2026年综合应用创新题典中点九年级物理全一册人教版第64页答案
1.(立德树人 家国情怀)我国自主研发的IGBT芯片(如图所示)是高铁强劲有力的心脏,这一重大突破使得我国一举打破了高端IGBT芯片长期受制于人的局面。制造芯片的硅材料是 (
C
)

A.导体
B.绝缘体
C.半导体
D.超导体

答案

1.C

解析

【分析】本题考查材料的导电性分类,解题时需回忆不同导电性材料的特性,明确常见半导体材料的种类,结合题目中制造芯片的硅材料,判断其所属类别。
【解析】材料根据导电性可分为四类:①导体:容易导电,如金属;②绝缘体:不容易导电,如橡胶、塑料;③半导体:导电性介于导体和绝缘体之间,常见的半导体材料有硅、锗等;④超导体:在极低温度下电阻为零的材料。制造芯片的核心材料是硅,硅属于半导体,因此正确选项为C。
【答案】C
【知识点】半导体材料、物质的导电性
【点评】本题结合我国自主研发的IGBT芯片这一科技热点,考查基础的材料导电性知识,既落实了知识点,又渗透了家国情怀,引导学生关注我国科技发展成果。
【难度系数】0.8
2.(科学思维 科学推理)铅笔芯的型号主要根据石墨和黏土的比例来划分,如“B”型号笔芯,“B”前的数字越大,则石墨含量越高,导电性能越强。如图所示的四种铅笔芯串联在电路中,它们的长度相同,标注了各自的直径和型号,其中电阻最小的是(
D



A.①
B.②
C.③
D.④

答案

2.D 【点拨】石墨含量越高,铅笔芯的导电能力越强,四种铅笔芯,长度相同,④石墨含量最高,横截面积最大,电阻最小,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。

解析

【分析】要判断电阻最小的铅笔芯,需结合影响导体电阻的因素(材料、长度、横截面积),同时利用题目给出的关键信息:“B”前数字越大,石墨含量越高,导电性能越强,电阻越小。已知四个铅笔芯长度相同,因此只需对比横截面积和石墨含量即可。
【解析】导体电阻与材料、长度、横截面积有关,长度相同时,横截面积越大电阻越小;且“B”型号数字越大,石墨含量越高,导电性能越强,电阻越小。四个铅笔芯中,④的直径最大(横截面积最大),且B数最大(石墨含量最高),所以其电阻最小。
【答案】D
【知识点】电阻的影响因素、导体导电性
【点评】本题结合生活中的铅笔芯型号,考查影响电阻大小的因素,需要学生准确提取题目信息并结合物理知识分析,难度适中。
【难度系数】0.5
3.(新趋势 真实情境)如图(a)所示,在调音台上有一些上下滑动的推拉杆,它其实是一种拉杆式变阻器,其结构如图(b)所示。若要使滑片向下移动时,拉杆式变阻器的电阻变大,则可将拉杆式变阻器的哪两个接线柱接入电路(
C



A.AB
B.AC
C.BC
D.CD

答案

3.C

解析

【分析】
要解决该问题,需明确滑动变阻器的工作原理:通过改变接入电路中电阻丝的长度改变电阻,电阻大小与电阻丝长度成正比,长度越长,电阻越大。题目要求滑片向下移动时电阻变大,说明接入电路的电阻丝长度需随滑片下移而变长。结合结构可知:电阻片为AB段,金属杆为CD段,滑片连接金属杆与电阻片,接入电路的接线柱需对应电阻丝的变化。逐一分析选项即可得出结论。
【解析】
滑动变阻器的工作原理是改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,电阻丝越长,电阻越大。要使滑片向下移动时电阻变大,需让接入电路的电阻丝长度随滑片下移而增加:
选项A(AB):接入整个电阻片,滑片移动时接入电阻丝长度不变,电阻不变,不符合要求;
选项B(AC):接入A到滑片的电阻丝,滑片下移时,A到滑片的电阻丝长度缩短,电阻变小,不符合要求;
选项C(BC):接入B到滑片的电阻丝,滑片下移时,B到滑片的电阻丝长度变长,电阻变大,符合要求;
选项D(CD):接入金属杆,金属杆电阻极小,滑片移动时电阻几乎不变,不符合要求。
因此答案为C。
【答案】
C
【知识点】
滑动变阻器的原理、滑动变阻器的使用
【点评】
本题结合调音台推拉杆的真实情境考查滑动变阻器的应用,需理解滑动变阻器接线柱选择与电阻变化的关系,是理论联系实际的基础题目,难度适中。
【难度系数】
0.5
4. 如图所示,将甲、乙两个滑动变阻器串联在电路中,它们的滑片$P_甲$、$P_乙$左右移动时,下列说法中正确的是 (
D


A.$P_甲$移到a端,$P_乙$移到c端,电路将短路
B.$P_甲$移到b端,$P_乙$移到d端,电路将短路

C.$P_甲$移到b端,$P_乙$移到d端,电流表的示数最小
D.$P_甲$移到b端,$P_乙$移到c端,电流表的示数最小

答案

4.D 【点拨】由图可知,$P_甲$移到a端,$P_乙$移到c端,甲滑动变阻器接入电路的电阻为零,乙滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路没有短路,故A不符合题意;由图可知,$P_甲$移到b端,$P_乙$移到d端,甲滑动变阻器接入电路的电阻最大,乙滑动变阻器接入电路的电阻为零,电路没有短路,此时电路的总电阻不是最大,所以电流表的示数不是最小,故BC不符合题意;由图可知,$P_甲$移到b端,$P_乙$移到c端,甲、乙两个滑动变阻器接入电路的电阻均最大,电路总电阻最大,电流表的示数最小,故D符合题意。故选D。

解析

【分析】
要解决此题,需明确滑动变阻器的工作原理:通过改变接入电路的电阻丝长度改变电阻;串联电路总电阻等于各电阻之和;根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电源电压不变时,总电阻越大,电路电流越小。需先确定甲、乙滑动变阻器的接入电阻变化规律:甲滑动变阻器接下端a和上端接线柱,接入电阻为a到滑片$P_甲$的电阻丝,$P_甲$移到a端时接入电阻为0,移到b端时接入电阻最大;乙滑动变阻器接上端接线柱和下端d,接入电阻为滑片$P_乙$到d的电阻丝,$P_乙$移到c端时接入电阻最大,移到d端时接入电阻为0。再结合各选项分析电路是否短路、电流大小情况。
【解析】
逐个分析选项:
选项A:$P_甲$移到a端,甲接入电阻为0;$P_乙$移到c端,乙接入电阻最大,电路总电阻不为0,不会短路,A错误。
选项B:$P_甲$移到b端,甲接入电阻最大;$P_乙$移到d端,乙接入电阻为0,电路总电阻不为0,不会短路,B错误。
选项C:$P_甲$移到b端,甲接入最大电阻;$P_乙$移到d端,乙接入电阻为0,总电阻不是最大,根据$I=\frac{U}{R}$,电流不是最小,C错误。
选项D:$P_甲$移到b端,甲接入最大电阻;$P_乙$移到c端,乙接入最大电阻,总电阻最大,电源电压不变,由$I=\frac{U}{R}$可知,电路电流最小,D正确。
【答案】
D
【知识点】
滑动变阻器的工作原理、欧姆定律、串联电路电阻规律
【点评】
本题考查滑动变阻器的使用与欧姆定律的综合应用,核心是准确判断滑片移动时滑动变阻器的接入电阻,结合串联电路特点分析电流变化,需理清电路连接和电阻变化的逻辑,属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】
0.4
5. ★★ (新考法 角度新)如图所示的是一种可以调节亮度的台灯的原理图。其中$R_1$、$R_2$、$R_3$是粗细和长短都相同的同种材料制成的电阻。它工作时旋钮接触触点1、2、3、4中的任一个,灯都发光,只是亮度有所变化。若要使灯最暗,旋钮应接触触点
4
(填“1”“2”“3”或“4”),此时接入电路中的电阻相当于变
(填“长”或“短”)了,电阻
变大
(填“变大”或“变小”)。

答案

5.4;长;变大 【点拨】由图可知,当旋钮接触触点4时,$R_1$、$R_2$、$R_3$与灯串联,相当于增加了接入电路中电阻的长度,电路中的电阻最大,电流最小,灯最暗。

解析

【分析】要使灯最暗,需灯的实际功率最小。灯的电阻不变,根据电功率公式$P=I^2R$,电路中电流越小,灯的实际功率越小,亮度越暗。电源电压恒定,由欧姆定律可知,电路总电阻越大,电流越小,因此需找到总电阻最大的触点;再结合电阻的决定因素(同种材料、粗细相同的电阻,长度越长电阻越大)分析接入电阻的变化。
【解析】1. 灯的亮度由实际功率决定,$P=I^2R_{\mathrm{灯}}$,$R_{\mathrm{灯}}$为定值,电流$I$越小,灯越暗。2. 电源电压$U=220\ \mathrm{V}$不变,由$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}$,总电阻$R_{\mathrm{总}}$越大,电流$I$越小,灯越暗。3. 分析各触点:接触1时,仅灯接入电路,总电阻最小;接触2时,灯与$R_1$串联,总电阻为$R_{\mathrm{灯}}+R_1$;接触3时,灯与$R_1$、$R_2$串联,总电阻为$R_{\mathrm{灯}}+R_1+R_2$;接触4时,灯与$R_1$、$R_2$、$R_3$串联,总电阻最大,电流最小,灯最暗。4. $R_1$、$R_2$、$R_3$是同种材料、粗细相同的电阻,接入电路的电阻长度越长,电阻越大,接触4时,接入的电阻相当于变长了,电阻变大。
【答案】4;长;变大
【知识点】串联电路电阻规律、影响电阻大小的因素、电功率与电流的关系
【点评】本题结合实际台灯调节亮度的电路,考查串联电路电阻特点、电阻的决定因素及电功率的相关知识,将物理知识与生活实际结合,注重应用能力的考查,难度适中。
【难度系数】0.5
6. 定值电阻是一种常见的电路元件。某种定值电阻的组成结构如图甲所示,工人将金属膜覆盖在陶瓷圆筒上,然后将其雕刻成螺旋状,从而生产出不同阻值的定值电阻。
甲 乙
(1)定值电阻的阻值由金属膜决定,a、b、c三种材料的电阻随温度变化情况如图乙所示,其中最适合作为金属膜材料的是
b
(填“a”“b”或“c”)。
(2)(科学思维 科学推理)用相同的金属膜雕刻成下列三个阻值不同的定值电阻$R_1$、$R_2$、$R_3$(虚线表示背面剩余金属膜),你认为哪个电阻阻值最大,并说明理由。

7. (跨学科 工程实践)跨学科实践:设计和制作模拟调光灯。
【项目提出】调光灯为什么能调光?我们能否设计一个类似的能连续调节灯泡亮度的电路?
【项目分析】让灯泡的亮度发生变化可以有多种方法。改变电源电压会影响灯泡的亮度;在不改变电源两端电压的情况下,在电路中接入一个滑动变阻器,就可以连续改变灯泡的亮度。
【项目实施】
活动一 正确使用滑动变阻器
(1)请在图1中用笔画线代替导线连接电路,要求滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变暗。
图1
(2)滑动变阻器的铭牌上标有“20 Ω 2 A”字样。其中“20 Ω”指的是
AB
(填字母)两接线柱间的电阻值。
(3)根据上面的连接方式,闭合开关前,滑片P应滑到
B
(填“A”或“B”)端。
(4)在电路连接完成后闭合开关,发现灯泡立刻发出耀眼的光并很快熄灭,则实验操作中的不当之处可能是将滑动变阻器的
CD
(填字母)两个接线柱接入了电路。
活动二 认识电位器
调光台灯通过旋转旋钮调节亮度,这个旋钮连接着一个电位器,如图2所示。
图2 图3
(5)电位器的构造
如图3所示的是电位器的结构示意图,电阻片R的两端分别与接线端A、C相连,滑动片P的一端通过转轴O与接线端B相连,另一端与电阻片R接触良好,并能绕转轴O在电阻片R上滑动。
(6)电位器的工作原理
电位器是一个变形的滑动变阻器。通过改变连入电路中电阻片的
长度
来改变电阻,进而改变电流,改变灯泡的亮度。
活动三 自制一个模拟的调光灯
(7)如图4所示,请选择电位器A、B、C三个接线端其中的两个连入电路中,要求顺时针旋转滑动片时,灯泡变暗。
图4
【展示交流】
(8)如图5所示的是两个同学设计的台灯调光电路,老师认为图(b)方案更好一些,理由是
串联一个定值电阻$R_0$,对灯泡起到保护作用,防止滑动变阻器的滑片移动到最左端时,电路中电流过大

图5
(9)若制作的台灯总是站不稳容易倾倒,请问你有什么好的改进方案?

答案


6.【解】(1)b (2)$R_3$的阻值最大;由图可知,三个电阻的材料相同,电阻$R_3$上面的金属膜缠绕圈数最多,说明金属膜最长,且金属膜最窄,故电阻$R_3$阻值最大。
【点拨】(1)定值电阻要求阻值不能随温度发生变化,由图乙可知材料b的阻值不随温度变化而变化,故最适合作为金属膜材料的是b。
7.【解】【项目实施】活动一 (1) (2)AB (3)B (4)CD
活动二 (6)长度
活动三 (7)
【展示交流】(8)串联一个定值电阻$R_0$,对灯泡起到保护作用,防止滑动变阻器的滑片移动到最左端时,电路中电流过大
(9)增大底座面积(合理即可)。

解析

【分析】
本题分为两部分,第6题围绕定值电阻的材料选择和阻值大小判断展开,第7题是调光灯的跨学科实践设计。
第6题:(1)定值电阻要求阻值稳定不随温度变化,需观察图乙中材料的阻值随温度变化情况,选择阻值几乎不变的材料;(2)电阻大小与材料、长度、横截面积有关,材料相同时,结合金属膜的长度和横截面积判断阻值。
第7题:活动一考查滑动变阻器的使用,需根据“滑片右移灯泡变暗”判断滑动变阻器的接线方式,明确铭牌含义、闭合开关前的滑片位置,以及灯泡过亮的故障原因;活动二考查电位器的工作原理;活动三根据“顺时针转滑动片灯泡变暗”选择电位器接线端;展示交流对比两个调光电路的优劣,以及解决台灯不稳的方法。
【解析】
6. (1)定值电阻的阻值需稳定,不随温度变化。由图乙可知,材料b的阻值随温度变化几乎为0,最适合作为金属膜材料,故答案为b。
(2)电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积有关,材料相同时,长度越长、横截面积越小,电阻越大。三个定值电阻材料相同,R₃的金属膜缠绕圈数最多(长度最长)且金属膜最窄(横截面积最小),因此R₃的阻值最大。
7. 【项目实施】
活动一:
(1)要求滑片向右移动时灯泡变暗,即电路电流变小,滑动变阻器接入电阻变大,需连接滑动变阻器的A接线柱和上方任一接线柱(如C),连接后如图:
(2)滑动变阻器铭牌“20Ω 2A”中,“20Ω”是其最大阻值,即AB两接线柱间的电阻值,故填AB。
(3)闭合开关前,滑动变阻器应调到最大阻值处,由(1)的连接方式,滑片P滑到B端时接入电阻最大,故填B。
(4)灯泡立刻发出耀眼的光并很快熄灭,说明电路电流过大,滑动变阻器接入电阻为0,即接了CD两个接线柱(金属杆两端,电阻为0),故填CD。
活动二:
(6)电位器是变形滑动变阻器,通过改变连入电路中电阻片的长度来改变电阻,进而改变电流,故填长度。
活动三:
(7)要求顺时针旋转滑动片时灯泡变暗,即电流变小、电阻变大,需接入B和C接线端,此时顺时针转滑动片,接入电阻片长度变长,电阻变大,电路电流变小,灯泡变暗,连接如图:
【展示交流】
(8)图(b)方案串联了定值电阻R₀,当滑动变阻器滑片移动到最左端时,电路电阻不会为0,能防止电流过大,对灯泡起到保护作用,因此更好。
(9)台灯站不稳易倾倒,可增大底座面积,降低重心,提高稳定性(合理即可)。
【答案】
6. (1)b (2)R₃的阻值最大;理由:三个电阻材料相同,R₃的金属膜最长且横截面积最小,故阻值最大。
7. (1) (2)AB (3)B (4)CD (6)长度 (7) (8)串联定值电阻,防止滑动变阻器阻值为0时电流过大,保护电路 (9)增大底座面积(合理即可)
【知识点】
电阻的影响因素、滑动变阻器、电位器
【点评】
本题结合定值电阻、滑动变阻器、电位器的知识,考查学生的科学思维和工程实践能力,通过调光灯设计的实际问题,将电学知识与生活应用结合,综合性较强。
【难度系数】
0.6