精品解析: 山东省烟台招远市(五四制)2024-2025学年九年级上学期期中考试物理试题
2024-11-26
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | 烟台市 |
| 地区(区县) | 招远市 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 12.87 MB |
| 发布时间 | 2024-11-26 |
| 更新时间 | 2025-04-24 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-11-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/48937095.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024—2025学年度第一学期期中考试
初四物理试题
(90分钟,100分)
一、单项选择题(每小题四个选项中,只有一个是正确的,每小题2分,共20分)
1. 如图是实验电路连接完毕后,滑动变阻器接入电路的四种情形,已经可以闭合开关进行实验的是( )
A. B. C. D.
2. 如图所示,电源电压不变,闭合开关S,电压表V1的示数为6V,电压表V2的示数为2V。下列说法中正确的是( )
A. L1两端电压为2V
B. 电源两端电压为4V
C. 断开开关,只将电压表V2换成电流表,则L1与L2串联
D. 断开开关,将两个电压表都换成电流表,则L1与L2并联
3. 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P由图示位置向右滑动时,下列说法正确的是( )
A. 小灯泡与滑动变阻器串联 B. 电压表示数变大
C. 电流表和示数都变小 D. 小灯泡亮度变暗
4. 商场中,卖微波炉的售货员和顾客就微波炉省电还是费电发生了争论。售货员说:微波炉很省电,用它加热食物花不了多少电费。顾客说:微波炉很费电,他家的微波炉一开就“跳闸”。上述争论中,顾客混淆的两个概念是( )
A. 电压和电流 B. 电功率和电流
C. 电能和电功率 D. 电能和电功
5. 以下符合安全用电做法的是( )
A. 用湿手将吹风机插头插在电源上
B. 发现用电器着火,立即切断电源
C. 电水壶的电源线绝缘皮破损仍继续使用
D. 多个大功率用电器在一个插排上同时使用
6. 如图所示是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”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,左侧形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是( )
A. 形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少
B. 通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同
C. 右边容器中的电阻比左边容器中的电阻小
D. 通电时间相同,两个容器中空气吸收的热量相同
7. 海水盐浓度越大,其导电性越好,固定间距金属片A、B之间海水的电阻越小。下列电路中,电源电压恒定,为定值电阻,闭合开关S,海水盐浓度越大,电表示数越大的是( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,在探究并联电路中电流电压规律的实验中,闭合开关S后,发现L1比L2亮。则( )
A. L1的电流小于L2的电流
B. L1的电阻小于L2的电阻
C. L1两端电压大于L2两端电压
D. L1的实际功率小于L2的实际功率
9. 如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表示数,结合表盘上的信息可知,下列选项中正确的是( )
A. 小英家上个月消耗的电能为1011kW·h
B. 小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
C. 电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能7.2×105J
D. 电能表上指示灯闪烁得越快,说明电路中消耗电能越大
10. 如图,某家庭电路的输电线甲、乙从右端进户。闭合开关S,LED灯发光、电风扇正常工作,用试电笔检测插座,只有检测右孔时氖管发光。由于出现故障,电风扇停止工作,LED灯仍发光,用试电笔检测插座两孔,氖管均发光。该故障是( )
A. 电风扇短路 B. 插座两孔短路
C. 输电线甲a、b两点之间断路 D. 输电线甲b、c两点之间断路
二、多项选择题(每小题给出的四个选项中,均有多个选项符合题意,全部选对的得3分,选对但不全的得2分,不选或选错的得0分,共12分)
11. 如图所示,闭合开关、,下列对电路的分析正确的是( )
A. 与并联
B. 电流表测通过的电流
C. 开关断开,闭合时,只有会熄灭
D. 当开关断开,闭合时,两电流表示数都会变小
12. 小胡同学设计的质量测量仪如图所示,载物台可以上下移动,电源电压保持不变,闭合开关S后,下列说法正确的是( )
A. 定值电阻R0在这个电路中没有作用
B. 重物的质量越大,电流表示数越大
C. 重物的质量越大,电压表示数越大
D. 重物的质量越大,电路的总功率越小
13. 如图是科技小组设计的湘江水位监测器的原理图。电源电压不变,红灯工作时的电阻为R1,黄灯工作时的电阻为R2,闭合开关S后,当水位超过防洪预警线时,浮筒上升带动铜片将CD接通,电压表示数为U1;当水位低于干旱预警线时,浮筒下降带动铜片将EF接通,电压表示数为U2,U1>U2。则下列说法正确的是( )
A. R1>R2 B. 水位超过防洪预警线时,红灯亮
C. R1<R2 D. 水位低于干旱预警线时,红灯亮
14. 如图所示的电路中,电源电压恒为9V,灯泡L标有“6V 6W”,滑动变阻器标有“30Ω 2A”,下列说法正确的是( )
A. 灯泡正常发光时的电阻为6Ω
B. 电路中的电流不超过2A时,电路一定是安全的
C. 当灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率为9W
D. 当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,小灯泡变暗
三、填空题(每空1分,共15分)
15. 入冬以来,各地因为不安全用电引起的火灾事故明显有上升趋势。在家庭电路中除了发生______和______会造成电流过大引发安全事故外,线路连接处因为接触不良,也容易造成该处电阻______(选填“变大”或“变小”),造成局部过热,从而加速导线老化,引起火灾。
16. 如图所示,在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片插入盐水中,这就组成了一个电池。观察电压表指针的偏转与接线可知:这个电池的电压为________V,________片是它的正极,在盐水内部,电流的方向是________(选填“从铜片到锌片”或“从锌片到铜片”)。
17. 图是小明自制的简易调光灯,闭合开关,回形针向左移动的过程中灯泡亮度应该_____(选填“变亮”、“变暗”或“不变”),但小明发现灯泡亮度变化不明显,他应该调换更_____(选填“粗”或“细”)的铅笔芯来做实验,接着加热铅笔芯,发现灯泡亮度逐渐变亮,这一现象说明,温度越高,铅笔芯的电阻越_____(选填“大”或“小”)。
18. 如图所示,是超市常用塑料袋封口夹电路原理图,电源电压为,电热丝R阻值为。闭合开关S,电热丝温度升高,利用电流的_______________效应实现高温封口,内产生的热量为_______________J,若使用时总把塑料袋烫坏,可以_______________(选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。
19. 小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的关系图像如图乙所示,当电源电压为2V时,电流表的示数是______A,小灯泡此时的电阻为______;如果将小灯泡L和定值电阻R串联接在电压为5V的电源两端,电路消耗的总功率为______W。
四、作图简答题(20题3分,21题6分,共9分)
20. 举重比赛有甲、乙、丙三个裁判,其中甲为主裁判,乙和丙为副裁判,若裁判认定杠铃已被举起,就按一下自己前面的按钮(相当于闭合开关)。要求主裁判和至少一个副裁判都按下自己前面的按钮时,指示杠铃被举起的灯泡才亮。请在方框中画出符合要求的电路图并标出对应原件的名称。
21. 阅读短文,回答下列问题。
使物体带电的几种方法
自然界经常出现物体带电的情况,你知道有几种方法可以使物体带电吗?使物体带电有这么几种方法:
(一)摩擦起电:摩擦起电的原因是不同物质的原子束缚电子的能力不同,在摩擦过程中,电子发生了转移而使相互摩擦的两个物体带上了等量的异种电荷。
根据不同物质的原子核对电子束缚本领的大小不同,科学家通过实验的方法得出了起电顺序表:兔毛——玻璃——羊毛——丝绸——铝—木—硬橡胶—硫磺——人造丝……顺序表中任意两种物质相互摩擦时,排在前面的物质带正电,排在后面的物质带负电;两物质顺序相隔越多,起电的效果就越好。
(二)接触起电:将一带电体与一不带电的物体接触时,就会有一部分电子或从带电体跑到不带电体上,或从不带电体跑到带电体上,使原来不带电体上带上了与带电体相同的电荷。
(三)感应起电:将一带电体A靠近与大地绝缘的导体B的左端时,由于电荷间的相互作用,B的左端聚集了与A相反的电荷,右端聚集与A相同的电荷。如左下图所示,这就是感应起电。
(1)摩擦起电的原因是:不同物质的原子束缚电子的能力不同,其实质是______发生了转移;
(2)用塑料梳子梳头发时,越梳头发越蓬松,这是上述三种带电方法中的______;
(3)如图,是在科技馆看到的静电游戏“怒发冲冠”,这是因为通过______起电。
五、实验探究题(22题8分,23题8分,24题8分,共24分)
22. 如图甲为研究并联电路电流规律的实验电路图。
位置
A
电流/A
0.18
0.18
0.36
(1)若要测量干路电流,则电流表应串联在甲图中的______(选填“A”或“C”)处;
(2)连好电路闭合开关前,发现电流表指针位置如图乙所示,调整正确后闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,其原因是______;
(3)纠正(2)中错误后,测出、、三处的电流值如表所示,由此得出结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。这个实验在设计方案上存在的不足之处,他应该______。
23. 在探究电流与电压、电阻的关系的实验中,如图所示,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器最大阻值为20Ω。
(1)图1是根据设计的电路图连接的实物电路,请在虚线框中画出该电路图________;
(2)在用阻值为10Ω的定值电阻探究电流与电压的关系时,闭合开关,移动滑片,记录了如下表所示的数据。第5次的电压表和电流表的示数如图2、3所示,请将示数填入表中。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.6
2.0
2.2
2.4
a.________
电流I/A
0.16
0.20
0.22
0.24
b.________
(3)分析表中数据的特点,可得出电阻一定时,电流与电压成正比。请你写出得出此结论的理由是什么________?
