精品解析：山东省济南市稼轩学校2024-2025学年九年级上学期12月月考物理试题

47级12月学情质量检测物理试题 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项最符合题目的要求） 1. 商场中，卖微波炉的售货员和顾客发生了争执。售货员说：微波炉很省电，用一次花不了多少电费；顾客说：我觉得微波炉很费电，我家的微波炉一开就“烧保险”。从物理学的角度看，售货员所说的“省电”和顾客所说的“费电”分别指的是微波炉在使用时（　　） A. 消耗较少的电能，消耗较多的电能 B. 电功率较小，电功率较大 C. 电功率较小，消耗较多的电能 D. 消耗较少的电能，电功率较大 【答案】D 【解析】 【详解】售货员认为微波炉很省电，是说微波炉的电功率大，但加热食物用时很短，消耗的电能并不多，所以“微波炉很省电，用一次花不了多少电费”，即售货员是从消耗较少的电能角度说的；顾客是从电功率角度考虑的，因为微波炉属于大功率用电器，工作时电路中电流很大，会烧断保险丝，相同时间内消耗的电能多，所以认为很“费电”。 故选D。 2. 将一只“6V 3W”的小灯泡（忽略温度影响）接入电流为0.4A的电路中，闭合开关后，小灯泡的实际功率（ ） A. 大于3W B. 等于3W C. 小于3W D. 无法确定 【答案】C 【解析】 【详解】灯泡的电阻为 闭合开关后，小灯泡的实际功率为 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3. 20世纪60年代，美国细菌学家发现趋磁细菌，将磁铁置于细菌附近，细菌向磁铁的N极运动，如图所示。由此可见，在海洋中，地磁场将驱使这种细菌运动的方向为（　　） A. 由南向北 B. 由北向南 C. 由西向东 D. 由东向西 【答案】B 【解析】 【详解】如图所示，磁铁外部磁感线从N极出发，回到S极，将磁铁置于细菌附近，细菌向磁铁的N极运动，而地磁N极在地理S极附近，故细菌在地磁场将驱使下将从北向南运动，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 4. 小明从电动玩具上拆下一块电池。为了确定该电池的正负极，他设计了以下四种方案，其中可行的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．测电笔是来辨别家庭电路中的火线和零线的，由于测电笔内部高阻的特点，无法辨别电池正负极，故A不符合题意； B．灯泡的亮或灭，可以判断电路中是否有电流，而不能判断电路中电流的方向，也就不能判断电源的正负极，故B不符合题意； C．通电螺线管的极性与电流方向有关，由此也可判断出电源的正负极，故C符合题意； D．通电线圈周围存在磁场，通过吸引铁屑的多少只可以证明磁性的强弱，无法判断电源的正负极，故D不符合题意。 故选C。 5. 如图所示是一种节能电烙铁的工作原理图。它正常工作时，两端的电压为220V。在预热状态时，通过它的电流较小；在焊热状态时，通过它的电流较大。闭合开关S1，下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关S2，此时小灯熄灭，处于预热状态 B. 断开开关S2，此时小灯发光，处于焊热状态 C. 闭合开关S2，此时小灯发光，处于预热状态 D. 闭合开关S2，此时小灯熄灭，处于焊热状态 【答案】D 【解析】 【详解】如图所示，当闭合开关S1，断开开关S2，L与R串联，灯亮，电路中电流较小，为预热状态；当闭合开关S2，此时小灯短路，小灯熄灭，电路中只有R接入，电阻较小，电流较大，为焊热状态。故ABC错误，D正确。 故选D。 6. 在班级组织的“自制指南针”活动中，小伟同学用条形磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A. 树叶尖端指向地磁南极 B. 指南针的“N”应标注在树叶尖端 C. 树叶周围存在磁场和磁感线 D. 若用磁体的N极靠近树叶尖端，会相互吸引 【答案】D 【解析】 【详解】A．对地球是一个大的磁体，地球和自制指南针的磁场相互作用，树叶尖端指向地磁北极，地理的南极，故A错误； B．树叶尖端指向地理的南极，指南针的“S”应标注在树叶尖端，故B错误； C．树叶上放有自制指南针，因此树叶周围存在磁场，磁感线是为了描述磁场而画出的线，实际并不存在，故C错误； D．树叶的尖端是指南针的S极，若用磁体的N极靠近树叶尖端，会相互吸引，故D正确。 故选D。 7. 如图是小李同学探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。闭合开关，小磁针静止时N极的指向如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 根据小磁针指向可以判定，通电螺线管的右端为S极 B. 小磁针静止时极所指方向就是该点的磁场方向 C. 将小磁针移到其他位置，极所指方向一定不变 D. 对调电源正负极时，小磁针极指向不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，根据小磁针指向可以判定，小磁针左端为S极，通电螺线管的右端为N极，故A错误； B．根据磁场方向的规定，小磁针静止时极受到磁场力的方向为该点的磁场方向，故小磁针静止时极所指方向就是该点的磁场方向，故B正确； C．通电螺丝管外部周围磁场方向为从N极出发，回到S极，将小磁针移到其他位置，磁场方向可能不同，极所指方向也可能不同，故C错误； D．通电螺丝管外部周围磁场方向与电流方向有关，对调电源正负极时，磁场方向也会发生改变，小磁针极指向改变，故D错误。 故选B。 8. 在物理拓展活动课上，小华用一节干电池的负极吸上一块磁铁，竖直放置在水平桌面上，然后将一段铜丝做成“M”型线圈，如图甲所示。