内容正文:
物理试卷
本试卷分卷Ⅰ和卷Ⅱ两部分;卷Ⅰ为选择题,卷Ⅱ为非选择题
本试卷满分为60分,考试时间为60分钟。
卷Ⅰ(选择题,共20分)
一、选择题(本大题共10个小题,每小题2分,共20分)
1. 家庭生活中,下列估测数据最接近实际的是( )
A. 一节干电池的电压约为
B. 人体的安全电压等于
C. 家庭电路电压为
D. 液晶电视机的工作电流约
【答案】C
【解析】
【详解】A.一节干电池的电压约1.5V,故A不符合题意;
B.人体的安全电压是不高于36V,不是等于36V,故B不符合题意;
C.我国居民用电电压为220V,所以家庭电路的电压为220V,故C符合题意;
D.根据电流的知识可知,液晶电视机的工作电流约为1A,故D不符合题意。
故选C。
2. 下列说法正确的是( )
A. 电流的方向就是电荷定向移动的方向
B. 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,是因为在摩擦过程中玻璃棒得到了电子
C. 摩擦起电现象说明电荷可以被创造
D. 绝缘体在一定条件下可能变成导体
【答案】D
【解析】
【详解】A.物理学中,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,故A错误;
BC.摩擦起电的实质是电子的转移,而不是创造了电荷,摩擦的过程中,得电子带负电、失电子带正电,故用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,是因为在摩擦过程中玻璃棒失去了电子,故BC错误;
D.绝缘体和导体没有明显的界限,在一定条件下两者可以相互转化,故绝缘体在一定条件下可能变成导体,故D正确。
故选D。
3. 智能扫地机能自动清扫房间地板,给人们生活带来方便。当手动闭合开关,或对它说“开始清扫”(闭合开关),电动机都会工作,扫地机进入清扫模式;若在清扫过程出现意外,开关自动闭合,电铃工作。图中的电路图符合上述设计要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意可知,当手动闭合开关S1,或者对它说“开始清扫”(闭合开关S2)时,电动机都会工作,扫地机进入清扫模式,这说明两个开关互不影响,是并联的,然后与电动机串联;若在清扫过程出现意外,开关S3自动闭合,电铃工作,这说明电铃是开关S3控制的,并且电铃与电动机互不影响,是并联的,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4. 如图甲所示是一个好玩的灯具,当顺时针转动灯具,灯就逐渐变暗,a、b、c是它的三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度,该滑片跟着灯具一起转动。下列分析正确的是( )
A. 电位器与灯泡并联
B. 电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变灯泡亮度的
C. 该电路中,电位器只将a、b接入电路
D. 该电路中,电位器只将b、c接入电路
【答案】C
【解析】
【详解】A.电位器若与灯泡并联,则无法通过改变自身电阻调节灯泡的电流(并联电路各支路独立工作),无法实现 “灯逐渐变暗” 的效果。实际上,电位器应与灯泡串联,通过改变电路总电阻调节电流。故A 错误;
B.电位器(类似滑动变阻器)的工作原理是:通过改变接入电路的电阻丝长度来改变电阻,进而改变电路电流和灯泡亮度,而非改变电阻丝的横截面积。故B 错误;
C.若电位器只将a、b接入电路,当顺时针转动滑片时,滑片与a之间的电阻丝长度变长,接入电路的电阻增大。根据欧姆定律,电源电压U不变,总电阻R总增大,电路电流I减小,灯泡逐渐变暗,与题目现象一致。故C 正确;
D.若电位器只将b、c接入电路,当顺时针转动灯具时,滑片与c之间的电阻丝长度变短,接入电路的电阻减小,电路电流增大,灯泡应变亮,与题目中 “灯逐渐变暗” 的现象矛盾。故D 错误。
故选C。
5. 把长短相同,粗细不同的两根镍铬合金丝串联接入电路,如图所示,则电路中( )
A. 粗导体的电阻大于细导体的电阻 B. 粗导体的电流大于细导体的电流
C. 粗导体两端电压小于细导体两端电压 D. 以上说法均不对
【答案】C
【解析】
【详解】A.材料、长度相同时,导体横截面积越大电阻越小,故粗导体电阻小于细导体电阻,故A不符合题意;
B.串联电路中电流处处相等,故粗导体电流等于细导体电流,故B不符合题意;
CD.由,相同,,故,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
6. 由I=变形可得R=,对此下列说法正确的是( )
A. 加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大
B. 通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
C. 当导体两端电压为零时,导体的电阻也为零
D. 导体的电阻等于电压与电流的比值,跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
【答案】D
【解析】
【详解】导体的电阻是导体本身的一种性质,其大小由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,导体的电阻等于电压与电流的比值,与导体两端的电压和通过的电流大小无关,故ABC错误,D正确。
故选D。
7. 如图所示,当开关S闭合,甲、乙两电表为电压表时,两表读数之比U甲∶U乙=4∶1,再断开开关S,甲、乙两电表换成电流表时,通过两电表的电流之比I甲∶I乙为( )
A. 1∶4 B. 3∶4 C. 4∶3 D. 4∶1
【答案】B
【解析】
【详解】当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R2两端的电压,则两电阻两端的电压之比为
因串联电路有分压的作用,则两电阻的阻值之比
当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,甲电流表测R2支路的电流,乙电流表测干路电流,因并联电路中有分流的作用,则R1与R2的电流之比
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,两电流表的示数之比
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
8. 如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,只有一个电表指针发生偏转。已知电路故障只有一处且发生在某个元件上,其他元件及连线均完好。下列对电路故障的分析中,正确的是( )
A. 可能是电阻R断路 B. 可能是灯泡L被短路
C. 可能是灯泡L断路 D. 以上说法均不对
【答案】A
【解析】
【详解】A.闭合开关后,灯泡L和电阻R串联,电流表A测量电路中的电流,电压表V测量电阻R两端的电压。若电阻R断路,整个电路处于断路状态,电流无法通过,所以电流表指针不会发生偏转。此时电压表直接连接在电源两端(因为灯泡L、开关S与电源是连通的,相当于电压表通过灯泡L、开关S接到电源两极),能够测量电源电压,因此电压表指针会发生偏转,符合只有一个电表指针偏转的条件。故A正确;
B.若灯泡L短路,电路中只剩下电阻R工作,此时电路是通路,有电流通过,所以电流表会显示电路电流,指针发生偏转。同时电压表测量的是电阻R两端电压,也就是电源电压,指针也会偏转,出现两个电表都偏转的情况,不符合题目条件。故B错误;
C.若灯泡L断路,整个电路处于断路状态,电流无法通过,电流表、电压表指针均不偏转,不符合题目条件,故C错误;
D.结合ABC的分析可知A选项的说法正确,故D错误。
故选A。
9. 在如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向右移动时( )
A. 电压表示数变大,电流表示数变小,电压表的示数与电流表的示数比值不变
B. 电压表示数变小,电流表示数变小,电压表的示数与电流表的示数比值不变
C. 电压表示数变小,电流表示数变大,电压表的示数与电流表的示数比值变小
D. 电压表示数不变,电流表示数变小,电压表的示数与电流表的示数比值变大
【答案】B
【解析】
【详解】电路中R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R1两端电压,电流表测电路电流。滑片P向右移动时,R2接入电阻变大,电路总电阻变大,根据,电源电压U不变,故电路电流I变小,所以电流表示数变小。由,电流I变小,故R1两端电压U1变小,即电压表示数变小。电压表与电流表示数的比值为R1,其为定值,故比值不变。故B正确。
故选B。
10. 如图甲所示电路电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中R1、R2的I-U关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A. 图线A是电阻R1的I-U关系图象
B. 电源电压为18V
C. R1的阻值是30Ω
D. 滑动变阻器R2的最大阻值为300Ω
【答案】B
【解析】
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路的总电阻最小,由欧姆定律可知电路中的电流最大,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0,由图像可知,A为滑动变阻器R2的I-U关系图像,B为电阻R1的I-U图像,故A错误;
BCD.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总电阻最大,由欧姆定律可知电路中的电流最小,由图像可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=4V,R2两端的电压U2=14V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压U=U1+U2=14V+4V=18V
定值电阻R1的阻值为
滑动变阻器的最大阻值
故B正确,CD错误。
故选B。
卷Ⅱ(非选择题,共40分)
二、填空题(本大题共5个小题;每空1分,共10分)
11. 如图所示,取两个相同的验电器和,使带正电,不带电,用带有绝缘手柄的金属棒把和连接起来后,的金属箔___________(选填“会”或“不会”)张开;在连接的一瞬间,金属杆中的电流方向为___________(选填“从A到B”或“从B到A”)。
【答案】 ①. 会 ②. 从A到B
【解析】
【详解】[1][2]A带正电,说明A缺少电子,金属棒连接的一瞬间,因带正电的质子在原子核内部不能自由移动,且异种电荷相互吸引,所以自由电子由B流向A,此时B因缺少电子带正电,同种电荷相互排斥,所以B的金属箔张开;自由电子带负电,即定向移动的电荷是负电荷,它定向移动的方向与电流的方向相反,所以瞬间电流的方向是由A流向B。
12. 如图甲所示电路中,电流表与指针指示的位置均为图乙,经过分析电路,应用串并联电流规律可知电流表的读数是___________A,通过灯电流是___________A。
【答案】 ①. 2.4 ②. 1.92
【解析】
【详解】[1]由图可知,闭合开关后,两灯并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路电流,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,因此电流表A1接入的是大测量范围,分度值为0.1A,读数为2.4A。
[2]电流表A2接入的是小测量范围,分度值为0.02A,读数为0.48A。因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,因此通过灯L1的电流为
13. 如图电路中电源电压为6V,闭合开关后,电压表的示数为2V, 则 L2 两端的电压为 _______ V; 若断开开关,电压表的示数 _______ V。
【答案】 ①. 2 ②. 6
【解析】
【13题详解】
[1][2]由图可知,灯泡L1与L2串联,电压表并联在L2两端,测灯L2的电压,所以闭合开关后,电压表示数为2V,即灯L2的电压为2V。若断开开关,电路中没有电流通过,但电压表此时并联在灯L1和电源两端,能和电源接通,测的是电源电压,示数为6V。
14. 有两只定值电阻,甲标有“15Ω0.6A”,乙标有“10Ω 1A”,现将它们串联起来接到某电源两端, 为了不损坏电阻,该电路中的电流不能超过 _________ A;若将它们并联起来,在不损坏电阻的情况下,电源电压不能大于___________
【答案】 ①. 0.6 ②. 9V
【解析】
【详解】[1]两电阻串联时,电路允许最大电流由各串联部分较小电流决定。甲允许的最大电流为0.6A,乙允许最大电流为1A,故串联允许最大电流为0.6A。
[2]并联时电压取各支路允许的较小电压。甲的最大电压
乙的最大电压
故将它们并联起来,在不损坏电阻的情况下,电源电压不能大于9V。
15. 电阻R和灯泡L的I-U图像如图所示,当电阻R和灯泡L并联在某一电源上时,干路中的电流为0.9A,则电源电压为______V;若将电阻R和灯泡L串联在电压为9V的电源上,灯泡L的电阻为______Ω。
【答案】 ①. 3 ②. 5
【解析】
【详解】[1]并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和。由图像可知,当电压时,通过电阻的电流,通过灯泡的电流,此时干路电流,满足干路电流为的条件,所以电源电压为。
[2]串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和。由图像可知,当电流时,电阻两端的电压,灯泡L两端的电压,此时总电压
满足电源电压为的条件。根据欧姆定律,可得此时灯泡的电阻
三、实验探究题(本大题共3个小题;每空1分,共18分)
16. 某兴趣小组要探究电阻的大小与哪些因素有关,设计了如图甲所示电路,电源电压不变,分别将a、b、c、d四根电阻丝接入电路进行实验,得到表格所示的数据。
导体编号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流大小/A
a
0.5
0.4
锰铜合金
0.20
b
0.5
0.4
镍铬合金
0.16
c
0.5
0.2
镍铬合金
0.08
d
1.0
0.2
镍铬合金
0.04
(1)若分别将电阻丝b、c接入电路,这是为了探究电阻大小与导体___________(选填“长度”“材料”或“横截面积”)的关系;
(2)为了验证“导体电阻大小与导体的长度有关”,可将编号为___________的两根电阻丝分别接入电路中进行实验;
(3)实验中如果将电流表换成灯泡也可通过观察灯泡亮暗的方式判断电阻大小,这种方法叫___________法;
(4)小超又把一根白炽灯的钨丝接入电路,并用酒精灯加热,发现电流表的示数逐渐变小,说明导体的电阻与___________有关;
(5)如图乙所示的一个长方体金属块,AB间的电阻为RAB,CD间的电阻为RCD,则RAB___________RCD(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)横截面积
(2)c、d (3)转换
(4)温度 (5)>
【解析】
【小问1详解】
b、c两根电阻丝的材料、长度都相同,只有横截面积不同,根据控制变量法,此时探究的是电阻大小与导体横截面积的关系。
【小问2详解】
验证电阻与长度的关系时,需要控制导体的材料和横截面积完全相同,仅长度不同,表格中c、d两根电阻丝符合该条件。
【小问3详解】
电阻的大小无法直接观察,通过灯泡的亮暗间接反映电阻的大小,将不易观测的物理量转换为容易观测的物理量,这种方法是转换法。
【小问4详解】
加热钨丝时,钨丝的材料、长度、横截面积都没有变化,只有温度升高,电流表示数变小,说明钨丝电阻变大,因此该现象说明导体的电阻与温度有关。
【小问5详解】
电流通过AB时,导体的长度更长、横截面积更小;电流通过CD时,导体的长度更短、横截面积更大;根据电阻的影响因素,在材料相同时,长度越长、横截面积越小,电阻越大,因此RAB大于RCD。
17. 小明进行“测量小灯泡的电阻”实验,电源电压6 V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)小明连完电路后发现图甲中有一根导线连接错误,请在错误连线上画“×”并在图中画出那一根正确的连线;
(2)闭合开关前,应将滑片移到最___________端(选填“左”或“右”);
(3)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表没有示数,电压表示数__________,出现这种故障的原因是( )(只填字母);
A.开关短路 B.灯泡短路 C.电压表断路 D.灯泡断路
(4)排除故障,再次闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则此时小灯泡的电阻为___________Ω(保留一位小数);
(5)现有三个滑动变阻器,甲:“10Ω 2 A”,乙:“20Ω 1 A”和丙:“50Ω 0.2 A”。为了实验的顺利进行,小明应在其中选择___________(选填“甲”、“乙”或“丙”)滑动变阻器接入电路;
(6)完成上述实验后,小明进一步思考,用已知最大阻值为R0的滑动变阻器和电流表,在保证电路安全情况下,能否测出未知的定值电阻Rx的阻值呢?他设计电路如图丙所示,电源电压保持不变。
步骤一:闭合开关,当滑动变阻器滑片位于A端时,记下电流表示数Ia;
步骤二:再将滑片滑到B端记下电流表示数Ib;
即可计算出电阻Rx,其表达式为Rx= ___________。(用Ia、Ib和R0表示)
【答案】(1) (2)左
(3) ①. 接近电源电压 ②. D
(4)8.3 (5)乙
(6)
【解析】
【小问1详解】
在测小灯泡正常发光时的电阻实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端,而原电路中,电压表串联在电路中,电流表并联在电路中,据此连接正确的电路图。
【小问2详解】
如甲图中滑动变阻器右下接线柱接入电路。闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器滑片位于阻值最大处,即左端。
【小问3详解】
故障现象为灯泡不亮、电流表无示数,说明电路发生断路。
A.若开关短路,电路始终通路,灯泡会发光、电流表有示数,故A不符合题意;
B.若灯泡短路,电路通路,电流表有示数、电压表示数为0,故B不符合题意;
C.若电压表断路,电路通路,灯泡发光、电流表有示数,故C不符合题意;
D.若灯泡断路,电流无法流通,电流表无示数,电压表串联在电路中,直接测电源电压,示数接近电源电压,符合故障现象,故D符合题意。
故选D。
【小问4详解】
图乙中,电流表使用的小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡正常发光,其两端电压为额定电压2.5V,此时小灯泡的电阻为
【小问5详解】
小灯泡正常发光时,电流,故丙滑动变阻器不行,电源电压,灯泡正常发光时,电路的总电阻为
滑动变阻器接入电路的电阻
故选乙滑动变阻器接入电路。
【小问6详解】
由图丙可知,闭合开关,当滑动变阻器滑片位于A端时,电路为Rx的简单电路,电流表示数为Ia,由欧姆定律可得,电源电压为①
将滑片滑到B端时,Rx与变阻器的最大电阻串联,记下电流表的示数Ib,由欧姆定律和串联电路的规律可得,电源电压②
由①②解得
18. 图甲是小芳“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“20Ω 2A”,电压表0~3V,电流表0~3A.可供选择的定值电阻的阻值为2Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和30Ω。
(1)连接电路时,开关应处于___________状态。
(2)闭合开关试触时,发现电流表指针摆动出现了图乙所示的情况,存在的问题是___________。
(3)改正错误后小芳继续实验,先将5Ω的电阻连入电路并完成实验,然后断开开关,将5Ω的定值电阻换成了10Ω的定值电阻,然后闭合开关并向___________(选填“左”或“右”)移动滑片直至电压表示数与上一次示数相同。
(4)除了本实验,在“探究电流与电压的关系”时也用到了滑动变阻器,在“探究电流与电压的关系”实验中,滑动变阻器的作用是___________和保护电路。
(5)另一同学用完全相同的器材和连线方式也进行了该实验,数据记录如下表:
实验次序
1
2
3
4
5
R/Ω
2
5
10
20
30
I/A
1.20
0.48
0.24
0.12
0.08
小芳发现有一组数据不是该实验实际测出来的,是拼凑出来的,该组数据的实验次序为第___________次(不考虑电表分度值问题)。
在不更换滑动变阻器的情况下,可以采取的措施___________(填字母),完成这组拼凑数据所对应的实验测量。
A.降低定值电阻两端的电压
B.降低电源电压
C.选用更大阻值的定值电阻
(6)顺利完成实验后从数据中可以得出结论:___________,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【答案】(1)断开 (2)电流表的正负接线柱接反了
(3)右 (4)改变定值电阻两端的电压
(5) ①. 5 ②. B
(6)当导体两端的电压一定时
【解析】
【小问1详解】
为了保护电路,连接电路时,开关必须处于断开状态。
【小问2详解】
图乙中电流表指针反向偏转、指向零刻度线左侧,若电流从负接线柱流入、正接线柱流出就会出现该现象,这是由于连接时电流表正负接线柱接反了。
【小问3详解】
探究电流与电阻的关系时要控制定值电阻两端电压不变;将5Ω电阻换成10Ω后,根据串联分压规律,定值电阻分得的电压会变大;为了让定值电阻电压回落至原来的数值,需要增大滑动变阻器接入电路的阻值,从图甲可知,滑动变阻器滑片需向右移动。
【小问4详解】
探究电流与电压的关系时,需要控制电阻不变,多次改变定值电阻两端的电压;因此滑动变阻器除保护电路外的核心作用就是改变定值电阻两端的电压。
【小问5详解】
提取任意一组表格数据,如第一次实验数据,可得定值电阻两端控制的电压
所以可知,实验中滑动变阻器需要分担的电压
根据串联分压原理可得,当接入30Ω定值电阻时,滑动变阻器需要接入的阻值
由于滑动变阻器最大阻值仅为20Ω,无法满足要求,因此第5组数据是拼凑的。
A.若降低定值电阻两端电压,滑动变阻器需要分担的电压更大,要求的滑动变阻器接入阻值会比更大,更无法完成实验,故A不符合题意;
B.降低电源电压,在定值电阻仍保持2.4V不变的情况下,滑动变阻器需要分担的电压变小,所需的滑动变阻器接入阻值会变小,所以适当降低电压可利用现有滑动变阻器完成实验,故B符合题意;
C.若选用更大阻值的定值电阻,由串联电路的分压规律可知,滑动变阻器接入电路的阻值会比更大,更无法完成实验,故C不符合题意。
故选B。
【小问6详解】
由实验要求可知,每次实验更换定值电阻后,都需要控制其两端的电压不变,因此顺利完成实验后可得:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
四、计算题(本大题共2个小题,每题6分,共12分。解答时,要求又必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
19. 如图所示,,当S1闭合,S2、S3断开时,电流表示数为1A;S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值;
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电路的总电流。
【答案】(1)6V (2)24Ω
(3)1.25A
【解析】
【小问1详解】
当S1闭合,S2、S3断开时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流,电源电压
【小问2详解】
当S2闭合,S1、S3断开时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流。电路的总电阻
电阻R2的阻值
【小问3详解】
当S1、S3闭合,S2断开时,R1与R2并联,根据并联电路的电压规律可知R1、R2两端的电压均等于电源电压,根据欧姆定律和并联电路的电流规律求电路的总电流
20. 在创客比赛中,亮亮设计了一个暖箱温度显示器,其原理是利用电压表的示数表示暖箱内的温度,内部电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0阻值为200Ω,R1是热敏电阻,其阻值与温度的关系如图乙所示。
(1)当暖箱内温度为20℃时,电压表的示数为2V,求电源电压;
(2)若电压表的量程为0-3V,求暖箱内可以测量的最高温度。
【答案】(1)4.5V
(2)80℃
【解析】
【小问1详解】
热敏电阻R1与定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压,由图乙可知,当暖箱内温度为20℃时,热敏电阻R1的阻值为250Ω,通过R0的电流为
热敏电阻R1两端的电压
电源电压
【小问2详解】
由图乙可知,当温度升高时,热敏电阻R1的阻值减小,电路的总电阻减小,电路中的电流变大,电压表的示数变大,所以当电压表的示数为3V时,暖箱内的温度最高,当电压表的示数为3V时,通过R0的电流最大
热敏电阻R₁两端的电压
此时热敏电阻的阻值
由图乙可知,当热敏电阻的阻值为100Ω时,暖箱内的最高温度是80℃。
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物理试卷
本试卷分卷Ⅰ和卷Ⅱ两部分;卷Ⅰ为选择题,卷Ⅱ为非选择题
本试卷满分为60分,考试时间为60分钟。
卷Ⅰ(选择题,共20分)
一、选择题(本大题共10个小题,每小题2分,共20分)
1. 家庭生活中,下列估测数据最接近实际的是( )
A. 一节干电池的电压约为
B. 人体的安全电压等于
C. 家庭电路电压为
D. 液晶电视机的工作电流约
2. 下列说法正确的是( )
A. 电流的方向就是电荷定向移动的方向
B. 用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,是因为在摩擦过程中玻璃棒得到了电子
C. 摩擦起电现象说明电荷可以被创造
D. 绝缘体在一定条件下可能变成导体
3. 智能扫地机能自动清扫房间地板,给人们生活带来方便。当手动闭合开关,或对它说“开始清扫”(闭合开关),电动机都会工作,扫地机进入清扫模式;若在清扫过程出现意外,开关自动闭合,电铃工作。图中的电路图符合上述设计要求的是( )
A. B.
C. D.
4. 如图甲所示是一个好玩的灯具,当顺时针转动灯具,灯就逐渐变暗,a、b、c是它的三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度,该滑片跟着灯具一起转动。下列分析正确的是( )
A. 电位器与灯泡并联
B. 电位器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变灯泡亮度的
C. 该电路中,电位器只将a、b接入电路
D. 该电路中,电位器只将b、c接入电路
5. 把长短相同,粗细不同的两根镍铬合金丝串联接入电路,如图所示,则电路中( )
A. 粗导体的电阻大于细导体的电阻 B. 粗导体的电流大于细导体的电流
C. 粗导体两端电压小于细导体两端电压 D. 以上说法均不对
6. 由I=变形可得R=,对此下列说法正确的是( )
A. 加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大
B. 通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
C. 当导体两端电压为零时,导体的电阻也为零
D. 导体的电阻等于电压与电流的比值,跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
7. 如图所示,当开关S闭合,甲、乙两电表为电压表时,两表读数之比U甲∶U乙=4∶1,再断开开关S,甲、乙两电表换成电流表时,通过两电表的电流之比I甲∶I乙为( )
A. 1∶4 B. 3∶4 C. 4∶3 D. 4∶1
8. 如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,只有一个电表指针发生偏转。已知电路故障只有一处且发生在某个元件上,其他元件及连线均完好。下列对电路故障的分析中,正确的是( )
A. 可能是电阻R断路 B. 可能是灯泡L被短路
C. 可能是灯泡L断路 D. 以上说法均不对
9. 在如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向右移动时( )
A. 电压表示数变大,电流表示数变小,电压表的示数与电流表的示数比值不变
B. 电压表示数变小,电流表示数变小,电压表的示数与电流表的示数比值不变
C. 电压表示数变小,电流表示数变大,电压表的示数与电流表的示数比值变小
D. 电压表示数不变,电流表示数变小,电压表的示数与电流表的示数比值变大
10. 如图甲所示电路电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中R1、R2的I-U关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A. 图线A是电阻R1的I-U关系图象
B. 电源电压为18V
C. R1的阻值是30Ω
D. 滑动变阻器R2的最大阻值为300Ω
卷Ⅱ(非选择题,共40分)
二、填空题(本大题共5个小题;每空1分,共10分)
11. 如图所示,取两个相同的验电器和,使带正电,不带电,用带有绝缘手柄的金属棒把和连接起来后,的金属箔___________(选填“会”或“不会”)张开;在连接的一瞬间,金属杆中的电流方向为___________(选填“从A到B”或“从B到A”)。
12. 如图甲所示电路中,电流表与指针指示的位置均为图乙,经过分析电路,应用串并联电流规律可知电流表的读数是___________A,通过灯电流是___________A。
13. 如图电路中电源电压为6V,闭合开关后,电压表的示数为2V, 则 L2 两端的电压为 _______ V; 若断开开关,电压表的示数 _______ V。
14. 有两只定值电阻,甲标有“15Ω0.6A”,乙标有“10Ω 1A”,现将它们串联起来接到某电源两端, 为了不损坏电阻,该电路中的电流不能超过 _________ A;若将它们并联起来,在不损坏电阻的情况下,电源电压不能大于___________
15. 电阻R和灯泡L的I-U图像如图所示,当电阻R和灯泡L并联在某一电源上时,干路中的电流为0.9A,则电源电压为______V;若将电阻R和灯泡L串联在电压为9V的电源上,灯泡L的电阻为______Ω。
三、实验探究题(本大题共3个小题;每空1分,共18分)
16. 某兴趣小组要探究电阻的大小与哪些因素有关,设计了如图甲所示电路,电源电压不变,分别将a、b、c、d四根电阻丝接入电路进行实验,得到表格所示的数据。
导体编号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流大小/A
a
0.5
0.4
锰铜合金
0.20
b
0.5
0.4
镍铬合金
0.16
c
0.5
0.2
镍铬合金
0.08
d
1.0
0.2
镍铬合金
0.04
(1)若分别将电阻丝b、c接入电路,这是为了探究电阻大小与导体___________(选填“长度”“材料”或“横截面积”)的关系;
(2)为了验证“导体电阻大小与导体的长度有关”,可将编号为___________的两根电阻丝分别接入电路中进行实验;
(3)实验中如果将电流表换成灯泡也可通过观察灯泡亮暗的方式判断电阻大小,这种方法叫___________法;
(4)小超又把一根白炽灯的钨丝接入电路,并用酒精灯加热,发现电流表的示数逐渐变小,说明导体的电阻与___________有关;
(5)如图乙所示的一个长方体金属块,AB间的电阻为RAB,CD间的电阻为RCD,则RAB___________RCD(选填“>”“<”或“=”)。
17. 小明进行“测量小灯泡的电阻”实验,电源电压6 V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)小明连完电路后发现图甲中有一根导线连接错误,请在错误连线上画“×”并在图中画出那一根正确的连线;
(2)闭合开关前,应将滑片移到最___________端(选填“左”或“右”);
(3)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表没有示数,电压表示数__________,出现这种故障的原因是( )(只填字母);
A.开关短路 B.灯泡短路 C.电压表断路 D.灯泡断路
(4)排除故障,再次闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则此时小灯泡的电阻为___________Ω(保留一位小数);
(5)现有三个滑动变阻器,甲:“10Ω 2 A”,乙:“20Ω 1 A”和丙:“50Ω 0.2 A”。为了实验的顺利进行,小明应在其中选择___________(选填“甲”、“乙”或“丙”)滑动变阻器接入电路;
(6)完成上述实验后,小明进一步思考,用已知最大阻值为R0的滑动变阻器和电流表,在保证电路安全情况下,能否测出未知的定值电阻Rx的阻值呢?他设计电路如图丙所示,电源电压保持不变。
步骤一:闭合开关,当滑动变阻器滑片位于A端时,记下电流表示数Ia;
步骤二:再将滑片滑到B端记下电流表示数Ib;
即可计算出电阻Rx,其表达式为Rx= ___________。(用Ia、Ib和R0表示)
18. 图甲是小芳“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“20Ω 2A”,电压表0~3V,电流表0~3A.可供选择的定值电阻的阻值为2Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和30Ω。
(1)连接电路时,开关应处于___________状态。
(2)闭合开关试触时,发现电流表指针摆动出现了图乙所示的情况,存在的问题是___________。
(3)改正错误后小芳继续实验,先将5Ω的电阻连入电路并完成实验,然后断开开关,将5Ω的定值电阻换成了10Ω的定值电阻,然后闭合开关并向___________(选填“左”或“右”)移动滑片直至电压表示数与上一次示数相同。
(4)除了本实验,在“探究电流与电压的关系”时也用到了滑动变阻器,在“探究电流与电压的关系”实验中,滑动变阻器的作用是___________和保护电路。
(5)另一同学用完全相同的器材和连线方式也进行了该实验,数据记录如下表:
实验次序
1
2
3
4
5
R/Ω
2
5
10
20
30
I/A
1.20
0.48
0.24
0.12
0.08
小芳发现有一组数据不是该实验实际测出来的,是拼凑出来的,该组数据的实验次序为第___________次(不考虑电表分度值问题)。
在不更换滑动变阻器的情况下,可以采取的措施___________(填字母),完成这组拼凑数据所对应的实验测量。
A.降低定值电阻两端的电压
B.降低电源电压
C.选用更大阻值的定值电阻
(6)顺利完成实验后从数据中可以得出结论:___________,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
四、计算题(本大题共2个小题,每题6分,共12分。解答时,要求又必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
19. 如图所示,,当S1闭合,S2、S3断开时,电流表示数为1A;S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值;
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电路的总电流。
20. 在创客比赛中,亮亮设计了一个暖箱温度显示器,其原理是利用电压表的示数表示暖箱内的温度,内部电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0阻值为200Ω,R1是热敏电阻,其阻值与温度的关系如图乙所示。
(1)当暖箱内温度为20℃时,电压表的示数为2V,求电源电压;
(2)若电压表的量程为0-3V,求暖箱内可以测量的最高温度。
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