精品解析:江苏省无锡市江阴市南闸实验学校2025-2026学年九年级上学期12月月考物理试题
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) | 江苏省 |
| 地区(市) | 无锡市 |
| 地区(区县) | 江阴市 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.84 MB |
| 发布时间 | 2026-08-19 |
| 更新时间 | 2026-08-19 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59271410.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
南闸实验学校初三物理质量调研试卷
一、单选题:本大题共12小题,共24分
1. 如图所示的简单机械在使用过程中,属于费力机械的是( )
A. 斜面 B. 滑轮组
C. 独轮车 D. 船桨
2. 下面四个实例中,人对物体做了功的是( )
A. 用力推汽车,汽车未被推动 B. 用力将木箱推到斜面顶端
C. 用力搬石头,石头未动 D. 用力举着杠铃在空中不动
3. 一位同学用20s从一楼走到三楼,他上楼的功率可能是( )
A. 5W B. 15W C. 150W D. 1500W
4. 关于内能,下列说法中正确的是( )
A. 温度低于0℃的物体不具有内能
B. 物体具有内能,也可以同时具有机械能
C. 具有机械能的物体不一定具有内能
D. 物体内能增加,一定是从外界吸收了热量
5. 我国发射的宇宙飞船在完成任务后,返回地面指定地点,宇宙飞船在下落到地面附近时,由于空气阻力作用做匀速直线运动,则宇宙飞船在匀速下降的过程中,它的( )
A. 动能不变,势能减小,内能增大
B. 动能不变,势能增大,内能减小
C. 动能减小,势能不变,内能增大
D. 动能增大,势能减小,内能不变
6. 小明在课后实践活动中做了如下记录,其中符合实际情况的是( )
A. 两节新干电池串联的电压为4V B. 中学生跳绳的功率可达1500W
C. 家用冰箱的电流约为1A D. 实验室中所用导线的电阻约为
7. 如图所示是灯泡L与电阻R的电流与电压关系图像,下列说法错误的是( )
A. 电阻R的电阻是10Ω
B. 灯泡L的阻值随温度的增大而增大
C. 若L与R并联接在电源上通过干路的电流是0.6A,则此时电源电压为2V
D. 若L与R串联在5V的电源上使用时,则电路中的电流为0.4A
8. 天然气是一种清洁能源,方便居民使用的同时,存在着泄漏的安全隐患。物理兴趣小组在老师的指导下设计了天然气泄漏检测电路,如图电源电压恒定不变,为定值电阻,R为气敏电阻。R阻值随天然气浓度的增大而减小,则天然气( )
A. 浓度增大,电流表示数变小
B. 浓度增大,电压表示数变小
C. 浓度减小,电流表示数变大
D. 浓度减小,电压表示数变小
9. 如图所示,纸盒外有两只小灯泡和一个开关,闭合开关两灯都亮,断开开关两灯都不亮。下列判断正确的是( )
A. 盒内一定有两节电池 B. 盒内一定有电源供电
C. 两只灯泡一定是串联关系 D. 两只灯泡一定是并联关系
10. 如图是一把既能吹冷风、又能吹热风的简化电路图,其中M是吹风机,R是电热丝.由电路图可知( )
A. 只将开关S1闭合,吹出的是热风 B. M和R是串联在电路中的
C. 将S1和S2都闭合,吹出的是热风 D. 开关S2可以控制整个电路
11. 如图所示的是用滑动变阻器和电阻箱R测定未知电阻Rx的电路图,电路中的电源电压保持不变,图中的S是单刀双掷开关.先把开关S与接头a接通,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为0.4 A,然后把开关S与接头b接通,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的旋盘,使电流表的示数重新变为0.4 A,此时,电阻箱连人电路的电阻为200 Ω,则待测电阻Rx的阻值为
A. 100 Ω B. 200 Ω
C. 400 Ω D. 不能测出电阻值
12. 探究“电流与电阻的关系”时,我们一般需要先预设一个电压值,实验中保持电阻两端电压为预设值不变,现采用如图所示电路进行探究,器材:学生电源(6V)、滑动变阻器(20Ω,1A)、电流表、电压表、开关、三个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)及导线若干,以下说法错误的是( )
A. 要获得3组实验数据,电压的预设值最小为3V
B. 要获得3组实验数据,电压的预设值最大为6V
C. 若实验电压的预设值为2V,要获得3组实验数据,要更换最大阻值为40Ω的滑动变阻器
D. 若实验电压的预设值为2V,要获得3组实验数据,要将电源电压至少下调至4V
二、填空题:本大题共16小题,共43分。
13. 图甲是《天工开物》中记载的一种农业生产汲水装置——辘,图乙是它提水时的示意图,为方便提水,应按照______(省力/费力)杠杆来设计,支点是______(A/B/C)点;图丙中水龙头开关的设计也应用了同样原理,开关选用______(①/②)效果更好。
14. 如图所示,供轮椅上下的斜坡长L=4m,高h=2m。小明用120N的拉力平行于斜坡向上将重为200N的木箱从底端匀速拉到顶端。他所做的有用功为 ___________J,斜坡的机械效率为 ___________(精确到0.1%),木箱所受摩擦力的大小为 ___________N。
15. 如图所示,将重为300N的物体匀速提升2m。若不计摩擦和绳重,滑轮组的机械效率为60%,该滑轮组的有用功为___________J,总功为___________J,绳端的拉力为___________N。
16. 嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球,其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。AB段返回器的动能 _______(选填“变大”“不变”或“变小”);BC段返回器的机械能 _______(选填“变大”“不变”或“变小”),CD段返回器动能增加量 _______(选填“大于”“等于”或“小于”)重力势能的减小量。
17. 小勇同学购买了一款户外分体式燃气炉,准备去户外野炊。用该燃气炉烧水时,把初温为的水加热到,燃烧了天然气。则水吸收的热量为___________,假设天然气完全燃烧,放出的热量是___________,燃气炉烧水的效率为___________。,天然气的热值取。
18. 指纹识别解锁是目前较为流行的手机解锁方式。
(1)如图甲所示,手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁,则感应区相当于手机电路中的________;
(2)如图乙所示,充电宝给手机充电过程中,手机电池相当于_________,充电过程中,将电能转化为_________;
(3)如图丙所示的手机充电线的三个插头可用于为三部不同类型的手机充电,如果三部手机同时充电,那么这三部手机的连接方式是_______。
19. 当某导体两端电压是3V时,通过它的电流是0.2A,则该导体的电阻是__Ω;当它两端电压为0V时,该导体的电阻为__Ω.
20. 如图所示电路,只闭合开关___________时,L1和L2组成串联电路;闭合开关___________时,L1和L2组成并联电路。
21. 如图所示,电源电压恒为。闭合开关,电压表的示数为,则灯泡两端的电压为___________,灯泡与的电阻之比为___________。
22. 某灯泡正常发光时两端电压为6V,通过的电流为0.3A,其正常发光时阻值为________Ω。 现将该灯泡接在9V的电源上,为使其正常发光,应串联一个________Ω的定值电阻。
23. 如图甲,定值电阻R2的阻值为40Ω。闭合开关,电流表A1、A2的指针偏转均如图乙所示,则电源电压为______V,R1的阻值为______Ω。
24. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关后,将滑动变阻器滑片向右移动时,电压表的示数___________,电流表的示数___________,电流表的示数___________。(均填“变大”“变小”或“不变”)
25. 物理社团的同学们发现实验室里有一卷剩余的导线,查阅说明书得知,该导线每米的电阻为0.02 Ω。为了粗略估算导线的长度,他们用电压表、电流表、小灯泡和电源连接成如图所示的电路进行测量。闭合开关S后,电压表示数为8 V,电流表示数为0.4 A,则导线的电阻为________Ω,这卷导线的长度为________m。
26. 如图甲所示,当开关S由接点1转到接点2时,电压表示数变化如图乙所示,则灯泡两端的电压是________V,电源电压是________V。
27. 如图甲所示电路,电源电压不变,闭合开关后,滑片由端滑到端,电压表示数与电流表示数的变化关系如图乙所示,则可判断电源电压是___________,定值电阻的阻值是___________,滑动变阻器的最大阻值为___________。
28. 图甲是一种测温电路,温度表由量程为的电压表改装而成,电源电压恒为的阻值为,热敏电阻的阻值随温度变化的关系如图乙所示,则电路可测量的最高温度为___________,温度表的10℃应标在电压表___________刻度处。
29. 小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲),在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙),速度为。将弹簧压缩到最短(如图丙)的整个过程中,小球的速度和弹簧缩短的长度之间的关系如图丁所示,其中A为曲线的最高点。已知该轻弹簧每受到0.2牛的压力就缩短1厘米,并且轻弹簧在受到撞击到压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变。在撞击轻弹簧到轻弹簧压缩到最短的过程中,小球的动能变化过程是___________,小球受到的重力为___________N(不考虑空气阻力)。
三、作图题:本大题共3小题,共6分。
30. 如图所示,在甲、乙两个“〇”内选填“灯泡”和“电流表”的符号,使两灯组成并联电路。
31. 如图所示,是一种测定油箱内油量的装置图,其中油量表是由某种电表改装而成,R是滑动变阻器的电阻丝,金属杆AP可以绕O点转动,P为金属滑片。要求:当油箱内油量减少时,油量表的示数随之减小,请将电路图补充完整并在圈内标出电表的符号。
32. 图甲是打开的汽车后备箱盖,它被液压杆支撑(不计后备箱盖重)。关箱盖时,它可看作一个杠杆,图乙是其简化图:O是支点,F2是液压杆作用在A点的阻力。请在图乙中画出:在B点关上后备箱盖的最小动力F1和阻力臂L2。
四、实验探究题:本大题共4小题,共21分。
33. 小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案:将A、B两种液体分别装入烧杯中,固定在铁架台上,用两个相同的酒精灯同时加热,实验装置如图甲、乙所示,实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度。
(1)组装器材时应按照______________(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序依次安装;
(2)实验时,选取______________相同、初温相同的A、B两种不同液体,加热时液体温度升高,这是通过______________方式来增大液体内能的;
(3)此实验通过_____________________________(选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少;
(4)加热一段时间后,液体B的温度如图乙所示,为______________℃;
(5)根据实验数据小明绘制出的温度-时间图像如图丙所示,则液体______________(选填“A”或“B”)更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
34. 小明利用4节新干电池,阻值分别为的定值电阻,铭牌上标有“ ”的滑动变阻器等实验器材探究“电流与电阻的关系”。
(1)小明连接好如图所示的电路,检查时发现有一处连接错误,请你在错误的导线上画“”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)电路改接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最___________端。
(3)小明将的定值电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端电压为,读出并记录电流表示数;保持滑动变阻器的滑片位置不变,把的定值电阻换成的定值电阻后,直接闭合开关,电压表的示数将___________(选填“大于”“小于”或“等于”),此时应将滑动变阻器的滑片在原来基础上向___________(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数再次达到,记录电流表的示数。
(4)当小明将定值电阻接入电路时,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都无法使定值电阻两端电压为,则原因可能是___________(写出一条即可)。
35. 用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素。实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示。在M、N之间分别接上不同的电阻丝,闭合开关,通过观察___________来精确比较导体电阻的大小。为了探究导体电阻大小与导体长度的关系,应该选用编号为___________的两根电阻丝,利用器材还可以探究导体电阻的大小与导体的___________的关系。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
锰铜合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
镍铬合金
0.5
0.5
36. 测量小灯泡正常发光时电阻的实验如图甲所示。小灯泡的额定电压U额=3.8V,滑动变阻器的规格是“50Ω2A”,电源电压U恒为9V。
(1)请用笔画线代替导线,将电路补充完整_______;
(2)闭合开关,电流表和电压表均无示数,仅将b导线从灯泡右侧接线柱改接到电流表的“-”接线柱上,发现只有电压表的示数变大,若电路中只有一处故障,则故障可能是_______;
(3)排除故障后,闭合开关,向_______移动滑片P直至小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω(保留一位小数);
(4)小明利用图甲的实验器材,添加电阻箱R0和单刀双掷开关S1也测出了该灯正常发光时的电阻,电路如图丙所示。将电阻箱的阻值R0调为10Ω后,进行了如下操作:
①闭合开关S,S₁接_______,调节滑动变阻器的滑片P使电压表示数为U额;
②仅将S₁改接另一端,记录电压表示数U1。
则小灯泡正常发光时的电阻RL=_____________(用物理量的符号表示);
(5)在小明实验的基础上,若要通过多次测量来减小误差,下列操作可行的是_______。
A.仅将电阻箱的阻值调为5Ω,重复步骤①②
B.仅将电阻箱的阻值调为20Ω,重复步骤①②
C.仅将滑动变阻器和电阻箱位置互换,重复步骤①②
D.完成步骤①时,将电压表示数调为2V,再完成步骤②
五、综合题:本大题共1小题,共6分。
37. 在物理跨学科实践活动课上,小华和同学利用所学的电学知识,设计了电子秤的原理图,如图所示。它利用电压表的示数来表示物体的质量,托盘、轻弹簧上端和金属滑片固定在一起(托盘和弹簧的质量、电阻均不计)。已知电源电压U=3V,电阻R0=10Ω,电阻R1=20Ω,电压表的量程为0~3V。
(1)电路设计:
要使电子秤能正常工作,应将触点1与触点____连接;
(2)故障排除:
小华在正确完成电路连接后闭合开关S,改变托盘中物体的质量,发现电压表有示数,但始终不变,发生故障的原因可能是 ;
A. R0断路 B. R1短路
C. 电压表短路 D. 金属滑片P处断路
(3)刻度调试:
①调零。在托盘中无物体时使金属滑片P处于R1最上端,此时电压表的示数为零;
②标度。每次向托盘中增加100g的砝码,在电压表指针所指位置的刻度盘上标出相应的质量值。当将1kg的物体放在托盘中,金属滑片P刚好指在距R1上端四分之一处,则“1kg”应标在电压表____V的位置上。该电子秤能测量的最大质量是_______kg,应标在电压表_____V的位置上;
(4)发现问题:
小华在标示电子秤刻度时,同组的同学发现电子秤的刻度___(选填“均匀”或“不均匀”)。
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南闸实验学校初三物理质量调研试卷
一、单选题:本大题共12小题,共24分
1. 如图所示的简单机械在使用过程中,属于费力机械的是( )
A. 斜面 B. 滑轮组
C. 独轮车 D. 船桨
【答案】D
【解析】
【详解】A.斜面是省力机械;若通过长度为L的斜面提升该物体,忽略摩擦做功时,根据功的原理得到,由于L大于h,所以F小于G,即通过斜面提升物体可以省力,故A不符合题意;
B.图中滑轮组由两段绳子承担物重,所以是省力机械,故B不符合题意;
C.独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.船桨使用时,手距离支点比较近,动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡条件,动力大于阻力,是费力杠杆,故D符合题意。
故选D。
2. 下面四个实例中,人对物体做了功的是( )
A. 用力推汽车,汽车未被推动 B. 用力将木箱推到斜面顶端
C. 用力搬石头,石头未动 D. 用力举着杠铃在空中不动
【答案】B
【解析】
【详解】A.人对汽车施加力的作用,但汽车在力的方向上没有移动距离,人对汽车没有做功,故A不符合题意;
B.用力将木箱推到斜面的顶端,木箱在力的方向上移动了距离,人对木箱做功,故B符合题意;
C.人对石头施加力的作用,但石头在力的方向上没有移动距离,人对石头没有做功,故C不符合题意;
D.用力举着杠铃在空中不动,人对杠铃施加力的作用,杠铃在力的方向上没有移动距离,人对杠铃没有做功,故D不符合题意。
故选B。
3. 一位同学用20s从一楼走到三楼,他上楼的功率可能是( )
A. 5W B. 15W C. 150W D. 1500W
【答案】C
【解析】
【详解】上楼功率为克服自身重力做功的功率,公式为
中学生质量,一层楼高约3m,一楼到三楼上升高度
上楼的功率
计算结果与C选项一致,故选C。
4. 关于内能,下列说法中正确的是( )
A. 温度低于0℃的物体不具有内能
B. 物体具有内能,也可以同时具有机械能
C. 具有机械能的物体不一定具有内能
D. 物体内能增加,一定是从外界吸收了热量
【答案】B
【解析】
【详解】A.温度低于0℃的物体也具有内能,因为物体也是由分子组成的,分子也在运动,故存在分子动能,分子间也存在作用力,故有分子势能;
B.物体具有内能,也可以同时具有机械能是正确的,因为内能与机械能是描述物体不同方面的能量,任何物体都具有内能,当然也可以具有机械能;
C.一切物体都具有内能;
D.物体内能增加,也可能是通过做功的方法获得的,故D不对.
5. 我国发射的宇宙飞船在完成任务后,返回地面指定地点,宇宙飞船在下落到地面附近时,由于空气阻力作用做匀速直线运动,则宇宙飞船在匀速下降的过程中,它的( )
A. 动能不变,势能减小,内能增大
B. 动能不变,势能增大,内能减小
C. 动能减小,势能不变,内能增大
D. 动能增大,势能减小,内能不变
【答案】A
【解析】
【详解】BC.宇宙飞船在下落,所以高度减小,则重力势能减小,故BC不符合题意;
D.宇宙飞船做匀速直线运动,所以速度不变,动能不变,故 D不符合题意;
A.由于空气阻力作用,飞船和空气有摩擦,在下落的过程中机械能会转化为内能,所以内能增大。故A符合题意。
故选A。
6. 小明在课后实践活动中做了如下记录,其中符合实际情况的是( )
A. 两节新干电池串联的电压为4V B. 中学生跳绳的功率可达1500W
C. 家用冰箱的电流约为1A D. 实验室中所用导线的电阻约为
【答案】C
【解析】
【详解】A.一节新干电池的电压为1.5V,两节新干电池串联的电压为3V,故A不符合题意;
B.一个中学生的平均体重约500N,跳绳的高度约为0.1m,跳绳一次的时间大约为1s,根据功率的公式可知中学生跳绳的功率约为
故B不符合题意;
C.家用冰箱的额定功率约为220W,额定电流约为
故C符合题意;
D.实验室中所用导线的电阻很小,接近为零,故D不符合题意。
故选C。
7. 如图所示是灯泡L与电阻R的电流与电压关系图像,下列说法错误的是( )
A. 电阻R的电阻是10Ω
B. 灯泡L的阻值随温度的增大而增大
C. 若L与R并联接在电源上通过干路的电流是0.6A,则此时电源电压为2V
D. 若L与R串联在5V的电源上使用时,则电路中的电流为0.4A
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据欧姆定律可知电阻R的电阻是
故A正确,不符合题意;
B.由图可知,当灯泡两端的电压分别为1V、2V时,通过灯泡的电流分别为0.4A、0.6A,根据欧姆定律可知灯泡电阻分别为,
灯泡L的阻值随电压的增大而增大,故B正确,不符合题意;
C.L与R并联在2V的电源上使用时,根据并联电路规律可知L与R两端的电压均为2V,由图可知通过R的电流0.2A,通过L的电流0.6A,由并联电路电流规律可得干路的电流
故C错误,符合题意;
D.由图可知,L与R串联时,电路中的电流为0.4A时,灯泡两端的电压为1V,电阻R两端的电压为4V,根据串联电路规律可得串联电路的总电压
所以L与R串联在5V的电源上使用时,通过L的电流是0.4A,故D正确,不符合题意。
故选C。
8. 天然气是一种清洁能源,方便居民使用的同时,存在着泄漏的安全隐患。物理兴趣小组在老师的指导下设计了天然气泄漏检测电路,如图电源电压恒定不变,为定值电阻,R为气敏电阻。R阻值随天然气浓度的增大而减小,则天然气( )
A. 浓度增大,电流表示数变小
B. 浓度增大,电压表示数变小
C. 浓度减小,电流表示数变大
D. 浓度减小,电压表示数变小
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知,两电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流;
AB.天然气浓度增大时,R阻值减小,电路中的总电阻变小,由可知,电路中的电流增大,即电流表示数变大,由可知,两端的电压变大,即电压表示数变大,故AB不符合题意;
CD.天然气浓度减小时,R阻值增大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小,由可知,两端的电压变小,即电压表示数变小,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
9. 如图所示,纸盒外有两只小灯泡和一个开关,闭合开关两灯都亮,断开开关两灯都不亮。下列判断正确的是( )
A. 盒内一定有两节电池 B. 盒内一定有电源供电
C. 两只灯泡一定是串联关系 D. 两只灯泡一定是并联关系
【答案】B
【解析】
【详解】AB.灯可以发光,则电路中一定由提供电能的电源,但电源的种类不能确定,故A错误,B正确;
CD.由一个电源、两个小灯泡、一个开关和若干导线组成的电路可能是串联电路,开关控制整个电路,开关断开两灯都不亮,也可能是并联电路,当开关接在干路上,也可以控制两盏灯同时亮同时灭,故CD错误。
故选B。
10. 如图是一把既能吹冷风、又能吹热风的简化电路图,其中M是吹风机,R是电热丝.由电路图可知( )
A. 只将开关S1闭合,吹出的是热风 B. M和R是串联在电路中的
C. 将S1和S2都闭合,吹出的是热风 D. 开关S2可以控制整个电路
【答案】C
【解析】
【详解】由图知道,吹风机和电热丝可以独立工作,所以是并联的;当只将开关S1闭合时,吹风机工作,吹出的是冷风;当将S1和S2都闭合,吹风机和电热丝都工作,吹出的是热风;由于开关S2在支路上,与电热丝串联,只控制电热丝,故只有C正确.
11. 如图所示的是用滑动变阻器和电阻箱R测定未知电阻Rx的电路图,电路中的电源电压保持不变,图中的S是单刀双掷开关.先把开关S与接头a接通,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为0.4 A,然后把开关S与接头b接通,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的旋盘,使电流表的示数重新变为0.4 A,此时,电阻箱连人电路的电阻为200 Ω,则待测电阻Rx的阻值为
A. 100 Ω B. 200 Ω
C. 400 Ω D. 不能测出电阻值
【答案】B
【解析】
【详解】把开关S与接头a接通,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为0.4 A,则根据欧姆定律 ;
把开关S与接头b接通,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的旋盘,使电流表的示数重新变为0.4 A,则根据欧姆定律
由于电源电压和滑动变阻器的阻值都没变,所以Rx的阻值为200 Ω
故选B
【点睛】根据欧姆定律和电源电压不变列出式子是关键.
12. 探究“电流与电阻的关系”时,我们一般需要先预设一个电压值,实验中保持电阻两端电压为预设值不变,现采用如图所示电路进行探究,器材:学生电源(6V)、滑动变阻器(20Ω,1A)、电流表、电压表、开关、三个定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω)及导线若干,以下说法错误的是( )
A. 要获得3组实验数据,电压的预设值最小为3V
B. 要获得3组实验数据,电压的预设值最大为6V
C. 若实验电压的预设值为2V,要获得3组实验数据,要更换最大阻值为40Ω的滑动变阻器
D. 若实验电压的预设值为2V,要获得3组实验数据,要将电源电压至少下调至4V
【答案】B
【解析】
【详解】闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测通过电路的电流,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据串联分压原理可得
AB.定值电阻的最大阻值为20Ω,若此时滑动变阻器接入电路最大阻值20Ω,代入数据可得
解方程可得UV=3V,电源电压为6V,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,根据串联电路电流特点可知通过电路的最大电流为1A,当R=5Ω时,定值电阻两端的电压为
所以电压的预设值的范围为3V~5V,故A正确,不符合题意,B错误,符合题意;
CD.若实验电压的预设值为2V,定值电阻的最大阻值为20Ω,代入数据可得
解方程可得滑动变阻器接入电路的阻值RP=40Ω;若实验电压的预设值为2V,定值电阻的最大阻值为20Ω,若此时滑动变阻器接入电路最大阻值20Ω,代入数据可得
解方程可得
故CD正确,不符合题意。
故选B。
二、填空题:本大题共16小题,共43分。
13. 图甲是《天工开物》中记载的一种农业生产汲水装置——辘,图乙是它提水时的示意图,为方便提水,应按照______(省力/费力)杠杆来设计,支点是______(A/B/C)点;图丙中水龙头开关的设计也应用了同样原理,开关选用______(①/②)效果更好。
【答案】 ①. 省力 ②. B ③. ①
【解析】
【详解】[1][2]为方便提水,根据题图可知,它是按照省力杠杆来设计的;由于轮围绕B点进行旋转,可知B点为其支点。
[3]为了更省力,开关应选用动力臂较大的,故开关应选用①。
14. 如图所示,供轮椅上下的斜坡长L=4m,高h=2m。小明用120N的拉力平行于斜坡向上将重为200N的木箱从底端匀速拉到顶端。他所做的有用功为 ___________J,斜坡的机械效率为 ___________(精确到0.1%),木箱所受摩擦力的大小为 ___________N。
【答案】 ①. 400 ②. 83.3% ③. 20
【解析】
【详解】[1]拉力做的有用功
W有用=Gh=200N×2m=400J
[2]拉力F做的总功
W总=Fs=120N×4m=480J
斜坡的机械效率
[3]拉力做的额外功
W额=W总﹣W有用=480J﹣400J=80J
由W额=fs可得,木箱受到的摩擦力
15. 如图所示,将重为300N的物体匀速提升2m。若不计摩擦和绳重,滑轮组的机械效率为60%,该滑轮组的有用功为___________J,总功为___________J,绳端的拉力为___________N。
【答案】 ①. 600 ②. 1000 ③. 250
【解析】
【详解】有用功为克服物体重力做的功,故有用功为
由机械效率公式可知,总功
由图可知,承担物重的绳子段数;绳端移动的距离为
由可知,绳端的拉力
16. 嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球,其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。AB段返回器的动能 _______(选填“变大”“不变”或“变小”);BC段返回器的机械能 _______(选填“变大”“不变”或“变小”),CD段返回器动能增加量 _______(选填“大于”“等于”或“小于”)重力势能的减小量。
【答案】 ①. 变小 ②. 不变 ③. 小于
【解析】
【详解】[1] AB段,返回器的质量不变,高度变大,重力势能变大,是返回器的动能转化为重力势能,所以返回器的动能变小。
[2] BC段没有受到空气的阻力,机械能是守恒的,保持不变。
[3]CD段,质量不变,高度变小,重力势能减小,速度变大,动能变大,是重力势能转化为动能,由于克服空气阻力做功,一部分重力势能转化为内能,所以返CD段返回器动能增加量小于重力势能的减小量。
17. 小勇同学购买了一款户外分体式燃气炉,准备去户外野炊。用该燃气炉烧水时,把初温为的水加热到,燃烧了天然气。则水吸收的热量为___________,假设天然气完全燃烧,放出的热量是___________,燃气炉烧水的效率为___________。,天然气的热值取。
【答案】 ①.
②.
③.
33.6%
【解析】
【详解】由题可得,水吸收的热量
天然气完全燃烧放出的热量
燃气炉烧水的效率
18. 指纹识别解锁是目前较为流行的手机解锁方式。
(1)如图甲所示,手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁,则感应区相当于手机电路中的________;
(2)如图乙所示,充电宝给手机充电过程中,手机电池相当于_________,充电过程中,将电能转化为_________;
(3)如图丙所示的手机充电线的三个插头可用于为三部不同类型的手机充电,如果三部手机同时充电,那么这三部手机的连接方式是_______。
【答案】(1)开关 (2) ①. 用电器 ②. 化学能 (3)并联
【解析】
【小问1详解】
手指触碰感应区,识别正确指纹手机自动开锁,这就如同开关控制电路通断一样,感应区控制着手机开锁电路的开启,所以感应区相当于手机电路中的开关。
【小问2详解】
[1][2]在给手机电池充电的过程中,手机电池消耗电能,将电能转化为电池的化学能,手机电池相当于用电器。
【小问3详解】
并联电路的特点是各用电器之间互不影响,能独立工作。三部手机同时充电,每部手机都能独立进行充电,互不干扰,符合并联电路的特征,所以这三部手机的连接方式是并联。
19. 当某导体两端电压是3V时,通过它的电流是0.2A,则该导体的电阻是__Ω;当它两端电压为0V时,该导体的电阻为__Ω.
【答案】 ①. 15 ②. 15
【解析】
【详解】[1]导体的电阻为
R= =15Ω,
[2]电阻是导体本身的一种属性,与导体两端的电压无关,当电压为0时,电阻不变,仍为15Ω.
20. 如图所示电路,只闭合开关___________时,L1和L2组成串联电路;闭合开关___________时,L1和L2组成并联电路。
【答案】 ①. S1 ②. S2、S3,断开S1
【解析】
【详解】[1]由电路图可知,开关S1闭合,S2、S3断开时,两灯泡首尾顺次连接,电流只有一条路径,两灯泡串联。
[2]开关S2、S3,同时闭合S1断开时,两灯泡首首相连、尾尾相连,电路有两条电流路径,两灯泡并联。
21. 如图所示,电源电压恒为。闭合开关,电压表的示数为,则灯泡两端的电压为___________,灯泡与的电阻之比为___________。
【答案】 ①. 0.5 ②.
【解析】
【详解】[1]闭合开关S后,L1与L2串联,电压表测L2两端电压,故L2两端电压为0.5V。
[2]由串联电路电压规律可知,L1两端的电压为
因串联电路中电流处处相等,由欧姆定律可知,L1与L2的电阻之比为
22. 某灯泡正常发光时两端电压为6V,通过的电流为0.3A,其正常发光时阻值为________Ω。 现将该灯泡接在9V的电源上,为使其正常发光,应串联一个________Ω的定值电阻。
【答案】 ①. 20 ②. 10
【解析】
【详解】[1]灯泡正常发光时的电压UL=6V,通过的电流IL=0.3A, 由可得,灯泡正常发光时的电阻
[2]因电源电压U=9V大于灯泡正常发光时的电压UL=6V, 所以,要使灯泡正常发光,应串联一个电阻分压, 因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,串联电阻两端的电压
UR=U-UL=9V-6V=3V
因串联电路中各处的电流相等, 所以,串联电阻的阻值
23. 如图甲,定值电阻R2的阻值为40Ω。闭合开关,电流表A1、A2的指针偏转均如图乙所示,则电源电压为______V,R1的阻值为______Ω。
【答案】 ①. 48 ②. 160
【解析】
【详解】如图所示,电阻R1、R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1的电流;电流表A1、A2的指针偏转均如图乙所示,则电流表A1选择的是大量程,示数为1.5A,电流表A2选择的是小量程,示数为0.3A。
[1]电阻R2的电流为
电源电压为
[2]R1的阻值为
24. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关后,将滑动变阻器滑片向右移动时,电压表的示数___________,电流表的示数___________,电流表的示数___________。(均填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 ①.
不变 ②.
变小 ③.
不变
【解析】
【详解】由图可知,与并联,电压表测电源电压,测支路电流,测干路电流。滑片向右移动,因电源电压不变,故电压表示数不变。并联电路各支路独立工作,故通过的电流不变,示数不变。滑片向右移动,接入电路的电阻变大,由可知,通过的电流变小;因并联电路干路电流等于各支路电流之和,故干路电流变小,示数变小。
25. 物理社团的同学们发现实验室里有一卷剩余的导线,查阅说明书得知,该导线每米的电阻为0.02 Ω。为了粗略估算导线的长度,他们用电压表、电流表、小灯泡和电源连接成如图所示的电路进行测量。闭合开关S后,电压表示数为8 V,电流表示数为0.4 A,则导线的电阻为________Ω,这卷导线的长度为________m。
【答案】 ①. 20 ②. 1000
【解析】
【详解】该电路为串联电路,电压表测量这一卷导线两端的电压,电流表测量电路中的电流,则这一卷导线的电阻
已知该导线每米的电阻为0.02 Ω,这卷导线的长度
26. 如图甲所示,当开关S由接点1转到接点2时,电压表示数变化如图乙所示,则灯泡两端的电压是________V,电源电压是________V。
【答案】 ①. 4 ②. 6
【解析】
【详解】[1][2]当开关S接到接点1时,电路中只有灯泡L1工作,由图乙可知,电压表测量电源电压为6V;当开关S接到接点2时,电路中灯泡L1和L2串联,电压表测量L1两端电压为2V,则根据串联电路电压规律可知,灯泡L2两端电压
U2=U-U1=6V-2V=4V
27. 如图甲所示电路,电源电压不变,闭合开关后,滑片由端滑到端,电压表示数与电流表示数的变化关系如图乙所示,则可判断电源电压是___________,定值电阻的阻值是___________,滑动变阻器的最大阻值为___________。
【答案】 ①.
6 ②.
10 ③.
20
【解析】
【详解】由图甲可知,与串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。当滑片位于a端时,变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路分压规律,电压表的示数最大。由图乙可知,电压表最大示数,电路中最小电流,滑动变阻器最大阻值
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,即电源电压...①
当滑片位于b端时,变阻器接入电路中的电阻为0,电路为的简单电路,由图乙可知,此时电流,电源电压...②
因电源电压不变,则有①②两式联立可得
解得定值电阻
电源电压为
28. 图甲是一种测温电路,温度表由量程为的电压表改装而成,电源电压恒为的阻值为,热敏电阻的阻值随温度变化的关系如图乙所示,则电路可测量的最高温度为___________,温度表的10℃应标在电压表___________刻度处。
【答案】 ①. 30 ②. 2
【解析】
【详解】由图甲,R与串联,电压表测两端电压。
[1]当电压表示数达到量程上限3V时,由串联电路分压原理,阻值最大,由图乙,对应可测量的温度最高。定值电阻R两端电压
电路电流
此时热敏电阻阻值
由图乙可知时对应温度为30℃,即可测量的最高温度为30℃。
[2]由图乙可知时,热敏电阻阻值,此时电路总电阻
电路电流
热敏电阻两端电压
即10℃应标在电压表2V刻度处。
29. 小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲),在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙),速度为。将弹簧压缩到最短(如图丙)的整个过程中,小球的速度和弹簧缩短的长度之间的关系如图丁所示,其中A为曲线的最高点。已知该轻弹簧每受到0.2牛的压力就缩短1厘米,并且轻弹簧在受到撞击到压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变。在撞击轻弹簧到轻弹簧压缩到最短的过程中,小球的动能变化过程是___________,小球受到的重力为___________N(不考虑空气阻力)。
【答案】 ①. 先变大后变小 ②. 1
【解析】
【详解】由图丁可知小球速度先增大后减小,小球质量不变,故动能先变大后变小。
小球速度最大时,重力与弹簧弹力二力平衡,两个力大小相等,即
由图,速度最大时弹簧缩短量,由题意可知此时弹簧弹力为
故小球重力
三、作图题:本大题共3小题,共6分。
30. 如图所示,在甲、乙两个“〇”内选填“灯泡”和“电流表”的符号,使两灯组成并联电路。
【答案】
【解析】
【详解】如果甲为电流表,电路直接形成电源短路,因此该电路绝对不允许,因此甲为灯泡,乙为电流表,电路图为:
【点睛】根据并联电路的特点进行分析,电流从电源正极流出时有两条支路,分别经过两个灯泡,由此可判断出甲、乙中的元件。
31. 如图所示,是一种测定油箱内油量的装置图,其中油量表是由某种电表改装而成,R是滑动变阻器的电阻丝,金属杆AP可以绕O点转动,P为金属滑片。要求:当油箱内油量减少时,油量表的示数随之减小,请将电路图补充完整并在圈内标出电表的符号。
【答案】
【解析】
【详解】油量表串联在电路中,只能是电流表;当油箱内油量减少时,金属杆AP的左侧下移、右侧上移,油量表的示数随之减小说明接入的电阻变大,即滑动变阻器的下半部分电阻丝接入电路;如图所示:
。
32. 图甲是打开的汽车后备箱盖,它被液压杆支撑(不计后备箱盖重)。关箱盖时,它可看作一个杠杆,图乙是其简化图:O是支点,F2是液压杆作用在A点的阻力。请在图乙中画出:在B点关上后备箱盖的最小动力F1和阻力臂L2。
【答案】
【解析】
【详解】过支点作的作用线的垂线,该垂线段为力臂。根据杠杆的平衡条件可知,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长;由图可知,OB作为动力臂最长,最省力,阻力方向向上,因此动力方向向下,如图所示:
四、实验探究题:本大题共4小题,共21分。
33. 小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案:将A、B两种液体分别装入烧杯中,固定在铁架台上,用两个相同的酒精灯同时加热,实验装置如图甲、乙所示,实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度。
(1)组装器材时应按照______________(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序依次安装;
(2)实验时,选取______________相同、初温相同的A、B两种不同液体,加热时液体温度升高,这是通过______________方式来增大液体内能的;
(3)此实验通过_____________________________(选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少;
(4)加热一段时间后,液体B的温度如图乙所示,为______________℃;
(5)根据实验数据小明绘制出的温度-时间图像如图丙所示,则液体______________(选填“A”或“B”)更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
【答案】(1)自下而上
(2) ①. 质量 ②. 热传递
(3)加热时间的长短 (4)33
(5)B
【解析】
【小问1详解】
实验时要用酒精灯的外焰加热,同时还应使温度计浸没在液体中,且不接触容器的底部和侧壁,所以组装器材时,先安装酒精灯,应按照自下而上的顺序依次安装。
【小问2详解】
探究不同物质的吸热能力,需要用控制变量法,因此应保证两种液体的质量相同、初温相同。
酒精灯加热液体,液体吸收了酒精灯酒精燃烧放出的热量,温度升高,内能增大,通过热传递的方式增大了液体的内能
【小问3详解】
实验中使用两个相同的酒精灯加热,相同时间内酒精灯放出的热量相同,因此液体吸收的热量多少可以通过加热时间的长短来反映,加热时间越长,液体吸收的热量越多。
【小问4详解】
图乙中温度计的分度值为1℃,所以温度计的示数为33℃。
【小问5详解】
由图丙可知,升高相同温度时,B的加热时间更长,说明B吸收的热量更多,即B的比热容更大,根据可知,质量相同的B和其他物质相比,降低相同温度时,B放出的热量更多,取暖效果更好,因此B更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
34. 小明利用4节新干电池,阻值分别为的定值电阻,铭牌上标有“ ”的滑动变阻器等实验器材探究“电流与电阻的关系”。
(1)小明连接好如图所示的电路,检查时发现有一处连接错误,请你在错误的导线上画“”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)电路改接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最___________端。
(3)小明将的定值电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端电压为,读出并记录电流表示数;保持滑动变阻器的滑片位置不变,把的定值电阻换成的定值电阻后,直接闭合开关,电压表的示数将___________(选填“大于”“小于”或“等于”),此时应将滑动变阻器的滑片在原来基础上向___________(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数再次达到,记录电流表的示数。
(4)当小明将定值电阻接入电路时,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都无法使定值电阻两端电压为,则原因可能是___________(写出一条即可)。
【答案】(1) (2)左
(3) ①. 大于 ②. 左
(4)滑动变阻器的最大阻值太小
【解析】
【小问1详解】
图中电流表并联在定值电阻两端、电压表串联在电路中,属于接反了电表。正确改法:将电压表并联在定值电阻两端(选用0~15V量程),电流表串联在电路中,让电流从电流表正接线柱流入、负接线柱流出。
【小问2详解】
闭合开关前,滑动变阻器要调到接入电路阻值最大的位置,起到保护电路的作用。本图滑动变阻器右下接线柱接入电路,滑片移到最左端时,接入的电阻丝最长,阻值最大。
【小问3详解】
根据串联分压规律,定值电阻由10Ω换成20Ω后,定值电阻的阻值变大,它分得的电压就会变大,因此电压表示数大于4V;探究电流与电阻的关系需要控制定值电阻两端电压不变,此时要增大滑动变阻器接入的阻值,来分担更多电压,让定值电阻电压回落至4V,因此滑片要向阻值更大的左端移动。
【小问4详解】
4节新干电池总电压为6V,要让50Ω定值电阻两端电压为4V,根据串联分压,滑动变阻器需要分担电压
由串联分压比可知,滑动变阻器接入的阻值至少需要25Ω,但本实验的滑动变阻器最大阻值仅为20Ω,最大可分担的电压不足2V,因此无论怎么调节都无法让定值电阻两端电压降到4V。
35. 用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素。实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如下表所示。在M、N之间分别接上不同的电阻丝,闭合开关,通过观察___________来精确比较导体电阻的大小。为了探究导体电阻大小与导体长度的关系,应该选用编号为___________的两根电阻丝,利用器材还可以探究导体电阻的大小与导体的___________的关系。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
锰铜合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
镍铬合金
0.5
0.5
【答案】 ①. 电流表示数 ②. BD ③. 材料(或横截面积)
【解析】
【详解】[1]闭合开关,根据电流的流法可知,电阻丝、电流表、灯泡串联接入电路,电阻丝的阻值越大,电路的电流越小,所以可通过观察电流表示数,来精确比较导体电阻的大小。
[2]为了探究导体电阻大小与导体长度的关系,需要控制导体电阻的横截面积和材料相同,观察表格中的数据,只有B、D合适,都是镍铬合金、横截面积都是0.5mm2,长度不同,一个是1.0m,另一个是0.5m,故应该选用编号为B、D的两根电阻丝。
[3]观察表格中的数据,从A、D数据可知,它们的材料不同,分别是锰铜合金、镍铬合金,长度相同,都是0.5m,横截面积相同,都是0.5mm2,故可探究导体电阻的大小与导体的材料的关系;从C、D数据可知,它们的材料相同,都是镍铬合金,长度相同,都是0.5m,横截面积不同,分别是1.0mm2、0.5mm2,故可探究导体电阻的大小与导体的横截面积的关系。
36. 测量小灯泡正常发光时电阻的实验如图甲所示。小灯泡的额定电压U额=3.8V,滑动变阻器的规格是“50Ω2A”,电源电压U恒为9V。
(1)请用笔画线代替导线,将电路补充完整_______;
(2)闭合开关,电流表和电压表均无示数,仅将b导线从灯泡右侧接线柱改接到电流表的“-”接线柱上,发现只有电压表的示数变大,若电路中只有一处故障,则故障可能是_______;
(3)排除故障后,闭合开关,向_______移动滑片P直至小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为_______Ω(保留一位小数);
(4)小明利用图甲的实验器材,添加电阻箱R0和单刀双掷开关S1也测出了该灯正常发光时的电阻,电路如图丙所示。将电阻箱的阻值R0调为10Ω后,进行了如下操作:
①闭合开关S,S₁接_______,调节滑动变阻器的滑片P使电压表示数为U额;
②仅将S₁改接另一端,记录电压表示数U1。
则小灯泡正常发光时的电阻RL=_____________(用物理量的符号表示);
(5)在小明实验的基础上,若要通过多次测量来减小误差,下列操作可行的是_______。
A.仅将电阻箱的阻值调为5Ω,重复步骤①②
B.仅将电阻箱的阻值调为20Ω,重复步骤①②
C.仅将滑动变阻器和电阻箱位置互换,重复步骤①②
D.完成步骤①时,将电压表示数调为2V,再完成步骤②
【答案】 ①. ②. 导线c断路(或导线c两头的接线柱接触不良) ③. 左 ④. 12.7 ⑤. b ⑥. ⑦. AC
【解析】
【详解】(1)[1]由图丙可知,已将滑动变阻器的左下接线柱接入电路中,滑动变阻器接入电路中要“一上一下”,因此应将滑动变阻器的右上方接入电路,如图所示:
(2)[2]闭合开关,电流表和电压表均无示数,说明电路可能断路;仅将b导线从灯泡右侧接线柱改接到电流表的“-”接线柱上,发现只有电压表的示数变大,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,与电压表并联的电路断路了,若电路中只有一处故障,则故障可能是导线c断路(或导线c两头的接线柱接触不良)。
(3)[3][4]排除故障后,闭合开关,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据串联分压原理可知,滑动变阻器两端电压最大,灯泡两端电压最小,要使小灯泡正常发光,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应向左移动滑片P直至小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则小灯泡正常发光时的电阻为
(4)[5][6]实验步骤:
①闭合开关S,接b,调节滑动变阻器的滑片P使电压表示数为;
②仅将改接另一端,记录电压表示数。在步骤①中,灯泡、电阻箱和滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,调节滑动变阻器的滑片P使电压表示数为U,此时灯泡正常发光;在步骤②中,灯泡、电阻箱和滑动变阻器仍串联,电压表测灯泡和电阻箱两端的总电压,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据串联电路电压规律,电阻箱两端电压为额则通过电阻箱的电流为
根据串联电路电流特点,则
小灯泡正常发光时的电阻
(5))[7]AB.由(3)可知,灯泡额定电流为0.3A,电源电压U恒为9V;当灯泡正常发光时,电路的总电阻为
小灯泡正常发光时的电阻为12.7Ω,则电阻箱和滑动变阻器接入电路在阻值为
若将电阻箱的阻值调为5Ω,滑动变阻器接入电路的阻值为12.3Ω,此时灯泡可以正常发光;若将电阻箱的阻值调为20Ω,根据串联分压原理可知,灯泡两端电压小于3.8V,灯泡不能正常发光,故A符合题意,B不符合题意;
C.将滑动变阻器和电阻箱位置互换,通过调节滑动变阻器使灯泡正常发光,通过开关的转换,电压表测灯泡和滑动变阻器两端的电压,灯泡仍正常发光;根据串联电路电压规律可求出电阻箱两端电压,根据欧姆定律求出串联电路的电流,利用求出小灯泡正常发光时的电阻,故C符合题意;
D.完成步骤①时,将电压表示数调为2V,此时灯泡不能正常发光,无法通过步骤②得到灯泡正常发光时的电流,故D不符合题意。
故选AC。
五、综合题:本大题共1小题,共6分。
37. 在物理跨学科实践活动课上,小华和同学利用所学的电学知识,设计了电子秤的原理图,如图所示。它利用电压表的示数来表示物体的质量,托盘、轻弹簧上端和金属滑片固定在一起(托盘和弹簧的质量、电阻均不计)。已知电源电压U=3V,电阻R0=10Ω,电阻R1=20Ω,电压表的量程为0~3V。
(1)电路设计:
要使电子秤能正常工作,应将触点1与触点____连接;
(2)故障排除:
小华在正确完成电路连接后闭合开关S,改变托盘中物体的质量,发现电压表有示数,但始终不变,发生故障的原因可能是 ;
A. R0断路 B. R1短路
C. 电压表短路 D. 金属滑片P处断路
(3)刻度调试:
①调零。在托盘中无物体时使金属滑片P处于R1最上端,此时电压表的示数为零;
②标度。每次向托盘中增加100g的砝码,在电压表指针所指位置的刻度盘上标出相应的质量值。当将1kg的物体放在托盘中,金属滑片P刚好指在距R1上端四分之一处,则“1kg”应标在电压表____V的位置上。该电子秤能测量的最大质量是_______kg,应标在电压表_____V的位置上;
(4)发现问题:
小华在标示电子秤刻度时,同组的同学发现电子秤的刻度___(选填“均匀”或“不均匀”)。
【答案】(1)2 (2)D
(3) ①. 1 ②. 4 ③. 2
(4)不均匀
【解析】
【小问1详解】
分析电路可知,R0与R1串联,无论将点“1”与点“2”连接或点“1”与点“3”连接电压表都是测量R1两端电压,而要使电子秤能正常工作(质量大小变化时,使R1连入电路中的电阻变化,从而使电压表的示数变化),应将点“1”与点“2”连接。若点“1”与点“3”连接,当物体质量变化时,R1接入电路中的电阻不变,电压表示数不变,无法完成不同质量的测量。
【小问2详解】
A.分析电路发现,R0与R1串联,电压表测量R1两端的电压,若R0断路,则电压表两接线柱不能与电源两极连通,电压表无示数。故A不符合题意;
BC.分析电路发现,R0与R1串联,电压表测量R1两端的电压,若R1短路,则电压表也被短路,此时电压表不能工作,电压表无示数。故BC不符合题意;
D.分析电路发现,R0与R1串联,电压表测量R1两端的电压,若金属滑片P处断路,则电压表串联接入电路中,电压表有示数且示数等于电源电压不变,故D符合题意。
故选D。
【小问3详解】
[1][2][3]当将1kg的物体放在托盘中,金属滑片P刚好指在距R1上端处时,连入电阻
电路中的电流为
R1两端的电压即电压表的示数为
将1kg的物体放在托盘中,金属滑片P刚好指在距R1上端处,弹簧的形变量与物体质量成正比,当R1全部接入电路中时该电子秤能测量的质量达到最大为4kg,此时电路中的电流为
R1两端的电压即电压表的示数为
所以应将4kg标在电压表2V的位置上。
【小问4详解】
R1两端的电压即电压表的示数与R1的关系为
可知U1与R1的关系不是成正比的,反映在刻度上是不均匀的。
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