精品解析：陕西省西安市铁一中学2024-2025学年九年级上学期期中考试物理试题

2024-2025-1 期中综合评价 物理 （满分: 80分 时间: 80分钟） 一、选择题（共10小题，每小题2分，计20分，每小题只有一个选项符合题意。） 1. 下列工具属于费力杠杆的是（　　） A. B. C. D. 2. 对于公式的理解，下列说法中正确的是（　　） A. 导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比 B. 导体电阻的大小跟导体中的电流强度成反比 C. 当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零 D. 导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关 3. 如图所示是一款“盲人水杯防溢报警器”，使用时将其挂在杯壁上。其挂扣上有两个金属触点，当杯中水位到达挂扣位置时，报警器会发出蜂鸣声，提示水已盛满。此时，挂扣在电路中的作用相当于（　　） A. 用电器 B. 导线 C. 电源 D. 开关 4. 2024年10月30日，搭载着神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭（如图）在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A. 火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大，发动机效率越高 B. 火箭发动机工作时把机械能转化为内能 C. 火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能为零 D. 火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的重力势能越来越大 5. 图中的电动独轮车依靠电力驱动，低碳环保。当电源开关S闭合时指示灯亮起，独轮车处于待机状态，当人站在独轮车上时开关自动闭合，电动机工作，独轮车才开始运动。下列电路设计符合上述要求的是（ ） A. B. C. D. 6. 如图所示电路，闭合开关S1、S2，小灯泡L1和L2均正常发光，两电表都有示数，下列判断正确的是（　　） A. 电流表A1只测量灯L2的电流 B. 电流表A2的示数比A1的大 C. 灯L1被短路时，L2正常发光 D. 仅断开S1只有一个表有示数 7. 如图所示为灯泡L和定值电阻R的U-I图像，下列说法正确的是（　　） A. 定值电阻R的U-I图像为图乙 B. 定值电阻R的阻值为5Ω C. 若将L和R 并联在电源电压为3V的电路中，则干路电流为0.6A D. 若将L和R串联在电路中，电路中电流为0.4A，则电源电压为6V 8. 如图所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200N，重物在8s内上升了10m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是（　　） A. 拉力F大小为400N B. 拉力F的功率为1250W C. 克服动滑轮重力做功2000J D. 滑轮组的机械效率约为83.3% 9. 如图所示，几个同学在只有电流表或电压表时，利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路，其中不可行的是（　　） A. B. C. D. 10. 为了参加全国青少年创新大赛，小强运用所学电学知识，设计了一个电子身高测量仪，如图所示，其中定值电阻，电源电压恒为4. 5V，的规格为“15Ω 0. 5A”，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0. 6A，以下说法正确的是（ ） A. 当被测身高增加时，电流表的示数增大 B. 当被测身高增加时，电压表的示数减小 C. 为保证电路中各元件安全工作，电路中电流的变化范围是0. 3~0. 5A D. 为保证电路中各元件安全工作，变阻器接入电路的阻值范围是2. 5~10Ω 二、填空与作图题。（共6小题，每空1分，每图2分，计18分） 11. 为了保护视力，某校将教室里的日光灯更换成如图所示的LED护眼灯。每个教室里由同一个开关控制的几盏LED护眼灯的连接方式是_________（选填“串联”或“并联”）；如果打开护眼灯之后，老师又打开了教室中的多媒体设备，则教室电路中的总电流会_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 12. 如图甲所示是一节新的干电池，其电压为 ___________V；将干电池正确装入图乙所示电池盒中，则电池盒的正极是 ___________（选填“A”或“B”）端；若想获得3V的电源电压，则应将两节新干电池 ___________（选填“串联”或“并联”）接在电路中。 13. 如图所示是我国自主研发的一款高性能处理器，其具有强大的计算能力和低功耗性能。该处理器的成功研制将有助于提升我国在计算机硬件领域的自主创新能力，打破国外技术垄断，推动国内芯片产业的发展。