内容正文:
九年级物理上册阶段检测卷
一、选择题(每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中,只有一个符合题目要求,多选、错选或未选得0分。)
1. 2024年4月试通车的西安高新有轨电车是西安首条采用云巴模式建设的轨道交通系统,具有速度快、污染小的优点。当电车运行时,由于高速摩擦,在电车跟架空电线的接触点上会产生高温。因此,接触点的材料应该具有耐高温、不易生锈、易导电的性质,下列选项中最适合制作该触点的材料是( )
A. 石墨 B. 陶瓷 C. 橡胶 D. 铁
【答案】A
【解析】
【详解】A.石墨具有耐高温,不易氧化、易导电的性质,可以用作接触点上的材料,故A符合题意;
B.陶瓷不容易导电,不能用作接触点上的材料,故B不符合题意;
C.橡胶不容易导电,不能用作接触点上的材料,故C不符合题意;
D.铁容易导电,易生锈,不能用作接触点上的材料,故D不符合题意。
故选 A。
2. 对常见家用电器正常工作时的电流进行估计,其中最接近实际的是( )
A. 台灯中的电流约1A
B. 电视机中的电流约为10A
C. 空调的电流约5A
D. 手电筒中的电流约200A
【答案】C
【解析】
【详解】A.家庭台灯的电功率约为10W,电流约为
故A不符合题意;
B.家用电视机中的电功率约为200W,电流约为
故B不符合题意;
C.家用空调的的电功率约为1100W,电流约为
故C符合题意;
D.手电筒中的电功率约为20W,电流约为
故D不符合题意。
故选C。
3. 电阻R1、R2串联在电路中,已知R1∶R2=4∶1,则通过R1、R2的电流和它们两端的电压之比分别是( )
A. 1∶1和4∶1 B. 4∶1和1∶1 C. 1∶1和1∶4 D. 1∶4和4∶1
【答案】A
【解析】
【详解】串联电路中电流处处相等,电阻R1、R2串联在电路中时,通过它们的电流之比为1∶1,根据欧姆定律,它们两端的电压之比,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4. 如图所示,在盛有稀硫酸溶液的容器中平行插入铜片和锌片,组成一个化学电池,该电池可使发光二极管发光。下列关于该化学电池的说法正确的是( )
A. 此化学电池工作时将化学能转化为电能,铜片为正极,电流从铜片经二极管流向锌片
B. 此化学电池工作时将电能转化为化学能,铜片为正极,电流从铜片经二极管流向锌片
C. 此化学电池工作时将化学能转化为电能,锌片为正极,电流从锌片经二极管流向铜片
D. 此化学电池工作时将电能转化为化学能,锌片为正极,电流从锌片经二极管流向铜片
【答案】A
【解析】
【详解】化学电池工作时,将化学能转化为电能,图中二极管发光,说明二极管的连接是正确的,因此铜片相当于电池的正极,在电池的外部,电流是从正极出来经过用电器回到电池的负极,所以电流从铜片经二极管流向锌片,故A正确,BCD错误。
故选A。
5. 小明用薄塑料袋做了一个有趣的实验。他将薄塑料袋剪成细丝制成“章鱼”,用丝绸分别摩擦“章鱼”和塑料管,将摩擦后的“章鱼”抛向空中,在其下方用塑料管靠近“章鱼”,塑料管“托”着“章鱼”飞起来,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 摩擦后,“章鱼”和塑料管带的是同种电荷
B. 摩擦后,“章鱼”和丝绸带的是同种电荷
C. 摩擦后,“章鱼”的各个细丝所带的是异种电荷
D. 丝绸与塑料管摩擦的过程中,创造了电荷
【答案】A
【解析】
【详解】A.塑料管“托”着“章鱼”飞起来根,说明塑料管和“章鱼”相互排斥,据摩擦起电的知识可知,“章鱼”、 塑料管带的是同种电荷,故A正确;
B.根据摩擦起电的知识可知,“章鱼”和丝绸带的是异种电荷,故B错误;
C.根据摩擦起电的知识可知,“章鱼”的细丝带的是同种电荷,相互排斥张开,故错误;
D.根据摩擦起电的实质可知,丝绸与塑料管摩擦的过程中,负电荷(电子)发生了转移,并不是创造了电荷,故D错误。
故选A。
6. 如图是滑动变阻器接入电路中的情形,当滑片P向左移动时,连入电路的电阻变大的有( )个。
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【答案】B
【解析】
【详解】由左边起第一图中可知,此时滑动变阻器接入了左下和左上两个接线柱,当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变小;
由左边起第二图中可知,此时滑动变阻器接入了左下和右上两个接线柱,当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变小;
由左边起第三图中可知,此时滑动变阻器接入了右下和右上两个接线柱,当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变大;
