精品解析：广东省广州市白云区2023-2024学年九年级上学期期末物理试题

2023学年第一学期学生学业质量诊断调研 九年级物理（试题） 本试卷分第一部分（选择题）和第二部分（非选择题）。总分90分。考试时间60分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必在答题卡上用黑色字迹的钢笔或签字笔填写相关要求的学校、姓名、考号等考试信息；再用2B铅笔把对应号码的标号涂黑。 2．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，改动的答案也不能超出指定的区域；除作图题外不准使用铅笔，全卷不准使用涂改液。不按以上要求作答的答案无效。 4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 选择题（共30分） 一、单项选择题（选出最优的一个选项，每小题3分，共30分） 1. 如图所示是生活中使用的一种小夜灯，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。这个光敏元件相当于小夜灯电路中的（　　） A. 电源 B. 导线 C. 开关 D. 用电器 2. 如图所示，热熔法连接PPR管时，用热熔器加热粗管端口内层和细管端口外层，然后把细管推进粗管，冷却后两根管子就连接在一起很难被拉开了，这个现象说明（　　） A. 分子是由原子构成的 B. 分子是运动的 C. 分子间存在引力 D. 分子间存在斥力 3. 报纸上有一篇题为《电器待机“偷电”多少，你知道吗？》的文章，配有如图所示的一幅插图，图中正在使用一种叫电力检测仪的测量工具对待机状态下的电视机进行测量。根据插图中电力检测仪显示屏显示的内容判断，此时测量的是待机状态下电视机的以下哪个物理量（　　） A. 电能 B. 电功率 C. 电阻 D. 电流 4. 甲、乙两种纳米材料相互摩擦后，甲的上表面和乙的下表面分别聚集了不同性质的电荷。将甲、乙接入电路后会产生电流，电流方向如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 甲聚集了正电荷，乙聚集了负电荷 B 甲容易得到电子，乙容易失去电子 C. 甲、乙整体上相当于电路中的用电器 D. 相互摩擦时电能转化内能 5. 某新型防盗玻璃是由中间嵌有极细金属丝的多层玻璃组成。当玻璃被击碎时，金属丝断裂。报警器就会报警。下列电路图，能满足上述要求的是（导线a为金属丝）（　　） A. B. C D. 6. 现将长度相同、横截面积不同的不同种材料制成的导体A和B接到如图所示的电路中，闭合开关S，此时导体A和B两端的电压关系是UA=UB，则（　　） A. 导体A的材料导电性能比B好 B. 导体A较细，故电阻比B大 C. 通过导体A的电流较B大 D. 说明导体电阻在特殊情况下与其长度、横截面积无关 7. 如图所示的电路中，闭合开关S后两灯发光。灯L1、L2的电阻分别为、，其两端的电压分别为、，通过的电流分别为、，则下列判断中正确的是 A. L1和L2串联， B. L1和L2并联， C. 若，则 D. 若 ，则 8. 手上有不同电阻值的定值电阻若干，不同规格的小灯泡若干，再加上按图连接的符合要求的元件。通过接入M、N之间的手上元件，下列实验可以完成的是（　　） A. M、N之间接不同电阻，能探究I与U关系 B. M、N之间接一个电阻，能探究I与R关系 C. M、N之间接一个小灯泡，能测量它的功率和电阻 D. M、N之间接不同小灯泡，能测量它们消耗的电能 9. 如图所示，将三个相同空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，将多个阻值相同的电阻R以不同的连接方式接入电路中，通电一段时间后体积变化最大的气球是（　　） A. a B. b C. c D. 三个相同 10. 图甲，A、B是两个完全相同的物体，分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，拉动A和B到斜面顶端时斜面的机械效率分别用ηA、ηB表示，则下列判断正确的是（　　） A. 拉动A和B到斜面顶端时ηA>ηB B. 拉动B到斜面顶端时ηB=80% C. 对A做的有用功小于额外功 D. 对B做的总功等于有用功 第二部分 非选择题（共60分） 二、填空 作图题（共24分） 11. （1）如图所示，小明在校园科技节中展示了自己的作品。塑料瓶内装入少量的液态乙醚，待乙醚充满整个塑料瓶后，启动电子打火器，活塞瞬间向前飞出一段距离，同时闻到了乙醚的气味。“闻到气味”属于______现象；活塞飞出的过程相当于热机的______冲程；活塞离开瓶口还可以继续向前飞出一段距离，因为它具有______。 （2）某柴油机的能量流向简化为如图所示，其中内能输入为1kg柴油完全燃烧放出的能量，那么，从能量流向图可以得出该柴油机的效率为______%，柴油的热值为______J/kg。 12. 为了比较不同液体比热容的大小，如图甲所示，在两个烧杯中分别装有A、B两种液体（mA=2mB）。用两个规格相同的加热器连入电路加热，该过程中忽略液体蒸发及热损失，得到温度与加热时间的图线如图乙、请根据以上信息及数据回答以下各题： （1）液体在第1min的内能______（选填“大于”“等于”或“小于”）第2min的内能；液体内能的改变是通过______方式实现的； （2）实验过程中通过比较______来比较A和B两种液体吸收热量的多少； （3）若让A、B都升高相同的温度，______液体需要的加热时间更长，由公式c=______进行分析，判断谁的比热容更大______（选填“A”或“B”）。 13. （1）综合实践小组用电烙铁焊接一种发光棒，正常情况下闭合开关，各LED小灯正常发光，效果会如图甲所示；小华完成焊接后通电却是图乙所示。请分析：①各小LED灯一定是串联的，那么图乙中第5个小LED灯不亮原因是______；②各小LED灯一定是并联的，那么图乙中小LED灯不亮原因是______。 （2）小明对LED灯都非常感兴趣，他把两种不同的金属片A、B插入柠檬，制成“水果电池”，与电压表连接在一起，如图所示，闭合开关，电压表示数为，则A金属片是柠檬电池的______极；若二极管断路，则电压表______（填“有”或“没有”）示数。 14. （1）小丽家欲购置一台2.5kW的电热水器。如图所示为小丽家的电能表，电能表的读数为______kW·h；小丽家原有用电器的总功率为3kW，从安全用电的角度考虑，原有用电器都在使用时，小丽家______（选填“可以“或”不可以“）同时使用这台电热水器。 （2）标有“220V，40W”的白炽灯，1kW·h的电能可供该灯正常发光______h。 15. 很多汽车的前照灯是卤素灯，如图甲所示，卤素灯每支灯管内有两组灯丝，一组是主光束灯丝，俗称“远光灯”；另一组是偏光束灯丝，俗称“近光灯”，卤素灯灯泡有a、b、c三个接线柱，用户可以根据需要在“远光灯”和“近光灯”之间进行切换。 （1）将图甲所示卤素灯接入图乙电路中，要求：开关S接1时，为“远光灯”； 开关S接2时，为“近光灯”，以笔画代替导线连接，且导线不能交叉。 （2）“远光灯”和“近光灯”额定电压均为12V，额定功率分别为60W和45W，已知两灯的材料与长度是相同的，灯丝较粗的是______（选填“远光灯”或“近光灯”），其正常工作时电阻是______Ω。 三、计算题（第16题11分、17题10分；共21分） 16. 如图甲所示是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组提升重为270N的物体所用的拉力为100N，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦，求： （1）在图甲中画出滑轮组的绕线； （2）该滑轮组的机械效率； （3）4s内对物体做的功； （4）拉力的功率。 17. 如图所示，已知定值电阻R1的阻值为30Ω，闭合开关时整个电路正常工作，两电流表的指针都指在同一位置，示数如图所示。（设电源电压保持不变）求： （1）电源电压U是多少？ （2）闭合开关，通电10s时，电阻R1所消耗的电能是多少？ （3）现用一个未知阻值定值电阻Rx替换电阻R1或R2，替换后只有一个电流表的示数发生了变化，且该电流表示数增加了0.3A，请判断Rx替换的是哪一个电阻______，Rx比替换的电阻的阻值大还是小？______，依据是______。 四、实验、探究题（第18题7分、19题8分；共15分） 18. 小华观察家中手电筒，发现里面只有一个LED灯，其额定电压为1.5V，他想测出该LED灯的额定功率。 （1）请在图1中用笔画线代替导线完成实物电路的连接； （2）连接电路时，开关应处于______（选填“断开”或“闭合”）状态。连好电路后闭合开关，移动变阻器滑片，发现小灯泡电流表示数保持0.1A不变，原因是______； （3）排除故障后，经过多次测量得到实验数据如表： 实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 1 1.0 030 0.30 2 1.2 0.42 0.50 3 1.5 第3次实验时，电流表示数如图2所示，读数为______A，则该LED灯的额定功率为______W。 19. 电路连好后如图所示，闭合开关，灯泡L发光。现要通过L的电流增大，小明列出甲、乙、丙、丁四种方法及对应主要操作步骤，请你逐个判断各种方法是否可行？并简述判断的依据是什么？ 方法 主要操作步骤 甲 将同样一个灯泡与L串联在同一电源上 乙 将另一个定值电阻与L并联后接在同一电源上 丙 将图中的电源、串联多一节干电池 丁 将灯泡L与一个滑动变阻器串联在同一电源上，并将变阻器接入电路的电阻调到最小值 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023学年第一学期学生学业质量诊断调研 九年级物理（试题） 本试卷分第一部分（选择题）和第二部分（非选择题）。总分90分。考试时间60分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必在答题卡上用黑色字迹的钢笔或签字笔填写相关要求的学校、姓名、考号等考试信息；再用2B铅笔把对应号码的标号涂黑。 2．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，改动的答案也不能超出指定的区域；除作图题外不准使用铅笔，全卷不准使用涂改液。不按以上要求作答的答案无效。 4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 选择题（共30分） 一、单项选择题（选出最优的一个选项，每小题3分，共30分） 1. 如图所示是生活中使用的一种小夜灯，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。这个光敏元件相当于小夜灯电路中的（　　） A. 电源 B. 导线 C. 开关 D. 用电器 【答案】C 【解析】 【详解】依题意得，光敏原件控制小夜灯的亮暗，说明它相当于开关，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2. 如图所示，热熔法连接PPR管时，用热熔器加热粗管端口内层和细管端口外层，然后把细管推进粗管，冷却后两根管子就连接在一起很难被拉开了，这个现象说明（　　） A. 分子是由原子构成的 B. 分子是运动的 C. 分子间存在引力 D. 分子间存在斥力 【答案】C 【解析】 【详解】把加热后的细管推进粗管，减小了PPR管分子间的距离，分子间存在较大的引力，使两根管子很难被拉开了，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3. 报纸上有一篇题为《电器待机“偷电”多少，你知道吗？》的文章，配有如图所示的一幅插图，图中正在使用一种叫电力检测仪的测量工具对待机状态下的电视机进行测量。根据插图中电力检测仪显示屏显示的内容判断，此时测量的是待机状态下电视机的以下哪个物理量（　　） A. 电能 B. 电功率 C. 电阻 D. 电流 【答案】B 【解析】 【详解】图中“电力检测仪”显示屏上标有W，W是功率的单位，“电力检测仪”显示屏上正确的文字说明应该是电视机待机功率是0.4W，所以此时测量的是显示器的功率，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 4. 甲、乙两种纳米材料相互摩擦后，甲的上表面和乙的下表面分别聚集了不同性质的电荷。将甲、乙接入电路后会产生电流，电流方向如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 甲聚集了正电荷，乙聚集了负电荷 B. 甲容易得到电子，乙容易失去电子 C. 甲、乙整体上相当于电路中的用电器 D. 相互摩擦时电能转化为内能 【答案】B 【解析】 【详解】AB．甲的上表面和乙的下表面分别聚集了不同性质的电荷，根据图中电流的流向可以判断乙的下表面带正电，甲的上表面带负电，摩擦的结果是甲得到了电子，乙失去了电子，故A不符合题意，B符合题意； C．将甲、乙接入电路后会产生电流，则甲、乙整体为电路提供电能，为电路提供电能的装置为电源，所以甲、乙整体上相当于电路中的电源，故C不符合题意； D．甲乙摩擦过程中，使电荷发生转移，甲乙都带上电，甲、乙的机械能转化为电能，故D不符合题意。 故选B。 5. 某新型防盗玻璃是由中间嵌有极细金属丝的多层玻璃组成。当玻璃被击碎时，金属丝断裂。报警器就会报警。下列电路图，能满足上述要求的是（导线a为金属丝）（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】新型防盗玻璃是由中间嵌有极细金属丝的多层玻璃组成，是导体； A．由图知，玻璃与警报器并联。当开关闭合，玻璃不被击碎时，电源短路；这是不允许的，故A不符合题意； B．由图知，玻璃与电阻R0并联。当开关闭合时，不论玻璃是否被击碎，警报器都会报警，故B不符合题意； C．由图知，玻璃与警报器、电阻R0均并联。当开关闭合，当玻璃不被击碎时，电源短路；这是不允许的，故C不符合题意； D．由图知，玻璃与警报器并联。根据并联电路特点知，当玻璃被击碎时，与金属线相连的警报器就会立刻报警；当开关闭合，玻璃不被击碎时，警报器被短路，警报器不会报警，电路为电阻R0的简单电路，故D符合题意。 故选D。 6. 现将长度相同、横截面积不同的不同种材料制成的导体A和B接到如图所示的电路中，闭合开关S，此时导体A和B两端的电压关系是UA=UB，则（　　） A. 导体A的材料导电性能比B好 B 导体A较细，故电阻比B大 C. 通过导体A的电流较B大 D. 说明导体电阻在特殊情况下与其长度、横截面积无关 【答案】A 【解析】 【详解】BC．由图知道，导体A、B串联在电路中，串联电路中各支路电流相等，即IA=IB，又因为UA＝UB，由知道RA=RB，故BC不符合题意； AD．根据，lA=lB，SA<SB，RA=RB，可以推导出ρA<ρB，即A材料的电阻率较小，导电性较强，故A符合题意，D不符合题意。 故选A。 7. 如图所示的电路中，闭合开关S后两灯发光。灯L1、L2的电阻分别为、，其两端的电压分别为、，通过的电流分别为、，则下列判断中正确的是 A. L1和L2串联， B. L1和L2并联， C. 若，则 D. 若 ，则 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．由题图可知，两灯泡并联，所以其两端的电压相等；由于无法确定和的大小关系，所以无法比较和的大小关系；故ABC项错误； D．若 ，而且，由欧姆定律可知，；故D项正确。 8. 手上有不同电阻值的定值电阻若干，不同规格的小灯泡若干，再加上按图连接的符合要求的元件。通过接入M、N之间的手上元件，下列实验可以完成的是（　　） A. M、N之间接不同电阻，能探究I与U关系 B. M、N之间接一个电阻，能探究I与R关系 C. M、N之间接一个小灯泡，能测量它的功率和电阻 D. M、N之间接不同小灯泡，能测量它们消耗的电能 【答案】C 【解析】 【详解】A．探究电流与电压的关系，要保持电阻一定，即M、N之间应接入定值电阻器，滑动变阻器调节定值电阻器两端的电压，故A不符合题意； B．探究电流与电阻的关系，要保持电压一定，即M、N之间应接入不同的电阻器，滑动变阻器调节定值电阻器两端的电压为一定值，故B不符合题意； C．灯丝的电阻随温度的改变而改变，在M、N之间应接入小灯泡，滑动变阻器调节灯泡两端的电压来改变灯泡的实际功率，灯丝的温度也随之改变，然后通过读取对应的电压表和电流表的示数，根据欧姆定律可计算灯泡在不同温度下的电阻，故C符合题意； D．测量灯泡消耗的电能，根据W=UIt，需要知道时间t，图中没有测量时间的仪器，故D不符合题意。 故选C。 9. 如图所示，将三个相同空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，将多个阻值相同的电阻R以不同的连接方式接入电路中，通电一段时间后体积变化最大的气球是（　　） A. a B. b C. c D. 三个相同 【答案】B 【解析】 【详解】由图示电路可知，三部分电阻丝串联接入电路，则通过三部分电阻的电流I与通电时间t都相等，因为电阻R阻值相同，根据电阻大小影响因素，则两个电阻R串联总电阻最大，两个电阻R并联总电阻最小，则可得三个瓶内的电阻大小关系 由焦耳定律可知 所以，b气球所在瓶内电阻产生的电热最多，c气球所在瓶内电阻产生的电热最少，产生电热的多少通过气球的体积变化来反映，所以b瓶中的电阻丝阻值最大，放出的热量最多，瓶中气体温度最高，气球的体积变化最大；故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 10. 图甲，A、B是两个完全相同的物体，分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，拉动A和B到斜面顶端时斜面的机械效率分别用ηA、ηB表示，则下列判断正确的是（　　） A. 拉动A和B到斜面顶端时ηA>ηB B. 拉动B到斜面顶端时ηB=80% C. 对A做的有用功小于额外功 D. 对B做的总功等于有用功 【答案】B 【解析】 【详解】由图可知，A做有用功WA有用=WA总-WA额外=3J-1J=2J A、B两物体的重力相同，移动的高度也相同，所以A、B两物体做的有用功也相同，即WB有用=WA有用=2J 则右侧斜面机械效率 则左侧斜面机械效率 故ACD错误，B正确； 故选B。 第二部分 非选择题（共60分） 二、填空 作图题（共24分） 11. （1）如图所示，小明在校园科技节中展示了自己的作品。塑料瓶内装入少量的液态乙醚，待乙醚充满整个塑料瓶后，启动电子打火器，活塞瞬间向前飞出一段距离，同时闻到了乙醚的气味。“闻到气味”属于______现象；活塞飞出的过程相当于热机的______冲程；活塞离开瓶口还可以继续向前飞出一段距离，因为它具有______。 （2）某柴油机的能量流向简化为如图所示，其中内能输入为1kg柴油完全燃烧放出的能量，那么，从能量流向图可以得出该柴油机的效率为______%，柴油的热值为______J/kg。 【答案】（1） ①. 扩散 ②. 做功 ③. 惯性 （2） ①. 30% ②. 4.3×107 【解析】 【小问1详解】 [1]闻到了乙醚的气味，说明乙醚分子在空气中不停地做无规则运动，属于扩散现象。 [2]热机的四个冲程包括：吸气、压缩、做功、排气；其中做功冲程中燃料燃烧产生的高温高压燃气推动活塞做功，与本实验中乙醚燃烧产生的高温高压燃气把活塞推出瓶口的原理是一样的。 [3]任何都物体具有惯性，惯性是指物体本身所具有的保持运动状态不变的特性，活塞离开瓶口还可以继续向前飞出一段距离，因为它具有惯性。 【小问2详解】 [1]1kg柴油完全燃烧放出的能量为，该柴油机的效率为 [2]由公式可得柴油热值， 12. 为了比较不同液体比热容的大小，如图甲所示，在两个烧杯中分别装有A、B两种液体（mA=2mB）。用两个规格相同的加热器连入电路加热，该过程中忽略液体蒸发及热损失，得到温度与加热时间的图线如图乙、请根据以上信息及数据回答以下各题： （1）液体在第1min的内能______（选填“大于”“等于”或“小于”）第2min的内能；液体内能的改变是通过______方式实现的； （2）实验过程中通过比较______来比较A和B两种液体吸收热量的多少； （3）若让A、B都升高相同的温度，______液体需要的加热时间更长，由公式c=______进行分析，判断谁的比热容更大______（选填“A”或“B”）。 【答案】（1） ①. 小于 ②. 热传递 （2）加热时间 （3） ①. B ②. ③. B 【解析】 【12题详解】 [1][2]由图可知，物体从第1分钟到第2分钟，一直吸收热量，温度升高，内能变大，因此甲液体第1分钟的内能小于第2分钟的内能。 液体通过吸收电热器放出的热量增加内能，因此是通过热传递的方式实现的。 【13题详解】 [1][2]实验中用相同的加热器加热，在相同时间内物质吸收的热量相同，所以用加热时间来比较A和B两种液体吸收热量的多少，这里用的转换法。 【14题详解】 [1][2]由题意可知，用规格相同的加热器加热时，加热相同时间，吸收的热量相同，由图可知，当升高相同的温度时，B液体的加热时间长吸收热量多，A液体的加热时间短吸收热量少；又因为,由可知,故的比热容更大。 13. （1）综合实践小组用电烙铁焊接一种发光棒，正常情况下闭合开关，各LED小灯正常发光，效果会如图甲所示；小华完成焊接后通电却是图乙所示。请分析：①各小LED灯一定是串联的，那么图乙中第5个小LED灯不亮原因是______；②各小LED灯一定是并联的，那么图乙中小LED灯不亮原因是______。 （2）小明对LED灯都非常感兴趣，他把两种不同的金属片A、B插入柠檬，制成“水果电池”，与电压表连接在一起，如图所示，闭合开关，电压表示数为，则A金属片是柠檬电池的______极；若二极管断路，则电压表______（填“有”或“没有”）示数。 【答案】（1） ①. 这个LED灯两端短路 ②. 这个LED灯断路 （2） ①. 负 ②. 有 【解析】 【小问1详解】 [1]发光棒中的各小灯中，其中一小灯泡突然熄灭，不能认为一定并联，也可能串联，因为若各小灯并联，不亮的小灯处断路，其它灯还能发光；若各小灯串联，不亮的小灯处短路，其它灯也能发光，题中已知各小灯一定串联，因此故障是这个LED灯两端短路。 [2]因为各小灯并联，根据并联电路特点可知，不亮的小灯发生了断路，即这个LED灯断路。 【小问2详解】 [1]由于A金属片与电压表负接线柱连接，同时也与二极管的负接线柱连接，可知A金属片是柠檬电池的负极。 [2]当二极管断路，此时电压表并联在电源的两端，电压表测量电源的电压，因此电压表有示数。 14. （1）小丽家欲购置一台2.5kW的电热水器。如图所示为小丽家的电能表，电能表的读数为______kW·h；小丽家原有用电器的总功率为3kW，从安全用电的角度考虑，原有用电器都在使用时，小丽家______（选填“可以“或”不可以“）同时使用这台电热水器。 （2）标有“220V，40W”的白炽灯，1kW·h的电能可供该灯正常发光______h。 【答案】（1） ①. 857.1 ②. 不可以 （2）25 【解析】 【小问1详解】 [1]由图可知，电能表的单位是kW·h，读数时最后一位数字是小数位。此时电能表读数为857.1kW·h。 [2]观察电能表参数，允许通过的最大电流是20A。电能表所能允许使用的最大功率是 P=UI=220V×20A=4400W=4.4kW 小丽家原有用电器的总功率为3kW，若安装这款2.5kW的电热水器，总功率为 P总=3kW+2.5kW=5.5kW>4.4kW 故从安全角度小丽家原有用电器都在使用时不可以同时使用这款电热水器。 【小问2详解】 1kW·h的电能可供该灯正常发光时间为 15. 很多汽车的前照灯是卤素灯，如图甲所示，卤素灯每支灯管内有两组灯丝，一组是主光束灯丝，俗称“远光灯”；另一组是偏光束灯丝，俗称“近光灯”，卤素灯灯泡有a、b、c三个接线柱，用户可以根据需要在“远光灯”和“近光灯”之间进行切换。 （1）将图甲所示卤素灯接入图乙电路中，要求：开关S接1时，为“远光灯”； 开关S接2时，为“近光灯”，以笔画代替导线连接，且导线不能交叉。 （2）“远光灯”和“近光灯”额定电压均为12V，额定功率分别为60W和45W，已知两灯的材料与长度是相同的，灯丝较粗的是______（选填“远光灯”或“近光灯”），其正常工作时电阻是______Ω。 【答案】（1） （2） ①. 远光灯 ②. 2.4 【解析】 【小问1详解】 由电路图可知：a接线柱是同时控制主光束灯丝和偏光束灯丝，所以a接线柱需要接图乙中G点，又因为开关S接1时，为“远光灯”，则开关S接2时，为“近光灯”，所以c接线柱需要接图乙中F点，b接线柱需要接图乙中E点，如图所示： 【小问2详解】 [1][2]“远光灯”正常工作时，电压是12V，功率为60W，远光灯的电阻为 “近光灯”正常工作时，电压是12V，功率为45W，近光灯的电阻为 在导体的材料、长度一定时，导体的横截面积越大，电阻越小。远光灯的电阻小于近光灯的电阻，它们灯丝的材料和长度相同，则“远光灯”的灯丝较粗。 三、计算题（第16题11分、17题10分；共21分） 16. 如图甲所示是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组提升重为270N的物体所用的拉力为100N，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦，求： （1）在图甲中画出滑轮组的绕线； （2）该滑轮组的机械效率； （3）4s内对物体做的功； （4）拉力的功率。 【答案】（1） （2）90% （3）540J （4）150W 【解析】 【小问1详解】 由图乙知相等时间内绳子自由端移动距离是物体上升距离的3倍，则有3段绳子吊着动滑轮，故滑轮组的绕线如图： 【小问2详解】 该滑轮组的机械效率为 【小问3详解】 4s内物体上升了2m，对物体做的功为 【小问4详解】 拉力的功率为 17. 如图所示，已知定值电阻R1的阻值为30Ω，闭合开关时整个电路正常工作，两电流表的指针都指在同一位置，示数如图所示。（设电源电压保持不变）求： （1）电源电压U是多少？ （2）闭合开关，通电10s时，电阻R1所消耗的电能是多少？ （3）现用一个未知阻值的定值电阻Rx替换电阻R1或R2，替换后只有一个电流表的示数发生了变化，且该电流表示数增加了0.3A，请判断Rx替换的是哪一个电阻______，Rx比替换的电阻的阻值大还是小？______，依据是______。 【答案】（1）9V （2）27J （3） ①. R2 ②. 小 ③. 见解析 【解析】 【小问1详解】 由电路图可知，闭合开关时，R1与R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路的电流。因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且两电流表的指针都指在同一位置，电流表A的量程为0~3A，分度值为0.1A，则干路电流I=1.5A；电流表A1的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，通过R1的电流I1=0.3A，因并联电路中各支路两端的电压相等，由 可得，电源电压U=U1=I1R1=0.3A×30Ω=9V 【小问2详解】 闭合开关，通电10s时，电阻R1所消耗的电能W1=UI1t=9V×0.3A×10s=27J 【小问3详解】 [1]由题知用定值电阻Rx替换电阻R1或R2，替换后只有一个电流表的示数发生了变化，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，Rx替换的是电阻R2。（若用替换电阻，则电流表所在支路的电阻发生变化，电流表的示数会发生变化，同时干路电流也会发生变化，即电流表A的示数发生变化，不符合题意；因此只能是用替换电阻。） [2][3]干路电流增加0.3A，则流过原R2支路电流增大，据公式，在U不变时，Rx较替换前的电阻器R2的阻值小。 四、实验、探究题（第18题7分、19题8分；共15分） 18. 小华观察家中手电筒，发现里面只有一个LED灯，其额定电压为1.5V，他想测出该LED灯额定功率。 （1）请在图1中用笔画线代替导线完成实物电路的连接； （2）连接电路时，开关应处于______（选填“断开”或“闭合”）状态。连好电路后闭合开关，移动变阻器滑片，发现小灯泡电流表示数保持0.1A不变，原因是______； （3）排除故障后，经过多次测量得到实验数据如表： 实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 1 1.0 0.30 0.30 2 1.2 0.42 0.50 3 1.5 第3次实验时，电流表示数如图2所示，读数为______A，则该LED灯的额定功率为______W。 【答案】（1） （2） ①. 断开 ②. 变阻器接线错误（都接在下面线圈的两端） （3） ①. 0.58 ②. 0.87 【解析】 【小问1详解】 测LED灯的额定功率时，滑动变阻器、电流表、LED灯应串联在电路中，变阻器的接线柱应一上一下接入电路，LED灯额定电压为1.5V，所以电压表应使用0~3V量程，测LED灯两端的电压，由图2知电流表使用0~0.6A量程，作图如下所示： 【小问2详解】 [1]为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态。 [2]连好电路后闭合开关，移动变阻器滑片，发现小灯泡电流表示数保持0.1A不变，通过小灯炮的电流较小，则电路的电阻较大，所以原因是变阻器接线错误（都接在下面线圈的两端）。 【小问3详解】 [1]由图2可知，电流表量程选择0~0.6A，分度值是0.02A，则电流表示数为0.58A。 [2]LED灯两端电压等于额定电压1.5V时，通过的电流是0.58A，所以LED灯的额定功率 19. 电路连好后如图所示，闭合开关，灯泡L发光。现要通过L的电流增大，小明列出甲、乙、丙、丁四种方法及对应主要操作步骤，请你逐个判断各种方法是否可行？并简述判断的依据是什么？ 方法 主要操作步骤 甲 将同样一个灯泡与L串联在同一电源上 乙 将另一个定值电阻与L并联后接在同一电源上 丙 将图中的电源、串联多一节干电池 丁 将灯泡L与一个滑动变阻器串联在同一电源上，并将变阻器接入电路的电阻调到最小值 【答案】见解析 【解析】 【详解】甲：不可行，两灯串联，电路总电阻会增大，据，在U不变，R增大，I会减少。 乙：不可行，并联后L的电压不变，据，在U不变，R不变，I会不变。 丙：可行，增大一节干电池，使U增大，据，在U增大，R不变，I会增大。 丁：不可行，变阻器接入电路的最小电阻为零，只有L接入电路，据，在U不变，R不变，I会不变。 综上所述：只有丙可行，甲乙丁均不可行。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$