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电学
一、选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分.在每小题给出的四个选项中，只有一项最符合题目要求.
1.关于手机充电过程，下列说法正确的是( )
A.手机电池的电压为220 V
B.手机充电时将化学能转化为电能
C.充电时手机电池相当于电路中的用电器
D.插线排上的多个三孔插座是串联连接的
2.如图是一种静电喷涂枪，通电后，它可以使涂料微粒带上负电荷；当涂料喷出后，更易形成分散的雾状微粒，并均匀分布到被喷涂的工件上.下列说法正确的是( )
A.喷涂枪口与被喷涂工件之间形成向左的电流
B.涂料微粒带上负电的原因是因为得到了正电荷
C.涂料喷出后更易形成分散的雾状是因为同种电荷互相排斥
D.若被喷涂工件带上负电荷，能使喷涂效果更好
3.图甲是利用射电望远镜通过收集太空中3.75×1010 Hz的亚毫米波段电磁波进行记录最后生成的黑洞照片，图乙是电磁波家族，请根据图中信息判断下列说法正确的是( )
A.亚毫米波段电磁波属于可见光
B.亚毫米波段电磁波的频率高于紫外线
C.亚毫米波段电磁波的传播需要介质
D.真空中亚毫米波段电磁波和可见光的传播速度相同
4.如图所示的电路是家庭电路的一部分，图中A和B位置分别接入一盏电灯和开关，在符合安全用电原则的情况下，下列相关说法正确的是( )
A.应在A处接开关，B处接灯泡
B.用测电笔接触插座的左孔，氖管会发光
C.两孔插座上接入电视机后，电视机与灯泡是并联的
D.若控制灯泡的开关短路，则保险丝会熔断
5.图甲是通电螺线管的磁感线情况.图乙中，磁场对通电导体的力F竖直向上.图丙中“”表示导线中的电流方向垂直于纸面向外.请根据图甲、乙的信息，判断图丙下列说法正确的是( )
A.图丙中P端为N极
B.图丙中导体不受磁场力作用
C.图丙中导体受到竖直向上的磁场力作用
D.图丙中导体受到竖直向下的磁场力作用
6.图甲是智能化数显式圆规，能直接显示出所画圆的半径大小r.其内部等效电路图如图乙所示，OEF为可旋转调节电阻的变阻器，当r增大时，滑片P向顺时针方向移动，反之，则向逆时针方向移动.闭合开关，下列说法中正确的是( )
A.半径r减小时，电流表示数减小
B.半径r增大时，电压表示数增大
C.圆规的数显表盘对应电流表示数
D.半径r增大时，电压表示数与电流表示数的比值减小
7.如图所示，静止于光滑水平面的小车上放有一个条形磁体，小车左侧有一个电磁铁，闭合开关S，下列判断正确的是( )
A.电磁铁右端为N极，电源正、负极交换时电磁铁磁极交换
B.小车受到斥力作用，向右运动
C.只将滑片P向右移动，电磁铁的磁性减弱
D.只将电源正、负极交换，电磁铁的磁性增强
8.小明同学在做电学实验时，通过改变滑动变阻器接入电路的电阻大小，测量并记录了多组电压表和电流表的示数(如表)，已知电源电压恒定不变，根据数据分析他连接的电路可能是( )
U/V 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6
I/A 0.12 0.18 0.25 0.30 0.36 0.42
9.如图所示电路，闭合开关S1、S2，小灯泡L1和L2均正常发光，电流表和电压表均有示数.下列关于电路分析正确的是( )
A.小灯泡L1与L2串联
B.若只断开S1，小灯泡L1熄灭，L2可以发光
C.电流表测量电路的总电流
D.若灯L1突然断路，电流表示数变为0
10.图甲是高铁上烟雾报警器的简化原理图，其中电源电压保持不变，定值电阻的电阻为R0，光敏电阻的电阻R与光照强度的关系如图乙所示.射向光敏电阻的激光被烟雾遮挡时，下列说法正确的是( )
A.光敏电阻的电阻R减小
B.电流表的示数增大
C.电压表的示数增大
D.电路中消耗的总功率增大
二、非选择题：本题共8小题，共60分，按题目要求作答.
11.(7分)(1)小明同学准备利用实验室的电学器材设计一个可调节亮度的简单电路(滑片向左移动时灯泡变亮)，并用电压表测量小灯泡两端的电压.
图1
图2
①请你用笔画线代替导线帮他把图1甲的实物图连接完整；
②连接电路时，开关应该 ，滑动变阻器滑片在 位置；
③某一时刻，电压表表盘如图1乙所示，则电压表读数为 V.
(2)某同学电解食盐水(NaCl溶液)的实验装置如图2所示.
①闭合开关后，Na＋向 (选填“左侧”或“右侧”)金属片位置定向移动；
②在此装置的基础上，该同学还想探究“导体电阻大小的影响因素”，他需要在以上实验装置的基础上添加 (实验器材).
12.(5分)(1)可以用测电笔来辨别中性线和相线，如图1所示的两种使用方法中，正确的是图 .测电笔中有一个电阻很大的电阻器，这个电阻器与氖管 联.
(2)如图2所示的电路，开关闭合后，灯不亮，用测电笔接触A、B、C三点，氖管均发光，接触D点氖管不发光，则故障可能是 .空气开关“跳闸”后，受它控制的电路处于 (选填“短路”“断路”或“通路”)状态.
13.(3分)图甲是发电机原理的示意图，工作时 能转化为 能.图乙中的“○”表示导线ab，当它在磁场中分别转动到1~4位置时，运动方向已用箭头标出，则没有感应电流产生的位置是 (选填“1”“2”“3”或“4”).
14.(6分)通过电阻为R的定值电阻和小灯泡L的电流随其两端电压变化的关系如图甲所示，在图乙所示的电路中，电源电压为4.5 V，闭合开关S，定值电阻的电阻R是 Ω；通电60 s电路消耗的电能是 J，小灯泡L消耗的电功率是 W.
　
15.(10分)几千年来，中国的厨艺最讲究的就是“火候”.现在市场上流行如图甲所示的新型电饭锅，有高温煲饭挡和保温挡两个挡位，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的口感和营养.电饭锅的简化电路如图乙所示，两电热丝的电阻分别为R1和R2(假设电能全部转化为内能)，S1是自动控制开关，把电饭锅接入220 V的电路中，在电饭锅工作的30 min内，电路中总电流随时间变化的图像如图丙所示，求：
(1)电饭锅的最大电功率；
(2)电阻R1；
(3)30 min内电饭锅产生的热量.
16.(13分)小明利用如图所示的实验装置探究导体产生的热量与电阻大小的关系.甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中电阻丝的电阻小.
(1)实验中煤油吸热的多少是通过 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的.图中的电路连接方式可以控制 和 相等.
(2)为了在较短的时间内观察到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容 (选填“大于”或“小于”)水的比热容.
(3)通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高得快，由此得出的实验结论是 .
(4)若某次实验时电源电压为6 V，乙瓶中电阻丝的电阻为10 Ω，甲瓶中电阻丝的电阻为6 Ω，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为0.2 A，求：
①乙瓶中电阻丝在1 min内产生的热量；
②滑动变阻器接入电路的电阻.
17.(8分)某科技小组想研究导体电阻与长度的定量关系.现有一根长L为20 cm，横截面积S为3×10－6 m2的铅笔芯，电路连接如图甲所示.
甲　　　 　乙
(1)请用笔画线代替导线，将电路连接完整.
(2)除了图中的实验器材外，还需要补充的测量工具是 .
(3)移动鳄鱼夹，改变接入电路的铅笔芯长度，测量数据如表所示，请补全实验表格.
序号 长度L/cm 电压U/V 电流I/A 电阻测量值R测/Ω
第1组 5.0 1.8 2.0 0.9
第2组 10.0 1.8 1.1 1.6
第3组 15.0 1.8 0.8 2.3
第4组 20.0 1.8 0.7 2.6
(4)请根据表中的数据，在图乙坐标纸上描点，用平滑的曲线绘制铅笔芯的R－L图像.
(5)小组成员在网上查阅到，导体电阻的公式为R＝ρ，其中ρ为导体的电阻率，并了解到铅笔芯的主要成分是石墨，ρ石墨＝3.6×10－5 Ω·m，请你利用该公式计算第1组数据中的电阻R＝ Ω，发现R R测(选填“＞”“＝”或“＜”)，这可能是以下哪一种原因造成的 (填字母).
A.测量前未将滑动变阻器调到最大电阻
B.测量时改变了滑动变阻器接入电路的电阻
C.铅笔芯的实际电阻率大于石墨的电阻率
D.铅笔芯的实际电阻率小于石墨的电阻率
18.(8分)在如图1所示的电路中，闭合开关，两灯都发光，且LED比小灯泡L要亮，小明猜想：此时，该电路LED的电功率比小灯泡的大.小明在原电路上只加装测量器材和导线(数目都不限)，组成了一个新电路(加装器材后不能再拆装)，通过实验，能验证猜想是否正确.
图1
图2
(1)需要加装的测量器材是 .
(2)在图2方框中画出加装器材后的实验电路图.
(3)实验步骤(测量的物理量用符号表示).
(4)写出判断小明猜想是否正确的依据.电学
一、选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分.在每小题给出的四个选项中，只有一项最符合题目要求.
1.关于手机充电过程，下列说法正确的是(C)
A.手机电池的电压为220 V
B.手机充电时将化学能转化为电能
C.充电时手机电池相当于电路中的用电器
D.插线排上的多个三孔插座是串联连接的
2.如图是一种静电喷涂枪，通电后，它可以使涂料微粒带上负电荷；当涂料喷出后，更易形成分散的雾状微粒，并均匀分布到被喷涂的工件上.下列说法正确的是(C)
A.喷涂枪口与被喷涂工件之间形成向左的电流
B.涂料微粒带上负电的原因是因为得到了正电荷
C.涂料喷出后更易形成分散的雾状是因为同种电荷互相排斥
D.若被喷涂工件带上负电荷，能使喷涂效果更好
3.图甲是利用射电望远镜通过收集太空中3.75×1010 Hz的亚毫米波段电磁波进行记录最后生成的黑洞照片，图乙是电磁波家族，请根据图中信息判断下列说法正确的是(D)
A.亚毫米波段电磁波属于可见光
B.亚毫米波段电磁波的频率高于紫外线
C.亚毫米波段电磁波的传播需要介质
D.真空中亚毫米波段电磁波和可见光的传播速度相同
4.如图所示的电路是家庭电路的一部分，图中A和B位置分别接入一盏电灯和开关，在符合安全用电原则的情况下，下列相关说法正确的是(C)
A.应在A处接开关，B处接灯泡
B.用测电笔接触插座的左孔，氖管会发光
C.两孔插座上接入电视机后，电视机与灯泡是并联的
D.若控制灯泡的开关短路，则保险丝会熔断
5.图甲是通电螺线管的磁感线情况.图乙中，磁场对通电导体的力F竖直向上.图丙中“”表示导线中的电流方向垂直于纸面向外.请根据图甲、乙的信息，判断图丙下列说法正确的是(D)
A.图丙中P端为N极
B.图丙中导体不受磁场力作用
C.图丙中导体受到竖直向上的磁场力作用
D.图丙中导体受到竖直向下的磁场力作用
6.图甲是智能化数显式圆规，能直接显示出所画圆的半径大小r.其内部等效电路图如图乙所示，OEF为可旋转调节电阻的变阻器，当r增大时，滑片P向顺时针方向移动，反之，则向逆时针方向移动.闭合开关，下列说法中正确的是(B)
A.半径r减小时，电流表示数减小
B.半径r增大时，电压表示数增大
C.圆规的数显表盘对应电流表示数
D.半径r增大时，电压表示数与电流表示数的比值减小
【解析】由题图乙可知，变阻器与电阻器串联，电流表测量电路电流，电压表并联在变阻器两端，测量其两端电压.当圆规示数r减小时，滑片P向逆时针方向移动，则其接入电路的电阻变小，电源电压不变，根据I＝可得，电路电流增大，即电流表示数增大，故A错误；当圆规示数r增大时，滑片P向顺时针方向移动，则其接入电路的电阻变大，电源电压不变，根据I＝可得，电路电流减小，即电流表示数减小；根据串联电路分压原理可知，此时变阻器分得的电压变大，即电压示数变大，则数显表盘对应题图乙中的电压表示数；由此可知，电压表示数与电流表示数的比值一定增大，故B正确，CD错误.
7.如图所示，静止于光滑水平面的小车上放有一个条形磁体，小车左侧有一个电磁铁，闭合开关S，下列判断正确的是(C)
A.电磁铁右端为N极，电源正、负极交换时电磁铁磁极交换
B.小车受到斥力作用，向右运动
C.只将滑片P向右移动，电磁铁的磁性减弱
D.只将电源正、负极交换，电磁铁的磁性增强
8.小明同学在做电学实验时，通过改变滑动变阻器接入电路的电阻大小，测量并记录了多组电压表和电流表的示数(如表)，已知电源电压恒定不变，根据数据分析他连接的电路可能是(A)
U/V 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6
I/A 0.12 0.18 0.25 0.30 0.36 0.42
9.如图所示电路，闭合开关S1、S2，小灯泡L1和L2均正常发光，电流表和电压表均有示数.下列关于电路分析正确的是(B)
A.小灯泡L1与L2串联
B.若只断开S1，小灯泡L1熄灭，L2可以发光
C.电流表测量电路的总电流
D.若灯L1突然断路，电流表示数变为0
10.图甲是高铁上烟雾报警器的简化原理图，其中电源电压保持不变，定值电阻的电阻为R0，光敏电阻的电阻R与光照强度的关系如图乙所示.射向光敏电阻的激光被烟雾遮挡时，下列说法正确的是(C)
A.光敏电阻的电阻R减小
B.电流表的示数增大
C.电压表的示数增大
D.电路中消耗的总功率增大
二、非选择题：本题共8小题，共60分，按题目要求作答.
11.(7分)(1)小明同学准备利用实验室的电学器材设计一个可调节亮度的简单电路(滑片向左移动时灯泡变亮)，并用电压表测量小灯泡两端的电压.
图1
图2
①请你用笔画线代替导线帮他把图1甲的实物图连接完整；
②连接电路时，开关应该　断开　，滑动变阻器滑片在　最右端　位置；
③某一时刻，电压表表盘如图1乙所示，则电压表读数为　1.4　V.
(2)某同学电解食盐水(NaCl溶液)的实验装置如图2所示.
①闭合开关后，Na＋向　右侧　(选填“左侧”或“右侧”)金属片位置定向移动；
②在此装置的基础上，该同学还想探究“导体电阻大小的影响因素”，他需要在以上实验装置的基础上添加　电流表(或灯泡)　(实验器材).
12.(5分)(1)可以用测电笔来辨别中性线和相线，如图1所示的两种使用方法中，正确的是图　甲　.测电笔中有一个电阻很大的电阻器，这个电阻器与氖管　串　联.
(2)如图2所示的电路，开关闭合后，灯不亮，用测电笔接触A、B、C三点，氖管均发光，接触D点氖管不发光，则故障可能是　导线CD之间断路　.空气开关“跳闸”后，受它控制的电路处于　断路　(选填“短路”“断路”或“通路”)状态.
13.(3分)图甲是发电机原理的示意图，工作时　机械　能转化为　电　能.图乙中的“○”表示导线ab，当它在磁场中分别转动到1~4位置时，运动方向已用箭头标出，则没有感应电流产生的位置是　1　(选填“1”“2”“3”或“4”).
14.(6分)通过电阻为R的定值电阻和小灯泡L的电流随其两端电压变化的关系如图甲所示，在图乙所示的电路中，电源电压为4.5 V，闭合开关S，定值电阻的电阻R是　5　Ω；通电60 s电路消耗的电能是　108　J，小灯泡L消耗的电功率是　1　W.
　　第15、16题结合题目要求，涉及计算的，应写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，演算过程及结果都要在数字的后面写上正确的单位.
15.(10分)几千年来，中国的厨艺最讲究的就是“火候”.现在市场上流行如图甲所示的新型电饭锅，有高温煲饭挡和保温挡两个挡位，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的口感和营养.电饭锅的简化电路如图乙所示，两电热丝的电阻分别为R1和R2(假设电能全部转化为内能)，S1是自动控制开关，把电饭锅接入220 V的电路中，在电饭锅工作的30 min内，电路中总电流随时间变化的图像如图丙所示，求：
(1)电饭锅的最大电功率；
(2)电阻R1；
(3)30 min内电饭锅产生的热量.
解：(1)由题图乙可知，开关S闭合、S1断开时，电路为只有电阻为R1的电阻丝的简单电路，电路中的电流最小；开关S和S1都闭合时，两电阻丝并联，电路中的电流最大
由题图丙可知，电饭锅的最大电流I大＝3 A
则电饭锅的最大电功率P大＝UI大＝220 V×3 A＝660 W
(2)由题图丙可知，通过电阻为R1的电阻丝的电流I1＝2 A
由I＝可得，电阻R1＝＝110 Ω
(3)由题图丙可知，30 min内电饭锅的加热时间为15 min，产生的热量
Q加＝W加＝P大t加＝660 W×15×60 s＝5.94×105 J
保温时间为15 min，产生的热量Q保＝W保＝UI1t保＝220 V×2 A×15×60 s＝3.96×105 J
所以30 min内电饭锅产生的热量Q＝Q加＋Q保＝5.94×105 J＋3.96×105 J＝9.9×105 J
答：(1)电饭锅的最大电功率为660 W；(2)电阻R1为110 Ω；(3)30 min内电饭锅产生的热量为9.9×105 J.
16.(13分)小明利用如图所示的实验装置探究导体产生的热量与电阻大小的关系.甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中电阻丝的电阻小.
(1)实验中煤油吸热的多少是通过　温度计示数　(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的.图中的电路连接方式可以控制　电流　和　通电时间　相等.
(2)为了在较短的时间内观察到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容　小于　(选填“大于”或“小于”)水的比热容.
(3)通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高得快，由此得出的实验结论是　电流和通电时间一定时，电阻越大，导体产生的热量越多　.
(4)若某次实验时电源电压为6 V，乙瓶中电阻丝的电阻为10 Ω，甲瓶中电阻丝的电阻为6 Ω，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为0.2 A，求：
①乙瓶中电阻丝在1 min内产生的热量；
②滑动变阻器接入电路的电阻.
解：①由题图可知，两电阻丝和滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，乙瓶中电阻丝在1 min内产生的热量Q＝I2R乙t＝(0.2 A)2×10 Ω×1×60 s＝24 J
②由R＝可知，电路中的总电阻R总＝＝30 Ω
根据串联电路中电阻规律可得R滑＝R总－R甲－R乙＝30 Ω－6 Ω－10 Ω＝14 Ω
答：①乙瓶中电阻丝在1 min内产生的热量为24 J；②滑动变阻器接入电路的电阻为14 Ω.
17.(8分)某科技小组想研究导体电阻与长度的定量关系.现有一根长L为20 cm，横截面积S为3×10－6 m2的铅笔芯，电路连接如图甲所示.
甲　　　 　乙
(1)请用笔画线代替导线，将电路连接完整.
(2)除了图中的实验器材外，还需要补充的测量工具是　刻度尺　.
(3)移动鳄鱼夹，改变接入电路的铅笔芯长度，测量数据如表所示，请补全实验表格.
序号 长度L/cm 电压U/V 电流I/A 电阻测量值R测/Ω
第1组 5.0 1.8 2.0 0.9
第2组 10.0 1.8 1.1 1.6
第3组 15.0 1.8 0.8 2.3
第4组 20.0 1.8 0.7 2.6
(4)请根据表中的数据，在图乙坐标纸上描点，用平滑的曲线绘制铅笔芯的R－L图像.
(5)小组成员在网上查阅到，导体电阻的公式为R＝ρ，其中ρ为导体的电阻率，并了解到铅笔芯的主要成分是石墨，ρ石墨＝3.6×10－5 Ω·m，请你利用该公式计算第1组数据中的电阻R＝　0.6　Ω，发现R　＜　R测(选填“＞”“＝”或“＜”)，这可能是以下哪一种原因造成的 　C　(填字母).
A.测量前未将滑动变阻器调到最大电阻
B.测量时改变了滑动变阻器接入电路的电阻
C.铅笔芯的实际电阻率大于石墨的电阻率
D.铅笔芯的实际电阻率小于石墨的电阻率
18.(8分)在如图1所示的电路中，闭合开关，两灯都发光，且LED比小灯泡L要亮，小明猜想：此时，该电路LED的电功率比小灯泡的大.小明在原电路上只加装测量器材和导线(数目都不限)，组成了一个新电路(加装器材后不能再拆装)，通过实验，能验证猜想是否正确.
图1
图2
(1)需要加装的测量器材是　电压表一只、电流表两只　.
(2)在图2方框中画出加装器材后的实验电路图.
(3)实验步骤(测量的物理量用符号表示).
(4)写出判断小明猜想是否正确的依据.
(2)如图所示
(3)实验步骤：①按电路图连接电路；
②闭合开关S，分别读出电压表的示数U，电流表A1的示数I1，电流表A2的示数I2；
③比较LED和小灯泡L的亮度.
(4)由P＝UI可知，LED的电功率P1＝UI1，小灯泡L的电功率P2＝UI2，若P1＞P2，说明猜想正确，否则说明猜想错误.

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