山东省青岛市市南区2024-2025学年上学期九年级物理期末试卷

2024-2025学年山东省青岛市市南区九年级（上）期末物理试卷 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1个选项符合题目要求） 1．（2分）在原子中，带负电的粒子是（　　） A．质子 B．中子 C．电子 D．原子核 2．（2分）用比值法定义物理量是物理学中常用的方法。以下物理量不是用这种方法定义的是（　　） A．比热容 B．热值 C．电功 D．电功率 3．（2分）冬天用手去摸铁棍和木棍。觉得铁棍比木棍凉。这是因为（　　） A．铁棍比木棍的温度低 B．铁棍比木棍的热能少 C．铁棍比木棍的导热能力强 D．铁棍比木棍比热容大 4．（2分）下列关于内能的说法，正确的是（　　） A．内能的单位是J/kg B．低温物体的内能小于高温物体的内能 C．内能和电能不能相互转化 D．做功和热传递都可以改变物体的内能 5．（2分）下列关于分子热运动的说法，错误的是（　　） A．腌制鸭蛋时盐进入蛋中，说明分子不停地做无规则运动 B．两个杯子中分别盛有相同质量的冷水和热水，分别放入同样的糖块，经过相同时间热水更甜，说明扩散的快慢跟温度有关 C．将两个铅柱底面削平，然后紧紧压在一起，两个铅柱会结合起来，说明分子间存在引力 D．压缩铁块很困难，说明分子间只有斥力没有引力 6．（2分）手持小风扇的简化电路如图所示，下列说法正确的是（　　） A．开关和电动机是并联的 B．导线通常用半导体材料制成 C．电池的作用是为电动机提供电能 D．通电后电流从电池负极经电动机流向正极 7．（2分）如图所示实验，在试管中装水，用橡胶塞塞住管口，用酒精灯加热。下列分析错误的是（　　） A．酒精燃烧过程中，燃料的内能转化为化学能 B．酒精燃烧产生的热量传给水和水蒸气，是通过热传递方式实现的 C．塞子受到水蒸气的压力会冲出去，这是水蒸气对塞子做功 D．塞子被推出过程的能量转化与四冲程内燃机工作中做功冲程相同 8．（2分）下列实例分析错误的是（　　） A．家用电饭煲是利用电流热效应原理工作的 B．指南针能够指示南北方向，是利用地磁场工作的 C．电磁起重机能将钢铁吸起，是利用电流磁效应工作的 D．扬声器的工作原理与动圈式话筒的相同 9．（2分）如图所示电路，闭合开关S1、S2，小灯泡L1和L2均正常发光，电流表和电压表均有示数。下列关于电路分析正确的是（　　） A．小灯泡L1和L2串联 B．电流表和电压表测量的是L1的电流和电压 C．若只断开S1，小灯泡L1熄灭，L2正常发光 D．若电压表突然发生断路，则灯L1会熄灭 10．（2分）将滑动变阻器的滑片P移至电阻值最大处，闭合开关，移动滑片P，发现电流表和电压表均无示数。为了排查电路故障，滑片P置于某个位置不动，只将与电压表“+”接线柱相连导线的另一端a拆下，将其依次连接到b、c、d、e接线柱上，发现电流表始终无示数，但只有当连接到e接线柱上时电压表有示数。若电路中只有一处故障，则发生的故障是（　　） A．电阻断路 B．电流表断路 C．滑动变阻器断路 D．接线b或c接触不良 二、多项选择题（满分15分，共5题，每题3分。每题给出的四个选项中，有2～3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） （多选）11．（3分）下列有关能量转化的实例分析，正确的是（　　） A．摩擦生热，将机械能转化为内能 B．植物进行光合作用，将光能转化为化学能 C．电动机带动水泵把水送到高处，将电能转化为机械能 D．太阳能电池板给路灯供电使其发光，直接将太阳能转化为光能 （多选）12．（3分）如图所示，在a、b两端接入电源或电流表组成不同装置，以下判定正确的是（　　） A．接电源，可探究磁场对电流的作用 B．接电源，可将电能转化为机械能 C．接电流表，可探究电磁铁的磁性强弱 D．接电流表，移动直导线电流表指针一定偏转 （多选）13．（3分）如图所示，是“220V 15W”的LED灯和“220V 15W”的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。当两灯均正常工作时，下列说法正确的是（　　） A．灯两端的实际电压：LED灯低于白炽灯 B．相同时间消耗的电能：LED灯等于白炽灯 C．相同时间转化为的内能：LED灯多于白炽灯 D．电能转化为光能的效率：LED灯高于白炽灯 （多选）14．（3分）如图所示电路，电源电压恒定不变，三个电阻R1、R2、R3的阻值均相同。下列分析正确的是（　　） A．开关S1断开、S2掷到1，电流表A1与A2的示数之比为1：1 B．开关S1断开、S2掷到2，电流表A1与A2的示数之比为2：1 C．开关S1闭合、S2掷到2，电流表A1与A2的示数之比为2：1 D．开关S2掷到1、S1由断开到闭合，电流表A1的示数不变 （多选）15．（3分）汽油的热值为4.6×107J/kg。这个数值究竟有多大？有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小；一个60kg的中学生，从大厦的1楼步行至第11楼（走了10层楼），每层楼的层高为3m。如果质量为m的汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和中学生克服重力做的功相等。下列说法正确的是（　　） A．汽油的热值为4.6×107J/kg，表示1kg汽油燃烧放出的热量为4.6×107J B．汽油的热值与汽油的质量和燃烧放出的热量均无关 C．该中学生克服重力做了1.8×104J的功 D．通过计算可知汽油的质量m约为0.39g 三、实验与探究题（满分32分，共3题） 16．（15分）某小组猜想电流与电压和电阻有关。 （1）现要探究电流与电压的关系： ①为探究电流与电压的关系，实验中应控制 　 　不变。 ②该小组连接的部分电路如图甲所示，请用笔画线代替导线将电路补充完整（导线不能交叉）。 ③正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到最 　 　端。 ④闭合开关，通过 　 　改变电阻两端的电压，测量电阻两端的电压U和对应的电流I，记录的实验数据如下表所示： 数据序号 1 2 3 4 5 电压U/V 1.6 2.0 2.2 2.4 2.8 电流I/A 0.16 0.20 0.22 0.24 0.28 分析表格中的数据，发现电压与其对应电流的比值 　 　，从而得出结论：　 　； ⑤在图乙中描点并画出电阻R的l﹣U图像。 （2）利用如图甲所示的电路，附加数个阻值不同的定值电阻，继续探究“电流与电阻的关系”，测得实验数据如表格所示： 实验序号 1 2 3 4 R/Ω 5 10 15 20 I/A 0.60 0.30 0.20 0.15 ①完成实验序号1后，进行实验序号2，具体操作为：首先，断开开关S，将定值电阻由5Ω换成10Ω；接着，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P时，眼睛应观察 　 　表直至其示数为 　 　。 ②分析实验数据，可得探究结论：　 　。 ③A、B两同学根据上述实验数据作出了如图丙所示的I﹣R图像，分析图像，你认为正确的是 　 　。 17．（13分）以下是“测量电阻和电功率”的实验报告，请你将报告内容补充完整。 实验目的 测量定值电阻的阻值 测量小灯泡的电功率 实验原理 　 　 　 　 实验电路图 请设计出电路图： 请设计出电路图： 实验步骤 根据电路图连接电路，并进行测量，将测量的数据记录在表格中。根据测得的数据算出电阻值。 根据电路图连接电路，并进行测量，将测量的数据记录在表格中，并观察小灯泡充度的变化。根据测得的数据分别算出电功率。 数据表格 实验数据如下表，其中第2次实验的电压表和电流表的指针位置如图所示，请你读出并填入表格中。 实验次数 U/V I/A R/Ω 1 2.0 0.20 2 3 3.0 0.29 请设计出实验记录表格。 实验结果与结论 该电阻的阻值为 　 　； 小灯泡的实际功率越大，亮度 　 　； 拓展 上述两个实验电路，还可以进行哪些实验？请写出两个： 　 　。 18．（4分）图甲为小明同学用铜导线穿过硬纸板绕制而成的螺线管。他先在水平放置的硬纸板上均匀地撒满铁屑，然后在螺线管中通以图乙所示的电流，轻敲纸板，观察到铁屑的排列情况如图丙所示。 （1）图丙中的铁屑有序地排列起来的原因是　 　。 （2）由图丙中的铁屑排列情况可以得出：通电螺线管外部的磁场与　 　（选填“条形”或“蹄形”）磁体的磁场相似。 （3）若将一小磁针放置在图丙中通电螺线管右端轴线上的A处，则小磁针静止时N极的指向是水平向　 　（选填“左”或“右”）。 四、理解与应用题（满分11分，共3题） 19．（2分）图中画出了两个磁极间的磁感线。请在图中 （　　）里分别标出磁体和小磁针的磁极。 20．（3分）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，请设计出符合要求的模拟电路图。 21．（6分）如图甲是家庭常用的插线板，开关断开时，指示灯不发光，插孔不能提供工作电压；开关闭合时，指示灯发光，插孔可以提供工作电压；图乙是可以接入插孔的插头。 （1）插头上的①比较长，应该连接家庭电路的 　 　线。 （2）请在图丙中画出开关、指示灯和插孔的连接方式，并把接线板与电源接通。 （3）图甲插线板若接入多个大功率的用电器同时工作，可能会造成什么影响？请分析说明。 五、计算题（满分12分，共2题） 22．（6分）如图甲所示电路，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P从b端移到a端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。求： （1）电源电压； （2）滑动变阻器的最大阻值； （3）滑片P在b端时，定值电阻与滑动变阻器的电功率之比。 23．（6分）商场有甲、乙两种价格相同的电热水壶，额定电压均为220V，额定功率分别为800W和1500W。请通过计算解决下列问题。 （1）家庭电路电压是220V，室内插座的额定电流是5A，用该插座给电热水壶供电，从安全用电的角度考虑，应选购哪种电热水壶？ （2）经测试发现，乙种电热水壶正常工作时，将质量为1kg的水从25℃烧开用时250s（标准大气压下）。若甲种电热水壶的加热效率为80%，从节能的角度考虑，应选购哪种电热水壶？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 六、综合题（满分10分，共1题） 24．（10分）为了在冬天能品尝到夏季的蔬菜，学校的劳动基地要设计一个蔬菜温室，要求温度控制在20～30℃之间。 下面是某小组的作品，设计的温室结构如图甲所示，室内体积为80m3；设计的温控系统原理如图乙，控制电路的电源电压为6V，电阻箱R0的阻值调为90Ω，热敏电阻R1的阻值随温度的变化图像如图丙；工作电路中电热丝R的电阻为22Ω，浴霸灯L标有“220V，275W”字样。当控制电路中的电流达到30mA时，衔铁被吸下；当电流降低到25mA时，衔铁被弹回。 （1）图乙中的浴霸灯L，可以使温室降温平缓一些，这是因为它工作时会 　 　。 （2）电热丝R通电5min产生的热量能使温室内的气温升高5.5℃，则电热丝对温室的加热效率是多少？[ρ空气取1.25kg/m3，c空气取1.0×103J/（kg•℃）] （3）若电磁铁线圈的电阻忽略不计，电热丝刚停止工作时，室温为多少？ （4）如表所示是设计要求的部分评价指标。 等级 优秀 良好 合格 不合格 评价指标 能自动控制室温在规定范围内（20～30℃）波动，且降温较平缓 能自动控制室温升降，且降温较平缓 不能控制室温升降，降温较平缓 不能控制室温升降，也不能平缓降温 请结合评价表中的指标，分析说明上述设计作品的评价等级：　 　。 四、附加题（满分：20分） （多选）25．如图所示的电路，R1，R2为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关，发现每个电表都有一定的示数。当向右移动变阻器的滑片时，则（　　） A．电流表A1、A2和电压表V的示数都增大 B．电流表A1的变化量ΔI1大于电流表A2的变化量ΔI2 C．当R1大于R2时，电阻R1两端电压变化量ΔU1大于电阻R2两端的电压变化量ΔU2 D．当R1小于R2时，电阻R1消耗功率变化量ΔP1大于电阻R2消耗功率变化量ΔP2 四、附加题（满分：20分） 26．小亮用如图器材做了如下实验：用标有“20Ω 1A”的滑动变阻器RA连接了如图所示电路，测额定电流为0.5A的小灯泡的额定功率，实验步骤如下： （1）闭合S、S2，断开S1，当滑动变阻器RB的滑片在最左端，滑动变阻器RA的滑片在最右端时，电流表的示数为0.6A； （2）闭合开关 　 　，移动滑动变阻器RA滑片使电流表示数为0.5A，灯泡正常发光； （3）断开S1，闭合S、S2，保持滑动变阻器RA的滑片位置不动，调节滑动变阻器RB的滑片，使电流表的示数为0.5A； （4）断开S1，闭合S、S2，保持滑动变阻器 　 　（选填“RA”或“RB”）滑片位置不动，将另一个滑动变阻器的滑片调到最左端，此时电流表的示数为1.2A； （5）小灯泡的额定功率P额＝ 　 　W。 27．现有下列器材：一个电压恒为U0的电源，两个定值电阻R1和R2（已知电阻值R1＝2R2），导线若干。它们分别与图中的A、B、C、D有关接线柱连接。把一个电流表先后接在有关接线柱之间，结果发现： ①若把电流表接在接线柱A、B之间，它的示数为6I0； ②若把电流表改接在接线柱C、D之间，它的示数为3I0； ③若把电流表改接在接线柱A、D之间，它的示数变为2I0。 根据上述测试结果，请你完成下列内容。 （1）在图中的方框内画出有关接线柱间电源、电阻、导线的连接情况，并标明R1、R2； （2）若使电路消耗的功率最大，可利用两根导线分别连接接线柱 　 　和 　 　，此时最大功率是多少 　 　（用已知字母U0、I0表示）。 28．综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光，此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示，求： （1）电源电压为 　 　V； （2）电路允许的最大功率为 　 　W； （3）再串联一个 　 　Ω的电阻，R2滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全。 2024-2025学年山东省青岛市市南区九年级（上）期末物理试卷 参考答案与试题解析 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C C D D C A D C C 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1个选项符合题目要求） 1．（2分）在原子中，带负电的粒子是（　　） A．质子 B．中子 C．电子 D．原子核 【分析】根据原子结构的相关基础知识可以确定带负电的微粒是哪一个。 【解答】解：由原子结构的相关知识可知：原子是由带负电的电子和带正电的原子核组成的，原子核又是由带正电的质子和不带电的中子构成的。 所以原子中带负电的粒子是电子。 故选：C。 【点评】加强对基础知识的记忆，对于解决此类识记性的基础题目非常方便。 2．（2分）用比值法定义物理量是物理学中常用的方法。以下物理量不是用这种方法定义的是（　　） A．比热容 B．热值 C．电功 D．电功率 【分析】所谓比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法，在初中物理中比热容、热值、速度、密度、功率、压强等物理量都是采用这种方法。 【解答】解：用比值法定义物理量是物理学中常用的方法，如比热容、热值、电功率，而电功不是用比值法定义的，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 【点评】本题考查了对物理学方法中的比值定义法的理解，要结合所学的初中物理量进行分析解答。 3．（2分）冬天用手去摸铁棍和木棍。觉得铁棍比木棍凉。这是因为（　　） A．铁棍比木棍的温度低 B．铁棍比木棍的热能少 C．铁棍比木棍的导热能力强 D．铁棍比木棍比热容大 【分析】（1）室外的物体，长时间与空气接触，它们的温度基本相同； （2）有时我们感觉物体的温度低，不一定是它的温度真低，是因为它的导热性能好，把我们手上的热量导走了。 【解答】解： 寒冷冬天的夜晚，气温很低，室外的铁棍和木棍摸起来感觉不一样，觉得铁棍凉；实际上，铁棍和木棍的温度是一样的，铁棍的导热性比木棍好，把手上的热量迅速导走了，就觉得铁棍凉了，故C正确。 故选：C。 【点评】本题是易错题，学生很容易误认为铁棍的温度低；导热性是物质的物理属性，金属的导热性能最好，所以烧水的锅和壶都是金属材料的。 4．（2分）下列关于内能的说法，正确的是（　　） A．内能的单位是J/kg B．低温物体的内能小于高温物体的内能 C．内能和电能不能相互转化 D．做功和热传递都可以改变物体的内能 【分析】（1）内能的单位是焦耳（J）。 （2）物体内能与物质种类、质量和温度等因素有关。 （3）各种形式的能量间可以相互转化。 （4）改变物体内能的方式有做功和热传递，做功和热传递在改变物体内能上是等效的。 【解答】解：A、内能的单位是焦耳（J），故A错误； B、物体内能与物质种类、质量和温度等因素有关，低温物体的内能不一定小于高温物体的内能，B错误； C、电饭锅做饭就是电能转化为内能，故C错误； D．做功和热传递都可以改变物体的内能，对物体做功，若同时发生热传递，该物体的内能不一定会增加，故D错误。 故选：D。 【点评】此题考查改变物体内能的方式，以及温度、热量和内能的关系，属于热学基础知识考查，难度一般。 5．（2分）下列关于分子热运动的说法，错误的是（　　） A．腌制鸭蛋时盐进入蛋中，说明分子不停地做无规则运动 B．两个杯子中分别盛有相同质量的冷水和热水，分别放入同样的糖块，经过相同时间热水更甜，说明扩散的快慢跟温度有关 C．将两个铅柱底面削平，然后紧紧压在一起，两个铅柱会结合起来，说明分子间存在引力 D．压缩铁块很困难，说明分子间只有斥力没有引力 【分析】分子动理论：物质是由分子或原子组成的，分子永不停息地做无规则运动，温度越高，分子无规则运动的速度越快；分子间存在相互作用的引力和斥力。 【解答】解： A、腌制鸭蛋时盐进入蛋中，盐分子进入鸭蛋中，鸭蛋变咸，说明分子不停地做无规则运动，故A正确； B、经过相同时间热水更甜，这说明热水中的糖分子扩散快，所以扩散的快慢跟温度有关，故B正确； C、将两个铅柱底面削平，然后紧紧压在一起，两个铅柱会结合起来，说明分子间存在相互作用的引力，故C正确； D、压缩铁块很困难，说明分子间存在斥力，但同时也存在引力，故D错误。 故选：D。 【点评】本题考查了分子动理论的内容，属于基础题。 6．（2分）手持小风扇的简化电路如图所示，下列说法正确的是（　　） A．开关和电动机是并联的 B．导线通常用半导体材料制成 C．电池的作用是为电动机提供电能 D．通电后电流从电池负极经电动机流向正极 【分析】（1）串联电路中各个元件依次连接； （2）善于导电的物体叫导体，不善于导电的物体叫绝缘体，半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间； （3）电源是电路中提供电能的装置；用电器是消耗电能的装置； （4）电荷的定向移动形成电流，可以是正电荷，也可以是负电荷；正电荷定向移动的方向是电流的方向，在电源的外部，电流的方向是从正极流向负极。 【解答】解：A、由图知开关、电动机和电源依次连接，是串联的，故A错误； B、常用的导线的材料是铜和铝，铜和铝是导体，故B错误； C、提供电能的装置是电源，所以电池的作用是为电动机提供电能，故C正确； D、电源外部，电流是从正极出发经电动机回到负极，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了电路的连接、导体的应用、电源、电流的方向等知识点，属于一道基础题。 7．（2分）如图所示实验，在试管中装水，用橡胶塞塞住管口，用酒精灯加热。下列分析错误的是（　　） A．酒精燃烧过程中，燃料的内能转化为化学能 B．酒精燃烧产生的热量传给水和水蒸气，是通过热传递方式实现的 C．塞子受到水蒸气的压力会冲出去，这是水蒸气对塞子做功 D．塞子被推出过程的能量转化与四冲程内燃机工作中做功冲程相同 【分析】（1）燃料燃烧时将燃料的化学能转化为内能； （2）（3）改变物体内能的方式有做功和热传递； （4）热机的做功冲程将内能转化为机械能。 【解答】解： A、燃料燃烧时将燃料的化学能转化为内能，故A错误； B、燃料燃烧时放出热量，通过热传递的方式传给水和水蒸气，故B正确； C、试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，故C正确； D、四冲程内燃机的做功冲程，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化机械能，与塞子被推出过程的能量转化相同，故D正确。 故选：A。 【点评】本题考查了能量的转化、内能的相关内容，属于基础题。 8．（2分）下列实例分析错误的是（　　） A．家用电饭煲是利用电流热效应原理工作的 B．指南针能够指示南北方向，是利用地磁场工作的 C．电磁起重机能将钢铁吸起，是利用电流磁效应工作的 D．扬声器的工作原理与动圈式话筒的相同 【分析】（1）电流通过导体会产生热量叫电流的热效应； （2）指南针能够指示南北方向，是利用地磁场工作的； （3）通电导体的周围存在磁场，这种现象叫电流的磁效应，电磁铁就是利用电流的磁效应来工作的； （4）扬声器是利用通电导体在磁场中受到力的作用，动圈式话筒是利用电磁感应现象来工作的。 【解答】解：A、家用电饭煲是利用电流热效应原理工作的，故A正确； B、指南针能够指示南北方向，是利用地磁场工作的，故B正确； C、电磁起重机能将钢铁吸起，是利用电流磁效应工作的，故C正确； D、扬声器是利用通电导体在磁场中受到力的作用，动圈式话筒是利用电磁感应现象来工作的，它们的工作原理不同，故D错误。 故选：D。 【点评】本题考查的是电流的热效应、磁效应及其应用；知道电磁感应和通电导体在磁场中受到力的作用；知道扬声器和动圈式话筒的原理。 9．（2分）如图所示电路，闭合开关S1、S2，小灯泡L1和L2均正常发光，电流表和电压表均有示数。下列关于电路分析正确的是（　　） A．小灯泡L1和L2串联 B．电流表和电压表测量的是L1的电流和电压 C．若只断开S1，小灯泡L1熄灭，L2正常发光 D．若电压表突然发生断路，则灯L1会熄灭 【分析】电流只有一条路径的则是串联电路；有两条或两条以上路径的则是并联电路。 用电器只能同时工作的是串联电路，可以独立工作的是并联电路。 电压表与被测用电器并联在一起；电流表与被测电流串联在一起。 【解答】解：如图所示电路，闭合开关S1、S2，小灯泡L1和L2均正常发光，电流表和电压表均有示数。则： A.小灯泡L1和L2并联，故A错误； B.电流表和电压表测量的是L2的电流和电压，故B错误； C.若只断开S1，小灯泡L1熄灭，L2正常发光，因为是并联，互不影响，故C正确； D.电压表与灯L1并联，若电压表突然发生断路，则灯L1不会熄灭，故D错误； 故选：C。 【点评】本题考查了串、并联电路的辨析，以及电路的三种状态。 10．（2分）将滑动变阻器的滑片P移至电阻值最大处，闭合开关，移动滑片P，发现电流表和电压表均无示数。为了排查电路故障，滑片P置于某个位置不动，只将与电压表“+”接线柱相连导线的另一端a拆下，将其依次连接到b、c、d、e接线柱上，发现电流表始终无示数，但只有当连接到e接线柱上时电压表有示数。若电路中只有一处故障，则发生的故障是（　　） A．电阻断路 B．电流表断路 C．滑动变阻器断路 D．接线b或c接触不良 【分析】闭合开关后，电流表示数为0，说明电路可能断路，电压表示数为0，说明电压表与电源没有连通；试触e点，电压表指针偏转，说明电压表与电源连通，据此分析。 【解答】解：闭合开关后，电流表示数为0，说明电路可能断路，电压表示数为0，说明电压表与电源没有连通；将与电压表“+”接线柱相连的导线从a端拆下，将其依次连接到b、c、d、e接线柱上，发现电流表始终无示数，但只有当连接到e接线柱上时电压表有示数，说明此时电压表与电源连通，电压表并联的电路断路，若电路中只有一处故障，则可能是滑动变阻器断路； 故选：C。 