精品解析：江西省赣州市南康区第五中学2024-2025学年九年级下学期开学考试物理试卷

九年级第二学期开学考试初三物理试卷 说明：1．本试卷共有四大题，全卷满分100分，考试时间为90分钟． 2．本卷分为试题卷和答题卷，答案要求写在答题卷上，不得在试题卷上作答，否则不给分． 一、填空题（本大题共8小题，每空1分，共16分） 1. 很多书法爱好者临摹，临摹时闻到淡淡的“墨香”是______现象；寒冷冬天临摹时，用热水袋捂手，是通过______的方式改变手的内能。 2. 如图是汽油机两个冲程的示意图，其中图_________（选填“甲”或“乙”）所示的冲程为汽车提供了动力：汽车发动机用水来冷却，是利用了水的_________大的特点。 3. 验电器的工作原理是______。如图所示，取两个相同的验电器A和B，使A带正电，B不带电，用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来，则连接的瞬间，金属棒中的电流方向是______（选填“A→B”或“B→A”）。（注意发生定向移动的自由电荷是自由电子） 4. 小明在研究并联电路电流特点时，按图甲电路图连接好电路，闭合开关S和S1，观察各电流表示数，再闭合开关S2，示数保持不变的电流表是______(电源电压不变)，同时小明观察到电流表A2的示数如图乙所示，为了使测量更精确，断开开关后，接下来的操作是__________________. 5. 如图所示电路，闭合开关S，滑动变阻器滑片P向右滑动过程中，电流表A1的示数_____．电压表V与电流表A示数的比值_____．（均选填“变大”、“变小”或“不变”） 6. 如图所示，是利用被磁化的缝衣针制成的简易指南针．若静止时针尖指向地理位置的北方，则针尖是简易指南针的______极．此时，将指南针底座逆时针旋转90°，针尖静止时将指向地理位置的______方. 7. 如图所示是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置一小块磁铁的密闭空心塑料管，管外缠绕着线圈．戴着这种手环走路时，塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内反复运动，线圈中便会产生电流，液晶屏上就会显示出运动的步数，此过程利用了_____的原理，将_____能转化为电能． 8. 如图是家庭电路中的插座，闭合开关d，插孔能提供工作电压。开关d要接在_____（选填“火”或“零”）线与插座之间；插孔a中的金属片通过相应插头上的导线与用电器的_____相连。 二、选择题（本大题共6小题，共14分）第9~12小题，每小题只有一个选项是最符合题目要求的，每小题2分；第13、14小题为多项选择，每小题至少有两个选项是符合题目要求的，每小题3分，全部选择正确得3分，选择正确但不全得1分，不选、多选或错选得0分。请将选项代码填涂在答题卡相应位置。 9. 如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热至沸腾一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”．此实验中，主要是通过做功改变物体内能的过程是 A. 试管变热的过程 B. 水变热的过程 C. 水变成水蒸气的过程 D. 水蒸气推出橡胶塞的同时变成“白气”的过程 10. 如图所示，两个小灯泡L1、L2串联，闭合开关S，L1发光，L2不发光，发生这一现象的原因，不可能的是（ ） A. 电源电压较低 B. L2发生了断路 C. L2发生了短路 D. L2的实际功率很小 11. 如图所示电路中，电源电压保持不变．闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列物理量变小的是（　　） A. 电压表示数 B. 电路的总电阻 C. 电流表示数 D. 灯泡的电功率 12. 如图所示，通电螺线管旁的小磁针分别静止在图示位置。请科学推断，最终决定通电螺线管极性的是（　　） A. 电源正负极的接法 B. 螺线管导线的环绕方向 C. 小磁针静止时N极的指向 D. 螺线管中电流的方向 13. 有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示，下列说法错误的是（　　 ） A. A的电阻值为6.25Ω B. A和B串联，电路中电流为0.4A时，A、B的电功率之比为5︰4 C. A和B并联在电压为2.5V的电源两端，A、B的电功率之比为5︰4 D. 当A和B串联，两者电阻相同时，电源电压为3V 14. 林红设计了一个如图所示的线圈指南针，将它放入盛有食盐水的水槽中（铜片和锌片分别与线圈两端相连后放入食盐水构成了化学电池，铜片为正极，锌片为负极），浮在液面上的线圈就能指示方向了。关于该装置的分析正确的是（　　） A. 线圈周围的磁场与条形磁铁的磁场相似 B. 线圈能够指示方向是因为存在地磁场 C. 利用该装置可以判断磁铁的南北极 D. 交换铜片和锌片位置不会改变线圈的磁极 三、计算题（本大题共3小题，第15、16小题各7分，第17小题8分，共22分） 15. 某型号汽车在车型测试中，在一段平直公路上以80km/h的速度匀速行驶了8km，消耗汽油2L，已知汽油的密度为，汽油的热值为。假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为40%，求该型号汽车在以此速度行驶过程中： （1）汽油完全燃烧放出的热量； （2）汽车发动机的牵引力所做的功； （3）汽车受到的阻力。 16. 如图所示，电源电压恒为 4.5V，灯泡 L上标有“3V 1.5W”字样，滑动变阻器 R2 上标有“15Ω 1A”字样，定值电阻 R1 阻值为 10Ω，电流表量程为 0—3A，电压表量程为 0—3V，不计温度对灯丝电阻的影响．求： （1）灯泡正常工作时电阻为多大； （2）当开关 S、S1、S2 闭合，S3 断开时，电路最小总功率为多大； （3）当开关 S、S3 闭合，S1、S2 断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器 R2 的取值范围 17. 如图是一款家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中两个电热丝 R 的阻值均为 96.8Ω且不变。甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式分别对应“断开”、“低温”、“中温”和“高温”四种挡位。在一次加热中，将电热水壶调至中温挡正常加热，在标准大气压下将 0.5kg 温度为 20℃的水烧开需要 6min，c 水=4.2×103J（kg∙℃）。请你计算： （1）①电热水壶中温挡的额定功率； ②这次加热的加热效率（结果保留一位小数）。 （2）①高温挡的额定功率； ②若高温挡的加热效率为 96%，完成上述加热任务所用的时间。 四、实验与探究题（共28分，每小题各7分） 18. 亲爱的，请你应用所学的物理知识解答下列问题。 （1）林红用丝绸摩擦过的玻璃棒触及验电器的金属球，金属箔片张开一个角度，如图所示。此时金属箔片带____电。 （2）林红在一个电工工具箱里发现了一个仪表，表盘如图所示，林红不知道这是测量什么的工具。请你利用所学知识向她介绍一下，这是一个测量_________（填一个物理量的名称）的工具，它的单位是以物理学家_________的名字来命名的。 （3）如图甲所示，林红用电流表测电流。若她将线头M、N都接到电流表为“0.6”接线柱上，此时电流表的示数如图乙所示，则电流表测的是____的电流，大小为____A；若她将线头M接“___”接线柱，N接“___”（均填“3”、“0.6”或“﹣”）接线柱，才能使电流表的示数最大。 19. 用“伏安法”测未知电阻的阻值。 （1）请用笔画线表示导线，将图甲所示的实物连接成完整电路。要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变小（请勿更改原有导线，导线不能交叉）；（ ） （2）连接电路前，开关必须断开。电路接通前，滑动变阻器的滑片P应该移至图中___________处（选填“A”或“B”）； （3）小林闭合开关后，发现电流表示数为零，但电压表有示数，此时电路中的一处故障是待测电阻Rx___________（选填“短路”或“断路”）； （4）小林排除故障后，用滑动变阻器调节接入电路中的电阻，对应每次变化各测一次电流值和相应的电压值并记录到表格中。有一次测量电流表的指针如图乙所示，其示数为___________A；另一次测量电压表的指针如图丙所示，其示数为___________V。小林根据几组实验数据计算出Rx的值，为了进一步减小误差，绘制了Rx的U-I图象； （5）另一组的小宇用相同的器材进行实验，并根据自己所记录的实验数据绘制了如图丁所示的U-I图象。小林发现小宇绘制的U-I图象和自己绘制的U-I图象不同，你认为其原因是小宇___________；小林根据小宇的U-I图象也可计算出待测电阻Rx=___________Ω（实验过程中电源电压保持不变）。 20. 林红利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为4.5V且保持不变，实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，滑动变阻器的规格为“0~50Ω”。 （1）林红根据电路图用导线把实物连接起来，在连接导线时，开关应____； （2）林红连接的实物电路如图乙所示，存在连线错误，但只要改接一根导线就可以改正错误。请你在接错的那根导线打上“×”，再画线把它改到正确位置上（导线不允许交叉）； （3）连接好电路后，如果将电流表和电压表在电路中位置交换一下，则闭合开关后，会发现两表中只有____（选填“电流”或“电压”）表有示数； （4）为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验，应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持____V不变； （5）实验中将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器滑片向____（选填“左”或“右”）适当滑动，使电压表示数恢复到原来的值； （6）林红每次随机选取一个定值电阻，进行了五次实验，根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图丙所示，且实验中各电路元件完好，读数、记录均正确．但实际上五次实验中有一次林红未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定，根据图丙中的数据分析，是阻值为____Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片，这次实验之前的那一次实验，林红选取的是阻值为____Ω的定值电阻。 21. 林红用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣强磁铁，可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图甲、乙、丙所示。 （1）如图乙所示，林红把铁钉和纽扣强磁铁连起来后就能竖直地吸在电池的正极上，若磁铁的N极朝上，S极朝下，则磁化后的铁钉的尖端为____（选填“N”或“S”）极； （2）如图丙所示，林红用电线把电池的负极和磁铁连接起来，就有电流通过磁铁和铁钉，通过铁钉的电流方向是____（选填“向上”或“向下”），磁铁上的电流由于受到____作用而带动铁钉开始旋转； （3）这个简易电动机工作时，将电能转化为____能，若它的输入功率为2.0W，效率为60%，则输出功率为____W； （4）林红在演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变____方向．电动机转动起来后，电线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的好处是______（写出一条即可）。（提示：干电池通过的电流不允许长时间超过0.6A；磁铁磁性随温度升高而减弱。） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 九年级第二学期开学考试初三物理试卷 说明：1．本试卷共有四大题，全卷满分100分，考试时间为90分钟． 2．本卷分为试题卷和答题卷，答案要求写在答题卷上，不得在试题卷上作答，否则不给分． 一、填空题（本大题共8小题，每空1分，共16分） 1. 很多书法爱好者临摹，临摹时闻到淡淡的“墨香”是______现象；寒冷冬天临摹时，用热水袋捂手，是通过______的方式改变手的内能。 【答案】 ①. 扩散 ②. 热传递 【解析】 【详解】[1]闻到淡淡的“墨香”是分子运动的结果，即扩散现象。 [2]寒冷的冬天临摹时，用热水袋捂手，是通过热传递将内能从热水传递到手，即通过热传递的方式改变手的内能。 2. 如图是汽油机两个冲程的示意图，其中图_________（选填“甲”或“乙”）所示的冲程为汽车提供了动力：汽车发动机用水来冷却，是利用了水的_________大的特点。 【答案】 ①. 乙 ②. 比热容 【解析】 【详解】[1]汽油机的做功冲程能为汽车提供动力，此时进气门、排气门都关闭，火花塞点火，燃气推动活塞向下运动，内能转化成机械能，图乙符合。 [2]水的比热容大，故其吸热本领大，所以汽车的发动机常用水来冷却。 3. 验电器的工作原理是______。如图所示，取两个相同的验电器A和B，使A带正电，B不带电，用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来，则连接的瞬间，金属棒中的电流方向是______（选填“A→B”或“B→A”）。（注意发生定向移动的自由电荷是自由电子） 【答案】 ①. 同种电荷相互排斥 ②. A→B 【解析】 【详解】[1]验电器的金属箔由于带上同种电荷而张开，这是因为同种电荷相互排斥，所以验电器的工作原理是：同种电荷相互排斥。 [2]A带正电是因为缺少电子；B不带电，用一根带有绝缘柄的金属棒把A、B连接起来，自由电子会由B到A发生定向移动，而自由电子的定向移动方向与电流方向相反，所以金属棒中的电流方向由A到B。 4. 小明在研究并联电路电流特点时，按图甲电路图连接好电路，闭合开关S和S1，观察各电流表示数，再闭合开关S2，示数保持不变的电流表是______(电源电压不变)，同时小明观察到电流表A2的示数如图乙所示，为了使测量更精确，断开开关后，接下来的操作是__________________. 【答案】 ①. A1 ②. 将电流表A“3”接线柱上的线头改接到“0.6”接线柱上 【解析】 【详解】[1]闭合开关S和S1时，A1测的是通过R1电流，A的示数等于A1示数，A2示数为零，闭合开关S2后，A1依旧测的是R1电流，由于R1与R2是并联的，因此R1两端的电压不变，A1示数保持不变，A测的是干路总电流，示数改变，A2测通过R2电流，示数改变； [2]从图中可以看出电流表的指针偏转角度很小，为了使测量更精确，应该换用小的量程，即0~0.6A的量程． 5. 如图所示电路，闭合开关S，滑动变阻器滑片P向右滑动过程中，电流表A1的示数_____．电压表V与电流表A示数的比值_____．（均选填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】 ①. 不变 ②. 变大 【解析】 【详解】第一空．由电路图可知，R1和R2并联，电压表测量支路电压即电源电压，电流表A1测R2支路的电流，电流表A2测R1支路的电流，A测量干路的电流；由于电源的电压不变，所以电压表V的示数不变；因为并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以滑片移动时通过R2的电流不变，即电流表A1的示数不变； 第二空．当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路中的电阻变大，通过变阻器R1的电流变小；根据并联电路的电流特点可知，干路电流表A示数也变小；因为电压表示数不变，A的示数变小，所以电压表V与电流表A示数的比值变大． 6. 如图所示，是利用被磁化的缝衣针制成的简易指南针．若静止时针尖指向地理位置的北方，则针尖是简易指南针的______极．此时，将指南针底座逆时针旋转90°，针尖静止时将指向地理位置的______方. 【答案】 ①. 北 ②. 北 【解析】 【详解】地球是一个大磁体, 地磁的南极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极吸引指南针的北极，指南针静止时,指向南的一端是磁体的南(S)极;指向北的一端是磁体的北(N)极，因此针尖是指南针的北极． 将指南针底座逆时针旋转90°，受地磁场的作用，针尖指向不变，静止时依然指向地理位置的北方. 7. 如图所示是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置一小块磁铁的密闭空心塑料管，管外缠绕着线圈．戴着这种手环走路时，塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内反复运动，线圈中便会产生电流，液晶屏上就会显示出运动的步数，此过程利用了_____的原理，将_____能转化为电能． 【答案】 ①. 电磁感应 ②. 机械 【解析】 【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这就是电磁感应；这一过程中，可将机械能转化为电能 【详解】根据“运动手环”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反向运动，切割线圈而产生电流．因此，运动手环的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能． 【点睛】了解电磁感应现象，知道产生感应电流的条件，明确这一过程中的能量转化，是解答本题的关键． 8. 如图是家庭电路中的插座，闭合开关d，插孔能提供工作电压。开关d要接在_____（选填“火”或“零”）线与插座之间；插孔a中的金属片通过相应插头上的导线与用电器的_____相连。 【答案】 ①. 火 ②. 金属外壳 【解析】 【详解】[1]开关必须接在火线与插座之间，这样断开开关时，插座不带电，能避免触电危险，因此开关d接火线与插座之间。 [2]三孔插座的接线规范是“左零右火上接地”，图中a是三孔插座的上插孔，连接接地线，则上插孔的金属片需要通过导线连接用电器的金属外壳，若用电器漏电，电流会通过地线导入大地，避免人体触电。 二、选择题（本大题共6小题，共14分）第9~12小题，每小题只有一个选项是最符合题目要求的，每小题2分；第13、14小题为多项选择，每小题至少有两个选项是符合题目要求的，每小题3分，全部选择正确得3分，选择正确但不全得1分，不选、多选或错选得0分。请将选项代码填涂在答题卡相应位置。 9. 如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热至沸腾一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”．此实验中，主要是通过做功改变物体内能的过程是 A. 试管变热的过程 B. 水变热的过程 C. 水变成水蒸气的过程 D. 水蒸气推出橡胶塞的同时变成“白气”的过程 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．试管变热的过程，水变热的过程，水变成水蒸气的过程，是通过热传递改变物体内能的过程，故不符合题意； D．水蒸气推出橡胶塞，水蒸气对软木塞做功，水蒸气内能减小，温度降低，水蒸气液化成白气，故正确． 10. 如图所示，两个小灯泡L1、L2串联，闭合开关S，L1发光，L2不发光，发生这一现象的原因，不可能的是（ ） A. 电源电压较低 B. L2发生了断路 C. L2发生了短路 D. L2的实际功率很小 【答案】B 【解析】 【详解】两灯泡串联，其中L1发光，L2不发光，可能原因电源电压较低，灯L2实际功率太小，没有达到发光的功率，AD正确，不符合题意；既然L1发光，说明电路中有电流通过，则L2不可能断路，有故障也只能是短路，故答案选B. 11. 如图所示电路中，电源电压保持不变．闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列物理量变小的是（　　） A. 电压表示数 B. 电路的总电阻 C. 电流表示数 D. 灯泡的电功率 【答案】C 【解析】 【分析】先判断电路连接方式，明确各电表测量对象；当滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据并联电阻的规律，可分析电路总电阻的变化，进而分析电流表示数和灯泡电功率的变化。 【详解】灯泡与滑动变阻器并联，电压表测电源电压（并联电路总电压），电流表测滑动变阻器支路的电流。滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大。 A．电压表测量电源电压，电源电压保持不变，因此电压表示数不变，故A不符合题意； B．并联电路中，其中一个支路电阻增大时，电路总电阻随之增大，因此总电阻变大，故B不符合题意； C．滑动变阻器两端电压等于电源电压，保持不变，接入电阻变大，根据欧姆定律，通过滑动变阻器的电流变小，因此电流表示数变小，故C符合题意； D．灯泡两端电压等于电源电压，保持不变，灯泡电阻不变，根据，灯泡的电功率不变，故D不符合题意。 故选C。 12. 如图所示，通电螺线管旁的小磁针分别静止在图示位置。请科学推断，最终决定通电螺线管极性的是（　　） A. 电源正负极的接法 B. 螺线管导线的环绕方向 C. 小磁针静止时N极的指向 D. 螺线管中电流的方向 【答案】D 【解析】 【详解】根据题图可知，最终决定通电螺线管极性的是螺线管中电流的方向，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 13. 有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示，下列说法错误的是（　　 ） A. A的电阻值为6.25Ω B. A和B串联，电路中电流为0.4A时，A、B的电功率之比为5︰4 C. A和B并联在电压为2.5V的电源两端，A、B的电功率之比为5︰4 D. 当A和B串联，两者电阻相同时，电源电压为3V 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．A的I-U图像是过原点的直线，说明A是定值电阻。当时，电流，由欧姆定律得A的电阻值，故A错误； B．A、B串联，串联电路中电流处处相等，电路电流为0.4A时，由图可知，，，A、B的电功率之比，故B错误； C．A、B并联在2.5V电源两端，A、B两端电压等于电源电压，由图可知，，，A、B的电功率之比，故C正确； D．A、B串联，电阻相同时，电流相等，由得，；由图可知，只有电流时，A、B电压都为3V，总电源电压，故D错误。 本题要求选择说法错误的，故选ABD。 14. 林红设计了一个如图所示的线圈指南针，将它放入盛有食盐水的水槽中（铜片和锌片分别与线圈两端相连后放入食盐水构成了化学电池，铜片为正极，锌片为负极），浮在液面上的线圈就能指示方向了。关于该装置的分析正确的是（　　） A. 线圈周围的磁场与条形磁铁的磁场相似 B. 线圈能够指示方向是因为存在地磁场 C. 利用该装置可以判断磁铁的南北极 D. 交换铜片和锌片位置不会改变线圈的磁极 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．线圈通电后会产生磁场，其磁场分布与条形磁铁的磁场相似，两端磁性最强，故A正确； B．地球本身存在地磁场，通电后的线圈作为磁体，会在地磁场的作用下发生转动，最终指示南北方向，故B正确； C．该装置的线圈通电后有确定的南北极，根据“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”的规律，就可以判断未知磁铁的南北极，故C正确； D．通电螺线管的磁极方向和电流方向有关，交换铜片和锌片位置后，线圈中的电流方向改变，线圈的磁极也会随之改变，故D错误。 故选ABC。 三、计算题（本大题共3小题，第15、16小题各7分，第17小题8分，共22分） 15. 某型号汽车在车型测试中，在一段平直公路上以80km/h的速度匀速行驶了8km，消耗汽油2L，已知汽油的密度为，汽油的热值为。假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为40%，求该型号汽车在以此速度行驶过程中： （1）汽油完全燃烧放出的热量； （2）汽车发动机的牵引力所做的功； （3）汽车受到的阻力。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 汽油质量  汽油完全燃烧放出的热量 【小问2详解】  牵引力做功  【小问3详解】 牵引力 汽车匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，因此阻力 16. 如图所示，电源电压恒为 4.5V，灯泡 L上标有“3V 1.5W”字样，滑动变阻器 R2 上标有“15Ω 1A”字样，定值电阻 R1 阻值为 10Ω，电流表量程为 0—3A，电压表量程为 0—3V，不计温度对灯丝电阻的影响．求： （1）灯泡正常工作时电阻为多大； （2）当开关 S、S1、S2 闭合，S3 断开时，电路最小总功率为多大； （3）当开关 S、S3 闭合，S1、S2 断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器 R2 的取值范围 【答案】（1）6Ω（2）3.375W（3）3Ω~12Ω 【解析】 【详解】（1） （2）当开关 S、S1、S2 闭合，S3 断开时，R1、R2并联，灯泡短路，则要使功率最小，滑动变阻器应滑至最大阻值15Ω处 （3）当开关 S、S3 闭合，S1、S2 断开时，灯泡L和R2串联，电压表测量滑动变阻器电压 则电路能承受最大电流为0.5A，对应电路电阻为 则R2最小为 电压表最大能承受电压为3V 则R2最大为 故R2范围为3Ω~12Ω 【点睛】抓住电表量程确定最大或最小电压电流值，不要忽视滑动变阻器及灯泡额定电流的影响． 17. 如图是一款家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中两个电热丝 R 的阻值均为 96.8Ω且不变。甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式分别对应“断开”、“低温”、“中温”和“高温”四种挡位。在一次加热中，将电热水壶调至中温挡正常加热，在标准大气压下将 0.5kg 温度为 20℃的水烧开需要 6min，c 水=4.2×103J（kg∙℃）。请你计算： （1）①电热水壶中温挡的额定功率； ②这次加热的加热效率（结果保留一位小数）。 （2）①高温挡的额定功率； ②若高温挡的加热效率为 96%，完成上述加热任务所用的时间。 【答案】（1）①500W②93.3% （2）①1000W ②175s 【解析】 【详解】(1)①由分析可知，中温挡时，只有左边的 R 接入电路，电热壶在中温挡时的额定功率为： ②电热水壶中水吸收的热量为： ， 该过程中消耗的电能为： ， 该电热水壶的加热效率为： 。 (2)①由分析可知，高温挡时，左边的R和右边的R并联接入电路，高温挡时的额定功率： ； ②电热水壶中水吸收的热量为，由加热效率公式可知：加热过程消耗的电能为： 需要的加热时间为： ； 答：(1)①电热水壶中温挡的额定功率为500W； ②这次加热的加热效率93.3%。 (2)①高温挡的额定功率为1000W； ②若高温挡的加热效率为 96%，完成上述加热任务所用的时间为175s。 四、实验与探究题（共28分，每小题各7分） 18. 亲爱的，请你应用所学的物理知识解答下列问题。 （1）林红用丝绸摩擦过的玻璃棒触及验电器的金属球，金属箔片张开一个角度，如图所示。此时金属箔片带____电。 （2）林红在一个电工工具箱里发现了一个仪表，表盘如图所示，林红不知道这是测量什么的工具。请你利用所学知识向她介绍一下，这是一个测量_________（填一个物理量的名称）的工具，它的单位是以物理学家_________的名字来命名的。 （3）如图甲所示，林红用电流表测电流。若她将线头M、N都接到电流表为“0.6”接线柱上，此时电流表的示数如图乙所示，则电流表测的是____的电流，大小为____A；若她将线头M接“___”接线柱，N接“___”（均填“3”、“0.6”或“﹣”）接线柱，才能使电流表的示数最大。 【答案】（1）正 （2） ①. 电功率 ②. 瓦特 （3） ①. ②. 0.5 ③. 3 ④. - 【解析】 【小问1详解】 丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，接触验电器时，金属箔片的电子转移到玻璃棒，金属箔片失去电子带正电。 【小问2详解】 该仪表表盘标注单位符号为，是电功率的单位，功率的单位是以物理学家瓦特的名字命名的，因此该表是测量电功率的工具。 【小问3详解】 由图可知，​与​并联，当、都接“”接线柱时，电流表串联在​的支路中，因此测的是​的电流。 此时电流表选0∼0.6A量程，分度值为，读数为。 要使电流表示数最大，需要让电流表测干路总电流，且选择大量程，根据电流表“正进负出”的接线规则，线头接“”，接“”。 19. 用“伏安法”测未知电阻的阻值。 （1）请用笔画线表示导线，将图甲所示的实物连接成完整电路。要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变小（请勿更改原有导线，导线不能交叉）；（ ） （2）连接电路前，开关必须断开。电路接通前，滑动变阻器的滑片P应该移至图中___________处（选填“A”或“B”）； （3）小林闭合开关后，发现电流表示数为零，但电压表有示数，此时电路中的一处故障是待测电阻Rx___________（选填“短路”或“断路”）； （4）小林排除故障后，用滑动变阻器调节接入电路中的电阻，对应每次变化各测一次电流值和相应的电压值并记录到表格中。有一次测量电流表的指针如图乙所示，其示数为___________A；另一次测量电压表的指针如图丙所示，其示数为___________V。小林根据几组实验数据计算出Rx的值，为了进一步减小误差，绘制了Rx的U-I图象； （5）另一组的小宇用相同的器材进行实验，并根据自己所记录的实验数据绘制了如图丁所示的U-I图象。小林发现小宇绘制的U-I图象和自己绘制的U-I图象不同，你认为其原因是小宇___________；小林根据小宇的U-I图象也可计算出待测电阻Rx=___________Ω（实验过程中电源电压保持不变）。 【答案】 ①. ②. B ③. 断路 ④. 0.28 ⑤. 2.6 ⑥. 电压表并联在滑动变阻器两端 ⑦. 10 【解析】 【详解】（1）[1]根据题意，滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变小，根据 可知，电路中的总阻值变大，由图甲知，需要补充的导线只有一条，即把开关的右侧接线柱和滑动变阻器下端的A接线柱用导线连接，如图所示： （2）[2]连接电路前，为了保护电路各元件，开关必须断开，电路接通前应将滑动变阻器的滑片P移至最大阻值处，即图中B处。 （3）[3]小林闭合开关后，电流表示数为零，而电压表示数不为零，说明电路故障应该是与电压表并联的部分断路，而与电压表并联的部分是待测电阻Rx，所以电路中的一处故障是待测电阻Rx断路。 （4）[4]由图乙可知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A。则此时电流表的示数为0.28A。 [5]由图丙可知，电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，则此时电压表的示数为2.6V。 （5）[6]由图丁知，电压随电流的增大而减小，说明小宇设计的电路是用电压表并联在滑动变阻器两端。 [7]由图丁可知，当电流I1=0.3A时，电压表示数为0，即滑动变阻器两端电压为0，此时待测电阻两端的电压等于电源电压，即 U=I1Rx 当电流I2=0.05A时，电压表示数为2.5V，即滑动变阻器两端的电压为Up=2.5V此时根据串联电路的电压规律得 U=I2Rx+Up 即有 I1Rx=I2Rx+Up 解得 20. 林红利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为4.5V且保持不变，实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，滑动变阻器的规格为“0~50Ω”。 （1）林红根据电路图用导线把实物连接起来，在连接导线时，开关应____； （2）林红连接的实物电路如图乙所示，存在连线错误，但只要改接一根导线就可以改正错误。请你在接错的那根导线打上“×”，再画线把它改到正确位置上（导线不允许交叉）； （3）连接好电路后，如果将电流表和电压表在电路中位置交换一下，则闭合开关后，会发现两表中只有____（选填“电流”或“电压”）表有示数； （4）为了用上所有的定值电阻正确完成五次实验，应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持____V不变； （5）实验中将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器滑片向____（选填“左”或“右”）适当滑动，使电压表示数恢复到原来的值； （6）林红每次随机选取一个定值电阻，进行了五次实验，根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图丙所示，且实验中各电路元件完好，读数、记录均正确．但实际上五次实验中有一次林红未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定，根据图丙中的数据分析，是阻值为____Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片，这次实验之前的那一次实验，林红选取的是阻值为____Ω的定值电阻。 【答案】（1）断开 （2） （3）电压 （4）1.5 （5）左 （6） ①. 20 ②. 5 【解析】 【小问1详解】 连接电路时，为了保护电路，避免短路损坏元件，开关必须处于断开状态。 【小问2详解】 原图中定值电阻被短路，将电源正极和定值电阻右端的导线，连到定值电阻左端，使定值电阻串联接入电路，如图所示： 【小问3详解】 电流表和电压表位置互换后，电压表串联接入电路，由于电压表内阻极大，电路中电流几乎为零，电流表无示数；电压表相当于直接接在电源两端，测量电源电压，因此只有电压表有示数。 【小问4详解】 要用上所有定值电阻，当接入最大的定值电阻时，滑动变阻器调到最大阻值​，此时定值电阻两端电压就是能控制的最小电压。根据串联分压规律  电源电压，则定值电阻两端的电压 【小问5详解】 将5Ω定值电阻更换为后，定值电阻阻值变大，串联分压后其两端电压升高，要使电压表示数回到原来的值，需要增大滑动变阻器接入电路的阻值。本题滑动变阻器接左上端A和右下端B，滑片向左滑动时接入电阻变大，因此滑片向左移动。 【小问6详解】 [1]探究电流与电阻关系时，需保持定值电阻两端电压不变。分析丙图数据： 、、、，只有，因此阻值为的定值电阻连入时未移动滑片。 [2]未移动滑片说明滑动变阻器阻值和前一次实验相同，设前一次定值电阻为，前一次实验正确，控制的电压值为3V，则滑动变阻器电压为，得滑动变阻器阻值​​ 换后未动滑片，总电压满足 代入、，解得 则 因此前一次选取的定值电阻为。 21. 林红用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣强磁铁，可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图甲、乙、丙所示。 （1）如图乙所示，林红把铁钉和纽扣强磁铁连起来后就能竖直地吸在电池的正极上，若磁铁的N极朝上，S极朝下，则磁化后的铁钉的尖端为____（选填“N”或“S”）极； （2）如图丙所示，林红用电线把电池的负极和磁铁连接起来，就有电流通过磁铁和铁钉，通过铁钉的电流方向是____（选填“向上”或“向下”），磁铁上的电流由于受到____作用而带动铁钉开始旋转； （3）这个简易电动机工作时，将电能转化为____能，若它的输入功率为2.0W，效率为60%，则输出功率为____W； （4）林红在演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变____方向．电动机转动起来后，电线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的好处是______（写出一条即可）。（提示：干电池通过的电流不允许长时间超过0.6A；磁铁磁性随温度升高而减弱。） 【答案】（1）N （2） ①. 向下 ②. 磁场力 （3） ①. 机械 ②. 1.2 （4） ①. 电流##磁场 ②. 避免电池长时间通过大电流损坏电池 【解析】 【小问1详解】 铁钉被磁铁磁化，异名磁极相互吸引，磁铁N极朝上，接触铁钉的一端是N极，因此铁钉与磁铁接触一端为S极，尖端为N极。 【小问2详解】 [1]电流从电池正极流出，电池正极在上端，经铁钉流向下方的磁铁，因此电流方向向下。 [2]通电导体在磁场中会受到磁场力的作用，因此受力旋转。 【小问3详解】 [1]电动机工作时将电能转化为机械能。 [2]输出功率 【小问4详解】 [1]通电导体受力方向与电流方向和磁场方向有关，因此改变电流方向或磁场方向都可以改变转动方向。 [2]该电路电阻很小，持续接触会导致电池长时间大电流工作，损坏电池，同时持续通电发热会使磁铁温度升高，磁性减弱，间歇性接触可以避免这些问题。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $