精品解析：山西省阳泉市盂县多校联考2024-2025学年九年级下学期开学考试物理试题

2024-2025学年度寒假作业质量监测九年级物理试题（卷） 考试时间80分钟，满分80分 第I卷 选择题（共30分） 一、选择题（本大题共10个小题。每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，请选出并在答题卡上将该选项涂黑。） 1. 下列选项中，对有关用电器的相关物理量估测合理的是（　　） A. 手机正常工作时的电流约为10A B. 台式电脑的额定电压约为36V C. 家用电热水壶正常工作时的电功率约为1kW D. 家用电冰箱的电流约为200mA 2. “女皇蒸凉面”是广元地方特色美食，凉面的口感、香气深受人们喜欢，下列说法正确的是（　　） A. 油辣子附着在凉面上，说明分子间只存在引力 B. 香气四溢，表明分子在不停地做热运动 C. 凉面条之间有空隙，说明分子间有间隙 D. 吃一口凉面，只有几个分子进入口中 3. 二氧化碳（CO2） 爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术，起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图所示，爆破时电加热管发热。使筒内的液态CO2迅速汽化，形成的高压气体从泄气孔中喷出，实施爆破。下列说法正确的是（　　） A. 高压泵压缩CO2，是通过热传递的方式改变CO2的内能 B. 高压泵压缩CO2，气体内能减小，温度升高 C. 高压CO2气体喷出时，其能量转化与汽油机的压缩冲程相同 D. 高压CO2气体喷出时，内能减小，温度降低 4. 如图为试电笔的结构图，下列说法正确的是（　　） A. 使用试电笔辨别火线时没有电流流过人体，所以人不会触电 B. 使用试电笔时，若氖管发光，说明接触处与零线是连通的 C. 使用试电笔验电时，手不能接触笔尖 D. 试电笔可用来测试物体带正电还是带负电 5. 用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球，验电器的金属箔片张开，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 毛皮的原子核束缚电子的能力比橡胶棒强 B. 摩擦过程中毛皮上的电子转移到橡胶棒上 C. 验电器箔片张开是因为两箔片带了正电荷 D. 金属球上的电荷与两箔片上的电荷电性相反 6. 如图甲所示电路，电源电压为6V，当S闭合时，电压表示数如图乙所示，则下列正确的是（　　） A. 电压表测L2两端的电压 B. L1两端的电压为4.5V C. L2两端的电压为1.5V D. 当开关S断开时，电压表的示数接近于6V 7. 如图所示，当开关S闭合时，小灯泡L不亮，小明同学利用电压表进行电路故障检测，测量结果如表所示。假设导线连接良好，电路只有一处故障。则电路中的故障是（　　） 测试点 a、b b、c c、d 电压表示数 有示数 有示数 无示数 A. 开关S断路 B. 小灯泡L断路 C. 滑动变阻器R短路 D. 滑动变阻器R断路 8. 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 9. 小林受穿戴式“智能体温计”（如图甲所示）的启发，设计了一个如图乙所示的体温计电路图，用电表示数大小反映温度高低，且温度高时电表示数大，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大，定值电阻R2起保护电路的作用。下列分析正确的是（　　） A. 该电路中反应温度高低的电表是电压表 B. 温度升高时电路中电流变大 C. 温度变化时R2两端电压不变 D. 温度降低时电路的总功率变小 10. 海鲜保存常要求温度低于-18℃。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器，其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3V保持不变，电磁铁线圈电阻忽略不计，乙图为热敏电阻R随温度变化的图像。冷库温度等于或高于-18℃时，工作电路报警。下列说法正确的是（　　） A. 冷库温度升高时，热敏电阻R的阻值变大 B. 工作电路报警时，衔铁被吸下，灯亮铃不响 C. 冷库温度为-18℃时，控制电路中电流为0.03A D. 冷库温度降低时，控制电路消耗的电功率变大 第II卷 非选择题（共50分） 二、实验探究题（本题共5个小题。11题5分、12题7分、13题6分、14题3分、15题4分，共25分） 11. 如图所示是小谷同学用于探究“电流与电压关系”的实验装置。 （1）用笔画线代替导线将图中的电路连接完整； （2）按要求连接电路后，闭合开关前，将变阻器的滑片移到最______端（选填“左”或“右”）；试触时，发现电压表指针反向偏转，原因是______。 （3）电路连接正确后进行实验，在实验过程中滑动变阻器作用是______； （4）闭合开关后进行实验，测得实验数据记录在表格内；分析数据，可以得出结论是______。 实验序号 1 2 3 4 电压U/V 4.0 3.0 2.0 1.0 电流I/A 0.40 0.30 0.20 0.10 12. 学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中，连接了如图甲所示的电路（电源电压保持4.5V不变，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，滑动变阻器规格为“15Ω 2A”）。 （1）闭合开关后，观察到电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是______； （2）排除故障后，继续实验，测量并记录实验数据，图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像，当电阻R由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，应该将滑动变阻器的滑片P向______（选填“A”或“B”）端滑动，由图像可知，使电阻R两端的电压为______V即可停止移动，读取电流表示数； （3）小组同学想用40Ω的电阻再测一组数据，当将40Ω的电阻接入电路进行实验时，发现无论如何调节滑片P都无法满足预设电压，原因是______，同组的小明认为只需将上述准备的______Ω的电阻______在电路中就可以顺利完成实验； （4）利用以上实验器材，还可以完成的电学实验是______。（写出一个即可） 13. 小明利用两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器（最大阻值为RP）等器材测量未知电阻Rx的阻值，实验所用的电路如图甲所示。 （1）根据图甲，用笔画线代替导线，在图乙中完成实物电路的连接（要求：滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小）。 （2）闭合开关，调节滑片P，直到电压表、电流表示数如图丙所示，则Rx的阻值为______Ω。 （3）实验还需改变待测电阻Rx两端的电压进行多次测量，请你替小明设计一个记录实验数据的表格。 （4）另一实验小组的电流表损坏不能使用，小组成员找老师更换电流表。老师向他们指出：不用电流表，利用现有器材也能进行测量。测量电路如图丁，操作步骤如下： ①闭合开关，滑片P移至A端，电压表示数为U1； ②再将滑片P移至B端，电压表示数为U2； ③则Rx＝______（用U1、U2以及滑动变阻器的最大阻值RP表示）。 14. 爸爸在路由器的“黑管”上套了一个碗状信号增强器，小华发现在路由器周围不同位置，Wi﹣Fi分析仪检测到的信号强度不同，影响信号增强效果的因素有哪些呢？小华作出如下猜想： 猜想一：与信号增强器的材料有关； 猜想二：与信号增强器的凹面朝向有关。 为了验证猜想一，小华进行了如下实验：“黑管”发出稳定信号后，将不同材质的信号增强器凹面朝向Wi﹣Fi分析仪，同时直线移动分析仪直到接收到50dB信号强度，测出分析仪到路由器的距离，记录数据如下表： 材质 无 陶瓷 不锈钢 铁 铝 分析仪到路由器距离 6m 9m 13m 14m 16m （1）实验中可以通过______反映它的增强效果；分析表中数据可知：相同条件下，______材质的增强效果更好一些； （2）为了验证猜想二，小华等“黑管”发出稳定信号后，分析信号增强器凹面和凸面一侧距“黑管”相同距离处用Wi﹣Fi分析仪检测信号强度，发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧，这说明猜想二是______（选填“正确”或“错误”）的。 15. 实践小组同学准备利用拆卸下来的光敏电阻以及其他元件设计一款光控装置，由于不清楚光敏电阻与光照亮度的关系，小谷同学根据自己的经验判断该光敏电阻的阻值随光照亮度的增大而减小，同学小金却认为该光敏电阻的阻值随光照亮度的增大而增大。请你利用身边的器材帮助实践小组设计实验对小谷和小金的观点进行验证。 （1）实验器材：__________； （2）实验步骤：__________； （3）实验结论：__________。 三、综合应用（本大题共6个小题。16题3分、17、18题每题4分，19题2分，21、22每题6分，共25分） 16. 小顾在成长笔记中记录了如下的错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 如图是一“88W超级快充”手机充电器，假设其配套充电线的电阻约为0.01Ω，某次充电过程中，以最大充电电流6A、用时30min就将一手机充满了，试计算该过程中充电线上将产生多少热量？ 解：该过程中充电线上产生的热量： Q=W=Pt=88W×30×60s=1.584×104J 错题改正 错误之处：______； 错因分析：______； 正确解答：______。 17. 阅读短文，回答问题。 太阳能路灯 如图甲所示是某路道两边的太阳能路灯，它由太阳能电池板、控制器、24V的蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成，它的结构示意图如图乙，工作时能量流程图如图丙。该灯杆顶端是太阳能电池板，白天光线强时，太阳能电池板为蓄电池充电，夜晚光线弱时，蓄电池为LED灯供电照明。 太阳能电池板的主要材料是晶体硅，它的基本原理是光电效应。光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化，这类光致电变的现象被人们统称为光电效应。光电效应分为外光电效应和内光电效应。外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象，只有入射光的频率高于一定值时，才能激发电子逸出物质表面；内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质内部运动，使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象。 LED发光二极管是一种半导体器件，它具有工作电压低（2-4V）、耗能少、寿命长、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点。它与普通白炽灯发光原理不同，是把电能直接转化为光能，因而其发光效率较高，是新一代固体冷光源，将逐步取代传统光源。 （1）乙图中，当白天光线强时，S与______接通（选填“b”或“c”），太阳能电池板是利用______（选填“内”或“外”）光电效应工作的； （2）LED灯主要由______材料制成，可以把电能直接转化成______能；它之所以节能，被称为冷光源，是因为电热转换损耗的能量较白炽灯______（选填“高”或“低”）。 18. 在家庭电路里，有时需要把两根导线连接起来使用，但连接处往往比别处更容易发热，甚至引起火灾，这是为什么？ 19. 闭合开关，小磁针静止，请在图中标出电源“+”“﹣”极，并在磁感线上标出磁场方向。 20. 在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻R的阻值为，图乙是通过灯泡L的电流与其两端电压关系的图像。闭合开关后，若灯泡L两端的电压为8V，求： （1）定值电阻R两端的电压； （2）整个电路的总功率； （3）将图甲中的定值电阻R换成和灯泡L一样的灯泡后，一个灯泡10s内消耗的电能。 21. 小伟家的电热饮水机通过旋钮开关可以实现加热和保温两个挡位的切换。小伟查阅资料得到饮水机的部分信息如下表。饮水机正常加热7min，可将质量为1kg的水从20℃加热到沸腾（标准大气压），然后转入保温状态。请你结合小伟的调查研究，解决下列问题： 额定电压U/V 220 加热功率P1/W 1000 保温功率P2/W 100 电阻R1/Ω 435.6 电阻R2/Ω 48.4 （1）在图中虚线框内画出导线、电阻R1和电阻R2三个元件的符号，将饮水机的电路图连接完整；（旋钮开关位于a、a点，表示a与a接通） （2）加热过程中，饮水机的加热效率。[水的比热容4.2×103J/（kg·℃）] 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年度寒假作业质量监测九年级物理试题（卷） 考试时间80分钟，满分80分 第I卷 选择题（共30分） 一、选择题（本大题共10个小题。每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，请选出并在答题卡上将该选项涂黑。） 1. 下列选项中，对有关用电器的相关物理量估测合理的是（　　） A. 手机正常工作时的电流约为10A B. 台式电脑的额定电压约为36V C. 家用电热水壶正常工作时的电功率约为1kW D. 家用电冰箱的电流约为200mA 【答案】C 【解析】 【详解】A．手机正常工作时的电流约为0.1A，故A不符合题意； B．我国家庭电路电压是220V，所以，台式电脑的额定电压约为220V，故B不符合题意； C．家用电热水壶的电功率较大，正常工作时的电功率约为1kW，故C符合题意； D．家用电冰箱的电流约为1A，即1000 mA，故D不符合题意。 故选C。 2. “女皇蒸凉面”是广元地方特色美食，凉面口感、香气深受人们喜欢，下列说法正确的是（　　） A. 油辣子附着在凉面上，说明分子间只存在引力 B. 香气四溢，表明分子在不停地做热运动 C. 凉面条之间有空隙，说明分子间有间隙 D. 吃一口凉面，只有几个分子进入口中 【答案】B 【解析】 【详解】A．油辣子附着在凉面上，说明分子间存在引力，但分子间还存在斥力，故A错误； B．香气四溢，是扩散现象，表明分子在不停地做热运动，故B正确； C．凉面是看得见的物体，不是分子，所以凉面条之间有空隙，不能说明分子间有间隙，故C错误； D．物质是由大量的分子和原子组成，吃一口凉面，有大量的分子进入口中，故D错误。 故选B。 3. 二氧化碳（CO2） 爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术，起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图所示，爆破时电加热管发热。使筒内的液态CO2迅速汽化，形成的高压气体从泄气孔中喷出，实施爆破。下列说法正确的是（　　） A. 高压泵压缩CO2，是通过热传递的方式改变CO2的内能 B. 高压泵压缩CO2，气体内能减小，温度升高 C. 高压CO2气体喷出时，其能量转化与汽油机的压缩冲程相同 D 高压CO2气体喷出时，内能减小，温度降低 【答案】D 【解析】 【详解】A．高压泵压缩CO2​时，是对气体做功的过程，因此是通过做功的方式改变CO2​的内能，而不是热传递。故A错误； B．高压泵压缩CO2​时，外界对气体做功，气体的内能增大，气体的温度也会升高。故B错误； C．高压CO2​气体喷出时，是气体对外做功的过程，其内能会减小，温度降低。这与汽油机的做功冲程相似，在汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，内能转化为机械能。而汽油机的压缩冲程是外界对气体做功，内能增大，温度升高，与高压CO2​气体喷出时的情况相反。故C错误； D．高压CO2​气体喷出时，由于气体对外做功，其内能会减小，温度也会降低。故D正确。 故选D。 4. 如图为试电笔的结构图，下列说法正确的是（　　） A. 使用试电笔辨别火线时没有电流流过人体，所以人不会触电 B. 使用试电笔时，若氖管发光，说明接触处与零线是连通的 C. 使用试电笔验电时，手不能接触笔尖 D. 试电笔可用来测试物体是带正电还是带负电 【答案】C 【解析】 【详解】A．使用试电笔辨别火线时，尽管有电流流过人体，但由于电流非常小，所以人不会触电，故A错误； B．使用试电笔时，若氖管发光，说明接触处与火线是连通的，故B错误； C．使用测电笔辨别火线时，手不能接触笔尖，因为笔尖儿直接和火线相连，碰到笔尖就会触电，故C正确； D．测电笔主要用于检测物体是否带电，以及在某些情况下区分火线和零线。然而，它并不适用于判断物体带正电还是负电，故D错误。 故选C。 5. 用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球，验电器的金属箔片张开，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 毛皮的原子核束缚电子的能力比橡胶棒强 B. 摩擦过程中毛皮上的电子转移到橡胶棒上 C. 验电器箔片张开是因为两箔片带了正电荷 D. 金属球上的电荷与两箔片上的电荷电性相反 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．毛皮和橡胶棒摩擦的过程中，毛皮原子核束缚电子的能力弱，失去电子而带正电，故A错误； B． 摩擦过程中毛皮失去电子而橡胶棒得到电子，毛皮上的电子转移到橡胶棒，故B正确； C． 用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，橡胶棒有多余电子；橡胶棒接触验电器的金属球时，电子由橡胶棒向验电器转移，两箔片带了负电荷，故C错误； D． 橡胶棒接触验电器的金属球，金属球上与两箔片上的都带了负电荷，电荷电性相同，故D错误。 故选B。 6. 如图甲所示电路，电源电压为6V，当S闭合时，电压表示数如图乙所示，则下列正确的是（　　） A. 电压表测L2两端的电压 B. L1两端的电压为4.5V C. L2两端的电压为1.5V D. 当开关S断开时，电压表的示数接近于6V 【答案】D 【解析】 【详解】A．当S闭合时，电压表测L1两端的电压，故A错误； BC．电源电压为6V，故电压表示数不会超过6V，则电压表选择小量程，读数为1.5V，即L1两端的电压为1.5V，L2两端的电压为，故BC错误； D．当开关S断开时，电压表串联在电路中，其示数接近于6V，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，当开关S闭合时，小灯泡L不亮，小明同学利用电压表进行电路故障检测，测量结果如表所示。假设导线连接良好，电路只有一处故障。则电路中的故障是（　　） 测试点 a、b b、c c、d 电压表示数 有示数 有示数 无示数 A. 开关S断路 B. 小灯泡L断路 C. 滑动变阻器R短路 D. 滑动变阻器R断路 【答案】B 【解析】 【详解】当开关S闭合时，小灯泡L不亮，bc之间有示数，而灯不亮，说明与电压表并联的灯出现了断路，ab之间有示数，cd之间无示数也验证了这一观点。 故选B。 8. 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。 9. 小林受穿戴式“智能体温计”（如图甲所示）的启发，设计了一个如图乙所示的体温计电路图，用电表示数大小反映温度高低，且温度高时电表示数大，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大，定值电阻R2起保护电路的作用。下列分析正确的是（　　） A. 该电路中反应温度高低的电表是电压表 B. 温度升高时电路中电流变大 C. 温度变化时R2两端电压不变 D. 温度降低时电路的总功率变小 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图可知，该电路为串联电路，由于电表并联在热敏电阻R1的两端，因此该电表为电压表，故A正确； BC．当热敏电阻的温度升高时，热敏电阻的阻值变大，电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，根据可知，定值电阻R2 两端的电压变小，根据串联电路的电压规律可知，热敏电阻两端的电压变大，即电压表示数变大，故BC错误； D．温度降低时，热敏电阻的阻值变小，串联电路的总电阻变小，电路中的电流变大，电源电压不变，根据可知，电路消耗的总功率变大，故D错误。 故选A。 10. 海鲜保存常要求温度低于-18℃。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器，其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3V保持不变，电磁铁线圈电阻忽略不计，乙图为热敏电阻R随温度变化的图像。冷库温度等于或高于-18℃时，工作电路报警。下列说法正确的是（　　） A. 冷库温度升高时，热敏电阻R的阻值变大 B. 工作电路报警时，衔铁被吸下，灯亮铃不响 C. 冷库温度为-18℃时，控制电路中电流为0.03A D. 冷库温度降低时，控制电路消耗的电功率变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙可知，当冷库温度升高时，热敏电阻的阻值减小，故A错误； B．根据图甲，当衔铁被吸下后，电铃接通，灯泡断路，则铃响灯不亮，故B错误； C．冷库温度为-18℃时，由图乙可知热敏电阻的阻值为100Ω，控制电路中电流为 故C正确； D．冷库温度降低时，由图乙可知热敏电阻阻值变大，根据欧姆定律可知电路中电流变小，根据可知控制电路中电功率变小，故D错误。 故选C。 第II卷 非选择题（共50分） 二、实验探究题（本题共5个小题。11题5分、12题7分、13题6分、14题3分、15题4分，共25分） 11. 如图所示是小谷同学用于探究“电流与电压关系”的实验装置。 （1）用笔画线代替导线将图中的电路连接完整； （2）按要求连接电路后，闭合开关前，将变阻器的滑片移到最______端（选填“左”或“右”）；试触时，发现电压表指针反向偏转，原因是______。 （3）电路连接正确后进行实验，在实验过程中滑动变阻器作用是______； （4）闭合开关后进行实验，测得实验数据记录在表格内；分析数据，可以得出的结论是______。 实验序号 1 2 3 4 电压U/V 4.0 3.0 2.0 1.0 电流I/A 0.40 0.30 0.20 0.10 【答案】（1） （2） ①. 左 ②. 电压表指针反向偏转 （3）改变定值电阻两端的电压 （4）电阻一定时，电流与电压成正比 【解析】 【小问1详解】 实验中，滑动变阻器要“一上一下”选择接线柱与定值电阻串联，如图所示： 【小问2详解】 [1]为保护电路，闭合开关前，将变阻器的滑片移到阻值最大处，即最左端。 [2]试触时，发现电压表指针反向偏转，说明正负接线柱接反了。 【小问3详解】 在该实验中，滑动变阻器的作用是改变电阻两端的电压，从而得到多组电压和电流的数据，便于分析电流与电压的关系。 【小问4详解】 分析表格中的数据，电压从4.0V变为3.0V、2.0V、1.0V时，电流相应地从0.40A变为0.30A、0.20A、0.10A，可以发现电压与电流的比值是一个定值，即电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 12. 学习小组在“探究通电导体中电流与电阻的关系”的实验中，连接了如图甲所示的电路（电源电压保持4.5V不变，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，滑动变阻器规格为“15Ω 2A”）。 （1）闭合开关后，观察到电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是______； （2）排除故障后，继续实验，测量并记录实验数据，图乙是小组根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像，当电阻R由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，应该将滑动变阻器的滑片P向______（选填“A”或“B”）端滑动，由图像可知，使电阻R两端的电压为______V即可停止移动，读取电流表示数； （3）小组同学想用40Ω的电阻再测一组数据，当将40Ω的电阻接入电路进行实验时，发现无论如何调节滑片P都无法满足预设电压，原因是______，同组的小明认为只需将上述准备的______Ω的电阻______在电路中就可以顺利完成实验； （4）利用以上实验器材，还可以完成的电学实验是______。（写出一个即可） 【答案】（1）定值电阻R短路 （2） ①. B ②. 3 （3） ①. 滑动变阻器的最大阻值太小 ②. 5 ③. 串联 （4）伏安法测电阻 【解析】 【小问1详解】 闭合开关后，观察到电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明故障可能是与电压表并联的定值电阻短路，所以故障可能是定值电阻R短路。 【小问2详解】 [1][2]由图乙可知，R两端的电压U=IR=0.6A×5Ω=0.3A×10Ω=0.2A×15Ω=3V 当R由5Ω更换为10Ω时，电阻变大，分压增多，电压表示数增大，根据控制变量法知，在探究电流与电阻的关系实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向B端移动，使电压表的示数为3V。 【小问3详解】 [1][2][3]根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压U滑=U总-U=4.5V-3V=1.5V 变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍，根据分压原理，当接入40Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻R滑=0.5×40Ω=20Ω 由题意可知，滑动变阻器的最大阻值是15Ω，所以不能完成实验，因为滑动变阻器的最大阻值太小，将5Ω的电阻串联在电路中，当滑动变阻器的最大阻值接入电路中时，根据串联电路电阻规律可知，滑动变阻器和5Ω电阻的总阻值为20Ω，可以顺利完成实验。 【小问4详解】 根据以上实验器材，还可以完成伏安法测电阻的实验，电压表并联在电阻两端，电流表和电阻串联，分别测出通过电阻的电流和电阻两端的电压，根据计算电阻。 13. 小明利用两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器（最大阻值为RP）等器材测量未知电阻Rx的阻值，实验所用的电路如图甲所示。 （1）根据图甲，用笔画线代替导线，在图乙中完成实物电路的连接（要求：滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小）。 （2）闭合开关，调节滑片P，直到电压表、电流表示数如图丙所示，则Rx的阻值为______Ω。 （3）实验还需改变待测电阻Rx两端的电压进行多次测量，请你替小明设计一个记录实验数据的表格。 （4）另一实验小组的电流表损坏不能使用，小组成员找老师更换电流表。老师向他们指出：不用电流表，利用现有器材也能进行测量。测量电路如图丁，操作步骤如下： ①闭合开关，滑片P移至A端，电压表示数为U1； ②再将滑片P移至B端，电压表示数为U2； ③则Rx＝______（用U1、U2以及滑动变阻器的最大阻值RP表示）。 【答案】（1） （2）10 （3） 实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值R/Ω 1 2 3 （4） 【解析】 【小问1详解】 如图甲所示，电压表并联在Rx两端，电源电压为两节干电池，电压表选择小量程，又因为滑动变阻器采用一上一下的连接方式，串联在电路中，滑动变阻器的滑片P向右滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，故选择右下接线柱，连接电路如图所示： 【小问2详解】 图丙中电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，电压表示数为2V，电流表量程为0~0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.2A，由欧姆定律得，Rx的阻值为 【小问3详解】 用伏安法测未知电阻的实验中，要记录被测电阻两端电压及通过它的电流，从而计算出电阻的大小，实验还需改变待测电阻Rx两端的电压进行多次测量，所以设计记录实验数据的表格如下： 实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电阻平均值R/Ω 1 2 3 【小问4详解】 ①闭合开关，滑片P移至A端，Rx与滑动变阻器串联，电压表示数为U1，为Rx两端的电压； ②再将滑片P移至B端，只有Rx接入，此时电压表示数为U2，即为电源电压； ③根据串联电路电压规律可得 解之得 14. 爸爸在路由器的“黑管”上套了一个碗状信号增强器，小华发现在路由器周围不同位置，Wi﹣Fi分析仪检测到的信号强度不同，影响信号增强效果的因素有哪些呢？小华作出如下猜想： 猜想一：与信号增强器的材料有关； 猜想二：与信号增强器的凹面朝向有关。 为了验证猜想一，小华进行了如下实验：“黑管”发出稳定信号后，将不同材质信号增强器凹面朝向Wi﹣Fi分析仪，同时直线移动分析仪直到接收到50dB信号强度，测出分析仪到路由器的距离，记录数据如下表： 材质 无 陶瓷 不锈钢 铁 铝 分析仪到路由器距离 6m 9m 13m 14m 16m （1）实验中可以通过______反映它的增强效果；分析表中数据可知：相同条件下，______材质的增强效果更好一些； （2）为了验证猜想二，小华等“黑管”发出稳定信号后，分析信号增强器凹面和凸面一侧距“黑管”相同距离处用Wi﹣Fi分析仪检测信号强度，发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧，这说明猜想二是______（选填“正确”或“错误”）的。 【答案】（1） ①. 分析仪到路由器距离 ②. 铝 （2）正确 【解析】 【小问1详解】 [1]实验中可以通过分析仪到路由器距离反映它的增强效果，距离越大，效果越好。 [2]分析表中数据可知：相同条件下，铝材质分析仪到路由器距离最大，所以铝材质增强效果更好一些。 【小问2详解】 发现凹面一侧信号的强度始终大于凸面一侧，这说明信号增强效果与信号增强器的凹面朝向有关，即猜想二是正确的。 15. 实践小组同学准备利用拆卸下来的光敏电阻以及其他元件设计一款光控装置，由于不清楚光敏电阻与光照亮度的关系，小谷同学根据自己的经验判断该光敏电阻的阻值随光照亮度的增大而减小，同学小金却认为该光敏电阻的阻值随光照亮度的增大而增大。请你利用身边的器材帮助实践小组设计实验对小谷和小金的观点进行验证。 （1）实验器材：__________； （2）实验步骤：__________； （3）实验结论：__________。 【答案】（1）见解析； （2）见解析； （3）见解析。 【解析】 【小问1详解】 要验证光敏电阻与光照亮度的关系，可用过改变亮度观察电流表示数变化来反馈电阻阻值变化，因此需要器材有：电源、开关、导线、定值电阻、电流表、光敏电阻、黑色纸盒。 【小问2详解】 实验步骤如下： ①用导线将电源、开关、定值电阻、电流表、光敏电阻连接在一起，形成一个串联电路； ②用黑色纸盒将光敏电阻罩住，闭合开关，记下电流表示数；将纸盒移走后观察电流表示数的变化。 【小问3详解】 实验结论： 若电流表的示数变大，则光敏电阻随亮度的增加而减小，小谷的观点正确； 若电流表的示数逐渐变小，则光敏电阻随亮度的增加而增大，小金的观点正确。 三、综合应用（本大题共6个小题。16题3分、17、18题每题4分，19题2分，21、22每题6分，共25分） 16. 小顾在成长笔记中记录了如下的错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 如图是一“88W超级快充”手机充电器，假设其配套充电线的电阻约为0.01Ω，某次充电过程中，以最大充电电流6A、用时30min就将一手机充满了，试计算该过程中充电线上将产生多少热量？ 解：该过程中充电线上产生的热量： Q=W=Pt=88W×30×60s=1.584×104J 错题改正 错误之处：______； 错因分析：______； 正确解答：______。 【答案】 ①. 见解析 ②. 见解析 ③. 见解析 【解析】 【详解】错误之处：认为充电器消耗的电能等于产生的电热。 错因分析：不理解焦耳定律。手机充电过程主要将电能转化成化学能，电流通过导线产生的热量需要用焦耳定律求。只有电能全部转化为内能时才能使用Q=W。 正确解答：该过程中充电线上将产生的热量 17. 阅读短文，回答问题。 太阳能路灯 如图甲所示是某路道两边的太阳能路灯，它由太阳能电池板、控制器、24V的蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成，它的结构示意图如图乙，工作时能量流程图如图丙。该灯杆顶端是太阳能电池板，白天光线强时，太阳能电池板为蓄电池充电，夜晚光线弱时，蓄电池为LED灯供电照明。 太阳能电池板的主要材料是晶体硅，它的基本原理是光电效应。光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化，这类光致电变的现象被人们统称为光电效应。光电效应分为外光电效应和内光电效应。外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象，只有入射光的频率高于一定值时，才能激发电子逸出物质表面；内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质内部运动，使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象。 LED发光二极管是一种半导体器件，它具有工作电压低（2-4V）、耗能少、寿命长、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点。它与普通的白炽灯发光原理不同，是把电能直接转化为光能，因而其发光效率较高，是新一代固体冷光源，将逐步取代传统光源。 （1）乙图中，当白天光线强时，S与______接通（选填“b”或“c”），太阳能电池板是利用______（选填“内”或“外”）光电效应工作的； （2）LED灯主要由______材料制成，可以把电能直接转化成______能；它之所以节能，被称为冷光源，是因为电热转换损耗的能量较白炽灯______（选填“高”或“低”）。 【答案】（1） ①. b ②. 内 （2） ①. 半导体 ②. 光 ③. 低 【解析】 【小问1详解】 [1]由题意可知，白天光线强时，太阳能电池板为蓄电池充电，故此时S与b接通。 [2]太阳能电池板对蓄电池充电的过程中，太阳能电池板相当于电源，而电源是产生电压的装置，则太阳能电池板在光的照射下能够产生电压，由题文“内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质内部运动，但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压”可知，太阳能电池板是利用内光电效应工作的。 【小问2详解】 [1]发光二极管主要由硅等半导体材料制成。 [2]由题意可知，LED的发光原理是直接把电能转换成光能，转化率较高。 [3]LED灯电热转换损耗的能量较白炽灯低，将电能绝大部分转化为光能，因而其发光效率较高。 18. 在家庭电路里，有时需要把两根导线连接起来使用，但连接处往往比别处更容易发热，甚至引起火灾，这是为什么？ 【答案】接触处往往“虚接”，电阻大，在电流一定时，相同时间内产生的热量多，更容易发热，甚至引起火灾． 【解析】 【详解】电流通过导体时产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流以及通电时间有关．在家庭电路里，有时需要把两根导线连接起来使用，但连接处往往“虚接”，电阻大，连接处与电路串联，电流一定，在相同时间内产生的热量比别处多，故更容易发热，甚至引起火灾． 19. 闭合开关，小磁针静止，请在图中标出电源的“+”“﹣”极，并在磁感线上标出磁场方向。 【答案】 【解析】 【详解】根据异名磁极相互吸引的特点，可知螺线管的左端为S极，由安培定则可判断电源的右端为正极，而磁体在外部的磁感线总是由N极出发回到S极；如图所示： 。 20. 在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻R的阻值为，图乙是通过灯泡L的电流与其两端电压关系的图像。闭合开关后，若灯泡L两端的电压为8V，求： （1）定值电阻R两端的电压； （2）整个电路的总功率； （3）将图甲中的定值电阻R换成和灯泡L一样的灯泡后，一个灯泡10s内消耗的电能。 【答案】（1）16V （2）12W （3）72J 【解析】 【小问1详解】 由甲知，该电路是定值电阻R和灯泡L的串联电路，由图乙可知，UL=8V时，IL=0.5A，则定值电阻两端的电压 UR=ILR=0.5A×32Ω=16V 【小问2详解】 因串联电路中总电压等于各分电压之和，故电源电压为 U=UL+UR=8V+16V=24V 根据可得，整个电路的总功率为 【小问3详解】 将图甲中的定值电阻R换成和灯泡L一样的灯泡后，由串联电路电阻等比例分压可知，两灯泡的电压为 由图乙可知，此时流过灯泡的电流为I′L=0.60A，则10s内一个灯泡消耗的电能为 WL=U′LI′Lt=12V×0.6A×10s=72J 21. 小伟家的电热饮水机通过旋钮开关可以实现加热和保温两个挡位的切换。小伟查阅资料得到饮水机的部分信息如下表。饮水机正常加热7min，可将质量为1kg的水从20℃加热到沸腾（标准大气压），然后转入保温状态。请你结合小伟的调查研究，解决下列问题： 额定电压U/V 220 加热功率P1/W 1000 保温功率P2/W 100 电阻R1/Ω 435.6 电阻R2/Ω 48.4 （1）在图中虚线框内画出导线、电阻R1和电阻R2三个元件的符号，将饮水机的电路图连接完整；（旋钮开关位于a、a点，表示a与a接通） （2）加热过程中，饮水机的加热效率。[水的比热容4.2×103J/（kg·℃）] 【答案】（1） ；（2）80% 【解析】 【详解】解：（1）由表中数据可知，电阻R2的阻值为48.4Ω，当R2单独工作时，电路中的功率 所以当R2单独工作时，电路为加热档；由可知，电路中电阻越大，功率越小，所以当R1与R2串联时，电路中的功率 故R1与R2串联时，电路为保温档；所以电路设计，能让R2单独工作和R1与R2串联，如下图所示： （2）饮水机正常加热7min，可将质量为1kg的水从20℃加热到沸腾，水吸收热量 电热丝放热 则饮水机的加热效率 答：（1）饮水机的电路图见解图； （2）饮水机的加热效率为80%。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$