【点评】本题考查了故障分析，是一道基础题。 二、多项选择题（满分15分，共5题，每题3分。每题给出的四个选项中，有2～3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） （多选）11．（3分）下列有关能量转化的实例分析，正确的是（　　） A．摩擦生热，将机械能转化为内能 B．植物进行光合作用，将光能转化为化学能 C．电动机带动水泵把水送到高处，将电能转化为机械能 D．太阳能电池板给路灯供电使其发光，直接将太阳能转化为光能 【分析】判断物体的能量转化时，要看消耗了哪种形式的能，获得了哪种形式的能，消耗的转化为获得的。 【解答】解：A、摩擦生热是通过做功将机械能转化为内能，故A正确； B、植物进行光合作用，是将光能转化为化学能，故B正确； C、电动机带动水泵把水送到高处，消耗了电能，水的机械能增大，是电能转化为机械能，故C正确； D、太阳能电池板给路灯供电使其发光，是将电能转化为光能核热能，故D错误。 故选：ABC。 【点评】本题通过四个实例考查了能量的转化，在做这类题时，我们要注意分析哪种能量增加了，哪种能量减少了，因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量，能量转化的过程都是有规律可循的，在平常的学习中要注意总结归纳。 （多选）12．（3分）如图所示，在a、b两端接入电源或电流表组成不同装置，以下判定正确的是（　　） A．接电源，可探究磁场对电流的作用 B．接电源，可将电能转化为机械能 C．接电流表，可探究电磁铁的磁性强弱 D．接电流表，移动直导线电流表指针一定偏转 【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这就是电磁感应现象，利用该现象制成了发电机； 通电导体在磁场中会受到力的作用，据此制成了电动机。 【解答】解：AB、在a、b两端接入电源，通电导体在磁场中会受到力的作用，可以探究磁场对电流的作用，与电动机的原理相同，将电能转化为机械能，故AB正确； CD、在a、b两端接入电流表，电路中无电源，闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，可以探究电磁感应现象，与发电机的原理相同，只有直导线做切割磁感线运动时，电流表指针才会偏转，故CD错误。 故选：AB。 【点评】本题中的实验装置设计的很有特点；要熟练掌握磁生电和电生磁的电路的特点。 （多选）13．（3分）如图所示，是“220V 15W”的LED灯和“220V 15W”的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。当两灯均正常工作时，下列说法正确的是（　　） A．灯两端的实际电压：LED灯低于白炽灯 B．相同时间消耗的电能：LED灯等于白炽灯 C．相同时间转化为的内能：LED灯多于白炽灯 D．电能转化为光能的效率：LED灯高于白炽灯 【分析】（1）根据两灯的额定电压分析回答；（2）根据W＝Pt结合电能转化为内能和光能的占比图分析回答。 【解答】解：A．由两灯的规格可知，两灯的额定电压都是220V，所以两灯正常工作时，灯泡的实际电压都达到220V，所以两灯的实际电压相等，故A错误； BC．由两灯的规格可知，两灯的额定功率都是15W，所以两灯正常工作时，相同时间消耗电能相同，由于LED灯将电能转化为内能的占比较少，所以相同时间LED灯产生的内能更少，故B正确，C错误； D．由图可知，正常工作时，LED灯将电能转化为光能的占比比白炽灯将电能转化为光能的占比大，所以LED灯将电能转化为光能的效率高，故D正确。 故选：BD。 【点评】本题考查了实际功率、电功和能量的利用效率，正确读取图中信息是解题的关键。 （多选）14．（3分）如图所示电路，电源电压恒定不变，三个电阻R1、R2、R3的阻值均相同。下列分析正确的是（　　） A．开关S1断开、S2掷到1，电流表A1与A2的示数之比为1：1 B．开关S1断开、S2掷到2，电流表A1与A2的示数之比为2：1 C．开关S1闭合、S2掷到2，电流表A1与A2的示数之比为2：1 D．开关S2掷到1、S1由断开到闭合，电流表A1的示数不变 【分析】（1）由图可知，开关S1断开、S2掷到1时，电阻R1断开，电阻R2与R3串联，电流表A1和A2均测电路中的电流，根据串联电路的电流规律可知电流表A1与A2的示数之比； （2）开关S1断开、S2掷到2时，整个电路断开，电路中无电流； （3）开关S1闭合、S2掷到2时，电阻R2断开，电阻R1与R3并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过R3的电流，根据欧姆定律和并联电路的电流规律可得电流表A1与A2的示数之比； （4）开关S2掷到1时、S1断开时，电阻R1断开，电阻R2与R3串联，电流表A1测电路中的电流，根据欧姆定律和串联电路的电阻规律可知电流表A1的示数；开关S2掷到1、S1闭合时，电阻R1断开，R2短路，电路为R3的简单电路，电流表A1测通过R3的电流，根据欧姆定律可得电流表A1的示数，从而可知开关S1由断开到闭合，电流表A1的示数变化。 【解答】解：A、由图可知，开关S1断开、S2掷到1时，电阻R1断开，电阻R2与R3串联，电流表A1和A2均测电路中的电流， 由于串联电路中各处的电流相等，所以通过两个电流表的示数相等，即电流表A1与A2的示数之比为1：1，故A正确； B、开关S1断开、S2掷到2时，整个电路断开，电路中无电流，即两个电流表的示数均为零，故B错误； C、开关S1闭合、S2掷到2时，电阻R2断开，电阻R1与R3并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过R3的电流， 由于并联电路各支路两端的电压相等，且三个电阻的阻值相等， 由欧姆定律可知，通过R1的电流等于通过R3的电流， 由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以干路电流，即电流表A1的示数I＝I1+I3＝2I3， 则电流表A1与A2的示数之比为I：I3＝2I3：I3＝2：1，故C正确； D、开关S2掷到1时、S1断开时，电阻R1断开，电阻R2与R3串联，电流表A1测电路中的电流， 根据欧姆定律和串联电路的电阻规律可知电流表A1的示数为I′＝＝……① 开关S2掷到1、S1闭合时，电阻R1断开，R2短路，电路为R3的简单电路，电流表A1测通过R3的电流， 根据欧姆定律可得，电流表A1的示数为I″＝……②， 比较①②可知，开关S2掷到1、S1由断开到闭合，电流表A1的示数变大，故D错误。 故选：AC。 【点评】本题考查动态电流分析和串、并联电路的特点，以及欧姆定律的应用，明确电路的状态是关键。 （多选）15．（3分）汽油的热值为4.6×107J/kg。这个数值究竟有多大？有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小；一个60kg的中学生，从大厦的1楼步行至第11楼（走了10层楼），每层楼的层高为3m。如果质量为m的汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和中学生克服重力做的功相等。下列说法正确的是（　　） A．汽油的热值为4.6×107J/kg，表示1kg汽油燃烧放出的热量为4.6×107J B．汽油的热值与汽油的质量和燃烧放出的热量均无关 C．该中学生克服重力做了1.8×104J的功 D．通过计算可知汽油的质量m约为0.39g 【分析】（1）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值； （2）热值是燃料的一种特性，其大小与燃料的种类有关，而与燃料的质量大小、燃烧情况无关； （3）已知中学生的质量，利用G＝mg求其重力，求出爬楼高度，再利用W＝Gh求克服重力做的功； （4）汽油完全燃烧获得热量和该中学生克服重力做的功相等，由此可知汽油完全燃烧放出的热量，再利用Q放＝mq求需要汽油的质量。 【解答】解：A、汽油的热值为4.6×107J/kg，表示1kg汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J，故A错误； B、汽油的热值是汽油的一种特性，与汽油的质量和燃烧放出的热量均无关，故B正确； C、中学生的重力：G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N， 克服重力做功：W＝Gh＝600N×3m×10＝1.8×104J，故C正确； D、汽油完全燃烧获得热量和该中学生克服重力做的功相等， 则汽油完全燃烧放出的热量Q放＝W＝1.8×104J， 由Q放＝mq得需要汽油的质量： m0＝＝≈3.9×10﹣4kg＝0.39g，故D正确； 故选：BCD。 【点评】本题考查了重力公式、功的公式、燃料完全燃烧放热公式Q放＝mq的应用，以及对热值特性的理解，属于基础题目。 三、实验与探究题（满分32分，共3题） 16．（15分）某小组猜想电流与电压和电阻有关。 （1）现要探究电流与电压的关系： ①为探究电流与电压的关系，实验中应控制 　电阻阻值　不变。 ②该小组连接的部分电路如图甲所示，请用笔画线代替导线将电路补充完整（导线不能交叉）。 ③正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到最 　左　端。 ④闭合开关，通过 　调节滑动变阻器　改变电阻两端的电压，测量电阻两端的电压U和对应的电流I，记录的实验数据如下表所示： 数据序号 1 2 3 4 5 电压U/V 1.6 2.0 2.2 2.4 2.8 电流I/A 0.16 0.20 0.22 0.24 0.28 分析表格中的数据，发现电压与其对应电流的比值 　不变　，从而得出结论：　当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比　； ⑤在图乙中描点并画出电阻R的l﹣U图像。 （2）利用如图甲所示的电路，附加数个阻值不同的定值电阻，继续探究“电流与电阻的关系”，测得实验数据如表格所示： 实验序号 1 2 3 4 R/Ω 5 10 15 20 I/A 0.60 0.30 0.20 0.15 ①完成实验序号1后，进行实验序号2，具体操作为：首先，断开开关S，将定值电阻由5Ω换成10Ω；接着，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P时，眼睛应观察 　电压　表直至其示数为 　3V　。 ②分析实验数据，可得探究结论：　当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比　。 ③A、B两同学根据上述实验数据作出了如图丙所示的I﹣R图像，分析图像，你认为正确的是 　A　。 【分析】（1）①在探究电流与电压的关系实验中，应控制电阻阻值不变； ②在探究电流与电压的关系实验中，定值电阻、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在定值电阻两端，据此连接电路； ③为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处； ④在探究电流与电压的关系实验中，通过调节滑动变阻器改变电阻两端的电压；根据表中数据分析得出结论； ⑤根据表中数据利用描点法画图； （2）①根据表中数据利用U＝IR求出定值电阻两端电压；研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变； ②根据表中数据分析得出结论； ③根据表格数据得出的结论，选出符合题意的图像。 【解答】解：（1）①在探究电流与电压的关系实验中，应控制电阻阻值不变； ②在探究电流与电压的关系实验中，定值电阻、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在定值电阻两端；由表中数据可知，两表选用小量程，滑动变阻器上下各选一个接线柱串联接入电路，如下图所示： ； ③为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处，即最左端； ④在探究电流与电压的关系实验中，通过调节滑动变阻器改变电阻两端的电压； 由表中数据可知，电压与其对应电流的比值为： R＝＝＝……＝＝10Ω，为一定值，故可得出结论：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比； ⑤根据表格数据描点画出R的l﹣U图像，如下图所示： ； （2）①由表中数据可知，定值电阻两端电压为： UV＝IR＝0.6A×5Ω＝……＝0.15A×20Ω＝3V； 研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，因此将定值电阻由5Ω换成10Ω；接着，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P时，眼睛应观察电压表直至其示数为3V； ②由①可知，定值电阻两端电压为一定值，故可得出结论：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比； ③由②可知，当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，因此其图线为曲线，故选A。 故答案为：（1）①电阻阻值；②见解答图；③左；④调节滑动变阻器；不变；当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；⑤见解答图；（2）①电压；3V；②当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；③A。 【点评】本题是探究电流与电压和电阻的关系实验，考查电路连接、注意事项、故障分析、图像的画法、实验结论和控制变量法的运用等知识。 17．（13分）以下是“测量电阻和电功率”的实验报告，请你将报告内容补充完整。 实验目的 测量定值电阻的阻值 测量小灯泡的电功率 实验原理 　R＝　 　P＝UI　 实验电路图 请设计出电路图： 请设计出电路图： 实验步骤 根据电路图连接电路，并进行测量，将测量的数据记录在表格中。根据测得的数据算出电阻值。 根据电路图连接电路，并进行测量，将测量的数据记录在表格中，并观察小灯泡充度的变化。根据测得的数据分别算出电功率。 数据表格 实验数据如下表，其中第2次实验的电压表和电流表的指针位置如图所示，请你读出并填入表格中。 实验次数 U/V I/A R/Ω 1 2.0 0.20 2 3 3.0 0.29 请设计出实验记录表格。 实验结果与结论 该电阻的阻值为 　10.1Ω　； 小灯泡的实际功率越大，亮度 　越亮　； 拓展 上述两个实验电路，还可以进行哪些实验？请写出两个： 　探究电流与电压的关系； 测量灯泡的电阻　。 【分析】实验原理：测量定值电阻的阻值实验原理R＝；测量小灯泡的电功率实验原理P＝UI； 实验电路图：在测量定值电阻的阻值实验中，用电压表测电阻两端电压，用电流表测通过电阻的电流，为了减小误差，应多次测量，据此设计实验电路图； 在测量小灯泡的电功率实验中，用电压表测灯泡两端电压，用电流表测通过灯泡的电流，为了改变灯泡两端电压，应将滑动变阻器串联在电路中，据此设计实验电路图； 数据表格：根据电表选用量程确定分度值读数；根据实验原理设计实验记录表格； 实验结果与结论：根据R＝求出三次实验的电阻值，取平均值作为该电阻的阻值；灯泡的亮度由灯泡实际功率决定； 拓展：根据提供的实验器材分析回答。 【解答】解：实验原理：在测量定值电阻的阻值实验中，用电压表测电阻两端电压，用电流表测通过电阻的电流，利用R＝求出定值电阻的阻值，故测量定值电阻的阻值实验原理：R＝； 在测量小灯泡的电功率实验中，用电压表测灯泡两端电压，用电流表测通过灯泡的电流，利用P＝UI求出小灯泡的电功率，故测量小灯泡的电功率实验原理：P＝UI； 实验电路图：在测量定值电阻的阻值实验中，用电压表测电阻两端电压，用电流表测通过电阻的电流，为了减小误差，应多次测量，故电路中应串联滑动变阻器，电路设计如下图所示： ； 在测量小灯泡的电功率实验中，用电压表测灯泡两端电压，用电流表测通过灯泡的电流，为了改变灯泡两端电压，应将滑动变阻器串联在电路中，如下图所示： ； 数据表格：实验数据如下表，其中第2次实验的电压表和电流表的指针位置如图所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.4V；由表中数据可知，电流表应选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.24A； 根据实验原理P＝UI，要测量灯泡两端的电压和电流，并进行多次测量，实验数据记录表格如下所示： 实验次数 U/V I/A P/W 1 2 3 实验结果与结论：三次实验的电阻值分别为： R1＝＝＝10Ω， R2＝＝＝10Ω， R3＝＝≈10.3Ω， 则该电阻的阻值为： R＝＝＝10.1Ω； 灯泡的亮度由灯泡实际功率决定，小灯泡的实际功率越大，亮度越亮； 拓展：在测量定值电阻的阻值实验中，有电压表、电流表和定值电阻，因此可以探究电流与电压的关系； 在测量小灯泡的电功率实验中，有电压表、电流表和灯泡，因此可以测量灯泡的电阻。 故答案为：实验原理：R＝；P＝UI；实验电路图：见解答图；见解答图；数据表格：2.4；0.24；见解答内容；实验结果与结论：10.1Ω；越亮；拓展：探究电流与电压的关系；测量灯泡的电阻。 【点评】本题考查了测量电阻和电功率的实验，综合性较强，但难度不大，属于实验基本能力考查。 18．（4分）图甲为小明同学用铜导线穿过硬纸板绕制而成的螺线管。他先在水平放置的硬纸板上均匀地撒满铁屑，然后在螺线管中通以图乙所示的电流，轻敲纸板，观察到铁屑的排列情况如图丙所示。 （1）图丙中的铁屑有序地排列起来的原因是　受到通电螺线管的磁场作用　。 （2）由图丙中的铁屑排列情况可以得出：通电螺线管外部的磁场与　条形　（选填“条形”或“蹄形”）磁体的磁场相似。 （3）若将一小磁针放置在图丙中通电螺线管右端轴线上的A处，则小磁针静止时N极的指向是水平向　左　（选填“左”或“右”）。 【分析】（1）通电螺线管的周围存在磁场； （2）通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似； （3）用安培定则判断螺线管的N、S极，再根据磁极间的作用规律，判断磁针指向。 【解答】解：（1）图丙中的铁屑有序地排列起来的原因是：受到通电螺线管的磁场作用； （2）观察铁屑的分布情况，通电螺线管两端磁性最强，中间磁性较弱，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似； （3）用安培定则判断出通电螺线管左端为N极，右端为S极，小磁针放在通电螺线管右端轴线上的A处，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针静止时左端为N极，即其N极指向是水平向左的。 故答案为：（1）受到通电螺线管的磁场作用；（2）条形；（3）左。 【点评】掌握安培定则，知道磁极间相互作用和磁感线方向，是解决这个题的关键。 四、理解与应用题（满分11分，共3题） 19．（2分）图中画出了两个磁极间的磁感线。请在图中 （　　）里分别标出磁体和小磁针的磁极。 【分析】磁体周围的磁感线从N极出发，回到S极，据此判断出磁极极性；再根据磁极间的相互作用规律判断小磁针的磁极。 【解答】解：磁体周围的磁感线从N极出发，回到S极，据此可知左侧磁极为N极；同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，因此小磁针的上端为S极，下端为N极。据此作图如下： 【点评】此题考查了磁感线及其特点、磁极间的相互作用规律，难度不大，属基础题。 20．（3分）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，请设计出符合要求的模拟电路图。 【分析】由题意可知，指纹开关S1或密码开关S2均可以解锁说明两开关可以独立工作、互不影响即为并联，锁定开关S3断开时暂停手机解锁功能，说明锁定开关S3位于干路，然后与灯泡、电源组成电路，据此进行解答。 【解答】解：由题意可知，指纹开关S1或密码开关S2均可以解锁，这说明这两个开关是并联的；锁定开关S3断开时暂停手机解锁功能，则锁定开关S3位于干路，然后与灯泡、电源组成电路，如下图所示： 【点评】本题考查了串并联电路的设计，根据题意得出三个开关的位置和连接方式是关键。 21．（6分）如图甲是家庭常用的插线板，开关断开时，指示灯不发光，插孔不能提供工作电压；开关闭合时，指示灯发光，插孔可以提供工作电压；图乙是可以接入插孔的插头。 （1）插头上的①比较长，应该连接家庭电路的 　地　线。 （2）请在图丙中画出开关、指示灯和插孔的连接方式，并把接线板与电源接通。 （3）图甲插线板若接入多个大功率的用电器同时工作，可能会造成什么影响？请分析说明。 【分析】照明电路的开关应该接在火线上，三孔插座的正确接法是“左零右火上接地”；指示灯和插座是并联的。 带金属外壳的家用电器应该接地。 每个插线板所能接入的用电器的总功率是一定的。超了最大负载，干路中的电流很大，导致设备过热甚至引起火灾。 【解答】解：（1）接地线的插头设计得较长，这是出于安全考虑。这样的设计确保在插入插头时，地线能够先于火线和零线连接，而在拔出插头时，地线最后断开。这种顺序可以提高用电的安全性，特别是在电器漏电的情况下，地线可以将漏电引导至地面，从而保护使用者免受电击伤害。图中插头上的①比较长，应该连接家庭电路的地线。 （2）开关接在火线上，指示灯和三孔插座并联；三孔插座的正确接法是“左零右火上接地”。指示灯串联一个电阻起分压作用，如图所示： （3）如果多个大功率的用电器同时插在插线板上工作，电路的总功率会过大，根据电功率计算公式P＝UI可知，电路中的总电流就会过大，超过线路的负载电流，根据焦耳定律 Q＝I2Rt 可知，相同情况下，电流越大，产生的电热就越多，就有可能会引起线路或设备过热而导致火灾。 故答案为：（1）地； （2） ； （3）如果多个大功率的用电器同时插在插线板上工作，电路的总功率会过大，根据电功率计算公式P＝UI可知，电路中的总电流就会过大，超过线路的负载电流，根据焦耳定律 Q＝I2Rt 可知，相同情况下，电流越大，产生的电热就越多，就有可能会引起线路或设备过热而导致火灾。 【点评】本题考查的是照明电路的接法；知道三孔插座的正确接法；会根据并联电路的特点和焦耳定律，分析电路中电流过大的原因。 五、计算题（满分12分，共2题） 22．（6分）如图甲所示电路，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P从b端移到a端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。求： （1）电源电压； （2）滑动变阻器的最大阻值； （3）滑片P在b端时，定值电阻与滑动变阻器的电功率之比。 【分析】（1）当滑动变阻器R2的滑片P移到a端时，电压表的示数就是电源电压； （2）当滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器连入电路的阻值最大，算出电压，根据图像中的电流，可得滑动变阻器的最大电阻； （3）滑片P在b端时，由P＝UI可得，定值电阻和滑动变阻器的功率。 【解答】解：（1）当滑动变阻器R2的滑片P移到a端时，电压表的示数就是电源电压，由图乙可知电源电压U＝4.5V； （2）当滑动变阻器的滑片P在b端时，滑动变阻器连入电路的阻值最大，此时U滑＝U﹣U1＝4.5V﹣1.5V＝3.0V，Rmax＝＝； （3）滑片P在b端时，由P＝UI可得： 定值电阻的功率：P1＝U1I1＝1.5V×0.3A＝0.45W， 滑动变阻器的电功率：P滑＝U滑I1＝3.0V×0.3A＝0.9W， 所以，P1：P滑＝0.45W：0.9W＝1：2。 答：（1）电源电压为6V； （2）滑动变阻器的最大阻值为10Ω； （3）滑片P在b端时，定值电阻与滑动变阻器的电功率之比为1：2。 【点评】本题解决的关键是弄清滑动变阻器的滑片位置与I﹣U图像上数据的对应关系。 23．（6分）商场有甲、乙两种价格相同的电热水壶，额定电压均为220V，额定功率分别为800W和1500W。请通过计算解决下列问题。 （1）家庭电路电压是220V，室内插座的额定电流是5A，用该插座给电热水壶供电，从安全用电的角度考虑，应选购哪种电热水壶？ （2）经测试发现，乙种电热水壶正常工作时，将质量为1kg的水从25℃烧开用时250s（标准大气压下）。若甲种电热水壶的加热效率为80%，从节能的角度考虑，应选购哪种电热水壶？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【分析】（1）计算式：P＝UI。 推导：将W＝UIt代入公式P＝中，可得P＝UI。 （2）物体的温度升高时吸收热量为：Q吸＝cm（t﹣t0） 物体的温度降低时放出的热量为：Q放＝cm（t0﹣t） 【解答】解：（1）家庭电路电压是220V，室内插座的额定电流是5A，该插座允许接入的最大电功率 P大＝UI大＝220V×5A＝1100W 因为 P甲＝800W＜1100W P乙＝1500W＞1100W 所以从安全用电的角度考虑，应选购甲种电热水壶。 （2）标准大气压下水的沸点为100℃，将质量为1kg的水从25℃烧开，水吸收的热量 ； 乙种电热水壶正常工作250s消耗的电能 ； 乙种电热水壶的加热效率 ； 甲种电热水壶的加热效率η甲＝80%，则η甲＜η乙，从节能的角度考虑，应选购乙种电热水壶。 故答案为：（1）应选购甲种电热水壶；（2）应选购乙种电热水壶。 【点评】本题考查电与热的综和计算，属于中等难度。 六、综合题（满分10分，共1题） 24．（10分）为了在冬天能品尝到夏季的蔬菜，学校的劳动基地要设计一个蔬菜温室，要求温度控制在20～30℃之间。 下面是某小组的作品，设计的温室结构如图甲所示，室内体积为80m3；设计的温控系统原理如图乙，控制电路的电源电压为6V，电阻箱R0的阻值调为90Ω，热敏电阻R1的阻值随温度的变化图像如图丙；工作电路中电热丝R的电阻为22Ω，浴霸灯L标有“220V，275W”字样。当控制电路中的电流达到30mA时，衔铁被吸下；当电流降低到25mA时，衔铁被弹回。 （1）图乙中的浴霸灯L，可以使温室降温平缓一些，这是因为它工作时会 　停止加热　。 （2）电热丝R通电5min产生的热量能使温室内的气温升高5.5℃，则电热丝对温室的加热效率是多少？[ρ空气取1.25kg/m3，c空气取1.0×103J/（kg•℃）] （3）若电磁铁线圈的电阻忽略不计，电热丝刚停止工作时，室温为多少？ （4）如表所示是设计要求的部分评价指标。 等级 优秀 良好 合格 不合格 评价指标 能自动控制室温在规定范围内（20～30℃）波动，且降温较平缓 能自动控制室温升降，且降温较平缓 不能控制室温升降，降温较平缓 不能控制室温升降，也不能平缓降温 请结合评价表中的指标，分析说明上述设计作品的评价等级：　良好，因为蔬菜温室能自动控制室温升降，且降温较平缓，但但温度只能控制在13～20℃之间　。 【分析】（1）由图乙可知，当衔铁被吸下时，电热丝停止工作，浴霸灯工作，此时浴霸灯可以向蔬菜温室内提供适量的热量，从而使得降温能平缓些； （2）根据Q吸＝cmΔt求出空气吸收的热量，根据Q放＝W＝UIt＝t求出电热丝通电5min产生的热量，根据η＝×100%求出电热丝对温室的加热效率。 （3）据当控制电路中的电流达到30mA时，衔铁被吸下电热丝停止工作利用欧姆定律和串联电路的电阻特点求出此时热敏电阻的阻值，根据图乙找出对应的温度，即为室温。 （4）根据当控制电路中的电流达到30mA时，衔铁被吸下：当电流降低到25mA时，衔铁被弹回结合欧姆定律求出温度控制的范围，再根据评价表分析判断所设计的蔬菜温室等级。 【解答】解：（1）由图乙可知，当衔铁被吸下时，电热丝停止工作，浴霸灯工作，此时浴霸灯可以向蔬菜温室内提供适量的热量，从而使得降温能平缓些； （2）由ρ＝知，蔬菜温室内空气的质量：m空气＝ρ空气V＝1.25kg/m3×80m3＝100kg， 空气吸收的热量：Q吸＝c空气m空气Δt＝1.0×103J/（kg•℃）×100kg×5.5℃＝5.5×105J。 电热丝通电5min产生的热量：Q放＝W工作＝U工作I工作t＝t＝×5×60s＝6.6×105J， 则电热丝对温室的加热效率：η＝×100%＝×100%≈83.3%； （3）由题意可知，当控制电路中的电流达到30mA时，衔铁被吸下，此时电热丝刚停止工作，由欧姆定律可知，此时控制电路中的总电阻： R总小＝＝＝200Ω， 由串联电路的电阻特点可知，此时热敏电阻R1的阻值：R1小＝R总小﹣R0＝200Ω﹣90Ω＝110Ω，由图乙可知，此时的室温为20℃。 （4）由题意可知，当控制电路中的电流达到30mA时，衔铁被吸下，此时电热丝刚停止工作，当电流降低到25mA时，衔铁被弹回，此时电热丝开始工作，说明蔬菜温室能自动控制室温升降，电热丝刚停止工作时，浴霸灯工作，使得降温较平缓。 当电流降低到25mA时，衔铁被弹回，此时电热丝开始工作，由欧姆定律可知，此时控制电路中的总电阻：R总大＝＝＝240Ω， 由串联电路的电阻特点可知，此时热敏电阻R1的阻值：R1大＝R总大﹣R0＝240Ω﹣90Ω＝150Ω，由图乙可知，此时的室温约为13℃，即温度控制在13～20℃之间。 由题意可知，蔬菜温室要求温度控制在20～30℃之间，即蔬菜温室能自动控制室温升降，且降温较平缓，但温度只能控制在13～20℃之间，即不能自动控制室温在规定范围内波动，结合评价表可知，所设计的蔬菜温室等级为良好。 故答案为：（1）停止加热；（2）电热丝对温室的加热效率是83.3%； （3）若电磁铁线圈的电阻忽略不计，电热丝刚停止工作时，室温为20℃； （4）良好，因为蔬菜温室能自动控制室温升降，且降温较平缓，但但温度只能控制在13～20℃之间。 【点评】本题考查电路分析、密度公式、热量公式、焦耳定律、效率公式、欧姆定律的应用和电磁继电器的工作原理，关键是根据题干读出相关的信息。 四、附加题（满分：20分） （多选）25．如图所示的电路，R1，R2为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关，发现每个电表都有一定的示数。当向右移动变阻器的滑片时，则（　　） A．电流表A1、A2和电压表V的示数都增大 B．电流表A1的变化量ΔI1大于电流表A2的变化量ΔI2 C．当R1大于R2时，电阻R1两端电压变化量ΔU1大于电阻R2两端的电压变化量ΔU2 D．当R1小于R2时，电阻R1消耗功率变化量ΔP1大于电阻R2消耗功率变化量ΔP2 【分析】如图所示R1、R2并联后再与滑动变阻器串联，电压表测量R1两端的电压；电流表A1 测量干路电流，电流表A2测量通过电阻R1 的电流，当向右移动变阻器的滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律和电功率的公式对各个选项逐一分析即可得出结论。 【解答】解：A、当向右移动变阻器的滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路总电阻变小，干路电流增大，电流表A1的示数增大，并联电路总电阻不变，所以并联电路电压变大，电压表示数变大，根据欧姆定律可知，电流表A2的示数增大，故A正确； B、并联电路电压变大，通过R1的电流变大，通过R2的电流也变大，电流表A1的变化量等于通过R1的电流和通过R2的电流变化量之和，故电流表A1的变化量ΔI1大于电流表A2的变化量ΔI2，故B正确； C、并联电路电压相等，电阻R1两端电压变化量ΔU1等于电阻R2两端的电压变化量ΔU2；故C错误； D、并联电路电压变化量相等，当R1小于R2时，根据公式P＝可知，电阻R1消耗功率变化量ΔP1大于电阻R2消耗功率变化量ΔP2，故D正确。 故选：ABD。 【点评】此题是有关电路的动态分析，考查了串、并联电路的电流、电压规律及对欧姆定律、电功率的应用，确认电路的连接方式是关键。 四、附加题（满分：20分） 26．小亮用如图器材做了如下实验：用标有“20Ω 1A”的滑动变阻器RA连接了如图所示电路，测额定电流为0.5A的小灯泡的额定功率，实验步骤如下： （1）闭合S、S2，断开S1，当滑动变阻器RB的滑片在最左端，滑动变阻器RA的滑片在最右端时，电流表的示数为0.6A； （2）闭合开关 　闭合S、S1，断开S2　，移动滑动变阻器RA滑片使电流表示数为0.5A，灯泡正常发光； （3）断开S1，闭合S、S2，保持滑动变阻器RA的滑片位置不动，调节滑动变阻器RB的滑片，使电流表的示数为0.5A； （4）断开S1，闭合S、S2，保持滑动变阻器 　RB　（选填“RA”或“RB”）滑片位置不动，将另一个滑动变阻器的滑片调到最左端，此时电流表的示数为1.2A； （5）小灯泡的额定功率P额＝ 　2.5　W。 【分析】已知灯泡的额定电流，根据实验电路图，利用电路特点采用等效替代法，根据串联电路特点和欧姆定律间接得到灯泡电阻，即可由P＝I2R计算灯泡的额定功率。 【解答】解：（1）闭合S、S2，断开S1，当滑动变阻器RB的滑片在最左端，滑动变阻器RA的滑片在最右端时，电流表的示数为0.6A。 此时电路为RA的简单电路，所以电源电压U＝I1RA＝0.6A×20Ω＝12V； 闭合S、S1，断开S2，此时RA与灯泡串联，移动滑动变阻器RA的滑片使电流表的示数为0.5A，小灯泡正常发光； 断开S1，闭合S、S2，保持滑动变阻器RA的滑片位置不动，调节滑动变阻器RB的滑片，使电流表的示数为0.5A。 此时RA与RB串联，且调节RB的滑片，使电路中电流仍为0.5A，故此时RB连入电路的阻值与灯泡电阻相等； 保持其中滑动变阻器RB滑片位置不动，将RA的滑片调到最左端，此时电流表的示数为1.2A。 此时电路中只有RB连入电路中，由欧姆定律可得：RL＝RB＝＝＝10Ω， 小灯泡的额定功率P额＝I额2RL＝（0.5A）2×10Ω＝2.5W。 故答案为：（2）闭合S、S1，断开S2；（4）RB；（5）2.5。 【点评】本题考查特殊方法测功率的实验，关键是等效替代法的应用。 27．现有下列器材：一个电压恒为U0的电源，两个定值电阻R1和R2（已知电阻值R1＝2R2），导线若干。它们分别与图中的A、B、C、D有关接线柱连接。把一个电流表先后接在有关接线柱之间，结果发现： ①若把电流表接在接线柱A、B之间，它的示数为6I0； ②若把电流表改接在接线柱C、D之间，它的示数为3I0； ③若把电流表改接在接线柱A、D之间，它的示数变为2I0。 根据上述测试结果，请你完成下列内容。 （1）在图中的方框内画出有关接线柱间电源、电阻、导线的连接情况，并标明R1、R2； （2）若使电路消耗的功率最大，可利用两根导线分别连接接线柱 　AB　和 　CD　，此时最大功率是多少 　9U0I0　（用已知字母U0、I0表示）。 【分析】（1）先根据欧姆定律求出不同接线柱将电阻的大小，然后确定电源的位置和不同接线柱将电阻的连接方式。 （2）根据并联电路的电阻特点，利用P＝分析。 【解答】解：（1）由I＝可知，RAB＝，RCD＝，RAD＝； 说明AD间电阻是AB间的三倍，CD间的电阻是AB间电阻的两倍，则AB间接电阻R2，CD间接电阻R1，AD间两电阻串联，电路图如图所示； ； （2）若使电路消耗的功率最大，电源电压不变，根据P＝可知，电路中的电阻是最小的，当两个电阻并联时，总电阻最小；故应连接AB、CD，此时两个电阻并联； 干路中的总电流为：I＝6I0+3I0＝9I0； 所以最大功率为：P＝U0×9I0＝9U0I0。 故答案为：（1）见解析；（2）AB；CD；9U0I0。 【点评】本题考查了暗箱问题，根据条件得出两电阻的连接方式和位置是关键。 28．综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光，此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示，求： （1）电源电压为 　4.5　V； （2）电路允许的最大功率为 　1.125　W； （3）再串联一个 　3　Ω的电阻，R2滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全。 【分析】由电路图可知，闭合开关S后，灯泡、R1、R2串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，由题意可知，电压表V2未画出。 （1）根据灯泡两端的电压越大时通过的电流越大判断出小灯泡的I﹣U图像，根据图乙可知电压表V2的示数随电流表示数的变化关系，然后结合电流相等时两电压表的示数之和不相等判断出电压表V2并联的位置；当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，根据图乙读出电表的示数，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压；当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，根据图乙读出电表的示数，同理表示出电源的电压，然后联立等式即可求出R1的阻值和电源的电压； （2）根据P＝UI求出最大功率； （3）根据欧姆定律算出小灯泡正常发光的电阻，要使R2的滑片可自由移动，且灯泡能正常发光，所以R2的电阻可以是0，即R2＝0时，电路的电流为0.25A，根据欧姆定律算出此时电路的总电阻，根据串联电路电压的规律算出串联的电阻。 【解答】解：由电路图可知，闭合开关S后，灯泡、R1、R2串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，由题意可知，电压表V2未画出。 （1）因灯泡两端的电压越大时通过的电流越大，所以图乙中图线①是小灯泡的I﹣U图像， 由图线②可知，电压表V2的示数随电流表示数的增大而减小，所以电压表V2测滑动变阻器两端的电压或测定值电阻和滑动变阻器两端的电压之和， 因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，所以，由电流相等时两电压表的示数之和不相等可知，电压表V2测滑动变阻器R2两端的电压，即并联在滑动变阻器R2两端，因此图像②表示R2的电流随电压变化关系； 当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小， 由图乙可知，灯泡两端的电压UL＝0.5V，变阻器R2两端的电压U2＝3.5V，电路中的电流I＝0.1A， 则电源的电压：U＝UL+U2+IR1＝0.5V+3.5V+0.1A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当灯泡正常发光时，电路中的电流最大， 由图乙可知，灯泡两端的电压UL′＝2.5V，变阻器R2两端的电压U2′＝0.75V，电路中的电流I′＝0.25A， 则电源的电压：U＝UL′+U2′+I′R1＝2.5V+0.75V+0.25A×R1﹣﹣﹣﹣② 由①②可得：R1＝5Ω，U＝4.5V； （2）电路允许的最大功率P＝UI′＝4.5V×0.25A＝1.125W； （3）因为R2的滑片可自由移动，且灯泡能正常发光，所以R2的电阻可以为0，即R2＝0时，电路的电流为0.25A， 由I＝可得，此时电路的总电阻为：R总＝＝＝18Ω， 灯泡正常发光的电阻：RL＝＝＝10Ω， 因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以需要串联电阻的阻值：R串联＝R总﹣RL﹣R1＝18Ω﹣10Ω﹣5Ω＝3Ω， 所以再串联一个3Ω的电阻后，R2的滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全。 故答案为：（1）4.5；（2）1.125；（3）3。 【点评】本题考查了欧姆定律和电功率公式的应用，根据电源电压相等列等式算出定值电阻和电源电压是解题的关键。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$