精品解析:福建省厦门第六中学2025—2026学年九年级上学期12月月考物理试题
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内容正文:
厦门六中2025-2026学年第一学期初三阶段性测试
物理试卷
(满分100分,考试时间90分钟)
一、选择题:(每题2分,共28分)
1. 下列物理量的值中合理的是( )
A. 人体感觉最舒适的温度约为37℃
B. 四冲程汽油机的效率可达100%
C. 我国家庭电路的电压为220V
D. 节能灯正常工作时的电流约为5A
2. 现代家庭中,我们每天要消耗许多电能,关于电能的利用下列说法正确的是( )
A. 洗衣机消耗电能主要转化成内能
B. 电饭锅消耗电能主要转化成光能
C. 日光灯消耗电能主要转化成光能
D. 电动汽车消耗电能主要转化成光能和内能
3. 如图所示的电路中,将开关S闭合,灯和灯均发光,且灯比灯更亮。下列说法正确的是( )
A. 灯和灯串联
B. 灯和灯两端的电压一定相等
C. 通过灯的电流与通过灯的电流一定相等
D. 通过灯的电流与通过电源的电流一定相等
4. 下列电学实验中均需要测量多组数据,其中测量目的是为了减小误差的是( )
A. 测量小灯泡的电功率 B. 测量定值电阻的阻值
C. 探究电流与电阻的关系 D. 研究小灯泡的电阻
5. 当温度降到很低时,某些金属导体的电阻会突然消失,这种现象称为超导现象.假如所有导体都没有了电阻,当用电器通电时,下列说法正确的是( )
A. 白炽灯仍然能发光
B. 电风扇仍然能转动
C. 电饭锅仍然能煮饭
D. 电熨斗仍然能熨烫衣服
6. 老师在物理课堂上用手机拍摄同学做实验的视频时,发现只剩6%的电量了。由于无法及时充电,老师就开启了“省电模式”,如图所示,延长了手机的使用时间。手机开启“省电模式”后,下列说法正确的是( )
A. 增大了手机的电功率 B. 减小了手机的电功率
C. 增大了手机消耗的电能 D. 减小了手机消耗的电能
7. 我们都有这样的生活经验:白炽灯的灯丝断了,重新搭上后接在原电路中会比原来更亮。对此现象,下列解释中正确的是( )
A. 灯丝的电阻变大
B. 通过灯丝的电流变小
C. 加在灯丝两端的电压变大
D. 灯泡的电功率变大
8. 物理学中有许多形如的比值公式,c可由a、b计算,但与a、b无关,下列物理量的计算公式不能表示这种关系的是( )
A. 燃料的热值 B. 物质的比热容
C. 导体中的电流 D. 机车运动的恒定功率
9. 如图所示为生活中常见的电现象,下列有关说法正确的是( )
A. 甲图:摩擦后的吸管带电是因为产生了新的电荷
B. 乙图:家用手电筒的外表面塑料壳是导体
C. 丙图:计算机的微型风扇是为了防止电流热效应带来的危害
D. 丁图:发光二极管是用超导体材料制成的
10. 某商家销售的移动电源相当于大型“充电宝”,其铭牌如图所示。顾客咨询:“该移动电源可以供2.5kW的用电器正常工作吗?”客服回复:“没问题,这是3kW·h的,3kW的用电器都可以正常使用。”该客服( )
XX移动电源
电源规格:3kW·h
输出电压:220V
最大输出电流:10A
A. 说法正确 B. 混淆了电功率和电能
C. 混淆了电功率和电流 D. 混淆了电功率和电压
11. 如图所示的电路中。电源两端电压保持不变。闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向左滑动,下列判断正确的是( )
A. 滑动变阻器接入电路中的电阻变大 B. 定值电阻两端的电压保持不变
C. 电流表示数变大,电压表示数变小 D. 电压表和电流表示数的比值不变
12. 在“设计制作一个调光灯”的实践活动中,小明设计了如图所示的电路,电源使用三节铅蓄电池串联,小灯泡的额定电压为3V,AP两个回形针可在铅笔芯上滑动。通过交流,小华同学提出了改进建议,关于以下建议,你认为合理的是( )
A. 为使灯泡更亮、应选用更细的铅笔芯
B. 为使灯泡亮度变化更明显,铅笔芯换成电阻更小的材料更好
C. 为保护灯泡,可以在AP之间做一个标记,防止接入阻值太小
D. 为使灯泡亮度变化更明显,电源电压越高越好
13. 小东观察了市场上的测重仪后,设计了如图四个电路(R是定值电阻,R1是滑动变阻器),可以使电压表示数随被测人体重的增加而增大的电路是( )