(4)在探究电压一定时,电流与电阻的关系时,先调节滑片,使电压表示数为2V,记录电流表示数;然后断开开关,将10Ω电阻依次换成5Ω、15Ω电阻,闭合开关,移动滑片,使电压表示数仍为2V,记录电流表示数。当换成20Ω电阻后,发现电压表示数始终不能为2V,为了完成实验,下列方案可行的是________(选填字母代号)。
A. 换用电压为6V的电源
B. 把电压表改接为0~15V量程
C. 在开关与滑动变阻器之间串联一个10Ω的电阻
24. 在“测量未知电阻R的阻值”实验中:
(1)实验中滑动变阻器除了可以保护电路外,主要作用是________。
(2)左上图是连接的电路,其中有一根导线连接有误,请在该导线上打“×”,并在原图上用笔画线代替导线画出正确的连线________。(只连一根,导线不能交叉)
(3)由于电压表损坏,该同学设计了如图的电路来测量小灯泡L正常工作时的电阻,已知电源电压恒定,定值电阻阻值为R0,小灯泡正常工作时的电压为U0,实验步骤如下:
①将开关S拨到触点1,调节滑片P,使电流表的示数为________。
②保持滑动变阻器的滑片位置不动,再将开关S拨到触点2,读出电流表的示数为I。
③根据实验数据,计算出小灯泡正常工作时的电阻RL=________(用U0、R0和I表示)。
六、计算题(25题10分,26题10分,共20分)
25. 某同学选用规格为“12V 6W”的灯L、定值电阻R1(12Ω)及规格为“24Ω 2A”的滑动变阻器R0等元件设计了如图所示的电路。当闭合开关S、S2,且滑动变阻器的滑片P移至a端时,灯L正常发光。电源电压不变,不考虑灯丝电阻的变化。求:
(1)电源电压;
(2)当三个开关都闭合,滑动变阻器的滑片P移至a端时,电路消耗的功率;
(3)在保证电路各元件安全的前提下,该电路在1min内消耗的最小电能。
26. 某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示,电路中电源电压恒为9V,定值电阻的阻值为10Ω,电压表的量程为0~3V,轻质绝缘的压力检测板M与力敏电阻R相连,R的阻值与压力F的关系如图乙所示。请解答以下问题:
(1)检测板不受压力时,电压表的示数为多少?
(2)该装置所能测量的最大压力为多少?
(3)在不改变电源电压和电压表量程情况下,若要将该装置所能测量的最大压力值提高到700N,则需将的阻值变为多少欧?
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2024—2025学年度第一学期期中考试
初四物理试题
(90分钟,100分)
一、单项选择题(每小题四个选项中,只有一个是正确的,每小题2分,共20分)
1. 如图是实验电路连接完毕后,滑动变阻器接入电路的四种情形,已经可以闭合开关进行实验的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】滑动变阻器的接法的原则是一上一下,并且在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该调至最大阻值处,由图知道,B图没有把滑片调至最大阻值处,CD图是把滑片调至最小阻值处,只有A符合要求.
2. 如图所示,电源电压不变,闭合开关S,电压表V1的示数为6V,电压表V2的示数为2V。下列说法中正确的是( )
A. L1两端电压为2V
B. 电源两端电压为4V
C. 断开开关,只将电压表V2换成电流表,则L1与L2串联
D. 断开开关,将两个电压表都换成电流表,则L1与L2并联
【答案】D
【解析】
【详解】AB.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,灯L1和L2串联,电压表V1测电源电压
U=6V
电压表V2测灯L2两端电压
U2=2V
根据串联电路中电压规律可知,灯L1两端的电压
U1=U-U2=6V-2V=4V
故AB错误;
C.断开开关,只将电压表V2换成电流表,电路中只有L1,是简单电路,故C错误;
D.断开开关,将两个电压表都换成电流表,电流表相当于一根导线,则L1与L2并联,电流表A1测灯L2的电流,电流表A2测干路中电流,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P由图示位置向右滑动时,下列说法正确是( )
A. 小灯泡与滑动变阻器串联 B. 电压表示数变大
C. 电流表和示数都变小 D. 小灯泡亮度变暗
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知,滑动变阻器和小灯泡并联,电流表测通过滑动变阻器的电流,电流表测干路总电流,电压表测各支路两端和电源两端电压。
A.由图可知,有两条电流路径,所以滑动变阻器和小灯泡并联,故A错误;
B.电压表测各支路两端和电源两端电压,电源电压不变,则电压表示数不变,故B错误;
C.滑动变阻器滑片P向右滑动时,其阻值增大,由于其并联在电源两端,所以滑动变阻器两端电压不变,根据可知,通过的电流变小,所以电流表示数变小;由并联电路,各个用电器之间相互不影响可知,通过小灯泡的电流不变,根据并联电路电流特点可知,干路电流减小,所以电流表示数变小,故C正确;
D.由于并联电路,各个用电器之间相互不影响,所以通过小灯泡的电流不变,小灯泡的亮度不变,故D错误。
故选C。
4. 商场中,卖微波炉的售货员和顾客就微波炉省电还是费电发生了争论。售货员说:微波炉很省电,用它加热食物花不了多少电费。顾客说:微波炉很费电,他家的微波炉一开就“跳闸”。上述争论中,顾客混淆的两个概念是( )
A. 电压和电流 B. 电功率和电流
C. 电能和电功率 D. 电能和电功
【答案】C
【解析】
【详解】微波炉很省电,用它加热食物花不了多少电费,说的是消耗的电能(电功)少;微波炉很费电,他家的微波炉一开就“跳闸”,说的是该用电器的电功率大。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
5. 以下符合安全用电做法的是( )
A. 用湿手将吹风机插头插在电源上
B. 发现用电器着火,立即切断电源
C. 电水壶的电源线绝缘皮破损仍继续使用
D. 多个大功率用电器在一个插排上同时使用
【答案】B
【解析】
【详解】A.自来水是导体,用湿手拔插头,自来水很可能会使人体和火线接通使人触电,不符合安全用电要求,故A不符合题意;
B.发现用电器着火,立即切断电源,再灭火,不能直接向用电器泼水灭火,否则人会触电,故B符合题意;
C.电源线上的绝缘层破损,当人去触摸插头时就可能使人体和带电体接触,会造成触电事故,十分危险,故应及时更换,所以要定期检查电路防止发生用电事故,故C不符合题意;
D.多个大功率用电器接在一个插座上会导致通过插座的电流过大,容易使插座接线产生过多热量而使绝缘皮燃烧,不符合安全用电要求;故D不符合题意。
故选B。
6. 如图所示是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”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,左侧形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是( )
A. 形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少
B. 通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同
C. 右边容器中的电阻比左边容器中的电阻小
D. 通电时间相同,两个容器中空气吸收的热量相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但容器中空气的温度变化导致容器中空气体积的变化,即可以通过U形管液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法,故A正确,不符合题意;
B.由图可知两个电阻串联在一起,根据串联电路中电流的规律可知,通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同,故B正确,不符合题意;
C.由电路图可知两电阻串联,根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流大小相等,根据Q=I2Rt可知,当通电时间和通电电流相同时,电阻越大产生的热量就越多,形管中液面高度差就越高,所以可得右边容器中的电阻比左边容器中的电阻小,故C正确,不符合题意;
D.两个容器中的通电电流和通电时间相同,电阻大小不同,由Q=I2Rt可知,电流通过两个电阻产生的热量不同,两个容器中空气吸收的热量不同,故D错误,符合题意。
故选D。
7. 海水盐浓度越大,其导电性越好,固定间距金属片A、B之间海水的电阻越小。下列电路中,电源电压恒定,为定值电阻,闭合开关S,海水盐浓度越大,电表示数越大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由题意可知,金属片A、B之间海水与定值电阻R0串联,海水盐浓度越大,固定间距金属片A、B之间海水的电阻越小,根据串联电电路电压分配关系可知得,R0两端的电压越大,金属片A、B两端的电压越小,故A符合题意,B不符合题意;
C.由图可知,电压表测电源电压,由于电源电压恒定,电压表不变,故C不符合题意;
D.由图可知,金属片A、B之间海水与R0并联,电流表测R0的电流,由于电源电压恒定,由可知,定值电阻R0的电流不变,故D不符合题意。
故选A。
8. 如图所示,在探究并联电路中电流电压规律的实验中,闭合开关S后,发现L1比L2亮。则( )
A. L1的电流小于L2的电流
B. L1的电阻小于L2的电阻
C. L1两端电压大于L2两端电压
D. L1的实际功率小于L2的实际功率
【答案】B
【解析】
【详解】由题意知L1比L2亮,可知L1的实际功率大于L2的实际功率,又两灯并联电压相等,根据可知,电压相等时,功率越大,电阻越小,所以L1的电阻小于L2的电阻,故灯泡L2的实际功率较小,电阻较大,由欧姆定律可知,通过L1的电流大于通过L2的电流,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9. 如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数,结合表盘上的信息可知,下列选项中正确的是( )
A. 小英家上个月消耗的电能为1011kW·h
B. 小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
C. 电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能7.2×105J
D. 电能表上指示灯闪烁得越快,说明电路中消耗的电能越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据电能表的读法可知,小英家上月消耗的电能为
W=5647.8kW·h﹣5546.7kW·h=101.1kW·h
故A错误;
B.由图知电能表允许通过的最大电流为40A,因此小英家干路中的电流不得超过40A,故B错误;
C.指示灯闪烁320次消耗的电能为
故C正确;
D.电能表上指示灯闪烁得越快,说明电路中电能消耗的越快,时间未知,消耗的电能不一定多,故D错误。
故选C。
10. 如图,某家庭电路的输电线甲、乙从右端进户。闭合开关S,LED灯发光、电风扇正常工作,用试电笔检测插座,只有检测右孔时氖管发光。由于出现故障,电风扇停止工作,LED灯仍发光,用试电笔检测插座两孔,氖管均发光。该故障是( )
A. 电风扇短路 B. 插座两孔短路
C. 输电线甲a、b两点之间断路 D. 输电线甲b、c两点之间断路
【答案】D
【解析】
【详解】闭合开关S时,LED灯发光、电风扇正常工作,用试电笔检测插座,只有检测右孔时氖管发光,说明右孔与火线相连,则乙是火线,甲是零线。
A.若电风扇短路,LED灯与电风扇并联,电路处于短路状态都不能工作,故A不符合题意;
B.若插座两孔短路,电路处于短路状态,电风扇和LED灯均不能正常工作,故B不符合题意;
C.若输电线甲a、b两点之间断路,电风扇和LED灯均不受影响,仍能正常工作,插座的左孔没有与火线相连,用试电笔检测插座左孔时氖管不发光,故C不符合题意;
D.若输电线甲b、c两点之间断路,LED灯不受影响,仍能正常工作,b点之前的进户零线断路,则电风扇停止工作,此时插座的左右两孔均与火线相连,用试电笔检测插座两孔,氖管均发光。故D符合题意。
故选D。
二、多项选择题(每小题给出的四个选项中,均有多个选项符合题意,全部选对的得3分,选对但不全的得2分,不选或选错的得0分,共12分)
11. 如图所示,闭合开关、,下列对电路的分析正确的是( )
A. 与并联
B. 电流表测通过的电流
C. 开关断开,闭合时,只有会熄灭
D. 当开关断开,闭合时,两电流表的示数都会变小
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图可知,两灯泡在不同的支路上,说明此时电路为与并联,故A正确;
B.图中电流表与灯泡在同一条支路上,测的电流,故B错误;
C.开关断开,闭合时,由于开关在干路上,因此两个灯泡均不会发光,故C错误;
D.当开关断开,闭合时,电路为单独串联,则电流表不会工作,因此示数会变小,干路电流的示数也会变小,故D正确。
故选AD。
12. 小胡同学设计的质量测量仪如图所示,载物台可以上下移动,电源电压保持不变,闭合开关S后,下列说法正确的是( )
A. 定值电阻R0这个电路中没有作用
B. 重物的质量越大,电流表示数越大
C. 重物的质量越大,电压表示数越大
D. 重物的质量越大,电路的总功率越小
【答案】CD
【解析】
【详解】A.不放重物时,滑片在最上端,滑动变阻器接入电路的电阻最小,如果没有将定值电阻R0会将电源短路,电路中电流过大,可能会烧坏电流表,故定值电阻R0的作用是保护电路,故A错误;
BCD.重物的质量越大,滑动变阻器接入电路中电阻越大,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分担的电压越大,电压表示数越大;此时电路的总电阻越大,根据欧姆定律可知,电路中的电流越小,电流表示数越小,根据P=UI可知,电路的总功率越小,故CD正确,B错误。
故选CD。
13. 如图是科技小组设计的湘江水位监测器的原理图。电源电压不变,红灯工作时的电阻为R1,黄灯工作时的电阻为R2,闭合开关S后,当水位超过防洪预警线时,浮筒上升带动铜片将CD接通,电压表示数为U1;当水位低于干旱预警线时,浮筒下降带动铜片将EF接通,电压表示数为U2,U1>U2。则下列说法正确的是( )
A. R1>R2 B. 水位超过防洪预警线时,红灯亮
C. R1<R2 D. 水位低于干旱预警线时,红灯亮
【答案】BC
【解析】
【详解】BD.如图,闭合开关S后,当水位超过防洪预警线时,浮筒上升带动铜片将CD接通,此时红灯与R1串联,红灯亮;当水位低于干旱预警线时,浮筒下降带动铜片将EF接通,此时黄灯与R1串联,黄灯亮;故B正确,D错误;
AC.如图,电压表测量R0两端的电压,电源电压不变,由串联电路中电压的规律知
U=U红+U1=U黄+U2
又因为U1>U2,所以U红<U黄,由串联分压原理可知,R1<R2。故A错误,C正确。
故选BC。
14. 如图所示的电路中,电源电压恒为9V,灯泡L标有“6V 6W”,滑动变阻器标有“30Ω 2A”,下列说法正确的是( )
A. 灯泡正常发光时的电阻为6Ω
B. 电路中的电流不超过2A时,电路一定是安全的
C. 当灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率为9W
D. 当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,小灯泡变暗
【答案】AD
【解析】
【详解】A.灯泡正常发光时的电阻为
故A正确;
BC.图中灯泡和变阻器串联,灯泡正常发光时的电流
通过变阻器的最大电流是2A,由串联电路电流的规律可知通过电路的最大电流是1A,当灯泡正常发光时,通过电路的电流是1A,变阻器两端的电压
U滑=U-UL=9V-6V=3V
滑动变阻器的电功率为
P滑=U滑I滑=3V×1A=3W
故BC错误;
D.当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,变阻器连入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电路中的电流变小,小灯泡变暗,故D正确。
故选AD。
三、填空题(每空1分,共15分)
15. 入冬以来,各地因为不安全用电引起的火灾事故明显有上升趋势。在家庭电路中除了发生______和______会造成电流过大引发安全事故外,线路连接处因为接触不良,也容易造成该处电阻______(选填“变大”或“变小”),造成局部过热,从而加速导线老化,引起火灾。
【答案】 ①. 用电器短路 ②. 用电器总功率过大 ③. 变大
【解析】
【详解】[1][2]引起家庭电路中电流过大的原因是:一是短路,二是用电器总功率过大,这些可能造成电流过大引发安全事故。
[3]在家庭电路中,导线相互连接处因接触不良,该处的电阻较大,导线连接处与导线串联在电路中,通过的电流相等、通电时间相等,由可知,连接处电流产生的热量较多,往往比别处更容易发热,加速导线老化,甚至引起火灾。
16. 如图所示,在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片插入盐水中,这就组成了一个电池。观察电压表指针的偏转与接线可知:这个电池的电压为________V,________片是它的正极,在盐水内部,电流的方向是________(选填“从铜片到锌片”或“从锌片到铜片”)。
【答案】 ①. 0.6 ②. 铜 ③. 从锌片到铜片
【解析】
【详解】[1]题中电压表所选量程为0∼3V,接的小量程,对应的分度值为0.1V,根据指针所指位置可读出电压值为0.6V。
[2]根据电压表的使用规则,正接线柱靠近电源的正极,负接线柱靠近电源的负极。可判断出铜片是正极。
[3]电源外部电流由正极流向负极,电源内部电流由负极流向正极,所以在盐水内部,电流的方向是从锌片到铜片。
17. 图是小明自制的简易调光灯,闭合开关,回形针向左移动的过程中灯泡亮度应该_____(选填“变亮”、“变暗”或“不变”),但小明发现灯泡亮度变化不明显,他应该调换更_____(选填“粗”或“细”)的铅笔芯来做实验,接着加热铅笔芯,发现灯泡亮度逐渐变亮,这一现象说明,温度越高,铅笔芯的电阻越_____(选填“大”或“小”)。
【答案】 ①. 变亮 ②. 细 ③. 小
【解析】
【详解】[1]闭合开关,回形针向左移动的过程中,铅笔芯接入电路中的长度变短,电阻减小,根据欧姆定律可知,电流变大,灯泡变亮。
[2]小明发现回形针在移动的过程中灯泡亮度变化不明显,说明电流的变化比较小,根据可知,即铅笔芯电阻变化较小,故应选用电阻较大的铅笔芯,即换用更细的铅笔芯。
[3]加热铅笔芯,会发现灯泡逐渐亮起来(即电流增大,铅笔芯的电阻减小);这一现象说明铅笔芯的电阻随温度升高而减小。
18. 如图所示,是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图,电源电压为,电热丝R阻值为。闭合开关S,电热丝温度升高,利用电流的_______________效应实现高温封口,内产生的热量为_______________J,若使用时总把塑料袋烫坏,可以_______________(选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。
【答案】 ①. 热 ②. 75
③. 增大
【解析】
【详解】[1]塑料袋封口夹是当电热丝有电流通过时,电热丝能发出热量,所以利用电流的热效应实现高温封口的。
[2]电源电压为 5V ,电热丝R阻值为 1Ω ,则3s 内产生的热量
[3]使用时总把塑料袋烫坏,即产生热量过多,则需要减小电热丝的功率,由可知,电压一定时,增大电阻,可以减小电热丝的功率。
19. 小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的关系图像如图乙所示,当电源电压为2V时,电流表的示数是______A,小灯泡此时的电阻为______;如果将小灯泡L和定值电阻R串联接在电压为5V的电源两端,电路消耗的总功率为______W。
【答案】 ①. 0.25 ②. 10 ③. 0.5
【解析】
【详解】[1][2] 由图甲可知,小灯泡L和定值电阻R并联,电流表测量干路中的电流;电源电压为2V,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以它们两端的电压均为2V,由图像可知,对应的电流IL=0.2A,IR=0.05A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流为
I=IL+IR=0.2A+0.05A=0.25A
此时灯泡的电阻为
[3] 如果把小灯泡L和定值电阻R串联在5V电源上,由乙图可知,当通过电路的电流为0.1A时,灯泡两端的电压为1V,电阻两端的电压为4V,串联电路总电压等于各部分电压之和,此时电路总电压为
U=UL+UR=1V+4V=5V
恰好等于电源电压,即把小灯泡L和定值电阻R串联在5V电源上,电路中的电流等于0.1A,所以电路消耗的总功率为
P=UI′=5V×0.1A=0.5W
四、作图简答题(20题3分,21题6分,共9分)
20. 举重比赛有甲、乙、丙三个裁判,其中甲为主裁判,乙和丙为副裁判,若裁判认定杠铃已被举起,就按一下自己前面的按钮(相当于闭合开关)。要求主裁判和至少一个副裁判都按下自己前面的按钮时,指示杠铃被举起的灯泡才亮。请在方框中画出符合要求的电路图并标出对应原件的名称。
【答案】
【解析】
【详解】根据题意,主裁判员的开关,相当于总开关,乙、丙两个裁判并联后与甲裁判开关串联即可,故电路图如图
21. 阅读短文,回答下列问题。
使物体带电的几种方法
自然界经常出现物体带电的情况,你知道有几种方法可以使物体带电吗?使物体带电有这么几种方法:
(一)摩擦起电:摩擦起电的原因是不同物质的原子束缚电子的能力不同,在摩擦过程中,电子发生了转移而使相互摩擦的两个物体带上了等量的异种电荷。
根据不同物质的原子核对电子束缚本领的大小不同,科学家通过实验的方法得出了起电顺序表:兔毛——玻璃——羊毛——丝绸——铝—木—硬橡胶—硫磺——人造丝……顺序表中任意两种物质相互摩擦时,排在前面的物质带正电,排在后面的物质带负电;两物质顺序相隔越多,起电的效果就越好。
(二)接触起电:将一带电体与一不带电的物体接触时,就会有一部分电子或从带电体跑到不带电体上,或从不带电体跑到带电体上,使原来不带电体上带上了与带电体相同的电荷。
(三)感应起电:将一带电体A靠近与大地绝缘的导体B的左端时,由于电荷间的相互作用,B的左端聚集了与A相反的电荷,右端聚集与A相同的电荷。如左下图所示,这就是感应起电。
(1)摩擦起电的原因是:不同物质的原子束缚电子的能力不同,其实质是______发生了转移;
(2)用塑料梳子梳头发时,越梳头发越蓬松,这是上述三种带电方法中的______;
(3)如图,是在科技馆看到的静电游戏“怒发冲冠”,这是因为通过______起电。
【答案】(1)电子 (2)摩擦起电
(3)接触
【解析】
【小问1详解】
摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚电子的能力不同,原子核束缚电子能力强的容易得到电子,原子核束缚电子能力弱的容易失去电子,其实质是电子发生了转移。
【小问2详解】
用塑料梳子梳头发时,越梳头发越蓬松,这是因为梳头发时梳子与头发互相摩擦带上电荷,属于带电方法中的摩擦起电。
【小问3详解】
通过接触起电,电荷通过人体传到头发上,头发由于带同种电荷相互排斥而使头发竖起来。
五、实验探究题(22题8分,23题8分,24题8分,共24分)
22. 如图甲为研究并联电路电流规律的实验电路图。
位置
A
电流/A
0.18
0.18
0.36
(1)若要测量干路电流,则电流表应串联在甲图中的______(选填“A”或“C”)处;
(2)连好电路闭合开关前,发现电流表指针位置如图乙所示,调整正确后闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,其原因是______;
(3)纠正(2)中错误后,测出、、三处的电流值如表所示,由此得出结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。这个实验在设计方案上存在的不足之处,他应该______。
【答案】 ①. C ②. 见解析 ③. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]电流表与待测电路串联,若要测量干路电流,则电流表应串联在图甲中的处。
(2)[2]闭合开关前,发现电流表指针位置如图乙所示,说明电流表使用前没有调零;调整正确后闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,即反向偏转,其原因是因为电流表正负接线柱接反了。
(3)[3]由表格数据可知,A、B两处的电流相等,说明实验中选择了相同规格的灯泡;表格中的数据只有一组,说明只做了一次实验,则得出的结论具有偶然性。为得出具有普遍意义的规律,要换用不同规格的灯泡多次实验,从数据中寻找普遍规律。
23. 在探究电流与电压、电阻的关系的实验中,如图所示,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器最大阻值为20Ω。
(1)图1是根据设计的电路图连接的实物电路,请在虚线框中画出该电路图________;
(2)在用阻值为10Ω的定值电阻探究电流与电压的关系时,闭合开关,移动滑片,记录了如下表所示的数据。第5次的电压表和电流表的示数如图2、3所示,请将示数填入表中。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.6
2.0
2.2
2.4
a.________
电流I/A
0.16
0.20
0.22
0.24
b.________
(3)分析表中数据的特点,可得出电阻一定时,电流与电压成正比。请你写出得出此结论的理由是什么________?
(4)在探究电压一定时,电流与电阻的关系时,先调节滑片,使电压表示数为2V,记录电流表示数;然后断开开关,将10Ω电阻依次换成5Ω、15Ω电阻,闭合开关,移动滑片,使电压表示数仍为2V,记录电流表示数。当换成20Ω电阻后,发现电压表示数始终不能为2V,为了完成实验,下列方案可行的是________(选填字母代号)。
A. 换用电压为6V的电源
B. 把电压表改接为0~15V量程
C. 在开关与滑动变阻器之间串联一个10Ω的电阻
【答案】(1) (2) ①. 2.8 ②. 0.28
(3)电压与电流的比为一定值
(4)C
【解析】
【小问1详解】
由图1可知,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,据此画出电路图,如下图所示:
【小问2详解】
[1][2]由图2可知,电压表选用0~3V的量程,分度值0.1V,其示数为2.8V;电流表选用0~0.6A的量程,分度值0.02A,其示数为0.28A。
【小问3详解】
由表中数据可知,电压与电流的比值
是一定值,故可得出电阻一定时,电流与电压成正比。
【小问4详解】
A.换用电压为6V的电源,定值电阻两端电压保持2V不变,由串联电路电压的规律可知滑动变阻器两端电压为
U滑=U1-UV=6V-2V=4V
根据串联分压原理得
R定∶R滑=UV∶U滑=2V∶4V=1∶2
即滑动变阻器的阻值是定值电阻的2倍,当换成20Ω电阻后,则解得
R滑=40Ω>20Ω
因此该方法不可行,故A不符合题意;
B.把电压表改接为0~15V量程,并不能改变定值电阻两端电压和滑动变阻器接入电路的阻值,因此该方法不可行,故B不符合题意;
C.定值电阻两端电压保持2V不变,由串联电路电压的规律可知滑动变阻器两端电压为
U滑1=U-UV=4.5V-2V=2.5V
根据串联分压原理得
R定∶R滑1=UV∶U滑1=2V∶2.5V=4∶5
当换成20Ω电阻后,则
20Ω∶R滑1=4∶5
则解得R滑1=25Ω,滑动变阻器最大阻值为20Ω,故在开关滑动变阻器之间至少串联一个5Ω电阻,题目在开关与滑动变阻器之间串联一个10Ω的电阻,此方案可行,故C符合题意。
故选C。
24. 在“测量未知电阻R的阻值”实验中:
(1)实验中滑动变阻器除了可以保护电路外,主要作用是________。
(2)左上图是连接的电路,其中有一根导线连接有误,请在该导线上打“×”,并在原图上用笔画线代替导线画出正确的连线________。(只连一根,导线不能交叉)
(3)由于电压表损坏,该同学设计了如图的电路来测量小灯泡L正常工作时的电阻,已知电源电压恒定,定值电阻阻值为R0,小灯泡正常工作时的电压为U0,实验步骤如下:
①将开关S拨到触点1,调节滑片P,使电流表的示数为________。
②保持滑动变阻器的滑片位置不动,再将开关S拨到触点2,读出电流表的示数为I。
③根据实验数据,计算出小灯泡正常工作时的电阻RL=________(用U0、R0和I表示)。
【答案】(1)改变电阻R两端的电压
(2) (3) ①. ②.
【解析】
小问1详解】
滑动变阻器通过调整接入电阻大小,可以改变电阻R两端的电压。
【小问2详解】
图中电阻与滑动变阻器之间的导线接错,修正图如下
【小问3详解】
[1]从题意可知,灯泡和定值电阻并联开关拨到触点1,调节滑动变阻器,当定值电阻的电压等于小灯泡的额定电压时,电流表的示数为
[2]当开关拨到触点2时,电流表所测得的电流为灯泡和定值电阻的电流和,故小灯泡的电流
故灯泡的电阻为
六、计算题(25题10分,26题10分,共20分)
25. 某同学选用规格为“12V 6W”的灯L、定值电阻R1(12Ω)及规格为“24Ω 2A”的滑动变阻器R0等元件设计了如图所示的电路。当闭合开关S、S2,且滑动变阻器的滑片P移至a端时,灯L正常发光。电源电压不变,不考虑灯丝电阻的变化。求:
(1)电源电压;
(2)当三个开关都闭合,滑动变阻器的滑片P移至a端时,电路消耗的功率;
(3)在保证电路各元件安全的前提下,该电路在1min内消耗的最小电能。
【答案】(1)12V (2)18W
(3)180J
【解析】
【小问1详解】
当闭合开关S、S2,滑动变阻器滑片滑到a端时,电路中只有灯L,灯L正常发光,所以UL=12V,PL=6W;根据并联电路的电压规律可知
U=U1=UL=12V
【小问2详解】
R2的功率
电路消耗的总功率
P=PL+P1=6W+12W=18W
【小问3详解】
灯泡电阻
当闭合S和S1,滑动变阻器滑片滑到b端时,R1和变阻器的最大阻值串联,当闭合S和S2,滑动变阻器滑片滑到b端时,灯L和变阻器的最大阻值串联,RL>R1,根据串联电路电阻规律可知,灯L和变阻器的最大阻值串联时,电路中的总电阻最大,电路中的总电阻
R总=RL+R0=24Ω+24Ω=48Ω
总电阻最大,则总电能最小,在1min内消耗的电能是
26. 某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示,电路中电源电压恒为9V,定值电阻的阻值为10Ω,电压表的量程为0~3V,轻质绝缘的压力检测板M与力敏电阻R相连,R的阻值与压力F的关系如图乙所示。请解答以下问题:
(1)检测板不受压力时,电压表的示数为多少?
(2)该装置所能测量的最大压力为多少?
(3)在不改变电源电压和电压表量程的情况下,若要将该装置所能测量的最大压力值提高到700N,则需将的阻值变为多少欧?
【答案】(1)1V;(2);(3)5Ω
【解析】
【详解】解:(1)据乙图可知,检测板不受压力时,R的阻值为80Ω,此时电路中的总电阻为
电路中的电流为
电压表测R0两端电压,则电压表的示数为
(2)根据题意可知,当电压表的示数为最大量程时,电路中的电流最大,力敏电阻R的阻值最小,对应的压力最大,则可求此时电路中的电流为
电路中的总电阻为
力敏电阻R的阻值为
由乙图可知,此时的压力为。
(3)不改变电源电压和电压表量程的情况下,当最大压力值提高到700N时,力敏电阻R的阻值为10Ω,此时力敏电阻R两端电压为
此时电路中的电流为
则R0的阻值为
答:(1)检测板不受压力时,电压表的示数为1V;
(2)该装置所能测量的最大压力为;
(3)在不改变电源电压和电压表量程的情况下,若要将该装置所能测量的最大压力值提高到700N,则需将R0的阻值变为5Ω。
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