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第1页(共1页)2024-2025学年北京市通州区九年级(上)期末物理试卷一、单项选择题(下列各小题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意。共24分,每小题2分。)1.(2分)下列单位中哪个是电功的单位()A.瓦特(W) B.千瓦时(kW•h) C.安培(A) D.欧姆(Ω)2.(2分)如图所示的四种家用电器中,主要利用电流热效应工作的是()A.电风扇 B.计算器 C.电视机 D.电饭锅3.(2分)关于家庭电路和安全用电,下列说法中正确的是()A.在未断开电源的情况下更换灯泡 B.高压带电体只要不触摸就是安全的 C.在触电事故现场,要立即切断电源 D.用潮湿的手拨动电器设备的开关4.(2分)如图所示的电路图中,开关闭合后,两个灯泡属于串联的是()A. B. C. D.5.(2分)如图所示为一实物电路连接图,与之相对应的电路图是图中的()A. B. C. D.6.(2分)为了安全,汽车行驶时驾驶员必须系好安全带。当系好安全带时,相当于闭合开关,指示灯不亮;未系好安全带时,相当于断开开关,指示灯发光。如图所示的电路图中符合上述设计要求的是()A. B. C. D.(多选)7.(2分)利用如图所示电路,探究在串联电路中,流入第二个灯泡的电流I2与流入第一个灯泡的电流I1是否相等。下列分析中正确的是()A.“流入第一个灯泡的电流I1”为自变量 B.两次实验便可完成探究目的 C.电流表A2放在滑动变阻器RP和灯泡L2之间也可以完成实验 D.滑动变阻器的主要作用是保护电路安全8.(2分)同学们利用如图所示的装置进行实验。实验中将金属导体棒ab放在磁场中两根平行的金属导轨上,闭合开关,导体棒ab向右运动;将磁体的磁极对调,闭合开关,导体棒ab向左运动。由上述实验现象可以得出的结论是()A.导体棒ab在磁场中的受力大小与电流大小有关 B.导体棒ab在磁场中的受力方向与磁场方向有关 C.导体棒ab在磁场中的受力方向与电流大小有关 D.导体棒ab在磁场中的受力大小与磁场强弱有关9.(2分)如图所示是晓彤家的电路简化图,由该图可知()A.火线和零线之间的电压是380V B.将试电笔插入两孔插座的甲孔中,氖管不发光 C.控制灯泡的开关和灯泡的位置可以互换 D.用户保险熔断一定是因为家庭电路中使用的用电器过多,总功率过大引起的10.(2分)如图所示,核电站以核反应堆来代替火电站的锅炉,核燃料在核反应堆中释放核能,原子核能转变为内能来加热水产生蒸汽。蒸汽通过管路进入汽轮机,推动发电机发电。下列说法中正确的是()A.核能为可再生能源 B.发电机发电过程将电能转化为机械能 C.核能的使用不需要任何防护,不会产生任何污染 D.核燃料在核反应堆中发生核裂变11.(2分)小灯泡L上标有“3V1W”的字样,其电流随电压变化的曲线如图甲所示,将其连入图乙所示的电路,电源电压恒定为6V,当电压表示数为4.5V时,下列选项中正确的是()A.小灯泡灯丝电阻值为9Ω B.滑动变阻器连入电路的阻值为13.5Ω C.小灯泡消耗的电功率为1W D.电路消耗的总功率为1.5W12.(2分)在研究电流通过电热丝产生的热量与哪些因素有关的实验中,研究性学习小组设计了如图1所示的实验装置,将导线A、B分别接在电源两端,密封在塑料盒中的电热丝对盒中的空气加热。若电热丝阻值保持不变,密封塑料盒吸热及其体积的变化均可忽略不计,则可通过U形管中液柱高度的变化情况,判断盒中空气被加热的情况,从而可知电流通过电热丝产生热量的多少。实验中,他们取四套这样的装置,其中只是电热丝的阻值有所不同(均已标在图中),其它方面均完全相同,将它们组装成如图2中甲、乙所示的情景,其中各U形管两侧的液柱高度均相同,在乙图右侧塑料盒外又并联了一个阻值为5Ω的电热丝,将导线/4、B分别接在电源两端进行实验。下列说法中正确的是()A.甲实验是为了研究电流产生的热量与电流大小是否有关 B.乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻大小是否有关 C.甲实验在通电一段时间内,两U形管中液面的高度差均不断增大,且左侧U形管中液柱高度差小于右侧U形管中液柱高度差 D.乙实验在通电一段时间内,两U形管中液面的高度差均不断增大,且左侧U形管中液面高度差等于右侧U形管中液柱高度差二、多项选择题(下列各小题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共6分,每小题2分。每小题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)(多选)13.(2分)晓彤对本学期的知识进行了梳理,下列结论中正确的是()A.导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场 B.地磁场的北极在地理的南极附近 C.闭合回路的导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生感应电流 D.磁场对放入其中的物体有磁力作用(多选)14.(2分)利用电动机提升物体研究影响电功大小的因素,装置中物体A的质量为400g,以0.5m/s的速度匀速被提升,请判断下列说法正确的是()(g取10N/kg)A.通过重物运动的速度判断电流做功的多少 B.电流做功过程消耗了电能,主要转化为物体的机械能 C.控制电压、电流相同,改变通电时间,研究电流做功多少与通电时间的关系 D.2s内绳对物体做功8J(多选)15.(2分)图甲是某品牌的身高、体重测量仪。学校物理兴趣小组的同学根据该测量仪的工作情况,设计了其电路原理图,如图乙所示。电源UA的电压大小未知,电压表量程为0~15V(可用来显示身高),电流表A1量程为0~0.6A,滑动变阻器R2是竖直固定放置的电阻棒,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UB的电压为3.2V,脚踏板下方有一压力敏感电阻R3,其阻值随压力F大小变化规律如图丙所示。同时闭合开关S1、S2,身高h1=160cm的晓彤站在踏板上时,电流表A2的示数为0.2A,电流表A1的示数为0.36A,电压表示数为14.4V,此时滑片恰好在R2中点。身高h2=140cm的晓舟站在踏板上时,电压表的示数为12V,电流表A1的示数为0.6A。则下列说法正确的是()(g取10N/kg)A.晓彤的质量为60kg B.电源UA的电压为18V C.在电路安全前提下,身高测量仪的测量范围是140cm~165cm D.若想提高测量身高的范围,可适当减少定值电阻R1三、实验解答题(共28分,16题6分,17题2分,18、19题各4分,20、21、22、23题各3分)16.(6分)(1)如图甲所示,电能表的示数为kW•h。(2)根据图乙中的电流方向,可知通电螺线管的端是N极。(选填“A”或“B”)(3)如图丙所示,用试电笔来辨别家庭电路中的火线与零线,手拿试电笔方法正确的示意图是图。(选填“A”或“B”)17.(2分)(1)为了探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,在如图甲所示的实验装置中,还需在导线夹a、b间接入的电路元件是。(2)连接如图乙所示的电路进行实验,其中两根镍铬合金丝的粗细相同,分别将两个金属丝接入电路。此实验探究的问题是:导体的电阻与是否有关。18.(4分)某同学研究电流产生的磁场,闭合开关前,小磁针的指向如图所示,使滑片在适当位置,闭合开关,观察到小磁针发生偏转,只改变电流方向,再次进行实验,观察到的现象是,这个实验现象说明。19.(4分)某同学用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值,电路如图甲所示。(1)连接电路时开关应处于状态,(选填“闭合”或“断开”)接通电路前,应将滑动变阻器的滑片P移动到端。(选填“A”或“B”)(2)闭合开关时,发现无论怎么调节滑动变阻器,电流表都无示数,电压表有示数,且接近于电源电压,其原因可能是A.电流表断路B.待测电阻断路C.滑动变阻器短路D.电压表断路(3)实验中调节滑动变阻器的滑片P到某一位置,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙所示,测得电阻的阻值Rx=Ω。20.(3分)晓彤在探究小灯泡的亮度与哪些因素有关的实验中,选用了如图所示的实验器材,其中小灯泡L1上标有“2.5V”字样,电源两端的电压恒为3V,设计电路后连接了部分电路。(1)请用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整。(2)根据表格中的数据及现象得出的结论:同一小灯泡,它的实际功率越大,灯泡也就越(选填“亮”或“暗”)。(3)另一小灯泡L2的额定电压也为2.5V,晓彤想比较L2的额定功率P2与L1的额定功率P1的大小关系。在第三次实验结束后,她断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,将L1替换为L2,闭合开关后,发现电压表示数为2.3V。依据上述现象,可推断出P1P2(选填“>”“=”或“<”)。电压UV0.51.52.5电流I/A0.120.200.30实际电功率P/W0.060.300.75小灯泡亮度不亮稍亮正常21.(3分)在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时,晓彤同学在水平桌面上完成如图所示实验。(1)该实验中铁块P从电磁铁上拉开瞬间电子测力计的示数表示电磁铁。(2)设计探究电磁铁磁性强弱与电流大小有关的实验记录表格。22.(3分)晓彤通过学习磁现象,了解到条型磁体的磁场分布情况如图甲所示,于是她想如果将两个条型磁体的N极按照图乙中所示位置放置,它们周围的磁场分布情况又会怎么样呢?晓彤已经选择了铁屑和硬纸板,请你帮助她添加合适的器材,简述研究该问题的操作过程。23.(3分)晓彤用如图所示的电路探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻是否有关,其中电源电压恒定,且两个烧瓶完全相同,瓶内装有质量和初温相同的煤油、相同的温度计A和B、阻值不等的电阻丝R1和R2(R1>R2)。温度计A的示数变化量为Δt1,温度计B的示数变化量为Δt2。实验完毕后,晓彤在评估实验时发现了一处操作错误,即在更换电阻丝R2后,没有调节滑动变阻器。若其他操作均正确,请你利用所学知识分析说明这样的错误导致测量出的Δt2是偏大还是偏小。四、科普阅读题(共4分)24.(4分)请阅读《速印机》并回答问题。速印机如图甲是一台速印机。当备用纸槽上纸张较多时,不容易发生卡纸,当备用纸槽上纸张较少时,容易发生卡纸,且印刷速度较小时卡纸机率较小。为此,晓舟设想在备用纸张较多时高速印刷,备用纸张较少时低速印刷。如图乙是晓舟设计的电路原理图,M1、M2是两台额定功率不同的电动机,电动机工作时带动机体内的滚筒转动,从而完成“进纸”、“印刷”等操作,电动机转速越大,印刷速度也越快。AO的长度是OB的1.5倍,在控制电路中,R0是保护电阻,阻值为10Ω。电源电压为6V,Rx是安装在备用纸槽底部的力敏电阻,其阻值与受到纸张的压力成反比,图像如图丙。印刷时先闭合S2,后闭合S1,当控制电路中的电流大于或等于0.2A时,衔铁被吸引,只有电动机M1工作。印刷时所用纸张规格相同,每500张纸的重力为20N。电动机型号额定功率/W额定电流/A印刷速度/(秒/张)M122010.2M21100.50.5请根据上述材料,回答下列问题:(1)当正常工作时,工作电路电压U为V。(2)下列关于晓舟设计的速印机说法,哪一个是正确的。A.工作电路中电动机M1比M2的印刷速度慢B.当备用纸槽上纸张减少时,电磁铁的磁性变弱C.当控制电路中的电流大于0.2A时,M1和M2同时工作D.当备用纸槽上无纸时,控制电路中电流为0.6A(3)若衔铁被电磁铁吸引的电流大小不变恒等于0.2A,将R0换成阻值15Ω的定值电阻。当备用纸槽中纸张逐渐变少,启动另一个电动机时,备用纸槽中纸的张数比R0为10Ω时(选填“多”或“少”)张。五、计算题(共8分,每题4分)25.(4分)如图所示的电路中,电源两端电压为3V并保持不变,电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关S后,电压表的示数为2V。求:(1)电阻R2的阻值;(2)电阻R1的电功率。26.(4分)如图甲所示是我市某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化图,其中R1的阻值为48.4Ω,R1和R2均为阻值不变的电热丝,饮水机有加热和保温挡,正常工作时,保温挡功率为110W。(1)求饮水机在保温挡正常工作时的电流;(2)饮水机每天正常工作加热时间为3h,保温时间为8h,求饮水机每天所消耗的电量;(3)为节能减排,相关部门计划在该公园安装如图乙所示的太阳能电池为饮水机供电,已知晴天1m2太阳能电池一天能发电0.4kW•h,要求所有太阳能电池晴天一天的发电量能供饮水机使用3天,求至少要安装多大面积的太阳能电池。
2024-2025学年北京市通州区九年级(上)期末物理试卷参考答案与试题解析题号12345689101112答案BDCCACBBDDC一、单项选择题(下列各小题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意。共24分,每小题2分。)1.(2分)下列单位中哪个是电功的单位()A.瓦特(W) B.千瓦时(kW•h) C.安培(A) D.欧姆(Ω)【分析】根据对常见物理量及其单位的掌握作答。【解答】解:在国际单位制中,A、瓦特是功率的主单位,故A不符合题意;B、千瓦时(kW•h)是生活中电功的单位,故B符合题意;C、安培是电流的主单位,故C不符合题意;D、欧姆是电阻的主单位,故D不符合题意。故选:B。【点评】此题考查的是我们对常见物理量及其单位的掌握情况,属于识记性知识的考查,是一道基础题。2.(2分)如图所示的四种家用电器中,主要利用电流热效应工作的是()A.电风扇 B.计算器 C.电视机 D.电饭锅【分析】电流通过导体时电能转化成内能,把这种现象叫做电流热效应。据此分析选择。【解答】解:A、电风扇工作时,主要把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应来工作的,故A错误;B、计算器工作时,主要把电能转化为光和声音,不是利用电流的热效应,故B错误;C、电视机工作时主要转化为声能、光能以及少部分内能,不是利用了电流的热效应,故C错误;D、电饭锅工作时把电能转化为内能,利用了电流的热效应,故D正确。故选:D。【点评】本题考查了电流的热效应的应用,分析时注意看是否把电能主要转化为内能。3.(2分)关于家庭电路和安全用电,下列说法中正确的是()A.在未断开电源的情况下更换灯泡 B.高压带电体只要不触摸就是安全的 C.在触电事故现场,要立即切断电源 D.用潮湿的手拨动电器设备的开关【分析】(1)在更换灯泡时,应先断开开关;(2)高压电会产生高压电弧,即使不直接接触也有可能触电;(3)发生触电事故,应立即切断电源;(4)生活用水是导体。【解答】解:A、在未断开电源开关的情况下更换灯泡,灯泡处仍带电,容易发生触电事故,故A错误;B、对于高压带电体,会产生高压电弧,即使不接触该电线也可能会触电,故B错误;C、发生触电事故,应立即切断电源,故C正确;D、生活用水是导体,用潮湿的手拨动电器设备的开关,易发生触电事故,故D错误。故选:C。【点评】本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识。只要同学们牢记安全用电常识,并正确规范操作,就不会有危险发生。4.(2分)如图所示的电路图中,开关闭合后,两个灯泡属于串联的是()A. B. C. D.【分析】串联电路是指电路元件逐个顺次首尾连接的电路;并联电路是指将用电器并列连接的电路;因此根据串并联电路的特点对各选项进行逐一分析。【解答】解:A、图中开关闭合后两灯泡并列连接,即两个灯泡属于并联,故A错误;B、图中两开关闭合后L2被短路,只有L1接入电路中,故B错误;C、图中开关闭合后两灯顺次连接,即两个灯泡属于串联,故C正确;D、图中开关闭合后两灯泡并列连接,即两个灯泡属于并联,故D错误。故选:C。【点评】本题考查了串、并联电路的辨别,知道串联电路和并联电路的特点,会根据串并联电路的特点识别串联电路和并联电路。5.(2分)如图所示为一实物电路连接图,与之相对应的电路图是图中的()A. B. C. D.【分析】由实物图根据电流的流向分析电路的连接方式从而得到答案。【解答】解:由实物图可知,电流从电源正极流出后分成两支,一支通过灯泡L2,另一支通过开关和灯泡L1,两支电流汇合后回到电源负极,即两灯并联,开关控制L1支路。A图中两灯并联,开关控制L1支路;B图中两灯并联,开关控制L2支路;C图中两灯并联,开关控制干路;D图中两灯串联。故选:A。【点评】本题考查根据实物图画电路图,关键是正确识别电路的连接情况以及开关的作用。6.(2分)为了安全,汽车行驶时驾驶员必须系好安全带。当系好安全带时,相当于闭合开关,指示灯不亮;未系好安全带时,相当于断开开关,指示灯发光。如图所示的电路图中符合上述设计要求的是()A. B. C. D.【分析】由题意知,系好安全带指示灯不亮,未系好安全带时指示灯亮,说明开关断开指示灯亮,否则灯泡不亮即被短路了。【解答】解:AB、由图知,无论开关断开还是闭合,灯泡都发光。故A、B不符合题意;C、由图知,开关断开,灯泡和保护电阻串联,灯能够发光;开关闭合时只有保护电阻连入电路中,灯泡被短路不能发光。故C符合题意;D、由图知,开关断开,灯泡与保护电阻串联,灯能够发光;开关闭合造成电源短路。故D不符合题意。故选:C。【点评】本题考查电路的设计及短路的知识,逐一分析每个选项,即可找出正确答案。(多选)7.(2分)利用如图所示电路,探究在串联电路中,流入第二个灯泡的电流I2与流入第一个灯泡的电流I1是否相等。下列分析中正确的是()A.“流入第一个灯泡的电流I1”为自变量 B.两次实验便可完成探究目的 C.电流表A2放在滑动变阻器RP和灯泡L2之间也可以完成实验 D.滑动变阻器的主要作用是保护电路安全【分析】自变量为可以改变的物理量,改变第一个灯泡的电流,与流过第二个灯泡的电流进行比较,得到相关的结论;为了使得实验结论具有普遍性,至少完成三次实验;该实验滑动变阻器的作用为了改变电流中的电流。【解答】解:A.自变量为可以改变的物理量,根据实验要求,“流入第一个灯泡的电流I1”为自变量,为了达到实验目的,可以进行改变,所以A正确;B.为了使得使得实验结论更加具有普遍性,实验结论避免偶然性,应该至少3次实验,所以B错误;C.电流表A2放在滑动变阻器RP和灯泡L2之间也可以完成实验,也可以确保流过L2的电流再经过A2,仍然可以进行实验探究,不影响实验结果,所以C正确;D。滑动变阻器的作用主要是为了改变电路中的电流,在电流不同的情况下,探究实验结论是否仍然成立,所以D错误。故答案为:AC。【点评】本题考查探究串联电路电流的特点,滑动变阻器的作用等,属于基础题。8.(2分)同学们利用如图所示的装置进行实验。实验中将金属导体棒ab放在磁场中两根平行的金属导轨上,闭合开关,导体棒ab向右运动;将磁体的磁极对调,闭合开关,导体棒ab向左运动。由上述实验现象可以得出的结论是()A.导体棒ab在磁场中的受力大小与电流大小有关 B.导体棒ab在磁场中的受力方向与磁场方向有关 C.导体棒ab在磁场中的受力方向与电流大小有关 D.导体棒ab在磁场中的受力大小与磁场强弱有关【分析】通电导体在磁场中受到磁场力的作用,通电导线所受磁场力的方向由电流方向、磁场方向决定。【解答】解:闭合开关,导体棒ab向右运动;将磁体的磁极对调,闭合开关,导体棒ab向左运动,是通过改变磁体磁极方向,从而改变导体棒所受磁场力方向,说明导体棒ab在磁场中的受力方向与磁场方向有关,电路中电流、磁极强弱都不变,故B正确,ACD错误。故选:B。【点评】本题考查了影响磁场力方向的因素等问题,是一道基础题,牢固掌握基础知识是正确解题的前提。9.(2分)如图所示是晓彤家的电路简化图,由该图可知()A.火线和零线之间的电压是380V B.将试电笔插入两孔插座的甲孔中,氖管不发光 C.控制灯泡的开关和灯泡的位置可以互换 D.用户保险熔断一定是因为家庭电路中使用的用电器过多,总功率过大引起的【分析】(1)我国家庭电路的电压为220V,即火线和零线之间的电压是220V;(2)两孔插座,左零右火;(3)控制灯泡的开关要接在灯泡和火线之间;(4)家庭电路中电流过大的原因:一是短路,二是使用的用电器总功率过大。【解答】解:A、火线和零线之间的电压是220V,故A错;B、由图知,红线为火线,右边上面为火线,对应两孔插座,左零右火,左孔连接为零线,将试电笔插入两孔插座的甲孔中,氖管不发光,故B正确;C、控制灯泡的开关要接在灯泡和火线之间,其位置不能互换,故C错;D、用户保险熔断,原因是电路过大,原因可能是短路,也可能是家庭电路中使用的用电器过多、总功率过大引起的,故D错。故选:B。【点评】本题考查了家庭电路的电压、两孔插座连接、开关和灯的连接以及家庭电路电流过大的原因,属于基础题目。10.(2分)如图所示,核电站以核反应堆来代替火电站的锅炉,核燃料在核反应堆中释放核能,原子核能转变为内能来加热水产生蒸汽。蒸汽通过管路进入汽轮机,推动发电机发电。下列说法中正确的是()A.核能为可再生能源 B.发电机发电过程将电能转化为机械能 C.核能的使用不需要任何防护,不会产生任何污染 D.核燃料在核反应堆中发生核裂变【分析】(1)可再生能源指短时间内能再次获得的能源;(2)发电机的发电过程将机械能转变成电能;(3)核能会产生污染;(4)获取核能的方式:核聚变和核裂变。【解答】解:A、核能不能短时间内再次获得,故它是不可再生能源,故A错误;B、发电机的发电过程将机械能转变成电能,故B错误;C、核能的使用需要防护,会产生污染,故C错误;D、核燃料在核反应堆中发生核裂变,故D正确。故选:D。【点评】本题考查了核能的有关知识,属于基础题。11.(2分)小灯泡L上标有“3V1W”的字样,其电流随电压变化的曲线如图甲所示,将其连入图乙所示的电路,电源电压恒定为6V,当电压表示数为4.5V时,下列选项中正确的是()A.小灯泡灯丝电阻值为9Ω B.滑动变阻器连入电路的阻值为13.5Ω C.小灯泡消耗的电功率为1W D.电路消耗的总功率为1.5W【分析】(1)由图乙知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流。(2)根据串联电路的电压特点求出电压表的示数为4.5V时小灯泡两端的电压,根据图象读出灯泡的电流,根据欧姆定律算出小灯泡的电阻和滑动变阻器的电阻;(3)根据P=UI计算出小灯泡的电功率和电路中的总功率。【解答】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流,串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,当电压表示数为4.5V时,灯泡两端电压:UL=U﹣UR=6V﹣4.5V=1.5V,由图象知此时通过灯泡的电流:IL=0.25A,小灯泡的电阻为:RL===6Ω,故A错误;串联电路中电流处处相等,即I=IL=0.25A,滑动变阻器的电阻为:R滑===18Ω,故B错误;小灯泡消耗的电功率:PL=ULIL=1.5V×0.25A=0.375W,故C错误;电路中的总功率:P总=UI=6V×0.25A=1.5W,故D正确。故选:D。【点评】本题考查了串联电路特点和电功率的计算,关键是通过图象找到有用的信息。12.(2分)在研究电流通过电热丝产生的热量与哪些因素有关的实验中,研究性学习小组设计了如图1所示的实验装置,将导线A、B分别接在电源两端,密封在塑料盒中的电热丝对盒中的空气加热。若电热丝阻值保持不变,密封塑料盒吸热及其体积的变化均可忽略不计,则可通过U形管中液柱高度的变化情况,判断盒中空气被加热的情况,从而可知电流通过电热丝产生热量的多少。实验中,他们取四套这样的装置,其中只是电热丝的阻值有所不同(均已标在图中),其它方面均完全相同,将它们组装成如图2中甲、乙所示的情景,其中各U形管两侧的液柱高度均相同,在乙图右侧塑料盒外又并联了一个阻值为5Ω的电热丝,将导线/4、B分别接在电源两端进行实验。下列说法中正确的是()A.甲实验是为了研究电流产生的热量与电流大小是否有关 B.乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻大小是否有关 C.甲实验在通电一段时间内,两U形管中液面的高度差均不断增大,且左侧U形管中液柱高度差小于右侧U形管中液柱高度差 D.乙实验在通电一段时间内,两U形管中液面的高度差均不断增大,且左侧U形管中液面高度差等于右侧U形管中液柱高度差【分析】(1)探究电流产生的热量与电流的关系,控制电阻和通电时间不变;探究电流产生热量与电阻关系时,控制电流和通电时间不变;(2)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但可以通过液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转化法,根据Q=I2Rt可知,电流产生热量的多少,即可判断容器内空气吸热量多少。【解答】解:A、在甲装置中,容器中的两个电阻丝串联,通过它们的电流I与通电时间t相同,左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻,所以甲实验是为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系,故A错误;B、装置甲中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I右=I左,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2,两电阻阻值相等,则支路中电流相等,I1=I2,所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半,即是研究电流产生的热量与电流的关系,故B错误;C、甲实验两电阻丝串联,则通过电阻丝的电流和通电时间相同,右侧电阻阻值大,由焦耳定律Q=I2Rt可知,右侧电阻产生热量多,所以左侧U形管中液柱高度差小于右侧U形管中液柱高度差,故C正确;D、乙实验中右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半,由焦耳定律Q=I2Rt可知,左侧电阻产生热量多,所以左侧U形管中液柱高度差大于右侧U形管中液柱高度差,故D错误。故选:C。【点评】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握,注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键。突出运用所学知识解决实际问题的能力,明白U形管在实验中的作用,具有一定的综合性。二、多项选择题(下列各小题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共6分,每小题2分。每小题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)(多选)13.(2分)晓彤对本学期的知识进行了梳理,下列结论中正确的是()A.导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场 B.地磁场的北极在地理的南极附近 C.闭合回路的导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生感应电流 D.磁场对放入其中的物体有磁力作用【分析】(1)通电导体的周围存在磁场。(2)地球周围存在的磁场叫地磁场。地磁场的南极在地理的北极附近。(3)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生感应电流。(4)磁场对通电导体有力的作用。【解答】解:A、导体中的负电荷在做定向移动时会产生电流,电流的周围一定产生磁场,故A正确;B、地球周围存在的磁场叫地磁场。地磁场的南极在地理的北极附近,故B正确;C、闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中才会产生感应电流,故C正确;D、磁场对通电导体有力的作用,故D错误。故选:ABC。【点评】知道电动机的基本原理;知道地磁场的分布;知道电流的磁效应和电磁感应现象。(多选)14.(2分)利用电动机提升物体研究影响电功大小的因素,装置中物体A的质量为400g,以0.5m/s的速度匀速被提升,请判断下列说法正确的是()(g取10N/kg)A.通过重物运动的速度判断电流做功的多少 B.电流做功过程消耗了电能,主要转化为物体的机械能 C.控制电压、电流相同,改变通电时间,研究电流做功多少与通电时间的关系 D.2s内绳对物体做功8J【分析】(1)探究电功大小与哪些因素有关,通过重物提升的高度来判断电流做功的多少,采用的是转换法;(2)电流做功的过程就是电能转化为其它形式能的过程;(3)根据控制变量法分析;(4)根据s=vt可知物体上升的高度,根据W=Gh计算2s内绳对物体做功的多少。【解答】解:A、本实验中,通过重物提升的高度来判断电流做功的多少,故A错误;B、用电动机提起重物,此过程中,电流做功过程消耗了电能,主要转化为重物的机械能,故B正确;C、由控制变量法可知,控制电压、电流相同,改变通电时间,可以研究电流做功多少与通电时间的关系,故C正确;D、2s内物体上升的高度h=s=vt=0.5m/s×2s=1m,2s内绳对物体做的功:W=Gh=mgh=0.4kg×10N/kg×1m=4J,故D错误。故选:BC。【点评】本题考查了电功的实质和电功的计算、功的计算,属于基础题。(多选)15.(2分)图甲是某品牌的身高、体重测量仪。学校物理兴趣小组的同学根据该测量仪的工作情况,设计了其电路原理图,如图乙所示。电源UA的电压大小未知,电压表量程为0~15V(可用来显示身高),电流表A1量程为0~0.6A,滑动变阻器R2是竖直固定放置的电阻棒,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UB的电压为3.2V,脚踏板下方有一压力敏感电阻R3,其阻值随压力F大小变化规律如图丙所示。同时闭合开关S1、S2,身高h1=160cm的晓彤站在踏板上时,电流表A2的示数为0.2A,电流表A1的示数为0.36A,电压表示数为14.4V,此时滑片恰好在R2中点。身高h2=140cm的晓舟站在踏板上时,电压表的示数为12V,电流表A1的示数为0.6A。则下列说法正确的是()(g取10N/kg)A.晓彤的质量为60kg B.电源UA的电压为18V C.在电路安全前提下,身高测量仪的测量范围是140cm~165cm D.若想提高测量身高的范围,可适当减少定值电阻R1【分析】(1)根据乙图中右电路可知,电路为R3的简单电路,电流表A2测量电路电流,根据欧姆定律求出小明站在踏板上时R1的阻值,再根据图象数据读出压力的大小,最后根据压力等于重力可知晓彤的重力,利用G=mg求出晓彤的质量;(2)根据乙图中左电路可知,R1与滑动变阻器R2串联,电流表A1测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端电压;根据串联电路电压规律和欧姆定律表示出电源电压,联立关系式可求出电源电压和定值电阻R1的值;(3)当滑片恰好在R2中点时,电压表示数为14.4V,电流表A2的示数为0.36A,根据串联电路电流规律和欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;根据欧姆定律求出晓彤和晓舟测量时动变阻器的连入电路的电阻,根据他们身高的变化得出滑动变阻器的长度,为保证电路安全,根据电压表和电流表的量程分别判断出电路中的最小电流和最大电流,据此求出身高测量仪的测量范围;(4)根据串联电路的分压作用分析解答。【解答】解:A.根据乙图中右电路可知,电路为R3的简单电路,电流表A1测量电路电流,晓彤站在踏板上时,由I=可知,R3的阻值:R3===16Ω,由图丙可知,当R3=16Ω时,F=600N,由于压力等于重力,所以晓彤的重力:G=F=600N,则晓彤的质量m===60kg,故A正确;B.因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以由I=可得:晓彤站在踏板上时,UA=U1+I1R1=14.4V+0.36A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①晓舟站在踏板上时,UA=U2+I2R1=12V+0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②联立①②可得:R1=10Ω,UA=18V,故B正确;C.乙图中左电路可知,R1、R2串联,电压表测量R2两端的电压,电流表A1测量电路中的电流,因串联电路处处电流相等,所以滑动变阻器接入电路的阻值:R===40Ω,晓彤站在踏板上时,滑片恰好在R2中点,则滑动变阻器的最大阻值:R=2R中=2×40Ω=80Ω;在电路安全前提下,由于电流表A1量程是0~0.6A;所以电流表A1的示数为0.6A时,身高测量仪的测量值最小,所以,身高测量仪的最小测量值为:h最小=h2=140cm;已知晓彤身高h1=160cm,晓舟身高h2=140cm,则此时滑片是下移,移动距离为:Δh=h1﹣h2=160cm﹣140cm=20cm,晓舟站在踏板上时,由I=可知滑动变阻器接入电路的阻值:R″2===20Ω,晓彤站在踏板上时,滑动变阻器R2接入电路的阻值:R中=40Ω,则两次测量之间,滑片移动后,滑动变阻器的阻值变化为:ΔR=R中﹣R红=40Ω﹣20Ω=20Ω,所以,滑动变阻器R2的总长度为:L=×R2=×80Ω=80cm;由于电压表量程为0~15V,当电压表示数最大为15V,根据串联电路两端电压等于各部分电压之和可知:U1小=UA﹣U大=18V﹣15V=3V,此时最小电流为:I小===0.3A,滑动变阻器R接入电路的阻值:R2大===50Ω,滑动变阻器R2接入电路的长度为:L大=×R2大=×50Ω=50cm;所以,最大测量值:h大=h1+(L大﹣L)=160cm+(50cm﹣×80cm)=170cm;由此可知:身高测量仪的测量范围为140cm~170cm,故C错误;D.电路中总电压不变,电压表的量程也不变,根据串联电路的分压特点可知滑动变阻器电阻越大时分得的电压不变,则应增大定值电阻R1的阻值,故D错误。故选:AB。【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键能从题中得出有用信息。三、实验解答题(共28分,16题6分,17题2分,18、19题各4分,20、21、22、23题各3分)16.(6分)(1)如图甲所示,电能表的示数为2024.6kW•h。(2)根据图乙中的电流方向,可知通电螺线管的A端是N极。(选填“A”或“B”)(3)如图丙所示,用试电笔来辨别家庭电路中的火线与零线,手拿试电笔方法正确的示意图是A图。(选填“A”或“B”)【分析】(1)电能表上的数字单位是kW•h,最后一个数字是小数。(2)知道螺线管中的电流方向,根据安培定则,用右手握住螺线管,四指的方向和电流方向相同,那么大拇指所指的一端即为螺线管的N极。(3)正确使用测电笔:手接触笔尾金属体,笔尖接触导线,氖管发光,导线是火线;氖管不发光的是零线。手千万不要接触笔尖金属体。【解答】解:(1)电能表的示数为2024.6kW•h;(2)用右手握住螺线管,四指的方向和电流方向相同,那么大拇指所指的左(A)端为螺线管的N极,通电螺线管的右端是S极。(3)A图,手接触笔尾金属体,接触的是火线氖管发光;接触的是零线氖管不发光,该使用方法是正确的。B图,手没有接触笔尾金属体,测电笔接触火线或零线,氖管都不发光,该使用方法是错误的;故答案为:(1)2024.6;(2)A;(3)A。【点评】本题考查了测电笔的正确使用方法、电能表的读数方法,利用安培定则判断磁极,属于基础题目。17.(2分)(1)为了探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,在如图甲所示的实验装置中,还需在导线夹a、b间接入的电路元件是灵敏电流计。(2)连接如图乙所示的电路进行实验,其中两根镍铬合金丝的粗细相同,分别将两个金属丝接入电路。此实验探究的问题是:导体的电阻与导体长度是否有关。【分析】(1)在探究感应电流的实验中,是通过灵敏电流计指针的偏转来确定感应电流的产生及电流方向的;(2)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度、横截面积和温度,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变。【解答】解:(1)在探究感应电流的实验中,是通过灵敏电流计指针的偏转来确定感应电流的产生及电流方向的,所以还需在导线夹a、b间接入的电路元件是灵敏电流计;(2)由控制变量法可知,可知材料、横截面积相同,长度不同,故实验探究的是导体的电阻与长度的关系。故答案为:(1)灵敏电流计;(2)导体长度。【点评】本题考查了电磁感应现象和影响电阻大小因素的探究实验,属于基础题。18.(4分)某同学研究电流产生的磁场,闭合开关前,小磁针的指向如图所示,使滑片在适当位置,闭合开关,观察到小磁针发生偏转,只改变电流方向,再次进行实验,观察到的现象是小磁针反方向偏转,这个实验现象说明电流产生的磁场方向跟电流的方向有关。【分析】电流周围存在磁场,磁场方向与电流方向有关。【解答】解:闭合开关,观察到小磁针发生偏转,只改变电流方向,再次进行实验,观察到的现象是小磁针反方向偏转,这个实验现象说明电流产生的磁场方向跟电流的方向有关。故答案为:小磁针反方向偏转;电流产生的磁场方向跟电流的方向有关。【点评】本题考查的是有关奥斯特实验的知识,属于基础题。19.(4分)某同学用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值,电路如图甲所示。(1)连接电路时开关应处于断开状态,(选填“闭合”或“断开”)接通电路前,应将滑动变阻器的滑片P移动到A端。(选填“A”或“B”)(2)闭合开关时,发现无论怎么调节滑动变阻器,电流表都无示数,电压表有示数,且接近于电源电压,其原因可能是BA.电流表断路B.待测电阻断路C.滑动变阻器短路D.电压表断路(3)实验中调节滑动变阻器的滑片P到某一位置,观察到电压表和电流表的示数分别如图乙所示,测得电阻的阻值Rx=5Ω。【分析】(1)为防止电路中的电流过大,烧坏电路元件,连接电路时开关应该断开;闭合开关前滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处;(2)闭合开关时,发现无论怎么调节滑动变阻器,电流表都无示数,说明电路故障为断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连;(3)根据电表的量程和分度值读出示数,根据欧姆定律求出电阻Rx的阻值。【解答】解:(1)为保护电路,连接电路时开关应该断开;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处,由图知滑片应位于A端;(2)闭合开关时,发现无论怎么调节滑动变阻器,电流表都无示数,说明电路故障为断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此电路故障为待测电阻断路,故B正确;故选B;(3)由图乙可知,电压表使用的是0~3V的量程,分度值为0.1V,所以电阻两端的电压为2V,电流表使用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,所以通过电阻的电流为0.4A。由I=可得,电阻Rx的阻值:Rx===5Ω。故答案为:(1)断开;A;(2)B;(3)5。【点评】本题考查了实验的注意事项和电表的读数以及欧姆定律的应用,是一道较为简单的实验题。20.(3分)晓彤在探究小灯泡的亮度与哪些因素有关的实验中,选用了如图所示的实验器材,其中小灯泡L1上标有“2.5V”字样,电源两端的电压恒为3V,设计电路后连接了部分电路。(1)请用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整。(2)根据表格中的数据及现象得出的结论:同一小灯泡,它的实际功率越大,灯泡也就越亮(选填“亮”或“暗”)。(3)另一小灯泡L2的额定电压也为2.5V,晓彤想比较L2的额定功率P2与L1的额定功率P1的大小关系。在第三次实验结束后,她断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,将L1替换为L2,闭合开关后,发现电压表示数为2.3V。依据上述现象,可推断出P1<P2(选填“>”“=”或“<”)。电压UV0.51.52.5电流I/A0.120.200.30实际电功率P/W0.060.300.75小灯泡亮度不亮稍亮正常【分析】(1)将电压表并联在灯泡两端,滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中;(2)根据表中数据分析回答;(3)将L1替换为L2,根据串联电路电压规律和欧姆定律得到电路电流的变化,进而得到电路电阻的变化,根据串联电路电阻的规律得到两个灯泡电阻的关系,根据P=得到两个灯泡额定功率的关系。【解答】解:(1)将电压表并联在灯泡两端,滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中,如下图所示:;(2)由表中数据可知,灯泡实际功率越大,亮度越亮;(3)电路电源电压不变,电压表示数由2.5V降为2.3V,由串联电压规律知变阻器两端的电压增加0.2V,滑动变阻器接入电路的阻值不变,根据欧姆定律可知电路电流增加,由欧姆定律可知,电路总电阻减小,则电压表并联的电阻减小,即灯泡L2的阻值小于灯泡L1的阻值,两灯泡的额定电压相同,由P=得P1<P2。故答案为:(1)见解答图;(2)亮;(3)<。【点评】本题探究小灯泡的亮度与哪些因素有关的实验,考查了电路连接、灯泡亮度与实际功率的关系和串联电路的规律等内容,本题难度中等。21.(3分)在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时,晓彤同学在水平桌面上完成如图所示实验。(1)该实验中铁块P从电磁铁上拉开瞬间电子测力计的示数表示电磁铁磁性强弱。(2)设计探究电磁铁磁性强弱与电流大小有关的实验记录表格。【分析】(1)根据电子测力计上的示数大小显示电磁铁的磁性强弱;(2)设计的表格中记录不同电流下的电子测力计的示数。【解答】解:(1)该实验中铁块P从电磁铁上拉开瞬间电子测力计的示数表示电磁铁磁性强弱。(2)设计探究电磁铁磁性强弱与电流大小有关的实验记录表格如下:I/AF/N故答案为:(1)磁性强弱;(2)如下表所示:I/AF/N。【点评】本题考查的是影响电磁铁磁性强弱的因素;会设计实验记录表格。22.(3分)晓彤通过学习磁现象,了解到条型磁体的磁场分布情况如图甲所示,于是她想如果将两个条型磁体的N极按照图乙中所示位置放置,它们周围的磁场分布情况又会怎么样呢?晓彤已经选择了铁屑和硬纸板,请你帮助她添加合适的器材,简述研究该问题的操作过程。【分析】利用细铁屑可以反映出磁场的分布情况;小磁针静止时,北极的指向为该点磁场的方向。【解答】答:实验器材:小磁针;操作过程:将两个条型磁体的N极按照图乙中所示位置放置,上面铺上硬纸板,均匀的撒上小铁屑,轻轻敲击硬纸板至铁屑按一定规律排列,用笔描摹铁屑分布轮廓。撤去铁屑,在磁体的不同位置均匀放置多个小磁针,用箭头标记小磁针的N极指向。【点评】本题考查了学生的实验设计能力,属于对基本实验能力的考查。23.(3分)晓彤用如图所示的电路探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻是否有关,其中电源电压恒定,且两个烧瓶完全相同,瓶内装有质量和初温相同的煤油、相同的温度计A和B、阻值不等的电阻丝R1和R2(R1>R2)。温度计A的示数变化量为Δt1,温度计B的示数变化量为Δt2。实验完毕后,晓彤在评估实验时发现了一处操作错误,即在更换电阻丝R2后,没有调节滑动变阻器。若其他操作均正确,请你利用所学知识分析说明这样的错误导致测量出的Δt2是偏大还是偏小。【分析】根据I=,,,得出两次电流大小关系。根据cm△t=I2Rt得出:,得出结论。【解答】答:根据I=,,,由于R1>R2,则I1<I2,即第二次实验电流值偏大。根据Q吸=Q放推导cm△t=I2Rt得出:,在第二次实验过程中R2、l2、C2、m2均不受影响,但是电流值I2偏大,则测出△t2偏大。【点评】本题考查电流通过导体产生热量的相关知识,掌握焦耳定律是关键。四、科普阅读题(共4分)24.(4分)请阅读《速印机》并回答问题。速印机如图甲是一台速印机。当备用纸槽上纸张较多时,不容易发生卡纸,当备用纸槽上纸张较少时,容易发生卡纸,且印刷速度较小时卡纸机率较小。为此,晓舟设想在备用纸张较多时高速印刷,备用纸张较少时低速印刷。如图乙是晓舟设计的电路原理图,M1、M2是两台额定功率不同的电动机,电动机工作时带动机体内的滚筒转动,从而完成“进纸”、“印刷”等操作,电动机转速越大,印刷速度也越快。AO的长度是OB的1.5倍,在控制电路中,R0是保护电阻,阻值为10Ω。电源电压为6V,Rx是安装在备用纸槽底部的力敏电阻,其阻值与受到纸张的压力成反比,图像如图丙。印刷时先闭合S2,后闭合S1,当控制电路中的电流大于或等于0.2A时,衔铁被吸引,只有电动机M1工作。印刷时所用纸张规格相同,每500张纸的重力为20N。电动机型号额定功率/W额定电流/A印刷速度/(秒/张)M122010.2M21100.50.5请根据上述材料,回答下列问题:(1)当正常工作时,工作电路电压U为220V。(2)下列关于晓舟设计的速印机说法,哪一个是正确的B。A.工作电路中电动机M1比M2的印刷速度慢B.当备用纸槽上纸张减少时,电磁铁的磁性变弱C.当控制电路中的电流大于0.2A时,M1和M2同时工作D.当备用纸槽上无纸时,控制电路中电流为0.6A(3)若衔铁被电磁铁吸引的电流大小不变恒等于0.2A,将R0换成阻值15Ω的定值电阻。当备用纸槽中纸张逐渐变少,启动另一个电动机时,备用纸槽中纸的张数比R0为10Ω时多(选填“多”或“少”)100张。【分析】(1)由P=UI得电压,电动机两端的电压等于电源电压;(2)A.工作电路中电动机M1比M2的电功率大,印刷速度快;B.当备用纸槽上纸张减少时,Rx阻值增大,此时电流减小,电磁铁的磁性变弱;C.当控制电路中的电流大于0.2A时,衔铁被吸引,只有电动机M1工作;D.控制电路中
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