精品解析:四川德阳市罗江中学校2025-2026学年上学期九年级物理12月阶段检测
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内容正文:
2025年12月学业监测初 2023 级 物 理 试 题
一、单选题(每小题3分,共24分)
1. 下列数据中最贴近生产生活实际的是( )
A. 人体的安全电压是36V B. 中学生的身高大约是16dm
C. 中学生体重500kg D. 期中考试考室的温度约为50℃
2. 下列说明分子动理论的基本观点的实验中,与其它实验说明的观点不同的是( )
A. 图甲中,将两个铅柱底部削平、削干净,紧紧压在一起,接触面积为,可以提起20kg的重物
B. 图乙中,将干净的玻璃板吊在弹簧测力计下面,读出弹簧测力计的示数;使玻璃板水平接触水面,稍稍用力向上拉玻璃板,弹簧测力计示数会变大
C. 图丙中,将蓝色硫酸铜溶液注入无色的清水中,一段时间后,界面逐渐变得模糊不清
D. 图丁中,固体物质很难被压缩
3. 春节期间,某学校开展了“寻根问源,记住年味”的活动,如图所示是同学们晒的“年味”照片,下列描述正确的是( )
A. 图甲中,热气腾腾的饺子入嘴时很烫,是因为饺子含有的热量很高
B. 图乙中,与盒子摩擦引燃的“滑炮”是通过热传递改变内能
C. 图丙中,“窜天猴”点火后升空过程能量转化与内燃机做功冲程相似
D. 图丁中,玉润饱满的汤圆温度降低时,内能可能不会发生变化
4. 一个阻值为20Ω的电阻,接在由4节干电池串联组成的电源上,要测这个电阻中的电流和两端的电压,电流表和电压表所选的量程应为( )
A. ;
B. ;
C. ;
D. ;
5. 有甲、乙两只灯泡,甲标有“9V 1.0A”字样,乙标有“6V 0.5A”字样。现把它们串联起来,在保证电路安全的情况下,该串联电路两端允许加的最高电压为(不考虑温度对灯泡电阻的影响)( )
A. 7.5V B. 9V C. 10.5V D. 15V
6. 如图所示,灯L1、L2完全相同,闭合开关S,发现只有一盏灯亮,且一个电表示数正常,另一个电表几乎没有示数。若电路中只有一处故障,则故障可能是( )
A. 灯L1断路 B. 灯L2断路
C. 灯L1短路 D. 灯L2短路
7. 如图所示是电阻甲和乙的U-I图象,下列说法中正确的是( )
A. 电阻甲和乙都是阻值不变的电阻
B. 当乙两端电压为2V时,R乙=5Ω
C. 甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,甲和乙的电压之比2∶1
D. 甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路总功率为1.2W
8. 在如图所示的电路中,定值电阻和滑动变阻器接入的阻值相等,闭合开关,下列操作中能够使电压表和电流表示数比值比原先小的是( )
A. 闭合开关,断开开关 B. 闭合开关,向右移动滑片P
C. 减小电源电压 D. 增大电源电压,向右移动滑片P
二、填空题(每空2分,共26分)
9. 如图所示的电阻箱的示数为______。
10. 漳州素有“瓜果之乡”的美誉,五月,正是桃子成熟的时节。漫步果园,桃香扑鼻,是因为分子的___________。桃子沐浴在阳光下,是通过___________的方式使其内能增加,日积月累,桃子愈发香甜。
11. 内燃机一个工作循环有四个冲程,题图表示的是其中的__________冲程。为了不让汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,用水来冷却汽缸是因为水的_____较大。某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min,该汽油机一秒钟总共可以完成____个冲程。
12. 如图所示的电路中,只闭合开关S2,我们发现灯泡L1较亮,而灯泡L2较暗,则通过灯泡L1的电流I1______灯泡L2的电流I2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
13. 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,通过的电流_______(选填“大于”“等于”或“小于”)通过的电流。若电阻丝,电流表示数为0.4A,1min内电流通过产生的热量为_______J。
14. 如图所示,是滑动变阻器,滑片P做成可以绕O点转动的杠杆,另一端通过可以自由转动的轻杆和浮标相连,。若油面下降,油量表示数将变___,若接入电路的阻值为时油量表指针指在4V,阻值为___Ω。
15. 如图所示的电路中,电源电压不变,R1=10Ω,R2=20Ω,当开关S闭合,甲、乙两表都为电压表时,两表的示数之比U甲∶U乙=______;当开关S断开,甲、乙两表都为电流表时,R1和R2消耗的电功率之比PR1∶PR2=______。
三、作图题(每小题2分。共6分)
16. 根据实物图,在虚线框内画出对应的电路图。(电铃用符号“”表示)
17. 如图所示是小刘同学连接的一个电路,他想让开关能同时控制两只灯泡,并且两只灯泡工作互不影响。请你用笔画线代替导线,将没有连完的电路连接完整,连线不能交叉。
18. 在电路图中的“◯”里填上电流表或电压表的符号。要求开关S闭合后,两灯能同时发光,各电表正常工作。
四、实验题(20题第4小问2分,其余每空1分,共14分)
19. 利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系,已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5、10、15、20、25。
(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整_________(导线不允许交叉);
(2)小明同学刚刚连接完电路就发现电流表有示数,说明她连接电路时没有_________开关;
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是_________;
A. 电流表坏了 B. 滑动变阻器短路
C. 电阻处接触不良 D. 电阻短路
(4)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,滑动变阻器的作用是_________,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象;
①由图象可以得出结论:_________;
②上述实验中,小明用5的电阻做完实验后,接下来的操作是,然后将10的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为_________V时,读出电流表的示数;
(5)为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于_________的滑动变阻器。
20. 某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻,所用电源电压为3V,小灯泡正常工作时的电压为2.5V。
(1)测量小灯泡电阻的原理是_________(用公式表示);
(2)实验过程中,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为2.1V,电流表的示数如图乙所示,为_________A,此时小灯泡的电阻约为_________(计算结果保留整数);
(3)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的I-U图像如图所示,该图像不是一条直线,其原因是________________________________________。接下来,小组成员又对实验过程中通过滑动变阻器的电流与其两端的电压的关系进行了思考,并大致画出了滑动变阻器的I-U图像。下图为三位同学画出的图像,其中正确的是_________(选填“A”“B”或“C”);
(4)该小组同学还想利用一块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。他选择了满足实验要求的电源、电流表A,并连接好了实验电路,如图所示。闭合开关S1、S2,读出电流表A的示数为I1;闭合开关S1、断开开关S2,读出电流表A的示数为I2。Rx的表达式是________________。
五、计算题(21题7分,22题8分)
21. 小亮家购置了一台轿车,小亮从说明书上查到轿车采用的是LFX直列四缸发动机。从网上查找到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。小亮又向爸爸询问了一些实测数据:轿车行驶的路况好,平均车速为72km/h时,发动机转速为2000r/min,行驶100km需要消耗汽油10L。求:(已知汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.7×103kg/m3)。
(1)10L汽油完全燃烧放出的热量;
(2)行驶100km汽车发动机所做的功;
(3)这辆汽车在上述状态下行驶时发动机的效率约为多少?(保留1位小数)
22. 如图甲所示电路中,电源电压保持不变,为定值电阻,,滑动变阻器R的最大阻值为100Ω。开关闭合、断开,滑片从某一位置移动到另一位置过程中,滑动变阻器消耗的功率随电流表示数变化如图乙所示。求:
(1)当电流表示数为0.4A时,滑动变阻器两端的电压;
(2)电源电压和电阻的阻值;
(3)同时闭合开关,滑片移动到最左端时,电路消耗的总功率。
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2025年12月学业监测初 2023 级 物 理 试 题
一、单选题(每小题3分,共24分)
1. 下列数据中最贴近生产生活实际的是( )
A. 人体的安全电压是36V B. 中学生的身高大约是16dm
C. 中学生体重500kg D. 期中考试考室的温度约为50℃
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.人体的安全电压是不超过36V,故A不符合题意;
B.中学生的身高大约是160cm,即16dm,故B是符合题意;
C.中学生体重50kg,故C不符合题意;
D.期中考试考室的温度约为20℃,故D不符合题意。
故选B。
2. 下列说明分子动理论的基本观点的实验中,与其它实验说明的观点不同的是( )
A. 图甲中,将两个铅柱底部削平、削干净,紧紧压在一起,接触面积为,可以提起20kg的重物
B. 图乙中,将干净的玻璃板吊在弹簧测力计下面,读出弹簧测力计的示数;使玻璃板水平接触水面,稍稍用力向上拉玻璃板,弹簧测力计示数会变大
C. 图丙中,将蓝色硫酸铜溶液注入无色的清水中,一段时间后,界面逐渐变得模糊不清
D. 图丁中,固体物质很难被压缩
【答案】C
【解析】
【详解】将两个铅柱底部削平、削干净,紧紧压在一起,接触面积为,可以提起20kg的重物,说明分子间存在引力;将干净的玻璃板吊在弹簧测力计下面,读出弹簧测力计的示数;使玻璃板水平接触水面,稍稍用力向上拉玻璃板,弹簧测力计示数会变大,说明分子间存在引力;将蓝色硫酸铜溶液注入无色的清水中,一段时间后,界面逐渐变得模糊不清,说明分子在不停地做无规则运动;固体物质很难被压缩,说明分子间存在斥力。综上可知,ABD说明的是分子间存在相互作用力,C说明分子在做无规则运动。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3. 春节期间,某学校开展了“寻根问源,记住年味”的活动,如图所示是同学们晒的“年味”照片,下列描述正确的是( )
A. 图甲中,热气腾腾的饺子入嘴时很烫,是因为饺子含有的热量很高
B. 图乙中,与盒子摩擦引燃的“滑炮”是通过热传递改变内能
C. 图丙中,“窜天猴”点火后升空过程能量转化与内燃机做功冲程相似
D. 图丁中,玉润饱满的汤圆温度降低时,内能可能不会发生变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.热气腾腾的饺子入嘴时很烫,是因为饺子温度高,热量是过程量,不能用含有描述,故A错误;
B.与盒子摩擦引燃的“滑炮”是通过做功的方式改变内能,是将机械能转化为了内能,故B错误;
C.“窜天猴”点火后升空过程中内能转化为机械能,能量转化与内燃机做功冲程相似,故C正确;
D.温度越高,分子热运动越剧烈,内能越大。玉润饱满的汤圆温度降低时,内能减小,故D错误。
故选C。
4. 一个阻值为20Ω的电阻,接在由4节干电池串联组成的电源上,要测这个电阻中的电流和两端的电压,电流表和电压表所选的量程应为( )
A. ;
B. ;
C. ;
D. ;
【答案】B
【解析】
【详解】4节干电池串联组成的电源电压约为,所以电压表应选的量程;电路中的最大电流约为
,
所以电流表应选的量程,故B符合题意,ACD不符合题意.
5. 有甲、乙两只灯泡,甲标有“9V 1.0A”字样,乙标有“6V 0.5A”字样。现把它们串联起来,在保证电路安全的情况下,该串联电路两端允许加的最高电压为(不考虑温度对灯泡电阻的影响)( )
A. 7.5V B. 9V C. 10.5V D. 15V
【答案】C
【解析】
【详解】两灯泡的电阻分别为
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的最大电流为0.5A,因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,该串联电路两端允许加的最高电压为
故选C。
6. 如图所示,灯L1、L2完全相同,闭合开关S,发现只有一盏灯亮,且一个电表示数正常,另一个电表几乎没有示数。若电路中只有一处故障,则故障可能是( )
A. 灯L1断路 B. 灯L2断路
C. 灯L1短路 D. 灯L2短路
【答案】B
【解析】
【详解】A.若灯L1断路,此时电路中只有L2接入电路,L2会亮,电压表测电源电压有示数,电流表测电路电流也有示数,不符合 “一个电表几乎没有示数”,故A不符合题意;
B.若灯L2断路,此时电路中只有L1接入电路,L1会亮,电流表测电路电流有示数,电压表与L2并联,由于L2断路,电压表相当于测断路处电压,示数几乎为0,故B符合题意;
C.若灯L1短路,L2也会被短路,两灯都不亮,不符合 “只有一盏灯亮”,故C不符合题意;
D.若灯L2短路,L1也会被短路,两灯都不亮,不符合 “只有一盏灯亮”,故D不符合题意。
故选B。
7. 如图所示是电阻甲和乙的U-I图象,下列说法中正确的是( )
A. 电阻甲和乙都是阻值不变的电阻
B. 当乙两端电压为2V时,R乙=5Ω
C. 甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,甲和乙的电压之比2∶1
D. 甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路总功率为1.2W
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图像可知,电阻甲的U-I图象是一条直线,电阻甲是阻值不变的电阻;电阻乙的U-I图象是一条曲线,电阻乙是阻值变化的电阻,故A错误;
B.当乙两端电压为2V时,通过它的电流为0.2A,它的阻值为
故B错误;
C.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,由图可知,甲两端电压为1V,乙两端电压为2V,甲和乙的电压之比1∶2,故C错误;
D.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,由图可知,通过甲的电流为0.4A,通过乙的电流为0.2A,干路电流为I干=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A
电路总功率为P=UI干=2V×0.6A=1.2W
故D正确。
故选D。
8. 在如图所示的电路中,定值电阻和滑动变阻器接入的阻值相等,闭合开关,下列操作中能够使电压表和电流表示数比值比原先小的是( )
A. 闭合开关,断开开关 B. 闭合开关,向右移动滑片P
C. 减小电源电压 D. 增大电源电压,向右移动滑片P
【答案】B
【解析】
【详解】闭合开关S2,断开S1,电路为只有滑动变阻器的简单电路,电压表测量电源电压,根据,电压表示数与电流表示数的比值为滑动变阻器的阻值。
A.闭合开关S1,断开开关S2,电路为只有定值电阻的简单电路,根据,电压表示数与电流表示数的比值为定值电阻的阻值。因为滑动变阻器接入电路的阻值与定值电阻的阻值相等,所以电压表示数与电流表示数的比值不变,故A不符合题意;
B.闭合开关,两电阻并联,无论怎样移动滑片,此时两电阻并联的总阻值都比原来只有滑动变阻器的阻值小。根据,电压表示数与电流表示数的比值为此时总电阻的阻值,故电压表示数与电流表示数的比值变小,故B符合题意;
C.减小电源电压,此时电压表示数与电流表示数的比值为滑动变阻器的阻值,滑片不动,滑动变阻器的阻值不变,电压表示数与电流表示数的比值不变,故C不符合题意;
D.增大电源电压,向右移动滑片P,此时电压表示数与电流表示数的比值为滑动变阻器的阻值,向右移动滑片P,滑动变阻器的阻值变大,故电压表示数与电流表示数的比值变大,故D不符合题意。
故选B。
二、填空题(每空2分,共26分)
9. 如图所示的电阻箱的示数为______。
【答案】20
【解析】
【详解】如图所示的电阻箱的示数为
10. 漳州素有“瓜果之乡”的美誉,五月,正是桃子成熟的时节。漫步果园,桃香扑鼻,是因为分子的___________。桃子沐浴在阳光下,是通过___________的方式使其内能增加,日积月累,桃子愈发香甜。
【答案】 ①. 无规则运动 ②. 热传递
【解析】
【详解】[1]漫步果园,桃香扑鼻,属于扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
[2]桃子沐浴在阳光下,吸收热量,内能增大,通过热传递的方式使其内能增加。
11. 内燃机一个工作循环有四个冲程,题图表示的是其中的__________冲程。为了不让汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,用水来冷却汽缸是因为水的_____较大。某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min,该汽油机一秒钟总共可以完成____个冲程。
【答案】 ①. 做功 ②. 比热容 ③. 80
【解析】
【详解】图中汽油机的两个气门都处于关闭状态,活塞向下运动,符合做功冲程的特征,因此是做功冲程。
水的比热容较大,相同质量的水和其他物质相比,升高相同温度时可以吸收更多的热量,冷却效果更好,因此用水来冷却汽缸。
飞轮1秒的转数为,由四冲程汽油机工作规律可知,飞轮每转2圈完成4个冲程,故1秒内完成的冲程数为
12. 如图所示的电路中,只闭合开关S2,我们发现灯泡L1较亮,而灯泡L2较暗,则通过灯泡L1的电流I1______灯泡L2的电流I2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】等于
【解析】
【详解】只闭合开关S2,L1、L2串联,串联电路中电流处处相等,则通过灯泡L1的电流I1等于灯泡L2的电流I2。
13. 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,通过的电流_______(选填“大于”“等于”或“小于”)通过的电流。若电阻丝,电流表示数为0.4A,1min内电流通过产生的热量为_______J。
【答案】 ①. 小于 ②. 48
【解析】
【详解】[1]图中与先并联再和并联,根据串联电路的电流特点可知,通过左端的电流等于通过右端的总电流,即;右侧与并联,根据并联电路的电流特点知,所以右边容器中的通过的电流小于左侧通过的电流;
[2]已知电阻,通过的电流为,时间
根据焦耳定律,代入数据得电流通过产生的热量为
14. 如图所示,是滑动变阻器,滑片P做成可以绕O点转动的杠杆,另一端通过可以自由转动的轻杆和浮标相连,。若油面下降,油量表示数将变___,若接入电路的阻值为时油量表指针指在4V,阻值为___Ω。
【答案】 ①. 小 ②. 20
【解析】
【详解】[1]由图可知,与串联,油量表(电压表)接在滑动变阻器的两端,测两端的电压。当油面下降时,浮标下降,在杠杆的作用下,滑片P向上移动,接入电路中的电阻变小。根据串联电路的电阻特点(R为总电阻),可知电路的总电阻变小。电源电压不变,由可知,电路中的电流I变大。的阻值不变,由可知,两端的电压变大,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,即,所以两端的电压变小,即油量表示数将变小。
[2]当接入电路的阻值为时,油量表(电压表)指针指在4V,即。根据串联电路的电压特点
可得两端的电压
因为串联电路中各处的电流相等,由可得,电路中的电流
再由可得,的阻值
15. 如图所示的电路中,电源电压不变,R1=10Ω,R2=20Ω,当开关S闭合,甲、乙两表都为电压表时,两表的示数之比U甲∶U乙=______;当开关S断开,甲、乙两表都为电流表时,R1和R2消耗的电功率之比PR1∶PR2=______。
【答案】 ①. 3∶2 ②. 2∶1
【解析】
【详解】[1]由图得,当开关S闭合,甲、乙两表都为电压表时,两电阻串联,电压表甲测量电源电压,电压表乙测量R2的电压,由串联电路特点和欧姆定律得
[2]当开关S断开,甲、乙两表都为电流表时,两电阻并联,电压相等,由得,R1和R2消耗的电功率之比
三、作图题(每小题2分。共6分)
16. 根据实物图,在虚线框内画出对应的电路图。(电铃用符号“”表示)
【答案】
【解析】
【详解】由实物图可知,灯泡与电铃串联,开关S串联在电路中控制灯和电铃,电流从电源的正极出发,依次流经开关S、电铃、灯泡,回到电源负极,如图所示:
17. 如图所示是小刘同学连接的一个电路,他想让开关能同时控制两只灯泡,并且两只灯泡工作互不影响。请你用笔画线代替导线,将没有连完的电路连接完整,连线不能交叉。
【答案】见解析
【解析】
【详解】开关能同时控制两只灯泡,并且两只灯泡工作互不影响,则两灯并联,开关接在干路上,如下所示:
18. 在电路图中的“◯”里填上电流表或电压表的符号。要求开关S闭合后,两灯能同时发光,各电表正常工作。
【答案】
【解析】
【详解】开关S闭合后,两灯能同时发光,各电表正常工作,则电流均有流过两灯泡与两电表,电压表使用时与用电器并联,电流表使用时与用电器串联,且电压表使用时相当断开的开关,电流表使用时相当导线,则上面的圆圈应为电压表,下面左边的圆圈应为电压表,下面右边的圆圈应为电流表,如图所示:
四、实验题(20题第4小问2分,其余每空1分,共14分)
19. 利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系,已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5、10、15、20、25。
(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整_________(导线不允许交叉);
(2)小明同学刚刚连接完电路就发现电流表有示数,说明她连接电路时没有_________开关;
(3)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是_________;
A. 电流表坏了 B. 滑动变阻器短路
C. 电阻处接触不良 D. 电阻短路
(4)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,滑动变阻器的作用是_________,记下电流表的示数,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象;
①由图象可以得出结论:_________;
②上述实验中,小明用5的电阻做完实验后,接下来的操作是,然后将10的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为_________V时,读出电流表的示数;
(5)为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于_________的滑动变阻器。
【答案】(1) (2)断开
(3)C (4) ①. 使定值电阻的电压保持不变 ②. 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 ③. 2.5
(5)35
【解析】
【小问1详解】
电压表应并联在定值电阻的两端,滑动变阻器两个接线柱应该一上一下,如下图所示:
【小问2详解】
小明同学刚刚连接完电路就发现电流表有示数,说明电路是通路状态,说明她连接电路时没有断开开关。
【小问3详解】
连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,说明电路可能发生了断路故障,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,说明电压表能连通电源两极,说明故障的原因是与电压表并联的滑动变阻器所在部分发生了断路(或者接触不良),故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【小问4详解】
[1]在探究“电路探究电流跟电阻的关系”的实验中,应该控制电阻两端的电压一定。本实验是通过调节滑动变阻器的滑片,使电阻两端的电压一定,所以滑动变阻器的作用是:使定值电阻的电压保持不变。
[2]由图丙所示的电流I随电阻R变化的图象可知
所以,由图象可以得出结论: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。
[3]由实验结论可知,上述实验中,应该控制电阻两端的电压为2.5V不变。小明用5的电阻做完实验后,接下来的操作是,然后将10的电阻接入电路,闭合开关,移动滑片,使电压表示数为2.5V时,读出电流表的示数。
【小问5详解】
实验中用到的电阻阻值分别为5、10、15、20、25,且控制电阻两端的电压即电压表示数为2.5V不变,所以滑动变阻器两端的电压为
当选择25Ω的电阻时,根据串联电阻的分压原理可知,即,解得,所以为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于35的滑动变阻器。
20. 某小组用图甲中的器材测量小灯泡的电阻,所用电源电压为3V,小灯泡正常工作时的电压为2.5V。
(1)测量小灯泡电阻的原理是_________(用公式表示);
(2)实验过程中,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电压表的示数为2.1V,电流表的示数如图乙所示,为_________A,此时小灯泡的电阻约为_________(计算结果保留整数);
(3)经过多次实验,测量并记录多组数据,得到小灯泡的I-U图像如图所示,该图像不是一条直线,其原因是________________________________________。接下来,小组成员又对实验过程中通过滑动变阻器的电流与其两端的电压的关系进行了思考,并大致画出了滑动变阻器的I-U图像。下图为三位同学画出的图像,其中正确的是_________(选填“A”“B”或“C”);
(4)该小组同学还想利用一块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。他选择了满足实验要求的电源、电流表A,并连接好了实验电路,如图所示。闭合开关S1、S2,读出电流表A的示数为I1;闭合开关S1、断开开关S2,读出电流表A的示数为I2。Rx的表达式是________________。
【答案】(1)
(2) ①. 0.26 ②. 8
(3) ①. 小灯泡工作时,电流通过灯丝发热,温度升高,灯丝的电阻发生变化,所以图像不是一条直线 ②. C
(4)
【解析】
【小问1详解】
测量电阻的核心原理是伏安法,通过测量导体两端电压和通过导体的电流,利用公式计算电阻。
【小问2详解】
电流表选用的是0~0.6A量程,该量程分度值为0.02A,指针指向0.2A后第3小格,读数为0.26A;
此时小灯泡的电阻约为
【小问3详解】
小灯泡工作时,电流通过灯丝发热,温度升高,灯丝的电阻发生变化(通常增大),所以图像不是一条直线,而是一条曲线。
灯泡的特点:灯丝电阻随温度升高而变大。灯泡越大,灯越亮、温度越高,越大;对应增大,但增长越来越慢(灯泡图像向上弯曲)。当变大,则就变小,同时电流变大。即滑动变阻器两端电压减小的时候,电流增大。
当大的时候(灯泡电压低、灯光暗):灯泡电阻小,电流变化快;
当变小的时候(灯泡电压高、灯光亮):灯泡电阻变大,电流增加得越来越慢。故滑动变阻器的曲线,向下弯曲。
故选C。
【小问4详解】
闭合、断开时,只有接入电路,电流表A的示数为I2,电源电压
闭合、时,两电阻并联,电流表测量干路电流,电流表A的示数为I1,通过的电流为
则电源电压
联立两式可得
五、计算题(21题7分,22题8分)
21. 小亮家购置了一台轿车,小亮从说明书上查到轿车采用的是LFX直列四缸发动机。从网上查找到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。小亮又向爸爸询问了一些实测数据:轿车行驶的路况好,平均车速为72km/h时,发动机转速为2000r/min,行驶100km需要消耗汽油10L。求:(已知汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.7×103kg/m3)。
(1)10L汽油完全燃烧放出的热量;
(2)行驶100km汽车发动机所做的功;
(3)这辆汽车在上述状态下行驶时发动机的效率约为多少?(保留1位小数)
【答案】(1)3.22×108J;(2)1.25×108J;(3)38.8%
【解析】
【详解】解:(1)10L汽油的质量为
10L汽油完全燃烧放出的热量为
(2)由图可知,当发动机转速为2000r/min时,这种轿车的输出功率为25kW,行驶100km汽车所用的时间为
行驶100km汽车发动机所做的功
(3)这辆汽车在上述状态下行驶时发动机的效率为
答:(1)10L汽油完全燃烧放出的热量为3.22×108J;
(2)行驶100km汽车发动机所做的功为1.25×108J;
(3)这辆汽车在上述状态下行驶时发动机的效率约为38.8%。
22. 如图甲所示电路中,电源电压保持不变,为定值电阻,,滑动变阻器R的最大阻值为100Ω。开关闭合、断开,滑片从某一位置移动到另一位置过程中,滑动变阻器消耗的功率随电流表示数变化如图乙所示。求:
(1)当电流表示数为0.4A时,滑动变阻器两端的电压;
(2)电源电压和电阻的阻值;
(3)同时闭合开关,滑片移动到最左端时,电路消耗的总功率。
【答案】(1)14V (2)10Ω
(3)50.4W
【解析】
【小问1详解】
开关S1闭合、S2断开时, R1和R串联在电路中,当电流表示数为0.4A时,由题图乙可知,此时滑动变阻器消耗的功率为P=5.6W,则滑动变阻器两端的电压为
【小问2详解】
当电流表示数为0.4A时,由串联电路中电压的规律及欧姆定律知,电源电压为
当电流表示数为1.1A时,由题图乙可知,此时滑动变阻器消耗的功率为P'=7.7W,则滑动变阻器两端的电压为
电源电压为
电源电压不变,则
解得U=18V,R1=10Ω。
【小问3详解】
同时闭合开关S1、S2,滑片移动到最左端时,电阻R1和R2并联,电路消耗的总功率为
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