A. B. C. D.
14. 已知甲、乙两灯的额定电压均为6V,如图是甲、乙两灯的电流I随其两端电压U变化的曲线。现将两灯串联后接在某一电源两端,使其中一个灯泡正常发光,在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A. 甲灯正常发光 B. 此时电路中的电流为1A
C. 电源电压最大为12V D. 电路总功率最大为4W
二、填空题:(每题2分,共12分)
15. 如图所示,汽车后视镜内部镶嵌了电热丝,使镜片具有除雾、除霜的功能。这是利用了电流的________效应,并通过________的方式使后视镜的温度升高,从而快速有效地融化霜层,驱散雾气,确保后视镜保持清晰的视野,以保障行车安全。
16. 如图为电子式电能表表盘。小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min,电能表指示灯闪烁了320次,其额定功率是______W,这个家用电器可能是______(选填“空调”、“台灯”或“电视机”)。
17. 如图所示,图a为某种调光型台灯中使用的电位器示意图,P为电位器的滑片,A、B、C均为接线柱。电位器通过改变电阻丝的__________来改变阻值的大小,若要求逆时针转动旋钮可使灯泡亮度增大,应该将接线柱__________和接线柱B一起接入图b中电路。
18. 如图是教室里的班班通电源连接线所采用三脚插头和相对应的三孔插座,插头上标有字母E的导线和用电器的_______相连,当三脚插头插入三孔插座时,就将其与_______线相连,能够有效预防触电事故的发生。
19. 一只白炽灯泡铭牌上标有“220V100W”字样,则这盏灯的灯丝电阻为_____________。如果灯丝断了之后,重新将灯丝搭上,设灯丝电阻变为440,接入家庭电路中通电后,则灯丝中实际电流为_____________A(假设灯丝电阻不随温度改变)。
20. 如图甲所示是酒精浓度检测仪及其原理图,为气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度变大而减小,为定值电阻,电源电压为9V恒定不变,当酒精浓度从0到逐渐变大时,电压表示数与电流的关系如图乙所示。
当酒精气体浓度变大时,电流表示数______(填“变大”“变小”或“不变”);当电流表示数为0.2A时表示酒驾,此时消耗的电功率是______。
三、作图题:(每题2分,共4分)
21. 如图是电水壶工作的示意图,请用笔画线代替导线,将电水壶的三条接线按照安全用电的原则对应连接好。
22. 如图所示,小区安装的门禁系统利用电动机实现开关门控制内外车辆出入小区。内部车辆通过系统自动识别,开关闭合,门打开,外部车辆需要门卫人员按动按钮才能将门打开。请根据上述题意依据安全用电原则正确连接下面电路。
四、简答题:(每题4分,共4分)
23. 随着新能源技术利用的普及,电动汽车已经进入千家万户。如图是某款电动汽车的充电口,其具有快充和慢充两种充电模式。同时,为了进一步提高快充模式的功率和充电效率,汽车厂商研发了800V的高压快充技术,可以让电动汽车的充电速度接近于燃油车的加油速度。请结合所学知识判断哪个是快充接口并说明理由;
五、实验题:(每空1分,共30分)
24. 利用图甲所示电路探究电流跟电阻的关系,已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为、、、、。
(1)根据图甲电路图将图乙实物图连接完整;
(2)连接电路时,开关应处于___________状态,滑动变阻器滑片移至___________端;
(3)为进行多组实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,根据多次实验数据得到图丙所示的I-R图像。图中阴影部分的面积表示为___________。
(4)由实验图像可得出的结论:___________。
25. 某物理兴趣小组利用以下器材测量小灯泡的额定功率:恒压电源(6V)、小灯泡(标有2.5V字样)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)连接好电路,在闭合开关前,发现电流表的指针如图乙所示,则接下来的操作是______;
(2)检查电路无误后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学从大量程的刻度线看出指针停在10V处,则灯泡实际电压为______V。若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向______移动(选填“左”或“右”),眼睛应观察______示数,直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是______W;
(3)实验小组的同学测出小灯泡的额定功率后,调节滑动变阻器继续实验,绘制出小灯泡“I—U”图像如图丁所示,则本实验选择的滑动变阻器规格是______(选填“A”、“B”或“C”);
A. R1“45Ω;0.5A”
B. R2“100Ω;1A”
C. R3“50Ω;1.5A”
(4)实验结束后,实验小组的同学又把该小灯泡与最大阻值为10Ω的滑动变阻器串联在电压为4V的电源两端,闭合开关,调节滑动变阻器,灯泡的最小功率为______W。
26. 如图所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。甲、乙两图的密闭容器中都装有等量的空气。
(1)图甲装置可研究电流产生的热量与________的关系;
(2)图乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等,在其中一容器外部并联一个阻值相等的电阻e。若两侧U形管液面高度变化相同,则故障可能是________。排除故障后通电相同时间,发现左侧U形管内液面高度变化明显,这表明:在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的________越大,产生的热量越多;
(3)为了使乙实验中两侧U形管液面高度差更明显,可将空气盒外电阻换成________(选填“大于”或“小于”)5Ω的电阻;
(4)若图甲和图乙中两套装置的电源电压相同,在相同时间内,b和c两电阻产生的热量之比为________;
(5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不热”这一现象,可用上面图________的实验结论来解释。
27. 实验课上,小明与小雨用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值:
(1)小雨刚接上最后一根导线,就发现电流表指针立即向左偏转,其操作不当之处可能为:______、______;
(2)故障排除后,闭合开关S电表示数如图乙,据此计算出定值电阻______;
(3)接下来移动滑动变阻器的滑片得出多组电压、电流数值,这样做的目的是:______;
(4)实验中,去掉电流表,小明设想用如图丙所示的电路对的阻值进行测量,已知滑动变阻器的最大阻值为R,实验步骤如下:
①将滑动变阻器的滑片移至最左端时,电压表的读数为;
②______,读出电压表示数为;
③待测电阻的阻值表达式为______(用已知量和测量量表示);
(5)小明用一个小灯泡替换了电路中的在实验过程中还发现:闭合开关时电流表指针迅速偏转较大角度。紧接着指针再偏回一定角度后,示数才稳定下来;同组的小雨同学同时注意到,闭合开关瞬间灯泡亮度较大,紧接着变暗一点后,亮度才稳定下来,造成这种现象的原因可能是______。
28. 小华在实验室中测量铅笔芯的电阻大小。测量电路如图1所示,电源电压为4.5V。
(1)请按照图1的电路图将图2的实物图连接完整;______;
(2)将滑动变阻器滑片从初始位置移动到另一端,逐次记录电压表示数U和电流表示数I,完成后作出图像,如图3所示,由图可知,铅笔芯的阻值为______Ω,滑动变阻器的最大阻值为______Ω;
(3)小华想用实验室一个刻度线清晰,但所标数字模糊的电流表,制作一个可直接测定电阻的仪器,他设计的电路如图4所示,电路中电源电压恒定且未知,操作如下。
①在a、b间接入导线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电流表指针指到最大刻度;
②保持滑片位置不变,ab间改接10Ω的定值电阻,此时指针偏转到最大刻度的处;
③取下ab间的定值电阻,接入待测电阻,电流表指针偏转到最大刻度的处,可知待测电阻的大小为______Ω;
④在电流表表盘刻度线处标相应的电阻值,则电阻值分布是______(选填“均匀”或“不均匀”)的。
六、计算题:(29题6分,30题8分,31题8分,共22分)
29. 如图所示,某同学有一个加热鼠标垫,规格为“5V 5W”,它的内部结构相当一个定值电阻。求:
(1)鼠标垫的电阻;
(2)正常工作10min,鼠标垫消耗的电能;
(3)若鼠标垫两端的电压为4V,鼠标垫的实际电功率。
30. 如图甲所示是某电子秤的原理示意图,R1为定值电阻,托盘下方的电阻R为压敏电阻,其电阻大小与托盘中所放物体质量m大小的关系图像如图乙所示。已知托盘中未放入任何物体时,电流表示数为I=0.1A,且电源电压为8V保持不变。问:
(1)当托盘中放入的物体质量增大时,电路中的电流变______(选填“大”或“小”);
(2)定值电阻R1的阻值是多少?
(3)电流表示数为0.16A时,放入托盘中的物体质量是多少?
31. 如图是某电压力锅的简易原理图,A为密闭锅体,为加热电阻,其阻值为48.4Ω,L为指示灯,为保温电阻,为电源开关,为压力开关。闭合后,电流通过对电压力锅加热,当锅内气体压强达到设定值121kPa时,水开始沸腾,锅底向下移动,压力开关与触点a断开,并与b点接通,起到控压控温的目的,该保温电路的功率为110W。求:
(1)电压力锅保温电路的电流;
(2)电压力锅加热10min产生的热量;
(3)某次用电压力锅烧水,已知锅内水的质量为3kg,初温为25℃,测出从闭合开关到L指示灯亮用了20min,求电压力锅这次烧水的电热效率。[水的比热容:,水的沸点t与气体压强p的关系如表]
t/℃
100
105
110
112
114
116
118
120
p/kPa
101
121
143
154
163
175
187
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厦门六中2025-2026学年第一学期初三阶段性测试
物理试卷
(满分100分,考试时间90分钟)
一、选择题:(每题2分,共28分)
1. 下列物理量的值中合理的是( )
A. 人体感觉最舒适的温度约为37℃
B. 四冲程汽油机的效率可达100%
C. 我国家庭电路的电压为220V
D. 节能灯正常工作时的电流约为5A
【答案】C
【解析】
【详解】A.人体感觉最舒适的温度约为25℃,故A不符合题意;
B.四冲程汽油机工作时能量的损失不可避免,效率不可能达到100%,故B不符合题意;
C.我国家庭照明电路的电压为220V,用电高峰期会有所降低,故C符合题意;
D.节能灯正常工作时的电流约为0.2A,故D不符合题意。
故选C。
2. 现代家庭中,我们每天要消耗许多电能,关于电能的利用下列说法正确的是( )
A. 洗衣机消耗电能主要转化成内能
B. 电饭锅消耗电能主要转化成光能
C. 日光灯消耗电能主要转化成光能
D. 电动汽车消耗电能主要转化成光能和内能
【答案】C
【解析】
【详解】A.洗衣机工作时,主要是电动机带动洗衣桶等部件转动,消耗的电能主要转化为机械能,而不是内能,故A错误;
B.电饭锅是利用电流的热效应工作的,消耗的电能主要转化为内能,用来加热食物,不是光能,故B错误;
C.日光灯工作时,消耗电能主要是为了发光,所以主要转化为光能,故C正确;
D.电动汽车消耗电能主要是为了获得动力,转化为机械能,虽然在工作过程中也会有少量内能产生,但主要转化的不是光能和内能,故D错误。
故选 C。
3. 如图所示的电路中,将开关S闭合,灯和灯均发光,且灯比灯更亮。下列说法正确的是( )
A. 灯和灯串联
B. 灯和灯两端的电压一定相等
C. 通过灯的电流与通过灯的电流一定相等
D. 通过灯的电流与通过电源的电流一定相等
【答案】B
【解析】
【详解】 A.由电路图可知,电流从电源正极流出,经过开关S后,分成两路,分别流经灯L1和灯L2,然后汇合在一起回到电源负极;灯L1和灯L2是并联的,故A错误;
B.并联电路中,各支路两端的电压相等;因为灯L1和灯L2是并联的,所以它们两端的电压一定相等,故B正确;
C.灯泡的亮度由其实际功率决定,已知灯L1比灯L2更亮,说明灯L1的实际功率P1大于灯L2的实际功率P2;又因为两灯并联,电压U相等,根据电功率公式可知,通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流,故C错误;
D.在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。通过电源的电流是干路电流I,通过灯L1的电流是支路电流。因为,且,所以通过电源的电流I一定大于通过灯L1的电流,故D错误。
故选B。
4. 下列电学实验中均需要测量多组数据,其中测量目的是为了减小误差的是( )
A. 测量小灯泡的电功率 B. 测量定值电阻的阻值
C. 探究电流与电阻的关系 D. 研究小灯泡的电阻
【答案】B
【解析】
【详解】A.测量小灯泡的电功率时,测量多组数据是为了探究不同电压下小灯泡的电功率变化情况,找到其发光与功率的关系,故A不符合题意;
B.测量定值电阻的阻值时,多次测量取平均值,是为了减小实验过程中由于各种因素导致的误差,提高测量的准确性,故B符合题意;
C.探究电流与电阻的关系时,测量多组数据是为了在不同的电阻值下,观察电流的变化规律,从而归纳出电流与电阻之间的关系,故C不符合题意;
D.研究小灯泡的电阻时,测量多组数据是因为小灯泡的电阻会随温度变化而改变,多次测量是为了探究这种变化规律,故D不符合题意。
故选 B。
5. 当温度降到很低时,某些金属导体的电阻会突然消失,这种现象称为超导现象.假如所有导体都没有了电阻,当用电器通电时,下列说法正确的是( )
A. 白炽灯仍然能发光
B. 电风扇仍然能转动
C. 电饭锅仍然能煮饭
D. 电熨斗仍然能熨烫衣服
【答案】B
【解析】
【详解】超导现象是指电阻为零,假如所有导体都没有了电阻,当用电器通电时用电流的热效应工作的用电器,都不能工作,ACD都是靠电流的热效应工作的,故ACD错误.可以做远距离输电的导线和电动机的线圈.故选B.
【点睛】要解答本题需掌握:超导现象,以及超导体可以用在不用电流的热效应工作的用电器上.
6. 老师在物理课堂上用手机拍摄同学做实验的视频时,发现只剩6%的电量了。由于无法及时充电,老师就开启了“省电模式”,如图所示,延长了手机的使用时间。手机开启“省电模式”后,下列说法正确的是( )
A. 增大了手机的电功率 B. 减小了手机的电功率
C. 增大了手机消耗的电能 D. 减小了手机消耗的电能
【答案】B
【解析】
【详解】AB.当剩余的电量一定时,即剩余的电能一定时,开启了“省电模式”,延长了时间,根据可知,电功率变小,故A错误;B正确;
CD.当剩余的电量一定时,即剩余的电能一定时,开启了“省电模式”,减少了耗电功率,由于时间未知,故手机消耗的电能的多少未知,故CD错误。
故选B。
7. 我们都有这样的生活经验:白炽灯的灯丝断了,重新搭上后接在原电路中会比原来更亮。对此现象,下列解释中正确的是( )
A. 灯丝的电阻变大
B. 通过灯丝的电流变小
C. 加在灯丝两端的电压变大
D. 灯泡的电功率变大
【答案】D
【解析】
【详解】电灯的灯丝断了,将灯丝搭接起来后灯丝比原来变短,电阻变小,两端电压不变,则电流变大,根据公式可知,灯泡的电功率变大,因此灯会更亮。故D正确,ABC错误。
故选D。
8. 物理学中有许多形如的比值公式,c可由a、b计算,但与a、b无关,下列物理量的计算公式不能表示这种关系的是( )
A. 燃料的热值 B. 物质的比热容
C. 导体中的电流 D. 机车运动的恒定功率
【答案】C
【解析】
【详解】A.热值q是燃料的一种特性,与燃料的种类有关,与Q放和m无关,故A不符合题意;
B.比热容c是物质的一种特性,与物质的种类和状态有关,与Q、m、Δt无关,故B不符合题意;
C.电流I由电压U和电阻R的比值决定,I随U或R变化而变化,故C符合题意;
D.机车以恒定功率P运动时,P是描述其做功快慢的物理量,是一个定值,其大小与机车做的功W和所用时间t无关,故D不符合题意。
故选C。
9. 如图所示为生活中常见的电现象,下列有关说法正确的是( )
A. 甲图:摩擦后的吸管带电是因为产生了新的电荷
B. 乙图:家用手电筒的外表面塑料壳是导体
C. 丙图:计算机的微型风扇是为了防止电流热效应带来的危害
D. 丁图:发光二极管是用超导体材料制成的
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据摩擦起电的实质可知,甲图摩擦后的吸管带电是因为电子发生了转移,故A错误;
B.乙图家用手电筒的外表面塑料壳不容易导电,是绝缘体,故B错误;
C.由于温度过高会对电子元件产生影响,所以丙图计算机的微型风扇是为了防止电流热效应带来的危害,故C正确;
D.发光二极管(LED)并不是用超导体材料制成的,而是由半导体材料制成的。故D错误。
故选C。
10. 某商家销售的移动电源相当于大型“充电宝”,其铭牌如图所示。顾客咨询:“该移动电源可以供2.5kW的用电器正常工作吗?”客服回复:“没问题,这是3kW·h的,3kW的用电器都可以正常使用。”该客服( )
XX移动电源
电源规格:3kW·h
输出电压:220V
最大输出电流:10A
A. 说法正确 B. 混淆了电功率和电能
C. 混淆了电功率和电流 D. 混淆了电功率和电压
【答案】B
【解析】
【详解】客服回复中提到的“3kW·h”是电能(即电量)的单位,而“3kW的用电器”中的“kW”是电功率的单位。客服错误地将电能与电功率混淆,认为3kW·h的移动电源可以直接支持3kW的用电器,忽略了电功率的实际限制。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
11. 如图所示的电路中。电源两端电压保持不变。闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向左滑动,下列判断正确的是( )
A. 滑动变阻器接入电路中的电阻变大 B. 定值电阻两端的电压保持不变
C. 电流表示数变大,电压表示数变小 D. 电压表和电流表示数的比值不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.由电路图可知,电阻R1与R2串联,当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,R1变小,电路中的总电阻变小,故A错误;
BC.由电路图可知,电阻R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电路中的总电阻变小。电源两端电压保持不变,根据可知,此时电路中的电流变大,即电流表的示数变大。R2为定值电阻,电路中电流变大时,R2两端的电压也变大。R1与R2串联,电源电压不变,故此时R1两端电压变小,即电压表示数变小。故B错误,C正确;
D.电压表和电流表示数的比值,即为滑动变阻器接入电路的电阻,当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,R1变小,因此电压表和电流表示数的比值变小,故D错误。
故选C。
12. 在“设计制作一个调光灯”的实践活动中,小明设计了如图所示的电路,电源使用三节铅蓄电池串联,小灯泡的额定电压为3V,AP两个回形针可在铅笔芯上滑动。通过交流,小华同学提出了改进建议,关于以下建议,你认为合理的是( )
A. 为使灯泡更亮、应选用更细的铅笔芯
B. 为使灯泡亮度变化更明显,铅笔芯换成电阻更小的材料更好
C. 为保护灯泡,可以在AP之间做一个标记,防止接入阻值太小
D. 为使灯泡亮度变化更明显,电源电压越高越好
【答案】C
【解析】
【详解】A.导体的电阻与横截面积有关,在材料和长度相同时,横截面积越小,电阻越大。选用更细的铅笔芯,其电阻会变大,电路中电流会变小,灯泡会变暗,故A不符合题意;
B.如果换成电阻更小的材料,在相同长度变化下,电阻值的变化范围会变小,导致电路中电流的变化范围变小,灯泡亮度的变化也就不明显,故B不符合题意;
C.电源是三节铅蓄电池串联,每节铅蓄电池的电压约为2V,所以电源电压
小灯泡的额定电压为3V,当铅笔芯接入电路的电阻太小时,根据串联分压原理,灯泡两端的电压会接近电源电压6V,远大于其额定电压3V,容易烧坏灯泡,因此,在AP之间做一个标记,限制滑动范围,防止接入电路的电阻值过小,可以起到保护灯泡的作用,故C符合题意;
D.电源电压越高,虽然可以使灯泡更亮,但也会带来问题,由于灯泡额定电压是3V,若电源电压过高,即使有变阻器,也容易因电流过大而烧坏灯泡,故D不符合题意。
故选C。
13. 小东观察了市场上的测重仪后,设计了如图四个电路(R是定值电阻,R1是滑动变阻器),可以使电压表示数随被测人体重的增加而增大的电路是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器R1两端的电压,当压力增大时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,根据串联电路电阻的分压作用可知,变阻器分得的电压变大,电压表的示数变大,故A符合题意;
B.电流表与滑动变阻器并联,电流表将滑动变阻器短路,并且电流表示数不随人体重的改变而改变,故B不符合题意;
C.电压表并联在电源两端测量电源电压,而电源电压不变,所以无论压力增大还是减小,电压表的示数都不变,故C不符合题意;
D.电压表串联在电路中,又电压表的内阻很大,在电路中相等于断路,所以无论压力增大还是减小,电压表的示数都几乎等于电源电压,故D不符合题意。
故选A。
14. 已知甲、乙两灯的额定电压均为6V,如图是甲、乙两灯的电流I随其两端电压U变化的曲线。现将两灯串联后接在某一电源两端,使其中一个灯泡正常发光,在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A. 甲灯正常发光 B. 此时电路中的电流为1A
C. 电源电压最大为12V D. 电路总功率最大为4W
【答案】D
【解析】
【详解】分析图像,当甲、乙两灯均处于额定电压6V时,两灯额定电流,,将两灯串联后接在电源两端,在保证电路安全情况下,使其中一个灯泡正常发光,根据串联电路电流规律可知,此时电路中的最大电流为,即乙灯可以正常发光,由图像中读出此时甲灯电压,根据串联电路电压知识,可得电源电压最大为
电路总功率最大为,故D正确,ABC错误。
故选D。
二、填空题:(每题2分,共12分)
15. 如图所示,汽车后视镜内部镶嵌了电热丝,使镜片具有除雾、除霜的功能。这是利用了电流的________效应,并通过________的方式使后视镜的温度升高,从而快速有效地融化霜层,驱散雾气,确保后视镜保持清晰的视野,以保障行车安全。
【答案】 ①. 热 ②. 热传递
【解析】
【详解】[1]汽车后视镜内部镶嵌了电热丝,电热丝通电后,会放出热量,是将电能转化为内能,所以利用了电流的热效应。
[2]电热丝放出热量,后视镜吸收热量,所以是通过热传递的方式使后视镜的温度升高。
16. 如图为电子式电能表表盘。小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min,电能表指示灯闪烁了320次,其额定功率是______W,这个家用电器可能是______(选填“空调”、“台灯”或“电视机”)。
【答案】 ①. 1000 ②. 空调
【解析】
【详解】[1]消耗的电能为
则额定功率为
[2]台灯、电视机的额定功率都远小于1000W,空调的额定功率约为1000W,所以这个家用电器可能是空调。
17. 如图所示,图a为某种调光型台灯中使用的电位器示意图,P为电位器的滑片,A、B、C均为接线柱。电位器通过改变电阻丝的__________来改变阻值的大小,若要求逆时针转动旋钮可使灯泡亮度增大,应该将接线柱__________和接线柱B一起接入图b中电路。
【答案】 ①. 长度 ②. C
【解析】
【详解】[1]电位器实际上就是滑动变阻器,它通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的大小。
[2]如图所示,要使灯泡亮度增加,就需要电流变大,根据欧姆定律可知,当电源电压不变时,电流变大,则电阻变小;当旋钮逆时针转动时,电位器旋钮上方的电阻逐渐减小,所以应该将接线柱C和接线柱B一起接入b图中电路。
18. 如图是教室里的班班通电源连接线所采用三脚插头和相对应的三孔插座,插头上标有字母E的导线和用电器的_______相连,当三脚插头插入三孔插座时,就将其与_______线相连,能够有效预防触电事故的发生。
【答案】 ①. 金属外壳 ②. 地
【解析】
【详解】[1][2]三孔插头的E号脚与用电器的外壳相连,当三孔插头插入三孔插座时,三孔插头的E与三孔插座的E号脚相连,使金属外壳与大地相通,若金属外壳的用电器带电时,电流会通过地线导入大地,防止触电事故的发生。
19. 一只白炽灯泡铭牌上标有“220V100W”字样,则这盏灯的灯丝电阻为_____________。如果灯丝断了之后,重新将灯丝搭上,设灯丝电阻变为440,接入家庭电路中通电后,则灯丝中实际电流为_____________A(假设灯丝电阻不随温度改变)。
【答案】 ①. 484 ②. 0.5
【解析】
【详解】[1]根据可得,灯丝电阻为
[2]灯丝电阻变为,家庭电路电压为220V,灯丝中实际电流为
20. 如图甲所示是酒精浓度检测仪及其原理图,为气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度变大而减小,为定值电阻,电源电压为9V恒定不变,当酒精浓度从0到逐渐变大时,电压表示数与电流的关系如图乙所示。
当酒精气体浓度变大时,电流表示数______(填“变大”“变小”或“不变”);当电流表示数为0.2A时表示酒驾,此时消耗的电功率是______。
【答案】 ①. 变大 ②. 1
【解析】
【详解】[1]分析电路可知,、串联,电压表测电压,电流表测电路中电流。当酒精气体浓度变大时,气敏电阻阻值变小,则总电阻变小,根据,电路中电流变大,则电流表示数变大。
[2]由图乙可知,阻值为
当电流表示数为0.2A时,总电阻为
则此时阻值为
则此时消耗的电功率
三、作图题:(每题2分,共4分)
21. 如图是电水壶工作的示意图,请用笔画线代替导线,将电水壶的三条接线按照安全用电的原则对应连接好。
【答案】
【解析】
【详解】为了安全,开关应接在火线上,外壳应通过导线与地线相连,另一根线接在零线上,故作图如下:
22. 如图所示,小区安装的门禁系统利用电动机实现开关门控制内外车辆出入小区。内部车辆通过系统自动识别,开关闭合,门打开,外部车辆需要门卫人员按动按钮才能将门打开。请根据上述题意依据安全用电原则正确连接下面电路。
【答案】
【解析】
【详解】由题意可知,两个开关都能单独打开大门,因此两个开关并联后与电动机串联,开关接在火线与电动机之间,电动机另一侧与零线相连,如图所示:
四、简答题:(每题4分,共4分)
23. 随着新能源技术利用的普及,电动汽车已经进入千家万户。如图是某款电动汽车的充电口,其具有快充和慢充两种充电模式。同时,为了进一步提高快充模式的功率和充电效率,汽车厂商研发了800V的高压快充技术,可以让电动汽车的充电速度接近于燃油车的加油速度。请结合所学知识判断哪个是快充接口并说明理由;
【答案】口是快充接口,快充和慢充消耗的电能相同,由可知,快充时间更短,则功率更大,由于充电电压一定,由可知,快充状态时电线中的电流大于普通充电的电流,为保证线路安全,减少充电线产生的热量,根据可知应减小导线的电阻,当材料和长度不变时,故使用更粗的接触点。
【解析】
【详解】略。
五、实验题:(每空1分,共30分)
24. 利用图甲所示电路探究电流跟电阻的关系,已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为、、、、。
(1)根据图甲电路图将图乙实物图连接完整;
(2)连接电路时,开关应处于___________状态,滑动变阻器滑片移至___________端;
(3)为进行多组实验,多次改变R的阻值,调节滑动变阻器,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,根据多次实验数据得到图丙所示的I-R图像。图中阴影部分的面积表示为___________。
(4)由实验图像可得出的结论:___________。
【答案】(1) (2) ①. 断开 ②. 左
(3)定值电阻两端的电压 (4)见解析
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测串联电路的电流,电压表测定值电阻两端的电压,即电压表与定值电阻并联,根据电路图补全实物图,如图所示:
【小问2详解】
[1][2]为保护电路,防止电路中的电流过大,连接电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器滑片应移至阻值最大处,即滑动变阻器滑片移至左端。
【小问3详解】
图中阴影部分的面积为电流与电阻的乘积,由可知,图中阴影部分的面积表示为定值电阻两端的电压。
【小问4详解】
由图像可知,定值电阻两端电压
电流与电阻的乘积是一个定值,可得出的结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
25. 某物理兴趣小组利用以下器材测量小灯泡的额定功率:恒压电源(6V)、小灯泡(标有2.5V字样)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)连接好电路,在闭合开关前,发现电流表的指针如图乙所示,则接下来的操作是______;
(2)检查电路无误后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学从大量程的刻度线看出指针停在10V处,则灯泡实际电压为______V。若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向______移动(选填“左”或“右”),眼睛应观察______示数,直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是______W;
(3)实验小组的同学测出小灯泡的额定功率后,调节滑动变阻器继续实验,绘制出小灯泡“I—U”图像如图丁所示,则本实验选择的滑动变阻器规格是______(选填“A”、“B”或“C”);
A. R1“45Ω;0.5A”
B. R2“100Ω;1A”
C. R3“50Ω;1.5A”
(4)实验结束后,实验小组的同学又把该小灯泡与最大阻值为10Ω的滑动变阻器串联在电压为4V的电源两端,闭合开关,调节滑动变阻器,灯泡的最小功率为______W。
【答案】(1)对电流表调零
(2) ①. 2 ②. 左 ③. 电压表 ④. 0.75
(3)B (4)0.375
【解析】
【小问1详解】
连接好电路,在闭合开关前,发现电流表的指针如图乙所示,指针指示在零刻度线左侧,接下来应该将电流表调零,使电流表指针指示零刻度线。
【小问2详解】
[1]电压表指针指示同一位置时,大小量程示数存在5倍的关系,因此大量程读数是10V,则小量程读数应为2V,实验中小灯泡的额定电压为2.5V,电压表选择的是小量程,故正确的示数为2V。
[2][3]此时灯泡两端的电压为2V,小于灯泡的额定电压,若要测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡的电压直至为额定电压,根据串联分压原理,应将滑片向左移,减小滑动变阻器连入电路的阻值,以减小滑动变阻器两端的分压,移动滑片的同时,眼睛应注视电压表,直至电压表示数为2.5V。
[4]图丙中电流表示数为0.3A,则灯泡的额定功率为
【小问3详解】
由图可知,灯泡两端最小分压为0.5V,电源电压为6V,根据串联电压规律,此时滑动变阻器电压为
此时电路中电流为0.1A,故此时滑动变阻器连入电路的电阻为
所以实验选择的滑动变阻器是。
故选B。
【小问4详解】
由图可知,当灯泡两端的电压为1.5V,流过灯泡的电流为0.25A时,滑动变阻器两端的电压为
此时滑动变阻器连入电路的阻值
则此时电路中电流最小,此时灯泡的功率即为最小功率,故灯泡的最小功率为
26. 如图所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。甲、乙两图的密闭容器中都装有等量的空气。
(1)图甲装置可研究电流产生的热量与________的关系;
(2)图乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等,在其中一容器外部并联一个阻值相等的电阻e。若两侧U形管液面高度变化相同,则故障可能是________。排除故障后通电相同时间,发现左侧U形管内液面高度变化明显,这表明:在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的________越大,产生的热量越多;
(3)为了使乙实验中两侧U形管液面高度差更明显,可将空气盒外电阻换成________(选填“大于”或“小于”)5Ω的电阻;
(4)若图甲和图乙中两套装置的电源电压相同,在相同时间内,b和c两电阻产生的热量之比为________;
(5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不热”这一现象,可用上面图________的实验结论来解释。
【答案】(1)电阻 (2) ①. 电阻e断路 ②. 电流
(3)小于 (4)1:2
(5)甲
【解析】
【小问1详解】
图甲中两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,运用控制变量法可知,本实验可以探究电流产生热量跟电阻的关系。
【小问2详解】
[1]图乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等,在其中一容器外部并联一个阻值相等的电阻e,则左侧容器内电阻丝在干路上,右侧容器内电阻丝在支路上,则通过左侧容器内电阻丝的电流较大,产生的电热应不同,而两侧U形管液面高度变化相同,说明两侧密闭容器中产生的电热相同,则可能是电阻e发生断路。
[2]排除故障后通电相同时间,发现左侧U形管内液面高度变化明显,说明:在电阻和通电时间相同的情况下,通过导体的电流越大,产生的热量越多。
【小问3详解】
由并联电阻的特点知道,并联的电阻越小则总电阻越小,又因为在相同时间内,电阻相同,电流越大,通过导体时产生的热量越多,所以,为了使乙实验中两侧U形管液面高度差更明显,可将空气盒外电阻换成小于5Ω的电阻,使右侧总电阻减小,由串联分压知道,右侧电压减小,故通过的电流减小,导致两侧U形管液面高度差更明显。
【小问4详解】
甲装置中5Ω的电阻与10Ω的电阻串联,则总电阻
乙装置中d容器内外两个5Ω的电阻并联后再与c容器中5Ω的电阻串联,则总电阻
由于b、c中两电阻通电时间相同,由可得,b和c两电阻产生的热量之比为
【小问5详解】
电炉丝和连接的导线串联在电路中,通过的电流相等,电炉丝的电阻大于导线的电阻,由可知,电流通过电炉丝产生的热量大于电流通过导线产生的热量,即电流产生热量跟电阻有关,所以可以用甲实验解释“电炉丝热得发红,而与它相连的导线却不怎么热”。
27. 实验课上,小明与小雨用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值:
(1)小雨刚接上最后一根导线,就发现电流表指针立即向左偏转,其操作不当之处可能为:______、______;
(2)故障排除后,闭合开关S电表示数如图乙,据此计算出定值电阻______;
(3)接下来移动滑动变阻器的滑片得出多组电压、电流数值,这样做的目的是:______;
(4)实验中,去掉电流表,小明设想用如图丙所示的电路对的阻值进行测量,已知滑动变阻器的最大阻值为R,实验步骤如下:
①将滑动变阻器的滑片移至最左端时,电压表的读数为;
②______,读出电压表示数为;
③待测电阻的阻值表达式为______(用已知量和测量量表示);
(5)小明用一个小灯泡替换了电路中的在实验过程中还发现:闭合开关时电流表指针迅速偏转较大角度。紧接着指针再偏回一定角度后,示数才稳定下来;同组的小雨同学同时注意到,闭合开关瞬间灯泡亮度较大,紧接着变暗一点后,亮度才稳定下来,造成这种现象的原因可能是______。
【答案】(1) ①. 连接电路时开关未断开 ②. 电流表的正负接线柱接反了
(2)5 (3)求平均值以减小误差
(4) ①. 将滑动变阻器的滑片移至最右端 ②.
(5)灯丝的电阻随着温度的升高而增大
【解析】
【小问1详解】
[1][2]小雨刚接上最后一根导线,就发现电流表指针偏转,说明连接电路时开关未断开;电流表指针向左偏转说明电流表的正负接线柱接反了。
【小问2详解】
由图乙可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2V。电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.4A。则定值电阻阻值为
【小问3详解】
本实验是测量类实验,接下来移动滑动变阻器的滑片得出多组电压、电流数值,这样做的目的是求平均值以减小误差。
【小问4详解】
[1][2]①将滑动变阻器的滑片移至最左端时,单独接入电路,电压表测电源电压,电压表的读数为,则电源电压为;
②将滑动变阻器的滑片移至最右端时,和滑动变阻器的最大阻值R串联,电压表测电压,读出电压表示数为;
③根据串联电压规律,②中滑动变阻器的电压为,根据串联分压原理则有,解得。
【小问5详解】
灯丝的电阻随着温度的升高而增大,刚闭合开关时,灯丝的温度较低,电阻较小,电流较大,电流表指针偏转角度较大;当灯泡发光后灯丝温度升高,电阻增大,电路电流减小,电流表示数减小,最后达到稳定;灯的亮度取决于灯的实际功率,根据,闭合开关瞬间,灯的电阻小,实际功率大,灯泡亮度较大,紧接着温度升高后,电阻变大,实际功率变小,所以灯泡变暗一点后,亮度才稳定下来。
28. 小华在实验室中测量铅笔芯的电阻大小。测量电路如图1所示,电源电压为4.5V。
(1)请按照图1的电路图将图2的实物图连接完整;______;
(2)将滑动变阻器滑片从初始位置移动到另一端,逐次记录电压表示数U和电流表示数I,完成后作出图像,如图3所示,由图可知,铅笔芯的阻值为______Ω,滑动变阻器的最大阻值为______Ω;
(3)小华想用实验室一个刻度线清晰,但所标数字模糊的电流表,制作一个可直接测定电阻的仪器,他设计的电路如图4所示,电路中电源电压恒定且未知,操作如下。
①在a、b间接入导线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电流表指针指到最大刻度;
②保持滑片位置不变,ab间改接10Ω的定值电阻,此时指针偏转到最大刻度的处;
③取下ab间的定值电阻,接入待测电阻,电流表指针偏转到最大刻度的处,可知待测电阻的大小为______Ω;
④在电流表表盘刻度线处标相应的电阻值,则电阻值分布是______(选填“均匀”或“不均匀”)的。
【答案】(1) (2) ①. 5 ②. 10
(3) ①. 15 ②. 不均匀
【解析】
【小问1详解】
由图1可知,滑动变阻器选择左下接线柱串联到电路中,应将电源的正极与滑动变阻器的左下接线柱相连,作图如下:
【小问2详解】
[1][2]由图1得,电压表测量铅笔芯的电压,电流表测量铅笔芯的电流。由图3得,铅笔芯的电阻为定值,且当其电压为1.5V时,电流最小为0.3A,由欧姆定律得,铅笔芯的阻值为
根据串联电压规律,此时滑动变阻器电压为
则此时滑动变阻器的阻值最大为
【小问3详解】
[1]①在a、b间接入导线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,直到电流表指针指到最大刻度,设此时滑动变阻器阻值为,电流表示数为,则电源电压为 ①
②保持滑片位置不变,ab间改接10Ω的定值电阻,此时指针偏转到最大刻度的处。此时定值电阻和变阻器串联,则电源电压为 ②
③取下ab间的定值电阻,接入待测电阻,电流表指针偏转到最大刻度的处,此时待测电阻和变阻器串联,则电源电压为 ③
联立①②③,解得待测电阻。
[2]根据题意可得电阻的变化量之比为
电流变化量之比为
由于电阻的变化量之比与电流的变化量之比不等,说明电流与待测电阻阻值不成线性关系,则在电流表表盘刻度线处标相应的电阻值,电阻值分布是不均匀的。
六、计算题:(29题6分,30题8分,31题8分,共22分)
29. 如图所示,某同学有一个加热鼠标垫,规格为“5V 5W”,它的内部结构相当一个定值电阻。求:
(1)鼠标垫的电阻;
(2)正常工作10min,鼠标垫消耗的电能;
(3)若鼠标垫两端的电压为4V,鼠标垫的实际电功率。
【答案】(1)
5Ω (2)
3000J (3)
3.2W
【解析】
【小问1详解】
由加热鼠标垫的规格“5V 5W”可知,由功率公式可得,鼠标垫的电阻为
【小问2详解】
鼠标垫正常工作时,其实际功率等于额定功率,即
工作时间
正常工作10min消耗的电能为
【小问3详解】
鼠标垫的电阻是定值,当鼠标垫两端的实际电压时,其实际电功率
30. 如图甲所示是某电子秤的原理示意图,R1为定值电阻,托盘下方的电阻R为压敏电阻,其电阻大小与托盘中所放物体质量m大小的关系图像如图乙所示。已知托盘中未放入任何物体时,电流表示数为I=0.1A,且电源电压为8V保持不变。问:
(1)当托盘中放入的物体质量增大时,电路中的电流变______(选填“大”或“小”);
(2)定值电阻R1的阻值是多少?
(3)电流表示数为0.16A时,放入托盘中的物体质量是多少?
【答案】(1)大 (2)30Ω
(3)600g
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,R和R1串联,电流表测量电路中的电流,根据图乙可知,当托盘中放入的物体质量增大时,压敏电阻R的电阻值变小,R1的阻值固定不变,由串联电阻规律可知,电路总电阻变小,因为电源电压不变,根据可知,电流I增大,故电路中的电流变大。
【小问2详解】
托盘中未放入任何物体时,电流表示数为I=0.1A,且电源电压为8V保持不变,由乙图可知,此时R的阻值为50Ω,此时电路中的总电阻为
则定值电阻R1的阻值是
【小问3详解】
电流表示数为0.16A时,电路中的总电阻为
此时R的阻值为
由乙图可知,此时放入托盘中的物体质量是600g。
31. 如图是某电压力锅的简易原理图,A为密闭锅体,为加热电阻,其阻值为48.4Ω,L为指示灯,为保温电阻,为电源开关,为压力开关。闭合后,电流通过对电压力锅加热,当锅内气体压强达到设定值121kPa时,水开始沸腾,锅底向下移动,压力开关与触点a断开,并与b点接通,起到控压控温的目的,该保温电路的功率为110W。求:
(1)电压力锅保温电路的电流;
(2)电压力锅加热10min产生的热量;
(3)某次用电压力锅烧水,已知锅内水的质量为3kg,初温为25℃,测出从闭合开关到L指示灯亮用了20min,求电压力锅这次烧水的电热效率。[水的比热容:,水的沸点t与气体压强p的关系如表]
t/℃
100
105
110
112
114
116
118
120
p/kPa
101
121
143
154
163
175
187
199
【答案】(1)0.5A
(2)
(3)84%
【解析】
【小问1详解】
当电压力锅处于保温状态时,开关闭合,与b点接通,指示灯L与保温电阻串联。已知保温电路的功率,电源电压。根据电功率公式,可得保温电路中的电流
【小问2详解】
当电压力锅处于加热状态时,开关闭合,与a点接通,电路为的简单电路。已知电源电压,加热电阻,加热时间
电压力锅加热10min产生的热量
【小问3详解】
根据题意,当锅内气体压强达到121kPa时,水开始沸腾。查表可知,此时水的沸点,水从初温加热到沸腾吸收的热量
由可知,电压力锅加热的功率
则电压力锅加热20min消耗的电能
电压力锅这次烧水的电热效率
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