11. 甲、乙、丙是三根用相同材料制成的均匀合金丝,甲、乙的粗细相同,但甲较长;乙、丙的长度相同,但丙较粗。这三根电阻丝的电阻值最大的是
甲
,最小的是丙
。答案
11. 甲 丙
解析
【分析】要判断三根合金丝的电阻大小,需利用电阻定律,电阻由材料、长度、横截面积决定,公式为$R=\rho\frac{L}{S}$($\rho$为电阻率,同材料的$\rho$相同)。解题时采用控制变量法,先比较甲和乙的电阻,再比较乙和丙的电阻,进而得出三者电阻的大小关系。
【解析】根据电阻定律$R=\rho\frac{L}{S}$,三根合金丝材料相同,故电阻率$\rho$相同。①甲、乙粗细相同(横截面积$S_甲=S_乙$),甲更长(长度$L_甲>L_乙$),因此$R_甲>R_乙$;②乙、丙长度相同($L_乙=L_丙$),丙更粗(横截面积$S_丙>S_乙$),因此$R_乙>R_丙$;综上,三者电阻大小关系为$R_甲>R_乙>R_丙$,故电阻最大的是甲,最小的是丙。
【答案】甲;丙
【知识点】影响电阻大小的因素,电阻定律
【点评】本题考查影响电阻大小的因素,核心是运用控制变量法结合电阻定律分析,属于基础题,需准确把握材料、长度、横截面积对电阻的影响规律。
【难度系数】0.3
【解析】根据电阻定律$R=\rho\frac{L}{S}$,三根合金丝材料相同,故电阻率$\rho$相同。①甲、乙粗细相同(横截面积$S_甲=S_乙$),甲更长(长度$L_甲>L_乙$),因此$R_甲>R_乙$;②乙、丙长度相同($L_乙=L_丙$),丙更粗(横截面积$S_丙>S_乙$),因此$R_乙>R_丙$;综上,三者电阻大小关系为$R_甲>R_乙>R_丙$,故电阻最大的是甲,最小的是丙。
【答案】甲;丙
【知识点】影响电阻大小的因素,电阻定律
【点评】本题考查影响电阻大小的因素,核心是运用控制变量法结合电阻定律分析,属于基础题,需准确把握材料、长度、横截面积对电阻的影响规律。
【难度系数】0.3
12. 有以下物质(物体):① 蒸馏水 ② 钢尺 ③ 食用油 ④ 光电二极管 ⑤ 酱油 ⑥ 空气 ⑦ 人体 ⑧ 食盐水 ⑨ 塑料 ⑩ 硅 ⑪ 压敏电阻
通常情况下属于导体的是
通常情况下属于导体的是
②⑤⑦⑧
,属于绝缘体的是①③⑥⑨
,属于半导体的是④⑩⑪
。(均填序号)答案
12. ②⑤⑦⑧ ①③⑥⑨ ④⑩⑪
解析
【分析】要解决这道题,需先明确导体、绝缘体、半导体的定义:导体是容易导电的物体,绝缘体是不容易导电的物体,半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间。再结合各物质的组成与性质,逐一判断其导电性类别。
【解析】根据定义对各物质分类:
1. 导体:②钢尺(金属,含大量自由电子,易导电)、⑤酱油(含盐分等电解质,易导电)、⑦人体(含水分和电解质,易导电)、⑧食盐水(盐溶液,含自由移动的离子,易导电),这些属于导体;
2. 绝缘体:①蒸馏水(纯净物,几乎无自由电荷,不易导电)、③食用油、⑥空气、⑨塑料,这些属于绝缘体;
3. 半导体:④光电二极管、⑩硅(典型半导体材料)、⑪压敏电阻(由半导体材料制成),导电性能介于导体和绝缘体之间,属于半导体。
【答案】②⑤⑦⑧ ①③⑥⑨ ④⑩⑪
【知识点】导体与绝缘体、半导体
【点评】本题考查常见物质的导电性分类,需牢记导体、绝缘体、半导体的典型实例,结合物质的组成判断导电性,属于基础识记类题目。
【难度系数】0.7
【解析】根据定义对各物质分类:
1. 导体:②钢尺(金属,含大量自由电子,易导电)、⑤酱油(含盐分等电解质,易导电)、⑦人体(含水分和电解质,易导电)、⑧食盐水(盐溶液,含自由移动的离子,易导电),这些属于导体;
2. 绝缘体:①蒸馏水(纯净物,几乎无自由电荷,不易导电)、③食用油、⑥空气、⑨塑料,这些属于绝缘体;
3. 半导体:④光电二极管、⑩硅(典型半导体材料)、⑪压敏电阻(由半导体材料制成),导电性能介于导体和绝缘体之间,属于半导体。
【答案】②⑤⑦⑧ ①③⑥⑨ ④⑩⑪
【知识点】导体与绝缘体、半导体
【点评】本题考查常见物质的导电性分类,需牢记导体、绝缘体、半导体的典型实例,结合物质的组成判断导电性,属于基础识记类题目。
【难度系数】0.7
13. 生活中很多地方都会用到热阻材料,物体的热阻用$R$表示,材料的热阻与材料在热传导方向的长度$L$成正比,与材料的横截面积$S$成反比,与材料的导热系数$C$的倒数成正比。材料的导热系数$C$越小其导热性能越差,适合制作保温材料。请根据下图所示同种热阻材料的横截面积及使用环境判断最保温的为(

A
)答案
13. A
解析
【分析】要判断最保温的选项,需根据热阻的规律计算各选项的热阻大小,热阻越大保温效果越好。根据题意,同种材料的导热系数C相同,热阻R与热传导方向的长度L成正比,与横截面积S成反比,即热阻公式可表示为$R=\frac{kL}{CS}$(k为常数),因此只需比较各选项的$\frac{L}{S}$比值,比值越大,热阻R越大,保温效果越好。
【解析】根据热阻公式$R=\frac{kL}{CS}$,k、C为定值,分别计算四个选项的$\frac{L}{S}$:
选项A:热传导长度为$2L$,横截面积为$1.5S$,则$\frac{L}{S}=\frac{2L}{1.5S}=\frac{4}{3}\approx1.33$;
选项B:热传导长度为$L$,横截面积为$1.5S$,则$\frac{L}{S}=\frac{L}{1.5S}=\frac{2}{3}\approx0.67$;
选项C:热传导长度为$2L$,横截面积为$2S$,则$\frac{L}{S}=\frac{2L}{2S}=1$;
选项D:热传导长度为$L$,横截面积为$2S$,则$\frac{L}{S}=\frac{L}{2S}=0.5$;
比较可知选项A的$\frac{L}{S}$最大,对应的热阻R最大,保温效果最好。
【答案】A
【知识点】热阻计算、热传导
【点评】本题考查热阻公式的实际应用,核心是根据题意明确热阻与长度、横截面积的比例关系,通过比较比值大小判断保温效果,属于基础应用类题目,需准确理解题意中的比例规律。
【难度系数】0.3
【解析】根据热阻公式$R=\frac{kL}{CS}$,k、C为定值,分别计算四个选项的$\frac{L}{S}$:
选项A:热传导长度为$2L$,横截面积为$1.5S$,则$\frac{L}{S}=\frac{2L}{1.5S}=\frac{4}{3}\approx1.33$;
选项B:热传导长度为$L$,横截面积为$1.5S$,则$\frac{L}{S}=\frac{L}{1.5S}=\frac{2}{3}\approx0.67$;
选项C:热传导长度为$2L$,横截面积为$2S$,则$\frac{L}{S}=\frac{2L}{2S}=1$;
选项D:热传导长度为$L$,横截面积为$2S$,则$\frac{L}{S}=\frac{L}{2S}=0.5$;
比较可知选项A的$\frac{L}{S}$最大,对应的热阻R最大,保温效果最好。
【答案】A
【知识点】热阻计算、热传导
【点评】本题考查热阻公式的实际应用,核心是根据题意明确热阻与长度、横截面积的比例关系,通过比较比值大小判断保温效果,属于基础应用类题目,需准确理解题意中的比例规律。
【难度系数】0.3
14. 一提到“测谎仪”,同学们认为很“神秘”,其实用物理知识可帮助我们揭开其“神秘”的面纱。据测谎专家介绍,测谎技术从几个方面测定一个人的生理变化,即脉搏、呼吸和皮肤电阻(简称皮电)等。其中皮电最敏感,是测谎技术的主要依据,通常情况下,就是它“出卖”了自己心中的秘密。从以上介绍可看出人体是
导体
,并且人体的电阻是可变的
(选填“可变的”或“不变的”);还可看出一个人在说谎时,皮电
变化最明显。答案
14. 导体 可变的 皮电
解析
【分析】要解答本题,首先回忆导体的定义:容易导电的物体是导体,人体能够导电,据此可判断人体的导电性;接着根据测谎仪的工作原理,其通过测定皮肤电阻(皮电)判断生理变化,说明人体电阻会随情况改变;最后结合题目中“皮电最敏感,是测谎主要依据”的描述,确定说谎时的明显变化。
【解析】1. 判断人体是否为导体:人体能够导电,属于容易导电的物体,因此人体是导体;2. 分析人体电阻的特性:测谎仪通过测量皮肤电阻(皮电)来判断人的生理变化,说明人体的电阻不是固定值,即人体的电阻是可变的;3. 确定说谎时的变化:题目明确指出皮电最敏感,是测谎技术的主要依据,因此一个人在说谎时,皮电变化最明显。
【答案】导体 可变的 皮电
【知识点】导体;电阻的特性
【点评】本题结合生活中的测谎仪实例,考查导体的概念和电阻的变化特性,将物理知识与实际应用结合,难度较低,注重基础知识点的应用。
【难度系数】0.7
【解析】1. 判断人体是否为导体:人体能够导电,属于容易导电的物体,因此人体是导体;2. 分析人体电阻的特性:测谎仪通过测量皮肤电阻(皮电)来判断人的生理变化,说明人体的电阻不是固定值,即人体的电阻是可变的;3. 确定说谎时的变化:题目明确指出皮电最敏感,是测谎技术的主要依据,因此一个人在说谎时,皮电变化最明显。
【答案】导体 可变的 皮电
【知识点】导体;电阻的特性
【点评】本题结合生活中的测谎仪实例,考查导体的概念和电阻的变化特性,将物理知识与实际应用结合,难度较低,注重基础知识点的应用。
【难度系数】0.7
15. 如图所示,老师将废弃灯泡的玻璃外壳不小心打碎,留下灯头和固定两根引线的玻璃芯,将与之相连的灯丝去掉,利用灯头把玻璃芯与一盏灯泡串联接入电路中,此时灯泡
不能
(选填“能”或“不能”)发光。然后用酒精灯加热玻璃芯,当玻璃芯达到炽热状态时,灯泡能
(选填“能”或“不能”)发光。该实验说明在一定条件下,绝缘体可以转化为导体
。答案
15. 不能 能 在一定条件下,绝缘体可以转化为导体
解析
【分析】
首先,常温下玻璃属于绝缘体,不容易导电,此时电路为断路状态,灯泡无法工作;当用酒精灯加热玻璃芯,玻璃达到炽热状态时,其导电性改变,变为导体,电路形成通路,灯泡就能发光。该实验核心是探究导体和绝缘体在一定条件下的转化关系。
【解析】
1. 常温下,玻璃是绝缘体,电路处于断路,电流无法通过,因此灯泡不能发光;
2. 加热玻璃芯,玻璃温度升高至炽热状态时,玻璃转化为导体,电路接通,电流可通过,所以灯泡能发光;
3. 综上,该实验说明:在一定条件下,绝缘体可以转化为导体。
【答案】
不能 能 在一定条件下,绝缘体可以转化为导体
【知识点】
导体与绝缘体、导电性的变化
【点评】
本题通过简单的实验直观展示了导体和绝缘体的转化,属于电学基础实验题,帮助学生理解物质导电性并非绝对,是对导体和绝缘体概念的拓展应用。
【难度系数】
0.6
首先,常温下玻璃属于绝缘体,不容易导电,此时电路为断路状态,灯泡无法工作;当用酒精灯加热玻璃芯,玻璃达到炽热状态时,其导电性改变,变为导体,电路形成通路,灯泡就能发光。该实验核心是探究导体和绝缘体在一定条件下的转化关系。
【解析】
1. 常温下,玻璃是绝缘体,电路处于断路,电流无法通过,因此灯泡不能发光;
2. 加热玻璃芯,玻璃温度升高至炽热状态时,玻璃转化为导体,电路接通,电流可通过,所以灯泡能发光;
3. 综上,该实验说明:在一定条件下,绝缘体可以转化为导体。
【答案】
不能 能 在一定条件下,绝缘体可以转化为导体
【知识点】
导体与绝缘体、导电性的变化
【点评】
本题通过简单的实验直观展示了导体和绝缘体的转化,属于电学基础实验题,帮助学生理解物质导电性并非绝对,是对导体和绝缘体概念的拓展应用。
【难度系数】
0.6
16. 一块金属导体的长、宽、高(分别指前后、左右、上下距离)分别为5 cm、2 cm、1 cm,将该导体前后、左右和上下分别接入如图所示电路的a、b之间时,灯泡均能发光,则能使灯泡最亮的接法是(

A.上下接入
B.左右接入
C.前后接入
D.三种接法一样亮
A
)A.上下接入
B.左右接入
C.前后接入
D.三种接法一样亮
答案
16. A
解析
【分析】
要使灯泡最亮,需结合电功率公式判断:电源电压不变时,灯泡功率$P=\frac{U^2}{R}$,电阻$R$越小,功率越大,灯泡越亮。因此需找到接入电路时电阻最小的接法,根据电阻定律$R=\rho\frac{L}{S}$($\rho$为导体电阻率,同种导体$\rho$相同),电阻与电流路径长度$L$成正比,与横截面积$S$成反比,需比较三种接法的$\frac{L}{S}$比值大小。
【解析】
根据电阻定律$R=\rho\frac{L}{S}$,同种金属导体的电阻率$\rho$相同,分别计算三种接法的电阻:
1. 上下接入:电流路径长度$L=1\mathrm{cm}$(上下距离),横截面积$S=2\mathrm{cm}×5\mathrm{cm}=10\mathrm{cm}^2$,电阻$R_上=\rho×\frac{1}{10}$;
2. 左右接入:电流路径长度$L=2\mathrm{cm}$(左右距离),横截面积$S=1\mathrm{cm}×5\mathrm{cm}=5\mathrm{cm}^2$,电阻$R_左=\rho×\frac{2}{5}=\frac{4\rho}{10}$;
3. 前后接入:电流路径长度$L=5\mathrm{cm}$(前后距离),横截面积$S=1\mathrm{cm}×2\mathrm{cm}=2\mathrm{cm}^2$,电阻$R_前=\rho×\frac{5}{2}=\frac{25\rho}{10}$;
比较得$R_上<R_左<R_前$,上下接入时电阻最小,电路电流最大,灯泡功率最大,灯泡最亮。
【答案】
A
【知识点】
电阻定律、电功率
【点评】
本题结合电路实际考查电阻定律的应用,核心是明确不同接入方式下电流路径的长度和横截面积,再通过电阻与电功率的关系判断灯泡亮度,需准确理解电阻定律的物理意义,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要使灯泡最亮,需结合电功率公式判断:电源电压不变时,灯泡功率$P=\frac{U^2}{R}$,电阻$R$越小,功率越大,灯泡越亮。因此需找到接入电路时电阻最小的接法,根据电阻定律$R=\rho\frac{L}{S}$($\rho$为导体电阻率,同种导体$\rho$相同),电阻与电流路径长度$L$成正比,与横截面积$S$成反比,需比较三种接法的$\frac{L}{S}$比值大小。
【解析】
根据电阻定律$R=\rho\frac{L}{S}$,同种金属导体的电阻率$\rho$相同,分别计算三种接法的电阻:
1. 上下接入:电流路径长度$L=1\mathrm{cm}$(上下距离),横截面积$S=2\mathrm{cm}×5\mathrm{cm}=10\mathrm{cm}^2$,电阻$R_上=\rho×\frac{1}{10}$;
2. 左右接入:电流路径长度$L=2\mathrm{cm}$(左右距离),横截面积$S=1\mathrm{cm}×5\mathrm{cm}=5\mathrm{cm}^2$,电阻$R_左=\rho×\frac{2}{5}=\frac{4\rho}{10}$;
3. 前后接入:电流路径长度$L=5\mathrm{cm}$(前后距离),横截面积$S=1\mathrm{cm}×2\mathrm{cm}=2\mathrm{cm}^2$,电阻$R_前=\rho×\frac{5}{2}=\frac{25\rho}{10}$;
比较得$R_上<R_左<R_前$,上下接入时电阻最小,电路电流最大,灯泡功率最大,灯泡最亮。
【答案】
A
【知识点】
电阻定律、电功率
【点评】
本题结合电路实际考查电阻定律的应用,核心是明确不同接入方式下电流路径的长度和横截面积,再通过电阻与电功率的关系判断灯泡亮度,需准确理解电阻定律的物理意义,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
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