小华将铜丝小心地放置在电池上，使铜丝的中间部分跟电池的正极接触，调整铜丝的形状使铜丝的两端跟磁铁能够保持轻触，铜丝便开始旋转起来，如图乙所示。下列四幅图中能反映该实验工作原理的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】铜丝旋转起来，是通电导体在磁场中受力的作用。 A．图中是奥斯特实验，发现电流周围存在磁场，故A不符合题意； B．图中探究的是电磁铁磁性的影响因素，故B不符合题意； C．图中探究的是磁极间的相互作用规律，说明同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故C不符合题意； D．通电后，原来在磁场中静止的导体运动起来，说明通电导体在磁场中受到力的作用，这是电动机的原理，故D符合题意。 故选D。 9. 许多汽车的后视镜配备了如图甲所示的加热装置，该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能，保持镜面清晰，确保驾驶安全。其内部电路如图乙所示，和为加热电阻。下列分析正确的是（ ） A. 只闭合开关时，为除霜状态 B. 同时闭合开关和时，为除雾状态 C. 除雾状态，电路的总电流最大 D. 除霜状态，电路的总功率最大 【答案】D 【解析】 【详解】由图乙可知，当开关S闭合，S1断开时，电路中只有电阻R2工作，当开关S、S1都闭合时，电阻R1和R2并联，总电阻变小，由可知，此时电路中电流最大。由可知，此时电路的总功率最大，为高温除霜。 则当开关S闭合，S1断开时，电路为“低温”除雾功能，电路中电流最小；当开关S、S1都闭合时，电路为“高温”除霜功能，电路的总功率最大。 故D正确，ABC错误。 故选D。 10. 法国科学家费尔和德国科学家格林贝格尔发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命。如图所示是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻。闭合开关、，下列说法正确的是（ ） A. 电磁铁的左端为极 B. 滑片P向左滑动时，电磁铁磁性变弱 C. 滑片P向左滑动时，巨磁电阻阻值变小 D. 滑片P向左滑动时，灯泡变暗 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，电流从电磁铁的右端流入，左端流出，利用安培定则判断电磁铁的左端为N极，右端为S极。故A错误； BCD．滑片P向左滑动过程中，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则电路中的电流变大，电磁铁磁性增强。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，则随着电磁铁磁性增强，巨磁电阻的阻值变小，灯泡电路中总电阻变小，通过灯泡的电流变大，则灯泡变亮。故BD错误，C正确。 故选C。 二、多项选择题（本大题共5小题，每小题4分，共20分。每小题给出的4个选项中，至少有两个选项符合题目要求） 11. 下列对相关数据的估测，符合实际的是（ ） A. 教室内空调的额定电流约为10A B. 日光灯的额定电流约为 C. 用测电笔接触火线时通过人体的电流约为 D. 电流表的内阻约 【答案】D 【解析】 【详解】A．教室内空调的额定电流约为5A，故A不符合题意； B．日光灯的额定电流约为0.2A，故B不符合题意； C．使用测电笔时，通过人体的电流是微安级的，通常是40左右，故C不符合题意； D．电流表内部的电阻较小，一般在0.1Ω左右，故D符合题意。 故选D。 12. 如图所示是比较简单的家庭电路示意图；关于家庭电路，下列说法正确的是（　　） A. 电能表是测量家庭电路中正在工作的用电器总功率的仪表 B. 保险盒内的保险丝熔断后，可以用铜导线或者铁导线代替 C. 控制灯泡的开关和它所控制的灯泡，位置可以互换 D. 连接三孔插座的导线中，a导线是零线，b导线是火线 【答案】D 【解析】 【详解】A．电能表是测量家庭电路中消耗电能多少的仪表，故A错误； B．铜丝和铁丝的熔点较高，不能及时熔断，起不到保护作用，故B错误； C．控制灯泡的开关和它所控制的灯泡是串联的，开关必须接在火线和用电器之间，故C错误； D、三孔插座的正确接法是“左零右火上接地”。连接三孔插座的导线中，a导线是零线，b导线是火线，a、b外的导线是地线，故D正确。 故选D。 13. 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，R0为定值电阻，闭合开关S，海水盐浓度越大，电表示数不变的是（ ） A. B. C. D. 【答案】CD 【解析】 【详解】A．R0与AB串联，电压表测R0两端电压，当A、B之间海水的电阻变小时，根据欧姆定律，电路中电流变大，R0两端电压变大，电压表示数变大，故A不符合题意； B．R0与AB串联，电压表测A、B两端电压，当A、B之间海水的电阻变小时，根据欧姆定律，电路中电流变大，R0两端电压变大，AB间电压变小，电压表示数变小，故B不符合题意； C．闭合开关，电压表测电源电压，故电压表示数不变，故C符合题意； D．闭合开关，R0与AB并联，电流表测R0的电流，根据并联电路特点，并联电路相互不影响，故电流表示数不变，故D符合题意。 故选CD。 14. 有关下图的说法正确的是（ ） A. 如图实验说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关 B. 如图实验说明通电导体在磁场中受到力的作用 C. 如图实验是由物理学家安培发现的 D. 如图实验说明同名磁极相互排斥 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．两个电磁铁串联，电流相等，线圈匝数不同，吸引的大头针数量不同，说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关，故A正确； B．闭合开关，导体棒运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机原理，故B正确； C．如图是奥斯特实验，说明电流周围有磁场，所以本实验是物理学家奥斯特发现的，故C错误； D．用相同的磁极去靠近，悬挂的磁体被推开，说明同名磁极相互排斥，故D正确。 故选ABD。 15. 如图甲所示电路的电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，图乙是小灯泡的I－U图像。闭合开关S后，下列判断正确的是（　　） A. 滑动变阻器的滑片P向左滑动时，灯泡变暗 B. 电流表示数为0.4A时，灯泡的电阻是2.5Ω C. 电压表示数为2.5V时，小灯泡的功率是1.25W D. 小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率是0.25W 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图可知，闭合开关S后，灯泡与变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，滑片P向左滑动时，电路中的电阻变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，灯泡电压变大，根据P＝UI可知灯泡的实际功率增大，则灯泡变亮，故A错误； B．由灯泡的I－U图象可知，当电流为0.4A时，灯泡的电压为1V，由欧姆定律可得，灯的电阻 故B正确； C．电压表示数为2.5V时，由串联电路电压的规律，灯的电压 UL′＝U－U滑′＝3V－2.5V＝0.5V 由图象可知，灯的电压为0.5V时电流为0.3A，则小灯泡的功率 PL′＝UL′I′＝0.5V×0.3A＝0.15W 故C错误； D．小灯泡的电压等于额定电压2.5V时，灯正常发光，由图象可知灯的额定电流为0.5A，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压为 U滑＝U－UL额＝3V－2.5V＝0.5V 此时滑动变阻器的功率 P滑＝U滑I滑＝0.5V×0.5A＝0.25W 故D正确。 故选BD。 三、填空题（每空2分，共14分） 16. 红米快充技术取得巨大突破，5min就可充满4100mAh的手机电池，即快充充电器输出的________较大，从而提高电能传输速度；其正常工作时，通过快充充电线中的电流较大，根据________，为了减小数据线上电能的损耗，其充电线比普通手机充电线要粗一些。 【答案】 ①. 电功率 ②. 焦耳定律 【解析】 【详解】[1]电功率是反映电流做功快慢的物理量，为了提高电能传输速度，快充充电器输出的电功率。 [2]根据电功率的公式P=UI，当电压不能提高时，通过快充充电线中的电流较大，根据焦耳定律，在电流与通电时间相同时，电阻越大，产生的热量更多，为了减小数据线上电能的损耗，其充电线比普通手机充电线要粗一些。 17. 现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。如图所示，当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为______极，此时活塞将向______运动。 【答案】 ①. N ②. 右 【解析】 【详解】[1][2]由安培定则可知，螺线管左端为N极；根据磁极间的相互作用规律可知，异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，活塞将向右运动。 18. 如图所示圆环形绝缘凹槽内装满水银，水银的内外侧用导线接入电路，圆心处放置一块圆柱形磁铁，闭合开关后，发现水银逆时针流动，小明同时对调电源的正负极和磁铁的南北极；则该操作后水银的流动情况是________（选填“顺时针流动”或“逆时针流动”）。 【答案】逆时针流动 【解析】 【详解】水银是导体，水银的内外侧用导线接入电路通过电流后，会在磁场中受力而运动起来。通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，对调电源的正负极后，电流方向发生改变，因此水银受力方向改变，水银沿顺时针方向流动；再对调磁铁的南北极，磁场方向改变，则水银受力方向发生改变，此时水银沿逆时针方向流动。 19. PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。它有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其阻值随温度的升高而减小；高于这个温度时，其阻值随温度的升高而增大。我们把这个设定的温度叫做“居里点温度”。如图甲的3D打印笔，其内部电路如图乙所示，R1、R2是两个相同的PTC发热电阻，单个PTC的阻值与温度的关系如图丙所示： （1）打印笔工作时有快、慢两挡，图乙中当S、S1都闭合时，处于_______挡； （2）由图丙可知，该PTC材料的“居里点温度”是______℃。 【答案】（1）快 （2）120 【解析】 【详解】（1）[1]由图乙知，只闭合S时，电路中只有R1工作，此时电路中的电阻较大，据 知，电路的功率较小，处于慢挡；S、S1都闭合时，两个电阻并联在电路中，电路中的总电阻较小，据 知，电路的功率较大，处于快挡。 （2）[2]由图丙知，低于120℃时，发热电阻阻值随温度升高而减小，高于120℃时，发热电阻阻值随温度升高而增大，所以该PTC材料的居里点温度是120℃。 四、作图题（每图3分，共6分） 20. 图甲是某宾馆床头柜上的开关示意图，图乙是其控制的电路，其中S1为旋钮开关，单独控制台灯的通断和亮度；S2为单独控制电视插座的开关．请在图乙中将电路图连接完整，要求符合安全用电原则． 【答案】 【解析】 【详解】台灯旋钮开关相当于滑动变阻器，它是控制台灯的，应与台灯串联，且开关应接在火线的一侧；开关S2是控制电视机的，它应与电视机插座串联，且开关应接在火线的一侧；如下图所示： 21. 如图所示，闭合开关S后小磁针沿顺时针方向偏转90°后静止，请在图中括号内标出电源的“+”“-”极，并标出通过通电螺线管外A点的磁感线的方向． （ ） 【答案】 【解析】 【详解】由题意可知，闭合开关S后小磁针沿顺时针方向偏转90°后静止，则小磁针N极指向右端，S极指向左端，根据异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的右端为N极、左端为S极．因为在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极，所以图中磁感线的方向是指向左的．根据安培定则，伸出右手使大拇指指向螺线管的N极（即右端），则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流从螺线管的左端流入，则电源的左端为正极，右端为负极，如图所示： 五、计算题（22题3分，23题8分，24题8分，共19分） 22. 图甲是一款数字测力计，其简化电路如图乙所示。电源电压恒为3V，R2是长为、阻值为、粗细均匀的电阻丝（它的阻值与长度成正比），拉力为时，滑片在A端，电流表示数为。金属弹簧伸长量与挂钩所受拉力大小的关系如表所示（不计弹簧的电阻及摩擦）。通过计算回答：拉力为时，电路消耗的电功率是多少？ 拉力 0 1.5 3 4.5 6 7.5 9 10.5 12 13.5 15 伸长量 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 【答案】0.3W 【解析】 【详解】当拉力为时，滑片在A端，电路是串联的，电流表示数为，则电路消耗的电功率是 23. 华为手机Mate60pro实现了芯片的国产化，手机中使用的量子通信加密技术、卫星通话等功能，体现了强大的科技创新能力。此款手机还有超强的续航能力，内置了（充满后储存的电能60000J）的大容量电池并配备80W有线超级快充充电头。 （1）利用超级快充技术，不考虑充电时的电能损耗，需要把这款电池从电量为0%充到100%，理论上需要的时间是多少分钟？ （2）实际使用中发现充电时间大概需要42分钟，所以充电过程功率应该不是保持全程80W。因此他决定利用USB充电电流电压显示计来实时测量充电过程中充电器输出的电流和电压，经测量输出电压始终保持9V，电流随时间的变化如图所示。请求出第10分钟至20分钟这个时间段充电消耗的电能？ （3）若充电的数据线的阻值为，求第10分钟至20分钟这个时间段的数据线上因发热产生的热量？ 【答案】（1）12.5min； （2）21600J； （3）4800J 【解析】 【小问1详解】 利用超级快充技术，不考虑充电时的电能损耗，需要把这款电池从电量为0%充到100%，即W=60000J，充电功率P=80W， 由可得，理论上需要的时间 【小问2详解】 由图象可知，第10分钟至20分钟这个时间段，充电电流I=4A， 第10分钟至20分钟这个时间段充电消耗的电能 【小问3详解】 由焦耳定律可知，第10分钟至第20分钟，充电的数据线因发热产生的热量 24. 小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图乙为挂烫机的等效电路，为加热电阻，为限流电阻，S为自动温控开关。将挂烫机接入电路，S在位置“1”，前端电热板被加热，电路中的电流为；当温度升到130℃时，S切换到位置“2”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02A，当温度降到100℃时，S又回到位置“1”。 （1）求的阻值。 （2）求挂烫机待机状态的功率。 （3）熨烫过程中，电路的电流随时间变化如图丙，求挂烫机0~50s消耗的电能。 【答案】（1）44Ω （2）4.4W （3）33088J 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，S在位置“1”，前端电热板被加热，电路中的电流为，由图可知，此时电路中只有，因此阻值为 【小问2详解】 由题意可知，S切换到位置“2”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02A，则待机状态功率为 【小问3详解】 加热功率为 由图可知，0~50s，在发热状态下工作30s，消耗电能为 在待机状态下工作20s，消耗电能为 消耗总电能为 六、实验探究题（共21分） 25. 小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材和电路，其中电源电压为的为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻的为12Ω）。 【实验步骤】 （1）为了能够顺利完成该实验探究，下列两种规桥的滑动变阻器成选用______ （选填“A”或“B”）： A.“10Ω 5A”的滑动变阻器 B. “50Ω 0.5A”的滑动变阻器 （2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路中只有一处故障，则故障原因可能是______； （3）排除故除后，调节滑动变阻器滑片过程中，通过观察______的示数，确定小灯泡是否达到了额定功率；根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像，如图乙所示，分析图像可知： ①小灯泡的额定功率为______W； ②通过小灯泡的电流与它两端电压不成比，其原因是______。 【交流反思】 （4）在完成以上实验后，小军还想测量另一个额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率，小军测量电流时，连接好电路，闭合开关，发现电表指针向右偏转至如图所示位置，原因是______：断开开关，纠正错误后，发现电压表“0-15V”量程已损坏，只有“0-3V”量程可用，不更改器材的情况下，请设计出完成该实验的电路图并画在虚线框中。______ 【答案】 ①. B ②. 灯泡断路 ③. 电压表 ④. 0.625 ⑤. 灯泡的电阻随温度变化而变化 ⑥. 正负接线柱接反了 ⑦. 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]灯泡正常工作时电流为 测定灯泡功率的实验中，灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路电压特点得，灯泡正常工作时，滑动变阻器电压为 U滑=UUL=6V2.5V=3.5V 滑动变阻器电阻为 滑动变阻器应选“50Ω 0.5A”的滑动变阻器，故B符合题意，A不符合题意。 故选B。 (2)[2]闭合开关后，小灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路存在断路造成的，电流表无示数，说明电路存在断路；电压表示数有示数，说明与电压表并联的灯泡断路，电压表被串联在了电路中。 (3)[3]测定小灯泡电功率时，调节滑动变阻器滑片过程中，通过观察电压表的示数，确定小灯泡是否达到了额定功率，当电压表的示数为额定电压时，小灯泡的功率达到额定功率。 [4]根据图乙知，当电压为额定电压U=2.5V时，电流I=0.25A，小灯泡的额定功率为 P=UI=2.5V0.25A=0.625W [5]通过小灯泡的电流与它两端电压不成比，其原因是小灯泡的电阻受温度影响，电阻随温度的升高而增大。 (4)[6]小军测量电流时，连接好电路，闭合开关，发现电表指针向右偏转，但仍在零刻线的左侧，无法读取数据，说明电流表的正负接线柱反接了，应调换变接线柱的接线。 [7]纠正错误后，发现电压表“015V”量程已损坏，只有“03V”量程可用，所以不能用来测量小灯泡的额定电压3.8V，这时可让电压表与滑动变阻器并联，间接测量小灯泡两端的电压，当电压表的示数为2.2V时，小灯泡正常发光。如图 26. 实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝R，装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如图甲所示的电路。 （1）用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，且导线不交叉______； （2）闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R________（选填“短路”或“开路”）。排除故障后进行实验，实验中通过观察________来比较相同时间内不同电流产生热量的多少； （3）若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中________（选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻________（选填“串”或“并”）联进行实验； （4）同学们进一步学习了解到：物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电流的热效应工作的家用电器有________（请举一例）。 【答案】（1） （2） ①. 开路 ②. 温度计上升的温度 （3） ①. B ②. 串 （4）电水壶 【解析】 【小问1详解】 滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，表明接入电阻变小，故滑动变阻器应接入下端右边接线柱，如图所示 【小问2详解】 [1][2]闭合开关后，发现电流表指针未偏转，表明中可能存在开路，经检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R开路。排除故障后进行实验，当烧瓶内液体吸收热量后，内能增加温度升高，故实验中通过观察温度计上升的温度来比较相同时间内不同电流产生热量的多少，运用了转换法。 【小问3详解】 [1][2]若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，根据控制变量法，电流与通电时间应相同，电阻不同，故可选择图乙中B烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻串联。 【小问4详解】 电水壶可以在通电时电热丝产生热量对水加热，运用了电流的热效应。 27. 电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。 （1）如图所示，利用干电池、导线和小磁针进行实验。通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位，实验表明________。 （2）如图甲所示，将直导线绕成螺线管形状，将其安装在有机玻璃板上，连入电路。硬纸板上均匀地撒满铁屑，螺线管周围放置若干枚小磁针。 ①闭合开关，轻敲玻璃板，观察到铁屑的分布规律，同时观察到小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围存在________。铁屑的分布情况与________磁体周围铁屑的分布情况相似。此时，如果移走小磁针，该结论________（选填“仍成立”或“不成立”）； ②小磁针的作用是指示该点的磁场________。观察图乙小磁针的指向，可知螺线管的右端是________（选填“N”或“S”）极。接下来将电源的正负极对调，这是为了进一步判断通电螺线管的极性与________的关系。 （3）在螺线管中插入软铁棒，可以制成电磁铁，下列设备中没有用到电磁铁的是________。 A. 电磁继电器 B. 电磁起重机 C. 电炉 D. 电铃 【答案】（1）通电导线周围存在磁场 （2） ①. 磁场 ②. 条形 ③. 仍成立 ④. 方向 ⑤. N ⑥. 电流方向 （3）C 【解析】 【小问1详解】 利用干电池、导线和小磁针进行实验时，通电后小磁针发生偏转，这是因为通电导线周围产生了磁场，对小磁针产生了磁力的作用，使其发生偏转。断电后，磁场消失，小磁针在地磁场的作用下复位。因此，实验表明通电导线周围存在磁场。 【小问2详解】 [1][2][3]将直导线绕成螺线管形状后，闭合开关，轻敲玻璃板，可以观察到铁屑被磁化成小磁针，并沿磁场方向排列，形成磁场的分布规律。同时，小磁针也发生偏转，进一步说明通电螺线管周围存在磁场。铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似，都呈现出两端密集、中间稀疏的特点。此时，如果移走小磁针，由于铁屑已经磁化并显示出磁场的分布，因此该结论仍成立。 [4][5][6]小磁针在磁场中会受到磁力作用而转动，其静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向。观察图乙中小磁针的指向，可以判断螺线管的右端是N极。接下来将电源的正负极对调，可以改变通电螺线管中的电流方向，从而进一步判断通电螺线管的极性与电流方向的关系。 【小问3详解】 在螺线管中插入软铁棒后，可以制成电磁铁。电磁铁在许多设备中都有应用，如电磁继电器、电磁起重机和电铃等。它们都是利用电磁铁通电产生磁性、断电磁性消失的特性来工作的。而电炉则是利用电流的热效应工作的，与电磁铁无关。因此，没有用到电磁铁的设备是电炉。 故选C。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 47级12月学情质量检测物理试题 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项最符合题目的要求） 1. 商场中，卖微波炉的售货员和顾客发生了争执。售货员说：微波炉很省电，用一次花不了多少电费；顾客说：我觉得微波炉很费电，我家的微波炉一开就“烧保险”。从物理学的角度看，售货员所说的“省电”和顾客所说的“费电”分别指的是微波炉在使用时（　　） A. 消耗较少的电能，消耗较多的电能 B. 电功率较小，电功率较大 C. 电功率较小，消耗较多的电能 D. 消耗较少的电能，电功率较大 2. 将一只“6V 3W”的小灯泡（忽略温度影响）接入电流为0.4A的电路中，闭合开关后，小灯泡的实际功率（ ） A. 大于3W B. 等于3W C. 小于3W D. 无法确定 3. 20世纪60年代，美国细菌学家发现趋磁细菌，将磁铁置于细菌附近，细菌向磁铁的N极运动，如图所示。由此可见，在海洋中，地磁场将驱使这种细菌运动的方向为（　　） A. 由南向北 B. 由北向南 C. 由西向东 D. 由东向西 4. 小明从电动玩具上拆下一块电池。为了确定该电池的正负极，他设计了以下四种方案，其中可行的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示是一种节能电烙铁的工作原理图。它正常工作时，两端的电压为220V。在预热状态时，通过它的电流较小；在焊热状态时，通过它的电流较大。闭合开关S1，下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关S2，此时小灯熄灭，处于预热状态 B. 断开开关S2，此时小灯发光，处于焊热状态 C. 闭合开关S2，此时小灯发光，处于预热状态 D. 闭合开关S2，此时小灯熄灭，处于焊热状态 6. 在班级组织的“自制指南针”活动中，小伟同学用条形磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A. 树叶尖端指向地磁南极 B. 指南针的“N”应标注在树叶尖端 C. 树叶周围存在磁场和磁感线 D. 若用磁体的N极靠近树叶尖端，会相互吸引 7. 如图是小李同学探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。闭合开关，小磁针静止时N极的指向如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 根据小磁针指向可以判定，通电螺线管的右端为S极 B. 小磁针静止时极所指方向就是该点的磁场方向 C. 将小磁针移到其他位置，极所指方向一定不变 D. 对调电源正负极时，小磁针极指向不变 8. 在物理拓展活动课上，小华用一节干电池的负极吸上一块磁铁，竖直放置在水平桌面上，然后将一段铜丝做成“M”型线圈，如图甲所示。小华将铜丝小心地放置在电池上，使铜丝的中间部分跟电池的正极接触，调整铜丝的形状使铜丝的两端跟磁铁能够保持轻触，铜丝便开始旋转起来，如图乙所示。下列四幅图中能反映该实验工作原理的是（ ） A. B. C. D. 9. 许多汽车的后视镜配备了如图甲所示的加热装置，该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能，保持镜面清晰，确保驾驶安全。其内部电路如图乙所示，和为加热电阻。下列分析正确的是（ ） A. 只闭合开关时，为除霜状态 B. 同时闭合开关和时，为除雾状态 C. 除雾状态，电路的总电流最大 D. 除霜状态，电路的总功率最大 10. 法国科学家费尔和德国科学家格林贝格尔发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命。如图所示是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻。闭合开关、，下列说法正确的是（ ） A. 电磁铁的左端为极 B. 滑片P向左滑动时，电磁铁磁性变弱 C. 滑片P向左滑动时，巨磁电阻阻值变小 D. 滑片P向左滑动时，灯泡变暗 二、多项选择题（本大题共5小题，每小题4分，共20分。每小题给出的4个选项中，至少有两个选项符合题目要求） 11. 下列对相关数据的估测，符合实际的是（ ） A. 教室内空调的额定电流约为10A B. 日光灯的额定电流约为 C. 用测电笔接触火线时通过人体的电流约为 D. 电流表的内阻约 12. 如图所示是比较简单的家庭电路示意图；关于家庭电路，下列说法正确的是（　　） A. 电能表是测量家庭电路中正在工作的用电器总功率的仪表 B. 保险盒内的保险丝熔断后，可以用铜导线或者铁导线代替 C. 控制灯泡的开关和它所控制的灯泡，位置可以互换 D. 连接三孔插座的导线中，a导线是零线，b导线是火线 13. 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，R0为定值电阻，闭合开关S，海水盐浓度越大，电表示数不变的是（ ） A. B. C. D. 14. 有关下图的说法正确的是（ ） A. 如图实验说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关 B. 如图实验说明通电导体在磁场中受到力的作用 C. 如图实验是由物理学家安培发现的 D. 如图实验说明同名磁极相互排斥 15. 如图甲所示电路的电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，图乙是小灯泡的I－U图像。闭合开关S后，下列判断正确的是（　　） A. 滑动变阻器的滑片P向左滑动时，灯泡变暗 B. 电流表示数为0.4A时，灯泡的电阻是2.5Ω C. 电压表示数为2.5V时，小灯泡的功率是1.25W D. 小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率是0.25W 三、填空题（每空2分，共14分） 16. 红米快充技术取得巨大突破，5min就可充满4100mAh的手机电池，即快充充电器输出的________较大，从而提高电能传输速度；其正常工作时，通过快充充电线中的电流较大，根据________，为了减小数据线上电能的损耗，其充电线比普通手机充电线要粗一些。 17. 现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。如图所示，当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为______极，此时活塞将向______运动。 18. 如图所示圆环形绝缘凹槽内装满水银，水银的内外侧用导线接入电路，圆心处放置一块圆柱形磁铁，闭合开关后，发现水银逆时针流动，小明同时对调电源的正负极和磁铁的南北极；则该操作后水银的流动情况是________（选填“顺时针流动”或“逆时针流动”）。 19. PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。它有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其阻值随温度的升高而减小；高于这个温度时，其阻值随温度的升高而增大。我们把这个设定的温度叫做“居里点温度”。如图甲的3D打印笔，其内部电路如图乙所示，R1、R2是两个相同的PTC发热电阻，单个PTC的阻值与温度的关系如图丙所示： （1）打印笔工作时有快、慢两挡，图乙中当S、S1都闭合时，处于_______挡； （2）由图丙可知，该PTC材料的“居里点温度”是______℃。 四、作图题（每图3分，共6分） 20. 图甲是某宾馆床头柜上的开关示意图，图乙是其控制的电路，其中S1为旋钮开关，单独控制台灯的通断和亮度；S2为单独控制电视插座的开关．请在图乙中将电路图连接完整，要求符合安全用电原则． 21. 如图所示，闭合开关S后小磁针沿顺时针方向偏转90°后静止，请在图中括号内标出电源的“+”“-”极，并标出通过通电螺线管外A点的磁感线的方向． （ ） 五、计算题（22题3分，23题8分，24题8分，共19分） 22. 图甲是一款数字测力计，其简化电路如图乙所示。电源电压恒为3V，R2是长为、阻值为、粗细均匀的电阻丝（它的阻值与长度成正比），拉力为时，滑片在A端，电流表示数为。金属弹簧伸长量与挂钩所受拉力大小的关系如表所示（不计弹簧的电阻及摩擦）。通过计算回答：拉力为时，电路消耗的电功率是多少？ 拉力 0 1.5 3 4.5 6 7.5 9 10.5 12 13.5 15 伸长量 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 23. 华为手机Mate60pro实现了芯片的国产化，手机中使用的量子通信加密技术、卫星通话等功能，体现了强大的科技创新能力。此款手机还有超强的续航能力，内置了（充满后储存的电能60000J）的大容量电池并配备80W有线超级快充充电头。 （1）利用超级快充技术，不考虑充电时的电能损耗，需要把这款电池从电量为0%充到100%，理论上需要的时间是多少分钟？ （2）实际使用中发现充电时间大概需要42分钟，所以充电过程功率应该不是保持全程80W。因此他决定利用USB充电电流电压显示计来实时测量充电过程中充电器输出的电流和电压，经测量输出电压始终保持9V，电流随时间的变化如图所示。请求出第10分钟至20分钟这个时间段充电消耗的电能？ （3）若充电的数据线的阻值为，求第10分钟至20分钟这个时间段的数据线上因发热产生的热量？ 24. 小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图乙为挂烫机的等效电路，为加热电阻，为限流电阻，S为自动温控开关。将挂烫机接入电路，S在位置“1”，前端电热板被加热，电路中的电流为；当温度升到130℃时，S切换到位置“2”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02A，当温度降到100℃时，S又回到位置“1”。 （1）求的阻值。 （2）求挂烫机待机状态的功率。 （3）熨烫过程中，电路的电流随时间变化如图丙，求挂烫机0~50s消耗的电能。 六、实验探究题（共21分） 25. 小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材和电路，其中电源电压为的为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻的为12Ω）。 【实验步骤】 （1）为了能够顺利完成该实验探究，下列两种规桥的滑动变阻器成选用______ （选填“A”或“B”）： A.“10Ω 5A”的滑动变阻器 B. “50Ω 0.5A”的滑动变阻器 （2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路中只有一处故障，则故障原因可能是______； （3）排除故除后，调节滑动变阻器滑片过程中，通过观察______的示数，确定小灯泡是否达到了额定功率；根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像，如图乙所示，分析图像可知： ①小灯泡的额定功率为______W； ②通过小灯泡的电流与它两端电压不成比，其原因是______。 【交流反思】 （4）在完成以上实验后，小军还想测量另一个额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率，小军测量电流时，连接好电路，闭合开关，发现电表指针向右偏转至如图所示位置，原因是______：断开开关，纠正错误后，发现电压表“0-15V”量程已损坏，只有“0-3V”量程可用，不更改器材的情况下，请设计出完成该实验的电路图并画在虚线框中。______ 26. 实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝R，装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如图甲所示的电路。 （1）用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，且导线不交叉______； （2）闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R________（选填“短路”或“开路”）。排除故障后进行实验，实验中通过观察________来比较相同时间内不同电流产生热量的多少； （3）若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中________（选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻________（选填“串”或“并”）联进行实验； （4）同学们进一步学习了解到：物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电流的热效应工作的家用电器有________（请举一例）。 27. 电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。 （1）如图所示，利用干电池、导线和小磁针进行实验。通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位，实验表明________。 （2）如图甲所示，将直导线绕成螺线管形状，将其安装在有机玻璃板上，连入电路。硬纸板上均匀地撒满铁屑，螺线管周围放置若干枚小磁针。 ①闭合开关，轻敲玻璃板，观察到铁屑的分布规律，同时观察到小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围存在________。铁屑的分布情况与________磁体周围铁屑的分布情况相似。此时，如果移走小磁针，该结论________（选填“仍成立”或“不成立”）； ②小磁针的作用是指示该点的磁场________。观察图乙小磁针的指向，可知螺线管的右端是________（选填“N”或“S”）极。接下来将电源的正负极对调，这是为了进一步判断通电螺线管的极性与________的关系。 （3）在螺线管中插入软铁棒，可以制成电磁铁，下列设备中没有用到电磁铁的是________。 A. 电磁继电器 B. 电磁起重机 C. 电炉 D. 电铃 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $