![128,四川师范大学附属第一实验学校2023-2024学年九年级上学期期中考试物理试题第1页](http://m.enxinlong.com/img-preview/2/6/15479105/0-1710204989039/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
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![128,四川师范大学附属第一实验学校2023-2024学年九年级上学期期中考试物理试题第3页](http://m.enxinlong.com/img-preview/2/6/15479105/0-1710204989126/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
128,四川师范大学附属第一实验学校2023-2024学年九年级上学期期中考试物理试题
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这是一份128,四川师范大学附属第一实验学校2023-2024学年九年级上学期期中考试物理试题,共29页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图与计算,实验探究题等内容,欢迎下载使用。
第一部分
一、选择题(每小题2分,共30分)
1. 下列电路图连接正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.图中电压表负接线柱接在靠近电源正极的接线柱上,正负接线柱接反了,故A错误;
B.电流表与被测电路串联,电压表与被测电路并联,且正负接线柱正确,故B正确;
C.电压表应并联在被测电路中,电流表应串联在被测电路中,故C错误;
D.电流表与被测电路串联,电压表与被测电路并联,但电流表负接线柱接在了靠近电源正极的接线柱上,正负接线柱接反了,故D错误。
故选B。
2. 电位器实质上是变阻器的一种。如图所示,以下能让电位器连入电路的电阻变大的是( )
A. AB接入电路,顺时针向右滑动触头B. BC接入电路,顺时针向右滑动触头
C AB接入电路,逆时针向左滑动触头D. AC接入电路,逆时针向左滑动触头
【答案】A
【解析】
【详解】电位器是变阻器的一种,电位器通过触头的转动从而改变电阻,是由于当触头转动以后改变了连入电路中电阻丝的长度。
A.由图知道,当AB接入电路,顺时针向右滑动触头时,连入电路中电阻丝的长度增加,电阻变大,故您看到的资料都源自我们平台,20多万份试卷,家威杏 MXSJ663 每日最新,性比价最高A符合题意;
B.当BC接入电路,顺时针向右滑动触头时,连入电路中电阻丝的长度减小,电阻变小,故B不符合题意;
C.当AB接入电路,逆时针向左滑动触头时,连入电路中电阻丝的长度减小,电阻变小,故C不符合题意;
D.AC接入电路,无论逆时针还是顺时针向左滑动触头,连入电路中电阻丝的长度都不发生变化,故D不符合题意。
故选A。
3. 下列关于静电现象,说法正确的是( )
A. 梳过头发的塑料梳子会带电,说明摩擦可以创造电荷
B. 验电器的工作原理是异种电荷相互吸引
C. 摩擦后带负电的物体一定是失去了电子
D. 两个带电体相互排斥,它们一定带同种电荷
【答案】D
【解析】
【详解】A.梳过头发的塑料梳子会带电,这是摩擦起电现象,其实质是电荷发生转移,并不是创造了电荷,故A错误;
B.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,故B错误;
C.摩擦后带负电的物体一定是得到了电子,故C错误;
D.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。两个带电体相互排斥,它们一定带同种电荷,故D正确。
故选D。
4. 下列关于电路说法正确的是( )
A. 给手机充电时,手机电池相当于电源
B. 干电池、电冰箱、电视机都属于用电器
C. 用电器是消耗电能的装置
D. 一个完整电路由电源、开关和导线组成
【答案】C
【解析】
【详解】A.给手机充电时,手机电池消耗电能,在电路中相当于用电器,故A错误;
B.干电池在电路中提供电能,在电路中相当于电源;电冰箱、电视机在电路中消耗电能,在电路中相当于用电器,故B错误;
C.用电器是用电来工作的设备,工作时将电能转化为其他形式的能,用电器在电路中消耗电能,故C正确;
D.电路是由提供电能的电源、消耗电能的用电器、控制电路通断的开关和输送电能的导线四部分组成,故D错误。
故选C。
5. 某新型防盗玻璃是由中间嵌有极细金属丝的多层玻璃组成。当玻璃被击碎时,金属丝断裂。报警器就会报警。下列电路图,能满足上述要求的是(导线a为金属丝)( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】新型防盗玻璃是由中间嵌有极细金属丝的多层玻璃组成,是导体;
A.由图知,玻璃与警报器并联。当开关闭合,玻璃不被击碎时,电源短路;这是不允许的,故A不符合题意;
B.由图知,玻璃与电阻R0并联。当开关闭合时,不论玻璃是否被击碎,警报器都会报警,故B不符合题意;
C.由图知,玻璃与警报器、电阻R0均并联。当开关闭合,当玻璃不被击碎时,电源短路;这是不允许的,故C不符合题意;
D.由图知,玻璃与警报器并联。根据并联电路特点知,当玻璃被击碎时,与金属线相连的警报器就会立刻报警;当开关闭合,玻璃不被击碎时,警报器被短路,警报器不会报警,电路为电阻R0的简单电路,故D符合题意。
故选D。
6. 关于串、并联电路,下列说法正确的是( )
A. 公路边灯要亮一起亮,要灭一起灭,由此断定这些灯是串联的
B. 家中的电灯与控制它的开关之间的连接是串联的
C. 教室里每三盏灯由一只开关同时控制,则这三盏灯的连接方式是串联
D. 通过两用电器的电流相等,它们一定是串联的
【答案】B
【解析】
【详解】A.公路边的路灯虽然要亮一起亮,要灭一起灭,但它们工作时互不影响,是并联的,故A错误;
B.开关能控制和它串联的用电器的电流通断,家庭电路中,灯泡与控制它的开关是串联的,故B正确;
C.教室中的日光灯由一只开关同时控制,但每盏灯工作都互不影响,是并联的,故C错误;
D.在串联电路中,通过各用电器的电流相等,并联电路中,支路电流也可能是相同的,所以电流相等,它们不一定是串联的,故D错误。
故选B。
7. 下列说法中符合实际的是( )
A. 一节新的干电池电压为2V
B. 家用空调的电流约为4~8A
C. 实验室用的一段长约20cm的铜导线电阻约1000Ω
D. 人体安全电压为36V
【答案】B
【解析】
【详解】A.一节新的干电池电压为1.5V,故A不符合题意;
B.家用空调耗电快,工作时电流约为4~8A,故B符合题意;
C.铜的导电性十分优良,实验室用的一段长约20cm的铜导线电阻约为0Ω,故C不符合题意;
D.人体安全电压为不高于36V,故D不符合题意。
故选B。
8. 关于导体电阻的说法,正确的是( )
A. 导体的电阻越大,表明其导电能力越强
B. 两个电阻串联,相当于其它因素不变,增加了导体的长度
C. 并联电路的等效电阻大于任何一个并联电阻
D. 甲导体的电阻大于乙导体,将它们串联到同一电路中,则通过乙导体的电流更大
【答案】B
【解析】
【详解】A.导体的电阻越大,导体对电流阻碍作用越大,表明其导电能力越弱,故A错误;
B.两个电阻串联,相当于其它因素不变,增加了导体的长度,因此串联电路的总电阻比任何一个分电阻都大,故B正确;
C.根据并联电路的电阻关系可知,并联电路的等效电阻小于任何一个并联电阻,故C错误;
D.甲导体的电阻大于乙导体,将它们串联到同一电路中,根据串联电路的电流规律可知,通过甲、乙导体的电流相等,故D错误。
故选B。
9. 对于欧姆定律的公式的理解,以下说法正确的是( )
A. 导体两端电压越大,通过导体电流越大
B. 在电压一定时,导体的电阻与通过导体的电流成反比
C. 由可知,所以当导体两端电压为0时,导体电阻为0
D. 在电阻一定时,通过该导体电流与该导体两端的电压成正比
【答案】D
【解析】
【详解】A.在电阻一定时,导体两端电压越大,通过导体电流越大,故A错误;
B.在电压一定的情况下,导体电阻越大,通过导体的电流越小,通过导体的电流与导体的电阻成反比,故B错误;
C.导体电阻大小与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关,与导体两端的电压和通过导体的电流无关,当导体两端电压为0时,导体电阻不为0,故C错误;
D.由可知,在电阻一定时,通过该导体的电流与该导体两端的电压成正比,故D正确。
故选D。
10. 在如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A. 当闭合开关S1、S2、S3时,只有L2发光
B. 当只闭合开关S1、S2时,L1和L2均发光且并联
C. 当只闭合开关S2、S3时,L2断开
D. 当只闭合S2时,L1、L2串联
【答案】D
【解析】
【详解】A.当闭合开关S1、S2、S3时,电源被短路,两灯均不亮,故A错误;
B.当只闭合开关S1、S2时,只有连入电路,只有发光,故B错误;
C.当只闭合开关S2、S3时,只有L2连入电路,故C错误;
D.当只闭合S2时,电流依次流经两灯,L1、L2串联,故D正确。
故选D。
11. 如图所示的电路中,闭合开关后,两灯均不亮,电流表无示数,但电压表有示数且等于电源电压。关于电路故障分析正确的是( )
A. 灯泡L1短路B. 灯L1断路
C. 灯泡L2断路D. 灯L2短路
【答案】C
【解析】
【详解】AD.由电路图可知,两灯泡串联,电流表测电路电流,电压表测灯L2两端电压;闭合开关后,两灯均不亮,电流表无示数,这说明电路出现了断路现象,故AD错误;
B.如果灯L1断路,电路断路,电流表和电压表都没有示数,故B错误;
C.如果灯L2断路,电压表串联在电路中,电压表有示数且等于电源电压,电压表内阻很大,通过电路的电流很小,电流表无示数,故C正确。
故选C。
12. 如图是R1、R2两电阻的U﹣I图像。将R1、R2并联后接入电路,结合图中信息可知( )
A. R1的阻值比R2的阻值大
B. 通过R1、R2的电流相等
C. R1两端的电压比R2两端的电压小
D. R1的阻值为5Ω
【答案】D
【解析】
【详解】R1、R2并联后接入电路,并联电路各支路两端电压相等,由图可知电压相等时,通过R1的电流较大,根据欧姆定律可知R2>R1,R1的阻值为
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
13. 电梯超载容易引发安全隐患,其超载报警电路简图,如图所示。电源电压恒定不变,为保护电阻,R为压敏电阻,阻值大小随电梯内压力增大而减小,电流表的示数超过临界值就会自动报警。电梯正常工作,当有人进入电梯后,则( )
A. 电流表示数减小
B. 电压表示数增大
C. 电压表与电流表示数之比减小
D. 因为电阻是定值电阻,所以它的电压和电流不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.由电路图可知,与R串联,电流表测电路中电流,当有人进入电梯后,压力增大,压敏电阻阻值减小,因此电阻中总电阻减小,由欧姆定律可知,电路中电流变大,故电流表示数变大,故A不符合题意;
B.图中,电压表测R两端电压,当有人进入电梯后,压力增大,压敏电阻阻值减小,电源电压不变,由串联电路分压原理可知,压敏电阻两端减小,即电压表示数减小,故B不符合题意;
C.由电路图可知,电压表测压敏电阻两端电压,电流表测电路中电流,串联电路中电流处处相等,因此电压表与电流表的比值即为压敏电阻的阻值,人进入电梯后,压力增大,压敏电阻阻值减小,因此电压表与电流表示数之比减小,故C符合题意;
D.因为串联电路中电流处处相等,人进入电梯后,电路中电流相等,因此通过R0的电流增大,压敏电阻两端电压减小,由串联电路电压特点可知,R0两端电压变大,故D不符合题意。
故选C。
14. 下列电路中,已知电源电压相等,且R1<R2,开关闭合后,则电路中电流表的示数最小的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由选项可知,A中两电阻并联,B中两电阻串联,C中为R1的简单电路,D中为R2的简单电路,电流表均测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,选项中总电阻的关系是
即
根据可知,对应的电流关系为
所以电路中电流表的示数最小的是串联时的电路,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
15. 如图所示的四个电路中,电源电压保持不变,R0为已知阻值的定值电阻,不能测出未知电阻Rx阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.由电路图可知,当S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可求电源的电压;当开关S闭合时R0、Rx并联,电流表测干路电流,因通过R0的电流不变,根据并联电路的电流特点可求通过Rx的电流,再根据并联电路的电压特点和欧姆定律即可求出Rx阻值,故A不符合题意;
B.开关S闭合时,R0短路,电压表测量电源电压;开关S断开时两电阻串联,电压表测量Rx两端的电压;根据串联电路总电压等于各分电压之和,求出R0两端的电压,根据求出通过R0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,根据可求出Rx电阻,故B不符合题意;
C.由电路图可知,当开关S闭合时,电路为Rx的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律推出电源电压的表达式;当开关S断开时两电阻串联,电流表测串联电路的电流,根据电阻的串联和欧姆定律推出电源电压的表达式,联立即可求出Rx阻值,故C不符合题意。
D.开关S闭合时,R0短路,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量电源电压;所以无法得到电路中电流,不能计算出Rx的值,故D符合题意.
故选D。
二、填空题(每空2分,共36分)
16. 如图甲所示,电压表读数是______V,如图乙中电阻箱的读数是______Ω。
【答案】 ①. 4 ②. 315
【解析】
【详解】[1] 如图甲所示,电压表选用大量程,分度值为0.5V,示数为4V。
[2] 如图乙中电阻箱的读数为
17. 如图所示的电路,电源电压恒为6V,当开关闭合后,电压表V1的示数为2V,则电压表V1是测量________两端的电压,R1两端电压为___________V。
【答案】 ①. R2 ②. 4
【解析】
【详解】[1][2]由图可知,R1、R2串联,电压表V1测R2两端的电压,即电压表V2测量电源电压;已知电压表V1的示数为2V,即R2两端的电压U2=2V;根据串联电路的电压特点R1两端的电压为
U1=U-U2=6V-2V=4V
18. 用如图所示电路测未知电阻Rx的阻值,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到___________端(选填:“A”或“B”)。某次实验时,读出电压表示数是3V,如果保持滑片位置不变,将Rx换成一个阻值比它大的电阻接入电路,闭合开关,电压表示数会___________3V。(选填“大于”“等于”或“小于”)
【答案】 ①. B ②. 大于
【解析】
【详解】[1][2]为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即B端;某次实验时,读出电压表示数是3V,如果保持滑片位置不变,将Rx换成一个阻值比它大的电阻接入电路,因电阻变大,由分压原理,电阻的电压变大,故电压表示数会大于3V。
19. 在如图所示的电路中,电源电压保持下变,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表的示数之比为4∶3,则R1∶R2=___________,当开关S断开,甲、乙均为电流表时,甲、乙两表示数之比为___________。
【答案】 ①. 1∶3 ②. 1∶4
【解析】
【详解】[1]当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲电压表测电源电压,乙电压表测R2两端电压,两表的示数之比为4∶3,因串联电路中总电压等于各分电压之和,则R1、R2两端的电压之比
由串联分压可知
[2]当开关S断开,甲、乙均为电流表时,两电阻并联,电流表甲测通过R2支路的电流,电流表乙测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过两电阻的电流之比
I1=3I2
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以两电流表的示数之比
20. 石墨炸弹会使电路发生短路,是因为石墨是___________(选填“绝缘体”或“导体”);在相距20km的甲、乙两地之间有两条输电线,已知输电线每米长的电阻为0.01Ω,现输电线在某处发生短路,检修人员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行测量,当电压表的示数为3V时,电流表的示数为30mA,短路位冒离甲地___________m。
【答案】 ①. 导体 ②. 5000
【解析】
【详解】[1]因为石墨属于导体,石墨炸弹会使电路发生短路。
[2]电流表的示数为
I=30mA=0.03A
由欧姆定律得,甲地到短路位置的总电阻
甲地到短路位置电线的总长度
短路位置离甲地的距离
21. 现有电压为9V的电源,将一个标有“6V 0.5A”字样的小灯泡接入此电路中,为使小灯泡正常发光,需在此电路中___________(选填“串联”或“并联”)一个阻值___________Ω的电阻。
【答案】 ①. 串联 ②. 6
【解析】
【详解】[1]电源电压为9V,小灯泡的额定电压为6V,电源电压大于小灯泡的额定电压,为了使小灯泡正常使用,根据串联电路的分压原理,应在电路中串联一定值电阻。
[2]定值电阻两端的电压为
根据串联电路电流的特点知,电路中的电流为小灯泡的额定电流0.5A,根据知,串联的定值电阻为
22. 如图所示,电源电压为12V保持不变,R1=10Ω。只闭合开关S时,电流表的示数为0.3A。则R2=___________Ω;当断开开关S,闭合S1、S2时,则电流表的示数为 ___________A。
【答案】 ①. 30 ②. 1.6
【解析】
【详解】[1]只闭合开关S时,R1和R2串联,电流表测串联电路的电流,R1两端的电压
根据串联分压原理,R2两端的电压
U2=U-U1=12V-3V=9V
R2的电阻
[2]当断开开关S,闭合S1、S2时,R1和R2并联,电流表测干路电流,根据欧姆定律可知,通过R1、R2的电流
电流表示数
I'=I1+I2=1.2A+0.4A=1.6A
23. 如图所示的电路中,电压表V1的示数为9V,电压表V2的示数为3V,电路中R1与R2的是___________联:电路中的电源电压为___________V。
【答案】 ①. 串 ②. 9
【解析】
【详解】[1][2]由电路图可知,R1、R2串联,电压表V1测电源的电压,V2测R2两端的电压,电压表V1的示数为9V,电源电压为9V。
24. 小灯泡L和定值电阻R的电流与其电压的关系如图所示,若将它们串联在电流为0.4A的电路中,电源电压为______V,若将它们并联在电源电压为4V电路中,则干路电流为______A。
【答案】 ①. 5 ②. 1.2
【解析】
【详解】[1]串联电路电流处处相等,若将小灯泡L和定值电阻R串联在电流为0.4A的电路中,由图知灯泡电压为1V,定值电阻R电压为4V,根据串联分压规律,则电源电压为
[2]并联电路中各支路电压等于电源电压,若将小灯泡L和定值电阻R并联在电源电压为4V电路中,由图知灯泡电流为0.8A,定值电阻R电流为0.4A,根据并联电流规律,则干路电流为
三、作图与计算。
25. 请在图中只改动一根导线,使之符合下列要求:闭合开关后,灯泡L1、L2并联,开关S控制所有用电器,电流表A1测流过干路的电流,A2测流过灯L2的电流。(提醒:在需要删除的导线上画“×”,用笔将改动后的导线画出,导线不许交叉)
【答案】
【解析】
【详解】根据实物图可知,电流表A2和灯L2被短路,电路为L1的简单电路。因要求灯泡L1、L2并联,开关S控制所有用电器,故S接在干路上,电流表A1测通过干路的电流,A2测通过灯L2的电流,如图所示:
26. 如图所示,请将电路右边的两个电路元件填入左边电路图的空白处,要求:闭合开关后,
①L1、L2都能发光;
②电流表只测L1的电流;
③电压表有正常示数。
【答案】
【解析】
【详解】如下图所示,两灯并联,都能发光,电流表在支路上,只测L1的电流,电压表测电源电压,有正常示数。
27. 如图所示,定值电阻R1和滑动变阻器R2连接在电路中,当滑片移到最左端时,电压表的示数为6V,电流表示数为0.6A。滑片移到最右端时电流表示数为0.1A,求:
(1)R1的阻值;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值。
【答案】(1)10Ω;(2)50Ω
【解析】
【详解】解:(1)由图可知,当滑片移到最左端时,滑动变阻器接入电阻为0,电路为只有R1的简单电路,电压表测电源电压,示数为6V,故电源电压为6V,电流表测量电路中的电流,示数为0.6A,则R1的阻值
(2)滑片移到最右端时R1与R2的最大阻值串联,电流表示数为0.1A,总电阻为
根据串联电阻规律可得
答:(1)R1的阻值为10Ω;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω。
28. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻的阻值为30Ω。闭合开关S,两电流表的示数分别为1.2A和0.3A。求:
(1)通过电阻的电流I2;
(2)现用电阻替换电阻、中的一个,替换前后,只有一个电流表的示数发生了变化,且该电流表示数减小了0.4A,请判断被替换的电阻,并求出电阻的阻值。
【答案】(1)0.9A;(2)被替换的电阻是R2,
【解析】
【详解】解:(1)闭合开关S,电阻、并联,电流表A在干路上,电流表在支路上,两电流表的示数分别为1.2A和0.3A,根据并联电流规律可知干路电流为1.2A,支路电流为0.3A,则通过电阻的电流为
(2)并联电路各支路独立工作,所以替换的是,此时电流表示数不变,电流表A示数减小了0.4A,则干路电流变为
电源电压为
此时电阻的电流为
则电阻的阻值为
答:(1)通过电阻的电流I2为0.9A;
(2)替换的是,电阻的阻值为。
四、实验探究题(每空2分,18分)
29. 在“探究串联电路电压的特点”实验中。
(1)如图所示,实验中应选择规格______(填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)小芳保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量两端电压。她能否测出L2两端电压?同组的同学认为不能测出电压,理由是______;
(3)小芳分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中,分析实验数据得出结论:串联电路中电源两端电压等于各串联部分电压之和。老师认为这个结论不太可靠,这个做法的不妥之处是______。
【答案】 ①. 不同 ②. 会导致电压表正负接线柱接反 ③. 实验次数太少,结论不具有普遍性
【解析】
【详解】(1)[1] 为寻求普遍规律,实验中应选择规格不同的小灯泡。
(2)[2] 保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,会导致电压表正负接线柱接反,电压表指针反偏,无法测出L2两端电压。
(3)[3] 小芳只由一次实验得出的结论不具有普遍性,结论不太可靠,应换用不同规格的灯泡多次实验。
30. 实验小组同学在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如表格所示:
(1)按照图所示电路做实验,在·M、N之间分别接上不同的电阻丝,通过观察______来比较导体电阻的大小,
(2)通过对电阻丝A和______进行实验,可探究电阻的大小与长度的关系;
(3)有同学认为该实验存在安全隐患,如果在MN之间接入的电阻丝阻值太小,会导致电流过大而烧坏电流表,因此该实验可以如何改进?______
【答案】 ①. 电流表示数 ②. B ③. 串联一个滑动变阻器
【解析】
【详解】(1)[1]实验中可以通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,电流表示数越大,表明电阻越小,这叫做转换法。
(2)[2]根据控制变量法,应选择只有长度不同的A、B电阻丝探究电阻的大小与长度的关系。
(3)[3]为保护电路,防止MN之间接入的电阻丝阻值太小,导致电流过大而烧坏电流表,该实验可以串联一个滑动变阻器。
31. 如图甲是实验小组在探究“电流与电阻的关系”实验时的电路图,电源电压恒定为4.5V,有阻值5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻5个,根据实验数据画出了电流随电阻变化的图线如图乙所示。
(1)实验过程中需要更换接入电路的电阻,观察电流表示数的变化。为了科学地得到实验结论,当每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此过程中眼睛应观察______(填序号);
A.电压表 B.变阻器滑片 C.电流表 D.电源
(2)实验中滑动变阻器的主要作用是______;
A.改变定值电阻两端电压实现多次测量,寻找普遍规律
B.控制定值电阻两端电压不变
C.改变定值电阻两端电压多次实验取平均值减小误差
(3)根据实验数据分析可知,此实验中滑动变阻器的最大阻值至少为______Ω。
【答案】 ①. A ②. B ③. 20
【解析】
【详解】(1)[1] 探究“电流与电阻关系”时要控制电阻的电压不变,每次更换电阻后,都要移动滑动变阻器的滑片,此时眼睛应注意观察电压表示数。故选A。
(2)[2] 探究“电流与电阻关系”时要控制电阻电压不变,实验中,滑动变阻器的主要作用是控制电阻两端电压为定值。故选B。
(3)[3] 由乙图可知,实验中控制的电阻两端电压为
电源电压为4.5V,则变阻器电压为2V不变,根据串联分压原理,则有
即,所以当电阻最大为25Ω时,变阻器最大为
即此实验中滑动变阻器的最大阻值至少为。
第二部分
一、不定项选择题(10分,每小题2分)
32. 下列有关电学知识说法正确是( )
A. 电路中没有电流,就没有电压
B. 并联电路中,各支路两端电压之和等于电源两端电压
C. 在电源内部,电流的方向是从电源正极流向电源负极的
D. 发光二极管是利用半导体材料制成的,具有单向导电性
【答案】D
【解析】
【详解】A.电压是形成电流的必要条件,但没有电流,也可以有电压,故A错误;
B.并联电路中,各支路两端电压都相等,都等于电源两端电压,故B错误;
C.在电源内部,电流的方向是从电源负极流向电源正极的,故C错误;
D.半导体的应用有芯片、二极管、敏感电阻等,发光二极管是利用半导体材料制成的,具有单向导电性,故D正确。
故选D。
33. 如图所示的电路图可进行多个电学实验,关于各实验描述正确的是( )
A. 若图中电压表损坏,该电路图可利用最大阻值已知的滑动变阻器测出电阻R的阻值
B. 若将定值电阻改为灯泡,移动滑片,可以多次测出灯泡电阻求均值以减小误差
C. 若将图中电压表和电流表的位置互换,闭合开关后两表示数均变小
D. 若将定值电阻改为灯泡,闭合开后小灯泡不亮,两电表示数均很小,一定是灯泡短路了
【答案】A
【解析】
【详解】A.若图中电压表损坏,滑动变阻器最大阻值已知为,将滑片移到最左端,读出电流为,则电源电压为
①
将滑片移到最右端,读出电流为,则电源电压为
②
联立①②,可解出电阻R的阻值,故A正确;
B.灯泡的电阻随温度升高而变大,求平均值无意义,故B错误;
C.若将图中电压表和电流表的位置互换,电压表串联到电路中,测电源电压,示数变大,故C错误;
D.若将定值电阻改为灯泡,闭合开关后小灯泡不亮,两电表示数均很小,有可能是因为变阻器阻值太大,电路电流太小,故D错误。
故选A。
34. 如图所示,电源电压不变,R为滑动变阻器,R0为定值电阻;忽略温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,下列说法正确的是( )
A. 小灯泡的亮度变暗,电压表V1示数变小
B. 电压表V2示数和电压表V1示数之差变小
C. 电阻R0两端电压变化量等于滑动变阻器两端电压变化量
D. 电压表V2变化量和电流表A变化量之比增大
【答案】B
【解析】
【详解】分析电路可知,灯泡、滑动变阻器、定值电阻串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡电压,电压表测灯泡、滑动变阻器的总电压。
AB.闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,滑动变阻器阻值变小,根据可知电流变大,小灯泡变亮,根据可知,灯泡电压变大,即电压表示数变大;电压表V2示数和电压表V1示数之差即为变阻器电压,滑动变阻器阻值变小,根据串联分压原理可知滑动变阻器电压变小,即电压表V2示数和电压表V1示数之差变小;故A错误,B正确;
C.根据串联分压原理可知,电阻R0两端电压变化量等于滑动变阻器和灯泡的总电压的变化量,故C错误;
D.根据串联分压原理可知,电压表V2变化量等于定值电阻电压变化量,对于定值电阻R0,设某时刻下电压为,电流为,根据欧姆定律则有
①
设另一时刻下电压为,电流为,根据欧姆定律则有
②
②-①则有
则有
因为是定值电阻,所以电压表V2变化量和电流表A变化量之比不变,故D错误。
故选B。
35. 如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从最左端滑到最右端的过程中,电流表示数与电压V1的示数和V2的示数U-I关系如图乙所示。不考虑灯泡电阻变化,则下列判断正确的是( )
A. 电源电压为9VB. 电阻R0的阻值为1Ω
C. 滑动变阻器的最大阻值为12ΩD. 小灯泡的电阻为15Ω
【答案】BC
【解析】
【详解】分析电路可知,、变阻器、灯泡串联,电压表测变阻器和灯泡总电压,电压表测灯泡电压,根据串联分压原理可知,电压表示数大于电压表示数,所以BC为电压表与电流表示数关系图线,AC为电压表与电流表示数关系图线。
AB.滑片P在最左端时,变阻器阻值最大,由图乙可知此时电流为0.5A,电压表示数为7.5V,电压表示数为1.5V,则电源电压为
①
滑片P在最右端时,由图乙可知此时电流为2A,电压表示数为6V,则电源电压为
②
联立①②,解得,电源电压。故A错误,B正确;
C.滑动变阻器的最大阻值为
故C正确;
D.小灯泡的电阻为
故D错误。
故选BC。
36. 如图所示的电路中,电源电压U保持不变,滑动变阻器R最大阻值为20Ω。闭合开关S和S2,电压表V1和V2的示数分别为U1和U2,电流表的示数为闭合开关S、S1和S2,电流表的示数为I2;闭合开关S和S3,滑动变阻器的滑片移到中点时,电流表的示数为I3,滑动变阻器的滑片移到b端时电流表的示数为I4,已知U1∶U2=1∶2,I1∶I2=1∶3,I3∶I4=3∶2,则下列说法正确的是( )
A. R1的电阻为10ΩB. R2的阻值为20Ω
C. 电源电压为6VD. 电压
【答案】AC
【解析】
【详解】A.闭合开关S和S3,滑动变阻器的滑片移到b端时,滑动变阻器和R1串联,滑动变阻器的阻值全部了电路,电压表V1测量R1两端电压,V2测量滑动变阻器R两端的电压,根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得电源电压
U=I4(R+R1)①
闭合开关S和S3,滑动变阻器的滑片移到中点时,滑动变阻器和R1串联,根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得电源电压
U=I3(0.5R+R1)②
I3∶I4=3∶2③
由①②③得到
R1=0.5R=0.5×20Ω=10Ω
故A正确;
B.闭合开关S和S2,R1、R2、R3串联,电压表V1测量R1两端电压,V2测量R2和R3两端的总电压,电流表测电路中的电流,由欧姆定律和串联电路的电阻特点可知
整理可得
2R1-R2-R3=0
2×10Ω-R2-R3=0③
此时电路中的电流
④
闭合开关S、S1和S2,只有R3连入电路,此时电路中的电流
⑤
因为
I1∶I2=1∶3
所以由④和⑤得到
10Ω+R2-2R3=0⑥
由③和⑥得到
R3=10Ω,R2=10Ω
故B错误;
C.因为
I1∶I2=1∶3
0.2A∶I2=1∶3
I2=0.6A
闭合开关S、S1和S2,只有R3连入电路,电源电压
U=I3R3=0.6A×R3=0.6A×10Ω=6V
故C正确;
D.闭合开关S和S2,R1、R2、R3串联,电压表V1测量R1两端电压,V2测量R2和R3两端的总电压,电流表测电路中的电流,电压表V2的示数
U2=I1(R2+R3)=02A×(10Ω+10Ω)=4V
故D错误。
故选AC。
二、综合题:(10分)
37. 如图甲是身高体重测量仪。锦江师一学校物理兴趣小组的同学根据原理设计了模拟电路图,如图乙所示。电源的电压大小未知,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器是竖直固定放置的粗细均匀的电阻棒,其滑片P可以随身高的变化竖直上下移动,其接入电路的阻值与接入电路的长度成正比;电源的电压为4V,脚踏板下方有一压敏电阻,其阻值随压力F大小变化规律如图丙所示。同时闭合开关、,身高的小明站在踏板上时,电压表示数为2V,电流表的示数为0.5A;身高的小红站在踏板上时,电压表示数为1.2V,电流表的示数为0.6A。
(1)当重为500N的同学站在体重计上,电流表A2的示数为______A;
(2)R1的电阻为______Ω;
(3)在保证电路安全的情况下滑片滑至a端时,电压表指针刚好偏转到表盘最大刻度处,则滑动变阻器的总长度为______cm;
(4)若将定值电阻更换为阻值更大的电阻,其它器材不变,用电压表改装的身高测量仪可测的身高范围将______。
A.不变 B.变大 C.变小
【答案】 ①. 0.2 ②. 8 ③. 80 ④. B
【解析】
【详解】(1)[1] 当重为500N的同学站在体重计上,压力为500N,由丙图可知,此时,则电流表A2的示数为
(2)[2] 对于定值电阻R1,设某时刻下电压为,电流为,根据欧姆定律则有
①
设另一时刻下电压为,电流为,根据欧姆定律则有
②
②-①则有
则有
左侧电路中,、串联,电压表测电压,电流表测电路电流。根据串联分压原理可知,电压表示数变化量等于电压变化量,所以阻值为
(3)[3] 身高的小明站在踏板上时,阻值为
则电源电压为
身高的小红站在踏板上时,阻值为
当电压表示数最大为3V时,电压为,根据串联分压原理可知此时阻值为。接入电路的阻值与接入电路的长度成正比,设滑动变阻器的总长度为,则有
解得。
(4)[4] 根据串联分压原理,若将定值电阻更换为阻值更大的电阻,则分压能力增强,同等身高测量时,电压表示数变小,所以用电压表改装的身高测量仪可测的身高范围将变大,故选B。
38. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,不考虑温度对灯丝电阻的影响,已知灯泡L1的电阻为5Ω,整个过程电路均无故障、所有电表均为实验室学生电表。当闭合开关S1断开S2、S3时,电压表V1的示数为0.5V,电压表V1、V2的指针偏转的程度相同;若同时闭合观察到电流表的示数均不相同,断开所有开关,若将电路中其中某两个灯泡的位置互换后,再同时闭合三个开关,发现与之前相比,电流表的示数都没有发生改变。求:
(1)当闭合开关S1,断开S2、S3时,电压表V2的示数?
(2)请通过推理说明位置更换的是哪两个灯泡?并求出电源电压是多少?
(3)若同时闭合S1、S2、S3时,电流表的示数?
【答案】(1)2.5V;(2)位置更换的是L2、L3两个灯泡,4.5V;(3)1.35A
【解析】
【详解】解:(1)如图所示,当闭合开关S1,断开S2、S3时,三个灯泡L1、L2、L3串联,电压表V1测灯L1两端电压,电压表V2测灯L1、L2两端总电压,电压表V3测L2和L3两端电压,则电压表V2示数大于V1示数,因为电压表V1、V2的指针偏转的程度相同,说明V2示数是V1示数的5倍,电压表V1的示数为0.5V,即L1两端的电压为U1=0.5V,所以电压表V2示数是
5×0.5V=2.5V
(2)L2两端电压是
U2=2.5V-0.5V=2V
根据串联分压特点可知,L1、L2电阻不相同;同时闭合S1、S2、S3时,由图可知L1、L2、L3并联,A1测L2、L3的总电流,A2测L1、L2的总电流,A3测L1、L2、L3的总电流,观察到电流表A1、A2的示数不相同,说明L1、L3电阻不相同。将电路中其中某两个灯泡的位置互换后,再同时闭合三个开关发现与之前相比,电流表A1、A2、A3的示数都没有发生改变,说明这两个灯泡电阻相同,可知这两个灯泡是L2、L3,所以在第一个串联电路中,根据串联电路的分压特点可知,L3两端电压等于L2两端电压为U3=2V,所以电源电压为
U=U1+U2+U3=0.5V+2V+2V=4.5V
(3)当闭合开关S1,断开S2、S3时,三个灯泡L1、L2、L3串联时,则
解得R2=20Ω,由于L2、L3的电阻相同,所以
R2=R3=20Ω
若同时闭合S1、S2、S3时,干路的电流为
即电流表A3的示数1.35A。
答:(1)当闭合开关S1,断开S2、S3时,电压表V2的示数为2.5V;
(2)位置更换的是L2、L3两个灯泡,电源电压是4.5V;
(3)若同时闭合S1、S2、S3时,电流表A3的示数1.35A。UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.4
3.8
编号
材料
长度L/(m)
横截面积S/(mm2)
A
镍铬合金
1.0
0.25
B
镍铬台金
2.0
0.25
C
镍铬台金
1.0
0.50
D
锰铜台金
1.0
0.50
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