精品解析：河南省南阳市淅川县2024-2025学年九年级上学期期终阶段性调研物理试题

2024年秋期期终九年级阶段性调研 物理试卷 注意事项： 1.本试卷分试题卷和答题卡两部分。考生应首先阅读答题卡上的文字信息，然后在答题卡上作答，在试题卷上作答无效，交卷时只交答题卡。 2.本试卷共6页，五个大题，21个小题。满分70分，考试时间60分钟。 一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分） 1. 冬季雨雪严重时，温度极低的雨水在高铁电网上迅速结冰，发生的物态变化是___________，此过程___________热，对铁路道岔通电融雪除冰利用了电流的___________效应。 2. 艾灸是我国古老中医疗法，可以提升人体免疫力。如图用艾柱熏烤患者的穴位时，看到烟雾缭绕，闻到浓浓的艾草药香，其中闻到浓浓的艾草药香是__________现象，艾灸的部位有温热感，这是通过__________的方式使其内能增加的。 3. 我国家用电冰箱，正常工作时的电压为_____V；电冰箱内的压缩机和灯都能够独立工作，互不影响，则压缩机和灯之间的连接方式是_____（选填“串联”或“并联”）。 4. 如图是小明家3月末和4月末电能表表盘示数，则小明家4月份消耗的电能是_________kW·h，小明观察家里只开冰箱20分钟，电能表表盘转120r，消耗的电能是____________J。 5. 定值电阻R和灯泡L，其电流随两端电压的变化图像如图所示。若将R与L串联在4V电源两端，则R通电1min产生的热量为_______J；L消耗的电功率为________W；若将R与L并联在2V的电源两端，电路消耗的总功率为________W。 6. 做饭时，妈妈不小心将胡椒粉撒到了粗粒盐盒里，她想将胡椒粉与盐分离，苦于没有办法。小玉急中生智，拿了一根筷子在毛皮上摩擦几下，然后将筷子靠近胡椒粉，胡椒粉被吸到筷子上，成功地将其与粗粒盐分开。请回答： （1）小玉选用的筷子是金属的还是塑料的？ （2）请解释胡椒粉与粗粒盐分开的原因。 二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题为单项选择题，每题2分，第13、14题为双项选择题，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分） 7. 中华美食文化博大精深，如图，这些通过“煎、炸、蒸、炒”烹调的美食中所包含的物理知识，说法正确的是（ ） A. 煎饺子的锅一般用铁制造，主要是利用了铁的比热容大 B. 闻到油条的香味，说明分子在不停地做无规则运动 C. 蒸包子过程中，包子含有的热量不断增加 D. 炒粉时厨师不断地用铲子翻动主要是利用做功的方式使米粉的内能增加 8. 如图所示，纸盒外有两只小灯泡和一个开关，闭合开关两灯都亮，断开开关两灯都不亮。下列判断正确的是（　　） A. 盒内一定有两节电池 B. 盒内一定有电源供电 C. 两只灯泡一定是串联关系 D. 两只灯泡一定是并联关系 9. 如图是一款充电式小夜灯，在它的上方有一个光敏元件，当周围环境较暗时，小夜灯发光；当周围环境较亮时，小夜灯不发光。下面关于小夜灯的说法正确的是（ ） A. 小夜灯的塑料外壳通常情况下属于导体 B. 小夜灯充电时，将化学能转化为电能 C. 光敏元件相当于小夜灯电路中的开关 D. 铭牌上标注的mA·h是电能的单位 10. 小智同学搬了新家，她想了解一下新家里面甲醛情况，于是和物理小组成员设计了甲醛监测设备，原理如图﹣1所示。已知电源电压为6V，R0的阻值为10Ω，R是可以感知甲醛污染指数的可变电阻，图﹣2为甲醛污染指数与可变电阻阻值的变化关系图像，污染指数在50以下为轻度污染，在50～100间为中度污染，100以上为重度污染。下列分析正确的是（　　） A. 污染指数越大，电压表示数越小 B. 污染指数越小，电路中电流越大 C. 电压表示数为2V时，属于中度污染 D. 污染指数为50时，电压表示数为1V 11. 如图所示是小明设计的部分家庭电路，下列说法正确的是（　　） A. 灯泡与开关的连接符合安全用电要求 B. 若保险丝熔断，可以用铜丝替换 C. 闭合开关，若灯泡不亮，一定是灯泡短路 D. 三孔插座的连接符合安装要求 12. 如图所示实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，则下列说法正确的是（　　） A. 该实验装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系 B. 将左边电阻丝换成10Ω后，可以探究电热与电阻的关系 C. 通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的小 D. 该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩反映电阻丝放出热量的多少 13. 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. 除雾状态，电路中只有工作 B. 除霜状态，电路中只有工作 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 14. 司南是我国早期的指南针。小科将条形磁体置于塑料勺内，在勺下垫泡沫，一起置于装水的纸盘中，漂浮在水面上，能自由转动，从而得到一个仿制“司南”（如图所示）。下列说法正确的是（　　） A. “司南”静止时勺柄指南，标为N极 B. “司南”能指南北是受地磁场的作用 C. “司南”的纸盘换成铁盘后不能正常使用 D. “司南”勺柄的指向与勺内磁体的磁极方向无关 三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分） 15. 请在图中标出通电螺线管的 N 极和静止的小磁针的 N极。 16. 在项目化学习中，科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器，如图所示，可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻（）、一个电动机（）和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为440W，且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题：在虚线框内画出烘干器内部电路图。 四、实验探究题（本题共3小题，第17题5分，第18题5分，第19题9分，每空1分，共19分） 17. 在“安装直流电动机模型”的实验中：我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在磁场，磁体会对通电导体产生力的作用吗？ （1）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，闭合开关后，导体运动，说明磁场对_________导体有力的作用。 （2）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向_________（相同/相反），说明通电导体在磁场中的受力方向与_________有关。 （3）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向_________（相同/相反），说明通电导体在磁场中的受力方向与_________有关。 18. 某同学利用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。实验中电源电压保持不变，选用的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω，滑动变阻器的规格为“30Ω；1.5A”。 实验次数 3 4 5 6 电阻R/Ω 20 15 10 5 电流I/A 0.15 0.2 0.3 0.6 （1）连接电路前，开关应该_________，滑动变阻器的滑片移至最_________（填“左”或“右”）端； （2）正确连接并规范操作后，闭合开关，两电表均无示数。为了检查电路故障，小华将电压表接在滑动变阻器两端时无示数，接在开关两端时有示数，则电路的故障是_________（选填“A”、“B”或“C”）； A. 开关断路 B. 滑动变阻器断路 C. 定值电阻断路 （3）正确连接电路后，先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关后，移动滑片，当电流表的示数为0.4A时，记下电压表的示数；接着将5Ω的电阻换成另外4个定值电阻进行实验，每次观察到电压表的示数为_________V时，记录电流表的示数。分析实验数据，得出的结论是：_________； （4）若实验中电源电压有4V、6V、8V和10V四种可选，则该同学选用的电源电压可能是_________V。 19. 小明利用如图甲所示装置测量小灯泡的电功率，小灯泡正常发光时两端的电压为2.5V。 （1）把如图甲电路补充完整_________； （2）闭合开关，移动滑片P，某时刻电压表的指针位置如图乙所示，若要测出小灯泡正常工作时的电功率，需要将滑片向_________（选填“左”或“右”）滑动；小明多次实验，将实验数据记录在表格中，则小灯泡正常发光时的功率为_________W。 序号 1 2 3 电压U/V 0.5 1.5 2.5 电流I/A 0.26 0.20 0.26 （3）小明认为需求出小灯泡电功率的平均值，你认为他的做法是_________（选填“正确”或“错误”）的，原因是_________； （4）实验结束后，完成上述实验后，小君同学又想测量额定电压为U额的小灯泡正常发光的电阻，但发现电流表已经损坏，于是他又找来了两个开关和一个阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路。已知电源电压恒为U（U＞U额），请你完成下面的实验步骤。 ①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为_________； ②闭合开关S、S2，断开开关S1，_______，读出电压表示数为U1； ③小灯泡正常发光的电阻表达式为R额____________。 五、综合应用题（本题共2小题，第20题8分，第21题9分，共17分） 20. 每年中学生都需要体检，其中一项是测量身高。如图是一个电子身高测量仪的简易示意图，电源电压恒为6V，定值电阻R0=20Ω，R是一根固定着的、竖直放置的硬电阻棒，总长为40cm，其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比；金属棒cd和MP（右端P是滑片）与电路接触良好，电阻不计。小明用该测量仪对小聪、小亮、小英三位同学的身高进行了测量，其数据见下表。若测量小英同学的身高时，滑片P恰在电阻棒ab的中点位置。试问： 小聪 小英 小亮 A表示数I/A 0.20 0.15 0.12 V表示数U/V 2.0 3.0 3.6 身高h/m 1.6 （1）定值电阻R0的作用是_________；在测量范围内，电压表示数随被测量人身高增大而_________（选填“增大”或“减小”）； （2）电阻棒R的总电阻是多大_________？ （3）小聪同学的身高是多少_________？ 21. 图甲是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计，R1阻值随温度变化的关系如图乙所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温；R3、R4为纯电热丝，均置于水箱中，R3＝24.2Ω；电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来。（工作过程中，电源电压均保持不变），请完成下列问题： （1）图甲中电磁铁的上端为________（选填“N极”或“S极”）； （2）加热时电热丝R3的功率为多少_________？ （3）如果电热水器储有60kg的水，电路处于正常加热状态，水温从20℃升高到40℃，产生的热量70%被水吸收，则需要电热水器正常工作多长时间_________？[c水＝4.2×103J/（kg·℃）] （4）如果将电热水器水温设为60℃，R2的阻值应该调至多少_________？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024年秋期期终九年级阶段性调研 物理试卷 注意事项： 1.本试卷分试题卷和答题卡两部分。考生应首先阅读答题卡上的文字信息，然后在答题卡上作答，在试题卷上作答无效，交卷时只交答题卡。 2.本试卷共6页，五个大题，21个小题。满分70分，考试时间60分钟。 一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分） 1. 冬季雨雪严重时，温度极低的雨水在高铁电网上迅速结冰，发生的物态变化是___________，此过程___________热，对铁路道岔通电融雪除冰利用了电流的___________效应。 【答案】 ①. 凝固 ②. 放 ③. 热 【解析】 【详解】[1][2]冬季雨雪严重时，温度极低的雨水在高铁电网上迅速结冰，物质由液态的水变成固态的冰，发生的物态变化是凝固，凝固时向外放热。 [3]对铁路道岔通电融雪除冰利用了电流的热效应，将电能转化为内能，使铁道温度升高，雪冰从中吸热熔化。 2. 艾灸是我国古老中医疗法，可以提升人体免疫力。如图用艾柱熏烤患者的穴位时，看到烟雾缭绕，闻到浓浓的艾草药香，其中闻到浓浓的艾草药香是__________现象，艾灸的部位有温热感，这是通过__________的方式使其内能增加的。 【答案】 ①. 扩散 ②. 热传递 【解析】 【详解】[1]闻到浓浓的艾草药香，这说明药香分子在不停地做无规则运动；烟雾缭绕不是分子的运动。 [2]艾灸的部位有温热感，是艾灸的部位吸收了热量，通过热传递的方式改变内能。 3. 我国家用电冰箱，正常工作时的电压为_____V；电冰箱内的压缩机和灯都能够独立工作，互不影响，则压缩机和灯之间的连接方式是_____（选填“串联”或“并联”）。 【答案】 ①. 220 ②. 并联 【解析】 【详解】[1]我国家庭电路的电压为220V，故我国家用电冰箱正常工作时的电压为220V。 [2]电冰箱内的压缩机和灯都能够独立工作，互不影响，则压缩机和灯是并联关系。 4. 如图是小明家3月末和4月末电能表表盘示数，则小明家4月份消耗的电能是_________kW·h，小明观察家里只开冰箱20分钟，电能表表盘转120r，消耗的电能是____________J。 【答案】 ①. 240 ②. 1.44×105 【解析】 【详解】[1]电能表的最后一位数是小数，单位是kW·h，3月末和4月末电能表的示数分别为6022.3kW·h和6262.3kW·h；小明家4月消耗的电能为W=6262.3kW·h-6022.3kW·h=240kW·h [2]3000r/(kW·h)表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转动3000r，电能表的转盘转120r时，冰箱消耗的电能 5. 