2026年同步测控优化设计九年级物理全一册人教版福建专版第100页答案
8.某种用于检测大件货物质量的装置的简化电路如图甲所示。电源电压为12 V,电路中允许通过的最大电流为30 mA。定值电阻有100 Ω和200 Ω两种规格,力敏电阻的阻值R与压力F的关系如图乙所示。力敏电阻上方有一质量不计的绝缘平板,检测时将货物置于其上。g取10 N/kg。下列说法不正确的是(
B
)

A.当货物质量增大时,电路中的电流增大
B.当定值电阻为100 Ω时,最大能检测1 000 kg的货物
C.当定值电阻为200 Ω时,最大能检测900 kg的货物
D.若电路允许通过的最大电流变为24 mA,则装置选用两种规格的定值电阻均能检测700 kg的货物

答案

8. B

解析

【分析】
首先明确电路为定值电阻$R_0$与力敏电阻$R$串联,电源电压为12V,电路允许的最大电流为30mA。需结合欧姆定律、重力与质量的关系,以及图乙中力敏电阻阻值$R$与压力$F$的线性关系,逐一分析选项:
1. 选项A:货物质量增大时,对力敏电阻的压力$F$增大,由图乙可知$F$越大$R$越小,总电阻$R_{总}=R_0+R$减小,电源电压不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$,电路电流增大,故A正确。
2. 选项B:需结合最大电流计算总电阻,再求出对应压力和质量,判断是否符合。
3. 选项C:同理,计算定值电阻为200Ω时的最大检测质量,验证是否正确。
4. 选项D:最大电流变为24mA时,计算总电阻,再分析两种定值电阻检测700kg货物时的电流是否符合要求。
【解析】
本题考查串联电路规律、欧姆定律及重力公式的应用,步骤如下:
1. 分析选项A:货物质量增大→压力$F$增大→力敏电阻$R$减小→总电阻减小→电源电压不变,由$I=\frac{U}{R_{总}}$得电流增大,A正确。
2. 分析选项B:电路最大电流$I_{max}=30mA=0.03A$,当$R_0=100Ω$时,总电阻$R_{总}=\frac{U}{I_{max}}=\frac{12V}{0.03A}=400Ω$,此时力敏电阻阻值$R=R_{总}-R_0=400Ω-100Ω=300Ω$;由图乙,$R=300Ω$对应压力$F=8×10^3N$,货物质量$m=\frac{F}{g}=\frac{8×10^3N}{10N/kg}=800kg≠1000kg$,B错误。
3. 分析选项C:当$R_0=200Ω$时,总电阻仍为400Ω,力敏电阻阻值$R=400Ω-200Ω=200Ω$;由图乙,$R=200Ω$对应压力$F=9×10^3N$,货物质量$m=\frac{9×10^3N}{10N/kg}=900kg$,C正确。
4. 分析选项D:最大电流变为$I'_{max}=24mA=0.024A$,总电阻$R'_{总}=\frac{12V}{0.024A}=500Ω$;700kg货物的压力$F'=m'g=700kg×10N/kg=7×10^3N$,由图乙,$F'=7×10^3N$对应$R'=400Ω$。
若$R_0=100Ω$,总电阻需500Ω,$R=500Ω-100Ω=400Ω$,电流$I=\frac{12V}{100Ω+400Ω}=0.024A$,符合要求;
若$R_0=200Ω$,总电阻需500Ω,检测700kg时总电阻$200Ω+400Ω=600Ω$,电流$I=\frac{12V}{600Ω}=0.02A<0.024A$,符合要求;
故两种定值电阻均能检测,D正确。
【答案】
B
【知识点】
欧姆定律、串联电路特点、重力与质量的计算
【点评】
本题结合力敏电阻特性考查电路综合计算,需准确从图像中提取$R$与$F$的对应关系,注意单位换算和公式的灵活应用,难度适中。
【难度系数】
0.5
9.(2024·四川南充中考)如图所示的电路中,若甲、乙两表为电流表,闭合开关$S_1$,断开开关$S_2$,两表指针位置相同,则$R_1:R_2=$
4:1
;若甲、乙两表为电压表,闭合开关$S_1$、$S_2$,则两表示数之比是
5:4
(电表每次测量时均未超过其测量范围)。

答案

9. 4:1 5:4

解析

【分析】
本题需分两种情况分析电路:①甲、乙为电流表,闭合S₁、断开S₂时,电流表相当于导线,R₁与R₂并联,需明确两表测量的电流,结合电流表量程特点(大量程为小量程的5倍)和并联电路规律求电阻比;②甲、乙为电压表,闭合S₁、S₂时,电压表相当于开路,R₁与R₂串联,明确两表测量的电压,结合串联电路规律和已得电阻比求电压比。
【解析】
1. 当甲、乙为电流表,闭合S₁、断开S₂时,R₁与R₂并联,甲电流表测R₁的电流I₁,乙电流表测干路电流I=I₁+I₂。两表指针位置相同,说明乙表(干路,用0~3A量程)示数是甲表(支路,用0~0.6A量程)示数的5倍,即I=5I₁,因此I₁+I₂=5I₁,得I₂=4I₁。并联电路各支路电压相等,U=I₁R₁=I₂R₂,故R₁/R₂=I₂/I₁=4/1,即R₁:R₂=4:1。
2. 当甲、乙为电压表,闭合S₁、S₂时,R₁与R₂串联,甲电压表测电源总电压U,乙电压表测R₁两端电压U₁。串联电路电流处处相等,U₁=IR₁,总电压U=I(R₁+R₂)。已知R₁:R₂=4:1,设R₁=4R、R₂=R,则U₁=I·4R,U=I(4R+R)=5IR,因此两表示数之比U:U₁=5IR:4IR=5:4。
【答案】
4:1;5:4
【知识点】
并联电路规律、串联电路规律、欧姆定律
【点评】
本题考查串并联电路特点与欧姆定律的综合应用,关键是区分电表类型时的电路连接方式,明确电表测量对象,结合电流表量程特点分析电流关系,是中考常见题型,需熟练掌握电路分析方法。
【难度系数】
0.5
10. (2025·江苏苏州中考)某科技小组要设计冬季植物大棚控温系统。
【任务与要求】当环境温度$t≤20°C$时,加热设备工作;当温度$t≥30°C$时,加热设备停止工作,大棚内的温度维持在一定范围内。
【设计与实施】①器材:电压为6 V的电源、定值电阻、可控加热设备、热敏电阻(阻值随温度变化的关系如图甲所示)等。②设计的电路如图乙所示,加热设备是否工作由其两端的电压$U_{AB}$来控制,当$U_{AB}≥4 V$时,加热设备工作,当$U_{AB}≤U_{0}$时,加热设备不工作。不考虑加热设备对电路的影响。
【分析与思考】
(1)电路中的
M
(选填“M”或“N”)是热敏电阻。
(2)定值电阻的阻值为
80
Ω。
(3)$U_{0}=$
3
V。
(4)长时间使用后,电源电压降低,系统控制的最高温度将
降低
(选填“降低”或“升高”)。

答案

10. (1)M (2)80 (3)3 (4)降低

解析

【分析】
解题思路:首先根据温度低时加热工作,结合串联分压规律判断热敏电阻;再利用欧姆定律,结合特定温度下的电压、电阻关系计算定值电阻;接着根据停止加热的温度和对应电阻,计算U₀;最后分析电源电压降低时,热敏电阻阻值的变化对最高控制温度的影响。
1. 判断热敏电阻:温度低时加热工作,说明AB两端电压大,串联电路中电阻越大分压越大,结合图甲,温度越低电阻越大,故M是热敏电阻。
2. 计算定值电阻:t=20℃时加热工作,U_AB=4V,从图甲得此时热敏电阻阻值为160Ω,电源电压6V,算出定值电阻两端电压,利用串联电流相等求定值电阻阻值。
3. 计算U₀:t=30℃时加热停止,从图甲得此时热敏电阻阻值为80Ω,结合定值电阻阻值,算出电路电流,进而得AB两端电压即U₀。
4. 分析温度变化:电源电压降低时,要使加热停止,需热敏电阻阻值更大,对应温度更低,故最高控制温度降低。
【解析】
(1) 当温度较低时加热设备工作,说明AB两端电压较大;串联电路中电阻越大分压越大,由图甲可知,温度越低热敏电阻阻值越大,因此阻值随温度降低而增大的M是热敏电阻。
(2) 当t=20℃时,加热设备工作,此时U_AB=4V;由图甲知,20℃时热敏电阻(M)的阻值R_M=160Ω,电源电压U=6V,定值电阻N两端电压U_N=U - U_AB=6V - 4V=2V。串联电路电流相等,电路电流I=U_AB/R_M=4V/160Ω=0.025A,定值电阻阻值R_N=U_N/I=2V/0.025A=80Ω。
(3) 当t=30℃时,加热设备停止工作;由图甲知,30℃时热敏电阻阻值R_M'=80Ω,电路总电阻R总=R_M'+R_N=80Ω+80Ω=160Ω,电路电流I'=U/R总=6V/160Ω=0.0375A,AB两端电压U₀=I'R_M'=0.0375A×80Ω=3V。
(4) 电源电压降低时,要使加热设备停止工作(U_AB=U₀),根据串联分压,需要热敏电阻阻值更大;而热敏电阻阻值越大对应温度越低,因此系统控制的最高温度将降低。
【答案】
(1)M (2)80 (3)3 (4)降低
【知识点】
串联电路分压、欧姆定律应用、热敏电阻特性
【点评】
本题结合大棚控温的实际场景,考查串联电路规律和欧姆定律的应用,核心是理解热敏电阻阻值随温度的变化关系,以及电路电压的控制逻辑,属于中等难度的电路应用题。
【难度系数】
0.5