制作该处理器的芯片需要______（填“半导体”或“超导”）材料；该处理器正常工作时，相当于电路中的______（填“电源”或“用电器”）。 14. 闭合如图甲所示电路的开关，将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中，电压表与电流表的示数变化图像如图乙所示。则定值电阻R0的阻值为______Ω，电源电压为_____V，滑动变阻器的最大阻值______Ω。 15. 图1是小华设计的天然气浓度测试仪，电源电压U恒为，R为定值电阻，电压表量程为，将电压表作为气体浓度的显示装置。气敏电阻阻值与气体浓度的关系如图2所示。当气体浓度增加时，的阻值将________，电压表的示数会________。要求将电压表示数为处标为气体浓度0.5%，电阻R的阻值应为________。若长时间使用后，电源电压降低，则测量结果________（选填“大于”、“小于”或“等于”）实际的气体浓度。 16. （1）如图所示实物电路，请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求：两灯并联，电流表测通过灯L1的电流，开关控制整个电路，导线不能交叉； （2）如图甲是小菁自行车的手闸，其中ABO可视为一种杠杆，简化示意图如图乙，O为支点，为阻力。请在图乙中画出作用在A点的最小动力的示意图及其力臂。 三、实验与探究题（共3小题，每空1分，每图1分，计22分） 17. （1）如图甲、乙为小江在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验示意图，钢球A、B的质量，高度，距离。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法 _________（填“正确”或“错误”），理由是_________________； （2）在探究影响导体电阻大小的因素实验中，小明利用同种合金材料制成的a、b、c三条电阻丝（不考虑温度对电阻的影响） 进行实验，b、c粗细相同，a、b长度相同，如图所示： ①实验中通过比较电流表的示数来比较导体的电阻大小，该研究方法叫做________法； ②选择导体a、b分别连入电路进行对比是为了探究导体的电阻大小与 ________的关系。 18. 小明同学在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中，选用了以下器材：电源电压保持3V不变， 滑动变阻器的规格为“20Ω， 0.5A”， 三个定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω。 （1）在探究电流与电压关系的实验中，小明连接了如图甲所示的电路，其中定值电阻R=5Ω。 ①用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片向左滑动时电流表示数变大）__________； ②连接电路时，开关应处于_________状态。闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到最_______ 端（填“左”“右”）； ③将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，电路出现的故障是 ___________________； ④该同学完成了预先设计好的表格中的3次实验，将得到的实验数据填入表格； 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流I/A 0.20 0.30 0.40 分析表中已测出的数据，可以初步得到实验结论：在导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成______。为了进一步验证这个结论，该同学利用现有器材，在不改变电路连接且在电路安全范围内，表格里余下的3次实验中，他还能完成______次； ⑤请在图乙中画出上表已测各组数据对应的点，并作出I-U图像__________。 （2）完成以上实验后，小明继续探究电流与电阻的关系： ①他分别将5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器，使________表的示数保持不变； ②根据实验数据描绘电流与电阻的倒数关系图象，如图丙所示。由图像可知，电阻R两端的电压为______V。得出的结论是：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成______比。 19. 在测量未知电阻R阻值的实验中，用到的实验器材有：4.5V的电源、电压表（0~3V）、电流表（0~0.6A）、开关、未知电阻Rₓ、滑动变阻器、导线若干。 （1）图甲的电路有一条导线连接错误，请你在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线； （2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P到某一位置时，电流表示数如图乙所示为_______A，继续调节滑动变阻器，测得多组R的电压值和电流值，在图丙的U-I图像中绘制出图像Ⅰ，由此可知电阻Rx的阻值为________Ω； （3）实验小组用额定电压为2.5V的小灯泡替换电阻R，接入该电路，闭合开关，电压表示数为2V，要测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片P向________端滑动（填“A”或“B”）；移动滑片P分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并在图丙的U-I图像中绘制出图像Ⅱ，根据图像可计算出小灯泡正常发光时的电阻是________Ω； （4）根据图丙中图像Ⅱ可知小灯泡的电阻是________（填“变化”或“不变”）的，你认为原因是________。因此________（填“能”或“不能”）计算出各组数据下小灯泡的电阻再求平均值。 四、综合题（共3小题，计20分） 20. 如图是一款摄像机自主启动装置的简化电路图，电源电压恒为12V，RP是红外线探测电阻，R是定值电阻，阻值为8Ω。当R两端的电压达到8V时，摄像机自主启动拍摄。求： （1）电路中的电流； （2）RP的阻值。 21. 中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。 表1 第1代 第2代 第3代 第 4代 燃料 氧气和汽油混合 偏二甲肼 煤油 液态氢 氧化剂 四氧化二氮 液态氧 液态氧 表2 燃料 热值 燃料 热值 汽油 4.6×10⁷J/ kg 煤油 4.6×10⁷J/ kg 柴油 4.3×10⁷J/ kg 液态氢 1.4×108J/ kg （1）使用液态氢作为燃料的主要优点是：______（写出一点即可）； （2）某火箭发射时携带了3×10⁴kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾? ，当地大气压为1标准大气压] （3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率。 22. 如图是某物理兴趣小组，设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图。在测试中，测试的同学向前推动测试仪的滑块实际上是移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数用来反映被测试者的成绩。电源电压恒为6V，电压表量程0~3V，电流表量程0~0.6A，滑动变阻器标有“15 1A”，滑片P每移动1cm，的电阻变化0.5，定值电阻。求： （1）当滑片P位于最左端时，电流表的示数； （2）某同学测试时，从最左端推动滑片P向右移动20cm，此时电压表的示数； （3）若既能保证电路各元件的安全，又能使滑片P移动到最右端，则选取R2时，其阻值不能小于多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025-1 期中综合评价 物理 （满分: 80分 时间: 80分钟） 一、选择题（共10小题，每小题2分，计20分，每小题只有一个选项符合题意。） 1. 下列工具属于费力杠杆的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．镊子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A符合题意； B．托盘天平动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，故B不符合题意； CD．起子和核桃夹在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故CD不符合题意。 故选A。 2. 对于公式的理解，下列说法中正确的是（　　） A. 导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比 B. 导体电阻的大小跟导体中的电流强度成反比 C. 当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零 D. 导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关 【答案】D 【解析】 【详解】导体电阻可以用公式计算，但是要知道∶导体电阻由导体的材料、长度、横截面积决定，与导体两端的电压与流过导体的电流无关，只要是导体的材料、长度、横载面积确定了，导体电阻就确定了，故ABC错误，D正确。 故选D。 3. 如图所示是一款“盲人水杯防溢报警器”，使用时将其挂在杯壁上。其挂扣上有两个金属触点，当杯中水位到达挂扣位置时，报警器会发出蜂鸣声，提示水已盛满。此时，挂扣在电路中的作用相当于（　　） A. 用电器 B. 导线 C. 电源 D. 开关 【答案】D 【解析】 【详解】挂扣上有两个金属触点，当杯中水位到达挂扣位置时，报警器会发出蜂鸣声，说明电路接通，故此挂扣在电路中相当于开关。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 4. 2024年10月30日，搭载着神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭（如图）在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A. 火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大，发动机效率越高 B. 火箭发动机工作时把机械能转化为内能 C. 火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能为零 D. 火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的重力势能越来越大 【答案】D 【解析】 【详解】A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，所以火箭的燃料燃烧得越充分，热值不变，故A错误； B．火箭发动机工作时，是利用燃料燃烧时产生的高温、高压气体向后喷出而产生强大反推力工作的，所以是将内能转化为机械能；故B错误； C．一切物体在任何情况下都具有内能，所以火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能不为零，故C错误； D．火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的质量不变，高度不断增大，重力势能越来越大。故D正确。 故选D。 5. 图中的电动独轮车依靠电力驱动，低碳环保。当电源开关S闭合时指示灯亮起，独轮车处于待机状态，当人站在独轮车上时开关自动闭合，电动机工作，独轮车才开始运动。下列电路设计符合上述要求的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】当电源开关S闭合时指示灯亮起，独轮车处于待机状态，当人站在独轮车上时开关自动闭合，电动机工作，独轮车才开始运动，说明指示灯和电动机并联，可以独立工作，同时开关S处在干路，开关处在电动机所在支路，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 6. 如图所示电路，闭合开关S1、S2，小灯泡L1和L2均正常发光，两电表都有示数，下列判断正确的是（　　） A. 电流表A1只测量灯L2的电流 B. 电流表A2的示数比A1的大 C. 灯L1被短路时，L2正常发光 D. 仅断开S1只有一个表有示数 【答案】D 【解析】 【详解】A．闭合开关S1、S2，电流表A1在干路上，测量干路电流，故A错误； B．闭合开关S1、S2，两个灯泡并联，电流表A1在干路上，电流表A2在支路上，故电流表A2的示数比A1的小，故B错误； C．若灯L1被短路时，则灯泡L2也被短路，故C错误； D．仅断开S1，只有灯泡L2接入电路，电流表A2没有接入电路，故没有示数，只有电流表A1接入电路，故只有电流表A1有示数，故D正确。 故选D。 7. 如图所示为灯泡L和定值电阻R的U-I图像，下列说法正确的是（　　） A. 定值电阻R的U-I图像为图乙 B. 定值电阻R的阻值为5Ω C. 若将L和R 并联在电源电压为3V的电路中，则干路电流为0.6A D. 若将L和R串联在电路中，电路中电流为0.4A，则电源电压为6V 【答案】C 【解析】 【详解】A．定值电阻的阻值一定，通过定值电阻的电流和其两端电压成正比，则倾斜直线甲代表定值电阻的U-I图象，而曲线乙则代表灯泡L的U-I图象，故A错误； B．定值电阻R的阻值为 故B错误； C．将L和R并联在电源电压为3V的电路中，并联电路各支路两端电压相等，并联电路干路电流等于各支路电流之和，根据并联电路规律可知，小灯泡和定值电阻两端电压相同且等于电源电压，通过小灯泡和定值电阻的电流之和等于干路电流，即 I干=IL+I0 由图可知，当电源电压为3V时 IL=0.4A，I0=0.2A 则此时干路电流为 I干=IL+I0=0.4A+0.2A=0.6A 故C正确； D．将L和R串联在电路中，串联电路各处电流相等，串联电路总电压等于各部分电压之和，根据串联电路规律可知，通过小灯泡和定值电阻的电流相同，且小灯泡和定值电阻两端电压之和等于电源电压，由图可知当I=0.4A时 UL=3V，U0=6V 电源电压 U=UL+U0=3V+6V=9V 故D错误。 故选C。 8. 如图所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200N，重物在8s内上升了10m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是（　　） A. 拉力F大小为400N B. 拉力F的功率为1250W C. 克服动滑轮重力做功2000J D. 滑轮组的机械效率约为83.3% 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，滑轮组绳子的有效股数，拉力F大小为 故A正确，不符合题意； B．绳子自由端移动的距离为 拉力F做的功为 拉力F的功率为 故B错误，符合题意； C．克服动滑轮重力做功 故C正确，不符合题意； D．有用功为 滑轮组的机械效率约为 故D正确，不符合题意。 故选B。 9. 如图所示，几个同学在只有电流表或电压表时，利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路，其中不可行的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．和定值电阻串联，电压表V1测量定值电阻两端的电压，根据，求出通过定值电阻的电流；根据串联电路电流处处相等，通过的电流等于通过定值电阻电流，即。电压表V2测量两端的电压，根据即求出电阻，故A不符合题意； B．和定值电阻并联，电流表A1测量定值电阻的电流，根据，求出定值电阻两端的电压；根据并联电路各支路电压相等，两端电压等于定值电阻两端的电压，电流表A2测量的电流，根据即求出电阻，故B不符合题意； C．和定值电阻串联，电流表测量串联电路的电流，不能直接或间接测量两端的电压，不能求出电阻，故C符合题意； D．开关S和S1都闭合时，电压表测量电源电压U，开关S闭合、S1断开时，电压表直接测量两端的电压，根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和，求出定值电阻两端的电压，根据，求出通过定值电阻的电流，根据串联电路电流处处相等，通过电流等于通过定值电阻电流，根据即求出电阻，故D不符合题意。 故选C。 10. 为了参加全国青少年创新大赛，小强运用所学电学知识，设计了一个电子身高测量仪，如图所示，其中定值电阻，电源电压恒为4. 5V，的规格为“15Ω 0. 5A”，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0. 6A，以下说法正确的是（ ） A. 当被测身高增加时，电流表的示数增大 B. 当被测身高增加时，电压表的示数减小 C. 为保证电路中各元件安全工作，电路中电流的变化范围是0. 3~0. 5A D. 为保证电路中各元件安全工作，变阻器接入电路的阻值范围是2. 5~10Ω 【答案】C 【解析】 【详解】由图得，R1与变阻器R2串联，电压表测量变阻器R2电压，电流表测量电路电流。 A．当被测身高增加时，滑片向上滑动，变阻器R2接入电路中电阻增大，电路总电阻增大，电路电流减小，则电流表的示数减小，故A错误； B．当被测身高增加时，电流表的示数减小，由欧姆定律得，R1电压减小，由串联电路电压特点得，变阻器R2电压增大，则电压表的示数增大，故B错误； C．为保证电路中各元件安全工作，当电压表示数最大为3V时，变阻器接入电路中电阻最大，此时R1的电压为 电路中电流最小，为 R2的规格为“15Ω 0. 5A”，则电路中最大电流为0.5A，则电流的变化范围是0.3~0.5A，故C正确； D．为保证电路中各元件安全工作，由欧姆定律得，变阻器接入电路中最大电阻为 当电路中电流为0.5A时，变阻器接入电路中电阻最小，由欧姆定律得，此时电路中电阻为 变阻器接入电路的最小阻值为 则变阻器接入电路的阻值范围是4~10Ω，故D错误。 故选C。 二、填空与作图题。（共6小题，每空1分，每图2分，计18分） 11. 为了保护视力，某校将教室里的日光灯更换成如图所示的LED护眼灯。每个教室里由同一个开关控制的几盏LED护眼灯的连接方式是_________（选填“串联”或“并联”）；如果打开护眼灯之后，老师又打开了教室中的多媒体设备，则教室电路中的总电流会_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 ①. 并联 ②. 增大 【解析】 【详解】[1]各盏护眼灯能独立工作，连接方式是并联。 [2]打开多媒体设备，电路中用电器增多，支路个数增加，电源电压不变，干路总电流增大。 12. 如图甲所示是一节新的干电池，其电压为 ___________V；将干电池正确装入图乙所示电池盒中，则电池盒的正极是 ___________（选填“A”或“B”）端；若想获得3V的电源电压，则应将两节新干电池 ___________（选填“串联”或“并联”）接在电路中。 【答案】 ①. 1.5 ②. B ③. 串联 【解析】 【详解】[1]根据常识知道，一节新的干电池的电压为1.5V。 [2]根据常识知道，要将电池盒的弹簧端连接电池的负极，应将图（甲）中电池的正极接到图（乙）电池盒的B接线柱。 [3]一节干电池的电压为1.5V，电池串联后的电压等于各电池电压之和。所以，若想获得3V的电源电压，则应将两节新干电池串联接在电路中。 13. 如图所示是我国自主研发的一款高性能处理器，其具有强大的计算能力和低功耗性能。该处理器的成功研制将有助于提升我国在计算机硬件领域的自主创新能力，打破国外技术垄断，推动国内芯片产业的发展。制作该处理器的芯片需要______（填“半导体”或“超导”）材料；该处理器正常工作时，相当于电路中的______（填“电源”或“用电器”）。 【答案】 ①. 半导体 ②. 用电器 【解析】 【详解】[1][2]半导体具有一些特殊的电学性能，芯片的主要材料是半导体。该处理器正常工作时消耗电能，相当于电路中的用电器。 14. 闭合如图甲所示电路的开关，将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中，电压表与电流表的示数变化图像如图乙所示。则定值电阻R0的阻值为______Ω，电源电压为_____V，滑动变阻器的最大阻值______Ω。 【答案】 ①. 3 ②. 1.5 ③. 12 【解析】 【详解】[1][2]由图知，两电阻串联，电压表测量滑动变阻器R两端的电压，电流表测量电路的电流；滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中，滑动变阻器连入电路的阻值从最大变为0，从而使电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，根据串联分压可知，R两端的电压变小直至0。由图像可知：当电路中的电流为0.1A时，电压表的示数为1.2V，电源电压为 ① 当电路中的电流为0.5A时，电压表的示数为0，电源电压为 ② 联立①②，解得 ， [3]当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中电流最小，此时电路中总电阻为 则滑动变阻器的最大阻值为 15. 图1是小华设计的天然气浓度测试仪，电源电压U恒为，R为定值电阻，电压表量程为，将电压表作为气体浓度的显示装置。气敏电阻阻值与气体浓度的关系如图2所示。当气体浓度增加时，的阻值将________，电压表的示数会________。要求将电压表示数为处标为气体浓度0.5%，电阻R的阻值应为________。若长时间使用后，电源电压降低，则测量结果________（选填“大于”、“小于”或“等于”）实际的气体浓度。 【答案】 ①. 减小 ②. 增大 ③. 12 ④. 小于 【解析】 【详解】[1]根据图2，当气体浓度增加时，Rx​的阻值将减小。这是因为气敏电阻的阻值会随着其敏感的气体浓度的变化而变化，浓度增加，电阻减小。 [2]由于电路是串联的，根据串联电路的分压特点，电阻越大，分得的电压也越大。因此，当Rx​的阻值减小时，它分得的电压也会减小，而电压表与定值电阻R并联，所以电压表的示数（即定值电阻R两端的电压）会增大。 [3]当电压表示数为1.5V，且此时气体浓度为0.5%时，根据图2，可以知道此时Rx​的阻值为20Ω。由于电源电压为4V，根据串联电路的电压特点，可以得到定值电阻R两端的电压为 此时电路中的电流为 根据欧姆定律，求出电阻R的阻值为 [4]若长时间使用后，电源电压降低，那么整个电路中的电流都会减小。由于电压表与定值电阻R并联，所以电压表的示数（即定值电阻R两端的电压）也会减小。但是，由于气敏电阻Rx​的阻值并没有改变，而电压表的示数却减小了，那么根据我们之前的分析（电压表示数越大，气体浓度越高），电压表就会显示一个比实际气体浓度更低的值。因此，测量结果会小于实际的气体浓度。 16. （1）如图所示实物电路，请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求：两灯并联，电流表测通过灯L1的电流，开关控制整个电路，导线不能交叉； （2）如图甲是小菁自行车的手闸，其中ABO可视为一种杠杆，简化示意图如图乙，O为支点，为阻力。请在图乙中画出作用在A点的最小动力的示意图及其力臂。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，两灯并联，电流表测通过灯L1的电流，开关控制整个电路，则电流从电源正极出发，开关在干路，经过开关后，电流分为两个支路，分别流经L1、L2，电流表与L1串联，如图所示： 【小问2详解】 由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小，图中支点在O点，因此OA作为动力臂L1最长，动力的方向应该垂直OA向下，过点A垂直于OA向下作出最小动力F1。如图所示： 三、实验与探究题（共3小题，每空1分，每图1分，计22分） 17. （1）如图甲、乙为小江在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验示意图，钢球A、B的质量，高度，距离。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法 _________（填“正确”或“错误”），理由是_________________； （2）在探究影响导体电阻大小的因素实验中，小明利用同种合金材料制成的a、b、c三条电阻丝（不考虑温度对电阻的影响） 进行实验，b、c粗细相同，a、b长度相同，如图所示： ①实验中通过比较电流表的示数来比较导体的电阻大小，该研究方法叫做________法； ②选择导体a、b分别连入电路进行对比是为了探究导体的电阻大小与 ________的关系。 【答案】（1） ①. 错误 ②. 没有控制钢球到达水平面时的速度相同 （2） ①. 转换 ②. 导体横截面积 【解析】 【小问1详解】 [1][2]物体的动能与质量和速度有关，探究物体动能与质量的关系，要控制速度相同，实验中，钢球的质量和速度均不同，不符合控制变量法的要求，因此得出的物体动能与质量的结论是错误的。 【小问2详解】 ①[1]根据题意可知，电路中电源电压不变，根据欧姆定律可知，当电路中电阻变大时，电流表示数将变小，反之则变大，故可以通过电流表的示数变化来比较电阻的大小，这种方法叫转换法。 ②[2]由图可知，导体a、b的材料和长度相同，横截面积不同，因此可以探究导体的电阻大小与导体横截面积的关系。 18. 小明同学在“探究电流与电压、电阻的关系”实验中，选用了以下器材：电源电压保持3V不变， 滑动变阻器的规格为“20Ω， 0.5A”， 三个定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω。 （1）在探究电流与电压关系的实验中，小明连接了如图甲所示的电路，其中定值电阻R=5Ω。 ①用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片向左滑动时电流表示数变大）__________； ②连接电路时，开关应处于_________状态。闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到最_______ 端（填“左”“右”）； ③将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，电路出现的故障是 ___________________； ④该同学完成了预先设计好的表格中的3次实验，将得到的实验数据填入表格； 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流I/A 0.20 0.30 0.40 分析表中已测出的数据，可以初步得到实验结论：在导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成______。为了进一步验证这个结论，该同学利用现有器材，在不改变电路连接且在电路安全范围内，表格里余下的3次实验中，他还能完成______次； ⑤请在图乙中画出上表已测各组数据对应的点，并作出I-U图像__________。 （2）完成以上实验后，小明继续探究电流与电阻的关系： ①他分别将5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器，使________表的示数保持不变； ②根据实验数据描绘电流与电阻的倒数关系图象，如图丙所示。由图像可知，电阻R两端的电压为______V。得出的结论是：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成______比。 【答案】（1） ①. ②. 断开 ③. 右 ④. 定值电阻断路 ⑤. 正比 ⑥. 1 ⑦. （2） ①. 电压 ②. 2 ③. 反 【解析】 【小问1详解】 ①[1]由题意可知，要求滑动变阻器的滑片向左滑动时电流表示数变大，则滑动变阻器滑片向左滑动时，接入电路的电阻减小，因此应将滑动变阻器左下方接线柱接入电路，如图所示： ②[2][3]为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态，且滑动变阻器滑片应位于阻值最大处，即最右端。 ③[4]将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，电流表无示数，说明电路中存在断路，电压表有示数，说明是与电压表并联的定值电阻断路了。 ④[5]由表格数据可知，电阻一定时，导体两端的电压增大几倍，通过导体的电流也随之增大几倍，因此可知，在导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 [6]由题意可知，电源电压为3V，且允许通过滑动变阻器的最大电流为0.5A，因此电路中电流最大为0.5A，此时定值电阻两端电压为 因此定值电阻两端电压不能超过2.5V。当定值电阻两端电压为0.5V时，电路中电流为 根据串联电压电压规律可知，此时滑动变阻器连电压为 滑动变阻器接入电路的阻值为 但是滑动变阻器最大阻值为20Ω，因此该次实验不能完成。综上所述，剩余的三次实验中，只有当电压为2.5V时，该次实验可以完成。 ⑤[7]根据表格数据，在图像中描点连线，将各点连接起来，如图所示： 【小问2详解】 ①探究电流与电阻的关系，需要控制定值电阻两端电压不变，电压表测定值电阻两端电压，因此需要调节滑动变阻器，使电压表的示数不变。 ②[1]由图丙可知，定值电阻两端电压为 [2]由图丙可知，当电阻的倒数越大，电阻越小，通过导体的电流越大，且电阻减小几倍，通过电阻的电流就增大几倍，因此可知当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. 在测量未知电阻R阻值的实验中，用到的实验器材有：4.5V的电源、电压表（0~3V）、电流表（0~0.6A）、开关、未知电阻Rₓ、滑动变阻器、导线若干。 （1）图甲的电路有一条导线连接错误，请你在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线； （2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P到某一位置时，电流表示数如图乙所示为_______A，继续调节滑动变阻器，测得多组R的电压值和电流值，在图丙的U-I图像中绘制出图像Ⅰ，由此可知电阻Rx的阻值为________Ω； （3）实验小组用额定电压为2.5V的小灯泡替换电阻R，接入该电路，闭合开关，电压表示数为2V，要测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片P向________端滑动（填“A”或“B”）；移动滑片P分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并在图丙的U-I图像中绘制出图像Ⅱ，根据图像可计算出小灯泡正常发光时的电阻是________Ω； （4）根据图丙中图像Ⅱ可知小灯泡的电阻是________（填“变化”或“不变”）的，你认为原因是________。因此________（填“能”或“不能”）计算出各组数据下小灯泡的电阻再求平均值。 【答案】（1） （2） ①. 0.28 ②. 10 （3） ①. A ②. 12.5 （4） ①. 变化 ②. 小灯泡的电阻受温度影响 ③. 不能 【解析】 【小问1详解】 实验中，未知电阻与滑动变阻器串联，电流表串联在电路中，电压表并联在未知电阻两端，正确电路图如图所示： 【小问2详解】 [1]右图甲可知，电流表使用的小量程，分度值为0.02A，由图乙可知，电流表示数为0.28A。 [2]由图丙的Ⅰ图像可知，待测电阻的阻值为 【小问3详解】 [1]当灯泡两端的电压为2V时，小于灯泡的额定电压，根据串联电路电压规律可知，需减小滑动变阻器两端的电压，根据串联分压原理可知需减小滑动变阻器接入电路的电阻，所以为了使小灯泡正常发光，应将滑片向A移动。 [2]由图丙可知灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.2A，则小灯泡正常发光时的电阻是 【小问4详解】 [1][2][3]由图丙可知，图像Ⅱ是一条曲线，因此可知，小灯泡的电阻是变化的，因为小灯泡的电阻受温度的影响，因此每次测量的电阻值都会有所不同，不能通过求平均值来减小误差‌。 四、综合题（共3小题，计20分） 20. 如图是一款摄像机自主启动装置的简化电路图，电源电压恒为12V，RP是红外线探测电阻，R是定值电阻，阻值为8Ω。当R两端的电压达到8V时，摄像机自主启动拍摄。求： （1）电路中的电流； （2）RP的阻值。 【答案】（1）1A；（2）4Ω 【解析】 【详解】解：（1）根据得，电路中的电流 （2）两端的电压 的阻值 答：（1）电路中的电流是1A； （2）RP的阻值是4Ω。 21. 中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。 表1 第1代 第2代 第3代 第 4代 燃料 氧气和汽油混合 偏二甲肼 煤油 液态氢 氧化剂 四氧化二氮 液态氧 液态氧 表2 燃料 热值 燃料 热值 汽油 4.6×10⁷J/ kg 煤油 4.6×10⁷J/ kg 柴油 4.3×10⁷J/ kg 液态氢 1.4×108J/ kg （1）使用液态氢作为燃料的主要优点是：______（写出一点即可）； （2）某火箭发射时携带了3×10⁴kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾? ，当地大气压为1标准大气压] （3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率。 【答案】（1）热值大、无污染 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 使用液态氢作为燃料的主要优点是热值大、无污染。质量相同的燃料，热值大的燃烧后释放出更多的热量。氢燃烧后的产物是水，对环境无污染。 【小问2详解】 这些燃料完全燃烧放出的热量为 标准大气压下水的沸点是100℃，则水的质量为 【小问3详解】 2kg氢完全燃烧释放的热量为 发动机做功为 则该发动机的效率为 22. 如图是某物理兴趣小组，设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图。在测试中，测试的同学向前推动测试仪的滑块实际上是移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数用来反映被测试者的成绩。电源电压恒为6V，电压表量程0~3V，电流表量程0~0.6A，滑动变阻器标有“15 1A”，滑片P每移动1cm，的电阻变化0.5，定值电阻。求： （1）当滑片P位于最左端时，电流表的示数； （2）某同学测试时，从最左端推动滑片P向右移动20cm，此时电压表的示数； （3）若既能保证电路各元件的安全，又能使滑片P移动到最右端，则选取R2时，其阻值不能小于多少？ 【答案】（1）0.3A；（2）2V；（3）15Ω 【解析】 【详解】解：（1）当滑片P位于最左端时，只有R2接入电路，电流表的示数 （2）某同学测试时，从最左端推动滑片P向右移动20cm，滑动变阻器的接入的阻值为 此时总电阻为 电路中的电流为 电压表的示数为 （3）若既能保证电路各元件的安全，要求滑片P移动到最右端，此时滑动变阻器的接入的阻值最大，最大值为15Ω，根据串联分压，电阻越大，其两端的电压也越大，而根据电压表的量程可知，电压表的最大示数为3V，则电阻R2最小分担3V，根据串联分压，此时R2两端的电压是最小值，那么R2的阻值也是最小值，故电阻R2的最小值为15Ω。 答：（1）当滑片P位于最左端时，电流表的示数为0.3A； （2）某同学测试时，从最左端推动滑片P向右移动20cm，此时电压表的示数为2V； （3）若既能保证电路各元件的安全，又能使滑片P移动到最右端，则选取R2时，其阻值不能小于15Ω。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $