《2024年5年中考3年模拟九年级物理全一册沪粤版》

7. [新课标·模型建构]（2023安徽中考,10,★☆☆）如图所示的电路中，电阻$R_{0}=12\Omega$。闭合开关$S_{1}$，将单刀双掷开关$S_{2}$掷于a端，电压表示数为2.5 V；将$S_{2}$切换到b端，电压表示数为1.5 V，则电阻$R_{x}$的阻值为______ Ω。（P9303003）

答案： 答案：$8$
解析：已知电阻$R_{0}$与$R_{x}$串联，闭合开关$S_{1}$，将单刀双掷开关$S_{2}$掷于$a$端时，电压表测量总电压，将$S_{2}$切换到$b$端时，电压表测量电阻$R_{0}$两端的电压。由串联电路电流处处相等和串联电路中各用电器两端电压之和等于电源电压可得：$\frac{U_{0}}{R_{0}}=\frac{U - U_{0}}{R_{x}}$，即$\frac{1.5\ V}{12\ \Omega}=\frac{2.5\ V - 1.5\ V}{R_{x}}$，解得$R_{x}=8\ \Omega$。

8.（2024广西南宁西乡塘期中,21,★★☆）如图所示的电路中，已知电阻$R_{1}=20\Omega,R_{2}=30\Omega$，如果甲、乙两表均为电压表，当开关S闭合时，$R_{1}$与$R_{2}$的连接方式是______（选填“串联”或“并联”）；如果甲、乙两表均为电流表，当开关S断开时，两表的示数之比$I_{甲}:I_{乙}=$______。

答案： 答案：串联；$5:3$
解析：电压表的电阻很大，在电路中相当于断路，当甲、乙两表为电压表时，简化电路图可知，两电阻串联。若甲、乙两表均为电流表，当开关 S 断开时，两电阻并联，甲电流表测干路电流，乙电流表测$R_{1}$支路的电流。因为并联电路中各电阻分得的电流与电阻成反比，则$R_{1}$与$R_{2}$分得电流之比为$\frac{I_{1}}{I_{2}}=\frac{R_{2}}{R_{1}}=\frac{30\ \Omega}{20\ \Omega}=\frac{3}{2}$，即$I_{2}=\frac{2}{3}I_{1}$。因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以甲、乙两电流表的示数之比为$\frac{I_{甲}}{I_{乙}}=\frac{I_{1}+I_{2}}{I_{1}}=\frac{I_{1}+\frac{2}{3}I_{1}}{I_{1}}=\frac{5}{3}=5:3$。

9. [新素材·现代科技]（2024广西贵港港南期中,31,★★☆）用过氧乙酸对教室内空气进行熏蒸消毒。某学习小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度，设计了如图甲所示的检测仪。已知电源电压为6 V，定值电阻$R_{0}$标有“2.5 Ω 0.4 A”字样，电压表的量程为0~3 V，电压表不同的示数对应不同的过氧乙酸气体浓度，过氧乙酸气体传感器R的阻值随过氧乙酸气体浓度$\rho$的变化关系如图乙所示。请通过计算说明：（P9303004）
(1)按要求，$\rho＞0.1g/m^{3}$才能达到消毒要求。当电压表的示数为0.75 V时，教室内过氧乙酸气体的浓度是否达到消毒要求，并说明原因；
(2)该检测仪处在所能测量的最大值状态下工作时，过氧乙酸气体传感器R的阻值；
(3)若检测仪所能测量的最大值调整为$0.45g/m^{3}$，此时电压表指针刚好偏转到最大刻度，则需重新选用哪种规格的定值电阻。

