山西省朔州市怀仁市启中学校2024-2025学年上学期九年级期末物理试卷

山西省朔州市怀仁市启中学校2024-2025学年上学期九年级期末物理试卷 一、选择题（本大题共10个小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，请选出并在答题卡上将该项涂黑） 1．（3分）如图所示为某学校的教室照明灯管，下列关于一只该灯管的估测符合实际的是（　　） A．长度约0.1m B．正常工作的电流约3A C．正常工作的电功率约500W D．正常工作一小时消耗电能约0.03kW•h 2．（3分）山西过油肉号称“三晋一味”，起源于明代晋东名城平定，是“山西十大经典名菜”之一。刚出锅的过油肉香气扑鼻，说明（　　） A．分子间存在引力 B．分子间存在斥力 C．温度越高，分子运动越慢 D．分子在不停地做无规则运动 3．（3分）下列图中符合安全用电与保护原则的是（　　） A．将冰箱的金属外壳接地 B．多个大功率用电器同时使用一个插座 C．用湿抹布擦发光的灯泡 D．在高压线下放风筝 4．（3分）2024年4月25日，神舟十八号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，三位宇航员顺利进入空间站。火箭推进器选用偏二甲肼为燃料，这是因为偏二甲肼具有较大的（　　） A．比热容 B．热值 C．内能 D．密度 5．（3分）下列说法中正确的是（　　） A．冬天田地里秧苗过夜要灌满水，是因为水的温度高 B．温度高的物体比温度低的物体含有的热量多 C．煮饺子时饺子内能增大是通过做功实现的 D．某一物体温度降低得多，放出热量就多 6．（3分）下列表述不正确的是（　　） A．甲图两灯串联在220V的电路中，甲灯较亮 B．乙图细绳悬挂的两轻质带电小球保持静止，则两球一定带同种电荷 C．丙图验证焦耳定律实验中，装置通电一分钟后，右管中的液面较高 D．丁图使用自制坐位体前屈成绩测量仪，向前推动挡板P时，电流表示数不变 7．（3分）下面说法正确的是（　　） A．只要电流为零，那么导体的电阻也为零 B．电路两端只要有电压，电路中就一定有电流 C．几个灯泡串在一起，有的亮些有的暗些，但通过每个灯泡的电流都相等 D．导体中有大量的自由电荷，只要构成通路，导体中就会有电流 8．（3分）公交IC卡是市民出行时的好帮手。IC卡在刷卡机上通过时，刷卡机的检测器就会产生感应电流，便可读取IC卡上的信息。下列与公交IC卡的工作原理一致的是（　　） A． B． C． D． 9．（3分）某新型防盗玻璃是由中间嵌有极细金属丝的多层玻璃组成。当玻璃被击碎时，金属丝断裂。报警器就会报警。下列电路图，能满足上述要求的是（导线a为金属丝）（　　） A． B． C． D． 10．（3分）如图所示，R0是一个定值电阻，R是光敏电阻，它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天路灯熄灭，夜晚路灯亮起。控制电路中电源电压恒为6V，定值电阻R0为200Ω，电磁铁的电阻忽略不计。当天色渐暗时，通过线圈的电流为0.02A，恰好启动工作电路中的路灯开始照明。在一定范围内，光敏电阻R的阻值随光照强度E变化的部分数据如下表所示，下列说法正确的是（　　） 光照强度E/lx 光敏电阻R/Ω 1.0 120 2.0 60 3.0 40 4.0 30 5.0 24 A．控制电路工作时，电磁铁上端为N极 B．给路灯供电的电源应接在b、c两端 C．工作电路恰好启动时，R的电阻为100Ω D．工作电路恰好启动时，R0的电功率为0.04W 二、实验探究（本大题共4个小题，11小题9分，12小题8分，13小题5分，14小题3分，共25分） 11．（9分）在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，小明设计了如图甲所示电路。电源电压为3V且保持不变，R为定值电阻。 （1）连接电路时，开关应处于 　 　 状态；闭合开关前滑动变阻器的滑片P应处于最 　 　 端，这样做的目的是 　 　 。 （2）闭合开关S，发现电压表示数接近3V，电流表指针几乎不偏转，移动滑片P的过程中，两表示数均无变化。已知导线、仪表均完好，且接触良好，则故障原因是 　 　 。 实验次数 1 2 3 4 电压表示数U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 电流表示数I/A 0.10 0.15 0.20 0.25 （3）排除故障后，闭合开关S，小明改变电阻R两端的电压，进行了多次实验，实验数据记录如表所示，分析数据可得结论：　 　 。 （4）同小组的小华利用小明所设计的电路来探究通过导体的电流与导体的电阻的关系，增加了5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，实验过程中，需要改变定值电阻，观察电流的变化，得到了图乙的图象。为了科学地得出实验结论，在每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时眼睛应注意观察 　 　 （选填“电压表”或“电流表”）；将5Ω的定值电阻换成10Ω时，应将滑动变阻器的滑片向 　 　 （选填“左”或“右”）移动，直至电压表的示数为 　 　 V；分析图象可得结论：　 　 。 12．（8分）现要用伏安法测量定值电阻Rx的阻值。提供的实验器材有：待测电阻Rx（约5Ω）、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。 （1）实验原理：　 　 。 （2）用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整，要求：①滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小；②电流表选择恰当量程； （3）正确连线后，闭合开关，电流表有示数，电压表示数为零；若电路中只有一处故障，可判断该故障是 　 　 （选填序号）； A.