精品解析:河南省郑州市新密市大隗镇第一初级中学2025-2026学年九年级上学期第三次月考物理试卷
2026-08-19
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 河南省 |
| 地区(市) | 郑州市 |
| 地区(区县) | 新密市 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.37 MB |
| 发布时间 | 2026-08-19 |
| 更新时间 | 2026-08-19 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59265305.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
九年级上学期第三次学业质量检测物理试卷
时间:60分钟 满分:70分
一、填空题(共6小题,每空1分,共14分)
1. 如图所示是我国自主研发的一款高性能处理器,其具有强大的计算能力和低功耗性能。该处理器的成功研制将有助于提升我国在计算机硬件领域的自主创新能力,打破国外技术垄断,推动国内芯片产业的发展。制作该处理器的芯片需要______(填“半导体”或“超导”)材料;该处理器正常工作时,相当于电路中的______(填“电源”或“用电器”)。
2. 如图甲所示,验电器A带正电,B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把验电器A、B两金属球连接起来,出现图乙所示的现象。在连接的瞬间,金属棒中自由电子定向移动方向是由___________,电流的方向是由___________(两空都选填“A到B”或“B到A”)。
3. 如图甲所示是一种课间定时音乐播放装置的原理图,闭合开关S,到达设定时间,定时开关处于___________(填“闭合”或“断开”)状态,播放器播放音乐。如图乙是一种防火警报器,这款警报器的触发装置是石墨,其原理是整个电路的电压不变,当有火烧到警报器的触发装置后,石墨的电阻___________(选填变大、变小),通过触发装置发出警报。
4. 在相距15km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1m输电线的电阻为0.01Ω,现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测.当电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.06A,则甲地到短路位置之间的输电线总阻值为________Ω。短路位置到甲地的距离是________m。
5. 有一块手机电池,铭牌上面标明电压3.7 V,容量5000 mA·h。充满电后大约储存了___________J的电能。在给它充电过程中发生的能量转化是______________________。长时间使用后手机会发热,这种现象叫作电流的___________效应。
6. 某同学家外出旅游5天,离家前关掉了除电冰箱外的其它用电器,离家前、后电能表示数如图所示,若每度电的费用是0.5元,他家在旅游期间需要付___________元电费。由此可估算电冰箱的电功率约为___________W。请为家庭节约用电提出一条合理化建议:______________________。
二、选择题(共8小题,每题2分,共16分。其余为单选,13、14题为双选,选对但不全得1分,有错选的得0分。)
7. 用干燥的毛皮分别摩擦两个由橡胶制成的气球,使两个气球均带电。将两气球靠近时,下图中能正确反映两气球所带电荷的种类和相互作用情况的是( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,电源电压为6 V,闭合开关S时,下列说法正确的是( )
A. 若灯L1短路,则电流表有示数,电压表无示数
B. 若灯L1的灯丝烧断,则电流表无示数,电压表无示数
C. 若灯L2短路,则电流表有示数,电压表无示数
D. 若灯L2接触不良,则电流表无示数,电压表的示数为6 V
9. 一盏“220 V 100 W”的白炽灯甲和一盏“220 V 40 W”的白炽灯乙相比,下列说法正确的是( )
A. 两灯均正常工作时,甲灯消耗电能一定比乙灯快
B. 两灯串联时,甲灯比乙灯亮
C. 1 kW·h的电能可以让乙灯正常工作40小时
D. 在110 V的电压下,甲灯的实际功率只有50 W
10. 如图所示,暗盒中的两个灯泡L1和L2连接在同一电路中,闭合开关,下列现象可以判断两灯一定并联的是( )
A. 流过L1和L2的电流相同
B. 流过L1和L2的电流不同
C. L1和L2两端电压相同
D. L1和L2两端电压不同
11. 杭州亚运会期间,如图所示的“智能太阳能座椅”不仅提供了舒适的座位,还使用了太阳能面板,可实现无线充电,可支持座椅下的蓝牙音箱播放歌曲,可支持座椅上的LED灯在有需要时亮起。其中将其它形式能转化为电能的装置是( )
A. 手机 B. LED灯
C. 蓝牙音箱 D. 太阳能面板
12. 关于材料的导电性能,下列说法正确的是( )
A. 与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,说明玻璃是导体
B. 利用半导体进行高压输电,可以减少输电过程中的损耗
C. 使用超导体制作电饭煲,将会极大地提高电饭煲的发热性能,但是如何实现常温超导是需要克服的科技难题
D. 汽车尾部拖在地上的“防静电带”主要是由导体材料制作的
13. 图甲是探究欧姆定律的实验电路图,电源电压恒定,滑动变阻器的电阻为,定值电阻的电阻为;图乙中的分别是将滑动变阻器的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表A的示数随两电压表的示数变化关系图像。下列说法正确的是( )
A. 图线是电流表A的示数随电压表的示数变化关系图像
B. 当电压表的示数相等时,滑片在滑动变阻器的中点位置
C. 电源电压是6V
D. 定值电阻的电阻是
14. 如图是额定电压为6 V的小灯泡L和定值电阻R的I-U关系图像。下列说法中,正确的是( )
A. 小灯泡的电功率是0.36 W
B. 小灯泡正常发光时的电阻为 10Ω
C. 将小灯泡L和定值电阻R串联在电压为5 V的电路中,定值电阻R的电功率是0.8 W
D. 将小灯泡L和定值电阻R并联在总电流为0.7 A的电路中,电路的总功率是4.2 W
三、作图题(共2小题,每题2分,共4分)
15. 根据如图所示的实物连接图,在虚线框内画出对应的电路图。
16. 如图所示,有灯泡、,开关S,电源,电压表,电流表和导线若干,要求:、并联,开关控制整个电路,电流表测总电流,电压表测的电压。请在框内设计电路图,并用笔画线代替导线连接实物图。
四、实验探究题(共3小题,每空1分,第17题4分,第18题7分,第19题7分,共18分)
17. 小红用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”。
(1)图1中甲、乙是完全相同的密闭容器,实验前c、d两个“U”形管内液面是相平的。这套装置可以探究“电热与___________的关系”。闭合开关几分钟后,发现___________(选填c或d)管中的液面更高。
(2)实验中,小红不小心将U形管摔坏了,设计了如图2所示的装置,她将两根阻值不同的电阻丝(R1<R2)分别密封在两个完全 相同的烧瓶中,并通过短玻璃管与气球相连。通过观察___________ 来比较烧瓶内电阻的发热量,这种探究方法叫做___________。
18. 小华同学用图甲电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压恒为3 V,滑动变阻器规格为“50Ω 2 A”。
(1)连接电路时,应当使开关处于___________状态。
(2)连接好电路以后,经过检查,发现图甲中的实物连接图有一根导线连接错误,请把接错的那根导线画上“×”,再用笔画线代替导线,把它改到正确的位置上。
(3)闭合开关后移动滑片P发现,电压表有示数,电流表始终无示数,其原因可能是___________(只填序号)。
A. R短路 B. R断路 C. 滑动变阻器短路
(4)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最___________端,否则,闭合开关时___________(填“电流表”或“电压表”)指针的偏转可能超出所用量程。
(5)小华准备了“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω”5个定值电阻,依次接入电路进行探究,当他将30Ω电阻接入电路以后,发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数始终都调不到图乙所示位置,为了完成实验,下列方案可行的是___________(填字母代号)。
A. 换用电压为4.5 V的电源
B. 把电压表改接为0~15 V量程
C. 在开关与滑动变阻器之间串联一个10Ω的电阻
(6)解决器材问题以后继续实验,最终得到结论:_________________________________。
19. 小明在“测量小灯泡的电阻”实验中,选用的器材有:两节新干电池,额定电压为2.5 V的待测小灯泡、滑动 变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
实验次数
电压/V
电流/A
电功率/W
亮度
平均电功率/W
1
0.5
0.15
0.075
不亮
2
1
0.2
0.2
非常暗
3
1.5
0.24
0.36
较暗
4
2
0.27
0.54
暗
5
2.5
正常
(1)连接电路时,当小明接通最后一根导线时,小灯泡闪亮一下后立即熄灭了,他在操作中出现的错误有: ①_________________________________; ②_________________________________;
(2)排除故障后,使电压表的示数为2.5 V,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻约为___________Ω (结果保留一位小数)。
(3)若将电流表与电压表调换位置,将会出现下列现象中的___________。
A. 电流表烧坏 B. 电源烧坏 C. 电流表无示数 D. 电压表无示数
(4)小明利用记录的实验数据的分析小灯泡的电功率,设计了图中的表格,其中不合理的地方是___________。
(5)小明想测出约5Ω的定值电阻的具体阻值,但是发现电压表损坏,小明找到了已知阻值的定值电阻R0,设计了如图丁所示的方案,也测出了待测电阻的电阻Rx,步骤如下:
①当开关___________时,电流表示数为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表示数为I2;
③待测电阻器的电阻Rx的表达式:Rx= ___________(用已知量和测量量表示)
五、综合应用题(第20题9分,第21题9分,共18分)
20. 某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示,电路中电源电压恒为,定值电阻R0的阻值为,电压表的量程为,轻质绝缘的压力检测板与可变电阻相连。的阻值与压力的关系如图乙所示,闭合开关S后,试问:
(1)当检测板所受压力增大时,电压表的示数_________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)检测板不受压力时,电压表的示数为多少?
(3)该装置所能测量的最大压力为多少?
(4)在不改变电源电压和电压表量程的情况下,若要提高该装置所能测量的最大压力值,请写出一种简便可行的方法________。
21. 小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物,挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图乙为挂烫机的等效电路,R1为加热电阻,R2为限流电阻,S为自动温控开关。将挂烫机接入电路,S在位置“1”,前端电热板被加热,电路中的电流为5.0A;当温度升到130℃时,S切换到位置“2”,挂烫机处于待机状态,电路中的电流为0.02A,当温度降到100℃时,S又回到位置“1”。
(1)求R1的阻值。
(2)求挂烫机待机状态的功率。
(3)熨烫过程中,电路的电流随时间变化如图丙,求挂烫机0~150s消耗的电能。
(4)请从使用安全或节能的角度为该挂烫机的标签设计一条提示语。
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九年级上学期第三次学业质量检测物理试卷
时间:60分钟 满分:70分
一、填空题(共6小题,每空1分,共14分)
1. 如图所示是我国自主研发的一款高性能处理器,其具有强大的计算能力和低功耗性能。该处理器的成功研制将有助于提升我国在计算机硬件领域的自主创新能力,打破国外技术垄断,推动国内芯片产业的发展。制作该处理器的芯片需要______(填“半导体”或“超导”)材料;该处理器正常工作时,相当于电路中的______(填“电源”或“用电器”)。
【答案】 ①. 半导体 ②. 用电器
【解析】
【详解】[1][2]半导体具有一些特殊的电学性能,芯片的主要材料是半导体。该处理器正常工作时消耗电能,相当于电路中的用电器。
2. 如图甲所示,验电器A带正电,B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把验电器A、B两金属球连接起来,出现图乙所示的现象。在连接的瞬间,金属棒中自由电子定向移动方向是由___________,电流的方向是由___________(两空都选填“A到B”或“B到A”)。
【答案】 ①.
B到A ②.
A到B
【解析】
【详解】因A带正电,缺少电子,连接瞬间金属棒中自由电子由B定向移动到A;由电流方向与负电荷定向移动方向相反,故电流方向由A到B。
3. 如图甲所示是一种课间定时音乐播放装置的原理图,闭合开关S,到达设定时间,定时开关处于___________(填“闭合”或“断开”)状态,播放器播放音乐。如图乙是一种防火警报器,这款警报器的触发装置是石墨,其原理是整个电路的电压不变,当有火烧到警报器的触发装置后,石墨的电阻___________(选填变大、变小),通过触发装置发出警报。
【答案】 ①.
断开 ②.
变小
【解析】
【详解】定时开关与播放器并联,闭合时播放器被短路无电流通过,到达设定时间播放音乐时,定时开关处于断开状态,播放器工作。
有火烧到石墨触发装置时,电路电压不变,需要让电路中电流变大来触发警报,根据欧姆定律,电压U不变的情况下,是石墨的电阻变小,才会使电路电流增大,触发警报。
4. 在相距15km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知每1m输电线的电阻为0.01Ω,现输电线在某处发生短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测.当电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.06A,则甲地到短路位置之间的输电线总阻值为________Ω。短路位置到甲地的距离是________m。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【分析】
【详解】[1]连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值
[2]甲地到短路位置之间的输电线总长度
短路的地点离甲地的距离
5. 有一块手机电池,铭牌上面标明电压3.7 V,容量5000 mA·h。充满电后大约储存了___________J的电能。在给它充电过程中发生的能量转化是______________________。长时间使用后手机会发热,这种现象叫作电流的___________效应。
【答案】 ①.
②. 电能转化为化学能 ③. 热
【解析】
【详解】储存的电能为
充电过程是将电能储存在电池的化学物质中,能量转化为电能转化为化学能。
电流通过导体会产生热量的现象为电流的热效应。
6. 某同学家外出旅游5天,离家前关掉了除电冰箱外的其它用电器,离家前、后电能表示数如图所示,若每度电的费用是0.5元,他家在旅游期间需要付___________元电费。由此可估算电冰箱的电功率约为___________W。请为家庭节约用电提出一条合理化建议:______________________。
【答案】 ①.
12 ②.
200 ③.
随手关灯
【解析】
【详解】由电能表前后示数差,得旅游期间电冰箱消耗的电能
由电费单价与消耗的电能,得应付电费
电冰箱工作总时间为
电冰箱的电功率
节约用电建议合理即可,如随手关灯。
二、选择题(共8小题,每题2分,共16分。其余为单选,13、14题为双选,选对但不全得1分,有错选的得0分。)
7. 用干燥的毛皮分别摩擦两个由橡胶制成的气球,使两个气球均带电。将两气球靠近时,下图中能正确反映两气球所带电荷的种类和相互作用情况的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,故用毛皮摩擦的橡胶气球也带负电,由于同种电荷相互排斥,故两个气球将会分开,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8. 如图所示,电源电压为6 V,闭合开关S时,下列说法正确的是( )
A. 若灯L1短路,则电流表有示数,电压表无示数
B. 若灯L1的灯丝烧断,则电流表无示数,电压表无示数
C. 若灯L2短路,则电流表有示数,电压表无示数
D. 若灯L2接触不良,则电流表无示数,电压表的示数为6 V
【答案】A
【解析】
【详解】如图,L1与L2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量L1两端电压;
A.若短路,相当于变成导线,电路总电阻变小,通路状态下电流表有示数;电压表并联在短路的两端,也被短路,因此电压表无示数,故A正确;
B.若灯丝烧断,整个电路断开,电流表无示数;但电压表与电源两极是连通的,测电源电压,电压表有示数,故B错误;
C.若短路,电路为只有的简单电路,电流表有示数;电压表并联在两端,其示数等于电源电压,故C错误;
D.若接触不良,整个电路在处断开,电流表无示数,电压表也无法接到电源两极,因此电压表无示数,故D错误。
故选A。
9. 一盏“220 V 100 W”的白炽灯甲和一盏“220 V 40 W”的白炽灯乙相比,下列说法正确的是( )
A. 两灯均正常工作时,甲灯消耗电能一定比乙灯快
B. 两灯串联时,甲灯比乙灯亮
C. 1 kW·h的电能可以让乙灯正常工作40小时
D. 在110 V的电压下,甲灯的实际功率只有50 W
【答案】A
【解析】
【详解】由得两灯电阻分别为
,故
A. 两灯正常工作时实际功率等于额定功率,
电功率表示消耗电能的快慢,所以甲消耗电能更快,故A正确;
B.串联时电流相等,根据,得,所以乙灯更亮,故B错误;
C.乙灯正常工作功率,工作时间,故C错误;
D.甲灯电阻不变,由得实际电压为额定电压时,实际功率为额定功率的,即,故D错误。
故选A。
10. 如图所示,暗盒中的两个灯泡L1和L2连接在同一电路中,闭合开关,下列现象可以判断两灯一定并联的是( )
A. 流过L1和L2的电流相同
B. 流过L1和L2的电流不同
C. L1和L2两端电压相同
D. L1和L2两端电压不同
【答案】B
【解析】
【详解】A.串联电路的电流处处相等,流过L1和L2的电流相同,则两灯可能串联,故A不符合题意;
B.若两灯并联,且两灯的规格不同时,根据并联电路的电压特点可知两灯两端的电压相同,根据流过L1和L2的电流不同,故B符合题意;
CD.根据并联电路的电压特点可知两灯两端的电压相同,若L1和L2两端电压相同,两灯可能并联,但如果两灯的规格相同,根据串分压特点可知,两灯两端的电压也相等,L1和L2两端电压不同,则两灯串联,故CD不符合题意。
故选B。
11. 杭州亚运会期间,如图所示的“智能太阳能座椅”不仅提供了舒适的座位,还使用了太阳能面板,可实现无线充电,可支持座椅下的蓝牙音箱播放歌曲,可支持座椅上的LED灯在有需要时亮起。其中将其它形式能转化为电能的装置是( )
A. 手机 B. LED灯
C. 蓝牙音箱 D. 太阳能面板
【答案】D
【解析】
【详解】A.手机工作时,将电能转化为光能和声能,故A不符合题意;
B.LED灯工作时,将电能转化为光能,故B不符合题意;
C.蓝牙音箱工作时,将电能转化为声能,故C不符合题意;
D.太阳能面板是将太阳能转化为电能,故D符合题意。
故选D。
12. 关于材料的导电性能,下列说法正确的是( )
A. 与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,说明玻璃是导体
B. 利用半导体进行高压输电,可以减少输电过程中的损耗
C. 使用超导体制作电饭煲,将会极大地提高电饭煲的发热性能,但是如何实现常温超导是需要克服的科技难题
D. 汽车尾部拖在地上的“防静电带”主要是由导体材料制作的
【答案】D
【解析】
【详解】A.玻璃棒与丝绸摩擦时失去电子,带正电,玻璃不易导电,属于绝缘体,故A错误;
B.根据焦耳定律,输电线路损耗的热量与导线电阻成正比,半导体电阻大于导体,会增大输电损耗,故B错误;
C.电饭煲利用电流热效应工作,超导体电阻,由可知产热为0,无法实现加热功能,故C错误;
D.防静电带需要将车身积累的静电导入大地,需用导体材料制作,故D正确。
故选D。
13. 图甲是探究欧姆定律的实验电路图,电源电压恒定,滑动变阻器的电阻为,定值电阻的电阻为;图乙中的分别是将滑动变阻器的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表A的示数随两电压表的示数变化关系图像。下列说法正确的是( )
A. 图线是电流表A的示数随电压表的示数变化关系图像
B. 当电压表的示数相等时,滑片在滑动变阻器的中点位置
C. 电源电压是6V
D. 定值电阻的电阻是
【答案】AC
【解析】
【详解】A.图线a显示电流随电压的增加而减小,这符合滑动变阻器接入电路时,随着滑片向右移动,其接入电路的电阻减小,导致电流增大的情况。因此,图线a是电流表A的示数随电压表V1的示数变化关系图像,故A正确;
B.串联电路中电压相等时,,由
当时,电流,则
当滑片在最左端时,最大,此时,,故
此时
所以滑片不在中点位置,故B错误;
C.根据图线a和b,当电流为0.5A时,电压表V1的示数为1V,电压表V2的示数为5V,因此电源电压为两者之和。,故C正确;
D.当电流为0.5A时,电压表V2的示数为5V,根据欧姆定律 ,可以计算定值电阻的阻值。,故D错误。
故选AC。
14. 如图是额定电压为6 V的小灯泡L和定值电阻R的I-U关系图像。下列说法中,正确的是( )
A. 小灯泡的电功率是0.36 W
B. 小灯泡正常发光时的电阻为 10Ω
C. 将小灯泡L和定值电阻R串联在电压为5 V的电路中,定值电阻R的电功率是0.8 W
D. 将小灯泡L和定值电阻R并联在总电流为0.7 A的电路中,电路的总功率是4.2 W
【答案】BC
【解析】
【详解】A.未给出指定的小灯泡工作的电压或电流,且小灯泡电功率是变化的,所以无法确定其电功率,故A错误;
B.小灯泡两端电压为6V时,电流为0.6A,所以小灯泡正常发光时的电阻为,故B正确;
C.串联电路电流处处相等,总电压等于各部分电压之和。由图像可知,当电路电流为0.2A时,定值电阻R两端电压,小灯泡L两端电压为1V,总电压
所以电路电流为0.2A符合题意,此时R的电功率,故C正确;
D.并联电路各支路电压相等,总电流等于支路电流之和。当总电流为0.7A时,由图像可知,电源电压为4V时,L的电流为0.5A、R的电流为0.2A,总电流为0.7A,所以电源电压为4V符合题意,此时电路总功率,故D错误。
故选BC。
三、作图题(共2小题,每题2分,共4分)
15. 根据如图所示的实物连接图,在虚线框内画出对应的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】如图,L1和L2并联,开关在干路控制整个电路,电流表与L2串联,测量通过L2的电流,电压表并联在L2两端。
16. 如图所示,有灯泡、,开关S,电源,电压表,电流表和导线若干,要求:、并联,开关控制整个电路,电流表测总电流,电压表测的电压。请在框内设计电路图,并用笔画线代替导线连接实物图。
【答案】、
【解析】
【详解】根据题意,电流表和开关S串联在干路中,两灯泡并联,电压表并联在灯泡L1两端测量L1电压,如图所示:
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四、实验探究题(共3小题,每空1分,第17题4分,第18题7分,第19题7分,共18分)
17. 小红用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”。
(1)图1中甲、乙是完全相同的密闭容器,实验前c、d两个“U”形管内液面是相平的。这套装置可以探究“电热与___________的关系”。闭合开关几分钟后,发现___________(选填c或d)管中的液面更高。
(2)实验中,小红不小心将U形管摔坏了,设计了如图2所示的装置,她将两根阻值不同的电阻丝(R1<R2)分别密封在两个完全 相同的烧瓶中,并通过短玻璃管与气球相连。通过观察___________ 来比较烧瓶内电阻的发热量,这种探究方法叫做___________。
【答案】(1) ①. 电流 ②. c
(2) ①. 气球膨胀的大小 ②. 转换法
【解析】
【小问1详解】
图1中,甲乙容器内的电阻阻值均为5Ω、通电时间相同,但乙容器外额外并联了一个5Ω电阻分流,因此通过甲容器电阻的电流大于通过乙容器电阻的电流,控制了电阻和通电时间不变,探究的是电热与电流的关系。
根据焦耳定律,电阻和通电时间相同时,电流越大产生热量越多,甲容器内电阻产热更多,容器内空气膨胀程度更大,因此连接甲的c侧液面更高。
【小问2详解】
电流产生的热量无法直接观测,实验中将电阻产热的多少转换为烧瓶内空气受热膨胀后气球的膨胀程度,通过观察气球膨胀的大小间接比较发热量,这种将不易观察的物理量转换为直观易观测的现象的探究方法叫做转换法。
18. 小华同学用图甲电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压恒为3 V,滑动变阻器规格为“50Ω 2 A”。
(1)连接电路时,应当使开关处于___________状态。
(2)连接好电路以后,经过检查,发现图甲中的实物连接图有一根导线连接错误,请把接错的那根导线画上“×”,再用笔画线代替导线,把它改到正确的位置上。
(3)闭合开关后移动滑片P发现,电压表有示数,电流表始终无示数,其原因可能是___________(只填序号)。
A. R短路 B. R断路 C. 滑动变阻器短路
(4)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最___________端,否则,闭合开关时___________(填“电流表”或“电压表”)指针的偏转可能超出所用量程。
(5)小华准备了“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω”5个定值电阻,依次接入电路进行探究,当他将30Ω电阻接入电路以后,发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数始终都调不到图乙所示位置,为了完成实验,下列方案可行的是___________(填字母代号)。
A. 换用电压为4.5 V的电源
B. 把电压表改接为0~15 V量程
C. 在开关与滑动变阻器之间串联一个10Ω的电阻
(6)解决器材问题以后继续实验,最终得到结论:_________________________________。
【答案】(1)断开 (2) (3)B
(4) ①. 左 ②. 电压表 (5)C
(6)当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】
【小问1详解】
为保护电路,连接电路时开关必须处于断开状态。
【小问2详解】
电流表和定值电阻并联、电压表串联在了电路中。 应将定值电阻右接线柱与电流表的连线改接成定值电阻右接线柱与电压表负接线柱相连。
【小问3详解】
电流表无示数,说明可能出现了断路,电压表有示数,说明电压表与电源两极是连通的,所以可能是R断路。故选B。
【小问4详解】
闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器滑片要移到接入电路阻值最大的最左端。
如果滑片没移到最大阻值处,闭合开关时滑动变阻器接入电阻过小,定值电阻两端的电压会接近电源电压3V,而电压表选用的是0~3V量程,就可能超出电压表量程。
【小问5详解】
如图乙,电压表分度值为0.1V,读数为1V,可知实验需要控制定值电阻两端的电压为1V。电源电压3V,根据串联分压规律,滑动变阻器两端电压为
根据串联分压原理可知,当接入30Ω定值电阻时,需要滑动变阻器的阻值为
A.若换成4.5V电源,定值电阻要保持1V,滑动变阻器两端电压更大,对应需要滑动变阻器阻值更大,故A不符合题意;
B.改电压表量程也无法让定值电阻两端的1V电压被控制,不能解决分压不足的问题,故B不符合题意;
C.串联一个10Ω的额外定值电阻后,相当于滑动变阻器的最大阻值增大10Ω,而原滑动变阻器最大阻值为50Ω,所以能满足最大阻值为60Ω 的要求,故C符合题意。
故选C。
【小问6详解】
本实验的控制变量是保持定值电阻两端电压不变,探究电流和电阻的关系,最终得到结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
19. 小明在“测量小灯泡的电阻”实验中,选用的器材有:两节新干电池,额定电压为2.5 V的待测小灯泡、滑动 变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
实验次数
电压/V
电流/A
电功率/W
亮度
平均电功率/W
1
0.5
0.15
0.075
不亮
2
1
0.2
0.2
非常暗
3
1.5
0.24
0.36
较暗
4
2
0.27
0.54
暗
5
2.5
正常
(1)连接电路时,当小明接通最后一根导线时,小灯泡闪亮一下后立即熄灭了,他在操作中出现的错误有: ①_________________________________; ②_________________________________;
(2)排除故障后,使电压表的示数为2.5 V,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻约为___________Ω (结果保留一位小数)。
(3)若将电流表与电压表调换位置,将会出现下列现象中的___________。
A. 电流表烧坏 B. 电源烧坏 C. 电流表无示数 D. 电压表无示数
(4)小明利用记录的实验数据的分析小灯泡的电功率,设计了图中的表格,其中不合理的地方是___________。
(5)小明想测出约5Ω的定值电阻的具体阻值,但是发现电压表损坏,小明找到了已知阻值的定值电阻R0,设计了如图丁所示的方案,也测出了待测电阻的电阻Rx,步骤如下:
①当开关___________时,电流表示数为I1;
②当开关S1、S2都闭合时,电流表示数为I2;
③待测电阻器的电阻Rx的表达式:Rx= ___________(用已知量和测量量表示)
【答案】(1) ①. 连接电路时开关没有断开 ②. 滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处
(2)8.9 (3)C
(4)设计了平均电功率栏目
(5) ①. S1闭合、S2断开 ②.
【解析】
【小问1详解】
接最后一根导线电路就直接导通,说明开关未断开。
小灯泡闪亮了一下,说明电流过大,原因可能是电阻太小,所以还可能存在的错误是滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处。
【小问2详解】
电流表接0~0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.28A。小灯泡正常发光时的电阻为
【小问3详解】
调换后电压表串联在电路中,由于电压表相当于断路,电路电流几乎为0,电流表无示数、不会烧坏,电源也不会烧坏;电压表相当于直接接在电源两端,有示数接近电源电压。故选 C。
【小问4详解】
不同电压下小灯泡的实际功率是不同的,求平均电功率没有物理意义,该实验不需要计算电功率的平均值,表格设置“平均电功率”栏目是错误的。
【小问5详解】
① 第一步需要让和串联,因此开关S1闭合、S2断开,此时电流为,电源电压;
② 当S1、S2都闭合时,被短路,电路只有,电源电压;
③ 联立两式消去U,解得待测电阻。
五、综合应用题(第20题9分,第21题9分,共18分)
20. 某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示,电路中电源电压恒为,定值电阻R0的阻值为,电压表的量程为,轻质绝缘的压力检测板与可变电阻相连。的阻值与压力的关系如图乙所示,闭合开关S后,试问:
(1)当检测板所受压力增大时,电压表的示数_________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)检测板不受压力时,电压表的示数为多少?
(3)该装置所能测量的最大压力为多少?
(4)在不改变电源电压和电压表量程的情况下,若要提高该装置所能测量的最大压力值,请写出一种简便可行的方法________。
【答案】(1)增大 (2)1.2V
(3)
(4)将定值电阻换为阻值较小的电阻或在定值电阻两端并联一个阻值适当的电阻等
【解析】
【详解】(1)[1]由图像可知,当检测板所受压力增大时,可变电阻R的阻值变小,则电路的总电阻减小,电路的电流增大,电压表的测定值电阻R0两端的电压,可知电压表的示数增大。
(2)[2]由图像可知,检测板不受压力时,力敏电阻的阻值,此时电路中的电流为
两端的电压为
即电压表的示数为。
(3)[3]当电压表示数达到时,该装置测量的压力达到最大值,此时电路中的电流
两端的电压为
的阻值为
由图像可知,该装置所能测量的最大压力为。
(4)[4]因电压表量程固定,要想提高最大压力值,即电路中可变电阻的阻值更小,且定值电阻两端的电压不超过3V。故可将定值电阻换为阻值较小的电阻或在定值电阻两端并联一个阻值适当的电阻等。
21. 小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物,挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图乙为挂烫机的等效电路,R1为加热电阻,R2为限流电阻,S为自动温控开关。将挂烫机接入电路,S在位置“1”,前端电热板被加热,电路中的电流为5.0A;当温度升到130℃时,S切换到位置“2”,挂烫机处于待机状态,电路中的电流为0.02A,当温度降到100℃时,S又回到位置“1”。
(1)求R1的阻值。
(2)求挂烫机待机状态的功率。
(3)熨烫过程中,电路的电流随时间变化如图丙,求挂烫机0~150s消耗的电能。
(4)请从使用安全或节能的角度为该挂烫机的标签设计一条提示语。
【答案】(1)44Ω;(2)4.4W;(3)110220J;(4)避免与其他大功率电器共用同一插座
【解析】
【详解】解:(1)当S在位置“1”时,R1接入电路,由,可得
(2)当S在位置“2”时,挂烫机处于待机状态,R2接入电路,由可得
(3)挂烫机加热状态时的功率
挂烫机消耗的电能
(4)避免与其他大功率电器共用同一插座。
答:(1)R1的阻值为44Ω;
(2)挂烫机待机状态的功率为4.4W;
(3)熨烫过程中,挂烫机0~150s消耗的电能为110220J;
(4)避免与其他大功率电器共用同一插座。
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