精品解析：广东省阳江市阳东区博恒精英学校2025-2026学年九年级上学期12月月考物理试题

2025-2026学年度第一学期第三次月考九年级物理试卷 考生注意： 1．本试卷共100分，考试时间80分钟。 2．请在答题卡上作答。 一、单选题（共7题，共21分） 1. 如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图，当滑片P向左滑动时，连入电路的电阻变大的是（　　） A. B. C. D. 2. 生活中常用到各种测量工具，如图所示的仪表可以用来直接测量（ ） A. 电流 B. 电压 C. 电能 D. 电功率 3. 如图所示的用电器中，利用电流的热效应工作的是（ ） A. 电热水壶 B. 计算器 C. 电风扇 D. 笔记本电脑 4. 下列属于电功的单位的是（ ） A. V·A B. kW·h C. D. kW 5. 如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是 A. 甲、乙两次实验都应用了控制变量法 B. 甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多 C. 乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系 D. 乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的大 6. 由欧姆定律公式可知 A. 同一导体两端的电压跟通过导体的电流成反比 B. 导体两端的电压为零时，因为没有电流通过，所以导体电阻为零 C. 导体中的电流越大，导体的电阻就越小 D. 导体电阻的大小，可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示 7. 下列各电路中电源电压相同，闭合开关后消耗电功率最大的是（　　） A. B. C. D. 二、填空题（共7题，共21分） 8. 题图所示是简易水果电池，闭合开关，小灯泡发亮。水果电池是把_____能转化为_____能，实验结束时，发现小灯泡发烫，这是电流的________效应。 9. 如图所示电路中，电阻R1和R2的连接方式为______联。已知电源电压为9V且保持不变，R1的阻值为10Ω。闭合开关后，通过R1的电流为______A，此时电流表的示数为1.2A，R2的阻值为______Ω。 10. 图甲中电阻箱的示数为________Ω，图乙中电能表的示数为________，图丙中温度计的示数为________℃。 11. 如图1是家庭电路示意图，插座与灯泡的连接方式是________联。闭合开关后，灯泡不亮，测电笔分别插入插座的三个孔中都不发光，则电路故障是________断路。家用电能表如图2所示，能接入电路中用电器的最大总功率为________。 12. 如图所示为“探究电流通过导体产生的热量跟______的关系”的实验装置。实验中用U形管内液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫______（选填“控制变量”或“转换”）法。通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量比右侧的______ （选填 “多”或“少”）。 13. 两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。则由图可知，元件A的电阻为________；将A和B并联后接在电压为的电源两端，通过B的电流是________，电路的总功率是________。 14. 在如图所示的电路中，当开关S闭合后，若A表是电流表，B表是电压表，则电阻R1、R2是__（串联/并联）的，此时A表读数为流经__（R1/R2）的电流表；A表和B表都是__（电压表/电流表）的情形是不允许的，因为这将使电源被短路。 三、作图题（共3题，共7分） 15. 如图是家庭电路的一部分，三孔插座可单独工作，开关控制灯泡。请用笔画线表示导线，将对应的电路连接完整，并符合安全用电原则。 16. 按照如图所示电路，在方框内画出电路图。 17. 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。 四、计算题（共2题，共12分） 18. 一根100Ω的电阻丝接入电路后，通过它的电流是0.2A。求： (1)电阻丝两端的电压； (2)通电10s，电阻丝产生的热量。 19. 如图是一款利用高温水蒸气熨烫衣物的便携式挂烫机的简化电路图，它的工作电压为220V，电阻R1与R2的阻值不随温度变化，电阻R1的阻值为55Ω，它有高温挡和低温挡两种加热模式，高温挡的额定功率为880W。求： （1）高温挡加热时，电路中的电流； （2）低温挡加热时，电路中的功率。 五、实验探究题（共4题，共26分） 20. 小明进行测量电阻的实验，如图所示。 （1）电路连线时开关应________，闭合开关，小明移动滑动变阻器的滑片到某位置时，电压表的示数如图乙所示，为________，记录数据，移动滑片，继续做两次实验，部分数据如下表。根据实验数据可知定值电阻的阻值为________。 实验次数 电压 电流 电阻 电阻平均值 1 0.25 2 2.00 0.20 3 1.50 0.15 （2）小明把定值电阻换成小灯泡继续实验，将实验数据绘制成图像如图丙所示，可知小灯泡的电阻________（选填“是”或“不是”）定值电阻，原因是灯丝电阻受________影响。 （3）小明认为不用电流表，也可以测出另一个定值电阻的阻值，已知滑动变阻器的型号为“ ”。实验步骤如下： ①在图甲基础上去掉电流表，电源负极连接到电阻左端，把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处； ②用电压表先测量定值电阻两端电压为，接着测量滑动变阻器两端电压为； ③计算出定值电阻的阻值为________。 21. 在“探究电流与电压关系”的实验中，图甲是某实验小组设计的电路，电源电压保持不变。 （1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于________（选填“A”或“B”）端； （2）检查无误后，闭合开关发现电流表几乎无示数，电压表示数接近。移动滑片P，两电表示数均无变化，则电路故障可能是________； （3）排除故障后，移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示，此时通过定值电阻R的电流为________； （4）实验中测得五组数据，并绘制出定值电阻R的图像如图丙所示。由图像可得： ①实验中所用定值电阻R的阻值为________； ②实验结论：________________________________； （5）结合所测数据分析，本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于________； （6）为了使实验结论更具普遍性，应________________，进行多次实验。 22. 如图所示，甲、乙是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等质量的空气。 （1）实验中通过观察两个U形管中的液面________的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少，这运用了________（选填“转换法”或“等效替代法”）的物理思想； （2）甲图所示装置可探究电流通过导体产生的热量的多少与________的关系，通电一段时间后________（选填“左”或“右”）侧容器中电阻丝产生的热量多； （3）乙图所示装置可探究电流通过导体产生的热量的多少与________的关系，通电一段时间后________（选填“左”或“右”）侧容器中电阻丝产生的热量多； （4）如果乙装置中发生了断路，在通电时间相同的情况下，与未发生断路相比较，左侧U形管中液面的高度差将________（选填“变大”“变小”或“不变”）； （5）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现象，可用上面图________（选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。 23. 小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关。于是找来额定电流均小于，额定电压是的灯和额定电压是的灯，先后接在电源电压恒为的电路中，按照如图所示的电路开始探究。 （1）若小雷连接好电路后闭合开关，灯几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是他把滑动变阻器的________（选填“A、B”或“C、D”）接线柱接入了电路。 （2）小雷排除故障后，按如图所示的电路继续进行实验。闭合开关，滑片P向A端移动，使灯发光，测出灯的相关物理量，记录和计算结果如下表： 次数 电压/ 电流/ 实际功率/ 电阻 1 1.6 0.20 0.32 8.00 2 2.5 0.24 0.60 10.42 3 2.8 0.26 0.73 10.77 小雷注意到灯的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。结合表中数据，得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越________。 （3）用替换重复上面的实验时，需要改变________表的量程，发现灯的亮度变化规律与灯相似。 （4）小雷在实验结束后与同学们讨论： ①有同学认为“用上表中灯的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”，这种说法错误的原因是小雷忽略了________对小灯泡电阻的影响。 ②有同学认为“把灯换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系”，你认为这种说法________（选填“正确”或“错误”）。 六、综合题（共2题，共13分） 24. 阅读短文，回答问题： 直流充电桩 近年来，随着全球环保意识的不断提高，新能源电动汽车逐渐成为了人们关注的焦点。中国作为全球最大的汽车市场，也积极推进新能源电动汽车的发展，成为了全球新能源电动汽车的重要市场之一，电车具有零排放、能源利用率高、结构较简单和噪声小等优点。 直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池）。通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。 设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。 现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后，P与D的关系如图乙所示（为方便计算，图像已作近似处理）。充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表。 充电电压（） 充电电流（） 充电时长（） 充电度数（） 充电费用（元） 400 45 24.0 28.80 （1）阅读材料可知，电动车的优点：________（写出一条即可），通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更________，为了减少电动车充电时电线产生的热量，充电线应选________（选填“粗”或“细”）的。 （2）在D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是________。当D为70%时，充电电流为________。 （3）若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为________元。 25. 阅读短文，回答问题 刀片式磷酸铁锂电池 我国新能源汽车电池技术全球领先，目前我国新能源汽车所用电池主要有磷酸铁锂电池和三元锂电池。“刀片电池”是我国新一代磷酸铁锂电池的一个名称，如图所示，刀片电池延续了磷酸铁锂的技术路线，通过改变电芯的形状优化了磷酸铁锂电池的性能。测试结果发现，这款电池在电池的空间利用率、能量密度、电池结构强度、电池轻量化、电池安全性等方面具有更优化的设计，电池的能量密度是指电池平均单位体积或质量所能储存的电能。电池的能量密度一般分质量能量密度和体积能量密度两个维度，如图所示。 电池质量能量密度； 电池体积能量密度。 多片“刀片电池”串联起来就组装成电池组，国内某车型所安装的电池组的相关数据如表所示。 电池组 满电时储存的电能 76.8kW·h 体积能量密度 442Wh/L 质量能量密度 170Wh/kg 稳定的放电电压 384V 包含“刀片电池”数量 120片 （1）该电池组在充电过程中主要将电能转化为______能。 （2）从表中数据可知，单片“刀片电池”稳定的放电电压为______V。单片“刀片电池”满电时储存的电能为______kW·h。 （3）若利用充电功率恒为100kW的充电桩对该电池组进行充电，可在0.5h内将该电池组从电量为30%充至80%，此过程中的充电效率是______。 （4）从表中数据可知，这个磷酸铁锂电池的平均密度为______，通常情况下，三元锂电池的平均密度大约是，这就体现了磷酸铁锂电池在______（在下列选项中选填一个序号）方面比三元锂电池具有更优化的设计。 ①空间利用率　②能量密度　③电池结构强度　④电池轻量化　⑤电池安全性 （5）测试人员对安装了上述电池组的车型进行测试，充满电后，测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶1h，电池组的电量减少了12.5%，已知测试过程中该汽车的能量转化效率为80%，此过程该车牵引力做功的功率是______W。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度第一学期第三次月考九年级物理试卷 考生注意： 1．本试卷共100分，考试时间80分钟。 2．请在答题卡上作答。 一、单选题（共7题，共21分） 1. 如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图，当滑片P向左滑动时，连入电路的电阻变大的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】BD．连接滑动变阻器时，必须采用“一上一下”的连接方式，故BD不符合题意； AC．要求当滑片P向左滑动时，连入电路的电阻变大，就是当滑片向左滑时，变阻器连入的电阻丝变长，故A不符合题意，C符合题意。 故选C。 2. 生活中常用到各种测量工具，如图所示的仪表可以用来直接测量（ ） A. 电流 B. 电压 C. 电能 D. 电功率 【答案】C 【解析】 【详解】由图可知，仪表表盘上标有单位“”，这是电能的单位，说明该仪表是电能表，用来直接测量电能，故C正确，ABD错误。 故选C。 3. 如图所示的用电器中，利用电流的热效应工作的是（ ） A. 电热水壶 B. 计算器 C. 电风扇 D. 笔记本电脑 【答案】A 【解析】 【详解】利用电流的热效应工作的用电器工作时，将电能转化为内能； A．电热水壶工作时，电能主要转化为内能，利用电流的热效应工作，故A符合题意； B．计算器工作时，电能主要转化为光能和声能，故B不符合题意； C．电风扇工作时，电能主要转化为机械能，故C不符合题意； D．笔记本电脑工作时，电能主要转化为光能和声能，故D不符合题意。 故选A。 4. 下列属于电功的单位的是（ ） A. V·A B. kW·h C. D. kW 【答案】B 【解析】 【详解】A．V·A是电压的单位与电流的单位的乘积，由P=UI可知，V·A是电功率的单位，故A不符合题意； B．kW·h是电功率的单位与时间的单位的乘积，由W=Pt可知，kW·h是电功的单位，故B符合题意； C．是电流的单位的平方与电阻的单位的乘积，由P=I2R可知，是电功率的单位，故C不符合题意； D．kW是电功率的单位，故D不符合题意。 故选B。 5. 如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是 A. 甲、乙两次实验都应用了控制变量法 B. 甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多 C. 乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系 D. 乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的大 【答案】A 【解析】 【详解】导体产生的热量Q与I、R及t有关，甲实验电阻丝串联，电流和通电时间相等，可以探究电热与电阻关系的；乙实验中右侧电阻丝并联一个电阻丝后与左侧电阻丝串联，电阻和通电时间相等，可以探究电热与电流关系的，所以，都用到了控制变量法，故A正确； 甲实验两电阻丝串联，在通过电阻丝的电流和通电时间相同时，由焦耳定律知道，由于右侧电阻阻值大，产生的热量多，即右侧容器内空气吸收的热量多，故B错误； 由乙图知道，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过电阻的电流不同，所以研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误； 由乙图知道，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，由焦耳定律，左侧电阻产生热量多，所以，左侧容器内空气吸收的热量多，气体压强大，即左侧U形管中液面的高度差比右侧的大，故D错误，故选A． 6. 由欧姆定律公式可知 A. 同一导体两端的电压跟通过导体的电流成反比 B. 导体两端的电压为零时，因为没有电流通过，所以导体电阻为零 C. 导体中的电流越大，导体的电阻就越小 D. 导体电阻的大小，可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示 【答案】D 【解析】 【详解】A．电压是形成的电流的原因，不会随电流的变化而变化．此选项错误； B．导体两端的电压为零时，电流为零，但导体电阻不为零．此选项错误； C．导体中的电流越大，说明两端电压越大，但电阻不变．此选项错误； D．在物理学中，导体的电阻等于两端的电压与通过的电流的比值．此选项正确． 7. 下列各电路中电源电压相同，闭合开关后消耗电功率最大的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由两电阻串联和并联后阻值与原阻值的关系可知，电阻R1和R2串联后电路中总电阻最大，并联后电路中总电阻最小；根据，在电源电压一定时，电路中总电阻越大功率越小，电路中总电阻越小功率越大，所以，R1和R2并联时，电路中总电阻最小，电路中消耗的电功率最大，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 二、填空题（共7题，共21分） 8. 题图所示是简易水果电池，闭合开关，小灯泡发亮。水果电池是把_____能转化为_____能，实验结束时，发现小灯泡发烫，这是电流的________效应。 【答案】 ①. 化学 ②. 电 ③. 热 【解析】 【详解】[1][2]水果电池是利用水果中的果酸与金属发生反应，同时为电路通过电能，则在化学反应的过程中，把化学能转变成电能。 [3]小灯泡发烫，说明小灯泡发光的同时，要发热，说明有电流通过灯泡的灯丝时，灯丝会发热，这是电流的热效应。 9. 如图所示电路中，电阻R1和R2的连接方式为______联。已知电源电压为9V且保持不变，R1的阻值为10Ω。闭合开关后，通过R1的电流为______A，此时电流表的示数为1.2A，R2的阻值为______Ω。 【答案】 ①. 并 ②. 0.9 ③. 30 【解析】 【详解】[1][2]由图可知，两个电阻并联，电流表测量干路中的电流，通过R1的电流为 [3]根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流I2=I-I1=1.2A-0.9A=0.3A 根据并联电路电压的规律和欧姆定律可知R2的阻值 10. 图甲中电阻箱的示数为________Ω，图乙中电能表的示数为________，图丙中温度计的示数为________℃。 【答案】 ①. 6564 ②. 3968.2 ③. -13 【解析】 【详解】[1]图甲中电阻箱的示数为 6×1000Ω+5×100Ω+6×10Ω+4×1Ω=6564Ω [2]电能表的最后一位数是小数，由图乙可知，电能表示数为3968.2kW⋅h。 [3]由图丙可知，图中温度计的分度值为1℃，刻度向上越来越小，所以示数为零下，故示数为-13℃。 11. 如图1是家庭电路示意图，插座与灯泡的连接方式是________联。闭合开关后，灯泡不亮，测电笔分别插入插座的三个孔中都不发光，则电路故障是________断路。家用电能表如图2所示，能接入电路中用电器的最大总功率为________。 【答案】 ①. 并 ②. 火线 ③. 【解析】 【详解】[1]插座与灯泡分别在不同的支路上，两者并联。 [2]因测电笔检测插座三孔均不发光，说明各孔均未与火线连通，故电路故障为火线断路。 [3]电能表上5（40A）表示允许通过的最大电流为40A，则电路中能接入用电器的最大总功率为 12. 如图所示为“探究电流通过导体产生的热量跟______的关系”的实验装置。实验中用U形管内液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫______（选填“控制变量”或“转换”）法。通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量比右侧的______ （选填 “多”或“少”）。 【答案】 ①. 电阻 ②. 转换 ③. 少 【解析】 【详解】[1]由图知，两电阻的阻值不同，串联于电路中，通过两电阻的电流相等，通过时间相等，故探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系。 [2]在实验中无法直接测量电流通过导体产生热量，通过U形管内液面高度差的大小来判断电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫做转换法。 [3]通电一段时间后，左侧的电阻小于右侧的电阻，通过两电阻的电流相等，由焦耳定律知，左侧容器内空气吸收的热量比右侧的少。 13. 两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。则由图可知，元件A的电阻为________；将A和B并联后接在电压为的电源两端，通过B的电流是________，电路的总功率是________。 【答案】 ①. 5 ②. 0.2 ③. 1.2 【解析】 【详解】由I-U图像可知，元件A为定值电阻。当时，，其电阻 将A、B并联在2V电源两端，各支路两端电压均为2V。由图像可知，当时，通过B的电流。此时通过A的电流为0.4A，电路的总电流 电路的总功率 14. 在如图所示的电路中，当开关S闭合后，若A表是电流表，B表是电压表，则电阻R1、R2是__（串联/并联）的，此时A表读数为流经__（R1/R2）的电流表；A表和B表都是__（电压表/电流表）的情形是不允许的，因为这将使电源被短路。 【答案】 ①. 并联 ②. R1 ③. 电流表 【解析】 【详解】[1][2][3]开关S闭合后，若A表是电流表，B表是电压表，电流从正极出发，分别流入电阻R1和R2中，故电阻R1、R2是并联；此时A表测R1的电流；若A表和B表都是电流表，将使电源被短路，这种情况是不允许的。 三、作图题（共3题，共7分） 15. 如图是家庭电路的一部分，三孔插座可单独工作，开关控制灯泡。请用笔画线表示导线，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】家庭电路中，开关控制灯泡时，开关要接在火线与灯之间。这样连接，开关既能控制灯泡，又能在灯泡损坏时，断开开关，切断火线，更换灯泡更安全；三孔插座的正确连接方法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线。如图所示： 16. 按照如图所示电路，在方框内画出电路图。 【答案】 【解析】 【详解】分析实物图可知，L1和L2串联，电流只有一条路径，故绘制电路图如下： 17. 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： 四、计算题（共2题，共12分） 18. 一根100Ω的电阻丝接入电路后，通过它的电流是0.2A。求： (1)电阻丝两端的电压； (2)通电10s，电阻丝产生的热量。 【答案】(1)20V；(2)40J 【解析】 【详解】(1)根据可知，电阻丝两端的电压 电阻丝两端的电压是20V。 (2)根据焦耳定律，通电10s，电阻丝产生的热量 电阻丝产生的热量是40J。 答：(1)电阻丝两端的电压是20V；(2)通电10s，电阻丝产生的热量是40J。 19. 如图是一款利用高温水蒸气熨烫衣物的便携式挂烫机的简化电路图，它的工作电压为220V，电阻R1与R2的阻值不随温度变化，电阻R1的阻值为55Ω，它有高温挡和低温挡两种加热模式，高温挡的额定功率为880W。求： （1）高温挡加热时，电路中的电流； （2）低温挡加热时，电路中的功率。 【答案】（1）4A；（2）440W 【解析】 【详解】解：当S1和S2均闭合时，R1被短路，此时电路中只有R2，总电阻最小，由可知电路总功率最大，为高温挡；当S1闭合，S2断开时，该电路为R1和R2的串联电路，总电阻最大，由可知电路总功率最小，为低温挡。 （1）已知高温挡时的功率，电源电压为，由可知电路中的电流为 （2）由上述分析可知R2的阻值为 当低温挡时电路的总电阻为 则低温挡加热时，电路中的功率为 答：（1）高温挡加热时，电路中的电流为4A； （2）低温挡加热时，电路中的功率为440W。 五、实验探究题（共4题，共26分） 20. 小明进行测量电阻的实验，如图所示。 （1）电路连线时开关应________，闭合开关，小明移动滑动变阻器的滑片到某位置时，电压表的示数如图乙所示，为________，记录数据，移动滑片，继续做两次实验，部分数据如下表。根据实验数据可知定值电阻的阻值为________。 实验次数 电压 电流 电阻 电阻平均值 1 0.25 2 2.00 0.20 3 1.50 0.15 （2）小明把定值电阻换成小灯泡继续实验，将实验数据绘制成图像如图丙所示，可知小灯泡的电阻________（选填“是”或“不是”）定值电阻，原因是灯丝电阻受________影响。 （3）小明认为不用电流表，也可以测出另一个定值电阻的阻值，已知滑动变阻器的型号为“ ”。实验步骤如下： ①在图甲基础上去掉电流表，电源负极连接到电阻左端，把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处； ②用电压表先测量定值电阻两端电压为，接着测量滑动变阻器两端电压为； ③计算出定值电阻的阻值为________。 【答案】（1） ①. 断开 ②. 2.50 ③. 10 （2） ①. 不是 ②. 温度 （3）11.1 【解析】 【小问1详解】 电路连线时，为保护电路元件，开关必须断开；图乙电压表选用的是0~3V的测量范围，分度值为0.1V，示数为2.50V；第一次测得定值电阻的阻值为 第二次测得定值电阻的阻值为 第三次测得定值电阻的阻值为 则定值电阻的阻值为 【小问2详解】 灯泡的I-U图像不是过原点的直线，且电压与电流的比值在不断变化，因此小灯泡的电阻不是定值；本质原因是灯丝的电阻会随温度升高而增大，灯泡工作时电压、电流变大则灯泡发光变亮，灯丝温度升高，所以灯丝电阻变大。 【小问3详解】 滑动变阻器调到最大阻值20Ω时，定值电阻和滑动变阻器串联，串联电路电流处处相等，电路电流 因此待测定值电阻的阻值为 21. 在“探究电流与电压关系”的实验中，图甲是某实验小组设计的电路，电源电压保持不变。 （1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于________（选填“A”或“B”）端； （2）检查无误后，闭合开关发现电流表几乎无示数，电压表示数接近。移动滑片P，两电表示数均无变化，则电路故障可能是________； （3）排除故障后，移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示，此时通过定值电阻R的电流为________； （4）实验中测得五组数据，并绘制出定值电阻R的图像如图丙所示。由图像可得： ①实验中所用定值电阻R的阻值为________； ②实验结论：________________________________； （5）结合所测数据分析，本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于________； （6）为了使实验结论更具普遍性，应________________，进行多次实验。 【答案】（1）B （2）定值电阻R断路 （3）0.3 （4） ①. 5 ②. 在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 （5）25 （6）更换不同阻值的定值电阻 【解析】 【小问1详解】 闭合开关前滑动变阻器要调到最大阻值处，本图中滑动变阻器接了左下C接线柱，滑片移到B端时接入电路的电阻丝最长，电阻最大，起到保护电路的作用。 【小问2详解】 电流表几乎无示数说明电路大概率断路，电压表示数接近电源3V、移动滑片无变化，说明电压表两端能连通到电源两极，因此故障可能是和电压表并联的定值电阻R断路。 【小问3详解】 由图乙可知，电流表选择0~0.6A的测量范围，分度值为0.02A，示数为0.3A。 【小问4详解】 由图丙可知，当电压表示数为2.5V时，电路中的电流为0.5A，则定值电阻R的阻值为 图像是过原点的直线，且电压与电流的比值固定不变，因此可得出，电阻一定时，导体中的电流和导体两端的电压成正比。 【小问5详解】 根据串联分压可知，滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，电路中的电流最小，由丙图可知，最小电流为0.1A，此时定值电阻两端电压为 滑动变阻器两端电压为 此时滑动变阻器接入电路中的电阻为 即本实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于。 【小问6详解】 本实验探究电流与电压的关系，要让结论普遍适用，需要更换不同阻值的定值电阻重复实验，避免单次实验的偶然性。 22. 如图所示，甲、乙是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等质量的空气。 （1）实验中通过观察两个U形管中的液面________的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少，这运用了________（选填“转换法”或“等效替代法”）的物理思想； （2）甲图所示装置可探究电流通过导体产生的热量的多少与________的关系，通电一段时间后________（选填“左”或“右”）侧容器中电阻丝产生的热量多； （3）乙图所示装置可探究电流通过导体产生的热量的多少与________的关系，通电一段时间后________（选填“左”或“右”）侧容器中电阻丝产生的热量多； （4）如果乙装置中发生了断路，在通电时间相同的情况下，与未发生断路相比较，左侧U形管中液面的高度差将________（选填“变大”“变小”或“不变”）； （5）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现象，可用上面图________（选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。 【答案】（1） ①. 高度差 ②. 转换法 （2） ①. 电阻 ②. 右 （3） ①. 电流 ②. 左 （4）变小 （5）甲 【解析】 【小问1详解】 电流通过电阻丝产生热量，被密封在容器中的空气吸收，空气受热膨胀，压强增大，从而推动U形管中的液面发生变化。产生的热量越多，空气膨胀越明显，U形管两侧液面的高度差就越大；因为热量的多少不易直接测量，我们通过观察U形管中液面高度差的变化来间接反映热量的多少，这种将不易观察的物理量转化为易于观察的物理量的方法，在物理学中称为转换法。 在甲图中，左侧容器中的电阻和右侧容器中的电阻是串联连接的。串联电路中，通过各用电器的电流相等，通电时间也相同。由于两个电阻的阻值不同分别为和，所以该装置探究的是电流产生的热量与电阻的关系； 【小问2详解】 根据焦耳定律 ，在电流和时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。因为右侧电阻大于左侧电阻，所以右侧容器中电阻丝产生的热量多。 【小问3详解】 在乙图中，和并联，然后再与串联。此时，通过左侧容器电阻的电流是干路电流，通过右侧容器电阻的电流是支路电流。因为​ ，且干路电流等于两支路电流之和，所以通过的电流是电流的 2 倍。两个容器内的电阻阻值相等，通电时间相同，但通过的电流不同。因此，该装置探究的是电流产生的热量与电流的关系； 根据 ，在电阻和时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。左侧电流大，所以左侧容器中电阻丝产生的热量多。 【小问4详解】 未断路时，电路总电阻为  。通过左侧的电流 ​  断路时，电路变为和串联。总电阻为 通过左侧的电流 显然 ，根据 ，左侧电阻阻值不变，通电时间相同，电流变小，产生的热量变少。因此，左侧U形管中液面的高度差将变小。 【小问5详解】 电炉丝和导线是串联在电路中的，通过它们的电流和通电时间相同。电炉丝的电阻远大于导线的电阻，所以电炉丝产生的热量远大于导线产生的热量。这说明在电流和时间相同时，热量与电阻有关，电阻越大，热量越多。这正是甲图实验得出的结论。 23. 小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关。于是找来额定电流均小于，额定电压是的灯和额定电压是的灯，先后接在电源电压恒为的电路中，按照如图所示的电路开始探究。 （1）若小雷连接好电路后闭合开关，灯几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是他把滑动变阻器的________（选填“A、B”或“C、D”）接线柱接入了电路。 （2）小雷排除故障后，按如图所示的电路继续进行实验。闭合开关，滑片P向A端移动，使灯发光，测出灯的相关物理量，记录和计算结果如下表： 次数 电压/ 电流/ 实际功率/ 电阻 1 1.6 0.20 0.32 8.00 2 2.5 0.24 0.60 10.42 3 2.8 0.26 0.73 10.77 小雷注意到灯的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。结合表中数据，得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越________。 （3）用替换重复上面的实验时，需要改变________表的量程，发现灯的亮度变化规律与灯相似。 （4）小雷在实验结束后与同学们讨论： ①有同学认为“用上表中灯的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”，这种说法错误的原因是小雷忽略了________对小灯泡电阻的影响。 ②有同学认为“把灯换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系”，你认为这种说法________（选填“正确”或“错误”）。 【答案】（1）A、B （2）大 （3） 电压 （4） ①. 温度 ②. 正确 【解析】 【小问1详解】 滑动变阻器接下方两个A、B接线柱时，会把全部电阻丝接入电路，相当于接入一个阻值很大的定值电阻，电路电流很小，因此灯几乎不发光，且移动滑片无法改变接入电阻，也就不能改变灯的亮度。 【小问2详解】 从表格数据能看出，灯泡越亮时，对应的实际功率数值越大，因此结论是小灯泡越亮，实际功率越大。 【小问3详解】 原来测额定电压2.5V，电压表选的是0~3V量程；替换成额定电压3.8V的​后，3.8V超过了原电压表量程，因此需要更换电压表的量程。 【小问4详解】 小灯泡的电阻会随灯丝温度升高而增大，三次实验中小灯泡亮度不同、灯丝温度不同，电阻本就不同，取平均值没有意义，该同学忽略了温度对灯丝电阻的影响； 探究电流与电压的关系时，需要控制电阻阻值不变，定值电阻的阻值不随温度变化，把灯泡换成定值电阻后，通过调节滑动变阻器改变电压、记录电流，就可以完成该实验，因此说法正确。 六、综合题（共2题，共13分） 24. 阅读短文，回答问题： 直流充电桩 近年来，随着全球环保意识的不断提高，新能源电动汽车逐渐成为了人们关注的焦点。中国作为全球最大的汽车市场，也积极推进新能源电动汽车的发展，成为了全球新能源电动汽车的重要市场之一，电车具有零排放、能源利用率高、结构较简单和噪声小等优点。 直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池）。通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。 设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。 现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后，P与D的关系如图乙所示（为方便计算，图像已作近似处理）。充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表。 充电电压（） 充电电流（） 充电时长（） 充电度数（） 充电费用（元） 400 45 24.0 28.80 （1）阅读材料可知，电动车的优点：________（写出一条即可），通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更________，为了减少电动车充电时电线产生的热量，充电线应选________（选填“粗”或“细”）的。 （2）在D从30%增至70%的过程中，充电功率大致的变化规律是________。当D为70%时，充电电流为________。 （3）若充电过程中充电电费单价不变，则测试全过程的充电费用为________元。 【答案】（1） ①. 零排放 ②. 大 ③. 粗 （2） ①. 先增大后保持不变 ②. 100 （3） 50.4 【解析】 【小问1详解】 电动车优点可从材料中直接选取，如零排放、能源利用率高、结构简单、噪声小等； 由可知，充电电压更高、电流更大时，充电功率更大； 由焦耳定律可知，充电电流较大，为减少电线产生的热量，需减小导线电阻，相同条件下粗导线电阻更小，因此选粗的。 【小问2详解】 由图乙可知，D从30%增至70%的过程中，充电功率先随D的增大而增大，后保持40kW不变。 当D为70%时，充电功率，由得 【小问3详解】 电费单价为 电池充满时的总储能为 从D=30%到充满，充电总电能为 总充电费用为 25. 阅读短文，回答问题 刀片式磷酸铁锂电池 我国新能源汽车电池技术全球领先，目前我国新能源汽车所用电池主要有磷酸铁锂电池和三元锂电池。“刀片电池”是我国新一代磷酸铁锂电池的一个名称，如图所示，刀片电池延续了磷酸铁锂的技术路线，通过改变电芯的形状优化了磷酸铁锂电池的性能。测试结果发现，这款电池在电池的空间利用率、能量密度、电池结构强度、电池轻量化、电池安全性等方面具有更优化的设计，电池的能量密度是指电池平均单位体积或质量所能储存的电能。电池的能量密度一般分质量能量密度和体积能量密度两个维度，如图所示。 电池质量能量密度； 电池体积能量密度。 多片“刀片电池”串联起来就组装成电池组，国内某车型所安装的电池组的相关数据如表所示。 电池组 满电时储存的电能 76.8kW·h 体积能量密度 442Wh/L 质量能量密度 170Wh/kg 稳定的放电电压 384V 包含“刀片电池”数量 120片 （1）该电池组在充电过程中主要将电能转化为______能。 （2）从表中数据可知，单片“刀片电池”稳定的放电电压为______V。单片“刀片电池”满电时储存的电能为______kW·h。 （3）若利用充电功率恒为100kW的充电桩对该电池组进行充电，可在0.5h内将该电池组从电量为30%充至80%，此过程中的充电效率是______。 （4）从表中数据可知，这个磷酸铁锂电池的平均密度为______，通常情况下，三元锂电池的平均密度大约是，这就体现了磷酸铁锂电池在______（在下列选项中选填一个序号）方面比三元锂电池具有更优化的设计。 ①空间利用率　②能量密度　③电池结构强度　④电池轻量化　⑤电池安全性 （5）测试人员对安装了上述电池组的车型进行测试，充满电后，测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶1h，电池组的电量减少了12.5%，已知测试过程中该汽车的能量转化效率为80%，此过程该车牵引力做功的功率是______W。 【答案】（1）化学 （2） ①. 3.2 ②. 0.64 （3）76.8% （4） ①. 2600 ②. ④ （5）7680 【解析】 【小问1详解】 电池组在充电过程中，消耗电能，将电能转化为化学能储存起来。 【小问2详解】 [1]因为多片“刀片电池”串联起来组成电池组，电池组稳定的放电电压为384V，串联电路中各部分电压之和等于总电压，所以单片“刀片电池”稳定的放电电压为 [2]电池组满电时储存的电能为76.8kW· h，包含120片“刀片电池”，所以单片“刀片电池”满电时储存的电能为 【小问3详解】 充电功率恒为100kW，充电时间为0.5h，则消耗的电能 电池组从电量30%充至80%，则增加的电能为 充电效率 【小问4详解】 [1]由体积能量密度442Wh/L，可得1m3的体积储存的电能为 根据质量能量密度170Wh/kg，可得储存442kW·h电能的质量 所以磷酸铁锂电池的平均密度 [2]因为磷酸铁锂电池的平均密度2600kg/m3小于三元锂电池的平均密度4500~5000kg/m3，所以体现了磷酸铁锂电池在电池轻量化方面比三元锂电池具有更优化的设计。 故选④。 【小问5详解】 电池组满电时储存的电能为76.8kW·h，电量减少了12.5%，则消耗的电能 汽车的能量转化效率为80%，牵引力做功 该车牵引力做功的功率 第1页/共1页 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