定值电阻R和灯泡L，其电流随两端电压的变化图像如图所示。若将R与L串联在4V电源两端，则R通电1min产生的热量为_______J；L消耗的电功率为________W；若将R与L并联在2V的电源两端，电路消耗的总功率为________W。 【答案】 ①. 54 ②. 0.3 ③. 1.3 【解析】 【详解】[1][2]若将R与L串联在4V电源两端，通过R与L的电流相等，由图可知，此时电路中的电流为0.3A，R两端的电压为3V，L两端的电压为1V，则R通电1min产生的热量 L消耗的电功率 [3]若将R与L并联在2V的电源两端，由图可知，通过R的电流为0.2A，通过L的电流为0.45A，则电路中的总电流为电路消耗的总功率为 6. 做饭时，妈妈不小心将胡椒粉撒到了粗粒盐盒里，她想将胡椒粉与盐分离，苦于没有办法。小玉急中生智，拿了一根筷子在毛皮上摩擦几下，然后将筷子靠近胡椒粉，胡椒粉被吸到筷子上，成功地将其与粗粒盐分开。请回答： （1）小玉选用的筷子是金属的还是塑料的？ （2）请解释胡椒粉与粗粒盐分开的原因。 【答案】（1）塑料；（2）塑料筷子经过毛皮摩擦后带上电，带电体具有吸引轻小物体的性质，而食盐密度大，相对较重，因此带电的筷子将轻小的胡椒粉吸出。 【解析】 【详解】（1）金属筷子与毛皮摩擦后，会因为摩擦起电而带电。但金属有良好的导电性。而人与大地都是导体，所以摩擦产生的电荷会通过人体流入大地，它就无法吸引轻小物体了。故此处一定时塑料筷子。 （2）略。 二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题为单项选择题，每题2分，第13、14题为双项选择题，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分） 7. 中华美食文化博大精深，如图，这些通过“煎、炸、蒸、炒”烹调的美食中所包含的物理知识，说法正确的是（ ） A. 煎饺子的锅一般用铁制造，主要是利用了铁的比热容大 B. 闻到油条的香味，说明分子在不停地做无规则运动 C. 蒸包子过程中，包子含有的热量不断增加 D. 炒粉时厨师不断地用铲子翻动主要是利用做功的方式使米粉的内能增加 【答案】B 【解析】 【详解】A．煎锅一般用铁制造，主要是利用铁具有良好的导热性，与比热容无关，故A错误； B．闻到油条的香味，属于扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故B正确。 C．蒸包子过程中，包子吸收热量，内能增大。但不能说包子含有的热量，故C错误； D．炒粉时，主要是通过热传递的方式增加粉的内能。翻炒的目的是使粉受热均匀，故D错误。 故取B。 8. 如图所示，纸盒外有两只小灯泡和一个开关，闭合开关两灯都亮，断开开关两灯都不亮。下列判断正确的是（　　） A. 盒内一定有两节电池 B. 盒内一定有电源供电 C. 两只灯泡一定是串联关系 D. 两只灯泡一定是并联关系 【答案】B 【解析】 【详解】AB．灯可以发光，则电路中一定由提供电能的电源，但电源的种类不能确定，故A错误，B正确； CD．由一个电源、两个小灯泡、一个开关和若干导线组成的电路可能是串联电路，开关控制整个电路，开关断开两灯都不亮，也可能是并联电路，当开关接在干路上，也可以控制两盏灯同时亮同时灭，故CD错误。 故选B。 9. 如图是一款充电式小夜灯，在它的上方有一个光敏元件，当周围环境较暗时，小夜灯发光；当周围环境较亮时，小夜灯不发光。下面关于小夜灯的说法正确的是（ ） A. 小夜灯的塑料外壳通常情况下属于导体 B. 小夜灯充电时，将化学能转化为电能 C. 光敏元件相当于小夜灯电路中的开关 D. 铭牌上标注的mA·h是电能的单位 【答案】C 【解析】 【详解】A．小夜灯的塑料外壳不容易导电，属于绝缘体，故A错误； B．小夜灯充电时，消耗电能，将电能转化为化学能存储在电池内部，故B错误； C．当周围环境较暗时，小夜灯发光；当周围环境较亮时，小夜灯不发光，光敏元件控制电阻的通断，相当于小夜灯电路中的开关，故C正确； D．铭牌上标注的mA·h是电流与时间的乘积，称为安时容量，不是电能的单位，故D错误。 故选C。 10. 小智同学搬了新家，她想了解一下新家里面甲醛情况，于是和物理小组成员设计了甲醛监测设备，原理如图﹣1所示。已知电源电压为6V，R0的阻值为10Ω，R是可以感知甲醛污染指数的可变电阻，图﹣2为甲醛污染指数与可变电阻阻值的变化关系图像，污染指数在50以下为轻度污染，在50～100间为中度污染，100以上为重度污染。下列分析正确的是（　　） A. 污染指数越大，电压表示数越小 B. 污染指数越小，电路中电流越大 C. 电压表示数为2V时，属于中度污染 D. 污染指数为50时，电压表示数为1V 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图1可知两电阻串联，电压表测定值电阻R0两端的电压，电流表测电路的电流；由图像可知，污染指数越大，可变电阻的阻值越小，根据分压原理可知，可变电阻分担的电压越小，根据串联电路电压的规律，则定值电阻分担的电压越大，即电压表示数越大，故A错误； B．污染指数越小，可变电阻的阻值越大，电路的总电阻越大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，故B错误； C．电压表示数为2V时，电路中电流 根据串联电路电压的规律，可变电阻两端电压 由串联电路的规律及欧姆定律，则可变电阻连入电路中的阻值 由图像可知，电阻为20Ω时，污染指数为150，属于重度污染，故C错误； D．由图像可知，污染指数为50时，可变电阻连入电路中的阻值为50Ω，可变电阻的阻值为定值电阻阻值的5倍，根据串联电路的分压原理，可变电阻的电压为定值电阻的5倍，即，因串联电路的总电压等于各部分电压之和，则 所以R0两端电压 即电压表示数为1V，故D正确。 故选D。 11. 如图所示是小明设计的部分家庭电路，下列说法正确的是（　　） A. 灯泡与开关的连接符合安全用电要求 B. 若保险丝熔断，可以用铜丝替换 C. 闭合开关，若灯泡不亮，一定是灯泡短路 D. 三孔插座的连接符合安装要求 【答案】A 【解析】 【详解】A．开关接在火线和灯泡之间，这样开关既能控制灯泡，又能在开关断开时切断与火线的连接，符合安全用电的原则，故A正确； B．组成保险丝的材料是电阻率较大而熔点较低的铅锑合金，在电流过大时熔断，自动切断电路，起到保护作用；铜导线的熔点很高，当电流过大时，不能熔断，起不到保护电路的作用，容易引起火灾，故B错误； C．闭合开关，若灯泡不亮，可能是灯泡短路，也可能是电路的某处断路，若是灯泡短路，则会引起保险丝熔断，故C错误； D．三孔插座的左孔应接零线，右孔应接火线，上孔应接地线，上图的接法不符合安全用电的要求，故D错误。 故选A。 12. 如图所示实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，则下列说法正确的是（　　） A. 该实验装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系 B. 将左边电阻丝换成10Ω后，可以探究电热与电阻的关系 C. 通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的小 D. 该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩反映电阻丝放出热量的多少 【答案】A 【解析】 【详解】A．电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究产生的热量与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变。上图中，右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，而通电时间相同，故该实验装置可探究电流产生的热量与电流的关系，故A正确； B．探究电热与电阻的关系要控制通过电阻的电流及通电时间相同，将左边容器中的电阻丝换成 10Ω的电阻丝后，电阻不同，且通过两容器中电阻丝的电流也是不同的，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，故B错误； CD．电流通过导体产生热量的多少不易直接观察，左、右两个透明容器中密封着等量的空气，电阻丝产生热量越多，气体膨胀程度越大，故可通过U形管液面的高度差来反映电阻丝产生的热量多少，采用了转换法；由于左侧容器中电阻中的电流大于右侧容器中电阻的电流，根据Q=I2Rt，在电阻和通电时间相同的情况下，左侧容器中的电阻产生的电热多，由转换法以，所以左侧U形管中液面的高度差大，故CD错误。 故选A。 13. 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. 除雾状态，电路中只有工作 B. 除霜状态，电路中只有工作 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】 【分析】在电压U一定的情况下，由电功率公式可知，电阻R越小，电功率P越大；电阻R越大，电功率P越小。 【详解】AC．当开关S闭合，S1断开时，电路中只有R2工作，此时电路中的总电阻最大，总电流最小，总功率最小，后视镜处于“低温”除雾状态，故A、C错误； BD．当开关S、S1均闭合时，电路中R1与R2并联，此时电路中的总电阻最小，总电流最大，总功率最大，后视镜处于“高温”除霜状态，故B错误，D正确。 故选D。 14. 司南是我国早期的指南针。小科将条形磁体置于塑料勺内，在勺下垫泡沫，一起置于装水的纸盘中，漂浮在水面上，能自由转动，从而得到一个仿制“司南”（如图所示）。下列说法正确的是（　　） A. “司南”静止时勺柄指南，标为N极 B. “司南”能指南北是受地磁场的作用 C. “司南”的纸盘换成铁盘后不能正常使用 D. “司南”勺柄的指向与勺内磁体的磁极方向无关 【答案】BC 【解析】 【详解】A．“司南”静止时勺柄指南，就是南极，为S极，故A错误； B．“司南”能指南北是因为受到地磁场的作用，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的特点从而起到指南北作用的，故B正确； C．“司南”实质上是一个条形磁体，对铁、钴、镍等物质具有吸引作用，如果将纸盘换做铁盘，则会由于铁盘的吸引作用而无法指南北，故C正确； D．“司南”勺柄的为S极，与地磁场的N极相互吸引，因此才具有指南北的性质，故D错误。 故选BC。 三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分） 15. 请在图中标出通电螺线管的 N 极和静止的小磁针的 N极。 【答案】 【解析】 【详解】根据安培定则：用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指所指的就是N极，可知通电螺线管的左端为N极；由于同名磁极相互排斥，故静止小磁针的右端为N极。 16. 在项目化学习中，科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器，如图所示，可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻（）、一个电动机（）和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为440W，且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题：在虚线框内画出烘干器内部电路图。 【答案】 【解析】 【详解】由题意知，内部电路是由一个发热电阻、一个电动机和两个开关组成的并联电路，可实现冷风吹干和热风烘干两种功能，因此发热电阻与电动机并联，要求发热电阻不能单独工作出现“干烧”现象，则一个开关在干路控制整个电路，另一个开关与发热电阻串联，控制发热电阻，如图所示： 四、实验探究题（本题共3小题，第17题5分，第18题5分，第19题9分，每空1分，共19分） 17. 在“安装直流电动机模型”的实验中：我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在磁场，磁体会对通电导体产生力的作用吗？ （1）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，闭合开关后，导体运动，说明磁场对_________导体有力的作用。 （2）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向_________（相同/相反），说明通电导体在磁场中的受力方向与_________有关。 （3）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向_________（相同/相反），说明通电导体在磁场中的受力方向与_________有关。 【答案】（1）通电 （2） ①. 相反 ②. 磁场方向 （3） ①. 相反 ②. 电流方向 【解析】 【小问1详解】 在实验中，将导体ab放在蹄形磁铁两极间，未闭合开关时，电路不通，没有电流，导体保持静止。当闭合开关后，电路导通有了电流，此时导体开始运动。这一现象表明，只有当导体中有电流通过，即成为通电导体时，磁场才会对其产生力的作用。 【小问2详解】 [1][2]当断开开关后，把磁铁的N、S极对调，这样就改变了磁场的方向。再次闭合开关，此时电流方向没有改变。通过观察发现，导体ab的运动方向与对调磁极前的运动方向相反。这就说明，在电流方向不变的情况下，仅改变磁场方向，通电导体在磁场中的受力方向会发生改变，也就意味着通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。 【小问3详解】 [1][2]断开开关，将电源的正、负极对调，再闭合开关，这样导体中的电流方向就改变了，而此时磁场方向并未改变。这时会看到导体ab的运动方向与对调电源正负极前的运动方向相反。这表明在磁场方向不变的情况下，仅改变电流方向，通电导体在磁场中的受力方向也会改变，即通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。 18. 某同学利用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。实验中电源电压保持不变，选用的定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω，滑动变阻器的规格为“30Ω；1.5A”。 实验次数 3 4 5 6 电阻R/Ω 20 15 10 5 电流I/A 0.15 0.2 0.3 0.6 （1）连接电路前，开关应该_________，滑动变阻器的滑片移至最_________（填“左”或“右”）端； （2）正确连接并规范操作后，闭合开关，两电表均无示数。为了检查电路故障，小华将电压表接在滑动变阻器两端时无示数，接在开关两端时有示数，则电路的故障是_________（选填“A”、“B”或“C”）； A. 开关断路 B. 滑动变阻器断路 C. 定值电阻断路 （3）正确连接电路后，先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关后，移动滑片，当电流表的示数为0.4A时，记下电压表的示数；接着将5Ω的电阻换成另外4个定值电阻进行实验，每次观察到电压表的示数为_________V时，记录电流表的示数。分析实验数据，得出的结论是：_________； （4）若实验中电源电压有4V、6V、8V和10V四种可选，则该同学选用的电源电压可能是_________V。 【答案】（1） ①. 断开 ②. 右 （2）A （3） ①. 3 ②. 导体两端电压一定，导体中的电流与导体的电阻成反比 （4）4 【解析】 【小问1详解】 [1][2]为了保护电路，连接电路前，开关应该断开，滑动变阻器的滑片移至阻值最大的最右端。 【小问2详解】 由图得，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测量定值电阻的电压，电流表测量电路电流。正确连接并规范操作后，闭合开关，两电表均无示数，说明电路中存在断路现象。为了检查电路故障，小华将电压表接在滑动变阻器两端时无示数，接在开关两端时有示数，说明此时电路处于接通状态，说明电路的故障是与电压表并联的开关断路，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【小问3详解】 [1]正确连接电路后，先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关后，移动滑片，当电流表的示数为0.4A时，由欧姆定律得，定值电阻的电压控制为 则接着将5Ω的电阻换成另外4个定值电阻进行实验，每次观察直到电压表的示数为2V时，记录电流表的示数。 [2]由实验数据可得，导体两端电压一定，导体中的电流与导体的电阻的乘积不变，由此可得出的结论是：导体两端电压一定，导体中的电流与导体的电阻成反比。 【小问4详解】 当实验的定值电阻的阻值为25Ω时，变阻器接入电路中的电阻最大为30Ω时，电源电压最大，此时电路电流为 此时电源电压为 若实验中电源电压有4V、6V、8V和10V四种可选，则该同学选用的电源电压可能是4V。 19. 小明利用如图甲所示装置测量小灯泡的电功率，小灯泡正常发光时两端的电压为2.5V。 （1）把如图甲电路补充完整_________； （2）闭合开关，移动滑片P，某时刻电压表的指针位置如图乙所示，若要测出小灯泡正常工作时的电功率，需要将滑片向_________（选填“左”或“右”）滑动；小明多次实验，将实验数据记录在表格中，则小灯泡正常发光时的功率为_________W。 序号 1 2 3 电压U/V 0.5 1.5 2.5 电流I/A 0.26 0.20 0.26 （3）小明认为需求出小灯泡电功率的平均值，你认为他的做法是_________（选填“正确”或“错误”）的，原因是_________； （4）实验结束后，完成上述实验后，小君同学又想测量额定电压为U额的小灯泡正常发光的电阻，但发现电流表已经损坏，于是他又找来了两个开关和一个阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路。已知电源电压恒为U（U＞U额），请你完成下面的实验步骤。 ①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为_________； ②闭合开关S、S2，断开开关S1，_______，读出电压表示数为U1； ③小灯泡正常发光的电阻表达式为R额____________。 【答案】（1） （2） ①. 右 ②. 0.65 （3） ①. 错误 ②. 见详解 （4） ①. ②. 保持滑动变阻器的滑片不动 ③. 【解析】 【小问1详解】 测量小灯泡的电功率，电源、开关、滑动变阻器、电流表、小灯泡串联在一起，电压表并联在小灯泡两端，滑动变阻器遵循“一上一下”的原则接入电路，注意图中滑动变阻器的滑片在左端，因开关闭合前，滑片在处于最大阻值处，所以滑动变阻器接右下接线柱。如图所示 【小问2详解】 [1]图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，需要将滑片向右端移动。 [2]由表格中数据可知，小灯泡在额定电压2.5V时的电流为0.26A，则小灯泡的额定功率是 【小问3详解】 [1][2]小明求小灯泡电功率平均值的方法是不正确的，因为电功率随电压和电流的变化而变化，求平均值无法准确反映小灯泡在不同电压下的实际性能和发光情况。 【小问4详解】 [1][2][3]①闭合开关S、S1，断开开关S2，灯L、R0、滑动变阻器R三者串联，此时电压表测定值电阻R0和滑动变阻器的总电压，要想测量额定电压为U额的小灯泡正常发光的电阻，根据串联电路电压的特点，应使电压表的示数为 ②要测量额定电压为U额的小灯泡正常发光的电阻，已知小灯泡的额定电压U额，还需要测定小灯泡正常发光时的电流，根据串联电路电流处处相等的特点，可先测通过R0的电流，通过闭合开关S、S2，断开开关S1，保持滑动变阻器的滑片不动，此时电压表测R0两端电压表示数为U1，③则通过R0的电流为 由于串联电路电路处处相等，则通过灯的电流大小等于通过R0的电流大小，则小灯泡正常发光的电阻 五、综合应用题（本题共2小题，第20题8分，第21题9分，共17分） 20. 每年中学生都需要体检，其中一项是测量身高。如图是一个电子身高测量仪的简易示意图，电源电压恒为6V，定值电阻R0=20Ω，R是一根固定着的、竖直放置的硬电阻棒，总长为40cm，其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比；金属棒cd和MP（右端P是滑片）与电路接触良好，电阻不计。小明用该测量仪对小聪、小亮、小英三位同学的身高进行了测量，其数据见下表。若测量小英同学的身高时，滑片P恰在电阻棒ab的中点位置。试问： 小聪 小英 小亮 A表示数I/A 0.20 0.15 0.12 V表示数U/V 2.0 3.0 3.6 身高h/m 1.6 （1）定值电阻R0的作用是_________；在测量范围内，电压表示数随被测量人身高增大而_________（选填“增大”或“减小”）； （2）电阻棒R的总电阻是多大_________？ （3）小聪同学的身高是多少_________？ 【答案】（1） ①. 保护电路 ②. 增大 （2）40 （3）1.5m 【解析】 【小问1详解】 [1][2]由图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，当滑动变阻器接入阻值最小时，通过电流较大，定值电阻R0可以起到保护电路的作用，避免电路因电流过大而损坏；电压表测量滑动变阻器两端电压，被测量人身高增大时，滑动变阻器接入阻值增大，根据串联分压可知滑动变阻器分得的电压增大，即电压表示数增大。 【小问2详解】 由电路图可知，滑动变阻器与电阻R0串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压。由表中数据可知，当P在中点时，U中=3V，I中=0.15A，根据欧姆定律可得 电阻棒的总电阻R总=2R中=2×20Ω=40Ω 【小问3详解】 小聪量身高时接入电路的电阻 因为已知总长为40cm，且求得电阻棒的总电阻为40Ω，所以1cm的电阻为1Ω，10Ω接入电路的长度为10cm，小聪的身高是1.6cm-0.2m+0.1m=1.5m 21. 图甲是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计，R1阻值随温度变化的关系如图乙所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温；R3、R4为纯电热丝，均置于水箱中，R3＝24.2Ω；电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来。（工作过程中，电源电压均保持不变），请完成下列问题： （1）图甲中电磁铁的上端为________（选填“N极”或“S极”）； （2）加热时电热丝R3的功率为多少_________？ （3）如果电热水器储有60kg的水，电路处于正常加热状态，水温从20℃升高到40℃，产生的热量70%被水吸收，则需要电热水器正常工作多长时间_________？[c水＝4.2×103J/（kg·℃）] （4）如果将电热水器水温设为60℃，R2的阻值应该调至多少_________？ 【答案】（1）S极 （2）2000W （3）3600s （4）20 【解析】 【小问1详解】 图甲中，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，由右手螺旋定则得，电磁铁的下端为N极，电磁铁的上端为S极。 【小问2详解】 当衔铁被释放时，工作电路为R3的简单电路，此时工作电路的电阻最小，由得，此时电路电功率最大，为加热状态；当衔铁被吸下来时， R3、R4串联，电路电阻最大，由得，此时电路电功率最小，为保温状态，则加热时电热丝R3的功率为 【小问3详解】 60kg的水，水温从20℃升高到40℃，吸收的热量为 电热水器产生的热量70%被水吸收，热水器加热水时消耗的电能为 由得，电热水器需要正常工作的时间为 【小问4详解】 如果将电热水器水温设为60℃，由图得，此时R1阻值为10Ω；当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来，由欧姆定律得，此时控制电路的电阻为 R2的阻值应该调 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