精品解析：山西省临汾市洪洞县三校联考2024—2025学年九年级上学期12月月考理综物理试题

2024—2025学年度第一学期阶段性练习（三） 九年级理科综合物理部分 （满分80分，练习时间70分钟） 一、选择题（每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共30分） 1. 现代人的生活已经离不开电了，为了安全用电，我们对生活中一些“电”常识的了解必不可少，下列有关常见物体电压值的表述，正确的是（ ） A. 一节铅蓄电池电压是1.5V B. 家庭电路的电压是220V C. 手机电池电压是20V D. 对人体安全的电压是36V 2. 如图所示，验电器甲带正电，乙不带电，现用带有绝缘手柄的金属棒把甲和乙连接起来发现甲金属箔张角变小，乙金属箔张开，则下列说法正确的是（　　） A. 正电荷从甲移到乙，所以两个验电器都带正电 B. 金属棒中瞬间电流的方向是从乙流向甲 C. 电子从乙移到甲，所以甲带负电，乙带正电 D. 在接触的瞬间，甲得到电子，乙失去电子 3. 同学们在“探究电流跟电压的关系”的实验中，对设计的电路进行了改进，如图甲、乙。下列说法正确的是：（ ） A. 图甲中，使用不同阻值电阻也能完成该探究实验 B. 图甲改进为图乙，能实现多次实验，得到电流跟电压的关系 C. 图乙中，移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变 D. 图乙中，仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系 4. 小明按照图甲的电路来探究电流与电阻的关系，电源电压恒为5V，电流表量程为，电压表量程为，实验中用到的定值电阻有、、、、各1个。图乙是小明根据实验数据绘制的图象。关于此实验的分析，下列说法错误的是（ ） A. 在这5次实验中，控制定值电阻两端的电压为3V B. 接入电阻进行实验并开始对电流表读数时，电路中的总电阻为 C. 在这5次实验中，滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为 D. 为了完成这5次实验，选用的滑动变阻器规格可以是“ 0.5A” 5. 如图甲、乙是某物理兴趣小组，设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图。当推力F增大时，滑片P随挡板向右移动。下列说法正确的是（　　） A 电流表与电压表示数均变小 B. 电流表与电压表示数均变大 C. 电流表示数变小，电压表示数变大 D. 电流表不变，电压表示数变大 6. 如图所示的电路中，电源电压一定，开关S闭合后，有一个电表的指针没有发生偏转。移动滑动变阻器的滑片，此时观察到只有一个电表指针的位置在改变，则故障是（　　） A. 变阻器R短路 B. 电灯L短路 C. 变阻器R断路 D. 电灯L断路 7. 如图甲是小灯泡L 和电阻 R 的I-U图像，将小灯泡和电阻R接入图乙所示的电路中，电源电压保持不变；只闭合 S1时，电流表的示数为0.5A。若再闭合开关S2，下列说法中正确的是（　　） A. 电流表示数变大，灯变亮 B. 电路总电阻变大 C. 电流表的示数变化0.5A D. 若将L和R串联在5V的电源上，电流表的示数是0.2A 8. 如图所示的电路中，当开关S闭合，甲、乙两表都是电压表时，两电压表的示数之比为U甲∶U乙=5∶3，当开关S断开，甲、乙两表都换为电流表时，则两电流表的示数之比为I甲∶I乙为（　　） A. 2∶5 B. 5∶2 C. 2∶3 D. 3∶2 9. 某课外活动小组设计了一个用电压表的变化来反映环境温度变化的电路。如图甲所示，电源电压恒为6V，定值电阻R=20Ω，R1是热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图乙所示。闭合开关S后，下列说法正确的是（　　） A. 当环境温度逐渐降低时，电压表的示数逐渐变大 B. 当环境温度为20℃时，电路中电流为0.05A C. 如果将R、R1并联连接，当干路电流为0.5A时，环境温度是30℃ D. 当电压表的示数为3V时，R1的电阻为40Ω 10. 在如图甲的电路中，滑动变阻器滑片从最左端移至最右端的过程中，电压表示数U及滑动变阻器R2接入电路电阻的变化情况如图乙。则下列说法正确的是（　　） ①通过R1的电流变化范围为0.2A~0.6A ②电源电压为8V ③定值电阻R1的阻值为10Ω ④滑片移动的过程中，电压表示数与电流表示数之比变小 A. 只有①③ B. 只有②④ C. 只有②③ D. 只有①④ 二、实验探究题（11题5分，12题6分，13题5分，14题4分，15题4分，共24分） 11. 小华利用如图甲所示的电路“探究电流与电压的关系”，阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。 次数 1 2 3 4 5 I/A 0.1 0.13 0.15 0.2 0.25 U/V 1 1.3 1.5 2 2.5 （1）请用笔画线代替导线，在图乙中完成电路连接（要求滑动变阻器的滑片向右滑动时，它的阻值减小）； （2）连接好电路，闭合开关，进行实验，得到的实验数据如上表，由数据可知：当电阻一定时，通过导体的电流与它两端的电压成______比； （3）在探究电流与电阻的关系时，将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，读出电压表的示数为2V，断开开关，将10Ω的电阻换成20Ω，闭合开关后，电压表的示数______（选填“大于”、“小于”或“等于”）2V，此时应移动滑片，使电压表的示数为2V。当改用50Ω的电阻继续实验时，无论怎样移动滑片都无法使电压表示数达到2V，原因可能是______； （4）在（3）的操作中，滑动变阻器的作用是保护电路和______。 12. 如图甲是小明在“测量小灯泡的电阻”实验中连接的一个实验电路，所用小灯泡正常发光时的电压为2.5V。 （1）本实验的原理是______（用公式表示）； （2）小明连接的电路如甲图，老师检查后发现有一根导线连接错了，请你找出这根导线并打上“×”，再用笔画线代替导线将电路正确连接； （3）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现电流表、电压表都没示数，小灯泡不亮（有一只电表出现故障）。出现这种现象的原因是：______； （4）小明调节滑片测量5组数据，并绘制了小灯泡的图像如图乙所示，小灯泡正常发光时的电阻为______Ω。由图像可知灯丝的电阻是变化的，于是小明想计算出小灯泡电阻的平均值来减小测量误差，他的想法______（选填“正确”或“不正确”），原因是______。 13. 小聪在做“探究串联电路的电压特点”的实验，他按照如图甲所示电路图进行实验，为了测量电压，他按照实验操作规范将一个电压表先后并联在ab、bc、ac两端。 序号 1 3 3 6 2 1.5 1.5 3 3 2 4 6 （1）连接电路时，开关应处于______状态； （2）小聪为了防止偶然因素带来的影响，决定采用以下两种方案，进行多次实验： 方案一：改变电源电压 方案二：改变小灯泡的规格 小聪将自己所测的三组数据记录在上面表格中，分析表中的数据可知，与第一次实验对比，第二次实验是采用方案______（选填“一”或“二”）进行的； （3）小聪对照图甲的实验设计后认为：用一个电压表分别测ab以及bc之间的电压时，需要将电压表进行改接，为了不反复拆接电压表，优化实验过程。于是，他设计了图乙所示的电路，他的思路是：只闭合开关S和S1，电压表测L1的电压，只闭合开关S和S2，电压表就可以测L2的电压。这种设计思路是______（选填“正确”或“错误”）的，因为______； （4）小聪为了避免不断更换实验器材和改接电压表的麻烦，他选择将其中一个小灯泡换成滑动变阻器，又设计了如图所示的电路。小聪按照实验规范正确地进行实验并记录数据，多次实验后发现，电压表V的示数总是比电压表V1和电压表V2的示数之和略大一点，则可能的原因是______。 14. 小张和小超通过学习得知食盐水溶液也能导电，他们运用实验探究食盐水溶液的电阻与哪些因素有关时，提出了以下的猜想： 猜想1：食盐水溶液的电阻与溶液的浓度有关； 猜想2：食盐水溶液的电阻与电极之间的距离有关； 提供器材：水、食盐、烧杯、小药勺、两节新干电池、刻度尺、铜片、电流表、导线若干。小张设计如图所示的装置，进行探究实验。 小超认为如图所示的装置不恰当，而将小灯泡换成电流表进行实验。 次数 铜片插入深度/cm 铜片间距/cm 加盐量/勺 电流表示数/A 1 6 3 1 0.10 2 6 3 2 0.14 3 6 3 3 020 4 6 2 1 012 5 6 4 1 0.08 （1）使用小灯泡进行实验不恰当的主要原因是______； （2）根据第______次实验的数据可知“猜想1”正确； （3）根据第1、4、5次实验的数据，盐水浓度和插入深度相同时，盐水的电阻随金属片间距离的增大而______； （4）老师认为他们学习小组的研究很有价值，可以继续探究食盐水溶液的导电性与其他因素有关，请你提出值得研究的一个问题：______（合理即可）。 15. 碳纤维被誉为“新材料之王”，以碳或碳化硅为基体，加入不同量的碳纤维增强材料，通过化学气相沉积或液相浸渍等工艺，形成导电性、导热性等很多属性不同的复合材料。请你根据上述材料提出一个可探究的科学问题，并设计实验方案。 （1）科学问题：________； （2）实验器材：________； （3）实验步骤：________； （4）实验结论：________。 三、综合应用题（16-18题，每空1分，19题2分，20题4分，21题4分，22题4分，23题6分，共26分） 16. 为了测量Rx的阻值，某同学设计了如图所示的电路。已知R0为10，当S1断开，S2闭合时，电压表的示数为3V；当S2断开，S1闭合时，电压表的示数如图所示（指针偏转了2大格4小格）。由此可知R0两端的电压为_______V，Rx的阻值为________。 17. 如图甲所示的电路中电源电压恒定，R0为定值电阻。闭合开关，当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示，电源电压为________V，滑动变阻器的最大阻值是________Ω。 18. 在“探究电流与电阻的关系”实验中，根据实验数据绘制的图像如图所示，由图像可知：图中阴影部分的面积表示的物理量是______（选填“电流”“电压”或“电阻”），通过多次实验得出结论是______。 19. 如图是某油量表的部分电路，若油量表为电压表改装而成，且油量增加，电压表读数增加，请在图中补画出电压表及其接线，并标明正、负接线柱。 20. 阅读短文，回答问题。 隔电墙与水电阻 家庭电热水器工作时，加热器内胆里的水有时也会通电。为保证人的洗浴安全，几乎所有电热水器都要求安装“隔电墙”（如图乙）。“隔电墙”（Safe Care）是一种简称，它确切的表述法是“水电阻衰减隔离法”。它是利用了水本身所具有的电阻的特性，形成“隔电”的效果。 干燥时人体电阻的平均值约1000~2000Ω，皮肤潮湿时，阻值降为300Ω左右。隔电墙中每1cm水电阻约200Ω。为保证人体安全，只要控制通过人体的电流不超过一个阈值即可。因此在设计隔电墙时，一般会尽量增加水流的长度，以达到增大电阻，减小电流的目的。如图丙，将水流路径设计成螺旋线结构来增加水流的长度。 虽然隔电墙有一定的保护作用，但为了保护自己生命安全，最有效的措施，还是淋浴的时候把电热水器插头拔掉。 （1）不同环境下人体导电情况不同，为保证安全，加在人体的电压不能超过最大安全电压的三分之一，结合皮肤潮湿时人体电阻可知，通过人体的绝对安全电流为：不超过______A； （2）淋浴时，水电阻与人体呈______（选填“串联”或“并联”）关系。为保证安全，隔电墙中水流的长度至少为______cm； （3）若图丙螺旋线长度可用表达式为近似计算（其中n为螺线圈数，d为最大直径）。当隔电墙直径为4cm时，为保证生命安全，螺线圈数n至少为______圈（取整数）。 21. 如图甲所示，白炽灯用耐热玻璃制成灯泡壳，内装钨丝，工作时电流通过钨丝使钨丝发热从而发光。小明家有一盏用了很久的白炽灯。他发现灯泡壳内壁出现黑色附着物，使得灯泡变黑（如图乙所示），接在电压不变的电源两端时，白炽灯的亮度比新买时暗了许多。爱思考的小明用电流表测量通过白炽灯的电流，发现白炽灯的电流比新买时要小。请用所学的物理知识解释通过白炽灯的电流变小的原因。 温馨提示：22、23小题，解题过程要有必要的文字说明、计算公式和演算步骤，只写最后结果不得分。 22. 在图所示的电路中电源电压为15V，电阻R1的阻值为10Ω，闭合开关S移动滑动变阻器R2的滑片P至某位置时，电压表的示数为9V。求： （1）此时电路中电阻R1两端的电压； （2）此时电路中的电流I。 23. 空气质量指数是确保实现碧水蓝天的重要指标，如表的空气质量等级是按照空气质量指数划分的。如图甲是环保项目性学习小组设计的空气质量检测仪的电路原理图，用电流表显示空气质量指数。电源电压18V保持不变，的阻值为100，气敏电阻R的阻值与空气质量指数K的关系图像如图乙所示。 空气质量指数K 0~50 51~100 101~150 150~200 201~300 >300 空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 重度污染 （1）当空气质量指数为300时，两端的电压为多少？ （2）当电路中电流为0.1A时，对应的空气质量等级是什么？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024—2025学年度第一学期阶段性练习（三） 九年级理科综合物理部分 （满分80分，练习时间70分钟） 一、选择题（每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共30分） 1. 现代人的生活已经离不开电了，为了安全用电，我们对生活中一些“电”常识的了解必不可少，下列有关常见物体电压值的表述，正确的是（ ） A. 一节铅蓄电池的电压是1.5V B. 家庭电路的电压是220V C. 手机电池电压是20V D. 对人体安全的电压是36V 【答案】B 【解析】 【详解】A．一节新铅蓄电池的电压为2V，一节新干电池的电压是1.5V。故A错误； B．家庭电路的电压在大多数国家都是220V，我国家庭电路的电压也为220V，故B正确； C．手机电池电压通常为3.7V左右，故C错误； D．人体的安全电压是不高于36V，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，验电器甲带正电，乙不带电，现用带有绝缘手柄的金属棒把甲和乙连接起来发现甲金属箔张角变小，乙金属箔张开，则下列说法正确的是（　　） A. 正电荷从甲移到乙，所以两个验电器都带正电 B. 金属棒中瞬间电流的方向是从乙流向甲 C. 电子从乙移到甲，所以甲带负电，乙带正电 D. 在接触的瞬间，甲得到电子，乙失去电子 【答案】D 【解析】 【详解】甲带正电荷是由于缺少电子，而乙不带电（正电荷数等于负电荷数），此时乙中的电子会经过金属棒从乙移到甲，甲带的电一部分被中和，总电荷量减少，仍带正电，所以，金属箔张角变小。而乙由于电子的转移，失去电子，带正电，金属箔张开。 A．正电荷不转移，是电子从乙到甲，甲仍带正电，乙失去电子也带正电，故A错误； B．乙中的电子会经过金属棒从乙移到甲，电流方向与电子方向相反，电流是由甲流到乙，故B错误； C．电子从乙到甲，甲仍带正电，乙失去电子也带正电，故C错误； D．乙中的电子会经过金属棒从乙移到甲，甲得到电子，乙失去电子，故D正确。 故选D。 3. 同学们在“探究电流跟电压的关系”的实验中，对设计的电路进行了改进，如图甲、乙。下列说法正确的是：（ ） A. 图甲中，使用不同阻值的电阻也能完成该探究实验 B. 图甲改进为图乙，能实现多次实验，得到电流跟电压的关系 C. 图乙中，移动滑动变阻器目的是保持电阻R两端电压不变 D. 图乙中，仅利用本实验的器材可探究电流与电阻的关系 【答案】B 【解析】 【详解】A．探究电流和电压的关系，需保持电阻不变，改变导体两端的电压，所以使用不同阻值的电阻不能完成该探究实验，故A错误； BC．乙图添加了滑动变阻器，通过移动滑动变阻器的滑片，可以改变导体两端的电压，实现多次实验，得到电流跟电压的关系，故B正确，C错误； D．在“探究电流跟电阻关系”的实验中，需控制电阻两端电压不变，多次改变电阻阻值，故需要添加几个阻值不同的电阻，故D错误。 故选B。 4. 小明按照图甲的电路来探究电流与电阻的关系，电源电压恒为5V，电流表量程为，电压表量程为，实验中用到的定值电阻有、、、、各1个。图乙是小明根据实验数据绘制的图象。关于此实验的分析，下列说法错误的是（ ） A. 在这5次实验中，控制定值电阻两端的电压为3V B. 接入电阻进行实验并开始对电流表读数时，电路中的总电阻为 C. 在这5次实验中，滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为 D. 为了完成这5次实验，选用的滑动变阻器规格可以是“ 0.5A” 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图乙可知，定值电阻两端电压 故A正确，不符合题意； B．由图乙可知，接入15Ω电阻进行实验，此时的电流为0.2A，此时电路中的总电阻 故B正确，不符合题意； C．由题意可知，滑动变阻器两端的电压 电流最小时，滑动变阻器接入电路的阻值最大 电流最大时，滑动变阻器接入电路的阻值最小 滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值之比为 故C正确，不符合题意； D．由图乙可知，当定值电阻为5Ω时，电路中的电流为0.6A，故选用滑动变阻器的规格不可以是“   0.5A” ，故D错误，符合题意。 故选D。 5. 如图甲、乙是某物理兴趣小组，设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图。当推力F增大时，滑片P随挡板向右移动。下列说法正确的是（　　） A. 电流表与电压表示数均变小 B. 电流表与电压表示数均变大 C. 电流表示数变小，电压表示数变大 D. 电流表不变，电压表示数变大 【答案】D 【解析】 【详解】如图所示，电路为R和R0串联，电压表接在滑动变阻器的滑片上，当推力F增大时，滑片向右移动，滑动变阻器接入电路中的电阻不变，故电路中的电流不变，但与电压表并联部分的电阻变大，根据可知，电压表示数将变大。 故选D。 6. 如图所示的电路中，电源电压一定，开关S闭合后，有一个电表的指针没有发生偏转。移动滑动变阻器的滑片，此时观察到只有一个电表指针的位置在改变，则故障是（　　） A. 变阻器R短路 B. 电灯L短路 C. 变阻器R断路 D 电灯L断路 【答案】B 【解析】 【详解】A．若变阻器R短路，闭合开关，电路中形成电流，电压表测灯泡两端电压，电流表和电压表都产生偏转，移动已经短路的变阻器，不会对电路产生影响，故A不符合题意； B．若灯泡短路，电压表测导线两端电压，示数为零，闭合开关，电路中形成电流，电流表有偏转，滑动变阻器滑片的移动会改变该串联电路的电阻，故电流表示数会产生变化，但电压表示数依旧是零，故B符合题意； C．若变阻器断路，串联电路无电流，电流表指针不偏转，同时电压表所在支路也断开，即电压表指针也不会产生偏转，滑动变阻器滑片的移动也不会对电流表和电压表指针位置产生影响，故C不符合题意； D．若灯泡断路，串联电路无电流，电流表指针不偏转，此时电压表直接接在电源两端，测量电源电压，滑动变阻器滑片的移动不会对电源电压产生影响，故此过程电流表和电压表的指针位置都不会产生变化， 故D不符合题意。 故选B。 7. 如图甲是小灯泡L 和电阻 R I-U图像，将小灯泡和电阻R接入图乙所示的电路中，电源电压保持不变；只闭合 S1时，电流表的示数为0.5A。若再闭合开关S2，下列说法中正确的是（　　） A. 电流表示数变大，灯变亮 B. 电路总电阻变大 C. 电流表的示数变化0.5A D. 若将L和R串联在5V的电源上，电流表的示数是0.2A 【答案】D 【解析】 【详解】由电路图知，只闭合时，电路为灯泡的简单电路，电流表测通过的电流；再闭合开关时，灯泡与电阻并联，电流表测干路电流。 A．首先，只闭合时，电路为灯泡的简单电路，电流表测通过灯泡的电流，此时 。从图甲的I−U图像能看出，当时，灯泡两端电压，这也就意味着电源电压 。当再闭合后，灯泡与并联，电流表测干路电流。根据并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以电流表的示数会变大。但是，因为并联电路各支路互不影响，所以，灯泡的两端电压不变，通过灯泡的电流不变，因此小灯泡的亮度不变，故A错误； B．由A分析可知，再闭合后，总电流变大，根据，不变，变大，所以电路的总电阻变小，故B错误； C．再闭合后，电流表示数的变化量等于通过的电流。因为并联电路各支路两端电压相等，电阻两端电压，从图甲I−U图像可知，当时，通过电阻的电流，即电流表的示数变化，并非，故C错误； D．若将和串联在的电源上，因为串联电路电流处处相等，若电流表的示数是，从图甲可知，当电流为时，灯泡两端的电压，两端的电压；根据串联电路总电压等于各部分电压之和，此时电源电压 故D正确。 故选D。 8. 如图所示的电路中，当开关S闭合，甲、乙两表都是电压表时，两电压表的示数之比为U甲∶U乙=5∶3，当开关S断开，甲、乙两表都换为电流表时，则两电流表的示数之比为I甲∶I乙为（　　） A. 2∶5 B. 5∶2 C. 2∶3 D. 3∶2 【答案】A 【解析】 【详解】当甲、乙均为电压表时，闭合开关S，R1和R2串联，甲电压表测电源的电压，乙电压表测R2两端的电压，串联电路中总电压等于各分电压之和，且 U甲∶U乙=5∶3 则两电阻两端的电压之比 串联电路中各处的电流相等，根据欧姆定律可得 当甲、乙均为电流表时，断开开关S，R1和R2并联，甲电流表测量R2的电流，乙电流表测量R1和R2总电流，并联电路中各支路两端的电压相等，则通过两电阻的电流之比 并联电路中干路电流等于各支路电流之和，则两电流表的示数之比 故选A。 9. 某课外活动小组设计了一个用电压表的变化来反映环境温度变化的电路。如图甲所示，电源电压恒为6V，定值电阻R=20Ω，R1是热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图乙所示。闭合开关S后，下列说法正确的是（　　） A. 当环境温度逐渐降低时，电压表的示数逐渐变大 B. 当环境温度为20℃时，电路中电流为0.05A C. 如果将R、R1并联连接，当干路电流为0.5A时，环境温度是30℃ D. 当电压表的示数为3V时，R1的电阻为40Ω 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图甲知定值电阻R和热敏电阻R1串联，电压表测量定值电阻R两端的电压，由图乙知，热敏电阻R1的阻值随着温度的降低而增大，则电路中的总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中的总电流变小，所以定值电阻R两端电压变小，电压表的示数变小，故A错误； B．由图乙知，当环境温度为20℃时，R1=40Ω，由欧姆定律可得此时电路中的电流为 故B错误； C．将R、R1并联在该电路两端时，由并联电路的电压规律可得两电阻两端的电压都等于电源电压，为6V，则通过定值电阻R的电流为 根据并联电路的电流规律可知通过热敏电阻R1的电流为 I1=I-IR=0.5A-0.3A=0.2A 热敏电阻R1的阻值为 根据图乙可知，当热敏电阻R1的阻值为30Ω时，环境温度是30℃，故C正确； D．电压表的示数为3V时，电路中电流为 R1两端的电压为 U1＝U-UR＝6V-3V＝3V 则此时R1的电阻为 故D错误。 故选C。 10. 在如图甲的电路中，滑动变阻器滑片从最左端移至最右端的过程中，电压表示数U及滑动变阻器R2接入电路电阻的变化情况如图乙。则下列说法正确的是（　　） ①通过R1的电流变化范围为0.2A~0.6A ②电源电压为8V ③定值电阻R1的阻值为10Ω ④滑片移动的过程中，电压表示数与电流表示数之比变小 A. 只有①③ B. 只有②④ C. 只有②③ D. 只有①④ 【答案】A 【解析】 【详解】由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测两端电压，电流表测电路中的电流； ②当滑片位于左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，此时电压表测电源两端的电压，由乙图可知，电源的电压为，故②错误； ③当滑片位于右端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，电压表的示数最小，由图乙可知，电压表的示数 滑动变阻器的最大阻值为20Ω，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压 则电路中的最小电流即通过的电流 定值电阻的阻值 故③正确； ①当滑片位于左端时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，则通过的电流 所以通过的电流变化范围为0.2A∼0.6A，故①正确； ④由可知，电压表示数与电流表示数之比等于的阻值，所以滑片移动的过程中，其比值不变，故④错误； 综上可知，只有①③正确，故A正确，BCD错误。 故选A。 二、实验探究题（11题5分，12题6分，13题5分，14题4分，15题4分，共24分） 11. 小华利用如图甲所示的电路“探究电流与电压的关系”，阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。 次数 1 2 3 4 5 I/A 0.1 0.13 0.15 0.2 0.25 U/V 1 1.3 1.5 2 2.5 （1）请用笔画线代替导线，在图乙中完成电路连接（要求滑动变阻器的滑片向右滑动时，它的阻值减小）； （2）连接好电路，闭合开关，进行实验，得到的实验数据如上表，由数据可知：当电阻一定时，通过导体的电流与它两端的电压成______比； （3）在探究电流与电阻的关系时，将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，读出电压表的示数为2V，断开开关，将10Ω的电阻换成20Ω，闭合开关后，电压表的示数______（选填“大于”、“小于”或“等于”）2V，此时应移动滑片，使电压表的示数为2V。当改用50Ω的电阻继续实验时，无论怎样移动滑片都无法使电压表示数达到2V，原因可能是______； （4）在（3）的操作中，滑动变阻器的作用是保护电路和______。 【答案】（1） （2）正 （3） ①. 大于 ②. 滑动变阻器的最大阻值太小 （4）控制定值电阻两端电压不变 【解析】 【小问1详解】 如图所示，电源电压为2节干电池，电压可以选用0~3V量程，滑动变阻器的滑片向右滑动时，它的阻值减小，则滑动变阻器应接入下端右边接线柱，如图所示 【小问2详解】 根据表格中数据可知，当电阻一定时，电压与电流的比为一个定值，故可得结论当电阻一定时，通过导体的电流与它两端的电压成正比。 【小问3详解】 [1]根据串联电路分压的规律，将10Ω的电阻换成20Ω，闭合开关后，定值电阻分得的电压增加，电压表的示数大于2V。 [2]改用50Ω的电阻继续实验时，当定值电阻电压为2V时，根据欧姆定律可知 解得滑动变阻器阻值为R滑=25Ω。而提供的滑动变阻器最大阻值为20Ω，故无论怎样移动滑片都无法使电压表示数达到2V，原因可能是滑动变阻器的最大阻值太小。 【小问4详解】 根据控制变量法，在探究电流与电阻的关系时，应保持定值电阻两端电压不变，故滑动变阻器的作用除保护电路外，还有控制定值电阻两端电压不变。 12. 如图甲是小明在“测量小灯泡的电阻”实验中连接的一个实验电路，所用小灯泡正常发光时的电压为2.5V。 （1）本实验的原理是______（用公式表示）； （2）小明连接的电路如甲图，老师检查后发现有一根导线连接错了，请你找出这根导线并打上“×”，再用笔画线代替导线将电路正确连接； （3）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现电流表、电压表都没示数，小灯泡不亮（有一只电表出现故障）。出现这种现象的原因是：______； （4）小明调节滑片测量5组数据，并绘制了小灯泡的图像如图乙所示，小灯泡正常发光时的电阻为______Ω。由图像可知灯丝的电阻是变化的，于是小明想计算出小灯泡电阻的平均值来减小测量误差，他的想法______（选填“正确”或“不正确”），原因是______。 【答案】（1） （2） （3）电流表断路 （4） ①. 10 ②. 不正确 ③. 见详解 【解析】 【小问1详解】 测小灯泡电阻是通过测量灯泡两端电压及电流，根据欧姆定律计算电阻，故实验的原理是。 【小问2详解】 根据实验要求，电压表应并联在灯泡两端，如图所示 【小问3详解】 电流表没示数，小灯泡不亮表明电路中可能存在断路，电压表无示数，表明电压表两接线柱到电源两极可能存在断路，如果故障在两表上，则可能是电流表存在断路。 【小问4详解】 [1]如图所示，当灯泡正常发光时，电压为2.5V，电流为0.25A，故小灯泡正常发光时的电阻为 [2][3]灯泡的电阻大小与温度有关，在不同温度下电阻大小不同，求平均值没有意义，故计算出小灯泡电阻的平均值来减小测量误差的想法是不正确的。 13. 小聪在做“探究串联电路的电压特点”的实验，他按照如图甲所示电路图进行实验，为了测量电压，他按照实验操作规范将一个电压表先后并联在ab、bc、ac两端。 序号 1 3 3 6 2 1.5 1.5 3 3 2 4 6 （1）连接电路时，开关应处于______状态； （2）小聪为了防止偶然因素带来的影响，决定采用以下两种方案，进行多次实验： 方案一：改变电源电压 方案二：改变小灯泡的规格 小聪将自己所测的三组数据记录在上面表格中，分析表中的数据可知，与第一次实验对比，第二次实验是采用方案______（选填“一”或“二”）进行的； （3）小聪对照图甲的实验设计后认为：用一个电压表分别测ab以及bc之间的电压时，需要将电压表进行改接，为了不反复拆接电压表，优化实验过程。于是，他设计了图乙所示的电路，他的思路是：只闭合开关S和S1，电压表测L1的电压，只闭合开关S和S2，电压表就可以测L2的电压。这种设计思路是______（选填“正确”或“错误”）的，因为______； （4）小聪为了避免不断更换实验器材和改接电压表的麻烦，他选择将其中一个小灯泡换成滑动变阻器，又设计了如图所示的电路。小聪按照实验规范正确地进行实验并记录数据，多次实验后发现，电压表V的示数总是比电压表V1和电压表V2的示数之和略大一点，则可能的原因是______。 【答案】（1）断开 （2）一 （3） ①. 错误 ②. 电压表正负接线柱接反了 （4）导线有电阻，会分电压 【解析】 小问1详解】 为了防止电路连接过程中出现错误而损坏电路元件，连接电路时，开关应断开。 【小问2详解】 第二次实验中总电压发生了改变，但两灯泡的分压关系相同，即灯泡没有改变，故采用的是方案一。 【小问3详解】 [1][2]当测L1电压时，电压表下端的接线柱连接电源的正极，如果只闭合S2时，下端接线柱相当于接入了电源负极，会导致电压表正负接线柱接反，故这种设计是思路是错误的。 【小问4详解】 根据串联电路中电压的规律，串联电路总电压等于各部分电压之和，由于导线、开关等有电阻，也会分一部分电压，故电压表V的示数总是比电压表V1和电压表V2的示数之和略大一点。 14. 小张和小超通过学习得知食盐水溶液也能导电，他们运用实验探究食盐水溶液的电阻与哪些因素有关时，提出了以下的猜想： 猜想1：食盐水溶液的电阻与溶液的浓度有关； 猜想2：食盐水溶液的电阻与电极之间的距离有关； 提供器材：水、食盐、烧杯、小药勺、两节新干电池、刻度尺、铜片、电流表、导线若干。小张设计如图所示的装置，进行探究实验。 小超认为如图所示的装置不恰当，而将小灯泡换成电流表进行实验。 次数 铜片插入深度/cm 铜片间距/cm 加盐量/勺 电流表示数/A 1 6 3 1 0.10 2 6 3 2 014 3 6 3 3 0.20 4 6 2 1 0.12 5 6 4 1 0.08 （1）使用小灯泡进行实验不恰当的主要原因是______； （2）根据第______次实验的数据可知“猜想1”正确； （3）根据第1、4、5次实验的数据，盐水浓度和插入深度相同时，盐水的电阻随金属片间距离的增大而______； （4）老师认为他们学习小组的研究很有价值，可以继续探究食盐水溶液的导电性与其他因素有关，请你提出值得研究的一个问题：______（合理即可）。 【答案】（1）见详解 （2）1、2、3 （3）增大 （4）见详解 【解析】 【小问1详解】 电阻变化较小时，灯泡的亮度变化不明显，无法比较电阻大小。 【小问2详解】 探究食盐水溶液的电阻与溶液的浓度有关，根据控制变量法，应保持铜片插入深度、间距不变，改变溶液的浓度，可以比较1、2、3次实验数据，在铜片插入深度、间距不变，浓度越大，电流表示数越大，表明电阻越小，故猜想1是正确的。 【小问3详解】 根据第1、4、5次实验的数据，盐水浓度和插入深度相同时，间距不同，间距越大，电流越小，表明电阻越大，故盐水的电阻随金属片间距离的增大而增大。 【小问4详解】 还可以研究的问题是食盐水溶液的电阻与溶液的温度有关。 15. 碳纤维被誉为“新材料之王”，以碳或碳化硅为基体，加入不同量的碳纤维增强材料，通过化学气相沉积或液相浸渍等工艺，形成导电性、导热性等很多属性不同的复合材料。请你根据上述材料提出一个可探究的科学问题，并设计实验方案。 （1）科学问题：________； （2）实验器材：________； （3）实验步骤：________； （4）实验结论：________。 【答案】（1）复合材料的导电性能与含碳纤维增强材料的多少是否有关？ （2）电源、开关、导线、电流表、定值电阻、两根含碳纤维增强材料多少不同的电阻 （3）断开开关，依次把电源、开关、导线、电流表、定值电阻、其中一根含碳纤维增强材料的电阻串联接入电路，闭合开关，记录电流表示数为I1；换用另一根含碳纤维增强材料的电阻重复上述过程，记录电流表示数I2 （4）若I1=I2，说明复合材料的导电性能与含碳纤维增强材料的多少无关；若I1≠I2，说明复合材料的导电性能与含碳纤维增强材料的多少有关（开放性试题，答案合理即可） 【解析】 【小问1详解】 加入不同量的碳纤维增强材料，通过化学气相沉积或液相浸渍等工艺，形成导电性、导热性等很多属性不同的复合材料，因此可提出复合材料的导电性能与含碳纤维增强材料的多少是否有关？ 【小问2详解】 由提出的问题可知，研究导电性能需要组装电路，因此需要的器材有电源、开关、导线、电流表、定值电阻、两根含碳纤维增强材料多少不同的电阻 【小问3详解】 实验步骤为：断开开关，依次把电源、开关、导线、电流表、定值电阻、其中一根含碳纤维增强材料的电阻串联接入电路，闭合开关，记录电流表示数为I1；换用另一根含碳纤维增强材料的电阻重复上述过程，记录电流表示数I2 【小问4详解】 由实验结果可分析出结论：若I1=I2，说明复合材料的导电性能与含碳纤维增强材料的多少无关；若I1≠I2，说明复合材料的导电性能与含碳纤维增强材料的多少有关 三、综合应用题（16-18题，每空1分，19题2分，20题4分，21题4分，22题4分，23题6分，共26分） 16. 为了测量Rx的阻值，某同学设计了如图所示的电路。已知R0为10，当S1断开，S2闭合时，电压表的示数为3V；当S2断开，S1闭合时，电压表的示数如图所示（指针偏转了2大格4小格）。由此可知R0两端的电压为_______V，Rx的阻值为________。 【答案】 ①. 0.6 ②. 40 【解析】 【详解】[1][2]由图示可知，当S1断开，S2闭合时，电压表测的是电源电压为3V，当S2断开，S1闭合时，电压表测的是电阻Rx两端的电压，由图示可知，电压表选择小量程，电压表示数为2.4V，根据串联电路中的电压关系可得，定值电阻R0两端的电压为 电路中的电流 所以可得未知电阻的阻值为 17. 如图甲所示的电路中电源电压恒定，R0为定值电阻。闭合开关，当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示，电源电压为________V，滑动变阻器的最大阻值是________Ω。 【答案】 ①. 6 ②. 20 【解析】 【详解】[1]电路为串联电路，电压表测量滑动变阻器两端电压，串联电路电源电压等于各用电器电压之和，即 解得 [2]由串联分压的特点可知，滑动变阻器两端的电压最大时，其阻值最大，滑动变阻器的最大阻值为 18. 在“探究电流与电阻的关系”实验中，根据实验数据绘制的图像如图所示，由图像可知：图中阴影部分的面积表示的物理量是______（选填“电流”“电压”或“电阻”），通过多次实验得出结论是______。 【答案】 ①. 电压 ②. 见详解 【解析】 【详解】[1][2]图中的阴影部分的面积为图像上点的横纵坐标的乘积，即电阻与电流的积，根据欧姆定律，表示的物理量是电压。图中图像为反比例函数，图像上点的横纵坐标的乘积即电压为一定值，故可得出结论电压一定时，电流与电阻成反比。 19. 如图是某油量表的部分电路，若油量表为电压表改装而成，且油量增加，电压表读数增加，请在图中补画出电压表及其接线，并标明正、负接线柱。 【答案】 【解析】 【详解】由电路图可知，R1、R2串联；当油量增加，浮标上升，在杠杆作用下，滑片下移，R2连入电路的电阻变小，由串联分压原理可知，R2两端电压变小，则R1两端电压变大，所以电压表应与R1并联，电压表连接时，电流从电压表正接线柱流入，从负接线柱流出，如下图所示： 20. 阅读短文，回答问题。 隔电墙与水电阻 家庭电热水器工作时，加热器内胆里的水有时也会通电。为保证人的洗浴安全，几乎所有电热水器都要求安装“隔电墙”（如图乙）。“隔电墙”（Safe Care）是一种简称，它确切的表述法是“水电阻衰减隔离法”。它是利用了水本身所具有的电阻的特性，形成“隔电”的效果。 干燥时人体电阻的平均值约1000~2000Ω，皮肤潮湿时，阻值降为300Ω左右。隔电墙中每1cm水电阻约200Ω。为保证人体安全，只要控制通过人体的电流不超过一个阈值即可。因此在设计隔电墙时，一般会尽量增加水流的长度，以达到增大电阻，减小电流的目的。如图丙，将水流路径设计成螺旋线结构来增加水流的长度。 虽然隔电墙有一定的保护作用，但为了保护自己生命安全，最有效的措施，还是淋浴的时候把电热水器插头拔掉。 （1）不同环境下人体导电情况不同，为保证安全，加在人体的电压不能超过最大安全电压的三分之一，结合皮肤潮湿时人体电阻可知，通过人体的绝对安全电流为：不超过______A； （2）淋浴时，水电阻与人体呈______（选填“串联”或“并联”）关系。为保证安全，隔电墙中水流的长度至少为______cm； （3）若图丙螺旋线长度可用表达式为近似计算（其中n为螺线圈数，d为最大直径）。当隔电墙直径为4cm时，为保证生命安全，螺线圈数n至少为______圈（取整数）。 【答案】（1）0.04 （2） ①. 串联 ②. 26 （3）5 【解析】 【小问1详解】 [1]不同国家的家庭电压一般不同，我国家庭电路安全电压为220V。对人体的安全电压为不高于36V。不同环境下，人体的导电情况不同，为保证安全，加在人体的电压不能超过最大安全电压的三分之一 皮肤潮湿时人体电阻约为300Ω，根欧姆定律可知，人体绝对安全电流为 【小问2详解】 [1]由题意可知，胆内的水经过较长的管路再流到人体上，即电流依次经过电阻和人体，电流只有一条路径，它们为串联。 [2]为保证安全，水电阻两端分得的最小电压 所以电阻的最小值为 隔电墙中水流的长度至少为 【小问3详解】 为保证生命安全，螺线圈数n至少为 21. 如图甲所示，白炽灯用耐热玻璃制成灯泡壳，内装钨丝，工作时电流通过钨丝使钨丝发热从而发光。小明家有一盏用了很久的白炽灯。他发现灯泡壳内壁出现黑色附着物，使得灯泡变黑（如图乙所示），接在电压不变的电源两端时，白炽灯的亮度比新买时暗了许多。爱思考的小明用电流表测量通过白炽灯的电流，发现白炽灯的电流比新买时要小。请用所学的物理知识解释通过白炽灯的电流变小的原因。 【答案】见解析 【解析】 【详解】灯泡的钨丝在温度较高时会升华，直接变成气体；当关闭灯泡时，这种气体遇到冷的玻璃，又会直接凝华变成固体附着在灯泡内壁上，使得灯泡变黑。导体的电阻与导体的长度、材料、横截面积以及温度有关，在其他条件不变时，导体越细，导体的电阻越大。灯泡长时间使用钨丝会变细，钨丝的电阻变大，在电压一定时，根据可知通过灯泡的电流变小，所以用电流表测量通过白炽灯的电流，发现白炽灯的电流比新买时要小。 温馨提示：22、23小题，解题过程要有必要的文字说明、计算公式和演算步骤，只写最后结果不得分。 22. 在图所示的电路中电源电压为15V，电阻R1的阻值为10Ω，闭合开关S移动滑动变阻器R2的滑片P至某位置时，电压表的示数为9V。求： （1）此时电路中电阻R1两端的电压； （2）此时电路中的电流I。 【答案】（1）6V （2）0.6A 【解析】 【小问1详解】 由题图可知，两电阻串联，电压表测的是R2的两端电压，电流表测的是电路电流。根据串联电路电压特点可得，此时电路中电阻R1两端的电压为 【小问2详解】 根据欧姆定律可得，通过R1的电流为 根据串联电路电流特点可知，此时电路中的电流为0.6A。 23. 空气质量指数是确保实现碧水蓝天的重要指标，如表的空气质量等级是按照空气质量指数划分的。如图甲是环保项目性学习小组设计的空气质量检测仪的电路原理图，用电流表显示空气质量指数。电源电压18V保持不变，的阻值为100，气敏电阻R的阻值与空气质量指数K的关系图像如图乙所示。 空气质量指数K 0~50 51~100 101~150 150~200 201~300 >300 空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 重度污染 （1）当空气质量指数为300时，两端的电压为多少？ （2）当电路中电流为0.1A时，对应的空气质量等级是什么？ 【答案】（1）15V （2）对应的空气质量等级为良 【解析】 【小问1详解】 由图甲可知，气敏电阻与定值电阻串联，电流表测量电路的电流，由图乙可知，当空气质量指数为300时，气敏电阻的阻值R=20Ω，此时电路中的电流为 则两端的电压为 【小问2详解】 当电路中电流为0.1A时，电路中总电阻为 则气敏电阻的阻值为 由图乙可知，此时空气质量指数在51~100之间，对应的空气质量等级为良。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$