《2025年大联考单元期末测试卷九年级物理全一册沪科版》

17. 跨学科·数学如图甲所示,R₀ 为定值电阻,R₁ 为滑动变阻器。当滑动变阻器 R₁ 的滑片 P 移动时,滑动变阻器 R₁ 消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。下列说法错误的是(A)

A.电源电压为 8 V
B.滑动变阻 R₁ 器的最大阻值是 25Ω
C.定值电阻 R₀ 的最大功率是 7.2 W
D.滑动变阻器 R₁ 的最大功率是 1.8 W

答案： 17.A 【解析】由电路图可知，定值电阻$R_{0}$与滑动变阻器$R_{1}$串联，电压表测滑动变阻器$R_{1}$两端的电压，电流表测电路中的电流。
A、B.当滑动变阻器$R_{1}$接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由图像可知，电路中的最小电流$I = 0.2\ A$时，滑动变阻器$R_{1}$的电功率$P_{1} = 1\ W$，由$P = I^{2}R$可得，滑动变阻器的最大阻值$R_{1} = \frac{P_{1}}{I^{2}} = \frac{1\ W}{(0.2\ A)^{2}} = 25\ \Omega$，当电路中的电流$I' = 0.4\ A$时，滑动变阻器$R_{1}$的电功率$P_{1}' = 1.6\ W$，此时滑动变阻器$R_{1}$接入电路的电阻$R_{1}' = \frac{P_{1}'}{I'^{2}} = \frac{1.6\ W}{(0.4\ A)^{2}} = 10\ \Omega$，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以由欧姆定律可得，电源电压$U = I'(R_{0} + R_{1}') = 0.4\ A × (R_{0} + 10\ \Omega)$，当电路中的电流$I = 0.2\ A$时，电源电压$U = I(R_{0} + R_{1}) = 0.2\ A × (R_{0} + 25\ \Omega)$，因电源电压不变，则$0.4\ A × (R_{0} + 10\ \Omega) = 0.2\ A × (R_{0} + 25\ \Omega)$，解得定值电阻$R_{0} = 5\ \Omega$，则电源电压$U = I(R_{0} + R_{1}) = 0.2\ A × (5\ \Omega + 25\ \Omega) = 6\ V$，故A错误，符合题意；
B正确，不符合题意；
C.由图乙知电路的最小电流为$0.2\ A$，当滑动变阻器的电阻最小时电路的电流最大，最大电流$I_{max} = \frac{U}{R_{0}} = \frac{6\ V}{5\ \Omega} = 1.2\ A$，定值电阻$R_{0}$的最大功率$P_{0} = I_{max}^{2}R_{0} = (1.2\ A)^{2} × 5\ \Omega = 7.2\ W$，故C正确，不符合题意；
D.滑动变阻器$R_{1}$消耗的功率$P = I^{2}R_{1} = (\frac{U}{R_{0} + R_{1}})^{2}R_{1} = \frac{U^{2}}{(R_{0} + R_{1})^{2}} = \frac{U^{2}}{(R_{0} - R_{1})^{2} + 4R_{0}}$，当$R_{1} = R_{0} = 5\ \Omega$时滑动变阻器$R_{1}$消耗的功率最大，最大功率$P_{max} = I^{2}R_{1} = \frac{U^{2}}{4R_{0}} = \frac{(6\ V)^{2}}{4 × 5\ \Omega} = 1.8\ W$，故D正确，不符合题意。

18. 某同学用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压是 3.8 V。
(1)图甲中有一根导线接错了,请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。
(2)正确连接电路后,小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是1.14W。
(3)测出小灯泡的额定功率后,该同学接着移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为 0.32 A 时,电压表的示数不可能是AB(填字母)。
A. 3.9 V
B. 4.0 V
C. 4.1 V

答案：
18.
(1)如图所示：
　　　
(2)1.14
(3)AB
【解析】
(1)原电路中，电流表与滑动变阻器串联后和小灯泡并联，且电压表串联在电路中，这些是错误的，电流表、滑动变阻器和小灯泡应串联，电压表并联在小灯泡两端，如图所示。
(2)由图乙可知，电流表的量程为$0\sim0.6\ A$，根据指针的位置可得，电流表的示数为$0.3\ A$，则小灯泡正常发光时的电流为$0.3\ A$。因为小灯泡正常发光，所以其两端电压等于小灯泡的额定电压，即$3.8\ V$，根据功率公式$P = UI$可得，小灯泡的额定功率$P_{额} = U_{额}I = 3.8\ V × 0.3\ A = 1.14\ W$。
(3)正常发光时，小灯泡的电阻$R_{正} = \frac{U_{额}}{I} = \frac{3.8\ V}{0.3\ A} \approx 12.67\ \Omega$。
当电流表的示数为$0.32\ A$时，若电压表的示数为$3.9\ V$，则此时灯泡的电阻$R_{1} = \frac{U_{1}}{I_{1}} = \frac{3.9\ V}{0.32\ A} = 12.1875\ \Omega$，
若电压表的示数为$4.0\ V$，则此时小灯泡的电阻$R_{2} = \frac{U_{2}}{I_{1}} = \frac{4.0\ V}{0.32\ A} = 12.5\ \Omega$，
若电压表的示数为$4.1\ V$，则此时小灯泡的电阻$R_{3} = \frac{U_{3}}{I_{1}} = \frac{4.1\ V}{0.32\ A} = 12.8125\ \Omega$。
又因为小灯泡的电阻随小灯泡两端电压的增大而增大，所以电压为$3.9\ V$、$4.0\ V$和$4.1\ V$时，小灯泡的电阻应该要大于$R_{正}$，但是很明显，只有$R_{3} ＞ R_{正}$，符合条件，所以电压表的示数不可能是$3.9\ V$和$4.0\ V$。

19. 核心素养·科学探究如图所示是“探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系”的实验装置。
(1)实验中用 U 形管内液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少,这种方法叫作转换(选填“控制变量”或“转换”)法。
(2)通电一段时间后,左侧容器内空气吸收的热量比右侧的少(选填“多”或“少”)。

答案： 19.
(1)转换
(2)少
【解析】
(1)在实验中无法直接测量电流通过导体产生的热量，通过$U$形管内液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫作转换法。
(2)通电一段时间后，左侧的电阻小于右侧的电阻，通过两电阻的电流相等，由焦耳定律$Q = I^{2}Rt$知，左侧容器内空气吸收的热量比右侧的少。

20. 回归教材·沪粤九物上 P105 活动 2 改编如图所示,测量一个额定电压为 2.5 V 的小灯泡的额定功率,电阻的阻值已知。
(1)在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片 P 移到最左(选填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片 P,使电压表的示数为2.5 V,此时小灯泡正常发光。
(3)接下来应进行的实验步骤是保持滑动变阻器的滑片$P$的位置不动，断开开关，将电压表改接在定值电阻$R$两端，再闭合开关，记下电压表的示数$U$。

答案： 20.
(1)左
(2)2.5 V
(3)保持滑动变阻器的滑片$P$的位置不动，断开开关，将电压表改接在定值电阻$R$两端，再闭合开关，记下电压表的示数$U$
【解析】
(1)由图可知，为了保护电路，开关闭合前要求滑动变阻器的滑片$P$处于接入电路有效电阻值最大处，应将滑片$P$置于左端。
(2)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片$P$，使电压表的示数为$2.5\ V$，此时小灯泡正常发光。
(3)为了测量小灯泡的额定功率，需要测出小灯泡的电流，由于电阻$R$的阻值已知，所以需测量电阻$R$两端的电压，根据串联电路电流规律得小灯泡的电流，所以接下来应进行的实验步骤是：保持滑动变阻器的滑片$P$的位置不动，断开开关，将电压表改接在定值电阻$R$两端，再闭合开关，记下电压表的示数$U$。