待测电阻断路 B.待测电阻短路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路 （4）排除故障继续实验，某次测量，电流表的示数为0.5A、电压表的示数如图乙，则此时Rx＝ 　 　 Ω； （5）请你为该实验设计一个实验数据记录表格； （6）以下所示的实验电路图，能测量出定值电阻Rx阻值的是 　 　 。（选填序号） 13．（5分）小红同学用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡标有“2.5V”字样。 （1）图甲中有一根导线连接错误，请在该导线上打“×”，并用笔重新画一根正确连接的导线； （2）正确连接电路后，多次实验后不需要求电功率的平均值的理由：　 　 ； （3）根据测量的数据绘制成如图乙所示的图像，得出：①小灯泡的额定功率是 　 　 W，②小灯泡的电阻值是变化的，主要受 　 　 影响。 14．（3分）当前在我国的标准化考试中，计算机只能识读2B铅笔笔迹，笔迹过浓或过淡都会造成计算机识读的失败或错误。铅笔芯是由石墨和黏土按一定比例混合制成的，不同类型的铅笔的笔芯软硬程度不同，其中6H的铅笔芯最硬，6B的铅笔芯最软，HB的铅笔芯软硬居中。铅笔芯是导体，结合你学过的知识，请设计实验方案：探究铅笔芯的电阻大小是否与其软硬度有关（忽略温度对电阻的影响）。 三、综合应用（本大题共8个小题，15、16小题各2分，17小题3分，18小题4分，19小题2分，20小题4分，21小题4分，22小题4分，共25分） 15．（2分）2020年6月23日，北斗导航系统的第55颗卫星发射成功，实现全球组网，卫星利用　 　 传递信息，能为全球提供导航服务。导航卫星上多处使用电动机，第一台直流电动机的发明者，也是电磁感应现象的发现者，他是英国著名物理学家　 　 。 16．（2分）充电宝上面标有电压为5V，容量为1200mA•h，现有两个充电器，甲标注“输出5V，2A”，乙标注输出“5V，4A”，你认为 　 　 （选填甲或乙）可以快速充电，理由是 　 　 。 17．（3分）小明在成长笔记中记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 错题改正 习题： 小林家的电能表如图所示，此时电能表的读数为 　 　 kW•h，他关闭了电路中的其它用电器，现用一台标有“220V，2000W”的电热水壶烧水，正常工作5min，则电能表的转盘转了____转。 解：电能表读数时，最后一位是小数位，读数为4353.6kW•h。电热水壶烧水，正常工作5min消耗的电能，电能表转盘的转数。 错误之处：　 　 。 错因分析：　 　 。 正确解答：　 　 。 18．（4分）阅读短文回答问题。 导体容易导电，绝缘体不容易导电，有一些材料，导电能力介于导体和绝缘体之间，称为半导体，除了导电能力外，半导体有许多特殊的电学性能，使它在多方面都有重要应用，有的半导体在受热后电阻迅速减小；反之，电阻随温度的降低而迅速地增大，利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻，热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精度高。 发光二极管（LED）是半导体二极管的一种，其有单向导电性，当二极管两端外加正向电压时，如果正向电压很小，正向电流也几乎为零，当正向电压大于某个值以后，二极管正向导通，电流随电压过大而迅速上升，当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流几乎为零，二极管处于截止状态，外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿，因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高，在LED灯中，电能被直接转换为光子，这大大提升了发光的效能，因为其他灯具技术中，电能首先是被转化为热，只有很小一部分转化成了光。 （1）以下元件不是由半导体材料制成的 　 　 。 A.光敏电阻； B.白炽灯； C.热敏电阻； D.LED灯。 （2）LED灯电能可以直接转化成光能，而白炽灯、日光灯管都是电能先转化成 　 　 ，再有很小一部分转化成光能，因此，LED灯的效率比传统照明灯要高。 （3）如果将热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所在区域的温度降低，电路中电流将变 　 　 （选填“大”或“小”）。 （4）上题电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度刻度值为20℃（如图所示），则25℃的刻度应在20℃　 　 （选填“左”或“右”）边。 19．（2分）如图，要求开关控制螺旋灯泡，将图中元件分别正确连接到电路中。 20．（4分）2023年的冬天着实寒冷，小新家里的电取暖器也上岗了。接通电源工作一段时间后，小新发现电阻丝热的发红，而连接电阻丝的导线却不怎么热。请你根据学过的物理知识，帮助她解释产生此现象的原因。 21．（4分）小新家饮水机加热额定功率为2100W，让其正常工作，把500mL水从20℃加热到100℃，如果电能转化为水的内能的效率是80%。求：[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。 （1）水吸收的热量； （2）加热所需要的时间。 22．（4分）创新小组的同学设计了一个简易的电烤箱原理图（如图甲所示），其中电热丝R的阻值为121Ω，电源电压恒为220V。请你解答下列问题： （1）闭合开关S，电热丝R消耗的电功率是多少？ （2）小组同学想缩短该电烤箱烤蛋糕的时间，他们找来一个与电热丝R规格相同的电热丝R'，请你在图乙虚线框中画出改装后的电路图； （3）改装后的电烤箱通电5min，消耗的电能是多少？ 山西省朔州市怀仁市启中学校2024-2025学年上学期九年级期末物理试卷 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 D D A B D A C A D C 一、选择题（本大题共10个小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，请选出并在答题卡上将该项涂黑） 1．（3分）如图所示为某学校的教室照明灯管，下列关于一只该灯管的估测符合实际的是（　　） A．长度约0.1m B．正常工作的电流约3A C．正常工作的电功率约500W D．正常工作一小时消耗电能约0.03kW•h 【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。 【解答】解：A、灯管的长度约1m，故A错误。 B、灯管正常工作的电流约0.2A，故B错误。 C、灯管正常工作的电功率约40W，故C错误。 D、灯管的电功率约40W，正常工作一小时消耗电能约0.04kW•h，与0.03kW•h接近，故D正确。 故选：D。 【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出符合实际的选项即可。 2．（3分）山西过油肉号称“三晋一味”，起源于明代晋东名城平定，是“山西十大经典名菜”之一。刚出锅的过油肉香气扑鼻，说明（　　） A．分子间存在引力 B．分子间存在斥力 C．温度越高，分子运动越慢 D．分子在不停地做无规则运动 【分析】一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。 【解答】解：能闻到香味，是扩散现象，说明分子不停地做无规则运动，且温度越高，分子的热运动越剧烈，故ABC不符合题意，故D符合题意。 故选：D。 【点评】本题考查分子热运动，是一道基础题，难度不大。 3．（3分）下列图中符合安全用电与保护原则的是（　　） A．将冰箱的金属外壳接地 B．多个大功率用电器同时使用一个插座 C．用湿抹布擦发光的灯泡 D．在高压线下放风筝 【分析】①有金属外壳的用电器，外壳要保持良好接地； ②电路中电流过大的原因有两个：一是短路；二是家中使用用电器的总功率过大； ③不能用湿手或湿物体去接触用电器或开关； ④不可以在高压线附近放风筝。 【解答】解： A、洗衣机、电冰箱等家用电器都使用三孔插座，是由于这些用电器的外壳是金属，金属是导体，当用电器漏电时，会使金属外壳带电，若接上地线，电流就通过地线，流入大地，而防止了触电事故的发生，故A正确； B、电路中电流过大的原因有两个：一是短路；二是家中使用用电器的总功率过大。故大功率用电器同时使用时，将会使电路中的电流过大，引起火灾，故B错误； C、因为湿抹布是导体，当用湿抹布接触带电体时，可能会使电源通过人体与大地形成通路，使人触电，故C错误； D、在输电线路附近放风筝，风筝极易挂在输电线路上，一遇到下雨就会受潮，有可能引发线路短路漏电，产生安全隐患，故D错误。 故选：A。 【点评】本题主要考查学生对安全用电知识的了解与掌握，增强用电安全意识，学会自我保护。 4．（3分）2024年4月25日，神舟十八号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，三位宇航员顺利进入空间站。火箭推进器选用偏二甲肼为燃料，这是因为偏二甲肼具有较大的（　　） A．比热容 B．热值 C．内能 D．密度 【分析】热值是燃料的一种特性，质量相同的不同燃料，热值越大，完全燃烧时放出的热量越多，据此分析判断。 【解答】解：火箭选用偏二甲肼为燃料，是因为偏二甲肼具有较大的热值，由Q放＝mq可知，完全燃烧相同质量的偏二甲肼时，可以放出更多的热量，故B符合题意、ACD不符合题意。 故选：B。 【点评】本题考查了对热值特性的理解，属于基础题目。 5．（3分）下列说法中正确的是（　　） A．冬天田地里秧苗过夜要灌满水，是因为水的温度高 B．温度高的物体比温度低的物体含有的热量多 C．煮饺子时饺子内能增大是通过做功实现的 D．某一物体温度降低得多，放出热量就多 【分析】（1）水的比热容比较大，吸收或放出相同的热量，升高或降低的温度小；（2）热量是物体通过热传递方式改变的内能，是一个过程量； （3）改变物体内能的两种方式：做功和热传递； （4）物体发生热传递时，温度降的越多，放出热量就越多。 【解答】解：A、冬天田地里秧苗过夜要灌满水，是因为水的比热容比较大，放出相同的热量，温度降低的小，故A错误； B、热量是一个过程量，不能说“某物体含有或具有多少热量”，故B错误； C、煮饺子时，饺子吸收热量，内能增大，这是通过热传递实现的，故C错误； D、同一物体，质量不变，在热传递过程中，物体温度降低得多，放出热量就多，故D正确。 故选：D。 【点评】要正确理解温度、热量与内能的关系，改变物体内能的两种方法是等效的，以及热传递的条件和热传递的特点。 解决问题的诀窍是：物体吸热或温度升高，内能一定增大；但物体吸收了热量，不一定是用来升高温度。 6．（3分）下列表述不正确的是（　　） A．甲图两灯串联在220V的电路中，甲灯较亮 B．乙图细绳悬挂的两轻质带电小球保持静止，则两球一定带同种电荷 C．丙图验证焦耳定律实验中，装置通电一分钟后，右管中的液面较高 D．丁图使用自制坐位体前屈成绩测量仪，向前推动挡板P时，电流表示数不变 【分析】A.串联电路电流处处相等，实际功率P＝I2R，电阻越大，实际功率越大，灯越亮。 B.根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；只有排斥能确定两球都带电，两球保持静止且相互排斥。 C.根据焦耳定律Q＝I2R可知，串联电路电流、时间相同，电阻越大，产生热量越多。 D.该装置中滑动变阻器全部电阻接入电路，滑片移动不改变接入电阻，电路总电阻不变。电源电压不变，由I＝知，电流表示数不变。 【解答】解；A.串联电路电流处处相等，实际功率P＝I2R，电阻越大，实际功率越大，灯越亮。乙灯额定功率更小、电阻更大，串联时乙灯实际功率更大、更亮，故A错误，符合题意。 B.根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；只有排斥能确定两球都带电，两球保持静止且相互排斥，一定带同种电荷，故B正确，不符合题意。 C.根据焦耳定律Q＝I2R可知，串联电路电流、时间相同，电阻越大，产生热量越多。右管对应电阻更大，产生热量更多，空气膨胀更明显，液面更高，故C正确，不符合题意。 D.该装置中滑动变阻器全部电阻接入电路，滑片移动不改变接入电阻，电路总电阻不变。电源电压不变，由I＝知，电流表示数不变，丁图自制坐位体前屈测量仪，推动挡板 P 时电流表示数不变，故D正确，不符合题意。 故选：A。 【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用和电荷间的相互作用规律及焦耳定律。 7．（3分）下面说法正确的是（　　） A．只要电流为零，那么导体的电阻也为零 B．电路两端只要有电压，电路中就一定有电流 C．几个灯泡串在一起，有的亮些有的暗些，但通过每个灯泡的电流都相等 D．导体中有大量的自由电荷，只要构成通路，导体中就会有电流 【分析】（1）导体的电阻是导体本身的一种性质，与电压和电流无关，电阻不随电压和电流的改变而改变； （2）电路中有持续电流的条件是：电路中有电源；电路必须闭合； （3）串联电路中电流处处相等。 【解答】解：A、导体的电阻是导体本身的一种性质，与电压和电流无关，通过导体的电流为零时，电阻不为零，故A错误； B、电路两端有电压，电路中不一定有电流，要想有电流通过，电路还必须闭合，故B错误； C、串联电路中电流处处相等，几个灯泡串在一起，亮度不同，但通过每个灯泡的电流都相等，故C正确； D、闭合电路中要想有电流，导体中有大量的自由电荷，构成通路，还必须有电压，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了电阻的性质、形成电流的原因和串联电路的电流特点，属于基础题。 8．（3分）公交IC卡是市民出行时的好帮手。IC卡在刷卡机上通过时，刷卡机的检测器就会产生感应电流，便可读取IC卡上的信息。下列与公交IC卡的工作原理一致的是（　　） A． B． C． D． 【分析】按题意所说，刷卡机检测头利用的是电磁感应现象原理，闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这种现象是电磁感应现象，在选项中找出探究电磁感应的对应图即可。 【解答】解： A、如图电路中没有电源，当闭合开关，闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这是电磁感应现象，故A正确。 B、如图反映电流周围存在着磁场，故B错误。 C、如图电路中有电源，是通电导体在磁场中受力运动，故C错误。 D、该图是探究磁极间的相互作用规律，故D错误。 故选：A。 【点评】电动机和发电机的原理图非常相似，主要区别是电路中是否有电源，电路中有电源的是电动机，电路中没有电源的是发电机。 9．（3分）某新型防盗玻璃是由中间嵌有极细金属丝的多层玻璃组成。当玻璃被击碎时，金属丝断裂。报警器就会报警。下列电路图，能满足上述要求的是（导线a为金属丝）（　　） A． B． C． D． 【分析】金属丝是导体，当玻璃被击碎时，金属丝断裂，报警器就会报警，说明原来没有断开时报警器被短路，据此分析。 【解答】解：A、图中闭合开关电源短路，故A错误； B、图中R被金属丝短路，没有断开时，报警器工作，不符合题意，B错误； C、图中并联且金属丝引起电源短路，故C错误； D、金属丝连接在报警器两端，完好时报警器短路，不工作，金属丝断裂，报警器中有电流而报警，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查局部短路的电路设计，有一定的难度。 10．（3分）如图所示，R0是一个定值电阻，R是光敏电阻，它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天路灯熄灭，夜晚路灯亮起。控制电路中电源电压恒为6V，定值电阻R0为200Ω，电磁铁的电阻忽略不计。当天色渐暗时，通过线圈的电流为0.02A，恰好启动工作电路中的路灯开始照明。在一定范围内，光敏电阻R的阻值随光照强度E变化的部分数据如下表所示，下列说法正确的是（　　） 光照强度E/lx 光敏电阻R/Ω 1.0 120 2.0 60 3.0 40 4.0 30 5.0 24 A．控制电路工作时，电磁铁上端为N极 B．给路灯供电的电源应接在b、c两端 C．工作电路恰好启动时，R的电阻为100Ω D．工作电路恰好启动时，R0的电功率为0.04W 【分析】（1）根据安培定则判断电磁铁的磁极。 （2）根据电磁继电器的原理进行分析。 （3）根据欧姆定律进行计算。 （4）根据P＝I2R进行计算。 【解答】解：A、根据安培定则，控制电路工作时，电磁铁上端为S极，故A错误； B、晚上光线较暗时，光敏电阻的阻值变大，电磁铁中的磁性减弱，弹簧将衔铁拉起来，路灯亮，给路灯供电的电源应接在a、b两端，故B错误； C、线圈中的启动电流为0.02A，控制电路的总电阻为：；R的电阻为R＝R总﹣R0＝300Ω﹣200Ω＝100Ω，故C正确； D、工作电路恰好启动时，R0的电功率为：，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查的是电磁继电器的基本原理；会根据欧姆定律和电功率的公式进行计算。 二、实验探究（本大题共4个小题，11小题9分，12小题8分，13小题5分，14小题3分，共25分） 11．（9分）在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，小明设计了如图甲所示电路。电源电压为3V且保持不变，R为定值电阻。 （1）连接电路时，开关应处于 　断开　 状态；闭合开关前滑动变阻器的滑片P应处于最 　右　 端，这样做的目的是 　保护电路　 。 （2）闭合开关S，发现电压表示数接近3V，电流表指针几乎不偏转，移动滑片P的过程中，两表示数均无变化。已知导线、仪表均完好，且接触良好，则故障原因是 　电阻断路　 。 实验次数 1 2 3 4 电压表示数U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 电流表示数I/A 0.10 0.15 0.20 0.25 （3）排除故障后，闭合开关S，小明改变电阻R两端的电压，进行了多次实验，实验数据记录如表所示，分析数据可得结论：　电阻一定时，通过导体电流与导体的电压成正比　 。 （4）同小组的小华利用小明所设计的电路来探究通过导体的电流与导体的电阻的关系，增加了5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，实验过程中，需要改变定值电阻，观察电流的变化，得到了图乙的图象。为了科学地得出实验结论，在每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时眼睛应注意观察 　电压表　 （选填“电压表”或“电流表”）；将5Ω的定值电阻换成10Ω时，应将滑动变阻器的滑片向 　右　 （选填“左”或“右”）移动，直至电压表的示数为 　2　 V；分析图象可得结论：　电压一定时，通过电流与导体的电阻成反比　 。 【分析】（1）为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态，连接好电路后，闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处； （2）闭合开关S，发现电压表示数接近3V，电流表指针几乎不偏转，移动滑片P的过程中，两表示数均无变化说明电压表串联接入电路，据此分析电路故障； （3）根据表格数据结合欧姆定律分析数据得出结论； （4）探究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向，由图丙图象根据欧姆定律求出定值电阻两端的电压。 【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态，连接好电路后，闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处，即最右端； （2）闭合开关S，发现电压表示数接近3V，电流表指针几乎不偏转，移动滑片P的过程中，两表示数均无变化说明电压表串联接入电路，即与电压表并联部分电路断路，故电路故障为定值电阻断路； （3）根据表格数据结合欧姆定律可知，定值电阻的阻值R＝＝＝......＝＝10Ω， 据此可得出结论：在电阻一定时，通过电阻的电流和电阻两端的电压成正比； （4）①究“电流与电阻的关系”时，要控制电阻两端的电压不变，故实验过程中，需要改变定值电阻，观察电流的变化，为了科学地得出实验结论，当每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时眼睛应注意观察电压表； 将5Ω定值电阻换成10Ω、20Ω定值电阻，闭合开关后，此时电路总电阻变大，电路电流变小，根据欧姆定律可知滑动变阻器分压变小，定值电阻分压变大，为了保持电压表的示数不变，即定值电阻分压不变，根据串联电路分压规律可知应该使滑动变阻器分压变大，定值电阻分压变小，使定值电阻分压减小到设定值，所以应该调大滑动变阻器的阻值； 由乙图可知电压表示数为：U＝IR＝5Ω×0.4A＝2V；根据图乙分析得出结论：电压一定时，通过电流与导体的电阻成反比； 故答案为：（1）断开；右；保护电路；（2）电阻断路；（3）电阻一定时，通过导体电流与导体的电压成正比；（4）电压表；右；2；电压一定时，通过电流与导体的电阻成反比。 【点评】本题探究“通过导体的电流与导体两端电压、导体电阻关系的关系”，考查注意事项、数据分析、操作过程、控制变量法、对器材的要求等知识。 12．（8分）现要用伏安法测量定值电阻Rx的阻值。提供的实验器材有：待测电阻Rx（约5Ω）、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。 （1）实验原理：　R＝　 。 （2）用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整，要求：①滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小；②电流表选择恰当量程； （3）正确连线后，闭合开关，电流表有示数，电压表示数为零；若电路中只有一处故障，可判断该故障是 　B　 （选填序号）； A.待测电阻断路 B.待测电阻短路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路 （4）排除故障继续实验，某次测量，电流表的示数为0.5A、电压表的示数如图乙，则此时Rx＝ 　5.2　 Ω； （5）请你为该实验设计一个实验数据记录表格； （6）以下所示的实验电路图，能测量出定值电阻Rx阻值的是 　②　 。（选填序号） 【分析】（1）该实验原理是R＝； （2）根据滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小，据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱；由欧姆定律求出电路的最大电流确定电流表选用的测量范围，将电流表串联在电路中； （3）闭合开关，电流表有示数，说明电路是通路，电压表示数为零，说明电压表并联的电路短路； （4）根据电压表选用测量范围确定分度值读数，利用R＝求出Rx的阻值； （5）根据实验原理R＝，要测量电阻的电压和电流，为减小误差，要多次测量取平均值作为测量结果，据此设计记录表格； （6）要测量电阻阻值，需要测出电阻两端电压与通过电阻的电流，然后应用欧姆定律求出电阻阻值。 【解答】解：（1）用伏安法测量定值电阻Rx的阻值实验中，电压表测定值电阻两端电压，电流表测通过定值电阻的电流，根据R＝求出定值电阻阻值，故该实验原理是R＝； （2）滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小，故滑动变阻器选用右下接线柱与Rx串联在电路中； 定值电阻电阻Rx（约5Ω）、两节干电池的电压约为3V，由欧姆定律可得，电路的最大电流为： I'＝＝＝0.6A，故电流表选用小测量范围与定值电阻电阻Rx串联，如下图所示： ； （3）闭合开关，电流表有示数，说明电路是通路，电压表示数为零，说明电压表并联的电路短路，若电路中只有一处故障，可判断该故障是待测电阻短路，故选：B； （4）排除故障继续实验，某次测量，电流表的示数为0.5A，电压表的示数如图乙，电压表选用小测量范围，分度值为0.1V，其示数为2.6V，则Rx的阻值为： Rx＝＝＝5.2Ω； （5）根据实验原理R＝，要测量电阻的电压和电流，为减小误差，要多次测量取平均值作为测量结果，实验数据记录表格如下所示： 物理量 1 2 3 U/V I/A R/Ω R平均/Ω ； （6）①两电阻并联，因不知通过待测电阻的电流，不能测量出定值电阻Rx阻值，故①错误； ②两电阻并联，一个电流表测定值电阻的电流，由欧姆定律可得出电源电压； 另一个电流表测总电流，由并联电路电流的规律可得出待测电阻的电流，由并联电路电压的规律及欧姆定律，能测量出定值电阻Rx阻值，故②正确； 故答案为：（1）R＝；（2）；（3）B；（4）5.2；（5） 物理量 1 2 3 U/V I/A R/Ω R平均/Ω ；（6）②。 【点评】本题测量电阻Rx的阻值，考查电路连接、故障分析、电表读数、电阻的计算、实验表格的设计和对实验方案的评估。 13．（5分）小红同学用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡标有“2.5V”字样。 （1）图甲中有一根导线连接错误，请在该导线上打“×”，并用笔重新画一根正确连接的导线； （2）正确连接电路后，多次实验后不需要求电功率的平均值的理由：　小灯泡在不同电压下的实际功率不同，求平均值无意义　 ； （3）根据测量的数据绘制成如图乙所示的图像，得出：①小灯泡的额定功率是 　0.625　 W，②小灯泡的电阻值是变化的，主要受 　温度　 影响。 【分析】（1）正确的连接应该是：电压表并联在小灯泡两端，电流表串联在电路中，据此分析。 （2）小灯泡的电功率会随两端电压的变化而变化，求平均值没有物理意义，因此不需要求电功率的平均值。 （3）根据额定功率：P额＝U额I 计算额定电功率。 ②小灯泡的电阻随温度变化而变化，主要受温度影响。 【解答】解：（1）原电路中，电压表串联在了电路中，电流表与小灯泡并联了，这是错误的。正确的连接应该是：电压表并联在小灯泡两端，电流表串联在电路中，如图所示： （2）小灯泡的电功率会随两端电压的变化而变化，不同电压下的电功率反映的是小灯泡在不同工作状态下的实际功率，求平均值没有物理意义，因此不需要求电功率的平均值。 （3）①小灯泡的额定电压为U额＝2.5V，从图乙的I﹣U图像中找到U＝2.5V对应的电流I＝0.25A，则额定功率：P额 ＝U额I ＝ 2.5V×0.25A＝0.625W。 ②小灯泡的电阻随温度变化而变化，主要受温度影响。 故答案为：（1）；（2）小灯泡在不同电压下的实际功率不同，求平均值无意义；（3）①0.625；温度。 【点评】本题探究伏安法测量小灯泡的电功率实验，掌握小灯泡的电功率是关键。 14．（3分）当前在我国的标准化考试中，计算机只能识读2B铅笔笔迹，笔迹过浓或过淡都会造成计算机识读的失败或错误。铅笔芯是由石墨和黏土按一定比例混合制成的，不同类型的铅笔的笔芯软硬程度不同，其中6H的铅笔芯最硬，6B的铅笔芯最软，HB的铅笔芯软硬居中。铅笔芯是导体，结合你学过的知识，请设计实验方案：探究铅笔芯的电阻大小是否与其软硬度有关（忽略温度对电阻的影响）。 【分析】导体的电阻是本身的属性，它跟导体的长度、横截面积、材料和温度有关，实验中采用的是控制变量法；在研究电阻与其中某个因素的关系时，要采用控制变量法的思想，要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系，需要保持其它量不变。 【解答】解：实验探究：铅笔芯的电阻大小是否与其软硬度有关 一、实验器材 电源、开关、导线、小灯泡、电流表、不同软硬度的铅笔芯（如 HB、2B、6B、2H、6H，长度和横截面积相同）。 二、实验原理 在电压不变时，电路中电流越大，说明接入导体的电阻越小（欧姆定律）。 三、实验步骤 将电源、开关、电流表、小灯泡与长度相同、横截面积相同的HB铅笔芯串联，接入电路，闭合开关，记录电流表的示数I1。 保持电路不变，依次换上同样长度、同样粗细的2B、6B、2H、6H铅笔芯，分别记录对应电流表示数I2、I3、I4、I5。 比较各次电流大小，分析电阻与铅笔芯软硬度的关系。 四、控制变量 必须控制：铅笔芯的长度、横截面积相同，只改变软硬度（型号）。 五、实验结论 若电流表示数不同→电阻不同，说明铅笔芯电阻与软硬度有关； 若电流表示数相同→电阻相同，说明铅笔芯电阻与软硬度无关。 【点评】在探究影响导体电阻大小因素的实验中，注意转换法和控制变量法的应用。 三、综合应用（本大题共8个小题，15、16小题各2分，17小题3分，18小题4分，19小题2分，20小题4分，21小题4分，22小题4分，共25分） 15．（2分）2020年6月23日，北斗导航系统的第55颗卫星发射成功，实现全球组网，卫星利用　电磁波　 传递信息，能为全球提供导航服务。导航卫星上多处使用电动机，第一台直流电动机的发明者，也是电磁感应现象的发现者，他是英国著名物理学家　法拉第　 。 【分析】（1）卫星都是通过电磁波来传递信息的； （2）1831年，英国著名物理学家法拉第发现了电磁感应现象，导致了发电机的发明，从而开辟了人类电的时代。 【解答】解： （1）太空是真空，声音无法传播，因此北斗卫星是通过电磁波来传递信息的； （2）英国物理学家法拉第经十年的不懈努力，终于发现了闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，即电磁感应现象。后人根据这一现象制造了发电机。 故答案为：电磁波；法拉第。 【点评】本题考查了学生对电磁波的应用和物理常识和运用，属于基础性题目。 16．（2分）充电宝上面标有电压为5V，容量为1200mA•h，现有两个充电器，甲标注“输出5V，2A”，乙标注输出“5V，4A”，你认为 　乙　 （选填甲或乙）可以快速充电，理由是 　乙的充电功率大，充电速度快　 。 【分析】先根据电功率公式P＝UI计算得两个充电器的充电功率，进一步判断出哪个可以快速充电。 【解答】解：甲、乙两个充电器的充电功率分别为： P1＝U1I1＝5V×2A＝10W， P2＝U2I2＝5V×4A＝20W＞P1， 则乙的充电功率大，所以乙的充电速度快。 故答案为：乙；乙的充电功率大，充电速度快。 【点评】本题考查了电功率的计算，体现了物理知识与日常生活的密切联系。 17．（3分）小明在成长笔记中记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 错题改正 习题： 小林家的电能表如图所示，此时电能表的读数为 　4353.6　 kW•h，他关闭了电路中的其它用电器，现用一台标有“220V，2000W”的电热水壶烧水，正常工作5min，则电能表的转盘转了____转。 解：电能表读数时，最后一位是小数位，读数为4353.6kW•h。电热水壶烧水，正常工作5min消耗的电能，电能表转盘的转数。 错误之处：　电能表转盘的转数　 。 错因分析：　转数与电能的关系应该为　 。 正确解答：　电能表转盘的转数为n＝WN＝kW•h×3000r/（kW•h）＝500r　 。 【分析】电能表读数时，最后一位是小数位，单位是kW•h，读出电能表的示数，由转数与电能的关系得到电路消耗一定的电能时，电能表的表盘转动的圈数。 【解答】解：电能表读数时，最后一位是小数位，单位是kW•h，则电能表的示数4353.6kW•h。 转数与电能的关系应该为， 则错误之处为：电能表转盘的转数， 正确解析如下： 电能表转盘的转数为n＝WN＝kW•h×3000r/（kW•h）＝500r。 故答案为：4353.6； 【错误之处】电能表转盘的转数； 【错因分析】转数与电能的关系应该为； 【正确解答】电能表转盘的转数为n＝WN＝kW•h×3000r/（kW•h）＝500r。 【点评】本题考查电能表的读数、利用W＝Pt求电能的大小、电能表消耗一定电能转动圈数的计算，难度一般。 18．（4分）阅读短文回答问题。 导体容易导电，绝缘体不容易导电，有一些材料，导电能力介于导体和绝缘体之间，称为半导体，除了导电能力外，半导体有许多特殊的电学性能，使它在多方面都有重要应用，有的半导体在受热后电阻迅速减小；反之，电阻随温度的降低而迅速地增大，利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻，热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精度高。 发光二极管（LED）是半导体二极管的一种，其有单向导电性，当二极管两端外加正向电压时，如果正向电压很小，正向电流也几乎为零，当正向电压大于某个值以后，二极管正向导通，电流随电压过大而迅速上升，当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流几乎为零，二极管处于截止状态，外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿，因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高，在LED灯中，电能被直接转换为光子，这大大提升了发光的效能，因为其他灯具技术中，电能首先是被转化为热，只有很小一部分转化成了光。 （1）以下元件不是由半导体材料制成的 　B　 。 A.光敏电阻； B.白炽灯； C.热敏电阻； D.LED灯。 （2）LED灯电能可以直接转化成光能，而白炽灯、日光灯管都是电能先转化成 　内能　 ，再有很小一部分转化成光能，因此，LED灯的效率比传统照明灯要高。 （3）如果将热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所在区域的温度降低，电路中电流将变 　小　 （选填“大”或“小”）。 （4）上题电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度刻度值为20℃（如图所示），则25℃的刻度应在20℃　右　 （选填“左”或“右”）边。 【分析】（1）仔细阅读短文，根据半导体的定义就可找到答案； （2）发光二极管的发光原理是电能直接转化为光能；白炽灯、日光灯管的工作原理是将电能转化为光能和内能； （3）根据热敏电阻特性分析解答； （4）根据题意当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，则由欧姆定律可知当温度变大时电路中电流的变化，则可判断指针的偏转方向； 【解答】解：根据阅读材料后的相关知识可知： （1）半导体材料可以制成的光敏电阻、热敏电阻和LED灯，但白炽灯不是半导体材料制成的，故选B； （2）在LED灯中，电能被直接转换为光能，其几乎不发热，从而减小了电能的损失，而白炽灯、日光灯管都是电能先转化成内能，只有很小一部分转化成了光，因此，LED灯的效率比传统照明灯要高； （3）根据热敏电阻的特性可知：当热敏电阻区域的温度的降低时其电阻增大，由欧姆定律可知电路中的电流随之减小； （4）从左往右，电流表刻度值是逐渐增大的，而热敏电阻随温度的升高而减小，由欧姆定律可知电路中的电流越大，故指针将右偏，因此25℃的刻度应在20℃的右侧。 故答案为：（1）B；（2）内能；（3）小；（4）右。 【点评】解决此题，同学们需要认真阅读分析短文的内容，知道热敏电阻的特性，并进行应用。难点是要借助半导体的特性对于电路的理解和掌握。 19．（2分）如图，要求开关控制螺旋灯泡，将图中元件分别正确连接到电路中。 【分析】灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点；零线直接接入灯泡的螺旋套；这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡，又能更安全。 三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。 【解答】解：灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套； 三孔插座：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。如图所示： 【点评】掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法，同时考虑使用性和安全性。 20．（4分）2023年的冬天着实寒冷，小新家里的电取暖器也上岗了。接通电源工作一段时间后，小新发现电阻丝热的发红，而连接电阻丝的导线却不怎么热。请你根据学过的物理知识，帮助她解释产生此现象的原因。 【分析】由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、导体电阻大小和通电时间成正比。电阻丝和连接的导线串联在电路中（通过的电流相等）、通电时间是相同的，而电阻丝的电阻比导线的电阻大，根据焦耳定律分析解释。 【解答】答：因为电阻丝和导线是串联，通过的电流相等。但电阻丝的电阻比导线的电阻大得多，根据Q＝I2Rt，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，所以电阻丝热的发红，而连接电阻丝的导线却不怎么热。 【点评】本题主要考查对焦耳定律及应用、串联电路电流关系的了解和掌握，知道电阻丝和相与之连接的铜导线为串联是本题的关键。 21．（4分）小新家饮水机加热额定功率为2100W，让其正常工作，把500mL水从20℃加热到100℃，如果电能转化为水的内能的效率是80%。求：[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。 （1）水吸收的热量； （2）加热所需要的时间。 【分析】（1）知道水的体积，利用m＝ρV计算水的质量，又知道水的比热容、初温和末温，利用Q吸＝cmΔt计算水吸收的热量。 （2）知道电能转化为水的内能的效率，利用效率公式求消耗的电能，饮水机正常工作的功率等于其额定功率，再利用W＝Pt计算加热时间。 【解答】解：（1）水的体积V＝500mL＝500cm3， 由ρ＝可得水的质量：m＝ρV＝1g/cm3×500cm3＝500g＝0.5kg， 水吸收的热量： Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×105J； （2）由η＝可得消耗的电能： W＝＝＝2.1×105J， 饮水机正常工作的功率P＝P额＝2100W，由P＝可得加热时间： t＝＝＝100s。 答：（1）水吸收的热量为1.68×105J； （2）加热所需要的时间为100s。 【点评】本题考查了密度公式、吸热公式、效率公式、电功率公式的应用，要知道：饮水机正常工作的功率等于其额定功率。 22．（4分）创新小组的同学设计了一个简易的电烤箱原理图（如图甲所示），其中电热丝R的阻值为121Ω，电源电压恒为220V。请你解答下列问题： （1）闭合开关S，电热丝R消耗的电功率是多少？ （2）小组同学想缩短该电烤箱烤蛋糕的时间，他们找来一个与电热丝R规格相同的电热丝R'，请你在图乙虚线框中画出改装后的电路图； （3）改装后的电烤箱通电5min，消耗的电能是多少？ 【分析】（1）根据求得电热丝R消耗的电功率； （2）要缩短该电烤箱烤蛋糕的时间，应增大电烤箱的电功率，根据公式可知，在电压一定时，需减小电路的电阻，据此设计电路； （3）利用W＝Pt求得通电5min消耗的电能。 【解答】解：（1）电热丝R消耗的电功率是 （2）要缩短该电烤箱烤蛋糕的时间，应增大电烤箱的电功率，根据公式可知，在电压一定时，需减小电路的电阻，所以应把电热丝R'与R并联，如图所示： （3）由于电热丝R与电热丝R'规格相同，改装后的电烤箱功率为 P′＝400W×2＝800W 通电5min，消耗的电能是 W＝P′t＝800W×5×60s＝2.4×105J 答：（1）闭合开关S，电热丝R消耗的电功率是400W； （2）改装后的电路图为： （3）改装后的电烤箱通电5min，消耗的电能是2.4×105J。 【点评】此题考查了电功、电功率的计算，难度适中。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $