江西省宜春市2024-2025学年上学期期末九年级物理试题

2024-2025学年江西省宜春市九年级（上）期末物理试卷 一、填空题（本大题共8小题，每空1分，共16分） 1．（2分）我国家庭电路的电压是 　 　V，家庭电路中电灯、电视、电风扇的连接方式是 　 　（选填“串联”或“并联”）。 2．（2分）实验室的验电器的工作原理是同种电荷相互 　 　；用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒因 　 　（选填“失去”或“得到”）电子而带正电。 3．（2分）寒冷的冬天，人们常用如图所示的暖手宝取暖，给暖手宝加热时利用了电流的 　 　效应；暖手宝充入水作为热介质是利用水的 　 　较大，可以较长时间保持温暖。 4．（2分）如图甲所示，我国古代四大发明之一——指南针，受 　 　的作用指示南北；如图乙所示，磁悬浮音箱会悬浮在空中，是由于 　 　（选填“同名”或“异名”）磁极相互排斥。 5．（2分）气功是我国特有的一种健身术，小明用所学的绘画技能画出了气功的几个基本动作，如图所示。其中与四冲程内燃机的压缩冲程原理相同的是 　 　（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”），压缩冲程通过 　 　的方式改变了气缸内气体的内能。 6．（2分）科技的发展使农业机械化水平越来越高，如图所示，这是一架飞机在一定的高度匀速直线飞行给水稻喷洒农药的情景。喷洒农药的过程中，飞机的动能 　 　，飞机的重力势能 　 　。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 7．（2分）将标有“6V，3W”字样的灯L1和标有“6V，6W”字样的灯L2串联在电压恒为9V的电路中。闭合开关，灯 　 　（选填“L1”或“L2”）发光更亮，灯L2的实际功率为 　 　W。（灯L1、L2的灯丝电阻均不随温度变化） 8．（2分）实验分别测得通过灯L、定值电阻R的电流与其两端电压的关系如图所示。若将灯L、定值电阻R并联后接入电压恒为4V的电源，通过干路的电流为 　 　A；若将灯L、定值电阻R串联后接入电压恒为6V的电源，则灯L的电功率为 　 　W。 二、选择题（本大题共6小题，共14分）第9～12小题，每小题只有一个选项是最符合题目要求的，每小题2分；第13、14小题为多项选择，每小题至少有两个选项是符合题目要求的，每小题2分，全部选择正确得3分，选择正确但不全得1分，不选、多选或错选得0分。请将选项代码填涂在答题卡相应位置。 9．（2分）天然气水合物又称“可燃冰”，其能量密度高，全球分布广泛，具有极高的价值。完全燃烧相同质量的“可燃冰”和煤气，“可燃冰”放出的热量可达到煤气的十倍，这表示“可燃冰”的（　　） A．比热容大 B．内能多 C．热值大 D．密度大 10．（2分）2024年5月3日，长征五号遥八运载火箭搭载嫦娥六号探测器成功发射，开启了人类月背取样的旅程。在长征五号遥八运载火箭加速升空的过程中，嫦娥六号的（　　） A．重力势能减小，动能增大 B．重力势能增大，动能减小 C．机械能增大 D．机械能不变 11．（2分）在美术活动中，小明利用自己学到的绘画技能创作了同学们扔实心球的情景图，如图所示，其中手对球做功的是（　　） A． B． C． D． 12．（2分）在科技飞速发展的时代，智能手机已成为人们生活中不可缺少的一部分。当智能手机的“电量”消耗到一定量时，会自动提示用户采用“省电模式”，“省电模式”可延长电池的使用时间，原因是（　　） A．增大了电池的电压 B．减小了线路的总功率 C．减小了线路的电阻 D．增大了电能的消耗 （多选）13．（3分）如图所示，电路的电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片逐渐向右移动。下列说法正确的是（　　） A．电压表示数变大 B．电流表示数变小 C．电路总功率变大 D．电压表与电流表示数的比值变小 （多选）14．（3分）图甲是科技小组设计的“闯红灯违规模拟记录器”，控制电路的电源电压为6V，电磁继电器线圈电阻为10Ω，R为压敏电阻，其阻值大小随压力F的变化关系如图乙所示。当光控开关接收到绿光时断开，工作电路中指示灯亮，电控照相机不工作；当光控开关接收到红光时自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力增大到一定数值，控制电路中电流大于或等于0.06A时，电控照相机开始拍照。下列说法正确的是（　　）（g取10N/kg） A．控制电路有电流通过时，电磁铁的上端为N极 B．a处是电控照相机，b处是指示灯 C．当控制电路中电流等于0.06A时，闯红灯的车的质量为400kg D．当质量为1200kg的车闯红灯时，控制电路的总功率为0.9W 三、计算题（本大题共3小题，第15、16小题各7分，第17小题8分，共22分） 15．（7分）在参观科技馆活动中，小明和小亮兴奋地体验了升降座椅，然后画出了如图所示的简化示意图并进行研究。已知小亮的质量为60kg，小亮坐在升降座椅上，小明用大小为250N的拉力在45s内将小亮匀速竖直拉高3m，不计绳重和摩擦。（g取10N/kg）求： （1）小明所用拉力F做功的功率； （2）该升降座椅装置的机械效率。 16．（7分）新能源油电混合动力汽车的主要动力来源于汽车蓄电池组，当电力不足时，可以使用汽油机驱动，并且在行驶时可以利用发动机给蓄电池组充电。某混合动力汽车所用的蓄电池组的电压是300V，容量是100A•h。某次，油电混合动力汽车在纯油模式下以恒定输出功率138kW行驶200s，消耗汽油2kg。（q汽油＝4.6×107J/kg）求： （1）混合动力汽车的蓄电池组充满电时，储存的能量； （2）纯油模式下混合动力汽车牵引力做的功； （3）混合动力汽车纯油模式下汽油机的效率； （4）写出一条混合动力汽车相比于传统燃油汽车的优点。 17．（8分）中国医学是我国的四大国粹之一，是我国人民通过长期医疗实践逐渐形成并发展的医学理论体系。图甲是某品牌电中药壶，有猛火和文火两个挡位，工作电路简化为图乙，其中S2为挡位开关，R1，R2为发热电阻（阻值不变），A、B为阻值可忽略不计的指示灯。已知电中药壶的额定电压为220V，猛火挡的额定功率为2420W，R2的阻值为180Ω。 （1）求总质量为1.5kg的中药和水，从20℃刚好加热到100℃吸收的热量。[中药和水混合后的比热容取4.0×103J/（kg•℃）] （2）求电中药壶处于猛火挡正常工作时的电流及文火挡的额定功率。 （3）某次用电高峰时，关闭家中其他用电器，只用电中药壶猛火挡熬药，工作3min，图丙所示的电能表表盘转了300转，求此时家庭电路的实际电压。 四、实验与探究题（本大题共4小题，每小题7分，共28分） 18．（7分）亲爱的同学，请你应用所学的物理知识解答下列问题。 （1）小明家的脐橙喜获丰收，他用脐橙制作了一个橙子电池，并用电压表测量橙子电池的电压，如图甲所示。橙子电池的电压为 　 　V，橙子电池的正极是 　 　（选填“铁片”或“铜片”）。 （2）小明家十一月底电能表的示数为756.8kW•h，十二月底家用电能表如图乙所示，若电费标准为0.6元每千瓦时，则小明家十二月应缴电费 　 　元。小明家里用电器同时工作时的总功率不宜超过 　 　W。该电能表的指示针闪烁30次消耗的电能能让标有“220V，100W”的用电器正常工作 　 　h。 （3）图丙是日常生活中可调亮度的台灯的简化电路图，顺时针旋转旋钮时，灯泡变 　 　（选填“暗”或“亮”）。电位器通过改变接入电路中电阻丝的 　 　来控制灯泡的亮度。 19．（7分）【探究名称】电流与电阻的关系。 【实验器材】电压恒为6V的电源，电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、开关和若干导线。 【制订计划】（1）为了探究电流与电阻的关系，本次实验通过调节滑动变阻器的滑片来控制定值电阻两端的 　 　保持不变。 【进行实验与收集证据】（2）请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整，导线不允许交叉。连接电路过程中，开关应处于 　 　状态。 （3）连接好电路，试触时发现电流表无示数，电压表的指针偏转角度很大，若电路只有一处故障，则可能是定值电阻 　 　。 （4）排除故障，实验过程中，用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻进行实验时，应将滑动变阻器的滑片向 　 　（选填“左”或“右”）移动。 【分析论证】（5）小组同学根据实验数据绘制的电流I随电阻的倒数变化的图像如图乙所示，分析图像可知：导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 　 　。 【交流合作】（6）为完成整个实验，小组同学应选用的滑动变阻器的规格是 　 　（填选项）。 A.“10Ω，2A” B.“50Ω，1A” 20．（7分）【探究名称】探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关。 【制订计划与进行实验】（1）将如图甲、乙所示的实验装置接入电路中，通过观察U形管左右两侧液面的高度差来比较电流通过导体产生热量的多少。下列实验也运用了该研究方法的是 　 　（填选项）。 A.探究串、并联电路中电压的规律 B.探究导体电阻的大小与什么因素有关 C.用电压表、电流表测量电阻 （2）将图 　 　（选填“甲”或“乙”）装置接入电路中，可探究电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系。 （3）图乙装置将R3与R2并联是为了使电阻丝R1和R2中的 　 　不相等。若实验装置气密性良好，通电一段时间后，左右两侧U形管液面相同，则其原因可能是电阻丝R3　 　（选填“断路”或“短路”）。 （4）利用图丙装置探究“液体吸热能力的大小”时，在a、b两瓶内装入质量、初温都相同的不同液体，且电阻丝Ra、Rb的阻值 　 　（选填“相同”或“不同”），这是为了控制两电阻丝通电相同的时间 　 　相同。通电一段时间后，观察到b瓶内液体温度高一些，可判断b瓶内液体的吸热能力较 　 　（选填“强”或“弱”）。 21．（7分）实验小组在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中，实验器材：两节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、额定电压为2.5V的待测小灯泡（正常发光时的电阻约为10Ω）、开关和若干导线。 （1）请用笔画线代替导线将图﹣1所示的电路连接完整，导线不能交叉。 （2）正确连接好电路后，闭合开关S，发现小灯泡不亮，电流表和电压表均有示数，则出现这种情况可能的原因是 　 　。 （3）问题解决后，移动滑片至电压表的示数为2.5V时，此时电流表的示数如图﹣2所示，为 　 　A；则小灯泡的额定功率为 　 　W，小灯泡正常发光时的电阻为 　 　Ω（结果保留一位小数）。 （4）在实验拓展环节，用两只电流表和一个阻值为R0的定值电阻测量额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻，设计的实验电路如图﹣3所示，实验步骤如下： ①闭合开关S，调节滑片P，使电流表A1的示数，此时小灯泡正常发光，读出电流表A2的示数为I2； ②小灯泡正常发光时的电阻值的表达式：RL＝ 　 　（用I1、I2、R0表示）。 2024-2025学年江西省宜春市九年级（上）期末物理试卷 参考答案与试题解析 题号 9 10 11 12 答案 C C A B 一、填空题（本大题共8小题，每空1分，共16分） 1．（2分）我国家庭电路的电压是 　220　V，家庭电路中电灯、电视、电风扇的连接方式是 　并联　（选填“串联”或“并联”）。 【分析】（1）我国家庭电路的电压为220V。 （2）串联电路各用电器之间互相影响，并联电路中各用电器既可以独立工作，又互不影响。 【解答】解：（1）由电学常识可知，我国家庭电路的电压为220V。 （2）家庭电路中电灯、电视、电风扇在工作时互不影响，所以它们是并联连接的。 故答案为：220；并联。 【点评】本题考查了家庭电路的电压以及家用电器的连接方式，比较简单。 2．（2分）实验室的验电器的工作原理是同种电荷相互 　排斥　；用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒因 　失去　（选填“失去”或“得到”）电子而带正电。 【分析】（1）验电器的原理是同种电荷相互排斥；（2）不同物质组成的物体相互摩擦时，原子核束缚核外电子本领强的夺得电子带负电，原子核束缚核外电子本领弱的失去电子带正电。 【解答】解：验电器的原理是同种电荷相互排斥； 用丝绸摩擦过的玻璃棒因为失去电子带正电。故答案为：排斥；失去。 【点评】本题考查了摩擦起电的实质和验电器的原理，属于基础题。 3．（2分）寒冷的冬天，人们常用如图所示的暖手宝取暖，给暖手宝加热时利用了电流的 　热　效应；暖手宝充入水作为热介质是利用水的 　比热容　较大，可以较长时间保持温暖。 【分析】电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫作电流的热效应，水的比热容较大，常用于冷却剂或取暖剂。 【解答】解：给暖手宝加热时，电能转化为内能，利用了电流的热效应；暖手宝充入水作为热介质是利用水的比热容较大，与质量相同的其它物质相比，放出相同的热量，温度下降的较低，可以较长时间保持温暖。 故答案为：热；比热容。 【点评】本题考查电流的热效应和水的比热容较大的应用，属于基础题，难度不大。 4．（2分）如图甲所示，我国古代四大发明之一——指南针，受 　地磁场　的作用指示南北；如图乙所示，磁悬浮音箱会悬浮在空中，是由于 　同名　（选填“同名”或“异名”）磁极相互排斥。 【分析】地球周围存在地磁场； 地球仪利用了同名磁极相互排斥的原理。 【解答】解：“指南针”是我国古代四大发明之一，人们利用指南针能够辨别方向，是因为指南针受到了地磁场的作用使得N指向北方即地磁南极。 如图乙所示磁悬浮地球仪应用了同名磁极相互排斥的规律。 故答案为：地磁场；同名。 【点评】此题考查了地磁场、同名磁极相互排斥等知识点，属于基础题。 5．（2分）气功是我国特有的一种健身术，小明用所学的绘画技能画出了气功的几个基本动作，如图所示。其中与四冲程内燃机的压缩冲程原理相同的是 　乙　（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”），压缩冲程通过 　做功　的方式改变了气缸内气体的内能。 【分析】热机的压缩冲程中，活塞对混合气体做功，将机械能转化为内能，据此分析判断。 改变物体内能的方式：做功和热传递。 【解答】解：热机的压缩冲程中，活塞对混合气体做功，将机械能转化为内能。 甲：鼻孔吸气只是吸入空气，没有发生做功现象； 乙：“气沉丹田”的过程类似于压缩气体做功，将机械能转化为内能； 丙：“排山倒海”是人对外做功，与热机的做功冲程类似； 丁：“打完收工”是相对静止的状态，不存在能量的转化。 综上可知，其中与四冲程内燃机的压缩冲程原理相同的是乙； 压缩冲程通过做功的方式改变了气缸内气体的内能。 故答案为：乙；做功。 【点评】本题考查了对压缩冲程能量转化的理解和对生活中的现象能量转化或转移的判断，要结合生活经验来进行判断。 6．（2分）科技的发展使农业机械化水平越来越高，如图所示，这是一架飞机在一定的高度匀速直线飞行给水稻喷洒农药的情景。喷洒农药的过程中，飞机的动能 　减小　，飞机的重力势能 　减小　。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大； （2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。 【解答】解：在一定的高度匀速飞行的飞机喷洒农药的过程中，其速度不变，高度不变，但质量减小，所以动能减小，重力势能减小。 故答案为：减小；减小。 【点评】本题考查的是动能和重力势能的影响因素，属于基础题。 7．（2分）将标有“6V，3W”字样的灯L1和标有“6V，6W”字样的灯L2串联在电压恒为9V的电路中。闭合开关，灯 　L1　（选填“L1”或“L2”）发光更亮，灯L2的实际功率为 　1.5　W。（灯L1、L2的灯丝电阻均不随温度变化） 【分析】根据P＝UI＝可得出灯泡的电阻；由P＝UI＝I2R可知两灯实际功率大小，实际功率越大的灯越亮；根据欧姆定律和串联电路规律计算电路中的电流，由P＝I2R计算灯L2的实际功率。 【解答】解： 根据P＝UI＝可得，标有“6V，3W”字样的灯L1灯丝的电阻为： R1＝＝＝12Ω， 标有“6V，6W”字样的灯L2灯丝的电阻为： R2＝＝＝6Ω， 两个灯泡串联，电流相等，由P＝I2R可知，L1的实际功率大于L2的实际功率，所以L1的亮度更大； 根据串联电路电阻规律可得，电路的总电阻： R总＝R1+R2＝12Ω+6Ω＝18Ω， 根据欧姆定律可得，电路中的电流为： I＝＝＝0.5A， 由P＝I2R可得，此时L2的实际电功率： P＝I2R2＝（0.5A）2×6Ω＝1.5W。 故答案为：L1；1.5。 【点评】本题考查串联滇缅路规律、欧姆定律的应用和电功率的计算，是一道综合题。 8．（2分）实验分别测得通过灯L、定值电阻R的电流与其两端电压的关系如图所示。若将灯L、定值电阻R并联后接入电压恒为4V的电源，通过干路的电流为 　1　A；若将灯L、定值电阻R串联后接入电压恒为6V的电源，则灯L的电功率为 　0.8　W。 【分析】（1）由图可知，电压为4V时，通过定值电阻R和灯泡L的电流，根据并联电路的电流特点求出通过干路的电流； （2）根据串联电路的电流规律和电压规律结合图像找出将它们串联后接入6V的电源两端时电路中的电流，根据P＝UI算出灯L的电功率。 【解答】解：（1）由图可知，电压为4V时，通过定值电阻R和灯泡L的电流分别为：IL＝0.6A，IR＝0.4A， 由并联电路的电流特点可知，通过干路的电流：I并＝IL+IR＝0.6A+0.4A＝1A； （2）若将它们串联后接入6V的电源，因为串联电路电流处处相等，且串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和， 由图象可知，当电流为0.4A时，灯泡L两端的电压为2V，定值电阻R两端的电压为4V，电源电压：U＝2V+4V＝6V，符合题意， 故此时电路中的电流为0.4A， 灯L的电功率是： P＝ULI＝2V×0.4A＝0.8W。 故答案为：1；0.8。 【点评】本题考查串并联电路的特点和电功率公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键。 二、选择题（本大题共6小题，共14分）第9～12小题，每小题只有一个选项是最符合题目要求的，每小题2分；第13、14小题为多项选择，每小题至少有两个选项是符合题目要求的，每小题2分，全部选择正确得3分，选择正确但不全得1分，不选、多选或错选得0分。请将选项代码填涂在答题卡相应位置。 9．（2分）天然气水合物又称“可燃冰”，其能量密度高，全球分布广泛，具有极高的价值。完全燃烧相同质量的“可燃冰”和煤气，“可燃冰”放出的热量可达到煤气的十倍，这表示“可燃冰”的（　　） A．比热容大 B．内能多 C．热值大 D．密度大 【分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫这种燃料的热值。 【解答】解：完全燃烧相同质量的“可燃冰”和煤气，“可燃冰”放出的热量达到煤气的十倍，这说明“可燃冰”的热值很大，故C正确。 故选：C。 【点评】本题考查了学生对燃料热值的掌握，是一道基础题。 10．（2分）2024年5月3日，长征五号遥八运载火箭搭载嫦娥六号探测器成功发射，开启了人类月背取样的旅程。在长征五号遥八运载火箭加速升空的过程中，嫦娥六号的（　　） A．重力势能减小，动能增大 B．重力势能增大，动能减小 C．机械能增大 D．机械能不变 【分析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大； （2）重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。 【解答】解：长征五号遥八运载火箭加速升空过程中，质量不变，高度增大，所以重力势能增大；速度增大，所以动能增大，因此机械能增大，故C正确，ABD错误。 故选：C。 【点评】本题主要考查了动能和重力势能的影响因素，属于基础知识。 11．（2分）在美术活动中，小明利用自己学到的绘画技能创作了同学们扔实心球的情景图，如图所示，其中手对球做功的是（　　） A． B． C． D． 【分析】判定是否做功，就看其是否同时满足做功的两个必要因素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。两个条件缺一不可。 【解答】解：A、小明将地上的球捡起来，有力作用在球上，球在力的方向上通过了一定的距离，故有力做功，故A正确； B、小明将球举起停在空中不动，有力，但球没有在力的方向上移动距离，故没有做功，故B错误； C、球飞出去，球由于惯性向前运动，小明没有对球施加力，小明没有对球做功，故C错误； D、落地后继续滚动，人对球没有力的作用，人对没有做功，故D错误。 故选：A。 【点评】不做功的情况一般有以下三种：①有力无距离，如搬而未动、举而未起；②有距离无力，物体由于惯性而运动；③有力也有距离，但距离的方向与力的方向垂直，如人提着水桶在水平地面上运动。 12．（2分）在科技飞速发展的时代，智能手机已成为人们生活中不可缺少的一部分。当智能手机的“电量”消耗到一定量时，会自动提示用户采用“省电模式”，“省电模式”可延长电池的使用时间，原因是（　　） A．增大了电池的电压 B．减小了线路的总功率 C．减小了线路的电阻 D．增大了电能的消耗 【分析】（1）由公式W＝Pt知，手机“省电模式”，是在手机电池储存电能一定的前提下，通过减小输出功率延长使用时间的；手机工作的电压不变； （2）导体的电阻只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与导体两端的电压和通过的电流无关。 【解答】解：智能手机耗电达到一定量时，剩余的电能也是定量， 由W＝Pt可知，要延长手机的工作时间，需要减小电池的输出功率，而手机工作的电压是不变的，故B正确、CD错误； 因电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过的电流无关，所以电子线路的电阻不变，故A错误。 故选：B。 【点评】本题考查了学生对电功公式和电功率公式、影响电阻大小因素的应用，要注意手机工作时的电压不变。 （多选）13．（3分）如图所示，电路的电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片逐渐向右移动。下列说法正确的是（　　） A．电压表示数变大 B．电流表示数变小 C．电路总功率变大 D．