内容正文:
2025—2026学年度秋季学期
九年级物理学科第二次大作业试卷
(时间90分钟满分100分)
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。在给出的四个备选项中,只
有一个选项符合题目要求)
1. 下列物品中,能被磁体吸引的是( )
A. 橡皮 B. 铜线 C. 铁钉 D. 铝片
2. 如图所示,在开关和小灯泡之间连着两个金属夹A和B,在金属夹之间分别接入硬币、铅笔芯、大头针和塑料尺,其中不能使灯泡发光的是( )
A. 硬币 B. 铅笔芯 C. 大头针 D. 塑料尺
3. 一个验电器的两金属箔片因带电而张开,则这两金属箔片一定
A. 带同种电荷 B. 带异种电荷 C. 带正电 D. 带负电
4. 如图,将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧紧地压在一起,两铅块就会结合起来,甚至下面吊一重物,都不能把它们拉开,这说明( )
A. 分子在不停地做无规则运动 B. 分子间有间隙
C. 两铅块分子之间有引力 D. 大气压作用使它们不能分开
5. 下列电路图中电表的使用正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 下列说法中都有一个“热”字,其中表示热量的是( )
A. 摩擦生热 B. 趁热打铁 C. 天气很热 D. 熔化吸热
7. 物理课上学习小组展示了各种水果电池,为LED灯供电。下列说法错误的是( )
A. 水果扮演了“电源”的角色
B. 发光二极管由半导体材料制成
C. 各种水果串联起来可以提高电压
D. LED灯在发光时,导线中的自由电子在做无规则运动
8. 超市自助结账机快捷方便,深受年轻人的喜爱。当商品扫码时,开关S1闭合,指示灯亮;付款成功时,开关S2闭合,音箱提示支付成功;只闭合开关S2,音箱不提示。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
9. “节约电能,人人有责”。课间操时间,当小芳断开教室里其中一盏灯的开关后,电路中会变大的物理量是( )
A. 总电流 B. 总电压 C. 总电阻 D. 总功率
10. 如图所示是甲乙两灯泡的I-U关系图像,现将甲、乙两灯泡串联在电路中,当甲灯泡两端的电压为2V时,则( )
A. 通过乙灯泡的电流为0.3A
B. 甲、乙两只灯泡的阻值之比为3∶2
C. 乙灯泡消耗的电功率是0.8W
D. 通电2min,整个电路消耗的电能是240J
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题4分,共8分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分)
11. “珍爱生命,注意安全”是每个公民应有的安全意识。关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A. 更换开关、搬动电器前应断开开关
B. 空气开关跳闸,一定是有用电器发生短路故障
C. 户外游玩时如遇雷雨天气,可在大树下避雨
D. 他人触电时,应先切断电源再救人
12. 如图所示,电源电压保持不变,当S1闭合,S2接1时,小灯泡正常发光(忽略温度对灯泡电阻的影响);当S2由1接到2时,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变小,小灯泡亮度变暗
B. 电压表示数不变,小灯泡电功率不变
C. 电路消耗的总功率变小
D. 电压表示数与电流表示数比值变小
三、填空题(本大题共6题,每空1分,共12分。)
13. 我国家庭电路的电压为______V。教室里电灯与电风扇的连接方式是______(选填“串联”或“并联”)。
14. 2025年10月31日,搭载神舟二十一号载人飞船的火箭在酒泉卫星发射中心升空,火箭起飞采用液态氢作为燃料,原因是液态氢的______大;燃料燃烧时,燃料的______能转化为内能。
15. 如图所示,将一枚可以自由转动的小磁针放在水平桌面上,当导线与电池触接时,小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在______;当导线中的电流方向相反时,小磁针的偏转方向也相反,说明电流产生的磁场方向跟______方向有关。
16. 如图,用测电笔辨别火线、零线时,正确的使用方式是图___________(选填“甲”或“乙”)。图丙中,电路中画“”表示断路之处,开关闭合后,用测电笔测试A点,氖管___________(选填“会”或“不会”)发光。
17. 标有“6V 3W”的灯泡和标有“3V 3W”的灯泡串联(假设灯丝电阻均不变),要使其中一只灯泡正常发光,则通过和的电流之比为______;亮度相比,比______(选填“亮”、“暗”或“一样亮”)。
18. 如图甲所示是超声波加湿器,图乙为其内部湿度监测装置的简化电路图,已知电源电压为12V,定值电阻的阻值为30Ω,电流表的测量范围为0~0.2A,电压表的测量范围为0~9V,湿敏电阻 的阻值随湿度变化的关系图像如图丙所示,为保证电路各元件安全,该装置能监测湿度的最大值是______%;其它条件不变时,若要使该装置的最小湿度减小到10%,电源电压最大值不能超过______V。
四、作图题(本大题共3小题,共6分。)
19.
(1)请在甲图电路的圆圈中填上合适的电流表或电压表。
(2)如图乙所示,根据小磁针静止时的指向,在括号中标出螺线管的极性和电源正极或负极。
(3)将丙图中的元件正确接入家庭电路中。
五、实验探究题(本大题共4小题,每空1分,共25分。)
20. 在探究“串联电路电压的规律”实验时,小明设计了如图甲所示的电路。
1
1.3
2.3
1.5
1.8
3.3
2
4.3
(1)连接电路时,开关应______(选填“断开”或“闭合”);闭合开关前,发现电压表指针如图乙所示,接下来应进行的操作是______。
(2)根据甲图电路连接实物后进行实验,闭合开关发现两灯都不亮,电压表示数接近电源电压,则故障可能是灯______(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,灯两端电压如丙图所示,大小为______V。分析表格数据得出结论:在串联电路中,。
(4)该表格的设计存在的问题是__________________________。
21. 在物理课堂中,小明做了如下实验探究:
(1)如图甲,向装有少量水的瓶内打气,当瓶塞跳起时,观察到瓶口出现白雾,瓶内水蒸气的内能___________(选填“增大”或“减小”),这个过程是通过___________方式改变物体的内能。
(2)用丝绸摩擦过的玻璃棒接触不带电的验电器A,则验电器A带___________电;再用金属杆把验电器A和不带电的验电器B连接起来,如图乙所示,此时金属杆的电流方向是___________(选填“从A到B”或“从B到A”)。
(3)如图丙所示,闭合开关,将夹子在粗细均匀的铅笔芯A上移动,小灯泡的亮度会发生变化,说明导体的电阻与导体的______有关;若要使灯泡亮度变化更明显,应选用______(选填“B”或“C”)铅笔芯,已知提供的铅笔芯B和C,材料和长度都相同,横截面积不同()。
22. 如图甲是探究“影响电流热效应因素”的实验装置,将、两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内,且,瓶内装入等质量的煤油。
(1)实验中通过温度计___________来比较电阻丝产生热量的多少,这里采用的物理研究方法是_____________________。
(2)甲图中两电阻串联,通电一定时间后______(选填“”或“”)电阻产生的热量较多。
(3)若要比较水和煤油的比热容大小,只需将一个烧瓶内的煤油换成______(选填“质量”或“体积”)相等的水,并改变烧瓶内电阻丝的阻值,阻值的大小关系为______(选填“相等”或“不相等”)。加热一段时间后,观察温度计示数的变化,温度变化______(选填“大”或“小”)的物质比热容大。
(4)海边民宿常用小型风力发电机辅助发电,发电机的尾翼能自动调节方向,让旋翼始终对准海风风向高效发电。如图乙所示的情形,更常发生在海边的______(选填“白天”或“夜晚”)。
23. 小战同学利用下列器材探究电学相关实验。电源电压为6V、电流表、电压表、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω各1个)、开关、滑动变阻器规格是“40Ω,1A”、导线若干。
(1)如图甲所示,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应该位于最_________(选填“左”或“右”)端。
(2)为了探究电流与电阻的关系,实验中依次接入5个定值电阻,正确操作后,记下电流表示数,并绘制出如图乙所示的I-R关系图像。当用15Ω的定值电阻做完实验后,断开开关,保持滑片P位置不动,换用25Ω的定值电阻接入电路,闭合开关后,观察到电压表示数_________3V(选填“大于”、“等于”或“小于”),为保证定值电阻两端电压不变,应将滑片P向_________(选填“左”或“右”)移动。为了完成该实验,滑动变阻器的最大阻值至少为_________Ω。
(3)如图丙所示,是测量未知电阻Rₓ阻值的电路图,电源电压不变。闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表和电流表的示数如图丁和戊所示,则待测电阻Rₓ=_________Ω;
(4)小战发现不用电压表,利用如图己所示的电路也可测量出未知电阻的阻值。器材如下:电源电压未知且大小恒定、待测定值电阻Rₓ和符合要求的滑动变阻器(其最大阻值为R0)等,请将下列实验步骤补充完整:
①检查电路无误后,闭合开关,调节滑片P到B端,记录此时电流表示数为。
②_________,记录此时电流表示数为。
③则Rₓ=_________(用、和表示)。
六、综合应用题(本大题共2小题,共19分,解答时要求在答题卡相应的答题区域内写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤,只写出最后答案,未写出主要计算过程的,不得分)
24. 小李同学制作了一款家用衣物烘干机,其简化加热电路如图所示,R1=990Ω、R2=110Ω均为加热电阻,通过S2实现高、低温挡的切换。求:
(1)S1闭合、S2连接触点“1”时,电路中的电流;
(2)高温挡时电路总功率;
(3)为缩短烘干时间,小李在原电路中再接入一个加热电阻R0,高温挡功率变为原来的1.2倍,请说明R0的连接方式并计算R0阻值。
25. 小敏看到超载车损坏公路的新闻报道后,设计了一个称量车重的模拟电路如图甲所示,将车重转化成电压表示数。电路由电源、称重计(由测量范围是0~8V的电压表改装而成)、电流表、定值电阻、滑动变阻器、弹簧和开关组成。已知电源电压为12V,滑动变阻器的滑片可沿竖直方向上下移动,其电阻片长40cm、最大阻值为20Ω,变阻器接入电路的阻值与其接入电路的电阻片长度成正比;弹簧的缩短量与其受到压力 的关系如图乙所示。当没有载物时,滑动变阻器的滑片指在电阻片最上端,电流表示数为0.1A。求:
(1)的阻值;
(2)最大载重时,该模拟电路的电压表示数(保留两位小数);
(3)另一位同学指出小敏设计的电路在最大载重时电压表示数过小,他打算选择定值电阻替换,使电路在最大载重时,电压表示数至少达到最大电压测量值的一半且电路安全,求的阻值变化范围。
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2025—2026学年度秋季学期
九年级物理学科第二次大作业试卷
(时间90分钟满分100分)
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。在给出的四个备选项中,只
有一个选项符合题目要求)
1. 下列物品中,能被磁体吸引的是( )
A. 橡皮 B. 铜线 C. 铁钉 D. 铝片
【答案】C
【解析】
【详解】 A.橡皮由橡胶制成,橡胶不属于磁性材料,不能被磁体吸引,故A错误;
B.铜线由铜制成,铜不属于磁性材料,不能被磁体吸引,故B错误;
C.铁钉由铁制成,铁属于磁性材料,能被磁体吸引,故C正确;
D.铝片由铝制成,铝不属于磁性材料,不能被磁体吸引,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,在开关和小灯泡之间连着两个金属夹A和B,在金属夹之间分别接入硬币、铅笔芯、大头针和塑料尺,其中不能使灯泡发光的是( )
A. 硬币 B. 铅笔芯 C. 大头针 D. 塑料尺
【答案】D
【解析】
【详解】要使电路中的小灯泡发光,电路必须是闭合的,即在金属夹A和B之间接入的物体必须能够导电,即该物体必须是导体,硬币、铅笔芯、大头针都是常见的导体,而塑料尺是常见的绝缘体。故选D。
3. 一个验电器的两金属箔片因带电而张开,则这两金属箔片一定
A. 带同种电荷 B. 带异种电荷 C. 带正电 D. 带负电
【答案】A
【解析】
【详解】验电器是利用同种电荷相互排斥的原理来检验物体是否带电的,由题意知,当带电体接触验电器的金属球时,由于两片金属箔上都带上和带电体相同的电荷互排斥而张开.故本题正确选项是A.
4. 如图,将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧紧地压在一起,两铅块就会结合起来,甚至下面吊一重物,都不能把它们拉开,这说明( )
A. 分子在不停地做无规则运动 B. 分子间有间隙
C. 两铅块分子之间有引力 D. 大气压作用使它们不能分开
【答案】C
【解析】
【详解】该实验是分子动理论的经典实验:将铅柱底面削平压紧后,铅分子间距离足够近,分子间表现出引力,使两个铅块牢牢结合,吊重物也无法拉开,因此该现象说明分子间存在引力,在分子间引力的作用下,使得下面铅柱能承受向下的拉力仍不落下,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5. 下列电路图中电表的使用正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】电流表串联在电路中,电流需从正接线柱流入,负接线柱流出;电压表并联在被测电路两端,电流同样满足正进负出。
A.电压表的正负接线柱接反,电流从电压表的负接线柱流入、正接线柱流出,违反使用规则,故A错误;
B.电流表并联在电源两端,电流表电阻极小相当于导线,并联会造成电源短路,违反电流表串联的要求;同时电压表串联在电路中,电压表电阻极大相当于开路,违反电压表并联的要求,故B错误;
C.电流表并联在灯泡两端,会造成灯泡被短路,违反串联要求,且电压表串联在电路中,不符合要求,故C错误;
D.电流表与灯泡串联,电流正进负出,符合使用规则;电压表并联在电源和灯泡两端,电流正进负出,符合使用规则,故D正确。
故选D。
6. 下列说法中都有一个“热”字,其中表示热量的是( )
A. 摩擦生热 B. 趁热打铁 C. 天气很热 D. 熔化吸热
【答案】D
【解析】
【详解】A.摩擦生热中的“热”指的是内能,通过摩擦对物体做功,机械能转化为内能,故A不符合题意;
BC.趁热打铁与天气很热中的“热”是均指温度高,故BC不符合题意;
D.熔化吸热中的“热”是指熔化过程中吸收热量,故D符合题意。
故选D。
7. 物理课上学习小组展示了各种水果电池,为LED灯供电。下列说法错误的是( )
A. 水果扮演了“电源”的角色
B. 发光二极管由半导体材料制成
C. 各种水果串联起来可以提高电压
D. LED灯在发光时,导线中的自由电子在做无规则运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.水果电池提供电能,相当于电源,故A正确,不符合题意;
B.LED发光二极管属于半导体元件,具有单向导电性,由半导体材料制成,故B正确,不符合题意;
C.水果电池相当于电源,电源串联总电压相加,水果串联可提升总电压,故C正确,不符合题意;
D.LED灯在发光时,电路通电,导线中的自由电子会定向移动形成电流,故D错误,符合题意。
故选 D。
8. 超市自助结账机快捷方便,深受年轻人的喜爱。当商品扫码时,开关S1闭合,指示灯亮;付款成功时,开关S2闭合,音箱提示支付成功;只闭合开关S2,音箱不提示。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.开关S1闭合,指示灯亮,再闭合开关S2,音箱工作,只闭合开关S2,音箱不工作,故A符合题意;
B.开关S1闭合,指示灯不亮,再闭合开关S2,指示灯和音箱同时工作,故B不符合题意;
C.只闭合开关S1或S2,指示灯和音箱同时工作,故C不符合题意;
D.只闭合开关S2,音箱工作,故D不符合题意。
故选A。
9. “节约电能,人人有责”。课间操时间,当小芳断开教室里其中一盏灯的开关后,电路中会变大的物理量是( )
A. 总电流 B. 总电压 C. 总电阻 D. 总功率
【答案】C
【解析】
【详解】教室里的灯是并联在电路中的,各支路两端电压都等于电源电压。
B.并联电路的总电压等于电源电压,断开一盏灯后,总电压不变,故B不符合题意;
A.并联电路总电流等于各支路电流之和,断开一盏灯后,少了一条支路的电流,其它支路电流不变,则总电流变小,故A不符合题意;
C.并联电路中,支路越多,总电阻越小,反之,支路越少,总电阻越大,断开一盏灯后,相当于少了一条支路,总电阻会变大,故C符合题意;
D.并联电路总功率等于各用电器功率之和,断开一盏灯,少了一个用电器,总功率会变小,故D不符合题意。
故选C。
10. 如图所示是甲乙两灯泡的I-U关系图像,现将甲、乙两灯泡串联在电路中,当甲灯泡两端的电压为2V时,则( )
A. 通过乙灯泡的电流为0.3A
B. 甲、乙两只灯泡的阻值之比为3∶2
C. 乙灯泡消耗的电功率是0.8W
D. 通电2min,整个电路消耗的电能是240J
【答案】D
【解析】
【详解】A.当甲灯泡两端电压时,从甲的 图像可得,此时通过甲的电流;甲、乙串联,串联电路电流处处相等,因此通过乙的电流,故A错误;
B.当时,从乙的 图像可得,乙两端电压。根据欧姆定律,串联电流相等,因此两灯电阻之比 ,故B错误;
C.乙灯泡消耗的电功率,故C错误;
D.串联电路总电压等于各部分电压之和,电源总电压
整个电路消耗的电能,故D正确。
故选D。
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题4分,共8分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分)
11. “珍爱生命,注意安全”是每个公民应有的安全意识。关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A. 更换开关、搬动电器前应断开开关
B. 空气开关跳闸,一定是有用电器发生短路故障
C. 户外游玩时如遇雷雨天气,可在大树下避雨
D. 他人触电时,应先切断电源再救人
【答案】AD
【解析】
【详解】A.更换开关、搬动电器前断开开关,可避免接触带电体引发触电事故,故A正确;
B.空气开关跳闸是因为电路中电流过大,原因可能是用电器短路,也可能是用电器总功率过大,故B错误;
C.雷雨天气大树是导体,易被雷电击中,在大树下避雨会有触电风险,故C错误;
D.他人触电时,先切断电源再救人,能防止施救者接触带电体而触电,故D正确。
故选AD。
12. 如图所示,电源电压保持不变,当S1闭合,S2接1时,小灯泡正常发光(忽略温度对灯泡电阻的影响);当S2由1接到2时,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变小,小灯泡亮度变暗
B. 电压表示数不变,小灯泡电功率不变
C. 电路消耗的总功率变小
D. 电压表示数与电流表示数比值变小
【答案】BC
【解析】
【详解】由图可知,当S1闭合,S2接1时,与灯泡并联,电流表测干路电流,电压表测电源电压;当S2由1接到2时,电路只有接入,电流表测电路中的电流,电压表仍测电源电压,故电压表示数不变、电流表示数变小,但灯泡两端电压始终等于电源电压,且灯泡电阻不变,根据可知,灯泡的功率不变、亮度不变;根据可知,电源电压不变,总电流变小,故总功率变小;电压表示数与电流表示数的比值等于电路总电阻,根据并联电路电阻特点可知,当S2由1接到2时电路中总电阻变大,即电压表示数与电流表示数比值变大,故B、C正确,A、D错误。
故选BC。
三、填空题(本大题共6题,每空1分,共12分。)
13. 我国家庭电路的电压为______V。教室里电灯与电风扇的连接方式是______(选填“串联”或“并联”)。
【答案】 ①.
220 ②.
并联
【解析】
【详解】我国家庭电路的电压为220V,这是物理常识中家庭电路的基本参数。
教室里的电灯与电风扇可独立工作,彼此工作状态互不影响,符合并联电路的特性,因此连接方式为并联。
14. 2025年10月31日,搭载神舟二十一号载人飞船的火箭在酒泉卫星发射中心升空,火箭起飞采用液态氢作为燃料,原因是液态氢的______大;燃料燃烧时,燃料的______能转化为内能。
【答案】 ①. 热值 ②. 化学
【解析】
【详解】火箭选用液态氢作为燃料,是因为液态氢的热值大,根据公式,相同质量的燃料,热值越大,完全燃烧放出的热量越多,能为火箭升空提供充足的能量;燃料燃烧时,放出热量,把燃料的化学能转化为内能。
15. 如图所示,将一枚可以自由转动的小磁针放在水平桌面上,当导线与电池触接时,小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在______;当导线中的电流方向相反时,小磁针的偏转方向也相反,说明电流产生的磁场方向跟______方向有关。
【答案】 ①. 磁场 ②. 电流
【解析】
【详解】该实验是奥斯特实验:当导线通电时,小磁针发生偏转,证明了通电导体周围存在磁场;当改变导线中电流方向时,小磁针偏转方向也随之改变,说明电流产生的磁场方向和电流方向有关。
16. 如图,用测电笔辨别火线、零线时,正确的使用方式是图___________(选填“甲”或“乙”)。图丙中,电路中画“”表示断路之处,开关闭合后,用测电笔测试A点,氖管___________(选填“会”或“不会”)发光。
【答案】 ①. 甲 ②. 会
【解析】
【详解】[1]在使用测电笔时,笔尖接触要检测的导线,手接触笔尾金属体,当笔尖接触检测导线时,氖管发光的是火线,氖管不发光的是零线,故正确的使用方式是图甲。
[2]当笔尖接触到火线时,氖管会亮,接触零线时,氖管不亮,开关闭合后,零线断路,用测电笔测试电路中A点,A点与火线相连,故氖管会发光。
17. 标有“6V 3W”的灯泡和标有“3V 3W”的灯泡串联(假设灯丝电阻均不变),要使其中一只灯泡正常发光,则通过和的电流之比为______;亮度相比,比______(选填“亮”、“暗”或“一样亮”)。
【答案】 ①. 1∶1 ②. 亮
【解析】
【详解】串联电路中电流处处相等,故两灯泡串联后通过和的电流之比为1∶1。的电阻为
的电阻为
根据可知,电流相同时,电阻越大,实际功率越大,灯泡越亮,故比亮。
18. 如图甲所示是超声波加湿器,图乙为其内部湿度监测装置的简化电路图,已知电源电压为12V,定值电阻的阻值为30Ω,电流表的测量范围为0~0.2A,电压表的测量范围为0~9V,湿敏电阻 的阻值随湿度变化的关系图像如图丙所示,为保证电路各元件安全,该装置能监测湿度的最大值是______%;其它条件不变时,若要使该装置的最小湿度减小到10%,电源电压最大值不能超过______V。
【答案】 ①. 80 ②. 10
【解析】
【详解】计算电流表限制下的最小Rₓ,当电流最大时,总电阻最小
则此时
对应;电压表测的是两端电压,最大允许9 V。
此时,两端电压
电路电流
此时
对应,此时电流满足条件,所以,最大只能取90 Ω(否则电压表超量程),对应;
当时,,此时我们希望这个“最小湿度”状态仍满足电表安全,所以,我们要让在时,电流恰好等于 0.2 A(电流表满偏),此时电源电压就是允许的最大值。
此时电路总电阻
允许最大电流,所以最大允许电源电压
此时两端电压,故安全。
四、作图题(本大题共3小题,共6分。)
19.
(1)请在甲图电路的圆圈中填上合适的电流表或电压表。
(2)如图乙所示,根据小磁针静止时的指向,在括号中标出螺线管的极性和电源正极或负极。
(3)将丙图中的元件正确接入家庭电路中。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
电流表应与用电器串联,电压表应与用电器并联,所以,与定值电阻并联的是电压表,电源左侧串联的是电流表,据此作图。
【小问2详解】
根据磁极间的相互作用规律可知,通电螺线管靠近小磁针N极的一端为S极,所以通电螺线管的左端是N极;根据右手螺旋定则可知,电流由螺线管的右端流入,即电源的右端为正极,电源左端是负极,据此作图。
【小问3详解】
相线先接开关,再与灯泡串联,再接到中性线,据此作图。
五、实验探究题(本大题共4小题,每空1分,共25分。)
20. 在探究“串联电路电压的规律”实验时,小明设计了如图甲所示的电路。
1
1.3
2.3
1.5
1.8
3.3
2
4.3
(1)连接电路时,开关应______(选填“断开”或“闭合”);闭合开关前,发现电压表指针如图乙所示,接下来应进行的操作是______。
(2)根据甲图电路连接实物后进行实验,闭合开关发现两灯都不亮,电压表示数接近电源电压,则故障可能是灯______(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,灯两端电压如丙图所示,大小为______V。分析表格数据得出结论:在串联电路中,。
(4)该表格的设计存在的问题是__________________________。
【答案】(1) ①. 断开 ②. 调零
(2)断路 (3)2.3
(4)电压物理量未标注单位
【解析】
【小问1详解】
为保护电路,在连接时,应当开关应当断开;未闭合开关时,电压表指针不在零刻度线处,是没有调零的结果。
【小问2详解】
两灯都不亮说明电路为断路故障,电压表示数接近电源电压说明电压表与电源两端连通,因此故障为灯L₁断路,电压表测量电源电压,所以故障是断路。
【小问3详解】
电压表量程是3V,分度值是0.1V,此时示数为2.3V
【小问4详解】
表格中记录的各电压物理量均未标注单位,设计不规范。
21. 在物理课堂中,小明做了如下实验探究:
(1)如图甲,向装有少量水的瓶内打气,当瓶塞跳起时,观察到瓶口出现白雾,瓶内水蒸气的内能___________(选填“增大”或“减小”),这个过程是通过___________方式改变物体的内能。
(2)用丝绸摩擦过的玻璃棒接触不带电的验电器A,则验电器A带___________电;再用金属杆把验电器A和不带电的验电器B连接起来,如图乙所示,此时金属杆的电流方向是___________(选填“从A到B”或“从B到A”)。
(3)如图丙所示,闭合开关,将夹子在粗细均匀的铅笔芯A上移动,小灯泡的亮度会发生变化,说明导体的电阻与导体的______有关;若要使灯泡亮度变化更明显,应选用______(选填“B”或“C”)铅笔芯,已知提供的铅笔芯B和C,材料和长度都相同,横截面积不同()。
【答案】(1) ①. 减小 ②. 做功
(2) ①. 正 ②. 从A到B
(3) ①. 长度 ②. C
【解析】
【小问1详解】
瓶塞跳起时,瓶内水蒸气对瓶塞做功,内能转化为瓶塞的机械能,水蒸气内能减小、温度降低,液化形成白雾;通过做功的方式改变内能。
【小问2详解】
丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正电,接触验电器A后,A带上正电(缺少电子);金属杆连接A、B时,B的电子向A移动;物理学规定电流方向与自由电子定向移动方向相反,因此电流方向为从A到B。
【小问3详解】
夹子移动,铅笔芯接入电路的长度改变,灯泡亮度变化,说明电阻与长度有关; 材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大。,C电阻更大,移动夹子时电阻变化幅度更大,灯泡亮度变化更明显,因此选C。
22. 如图甲是探究“影响电流热效应因素”的实验装置,将、两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内,且,瓶内装入等质量的煤油。
(1)实验中通过温度计___________来比较电阻丝产生热量的多少,这里采用的物理研究方法是_____________________。
(2)甲图中两电阻串联,通电一定时间后______(选填“”或“”)电阻产生的热量较多。
(3)若要比较水和煤油的比热容大小,只需将一个烧瓶内的煤油换成______(选填“质量”或“体积”)相等的水,并改变烧瓶内电阻丝的阻值,阻值的大小关系为______(选填“相等”或“不相等”)。加热一段时间后,观察温度计示数的变化,温度变化______(选填“大”或“小”)的物质比热容大。
(4)海边民宿常用小型风力发电机辅助发电,发电机的尾翼能自动调节方向,让旋翼始终对准海风风向高效发电。如图乙所示的情形,更常发生在海边的______(选填“白天”或“夜晚”)。
【答案】(1) ①. 示数的变化 ②. 转换法
(2)R1 (3) ①. 质量 ②. 相等 ③. 小
(4)白天
【解析】
【小问1详解】
实验中,电阻丝产生的热量被煤油吸收,使煤油温度升高。通过观察温度计示数的变化,可以比较电阻丝产生热量的多少。
这种将不易观察和测量的物理量(热量)转换为易于观察和测量的物理量(温度变化)的方法,称为转换法。
【小问2详解】
在图甲中,两电阻丝 和 串联,通过它们的电流 和通电时间 都相等。根据焦耳定律 ,在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。因为 ,所以 产生的热量较多。
【小问3详解】
要比较水和煤油的比热容大小,需要控制水和煤油的质量相等,因此应将一个烧瓶内的煤油换成质量相等的水。为了使水和煤油在相同时间内吸收相同的热量,应使用两个阻值相等的电阻丝进行加热。
根据热量公式 可知,在吸收热量 和质量 都相等的情况下,物质的比热容 与温度变化量 成反比。因此,温度变化小的物质,其比热容大。
【小问4详解】
图乙中,风从大海吹向陆地,这是海风。白天,陆地比热容比海水小,在同样日照下,陆地升温快,温度高,空气受热膨胀上升,形成低压;海洋升温慢,温度低,空气冷却下沉,形成高压。风从高压的海洋吹向低压的陆地,形成海风。因此,该情形更常发生在白天。
23. 小战同学利用下列器材探究电学相关实验。电源电压为6V、电流表、电压表、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω各1个)、开关、滑动变阻器规格是“40Ω,1A”、导线若干。
(1)如图甲所示,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应该位于最_________(选填“左”或“右”)端。
(2)为了探究电流与电阻的关系,实验中依次接入5个定值电阻,正确操作后,记下电流表示数,并绘制出如图乙所示的I-R关系图像。当用15Ω的定值电阻做完实验后,断开开关,保持滑片P位置不动,换用25Ω的定值电阻接入电路,闭合开关后,观察到电压表示数_________3V(选填“大于”、“等于”或“小于”),为保证定值电阻两端电压不变,应将滑片P向_________(选填“左”或“右”)移动。为了完成该实验,滑动变阻器的最大阻值至少为_________Ω。
(3)如图丙所示,是测量未知电阻Rₓ阻值的电路图,电源电压不变。闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表和电流表的示数如图丁和戊所示,则待测电阻Rₓ=_________Ω;
(4)小战发现不用电压表,利用如图己所示的电路也可测量出未知电阻的阻值。器材如下:电源电压未知且大小恒定、待测定值电阻Rₓ和符合要求的滑动变阻器(其最大阻值为R0)等,请将下列实验步骤补充完整:
①检查电路无误后,闭合开关,调节滑片P到B端,记录此时电流表示数为。
②_________,记录此时电流表示数为。
③则Rₓ=_________(用、和表示)。
【答案】(1)右 (2) ①. 大于 ②. 右 ③. 30
(3)4 (4) ①. 调节滑片P到A端 ②.
【解析】
【小问1详解】
闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于最大阻值处,如图甲应将滑动变阻器的滑片P置于最右端;
【小问2详解】
①15Ω换成25Ω后,定值电阻阻值变大,根据串联分压原理,定值电阻电压变大,故电压表示数大于3V;②为保证定值电阻电压不变,所以应增大滑动变阻器的电压,根据串联分压原理,应向右移动变阻器的滑片P,增大变阻器的阻值;③接入30Ω定值电阻时,定值电阻两端电压,则滑动变阻器两端电压,根据串联电路电阻与分压的规律,,
【小问3详解】
电压表和电流表的示数分别为2V和0.5A,则
【小问4详解】
①②闭合开关,调节滑片P到B端,此时与滑动变阻器最大阻值串联,电流表测电路中的电流,记录此时电流表示数为,则电源电压;调节滑片P到A端,此时只有接入电路,电流表示数为,电源电压;电源电压不变,故,
六、综合应用题(本大题共2小题,共19分,解答时要求在答题卡相应的答题区域内写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤,只写出最后答案,未写出主要计算过程的,不得分)
24. 小李同学制作了一款家用衣物烘干机,其简化加热电路如图所示,R1=990Ω、R2=110Ω均为加热电阻,通过S2实现高、低温挡的切换。求:
(1)S1闭合、S2连接触点“1”时,电路中的电流;
(2)高温挡时电路总功率;
(3)为缩短烘干时间,小李在原电路中再接入一个加热电阻R0,高温挡功率变为原来的1.2倍,请说明R0的连接方式并计算R0阻值。
【答案】(1)0.2A
(2)440W (3)R0的连接方式为并联在电阻R2两端,阻值为
【解析】
【小问1详解】
当S1闭合、S2连接触点“1”时,R1与R2串联。根据串联电路电阻规律,电路总电阻
电源电压,根据欧姆定律,电路电流
【小问2详解】
电源电压U不变,根据,电路总电阻越小,总功率越大。当S2接2时,只有R2接入电路,此时电路电阻最小,对应高温挡。高温挡总功率
【小问3详解】
要使高温挡功率增大,电源电压不变,总功率增大,则总电阻需要减小,因此应并联在电阻R2两端,并联总电阻小于分电阻,可减小总电阻,增大总功率。此时的高温挡功率为
并联电路的总功率等于各支路功率之和,R2支路的功率为
R0支路的功率为
R0的阻值为
25. 小敏看到超载车损坏公路的新闻报道后,设计了一个称量车重的模拟电路如图甲所示,将车重转化成电压表示数。电路由电源、称重计(由测量范围是0~8V的电压表改装而成)、电流表、定值电阻、滑动变阻器、弹簧和开关组成。已知电源电压为12V,滑动变阻器的滑片可沿竖直方向上下移动,其电阻片长40cm、最大阻值为20Ω,变阻器接入电路的阻值与其接入电路的电阻片长度成正比;弹簧的缩短量与其受到压力 的关系如图乙所示。当没有载物时,滑动变阻器的滑片指在电阻片最上端,电流表示数为0.1A。求:
(1)的阻值;
(2)最大载重时,该模拟电路的电压表示数(保留两位小数);
(3)另一位同学指出小敏设计的电路在最大载重时电压表示数过小,他打算选择定值电阻替换,使电路在最大载重时,电压表示数至少达到最大电压测量值的一半且电路安全,求的阻值变化范围。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测两端电压。 当没有载物时,滑动变阻器接入最大阻值,电路电流,电源电压。
根据欧姆定律,电路总电阻
根据串联电路总电阻等于各分电阻之和,得
【小问2详解】
由图乙可知,最大载重时弹簧缩短量
由题意可知,接入电阻与接入长度成正比,总电阻片长,因此此时滑动变阻器接入的阻值
电路总电阻
电路电流
电压表测两端电压,因此电压表示数
【小问3详解】
电压表量程为,根据要求,最大载重时电压表示数满足。
根据串联分压规律
① 当电压表示数最大为时,代入数据得
解得,此为的最小值;
② 当电压表示数最小为时,代入数据得
解得,此为的最大值。 因此的阻值范围为
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