内容正文:
成都七中万达学校2025---2026学年度上期半期阶段性测试
九年级物理
一、单选题
1. 在生产和生活中,常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景,以下事例中与这一特性无关的是( )
A. 夏天,景区用喷雾的方法来降温 B. 育秧苗时,傍晚往秧田中灌水保温
C. 沿海地区比内陆地区昼夜温差小 D. 冬天,暖气用热水循环给室内升温
2. 下列现象和推断不符合实际的是( )
A. 现象:抽去玻璃板,两瓶中的气体都会变成红棕色。推断:分子在不停地做无规则运动
B. 现象:稍稍用力向上拉玻璃板,弹簧测力计示数变大。推断:分子间只有引力没有斥力
C. 现象:棉花被点燃。推断:外界对物体做功,物体的内能增大,温度升高
D. 现象:当塞子跳起时瓶内出现白雾。推断:物体对外界做功,物体内能减小,温度降低
3. 如图甲所示,验电器A带负电,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,下列说法错误的是( )
A. 连接起来的瞬间负电荷由A向B移动 B. 连接起来的瞬间正电荷由B向A移动
C. 乙图中A带负电,B也带负电 D. A的张角变小,B的张角变大
4. 汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A. 甲图是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B. 由乙图可知该汽油机的效率是30%
C. 汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D. 为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值
5. 下列估测的数据最接近实际的是( )
A. 人体安全电压为36V B. 教室里照明灯的电流约为2A
C. 手电筒正常工作的电流约为10A D. 一节干电池电压为1.5V
6. 关于电路,下列说法正确的是( )
A. 教室里用电器等效的总电阻随每多开一盏灯而增大
B. 电路中的开关与被控制的灯之间应该是串联
C. 一个开关同时控制两盏灯,这两盏灯一定是串联
D. 通过两个用电器两端的电压相等,这两个用电器一定是并联
7. 关于欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A. 导体两端电压为零时,导体的电阻也为零
B. 导体的电阻与导体两端的电压成正比
C. 导体的电阻大小与电流、电压大小无关
D. 根据,对于同一段导体,电压与电流成正比
8. 迷你太阳能灯已成为常用的工具。在白天,光伏板利用太阳能给锂电池充电时,电池相当于电路中的( )
A. 导线 B. 电源 C. 开关 D. 用电器
9. 如图所示电路,下列说法错误的是( )
A. 闭合,断开,灯串联
B. 闭合,断开,灯并联
C. 闭合,断开,只有灯亮
D. 闭合,断开,只有灯亮
10. 如图所示,某款直饮水机可通过刷卡(闭合“感应”开关)或投币(闭合“投币”开关)接通供水电机取水;光线较暗时“光控”开关自动闭合,提供照明。下列简化电路图,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
11. 如图所示的电路,当电键K闭合时,可能发生的现象是( )
A. 只有L1发光
B. 只有L2发光
C. 灯丝被烧断
D. 两灯均不发光, 灯丝不会烧断
12. 如图所示的电路中,闭合开关时,下列说法正确的是( )
A. 灯 L1与灯 L2 串联
B. 开关只能控制灯L2
C. 电流表测灯 L1中的电流
D. 电流方向:从电流表经a流向开关
13. 如图是电动汽车“油门”示意图,其实质是变阻器,A、B、C是变阻器的三个接线柱。脚向下踩“油门”时,旋钮滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动,电流变大,电动机的转速加快,从而使汽车的速度增大。以下设计的四个电路图中符合要求的是( )
A. B. C. D.
14. 小阳设计一个天然气泄漏检测电路,如右图甲所示,R为气敏电阻,其阻值随天然气浓度变化曲线如图乙所示,R0为定值电阻,电源电压恒定不变。下列说法正确的是( )
A. 天然气浓度增大,气敏电阻阻值增大
B. 天然气浓度减小,电流表示数变大
C. 天然气浓度增大,电压表示数变小
D. 天然气浓度减小,电压表与电流表示数的比值不变
15. 如图所示是同学们电学探究时经常使用的电路,以下说法中错误的是( )
A. 采用此电路可以探究“电流跟电压的关系”实验时,要通过调节滑动变阻器阻值改变R两端的电压
B. 采用此电路可以测量电阻R的阻值,利用滑动变阻器,可实现多次测量,求平均值减小误差
C. 采用此电路图可以探究“电流与电阻关系”,实验时滑动变阻器的主要作用是保持R两端的电压不变,便于多次测量,求平均值,减小误差
D. 如果将电流表和电压表调换位置,闭合开关,电流表不会被烧毁
二、填空题
16. 端午节期间,小龙在家里学习时,闻到粽子的香味,这是______现象;煮粽子时,是通过______方式改变它的内能。
17. 一台单缸四冲程柴油机,飞轮转速为,该柴油机活塞对外做功____________次。火箭发动机____________(选填“属于”或“不属于”)热机
18. 如图所示,在电路中要使灯L1和L2并联,应闭合开关 ______ 。为了防止短路,不能同时闭合开关_______ 。
19. 在图(a)所示电路中,当闭合开关后,两灯泡均发光,两个电压表指针偏转均为图(b)所示,则灯泡两端的电压为____________,此时与电阻之比为____________。
20. 如图所示是灯L和电阻R的电流随电压变化图像,若将他们串联接在电路中,通过R电流为0.15A,则电源电压为 _____V,若将它们并联接在该电源两端,电路中的总电流为 _____A。
21. 如图所示电路,开关S闭合后,两灯均发光,电压表测的是灯___(选填“L1”或“L2”)两端电压.一段时间后,两灯均熄灭,但电压表有读数且示数较大,电流表无读数,则故障可能是___( 选填“L1短路”.“L1断路”或“L2断路”).
22. 如图所示是“探究导体的电阻大小跟什么因素有关”的实验装置,a为锰铜合金丝,b、c为镍铬合金丝,其中a、b长度相同,均长于c,a、b、c粗细相同。实验时通过比较________来比较合金丝电阻的大小;若想探究导体电阻的大小与材料是否有关,应将_______两根合金丝分别接入电路中。
23. 如图所示电路,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表时,甲、乙两表的示数之比为U甲∶U乙=5∶2,则R1与R2的阻值之比为______。当开关S1闭合、S2断开,甲、乙两表均为电流表时,则甲、乙两表的示数之比为______。
24. 如图甲的实验电路,电源电压恒定,是滑动变阻器,是定值电阻;图乙中的a、b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,则的阻值为____________Ω,电源电压为____________V。
三、作图题
25.
(1)根据实物连接图在方框内画出相应电路图。
(2)如图是未连接完整的电路,若要求闭合开关后,滑动变阻器的滑片P向左移动时,灯泡变亮。请将滑动变阻器正确接入电路。
四、计算题
26. 天然气灶使用方便、经济环保。如图所示,在一个标准大气压下,天然气灶将一壶质量为3kg、温度为20℃的水加热至沸腾,需要10min,(已知水的比热容为,天然气的热值为)求:
(1)水吸收的热量;
(2)若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收,烧开这壶水需要多少天然气?
27. 如图所示电路中,电源电压恒为6V,灯泡L标有“6V0.25A”字样,滑动变阻器标有“40Ω0.15A”的字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器滑片位于最左端时,灯泡恰好正常发光,此时电流表示数为0.45A。
(1)求电阻R1的阻值。
(2)只闭合开关S、S1移动滑动变阻器滑片,在确保电路安全的前提下,求电流表示数变化范围。
五、实验题
28. 某项目式学习小组探究海陆风的成因。
【任务一】探究水和沙子吸热升温的现象
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
水
20
21
22
23
24
25
26
27
28
沙子
20
25
30
35
40
45
50
55
60
(1)如图甲,在两箱子中分别装入____________相等、初温相同的水和沙子,用相同规格的两个白炽灯模拟太阳对水和沙子加热,每隔1分钟记录两数显温度计示数,如表所示。
(2)请根据表中数据,分析可得测得沙子比热容为_______________J/(kg·℃)。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]。
【任务二】模拟海边的风向
(3)如图乙,取下箱子封口盖,在侧面分别开一小孔后,接上一个两端开口的透明细管AB,将一支点燃的香放在烟管中,一段时间后,观察到白烟将会从____________(选填“A”或“B”)管口冒出,模拟风向。
(4)与“用白烟的流向模拟风向”所用方法相同的是____________(填选项前字母)。
A. 用悬挂的乒乓球靠近正在发声的音叉来说明声音产生的条件
B. 用光线来描述光的传播路径
C. 用两个大小相同的蜡烛比较像和物的大小
29. 某同学在老师的指导下对“探究电流与电压的关系”设计了三次实验电路,如图1甲、乙、丙所示。
【证据】
(1)由图1甲改进为图1乙是为保证实验过程中____________这一因素不变;由图1乙改进为图1丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能通过调节自身阻值,改变电阻两端的电压。
(2)按图1丙电路图连接好电路,闭合开关前,发现电流表指针指在零刻度线左侧,则下一步操作应该是____________。
(3)调整后开始实验,为使电阻两端电压由1.5V逐渐增大到2V、2.5V,应将滑动变阻器滑片P向____________(选填“左”或“右”)滑动。读出所对应的电流值,其中第2次的电流值如图2所示,读数为____________A。
【解释】
(4)根据实验数据可以得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成____________。
实验序号
电压U/V
电流I/A
1
1.5
0.15
2
2
3
2.5
0.25
【交流】
(5)如图3所示是其他两位同学根据测量数据作出的I-U图像,分析图像可知____________(选填“>”“<”或“=”)。
B卷
一、选择题(每小题2分,共10分。有的小题只有一个选项符合题目要求,有的小题有二个选项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选或不答的提0分)
30. 下列关于温度、内能和热量的说法正确是( )
A. 高温物体一定比低温物体内能大
B. 物体吸收热量,内能增加,温度不一定升高
C. 物体温度升高,所含有的热量一定增多
D. 物体温度升高,一定是外界对它做了功
31. 在某次实验探究活动中,小王连接的电路如图所示,各元件完好。下列实验现象分析正确的是( )
A. 将连接、的导线改接到、间,开关闭合后,两灯均发光
B. 将连接、的导线拆除,开关闭合后,只有一个灯发光
C. 将连接、的导线改接到、间,开关闭合后,两灯均发光
D. 开关闭合后,灯泡和并联,只有一个灯发光
32. “水浴法”是一种常见的加热方式,它具有加热缓慢、均匀等优点。如图1所示,川川同学将质量相等的两种物质甲和乙分别装在两个相同的试管中,并放在一个装有水的大烧杯中,用水浴法同时加热,同时观察它们的物态,并根据记录的温度和时间数据绘制成如图2所示的图像。根据她绘制的图像我们可以推测( )
A. t1~t2时间内,甲和乙内能都不增大
B. t1~t2时间内,乙物质的液态部分一定在变少
C. 0~t1时间内,甲物质吸收的热量大于乙物质吸收的热量
D. 0-t1时间内,两种物质的比热容之比
33. 为了测出未知电阻Rx的阻值,某同学利用阻值已知的电阻R0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的是(电源电压未知且不变)( )
A. B.
C. D.
34. 如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡正常发光时的电阻为20Ω,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A。在保证电路各元件安全的前提下,闭合开关S和S1,断开开关S2,将滑片P从最右端b向左最大范围移动到a点;闭合开关S和S2,断开开关S1,将滑片P从a点向右移动到最右端b。图乙是这两次实验绘制出的U-I图像,下列说法正确的是( )
A. 小灯泡的额定电压为8V,电源电压为10V
B. 闭合开关S和S1,断开开关S2,滑动变阻器R1的阻值变化范围为4~32Ω
C. 闭合开关S和S2,断开开关S1,滑片P在a点时,R2的阻值为36Ω
D. 闭合开关S和S2,小灯泡L与电流表交换位置,滑动变阻器的滑片滑到a点,电流表的示数为0.24A,小灯泡的阻值为10Ω
二、综合题(第6题4分,第7题6分。共10分)
35. 随着生活节奏加快,熬夜、饮食不规律成为部分人的生活常态,也导致了肥胖症的出现。今年,“体重管理年”行动持续推进,“体重管理”成为了备受关注的热词。如图甲所示为一款市面常见的体脂秤,使用它就可以掌握自己的体重以及身体脂肪含量情况。
(1)测量体脂率前需要先录入被测者的身高信息,才能准确计算出体脂率,因为人体身高越高,相当于导体的长度越长,电阻就越____________,会影响对人体脂肪含量的判断。
(2)体脂测量的原理是利用人的体液容易导电,而脂肪不易导电的特性,通过测量人体的电阻来计算出身体的脂肪含量。如图乙是某种体脂秤的主要工作电路,测量时人赤脚踩上a、b两处,当人的脂肪含量较前一次测量降低时,下列分析合理的是____________。
A. 人体的总电阻变大 B. 电压表的示数变小 C. 电流表的示数变小
(3)体脂秤的体重测量部分的简化电路图如图丙所示,由压敏电阻R、数字式仪表P(电阻可忽略不计)、滑动变阻器Rn、电池等元件组成。压敏电阻R在一定范围内的电阻与所受压力的关系如图丁所示,出厂前将滑动变阻器Rn调为100Ω。台板部分的质量忽略不计,电源电压为6V。则体重G与电路中电流I的关系是:G=____________。
(4)实际产品中体脂测量和体重测量两部分电路共用同一电源,分析可知,普通人使用它进行测量时,____________测量电路电流更大。
36. 小芳用如图所示电路探究黑箱内电阻连接情况,黑箱内4个相同的定值电阻以一定方式连接,每个电阻的阻值约为10Ω~20Ω,1、2、3、4为箱内线路引出的四个接线柱,M、N是接线头。电源电压恒为12V,小灯泡标有“4.8V 0.4A”字样,其阻值不变。将2、3或3、4接入电路,闭合开关,小灯泡均正常发光,电压表示数均为U1,电流表示数均为I1;当1、3或2、4接入电路时,电压表示数均为U2,电流表示数均为I2;当1、4或1、2接入电路时,电压表示数均为U3,电流表示数均为I3。,电流表、电压表均正常工作,小灯泡均发光。
(1)I2大小为多少?
(2)根据计算算出每个电阻的阻值,并画出黑箱中的连接方式;
(3)MN分别连接1、2、3、4中一到两个接线柱,请算出电路电流表示数范围(计算结果保留两位小数)。
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成都七中万达学校2025---2026学年度上期半期阶段性测试
九年级物理
一、单选题
1. 在生产和生活中,常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景,以下事例中与这一特性无关的是( )
A. 夏天,景区用喷雾的方法来降温 B. 育秧苗时,傍晚往秧田中灌水保温
C. 沿海地区比内陆地区昼夜温差小 D. 冬天,暖气用热水循环给室内升温
【答案】A
【解析】
【详解】A.夏天景区用喷雾的方法来降温,利用的是蒸发吸热,不是利用水的比热容大的特点,故A符合题意;
B.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,温度变化却很小,所以晚上向秧苗田里放水,水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗,故B不符合题意。
C.因为水的比热容大于砂石的比热容,相同质量的水和砂石吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度少,所以沿海地区昼夜温差比内陆地区小,故C不符合题意;
D.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度时,水放出的热量多,所以暖气用热水循环给室内升温,故D不符合题意。
故选A。
2. 下列现象和推断不符合实际的是( )
A. 现象:抽去玻璃板,两瓶中的气体都会变成红棕色。推断:分子在不停地做无规则运动
B. 现象:稍稍用力向上拉玻璃板,弹簧测力计示数变大。推断:分子间只有引力没有斥力
C. 现象:棉花被点燃。推断:外界对物体做功,物体的内能增大,温度升高
D. 现象:当塞子跳起时瓶内出现白雾。推断:物体对外界做功,物体内能减小,温度降低
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.抽去玻璃板后,两瓶中的气体逐渐混合,属于扩散现象,说明气体分子在不停地做无规则运动,故A正确,不符合题意;
B.缓慢向上提拉与水面接触的玻璃板,弹簧测力计示数变大,分子间同时存在引力和斥力,分子间距离较大,表现的是分子间的引力,故B错误,符合题意;
C.将活塞迅速下压,压缩气体做功,使筒内的气体内能增大,气体温度升高,达到硝化棉的燃点,使硝化棉燃烧,故C正确,不符合题意;
D.向烧瓶内打气,当瓶塞跳出时,瓶内气体膨胀对外做功,温度降低,内能减小,水蒸气液化形成白雾,说明物体对外界做功,物体内能减小,故D正确,不符合题意。
故选B。
3. 如图甲所示,验电器A带负电,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,下列说法错误的是( )
A. 连接起来的瞬间负电荷由A向B移动 B. 连接起来的瞬间正电荷由B向A移动
C. 乙图中A带负电,B也带负电 D. A的张角变小,B的张角变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.当金属棒把验电器A.、B两金属球相连时,由于A上有多余电子,则电子会发生定向移动,从A移动到B,使验电器B也带上了电。由于电子带的是负电,所以连接起来的瞬间负电荷由A向B移动,故A正确,A不符合题意;
B.由于连接起来的瞬间,移动的是带负电荷的电子,不是正电荷,故B错误,B符合题意;
C.已知验电器A带负电,B不带电。由于电子从A移动到B,则B因有多余的电子带上了负电,故C正确,C不符合题意;
D.由于A上多余的电子从A移动到B,使A的带电量减小,则A的张角变小,B的带电量增加,则B的张角变大,故D正确,D不符合题意。
故选B。
4. 汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A. 甲图是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B. 由乙图可知该汽油机的效率是30%
C. 汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D. 为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值
【答案】A
【解析】
【详解】A.如图甲所示,进气孔和排气孔都关闭,活塞向上运动,压缩气体,对气体做功,气体温度升高,这是汽油机的压缩冲程,故A正确;
B.由乙图可知该汽油机的效率为
η=100%-6%-30%-36%=28%
故B错误;
CD.热值是燃料完全燃烧时的放出的热量和质量之比,燃料的热值只与燃料的种类和状态有关,与燃料是否完全燃烧无关,燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的利用率,不会降低燃料的热值;为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的利用率,不能提高燃料的热值,故CD错误。
故选A。
5. 下列估测的数据最接近实际的是( )
A. 人体安全电压为36V B. 教室里照明灯的电流约为2A
C. 手电筒正常工作的电流约为10A D. 一节干电池电压为1.5V
【答案】D
【解析】
【详解】A.人体安全电压不高于36V,故A不符合题意;
B.教室内普通照明灯的电流约为0.2A,故B不符合题意;
C.手电筒工作时的电流约为10mA,故C不符合题意;
D.根据电压常识可知,生活中使用的新干电池一节约为1.5V,一节新的蓄电池约为2V,故D符合题意。
故选D。
6. 关于电路,下列说法正确的是( )
A. 教室里用电器等效的总电阻随每多开一盏灯而增大
B. 电路中的开关与被控制的灯之间应该是串联
C. 一个开关同时控制两盏灯,这两盏灯一定是串联
D. 通过两个用电器两端的电压相等,这两个用电器一定是并联
【答案】B
【解析】
【详解】A. 教室用电器为并联,由并联电阻规律,多开一盏灯即并联电阻个数增大,增大,减小,故A错误;
B. 开关与被控制的灯串联才能实现通断控制,故B正确;
C. 并联电路干路开关可同时控制所有支路用电器,两灯也可能为并联,故C错误;
D. 若两用电器电阻相等,串联时由,电流相同,两用电器电压也相等,不一定为并联,故D错误。
故选B。
7. 关于欧姆定律,下列说法中正确的是( )
A. 导体两端电压为零时,导体的电阻也为零
B. 导体的电阻与导体两端的电压成正比
C. 导体的电阻大小与电流、电压大小无关
D. 根据,对于同一段导体,电压与电流成正比
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.导体电阻可以用公式计算,但导体电阻由导体的材料、长度、横截面积决定,与导体两端的电压与流过导体的电流无关,故AB错误,C正确;
D.对于同一段导体,电流与电压成正比,电压是决定电流大小一个因素,可以用计算,故D错误。
故选C。
8. 迷你太阳能灯已成为常用的工具。在白天,光伏板利用太阳能给锂电池充电时,电池相当于电路中的( )
A. 导线 B. 电源 C. 开关 D. 用电器
【答案】D
【解析】
【详解】白天时光伏板利用太阳能给充电,锂电池消耗电能,所以此时锂电池相当于用电器。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
9. 如图所示电路,下列说法错误的是( )
A. 闭合,断开,灯串联
B. 闭合,断开,灯并联
C. 闭合,断开,只有灯亮
D. 闭合,断开,只有灯亮
【答案】D
【解析】
【详解】A.闭合,断开、,灯、首尾顺次连接,属于串联,故A正确,不符合题意;
B.闭合、,断开,灯、首首相连、尾尾相连,属于并联,故B正确,不符合题意;
C.闭合、,断开,只有灯接入电路,灯被短路,所以只有灯亮,故C正确,不符合题意;
D.闭合、,断开,只有灯接入电路,灯被短路,所以只有灯亮,故D错误,符合题意。
故选D。
10. 如图所示,某款直饮水机可通过刷卡(闭合“感应”开关)或投币(闭合“投币”开关)接通供水电机取水;光线较暗时“光控”开关自动闭合,提供照明。下列简化电路图,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】由题知,直饮水机既可以通过刷卡闭合“感应开关”,也可以通过投币闭合“投币开关”,来接通供水电机取水,这说明刷卡和投币互不影响,故感应开关和投币开关应是并联的,然后与电动机串联;光线较暗时“光控开关”自动闭合,接通灯泡提供照明,这说明灯泡能独立工作,故灯泡与电动机是并联的;结合图示可知,只有C符合题意。
故选C。
11. 如图所示的电路,当电键K闭合时,可能发生的现象是( )
A. 只有L1发光
B. 只有L2发光
C. 灯丝被烧断
D. 两灯均不发光, 灯丝不会烧断
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知,两个灯泡和开关是并联的,当电键K闭合时,电键K直接把电源的正负极相连,形成电源短路,会导致两灯均不发光,灯丝不会烧断。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
12. 如图所示的电路中,闭合开关时,下列说法正确的是( )
A. 灯 L1与灯 L2 串联
B. 开关只能控制灯L2
C. 电流表测灯 L1中的电流
D. 电流方向:从电流表经a流向开关
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.由图可知,L1与L2并联,开关接在干路上,控制整个电路,电流表接在L1所在支路上,测灯 L1中的电流,故AB错误,C正确;
D.电流从电源正极流出后,经开关后由a流向电流表,故D错误。
故选C。
13. 如图是电动汽车“油门”示意图,其实质是变阻器,A、B、C是变阻器的三个接线柱。脚向下踩“油门”时,旋钮滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动,电流变大,电动机的转速加快,从而使汽车的速度增大。以下设计的四个电路图中符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.图中变阻器与电动机串联,脚向下踩“油门”时,旋钮滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动,变阻器连入电路的阻值变小,电路总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中电流变大,电动机的转速加快,从而使汽车的速度增大,故A符合题意;
B.图中变阻器与电动机串联,脚向下踩“油门”时,旋钮滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动,变阻器连入电路的阻值变大,电路总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中电流变小,电动机的转速变慢,故B不符合题意;
C.图中变阻器与电动机串联,变阻器的全部阻值连入电路,脚向下踩“油门”时,变阻器连入电路的阻值不变,电路总电阻不变,由欧姆定律可知,电路中电流不变,电动机的转速不变,故C不符合题意;
D.图中变阻器与电动机并联,并联电路中,各支路独立工作,互不影响,脚向下踩“油门”时,电动机支路的电流不变,电动机的转速不变,故D不符合题意。
故选A。
14. 小阳设计一个天然气泄漏检测电路,如右图甲所示,R为气敏电阻,其阻值随天然气浓度变化曲线如图乙所示,R0为定值电阻,电源电压恒定不变。下列说法正确的是( )
A. 天然气浓度增大,气敏电阻阻值增大
B. 天然气浓度减小,电流表示数变大
C. 天然气浓度增大,电压表示数变小
D. 天然气浓度减小,电压表与电流表示数的比值不变
【答案】D
【解析】
【详解】AC.由乙图可知,天然气浓度增大,气敏电阻的阻值减小,R分得的电压减小,R0分得的电压增大,电压表示数增大,A、C错;
B.天然气浓度减小时,气敏电阻的阻值增大,电路中电流减小,B错;
D.电压表与电流表示数的比值为R0的阻值,是定值,不管天然气的浓度是增大还是减小,它都不变,D对。
故选D。
15. 如图所示是同学们电学探究时经常使用的电路,以下说法中错误的是( )
A. 采用此电路可以探究“电流跟电压的关系”实验时,要通过调节滑动变阻器阻值改变R两端的电压
B. 采用此电路可以测量电阻R的阻值,利用滑动变阻器,可实现多次测量,求平均值减小误差
C. 采用此电路图可以探究“电流与电阻关系”,实验时滑动变阻器的主要作用是保持R两端的电压不变,便于多次测量,求平均值,减小误差
D. 如果将电流表和电压表调换位置,闭合开关,电流表不会被烧毁
【答案】C
【解析】
【详解】A.探究电流跟电压的关系,需保持电阻R阻值不变,通过调节滑动变阻器连入电路的阻值改变R两端的电压,从而测量多组数据得出普遍性的规律,故A正确,不符合题意;
B.根据欧姆定律,采用此电路可以测量电阻R的阻值,在此电路中,滑动变阻器既可以起到保护电路的作用,又可以改变电路中的电流,得到多次实验数据,求平均值减小误差,故B正确,不符合题意;
C.探究电流与电阻的关系,需保持电阻R两端的电压不变,通过调节滑动变阻器连入电路的阻值保持R两端的电压,多次实验的目的是寻找普遍规律,故C错误,符合题意;
D.如果将电流表和电压表调换位置,开关闭合后,电压表串联在电路中,电路相当于开路,因此电路元件都不可能被烧毁,故D正确,不符合题意。
故选C。
二、填空题
16. 端午节期间,小龙在家里学习时,闻到粽子的香味,这是______现象;煮粽子时,是通过______方式改变它的内能。
【答案】 ①. 扩散 ②. 热传递
【解析】
【详解】[1]因组成物质的分子在永不停息地做无规则运动,所以闻到粽子的香味,属于扩散现象。
[2]煮粽子的过程中,粽子吸收热量、温度升高,煮粽子是通过热传递方式增加内能的。
17. 一台单缸四冲程柴油机,飞轮转速为,该柴油机活塞对外做功____________次。火箭发动机____________(选填“属于”或“不属于”)热机
【答案】 ①.
30 ②.
属于
【解析】
【详解】飞轮1s转动的转数为
飞轮每转动2周对外做功1次,故1s对外做功次数为 次
因火箭发动机工作时将内能转化为机械能,故属于热机。
18. 如图所示,在电路中要使灯L1和L2并联,应闭合开关 ______ 。为了防止短路,不能同时闭合开关_______ 。
【答案】 ①. S1、S3 ②. S2、S3
【解析】
【详解】[1]由电路图知道,要使电灯L1和L2并联,两只灯泡需要独立与电源组成通路,所以应闭合开关S1、S3。
[2]当电源短路时,导线直接接在了电源的两端。为了防止电路出现短路,由图知道,不能同时闭合开关S2、S3。
19. 在图(a)所示电路中,当闭合开关后,两灯泡均发光,两个电压表指针偏转均为图(b)所示,则灯泡两端的电压为____________,此时与电阻之比为____________。
【答案】 ①. 4.8 ②.
【解析】
【详解】由图(a)可知,与串联,电压表测电源总电压,电压表测两端电压。因串联电路总电压大于各支路电压,两电压表指针偏转角度相同,故电压表使用量程,分度值为0.5V;电压表使用量程,分度值为0.1V。则由图(b)可知,电源电压,两端电压,由串联电路的电压关系,两端的电压
根据串联电路的分压规律,与电阻之比
20. 如图所示是灯L和电阻R的电流随电压变化图像,若将他们串联接在电路中,通过R电流为0.15A,则电源电压为 _____V,若将它们并联接在该电源两端,电路中的总电流为 _____A。
【答案】 ①. 4 ②. 0.5
【解析】
【详解】[1]小灯泡L和电阻R串联后接在某电路,使通过R的电流为0.15A,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流I=0.15A,由图像可知,它们两端的电压分别为UL=1V,UR=3V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压为
U=UL+UR=1V+3V=4V
[2]小灯泡L和电阻R并联接在电压为4V的电源两端时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,它们两端的电压
UL实=UR实=4V
由图像可知,通过它们的电流分别为IL=0.3A,IR=0.2A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电路中的总电流为
I=IL+IR=0.3A+0.2A=0.5A
21. 如图所示电路,开关S闭合后,两灯均发光,电压表测的是灯___(选填“L1”或“L2”)两端电压.一段时间后,两灯均熄灭,但电压表有读数且示数较大,电流表无读数,则故障可能是___( 选填“L1短路”.“L1断路”或“L2断路”).
【答案】 ①. L1 ②. L1断路
【解析】
【详解】第一空.由图像可知,电压表与L1并联,因此测L1两端电压;
第二空.由电流表无示数可以初步判定电路肯定发生断路,再由电压表示数很大可以判定此时电压表串联进入电路,L2无故障,则发生断路的为L1灯泡.
22. 如图所示是“探究导体的电阻大小跟什么因素有关”的实验装置,a为锰铜合金丝,b、c为镍铬合金丝,其中a、b长度相同,均长于c,a、b、c粗细相同。实验时通过比较________来比较合金丝电阻的大小;若想探究导体电阻的大小与材料是否有关,应将_______两根合金丝分别接入电路中。
【答案】 ①. 电流表示数 ②. a、b
【解析】
【详解】实验时通过观察电流表示数来间接比较导线电阻的大小,电压一定,电流表示数越大,表明电阻越小,采用了转换法。
若想探究导体电阻的大小与材料是否有关,电阻丝的长度、横截面积相同,材料不同,应将a、b两根合金丝分别接入电路中。
23. 如图所示电路,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表时,甲、乙两表的示数之比为U甲∶U乙=5∶2,则R1与R2的阻值之比为______。当开关S1闭合、S2断开,甲、乙两表均为电流表时,则甲、乙两表的示数之比为______。
【答案】 ①. 3∶2 ②. 3∶5
【解析】
【详解】[1]由图可知,开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表时,R1与R2串联,电压表甲测电源电压,电压表乙测R2两端的电压。已知两表的示数之比为U甲∶U乙=5∶2
即电源电压与R2两端的电压之比为U∶U2=U甲∶U乙=5∶2
可得。根据串联电路电压规律可得,R1、R2两端的电压之比
根据串联电路的分压关系可得R1、R2的阻值之比为
[2]开关S1闭合、S2断开,甲、乙两表均为电流表时,R1与R2并联,电流表甲测量通过R2的电流,电流表乙测量干路中的电流,根据并联电路分流关系可得通过R1、R2的电流之比为
可得由于并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以甲、乙两表的示数之比,即通过R2的电流与总电流之比为
24. 如图甲的实验电路,电源电压恒定,是滑动变阻器,是定值电阻;图乙中的a、b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,则的阻值为____________Ω,电源电压为____________V。
【答案】 ①. 10 ②. 6
【解析】
【详解】由图甲可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压。
将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路总电阻变小,根据欧姆定律可知通过电路的电流变大,根据可知定值电阻两端的电压变大,串联电路总电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变小,据此可知图线a是通过电路的电流随电压表V1的示数变化关系图像,图线b是通过电路的电流与电压表V2的示数变化关系图像;由图线b得到的阻值为
当电压表V1、V2的示数相等时,由乙图可知此时通过电路的电流为0.3A,此时两电压表示数均为3V,串联电路总电压等于各部分电压之和,则电源电压
三、作图题
25.
(1)根据实物连接图在方框内画出相应电路图。
(2)如图是未连接完整的电路,若要求闭合开关后,滑动变阻器的滑片P向左移动时,灯泡变亮。请将滑动变阻器正确接入电路。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
电流从电源正极出发后,经过开关分为两条支路,一条支路依次经过灯泡、开关,回到电源负极;另一条支路依次经过开关、灯泡,回到电源负极,两个灯泡、为并联关系,单独控制所在支路,单独控制所在支路,在干路控制整个电路,按照该结构用规范电路元件符号画出对应电路图即可。
【小问2详解】
灯泡变亮说明滑片左移时电路电流变大,滑动变阻器接入电路的电阻需要变小。根据滑动变阻器“一上一下”的接线规则,要让滑片左移时接入的电阻丝长度变短,必须接下方的A接线柱,上方任选C或D接线柱,和灯泡右侧的接线端相连,就能满足要求。把灯泡的右接线柱和滑动变阻器的左上接线柱C(或右上接线柱D)连接起来即可。
四、计算题
26. 天然气灶使用方便、经济环保。如图所示,在一个标准大气压下,天然气灶将一壶质量为3kg、温度为20℃的水加热至沸腾,需要10min,(已知水的比热容为,天然气的热值为)求:
(1)水吸收的热量;
(2)若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收,烧开这壶水需要多少天然气?
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】解:(1)水吸收的热量
(2)若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收,则天然气燃烧释放的热量为
由可知,需要的天然气的体积为
答:(1)水吸收的热量为;
(2)若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收,烧开这壶水需要天然气。
27. 如图所示电路中,电源电压恒为6V,灯泡L标有“6V0.25A”字样,滑动变阻器标有“40Ω0.15A”的字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器滑片位于最左端时,灯泡恰好正常发光,此时电流表示数为0.45A。
(1)求电阻R1的阻值。
(2)只闭合开关S、S1移动滑动变阻器滑片,在确保电路安全的前提下,求电流表示数变化范围。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
闭合S、S1、S2,滑片在最左端时,接入电阻为0,灯泡L与并联,电流表测干路电流。灯泡正常发光,通过灯泡的电流为额定电流;由并联电路电流规律,通过的电流
由并联电路电压规律,两端电压
则电阻R1的阻值
【小问2详解】
只闭合S、S1时,与串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。滑动变阻器允许通过的最大电流为,小于电流表量程,故电路最大电流受滑动变阻器限制。此时两端电压
R2两端电压,电压表安全;
越大,电路电流越小,两端最大电压为时,电路电流最小。此时两端电压
此时电路中的最小电流
此时滑动变阻器接入阻值
滑动变阻器可达到该阻值,故最小电流为。因此电流表示数变化范围为
五、实验题
28. 某项目式学习小组探究海陆风的成因。
【任务一】探究水和沙子吸热升温的现象
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
水
20
21
22
23
24
25
26
27
28
沙子
20
25
30
35
40
45
50
55
60
(1)如图甲,在两箱子中分别装入____________相等、初温相同的水和沙子,用相同规格的两个白炽灯模拟太阳对水和沙子加热,每隔1分钟记录两数显温度计示数,如表所示。
(2)请根据表中数据,分析可得测得沙子比热容为_______________J/(kg·℃)。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]。
【任务二】模拟海边的风向
(3)如图乙,取下箱子封口盖,在侧面分别开一小孔后,接上一个两端开口的透明细管AB,将一支点燃的香放在烟管中,一段时间后,观察到白烟将会从____________(选填“A”或“B”)管口冒出,模拟风向。
(4)与“用白烟的流向模拟风向”所用方法相同的是____________(填选项前字母)。
A. 用悬挂的乒乓球靠近正在发声的音叉来说明声音产生的条件
B. 用光线来描述光的传播路径
C. 用两个大小相同的蜡烛比较像和物的大小
【答案】(1)质量 (2)
(3)B (4)A
【解析】
【小问1详解】
比较水和沙子的吸热升温情况时,应采用控制变量法,使水和沙子的质量相等、初温相同。
【小问2详解】
根据表格中的数据,在加热时间相同(即吸收的热量相同)的情况下,水和沙子升高的温度不同。在加热8min时,水吸收的热量和沙子吸收的热量相同,水升高的温度
沙子升高的温度
由,则
可得沙子的比热容
【小问3详解】
沙子升温快,其上方空气受热膨胀后密度变小,B侧上方气压较低;水上方空气温度较低、密度较大,A侧上方气压较高,空气从A侧经细管流向B侧,因此白烟随气流从B管口冒出。
【小问4详解】
用白烟的流向模拟风向”所用方法是转换法,将不可直接观察的风向转换为可直接观察的白烟流向。
A.用悬挂的乒乓球靠近正在发声的音叉来说明声音产生的条件,是转换法,把音叉的微小振动转换为乒乓球的明显摆动,与题干所用方法相同,故A符合题意;
B.用光线来描述光的传播路径是模型法,与题干所用方法不同。故B不符合题意;
C.用两个大小相同的蜡烛比较像和物的大小是等效替代法,与题干所用方法不同。故C不符合题意。
故选A。
29. 某同学在老师的指导下对“探究电流与电压的关系”设计了三次实验电路,如图1甲、乙、丙所示。
【证据】
(1)由图1甲改进为图1乙是为保证实验过程中____________这一因素不变;由图1乙改进为图1丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能通过调节自身阻值,改变电阻两端的电压。
(2)按图1丙电路图连接好电路,闭合开关前,发现电流表指针指在零刻度线左侧,则下一步操作应该是____________。
(3)调整后开始实验,为使电阻两端电压由1.5V逐渐增大到2V、2.5V,应将滑动变阻器滑片P向____________(选填“左”或“右”)滑动。读出所对应的电流值,其中第2次的电流值如图2所示,读数为____________A。
【解释】
(4)根据实验数据可以得出结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成____________。
实验序号
电压U/V
电流I/A
1
1.5
0.15
2
2
3
2.5
0.25
【交流】
(5)如图3所示是其他两位同学根据测量数据作出的I-U图像,分析图像可知____________(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)电阻 (2)对电流表进行调零
(3) ①. 右 ②. 0.20
(4)正比 (5)<
【解析】
【小问1详解】
甲图中的灯泡灯丝电阻会随温度升高而明显变化,乙图换成了定值电阻,就能保证实验过程中电阻的阻值恒定,满足控制变量的要求。
【小问2详解】
闭合开关前电流表指针就偏向零刻度线左侧,属于使用前指针没有校零的问题,此时需要断开开关,调节电流表的调零旋钮,让指针对准零刻度线。
【小问3详解】
图丙中滑动变阻器和串联,要让两端电压增大,根据串联分压规律,需要减小滑动变阻器分得的电压,也就是减小滑动变阻器接入电路的阻值。滑片向右滑动时接入电路的电阻丝长度变短、阻值变小,电路电流变大,两端电压就会升高
图二中接入的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,故读数为0.2A。
【小问4详解】
分析实验数据可以发现,电压增大为原来的几倍,对应的电流也增大为原来的几倍,故当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
【小问5详解】
根据欧姆定律,在I-U图像中,取相同的电压时,a对应的电流更大,计算可得
B卷
一、选择题(每小题2分,共10分。有的小题只有一个选项符合题目要求,有的小题有二个选项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选或不答的提0分)
30. 下列关于温度、内能和热量的说法正确是( )
A. 高温物体一定比低温物体内能大
B. 物体吸收热量,内能增加,温度不一定升高
C. 物体温度升高,所含有的热量一定增多
D. 物体温度升高,一定是外界对它做了功
【答案】B
【解析】
【详解】A.内能不仅和温度有关,还和质量、状态有关,高温物体不一定比低温物体内能大,故A错误;
B.物体吸收热量,内能增加,温度不一定升高,如晶体熔化时,吸收热量,内能增加,温度保持不变,故B正确;
C.热量是过程量,不能用含有来描述,故C错误;
D.物体温度升高,可能是外界对它做了功,也可能是从外界吸收了热量,故D错误。
故选B。
31. 在某次实验探究活动中,小王连接的电路如图所示,各元件完好。下列实验现象分析正确的是( )
A. 将连接、的导线改接到、间,开关闭合后,两灯均发光
B. 将连接、的导线拆除,开关闭合后,只有一个灯发光
C. 将连接、的导线改接到、间,开关闭合后,两灯均发光
D. 开关闭合后,灯泡和并联,只有一个灯发光
【答案】A
【解析】
【详解】A.将连接c、d的导线改接到c、e间,开关S闭合后,灯泡L1和L2并联,两灯均发光,故A正确;
B.将连接d、g的导线拆除,开关S闭合后,灯泡L1和L2串联,两灯均发光,故B错误;
C.将连接d、g的导线改接到d、e间,灯泡L2被短路,开关S闭合后,只有灯泡L1发光,故C错误;
D.由图知道,开关S闭合后,电源两端被直接用导线相连,形成电源短路,一段时间后,两节干电池会被烧坏,两灯均不会发光,故D错误。
故选A。
32. “水浴法”是一种常见的加热方式,它具有加热缓慢、均匀等优点。如图1所示,川川同学将质量相等的两种物质甲和乙分别装在两个相同的试管中,并放在一个装有水的大烧杯中,用水浴法同时加热,同时观察它们的物态,并根据记录的温度和时间数据绘制成如图2所示的图像。根据她绘制的图像我们可以推测( )
A. t1~t2时间内,甲和乙内能都不增大
B. t1~t2时间内,乙物质的液态部分一定在变少
C. 0~t1时间内,甲物质吸收的热量大于乙物质吸收的热量
D. 0-t1时间内,两种物质的比热容之比
【答案】D
【解析】
【详解】A.时间内,甲和乙持续吸热,内能增大,故A不符合题意;
B.乙物质在时间内处于熔化过程,物质由固态变为液态,液态部分变多,故B不符合题意;
C.两个试管放在同一个烧杯中用水浴法同时加热,在时间内,加热时间相同,甲、乙物质吸收的热量相同,故C不符合题意;
D.在时间内,甲、乙吸收热量相同,质量相同。甲的温度变化量,乙的温度变化量。由可得:
故D符合题意。
故选 D。
33. 为了测出未知电阻Rx的阻值,某同学利用阻值已知的电阻R0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路,其中可行的是(电源电压未知且不变)( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A.开关S1闭合,S2断开时R0和Rx串联,电流表可以测出通过Rx的电流Ix;S2闭合时为Rx的简单电路,不能直接或间接测量出Rx的电压,所以不能求出Rx的电阻。故A不符合题意;
B.开关S1闭合,S2接1时电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当S2接2时电路为未知电阻Rx的简单电路,电流表测通过Rx的电流Ix,电压则为电源电压,根据欧姆定律求出电阻。故B符合题意;
C.开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表仍测电源的电压,无法测出Rx两端的电压,所以不能求出Rx的电阻。故C不符合题意;
D.开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和Rx串联,电压表直接测量Rx两端的电压Ux,根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和,求出定值电阻两端的电压:
U0=U-Ux,
根据,求出通过定值电阻的电流。根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix=I0,根据求出电阻。故D符合题意。
故选BD。
34. 如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡正常发光时的电阻为20Ω,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A。在保证电路各元件安全的前提下,闭合开关S和S1,断开开关S2,将滑片P从最右端b向左最大范围移动到a点;闭合开关S和S2,断开开关S1,将滑片P从a点向右移动到最右端b。图乙是这两次实验绘制出的U-I图像,下列说法正确的是( )
A. 小灯泡的额定电压为8V,电源电压为10V
B. 闭合开关S和S1,断开开关S2,滑动变阻器R1的阻值变化范围为4~32Ω
C. 闭合开关S和S2,断开开关S1,滑片P在a点时,R2的阻值为36Ω
D. 闭合开关S和S2,小灯泡L与电流表交换位置,滑动变阻器的滑片滑到a点,电流表的示数为0.24A,小灯泡的阻值为10Ω
【答案】B
【解析】
【详解】A. 闭合S和,断开,L与滑动变阻器串联,电压表测电压,将滑片P从最右端b向左移动到a点的过程中,电流表、电压表示数均改变,可知图乙弯曲的线为此时的U-I图像。在保证电路各元件安全的前提下,电流最大时,,此时对应小灯泡正常发光,则小灯泡的额定电压为
电源电压,故A错误;
B. 闭合S和,断开,当电流最大时,滑动变阻器最小阻值
由图乙知当电流最小时,滑片在b端,,滑动变阻器最大阻值
所以阻值变化范围为,故B正确;
C. 闭合S和,断开时,滑动变阻器以最大阻值与串联,电压表测滑动变阻器滑片左半部分的电压,将滑片P从a点向右移动到最右端b的过程中,电流表示数不变、电压表示数改变,可知图乙竖直的线为此时的U-I图像。由图乙可知,此时,根据串联电路的欧姆定律
解得,故C错误;
D. 闭合S和,小灯泡L与电流表交换位置,则L在干路,电流表在原L支路。若断开,电流表无示数;若闭合,电流表将与滑动变阻器滑片右半部分组成的支路短路,相当于断开,此时与闭合开关S和S1,断开开关S2时的电路等价,由A选项分析可知滑动变阻器的滑片滑到a点时,电流表的示数为,小灯泡的阻值为20Ω,故D错误。
故选 B。
【分析】先分析两种开关状态下的电路连接方式,再结合U-I图像区分两次实验对应的图线:因为灯泡电阻随温度变化,其电流与电压不成正比,所以弯曲的线为小灯泡L与滑动变阻器滑片左侧部分串联的实验图线,竖直的线为滑动变阻器与串联时的实验图线。
分析电路各元件安全限制,综合电流表量程、滑动变阻器允许的最大电流、灯泡额定电流,取最小值作为电路允许的最大电流,可以利用小灯泡正常发光时的电阻这一隐含条件。
利用第一种开关状态的最大电流,使用图像两个端点的电流、电压数据,通过欧姆定律和串联电路电压规律列方程,可得到小灯泡的额定电压、电源电压及滑动变阻器R1的阻值变化范围。
利用第二种开关状态的电流和电压数据,结合滑动变阻器滑片的最大电阻,通过串联电路规律和欧姆定律可计算R2的阻值。
分析小灯泡L与电流表交换位置后的电路结构,通过分类讨论,充分利用短路的特点,找到等效电路,即可利用前述分析的结论。
二、综合题(第6题4分,第7题6分。共10分)
35. 随着生活节奏加快,熬夜、饮食不规律成为部分人的生活常态,也导致了肥胖症的出现。今年,“体重管理年”行动持续推进,“体重管理”成为了备受关注的热词。如图甲所示为一款市面常见的体脂秤,使用它就可以掌握自己的体重以及身体脂肪含量情况。
(1)测量体脂率前需要先录入被测者的身高信息,才能准确计算出体脂率,因为人体身高越高,相当于导体的长度越长,电阻就越____________,会影响对人体脂肪含量的判断。
(2)体脂测量的原理是利用人的体液容易导电,而脂肪不易导电的特性,通过测量人体的电阻来计算出身体的脂肪含量。如图乙是某种体脂秤的主要工作电路,测量时人赤脚踩上a、b两处,当人的脂肪含量较前一次测量降低时,下列分析合理的是____________。
A. 人体的总电阻变大 B. 电压表的示数变小 C. 电流表的示数变小
(3)体脂秤的体重测量部分的简化电路图如图丙所示,由压敏电阻R、数字式仪表P(电阻可忽略不计)、滑动变阻器Rn、电池等元件组成。压敏电阻R在一定范围内的电阻与所受压力的关系如图丁所示,出厂前将滑动变阻器Rn调为100Ω。台板部分的质量忽略不计,电源电压为6V。则体重G与电路中电流I的关系是:G=____________。
(4)实际产品中体脂测量和体重测量两部分电路共用同一电源,分析可知,普通人使用它进行测量时,____________测量电路电流更大。
【答案】(1)大 (2)B
(3)
(4)体重
【解析】
【小问1详解】
在材料、横截面积相同时,导体长度越长,电阻越大。
【小问2详解】
AC.脂肪不易导电,脂肪含量降低时人体总电阻变小。与人体电阻串联,总电阻变小,电路电流变大,故AC不符合题意;
B.阻值不变,电流变大,由可知两端电压变大,电源电压不变,因此人体两端电压变小;电压表测人体两端的电压,所以电压表示数变小,故B符合题意。
故选B。
【小问3详解】
由丁图可知,压敏电阻阻值R与压力F的关系为一次函数关系,当时,;当时,,所以解得压敏电阻阻值与压力的关系式为
台板质量忽略,压力等于体重,即,故
压敏电阻与滑动变阻器串联,总电阻,由欧姆定律得
整理得
【小问4详解】
人体是大电阻(通常千欧级别),而体重测量电路的总电阻是百欧级别,共用同一电源时,根据,总电阻更小的体重测量电路工作电流更大。
36. 小芳用如图所示电路探究黑箱内电阻连接情况,黑箱内4个相同的定值电阻以一定方式连接,每个电阻的阻值约为10Ω~20Ω,1、2、3、4为箱内线路引出的四个接线柱,M、N是接线头。电源电压恒为12V,小灯泡标有“4.8V 0.4A”字样,其阻值不变。将2、3或3、4接入电路,闭合开关,小灯泡均正常发光,电压表示数均为U1,电流表示数均为I1;当1、3或2、4接入电路时,电压表示数均为U2,电流表示数均为I2;当1、4或1、2接入电路时,电压表示数均为U3,电流表示数均为I3。,电流表、电压表均正常工作,小灯泡均发光。
(1)I2大小为多少?
(2)根据计算算出每个电阻的阻值,并画出黑箱中的连接方式;
(3)MN分别连接1、2、3、4中一到两个接线柱,请算出电路电流表示数范围(计算结果保留两位小数)。
【答案】(1)0.25A
(2)每个电阻的阻值均为18Ω,
(3)
【解析】
【分析】对于(3),分析所有可能的M、N接线情况,确定最大电阻和最小电阻,结合灯泡的额定电流和欧姆定律得到最大和最小电流,进而确定电流范围。
【小问1详解】
接入2、3或3、4时,此时小灯泡正常发光,电路电流等于灯泡额定电流,即;电压表测灯泡电压,因此,
可得。
小灯泡的定值电阻
接入1、3或2、4时,由于电压表始终测灯泡两端电压,因此
【小问2详解】
接入2、3或3、4时,黑箱两端的分压为
因此2、3或3、4两个接线柱之间的黑箱电阻为
接入1、3或2、4时,黑箱两端分压为
因此1、3或2、4两个接线柱之间的黑箱电阻为
结合4个相同电阻、阻值在10~20Ω的条件,可得单个定值电阻阻值为,恰好是两个18Ω电阻串联的总阻值。
黑箱连接方式:接线柱2和3之间接1个18Ω电阻,3和4之间接1个18Ω电阻;1、3接线柱间2个18Ω电阻串联,2、4接线柱间2个18Ω电阻串联。
【小问3详解】
黑箱接入电阻最小时总电阻最小,电流最大。当M、N同时接在同一个接线柱上时,黑箱被短路,接入电阻为0,总电阻仅为灯泡的电阻12Ω,此时
远大于灯泡的额定电流0.4A,会烧坏灯泡,不合理,电路中的最大电流应为灯泡的额定电流0.4A。
当M接1,N接2或4时,黑箱中三个电阻串联,接入的电阻最大
此时电路总电阻最大
最小电流
故干电路中电流表示数范围为。
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