广东省佛山市南海实验中学2023-2024学年九年级上学期第三次段考物理试卷

2023-2024学年广东省佛山市南海实验中学九年级（上）第三次段考物理试卷 一、选择题（共7小题，每小题3分，共21分） 1．（3分）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．0℃的冰块内能为零 B．物体的内能增大，温度不一定升高 C．温度高的物体含有的热量多 D．热传递的方向由内能大小决定 2．（3分）如图为部分物质的原子核对核外电子束缚能力强弱情况，束缚能力越弱越容易失去电子。现用丝绸摩擦橡胶棒，然后将该橡胶棒靠近轻质小球（　　） A．与丝绸摩擦过后的橡胶棒所带电子数与质子数相等 B．小球一定带负电 C．丝绸和橡胶棒摩擦过程中，橡胶棒会失去电子 D．丝绸和橡胶棒摩擦后，它们带的是同种电荷 3．（3分）如图所示为甲、乙两汽油机的数据。两者相比，下列说法正确的是（　　） A．甲汽油机效率较大 B．乙汽油机效率较小 C．乙汽油机的燃料燃烧放出的能量多 D．两汽油机产生的有用机械能一样多 4．（3分）如图所示的电路中，闭合开关后一灯亮，另一灯不亮，电压表无示数，其原因可能是（　　） A．L1短路 B．L1断路 C．L2短路 D．L2断路 5．（3分）如图所示为定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像，由图像可知（　　） A．通过小灯泡L的电流与小灯泡L两端的电压成正比 B．通过定值电阻R的电流与定值电阻R两端的电压成反比 C．定值电阻R和小灯泡L并联接在2V的电源上时，干路中的电流是0.6A D．定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上时，电路中的电流是0.4A 6．（3分）如图所示的电路是家庭电路的一部分，电工师傅按下面的顺序进行检测：①闭合S1，灯L1亮；②再闭合S2，灯L1亮，灯L2不亮；③用试电笔测a、b、c、d四个接线点，试电笔只在c点不发光。若电路中只有一处故障（　　） A．灯L2短路 B．c点左侧的零线断路 C．灯L2所在支路断路 D．c、d两点间断路 7．（3分）在如图﹣1所示的电路中，电源电压恒定不变，闭合开关S后，电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图﹣2所示，且滑片P在其中一端时小灯泡L恰好正常发光。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为14V B．小灯泡L正常发光时的电阻为40Ω C．滑动变阻器R的最大阻值为50Ω D．小灯泡L的额定功率为4.8W 二、填空题（共7小题，每小题3分，每空1分，共21分） 8．（3分）打开中药包会闻到淡淡的药香味，这是 　 　现象。慢火熬制，等药汤沸腾后，药香味更加浓郁，分子的运动越 　 　（选填“剧烈”或“缓慢”）。捆扎药包的细绳很难被拉断，是因为分子间存在 　 　（选填“引力”或“斥力”）。 9．（3分）验电器是根据 　 　的原理制成的，一节新干电池的电压为 　 　伏，家庭电路中开关和电灯是 　 　（选填“串联”或“并联”）的。 10．（3分）小敏家电能表如图所示，该电能表所在电路允许接的最大功率是 　 　W．当她单独开启600W电水壶（其他用电器全部停止工作），正常工作2min，电能表转盘转过12转，电能表的转盘转过 　 　转。在家庭电路中进户线首先要接在 　 　（选填“总开关”、“电能表”或“保险装置”）上。 11．（3分）神舟十七号飞船目前正在太空中遫游，计划将在2024年4月返回。按照以往经验，神舟飞船在穿越大气层返回地面时，将机械能转化为内能，这与图中汽油机的 　 　（选填“甲”或“乙”）冲程一致，若该汽油机的转速为3000r/min，则1min内汽油机对外做功 　 　次，共完成 　 　个冲程。 12．（3分）一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，通过线圈的电流为10A。这台电动机正常工作时　 　J，产生的热量为 　 　J，该电动机的效率为 　 　。 13．（3分）如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒子内，盒内封闭一定量的空气　 　来比较的。图甲可探究电流产生的热量与 　 　的关系。将图乙右侧两个电阻都放入密封盒中，可探究电流产生热量和 　 　的关系。 14．（3分）如图甲所示电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图象。则滑动变阻器的最大阻值是 　 　Ω，定值电阻R0的阻值为 　 　Ω，定值电阻R0消耗的最大电功率是 　 　W。 三、作图题（共3小题，15（1）2分，15（2）2分，15（3）3分，共7分） 15．（2分）汽油机的压缩冲程和做功冲程中，气缸内的气体的内能都在发生相应的变化。请在坐标图中画出从压缩冲程开始到做功冲程结束时，气缸内的气体内能E随时间的变化的大至图像。 16．（2分）请在如图所示电路中的“〇”内填上电流表或电压表的符号，使两灯都能发光。 17．（3分）在家庭电路中，用一个开关同时控制两盏“220V，40W”的节能灯，请将图中的电路连好。 四、实验题（第16题7分，第17题6分，第18题7分，共20分） 18．（3分）如图甲电压表的读数为 　 　V，如图乙欧姆表的读数是 　 　Ω，如图丙电能表的读数为 　 　。 19．（4分）用图示装置，完成两个实验； ①比较水和煤油比热容的大小； ②比较酒精和碎纸片热值的大小； 实验①，使等质量的水和煤油吸收相同热量，用 　 　（填“加热时间”或“升高的温度”）反映物质吸热的多少； 实验②，　 　（选填“需要”或“不需要”）使用秒表来测量完全燃烧酒精和碎纸片所用的时间，来比较热值大小； 为了方便这两个实验同时进行，烧杯内液体质量相同的有 　 　（填字母选项，下同），　 　两燃烧皿中燃料种类一定不同。 A、甲乙； B、甲丙； C、乙丙； D、甲乙丙。 20．（6分）实验小组在“测量小灯泡的额定功率”实验中，实验器材：电压恒定为6V的电源、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时灯丝的电阻约为10Ω）、滑动变阻器、开关和导线若干。 （1）小组同学设计的电路图如图﹣1所示，请根据电路图将如图﹣2所示的电路连接完整。 （2）电路连接完整，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到 　 　（选填“左”或“右”）端。 （3）小灯泡正常发光时，电流表的示数如图﹣3所示，电流表的读数为 　 　A，小灯泡的额定功率为 　 　W。 （4）实验中电压表意外损坏，小组同学经过讨论后，选用阻值为R0的定值电阻进行实验，设计如图﹣4所示的电路也测出了小灯泡的额定功率。请将实验步骤补充完整。 ①闭合开关S、S1，断开开关S2，移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为 　 　； ②保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S、S2，断开开关S1，读出电流表的示数为I； ③小灯泡的额定功率的表达式：P额＝　 　。（均用U额、I、R0表示） 21．（7分）小张同学在测量小灯泡正常发光时的电阻的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡正常发光的电压为2.5V．图甲所示是已连接完整的实验电路。 （1）连接实验电路的过程中开关应　 　。 （2）闭合开关后，缓慢移动滑动变阻器的滑片p，同时观察　 　（选填“电压表”或“电流表”）示数的变化，当电压表的示数如图乙所示时，其读数为　 　V；若要测得小灯泡正常发光时的电阻，滑片P应向　 　（选填“左”或“右”）端移动。 （3）另一组的小杜同学在连线时，不小心将线接错了，当开关闭合后，发现电流表示数变大时，电压表示数却变小　 　。 （4）电路正常后，改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值、绘制了如图丙所示的I﹣U图象。由图象可知　 　（保留一位小数）。 （5）接着，小杜换用另一未知电压的新电源和一些定值电阻（替换小灯）利用图甲同样的电路又做了几次实验，记录了以下数据，有了新的发现：可以将电压表改成直接读出电阻值的欧姆表　 　Ω。 次数 1 2 3 4 5 电阻R（Ω） 5 10 15 20 电压U（V） 2.0 3.0 3.6 4.0 5.0 五、计算题：（第19题6分；第20题7分，共13分） 22．（6分）“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。现用它里面的发热包将500g水从20℃加热至沸腾（1个标准气压下）。 （1）此加热过程中，提供给水的热量至少为多少J； （2）如果用效率50%的酒精灯给500g水加热升高同样温度，酒精燃烧放出的热量为多少J； （3）若用（2）中酒精加热，则至少需要多少kg酒精。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q酒精＝3×107J/kg]。 23．（7分）作为四大国粹之一的中药能有效抑制病毒在人体内的传播。如图甲所示为一款电热中药壶，其简化电路图如图乙所示，它有急火和文火两种工作状态1自动控制，文火时的电功率为220W。R1和R2均为发热电阻，且R2的阻值为123.2Ω。[c中药取4.0×103J/（kg•℃）]求： （1）中药壶在文火状态下的电流； （2）将3kg中药从20℃加热至100℃，中药吸收的热量； （3）若不计热量损失，用急火完成（2）中的加热过程所用的时间。 六、综合能力题：（第21题6分，第22题6分，第23题6分，共18分） 24．（6分）如图1是坐位体前屈的测试示意图。在测试中，测试者向前推动的测试仪的滑块实际上是滑动变阻器，滑块推动的距离越大，仪器的示数就越大。如图2是其简化原理图。 （1）图1中测试者向前推动的测试仪的滑块，相当于图2中R1的滑片向 　 　（选填“左”或“右”）移动，应该把 　 　（选填“电流”或“电压”）表的示数用来反映了被测者的成绩；图2中的电阻R2起到 　 　的作用。 （2）若该电路电源电压为6V且保持不变，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，滑块能被推的最大距离30cm，滑动变阻器铭牌标有“15Ω 1A”字样，R1的电阻变化0.5Ω。则在保证电路各元件安全的情况下，测试中推动滑块时最大距离是 　 　cm。 （3）根据（2）的计算结果，若要增大滑块移动的距离　 　和 　 　。 A.增大电源电压 B.增大R2阻值 C.减少电源电压 D.减少R2阻值 25．（6分）阅读短文，回答问题。 手机电池 随着智能手机的日益普及，人们的日常生活发生了翻天覆地的变化。在众多APP帮助下，人们通过智能手机可以实现轻松出行、远距离通信、线上支付、网上办公等活动。手机电池作为手机的一个重要部分，采用国产5G芯片，戴麟9000s处理器，该手机采用锂离子聚合物5000mAh不可拆卸式电池，电池工作电压为3.7V。手机支持有线最大超级快充（20V/4.4A），兼容9V/A快充。 （1）制作芯片的主要材料是 　 　（选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）； （2）文中的锂离子聚合物电池“容量5000mAh”一次充满电储存电能是：　 　J； （3）锂离子聚合物电池对外供电时的能量转化是把 　 　能转化成 　 　能，用超级快充给锂离子聚合物电池充电时，该电池在电路中是 　 　（选填“电源”或“用电器”）。 （4）选用充电电压为5V、充电电流4.5A的超级快充给“Mate60pro”手机电池充电，假设充电效率为100%，则将其从零充满需要约 　 　小时。（保留两位小数） 26．（6分）阅读短文，回答下列问题。 隔电墙与水电阻 家庭电热水器工作时，加热器内胆里的水有时也会通电。为保证人的洗浴安全，几乎所有电热水器都要求安装“隔电墙”（如图乙）（Safe Care）是一种简称，它确切的表述法是“水电阻衰减隔离法”。它是利用了水本身所具有的电阻的特性，形成“隔电”的效果。 干燥时人体电阻的平均值约1000～2000Ω，皮肤潮湿时，阻值降为300Ω左右。隔电墙中每1cm水电阻约200Ω。为保证人体安全，一般会尽量增加水流的长度，以达到增大电阻，将水流路径设计成螺旋线结构来增加水流的长度。 虽然隔电墙有一定的保护作用，但为了保护自己生命安全，最有效的措施 （1）家庭电路电压为 　 　V，人体安全电压为 　 　V。不同环境下人体导电情况不同，为保证安全，加在人体的电压不能超过最大安全电压的三分之一，结合皮肤潮湿时人体电阻可知，通过人体的绝对安全电流为：不超过 　 　A； （2）淋浴时，水电阻与人体呈 　 　（选填“串联”或“并联”）关系。为保证安全，隔电墙中水流的长度至少为 　 　cm； （3）若图丙螺旋线长度可用表达式为L＝0.5πnd近似计算（其中n为螺线圈数，d为最大直径）。当隔电墙直径为4cm时，为保证生命安全　 　圈（取整数）。 2023-2024学年广东省佛山市南海实验中学九年级（上）第三次段考物理试卷 参考答案与试题解析 一、选择题（共7小题，每小题3分，共21分） 1．（3分）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．0℃的冰块内能为零 B．物体的内能增大，温度不一定升高 C．温度高的物体含有的热量多 D．热传递的方向由内能大小决定 【答案】B 【解答】解：A．一切物体都具有内能，故A错误； B．物体的内能增大，如晶体熔化时，内能增大，故B正确； C．热量是一个过程量，故C错误； D．发生热传递的条件是存在温度差，跟内能多少无关。 故选：B。 2．（3分）如图为部分物质的原子核对核外电子束缚能力强弱情况，束缚能力越弱越容易失去电子。现用丝绸摩擦橡胶棒，然后将该橡胶棒靠近轻质小球（　　） A．与丝绸摩擦过后的橡胶棒所带电子数与质子数相等 B．小球一定带负电 C．丝绸和橡胶棒摩擦过程中，橡胶棒会失去电子 D．丝绸和橡胶棒摩擦后，它们带的是同种电荷 【答案】B 【解答】解：ACD、丝绸与橡胶棒摩擦，丝绸的原子核对核外电子束缚能力弱，橡胶棒的原子核对核外电子束缚能力强，因此它们带的是异种电荷，故ACD错误； B、丝绸摩擦橡胶棒，然后将该橡胶棒靠近轻质小球，说明小球与橡胶棒带同种电荷，故B正确。 故选：B。 3．（3分）如图所示为甲、乙两汽油机的数据。两者相比，下列说法正确的是（　　） A．甲汽油机效率较大 B．乙汽油机效率较小 C．乙汽油机的燃料燃烧放出的能量多 D．两汽油机产生的有用机械能一样多 【答案】D 【解答】解：AB、由甲，甲汽油机有用机械能为25%，所以甲汽油机热机效率较低； C、甲汽油机燃料燃烧放出的能量Q甲＝＝2400J乙＝＝2000J； D、甲产生的有用机械能W甲＝×25%＝600J乙＝×30%＝600J。 故选：D。 4．（3分）如图所示的电路中，闭合开关后一灯亮，另一灯不亮，电压表无示数，其原因可能是（　　） A．L1短路 B．L1断路 C．L2短路 D．L2断路 【答案】A 【解答】解：A．若L1短路，则L1不亮，L3亮，电流表有示数，故A正确； BD．闭合开关后一灯亮，电流表有示数，又因为电路是串联电路，故BD不正确； C．若L2短路，则L2不亮，L4亮，电流表有示数，故C不正确。 故选：A。 5．（3分）如图所示为定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像，由图像可知（　　） A．通过小灯泡L的电流与小灯泡L两端的电压成正比 B．通过定值电阻R的电流与定值电阻R两端的电压成反比 C．定值电阻R和小灯泡L并联接在2V的电源上时，干路中的电流是0.6A D．定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上时，电路中的电流是0.4A 【答案】D 【解答】解：A、灯泡的电阻随温度改变，由图像可知，通过灯泡的电流变大，故A错误； B、定值电阻的阻值不变，由I＝，不是反比； C、定值电阻R和小灯泡L并联接在2V的电源上，由图象可知通过它们的电流分别为IL＝0.5A、IR＝0.2A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路中的电流I＝IL+IR＝5.6A+0.8A＝0.8A，故C错误； D．定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上时，所以由图象可知、UL′＝1V，定值电阻的电压UR′＝4V，两者的电压之和恰好为8V； 故选：D。 6．（3分）如图所示的电路是家庭电路的一部分，电工师傅按下面的顺序进行检测：①闭合S1，灯L1亮；②再闭合S2，灯L1亮，灯L2不亮；③用试电笔测a、b、c、d四个接线点，试电笔只在c点不发光。若电路中只有一处故障（　　） A．灯L2短路 B．c点左侧的零线断路 C．灯L2所在支路断路 D．c、d两点间断路 【答案】D 【解答】解：闭合S1，灯L1亮，电路中有电流，从保险丝→a→S4→L1→c以及c点左侧的零线都没有断路； 再闭合S2，灯L6不亮，灯L2不亮的原因有两个：一个是断路、一个是短路； 若灯L2短路时，电路的电流会很大，灯泡L8也不会发光，说明电路存在断路； 用试电笔测a、b、c、d四个接线点，a、b，说明这三点与火线之间是接通的2没有断路；试电笔只在c点不发光，所以故障是c。 故选：D。 7．（3分）在如图﹣1所示的电路中，电源电压恒定不变，闭合开关S后，电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图﹣2所示，且滑片P在其中一端时小灯泡L恰好正常发光。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为14V B．小灯泡L正常发光时的电阻为40Ω C．滑动变阻器R的最大阻值为50Ω D．小灯泡L的额定功率为4.8W 【答案】D 【解答】解：由图知小灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测量小灯泡L两端的电压； （1）当滑片P在左端时，电路中仅有小灯泡工作，故A错误； （2）当滑片P在右端时，电路中小灯泡L与滑动变阻器R串联 V，电路中的电流为0.1 A，所以应该是滑片在左端时正常发光，额定电流为6.4AL＝＝＝30Ω； 小灯泡的额定功率为： PL＝ULIL＝12V×0.4A＝2.8W，故D正确； （3）当滑片P在右端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，最小电流为0.8A V，滑动变阻器R的最大阻值： R大＝＝＝100Ω。 故选：D。 二、填空题（共7小题，每小题3分，每空1分，共21分） 8．（3分）打开中药包会闻到淡淡的药香味，这是 　扩散　现象。慢火熬制，等药汤沸腾后，药香味更加浓郁，分子的运动越 　剧烈　（选填“剧烈”或“缓慢”）。捆扎药包的细绳很难被拉断，是因为分子间存在 　引力　（选填“引力”或“斥力”）。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：打开中药包会闻到淡淡的药香味，这是分子在不停地做无规则运动； 温度越高，分子运动越剧烈； 分子间存在相互作用的引力，在分子间引力作用下。 故答案为：扩散；剧烈。 9．（3分）验电器是根据 　同种电荷相互排斥　的原理制成的，一节新干电池的电压为 　1.5　伏，家庭电路中开关和电灯是 　串联　（选填“串联”或“并联”）的。 【答案】同种电荷相互排斥；1.5；串联。 【解答】解：验电器是根据同种电荷相互排斥的原理制成的，一节新干电池的电压为1.5伏，家庭电路中开关和电灯任一个断路，可知开关和灯泡是串联的。 故答案为：同种电荷相互排斥；8.5。 10．（3分）小敏家电能表如图所示，该电能表所在电路允许接的最大功率是 　4400　W．当她单独开启600W电水壶（其他用电器全部停止工作），正常工作2min，电能表转盘转过12转，电能表的转盘转过 　600　转。在家庭电路中进户线首先要接在 　电能表　（选填“总开关”、“电能表”或“保险装置”）上。 【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）由电能表的参数可知，电能表的工作电压U＝220V最大＝20A， 电能表允许接入用电器的最大总电功率：P最大＝UI最大＝220V×20A＝4400W； （2）电水壶正常工作2min消耗的电能： W＝Pt＝600W×2×60s＝7.2×104J＝kW•h＝0.02kW•h， 消耗这些电能电能表的转盘转12r， 消耗1kW•h电能，电能表的转盘转数： n＝×1kW•h＝600r； （3）电能表的测量整个家庭消耗电能的多少，一定安装在最前面。 故答案为：4400；600。 11．（3分）神舟十七号飞船目前正在太空中遫游，计划将在2024年4月返回。按照以往经验，神舟飞船在穿越大气层返回地面时，将机械能转化为内能，这与图中汽油机的 　乙　（选填“甲”或“乙”）冲程一致，若该汽油机的转速为3000r/min，则1min内汽油机对外做功 　1500　次，共完成 　6000　个冲程。 【答案】乙；1500；6000。 【解答】解：神舟飞船穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，将机械能转化为内能；在图甲中的进气门和排气门都关闭，是做功冲程；图乙中的进气门和排气门都关闭，是压缩冲程，所以。 在内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，对外做功1次，6min内该汽油机完成1500个工作循环，共完成6000个冲程。 故答案为：乙；1500。 12．（3分）一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，通过线圈的电流为10A。这台电动机正常工作时　38000　J，产生的热量为 　2000　J，该电动机的效率为 　94.7%　。 【答案】38000；2000；94.7%。 【解答】解： 电动机消耗的电能： W＝UIt＝380V×10A×10s＝38000J； 产生的热量为： Q＝I2Rt＝（10A）2×4Ω×10s＝2000J； 电动机转化成的机械能： W机械＝W电﹣Q 所以电动机的效率： η＝×100%＝×100%≈94.7%。 故答案为：38000；2000。 13．（3分）如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒子内，盒内封闭一定量的空气　液面的高度差　来比较的。图甲可探究电流产生的热量与 　电阻大小　的关系。将图乙右侧两个电阻都放入密封盒中，可探究电流产生热量和 　电阻　的关系。 【答案】（1）液面的高度差；（2）电阻大小；（3）电阻。 【解答】解：在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中液面的高度差来比较的，应用的物理科学探究方法是转换法。 （2）甲装置中，两电阻串联，而电阻不同； （2）乙装置中，右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，根据并联和串联电路电流的规律，而通电时间相同； （3）将图乙右侧两个电阻都放入密封盒中，根据并联电阻的规律＝4.5Ω，左，通过的电流和通电时间相同，故可探究电流产生热量和电阻的关系。 故答案为：（1）液面的高度差；（2）电阻大小。 14．（3分）如图甲所示电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图象。则滑动变阻器的最大阻值是 　50　Ω，定值电阻R0的阻值为 　10　Ω，定值电阻R0消耗的最大电功率是 　14.4　W。 【答案】50；10；14.4。 【解答】解：（1）由电路图可知，R0与R1串联，电压表测R4两端的电压，电流表测电路中的电流； 由图象可知，当电路中的电流I＝0.2A时，R4的电功率P1＝2W，由P＝UI＝I5R可得，R1接入电路的电阻为：R1＝＝＝50Ω； 此时电路中电流最小，滑动变阻器接入电路中的阻值最大； （2）由图象可知，当电路中的电流I′＝5.4A时，R1的电功率P4′＝3.2W， 此时R2接入电路的电阻为：R1′＝＝＝20Ω， 由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则电源的电压：U＝I′（R5+R1′）＝0.6A×（R0+20Ω）……① 当电路中的电流I＝0.7A时，电源的电压：U＝I（R0+R1）＝7.2A×（R0+50Ω）……② ①②两式联立，解得：R7＝10Ω， 电源的电压：U＝I（R0+R1）＝4.2A×（10Ω+50Ω）＝12V， 当滑动变阻器接入电阻为0时，通过定值电阻R3的电流最大，由P＝UI＝0的功率最大， 此时定值电阻R8的最大功率：P＝＝＝14.4W。 故答案为：50；10。 三、作图题（共3小题，15（1）2分，15（2）2分，15（3）3分，共7分） 15．（2分）汽油机的压缩冲程和做功冲程中，气缸内的气体的内能都在发生相应的变化。请在坐标图中画出从压缩冲程开始到做功冲程结束时，气缸内的气体内能E随时间的变化的大至图像。 【答案】 【解答】解：在压缩过程中，外部对气体做功，最后点火燃烧，做功冲程中，内能转化为机械能，气体内能初始和结束不为零 16．（2分）请在如图所示电路中的“〇”内填上电流表或电压表的符号，使两灯都能发光。 【答案】见解析。 【解答】解：读图可知，要使两灯泡同时发光，电流从电源的正极出来后分成两条路径，下面的电表与灯泡L2串联在支路中，为电流表，为电压表 17．（3分）在家庭电路中，用一个开关同时控制两盏“220V，40W”的节能灯，请将图中的电路连好。 【答案】见解答图 【解答】解：因为在家庭电路中，保险丝要接在火线上、中间电线为零线； 开关接在火线上，两只“220V 40W”节能灯在家庭电路中应并联才能正常工作，所以开关在干路上，再进入灯泡顶端的金属点。如图所示： 四、实验题（第16题7分，第17题6分，第18题7分，共20分） 18．（3分）如图甲电压表的读数为 　9.5　V，如图乙欧姆表的读数是 　28　Ω，如图丙电能表的读数为 　2023.6kW•h　。 【答案】9.5；28；2023.6kW•h。 【解答】解：（1）电压表选用的量程是0～15V，分度值是0.8V； （2）图乙欧姆表，20﹣30Ω之间的分度值为2Ω； （3）电能表的最后一位数是小数，单位是kW•h。 故答案为：9.5；28。 19．（4分）用图示装置，完成两个实验； ①比较水和煤油比热容的大小； ②比较酒精和碎纸片热值的大小； 实验①，使等质量的水和煤油吸收相同热量，用 　加热时间　（填“加热时间”或“升高的温度”）反映物质吸热的多少； 实验②，　不需要　（选填“需要”或“不需要”）使用秒表来测量完全燃烧酒精和碎纸片所用的时间，来比较热值大小； 为了方便这两个实验同时进行，烧杯内液体质量相同的有 　甲、乙、丙　（填字母选项，下同），　甲、乙　两燃烧皿中燃料种类一定不同。 A、甲乙； B、甲丙； C、乙丙； D、甲乙丙。 【答案】加热时间；不需要；甲、乙、丙；甲、乙。 【解答】解：（1）实验中物质吸热的多少是通过加热时间的长短来反映的，这用到了转换法； （2）要比较燃料完全燃烧释放热量的多少，不需要加热相同的时间，实验才能结束； （3）比较不同物质的比热容，应使用相同的热源，通过温度的变化来判断不同液体的吸热能力； 比较不同燃料的热值，根据控制变量法，通过比较液体升高的温度，故两个实验都需要控制相同的液体质量。 故答案为：加热时间；不需要；甲、乙、丙；甲、乙。 20．（6分）实验小组在“测量小灯泡的额定功率”实验中，实验器材：电压恒定为6V的电源、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时灯丝的电阻约为10Ω）、滑动变阻器、开关和导线若干。 （1）小组同学设计的电路图如图﹣1所示，请根据电路图将如图﹣2所示的电路连接完整。 （2）电路连接完整，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到 　左　（选填“左”或“右”）端。 （3）小灯泡正常发光时，电流表的示数如图﹣3所示，电流表的读数为 　0.2　A，小灯泡的额定功率为 　0.5　W。 （4）实验中电压表意外损坏，小组同学经过讨论后，选用阻值为R0的定值电阻进行实验，设计如图﹣4所示的电路也测出了小灯泡的额定功率。请将实验步骤补充完整。 ①闭合开关S、S1，断开开关S2，移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为 　　； ②保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S、S2，断开开关S1，读出电流表的示数为I； ③小灯泡的额定功率的表达式：P额＝　U额×（I﹣）　。（均用U额、I、R0表示） 【答案】（1）见解答图；（2）左；（3）0.2；0.5；（4）；U额×（I﹣）。 【解答】解：（1）小灯泡额定电压为2.5V，电压表选用8﹣3V量程并联在灯泡两端 ，电流表选用0～0.2A的量程与小灯泡串联 （2）为了保护电路，闭合开关前，即最左端。 （3）小灯泡正常发光时，电流表选用0﹣0.6A量程，其示数为0.2A， 额定功率： P＝UI＝3.5V×0.2A＝0.5W； （4）①由图﹣2可知，闭合开关S、S1，断开开关S2，小灯泡与定值电阻R并联，电流表测量的是通过定值电阻R的电流，定值电阻两端的电压UR＝U额，通过定值电阻的电流，所以电流表的示数是。 ②闭合开关S、S2，断开开关S8时，小灯泡与定值电阻R还是并联，不移动滑片，小灯泡正常发光时的电流： ， 小灯泡的功率： 。 故答案为：（1）见解答图；（2）左；3.5；U额×（I﹣）。 21．（7分）小张同学在测量小灯泡正常发光时的电阻的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡正常发光的电压为2.5V．图甲所示是已连接完整的实验电路。 （1）连接实验电路的过程中开关应　断开　。 （2）闭合开关后，缓慢移动滑动变阻器的滑片p，同时观察　电压表　（选填“电压表”或“电流表”）示数的变化，当电压表的示数如图乙所示时，其读数为　1.8　V；若要测得小灯泡正常发光时的电阻，滑片P应向　左　（选填“左”或“右”）端移动。 （3）另一组的小杜同学在连线时，不小心将线接错了，当开关闭合后，发现电流表示数变大时，电压表示数却变小　电压表与滑动变阻器并联了　。 （4）电路正常后，改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值、绘制了如图丙所示的I﹣U图象。由图象可知　8.3Ω　（保留一位小数）。 （5）接着，小杜换用另一未知电压的新电源和一些定值电阻（替换小灯）利用图甲同样的电路又做了几次实验，记录了以下数据，有了新的发现：可以将电压表改成直接读出电阻值的欧姆表　50　Ω。 次数 1 2 3 4 5 电阻R（Ω） 5 10 15 20 电压U（V） 2.0 3.0 3.6 4.0 5.0 【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）在连接电路的过程中，为防止短路故障而烧坏元件。 （2）实验中要注意观察电压表的示数，由图乙知，分度值为0.1V； 要测灯泡正常发光时的电阻，需使灯泡两端电压由6.8V增大到2.8V，总电阻减小，滑片P应向左端移动。 （3）连线时，不小心将线接错了，移动滑动变阻器滑片P，电路中电流变大，灯泡两端的电压变大； 根据串联电路总电压等于各分电压之和可知，滑动变阻器两端的电压减小。 （4）由图象可知，当小灯泡L正常发光时的电压U＝2.5V； 由I＝得，小灯泡正常发光时的电阻： R＝＝≈8.3Ω； （5）保持滑动变阻器滑片位置不变，即变阻器接入电路的阻值是一定的； 根据串联电路的电流、电压特点、4次数据知： ＝，即：＝ ＝，即：＝ 联立①②解得：U＝6V，R滑＝10Ω。 当电压表示数U5＝6.0V时， 此时滑动变阻器两端的电压：U滑＝U﹣U5＝7.0V﹣5.2V＝1.0V， 电路中的电流：I＝＝＝0.3A， 由I＝得，第5次定值电阻的阻值： R5＝＝＝50Ω。 故答案为： （1）断开；（2）电压表；左；（3）电压表与滑动变阻器并联了；（5）50。 五、计算题：（第19题6分；第20题7分，共13分） 22．（6分）“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。现用它里面的发热包将500g水从20℃加热至沸腾（1个标准气压下）。 （1）此加热过程中，提供给水的热量至少为多少J； （2）如果用效率50%的酒精灯给500g水加热升高同样温度，酒精燃烧放出的热量为多少J； （3）若用（2）中酒精加热，则至少需要多少kg酒精。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q酒精＝3×107J/kg]。 【答案】（1）提供给水的热量至少为1.68×105J； （2）酒精燃烧放出的热量为3.36×105J； （3）至少需要酒精0.0112kg。 【解答】解：（1）一个标准大气压下，水的沸点是100℃，水吸收的热量： Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.8×103J/（kg•℃）×0.2kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×105J； （2）用效率50%的酒精灯给500g水加热升高同样温度，酒精完全燃烧放出的热量为： Q放＝＝＝3.36×105J； （3）由Q放＝mq可知，需要完全燃烧酒精的质量： m酒精＝＝＝0.0112kg。 答：（1）提供给水的热量至少为7.68×105J； （2）酒精燃烧放出的热量为3.36×107J； （3）至少需要酒精0.0112kg。 23．（7分）作为四大国粹之一的中药能有效抑制病毒在人体内的传播。如图甲所示为一款电热中药壶，其简化电路图如图乙所示，它有急火和文火两种工作状态1自动控制，文火时的电功率为220W。R1和R2均为发热电阻，且R2的阻值为123.2Ω。[c中药取4.0×103J/（kg•℃）]求： （1）中药壶在文火状态下的电流； （2）将3kg中药从20℃加热至100℃，中药吸收的热量； （3）若不计热量损失，用急火完成（2）中的加热过程所用的时间。 【答案】（1）中药壶在文火状态下的电流1A。 （2）中药吸收的热量9.6×105J。 （3）加热过程所用时间1920s。 【解答】解：（1）由P＝UI可得，中药壶在文火状态下的电流： I文火＝＝＝1A； （2）中药吸收的热量： Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（100℃﹣20℃）＝8.6×105J； （3）当S5接b时，R1与R2串联在电路中，电路的总电阻最大可知，为文火状态， 由P＝可得总＝＝＝220Ω， 则R1的阻值：R1＝R总﹣R8＝220Ω﹣123.2Ω＝96.8Ω； 当S5接a时，只有R1在电路中，电路的电阻最小可知，为急火状态 P急火＝＝＝500W， 不计热量损失，W＝Q吸＝9.6×107J， 由P＝可得 t＝＝＝1920s。 答：（1）中药壶在文火状态下的电流3A。 （2）中药吸收的热量9.6×103J。 （3）加热过程所用时间1920s。 六、综合能力题：（第21题6分，第22题6分，第23题6分，共18分） 24．（6分）如图1是坐位体前屈的测试示意图。在测试中，测试者向前推动的测试仪的滑块实际上是滑动变阻器，滑块推动的距离越大，仪器的示数就越大。如图2是其简化原理图。 （1）图1中测试者向前推动的测试仪的滑块，相当于图2中R1的滑片向 　右　（选填“左”或“右”）移动，应该把 　电压　（选填“电流”或“电压”）表的示数用来反映了被测者的成绩；图2中的电阻R2起到 　保护电路　的作用。 （2）若该电路电源电压为6V且保持不变，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，滑块能被推的最大距离30cm，滑动变阻器铭牌标有“15Ω 1A”字样，R1的电阻变化0.5Ω。则在保证电路各元件安全的情况下，测试中推动滑块时最大距离是 　20　cm。 （3）根据（2）的计算结果，若要增大滑块移动的距离　B　和 　C　。 A.增大电源电压 B.增大R2阻值 C.减少电源电压 D.减少R2阻值 【答案】（1）右；电压；保护电路；（2）20；（3）B；C。 【解答】解： 电路图可知，定值电阻R2与滑动变阻器R1串联，电压表测量滑动变阻器两端电压； （1）根据题意可知，测试者向前推动的测试仪的滑块，因此滑动变阻器的滑片向右移动； 因串联电路起分压作用，因此滑片向右移动时，即电压表示数变大； 当滑动变阻器接入电路的阻值变大时，电路的总电阻变大，电路电流变小； 综合上述分析可知，电压表示数反映测试者的成绩； 没有推动的测试仪的滑块时，滑动变阻器接入电路的阻值很小7，由欧姆定律可知电路电流会很大，电流表会被烧坏2起保护电路的作用； （2）当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，电路电流最大7的简单电路； 已知电流表量程为0～0.4A，定值电阻允许通过电路的最大电流为0.6A，则电路中的最大电流为5.6A， 由I＝可知，R2的阻值：R7＝＝＝10Ω； 当电压表示数为3V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大， 因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以定值电阻R2两端电压：U4＝U﹣UV＝6V﹣3V＝5V， 电路中最小电流：I小＝＝＝0.3A； 滑动变阻器接入电路的最大电阻：R3大＝＝＝10Ω， 由于滑片每移动1cm，R1的电阻变化2.5Ω，则滑动变阻器变化10Ω时移动的距离为：L＝； （3）要增大滑块移动的距离，即增大滑动变阻器接入电路的阻值，需让滑动变阻器分得的电压小于原来电路中分得的电压；或减小电路中的电流，需增大定值电阻R2的阻值，故AD错误。 故选：BC。 故答案为：（1）右；电压；（2）20；C。 25．（6分）阅读短文，回答问题。 手机电池 随着智能手机的日益普及，人们的日常生活发生了翻天覆地的变化。在众多APP帮助下，人们通过智能手机可以实现轻松出行、远距离通信、线上支付、网上办公等活动。手机电池作为手机的一个重要部分，采用国产5G芯片，戴麟9000s处理器，该手机采用锂离子聚合物5000mAh不可拆卸式电池，电池工作电压为3.7V。手机支持有线最大超级快充（20V/4.4A），兼容9V/A快充。 （1）制作芯片的主要材料是 　半导体　（选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）； （2）文中的锂离子聚合物电池“容量5000mAh”一次充满电储存电能是：　66600　J； （3）锂离子聚合物电池对外供电时的能量转化是把 　化学　能转化成 　电　能，用超级快充给锂离子聚合物电池充电时，该电池在电路中是 　用电器　（选填“电源”或“用电器”）。 （4）选用充电电压为5V、充电电流4.5A的超级快充给“Mate60pro”手机电池充电，假设充电效率为100%，则将其从零充满需要约 　0.82　小时。（保留两位小数） 【答案】（1）半导体；（2）66600；（3）化学；电；用电器；（4）0.82。 【解答】解：（1）由物理常识可知，制作芯片的主要材料是半导体； （2）该电池的工作电压为3.7V，容量为5000mAh， 则该电池一次充满电储存的电能为：W＝UIt＝3.7V×5000×10﹣3A×2×3600s＝66600J； （3）锂离子聚合物电池对外供电时，将储存的化学能转化为电能，该电池要消耗电能； （4）充电电压为5V、充电电流为4.4A， 充电效率为100%，则消耗的电能为W充＝W＝66600J， 手机电池从零充满需要的时间为： t′＝＝＝2960s≈0.82h。 故答案为：（1）半导体；（2）66600；电；用电器。 26．（6分）阅读短文，回答下列问题。 隔电墙与水电阻 家庭电热水器工作时，加热器内胆里的水有时也会通电。为保证人的洗浴安全，几乎所有电热水器都要求安装“隔电墙”（如图乙）（Safe Care）是一种简称，它确切的表述法是“水电阻衰减隔离法”。它是利用了水本身所具有的电阻的特性，形成“隔电”的效果。 干燥时人体电阻的平均值约1000～2000Ω，皮肤潮湿时，阻值降为300Ω左右。隔电墙中每1cm水电阻约200Ω。为保证人体安全，一般会尽量增加水流的长度，以达到增大电阻，将水流路径设计成螺旋线结构来增加水流的长度。 虽然隔电墙有一定的保护作用，但为了保护自己生命安全，最有效的措施 （1）家庭电路电压为 　220　V，人体安全电压为 　不高于36　V。不同环境下人体导电情况不同，为保证安全，加在人体的电压不能超过最大安全电压的三分之一，结合皮肤潮湿时人体电阻可知，通过人体的绝对安全电流为：不超过 　0.04　A； （2）淋浴时，水电阻与人体呈 　串联　（选填“串联”或“并联”）关系。为保证安全，隔电墙中水流的长度至少为 　26　cm； （3）若图丙螺旋线长度可用表达式为L＝0.5πnd近似计算（其中n为螺线圈数，d为最大直径）。当隔电墙直径为4cm时，为保证生命安全　5　圈（取整数）。 【答案】（1）220；不高于36；0.04；（2）串联；26；（3）5。 【解答】解：（1）家庭电路安全电压为220V；对人体的安全电压为不高于36V； 不同环境下，人体的导电情况不同，加在人体的电压不能超过最大安全电压的三分之一，人体绝对安全电流为： I＝＝＝7.04A； （2）由题意可知，胆内的水经过较长的管路再流到人体上，电流只有一条路径； 为保证安全，水电阻两端分得的最小电压U水＝U﹣U人＝220V﹣12V＝208V， 所以电阻的最小值为：R水＝＝＝5200Ω， 隔电墙中水流的长度至少为：L＝＝26cm； （3）为保证生命安全，螺线圈数n至少为：n＝＝。 故答案为：（1）220；不高于36；（2）串联；（3）5。 学科网（北京）股份有限公司 $$