电压表与电流表示数的比值变小 【分析】由图可知灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器的电压，电流表测电路中的电流； 将滑动变阻器滑片向右移动，滑动变阻器连入的电阻变大，根据欧姆定律和串联电路的特点即可确定电路中的电流变化和变阻器两端的电压变化，根据P＝UI判断出电路总功率的变化，结合欧姆定律分析电压表与电流表示数的比值。 【解答】解：AB、由图可知灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器的电压，电流表测电路中的电流；闭合开关S，滑动变阻器滑片逐渐向右移动，滑动变阻器连入的电阻变大，电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知电流变小；根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压增大，所以电压表示数变大，故AB正确； C、因为电源电压不变、电路中的电流变小，由P＝UI知电路总功率变小，故C错误； D、根据欧姆定律知电压表与电流表示数的比值表示滑动变阻器的电阻，而滑动变阻器连入的电阻变大，所以比值变大，故D错误。 故选：AB。 【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用。 （多选）14．（3分）图甲是科技小组设计的“闯红灯违规模拟记录器”，控制电路的电源电压为6V，电磁继电器线圈电阻为10Ω，R为压敏电阻，其阻值大小随压力F的变化关系如图乙所示。当光控开关接收到绿光时断开，工作电路中指示灯亮，电控照相机不工作；当光控开关接收到红光时自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力增大到一定数值，控制电路中电流大于或等于0.06A时，电控照相机开始拍照。下列说法正确的是（　　）（g取10N/kg） A．控制电路有电流通过时，电磁铁的上端为N极 B．a处是电控照相机，b处是指示灯 C．当控制电路中电流等于0.06A时，闯红灯的车的质量为400kg D．当质量为1200kg的车闯红灯时，控制电路的总功率为0.9W 【分析】（1）根据安培定则判断电磁铁的磁极； （2）根据电磁继电器的原理进行分析； （3）根据欧姆定律和压敏电阻的特点分析计算； （4）根据电功率的公式进行计算。 【解答】解：A、根据安培定则，控制电路有电流通过时，电磁铁的上端为N极，故A正确； B、当光控开关接收到红光时自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力增大到一定数值，控制电路中电流大于或等于0.06A时，此时动触点向下移动，接通下面的静触点，用电器b工作，电控照相机开始拍照，所以a是指示灯，b是电控照相机，故B错误； C、当控制电路中电流等于0.06A时，此时控制电路的总电阻为：，此时压敏电阻为：R＝R总﹣R线圈＝100Ω﹣10Ω＝90Ω；根据图乙可知：此时的压力为F＝4×103N；闯红灯的车的质量为：，故C正确； D、当质量为1200kg的车闯红灯时，此时的压力为：F'＝m'g＝1.2×103kg×10N/kg＝1.2×104N；此时压敏电阻的阻值为：R'＝30Ω；控制电路中的电流为：；控制电路的总功率为：P＝UI'＝6V×0.15A＝0.9W，故D正确。 故选：ACD。 【点评】本题考查的是电磁继电器的基本原理；会根据欧姆定律和电功率的公式进行计算，本题的综合性较强。 三、计算题（本大题共3小题，第15、16小题各7分，第17小题8分，共22分） 15．（7分）在参观科技馆活动中，小明和小亮兴奋地体验了升降座椅，然后画出了如图所示的简化示意图并进行研究。已知小亮的质量为60kg，小亮坐在升降座椅上，小明用大小为250N的拉力在45s内将小亮匀速竖直拉高3m，不计绳重和摩擦。（g取10N/kg）求： （1）小明所用拉力F做功的功率； （2）该升降座椅装置的机械效率。 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用P＝＝＝求出小明所用拉力F做功的功率； （2）根据η＝＝＝＝求出该升降座椅装置的机械效率。 【解答】解：（1）由图可知，n＝3，小明所用拉力F做功的功率为： P＝＝＝＝＝50W； （2）该升降座椅装置的机械效率为： η＝＝＝＝＝×100%＝80%。 答：（1）小明所用拉力F做功的功率为50W； （2）该升降座椅装置的机械效率为80%。 【点评】本题考查了功率公式和滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 16．（7分）新能源油电混合动力汽车的主要动力来源于汽车蓄电池组，当电力不足时，可以使用汽油机驱动，并且在行驶时可以利用发动机给蓄电池组充电。某混合动力汽车所用的蓄电池组的电压是300V，容量是100A•h。某次，油电混合动力汽车在纯油模式下以恒定输出功率138kW行驶200s，消耗汽油2kg。（q汽油＝4.6×107J/kg）求： （1）混合动力汽车的蓄电池组充满电时，储存的能量； （2）纯油模式下混合动力汽车牵引力做的功； （3）混合动力汽车纯油模式下汽油机的效率； （4）写出一条混合动力汽车相比于传统燃油汽车的优点。 【分析】（1）根据W＝UIt得出储存的能量； （2）根据W＝Pt可知纯油模式下混合动力汽车牵引力做的功； （3）根据Q放＝q汽油m得出汽油完全燃烧放出的热量，根据效率公式可知混合动力汽车纯油模式下汽油机的效率； （4）污染少。 【解答】解： （1）混合动力汽车的蓄电池组充满电时，储存的能量W＝UIt＝300V×100A×3600s＝1.08×108J； （2）根据W＝Pt可知纯油模式下混合动力汽车牵引力做的功W′＝Pt＝138×1000W×200s＝2.76×107J； （3）汽油完全燃烧放出的热量Q放＝q汽油m＝4.6×107J/kg×2kg＝9.2×107J， 根据效率公式可知混合动力汽车纯油模式下汽油机的效率η＝＝＝30%； （4）污染少。 答：（1）混合动力汽车的蓄电池组充满电时，储存的能量为1.08×108J； （2）纯油模式下混合动力汽车牵引力做的功为2.76×107J； （3）混合动力汽车纯油模式下汽油机的效率为30%； （4）污染少。 【点评】本题考查功和效率的计算，是一道综合题。 17．（8分）中国医学是我国的四大国粹之一，是我国人民通过长期医疗实践逐渐形成并发展的医学理论体系。图甲是某品牌电中药壶，有猛火和文火两个挡位，工作电路简化为图乙，其中S2为挡位开关，R1，R2为发热电阻（阻值不变），A、B为阻值可忽略不计的指示灯。已知电中药壶的额定电压为220V，猛火挡的额定功率为2420W，R2的阻值为180Ω。 （1）求总质量为1.5kg的中药和水，从20℃刚好加热到100℃吸收的热量。[中药和水混合后的比热容取4.0×103J/（kg•℃）] （2）求电中药壶处于猛火挡正常工作时的电流及文火挡的额定功率。 （3）某次用电高峰时，关闭家中其他用电器，只用电中药壶猛火挡熬药，工作3min，图丙所示的电能表表盘转了300转，求此时家庭电路的实际电压。 【分析】（1）根据Q吸＝cm（t′﹣t0）求出中药和水吸收的热量； （2）由图可知，当开关S2接M时，两电阻串联在电路中，电路的总电阻较大，由P＝可知，电路总功率较小，电中药壶处于文火挡；当S2接N时，电路中只有R1工作，电路的电阻较小，由P＝可知，电路总功率较大，电中药壶处于猛火挡。 根据P＝UI可知电中药壶猛火挡正常工作时的电流，根据欧姆定律求出定值电阻R1的阻值，根据电阻串联的特点求出电中药壶文火挡工作时的总电阻，再根据P＝求出文火挡的额定功率； （3）根据电能表参数的含义求出电能表表盘转了300转时电中药壶消耗的电能，只用电中药壶猛火挡熬药时，只有R1工作，再根据W＝t求出家庭电路的实际电压。 【解答】解： （1）中药和水吸收的热量：Q吸＝cm（t′﹣t0）＝4×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝4.8×105J； （2）由图可知，当开关S2接M时，两电阻串联在电路中，电路的总电阻较大，由P＝可知，此时电路的总功率较小，则电中药壶处于文火挡； 当S2接N时，电路中只有R1工作，电路的电阻较小，由P＝可知，此时电路的总功率较大，则电中药壶处于猛火挡； 电中药壶猛火挡正常工作时的电流：I1＝＝＝11A； 定值电阻R1的阻值：R1＝＝＝20Ω， 电中药壶文火挡工作时的总电阻：R总＝R1+R2＝20Ω+180Ω＝200Ω， 则文火挡的额定功率：P文＝＝＝242W； （3）电能表表盘转了300转消耗的电能：W＝×3.6×106J＝3.6×105J， 只用电中药壶猛火挡熬药时，只有R1工作， 根据W＝t可知家庭电路的实际电压：U实＝＝＝200V。 答：（1）总质量为1.5kg的中药和水，从20℃刚好加热到100℃吸收的热量为4.8×105J； （2）电中药壶处于猛火挡正常工作时的电流及文火挡的额定功率分别为11A、242W； （3）此时家庭电路的实际电压为200V。 【点评】本题考查了电功率和热量的计算，是一道综合题。 四、实验与探究题（本大题共4小题，每小题7分，共28分） 18．（7分）亲爱的同学，请你应用所学的物理知识解答下列问题。 （1）小明家的脐橙喜获丰收，他用脐橙制作了一个橙子电池，并用电压表测量橙子电池的电压，如图甲所示。橙子电池的电压为 　0.6　V，橙子电池的正极是 　铜片　（选填“铁片”或“铜片”）。 （2）小明家十一月底电能表的示数为756.8kW•h，十二月底家用电能表如图乙所示，若电费标准为0.6元每千瓦时，则小明家十二月应缴电费 　300　元。小明家里用电器同时工作时的总功率不宜超过 　8800　W。该电能表的指示针闪烁30次消耗的电能能让标有“220V，100W”的用电器正常工作 　0.1　h。 （3）图丙是日常生活中可调亮度的台灯的简化电路图，顺时针旋转旋钮时，灯泡变 　暗　（选填“暗”或“亮”）。电位器通过改变接入电路中电阻丝的 　长度　来控制灯泡的亮度。 【分析】（1）电压表要并联在电路中，电流要从“+“接线柱流入，从“﹣“接线柱流出（否则指针反转），根据所选的量程和分度值读数； （2）电能表最后一位是小数，由图示电能表读出电能表的示数，两电能表示数之差是小明家的用电量，知道电价可求应付的电费；电能表上标有“220V 10（40）A”，利用P＝UI求出最多能够接入用电器的总电功率大小； 电能表所标“3000imp/（kW•h）”，据此求指示针闪烁30次消耗的电能，再利用W＝Pt得出时间； （3）当移动滑动变阻器的滑片使接入电路中的电阻变大时，电路中的电流变小，小灯泡变暗；而当移动滑动变阻器的滑片使接入电路中的电阻变小时，电路中的电流变大，小灯泡变亮。 【解答】解：（1）由图甲可知，电压表的量程为0～3V，分度值是0.1V，其示数是0.6V，所以，橙子电池的电压为0.6V；电压表指针正向（顺时针）偏转，铜片接电压表的“+“接线柱，则铜片是橙子电池的正极； （2）小明家十一月底时电能表的示数为756.8kW•h，图乙所示电能表示数是1256.8kW•h， 小明家十二月的用电量：W＝1256.8kW•h﹣756.8kW•h＝500kW•h，应交电费为500kW•h×0.6元/kW•h＝300元； 由电能表的铭牌可知，电能表的工作电压U＝220V，电能表额定最大电流是I＝40A， 小明家允许同时使用的用电器的最大总电功率：P＝UI＝220V×40A＝8800W； 电能表的指示灯闪烁30次，消耗的电能：W＝＝0.01kW•h； 消耗的电能可以让额定功率为100W＝0.1kW的用电器正常工作的时间：t＝＝＝0.1h； （3）如图是日常生活中可调亮度的台灯的简化电路图，电位器与灯泡的连接方式是串联； 顺时针旋转旋钮时，电位器接入电路的电阻变长，电阻变大，电流变小，灯泡变暗； 电位器通过改变接入电路中电阻丝的长度来控制灯泡的亮度。 故答案为：（1）0.6；铜片；（2）300；8800；0.1；（3）暗；长度。 【点评】本题考查电压表的使用、电能表读数、电功的计算公式的应用以及变阻器的作用与原理，综合程度较高，难度不大。 19．（7分）【探究名称】电流与电阻的关系。 【实验器材】电压恒为6V的电源，电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、开关和若干导线。 【制订计划】（1）为了探究电流与电阻的关系，本次实验通过调节滑动变阻器的滑片来控制定值电阻两端的 　电压　保持不变。 【进行实验与收集证据】（2）请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整，导线不允许交叉。连接电路过程中，开关应处于 　断开　状态。 （3）连接好电路，试触时发现电流表无示数，电压表的指针偏转角度很大，若电路只有一处故障，则可能是定值电阻 　断路　。 （4）排除故障，实验过程中，用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻进行实验时，应将滑动变阻器的滑片向 　左　（选填“左”或“右”）移动。 【分析论证】（5）小组同学根据实验数据绘制的电流I随电阻的倒数变化的图像如图乙所示，分析图像可知：导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 　反比　。 【交流合作】（6）为完成整个实验，小组同学应选用的滑动变阻器的规格是 　B　（填选项）。 A.“10Ω，2A” B.“50Ω，1A” 【分析】（1）探究电流与电阻的关系时，应控制定值电阻两端的电压不变，据此分析； （2）为了保护电路，连接电路时，应该断开开关； （3）电流表无示数，电路可能断路，电压表的指针偏转角度很大，说明电压表与电源连通，据此分析解答； （4）根据控制变量法，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，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定变阻器滑片移动的方向； （5）根据实验数据绘制电流I随电阻的倒数变化的图像，求出电阻两端的电压始终保持一定值得出实验结论； （6）由串联电路的规律和欧姆定律结合分压原理分析，得出滑动变阻器的最大阻值。 【解答】解：（1）探究电流与电阻的实验中应控制定值电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知，将不同阻值的定值电阻R分别接入电路中时，应调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻两端的电压不变； （2）为了保护电路，连接电路过程中，开关应处于断开状态； （3）连接好电路，试触时发现电流表无示数，电路可能发生了断路，电压表的指针偏转角度很大，说明电压表能与电源连通，则与电压表并联的部分断路，即定值电阻断路； （4）根据串联分压的原理，电阻5Ω变成10Ω，阻值变大，分得的电压变大，应控制其两端电压不变，故应增大滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的分压原理可知，应增大滑动变阻器的阻值，即将滑动变阻器的滑片向左移动； （5）根据实验数据绘制出如图乙I﹣图像，电阻两端的电压始终保持，电阻两端控制的电压为： UV＝IR＝0.1A×＝0.2A×＝0.3A×＝0.4A×＝2V，为一定值， 故由此得出实验结论：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比； （6）当20Ω的定值电阻接入电路时，此时滑动变阻器的阻值最大，根据串联电路的分压原理可知： ＝， 即：＝， 则：R滑大＝40Ω， 应选择B滑动变阻器。 故答案为：（1）电压；（2）断开；（3）断路；（4）左；（5）反比；（6）B。 【点评】本题探究“电流与电阻的关系”，考查注意事项、操作过程、电路分析、控制变量法和数据分析及串联电路分压规律，有一定难度。 20．（7分）【探究名称】探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关。 【制订计划与进行实验】（1）将如图甲、乙所示的实验装置接入电路中，通过观察U形管左右两侧液面的高度差来比较电流通过导体产生热量的多少。下列实验也运用了该研究方法的是 　B　（填选项）。 A.探究串、并联电路中电压的规律 B.探究导体电阻的大小与什么因素有关 C.用电压表、电流表测量电阻 （2）将图 　甲　（选填“甲”或“乙”）装置接入电路中，可探究电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系。 （3）图乙装置将R3与R2并联是为了使电阻丝R1和R2中的 　电流　不相等。若实验装置气密性良好，通电一段时间后，左右两侧U形管液面相同，则其原因可能是电阻丝R3　断路　（选填“断路”或“短路”）。 （4）利用图丙装置探究“液体吸热能力的大小”时，在a、b两瓶内装入质量、初温都相同的不同液体，且电阻丝Ra、Rb的阻值 　相同　（选填“相同”或“不同”），这是为了控制两电阻丝通电相同的时间 　产生的热量　相同。通电一段时间后，观察到b瓶内液体温度高一些，可判断b瓶内液体的吸热能力较 　弱　（选填“强”或“弱”）。 【分析】（1）实验采用转换法和控制变量法，通过U形管内左右两侧液面高度大小来反映电阻丝放出热量的多少； （2）（3）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量跟电流关系时，控制电阻和通电时间不变；探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟通电时间关系时，控制电流和电阻不变； （4）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。 【解答】解：（1）在实验中电流通过电阻产生的热量多少是通过观察U形管内左右两侧液面高度大小来体现的，这种方法叫“转换法”，探究导体电阻的大小与什么因素有关，通过观察小灯泡亮度或电流表示数来判断电阻大小，也是用的转换法； A.探究串、并联电路中电压的规律，用的是控制变量法； C.用电压表、电流表测量电阻，用的是控制变量法； （2）图甲可知，两个盒中的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，研究的是当通过的电流和通电时间相同时，电流产生的热量与导体电阻大小的关系； （3）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，根据串联电路电流特点和并联电路电流规律可知通过两电阻的电流不同，因此乙图中右侧盒外连接的5Ω电阻的作用是改变右侧电阻的电流，使通过电阻R1和R2中的电流不相等；通电一段时间后，左右两侧U形管液面相同，故通过电阻R1和R2中的电流相等，则其原因可能是电阻丝R3断路； （4）探究物质吸热能力、在a、b两瓶内装入质量、初温都相同的不同液体，采用控制变量法，应控制两电阻丝相同时间产生热量相等，现在两电阻丝串联，电流相等，所以电阻丝的阻值应Ra＝Rb，根据Q＝I2Rt可知，此时电阻丝产生热量相等，液体吸收的热量相等；观察到b瓶内液体温度高一些，根据比热容公式可知，b瓶内液体的比热容小，吸热能力较弱。 故答案为：（1）B；（2）甲；（3）电流；断路；（4）相同；产生的热量相同；弱。 【点评】探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验该题考查了控制变量法和转换法、焦耳定律的应用。 21．（7分）实验小组在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中，实验器材：两节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、额定电压为2.5V的待测小灯泡（正常发光时的电阻约为10Ω）、开关和若干导线。 （1）请用笔画线代替导线将图﹣1所示的电路连接完整，导线不能交叉。 （2）正确连接好电路后，闭合开关S，发现小灯泡不亮，电流表和电压表均有示数，则出现这种情况可能的原因是 　滑动变阻器接入的电阻太大，小灯泡的实际功率太小　。 （3）问题解决后，移动滑片至电压表的示数为2.5V时，此时电流表的示数如图﹣2所示，为 　0.3　A；则小灯泡的额定功率为 　0.75　W，小灯泡正常发光时的电阻为 　8.3　Ω（结果保留一位小数）。 （4）在实验拓展环节，用两只电流表和一个阻值为R0的定值电阻测量额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻，设计的实验电路如图﹣3所示，实验步骤如下： ①闭合开关S，调节滑片P，使电流表A1的示数，此时小灯泡正常发光，读出电流表A2的示数为I2； ②小灯泡正常发光时的电阻值的表达式：RL＝ 　　（用I1、I2、R0表示）。 【分析】（1）测量小灯泡正常发光时的电阻，电压表并联在小灯泡两端，根据电源由两节新干电池组成，选择量程，电流表串联在电路中，由小灯泡的额定电压和电阻的大约值，可知电路中的最大电流，确定电流表所选量程； （2）正确连接好电路后，闭合开关S，小灯泡不亮，电流表和电压表均有示数，说明电路通路，可知小灯泡的实际功率太小； （3）小灯泡正常发光时电流表的示数图﹣2，电流表的量程已知，分度值可知，可读取电流表的示数；小灯泡的额定功率P额＝IU额，小灯泡正常发光时的电阻由欧姆定律求出； （4）闭合开关S，调节滑片P，电流表A1的示数为，此时小灯泡正常发光，电流表A2的示数为I2，由并联电路中电流规律，可知小灯泡通过的电流，由欧姆定律求出小灯泡正常发光时的电阻。 【解答】解：（1）测量小灯泡正常发光时的电阻，电压表并联在小灯泡两端，根据电源是由两节新干电池组成，选择量程，电流表串联在电路中，由小灯泡的额定电压和电阻的大约值，可知电路中的最大电流，确定电流表所选量程，连接电路实物图如下： （2）正确连接好电路后，闭合开关S，小灯泡不亮，电流表和电压表均有示数，说明电路通路，可知，滑动变阻器接入的电阻太大，小灯泡的实际功率太小； （3）小灯泡正常发光时电流表的示数图﹣2，电流表的量程0﹣0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数I＝0.3A； 小灯泡的额定功率P额＝IU额＝0.3A×2.5A＝0.75W； 小灯泡正常发光时的电阻＝； （4）由题意可知，小灯泡正常发光时的电流IL＝I2﹣I1， 小灯泡正常发光时的电阻。 故答案为：（1）见解答；（2）滑动变阻器计入的电阻太大，小灯泡的实际功率太小；（3）0.3；0.75；8.3；。 【点评】本题考查了电路实物图的连接，电流正常的情况下，小灯泡不亮的可能原因，电流表示数的读取，小灯泡额定功率的计算，欧姆定律的应用，并联电路电流、电压的规律。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$