精品解析:河南省郑州市第六十四中学2025-2026学年九年级上学期12月月考物理试题
2026-08-18
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内容正文:
2025—2026学年上学期12月学情调研
九年级物理试题卷
注意:本试卷分试题卷和答题卡两部分。考试时间60分钟,满分70分。考生应首先阅读试题卷及答题卡上的相关信息,然后在答题卡上作答,在试题卷上作答无效。交卷时只交答题卡。
一、填空题(本小题共6小题,每空1分,共14分)
1. 宋代著名文学家王安石的《梅花》中有这样一句脍炙人口的诗句:“遥知不是雪,为有暗香来”。诗中的花香四溢,这是________现象;花朵在阳光的照射下温度上升,这是通过________的方式改变内能;花瓣在下落的过程中,重力势能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
2. 物理学的每一次重大发现,都为人类的文明和发展做出了杰出贡献。我国宋代学者 _______在《梦溪笔谈》中明确指出指南针所指方向“微偏东,不全南也”的现象。丹麦物理学家________发现了“电流周围存在磁场”,成为揭开电和磁联系的第一人。
3. 如图是启动或停止空调压缩机的电路示意图。电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的________(选填“用电器”“电源”或“开关”)。夏天,空调制冷,房间温度降低,热敏元件的电阻增大,控制电路的电流________(选填“增大”或“减小”),电磁铁的磁性_________(选填“增强”或“减弱”),低于设定温度时,工作电路就断开,停止制冷。
4. 如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,、都能正常工作,甲、乙两个电表的示数之比是,此时、的电阻之比是________,若将两个电表换成另一种电表,开关S断开后,甲、乙两个电表的示数之比是________。
5. 电阻与的图像如图所示。电阻的阻值是____;若将它们串联接到电路上,通过的电流是0.2A,则电源的电压为____V;若将它们并联接到电压为1V的电源上,则干路的电流是____A。
6. 小明拉动如图所示注射器活塞,使针筒内进入适量空气,然后将注射器前端小孔用橡皮帽封严,再向前推动活塞,发现随着针筒中空气体积的减小,所需的推力越来越大.由上述现象提出一个可探究的科学问题____________.
二、选择题(本小题共8题,每题2分,共16分。7-12只有一个选项符合题目要求,13-14题有两个选项符合要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有错选得0分)
7. 如图所示,一只小猫正在玩气球,过了一段时间后,下列分析正确的是( )
A. 小猫和气球带上了异种电荷
B. 小猫通过和气球摩擦创造了电荷
C. 小猫和气球摩擦时正电荷发生了转移
D. 该现象的原理和验电器的原理相同
8. 取一个橙子,把铜片、锌片插入其中,就制成了一个水果电池. 用电压表测量这个电池的电压如图所示。 下列说法正确的是( )
A. 锌片是水果电池的正极
B. 该水果电池的电压约为2.5V
C. 水果电池是将内能转化为电能
D. 两个相同水果电池串联后可提供更高的电压
9. 对于图中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A. 甲,玻璃筒内的空气被压缩后内能增大,这是因为棉花燃烧放热
B. 乙,塞子跳起时,瓶内气体内能减小,这是通过做功的方式改变的
C. 丙,水蒸气将塞子推出的过程中,能量转化与热机的压缩冲程相同
D. 丁,该冲程为内燃机的做功冲程,曲轴每转一圈发生一次该冲程
10. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 机械能为零的物体,内能也为零
B. 60℃的水一定比30℃的水含有的热量多
C. 物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
D. 物体吸收热量,温度可能不变
11. 如图所示为一款电动玩具车,由一个电动机和三个灯泡组合而成,其中灯和电机可以各自独立工作,灯泡互不影响。S为总开关,和分别控制灯和电机。下列设计的电路图中,符合实际的是( )
A. B.
C. D.
12. 某同学在研究串、并联电路电压规律的实验中连接了如图a所示的电路,当闭合开关后,和的指针位置完全一样,如图b所示,则下列说法正确的是( )
A. 若电路完好,该电路为并联电路 B. 若电路完好,两端的电压为6V
C. 若电路有故障,可能是短路 D. 若电路有故障,可能是短路
13. 如图所示是探究“电流通过导体产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个相同的透明容器中密封着等量的空气,电阻丝的阻值R1=R2=R3=5Ω。下列说法正确的是 ( )
A. 本实验运用了转换法和控制变量法
B. 通电一段时间后,右侧U形管中液面高度差较大
C. 透明容器中的空气是通过热传递的方式使其内能增加的
D. 若将R2改为10Ω,可探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
14. 定值电阻R与灯泡L的电流随电压变化关系的图像如图所示,现将它们串联接在电压恒为6V的电源两端,则下列判断正确的是( )
A. 此时定值电阻两端电压为5V
B. 此时定值电阻的阻值和灯泡的阻值相等
C. 此时定值电阻与灯泡消耗的实际功率之比为2:1
D. 通电20min,灯泡消耗的电能是480J
三、画图题(本小题共2题,每小题2分,共4分)。
15. 请将图所示元件连接成符合安全用电要求的家庭电路。
16. 如图甲所示为一个磁悬浮地球仪,其球体内有一条形磁体,下方底座内有一个电磁铁。开关闭合后,地球仪可以悬浮在空中。图乙是其内部结构示意图。开关闭合后,请在图乙中的括号内标出电源的正、负极及电磁铁的N极。
四、实验探究题(本小题共3题,每空1分,共20分)
17. 某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
(1)在闭合开关前,小磁针静止时,N极指向地理的______极,说明地球周围存在磁场。
(2)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置,小磁针静止时N极所指方向如图乙所示,说明通电螺线管外部磁场与______相似;对调电源正负极,小磁针静止时N极指向与图乙中小磁针N极指向相反(如图丙),说明通电螺线管的极性与______的方向有关。
(3)实验时发现通电螺线管的磁场较弱,铁屑规则排列的效果不明显,为增强螺线管的磁场,可行的措施:______(写出一种方法即可)。
18. 小乐同学准备对串联电路的电压规律进行探究,主要步骤如下:
2.4
1.5
3.9
(1)连接电路前,小乐发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是______。闭合开关,用电压表测出R1两端的电压。
(2)在测两端的电压时,小乐同学为了节省实验时间,采用以下方法:电压表所接的接点不动,只断开接点,并改接到接点上。
①在连接、拆除电路时,开关必须______。
②小乐同学用上面的方法______(选填“能”或“不能”)准确测出两端的电压。原因是______。
③方法改正后,所测出AB、BC、AC间的电压记录在表格中;分析小乐同学的实验数据得出的结论是:______。
④这个实验在数据收集方面还存在的不足之处是:______。
19. 小华用如图所示的电路探究电流与电压、电阻的关系。电源电压恒为6V,电压表(0~3V),电流表(0~0.6A),定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,滑动变阻器。
(1)如图甲所示连接电路,他检查电路时,发现存在错误。请把接错的那一根导线找出来并打上“×”,再画线把它改到正确的位置上。
(2)正确连接并规范操作后,闭合开关,两电表均无示数。为了检查电路故障,小华将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,则电路的故障是( )(选填“A”“B”或“C”)。
A. 开关断路 B. 滑动变阻器断路 C. 定值电阻断路
(3)排除故障后,将滑动变阻器的滑片P移至最________端。闭合开关,移动滑片P,进行实验,根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象如图乙所示,由图像得到的实验结论为:________。当R的电阻由10Ω更换为5Ω时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片P向________(选填“左”或“右”)端滑动,直至电压表示数为________V,记录电流表示数;要完成该实验,滑动变阻器的最大阻值至少是________Ω。
(4)同组的小丽同学用未知电阻替换电阻R,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为1.5V,如图丙所示电流表示数为________A,该电阻的阻值为________Ω。
五、综合应用题(本小题共2题,20题8分,21题8分,共16分)
20. 体重超标已影响了部分中学生的身心健康,为了动态监测学生的体重情况,班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0=5Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计,求:
(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为多少?
(2)当体重计示数为600N时,电流表示数为多少?
(3)此体重计所能测量的最大体重为多少?
21. 图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如乙图所示,R1和R2是电热丝,通过单独或同时闭合开关实现低温和高温挡切换,低温挡功率为440W,高温挡功率为880W,已知粥的比热容c粥=4.0×103J/(kg•℃)。求:
(1)当电饭锅正常使用时,处于低温挡时的电流;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)使用高温挡将2kg的粥从20℃加热到86℃时需要吸收的热量;
(4)若实际正常使用高温挡加热(3)中粥的时间为800s,该电饭锅的加热效率。
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2025—2026学年上学期12月学情调研
九年级物理试题卷
注意:本试卷分试题卷和答题卡两部分。考试时间60分钟,满分70分。考生应首先阅读试题卷及答题卡上的相关信息,然后在答题卡上作答,在试题卷上作答无效。交卷时只交答题卡。
一、填空题(本小题共6小题,每空1分,共14分)
1. 宋代著名文学家王安石的《梅花》中有这样一句脍炙人口的诗句:“遥知不是雪,为有暗香来”。诗中的花香四溢,这是________现象;花朵在阳光的照射下温度上升,这是通过________的方式改变内能;花瓣在下落的过程中,重力势能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 ①. 扩散 ②. 热传递 ③. 减小
【解析】
【详解】[1]不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象,叫做扩散。花香四溢,这是因为分子在不停地做无规则运动,是扩散现象。
[2]花朵在阳光照射下温度上升,是因为在此过程中发生了热传递,阳光的热量传递给花朵,花朵的内能增加,温度升高,所以是通过热传递的方式改变内能。
[3]重力势能和高度有关,花瓣下落,质量不变,高度降低,所以重力势能减小。
2. 物理学的每一次重大发现,都为人类的文明和发展做出了杰出贡献。我国宋代学者 _______在《梦溪笔谈》中明确指出指南针所指方向“微偏东,不全南也”的现象。丹麦物理学家________发现了“电流周围存在磁场”,成为揭开电和磁联系的第一人。
【答案】 ①. 沈括 ②. 奥斯特
【解析】
【详解】[1]我国宋代学者沈括在《梦溪笔谈》中明确指出指南针所指方向“微偏东,不全南也”的现象。
[2]丹麦物理学家奥斯特发现了“电流周围存在磁场”,成为揭开电和磁联系的第一人。
3. 如图是启动或停止空调压缩机的电路示意图。电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的________(选填“用电器”“电源”或“开关”)。夏天,空调制冷,房间温度降低,热敏元件的电阻增大,控制电路的电流________(选填“增大”或“减小”),电磁铁的磁性_________(选填“增强”或“减弱”),低于设定温度时,工作电路就断开,停止制冷。
【答案】 ①. 开关 ②. 减小 ③. 减弱
【解析】
【详解】[1]电磁继电器是利用电磁铁控制衔铁的吸下或弹起从而控制工作电路的通断,相当于开关。
[2][3]夏天,空调制冷,房间温度降低,热敏元件的电阻增大,由欧姆定律可知电路中的电流减小,电磁铁的磁性减弱,衔铁弹起,工作电路就断开,停止制冷。
4. 如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,、都能正常工作,甲、乙两个电表的示数之比是,此时、的电阻之比是________,若将两个电表换成另一种电表,开关S断开后,甲、乙两个电表的示数之比是________。
【答案】 ①. 3∶2 ②. 3∶5
【解析】
【详解】[1]由图可知,如果甲为电流表将会造成电源短路,如果乙为电流表,将被短路、不能工作,因此甲乙均为电压表。开关S闭合后,、串联,甲电压表测电源电压,乙电压表测两端电压,由串联电路电压特点可知,此时、的电压之比是
串联电路中电流处处相等,则此时、的电阻之比是
[2]若将两个电表换成电流表,开关S断开后,、并联,甲测通过的电流,乙测通过干路的电流,并联电路中,各支路两端电压相同,由可知,通过、的电流之比是
则甲、乙两个电表的示数之比
5. 电阻与的图像如图所示。电阻的阻值是____;若将它们串联接到电路上,通过的电流是0.2A,则电源的电压为____V;若将它们并联接到电压为1V的电源上,则干路的电流是____A。
【答案】 ①. 5 ②. 3.5 ③. 0.3
【解析】
【详解】[1]由图像可知,电阻的阻值为
[2]串联电路中电流处处相等,若将它们串联接到电路上,通过的电流是0.2A,则通过的电流也为0.2A,由图像可知,两端的电压为,两端的电压为,则电源电压为
[3]并联电路中各支路两端电压相等,都等于电源电压,若将它们并联接到电压为1V的电源上,则电阻与两端的电压都为1V,由图像可知,此时通过的电流为,通过的电流为,则干路电流为
6. 小明拉动如图所示注射器活塞,使针筒内进入适量空气,然后将注射器前端小孔用橡皮帽封严,再向前推动活塞,发现随着针筒中空气体积的减小,所需的推力越来越大.由上述现象提出一个可探究的科学问题____________.
【答案】推力大小与针筒内封闭气体体积大小有关吗?
【解析】
【详解】由发现的问题知随着针筒中空气体积的减小,
所需的推力越来越大,因此可探究的科学问题
是:推力大小与针筒内封闭气体体积大小有关
吗?
二、选择题(本小题共8题,每题2分,共16分。7-12只有一个选项符合题目要求,13-14题有两个选项符合要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有错选得0分)
7. 如图所示,一只小猫正在玩气球,过了一段时间后,下列分析正确的是( )
A. 小猫和气球带上了异种电荷
B. 小猫通过和气球摩擦创造了电荷
C. 小猫和气球摩擦时正电荷发生了转移
D. 该现象的原理和验电器的原理相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.小猫和气球相互摩擦,会发生电子的转移,从而使小猫和气球带上异种电荷,故A 正确。
B.摩擦起电的实质是电子的转移,而不是创造了电荷,故B 错误。
C.在摩擦起电过程中,发生转移的是电子,电子带负电,正电荷不会发生转移,故C 错误。
D.验电器的原理是同种电荷相互排斥,而小猫和气球相互吸引是因为带上了异种电荷,原理不同,故D 错误。
故选A 。
8. 取一个橙子,把铜片、锌片插入其中,就制成了一个水果电池. 用电压表测量这个电池的电压如图所示。 下列说法正确的是( )
A. 锌片是水果电池的正极
B. 该水果电池的电压约为2.5V
C. 水果电池是将内能转化为电能
D. 两个相同水果电池串联后可提供更高的电压
【答案】D
【解析】
【详解】A.电压表使用时,电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出,即电压表的正接线柱与电源的正极相连接,因此铜电极为正极,故A错误;
B.由图知电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,水果电池的电压为0.6V,故B错误;
C.水果电池工作时,消耗化学能,产生电能,所以是将化学能转化为电能,故C错误;
D.根据串联电路电压的特点,串联电路中总电压等于各部分电路电压之和。所以两个相同水果电池串联后,总电压等于两个水果电池电压之和,可提供更高的电压,故D正确。
故选D。
9. 对于图中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A. 甲,玻璃筒内的空气被压缩后内能增大,这是因为棉花燃烧放热
B. 乙,塞子跳起时,瓶内气体内能减小,这是通过做功的方式改变的
C. 丙,水蒸气将塞子推出的过程中,能量转化与热机的压缩冲程相同
D. 丁,该冲程为内燃机的做功冲程,曲轴每转一圈发生一次该冲程
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲,玻璃筒内的空气被压缩后内能增大,这是通过活塞对筒内空气做功,使筒内气体内能增大的,故A错误;
B.乙,塞子跳起时,瓶内气体内能减小,这是瓶内气体对塞子做功,通过做功的方式改变的,故B正确;
C.丙,水蒸气将塞子推出的过程中,是内能转化为机械能的过程,能量转化与热机的做功冲程相同,故C错误;
D.丁,该冲程为内燃机的做功冲程,曲轴每转二圈完成一个工作循环,发生一次该冲程,故D错误。
故选B。
10. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 机械能为零的物体,内能也为零
B. 60℃的水一定比30℃的水含有的热量多
C. 物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
D. 物体吸收热量,温度可能不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.一切物体都有内能,因此机械能为零的物体,内能一定不为零,故A错误;
B.热量是热传递过程中转移内能的多少,是过程量,不能说物体含有多少热量,故B错误;
C.物体的内能增加,可能是从外界吸收热量,也可能是外界对物体做功,故C错误;
D.物体吸收热量,温度可能不变,比如,晶体在熔化过程中,吸收热量,温度保持不变,故D正确。
故选D。
11. 如图所示为一款电动玩具车,由一个电动机和三个灯泡组合而成,其中灯和电机可以各自独立工作,灯泡互不影响。S为总开关,和分别控制灯和电机。下列设计的电路图中,符合实际的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知,闭合总开关后,电动机和三个灯泡可以各自独立工作,且互不影响,说明四个用电器是并联的,开关S在总的干路中,同时开关S1控制车灯,开关S2控制电动机,则开关S1在车灯并联后的干路上,开关S2与电动机串联,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
12. 某同学在研究串、并联电路电压规律的实验中连接了如图a所示的电路,当闭合开关后,和的指针位置完全一样,如图b所示,则下列说法正确的是( )
A. 若电路完好,该电路为并联电路 B. 若电路完好,两端的电压为6V
C. 若电路有故障,可能是短路 D. 若电路有故障,可能是短路
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,当开关S闭合时,电流依次通过R1与R2,所以R1与R2是串联的,故A错误;
B.电压表V1测量电源电压U,电压表V2测量R2两端电压U2,由串联电路的电压特点可知U=U1+U2
两电压表指针位置相同,所以V1使用0~15V量程,分度值为0.5V,读数为6V;电压表V2使用0~3V量程,分度值为0.1V,读数为1.2V,所以R2两端电压为1.2V,故B错误;
C.若电路故障是R1短路,则V1和V2都测量电源电压,则闭合开关后,V1和V2的指针位置会完全一样,故C正确;
D.若电路有故障,R2短路,则电压表V2的示数为0,则闭合开关后,V1和V2的指针位置不会完全一样,故D错误。
故选C。
13. 如图所示是探究“电流通过导体产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个相同的透明容器中密封着等量的空气,电阻丝的阻值R1=R2=R3=5Ω。下列说法正确的是 ( )
A. 本实验运用了转换法和控制变量法
B. 通电一段时间后,右侧U形管中液面高度差较大
C. 透明容器中的空气是通过热传递的方式使其内能增加的
D. 若将R2改为10Ω,可探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.装置中,右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,容器内两电阻大小相等,根据并联和串联电路电流的规律,通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,而通电时间相同,该装置可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,探究过程运用了控制变量法;实验中通过转换法通过观察U形管液面的高度差来表示电阻丝产生电热的多少,由焦耳定律可知通电一段时间后,左侧电阻丝产生的热量多,由转换法可知,左侧U形管中的液面高度差比右侧大,故A正确,B错误;
C.改变内能的方法是做功和热传递,容器里的空气是通过热传递的方式使其内能增加的,故C正确;
D.若将R2换为阻值为10Ω的电阻,两容器内的电阻不相等,通过的电流也不相等,根据控制变量法,不能实现探究目的,故D错误。
故选AC。
14. 定值电阻R与灯泡L的电流随电压变化关系的图像如图所示,现将它们串联接在电压恒为6V的电源两端,则下列判断正确的是( )
A. 此时定值电阻两端电压为5V
B. 此时定值电阻的阻值和灯泡的阻值相等
C. 此时定值电阻与灯泡消耗的实际功率之比为2:1
D. 通电20min,灯泡消耗的电能是480J
【答案】CD
【解析】
【详解】A.定值电阻R与灯泡L串联接在电压恒为6V的电源两端,根据串联电路中电流处处相等,总电压等于各用电器两端电压的和,结合图像可知,当电路中电流时,,,电源电压
故电路中电流符合题意,此时定值电阻两端电压为4V,故A错误;
B.根据欧姆定律可知,定值电阻R与灯泡L串联接在电压恒为6V的电源两端时,通过的电流相等,但定值电阻R与灯泡L两端的电压不相等,由串联电路分压原理,则它们的电阻也不相等,故B错误;
C.根据可得,此时定值电阻与灯泡消耗的实际功率之比,故C正确;
D.通电20min,灯泡消耗的电能,故D正确。
故选CD。
三、画图题(本小题共2题,每小题2分,共4分)。
15. 请将图所示元件连接成符合安全用电要求的家庭电路。
【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;灯泡的接法:火线先进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接在灯泡的螺旋套上,这样在断开开关时能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。如图所示:
16. 如图甲所示为一个磁悬浮地球仪,其球体内有一条形磁体,下方底座内有一个电磁铁。开关闭合后,地球仪可以悬浮在空中。图乙是其内部结构示意图。开关闭合后,请在图乙中的括号内标出电源的正、负极及电磁铁的N极。
【答案】
【解析】
【详解】根据磁极间相互作用规律可知,电磁铁的上端是S极,下端是N极。根据安培定则可判断电流从下端流入,上端流出,所以,电源下端为正极,上端为负极,如图所示:
四、实验探究题(本小题共3题,每空1分,共20分)
17. 某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
(1)在闭合开关前,小磁针静止时,N极指向地理的______极,说明地球周围存在磁场。
(2)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置,小磁针静止时N极所指方向如图乙所示,说明通电螺线管外部磁场与______相似;对调电源正负极,小磁针静止时N极指向与图乙中小磁针N极指向相反(如图丙),说明通电螺线管的极性与______的方向有关。
(3)实验时发现通电螺线管的磁场较弱,铁屑规则排列的效果不明显,为增强螺线管的磁场,可行的措施:______(写出一种方法即可)。
【答案】(1)北 (2) ①. 条形磁体 ②. 电流
(3)减小滑动变阻器接入电路的阻值##增大电源电压
【解析】
【小问1详解】
地球本身是大磁体,地磁场的南极在地理北极附近,根据异名磁极相吸,小磁针静止时N极会指向地理的北极,这是地磁场的基本性质。
【小问2详解】
通电螺线管外部的磁场两端磁性最强、中间磁性弱,磁场分布的形态和条形磁体的外部磁场分布相似;对调电源正负极后,螺线管中的电流方向发生改变,小磁针N极指向全部反向,说明通电螺线管的极性和电流的方向有关。
【小问3详解】
通电螺线管周围磁场的强弱和电流大小有关,电流越大,磁场越强。可以调节滑动变阻器接入电路的阻值,增大螺线管中的电流从而增强磁场,或者增大电源电压。
18. 小乐同学准备对串联电路的电压规律进行探究,主要步骤如下:
2.4
1.5
3.9
(1)连接电路前,小乐发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是______。闭合开关,用电压表测出R1两端的电压。
(2)在测两端的电压时,小乐同学为了节省实验时间,采用以下方法:电压表所接的接点不动,只断开接点,并改接到接点上。
①在连接、拆除电路时,开关必须______。
②小乐同学用上面的方法______(选填“能”或“不能”)准确测出两端的电压。原因是______。
③方法改正后,所测出AB、BC、AC间的电压记录在表格中;分析小乐同学的实验数据得出的结论是:______。
④这个实验在数据收集方面还存在的不足之处是:______。
【答案】(1)调零 (2) ①. 断开 ②. 不能 ③. 电压表正负接线柱接反了 ④. ##串联电路中,总电压等于各用电器两端电压之和 ⑤. 仅一组数据,得出的结论具有偶然性
【解析】
【小问1详解】
连接电路前电压表指针没有对准零刻度线,属于使用前的常规操作,需要先进行调零,让指针指在零刻度线上,避免测量结果出现误差。
【小问2详解】
电路实验的基本安全操作要求,连接、拆除电路时开关必须断开,防止接线过程中电路意外导通,损坏元件。
原本测两端电压时,电流从A点流入电压表正接线柱、从B点流出回到负接线柱;只改A接点到C点后,电流会从B点流入电压表负接线柱、从C点流出正接线柱,正负接线柱接反,指针反向偏转,无法正常读数,因此不能测出的电压。
表格数据中,可得串联电路的电压规律:串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和。
仅一组实验数据得到的结论是偶然的,没有换用不同规格的用电器、多次实验验证,结论不具备普遍性,这是该数据收集的明显不足。
19. 小华用如图所示的电路探究电流与电压、电阻的关系。电源电压恒为6V,电压表(0~3V),电流表(0~0.6A),定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,滑动变阻器。
(1)如图甲所示连接电路,他检查电路时,发现存在错误。请把接错的那一根导线找出来并打上“×”,再画线把它改到正确的位置上。
(2)正确连接并规范操作后,闭合开关,两电表均无示数。为了检查电路故障,小华将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,则电路的故障是( )(选填“A”“B”或“C”)。
A. 开关断路 B. 滑动变阻器断路 C. 定值电阻断路
(3)排除故障后,将滑动变阻器的滑片P移至最________端。闭合开关,移动滑片P,进行实验,根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象如图乙所示,由图像得到的实验结论为:________。当R的电阻由10Ω更换为5Ω时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片P向________(选填“左”或“右”)端滑动,直至电压表示数为________V,记录电流表示数;要完成该实验,滑动变阻器的最大阻值至少是________Ω。
(4)同组的小丽同学用未知电阻替换电阻R,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为1.5V,如图丙所示电流表示数为________A,该电阻的阻值为________Ω。
【答案】(1) (2)A
(3) ①. 左 ②. 电压一定时,电流与电阻成反比 ③. 右 ④. 2 ⑤. 50
(4) ①. 0.3 ②. 5
【解析】
【小问1详解】
在“探究电流与电阻的关系”实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻两端的电压,如图所示:
【小问2详解】
闭合开关,电流表无示数,说明电路中某处断路,电压表无示数,说明电压表不能与电源两极连通,即电压表所测电路之外的电路有断路,当电压表与开关并联时,电压表有示数,说明此时电压表能与电源两极连通,则除开关外,其他部分电路没有断路,电路的故障是开关断路,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
【小问3详解】
[1]为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大端,由图可知,即将滑动变阻器的滑片P移至最左端。
[2]由图像数据可知,I与R的乘积为一定值,可得结论为:当导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
[3][4]由图乙可知,当R=10Ω时,电流I=0.2A,当R=5Ω时,电流I=0.4A,由U=IR可知,R两端的电压为2V。当R的电阻由10Ω更换为5Ω时,由串联电路的分压原理可知,R两端的电压会变小,要控制R两端的电压不变,应将变阻器两端的电压调小,即将变阻器接入电路的阻值调小,所以应该将滑动变阻器的滑片 P 向右端滑动。
[5]已知电源电压 U=6V,R两端所控制的电压U定=2V,所以滑动变阻器两端的电压U滑=U-U定=6V-2V=4V
由串联电路的分压原理可得:R滑大:R定大=U滑大:U定大=4V:2V=2:1
即滑动变阻器的最大阻值至少是R滑大=2R定大=2×25Ω=50Ω
【小问4详解】
[1][2]由图丙可知,电流表所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,未知电阻的阻值
五、综合应用题(本小题共2题,20题8分,21题8分,共16分)
20. 体重超标已影响了部分中学生的身心健康,为了动态监测学生的体重情况,班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0=5Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计,求:
(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为多少?
(2)当体重计示数为600N时,电流表示数为多少?
(3)此体重计所能测量的最大体重为多少?
【答案】(1)6V (2)0.3A
(3)1200N
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,闭合开关S,定值电阻与压敏电阻串联,由图乙可知当体重计空载时,,,则电源电压为
【小问2详解】
由题图乙可知,当体重计示数为600N时,压敏电阻的阻值,此时电路中电流为
【小问3详解】
已知电流表量程为,当电路中的电流最大为时,体重计测量最大体重,此时压敏电阻的阻值为
由题图乙可知,所能测量的最大体重为1200N。
21. 图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如乙图所示,R1和R2是电热丝,通过单独或同时闭合开关实现低温和高温挡切换,低温挡功率为440W,高温挡功率为880W,已知粥的比热容c粥=4.0×103J/(kg•℃)。求:
(1)当电饭锅正常使用时,处于低温挡时的电流;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)使用高温挡将2kg的粥从20℃加热到86℃时需要吸收的热量;
(4)若实际正常使用高温挡加热(3)中粥的时间为800s,该电饭锅的加热效率。
【答案】(1)2A (2)110Ω
(3)5.28×105J
(4)75%
【解析】
【小问1详解】
根据电功率的计算公式可得,当电饭锅正常使用时,处于低温挡时的电流为
【小问2详解】
由图乙可知,当S1、S2都闭合时,R1、R2并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,电饭锅处于高温挡;当只闭合S1时,只有R1工作,电路中的总电阻最大,所以,电路的总功率最小,电饭锅处于低温挡;R2的电功率为P2=P高-P低=880W-440W=440W
R2的阻值为
【小问3详解】
由热量的计算公式可得,粥吸收的热量为
【小问4详解】
电饭锅实际消耗的电能为W=Pt=880W×800s=7.04×105J
则该电饭锅的加热效率为
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