精品解析:山东省潍坊市诸城市,青州市2025-2026学年九年级第一学期期末学业质量监测物理试题
2026-07-12
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内容正文:
2025—2026学年度第一学期期末学业质量监测
九年级物理试题
注意事项:
试题满分100分。考试时间90分钟。答卷前务必将试题密封线内及答题卡上面的项目填涂清楚。所有答案都必须涂、写在答题卡相应位置,答在本试卷上一律无效。
一、选择题:本题共15个小题,每小题2分,共30分。每个小题只有一个选项符合要求。
1. “月明船笛参差起,风定池莲自在香”是宋代文学家秦观《纳凉》中的诗句,“风定池莲自在香”描述的是“晚风初定,池中莲花盛开,幽香散溢,沁人心脾”。“幽香散溢”是因为( )
A. 分子在做无规则运动 B. 分子间存在间隙
C. 分子间存在引力 D. 分子间存在斥力
2. 如图,物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水,用酒精灯加热,水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。简易汽轮机工作过程中( )
A. 酒精燃烧将内能转化为化学能
B. 水的内能增加的方式是热传递
C. 蒸汽被喷出后内能保持不变
D. 蒸汽的内能全部转化为风车的机械能
3. 现有甲、乙两个物体,测得它们在一定质量下温度升高1℃时吸收的热量,根据测得的数值绘制成直方图(如图),则下列判断正确的是( )
A. 甲的比热容较大 B. 乙的比热容较大
C. 甲、乙比热容一样大 D. 乙的比热容是甲的
4. 如图所示,两个相同的验电器A和B,A带正电,B不带电,用一根带绝缘柄的铜棒把两个验电器的金属球连接起来的瞬间( )
A. 电流方向由A到B B. 有电流但方向无法确定
C. 电流方向由B到A D. 电子移动方向由A到B
5. 小明为共享电动车设计了智能戴头盔系统:骑行前,手机扫描车上二维码成功后开关闭合,指示灯L亮,但电机不工作;只有戴上头盔扣上卡扣后,头盔上的信号发射器才能发出信号,车上的信号接收器接收到信号时安全开关闭合,车才能正常启动。若只戴头盔不扫码则无法骑行,下列电路符合以上设计要求的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示的电路中,闭合开关、,小灯泡、均发光,电流表和电压表均有示数,下列分析正确的是( )
A. 电压表测量的是电源两端电压 B. 电流表测量的是通过干路的电流
C. 当只断开时,灯泡将变亮 D. 当灯泡断路时,两电表无示数
7. 如图是某家庭电路简化图,该电路连接均符合要求。下列分析正确的是( )
A. a线是中性线,b线是相线
B. 控制电灯的开关可与电灯互换位置
C. 电能表测量用户消耗的电能
D. 插入插座的电视机和台灯是串联的
8. 某智能手机当电量降到10%时,会自动提示用户开启“省电模式”,在该模式下,可延长电池的供电时间,其原因可能是( )
A. 增大了手机的电功率 B. 减小了手机的电功率
C. 增加了手机消耗的电能 D. 减少了手机消耗的电能
9. 一位电视台记者在讲到某工厂上半年共节电5000kW•h的时候,手举一只理发用电吹风机说:“我这只电吹风是500瓦的,也就是0.5千瓦。这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。“这位记者混淆的两个概念是( )
A. 电能和电功率
B. 电功率和电流
C. 电压和电流
D. 电能和电量
10. 能量的获取和应用与我们的生活息息相关,下列关于能量说法正确的是( )
A. 根据能量守恒定律可制造永动机
B. 核电站发电时利用了核聚变
C. 能量的转移和转化不具有方向性
D. 光纤通信时光能的损耗很小
11. 关于家庭电路和安全用电,下列说法中错误的是( )
A. 只有短路才会造成空气开关跳闸
B. 插座被短路时漏电保护器会“跳闸”
C. 电线的绝缘皮破损可能造成短路
D. 电热水壶的外壳应与中性线相连接
12. 6G即第六代移动通信系统,传输速度更快、网络连接更稳定,从2020年到2024年,我国在6G专利申请数量上一直保持全球第一。6G传输信息使用的是( )
A. 无线电波 B. 紫外线 C. X射线 D. 超声波
13. 麦克风的工作原理是:人说话时,声波引起线圈在磁极附近振动,产生与声音变化相应的感应电流。下列装置的工作原理与麦克风的工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
14. 图甲是一种测温仪的内部电路,为定值电阻,R为热敏电阻,R的阻值随温度的变化关系如图乙所示。闭合开关S,当所测物体温度降低时,下列分析正确的是( )
A. 电压表示数变大 B. 电压表与电流表示数之比不变
C. 电流表示数变大 D. 电压表与电流表示数乘积变大
15. 巨磁电阻(GMR)效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象,且磁场越强电阻越小。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图,下列分析正确的是( )
A. 闭合,滑片P向左移动,电磁铁的磁性将减小
B. 闭合,滑片P向右移动,巨磁电阻(GMR)的阻值将变大
C. 闭合和,滑片P置于最右端时指示灯最亮
D. 闭合和,滑片P向左移动时指示灯将变暗
二、填空与作图题:本题共4小题,共12分
16. 如图是一种手持充电式小风扇铭牌的部分信息。观察铭牌可知,手持充电式小风扇的额定工作电压为___________V,手持充电式小风扇电池的额定输入电压和电流为5V和1A;充电3h可以给小风扇的电池充满电,则消耗的电能是___________J。满电的锂电池储存的电能可以让小风扇吹弱风工作6h,则吹弱风时小风扇的电功率是___________W。
17. 家庭电路两虚线框中连入了灯泡和开关,则方框___________(选填“甲”或“乙”)中为开关;闭合开关后,若灯泡正常发光,使用测电笔接触a、b、c、d四点时,氖管发光的点有___________;若灯泡不亮,用测电笔接触a、b、c三点时测电笔的氖管均发光,接触d点时测电笔的氖管不发光,则该电路的故障为___________。
18. 如图甲是小茹同学的一只玩具兔子,体内有两节干电池,只要用手捏两只耳朵中的任意一只,兔子眼睛上的两个小灯泡会同时发光。如果其中一个小灯泡损坏熄灭,而另一个小灯泡会继续发光。用开关替代兔子耳朵,在图乙的方框内画出符合要求的兔子体内电路图。
19. 如图中,将小磁针靠近螺线管的一端,当开关S闭合后,小磁针N极的指向如图所示。请在图中标出电源的“+”、 “-”极,并画出螺线管的绕法。
三、实验探究题:本题共4小题,共32分。
20. 某同学探究感应电流的产生条件,实验装置如图甲所示。
(1)图甲中,AB棒的材质可能是___________(选填“铝”或“塑料”),不管导体棒怎样运动,灵敏电流计的指针都不会发生偏转,可知感应电流产生的一个条件是___________;
(2)图甲中,闭合开关后,导体AB或磁体竖直上下运动时,灵敏电流计指针发生偏转;导体AB或磁体水平左右运动时,灵敏电流计指针便不会发生偏转,可知感应电流产生的另一个条件是___________;
(3)图甲中,闭合开关后,导体AB或磁体竖直上下运动时,灵敏电流计指针发生偏转,这一过程是将___________能转化为___________能;
(4)实验完成后,某同学使用图乙装置进行实验,闭合开关,AB棒发生摆动,在导线夹a、b间接入的电路元件是___________,此现象在生活中应用是___________(选填“动圈式话筒”或“动圈式扬声器”)。
21. 小明在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”时,设计的实验电路如图甲所示,将两段电阻丝R1和R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中,将温度计A、B分别插入两个烧瓶中。
(1)甲装置在探究电流产生的热量与电阻大小的关系时,在两烧瓶内加入质量、初温都相同的煤油,让R1和R2的阻值___________(选填“相同”或“不同”);
(2)实验中,通过观察温度计示数变化的大小来比较电流通过电阻产生热量的多少,应用的研究方法的是___________;
(3)利用甲装置比较不同物质的吸热能力,在两烧瓶内换用质量、初温都相等的___________(选填“相同”或“不同”)液体,且换用两根阻值___________(选填“相同”或“不同”)的电阻丝,闭合开关,一段时间后,若温度计A比温度计B的示数变化大,则左烧瓶中液体的比热容___________(选填“大于”“小于”或“等于”)右烧瓶中液体的比热容;
(4)换用图乙所示装置探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系,实验中,给乙装置通电,相同时间内___________(选填“左边”或“右边”)U形管内的液面高度差较大。若通过右侧容器中电阻丝的电流是1A,则左侧容器中电阻丝在1min内产生的热量是___________J。
22. 在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中,采用了如图所示的实验装置。
(1)在有机玻璃板上安装一个用导线绕成的螺线管,板面上均匀地撒满铁屑,再给螺线管通以电流,并轻敲玻璃板面,观察到玻璃板面的铁屑的分布情况如图甲所示。说明通电螺线管周围的磁场与___________磁铁的磁场分布相似。
(2)接下来实验小组的同学把小磁针放在螺线管四周不同的位置,在闭合开关前,小磁针静止时,其N极应指向地理的___________附近。闭合开关S后,观察到小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在___________。当小磁针静止后的情况如图乙所示,黑色一端表示小磁针的N极,可知图乙中左端是通电螺线管的___________(选填“N”或“S”)极。
(3)对调电源的正负极,通电后发现小磁针静止时的指向如图丙所示,由此说明通电螺线管的极性跟___________方向有关。
(4)在探究影响通电螺线管外部磁场的强弱因素时,实验小组设计了如图丁所示的电路。实验中闭合开关后,根据图中的情景可以得到结论是在___________相同的情况下,线圈匝数越多,通电螺线管外部磁场越强;实验中,若适当调节滑动变阻器的滑片位置,观察甲、乙各自吸引大头针数量的变化情况,便可探究通电螺线管磁性的强弱与___________的关系。
23. 在“探究电流与电阻、电压的关系”实验中,小岩选用的器材有:电压为4.5V的电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、导线若干。
(1)小岩用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系,经检查发现小岩连接的电路有一根导线连接错误,请在接错的导线上打“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路。
(2)电路连接正确后,小岩探究电流与电阻的关系:小岩先将5Ω的电阻连入电路中,移动滑动变阻器的滑片至适当位置,电流表的示数如图乙所示,此时电路中电流为___________;接下来小岩将定值电阻由5Ω更换为10Ω后立刻闭合开关,此时应向___________(选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为___________。
(3)保持电压表示数不变,要使5个定值电阻都能顺利完成实验,则滑动变阻器最大阻值至少为___________Ω。如图丙是根据实验数据画出的定值电阻图像,阴影部分的面积表示的是___________。
(4)小岩重新连接电路,继续探究电流与电压的关系。小岩把某个定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,得到的电流与电压的关系图像如图丁所示,请你分析小岩实验中可能存在的问题是___________。
(5)乐乐使用一个未知阻值的的电阻,电压表也坏了,于是设计如下方案测量阻值,电路如图戊所示。定值电阻的阻值为,电源电压未知且恒定。请将下列测量步骤补充完整:①当开关闭合时,电流表读数为;②当开关___________时,电流表读数为;③未知电阻___________(用、、表示)。
四、综合解答题:本题共3小题,共26分。
24. 一辆质量为2.3t的汽车在水平路面上匀速行驶,所受阻力为车重的5%。如果汽油完全燃烧所产生的热量有30%用来克服阻力做功,汽车行驶了120km。已知汽油的热值为,若g取10N/kg,求
(1)汽车克服阻力所做功;
(2)汽油完全燃烧放出的热量;
(3)汽车行驶120km所消耗汽油的质量。
25. 国产某品牌的一辆电动汽车具有车速提醒功能,当车速过快时提醒驾驶员减速行驶。如图甲所示为该汽车车速提醒功能的简化电路图,电源电压为12V,定值电阻为10Ω,RV为速度敏感电阻,其阻值随车速变化的关系图像如图乙所示。当速度达到120km/h时,报警铃声响,当该车驶入潍坊某高速服务区停车时,电压表示数为8V。在服务区使用了“1兆瓦闪充”的充电装置,充电桩显示屏显示的信息为:充电电压1000V,充电5min,汽车仪表盘上显示的续航里程增加了400km。已知1兆瓦=1000kW。求:
(1)当报警铃响起时,电压表的示数;
(2)当汽车停车时,敏感电阻RV的阻值;
(3)本次“1兆瓦闪充”中的充电电流。
26. 如图所示,电源电压恒定不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,灯泡L标有“6V 2.4W”字样,灯丝电阻不变,定值电阻。当开关S、、都闭合,灯泡L正常发光;当滑动变阻器R的滑片位于中点时,电流表示数为0.6A.在电路安全的情况下,求:
(1)电源电压和灯泡L正常发光时的电阻;
(2)滑动变阻器R的最大阻值;
(3)整个电路消耗的最小功率。
五、附加题:本题共1小题,共10分。
27. 如图甲所示的电路,电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V 1.6W”字样,定值电阻,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。只闭合开关S、和,当滑动变阻器的滑片P移到中点时,电流表示数为0.5A,消耗的电功率为1.25W;只闭合开关S和,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡L的图像如图乙所示。在保证各元件安全工作的情况下,求:
(1)小灯泡正常工作时的电阻;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)滑动变阻器允许的取值范围。
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2025—2026学年度第一学期期末学业质量监测
九年级物理试题
注意事项:
试题满分100分。考试时间90分钟。答卷前务必将试题密封线内及答题卡上面的项目填涂清楚。所有答案都必须涂、写在答题卡相应位置,答在本试卷上一律无效。
一、选择题:本题共15个小题,每小题2分,共30分。每个小题只有一个选项符合要求。
1. “月明船笛参差起,风定池莲自在香”是宋代文学家秦观《纳凉》中的诗句,“风定池莲自在香”描述的是“晚风初定,池中莲花盛开,幽香散溢,沁人心脾”。“幽香散溢”是因为( )
A. 分子在做无规则运动 B. 分子间存在间隙
C. 分子间存在引力 D. 分子间存在斥力
【答案】A
【解析】
【详解】闻到四溢的花香,是由于花香分子在不停地做无规则运动,扩散到空气之中,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2. 如图,物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水,用酒精灯加热,水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。简易汽轮机工作过程中( )
A. 酒精燃烧将内能转化为化学能
B. 水的内能增加的方式是热传递
C. 蒸汽被喷出后内能保持不变
D. 蒸汽的内能全部转化为风车的机械能
【答案】B
【解析】
【详解】A.酒精燃烧的过程是将化学能转化为内能的过程,故A不符合题意;
B.加热过程中,易拉罐中的水吸收热量,温度升高,是通过热传递的方式增加内能,故B符合题意;
C.蒸汽喷出后,对外做功,内能转化为机械能,内能减小,故C不符合题意;
D.因为热量损失,所以蒸汽的内能不会全部转化为风车的机械能,故D不符合题意。
故选B。
3. 现有甲、乙两个物体,测得它们在一定质量下温度升高1℃时吸收的热量,根据测得的数值绘制成直方图(如图),则下列判断正确的是( )
A. 甲的比热容较大 B. 乙的比热容较大
C. 甲、乙比热容一样大 D. 乙的比热容是甲的
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知甲乙两物体的质量相同,升高1℃时,乙物体吸收的热量是,甲物体吸收的热量为,据可知,乙物体的比热容是甲物体的5倍,故B正确,ACD错误。
故选B。
4. 如图所示,两个相同的验电器A和B,A带正电,B不带电,用一根带绝缘柄的铜棒把两个验电器的金属球连接起来的瞬间( )
A. 电流方向由A到B B. 有电流但方向无法确定
C. 电流方向由B到A D. 电子移动方向由A到B
【答案】A
【解析】
【详解】带正电,缺少电子,B不带电,用铜棒连接两个验电器的瞬间,B上的自由电子会向A转移,因此电子的移动方向为 B → A 。根据电流方向的规定:正电荷定向移动的方向为电流方向,电流方向与负电荷(自由电子)定向移动的方向相反。
A.电子从B移动到A,电流方向与电子移动方向相反,因此电流方向由A到B,故A正确;
B.电荷定向移动方向明确,电流方向可以确定,故B错误;
C.电流方向为由A到B,不是B到A,故C错误;
D.自由电子从B向A移动,电子移动方向是B到A,不是A到B,故D错误。
故选A。
5. 小明为共享电动车设计了智能戴头盔系统:骑行前,手机扫描车上二维码成功后开关闭合,指示灯L亮,但电机不工作;只有戴上头盔扣上卡扣后,头盔上的信号发射器才能发出信号,车上的信号接收器接收到信号时安全开关闭合,车才能正常启动。若只戴头盔不扫码则无法骑行,下列电路符合以上设计要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.S1闭合,S2断开时,灯亮,电机工作,故A不符合题意;
B.S1闭合,S2断开时,灯不亮,电机工作,故B不符合题意;
C.S1闭合,S2断开时,灯亮,电机不工作,S1、S2闭合时,灯亮,电机工作,故C符合题意;
D.S1闭合,S2断开时,灯不亮,电机不工作,故D不符合题意。
故选C。
6. 如图所示的电路中,闭合开关、,小灯泡、均发光,电流表和电压表均有示数,下列分析正确的是( )
A. 电压表测量的是电源两端电压 B. 电流表测量的是通过干路的电流
C. 当只断开时,灯泡将变亮 D. 当灯泡断路时,两电表无示数
【答案】A
【解析】
【详解】A.由电路图可知,闭合开关S1、S2后,灯泡L1和L2并联,电压表并联在L1和L2两端,测量的是并联电路两端的电压,也就是电源两端的电压,故A正确;
B.由电路图可知,电流表与灯泡L1串联,测量的是通过灯泡L1的电流,而不是干路电流,故B错误;
C.当只断开S2时,L2所在的支路断开,电路变为只有L1的简单电路,由于L1两端的电压始终等于电源电压,保持不变,并联电路各支路互不影响独立工作,可知L1的亮度不变,故C错误;
D.当灯泡L2断路时,L2所在的支路断开,L1所在的支路仍然是通路,电流表与灯泡L1串联仍有电流通过,示数不为零;电压表仍然并联在L1两端,测量电源电压,所以电压表有示数,故D错误。
故选A。
7. 如图是某家庭电路简化图,该电路连接均符合要求。下列分析正确的是( )
A. a线是中性线,b线是相线
B. 控制电灯的开关可与电灯互换位置
C. 电能表测量用户消耗的电能
D. 插入插座的电视机和台灯是串联的
【答案】C
【解析】
【详解】A.家庭电路中,开关需要接在相线(火线)上控制用电器,图中开关接在a线上,因此a是相线,b是中性线,故A错误;
B.开关和电灯互换位置后,断开开关时电灯仍然与相线相连,人接触时易发生触电危险,不符合安全用电要求,故B错误;
C.电能表的作用就是测量用户消耗的电能,故C正确;
D.家庭电路中,所有接在插座上的用电器都是并联,互不影响,因此电视机和台灯是并联,故D错误。
故选C。
8. 某智能手机当电量降到10%时,会自动提示用户开启“省电模式”,在该模式下,可延长电池的供电时间,其原因可能是( )
A. 增大了手机的电功率 B. 减小了手机的电功率
C. 增加了手机消耗的电能 D. 减少了手机消耗的电能
【答案】B
【解析】
【详解】根据电能的计算公式,其中 为电池剩余电能,为手机的电功率,为供电时间。当电量降到10% 时,电池剩余电能不变,供电时间 与电功率成反比。开启“省电模式”后,供电时间延长,说明增大,因此必须减小,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
9. 一位电视台记者在讲到某工厂上半年共节电5000kW•h的时候,手举一只理发用电吹风机说:“我这只电吹风是500瓦的,也就是0.5千瓦。这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风。“这位记者混淆的两个概念是( )
A. 电能和电功率
B. 电功率和电流
C. 电压和电流
D. 电能和电量
【答案】A
【解析】
【详解】某工厂上半年共节电5000kW•h,即节省的电能是5000kW•h;这只电吹风是500瓦的,500瓦是指电吹风的电功率,所以这个记者把电能和电功率混淆了。
故选A。
10. 能量的获取和应用与我们的生活息息相关,下列关于能量说法正确的是( )
A. 根据能量守恒定律可制造永动机
B. 核电站发电时利用了核聚变
C. 能量的转移和转化不具有方向性
D. 光纤通信时光能的损耗很小
【答案】D
【解析】
【详解】A.能量守恒定律说明能量不会凭空产生,永动机违背能量守恒定律,无法制造,故A错误;
B.核电站是利用核裂变释放能量发电,不是核聚变,故B错误;
C.能量的转移和转化具有方向性,比如热量只能自发从高温物体传向低温物体,故C错误;
D.光纤利用光的全反射传输信号,光能损耗极小,通信效果好,故D正确。
故选D。
11. 关于家庭电路和安全用电,下列说法中错误的是( )
A. 只有短路才会造成空气开关跳闸
B. 插座被短路时漏电保护器会“跳闸”
C. 电线的绝缘皮破损可能造成短路
D. 电热水壶的外壳应与中性线相连接
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.空气开关跳闸的原因是电路电流过大,电流过大有可能是短路,也有可能是用电器总功率过大,故A错误;
B.漏电保护器检测到漏电时才跳闸。插座短路时,电流仍在火线零线的回路中,火线零线电流大小相等,不会触发漏电保护器跳闸,触发跳闸的是空气开关,故B错误;
C.电线绝缘皮破损后,内部火线和零线可能直接接触,确实会造成短路,故C正确;
D.带金属外壳的电热水壶,根据安全用电要求,外壳必须接保护地线,不能接中性线(零线)。若接中性线,一旦零线断路,外壳会带电,引发触电事故,故D错误。
本题要求选错误的,故选ABD。
12. 6G即第六代移动通信系统,传输速度更快、网络连接更稳定,从2020年到2024年,我国在6G专利申请数量上一直保持全球第一。6G传输信息使用的是( )
A. 无线电波 B. 紫外线 C. X射线 D. 超声波
【答案】A
【解析】
【详解】A.无线电波属于电磁波,能够实现远距离的无线通信,具备传播速度快,覆盖范围广的特点,6G属于移动通信系统,这类系统传输信息依靠的是无线电波,故A符合题意;
BC.紫外线和X射线的频率过高,穿透性强,不适合用于移动通信的信息传输,故BC不符合题意;
D.超声波属于声波,需要介质才能传播,无法在真空中传播信息,也不适用于移动通信的信息传输,故D不符合题意。
故选A。
13. 麦克风的工作原理是:人说话时,声波引起线圈在磁极附近振动,产生与声音变化相应的感应电流。下列装置的工作原理与麦克风的工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】麦克风的工作原理是法拉第的电磁感应:导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流。
A.图中装置是奥斯特实验,原理是通电导线周围存在磁场,故A不符合题意;
B.图中原理是通电导体在磁场中受力运动,故B不符合题意;
C.图为电磁铁,原理是通电导线周围存在磁场,故C不符合题意;
D.图为探究产生感应电流条件的装置图,原理是导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流,故D符合题意。
故选 D。
14. 图甲是一种测温仪的内部电路,为定值电阻,R为热敏电阻,R的阻值随温度的变化关系如图乙所示。闭合开关S,当所测物体温度降低时,下列分析正确的是( )
A. 电压表示数变大 B. 电压表与电流表示数之比不变
C. 电流表示数变大 D. 电压表与电流表示数乘积变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图甲可知,定值电阻R1与热敏电阻R串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路电流。由图乙可知,当温度降低时,热敏电阻R的电阻变大,由串联电路分压原理可知,R两端的电压变大,由串联电路电压的规律可知,R1两端电压变小,即电压表示数变小,故A错误;
B.电压表与电流表示数之比在数值上就是R1的电阻,由于R1的电阻不变,故两表示数之比不变,故B正确;
C.R的电阻变大,由串联电路电阻的特点可知,电路总电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流变小,即电流表示数变小,故C错误;
D.电流表和电压表示数均变小,故电压表与电流表示数乘积变小,故D错误。
故选B。
15. 巨磁电阻(GMR)效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象,且磁场越强电阻越小。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图,下列分析正确的是( )
A. 闭合,滑片P向左移动,电磁铁的磁性将减小
B. 闭合,滑片P向右移动,巨磁电阻(GMR)的阻值将变大
C. 闭合和,滑片P置于最右端时指示灯最亮
D. 闭合和,滑片P向左移动时指示灯将变暗
【答案】B
【解析】
【详解】A.闭合,滑片P向左移动,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,则电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,故A错误;
B.巨磁电阻(GMR)效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象,且磁场越强电阻越小,闭合,滑片P向右移动,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,则电路中的电流变小,电磁铁的磁性减弱,巨磁电阻(GMR)的阻值将变大,故B正确;
C.闭合和,滑片P置于最右端时,滑动变阻器连入电路中的电阻最大,则电路中的电流最小,电磁铁的磁性最弱,则巨磁电阻(GMR)的电阻最大,右侧电路中电流最小,指示灯最暗,故C错误;
D.闭合和,滑片P向左移动,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,则电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,巨磁电阻(GMR)的电阻变小,右侧电路中的电流变大,指示灯变亮,故D错误。
故选B。
二、填空与作图题:本题共4小题,共12分
16. 如图是一种手持充电式小风扇铭牌的部分信息。观察铭牌可知,手持充电式小风扇的额定工作电压为___________V,手持充电式小风扇电池的额定输入电压和电流为5V和1A;充电3h可以给小风扇的电池充满电,则消耗的电能是___________J。满电的锂电池储存的电能可以让小风扇吹弱风工作6h,则吹弱风时小风扇的电功率是___________W。
【答案】 ①. 3.7 ②. ③. 2.5
【解析】
【详解】从铭牌可以直接读出,小风扇的额定工作电压为3.7V;已知充电输入电压,电流,充电时间
消耗的电能
满电电池储存的电能等于充电消耗的电能,已知弱风工作时间
用功率公式计算得
17. 家庭电路两虚线框中连入了灯泡和开关,则方框___________(选填“甲”或“乙”)中为开关;闭合开关后,若灯泡正常发光,使用测电笔接触a、b、c、d四点时,氖管发光的点有___________;若灯泡不亮,用测电笔接触a、b、c三点时测电笔的氖管均发光,接触d点时测电笔的氖管不发光,则该电路的故障为___________。
【答案】 ①. 乙 ②. a、b ③. c、d之间断路
【解析】
【详解】家庭电路中,开关必须接在相线和用电器之间,这样断开开关时,用电器不带电,更安全;图中相线连接到了a点,电流先经过开关再进入灯泡,所以乙方框中是开关,甲方框中是灯泡;
测电笔接触相线或与相线连通的点时,氖管会发光;接触中性线时不发光。a点直接接相线,氖管发光;b点通过开关与相线连通,氖管发光;c点接中性线,氖管不发光;d点接中性线,氖管不发光,所以氖管发光的点是a、b;
a、b、c三点氖管发光,说明这三点都与相线连通,电流可以从相线到达c点;d点氖管不发光,且灯泡不亮,说明电流无法从c点流回中性线,即c、d 之间的中性线断路。
18. 如图甲是小茹同学的一只玩具兔子,体内有两节干电池,只要用手捏两只耳朵中的任意一只,兔子眼睛上的两个小灯泡会同时发光。如果其中一个小灯泡损坏熄灭,而另一个小灯泡会继续发光。用开关替代兔子耳朵,在图乙的方框内画出符合要求的兔子体内电路图。
【答案】
【解析】
【详解】一个灯泡损坏,另一个仍能发光,说明两个小灯泡是并联关系,互不影响。捏任意一只耳朵(开关),两个灯泡同时发光,说明两个开关是并联在干路上,任意一个开关闭合都能控制整个电路导通。电路图如下:
19. 如图中,将小磁针靠近螺线管的一端,当开关S闭合后,小磁针N极的指向如图所示。请在图中标出电源的“+”、 “-”极,并画出螺线管的绕法。
【答案】
【解析】
【详解】根据异名磁极相互吸引可知,小磁针N极指向螺线管左端,故螺线管左端为S极、右端为N极。根据安培定则可知,电流在螺线管正面是向下流动的,电流从电源右端流出,经开关流入螺线管,且根据图中电流表的“+”“-”接线柱的接法,电源右端为“+”极,左端为“-”极。
根据安培定则,结合电流从右端流入、左端流出的方向,画出绕法,使电流从右端流入后,在螺线管正面向下流动。据此作图。
三、实验探究题:本题共4小题,共32分。
20. 某同学探究感应电流的产生条件,实验装置如图甲所示。
(1)图甲中,AB棒的材质可能是___________(选填“铝”或“塑料”),不管导体棒怎样运动,灵敏电流计的指针都不会发生偏转,可知感应电流产生的一个条件是___________;
(2)图甲中,闭合开关后,导体AB或磁体竖直上下运动时,灵敏电流计指针发生偏转;导体AB或磁体水平左右运动时,灵敏电流计指针便不会发生偏转,可知感应电流产生的另一个条件是___________;
(3)图甲中,闭合开关后,导体AB或磁体竖直上下运动时,灵敏电流计指针发生偏转,这一过程是将___________能转化为___________能;
(4)实验完成后,某同学使用图乙装置进行实验,闭合开关,AB棒发生摆动,在导线夹a、b间接入的电路元件是___________,此现象在生活中应用是___________(选填“动圈式话筒”或“动圈式扬声器”)。
【答案】(1) ①. 铝 ②. 电路闭合
(2)导体做切割磁感线运动
(3) ①. 机械 ②. 电
(4) ①. 电源 ②. 动圈式扬声器
【解析】
【小问1详解】
根据电磁感应现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流。因此实验中处于磁场中的部分必须为导体,两种物质中,塑料是绝缘体,铝是导体,所以AB棒的材质可能是铝;
在电路未闭合的情况下,无论导体棒如何运动,灵敏电流计的指针都不会发生偏转,这说明感应电流产生的一个条件是电路闭合。
【小问2详解】
由图甲可知,磁感线由N极到S极,方向水平。闭合开关,让AB棒在磁场中竖直上下运动时,导体切割磁感线,会产生感应电流,灵敏电流计的指针会偏转;导体AB或磁体水平左右运动时,导体运动方向与磁感线方向平行,不切割磁感线,灵敏电流计指针便不会发生偏转,这说明感应电流产生的另一个条件是导体做切割磁感线运动。
【小问3详解】
图甲中,闭合开关后,导体AB或磁体竖直上下运动时,导体切割磁感线,灵敏电流计指针便会发生偏转,这是电磁感应现象,这一过程是将机械能转化为电能。
【小问4详解】
图乙装置中,闭合开关后AB棒发生摆动,这是通电导体在磁场中受力运动的现象,因此在导线夹a、b间接入的电路元件是电源;
动圈式扬声器正是利用这一原理,将电信号转化为声音振动;而动圈式话筒则是利用电磁感应原理,将声音振动转化为电信号。
21. 小明在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”时,设计的实验电路如图甲所示,将两段电阻丝R1和R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中,将温度计A、B分别插入两个烧瓶中。
(1)甲装置在探究电流产生的热量与电阻大小的关系时,在两烧瓶内加入质量、初温都相同的煤油,让R1和R2的阻值___________(选填“相同”或“不同”);
(2)实验中,通过观察温度计示数变化的大小来比较电流通过电阻产生热量的多少,应用的研究方法的是___________;
(3)利用甲装置比较不同物质的吸热能力,在两烧瓶内换用质量、初温都相等的___________(选填“相同”或“不同”)液体,且换用两根阻值___________(选填“相同”或“不同”)的电阻丝,闭合开关,一段时间后,若温度计A比温度计B的示数变化大,则左烧瓶中液体的比热容___________(选填“大于”“小于”或“等于”)右烧瓶中液体的比热容;
(4)换用图乙所示装置探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系,实验中,给乙装置通电,相同时间内___________(选填“左边”或“右边”)U形管内的液面高度差较大。若通过右侧容器中电阻丝的电流是1A,则左侧容器中电阻丝在1min内产生的热量是___________J。
【答案】(1)不同 (2)转换法
(3) ①. 不同 ②. 相同 ③. 小于
(4) ①. 左边 ②. 1200
【解析】
【小问1详解】
探究电流产生的热量与电阻大小的关系,根据控制变量法,要控制通过电阻的电流和通电时间相同,电阻不同。
【小问2详解】
实验中将不易直接测量的热量转换为容易测量的温度变化,使用了转换法。
【小问3详解】
比较不同物质的吸热能力,根据控制变量法,要控制液体质量、初温都相同,液体种类不同,为了保证相同时间内产生的热量相同,需要控制电阻相同;温度计A比B示数变化大。说明左瓶液体升温快,根据可知,相同时间内吸收相同的热量,升温快的比热容小,所以左瓶中液体的比热容小于右瓶液体的比热容。
【小问4详解】
乙装置中一个阻值为5Ω的电阻与两个5Ω电阻并联后的整体串联,则由串、并联电路的电流规律可知,通过右容器中的电阻的电流是通过左容器中电阻的电流的一半,根据焦耳定律可知,相同时间内左容器中的电阻产生的热量更多,其中的气体受热膨胀得更快,则与之相连的左边的U形管内的液面高度变化较快,液面高度差较大;右侧两个电阻的阻值相等,并联接入电路,两个电阻两端的电压相等,通过右侧电阻丝R3的电流,则通过R2的电流也为,干路电流等于各支路电流之和,因此干路电流为
R1在干路,因此通过R1的电流为,左侧容器中电阻丝R1在1min内产生的热量是
22. 在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中,采用了如图所示的实验装置。
(1)在有机玻璃板上安装一个用导线绕成的螺线管,板面上均匀地撒满铁屑,再给螺线管通以电流,并轻敲玻璃板面,观察到玻璃板面的铁屑的分布情况如图甲所示。说明通电螺线管周围的磁场与___________磁铁的磁场分布相似。
(2)接下来实验小组的同学把小磁针放在螺线管四周不同的位置,在闭合开关前,小磁针静止时,其N极应指向地理的___________附近。闭合开关S后,观察到小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在___________。当小磁针静止后的情况如图乙所示,黑色一端表示小磁针的N极,可知图乙中左端是通电螺线管的___________(选填“N”或“S”)极。
(3)对调电源的正负极,通电后发现小磁针静止时的指向如图丙所示,由此说明通电螺线管的极性跟___________方向有关。
(4)在探究影响通电螺线管外部磁场的强弱因素时,实验小组设计了如图丁所示的电路。实验中闭合开关后,根据图中的情景可以得到结论是在___________相同的情况下,线圈匝数越多,通电螺线管外部磁场越强;实验中,若适当调节滑动变阻器的滑片位置,观察甲、乙各自吸引大头针数量的变化情况,便可探究通电螺线管磁性的强弱与___________的关系。
【答案】(1)条形 (2) ①. 北极 ②. 磁场 ③.
(3)电流 (4) ①. 电流 ②. 电流大小
【解析】
【小问1详解】
观察铁屑的排布可以发现,通电螺线管两端磁性强、中间磁性弱,磁场分布和条形磁体的磁场分布相似。
【小问2详解】
地球本身是一个大磁体,根据地磁场的特性,闭合开关前,小磁针静止在N极会指向地理的北极附近;
闭合开关后,通电螺线管周围的小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在磁场,这就是电流磁效应;
根据图乙中小磁针的指向,黑色端为N极,螺线管左端外侧的小磁针N极指向右侧,根据异名磁极相互吸引的规律,可以判断出通电螺线管的左端是S极。
【小问3详解】
对调电源正负极后,螺线管中的电流方向发生变化,小磁针的指向也随之改变,说明通电螺线管的极性发生了变化,由此可以得出:通电螺线管的极性跟电流的方向有关。
【小问4详解】
图丁中两个螺线管是串联在电路中的,因此通过两个螺线管的电流大小完全相等,甲的线圈匝数比乙更多,甲吸引的大头针数量也更多,说明甲的磁场更强,由此可以得出结论:当通电螺线管的电流相同时,通电螺线管的线圈匝数越多,外部磁场的磁性越强;
之后调节滑动变阻器的滑片位置,会改变电路中的电流大小,此时两个螺线管的线圈匝数始终保持不变,通过观察它们吸引大头针数量的变化,就可以探究通电螺线管外部磁场的强弱与电流大小的关系。
23. 在“探究电流与电阻、电压的关系”实验中,小岩选用的器材有:电压为4.5V的电源、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、导线若干。
(1)小岩用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系,经检查发现小岩连接的电路有一根导线连接错误,请在接错的导线上打“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路。
(2)电路连接正确后,小岩探究电流与电阻的关系:小岩先将5Ω的电阻连入电路中,移动滑动变阻器的滑片至适当位置,电流表的示数如图乙所示,此时电路中电流为___________;接下来小岩将定值电阻由5Ω更换为10Ω后立刻闭合开关,此时应向___________(选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为___________。
(3)保持电压表示数不变,要使5个定值电阻都能顺利完成实验,则滑动变阻器最大阻值至少为___________Ω。如图丙是根据实验数据画出的定值电阻图像,阴影部分的面积表示的是___________。
(4)小岩重新连接电路,继续探究电流与电压的关系。小岩把某个定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,得到的电流与电压的关系图像如图丁所示,请你分析小岩实验中可能存在的问题是___________。
(5)乐乐使用一个未知阻值的的电阻,电压表也坏了,于是设计如下方案测量阻值,电路如图戊所示。定值电阻的阻值为,电源电压未知且恒定。请将下列测量步骤补充完整:①当开关闭合时,电流表读数为;②当开关___________时,电流表读数为;③未知电阻___________(用、、表示)。
【答案】(1) (2) ①. 0.4A ②. 右 ③. 2.0V
(3) ①. ②. 定值电阻两端的电压
(4)电压表并联在滑动变阻器两端
(5) ①. S2闭合 ②.
【解析】
【小问1详解】
探究电流与电阻的关系时,电压表需测定值电阻两端电压,电流表串联测电路电流。原电路导线连接错误导致电压表测量对象错误,故修改为电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,滑动变阻器接线柱“一上一下”接线。据此作图。
【小问2详解】
[1]电流表选择的是“0~0.6A”的小量程,分度值为0.02A,读数为0.4A。
[2][3]根据欧姆定律,定值电阻两端电压为
因此,本实验需控制定值电阻两端电压恒为2V。
将5Ω更换为10Ω定值电阻时,根据串联分压规律,定值电阻阻值增大,其两端电压会升高。为保持定值电阻两端电压为2V不变,需增大滑动变阻器接入电路的阻值,分担更多电压,因此滑片应向右调节(使滑动变阻器接入电阻变大)。
【小问3详解】
[1]实验电源电压,控制定值电阻两端电压,因此滑动变阻器两端电压为
当接入最大定值电阻时,电路电流为
由欧姆定律得滑动变阻器所需最小阻值为
[2]图像中,矩形面积。根据欧姆定律,阴影面积表示定值电阻两端的电压。
【小问4详解】
探究电流与电压的关系时,正常规律为:定值电阻阻值不变,电流随其两端电压增大而增大。本题图像特征为 “电流增大时,电压表示数减小”,结合串联电路电压规律(电源电压不变,定值电阻电压增大时,滑动变阻器电压减小),可判断:电压表错误并联在滑动变阻器两端,导致电压表示数随电流增大而减小。
【小问5详解】
[1][2]电路为定值电阻与未知电阻串联,电源电压恒定。步骤①:开关闭合时,与串联,电流表测电路电流;此时电源电压;步骤②:当开关S2闭合时,电路只有接入,电流表测通过的电流;此时电源电压;可得。
四、综合解答题:本题共3小题,共26分。
24. 一辆质量为2.3t的汽车在水平路面上匀速行驶,所受阻力为车重的5%。如果汽油完全燃烧所产生的热量有30%用来克服阻力做功,汽车行驶了120km。已知汽油的热值为,若g取10N/kg,求
(1)汽车克服阻力所做功;
(2)汽油完全燃烧放出的热量;
(3)汽车行驶120km所消耗汽油的质量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
汽车的重力
阻力
汽车克服阻力所做功
【小问2详解】
根据效率公式得,汽油完全燃烧放出的热量
【小问3详解】
根据燃料完全燃烧放热公式得,汽车行驶120km所消耗汽油的质量
25. 国产某品牌的一辆电动汽车具有车速提醒功能,当车速过快时提醒驾驶员减速行驶。如图甲所示为该汽车车速提醒功能的简化电路图,电源电压为12V,定值电阻为10Ω,RV为速度敏感电阻,其阻值随车速变化的关系图像如图乙所示。当速度达到120km/h时,报警铃声响,当该车驶入潍坊某高速服务区停车时,电压表示数为8V。在服务区使用了“1兆瓦闪充”的充电装置,充电桩显示屏显示的信息为:充电电压1000V,充电5min,汽车仪表盘上显示的续航里程增加了400km。已知1兆瓦=1000kW。求:
(1)当报警铃响起时,电压表的示数;
(2)当汽车停车时,敏感电阻RV的阻值;
(3)本次“1兆瓦闪充”中的充电电流。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知,当车速时,报警铃响起,此时速度敏感电阻。由图甲电路图可知,与R串联,电压表测两端的电压。电路的总电阻
电源电压为12V,根据欧姆定律,电路中的电流
电压表的示数,即两端的电压
【小问2详解】
当汽车停车时,电压表示数。由于与R串联,根据串联电路电压规律,定值电阻R两端的电压
则此时电路中的电流
根据欧姆定律,此时敏感电阻的阻值
【小问3详解】
已知充电功率
充电电压。根据电功率公式,可得充电电流
26. 如图所示,电源电压恒定不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,灯泡L标有“6V 2.4W”字样,灯丝电阻不变,定值电阻。当开关S、、都闭合,灯泡L正常发光;当滑动变阻器R的滑片位于中点时,电流表示数为0.6A.在电路安全的情况下,求:
(1)电源电压和灯泡L正常发光时的电阻;
(2)滑动变阻器R的最大阻值;
(3)整个电路消耗的最小功率。
【答案】(1)
,
(2)
(3)
【解析】
【分析】分析不同开关状态的电路连接,用计算灯泡正常发光的电阻,用计算灯泡正常发光的电流;确定最小电流时,要同时满足电压表量程不超过3V、电流表量程不超过0.6A、元件安全的限制条件;根据计算最小功率。
【小问1详解】
当开关S、S1、S2都闭合时,定值电阻被短路,滑动变阻器与灯泡并联,并联电路各支路电压等于电源电压。因为灯泡正常发光,电源电压等于灯泡额定电压,即
由公式得灯泡正常发光电阻
【小问2详解】
滑片在中点时,灯泡正常发光的电流
根据并联电路电流规律,通过滑动变阻器的电流
此时滑动变阻器接入电阻为,由欧姆定律得
因此滑动变阻器最大阻值
【小问3详解】
电源电压恒定,由可知,总电阻越大,电路总功率越小。当S闭合、S1和S2断开时,滑动变阻器与串联,滑动变阻器接入最大阻值时总电阻最大,此时总电阻
电路电流
两端电压
电流小于电流表量程0.6A,电压小于电压表量程3V,符合安全要求。因此电路最小总功率
五、附加题:本题共1小题,共10分。
27. 如图甲所示的电路,电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V 1.6W”字样,定值电阻,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。只闭合开关S、和,当滑动变阻器的滑片P移到中点时,电流表示数为0.5A,消耗的电功率为1.25W;只闭合开关S和,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡L的图像如图乙所示。在保证各元件安全工作的情况下,求:
(1)小灯泡正常工作时的电阻;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)滑动变阻器允许的取值范围。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】本题是欧姆定律与电功率结合的动态电路综合题,核心思路是先根据开关状态判断电路连接方式,再结合元件额定参数、电表量程找临界条件,分步计算。
【小问1详解】
小灯泡正常工作时,电压为额定电压,功率为额定功率,小灯泡正常工作时的电阻
【小问2详解】
只闭合、、时,小灯泡被短路,与并联,电流表测干路电流。 电源电压
并联电路中,通过的电流
通过滑动变阻器中点的电流
此时滑动变阻器接入电阻
滑片在中点,因此滑动变阻器最大阻值
【小问3详解】
只闭合、时,与小灯泡串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。
小灯泡额定电流
电流表量程为,因此电路最大电流。 此时两端电压
则滑动变阻器最小阻值
电压表量程为,因此两端最大电压,此时小灯泡两端电压
由图乙可知,时,电路电流,则滑动变阻器最大阻值
因此滑动变阻器允许的取值范围是。
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