湖北省武汉市汉阳区2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷

2024-2025学年湖北省武汉市汉阳区九年级（上）期末物理试卷 一、选择题（本题共12小题，每小题只有一个选项符合题意。每小题3分，共60分） 1．（3分）下列四幅图说法正确的是（　　） A．四溢的花香引来长喙天蛾，说明分子在不停地做无规则运动 B．电子显微镜下的一些金原子，说明金原子是静止的 C．两个铅柱没有被重物拉开，说明分子间只存在引力 D．铁水很热，冰块很冷，说明铁水的内能比冰块的内能大 2．（3分）下列有关热和能的说法中，正确的是（　　） A．对物体做功，物体的内能可以改变 B．燃料的热值越大，完全燃烧时放出的热量越多 C．一块0℃的冰熔化成0℃的水，温度不变，内能也不变 D．发生热传递时，热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体 3．（3分）如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速压下活塞，观察到硝化棉燃烧起来，如图乙是四冲程内燃机某冲程的示意图。下列说法正确的是（　　） A．图甲中空气内能增大，主要是由于活塞对筒壁做功 B．图乙中汽油燃烧是由于活塞压缩气体使温度达到汽油的燃点 C．图甲和图乙涉及的能量转化主要是机械能转化为内能 D．图甲气体内能增大与图乙气缸内气体内能减少都是通过做功的方式改变的 4．（3分）如图所示，用一段细铁丝做一个支架，作为转动轴，把一根中间戳有小孔（没有戳穿）的饮料吸管放在转动轴上，吸管能在水平面内自由转动，用餐巾纸与吸管的一端摩擦使其带电，再用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近吸管，吸管两端都能与玻璃棒相互吸引。下列说法正确的是（　　） A．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为玻璃棒原子核束缚电子的本领强 B．未被摩擦过的吸管一端也向玻璃棒靠近，说明异种电荷相互吸引 C．吸管被餐巾纸摩擦过的一端带负电，摩擦时餐巾纸失去了电子 D．吸管是绝缘体，不容易导电的原因是绝缘体内部几乎没有电荷 5．（3分）长江文化艺术季的举办为武汉吸引了大批游客。武汉某旅游景点升级了验票方式，人脸识别通过，开关S1闭合；刷码验证通过，开关S2闭合；还可人工验票，工作人员可手动将开关S3闭合。这三个开关任何一个闭合，闸机（用表示）都会自动打开让游客通过。符合上述要求的电路是（　　） A． B． C． D． 6．（3分）如图是由两个小灯泡、两节干电池、一个开关组成的电路。闭合开关，L1发光较亮，L2发光较暗。下列说法正确的是（　　） A．两灯发光亮度不同主要是由于电流不同 B．灯泡发光时电子从灯泡左端流向右端 C．用一根导线将灯泡L2短接，灯泡L1仍可能发光，灯泡L2一定熄灭 D．若交换两灯的位置，闭合开关，L1发光较暗，L2发光较亮 7．（3分）如图所示，在“探究串联电路的电压规律”时，闭合开关，用电压表分别测出AC、BC、AB两端的电压分别为UAC＝3V、UBC＝1.5V、UAB＝1.5V，将数据记录在表格中。下列说法错误的是（　　） A．改变电池的节数，再测出几组电压值 B．换用不同规格的小灯泡，再测出几组电压值 C．实验时若发现AB和AC两端电压相等，且不为0，一定是A、C之间发生了断路 D．测完UAC，将电压表接在A接线柱上的线改接到B接线柱上，可测得UBC 8．（3分）某同学利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻，已知电源电压恒为4.5V不变，小灯泡标有“2.5V”字样，关于以下结论： 次数 1 2 3 4 5 电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电流/A 0.10 0.14 0.16 0.23 0.25 ①第1次实验滑动变阻器接入的阻值为40Ω ②第3次实验记录的数据是错误的 ③5次实验中小灯泡正常发光时的电阻最小 ④第2次和第4次实验中滑动变阻器两端的电压之比为5：7 说法正确的是（　　） A．①② B．③④ C．①②③ D．①②④ 9．（3分）如图是探究电流产生热量跟哪些因素有关的实验装置，两个透明容器内密封着等量的空气，下列说法正确的是（　　） A．通电一段时间，U形管液面变化是因为U形管中液体的热胀冷缩 B．乙实验不能探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系 C．甲实验中，电流通过左、右容器中电阻丝的功率之比为1：2 D．乙实验中，电流通过左、右容器中电阻丝的热量之比为3：2 10．（3分）关于生活用电，下列说法错误的是（　　） A．控制电灯的开关必须接在火线与电灯之间 B．图中试电笔的使用方法是错误的 C．电路中同时使用的用电器总功率过大，容易引发火灾 D．当人发生触电事故时，空气开关会迅速切断电路 11．（3分）如图所示是某同学设计的测定油箱内油量的装置模型，油量表由电压表改装而成，R是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴O转动，另一端固定着一个浮子。油箱油量变化时，滑片就在电阻片R两端之间滑动，从而改变油量表的示数。下列说法正确的是（　　） A．油量增多时，R0两端的电压变小 B．油量减少时，滑动变阻器接入电路的电阻变小 C．油量表零刻度线的位置与电压表零刻度线的位置重合 D．若油量表由电流表改装而成，则油量增多时，电表示数变小 12．（3分）某款多档位电火锅的内部电路简化如图，部分参数如表所示，R1、R2、R3均为发热电阻，R3的阻值为40Ω。旋转开关，让其和触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同挡位的转换。 物理量 参数 额定电压 220V 高温挡功率 中温挡功率 1210W 低温挡功率 484W 关于下列结论： ①开关S与触点1、2接触时，电火锅处于高温挡 ②R1阻值为60Ω ③电路中通过开关的电流最大为11A ④在高温挡模式下，电火锅工作210s，使锅内2kg的水升温50℃，其加热效率为41.3% 其中正确的是（　　） A．①② B．②④ C．③④ D．②③ 二、非选择题 13．（3分）2024年11月15日，搭载天舟八号货运飞船的长征七号遥九运载火箭发射成功。 （1）长征七号遥九运载火箭发动机由原来的常温偏二甲肼/四氧化二氮发动机改为低温的液氧煤油发动机，发射前加注燃料时，应在 　 　（填“低温”或“高温”）环境中进行。高温燃气对火箭做功后，其内能 　 　（填“增大”或“减小”）。 （2）天舟八号货运飞船的太阳帆板采用了国内独创的半刚性太阳电池阵，其一天的发电量就能满足普通家庭半个月的用电量。这种太阳电池阵工作时将 　 　（填写能量转换过程）。 14．（4分）某国产电池部分信息如下，请回答下列问题 电池类型 锂离子聚合物电池 电池电压 3.7V 电池容量 5500mA•h 有线充电 手机支持最大超级快充100W（20V/5A），兼容20V/4.4A或11V/6A或10V/4A等 无线充电 支持80W无线超级快充，支持20W无线反向充电 （1）制作芯片的主要材料是 　 　（填“导体”“绝缘体”或“半导体”）；锂离子聚合物电池对外供电时相当于电路中的 　 　。 （2）锂离子聚合物电池一次充满电储存电能为 　 　kW•h，当电池电量剩余10%时，采用最大超级快充模式充电，直到电量充满，至少需要的时间为 　 　h（保留两位小数）。 15．（5分）某实验小组用如图所示的装置比较水和食用油的吸热情况。（ρ油＝0.9×103kg/m3） （1）如图甲，加热前，在一个烧杯中倒入200mL的食用油，需要在另一个相同烧杯中倒入 　 　g的水。 （2）选用规格相同的电加热器给两种液体加热，这样做的目的是为了通过 　 　（填“加热时间”或“升高的温度”）来反映液体吸收热量的多少；根据实验测得的数据分别描绘出了两种液体的温度随加热时间变化的图像，如图乙所示，说明 　 　液体的吸热能力更强（填“a”或“b”）；另一种液体的比热容为 　 　J/（kg•℃）。 （3）下列生活现象产生的原因没有利用水的比热容大的是 　 　（填序号）。 ①夏天吃冰棒解暑 ②人游泳上岸后，风一吹感觉更冷 ③我国北方楼房中的暖气用水作为介质运输能量 ④生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度 16．（3分）为了探究并联电路的电流特点，同学们设计了如图所示的电路进行实验。 实验次数 A处的电流IA/A B处的电流IB/A C处的电流IC/A 1 0.10 0.12 0.22 2 0.22 0.24 0.46 3 0.26 0.30 0.56 （1）连接电路过程中，开关应处于 　 　状态。 （2）图中电流表的连接是为了测量 　 　（填“A”、“B”或“C”）处的电流。 （3）实验得到的数据如表所示，分析表格中的数据，得出的结论是并联电路中 　 　（用文字描述）。 17．（4分）在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中，a、c、d为镍铬合金丝，b为锰铜合金丝，其长度、横截面积情况如图所示。将导线P、Q分别接在同一根合金丝两端的接线柱上。 （1）将a、c两合金丝先后接入电路，观察到灯泡变 　 　（填“亮”或“暗”）了，由此可知，其他条件一定时，导体的长度越 　 　，其电阻越大。 （2）探究导体电阻大小与横截面积的关系，应选择 　 　两根合金丝来探究。 （3）甲、乙两根完全一样的导线，长度都是1m，把甲剪去一半，将甲剩下的一半拉长到1m，标记为丙，丙跟乙相比，　 　（填“乙”或“丙”）导线的电阻大。 18．（5分）某同学利用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”，实验器材有：学生电源（4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω 2A”字样），定值电阻6个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、50Ω），开关一个，导线若干。 （1）该同学接错了一根导线，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的导线。 （2）改正后，该同学首先将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，直接读出电压表的示数为 　 　V。接下来移动滑片，直到电压表示数为 　 　V时，记录电流表示数。再换其他电阻进行实验，得到数据，绘制图像如图乙。 （3）最后该同学将50Ω的定值电阻接入电路，她发现无论怎样移动滑片，都不能使电压表示数达到原来的数值，为了完成这次实验，可串联一个定值电阻，其阻值的范围是5Ω～　 　Ω。 19．（10分）某科技小组设计了一个智能饮水机，该饮水机由供水箱、煮水箱和冷水箱三部分组成，如图所示。闭合开关S并设定好水温，阀门K自动打开，供水箱将50mL水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱。几秒后，电热丝R将煮水箱中的水加热至100℃，随后K1、K2自动打开，从出水口可获得设定温度的水。已知供水箱中水的温度恒为25℃，电源电压为220V，设定水温和煮水、冷水箱内水量的关系如下表所示。 设定水温/℃ 40 55 70 85 100 煮水箱中水的体积/mL 10 20 30 40 50 冷水箱中水的体积/mL 40 30 20 10 0 （1）煮水箱内的水加热后温度升高，内能 　 　，其内能是通过 　 　方式改变的。 （2）某次设定水温为40℃，R0＝19.8Ω，7秒后，电热丝R将煮水箱中的水加热至100℃，煮水箱中水吸收的热量为多少？若加热过程中能量转化效率为90%，则电热丝R的阻值为多少Ω？ （3）如果设定水温为60℃，供水量仍然是50mL，则需要调整煮水箱和冷水箱的水量比例是多少？（不计热损失） 2024-2025学年湖北省武汉市汉阳区九年级（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 11 答案 A A D C A C C A C D C 题号 12 答案 D 一、选择题（本题共12小题，每小题只有一个选项符合题意。每小题3分，共60分） 1．（3分）下列四幅图说法正确的是（　　） A．四溢的花香引来长喙天蛾，说明分子在不停地做无规则运动 B．电子显微镜下的一些金原子，说明金原子是静止的 C．两个铅柱没有被重物拉开，说明分子间只存在引力 D．铁水很热，冰块很冷，说明铁水的内能比冰块的内能大 【分析】分子动理论内容为：物质是由大量分子、原子组成的，分子在永不停息地做无规则运动，分子间存在相互作用的引力和斥力。不同的物质在相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散现象。 一切物体都具有内能，内能不仅和物质的温度有关，还和物质的体积、质量、比热容等等其他性质有关。 【解答】解：A、长喙天蛾能够闻到花香，是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故A正确； B、组成金的原子处在永不停息地运动中，但是其活动范围很小，只能在所处位置附近振荡，故B错误； C、两铅柱底面削平紧压在一起，下面吊一重物都不能把它们拉开，说明分子间有引力，但引力和斥力是同时存在的，故C错误； D、内能的大小与物体的质量、温度有关，故铁水的内能不一定大于冰块的内能，故D错误。 故选：A。 【点评】本题主要考查学生对分子动理论知识和内能的掌握和应用，属于基本规律的考查，是一道基础题。 2．（3分）下列有关热和能的说法中，正确的是（　　） A．对物体做功，物体的内能可以改变 B．燃料的热值越大，完全燃烧时放出的热量越多 C．一块0℃的冰熔化成0℃的水，温度不变，内能也不变 D．发生热传递时，热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体 【分析】（1）改变物体内能的方式有做功和热传递两种方式，二者是等效的； （2）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，由Q放＝mq分析判断； （3）物体内能的变化，不一定引起温度的变化．这是由于物体内能变化的同时，有可能发生物态变化。物体在发生物态变化时内能变化了，温度有时变化有时却不变化； （4）发生热传递的条件是存在温度差。 【解答】解：A、做功和热传递都可以改变物体内能，二者是等效的，故A正确； B、由Q放＝mq可知，燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关，故B错误； C、一块0℃的冰熔化成0℃的水后，温度不变，内能变大，熔化过程要吸收热量，故C错误； D、热传递时，热量总是从高温物体传递给低温物体，温度不能传递，故D错误； 故选：A。 【点评】此题主要考查了热传递的规律，改变内能的方式以及内能与温度的关系。 3．（3分）如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速压下活塞，观察到硝化棉燃烧起来，如图乙是四冲程内燃机某冲程的示意图。下列说法正确的是（　　） A．图甲中空气内能增大，主要是由于活塞对筒壁做功 B．图乙中汽油燃烧是由于活塞压缩气体使温度达到汽油的燃点 C．图甲和图乙涉及的能量转化主要是机械能转化为内能 D．图甲气体内能增大与图乙气缸内气体内能减少都是通过做功的方式改变的 【分析】做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小。 汽油柴油机异同，关键先看气缸顶，汽油机用火花塞，柴油机用喷嘴油，汽油压末塞点火，柴油压末喷油雾。 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：A.图甲中空气内能增大，主要是由于活塞对空气做功，故A错误； B.图乙中汽油燃烧是由火花塞点燃的，故B错误； C.图甲涉及的能量转化是机械能转化为内能，图乙涉及的能量转化主要是内能转化为机械能，故C错误； D.图甲气体内能增大与图乙气缸内气体内能减少都是通过做功的方式改变的，故D正确； 故选：D。 【点评】此题是考查做功改变物体内能，汽油机与柴油机的异同，四冲程能量的转化。 4．（3分）如图所示，用一段细铁丝做一个支架，作为转动轴，把一根中间戳有小孔（没有戳穿）的饮料吸管放在转动轴上，吸管能在水平面内自由转动，用餐巾纸与吸管的一端摩擦使其带电，再用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近吸管，吸管两端都能与玻璃棒相互吸引。下列说法正确的是（　　） A．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为玻璃棒原子核束缚电子的本领强 B．未被摩擦过的吸管一端也向玻璃棒靠近，说明异种电荷相互吸引 C．吸管被餐巾纸摩擦过的一端带负电，摩擦时餐巾纸失去了电子 D．吸管是绝缘体，不容易导电的原因是绝缘体内部几乎没有电荷 【分析】（1）摩擦起电的实质是电荷的转移，得电子的物质带负电，失去电子的物质带正电； （2）带电体具有吸引轻小物体的性质； （3）容易导电的物体叫导体，导体导电的原因是存在大量的自由电荷；不容易导电的物体叫绝缘体，绝缘体内几乎没有自由电荷。 【解答】解：A、丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为玻璃棒失去电子带正电，说明玻璃棒原子核束缚电子的本领弱，故A错误； B、未被摩擦过的吸管一端也向玻璃棒靠近，说明带电体具有吸引轻小物体的性质，故B错误； C、吸管被餐巾纸摩擦过的一端带负电，说明摩擦时吸管得到电子，餐巾纸失去了电子，故C正确； D、绝缘体不容易导电的原因是因为绝缘体内部几乎没有自由电荷，故D错误。 故选：C。 【点评】知道摩擦起电的实质和带电体可以吸引轻小物体以及绝缘体不容易导电的原因，是正确解答本题的关键。 5．（3分）长江文化艺术季的举办为武汉吸引了大批游客。武汉某旅游景点升级了验票方式，人脸识别通过，开关S1闭合；刷码验证通过，开关S2闭合；还可人工验票，工作人员可手动将开关S3闭合。这三个开关任何一个闭合，闸机（用表示）都会自动打开让游客通过。符合上述要求的电路是（　　） A． B． C． D． 【分析】根据题意分析开关的连接方式，然后选出正确的电路图。 【解答】解：根据题意可知，人脸识别通过，开关S1闭合；刷码验证通过，开关S2闭合；还可人工验票，工作人员可手动将开关S3闭合。这三个开关任何一个闭合，闸机都会自动打开让游客通过，这说明三个开关互不影响，是并联的，然后与电动机串联接入电路中，故A正确。 故选：A。 【点评】本题考查了电路图的设计，属于基础题。 6．（3分）如图是由两个小灯泡、两节干电池、一个开关组成的电路。闭合开关，L1发光较亮，L2发光较暗。下列说法正确的是（　　） A．两灯发光亮度不同主要是由于电流不同 B．灯泡发光时电子从灯泡左端流向右端 C．用一根导线将灯泡L2短接，灯泡L1仍可能发光，灯泡L2一定熄灭 D．若交换两灯的位置，闭合开关，L1发光较暗，L2发光较亮 【分析】（1）由图知，两灯串联，由串联电路的电流规律可知通过两灯的电流关系； （2）在电源的外部，电流由电源的正极经用电路回到电源的负极；规定正电荷定向移动的方向是电流的方向，那么负电路定向移动方向与电流方向相反； （3）将用电器两端用导线直接连接，会造成用电器短路，用电器不能工作； （4）灯泡的亮度是由其实际功率决定的，根据P＝I2R分析判断交换位置后两灯的亮度关系。 【解答】解：A、由图知，两灯泡串联，由串联电路中电流处处相等可知，通过两灯的电流相等，故A错误； B、由图知，电源的左端为正极，右端为负极，所以闭合开关，电流从灯泡的左端流向右端，自由电子带负电，所以灯泡发光时自由电子从灯泡右端流向左端，故B错误； C、用一根导线将灯泡L2短接，L2不能发光，但L1仍然有电流通过，仍能发光，故C正确； D、闭合开关，L1发光较亮，L2发光较暗，说明L1的实际功率较大，通过两灯的电流相等，灯泡的电阻一定的情况下，由P＝I2R知，交换两灯的位置后两灯的实际不变，所以L1发光仍较亮，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了电流方向、短接、串联电路电流规律的认识和理解，掌握好这些基础知识是关键。 7．（3分）如图所示，在“探究串联电路的电压规律”时，闭合开关，用电压表分别测出AC、BC、AB两端的电压分别为UAC＝3V、UBC＝1.5V、UAB＝1.5V，将数据记录在表格中。下列说法错误的是（　　） A．改变电池的节数，再测出几组电压值 B．换用不同规格的小灯泡，再测出几组电压值 C．实验时若发现AB和AC两端电压相等，且不为0，一定是A、C之间发生了断路 D．测完UAC，将电压表接在A接线柱上的线改接到B接线柱上，可测得UBC 【分析】（1）根据归纳法得出结论时，样本必须足够多且具有代表性分析； （2）根据电压表必须电流正进负出分析。 【解答】解：AB、用电压表分别测出AC、BC、AB两端的电压分别为UAC＝3V、UBC＝1.5V、UAB＝1.5V，为了排除偶然性，需要改变电池的节数，或换用不同规格的小灯泡，再测出几组电压值，机进行多次实验，得出普遍规律，故AB正确； C、实验时若发现AB和AC两端电压相等，且不为0，有可能是BC发生短路，故C错误； D、测完UAC，可在断开开关后将电压表接在A接线柱上的线直接改接到B接线柱上，即可测得UBC，保证了电流正进负出，故D正确。 故选：C。 【点评】本题考查探究串联电流特点，关键是多次实验排除偶然性，属于中档题。 8．（3分）某同学利用如图所示的电路测量小灯泡的电阻，已知电源电压恒为4.5V不变，小灯泡标有“2.5V”字样，关于以下结论： 次数 1 2 3 4 5 电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电流/A 0.10 0.14 0.16 0.23 0.25 ①第1次实验滑动变阻器接入的阻值为40Ω ②第3次实验记录的数据是错误的 ③5次实验中小灯泡正常发光时的电阻最小 ④第2次和第4次实验中滑动变阻器两端的电压之比为5：7 说法正确的是（　　） A．①② B．③④ C．①②③ D．①②④ 【分析】（1）分析表中的数据，根据串联电路电流和电压特点及欧姆定律可求出第1次实验滑动变阻器接入的阻值； （2）（3）灯泡的电阻随温度升高而增大，由表格数据分别计算5次实验的灯泡电阻，由此可知电流表示数的错误记录； （4）根据串联电路电压规律可知第2次和第4次实验中滑动变阻器两端的电压，据此分析。 【解答】解：①第1次实验中已知电源电压恒为4.5V不变，灯泡电压为0.5V，滑动变阻电压为U滑＝U﹣U灯＝4.5V﹣0.5V＝4V， 已知第1次实验中，电流为0.1A，此时滑动变阻器接入的阻值为R＝＝＝40Ω； ②由表格数据，根据欧姆定律分别计算5次实验灯泡的电阻： R1＝＝＝5Ω， R2＝＝≈7.14Ω， R3＝＝≈9.37Ω， R4＝＝≈8.69Ω， R5＝＝＝10Ω， 电压越大，电流越大，灯泡实际功率越大，温度越高，电阻也越大，但第3次实验中电阻比第4次电阻大，所以第3次实验测得的电流是错误的； ③，由②可知，5次实验中小灯泡正常发光时的电阻最大； ④由串联电路电压规律可知，第2次和第4次实验中滑动变阻器两端的电压分别为：U2＝4.5V﹣1.0V＝3.5V，U4＝4.5V﹣2.0V＝2.5V， 两次电压之比为：＝＝。 综上所述，A正确、BCD错误。 故选：A。 【点评】本题是测灯泡电阻的实验，考查了数据分析、串联电路特点和欧姆定律的应用，关键是知道灯泡电阻会随温度的升高而增大。 9．（3分）如图是探究电流产生热量跟哪些因素有关的实验装置，两个透明容器内密封着等量的空气，下列说法正确的是（　　） A．通电一段时间，U形管液面变化是因为U形管中液体的热胀冷缩 B．乙实验不能探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系 C．甲实验中，电流通过左、右容器中电阻丝的功率之比为1：2 D．乙实验中，电流通过左、右容器中电阻丝的热量之比为3：2 【分析】（1）电阻丝产生的热量不易直接观察，可给等质量的空气加热，空气吸热越多，气体膨胀程度越大，U形管内的液面高度差越大，采用了转换法； （2）串联电路各处电流相等，并联电路干路电流等于各支路电流之和； 电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，根据控制变量法、串联电路电流的规律中和Q＝I2Rt分析。 【解答】解：A、根据转换法，该实验装置是利用U形管中气体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少，故A错误； B、乙装置中，通过观察左侧U形管液面高度差随时间的变化，可得出电流通过导体产生的热量与通电时间的关系，故B错误； C、在甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流I与通电时间t相同，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知相同时间内，电流通过左、右容器中电阻丝产生的热量之比为1：2，故C正确； D、装置乙中一个5Ω的电阻与一个10Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，一个5Ω的电阻与一个10Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I1+I2，并联电路两端电压相同，根据可知，I1＝2I2，所以右边容器中的通过容器内电阻的电流是左侧通过容器内电阻电流的，根据Q＝I2Rt可知通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是9：4，故D错误。 故选：C。 【点评】本题探究“导体产生的热量与什么因素有关”，考查控制变量法、转换法、串联和并联电路的规律及焦耳定律的运用。 10．（3分）关于生活用电，下列说法错误的是（　　） A．控制电灯的开关必须接在火线与电灯之间 B．图中试电笔的使用方法是错误的 C．电路中同时使用的用电器总功率过大，容易引发火灾 D．当人发生触电事故时，空气开关会迅速切断电路 【分析】（1）为了用电安全，控制电灯的开关必须接在火线上； （2）使用测电笔时，手应该接触笔尾的金属体，不能碰笔尖；（3）电流过大的原因是短路或总功率过大； （4）空气开关与漏电保护器的原理不同，在电路过载或短路时，通过电流过大时，空气开关才起到保护作用；漏电保护器是在漏电时会自动切断电路。 【解答】解：A．为了用电安全，控制电灯的开关必须接在火线上，故A正确； B．由图知，手碰到了测电笔笔尖的金属体，会造成人触电，则图中试电笔的使用方法是错误的，故B正确； C．电路中同时使用的用电器总功率过大，此时电路中的电流较大，导线发热较高，容易引发火灾，故C正确； D．触电时，漏电保护器会自动切断电路，起到保护作用，但空气开关不会断开，故D错误； 故选：D。 【点评】此题考查的是我们对安全用电常识的掌握，属于生活技能的考查。掌握安全用电常识，是保证安全，避免受到伤害的基本要求。 11．（3分）如图所示是某同学设计的测定油箱内油量的装置模型，油量表由电压表改装而成，R是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴O转动，另一端固定着一个浮子。油箱油量变化时，滑片就在电阻片R两端之间滑动，从而改变油量表的示数。下列说法正确的是（　　） A．油量增多时，R0两端的电压变小 B．油量减少时，滑动变阻器接入电路的电阻变小 C．油量表零刻度线的位置与电压表零刻度线的位置重合 D．若油量表由电流表改装而成，则油量增多时，电表示数变小 【分析】（1）分析油箱中油量变化时，要看滑动变阻器接入电路的电阻如何变化、电路总电阻如何变化，然后由欧姆定律分析电流变化和电压的变化； （2）分析油量为0时电表示数是否为0，可知其零刻度线是否重合； （3）若油量表由电流表改装而成，则油量增多时，滑片下移，接入电路的电阻变小，由欧姆定律可知电路中电流的变化。 【解答】解：A、由图知油量增多时，滑片下移，接入电路的电阻变小，由欧姆定律知电流变大，根据U＝IR知，R0两端的电压变大，故A错误； B、由图知油量减小时，滑片上移，接入电路的电阻变大，故B错误； C、当油箱内没油时油量表的示数为0，此时浮子的位置最低，根据杠杆的知识可知滑片的位置最高，此时变阻器接入电路中的电阻为零，根据串联电路的分压作用知滑动变阻器分得的电压为零，电压表的示数为零，油量表零刻度线的位置与电压表零刻度线的位置重合，故C正确； D、若油量表由电流表改装而成，则油量增多时，滑片下移，接入电路的电阻变小，由欧姆定律知电流变大，电表示数变大，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律以及电表的作用，属于中档题。 12．（3分）某款多档位电火锅的内部电路简化如图，部分参数如表所示，R1、R2、R3均为发热电阻，R3的阻值为40Ω。旋转开关，让其和触点1和2、2和3或3和4接触时，可实现不同挡位的转换。 物理量 参数 额定电压 220V 高温挡功率 中温挡功率 1210W 低温挡功率 484W 关于下列结论： ①开关S与触点1、2接触时，电火锅处于高温挡 ②R1阻值为60Ω ③电路中通过开关的电流最大为11A ④在高温挡模式下，电火锅工作210s，使锅内2kg的水升温50℃，其加热效率为41.3% 其中正确的是（　　） A．①② B．②④ C．③④ D．②③ 【分析】（1）由图可知，当开关S与触点1、2接触时，R1、R2串联，当开关S与触点2、3接触时，只有R2工作，当开关S与触点3、4接触时，R2、R3并联，根据串并联电路的特点和P＝可知电火锅高温挡、中温挡和低温挡的电路连接； （2）根据中温挡功率和P＝可求R2的阻值，根据低温挡功率和P＝可求出R1、R2的串联总电阻，根据串联电路的电阻特点求出R1的阻值； （3）当电火锅高温挡工作时，电路的总功率最大，通过开关的电流最大，根据欧姆定律求出高温挡工作是通过R3和R2的电流，根据并联电路的电流特点求出通过开关的电流； （4）根据W＝UIt求出电火锅高温挡工作210s消耗的电能，根据Q吸＝cmΔt求出水吸收的热量，根据效率公式求出电火锅的加热效率。 【解答】解：①由图可知，当开关S与触点1、2接触时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P＝可知，电路的总功率最小，电火锅处于低温挡； 当开关S与触点3、4接触时，R2、R3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，电火锅处于高温挡； 当开关S与触点2、3接触时，只有R2工作，电火锅处于中温挡，故①错误； ②由表格数据可知，电火锅中温挡功率P中＝1210W，低温挡的功率：P低＝484W， 由P＝可知，R2的阻值：R2＝＝＝40Ω， R1、R2的串联总电阻：R＝＝＝100Ω， 根据串联电路的电阻特点可知，R1的阻值：R1＝R﹣R2＝100Ω﹣40Ω＝60Ω，故②正确； ③当电火锅高温挡工作时，电路的总功率最大，通过开关的电流最大， 高温挡工作是通过R3的电流：I3＝＝＝5.5A， 高温挡工作是通过R2的电流：I2＝＝＝5.5A， 根据并联电路的电流特点可知，电路中通过开关的电流最大：I＝I2+I3＝5.5A+5.5A＝11A，故③正确； ④电火锅高温挡工作210s消耗的电能：W ＝UIt＝220W×11A×210s＝5.082×105J， 水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×50℃＝4.2×105J， 电火锅的加热效率：η＝＝≈82.6%，故④错误。 故②③正确、①④错误。 故选：D。 【点评】本题考查串并联电路的特点、电功公式、电功率公式、吸热公式以及效率公式的灵活运用，使用电热多挡位电路问题，能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。 二、非选择题 13．（3分）2024年11月15日，搭载天舟八号货运飞船的长征七号遥九运载火箭发射成功。 （1）长征七号遥九运载火箭发动机由原来的常温偏二甲肼/四氧化二氮发动机改为低温的液氧煤油发动机，发射前加注燃料时，应在 　低温　（填“低温”或“高温”）环境中进行。高温燃气对火箭做功后，其内能 　减小　（填“增大”或“减小”）。 （2）天舟八号货运飞船的太阳帆板采用了国内独创的半刚性太阳电池阵，其一天的发电量就能满足普通家庭半个月的用电量。这种太阳电池阵工作时将 　光能转化为电能　（填写能量转换过程）。 【分析】（1）气体液化的方式有两种：降低温度、压缩体积；改变物体内能方式有两种：做功和热传递； （2）太阳能电池工作时将光能转化为电能。 【解答】解：（1）长征七号遥九运载火箭发动机由原来的常温偏二甲肼/四氧化二氮发动机改为低温的液氧煤油发动机，发射前加注燃料时，应在低温环境中进行。高温燃气对火箭做功后，内能转化为机械能，其内能减小。 （2）太阳电池阵工作时将光能转化为电能。 故答案为：（1）低温；减小；（2）光能转化为电能。 【点评】本题考查的是太阳能的利用；知道气体液化的方式和改变物体内能的方式。 14．（4分）某国产电池部分信息如下，请回答下列问题 电池类型 锂离子聚合物电池 电池电压 3.7V 电池容量 5500mA•h 有线充电 手机支持最大超级快充100W（20V/5A），兼容20V/4.4A或11V/6A或10V/4A等 无线充电 支持80W无线超级快充，支持20W无线反向充电 （1）制作芯片的主要材料是 　半导体　（填“导体”“绝缘体”或“半导体”）；锂离子聚合物电池对外供电时相当于电路中的 　电源　。 （2）锂离子聚合物电池一次充满电储存电能为 　0.02　kW•h，当电池电量剩余10%时，采用最大超级快充模式充电，直到电量充满，至少需要的时间为 　0.18　h（保留两位小数）。 【分析】（1）半导体材料的导电性能处于导体和绝缘体之间，是制作芯片的主要材料；用电器是消耗电能的装置，电源是提供电能的装置； （2）根据W＝UIt求出锂离子聚合物电池一次充满电储存电能；根据题意求出电池充满电需要消耗的电能，根据P＝求出充电需要的时间。 【解答】解：（1）制作芯片的主要材料是半导体； 锂离子聚合物电池对外供电时为电路提供电能，所以它此时相当于电路中的电源； （2）锂离子聚合物电池一次充满电储存电能：W＝UIt＝3.7V×5500×10﹣3A×1×3600s＝73260J≈0.02kW•h； 电池充满电需要消耗的电能：W′＝（1﹣10%）W＝90%×0.02kW•h＝0.018kW•h， 由表格数据可知，手机支持最大超级快充的功率P＝100W＝0.1kW， 由P＝可知，充电需要的时间：t′＝＝＝0.18h。 故答案为：（1）半导体；电源； （2）0.02；0.18。 【点评】本题考查对半导体材料的认识、电路的组成、电功的计算以及电功率公式的应用，难度不大。 15．（5分）某实验小组用如图所示的装置比较水和食用油的吸热情况。（ρ油＝0.9×103kg/m3） （1）如图甲，加热前，在一个烧杯中倒入200mL的食用油，需要在另一个相同烧杯中倒入 　180　g的水。 （2）选用规格相同的电加热器给两种液体加热，这样做的目的是为了通过 　加热时间　（填“加热时间”或“升高的温度”）来反映液体吸收热量的多少；根据实验测得的数据分别描绘出了两种液体的温度随加热时间变化的图像，如图乙所示，说明 　b　液体的吸热能力更强（填“a”或“b”）；另一种液体的比热容为 　1.8×103　J/（kg•℃）。 （3）下列生活现象产生的原因没有利用水的比热容大的是 　①②　（填序号）。 ①夏天吃冰棒解暑 ②人游泳上岸后，风一吹感觉更冷 ③我国北方楼房中的暖气用水作为介质运输能量 ④生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度 【分析】（1）根据密度公式m＝ρV分析；（2）我们使用相同的酒精灯（或加热器）通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法； 使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强； 根据Q＝cmΔt可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，据此得出另外一种物质的比热容； （3）对水的比热容大的理解：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。 【解答】解：（1）在探究水和食用油的吸热能力时，应控制水和食用油的质量相同，所以水的质量m水＝m油＝ρ食用油V＝0.9g/cm3×200cm3＝180g；（2）由转换法，选用相同的电加热器目的是：使水和食用油在相同时间内吸收相同的热量；实验中水和食用油吸热多少是通过加热时间来体现出来的； 根据Q＝cmΔt可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，所以a是水，若a是水，比热容为4.2×103J/（kg•℃），则b物质的比热容：cb＝×4.2×103J/（kg•℃）＝1.8×103J/（kg•℃）； （3）①、夏天吃冰棒，冰棒熔化，吸收热量，没有利用水的比热容大的特点，故①错误；②、人游泳上岸后，风一吹感觉更冷，水蒸发吸收热量，不是利用水的比热容大的特点，故②错误； ③、冬天暖气设备用水作为介质传递热量，因为水的比热容较大，降低相同的温度，水放出的热量多，更容易把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖，故③正确； ④、生物体内水的比例很大，有助于调节自身的温度，是利用了水的比热容大的特点，故④正确。 故选：①②。故答案为：（1）180；（2）加热时间；b；1.8×103；（3）①②。 【点评】本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法和Q＝cmΔt的运用，为热学中的重要实验。 16．（3分）为了探究并联电路的电流特点，同学们设计了如图所示的电路进行实验。 实验次数 A处的电流IA/A B处的电流IB/A C处的电流IC/A 1 0.10 0.12 0.22 2 0.22 0.24 0.46 3 0.26 0.30 0.56 （1）连接电路过程中，开关应处于 　断开　状态。 （2）图中电流表的连接是为了测量 　C　（填“A”、“B”或“C”）处的电流。 （3）实验得到的数据如表所示，分析表格中的数据，得出的结论是并联电路中 　干路电流等于各支路电流之和　（用文字描述）。 【分析】（1）为保证电路安全，在连接电路时开关处于断开状态； （2）分析图，判断电流表的测量对象，和哪个用电器串联，电流表就测量哪个用电器； （3）分析实验数据，总结实验结论。 【解答】解：（1）为保证电路安全，在连接电路时开关处于断开状态； （2）分析图，电流表串联在干路中，所以测量C点的电流； （3）根据图中的数据1可知：IA+IB＝0.10A+0.12A＝0.22A＝IC； 数据2可知：IA+IB＝0.22A+0.24A＝0.46A＝IC； 数据3可知：IA+IB＝0.26A+0.30A＝0.56A＝IC； 综上所述，得出的结论是并联电路中，干路电流等于个之路电流之和。 故答案为：（1）断开；（2）C；（3）干路电流等于各支路电流之和。 【点评】本题考查了并联电路中电流的规律，属于基础实验，难度一般。 17．（4分）在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中，a、c、d为镍铬合金丝，b为锰铜合金丝，其长度、横截面积情况如图所示。将导线P、Q分别接在同一根合金丝两端的接线柱上。 （1）将a、c两合金丝先后接入电路，观察到灯泡变 　暗　（填“亮”或“暗”）了，由此可知，其他条件一定时，导体的长度越 　长　，其电阻越大。 （2）探究导体电阻大小与横截面积的关系，应选择 　c、d　两根合金丝来探究。 （3）甲、乙两根完全一样的导线，长度都是1m，把甲剪去一半，将甲剩下的一半拉长到1m，标记为丙，丙跟乙相比，　丙　（填“乙”或“丙”）导线的电阻大。 【分析】影响导体电阻大小的因素：导体的材料、长度、横截面积以及温度，在研究电阻与其中某个因素的关系时，要采用控制变量法的思想，要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系，需要保持其它量不变；通过灯泡的亮度来确定导体电阻大小是转换法。 【解答】解：（1）a、c两根合金丝材料、横截面积相同，长度不同，灯泡越暗电阻越大； （2）探究导体电阻大小与横截面积的关系，应控制材料、长度相同，故选c、d； （3）甲剪去一半，将甲剩下的一半拉长到1m，标记为丙，丙跟乙长度相同，横截面积不同，丙的截面积小，电阻大。 故答案为：（1）暗；长；（2）c、d；（3）丙。 【点评】本题是探究影响电阻大小的因素的实验，注意控制变量法和转换法的应用。 18．（5分）某同学利用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”，实验器材有：学生电源（4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω 2A”字样），定值电阻6个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、50Ω），开关一个，导线若干。 （1）该同学接错了一根导线，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的导线。 （2）改正后，该同学首先将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，直接读出电压表的示数为 　0.9　V。接下来移动滑片，直到电压表示数为 　3　V时，记录电流表示数。再换其他电阻进行实验，得到数据，绘制图像如图乙。 （3）最后该同学将50Ω的定值电阻接入电路，她发现无论怎样移动滑片，都不能使电压表示数达到原来的数值，为了完成这次实验，可串联一个定值电阻，其阻值的范围是5Ω～　25　Ω。 【分析】（1）电压表应并联在定值电阻两端，可将定值电阻和电流表相连的导线改接在电压表的“﹣”接线柱； （2）改正后，该同学首先将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，根据欧姆定律可知电路电流及电压表的示数；接下来移动滑片，结合图中数据，根据欧姆定律可知电压表示数； （3）根据（2）中数据可知定值电阻两端的电压保持3V，不变，根据串联分压特点可知定值电阻的最大阻值。 【解答】解：（1）电压表应并联在定值电阻两端，可将定值电阻和电流表相连的导线改接在电压表的“﹣”接线柱，如图。 （2）改正后，该同学首先将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，根据欧姆定律可知电路电流I＝＝＝0.18A，直接读出电压表的示数为UV＝IR＝0.18A×5Ω＝0.9V。 接下来移动滑片，结合图中数据，根据欧姆定律可知电压表示数U＝I′R＝0.6A×5Ω＝3V时，记录电流表示数。再换其他电阻进行实验，得到数据，绘制图像如图乙。 （3）根据（2）中数据可知定值电阻两端的电压保持3V，不变，根据 串联分压特点可知：＝＝＝， 最后该同学将50Ω的定值电阻接入电路，可知滑动变阻器接入电路的阻值R′＝×50Ω＝25Ω， 根据电阻串联的特点可知为了完成这次实验，可串联一个定值电阻，其阻值最大为：的范围是5Ω～25Ω。 故答案为：（1）如图；（2）0.9；3；（3）25。 【点评】本题为探究“电流与电阻的关系”的实验，考查电路连接、电阻计算等知识。 19．（10分）某科技小组设计了一个智能饮水机，该饮水机由供水箱、煮水箱和冷水箱三部分组成，如图所示。闭合开关S并设定好水温，阀门K自动打开，供水箱将50mL水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱。几秒后，电热丝R将煮水箱中的水加热至100℃，随后K1、K2自动打开，从出水口可获得设定温度的水。已知供水箱中水的温度恒为25℃，电源电压为220V，设定水温和煮水、冷水箱内水量的关系如下表所示。 设定水温/℃ 40 55 70 85 100 煮水箱中水的体积/mL 10 20 30 40 50 冷水箱中水的体积/mL 40 30 20 10 0 （1）煮水箱内的水加热后温度升高，内能 　增加　，其内能是通过 　热传递　方式改变的。 （2）某次设定水温为40℃，R0＝19.8Ω，7秒后，电热丝R将煮水箱中的水加热至100℃，煮水箱中水吸收的热量为多少？若加热过程中能量转化效率为90%，则电热丝R的阻值为多少Ω？ （3）如果设定水温为60℃，供水量仍然是50mL，则需要调整煮水箱和冷水箱的水量比例是多少？（不计热损失） 【分析】（1）物体温度升高时，其内能增加；做功和热传递都可以改变物体的内能，做功改变物体内能的实质是能量的转化，热传递改变物体内能的实质是能量的转移； （2）根据密度公式求出煮水箱中的水的质量，根据Q吸＝cmΔt求出水吸收的热量；根据效率公式求出电流产生的热量，根据Q＝t求出电路的总电阻，最后根据串联电路的电阻的特点求出R的阻值； （3）假设煮水箱中水的质量为m1，冷水箱中水的质量为m2，根据Q放＝cmΔt和Q吸＝cmΔt分别表示出煮水箱中水放出的热量和冷水箱中的水吸收的热量，不计热量损失，煮水箱中水放出的热量和冷水箱中的水吸收的热量，列出关系式求出煮水箱和冷水箱的水的质量之比，根据密度公式可知煮水箱和冷水箱的水的体积之比。 【解答】解：（1）煮水箱内的水加热后温度升高，其内能增加；在这个过程中，内能发生了转移，所以是通过热传递的方式改变水的内能； （2）某次设定水温为40℃，由表中信息可知此时煮水箱中水的体积为10mL＝10cm3， 由ρ＝可知，煮水箱中水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×10×10﹣6m3＝0.01kg， 水的初温为25℃，将煮水箱中的水加热至100℃，则煮水箱中水吸收的热量： Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.01kg×（100℃﹣25℃）＝3150J； 由η＝可知，电流产生的热量：Q放＝＝＝3500J， 由Q放＝t可知，电路的总电阻：R总＝＝＝96.8Ω， 由图可知，变阻器R和电阻R0串联（R和R0均能对水进行加热）， 根据串联电路的电阻特点可知，电热丝R的阻值：R＝R总﹣R0＝96.8Ω﹣19.8Ω＝77Ω； （3）假设煮水箱中水的质量为m1，冷水箱中水的质量为m2， 则煮水箱中水放出的热量：Q放′＝cm1Δt1＝4.2×103J/（kg•℃）×m1×（100℃﹣60℃）， 冷水箱中的水吸收的热量：Q吸′＝cm2Δt2＝4.2×103J/（kg•℃）×m2×（60℃﹣25℃）， 不计热量损失，Q放′＝Q吸′， 即：4.2×103J/（kg•℃）×m1×（100℃﹣60℃）＝4.2×103J/（kg•℃）×m2×（60℃﹣25℃）， 解得：＝＝， 由ρ＝可知，煮水箱和冷水箱的水量比例为V1：V2＝m1：m2＝7：8。 答：（1）增加；热传递； （2）煮水箱中水吸收的热量为3150J；电热丝R1阻值为77Ω； （3）煮水箱和冷水箱的水量比例是7：8。 【点评】本题考查内能的影响因素、改变物体内能的方式、密度公式、吸放热公式、效率公式以及焦耳定律推导公式的灵活运用，题目有一定的难度。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$