零五网 全部参考答案 学习与评价答案 2026年学习与评价江苏凤凰教育出版社九年级物理下册苏科版 第71页解析答案
4. (苏州)额定电压均为6 V的甲、乙两灯,其I-U图线如图所示。下列说法中正确的是(
D
)


A.甲、乙两灯的电阻均随电压的增大而减小
B.甲、乙两灯的额定功率之比为4∶1
C.甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时,电阻之比为3∶2
D.甲、乙两灯串联接在电压为8 V的电源两端时,实际功率之比为1∶3
答案:D
解析:
【分析】
本题需要结合I-U图像,利用欧姆定律、电功率公式对每个选项逐一分析:
1. 对于选项A,根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,结合图像中电压、电流的变化,判断电阻的变化趋势;
2. 对于选项B,额定电压为6V,从图像找到额定电流,利用$P=UI$计算额定功率,再求比值;
3. 对于选项C,并联电压为2V,从图像找到对应电流,用$R=\frac{U}{I}$计算电阻,再求比值;
4. 对于选项D,串联时电流相等,总电压8V,从图像找到符合总电压的电流和各自的电压,利用$P=UI$计算实际功率,再求比值。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:由I-U图像可知,随着电压增大,电流也增大,根据$R=\frac{U}{I}$,取甲灯为例,当$U_1=1V$时,$I_1=0.2A$,$R_1=\frac{1V}{0.2A}=5Ω$;当$U_2=2V$时,$I_2=0.3A$,$R_2=\frac{2V}{0.3A}≈6.67Ω$,可见电阻随电压增大而增大,同理乙灯电阻也随电压增大而增大,A错误。
选项B:额定电压为6V,由图像可知,甲灯额定电流$I_{甲额}=0.6A$,乙灯额定电流$I_{乙额}=0.3A$。
根据$P=UI$,额定功率$P_{甲额}=U_{额}I_{甲额}=6V×0.6A=3.6W$,$P_{乙额}=U_{额}I_{乙额}=6V×0.3A=1.8W$,则$\frac{P_{甲额}}{P_{乙额}}=\frac{3.6W}{1.8W}=\frac{2}{1}$,即2:1,不是4:1,B错误。
选项C:并联接在2V电源两端时,电压均为2V,由图像可知$I_{甲}=0.3A$,$I_{乙}=0.2A$。
根据$R=\frac{U}{I}$,$R_{甲}=\frac{2V}{0.3A}=\frac{20}{3}Ω$,$R_{乙}=\frac{2V}{0.2A}=10Ω$,则$\frac{R_{甲}}{R_{乙}}=\frac{\frac{20}{3}Ω}{10Ω}=\frac{2}{3}$,即2:3,不是3:2,C错误。
选项D:串联接在8V电源两端时,电流相等,总电压为8V。由图像可知,当电流$I=0.3A$时,甲灯电压$U_{甲}=2V$,乙灯电压$U_{乙}=6V$,$U_{甲}+U_{乙}=8V$,符合总电压要求。
根据$P=UI$,电流相同,实际功率之比$\frac{P_{甲}}{P_{乙}}=\frac{U_{甲}I}{U_{乙}I}=\frac{U_{甲}}{U_{乙}}=\frac{2V}{6V}=\frac{1}{3}$,即1:3,D正确。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律;电功率计算;串并联电路特点
【点评】
本题考查了I-U图像的应用,需熟练掌握欧姆定律、电功率公式,以及串并联电路的特点,能从图像中准确获取电流、电压数据是解题关键。
【难度系数】
0.6
5. (扬州)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,调节滑动变阻器的滑片,下列说法中正确的是(
B
)


A.滑片向左移动,电流表示数增大,电压表示数减小
B.滑片向左移动,电流表、电压表示数都增大
C.滑片向右移动,电流表、电压表示数都增大
D.滑片向右移动,电流表示数减小,电压表示数增大
答案:B
解析:
【分析】
首先明确电路结构:灯泡L与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的总电流,电压表测量灯泡L两端的电压。调节滑动变阻器滑片时,先判断滑动变阻器接入电阻的变化,再结合欧姆定律分析电表示数变化:
1. 滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路总电阻减小;
2. 电源电压保持不变,根据欧姆定律可知电路电流增大,电流表示数增大;
3. 灯泡电阻定值,由$U=IR$可知灯泡两端电压随电流增大而增大,电压表示数增大,因此B选项正确。
滑片向右移动时,滑动变阻器接入电阻增大,总电阻增大,电流减小,灯泡电压减小,故C、D选项错误。
【解析】
1. 电路判断:灯泡$L$与滑动变阻器串联,电流表测电路总电流,电压表测灯泡$L$两端电压。
2. 滑片向左移动时:
滑动变阻器接入电路的电阻$R_{滑}$减小,电路总电阻$R_{总}=R_{L}+R_{滑}$减小;
电源电压$U$不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$,电路电流$I$增大,电流表示数增大;
灯泡电阻$R_{L}$不变,由$U_{L}=IR_{L}$可知,灯泡两端电压$U_{L}$增大,电压表示数增大。因此B选项正确,A选项错误。
3. 滑片向右移动时:
滑动变阻器接入电路的电阻$R_{滑}$增大,电路总电阻$R_{总}$增大;
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$,电路电流$I$减小,电流表示数减小;
由$U_{L}=IR_{L}$可知,灯泡两端电压$U_{L}$减小,电压表示数减小。因此C、D选项错误。
【答案】
B
【知识点】
串联电路的规律、欧姆定律的应用、滑动变阻器的使用
【点评】
本题考查串联电路特点与欧姆定律的综合应用,解题关键是准确判断电表测量对象和滑动变阻器的电阻变化,结合公式分析电表示数变化,需熟练掌握相关规律和公式变形。
【难度系数】
0.6
6. (南京)如图所示,电源电压恒为4.5 V,定值电阻R₀的阻值为10 Ω,滑动变阻器的最大阻值为30 Ω,电阻箱Rₓ最大阻值为999.9 Ω,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V。闭合开关S,下列说法中正确的是(
D
)


A.S₁、S₂均向左闭合,Rₓ允许接入电路的最大阻值为20 Ω
B.S₁、S₂均向右闭合,电路允许消耗的最大功率为2.7 W
C.S₁向左闭合、S₂向右闭合,Rₓ允许接入电路的最大阻值为60 Ω
D.S₁向右闭合、S₂向左闭合,调节Rₓ使电流表示数减半后,其阻值一定大于原来的2倍
答案:D
解析:
【分析】
本题需要对每个选项对应的电路连接方式进行分析,结合串联、并联电路的规律,欧姆定律和电功率公式,结合电表量程限制,判断各选项的正误:
1. 分析选项A:S₁、S₂均向左闭合时,R₀被短路,Rₓ与滑动变阻器串联,电压表测Rₓ两端电压。根据电压表量程确定Rₓ的最大电压,结合串联电路分压规律和欧姆定律计算Rₓ的最大阻值,判断A是否正确。
2. 分析选项B:S₁、S₂均向右闭合时,Rₓ被短路,R₀与滑动变阻器串联,电压表测R₀两端电压。根据电压表量程确定电路最大电流,再利用P=UI计算电路最大电功率,判断B是否正确。
3. 分析选项C:S₁向左闭合、S₂向右闭合时,Rₓ、R₀与滑动变阻器串联,电压表测Rₓ和R₀的总电压。根据电压表量程确定总电压的最大值,结合串联电路分压规律和欧姆定律计算Rₓ的最大阻值,判断C是否正确。
4. 分析选项D:S₁向右闭合、S₂向左闭合时,Rₓ与R₀并联后再与滑动变阻器串联,电流表测干路电流。根据电流减半后总电阻的变化,结合并联电阻的规律,推导Rₓ的变化关系,判断D是否正确。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:S₁、S₂均向左闭合,R₀被短路,Rₓ与滑动变阻器串联,电压表测Rₓ两端电压(最大3V)。
滑动变阻器两端最小电压:$U_{\mathrm{滑}}=U-U_{\mathrm{max}}=4.5\,\mathrm{V}-3\,\mathrm{V}=1.5\,\mathrm{V}$,
当滑动变阻器接入最大阻值$30\,\Omega$时,电路电流最小,$I=\frac{U_{\mathrm{滑}}}{R_{\mathrm{滑大}}}=\frac{1.5\,\mathrm{V}}{30\,\Omega}=0.05\,\mathrm{A}$,
此时Rₓ的最大阻值:$R_{\mathrm{x大}}=\frac{U_{\mathrm{max}}}{I}=\frac{3\,\mathrm{V}}{0.05\,\mathrm{A}}=60\,\Omega$,并非20Ω,故A错误。
选项B:S₁、S₂均向右闭合,Rₓ被短路,R₀与滑动变阻器串联,电压表测R₀两端电压(最大3V)。
电路最大电流:$I_{\mathrm{max}}=\frac{U_{0\mathrm{max}}}{R_0}=\frac{3\,\mathrm{V}}{10\,\Omega}=0.3\,\mathrm{A}$(小于电流表量程0.6A),
电路允许的最大功率:$P_{\mathrm{max}}=UI_{\mathrm{max}}=4.5\,\mathrm{V}×0.3\,\mathrm{A}=1.35\,\mathrm{W}$,并非2.7W,故B错误。
选项C:S₁向左闭合、S₂向右闭合,Rₓ、R₀与滑动变阻器串联,电压表测Rₓ和R₀的总电压(最大3V),滑动变阻器两端电压$U_{\mathrm{滑}}=4.5\,\mathrm{V}-3\,\mathrm{V}=1.5\,\mathrm{V}$。
当滑动变阻器接入最大阻值$30\,\Omega$时,电路电流最小:$I=\frac{U_{\mathrm{滑}}}{R_{\mathrm{滑大}}}=\frac{1.5\,\mathrm{V}}{30\,\Omega}=0.05\,\mathrm{A}$,
Rₓ与R₀的总电阻:$R_{\mathrm{x}+0}=\frac{U_{\mathrm{x}+0\mathrm{max}}}{I}=\frac{3\,\mathrm{V}}{0.05\,\mathrm{A}}=60\,\Omega$,
则Rₓ的最大阻值:$R_{\mathrm{x大}}=R_{\mathrm{x}+0}-R_0=60\,\Omega-10\,\Omega=50\,\Omega$,并非60Ω,故C错误。
选项D:S₁向右闭合、S₂向左闭合,Rₓ与R₀并联后与滑动变阻器串联,电流表测干路电流。设滑动变阻器阻值为$R_{\mathrm{滑}}$,原来的干路电流为$I$,则总电阻$R_{\mathrm{总}}=\frac{U}{I}$;电流减半后$I'=\frac{I}{2}$,总电阻$R_{\mathrm{总}}'=\frac{U}{I'}=2R_{\mathrm{总}}$。
因为$R_{\mathrm{总}}=R_{\mathrm{并}}+R_{\mathrm{滑}}$,$R_{\mathrm{总}}'=R_{\mathrm{并}}'+R_{\mathrm{滑}}$,所以$R_{\mathrm{并}}'+R_{\mathrm{滑}}=2(R_{\mathrm{并}}+R_{\mathrm{滑}})$,即$R_{\mathrm{并}}'=2R_{\mathrm{并}}+R_{\mathrm{滑}}$。
由于$R_{\mathrm{滑}}>0$,则$R_{\mathrm{并}}'>2R_{\mathrm{并}}$。
并联电阻公式:$R_{\mathrm{并}}=\frac{R_{\mathrm{x}}R_0}{R_{\mathrm{x}}+R_0}$,$R_{\mathrm{并}}'=\frac{R_{\mathrm{x}}'R_0}{R_{\mathrm{x}}'+R_0}$,代入$R_{\mathrm{并}}'>2R_{\mathrm{并}}$推导可得:
$\frac{R_{\mathrm{x}}'R_0}{R_{\mathrm{x}}'+R_0}>2×\frac{R_{\mathrm{x}}R_0}{R_{\mathrm{x}}+R_0}$,约去$R_0$后整理得$R_{\mathrm{x}}'>2R_{\mathrm{x}}$,即调节Rₓ使电流表示数减半后,其阻值一定大于原来的2倍,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
串并联电路规律、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题考查串并联电路的综合分析,需结合电表量程限制,灵活运用欧姆定律和电功率公式,关键是明确不同开关状态下的电路连接方式,对电路分析能力要求较高。
【难度系数】
0.6
二、填空题
7. (南京)南京长江大桥是我市的地标性建筑,现已焕然一新并顺利通车,如图(a)所示。图(b)中,大桥上玉兰花灯内的钠灯全部换为LED灯后,总功率减少了约180 kW。与原来相比,所有灯工作5 h可节约电能
900
kW·h。


答案:900
解析:
【分析】
要解决这个问题,首先明确题目要求计算的是节约的电能。已知换灯后总功率减少了180kW,工作时间为5h,根据电能(电功)的计算公式$W=Pt$,我们只需将减少的功率和工作时间代入公式,就能算出节约的电能。先回忆电能计算公式,确定各物理量的数值,再代入计算即可。
【解析】
已知减少的总功率$\Delta P = 180kW$,工作时间$t = 5h$,
根据电能计算公式$W=Pt$,可得节约的电能:
$W=\Delta P× t=180kW×5h=900kW·h$
【答案】
900
【知识点】
电能的计算
【点评】
本题结合实际生活中的节能改造场景,考查电能的基础计算,属于应用类基础题,体现了物理知识在生活中的实际应用,帮助学生理解物理与生活的联系。
【难度系数】
0.9
8. (南京)建筑工地上,起重机吊臂上的滑轮组如图所示。在匀速起吊重4.2×10³N的物体时,物体5 s内上升了6 m,此过程中有用功为
$ 2.52 × 10^{4} $
J,钢丝绳移动的速度为
3.6
m/s;若滑轮组的机械效率为70%,则额外功为
$ 1.08 × 10^{4} $
J,拉力F为
$ 2 × 10^{3} $
N,其功率为
$ 7.2 × 10^{3} $
W。

答案:$2.52×10^4$
3.6
$1.08×10^4$
$2×10^3$
$7.2×10^3$
解析:
【分析】
这道题是滑轮组的综合计算题,需要分步骤分析每个物理量的计算逻辑:
1. 有用功:是克服物体重力做的功,直接用公式$W_{有用}=Gh$计算,已知物重和物体上升高度,代入数值即可求解。
2. 钢丝绳移动速度:先确定滑轮组的承重绳段数$n=3$,得出钢丝绳移动距离$s=nh$,再结合速度公式$v=\frac{s}{t}$计算速度。
3. 额外功:先利用机械效率公式$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$求出总功,再根据额外功与有用功、总功的关系$W_{额}=W_{总}-W_{有用}$计算。
4. 拉力$F$:根据总功公式$W_{总}=Fs$变形得到$F=\frac{W_{总}}{s}$,代入总功和钢丝绳移动距离即可求解。
5. 拉力的功率:可以用$P=\frac{W_{总}}{t}$计算,也可以用$P=Fv$($v$为钢丝绳移动速度)计算,两种方法结果一致。
【解析】
1. 计算有用功:
已知物体重力$G=4.2×10^3N$,上升高度$h=6m$,根据有用功公式:
$W_{有用}=Gh=4.2×10^3N×6m=2.52×10^4J$
2. 计算钢丝绳移动的速度:
由图可知滑轮组承重绳段数$n=3$,则钢丝绳移动距离$s=nh=3×6m=18m$,
物体上升时间$t=5s$,根据速度公式:
$v=\frac{s}{t}=\frac{18m}{5s}=3.6m/s$
3. 计算额外功:
已知机械效率$\eta=70\%=0.7$,由$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$变形得总功:
$W_{总}=\frac{W_{有用}}{\eta}=\frac{2.52×10^4J}{0.7}=3.6×10^4J$
根据额外功的计算公式:
$W_{额}=W_{总}-W_{有用}=3.6×10^4J - 2.52×10^4J=1.08×10^4J$
4. 计算拉力$F$:
由$W_{总}=Fs$变形得拉力:
$F=\frac{W_{总}}{s}=\frac{3.6×10^4J}{18m}=2×10^3N$
5. 计算拉力的功率:
根据功率公式$P=\frac{W_{总}}{t}$:
$P=\frac{3.6×10^4J}{5s}=7.2×10^3W$(或用$P=Fv=2×10^3N×3.6m/s=7.2×10^3W$)
【答案】
$2.52×10^4$;$3.6$;$1.08×10^4$;$2×10^3$;$7.2×10^3$
【知识点】
滑轮组的功的计算;机械效率的计算;功率的计算
【点评】
本题综合考查滑轮组的功、速度、机械效率、功率的计算,需要熟练掌握相关公式,准确确定滑轮组的承重绳段数,理清有用功、总功、额外功的关系,是一道典型的滑轮组综合应用题。
【难度系数】
0.6
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