内容正文:
2025—2026学年度第一学期九年级物理期中考试试卷
考试时间:80分钟
一、单选题(每小题3分,共21分)
1. 下列说法中不符合实际的是( )
A. 一节新的干电池电压为1.5V B. 家用电冰箱中的电流约50A
C. 我国家庭电路的电压为220V D. 对人体安全的电压为不高于36V
2. 要用电压表来测量灯L1两端电压,下列四幅图中接法正确的是( )
A. B. C. D.
3. 用丝绸摩擦过的玻璃棒接触不带电的验电器,金属箔张开。下列说法正确的是( )
A. 正电荷从丝绸转移到玻璃棒 B. 玻璃棒带正电是因为得到了电子
C. 摩擦起电是创造了电荷 D. 验电器金属箔张开,是由于同种电荷相互排斥
4. 如图所示,神舟十七号载人飞船加速升空的过程中,飞船的( )
A. 动能不变 B. 重力势能减小 C. 机械能增大 D. 机械能减小
5. 某实验小组用两个相同的小灯泡连接了如图所示的电路,当开关闭合后发现L1和L2两灯都不亮,为了找到故障原因,小张用一根导线来检查。当导线与AB两点连接时,L1灯不亮L2灯亮;当导线与BC两点连接时,两灯都不亮。由此推测故障是( )
A. L1灯短路 B. L1灯断路 C. L2灯短路 D. L2灯断路
6. 每年12月2日是全国交通安全日。骑电动车时不戴头盔存在安全隐患,于是小清针对共享电动车设计了如下方案:骑行前,扫码成功后开关S1闭合,指示灯L亮,但电动机不工作;从车头取出头盔并戴上后,头盔内遥控设备遥控开关S2闭合,电动机才通电工作;若只戴头盔不扫码,则无法骑行。下列电路符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示是一种可测量油箱内油面高度的装置,是定值电阻,滑动变阻器R的金属滑片是杠杆的一端,通过油量表(由电表改装而成)的示数变化可以反映油面的高度变化。关于此装置,下列说法正确的是( )
A. 油量表是由电压表改装而成的
B. 当油面高度升高时,滑动变阻器R接入电路的阻值变大
C. 当油面高度降低时,油量表的示数减小
D. 当油面高度降低到最低时,油量表的示数为零
二、填空题(每空1分,共21分)
8. 在图甲所示的电路中,闭合开关后,两灯泡正常发光,电流表A2测_________电流,两个电流表的指针都指在如图乙所示的位置,此时流过的电流大小是________A,流过的电流大小是________A。
9. 如图所示,开关闭合时,灯泡和______联,电压表V测的是______两端电压,测的是______两端电压。(均选填“”“”或“电源”)
10. 现在许多宾馆都利用房卡取电,如图所示。只有把房卡插入槽中,房间内的用电器才能使用。房卡的作用相当于电路中的______,该装置应该安装在电路的______(“干路”或“支路”)上,房间里各用电器之间是______联的。
11. 冬天用热水袋来暖手,这是通过______的方法来增加手的内能:两手互相摩擦,这是通过______的方法来增加手的内能。这两种改变内能的方式是______的。
12. 如图甲,分别用两个相同的加热器加热质量相等、初温相同的水和食用油(不计热量损失),水和食用油吸收热量的多少是通过 ________(“升高的温度”或“加热的时间”)来体现的;加热过程中温度随时间变化的图线如图乙所示,则图线a物质是________,其比热容是________J/(kg•℃)。
13. 如图甲所示,水平地面上的一个物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系及物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,则0~3s推力F大小为______N,3~6s物体所受摩擦力大小为______N,6~9s内推力F对物体所做的功为______J。
14. 如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从最右端a滑动到最左端b的过程中,电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示,电源电压为________V,定值电阻的阻值为________Ω,滑动变阻器电阻的最大值为________Ω。
三、作图题(每小题2分,共6分)
15.
(1)小伊家买了一辆国产纯电动轿车,其中一个智能设置是车门(车门相当于开关),车的前门S1和后门S2中任意一个门没有关好(关好即开关闭合),车辆的驱动电动机M都无法工作行驶。请你在图中将这种控制电路图画完整。
(2)如图是小明连接的实物图,请根据实物图画出对应的电路图。
(3)如图所示电路中,有一个电流表,一个电压表。分别在圆圈中填上合适的电路图符号;
四、实验题(每空1分,共21分)
16. 某实验小组在做“探究电流与电压的关系”实验时,准备了两节新干电池,阻值为5Ω的定值电阻、规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线把图甲电路连接完整(导线不得交叉)。要求:滑动变阻器滑片向右移动时,电路中的电流变大;
(2)连接电路时,开关必须_________,滑动变阻器调到最_________(选填“左”或“右”)端;
(3)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近3V,则电路中存在的故障可能是__________;
(4)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记录的数据如表格所示。老师指出其中一次数据有错误,错误的数据是第_________次,出现这种情况的原因可能是_________;
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
2.50
(5)舍弃错误的数据,根据实验数据在图乙中描点作出图像。分析图像,可得出的结论是__________;
(6)小组同学想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,小胡认为他的实验方案不可行,小胡的理由是________。
17. 如图甲所示是小林测量定值电阻Rx阻值的实验电路,器材可以满足实验要求。
(1)本实验的实验原理是___________;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到左端,这个操作的目的是___________;连好电路后,闭合开关S,移动滑片P,当电压表示数为2.4V时,电流表的示数如图乙所示,则定值电阻的阻值为___________Ω;
(3)通过调节滑动变阻器,测得多组的电压和电流值,最后算出阻值的平均值,这样做的目的是__________
(4)小林在没有电压表的情况下设计了另一种测量电阻的方案,电路如图丙所示,方案中定值电阻的阻值为R0,Rₓ≠R0,步骤如下:
①将S接到a,滑动变阻器调到某一位置,读出电流表的示数为;
②再将S接到b,保持滑片在某一位置不动,读出电流表的示数为;
③由可得
请判断:上述得到的结果___________(选填“正确”或“错误”)。
18. 旺旺在“探究影响导体电阻大小的因素”时,他做出了如下猜想。
猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关;
猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关;
猜想三:导体的电阻可能与导体的材料有关。
为了验证上述猜想,设计了如图的电路,其中 A、B、C、D是四根导体,这四根导体的材料、长度、横截面积如图所示。请回答下列问题。
(1)在连接电路时,接上最后一条导线,灯马上亮了,原因是___________。改正后,在实验中,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察___________来比较导体电阻的大小会更加准确;
(2)为了验证猜想二,应该选用序号为___________的两根电阻丝进行实验(选填“A”、“B”、 “C”、“D”中的两个);如果选用序号为A、D的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想___________(选填“一”、“二”、“三”);
(3)旺旺又做了如下实验:将镍铬合金丝A接入电路,闭合开关,然后用大功率吹风机对镍铬合金丝吹一段时间热风,发现电流表示数变小,这说明导体的电阻与___________有关。接着,旺旺将粗细均匀的电阻丝均匀地拉长为原来的1.5倍,再对折后,其阻值与原来的阻值相比___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)第二天,旺旺想继续探究这些问题时,发现除了电源、若干根导线、电流表和开关外,仅剩下一根电阻丝,该电阻丝除了两端的接线柱AC外,正中间也有一个接线柱B,若不能损坏该元件,且导线只能接在接线柱上,使用以上器材,探究导体横截面积对电阻的影响,请画出两幅对比的电路图。
五、计算题(19题6分,20题7分,共13分)
19. 如图所示,电源电压6V且恒定不变,R1、R2为定值电阻。当开关S1、S2均闭合时,电流表示数为1.2A;当开关S1闭合、S2断开时,电压表示数为2V。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)当开关S1闭合、S2断开时,求:通过R2的电流
20. 国庆假期,小惠一家人驾车出门旅行,已知该汽油小汽车以20m/s 的速度匀速行驶时,发动机的牵引力为1000N,发动机的效率为30%。若汽车以此速度行驶2.7×104m ,求:
(1)行驶时间是多少?
(2)牵引力做的功是多少?
(3)消耗汽油的质量是多少?(汽油的热值q汽=4.5×107J/kg)
六、综合题(每空1分,共18分)
21. 在能源危机和环境污染的双重压力下,发展新能源汽车早已经是迫在眉睫的事情了,现阶段发展混合动力汽车,也是成为了我们生活中比较常见的步伐工具,图所示为国产油电混合动力汽车:
(1)给汽车蓄电池充电时,蓄电池相当于______(选填“用电器”或“电源”);汽车各转向灯能独立工作,因此转向灯间是______联的;
(2)干毛巾刚擦完玻璃,很容易吸附灰尘,这是因为带电体能______;
(3)汽车发动机为汽油发动机,它把汽油燃烧产生的______能部分转化为______能,再通过传动机将动力传给车轮使汽车行驶;
(4)而电动车,是通过蓄电池来提供电能,通过电动机得到动力,电动机的电源采用的是48V的电压,如果使用12V的蓄电池,则应将______个蓄电池______联。
22. 如图甲是小华“探究电流与电阻的关系”的实验电路图。已知电源电压恒为4.5V,滑动变阻器规格为“25Ω,2A”,定值电阻有2Ω,5Ω,10Ω,20Ω,30Ω等。
(1)根据图甲连接的实物电路如图乙所示,其中一根导线连接是错误的,请在图乙中将这根线打上“×”,并用笔画线代替导线将这根线正确连接;
(2)正确连接电路后,闭合开关S,发现电压表有示数,电流表无示数,产生这一现象的原因可能是定值电阻______;
(3)排除故障后,小华先用5Ω的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数达到2V;断开开关,将5Ω的定值电阻换成了10Ω的定值电阻,然后准备闭合开关再向______(选填“左”或“右”)移动滑片直至电压表示数为______V。
(4)小华重新进行了实验,数据记录如下表:
实验次序
1
2
3
4
R/Ω
5
10
20
30
I/A
0.48
0.24
0.12
0.08
分析所测得的数据,可以得到的初步结论是_____________。
23. 有些汽车前挡风玻璃上的刮水器能够随着雨量的大小,刮水的速度会相应地发生变化,雨停后,刮水器自动停止工作,小珠查阅了相关资料后,自制了如图甲所示的雨水检测金属网(以下简称检测网)并设计了如图乙所示的模拟电路进行探究。
(1)小珠按照设计的电路图连接电路,检测网未放入水中,电流表无示数:将检测网放入雨水中,电流表有示数。这表明雨水是______(选填“导体”或“绝缘体”)。小华通过观察电路中______的变化来判断电动机转速的变化,从而反映出刮水器刮水速度的变化。
(2)将检测网竖立并缓慢浸入雨水中进行实验,分析数据可知,金属网浸入雨水中的深度越深,电流表的示数越大,这说明a、b间接入电路的电阻______(选填“变大”或“变小”)。我们知道,影响导体电阻的大小的因素有:导体的______、长度和横截面积,由此可知:a、b间接入电路的电阻变化是由导体的______变化引起的。
(3)小珠设计的电路在无雨水时,电动机不能转动,可是这样无法实现无雨时的车窗清洗,请你帮助小珠,在图乙电路中,用笔画线代替导线,加装一个开关解决此问题。
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2025—2026学年度第一学期九年级物理期中考试试卷
考试时间:80分钟
一、单选题(每小题3分,共21分)
1. 下列说法中不符合实际的是( )
A. 一节新的干电池电压为1.5V B. 家用电冰箱中的电流约50A
C. 我国家庭电路的电压为220V D. 对人体安全的电压为不高于36V
【答案】B
【解析】
【详解】A.一节新干电池的标准电压为1.5V,符合实际,故A不符合题意;
B.家用电冰箱中的电流约1A,故B符合题意;
C.我国家庭电路的标准电压为220V,符合实际,故C不符合题意;
D.对人体安全的电压不高于36V,这是电气安全的通用标准,符合实际,故D不符合题意。
故选B。
2. 要用电压表来测量灯L1两端电压,下列四幅图中接法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.L1、L2串联,电压表并联在电源两端,电压表测电源两端的电压,故A错误;
B.L1、L2串联,电压表并联在L1两端,电压表测灯L1两端的电压,但电压表的正负接线柱接法错误,故B错误;
C.L1、L2串联,电压表并联在L2两端,电压表测灯L2两端的电压,故C错误;
D.L1、L2串联,电压表并联在L1两端,电压表测灯L1两端的电压,电压表的正负接线柱接法正确,故D正确。
故选D。
3. 用丝绸摩擦过的玻璃棒接触不带电的验电器,金属箔张开。下列说法正确的是( )
A. 正电荷从丝绸转移到玻璃棒 B. 玻璃棒带正电是因为得到了电子
C. 摩擦起电是创造了电荷 D. 验电器金属箔张开,是由于同种电荷相互排斥
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由正、负电荷的规定可知用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,这是因为玻璃棒与丝绸摩擦时,玻璃棒失去电子而带正电,丝绸得到电子而带负电,并不是正电荷在丝绸和玻璃棒之间发生了转移,故AB错误;
C.摩擦起电的实质是电荷的转移,在摩擦起电中并没有创造电荷,故C错误;
D.验电器金属箔张开,是由于同种电荷相互排斥,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,神舟十七号载人飞船加速升空的过程中,飞船的( )
A. 动能不变 B. 重力势能减小 C. 机械能增大 D. 机械能减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.随着飞船加速升空,飞船的质量不变,速度增大,则动能增大,故A不符合题意;
B.飞船加速升空,飞船的质量不变,高度升高,重力势能增大,故B不符合题意;
CD.飞船加速升空的过程中,飞船的动能和重力势能同时增大,因为机械能等于动能和势能之和,故飞船的机械能增大,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
5. 某实验小组用两个相同的小灯泡连接了如图所示的电路,当开关闭合后发现L1和L2两灯都不亮,为了找到故障原因,小张用一根导线来检查。当导线与AB两点连接时,L1灯不亮L2灯亮;当导线与BC两点连接时,两灯都不亮。由此推测故障是( )
A. L1灯短路 B. L1灯断路 C. L2灯短路 D. L2灯断路
【答案】B
【解析】
【详解】当导线与AB两点连接时,L1灯不亮而L2灯亮,说明L2并没有断路或短路,否则L2也不会亮;当导线与BC两点连接时,两灯都不亮,说明L1断路,而不是L1短路,如果L1短路,当开关闭合后发现 灯L2会亮,不会出现两灯都不亮的情况,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6. 每年12月2日是全国交通安全日。骑电动车时不戴头盔存在安全隐患,于是小清针对共享电动车设计了如下方案:骑行前,扫码成功后开关S1闭合,指示灯L亮,但电动机不工作;从车头取出头盔并戴上后,头盔内遥控设备遥控开关S2闭合,电动机才通电工作;若只戴头盔不扫码,则无法骑行。下列电路符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】先整理题目要求,再逐一分析选项: 设计要求:扫码后闭合,指示灯亮,电动机不工作;
闭合后,再闭合,电动机才工作;只闭合(只戴头盔不扫码),电路无法工作,不能骑行。
由此可知:在干路,控制整个电路;和并联,只控制电动机。
对选项逐一分析:
A.控制,控制,二者为并联支路。只闭合时,电动机就能工作,不符合“只戴头盔不扫码无法骑行”的要求,故A不符合题意;
B.在干路,独立为一条支路,与串联为另一条支路。闭合后发光,断开时不工作;闭合后工作;只闭合时干路断开,不工作,完全符合设计要求,故B符合题意;
C.、、、为串联,只有两个开关都闭合时,和才会工作,闭合断开时不发光,不符合要求,故C不符合题意;
D.与串联在一条支路,在另一条支路。闭合断开时,不发光,且直接工作,不符合要求,故D不符合题意。
故选B。
7. 如图所示是一种可测量油箱内油面高度的装置,是定值电阻,滑动变阻器R的金属滑片是杠杆的一端,通过油量表(由电表改装而成)的示数变化可以反映油面的高度变化。关于此装置,下列说法正确的是( )
A. 油量表是由电压表改装而成的
B. 当油面高度升高时,滑动变阻器R接入电路的阻值变大
C. 当油面高度降低时,油量表的示数减小
D. 当油面高度降低到最低时,油量表的示数为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.由电路图可知,两电阻串联,油量表串联在电路中,油量表是电流表,故A错误;
B.当油面高度升高时,R接入电路的电阻减小,电路中的总电阻减小,由可知,电路中的电流增大,即油量表的示数增大,故B错误;
C.当油面高度降低时,R接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流减小,即油量表的示数减小,故C正确;
D.当油面高度降低到最低时,R接入电路的电阻最大,电路中的电流最小,但电流不为0,油量表的示数不为零,故D错误。
故选C。
二、填空题(每空1分,共21分)
8. 在图甲所示的电路中,闭合开关后,两灯泡正常发光,电流表A2测_________电流,两个电流表的指针都指在如图乙所示的位置,此时流过的电流大小是________A,流过的电流大小是________A。
【答案】 ①. ②. 0.2 ③. 0.8
【解析】
【详解】[1]如图甲所示的电路,电流有两条路径,这是一个并联电路。电流表在干路上,测干路电流;电流表和灯泡在同一支路上,测通过灯泡的电流;灯泡单独在另一支路上。
[2][3]两个电流表一个在干路上,另一个在支路上,但是指针都指在如图乙所示的位置,说明两个电流表接入的量程不同,干路上的电流表选择大量程接入电路,支路上的电流表选择小量程接入电路;所以,通过灯泡的电流为;通过干路的电流为;根据并联电流规律可知,通过灯泡的电流为
9. 如图所示,开关闭合时,灯泡和______联,电压表V测的是______两端电压,测的是______两端电压。(均选填“”“”或“电源”)
【答案】 ①. 串 ②. 电源 ③. L2
【解析】
【详解】[1][2][3]由图可知,开关闭合时,灯泡L1和L2串联;电压表V1并联在L2两端,测量L2两端的电压;电压表V并联在电源两端,测量电源两端的电压。
10. 现在许多宾馆都利用房卡取电,如图所示。只有把房卡插入槽中,房间内的用电器才能使用。房卡的作用相当于电路中的______,该装置应该安装在电路的______(“干路”或“支路”)上,房间里各用电器之间是______联的。
【答案】 ①. 开关 ②. 干路 ③. 并
【解析】
【详解】[1][2]房卡可以控制用电器的工作,不插入插槽中,所有房间内的用电器都不工作,所以房卡相当于家庭电路干路上的总开关。
[3]房间里各用电器之间工作情况是互不影响,所以各用电器之间是并联的。
11. 冬天用热水袋来暖手,这是通过______的方法来增加手的内能:两手互相摩擦,这是通过______的方法来增加手的内能。这两种改变内能的方式是______的。
【答案】 ①.
热传递 ②.
做功 ③.
等效
【解析】
【详解】[1]用热水袋暖手是把暖水袋的热转移到手上,即通过热传递的方式改变手的内能。
[2]用互相摩擦暖手,手克服摩擦做功,机械能转化为内能,是通过做功的方式增加内能的。
[3]热传递和做功在改变物体内能上是等效的,只要最终物体内能的变化量相同,无论是通过热传递还是做功的方式实现的,效果是一样的。
12. 如图甲,分别用两个相同的加热器加热质量相等、初温相同的水和食用油(不计热量损失),水和食用油吸收热量的多少是通过 ________(“升高的温度”或“加热的时间”)来体现的;加热过程中温度随时间变化的图线如图乙所示,则图线a物质是________,其比热容是________J/(kg•℃)。
【答案】 ①. 加热的时间 ②. 食用油(或油) ③. 2.1×103(或2100)
【解析】
【详解】[1]由于使用两个相同的电加热器,所以,应用转换法通过比较加热时间的长短,来间接体现的出水和食用油吸收热量的关系。
[2]由图乙知道,质量和初始温度均相同的两种液体,a温度升高60℃-10℃=50℃用时3分钟,b温度液体升高50℃用6分钟,根据比较吸收能力的方法,a物质吸热能力弱,故a物质是食用油,故b物质是水。
[3]根据转换法知道,升高相同的温度,a吸热是b吸收热量
倍
由 知道,在质量和升高温度相同的情况下,比热容c与Q成正比,故液体a的比热容是
13. 如图甲所示,水平地面上的一个物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系及物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,则0~3s推力F大小为______N,3~6s物体所受摩擦力大小为______N,6~9s内推力F对物体所做的功为______J。
【答案】 ①. 2 ②. 4 ③. 24
【解析】
【分析】
【详解】[1]由图乙可知,在0~3s内,物体相对于水平地面没有发生运动,处于静止状态;由F﹣t图像可知,此时物体受到的推力F=2N。
[2]由v﹣t图像可知,在6s~9s物体做匀速直线运动,处于平衡状态;由F﹣t图像可知,在6s~9s内拉力F'=4N,由二力平衡条件可得滑动摩擦力
f=F'=4N
由v﹣t图像可知,第3秒到第6秒物体速度增大,做匀加速直线运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,虽然速度变化,但压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力大小不变,因此物体受到的摩擦力仍是4N。
[3]在6~9s内,物体做匀速直线运动
v=2m/s
由可得,物体移动距离
s=vt=2m/s×3s=6m
推力F对物体所做的功
W=F's=4N×6m=24J
推力F对物体所做的功为24J。
14. 如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从最右端a滑动到最左端b的过程中,电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示,电源电压为________V,定值电阻的阻值为________Ω,滑动变阻器电阻的最大值为________Ω。
【答案】 ①. 9 ②. 3 ③. 6
【解析】
【14题详解】
由图甲可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,又由乙可知,当,即电路电流最小时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时电压表示数为;当,此时电路中电流最大,电压表示数为0,因此由欧姆定律及串联电路电压、电流规律可得
联立两式,解得,
三、作图题(每小题2分,共6分)
15.
(1)小伊家买了一辆国产纯电动轿车,其中一个智能设置是车门(车门相当于开关),车的前门S1和后门S2中任意一个门没有关好(关好即开关闭合),车辆的驱动电动机M都无法工作行驶。请你在图中将这种控制电路图画完整。
(2)如图是小明连接的实物图,请根据实物图画出对应的电路图。
(3)如图所示电路中,有一个电流表,一个电压表。分别在圆圈中填上合适的电路图符号;
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【15题详解】
由题可知,该轿车前后门必须同时关好电动机才能工作,说明两个开关与电动机是串联的,如下图所示:
【16题详解】
由实物图可知,两灯泡并联,开关在干路上,电流表测灯泡的电流,故电路图如下图所示:
【17题详解】
由题意可知,要使两灯正常工作,则上方圆圈与灯泡串联,只能是电流表,下方圆圈与灯泡并联,只能是电压表,如下图所示:
四、实验题(每空1分,共21分)
16. 某实验小组在做“探究电流与电压的关系”实验时,准备了两节新干电池,阻值为5Ω的定值电阻、规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线把图甲电路连接完整(导线不得交叉)。要求:滑动变阻器滑片向右移动时,电路中的电流变大;
(2)连接电路时,开关必须_________,滑动变阻器调到最_________(选填“左”或“右”)端;
(3)正确连接电路后闭合开关,发现电流表有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近3V,则电路中存在的故障可能是__________;
(4)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记录的数据如表格所示。老师指出其中一次数据有错误,错误的数据是第_________次,出现这种情况的原因可能是_________;
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
2.50
(5)舍弃错误的数据,根据实验数据在图乙中描点作出图像。分析图像,可得出的结论是__________;
(6)小组同学想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,小胡认为他的实验方案不可行,小胡的理由是________。
【答案】(1) (2) ①. 断开 ②. 左 (3)滑动变阻器短路
(4) ①. 5 ②. 电流表量程读错了
(5)在电阻一定时,通过导体的电流与电压成正比
(6)灯丝电阻随温度升高而增大
【解析】
【小问1详解】
实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压(电源为两节干电池,电压表选小量程),电流表测量电路电流。滑片向右移动时,电路中的电流变大,说明此时滑动变阻器接入电路中电阻变小,则滑动变阻器的右下接线柱接入电路中,如图所示:
【小问2详解】
[1][2]连接电路时,为了保护电路,开关必须断开,滑动变阻器调到阻值最大的最左端。
【小问3详解】
电压表测的是定值电阻两端的电压。如果电压表示数始终等于电源电压,说明电压表 直接并联在了电源两端,即定值电阻两端电压等于电源电压,而滑动变阻器两端电压为0。这种情况通常是因为:滑动变阻器短路,此时电路中只有定值电阻,滑动变阻器不分压,所以电压表测得的始终是电源电压。
【小问4详解】
[1][2]定值电阻的阻值不变,由表格中数据得,在误差允许范围内,第1~4次实验的电压与电流的比值相等,第5次实验的电压与电流的比值为其他实验的电压与电流的比值的,出现这种情况的原因可能是电流表量程读错了,将小量程读成大量程。
【小问5详解】
由表格中数据得,在电阻一定时,电阻的电压与电流的比值一定,由此可得结论:在电阻一定时,通过导体的电流与电压成正比。
【小问6详解】
探究电流与电压的关系,要控制电阻的阻值一定。小组同学想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,由于灯丝电阻随温度升高而增大,故不可行。
17. 如图甲所示是小林测量定值电阻Rx阻值的实验电路,器材可以满足实验要求。
(1)本实验的实验原理是___________;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到左端,这个操作的目的是___________;连好电路后,闭合开关S,移动滑片P,当电压表示数为2.4V时,电流表的示数如图乙所示,则定值电阻的阻值为___________Ω;
(3)通过调节滑动变阻器,测得多组的电压和电流值,最后算出阻值的平均值,这样做的目的是__________
(4)小林在没有电压表的情况下设计了另一种测量电阻的方案,电路如图丙所示,方案中定值电阻的阻值为R0,Rₓ≠R0,步骤如下:
①将S接到a,滑动变阻器调到某一位置,读出电流表的示数为;
②再将S接到b,保持滑片在某一位置不动,读出电流表的示数为;
③由可得
请判断:上述得到的结果___________(选填“正确”或“错误”)。
【答案】(1)
(2) ①. 保护电路 ②. 8
(3)减小误差 (4)错误
【解析】
【小问1详解】
实验是通过测量定值电阻两端的电压和通过它的电流,根据公式计算得出电阻阻值的。
【小问2详解】
在闭合开关前将滑动变阻器的阻值调到最大,可以限制电路中的初始电流,防止因电流过大而损坏电流表、待测电阻等电路元件。
由图乙,电流表量程为0~0.6A,读数为0.3A,所以定值电阻的阻值
【小问3详解】
对定值电阻进行多次测量并求平均值,可以有效减小由于读数、仪器精度等因素带来的偶然误差,使测量结果更精确。
【小问4详解】
该方案的推导是错误的,因为它错误地假设了当开关S从a切换到b时,定值电阻和待测电阻两端的电压相等,而由于定值电阻和待测电阻阻值不同,其分别与同一电阻串联时,分压是不同的。
18. 旺旺在“探究影响导体电阻大小的因素”时,他做出了如下猜想。
猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关;
猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关;
猜想三:导体的电阻可能与导体的材料有关。
为了验证上述猜想,设计了如图的电路,其中 A、B、C、D是四根导体,这四根导体的材料、长度、横截面积如图所示。请回答下列问题。
(1)在连接电路时,接上最后一条导线,灯马上亮了,原因是___________。改正后,在实验中,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察___________来比较导体电阻的大小会更加准确;
(2)为了验证猜想二,应该选用序号为___________的两根电阻丝进行实验(选填“A”、“B”、 “C”、“D”中的两个);如果选用序号为A、D的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想___________(选填“一”、“二”、“三”);
(3)旺旺又做了如下实验:将镍铬合金丝A接入电路,闭合开关,然后用大功率吹风机对镍铬合金丝吹一段时间热风,发现电流表示数变小,这说明导体的电阻与___________有关。接着,旺旺将粗细均匀的电阻丝均匀地拉长为原来的1.5倍,再对折后,其阻值与原来的阻值相比___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)第二天,旺旺想继续探究这些问题时,发现除了电源、若干根导线、电流表和开关外,仅剩下一根电阻丝,该电阻丝除了两端的接线柱AC外,正中间也有一个接线柱B,若不能损坏该元件,且导线只能接在接线柱上,使用以上器材,探究导体横截面积对电阻的影响,请画出两幅对比的电路图。
【答案】(1) ①. 连接电路时开关没有断开 ②. 电流表的示数
(2) ①. AC ②. 三
(3) ①. 温度 ②. 变小
(4)
【解析】
【小问1详解】
[1]若接完最后一根导线灯泡立刻发光,说明连接电路时开关未断开。
[2]在该实验中,电流表示数比灯泡亮度能更准确反映电阻大小,因此通过电流表示数比较电阻大小。
【小问2详解】
[1]为了验证猜想二,即验证电阻与横截面积的关系,需要控制材料相同、长度相同,横截面积不同,选择AC两根电阻丝进行实验才符合要求。
[2]选择AD两根电阻丝进行实验,AD两根电阻丝的长度相同、横截面积相同,材料不同;所以,是为了探究电阻与材料的关系,即验证猜想三。
【小问3详解】
[1]吹热风改变了电阻丝的温度,电流变小说明电阻变大,因此电阻与温度有关。
[2]旺旺将粗细均匀的电阻丝均匀地拉长为原来的1.5倍,再对折后,电阻丝的长度变为原来的0.75倍;由可知,电阻的横截面积变为原来的倍;由可得,导体的电阻将会变小。
【小问4详解】
探究横截面积的影响需要控制材料、长度相同,改变横截面积,利用中点接线柱B,将等长的AB、BC并联即可得到横截面积不同、长度相同的电阻,满足控制变量要求,如图所示:
五、计算题(19题6分,20题7分,共13分)
19. 如图所示,电源电压6V且恒定不变,R1、R2为定值电阻。当开关S1、S2均闭合时,电流表示数为1.2A;当开关S1闭合、S2断开时,电压表示数为2V。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)当开关S1闭合、S2断开时,求:通过R2的电流
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
当开关、均闭合时,被短路,电路为只有的简单电路,电流表测电路电流,电源电压,电流。 根据欧姆定律,电阻的阻值
【小问2详解】
当闭合、断开时,与串联,电压表测两端电压,即。 串联电路电流处处相等,因此通过的电流等于电路电流,即等于通过的电流
20. 国庆假期,小惠一家人驾车出门旅行,已知该汽油小汽车以20m/s 的速度匀速行驶时,发动机的牵引力为1000N,发动机的效率为30%。若汽车以此速度行驶2.7×104m ,求:
(1)行驶时间是多少?
(2)牵引力做的功是多少?
(3)消耗汽油的质量是多少?(汽油的热值q汽=4.5×107J/kg)
【答案】(1)1350s
(2)2.7×107J
(3)2kg
【解析】
【小问1详解】
由知道,行驶时间是
【小问2详解】
牵引力做的功是
【小问3详解】
由题意知道,发动机的效率为30%,则汽油燃烧放出的热量为
由 Q=mq 知道,消耗汽油的质量为
六、综合题(每空1分,共18分)
21. 在能源危机和环境污染的双重压力下,发展新能源汽车早已经是迫在眉睫的事情了,现阶段发展混合动力汽车,也是成为了我们生活中比较常见的步伐工具,图所示为国产油电混合动力汽车:
(1)给汽车蓄电池充电时,蓄电池相当于______(选填“用电器”或“电源”);汽车各转向灯能独立工作,因此转向灯间是______联的;
(2)干毛巾刚擦完玻璃,很容易吸附灰尘,这是因为带电体能______;
(3)汽车发动机为汽油发动机,它把汽油燃烧产生的______能部分转化为______能,再通过传动机将动力传给车轮使汽车行驶;
(4)而电动车,是通过蓄电池来提供电能,通过电动机得到动力,电动机的电源采用的是48V的电压,如果使用12V的蓄电池,则应将______个蓄电池______联。
【答案】 ①. 用电器 ②. 并 ③. 吸引轻小物体 ④. 内 ⑤. 机械 ⑥. 4 ⑦. 串
【解析】
【详解】(1)[1]给汽车蓄电池充电时,蓄电池消耗了电能,所以蓄电池相当于用电器。
[2]由于汽车各转向灯能独立工作,互不影响,所以,转向灯间是并联的。
(2)[3]由于带电体能吸引轻小物体,而干毛巾擦车玻璃时,由于摩擦而带电,故刚擦完的玻璃很容易吸附灰尘。
(3)[4][5]汽油发动机,它把汽油燃烧产生的化学能先转化为内能,然后内能再转化为机械能,对外提供动力。
(4)[6][7]电动车的电源采用的是48V的电压,由于串联电池组的总电压等于每节电池电压之和,所以,由需要将4个12V的蓄电池串联使用。
22. 如图甲是小华“探究电流与电阻的关系”的实验电路图。已知电源电压恒为4.5V,滑动变阻器规格为“25Ω,2A”,定值电阻有2Ω,5Ω,10Ω,20Ω,30Ω等。
(1)根据图甲连接的实物电路如图乙所示,其中一根导线连接是错误的,请在图乙中将这根线打上“×”,并用笔画线代替导线将这根线正确连接;
(2)正确连接电路后,闭合开关S,发现电压表有示数,电流表无示数,产生这一现象的原因可能是定值电阻______;
(3)排除故障后,小华先用5Ω的定值电阻进行实验,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数达到2V;断开开关,将5Ω的定值电阻换成了10Ω的定值电阻,然后准备闭合开关再向______(选填“左”或“右”)移动滑片直至电压表示数为______V。
(4)小华重新进行了实验,数据记录如下表:
实验次序
1
2
3
4
R/Ω
5
10
20
30
I/A
0.48
0.24
0.12
0.08
分析所测得的数据,可以得到的初步结论是_____________。
【答案】(1) (2)断路
(3) ①. 右 ②. 2
(4)当电压一定时,电流与电阻成反比
【解析】
【小问1详解】
由图甲,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表与定值电阻并联,测定值电阻两端电压,而图乙中定值电阻与滑动变阻器并联,电压表串联在电路中,因此电流表与定值电阻连接这根线错误,改成定值电阻左端接线柱与电压表负接线柱连接,如图所示:
【小问2详解】
正确连接电路后,闭合开关S,电流表无示数,说明可能是定值电阻或滑动变阻器断路,发现电压表有示数,即电压表与电源是连通的,产生这一现象的原因可能是因为定值电阻断路。
【小问3详解】
[1][2]本实验应保持电阻两端的电压为2V不变,将5Ω的定值电阻换成了10Ω的定值电阻,根据串联电路电压的规律,应增大变阻器分得的电压,故应增大变阻器连入电路中的电阻大小,所以应向右移动滑片直至电压表示数为2V。
【小问4详解】
由表格中数据及欧姆定律可知,第一次控制定值电阻两端电压为
第二次控制定值电阻两端电压
第三次控制定值电阻两端电压
第四次控制定值电阻两端电压
故结论为当电压一定时,电流与电阻成反比。
23. 有些汽车前挡风玻璃上的刮水器能够随着雨量的大小,刮水的速度会相应地发生变化,雨停后,刮水器自动停止工作,小珠查阅了相关资料后,自制了如图甲所示的雨水检测金属网(以下简称检测网)并设计了如图乙所示的模拟电路进行探究。
(1)小珠按照设计的电路图连接电路,检测网未放入水中,电流表无示数:将检测网放入雨水中,电流表有示数。这表明雨水是______(选填“导体”或“绝缘体”)。小华通过观察电路中______的变化来判断电动机转速的变化,从而反映出刮水器刮水速度的变化。
(2)将检测网竖立并缓慢浸入雨水中进行实验,分析数据可知,金属网浸入雨水中的深度越深,电流表的示数越大,这说明a、b间接入电路的电阻______(选填“变大”或“变小”)。我们知道,影响导体电阻的大小的因素有:导体的______、长度和横截面积,由此可知:a、b间接入电路的电阻变化是由导体的______变化引起的。
(3)小珠设计的电路在无雨水时,电动机不能转动,可是这样无法实现无雨时的车窗清洗,请你帮助小珠,在图乙电路中,用笔画线代替导线,加装一个开关解决此问题。
【答案】(1) ①. 导体 ②. 电流表示数
(2) ①. 变小 ②. 材料 ③. 横截面积
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1]由题可知,按照设计的电路图连接电路,检测网未放入水中,由图甲可知,电路断路,电流表无示数;将检测网放入雨水中,电流表有示数,说明电路为通路,此时雨水把ab接通,这表明雨水是导体。
[2]在该实验中,通过观察电路中的电流表的示数大小来判断变化电动机转速的变化,电流表示数越大,电动机转速越快。
【小问2详解】
[1]根据欧姆定律可知,电压一定时,电流与电阻成反比,故电流表的示数越大,这说明a、b间接入电路的电阻变小。
[2][3]影响导体电阻的大小的因素有导体的材料、长度和横截面积;由图甲知,当雨水变深时,金属网浸入雨水中的深度越深,接入电路中金属网的横截面积越大,所以ab间接入电路的电阻变化是由导体的横截面积变化引起的。
【小问3详解】
图乙中,在检测网处并联一个开关,无雨水时,闭合开关,能实现在无雨水时电动机可以工作,如图
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