精品解析:四川省成都市第七中学初中学校2026-2027学年上学期期中学业质量检测九年级物理
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内容正文:
2026-2027学年度上期中学业质量检测
九年级物理
A卷(100分)
一、单项选择题(每小题2分,共30分)
1. 某同学用浅绿色的洗洁精、红墨水、黄色的食用油调制了一杯“彩虹液体”,如图所示,用盖子密封好。过几天,发现不同颜色液体的界面变模糊。液面下降了一点。对上述现象的推测合理的是( )
A. 现象:液面下降;推测:液体分子变小
B. 现象:食用油在最上层;推测:食用油分子最小
C. 现象:液体分层;推测:主要是因为分子之间没有间隙
D. 现象:界面变模糊;推测:分子在不停地做无规则运动
2. “火锅”一词始见于唐代杜佑撰写的《通典》一书中,清代火锅的烹食方法与现今非常相似,如图所示是古人围炉吃火锅的场景。下列关于火锅的相关说法正确的是( )
A. 随着火锅汤的温度升高,其内能增大
B. 我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
C. 热量总是自发地从内能大的物体向内能小的物体传递
D. 锅中80℃的羊肉一定比刚放入的20℃的牛肉内能大
3. 下列说法正确的是( )
A. 因为,所以燃料的热值与燃料的质量有关
B. 汽油的热值比酒精大,所以当质量相同的酒精和汽油完全燃烧时,汽油放出的热量一定比酒精多
C. 因为,所以物质的比热容与质量大小、温度变化量和吸放热多少都有关系
D. 火箭使用液态氢作燃料,是因为液态氢比热容大
4. 在沿海地区炎热晴朗的天气里,易形成海陆风,陆风和海风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同,从而使空气对流形成风。如图为海陆风示意图,此图表示的昼夜状况和风向是( )
A. 白天,海风 B. 夜晚,陆风 C. 夜晚,海风 D. 白天,陆风
5. 如图a为航母上简化的蒸汽弹射装置,能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度,如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断正确的是( )
A. 图a中气缸内的蒸汽体积膨胀,从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B. 图b中汽油机的一个工作循环的正确顺序是甲、乙、丁、丙
C. 从能量转化角度讲,蒸汽弹射装置工作时与图b中乙图所示的原理相似
D. 图b中乙冲程的能量转化与烧水时水蒸气把壶盖顶起来的能量转化相同
6. 如图所示,兴趣小组的同学们在参观科技馆中的“静电碰碰球”,转动手柄使玻璃罩中间的大金属球带上正电,周围不带电的小金属球接触大金属球后会被弹开。下列分析正确的是( )
A. 人在转动手柄的过程中创造了电荷
B. 大金属球带正电是因为它失去了电子
C. 小金属球接触大金属球时产生从小球到大球的瞬间电流
D. 小金属球被弹开是因为异种电荷相互排斥
7. 下列物理量估测符合实际的是( )
A. 人体安全电压是220 V
B. 手机的充电电压约为5 V
C. 电视机正常工作的电流约为20 A
D. 实验室一米长的铜导线电阻约为20 Ω
8. 某“智能AI垃圾分类驿站”融合了人工智能与物联网技术和先进的语音识别技术。当市民靠近时,感应开关S1闭合,指示灯亮起;再说出垃圾名称,声控开关S2闭合,对应的分类桶盖便会自动开启;手离开5秒后动力装置会控制桶盖闭合,然后感应开关自动断开。实现了从“听声辨物”到“智能分类”再到“自动响应”的全流程智能化操作。如图中下列电路符合要求的是( )
A. B. C. D.
9. 2024年3月,四川成都双流芯谷园区企业成都华微发布全球首款10位128GSPS单芯片超高速ADC芯片,打破国外垄断、填补国内空白,制造芯片的主要材料是( )
A. 半导体材料 B. 超导材料 C. 磁性材料 D. 绝缘材料
10. 小明用如图实验装置“探究影响电阻大小的因素”,a、b为长度一样的镍铬合金,b比a横截面积大,关于此实验,下列说法正确的是 ( )
A. 小灯泡越亮,表示接入的合金丝电阻越大
B. 利用此装置能探究导体电阻大小和导体横截面积,导体长度的关系
C. 为了准确比较两条合金的电阻,可在电路中串联一个电压表
D. 断开开关,镍铬合金丝a和b的电阻都是0
11. 由欧姆定律I=变形可得R=,下列说法正确的是( )
A. 加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大
B. 通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
C. 导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体的电流成反比
D. 导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
12. 在“伏安法测电阻”的实验中,小明分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了图像,如图甲、乙所示。对于图像的分析;以下说法错误的是( )
A. 图甲是定值电阻的图像,图乙是小灯泡的图像
B. 由图像可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比
C. 由乙图及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大
D. 为了减小误差,应该用多次测量求平均值的方法,计算小灯泡的电阻
13. 如图所示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,两灯均发光,电压表示数为,过一段时间后,突然两灯均熄灭,且有一个电表的示数变大,已知两灯中仅有一个出现了故障。请你判断故障情况是( )
A. 灯短路 B. 灯短路
C. 灯断路 D. 灯断路
14. 如图所示的电路中,电源电压不变,开关闭合,开关由断开到闭合的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 电流表示数变小 B. 电压表示数变小
C. 电压表示数不变 D. 电压表和电流表示数的比值不变
15. 小欣利用已知阻值为R0的定值电阻和两块电流表测量未知电阻Rx的阻值.他选择了满足这个实验要求的器材,并连接了实验电路,如图所示.当闭合开关S时,电流表A1的示数为I1;电流表A2的示数为I2.在用I1、I2和R0表示Rx时,下列表达式正确的是
A. B.
C. D.
二、填空题(每空2分,共36分)
16. “手工拼豆”深受小朋友们喜爱。如图,制作时,先将五颜六色的塑料“豆子”按照设计好的图案整齐放在平板上;然后用熨斗熨烫,“豆子”慢慢变软,这是用________的方式增加了“豆子”的内能。在加热过程中,会闻到刺激性气味,气味弥漫这是________现象。
17. 如图,为单缸四冲程汽油机,若该汽油机转速为1200 r/min,则它每秒钟对外做功________次,在吸气冲程中,________(选填“空气”或“汽油和空气”)通过进气阀进入汽缸。
18. 电动汽车是指以车载蓄电池驱动电机行驶的车辆。当给电动汽车充电时,蓄电池相当于电路中的______。如图所示是某款车载充电线,可供三部手机同时充电,充电时三部手机的连接方式是______(填“串联”或“并联”)。
19. 在番茄上相隔一定距离分别插入铜片和锌片,即为番茄电池。将铜片、锌片与电压表相连,如图所示,此时番茄电池两端电压为___________V;铜片为番茄电池的___________(选填“正极”或“负极”)。
20. 如图甲所示的电路,闭合开关S后,两个灯泡都能发光,电流表、的指针均指在图乙所示的位置,则表的示数为________A,通过的电流为________A。
21. 为了缓解用眼疲劳,降低近视率,科技小组设计了一款“电加热眼罩”,其内部简化电路如图所示,电源电压恒定不变,通过旋转电位器的旋钮触片P可调节眼罩的温度。温度显示仪是由________(选填“电流表”或“电压表”)改装而成的,为了提高眼罩的加热温度,应________(选填“顺时针”或“逆时针”)旋转旋钮触片P。
22. 如图所示为甲乙两灯电流与电压变化关系的图像,如果把甲、乙两灯并联在9V电源上时,干路电流为___________A;如果把甲、乙两灯串联在电流为0.5A的电路中,则电源电压为___________V。
23. 如图甲所示电路中,电压表V1和V2的示数之比为2∶3,则定值电阻R1∶R2=______;若将电阻R1、R2改接为如图乙所示的电路,则电流表A1、A2的示数之比为______。
24. 如图甲所示,电源电压恒定,R0为定值电阻。闭合开关,将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中,其电流I与电压U的关系图像如图乙所示,则电源电压为______V,滑动变阻器R的最大阻值为______Ω。
三.作图与计算题(25题4分,27题6分,28题6分,共16分。计算题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分)
25.
(1)根据如图甲所示的实物连线图,在方框内画出对应的电路图。
(2)如图乙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。
26. 垃圾焚烧发电是最佳的垃圾处理方式之一,能有效实现垃圾的无害化、减量化、资源化。[干垃圾的热值为,]。
(1)完全燃烧12.6 kg干垃圾可以放出的热量是多少?
(2)若这些热量的50%被水吸收,可以使多少千克的水温度升高50℃?
27. 如图所示,电源电压恒定,R1的阻值为20 Ω,R2的阻值为10 Ω。当S闭合,S1、S2断开时,电流表的示数为0.4 A;当S、S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.9 A。求:
(1)电源两端电压U;
(2)定值电阻R3的阻值。
四.实验探究题(每空2分,共18分)
28. 为了研究不同物质的吸热能力,小明利用规格相同的电加热器给A和B液体加热,如图甲所示。图乙是他利用实验得到的数据绘制出两种液体温度随加热时间的变化图像。
(1)实验中应量取________相同的两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用相同规格的电加热器加热A和B两种液体。
(2)实验是通过________比较物质吸收热量的多少。
(3)分析图象可知,________(选填“A”或“B”)比较适合做冷却剂。
29. 如图,小冰在测量小灯泡电阻的实验中,用标有“20 Ω 2 A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、3节干电池和正常工作电压为2.5 V的小灯泡,进行实验。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片调到最________端;
(2)当电压表示数为2.5 V时,记录电流表示数为0.3 A,此时小灯泡的电阻为________Ω(保留1位小数)。
(3)测量小灯泡电阻时,不取平均值的原因是________________。
30. 在探究“电流与电压的关系”实验中,实验小组连接了如图甲所示的部分电路。
(1)仔细观察图甲,请指出电路连接过程中的不妥之处:__________;
(2)测量并将实验数据记录在表中,当电压表示数为2.0V时,电流表示数如乙图所示,为__________A;
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.15
0.25
(3)根据表中实验数据,得出的实验结论是:________________。
B卷(20分)
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;有的小题有两个选项符合要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有选错的得0分)
31. 下列说法正确的是( )
A. 通过不断的优化改进,热机效率可以达到100%
B. 一杯水喝掉一半之后,比热容仍然保持不变
C. 验电器的原理是同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
D. 0℃的冰比0℃的水感觉更冷,因为冰的内能小于水的内能
32. 小明用如图所示甲、乙两套装置,正确完成了“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”。燃料点燃直至燃尽,两个实验中液体升高的温度随时间变化的图像均如图丙所示,不考虑热量损失,以下判断正确的是( )
A. 两个实验分别要控制液体质量、燃料的体积相等
B. 两个实验都是通过温度计上升的度数反映吸收热量的多少
C. 图像一和图像二表示两种燃料的热值之比为
D. 图像一和图像二表示两种物质比热容之比为
33. 如图,在探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”实验中,电流表取0~0.6A的测量范围,电压表取0~15V的测量范围,选择阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻,先后与滑动变阻器R2串联,在能完成实验的前提下,下列判断正确的是( )
A. 若电源电压4.5V不变,控制电压为3V,则变阻器R2最大阻值至少为40Ω
B. 若变阻器R2最大阻值为20Ω,控制电压为2V,则电源电压不超过3V
C. 若电源电压为6V不变,控制电压为2V,R2最大阻值为30Ω,则只能完成三次实验
D. 若电源电压为6V不变,变阻器R2最大阻值为40Ω,则控制电压的选取范围是2~6V
34. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡电流达到最大值。滑片移动过程中电流表与两个电压表示数的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为9 V
B. 滑动变阻器的最大阻值为15 Ω
C. A为滑动变阻器的电流随电压变化的曲线
D. 滑动变阻器的阻值不可能大于灯泡的电阻
35. 如图,实验室有一个如图甲所示的电学黑箱,已知黑箱内部有两个定值电阻,外部有a、b、c三个接线柱。小红用如图乙所示的电路来研究黑箱内电阻的连接情况,已知电源电压恒定不变,R是滑动变阻器。将b、c两个接线柱接入e、f之间,闭合开关S,将R的滑片P移到最左端时,电压表示数为3.6 V,电流表示数为1.2 A;将a、c两个接线柱接入e、f之间,闭合开关S,将R的滑片P从最右端移到最左端时,电压表示数变化了0.9 V,电流表示数变化了0.1 A;将a、b两个接线柱接入e、f之间,闭合开关S,将滑动变阻器滑片移动到最右端,电流表示数为0.4 A。下列说法正确的是( )
A. 黑箱内b、c之间的阻值是3 Ω
B. 电源电压为4.5 V
C. 滑动变阻器的最大阻值是6 Ω
D. 换用不同接法后电路中最大电流可达到1.8 A
二、综合题(共10分。第6题4分,第7题6分,第7题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写出最后答案不得分)
36. 如图,电子温度计是一种用电子元件测量温度的仪器。项目学习小组想利用热敏电阻和毫安表(一种小测量范围电流表)等器材制作一个电子温度计。
项目名称:自制电子温度计
实验器材:可调学生电源(0~9 V)、热敏电阻、电阻箱R(0~9999 Ω)、毫安表(0~1 mA)、开关、导线若干。
(1)任务一:探究热敏电阻的阻值随温度t的变化规律。
①用图甲所示电路将热敏电阻置于0℃的环境中,只闭合S1,记录毫安表示数为。然后断开S1,闭合S2,调节电阻箱R直至毫安表示数为________,此时。
②将热敏电阻置于不同温度的环境中,重复步骤①,测得数据如下表:
温度t/℃
0
10
20
30
40
50
阻值/Ω
6800
4300
2800
1800
1100
800
(2)任务二:根据以上探究结果,设计并制作测量范围为20℃~50℃的电子温度计。设计思路:将器材连成如图乙所示电路,热敏电阻相当于温度计的玻璃泡,毫安表表盘(如图丙所示)直接显示对应的测量温度,请你补全制作步骤。
①调节学生电源为3 V。为了将电子温度计的最大测量值50℃标在毫安表满偏的位置,应将电阻箱阻值调在________Ω,并保持不变。
②根据计算,应将20℃的刻度线标在毫安表上________mA的刻度线上。
(3)任务三:优化与改进,增大电子温度计温度刻度线的间距。
小组成员发现制作的电子温度计的刻度盘,示数集中偏右,为更好地利用原有表盘,在原有50℃满偏刻度线不变的基础上,让20℃等其余的刻度线左移,使刻度线之间的间距变大,在不增加器材的前提下,请你提出调整方案________。
A. 增大电压,电阻箱示数增大 B. 增大电压,电阻箱示数减小
C. 减小电压,电阻箱示数增大 D. 减小电压,电阻箱示数减小
37. 如图所示电路,电源电压恒定,灯泡L₁标有“3 V 0.5 A”字样(额定电压指正常工作时最大电压为3 V,额定电流指正常工作时最大电流为0.5 A),L₂铭牌磨损、只能看清“3 V”字样(两灯灯丝电阻均恒定不变)。为滑动变阻器(允许通过的最大电流为2 A),滑片初始状态在b端。为电阻箱(最大可调电阻9999 Ω)。
(1)求灯泡L1正常发光时的电阻R1。
(2)只闭合S1(断开S2、S3),两灯均发光,此时电流表A1的示数与灯泡L1的额定电流之比为,灯泡L1两端电压与的示数之比为;再断开S1(闭合S2、S3),把电阻箱调为60 Ω,此时A2与A1的示数之比。求滑动变阻器的最大阻值和电源电压U。
(3)使两电流表接入合理但不同的测量范围。保持S1断开(闭合S2、S3),调节电阻箱和滑动变阻器,为使电流表读数准确,要求两电流表的示数都不小于各自测量范围的一半,且两电流表、滑动变阻器均安全。若电阻箱的阻值未知,为保证要求在任何情况下都能满足,求滑动变阻器接入电路的阻值范围。
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2026-2027学年度上期中学业质量检测
九年级物理
A卷(100分)
一、单项选择题(每小题2分,共30分)
1. 某同学用浅绿色的洗洁精、红墨水、黄色的食用油调制了一杯“彩虹液体”,如图所示,用盖子密封好。过几天,发现不同颜色液体的界面变模糊。液面下降了一点。对上述现象的推测合理的是( )
A. 现象:液面下降;推测:液体分子变小
B. 现象:食用油在最上层;推测:食用油分子最小
C. 现象:液体分层;推测:主要是因为分子之间没有间隙
D. 现象:界面变模糊;推测:分子在不停地做无规则运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子间存在间隙,液面下降,是由于分子间存在间隙,不是液体分子变小,故A不符合题意;
B.食用油处于最上层,是因为食用油的密度小于红墨水和洗洁精的密度,和食用油分子的大小没有关联,该推测不合理,故B不符合题意;
C.液体分层是因为不同液体的互溶性较差,同时密度存在差异,密度大的液体位于下层、密度小的位于上层,这个现象不能说明分子之间没有间隙,该推测不合理,故C不符合题意;
D.不同颜色液体的界面变模糊属于扩散现象,是不同液体的分子彼此进入对方的表现,能够说明分子在永不停息地做无规则运动,该推测合理,故D符合题意。
故选D。
2. “火锅”一词始见于唐代杜佑撰写的《通典》一书中,清代火锅的烹食方法与现今非常相似,如图所示是古人围炉吃火锅的场景。下列关于火锅的相关说法正确的是( )
A. 随着火锅汤的温度升高,其内能增大
B. 我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
C. 热量总是自发地从内能大的物体向内能小的物体传递
D. 锅中80℃的羊肉一定比刚放入的20℃的牛肉内能大
【答案】A
【解析】
【详解】A.对于同一物体(火锅汤),质量和状态不变时,温度升高,分子热运动更剧烈,内能会增大,故A正确;
B.热量是过程量,不能说物体含有热量,故B错误;
C.热传递的条件是存在温度差,热量总是自发地从温度高的物体向温度低的物体传递,内大的物体温度不一定高,故C错误;
D.内能的大小与物体的质量、温度等因素有关,羊肉和牛肉的质量未知,无法比较内能大小,故D错误。
故选A。
3. 下列说法正确的是( )
A. 因为,所以燃料的热值与燃料的质量有关
B. 汽油的热值比酒精大,所以当质量相同的酒精和汽油完全燃烧时,汽油放出的热量一定比酒精多
C. 因为,所以物质的比热容与质量大小、温度变化量和吸放热多少都有关系
D. 火箭使用液态氢作燃料,是因为液态氢比热容大
【答案】B
【解析】
【详解】A.为热值的定义式,热值仅由燃料种类决定,与燃料质量无关,故A错误;
B.燃料完全燃烧放热满足,已知,,因此,即质量相同的两种燃料完全燃烧时,汽油放出的热量更多,故B正确;
C.为比热容的定义式,比热容仅由物质种类、状态决定,与质量、温度变化量、吸放热多少无关,故C错误;
D.火箭选用液态氢作燃料,依据,是因为液态氢热值大,相同质量的液态氢完全燃烧可放出更多热量,与比热容无关,故D错误。
故选B。
4. 在沿海地区炎热晴朗的天气里,易形成海陆风,陆风和海风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同,从而使空气对流形成风。如图为海陆风示意图,此图表示的昼夜状况和风向是( )
A. 白天,海风 B. 夜晚,陆风 C. 夜晚,海风 D. 白天,陆风
【答案】B
【解析】
【详解】由于地面和海水的比热容不同,海水的比热容大于陆地的比热容,在同样太阳光的照射下,地面和大海升温和降温的快慢不同,从而使空气形成对流,白天,地面比大海升温快,地面热空气密度较小,热空气上升,海面较冷的空气就会来补充,于是冷空气沿海面吹向陆地,形成海风;晚上,地面比大海降温快,地面冷空气密度较大,冷空气下降,海面上空较热的空气就会流过来补充,在靠近地面的冷空气就会沿陆地吹向大海,形成陆风,此图表示的是晚上的陆风,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5. 如图a为航母上简化的蒸汽弹射装置,能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度,如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断正确的是( )
A. 图a中气缸内的蒸汽体积膨胀,从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B. 图b中汽油机的一个工作循环的正确顺序是甲、乙、丁、丙
C. 从能量转化角度讲,蒸汽弹射装置工作时与图b中乙图所示的原理相似
D. 图b中乙冲程的能量转化与烧水时水蒸气把壶盖顶起来的能量转化相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.图a中气缸内蒸汽体积膨胀对外做功,将内能转化为机械能,从而推动活塞使舰载机获得牵引力,故A正确;
B.甲图进气门打开、活塞向下运动为吸气冲程,乙图两气门关闭、活塞向上运动为压缩冲程,丙图两气门关闭、活塞向下运动且火花塞点火为做功冲程,丁图排气门打开、活塞向上运动为排气冲程,正确顺序为甲、乙、丙、丁,故B错误;
C.蒸汽弹射装置工作时将内能转化为机械能,图b中乙图为压缩冲程(机械能转化为内能),丙图为做功冲程(内能转化为机械能),故应与丙图原理相似,故C错误;
D.图b中乙冲程为压缩冲程,将机械能转化为内能,烧水时水蒸气把壶盖顶起来是将内能转化为机械能,两者能量转化不同,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,兴趣小组的同学们在参观科技馆中的“静电碰碰球”,转动手柄使玻璃罩中间的大金属球带上正电,周围不带电的小金属球接触大金属球后会被弹开。下列分析正确的是( )
A. 人在转动手柄的过程中创造了电荷
B. 大金属球带正电是因为它失去了电子
C. 小金属球接触大金属球时产生从小球到大球的瞬间电流
D. 小金属球被弹开是因为异种电荷相互排斥
【答案】B
【解析】
【详解】A.人在转动手柄的过程中并没有创造电荷,而是通过摩擦等方式使电荷发生了转移。故A错误;
B.原子由带正电的原子核和带负电的电子组成,电子围绕原子核运动。当物体失去电子时,由于正电荷(原子核)的数量多于负电荷(电子),物体就带上了正电。因此,大金属球带正电是因为它失去了电子。故B正确;
C.小金属球接触大金属球后带上正电荷,所以小金属 球失去电子,大金属球得到电子,电子由小金属球转移到大金属球,所以瞬间电流的方向是从大金属球到小金属球,故C错误;
D.小金属球碰上大金属球后会带上正电荷,由于同种电荷相互排斥,所以小金属球会被弹开,故D错误。
故选B。
7. 下列物理量估测符合实际的是( )
A. 人体安全电压是220 V
B. 手机的充电电压约为5 V
C. 电视机正常工作的电流约为20 A
D. 实验室一米长的铜导线电阻约为20 Ω
【答案】B
【解析】
【详解】A.人体安全电压为不高于36V,220V为我国家庭电路的供电电压,远高于安全值,故A不符合题意;
B.手机通用USB充电接口的标准电压为5V,符合实际情况,故B符合题意;
C.电视机正常工作的电流约为0.5A,远小于20A,故C不符合题意;
D.铜的导电性能优异,实验室1m长的常规铜导线电阻约为0.02Ω,远小于20Ω,故D不符合题意。
故选B。
8. 某“智能AI垃圾分类驿站”融合了人工智能与物联网技术和先进的语音识别技术。当市民靠近时,感应开关S1闭合,指示灯亮起;再说出垃圾名称,声控开关S2闭合,对应的分类桶盖便会自动开启;手离开5秒后动力装置会控制桶盖闭合,然后感应开关自动断开。实现了从“听声辨物”到“智能分类”再到“自动响应”的全流程智能化操作。如图中下列电路符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.图中各元件串联,S1闭合S2断开时,电路断路,灯不亮,故A不符合题意;
B.S1闭合后会把电动机和指示灯都短路,电源直接连通形成短路故障,不符合要求,故B不符合题意;
C.S1在干路控制整个电路,指示灯直接并联在电路两端,S2在电机的支路上单独控制电机,完全符合题目要求,故C符合题意;
D.S1仅控制电动机,S2仅控制指示灯,市民靠近S1闭合时只会启动电动机开桶盖,指示灯不会亮,不符合要求,故D不符合题意。
故选C。
9. 2024年3月,四川成都双流芯谷园区企业成都华微发布全球首款10位128GSPS单芯片超高速ADC芯片,打破国外垄断、填补国内空白,制造芯片的主要材料是( )
A. 半导体材料 B. 超导材料 C. 磁性材料 D. 绝缘材料
【答案】A
【解析】
【详解】芯片的核心元件晶体管是利用半导体材料的特性制成的,半导体材料导电性介于导体和绝缘体之间,可实现对电流的控制,是制造芯片的主要材料,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10. 小明用如图实验装置“探究影响电阻大小的因素”,a、b为长度一样的镍铬合金,b比a横截面积大,关于此实验,下列说法正确的是 ( )
A. 小灯泡越亮,表示接入的合金丝电阻越大
B. 利用此装置能探究导体电阻大小和导体横截面积,导体长度的关系
C. 为了准确比较两条合金的电阻,可在电路中串联一个电压表
D. 断开开关,镍铬合金丝a和b的电阻都是0
【答案】B
【解析】
【详解】A.小灯泡越亮,电路中的电流越大,表示接入的合金丝电阻越小,故A错误;
B.利用此装置中的一根电阻丝,用夹子改变电阻丝的长度,也可以探究导体电阻大小和长度的关系;装置中两根电阻丝的材料相同、长度相同,横截面积不同,可以探究电阻大小与横截面积的关系,故B正确;
C.为了准确比较两条合金丝的电阻,可在电路中串联一个电流表,根据电流的大小来判断电阻的大小,故C错误;
D.电阻是导体本身一种性质,与是否接入电路,是否有电流通过无关;断开开关,镍铬合金丝a和b中都没有电流通过,但它们的电阻大小不变,电阻都不是0,故D错误。
故选B。
11. 由欧姆定律I=变形可得R=,下列说法正确的是( )
A. 加在导体两端的电压越大,则导体的电阻越大
B. 通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
C. 导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体的电流成反比
D. 导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
【答案】D
【解析】
【详解】导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积和温度,与导体两端的电压和通过导体的电流无关,故ABC错误,D正确。
故选 D。
12. 在“伏安法测电阻”的实验中,小明分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象,在处理实验数据时,分别画出了图像,如图甲、乙所示。对于图像的分析;以下说法错误的是( )
A. 图甲是定值电阻的图像,图乙是小灯泡的图像
B. 由图像可知,通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比
C. 由乙图及实验现象可知小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大
D. 为了减小误差,应该用多次测量求平均值的方法,计算小灯泡的电阻
【答案】D
【解析】
【详解】A. 图甲中与图像为过原点的直线,由可知电阻不变,为定值电阻图像;图乙为曲线,电阻变化,为小灯泡图像,故A正确;
B. 图甲为过原点直线,由可知,电阻一定时,通过定值电阻的电流与其两端电压成正比,故B正确;
C. 图乙中,随电压增大,电流增大,灯泡变亮,灯丝温度升高。比较图像上任意两点,电压的变化量较大,电流的变化量较小,由可知电压与电流比值增大,即电阻随温度升高而增大,故C正确;
D. 小灯泡电阻随温度变化,不同电压下电阻不同,不能用多次测量求平均值的方法计算灯泡的电阻,故D错误。
故选D。
13. 如图所示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,两灯均发光,电压表示数为,过一段时间后,突然两灯均熄灭,且有一个电表的示数变大,已知两灯中仅有一个出现了故障。请你判断故障情况是( )
A. 灯短路 B. 灯短路
C. 灯断路 D. 灯断路
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知,闭合开关S后,两灯串联,电压表测L2两端的电压,电流表测串联电路的电流。一段时间后,两灯均熄灭,说明电路发生断路,已知两灯中仅有一个出现了故障,若灯泡L1断路,电压表未接入电路,电压表无示数,电流表无示数,不符合题意;若灯泡L2断路,电流表无示数,电压表串联接入电路,测电源电压,电压表示数变大,符合有一个电表的示数变大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
14. 如图所示的电路中,电源电压不变,开关闭合,开关由断开到闭合的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 电流表示数变小 B. 电压表示数变小
C. 电压表示数不变 D. 电压表和电流表示数的比值不变
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.开关闭合,开关断开时,、串联,电流表测电路电流,电压表测两端电压,由串联电压规律可知,电压表测部分电源电压;再闭合,被短路,单独接入电路,此时电路中的总电阻变小,根据可知,电路中的电流会变大,即电流表的示数会变大,电压表此时测电源电压,因此电压表的示数会变大,故ABC错误;
D. 电压表始终测电压,电流表始终测通过的电流,根据可知电压表和电流表示数的比值为阻值,所以电压表和电流表示数的比值不变,故D正确。
故选D。
15. 小欣利用已知阻值为R0的定值电阻和两块电流表测量未知电阻Rx的阻值.他选择了满足这个实验要求的器材,并连接了实验电路,如图所示.当闭合开关S时,电流表A1的示数为I1;电流表A2的示数为I2.在用I1、I2和R0表示Rx时,下列表达式正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由电路图可知,当闭合开关S时,R0与Rx并联,电流表A1测Rx支路的电流,电流表A2测干路电流,根据并联电路的电流特点求出通过R0的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律得出等式即可求出Rx的阻值.
【详解】由电路图可知,当闭合开关S时,R0与Rx并联,电流表A1测Rx支路的电流,电流表A2测干路电流,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R0的电流:
I0=I−Ix=I2−I1,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=可得,电源的电压:
U=I0R0=IxRx,即(I2−I1)R0=I1Rx,
解得:Rx=R0.
故选D.
二、填空题(每空2分,共36分)
16. “手工拼豆”深受小朋友们喜爱。如图,制作时,先将五颜六色的塑料“豆子”按照设计好的图案整齐放在平板上;然后用熨斗熨烫,“豆子”慢慢变软,这是用________的方式增加了“豆子”的内能。在加热过程中,会闻到刺激性气味,气味弥漫这是________现象。
【答案】 ①.
热传递 ②.
扩散
【解析】
【详解】因熨烫过程中内能发生转移,故是热传递的方式改变“豆子”的内能;因分子在永不停息地做无规则运动,故气味弥漫属于扩散现象。
17. 如图,为单缸四冲程汽油机,若该汽油机转速为1200 r/min,则它每秒钟对外做功________次,在吸气冲程中,________(选填“空气”或“汽油和空气”)通过进气阀进入汽缸。
【答案】 ①.
10 ②.
汽油和空气
【解析】
【详解】每秒飞轮转动的转数为
由四冲程汽油机工作规律可知,飞轮每转2周对外做功1次,故每秒对外做功次数为
汽油机属于点燃式内燃机,在吸气冲程中,进气阀打开、排气阀关闭,会将汽油和空气的混合气吸入汽缸,后续在压缩冲程末由火花塞点火引燃混合气。
18. 电动汽车是指以车载蓄电池驱动电机行驶的车辆。当给电动汽车充电时,蓄电池相当于电路中的______。如图所示是某款车载充电线,可供三部手机同时充电,充电时三部手机的连接方式是______(填“串联”或“并联”)。
【答案】 ①. 用电器 ②. 并联
【解析】
【详解】[1]在蓄电池充电的过程中,蓄电池消耗电能,将电能转化为化学能,此时蓄电池相当于电路中的用电器。
[2]车载充电线同时供三部手机充电,三部手机的工作互不影响,是并联连接。
19. 在番茄上相隔一定距离分别插入铜片和锌片,即为番茄电池。将铜片、锌片与电压表相连,如图所示,此时番茄电池两端电压为___________V;铜片为番茄电池的___________(选填“正极”或“负极”)。
【答案】 ①. 0.8 ②. 正极
【解析】
【详解】[1]由图可知,电压表选用的是0-3V量程,分度值为0.1V,此时电压表的示数为0.8V。
[2]电压表的正接线柱与铜片相连,指针正向偏转,说明铜片为番茄电池的正极。
20. 如图甲所示的电路,闭合开关S后,两个灯泡都能发光,电流表、的指针均指在图乙所示的位置,则表的示数为________A,通过的电流为________A。
【答案】 ①. 0.4 ②. 1.6
【解析】
【详解】由图甲可知,两灯泡并联,电流表A1测灯泡L2支路的电流,电流表A2测干路电流。两电流表指针指向相同位置,但干路电流大于支路电流,因此A1选用0~0.6A量程,读数为0.4A;A2选用0~3A量程,读数为2A。
根据并联电路电流规律,通过灯泡L1的电流为
21. 为了缓解用眼疲劳,降低近视率,科技小组设计了一款“电加热眼罩”,其内部简化电路如图所示,电源电压恒定不变,通过旋转电位器的旋钮触片P可调节眼罩的温度。温度显示仪是由________(选填“电流表”或“电压表”)改装而成的,为了提高眼罩的加热温度,应________(选填“顺时针”或“逆时针”)旋转旋钮触片P。
【答案】 ①. 电压表 ②. 顺时针
【解析】
【详解】电流表的使用规则是串联在电路中,电压表的使用规则是并联在被测电路两端。由图可见温度显示仪与电热丝是并联关系,因此它是由电压表改装而成的。
眼罩的加热温度由电热丝的发热功率决定,电热丝阻值恒定,根据公式,要提高加热温度,需要增大电热丝的实际功率,也就是要让电热丝两端的电压变大。 该电路中电位器和电热丝串联,要让电热丝分压变大,需要减小电位器接入电路的电阻,电路总电阻变小后电流变大,电热丝发热更多。观察电位器结构,顺时针旋转旋钮触片P时,电位器接入电路的电阻丝长度变短,接入电阻减小,符合要求。
22. 如图所示为甲乙两灯电流与电压变化关系的图像,如果把甲、乙两灯并联在9V电源上时,干路电流为___________A;如果把甲、乙两灯串联在电流为0.5A的电路中,则电源电压为___________V。
【答案】 ①. 1.3 ②. 13
【解析】
【详解】[1]由于并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两灯并联在9V电源上时,它们两端的电压均为9V,由图像可知,通过两灯泡的电流分别是I甲=0.8A、I乙=0.5A,又因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流是I=I甲+I乙=0.8A+0.5A=1.3A
[2]当把甲、乙两灯串联在电流为0.5A的电路中时,串联电路电流处处相等,所以通过两灯的电流都等于0.5A,由图像可知,此时甲乙灯泡两端的电压分别是U甲=4V,U乙=9V,由于串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和,则电源电压为
23. 如图甲所示电路中,电压表V1和V2的示数之比为2∶3,则定值电阻R1∶R2=______;若将电阻R1、R2改接为如图乙所示的电路,则电流表A1、A2的示数之比为______。
【答案】 ①. 2∶1 ②. 1∶3
【解析】
【详解】[1]图甲所示电路中,R1、R2串联,电压表V1测R1两端电压,V2测R1、R2总电压,示数之比为2∶3,U1∶U2=2∶1,串联电路中电流处处相等,由U=IR可得,R1∶R2=2∶1。
[2]图甲所示电路中,R1、R2并联,电流表A1测R1电流,A2测干路电流;R1、R2两端电压相等,R1∶R2=2∶1,I1∶I2=1∶2,I1∶I=1∶3,电流表A1、A2的示数之比为1∶3。
24. 如图甲所示,电源电压恒定,R0为定值电阻。闭合开关,将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中,其电流I与电压U的关系图像如图乙所示,则电源电压为______V,滑动变阻器R的最大阻值为______Ω。
【答案】 ①. 3 ②. 10
【解析】
【详解】[1][2]根据电路图可知,R0和R串联,电流表测量电路中电流,电压表测量R两端电压;当滑动变阻器R的滑片P滑到b端时,变阻器R阻值最大,电路中的电流最小,为Imin=0.2A,电压是2V,变阻器R的最大阻值
电源电压
U=IminR0+2V=0.2A×R0+2V…………①
当滑动变阻器R的滑片P滑到a端时,只有R0接入电路,变阻器阻值最小,电路中的电流最大,为Imax=0.6A,电源电压为
U=ImaxR0=0.6A×R0…………………②
由①②式可得
R0=5Ω,U=3V
三.作图与计算题(25题4分,27题6分,28题6分,共16分。计算题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分)
25.
(1)根据如图甲所示的实物连线图,在方框内画出对应的电路图。
(2)如图乙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】
从电源正极开始,依次连接灯泡、电流表、开关,回到负极,电压表并联在灯泡两端,保证元件顺序和正负极与实物图一致。
【小问2详解】
滑动变阻器的滑片P向左移动时,灯泡变亮,说明滑片P向左移动时,滑动变阻器接入的阻值变小,因此滑动变阻器A接线柱接入电路,滑动变阻器遵循一上一下的原则,串联接入电路,据此作图。
26. 垃圾焚烧发电是最佳的垃圾处理方式之一,能有效实现垃圾的无害化、减量化、资源化。[干垃圾的热值为,]。
(1)完全燃烧12.6 kg干垃圾可以放出的热量是多少?
(2)若这些热量的50%被水吸收,可以使多少千克的水温度升高50℃?
【答案】(1)
(2)
300kg
【解析】
【小问1详解】
干垃圾完全燃烧放热
【小问2详解】
垃圾燃烧放出的热量50%被水吸收,即水吸收的热量为
由得
27. 如图所示,电源电压恒定,R1的阻值为20 Ω,R2的阻值为10 Ω。当S闭合,S1、S2断开时,电流表的示数为0.4 A;当S、S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.9 A。求:
(1)电源两端电压U;
(2)定值电阻R3的阻值。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
S闭合,、断开时,和串联。总电阻
电源电压
【小问2详解】
当、、都闭合时,闭合将短路,此时和并联,电流表测干路总电流。 并联电路各支路电压等于电源电压,因此通过的电流
根据并联电路电流规律,干路电流等于各支路电流之和,因此通过的电流:
由欧姆定律,可得的阻值
四.实验探究题(每空2分,共18分)
28. 为了研究不同物质的吸热能力,小明利用规格相同的电加热器给A和B液体加热,如图甲所示。图乙是他利用实验得到的数据绘制出两种液体温度随加热时间的变化图像。
(1)实验中应量取________相同的两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用相同规格的电加热器加热A和B两种液体。
(2)实验是通过________比较物质吸收热量的多少。
(3)分析图象可知,________(选填“A”或“B”)比较适合做冷却剂。
【答案】(1)质量 (2)加热时间的长短
(3)B
【解析】
【小问1详解】
要比较不同物质的吸热能力,根据控制变量法,实验中只改变物质的种类,要控制不同物质的质量相同,所以实验中应量取质量相同的两种液体,分别倒入相同的烧杯中。
【小问2详解】
实验使用规格完全相同的电加热器,相同时间内两种液体吸收的热量相等,因此可以通过加热时间的长短来间接比较吸收热量的多少,这是转换法的应用。
【小问3详解】
从图像可知,加热相同时间(吸收相同热量)时,B液体的温度升高得更慢,说明B的比热容更大,吸热能力更强;相同条件下比热容大的物质可以吸收更多热量、升温更缓,因此更适合做冷却剂。
29. 如图,小冰在测量小灯泡电阻的实验中,用标有“20 Ω 2 A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、3节干电池和正常工作电压为2.5 V的小灯泡,进行实验。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片调到最________端;
(2)当电压表示数为2.5 V时,记录电流表示数为0.3 A,此时小灯泡的电阻为________Ω(保留1位小数)。
(3)测量小灯泡电阻时,不取平均值的原因是________________。
【答案】(1) 右 (2)8.3
(3)小灯泡的电阻随温度升高而增大,不同电压下小灯泡的温度不同,电阻也不同,取平均值没有物理意义
【解析】
【小问1详解】
闭合开关前,滑动变阻器要调到最大阻值处,起到保护电路的作用。由图可知滑片移到最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度最长,阻值最大,因此应将滑动变阻器滑片调到最右端。
【小问2详解】
小灯泡的电阻
【小问3详解】
略
30. 在探究“电流与电压的关系”实验中,实验小组连接了如图甲所示的部分电路。
(1)仔细观察图甲,请指出电路连接过程中的不妥之处:__________;
(2)测量并将实验数据记录在表中,当电压表示数为2.0V时,电流表示数如乙图所示,为__________A;
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.15
0.25
(3)根据表中实验数据,得出的实验结论是:________________。
【答案】(1)连接电路时开关没有断开 (2)0.20
(3)在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【解析】
【小问1详解】
连接电路时必须断开开关,同时闭合开关前滑动变阻器要调到最大阻值处保护电路;图甲中开关处于闭合状态,是明显的连接不妥。
【小问2详解】
图乙电流表选用的是0~0.6A量程,该量程分度值为0.02A,读数为0.20A。
【小问3详解】
本实验控制定值电阻R的阻值不变,分析表格数据可见电压增大为原来的几倍,对应的电流也增大为原来的几倍,因此得出结论:电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
B卷(20分)
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;有的小题有两个选项符合要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有选错的得0分)
31. 下列说法正确的是( )
A. 通过不断的优化改进,热机效率可以达到100%
B. 一杯水喝掉一半之后,比热容仍然保持不变
C. 验电器的原理是同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
D. 0℃的冰比0℃的水感觉更冷,因为冰的内能小于水的内能
【答案】B
【解析】
【详解】A.热机工作时不可避免存在废气散热、机械摩擦等能量损耗,由可知,,热机效率永远小于100%,故A错误;
B.比热容是物质的一种特性,仅与物质种类、状态有关,与物质质量无关,水喝掉一半后种类、状态均未改变,因此比热容保持不变,故B正确;
C.验电器的工作原理为同种电荷相互排斥,故C错误;
D.温度是表示物体冷热程度的物理量,0℃的冰与0℃的水温度相同,冷热程度一致;内能大小与物体质量、状态、温度均有关,未限定质量相等时无法比较二者内能大小,故D错误。
故选B。
32. 小明用如图所示甲、乙两套装置,正确完成了“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”。燃料点燃直至燃尽,两个实验中液体升高的温度随时间变化的图像均如图丙所示,不考虑热量损失,以下判断正确的是( )
A. 两个实验分别要控制液体质量、燃料的体积相等
B. 两个实验都是通过温度计上升的度数反映吸收热量的多少
C. 图像一和图像二表示两种燃料的热值之比为
D. 图像一和图像二表示两种物质比热容之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A. 探究不同物质吸热升温现象需控制液体质量相等,比较不同燃料燃烧放热需控制燃料质量相等,故A错误;
B.探究不同物质吸热升温现象通过加热时间反映吸收热量多少,比较不同燃料燃烧放热通过液体升高的温度反映放出热量多少,故B错误;
C.若为比较燃料热值实验,液体种类和质量相同,燃料质量相同。图像一液体升高温度
图像二液体升高温度
由可知吸收热量之比
不考虑热量损失,,由可知热值之比,故C错误;
D.若为探究物质吸热升温现象实验,燃料相同,液体质量相同。图像一加热时间,升高温度,图像二加热时间,升高温度。吸收热量之比
由可知比热容之比,故D正确。
故选D。
33. 如图,在探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”实验中,电流表取0~0.6A的测量范围,电压表取0~15V的测量范围,选择阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻,先后与滑动变阻器R2串联,在能完成实验的前提下,下列判断正确的是( )
A. 若电源电压4.5V不变,控制电压为3V,则变阻器R2最大阻值至少为40Ω
B. 若变阻器R2最大阻值为20Ω,控制电压为2V,则电源电压不超过3V
C. 若电源电压为6V不变,控制电压为2V,R2最大阻值为30Ω,则只能完成三次实验
D. 若电源电压为6V不变,变阻器R2最大阻值为40Ω,则控制电压的选取范围是2~6V
【答案】C
【解析】
【分析】本实验探究电流与电阻的关系,核心要求是更换不同定值电阻时,需保持定值电阻两端电压(控制电压)不变;与串联,电压表测量两端电压,电流表测电路中电流,由于串联电路中电压分配与电阻成正比,即,结合各选项逐一分析:
【详解】A.由于电源电压不变为4.5V,定值电阻两端电压保持为3V,则滑动变阻器两端电压始终为1.5V,根据串联电路电压之比等于电阻之比可知
则当定值电阻接入阻值最大为时,对应滑动变阻器接入阻值最大,为 ,故A错误;
B.控制电压为2V,则电源电压最小为2V,此时滑动变阻器在整个实验中接入阻值均为0,由串联分压可知,当定值电阻换用最大阻值时,滑动变阻器接入阻值越大,此时电源电压越大,则当定值电阻接滑动变阻器滑到时,此时电源电压最大,此时电压之比等于电阻之比,则滑动变阻器两端电压也为2V,因此最大电压为4V,则电源电压选取范围是,故B错误;
C.由于电源电压不变为6V,定值电阻两端电压保持为2V,则滑动变阻器两端电压始终为4V,根据串联电路电压之比等于电阻之比可知
则当滑动变阻器接入阻值最大为时,对应可进行实验的最大阻值,为
则只能进行前三次实验,故C正确;
D.由于始终保证定值电阻两端电压不变,则当换用更大阻值的定值电阻时,由串联分压可知,滑动变阻器接入阻值应相应增大,则当定值电阻接入最大阻值时,滑动变阻器滑到最大阻值处,可使定值电阻电压最小,此时电流为
则定值电阻两端最小电压为
由于电流表量程为,则电流最大为0.6A,当定值电阻阻值最小时,电流最大,则最大电压为
则控制电压的选取范围是,故D错误;
故选C。
34. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡电流达到最大值。滑片移动过程中电流表与两个电压表示数的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为9 V
B. 滑动变阻器的最大阻值为15 Ω
C. A为滑动变阻器的电流随电压变化的曲线
D. 滑动变阻器的阻值不可能大于灯泡的电阻
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电流表测电路电流。电压表测量灯泡L两端电压,电压表测量滑动变阻器两端电压,由图乙可知,当最大电流时,两个电压表示数分别为3V和9V。根据串联电路电压规律,电源电压,故A错误;
C.滑片从最右端向左滑动,变阻器接入阻值减小,电路总电阻变小,由欧姆定律可知,电路电流变大;由串联电路分压原理可知,变阻器两端电压变小,则灯泡分压增大。图乙中,曲线A电流随电压的增大而增大,故A为灯泡的I-U图像;曲线B电流随电压的增大而减小,故B为滑动变阻器的I-U图像,故C错误;
B.当滑片在最右端时,电流最小。此时两电压表示数相等(图乙最低点)即
滑动变阻器最大阻值,故B正确;
D.在电流最小处,灯泡电阻
此时,在电流最大处,变阻器电压,滑动变阻器接入电路的最小阻值
灯泡电压,阻值
滑片移动过程中,变阻器阻值从减小到,灯泡电阻从增大到,滑动变阻器的阻值始终不大于灯泡电阻,故D正确。
故选BD。
35. 如图,实验室有一个如图甲所示的电学黑箱,已知黑箱内部有两个定值电阻,外部有a、b、c三个接线柱。小红用如图乙所示的电路来研究黑箱内电阻的连接情况,已知电源电压恒定不变,R是滑动变阻器。将b、c两个接线柱接入e、f之间,闭合开关S,将R的滑片P移到最左端时,电压表示数为3.6 V,电流表示数为1.2 A;将a、c两个接线柱接入e、f之间,闭合开关S,将R的滑片P从最右端移到最左端时,电压表示数变化了0.9 V,电流表示数变化了0.1 A;将a、b两个接线柱接入e、f之间,闭合开关S,将滑动变阻器滑片移动到最右端,电流表示数为0.4 A。下列说法正确的是( )
A. 黑箱内b、c之间的阻值是3 Ω
B. 电源电压为4.5 V
C. 滑动变阻器的最大阻值是6 Ω
D. 换用不同接法后电路中最大电流可达到1.8 A
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.将b、c接入e、f,滑片移到最左端时,滑动变阻器接入电阻为0,电压表测bc两端电压,等于电源电压
电流。根据欧姆定律,故A正确,B错误;
C.a、c接入e、f时,是定值电阻,电压变化量,所以
将a、b两个接线柱接入e、f之间,闭合开关S,将滑动变阻器滑片移动到最右端,此时和滑动变阻器的总电阻串联,电流表示数为0.4 A,此时总电阻
则。结合三种接法的电阻,可推得黑箱内两个电阻分别为,
故滑动变阻器最大阻值为
故C错误;
D.将两个定值电阻并联,且滑动变阻器滑片移到最左端(接入电阻为0),总电阻
此时最大电流为
故D正确。
故选AD。
二、综合题(共10分。第6题4分,第7题6分,第7题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写出最后答案不得分)
36. 如图,电子温度计是一种用电子元件测量温度的仪器。项目学习小组想利用热敏电阻和毫安表(一种小测量范围电流表)等器材制作一个电子温度计。
项目名称:自制电子温度计
实验器材:可调学生电源(0~9 V)、热敏电阻、电阻箱R(0~9999 Ω)、毫安表(0~1 mA)、开关、导线若干。
(1)任务一:探究热敏电阻的阻值随温度t的变化规律。
①用图甲所示电路将热敏电阻置于0℃的环境中,只闭合S1,记录毫安表示数为。然后断开S1,闭合S2,调节电阻箱R直至毫安表示数为________,此时。
②将热敏电阻置于不同温度的环境中,重复步骤①,测得数据如下表:
温度t/℃
0
10
20
30
40
50
阻值/Ω
6800
4300
2800
1800
1100
800
(2)任务二:根据以上探究结果,设计并制作测量范围为20℃~50℃的电子温度计。设计思路:将器材连成如图乙所示电路,热敏电阻相当于温度计的玻璃泡,毫安表表盘(如图丙所示)直接显示对应的测量温度,请你补全制作步骤。
①调节学生电源为3 V。为了将电子温度计的最大测量值50℃标在毫安表满偏的位置,应将电阻箱阻值调在________Ω,并保持不变。
②根据计算,应将20℃的刻度线标在毫安表上________mA的刻度线上。
(3)任务三:优化与改进,增大电子温度计温度刻度线的间距。
小组成员发现制作的电子温度计的刻度盘,示数集中偏右,为更好地利用原有表盘,在原有50℃满偏刻度线不变的基础上,让20℃等其余的刻度线左移,使刻度线之间的间距变大,在不增加器材的前提下,请你提出调整方案________。
A. 增大电压,电阻箱示数增大 B. 增大电压,电阻箱示数减小
C. 减小电压,电阻箱示数增大 D. 减小电压,电阻箱示数减小
【答案】(1)
(2) ①. 2200 ②. 0.6 (3)D
【解析】
【小问1详解】
这是等效替代法测电阻:两次实验电源电压不变,先后接入热敏电阻和电阻箱,当电流表示数都为时,根据欧姆定律,两个电阻的阻值相等,因此调节电阻箱直到电流表示数为。
【小问2详解】
①50℃时热敏电阻阻值从表格得,此时毫安表满偏
串联总电阻
因此电阻箱阻值
②20℃时热敏电阻阻值,此时总电阻
对应电流
【小问3详解】
要求50℃仍对应满偏1mA,即
同时要让20℃对应的电流小于原来的0.6mA(刻度左移),即
若增大电源电压,为了保持满偏电流仍为1mA,总电阻需要同步增大,因此电阻箱的阻值也要增大。故选A。
要求50℃仍对应满偏1mA,即①
同时要让20℃对应的电流小于原来的0.6mA(刻度左移),即②
①②式联立解得
则
因此应减小电压,电阻箱示数减小,故选D。
37. 如图所示电路,电源电压恒定,灯泡L₁标有“3 V 0.5 A”字样(额定电压指正常工作时最大电压为3 V,额定电流指正常工作时最大电流为0.5 A),L₂铭牌磨损、只能看清“3 V”字样(两灯灯丝电阻均恒定不变)。为滑动变阻器(允许通过的最大电流为2 A),滑片初始状态在b端。为电阻箱(最大可调电阻9999 Ω)。
(1)求灯泡L1正常发光时的电阻R1。
(2)只闭合S1(断开S2、S3),两灯均发光,此时电流表A1的示数与灯泡L1的额定电流之比为,灯泡L1两端电压与的示数之比为;再断开S1(闭合S2、S3),把电阻箱调为60 Ω,此时A2与A1的示数之比。求滑动变阻器的最大阻值和电源电压U。
(3)使两电流表接入合理但不同的测量范围。保持S1断开(闭合S2、S3),调节电阻箱和滑动变阻器,为使电流表读数准确,要求两电流表的示数都不小于各自测量范围的一半,且两电流表、滑动变阻器均安全。若电阻箱的阻值未知,为保证要求在任何情况下都能满足,求滑动变阻器接入电路的阻值范围。
【答案】(1)
(2)
,
(3)
【解析】
【小问1详解】
灯泡L₁正常发光时,由欧姆定律得
【小问2详解】
只闭合、断开、时,、、滑动变阻器(滑片在b端,接入最大阻值)串联。由题意得电路电流
串联电路电流相等,由得,因此:
断开、闭合、时,与滑动变阻器(最大阻值)并联,测干路电流,测支路电流。
由,结合并联电路电流规律得滑动变阻器的电流
并联电路电压相等,即,代入数据得
串联时总电阻
电源电压
【小问3详解】
保持断开、闭合、时,与滑动变阻器(接入阻值)并联。
两电流表用合理且不同的量程,因干路电流大于支路电流,故A₁选量程,选量程。
由读数准确和安全要求得,,。
并联电路中滑动变阻器的电流,与无关,干路电流。
为保证任意符合条件的均满足要求,需考虑边界情况:
① 当最小()时,干路电流最小,需满足,因此:
对应滑动变阻器最大接入阻值
② 当最大()时,干路电流最大,同时需满足滑动变阻器安全。
滑动变阻器允许的最大电流为,此时总电流,满足安全,故。
对应滑动变阻器最小接入阻值
因此滑动变阻器接入电路的阻值范围为
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