上海市嘉定区2021届九年级上学期期末(一模)质量调研物理试卷(详解版)
展开嘉定区 2020~2021 学年第一学期教学质量调研试卷九年级理化(物理部分) 2021.1
考生注意:
本试卷物理部分含五个大题。
答题时,考生务必按答题要求在答题纸规定的位置上作答,在草稿纸、本试卷上答 题一律无效。
一、选择题(共 12 分)
下列各题均只有一个正确选项,请将正确选项的代号用 2B 铅笔填涂在答题纸的相应位置上,更改答案时,用橡皮擦去,重新填涂。
我们能分辨出小提琴和二胡的声,主要是依据声音具有不同的
A.响度B.音调C.音色D.频率2.以下实例中利用连通器原理工作的是
A.温度计B.吸尘器C.订书机D.茶壶
当烛焰离凸透镜 40 厘米时,在凸透镜另一侧的光屏上可得到一个倒立放大的像。该凸透镜的焦距可能为
A.10 厘米B.30 厘米C.40 厘米D.50 厘米
如图 1 所示,使用起子向上用力打开瓶盖时,起子可视为杠杆,这时杠杆的支点是
A.A 点B.B 点C.C 点D.D 点
如图 2 所示,电源电压保持不变,所有电路元件完好。以下说法正确的是
断开开关 S,电压表和电流表均无示数
开关 S 从断开到闭合时,电流表示数变大,电压表示数不变
闭合开关 S,滑片P 向右移动的过程中,电压表示数变小
闭合开关 S,滑片 P 向右移动的过程中,电压表与电流表示数的比值变小
如图 3 所示,两个完全相同足够高的圆柱形容器置于水平桌面上,内部盛有质量相等的不同液体 A、B。现将两个完全相同的金属球分别浸没在 A、B 液体中,此时容器底部
受到的液体压强分别为 pA 和 pB,两容器对地面的压力分别为 FA 和 FB,以下说法正确的是
pA=pB,FA=FBB.pA<pB,FA=FB
C.pA<pB,FA<FBD.pA>pB,FA>FB
二、填空题(共 19 分)
请将结果填入答题纸的相应位置。
上海市家庭电路的电压是伏, 家用接线板上连接的阅读灯与电热水壶是
选填“串联”或“并联)连接的,加热壶中的水,是通过的方式使水的内能增加。
生活中处处都有物理。用吸管喝饮料,是利用了;汽车突然开动时,人会因
而向前倾( 均填物理概念); 落叶随风起舞, 是因为力能使物体的
发生改变。
一个重 50 牛的箱子放在水平地面上,受到 10 牛的水平推力,箱子未被推动,这时箱子受到的摩擦力(选填“大于”、“等于”或“小于”)10 牛。若不计绳重与摩擦用图 4 所示的滑轮将其在 5 秒内竖直向上匀速提升 2 米,则力 F 大小等于 牛,力 F 所做功的功率为瓦。
某导体两端的电压为 6 伏,5 秒内通过该导体横截面的电荷量为 2 库,则通过导体的电流为安,导体的电阻为欧。若加在该导体两端的电压降为原来的一半,导体的电阻为欧。
上九天揽月,下五洋捉鳖皆己实现。“奋斗者”号成功实现载人深潜 10909 米,当它下潜
到 10000 米深处时,海水(ρ海水=ρ水)的压强是帕,继续下潜时它受到的浮力。“嫦娥五号”返回器携带月球“特产”安全着陆,在着陆过程中,返回器的重力势能 (后两空均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
温度与我们的生活息息相关。冬天南方的气温比北方高,但很多北方的朋友来到南方都“喊冷”,这是怎么回事呢?小明从网上了解到天气预报报告的“实际温度”是仪器测量的 温度,而人体所感受到的冷暖程度叫体感温度,他还从网上查阅到一些温度资料如表一和图 5 所示。
①由表一数据可以发现,这一段时间内上海市处于天时(选填“或”雨“)气温差较小。由图 5 可推测:在时,体感温度与有关。
②在冬季,南方空气湿度大于 70%较为常见,北方持续 7-9 级大风很少。请利用图 5 的相关信息说明南方更容易“喊冷”的原因是
三、作图题(共 6 分)
请将图直接画在答题纸的相应位置,作图必须使用 2B 铅笔。
如图 6 所示,重为 10 牛的物体静止在水平地面上,用力的图示法画出物体对地面的压力 F。
根据平面镜成像特点,在图 7 中画出物体 AB 在平面镜 MN 中所成的做 A′B′。
四、综合题(共 33 分)
请根据要求在答题纸的相应位置上作答。
甲、乙两车同时同地沿同一方向做直线运动,它们的 s-t 图像如图 8 所示。求:
①乙车的速度v 乙。
②经过 4 秒,甲、乙两车的位置关系。
将质量为 5 千克的水加热,水的温度升高了 20℃。求:
①水吸收的热量 Q 吸。[c 水=4.2×103 焦/(千克·℃)]
②将这些水举高 10 米,需要做的功 W。
在图 9 所示的电路中,电源电压为 6 伏且不变,电阻 R1 的阻值为 10 欧。求:
①闭合开关 S,电流表的示数 l。
②现有滑动变阻器 R2,其规格为“10Ω2A”、“20Ω1.5A”、“50Ω1A”中的一个。若将 R1 与 R2 以串联或并联的方式接入 MN 两点间,闭合开关 S,移动消片,观察到电流表两次示数分别为 2 安和 0.2 安。
请判断电流表两次示数所对应的 R1 与R2 的连接方式,并说明理由。
计算电流表示数的最大值。
如图 10 所示,棱长分别为 0.2 米和 0.1 米的实心立方体 A、B 放置在水平地画上,物体
A、B 的质量均为 8 千克。求:
①物体 A 的密度ρA。
②物体 B 对水平地面的压强 pB。
③小明设想在 A、B 两物体中选择某一物体沿竖直或水平方向截取一定质量
Δm,并将截取部分Δm 置于对方的上表面,使此时它们对水平地面的压强 pA′=pB′,上述做法是否都可行?请说明理由。请写出满足 pA′=pB′时的截取和放置方式,并计算出 Am。
某组同学在学习完串联电路的特点后,继续用图 11 所示的电路研究串联电路中电阻的作用。实验中电源电压保持不变,已知 R1 的阻值为 10 欧,R2 分别为 5 欧、10 做、20 欧、30 欧和 40 欧的电阻。
①他们先将 R1 与 5 欧的电阻接入电路,闭合开关 S,观察到 V1 表无示数,V2 表有示数。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻 R1、R2 上,为了进一步检测出具体的故障,他们用另一个完好的 10 欧电阻替换 R1,写出闭合开关 S 后观察到的电表示数及相对应的故障:。
②排除故障后,他们重新实验,实验测得的数据记录在上表中。
分析比较上表中的数据及相关条件,可得出的初步结论是:串联电路中, 在电源电压不变的情况下,定值电阻两端的电压随着另一电阻值的增大而减小。
分析比较上表中第二列、第三列与第五列的数据及相关条件,可得出的初步结论 是:串联电路中,在电源电压不变的情况下,一个电阻不变,。
小嘉同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,现有电源(电压为 2 伏的整数倍且保持不变)、待测电阻 Rx 、电流表、电压表( 只有 0~3 伏档完好)、滑动变阻器( 标有“20Ω2A″字样)、开关及导线若干。实验中,他正确连接电路,实验步骤正确。闭合开关时电表的示数如图 12(a)、(b)所示。
①请画出此时的电路图。
②实验所用电源电压是伏。
③小嘉同学观察到图 12(a)、(b)的现象后,发现继续实验存在困难,思考后他调整了电路元件的连接位置,重新实验。
(a)小嘉同学调整电路的原因是,他是怎样调整实验电路的?
( b ) 重新实验后所记录的一组实验数据如上表所示, 计算待测电阻 Rx 的阻值
。(精确到 0.1 欧)
嘉定区 2020~2021 学年第一学期期末考试九年级理化试卷物理部分答案解析版
一、选择题(共 12 分)下列各题均只有一个正确选项,请将正确选项的代号用 2B 铅笔填涂在答题纸的相应位置上,更改答案时,用橡皮擦去,重新填涂。
我们能分辨出小提琴和二胡的声音,主要是依据声音具有不同的()
响度B. 音调C. 音色D. 频率
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】小提琴和二胡琴弦振动发声时,琴弦的材料和结构不同,故发出声的音色不同, 我们主要靠音色来区分小提琴和二胡的声音。
故选 C。
【详解】A.温度计是利用液体的热胀冷缩的性质制成的,故 A 不符合题意;
吸尘器是利用流体压强与流速的关系制成的,故 B 不符合题意;
订书机用到的物理知识是比较多的,如压柄做得宽大有利于减小压强,钉书针(出针口)很尖细有利于增大压强,底座做得宽大有利于减小压强等等,但都不是连通器原理进 行工作,故 C 不符合题意;
茶壶的上端开口,底部连通,是利用连通器的原理来工作的,故 D 符合题意。故选 D。
当烛焰离凸透镜 40 厘米时,在凸透镜另一测的光屏上可得到一个倒立的、放大的实像, 该凸透镜的焦距可能是( )
50 厘米B. 40 厘米C. 30 厘米D. 10 厘米
【答案】C
【解析】
2. 以下实例中利用连通器原理工作的是(
)
A. 温度计B. 吸尘器
C. 订书机
D. 茶壶
【答案】D
【解析】
【分析】
【分析】
【详解】因为当烛焰离凸透镜 40 厘米时,在光屏上成倒立放大的实像,所以 f<40cm<2f, 则 20cm<f<40cm,
故选 C。
如图所示,使用起子向上用力打开瓶盖时,起子可视为杠杆,这时杠杆的支点是 ()
A 点B. B 点C. C 点D. D 点
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】在用启子开汽水瓶盖的过程中,受施力方向向上,启子绕启子与瓶盖的前接触点
A 转动,所以 A 点为支点,故 BCD 不符合题意,A 符合题意。故选 A。
如图所示,电源电压保持不变,所有电路元件完好。以下说法正确的是()
断开开关 S,电压表和电流表均无示数
开关 S 从断开到闭合时,电流表示数变大,电压表示数不变
闭合开关 S,滑片 P 向右移动的过程中,电压表示数变小
闭合开关 S,滑片 P 向右移动的过程中,电压表与电流表示数的比值变小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.由电路图可知,断开开关 S,电压表有示数,电流表无示数,故 A 错误;
开关 S 从断开到闭合时,电流表示数变大,开关闭合前电压表测量的是电阻 R1 两端的 电压,开关断开时,电压表测量的是电源电压,开关 S 从断开到闭合时,电压表示数变小, 故 B 错误;
闭合开关 S,滑片 P 向右移动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路中的总电流减小,电阻 R1 两端的电压变小,电压表示数变小,故 C 正确;
闭合开关 S,滑片 P 向右移动的过程中,电压表与电流表示数的比值就是定值电阻的
R1 阻值,保持不变,故 D 错误。故选 C。
如图所示,两个完全相同足够高的圆柱形容器置于水平桌面上,内部盛有质量相等的不 同液体 A、B。现将两个完全相同的金属球分别浸没在A、B 液体中,此时容器底部受到的液体压强分别为 pA 和 pB,两容器对地面的压力分别为 FA 和 FB。以下说法正确的是 ()
A. pA pB , FA FB
C. pA pB , FA FB
B. pA pB , FA FB
D. pA pB , FA FB
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】由图可知,质量相等的 A、B 两种液体,A 的体积大,根据公式 m ,A 的密
V
度小于 B 的密度,将两个完全相同的金属球分别浸没在A、B 液体中,因为两个容器完全相同,所以液面上升的高度h 相同,所以当放上金属球时增加的液体压强为p gh , 根据该公式可知,A 增加的压强小于 B 增加的压强,放入金属球前,AB 两液体质量相等,
所以对底面的压力相等,又因为两容器底面积相等,所以根据公式 p F 得,两种液体对
S
底面的压强相等,所以放上金属球后 A 液体对底面的压强小于 B 液体对底面的压强;容器对地面的压力等于容器、液体和金属球的总重力,因为所用容器和金属球完全相同,两液 体质量相等,所以两容器对地面压力相等。
故选 B。
二、填空题(共 19 分)
上海市家庭电路的电压是伏,家用接线板上连接的阅读灯与电热水壶是
(选填“串联”或“并联”)连接的,加热壶中的水,是通过的方式使水的内能增加。
【答案】(1). 220(2). 并联(3). 热传递
【解析】
【分析】
【详解】[1]家庭电路的电压是 220V。
阅读灯与电热水壶是并联的,工作时相互不影响。
加热壶中的水,通过电加热器进行加热,利用热传递使水的内能增加。
生活中处处都有物理。用吸管喝饮料,是利用了;汽车突然开动时,人会因
而向前倾(均填物理概念);落叶随风起舞,是因为力能使物体的 发生改变。
【答案】(1). 大气压强(2). 惯性(3). 运动状态
【解析】
【分析】
【详解】[1]用吸管喝饮料时,吸掉管内的空气后,饮料就会在外界大气压强的作用下进入到口中。
[2]汽车突然开动时,脚跟随汽车运动,但上半身由于惯性仍然静止,所以身体向前倾。 [3]落叶随风起舞,运动状态发生改变,说明力可以改变物体的运动状态。
一个重 50 牛的箱子放在水平地面上,受到 10 牛的水平推力,箱子未被推动,这时箱子受到的摩擦力(选填“大于”、“等于”或“ 小于”)10 牛。若不计绳重与摩擦,用图示的滑轮将其在 5 秒内竖直向上匀速提升 2 米,则力 F 大小等于牛,力 F 所做功的功率为瓦。
【答案】(1). 等于(2). 50(3). 20
【解析】
【分析】
【详解】[1]箱子受 10N 的水平推力时,箱子未被推动,处于平衡状态,此时摩擦力与推力是一对平衡力,二力的大小相等,则这时箱子受到的摩擦力等于 10N。
图中滑轮是定滑轮,不计绳重与摩擦,定滑轮不省力,力 F 大小
力 F 所做功
力 F 所做功的功率为
F=G=50N
W=Fs=50N×2m=100J
P= W 100J =20W
t5s
某导体两端的电压为 6 伏,5 秒内通过该导体横截面的电荷量为 2 库,则通过导体的电流为安,导体的电阻为欧。若加在该导体两端的电压降为原来的一半, 导体的电阻为欧。
【答案】(1). 0.4(2). 15(3). 15
【解析】
【分析】
【详解】[1]通过导体的电流为
I Q 2C =0.4A
导体的电阻为
t
R U
I
5s
6V =15Ω 0.4A
电阻是导体自身的性质,跟导体的材料、长度和横截面积有关,跟导体两端的电压及流 过导体的电流无关。若加在该导体两端的电压降为原来的一半,导体的电阻为15Ω 。
上九天揽月,下五洋捉鳖皆已实现。“奋斗者”号成功实现载人深潜 10909 米,当它下潜到 10000 米深处时,海水(ρ海水=ρ水)的压强是帕,继续下潜时它受到的浮力
。“嫦娥五号”返回器携带月球“特产”安全着陆,在着陆过程中,返回器的重力势能 (后两空均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】(1). 9 8×107(2). 不变(3). 变小
【解析】
【分析】
【详解】[1]当它下潜到 10000 米深处时,海水的压强
p 海水
gh 1.0103 kg / m3 9.8N / kg104 m 9.8107 Pa
[2]继续下潜时,海水的密度和它排开海水的体积均不变,所以它受到的浮力不变。 [3]在着陆过程中,返回器的高度变小,所以它的重力势能变小。
温度与我们的生活息息相关。冬天南方的气温比北方高,但很多北方的朋友来到南方都 “喊冷”,这是怎么回事呢?小明从网上了解到天气预报报告的“实际温度”是仪器测量的温度,而人体所感受到的冷暖程度叫体感温度,他还从网上查阅到一些温度资料如表一和图示。
表一 上海市 7 天天气趋势
①由表一数据可以发现,这一段时间内上海市处于 天时(选填“晴”或“雨”),气温差较小。由图可推测:在时,体感温度与有关。
②在冬季,南方空气湿度大于 70%较为常见,北方持续 7~9 级大风很少。请利用相关信息说明南方更容易“喊冷”的原因是。
【答案】(1). 雨(2). 气温相同(3). 风力、相对湿度(4). 见详解
【解析】
【分析】
【详解】[1]由表格数据可知,雨天时气温的温差较小。
[2][3]根据图片可知,温度相同时,风力越大,相对湿度越高,体感温度越低。
日期(12 月* 日)
17
18
19
20
21
22
23
天气(晴或雨)
雨
雨
雨
晴
晴
晴
晴
最高气温
(℃)
8
7
8
10
10
13
14
最低气温
(℃)
4
5
5
4
3
3
5
[4]当气温相同时,北方风比较小,空气的相对湿度比较小,所以体感温度比较高,但南方 冬天的空气的相对湿度比较大,所以体感温度比较低。
三、作图题(共 6 分)
如图所示,重为 10 牛的物体静止在水平地面上,用力的图示法画出物体对地面的压力
F。
()
【答案】
【解析】
【分析】
【详解】物体对水平面的压力大小等于物体的重力,方向垂直于接触面向下,压力的作用 点在被压物体的接触面上。如图所示
根据平面镜成像的特点,在图中画出物体 AB 在平面镜 MN 中所成的像 A'B'。
()
【答案】
【解析】
【分析】
【详解】先作出端点 A、B 关于平面镜的对称点 A′、B′,用虚线连接 A′、B′即为物体 AB 的像,如图所示:
四、综合题(共 33 分)
甲、乙两车同时同地沿同一方向做直线运动,它们的 s-t 图像如图所示。求:
乙车的速度 v 乙;
经过 4 秒,甲、乙两车的位置关系。
【答案】(1) 1m/s;(2)甲在乙前方 4 米处
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)由图象知,乙车用时 4s 通过的路程为 4m,所以其速度
v s 乙 4m 1m/s
乙t4s
(2)由题意知,甲乙两车同时同地同向出发,甲车用时 4s,通过的路程
s 甲=8m
此时甲乙相距
即甲在乙前方 4m 处。
答:(1)乙车的速度 v 乙为 1m/s;
s=s 甲-s 乙=8m-4m=4m
(2)经过 4 秒,甲车在乙车前方 4m 处。
将质量为 5 千克的水加热,水的温度升高了 20℃。求: (1)水吸收的热量 Q 吸。[c 水 =4.2×103 焦/(千克·℃)]
(2)将这些水举高 10 米,需要做的功 W。
【答案】(1) 4.2×105J;(2)490J
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)水吸收的热量
Q 吸=cmΔt =4.2×103J/(kg·℃)×5kg×20℃=4.2×105J (2)将这些水举高 10 米,需要做的功
W=Gh=mgh=5kg×9.8N/kg×10m=490J
答:(1)水吸收的热量是 4.2×105J;
(2)将这些水举高 10 米,需要做的功是 490J。
在图示的电路中,电源电压为 6V 且不变,电阻 R1 的阻值为 10Ω。求; (1)闭合开关 S,电流表的示数 I。
(2)现有滑动变阻器 R2,其规格“10Ω 2A”、“20Ω 1.5A”、“50Ω 1A”中的一个。若将 R2 与 R1 以串联或并联的方式接入 M、N 两点间,闭合开关 S,移动滑片,观察到电流表两次示数分别为 2A 和 0.2A。
①请判断电流表两次示数所对应的 R1 与 R2 的连接方式,并说明理由。
②计算电流表示数的最大值。
【答案】(1)0.6A;(2)①R1 与 R2 先串联后并联;②2.1A
【解析】
【分析】
【详解】(1)闭合开关 S,由题意知,电源电压为 6V 且不变,电阻 R1 的阻值为 10Ω。则电流表的示数 I 为
I U
R1
(2)①因为第一次电流表的示数为 2A,由
6V =0.6A 10Ω
说明 R2 与 R1 并联。
第二次电流表的示数为 0.2A,由
I1=2A>0.6A
I2=0 2A<0.6A
说明 R2 与 R1 串联。所以 R2 与 R1 先并联,后串联。
②当 I1=2A 时,R2 与 R1 并联,流经滑动变阻器的电流为 1.4A,排除掉“50Ω 1A”;当I2=0.2A,R2 与 R1 串联,电流相等,流经滑动变阻器的电流为 0.2A,此时电路中的总电阻为
R U
I2
6V =30Ω 0.2A
此时滑动变阻器接入电路的阻值为 20Ω,排除掉“10Ω 1A”。所以选择的滑动变阻器的规格是“20Ω 1.5A”,滑动变阻器允许通过的最大电流为 1.5A,两电阻并联时,电路中的总电流最大,流经定值电阻 R1 的最大电流为 0.6A,所以电流表示数的最大值为
Imax=1.5A+0.6A=2.1A
答:(1)闭合开关 S,电流表的示数 I 为 0.6A;
(2)①电流表两次示数所对应的 R1 与 R2 的连接方式是 R2 与 R1 先并联,后串联;
②电流表示数的最大值为 2.1A。
如图所示,棱长分别为 0.2 米和 0.1 米的实心立方体 A、B 放置在水平地面上,物体A、B 的质量均为 8 千克。求∶
物体A 的密度ρA。
物体 B 对水平地面的压强 pB。
B
B
小明设想在A、 B 两物体中选择某一物体沿竖直或水平方向截取一定质量△m,并将截取部分△m 置于对方的上表面,使此时它们对水平地面的压强 pA p 。上述做法是否都可行?请说明理由、请写出满足 pA p 时的截取和放置方式,并计算出△m。
【答案】(1)103kg/m3;(2)8×103Pa;(3)见详解
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)物体 A 体积为
A
物体A 的密度
V 0.2m3 8103 m3
物体 B 的底面积为
A
m
V
A
8kg 8103 m3
103 kg/m3
B
物体 B 对水平地面的压强
S 0.1m2 0.01m2
B
p GB mB g 8kg 10N/kg 8103 Pa
2
SBSB0.01m
因为质量相等,A 的底面积比 B 大,所以开始 B 的压强比 A 大,所以应从 B 截取一部分放在 A 上,先沿竖直方向截取,此时 A 对地面压强为
m Δm g
S
pA
A
此时根据 p=ρgh 可知,B 的压强不变,仍为 pB,根据题意列式为
m Δm g 8103 Pa
SA
8kg Δm10N/kg 8103 Pa (0.2m)2
解得
故不符合题意;
Δm 24kg>8kg
沿水平方向截取,此时 A 对地面压强为
pA1
m Δm1 g S
B 对地面压强为
pB1
A
m Δm1 g S
由题意得
m Δm1 g SA
B
m Δm1 g
SB
8kg Δm1 8kg Δm1
(0.2m)20.01m2
解得
Δm1 =4.8kg
所以应沿水平方向从 B 截取 4.8kg 放在 A 上。答:(1)物体A 的密度 103kg/m3;
(2)物体 B 对水平地面的压强 8×103Pa; (3)沿水平方向从 B 截取 4.8kg 放在 A 上。
某组同学在学习完串联电路的特点后,继续用图示的电路研究串联电路中电阻的作用。
实验中电源电压保持不变,已知 R1 的阻值为 10 欧,R2 分别为 5 欧、10 欧、20 欧、30 欧和
40 欧的电阻。
他们先将 R1 与 5 欧的电阻接入电路,闭合开关 S,观察到 V1 表无示数,V2 表有示数。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻 R1、R2 上,为了进一步检测出具体的故障,他们用另一个完好的 10 欧电阻替换 R1,写出闭合开关 S 后观察到的电表示数及相对应的故障:
。
排除故障后,他们重新实验,实验测得的数据记录在上表中。
分析比较上表中列可得出的初步结论是:串联电路中,在电源电压不变的情 况下,定值电阻两端的电压随着另一电阻值的增大而减小;
分析比较上表中第二列、第三列与第五列的数据及相关条件,可得出的初步结论是:串 联电路中,在电源电压不变的情况下,一个电阻不变,。
【答案】 (1). 若电压表 V1 示数为 0,电压表 V2 示数为电源电压,电阻 R1 短路;若电压表 V1 示数为 0,电压表 V2 示数为电源电压,电阻 R2 开路 (2). 2、3、4 列 (3). 另一个电阻阻值越大,其两端电压越大
【解析】
【分析】
序号
R1(欧姆)
R2(欧姆)
V1 表(V)
V2 表(V)
1
10
5
4
2
2
10
10
3
3
3
10
20
2
4
4
10
30
1.5
4.5
5
10
40
1.2
4.8
【详解】(1)[1]由图可知,两电阻串联,R1 的阻值一定,电压表 V1 测 R1 两端电压,电压表V2 测 R2 两端电压。假设电源电压为 U,用另一个完好的 10 欧电阻替换 R1,闭合开关 S 后: 若电阻 R1 开路,电压表 V1 有示数,大小为电源电压 U,电压表 V2 无示数,大小为 0;
若电阻 R1 短路,电压表 V1 无示数,大小为 0,电压表 V2 有示数,大小为电源电压 U; 若电阻 R2 开路,电压表 V1 无示数,大小为 0,电压表 V2 有示数,大小为电源电压 U; 若电阻 R2 短路,电压表 V1 有示数,大小为电源电压 U,电压表 V2 无示数,大小为 0。符合题意的是:若电压表 V1 示数为 0,电压表 V2 示数为电源电压,电阻 R1 短路;若电压表 V1 示数为 0,电压表 V2 示数为电源电压,电阻 R2 开路。
(2)[2]由图可知,两电阻串联,R1 的阻值一定,电压表V1 测 R1 两端电压,电压表 V2 测 R2 两端电压。表中定值电阻 R1 的阻值不变,R2 的阻值在增大。研究定值电阻两端电压随另一电阻值的变化关系,要控制电源电压不变和 R1 的阻值不变,研究电压表 V1 的示数变化与另一电阻 R2 的变化关系。故进一步分析比较表中的 2、3、4 列的数据及相关条件,归纳得出的初步结论是:串联电路中,在电源电压不变的情况下,定值电阻两端的电压随着另一电阻值的增大而减小。
[3]由图可知,两电阻串联,R1 的阻值一定,电压表 V1 测 R1 两端电压,电压表 V2 测 R2 两端电压。纵向分析比较表中第二列、第三列与第五列的数据发现:电阻 R1 不变,R2 逐渐增大,电压表 V2 的示数即 R2 两端电压逐渐增大,故归纳得出的初步结论是:串联电路中, 在电源电压不变的情况下,一个电阻不变,另一个电阻阻值越大,其两端电压越大。
小嘉同学做“用电流表、电压表测电阻”的实验,现有电源(电压为 2 伏的整数倍且保持不变)、待测电阻 Rx、电流表、电压表(只有 0~3 伏档完好)、滑动变阻器(标有“20Ω 2A” 字样)、开关及导线若干。实验中,他正确连接电路,实验步骤正确。闭合开关时电表的示数如图(a)、(b)所示。
实验序号
电压(伏)
电流(安)
1
1.7
0.22
请画出此时的电路图();
实验所用电源电压是伏;
小嘉同学观察到图(a)、(b)的现象后,发现继续实验存在困难,思考后他调整了电路元件的连接位置,重新实验。
①小嘉同学调整电路的原因是,他是怎样调整实验电路的?()。
②重新实验后所记录的一组实验数据如上表所示,计算待测电阻 Rx 的阻值。(精确到 0.1 欧)
【答案】(1).(2). 6(3). 见解析(4). 将电压表改
接到滑动变阻器两端(5). 19.5Ω
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]伏安法测量电阻,需要将电阻 Rx 和变阻器、电流表串联在电路中,电压表与电阻 Rx 并联,如图所示:
(2)[2]电压表、电流表均选用小量程,分度值分别为 0.1V、0.02A,电压表示数为 2.9V,电流表示数是 0.14A,因电路连接正确,电压表测定值电阻的电压,U 定=2.9V,滑动变阻器连入电器中的电阻最大,R 滑=20Ω,变阻器的电压
U 滑=IR 滑=0.14A×20Ω=2.8V
根据串联电路电压的特点,电源电压
U=U 定+U 滑=2.9V+2.8V=5.7V
2
…
…
3
…
…
根据电压为 2 伏的整数倍且保持不变,考虑到测量中的误差,电源电压应为 6V。(3)①[3][4]因为电压表大量程损坏,且已经接近 3V,继续移动滑动变阻器滑片会使电压表烧坏,所以需要调整了电路元件的连接位置。因为电压表大量程损坏,可以将电压表改接 到滑动变阻器两端。
②[5]电压表改接后的读数为 1.7V,定值电阻的电压
U′定=6V-1.7V=4.3V
由表中记录的一组数据,此时电流 I′=0.22A,待测电阻
U 4.3V
Rx= 定
I
0.22A
≈19.5Ω
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