由左边起第四图中可知,此时滑动变阻器接入了右下和左上两个接线柱,当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变大。故可知当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变大的有2个,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7. 枣阳博物馆收藏了许多珍贵文物。如图甲展示的是一种具有报警功能的文物展示台,若其内部电路结构如图乙所示。开关S处于闭合状态时,文物放置在金属片B上,弹簧处于压缩状态,金属片B与A、C接触;当文物被搬离展示台时( )
A. 灯泡不亮,电铃不响 B. 灯泡亮,电铃响
C. 灯泡和电铃都短路 D. 灯泡断路,电铃短路
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,金属片B相当于开关,当文物在展示台上时,ABC接通,电铃被短路,电铃不响,灯泡亮;当文物被搬离展示台时,金属片B在弹力作用下与AC分开,灯泡和电铃串联,电路的右半部分为通路,此时灯泡亮,电铃响,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8. 甲验电器带正电,乙验电器不带电,用带有绝缘柄的金属棒连接甲乙两验电器的瞬间,下列说法正确的是( )
A. 电流方向从甲到乙,自由电子的移动方向从甲到乙
B. 电流方向从甲到乙,自由电子的移动方向从乙到甲
C. 电流方向从乙到甲,自由电子的移动方向从乙到甲
D. 电流方向从乙到甲,自由电子的移动方向从甲到乙
【答案】B
【解析】
【详解】甲验电器由于失去一部分电子而带上正电,乙验电器不带电,用带有绝缘柄的金属棒连接甲乙两验电器,由于金属导电靠的是自由电子,因此验电器乙的一部分自由电子流向验电器甲;物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,与自由电子定向移动的方向相反,所以金属棒中的电流方向从甲到乙,故B正确,ACD错误。
故选B。
9. 如图甲为小明设计的身高体重测量仪,其电路原理如图乙所示。电源电压保持不变,R1为压敏电阻,其阻值与压力F成反比,R2为均匀电阻丝,电阻与长度成正比,滑片P随身高的增加而上滑。当开关S闭合后,则下列描述电压表示数随身高h、电流表示数I随体重G的变化关系图像中可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由电路图可知,滑动变阻器与压敏电阻R并联,电压表测滑动变阻器滑片P下方电阻丝两端的电压,电流表测R1支路的电流;因电压表的内阻很大,在电路中相当于断路,所以滑动变阻器滑片移动时,R2接入电路中的电阻不变,由欧姆定律可知通过R2的电流不变;人的身高越高,滑片会向上移动,与电压表并联部分的电阻变大,根据U=IR可知电压表示数变大,当滑片移动到最上端时,与电压表并联部分的电阻最大,电压表示数保持不变,当人的身高偏低时,电压表测量导线两端的电压,示数为0,所以电压表的示数由0先变大,然后保持不变,故A错误,B正确;
CD.R1为压敏电阻,其阻值与压力F成反比,设R1F=k,则,根据欧姆定律可知通过压敏电阻的电流
分析函数关系可知I与F成正比,由于其压力的大小等于体重G,则I与G的函数关系为正比,故CD错误。
故选B。
10. 如图所示电路,定值电阻R0为40 Ω,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.4A。当滑动变阻器的滑片P在最右端时,先闭合开关S,电流表示数为0.1A,再闭合开关S1,电流表示数为0.2A。在保证电路元件安全的条件下,将滑动变阻器的滑片向左最大范围移动。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为8 V
B. 滑动变阻器连入电路的阻值范围是40~10 Ω
C. 定值电阻R0的功率为0.8 W
D. 通电1 min,整个电路消耗的电能最多为240 J
【答案】B
【解析】
【详解】A.由实物图知定值电阻与滑动变阻器并联,电流表测量干路的电流,开关S在干路上,开关S1在滑动变阻器这一支路上;当滑动变阻器的滑片P在最右端时,先闭合开关S,电路中只有定值电阻接入电路,电流表测量电路中的电流,则电源电压,故A错误;
B.再闭合开关S1,滑动变阻器与定值电阻R0并联,电流表测量干路的电流,由于并联电路各个支路互不影响,通过定值电阻R0的电流仍为0.1A,则通过滑动变阻器的电流
滑动变阻器接入电路的最大电阻
滑动变阻器允许通过的最大电流为0.4A,则滑动变阻器接入电路的最小电阻为
则滑动变阻器连入电路的阻值范围是,故B正确;
C.定值电阻的功率,故C错误;
D.由于通过定值电阻的电流始终为0.1A,通过滑动变阻器的最大电流为0.4A,则干路的最大电流
