河南省郑州市2024-2025学年九年级上学期期中考试物理试卷

2024-2025学年河南省郑州市九年级（上） 期中物理试卷及解析 一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分） 1．（2分）我国家庭电路两端的电压为 　 　伏；1度电可使功率为40W的灯泡工作 　 　小时。 2．（2分）小明发现在晚上用电高峰时烧开一壶水用时比白天用时长，晚上他进行了测量，关掉家里其它用电器，仅让“220V 880W”的电热水壶单独工作。他观察到家里电能表（如图）1min内转了40转，则晚上烧热水时电热水壶的实际功率为 　 　W，电路的实际电压 　 　额定电压。（填“高于”或“低于”） 3．（3分）一台直流电动机额定电压为220V，其电阻为1Ω。正常工作时通过的电流为10A，则该电动机的额定功率是 　 　kW，电动机连续正常工作10min，消耗的电能是 　 　J，电动机的效率是 　 　。（结果保留一位小数） 4．（3分）2020年6月17日，长征二号丁运载火箭在酒泉卫星发射中心升空，成功以一箭三星的方式发射并取得圆满成功。火箭加速上升阶段，卫星的机械能将 　 　（选填“增大”“不变”或“减小”）。运载火箭常选用液氢、煤油等作燃料，选择依据主要是密度小和 　 　等物理性质；燃料燃烧释放的 　 　能转化为火箭的机械能。 5．（2分）如图所示电路中，导线通电之后，小磁针静止时 　 　极所指的方向为该点磁场的方向，若想改变此时的磁场方向，接下来的操作是 　 　。 6．（2分）如图甲所示是通过灯泡L的电流跟其两端电压关系的图象，现将灯泡与阻值为10Ω的电阻R连入图乙所示电路，闭合开关S，灯泡的实际功率为1.8W，则电源电压是 　 　V，此时定值电阻R的电功率是 　 　W。 二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7-12题每小题只有一个选项符合题目要求，第13-14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全得1分，有错选的得0分，请将其字母代号填在题后的括号内） 7．（2分）下列各家用电器正常工作时，电功率最接近40W的是（　　） A．家用空调器 B．微波炉 C．电饭煲 D．普通照明灯泡 8．（2分）下列现象能说明分子在做无规则运动的是（　　） A．秋天落叶纷飞 B．在花园中闻到阵阵花香 C．毛皮摩擦过的橡胶棒吸引小纸屑 D．打扫卫生时灰尘飞扬 9．（2分）关于热机效率，下列说法正确的是（　　） A．热机效率越高，热机消耗燃料越少 B．热机效率越高，热机做的有用功越大 C．热机效率越高，消耗相同的燃料，获得的有用功就越多 D．热机效率越高，获得相同的有用功，消耗燃料就越多 10．（2分）如图所示是一个简化的玩具警车电路图，若只有警灯L工作，应（　　） A．只闭合S1 B．只闭合S2 C．S1、S2都闭合 D．S1、S2都断开 11．（2分）如图所示的四个装置图表述正确的是（　　） A．图甲的左侧是N极 B．图乙可用来探究产生热量多少与电流大小的关系 C．图丙可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系 D．图丁可用来演示电流的磁效应 12．（2分）电工维修电路有时需要带电操作，如图所示，以下操作不会发生触电事故的是（　　） A．甲站在绝缘凳上同时接触火线和零线 B．乙站在绝缘凳上仅接触火线 C．丙站在地上仅接触火线 D．丁站在地上同时接触火线和零线 （多选）13．（2分）巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小的现象。如图1是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图2中的GMR是巨磁电阻。在电源电压U不超过指示灯额定电压的条件下，闭合开关S1、S2，则（　　） A．电磁铁B端是N极 B．向左移动滑片P，电磁铁磁性变强 C．向左移动滑片P，GMR两端的电压增大 D．向左移动滑片P，指示灯会变亮 （多选）14．（2分）额定电压均为6V的甲、乙两灯，I﹣U图线如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小 B．甲、乙两灯的额定功率之比为2：1 C．甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为1：3 D．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3：2 三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分） 15．（2分）有一种台灯，有两个开关，当只闭合开关一，调节它的旋钮（相当于移动滑动变阻器），可以改变灯的亮度；只闭合另一个开关二，灯也可以亮，但是无法调节灯的亮度。