《2025年授之以渔中考试题汇编九年级物理全一册人教版河北专版》

18. (7分)在“用电流表和电压表测量电阻”的实验中，小明设计了如图15甲所示的电路。电源电压恒定，小灯泡的额定电压为2.5 V，滑动变阻器规格为“50 Ω 1 A”。
(1)用笔画线代替导线，按照图甲所示电路图，将图15乙中的实物图补充完整。
(2)正确连接电路后，闭合开关，小灯泡不亮，电流表和电压表$V_2$均有示数，电压表$V_1$无示数，出现这种现象的原因可能是。
(3)排除故障后继续实验，实验数据记录在下面表格中。


第3次实验时，小明调节滑动变阻器的滑片，电压表示数稳定后，电流表示数为A。
(4)小组交流时，有同学提出小明某次实验中$U_R$电压值读数错误，正确的读数为V。
(5)定值电阻$R$的阻值为Ω，小明发现小灯泡灯丝电阻不是定值，原因是小灯泡灯丝电阻。
【拓展】小明想测出定值电阻$R_x$的阻值，设计了如图17所示的电路，电源电压为18 V，电压表量程0~15 V，电流表量程为0~0.6 A，$R$为电阻箱。在保证电路安全的情况下，电阻箱连入电路的最小阻值为$R_A$，连入电路的最大阻值为$R_B$，且$R_A:R_B=2:5$。则$R_x$的阻值为Ω。

答案：
18.
(1)如图所示。

(2)小灯泡短路
(3)0.24
(4)1.4
(5)5随温度升高而增大(变化) 【拓展】10
解析：本题考查伏安法测电阻。
(1)由题可知，灯泡的额定电压为2.5V，故$V_1$测灯泡两端的电压，量程选择0~3V，作图如答案图所示。
(2)正确连接电路后，闭合开关，电流表和电压表$V_2$均有示数，说明电路通路，电压表$V_1$无示数，出现这种现象的原因可能是小灯泡短路，将$V_1$短路。
(3)由图可知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A。
(4)由表格可知，第5次实验数据$U_R = 7.0\ V＞3\ V$，故读数错误，示数应为1.4V。
(5)定值电阻R的阻值为$\frac{0.8\ V}{0.16\ A}=\frac{1.0\ V}{0.20\ A}=\frac{1.2\ V}{0.24\ A}=\frac{1.3\ V}{0.26\ A}=\frac{1.4\ V}{0.28\ A}=\frac{1.5\ V}{0.30\ A}=5\ \Omega$。由表格数据计算、比较可知，灯泡的电阻不是定值，电阻随温度的升高而变大。【拓展】由题可知，R为电阻箱，故R接入电路的阻值可以使其两端电压表的示数的最大值达到15V，即$U_{R大}=15\ V$，则$\frac{3\ V}{R_x}=\frac{15\ V}{R_B}$①；由题可知，R接入电路的最小值大于0，则电路的最大电流为$I_{大}=0.6\ A$，电路中的最小电阻$R_{总小}=\frac{U}{I_{大}}=\frac{18\ V}{0.6\ A}=30\ \Omega$②，则有$R_x + R_B = 30\ \Omega$③；由题可知，$R_A:R_B = 2:5$③，联立①②③③，解得$R_x = 10\ \Omega$。

19. (6分)图18是某矿山使用的纯电动无人驾驶卡车，该车整备(空载)质量为25 t，载重75 t，轮胎与地面的总接触面积为2.5 $m^2$，此电动卡车从装料地行驶到位于同一直线上的卸料地用时18 min，行驶的平均速度为46 km/h，此电动卡车满载时所受的水平阻力为$6 × 10^4$ N,$g$取10 N/kg。
(1)求此电动卡车满载时对地面的压强。
(2)求此电动卡车满载时从装料地行驶到卸料地，牵引力做的功。
(3)若此电动卡车电机的效率为90%，则满载时消耗的电能相当于完全燃烧多少千克汽油所释放的能量?(已知汽油的热值为$4.6 × 10^7 J/kg$)

答案： 19.解：
(1)电动卡车满载时对地面的压力$F = G_{总}=m_{总}g = (25×10^3\ kg + 75×10^3\ kg)×10\ N/kg = 1.0×10^6\ N$
电动卡车满载时对地面的压强$p = \frac{F}{S}=\frac{1.0×10^6\ N}{2.5\ m^2}=4×10^5\ Pa$
(2)电动卡车从装料地行驶到卸料地的距离$s = vt = 46\ km/h×\frac{18}{60}h = 13.8\ km = 1.38×10^4\ m$
电动卡车满载匀速直线行驶时受力平衡，牵引力$F_{牵}=f = 6×10^4\ N$
此电动卡车满载时从装料地行驶到卸料地，牵引力做的功$W = F_{牵}s = 6×10^4\ N×1.38×10^4\ m = 8.28×10^8\ J$
(3)电动机消耗的电能$W_{电}=\frac{W}{\eta}=\frac{8.28×10^8\ J}{90\%}=9.2×10^8\ J$
相当于完全燃烧汽油的质量$m = \frac{Q}{q}=\frac{9.2×10^8\ J}{4.6×10^7\ J/kg}=20\ kg$