精品解析:江苏省无锡市钱桥中学2025-2026学年九年级上学期12月阶段练习物理试卷
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内容正文:
九年级物理反馈练习试卷
一、选择题(本题共14小题,每小题2分,共28分)
1. 如图所示是常用的钢丝钳。根据简单机械知识可知,使用钢丝钳剪钢丝能( )
A. 省力 B. 省距离 C. 省功 D. 提高效率
2. 下列数据与事实相符合的是( )
A. 人体安全的电压为不低于36V
B. 一名普通中学生正常步行上楼的功率为5000W
C. 正常工作的手电筒中流过灯泡的电流约为200mA
D. 你将一枚鸡蛋举过头顶做功约为10J
3. 在物理实验中,通常要进行多次实验,如:
①“研究并联电路电流规律”时换用不同灯泡多测几组数据;
②“测量物体长度”时多次测量;
③“研究凸透镜成像”时要多次改变物距找像;
④“用电压表、电流表测定值电阻的阻值”,测量多组电压和电流值;
⑤研究杠杆平衡条件,改变力臂和力的大小进行多次实验。
其中属于通过多次实验测量来探究普遍规律的实验是( )
A. ②③④ B. ①③⑤ C. ①②④ D. ③④⑤
4. 如图,用滑轮组提升重物时,重800N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为500N,则提升重物的过程中( )
A. 绳子自由端被拉下3 m B. 拉力F的功率是80 W
C. 拉力做功500 J D. 滑轮组的机械效率是80%
5. 依据你所学的热学知识,下列说法正确的是( )
A. 炽热的铁水具有内能,冰冷的铁块不具有内能
B. 物体吸收热量,温度不一定升高
C. 汽车发动机用水做冷却物质,是因为水的比热容比较小
D. 天然气燃烧越充分,其热值越大
6. 由欧姆定律公式I=可变形得到R=,对此,下列说法中正确的是
A. 通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
B. 某段导体两端电压为0时,其电阻为0
C. 导体两端的电压跟通过导体电流的比值等于这段导体的电阻
D. 导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流成反比
7. 在探究“比较不同物质吸热升温的属性”时,用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水,装置如图。下列说法正确的是( )
A. 实验中,沙子吸热升温较快,说明沙子吸热较多
B. 在本实验中,物体吸热多少是由物质的种类决定的
C. 实验中,将沙子和水加热相同时间,水温变化比较多
D. 实验中,将沙子和水加热到相同温度时,水吸收的热量多
8. 从今年1月1日起,武汉中心城区15万余盏路灯将全部实现由光感应系统控制关停,这样就能避免光线太暗时路灯无法及时照明.如果用开关S表示某一区域的光感应控制系统,则下列路灯示意图最合理的是( )
A. B. C. D.
9. 电动自行车两刹车手柄中各有一只开关S1和S2.在行驶中用任意一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作.如图电路符合要求的是( )
A. B. C. D.
10. 如图所示,要使灯泡L1和L2组成并联电路,应( )
A. 只闭合S2 B. 只闭合S3
C. 只闭合S1和S3 D. 只闭合S2和S3
11. 在如图甲所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A. 6.5V 1.3V B. 1.3V 6.5V
C. 5.2V 1.3V D. 1.3V 5.2V
12. 如图所示,电源电压3V(保持不变)。当开关S闭合时,只有一只灯泡在发光,且电压表的示数约为3V,由此可以判断( )
A. 灯L1被短路 B. 灯L1断路 C. 灯L2断路 D. 灯L2被短路
13. 如图甲是常用的一种亮度可调的台灯,图乙为其用于调亮度的电位器结构图,a、b、c是它的三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连,转动旋钮,通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变台灯两度,下列分析正确的是( )
A. 若将a、c接入电路中,逆时针转动旋钮时,台灯变亮
B. 若将a、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,台灯变亮
C. 若将a、b接入电路中,顺时针转动旋钮时,台灯变亮
D. 若将b、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,台灯变亮
14. 某物理兴趣小组设计的电子身高测量仪电路图如图所示,其中电源电压恒为4.5V,定值电阻R1=5Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω0.5A”,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A。为了保证电路中各元件安全工作,变阻器R2接入电路的阻值范围是( )
A. 0Ω~9Ω B. 9Ω~20Ω C. 10Ω~20Ω D. 4Ω~10Ω
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共32分)
15. 动滑轮实质上是一个_______杠杆。如图所示,物体重400N,滑轮重10N(绳重、摩擦不计),若要匀速提升重物,则自由端匀速竖直向上的拉力F为_______N,若拉力F的方向向右倾斜一些,如图中虚线所示,则拉力将_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
16. 我国第一艘航母“辽宁舰”,其正常行驶的功率约为1.5×108W,正常行驶1min做的功是_____________J,辽宁舰舰载战斗机将配备“歼-15”机群,当战斗机从甲板上加速升空时,战斗机的动能____________(选填“变大”、“变小”或“不变”).
17. “钻木取火”是通过________的方式改变木头的内能,太阳能热水器是通过________的方式改变水的内能的。
18. 一辆汽车以20m/s的速度在水平路面上沿直线匀速行驶5分钟,汽车的质量为1500kg,行驶时所受阻力为车重的0.2倍,则牵引力为____N,此时汽车的功率为_____kW,重力做的功为_____J.(取g=10N/kg)
19. 如图所示,路由器是一种支持有线和无线连接的网络设备,通过后排接口可以同时连接多台电脑,各接口之间是______(选填“串联”或“并联”)的.工作时间长了,外壳发烫,是由于电能转化成了_____能.
20. 加在某导体两端的电压为3V时,通过的电流为0.6A,则它的电阻是_______Ω;若此导体两端不加电压时,这个导体的电阻是________Ω。
21. 一只小灯泡的额定电压为8V,正常发光时通过它的电流为0.4A,现将该小灯泡接在12V的电源上,为使其正常发光,应_____联一个_____Ω的电阻。
22. 一串小彩灯,每个小彩灯正常工作电压为4 V,如图所示,在正常情况下,细金属丝由于表面有氧化铜而与灯丝支架不导通,若加上200V以上电压时,氧化铜被击穿,细金属丝与灯丝支架导通。已知灯丝冷时电阻为2Ω,热时电阻为20Ω,将这一串小彩灯串联在220V电路中,在使彩灯正常发光情况下,应串联_______个小彩灯,此时电路总电阻为________ Ω。当其中一只彩灯灯丝烧断瞬间,细金属丝两端电压达到_______V,故细金属丝与灯丝支架导通,保证其它灯泡继续发光。
23. 如图为一握力计的电路示意图,a、b、c、d四个接线柱,电表及一定值电阻R0未画出,金属板N固定不动,金属板M可带动金属片P滑动,从而与R构成滑动变阻器,若弹簧的电阻不计,电源电压保持不变,要求握力增大时,电表的示数也增大,则a、b之间应接入_____,c、d之间应接入______.(选填“定值电阻”、“电流表”或“电压表”)
24. 如图所示,电源电压不变,R1和R2是两段长度相同、材料相同的电阻丝,R2=40Ω,闭合开关S,断开开关S1,电流表的示数是0.2A;若再闭合S1,电流表的示数是0.6A,则电源电压为___V。开关都闭合时,通过R1和R2的电流之比为___,电阻丝______(选填“R1”或“R2” )的横截面积较大。
25. 一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R串联而成,通过L、R的电流跟其两端电压的关系如图所示。由图可得定值电阻R的阻值为_______Ω;当把这个工具接在电压为5V的电源两端,则电路中的电流是________A。
26. 如图甲所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻.闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从a向b移动的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示,则R1的阻值为__Ω.当滑动变阻器的滑片P在中点时,两电表的示数对应于乙图中的___点(选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”).
27. 某科技创新小组制作了一个直接测量电阻阻值的仪器,称之为欧姆表,连接的电路如图,已知电路中电源电压保持不变,制作步骤如下:
(1)在A与B之间连接导线,调节滑动变阻器R1,使电流表示数为0.6A(即满量程),把电流表的“0.6A”刻度线标为“_______Ω”。
(2)保持滑动变阻器R1不变,当在AB之间接一阻值为20Ω电阻时,电流表示数为0.3A。此时滑动变阻器R1的接入电路的阻值为_______Ω,把“20Ω”数值标在电流表刻度“0.3A”处。
(3)据此原理,通过计算可把电流表刻度改为相应的电阻值,则在电流表刻度“0.4A”处应标的电阻值是________Ω,用此原理改装成的欧姆表,其刻度是_______(选填“均匀”、“不均匀”)的。
三、解答题(本题共6小题,共40分.其中29题和33题应写出必要的解题过程)
28.
(1)如图甲所示,用螺丝刀撬起图钉,其中O为支点。请在甲图上画出螺丝刀受到图钉阻力F2的力臂L2;并画出作用在螺丝刀柄上A点的最小动力F1的示意图。
(2)如图乙所示,请在虚线框内填入电源、电压表或电流表的符号,使开关闭合后两灯组成串联。
(3)某型号飞机上装有平衡警示电路,其中S为正对驾驶员的重力开关,金属片M可绕O点自由转动。当机翼水平时,M在 a、b中间。当飞机严重左倾时,绿灯亮、电铃响;当飞机严重右倾时,红灯亮、电铃响。请完成图丙的电路图连接。
29. 小涵同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示。已知酒精的热值是q = 3.0×107 J/kg,加热时每只酒精灯平均每分钟消耗0.8 g酒精。求:
(1)加热满3 min时,水吸收了多少热量?
(2)试求出沙子的比热容?
(3)求出酒精灯对水加热的效率是多少?
30. 某物理兴趣小组学习了导体电阻的知识后,对食盐水溶液的导电性能与什么因素有关提出了以下猜想:
①食盐水溶液的导电性可能与溶液的浓度有关
②食盐水溶液的导电性可能与溶液的质量有关
③食盐水溶液的导电性可能与溶液中两点间的距离有关
为了验证猜想,他们设计了如图所示的装置,将电路中的a 、b两金属片分别插入如图甲、乙、丙、丁溶液中所示的位置(金属片a 、b 每次插入溶液中的深度都相同)进行探究:
(1)在连接电路时,开关必须_____,本实验电路中接入电阻R0的目的是___________;
(2)食盐水溶液的导电性能可以由______来判断;
(3)将金属片a、b分别插入如图甲、乙所示位置可探究猜想____(选填序号),为了探究猜想② 应将金属片a、b 分别插入______两图所示位置;
(4)将金属片a 、b 分别插入如图乙、丁所示位置,若I乙 ≠I丁,由此可得到的结论是:______.
31. 如图所示,电源电压为6V,图甲为伏安法测电阻的电路图;图乙为连接不完整的实物图。
(1)对照电路图甲,用笔画线代替导线将图乙中未连接部分连接起来_______。
(2)如果实验操作中出现:电流表有示数,电压表无示数的现象,其故障可能是________
A. 电流表的正、负接线柱接反 B. 滑动变阻器接触不良
C. 电阻Rx发生了短路 D. 把滑动变阻器上端两接线柱连入电路
(3)电路连接正确后,闭合开关,将滑片P向左移动时,电压表示数________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)实验过程中,电流表和电压表的示数如图所示,分别为________A和_______V,此时测得的Rx=_______ Ω。
(5)此实验要多次测量电阻值,最后求电阻值的平均值,其目的是_______。
32. 小明同学设计了“探究电流与电阻的关系”的实验,器材如下:电源电压恒为4.5V,五个定值电阻R分别为:5Ω,10Ω,15Ω,20Ω及25Ω,标有“50Ω1A”的滑动变阻器R′、电压表(可用量程:0~3V、0~15V)、电流表(0~0.6A)、开关各1只,导线若干。
(1)请根据图甲所示电路图将图乙所示的实物电路连接完整(要求导线不允许交叉)_______。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移到最________端(选填“左”或“右”),目的是________。
(3)小明把5Ω的电阻R接入电路后,闭合开关S,发现电流表无示数,电压表有示数。若电路故障只出现在R和R'上,则电路故障是________,排除电路故障后,适当调整滑动变阻器,直至电压表示数为________V时,读出了对应的电流值。
(4)断开开关,保持滑片P位置不变,用10Ω的电阻替换5Ω,闭合开关,发现电压表示数________2.5V(选填“大于”或“小于”),应向________(选填“左”或“右”)移动滑片P才能达到实验要求。
(5)小赵再分别将定值电阻15Ω,20Ω,25Ω连入,根据实验所得的五组数据绘制出I﹣R图像,如图丙所示,由图像可得出的结论是:_______。
(6)为了完成该实验探究,滑动变阻器的最大阻值至少为_______Ω。
33. 某物理研究小组设计了一个压力报警装置,工作原理如图甲所示。OBA为水平杠杆,OA长100cm,O为支点,OB∶BA=1∶4;已知报警器R0的阻值恒为10Ω,压力传感器R固定放置,压力传感器受到的压力F与R的阻值变化的关系如图乙所示。当托盘空载时,闭合开关S,电压表的示数为1V;当托盘所受的压力增大,电压表的示数达到2V时,报警器R0开始发出报警信号。托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计,电压表的量程为03V。求:
(1)电源电压;
(2)当报警器开始报警时,压力传感器受到的压力;
(3)当托盘受到的压力为120N时,报警器是否报警。
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九年级物理反馈练习试卷
一、选择题(本题共14小题,每小题2分,共28分)
1. 如图所示是常用的钢丝钳。根据简单机械知识可知,使用钢丝钳剪钢丝能( )
A. 省力 B. 省距离 C. 省功 D. 提高效率
【答案】A
【解析】
【详解】A.钢丝钳在使用时,动力臂大于阻力臂,根据杠杆平衡条件
动力臂大于阻力臂时,动力小于阻力,所以使用钢丝钳剪钢丝能省力,故A符合题意;
B.省力杠杆的特点是省力但费距离,所以使用钢丝钳剪钢丝不能省距离,故B不符合题意;
C.根据功的原理,使用任何机械都不省功,所以钢丝钳也不能省功,故C不符合题意;
D.机械效率与机械的自身结构、摩擦等因素有关,使用钢丝钳剪钢丝,并没有改变这些影响效率的因素,不能提高效率,故D不符合题意。
故选A。
2. 下列数据与事实相符合的是( )
A. 人体安全的电压为不低于36V
B. 一名普通中学生正常步行上楼的功率为5000W
C. 正常工作的手电筒中流过灯泡的电流约为200mA
D. 你将一枚鸡蛋举过头顶做功约为10J
【答案】C
【解析】
【详解】A.人体安全的电压为不高于36V,故A不符合题意;
B.一名普通中学生的重力约为500N,一层楼高度约为3m,正常步行上一层楼花费时间为15s,则功率约为
故B不符合题意;
C.正常工作的手电筒使用两节干电池,灯泡电阻约为15,则流过灯泡的电流约为
故C符合题意;
D.一枚鸡蛋质量约为50g,重力约为0.5N,举过头顶经过的距离超不过2m,则做功约为
故D不符合题意。
故选C。
3. 在物理实验中,通常要进行多次实验,如:
①“研究并联电路电流规律”时换用不同灯泡多测几组数据;
②“测量物体长度”时多次测量;
③“研究凸透镜成像”时要多次改变物距找像;
④“用电压表、电流表测定值电阻的阻值”,测量多组电压和电流值;
⑤研究杠杆平衡条件,改变力臂和力的大小进行多次实验。
其中属于通过多次实验测量来探究普遍规律的实验是( )
A. ②③④ B. ①③⑤ C. ①②④ D. ③④⑤
【答案】B
【解析】
【详解】①“研究并联电路电流规律”时换用不同灯泡多测几组数据,目的是探究并联电路中干路电流与支路电流的普遍关系;换用不同的灯泡,是为了验证在不同条件下规律是否成立。
②“测量物体长度”时多次测量,是为了求平均值减小误差,提高测量精准度。
③“研究凸透镜成像”时要多次改变物距找像,目的是找出物距、像距与成像性质之间的普遍关系,改变物距是为了观察不同情况下的成像规律,属于探究普遍规律。
④“用电压表、电流表测定值电阻的阻值”时测量多组电压和电流值,目的是多次计算取平均值来减小误差,因为定值电阻的阻值是固定不变的,不属于探究规律。
⑤研究杠杆平衡条件,此实验需改变动力、动力臂、阻力、阻力臂等变量,多次实验以验证杠杆平衡条件在不同情况下是否成立,属于探究普遍规律。
属于通过多次实验测量来探究普遍规律的实验是①③⑤,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4. 如图,用滑轮组提升重物时,重800N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为500N,则提升重物的过程中( )
A. 绳子自由端被拉下3 m B. 拉力F的功率是80 W
C. 拉力做功500 J D. 滑轮组的机械效率是80%
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题图可知,绳子的股数,物体匀速上升1m,则绳子自由端被拉下,故A不符合题意;
B.绳子自由端移动的速度
拉力的功率,故B不符合题意;
C.拉力做功,故C不符合题意;
D.有用功
总功
所以滑轮组的机械效率,故D符合题意。
故选D。
5. 依据你所学的热学知识,下列说法正确的是( )
A. 炽热的铁水具有内能,冰冷的铁块不具有内能
B. 物体吸收热量,温度不一定升高
C. 汽车发动机用水做冷却物质,是因为水的比热容比较小
D. 天然气燃烧越充分,其热值越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于一切物体都有内能,所以A是错误的;
B.物体吸热,温度不一定升高,这种说法是对的,比如晶体熔化过程和液体的沸腾过程就是这种情况;
C.汽车发动机用水来冷却,是因为水的比热容较大,温度升高时吸热较多,所以C的说法是错误的;
D.燃料的热值是燃料自身的一种性质,与燃料质量和燃烧情况无关,D错误。
故选B。
6. 由欧姆定律公式I=可变形得到R=,对此,下列说法中正确的是
A. 通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
B. 某段导体两端电压为0时,其电阻为0
C. 导体两端的电压跟通过导体电流的比值等于这段导体的电阻
D. 导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流成反比
【答案】C
【解析】
【详解】电阻是导体本身所具有的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关,故A、B、D错误;导体电阻的大小可以由公式求出,故C正确.故选C.
【点睛】根据电阻是导体本身所具有的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关作答.
7. 在探究“比较不同物质吸热升温的属性”时,用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水,装置如图。下列说法正确的是( )
A. 实验中,沙子吸热升温较快,说明沙子吸热较多
B. 在本实验中,物体吸热多少是由物质的种类决定的
C. 实验中,将沙子和水加热相同时间,水温变化比较多
D. 实验中,将沙子和水加热到相同温度时,水吸收的热量多
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验中,沙子吸热升温较快,说明沙子的比热容小,吸热能力弱,吸热多少要根据加热时间判断,故A错误;
B.在本实验中,加热方式相同,物体吸收热量多少是由加热时间决定的,故B错误;
C.水和沙子质量相等,加热相同的时间,吸收的热量相等,水的比热容大,所以水的温度变化较少,故C错误;
D.沙子和水的质量和初温都相等,加热到相同温度时,由于水的比热容比沙子的大,根据知,水吸收的热量多,故D正确。
故选D。
8. 从今年1月1日起,武汉中心城区15万余盏路灯将全部实现由光感应系统控制关停,这样就能避免光线太暗时路灯无法及时照明.如果用开关S表示某一区域的光感应控制系统,则下列路灯示意图最合理的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】因为路灯中的一个灯泡坏掉后,其它灯泡仍可以正常工作,因此路灯为并联连接,为了同时控制所有路灯,则开关位于干路中,故C正确.
故选C.
9. 电动自行车两刹车手柄中各有一只开关S1和S2.在行驶中用任意一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作.如图电路符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知,开关S1和S2串联接在电路中,共同控制电动机的工作,故A符合题意,BCD不符合题意.故选A.
10. 如图所示,要使灯泡L1和L2组成并联电路,应( )
A. 只闭合S2 B. 只闭合S3
C. 只闭合S1和S3 D. 只闭合S2和S3
【答案】C
【解析】
【详解】A.只闭合时,电路是开路,与两个灯泡均不发光,故A错误;
B.只闭合时,只有灯亮,不亮,故B错误;
C.只闭合和时,两灯都亮,且并联,故D正确;
D.只闭合和时,灯L1被短路,电路中只有L2亮,故C错误。
故选C。
11. 在如图甲所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A. 6.5V 1.3V B. 1.3V 6.5V
C. 5.2V 1.3V D. 1.3V 5.2V
【答案】C
【解析】
【详解】因为电阻R1和R2串联,而电压表V1测量的是电源电压,电压表V2测量的是R2电压,所以电压表V1的示数比电压表V2的示数大;故电压表V1选的是0-15V的量程分度值为0.5V,根据指针位置,电压表读数为6.5V;表V2选的是0-3V的量程,分度值为0.1V,根据指针位置,电压表读数为1.3V;根据串联电路的电压关系,R1的电压是
U1 =U-U2 =6.5V-1.3V=5.2V
故选C。
12. 如图所示,电源电压3V(保持不变)。当开关S闭合时,只有一只灯泡在发光,且电压表的示数约为3V,由此可以判断( )
A. 灯L1被短路 B. 灯L1断路 C. 灯L2断路 D. 灯L2被短路
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.灯L1被短路后,电压表被短路无示数,故A不符合题意;
B.灯L1断路后,电压表串联在电路中,示数接近电源电压,但两灯均不亮,故B不符合题意;
C.灯L2断路后,整个电路断开,电压表无示数,两灯均不亮,故C不符合题意;
D.灯L2被短路后不亮,电路中只有一个灯泡接入能正常发光,且电压表直接测量电源电压,故D符合题意。
故选D。
13. 如图甲是常用的一种亮度可调的台灯,图乙为其用于调亮度的电位器结构图,a、b、c是它的三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连,转动旋钮,通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变台灯两度,下列分析正确的是( )
A. 若将a、c接入电路中,逆时针转动旋钮时,台灯变亮
B. 若将a、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,台灯变亮
C. 若将a、b接入电路中,顺时针转动旋钮时,台灯变亮
D. 若将b、c接入电路中,顺时针转动旋钮时,台灯变亮
【答案】D
【解析】
【详解】AB.若只将a、c接入电路,电位器的全部电阻丝都接入电路,不能改变电路的电流,所以不能改变台灯亮度,故AB错误;
C.若只将a、b接入电路,滑片左边的电阻丝接入电路;顺时针转动旋钮时,电位器接入电路的电阻变大,电路中电流变小,台灯变暗,故C错误;
D.将b、c接入电路中,滑片的右侧电阻接入电路,故若顺时针转动旋钮时,电阻变小,故电流变大,台灯变亮,故D正确。
故选D。
14. 某物理兴趣小组设计的电子身高测量仪电路图如图所示,其中电源电压恒为4.5V,定值电阻R1=5Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω0.5A”,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A。为了保证电路中各元件安全工作,变阻器R2接入电路的阻值范围是( )
A. 0Ω~9Ω B. 9Ω~20Ω C. 10Ω~20Ω D. 4Ω~10Ω
【答案】D
【解析】
【详解】由题意知,电路允许通过的最大电流
此时电路总电阻
此时滑动变阻器接入电路的阻值最小
由题意知,电压表最大示数为3V,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大。
此时电阻的电压
电路电流
滑动变阻器接入电路的最大阻值
综上,滑动变阻器接入电路的阻值范围是
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共32分)
15. 动滑轮实质上是一个_______杠杆。如图所示,物体重400N,滑轮重10N(绳重、摩擦不计),若要匀速提升重物,则自由端匀速竖直向上的拉力F为_______N,若拉力F的方向向右倾斜一些,如图中虚线所示,则拉力将_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 省力 ②. 205 ③. 变大
【解析】
【详解】[1]动滑轮使用时,由两段绳子承担物体和滑轮的重力,可以省力,其实质是一个动力臂等于阻力臂二倍的省力杠杆。
[2]由题意可得:
[3]因为若拉力的方向向右倾斜一些,动力臂减小,所以根据杠杆平衡条件可知拉力将变大。
16. 我国第一艘航母“辽宁舰”,其正常行驶的功率约为1.5×108W,正常行驶1min做的功是_____________J,辽宁舰舰载战斗机将配备“歼-15”机群,当战斗机从甲板上加速升空时,战斗机的动能____________(选填“变大”、“变小”或“不变”).
【答案】 ①. 9×109 ②. 变大
【解析】
【详解】“辽宁舰”正常行驶1min做的功:
W=Pt=1.5×108W×60s=9×109J;
当战斗机从甲板上加速升空时,质量不变,速度变大,战斗机的动能变大.
17. “钻木取火”是通过________的方式改变木头的内能,太阳能热水器是通过________的方式改变水的内能的。
【答案】 ①. 做功 ②. 热传递
【解析】
【详解】[1]钻木取火时钻与木头相互摩擦做功,机械能转化为木头的内能,是通过做功的方式改变物体的内能;
[2]太阳能热水器是利用太阳能的照射把热量转移给了水,使水的内能增大,温度升高;
【点睛】解决此类问题要知道改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,且二者在改变内能时是等效的。
18. 一辆汽车以20m/s的速度在水平路面上沿直线匀速行驶5分钟,汽车的质量为1500kg,行驶时所受阻力为车重的0.2倍,则牵引力为____N,此时汽车的功率为_____kW,重力做的功为_____J.(取g=10N/kg)
【答案】 ①. 3×103 ②. 60 ③. 0
【解析】
【详解】汽车做匀速运动,处于平衡状态由平衡条件得牵引力:
F=f=0.2G=0.2mg=0.2×1.5×103kg×10N/kg=3×103N;
汽车的功率:
P=Fv=3×103N×20m/s=6×104W=60kW;
汽车在重力的方向上没有移动距离,所以克服重力做的功做功为0.
19. 如图所示,路由器是一种支持有线和无线连接的网络设备,通过后排接口可以同时连接多台电脑,各接口之间是______(选填“串联”或“并联”)的.工作时间长了,外壳发烫,是由于电能转化成了_____能.
【答案】 ①. 并联 ②. 内
【解析】
【详解】路由器是一种支持有线和无线连接的网络设备,通过后排接口可以同时连接多台电脑,各电脑之间互不影响,所以各接口之间是并联的;工作时间长了,外壳发烫,是由于电能转化成了热能.
20. 加在某导体两端的电压为3V时,通过的电流为0.6A,则它的电阻是_______Ω;若此导体两端不加电压时,这个导体的电阻是________Ω。
【答案】 ①. 5 ②. 5
【解析】
【详解】[1]由欧姆定律变形式,可得导体的电阻为
[2]由于电阻是物体的一种性质,与长度、材料、横截面积和温度有关,与电压大小无关,所以此导体两端不加电压时,这个导体的电阻依然为5Ω。
21. 一只小灯泡的额定电压为8V,正常发光时通过它的电流为0.4A,现将该小灯泡接在12V的电源上,为使其正常发光,应_____联一个_____Ω的电阻。
【答案】 ①. 串 ②. 10
【解析】
【详解】[1]灯泡正常发光时的电压为8V,现将该小灯泡接在12V的电源上,应串联一个电阻分压。
[2]因串联电路中总电压等于各分电压之和,则串联电阻两端的电压
串联电路中各处的电流相等,根据欧姆定律可得,串联电阻的阻值
22. 一串小彩灯,每个小彩灯正常工作电压为4 V,如图所示,在正常情况下,细金属丝由于表面有氧化铜而与灯丝支架不导通,若加上200V以上电压时,氧化铜被击穿,细金属丝与灯丝支架导通。已知灯丝冷时电阻为2Ω,热时电阻为20Ω,将这一串小彩灯串联在220V电路中,在使彩灯正常发光情况下,应串联_______个小彩灯,此时电路总电阻为________ Ω。当其中一只彩灯灯丝烧断瞬间,细金属丝两端电压达到_______V,故细金属丝与灯丝支架导通,保证其它灯泡继续发光。
【答案】 ①. 55 ②. 1100 ③. 220
【解析】
【详解】[1]每个小彩灯正常工作电压为4V,将这一串小彩灯串联在220V电路中,在使彩灯正常发光情况下,串联的灯泡盏数
[2]灯泡热时电阻为20Ω,则此时电路的总电阻为
[3]当其中一只彩灯灯丝烧断瞬间,发生断路的地方的电压接近电源电压220V,氧化铜被击穿,细金属丝与灯丝支架导通,保证其它灯泡继续发光。
23. 如图为一握力计的电路示意图,a、b、c、d四个接线柱,电表及一定值电阻R0未画出,金属板N固定不动,金属板M可带动金属片P滑动,从而与R构成滑动变阻器,若弹簧的电阻不计,电源电压保持不变,要求握力增大时,电表的示数也增大,则a、b之间应接入_____,c、d之间应接入______.(选填“定值电阻”、“电流表”或“电压表”)
【答案】 ①. 电压表 ②. 定值电阻
【解析】
【详解】由图示可知,c、d之间不可能是电压表,否则电路断路; 如果c、d之间为电流表,当a、b之间为电压表时,电路为R的简单电路,电压表测电源的电压示数不变,电流表测电路中的电流, 当握力增大时,滑片右移,变阻器接入电路中的电阻变大,由I=U/R可知电流表的示数减小,这与电表的示数增大不符;当a、b之间为定值电阻时,R与定值电阻并联,电流表测干路电流, 因并联电路中各支路独立工作、互不影响, 故滑片移动时通过定值电阻的电流不变, 当握力增大时,滑片右移,变阻器接入电路中的电阻变大,根据I=U/R可知该支路的电流减小, 由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,故干路电流表示数减小,这与电表的示数增大不符; 如果c、d之间为定值电阻,a、b之间不可能为电流表,否则滑动变阻器被短路; a、b之间为电压表时,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压, 当握力增大时,滑片右移,变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大, 根据I=U/R可知电流表的示数减小,根据U=IR可知,定值电阻两端的电压减小, 因串联电路中总电压等于各分电压之和,故滑动变阻器两端的电压增大,即电压表的示数增大,符合题意.
24. 如图所示,电源电压不变,R1和R2是两段长度相同、材料相同的电阻丝,R2=40Ω,闭合开关S,断开开关S1,电流表的示数是0.2A;若再闭合S1,电流表的示数是0.6A,则电源电压为___V。开关都闭合时,通过R1和R2的电流之比为___,电阻丝______(选填“R1”或“R2” )的横截面积较大。
【答案】 ①. 16 ②. 1∶2 ③. R2
【解析】
【详解】[1]闭合开关S,断开开关S1时,只有电阻R1连入电路,电流表的示数是0.2A,即通过R1的电流I1=0.2A;若再闭合S1,R1和R2并联,电流表的示数是0.6A,根据并联电路电流的规律,电流表示数增加量就是通过电阻R2的电流为
I2=I- I1=0.6A-0.2A=0.4A
电源电压为
U=I2R2=40Ω×0.4A=16V
[2]开关都闭合时,R1和R2并联,通过R1和R2的电流之比
[3] R1的电阻
因为R2=40Ω,则
R1>R2
又因为R1和R2是两段长度相同、材料相同的电阻丝,R2的电阻较小,所以R2的横截面积较大。
25. 一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R串联而成,通过L、R的电流跟其两端电压的关系如图所示。由图可得定值电阻R的阻值为_______Ω;当把这个工具接在电压为5V的电源两端,则电路中的电流是________A。
【答案】 ①. 10 ②. 0.4
【解析】
【详解】[1]由图可知,当定值电阻的电流是0.4A时,电压为4V,故定值电阻的阻值为
[2]将小灯泡L和定值电阻R串联接在电压为5V的电源两端,此时小灯泡L和一个定值电阻R电流相等且电压相加是5V,由图可知,此时电流为0.4A。
26. 如图甲所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻.闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从a向b移动的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示,则R1的阻值为__Ω.当滑动变阻器的滑片P在中点时,两电表的示数对应于乙图中的___点(选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”).
【答案】 ①. 10 ②. B
【解析】
【详解】[1]由电路图可知,当滑片P在a端时滑动变阻器全部接入,R1与R2串联,则电路中电流最小,由图象可知此时电路中的电流Ia=0.2A,R2两端的电压U2=4V,由可得
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压
U=IaR1+U2=0.2A×R1+4V------------①
当滑片P在b端时,滑动变阻器没有连入电路,电压表示数为零,由图象可知这时电路中电流为Ib=0.6A,电源电压加在R1上,则
U=IbR1=0.6A×R1 --------------②
解①②得:R1=10Ω,U=6V;
[2]当滑动变阻器的滑片P在中点时,则滑动变阻器连入电路的阻值为
则电流表的示数为
由图象可知:电流表示数为0.3A时对应的点是B.
27. 某科技创新小组制作了一个直接测量电阻阻值的仪器,称之为欧姆表,连接的电路如图,已知电路中电源电压保持不变,制作步骤如下:
(1)在A与B之间连接导线,调节滑动变阻器R1,使电流表示数为0.6A(即满量程),把电流表的“0.6A”刻度线标为“_______Ω”。
(2)保持滑动变阻器R1不变,当在AB之间接一阻值为20Ω电阻时,电流表示数为0.3A。此时滑动变阻器R1的接入电路的阻值为_______Ω,把“20Ω”数值标在电流表刻度“0.3A”处。
(3)据此原理,通过计算可把电流表刻度改为相应的电阻值,则在电流表刻度“0.4A”处应标的电阻值是________Ω,用此原理改装成的欧姆表,其刻度是_______(选填“均匀”、“不均匀”)的。
【答案】(1)0 (2)20
(3) ①. 10 ②. 不均匀
【解析】
【小问1详解】
A、B间接导线时,导线电阻可视为0Ω,此时电流表满偏(0.6A)对应的电阻值为0Ω。
【小问2详解】
设电源电压为U,滑动变阻器阻值为。
当A、B接导线时
当A、B接20Ω电阻时
解得电源电压,滑动变阻器。
【小问3详解】
[1][2]当电流为0.4A时,总电阻
则A、B间接入的电阻
欧姆表的刻度由决定(、为定值),R与I是非线性关系(反比例关系),因此刻度是不均匀的。
三、解答题(本题共6小题,共40分.其中29题和33题应写出必要的解题过程)
28.
(1)如图甲所示,用螺丝刀撬起图钉,其中O为支点。请在甲图上画出螺丝刀受到图钉阻力F2的力臂L2;并画出作用在螺丝刀柄上A点的最小动力F1的示意图。
(2)如图乙所示,请在虚线框内填入电源、电压表或电流表的符号,使开关闭合后两灯组成串联。
(3)某型号飞机上装有平衡警示电路,其中S为正对驾驶员的重力开关,金属片M可绕O点自由转动。当机翼水平时,M在 a、b中间。当飞机严重左倾时,绿灯亮、电铃响;当飞机严重右倾时,红灯亮、电铃响。请完成图丙的电路图连接。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【分析】
【小问1详解】
反向延长F2的作用线,过支点O作垂直于阻力F2作用线的垂线段L2(即阻力臂);过A点作垂直于OA、斜向下的力F1,此时动力臂最大,动力最小,如图所示:
【小问2详解】
因为要求两灯串联,所以中间是电源,左边选择电压表可以测通过右边灯的电压(若左边填电源,右边只能填电流表,此时两灯并联)。如图所示:
【小问3详解】
当飞机严重左倾时,绿灯亮、电铃响,开关接a,绿灯与电铃接入电路;当飞机严重右倾时,红灯亮、电铃响,开关接b,红灯与电铃接入电路;由题意可知,红灯与绿灯互不影响,能独立工作,它们是并联的,不论开关接a还是接b,电铃都接入电路,电铃串联在干路中,电路图如图所示:
29. 小涵同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示。已知酒精的热值是q = 3.0×107 J/kg,加热时每只酒精灯平均每分钟消耗0.8 g酒精。求:
(1)加热满3 min时,水吸收了多少热量?
(2)试求出沙子的比热容?
(3)求出酒精灯对水加热的效率是多少?
【答案】(1);(2);(3)70%
【解析】
【详解】解:(1)因为沙子和水质量相等,吸收相同热量,沙子的比热容比水小,从公式可知,沙子温度升的高,所以图a是沙子。图b是水。所以3 min加热满3min时,水吸收热量为
(2)因为沙子和水质量相等,相同时间吸收相同热量,所以
所以沙子的比热容
(3)由题意知0.8 g加热时每只酒精灯平均每分钟消耗酒精,加热3min钟消耗的酒精为
放出的热量为
酒精灯对水加热的效率是
答:(1)加热满3 min时,水吸收了;
(2)沙子的比热容;
(3)酒精灯对水加热的效率是70%。
30. 某物理兴趣小组学习了导体电阻的知识后,对食盐水溶液的导电性能与什么因素有关提出了以下猜想:
①食盐水溶液的导电性可能与溶液的浓度有关
②食盐水溶液的导电性可能与溶液的质量有关
③食盐水溶液的导电性可能与溶液中两点间的距离有关
为了验证猜想,他们设计了如图所示的装置,将电路中的a 、b两金属片分别插入如图甲、乙、丙、丁溶液中所示的位置(金属片a 、b 每次插入溶液中的深度都相同)进行探究:
(1)在连接电路时,开关必须_____,本实验电路中接入电阻R0的目的是___________;
(2)食盐水溶液的导电性能可以由______来判断;
(3)将金属片a、b分别插入如图甲、乙所示位置可探究猜想____(选填序号),为了探究猜想② 应将金属片a、b 分别插入______两图所示位置;
(4)将金属片a 、b 分别插入如图乙、丁所示位置,若I乙 ≠I丁,由此可得到的结论是:______.
【答案】 ①. 断开 ②. 保护电路 ③. 电流表示数的大小 ④. ① ⑤. 甲、丙 ⑥. 食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关
【解析】
【分析】做此题的关键是熟练掌握控制变量法.要想探究食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关;必须控制盐水的质量和金属片的距离不变;探究食盐水溶液的导电性能与溶液的质量有关;必须控制盐水的浓度、金属片之间的距离不变;探究食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关,必须其浓度和质量不变.
【详解】(1)连接电路过程中开关处于断开状态,为了防止电流过大将电流表烧坏,电路中接入一定值电阻R0;
(2)若食盐水溶液的导电性能比较强,其电阻就比较小,电流表示数较大;反之,电流表示数较小,可见,食盐水溶液的导电性能可以由电流表示数的大小来判断;
(3)a、b分别插入甲、乙所示位置,由图可以看出盐水的质量和金属片的距离不变,所以在探究食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关;为了探究食盐水溶液的导电性能与溶液的质量的关系,需要保持溶液的浓度和溶液中两点间的距离不变,改变溶液的质量,应将金属片a、b分别插入甲、丙两图所示位置.
(4)将金属片a、b分别插入乙、丁所示位置时,溶液的浓度相同,质量也相等,溶液中两点间的距离不相等,若I乙≠I丁,所以,食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关.
31. 如图所示,电源电压为6V,图甲为伏安法测电阻的电路图;图乙为连接不完整的实物图。
(1)对照电路图甲,用笔画线代替导线将图乙中未连接部分连接起来_______。
(2)如果实验操作中出现:电流表有示数,电压表无示数的现象,其故障可能是________
A. 电流表的正、负接线柱接反 B. 滑动变阻器接触不良
C. 电阻Rx发生了短路 D. 把滑动变阻器上端两接线柱连入电路
(3)电路连接正确后,闭合开关,将滑片P向左移动时,电压表示数________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)实验过程中,电流表和电压表的示数如图所示,分别为________A和_______V,此时测得的Rx=_______ Ω。
(5)此实验要多次测量电阻值,最后求电阻值的平均值,其目的是_______。
【答案】(1) (2)C
(3)变大 (4) ①. 0.5 ②. 2.5 ③. 5
(5)减小误差
【解析】
【小问1详解】
滑动变阻器应采用“一上一下”的接线方法与被测电阻串联,电压表与被测电阻并联,由此完成实物连接如图所示:
【小问2详解】
A.电流表正负接线柱接反,会导致电流表指针反向偏转,但电压表仍有示数(与并联),不符合“电压表无示数”的现象,故A不符合题意;
B.滑动变阻器接触不良,电路会断路,电流表无示数,与“电流表有示数”矛盾,故B不符合题意;
C.电阻短路时,电压表被短路,故无示数。电路为通路,电流表有示数,符合现象,故C符合题意;
D.滑动变阻器上端两接线柱连入电路,滑动变阻器相当于导线,电路正常,电压表应显示两端电压,不符合“电压表无示数”的现象,故D不符合题意。
故选C。
【小问3详解】
电路连接正确后,闭合开关,若将滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联电路分压特点,滑动变阻器分得的电压降低,待测电阻分得的电压升高,所以电压表示数变大。
【小问4详解】
[1]图中电流表的量程为,分度值为0.02A,示数为0.5A。
[2]电压表的量程为,分度值为0.5V,示数为2.5V。
[3]由欧姆定律得,电阻的大小为
【小问5详解】
该实验装置,进行多次测量,求出多组电压与电流值,由欧姆定律求出电阻值,然后求平均值,可以减小误差。
32. 小明同学设计了“探究电流与电阻的关系”的实验,器材如下:电源电压恒为4.5V,五个定值电阻R分别为:5Ω,10Ω,15Ω,20Ω及25Ω,标有“50Ω1A”的滑动变阻器R′、电压表(可用量程:0~3V、0~15V)、电流表(0~0.6A)、开关各1只,导线若干。
(1)请根据图甲所示电路图将图乙所示的实物电路连接完整(要求导线不允许交叉)_______。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移到最________端(选填“左”或“右”),目的是________。
(3)小明把5Ω的电阻R接入电路后,闭合开关S,发现电流表无示数,电压表有示数。若电路故障只出现在R和R'上,则电路故障是________,排除电路故障后,适当调整滑动变阻器,直至电压表示数为________V时,读出了对应的电流值。
(4)断开开关,保持滑片P位置不变,用10Ω的电阻替换5Ω,闭合开关,发现电压表示数________2.5V(选填“大于”或“小于”),应向________(选填“左”或“右”)移动滑片P才能达到实验要求。
(5)小赵再分别将定值电阻15Ω,20Ω,25Ω连入,根据实验所得的五组数据绘制出I﹣R图像,如图丙所示,由图像可得出的结论是:_______。
(6)为了完成该实验探究,滑动变阻器的最大阻值至少为_______Ω。
【答案】(1) (2) ①. 左 ②. 保护电路
(3) ①. 电阻R断路 ②. 2.5
(4) ①. 大于 ②. 左
(5)当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(6)20
【解析】
【小问1详解】
定值电阻和滑动变阻器串联,电压表并联在定值电阻两端,故连接实物图如下:
【小问2详解】
[1][2]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到最大阻值处,减小电路电流,即最左端。
【小问3详解】
[1]电流表无示数,说明电路断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,即故障是R断路。
[2]在 “探究电流与电阻的关系” 实验中,要控制定值电阻两端电压不变。由图丙,当时,,则
实验需控制定值电阻两端电压不变。
【小问4详解】
[1][2]实验探究电流与电阻的关系,应该控制定值电阻两端的电压不变。用10Ω的电阻替换5Ω后,由于定值电阻阻值变大,根据串联电路分压规律可知,它两端电压变大,所以,电压表示数大于2.5V;此时,应该调节滑动变阻器滑片,使滑动变阻器分掉多余电压,所以,应向左移动滑片P,直到定值电阻两端电压为2.5V,才能达到实验要求。
【小问5详解】
分析图像I−R可看出,电流与对应的电阻乘积是一定的,所以可得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
【小问6详解】
当时,定值电阻两端电压,电源电压
滑动变阻器分得电压
由串联电路电流相等
即
解得,故滑动变阻器最大阻值至少为20Ω。
33. 某物理研究小组设计了一个压力报警装置,工作原理如图甲所示。OBA为水平杠杆,OA长100cm,O为支点,OB∶BA=1∶4;已知报警器R0的阻值恒为10Ω,压力传感器R固定放置,压力传感器受到的压力F与R的阻值变化的关系如图乙所示。当托盘空载时,闭合开关S,电压表的示数为1V;当托盘所受的压力增大,电压表的示数达到2V时,报警器R0开始发出报警信号。托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计,电压表的量程为03V。求:
(1)电源电压;
(2)当报警器开始报警时,压力传感器受到的压力;
(3)当托盘受到的压力为120N时,报警器是否报警。
【答案】(1)4V;(2)20N;(3)报警
【解析】
【详解】解:(1)由图乙知,当托盘空载(即压力为0)时,R的阻值为30Ω,此时电路的总电阻
电路中的电流
电源电压
(2)报警器报警时,电压表的示数为2V,此时电路中电流
R两端电压
R的阻值
由图乙可知,此时压力为20N。
(3)由图乙可知,压力越大,R阻值越小,则电压表示数越大;120N>20N,所以当托盘受到的压力为120N时,报警器报警。
答:(1)电源电压为4V;
(2)当报警器开始报警时,压力传感器受到的压力为20N;
(3)当托盘受到的压力为120N时,报警器报警。
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