请把这个台灯接入家庭电路。 16．（2分）在图中括号内标出静止在通电螺线管正上方小磁针右端的极性。 四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题9分，共19分） 17．（4分）某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置。 （1）为保证实验结论的可靠性，实验时应控制两装置中相同的量是煤油和菜籽油的　 　（质量/体积）和水的质量。 （2）实验开始后他每隔1分钟记录了杯中水在3min内的温度（见上表），根据表中数据　 　（能/不能）判定出煤油和菜籽油的热值大小关系，判断依据是　 　。 加热时间/min 0 1 2 3 甲杯水温/℃ 25 27 29 32 乙杯水温/℃ 25 26 27 28 （3）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。他的计算结果　 　（大于/小于/等于）真实值。 19．（9分）小阳利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为4.5V且保持不变，实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，滑动变阻器的规格为“0﹣50Ω”。 （1）如图乙所示的实物电路中存在连线错误，而且只要改接一根导线就可以了，请你把接错的那根导线打上“×”，再画线把它改到正确位置上（导线不允许交叉）。 （2）电路改正以后，闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至最 　 　端（选填“左”或“右”），目的是为了 　 　。 （3）连接好电路后，如果将电流表和电压表在电路中位置交换，则闭合开关后，会发现两表中只有 　 　表有示数（选填“电流”或“电压”）。 （4）为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验，应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持 　 　V不变。 （5）实验中将10Ω的定值电阻更换为5Ω的定值电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器滑片向 　 　（选填“左”或“右”）适当滑动，使电压表示数恢复到原来的值。 （6）小阳同学每次随机选取一个定值电阻，进行了五次实验，根据所得数据画出电流与电阻关系的图象如图丙所示，且实验中各电路元件完好，读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定，根据图丙中的数据分析，阻值为 　 　Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片，这次实验之前的那一次实验，小阳选取的是阻值为 　 　Ω的定值电阻。 五、综合应用题（本题共2小题，第20题9分，第21题8分，共17分） 20．（9分）下表是某品牌电烤箱铭牌，高温挡额定功率模糊不清。如图虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图，R1和R2均为电热丝，R2＝72.6Ω。求： XX牌电烤箱 额定电压 220V 额定功率 高温挡 XXXW 低温挡 400W （1）电烤箱在低温挡正常工作10min消耗的电能； （2）R1的阻值； （3）在某用电高峰期，若家庭电路中只有电烤箱在高温挡工作，发现标有“3000imp/（kW•h）”的电能表的指示灯闪烁81次共用时2min，求电烤箱工作时的实际电压是多少？ 21．（8分）如图所示，R1＝25Ω，小灯泡L的规格为“2.5V 0.3A”，电源电压保持不变。（不考虑灯丝电阻变化） （1）S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光，求电源电压； （2）S1、S2都闭合时，电流表示数变为0.6A，求R2的阻值。 2024-2025学年河南省郑州市九年级（上）期中物理试卷 参考答案与试题解析 一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分） 1．（2分）我国家庭电路两端的电压为 　220　伏；1度电可使功率为40W的灯泡工作 　25　小时。 【分析】（1）家庭电路的电压为220V； （2）根据P＝求出灯泡工作的时间。 【解答】解：我国家庭电路两端的电压为220V； 1度＝1kW•h，灯泡的功率P＝40W＝0.04kW， 由P＝可知，1度电可使功率为40W的灯泡工作的时间：t＝＝＝25h。 故答案为：220；25。 【点评】本题考查对家庭电路电压的认识以及电功率公式的灵活运用，是一道基础题。 2．（2分）小明发现在晚上用电高峰时烧开一壶水用时比白天用时长，晚上他进行了测量，关掉家里其它用电器，仅让“220V 880W”的电热水壶单独工作。他观察到家里电能表（如图）1min内转了40转，则晚上烧热水时电热水壶的实际功率为 　800　W，电路的实际电压 　低于　额定电压。（填“高于”或“低于”） 【分析】3000r/（kW•h）表示电能表转盘每转3000圈用电器消耗1kW•h的电能，据此求出1min转盘转了40转消耗的电能，利用P＝求出晚上烧水时电热水壶的实际功率。若实际功率小于额定功率，则电路的实际电压低于额定电压。 【解答】解： 因3000r/（kW•h）表示电能表转盘每转3000圈用电器消耗1kW•h的电能， 所以，则1min转盘转了40转消耗的电能：W＝×40kW•h＝kW•h＝4.8×104J， 则晚上烧水时电热水壶的实际功率：P实＝＝＝800W。 因实际功率小于额定功率，故电路的实际电压低于额定电压。 故答案为：800；低于。 【点评】本题考查电能和电功率的计算，是一道综合题。 3．（3分）一台直流电动机额定电压为220V，其电阻为1Ω。正常工作时通过的电流为10A，则该电动机的额定功率是 　2.2　kW，电动机连续正常工作10min，消耗的电能是 　1.32×106　J，电动机的效率是 　95.5%　。（结果保留一位小数） 【分析】根据P＝UI得出电动机的额定功率；根据W＝Pt得出电动机连续正常工作10min消耗的电能，根据Q＝I2Rt得出电动机因本身有电阻而发热损失的电能，根据W′＝W﹣Q得出电动机获得机械能，根据效率公式得出电动机的效率。 【解答】解：电动机的额定功率：P＝UI＝220V×10A＝2200W＝2.2kW； 电动机连续正常工作10min，消耗的电能W＝Pt＝2200W×10×60s＝1.32×106J， 电动机因本身有电阻而发热损失的电能为：Q＝I2Rt＝（10A）2×1Ω×600s＝6×104J， 电动机获得机械能W′＝W﹣Q＝1.32×106J﹣6×104J＝1.26×106J， 电动机的效率η＝×100%＝×100%≈95.5%。 故答案为：2.2；1.32×106；95.5%。 【点评】本题考查电能和电功率的计算，是一道综合题。 4．（3分）2020年6月17日，长征二号丁运载火箭在酒泉卫星发射中心升空，成功以一箭三星的方式发射并取得圆满成功。火箭加速上升阶段，卫星的机械能将 　增大　（选填“增大”“不变”或“减小”）。运载火箭常选用液氢、煤油等作燃料，选择依据主要是密度小和 　热值大　等物理性质；燃料燃烧释放的 　内　能转化为火箭的机械能。 【分析】（1）机械能包括动能和势能；动能的大小与质量和速度有关；重力势能大小与质量和高度有关。 （2）热值是物质的一种特性，相同质量的燃料，热值越大，完全燃烧时放出的热量越多，转化的机械能越多。 【解答】解：火箭加速上升阶段，卫星的质量不变、速度增大，动能增大；质量不变、高度增大，重力势能增大，卫星的机械能增大。 运载火箭常选用液氢、煤油等作燃料，选择依据主要是密度小、热值大。 燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能。 故答案为：增大；热值大；内。 【点评】知道影响机械能大小的因素、理解热值概念，可解答此题。 5．（2分）如图所示电路中，导线通电之后，小磁针静止时 　N　极所指的方向为该点磁场的方向，若想改变此时的磁场方向，接下来的操作是 　改变导线中电流的方向　。 【分析】（1）小磁针静止时N极指向和该点的磁场方向相同； （2）奥斯特实验：在静止的小磁针上方，放一根与磁针平行的导线，给导线通电时磁针将偏转，说明了通电导体周围存在磁场，磁场的方向与电流的方向有关系。 【解答】解：（1）小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场的方向； （2）磁场的方向与电流的方向有关系，所以想改变导线周围的磁场方向，可以改变导线中电流的方向。 故答案为：N；改变导线中电流的方向。 【点评】本题考查了磁场的方向以及奥斯特实验，属于电磁学的综合性题目。 6．（2分）如图甲所示是通过灯泡L的电流跟其两端电压关系的图象，现将灯泡与阻值为10Ω的电阻R连入图乙所示电路，闭合开关S，灯泡的实际功率为1.8W，则电源电压是 　9　V，此时定值电阻R的电功率是 　0.9　W。 【分析】由电路图可知，灯泡L与电阻R并联，根据图象读出L的实际功率为1.8W时的电流和电压，根据并联电路的电压特点可知电源的电压；根据串联电路的电流特点可知电路电流，根据欧姆定律可知电阻两端的电压，根据串联电路的电压特点可知电源电压，根据P＝UI可知此时定值电阻R的电功率。 【解答】解：由电路图可知，灯泡L与电阻R串联， 由图甲可知，当UL＝6V，IL＝0.3A时，灯泡的实际功率PL＝ULIL＝6V×0.3A＝1.8W， 根据串联电路的电流特点可知电路电流I＝IL＝0.3A， 根据欧姆定律可知电阻两端的电压UR＝IR＝0.3A×10Ω＝3V， 根据串联电路的电压特点可知电源电压U＝UL+UR＝6V+3V＝9V， 根据P＝UI可知此时定值电阻R的电功率P＝URI＝3V×0.3A＝0.9W。 故答案为：9；0.9。 【点评】本题考查了串联电路的特点和电功率公式的应用，从图象中读出灯泡的实际功率为1.8W时的电流和电压是关键。 二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7-12题每小题只有一个选项符合题目要求，第13-14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全得1分，有错选的得0分，请将其字母代号填在题后的括号内） 7．（2分）下列各家用电器正常工作时，电功率最接近40W的是（　　） A．家用空调器 B．微波炉 C．电饭煲 D．普通照明灯泡 【分析】熟悉各种常见的家用电器的功率就能轻松解决此类问题。 【解答】解： 家用空调属于大功率电器，功率在1kw以上，微波炉功率在500W﹣1000W之间，电饭煲也属于大功率用电器，最大功率在1kw以上。只有普通照明灯泡功率较小，一般在40W左右。 故选：D。 【点评】该题为估测题，是对家用电器功率的估测，要求在平时的生活中多关注、多观察，但不需要去死记硬背这些用电器的功率。 8．（2分）下列现象能说明分子在做无规则运动的是（　　） A．秋天落叶纷飞 B．在花园中闻到阵阵花香 C．毛皮摩擦过的橡胶棒吸引小纸屑 D．打扫卫生时灰尘飞扬 【分析】不同物体互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象说明分子在不停地做无规则运动。 【解答】解： A、秋天落叶纷飞，属于宏观物体的运动，是机械运动，不是分子在做无规则运动，故A错误； B、花园中闻到阵阵花香，属于扩散现象，扩散现象说明分子在不停地做无规则运动，故B正确； C、毛皮摩擦过的橡胶棒吸引小纸屑，说明带电体能够吸引轻小物体，故C错误； D、灰尘飞扬属于宏观物体的运动，是机械运动，不是分子在做无规则运动，故D错误。 故选：B。 【点评】此题主要考查的是分子动理论的内容和扩散现象说明的问题，知道扩散现象的定义是解题的关键。 9．（2分）关于热机效率，下列说法正确的是（　　） A．热机效率越高，热机消耗燃料越少 B．热机效率越高，热机做的有用功越大 C．热机效率越高，消耗相同的燃料，获得的有用功就越多 D．热机效率越高，获得相同的有用功，消耗燃料就越多 【分析】热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，比值越大，则效率越高。 【解答】解：A、热机消耗的燃料多、燃烧放出的热量多，但用来做有用功的能量可能更多，即效率可能更高，所以据消耗燃料的多少是不能判断热机效率大小的，故A错误； B、热机效率越高，热机的有用功与总功的比值越大，故B错误； CD、热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，效率高的热机做相同的有用功消耗的燃料少，或消耗相同的燃料，获得的有用功就越多，故C正确，D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了学生对热机效率的了解与掌握，属于基础题目。 10．（2分）如图所示是一个简化的玩具警车电路图，若只有警灯L工作，应（　　） A．只闭合S1 B．只闭合S2 C．S1、S2都闭合 D．S1、S2都断开 【分析】根据电路图可知，电动机和小灯泡并联，开关S2控制小灯泡，开关S1控制电动机；根据并联电路中各支路互不影响、并联电路电压的特点以及开关所在并联电路中的位置决定其作用。 【解答】解：据图可知，开关S1控制电动机，开关S2控制小灯泡，若只有警灯L工作，应只闭合S2。 故选：B。 【点评】知道并理解串并联电路的特点，并能结合该特点分析是解决该题的关键。 11．（2分）如图所示的四个装置图表述正确的是（　　） A．图甲的左侧是N极 B．图乙可用来探究产生热量多少与电流大小的关系 C．图丙可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系 D．图丁可用来演示电流的磁效应 【分析】题目给出了四个有关电和磁的实验，首先要弄清各实验所揭示的原理，再结合题设要求来进行选择。 【解答】解：A、图甲中，电流螺线管右侧流入，左侧流出，由安培定则可知，螺线管的右端是N极，左端是S极，故A错误； B、图乙中，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻不同，用来探究电流产生的热量与电流阻大小的关系，故B错误； C、图丙中，两电磁铁串联，通过的电流相等，但两电磁铁线圈的匝数不同，可用来演示电磁铁的磁性强弱与线圈匝数多少的关系，故C错误； D、放在小磁针上方的导线中有电流通过时，小磁针会发生偏转，说明通电导体周围产生了磁场，即演示了电流的磁效应，故D正确。 故选：D。 【点评】物理为实验学科，很多知识来自于实验，故应注意对实验学习的重视，掌握好实验的原理及现象。 12．（2分）电工维修电路有时需要带电操作，如图所示，以下操作不会发生触电事故的是（　　） A．甲站在绝缘凳上同时接触火线和零线 B．乙站在绝缘凳上仅接触火线 C．丙站在地上仅接触火线 D．丁站在地上同时接触火线和零线 【分析】家庭电路中的触电事故，都是人直接或间接接触火线引起的；触电有两种：①当人体的不同部位分别接触火线和零线时，②站在地上，身体的某一部位与火线接触，据此分析。 【解答】解：人体触电，原因是有电流流过，形成通路。人体为导体，一边与火线相接，一边与零线相接或与大地相接，都会形成通路， 图甲、丙、丁中都能构成闭合的电路，即有电流流过人体，会触电；图乙中没有构成闭合的电路，即电流不会流过人体，不会触电。 故选：B。 【点评】本题考查了常见触电的两种类型。我们要牢记安全用电的原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。 （多选）13．（2分）巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小的现象。如图1是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图2中的GMR是巨磁电阻。在电源电压U不超过指示灯额定电压的条件下，闭合开关S1、S2，则（　　） A．电磁铁B端是N极 B．向左移动滑片P，电磁铁磁性变强 C．向左移动滑片P，GMR两端的电压增大 D．向左移动滑片P，指示灯会变亮 【分析】（1）利用安培定则判断电磁铁的磁极； （2）根据滑片位置的变化判定电磁铁磁性的变化，从而得出巨磁电阻阻值的变化，根据欧姆定律判定电路中电流的变化和灯泡的亮度变化，根据串联电路的分压规律判定巨磁电阻两端电压的变化。 【解答】解：A、利用安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁的左端A为N极、右端B为S极，故A错误； BCD、由图可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻变小， 由I＝可知，电路中的电流变大，此时电磁铁的磁性变强； 由右图可知，巨磁电阻和灯泡串联， 因电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小， 所以，此时巨磁电阻的阻值会变小，电路中的总电阻变小， 由I＝可知，电路中的电流变大，通过灯泡的电流变大，小灯泡两端的电压增大，电源电压不变，GMR两端的电压变小， 因P＝I2R，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮，故C错误、BD正确。 故选：BD。 【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到电磁铁磁性与电流的关系和电功率公式的应用等，判读出巨磁电阻的变化是解题的关键。 （多选）14．（2分）额定电压均为6V的甲、乙两灯，I﹣U图线如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小 B．甲、乙两灯的额定功率之比为2：1 C．甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为1：3 D．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3：2 【分析】（1）根据图象读出几组电流和电压对应的值，根据欧姆定律求出对应的电阻，然后得出两灯泡电阻与两端的电压关系； （2）甲灯正常工作时的电压和额定电压相等，根据图象读出通过甲、乙的电流，根据P＝UI求额定功率之比； （3）当把两灯串联在8V电源上时，根据串联电路的电流特点和串联电路电压的特点确定甲、乙两灯两端的实际电压，利用P＝UI即可得出实际功率之比； （4）甲、乙两灯并联在2V的电源两端时，根据图象读出通过甲、乙的电流，再根据欧姆定律求出电阻之比。 【解答】解： A．由图象可知，甲、乙两灯泡两端的电压分别为2V、6V时， 通过甲的电流依次为0.3A、0.6A，通过乙的电流依次为0.2A、0.3A， 由I＝的变形式R＝可知，甲灯泡的电阻依次为6.67Ω、10Ω，乙灯泡的电阻依次为10Ω、20Ω， 所以，甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大，故A正确； B．由于甲、乙两灯的额定电压均为6V，由图象可知：I甲额＝0.6A，I乙额＝0.3A， P甲额：P乙额＝UI甲额：UI乙额＝I甲额：I乙额＝0.6A：0.3A＝2：1，故B正确； C、把甲、乙两灯串联接在8V的电源上时，通过它们的电流相等，且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和，由图象可知，当电路中的电流为0.3A，甲灯的实际电压为2V，乙灯的实际电压为6V时满足电源电压为8V，所以实际功率之比：P甲：P乙＝U甲I：U乙I＝2V：6V＝1：3，故C正确； D、甲、乙两灯并联在2V的电源两端时，由图象可知：I甲＝0.3A，I乙＝0.2A， 由I＝可得，电阻之比：R甲：R乙＝：＝I乙：I甲＝0.2A：0.3A＝2：3，故D错误。 故选：BC。 【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键。 三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分） 15．（2分）有一种台灯，有两个开关，当只闭合开关一，调节它的旋钮（相当于移动滑动变阻器），可以改变灯的亮度；只闭合另一个开关二，灯也可以亮，但是无法调节灯的亮度。请把这个台灯接入家庭电路。 【分析】（1）由安全用电原则可知，开关应该接到火线和用电器之间； （2）当只闭合开关一，调节它的旋钮（相当于移动滑动变阻器），可以改变灯的亮度，即说明开关一、滑动变阻器和灯泡串联；只闭合另一个开关二，灯也可以亮，但是无法调节灯的亮度，说明开关二与灯泡串联。 【解答】解：由安全用电原则可知，开关应该接到火线和用电器之间； 据题意可知，当只闭合开关一，调节它的旋钮（相当于移动滑动变阻器），可以改变灯的亮度，即说明开关一、滑动变阻器和灯泡串联；只闭合另一个开关二，灯也可以亮，但是无法调节灯的亮度，说明开关二与灯泡串联；如图所示： 【点评】知道家庭电路的连接和滑动变阻器的作用是解决该题的关键。 16．（2分）在图中括号内标出静止在通电螺线管正上方小磁针右端的极性。 【分析】由右手螺旋定则可得出螺线管的极性，由磁极间的相互作用可知小磁针的磁极。 【解答】解：由图知，电流从螺线管的左端流入、右端流出，根据右手螺旋定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，则大拇指指向螺线管的右侧为N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的右侧为S极，左端为N极，如图所示： 【点评】此题主要考查对磁极间的相互作用以及安培定则的掌握情况。安培定则内容：右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指的方向为电磁铁N极。 四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题9分，共19分） 17．（4分）某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置。 （1）为保证实验结论的可靠性，实验时应控制两装置中相同的量是煤油和菜籽油的　质量　（质量/体积）和水的质量。 （2）实验开始后他每隔1分钟记录了杯中水在3min内的温度（见上表），根据表中数据　不能　（能/不能）判定出煤油和菜籽油的热值大小关系，判断依据是　未控制煤油和菜籽油燃烧的质量相等　。 加热时间/min 0 1 2 3 甲杯水温/℃ 25 27 29 32 乙杯水温/℃ 25 26 27 28 （3）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。他的计算结果　小于　（大于/小于/等于）真实值。 【分析】（1）热值是单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量； （2）由表格数据可知，在其它条件相同时，甲杯水的温度升高的较快，即甲酒精灯燃烧产生的热量多，所以其热值大； （3）燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小。 【解答】解：（1）热值是质量1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量，探究燃料热值大小时，应控制两套装置中燃料的质量相同，比较放出热量的多少； （2）甲、乙两个装置中，水的质量和初温相同，由Q＝cmΔt知，末温高的吸收的热量较多；但相同时间内，消耗的燃料质量不一定相同，所以不能比较煤油和菜籽油的热值大小关系； （3）因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠。 故答案为：（1）质量；（2）不能；未控制煤油和菜籽油燃烧的质量相等；（3）小于。 【点评】此类实验问题，要结合控制变量法进行分析研究，通过观察温度的变化判断燃料热值的大小，考查了学生的实验探究能力。 19．（9分）小阳利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为4.5V且保持不变，实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，滑动变阻器的规格为“0﹣50Ω”。 （1）如图乙所示的实物电路中存在连线错误，而且只要改接一根导线就可以了，请你把接错的那根导线打上“×”，再画线把它改到正确位置上（导线不允许交叉）。 （2）电路改正以后，闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至最 　右　端（选填“左”或“右”），目的是为了 　保护电路　。 （3）连接好电路后，如果将电流表和电压表在电路中位置交换，则闭合开关后，会发现两表中只有 　电压　表有示数（选填“电流”或“电压”）。 （4）为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验，应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持 　1.5　V不变。 （5）实验中将10Ω的定值电阻更换为5Ω的定值电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器滑片向 　左　（选填“左”或“右”）适当滑动，使电压表示数恢复到原来的值。 （6）小阳同学每次随机选取一个定值电阻，进行了五次实验，根据所得数据画出电流与电阻关系的图象如图丙所示，且实验中各电路元件完好，读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定，根据图丙中的数据分析，阻值为 　20　Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片，这次实验之前的那一次实验，小阳选取的是阻值为 　10　Ω的定值电阻。 【分析】（1）原电路中，电流表与电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联； （2）电路改正以后，闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至阻值最大处； （3）电压表串联在电路中测电源电压，因电压表内阻很大，据此分析； （4）设控制定值电阻两端的电压至少保持UV，由串联电路的规律和分压原理分析求解； （5）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向； （6）根据如图丙画出的电流与电阻关系的图象知，除定值电阻为20Ω外，电流与电阻之积为一定值，由串联电路的规律和欧姆定律结合分压原理分析。 【解答】解：（1）原电路中，电流表与电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，如下所示： （2）为了保护电路，闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至阻值最大处，即最右端； （3）连接好电路后，如果将电流表和电压表在电路中位置交换，电压表串联在电路中测电源电压，因电压表内阻很大，电流表没有示数，则闭合开关后，会发现两表中只有电压表有示数； （4）设控制定值电阻两端的电压至少保持UV，由串联电路的规律和分压原理有： ＝，当定值电阻最大时，对应的变阻器连入电路最大，电压表示数最小， 即＝，故UV＝1.5V； （5）根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成5Ω的电阻，电阻减小，其分得的电压减小； 探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应减小滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表示数恢复到原来的值； （6）根据如图丙画出的电流与电阻关系的图象知，除定值电阻为20Ω外，电流与电阻之积为： UV＝IR＝0.6A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣0.12×25Ω＝3V，故阻值为20Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片， 由串联电路的规律及欧姆定律，这时，变阻器的电阻为： R滑＝＝﹣20Ω＝5Ω，因定值电阻的电压为变阻器的＝2倍，由分压原理，定值电阻为2×5Ω＝10Ω， 这次实验之前的那一次实验，小阳选取的是阻值为10Ω的定值电阻。 故答案为：（1）见解答图；（2）右；保护电路； （3）电压；（4）1.5；（5）左；（6）20；10。 【点评】本题探究“电流与电阻的关系”，考查电路连接、操作过程、电路分析、控制变量法和数据分析。 五、综合应用题（本题共2小题，第20题9分，第21题8分，共17分） 20．（9分）下表是某品牌电烤箱铭牌，高温挡额定功率模糊不清。如图虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图，R1和R2均为电热丝，R2＝72.6Ω。求： XX牌电烤箱 额定电压 220V 额定功率 高温挡 XXXW 低温挡 400W （1）电烤箱在低温挡正常工作10min消耗的电能； （2）R1的阻值； （3）在某用电高峰期，若家庭电路中只有电烤箱在高温挡工作，发现标有“3000imp/（kW•h）”的电能表的指示灯闪烁81次共用时2min，求电烤箱工作时的实际电压是多少？ 【分析】（1）已知低温挡的额定功率，根据W＝Pt计算电烤箱在低温挡正常工作10min消耗的电能； （2）电烤箱开关接1时是低温挡，此时R1与R2串联，根据P＝计算电路的总电阻，已知R2的阻值大小，根据串联电路的电阻规律可求得R1的阻值大小； （3）由电能表参数：3000imp/（kW•h）可知，电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁3000次，由此可知电能表的指示灯闪烁81次电烤箱消耗的电能， 根据P＝计算电烤箱的实际电功率，再根据P＝计算此时家庭电路两端的实际电压。 【解答】解：（1）电烤箱在低温挡正常工作10min消耗的电能为： W低＝P低t低＝400W×10×60s＝2.4×105J； （2）电烤箱开关接1时是低温挡，此时R1与R2串联， 电路的总电阻为：R＝＝＝121Ω， 因为串联电路的总电阻等于各串联电路之和，所以R1的阻值为：R1＝R﹣R2＝121Ω﹣72.6Ω＝48.4Ω； （3）电能表的指示灯闪烁81次电烤箱消耗的电能为：W实＝＝0.027kW•h， 此时电烤箱的实际电功率为：P实＝＝＝0.81kW＝810W， 根据P＝可得，此时家庭电路两端的实际电压： U实＝＝＝198V。 答：（1）电烤箱在低温挡正常工作10min消耗的电能为2.4×105J； （2）R1的阻值为48.4Ω； （3）此时家庭电路两端的实际电压为198V。 【点评】本题考查电功和电功率的公式应用，关键是能判断不同挡位与相应的电路连接方式，并能理解电能表参数的意义，难度较大。 21．（8分）如图所示，R1＝25Ω，小灯泡L的规格为“2.5V 0.3A”，电源电压保持不变。（不考虑灯丝电阻变化） （1）S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光，求电源电压； （2）S1、S2都闭合时，电流表示数变为0.6A，求R2的阻值。 【分析】（1）由电路图可知，S1、S2都断开时，R1与L串联，额定电压下灯泡正常发光，据此可知灯泡两端的电压和电路中的电流，根据欧姆定律求出R1两端电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压； （2）由电路图知，S1、S2都闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R1的电流，根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流，利用欧姆定律求出R2的阻值。 【解答】解：（1）由电路图可知，S1、S2都断开时，R1与L串联，小灯泡L正常发光， 所以，灯泡两端的电压UL＝2.5V，电路电流I＝IL＝0.3A， 由I＝可得，R1两端电压： U1＝I1R1＝0.3A×25Ω＝7.5V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，电源的电压： U＝UL+U1＝2.5V+7.5V＝10V； （2）由电路图知，S1、S2都闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，通过R1的电流： I1′＝＝＝0.4A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，通过R2的电流： I2＝I′﹣I1′＝0.6A﹣0.4A＝0.2A， 则R2的阻值： R2＝＝＝50Ω。 答：（1）电源电压为10V；（2）R2的阻值为50Ω。 【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用，分清电路的结构和知道灯泡正常发光时的电压等于额定电压是关键。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$