内容正文:
2024-2025学年第一学期学情调研九年级物理
总分:100分 时间:70分钟
2024.12
本卷
一、选择题(每小题3分,共36分)
1. “估测”是物理学中常用的重要方法。下列估测中,符合生活实际的是( )
A. 两节新干电池串联的电压为4V B. 华为智能手机的电池电压最接近于100V
C. 家用电饭锅的额定电流约为4A D. 实验室中所用导线的电阻约为
【答案】C
【解析】
【详解】A.一节新干电电压为1.5V,两节新干电池串联的电压为3V,故A不符合题意;
B.华为智能手机的电池电压通常是在3.6V左右,远小于100V。故B不符合题意。
C.家用电饭锅的功率通常较大,一般在800W到1200W之间。考虑到家庭电路的电压是220V,我们可以使用公式P=UI来估测电饭锅的额定电流。以900W为例,计算得
故C符合题意。
D.实验室中所用导线的电阻很小,接近为零,故D不符合题意。
故选C。
2. 2024年9月10日,华为发布了全球首款三折叠屏手机,如图所示。手机搭载了自家研发的麒麟芯片,这是先进的人工智能(AI)芯片。制造芯片的主要材料是( )
A. 导体 B. 半导体 C. 绝缘体 D. 超导体
【答案】B
【解析】
【详解】芯片主要是由半导体的材料制成的,具有单向导电性,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3. 小明利用铜片、铁片、菠萝自制了一个水果电池,并用电压表测其电压,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 菠萝是用电器 B. 水果电池的电压是0.5V
C. 插在菠萝左边的铜片是电源正极 D. 此时电压表选择的量程是0﹣15V
【答案】C
【解析】
【详解】A.菠萝能提供电压,是电源,故A错误;
B.由图知电压表的量程为0﹣3V,水果电池的电压为0.1V,故B错误;
C.电压表指针正向偏转,正接线柱与电源正极相连,由图知铜片与电压表的正接线柱连接,故C正确;
D.从接线柱判断,电压表的量程是0﹣3V,故D错误。
故选C。
4. LED灯因具有节能、环保、安全等优点而被广泛应用,某学校宣传栏电子屏的每个字背后都是由许多LED灯组成的,王师傅在调试电路时断开某处,电子屏的第三个字立即熄灭,其他字均正常发光,如图所示。根据这一现象分析正确的是( )
A. 各字的笔画之间一定是并联 B. 若通过各个字的电流相等,则每个字之间是串联
C. 第三个字与其他字之间一定是并联 D. 若每个字两端电压相等,则每个字之间是并联
【答案】C
【解析】
【详解】A.断开某处,电子屏的第三个字立即熄灭,可能是该字的各笔画之间串联,也可能该字的各笔画之间并联,只是刚好断开了该字的干路,各字的笔画之间不一定是并联,故A错误;
B.若通过各个字的电流相等,可能每个字之间是串联。也可能每个字之间是并联,每个字规格相同时,它们的电流也相等,故B错误;
C.断开某处,电子屏的第三个字立即熄灭,其它字均正常发光,说明第三个字与其它各个字之间能够独立工作,互不影响,因此第三个字与其他字之间一定是并联,故C正确;
D.若每个字两端电压相等,可能每个字之间是串联,每个字规格相同时,它们的电压也相等。也可能每个字之间是并联,故D错误。
故选C。
5. 如图所示是体重计的原理图,随体重增加表盘读数增大的。你认为可行的是( )
A. 表盘是由电压表改装 B. 表盘是由电流表改装
C. 表盘由电压表改装 D. 表盘由电压表改装
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由图可知,该电路为R和的串联电路,表盘串联在电路中,因此是由电流表改装的;当体重增加时,滑动变阻器连入电路的阻值变小,电路总电阻变小,由可知电路中的电流变大,即表盘示数增大,故A不符合题意,B符合题意;
C.当开关S闭合,该电路为R和的串联电路,表盘并联在电源两端,是由电压表改装的,相当于测电源电压,因此体重增加,表盘的示数不变,故C不符合题意;
D.当开关S闭合,该电路为R和的串联电路,表盘并联在R两端,是由电压表改装的,相当于测R两端的电压,当体重增加时,滑动变阻器连入电路的阻值变小,由串联电路分压规律可知,滑动变阻器R两端的电压变小,即表盘示数变小,不符合题意,故D不符合题意。
故选B。
6. 下列幅图能正确反映某导体的电阻与通过其电流的关系的是( )(不考虑温度对导体电阻的影响)
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】因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,所以,通过导体的电流变化时,导体的电阻不变,则R−I图象是一条平行于横轴的直线,由图象可知,A正确、BCD错误。
故选A。
7. 在如图电路中,闭合开关后,当滑片P向右移动时,下列说法,正确的是( )
A. 电流表A2的示数变大 B. 小灯泡亮度变大
C. 电压表V与电流表A1示数乘积变大 D. 电压表V的示数与两电流表示数之差的比值变大
【答案】C
【解析】
【分析】由上图可知滑动变阻器与小灯泡构成并联电路,A2测的是小灯泡这条支路电流,闭合开关后,当滑片 P 向右移动时,虽使其接入电路电阻减小,但不会影响另一支路电流,由上图可知,两电流表示数之差就是滑动变阻器这条支路的电流,而电压表 V 的示数与两电流表示数之差的比值就是滑动变阻器连入电路的阻值。
【详解】A.由上图可知滑动变阻器与小灯泡构成并联电路,A2测的是小灯泡这条支路电流,闭合开关后,当滑片P向右移动时,虽使其接入电路电阻减小,但不会影响另一支路电流,故A错误;
B.由上面分析可知,小灯泡亮度也不会变,故B错误;
C.由上图可知,电压表测电源电压,A1测干路电流,当滑片P向右移动时,使其接入电路电阻减小,这支路电流变大,干路电流也变大,电源电压不变,所以电压表V与电流表 A1 示数乘积变大,故C正确;
D.由上图可知,两电流表示数之差就是滑动变阻器这条支路的电流,而电压表V的示数与两电流表示数之差的比值就是滑动变阻器连入电路的阻值,当滑片P向右移动时阻值是变小,不是变大故D错误。
故选C。
8. 如图所示电路,R1=5Ω,闭合开关后,滑动变阻器R2的滑片在某两点间移动时接入电阻减小10Ω,电流表的示数增大0.4A,则电压表的示数变化为( )
A. 增大2V B. 减小2V C. 增大4V D. 减小4V
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压; 根据题意可知,滑动变阻器R2的滑片在某两点间移动时接入电阻减小10Ω,电流表的示数增大为
ΔI=0.4A
定值电阻两端电压的增大值为
U增大=ΔIR1=0.4A×5Ω=2V
由于R1和R2串联在电路中,两者分担电源电压,定值电阻两端的电压增大2V,则滑动变阻器两端的电压就会减小2V,即电压表示数减小2V,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
9. 如图是小江练习使用电流表、电压表时连接的电路,他用的电源电压为9V,电阻R1=7Ω,电阻R2=14Ω。以下描述正确的是( )
A. a、b处接入电流表,在c处接入电压表,电压表无示数
B. a、c处接入电流表,在b处接入电压表,电压表示数约为3V
C. a、b处接入电流表,在c处接入电压表,a、b处电流表示数之比为
D. a、b处接入电压表,在c处接入电流表,a、b处电压表示数之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.若a、b处接入电流表,在c处接入电压表,两个电阻并联,电压表测量电源电压,故A错误;
B.a、c处接入电流表,在b处接入电压表,电路中发生了电源短路,电压表的示数为零,故B错误;
C.若a、b处接入电流表,在c处接入电压表,两个电阻并联,a表测量电阻R2的电流,b表测量干路电流,则a处的电流表的示数为
电阻R1的电流为
b处电流表示数为
a、b处电流表示数之比为
故C正确;
D.a、b处接入电压表,在c处接入电流表,两电阻串联,a表测量电源电压,b表测量电阻R2的电压,a、b处电压表示数之比为
故D错误。
故选C。
10. 某款电子垃圾桶可以将湿的厨余垃圾变干,作为动物饲料。将湿的厨余垃圾倒入垃圾桶,电路检测到桶内垃圾湿时,就吹风,吹风过程中:当桶内温度低时,吹热风;当桶内温度高时,吹冷风……直至垃圾变干,之后,整个电路结束工作。开关在垃圾湿时闭合、干时断开;开关在桶内温度低时闭合、温度高时断开。下列电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知,将湿的厨余垃圾倒入垃圾桶,电路检测到桶内垃圾湿时,就吹风,吹风过程中:当桶内温度低时,吹热风;当桶内温度高时,吹冷风,即在这个电路中,吹风电机M和加热电阻R是并联的,且加热电阻R要受开关S温控控制,而开关S湿控要控制整个电路,则应接在干路中。
故选B。
11. 如图所示电路,电源两端电压为U=4.5V且保持不变,电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2上标有“20Ω;1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两个电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下面不正确的是( )
A. 电流表A的示数范围为0.15~0.3A
B. 电压表V1示数范围为0~3V
C. 电压表V2示数范围为1.5~3V
D. 滑动变阻器R2的阻值取值范围为5~20Ω
【答案】B
【解析】
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当电压表V1的示数
U1max=3V
时,电路中的电流最大,则
因串联电路中各处的电流相等,没有超过电流表的量程,电路中的最大电流
Imax=0.3A
根据串联电路中总电压等于各分电压之和可知,R2两端的最小电压
U2min=U-U1max=4.5V-3V=1.5V
变阻器接入电路中的最小阻值
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,即
此时电压表V2的示数
U2=IminR2=0.15A×20Ω=3V
不超过电压表所选量程;所以,电流表A的示数范围为0.15A~0.3A;此时,电阻R1两端的最小电压
U1min=U-U2=4.5V﹣3V=1.5V
所以,电压表V1示数范围为1.5V~3V;电压表V2示数范围为1.5V~3V;滑动变阻器R2的阻值取值范围为5Ω~20Ω。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
12. 小华给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A. 空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B. 空气湿度越大,电压表示数越小
C. 当电路中电流为0.15A时,空气湿度为50%
D. 当空气湿度为40%时,R与两端电压之比为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.分析电路图可知,湿敏电阻R和定值电阻R0串联,电压表测R0电压。由乙图可知,空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,则电路总电阻越小,根据可知电流越大,根据可知电压表示数越大,故AB错误;
C.当电路中电流为0.15A时,总电阻为
则湿敏电阻阻值为
由乙图可知,空气湿度为50%,故C正确;
D.由乙图可知,当空气湿度为40%时,湿敏电阻,则根据串联分压原理,R与R0两端电压之比为
故D错误。
故选C。
二、填空题(每空1分,共25分)
13. 对普通人体来说,相对安全的电压值为______;通过人体的电流等于1mA时会引起麻的感觉,通过人体的电流等于30mA时有生命危险。按以上数据计算,则普通人体电阻为______。
【答案】 ①. 不高于36V ②.
【解析】
【详解】[1][2]人体安全电压是不高于36V的电压,通过人体的电流等于30mA时有生命危险,则普通人体的电阻约为
14. 如图所示的电路,电源电压恒定,开关闭合。当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,甲、乙两表示数之比;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,甲、乙两表示数之比_______,此时电阻、的阻值之比为________。
【答案】 ①. 2∶3 ②. 2∶1
【解析】
【详解】[1][2]闭合S0、S,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测电源电压,乙测电阻R2两端的电压,因为
U甲∶U乙=3∶1
所以设甲电压表的示数为U甲=3U,乙电压表的示数为U乙=U,串联电路总电压等于各部分电压之和,则R1两端的电压
U1=U甲-U乙=3U-U=2U
R2两端的电压为
U2=U乙=U
串联电路各处电流相等,由欧姆定律可得两电阻之比为
闭合S0、断开S,两电表为电流表时,两电阻并联,甲电流表测量R2的电流,乙电流表测量干路电路,并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可得通过R1的电流与R2的电流之比为
所以
并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以I甲=I2,乙表的示数
甲、乙两电流表示数之比为
15. 图甲是电动汽车“油门”示意图,其实质是变阻器。脚往下踩“油门”时,滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动。通过控制流经电动机电流的大小来控制汽车速度。电动汽车速度与电流大小的关系如图乙所示。该“油门”是通过改变________来改变电阻的大小。当脚踩“油门”时汽车速度加快,则电路中的a、b接点应当与变阻器中A、B、C三个接点中的________两个点相连;图丙是一滑动变阻器铭牌,其中“1.2A”表示________________________是1.2A。图丁中电阻箱的读数为________。
【答案】 ①. 电阻圈接入长度 ②. AB ③. 滑动变阻器允许通过的最大电流 ④. 3608
【解析】
【详解】[1]脚往下踩“油门”时,滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针,从而转动改变电阻圈接入长度来改变电阻的大小。
[2]当脚踩“油门”时汽车速度加快,说明此时电路中电流增大,滑片逆时针转动时电阻变小,即接入AB两个接点。
[3]滑动变阻器名牌中“1.2A”表示滑动变阻器允许通过的最大电流是1.2A。
[4]按照顺序电阻箱四个旋钮分别为千位、百位、十位、个位,依次读数为3608。
16. 如图电路,电源电压为6V且保持不变,闭合开关S,电压表示数为2V,则两端电压为________V;将滑动变阻器的滑片向左移动,电压表示数________,电流表示数________。(选填“变小”,“变大”或“不变”)
【答案】 ①. 4 ②. 变大 ③. 变小
【解析】
【详解】[1]如图所示,电阻R2和滑动变阻器R1串联,电压表测量R1电压,电压表示数为2V,则R2两端电压为
[2][3]当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器R1电阻变大,电压表测量R1电压,由串联分压可知,电压表示数变大,由欧姆定律可知,电路总电阻变大,电流表示数变小。
17. 在如图的电路中,闭合开关后,灯L不亮,电压表V无示数,经初步检查,电路中各处均接触良好。
(1)请判断该电路中存在的故障可能是________、________;
(2)为进一步确定故障原因,小明同学将电压表V拆下后并联在开关S两端,并保持开关S处于断开状态,观察电压表的示数情况。若电压表有示数,说明故障是________;若电压表无示数,说明故障是________。
【答案】(1) ①. L短路 ②. R断路
(2) ①. L短路 ②. R断路
【解析】