通电1min,整个电路消耗的电能最多为,故D错误。
故选B。
二、多项选择题(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. 如图两只硬橡胶球,带有等量正电荷,按如图所示的方式将一个金属小环M串在一根光滑的绝缘杆上,位于两硬橡胶球中间,恰好平衡。金属小环M的带电情况是( )
A. 可能带正电 B. 一定带负电
C. 可能不带电 D. 一定不带电
【答案】AC
【解析】
【详解】一个金属小环M串在一根光滑的绝缘杆上,位于两硬橡胶球中间,恰好平衡,说明金属小环M受平衡力的作用,两只硬橡胶球,带等量正电荷,当金属小环M带正电荷时,受到两只硬橡胶球的排斥力大小相同,方向相反,可以保持平衡;当金属小环M带负电荷或不带电时,受到两只硬橡胶球的吸引力相同,方向相反,可以保持平衡,故金属小环M可能不带电可能带正电也有可能带负电。
故选AC。
12. 如图所示,当开关S闭合时,灯L1、L2均不亮。若电路故障为灯L1断路,则当小明将电流表分别并联在灯L1两端和灯L2两端时,下列说法正确的是( )
A. 并联在L1两端,灯L1不亮、L2亮 B. 并联在L2两端,灯L1、L2均亮
C. 并联在L1两端,电流表有示数 D. 并联在L2两端,电流表有示数
【答案】AC
【解析】
【详解】由图可知,该电路为串联电路;电路故障为灯L1断路,当小明将电流表并联在灯L1两端时,电路接通,灯L1不亮,灯泡L2发光,电流表有示数;当小明将电流表并联在灯L2两端时,电路是断开的,灯L1、L2均不亮,电流表无示数;故AC正确,BD错误。
故选AC。
三、填空题(每空1分,共13分,请把答案直接写在对应答题卡位置上,不要求写出演算过程)。
13. 用塑料梳子梳干燥头发时,头发会随梳子飘起来,是因为梳子与头发摩擦带上__________(选填“同种”或“异种”)电荷相互吸引;经检验梳子带负电,则梳子__________(选填“失去”或“得到”)电子。
【答案】 ①. 异种 ②. 得到
【解析】
【详解】[1]当用塑料梳子梳干燥的头发时,梳子与头发之间会发生摩擦,由于摩擦起电现象,梳子与头发会带上电荷。又因为异种电荷相互吸引,所以头发会随梳子飘起来,这说明梳子与头发带上了异种电荷。
[2]已知梳子带负电。在原子中,质子带正电,电子带负电,且质子数等于电子数,所以原子整体不显电性。但当梳子带负电时,说明梳子得到了电子,因为电子带负电,得到电子的物体就会带负电。
14. 现在很多饭店利用机器人送餐,以穿行在餐厅的送餐机器人为参照物,餐桌是______的,机器人充电时,内置电池相当于电路中的______(选填“电源”或“用电器”)。
【答案】 ①. 运动 ②. 用电器
【解析】
【详解】[1]如果物体的位置相对于参照物不变,则物体是静止的,如果物体的位置相对于参照物不断变化,则物体是运动的;利用机器人送餐,以穿行在餐厅的送餐机器人为参照物,餐桌与机器人之间的位置改变,故是运动的。
[2]电源是提供电能的装置;用电器是消耗电能的装置。机器人充电时,消耗电能,将电能转化为化学能贮存在电池内,故内置电池相当于电路中的用电器。
15. 如图所示是用电流表测量电流的实物连接图,图甲中电流表测量的是通过灯泡______的电流;此时电流表的示数如图乙所示,则通过该灯泡的电流为______A,如果要用电流表测通过灯L1和L2的总电流,只需要移动______(a/b/c)导线。
【答案】 ①. L2 ②. 0.5 ③. b
【解析】
【详解】[1][2]图甲中,两个灯泡并联,电流表和灯泡L2串联,测量L2的电流,由图乙可知,电流表接入量程,分度值为0.02A,读数为0.5A,则通过该灯泡的电流为0.5A。
[3]如果要用电流表测通过灯L1和L2的总电流,只需要让电流表接在干路,即把b导线从电流表0.6A接线柱改换到负接线柱即可。
16. 如图为可调亮度台灯及其用于调光的电位器结构图,电位器应与灯泡______(选填“串联”或“并联”),欲使滑片顺时针转动时灯泡变亮,应将两接线柱______接入电路。
【答案】 ①. 串联 ②. P、C
【解析】
【详解】[1]电位器工作时,是通过改变接入电路中的阻值以起到调节作用的,故电位器应与灯泡串联。
[2]若图中滑片顺时针转动时灯泡变亮,说明滑片顺时针转动时电路中的电流变大,电位器接入电路的电阻变小,则电位器接入电路中的电阻丝的长度变短,故应将接线柱P、C接入电路。
17. 杭州亚运会既是一次体育盛会,也是一场科技盛宴,期间使用了机器狗在赛场搬运铁饼。在给机器狗蓄电池充电时,蓄电池相当于____(选填“用电器”或“电源”);运动员常喝牛奶来补充能量,一盒标有“能量328kJ/100mL”的牛奶,其中“能量”的含义跟____(选填“内能”“热量”或“热值”)相似。
【答案】 ①. 用电器 ②. 热值
【解析】
【详解】[1]给蓄电池充电时,蓄电池消耗电能,将电能转化为化学能储存起来,此时它属于消耗电能的装置,因此相当于用电器。
[2]热值指单位质量(或体积)的燃料完全燃烧所释放的热量,题目中牛奶标注的能量是每100mL可提供的能量,这一含义与热值的定义逻辑相符。
18. 如图所示,是某实验电路的一部分,电流表的示数如图所示为________A,若通过导线ab的电流大小为0.3A,电流方向为a→b,则通过导线cd的电流是_________A。
【答案】 ①. 0.46 ②. 0.76
【解析】
【详解】[1]由图可知,电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.46A。
[2]电流表的正确接法是电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出:若导线ab的电流从a→b,根据电流的走向,则ab中的电流及通过电流表的电流,均通过dc导线,因此dc在干路,故通过导线cd的电流是
Icd=0.3A+0.46A=0.76A
四、作图题(共6分,请把答案直接写在对应答题卡位置上。)
19. 请完成“探究电流与电阻的关系”的实验中未连完的电路。
【答案】
【解析】
【详解】“探究电流与电阻的关系”的实验中需要通过调节滑动变阻器来控制电阻两端电压,并测量电压、电流值,故需将滑动变阻器与定值电阻、电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如图所示:
20. 某品牌手持式电动螺丝刀如图甲所示,它有两个开关,其中开关S控制照明灯L和电动机,开关S1只控制照明灯,请在图乙虚线框内将电路图补充完整。
【答案】
【解析】
【详解】S控制照明灯L和电动机M,故开关S为总开关,控制小灯泡和电动机;由于开关S1只控制照明灯,说明照明灯L和电动机M工作时互不影响,即为并联。如图所示
21. 如图所示的电路中,有一根导线接错而使小灯泡被短路,请把这根导线找出来,在上面打一个“×”,并根据实物图在虚线框内画出相应的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】题图中开关闭合后,电流从电源正极开始通过开关直接回到电源负极,电源短路了,同时小灯泡也被短路。去掉开关与电源负极相连的导线,再闭合开关电流从正极经开关、小灯泡回到负极,电源和小灯泡都没有短路。画电路图时,从电源正极出发,依次画出各电路元件,回到电源负极即可,如图所示:
五、实验探究题(每空2分,共24分。请把答案直接写在对应答题卡位置上)
22. 小一利用如图甲所示的电路,测量一个标识不清的定值电阻的阻值Rx。请按要求完成下列问题:
(1)请添加一条导线,将图甲所示的实验电路补充完整______;
(2)移动滑片使电流表示数为0.3A时电压表示数如图乙所示,则定值电阻的阻值Rx为______Ω。
【答案】(1) (2)8
【解析】
【小问1详解】
要测量定值电阻的阻值,电路应串联连接,电流表测电路中的电流,电压表测定值电阻两端的电压,滑动变阻器的接线柱一上一下接入电路,作图如下:
【小问2详解】
由图乙知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.4V,定值电阻的阻值
23. 探究串、并联电路电流关系。
(1)小云、小雨所连接电路均如图所示。小雨闭合开关后,发现两灯均不亮,用导线直接接通a、b接线柱后,两灯均发光,则小雨的电路存在的问题是______。小云闭合开关后,发现灯L2发光,电流表有示数,但L1不发光。小云推测的原因如下:①灯L1灯丝烧坏了,②灯L1被短路了。小云的推测有可能的是______(填序号)。
(2)小云探究并联电路电流关系。现要求电流表测L2电流,开关连在干路上。请在图中用笔画线代替导线将电路连接好____。小云测得数据如下表,根据数据,她得出“并联电路中各支路电流相等”的结论。为得出科学结论,小云应该换用______的小灯泡______实验。
L1电流/A
L2电流/A
干路电流/A
0.16
0.16
0.32
【答案】(1) ①. 开关断路 ②. ②
(2) ①. ②. 不同规格 ③. 多次
【解析】
【小问1详解】
[1]闭合开关后,发现两灯均不亮,可能电路出现断路,用导线直接接通a、b接线柱后,两灯均发光,则电路存在的问题是开关断路。
[2]闭合开关后,发现灯发光,电流表有示数,说明电路是通路,不发光,可能被短路,故选②。
【小问2详解】
[1]两个灯泡并联,开关连在干路上,电流表测电流,电流表和串联,由表中数据可知,通过两个支路的电流小于0.6A,电流表选择0~0.6A的测量,如图所示:
[2][3]由实验数据得到并联电路中各支路电流相等,选择两个规格相同的灯泡,实验结论具有偶然性,为了使实验结论更具普遍性,应该换用不同规格的灯泡再进行多次测量得出实验结论。
24. 小明在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时,电路如图-1所示,电源电压保持不变,R为定值电阻。
(1)请用笔画线代替导线,将图-2的实物图按图-1的电路连接完整_________(要求导线不交叉);
(2)为保护电路,实验前滑动变阻器滑片应置于______(选填“A”或“B”)端;
(3)电路连接正确后,闭合开关后发现电压表有示数但电流表无示数,此时出现的故障可能是______(选填字母);
A. 滑动变阻器短路 B. 电流表断路
C. 电阻R短路 D. 电阻R断路
(4)完成实验后,小明又取了两个定值电阻,想利用这些器材继续探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。实验中所用电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω,电源电压为6V,分别接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片记录数据,得到了如图-3所示的图像,得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______比;
(5)①上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关应向______(选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为______V时,读出电流表的示数;
②为完成整个实验,应该选取滑动变阻器______(选填字母)。
A.“50Ω 1A” B.“30Ω 1A” C.“20Ω 1A”
【答案】(1) (2)B (3)D
(4)反 (5) ①. B ②. 2 ③. A
【解析】
【小问1详解】
将电压表并联在定值电阻两端,滑动变阻器要求一上一下连接,如图所示:
【小问2详解】
为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大的B端。
【小问3详解】
闭合开关,发现电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,与电压表并联的定值电阻断路了,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【小问4详解】
由图象可知,电流随着电阻的增大而减小,且电流与电阻的乘积为一定值,故由图像可以得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【小问5详解】
①[1][2]根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知,应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数为
②[3]电阻两端的电压始终保持2V不变,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
变阻器分得的电压为电压表示数的
倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
六、综合应用题(共19分,解答时要求在答题卡对应的区域内写出必要的文字说明和重要的演算步骤,只写出最后答案,未写出演算过程的,不得分。答案必须明确写出数值和单位)。
25. 某校物理兴趣小组设计了一种“电子秤”,实际上是压力测量仪,用它来称量物体的重量,其原理结构如图所示.图中A为金属片,B为金属板,R1=24 Ω,R2是最大值为72 Ω的滑动变阻器,电源电压为12 V不变.问:
(1)图中的重量表应该用什么电表改装?R1的主要作用是什么?
(2)当称量物体重量达到最大值时,R2两端的电压是多少?
【答案】(1)电压表改装;保护电路;(2) 9 V.
【解析】
【分析】(1)电流表应串联在电路中,电压表应并联在电路中,根据电路图判断重力表是电压表还是电流表;(2)由电路图可知,电阻R1与R2串联,重量表测两端R2的电压,当称量物体重力达到最大值时,R2的阻值达到最大值,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流,进一步根据欧姆定律求出R2两端的电压.
【详解】(1)由电路图可知,重量表与滑动变阻器R2并联,电压表与被测电路并联,因此重量表是电压表;
电阻R1与滑动变阻器R2串联在电路中,电阻R1起保护电路的作用;
(2)由电路图可知,R1与R2串联,当称量物体重量达到最大值时,滑动变阻器R2阻值全部接入电路,
此时电路中的电流为I===0.125A,
R2两端的电压为U2=IR2=0.125A×72Ω=9V.
答:(1)图中的重量表应该用电压表改装;R1的主要作用是保护电路;
(2)当称量物体重量达到最大值时,R2两端的电压是9V.
26. 电源电压6V且保持不变,电阻R1阻值8Ω,变阻器R2的最大阻值为20Ω,电流表量程选0~0.6A.电压表选取量程为0~3V。当S闭合时,通过分析,计算说明R2允许的取值范围。
【答案】2Ω~8Ω
【解析】
【详解】由电路图可知,滑动变阻器R2与电阻R1串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中电流,当电流表示数为I1=0.6A时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,根据欧姆定律可得,电阻R1两端电压为
U1=I1R1=0.6A×8Ω=4.8V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压为
U2=U﹣U1=6V﹣4.8V=1.2V
因串联电路中各处的电流相等,所以,滑动变阻器连入电路的电阻最小为
当电压表示数最大为U2max=3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,此时R1两端电压为
U1'=U﹣U2max=6V﹣3V=3V
电路电流为
滑动变阻器接入电路的最大电阻为
故变阻器接入电路的阻值范围为2Ω~8Ω。
27. 如图甲所示的电路,电源电压保持不变。小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样,滑动变阻器R1的最大值为30Ω,定值电阻R2=30Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。求:
(1)小灯泡的额定功率是多少?
(2)将变阻器R1的滑片P调到中点时,闭合S和S3,读出电流表示数,再闭合S2,发现电流表示数变化了0.15A,则电源电压是多少?
(3)只闭合开关S、S1,移动变阻器的滑片P,小灯泡L的I-U图象如图乙所示。在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是多少?
【答案】(1)0.625W
(2)4.5V (3)8Ω-15Ω
【解析】
【小问1详解】
小灯泡的额定功率是
PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W
【小问2详解】
将变阻器R1的滑片P调到中点时,闭合S和S3,L短路,电路为R1的简单电路,再闭合S2,R1、R2并联,电流表测干路电流,由并联电路的特点可知,再闭合S2时,通过R1的电流不变,由并联电路的电流特点可知,通过R2的电流
I2=I-I1=ΔI=0.15A
由欧姆定律可知,电源电压
U=U2=I2R2=0.15A×30Ω=4.5V
【小问3详解】
当只闭合开关S和S1时,R2不接入电路,R1与灯泡串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,由串联电路的特点和欧姆定律可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,灯泡两端的电压最小,滑动变阻器两端的电压最大,由电压表的量程可知,滑动变阻器两端的最大电压为3V,灯泡两端的电压
UL小=U-U1大=4.5V-3V=1.5V
由图乙可知,此时电路中电流为0.20A,由欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的最大电阻
当滑动变阻器接入电路的电阻最小时,电路中的电流最大,电流表的量程为0~0.6A,灯泡允许通过的最大电流为0.25A,由串联电路的电流特点可知,电路中的最大电流为0.25A,由图乙可知,此时灯泡两端的电压为2.5V,则滑动变阻器两端的电压
U1小=U-UL=4.5V-2.5V=2V
由欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的最小电阻
则滑动变阻器R1允许的取值范围是8Ω~15Ω。
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九年级物理上册阶段检测卷
一、选择题(每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中,只有一个符合题目要求,多选、错选或未选得0分。)
1. 2024年4月试通车的西安高新有轨电车是西安首条采用云巴模式建设的轨道交通系统,具有速度快、污染小的优点。当电车运行时,由于高速摩擦,在电车跟架空电线的接触点上会产生高温。因此,接触点的材料应该具有耐高温、不易生锈、易导电的性质,下列选项中最适合制作该触点的材料是( )
A. 石墨 B. 陶瓷 C. 橡胶 D. 铁
2. 对常见家用电器正常工作时的电流进行估计,其中最接近实际的是( )
A. 台灯中的电流约1A
B. 电视机中的电流约为10A
C. 空调的电流约5A
D. 手电筒中的电流约200A
3. 电阻R1、R2串联在电路中,已知R1∶R2=4∶1,则通过R1、R2的电流和它们两端的电压之比分别是( )
A. 1∶1和4∶1 B. 4∶1和1∶1 C. 1∶1和1∶4 D. 1∶4和4∶1
4. 如图所示,在盛有稀硫酸溶液的容器中平行插入铜片和锌片,组成一个化学电池,该电池可使发光二极管发光。下列关于该化学电池的说法正确的是( )
A. 此化学电池工作时将化学能转化为电能,铜片为正极,电流从铜片经二极管流向锌片
B. 此化学电池工作时将电能转化为化学能,铜片为正极,电流从铜片经二极管流向锌片
C. 此化学电池工作时将化学能转化为电能,锌片为正极,电流从锌片经二极管流向铜片
D. 此化学电池工作时将电能转化为化学能,锌片为正极,电流从锌片经二极管流向铜片
5. 小明用薄塑料袋做了一个有趣的实验。他将薄塑料袋剪成细丝制成“章鱼”,用丝绸分别摩擦“章鱼”和塑料管,将摩擦后的“章鱼”抛向空中,在其下方用塑料管靠近“章鱼”,塑料管“托”着“章鱼”飞起来,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 摩擦后,“章鱼”和塑料管带的是同种电荷
B. 摩擦后,“章鱼”和丝绸带的是同种电荷
C. 摩擦后,“章鱼”的各个细丝所带的是异种电荷
D. 丝绸与塑料管摩擦的过程中,创造了电荷
6. 如图是滑动变阻器接入电路中的情形,当滑片P向左移动时,连入电路的电阻变大的有( )个。
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
7. 枣阳博物馆收藏了许多珍贵文物。如图甲展示的是一种具有报警功能的文物展示台,若其内部电路结构如图乙所示。开关S处于闭合状态时,文物放置在金属片B上,弹簧处于压缩状态,金属片B与A、C接触;当文物被搬离展示台时( )
A. 灯泡不亮,电铃不响 B. 灯泡亮,电铃响
C. 灯泡和电铃都短路 D. 灯泡断路,电铃短路
8. 甲验电器带正电,乙验电器不带电,用带有绝缘柄的金属棒连接甲乙两验电器的瞬间,下列说法正确的是( )
A. 电流方向从甲到乙,自由电子的移动方向从甲到乙
B. 电流方向从甲到乙,自由电子的移动方向从乙到甲
C. 电流方向从乙到甲,自由电子的移动方向从乙到甲
D. 电流方向从乙到甲,自由电子的移动方向从甲到乙
9. 如图甲为小明设计的身高体重测量仪,其电路原理如图乙所示。电源电压保持不变,R1为压敏电阻,其阻值与压力F成反比,R2为均匀电阻丝,电阻与长度成正比,滑片P随身高的增加而上滑。当开关S闭合后,则下列描述电压表示数随身高h、电流表示数I随体重G的变化关系图像中可能正确的是( )
A. B. C. D.
10. 如图所示电路,定值电阻R0为40 Ω,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.4A。当滑动变阻器的滑片P在最右端时,先闭合开关S,电流表示数为0.1A,再闭合开关S1,电流表示数为0.2A。在保证电路元件安全的条件下,将滑动变阻器的滑片向左最大范围移动。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为8 V
B. 滑动变阻器连入电路的阻值范围是40~10 Ω
C. 定值电阻R0的功率为0.8 W
D. 通电1 min,整个电路消耗的电能最多为240 J
二、多项选择题(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. 如图两只硬橡胶球,带有等量正电荷,按如图所示的方式将一个金属小环M串在一根光滑的绝缘杆上,位于两硬橡胶球中间,恰好平衡。金属小环M的带电情况是( )
A. 可能带正电 B. 一定带负电
C. 可能不带电 D. 一定不带电
12. 如图所示,当开关S闭合时,灯L1、L2均不亮。若电路故障为灯L1断路,则当小明将电流表分别并联在灯L1两端和灯L2两端时,下列说法正确的是( )
A. 并联在L1两端,灯L1不亮、L2亮 B. 并联在L2两端,灯L1、L2均亮
C. 并联在L1两端,电流表有示数 D. 并联在L2两端,电流表有示数
三、填空题(每空1分,共13分,请把答案直接写在对应答题卡位置上,不要求写出演算过程)。
13. 用塑料梳子梳干燥头发时,头发会随梳子飘起来,是因为梳子与头发摩擦带上__________(选填“同种”或“异种”)电荷相互吸引;经检验梳子带负电,则梳子__________(选填“失去”或“得到”)电子。
14. 现在很多饭店利用机器人送餐,以穿行在餐厅的送餐机器人为参照物,餐桌是______的,机器人充电时,内置电池相当于电路中的______(选填“电源”或“用电器”)。
15. 如图所示是用电流表测量电流的实物连接图,图甲中电流表测量的是通过灯泡______的电流;此时电流表的示数如图乙所示,则通过该灯泡的电流为______A,如果要用电流表测通过灯L1和L2的总电流,只需要移动______(a/b/c)导线。
16. 如图为可调亮度台灯及其用于调光的电位器结构图,电位器应与灯泡______(选填“串联”或“并联”),欲使滑片顺时针转动时灯泡变亮,应将两接线柱______接入电路。
17. 杭州亚运会既是一次体育盛会,也是一场科技盛宴,期间使用了机器狗在赛场搬运铁饼。在给机器狗蓄电池充电时,蓄电池相当于____(选填“用电器”或“电源”);运动员常喝牛奶来补充能量,一盒标有“能量328kJ/100mL”的牛奶,其中“能量”的含义跟____(选填“内能”“热量”或“热值”)相似。
18. 如图所示,是某实验电路的一部分,电流表的示数如图所示为________A,若通过导线ab的电流大小为0.3A,电流方向为a→b,则通过导线cd的电流是_________A。
四、作图题(共6分,请把答案直接写在对应答题卡位置上。)
19. 请完成“探究电流与电阻的关系”的实验中未连完的电路。
20. 某品牌手持式电动螺丝刀如图甲所示,它有两个开关,其中开关S控制照明灯L和电动机,开关S1只控制照明灯,请在图乙虚线框内将电路图补充完整。
21. 如图所示的电路中,有一根导线接错而使小灯泡被短路,请把这根导线找出来,在上面打一个“×”,并根据实物图在虚线框内画出相应的电路图。
五、实验探究题(每空2分,共24分。请把答案直接写在对应答题卡位置上)
22. 小一利用如图甲所示的电路,测量一个标识不清的定值电阻的阻值Rx。请按要求完成下列问题:
(1)请添加一条导线,将图甲所示的实验电路补充完整______;
(2)移动滑片使电流表示数为0.3A时电压表示数如图乙所示,则定值电阻的阻值Rx为______Ω。
23. 探究串、并联电路电流关系。
(1)小云、小雨所连接电路均如图所示。小雨闭合开关后,发现两灯均不亮,用导线直接接通a、b接线柱后,两灯均发光,则小雨的电路存在的问题是______。小云闭合开关后,发现灯L2发光,电流表有示数,但L1不发光。小云推测的原因如下:①灯L1灯丝烧坏了,②灯L1被短路了。小云的推测有可能的是______(填序号)。
(2)小云探究并联电路电流关系。现要求电流表测L2电流,开关连在干路上。请在图中用笔画线代替导线将电路连接好____。小云测得数据如下表,根据数据,她得出“并联电路中各支路电流相等”的结论。为得出科学结论,小云应该换用______的小灯泡______实验。
L1电流/A
L2电流/A
干路电流/A
0.16
0.16
0.32
24. 小明在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时,电路如图-1所示,电源电压保持不变,R为定值电阻。
(1)请用笔画线代替导线,将图-2的实物图按图-1的电路连接完整_________(要求导线不交叉);
(2)为保护电路,实验前滑动变阻器滑片应置于______(选填“A”或“B”)端;
(3)电路连接正确后,闭合开关后发现电压表有示数但电流表无示数,此时出现的故障可能是______(选填字母);
A. 滑动变阻器短路 B. 电流表断路
C. 电阻R短路 D. 电阻R断路
(4)完成实验后,小明又取了两个定值电阻,想利用这些器材继续探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。实验中所用电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω,电源电压为6V,分别接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片记录数据,得到了如图-3所示的图像,得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______比;
(5)①上述实验中,小明用5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关应向______(选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为______V时,读出电流表的示数;
②为完成整个实验,应该选取滑动变阻器______(选填字母)。
A.“50Ω 1A” B.“30Ω 1A” C.“20Ω 1A”
六、综合应用题(共19分,解答时要求在答题卡对应的区域内写出必要的文字说明和重要的演算步骤,只写出最后答案,未写出演算过程的,不得分。答案必须明确写出数值和单位)。
25. 某校物理兴趣小组设计了一种“电子秤”,实际上是压力测量仪,用它来称量物体的重量,其原理结构如图所示.图中A为金属片,B为金属板,R1=24 Ω,R2是最大值为72 Ω的滑动变阻器,电源电压为12 V不变.问:
(1)图中的重量表应该用什么电表改装?R1的主要作用是什么?
(2)当称量物体重量达到最大值时,R2两端的电压是多少?
26. 电源电压6V且保持不变,电阻R1阻值8Ω,变阻器R2的最大阻值为20Ω,电流表量程选0~0.6A.电压表选取量程为0~3V。当S闭合时,通过分析,计算说明R2允许的取值范围。
27. 如图甲所示的电路,电源电压保持不变。小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样,滑动变阻器R1的最大值为30Ω,定值电阻R2=30Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。求:
(1)小灯泡的额定功率是多少?
(2)将变阻器R1的滑片P调到中点时,闭合S和S3,读出电流表示数,再闭合S2,发现电流表示数变化了0.15A,则电源电压是多少?
(3)只闭合开关S、S1,移动变阻器的滑片P,小灯泡L的I-U图象如图乙所示。在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是多少?
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