精品解析:黑龙江哈尔滨市虹桥中学2026-2027学年九年级上学期期中考试物理试题
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内容正文:
虹桥中学2026—2027(上)初四学年期中学情监测(物理)
一、选择题:(1-10题为单选题;11、12为双选题,每题2分,共24分)
1. 下列数据最符合实际情况的是( )
A. 一节新干电池的电压约为1.5 V
B. 手机电池的电压约为220 V
C. 家用空调正常工作时的电流约为0.2 A
D. 实验室小灯泡灯丝的电阻通常为1000 Ω
2. 关于温度、热量和内能的说法中正确的是( )
A. 物体温度高,因为含有的热量多
B. 静止的物体没有动能,但有内能
C. 温度相等的1 kg水和1 g水的内能相同
D. 热传递过程中,热量由内能大的物体传向内能小的物体
3. 如图所示电路。若要使L1、L2两灯并联,则( )
A. 只闭合S1 B. 只闭合S3
C. 只闭合S1、S3 D. 只闭合S2、S3
4. 在图甲所示的电路中,闭合开关S后,两个灯泡都发光,电流表A1指针的位置如图乙所示,电流表A2读数是0.6A,下列说法正确的是( )
A. 灯泡L1和L2串联 B. 电流表A1的读数是0.3A
C. 通过灯L1的电流为0.9A D. 若L1的灯丝烧断,电流表A1的示数不变
5. 如图所示的电路中,闭合开关S,两只电压表的指针偏转角度相同,则灯和两端的电压之比等于( )
A. 4∶1 B. 1∶4
C. 5∶4 D. 4∶5
6. 两个未知电阻R1、R2的连接电路及电表示数关系如图所示,其中能证明的是( )
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
7. 下列常见的模拟电路中,说法正确的是( )
A. 甲图,手电筒的电路图
B. 乙图,楼道里的声光控灯,光线暗,并当有人走过发出声音时,灯才亮
C. 丙图,电冰箱的压缩机和冷藏室内的照明灯一定同时工作
D. 丁图,汽车转向灯电路,左转弯时只能左转向灯亮,右转弯时只能右转向灯亮
8. 两个电路元件和的图像如图所示,根据图像,下列说法正确的是( )
A. 元件两端的电压与通过它的电流成正比
B. 当元件两端的电压为0时,其电阻也为0
C. 将它们并联后接到电压为的电源上时,干路中的电流为
D. 将它们串联后接到电压为的电源上时,A、B电压之比为
9. 如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关、移动滑动变阻器滑片或调节电阻箱阻值,其中不能测量出阻值的电路( )
A. B.
C. D.
10. 如图是一水位监测装置电路,电源电压保持不变,是定值电阻,是竖直放置的滑动变阻器。水位变化时,浮子可带动金属杆及滑片上下移动,实现水位监测。当闭合开关,水位升高时,下列关于该装置工作过程的分析,正确的是( )
A. 滑动变阻器接入电路的阻值变大
B. 电路中的电流表示数变小
C. 电路中的电压表示数变大
D. 滑动变阻器两端的电压变大
11. 如图甲、乙所示的电路中,闭合开关,滑动变阻器滑片均向右移,下列说法正确的是( )
A. 甲图:电流表示数变小 B. 甲图:灯泡变亮
C. 乙图:电压表示数不变 D. 乙图:灯泡亮度不变
12. 如图所示电路的电源电压为6V,定值电阻标有“10Ω 1A”字样,变阻器标有“20Ω 0.5A”字样,电流表的测量范围为“0~0.6A”,电压表的测量范围为“0~3V”。在保证电路安全的情况下移动滑片时,下列说法不正确的是( )
A. 电流表的变化范围0.3~0.5A
B. 电压表的变化范围1.5~3V
C. 滑动变阻器阻值范围2~10Ω
D. 在滑片向右滑的过程中,电流表和电压表的示数都会变小
二、填空题:(共20分)
13. 如图所示是某辆汽车汽油机的能量流向图,由图可知该汽油机的效率为________,汽油机工作消耗0.5kg的汽油可以对外输出________J的有用功()。
14. 2024年5月,比亚迪推出的DM-i超级混动技术能够切换电力和汽油,发动机热效率最高可达到40%,成为全球量产车的领先技术,其发动机是汽油发动机,通过汽油燃烧产生高压气体推动活塞做功。如图是汽油机一个冲程示意图,该冲程是______冲程,其能量转化情况与图______(选填“乙”或“丙”)相同。
15. 四川人爱吃火锅。吃火锅时,在远处就能闻到浓郁的火锅味,火锅的温度越高,香味越浓,说明温度越高,分子的无规则运动越________;吃火锅时汤的内能是通过________(选填“做功”或“热传递”)的方式增加的。
16. 取两个均不带电的验电器A和B,先用与毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器A的金属球,观察到金属箔张开一定角度,如图,这是因为金属箔片都带______(选填“正”或“负”)电荷而相互排斥;接着用带绝缘柄的金属棒把两验电器的金属球连接起来,则电流的方向是______(选填“从A到B”或“从B到A”)。
17. 如图甲电阻箱的读数为________Ω;在家用台灯中,想要通过电位器(如图乙所示)调节亮度,图丙是电位器的结构示意图,A、B、C是它的三个接线柱,若逆时针转动旋钮时,灯泡亮度变亮,电位器接入电路中的两个接线柱是________。
18. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻。只闭合开关,电流表A的示数为0.3 A;再闭合开关,电流表A的示数变化了0.1 A。则电源电压为________V;定值电阻的阻值为________Ω。
19. 图(a)是小文在实验室发现的一卷导线,其内部由两根粗细相同带有绝缘外皮的导线并行绕制而成。已知单根导线每米的电阻约为0.2Ω。为估算这卷导线的长度,她将两根导线的两端分别连接,使两根导线并联接入图(b)所示电路进行测量。电压表的示数为6V,电流表的示数为0.3A。则两根导线并联后的总电阻为______Ω;这卷导线的长度约为______m。
20. 一只小灯泡的额定电压为8V,正常发光时通过它的电流为0.4A,现将该小灯泡接在12V的电源上,为使其正常发光,应_____联一个_____Ω的电阻。
21. 如图所示为电子量角器的简化电路图,粗细均匀的电阻丝AB弯成半圆形,O为圆心,金属滑片OP与电阻丝接触良好,指针(即滑片OP)的旋转角度为。是阻值为10Ω的定值电阻,当将滑片OP旋转至A处时,电路中电流为0.6A,则电源电压为________V。当为90°时,电流表示数为0.2A,则此时电阻丝连入电路中的电阻为________Ω。
22. 如图甲所示的电路,为定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器R的阻值,记录电压表、电流表的示数,作出U-I关系图像如图乙①所示。已知某小灯泡的U-I图像如图乙②所示,现用该小灯泡替换图甲中的滑动变阻器,电路其他元件不变。则此时小灯泡的电阻为________Ω,电源电压为________V。
三、作图题:(每题2分,共4分)
23. 如图是《用电压表和电流表测量小灯泡电阻》实验实物图的一部分,电源电压为4.5 V,小灯泡标有3.8 V的字样,电压表仅有0~3 V测量范围能正常使用,请用笔画线代替导线将电压表接入电路,使电路能测量灯泡正常工作时的电压值和电流值。
24. 公园里的无人售卖机有两种付款方式,投币或扫码,付款成功后电动机转动送出饮料。它的模拟电路如图所示,请你用笔画线代替导线将电路连接好(导线不能交叉),以实现闭合(投币)或闭合(扫码付款),均可成功购物。
四、实验探究题:(共4小题,共26分)
25. 学习了比热容知识后,同学们利用如图所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。
(1)器材:相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个,以及________(填测量工具)、托盘天平(含砝码)、水和煤油。
(2)选取两个相同规格的电加热器,目的是为了通过比较________来比较物质吸收热量的多少。
(3)小虹选取初温相同、质量相同的水和煤油,当它们吸收相同的热量时,通过比较________来比较不同物质吸热能力。小虹根据测量数据绘制的图像如图甲,分析可知,图像________(A或B)是煤油;________(水或煤油)的吸热能力较强。
(4)小桥选取了质量不同的两种液体甲、乙,已知m甲<m乙,绘制的图像如图乙所示,根据图像中0-30 s的图线及所给信息可得( )
A. 甲比乙的比热容大
B. 乙比甲的比热容大
C. 无法比较比热容大小
26. 为了“探究电压一定时电流与电阻的关系”,兴趣小组的同学准备了实验器材:电源(电压恒为4.5 V)、电流表(量程为0-0.6 A)、电压表(量程为0-3 V)、规格为“40 Ω,1 A”的滑动变阻器、定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω各一个)、开关和导线若干。
(1)如图甲,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移到________(填“A”或“B”)端,闭合开关后,电压表有示数,电流表几乎无示数,可能是定值电阻R________(填“断路”或“短路”)。
(2)排除故障后,某同学先将5 Ω的定值电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2 V,并记下对应的电流表示数,此时滑动变阻器接入阻值为R1。将5 Ω的定值电阻换成10 Ω的定值电阻后,移动滑动变阻器的滑片至最大阻值处,闭合开关,接下来的操作是:________________,记录对应电流表的示数。此时滑动变阻器接入阻值为R2。则R2________R1(填>、<或=)。
(3)小虹同学根据测得的实验数据绘制出电流I随定值电阻R变化的图像如图乙所示。分析图像可得到的结论是:________________________________。
(4)根据题中的器材,在上面的实验中,控制定值电阻两端的电压应在________________之间选取。
27. 物理兴趣小组找到一卷铭牌磨损的合金丝,开展系列探究实验。
(1)小虹同学截取了一段合金丝进行伏安法测电阻实验:测量多组数据并绘制了如图甲所示的合金丝I-U图像,可计算得出该合金丝的阻值为________Ω。
(2)小桥想利用一只最大电阻为R的滑动变阻器,测量截取的合金丝的阻值,他设计的电路如图乙所示。请你将实验过程补充完整。
①根据图乙连接电路,检查无误后闭合开关;
②将滑动变阻器的滑片移至右端的最大阻值处,记录此时电流表示数为I1;
③______________________________________,记录此时电流表示数为I2;
④截取的合金丝电阻________(用R和②③中测出的物理量的符号表示)。
(3)小明设计了如图丙所示的电路,,多次改变接入合金丝的长度,记录实验数据如下表,分析数据,并利用导体的材料、横截面积一定时,导体的电阻和导体的长度________(选填“成正比”或“成反比”),可计算出:该磨损合金丝的规格为________Ω/m,本次实验的电源电压为________V。
电阻丝的长度l/cm
10
20
25
40
60
电压表示数U/V
2.4
1.8
1.6
1.2
0.9
28. 某同学在灯下看书时光线刺眼,因此他想制作一盏简易调光台灯。于是他选用2节干电池、标有“2.5 V”字样的小灯泡、若干导线、不同材料的电阻丝设计如图a所示的模拟电路。
电阻丝
长度/m
横截面积/mm2
电阻/Ω
镍铬合金丝
1.0
0.2
60
铁丝
1.0
0.2
0.5
(1)根据表中信息,应选用________(选填“镍铬合金丝”或“铁丝”)作为调光变阻器,实现更明显调光。
(2)在图a中,固定夹子A,移动夹子B,通过改变接入电路中电阻丝的________________,改变了电路中的电阻,达到调光的目的。若使小灯泡变暗,应将夹子B向________(选填“左”或“右”)滑动。
(3)给图a中小灯泡串联一个电流表,并联一个电压表,缓慢移动夹子B,使小灯泡两端电压逐次下降。当小灯泡两端电压为0.5 V时,电流表示数如图b,为________A。测得各组数据如下表。
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.3
0.26
0.24
0.21
0.19
0.05
(4)数据处理
小灯泡正常工作时的阻值为________Ω(结果保留一位小数);小灯泡正常工作时的阻值________(选填“大于”“小于”)其在0.5 V电压下的阻值。实验小组发现,小灯泡的阻值不是定值。
(5)实验拓展
①实验小组还发现小灯泡工作时会发热,进而提出以下猜想:
猜想一:灯丝温度一定时,灯丝两端电压越高,电阻越大;
猜想二:灯丝两端电压一定时,灯丝温度越高,电阻越大。
②将图c所示的已拆除玻璃灯罩的小灯泡接入原电路,保持其两端电压为0.5 V,用酒精灯对灯丝加热,发现电流表示数明显减小,以上实验操作是为了验证猜想________(选填“一”“二”),该猜想________(选填“被验证”“被否定”)
五、计算题:
29. 如图所示,R1和R2为两个定值电阻,其中电阻R1的阻值为20Ω,电源两端的电压保持不变。当开关S1闭合,S2断开时,电流表示数为0.3A;当开关S1、S2均闭合时,电流表示数为0.5A。
(1)求电源两端的电压U;
(2)求开关S1、S2均闭合时,通过R2的电流;
(3)求电阻R2的阻值。
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虹桥中学2026—2027(上)初四学年期中学情监测(物理)
一、选择题:(1-10题为单选题;11、12为双选题,每题2分,共24分)
1. 下列数据最符合实际情况的是( )
A. 一节新干电池的电压约为1.5 V
B. 手机电池的电压约为220 V
C. 家用空调正常工作时的电流约为0.2 A
D. 实验室小灯泡灯丝的电阻通常为1000 Ω
【答案】A
【解析】
【详解】A.一节新干电池的电压约为1.5V,故A符合题意;
B.手机电池的工作电压约为3.7V,220V是我国家庭电路的供电电压,故B不符合题意;
C.家用空调正常工作电流约为,远大于0.2A,故C不符合题意;
D.实验室常用小灯泡灯丝电阻约为,远小于1000Ω,故D不符合题意。
故选A。
2. 关于温度、热量和内能的说法中正确的是( )
A. 物体温度高,因为含有的热量多
B. 静止的物体没有动能,但有内能
C. 温度相等的1 kg水和1 g水的内能相同
D. 热传递过程中,热量由内能大的物体传向内能小的物体
【答案】B
【解析】
【详解】A.热量是热传递过程中的过程量,不能表述为物体“含有热量”,故A错误;
B.动能大小与物体运动速度有关,静止的物体速度为0,没有动能;内能是物体内所有分子热运动动能和分子势能的总和,一切物体都具有内能,故B正确;
C.内能与物体的温度、质量、状态有关,温度相等时,1kg水质量远大于1g水,内能更大,故C错误;
D.热传递的条件是存在温度差,热量由温度高的物体传向温度低的物体,与内能大小无关,故D错误。
故选B。
3. 如图所示电路。若要使L1、L2两灯并联,则( )
A. 只闭合S1 B. 只闭合S3
C. 只闭合S1、S3 D. 只闭合S2、S3
【答案】D
【解析】
【详解】A.只闭合S1,L1和L2串联,故A不符合题意;
B.只闭合S3,电路仅L2工作,故B不符合题意;
C.只闭合S1、S3,L1被短路,只有L2工作,故C不符合题意;
D.只闭合S2、S3,L1和L2并联,故D符合题意。
故选D。
4. 在图甲所示的电路中,闭合开关S后,两个灯泡都发光,电流表A1指针的位置如图乙所示,电流表A2读数是0.6A,下列说法正确的是( )
A. 灯泡L1和L2串联 B. 电流表A1的读数是0.3A
C. 通过灯L1的电流为0.9A D. 若L1的灯丝烧断,电流表A1的示数不变
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.根据电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量L2中的电流,如果电流表A2读数是0.6A,因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A1的示数应大于0.6A,因此电流表A1一定选用“0~3A”接线柱,电流表A1的读数是1.5A;根据并联电路的电流特点,通过L1的电流为
故AB错误;C正确;
D.工作过程中L1灯丝突然烧断,此时电路为L2的基本电路,电流表A1和A2都测量通过L2的电流,因此两表示数相等,因此电流表A1的示数变小,故D错误。
故选C。
5. 如图所示的电路中,闭合开关S,两只电压表的指针偏转角度相同,则灯和两端的电压之比等于( )
A. 4∶1 B. 1∶4
C. 5∶4 D. 4∶5
【答案】A
【解析】
【详解】由电路图可知,闭合开关S,L1与L2串联,电压表V2测电源电压,电压表V1测L2两端的电压。因串联电路中总电压等于各分电压之和,且两个电压表指针偏转角度相同,所以,V2用的是大量程,V1用的是小量程,且电压表V2的示数是电压表V1示数的5倍,即
则L1两端的电压
所以L1和L2两端的电压之比
故选A。
6. 两个未知电阻R1、R2的连接电路及电表示数关系如图所示,其中能证明的是( )
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
【答案】B
【解析】
【详解】①两电阻串联,根据串联电路电流处处相等,两电流表示数始终相等,无法证明 ;
②两电阻串联,电流相等,若 ,由 可知 ;
③两电阻并联,电压相等,若 ,由 可知 ;
④两电阻并联,根据并联电路各支路两端电压相等,两电压表示数始终相等,无法证明 。
综上,②③符合题意,故选 B。
7. 下列常见的模拟电路中,说法正确的是( )
A. 甲图,手电筒的电路图
B. 乙图,楼道里的声光控灯,光线暗,并当有人走过发出声音时,灯才亮
C. 丙图,电冰箱的压缩机和冷藏室内的照明灯一定同时工作
D. 丁图,汽车转向灯电路,左转弯时只能左转向灯亮,右转弯时只能右转向灯亮
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲中电路图,闭合开关后,电源短路,故A错误;
B.图乙中电路图,当光线暗或有人走过发出声音时,灯都会亮,故B错误;
C.图丙中电路图,电冰箱的压缩机和冷藏室内的照明灯是并联的,受各自支路的开关控制,工作时互不影响,因此它们不一定同时工作,故C错误;
D.图丁中电路图,左转弯时,开关接a,只有左转向灯亮;右转弯时,开关接b,只有右转向灯亮,故D正确。
故选D。
8. 两个电路元件和的图像如图所示,根据图像,下列说法正确的是( )
A. 元件两端的电压与通过它的电流成正比
B. 当元件两端的电压为0时,其电阻也为0
C. 将它们并联后接到电压为的电源上时,干路中的电流为
D. 将它们串联后接到电压为的电源上时,A、B电压之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A.元件A的图像是过原点的直线,说明通过A的电流与它两端的电压成正比,电压是由电源等外部因素决定的,是“电压形成电流”,不能说“电压与电流成正比”,故A错误;
B.电阻是导体本身的一种性质,由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,与两端电压、通过的电流无关,B两端电压为0时,自身电阻不为0,故B错误;
C.并联在2V电源上时,A、B两端电压都为2V,从图像可得:此时通过A的电流是0.4A,通过B的电流是0.2A,干路总电流为两支路电流之和,即,故C错误;
D.串联接在3V电源上时,串联电路电流处处相等,且总电压等于两元件电压之和;从图像找电流相同、电压相加为3V的点:当电流为0.2A时,A的电压是1V,B的电压是2V,则总电压,符合条件,因此A、B的电压之比为,故D正确。
故选D。
9. 如图是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器R最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关、移动滑动变阻器滑片或调节电阻箱阻值,其中不能测量出阻值的电路( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.闭合、断开 时, 与 串联,电流表示数为 ,则电源电压
闭合 、 时, 被短路,只有 接入电路,电流表示数为 ,则
联立可得 ,能测量出阻值,故A不符合题意;
B.闭合 、断开 时, 与 串联,电压表测 两端电压 ,电路电流 ;闭合 、 时, 被短路,电压表测电源电压 。由电源电压不变可得
解得 ,能测量出阻值,故B不符合题意;
C.开关闭合后,当单刀双掷开关S在1、2两位置切换时,会导致其中一次测量时电压表的正负接线柱接反,无法正常测量电压,无法得到有效、准确的两组电压数据,因此不能求出的阻值,故C符合题意;
D.先把开关S接一侧,调节滑动变阻器到合适位置,记下电压表示数;再把开关S接电阻箱一侧,保持滑动变阻器滑片不动,调节电阻箱的阻值,让电压表示数和之前相同,此时电阻箱的阻值就等于的阻值,故D不符合题意;
故选C。
10. 如图是一水位监测装置电路,电源电压保持不变,是定值电阻,是竖直放置的滑动变阻器。水位变化时,浮子可带动金属杆及滑片上下移动,实现水位监测。当闭合开关,水位升高时,下列关于该装置工作过程的分析,正确的是( )
A. 滑动变阻器接入电路的阻值变大
B. 电路中的电流表示数变小
C. 电路中的电压表示数变大
D. 滑动变阻器两端的电压变大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表并联在两端,测电压,电流表测电路电流。水位升高时,浮子上升,带动滑片向上移动。观察电路连接,滑动变阻器接入电路的是滑片以上的部分,滑片上移,接入电路的电阻丝长度变短,变小,因此电路总电阻变小,电源电压不变,所以电路中电流变大,即电流表示数变大,故AB错误;
CD.滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联分压规律可知,滑动变阻器两端电压变小,电源电压不变,所以定值电阻两端电压变大,即电压表示数变大,故C正确,D错误。
故选C。
11. 如图甲、乙所示的电路中,闭合开关,滑动变阻器滑片均向右移,下列说法正确的是( )
A. 甲图:电流表示数变小 B. 甲图:灯泡变亮
C. 乙图:电压表示数不变 D. 乙图:灯泡亮度不变
【答案】AD
【解析】
【详解】A. 甲图中,电流表将滑动变阻器滑片 右侧电阻丝短路,接入电路的是左侧部分。滑片右移,接入电阻 变大,由 可知电路电流变小,故A正确;
B. 由可知灯泡实际功率变小,灯泡变暗,故B错误;
C. 电压表测量滑片右侧电阻丝电压,滑片右移,右侧电阻变小,由可知电压表示数变小,故C错误;
D. 乙图中,电压表内阻很大,滑动变阻器全部阻值接入电路,滑片移动不改变总电阻,电路电流不变,灯泡亮度不变,故D正确。
故选AD。
12. 如图所示电路的电源电压为6V,定值电阻标有“10Ω 1A”字样,变阻器标有“20Ω 0.5A”字样,电流表的测量范围为“0~0.6A”,电压表的测量范围为“0~3V”。在保证电路安全的情况下移动滑片时,下列说法不正确的是( )
A. 电流表的变化范围0.3~0.5A
B. 电压表的变化范围1.5~3V
C. 滑动变阻器阻值范围2~10Ω
D. 在滑片向右滑的过程中,电流表和电压表的示数都会变小
【答案】BD
【解析】
【详解】ABC.分析电路可知R1、R2串联,电压表V测量R2电压,电流表测量电路电流。变阻器R2标有“20Ω 0.5A”字样,定值电阻R1标有“10Ω 1A”字样,电流表的测量范围为“0~0.6A”,则电路电流最大为0.5A,由欧姆定律得,此时电路中总电阻为
此时变阻器接入电路中电阻最小,为
串联电路中电阻越小,分到的电压越小,此时滑动变阻器的电压最小。由欧姆定律得,电压表的最小示数为
电压表的测量范围为“0~3V”,当电压表的示数达到最大,为3V时,变阻器接入电路中电阻最大,此时电路中的电流最小,为
由欧姆定律得,变阻器接入电路中最大电阻为
所以电流表变化范围0.3~0.5A,电压表变化范围1~3V,滑动变阻器阻值范围2~10Ω,故AC正确,不符合题意,B错误,符合题意;
D.在滑片向右滑的过程中,R2连入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,电路中的电流即电流表的示数变小。由串联分压原理知,由于R2接入电路中的电阻变大, R2两端的电压即电压表的示数会变大。故D错误,符合题意。
故选BD。
二、填空题:(共20分)
13. 如图所示是某辆汽车汽油机的能量流向图,由图可知该汽油机的效率为________,汽油机工作消耗0.5kg的汽油可以对外输出________J的有用功()。
【答案】 ①. 30% ②.
【解析】
【详解】由能量流向占比关系可知,汽油机效率
汽油完全燃烧放出的总热量
由热机效率公式可得,对外输出的有用功
14. 2024年5月,比亚迪推出的DM-i超级混动技术能够切换电力和汽油,发动机热效率最高可达到40%,成为全球量产车的领先技术,其发动机是汽油发动机,通过汽油燃烧产生高压气体推动活塞做功。如图是汽油机一个冲程示意图,该冲程是______冲程,其能量转化情况与图______(选填“乙”或“丙”)相同。
【答案】 ①. 做功 ②. 乙
【解析】
【详解】[1][2]如图,两气门关闭,活塞下行,是做功冲程,在这个冲程中,缸内高温高压的燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能。乙图中,试管内水蒸气对塞子做功,将塞子推出,将内能转化为机械能。丙图中,活塞下压,压缩内部空气,对空气做功,机械能转化为内能。所以图中冲程的能量转化情况与图乙相同。
15. 四川人爱吃火锅。吃火锅时,在远处就能闻到浓郁的火锅味,火锅的温度越高,香味越浓,说明温度越高,分子的无规则运动越________;吃火锅时汤的内能是通过________(选填“做功”或“热传递”)的方式增加的。
【答案】 ①. 剧烈 ②. 热传递
【解析】
【详解】由分子热运动的规律可知,温度越高,分子的无规则运动越剧烈;因汤的内能增加是热量从高温火锅转移到汤的过程,故该改变内能的方式为热传递。
16. 取两个均不带电的验电器A和B,先用与毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器A的金属球,观察到金属箔张开一定角度,如图,这是因为金属箔片都带______(选填“正”或“负”)电荷而相互排斥;接着用带绝缘柄的金属棒把两验电器的金属球连接起来,则电流的方向是______(选填“从A到B”或“从B到A”)。
【答案】 ①. 负 ②. 从B到A
【解析】
【详解】[1]与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,用与毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器A的金属球,观察到金属箔张开一定角度,如图,这是因为金属箔片得到电子,都带负电,同种电荷相排斥。
[2]接着用带绝缘柄的金属棒把两验电器的金属球连接起来,则电子从A流向B,电流的方向是从B到A。
17. 如图甲电阻箱的读数为________Ω;在家用台灯中,想要通过电位器(如图乙所示)调节亮度,图丙是电位器的结构示意图,A、B、C是它的三个接线柱,若逆时针转动旋钮时,灯泡亮度变亮,电位器接入电路中的两个接线柱是________。
【答案】 ①. 2024 ②. AB
【解析】
【详解】电阻箱的阻值为
由灯泡变亮可知电路电流变大,电位器接入电阻需变小。接A、B接线柱时,逆时针转动旋钮,接入电路的电阻丝长度变短,电阻减小,符合要求。
18. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻。只闭合开关,电流表A的示数为0.3 A;再闭合开关,电流表A的示数变化了0.1 A。则电源电压为________V;定值电阻的阻值为________Ω。
【答案】 ①. 3 ②. 30
【解析】
【详解】只闭合开关时,电路为的简单电路,电流表测通过的电流,示数, 根据欧姆定律可得电源电压
再闭合后,与并联,电流表测干路电流。并联电路各支路独立工作,因此通过的电流不变,电流表示数的增加量就是通过的电流,即, 并联电路各支路两端电压等于电源电压,因此两端电压,根据欧姆定律可得电阻的阻值
19. 图(a)是小文在实验室发现的一卷导线,其内部由两根粗细相同带有绝缘外皮的导线并行绕制而成。已知单根导线每米的电阻约为0.2Ω。为估算这卷导线的长度,她将两根导线的两端分别连接,使两根导线并联接入图(b)所示电路进行测量。电压表的示数为6V,电流表的示数为0.3A。则两根导线并联后的总电阻为______Ω;这卷导线的长度约为______m。
【答案】 ①. 20 ②. 200
【解析】
【详解】[1][2]由电路图可知,电压表测量电源电压,电流表测量电路中电流,则电路中总电阻为
两根导线并联,且两根导线完全相同,由并联电路电阻公式可得
解得,即单根导线的电阻为40Ω,已知单根导线每米的电阻约为0.2Ω,则这卷导线的长度
20. 一只小灯泡的额定电压为8V,正常发光时通过它的电流为0.4A,现将该小灯泡接在12V的电源上,为使其正常发光,应_____联一个_____Ω的电阻。
【答案】 ①. 串 ②. 10
【解析】
【详解】[1]灯泡正常发光时的电压为8V,现将该小灯泡接在12V的电源上,应串联一个电阻分压。
[2]因串联电路中总电压等于各分电压之和,则串联电阻两端的电压
串联电路中各处的电流相等,根据欧姆定律可得,串联电阻的阻值
21. 如图所示为电子量角器的简化电路图,粗细均匀的电阻丝AB弯成半圆形,O为圆心,金属滑片OP与电阻丝接触良好,指针(即滑片OP)的旋转角度为。是阻值为10Ω的定值电阻,当将滑片OP旋转至A处时,电路中电流为0.6A,则电源电压为________V。当为90°时,电流表示数为0.2A,则此时电阻丝连入电路中的电阻为________Ω。
【答案】 ①. 6 ②. 20
【解析】
【详解】当滑片旋转至处时,电阻丝接入电路的电阻为,电路中只有定值电阻工作。 根据欧姆定律 ,可得电源电压
当时,电阻丝接入电阻与串联,电流。 先根据欧姆定律求总电阻
根据串联电阻规律,得接入电阻
22. 如图甲所示的电路,为定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器R的阻值,记录电压表、电流表的示数,作出U-I关系图像如图乙①所示。已知某小灯泡的U-I图像如图乙②所示,现用该小灯泡替换图甲中的滑动变阻器,电路其他元件不变。则此时小灯泡的电阻为________Ω,电源电压为________V。
【答案】 ①. 5 ②. 3
【解析】
【详解】与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,当滑动变阻器接入阻值为0时,电路为的简单电路,电流最大,由图乙①可知,最大电流,当电路电流趋近于0时,滑动变阻器两端电压等于电源电压,由图乙①可知,电源电压;由欧姆定律得,定值电阻的阻值
用小灯泡替换滑动变阻器后,与小灯泡串联,因串联电路中总电压等于各部分电压之和,故小灯泡两端电压满足
小灯泡的U-I关系为图线②,两图线的交点即为小灯泡的实际工作点,由图可知,此时电流,小灯泡两端电压
由欧姆定律得,小灯泡的电阻
三、作图题:(每题2分,共4分)
23. 如图是《用电压表和电流表测量小灯泡电阻》实验实物图的一部分,电源电压为4.5 V,小灯泡标有3.8 V的字样,电压表仅有0~3 V测量范围能正常使用,请用笔画线代替导线将电压表接入电路,使电路能测量灯泡正常工作时的电压值和电流值。
【答案】
【解析】
【详解】电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为3.8V,电压表仅测量范围可正常使用,3.8V超过了该测量范围,不能直接并联在小灯泡两端。根据串联电路总电压等于各部分电压之和,当小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压为
则,符合电压表测量范围要求,因此将电压表并联在滑动变阻器两端即可满足测量需求。如下图:
24. 公园里的无人售卖机有两种付款方式,投币或扫码,付款成功后电动机转动送出饮料。它的模拟电路如图所示,请你用笔画线代替导线将电路连接好(导线不能交叉),以实现闭合(投币)或闭合(扫码付款),均可成功购物。
【答案】
【解析】
【详解】题目要求闭合(投币)或闭合(扫码),电动机都能工作,说明两个开关互不影响,因此、是并联,并联后整体与电动机串联。如图所示:
四、实验探究题:(共4小题,共26分)
25. 学习了比热容知识后,同学们利用如图所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。
(1)器材:相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个,以及________(填测量工具)、托盘天平(含砝码)、水和煤油。
(2)选取两个相同规格的电加热器,目的是为了通过比较________来比较物质吸收热量的多少。
(3)小虹选取初温相同、质量相同的水和煤油,当它们吸收相同的热量时,通过比较________来比较不同物质吸热能力。小虹根据测量数据绘制的图像如图甲,分析可知,图像________(A或B)是煤油;________(水或煤油)的吸热能力较强。
(4)小桥选取了质量不同的两种液体甲、乙,已知m甲<m乙,绘制的图像如图乙所示,根据图像中0-30 s的图线及所给信息可得( )
A. 甲比乙的比热容大
B. 乙比甲的比热容大
C. 无法比较比热容大小
【答案】(1)秒表 (2)加热时间
(3) ①. 温度升高的多少 ②. A ③. 水 (4)A
【解析】
【小问1详解】
实验要比较相同质量的不同物质在加热过程中吸收热量的多少,需要测量加热的时间,因此除温度计和托盘天平外还应使用秒表。
【小问2详解】
两电加热器规格相同,在相同条件下单位时间内放出的热量近似相同,可利用加热时间反映两种液体吸收热量的多少。这是转换法。
【小问3详解】
取水和煤油的初温、质量相同且吸收热量相同时,温度升高得越少,物质的吸热能力越强。图甲中图线A斜率较大,相同加热时间内升温更快,故A表示煤油;图线B表示水,水的吸热能力较强。
【小问4详解】
图乙在0~30s内,甲、乙两条温度—时间图线重合,说明两者在相同加热时间内温度升高相同;电加热器规格相同,因此吸收热量相同。
由吸热关系可知,此时两液体的质量与比热容的乘积相同。由于甲的质量小于乙,所以甲的比热容大于乙。
A.甲的比热容大于乙,故A符合题意;
B.乙的比热容小于甲,故B不符合题意;
C.已知质量大小与升温快慢,能够比较比热容,故C不符合题意。
故选A。
26. 为了“探究电压一定时电流与电阻的关系”,兴趣小组的同学准备了实验器材:电源(电压恒为4.5 V)、电流表(量程为0-0.6 A)、电压表(量程为0-3 V)、规格为“40 Ω,1 A”的滑动变阻器、定值电阻(5 Ω、10 Ω、20 Ω各一个)、开关和导线若干。
(1)如图甲,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移到________(填“A”或“B”)端,闭合开关后,电压表有示数,电流表几乎无示数,可能是定值电阻R________(填“断路”或“短路”)。
(2)排除故障后,某同学先将5 Ω的定值电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2 V,并记下对应的电流表示数,此时滑动变阻器接入阻值为R1。将5 Ω的定值电阻换成10 Ω的定值电阻后,移动滑动变阻器的滑片至最大阻值处,闭合开关,接下来的操作是:________________,记录对应电流表的示数。此时滑动变阻器接入阻值为R2。则R2________R1(填>、<或=)。
(3)小虹同学根据测得的实验数据绘制出电流I随定值电阻R变化的图像如图乙所示。分析图像可得到的结论是:________________________________。
(4)根据题中的器材,在上面的实验中,控制定值电阻两端的电压应在________________之间选取。
【答案】(1) ①. B ②. 断路
(2) ①. 向左调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2 V ②. >
(3)导体两端电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比
(4)
【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,图甲中滑片移到B端时,接入电路的电阻丝最长,阻值最大; 电流表几乎无示数说明电路大概率断路,电压表有示数说明电压表两端能连通电源,因此故障是定值电阻R断路。
【小问2详解】
探究电流与电阻的关系需控制定值电阻两端电压不变,换接10Ω定值电阻并将滑动变阻器滑片移至最大阻值处闭合开关后,定值电阻两端电压低于预设的2V,因此向左调节滑动变阻器的滑片,减小滑动变阻器接入的阻值,直到电压表示数回到2V;根据串联分压规律,控制定值电阻两端电压不变时,定值电阻阻值越大,所需滑动变阻器接入的阻值越大,因此。
【小问3详解】
图乙的图像是反比例曲线,且实验全程控制定值电阻两端电压不变,因此结论为电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【小问4详解】
电压表量程为,因此定值电阻两端电压最大不能超过3V(保持定值电阻的电压为3V时,当接入最小的定值电阻5Ω时,电流最大为0.6A,恰好不超电流表量程);
当接入最大的20Ω定值电阻,且滑动变阻器调到最大40Ω时,根据串联分压,此时定值电阻两端的最小可控制电压
因此控制的电压需要在1.5V到3V之间选取。
27. 物理兴趣小组找到一卷铭牌磨损的合金丝,开展系列探究实验。
(1)小虹同学截取了一段合金丝进行伏安法测电阻实验:测量多组数据并绘制了如图甲所示的合金丝I-U图像,可计算得出该合金丝的阻值为________Ω。
(2)小桥想利用一只最大电阻为R的滑动变阻器,测量截取的合金丝的阻值,他设计的电路如图乙所示。请你将实验过程补充完整。
①根据图乙连接电路,检查无误后闭合开关;
②将滑动变阻器的滑片移至右端的最大阻值处,记录此时电流表示数为I1;
③______________________________________,记录此时电流表示数为I2;
④截取的合金丝电阻________(用R和②③中测出的物理量的符号表示)。
(3)小明设计了如图丙所示的电路,,多次改变接入合金丝的长度,记录实验数据如下表,分析数据,并利用导体的材料、横截面积一定时,导体的电阻和导体的长度________(选填“成正比”或“成反比”),可计算出:该磨损合金丝的规格为________Ω/m,本次实验的电源电压为________V。
电阻丝的长度l/cm
10
20
25
40
60
电压表示数U/V
2.4
1.8
1.6
1.2
0.9
【答案】(1)5 (2) ①. 将滑片移至最左端 ②.
(3) ①. 成正比 ②. 50 ③. 3.6
【解析】
【小问1详解】
根据欧姆定律 ,从图像任取一组对应数据,如时,,代入得
【小问2详解】
该实验利用电源电压不变的规律推导未知电阻:步骤②中滑动变阻器调至最大阻值,此时滑动变阻器和待测合金丝串联,电源电压 ①
步骤③将滑动变阻器滑片移到左端,接入电阻为0,此时电路只有待测合金丝,电源电压 ②
①② 式联立,解得
【小问3详解】
分析数据可得,电阻丝长度越长,电压表示数越小,根据串联电路电压关系可得,电阻丝两端电压越大,电阻丝接入电路的阻值越大,则可得导体的材料、横截面积一定时,导体的电阻和导体的长度成正比。
设合金丝每米的电阻为,则长度为(单位换算为m)的合金丝电阻为;丙图中和合金丝串联,电压表测的电压,电路电流,根据串联电路电压规律,电源电压
代入多组实验数据(比如时,时)联立方程,可解得,电源电压,其余组数据代入验证均符合。
28. 某同学在灯下看书时光线刺眼,因此他想制作一盏简易调光台灯。于是他选用2节干电池、标有“2.5 V”字样的小灯泡、若干导线、不同材料的电阻丝设计如图a所示的模拟电路。
电阻丝
长度/m
横截面积/mm2
电阻/Ω
镍铬合金丝
1.0
0.2
60
铁丝
1.0
0.2
0.5
(1)根据表中信息,应选用________(选填“镍铬合金丝”或“铁丝”)作为调光变阻器,实现更明显调光。
(2)在图a中,固定夹子A,移动夹子B,通过改变接入电路中电阻丝的________________,改变了电路中的电阻,达到调光的目的。若使小灯泡变暗,应将夹子B向________(选填“左”或“右”)滑动。
(3)给图a中小灯泡串联一个电流表,并联一个电压表,缓慢移动夹子B,使小灯泡两端电压逐次下降。当小灯泡两端电压为0.5 V时,电流表示数如图b,为________A。测得各组数据如下表。
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.3
0.26
0.24
0.21
0.19
0.05
(4)数据处理
小灯泡正常工作时的阻值为________Ω(结果保留一位小数);小灯泡正常工作时的阻值________(选填“大于”“小于”)其在0.5 V电压下的阻值。实验小组发现,小灯泡的阻值不是定值。
(5)实验拓展
①实验小组还发现小灯泡工作时会发热,进而提出以下猜想:
猜想一:灯丝温度一定时,灯丝两端电压越高,电阻越大;
猜想二:灯丝两端电压一定时,灯丝温度越高,电阻越大。
②将图c所示的已拆除玻璃灯罩的小灯泡接入原电路,保持其两端电压为0.5 V,用酒精灯对灯丝加热,发现电流表示数明显减小,以上实验操作是为了验证猜想________(选填“一”“二”),该猜想________(选填“被验证”“被否定”)
【答案】(1)镍铬合金丝
(2) ①. 长度 ②. 右
(3)0.16 (4) ①. 8.3 ②. 大于
(5) ①. 二 ②. 被验证
【解析】
【小问1详解】
表中镍铬合金丝与铁丝长度和横截面积相同,镍铬合金丝的电阻为60Ω,明显大于铁丝的0.5Ω。选用镍铬合金丝,在相同长度变化下电阻变化较明显,调光效果更明显。
【小问2详解】
夹子A固定,移动夹子B,会改变两夹子间接入电路的电阻丝长度,进而改变电阻大小。夹子B向右移动时,接入长度增加,电路总电阻增大,电流减小,小灯泡变暗。
【小问3详解】
电流表连接的是0~0.6A量程,该量程每小格表示0.02A,指针位于0.1A与0.2A之间的0.16A刻度处,读数为0.16A。数据表中第6组电流应为0.16A。
【小问4详解】
正常工作时,由表中数据可得
小灯泡两端电压为0.5V时,可得
由此可知,正常工作时灯丝电阻大于0.5V电压下的电阻。原因是小灯泡电压较高、工作温度较高时,金属灯丝的电阻随温度升高而增大。
【小问5详解】
实验保持小灯泡两端电压为0.5V不变,对灯丝加热后电流表示数减小。根据欧姆定律可知,在电压不变时电流减小意味着电阻增大。该操作只改变灯丝温度,验证了猜想二,且实验现象与猜想一致,所以猜想二被验证。
五、计算题:
29. 如图所示,R1和R2为两个定值电阻,其中电阻R1的阻值为20Ω,电源两端的电压保持不变。当开关S1闭合,S2断开时,电流表示数为0.3A;当开关S1、S2均闭合时,电流表示数为0.5A。
(1)求电源两端的电压U;
(2)求开关S1、S2均闭合时,通过R2的电流;
(3)求电阻R2的阻值。
【答案】(1)6V;(2)0.2A;(3)30Ω
【解析】
【详解】解:(1)当开关S1闭合、S2断开时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,由可得,电源的电压
(2)当开关S1、S2均闭合时,两电阻并联,根据并联电路各支路互不影响的特点可知,通过R1的电流不变,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可得,通过R2的电流为
(3)由可得,R2的电阻为
答:(1)电源两端的电压U为6V;
(2)开关S1、S2均闭合时,通过R2的电流为0.2A;
(3)电阻R2的阻值为30Ω。
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