九年级上科学第三章第6节中考题精选
1.(2021·台州)某电热器的简化电路如图所示,可通过转动旋钮开关实现加热和保温功能。该电热器额定电压为220伏,R1=2000欧,R2=484欧。
(1)开关转至ac位置时,电阻R1和R2的连接方式是________。
(2)开关转至bd位置时,该电热器可实现________功能、它的额定功率是________瓦。
2.(2021·温州)疫情期间只允许体温正常的师生进入校园。为此,小明设计了一款“智能门禁”,能检测体温并进行人脸识别。工作原理为:
①若体温正常开关S1闭合,人脸识别成功开关S2闭合,电动机 M 工作(门打开),警示灯不亮;
②若体温异常S1不闭合,人脸识别成功S2闭合,电动机 M 不工作且警示灯亮起;
③不管体温是否正常,若人脸识别失败S2不闭合,电动机 M 不工作且警示灯不亮。
(1)下列电路设计符合要求的是________。(可多选)
(2)若警示灯工作时,两端电压为3伏,电阻为10欧,其工作时的功率为________瓦。
3.(2021·杭州)如图电路中,电源电压恒为4.5V,灯泡规格是“3V 0.75”。
(1)灯泡正常工作时,电压表V1、V2示数分别为多少 滑动变阻器接入的电阻为多少
(2)灯泡正常工作4分钟,整个电路消耗的电能是多少
4.(2021·衢州)如图甲所示是家用燃气报警器的部分电路示意图,其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器,R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙。出厂预设当燃气浓度达到4%时报警,出厂测试时,控制电路的电源电压为3V且保持恒定,闭合开关S1、S2 , 移动滑动变阻器R2滑片P的位置,当控制电路中的电流为0.03A时,电磁铁恰好能将衔铁吸下,工作电路中相应的灯亮起而报警(电磁铁线圈的阻值忽略不计)。
(1)使用燃气的场所都应安装燃气报警器.安装的具体位置应根据被检测气体相对于空气的密度来决定。如果家中使用的是天然气(主要成分是密度比空气小的甲烷),则报警器应安装在厨房(如图丙)的________ (填“A"或“B")区域。
(2)小科认为报警时只有灯亮还不能起到很好的报警作用,最好灯亮同时又有警报声,所以建议加接蜂鸣器,则蜂鸣器应与________灯并联。
(3)该报警器要达到出厂预设值,请计算滑动变阻器应接入电路的电阻值。
(4)当报警器报警时,下列处理方法正确的是 。
A.迅速打开排风扇 B.打开门窗通风换气
C.禁止切断报警器电源 D.熄灭一切火种,迅速关闭气源总阀
5.(2021·湖州)小萍同学想利用图甲所示电路研究通过小灯泡(额定电压为3伏)的电流与它两端电压的关系。她根据图甲完成图乙的部分连接,待连接完整后,移动滑动变阻器滑片,记录了多组数据,作出了图像a,还作出了电流大小与电源电压大小的关系图像b(如图丙所示)。(已知滑动变阻器最大阻值为20欧)。
(1)根据图甲将图乙中的实物图连接完整。(要求:滑动变阻器滑片向右移动,小灯泡变亮)
(2)根据图像a,描述通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。________
(3)当电流表示数为0.12A时,电压表的示数为多少
(4)图丙阴影部分的面积表示________。
6.(2021·台州)如图是某兴小组制作的“电子秤”的结构简图,其中的电磁铁和永磁体之间相互排斥。对秤盘产生向上的力。当秤盘上放置质量不同的物体时,可通过调节滑动变阻器改变电流大小,从而改变斥力大小。使指针始终指在“a”位置。此时,该电子秤所称量物体质量m跟电路中电流I的关系可视为:m=k(k为500克/安)。据此原理、可将电流表改装成“质量显示仪”达到称量质量的目的。
(1)图中电磁铁和水磁体之间要产生斥力,则永磁体下端应为________极。
(2)当放上物体后,为了使指针仍处在"a”位置,必须将滑动变阻器滑片向________端移动。
(3)图中电源电压为9伏,线圈电阻为10欧、线圈允许通过的最大电流为0.8安,滑动变阻器规格为“5002A",电流表量程为0~0.6安。
①计算该电子秤所能称量物体质量的范围________.
②要增大该电子秤的称量范围,以下方法可行的是________。(假设弹簧等元件均能正常工作)
A.增大电源电压
B.换用"100Ω;1A”的滑动变阻器
C.电流表的量程换用“0~3安”
7(2021·宁波)如图甲所示电路,电源电压恒定不变,灯泡L上标有“6V 2.4W"字样,其灯丝电阻随温度的升高而增大;OA、OB、OC是三条阻值不同且不变、粗细均匀的金属丝(同一条金属丝的阻值与其长度成正比)。闭合开关S,当滑片P从A点滑到O点过程中,电流表示数和灯泡L亮度均保持不变。
(1)求灯泡L正常发光时,通过灯泡L的电流大小。
(2)金属丝OA的电阻Ra=________Ω。
(3)继续滑动图甲中滑片P到OB段,当PB= OB时,电流表示数为0.36A;当PB= OB时,小灯泡正常发光。用图甲中的电源、小灯泡和三条金属丝连成图乙所示电路。闭合开关S,使滑片P在OC上移动,当PO= OC时,电压表示数为4.8V;当PO= OC时,电压表示数为6.0V。求金属丝OC的电阻Rc的大小和电源电压大小。
8.(2021·嘉兴)学习了电学知识后,某科学兴趣小组开展制作“电热水壶”的项目化学习。
【项目任务】制作一款电热水壶。经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下:容积:1L:
功能:①加热:②保温:
性能:能在7分钟内将1L水从20℃加热到100℃(不计热量损失)。
(1)【方案设计】为实现上述功能,同学们利用两个不同阻值的电阻(R1
(2)【器材选择】若该壶是按照方案一设计的,根据项目任务中的性能要求,选择的加热电阻阻值最大为多少欧姆 [Q吸= cm(t-to) ,c水=4.2×103J/(kg℃) ]
(3)【方案反思】有同学认为电器设计还应考虑使用安全,从安全角度提出一条设计建议________。
【项目制作】……
9..(2021·台州)某兴趣小组欲利用如图所示的装置研究"镍铬合金丝电阻大小与温度的关系”。
(1)图中的镍铬合金丝通电后,使烧瓶内煤油的温度升高,这是因为电流具有________效应。
(2)用笔画线代替导线将图中电路连接完整,并写出实验步骤。
10.(2021·金华)研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率变化规律。图注电源电压恒为4V,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。实验过程中,调节滑动变阻器,逐次读取数据并记录,计算定值电阻电功率。数据如下表:
实验次数 1 2 3 4 5
电流(A) 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
电压(V) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
R0的电功率(W) 0.10 0.225 0.40 0.625 0.90
(1)完成第3次实验后,接下来要获得第4次实验的数据,则滑动变阻器R的滑片P应向________(选填“左”或“右”)移动到适当位置;
(2)小组同学根据表中数据,得出了定值电阻R0的电功率与其电流的定量关系。他们的结论正确的是:
A.定值电阻的电功率与电流成正比
B.定值电阻的电功率与电流的平方成正比
(3)小科提出:要得知滑动变阻器的电功率,还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压;小金却认为:无需测滑动变阻器两端的电压,通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如,当定值电阻两端的电压为1.0V时,滑动变阻器的电功率为________瓦;
(4)小组同学对小金的方法进行了归纳,结合表中数据,画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P-I关系图像(如图乙所示)。请分析判断,图中线段AA’表示的含义是________。
(2021·嘉兴)某科学兴趣小组在测量额定电压为2.5V的小灯泡灯丝电阻时发现,小灯泡两端的电压越大,测得电阻的阻值也越大。针对上述现象,同学们进行如下研究:
【建立假设】①灯丝两端的电压增大导致电阻增大:
②灯丝的温度升高导致电阻增大。
【实验器材】干电池2节,额定电压为2.5V的小灯泡1只,电流表1个,电压表1个,滑动变阻器1个,开关1个,装满水的塑料瓶,导线若干。
【实验方案】
次数 1 2 3 4 5
电压/V
电流/A
电阻/Ω
①按图连接好电路,将灯丝插入瓶口浸入水中,使灯丝的温度保持不变:
②闭合开关S,读出电压表和电流表示数,记录在表格中:
③多次改变滑动变阻器的阻值,重复步骤②.
连接电路时,电压表量程选择0-3V而不是0-15V的目的是________。
【得出结论】若假设①被否定,则实验中得到的结果是________。
【交流反思】进一步探究发现,灯丝电阻改变的本质原因是灯丝温度的变化。自然界在呈现真相的同时,也常会带有一定假象,同学们要善于透过现象看本质。例如,用吸管吸饮料表面上看是依靠嘴的吸力,而本质是依靠________。
11.(2021·杭州)如图电路中,电源电压恒为4.5V,灯泡规格是“3V 0.75”。
(1)灯泡正常工作时,电压表V1、V2示数分别为多少 滑动变阻器接入的电阻为多少
(2)灯泡正常工作4分钟,整个电路消耗的电能是多少
12.(2021·金华)便携式无线加湿器,让你随时随地实现加湿自由。某品牌便携式无线加湿器,通过旋转开关S接触不同触点,实现高、低两个档位的转换,其简化的工作电路如图所示,铭牌上的部分参数如下表。
项目 参数
工作电压(V) 20
低档位功率(W) 5
高档位功率(W) 10
完成下列问题:
(1)旋转开关S接触“bc”两触点时,加湿器属于________档位;
(2)加湿器低档位工作时,电路通过的电流多大?
(3)加湿器高档位工作6小时,将消耗多少电能?
参考答案
1.【答案】 (1)串联(2)加热;1000
【解析】(1)开关转至ac位置时,电流依次经过R1和R2 , 它们首尾相连,因此为串联。
(2)开关转至bd位置时,只有电阻R2工作,此时总电阻为R2。
根据公式可知,因为R串>R2 , 所以总功率P串则前者为保温状态,后者为加热状态。
那么它的额定功率为:。
2.【答案】 (1)BC(2)0.9
【解析】(1)A.开关S1断开时,电磁铁不能吸引衔铁,此时已经接通灯泡所在的电路,即无论人脸识别开关S2是否闭合,警示灯都会亮起,故A错误;
BC.体温正常开关S1闭合,电磁铁吸引衔铁,接通电动机的电路;人脸识别成功开关S2
闭合,电动机 M 启动(门打开),此时警示灯不亮;若体温异常S1不闭合,此时衔铁不能被吸引,接通灯泡所在的电路,人脸识别成功S2闭合,电动机 M 不工作且警示灯亮起,故B、C正确;
D.体温正常开关S1闭合,电磁铁吸引衔铁,接通电动机的电路,此时无论人脸识别开关
S2是否闭合,电动机都会启动,与题目不符,故D错误。 故选BC。(2)警示灯工作时的功率为:。
3.【答案】 (1)解:U1=3V U2=U-U1=4.5v-3V=1.5v
灯泡常工作电流I= =0.25A
滑动变阻器接人电阻:R= =6Ω
(2)解:W=UIt=4.5Vx0.25Ax4x60s=270 J
【解析】(1)根据图片可知,灯泡与变阻器串联,电压表V1测灯泡的电压,V2测变阻器的电压。根据灯泡的规格确定灯泡正常发光时的电压,也就是电压表V1的示数,然后根据U2=U总-U1计算电压表V2的示数。 首先根据 计算出灯泡正常工作时通过电路的电流,再根据 计算出此时变阻器接入的电阻。(2)根据公式W=UIt计算整个电路消耗的电能。
4.【答案】 (1)A(2)L2
(3)由题可知,当报警器达到出厂预设值4%时,查图乙可得,气敏电阻阻值为40Ω
已知R1和滑动变阻器R2串联,控制电路电源电压U1=3V,电流I=0.03A
根据欧姆定律R总= =100Ω
所以,滑动变阻器接人电路的阻值R2=R总-R1=100Ω-40Ω=60Ω
(4)B,C,D
【解析】(1)如果家中使用的是天然气(主要成分是密度比空气小的甲烷),那么天然气主要集中在上面,则报警器应安装在厨房A区域。
(2)当报警器报警时,衔铁被吸下来,此时灯泡L2发光,而L1熄灭,所以蜂鸣器应该与L2并联。
(3)由题可知,当报警器达到出厂预设值4%时,查图乙可得,气敏电阻阻值为40Ω;
已知R1和滑动变阻器R2串联,控制电路电源电压U1=3V,电流I=0.03A;
根据欧姆定律 ;
所以,滑动变阻器接人电路的阻值R2=R总-R1=100Ω-40Ω=60Ω。
(4)如果屋内有燃气泄露,那么一旦遇到明火,很容易发生爆炸。
A.迅速打开排风扇,它的开关闭合时会有火花出现,可能会引燃燃气,故A错误;
B.打开门窗通风换气,可以降低屋内燃气的浓度,避免爆炸的发生,故B正确;
C.禁止切断报警器电源,因为切断电源的瞬间也会产生火花,可能引起爆炸,故C正确;
D.熄灭一切火种,迅速关闭气源总阀,防止爆炸的发生,故D正确。 故选BCD。
5.【答案】 (1)
(2)通过小灯泡的电流随电压的增大而增大,但增加相同的电压,电流的增加值越来越 小。
(3)解:U滑=IR滑=0.12A×20Ω=2.4V
U灯=U-U滑=3V-2.4V=0.6V
(4)滑动变阻器的电功率
【解析】(1)根据甲图可知,除了电压表与灯泡并联外,其它的都是串联。
①电压表的“-”接线柱已经与灯泡左端相连,只需将“3”接线柱与灯泡右端接线柱相连即可;
②变阻器与开关串联,只需将它右下角的接线柱与开关右端的接线柱相连即可,如下图所示:
(2)根据图丙可知,图像a总体是上升的,但是上升的速度越来越慢,则得到结论:通过小灯泡的电流随电压的增大而增大,但增加相同的电压,电流的增加值越来越小。
(3)变阻器两端的电压:U滑=IR滑=0.12A×20Ω=2.4V;
灯泡两端的电压:U灯=U-U滑=3V-2.4V=0.6V。
(4)根据图丙可知,图像a上某点的横坐标就是灯泡的电压,则长方形阴影的宽就是电源电压与灯泡电压之差,根据U总=U+U变可知,长方形阴影的宽就是变阻器的电压。长方形阴影的长就是图像a上某点的纵坐标,也就是通过变阻器的电流。根据P=UI结合长方形的面积公式s=长×宽可知,阴影部分的面积表示滑动变阻器的电功率。
6.【答案】 (1)S(2)B(3)0.075kg~03kg;BC
【解析】(1) 线圈上电流方向向左;右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向左,此时大拇指指向下端,则电磁铁的下端为N极,上端为S极。根据两者产生的是斥力可知,永磁体下端是S,上端是N。
(2)放置物体后,秤盘要下降,要使得仍然指在a位置、需要有更大的斥力才能维持,即电磁铁需要更大的磁性才可以,所以电流值需要增大,滑变的阻值需要减小。所以P要向B端滑动。
(3)①电流表的量程为0~0.6A,则通过电路的最大电流为0.6A,代入公式m=k得到:m=0.5kg/A×0.6A=0.3kg,即电子秤的最大称量范围为mmax=0.3kg。
电流表最小读数为滑变整个接入时的电流,
此时电流 ,
代入公式得:mmin=0.5kg/A×0.15A=0.075kg。
所以称量范围是0.075kg~0.3kg。
②A.增大电源电压,通过通过电流表的电流会增大,即放上相同质量的物体时,原来没有达到量程,现在可能达到或超过量程,因此电子秤的量程变小,故A不合题意;
B.换用"100Ω;1A”的滑动变阻器,电阻变大,电流变小,即方向相同质量的物体时,原来恰好达到量程,现在却小于量程了,因此电子秤的量程变大,故B符合题意;
C.电流表的量程换用“0~3安”,量程比原来变大,那么电子秤的量程肯定变大,故C符合题意。 故选BC。
7.【答案】 (1)解:灯泡L正常发光时,通过的电流I= =0.4A
答:灯泡L正常发光时,通过灯泡L的电流大小为0.4A。
(2)0
(3)解:本题的电路可以用下图表示:
根据题意,可得四种电路连接情况:
①图甲中,当PB= OB时,R变1= Rb , 电路中的电流I1=0.36A
②图甲中,当PB= OB时,R变2= Rb , 灯L正常发光,电路中的电流l2= 0.4A
③图乙中,当PO= OC时,R变3= Rc,灯L两端电压UL3=4.8V
④图乙中,当PO= OC时,R变4= Rc,灯L两端电压UL4=6.0V,灯L正常发光)
由于②和④时,L都正常发光,即②和④电路是等效的
所以R变2=R变4 , 即 Rb= Rc ,2Rb=Rc
因为U=U变+UL=I变R变+UL
所以由④得:U=I2R变4+UL4=0.4A× Rc+6.0V----(1)式
①中R变1= Rb= Rc , 与R变3= Rc等大,即①和③电路是等效的
因为U=U变+UL=I变R变+UL
所以由③得:U=I3R变3+UL3=0.36A× Rc+4.8V-----(2)式
由(1)式和(2)式可解得:Rc=60Ω U=12V
答:金属丝OC的电阻Rc的大小为60Ω,电源电压为12V
8.【答案】 (1)
(2)解:m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10-3 m3=1kg
Q吸= cm(t-to)= 4.2×103J/(kg℃) × 1kg×(100℃-20℃) =3.36× 105J
∵W=Pt=Q ∴
∵P= ∴
答:选择的加热电阻阻值最大为60.5Ω
(3)在加热的支路上增加温度控制开关(合理即可)
【解析】(1)根据功率的公式可知,在电压相同时,只有使总电阻变小,才能使总功率变大。
方案一:将两个电阻串联,开关与其中一个电阻并联。当这个开关闭合后,短路电阻,这时总电阻变小,总功率增大,符合要求;
方案二:将两个电阻并联,一个开关与其中一个电阻串联。闭合这个开关后,总电阻变小,总功率增大,符合要求,如下图所示:
9.【答案】 (1)热(2)
连线如图实验方案①连接电路,将滑动变阻器滑片移到阻值最大处,闭合开关②移动滑片至适当位置观察温度计,间隔相同温度,多次同时读取温度计,电压表和电表的示数,并记录在表格中根据R= ,计算各个温度下电阻值,分析表中数据得出结论.
【解析】(1)图中的镍铬合金丝通电后,使烧瓶内煤油的温度升高,这是因为电流具有热效应。
(2)根据图片可知,滑动变阻器应该与合金丝串联。变阻器的左下角的接线柱已经与开关连接,此时只要将它右上角的接线柱与合金丝右端相连即可,如下图所示:
实验步骤为:①连接电路,将滑动变阻器滑片移到阻值最大处,闭合开关;
②移动滑片至适当位置观察温度计,间隔相同温度,多次同时读取温度计,电压表和电表的示数,并记录在表格中根据 ,计算各个温度下电阻值,分析表中数据得出结论.
10. 【答案】 (1)左(2)B(3)0.3(4)滑动变阻器的电功率
【解析】(1)根据表格可知,从第3次到第4次时,电流从0.2A到0.25A,此时电流变大,那么变阻器的阻值变小,则滑片P向左移动到适当位置。
(2)比较第1和3组数据可知,电流增大到原来的:0.2A÷0.1A=2倍,而定值电阻的电功率增大到原来的:0.4W÷0.1W=4=22倍,因此定值电阻的电功率与电流的平方成正比,故选B。
(3)当定值电阻两端的电压为1.0V时,
变阻器两端的电压U2=U总-U1=4V-1V=3V;
此时变阻器的电功率为:P2=U2I2=3V×0.1A=0.3W;
(4)A点的横坐标代表总功率,A'点的横坐标代表R1的电功率,根据P总=P1+P2可知,AA'就是滑动变阻器的电功率。
10.【答案】 读数更精确;所测得的灯丝电阻阻值基本相等;大气压强
【解析】【实验方案】连接电路时,电压表量程选择0-3V而不是0-15V的目的是:读数更精确;
【得出结论】若假设①被否定,则实验中得到的结果是:所测得的灯丝电阻阻值基本相等;
【交流反思】用吸管吸饮料表面上看是依靠嘴的吸力,而本质是依靠大气压强。
11.【答案】 (1)解:U1=3V U2=U-U1=4.5v-3V=1.5v
灯泡常工作电流I= =0.25A
滑动变阻器接人电阻:R= =6Ω
(2)解:W=UIt=4.5Vx0.25Ax4x60s=270 J
12.【答案】 (1)低
(2)当开关S与bc接触时,只有电阻R2工作,加湿器低档位工作时,
此时通过电路的电流;
(3)高温档消耗的电能:W=P高t=10W×(3600s×6)=2.16×105J。
【解析】(1)旋转开关S接触“bc”两触点时,只有电阻R2工作,此时总电阻为R2;
旋转开关S接触“cd”时,两个电阻并联,此时总电阻为R并;
则R2>R并;
根据公式可知,此时总功率P2则前者为低档,后者为高档。