精品解析：山东省青岛市市北区2024-2025学年九年级上学期期末考试物理试题

九年级物理质量调研 （考试时间：90分钟 满分：100分） 说明： 1．本试卷分第1卷和第II卷两部分共26题。第1卷为选择题，共15题，35分；第II卷为非选择题，共11题，65分。 2．所有题目均在答题卡上作答，在试卷上作答无效。 第I卷（共35分） 一、单项选择题（满分20分，共10题，每题2分。每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求） 1. 据物理学史记载，最先发现磁可以生电的科学家是（　　） A. 欧姆 B. 安培 C. 法拉第 D. 奥斯特 2. 中华文明源远流长，博大精深。古诗词是我国传统文化瑰宝，有的优美词句还与我们物理知识有着联系。下列词句与对应的物理知识叙述正确的是（　　） A. “清寒小雪前”，雪的温度很低，它的内能为零 B. “沙暖睡鸳鸯”，同样日照下，砂石的温度高，说明砂石的比热容大些 C. “花气袭人知骤暖”，温度越高，分子运动越剧烈 D. “大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过做功方式实现的 3. 关于物体内能、热量和温度，下列说法中正确的是（　　） A. 物体内能增加，一定是吸收了热量 B. 物体吸收热量，温度一定升高 C. 物体放出热量，内能减小、温度一定降低 D. 热量不可能自发地从温度低的物体向温度高的物体传递 4. 灯泡和串联接在电路中，比亮（不考虑灯丝电阻的变化），下列说法错误的是（　　） A. 灯泡的实际功率大于的实际功率 B. 通过的电流较大 C. 灯泡的电阻较大 D. 灯泡两端的电压比两端的电压大 5. 关于能量的转化和转移，下列说法中正确的是（　　） A. 电动汽车充电时，将化学能转化为电能 B. 煤炭燃烧时，将化学能转化为内能 C. 摩擦起电是把电能转化为机械能 D. 电风扇工作时将机械能转化为电能 6. 在如图所示电路中，电源的电压保持不变，为定值电阻。开关闭合后，将滑动变阻器的滑片向右移动时，下列说法正确的是（　　） A. 滑动变阻器接入电路的电阻变小 B. 电路的总电阻不变 C. 电流表示数变大 D. 电压表示数变小 7. 常用智能手机是通过指纹开关S1或密码开关S2来解锁的，若其中任一方式解锁失败后，锁定开关S3均会断开而暂停手机解锁功能，S3将在一段时间后自动闭合而恢复解锁功能．若用灯泡L发光模拟手机解锁成功，则符合要求的模拟电路是 A. B. C. D. 8. 某同学利用图甲所示电路测量标有“2.5V”字样的小灯泡电阻。关于该实验，下列说法错误的是（　　） A. 该实验的原理是 B. 若灯泡正常工作时测得的电流如图乙所示，则此时电阻约为 C. 闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最右端 D. 可以多次实验求平均值减小误差 9. 我国自行研制的第三艘航空母舰福建号采用了最先进的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车处于强磁场中，当弹射车内的导体有强电流通过时，弹射车就给舰载机提供强大的推力而快速起飞。下列各图能正确反映电磁弹射器工作原理的是（　　） A. B. C. D. 10. 一度电能使“220V 20W”的灯泡正常工作的时间是（　　） A. 50h B. C. 180s D. 0.0045h 二、多项选择题（满分15分，共5题。每题给出的四个选项中，有23̃个选项符合题目要求，全选对得3分，漏选得1分，错选或不选得0分） 11. 下列说法错误的是（　　） A. 构成物体的所有分子热运动的动能的总和，叫做物体的内能 B. 电功率是表示消耗电能快慢的物理量 C. 通电导体在磁场的受力方向与磁场方向和导体运动方向有关 D. 电流做功的实质是将其他形式的能转化为电能 12. 在试管内装适量的水，用瓶塞塞住瓶口，用酒精灯加热一段时间后，瓶塞被推出，同时瓶口出现“白气”，如图甲所示。下列说法错误的是（　　） A. 用酒精灯加热是通过做功的方式改变瓶内气体的内能 B. 酒精灯燃烧越充分，酒精的热值越大 C. 瓶塞被推出时，瓶内空气温度降低，内能减少 D. 瓶塞被推出的过程与图乙汽油机所示冲程的能量转化相同 13. 如图所示电路，下列说法正确的是（　　） A. 只闭合开关，灯和串联 B. 只闭合开关和，灯和并联 C. 只闭合开关和，电流表测灯和的总电流 D. 只闭合开关和，只有灯亮 14. 两个定值电阻的图象如图所示，下列分析正确的是（　　） A. 当两电阻两端电压为时，通过的电流为，其阻值都为 B. 甲在电路中对电流的阻碍作用比乙在电路中对电流的阻碍作用小 C. 将两电阻并联接在的电源两端时，电路总电阻为 D. 当乙电阻两端电压为时，其内产生的热量为 15. 车辆出入自动控制闸的电路如图所示，栏杆AB可绕O点转动。当车牌被识别系统识别后，开关S闭合。下列说法错误的是（　　） A. 闭合开关后，铁柱向下运动，栏杆被抬起 B. 闭合开关后，电磁铁的上端为S极 C. 若将滑片P向下移动，闭合开关后，灯泡变亮，栏杆更易抬起 D. B端挂的铁柱可以用上端是N极、下端是S极的条形磁体代替 第II卷（共65分） 三、实验探究题（满分49分，共6题） 16. 探究物质的吸热能力如图1所示，两个烧杯中盛有质量相同的水和煤油，用同样的酒精灯加热。 （1）小明用酒精灯给水和煤油加热，在相同的时间内，发现_____升高的温度大；小红用酒精灯给水和煤油加热，升高相同的温度时，发现_____加热的时间长；这表明质量相等的不同物质升高相同温度时，吸收的热量一般是不同的，由此引入_____这个物理量。 （2）实验中，通过_____来反映物体吸热多少，使用的研究方法是_____法。 （3）根据实验数据画出的温度随加热时间变图象如图2所示，则图线_____表示水的变化情况。 （4）家里的暖气片用水做热源是因为水的比热容_____，相同质量的水和其他液体相比，降低相同温度时水放出的热量_____。 17. 探究电流和电压的关系如图甲所示，电源电压保持不变，为定值电阻。 （1）请用笔画线代替导线，在图甲中将实验电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数变大），并画出对应的电路图________； （2）闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于_____（选填“A”或“B”或“D”）处，实验中滑动变阻器除了保护电路外，还起到了_____的作用； （3）连接电路后，闭合开关，电流表指针位置如图乙所示，出现这种现象的原因是_____； （4）排除故障后，通过实验测得多组实验，数据如下表： U/V 1.5 2.0 2.5 I/A 0.3 0.4 0.5 则实验结论是：当电阻一定时，_____与_____成_____比； （5）小红想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系，你认为她的实验方案可行吗？_____（选填“可行”或“不可行”），你的理由是_____。 18. 探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”如图所示，甲、乙、丙三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量空气。 （1）要探究电热与电阻的关系，应选用_____两个装置，并将它们_____（选填“串联”或“并联”）接到电路中进行实验。通电一段时间后发现电阻大的装置中形管液面高度差变化大，说明其产生的热量_____，由此得出结论：在通电时间和_____相同时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量_____。 （2）将乙、丙两个装置串联接到电路中进行实验，可探究电热与_____的关系。实验中发现通电时间相同时，_____装置形管中液面高度差的变化大。 （3）实验中通过观察形管中液面高度差的变化反映电流通过导体产生热量的多少，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列实例采用研究方法与此相同的是_____。 A. 探究电流与电压、电阻的关系 B. 用吸引铁钉数量判断电磁铁磁性强弱 C. 研究磁场时，引入“磁感线” 19. 探究电生磁如图甲所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并于小磁针平行放置。 （1）闭合开关后，发现小磁针偏转，说明_____；若此时将小磁针移走，上述结论是否还成立？_____（选填“成立”或“不成立”）。 （2）对调电源正负极后，闭合开关，小磁针极的偏转方向与原来_____（选填“相同”或“相反”）。 （3）请根据图乙中电流方向判断电磁铁的、极和小磁针的、极_____。 （4）如图丙所示是一种水位报警装置的原理图，当水位到达金属块时，左侧电路接通，电磁铁有_____，吸引_____，_____灯亮。 20. 探究磁生电 （1）如图甲所示装置，如果开关处于_____（选填“闭合”或“断开”）状态，无论导体棒在磁场中怎样运动，灵敏电流表均不偏转。 （2）电路闭合后，下列操作能使灵敏电流表指针发生偏转的是_____。 A. 磁体不动，导体棒上下运动 B. 磁体不动，导体棒前后运动 C. 导体棒不动，磁体左右运动 （3）实际应用：如图乙所示是一种常用的动圈式话筒，当人对着话简说话时，发出的声波使金属膜片振动，连接在膜片上的线圈随着一起在磁场中做_____运动，从而产生感应电流，这是_____现象，在这一过程中的能量转化是_____能转化为_____能。 （4）如果把装置中的灵敏电流表换成_____，可继续探究磁场对通电导体的作用。 21. 从生活走进物理如图所示为小明家的部分电路。 （1）此时电能表读数为_____。 （2）小明家里的开关可以同时控制灯泡和，请用笔画线代替导线，将图中两盏灯泡、开关和插座接入电路________。 （3）小明爸爸在家安装插座时，为辨别火线和零线，用试电笔分别接触两根导线，若氖管发光，说明此时接触的是_____线。 （4）小明妈妈做饭时，空气开关跳闸，造成这种现象的原因可能是_____或_____。 （5）排除故障后，小明发现电饭煲的铭牌模糊不清，为确定其额定功率，小明关闭家里其它用电器，只让电饭煲正常工作3min，电能表的转盘转了30转，该电饭煲的额定功率为_____。 四、计算题（满分12分，共2题） 22. 如图所示为一款电保温杯垫，工作时能使杯内水温保持在，功率为。把质量为、初温为的水倒入杯中，后升高到。求这段时间内： （1）水吸收的热量； （2）杯垫消耗的电能； （3）杯垫给水加热的效率。 23. 如图所示，电源电压U=6V，小灯泡标有“4V 1.6W”字样，定值电阻R2=20Ω，滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～3V，电源电压和小灯泡的阻值R均保持不变。 （1）求小灯泡的阻值R1； （2）只闭合开关S2，求电压表的示数； （3）将滑动变阻器滑片滑到最左端，闭合所有开关，此时电流表示数为0.5A，求滑动变阻器R3的最大阻值； （4）只闭合开关S3，在电路安全的情况下，求小灯泡电功率的变化范围。 五、科普阅读题（满分4分） 24. 阅读材料，回答问题。 新能源电动汽车充电系统 新能源电动汽车充电桩是新能源汽车应用中的核心部件，一直存在的散热问题有待解决，在新能源电动汽车充电桩材料应用领域中，导热绝缘片等新型材料起到充电桩框架中电源模块等组件的绝缘与散热作用．充电桩给一部电动车充满电大致要多久呢？新能源电动汽车充电时间等于电池储能量与充电平均功率之比，锂电池是新能源电动汽车使用最多的动力电池之一，目前，锂电池充电的常见过程可分为三个阶段：涓流充电（低压预充）、恒流充电和恒压充电。锂电池充电时，如果电池电量很低（反映为电压较低），那么必须用小电流开始充电。如果电压升高到一定程度，则开始大电流充电，也就是恒流充电。随着充电的进行，电池电压升高速度加快，当电池电压达到最终调整电压时，则要开始转入恒压充电，此时充电电流逐渐减小。当电流减小到一定程度，则完成整个充电。 （1）新能源电动汽车充电桩的材料要考虑_____性和_____性； （2）某电动汽车电池最大储能量为，若燃油车与电动汽车用来做有用功的能量相同，则燃油车最多需要燃烧_____的燃油；（已知电动汽车的效率为92%，燃油车的效率为30%，） （3）图甲是充电电流随充电时间变化图像（图像已做近似处理），请在图乙中画出充电电压随充电时间的变化图像_________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 九年级物理质量调研 （考试时间：90分钟 满分：100分） 说明： 1．本试卷分第1卷和第II卷两部分共26题。第1卷为选择题，共15题，35分；第II卷为非选择题，共11题，65分。 2．所有题目均在答题卡上作答，在试卷上作答无效。 第I卷（共35分） 一、单项选择题（满分20分，共10题，每题2分。每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求） 1. 据物理学史记载，最先发现磁可以生电的科学家是（　　） A. 欧姆 B. 安培 C. 法拉第 D. 奥斯特 【答案】C 【解析】 【详解】A．欧姆发现了电流、电压和电阻之间的关系，即欧姆定律，故A不符合题意； B．安培发现了通电螺线管周围的磁场方向和电流的方向的方向，总结了安培定则，故B不符合题意； C．法拉第首先发现了电磁感应现象，即最先发现磁可以生电，故C符合题意； D．奥斯特首先发现通电导线周围存在磁场，故D不符合题意。 故选C。 2. 中华文明源远流长，博大精深。古诗词是我国传统文化瑰宝，有的优美词句还与我们物理知识有着联系。下列词句与对应的物理知识叙述正确的是（　　） A. “清寒小雪前”，雪的温度很低，它的内能为零 B. “沙暖睡鸳鸯”，同样日照下，砂石的温度高，说明砂石的比热容大些 C. “花气袭人知骤暖”，温度越高，分子运动越剧烈 D. “大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过做功方式实现的 【答案】C 【解析】 【详解】A．一切物体在任何温度下都有内能，雪的温度虽然很低，但是仍然具有内能，故A错误； B．相同质量和水和砂石相比，吸收相同的热量，由于水的比热容较大，所以水温升高幅度较小，因此水温较低；而沙石比热容小于水，所以砂石升温幅度较大，因此砂石温度较高，导致“沙暖睡鸳鸯”，故B错误； C．分子热运动与温度有关，“花气袭人知骤暖”，说明温度越高，分子运动越剧烈，故C正确； D．大地吸收热量，内能增加，通过热传递的方式实现的，故D错误。 故选C。 3. 关于物体内能、热量和温度，下列说法中正确的是（　　） A. 物体内能增加，一定是吸收了热量 B. 物体吸收热量，温度一定升高 C. 物体放出热量，内能减小、温度一定降低 D. 热量不可能自发地从温度低的物体向温度高的物体传递 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体内能增加，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故A错误； B．物体吸收热量，温度不一定升高，如晶体熔化时，吸收热量，温度不变，故B错误； C．物体放出热量，内能减小，温度不一定降低，如晶体凝固时，放出热量，温度不变，故C错误； D．热量只能自发地从温度高的物体向温度低的物体传递，故D正确。 故选D。 4. 灯泡和串联接在电路中，比亮（不考虑灯丝电阻的变化），下列说法错误的是（　　） A. 灯泡的实际功率大于的实际功率 B. 通过的电流较大 C. 灯泡的电阻较大 D. 灯泡两端的电压比两端的电压大 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．比亮，灯泡的实际功率大于的实际功率，串联电路中各处的电流都相等，根据P=I2R可知的电阻大，故AC正确，不符合题意，B错误，符合题意； D．根据U=IR知，因的电阻大，通过两灯的电流相等，故灯泡两端的电压比两端的电压大，故D正确，不符合题意。 故选B。 5. 关于能量的转化和转移，下列说法中正确的是（　　） A. 电动汽车充电时，将化学能转化为电能 B. 煤炭燃烧时，将化学能转化为内能 C. 摩擦起电是把电能转化为机械能 D. 电风扇工作时将机械能转化为电能 【答案】B 【解析】 【详解】A．电动汽车充电时，将电能转化为化学能，故A错误； B．煤炭燃烧时，消耗化学能，将化学能转化为内能，故B正确； C．摩擦起电是把机械能转化为电能，故C错误； D．电风扇工作时是将电能转化为机械能，故D错误。 故选B。 6. 在如图所示电路中，电源的电压保持不变，为定值电阻。开关闭合后，将滑动变阻器的滑片向右移动时，下列说法正确的是（　　） A. 滑动变阻器接入电路的电阻变小 B. 电路的总电阻不变 C. 电流表示数变大 D. 电压表示数变小 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．分析电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表串联定值电阻两端电压，电流表串联串联电路中电流，当滑动变阻器的滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，则电路中的总电阻变大，则电路中的电流变小，则电流表示数变小，故ABC错误； D．由于滑动变阻器接入电路的电阻变大，由串联分压特点可知，滑动变阻器两端电压变大，则定值电阻两端电压变小，则电压表示数变小，故D正确。 故选D。 7. 常用智能手机是通过指纹开关S1或密码开关S2来解锁的，若其中任一方式解锁失败后，锁定开关S3均会断开而暂停手机解锁功能，S3将在一段时间后自动闭合而恢复解锁功能．若用灯泡L发光模拟手机解锁成功，则符合要求的模拟电路是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由题意知开关S1或开关S2均可接通电路，所以S1、S2并联，开关S3断开手机解锁功能暂停，说明S3位于电路干路．故C项符合题意； 8. 某同学利用图甲所示电路测量标有“2.5V”字样的小灯泡电阻。关于该实验，下列说法错误的是（　　） A. 该实验的原理是 B. 若灯泡正常工作时测得的电流如图乙所示，则此时电阻约为 C. 闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最右端 D. 可以多次实验求平均值减小误差 【答案】D 【解析】 【详解】A．测量小灯泡的电阻，需要测灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流，由欧姆定律的变形公式求出小灯泡的电阻，故该实验的原理是，故A正确，不符合题意； B．由乙图可知，电流表选择小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则此时灯泡的电阻为 故B正确，不符合题意； C．为了保护电路，闭合开关前滑动变阻器滑片应移至阻值最大的一端，即最右端，故C正确，不符合题意； D．灯泡的电阻与温度有关，是变化的，求平均值无意义，故D错误，符合题意。 故选D。 9. 我国自行研制的第三艘航空母舰福建号采用了最先进的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车处于强磁场中，当弹射车内的导体有强电流通过时，弹射车就给舰载机提供强大的推力而快速起飞。下列各图能正确反映电磁弹射器工作原理的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】依题意电磁弹射器的弹射车处于强磁场中，当弹射车内的导体有强电流通过时，弹射车就给舰载机提供强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力运动，与电动机原理相同。 A．图A是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故A不符合题意； B．图B是探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，故B不符合题意； C．图C有电源，通电导体在磁场中受力运动，是电动机原理，故C符合题意； D．图D没有电源，是探究电磁感应现象的实验，故D不符合题意。 故选C。 10. 一度电能使“220V 20W”的灯泡正常工作的时间是（　　） A. 50h B. C. 180s D. 0.0045h 【答案】A 【解析】 【详解】节能灯正常工作时的功率 P=20W=0.02kW 消耗的电能 W=1度=1kW⋅h 则消耗1度电，灯泡的工作时间 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 二、多项选择题（满分15分，共5题。每题给出的四个选项中，有23̃个选项符合题目要求，全选对得3分，漏选得1分，错选或不选得0分） 11. 下列说法错误的是（　　） A. 构成物体的所有分子热运动的动能的总和，叫做物体的内能 B. 电功率是表示消耗电能快慢的物理量 C. 通电导体在磁场的受力方向与磁场方向和导体运动方向有关 D. 电流做功的实质是将其他形式的能转化为电能 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能，故A错误，符合题意； B．电功率是表示做功快慢即消耗电能快慢的物理量，故B正确，不符合题意； C．通电导体在磁场中会受力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向有关，故C错误，符合题意； D．电流做功的实质是将电能转化为其他形式的能，故D错误，符合题意。 故选ACD。 12. 在试管内装适量的水，用瓶塞塞住瓶口，用酒精灯加热一段时间后，瓶塞被推出，同时瓶口出现“白气”，如图甲所示。下列说法错误的是（　　） A. 用酒精灯加热是通过做功的方式改变瓶内气体的内能 B. 酒精灯燃烧越充分，酒精的热值越大 C. 瓶塞被推出时，瓶内空气温度降低，内能减少 D. 瓶塞被推出的过程与图乙汽油机所示冲程的能量转化相同 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．用酒精灯加热时，酒精灯放出热量，试管内物质吸收热量，所以是通过热传递的方式改试管内气体的内能，故A错误，符合题意； B．由于热值是燃料的性质，与是否完全燃烧无关，所以酒精的热值不变，故B错误，符合题意； C．瓶塞被推出时，瓶内气体对瓶塞做功，将内能转化为机械能，瓶内气体温度降低，内能减少，故C正确，不符合题意； D．瓶塞被推出的过程，是瓶内气体对瓶塞做功的过程，将内能转化为机械能；图乙中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是汽油机的压缩冲程，将机械能转化为内能，所以瓶塞被推出的过程与图乙汽油机所示冲程的能量转化不相同，故D错误，符合题意。 故选ABD。 13. 如图所示电路，下列说法正确的是（　　） A. 只闭合开关，灯和串联 B. 只闭合开关和，灯和并联 C. 只闭合开关和，电流表测灯和的总电流 D. 只闭合开关和，只有灯亮 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．只闭合开关S2，电流依次经过灯L1和L2，则L1和 L2串联，电流表测量的是串联电路的电流，故A正确； B．只闭合开关S1和S2时，因电流表相当于导线，会造成电源短路，烧坏电源和电流表，故B错误； C．只闭合开关S1和S3时，电流分别流入灯泡L1和L2，故两灯泡并联，电流表在干路上，测L1、L2的电流之和，故C正确； D．只闭合开关S2和S3时，灯L1短路，只有灯L2亮，故D正确。 故选ACD。 14. 两个定值电阻的图象如图所示，下列分析正确的是（　　） A. 当两电阻两端电压为时，通过的电流为，其阻值都为 B. 甲在电路中对电流的阻碍作用比乙在电路中对电流的阻碍作用小 C. 将两电阻并联接在的电源两端时，电路总电阻为 D. 当乙电阻两端电压为时，其内产生的热量为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．导体的电阻是导体本身的一种性质，与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，跟导体两端的电压和通过导体的电流无关，所以当两电阻两端电压为0V 时，通过的电流为0A，其阻值不为0，故A错误； B．导体对电流是有阻碍作用的，同等情况下，对电流的阻碍作用越小，通过的电流越大；由图像可知， 甲、乙两端的电压相等时，通过甲的电流比通过乙的电流大，说明甲对电流的阻碍作用小，乙对电流的阻碍作用大，故B正确； C．将甲和乙并联，若电源电压为2V，根据并联电路的电压特点可知两电阻两端的电压为2V，由图像可知，I甲=0.4A，I乙=0.2A，由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，干路电流 I= I甲+ I乙=0.4A+0.2A=0.6A 电路总电阻为 故C错误； D．乙的电阻为 当乙电阻两端电压为2.5V时，其20s内产生的热量为 故D正确。 故选BD。 15. 车辆出入自动控制闸的电路如图所示，栏杆AB可绕O点转动。当车牌被识别系统识别后，开关S闭合。下列说法错误的是（　　） A. 闭合开关后，铁柱向下运动，栏杆被抬起 B. 闭合开关后，电磁铁的上端为S极 C. 若将滑片P向下移动，闭合开关后，灯泡变亮，栏杆更易抬起 D. B端挂的铁柱可以用上端是N极、下端是S极的条形磁体代替 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．由图知，电流从电磁铁的下端流入，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极，吸引铁柱向下运动，栏杆被抬起，故AB正确，不符合题意； C．滑动变阻器的滑片向下移动，变阻器连入电路的电阻变大，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路的电流变小，灯泡变暗，电磁铁的磁性减弱，栏杆更不容易抬起，故C错误，符合题意； D．由B选项可知，电磁铁的上端为S极，如果B端挂的铁柱用上端是N极、下端是S极的条形磁体代替，则开关S闭合时，电磁铁上端和条形磁体下端磁极相同，互相排斥，栏杆不会抬起，故D错误，符合题意。 故选CD。 第II卷（共65分） 三、实验探究题（满分49分，共6题） 16. 探究物质的吸热能力如图1所示，两个烧杯中盛有质量相同的水和煤油，用同样的酒精灯加热。 （1）小明用酒精灯给水和煤油加热，在相同的时间内，发现_____升高的温度大；小红用酒精灯给水和煤油加热，升高相同的温度时，发现_____加热的时间长；这表明质量相等的不同物质升高相同温度时，吸收的热量一般是不同的，由此引入_____这个物理量。 （2）实验中，通过_____来反映物体吸热多少，使用的研究方法是_____法。 （3）根据实验数据画出的温度随加热时间变图象如图2所示，则图线_____表示水的变化情况。 （4）家里的暖气片用水做热源是因为水的比热容_____，相同质量的水和其他液体相比，降低相同温度时水放出的热量_____。 【答案】（1） ①. 煤油 ②. 水 ③. 比热容 （2） ①. 加热时间 ②. 转换 （3）b （4） ①. 大 ②. 多 【解析】 【小问1详解】 [1][2][3]分析实验现象会发现，质量相同的水和煤油，用同样的酒精灯加热，在相同的时间内，煤油升高的温度大；升高相同的温度时，水加热的时间长，这表明质量相等的不同物质升高相同温度时，吸收的热量一般是不同的，由此引入比热容这个物理量。 【小问2详解】 [1][2]实验中，用相同的酒精灯加热，在相同时间内水和煤油吸收的热量相同，所以实验中通过加热时间来反映物质吸热多少，运用了转换法。 【小问3详解】 由图可知，质量相同的a、b升高相同的温度，b的加热时间长，则b吸收的热量多，b的比热容大，所以b为 水。 【小问4详解】 [1][2]水的比热容大，相同质量的水和其他液体相比，降低相同温度时水放出的热量多。 17. 探究电流和电压的关系如图甲所示，电源电压保持不变，为定值电阻。 （1）请用笔画线代替导线，在图甲中将实验电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数变大），并画出对应的电路图________； （2）闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于_____（选填“A”或“B”或“D”）处，实验中滑动变阻器除了保护电路外，还起到了_____的作用； （3）连接电路后，闭合开关，电流表指针位置如图乙所示，出现这种现象的原因是_____； （4）排除故障后，通过实验测得多组实验，数据如下表： U/V 1.5 2.0 2.5 I/A 0.3 0.4 0.5 则实验结论是：当电阻一定时，_____与_____成_____比； （5）小红想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系，你认为她的实验方案可行吗？_____（选填“可行”或“不可行”），你的理由是_____。 【答案】（1） （2） ①. A ②. 改变电阻电压 （3）电流表正负接线柱接反了 （4） ①. 通过导体的电流 ②. 导体两端的电压 ③. 正 （5） ①. 不可行 ②. 灯的电阻随温度的变化而变化 【解析】 【小问1详解】 要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数变大，可知变阻器连入电路的电阻变小，故变阻器右下接线柱连入电路中与电阻串联，如下所示： 【小问2详解】 [1]闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，即 A处。 [2]探究电流和电压的关系，为得出普遍性的规律要多次测量，故实验中滑动变阻器除了保护电路外，还起到了改变电阻两端的电压的作用。 【小问3详解】 连接电路后，闭合开关，电流表指针位置如图乙所示，即指针反向偏转，出现这种现象的原因是电流表正负接线柱接反了。 【小问4详解】 [1][2][3]根据表中数据可知，电压与对应的电流之比 即电压与电流之比为一定值，则实验结论是：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 【小问5详解】 [1][2]探究电流与电压的关系时，要控制电阻大小不变，小红想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系，她的实验方案不可行，理由是灯的电阻随温度的变化而变化。 18. 探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”如图所示，甲、乙、丙三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量空气。 （1）要探究电热与电阻的关系，应选用_____两个装置，并将它们_____（选填“串联”或“并联”）接到电路中进行实验。通电一段时间后发现电阻大的装置中形管液面高度差变化大，说明其产生的热量_____，由此得出结论：在通电时间和_____相同时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量_____。 （2）将乙、丙两个装置串联接到电路中进行实验，可探究电热与_____的关系。实验中发现通电时间相同时，_____装置形管中液面高度差的变化大。 （3）实验中通过观察形管中液面高度差的变化反映电流通过导体产生热量的多少，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列实例采用研究方法与此相同的是_____。 A. 探究电流与电压、电阻的关系 B. 用吸引铁钉数量判断电磁铁磁性强弱 C. 研究磁场时，引入“磁感线” 【答案】（1） ①. 甲、乙 ②. 串联 ③. 多 ④. 电流 ⑤. 多 （2） ①. 电流 ②. 乙 （3）B 【解析】 【小问1详解】 [1][2]电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变。要探究电热与电阻的关系，要控制电流和通电时间相同，只改变电阻大小，因串联电路各处的电流相等，故应选用甲、乙两个装置，并将它们串联接到电路中进行实验。 [3][4]电流通过导体产生热量的多少不易直接观察，透明容器中密封着等量的空气，电阻丝产生热量越多，气体膨胀程度越大，故可通过U形管液面的高度差来反映电阻丝产生的热量多少，采用了转换法，通电一段时间后发现电阻大的装置中形管液面高度差变化大，说明其产生的热量多，由此得出结论：在通电时间和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量多。 【小问2详解】 [1]将乙、丙两个装置串联接到电路中进行实验，丙装置中两电阻并联后再与乙装置中的电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过乙容器中电阻的电流大于通过丙中容器中电阻的电流，而通电时间相同，故可以研究电流产生的热量与电流的关系。 [2]根据Q=I2Rt，实验中发现通电时间相同时（乙、丙中电阻丝阻值大小相同），因通过乙中电阻丝的电流大，产生热量多，故乙装置形管中液面高度差的变化大。 【小问3详解】 实验中通过观察形管中液面高度差的变化反映电流通过导体产生热量的多少，采用了转换法。 A．探究电流与电压、电阻的关系时，采用了控制变量法，故A不符合题意； B．用吸引铁钉数量判断电磁铁磁性强弱，采用了转换法，故B符合题意； C．研究磁场时，引入“磁感线”采用了模型法，故C不符合题意。 故选B。 19. 探究电生磁如图甲所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并于小磁针平行放置。 （1）闭合开关后，发现小磁针偏转，说明_____；若此时将小磁针移走，上述结论是否还成立？_____（选填“成立”或“不成立”）。 （2）对调电源正负极后，闭合开关，小磁针极的偏转方向与原来_____（选填“相同”或“相反”）。 （3）请根据图乙中电流方向判断电磁铁的、极和小磁针的、极_____。 （4）如图丙所示是一种水位报警装置的原理图，当水位到达金属块时，左侧电路接通，电磁铁有_____，吸引_____，_____灯亮。 【答案】（1） ①. 通电导线周围存在磁场 ②. 成立 （2）相反 （3） （4） ①. 磁性 ②. 衔铁 ③. 红 【解析】 【小问1详解】 [1][2]实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，这是著名的奥斯特实验。若接通电路后移去小磁针，上述结论仍然成立。 【小问2详解】 对调电源正负极后，闭合开关，电流方向相反，磁场方向相反，小磁针极的偏转方向与原来相反。 【小问3详解】 由图可知，电磁铁正面电流方向是从左向右，由安培定则可知，电磁铁上端为N极，下端为S极；根据同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，则可判断出小磁针的左端为S极，右端为N极，如图所示： 【小问4详解】 [1][2][3]当水位达到金属块A时，控制电路接通，电路中有了电流，电磁铁有磁性，向下吸引衔铁，使动触点与绿灯所在电路的静触点分开，绿灯灭。与红灯所在电路的静触点接通，导致了红灯所在的电路接通，红灯亮。 20. 探究磁生电 （1）如图甲所示装置，如果开关处于_____（选填“闭合”或“断开”）状态，无论导体棒在磁场中怎样运动，灵敏电流表均不偏转。 （2）电路闭合后，下列操作能使灵敏电流表指针发生偏转的是_____。 A. 磁体不动，导体棒上下运动 B. 磁体不动，导体棒前后运动 C. 导体棒不动，磁体左右运动 （3）实际应用：如图乙所示是一种常用的动圈式话筒，当人对着话简说话时，发出的声波使金属膜片振动，连接在膜片上的线圈随着一起在磁场中做_____运动，从而产生感应电流，这是_____现象，在这一过程中的能量转化是_____能转化为_____能。 （4）如果把装置中的灵敏电流表换成_____，可继续探究磁场对通电导体的作用。 【答案】（1）断开 （2）C （3） ①. 切割磁感线 ②. 电磁感应 ③. 机械 ④. 电 （4）电源 【解析】 【小问1详解】 如果开关处于断开状态，无论磁体怎样放置、导体棒怎样运动，电路中都不会产生感应电流，灵敏电流计指针均不偏转，由此可知，闭合电路是产生感应电流的必要条件。 【小问2详解】 AB．磁体不动，导体棒上下运动或前后运动，导体棒没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，灵敏电流计指针不发生偏转，故AB错误； C．导体棒不动，磁体水平左右运动，导体棒做切割磁感线运动，会产生感应电流，灵敏电流计指针发生偏 转，故C正确。 故选C。 【小问3详解】 [1][2][3][4]当人对着话筒说话时，发出的声波使金属膜片振动，连接在膜片上的线圈随着一起在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，这是电磁感应现象，该现象中，机械能转化为电能。 【小问4详解】 如果将灵敏电流计换成电源，电路有电流，有磁体，可以探究通电导体在磁场中受力情况。 21. 从生活走进物理如图所示为小明家的部分电路。 （1）此时电能表读数为_____。 （2）小明家里的开关可以同时控制灯泡和，请用笔画线代替导线，将图中两盏灯泡、开关和插座接入电路________。 （3）小明爸爸在家安装插座时，为辨别火线和零线，用试电笔分别接触两根导线，若氖管发光，说明此时接触的是_____线。 （4）小明妈妈做饭时，空气开关跳闸，造成这种现象的原因可能是_____或_____。 （5）排除故障后，小明发现电饭煲的铭牌模糊不清，为确定其额定功率，小明关闭家里其它用电器，只让电饭煲正常工作3min，电能表的转盘转了30转，该电饭煲的额定功率为_____。 【答案】（1）123.4kW·h （2） （3）火 （4） ①. 短路 ②. 用电器的总功率过大 （5）1000W 【解析】 【小问1详解】 此表的单位是kW·h，最后一位是小数位，读数为123.4kW·h。 【小问2详解】 一个开关控制两个灯泡，两个灯泡并联，开关在干路中；三孔插座的接法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线，如下图所示： 【小问3详解】 使用测电笔时，笔尖接触被检测的导线，手接触笔尾的金属体，氖管发光时接触的是火线，氖管不发光时，接触的是零线。 【小问4详解】 [1][2]电路中电流过大会引起空气开关跳闸，电路中发生短路或用电器的总功率过大，都会使电流过大，引起空气开关跳闸。 【小问5详解】 由“600r/kW·h”知消耗1kW·h的电能，电能表转600转，电能表转了30转，消耗的电能 该电饭煲的额定功率为 四、计算题（满分12分，共2题） 22. 如图所示为一款电保温杯垫，工作时能使杯内水温保持在，功率为。把质量为、初温为的水倒入杯中，后升高到。求这段时间内： （1）水吸收的热量； （2）杯垫消耗的电能； （3）杯垫给水加热的效率。 【答案】（1）3.36×103J （2）4800J （3） 【解析】 【小问1详解】 水吸收的热量 Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(55℃﹣51℃)=3.36×103J 【小问2详解】 杯垫消耗的电能 W=Pt=16W×5×60s=4800J 【小问3详解】 杯垫给水加热的效率 23. 如图所示，电源电压U=6V，小灯泡标有“4V 1.6W”字样，定值电阻R2=20Ω，滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～3V，电源电压和小灯泡的阻值R均保持不变。 （1）求小灯泡的阻值R1； （2）只闭合开关S2，求电压表的示数； （3）将滑动变阻器滑片滑到最左端，闭合所有开关，此时电流表示数为0.5A，求滑动变阻器R3的最大阻值； （4）只闭合开关S3，在电路安全的情况下，求小灯泡电功率的变化范围。 【答案】（1）10Ω；（2）2V；（3）30Ω；（4）0.225W～0.9W 【解析】 【分析】 【详解】解：（1）小灯泡标有“4V 1.6W”，由可得,小灯泡的阻值 （2）只闭合开关S2时，灯泡R1与电阻R2串联，电压表测R1两端的电压，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，所以电路总电阻 此时通过电路的电流 所以R1两端的电压为 即电压表示数为2V。 （3）将滑动变阻器滑片滑到最左端，闭合所有开关，电阻R2与R3的最大阻值并联，电流表A测干路电流，此时电流表示数为0.5A，并联电路各并联支路两端电压相等，所以通过R2的电流 并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过滑动变阻器的电流 所以滑动变阻器的最大阻值为 （4）只闭合开关S3时，灯泡R1与滑动变阻器R3串联，电压表测R1两端的电压，当电压表的示数R1′=3V时，灯泡两端的电压最大，其实际功率最大 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，R1的功率最小，此时电路中的电流 则灯泡的最小功率 所以，小灯泡电功率的变化范围为0.225W～0.9W。 答：（1）小灯泡的阻值R1为10Ω； （2）只闭合开关S2，求电压表的示数为2V； （3）滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω； （4）只闭合开关S3，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围为0.225W～0.9W。 五、科普阅读题（满分4分） 24. 阅读材料，回答问题。 新能源电动汽车充电系统 新能源电动汽车充电桩是新能源汽车应用中的核心部件，一直存在的散热问题有待解决，在新能源电动汽车充电桩材料应用领域中，导热绝缘片等新型材料起到充电桩框架中电源模块等组件的绝缘与散热作用．充电桩给一部电动车充满电大致要多久呢？新能源电动汽车充电时间等于电池储能量与充电平均功率之比，锂电池是新能源电动汽车使用最多的动力电池之一，目前，锂电池充电的常见过程可分为三个阶段：涓流充电（低压预充）、恒流充电和恒压充电。锂电池充电时，如果电池电量很低（反映为电压较低），那么必须用小电流开始充电。如果电压升高到一定程度，则开始大电流充电，也就是恒流充电。随着充电的进行，电池电压升高速度加快，当电池电压达到最终调整电压时，则要开始转入恒压充电，此时充电电流逐渐减小。当电流减小到一定程度，则完成整个充电。 （1）新能源电动汽车充电桩的材料要考虑_____性和_____性； （2）某电动汽车电池最大储能量为，若燃油车与电动汽车用来做有用功的能量相同，则燃油车最多需要燃烧_____的燃油；（已知电动汽车的效率为92%，燃油车的效率为30%，） （3）图甲是充电电流随充电时间变化图像（图像已做近似处理），请在图乙中画出充电电压随充电时间的变化图像_________。 【答案】（1） ①. 绝缘（导电） ②. 散热（导热） （2）19.2 （3） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]电动汽车充电桩的材料不能导电、且阻燃，所以最好选用阻燃、绝缘性好的塑料，即考虑绝缘（导电）性；散热（导热）性。 【小问2详解】 电动机将电能转化成的机械 W机械能=ηW电能=92%×80kW·h=73.6kW·h=2.6496×108J 若燃油车与电动汽车用来做有用功的能量相同，即 W= W机械能=2.6496×108J 结合效率公式，燃烧的燃油的质量为 【小问3详解】 锂电池充电时，开始时用小电流开始充电，如果电压升高到一定程度，则开始大电流充电，随着充电的进行，电池电压升高速度加快，即t1-t2时间段电压上升比t0-t1时间段快，当电池电压达到最终调整电压时，则要开始转入恒压充电，即t2-t3时间段内电压不变，此时充电电流逐渐减小，当电流减小到一定程度，则完成整个充电，见下图： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $