精品解析：河南省安阳市安阳县2024-2025学年九年级上学期期末考试物理试题

2024-2025学年河南省安阳市安阳县九年级（上）期末 物理试卷 一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分） 1. 在物理实验中，常采用一些研究方法，如“控制变量法”“类比法”“模型法”“归纳法”“等效替代法”等。研究电路的串、并联时，引入“总电阻”的概念，主要采用了 __________；1820年4月，丹麦物理学家 ________发现了“电生磁”现象。 2. 用烧水壶把水烧开的过程中，涉及到的物态变化是__________，打开冰箱冷藏室可以看到“白气”，涉及到的物态变化是__________。 3. 生活中，汽油机和柴油机是最常见内燃机。如图所示是汽油机的________冲程；若飞轮的转速为2400r/min，则在30s内汽油机完成________个工作循环，对外做功________次。 4. 在班级组织的“自制指南针”活动中，小伟同学用条形磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，如图所示，观察到树叶的尖端总是指向南方。因为其受到了________的影响；被磁化的缝衣针指向树叶尖端的部分为 _____极。 5. 月初时，小明记录下家中电能表的示数为109.6kW·h，月底时电能表面板示数如图所示，该电能表允许电路接入的最大总电功率是 _________W。已知当地用电价格为0.5元/（kW·h），则他家本月需缴电费 _______元。家里新添置一台空调并接入该电能表中，让其单独工作10min，电能表的指示灯闪烁了640次，则该空调的实际电功率为 _________W。 6. 小明在课下通过查阅资料，知道通电线圈相当于一匝通电螺线管，其两侧的磁极与线圈中电流方向的关系也符合安培定则——用右手握住线圈，让四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的那端就是线圈的N极。请你猜想，如图所示，把两个线圈A和B挂在水平光滑的固定细杆MN上，且平行靠近放置，当线圈通入如图所示的方向相反的电流时，线圈A和B将互相 _______（选填“靠近”或“远离”）；你猜想的依据是 _____________。 二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题每小题只有一个选项符合题目要求；第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分） 7. 生活处处有物理，下列生活常识最接近实际的是（　　） A. 电饭煲正常工作时的功率约为1kW B. 人体安全电压是36V C. 家用节能灯工作电流为1A D. 人体双手之间的电阻几乎为0 8. 如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置，电阻丝R2与电阻丝R3并联。通电前，A、B两个U形管中的液面相平，通电一段时间后，通过电阻丝R1、电阻丝R2的电流分别为I1、I2，则（　　） A. I1＞I2，A管中的液面高度差较小 B. I1＞I2，A管中的液面高度差较大 C. I1＝I2，电阻丝R1比电阻丝R2产生的热量多 D. I1＝I2，电阻丝R1和电阻丝R2的电功率相等 9. 如图所示是家庭厨房中的油烟机，具有排气和照明功能，需要照明和排气功能既可以同时使用又可以单独使用，下列选项中符合上述要求的电路图是（　　） A. B. C. D. 10. 物理学是认识世界、改变世界、服务人类的应用型学科。请仔细分析图中的几个探究实验，描述有误的一项是（　　） A. 电动车动力装置的工作原理和图④的工作原理相同 B. 电磁继电器的使用应用了图③的实验探究结论 C. 发电机的工作原理和图①的工作原理相同 D. 动圈式话筒的工作原理和图②的工作原理相同 11. 如图所示，下列四个物态变化的实例中，属于凝华的是（　　） A. 山间云海的形成 B. 树枝上雾凇的形成 C. 初春冰雪消融 D. 流水冻成冰凌 12. 某款拉力器的内部电路如图所示，其中R为滑动变阻器，R0是一个定值电阻，闭合开关S，对拉环施加水平向右的拉力的过程中，两个电表的示数都会发生变化，拉力表的显示仪的示数变大，下列说法正确的是（　　） A. 该拉力表的显示仪由图中电压表改装而成 B. 当拉力增大时，电路中的总功率增大 C. 当拉力增大时，电路中的电流减小 D. 定值电阻R0在电路中不起作用，所以可以去掉 13. 科技是强国的有力支撑，近年来我国科技迅猛发展。下列说法不正确的是（　　） A. 生活中使用的微波炉是用电磁波来加热食物的 B. 白鹤滩水电站利用的水能是不可再生能源 C. 核电站的核电机组是利用核聚变释放能量的 D. 手机间通话和收发信息主要是利用微波传送 14. 某科技公司研发了一种性能卓越的高结晶型发泡材料——聚丙烯（EPP）。现要求对该材料的承受撞击力进行测试，测试电路图如图甲所示，该电路的电源电压恒为24V，定值电阻R0＝10Ω，压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图丙所示。将不计质量的材料样品平放在压力传感器上，闭合开关后，让一个重物从样品正上方由静止自由释放，重物撞击样品材料后静止在样品上，这一过程中，电流表的示数随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 压力传感器是由超导材料制成的 B. 重物撞击过程中，样品材料受到的最大撞击力为800N C. 样品材料未受到撞击力时，定值电阻R0两端的电压为2V D. 重物最终静止时压力传感器消耗的电功率为8W 三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分） 15. 如图所示是家庭电路一部分，开关只控制灯泡，灯泡和插座工作互不影响。请将对应的电路补充完整，且符合安全用电原则。 16. 如图所示，图中已经标出通电螺线管周围的一条磁感线方向，请在括号内标出通电螺线管左端的磁极，并在P点标出电流的方向。 四、实验探究题（本题共3小题，第17题5分，第18题5分，第19题9分，共19分） 17. 某同学在“探究不同物质的吸热能力”的实验中，将水和煤油分别装在两个相同的烧杯中，用两个相同的酒精灯加热，每隔一段时间记录一次温度； （1）图甲是这位同学实验装置，其中有一处明显错误，请指出错误之处：________。水和煤油是通过________的方式增加内能的； （2）纠正错误后继续进行实验，该实验通过________来反映吸收热量的多少。下列实验中用到的实验方法与该方法相同的是________（填字母）； A．探究电流与电阻的关系 B．探究电流的热效应的影响因素 C．探究凸透镜成像规律 （3）该同学根据记录的实验数据绘制了如图乙所示的温度随时间变化关系的图像，由图像可知水和煤油的比热容之比为_________。 18. 在探究影响导体电阻大小的因素时，小兵、小红两位同学作出了如下猜想： ①导体的电阻与导体的长度有关； ②导体的电阻与导体的横截面积有关； ③导体的电阻与导体的材料有关。 实验室提供了4根电阻丝，规格、材料如下表。 编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 A 镍铬合金 0.5 0.5 B 镍铬合金 1.0 0.5 C 镍铬合金 0.5 1.0 D 锰铜合金 1.0 （1）为了验证上述猜想，他们设计了如图所示的实验电路。在M、N之间分别接上不同的导体，则通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小，这里运用了 ________（填物理研究方法）； （2）为了验证上述猜想②，应该选用编号为 ________的两根电阻丝分别接入电路进行实验； （3）分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间，发现B接入电路时电流表示数 _____（选填“较大”或“较小”），由此可推测：当材料和横截面积相同时，导体长度越 _____，电阻越大； （4）为了顺利完成实验，导体D的长度应为 ________m。 19. 小荷利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系，使用的实验器材有：电压恒为6V的电源，电流表、电压表各一个，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器一个。 （1）小荷接错了一根导线，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线。 （2）改正好实物图后，闭合开关前，小荷发现电压表指针在零刻度线左侧，其原因是 _______________。改正错误后闭合开关，若电流表无示数，电压表有示数，则原因可能是 ___________。 （3）小荷先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，为 ________A；接着将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻进行实验，为了使电压表示数仍为2.5V，需要将滑动变阻器的滑片向 _____（选填“左”或“右”）调节。 （4）为使所有定值电阻接入电路都能完成本次实验探究，滑动变阻器的最大阻值至少应为 _______Ω。 （5）将所有的实验数据记入下表中，分析实验数据可以得出的结论是 ____________________。 电流I/A 0.25 0.17 0.12 0.10 电阻R/Ω 5 10 15 20 25 （6）小荷还想利用如图丙所示的电路测量未知电阻Rx的大小（R0阻值已知），请你帮她把实验步骤补充完整： ①闭合开关S1、S2，断开开关S3，记录电压表的示数为U1； ②_______________（填三个开关的状态），记录电压表的示数为U2； ③未知电阻Rx阻值的表达式为Rx＝ ____________________。 五、综合应用题（本题共2小题，第20题8分，第21题9分，共17分） 20. 随着科技发展，无人驾驶技术日趋成熟。如图所示是利用5G网络实现远程驾驶的纯电动汽车，其质量为1.5t。某次测试过程中，该车在水平路面上匀速直线行驶24km，用时20min，这一过程中汽车发动机的功率恒为32kW。求：（汽油热值取4.0×107J/kg，g取10N/kg） （1）该车在水平路面上匀速行驶时的速度。 （2）在测试过程中汽车受到的阻力。 （3）若换成汽油发动机，其效率为25%，汽车行驶过程中所受的阻力不变，匀速行驶4.5km，需要消耗汽油的质量。 21. 如图所示为某品牌电热水器的工作原理图，包括控制电路和工作电路两部分，其工作模式和相关参数如下表所示。通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热挡和保温挡的变换。R0、R1为电热丝，R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）。 电源电压 220V 加热功率 1000W 保温功率 40W 水容量 30L （1）当 _____灯亮时，电热水器处于加热状态。工作时若要提高电热水器的保温温度，应将R2的滑片P向 _____（选填“a”或“b”）端调节； （2）R1工作时的电阻是多大； （3）电热水器处于加热状态时，工作3.5min，可使1L的水温度升高40℃，计算该电热水器的效率。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年河南省安阳市安阳县九年级（上）期末 物理试卷 一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分） 1. 在物理实验中，常采用一些研究方法，如“控制变量法”“类比法”“模型法”“归纳法”“等效替代法”等。研究电路的串、并联时，引入“总电阻”的概念，主要采用了 __________；1820年4月，丹麦物理学家 ________发现了“电生磁”现象。 【答案】 ①. 等效替代法 ②. 奥斯特 【解析】 【详解】[1]“等效替代法”是在保证效果相同的前提下，将陌生的、复杂的、难处理的问题转换成等效的、容易的、易处理的问题的一种方法。研究电阻的串、并联时，引入“总电阻”的概念，主要采用了等效替代法。 [2]丹麦物理学家奥斯特发现了“电生磁”现象。 2. 用烧水壶把水烧开的过程中，涉及到的物态变化是__________，打开冰箱冷藏室可以看到“白气”，涉及到的物态变化是__________。 【答案】 ①. 汽化 ②. 液化 【解析】 【详解】[1]用烧水壶把水烧开的过程中，有部分水由液态变为气态，涉及到的物态变化是汽化。 [2]打开冰箱冷藏室，空气中热的水蒸气遇冷液化成小水滴，形成“白气”，所以涉及到的物态变化是液化。 3. 生活中，汽油机和柴油机是最常见的内燃机。如图所示是汽油机的________冲程；若飞轮的转速为2400r/min，则在30s内汽油机完成________个工作循环，对外做功________次。 【答案】 ①. 做功 ②. 600 ③. 600 【解析】 【详解】[1]图中冲程两气门关闭，高温高压燃气推动活塞向下运动，对外做功，将内能转化为机械能，为做功冲程。 [2][3]一个工作循环包括4个冲程，飞轮转2圈，对外做1次，若飞轮的转速为2400r/min，则在30s内飞轮转1200r，汽油机完成600个工作循环，对外做功600次。 4. 在班级组织的“自制指南针”活动中，小伟同学用条形磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，如图所示，观察到树叶的尖端总是指向南方。因为其受到了________的影响；被磁化的缝衣针指向树叶尖端的部分为 _____极。 【答案】 ①. 地磁场 ②. S 【解析】 【详解】[1][2]地球是一个大的磁体，磁化后的缝衣针具有磁性，类似指南针，地球和自制指南针的磁场相互作用，由题可知，树叶的尖端总是指向南方（地理的南极），即树叶尖端指向地磁北极，由磁极间的相互作用可知，树叶尖端的部分为S极。 5. 月初时，小明记录下家中电能表的示数为109.6kW·h，月底时电能表面板示数如图所示，该电能表允许电路接入的最大总电功率是 _________W。已知当地用电价格为0.5元/（kW·h），则他家本月需缴电费 _______元。家里新添置一台空调并接入该电能表中，让其单独工作10min，电能表的指示灯闪烁了640次，则该空调的实际电功率为 _________W。 【答案】 ①. 2200 ②. 55 ③. 1200 【解析】 【详解】[1]“10A”是指这个电能表允许通过的最大电流为10A，电能表允许电路接入的最大总电功率为P大＝UI＝220V×10A＝2200W [2]由电能表表盘知，月底电能表示数是219.6kW·h，则这个月小明家里用电量为W′=219.6kW·h﹣109.6kW·h＝110kW·h 他家本月需缴电费为110kW·h×0.5元/(kW·h)＝55元 [3]3200imp/kW·h表示消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁3200次，当电能表的指示灯闪烁为640次时消耗的电能为 该空调的实际电功率为 6. 小明在课下通过查阅资料，知道通电线圈相当于一匝通电螺线管，其两侧的磁极与线圈中电流方向的关系也符合安培定则——用右手握住线圈，让四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的那端就是线圈的N极。请你猜想，如图所示，把两个线圈A和B挂在水平光滑的固定细杆MN上，且平行靠近放置，当线圈通入如图所示的方向相反的电流时，线圈A和B将互相 _______（选填“靠近”或“远离”）；你猜想的依据是 _____________。 【答案】 ①. 远离 ②. 同名磁极相互排斥 【解析】 【详解】[1][2]根据安培定则，从图中可知线圈B中电流的方向向上，用右手握住线圈B，让四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极，则线圈B的左端为N极，右端为S极；同理可判断，线圈A的左端为S极，右端为N极，根据同名磁极相互排斥可知，线圈A和B将互相远离。 二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题每小题只有一个选项符合题目要求；第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分） 7. 生活处处有物理，下列生活常识最接近实际的是（　　） A. 电饭煲正常工作时的功率约为1kW B. 人体安全电压是36V C. 家用节能灯的工作电流为1A D. 人体双手之间的电阻几乎为0 【答案】A 【解析】 【详解】A．电饭煲属于大功率用电器，它正常工作时的功率约为1kW，故A符合题意； B．人体安全电压不高于36V，故B不符合题意； C．家用节能灯的工作电流约为0.1A，故C不符合题意； D．人体双手之间的电阻约为1kΩ~2kΩ，故D不符合题意。 故选A。 8. 如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置，电阻丝R2与电阻丝R3并联。通电前，A、B两个U形管中的液面相平，通电一段时间后，通过电阻丝R1、电阻丝R2的电流分别为I1、I2，则（　　） A. I1＞I2，A管中的液面高度差较小 B. I1＞I2，A管中的液面高度差较大 C. I1＝I2，电阻丝R1比电阻丝R2产生的热量多 D. I1＝I2，电阻丝R1和电阻丝R2的电功率相等 【答案】B 【解析】 【详解】装置中，右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，而通电时间相同，故乙实验可以研究电流产生的热量与电流的关系，根据可知，因容器内两电阻相同，通电时间也相同，故电阻丝R1比电阻丝R2产生的热量多，由转换法，A管中的液面高度差较大.故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 9. 如图所示是家庭厨房中的油烟机，具有排气和照明功能，需要照明和排气功能既可以同时使用又可以单独使用，下列选项中符合上述要求的电路图是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】照明和排气功能既可以同时使用又可以单独使用，故应使电灯与排气扇并联，且各自的支路有一个开关控制，干路上没有开关，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 10. 物理学是认识世界、改变世界、服务人类的应用型学科。请仔细分析图中的几个探究实验，描述有误的一项是（　　） A. 电动车动力装置的工作原理和图④的工作原理相同 B. 电磁继电器的使用应用了图③的实验探究结论 C. 发电机的工作原理和图①的工作原理相同 D. 动圈式话筒的工作原理和图②的工作原理相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．电动车动力装置的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用，和图④的工作原理相同，故A正确，不符合题意； B．电磁继电器是利用电磁铁来控制的自动开关，是电流的磁效应，图③的实验探究是为了得出电磁铁磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，磁性的有无可以通过电路的通断来控制，故B正确，不符合题意； C．发电机的工作原理是电磁感应，和图①的工作原理相同，故C正确，不符合题意； D．动圈式话筒的工作原理是电磁感应，和图①的工作原理相同，故D错误，符合题意。 故选D。 11. 如图所示，下列四个物态变化的实例中，属于凝华的是（　　） A. 山间云海的形成 B. 树枝上雾凇的形成 C. 初春冰雪消融 D. 流水冻成冰凌 【答案】B 【解析】 【详解】A．山间云海的形成是水蒸气液化成小水珠，故A不符合题意； B．树枝上形成“雾凇”是水蒸气直接凝华形成的，故B符合题意； C．冰雪化成水，是固态变为液态，是熔化现象，故C不符合题意； D．流水冻成冰凌是液态变为固态，是凝固形成的，故D不符合题意。 故选B。 12. 某款拉力器的内部电路如图所示，其中R为滑动变阻器，R0是一个定值电阻，闭合开关S，对拉环施加水平向右的拉力的过程中，两个电表的示数都会发生变化，拉力表的显示仪的示数变大，下列说法正确的是（　　） A. 该拉力表的显示仪由图中电压表改装而成 B. 当拉力增大时，电路中的总功率增大 C. 当拉力增大时，电路中的电流减小 D. 定值电阻R0在电路中不起作用，所以可以去掉 【答案】B 【解析】 【详解】电路中，变阻器R与定值电阻R0串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路的电流； C．当拉力增大时，拉环向右移动，则变阻器连入电路的电阻变小，根据电阻的串联规律，电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大，故C错误； A．对拉环施加水平向右的拉力的过程中，电路中的电流变大，根据可知，定值电阻的电压变大，由串联电路电压的规律，电压表示数变小；根据题意可知，拉力表的显示仪的示数变大，则该拉力表的显示仪由图中电流表改装而成，故A错误； B．根据可知，电源电压不变，电路中的电流变大，故总功率变大，故B正确； D．当滑片移动到R的最右端时，变阻器的接入阻值为零，因为有R0，电路不会发生短路现象，所以此时R0的作用是防止电路短路，起到保护电路的作用，不能去掉，故D错误。 故选B。 13. 科技是强国的有力支撑，近年来我国科技迅猛发展。下列说法不正确的是（　　） A. 生活中使用的微波炉是用电磁波来加热食物的 B. 白鹤滩水电站利用的水能是不可再生能源 C. 核电站的核电机组是利用核聚变释放能量的 D. 手机间通话和收发信息主要是利用微波传送 【答案】BC 【解析】 【详解】A．生活中使用的微波炉是用微波来加热食物的，微波是电磁波的一种，故A正确，不符合题意； B．白鹤滩水电站利用的水能是可再生能源，故B错误，符合题意； C．核电站的核电机组是利用核裂变释放能量的，故C错误，符合题意； D．手机间通话和收发信息主要是利用微波传送，微波是电磁波的一种，故D正确，不符合题意。 故选BC。 14. 某科技公司研发了一种性能卓越的高结晶型发泡材料——聚丙烯（EPP）。现要求对该材料的承受撞击力进行测试，测试电路图如图甲所示，该电路的电源电压恒为24V，定值电阻R0＝10Ω，压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图丙所示。将不计质量的材料样品平放在压力传感器上，闭合开关后，让一个重物从样品正上方由静止自由释放，重物撞击样品材料后静止在样品上，这一过程中，电流表的示数随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 压力传感器是由超导材料制成的 B. 重物撞击过程中，样品材料受到的最大撞击力为800N C. 样品材料未受到撞击力时，定值电阻R0两端的电压为2V D. 重物最终静止时压力传感器消耗的电功率为8W 【答案】CD 【解析】 【详解】分析电路可知，压力传感器和定值电阻串联，电流表测电路中电流。 A．压力传感器是一种压敏电阻，电阻随压力的变化而变化，是由半导体材料制成的，故A错误； B．由图像丙可知，压力越大，压力传感器阻值越小，则总电阻越小，根据，电路中电流越大。由乙可知，最大电流为0.8A，此时总电阻为 则此时压力传感器阻值为 由图像丙可知，此时对应的压力最大为600N，故B错误； C．从图乙可知，样品材料未受到撞击时，电流表的示数为0.2A，此时定值电阻R0两端的电压为 故C正确； D．从图乙可知，重物最终静止时电流表的示数为0.4A，则此时总功率为 此时定值电阻功率为 则重物最终静止时压力传感器消耗的电功率为 故D正确。 故选CD。 三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分） 15. 如图所示是家庭电路一部分，开关只控制灯泡，灯泡和插座工作互不影响。请将对应的电路补充完整，且符合安全用电原则。 【答案】 【解析】 【详解】家庭电路中，开关控制灯泡时，开关要接在火线与灯之间。这样连接，开关既能控制灯泡，又能在灯泡损坏时，断开开关，切断火线，更换灯泡更安全；三孔插座的正确连接方法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线。如图所示： 16. 如图所示，图中已经标出通电螺线管周围的一条磁感线方向，请在括号内标出通电螺线管左端的磁极，并在P点标出电流的方向。 【答案】 【解析】 【详解】在通电螺线管外部，磁感线从N极出发，回到S极。所以，通电螺线管左端为N极；根据安培定则可知，电流从右端流入、左端流出，P点处电流方向向下，如图所示： 四、实验探究题（本题共3小题，第17题5分，第18题5分，第19题9分，共19分） 17. 某同学在“探究不同物质的吸热能力”的实验中，将水和煤油分别装在两个相同的烧杯中，用两个相同的酒精灯加热，每隔一段时间记录一次温度； （1）图甲是这位同学的实验装置，其中有一处明显错误，请指出错误之处：________。水和煤油是通过________的方式增加内能的； （2）纠正错误后继续进行实验，该实验通过________来反映吸收热量的多少。下列实验中用到的实验方法与该方法相同的是________（填字母）； A．探究电流与电阻的关系 B．探究电流的热效应的影响因素 C．探究凸透镜成像规律 （3）该同学根据记录的实验数据绘制了如图乙所示的温度随时间变化关系的图像，由图像可知水和煤油的比热容之比为_________。 【答案】（1） ①. 水和煤油的质量不相等 ②. 热传递 （2） ①. 加热时间 ②. B （3）2∶1 【解析】 【小问1详解】 [1]根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，水和煤油密度不同，根据，体积相同的水和煤油质量不同，故错误之处：水和煤油的质量不相等。 [2]水和煤油是通过热传递的方式增加内能的，仅仅涉及能量的转移。 【小问2详解】 [1]加热时间越长，物质吸收的热量越多，故实验中用看得见的加热时间表示看不见的物质吸热的多少，称为转换法。 [2] A．探究电流与电阻的关系，采用的是控制变量法，故A不符合题意； B．探究电流的热效应的影响因素时通过升高的温度来反映产生热量的多少，采用的是转换法，故B符合题意； C．探究凸透镜成像规律时没有采用转换法，故C不符合题意。 故选B。 【小问3详解】 由图乙可知，加热5min，吸收的热量相同，水的温度升高20℃，煤油的温度升高40℃，在质量和吸热相同的情况下，根据可知，水和煤油的比热容之比为 18. 在探究影响导体电阻大小的因素时，小兵、小红两位同学作出了如下猜想： ①导体的电阻与导体的长度有关； ②导体的电阻与导体的横截面积有关； ③导体的电阻与导体的材料有关。 实验室提供了4根电阻丝，规格、材料如下表。 编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 A 镍铬合金 0.5 0.5 B 镍铬合金 1.0 0.5 C 镍铬合金 0.5 1.0 D 锰铜合金 1.0 （1）为了验证上述猜想，他们设计了如图所示的实验电路。在M、N之间分别接上不同的导体，则通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小，这里运用了 ________（填物理研究方法）； （2）为了验证上述猜想②，应该选用编号为 ________的两根电阻丝分别接入电路进行实验； （3）分别将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间，发现B接入电路时电流表示数 _____（选填“较大”或“较小”），由此可推测：当材料和横截面积相同时，导体长度越 _____，电阻越大； （4）为了顺利完成实验，导体D的长度应为 ________m。 【答案】（1）转换法 （2）AC （3） ①. 较小 ②. 长 （4）0.5 【解析】 【小问1详解】 在M、N之间分别接上不同的导体，则通过观察电流表示数和小灯泡的亮度变化来比较导体电阻的大小，用到了转换法。 小问2详解】 要验证猜想②：导体的电阻可能与导体横截面积有关，应控制导体材料与长度相同而横截面积不同，由表中数据可知，应选编号为A、C的两根电阻丝进行实验。 【小问3详解】 [1][2]由表中数据可知，A、B两电阻丝横截面积、材料相同，B的长度大，将A和B两电阻丝接入电路中M、N两点间，B接入电路时电流表示数较小，可知B的电阻较大，由此可知：当材料和横截面积相同时，导体长度越长，电阻越大。 【小问4详解】 要探究电阻大小与导体材料的关系时，需保证电阻丝的长度、横截面积相同，材料不同，故选导线C、D，并且导体D的长度为0.5m。 19. 小荷利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系，使用的实验器材有：电压恒为6V的电源，电流表、电压表各一个，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器一个。 （1）小荷接错了一根导线，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线。 （2）改正好实物图后，闭合开关前，小荷发现电压表指针在零刻度线左侧，其原因是 _______________。改正错误后闭合开关，若电流表无示数，电压表有示数，则原因可能是 ___________。 （3）小荷先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，为 ________A；接着将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻进行实验，为了使电压表示数仍为2.5V，需要将滑动变阻器的滑片向 _____（选填“左”或“右”）调节。 （4）为使所有定值电阻接入电路都能完成本次实验探究，滑动变阻器的最大阻值至少应为 _______Ω。 （5）将所有的实验数据记入下表中，分析实验数据可以得出的结论是 ____________________。 电流I/A 0.25 0.17 0.12 0.10 电阻R/Ω 5 10 15 20 25 （6）小荷还想利用如图丙所示的电路测量未知电阻Rx的大小（R0阻值已知），请你帮她把实验步骤补充完整： ①闭合开关S1、S2，断开开关S3，记录电压表的示数为U1； ②_______________（填三个开关的状态），记录电压表的示数为U2； ③未知电阻Rx阻值的表达式为Rx＝ ____________________。 【答案】（1）见解答图 （2） ①. 电压表使用前没有调零 ②. 定值电阻开路 （3） ①. 0.5 ②. 左 （4）35 （5）在电压一定时，电流与电阻成反比 （6） ①. 闭合开关S1、S3，断开S2 ②. 【解析】 【小问1详解】 由题知定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测定值电阻两端电压，电流表测电路中的电流，而图中电流表与定值电阻并联，可以把定值电阻右接线柱与电流表正接线柱之间的导线去掉，用导线将定值电阻右接线柱、电压表负接线柱连接，如图所示： 【小问2详解】 闭合开关前，电压表指针在零刻度线左侧，其原因是电压表使用前没有调零；闭合开关，若电流表无示数，说明有开路，而电压表有示数，说明电压表的正、负接线柱与电源两极是连通的，说明与电压表并联的定值电阻开路。 【小问3详解】 [1]如图乙，电流表选择量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A； [2]将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻进行实验，定值电阻两端电压变大，为了使电压表示数仍为2.5V，滑动变阻器两端的电压要变大，滑动变阻器连入的电阻变大，滑片向左调节。 【小问4详解】 实验中定值电阻电压为2.5V，根据串联电路的电压特点和分压原理可知，当用25Ω的定值电阻进行实验时，有 解得R滑＝35Ω，即滑动变阻器的最大电阻至少为35Ω。 【小问5详解】 由表中数据可知，定值电阻两端的电压一定，电流与电阻的乘积近似一定值，可以得出结论：在电压一定时，电流与电阻成反比。 小问6详解】 [1][2]当闭合开关S1、S2，断开开关S3，两电阻串联，电压表测Rx的两端电压；接下来应闭合开关S1、S3，断开S2，电路连接方式未变，此时电压表测定值电阻和未知电阻的总电压，则定值电阻的电压为U0＝U2﹣U1，电路中的电流为 未知电阻 五、综合应用题（本题共2小题，第20题8分，第21题9分，共17分） 20. 随着科技的发展，无人驾驶技术日趋成熟。如图所示是利用5G网络实现远程驾驶的纯电动汽车，其质量为1.5t。某次测试过程中，该车在水平路面上匀速直线行驶24km，用时20min，这一过程中汽车发动机的功率恒为32kW。求：（汽油热值取4.0×107J/kg，g取10N/kg） （1）该车在水平路面上匀速行驶时的速度。 （2）在测试过程中汽车受到的阻力。 （3）若换成汽油发动机，其效率为25%，汽车行驶过程中所受的阻力不变，匀速行驶4.5km，需要消耗汽油的质量。 【答案】（1）20m/s （2）1600N （3）0.72kg 【解析】 【小问1详解】 该车在水平路面上匀速直线行驶24km，用时20min，该车在水平路面上匀速行驶时的速度。 【小问2详解】 汽车发动机的功率恒为32kW，汽车的牵引力 因汽车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，所以在这一过程中汽车受到的阻力。 小问3详解】 汽车匀速行驶4.5km，汽车牵引力做的功 效率为25%，汽油完全燃烧放出的热量 汽油热值为4.0×107J/kg，消耗汽油的质量。 21. 如图所示为某品牌电热水器的工作原理图，包括控制电路和工作电路两部分，其工作模式和相关参数如下表所示。通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热挡和保温挡的变换。R0、R1为电热丝，R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）。 电源电压 220V 加热功率 1000W 保温功率 40W 水容量 30L （1）当 _____灯亮时，电热水器处于加热状态。工作时若要提高电热水器的保温温度，应将R2的滑片P向 _____（选填“a”或“b”）端调节； （2）R1工作时的电阻是多大； （3）电热水器处于加热状态时，工作3.5min，可使1L的水温度升高40℃，计算该电热水器的效率。 【答案】（1） ①. 红 ②. b （2）1161.6Ω （3）80% 【解析】 【小问1详解】 [1]红灯亮时，只有一根电热丝接入电路，绿灯亮时，两根电热丝串联接入电路，根据可知：红灯亮时，电功率较大，处于加热状态。 [2]当温度升高时，由热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小，控制电路的总电阻减小，电磁铁的磁性变强，衔铁与下触点接触，电热水器处于保温状态，所以，要提高电热水器的保温温度，就应减小控制电路的电流，增大滑动变阻器接入电路中的电阻，即滑片向b端移动。 【小问2详解】 加热时的功率为1000W，根据可知，R0工作时的电阻是 保温时，R0与R1串联，此时保温时的功率为40W，此时总电阻为 所以R1工作时的电阻是 【小问3详解】 1L水的质量为 水温度升高40℃吸收的热量为 加热3.5min，电流所做的功为 该电热水器的效率为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $