四川省成都市石室联合中蜀华学校2023-2024九年级上学期期中物理试题(原卷版+解析版)

四川省成都市石室联合中蜀华学校2023-2024学年九年级上学期期中物理试卷
一、单选题(共30分)
1. 下列现象中,能说明分子不停地做无规则运动的是(  )
A. PM2.5的吸入会加重呼吸道疾病症状
B. 新冠肺炎病毒在无形中传播开来
C. 扫地时能看到尘土扬起
D. 用食盐腌制鸡蛋成咸鸡蛋
2. 对下列物理量的认识中,最接近实际的是(  )
A. 手机USB接口输出电压为5V
B. 一节新干电池的电压为2V
C. 空调正常工作的电流为0.1A
D. 要使金属电阻为0是不可能的
3. 关于燃料的热值,以下说法正确的是(  )
A. 煤的热值比干木柴大,因此1kg煤完全燃烧放出的热量一定比1kg干木柴多
B. 越容易燃烧,放热越多的燃料,其热值越大
C. 火箭所用燃料液态氢,因为液态氢燃烧放出热量一定比汽油和柴油高
D. 燃料的热值与燃料的质量成反比
4. 如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是(  )
A. 图甲,厚玻璃内的空气被压缩时,瓶内空气的内能减少,内能转化为机械能
B. 图乙,瓶子内空气推动塞子跳起时,瓶内空气的内能减小,与汽油机的压缩冲程原理相同
C. 图丁,汽缸内气体推动活塞向下运动时,气体的内能减小,这个过程依靠飞轮的惯性完成
D. 图丙,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能减少,塞子的机械能增加
5. 关于以下说法,正确的是(  )
A. 海波熔化过程中,吸收热量,温度升高
B. 水凝固过程中,温度不变,内能减小
C. 同一杯水温度升高,所含热量增加
D. 水的内能增加,温度一定升高
6. 下列说法正确的是(  )
A. 夏天的中午时分,海边沙子比海水热,是因为沙子吸热多,海水吸热少
B. 水和冰是同种物质,所以它们的比热容是一样大的
C. 炎热的夏天,洒水车往地面洒水降温,是利用水的比热容大,吸收热量多
D. 在盛夏的夜晚,站在海边的人,可以感受到从陆地吹向大海的微风
7. 近日“电动车不允许进电梯”的话题引发热议,原因在于电动车内的蓄电池热失控而引发火灾,造成严重事故,当给电动车的蓄电池充电时,蓄电池相当于电路中的(  )
A. 电源 B. 开关 C. 导线 D. 用电器
8. 下列说法正确的是(  )
A. 验电器能检验物体是否带电的原理是同种电荷相互排斥
B. 教室内的电灯可以同时亮同时灭,所以它们是并联的
C. 增大导体两端的电压可以增大导体的电阻
D. 用电器在使用时是把其它形式的能转化为电能
9. 关于电荷、电流的说法正确的是(  )
A. 电路中有电源就一定有电流
B. 只要电荷定向移动就一定会形成电流
C. 电流的方向与电荷移动方向相同
D. 摩擦起电的实质是电荷的生成
10. 如图所示电路中,下列说法正确的是( )
A. 无论开关断开闭合,甲都不能接电流表
B. 断开开关S,甲、乙都接电流表,此时两电阻互不影响
C. 闭合开关S,甲接电压表,乙接电流表,此时两电阻串联
D. 闭合开关S,若甲接电压表,乙接电流表,会被烧坏
11. 某定时炸弹的引爆装置电路图如图所示,起爆前定时开关S是闭合的。当设定起爆时间一到,定时开关S会自动断开。拆弹专家经过仔细判断后剪断了导线a,则该电路中(  )
A. 灯亮;起爆器引爆 B. 灯亮;起爆器不引爆
C. 灯不亮;起爆器引爆 D. 灯不亮;起爆器不引爆
12. 在学过欧姆定律后,同学们有以下认识,其中正确的是(  )
A. 欧姆定律揭示了导体中的电压与电流、电阻的关系
B. 导体两端电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比
C. 在电流一定时,导体的电阻跟通过导体的电压成正比
D. 导体两端的电压与通过导体的电流成正比,与导体的电阻成反比
13. 如图所示的电路中,闭合开关、,小灯泡正常发光,不发光,下列关于该电路的说法正确的是( )
A. 灯泡有故障,此时电压表和电流表一定有示数
B. 故障原因可能是短路
C. 故障排除后,要使电压表测电源电压,需改动一根导线
D. 故障排除后,两个开关均闭合,电流表的示数将变大,电压表的示数将不变
14. 如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,滑片P从A点向右移动的过程中,下列说法中正确的是(  )
A. 电流表A示数变大,电流表A1示数变大
B. 电流表A1示数不变,电压表的示数变大
C. 电流表A示数与电流表A1示数的比值变小
D. 电压表V示数与电流表A2示数的比值变小
15. 小兰设计了一种烟雾报警装置,其简化电路如图所示。电源电压保持不变,为定值电阻,R为光敏电阻,R的阻值随光照强度的减弱而增大。当电流表示数减小到某一值时,装置报警。开关S闭合后,当有烟雾遮挡射向R的激光时,则下列分析正确的是(  )
A. 光敏电阻R阻值减小
B. 电流表的示数减小,电压表的示数增大
C. 电流表的示数增大,电压表的示数增大
D. 电压表与电流表的示数之比减小
二、填空题(共36分)
16. 热熔胶是一种在常温下为固态的粘合剂,使用时先用热熔胶枪加热使其熔化,再凝固来粘合物体。用如图所示的一款热熔胶枪给热熔胶加热时,会闻到熔胶的气味,这是______现象。热熔胶被胶枪挤出,并“粘”在物体本上,说明分子间存在______力。
17. 发光二极管是常见的电子元件,被广泛应用于生产和生活,利用二极管还可以判断电路中电流流向,因为它具有_________的性质,插板上的指示灯便是二极管,此时二极管与各插孔之间的连接方式是_______(选填:“串联”或“并联”)。
18. 小佑收集了很多材料和长度都相同但粗细不同的铅笔芯.如图所示,是用他身边的器材自制的简易调光灯电路.闭合开关,夹子A向右移动的过程中灯泡亮度应该 _______ (选填“变亮”、“变暗”、或“不变”);夹子A从最左端移动到最右端的过程中,他发现灯泡亮度变化不明显,他应该调换更 _______ (选填“粗”或“细”)的铅笔芯来做实验.
19. 如图所示,若要两个灯泡并联,可以闭合的开关是__________;为了防止L2短路,不能同时闭合开关__________。
20. 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,电压表测__________两端电压,此时若将滑动变阻器取下,电压表的示数将_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
21. 给某金属导体两端加9V电压时,用电流表测得通过导体的电流为0.3A,则该金属导体的电阻为_______Ω,若将该金属导体与小灯泡串联接入电路,再用酒精灯对该导体进行加热,小灯泡的亮度将_______(选填“变亮”、“不变”或“变暗”)。
22. 如图所示电路,开关S闭合后,两灯正常发光,一段时间后,L1熄灭,电压表无示数,小灯泡亮度变亮______,若两灯均熄灭,电压表和电流表均无示数,则故障可能是______(选填“L1短路”、“L1断路”或“L2断路”)。
23. 如图甲是亮度可调台灯,电位器是调节其亮度的装置。电位器实际是滑动变阻器,如图乙是电位器的结构示意图,如果想要顺时针旋转旋钮时,灯的亮度变亮,___________(选填“a和b”“b和c”或“a和c”)两接线柱接入电路,这是通过改变电阻丝接入电路中的___________来改变电阻。
24. 如图所示,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲∶U乙=4∶1;则R1∶R2=______。当开关S1闭合、S2断开,若甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为______。
三、作图与计算题(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. 在如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔线代替导线补上。补上后要求:
①电压表测小灯泡两端电压;
②闭合开关S,向右端移动滑动变阻器的滑片P,灯变亮。
26. 根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,将图乙中元件连接完整。
27. 天然气已进入广大家庭,已知天然气的热值,某家庭做饭每小时约消耗的天然气,则炖汤1小时消耗的天然气完全燃烧可以放出多少的热量?若这些热量的36%完全被水吸收,则可以使标准大气压下,质量为9kg的水温度上升多少℃?
28. 如图所示的电路,电源电压恒为12V,R=10Ω,滑动变阻器R'的铭牌上标有“?,0.5A”的字样,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片置于最上端时,电流表的示数为0.24A。求:
(1)R'的最大阻值是多少Ω?
(2)电压表的取值范围?
五、实验题(每空2分,共18分)
29. 小夏在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和另一种液体进行了实验,并用图像对实验数据进行了处理,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等。
(1)分析图像可以得出:_____物质为水;
(2)另一种液体的比热容为:____________J/(kg·℃);
(3)若用不同加热装置分别给质量和初温相等的两杯水加热,则两杯水吸热的多少通过_________来反映的。(选填“温度变化”或“加热时间”)
30. 小海和小梅一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。
(1)图甲是他们设计的电路图,图乙是他们测量电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是 _____(选填“A”、“B”或“C”)处的电流;
(2)请在图乙中移动一根导线,测量另外一处的电流,在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确的电路 _____,移动后电流表测量的是 _____(选填“A”、“B”或“C”)处的电流;
(3)测出A、B、C各点的电流值如表所示,由此得出了如下结论:并联电路各支路电流相等,干路中的电流等于各支路中的电流之和,请指出实验过程中的两个不足之处:①_____,②_____;
测量位置 A B C
电流I/A 0.3 0.3 0.6
(4)小海利用原有的实验器材,添加一个开关,又设计了一个电路,利用这个电路,不用更换电流表的位置,就可直接测出A、B、C三处的电流,同样可得出三处电流的关系,请在图丙中的虚线框中画出电路图__________。
六、选择题
31. 新能源是可持续发展的重要举措,现电动汽车逐渐遍布全国,与燃油车相比,电动汽车因使用成本低,转化效率高的优势,成为人们更热衷的代步工具。对下列情景的分析正确的是(  )
A. 若汽油机的飞轮转速为3600r/min,则该汽油机每秒完成120个冲程
B. 冬天感觉汽车座垫冰冷,是因为冰冷的汽车座垫没有内能
C. 燃油车内的汽油机只有在做功冲程时有能量转化
D. 电动汽车的动力是通过将电能转化为机械能实现,而且效率可以达到100%
32. 如图所示,用两只相同的加热器,分别给相同体积的水和某种油加热,如图所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃),ρ油=0.8×103kg/m3,加热效率为90%,加热时不计热量损失,下列说法正确的是(  )
A. 加热效率没有达到100%,是因为加热器放出的热量,没有全部被水和油吸收
B. 若油和水的体积为0.5L,则加热到三分钟时,油吸收的热量为2.1×104J
C. 因为油的比热容比水小,所以都加热两分钟时,油吸收热量比水少
D. 若水的质量为10kg,t=3min时,水吸收的热量为5.04×106J
33. 在图中,用箭头标出了部分接线中的电流方向。a、b和c、d间或接电源,或接用电器,但在图中均未画出。根据图示,可以判定电源(  )
A. 只能接在a、b间
B. 只能接在c、d间
C. 可以接在a、b间;也可以接在c、d间
D. 条件不足,无法判定
34. 在图甲所示的电路中,是定值电阻,规格为“20Ω 3A”的滑动变阻器,在电路中正确连接有一个电压表(图中未画出)。电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b端滑向a端。当滑片P在最右端b处时,电压表示数如图乙所示;P在中点时,电流表的示数为,电压表示数如图丙所示(电压表选用的量程与乙图不同),下列说法正确的是(  )
A. 电压表并联在两端 B. 电源电压是
C. 的阻值是 D. 电流表的最大示数是
35. 如图所示电路,电源电压U恒定。当A、B间接入标有一个6Ω定值电阻,闭合S、S1、S2断开S3,滑片P移到某一位置时电流表示数为I,再向上移动一段距离,R的阻值变化了5Ω,电流表示数变化了0.1A,此时电流表示数为0.5A;当A、B间换接为R3,闭合S、S3,断开S1、S2,电压表示数为U2,R1= R2,电路的电流为0.5A,R1、R2、R3均为定值电阻,每个电阻的阻值只有2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能。下列结论正确的是(  )
A. I = 0.4A B. U=12V
C. U2可能2.5V D. R1可能是9Ω
七、综合题(共10分。第7题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写出最后答案不能得分)
36. 小明同学在初三物理创新实验大赛中设计了一个电子量角器。如图甲所示,把同种材料制成的粗细均匀的电阻丝AB弯成半圆形,O为圆心,OP为能够绕圆心O转动的金属滑片(OP的阻值忽略不计),P与AB接触良好。如图乙所示,A为电流表(量程为0~0.6A、内阻不计),R0为保护电阻,理想电源电U=6V不变。备用滑动变阻器两个:R1(15Ω 1A)、R2(30Ω 0.6A),选择合适的滑动变阻器连人M、N两接线柱,把电子量角器A、O两个接线柱分别与E、F相接,将电流表表盘重标数据后可以从电流表上直接读出OP的旋转角度。请完成以下内容:
(1)用导线连接M、N,将A、O分别与E、F相接,闭合开关。当P滑到A处时,电流表示数为0.5A;当P滑到B处时,电流表示数为0.2A。由此可知保护电阻R0=______Ω;
(2)小明希望将0°刻度线标在电流表“0.2A”刻度处,那么他应该选择的滑动变阻器是______(选填“R1”、“R2”或“R1或R2均可”)。按此要求接好电路并将滑动变阻器滑片调到要求位置,闭合开关。当被测量角度为75°时,电流表的示数应该为______A;
(3)即使电源电压未知,R0和电阻丝AB材料电阻也不知道。小明也能通过图乙电路中电流表示数I转换为所测角度θ,即∠AOP。他提炼出了一个“校准——测量——计算”的标准实验流程:
①校准:将滑动变阻器调到适当阻值后接入电路,将A、O分别与E、F相接,闭合开关,将电子量角器的滑片P滑到A处,记下此时电流表的示数为I1;保持滑动变阻器连入电路的阻值不变,将滑片P滑到B处,记下此时电流表的示数为I2;
②测量:拨动电子量角器的滑片P使∠AOP与被测角重合,记下此时电流表的示数为I3;③利用测得物理量I1、I2、I3根据,写出表达式θ=______计算结果。
37. 如图甲所示是小明所设计的电路图,其中标有“2.5V”字样的小灯泡L的电流与电压关系如图乙所示,定值电阻R1=10Ω,R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成(总长度为45cm,导体GH每1cm的电阻为1Ω),且在材料相同,横截面积相同时,导体的电阻与导体的长度成正比。其中有一段是铜导体,其电阻可忽略不计。P是与R2接触良好并能移动的滑动触头。只闭合S、S1时,电流表示数I与滑片P向左移动距离x的关系如图丙所示。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)电源电压与R2的最大阻值;
(3)若只闭合S与S2,为确保灯丝不被烧坏,滑片P向左移动距离x最大值。四川省成都市石室联合中蜀华学校2023-2024学年九年级上学期期中物理试卷
一、单选题(共30分)
1. 下列现象中,能说明分子不停地做无规则运动的是(  )
A. PM2.5的吸入会加重呼吸道疾病症状
B. 新冠肺炎病毒在无形中传播开来
C. 扫地时能看到尘土扬起
D. 用食盐腌制鸡蛋成咸鸡蛋
【答案】D
【解析】
【详解】A.PM2.5是指可吸入颗粒的直径在左右,远大于分子的数量级,PM2.5颗粒的运动不是分子的运动,PM2.5吸入会加重呼吸道疾病症状,故A不符合题意;
B.新冠肺炎病毒是由许多分子组成的,病毒在无形中传播开来,不是单个分子的运动,故B不符合题意;
C.扫地时能看到尘土扬起,是宏观物体的运动,不是分子的无规则运动,故C不符合题意;
D.用食盐腌制鸡蛋成咸鸡蛋,这是扩散现象,说明了分子在不停地做无规则运动,故D正确。
故选D。
2. 对下列物理量的认识中,最接近实际的是(  )
A. 手机USB接口输出电压为5V
B. 一节新干电池的电压为2V
C. 空调正常工作的电流为0.1A
D. 要使金属电阻为0是不可能的
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据常识可知,手机USB接口输出电压为5V,故A符合题意;
B.根据电压的常识可知,一节新干电池的电压为1.5V,B不符合题意;
C.空调的电功率在1000W以上,正常工作的电流在
以上,故C不符合题意;
D.当温度降到足够低的时候,金属的电阻可以为0,这是超导现象,故D不符合题意。
故选A。
3. 关于燃料的热值,以下说法正确的是(  )
A. 煤的热值比干木柴大,因此1kg煤完全燃烧放出的热量一定比1kg干木柴多
B. 越容易燃烧,放热越多的燃料,其热值越大
C. 火箭所用燃料是液态氢,因为液态氢燃烧放出热量一定比汽油和柴油高
D. 燃料的热值与燃料的质量成反比
【答案】A
【解析】
【详解】A.1kg某种燃料完全燃烧放出的能量,叫做这种燃料的热值。煤的热值比干木柴大,因此1kg煤完全燃烧放出的热量一定比1kg干木柴多,故A正确;
BD.燃料的热值是燃料的一种特性,热值的大小只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃料燃烧的程度及燃料是否容易燃烧无关,故BD错误;
C.1kg某种燃料完全燃烧放出的能量,叫做这种燃料的热值。由于质量不确定,且燃料不一定完全燃烧,因此液态氢燃烧放出热量不一定比汽油和柴油高,故C错误。
故选A。
4. 如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是(  )
A. 图甲,厚玻璃内的空气被压缩时,瓶内空气的内能减少,内能转化为机械能
B. 图乙,瓶子内空气推动塞子跳起时,瓶内空气的内能减小,与汽油机的压缩冲程原理相同
C. 图丁,汽缸内气体推动活塞向下运动时,气体的内能减小,这个过程依靠飞轮的惯性完成
D. 图丙,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能减少,塞子的机械能增加
【答案】D
【解析】
【详解】A.厚玻璃筒内的空气被压缩时,对玻璃筒内的空气做功,筒内空气的内能增大,温度升高,将机械能转化为内能,故A错误;
B.塞子冲出时,瓶内气体的内能转化为塞子的机械能,瓶内空气的内能减少,汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能,故B错误;
C.丁图中,气门全部关闭,活塞向下运动,是汽油机的做功冲程,这个过程不是依靠飞轮的惯性完成,故C错误;
D.丙图中,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,内能转化为塞子的机械能,水蒸气的内能减少,塞子的机械能增加,故D正确。
故选D。
5. 关于以下说法,正确的是(  )
A. 海波熔化过程中,吸收热量,温度升高
B. 水凝固过程中,温度不变,内能减小
C. 同一杯水温度升高,所含热量增加
D. 水的内能增加,温度一定升高
【答案】B
【解析】
【详解】A.海波熔化过程中,吸收热量,温度不变,故A错误;
B.水凝固过程中,放出热量,温度不变,内能减小,故B正确;
C.热量是一个过程量,不能用“含”来修饰,故C错误;
D.水内能增加,也可能是冰在熔点温度时熔化成水,此过程吸收热量,温度不变,故D错误。
故选B。
6. 下列说法正确的是(  )
A. 夏天的中午时分,海边沙子比海水热,是因为沙子吸热多,海水吸热少
B. 水和冰是同种物质,所以它们的比热容是一样大的
C. 炎热的夏天,洒水车往地面洒水降温,是利用水的比热容大,吸收热量多
D. 在盛夏的夜晚,站在海边的人,可以感受到从陆地吹向大海的微风
【答案】D
【解析】
【详解】A.夏天在相同的太阳光照射下,沙子和水吸收相同热量,故A错误;
B.比热容与物质的状态有关,水和冰的状态不同,比热容不同,故B错误;
C.炎热的夏天,洒水车往地面洒水降温,利用水汽化吸热,故C错误;
D.在盛夏的夜晚,因海水的比热容大于陆地的比热容,在放出的热量和质量相同时,海水温度降低得少,海洋上空气温高,微风从陆地吹向大海,故D正确。
故选D。
7. 近日“电动车不允许进电梯”的话题引发热议,原因在于电动车内的蓄电池热失控而引发火灾,造成严重事故,当给电动车的蓄电池充电时,蓄电池相当于电路中的(  )
A. 电源 B. 开关 C. 导线 D. 用电器
【答案】D
【解析】
【详解】当给电动车的蓄电池充电时,蓄电池消耗了电能,此时蓄电池相当于电路中的用电器。电源是提供电能的装置,开关是控制电路通断的装置,导线是将电源,用电器,开关连接起来构成电路,是输送电能的元件。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
8. 下列说法正确的是(  )
A. 验电器能检验物体是否带电的原理是同种电荷相互排斥
B. 教室内的电灯可以同时亮同时灭,所以它们是并联的
C. 增大导体两端的电压可以增大导体的电阻
D. 用电器在使用时是把其它形式的能转化为电能
【答案】A
【解析】
【详解】A.验电器是根据同种电荷相互排斥检验物体是否带电的,验电器的金属箔因带同种电荷相互排斥而张开,故A正确;
B.如果两灯串联,也可以实现同时亮同时灭,所以不能根据教室内的电灯可以同时亮同时灭,就判定是并联,故B错误;
C.导体的电阻由导体的材料、长度、横截面积决定,与电流电压无关,故C错误;
D.用电器在使用时是把电能转化为其它形式的能,故D错误。
故选A。
9. 关于电荷、电流的说法正确的是(  )
A. 电路中有电源就一定有电流
B. 只要电荷定向移动就一定会形成电流
C. 电流的方向与电荷移动方向相同
D. 摩擦起电的实质是电荷的生成
【答案】B
【解析】
【详解】A.电路中形成持续电流的条件是:电路中有电源,故电路中有电源不一定有电流,故A错误;
BC.正电荷或负电荷的定向移动都可以形成电流,规定正电荷移动的方向为电流方向,故B正确,C错误;
D.摩擦起电的实质是电荷的转移,故D错误。
故选B。
10. 如图所示电路中,下列说法正确的是( )
A. 无论开关断开闭合,甲都不能接电流表
B. 断开开关S,甲、乙都接电流表,此时两电阻互不影响
C. 闭合开关S,甲接电压表,乙接电流表,此时两电阻串联
D. 闭合开关S,若甲接电压表,乙接电流表,会被烧坏
【答案】B
【解析】
【详解】A.开关闭合时,甲不能接电流表,否则会造成电源短路;但开关断开时,甲、乙都可以是电流表,此时两个灯泡并联,乙电流表在干路,甲电流表测R1的电流,故A错误;
B.断开开关S,甲、乙都接电流表,此时两电阻为并联,互不影响,故B正确;
C.闭合开关S,甲接电压表,乙接电流表,开关和乙电流表在把R2短路,此时是的简单电路,故C错误;
D.闭合开关S,若甲接电压表,乙接电流表,会被短路,而不会烧坏,故D错误。
故长B。
11. 某定时炸弹的引爆装置电路图如图所示,起爆前定时开关S是闭合的。当设定起爆时间一到,定时开关S会自动断开。拆弹专家经过仔细判断后剪断了导线a,则该电路中(  )
A. 灯亮;起爆器引爆 B. 灯亮;起爆器不引爆
C. 灯不亮;起爆器引爆 D. 灯不亮;起爆器不引爆
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】从图中可以看出,剪断了导线a灯泡L与起爆器都被开路,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
12. 在学过欧姆定律后,同学们有以下认识,其中正确的是(  )
A. 欧姆定律揭示了导体中的电压与电流、电阻的关系
B. 导体两端电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比
C. 在电流一定时,导体的电阻跟通过导体的电压成正比
D. 导体两端的电压与通过导体的电流成正比,与导体的电阻成反比
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据,可知欧姆定律研究的是电流与电压、电阻的关系,故A错误;
B.根据,可知导体两端电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比,故B正确;
C.导体的电阻由导体的材料、横截面积和温度决定,不能说导体的电阻跟通过导体的电压成正比,故C错误;
D.根据可知,只有当导体的电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比,故D错误。
故选B。
13. 如图所示的电路中,闭合开关、,小灯泡正常发光,不发光,下列关于该电路的说法正确的是( )
A. 灯泡有故障,此时电压表和电流表一定有示数
B. 故障原因可能是短路
C. 故障排除后,要使电压表测电源电压,需改动一根导线
D. 故障排除后,两个开关均闭合,电流表的示数将变大,电压表的示数将不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图知,灯泡故障为断路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2两灯并联,电流表串联在灯L1的支路上,测量通过L1的电流,电压表并联在灯L2的两端,由于并联电路各支路两端的电压相等,所以也可以测量灯L1两端的电压,故A正确;
B.如果故障是L2短路,则电源短路,两个灯泡都不发光,故B错误;
C.故障排除后,要使电压表测电源电压,不需改动导线即可,故C错误;
D.故障排除后,两个开关均闭合,电流表仍测量通过L1的电流,示数将不变,电压表的示数将不变,故D错误。
故选A。
14. 如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,滑片P从A点向右移动的过程中,下列说法中正确的是(  )
A. 电流表A示数变大,电流表A1示数变大
B. 电流表A1示数不变,电压表的示数变大
C. 电流表A示数与电流表A1示数的比值变小
D. 电压表V示数与电流表A2示数的比值变小
【答案】C
【解析】
【详解】由电路图可知,R0与R1并联,电流表A1测R0支路的电流,电流表A2测R1支路的电流,电流表A测干路电流。
AB.因R0与R1并联,滑片移动时电压表示数不变;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,通过R0的电流不变,即电流表A1的示数不变;滑片P从A点向右移动的过程中,接入电路中的电阻变大,由可知R1的电流变小,即电流表A2的示数变小,所以电流表A示数变小,故AB错误;
C.电流表A示数减小,电流表A1示数不变,电流表A示数与电流表A1示数的比值变小,故C正确;
D.电压表示数不变,电流表A2的示数变小,所以电压表V示数与电流表A2示数的比值变大,故D错误。
故选C。
15. 小兰设计了一种烟雾报警装置,其简化电路如图所示。电源电压保持不变,为定值电阻,R为光敏电阻,R的阻值随光照强度的减弱而增大。当电流表示数减小到某一值时,装置报警。开关S闭合后,当有烟雾遮挡射向R的激光时,则下列分析正确的是(  )
A. 光敏电阻R阻值减小
B. 电流表的示数减小,电压表的示数增大
C. 电流表的示数增大,电压表的示数增大
D. 电压表与电流表的示数之比减小
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.由电路图可知,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。因光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大,所以,当有烟雾遮挡射向R的激光时,R的阻值增大,电路中的总电阻增大,由I=可知,电路中的电流减小,即电流表的示数减小,由U=IR可知,R0两端电压减小,因串联电路中总电压等于各部分电路电压之和,所以,光敏电阻R两端的电压增大,即电压表的示数增大,故AC错误,B正确;
D.由于电压表与电流表的示数之比等于R的阻值,因此比值变大,故D错误。
故选B。
二、填空题(共36分)
16. 热熔胶是一种在常温下为固态的粘合剂,使用时先用热熔胶枪加热使其熔化,再凝固来粘合物体。用如图所示的一款热熔胶枪给热熔胶加热时,会闻到熔胶的气味,这是______现象。热熔胶被胶枪挤出,并“粘”在物体本上,说明分子间存在______力。
【答案】 ①. 扩散 ②. 引
【解析】
【详解】[1]热熔胶枪给热熔胶加热时,会闻到熔胶的气味,这是因为熔胶在高温下分子的无规则运动更加剧烈,这是扩散现象。
[2]分子间存在引力和斥力,热熔胶被胶枪挤出,并“粘”在物体本上,粘合了物体,说明分子间存在引力。
17. 发光二极管是常见的电子元件,被广泛应用于生产和生活,利用二极管还可以判断电路中电流流向,因为它具有_________的性质,插板上的指示灯便是二极管,此时二极管与各插孔之间的连接方式是_______(选填:“串联”或“并联”)。
【答案】 ①. 单向导电 ②. 并联
【解析】
【详解】[1]二极管是单向导电器件,具有单向导电性,可以用来判断电路中电流的方向。
[2]工作时,插板上的指示灯与各插孔之间互不影响,可以独立工作,因此它们的是并联的。
18. 小佑收集了很多材料和长度都相同但粗细不同的铅笔芯.如图所示,是用他身边的器材自制的简易调光灯电路.闭合开关,夹子A向右移动的过程中灯泡亮度应该 _______ (选填“变亮”、“变暗”、或“不变”);夹子A从最左端移动到最右端的过程中,他发现灯泡亮度变化不明显,他应该调换更 _______ (选填“粗”或“细”)的铅笔芯来做实验.
【答案】 ①. 变亮 ②. 细
【解析】
【详解】影响电阻大小的因素是材料、长度和横截面积,由图知道,当闭合开关,夹子A向右移动的过程中,铅笔芯接入电路中的长度变短,即电阻减小,由欧姆定律知道,此时电路的电流应变大,灯泡应变亮;若夹子A从最左端移动到最右端的过程中,他发现灯泡亮度变化不明显,则说明电流的变化比较小,由I=U/R知道,即电阻变化较小,此时应选用电阻较大的铅笔芯,即换用更细的铅笔芯.
19. 如图所示,若要两个灯泡并联,可以闭合的开关是__________;为了防止L2短路,不能同时闭合开关__________。
【答案】 ①. S1、S3 ②. S3、S2
【解析】
【详解】[1]要使两灯泡并联,电流从电源正极流出,经S1分支,一支经过灯泡L1、另一支经灯泡L2,开关S3,然后共同汇合回电源负极,故应闭合开关S1、S3。
[2]同时闭合开关S1、S2时,L2发生短路,为了防止L2短路,不能同时闭合开关S1、S2。
20. 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,电压表测__________两端电压,此时若将滑动变阻器取下,电压表的示数将_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 滑动变阻器 ②. 变大
【解析】
【详解】[1]由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表与滑动变阻器并联,所以电压表测滑动变阻器两端的电压,小于电源电压。
[2]此时若将滑动变阻器取下,电压表与灯泡串联在电路中,电压表测量的是电源电压,电压表示数变大。
21. 给某金属导体两端加9V电压时,用电流表测得通过导体的电流为0.3A,则该金属导体的电阻为_______Ω,若将该金属导体与小灯泡串联接入电路,再用酒精灯对该导体进行加热,小灯泡的亮度将_______(选填“变亮”、“不变”或“变暗”)。
【答案】 ① 30 ②. 变暗
【解析】
【详解】[1]给某金属导体两端加9V电压时,用电流表测得通过导体的电流为0.3A,根据欧姆定律可知,该金属导体的电阻
[2]金属导体的电阻随温度的升高而增大,若将该金属导体与小灯泡串联接入电路,再用酒精灯对该导体进行加热,导体的电阻将变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,小灯泡的亮度将变暗。
22. 如图所示电路,开关S闭合后,两灯正常发光,一段时间后,L1熄灭,电压表无示数,小灯泡亮度变亮______,若两灯均熄灭,电压表和电流表均无示数,则故障可能是______(选填“L1短路”、“L1断路”或“L2断路”)。
【答案】 ①. L1短路 ②. L2断路
【解析】
【详解】[1]由图可知,当闭合开关时,电流表测量电路中L1所在支路的电流,电压表测量L1两端的电压;串联只有一条电流路径,电流表示数变大,说明L1短路。
[2]若两灯均熄灭,电压表和电流表均无示数,说明电路出现了断路故障,说明电压表与电源不相通,可能是L2断路。
23. 如图甲是亮度可调台灯,电位器是调节其亮度的装置。电位器实际是滑动变阻器,如图乙是电位器的结构示意图,如果想要顺时针旋转旋钮时,灯的亮度变亮,___________(选填“a和b”“b和c”或“a和c”)两接线柱接入电路,这是通过改变电阻丝接入电路中的___________来改变电阻。
【答案】 ①. b和c ②. 长度
【解析】
【详解】[1][2]灯泡亮度变亮时,说明电路中的电流变大,电路的电阻应变小,因顺时针旋转旋钮时,其阻值变小,故 b和c两接线柱接入电路,这是通过改变电阻丝接入电路中的长度来改变电阻。
24. 如图所示,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲∶U乙=4∶1;则R1∶R2=______。当开关S1闭合、S2断开,若甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为______。
【答案】 ①. 3∶1 ②. 3∶4
【解析】
【详解】[1]由电路图可知,当S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测电源电压,乙测R2两端的电压,设电路中电流为I,则
解得
R1=3R2

R1∶R2=3∶1
[2]当S1闭合、S2断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,甲测R2所在支路的电流,乙测干路电流,因为并联电路中各用电器两端电压相等,设电源电压为U,则
即两表的示数之比为3∶4。
三、作图与计算题(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. 在如图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔线代替导线补上。补上后要求:
①电压表测小灯泡两端电压;
②闭合开关S,向右端移动滑动变阻器的滑片P,灯变亮。
【答案】
【解析】
【详解】滑动变阻器需要串联接入电路,且一上一下,要求向右端移动滑动变阻器的滑片P,灯变亮,说明滑片向右移动时,接入的阻值变小,总电阻变小,通过灯泡的电流变大,灯泡变亮,故用一根导线将滑动变阻器的右下方接线柱与灯泡的左端接线柱相连即可,电压表测量灯泡的电压,由于电源电压是两节干电池,电源电压为3V,故电压表选择小量程即可,电压表并联在小灯泡两端,故实物图如图所示:
26. 根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,将图乙中元件连接完整。
【答案】
【解析】
【详解】由实物图知,灯泡和电铃并联,干路和电铃支路上各有一个开关,实物图连接如图所示:
27. 天然气已进入广大家庭,已知天然气的热值,某家庭做饭每小时约消耗的天然气,则炖汤1小时消耗的天然气完全燃烧可以放出多少的热量?若这些热量的36%完全被水吸收,则可以使标准大气压下,质量为9kg的水温度上升多少℃?
【答案】,20℃
【解析】
【详解】解:(1)完全燃烧天然气放出的热量
(2)由题知,水吸收的热量
由,可得,质量为9kg的水上升的温度

答:(1)炖汤1小时消耗的天然气完全燃烧可以放出的热量;
(2)质量为9kg的水温度上升20℃。
28. 如图所示的电路,电源电压恒为12V,R=10Ω,滑动变阻器R'的铭牌上标有“?,0.5A”的字样,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片置于最上端时,电流表的示数为0.24A。求:
(1)R'的最大阻值是多少Ω?
(2)电压表的取值范围?
【答案】(1)40Ω;(2)7V~9.6V
【解析】
【详解】解:(1)从该电路图可以看到,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片置于最上端时,变阻器的全部阻值接入电路,电源电压恒为12V,R=10Ω,电流表的示数为0.24A,根据欧姆定律可知
最后解得,R'的最大阻值是40Ω。
(2)从该电路图可以看到,电压表并联在R'的两端,当R'的电压最大时,电压表的示数最大,根据串联电路的分压特点,R'的电阻值也是最大的,已知R'的最大阻值是40Ω,电源电压恒为12V,R=10Ω,电路的电流为0.24A,R'的电压示数为
电压表的最大示数为9.6V;滑动变阻器R'的铭牌上标有“?,0.5A”的字样,即说明流过变阻器的电流最大为0.5A,串联电路的最大电流为0.5A,电源电压恒为12V,电路的总电阻最小,大小为
这时R'的阻值大小为
根据串联电路的分压特点,这时R'的电压值最小,流过R'的电流大小为0.5A,根据可知,R'的最小电压为
R'的最小电压为7V,电压表的最小示数为7V;综上所述,电压表的取值范围为7V~9.6V。
答:(1)R'的最大阻值是40Ω;
(2)电压表的取值范围为7V~9.6V。
五、实验题(每空2分,共18分)
29. 小夏在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和另一种液体进行了实验,并用图像对实验数据进行了处理,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等。
(1)分析图像可以得出:_____物质为水;
(2)另一种液体的比热容为:____________J/(kg·℃);
(3)若用不同加热装置分别给质量和初温相等的两杯水加热,则两杯水吸热的多少通过_________来反映的。(选填“温度变化”或“加热时间”)
【答案】 ①. 甲 ②. 2.1×103 ③. 温度变化
【解析】
【详解】(1)[1]根据甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图象知,放热l5分钟(放热相同),甲降低的温度为
60℃﹣40℃=20℃
乙降低的温度为
60℃﹣20℃=40℃
根据比较吸热能力的方法,甲的吸热能力强,甲为水。
(2)[2]根据可知,在质量和放热相同的情况下,比热容与降低的温度之积为一定值,降低的温度与比热容成反比,另一种液体的比热容为
(3)[3]若用不同加热装置分别给质量和初温相等的两杯水水加热,根据可知,升高的温度越高,吸热越多,则两杯水吸热的多少通过温度变化来反映的。
30. 小海和小梅一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。
(1)图甲是他们设计的电路图,图乙是他们测量电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是 _____(选填“A”、“B”或“C”)处的电流;
(2)请在图乙中移动一根导线,测量另外一处的电流,在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确的电路 _____,移动后电流表测量的是 _____(选填“A”、“B”或“C”)处的电流;
(3)测出A、B、C各点的电流值如表所示,由此得出了如下结论:并联电路各支路电流相等,干路中的电流等于各支路中的电流之和,请指出实验过程中的两个不足之处:①_____,②_____;
测量位置 A B C
电流I/A 0.3 0.3 0.6
(4)小海利用原有的实验器材,添加一个开关,又设计了一个电路,利用这个电路,不用更换电流表的位置,就可直接测出A、B、C三处的电流,同样可得出三处电流的关系,请在图丙中的虚线框中画出电路图__________。
【答案】 ①. C ②. ③. A或B ④. 实验中使用了相同的小灯泡 ⑤. 实验次数太少 ⑥.
【解析】
【详解】(1)[1]观察图乙发现,电流表在干路上测量干路的电流,所以电流表测C点的电流。
(2)[2][3]让电流表测量另一处的电流,也就是测量支路的电流,左图测量的是A点的电流,右图测量的是B点的电流,电路连接如下图所示:
(3)[4][5]实验中只测得了一组数据,而且通过两灯的电流相同,所以实验过程中的不足之处是:①实验中使用了相同的小灯泡;②实验次数太少。
(4)[6]在不更换电流表位置的情况下,在支路上各接一个开关即可完成实验要求,即开关S1、S2都闭合时,测量干路电流,只闭合S1时,测量灯L1支路的电流,只闭合S2时,测量灯L2支路电流,电路图如下图所示:
六、选择题
31. 新能源是可持续发展的重要举措,现电动汽车逐渐遍布全国,与燃油车相比,电动汽车因使用成本低,转化效率高的优势,成为人们更热衷的代步工具。对下列情景的分析正确的是(  )
A. 若汽油机的飞轮转速为3600r/min,则该汽油机每秒完成120个冲程
B. 冬天感觉汽车座垫冰冷,是因为冰冷的汽车座垫没有内能
C. 燃油车内的汽油机只有在做功冲程时有能量转化
D. 电动汽车的动力是通过将电能转化为机械能实现,而且效率可以达到100%
【答案】A
【解析】
【详解】A.汽油机一个工作循环飞轮转2圈,完成4个冲程,若汽油机的飞轮转速为3600r/min,即60r/s,则该汽油机每秒完成120个冲程,故A正确;
B.任何物体都有内能,所以冰冷的汽车座垫也有内能,故B错误;
C.燃油车内的汽油机只有在做功冲程和压缩冲程时有能量转化,故C错误;
D.机械在使用时无法避免额外功的产生,所以电动汽车的效率不可能达到100%,故D错误。
故选A。
32. 如图所示,用两只相同的加热器,分别给相同体积的水和某种油加热,如图所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃),ρ油=0.8×103kg/m3,加热效率为90%,加热时不计热量损失,下列说法正确的是(  )
A. 加热效率没有达到100%,是因为加热器放出的热量,没有全部被水和油吸收
B. 若油和水的体积为0.5L,则加热到三分钟时,油吸收的热量为2.1×104J
C. 因为油的比热容比水小,所以都加热两分钟时,油吸收热量比水少
D. 若水的质量为10kg,t=3min时,水吸收的热量为5.04×106J
【答案】AB
【解析】
【详解】A.因为加热器放出的热量,没有全部被水和油吸收,有热量的散失,所以加热效率没有达到100%,故A正确;
B.水的质量
m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×0.5×10﹣3m3=0.5kg
水吸收的热量为
Q水=c水m水(t水﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×0.5kg×(28℃﹣18℃)=2.1×104J
由于两种液体都加热了3分钟,用的两个相同的电加热器,所以
Q油=Q水=2.1×104J
故B正确;
C.相同的加热器相同时间内放出的热量相同,都加热两分钟时,油和水吸收热量相同,故C错误;
D.由图像可知t=3min时水升高的温度
Δt水=28℃﹣18℃=10℃
则水吸收的热量为
Q'水=c'水m'水Δt水=4.2×103J/(kg ℃)×10kg×10℃=4.2×105J
故D错误。
故选AB。
33. 在图中,用箭头标出了部分接线中的电流方向。a、b和c、d间或接电源,或接用电器,但在图中均未画出。根据图示,可以判定电源(  )
A. 只能接在a、b间
B. 只能接在c、d间
C. 可以接在a、b间;也可以接在c、d间
D. 条件不足,无法判定
【答案】C
【解析】
【详解】因电流只能从电源的正极流出,由电源的负极流入;假设ab是电源的话,且a为电源的正极,b为电源的负极,cd为用电器,故此时电流从a出发,经cd间的用电器回到负极,对于电路中的两灯泡会发生短路,故这样可以组成电路并符合题目中所标的电流方向;假设cd是电源的话,且c为电源的正极,d为电源的负极,ab为用电器,故此时电流从c出发,经ab间的用电器回到负极,对于电路中的两灯泡仍会发生短路,故这样也可以组成电路并符合题目中所标的电流方向,故上述两种情况都可以。
故选C。
34. 在图甲所示电路中,是定值电阻,规格为“20Ω 3A”的滑动变阻器,在电路中正确连接有一个电压表(图中未画出)。电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b端滑向a端。当滑片P在最右端b处时,电压表示数如图乙所示;P在中点时,电流表的示数为,电压表示数如图丙所示(电压表选用的量程与乙图不同),下列说法正确的是(  )
A. 电压表并联在两端 B. 电源电压是
C. 阻值是 D. 电流表的最大示数是
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】A.丙图中,电压表的量程为0~3V时,分度值为0.1V,示数为0.8V,电压表的量程为0~15V时,分度值为0.5V,示数为4V,当滑片P位于中点时,接入电路中的电阻为10Ω,此时电路中的电流为0.8A,R2两端的电压
U2=IR2=0.8A×10Ω=8V
因R2两端的电压与丙电压表的示数不相等,所以,电压表应并联在R1两端,故A错误;
B.当滑片P在最右端b处时,电路中的电流最小,电压表的示数最小,因乙、丙两电压表的量程不同,且乙电压表指针的偏角大于丙电压表指针的偏角,所以,乙电压表的量程为0~3V时,示数为2.4V,P在中点时,电流表的示数为,电压表的量程为0~15V时,分度值为0.5V,示数为4V,由选项A可知R2两端的电压是8V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压
U=U1+U2=4V+8V=12V
故B错误;
C.R1的阻值
=5Ω
故C正确;
D.当滑片位于a端时,电路为R1的简单电路,此时电路中的最大电流
=2.4A<3A
所以,电流表的最大示数是2.4A,故D正确。
故选CD。
35. 如图所示电路,电源电压U恒定。当A、B间接入标有一个6Ω的定值电阻,闭合S、S1、S2断开S3,滑片P移到某一位置时电流表示数为I,再向上移动一段距离,R的阻值变化了5Ω,电流表示数变化了0.1A,此时电流表示数为0.5A;当A、B间换接为R3,闭合S、S3,断开S1、S2,电压表示数为U2,R1= R2,电路的电流为0.5A,R1、R2、R3均为定值电阻,每个电阻的阻值只有2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能。下列结论正确的是(  )
A. I = 0.4A B. U=12V
C. U2可能是2.5V D. R1可能是9Ω
【答案】A
【解析】
【详解】A.观察电路图,闭合S、S1、S2断开S3,A、B间电阻、R1、R串联接在电路中,滑片P移到某一位置时电流表示数为I,再向上移动一段距离,变阻器接入电路的阻值变小,那么总电阻是变小的,电路的电流是变大的,此时电流表示数为0.5A,即,电流表示数变化了0.1A,那么可知
解得;A正确;
BCD.由上述可知
当A、B间换接为R3,闭合S、S3,断开S1、S2,R1、R2、R3串联接在电路中,R1= R2,电路的电流为0.5A,可得到
假设,代入上式可得到
解得,,代入上式可得,因为R1、R2、R3均为定值电阻,每个电阻的阻值只有2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能,所以,这与题意不符合,;
假设,同理可得,,代入上式可得,因为R1、R2、R3均为定值电阻,每个电阻的阻值只有2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能,所以,这与题意不符合,;
假设,同理可得,,代入上式可得,因为R1、R2、R3均为定值电阻,每个电阻的阻值只有2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能,所以,这与题意不符合,;
假设,同理可得,,代入上式可得,因为R1、R2、R3均为定值电阻,每个电阻的阻值只有2Ω、5Ω、7Ω、9Ω这四种可能,所以,这与题意相符合,所以是正确的,R1一定是9Ω,D错误;综上所述,U只能是10V,不可能是12V,B错误;从图中可以看到,当A、B间换接为R3,闭合S、S3,断开S1、S2,R1、R2、R3串联接在电路中,电压表测的是R2两端电压,、、、,电路的电流大小是
那么R2两端电压
U2大小是4.5V,U2不可能是2.5V,C错误。
故选A。
七、综合题(共10分。第7题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写出最后答案不能得分)
36. 小明同学在初三物理创新实验大赛中设计了一个电子量角器。如图甲所示,把同种材料制成的粗细均匀的电阻丝AB弯成半圆形,O为圆心,OP为能够绕圆心O转动的金属滑片(OP的阻值忽略不计),P与AB接触良好。如图乙所示,A为电流表(量程为0~0.6A、内阻不计),R0为保护电阻,理想电源电U=6V不变。备用滑动变阻器两个:R1(15Ω 1A)、R2(30Ω 0.6A),选择合适的滑动变阻器连人M、N两接线柱,把电子量角器A、O两个接线柱分别与E、F相接,将电流表表盘重标数据后可以从电流表上直接读出OP的旋转角度。请完成以下内容:
(1)用导线连接M、N,将A、O分别与E、F相接,闭合开关。当P滑到A处时,电流表示数为0.5A;当P滑到B处时,电流表示数为0.2A。由此可知保护电阻R0=______Ω;
(2)小明希望将0°刻度线标在电流表“0.2A”刻度处,那么他应该选择的滑动变阻器是______(选填“R1”、“R2”或“R1或R2均可”)。按此要求接好电路并将滑动变阻器滑片调到要求位置,闭合开关。当被测量角度为75°时,电流表的示数应该为______A;
(3)即使电源电压未知,R0和电阻丝AB材料的电阻也不知道。小明也能通过图乙电路中电流表示数I转换为所测角度θ,即∠AOP。他提炼出了一个“校准——测量——计算”的标准实验流程:
①校准:将滑动变阻器调到适当阻值后接入电路,将A、O分别与E、F相接,闭合开关,将电子量角器的滑片P滑到A处,记下此时电流表的示数为I1;保持滑动变阻器连入电路的阻值不变,将滑片P滑到B处,记下此时电流表的示数为I2;
②测量:拨动电子量角器的滑片P使∠AOP与被测角重合,记下此时电流表的示数为I3;③利用测得物理量I1、I2、I3根据,写出表达式θ=______计算结果。
【答案】 ①. 12 ②. R2 ③. 0.16 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]M、N间用导线连接,A、O分别与E、F相接,当P接到A时,电阻丝AB接入电路的阻值为0,此时电路中只有R0工作,所以
(2)[2]当P滑到B处时,AB与R0串联在电路中,且AB接入电路的阻值最大,此时电路中的总电压
AB的最大阻值
RAB=R总-R0=30Ω-12Ω=18Ω
要将电阻丝AB的0°刻度线标在电流表0.2A处,即说明此时AB接入电路的阻值为0,而电路中通过的电阻仍然为0.2A,所以在MN处接入的变阻器的最大阻值应大于或等于18Ω,所以应选择的滑动变阻器是R2。
[3]当被测量角度为75°时,电阻丝AB接入电路的阻值为
在这个过程中,变阻器接入电路的阻值保持不变,所以此时电路中的总电阻
R总'=RAB+R0+R'=18Ω+12Ω+7.5Ω=37.5Ω
此时电路中的电流
(3)[4]将滑动变阻器调到适当阻值后接入电路,闭合开关。将电子量角器的滑片P滑到A处,记下此时电流表的示数为I1,由欧姆定律可得
保持滑动变阻器连入电路的阻值不变,将滑片P滑到B处,记下此时电流表的示数为I2,根据串联电路电阻特点可得
拨动电子量角器的滑片P使∠AOP与被测角重合,记下此时电流表的示数为I3,同理得
联立以上三式解得
37. 如图甲所示是小明所设计的电路图,其中标有“2.5V”字样的小灯泡L的电流与电压关系如图乙所示,定值电阻R1=10Ω,R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成(总长度为45cm,导体GH每1cm的电阻为1Ω),且在材料相同,横截面积相同时,导体的电阻与导体的长度成正比。其中有一段是铜导体,其电阻可忽略不计。P是与R2接触良好并能移动的滑动触头。只闭合S、S1时,电流表示数I与滑片P向左移动距离x的关系如图丙所示。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)电源电压与R2的最大阻值;
(3)若只闭合S与S2,为确保灯丝不被烧坏,滑片P向左移动距离x的最大值。
【答案】(1)5Ω;(2)12V,30Ω;(3)11cm
【解析】
【详解】解:(1)由图乙知,当灯泡两端电压为2.5V时,电流为0.5A,由欧姆定律得,灯泡正常发光时电阻
(2) 只闭合S、S1时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,由图丙可知,当滑动触头在E处时,R2接入的阻值为零,电路为R1的简单电路,电流最大为
电源电压
只闭合S、S1时,当滑动触头在H处时,R2接入的阻值最大,电流最小为
R1与R2串联,由欧姆定律可得,电路总电阻
R2的最大阻值
(3)若只闭合S与S2,灯泡与R2串联,当灯正常发光时,灯两端电压为2.5V,所以R2两端的电压
R2连入电路的最小电阻为
滑动触头P从H端移到E端时出现拐点,由图像丙可知
中间一段电流无变化,故FG是铜导线,由图像可知,当滑片P位于F点时,电路中电流
总电阻
则EF段电阻为
GH导体接入的电阻
由于GH部分每1cm长电阻为1Ω,则接入的长度为9cm,未接入的长度为
即滑片P向左移动距离x的最大值为11cm。
答:(1)小灯泡正常发光时的电阻为5Ω;
(2)电源电压为12V,R2的最大阻值为30Ω;
(3)滑片P向左移动距离x的最大值为11cm。

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