【小问1详解】
[1][2]当灯L被短路时,电路中只有电阻R,电压表测量短路后L的电压,即导线两端的电压,则电压表无示数;当电阻R断路,灯不亮,电压表无法和电源两端相连,则电压表无示数,所以闭合开关后,灯L不亮,电压表V无示数,电路中存在的故障可能是L短路或R断路。
【小问2详解】
[1][2]将电压表V拆下并联在开关S两端,并保持开关S处于断开状态,观察电压表的示数情况,若电压表有示数,说明电压表正负接线柱与电源两极相连,因此故障是灯L短路;若电压表无示数,说明电压表正负接线柱不能与电源两极相连,因此故障是电阻R断路。
18. 电阻R1与R2的I﹣U图象如图所示。当R2上的电压为1.5V时,R2的阻值是___________Ω;若将它们并联连接到电压2.5V的电源上,则干路的电流是___________A。若将它们串联连接到电压3.5V的电源上,则电路中的电流是___________A。
【答案】 ①. 10 ②. 0.7 ③. 0.2
【解析】
【详解】[1]当R2上的电压为1.5V时,根据图可知,此时的电流为0.15A,则R2的阻值是
[2]电路R1的阻值为
若将它们并联连接到电压2.5V的电源上,则通过R2的电流为0.2A,通过R1的电流为
干路的电流是
[3]若将它们串联连接到电压3.5V的电源上,如图当电路中的电流为0.2A时,电阻R1的电压为1V,电阻R2的电压为2.5V,电源电压为3.5V,故此时的电流为0.2A。
19. 在如图所示的电路中,电阻R1标有“6Ω、1A”,R2标有“3Ω、1.2A”,电流表A1、A2的量程均为0~3A,电压表量程0~15V,在a、b间接入电压可调的电源。闭合开关S后,为保证R1、R2均不损坏,则允许的最大电源电压为__________ V,此时通过电流表A1的电流为_______ A。
【答案】 ①. 3.6 ②. 1.8
【解析】
【详解】[1]R1两端允许的最大电压为
R2两端允许的最大电压为
则允许的最大电压为3.6V。
[2]此时电流表的示数为
20. 如图所示的电路中,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R3是滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片Р由a端移到b端的过程中,图乙中AB段表示电压表V1随电流变化关系,BC段表示电压表V2随电流变化关系,滑动变阻器R3最大阻值为_________Ω,电源电压为__________V。
【答案】 ①. 40 ②. 12
【解析】
【详解】[1][2]由电路图可知,滑片在a端时,电阻R1、R2串联,电路中的电流最大为0.6A,电压表V1、V2都测R2两端的电压,电压为4.8V, 此时电源电压
①
滑片在b端时,电阻R1、R2、R3串联,此时电路中的电流最小,电流为0.2A,滑片在b端时,R3两端的电压为
电流为0.2A,R3的电阻
电源电压
②
联立①②两式解得
滑动变阻器R3最大阻值为40Ω,电源电压为12V。
21. 在如图所示的电路中,电源电压,小灯泡标有“5V 0.5A”字样(电阻不变),电流表的量程为0~0.6A。电压表的量程为0~3V,滑动变阻器的最大阻值为,灯泡的电阻为________,闭合开关、和时,通过的电流为0.3A,则电路的总电阻R________;若换6V的电源,闭合开关在不损坏各元件的情况下,的阻值变化范围________。
【答案】 ①. 10 ②. 6.25 ③.
【解析】
【详解】[1]小灯泡标有“5V 0.5A”字样,则灯泡的电阻
[2]闭合开关、和时,滑动变阻器短路,R1与灯泡并联,通过的电流为0.3A,电源电压,则灯泡两端电压为5V,则通过灯泡电流为0.5A,则干路中电流
则电路的总电阻
[3]换6V电源,闭合开关,则灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量串联电路中电流,电流表的量程为0~0.6A,小灯泡标有“5V 0.5A”字样,则电路中最大电流为0.5A,则滑动变阻器最小电阻
电压表的量程为0~3V,则滑动变阻器两端最大电压为3V,则滑动变阻器最大电阻
所以的阻值变化范围为2~10Ω。
三、解答题(共39分)
22.
(1)小明连接好如图所示的电路后闭合开关,向右移动滑片时,一只电流表的示数不变,另一只电流表的示数变小。请在方框内填入小灯泡和滑动变阻器的元件符号。
(2)如图所示的油量表由电压表改装而成,请将电压表连入电路,使油量减少时电压表示数减小。
(3)小明用一个电源、两个单刀双掷开关、一个LED灯和若干导线,设计一个楼梯灯电路,无论是楼上或楼下都可以任意开灯、灭灯,请你根据小明设计的意图,用笔画线代替导线完成如图所示的电路。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
如图所示电路后闭合开关,灯与滑动变阻器并联,向右移动滑片时,一只电流表的示数不变,另一只电流表的示数变小,故支路所在电流表示数不变,则灯泡与支路电流表串联,如下图所示:
【小问2详解】
油量减少时,浮子下降,滑动变阻器接入的电阻变大,根据串联电阻的分压原理可知,滑动变阻器分到的电压变大,定值电阻分到的电压变小,所以电压表并联在定值电阻两端,才能让油量减小时电压表示数减小,如下图所示:
【小问3详解】
由题知,无论是楼上或楼下都可以任意开灯、灭灯,既可以在楼下开灯到楼上灭灯,又可以在楼上开灯到楼下灭灯,这说明楼上开关和楼下开关是串联的,如图所示:
23. 在探究“影响导体电阻大小因素”的实验中,保持电源电压不变,如图所示,在、两点之间分别接入不同的电阻丝,其规格如下表所示:
编号
材料
长度/m
横截面积/
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
1.0
C
镍铬合金
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)实验中应通过观察________来比较电阻的大小;
(2)为完成实验,电阻丝C的规格应选择_________m,__________;
(3)选用编号为A、D的两根电阻丝进行实验,可探究导体电阻大小与__________的关系;
(4)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路,能探究电阻的哪些影响因素?_____________
A.长度 B.材料 C.横截面积
【答案】 ①. 电流表示数 ②. 0.5 ③. 1.0 ④. 材料 ⑤. AC
【解析】
【详解】(1)[1]实验中应通过观察电流表示数来比较电阻的大小,电流表的示数越大,导体电阻越小,这种实验方法叫转换法。
(2)[2][3]探究导体的电阻与导体的长度的关系,应控制导体材料与横截面积相同而长度不同,由表中数据可知,选择BC进行实验,电阻丝C的长度为0.5m,横截面积为1.0mm2。
(3)[4]选用编号为A、D的两根电阻丝进行实验,长度和横截面积相同,材料不同,探究导体电阻大小与材料的关系。
(4)[5]如果手边只有一根电阻丝,电阻丝的材料和横截面积不变,可以改变连入电路电阻丝的长度来探究导体的电阻与导体长度的关系;还可以把电阻丝对折,改变电阻丝的横截面积,来探究导体的电阻与导体横截面积的关系;由于不能改变导体的材料,所以不能探究导体的电阻与导体材料的关系,故选AC。
24. 如图所示,探究“电流与电压的关系”的实验中:
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
2.0
25
3.0
电流I/A
0.2
0.40
0.49
0.59
(1)在图甲中用笔画线代替导线将电路连接完整,使滑片向右移时电压表示数变大。
(2)在研究电流与电压关系的实验中,应该控制________不变。
(3)闭合开关,移动滑片,记录电流表和电压表示数,多次实验,请在图乙中绘制出图象。
(4)实验完成后,将定值电阻换成小灯泡,重复上述实验过程,绘制出图象,如图丙中b所示。试分析图象中A、B、C三点电阻、、大小关系为________。
【答案】(1) (2)电阻
(3) (4)RA<RC<RB
【解析】
【小问1详解】
探究“电流与电压的关系”的实验中,电压表并联在电阻两端测量电阻两端的电压,要滑片向右移时电压表示数变大,应该接变阻器的右下端接线柱,如下图所示:
【小问2详解】
根据控制变量法可知,在研究电流与电压关系的实验中,应该控制电阻大小不变。
【小问3详解】
由表格(U,I)数据在坐标描点可得出,图乙中图象如下:
【小问4详解】
由图丙知,图线是正比例图线,所以点电阻与、相交处电阻相等,由图线可知,灯泡电阻随电压增大而增大,所以
RA<RC<RB
25. 小兵利用如图甲所示电路来探究电流与电阻的关系,他在实验中控制电压表示数为U0不变,相关器材规格已在图中标明,电源电压可调。
(1)电源电压调为3V,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于图中最________(选填“左”或“右”)端;
(2)进行实验中,断开开关,保持滑片P位置不变,用5Ω的电阻替换10Ω,闭合开关,发现电压表示数________U0(选填“大于”或“小于”),应向________(选填“左”或“右”)移动滑片P才能达到实验要求;
(3)小兵调节电阻箱阻值R,进行多次实验,所绘制的I与关系图象如图乙所示,由此可知U0=________V,实验结论是:________________________;
(4)小兵在5~25Ω范围内,他将电阻箱阻值R调至5个不同的值分别进行了实验,则他根据实验数据描点所绘制的I与关系图线不可能是图丙中的________(选填“a”或“b”);
(5)同组的其他同学又将电源电压调至5V,电阻箱调到40Ω,发现电压表示数无法达到U0,为完成电阻箱5~40Ω的实验数据,则定值电阻两端电压的预设值范围是________~________V(保留一位小数)。
【答案】(1)左 (2) ① 小于 ②. 右
(3) ①. 2 ②. 在电压一定时,电流与电阻成反比
(4)b (5) ①. 2.3 ②. 3
【解析】
【小问1详解】
为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图甲知,滑片右侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的最左端。
【小问2详解】
[1][2]根据串联电路的分压原理可知,用5Ω的电阻替换10Ω的定值电阻,电阻变小,其分得的电压变小,即电压表示数小于U0;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应减小滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动才能达到实验要求。
【小问3详解】
[1]由图乙可知,电阻箱两端所控制的电压为
[2]由图乙绘制的I与关系图像为一条过原点的直线可知,在电压一定时,电流与电阻的倒数成正比,结合数学知识可知,结论为:在电压一定时,电流与电阻成反比。
【小问4详解】
图b中当电阻为5Ω时,,此时电路中电流为0.15A,此时电阻箱两端的电压为
U1=I1R1=0.15A×5Ω=0.75V
滑动变阻器的两端的电压为
U滑=U-U1=3V-0.75V=2.25V
当电阻箱阻值为25Ω时,根据串联电路电压比等于电阻比则有
解得R滑=75Ω,大于滑动变阻器的最大阻值,所以I与关系图线不可能是图丙中的b。
【小问5详解】
[1][2]由题意知,滑动变阻器的规格是“50Ω 1A”,表示滑动变阻器允许的最大电流为1A,因电流表选用大量程0~0.6A,根据串联电路电流规律,电路中允许通过的最大电流为0.6A,由欧姆定律的变形公式可得,此时电路中的总电阻最小,所对应的电阻箱电阻最小阻值为5Ω,此时滑动变阻器连入电路中电阻最小,分得的电压最小,故电压表的最大示数为
UV大=I大R=0.6A×5Ω=3V
当滑动变阻器的最大阻值连入电路中时,滑动变阻器分得的电压最大,根据串联电路电压的规律,电压表示数最小为UV小,滑动变阻器分得的电压为U-UV小,由分压原理可得
左边为一定值,右边也为一定值,故当滑动变阻器连入最大电阻50Ω时,对应的最大定值电阻为40Ω,故有
解得UV小=2.2V,综上所述为完成电阻箱5~40Ω的实验数据,则定值电阻两端电压的预设值范围是2.3~3V。
26.
(1)小明设计了如图甲所示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,小灯泡正常工作时的电压为,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________(用、和I表示)。
(2)他又设计了图乙、丙两种不同方案的电路图,通过图中操作(开关S接“a”“b”各一次)来测量该小灯泡正常发光时的电阻,则以下判断正确的是( )
A. 两种方案都可行 B. 两种方案都不可行
C. 甲方案可行,乙方案不可行 D. 甲方案不可行,乙方案可行
【答案】(1) ①. ②.
(2)B
【解析】
【小问1详解】
[1][2]①将开关S拨到触点1,灯泡L与电阻R0并联,电流表测量R0所在支路电流,调节滑片P,使电流表的示数为,此时灯正常发光;
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,电流表测量干路电流,读出电流表的示数为I;通过灯泡的电流为
③根据实验数据,计算出小灯泡正常工作时的电阻
【小问2详解】
如图乙,将开关S拨到触点a还是触点b,都不知道灯是否正常发光,所以不能测量该小灯泡正常发光时的电阻;如图丙,开关S拨到触点a时,电压表测定值电阻两端的电压,开关S拨到触点b,电压表测量灯和定值电阻的总电压,此时也不知道灯是否正常发光,所以也不能测量该小灯泡正常发光时的电阻;故两种方案都不可行,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
27. 如图所示电路,电源电压不变,R2=30Ω,R3=20Ω。当S1闭合,S2断开时,电流表的示数为0.4A。当S1,S2都断开时,电流表的示数为0.3A。求:
(1)电源电压;
(2)R1阻值;
(3)当S1,S2都闭合时,电流表的示数。
【答案】(1)12V;(2)10Ω;(3)1A
【解析】
【详解】解:(1)当S1闭合,S2断开时,电路为R2的简单电路,电流表测电路中的电流,电源电压
(2)当S1、S2都断开时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,此时电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R₁的阻值
(3)当S1、S2都闭合时,R1被短路,R2与R3并联,电流表测干路的电流,此时电流表的示数
答:(1)电源电压为12V;
(2)R1阻值为10Ω;
(3)当S1,S2都闭合时,电流表的示数为1A。
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2024-2025学年第一学期学情调研九年级物理
总分:100分 时间:70分钟
2024.12
本卷
一、选择题(每小题3分,共36分)
1. “估测”是物理学中常用的重要方法。下列估测中,符合生活实际的是( )
A. 两节新干电池串联的电压为4V B. 华为智能手机的电池电压最接近于100V
C. 家用电饭锅的额定电流约为4A D. 实验室中所用导线的电阻约为
2. 2024年9月10日,华为发布了全球首款三折叠屏手机,如图所示。手机搭载了自家研发的麒麟芯片,这是先进的人工智能(AI)芯片。制造芯片的主要材料是( )
A. 导体 B. 半导体 C. 绝缘体 D. 超导体
3. 小明利用铜片、铁片、菠萝自制了一个水果电池,并用电压表测其电压,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 菠萝是用电器 B. 水果电池的电压是0.5V
C. 插在菠萝左边的铜片是电源正极 D. 此时电压表选择的量程是0﹣15V
4. LED灯因具有节能、环保、安全等优点而被广泛应用,某学校宣传栏电子屏的每个字背后都是由许多LED灯组成的,王师傅在调试电路时断开某处,电子屏的第三个字立即熄灭,其他字均正常发光,如图所示。根据这一现象分析正确的是( )
A. 各字的笔画之间一定是并联 B. 若通过各个字的电流相等,则每个字之间是串联
C. 第三个字与其他字之间一定是并联 D. 若每个字两端电压相等,则每个字之间是并联
5. 如图所示是体重计的原理图,随体重增加表盘读数增大的。你认为可行的是( )
A. 表盘是由电压表改装 B. 表盘是由电流表改装
C. 表盘由电压表改装 D. 表盘由电压表改装
6. 下列幅图能正确反映某导体的电阻与通过其电流的关系的是( )(不考虑温度对导体电阻的影响)
A. B.
C. D.
7. 在如图电路中,闭合开关后,当滑片P向右移动时,下列说法,正确的是( )
A. 电流表A2的示数变大 B. 小灯泡亮度变大
C. 电压表V与电流表A1示数乘积变大 D. 电压表V的示数与两电流表示数之差的比值变大
8. 如图所示电路,R1=5Ω,闭合开关后,滑动变阻器R2的滑片在某两点间移动时接入电阻减小10Ω,电流表的示数增大0.4A,则电压表的示数变化为( )
A. 增大2V B. 减小2V C. 增大4V D. 减小4V
9. 如图是小江练习使用电流表、电压表时连接的电路,他用的电源电压为9V,电阻R1=7Ω,电阻R2=14Ω。以下描述正确的是( )
A. a、b处接入电流表,在c处接入电压表,电压表无示数
B. a、c处接入电流表,在b处接入电压表,电压表示数约为3V
C. a、b处接入电流表,在c处接入电压表,a、b处电流表示数之比为
D. a、b处接入电压表,在c处接入电流表,a、b处电压表示数之比为
10. 某款电子垃圾桶可以将湿的厨余垃圾变干,作为动物饲料。将湿的厨余垃圾倒入垃圾桶,电路检测到桶内垃圾湿时,就吹风,吹风过程中:当桶内温度低时,吹热风;当桶内温度高时,吹冷风……直至垃圾变干,之后,整个电路结束工作。开关在垃圾湿时闭合、干时断开;开关在桶内温度低时闭合、温度高时断开。下列电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
11. 如图所示电路,电源两端电压为U=4.5V且保持不变,电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2上标有“20Ω;1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两个电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下面不正确的是( )
A. 电流表A的示数范围为0.15~0.3A
B. 电压表V1示数范围为0~3V
C. 电压表V2示数范围为1.5~3V
D. 滑动变阻器R2的阻值取值范围为5~20Ω
12. 小华给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A. 空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B 空气湿度越大,电压表示数越小
C. 当电路中电流为0.15A时,空气湿度为50%
D. 当空气湿度为40%时,R与两端电压之比为
二、填空题(每空1分,共25分)
13. 对普通人体来说,相对安全的电压值为______;通过人体的电流等于1mA时会引起麻的感觉,通过人体的电流等于30mA时有生命危险。按以上数据计算,则普通人体电阻为______。
14. 如图所示的电路,电源电压恒定,开关闭合。当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,甲、乙两表示数之比;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,甲、乙两表示数之比_______,此时电阻、的阻值之比为________。
15. 图甲是电动汽车“油门”示意图,其实质是变阻器。脚往下踩“油门”时,滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动。通过控制流经电动机电流的大小来控制汽车速度。电动汽车速度与电流大小的关系如图乙所示。该“油门”是通过改变________来改变电阻的大小。当脚踩“油门”时汽车速度加快,则电路中的a、b接点应当与变阻器中A、B、C三个接点中的________两个点相连;图丙是一滑动变阻器铭牌,其中“1.2A”表示________________________是1.2A。图丁中电阻箱的读数为________。
16. 如图电路,电源电压为6V且保持不变,闭合开关S,电压表示数为2V,则两端电压为________V;将滑动变阻器的滑片向左移动,电压表示数________,电流表示数________。(选填“变小”,“变大”或“不变”)
17. 在如图的电路中,闭合开关后,灯L不亮,电压表V无示数,经初步检查,电路中各处均接触良好。
(1)请判断该电路中存在的故障可能是________、________;
(2)为进一步确定故障原因,小明同学将电压表V拆下后并联在开关S两端,并保持开关S处于断开状态,观察电压表的示数情况。若电压表有示数,说明故障是________;若电压表无示数,说明故障是________。
18. 电阻R1与R2的I﹣U图象如图所示。当R2上的电压为1.5V时,R2的阻值是___________Ω;若将它们并联连接到电压2.5V的电源上,则干路的电流是___________A。若将它们串联连接到电压3.5V的电源上,则电路中的电流是___________A。
19. 在如图所示的电路中,电阻R1标有“6Ω、1A”,R2标有“3Ω、1.2A”,电流表A1、A2的量程均为0~3A,电压表量程0~15V,在a、b间接入电压可调的电源。闭合开关S后,为保证R1、R2均不损坏,则允许的最大电源电压为__________ V,此时通过电流表A1的电流为_______ A。
20. 如图所示的电路中,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R3是滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片Р由a端移到b端的过程中,图乙中AB段表示电压表V1随电流变化关系,BC段表示电压表V2随电流变化关系,滑动变阻器R3最大阻值为_________Ω,电源电压为__________V。
21. 在如图所示的电路中,电源电压,小灯泡标有“5V 0.5A”字样(电阻不变),电流表的量程为0~0.6A。电压表的量程为0~3V,滑动变阻器的最大阻值为,灯泡的电阻为________,闭合开关、和时,通过的电流为0.3A,则电路的总电阻R________;若换6V的电源,闭合开关在不损坏各元件的情况下,的阻值变化范围________。
三、解答题(共39分)
22.
(1)小明连接好如图所示的电路后闭合开关,向右移动滑片时,一只电流表的示数不变,另一只电流表的示数变小。请在方框内填入小灯泡和滑动变阻器的元件符号。
(2)如图所示的油量表由电压表改装而成,请将电压表连入电路,使油量减少时电压表示数减小。
(3)小明用一个电源、两个单刀双掷开关、一个LED灯和若干导线,设计一个楼梯灯电路,无论是楼上或楼下都可以任意开灯、灭灯,请你根据小明设计的意图,用笔画线代替导线完成如图所示的电路。
23. 在探究“影响导体电阻大小因素”的实验中,保持电源电压不变,如图所示,在、两点之间分别接入不同的电阻丝,其规格如下表所示:
编号
材料
长度/m
横截面积/
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
10
1.0
C
镍铬合金
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)实验中应通过观察________来比较电阻的大小;
(2)为完成实验,电阻丝C的规格应选择_________m,__________;
(3)选用编号为A、D的两根电阻丝进行实验,可探究导体电阻大小与__________的关系;
(4)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路,能探究电阻的哪些影响因素?_____________
A.长度 B.材料 C.横截面积
24. 如图所示,探究“电流与电压的关系”的实验中:
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
1.0
2.0
2.5
30
电流I/A
0.2
040
0.49
059
(1)在图甲中用笔画线代替导线将电路连接完整,使滑片向右移时电压表示数变大。
(2)在研究电流与电压关系的实验中,应该控制________不变。
(3)闭合开关,移动滑片,记录电流表和电压表示数,多次实验,请在图乙中绘制出图象。
(4)实验完成后,将定值电阻换成小灯泡,重复上述实验过程,绘制出图象,如图丙中b所示。试分析图象中A、B、C三点电阻、、大小关系为________。
25. 小兵利用如图甲所示电路来探究电流与电阻的关系,他在实验中控制电压表示数为U0不变,相关器材规格已在图中标明,电源电压可调。
(1)电源电压调为3V,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于图中最________(选填“左”或“右”)端;
(2)进行实验中,断开开关,保持滑片P位置不变,用5Ω的电阻替换10Ω,闭合开关,发现电压表示数________U0(选填“大于”或“小于”),应向________(选填“左”或“右”)移动滑片P才能达到实验要求;
(3)小兵调节电阻箱阻值R,进行多次实验,所绘制的I与关系图象如图乙所示,由此可知U0=________V,实验结论是:________________________;
(4)小兵在5~25Ω范围内,他将电阻箱阻值R调至5个不同的值分别进行了实验,则他根据实验数据描点所绘制的I与关系图线不可能是图丙中的________(选填“a”或“b”);
(5)同组的其他同学又将电源电压调至5V,电阻箱调到40Ω,发现电压表示数无法达到U0,为完成电阻箱5~40Ω的实验数据,则定值电阻两端电压的预设值范围是________~________V(保留一位小数)。
26.
(1)小明设计了如图甲所示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,小灯泡正常工作时的电压为,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________(用、和I表示)。
(2)他又设计了图乙、丙两种不同方案的电路图,通过图中操作(开关S接“a”“b”各一次)来测量该小灯泡正常发光时的电阻,则以下判断正确的是( )
A. 两种方案都可行 B. 两种方案都不可行
C. 甲方案可行,乙方案不可行 D. 甲方案不可行,乙方案可行
27. 如图所示电路,电源电压不变,R2=30Ω,R3=20Ω。当S1闭合,S2断开时,电流表的示数为0.4A。当S1,S2都断开时,电流表的示数为0.3A。求:
(1)电源电压;
(2)R1阻值;
(3)当S1,S2都闭合时,电流表的示数。
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