中考考前优生特训：电学探究题
试卷更新日期：2023-05-26 类型：三轮冲刺
一、实验探究题
-
1. 在探究“串联电路各点间电压关系”的实验时，有多个不同规格的灯泡可供选择，小明把其中两只灯泡L1、L2串联起来接到电源上，如图所示。
(1)、当分别把电压表连在图中AB两点、BC两点及AC两点时，闭合开关后测得的数据是：UAB=12 V、UBC=0 V、UAC=12 V，则故障可能是。(答出一处即可)(2)、故障排除后，小明进行了实验，测得UAB=4 V、UBC=8 V、UAC=12 V，于是他就得到结论：串联电路中，总电压等于各部分电路两端电压之和。请你对他的实验进行评估：。2. 小宁用如图所示电路研究电阻的并联
(1)、按电路图连接电路，闭合开关S，电流表A1、A2、A3的 示数分别为0A、0.40A和1.20A。如果电路元件完好，接线时发生了错误，该错误是。(2)、使用电流表时，当被测电流值大于电流表量程的一半时， 能减小实验误差。本实验所用电源电压为8V，电流表有两个量程（0〜0.6A、0〜3A）。为减小实验误差，小宁重新选择定值电阻，实验室里可供选择的定值电阻的阻值有：5Ω、10Ω、20Ω、50Ω，应该选用的2个电阻阻值分别为。3. 小煦和小科一起探究电流与电阻的关系。器材有新干电池两节，5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一只，“20Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一只，导线若干。
(1)、用笔画线代替导线将甲图中电路补充完整，使滑动变阻器滑片向左移动时电阻减小；(2)、将滑动变阻器滑片移动到最大阻值处。闭合开关，小煦发现电压表示数接近电源电压，可能是定值电阻R出现了故障；(3)、排除故障后，移动滑动变阻器滑片，直至电压表示数为1V，此时电流表示数如图乙所示，大小为A；(4)、小煦逐一将10Ω和20Ω的电阻接入电路，继续进行实验。当Ω的电阻接入电路后，无法将电压表示数调节到1V。于是，他改变定值电阻两端电压，重新依次进行实验。调节后的电压值应该不低于V；4. 如图所示电路中，电源电压为4.5V，滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”。
(1)、某同学想用该电路研究“电流与电阻的关系”，请帮他把电路连接完整。(2)、以下是该同学的一些操作步骤：①将阻值为10Ω的定值电阻R1接入电路，将滑动变阻器置于阻值最大的位置，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表示数为2.0V时，读出电流表示数并记录；
②断开开关，拆下R1 ， 接上阻值为20Ω的定值电阻R2 ， ， 读出电流表示数并记录；
③断开开关，拆下R2 ， 接上阻值为30Ω的定值电阻R3 ， 重复②的操作。
(3)、实验中需要对数据进行记录和处理，下表是该同学设计的记录表，请你完成第一行“”处填写的内容。记录表：恒定电压（U＝2V）时通过不同电阻的电流
实验次数
电阻/欧
电流/安
1
10
2
20
3
30
5. 小宁同学利用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的电功率，已知电源电压为6 V，电流表有0~0.6 A和0~3 A两个量程，电压表有0~3 V和0~15V两个量程，滑动变阻器的铭牌上标有“20欧 1 A”字样。
(1)、请用笔画线代替导线，按照甲所示的电路图，将实物电路连接完整。(要求：闭合开关前，滑动变阻器的滑片移到最右端)(2)、闭合开关，调节滑动变阻器，电流表和电压表的示数如图乙所示，则此时电阻Rx的电功率为W。(3)、小明发现，闭合开关后，移动滑片P，电流表和电压表的指针能同时达到满刻度线，则该实验中Rx的电功率与电流的关系图象可能是下图中的____。A、
B、
C、
D、
6. 为测量待测电阻Rx的阻值，小明设计并连接如图甲所示的电路，所用学生电源电压为3伏(恒定不变) ，滑动变阻器Rp最大阻值为15欧。实验步骤如下：闭合开关，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为1.5伏时，读出此时电流表的示数如图乙。
(1)、电流表示数是安。(2)、小红提出不需要电流表，也可测量待测电阻Rx的阻值。她移除电流表，接通电路，移动滑动变阻器，发现电压表示数始终在0.7伏~3伏范围内变化，计算出电阻值Rx的阻值为欧。(计算精确到0.1 欧)(3)、在小红的方案中用定值电阻R0替换Rp也可以测量出待测电阻Rx的阻值，请说明理由。7. 在学习了欧姆定律以后，小宁想通过“伏安法”来测小灯泡正常发光时的电阻大小。已知待测小灯泡的额定电压是2.5 V。
(1)、用笔画导线，将图甲所示的实验电路连接完整。(2)、分析图乙可知，小灯泡正常发光时的电阻是欧。8. 在探究电流与电阻的关系的实验过程中，小明选择了5欧、10欧、20欧、25欧四个定值电阻进行实验，电路图如图甲所示。最后记录数据绘成如图丙所示的坐标图
(1)、请用笔画线代替导线完成图乙中未完成的电路。(导线不能交叉)(2)、连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是。(3)、排除电路故障进行实验 ，当完成5欧的电阻后，现将用10欧的电阻实验，写出他完成此次实验的操作 。9. 在某次STEM活动中，老师展示一个如图甲所示的黑盒子，绝缘外壳上有A、B、C三个接线柱。老师告诉同学们，盒内由两个相同定值电阻R连接而成。STEM 小组设计电路图如图乙，并连接电路测量各个接线柱之间的电阻，将数据记录在表格。请回答下列问题：
(1)、STEM小组的同学在某次实验中连接好最后一根导线后， 发现电流表和电压表的指针立即有明显的偏转，请指出该同学操作．上可能存在的错误： 。(2)、纠正后，STEM小组的同学继续实验。在测B、C接线柱之间的电阻时，电压表的示数如图丙所示，请读出并填入表格中。实验次数
M、N连接点
U/伏
I/安
①
A、B
1
0.2
②
B、C
0.54
③
A、C
2
0.2
(3)、根据上表数据，画出黑盒子内两个等值电阻的连接方式，并标注电阻的阻值。
(4)、STEM小组的同学分析表中数据，认为还能得到电流与电压或电阻的关系，比较①②两次实验数据，可以得出的结论是。10. 在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
(1)、实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱，当滑动变阻器滑片向左移动时，电路中的电流 (填“增大”“不变”或“减小”)，电磁铁吸引大头针的个数增多，说明电流越 ， 电磁铁磁性越强。(2)、根据图示的情景可知，电磁铁甲的上端是极；电磁铁 (填“甲”或“乙”)的磁性较强，说明电流一定时，线圈匝数 ， 电磁铁磁性越强；实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化，。(3)、实验结束后，小明发现电池使用说明中有一条提示：“请一次性更换所有电池，以免新旧电池混用”。他想新旧电池混用和不混用有什么区别呢？于是，他做了如下探究，他用一节新电池代替图中原来的电源，闭合开关后，用电压表测出电路的总电压，并观察电磁铁吸引大头针的数量，记录在下表中，然后再分别把两个新电池、一新一旧电池串联起来，替换原来的电源，重复上述实验，实验记录如下表所示。电源
电路的总电压/伏
吸引大头针数量
一个新电池
1.5
较多
两个新电池串联
3.0
最多
一新一旧电池串联
1.3
较少
分析表中数据可知，串联的一新一旧电池给电路提供的电压 (填“大于”“等于”或“小于”)一节新电池提供的电压，原因是：根据串联电路中电源电压等于各部分电路两端的电压之和，用一新一旧电池供电的电路中，废旧电池相当于在以一节新电池为电源的电路中串联了一个 ， 所以新旧电池混用，废旧电池会消耗新电池的部分能量。
11. 看图并回答下列问题：
(1)、小金设置了两层花盆，如甲图，内层花盆底部开有孔，将多余的水流入外层花盆与内层花盆之间储存，可以几个月不用浇水。但浇水量超过图中水位线会引起烂根的原因是。(2)、图乙和图丙都是电磁限流器的示意图。当电路中电流过大时，电磁铁吸引衔铁B， 接点C、D被弹簧拉起(C、D为动触点)，电路切断。电路切断后，(选填“图乙”或“图丙”)所示的电磁限流器能自动复原。(3)、如图丁所示，1911年卢瑟福等人为了探究原子内部结构的奥秘进行了上述实验，他们用一束带正电、质量比电子大得多的高速运动的ɑ粒子轰击金箱，发现：①大多数ɑ粒子能穿过金箔而不改变原来的运动方向；②一小部分ɑ粒子改变了原来的运动方向；③有极少数ɑ粒子被弹了回来。请你根据原子结构的认识，分析上述现象的原因：现象①的原因是原子核很小，原子内部有很大空间。现象②的原因是原子核带(选填“正＂或“负”) 电，ɑ粒子轰击金原子核时，受到斥力而改变了运动方向。现象③的原因是。12. 如图是小宇家的部分照明电路图。
(1)、该电路中接错的元件是(填写元件符号名称)。(2)、一天小宇发现灯L不亮了，而灯泡没坏。于是他闭合开关S，用测电笔分别测试a、b、……f各点，发现测试a、b、c三点时测电笔氖管发光，而测试d、e、f时不发光。这说明两点间发生了 ， 于是他很快修好了该电路。(3)、星期六晚上，小宇正在家里看电视，突然电灯、电视机都停止工作，聪明的小宇立刻用测电笔进行测试，他测出家里的插座的两个孔都能使氖管发光，小宇感到很纳闷。请你帮他分析一下，其原因可能是。13. 2021枣庄学习了电磁感应现象后，小雨同学还想进一步探究感应电流的大小与哪些因素有关。他使用的装置如图所示：铁块E、F上绕有导线并与开关、滑动变阻器、电源、灯泡组成电路。线框abcd与灵敏电流计G相连。(线框abcd在铁块E、F上方，实验过程中线框不扭转)
[猜想与假设]
小雨做出了如下猜想：
A．感应电流的大小与磁场的强弱有关；
B．感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关。
[设计与进行实验]
(1)、小雨探究猜想A的设计思路如下：改变电磁铁的进行多次实验，每次实验保持线框沿竖直向下穿过电磁铁磁场的速度相等，观察并记录每次实验中灵敏电流计G指针偏转的格数。(2)、要探究猜想B，实验时应保持电磁铁不变，改变线框切割磁感线的速度进行多次实验，分别记下每次实验中灵敏电流计G指针偏转的格数，实验数据记录如表所示。实验次数
切割磁感线的速度
电流计指针偏转格数
1
慢速
1.5格
2
中速
2.5格
3
快速
4格
[分析论证]
(3)、分析表格数据可得出的结论是：其他条件都相同时， ， 闭合电路中产生的感应电流越大。(4)、实验中用电磁铁代替永磁体的好处是：。(5)、按照小雨的设计思路探究猜想A，实验时在操作上存在的困难是： 。14.小勇利用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”，他将实验中观察到的现象记录在下表中．
次数
开关
磁场方向
导体AB的
运动方向
电流表指针的偏转方向
1
断开
上N下S
向右运动
不偏转
2
闭合
上N下S
向右运动
向左偏转
3
闭合
上N下S
向左运动
向右偏转
4
闭合
上N下S
向上运动
不偏转
5
闭合
上S下N
向下运动
不偏转
6
闭合
上S下N
向右运动
向右偏转
7
闭合
上S下N
向左运动
向左偏转
(1)、分析得出： 电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流(2)、比较实验2和3（或6和7）可知：在磁场方向一定时，感应电流的方向与 有关(3)、比较实验 可知：在导体切割磁感线运动方向不变时，感应电流的方向与磁场方向有关(4)、这个现象在生产和生活中的重要应用是(5)、针对这个实验，小勇进行了进一步的探究，他提出了“感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关”的猜想，于是他设计了如下的实验方案：①保持磁场强弱不变，让导体AB以 （填“相同”或“不同”）的速度沿相同方向做切割磁感线运动，观察电流表指针偏转幅度大小．②如果电流表指针偏转幅度不同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度 （填“有关”或“无关”）
15. 小科设计了如图甲所示电路和如下实验记录表来研究“小灯泡的亮度与电功率的关系”，电路中 的电源由 3 节新干电池串联而成，小灯泡的额定电压为 2.5V。
实验次数
电压 U/V
电流 I/A
电功率 P/ W
待填
1
2.2
0.24
2
2.5
0.26
3
2.8
0.28
(1)、实验记录表除了记录电表示数和电功率外，还需要增加记录的内容是。(2)、闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，依次测得如表所示数据，由表中数据可知小灯泡的额 定功率为W。(3)、完成上述实验后，小科又设计了如图乙所示电路，用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率。方案如下：
①调节滑动变阻器使小灯泡正常发光；② ， 将电压表改接在定值电阻R0两端，读出电压表示数；
③计算得到小灯泡的额定功率。现有阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，为了能测出小灯泡的额定功率，结合题中的数据分析，R0应选用Ω的定值电阻
16. 小金做“测量小灯泡额定电功率”实验时，小灯泡铭牌上写着“3.8伏”字样，小灯泡电阻约为10欧，电源电压为6伏，滑动变阻器的规格为“20欧，2安”。
(1)、由于电压表0~15伏量程的最小刻度为0.5伏，不够精确，小金计划将电压表0~3伏的量程接入电路(如图甲)，当观察到时，可以判断此时小灯泡正常发光；(2)、按图甲所示电路进行实验，为确保各元件安全，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片Р应大致停留在处（选填“A’、“B”、“C”或“D”) ；(3)、小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为瓦。17. 在测定额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率时，所用电路如图甲所示，其中电源电压恒为3V。
(1)、连接电路后，将滑动变阻器滑片移到最右端。闭合开关，发现电压表指针如图乙所示，出现这种故障的原因可能是。(2)、排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数如图丙所示时，为了测定小灯泡的额定功率，接下来的操作是。(3)、当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丁所示，则小灯泡的额定功率是W。18. 在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3.0伏，小灯泡的额定电压为2.5伏，滑动变阻器的规格为“20欧，1安”。
(1)、 闭合开关，小金发现小灯泡不亮，电流表示数很小，电压表示数较大。则接下来应进行的操作是____（填字母）。A、更换小灯泡 B、向左移动滑动变阻器滑片 C、检查开关是否接触不良 D、检查电压表是否断路(2)、小金移动滑动变阻器的滑片过程中，测量出了5组实验数据，描点并绘制出了关于滑动变阻器的I-U图像，如图乙所示。则小灯泡的额定功率为瓦。(3)、同组的小胡通过计算指出曲线上所标出的E点并不是实验直接测得的数据，她的理由是。19. 小金利用图甲的电路测量小灯泡的电功率。小灯泡的额定电压为2.5伏。
(1)、闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为2.5伏，此时电流表示数如图乙。则小灯泡的额定功率为 瓦；(2)、调节滑动变阻器，记录多组电压、电流数据，计算小灯泡对应功率，完成实验，图丙是小金作出的小灯泡I﹣U图象。关于小灯泡的功率P与通过其电流的平方I2的关系。如图所示的图象中最合理的是 。
(3)、小灯泡的亮度是由实际功率决定的，若将标有“220V 40W”灯泡L1和标有“220V 60W”灯泡L2串联后接到家庭照明电路中，灯泡 更亮。20.小明利用如图所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系：在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．
(1)、通电一段时间后，小明发现 烧瓶中温度计的示数大，表明其它条件相同时，导体的电阻越 ，产生的热量越多．(2)、本实验使用了控制变量的科学方法：通过两段金属丝串联的方式，控制 及 相同；还使用了转换的科学性，实验中采取的措施是 ．(3)、小明想把该装置改成探究物质吸热能力的实验装置，则他应将其中一个烧瓶中的煤油换成 相同的水，将甲烧瓶中的铜丝换成与乙烧瓶中镍铬合金丝的 相等的镍铬合金丝，并将两个烧瓶中的金属丝做绝缘处理．21. 小马同学对研究焦耳定律的实验装置进行了改装，如图所示，可以测量未知液体的比热容C。测量时，分别往甲乙两瓶中装入质量相同的水和待测液体，闭合开关一段时间后，再用温度计分别测出这段时间内水和待测液体升高温度△t水和△t，在不计热量损失的情况下，就可以求得待测液体的比热容。资料1：质量为m的某种物质，温度升高△t，吸收热量为Q吸=Cm△t。
资料2：水的比热容为4.2ⅹ103焦∕千克˙℃
(1)、闭合开关后，发现水和待测液体的温度升高得较慢。为了使温度升高得更快，他应将滑动变阻器的滑片向端滑动（填“A”或”B”）。(2)、本实验需要控制这段时间内水和待测液体吸收的热量相等，小马设计的电路中必须满足的条件是。(3)、下表是实验中测得的数据时间（分钟）
水升高的温度Δt水（℃）
待测液体升高的温度Δt（℃）
2
9
21
4
18
42
6
27
60
根据上表中的数据，可以得到待测液体的比热容为焦∕千克˙℃
22. 小龙用如图甲所示的电路探究影响电流热效应的影响因素，把热熔胶棒竖直压在两根阻值不同、但长度和直径均相同的电阻丝上， R1和R2的阻值之比为3：2 (夹持仪器未画出)。用刻度尺测量两根热熔胶棒下降高度，分别记为L1和L2 ， 来比较电阻丝产生热量的多少。
(1)、本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响，可以控制哪些变量相同?。(2)、在探究电流的热效应与电阻大小的关系时，小龙记录数据如下表所示。分析表中数据，判断通电时间和电阻大小哪个因素对电流产生热量的影响更大，并从表中选择组别作为证据。。组别
1
2
3
4
5
6
电阻
R1
R2
通电时间/分
1
2
3
2
3
4
热熔胶棒的下降高度/毫米
9
18
27
12
18
23
(3)、小龙继续延长通电时间，获得更多组数据，并画出L (L1、L2之和)随通电时间的变化情况，得到如图乙所示的曲线。请解释在to时间后曲线L增速变缓的原因。。