止短路,接入定值电阻,故定值电阻R1可以在体重较重时保护电路。
18. 小明同学发现了一个废弃的电子元件,他想了解它的一些特性,进行了一系列实验,收集了一些信息。他根据收集的信息,作出了该元件的电流随电压的变化图像,如图所示,当时,元件的电阻为___________Ω;由图像可知,该元件在80V-160V间的电阻有什么特点?___________。
【答案】 ①. 80 ②. 电子元件的电阻与两端的电压成正比
【解析】
【详解】[1]由图可知,两端的电压在0~80V之间时,电子元件的电阻不变,且当U=80V时,I=1A,根据欧姆定律可得当时,元件的电阻为
[2]由图像可知,该元件的两端由80V逐渐升高到160V的过程中,电流不变,根据可知,电阻随着电压变大而变大,且与电压成正比。
三、作图题:本大题共2小题,共4分。
19. 如图所示为手电筒的实物图,请在图中虚线框内画出对应的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】手电筒电路为小灯泡的简单电路,电路图如下图所示:
20. 按题目要求作图:如图所示,电冰箱内有一个通过冰箱门来控制的弹簧开关,当冰箱门打开时,弹簧弹起,开关闭合,冰箱内的小灯发光。请将下面的电路连接完整,使其能正确表示冰箱开门状态下其内部照明电路原理。(其中1、2、3为接线柱)
【答案】
【解析】
【详解】根据题意可知,关门时,弹簧受压,此时灯泡不亮,开关是处于断开状态;开门时,弹簧弹起恢复原状,灯泡亮,开关是处于闭合状态;故灯泡应该与2串联,电源的一端与3连接在一起,如图所示:
。
四、实验探究题:本大题共4小题,共22分。
21. 如图所示是利用了小灯泡的三个电学实验。
(1)实验1、2、3中,需要更换不同规格的灯泡多次收集实验数据的是实验___________(填数字),多次实验的目的是为了___________;
(2)实验3中,可以通过___________反映出电流做功越多,在实验___________(填数字)中也运用了该方法,实验3可以验证电功与___________是否有关。
【答案】(1) ①. 1、3 ②. 避免数据的偶然性,得出普遍规律
(2) ①. 灯泡越亮 ②. 2 ③. 电压
【解析】
小问1详解】
[1][2]实验1是探究串联电路电压的特点,需要换用不同规格的灯泡多次实验,目的是为了避免数据的偶然性,得出普遍规律;实验2是探究影响导体电阻大小的因素,可以通过灯泡的亮度反映导体的电阻大小,采用了转换法,该实验中要用同一灯泡;实验3是验证影响电功大小的因素,在一定时间内,灯泡越亮,说明电流通过该灯泡时做功越多,采用了转换法;该电路中,两灯串联,同时通电,控制了通过两灯的电流和通电时间都相同,选用不同规格的灯泡,使灯泡两端的电压不同,可以验证电功与电压的关系,且需要更换不同规格的灯泡多次实验,是为了避免数据的偶然性,得出普遍规律。
【小问2详解】
[1][2][3]实验3中,实验3是验证影响电功大小的因素,在一定时间内,灯泡越亮,说明电流通过该灯泡时做功越多,采用了转换法;实验2中可以通过灯泡的亮度反映导体的电阻大小,采用了转换法;实验3中,两灯串联,同时通电,控制了通过两灯的电流和通电时间都相同,选用不同规格的灯泡,使灯泡两端的电压不同,可以验证电功与电压的关系。
22. 小明在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图;
(1)小明在实验前发现电流表的指针如图乙所示,接下来的操作是:______;在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针立即发生了偏转,由此可知,他在连接电路时操作不当之处是 ______;
(2)他先将电流表接A处,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为______;
(3)另一个小组实验结束后记录A、B、C各点的电流值如表所示:
A点电流
IA/A
B点电流
IB/A
C点电流
IC/A
0.26
0.26
0.52
根据表中数据,得出以下两个结论:
①并联电路各支路电流相等;
②并联电路中干路电流等于各支路电流之和;
请你对上述实验的不足之处,写出评价意见:______。
【答案】 ①. 对电流表调零 ②. 连接电路时未断开开关 ③. 0.24A ④. 测出了一组电流立即得出了并联电路的电流规律,实验次数太少,结论有偶然性,应换用不同规格的灯泡测量多组数据
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]实验前发现电流表的指针如图乙所示,指针指在了0刻度线的左侧,接下来的操作是对电流表调零。
[2]在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电流表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他忘了断开开关。
(2)[3]图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.24A。
(3)[4]测出了一组电流立即得出了并联电路的电流规律,实验次数太少,结论有偶然性,应换用不同规格的灯泡测量多组数据。
23. 某物理学习小组探究“电流与电阻的关系”实验,器材有:滑动变阻器(规格未知)、开关、电源(电压恒定但未知)各一个,电流表、电压表各一只,四个定值电阻(20Ω、15Ω、10Ω、5Ω),导线若干。
电压U/V
4
电阻R/Ω
20
15
10
电流I/A
0.20
0.27
0.40
(1)如图所示是小明连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线;
(2)以下为实验时出现的某个场景:小军连上最后一根导线后,立即看到电流表、电压表指针有明显的偏转,你认为他实验操作的错误之处是___________;
(3)正确连接电路后,小明先后用20Ω、15Ω、10Ω、进行实验,收集的实验数据如表所示,在误差允许情况下,分析实验数据可得结论:___________。小组其他成员认为还可以再增加一组数据来体现普遍性,便找来一个5Ω的电阻让小明再测一组数据。当他把5Ω的电阻接入电路时,要使电压表示数继续保持不变,发现实验无法进行,其原因是___________;
(4)如果电源电压为6V,在不改变原有电路连接及电表量程基础上且保证电路安全,仍将四个定值电阻(20Ω、15Ω、10Ω、5Ω)依次接入电路,顺利完成“探究电流与电阻的关系”实验,收集四组数据并得出结论,则滑动变阻器的最大阻值至少为___________Ω。
【答案】(1)见解析 (2)连接电路时开关没有断开
(3) ①. 电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比 ②. 此时电路中的电流超过了电流表的量程
(4)10
【解析】
【小问1详解】
原图中电压表与定值电阻串联,定值电阻没有接入电路,探究“电流与电阻的关系”,电压表应与定值电阻并联,如图所示:
【小问2详解】
小军连上最后一根导线后,立即看到电流表、电压表指针有明显的偏转,说明连接电路时,开关没有断开,因此他实验操作的错误之处是连接电路时开关没有断开。
【小问3详解】
[1]由表中数据与欧姆定律可知,电阻两端的电压
为一定值,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
[2]根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压相同,即定值电阻两端的电压始终为4V,则他把5Ω的电阻接入电路时,电路中的电流为
即此时电路中的电流超过了电流表的量程。
【小问4详解】
定值电阻两端的电压始终保持
根据串联电路电压的规律,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
倍,由串联电路电流特点与欧姆定律得
则当接入20Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为
即滑动变阻器的最大阻值至少为10Ω。
24. 在水果中平行插入两片不同金属制成的极板,就组成了一个水果电池,如图所示。物理兴趣小组的同学在课外实践活动中探究影响水果电池电压大小的因素,实验前,他们的部分实验猜想如下:
猜想一:水果电池电压可能与水果的种类有关;
猜想二:水果电池电压可能与极板的材料有关;
(1)为了验证猜想一和猜想二,在不同水果中插入不同金属制成的极板,并保持两块极板间的距离、极板插入水果的深度不变,分别测出电压,实验记录如表所示;
实验序号
水果种类
两极板间电压U/V
铁一锌
铁一铜
铜一锌
1
苹果
0.6
0.7
1.0
2
菠萝
0.5
0.6
0.9
3
梨
0.4
0.5
0。。8
4
橙
0.7
0.8
1.1
①为了验证猜想一,保持___________不变,改变水果种类,多次实验后,得出结论:猜想一是___________(填“正确”或“错误”)的;
②分析数据可知,水果电池电压与极板材料有关,表中效果最好的两极板材料是___________;
③图中,与电压表标有“3”字样的接线柱相连的极板是水果电池的___________极,若要使电压表指针偏转角度更大,可将多个水果电池___________联;
(2)将两极板插入水果更深些,发现电压表示数发生了变化,由此,可以提出一个可探究的科学问题是___________;
(3)兴趣小组的同学将两极板都换成铜片,发现两铜极板间无电压,于是提出一个新的探究问题:水果的电阻是多大?为此,利用如图一个电源(未知电压)、已知阻值的定值电阻、导线、三个开关及原有的电压表进行电路设计,水果的电阻用“”这样的符号表示,测出此时水果的电阻。步骤如下:
a。只闭合S1、S2,读出电压表示数为U1;
b。只闭合S1、S3,读出电压表示数为U2;
则此时水果电阻的表达式为___________(用、、表示)。
【答案】(1) ①. 极板的材料 ②. 正确 ③. 铜-锌 ④. 正 ⑤. 串
(2)水果电池电压可能与两极板插入水果的深度有关
(3)
【解析】
【小问1详解】
①[1][2]验证猜想一,保持极板材料不变,改变水果种类,表格中电压发生变化,说明猜想一正确。
②[3]分析数据可知,当水果种类相同时,铜-锌极板的电压比其他极板电压大,说明效果最好的材料是铜-锌材料。
③[4]电压表标有“3”字样的接线柱是正接线柱,所以与电压表标有“3”字样的接线柱相连的极板是水果电池的正极。
[5]电池串联使用时,电压增大,所以若要使电压表指针偏转角度更大,可将多个水果电池串联。
【小问2详解】
将两极板插入水果更深些,发现电压表示数发生了变化,可以猜想水果电池电压可能与两极板插入水果的深度有关。
【小问3详解】
水果电阻和定值电阻串联,通过闭合开关S1、S2,断开S3,先测得R0两端的电压U1,然后闭合关S1、S3,断开S2,测得电源电压U2,根据串联电路的分压原理可得
水果的阻值为
五、计算题:本大题共2小题,共21分。
25. 如图甲所示为某小灯泡的图像,将它与定值电阻R并联在稳压电源两端,如图乙所示。闭合开关,电流表的示数为;再闭合开关,电流表示数变为。求:
(1)电源电压是多少?
(2)R的阻值是多少?
(3)1min内小灯泡消耗多少电能?
【答案】(1)6V (2)20Ω
(3)180J
【解析】
【小问1详解】
闭合开关S1,电流表的示数为0.5A,此时电路中只有灯泡单独接入,灯泡两端电压即为电源电压,由甲图可知,当通过灯泡电流为0.5A时,其两端电压为6V,故电源电压是6V。
【小问2详解】
闭合开关S1,电流表的示数为0.5A;再闭合开关S2,电流表示数变为0.8A,此时灯泡和电阻并联接在电路中,电流表测量干路电流为0.8A,已知灯泡电流为0.5A,则通过电阻的电流为
根据欧姆定律求电阻阻值
【小问3详解】
通过小灯泡电流为0.5A,两端电压为6V,则1min内小灯泡消耗电能为
26. 新冠肺炎疫情期间,体温检测成为社区、商场等公共场所一种重要的防控手段。如图甲为某电子测温仪的内部简化电路图,测温仪探头内有一热敏电阻Rt,其阻值随温度变化关系如图乙所示。R1为阻值可调的电阻箱,其最大电阻为300Ω,允许通过的最大电流为0.02A,电流表的量程0~0.6A,电压表的量程是0~3V,电源电压恒定。某次测试时,将电阻箱的阻值调为R,发现电流表示数为0.01A,此时Rt两端电压为4V。
(1)此时电路中Rt的电阻是多少?
(2)当电流表示数为0.01A时,环境温度是多少?
(3)当环境温度为30℃,将电阻箱的阻值调为0.5R时,发现电流表示数为0.015A,求电源电压是多少?
(4)若温度为40℃,则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是多少?
【答案】(1)400Ω;(2)20℃;(3)6V;(4)100~200Ω
【解析】
【详解】解:(1)由电路图可知,R1与Rt串联,电流表测电路中的电流。根据欧姆定律可知此时电路中Rt的电阻为
(2)当电流表示数为0.01A时,Rt的电阻为400Ω,从图乙可知环境温度是20℃;
(3)设电源电压为U,则,则当电流表示数为0.01A时
当环境温度为30℃,从图乙可知Rt的阻值为300Ω,将电阻箱的阻值调为0.5R时,发现电流表示数为0.015A,则
由上述两式解出U=6V。
(4)由图乙可知,环境温度为40℃时,热敏电阻的阻值Rt=200Ω,由电流表的量程为0~0.6A和电阻箱允许通过的最大电流为0.02A可知,电路中的最大电流I大=0.02A,则电路的最小总电阻
所以,电阻箱接入电路中的最小阻值
电压表的量程是0~3V,故电阻箱两端的电压最大为3V,此时Rt两端的电压为
根据欧姆定律及串联分压特点可知,电路中电流
此时变阻器接入电路的阻值最大,为
则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是100~200Ω。
答:(1)电路中Rt的电阻是400Ω;
(2)当电流表示数为0.01A时,环境温度是20℃;
(3)当环境温度为30℃,将电阻箱的阻值调为0.5R时,发现电流表示数为0.015A,电源电压是6V;
(4)若温度为40℃,则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是100~200Ω。
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