内容正文:
2025-2026学年第二学期阶段训练(一)
九年级物理试卷
时间:80分钟 满分:100分
一、选择题(每题3分,共21分)
1. 下列数据中,最接近生活实际的是( )
A. 小灯泡发光时的电流约为0.2A B. 一节新干电池的电压为3V
C. 家用冰箱的功率约为2000W D. 冬天洗澡水的温度为90℃
2. 如图,红茶加工包含“萎凋”“揉捻”“发酵”“烘干”等工序。下列说法错误的是( )
A. “萎凋”时摊开茶叶可加快水分蒸发
B. “揉捻”使茶叶卷缩,说明力可改变物体的形状
C. “发酵”时闻到气味是因为分子在永不停息地运动
D. “烘干”是通过做功减小茶叶的内能
3. 如图有关静电现象的解释正确的是( )
A. 甲图:手放在静电球上头发立起来了,是因为头发带上了异种电荷
B. 乙图:与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,是因为橡胶棒失去了电子
C. 丙图:带负电的A接触不带电的验电器B,瞬间电流方向从B到A
D. 丁图:静电窗花经过摩擦便可“粘”在玻璃上,因为摩擦创造了电荷
4. 如图,趋磁细菌是能在体内合成具有磁性的物质的一类细菌,将磁铁置于某些趋磁细菌附近,它会向磁铁的N极运动。海洋中,这种细菌在地磁场驱使下运动的方向为( )
A. 向南 B. 向北 C. 向西 D. 向东
5. 将标有“6V 6W”的甲灯泡和“6V 3W”的乙灯泡串联后,接在电压为9V的电源上。不考虑温度对灯丝电阻的影响,则( )
A. 甲灯能正常发光 B. 乙灯能正常发光
C. 两灯均能正常发光 D. 两灯均不能正常发光
6. “天工”社团的同学们用宽度不同、厚度均匀的铝片自制了一个电热切割器,用来切割塑料泡沫,如图所示。下列分析正确的是( )
A. 通过EF、FG和GH三段铝片的电流相等
B. 加在EF、FG和GH三段铝片两端的电压相等
C. EF、FG和GH三段铝片的电阻相等
D. 用GH段去切割塑料泡沫,效果最好
7. 新能源汽车作为我国新质生产力的杰出代表,各项技术均处于世界领先水平。其中一种能量回收技术,是当汽车在滑行或制动时,内部线圈切割磁感线产生感应电流,将机械能转化为电能。如图实验中工作原理与之相同的是( )
A. B. C. D.
二、填空题(每空1分,共21分)
8. 2024年10月30日凌晨4时27分,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射升空,火箭起飞时,采用液态氢作为燃料,原因是液态氢的________(选填“比热容”或“热值”)大。燃料燃烧时,把燃料的________能转化为内能,最终转化为火箭升空的_________能。
9. 如图甲,深外美食节时某班在教室里煮火锅,走廊也能闻到香味,这是_________现象;用锅煮肉时,是通过___________的方式增加了肉的内能。如图乙,是电火锅电源线的三脚插头,将其插入插座时,家庭电路的保护线与___________脚(选填“E”“L”或“N”)相连。
10. 某老旧小区改造工地,工人用起重机将重的施工材料匀速吊上6m高工作台,用了10s。施工材料上升的速度是___________m/s;起重机对施工材料做功___________J,做功的功率是___________W。
11. 如图所示是四冲程内燃机工作循环中的________冲程。若此内燃机1s内对外做功20次,则曲轴的转速是________r/min。在一个工作循环中消耗了20g汽油(q汽油=4.6×107J/kg),若这台汽油机的效率为30%,则一个工作循环中输出的有用机械能为________J。
12. 2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心发射,并取得圆满成功。太阳能电池翼和储能电池是神舟二十号的主要能源系统。太阳能属于______(选填“可再生”或“不可再生”)能源。太阳能电池翼将太阳能转化为______能。5月22日,航天员在地面科研人员配合下完成了舱外设备设施巡检等出舱任务,该过程中航天员与地面科研人员是通过______(选填“电磁波”或“超声波”)传递信息的。
13. 如图所示是“探究电流通过导体产生热量多少跟什么因素有关”的实验装置。将四段电阻丝a、b、c、d分别放在两个密封着等量空气的相同的透明容器中,实验中用U形管内液面高度的变化反映密封空气温度的变化。若探究电流产生热量与电流的关系,应选择______(选填“甲”或“乙”)装置;甲装置闭合开关一段时间后,产生热量更多的是电阻丝______,若乙装置中通过电阻丝c的电流为0.6A,则电阻丝d在1min内产生的热量是__________________J。
14. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系图像如图乙所示,则可判断电源电压是__________V,R0=__________Ω,滑动变阻器的最大阻值为Rab=__________Ω。
三、作图题(共7分)
15.
(1)如图所示,请标出电源正、负极和磁感线的方向。
(2)如图所示,凸透镜的主光轴与平静水面重合,F为凸透镜的焦点,入射光线AB平行主光轴,请画出AB经过凸透镜后的折射光线和进入水中的折射光线。
(3)如图所示,一物体以某一速度冲上表面粗糙的固定斜面,请画出该物体在上滑过程中所受力的示意图。(力的作用点画在物体的重心)
四、实验题(每空1分,共19分)
16.
(1)如图甲所示方法测出的硬币直径是______cm,如图乙所示秒表读数______s,如图丙所示,物块处于静止状态,物块重力为______N。
(2)小明将天平放在水平桌面上测量一个物体的质量。在游码调零后,发现指针偏左,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)移动,使横梁水平平衡。放上物体,通过加减砝码及移动游码,使横梁再次水平平衡时,天平如图丁所示,物体的质量为______g。
(3)如图戊所示,体温计的读数为______℃。
17.
(1)小王同学用如图甲所示的电路探究影响导体电阻大小的因素。如图乙,导体A、B、D的横截面积为S,C的横截面积为2S,导体A、B、C的长度相同。
①为了探究导体的电阻与其横截面积的关系,小王同学在M、N之间接入的两段导体应是______(选填导体的字母名称);
②实验中可以通过观察______来粗略地比较导体电阻的大小。若接入M、N之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小时,请你给小王同学提一条解决方案:______。
(2)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图甲所示的电路,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根据图甲,用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整______;
②闭合开关后,发现电压表指针不偏转,电流表有示数,则故障可能是______;
③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;
④根据实际数据,绘制了如图丙的图像,则实验过程中控制电阻两端电压为______V。
18. 小王用如图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率时,电源电压为3V,若所用器材均能满足实验需要。
(1)连接电路时,开关要______(选填“断开”或“闭合”);滑动变阻器滑片应该移到最______端(选填“左”或“右”);
(2)小王实验过程记录数据如下表,其中当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光,由图乙可知,此时电流表的示数为______A,小灯泡的额定功率为______W;
实验次数
小灯泡两端的电压U/V
通过小灯泡的电流I/A
小灯泡的亮度
1
2.5
正常发光
2
2.0
0.26
较暗
3
3.0
0.32
较亮
(3)小灯泡的实际功率越______(选填“大”或“小”),小灯泡越亮。某同学通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差,这种做法是______(选填“正确”或“错误”)的。
五、计算题(共13分)
19. 某消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能,其简化电路如图所示。发热电阻,紫外灯L规格为“220V 50W”。闭合开关和,消毒柜正常工作,求:
(1)通过R的电流;
(2)R的电功率;
(3)L工作100s消耗的电能。
20. 如图所示的电路中,电阻。闭合开关S,电流表示数为1A。
(1)求电源电压;
(2)当滑片P位于滑动变阻器中点时,电流表示数为1.2A,求此时滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)当滑片P位于滑动变阻器最右端时,求整个电路的电功率。
六、综合能力题(每空1分,共19分)
21. 小明利用如图所示的装置研究电磁感应现象。
(1)图中E、F两接线柱间应接入的仪器是______(选填“电源”或“灵敏电流计”)。
(2)闭合电路,让导体棒AB从图示位置水平向左运动时,电路中______(选填“有”或“没有”)感应电流产生。闭合开关,若导体棒AB不动,左右移动磁铁,电路中______(选填“有”或“没有”)感应电流产生。
(3)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显,在不增加器材的前提下,请提出一条改进措施:____________。
(4)从能量的角度分析,产生感应电流的过程就是______能转化为电能的过程,生活中利用电磁感应原理的实例有____________。(列举1个)
22. 阅读下面短文,并回答问题。
超导现象
通常情况下,导体都有一定的电阻,因而电流流过导体时,导体就会对电流产生阻碍作用,由于阻碍而发热就会造成能量的损耗。但科学家们发现,某些导体当其温度下降得足够低时(例如铝的温度达到时),其电阻会变成零,这就是超导现象。利用超导现象,有科学家作出这样的假设,在一个超导环(如图甲)中通入一定的电流I,该电流会在超导环内永久环流而不衰减。
(1)超导体在超导状态下的导电能力要比导体______(选填“强”或“弱”);
(2)现在超导体还不能广泛应用,主要是因为要达到超导状态,对于______这一环境条件的要求非常苛刻;
(3)某种金属的电阻随时间变化的图像如图乙,其电阻随温度的升高而______(选填“增大”或“减小”),则时刻的电阻比时刻______(选填“大”或“小”),时刻的温度比时刻______(选填“高”或“低”);
(4)假如科学家研制出常温超导体,则它最适合应用于下面哪种情况______。
A. 电水壶 B. 高压输电线 C. 电饭煲 D. 电吹风
23. 阅读下面的短文,回答问题
新型发热材料﹣PTC
PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它以钛酸钡为主,渗入多种物质后加工而成,目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的.
PTC有一个根据需要设定的温度,低于这个温度时,其电阻随温度的升高而减小,高于这个温度时,电阻值则随温度的升高而增大,我们把这个设定的温度叫“居里点温度”,用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能,应用十分广泛.
(1)家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件,如图(a)为其电阻随温度变化的图象,由图可知,该PTC材料的居里点温度为_____℃.
(2)家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右,若它的温度高于165℃,电阻_____(选填“变大”、“变小”或“不变”),功率_____(选填“变大”、“变小”或“不变”),使其温度_____(选填“升高”、“降低”或“不变”);反之,也能自动调节.因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能.
(3)如图(b)所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料.它的发热效率较高,PTC有一个人为设定的温度.它的工作电路如图(c)所示,R0是定值电阻,其阻值不受温度的影响.RT是PTC的电阻,它的电阻值与温度的关系如图(d)所示.该电热水壶在RT设定温度(100℃)状态工作时,电路消耗的总功率1100W.则当在设定温度状态工作时,R0、RT是_____联,连入电路的电阻RT=_____Ω,R0=_____Ω.
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2025-2026学年第二学期阶段训练(一)
九年级物理试卷
时间:80分钟 满分:100分
一、选择题(每题3分,共21分)
1. 下列数据中,最接近生活实际的是( )
A. 小灯泡发光时的电流约为0.2A B. 一节新干电池的电压为3V
C. 家用冰箱的功率约为2000W D. 冬天洗澡水的温度为90℃
【答案】A
【解析】
【详解】A.实验室常用的小灯泡,发光时的电流约为0.2A,故A符合题意;
B.一节新干电池的电压是1.5V,故B不符合题意;
C.家用冰箱的功率约为200W,故C不符合题意;
D.人的正常体温大约是37℃,洗澡水的温度比人体温度略高,冬天洗澡水的温度约为40℃,故D不符合题意。
故选A。
2. 如图,红茶加工包含“萎凋”“揉捻”“发酵”“烘干”等工序。下列说法错误的是( )
A. “萎凋”时摊开茶叶可加快水分蒸发
B. “揉捻”使茶叶卷缩,说明力可改变物体的形状
C. “发酵”时闻到气味是因为分子在永不停息地运动
D. “烘干”是通过做功减小茶叶的内能
【答案】D
【解析】
【详解】A.“萎凋”时将茶叶摊开,是通过增大液体的表面积加水分蒸发,故A正确,不符合题意;
B.“揉捻”使茶叶卷缩,则茶叶发生形变,说明力可改变物体的形状,故B正确,不符合题意;
C.“发酵”时能闻到茶叶的清香,这是扩散的现象,说明分子在不停地做无规则运动,故C正确,不符合题意;
D.“烘干”过程采用高温烘焙,是通过热传递增加茶叶的内能,故D错误,符合题意。
故选D。
3. 如图有关静电现象的解释正确的是( )
A. 甲图:手放在静电球上头发立起来了,是因为头发带上了异种电荷
B. 乙图:与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,是因为橡胶棒失去了电子
C. 丙图:带负电的A接触不带电的验电器B,瞬间电流方向从B到A
D. 丁图:静电窗花经过摩擦便可“粘”在玻璃上,因为摩擦创造了电荷
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图中头发立起,是因为头发带上了同种电荷(同种电荷相互排斥),并非异种电荷,故A错误;
B.乙图中橡胶棒与毛皮摩擦后带电,橡胶棒是绝缘体,摩擦时会得到电子(带负电),并非失去电子,故B错误;
C.丙图中,电流方向与负电荷定向移动方向相反:带负电的A接触验电器B时,负电荷从A向B移动,因此瞬间电流方向从B到A,故C正确;
D.丁图中静电窗花“粘”在玻璃上,是因为摩擦起电使窗花带电(电荷转移,并非创造电荷),带电体具有吸引轻小物体的性质,故D错误。
故选C。
4. 如图,趋磁细菌是能在体内合成具有磁性的物质的一类细菌,将磁铁置于某些趋磁细菌附近,它会向磁铁的N极运动。海洋中,这种细菌在地磁场驱使下运动的方向为( )
A. 向南 B. 向北 C. 向西 D. 向东
【答案】A
【解析】
【详解】某些趋磁细菌会向磁铁的N极运动,根据“异名磁极相互吸引”可知,其运动方向的前端为S极,故趋磁细菌会朝着地磁场的N极方向运动,因为地磁场的N极在地理南极附近,所以这种细菌在地磁场驱使下会向南运动。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5. 将标有“6V 6W”的甲灯泡和“6V 3W”的乙灯泡串联后,接在电压为9V的电源上。不考虑温度对灯丝电阻的影响,则( )
A. 甲灯能正常发光 B. 乙灯能正常发光
C. 两灯均能正常发光 D. 两灯均不能正常发光
【答案】B
【解析】
【详解】甲灯的电阻为
乙灯的电阻为
两灯串联,串联电路的总电阻等于各串联电阻之和,则电路中的总电阻为R=R甲+R乙=6Ω+12Ω=18Ω
电路中的电流为
甲灯的额定电流
甲灯不能正常发光,乙灯的额定电流
所以乙灯能正常发光,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6. “天工”社团的同学们用宽度不同、厚度均匀的铝片自制了一个电热切割器,用来切割塑料泡沫,如图所示。下列分析正确的是( )
A. 通过EF、FG和GH三段铝片的电流相等
B. 加在EF、FG和GH三段铝片两端的电压相等
C. EF、FG和GH三段铝片的电阻相等
D. 用GH段去切割塑料泡沫,效果最好
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,EF、FG和GH三段铝片是串联在电路中的,根据串联电路的电流特点:串联电路中各处的电流相等,所以通过EF、FG和GH三段铝片的电流相等,故A正确;
BC.电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关(本题中温度、材料相同)。由图可知,三段铝片长度均为,但宽度不同(即横截面积不同),根据“在材料和长度相同时,横截面积越小,电阻越大”,可知三段铝片的电阻关系为;根据欧姆定律(相同,不同),所以加在GH、EF、FG三段铝片两端的电压关系为,故BC错误;
D.根据焦耳定律(、相同),电阻越大,产生的热量越多。因为,所以FG段电阻最大,产生热量最多,用FG段去切割塑料泡沫,效果最好,故D错误。
故选A。
7. 新能源汽车作为我国新质生产力的杰出代表,各项技术均处于世界领先水平。其中一种能量回收技术,是当汽车在滑行或制动时,内部线圈切割磁感线产生感应电流,将机械能转化为电能。如图实验中工作原理与之相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】能量回收技术是当汽车在滑行或制动时,内部线圈切割磁感线产生感应电流,将机械能转化为电能,这是电磁感应现象。
A.导体棒在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生感应电流,这是电磁感应现象,故A符合题意;
B.图中为奥斯特实验,小磁针偏转,说明通电导线有磁场,这是电流的磁效应,故B不符合题意;
C.电磁铁吸引大头针,利用的是电流的磁效应,故C不符合题意;
D.通电线圈在磁场中受力转动,电能转化为机械能,这是电动机的原理,故D不符合题意。
故选A。
二、填空题(每空1分,共21分)
8. 2024年10月30日凌晨4时27分,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射升空,火箭起飞时,采用液态氢作为燃料,原因是液态氢的________(选填“比热容”或“热值”)大。燃料燃烧时,把燃料的________能转化为内能,最终转化为火箭升空的_________能。
【答案】 ①. 热值 ②. 化学 ③. 机械
【解析】
【详解】[1]火箭选用液态氢作为燃料,主要因为液态氢的热值大,与其它燃料相比,完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料时,液态氢可以释放出更多的热量。
[2][3]燃料燃烧时,放出热量,把燃料的化学能转化为内能,产生大量高温高压的燃气,燃气对火箭做功,将内能转化为火箭的机械能,使得火箭的机械能增大。
9. 如图甲,深外美食节时某班在教室里煮火锅,走廊也能闻到香味,这是_________现象;用锅煮肉时,是通过___________的方式增加了肉的内能。如图乙,是电火锅电源线的三脚插头,将其插入插座时,家庭电路的保护线与___________脚(选填“E”“L”或“N”)相连。
【答案】 ①. 扩散 ②. 热传递 ③. E
【解析】
【详解】[1]深外美食节时某班在教室里煮火锅,走廊也能闻到香味,这是香味分子在不停息的做无规则运动引起的,属于扩散现象。
[2]用锅煮肉时,肉吸收了锅具的热量,温度升高,内能增大,这是通过热传递的方式增加了肉的内能。
[3]三孔插座的接法是:左孔接中性线,右孔接相线,上孔接保护线。当把电火锅电源线的三脚插头插入三孔插座时,上面最长的那只脚E插入上孔,使得家庭电路的保护线与E脚相连。
10. 某老旧小区改造工地,工人用起重机将重的施工材料匀速吊上6m高工作台,用了10s。施工材料上升的速度是___________m/s;起重机对施工材料做功___________J,做功的功率是___________W。
【答案】 ①. 0.6 ②. 7.2×104 ③. 7.2×103
【解析】
【详解】[1]施工材料上升的速度
[2]起重机对施工材料做的功
W=Gh=1.2×104N×6m=7.2×104J
[3]起重机做功的功率
11. 如图所示是四冲程内燃机工作循环中的________冲程。若此内燃机1s内对外做功20次,则曲轴的转速是________r/min。在一个工作循环中消耗了20g汽油(q汽油=4.6×107J/kg),若这台汽油机的效率为30%,则一个工作循环中输出的有用机械能为________J。
【答案】 ①. 做功 ②. 2400 ③. 2.76×105
【解析】
【详解】[1]图中,内燃机两气门都关闭,火花塞点火,活塞由上向下运动,汽缸容积变大,是做功冲程。
[2]四冲程内燃机的曲轴转2圈,完成4个冲程,并对外做功1次;内燃机每秒内对外做功20次,曲轴转40圈,则每分钟对外做功1200次,曲轴转2400圈,因此曲轴的转速为2400r/min。
[3]一个工作循环中消耗的汽油为
m=20g=0.02kg
完全燃烧放出的热量为
Q放=q汽油m=4.6×107J/kg×0.02kg=9.2×105J
一个工作循环中输出的有用机械能为
W有=ηQ放=30%×9.2×105J=2.76×105J
12. 2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心发射,并取得圆满成功。太阳能电池翼和储能电池是神舟二十号的主要能源系统。太阳能属于______(选填“可再生”或“不可再生”)能源。太阳能电池翼将太阳能转化为______能。5月22日,航天员在地面科研人员配合下完成了舱外设备设施巡检等出舱任务,该过程中航天员与地面科研人员是通过______(选填“电磁波”或“超声波”)传递信息的。
【答案】 ①. 可再生 ②. 电 ③. 电磁波
【解析】
【详解】可再生能源是能够源源不断从自然界获取的能源,太阳能可持续从太阳获取,因此属于可再生能源。
太阳能电池翼的功能是将太阳能转化为电能,为飞船的各类设备提供电力。
声音传播需要介质,太空处于真空状态,超声波无法在真空中传播;而电磁波传播不需要介质,可在真空中传递,所以航天员与地面科研人员通过电磁波传递信息。
13. 如图所示是“探究电流通过导体产生热量多少跟什么因素有关”的实验装置。将四段电阻丝a、b、c、d分别放在两个密封着等量空气的相同的透明容器中,实验中用U形管内液面高度的变化反映密封空气温度的变化。若探究电流产生热量与电流的关系,应选择______(选填“甲”或“乙”)装置;甲装置闭合开关一段时间后,产生热量更多的是电阻丝______,若乙装置中通过电阻丝c的电流为0.6A,则电阻丝d在1min内产生的热量是__________________J。
【答案】 ①. 乙 ②. a ③. 27
【解析】
【详解】探究电流产生热量与电流的关系时,根据控制变量法,需要保持电阻、通电时间相同,改变电流大小。 甲装置中、串联,电流相同、电阻不同,探究的是热量与电阻的关系;乙装置中、电阻相同(均为),与外部电阻并联后再与串联,通过、的电流不同,符合探究要求,因此选乙。
甲装置中、串联,电流和通电时间相同,的电阻()大于的电阻(),根据焦耳定律,电阻越大,相同条件下产生热量越多,因此产生热量更多的是。
乙装置中,在干路,通过c的电流为;和外接电阻并联,二者电阻相等,因此支路电流相等,通过的电流
时间,根据焦耳定律:
14. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系图像如图乙所示,则可判断电源电压是__________V,R0=__________Ω,滑动变阻器的最大阻值为Rab=__________Ω。
【答案】 ①. 9 ②. 6 ③. 12
【解析】
【详解】[1][2][3]闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量定值电阻R0两端的电压。当滑动变阻器的滑片在a端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,此时电路为定值电阻的简单电路,电路中的总电阻最小,根据欧姆定律可知电路中的电流最大,从图乙可知,此时电路中的电流为1.5A,电压表的示数为9V,则电源电压为9V。根据欧姆定律可知定值电阻的阻值为 。当滑动变阻器的滑片在b端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,总电阻最大,根据欧姆定律可知电路中的电流最小,从图乙可知,此时电路中的电流为0.5A,电压表的示数为3V,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压 U滑=U-UV=9V-3V=6V
根据欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值为
三、作图题(共7分)
15.
(1)如图所示,请标出电源正、负极和磁感线的方向。
(2)如图所示,凸透镜的主光轴与平静水面重合,F为凸透镜的焦点,入射光线AB平行主光轴,请画出AB经过凸透镜后的折射光线和进入水中的折射光线。
(3)如图所示,一物体以某一速度冲上表面粗糙的固定斜面,请画出该物体在上滑过程中所受力的示意图。(力的作用点画在物体的重心)
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
磁体外部的磁感线总是从N极出发,回到S极,因此本题磁感线方向为从左向右。根据安培定则,右手握住螺线管,大拇指指向螺线管左端N极,四指弯曲方向为电流方向,可得电流从螺线管右端流入、左端流出,因此电源左括号填“-”,右括号填“+”。
【小问2详解】
入射光线AB平行于主光轴,根据凸透镜成像规律,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,折射光线过对侧焦点F,连接B点和凸透镜右侧的焦点F,得到凸透镜后的折射光线;
水面与主光轴重合,入射点为焦点F;过F作垂直于水面(主光轴)的法线,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,在水中法线的另一侧画出向法线偏折的折射光线即可。
【小问3详解】
物体以某一速度冲上表面粗糙的固定斜面,此时物体与斜面之间有相对运动,因此受到沿斜面向下的摩擦力,物体还受到竖直向下的重力和斜面对其垂直于斜面向上的支持力。
四、实验题(每空1分,共19分)
16.
(1)如图甲所示方法测出的硬币直径是______cm,如图乙所示秒表读数______s,如图丙所示,物块处于静止状态,物块重力为______N。
(2)小明将天平放在水平桌面上测量一个物体的质量。在游码调零后,发现指针偏左,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)移动,使横梁水平平衡。放上物体,通过加减砝码及移动游码,使横梁再次水平平衡时,天平如图丁所示,物体的质量为______g。
(3)如图戊所示,体温计的读数为______℃。
【答案】(1) ①. 2.50 ②. 32 ③. 1.6
(2)右 (3)
152 (4)
36.4
【解析】
【小问1详解】
甲图刻度尺分度值为1mm,硬币左端对齐,右端对齐约,因此直径为
秒表小表盘(分钟盘)指针在之间,且超过,大表盘(秒盘)读数为,总读数为。
弹簧测力计分度值为,指针指向;物块静止,拉力等于重力,因此重力为。
【小问2详解】
游码归零后指针偏左,说明左侧偏重,平衡螺母向右调节。
物体质量等于砝码总质量加上游码示数,则物体的质量为
【小问3详解】
体温计分度值为,液柱对应读数为。
17.
(1)小王同学用如图甲所示的电路探究影响导体电阻大小的因素。如图乙,导体A、B、D的横截面积为S,C的横截面积为2S,导体A、B、C的长度相同。
①为了探究导体的电阻与其横截面积的关系,小王同学在M、N之间接入的两段导体应是______(选填导体的字母名称);
②实验中可以通过观察______来粗略地比较导体电阻的大小。若接入M、N之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小时,请你给小王同学提一条解决方案:______。
(2)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,设计了如图甲所示的电路,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根据图甲,用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整______;
②闭合开关后,发现电压表指针不偏转,电流表有示数,则故障可能是______;
③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;
④根据实际数据,绘制了如图丙的图像,则实验过程中控制电阻两端电压为______V。
【答案】(1) ①. B、C ②. 灯泡的亮度 ③. 在电路中串联一个电流表,通过电流表示数比较电阻大小
(2) ①. ②. 定值电阻R短路##电压表断路 ③. 左 ④. 2
【解析】
【小问1详解】
探究电阻与横截面积的关系,需要控制材料、长度相同,改变横截面积。B、C材料相同(都是镍铬合金)、长度相同,横截面积不同,因此选B、C。
若接入M、N之间的导体的阻值比较接近,灯泡亮度接近而无法判断它们的阻值大小,则在原电路中再串联一个电流表,根据电流表的读数可以精确判断电阻的大小。
【小问2详解】
探究电流与电阻关系的实验中,滑动变阻器与定值电阻串联,滑动变阻器“一上一下”串联在电路中,由电路图可知,滑片左滑动时接入电阻变大,故滑动变阻器应接入右下接线柱,据此作图。
电流表有示数说明电路是通路,电压表无示数,说明定值电阻R短路或电压表断路。
定值电阻从换为后,根据串联分压规律,定值电阻两端电压升高,要保持电压不变,需要增大滑动变阻器接入的电阻。本题滑动变阻器接右下接线柱,滑片左移时接入电阻变大,因此滑片向左移。
由,结合丙图任意一点计算:如时,得
因此控制的定值电阻两端电压为。
18. 小王用如图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率时,电源电压为3V,若所用器材均能满足实验需要。
(1)连接电路时,开关要______(选填“断开”或“闭合”);滑动变阻器滑片应该移到最______端(选填“左”或“右”);
(2)小王实验过程记录数据如下表,其中当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光,由图乙可知,此时电流表的示数为______A,小灯泡的额定功率为______W;
实验次数
小灯泡两端的电压U/V
通过小灯泡的电流I/A
小灯泡的亮度
1
2.5
正常发光
2
2.0
0.26
较暗
3
3.0
0.32
较亮
(3)小灯泡的实际功率越______(选填“大”或“小”),小灯泡越亮。某同学通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差,这种做法是______(选填“正确”或“错误”)的。
【答案】(1) ①. 断开 ②. 右
(2) ①. 0.3 ②. 0.75
(3) ①. 大 ②. 错误
【解析】
【小问1详解】
为保护电路,连接电路时,开关要断开;滑动变阻器滑片应该移到阻值最大处,即最右端。
【小问2详解】
电流表的测量范围,分度值为0.02A,此时电流表的示数为0.3A。
小灯泡的额定功率为
【小问3详解】
小灯泡的亮暗由其实际功率决定,实际功率越大,小灯泡越亮。
某同学通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差,这种做法是错误的,因为小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而变大,不同电压下,通过小灯泡的电流不同,因此小灯泡不同电压下的电功率也不同,因此不能求平均值。
五、计算题(共13分)
19. 某消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能,其简化电路如图所示。发热电阻,紫外灯L规格为“220V 50W”。闭合开关和,消毒柜正常工作,求:
(1)通过R的电流;
(2)R的电功率;
(3)L工作100s消耗的电能。
【答案】(1)2A;(2)440W;(3)5000J
【解析】
【详解】解:(1)由题意可得,灯泡L和电阻R并联在电路中,消毒柜正常工作,所以电路中的电源电压为220V,通过R的电流
(2)R的电功率为
(3)紫外灯L两端的电压为220V,正好处于额定电压工作状态,工作100s消耗的电能
答:(1)通过R的电流为2A;
(2)R的电功率为440W;
(3)灯泡L工作100s消耗的电能5000J。
20. 如图所示的电路中,电阻。闭合开关S,电流表示数为1A。
(1)求电源电压;
(2)当滑片P位于滑动变阻器中点时,电流表示数为1.2A,求此时滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)当滑片P位于滑动变阻器最右端时,求整个电路的电功率。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)由图可知为并联电路,根据题意及并联电路电压规律可得电源电压为
(2)由图可知电流表测干路电流,电流表测通过定值电阻的电流;电流表示数为1.2A,电流表示数为1A,根据并联电路电流规律可得通过滑动变阻器的电流为
则此时滑动变阻器接入电路阻值为
(3)当滑片P位于滑动变阻器最右端时,滑动变阻器全部接入电路,由(2)可得滑动变阻器接入电路阻值为100Ω,此时通过滑动变阻器的电流为
干路电流为
整个电路的电功率为
答:(1)电源电压10V;
(2)当滑片P位于滑动变阻器中点时,电流表示数为1.2A,此时滑动变阻器接入电路的阻值为;
(3)当滑片P位于滑动变阻器最右端时,整个电路的电功率为。
六、综合能力题(每空1分,共19分)
21. 小明利用如图所示的装置研究电磁感应现象。
(1)图中E、F两接线柱间应接入的仪器是______(选填“电源”或“灵敏电流计”)。
(2)闭合电路,让导体棒AB从图示位置水平向左运动时,电路中______(选填“有”或“没有”)感应电流产生。闭合开关,若导体棒AB不动,左右移动磁铁,电路中______(选填“有”或“没有”)感应电流产生。
(3)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显,在不增加器材的前提下,请提出一条改进措施:____________。
(4)从能量的角度分析,产生感应电流的过程就是______能转化为电能的过程,生活中利用电磁感应原理的实例有____________。(列举1个)
【答案】(1)灵敏电流计
(2) ①. 有 ②. 有
(3)加快导体棒切割磁感线的运动速度(合理即可)
(4) ①. 机械 ②. 发电机(或动圈式话筒,合理即可)
【解析】
【小问1详解】
本实验探究电磁感应现象,需要检测电路中是否产生微弱的感应电流,因此E、F间应接入灵敏电流计,不需要接电源。
【小问2详解】
感应电流产生的条件是:闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动。导体棒AB水平向左运动时,切割了磁感线,因此有感应电流;
导体不动,左右移动磁铁时,导体相对磁场仍做切割磁感线运动,因此也会产生感应电流。
【小问3详解】
实验现象不明显是因为感应电流太小,不增加器材的前提下,加快导体切割磁感线的速度,可以增大感应电流,使实验现象更明显。
【小问4详解】
产生感应电流的过程中,消耗导体运动的机械能,得到电能,因此是机械能转化为电能;
生活中发电机、动圈式话筒都是利用电磁感应原理工作的。
22. 阅读下面短文,并回答问题。
超导现象
通常情况下,导体都有一定的电阻,因而电流流过导体时,导体就会对电流产生阻碍作用,由于阻碍而发热就会造成能量的损耗。但科学家们发现,某些导体当其温度下降得足够低时(例如铝的温度达到时),其电阻会变成零,这就是超导现象。利用超导现象,有科学家作出这样的假设,在一个超导环(如图甲)中通入一定的电流I,该电流会在超导环内永久环流而不衰减。
(1)超导体在超导状态下的导电能力要比导体______(选填“强”或“弱”);
(2)现在超导体还不能广泛应用,主要是因为要达到超导状态,对于______这一环境条件的要求非常苛刻;
(3)某种金属的电阻随时间变化的图像如图乙,其电阻随温度的升高而______(选填“增大”或“减小”),则时刻的电阻比时刻______(选填“大”或“小”),时刻的温度比时刻______(选填“高”或“低”);
(4)假如科学家研制出常温超导体,则它最适合应用于下面哪种情况______。
A. 电水壶 B. 高压输电线 C. 电饭煲 D. 电吹风
【答案】(1)
强 (2)
温度 (3) ①.
增大 ②.
小 ③.
低 (4)B
【解析】
【小问1详解】
电阻表示导体对电流的阻碍作用,超导体在超导状态下电阻为零,阻碍作用小于普通导体,因此导电能力比普通导体更强。
【小问2详解】
根据短文信息,超导现象只有当温度降低到足够低时才会发生,目前常规条件很难满足该低温要求,因此超导体无法广泛应用,核心原因是对温度这一环境条件要求苛刻。
【小问3详解】
观察图乙,横坐标为时间,t2在t1右侧,纵坐标为电阻,可得t2时刻电阻小于t1时刻;制备超导的过程是持续降温,时间越长温度越低,因此t2时刻温度比t1低;由此可推得:温度越低电阻越小,因此电阻随温度的升高而增大。
【小问4详解】
超导体电阻为零,电流通过时不会发热,因此不能用于依靠电流热效应工作的器材:电水壶、电饭煲、电吹风都需要利用电流发热工作,高压输电线使用超导体可以消除输电过程中导线的电阻发热损耗,减少电能浪费,故选B。
23. 阅读下面的短文,回答问题
新型发热材料﹣PTC
PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它以钛酸钡为主,渗入多种物质后加工而成,目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的.
PTC有一个根据需要设定的温度,低于这个温度时,其电阻随温度的升高而减小,高于这个温度时,电阻值则随温度的升高而增大,我们把这个设定的温度叫“居里点温度”,用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能,应用十分广泛.
(1)家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件,如图(a)为其电阻随温度变化的图象,由图可知,该PTC材料的居里点温度为_____℃.
(2)家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右,若它的温度高于165℃,电阻_____(选填“变大”、“变小”或“不变”),功率_____(选填“变大”、“变小”或“不变”),使其温度_____(选填“升高”、“降低”或“不变”);反之,也能自动调节.因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能.
(3)如图(b)所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料.它的发热效率较高,PTC有一个人为设定的温度.它的工作电路如图(c)所示,R0是定值电阻,其阻值不受温度的影响.RT是PTC的电阻,它的电阻值与温度的关系如图(d)所示.该电热水壶在RT设定温度(100℃)状态工作时,电路消耗的总功率1100W.则当在设定温度状态工作时,R0、RT是_____联,连入电路的电阻RT=_____Ω,R0=_____Ω.
【答案】 ①. 100 ②. 变大 ③. 变小 ④. 降低 ⑤. 串 ⑥. 34 ⑦. 10
【解析】
【分析】(1)根据题目提供的“居里点温度”特点,由图象可求出居里点温度.
(2)家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右,由图象知温度升高,电阻增大;电源电压不变,由P=可知其功率减小,功率减小,温度降低.
(3)电路元件首尾顺次连接的连接方式是串联,串联电路只有一条电流路径,根据电路图判断电阻的连接方式;由图象可以求出电阻RT的阻值;家庭电路电路电压是220V,已知功率与电压,由电功率变形公式可以求出电阻,然后由串联电路特点求出R0的阻值.
【详解】(1)由题意可知,PTC有个“居里点温度”当温度低于这个温度时,其电阻值随温度的升高而减小,
高于这个温度时,电阻值随温度的升高而增大,结合图象可知,该PCT材料的居里点温度为100℃;
(2)家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右,由图象可知,若它的温度高于165℃时,电阻会变大,电源电压不变,由P=知,功率会变小,功率变小,其温度会降低;反之,也能自动调节.
(3)由图c所示电路图可知,R0与RT首尾顺次连接,电路只有一条电流路径,两电阻是串联的;由图d所示可知,100℃时电阻RT连入电路的阻值为34Ω;
由P=得电热水壶总电阻:
R===44Ω,
电阻R0=R−RT=44Ω−34Ω=10Ω.
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