福建省泉州市晋江市2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷

福建省泉州市晋江市2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷 一、选择题：本题共14小题，每小题2分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．（2分）下列温度最接近37℃的是（　　） A．冰水混合物的温度 B．人感觉舒适的温度 C．健康成年人的体温 D．晋江冬天最低气温 2．（2分）如图，物态变化属于熔化的是（　　） A．露珠形成 B．滴水成冰 C．冰雪消融 D．雾凇结成 3．（2分）刮痧是我国一种传统的中医疗法，历史悠久。如图所示，当刮痧板在身体上刮动时，身体会感觉到热。下列实例与刮痧在改变物体内能的方式上相同的是（　　） A．热水暖手 B．搓手取暖 C．蒸锅蒸蛋 D．烤火取暖 4．（2分）规格都是“220V，120W”的用电器，它们正常工作时，相同时间内产生热量最多的是（　　） A．洗衣机 B．电冰箱 C．电风扇 D．电烙铁 5．（2分）“珍爱生命，安全用电”，图中操作正确的是（　　） A．双手分别接触到火线和零线 B．使用测电笔时，手指接触笔尾金属体 C．接触用电器中破损的电线 D．将手指塞进插座 6．（2分）位于沙漠边缘的罗布泊昼夜温差比沿海地区大，这是因为与水相比，砂石的（　　） A．比热容较小 B．比热容较大 C．密度较小 D．密度较大 7．（2分）如图的礼花筒是利用钢瓶内的高压空气膨胀做功，将筒内彩带喷向空中产生喜庆效果，选项图中，汽油机的能量转化与礼花筒的能量转化情况相同的是（　　） A． B． C． D． 8．（2分）晋江肉粕是福建名小吃，如图所示，制作时保留以柴火炉灶为火源的传统做法，将优选的猪肉条高温油炸去脂，则下列说法正确的是（　　） A．没油炸的猪肉条没有内能 B．油炸时，猪肉条的内能是通过热传递的方式改变 C．猪肉条的温度越高，所含的热量越多 D．油炸时，柴火燃烧越充分，其热值越大 9．（2分）用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近静止在空中的气球时，如图所示，气球远离橡胶棒，则气球（　　） A．带负电 B．带正电 C．可能带负电或者不带电 D．可能带正电或者不带电 10．（2分）下列电路图中，与实物电路图对应的是（　　） A． B． C． D． 11．（2分）今年放假，小玲第一次到泉州南站乘坐福厦高铁，发现乘客进站时，需同时通过身份证验证（相当于闭合S1）和人脸识别（相当于闭合S2），方可开启闸机M。图示电路设计符合要求的是（　　） A． B． C． D． 12．（2分）如图的实物图，下列判断正确的是（　　） A．R1和R2并联 B．电流表测量R1的电流 C．电压表测量电源电压 D．电压表测量R1的电压 13．（2分）某款身高测量仪，其工作原理如图所示，开关闭合时，已知电压表、电流表示数分别为U、I，电压表、电流表示数变化量分别为ΔU，ΔI，下列说法正确的是（　　） A．被测人员身高越高，电流表示数越大 B．被测人员身高越高，电压表示数越小 C．被测人员身高越高，的值变小 D．无论被测人员身高如何，的值不变 14．（2分）如图甲所示，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联在电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R2的功率随其接入电路中的阻值变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．电源电压16V B．滑片滑动过程中，滑动变阻器R2的最大功率为4.8W C．定值电阻R1为20Ω D．该电路最大总功率为14.4W 二、填空题：本题共6小题，每小题2分，共12分。 15．（2分）小明在厨房帮妈妈干活，他发现刚从冰箱冷冻室取出的排骨表面有“白霜”，“白霜”是空气中的水蒸气遇冷 　 　（填物态变化）而形成的，此过程需要 　 　热量。 16．（2分）《天工开物》记录了我国古代许多传统手工技术。如图所示，人们晾晒豆株时尽量将豆株铺开，这是通过增大液体的 　 　来加快液体的蒸发；在阳光下晒豆株干得快，表明液体 　 　越高，蒸发越快。 17．（2分）2024年4月25日，神舟十八号载人飞船发射圆满成功！运载火箭用液态氢作为燃料，因为液态氢具有较高的 　 　（选填“热值”或“比热容”）。当飞船返回地球时，外壳会与大气层剧烈摩擦而升温，此过程将 　 　能转化为内能。 18．（2分）如图，移动式红绿灯常用于应急指挥交通。红灯与绿灯交替发光，它们的连接方式为 　 　；白天，太阳能电池板给蓄电池充电，蓄电池相当于电路中的 　 　。 19．（2分）小晋想利用家里的电能表测量电热水壶的实际功率，电能表表盘如图所示，家里同时工作的用电器总功率不能超过 　 　W。当电路中只有电热水壶工作时，电能表指示灯在1min内闪烁80次，则电热水壶实际功率为 　 　W。 20．（2分）如图甲，R1阻值为10Ω，图乙为小灯泡L的U﹣I图像。闭合开关S、S1，断开S2，电流表示数为0.5A，再闭合开关S2，电流表示数变为0.6A，则R2＝ 　 　Ω。若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量为 　 　J。 三、作图题（每题2分，共4分） 21．（2分）如图是“伏安法测电阻”的实验电路图，请在两个“〇”内选填“电压表”或“电流表”的符号。 22．（2分）如图为家里某房间的简化电路，请用笔画当作导线将带有开关的灯泡和带有熔丝的三孔插座接入家庭电路中。 四、简答题：（4分） 23．（4分）生活中有一些电路引起的火灾常常发生在导线连接处，有经验的电工师傅接线时的做法如图甲所示，将火线、零线错开位置剥线，接头采用螺线形缠绕，再用电工胶布包好，而不是用如图乙所示的简单缠绕方式，请你从电学知识角度解释以下做法的原因。 （1）“错开位置剥线”，而不是在同一位置处剥线接线。 （2）“螺线形缠绕”，而不是简单缠绕。 五、实验探究题（每空1分，共30分） 24．（6分）小华、小明两位同学分别进行探究水的沸腾实验，其实验装置如图甲所示。 （1）实验中除了图甲中的实验器材外，还需要一个重要的测量仪器是 　 　。 （2）组装好实验器材加热一段时间后，小华观察到如图丙所示的气泡，说明此时水处于沸腾 　 　（选填“前”或“时”）的状态。 （3）为验证水沸腾时需要吸热，接下来小华应 　 　（选填“A”或“B”），等待一会儿后，观察烧杯中的水是否仍然沸腾。 A.继续加热几分钟 B.熄灭酒精灯 （4）小明利用相同的装置进行实验，并在同一坐标系中画出水沸腾前后温度随时间变化的图像，如图乙所示，从图像可知，水的沸点为 　 　℃，如果只考虑气压因素，可以推断出该地当时的气压 　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）一个标准大气压；小明发现他将水加热至沸腾的时间比小华短，原因可能是 　 　。（写出一个合理原因即可） 25．（7分）冬天来了，同学们想利用所学知识制作一个暖手宝，但是选择什么液体做为储热液体有争议，于是同学们设计了图甲所示的实验装置探究相同质量的水和煤油的吸热能力。 （1）如图甲，在安装调整实验器材时，先调整固定 　 　的位置（选填“A”或“B”）。 （2）加热过程中水和煤油吸热的多少是通过 　 　来反映的。 （3）关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是 　 　（填字母）。 A.采用相同的加热方法 B.使用相同的烧杯 C.烧杯中分别装入相同体积的水和煤油 （4）根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：升高相同的温度，　 　（选填“水”或“煤油”）吸收的热量较多；已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），则煤油的比热容是 　 　J/（kg•℃）。 （5）同学们又对图甲的装置进行了改进，如图丙所示，将分别装有等质量水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是更好的保证相同时间内水和煤油 　 　。 （6）经过实验探究后，同学们应选择 　 　（选填“水”或“煤油”）作为储热物质。 26．（5分）在“探究并联电路的电流特点”实验中，图甲是某探究小组同学设计的电路图。 （1）连接电路时，开关应 　 　。 （2）图乙是该小组连接的电路，闭合开关S，电流表测量的是通过 　 　（选填“A”、“B”或“C”）处的电流。 （3）小晋同学在测量C处的电流时，闭合开关，发现电流表的指针偏转如图丙所示，原因是 　 　；排除故障后，他用电流表分别在A、B、C三处测得电流表数据如表格： 测量处 A B C 电流（A） 0.3 0.2 0.5 比较数据，可以初步得出结论 　 　（用IA、IB、IC写表达式即可）。 （4）为了使结论更具有普遍性，下一步应该做的是 　 　。 A.换用电流表的另一量程，再测出一组电流值 B.换用不同规格的小灯泡，再测出几组电流值 27．（7分）在探究“电流与电阻的关系”实验中，实验器材有电压为6V的电源、电流表、电压表，滑动变阻器和开关各一个，定值电阻4个（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω）和导线若干。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，使滑片P向左移动时，电流表的示数变大。 （2）实验前，滑动变阻器的滑片应移至最 　 　（选填“左”或者“右”）端；正确连接电路后，试触时发现电压表指针偏向最右端，电流表无示数，则故障可能是 　 　。 （3）排除故障后，先将5Ω定值电阻接入电路进行实验，在移动滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注意观察 　 　（选填“电流表”或“电压表”），根据图乙可知，应使其示数为 　 　。 （4）为了保证将四个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω）依次接入电路，顺利完成实验，收集四组数据并得出结论，则滑动变阻器的最大阻值至少为 　 　Ω。 （5）由图乙可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 　 　。 28．（5分）学校“绿植种植小屋”的蔬菜适宜生长的空气相对湿度（空气中含水蒸气的百分比）在50%～70%之间，项目式学习小组利用湿敏电阻Rh和电阻箱R0设计了湿度显示与湿度报警电路。下表是湿敏电阻Rh在不同相对湿度下对应的电阻值。 相对湿度/% 40 50 60 70 80 90 Rh电阻值/kΩ 197 57 22 9 4.5 3 【项目分解】 （1）设计湿度测量电路 （2）设计湿度报警电路 【项目实施】 （1）设计湿度测量电路 ①如图甲所示，电源电压U恒为6V，电阻箱R0规格“0～9999Ω”，“湿度表”由电流表改装而成，其量程为“0～1mA”，如图乙所示。 ②设定湿度表测量的相对湿度最大值为90%，为了使相对湿度为90%时电流表指针能刚好在1mA处，则应调节电阻箱R0的阻值为 　 　Ω并保持不变，同时在电流表1mA处标上90%。 ③根据湿敏电阻Rh的电阻值，通过记算标定相对湿度。 当相对湿度为80%时，在电流表0.8mA处标上80%。 当相对湿度为70%时，应在电流表 　 　mA处标上70%。 依次在电流表上标出其他相对湿度值。 观察改装后的湿度表可发现刻度线间隔分布 　 　（选填“均匀”或“不均匀”）。 ④使用：闭合开关，根据电流表指针位置读取相对湿度值。 （2）设计湿度报警电路 ①如图丙所示，电阻箱R0阻值不变，在湿敏电阻Rh两端并联一个数字智能电压表（可设置报警电压）。 ②工作原理：当空气相对湿度降低时，湿敏电阻Rh的电阻值 　 　（填“变大”“变小”或“不变”），智能电压表示数变大，当电压值大于等于报警电压时触发报警。 ③如果要使小屋相对湿度≤50%时触发报警，应设置报警电压为 　 　V。 六、计算题：（第29题6分，第30题7分，第31题9分，共22分） 29．（6分）小强想要计算家里天然气灶烧水的热效率，他将2kg的水倒入烧水壶中，并测出水温为20℃，在一个标准大气压下，把水刚加热到100℃时，测出消耗天然气0.048m3（假设天然气完全燃烧），若水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气热值为q＝4.0×107J/m3。求： （1）将这些水烧开，需吸收多少热量； （2）在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量； （3）该天然气灶的效率。 30．（7分）图甲为某型号的电热锅，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝，该电热锅可以实现“低温”、“中温”和“高温”三个挡位的切换。当S1断开，S2接b时为低温挡，此时的功率为242W；当S1闭合，S2接b时为中温挡，功率为484W。求： （1）低温挡的电流大小。 （2）电热丝R1的阻值。 （3）高温挡的功率。 31．（9分）体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组找到一个压力传感器，它的阻值R与所受压力F的对应关系图像如图甲所示。科技创新小组由此设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，电路图如图乙所示。已知电源电压为12V，电流表的量程为60mA，踏板重力不计。 （1）闭合开关S，当体重计空载时，调节滑动变阻器，当电流表示数为10mA时，电压表示数为3V，求R的阻值。 （2）闭合开关S，当体重计空载时，继续调节滑动变阻器R1，使电流表指针指向表盘正中间位置，并将此位置标记刻度为F＝0N，求此时滑动变阻器接入电路部分的阻值。 （3）在保持滑动变阻器阻值不变的前提下，逐渐对传感器施加压力，并将对应的压力值标记到电流表上，制成了一个简易的“体重计”。若此“体重计”测得的F＝400N时，计算R消耗的电功率为多少？ 参考答案与试题解析 一、选择题：本题共14小题，每小题2分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．（2分）下列温度最接近37℃的是（　　） A．冰水混合物的温度 B．人感觉舒适的温度 C．健康成年人的体温 D．晋江冬天最低气温 【分析】根据生活经验和对常见温度数值的认识进行分析。 【解答】解：A.冰水混合物的温度约为0℃，故A错误； B.人感觉舒适的温度约为25℃，故B错误； C.健康成年人的体温约为37℃，故C正确； D.晋江冬天最低气温低于0℃，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查温度的估测，要认真观察生活，注意收集生活中常见的温度数据。 2．（2分）如图，物态变化属于熔化的是（　　） A．露珠形成 B．滴水成冰 C．冰雪消融 D．雾凇结成 【分析】熔化指物质由固态转变成液态，熔化要吸热。 【解答】解：A、露珠的形成是液化现象，故A错误； B、滴水成冰是凝固现象，故B错误； C、冰雪消融是熔化现象，故C正确； D、雾凇凝结是凝华现象，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了熔化现象，属于基础题。 3．（2分）刮痧是我国一种传统的中医疗法，历史悠久。如图所示，当刮痧板在身体上刮动时，身体会感觉到热。下列实例与刮痧在改变物体内能的方式上相同的是（　　） A．热水暖手 B．搓手取暖 C．蒸锅蒸蛋 D．烤火取暖 【分析】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，其中做功过程是能量的转化过程；热传递是内能从高温转移到低温的过程，是能量的转移，二者的本质不同。 【解答】解：刮痧是通过克服摩擦力做功改变物体的内能的。 A、热水暖手是通过热传递改变物体的内能，属于能量的转移，故A不符合题意； B、搓手取暖是通过克服摩擦力做功改变物体的内能的，故B符合题意； C、蒸锅蒸蛋是通过热传递使内能增加的，属于能量的转移，故C不符合题意； D、烤火取暖是通过热传递使内能增加的，属于能量的转移，故D不符合题意； 故选：B。 【点评】本题考查了改变物体内能有两种方式，结合生活实际解决问题，比较简单。 4．（2分）规格都是“220V，120W”的用电器，它们正常工作时，相同时间内产生热量最多的是（　　） A．洗衣机 B．电冰箱 C．电风扇 D．电烙铁 【分析】四个用电器都正常工作，实际功率相同（等于额定功率）、通电时间相同，根据W＝Pt可知消耗的电能相同，通过分析三种用电器使用时的能量转化情况，找出产生热量最多的用电器。 【解答】解：电烙铁工作时把电能转化为内能；洗衣机、电风扇工作时把电能主要转化机械能，有一部分转化为内能；电冰箱主要是用来制冷的，工作时把电能转化为机械能和内能； 由铭牌可知，四种用电器的额定功率相等，它们正常工作时消耗的电能相等，故在电功率相同、通电时间相同时，电烙铁工作时产生的热量最多，故D正确，ABC错误。 故选：D。 【点评】知道电流做功的实质：电流做功的过程就是消耗电能转化为其它形式能的过程，能分析四种用电器的能量转化是本题的关键。 5．（2分）“珍爱生命，安全用电”，图中操作正确的是（　　） A．双手分别接触到火线和零线 B．使用测电笔时，手指接触笔尾金属体 C．接触用电器中破损的电线 D．将手指塞进插座 【分析】（1）双手分别接触火线和零线，会造成双线触电； （2）使用测电笔时，手必须接触笔尾金属体，不能接触笔尖金属体； （3）电线破损会引起触电事故； （4）不能把手指塞进插座。 【解答】解：A、双手分别接触到火线和零线，会造成双线触电，故A不符合安全用电原则； B、使用测电笔时，手指接触笔尾金属体，故B符合安全用电的原则； C、接触用电器中破损的电线，可能会触电，故C不符合安全用电的原则； D、将手指塞进插座，可能会造成触电，故D不符合安全用电的原则。 故选：B。 【点评】本题考查的是试电笔的使用规则；知道触电的事故和安全用电的原则。 6．（2分）位于沙漠边缘的罗布泊昼夜温差比沿海地区大，这是因为与水相比，砂石的（　　） A．比热容较小 B．比热容较大 C．密度较小 D．密度较大 【分析】与其他物质相比，水的比热容较大，在质量相同，吸收或放出相同热量时，水的温变化小。 【解答】解：因为水的比热容较大，砂石的比热容小，相同质量的水和沙石比较，白天吸收相同的热量时，水的温度升高得少，砂石的温度升高的多；夜晚放出相同的热量时，水的温度降低得少，砂石降低的温度多，使得沿海地区昼夜温差小、罗布泊昼夜温差大，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选：A。 【点评】本题考查了水的比热容大的应用，相对比较简单，属于基础题。 7．（2分）如图的礼花筒是利用钢瓶内的高压空气膨胀做功，将筒内彩带喷向空中产生喜庆效果，选项图中，汽油机的能量转化与礼花筒的能量转化情况相同的是（　　） A． B． C． D． 【分析】四冲程工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能。 【解答】解：礼花筒是利用钢瓶内的高压空气膨胀做功，将筒内彩带喷向空中产生喜庆效果，即是内能转化为机械能，汽油机的能量转化与礼花筒的能量转化情况相同的是做功冲程；选项中图A的进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选：A。 【点评】本题考查了能量的转化、以及四冲程的判断。 8．（2分）晋江肉粕是福建名小吃，如图所示，制作时保留以柴火炉灶为火源的传统做法，将优选的猪肉条高温油炸去脂，则下列说法正确的是（　　） A．没油炸的猪肉条没有内能 B．油炸时，猪肉条的内能是通过热传递的方式改变 C．猪肉条的温度越高，所含的热量越多 D．油炸时，柴火燃烧越充分，其热值越大 【分析】（1）一切物体都具内能； （2）改变内能的方式：做功和热传递； （3）热量是热传递过程中传递能量的多少； （4）热值是燃料的一种特性，和燃料的燃烧是否充分无关。 【解答】解：A、一切物体都具内能，没油炸的猪肉条具有内能，故A错误； B、油炸时，猪肉条吸收热量，内能增加，这是通过热传递的方式改变内能，故B正确； C、热量是过程量，不能说“含有”热量，故C错误； D、热值是燃料的一种特性，和燃料的燃烧是否充分无关，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查了对内能改变的方法、内能、热值和热量的概念的理解，属于基础题，只需要掌握好相关的基础知识即可解决。 9．（2分）用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近静止在空中的气球时，如图所示，气球远离橡胶棒，则气球（　　） A．带负电 B．带正电 C．可能带负电或者不带电 D．可能带正电或者不带电 【分析】电荷间的作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 【解答】解：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，靠近悬挂着的气球，发现气球被推开；因同种电荷相互排斥，所以气球带负电，故A正确。 故选：A。 【点评】本题考查了电荷间的相互作用规律的应用，属于基础题。 10．（2分）下列电路图中，与实物电路图对应的是（　　） A． B． C． D． 【分析】由实物图分析开关和灯泡连接方式，然后按连接顺序画出电路图判断选项即可。 【解答】解：由实物图可知，开关闭合后，电流从电源的正极出发，分成两条支路，一条经过灯泡L1，另一条经过灯泡L2、开关S2，两条支路汇合后经过开关S1流回电源的负极，故A正确；BCD错误。 故选：A。 【点评】此题考查的是根据实物图画电路图，要求学生能够正确的分析实物连接方式，根据各元件的连接关系和顺序，画出正确的电路图。 11．（2分）今年放假，小玲第一次到泉州南站乘坐福厦高铁，发现乘客进站时，需同时通过身份证验证（相当于闭合S1）和人脸识别（相当于闭合S2），方可开启闸机M。图示电路设计符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【分析】根据题意分析两个开关的连接方式，从而得出正确的电路图。 【解答】解：根据题意可知，只有两个开关都闭合的情况下，闸机门自动打开，这说明两个开关相互影响，是串联的，然后与电动机串联，故C正确。 故选：C。 【点评】本题考查根据要求设计电路，逐一对每个电路进行分析，找出与题中条件相符合的电路图即可。 12．（2分）如图的实物图，下列判断正确的是（　　） A．R1和R2并联 B．电流表测量R1的电流 C．电压表测量电源电压 D．电压表测量R1的电压 【分析】分析电路图可知两灯的连接方式，根据电流表和电压表使用方法分析。 【解答】解：由图知，闭合开关，两灯串联，电流表串联在电路中，则电流表测量电路中的电流，因为串联电路中电流处处相等，所以电流表测量R1的电流，也测量R2的电流； 图中电压表并联在R2的两端，则电压表测量R2两端的电压，故B正确、ACD错误。 故选：B。 【点评】本题考查了串并联电路的辨别，电流表和电压表的使用方法，分析电路图得出电路的连接方式以及电流表和电压表的位置是关键。 13．（2分）某款身高测量仪，其工作原理如图所示，开关闭合时，已知电压表、电流表示数分别为U、I，电压表、电流表示数变化量分别为ΔU，ΔI，下列说法正确的是（　　） A．被测人员身高越高，电流表示数越大 B．被测人员身高越高，电压表示数越小 C．被测人员身高越高，的值变小 D．无论被测人员身高如何，的值不变 【分析】由图可知，闭合开关S，R与弹簧串联，电压表测弹簧两端的电压，电流表测电路中的电流； （1）分析电路图可知，身高越高时，变阻器接入电路中的电阻越大，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，根据串联电路的分压规律分析电压表示数的变化； （2）电压表示数与电流表示数的比值等于R2的阻值，据此可知该比值的变化； （3）根据电源电压不变判断出变阻器两端电压的变化量等于定值电阻R两端电压的变化量，进而判断出的值的变化量。 【解答】解：由图可知，闭合开关S，R与弹簧串联，电压表测弹簧两端的电压，电流表测电路中的电流； AB、由电路图可知，身高越高时，变阻器接入电路中的电阻越大，根据欧姆定律可知电路中的电流的越小，电流表示数越小；变阻器接入电路中的电阻越大，根据串联电路的分压规律可知，变阻器分担的电压越大大，电压表示数越大大，故AB错误； C、身高越高，滑动变阻器的滑片向上移动的距离越大，变阻器接入电路中的电阻越大，由R可知电压表示数与电流表示数的比值等于变阻器的阻值，所以电压表示数与电流表示数的比值越大，故C错误； D、由于电源电压不变，所以变阻器两端电压的变化量等于定值电阻R两端电压的变化量，所以的值等于R的阻值，所以该比值不变，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到串联电路的特点和欧姆定律的应用，难度不大。 14．（2分）如图甲所示，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联在电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R2的功率随其接入电路中的阻值变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．电源电压16V B．滑片滑动过程中，滑动变阻器R2的最大功率为4.8W C．定值电阻R1为20Ω D．该电路最大总功率为14.4W 【分析】由电路图可知，闭合开关，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流。 （1）当滑动变阻器接入电路中的阻值为20Ω时，滑动变阻器R2的电功率为3.2W，根据P＝I2R可知电路中的电流，根据欧姆定律和串联电路的电压特点表示出电源电压的表达式； （2）当滑动变阻器接入电路中的阻值为80Ω时，滑动变阻器R2的电功率为3.2W，根据P＝I2R可知电路中的电流，根据欧姆定律和串联电路的电压特点表示出电源电压的表达式，联立关系式可得电源电压和R1的阻值。 （3）根据串联电路的电压规律和P＝UI表示滑动变阻器的电功率，根据数学知识分析最大电功率； （4）根据滑动变阻器的电阻为零时，电流最大，电阻最小，根据P计算最大功率。 【解答】解：AC、由电路图可知，闭合开关，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流。 当滑动变阻器接入电路中的阻值为20Ω时，滑动变阻器R2的电功率为3.2W， 根据P＝I2R可知：3.2W20Ω， 解得：I1＝0.4A， 由欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压：U＝I1R1+I1R2＝0.4A×R1+0.4A×20Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当滑动变阻器接入电路中的阻值为80Ω时，滑动变阻器R2的电功率为3.2W， 根据P＝I2R可知：3.2W80Ω， 解得：I2＝0.2A， 根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压U＝I2R1+I2R2′＝0.2A×R1+0.2A×80Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 联立①②得：U＝24V，R1＝40Ω；故AC错误； B、滑动变阻器的R2的电功率P2＝U2I＝（U﹣IR1）I＝﹣40ΩI2+24V×I＝﹣40（I﹣0.3）2+3.6W； 电流为0.3A时，滑动变阻器的电功率最大，且此电流在0.2A﹣0.4A的范围内，滑动变阻器可以调到此电流，最大电功率为3.6W，故B错误。 D、当滑动变阻器接入电路的电阻最小为零时，电路中的电流最大，电路的电功率最大， 最大电功率P大14.4W，故D正确； 故选：D。 【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率计算公式的应用，关键是从图中得出有用信息。 二、填空题：本题共6小题，每小题2分，共12分。 15．（2分）小明在厨房帮妈妈干活，他发现刚从冰箱冷冻室取出的排骨表面有“白霜”，“白霜”是空气中的水蒸气遇冷 　凝华　（填物态变化）而形成的，此过程需要 　放出　热量。 【分析】物质从气态直接变成固态的过程叫凝华，凝华放热。 【解答】解：“白霜”是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶，属于凝华现象，凝华放热。 故答案为：凝华；放出。 【点评】本题考查了凝华现象，比较简单。 16．（2分）《天工开物》记录了我国古代许多传统手工技术。如图所示，人们晾晒豆株时尽量将豆株铺开，这是通过增大液体的 　表面积　来加快液体的蒸发；在阳光下晒豆株干得快，表明液体 　温度　越高，蒸发越快。 【分析】影响蒸发的因素有温度、液体表面积、液体表面上方的空气流动、液体种类等，根据题意分析即可。 【解答】解：影响蒸发快慢的因素有三个，液体的温度、液体的表面积和空气流动的速度，晾晒豆株时要尽量将豆株铺开，这样做可以增大液体的表面积，从而加快水分的蒸发。 在阳光下晒豆株，豆株上的水分温度高，此时豆株干得快，说明液体温度越高，蒸发越快。 故答案为：表面积；温度。 【点评】本题考查了液体蒸发快慢与哪些因素有关的实验，并对控制变量法有一定的要求。在探究这道题时能将知识应用于生活，注意联系生活实际，是一道很好的探究题。 17．（2分）2024年4月25日，神舟十八号载人飞船发射圆满成功！运载火箭用液态氢作为燃料，因为液态氢具有较高的 　热值　（选填“热值”或“比热容”）。当飞船返回地球时，外壳会与大气层剧烈摩擦而升温，此过程将 　机械　能转化为内能。 【分析】液氢具有较高的热值，与其它燃料相比，质量相同的液氢燃烧可以释放更多的热量； 机械能与内能之间可以相互转化。 【解答】解：液态氢的热值较大，与其它燃料相比，在完全燃烧相同质量时，能放出的热量较多，所以作用火箭的燃料； 火箭进入大气层后，外壳会因为剧烈摩擦而升温，此过程将机械能转化为内能。 故答案为：热值；机械。 【点评】本题考查了对热值的理解和做功改变物体的内能，属于基础题。 18．（2分）如图，移动式红绿灯常用于应急指挥交通。红灯与绿灯交替发光，它们的连接方式为 　并联　；白天，太阳能电池板给蓄电池充电，蓄电池相当于电路中的 　用电器　。 【分析】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。 电路的组成：电路是由提供电能的电源、消耗电能的用电器、控制电路通断的开关和输送电能的导线四部分组成，缺少或不完整都会影响电路的正常工作。 【解答】解：红灯与绿灯交替发光，它们互不影响，所以是并联的。 白天，太阳能电池板给蓄电池充电时，蓄电池消耗了电能，因此相当于电路中的用电器。 故答案为：并联；用电器。 【点评】本题考查了串、并联电路的辨析，以及电路的组成。 19．（2分）小晋想利用家里的电能表测量电热水壶的实际功率，电能表表盘如图所示，家里同时工作的用电器总功率不能超过 　2200　W。当电路中只有电热水壶工作时，电能表指示灯在1min内闪烁80次，则电热水壶实际功率为 　1500　W。 【分析】（1）由电能表的铭牌可知，该电能表的额定电压是220V，标定电流是10A，因此根据功率的公式P＝UI可求解允许接入的最大功率。 （2）要测量电水壶的电功率，根据灯闪烁的次数结合参数求出消耗的电功，由计算出功率。 【解答】解：（1）电能表是用测量电能的仪表； 由电能表的铭牌可知，U＝220V，I＝10A， 故他家能同时工作的用电器的总功率不宜超过：P总＝UI＝220V×10A＝2200W。 （2）在测量电热水壶的实际功率时，要关闭其他的用电器，使电水壶单独工作； 根据参数3200imp/（kW•h）知，每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁3200次； 所以闪烁80次消耗的电能为： ； 则； 故答案为：2200W；1500W。 【点评】此题考查了根据电能表参数计算用电器的实际功率，关键是理解电能表参数的含义，并能计算出电能表消耗的电能。 20．（2分）如图甲，R1阻值为10Ω，图乙为小灯泡L的U﹣I图像。闭合开关S、S1，断开S2，电流表示数为0.5A，再闭合开关S2，电流表示数变为0.6A，则R2＝ 　50　Ω。若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量为 　54　J。 【分析】由图甲可知，闭合开关S、S1，断开S2时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律可得电源电压；再闭合开关S2，电阻R1与R2并联，电流表测干路电流，根据并联电路的特点和电流规律可得通过R2的电流，根据并联电路的电压规律可知R2两端的电压，根据欧姆定律求R2的阻值； 若只闭合S，小灯泡L与R1串联，电流表测电路中的电流，根据串联电路的电流、电压规律和欧姆定律可得符合题意的电流，根据Q＝I2Rt可得1min内电阻R1产生的热量。 【解答】解：由图甲可知，闭合开关S、S1，断开S2时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流。 根据欧姆定律可得，电源电压为U＝U1＝I1R1＝0.5A×10Ω＝5V， 再闭合开关S2，电阻R1与R2并联，电流表测干路电流， 由于并联电路各支路互不影响，所以此时通过R1的电流不变，仍为I1＝0.5A， 根据并联电路的电流规律可得，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝0.6A﹣0.5A＝0.1A， 根据并联电路的电压规律可知R2两端的电压：U2＝U＝5V， 根据欧姆定律可得，R2的阻值：R250Ω； 若只闭合S，小灯泡L与R1串联，电流表测电路中的电流， 串联电路中各处的电流相等，由图乙可知，当电路中的电流为0.3时，此时L两端的电压为2V， 根据串联电路的电压规律和欧姆定律可得， 电源电压：U＝UL+U′1＝2V+0.3A×10Ω＝5V，符合题意， 故1min内电阻R1产生的热量：Q＝I2R1t＝（0.3A）2×10Ω×1×60s＝54J。 故答案为：50；54。 【点评】本题考查欧姆定律、焦耳定律和串、并联电路的特点，明确电路的连接方式是关键之一。 三、作图题（每题2分，共4分） 21．（2分）如图是“伏安法测电阻”的实验电路图，请在两个“〇”内选填“电压表”或“电流表”的符号。 【分析】电流表串联在电路中，电压表并联在电路中，据此解答。 【解答】解：电流表要与被测电阻Rx串联，电压表要并联在Rx两端，如图所示： 【点评】本题考查了电压表和电流表的连接方法，属于基础题目。 22．（2分）如图为家里某房间的简化电路，请用笔画当作导线将带有开关的灯泡和带有熔丝的三孔插座接入家庭电路中。 【分析】（1）三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线，保险丝接在火线上。 （2）灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点；零线直接接入灯泡的螺旋套。 【解答】解：（1）三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线，保险丝接在火线上。 （2）灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故，既能控制灯泡，又能更安全。如图所示： 【点评】掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法，同时考虑使用性和安全性。 四、简答题：（4分） 23．（4分）生活中有一些电路引起的火灾常常发生在导线连接处，有经验的电工师傅接线时的做法如图甲所示，将火线、零线错开位置剥线，接头采用螺线形缠绕，再用电工胶布包好，而不是用如图乙所示的简单缠绕方式，请你从电学知识角度解释以下做法的原因。 （1）“错开位置剥线”，而不是在同一位置处剥线接线。 （2）“螺线形缠绕”，而不是简单缠绕。 【分析】（1）错开位置剥线可以避免短路； （2）根据焦耳定律，在其它条件相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多，容易引发火灾。 【解答】解：（1）将火线、零线错开位置剥线，用电工胶布包好，可以避免剥线位置太近，造成电路短路。 （2）“螺线形缠绕”可以减小导体的电阻，同时连接更牢固，简单缠绕会增大接头处的电阻，根据焦耳定律，接头处产生的热量较多，容易引发火灾。 【点评】本题考查的是焦耳定律的应用；知道影响导体电阻大小的因素。 五、实验探究题（每空1分，共30分） 24．（6分）小华、小明两位同学分别进行探究水的沸腾实验，其实验装置如图甲所示。 （1）实验中除了图甲中的实验器材外，还需要一个重要的测量仪器是 　停表　。 （2）组装好实验器材加热一段时间后，小华观察到如图丙所示的气泡，说明此时水处于沸腾 　时　（选填“前”或“时”）的状态。 （3）为验证水沸腾时需要吸热，接下来小华应 　B　（选填“A”或“B”），等待一会儿后，观察烧杯中的水是否仍然沸腾。 A.继续加热几分钟 B.熄灭酒精灯 （4）小明利用相同的装置进行实验，并在同一坐标系中画出水沸腾前后温度随时间变化的图像，如图乙所示，从图像可知，水的沸点为 　97　℃，如果只考虑气压因素，可以推断出该地当时的气压 　小于　（选填“大于”“小于”或“等于”）一个标准大气压；小明发现他将水加热至沸腾的时间比小华短，原因可能是 　小明烧杯内的水质量少　。（写出一个合理原因即可） 【分析】（1）探究“水的沸腾”实验需测量加热过程中温度随时间的变化，所以实验中还需要秒表或停表； （2）水沸腾前，水上层的温度低于下层温度，气泡在上升过程中，气泡内的水蒸气遇冷液化成小水珠，气泡越来越小； （3）水沸腾的特点：温度不变，持续吸热； （4）水的初温和质量会影响水达到沸腾的时间；一个标准大气压下水的沸点是100℃，如果大气压大于一个标准大气压，水的沸点也就会大于100℃；如果大气压小于一个标准大气压，水的沸点就会小于100℃。 【解答】解：（1）探究“水的沸腾”实验需测量加热过程中温度随时间的变化，所以实验中还需要停表； （2）沸腾前水中气泡的情形为上升过程中逐渐减小；沸腾时水中气泡的情形为上升过程中逐渐变大，到达水面处破裂而开，冒出大量水蒸气，故图丙所示气泡为沸腾时的状态； （3）水达到沸点需继续吸收热量，水沸腾时需要吸热且温度不变，为验证水沸腾时需要吸热，接下来小华应停止加热（或移开酒精灯、熄灭酒精灯），观察水是否继续沸腾，故选：B； （4）从两次实验的图像中可看出，两组水达到沸腾所用时间不同，所用加热时间不同，是因为水的质量不同； 由图可知，水的沸点为97℃，1标准大气压下水的沸点为100℃，气压越低，沸点越低。由此可判断当时的气压小于1个标准大气压。 故答案为：（1）停表；（2）时；（3）B；（4）97；小于；小明烧杯内的水质量少。 【点评】本题考查了探究水沸腾的实验，熟练掌握水沸腾的条件和特点是解题的关键。 25．（7分）冬天来了，同学们想利用所学知识制作一个暖手宝，但是选择什么液体做为储热液体有争议，于是同学们设计了图甲所示的实验装置探究相同质量的水和煤油的吸热能力。 （1）如图甲，在安装调整实验器材时，先调整固定 　A　的位置（选填“A”或“B”）。 （2）加热过程中水和煤油吸热的多少是通过 　加热时间　来反映的。 （3）关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是 　C　（填字母）。 A.采用相同的加热方法 B.使用相同的烧杯 C.烧杯中分别装入相同体积的水和煤油 （4）根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：升高相同的温度，　水　（选填“水”或“煤油”）吸收的热量较多；已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），则煤油的比热容是 　2.1×103　J/（kg•℃）。 （5）同学们又对图甲的装置进行了改进，如图丙所示，将分别装有等质量水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是更好的保证相同时间内水和煤油 　吸收热量相同　。 （6）经过实验探究后，同学们应选择 　水　（选填“水”或“煤油”）作为储热物质。 【分析】（1）为了保证用酒精灯外焰给烧杯加热，同时为了保证温度计能完全浸在水中，且不能碰到容器壁，应先固定下边装置，再固定上边； （2）煤油和水吸热的多少无法判断，但通过使用采用相同的加热方法，即可通过加热时间判断物体吸收热量的多少； （3）比较水和煤油吸热升温特点需要控制水和煤油的质量相等，因为水和煤油的密度是不同的，体积相同时，质量是不同的； （4）（6）根据比较物质吸热能力的方法（使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强）确定哪种物质的吸热能力强；根据Q吸＝cmΔt可知在质量和吸收热量相同时，温度的变化值和比热容成反比，据此求出乙的比热容； （5）从吸收热量相同比较。 【解答】解：（1）在安装、调整实验器材时，为了实验酒精灯的外焰加热，应先下再上；在安装、调整如图（甲）的实验器材时，应先固定A，再调整固定B，因为底部的距离应是固定的，而上部可以根据下部的情况进行灵活调节； （2）研究物体吸热本领的与物质的种类的关系时，由于是相同的酒精灯加热，即煤油子和水在相同的时间内吸收的热量相等，所以可以利用加热时间的长短来反映物体吸收热量的多少； （3）“比较水和煤油吸热升温特点”就要采用控制变量法，控制热源（酒精灯火焰的大小、与烧杯底的距离）、盛装液体的容器相同和液体质量一定，故A、B选项正确；因为水和煤油的密度是不同的，体积相同时，质量是不同的，故C不正确； （4）由图可知，两种物质都升高Δt＝30℃﹣10℃＝20℃，煤油的加热时间为2.5min，水的加热时间为5min，则水吸收的热量为煤油吸收热量的2倍；根据Q吸＝cmΔt可知，在液体的质量相同、升高相同的温度时，吸收的热量与比热容成正比，则水的比热容为煤油的比热容的2倍，则煤油的比热容：c煤油4.2×103J/（kg•℃）＝2.1×103J/（kg•℃）； （5）将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图丙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是：在相同时间内水和煤油吸收的热量相同； （6）根据Q＝cmΔt，质量相同的水和煤油降低相同的温度，因水的比热容大，水放热量多，因此最好选用水作为储热物质。 故答案为：（1）A；（2）加热时间；（3）C；（4）水；2.1×103；（5）吸收热量相同；（6）水。 【点评】本题考查的是比较物质吸热能力的方法，考查了学生对实验的操作能力，以及对于实验数据的分析能力，我们要能够根据相关的实验数据得出我们需要的知识，并能够将这些知识应用于生活，以及物理实验中常常采用控制变量法。 26．（5分）在“探究并联电路的电流特点”实验中，图甲是某探究小组同学设计的电路图。 （1）连接电路时，开关应 　断开　。 （2）图乙是该小组连接的电路，闭合开关S，电流表测量的是通过 　B　（选填“A”、“B”或“C”）处的电流。 （3）小晋同学在测量C处的电流时，闭合开关，发现电流表的指针偏转如图丙所示，原因是 　电流表正负接线柱接反　；排除故障后，他用电流表分别在A、B、C三处测得电流表数据如表格： 测量处 A B C 电流（A） 0.3 0.2 0.5 比较数据，可以初步得出结论 　IA+IB＝IC　（用IA、IB、IC写表达式即可）。 （4）为了使结论更具有普遍性，下一步应该做的是 　B　。 A.换用电流表的另一量程，再测出一组电流值 B.换用不同规格的小灯泡，再测出几组电流值 【分析】（1）为了保护电路，连接电路时，开关必须断开； （2）由图乙可知，电流表测量通过L2的电流，据此分析； （3）在测量A处的电流时，电流表的指针反向偏转，说明电流表的正负接线柱接反了； 并联电路中干路的电流等于各支路电流之和； （4）探究并联电路电流规律的实验中，为寻找普遍规律，应换用不同规格的灯泡进行多次测量。 【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关必须断开； （2）由图乙可知，电流表测量通过L2的电流，故电流表测量的是通过B处的电流； （3）在测量A处的电流时，发现电流表的指针偏转如图丙，即指针反向偏转，说明电流表的正负接线柱接反了； 由表格数据可知：0.5A＝0.3A+0.2A，由此可以初步得出结论：并联电路中干路的电流等于各支路电流之和，即IA+IB＝IC； （4）探究并联电路电流规律的实验中，为寻找普遍规律，应换用不同规格的灯泡进行多次测量，故B正确。 故答案为：（1）断开；（2）B；（3）电流表的正负接线柱接反；IA+IB＝IC；（4）B。 【点评】此题是探究并联电路中电流规律的实验，考查了电流表的连接和读数、分析表格数据得出结论的能力，比较简单。 27．（7分）在探究“电流与电阻的关系”实验中，实验器材有电压为6V的电源、电流表、电压表，滑动变阻器和开关各一个，定值电阻4个（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω）和导线若干。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，使滑片P向左移动时，电流表的示数变大。 （2）实验前，滑动变阻器的滑片应移至最 　右　（选填“左”或者“右”）端；正确连接电路后，试触时发现电压表指针偏向最右端，电流表无示数，则故障可能是 　定值电阻断路　。 （3）排除故障后，先将5Ω定值电阻接入电路进行实验，在移动滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注意观察 　电压表　（选填“电流表”或“电压表”），根据图乙可知，应使其示数为 　2V　。 （4）为了保证将四个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω）依次接入电路，顺利完成实验，收集四组数据并得出结论，则滑动变阻器的最大阻值至少为 　50　Ω。 （5）由图乙可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 　反比　。 【分析】（1）根据滑片P向左移动时，电流表的示数变大可知，滑动变阻器电阻变小； （2）为了电路安全，实验前，滑动变阻器的滑片应拨至阻值最大处； 电流表示数为零，说明电路为断路，电压表指针迅速偏向最右端，说明与电压表并联的用电器断路； （3）为了控制电阻两端电压不变，在移动滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注意观察电压表；由图乙可知所控制的电压； （4）根据串联分压原理可求得所选滑动变阻器的最大阻值； （5）由图象可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 【解答】解：（1）根据滑片P向左移动时，电流表的示数变大可知，滑动变阻器电阻变小，应该把滑动变阻器左下接线柱接入电路，电路连接如下： ； （2）为了电路安全，实验前，滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处，即最右端； 电流表示数为零，说明电路为断路，电压表指针迅速偏向最右端，说明可能是与电压表并联的用电器断路或电压表被串联在电路中，则可能是定值电阻断路； （3）为了控制电阻两端电压不变，在移动滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注意观察电压表； 由图乙可知所控制的电压为U＝IR＝0.4A×5Ω＝0.2A×10Ω＝0.1A×20Ω＝2V； （4）定值电阻两端的电压始终保持UV＝2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2V＝4V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的2倍， 根据分压原理，当接入25Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝2×25Ω＝50Ω，即滑动变阻器的最大阻值至少为50Ω； （5）由图象可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 故答案为：（1）见解答图；（2）右；定值电阻断路；（3）电压表；2V；（4）50；（5）反比。 【点评】本题考查电路的连接，电压表的使用，串联分压原理，电路故障分析，滑动变阻器的应用，电流与电阻的关系。 28．（5分）学校“绿植种植小屋”的蔬菜适宜生长的空气相对湿度（空气中含水蒸气的百分比）在50%～70%之间，项目式学习小组利用湿敏电阻Rh和电阻箱R0设计了湿度显示与湿度报警电路。下表是湿敏电阻Rh在不同相对湿度下对应的电阻值。 相对湿度/% 40 50 60 70 80 90 Rh电阻值/kΩ 197 57 22 9 4.5 3 【项目分解】 （1）设计湿度测量电路 （2）设计湿度报警电路 【项目实施】 （1）设计湿度测量电路 ①如图甲所示，电源电压U恒为6V，电阻箱R0规格“0～9999Ω”，“湿度表”由电流表改装而成，其量程为“0～1mA”，如图乙所示。 ②设定湿度表测量的相对湿度最大值为90%，为了使相对湿度为90%时电流表指针能刚好在1mA处，则应调节电阻箱R0的阻值为 　3×103　Ω并保持不变，同时在电流表1mA处标上90%。 ③根据湿敏电阻Rh的电阻值，通过记算标定相对湿度。 当相对湿度为80%时，在电流表0.8mA处标上80%。 当相对湿度为70%时，应在电流表 　0.5　mA处标上70%。 依次在电流表上标出其他相对湿度值。 观察改装后的湿度表可发现刻度线间隔分布 　不均匀　（选填“均匀”或“不均匀”）。 ④使用：闭合开关，根据电流表指针位置读取相对湿度值。 （2）设计湿度报警电路 ①如图丙所示，电阻箱R0阻值不变，在湿敏电阻Rh两端并联一个数字智能电压表（可设置报警电压）。 ②工作原理：当空气相对湿度降低时，湿敏电阻Rh的电阻值 　变大　（填“变大”“变小”或“不变”），智能电压表示数变大，当电压值大于等于报警电压时触发报警。 ③如果要使小屋相对湿度≤50%时触发报警，应设置报警电压为 　5.7　V。 【分析】【项目实施】 （1）②根据表中数据可知相对湿度为90%时湿敏电阻Rh的阻值，根据欧姆定律和串联电路的电阻特点求出应调节电阻箱R0的阻值； ③根据表中数据可知相对湿度为70%时湿敏电阻Rh的阻值，根据欧姆定律和串联电路的电阻特点求出此时电路中的电流； 分析比较相对湿度分别为90%、80%、70%时对应的电流值，进而判断出改装后的湿度表可发现刻度线间隔分布是否均匀； （2）②根据表中数据可知相对湿度降低时，湿敏电阻Rh的阻值变化情况； ③根据表中数据可知相对湿度为50%时湿敏电阻Rh的阻值，根据欧姆定律和串联电路的电阻特点求出此时电路中的电流，再根据欧姆定律求出湿敏电阻Rh两端的电压，即为应设置的报警电压值。 【解答】解：【项目实施】 （1）②由表中数据可知，相对湿度为90%时湿敏电阻Rh的阻值为3kΩ＝3×103Ω， 由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R总16×103Ω， 由串联电路的电阻特点可知，应调节电阻箱R0的阻值：R0＝R总1﹣Rh1＝6×103Ω﹣3×103Ω＝3×103Ω； ③由表中数据可知，相对湿度为70%时湿敏电阻Rh的阻值为9kΩ＝9×103Ω， 由欧姆定律和串联电路的电阻特点可知，此时电路中的电流：I30.5×10﹣3A＝0.5mA； 由题意可知，相对湿度分别为90%、80%、70%时对应的电流值分别为1mA、0.8mA、0.5mA， 由此可知，改装后的湿度表可发现刻度线间隔分布不均匀； （2）②由表中数据可知相对湿度降低时，湿敏电阻Rh的阻值变大； ③由表中数据可知，相对湿度为50%时湿敏电阻Rh的阻值为57kΩ＝57×103Ω， 由欧姆定律和串联电路的电阻特点可知，此时电路中的电流：I40.1×10﹣3A， 此时湿敏电阻Rh两端的电压：Uh4＝I4Rh4＝0.1×10﹣3A×57×103Ω＝5.7V。 故答案为：（1）②3×103；③0.5；不均匀；（2）变大；5.7。 【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是根据表格读出相关的信息。 六、计算题：（第29题6分，第30题7分，第31题9分，共22分） 29．（6分）小强想要计算家里天然气灶烧水的热效率，他将2kg的水倒入烧水壶中，并测出水温为20℃，在一个标准大气压下，把水刚加热到100℃时，测出消耗天然气0.048m3（假设天然气完全燃烧），若水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气热值为q＝4.0×107J/m3。求： （1）将这些水烧开，需吸收多少热量； （2）在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量； （3）该天然气灶的效率。 【分析】（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式Q吸＝cm（t﹣t0）求水吸收的热量； （2）知道使用天然气的体积、天然气的热值，利用Q放＝qV求天然气完全燃烧放出的热量； （3）天然气灶的效率等于水吸收的热量与天然气完全燃烧放出的热量之比。 【解答】解： （1）水吸收的热量： Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J； （2）天然气完全燃烧放出的热量： Q放＝qV＝4.0×107J/m3×0.048m3＝1.92×106J； （3）天然气灶的效率： η100%100%＝35%。 答：（1）将这些水烧开，需吸收6.72×105J的热量； （2）在这种情况下，燃烧的天然气放出了1.92×106J的热量； （3）天然气灶的效率为35%。 【点评】本题考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用，注意：固体和液体的热值单位为J/kg，气体燃料的热值单位为J/m3。 30．（7分）图甲为某型号的电热锅，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝，该电热锅可以实现“低温”、“中温”和“高温”三个挡位的切换。当S1断开，S2接b时为低温挡，此时的功率为242W；当S1闭合，S2接b时为中温挡，功率为484W。求： （1）低温挡的电流大小。 （2）电热丝R1的阻值。 （3）高温挡的功率。 【分析】（1）根据P＝UI求出低温挡的电流； （2）当S1闭合，S2接b时为中温挡，由图乙可知此时只有R1工作，根据P求出电热丝R1的阻值； （3）根据P求出R1、R2的串联总电阻，根据串联电路的电阻特点求出R2的阻值；当开关S闭合、S2接a时，R1、R2并联，根据P可知此时为高温挡，根据P求出高温挡的电功率。 【解答】解：（1）由P＝UI可知，低温挡的电流：I低1.1A； （2）当S1闭合，S2接b时为中温挡，由图乙可知，此时只有R1工作，由P可知，电热丝R1的阻值：R1100Ω； （3）当S1断开，S2接b时为低温挡，由图乙可知，此时R1、R2串联， 由P可知，R1、R2从串联总电阻：R200Ω， 根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝200Ω﹣100Ω＝100Ω， 当开关S闭合、S2接a时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，总功率最大，电热锅处于高温挡； 高温挡的功率：P高968W。 答：（1）低温挡的电流为1.1A。 （2）电热丝R1的阻值为100Ω。 （3）高温挡的功率为968W。 【点评】本题考查串并联电路的特点以及电功率公式的灵活运用，属于电功率多挡位电路问题，能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。 31．（9分）体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组找到一个压力传感器，它的阻值R与所受压力F的对应关系图像如图甲所示。科技创新小组由此设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，电路图如图乙所示。已知电源电压为12V，电流表的量程为60mA，踏板重力不计。 （1）闭合开关S，当体重计空载时，调节滑动变阻器，当电流表示数为10mA时，电压表示数为3V，求R的阻值。 （2）闭合开关S，当体重计空载时，继续调节滑动变阻器R1，使电流表指针指向表盘正中间位置，并将此位置标记刻度为F＝0N，求此时滑动变阻器接入电路部分的阻值。 （3）在保持滑动变阻器阻值不变的前提下，逐渐对传感器施加压力，并将对应的压力值标记到电流表上，制成了一个简易的“体重计”。若此“体重计”测得的F＝400N时，计算R消耗的电功率为多少？ 【分析】（1）由图乙可知，压力传感器和滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测压力传感器两端的电压；根据欧姆定律公式计算R的电阻； （2）根据欧姆定律公式算出R两端的电压，由串联电路电压的规律算出滑动变阻器两端的电压，由欧姆定律算出滑动变阻器接入电路部分的电阻； （3）由图甲可知R与F的关系式为R＝kF+b，代入数据得出R与F的关系式，将F″＝400N代入上式算出压敏电阻的阻值，由电阻的串联算出此时电路中总电阻，根据欧姆定律算出电路中电流，根据P＝I2R算出电阻R消耗的电功率。 【解答】解：（1）由图乙可知，压力传感器和滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测压力传感器两端的电压； 由图甲和题意可知，当体重计空载时，传感器的阻值为R0，电流表示数为I0＝10mA，电压表示数为U0＝3V， 则此时传感器的阻值为：R0300Ω； （2）当体重计空载时，继续调节滑动变阻器R1，使电流表指针指向表盘正中间位置，此时电流表示数：I0′60mA＝30mA， 根据欧姆定律可知，传感器R两端的电压：U0′＝I0′R0＝30×10﹣3A×300Ω＝9V， 此时滑动变阻器两端的电压：U滑＝U﹣U0′＝12V﹣9V＝3V， 滑动变阻器接入电路部分的电阻：R滑100Ω； （3）由图甲可知R与F的关系式为R＝kF+b， 将F＝0N时，R0＝300Ω 和 F′＝500N 时，R′＝50Ω 分别代入上式，解得k＝﹣0.5Ω/N，b＝300Ω， 所以R与F的关系式为R＝﹣0.5Ω/N×F+300Ω﹣﹣﹣﹣﹣①， 将F″＝400N代入①式，解得R″＝100Ω； 此时电路的总电阻：R总＝R″+R滑＝100Ω+100Ω＝200Ω， 根据欧姆定律可知，此时电路中的电流：I0.06A， 则电阻R消耗的电功率为：P＝I2R″＝（0.06A）2×100Ω＝0.36W。 答：（1）闭合开关S，当体重计空载时，调节滑动变阻器，当电流表示数为10mA时，电压表示数为3V，R的阻值为300Ω。 （2）闭合开关S，当体重计空载时，继续调节滑动变阻器R1，使电流表指针指向表盘正中间位置，并将此位置标记刻度为F＝0N，此时滑动变阻器接入电路部分的阻值为100Ω。 （3）在保持滑动变阻器阻值不变的前提下，逐渐对传感器施加压力，并将对应的压力值标记到电流表上，制成了一个简易的“体重计”。若此“体重计”测得的F＝400N时，R消耗的电功率为0.36W。 【点评】本题考查了欧姆定律、电功率的相关计算以及串联电路中电流、电压和电阻的特点，关键是弄清楚电路的连接情况，能够根据电路连接情况，结合欧姆定律进行解答。 学科网（北京）股份有限公司 $$