内容正文:
北京市西城区德胜中学2025-2026学年度第二学期学科活动
初三年级物理学科
考试时间:70分钟
一、单选题(以下各题只有一个正确选项,错选不得分,每题2分,共24分)
1. 关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A. 电能表是测量电功率的仪表
B. 家庭电路中绝缘层破损的导线需要及时更换
C. 家庭电路中的电冰箱和空调是串联的
D. 导致家庭电路中电流过大的原因一定是短路
【答案】B
【解析】
【详解】A.电能表是测量用电器在一段时间内消耗电能的仪表,故A错误;
B.使用绝缘皮破损的电线,易引发触电事故,所以用电器电线的绝缘皮破损了要及时更换,故B正确;
C.家庭电路中的电冰箱和空调各自独立工作,互不影响,是并联的,故C错误;
D.导致家庭电路中电流过大的原因可能是短路,可能是用电器总功率过大,故D错误。
故选B。
2. 下列说法正确的是( )
A. 绝缘体不容易导电是因为绝缘体内没有电荷
B. 只要有电源,电路中就一定会形成持续的电流
C. 电路中,自由电子定向移动的方向就是电流的方向
D. 若通过两个用电器的电流相等,则它们不一定是串联的
【答案】D
【解析】
【详解】A.绝缘体不容易导电,不是因为绝缘体内没有电荷,而是因为绝缘体内几乎没有能够自由移动的电荷(自由电荷)。绝缘体内部有电荷,只是这些电荷被束缚,难以自由移动来形成电流,故A错误。
B.形成持续的电流需要两个条件:电源和闭合电路。仅有电源,但电路未闭合,则无法形成电流,故B错误。
C.电流的方向定义为正电荷定向移动的方向。自由电子带负电,其定向移动方向与电流方向相反,故C错误。
D.在串联电路中,电流处处相等;但在并联电路中,若两个用电器的电阻相等(如两个相同的灯泡并联),则通过它们的电流也相等。因此,电流相等不一定表示串联,故D正确。
故选D。
3. 用磁化后的缝衣针、按扣、大头针、橡皮泥等自制一个简易指南针,如图所示。仅在地磁场的作用下,可以自由转动的缝衣针静止时针尖指向北方。下列说法正确的是( )
A. 缝衣针针尖是指南针的S极
B. 缝衣针针尖所指的方向与该点地磁场方向相同
C. 缝衣针静止后不再受到地磁场的作用
D. 缝衣针周围存在磁感线
【答案】B
【解析】
【详解】A.在地磁场作用下,缝衣针静止时针尖指向北方,地理北极附近是地磁南极,异名磁极相互吸引,所以缝衣针针尖是指南针的N极,故A错误;
B.物理学中规定,小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向,缝衣针针尖是N极,所以缝衣针针尖所指的方向与该点地磁场方向相同,故B正确;
C.只要处在地磁场中,就会受到地磁场的作用,缝衣针静止后依然受到地磁场的作用,故C错误;
D.磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线,实际并不存在,所以缝衣针周围不存在磁感线,故D错误。
故选B。
4. 如图所示是两个实验室中常用的定值电阻和,两电阻均由粗细均匀、材料相同的电阻丝缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上制成,绕制比绕制所用的电阻丝更粗、且缠绕的圈数更少。将、并联在电路中工作一段时间。关于和相关物理量的比较,下列说法正确的是( )
A. 通过的电流更小
B. 两端的电压更大
C. 消耗电能更快
D. 电流通过产生的热量更多
【答案】C
【解析】
【详解】AB.电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。两电阻丝材料相同,R1的电阻丝更粗,即横截面积大、缠绕圈数更少,即长度更短,则。并联电路中各支路两端的电压相等,都等于电源电压,所以R1和R2两端的电压相等;根据欧姆定律,可知通过R1的电流大于通过R2的电流,故AB错误;
C.电功率表示电流做功的快慢,R1和R2两端的电压相等,且,根据,可知R1的电功率大于R2的电功率,即R1消耗电能更快,故C正确;
D.R1和R2两端的电压相等,工作时间相同,且,根据公式,可知电流通过R1产生的热量更多,故D错误。
故选C。
5. 如图所示是耒阳二中安装的智能门禁系统。当门禁系统接通电源后,电源指示灯会发光。进入学校必须通过刷卡()或人脸识别(),当刷卡或人脸识别成功(相当于闭合开关)时,电动机工作,控制门打开。图乙所示电路,能正确模拟门禁系统工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意,“当门禁系统接通电源后,电源指示灯会发光”,这说明电源指示灯L所在的支路是常通的,即它应该与电源直接相连,且与其他用电器并联,且其支路中没有开关控制。当刷卡或人脸识别成功时电动机工作,这说明刷卡和人脸识别是两种独立的控制方式,任何一种方式成功都可以使电动机工作,所以开关并联后再与电动机M串联,另外由于电动机没有工作时灯泡也能发光,说明灯泡与电动机是并联的关系,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
6. 如图所示为甲、乙两个电暖器及对应铭牌。两个电暖器都正常工作时,下列说法正确的是( )
A. 甲电暖器的实际电压比乙电暖器的实际电压高
B. 通过两个电暖器的电流相等
C. 甲电暖器消耗电能比乙电暖器消耗电能快
D. 相同时间内,两个电暖器消耗的电能一样多
【答案】C
【解析】
【详解】电暖器正常工作时,实际电压等于额定电压,实际功率等于额定功率。
A.由图可知,两电暖器的额定电压相同,即两电暖器正常工作时的电压相同,甲电暖器的实际电压与乙电暖器的实际电压相等,故A错误;
B.两个电暖器的额定电压相同,甲的额定功率大,根据可知,甲的额定电流大,即正常工作时通过甲电暖器的电流大,故B错误;
C.电功率是表示电流做功快慢的物理量,甲的额定功率为2200W,乙的额定功率为1100W,正常工作时,实际功率等于额定功率,所以甲的实际功率大于乙的实际功率,说明正常工作时,甲电暖器消耗电能比乙电暖器消耗电能快,故C正确;
D.根据可知,在相同时间内,甲的额定功率大,消耗的电能多,若时间不同,无法直接比较,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,电源两端电压保持不变,、和均为定值电阻。闭合开关S,电流表、的示数分别为、()。下列判断正确的是( )
A.
B. 通过电阻的电流方向为
C. 通过电阻的电流大小为
D. 干路中的电流大小为
【答案】A
【解析】
【详解】A.如图,三个电阻并联,A2测量通过R1、R2的电流,A1测量通过R2、R3的电流,电流表、的示数分别为、,且,由此可知,通过R1的电流小于通过R3的电流,由于三个电阻并联,R1、R3两端的电压相等,由可知,,故A正确;
B.电流从电源正极流出,经电流表A2,在R1右端接线柱分两支,一支过R1,另一支过R2,通过R2的电流方向,故B错误;
C.由分析可知,,其中、、分别为通过R1、R2、R3的电流;通过R2的电流
故C错误;
D.干路电流,其中为通过R2的电流,故D错误。
故选A。
8. 如图所示电路,开关闭合后,发现都不亮。小明将开关、和的接线柱分别用a、b、c、d、e、f表示,用一块电压表检测电路故障。表中是他记录的检测数据。则故障的原因可能是( )
电压表接入的位置
a、f
a、e
a、d
a、c
a、b
电压表的示数/V
3
3
3
3
0
A. 的灯丝断了 B. 短路了
C. 连接e、d的导线断了 D. 连接b、c的导线断了
【答案】D
【解析】
【详解】A.如果L1灯丝断开,测量a、c两点时电压表示数应为0,与表不数据矛盾,故A不符合题意;
B.如果L2短路,电路是通路,L1会正常发光,与题目中L1、L2都不亮的现象矛盾,故B不符合题意;
C.如果连接e、d的导线断开,测量a、d两点间电压时,电压表的示数应为0,和表格中示数为3V不符,故C不符合题意;
D.如果连接b、c的导线断开,整个电路断路,两灯都不亮,当电压表接a-f、a-e、a-d、a-c时,电压表均与电源相通,示数均为3V,电压表接a-b时,电压表与电源之间是断路,示数为0,完全匹配表格所有数据,故D符合题意。
故选D。
9. 实验室里有两种型号的白炽灯泡,规格为“1.5V 0.3A”、“2.5V 0.3A”,不考虑灯丝电阻的变化,下列说法正确的是( )
A. 两灯正常工作时,的电阻比大
B. 将两灯串联接入电路中,比亮
C. 消耗的电能一定比消耗的电能少
D. 两灯并联接入1.5V的电路中,电流通过消耗电能比快
【答案】D
【解析】
【详解】由题可知,灯泡额定电压、额定电流;灯泡额定电压、额定电流。灯丝电阻不变,根据欧姆定律可得,两灯正常工作时的电阻分别为
额定功率分别为
A.由分析可知,两灯正常工作时灯泡的电阻比灯泡小,故A错误;
B.两灯串联时电流相等,根据,因,故实际功率,即比亮,故B错误;
C.由,消耗的电能的多少取决于功率和时间,未指定时间或工作条件,无法确定消耗电能多少,故C错误;
D.两灯并联在电路中,两端的实际电压等于其额定电压1.5V,则的实际功率
两端的实际电压,通过的电流
的实际功率
因为,则的实际功率较大,消耗电能较快,故D正确。
故选D。
10. 某兴趣小组按照如图甲所示的电路进行实验,其中电源为可调压直流学生电源,小灯泡L的额定电压为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω。闭合开关S,改变电源两端电压并根据记录的电流表和电压表示数,绘制出I-U关系图像,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 改变电源两端电压,小灯泡L的阻值保持不变
B. 小灯泡L的额定功率为3W
C. 根据图像可以推断出当电压表示数增大时,电路的总电阻变小
D. 当电路的总功率为0.8W时,小灯泡L的实际功率为0.6W
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图乙可知,当电源电压增大,干路电流也增大,因灯泡和定值电阻并联,说明通过灯泡的电流也增大,根据可知,灯泡的实际功率变大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大,故A错误;
B.由图乙可知,当电源电压为6V时,干路电流为0.5A,此时灯泡正常发光,通过定值电阻的电流
根据并联电路电流规律可知,灯泡额定电流
则灯泡的额定功率,故B错误;
C.由图乙可知,当电源电压增大,干路电流也增大,且电流增大量小于电压增大量,且图像在偏向U轴,根据可知,电路的总电阻要变大,故C错误;
D.由图乙可知,当电源电压为2V时,干路电流为0.4A,此时电路的总功率为
根据欧姆定律可知,通过定值电阻的电流
根据并联电路电流规律可知,灯泡实际电流
则灯泡的实际功率,故D正确。
故选D。
11. 如图所示,把标有“6V 3W”的小灯泡L与最大阻值为100Ω的滑动变阻器R连接在电压恒定为18V的电路中,灯丝电阻不随温度变化。电流表和电压表选择的量程分别为“0~0.6A”和“0~15V”。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片P,则下列说法中正确的是( )
A. 向右移动滑片P,电流表和电压表示数均变小
B. 向左移动滑片P,电路中的最大电流为0.6A
C. 滑动变阻器接入电路中的阻值变化范围为24Ω~60Ω
D. 小灯泡电功率的变化范围是0.5W~3W
【答案】C
【解析】
【详解】A.分析电路可知,小灯泡L和滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压,当向右移动滑片P时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电源电压和灯的电阻不变,根据公式可知,电路中电流变小,即电流表示数变小,根据欧姆定律可知灯两端的电压为,电流变小,灯的电阻不变,所以灯两端的电压变小,根据串联电路中电压的规律,灯的电压加上滑动变阻器的电压等于电源电压,电源电压不变,灯的电压变小,所以滑动变阻器的电压变大,即电压表示数变大,故A错误;
B.电流表决定电路中最大电流为0.6A,小灯泡工作时实际电流不能超过额定电流,则小灯泡决定电路中最大电流为
则电路中的最大电流为0.5A,故B错误;
C.小灯泡的电阻为
电路中最小总电阻为
滑动变阻器接入电路的最小电阻为
当电压表示数最大时,电流中电流最小,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中最小电流为
滑动变阻器接入电路的最大电阻为
所以,滑动变阻器接入电路中的阻值变化范围为24Ω~60Ω,故C正确;
D.根据公式,灯的电阻一定,当电流最大时,灯的功率最大,当电流最小时灯的功率最小,则灯的最大功率为
灯的最小功率为
所以,小灯泡的功率范围为0.75W~3W,故D错误。
故选C。
12. 如图所示,将一个厚底薄壁圆柱形水杯放在方形容器底部。缓慢向容器内注水,当水深为6cm时,水杯刚刚脱离容器底;继续向容器中注水,当水深为12cm时,停止注水。用竹签缓慢向下压水杯,当杯口与水面相平时,水深为13cm;再向下压水杯,使水杯沉入容器底部,此时水深为11cm。已知水杯的底面积为30cm2,容器的底面积为100cm2,,g取10N/kg。则下列结果中正确的是( )
A. 水杯的质量为90g B. 水杯的密度为2.5g/cm3
C. 水杯沉底后受到的浮力为0.9N D. 竹签对水杯的最大压力为1N
【答案】D
【解析】
【分析】当水深为6cm时,水杯刚刚脱离容器底,即刚漂浮,根据阿基米德原理结合浮沉条件算出水杯的质量;当水深为12cm时,水杯仍漂浮,算出容器中水的体积;当水深为11cm时,水杯沉入容器底部,算出水杯和水的总体积,最后得出水杯的体积,根据密度公式算出水杯的密度;根据阿基米德原理算出水杯沉底后受到的浮力;当水深为13cm时,杯口与水面相平,算出水杯排开水的体积,根据阿基米德原理算出浮力,由受力分析得出竹签对水杯的最大压力。
【详解】A.当水深为6cm时,水杯刚脱离容器底,即刚好漂浮,此时
水杯的质量
故A错误;
B.当水深为12cm时,水杯仍漂浮,此时容器中水的体积
当水深为11cm时,水杯和水的总体积
水杯的体积
水杯的密度
故B错误;
C.当水深为11cm时,水杯沉底,受到的浮力
故C错误;
D.当水深为13cm时,杯口与水面相平,此时水杯排开水的体积
受到的浮力
由A可知,水杯的重力
此时竹签对水杯的最大压力
故D正确。
故选D。
二、多选题(以下各题的正确选项均不止一个,错选不得分,漏选得1分,共10分)
13. 下列说法正确的有( )
A. 电荷的定向移动形成电流
B. 金属中自由电子定向移动的方向就是电流的方向
C. 在闭合电路中要得到持续电流就必须有电源
D. 一段导体在没有接入电路工作时,它的电阻为零
【答案】AC
【解析】
【详解】A.电流的定义就是电荷的定向移动形成电流,正电荷、负电荷的定向移动都能形成电流,故A正确;
B.物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向;金属中自由移动的是负电荷(自由电子),因此自由电子定向移动的方向与电流方向相反,故B错误;
C.持续电流的产生需要两个条件:①电路闭合;②有电源提供电压,二者缺一不可,因此闭合电路中要得到持续电流必须有电源,故C正确;
D.电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,和导体是否接入电路、是否有电流通过无关,因此导体未接入电路时电阻也不为零,故D错误。
故选AC。
14. 下列说法中正确的是
A. 用磁感线可以描述磁场的强弱
B. 只要导体在磁场中运动,该导体中就会产生感应电流
C. 通电导体产生的磁场的方向与通过该导体的电流方向有关
D. 利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向
【答案】AC
【解析】
【详解】A.磁感线越密的地方,磁场越强,所以可以用磁感线描述磁场的强弱,故A正确;
B.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,所以导体在磁场中运动,不一定会产生感应电流,故B错误;
C.奥斯特实验说明了通电导体周围存在磁场,该实验还表明电流方向改变时,其磁场方向也随之改变,所以,通电导体产生的磁场的方向与通过该导体的电流方向有关,故C正确;
D.利用铁屑可以看到磁体周围磁场的分布情况,但看不到磁场方向,小磁针在磁场中某一点静止时,N极的指向即为该点磁场的方向,故D错误。
故选AC。
15. 如图所示,①②③④为探究物理规律的四个实验,abcd为物理规律的应用实例,箭头表示规律和应用之间的对应关系,其中对应关系正确的是( )
A. A B. B C. C D. D
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.电流的磁效应是指电流通过导体时会产生磁场,电磁起重机的工作原理也是通过对电流的通断来控制磁性大小的,故A正确;
B.通电导线在磁场中受到力的作用是电动机的工作原理,故B正确;
C.电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,手摇发电机正是利用了这一个原理,故C正确;
D.同种电荷相互排斥遵循库仑定律,而磁悬浮地球仪是属于磁现象中的同名磁极相互排斥,故D错误。
故选ABC。
16. 小明设计了一个能自动记录跳绳次数的装置,其简化电路如图甲、乙所示。已知是光敏电阻,电源电压、,电阻箱调至,自动计数器上标有“”。闭合甲图中的开关,在跳绳过程中,当绳子挡住射向的红外线时,的阻值会变为某一更大阻值,此时信号触发器(在甲图中可看作电压表)两端的电压变为,触发乙图中的开关闭合,自动计数器计数一次;当电压不等于时,开关断开。图丙是小明跳绳过程中的某段时间内,信号触发器两端的电压随时间t变化的图像。下列说法正确的是( )
A. 自动计数器正常工作时的电流为
B. 0~0.80s自动计数器消耗的电能为
C. 当绳子挡住射向的红外线时,、
D. 若电压减小,为使计数器正常工作,可将电阻箱的阻值适当调大
【答案】BD
【解析】
【详解】由甲图电路知,与串联,AB间电压为两端电压;
A.由可知,自动计数器正常工作时的电流为
故A错误;
B.由图丙可知,0.4s内计数一次,计数一次的时间
0~0.80s自动计数器计数两次,所用时间为
则0~0.80s自动计数器消耗的电能为
故B正确;
C.当绳子挡住射向的红外线时,的电阻会变大,根据欧姆定律可知,电路的电流减小,两端的电压减小,由图知,此时AB间的电压为2V,即
则此时电路的电流为
根据串联电路电压的规律知,两端的电压为
的电阻为
故C错误;
D.若电压减小,根据欧姆定律可知,电路的电流减小,减小,要使不变,需要增大的电阻,使计数器正常工作,故D正确。
故选BD。
17. 将边长为10cm、质量为2000g的正方体甲放在水平地面上,细绳的一端系于正方体甲上表面的中央,另一端竖直拉着杠杆的A端,把质量为400g 的物体乙悬挂在杠杆的B端, 此时,杠杆在水平位置平衡,如图所示。已知 lAO︰ lOB= 1︰2,不计杠杆的质量,g取10N/ kg。下列说法中正确的是( )
A. 细绳对甲的拉力为4N
B. 地面对甲的支持力12 N
C. 甲对地面的压强为1200Pa
D. 若用8N的力竖直向下拉乙,则甲对地面的压力为0
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由杠杆平衡的条件可得
F拉lAO=G乙lOB
则细绳对甲的拉力为
故A错误;
B.物体甲的重力为
G甲=m甲g=2kg×10N/kg=20N
则地面对甲的支持力为
F支=G甲-F拉=20N-8N=12N
故B正确;
C.甲保持静止,甲对地面的压力和地面对甲的支持力相等,即
F压=F支=12N
甲的底面积为
S甲=a2=(10cm)2=(0.1m)2=0.01m2
则甲对地面的压强为
故C正确;
D.若用8N的力竖直向下拉乙,则乙端绳子的拉力为
F乙=G乙+F拉乙=4N+8N=12N
根据杠杆平衡的条件
F拉甲lAO=F拉乙lOB
则甲端绳子的拉力为
因为
G甲<F拉甲
所以,甲对地面的压力为0,故D正确。
故选BCD。
三、实验题(18(2)2分、18、19每空1分,20、21、22每空2分,23(1)1分,23(2)3分,共28分)
18. 完成下列各题。
(1)图所示的装置中,闭合开关S后,螺线管B端的磁极是____极;
(2)用笔画线表示导线,将插座、电灯和控制它的开关正确地接入图所示的家庭电路中(A为相线,B为中性线);
(3)在无风的环境中,将一个条形磁铁悬挂于空旷的操场上,如图所示。静止时其N极指向____(选填“北方”或“南方”)。
【答案】(1)S##南
(2) (3)北方
【解析】
【小问1详解】
根据电源的正负极可知,电流流经螺线管时,在螺线管的外侧电流方向向上,根据安培定则可知,用手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指指向螺线管的N极方向,即A端为通电螺线管的N极,B端为通电螺线管的S极。
【小问2详解】
家庭电路的连接时,开关需要连接在相线与用电器之间,开关接灯泡要接在灯泡底部的金属触点上,灯泡的螺旋纹接中性线,双孔插座左端接中性线,右端接相线,如图所示:
【小问3详解】
根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,静止时其N极指向地磁南极,而地磁的北极在地理的南极,地磁的南极在地理的北极,因此静止时其N极指向地理的北极,即北方。
19. 图是小明“探究产生感应电流的条件”的实验装置,请按要求完成下列问题:
(1)闭合开关,下列可使灵敏电流计的指针发生明显偏转的操作是____________,这是__________现象。
A.磁体不动,使导体AB沿竖直方向做上下运动
B.磁体不动,使导体AB沿水平方向做左右运动
C.导体AB不动,使磁体沿竖直方向做上下运动
D.导体AB不动,使磁体沿水平方向做左右运动
(2)若要改变上述灵敏电流计指针偏转的方向,可进行的操作是________________。
(3)将实验装置中的灵敏电流计换成满足实验要求的电源,闭合开关后可观察到的现象是__________。
【答案】(1) ①. BD ②. 电磁感应
(2)改变导体在磁场中切割磁感线运动的方向##调换磁体的N、S极。
(3)导体AB运动
【解析】
【小问1详解】
[1]产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
A.导体棒在蹄形磁体中沿竖直方向运动,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,电流计的指针不会偏转,故A不符合题意;
B.导体棒在蹄形磁体中沿水平方向运动,导体做切割磁感线运动,会产生感应电流,电流计的指针会偏转,故B符合题意;
C.导体AB不动,使磁体沿竖直方向做上下运动,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,电流计的指针不会偏转,故C不符合题意;
D.导体AB不动,使磁体沿水平方向做左右运动,导体做切割磁感线运动,会产生感应电流,电流计的指针会偏转,故D符合题意。
故选BD;
[2]这是发电机原理,属于电磁感应现象。
【小问2详解】
感应电流的方向与磁场方向有关,与导体在磁场中切割磁感线运动方向有关。若要改变上述灵敏电流计指针偏转的方向,可进行的操作是:改变导体在磁场中切割磁感线运动的方向或调换磁体的N、S极。
【小问3详解】
将实验装置中的灵敏电流计换成满足实验要求的电源,闭合开关后,导体AB中有电流通过,磁场会对通电导体产生力的作用,可观察到导体AB运动。
20. 小石想探究“电流通过导体产生的热量与电阻大小是否有关”,组装了如图所示的实验装置。其中甲、乙是两个完全相同的烧瓶,烧瓶内分别装有阻值恒为和的电热丝,且,再用带有规格完全相同的温度计的橡胶塞封住瓶口。加热过程中热损失忽略不计。主要实验步骤如下:
①将甲乙两烧瓶内装入质量、初温均相同的煤油;
②滑动变阻器的滑片移至适当位置,闭合开关,记录甲、乙瓶中温度计的示数;
③通电3min后,再次记录两个烧瓶中温度计的示数;
④利用计算出甲、乙烧瓶中煤油的温度变化量和,并将的值记录在表格中;
请根据以上叙述回答下列问题:
(1)实验中用______来反映电流通过导体产生热量的多少。
(2)实验测得,可以得到的结论是______。
(3)小石仅将另一种质量、初温与甲瓶相同的未知液体替换乙烧瓶内的煤油,通电3min后,若观察到乙烧瓶中温度计示数变化小于,则可判断该液体的比热容______(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】(1)温度计示数的变化量
(2)在电流和通电时间相同的情况下,导体电阻越大,电流通过导体产生的热量越多
(3)大于
【解析】
【小问1详解】
电流通过导体产生热量的多少无法直接测量,由于烧瓶内装有质量、初温均相同的煤油,电流通过导体产生的热量越多,煤油吸收的热量就越多,温度计示数变化量就越大,所以可通过温度计示数的变化量来间接反映电流通过导体产生热量的多少。
【小问2详解】
两个电阻丝串联在电路中,通过它们的电流和通电时间相同,且,实验测得,说明乙瓶中电阻产生的热量多,由此可得:在电流和通电时间相同的情况下,导体电阻越大,电流通过导体产生的热量越多。
【小问3详解】
根据公式,在质量m和吸收热量Q相同的情况下,温度变化量与比热容c成反比。因为替换液体后,通电时间相同,乙容器内电阻产生的热量相同,液体质量相同,未知液体温度变化小,未知液体的比热容大,故该液体的比热容大于煤油的比热容。
21. 小明用两个相同的铁钉作为铁芯绕制了两个线圈匝数不同的电磁铁,探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关,他所设计的实验电路如图所示。
(1)实验中,通过观察_______来比较电磁铁磁性强弱;
(2)保持滑动变阻器滑片P位置不变,通过观察图中实验现象,可得结论:电磁铁磁性强弱与________有关;
(3)图中实验装置________(选填“能”或“不能”)探究电磁铁磁性强弱与电流大小是否有关。
【答案】(1)吸引的大头针的数量
(2)线圈匝数 (3)能
【解析】
【小问1详解】
根据转换法,实验中,通过观察吸引的大头针的数量来比较电磁铁磁性强弱。
【小问2详解】
图中两电磁铁串联,通过的电流相同,保持滑动变阻器滑片P位置不变,通过观察图中实验现象可知,右侧电磁铁缠绕的线圈匝数多,右侧电磁铁吸引的大头针的数量多,由转换法可知,右侧电磁铁的磁性强,可得结论:电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关。
【小问3详解】
探究电磁铁磁性强弱与电流大小,要控制线圈匝数相同,改变电流大小,以图中任一电磁铁为研究对象(线圈匝数相同),通过移动变阻器的滑片改变电路的电流,根据电磁铁吸引大头针的数量可探究电磁铁磁性强弱与电流大小是否有关。
22. 为了制作一个最大阻值为Rm的滑动变阻器,某同学需要购买一种电阻丝,实验室恰好有一小段同种规格电阻丝样品,长为l0,他想利用该样品估算所需电阻丝的长度L。已知该种电阻丝粗细均匀,且其阻值与长度成正比。
(1)第一步:测量长为l0的样品电阻Rₓ的阻值利用学生电源(两端电压保持不变)、定值电阻R0、一个已调零的电流表、两个开关和导线若干设计了如图所示的电路进行实验,主要实验步骤如下:
①闭合开关S1,断开开关S2,记录电流表的示数为I1。
②闭合开关S1、S2,记录电流表的示数为I2。
③写出样品电阻Rx阻值的表达式:____。(用R0、I1、I2表示)
(2)第二步:写出制作滑动变阻器所需电阻丝的长度L表达式____。(用Rm、l0、Rx表示)
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由图可知,闭合开关S1,断开开关S2时,电阻R0与Rx串联,闭合开关S1、S2时,电阻Rx被短路,只有电阻R0接入电路,由电源电压不变可得
解得
【小问2详解】
导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,其它因素相同时,电阻的大小与长度成正比,制作滑动变阻器所需电阻丝的长度
23. 实验室有两个热敏电阻、,热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小,热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大。某同学利用热敏电阻设计了一个测温电路,其简化电路如图所示,其中电源两端电压不变,为定值电阻,R为热敏电阻(用符号“”表示),显示仪由电压表改装而成。测量物体温度时,要求显示仪的示数随被测物体的温度升高而增大。
(1)实验中应选择的热敏电阻是___(选填“”或“”)。
(2)请分析并说明选择的理由。(画出必要的等效电路图)
【答案】(1)
(2)见解析
【解析】
【小问1详解】
分析电路图,与热敏电阻R串联,显示仪由电压表改装而成,并联在热敏电阻两端,电路要求测量物体温度时,显示仪的示数随被测物体的温度升高而增大,根据串联电路的分压原理,要使显示仪示数变大,热敏电阻的阻值应随温度的升高而变大,已知热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小,热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大,故应选择热敏电阻。
【小问2详解】
由串联电路的特点以及欧姆定律得知此时电路中电流,电源电压U不变,为定值电阻,当温度提升时变大,此时I变小,由公式得知定值电阻两端电压变小,根据公式,得知两端电压变大,即电压表示数变大,满足题目要求,故画等效电路图如下:
四、计算题(24题4分,25题4分,共8分)
24. 图甲是小明家的多功能电煮锅,其内部简化电路如图乙所示,、为阻值一定的电热丝、通过控制开关、和的断开或闭合状态(其中和不能同时闭合),可以让电煮锅在不同挡位工作,该电煮锅铭牌中的部分参数如下表所示。
XX牌电煮锅
额定电压
220V
额定功率
低温挡
中温挡
400W
高温挡
1280W
(1)电煮锅在中温挡工作时,若开关断开,则开关和应分别处于什么状态?
(2)求电煮锅在高温挡正常工作15min所消耗的电能。
(3)求电煮锅低温挡的额定功率。
【答案】(1)断开,闭合
(2)
(3)275W
【解析】
【小问1详解】
电源电压U一定,由电功率公式可知,电路的总电阻R越小,电功率P越大。当S1、S3闭合,S2断开时,电阻R1与R2并联,总电阻最小,电功率最大,为高温挡。当S1、S2断开,S3闭合时,R2短路,只有电阻R1工作,为中温挡。中温挡功率为,高温挡功率为。高温挡时,R1和R2并联,总功率等于各支路功率之和,即。中温挡对应电阻R1工作,则。则R2的功率为
电煮锅在中温挡工作时,若开关S2断开,则开关S1应断开,S3应闭合。
【小问2详解】
高温挡正常工作15min消耗的电能
【小问3详解】
R1和R2串联时电路中电阻最大,电功率最小,对应为电煮锅的低温挡。两个电热丝单独工作功率分别为P1 = 400W,P2 = 880W。根据可得两个电热丝的电阻
串联总电阻
低温挡的额定功率
25. 如图所示,用滑轮组提升质量为2×l03kg的物体A。物体A 以0. lm/ s的速度匀速上升的过程中,电动机对绳子自由端拉力的功率恒为2400W,g 取10N/ kg。求:
(1)物体A受到的重力G;
(2)电动机对绳子自由端的拉力F;
(3)该滑轮组的机械效率η。
【答案】(1)2×104N;(2)8000N;(3)83.3%
【解析】
【详解】解:(1)物体A的质量为2×l03kg,则重力
(2)动滑轮上的绳子段数为3段,物体A以0.lm/s的速度匀速上升,则绳端的移动速度是
电动机对绳子自由端拉力的功率恒为2400W,则绳端拉力
(3)物体A上升时的功率
滑轮组的机械效率
答:(1)物体A受到的重力是2×104N;
(2)绳子自由端的拉力是8000N;
(3)滑轮组的机械效率是83.3%。
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北京市西城区德胜中学2025-2026学年度第二学期学科活动
初三年级物理学科
考试时间:70分钟
一、单选题(以下各题只有一个正确选项,错选不得分,每题2分,共24分)
1. 关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A. 电能表是测量电功率的仪表
B. 家庭电路中绝缘层破损的导线需要及时更换
C. 家庭电路中的电冰箱和空调是串联的
D. 导致家庭电路中电流过大的原因一定是短路
2. 下列说法正确的是( )
A. 绝缘体不容易导电是因为绝缘体内没有电荷
B. 只要有电源,电路中就一定会形成持续的电流
C. 电路中,自由电子定向移动的方向就是电流的方向
D. 若通过两个用电器的电流相等,则它们不一定是串联的
3. 用磁化后的缝衣针、按扣、大头针、橡皮泥等自制一个简易指南针,如图所示。仅在地磁场的作用下,可以自由转动的缝衣针静止时针尖指向北方。下列说法正确的是( )
A. 缝衣针针尖是指南针的S极
B. 缝衣针针尖所指的方向与该点地磁场方向相同
C. 缝衣针静止后不再受到地磁场的作用
D. 缝衣针周围存在磁感线
4. 如图所示是两个实验室中常用的定值电阻和,两电阻均由粗细均匀、材料相同的电阻丝缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上制成,绕制比绕制所用的电阻丝更粗、且缠绕的圈数更少。将、并联在电路中工作一段时间。关于和相关物理量的比较,下列说法正确的是( )
A. 通过的电流更小
B. 两端的电压更大
C. 消耗电能更快
D. 电流通过产生的热量更多
5. 如图所示是耒阳二中安装的智能门禁系统。当门禁系统接通电源后,电源指示灯会发光。进入学校必须通过刷卡()或人脸识别(),当刷卡或人脸识别成功(相当于闭合开关)时,电动机工作,控制门打开。图乙所示电路,能正确模拟门禁系统工作原理的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示为甲、乙两个电暖器及对应铭牌。两个电暖器都正常工作时,下列说法正确的是( )
A. 甲电暖器的实际电压比乙电暖器的实际电压高
B. 通过两个电暖器的电流相等
C. 甲电暖器消耗电能比乙电暖器消耗电能快
D. 相同时间内,两个电暖器消耗的电能一样多
7. 如图所示,电源两端电压保持不变,、和均为定值电阻。闭合开关S,电流表、的示数分别为、()。下列判断正确的是( )
A.
B. 通过电阻的电流方向为
C. 通过电阻的电流大小为
D. 干路中的电流大小为
8. 如图所示电路,开关闭合后,发现都不亮。小明将开关、和的接线柱分别用a、b、c、d、e、f表示,用一块电压表检测电路故障。表中是他记录的检测数据。则故障的原因可能是( )
电压表接入的位置
a、f
a、e
a、d
a、c
a、b
电压表的示数/V
3
3
3
3
0
A. 的灯丝断了 B. 短路了
C. 连接e、d的导线断了 D. 连接b、c的导线断了
9. 实验室里有两种型号的白炽灯泡,规格为“1.5V 0.3A”、“2.5V 0.3A”,不考虑灯丝电阻的变化,下列说法正确的是( )
A. 两灯正常工作时,的电阻比大
B. 将两灯串联接入电路中,比亮
C. 消耗的电能一定比消耗的电能少
D. 两灯并联接入1.5V的电路中,电流通过消耗电能比快
10. 某兴趣小组按照如图甲所示的电路进行实验,其中电源为可调压直流学生电源,小灯泡L的额定电压为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω。闭合开关S,改变电源两端电压并根据记录的电流表和电压表示数,绘制出I-U关系图像,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 改变电源两端电压,小灯泡L的阻值保持不变
B. 小灯泡L的额定功率为3W
C. 根据图像可以推断出当电压表示数增大时,电路的总电阻变小
D. 当电路的总功率为0.8W时,小灯泡L的实际功率为0.6W
11. 如图所示,把标有“6V 3W”的小灯泡L与最大阻值为100Ω的滑动变阻器R连接在电压恒定为18V的电路中,灯丝电阻不随温度变化。电流表和电压表选择的量程分别为“0~0.6A”和“0~15V”。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片P,则下列说法中正确的是( )
A. 向右移动滑片P,电流表和电压表示数均变小
B. 向左移动滑片P,电路中的最大电流为0.6A
C. 滑动变阻器接入电路中的阻值变化范围为24Ω~60Ω
D. 小灯泡电功率的变化范围是0.5W~3W
12. 如图所示,将一个厚底薄壁圆柱形水杯放在方形容器底部。缓慢向容器内注水,当水深为6cm时,水杯刚刚脱离容器底;继续向容器中注水,当水深为12cm时,停止注水。用竹签缓慢向下压水杯,当杯口与水面相平时,水深为13cm;再向下压水杯,使水杯沉入容器底部,此时水深为11cm。已知水杯的底面积为30cm2,容器的底面积为100cm2,,g取10N/kg。则下列结果中正确的是( )
A. 水杯的质量为90g B. 水杯的密度为2.5g/cm3
C. 水杯沉底后受到的浮力为0.9N D. 竹签对水杯的最大压力为1N
二、多选题(以下各题的正确选项均不止一个,错选不得分,漏选得1分,共10分)
13. 下列说法正确的有( )
A. 电荷的定向移动形成电流
B. 金属中自由电子定向移动的方向就是电流的方向
C. 在闭合电路中要得到持续电流就必须有电源
D. 一段导体在没有接入电路工作时,它的电阻为零
14. 下列说法中正确的是
A. 用磁感线可以描述磁场的强弱
B. 只要导体在磁场中运动,该导体中就会产生感应电流
C. 通电导体产生的磁场的方向与通过该导体的电流方向有关
D. 利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向
15. 如图所示,①②③④为探究物理规律的四个实验,abcd为物理规律的应用实例,箭头表示规律和应用之间的对应关系,其中对应关系正确的是( )
A. A B. B C. C D. D
16. 小明设计了一个能自动记录跳绳次数的装置,其简化电路如图甲、乙所示。已知是光敏电阻,电源电压、,电阻箱调至,自动计数器上标有“”。闭合甲图中的开关,在跳绳过程中,当绳子挡住射向的红外线时,的阻值会变为某一更大阻值,此时信号触发器(在甲图中可看作电压表)两端的电压变为,触发乙图中的开关闭合,自动计数器计数一次;当电压不等于时,开关断开。图丙是小明跳绳过程中的某段时间内,信号触发器两端的电压随时间t变化的图像。下列说法正确的是( )
A. 自动计数器正常工作时的电流为
B. 0~0.80s自动计数器消耗的电能为
C. 当绳子挡住射向的红外线时,、
D. 若电压减小,为使计数器正常工作,可将电阻箱的阻值适当调大
17. 将边长为10cm、质量为2000g的正方体甲放在水平地面上,细绳的一端系于正方体甲上表面的中央,另一端竖直拉着杠杆的A端,把质量为400g 的物体乙悬挂在杠杆的B端, 此时,杠杆在水平位置平衡,如图所示。已知 lAO︰ lOB= 1︰2,不计杠杆的质量,g取10N/ kg。下列说法中正确的是( )
A. 细绳对甲的拉力为4N
B. 地面对甲的支持力12 N
C. 甲对地面的压强为1200Pa
D. 若用8N的力竖直向下拉乙,则甲对地面的压力为0
三、实验题(18(2)2分、18、19每空1分,20、21、22每空2分,23(1)1分,23(2)3分,共28分)
18. 完成下列各题。
(1)图所示的装置中,闭合开关S后,螺线管B端的磁极是____极;
(2)用笔画线表示导线,将插座、电灯和控制它的开关正确地接入图所示的家庭电路中(A为相线,B为中性线);
(3)在无风的环境中,将一个条形磁铁悬挂于空旷的操场上,如图所示。静止时其N极指向____(选填“北方”或“南方”)。
19. 图是小明“探究产生感应电流的条件”的实验装置,请按要求完成下列问题:
(1)闭合开关,下列可使灵敏电流计的指针发生明显偏转的操作是____________,这是__________现象。
A.磁体不动,使导体AB沿竖直方向做上下运动
B.磁体不动,使导体AB沿水平方向做左右运动
C.导体AB不动,使磁体沿竖直方向做上下运动
D.导体AB不动,使磁体沿水平方向做左右运动
(2)若要改变上述灵敏电流计指针偏转的方向,可进行的操作是________________。
(3)将实验装置中的灵敏电流计换成满足实验要求的电源,闭合开关后可观察到的现象是__________。
20. 小石想探究“电流通过导体产生的热量与电阻大小是否有关”,组装了如图所示的实验装置。其中甲、乙是两个完全相同的烧瓶,烧瓶内分别装有阻值恒为和的电热丝,且,再用带有规格完全相同的温度计的橡胶塞封住瓶口。加热过程中热损失忽略不计。主要实验步骤如下:
①将甲乙两烧瓶内装入质量、初温均相同的煤油;
②滑动变阻器的滑片移至适当位置,闭合开关,记录甲、乙瓶中温度计的示数;
③通电3min后,再次记录两个烧瓶中温度计的示数;
④利用计算出甲、乙烧瓶中煤油的温度变化量和,并将的值记录在表格中;
请根据以上叙述回答下列问题:
(1)实验中用______来反映电流通过导体产生热量的多少。
(2)实验测得,可以得到的结论是______。
(3)小石仅将另一种质量、初温与甲瓶相同的未知液体替换乙烧瓶内的煤油,通电3min后,若观察到乙烧瓶中温度计示数变化小于,则可判断该液体的比热容______(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
21. 小明用两个相同的铁钉作为铁芯绕制了两个线圈匝数不同的电磁铁,探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关,他所设计的实验电路如图所示。
(1)实验中,通过观察_______来比较电磁铁磁性强弱;
(2)保持滑动变阻器滑片P位置不变,通过观察图中实验现象,可得结论:电磁铁磁性强弱与________有关;
(3)图中实验装置________(选填“能”或“不能”)探究电磁铁磁性强弱与电流大小是否有关。
22. 为了制作一个最大阻值为Rm的滑动变阻器,某同学需要购买一种电阻丝,实验室恰好有一小段同种规格电阻丝样品,长为l0,他想利用该样品估算所需电阻丝的长度L。已知该种电阻丝粗细均匀,且其阻值与长度成正比。
(1)第一步:测量长为l0的样品电阻Rₓ的阻值利用学生电源(两端电压保持不变)、定值电阻R0、一个已调零的电流表、两个开关和导线若干设计了如图所示的电路进行实验,主要实验步骤如下:
①闭合开关S1,断开开关S2,记录电流表的示数为I1。
②闭合开关S1、S2,记录电流表的示数为I2。
③写出样品电阻Rx阻值的表达式:____。(用R0、I1、I2表示)
(2)第二步:写出制作滑动变阻器所需电阻丝的长度L表达式____。(用Rm、l0、Rx表示)
23. 实验室有两个热敏电阻、,热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小,热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大。某同学利用热敏电阻设计了一个测温电路,其简化电路如图所示,其中电源两端电压不变,为定值电阻,R为热敏电阻(用符号“”表示),显示仪由电压表改装而成。测量物体温度时,要求显示仪的示数随被测物体的温度升高而增大。
(1)实验中应选择的热敏电阻是___(选填“”或“”)。
(2)请分析并说明选择的理由。(画出必要的等效电路图)
四、计算题(24题4分,25题4分,共8分)
24. 图甲是小明家的多功能电煮锅,其内部简化电路如图乙所示,、为阻值一定的电热丝、通过控制开关、和的断开或闭合状态(其中和不能同时闭合),可以让电煮锅在不同挡位工作,该电煮锅铭牌中的部分参数如下表所示。
XX牌电煮锅
额定电压
220V
额定功率
低温挡
中温挡
400W
高温挡
1280W
(1)电煮锅在中温挡工作时,若开关断开,则开关和应分别处于什么状态?
(2)求电煮锅在高温挡正常工作15min所消耗的电能。
(3)求电煮锅低温挡的额定功率。
25. 如图所示,用滑轮组提升质量为2×l03kg的物体A。物体A 以0. lm/ s的速度匀速上升的过程中,电动机对绳子自由端拉力的功率恒为2400W,g 取10N/ kg。求:
(1)物体A受到的重力G;
(2)电动机对绳子自由端的拉力F;
(3)该滑轮组的机械效率η。
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