5年中考3年模拟试卷初中物理九年级下册01期中素养综合测试

期中素养综合测试
满分100分,限时60分钟
一、选择题(每小题4分,共32分)
1.(2023山东汶上一模)学习家庭电路相关知识后,小明对如图所示设计的家庭电路的认识正确的是(P9219001)( )
A.两只灯与其对应控制开关的连接都是正确的
B.使用洗衣机时应选择插座C
C.灯L1、L2是串联的
D.若a、b点之间发生断路,则用试电笔检查插座C的各个插孔,氖管都不发光
2.【安全与健康】(2023新疆乌鲁木齐一中模拟)小颖拿出电加热眼罩缓解眼部疲劳,该电加热眼罩额定充电电压为6 V,电池容量为2 400 mA·h,标注“输出6 V 4 A”的快速充电器的充电效率为90%,则该眼罩的电池从零充满需要(P9218001)( )
A.10 min
B.20 min
C.30 min
D.40 min
3.(2022江苏泰州中考)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.用电器的金属外壳一定要接地
B.对人体而言,安全电压一般是36 V
C.使用试电笔时,手不得接触笔尾金属电极
D.控制电灯的开关,接在零线或火线上都可以
4.【学科素养·科学思维】(2023山东蒙阴一模)如图甲,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片从a端滑到b端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示。

以下分析正确的是(P9218001)( )
A.电源电压是3 V
B.R1的电阻值是20 Ω
C.R2的最大电阻值是10 Ω
D.当滑片移到中点时,电阻R1工作10 s消耗4 J的电能
5.(2023安徽六安皋城中学三模)如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L1、L2上均标有“12 V 6 W”字样(设小灯泡的电阻不变)。

当闭合开关S1、S2时,小灯泡L1正常发光;当闭合开关S1,断开开关S2时,小灯泡L1的功率是(P9218002)( )
A.1.5 W
B.3 W
C.6 W
D.12 W
6.【物理跨数学】(2023湖北南漳模拟)如图甲是小灯泡L和电阻R的I-U图象。

将小灯泡L和电阻R接入如图乙所示的电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1 W。

下列说法错误的是(P9218002)()
A.只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为4 Ω
B.再闭合开关S2时,电流表示数增加了0.2 A
C.开关S1、S2同时闭合时,电路总功率为1.8 W
D.闭合开关S1、S2时,在1 min内电阻R产生的热量为24 J
7.【教材P99图片变式】(2023湖北大冶模拟)在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中,某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气)。

下列说法正确的是(P9218003)( )
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的;
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系;
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10 Ω;
④两套装置均可以探究电流产生的热量与通电时间的关系。

A.①② B.②③ C.②④ D.③④
8.【物理跨数学】(2022江苏无锡天一实验学校三模)如图甲所示的电路,电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为电阻箱,调整电阻箱R的电阻值,电流表示数I的倒数与电阻箱阻值R的关系如图乙所示,以下说法中正确的是( )
A.电源电压为3.6 V
B.通过R0的最大电流为2 A
C.调整电阻箱R的阻值,则R的最大功率为0.72 W
D.调整电阻箱R的阻值,则R0的最大功率为3 W
二、填空题(每空2分,共16分)
9.(2023湖南长沙长郡雨花外国语学校三模)在如图所示的电路中,电源电压不变,电阻R1的阻值为30 Ω。

闭合开关S,两电流表的示数分别为0.5 A和0.2 A,则电源电压为V,通电10 s,R2发热J。

10.(2023甘肃岷县三模)如图甲所示,电源电压为6 V,灯泡L1和L2均标有“6 V 6 W”字样,其电流随电压变化的曲线如图乙所示。

如果同时闭合开关S1、S2,电流表的示数是A;如果只闭合开关S2,电路消耗的总功率是
W,此时灯泡L 1的电阻和它正常发光时相比(选填“变大”“变小”或“不变”)。

(P9218002)
11.(2022江苏苏州中考)某型号的电水壶有加热和保温两个挡位,其电路如图所示。

当S闭合、S1断开时,电水壶处于挡,加热和保温的功率分别为1 200 W和44 W。

用它把质量为1 kg、初温为20 ℃的水加热到100 ℃,用时400 s,则水吸收的热量是J,此过程中电水壶的效率η= %。

[c水=4.2×103 J /(kg·℃)]
三、作图与实验探究题(共30分)
12.【安全与健康】(2023广东广州天河外国语学校三模)(6分)请在图中画线把用于照明的LED灯、三孔插座和两孔插座、空气开关连入家庭电路中。

要求开关S单独控制LED灯,符合安全用电原则。

(P9219001)
13.【学科素养·科学探究】(2023山东泰安中考)(14分)物理实验小组连接了如图甲所示的电路,做“测量小灯泡的电功率”实验。

可供选择的器材有:电源(可选电压为4.5 V、6 V),规格为“20 Ω 2 A”的滑动变阻器一个,小灯泡(额定电压为2.5 V,额定功率小于0.75 W)一个,电压表、电流表各一个,开关,导线若干。

(P9218002)
(1)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线)。

(2)正确连接电路后,当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光。

该实验所用的电源电压为V,小灯泡的额定功率为W。

(3)变阻器的滑片P移至某处时,电流表示数为0.18 A,电压表示数如图乙所示为V,此时小灯泡的电阻为Ω。

(4)该实验小组的同学又设计了如图丙所示的电路,利用阻值为R0的定值电阻和电压表V1、V2等器材,测量额定电压为U额的小灯泡L的额定功率,经检查无误后进行实验。

请你帮助他们将实验过程补充完整:
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表(选填“V1”或“V2”)的示数为U额,同时读出另一个电压表的示数,记为U;
②用已知物理量和测量量的符号表示出小灯泡额定功率P额= 。

14.(2022湖北武汉华师一附中模拟)(10分)用如图所示的装置探究“电流通过导体产生热量的多少跟哪些因素有关”,将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒内,盒内封闭等量的空气,其中图乙中另取5 Ω电阻丝在盒外与盒内电阻丝并联。

(1)在实验中电流通过电阻丝产生热量的多少是通过观察来比较的。

(2)图甲中将a、b 电阻丝串联的目的是,
通电一段时间(选填“左”或“右”)盒内的电阻丝产生的热量多。

(3)图乙中右侧盒外连接的5 Ω电阻丝,它的作用是。

通电后电流通过电阻丝c与d产生的热量之比为。

四、计算题(共22分)
15.[含评分细则](2022山东济南莱芜二模)(10分)如图所示,灯泡L上标有“6 V 3 W”字样,R为定值电阻。

闭合开关S后,灯泡正常发光,此时电流表示数为1.5 A。

请你通过计算回答:
(1)灯泡L的额定电流是多少;
(2)定值电阻R的阻值是多少; (3)该电路工作10 s,定值电阻R产生的热量是多少。

16.[含评分细则]【物理跨数学】(2023湖南永州中考改编)(12分)如图所示,电源电压恒为 3 V,小灯泡标有“2.5 V 1.25 W”(设小灯泡灯丝电阻不变),滑动变阻器的最大阻值为20 Ω。

(P9218002)
(1)求小灯泡正常发光时的电流;
(2)求小灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)求小灯泡正常发光时电路的总功率;
(4)在保证电路安全的前提下,移动滑动变阻器的滑片P至某一位置,此时滑动变阻器的功率最大,求滑动变阻器的最大功率。

5年中考3年模拟·初中物理·人教版·九年级下册
答案全解全析
1.B灯L1的开关S1接在零线上,是错误的,灯L2的开关S2接在火线上,是正确的;洗衣机的外壳是金属的,应该接地,使用三孔插座,即插座C;灯L1、L2是并联的;若a、b点之间发生断路,则用试电笔检查插座C的各个插孔,接火线的右孔可以使氖管发光。

故B正确。

2.D快速充电器的充电功率为P=UI=6 V×4 A=24 W,电池充满电储存的电能为W储=U电池I电池t电池=6 V×2 400×10-3A×3 600 s=51 840 J,已知充电效率为η=90%,
则消耗的电能W充===5.76×104J;用快速充电器将电池从零充满需要的
时间t===2 400 s=40 min,故D正确。

3.A 用电器的金属外壳要接地,防止金属外壳带电,发生触电事故;一般情况下,不高于36 V的电压对人体才是安全的;使用试电笔时,手接触笔尾金属电极,不能接触笔尖金属电极;控制电灯的开关应该接在火线上。

故A正确。

4.A由图甲知,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路的电流。

滑动变阻器滑片在a 端时,R 1、R2串联,电路的电流最小,由图乙知,此时I1=0.1 A,对应的电压表示数为1 V,R1===10 Ω;滑片在b端时,为R 1的简单电路,电压表示数即电源电压,由图乙知,电源电压U=3 V;根据串联电路的规律及欧姆定律,滑片在a端时,R2的最大值R2大===20 Ω;当滑片移到中点时,R2连入电路的电阻为R滑=0.5×20 Ω=10 Ω=R1,由串联分压可知,两电阻两端电压相等,则R1两端的电压为U1'==1.5 V,电阻R1工作10 s消耗的电能W=t=×10 s=2.25 J。

5.A 由P =可知,小灯泡L1、L2的电阻R1=R2===24 Ω;由图可知,当闭合开关S1、S2时,只有L1工作,由于小灯泡正常发光,所以电源电压U=U1=12 V;当闭合开关S1,断开开关S2时,小灯泡L1、L2串联,根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻R=R1+R2=24 Ω+24 Ω=48 Ω,此时电路中的电流I===0.25 A,小灯泡L1的实际功率P实=I2R1=(0.25 A)2×24 Ω=1.5 W,选A。

6.C只闭合开关S1时,电路为灯泡L的简单电路。

从图甲中看出,当通过小灯
泡的电流为0.5 A,两端电压为2 V时,电功率为1 W,此时小灯泡电阻R===4 Ω,电源电压U=U L=2 V;再闭合开关S2时,电阻R和小灯泡L并联,故通过小灯泡L的电流为0.5 A不变,电阻R两端的电压U R=U=2 V,由图甲可知,通过电阻R 的电流I R=0.2 A。

电流表测干路电流,原来的示数为通过小灯泡的电流0.5 A,现在多了通过电阻R的电流,故电流表示数增加ΔI=I R=0.2 A,总电流为I=0.2 A+0.5 A=0.7 A,电路总功率为P=UI=2 V×0.7 A=1.4 W。

在1 min内电阻R产生的热量Q=W=U R I R t=2 V×0.2 A×60 s=24 J。

故选C。

7.C U形管内液面高度变化是由容器内气体受热膨胀引起的,故①错误;由图甲可知,两阻值不同的电阻丝串联,通过两电阻丝的电流相同,探究的是电流通过导体产生热量跟导体的电阻是否有关,故②正确;图乙实验是探究电流产生
的热量与电流的关系,要求通过它们的电流不同,通电时间相同和电阻丝阻值要相同,右边容器中的电阻丝阻值要等于左边容器中的电阻丝阻值 5 Ω,故③错误;观察图甲和图乙其中的一个容器中的U形管在不同时间内液面高度差的变化,可探究电流产生的热量与通电时间的关系,故④正确。

故选C。

8.D 由题图甲可知,闭合开关,R和R0串联,电流表测电路中的电流。

当电流表示数I 的倒数为2 A-1时,电路中的电流为0.5 A,此时R接入电路的阻值为0,此时通过R0的电流最大,为0.5 A;根据欧姆定律可知电源电压U=IR0=0.5 A×R0①,当电流表示数I的倒数为5 A-1时,电路中的电流为0.2 A,此时R接入电路的电阻值为18 Ω,根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压U=I'R'+I'R0=0.2 A×18 Ω+0.2 A×R0②,由①、②可得U=6 V,R0=12 Ω;调整
电阻箱R的阻值,此时电路中的电流I″=,根据P=I2R可知R的电功率P=I″2R=×R==,当R=R0=12 Ω时,R的功率最大,===0.75 W;通过R0的电流最大为0.5 A,则调整电阻箱R的阻
值,R0的最大功率为=R0=(0.5 A)2×12 Ω=3 W,故D正确。

9.6 18
解析由图知,两电阻并联,电流表A1测R1所在的支路电流,A2测干路电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,闭合开关S,两电流表的示数分别为0.5 A和0.2 A,所以A1的示数为0.2 A,A2的示数为0.5 A,由并联电路特点和欧姆定律可得电源电压U=U2=U1=I1R1=0.2 A×30 Ω=6 V;通过R2的电流I2=I-I1=0.5 A-0.2 A=0.3 A,通电10 s,R2产生的热量Q2=W2=U2I2t=6 V×0.3 A×10 s=18 J。

10.1.0 4.2 变小
解析由题图甲可知,同时闭合开关S1、S2,灯泡L2被短路,电路为灯泡L1的简单电路,电流表测电路中的电流;由此时电源电压与灯泡的额定电压相等可知,此时灯泡正常发光,由图乙可知,当灯泡两端的电压为6 V时,通过灯泡的电流为1.0 A,则此时电流表的示数为1.0 A。

只闭合开关S2,两灯泡串联,由于两灯泡的规格相同,因此两灯泡的电阻相等,由串联分压规律可知,两灯泡两端的电压相等,由串联电路的电压特点可知,两灯泡两端的电压U1=U2=U=×6 V=3 V,由图乙可知,当灯泡两端的电压为3 V时,通过灯泡的电流为0.7 A,则此时电路消耗的总功率P=UI=6 V×0.7 A=4.2 W。

由欧姆定律可知,灯泡正常发光时L1的电阻R L===6 Ω,两灯泡串联时灯泡L1的电阻R L'==≈4.3 Ω,则只闭合开关S2时,灯泡L1的电阻和它正常发光时相比变小。

11.保温 3.36×10570
解析由电路图及P=可知,开关S闭合、S1断开时,两电阻串联,电路中的电阻最大,电功率最小,电水壶为保温挡;当开关S、S1闭合时,电路为电阻R1的简单电路,电路中的电阻最小,电功率最大,电水壶为加热挡。

将1 kg初温为20 ℃的水加热到100 ℃,水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1
kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×105J。

由P=得电水壶消耗的电能W=P加热t=1 200 W×400 s=4.8×105J,加热水时电水壶的效率
η=×100%=×100%=70%。

12.如图所示
解析LED灯、三孔插座、两孔插座,互不影响,需要并联接入电路;开关控制灯泡时,火线首先接开关,再接灯泡,零线直接接灯泡。

两孔插座的连接方法:左孔接零线、右孔接火线;三孔插座的连接方法:左孔接零线、右孔接火线、上孔接地线。

空气开关接在干路上,控制火线。

13.(1)如图所示(2)4.5 0.5 (3)1.8 10 (4)①V1②U额·
解析(1)原电路图中,灯泡没有接入电路,电压表串联在电路中是错误的,在测量小灯泡的电功率实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端。

(2)已知小灯泡额定电压为2.5 V,额定功率小于0.75 W,由P=UI可知,小灯泡额定电流小于I===0.3 A;假设灯泡额定电流为0.3 A,当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光,此时电源电压为U'=U L+IR滑=2.5 V+0.3 A×10 Ω=5.5 V,因可选电源电压为4.5 V和6 V,故该实验所用的电压为U源=4.5 V;当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光,此时滑动变阻器两端电压为U滑=U 源-
U L=4.5 V-2.5 V=2 V,根据串联电路的电流特点,小灯泡额定电流为I L=I滑
===0.2 A,则小灯泡额定功率为P L=U L I L=2.5 V×0.2 A=0.5 W。

(3)由图甲可知,电压表选用小量程,电压表分度值0.1 V;变阻器的滑片P移至某处时,电流表示数为0.18 A,电压表示数由图乙可知为 1.8 V,则此时小灯泡的电阻为R===10 Ω。

(4)实验步骤:①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表V1的示数为U额,同时读出另一个电压表的示数,记为U;②由图丙可知,灯泡、R0和滑动变阻器串联,电压表V1测灯泡两端电压,电压表V2测灯泡和R0两端电压,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表V1的示数为U额,此时灯泡正常发光;根据串联电路的电压规律,R0两端电压为U0=U -U 额,根据串联电路电流特点,灯泡的额定电流为I额=I0==,则小灯泡的额定功率为P额=U额I额=U额·。

14.(1)U形管液面高度差(2)控制通过两电阻丝的电流和通电时间相同右(3)使通过电阻丝c、d的电流不同4∶1
解析(1)电流通过电阻产生热量的多少不能直接用肉眼观察,而是通过U形管液面高度差来反映,这是转换法的应用。

(2)图甲中两电阻丝串联,目的是控制
通过两电阻丝的电流和通电时间相同,右边盒内电阻丝的电阻值更大,由
Q=I2Rt 可知,通电一段时间,右盒内的电阻丝产生的热量多。

(3)图乙装置中,右侧盒内的电阻丝与盒外的电阻丝并联后,再与左侧盒内的电阻丝串联;根据串联电路和并联电路的电流特点可知,通过右侧两个电阻丝的总电流和通过左侧电阻丝的电流相等,即I左=I内+I外,并联电路各支路两端电压相等,两个5 Ω的电阻丝并联,根据欧姆定律可知I内=I外,所以I c=2I d,则图乙中右侧盒外连接的5 Ω电阻丝的作用是使通过电阻丝c、d的电流不同;根据Q=I2Rt可知,通电后电流通过电阻丝c与d产生的热量之比为Q c ∶Q d=Rt∶Rt=(2I d)2∶=4∶1。

15.解析(1)由P=UI可知,灯泡L的额定电流I额===0.5 A; (3分) (2)由图可知,灯泡L 与定值电阻R并联,电流表测干路中的电流,根据并联电路的电流特点可知,通过R的电流I R =I-I额=1.5 A-0.5 A=1 A, (1分)
根据并联电路的电压特点可知,定值电阻R两端的电压U R=U额=6 V, (1分) 根据欧姆定律可知,定值电阻R的阻值R===6 Ω;(2分)
(3)电路工作10 s,定值电阻R产生的热量Q=Rt=(1 A)2×6 Ω×10 s=60 J。

(3分)
16.解析由电路图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流。

(1)由P=UI可知,小灯泡正常发光时的电流I L===0.5 A。

(2分) (2)小灯泡正常发光时的电阻R L===5 Ω,(1分)
串联电路中各处的电流相等,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆
定律可得此时滑动变阻器接入电路的阻值R=-R L=-5 Ω=1 Ω。

(2分)
(3)小灯泡正常发光时电路的总功率P=UI L=3 V×0.5 A=1.5 W。

(2分)
(4)滑动变阻器的功率为电路的总功率与小灯泡的功率之差,即P'=UI-I2R L=3 V×I-I2×5 Ω,(1分)
根据抛物线的性质可得当I==0.3 A时,滑动变阻器接入电路的电阻R P=-R L=-5 Ω=5 Ω<20 Ω,(2分)
此时滑动变阻器的功率最大,最大为P max==0.45 W。

(2分)。