2025-2026学年人教版物理九年级上学期期末模拟练习卷
2026-01-13
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内容正文:
人教版初中物理九年级期末考试模拟练习卷
2025~2026学年第一学期
一.选择题(共10小题,满分18分)
1.(2分)关于原子及其结构,下列说法中正确的是( )
A.通常情况下,原子整体不显电性
B.原子是由质子和核外电子构成的
C.原子核带负电,核外电子带正电
D.不同物质的原子核束缚核外电子的本领相同
2.用比值法定义物理量是物理学中常用的方法。以下物理量不是用这种方法定义的是( )
A.比热容 B.热值 C.电功 D.电功率
3.(2分)两物体之间发生热传递时,这两物体( )
A.温度不等 B.质量不等 C.热量不等 D.能量不等
4.(2分)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.温度相同的物体接触时,一定不会发生热传递
B.80℃水内能一定比30℃水的内能多
C.物体的内能增加,一定从外界吸收了热量
D.物体放出热量,温度一定会降低
5.(2分)用电子显微镜观察金条,看到的金原子如图所示,下列说法正确的是( )
A.金原子间作用力比较小,没有固定位置
B.金条温度越高时,金原子的热运动越剧烈
C.金原子间间隙较大,使得金条很容易被压缩
D.金片和铅片都是固体,所以它们之间不会发生扩散现象
6.(2分)手持小风扇的简化电路如图所示,下列说法正确的是( )
A.开关和电动机是并联的
B.导线通常用半导体材料制成
C.电池的作用是为电动机提供电能
D.通电后电流从电池负极经电动机流向正极
7.(2分)春节吃饺子是中华文化的传统习俗,下列说法正确的是( )
A.打开锅盖时上面的白雾是水蒸气
B.煮饺子时,燃料燃烧将内能转化为化学能
C.煮饺子是利用做功增加内能
D.闻到饺子的香味是因为扩散现象
8.(2分)下列有关电与磁的应用的说法,不正确的是( )
A.图甲指南针的工作原理是磁极间的相互作用
B.图乙电铃的工作原理是磁场对电流的作用
C.图丙扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力而运动
D.图丁动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象
9.(2分)如图所示电路,闭合开关S1,S2,小灯泡L1和L2正常发光,电流表和电压表均有示数,下列关于电路的分析不正确的是( )
A.灯L1与灯L2并联
B.电压表可以测量灯L1两端的电压
C.只断开开关S1,灯L2正常发光
D.电流表测量电路总电流
10.(2分)某学生实验小组在做“伏安法测小灯泡电阻”的实验时连接了如图所示的电路,闭合开关后发现电流表指针无偏转,电压表有偏转,则电路中出现上述现象的原因可能是( )
A.小灯泡处发生了短路
B.电流表处发生了断路
C.电流表两个接线柱被短接
D.滑动变阻器同时接入两下接线柱造成电流太小
二.多选题(共5小题,满分15分,每小题3分)
(多选)11.(3分)自然界中的能量形式多种多样,能量不但可以从一个物体转移到其他物体,而且可以从一种形式转化为其他形式。下列实例中关于能量转化和转移的分析,正确的是( )
A.使用冷水冷却汽车发动机,内能发生了转化
B.从滑梯上滑下臀部发热,机械能转化为内能
C.蓄电池持续放电的过程中,机械能转化为电能
D.水从高处泻落冲击水轮机,机械能发生转移
(多选)12.(3分)在学习电磁现象的过程中,下列四个实验描述错误的是( )
A.甲实验研究的是电磁感应现象,摇动手柄线圈转动过程中机械能转化为电能
B.乙实验中通电螺线管左端为N极,且螺线管的磁场由疏密不同的磁感线组成
C.丙实验说明电流周围存在磁场,且磁场方向可由小磁针静止时N极指向来判断
D.丁实验研究的是通电导体在磁场中受力而运动,发电机是依据此原理制成的
(多选)13.(3分)为了节能减排,LED灯带在家庭装饰中被广泛应用。芳芳同学在探究其内部结构时发现,灯带中的LED灯串联后经电源适配器接入照明电路,如图所示。她取下一只LED灯接在电池两端,灯不亮,对调电池正负极后灯亮了,但用手触摸,发现其几乎不发热。以下推断符合上述事实的是( )
A.一只LED灯正常工作时的电压是220V
B.灯带中一只LED灯断路后其他灯还亮
C.LED灯工作时主要是将电能转化为光能
D.LED灯具有单向导电性
(多选)14.(3分)小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系图乙所示。下列分析正确的是( )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越大
C.当空气湿度为40%时,R与R0两端的电压之比为3:2
D.当电路中电流为0.15A时,空气湿度为50%
(多选)15.(3分)小帆在老师指导下,用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体(其中一种是水),用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图,乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精(q酒精=3×107J/kg)。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等,c水=4.2×103J/(kg•℃),则下列说法中正确的是( )
A.c乙=2.4×103J/(kg•℃)
B.乙的吸热能力大于甲的吸热能力
C.0到8min乙吸收的热量为3.36×104J
D.该酒精灯的加热效率为35%
三.实验探究题(共3小题,满分32分)
16.(15分)小华用图所示的电路探究电流与电压、电阻的关系。电源电压恒为4.5V,滑动变阻器最大阻值为20Ω。
(1)她先用阻值为10Ω的定值电阻探究电流与电压的关系。
①图甲是根据电路图连接的实物图,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 端,否则,闭合开关时 (选“电流表”或“电压表”)指针的偏转可能超出所用量程。
②闭合开关,移动滑片,记录了如表数据。第5次的电压表和电流表的示数如图乙、丙所示。请将示数填入表中。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.6
2.0
2.2
2.4
电流I/A
0.16
0.20
0.22
0.24
③请在图丁中标出合适的坐标并描出表中各组数据对应的点,并根据描出的点画出I﹣U图象。
④分析表中数据或图象的特点,可得出:电阻一定时,电流与电压成正比。得出此结论的理由是 。
(2)接下来,她用原电路探究电压一定时,电流与电阻的关系。先调节滑片.使电压表示数为2V,记录电流表示数;然后断开开关,将10Ω电阻依次换成5Ω电阻,闭合开关,此时滑动变阻器的滑片P的位置与步骤②时相比向 移动(选填“左”或“右”),使电压表示数为 V。记录电流表示数。当换成20Ω电阻后,发现电压表示数始终不能为2V,为了完成实验,下列方案可行的是 。
A.换用电压为6V的电源
B.把电压表改接为0∼15V量程
C.在开关与滑动变阻器之间串联一个10Ω的电阻
17.(13分)小张同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,小丁同学做“测定小灯泡的电功率”的实验,其中小灯上标有“0.3A”字样,他们分别选取了电源电压、滑动变阻器等规格完全相同的两套实验器材。
小张同学按照图甲正确连接电路,并规范地进行实验。闭合开关,观察电流表、电压表的示数并记录在表一序号1中。接着,移动变阻器滑片的位置,在读取序号2的数据时,滑片恰好在变阻器的中点处(连入电路的阻值为最大值的一半);读取序号3的数据时,滑片处在变阻器的另一端。
(1)请根据图甲用导线连接实物图。小丁同学将小灯L与滑动变阻器串联接入电路中后,将电压表并联在某个元件的两端,并规范地进行实验。闭合开关S,移动变阻器的滑片直至小灯泡正常发光。电压表的示数在1.5~2.6伏间变化,电流表的示数在0.26A~图丙电流表示数间变化。
(1)根据小张同学实验的相关信息:
表一
物理量
序号
电压(伏)
电流(安)
电阻(欧)
1
3.2
0.28
11.4
2
4.2
0.36
11.7
3
0.54
(2)表一中的序号3所缺的数据是 、 ;
(3)根据小丁同学实验的相关信息:
小丁同学的实验目的是 ,判断小灯正常发光的依据是 。
(4)求解:小丁同学所测小灯的额定功率P额(写出必要的计算过程和理由)。
18.(4分)如图所示,为“探究通电螺线管外部磁场分布”的实验装置。
(1)在玻璃板上均匀撒上铁屑,放上小磁针。闭合开关后,轻敲玻璃板,根据铁屑分布情况表明,通电螺线管的外部磁场与 磁体周围的磁场相似;
(2)接通电路,小磁针静止时 (选填“N”或“S”)极的指向是该点的磁场方向;
(3)调换电源的正、负极,闭合开关,小磁针的N、S极反转,说明通电螺线管外部的磁场方向与 有关。
四.作图题(共3小题,满分11分)
19.(2分)磁体旁的小磁针静止时如图所示,请标出磁体的N、S极。(小磁针黑端为N极)
20.(3分)如图1所示为学校进出闸机(电动机M),有两种识别方式:刷卡(开关S1)或扫描二维码(开关S2),只要其中一种方式识别成功即可闭合相应开关,闸机便开启,请在图2所示电路图的虚线框内补画出开关S1和S2并补充完整的电路图。
21.(6分)查阅资料可知:人体的安全电压有5个等级(42伏,36伏,24伏,12伏,6伏),在皮肤干燥等情况下42伏以下的电压是安全的,在极端潮湿等环境中6伏以下的电压才是安全的。如图甲所示为某浴室的电路示意图,火线与零线(地)之间的电压恒定为220V,L是“220V 1320W”的浴霸灯泡。
(1)为防止电路过载,需要在浴室电路中加一个防止电流过大的断路器,为保证电路安全,断路器应安装在图甲中的 (填“M”或“N”)位置。
(2)在使用测电笔测试浴室电路的火线时,人体站在地面上和测电笔组成串联电路(如图甲)。已知测电笔内部电阻为2.14×106Ω,加在人体上的电压不超过6伏,那么通过人体的电流最大为多少毫安?
(3)当电路中电流超过15A时,断路器会断开电路。某吹风机的铭牌如图乙所示,试通过计算说明,当浴霸开启时,同时使用电吹风,断路器会断开电路吗?写出必要的计算过程。
五.计算题(共2小题,满分12分,每小题6分)
22.(6分)如图所示的电路中,定值电阻R1的阻值为20Ω,设灯L的电阻不变。当闭合开关S、S1,断开S2,滑片滑到a端时,电流表A的示数I1=0.6A;移动滑片到b端,电流表A的示数I2=0.2A。当只闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器的滑片P从b端移到中点时,灯L正常发光,电流表A的示数I3=2I2。求:
(1)电源电压;
(2)灯L的额定功率;
(3)R1的最大电功率与灯L的最小电功率的比值。
23.(6分)如图所示,是一款多功能电炖锅的简化电路图。R1、R2是电热丝,R1=R2=121Ω,通过改变开关S1、S2的状态,可实现低温、中温、高温三个挡位间的切换,该电炖锅的有关参数如表所示(低温挡和高温挡模糊不清),忽略温度对电热丝阻值的影响,加热时电炖锅均正常工作,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)。则:
加热效率
84%
额定电压
220V
电功率
低温挡
中温挡
400W
高温挡
(1)用中温挡来加热时,电路中的电流为多少?(结果保留一位小数);
(2)若某次用高温挡,将质量为2kg、温度为20℃的水加热到80℃,加热的时间为多少?
六.综合能力题(共1小题,满分10分,每小题10分)
24.(10分)小康了解到自己家最大电流为5A,最近新购置了一个电热水壶,如图甲所示,规格为“220V 1000W”。
(1)电热水壶的电线很短,因此电阻 ,产生热量 ,更加安全。
(2)小康把一电热水壶插进插座,打开开关,突然家里的用电器都不工作了,请写出两个可能的原因:① ;② 。
(3)比较电热水壶和电炉的加热效率,请从乙图中选择一组 。
(4)实验:将1L水加热至沸腾,探究电热水壶的效率。求:写出效率表达式。
物理量
方法(说明测量道具、物理量)
结论(用题目所给物理量表示)
水的密度ρ
水的比热容c
电热水壶额定功率P
用天平和烧杯称量出1kg的水倒入电热水壶中,用温度计测量并记录此时的温度为t1,闭合电热水壶开关,用秒表记录加热至沸腾的时间t,用温度计测量并记录沸腾时的温度为t2。
η=
七.多选题(共1小题)
(多选)25.如图所示,电源电压为3V,R0的阻值为5Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10Ω,a、b为滑动变阻器的两个端点。闭合开关,下列说法正确的是( )
A.若将滑片移动到a端,电路仍能正常工作
B.滑片在b端时,电流表A1的示数为0.9A
C.滑片由b端向a端移动,电流表A2示数变大
D.滑片移动到中点时,电流表A1与A2示数之比为2:1
八.实验探究题(共3小题)
26.小红想利用小明的实验器材测量一个铭牌不清楚的滑动变阻器Rx的最大阻值,发现电压表已经损坏。聪明的小红利用小明实验中测得的小灯泡的额定电流I额和计算出小灯泡额定电流下阻值RL(灯泡电阻受温度影响),设计了如图所示的电路,测出了滑动变阻器Rx的最大阻值。请你帮助小红补全实验步骤:
(1)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,调节电阻箱R使 ,此时小灯泡正常发光,读出此时电阻箱接入电路的阻值为R0;
(2)将滑动变阻器的滑片P移到a端,闭合开关S, (物理量的下标用“1”表示);
(3)滑动变阻器Rx的最大阻值:Rx= (用物理量的符号表示)。
27.如图所示为小明设计的亮暗可调的灯泡,其内部有两根灯丝R1和R2,其中R1的阻值为55Ω。当电源电压为220V不变的情况下,通过灯泡的电流越大,灯泡越亮。
(1)通过开关的通断可以实现三种亮度,当 ,灯泡最亮。
(2)若S1、S2都闭合时,通过a点的电流为6安,求灯丝R2的阻值?
28.现有两个小灯泡L1、L2分别标有“6V 6W”和“6V 3W”的字样,若将两灯并联使用时,L1与L2的电功率之比为 ;若将两灯串联使用时,电路两端允许加的最大电压是 V,此时L1与电路消耗的总功之比为 。
人教版初中物理九年级期末考试模拟练习卷
2025~2026学年第一学期
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
A
A
B
C
D
B
D
C
二.多选题(共6小题)
题号
11
12
13
14
15
25
答案
BD
BD
CD
BCD
CD
BD
一.选择题(共10小题,满分18分)
1.【解答】解:ABC、原子是由原子核与核外电子组成的。其中原子核带正电,核外电子带负电,通常情况下,原子核带的正电荷数等于核外电子带的负电荷数,从而使原子呈中性,即不显示电性。故A正确,BC错误;
D、不同物质的原子核束缚电子的本领不同。两个物体互相摩擦时,哪个物体的原子核束缚电子的本领弱,它的一些电子就会转移到另一个物体上。失去电子的物体因缺少电子而带正电,得到电子的物体因为有了多余电子而带等量的负电,故D错误;
故选:A。
2.【解答】解:用比值法定义物理量是物理学中常用的方法,如比热容、热值、电功率,而电功不是用比值法定义的,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选:C。
3.【解答】解:用热传递的方法改变物体的内能,实际上是内能从高温物体转移到低温物体的过程;当两个物体的温度相等时,热传递停止,不再发生热传递,所以两物体之间能够发生热传递的条件是两物体的温度不相等(即有温度差)。
故选:A。
4.【解答】解:
A、发生热传递的条件是温度差,所以温度相同的两个物体之间不能发生热传递,故A正确;
B、内能的大小跟物质的质量、温度、状态有关,不知道质量不能比较内能的大小,故B错误;
C、物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量,也可能是外界对该物体做功,故C错误;
D、物体放出热量,温度不一定降低,例如晶体的熔化过程放出热量,温度不变,故D错误。
故选:A。
5.【解答】解:
A、金的密度很大,从题图也可以看出其原子排列非常紧密。分子(原子)间的作用力与距离有关,距离越近,作用力越大。所以可以推断出金原子间的作用力很大,故A错误;
B、金条温度越高时,金原子的无规则运动越剧烈,故B正确;
C、金原子间间隙较小,使得金条不容易被压缩,故C错误;
D、虽然金片和铅片都是固体,但它们之间也会发生扩散现象,故D错误。
故选:B。
6.【解答】解:A.开关要控制电动机的通断,所以开关和电动机是串联的,故A错误;
B.导线一般是用导体材料来制成的,故B错误;
C.电池是电源,电源的作用就是为电动机提供电能的装置,故C正确。
D.通电后,电流从电池的正极经电动机流向电池的负极,故D错误。
故选:C。
7.【解答】解:A.打开锅盖时上面的白雾是水蒸气遇冷液化形成的,故A错误;
B.煮饺子时,燃料燃烧将化学能转化为内能,故B错误;
C.煮饺子是利用热传递增加内能,故C错误;
D.闻到饺子的香味是因为扩散现象,故D正确;
故选:D。
8.【解答】解:A、地球的周围存在磁场,地磁场的N极在地理南极的附近,地磁场的S极在地理北极的附近,指南针是利用磁极间的相互作用工作的,故A正确;
B、电铃是根据电流的磁效应工作的,故B错误;
C、扬声器工作时线圈中有随声音变化的电流,线圈在磁场中受到力的作用发生振动,将电信号转化为声信号,工作原理是通电导体在磁场中受力的作用,故C正确;
D、动圈式话筒工作时线圈随声音的振动在磁场中做切割磁感运动时产生感应电流,将声信号转化为电信号,工作原理是电磁感应现象,故D正确。
故选:B。
9.【解答】解:
ABD、由图知,闭合开关S1、S2,两灯并联,电流表串联在灯L2的支路上,则电流表测量通过L2的电流;电压表并联在灯L1的两端,则电压表测量灯L1两端的电压,故AB正确、D错误;
C、因为并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,只断开开关S1时,灯L2仍正常发光,故C正确。
故选:D。
10.【解答】解:A、如果小灯泡被短路,电路是通路,电压表被短路,电压表没有示数,电流表有示数,故A不符合题意;
B、如果电流表处发生了断路,电路断路,电流表和电压表都没有示数,故B不符合题意;
C、如果电流表两个接线柱被短接,电路是通路,电流表没有示数,电压表有示数,故C符合题意;
D、如果滑动变阻器同时接入两下接线柱,电路中的电流较小,电流表和电压表的指针会发生偏转,偏转角度较小,故D不符合题意。
故选:C。
二.多选题(共5小题,满分15分,每小题3分)
11.【解答】解:A、用冷水冷却汽车发动机,冷水吸热,发动机放热,内能发生了转移,不是内能发生了转化,故A错误;
B、从滑梯上滑下臀部发热,是摩擦做功,将机械能转化为内能,故B正确;
C、蓄电池放电时消耗了化学能,获得了电能,将化学能转化为电能,故C错误;
D、水从高处泻落冲击水轮机,是水的机械能变成水轮机的机械能,能量的形式本质上没有变化,属于机械能发生转移,故D正确;
故选:BD。
12.【解答】解:A、实验研究的是电磁感应现象,摇动手柄线圈转动过程中机械能转化为电能,故A正确;
B、根据安培定则,乙实验中通电螺线管左端为N极,且螺线管外部的磁场和条形磁体相似,故B错误;
C、丙实验说明电流周围存在磁场,且磁场方向可由小磁针静止时N极指向来判断,故C正确;
D、丁实验研究的是通电导体在磁场中受力而运动,电动机是依据此原理制成的,故D错误。
故选:BD。
13.【解答】解:
A.LED灯是串联后通过电源适配器接入照明电路的,由串联电路中电压的规律知,一只LED灯的工作电压小于220V,故A错误;
B.由于灯带中的LED灯是串联的,所以灯带中一只LED灯断路后其它灯也不能工作,故B错误;
C.由于用手试摸,点亮的灯几乎不发热,说明电能几乎没有转化成内能,绝大部分都转化成了光能,故C正确;
D.取下一只LED灯接在电池两端,灯不亮,对调电池正负极后灯亮了,说明LED灯具有单向导电性,故D正确。
故选:CD。
14.【解答】解:A、由图乙知,空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,故A错误;
B、定值电阻R0和湿敏电阻R串联,电压表测定值电阻R0两端的电压;空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,根据串联分压原理知,湿敏电阻R两端的电压减小,定值电阻R0两端的电压增大,即电压表示数增大,故B正确;
C、由图乙知,当空气湿度为40%时,湿敏电阻R的阻值为30Ω,根据串联分压原理得,
......①
U湿+U0=6V......②
由①②解得,U湿=3.6V,U0=2.4V,
R与R0两端的电压之比为3.6V:2.4V=3:2,故C正确;
D、根据欧姆定律得,R总40Ω,根据串联电路电阻的特点,R湿'=R总﹣R0=40Ω﹣20Ω=20Ω,由图乙知,对应的湿度为50%,故D正确。
故选:BCD。
15.【解答】解:AB.根据图乙可知,质量相同的甲和乙升高相同的温度,甲的加热时间是乙的加热时间的2倍,则甲吸收的热量是乙吸收热量的2倍,则甲的吸热能力大于乙的吸热能力,甲为水;根据可知,甲的比热容是乙的比热容的2倍,乙的比热容为
故AB错误;
C.0到8min,乙吸收的热量等于甲吸收的热量,因为用相同的酒精灯加热,在相同的时间内,水吸收的热量等于乙吸收的热量,故
故C正确;
D.乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精,酒精完全燃烧放出的热量为
乙从加热到沸腾吸收的热量为
酒精灯的加热效率为
故D正确。
故选:CD。
三.实验探究题(共3小题,满分32分)
16.【解答】解:(1)①闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最右端;电源电压恒为4.5V,由图1可知,电压表选用0~3V量程,若闭合开关前,没有将滑动变阻器的滑片移到最右端,即阻值最大处,闭合开关时电压表指针的偏转可能超出所用量程;
②图乙中,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.8V;
图丙中,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.28A;
③根据表中数据利用描点法画图,如下所示:
④由表中数据可知,电压与电流的比:
,
……
10Ω,各组数据均可得到为一定值,故可得出结论:电阻一定时,电流与电压成正比;
(2)接下来,她用原电路探究电压一定时,电流与电阻的关系。先调节滑片.使电压表示数为2V,记录电流表示数;然后断开开关,将10Ω电阻依次换成5Ω电阻,闭合开关,由分压原理,电压表示数变小,本实验要控制电阻的电压不变,故要减小变阻器的电压,由分压原理此时滑动变阻器的滑片P的位置与步骤②时相比向左移动,使电压表示数为2V。记录电流表示数
A、换用电压为6V的电源,根据串联电压分配与电阻成正比,
得R定:R变=UV:U变=2V:4V=1:2,即滑动变阻器的阻值是定值电阻的2倍,
当定值电阻为20Ω时,R变=40Ω>20Ω,故A不可行;
B、把电压表改接为0~15V量程,并不能改变定值电阻两端电压和滑动变阻器接入电路的阻值,故B不可行;
C、在开关与滑动变阻器之间串联一个10Ω的电阻,当换成20Ω电阻后,电压表示数为2V,变阻器的电压为2.5V,由分压原理,滑动变阻器接入电路的阻值
R滑25Ω
接入的定值电阻的阻值至少为25Ω﹣20Ω=5Ω<10Ω
故C正确。
故答案为:(1)①右;电压表;
②2.8;0.28;
③图见解析;
④电压与电流的比为一定值;
(2)左;2;C。
17.【解答】解:(1)根据甲图电压表与灯泡并联,由小张同学实验数据可知,第1、2次实验中灯两端的电压均大于3V,所以电压表应选0~15V的量程;滑动变阻器与灯串联,采用一上一下的接线方式,因滑片向右移动时电阻变大,故将左下接线柱接入电路。如图所示:
(2)正确连接电路(灯与变阻器串联),并规范地进行实验,则变阻器最大电阻R滑连入电路中,闭合开关,移动变阻器滑片的位置,由表中第1组数据,根据串联电路的规律及欧姆定律,电源电压
U=I1R滑+U1=0.28A×R滑+3.2V ①
在读取序号2的数据时,滑片恰好在变阻器的中点处(连入电路的阻值为最大值的一半);由串联电路的规律及欧姆定律,电源电压
U=I2×0.5R滑+U2=0.36A×0.5R滑+4.2V ②
由①②得
U=6V,R滑=10Ω
读取序号3的数据时,滑片处在变阻器的另一端,即变阻器连入电路的电阻为0,此时灯两端电压(电压表示数)等于电源电压为6V;由欧姆定律可得灯的电阻为
(3)由题意可知小丁同学的实验目的是:测定小灯泡的额定功率。
小灯上标有“0.3A”字样,表示灯正常发光时,通过灯的电流为0.3A,所以判断小灯正常发光的依据是:电流表的示数为小灯泡的额定电流0.3A。
(4)将小灯L与滑动变阻器串联接入电路中后,将电压表并联在某个元件的两端,并规范地进行实验,则变阻器最大电阻(10Ω)连入电路中,闭合开关S,则电流表示数应最小,由题意,I4=0.26A,由欧姆定律,变阻器的电压为
U滑=I4R滑=0.26A×10Ω=2.6V
根据串联电路电压的规律,灯的电压为
6V−2.6V=3.4V
因电压表的示数在1.5∼2.6V间变化,故可知电压表一定并联在变阻器的两端。根据已知条件,当U滑=1.5V,对应的电流(图丙中电流表的示数)为:IL=0.3A,由串联电路电压的规律,灯的额定电压为
U额=U−U滑=6V−1.5V=4.5V
灯的额定功率为
P额=U额I额=4.5V×0.3A=1.35W
故答案为:(1)见解析中的图;(2)6;11.1;(3)测定小灯泡的额定电功率;电流表的示数为小灯泡的额定电流0.3安;(4)1.35W。
18.【解答】解:(1)闭合开关,轻敲玻璃板,铁屑的分布情况通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似,都有两个磁极。
(2)因为小磁针放入磁场,小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同,所以实验中使用小磁针是为了指示磁场方向,从而判断该点的磁场方向;
(3)调换电源正负极,即改变螺线管中的电流方向,发现小磁针偏转方向改变,说明磁场方向与电流方向有关。
故答案为:(1)条形;(2)N;(3)电流方向。
四.作图题(共3小题,满分11分)
19.【解答】解:小磁针的N极指向磁体左侧,同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引,因此磁体的右端为N、左端为S极。如图所示:
20.【解答】解:由题知,刷卡(开关S1)或扫二维码(开关S2),只要其中一种方式识别成功,则相应开关闭合从而使电动机启动工作,所以两个开关应并联后再与电动机串联在电源上,如图所示:
21.【解答】解:(1)断路器安装位置分析为防止电路过载,断路器应安装在火线上,以确保在电路故障时能切断电源。图甲中,M 点位于火线,而 N 点位于零线。因此,断路器应安装在M位置。
(2)人体允许最大电压 U人=6V。火线与零线电压U=220V,
则测电笔两端电压为U笔=U−U人=220V−6V=214V。串联电路电流相等,通过人体的电流I等于通过测电笔的电流:I 1×10−4A=0.1mA。即通过人体的电流最大为0.1毫安。
(3)浴霸正常工作的电流I1 = =6A,电吹风的正常工作电流为I2= =7.5A,并联电路中总电流 I总=I1+I2=6A+7.5A=13.5A。而I总=13.5A<15A,因此断路器不会断开电路。即当浴霸和电吹风同时使用时,总电流为13.5A,没有超过15A的阈值,断路器不会断开电路。
故答案为:(1)M;(2)通过人体的电流最大为0.1毫安;(3)断路器不会断开电路。
五.计算题(共2小题,满分12分,每小题6分)
22.【解答】解:(1)当闭合开关S、S1,断开S2,滑片滑到a端时,电路只有R1接入,则电源电压U=U1=I1R1=0.6A×20Ω=12V;
(2)当闭合开关S、S1,断开S2,滑片滑到b端时,R1与滑动变阻器R2串联,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路总电阻,
则滑动变阻器的最大值R2=R总﹣R1=60Ω﹣20Ω=40Ω,
当只闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器的滑片P从b端移到中点时,R2接入电路的阻值为,
电流表A的示数I3=2I2=2×0.2A=0.4A
滑动变阻器两端的电压U滑=I3R2'=0.4A×20Ω=8V
此时灯L正常发光,则灯L正常发光的电压UL=U﹣U滑=12V﹣8V=4V,
灯L的额定功率P额=ULI3=4V×0.4A=1.6W;
(3)当闭合开关S、S1,断开S2,滑片滑到a端时,通过R1的电流最大,功率最大,则R1的最大电功率,
当S、S1、S2都闭合时,L与R1并联,再与滑动变阻器R2串联,滑动变阻器的滑片P移动b端时,即R2接入电路的阻值最大时,通过L的电流最小,灯L的功率最小,灯泡的电阻,
此时电路的总电阻,
电路中的电流,
滑动变阻器两端的电压,
灯泡L两端的电压,
灯L的最小电功率,
R1的最大电功率与灯L的最小电功率的比值。
答:(1)电源电压12V;
(2)灯L的额定功率1.6W;
(3)R1的最大电功率与灯L的最小电功率的比值。
23.【解答】解:当S2闭合,S1拨到a时,R1、R2并联;当S闭合,S2断开,S1拨到a时,R1、R2串联;当S2闭合,S1拨到b时,电路为R1的简单电路;
因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻,串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻,所以由可知,R1、R2并联时,电路中的电阻最小,电功率最大,电炖锅为高温挡;R1、R2串联时,电路中的电阻最大,电功率最小,电炖锅为低温挡;电路为R1的简单电路时,电炖锅为中温挡;
(1)由P=UI可知,中温挡时电路中的电流;
(2)当S1闭合、S2接a时,R1、R2并联,为高温挡,总电阻 ;
则高温挡的电功率:;
水吸收的热量:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(80℃﹣20℃)=5.04×105J;
由表中信息可知加热效率为84%,则电炖锅消耗的电能:W6×105J,
加热时间:。
答:(1)用中温挡来加热时,电路中的电流为1.8A。
(2)用高温挡,将质量为2kg、温度为20℃的水加热到80℃,加热的时间为750s。
六.综合能力题(共1小题,满分10分,每小题10分)
24.【解答】解:(1)由导体的电阻影响因素可知,电热水壶电线很短,电阻很小,由Q=I2Rt可知,在电流和时间相同时,电阻阻值越少,电线放出的热量越少,热水壶就越安全;
(2)家里的用电器都不工作了,可能是短路或者用电器过载导致空气开关跳闸,所以可能原因为:电热水壶短路或者电热水壶的功率太大了;
(3)要比较电热水壶和电炉的加热效率,应控制电热水壶和电炉的电功率和水的质量相同,故选B;
(4)水吸收的热量为Q吸=cmΔt=c×1kg×(t2﹣t1),
由P可知,电热水壶消耗的电能为W=Pt,
电热水壶的效率:η100%100%。
故答案为:(1)小;少;(2)电热水壶短路;电热水壶的功率太大;(3)B;100%。
七.多选题(共1小题)
25.【解答】解:由电路图知滑动变阻器与定值电阻并联,电流表A1测量干路的电流,电流表A2测量通过定值电阻的电流;
A、若将滑片移动到a端,滑动变阻器的电阻为零,相当于导线,会造成电源短路,电路不能正常工作,故A错误;
B、滑片在b端时,滑动变阻器的最大电阻与定值电阻R0并联,
通过定值电阻R0的电流为:I00.6A,
通过滑动变阻器R的电流为:IR0.3A,
根据并联电路电流的规律知干路电流为:
I=I0+IR=0.6A+0.3A=0.9A,故电流表A1示数为0.9A,故B正确;
C、由于并联电路各支路互不影响,所以滑片由b端向a端移动时,通过定值电阻的电流不变,电流表A2示数不变,故C错误;
D、滑片移动到中点时,滑动变阻器的电阻为10Ω=5Ω,此时滑动变阻器的电阻与定值电阻R0的阻值相等,由于并联电路各支路电压相等,由欧姆定律I知通过两电阻的电流相同,则电流表A1与A2示数比为:,故D正确。
故选:BD。
八.实验探究题(共3小题)
26.【解答】解:(1)根据小红设计如图所示的电路,可以看出小红计划用“替换”的方式测量Rx的最大值,将滑动变阻器的滑片P分别移到a、b端,并通过调节变阻箱,分别使电路电流等于小灯泡的额定电流I额;
闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,调节电阻箱R使电流表示数为I额,此时小灯泡正常发光,读出此时电阻箱接入电路的阻值为R0。
(2)将滑动变阻器的滑片P移到a端,闭合开关S,调节电阻箱R使电流表示数为I额,读出电阻箱接入电路的阻值R1;
(3)滑动变阻器的滑片P移从b到a端,其接入电路的阻值从最大值变为0,而R1、R0的差值刚好替代滑动变阻器的减少值,则滑动变阻器Rx的最大阻值:Rx=R1﹣R0。
故答案为:(1)电流表示数为I额;(2)调节电阻箱R使电流表示数为I额,读出电阻箱接入电路的阻值R1;(3)R1﹣R0。
27.【解答】解:(1)只闭合S1,只有灯丝R1连入电路,只闭合S2时,只有灯丝R2连入电路,同时闭合S1、S2时,灯丝R1和R2并联;
由于灯的亮度取决于灯的实际功率,根据P=UI,当灯丝的电阻最小时,实际功率最大;
根据并联电路电阻的规律可知,当两灯丝并联时,电阻最小,灯最亮,则S1、S2都闭合;
(2)若S1、S2都闭合时,灯丝R1和R2并联,通过a点的电流为6A,即干路电流为6A,
根据并联电路的电压特点和欧姆定律可知通过R1的电流为:
I14A,
根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可得通过R2的电流为:
I2=I﹣I1=6A﹣4A=2A,
根据I可得灯丝R2的阻值为:
R2110Ω。
答:(1)S1、S2都闭合。
(2)灯丝R2的阻值为110Ω。
28.【解答】解:由P=UI,灯泡L1、L2正常工作时的电流分别为:
I1额1A,I20.5A;
由I,可得灯泡L1、L2的电阻分别为:
R16Ω,R212Ω;
(1)若将两灯并联使用时,因并联电路各支路两端的电压相等,则L1与L2的电功率之比为:
P1:P2:R2:R1=12Ω:6Ω=2:1;
(2)若将两灯串联使用时,通过它们的电流相等,为保证电路安全,电路电流应等于额定电流较小灯泡的电流,
所以允许通过两灯泡的最大电流I=I2=0.5A,
总电阻:R=R1+R2=6Ω+12Ω=18Ω,
所以电路两端允许加的最大电压为:U=IR=0.5A×18Ω=9V;
L1与电路消耗的总功之比为:
。
故答案为:2:1;9;1:3。
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