答案： 解析：由图甲可知，定值电阻$R_{0}$与过氧乙酸气体传感器$R$串联接入电路，电压表测量定值电阻$R_{0}$两端的电压；由图乙可知，过氧乙酸气体浓度越大，过氧乙酸气体传感器$R$的阻值越小，根据串联电路电阻规律可知，电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，根据$U = IR$可知，定值电阻$R_{0}$两端的电压变大，电压表示数变大；
（1）当电压表的示数为$U_{0}=0.75\ V$时，通过电阻$R_{0}$的电流$I_{0}=\frac{U_{0}}{R_{0}}=\frac{0.75\ V}{2.5\ \Omega}=0.3\ A$，根据串联电路电流规律可知，电路中的电流$I = I_{0}=0.3\ A$，电路中的总电阻$R_{总}=\frac{U}{I}=\frac{6\ V}{0.3\ A}=20\ \Omega$。传感器的阻值$R = R_{总}-R_{0}=20\ \Omega - 2.5\ \Omega = 17.5\ \Omega$。查图乙知，此时过氧乙酸气体浓度大于$0.1\ g/m^{3}$，故教室内过氧乙酸气体的浓度达到了消毒要求；
（2）检测仪处在所能测量的最大值状态下工作时，$R$最小，电路中电流最大，$R_{0}$允许通过的最大电流$I_{max}=0.4\ A$，$R_{0}$两端的电压$U_{0}'=I_{max}R_{0}=0.4\ A×2.5\ \Omega = 1\ V＜3\ V$，电压表安全，过氧乙酸气体传感器$R$的阻值$R'=\frac{U'}{I_{max}}=\frac{U - U_{0}'}{I_{max}}=\frac{6\ V - 1\ V}{0.4\ A}=12.5\ \Omega$；
（3）由图乙知，若检测仪所能测量的最大值调整为$0.45\ g/m^{3}$时，传感器$R$的阻值$R''=5\ \Omega$，电压表的量程为$0 - 3\ V$，电压表指针刚好偏转到最大刻度，即电压表示数为$3\ V$，电源的电压为$6\ V$，所以过氧乙酸气体传感器$R$两端的电压$U''=U - U_{max}=6\ V - 3\ V = 3\ V$，此时通过过氧乙酸气体传感器$R$的电流$I_{R}'=\frac{U''}{R''}=\frac{3\ V}{5\ \Omega}=0.6\ A$。通过定值电阻的电流$I_{0}'=I_{R}'=0.6\ A$，定值电阻的阻值$R_{0}'=\frac{U_{max}}{I_{0}'}=\frac{3\ V}{0.6\ A}=5\ \Omega$，此时电路中的最大电流为$0.6\ A$，故需重新选用“$5\ \Omega\ 0.6\ A$”的定值电阻。

10. 为研究热敏电阻$R_{2}$的阻值与温度的关系，小京按如图所示的电路进行实验，其中电源两端电压U不变，$R_{1}$为定值电阻。实验中，他将已做防水处理的热敏电阻$R_{2}$先后浸没在温度为$t_{1}$、$t_{2}$和$t_{3}$的水中，闭合开关，分别读出对应电流表A的示数$I_{1}$、$I_{2}$和$I_{3}$，发现$I_{1}＜I_{2}＜I_{3}$。已知$t_{1}＜t_{2}＜t_{3}$，请分析并说明热敏电阻$R_{2}$的阻值与温度的关系。（P9303002）

答案： 解析：由图可知，定值电阻$R_{1}$与热敏电阻$R_{2}$串联接入电路，电流表测量电路中的电流，根据欧姆定律可得，$R_{总}=\frac{U}{I}$，根据串联电路电阻的规律可知，总电阻$R_{总}=R_{1}+R_{2}$，所以热敏电阻$R_{2}$的阻值$R_{2}=R_{总}-R_{1}=\frac{U}{I}-R_{1}$，由于电源电压$U$不变，$R_{1}$为定值电阻，所以电路中的电流越大，热敏电阻$R_{2}$的阻值越小，由题意可知，在$t_{1}＜t_{2}＜t_{3}$的情况下，$I_{1}＜I_{2}＜I_{3}$，所以热敏电阻$R_{2}$的阻值逐渐减小，即热敏电阻$R_{2}$的阻值随温度的升高而减小。