内容正文:
物理试题
(全卷共四个大题,满分80分,与化学共用120分钟)
一、选择题(本题共12个小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题2分,共24分)
1. 下列物理量的估测符合实际的是( )
A. 人体的安全电压不高于220V B. 教室里空调工作的电流约10A
C. 一节新的干电池电压为2V D. 实验用的小灯泡电阻约200Ω
【答案】B
【解析】
【详解】A.人体的安全电压不高于36V,故A不符合题意;
B.空调的功率约2200W,工作的电流,故B符合题意;
C.一节新的干电池电压为1.5V,故C不符合题意;
D.实验用的小灯泡电压约2.5V,电流约0.25A,电阻约为,故D不符合题意。
故选B。
2. 下列电学知识中,说法错误的是( )
A. 电路中有电压,不一定有电流
B. 物理学中规定正电荷定向移动方向为电流方向
C. 导体容易导电是因为导体中有大量的自由电子
D. 导体的电阻与导体两端的电压以及流过导体的电流无关
【答案】C
【解析】
【详解】A.电路两端有电压,且是通路,才会形成电流,故电压是形成电流的必要条件,但有电压,电路中不一定有电流,故A正确,不符合题意;
B.电荷的定向移动形成电流,物理学中规定正电荷定向移动方向为电流方向,故B正确,不符合题意;
C.导体容易导电,是因为导体中有大量可以自由移动的电荷,可以是电子,也可以是阴、阳离子,故C错误,符合题意;
D.电阻是导体的一种属性,与导体两端的电压以及流过导体的电流无关,故D正确,不符合题意。
故选C。
3. 关于生活中的一些电路连接,下列判断正确的是( )
A. 十字路口的红、黄、绿交通灯是串联
B. 一个开关同时控制两盏灯,两盏灯可能是并联
C. 家庭电路中并联的用电器增多,则家庭电路的电压一定增大
D. 宾馆房间大多采用插卡取电,房卡的作用相当于房间电路的电源
【答案】B
【解析】
【详解】A.交通灯需要独立工作,若串联则无法单独控制,故A错误;
B.若开关位于干路,并联的两盏灯可被同时控制,故B正确;
C.家庭电路电压为220V恒定,并联用电器增多不会改变电压,故C错误;
D.房卡可以控制房间电路的通断,相当于开关而非电源,电源由外部电网提供,故D错误。
故选 B。
4. 如图中关于电现象的说法正确的是( )
A. 图甲中,手放在静电球上头发竖立起来,说明同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
B. 图乙中,带电体与不带电的验电器接触时,正电荷从带电体转移到金属箔片上
C. 图丙中,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近小球后相互吸引,小球一定带正电
D. 图丁中,验电器A带电、B不带电,用干燥的玻璃棒接触A、B后,A、B张角不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲中,手放在静电球上头发竖立起来,头发带同种电荷,说明同种电荷相互排斥,故A错误;
B.图乙中,带电体与不带电的验电器接触时,负电荷从金属箔片转移到带电体上,故B错误;
C.图丙中,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近小球后相互吸引,由于异种电荷相互吸引、带电体吸引不带电的轻小物体,则小球可能带正电,可能不带电,故C错误;
D.图丁中,验电器A带电、B不带电,用干燥的玻璃棒接触A、B后,干燥的玻璃棒是绝缘体,不容易导电,则A、B带的电荷不变,则A、B张角不变,故D正确。
故选D。
5. 如图甲是某款电子测温仪,图乙是它内部的原理图,电源电压保持不变,用电表示数大小反映温度高低,热敏电阻的阻值随温度的升高而增大,定值电阻R起保护电路的作用。下列分析正确的是( )
A. 该电路中的电表是电流表 B. 温度变化时R两端电压不变
C. 温度升高时电路中电流变大 D. 温度升高时两端电压变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图乙可知,热敏电阻R₀与电表并联,电表测量的是R₀两端的电压,故A错误;
BCD.由图乙可知,R与R₀串联,电源电压恒定,温度升高时热敏电阻阻值增大,电路总电阻增大,由欧姆定律可知,电路电流减小,由串联电路分压规律可知,热敏电阻两端电压变大,R两端电压会变小,故BC错误,D正确。
故选 D。
6. 如图所示电路图,下列说法不正确的是( )
A. 只闭合、,、都亮 B. 只闭合,、串联
C. 只闭合,只有亮 D. 只闭合、,、并联
【答案】A
【解析】
【详解】A.只闭合、,电路为灯泡L2单独接入的简单电路,灯泡L1被短路,因此亮,故A错误,符合题意;
B.只闭合,电流依次经过、两个灯泡回到电源的负极,此时、两灯泡串联,故B正确,不符合题意;
C.只闭合,电路为灯泡L2单独接入的简单电路,因此亮,故C正确,不符合题意;
D.只闭合、,电流分别经过、两灯泡回到电源的负极,、两灯泡并联,故D正确,不符合题意。
故选A。
7. 如图所示,闭合开关S后,灯泡不亮,只有一个表有示数,且故障只发生在电阻R或灯泡L上。交换两个电表位置后,两个表的示数和未交换前相同。则下列判断正确的是( )
A. 一定是灯L短路 B. 一定是电阻R短路 C. 可能是灯L断路 D. 一定是灯L断路
【答案】A
【解析】
【详解】A.若灯L短路,则电路中只有定值电阻,电压表相当于测导线电压,因此无示数,电路中仍会有电流,电流表有示数;交换电表位置后,电压表被短路,因此无示数,电压表示数无变化,此时电路中仍为定值电阻串联,电阻不变,根据欧姆定律可知,电流不变,因此电流表的示数不变,故A正确;
B.若电阻R短路,电路中只有灯泡工作,电路接通,小灯泡发光,与题意矛盾,故B错误;
C.若灯L断路,则电路中无电流,电流表读数为0,电压表与电源接通,读数为电源电压,交换电表后,灯泡和电压表被短路,因此电压表无示数,此时电路为定值电阻和电流表串联在电路中,因此电流表有示数,故C错误;
D.若电阻R断路,无论两个电表是否交换位置,此时电路均为断路,电流表和电压表均无示数,两个表的示数和未交换前相同,故D错误。
故选A。
8. 如图所示的电路中,闭合开关,断开开关,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数为0
B. 再闭合开关,电流表示数不变
C. 若同时闭合开关、,则电压表短路
D. 若同时闭合开关、,电压表测电源电压
【答案】D
【解析】
【详解】A.闭合 S1、断开 S2 时,此时为只有灯 L2 的简单电路,电流表测电路电流,电路中有电流,电流表示数不为 0,故 A 错误。
BCD.再闭合 S₂,灯 L₂ 与灯 L₁ 并联,电压表测量电源电压,灯 L2 两端电压不变,仍为电源电压,根据(灯丝电阻不变,电压不变),则通过 L2的电流不变。电流表原来测量L2电流,现在测量干路电流,根据并联电路电流规律,此时电流表示数为通过两个灯泡的电流之和,所以电流表示数变大,故BC错误,D正确。
故选 D。
9. 小杨同学仔细观察了一间普通教室的照明电路,每盏电灯规格相同且都能正常发光,每个开关都能控制两盏电灯,图所示的电路图中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】由题意可知,每盏灯正常工作的电压均为220V,要四盏灯全部正常发光,则它们之间的连接方式只能是并联;每个开关都能独立控制两盏灯,则开关应接在控制两盏灯的干路上,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
10. 晨认识并使用了如图所示的台秤,发现指针偏转角度随所测物体质量增大而增大。根据台秤示数变化规律,小晨想选用电流表或电压表的示数来反映所测物体质量大小,并且还希望电表指针偏转角度与所测物体质量成正比,设计的电路最合理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,电流表与可变电阻R、定值电阻串联,当物体质量增大时,滑片向下移动,R阻值变小,电路总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电流表示数变大,由表达式可看出,定值电阻R不变,I与R不成正比,故A不符合题意;
B.由图可知,定值电阻和可变电阻R串联,电压表测R上接线和滑片之间的电压,电路电阻始终为两电阻阻值之和,即电路中电流大小不变,当重物质量增大时,滑片向下移动,电压表测量的部分电阻增大,由(其中I是定值,)可知, 与成正比,故B符合题意;
C.由图可知,定值电阻和可变电阻R串联,电压表测R两端电压,当物体质量增大时,滑片向下移动,电阻R阻值减小,电路总电阻减小,由欧姆定律有可知,电流变大,R电压减小,即电压表示数减小,故C不符合题意;
D.由图可知,定值电阻和可变电阻R串联,电流表被短路,示数一直为0,故D不符合题意。
故选B。
11. 如图所示,两个灯泡为相同灯泡,且阻值保持不变,a为电压表和电流表中的一个,滑动变阻器的最大阻值是灯泡阻值的两倍。只闭合和,移动滑动变阻器滑片的过程中,电流表的示数有变化。则下列说法正确的是( )
A. a表为电压表
B. 只闭合、、,若短路,向左移动滑动变阻器滑片,电压表的示数变大
C. 闭合所有开关,将滑动变阻器的滑片调到中间位置,的示数与a的示数相同
D. 交换电压表与a的位置,只闭合、、,两灯均发光
【答案】C
【解析】
【详解】A.只闭合和时,a表、电流表、滑动变阻器串联,移动滑动变阻器滑片时,电流表的示数有变化,说明电路是通路,因为电流表相当于导线、电压表相当于断路,故a表只能为电流表,故A错误;
B.闭合、、,a表直接连接在电压表两端,因为a表是电流表,相当于导线,故电压表被短路,示数为零,仅仅移动滑动变阻器,电压表仍处于被短路状态,故电压表示数为零保持不变,故B错误;
C.闭合所有开关,电路变成、和滑动变阻器并联,则它们两端的电压相等,因为滑动变阻器的最大阻值是灯泡阻值的两倍,且滑动变阻器的滑片调到了中间位置,故滑动变阻器接入电路中的电阻与灯泡电阻相等,根据可知,通过、和滑动变阻器的电流相等,a表测量通过滑动变阻器与L1的电流,其示数等于它们电流之和,电流表A1测量通过L1与L2的电流,其示数等于它们电流之和,故通过a表、电流表A1的电流相等,故的示数与a表的示数相同,故C正确;
D.交换电压表与a表的位置,只闭合、、时,则被短路不发光,故D错误。
故选C。
12. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,电路中和的规格相同。闭合、,断开、时,电压表的示数为6V,电流表的示数为0.4A。闭合、,断开、时,电流表的示数为0.5A。则下列选项中错误的是( )
A. 电源电压为6V
B. 闭合所有开关,电流表的示数为0.2A
C. 只闭合、,若断路,则电压表和示数都变大
D. 若将电流表替换为接入大量程的电压表,同时改变接入的量程,闭合开关、、,断开,电压表和的偏转角度相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.闭合、,断开、时,电路为的简单电路,电流表A1测量通过R3的电流,电压表的测量电源电压,电压表的示数为6V,则电源电压为6V,故A正确,不符合题意;
B.闭合S2、S3,断开S1、S4时,R3和R2并联,电流表A3测流过R3和R2的电流,结合并联电路的电压关系可知流过R3的电流不变,为0.4A,则流过R2的电流为I2=0.5A-0.4A=0.1A
闭合所有开关,,三个电阻并联,电流表A2测流过R1和R2的电流,R1和R2的规格相同,故电流表A2的示数为0.2A,故B正确,不符合题意;
C.只闭合、,若断路,电压表的示数增大至电源电压,电压表的减小为0,电压表和示数不是都变大,故C错误,符合题意;
D.若将电流表替换为接入大量程的电压表,同时改变接入的量程,闭合开关、、,断开,三电阻串联,电压表V2测量R3两端的电压,电压表V1测量R1和R2两端的电压,电压表V3测量R2和R3两端的电压,结合A可知
结合B可知
结合串联分压可知V2和V3的示数之比等于
两电压表的量程不同,则两电压表的偏转角度相同,故D正确,不符合题意。
故选C。
二、填空题(本题共6个小题,每空1分,共12分)
13. 人们为了纪念科学家对物理学的卓著贡献,常常用科学家的名字命名物理量的单位,如将______的名字命名为电阻的单位。某品牌的充电宝对手机充电时的输出电压约为5V,此过程是将充电宝的______能转化电能。
【答案】 ①. 欧姆 ②. 化学
【解析】
【详解】[1]电阻的单位是“欧姆”,符号是“”,是为了纪念科学家欧姆。
[2]正在给手机充电的充电宝可以提供电能,相当于是电源,此过程中通过化学变化,充电宝将化学能转化为电能。
14. 如图所示是高大建筑物上必须安装的避雷针。避雷针是由______(填“导体”或“绝缘体”)材料制成,可将电荷导入大地。如果发生雷电时避雷针上方出现带有大量负电荷的云层,那么通过避雷针的电流方向是______(填“向上”或“向下”)的。
【答案】 ①. 导体 ②. 向上
【解析】
【详解】[1]避雷针由导体材料制成,所以可以把电荷导入大地。
[2]上方的云带大量负电荷,负电荷通过避雷针流向大地。通过避雷针的电流,方向与负电荷流动方向相反,所以电流方向向上。
15. 有一种电源被称作“恒流源”,它能够对外提供大小不变的电流。现有一恒流源,它对外提供大小为3A的电流,用它给一个标有“6V 2A”的灯泡供电,要使灯泡正常发光,需要给灯泡_________联一个阻值为_________Ω的电阻。
【答案】 ①. 并 ②. 6
【解析】
【详解】[1]“恒流源”提供的电流为3A,大于灯泡的额定电流2A,要使灯泡正常发光应并联一个电阻。
[2]因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过电阻R的电流
IR=I−IL=3A−2A=1A
并联电路中各支路两端的电压相等,则并联电阻的阻值
R====6Ω
并联电阻的阻值为6Ω。
16. 如图所示,电源电压不变,电阻,闭合开关,小欣在草稿纸上记录了三只电表的示数为0.4、1.2、2.4,但漏记了单位。电源的电压是______V,电阻的阻值是______Ω。
【答案】 ①. 2.4 ②. 3
【解析】
【16题详解】
[1][2]由图可知,当开关S闭合后,R1与R2并联,电流表A1与R2串联,电流表A2在干路上,电压表测电源电压。在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,故A2示数可能为1.2A或2.4A,若A2示数为1.2A,则电压表示数为2.4V,则电源电压,由欧姆定律可得通过R2的电流
恰好与小欣记录的第三个数据0.4对应,即假设成立,则通过R1的电流为
所以R1阻值
17. 科技创新小组的同学们在实验室中组装了如图甲所示电路。滑动变阻器阻值随长度均匀变化,闭合开关,让滑片P从最右端开始向左滑动,测量滑片到最右端的距离x,同时观察电压表示数U、电流表示数I,记录数据并绘制图像。图乙是U与x关系的部分图像,图丙是I与x关系的部分图像。电源电压为______V,变阻器电阻线圈总长度为______cm。
【答案】 ①. 6 ②. 8
【解析】
【详解】[1]分析电路可知,与变阻器串联,电压表测变阻器电压,电流表测电路中电流。由图乙丙可知,当值在时,电压表示数示数为6V,说明滑动变阻器处于断路状态,电压表测电源电压,则电源电压为6V。
[2]由图乙丙可知,当时,电压表示数为4V,电流表示数为0.5A,则此时变阻器阻值为
当时,电压表示数为2V,电流表示数为1A,则此时变阻器阻值为
所以值从4cm变成7cm(变化了3cm),变阻器阻值变化了
平均1cm变阻器阻值变化量为,则变阻器电阻线圈总长度为
18. 如图甲所示的电路,电源电压不变。为定值电阻,滑动变阻器标有“,”字样,其铭牌上所标的最大阻值模糊不清,电压表的量程为,电流表的量程为。先闭合开关S、,断开、,将滑动变阻器的滑片从最右端移到最左端;再闭合开关S、、,断开,在保证电路安全的前提下最大范围移动滑动变阻器,灯泡电阻变化不可忽略。两次实验中电流表与电压表示数的关系图像如图乙所示。则滑动变阻器的最大阻值为______。任意闭合开关和移动滑片,则电路的最大电流与最小电流之比为______。
【答案】 ①. 30 ②. 6:1
【解析】
【详解】[1]闭合开关S、S1,断开S2、S3,与串联,电流表测电路电流,电压表测滑动变阻器滑片左侧电阻的电压,将滑动变阻器的滑片从最左端移到最右端,电压表的最大示数为3V,则电压为U2=3V,通过电流为,由欧姆定律可知,的最大阻值为
[2]当滑动变阻器的滑片移到最右端,电压表的最大示数为3V,则电压为,通过电流为,由欧姆定律可知,则的阻值为
当四个开关全部闭合,且滑动变阻器的滑片移到最左端时,和L并联,通过的电流为,通过L的电流为0.3A,此时电路中的电流最大为,且不超过电流表量程;
当只闭合S、S1,与串联,且最大时,此时电流最小,大小为
故
三、实验与探究(本题共3个小题,19小题6分,20小题8分,21小题8分,共22分)
19. 聪聪在实验室中找到如图甲所示的几根金属丝,并连接了如图乙所示的电路,探究“影响导体电阻大小的因素”。
(1)聪聪探究导体电阻大小与长度的关系时,应选用金属丝______(选填“AB”、“BC”或“AC”),得到的结论是:其他条件相同时,导体的长度越长,电阻越______;为使实验结论更加完整,聪聪又找来一根金属丝D,这根金属丝D和其它三根金属丝的______一定不同;
(2)滑动变阻器是通过改变电阻丝的长度来调节灯泡亮度的,以下三种方案中,能达到目的的方案是图______;(选填“A”、“B”或“C”)
A. B. C.
(3)实验中通过观察小灯泡亮度来判断导体电阻的大小,这种实验方法叫做______,当接入的导体阻值差别较小时,实验现象不是很明显,请你对电路的改进提出一条建议:______。
【答案】(1) ①. AB ②. 大 ③. 材料
(2)C (3) ①. 转换法 ②. 在电路中串联一个电流表
【解析】
【小问1详解】
[1][2]聪聪探究导体电阻大小与长度的关系时,要控制导线的材料、横截面积相同,长度不同,则应选用金属丝AB,由实验现象可得到的结论是:其他条件相同时,导体的长度越长,电阻越大.
[3]导体电阻大小与导线的材料、横截面积、长度有关,ABC的材料均相同,无法探究导体电阻大小与材料的关系,为使实验结论更加完整,即探究聪聪又找来一根金属丝D,这根金属丝D和其它三根金属丝的材料一定不同。
【小问2详解】
A.图中灯泡与变阻器的左部分被短路,灯泡没有电流经过,不能发光,故A不符合题意;
B.滑动变阻器与灯泡并联,并联电路中用电器互不影响,则移动滑片,灯泡亮度不改变,故B不符合题意。
C.滑动变阻器与灯泡串联,移动滑片,滑动变阻器接入电路中的电阻丝的长度改变,滑动变阻器接入电路中的电阻改变,电路电阻改变,电路电流改变,通过灯泡的电流改变,灯泡的亮度改变,故C符合题意。
故选C。
【小问3详解】
[1]导体电阻的大小无法直接看出,实验中通过观察小灯泡亮度来判断导体电阻的大小,这种实验方法叫做转换法。
[2]当接入的导体阻值差别较小时,实验现象不是很明显,说明电阻丝的电阻差距太小,导致通过灯泡的电流差别小,则应在电路中串联一个电流表,通过电流表示数的变化观察出电路电流的变化,得出电路电阻的变化。
20. 物理兴趣小组同学想利用所学电学知识探究“并联电路的电流特点”:
(1)图甲是实验时未连好的电路,现要求灯和并联,并用电流表测灯中的电流。请用笔画线代替导线,完成电路连接;
(2)闭合开关,小明发现电流表的指针指示位置如图乙所示,为了测量得更加准确,你认为他需要进行的调整是______;正确调整后闭合开关,电流表示数如图丙所示,则灯中的电流为______A;
(3)另一组的小强在实验中用一个电流表分别测量通过灯泡、和干路的电流、、,实验数据如表所示,分析数据可知他是更换多组______(填“相同”或“不同”)规格的灯泡进行的多次实验。小强记录的实验数据中存在问题的数据是______,造成该数据错误的原因应是______。修正错误后,可得出并联电路中干路电流和支路电流的关系是______(写关系式);
通过灯泡的电流
通过灯泡的电流
通过干路的电流
0.3
0.4
0.7
0.24
0.36
3
0.1
1.2
1.3
(4)小明想利用图丁比较并联电路中和的电流的大小关系,他认为:只闭合测出中的电流,只闭合测出中的电流,从而可比较和的大小,请你评估:此方案是______(选填“可行”或“不可行”)的。
【答案】(1) (2) ①. 电流表换用小量程 ②. 0.22
(3) ①. 不同 ②. 3 ③. 电流表读错量程 ④.
(4)不可行
【解析】
【小问1详解】
要求灯和并联,并用电流表测灯中的电流,则应让灯和首首相连,尾尾相连,电流表位于灯支路,作图如下:
【小问2详解】
[1]如图乙所示,电流表选用大量程,分度值为0.1A,示数为0.3A,小于0.6A。为了测量得更加准确,他需要进行的调整是电流表换用小量程。
[2]正确调整后闭合开关,电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.22A,则灯中的电流为0.22A。
【小问3详解】
[1]由表可知,通过灯泡的电流与通过灯泡的电流不等,说明小强是更换多组不同规格的灯泡进行的多次实验。
[2][3]干路电流等于各支路电流之和。第2次实验中,
干路电流应为0.6A,而3A是0.6A的5倍,根据电流表不同量程之间的关系可知数据“3”错误,原因是电流表读错量程。
[4]修正错误后,由表中数据则有
可得并联电路中干路电流和支路电流的关系是:
【小问4详解】
由图丁可知,只闭合和只闭合时通过电流表的电流方向相反,即会导致电流表正负接线柱接反,不符合电流表的使用规则,所以此方案是不可行的。
21. 同学们用如图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系,其中电源电压恒为3V,滑动变阻器的规格是“20Ω 2A”:
次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.2
1.5
1.8
2.5
电流I/A
0.22
0.26
0.32
0.38
0.52
(1)如图甲所示的电路,在开关闭合的瞬间,______表的指针将明显偏转;仔细检查电路,发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确连接______;
(2)雯雯同学正确连接后,按照图甲所示的电路,移动滑片,记录了如表所示的数据,出现这种情况的原因是:______;定值电阻的阻值为______;分析可得出实验结论:当电阻一定时,通过导体的电流与电压成正比;
(3)接着“探究电流与电阻的关系”,依次将阻值为、、的定值电阻接入之间完成实验:
①当把接入电路时,调节滑动变阻器滑片,此时电流表示数如图乙所示为______A,记录第一组数据;
②当把从换成,不改变滑片位置,闭合开关,会看到电压表的示数______1V(选填“>”“=”或“<”);
③当把从换成,调节滑片,发现电压表的示数始终不能调为1V,分析其原因可能是:______;
④为了完成该次实验,更换的滑动变阻器应该标有“______”字样。
【答案】(1) ①. 电压 ②.
(2) ①. 表格中信息不完整,导致数据填错位置 ②. 5
(3) ①. 0.2 ②. > ③. 滑动变阻器的最大电阻太小 ④. 40Ω 2A
【解析】
【小问1详解】
[1]如图甲所示的电路,在开关闭合的瞬间,电压表串联在电路中,由于电压表的电阻非常大,其电压几乎等于电源电压,则电压表的指针将明显偏转,而电路中电流几乎为0,则电流表的指针几乎不偏转。
[2]实验中,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,电路更改如下图所示:
【小问2详解】
[1]实验中要记录每组实验定值电阻的电压与电流,表格中缺少电压、电流的标识,导致实验数据填错位置。
[2]由表格中数据与欧姆定律得,第1次测得的定值电阻的阻值为
第2次测得的定值电阻的阻值为
第3次测得的定值电阻的阻值为
第4次测得的定值电阻的阻值为
第5次测得的定值电阻的阻值为
定值电阻的阻值为
【小问3详解】
[1]由图乙得,电流表的量程为0~0.6A,电流表的分度值为0.02A,示数为0.2A。
[2]实验中,要控制定值电阻两端的电压不变,由得,定值电阻两端的电压为
则当把从换成,不改变滑片位置,闭合开关,由串联电路分压原理可知,电压表的示数大于1V。
[3][4]由串联电路电压特点得,滑动变阻器的电压为
串联电路电流处处相等,由欧姆定律得
当接入20Ω定值电阻时,滑动变阻器接入电路中的电阻为
此时滑动变阻器接入电路中的电阻超过滑动变阻器的最大电阻,则电压表的示数始终不能调为1V;为了完成该次实验,滑动变阻器的最大电阻至少为40Ω,则更换的滑动变阻器应该标有“40Ω 2A”字样。
四、论述与计算题(第22题6分,第23题8分,第24题8分,共22分。解答应写出解题步骤,有公式,带入数据,并写出结果。)
22. 小文为航天员设计了一款航天服,既能保温又能照明。其简化电路如图所示,电源电压恒为24V,发热电阻R的阻值未知,小灯泡的电阻为(忽略温度对灯丝电阻的影响),闭合开关和,电流表示数为1.1A,求:
(1)通过小灯泡L的电流;
(2)发热电阻R的阻值。
【答案】(1)
0.5A (2)
40Ω
【解析】
【小问1详解】
由题可知,小灯泡的电阻为RL=48Ω,闭合开关和,小灯泡与发热电阻R并联,电流表测干路电流,电源电压U=24V,
故小灯泡两端电压
由欧姆定律,可得小灯泡中的电流
【小问2详解】
由题可知,电路总电流I总=1.1A,则由并联电路电流规律,可得流过发热电阻的电流
由欧姆定律,可得发热电阻的阻值
23. 国庆假期聚会增多,安全驾驶尤为重要。酒精测试仪可帮助司机快速自查,其电路如图甲所示,电源电压恒为6V,。酒精传感器的电阻值随酒精气体浓度增大而减小,关系如图乙所示(酒驾标准:0.2mg/mL≤酒精浓度ρ≤0.8mg/mL)求:
(1)当电流表的示数为0.075A时,电压表的示数;
(2)当被检测者的酒精气体的浓度为0.3mg/mL时,电流表示数;
(3)当电压表的示数为2V时,判断被检测者是否酒驾。
【答案】(1)4.5 V
(2)0.15A (3)是酒驾
【解析】
【小问1详解】
由图甲得,R1、R2串联,电压表测量R1的电压,电流表测量电路电流。当电流表的示数为0.075A时,由得,R2两端电压为
电压表的示数
【小问2详解】
由图乙得出当酒精气体浓度ρ=0.3 mg/mL时,传感器电阻R1=20 Ω,此时电路中的总电阻
总电流
【小问3详解】
当电压表示数时,R2两端电压
电路电流
由得,传感器电阻
由图乙可判断此时酒精气体浓度约为0.8 mg/mL,故被检测者属于酒驾。
24. 在如图所示的电路中,电源电压U恒定,和为定值电阻,的阻值为20Ω,是规格为“40Ω 2A”的滑动变阻器。当只闭合开关和,滑片P移到端点b时,电流表的示数为;当三个开关都闭合,滑片P移到端点a 时,电流表的示数为,滑片P移到端点b 时,电流表的示数为,与电流示数之差为0.3A。求:
(1)电源电压U:
(2)电阻的阻值;
(3)聪聪选择如下表所示器材,只闭合开关,在确保电路安全的情况下,移动滑片P从端点b到端点a的过程中,电流表从满偏的三分之一位置变化到满偏位置。请你结合计算,说明聪聪选择的器材组合。
器材
可选量程、规格
电流表量程
电源规格
6V
12V
15V
规格
5Ω
10Ω
20Ω
规格
10Ω 2A
20Ω 2A
50Ω 1A
【答案】(1)12V (2)40 Ω
(3)见解析
【解析】
【小问1详解】
由题意,只闭合 S2、S3时,滑片 P 置于端点 b 处,此时电路为R3最大电阻的简单电路,电流表测量此时电路电流,示数为,由,电源电压为
【小问2详解】
当 S1、S2、S3都闭合时,滑片P移到端点a 时,R1 与R3的最大电阻并联,电流表测量干路电流;滑片P移到端点b 时,R2与R3的最大电阻并联,电流表测量此时干路电流。滑片分别置于a、b 两端时,因为电源电压U恒定,所以两端电压和两端电压及两端电压均相等,即
滑片分别置于a、b 两端时,因为R3接入电路中的电阻均为最大阻值,所以两个连接方式中R3阻值相同,其两端电压均为电源电压,则通过R3的电流均相同,均为
滑片P在端点b 时,通过的电流
通过的电流为
电流表的示数为,则干路电流
滑片P在端点a 时,电流表的示数为,因为与电流示数之差为0.3A,则
则此时干路电流
由并联电路电流规律,通过的电流
由欧姆定律,电阻的阻值
【小问3详解】
只闭合 S2时,R1、R3的左部分串联,电流表测量电路电流,滑片由b滑到a 过程,R3接入电路中电阻由最大变为0,电路电阻由最大变为最小,电路电流由最小变为最大,电流从满偏的三分之一位置增至接近满偏。由表格中信息得,R3的规格有10Ω 2A、20Ω 2A、50Ω 1A,则滑动变阻器通过的最大电流为2A或者1A;电流表的量程有0~0.6A、0~3A,由题意,在确保电路安全的情况下,滑片移动过程要使电流表达到满偏,则电流表的量程只能选用0~ 0.6 A,则电流表满偏时示数为0.6A。由表格中电源规格和R1规格数据,只有两种组合满足电流表满偏时示数为0.6A的要求。
一种是选用电源电压为6V,R1选用10Ω,变阻器接入电路中电阻为0Ω时,电路的电流最大为
另一种是选用电源电压为12V,R1为20Ω,变阻器接入电路中电阻为0Ω时,电路的电流最大为
电流表满偏的三分之一位置的示数为0.2A,当电源电压选用6V,R1选用10Ω时,由得,电路总电阻为
由串联电路电阻特点得,此时变阻器接入电路中电阻最大为
则滑动变阻器选 “20 Ω 2 A” 满足题意要求。
当电源电压选用12V,R1选用20Ω时,由得,电路总电阻为
由串联电路电阻特点得,此时变阻器接入电路中电阻最大为,由表格数据,没有满足条件的滑动变阻器。
综上,聪聪选择的器材组合为电流表的量程选用0~ 0.6 A、电源选用6V、R1选用10Ω、R3选 “20 Ω 2 A”。
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物理试题
(全卷共四个大题,满分80分,与化学共用120分钟)
一、选择题(本题共12个小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题2分,共24分)
1. 下列物理量的估测符合实际的是( )
A. 人体的安全电压不高于220V B. 教室里空调工作的电流约10A
C. 一节新的干电池电压为2V D. 实验用的小灯泡电阻约200Ω
2. 下列电学知识中,说法错误的是( )
A. 电路中有电压,不一定有电流
B. 物理学中规定正电荷定向移动方向为电流方向
C. 导体容易导电是因为导体中有大量的自由电子
D. 导体的电阻与导体两端的电压以及流过导体的电流无关
3. 关于生活中的一些电路连接,下列判断正确的是( )
A. 十字路口的红、黄、绿交通灯是串联
B. 一个开关同时控制两盏灯,两盏灯可能是并联
C. 家庭电路中并联的用电器增多,则家庭电路的电压一定增大
D. 宾馆房间大多采用插卡取电,房卡的作用相当于房间电路的电源
4. 如图中关于电现象的说法正确的是( )
A. 图甲中,手放在静电球上头发竖立起来,说明同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
B. 图乙中,带电体与不带电的验电器接触时,正电荷从带电体转移到金属箔片上
C. 图丙中,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近小球后相互吸引,小球一定带正电
D. 图丁中,验电器A带电、B不带电,用干燥的玻璃棒接触A、B后,A、B张角不变
5. 如图甲是某款电子测温仪,图乙是它内部的原理图,电源电压保持不变,用电表示数大小反映温度高低,热敏电阻的阻值随温度的升高而增大,定值电阻R起保护电路的作用。下列分析正确的是( )
A. 该电路中的电表是电流表 B. 温度变化时R两端电压不变
C. 温度升高时电路中电流变大 D. 温度升高时两端电压变大
6. 如图所示电路图,下列说法不正确的是( )
A. 只闭合、,、都亮 B. 只闭合,、串联
C. 只闭合,只有亮 D. 只闭合、,、并联
7. 如图所示,闭合开关S后,灯泡不亮,只有一个表有示数,且故障只发生在电阻R或灯泡L上。交换两个电表位置后,两个表的示数和未交换前相同。则下列判断正确的是( )
A. 一定是灯L短路 B. 一定是电阻R短路 C. 可能是灯L断路 D. 一定是灯L断路
8. 如图所示的电路中,闭合开关,断开开关,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数为0
B. 再闭合开关,电流表示数不变
C. 若同时闭合开关、,则电压表短路
D. 若同时闭合开关、,电压表测电源电压
9. 小杨同学仔细观察了一间普通教室的照明电路,每盏电灯规格相同且都能正常发光,每个开关都能控制两盏电灯,图所示的电路图中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
10. 晨认识并使用了如图所示的台秤,发现指针偏转角度随所测物体质量增大而增大。根据台秤示数变化规律,小晨想选用电流表或电压表的示数来反映所测物体质量大小,并且还希望电表指针偏转角度与所测物体质量成正比,设计的电路最合理的是( )
A. B.
C. D.
11. 如图所示,两个灯泡为相同灯泡,且阻值保持不变,a为电压表和电流表中的一个,滑动变阻器的最大阻值是灯泡阻值的两倍。只闭合和,移动滑动变阻器滑片的过程中,电流表的示数有变化。则下列说法正确的是( )
A. a表为电压表
B. 只闭合、、,若短路,向左移动滑动变阻器滑片,电压表的示数变大
C. 闭合所有开关,将滑动变阻器的滑片调到中间位置,的示数与a的示数相同
D. 交换电压表与a的位置,只闭合、、,两灯均发光
12. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,电路中和的规格相同。闭合、,断开、时,电压表的示数为6V,电流表的示数为0.4A。闭合、,断开、时,电流表的示数为0.5A。则下列选项中错误的是( )
A. 电源电压为6V
B. 闭合所有开关,电流表的示数为0.2A
C. 只闭合、,若断路,则电压表和示数都变大
D. 若将电流表替换为接入大量程的电压表,同时改变接入的量程,闭合开关、、,断开,电压表和的偏转角度相同
二、填空题(本题共6个小题,每空1分,共12分)
13. 人们为了纪念科学家对物理学的卓著贡献,常常用科学家的名字命名物理量的单位,如将______的名字命名为电阻的单位。某品牌的充电宝对手机充电时的输出电压约为5V,此过程是将充电宝的______能转化电能。
14. 如图所示是高大建筑物上必须安装的避雷针。避雷针是由______(填“导体”或“绝缘体”)材料制成,可将电荷导入大地。如果发生雷电时避雷针上方出现带有大量负电荷的云层,那么通过避雷针的电流方向是______(填“向上”或“向下”)的。
15. 有一种电源被称作“恒流源”,它能够对外提供大小不变的电流。现有一恒流源,它对外提供大小为3A的电流,用它给一个标有“6V 2A”的灯泡供电,要使灯泡正常发光,需要给灯泡_________联一个阻值为_________Ω的电阻。
16. 如图所示,电源电压不变,电阻,闭合开关,小欣在草稿纸上记录了三只电表的示数为0.4、1.2、2.4,但漏记了单位。电源的电压是______V,电阻的阻值是______Ω。
17. 科技创新小组的同学们在实验室中组装了如图甲所示电路。滑动变阻器阻值随长度均匀变化,闭合开关,让滑片P从最右端开始向左滑动,测量滑片到最右端的距离x,同时观察电压表示数U、电流表示数I,记录数据并绘制图像。图乙是U与x关系的部分图像,图丙是I与x关系的部分图像。电源电压为______V,变阻器电阻线圈总长度为______cm。
18. 如图甲所示的电路,电源电压不变。为定值电阻,滑动变阻器标有“,”字样,其铭牌上所标的最大阻值模糊不清,电压表的量程为,电流表的量程为。先闭合开关S、,断开、,将滑动变阻器的滑片从最右端移到最左端;再闭合开关S、、,断开,在保证电路安全的前提下最大范围移动滑动变阻器,灯泡电阻变化不可忽略。两次实验中电流表与电压表示数的关系图像如图乙所示。则滑动变阻器的最大阻值为______。任意闭合开关和移动滑片,则电路的最大电流与最小电流之比为______。
三、实验与探究(本题共3个小题,19小题6分,20小题8分,21小题8分,共22分)
19. 聪聪在实验室中找到如图甲所示的几根金属丝,并连接了如图乙所示的电路,探究“影响导体电阻大小的因素”。
(1)聪聪探究导体电阻大小与长度的关系时,应选用金属丝______(选填“AB”、“BC”或“AC”),得到的结论是:其他条件相同时,导体的长度越长,电阻越______;为使实验结论更加完整,聪聪又找来一根金属丝D,这根金属丝D和其它三根金属丝的______一定不同;
(2)滑动变阻器是通过改变电阻丝的长度来调节灯泡亮度的,以下三种方案中,能达到目的的方案是图______;(选填“A”、“B”或“C”)
A. B. C.
(3)实验中通过观察小灯泡亮度来判断导体电阻的大小,这种实验方法叫做______,当接入的导体阻值差别较小时,实验现象不是很明显,请你对电路的改进提出一条建议:______。
20. 物理兴趣小组同学想利用所学电学知识探究“并联电路的电流特点”:
(1)图甲是实验时未连好的电路,现要求灯和并联,并用电流表测灯中的电流。请用笔画线代替导线,完成电路连接;
(2)闭合开关,小明发现电流表的指针指示位置如图乙所示,为了测量得更加准确,你认为他需要进行的调整是______;正确调整后闭合开关,电流表示数如图丙所示,则灯中的电流为______A;
(3)另一组的小强在实验中用一个电流表分别测量通过灯泡、和干路的电流、、,实验数据如表所示,分析数据可知他是更换多组______(填“相同”或“不同”)规格的灯泡进行的多次实验。小强记录的实验数据中存在问题的数据是______,造成该数据错误的原因应是______。修正错误后,可得出并联电路中干路电流和支路电流的关系是______(写关系式);
通过灯泡的电流
通过灯泡的电流
通过干路的电流
0.3
0.4
0.7
0.24
0.36
3
0.1
1.2
1.3
(4)小明想利用图丁比较并联电路中和的电流的大小关系,他认为:只闭合测出中的电流,只闭合测出中的电流,从而可比较和的大小,请你评估:此方案是______(选填“可行”或“不可行”)的。
21. 同学们用如图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系,其中电源电压恒为3V,滑动变阻器的规格是“20Ω 2A”:
次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.2
1.5
1.8
2.5
电流I/A
0.22
0.26
0.32
0.38
0.52
(1)如图甲所示的电路,在开关闭合的瞬间,______表的指针将明显偏转;仔细检查电路,发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确连接______;
(2)雯雯同学正确连接后,按照图甲所示的电路,移动滑片,记录了如表所示的数据,出现这种情况的原因是:______;定值电阻的阻值为______;分析可得出实验结论:当电阻一定时,通过导体的电流与电压成正比;
(3)接着“探究电流与电阻的关系”,依次将阻值为、、的定值电阻接入之间完成实验:
①当把接入电路时,调节滑动变阻器滑片,此时电流表示数如图乙所示为______A,记录第一组数据;
②当把从换成,不改变滑片位置,闭合开关,会看到电压表的示数______1V(选填“>”“=”或“<”);
③当把从换成,调节滑片,发现电压表的示数始终不能调为1V,分析其原因可能是:______;
④为了完成该次实验,更换的滑动变阻器应该标有“______”字样。
四、论述与计算题(第22题6分,第23题8分,第24题8分,共22分。解答应写出解题步骤,有公式,带入数据,并写出结果。)
22. 小文为航天员设计了一款航天服,既能保温又能照明。其简化电路如图所示,电源电压恒为24V,发热电阻R的阻值未知,小灯泡的电阻为(忽略温度对灯丝电阻的影响),闭合开关和,电流表示数为1.1A,求:
(1)通过小灯泡L的电流;
(2)发热电阻R的阻值。
23. 国庆假期聚会增多,安全驾驶尤为重要。酒精测试仪可帮助司机快速自查,其电路如图甲所示,电源电压恒为6V,。酒精传感器的电阻值随酒精气体浓度增大而减小,关系如图乙所示(酒驾标准:0.2mg/mL≤酒精浓度ρ≤0.8mg/mL)求:
(1)当电流表的示数为0.075A时,电压表的示数;
(2)当被检测者的酒精气体的浓度为0.3mg/mL时,电流表示数;
(3)当电压表的示数为2V时,判断被检测者是否酒驾。
24. 在如图所示的电路中,电源电压U恒定,和为定值电阻,的阻值为20Ω,是规格为“40Ω 2A”的滑动变阻器。当只闭合开关和,滑片P移到端点b时,电流表的示数为;当三个开关都闭合,滑片P移到端点a 时,电流表的示数为,滑片P移到端点b 时,电流表的示数为,与电流示数之差为0.3A。求:
(1)电源电压U:
(2)电阻的阻值;
(3)聪聪选择如下表所示器材,只闭合开关,在确保电路安全的情况下,移动滑片P从端点b到端点a的过程中,电流表从满偏的三分之一位置变化到满偏位置。请你结合计算,说明聪聪选择的器材组合。
器材
可选量程、规格
电流表量程
电源规格
6V
12V
15V
规格
5Ω
10Ω
20Ω
规格
10Ω 2A
20Ω 2A
50Ω 1A
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