内容正文:
2023-2024学年上学期物理九年级适应性训练(三)
(满分100分,完卷时间90分钟)
一、选择题(本大题共14小题,每小题2分,共28分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列物理量中,以科学家的名字“焦耳”作为单位的是( )
A. 内能 B. 电压 C. 电流 D. 比热容
【答案】A
【解析】
【详解】A.内能的单位是焦耳,故A符合题意;
B.电压的单位是伏特,故B不符合题意;
C.电流的单位是安培,故C不符合题意;
D.比热容的单位是焦每千克摄氏度,故D不符合题意。
故选A。
2. 电流、电压和电阻在电路中都扮演着重要角色。关于这三个物理量在生活中常见的量正确的是( )
A. 一节干电池2V B. 手电筒中的电流约为200mA
C. 人体的安全电压为36V D. 定值电阻未使用时电阻为0Ω
【答案】B
【解析】
【详解】A.一节干电池的电压为1.5V,故A错误;
B.手电筒中的电流约为200mA=0.2A,故B正确;
C.人体的安全电压不高于36V,故C错误;
D.电阻跟材料、长度、横截面积有关。定值电阻未使用时电阻不变,故D错误。
故选B。
3. 加油站工人提油枪加油前,必须用手触摸如题图所示的按钮,这是为了( )
A. 清除手上的汗水 B. 清除手上的灰尘
C. 清除身体上的静电 D. 开启油枪准备加油
【答案】C
【解析】
【详解】如图是加油站里常见的“静电释放器”(与大地相连),工人提油枪加油前,必须用手触摸静电释放器清除身体上的静电,防止因静电引起火灾,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4. 小朋友从滑梯滑下后出现了如图所示“怒发冲冠”的情景。用与丝绸摩擦后的玻璃棒靠近头发时发现可以吸引头发,结合现象分析下列说法正确的是( )
A. 带电玻璃棒吸引头发是因为带电物体可以吸引轻小物体
B. 头发与滑梯摩擦后创造了大量电荷
C. 滑梯与头发摩擦后,滑梯得到电子带负电
D. “怒发冲冠”的情景是因为头发带同种电荷互相排斥
【答案】D
【解析】
【详解】A.头发与滑梯摩擦后带电,带电玻璃棒吸引头发是因为异种电荷相互吸引,故A错误;
B.摩擦起电的实质是电子的转移,并没有创造电荷,故B错误;
C.与丝绸摩擦后的玻璃棒带正电,吸引头发说明头发带负电,即头发得到电子,滑梯失去电子带正电,故C错误;
D.“怒发冲冠”是因为头发带同种电荷互相排斥,故D正确。
故选D。
5. “珍爱生命,安全用电”。关于安全用电,下列说法正确的是( )
A. 发现有人触电,应立即用手将其拉开
B. 家用电器着火时,可以直接用水浇灭
C. 家庭电路中,必须安装空气开关等保险装置
D. 可以在未断开开关的情况下更换灯泡
【答案】C
【解析】
【详解】A.发现有人触电后,因人体是导体,直接用手拉触电者,可能使救助者间接触电事故,故A错误;
B.生活用水是导体,用电器或电线失火时,用水去灭火,电流将会沿着水传向救火者,造成间接触电事故,故B错误;
C.为了防止家庭电路中电流过大出现危险,在家庭电路中必须安装保险丝或空气开关,确保电路中电流过大时切断电路,有效的避免一些用电事故,故C正确;
D.在检修电路、更换灯泡时,首先要切断电源,再维修更换,如果没有断开电源进行维修更换,易引发触电事故,故D错误。
故选C。
6. 如图所示为一种新型“水温感应龙头”。自带水流发电电源。当水流温度低于40℃。感应开关S1闭合,只有绿灯照亮水流;当水温达40℃及以上,感应开关S2闭合,只有红灯照亮水流,以警示用水人。下列电路设计能实现该功能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】感应开关S1闭合,只有绿灯照亮水流,说明开关S1与绿灯串联;感应开关S2闭合,只有红灯照亮水流,说明开关S2与红灯串联。且红灯和绿灯工作时互不影响,则红灯和绿灯并联。符合以上要求的电路连接方式只有B图,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7. 如图甲所示为某家庭电路的部分电路,下列说法正确的是( )
A. 控制照明灯的开关应接在图中的b处
B. 保险丝熔断后,可以临时用一段铜线代替
C. 用电器的功率越大,电能表记录的数字一定越大
D. 图乙中使用测电笔时,手可以不接触笔尾金属体
【答案】A
【解析】
【详解】A.为了安全用电,开关控制照明灯时,应接在火线与灯之间,图中b处串联在火线与灯之间,故开关应接在b处,故A正确;
B.铜线熔点高,电流过大时不易熔断,无法起到保护电路的作用,故B错误;
C.由可知,消耗电能的多少与功率和时间有关,功率大但工作时间未知,消耗的电能不一定多,即电能表记录的数字不一定越大,故C错误;
D.使用测电笔时,手必须接触笔尾金属体,使火线、测电笔、人体和大地构成通路,故D错误。
故选A。
8. 实验小组的同学连接了四个电路(如图)来探究开关的控制作用,下列判断正确的是( )
A. 甲电路中,开关S只控制L1 B. 乙电路中,闭合开关S,两灯都亮
C. 丙电路中,闭合开关S,L1亮,L2不亮 D. 丁电路中,断开开关S,L1不亮,L2亮
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,此时两灯串联,故开关S可以同时控制L1和L2,故A错误;
B.由图可知,闭合开关后,灯泡L1将被短路,不会发光,故B错误;
C.由图可知,闭合开关后,电流从电源的正极直接流回电源的负极,两灯均被短路,均不亮,故C错误;
D.由图可知,断开开关S后,此时只有L2接入电路,故L1不亮,L2亮,故D正确。
故选D。
9. 为保障安全,现在很多室内公共场所安装有烟雾报警装置,如图所示是烟雾报警的简化原理图。电源电压保持不变,R0为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大,当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数变小,电压表的示数不变
B. 电流表的示数变小,电压表的示数变大
C. 电流表的示数不变,电压表的示数变大
D. 电流表的示数不变,电压表的示数不变
【答案】B
【解析】
【详解】分析电路图可知,定值电阻R0与光敏电阻R串联,电压表测光敏电阻R两端的电压,电流表测电路中的电流;当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,光照强度减弱,光敏电阻R的阻值增大,根据串联电阻的规律,总电阻变大,由可知,电路中电流变小,即电流表示数变小;根据U=IR可知,定值电阻R0两端的电压变小;根据串联电路电压的规律可知,光敏电阻R的电压增大,即电压表示数变大,故B符合题意。
故选B。
10. 如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,滑动变阻器滑片P向右移动的过程中( )
A. 电压表V的示数变大
B. 电压表V与电流表示数的乘积不变
C. 电流表A与电流表示数的差值变小
D. 电压表V与电流表A示数的比值变小
【答案】B
【解析】
【详解】A.由电路图可知, 与 并联,电压表 V 测电源电压,电流表 A 测干路电流,电流表 测 支路电流,电流表 测 支路电流。滑片 P 向右移动, 接入电路的阻值变大。 电源电压保持不变,电压表 V 示数 不变,故 A不符合题意;
BC.并联电路干路电流等于各支路电流之和,电流表 A 与电流表 示数的差值等于电流表的示数 ,即,因 阻值及两端电压不变,由 可知 不变,故差值不变;又因为电压表 V 示数 和均不变,故电压表 V 与电流表 示数的乘积 不变,故B符合题意,C不符合题意;
D. 接入阻值变大,由 可知 变小,干路电流 变小,电压表 V 与电流表 A 示数的比值 变大,故 D 不符合题意。
故选B。
11. 在如图所示的家庭电路中,闭合开关S,灯泡不能发光,用试电笔检测双孔插座左右两孔,氖管都发光。若电路中只有一处故障,则发生故障的是( )
A. 插座发生短路 B. 灯泡发生短路
C. de间断路 D. ef间断路
【答案】D
【解析】
【详解】AB.若插座发生短路或灯泡发生短路,则保险丝会熔断,故双孔插座左右两孔都没有电,试电笔不发光,故A不符合题意;
C.若de间断路,则灯泡能正常发光,故C不符合题意;
D.若ef间断路,则灯泡不能发光,用试电笔检测双孔插座左右两孔,氛管都发光。故D符合题意。
故选D。
12. 如图所示的电路,下列说法正确的是( )
A. 只闭合开关,灯泡与滑动变阻器并联
B. 闭合开关、,当滑片移至B端时灯泡、并联
C. 只闭合开关,电压表测灯泡两端的电压
D. 闭合开关、,灯泡与滑动变阻器串联
【答案】B
【解析】
【详解】A.只闭合开关S2时,L1、电流表所在支路断路,电流路径为电源正极→滑动变阻器→S2→L2→电源负极,灯泡L2与滑动变阻器是串联关系,并非并联,故A错误;
B.闭合S1、S2,滑片移至B端时,滑动变阻器接入电阻为0,相当于导线,此时电流从电源正极分为两条独立路径:一条经L1、电流表、S1回到电源负极;另一条经S2、L2回到电源负极,因此L1、L2并联,故B正确;
C.只闭合开关S1时,电流从电源正极出发,依次经过滑动变阻器、灯泡L1、电流表、开关S1回到电源负极,此时电压表的两个接线柱直接接在电源的正负极两端,电压表测量的是电源的总电压,并非灯泡L1两端的电压,故C错误;
D.闭合开关S1、S2时,灯泡L2与灯泡L1并联后,整体和滑动变阻器串联,并非灯泡L1单独和滑动变阻器串联,故D错误。
故选B。
13. 两个灯泡L1、L2分别标有“6V 6W”和“6V 3W”字样,不考虑温度对电阻的影响,将它们连入电路中,为确保两灯均不损坏,下列说法正确的是( )
A. 将它们串联时,电路两端允许最大电压是12V
B. 将它们串联时,灯泡L1和L2功率之比2:1
C. 将它们并联时,干路允许通过最大电流是1.5A
D. 将它们并联时,灯泡L1和L2功率之比1:2
【答案】C
【解析】
【详解】A.两个灯泡L1、L2分别标有“6V 6W”和“6V 3W”字样,则它们的额定电流分别是
如果将它们串联,则为了不烧坏任何一个,电流中的最大电流为0.5A。L1、L2的电阻分别是
则电路中的总电压
U=Imax(R1+R2)=0.5A×(6Ω+12Ω)=9V
因此将它们串联时,电路两端允许最大电压是9V,故A错误;
B.将它们串联时,通过两灯泡的电流相等,则两灯泡L1和L2功率之比
故B错误;
C.将它们并联时,由于它们的额定电压相同,所有都能正常发光,则干路允许通过最大电流是
I=I1e+I2e=1A+0.5A=1.5A
故C正确;
D.将它们并联时,各支路电压相等,则灯泡L1和L2功率之比
故D错误。
故选C。
14. 如图所示,电源电压恒为,电流表量程,电压表量程,滑动变阻器规格“”,小灯泡规格“”,若不考虑小灯泡阻值随温度的变化。闭合开关,在保证电路各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )
A. 灯泡消耗的最小功率为 B. 电流表的示数变化范围是
C. 滑动变阻器的阻值调节的范围是 D. 电路消耗的最大电功率是
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,电路是串联的,电压表测灯泡两端电压,电流表测电路中的电流,由灯泡规格可知,灯泡电阻为
D.结合电流表的量程、灯泡和滑动变阻器的规格可知,电路允许的最大电流为。电路消耗的最大电功率,故D错误。
BC.电路电流最大时,滑动变阻器接入电路中的阻值最小,且灯泡正常发光,此时滑动变阻器两端电压为
对应滑动变阻器最小阻值
当滑动变阻器最大阻值接入电路时,电路电流最小。电路最小电流为
故电流表的示数变化范围是,滑动变阻器的阻值调节范围是,故B正确,C错误;
A.当电路电流最小时,灯泡消耗的最小功率为,故A错误。
故选B。
二、填空题(本大题共6题,每空1分,共12分)
15. 如图所示为人们所喜爱的电动自行车,它具有轻便、节能、环保等特点。只要将图中车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了,这时车钥匙其实就是一个________________;正常行驶时,电动车将电能转化为________________能。
【答案】 ①.
开关 ②.
机械
【解析】
【详解】车钥匙插入锁孔旋转后电路接通,车子通电,它的作用是控制电路的通断,本质就是电路中的开关。
电动车正常行驶时,消耗电能让车子运动,是将电能转化为机械能。
16. 标有“”的小灯泡接在的电源上,要让小灯泡正常发光应________________(选填“串联”或“并联”)一个________________的电阻。
【答案】 ①.
串联 ②.
4
【解析】
【详解】因电源电压大于小灯泡额定电压,故需串联电阻分压;串联电阻两端的电压为
由串联电路电流规律可知,通过电阻的电流为,串联电阻的阻值为
17. “无人机”在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。如图所示为“无人机”,可通过无线电进行操控,该机所需的能量是由一块充电和放电电压都是,容量为的电池提供,该电池充满电时可以储存的电能为________________,该无人机的电动机阻值为,正常工作时电流为,则无人机可以连续正常工作________________h。
【答案】 ①.
0.3 ②.
3
【解析】
【详解】电池充满电时储存的电能为
无人机正常工作的功率为
无人机连续正常工作的时间为
18. 甲、乙两只灯泡的关系图像如图所示。将甲、乙两灯并联在电路中,当乙灯电流为时,甲灯的电阻为________________Ω;将甲、乙两灯串联在电源电压为的电路中,此时电路中的总功率是________________W。
【答案】 ①.
5 ②.
2
【解析】
【详解】因两灯并联,故二者两端电压相等。由乙灯电流为0.4A,结合图像得两灯电压均为3V。由甲灯I-U图像得,甲灯电压为3V时电流为0.6A。甲灯的电阻为
因两灯串联,故电流相等,由图像可知,当电流为0.4A时,、,由串联电路电压特点可知,两灯总电压为
与题给的电源电压相符,故电路电流为0.4A。电路总功率为
19. 如图所示电路中,断开开关,在甲、乙两处接电流表时,两表示数之比为2:3;若甲、乙两处换成电压表,再闭合开关,甲、乙两电压表的示数之比为___________,通电一段时间,R1、R2消耗的电能之比为___________。
【答案】 ①. 3:1 ②. 2:1
【解析】
【详解】[1]分析电路图,断开开关,在甲、乙两处接电流表时为并联电路,甲测R2的电流,乙测干路总电流,故有
解得
根据并联电路分流原理可知
若甲、乙两处换成电压表,再闭合开关,分析电路图可知,此时为串联电路,甲测R1和R2两端的总电压,乙测R2两端电压,故甲、乙示数之比
根据串联电路的分压原理可得,甲、乙两电压表的示数之比
[2]因R1、R2串联,所以通过两电阻的电流相同,结合串联电路的分压原理可得,通电相同时间,R1、R2消耗的电能之比
20. 如图甲所示,电源电压恒定,定值电阻的阻值为,将滑动变阻器的滑片从a端滑到中点的过程中,电压表示数U与电流表示数I之间的关系图像如图乙所示。滑动变阻器R的最大阻值为________________,滑片在中点时变阻器的电功率为________________W。
【答案】 ①. 8 ②. 1
【解析】
【详解】串联电路中电源电压恒定,滑动变阻器两端电压的减少量等于定值电阻两端电压的增加量,电路电流的变化量为
设滑片在a端时电流为,在中点时电流为。滑片从a端移到中点时,滑动变阻器接入电路的阻值变为原来的一半,因此
所以 又 因此滑片在a端时的电流为
滑片在中点时的电流为
滑动变阻器的最大阻值为
滑片在中点时变阻器的电功率为
三、作图题(本大题共2小题,共4分)
21. 在如图所示电路的“O”内填上适当的电表符号。要求:当开关S闭合时,电路连接正确。
【答案】
【解析】
【详解】电流从正极出发,经过开关后,分流,分别经过两电阻后,经过电阻R1直接回到负极,经过电阻R2经过下方圆圈后回到负极,故此圆圈是电流表,若上面的圆圈是电流表,则发生了电源短路,故上面的圆圈是电压表,两电阻并联,故如图所示:
22. 图甲为一个带开关的插座,开关闭合时,插孔可以提供工作电压,请在图乙中将对应的电路连接完整,并符合安全用电原则。
【答案】
【解析】
【详解】三孔插座的接法:上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线,为了用电的安全,开关接在右孔与火线之间,如图所示:
四、简答题(本大题1小题,共4分)
23. 在家庭用电器的电源插头中,有些是用两脚插头,有些是用三脚插头,请举出一种使用三脚插头的电器名称,并说明这些电器为什么要用三脚插头。如图所示,三脚插头中最上面的脚稍长于另外两个脚,这样设计有什么好处?
【答案】见解析
【解析】
【详解】答:电冰箱、空调、洗衣机都有金属外壳,都使用三脚插头;插插头时,三脚插头中最上面的脚能使家用电器的金属外壳先接地,拔插头时能使金属外壳后离开地线,即使家用电器因绝缘不好“漏电”,也会使电流通过导线导入大地,人也就不会触电。
五、实验探究题(本大题共5小题,共30分)
24. 在“探究串联电路电压的特点”实验中:
2.6
1.8
4.4
(1)按照图甲连接电路实验时,灯和灯的规格应________________(选填“相同”或“不相同”);
(2)小明把电压表接在两点之间测量,电压表示数如图乙所示,为了使实验结果更准确,接下来小明应该断开开关,________________;
(3)在按照图甲测量了两端的电压后,小明保持电压表的B连接点不动,只断开A连按点,并改接到C连接点上,测量两端的电压。他能否测出两端的电压?________________,理由是__________________________________;
(4)在同学们的帮助下,小明分别正确测出、、间的电压并记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请你对小明的做法提出改进方法是_______________________________________________。
【答案】(1)不相同 (2)电压表换小量程
(3) ①. 不能 ②. 电压表正负接线柱接反
(4)更换不同规格的灯泡重复实验
【解析】
【小问1详解】
因为要使实验结论具有普遍性,避免特殊性,所以需要选择不同规格的小灯泡进行实验。
【小问2详解】
图乙电压表接 0‑15V,指针偏转角度很小,说明被测电压小,为了提高测量准确度,要换小量程。
【小问3详解】
原来测L1电压,A 接电压表正接线柱,B 接负接线柱;A 改接到 C 后,电流从电压表负接线柱流入,正接线柱流出,指针反向偏转,无法测量。
【小问4详解】
因为一次实验得出的结论具有偶然性,所以需要通过更换不同规格器材或改变电源电压等方式进行多次实验,保证结论普遍成立。
25. 在探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时,采用如图所示的实验装置,请观察甲、乙两图并回答下列问题:
(1)实验中,通过观察U形管中液面________________的变化,来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;
(2)甲装置是用来研究通电时间相同时,电阻丝产生的热量与________________的关系;
(3)乙装置实验中,观察两侧U形管内液面可知,其它条件相同时,________________越大,导体产生的热量越多;
(4)让乙装置冷却到初始状态,把右侧并联的两根电阻丝、都放入容器中,接通电源一段时间后,发现乙装置中________________侧U形管内液面的高度差较大。
(5)当家庭电路中的导线连接处接触不良时,该处电阻会增大容易引发火灾。则图________________装置实验结论可以用来解释这种现象。
【答案】(1)高度差 (2)电阻
(3)电流 (4)左
(5) 甲
【解析】
【小问1详解】
电流产生的热量无法直接观测,热量会使容器内空气受热膨胀,推动U形管液面出现高度差,这是转换法的应用,通过U形管液面的高度差反映产热多少。
【小问2详解】
甲装置中两个不同阻值的电阻丝串联,通过的电流、通电时间都相同,只有电阻大小不同,因此是探究通电时间、电流相同时,产热与电阻的关系。
【小问3详解】
乙装置中,右侧容器外并联了一个电阻丝分流,使得左侧容器内电阻的电流大于右侧容器内电阻的电流,两个容器内电阻阻值、通电时间都相同,因此实验结论为:其他条件相同时,电流越大,导体产热越多。
【小问4详解】
把乙装置右侧并联的、都放入容器后,右侧总电阻是两个5Ω电阻并联,总阻值为2.5Ω,小于左侧的5Ω;此时两个容器的电阻串联,电流、通电时间相同,根据焦耳定律,左侧电阻更大,产生的热量更多,因此左侧U形管液面高度差更大。
【小问5详解】
导线连接处接触不良时,该处电阻比同回路其他位置的导线电阻大,且二者电流、通电时间相同,电阻越大产热越多,对应甲装置“电流、通电时间相同时,产热与电阻的关系”的实验结论。
26. 在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”实验中,电路如图甲所示,电源电压保持不变,R为定值电阻,滑动变阻器规格为“”。
(1)请用笔画线代替导线,将图乙中的电路按甲图连接完整(要求导线不交叉);
(2)连接电路时,开关应该处于________________状态,实验前滑动变阻器的滑片应位于________________端,滑动变阻器的作用除了保护电路外,还起到了________________的作用;
(3)电路连接正确后,闭合开关,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)排除故障后,老师又给同学们两个定值电阻,想利用这些器材继续探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。实验中所用电阻的阻值分别为、、,电源电压为,分别接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,记录数据,得到了如图丙所示的图像。
①用的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着断开开关把R换为的电阻接入电路,再闭合开关应向________________端移动滑片,直至电压表示数为________________V时,读出电流表的示数;
②接着同学把R换为的电阻接入电路,闭合开关后无论怎样移动滑片,电压表都不能达到所控制的电压值,为完成此次实验,应该将滑动变阻器换为________________(选填字母)。
A.“” B.“” C.“”
③由图丙可以得出结论是:当定值电阻两端电压相同时,___________________________;
【答案】(1) (2) ①. 断开 ②. 最左##A ③. 改变定值电阻两端电压 (3)D
(4) ①. 左##A ②. 2 ③. A ④. 通过导体的电流与导体电阻成反比
【解析】
【小问1详解】
对照甲图的电路元件连接关系,明确滑动变阻器 “一上一下” 接入,电压表并联在定值电阻两端,完成乙图的实物连线。据此作图。
【小问2详解】
因为连接电路时要避免短路损坏元件,所以开关应断开;
滑动变阻器滑片要调到最大阻值处,即最左端(或A端);
探究电流与电压的关系时,需要改变定值电阻两端电压,因此滑动变阻器还有调节定值电阻两端电压的作用。
【小问3详解】
A.滑动变阻器短路,电路是通路,电流表有示数,电压表也有示数,故A不符合题意;
B.电流表断路,整个电路断开,电压表两端无法连通到电源两极,电压表无示数,故B不符合题意;
C.电阻R短路,电压表也被短路无示数,电路通路电流表有示数,故C不符合题意;
D.电阻R断路,电流无法流通所以电流表无示数,电压表两端可以通过滑动变阻器连通到电源两极,电压表测电源电压有示数,故D符合题意。
故选D。
【小问4详解】
由丙图计算控制的定值电阻两端电压
将5Ω电阻换为10Ω电阻后,根据串联分压规律,定值电阻分压会变大,为了保持它两端电压为2V不变,需要增大滑动变阻器接入的电阻,多分走电压,因此滑片向接入电阻最大的左端(A端)移动,直到电压表示数回到2V。
电源电压为6V,定值电阻两端控制为2V,则滑动变阻器需要分压为
根据串联分压的比例关系
滑动变阻器接入的阻值需要是定值电阻的2倍;当接入20Ω的定值电阻时,滑动变阻器至少需要
原滑动变阻器最大只有20Ω,因此要选最大阻值大于40Ω的的滑动变阻器,故选A。
控制定值电阻两端电压不变的前提下,电流随电阻增大而减小,且二者乘积为定值,因此得到当定值电阻两端电压相同时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
27. 在“测量小灯泡的电功率”的实验中,老师给同学们提供的器材有:电压恒为的电源、额定电压为的小灯泡(灯丝电阻约为),电流表、电压表、开关各一个,导线若干,三种规格的滑动变阻器、、可供选择。
(1)通过估算,滑动变阻器应选择________________(选填“”“”或“”)。选择合适变阻器后,如图甲所示请用笔画线表示导线将电路连接完整。要求:变阻器的滑片P向接线柱B端移动时,灯泡变暗____;
(2)连好电路,闭合开关S,灯泡L不亮,电压表无示数。请判断电路中发生故障的一处原因可能是________________(选填序号即可);
A. 电流表短路 B. 灯泡短路 C. 滑动变阻器短路 D. 灯泡断路
(3)排除故障后,闭合开关S移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示为________________V;若要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向________________端移动。根据图丙图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是________________W。
【答案】(1) ①. ②. (2)B
(3) ①. 2.2 ②. 左 ③.
【解析】
【小问1详解】
小灯泡的额定电压为 ,灯丝电阻约为 ,正常发光时的电流约为
电源电压为 ,此时滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器接入电路的阻值应为
的最大阻值为 ,最大阻值过小; 允许通过的最大电流为 ,小于灯泡额定电流约 ,不合适。因此选择 ( )
滑片 向接线柱 端(右端)移动时,灯泡变暗,说明电流变小,变阻器接入电阻变大,故应将左下接线柱 与开关右端接线柱用导线连接。
【小问2详解】
A.电流表短路时,电路仍通路,灯泡会亮,电压表有示数,故A不符合题意。
B.灯泡短路时,灯泡不亮,电压表测导线电压,示数为 ,故B符合题意。
C.滑动变阻器短路时灯泡两端电压为 ,灯泡很亮,电压表有示数,故C不符合题意。
D.灯泡断路时,电压表串联在电路中,有示数(接近电源电压),故D不符合题意。
故选B。
【小问3详解】
由图乙可知,量程 ,分度值 ,指针在 ,示数为2.2V。
灯泡额定电压为 ,当前电压 小于额定电压,需增大灯泡两端电压。根据串联电路分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值。由小问(1)知,变阻器接 接线柱,滑片向左端移动时阻值减小。
由图丙可知,当灯泡两端电压为额定电压 时,对应的电流 。小灯泡的额定功率
28. 测量未知电阻阻值的实验中,小明设计了如图甲所示的实验电路。
(1)图甲中有一条导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的导线;
(2)排除故障后,闭合开关移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数如图乙所示时,电流表示数为,则未知电阻________________。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________________;
(3)利用一个电压表和一个已知阻值为的定值电阻,同样可以测出未知电阻的阻值,电路如图丙所示。请将以下实验步骤补充完整:
①________________,用电压表测出待测电阻两端的电压;
②闭合开关S、,记下此时电压表示数;
③未知电阻阻值的表达式:________________(用、和表示)。
【答案】(1) (2) ①. 8 ②. 减小误差
(3) ①. 闭合开关 、断开开关 ②.
【解析】
【小问1详解】
测量未知电阻 阻值的实验中,电流表应与待测电阻 串联,电压表应与待测电阻 并联。电流从电表正极流入,负极流出。故应将待测电阻左接线柱改接到滑动变阻器左下接线柱。
【小问2详解】
由图甲可知,图乙电压表选用 量程,分度值为 ,指针指在 刻度处,示数为2.4V。故未知电阻阻值
本实验多次测量求平均值是为了减小实验误差。
【小问3详解】
步骤①闭合开关 、断开开关 ,使两电阻串联,此时电压表测待测电阻 两端电压
步骤②闭合开关 和 时, 被短路,电压表测电源电压
步骤①中定值电阻两端电压
串联电路电流处处相等,故通过待测电阻的电流
待测电阻阻值
六、计算题(本大题共3小题,共20分)
29. 如图所示电路中,电源电压保持不变,灯L标有“,”字样,。当、都闭合时,电流表示数为,此时灯L正常发光(不计温度对电阻的影响)。求:
(1)电源电压;
(2)电阻的阻值;
(3)若将、都断开时,灯L实际消耗的功率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
、都闭合时,被短路,灯L与并联,灯L正常发光,由并联电路电压规律可知
【小问2详解】
、都闭合时,灯L与并联,电流表测干路电流;灯L的额定电流为
由并联电路电流规律可知,通过的电流为
则的阻值为
【小问3详解】
、都断开时,灯L与串联;灯L的电阻为
电路总电阻为
电路中的电流为
灯L的实际功率为
30. 酒后驾驶会威胁自己和他人的生命安全,交通安全要求广大司机“开车不喝酒,喝酒不开车”。某科技兴趣小组设计了一种简易的酒精检测仪,其电路原理如图甲所示。电源电压为18V;R1是气敏电阻,其阻值随呼气酒精浓度K的变化关系如图乙所示,R2为滑动变阻器。检测前对检测仪进行“调零”,即调节滑动变阻器使电流表的示数为0.3A,调零后变阻器滑片位置保持不变。查阅到相关资料如下图。
信息窗
血液酒精浓度M=呼气酒精浓度
非酒驾
酒驾
醉驾
(1)求“调零”后变阻器R2接入电路的阻值;
(2)对某司机进行检测时,电流表示数为0.45A,依据信息窗资料,通过计算判断该司机属于非酒驾、酒驾还是醉驾。
【答案】(1)20Ω;(2)属于酒驾
【解析】
【详解】解:(1)由题意可知,气敏电阻R1和滑动变阻器R2串联,检测前对检测仪进行“调零”,即调节滑动变阻器使电流表的示数为0.3A,根据欧姆定律可知,电路中总电阻为
由图可知,调零时,气敏电阻R1的阻值为40Ω,滑动变阻器R2接入电路的阻值为
(2)由题意可知,当电流表示数为0.45A时,电路中总电阻为
调零后变阻器滑片位置保持不变,滑动变阻器R2接入电路的阻值为20Ω,则气敏电阻R1接入电路的阻值为
由图乙可知,当则气敏电阻R1接入电路的阻值为20Ω时,呼气酒精浓度
根据信息窗内容可得出血液酒精浓度M为
由信息窗可知司机属于酒驾。
答:(1)“调零”后变阻器R2接入电路的阻值为20Ω;
(2)对某司机进行检测时,电流表示数为0.45A,该司机属于酒驾。
31. 电饭锅是家中常用的用电器,如表所示是一台电饭锅的铭牌,其内部简化电路如图甲所示,为温控开关,闭合时为加热挡,断开时为保温挡,其中和都是电热丝(不考虑温度对电阻的影响)。求:
额定电压
额定功率
加热挡
保温挡
(1)电饭锅正常工作处于保温状态时,内消耗的电能是多少?
(2)电饭锅正常工作处于加热状态时,电热丝的阻值是多少?
(3)断开家中其他用电器,只让电饭锅处于加热状态工作,家里如图乙所示的电能表的转盘转过,则电饭锅此时的实际加热功率是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
电饭锅处于保温挡正常工作。工作时间
消耗的电能为
【小问2详解】
电饭锅处于加热挡正常工作,闭合,与并联。因并联电路中两端电压仍为额定电压,故其功率与保温挡相同。则的功率为
由得的阻值为
【小问3详解】
仅电饭锅处于加热状态工作。电能表转盘转300r时,实际消耗的电能为
工作时间
实际加热功率为
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2023-2024学年上学期物理九年级适应性训练(三)
(满分100分,完卷时间90分钟)
一、选择题(本大题共14小题,每小题2分,共28分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列物理量中,以科学家的名字“焦耳”作为单位的是( )
A. 内能 B. 电压 C. 电流 D. 比热容
2. 电流、电压和电阻在电路中都扮演着重要角色。关于这三个物理量在生活中常见的量正确的是( )
A. 一节干电池2V B. 手电筒中的电流约为200mA
C. 人体的安全电压为36V D. 定值电阻未使用时电阻为0Ω
3. 加油站工人提油枪加油前,必须用手触摸如题图所示的按钮,这是为了( )
A. 清除手上的汗水 B. 清除手上的灰尘
C. 清除身体上的静电 D. 开启油枪准备加油
4. 小朋友从滑梯滑下后出现了如图所示“怒发冲冠”的情景。用与丝绸摩擦后的玻璃棒靠近头发时发现可以吸引头发,结合现象分析下列说法正确的是( )
A. 带电玻璃棒吸引头发是因为带电物体可以吸引轻小物体
B. 头发与滑梯摩擦后创造了大量电荷
C. 滑梯与头发摩擦后,滑梯得到电子带负电
D. “怒发冲冠”的情景是因为头发带同种电荷互相排斥
5. “珍爱生命,安全用电”。关于安全用电,下列说法正确的是( )
A. 发现有人触电,应立即用手将其拉开
B. 家用电器着火时,可以直接用水浇灭
C. 家庭电路中,必须安装空气开关等保险装置
D. 可以在未断开开关的情况下更换灯泡
6. 如图所示为一种新型“水温感应龙头”。自带水流发电电源。当水流温度低于40℃。感应开关S1闭合,只有绿灯照亮水流;当水温达40℃及以上,感应开关S2闭合,只有红灯照亮水流,以警示用水人。下列电路设计能实现该功能的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图甲所示为某家庭电路的部分电路,下列说法正确的是( )
A. 控制照明灯的开关应接在图中的b处
B. 保险丝熔断后,可以临时用一段铜线代替
C. 用电器的功率越大,电能表记录的数字一定越大
D. 图乙中使用测电笔时,手可以不接触笔尾金属体
8. 实验小组的同学连接了四个电路(如图)来探究开关的控制作用,下列判断正确的是( )
A. 甲电路中,开关S只控制L1 B. 乙电路中,闭合开关S,两灯都亮
C. 丙电路中,闭合开关S,L1亮,L2不亮 D. 丁电路中,断开开关S,L1不亮,L2亮
9. 为保障安全,现在很多室内公共场所安装有烟雾报警装置,如图所示是烟雾报警的简化原理图。电源电压保持不变,R0为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大,当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数变小,电压表的示数不变
B. 电流表的示数变小,电压表的示数变大
C. 电流表的示数不变,电压表的示数变大
D. 电流表的示数不变,电压表的示数不变
10. 如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,滑动变阻器滑片P向右移动的过程中( )
A. 电压表V的示数变大
B. 电压表V与电流表示数的乘积不变
C. 电流表A与电流表示数的差值变小
D. 电压表V与电流表A示数的比值变小
11. 在如图所示的家庭电路中,闭合开关S,灯泡不能发光,用试电笔检测双孔插座左右两孔,氖管都发光。若电路中只有一处故障,则发生故障的是( )
A. 插座发生短路 B. 灯泡发生短路
C. de间断路 D. ef间断路
12. 如图所示的电路,下列说法正确的是( )
A. 只闭合开关,灯泡与滑动变阻器并联
B. 闭合开关、,当滑片移至B端时灯泡、并联
C. 只闭合开关,电压表测灯泡两端的电压
D. 闭合开关、,灯泡与滑动变阻器串联
13. 两个灯泡L1、L2分别标有“6V 6W”和“6V 3W”字样,不考虑温度对电阻的影响,将它们连入电路中,为确保两灯均不损坏,下列说法正确的是( )
A. 将它们串联时,电路两端允许最大电压是12V
B. 将它们串联时,灯泡L1和L2功率之比2:1
C. 将它们并联时,干路允许通过最大电流是1.5A
D. 将它们并联时,灯泡L1和L2功率之比1:2
14. 如图所示,电源电压恒为,电流表量程,电压表量程,滑动变阻器规格“”,小灯泡规格“”,若不考虑小灯泡阻值随温度的变化。闭合开关,在保证电路各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )
A. 灯泡消耗的最小功率为 B. 电流表的示数变化范围是
C. 滑动变阻器的阻值调节的范围是 D. 电路消耗的最大电功率是
二、填空题(本大题共6题,每空1分,共12分)
15. 如图所示为人们所喜爱的电动自行车,它具有轻便、节能、环保等特点。只要将图中车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了,这时车钥匙其实就是一个________________;正常行驶时,电动车将电能转化为________________能。
16. 标有“”的小灯泡接在的电源上,要让小灯泡正常发光应________________(选填“串联”或“并联”)一个________________的电阻。
17. “无人机”在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。如图所示为“无人机”,可通过无线电进行操控,该机所需的能量是由一块充电和放电电压都是,容量为的电池提供,该电池充满电时可以储存的电能为________________,该无人机的电动机阻值为,正常工作时电流为,则无人机可以连续正常工作________________h。
18. 甲、乙两只灯泡的关系图像如图所示。将甲、乙两灯并联在电路中,当乙灯电流为时,甲灯的电阻为________________Ω;将甲、乙两灯串联在电源电压为的电路中,此时电路中的总功率是________________W。
19. 如图所示电路中,断开开关,在甲、乙两处接电流表时,两表示数之比为2:3;若甲、乙两处换成电压表,再闭合开关,甲、乙两电压表的示数之比为___________,通电一段时间,R1、R2消耗的电能之比为___________。
20. 如图甲所示,电源电压恒定,定值电阻的阻值为,将滑动变阻器的滑片从a端滑到中点的过程中,电压表示数U与电流表示数I之间的关系图像如图乙所示。滑动变阻器R的最大阻值为________________,滑片在中点时变阻器的电功率为________________W。
三、作图题(本大题共2小题,共4分)
21. 在如图所示电路的“O”内填上适当的电表符号。要求:当开关S闭合时,电路连接正确。
22. 图甲为一个带开关的插座,开关闭合时,插孔可以提供工作电压,请在图乙中将对应的电路连接完整,并符合安全用电原则。
四、简答题(本大题1小题,共4分)
23. 在家庭用电器的电源插头中,有些是用两脚插头,有些是用三脚插头,请举出一种使用三脚插头的电器名称,并说明这些电器为什么要用三脚插头。如图所示,三脚插头中最上面的脚稍长于另外两个脚,这样设计有什么好处?
五、实验探究题(本大题共5小题,共30分)
24. 在“探究串联电路电压的特点”实验中:
2.6
1.8
4.4
(1)按照图甲连接电路实验时,灯和灯的规格应________________(选填“相同”或“不相同”);
(2)小明把电压表接在两点之间测量,电压表示数如图乙所示,为了使实验结果更准确,接下来小明应该断开开关,________________;
(3)在按照图甲测量了两端的电压后,小明保持电压表的B连接点不动,只断开A连按点,并改接到C连接点上,测量两端的电压。他能否测出两端的电压?________________,理由是__________________________________;
(4)在同学们的帮助下,小明分别正确测出、、间的电压并记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请你对小明的做法提出改进方法是_______________________________________________。
25. 在探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时,采用如图所示的实验装置,请观察甲、乙两图并回答下列问题:
(1)实验中,通过观察U形管中液面________________的变化,来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;
(2)甲装置是用来研究通电时间相同时,电阻丝产生的热量与________________的关系;
(3)乙装置实验中,观察两侧U形管内液面可知,其它条件相同时,________________越大,导体产生的热量越多;
(4)让乙装置冷却到初始状态,把右侧并联的两根电阻丝、都放入容器中,接通电源一段时间后,发现乙装置中________________侧U形管内液面的高度差较大。
(5)当家庭电路中的导线连接处接触不良时,该处电阻会增大容易引发火灾。则图________________装置实验结论可以用来解释这种现象。
26. 在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”实验中,电路如图甲所示,电源电压保持不变,R为定值电阻,滑动变阻器规格为“”。
(1)请用笔画线代替导线,将图乙中的电路按甲图连接完整(要求导线不交叉);
(2)连接电路时,开关应该处于________________状态,实验前滑动变阻器的滑片应位于________________端,滑动变阻器的作用除了保护电路外,还起到了________________的作用;
(3)电路连接正确后,闭合开关,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)排除故障后,老师又给同学们两个定值电阻,想利用这些器材继续探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。实验中所用电阻的阻值分别为、、,电源电压为,分别接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,记录数据,得到了如图丙所示的图像。
①用的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着断开开关把R换为的电阻接入电路,再闭合开关应向________________端移动滑片,直至电压表示数为________________V时,读出电流表的示数;
②接着同学把R换为的电阻接入电路,闭合开关后无论怎样移动滑片,电压表都不能达到所控制的电压值,为完成此次实验,应该将滑动变阻器换为________________(选填字母)。
A.“” B.“” C.“”
③由图丙可以得出结论是:当定值电阻两端电压相同时,___________________________;
27. 在“测量小灯泡的电功率”的实验中,老师给同学们提供的器材有:电压恒为的电源、额定电压为的小灯泡(灯丝电阻约为),电流表、电压表、开关各一个,导线若干,三种规格的滑动变阻器、、可供选择。
(1)通过估算,滑动变阻器应选择________________(选填“”“”或“”)。选择合适变阻器后,如图甲所示请用笔画线表示导线将电路连接完整。要求:变阻器的滑片P向接线柱B端移动时,灯泡变暗____;
(2)连好电路,闭合开关S,灯泡L不亮,电压表无示数。请判断电路中发生故障的一处原因可能是________________(选填序号即可);
A. 电流表短路 B. 灯泡短路 C. 滑动变阻器短路 D. 灯泡断路
(3)排除故障后,闭合开关S移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示为________________V;若要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向________________端移动。根据图丙图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是________________W。
28. 测量未知电阻阻值的实验中,小明设计了如图甲所示的实验电路。
(1)图甲中有一条导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的导线;
(2)排除故障后,闭合开关移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数如图乙所示时,电流表示数为,则未知电阻________________。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________________;
(3)利用一个电压表和一个已知阻值为的定值电阻,同样可以测出未知电阻的阻值,电路如图丙所示。请将以下实验步骤补充完整:
①________________,用电压表测出待测电阻两端的电压;
②闭合开关S、,记下此时电压表示数;
③未知电阻阻值的表达式:________________(用、和表示)。
六、计算题(本大题共3小题,共20分)
29. 如图所示电路中,电源电压保持不变,灯L标有“,”字样,。当、都闭合时,电流表示数为,此时灯L正常发光(不计温度对电阻的影响)。求:
(1)电源电压;
(2)电阻的阻值;
(3)若将、都断开时,灯L实际消耗的功率。
30. 酒后驾驶会威胁自己和他人的生命安全,交通安全要求广大司机“开车不喝酒,喝酒不开车”。某科技兴趣小组设计了一种简易的酒精检测仪,其电路原理如图甲所示。电源电压为18V;R1是气敏电阻,其阻值随呼气酒精浓度K的变化关系如图乙所示,R2为滑动变阻器。检测前对检测仪进行“调零”,即调节滑动变阻器使电流表的示数为0.3A,调零后变阻器滑片位置保持不变。查阅到相关资料如下图。
信息窗
血液酒精浓度M=呼气酒精浓度
非酒驾
酒驾
醉驾
(1)求“调零”后变阻器R2接入电路的阻值;
(2)对某司机进行检测时,电流表示数为0.45A,依据信息窗资料,通过计算判断该司机属于非酒驾、酒驾还是醉驾。
31. 电饭锅是家中常用的用电器,如表所示是一台电饭锅的铭牌,其内部简化电路如图甲所示,为温控开关,闭合时为加热挡,断开时为保温挡,其中和都是电热丝(不考虑温度对电阻的影响)。求:
额定电压
额定功率
加热挡
保温挡
(1)电饭锅正常工作处于保温状态时,内消耗的电能是多少?
(2)电饭锅正常工作处于加热状态时,电热丝的阻值是多少?
(3)断开家中其他用电器,只让电饭锅处于加热状态工作,家里如图乙所示的电能表的转盘转过,则电饭锅此时的实际加热功率是多少?
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