精品解析:山东省烟台市牟平区2025-2026学年九年级上学期期末物理试题
2026-02-07
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | 烟台市 |
| 地区(区县) | 牟平区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 18.57 MB |
| 发布时间 | 2026-02-07 |
| 更新时间 | 2026-05-07 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-02-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56381015.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025——2026学年度第一学期期末质量检测
初四物理试题
一、单选题(本题为单项选择题,请将符合题目要求的选项涂在答题卡中,每小题2分,共20分)
1. 下列实例中,不属于静电防护的是( )
A. 飞机轮胎用导电橡胶制成 B. 高大建筑的顶端都装有避雷针
C. 油罐车车辆尾部挂有一条铁链 D. 静电复印机复印文件资料
2. 冬天,路边的烤红薯香味扑鼻,烤红薯时涉及的物理知识说法正确的是( )
A. 烤红薯主要是通过做功的方式增加内能
B. 刚烤出炉的红薯冒“白气”,是因为它含有的热量多
C. 烤红薯香味扑鼻,说明分子不停地做无规则运动
D. 烤好的红薯放置一段时间后变凉,内能就消失了
3. 关于安全用电,下列说法错误的是( )
A. 图甲中,站在地上的人触摸火线,会发生触电事故
B. 图乙中,照明电路开关的接法正确,没有安全隐患
C. 图丙中,冰箱的金属外壳接地可防止静电和漏电造成的危害
D. 图丁中,用试电笔检测家庭电路时手不能接触金属笔尖
4. 如图甲、乙所示是两种电子秤的内部电路,电流表的示数可显示压敏电阻R上物体的质量大小。电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为20Ω,电流表量程为00.6A,R的阻值随压力F的变化关系如图丙所示,g=10N/kg。下列说法中正确的是( )
A. 用甲电路测试时,电流表的0.12A刻度对应物体质量20kg
B. 用乙电路测试时,当物体质量为20kg时,电流表示数为0.50A
C. 甲、乙两电路相比,甲电路的测量范围较大
D. 乙电路可通过减小的阻值来增大测量范围
5. 如图所示为话筒和扬声器的工作原理图,当对着话筒说话时,膜片振动产生的“信号”经过放大器放大,最终使扬声器纸盆振动,将说话的声音放大,下列说法正确的是( )
A. 话筒工作时将机械能转化为电能 B. 话筒的工作原理类似电动机
C. 扬声器的工作原理是电磁感应 D. 扬声器工作时把声信号转化为电信号
6. 在东北冬天,手工制作蜡梅花是一项传统活动。制作时,将蜡片放入铁罐中,置于火上烘烤,蜡片会逐渐变软、熔化。接下来,先把拇指和食指放进碗里蘸一下冷水,再蘸取熔化的蜡油捏在钢丝上,蜡油快速凝固后,便形成一朵漂亮的梅花。针对此过程,下列说法正确的是( )
A. 蜡是晶体 B. 蜡熔化过程中温度不变
C. 蜡油凝固时需要吸热 D. 手指沾冷水是为了降温
7. 图甲是汽车在某路段行驶时汽油机的转速表,图乙为该车汽油机能量流向图。下列说法正确的是( )
A. 由乙图可知该汽油机的效率是28%
B. 汽油机做功冲程中把机械能转化为内能
C. 使用热值更大的燃料可以提高热机的效率
D. 该汽车发动机1min对外做功750次
8. 下列现象和诗句不能用分子动理论解释的是( )
①一滴水大约有1.51022个水分子;②为有暗香来;③千里冰封,万里雪飘;④海绵很容易被压缩;⑤水和酒精混合后体积变小;⑥长期放煤的墙角,泥土是黑的;⑦尘土飞扬;⑧两铅柱压紧后下端可吊起重物。
A. ①③⑤ B. ③④⑦ C. ②④⑧ D. ①⑤⑥
9. 小明在使用如图所示插线板的过程中发现:在开关断开时,插线板上的指示灯不发光,插孔不能提供工作电压;在开关闭合时,指示灯发光,插孔可以提供工作电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压。根据上述现象,下列电路连接方式合理的是( )
A. B.
C. D.
10. 充电宝自身充电时输入功率、对外供电时输出功率一般不同,某品牌充电宝的铭牌如图所示,该充电宝( )
A. 充满电后,一定能连续使用
B. 该充电宝的额定输出功率是
C. 电量剩余28%时,需要才能充满电
D. type-c口的供电功率大于lightning口
二、多项选择题(每小题给出的四个选项中,均有多个选项符合题意,全部选对的得3分,选对但不全的得2分,不选或选错的得0分,共12分)
11. 在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中,小明采用了如图甲、乙所示的实验装置,其中两次实验电源电压相同,两个透明容器中封闭着等质量的空气,下列相关说法正确的是( )
A. 装置中U形管中液面高度差能反映电阻丝产生热量的多少
B. 图甲可探究出电流一定时,电流产生的热量与电阻有关
C. 图乙两空气盒中的电阻丝在相同时间内产生热量的比值为2∶1
D. 若图乙中右侧容器外部并联的电阻换成,将不满足控制变量法的要求
12. 为保证食品安全,学校餐厅留样冷柜要求温度通常为以下。小明为留样冷柜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保持不变,电磁铁线圈电阻忽略不计,乙图为热敏电阻随温度变化的图像。留样冷柜温度等于或高于时,工作电路报警。下列说法正确的是( )
A. 冷柜温度升高时,热敏电阻的阻值变大
B. 工作电路报警时,衔铁被吸下,灯亮铃不响
C. 冷柜温度为时,控制电路中电流为
D. 冷柜温度降低时,控制电路消耗的电功率变小
13. 如图所示是课堂上的四个实验情景,下列分析正确的是( )
A. 图甲:在冷水和热水中各滴一滴蓝墨水,热水中的墨水扩散得快,说明分子运动的剧烈程度与温度有关
B. 图乙:抽掉玻璃板一段时间后,两瓶气体混合在一起,颜色变得均匀,说明气体分子在不停地做无规则运动
C. 图丙:两个底面削平的铅柱紧压在一起后能悬吊一定的重物,说明分子间存在相互作用的引力
D. 图丁:用气筒向装有少量水的烧瓶内打气,瓶塞被弹开的瞬间有“白气”产生,这是由于瓶内的气体对外做功内能增大,瓶中水汽化形成“白气”
14. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,移动滑片P,滑动变阻器消耗的电功率与电流变化关系的图像如图乙所示。则下列分析正确的是( )
A. 电流的示数变化范围为0.4A~1.0A B. 滑动变阻器的最大阻值是20Ω
C. 整个电路消耗的最大电功率为14.4W D. 定值电阻R1的最大功率为14.4W
三、填空题(每小题3分,共15分)
15. 利用如图所示的装置探究“磁场对电流的作用”时,应在a、b之间接入___________;若在a、b之间接入___________可演示“电磁感应现象”,此时导体EF相当于电路中的___________。(以上均选填“电源”、“用电器”或“灵敏电流计”)
16. 如图甲,灯泡L标有“220V 100W”字样,闭合开关后,发现灯泡不亮。将标有“220V 25W”的白炽灯作为检验灯替换保险丝,如图乙,闭合开关发现两盏灯均不亮,则故障是______(选填“短路”或“断路”);用试电笔测试A、B、C、D四处时,发现只有B处氖管不发光,其他三处氖管均发光,则判断故障是______;排除故障后重新闭合开关,两盏灯泡较亮的灯是______(选填“220V 100W”或“220V 25W”)。
17. 如图是电压表内部结构示意图,表头内部有一个磁铁和一个导电线圈,通电后,指针在磁力的作用下会旋转,其原理是___________,当电压表正负接线柱接反时,电压表指针反向偏转,说明受力方向与___________有关;该电压表有两个量程,若使用小量程,则应把导线接在图中___________两个接线柱上(填字母)。
18. 现代家庭用电器越来越多,用电安全是重要的问题。图甲是额定电流为10A的空气开关,为保护电路安全,应把空气开关接入图乙线路中的___________(选填“A点”、“B点”或“AB之间”)。图乙电路中有一标有“220V 1100W”的用电器正常工作,一人赤脚站在地上,不小心手接触了相线,已知人体电阻为,此时通过人体的电流是___________A,此时___________(选填“空气开关”或“漏电保护器”)会切断电路,保护人身安全。
19. 利用电能表可测量电热水器实际消耗的电能,也可以估算用电器的实际电压。如图甲是家中电能表,表盘显示电能表计量的电能为___________kW·h,现仅接通一台如图乙所示的电热水器,观察到电能表指示灯1min内闪烁81次,则1min内消耗的电能为___________J,此时热水器两端的实际电压为___________V。
四、作图简答题(20题2分,21题7分,共9分)
20. 家中新房装修,需在卧室床头两侧各安装一盏壁灯,且两盏灯分别由两个开关独立控制。甲图为设计效果图,请在乙图中画出对应的线路连接图。
21. 阅读短文,回答下列问题
特高压输电——能源跨区输送的“桥梁”
电能是驱动现代社会运转的核心能源之一、我国地域辽阔,能源资源与用电负荷分布极不均衡:西部、北部地区煤炭、风能、太阳能等资源储量丰富,而东部、南部经济发达地区的用电需求十分巨大。要实现能源的高效调配,就离不开先进的输电技术,特高压输电正是解决这一难题的关键方案。特高压输电指的是电压等级达到1000千伏及以上的交流输电,或±800千伏及以上的直流输电。与传统高压输电相比,特高压输电最大的优势在于大幅降低输电过程中的电能损耗。输电线的电阻大小由导线材料、长度和横截面积决定,一旦输电线路建设完成,其电阻基本保持固定。因此,通过提高输电电压来减小输电电流,就能显著降低电能在输送过程中的损耗。
特高压输电的优势不止于此,它还能有效节省输电线路的建设材料。在输送相同功率电能的情况下,特高压输电所需的电流更小,因此可以使用横截面积更细的导线,从而减少铜、铝等金属材料的消耗。同时,特高压输电的输送距离更远,能够轻松实现数千公里的跨区域电能输送,为我国能源资源的优化配置提供了可靠保障。
(1)特高压交流输电的电压等级不低于___________V;
(2)下列关于特高压输电的说法,正确的是( )
A. 特高压输电只能输送电能,无法节省金属材料
B. 特高压输电能实现数千公里的跨区域电能输送
C. 提高输电电压后,输电线的电阻会随之减小
D. 我国东部、南部地区的能源资源比西部、北部更丰富
(3)若某输电线路的电阻为20Ω,输电电流为150A,则该线路的电能损耗功率为___________W;若保持输出总功率不变,将该线路的输电电压提高为原来的2倍,此时的输电电流为___________A,电能损耗功率为___________W;
(4)请用学过的知识解释一下为什么高压输电能大幅降低输电过程中的电能损耗?___________
五、实验探究题(22题8分,23题7分,24题9分,共24分)
22. 某实验小组用如图甲所示的实验装置探究“水沸腾前后温度变化的特点”。
(1)安装如图甲所示装置时,应该先确定铁圈A的位置,确定其高度时,___________(选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯。
(2)有同学安装好实验器材后,往烧杯中倒入热水,目的是___________;接着用酒精灯加热,水沸腾前温度计示数___________(选填“不断升高”“逐渐降低”或“保持不变”),水中气泡的情况符合图乙中的___________(选填“a”或“b”)图,烧杯上方出现的大量“白气”是___________(选填“汽化”或“液化”)现象。
(3)根据实验数据绘制的水沸腾前后温度随时间变化图像如图丙c、d所示,由图像可知水的沸点为___________℃,出现c、d两条不同图线的原因可能是水的___________(选填“初温”或“质量”)不同。
(4)停止加热一段时间后,装热水的杯壁上有小水珠出现,小水珠的大致位置是图丁中的___________(选填“A”“B”“C”或“D”)所示。
23. 探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验过程如下:
【问题】电磁铁磁性强弱与哪些因素有关?
【证据】用漆包线在大铁钉上绕若干匝,制成简单的电磁铁,如图甲所示。移动滑片的位置多次实验并记下电流表的示数及电磁铁吸引大头针的数量,记录在表格中:
实验序号
线圈匝数n/匝
电流I/A
大头针数量N/枚
1
50
0.5
10
2
1.0
20
3
50
0.5
10
4
100
20
5
50
1.0
20
6
100
40
【解释】
(1)实验通过观察___________来判断电磁铁磁性的强弱。这种用易观测的物理现象来显示不易观测的物理现象的研究方法叫作___________。
(2)比较实验序号___________可知:当线圈匝数一定时,电流越大,电磁铁吸引大头针的数量越多,电磁铁的磁性越强。
(3)比较实验序号3、4或5、6可得出的规律是___________。
【交流】
(4)同学们用两个匝数不同的电磁铁(电阻不同)设计了图乙的连接方式,这种设计的目的是___________。
(5)电磁铁在生活、生产中应用广泛,下列装置没有应用电磁铁的是___________(选填序号)。
①电铃 ②司南 ③电磁起重机 ④卫生间感应式冲水器阀门 ⑤磁悬浮列车
(6)该实验进行了多次重复操作,其目的与下列选项中实验目的一致的是 。
A. 伏安法测定值电阻的阻值 B. 探究并联电路电流规律 C. 测量石块的密度
24. 在探究“电流与电阻的关系”的实验中,电路连接如图甲所示,电源电压恒为6V,滑动变阻器规格为“40Ω 1A”, 阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R。
(1)请在甲图中改动一根导线,使滑片向右移动时,电流表和电压表示数都变大。
(2)闭合开关后,无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表均无示数,电路中可能出现的故障是:___________(写出一个即可)。
(3)根据图乙图像可知实验中保持定值电阻两端的电压为___________V不变;分析图像可得出结论:___________。
(4)用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若想保持定值电阻两端的电压不变,滑片应该适当向___________(填“左”或“右”)移动;当接入25Ω的定值电阻时,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验,此时在电路中串联一个至少为___________Ω的电阻即可。
(5)接着同学们用电流表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器测量未知电阻Rx的阻值,设计了如图丙所示的电路图,电源电压未知且保持不变。实验操作如下:
①将滑动变阻器的滑片P移动到最右端b点,记录此时电流表示数为I1;
②将滑动变阻器的滑片P移动到最左端a点,记录此时电流表示数为I2:
③则Rx=_______(用已知和测出的物理量R0、I1、I2表示)。
六、计算题(25题11分,26题9分,共20分)
25. 火锅是深受大众喜爱的一种饮食方式。如图所示为一款家用电火锅的电路图,该电火锅设有高、中、低三个加热挡位,部分参数如下表所示(忽略温度对电阻阻值的影响)。请结合电路图和参数表解答问题:
额定电压
220V
功率
低温
44W
中温
440W
高温
1100W
(1)当开关S接1时,电路中的电流是多少?
(2)电阻丝R1的阻值是多少?
(3)若电火锅的烧水效率为60%,电火锅高温挡正常工作7min可使2kg的水温度升高多少?
(4)中温挡工作时,电阻R2的实际功率为多少?
26. 如图为某市供电部门向居民小区输电的简化示意图。供电设备输出的电压U保持恒定,电流通过输电线向远处用户供电时,输电线自身的电阻会造成一定的电压和能量损失,因此供电设备的输出电压通常高于用户用电器的额定电压220V。若供电设备提供的输出电压U=230V,输电线的总电阻等效为R0=0.2Ω,用户用电器两端的实际电压U1=220V 。求:
(1)通过输电线的电流是多少?
(2)输电线R0的发热功率为多大?
(3)用户用电器的总功率是多少?
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2025——2026学年度第一学期期末质量检测
初四物理试题
一、单选题(本题为单项选择题,请将符合题目要求的选项涂在答题卡中,每小题2分,共20分)
1. 下列实例中,不属于静电防护的是( )
A. 飞机轮胎用导电橡胶制成 B. 高大建筑的顶端都装有避雷针
C. 油罐车车辆尾部挂有一条铁链 D. 静电复印机复印文件资料
【答案】D
【解析】
【详解】A.飞机轮胎用导电橡胶制成,是为了将飞机因摩擦产生的静电导出,从而避免静电产生的危害,故A不符合题意;
B.高大建筑的顶端都装有避雷针,可以将云层因摩擦产生的静电引入大地,避免建筑物遭受雷击,故B不符合题意;
C.油罐车车辆尾部挂有一条铁链,可以将油罐车因摩擦产生的静电导入大地,防止静电积累,故C不符合题意;
D.静电复印机复印文件资料,利用了静电吸附的原理工作,不是静电防护,故D符合题意。
故选D。
2. 冬天,路边的烤红薯香味扑鼻,烤红薯时涉及的物理知识说法正确的是( )
A. 烤红薯主要是通过做功的方式增加内能
B. 刚烤出炉的红薯冒“白气”,是因为它含有的热量多
C. 烤红薯香味扑鼻,说明分子不停地做无规则运动
D. 烤好的红薯放置一段时间后变凉,内能就消失了
【答案】C
【解析】
【详解】A.烤红薯主要是通过热传递的方式增加内能,故A错误;
B.热量是一个过程量,不能说含有,“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故B错误;
C.香味扑鼻,属于扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故C正确;
D.一切物体,不论温度高低都具有内能,内能不会消失,烤好的红薯放置一段时间后变凉,温度降低,内能减小,但仍具有内能,故D错误。
故选C。
3. 关于安全用电,下列说法错误的是( )
A. 图甲中,站在地上的人触摸火线,会发生触电事故
B. 图乙中,照明电路开关的接法正确,没有安全隐患
C. 图丙中,冰箱的金属外壳接地可防止静电和漏电造成的危害
D. 图丁中,用试电笔检测家庭电路时手不能接触金属笔尖
【答案】B
【解析】
【详解】A.人站在地上,触摸火线,此时火线人体与大地构成闭合回路,会有电流通过人体,会发生单线触电事故,故A正确,不符合题意;
B.连接电路时,为防止触电,开关应该接在火线和用电器之间,故B错误,符合题意;
C.带有金属外壳的用电器,其金属外壳一定要接地,以防用电器外壳带电,会危及人身安全,故C正确,不符合题意;
D.用测电笔辨别火线和零线时,手要接触笔尾金属体,不能接触笔尖金属体,故D正确,不符合题意。
故选B。
4. 如图甲、乙所示是两种电子秤的内部电路,电流表的示数可显示压敏电阻R上物体的质量大小。电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为20Ω,电流表量程为00.6A,R的阻值随压力F的变化关系如图丙所示,g=10N/kg。下列说法中正确的是( )
A. 用甲电路测试时,电流表的0.12A刻度对应物体质量20kg
B. 用乙电路测试时,当物体质量为20kg时,电流表示数为0.50A
C. 甲、乙两电路相比,甲电路的测量范围较大
D. 乙电路可通过减小的阻值来增大测量范围
【答案】C
【解析】
【详解】A.图甲中,R与串联,当电流表为0.12A时,电路的总电阻为
此时压敏电阻阻值为
由图丙可知,此时对应的物体质量
故A错误;
B.当物体质量为20kg时,压力
由图丙可知,此时压敏电阻R的阻值为,根据并联电路电压特点可知,则通过压敏电阻R的电流为
而通过定值电阻的电流为
图乙中,R与并联,电流表测量干路电流,通过电流表的电流为
故B错误;
C.当两图中电流表示数最大均为0.6A时,则两个电路的总电阻相等,根据串、并联电路电阻特点可知,甲图中的R的阻值小于总电阻,乙图中的R的阻值大于总电阻,故甲图中R的阻值较小,由图丙可知,甲电路的测量范围更大,故C正确;
D.乙电路中两个电阻并联,减小的电阻可以增大通过的电流,干路中电流一定时,则通过R的电流变小,由欧姆定律可知,此时R的电阻增大,由图丙可知,压力值F变小,故减小的阻值会减小压力值F的测量范围,故D错误。
故选C。
5. 如图所示为话筒和扬声器的工作原理图,当对着话筒说话时,膜片振动产生的“信号”经过放大器放大,最终使扬声器纸盆振动,将说话的声音放大,下列说法正确的是( )
A. 话筒工作时将机械能转化为电能 B. 话筒的工作原理类似电动机
C. 扬声器的工作原理是电磁感应 D. 扬声器工作时把声信号转化为电信号
【答案】A
【解析】
【详解】A.当对着话筒说话时,膜片振动产生的“信号”,将声信号转化为电信号,此过程中将膜片的机械能转化为电能,故A正确;
B.话筒工作时将机械能转化为电能,利用了电磁感应原理,类似发电机,故B错误;
C.扬声器是将电能转化为机械能,其工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用,不是电磁感应,故C错误;
D.扬声器工作时是把电信号转化为声信号,故D错误。
故选A。
6. 在东北冬天,手工制作蜡梅花是一项传统活动。制作时,将蜡片放入铁罐中,置于火上烘烤,蜡片会逐渐变软、熔化。接下来,先把拇指和食指放进碗里蘸一下冷水,再蘸取熔化的蜡油捏在钢丝上,蜡油快速凝固后,便形成一朵漂亮的梅花。针对此过程,下列说法正确的是( )
A. 蜡是晶体 B. 蜡熔化过程中温度不变
C. 蜡油凝固时需要吸热 D. 手指沾冷水是为了降温
【答案】D
【解析】
【详解】AB.蜡没有固定的熔点和凝固点,熔化时温度持续上升,所以是非晶体,故AB错误;
C.蜡凝固时持续放热,温度降低,故C错误;
D.蜡油温度高,且凝固时会放热,手指蘸冷水是为了降温,可以防止手被烫伤,故D正确。
故选D。
7. 图甲是汽车在某路段行驶时汽油机的转速表,图乙为该车汽油机能量流向图。下列说法正确的是( )
A. 由乙图可知该汽油机的效率是28%
B. 汽油机做功冲程中把机械能转化为内能
C. 使用热值更大的燃料可以提高热机的效率
D. 该汽车发动机1min对外做功750次
【答案】A
【解析】
【详解】A.汽油机的效率为最终转化为有用机械能的部分的占比,故由乙图可知该汽油机的效率是
故A正确;
B.汽油机做功冲程中燃气对活塞做功,把内能转化为机械能,故B错误;
C.热机效率是有用功和总能量的比值,应通过减少能量损失来提高效率,而与使用热值更大的燃料无关,故C错误;
D.由甲图可知,汽车发动机的转速为
飞轮每转2周,发动机对外做功1次,则该汽车发动机1min对外做功次数为次
故D错误。
故选A。
8. 下列现象和诗句不能用分子动理论解释的是( )
①一滴水大约有1.51022个水分子;②为有暗香来;③千里冰封,万里雪飘;④海绵很容易被压缩;⑤水和酒精混合后体积变小;⑥长期放煤的墙角,泥土是黑的;⑦尘土飞扬;⑧两铅柱压紧后下端可吊起重物。
A. ①③⑤ B. ③④⑦ C. ②④⑧ D. ①⑤⑥
【答案】B
【解析】
【详解】①一滴水大约有个水分子,说明分子很小,物质是由大量分子组成的,故①不符合题意;②为有暗香来,是分子在永不停息地做无规则运动的结果,故②不符合题意;③千里冰封,万里雪飘,雪是一个物体,雪飘是物体机械运动,故③符合题意;④海绵很容易被压缩,海绵中间的孔是物体间的距离,不是分子间隙,故④符合题意;⑤水和酒精混合后体积变小,是由于分子存在间隙水和酒精混合后体积变小,是由于分子存在间隙,故⑤不符合题意;⑥长期放煤的墙角,泥土是黑的,这是分子在永不停息地做无规则运动的结果,故⑥不符合题意;⑦尘土飞扬,尘土很小,但肉眼可见,尘土飞扬是物体的机械运动,故⑦符合题意;⑧两铅柱压紧后下端可吊起重物,是分子间存在着相互的引力现象,故⑧不符合题意。故③④⑦不能用分子动理论解释。
故选B。
9. 小明在使用如图所示插线板的过程中发现:在开关断开时,插线板上的指示灯不发光,插孔不能提供工作电压;在开关闭合时,指示灯发光,插孔可以提供工作电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压。根据上述现象,下列电路连接方式合理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】依题意得,指示灯与插孔互不影响,说明两者并联,开关控制指示灯与插孔,在干路上;为了用电安全,用电器通过开关与火线相连接,则开关的一端连接火线,指示灯的一个接线柱与插座的右孔相连后,再与开关的另一端连接,插座的左孔与指示灯的另一接线柱相连后再与零线相连,插座的上孔连接地线,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
10. 充电宝自身充电时输入功率、对外供电时输出功率一般不同,某品牌充电宝的铭牌如图所示,该充电宝( )
A. 充满电后,一定能连续使用
B. 该充电宝的额定输出功率是
C. 电量剩余28%时,需要才能充满电
D. type-c口的供电功率大于lightning口
【答案】C
【解析】
【详解】A.充电宝的额定能量为,若想连续使用,则输出功率为,而充电宝对外供电时输出功率一般不同,所以不一定能连续使用50h,故A错误;
B.由铭牌信息可知,充电宝type-c口的额定输出功率为,充电宝lightning口的额定输出功率为,故B错误;
C.电量剩余28%时,需充电的能量为,充电宝的额定输入功率为,充电时间为,故C正确;
D.由B选项分析可知,type-c口的供电功率小于lightning口,故D错误。
故选C。
二、多项选择题(每小题给出的四个选项中,均有多个选项符合题意,全部选对的得3分,选对但不全的得2分,不选或选错的得0分,共12分)
11. 在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中,小明采用了如图甲、乙所示的实验装置,其中两次实验电源电压相同,两个透明容器中封闭着等质量的空气,下列相关说法正确的是( )
A. 装置中U形管中液面高度差能反映电阻丝产生热量的多少
B. 图甲可探究出电流一定时,电流产生的热量与电阻有关
C. 图乙两空气盒中的电阻丝在相同时间内产生热量的比值为2∶1
D. 若图乙中右侧容器外部并联的电阻换成,将不满足控制变量法的要求
【答案】AB
【解析】
【详解】A.电流通过导体产生热量的多少不易直接观察,装置中U形管中液面高度差能反映电阻丝产生热量的多少,采用了转换法,故A正确;
B.甲装置中,两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,而电阻不同,U形管中液面高度差不同,说明产生的热量不同,可以得到电流一定时,电流产生的热量与电阻有关,故B正确;
C.由图乙可知,右侧容器内电阻和容器外电阻并联再和左侧容器内电阻串联,由串并联电路电流的规律可知,通过R1和R2的电流之比为2∶1,通电时间相同,容器内电阻相同,根据可知,左右电阻丝在相同时间内产生的热量之比为
故C错误;
D.若图乙中右侧容器外部并联的电阻换成10Ω,根据并联电路和串联电路电流的规律,通过容器内两电阻的电流大小不同,而容器内的电阻大小相同,故满足控制变量法的要求,故D错误。
故选AB。
12. 为保证食品安全,学校餐厅留样冷柜要求温度通常为以下。小明为留样冷柜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保持不变,电磁铁线圈电阻忽略不计,乙图为热敏电阻随温度变化的图像。留样冷柜温度等于或高于时,工作电路报警。下列说法正确的是( )
A. 冷柜温度升高时,热敏电阻的阻值变大
B. 工作电路报警时,衔铁被吸下,灯亮铃不响
C. 冷柜温度为时,控制电路中电流为
D. 冷柜温度降低时,控制电路消耗的电功率变小
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.根据图像乙,冷柜温度上升,热敏电阻阻值变小,由欧姆定律可知控制电路电流变大,衔铁被吸下,工作电路中电铃响,灯不亮,故AB错误;
C.冷库温度-18℃时,热敏电阻阻值为100Ω,控制电路中电流为
故C正确;
D.冷柜温度降低,热敏电阻阻值变大,由欧姆定律可知控制电路中电流变小,根据P=UI得出控制电路电功率变小,故D正确。
故选CD。
13. 如图所示是课堂上的四个实验情景,下列分析正确的是( )
A. 图甲:在冷水和热水中各滴一滴蓝墨水,热水中的墨水扩散得快,说明分子运动的剧烈程度与温度有关
B. 图乙:抽掉玻璃板一段时间后,两瓶气体混合在一起,颜色变得均匀,说明气体分子在不停地做无规则运动
C. 图丙:两个底面削平的铅柱紧压在一起后能悬吊一定的重物,说明分子间存在相互作用的引力
D. 图丁:用气筒向装有少量水的烧瓶内打气,瓶塞被弹开的瞬间有“白气”产生,这是由于瓶内的气体对外做功内能增大,瓶中水汽化形成“白气”
【答案】AC
【解析】
【详解】A.图甲中,热水中的墨水扩散更快。因为温度较高,分子无规则运动越剧烈,扩散速度越快,该现象说明分子运动的剧烈程度与温度有关,故A正确;
B.图乙中,装有二氧化氮的瓶子在上面,由于二氧化氮密度比空气大,在重力的作用下也会出现相同的现象,不能说明气体分子在不停地做无规则运动,故B错误;
C.两个底面削平的铅柱紧压在一起后能悬吊一定的重物,是因为分子间存在引力,使得铅柱结合在一起,故C正确;
D.当瓶塞从瓶口处跳出时,瓶内气体对瓶塞做功,将内能转化为机械能,瓶内气体内能减小,温度降低,气体中的水蒸气液化成小水珠,则可以观察到瓶内有“白气”产生,故D错误。
故选AC。
14. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,移动滑片P,滑动变阻器消耗的电功率与电流变化关系的图像如图乙所示。则下列分析正确的是( )
A. 电流的示数变化范围为0.4A~1.0A B. 滑动变阻器的最大阻值是20Ω
C. 整个电路消耗的最大电功率为14.4W D. 定值电阻R1的最大功率为14.4W
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由图像得电流最小为0.4A;由公式
可知当滑动变阻器阻值最小趋近于0时,电流最大,为
当时,,则
此时
当时,,则
此时
联立可得
解得,
则最大电流为
故电流示数变化范围是,故A错误;
B.当电流最小时,即电流为0.4A时,滑动变阻器为最大阻值,由A选项可知,此时滑动变阻器的阻值为
故滑动变阻器的最大阻值为,故B正确;
C.由公式可知当整个电路中总阻值最小时,功率最大,即滑动变阻器阻值为0,电路中只存在定值电阻时,功率最大为
故整个电路消耗的最大功率为,故C正确;
D.由公式可知电流最大时定值电阻的功率最大,由A选项可知电流最大为1.2A,故定值电阻最大功率为,故D正确。
故选BCD。
三、填空题(每小题3分,共15分)
15. 利用如图所示的装置探究“磁场对电流的作用”时,应在a、b之间接入___________;若在a、b之间接入___________可演示“电磁感应现象”,此时导体EF相当于电路中的___________。(以上均选填“电源”、“用电器”或“灵敏电流计”)
【答案】 ①. 电源 ②. 灵敏电流计 ③. 电源
【解析】
【详解】[1]因为通电导体在磁场中受力会运动,观察图可知缺少一个电源,因此利用如图所示的装置研究“磁场对电流的作用”时,应在a、b之间接入电源。
[2]电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流的现象,将机械能转化为电能,不需要电源,由转换法,利用灵敏电流计显示是否有电流产生,所以若在a、b之间接入灵敏电流计可研究“电磁感应现象”。
[3]当导体EF切割磁感线时,它相当于一个电源,将机械能转化为电能,为整个电路提供电能。
16. 如图甲,灯泡L标有“220V 100W”字样,闭合开关后,发现灯泡不亮。将标有“220V 25W”的白炽灯作为检验灯替换保险丝,如图乙,闭合开关发现两盏灯均不亮,则故障是______(选填“短路”或“断路”);用试电笔测试A、B、C、D四处时,发现只有B处氖管不发光,其他三处氖管均发光,则判断故障是______;排除故障后重新闭合开关,两盏灯泡较亮的灯是______(选填“220V 100W”或“220V 25W”)。
【答案】 ①. 断路 ②. BC间断路 ③. 220V 25W
【解析】
【详解】[1]如图乙,将标有“220V 25W”的白炽灯作为检验灯替换保险丝,检验灯和灯泡L串联,闭合开关发现两盏灯均不亮,则故障是断路。
[2]用试电笔测试A、B、C、D四处时,发现只有B处氖管不发光,其他三处氖管均发光,说明只有B处不与火线相连,所以故障是BC间断路。
[3]灯泡L标有“220V 100W”字样,检验灯规格为“220V 25W”,根据可知检验灯电阻较大。则排除故障后重新闭合开关,检验灯和灯泡L串联时,电流相等,根据可知检验灯实际功率较大,则规格为“220V 25W”的检验灯较亮。
17. 如图是电压表内部结构示意图,表头内部有一个磁铁和一个导电线圈,通电后,指针在磁力的作用下会旋转,其原理是___________,当电压表正负接线柱接反时,电压表指针反向偏转,说明受力方向与___________有关;该电压表有两个量程,若使用小量程,则应把导线接在图中___________两个接线柱上(填字母)。
【答案】 ①. 通电导体在磁场中受到力的作用 ②. 电流方向 ③. A、B
【解析】
【详解】[1]电压表内部的磁铁形成磁场,当电流通过线圈时,线圈会在磁场中受到力的作用而旋转,从而带动指针指示电压值。所以电压表的原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
[2]当电压表正负接线柱接反时,电流从负极流入,正极流出,线圈中的电流方向改变,指针反向偏转,说明受力方向与电流方向有关。
[3]电压表有两个量程,指针指在电压表同一位置时,所以测得电压不同,但指针偏转角度相同,即该线圈受到磁场力的作用相等,而磁场没有发生改变,说明通过的电流相同,由可知,所测电压小时,电路电阻较小,所测电压大时,电路电阻较大,由图可知,若使用小量程,应把导线接在图中A、B两个接线柱上。
18. 现代家庭用电器越来越多,用电安全是重要的问题。图甲是额定电流为10A的空气开关,为保护电路安全,应把空气开关接入图乙线路中的___________(选填“A点”、“B点”或“AB之间”)。图乙电路中有一标有“220V 1100W”的用电器正常工作,一人赤脚站在地上,不小心手接触了相线,已知人体电阻为,此时通过人体的电流是___________A,此时___________(选填“空气开关”或“漏电保护器”)会切断电路,保护人身安全。
【答案】 ①. A点 ②. 0.044 ③. 漏电保护器
【解析】
【详解】[1]空气开关应接在相线的干路上,由图乙,A点在相线干路上,故接A点。
[2]人体的电阻是,由题意,此时通过人体的电流是
[3]有人不慎触电时,相线、人体、大地将构成回路,所产生的电流将不通过中性线,此时通过线路中A、B两点的电流不等且通过相线的电流大于通过中性线的电流,即,漏电保护器的作用是当人不慎触电,相线、人体、大地构成回路,相线和中性线的电流差达到设定值时,漏电保护器及时切断电路,保护人身安全。
19. 利用电能表可测量电热水器实际消耗的电能,也可以估算用电器的实际电压。如图甲是家中电能表,表盘显示电能表计量的电能为___________kW·h,现仅接通一台如图乙所示的电热水器,观察到电能表指示灯1min内闪烁81次,则1min内消耗的电能为___________J,此时热水器两端的实际电压为___________V。
【答案】 ①. 3023.6 ②. 9.72×104 ③. 198
【解析】
【详解】[1]电能表的表盘显示为“3023.6”,其中最后一位是小数位。根据电能表的单位“kW·h”,可以确定当前累计用电量为3023.6kW·h。
[2]电能表的参数是“3000imp/kW·h”,即每消耗1kW·h的电能,指示灯闪烁3000次。已知1分钟内指示灯闪烁了81次,那么消耗的电能
[3]电热水器的电阻为
实际功率
由可知,此时热水器两端的实际电压为
四、作图简答题(20题2分,21题7分,共9分)
20. 家中新房装修,需在卧室床头两侧各安装一盏壁灯,且两盏灯分别由两个开关独立控制。甲图为设计效果图,请在乙图中画出对应的线路连接图。
【答案】
【解析】
【详解】两盏灯分别由两个开关独立控制,两盏灯应并联,开关与灯串联接到相线上,另一端接到中性线上,故电路连接如下图:
21. 阅读短文,回答下列问题
特高压输电——能源跨区输送的“桥梁”
电能是驱动现代社会运转的核心能源之一、我国地域辽阔,能源资源与用电负荷分布极不均衡:西部、北部地区煤炭、风能、太阳能等资源储量丰富,而东部、南部经济发达地区的用电需求十分巨大。要实现能源的高效调配,就离不开先进的输电技术,特高压输电正是解决这一难题的关键方案。特高压输电指的是电压等级达到1000千伏及以上的交流输电,或±800千伏及以上的直流输电。与传统高压输电相比,特高压输电最大的优势在于大幅降低输电过程中的电能损耗。输电线的电阻大小由导线材料、长度和横截面积决定,一旦输电线路建设完成,其电阻基本保持固定。因此,通过提高输电电压来减小输电电流,就能显著降低电能在输送过程中的损耗。
特高压输电的优势不止于此,它还能有效节省输电线路的建设材料。在输送相同功率电能的情况下,特高压输电所需的电流更小,因此可以使用横截面积更细的导线,从而减少铜、铝等金属材料的消耗。同时,特高压输电的输送距离更远,能够轻松实现数千公里的跨区域电能输送,为我国能源资源的优化配置提供了可靠保障。
(1)特高压交流输电的电压等级不低于___________V;
(2)下列关于特高压输电的说法,正确的是( )
A. 特高压输电只能输送电能,无法节省金属材料
B. 特高压输电能实现数千公里的跨区域电能输送
C. 提高输电电压后,输电线的电阻会随之减小
D. 我国东部、南部地区的能源资源比西部、北部更丰富
(3)若某输电线路的电阻为20Ω,输电电流为150A,则该线路的电能损耗功率为___________W;若保持输出总功率不变,将该线路的输电电压提高为原来的2倍,此时的输电电流为___________A,电能损耗功率为___________W;
(4)请用学过的知识解释一下为什么高压输电能大幅降低输电过程中的电能损耗?___________
【答案】(1) (2)B
(3) ①. 4.5×105 ②. 75 ③. 1.125×105 (4)见解析
【解析】
【小问1详解】
特高压输电指的是电压等级达到1000千伏及以上的交流输电,单位换算为
【小问2详解】
A.根据题文特高压输电的优势不止于此,它还能有效节省输电线路的建设材料,使用横截面积更细的导线,从而减少铜、铝等金属材料的消耗,故A错误;
B.根据题文,特高压输电的输送距离更远,能够轻松实现数千公里的跨区域电能输送,故B正确;
C.根据题文,一旦输电线路建设完成,其电阻基本保持固定,故C错误;
D.由材料可知,西部、北部地区煤炭、风能、太阳能等资源储量丰富,而东部、南部经济发达地区的用电需求十分巨大,所以,西部、北部的能源资源更丰富,故D错误。
故选B。
【小问3详解】
[1]若某输电线路的电阻为20Ω,输电电流为150A,输电时,将电能转化为内能,是电能的损耗,则该线路的电能损耗功率为
[2]若保持输出总功率不变,将该线路的输电电压提高为原来的2倍,此时的输电电流为
[3]电能损耗功率为
【小问4详解】
由公式可得,在输电功率不变时,输电电压越高,通过输电导线的电流越小,由可知,在输电导线电阻一定时,导线发热损失的电功率越小;在输电时间相同时,导线发热损失的电能就越少。
五、实验探究题(22题8分,23题7分,24题9分,共24分)
22. 某实验小组用如图甲所示的实验装置探究“水沸腾前后温度变化的特点”。
(1)安装如图甲所示装置时,应该先确定铁圈A的位置,确定其高度时,___________(选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯。
(2)有同学安装好实验器材后,往烧杯中倒入热水,目的是___________;接着用酒精灯加热,水沸腾前温度计示数___________(选填“不断升高”“逐渐降低”或“保持不变”),水中气泡的情况符合图乙中的___________(选填“a”或“b”)图,烧杯上方出现的大量“白气”是___________(选填“汽化”或“液化”)现象。
(3)根据实验数据绘制的水沸腾前后温度随时间变化图像如图丙c、d所示,由图像可知水的沸点为___________℃,出现c、d两条不同图线的原因可能是水的___________(选填“初温”或“质量”)不同。
(4)停止加热一段时间后,装热水的杯壁上有小水珠出现,小水珠的大致位置是图丁中的___________(选填“A”“B”“C”或“D”)所示。
【答案】(1)需要 (2) ①. 减少加热时间 ②. 不断升高 ③. b ④. 液化
(3) ①. 98 ②. 质量
(4)A
【解析】
【小问1详解】
实验中要使用酒精灯的外焰加热,因此调整铁圈高度时应点燃酒精灯。
【小问2详解】
[1]往烧杯中倒入热水,即提高了水的初温,可以缩短加热时间。
[2]水沸腾之前,水的温度不断升高,温度计示数不断升高,水沸腾时水温保持不变。
[3]水沸腾之前,水下层的温度高于上层的水温,气泡上升过程中,气泡中的水蒸气遇冷液化成水,气泡变小,水中气泡的情况符合图乙中b。
[4]“白气”不是水蒸气,而是烧杯中汽化的水蒸气遇到周围较冷的空气,液化形成的小水滴。
【小问3详解】
[1]水沸腾时温度保持不变,由图丙可知,水的沸点为98℃。
[2]水的质量不同会导致水加热到沸腾所需时间不同,由图丙可知,c、d两条图线中水的初温相同,而加热到沸腾的时间不同,则造成图线不同的原因是二者的质量不同。
【小问4详解】
停止加热后,杯内热水蒸发产生的水蒸气上升,遇到温度较低的杯壁内侧(A位置),遇冷液化形成小水珠,故选A。
23. 探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验过程如下:
【问题】电磁铁磁性强弱与哪些因素有关?
【证据】用漆包线在大铁钉上绕若干匝,制成简单的电磁铁,如图甲所示。移动滑片的位置多次实验并记下电流表的示数及电磁铁吸引大头针的数量,记录在表格中:
实验序号
线圈匝数n/匝
电流I/A
大头针数量N/枚
1
50
0.5
10
2
1.0
20
3
50
0.5
10
4
100
20
5
50
1.0
20
6
100
40
【解释】
(1)实验通过观察___________来判断电磁铁磁性的强弱。这种用易观测的物理现象来显示不易观测的物理现象的研究方法叫作___________。
(2)比较实验序号___________可知:当线圈匝数一定时,电流越大,电磁铁吸引大头针的数量越多,电磁铁的磁性越强。
(3)比较实验序号3、4或5、6可得出的规律是___________。
【交流】
(4)同学们用两个匝数不同的电磁铁(电阻不同)设计了图乙的连接方式,这种设计的目的是___________。
(5)电磁铁在生活、生产中应用广泛,下列装置没有应用电磁铁的是___________(选填序号)。
①电铃 ②司南 ③电磁起重机 ④卫生间感应式冲水器阀门 ⑤磁悬浮列车
(6)该实验进行了多次重复操作,其目的与下列选项中实验目的一致的是 。
A. 伏安法测定值电阻的阻值 B. 探究并联电路电流规律 C. 测量石块的密度
【答案】(1) ①. 电磁铁吸引大头针的数量 ②. 转换法
(2)1、2##3、5 ##4、6##1、5##2、3
(3)当电流一定时,电磁铁线圈匝数越少,电磁铁吸引大头针的数量越少,电磁铁的磁性越弱
(4)控制电流相同,探究磁性强弱与线圈匝数的关系
(5)② (6)B
【解析】
【小问1详解】
[1][2]实验中,线圈的磁性越强,吸引的大头针越多,所以通过观察吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱,这种研究方法叫转换法。
【小问2详解】
如果探究“匝数相同时,电流越大,电磁铁的磁性越强”,则应该控制线圈的匝数相同,电流不同,由表可知,1、2,3、5,4、6,1、5,2、3都可以,任选一组即可。
【小问3详解】
由表可知,3、4或者5、6的电流相同,线圈匝数不同,也就在研究电磁铁磁性强度与线圈匝数的关系;分析数据可知,当电流一定时,电磁铁线圈匝数越少,电磁铁吸引大头针的数量越少,电磁铁的磁性越弱。
【小问4详解】
由乙图可知,两个线圈串联,通过的电流相同,线圈匝数不同,吸引大头针的数量不同,这种设计的目的是控制电流相同,探究磁性强弱与线圈匝数的关系。
【小问5详解】
司南是利用天然磁石制成的,主要是根据磁体在地磁场中的指向性来工作,没有用到电磁铁;而电铃,电磁起重机,卫生间感应式冲水器阀门,磁悬浮列车都有电磁铁参与工作。所以没有应用电磁铁的装置是司南。
故选②。
【小问6详解】
本实验进行多次实验的目的是为了得出普遍规律。
A.伏安法测量定值电阻的阻值,多次实验是为了取平均值减小误差,故A不符合题意;
B.探究并联电路电流规律,多次实验是为了得出普遍规律,与本实验目的相同,故B符合题意;
C.测量小石块的密度,多次实验是为了取平均值减小误差,故C不符合题意。
故选B。
24. 在探究“电流与电阻的关系”的实验中,电路连接如图甲所示,电源电压恒为6V,滑动变阻器规格为“40Ω 1A”, 阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R。
(1)请在甲图中改动一根导线,使滑片向右移动时,电流表和电压表示数都变大。
(2)闭合开关后,无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表均无示数,电路中可能出现的故障是:___________(写出一个即可)。
(3)根据图乙图像可知实验中保持定值电阻两端的电压为___________V不变;分析图像可得出结论:___________。
(4)用5Ω的电阻进行实验后,再换用10Ω的电阻继续实验,若想保持定值电阻两端的电压不变,滑片应该适当向___________(填“左”或“右”)移动;当接入25Ω的定值电阻时,无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法完成实验,此时在电路中串联一个至少为___________Ω的电阻即可。
(5)接着同学们用电流表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器测量未知电阻Rx的阻值,设计了如图丙所示的电路图,电源电压未知且保持不变。实验操作如下:
①将滑动变阻器的滑片P移动到最右端b点,记录此时电流表示数为I1;
②将滑动变阻器的滑片P移动到最左端a点,记录此时电流表示数为I2:
③则Rx=_______(用已知和测出的物理量R0、I1、I2表示)。
【答案】(1) (2)见解析
(3) ①. 2 ②. 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4) ①. 左 ②. 10
(5)
【解析】
【小问1详解】
探究“电流与电阻的关系”的实验中,需使定值电阻与滑动变阻器串联,电压表并联在定值电阻两端,当滑片向右移动时,电压表、电流表示数增大,即定值电阻两端电压变大,根据串联分压规律可知,滑动变阻器两端电压减小,接入电路的阻值减小,所以图甲中,将定值电阻右端与电压表负极的连线去掉,改接到滑动变阻器B接线柱,如下图所示:
【小问2详解】
电流表无示数,电路断路,电压表也无示数,说明电压表也没有电流通过,所以有可能是滑动变阻器、开关、电流表或某一段导线等电压表测量对象之外的位置断路。
【小问3详解】
[1][2]由图乙可知,当
所以实验控制了定值电阻两端电压为2V不变,且图像中随着电阻的增大,电流逐渐变小,对应的电阻与电流的乘积又是定值,因此可得出结论,当电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比。
【小问4详解】
[1]由5Ω换成10Ω,电阻增大根据串联分压规律可知,定值电阻两端电压将增大,因此需降低定值电阻两端电压使其保持2V不变,需要增大滑动变阻器接入电路的阻值,如图甲,滑片应适当向左移动。
[2]当接入的定值电阻时,由串联分压规律有
即滑动变阻器接入电路的阻值至少为
而使用的滑动变阻器最大阻值为40Ω,所以无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法使定值电阻两端电压达到2V,若要完成实验,即串联一个定值电阻分担多余的电压,至少要串联定值电阻的阻值为
【小问5详解】
由图丙可知,电路为待测电阻与滑动变阻器串联,电流表串联在电路中;
①将滑动变阻器的滑片P移动到最右端b点,此时滑动变阻器接入电阻阻值最大,此时电流表示数为,由于串联电路中电流处处相等,电源电压等于各用电器两端电压之和,结合欧姆定律有
②将滑动变阻器的滑片P移动到最左端a点,此时滑动变阻器接入电路的阻值为0,此时电流表示数为,同理,由于电源电压恒定不变,所以联立两式即
解得。
六、计算题(25题11分,26题9分,共20分)
25. 火锅是深受大众喜爱的一种饮食方式。如图所示为一款家用电火锅的电路图,该电火锅设有高、中、低三个加热挡位,部分参数如下表所示(忽略温度对电阻阻值的影响)。请结合电路图和参数表解答问题:
额定电压
220V
功率
低温
44W
中温
440W
高温
1100W
(1)当开关S接1时,电路中的电流是多少?
(2)电阻丝R1的阻值是多少?
(3)若电火锅的烧水效率为60%,电火锅高温挡正常工作7min可使2kg的水温度升高多少?
(4)中温挡工作时,电阻R2的实际功率为多少?
【答案】(1)0.2A
(2)
(3)
(4)264W
【解析】
【小问1详解】
根据电功率公式可知,在电源电压U不变的情况下,电路的总电阻R越大,电功率P越小;由电路图可知:当开关S接3时,只有电阻R3接入电路,此时电路中电阻最小,功率最大,为高温挡;当开关S接2时,电阻R2和R3串联接入电路,此时电路中电阻较大,功率较小,为中温挡;当开关S接1时,电阻R1、R2和R3串联接入电路,此时电路中电阻最大,功率最小,为低温挡;因此,当开关S接1时,电火锅处于低温挡,由参数表可知,此时电路中的电流为
【小问2详解】
当开关S接1时,电火锅处于低温挡,电路总电阻为
电路总电阻为
当开关S接2时,电火锅处于中温挡,电路总电阻为
电路总电阻为
电阻丝R1的阻值为
【小问3详解】
电火锅高温挡正常工作时间,功率;消耗的电能为
水吸收的热量为
水升高的温度为
【小问4详解】
中温挡工作时,开关S接2,电阻R2和R3串联。此时电路中的电流为
高温挡工作时,开关S接3,只有电阻R3工作,R3的阻值为
由第(2)小题解析可知,中温挡时总电阻
则R2的阻值为
中温挡工作时,电阻R2的实际功率为
26. 如图为某市供电部门向居民小区输电的简化示意图。供电设备输出的电压U保持恒定,电流通过输电线向远处用户供电时,输电线自身的电阻会造成一定的电压和能量损失,因此供电设备的输出电压通常高于用户用电器的额定电压220V。若供电设备提供的输出电压U=230V,输电线的总电阻等效为R0=0.2Ω,用户用电器两端的实际电压U1=220V 。求:
(1)通过输电线的电流是多少?
(2)输电线R0的发热功率为多大?
(3)用户用电器的总功率是多少?
【答案】(1)50A (2)500W (3)11000W
【解析】
【小问1详解】
根据电路图可知,输电线电阻R0与用户用电器串联。根据串联电路电压规律,输电线R0两端的电压为
根据欧姆定律可得,通过输电线的电流为
【小问2详解】
输电线R0的发热功率为
【小问3详解】
用户用电器和输电线是串联的,根据串联电路电流处处相等可得,通过用户用电器的电流也为50A。用户用电器的总功率为
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