精品解析：广东省佛山市南海实验中学2024-2025学年九年级上学期期中物理试题

2024—2025学年度初三第一学期期中考试物理问卷 班级：________ 姓名：________ 学号：________ 一．选择题（共7小题，每题3分，共21分） 1. 小明对生活用电的数据进行估测，下列数据符合实际的是（ ） A. 人体的安全电压是36V B. 家用空调正常工作时通过的电流约50A C. 手机“快充”充电器的输出功率约为66W D. 吹风机工作10分钟消耗电能约为 2. 对于热学部分有关知识，下列说法正确的是（　　） A. 汽油燃料燃烧得越充分，其热值越大 B. 物体的温度不变，它的内能可能变大 C. 热机所做有用功越多，它的效率就越高 D. 温度总是从含有热量多的物体传递给热量少的物体 3. 如图所示是加油站里常见的“静电释放器”。工作人员提油枪加油前，必须用手触摸圆球来清除身体上的静电。下列说法正确的是（　　） A. “除电”后，人体上就没有电荷了 B. “静电释放器”可由玻璃或陶瓷制成 C. 人体与衣服摩擦过程中创造了电荷，使人体带上电 D. 若人体带负电，“除电”时，有短暂的电流由大地经“静电释放器”流向人体 4. 如图甲、乙是“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置，甲实验中，把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金（或铁），闭合开关，观察电路中小灯泡的亮度；乙实验中，用粗细相同、长度不同两根镍铬合金丝，分别将他们接入电路，观察电流表的示数。比较流过长短不同的镍铬合金丝电流的大小。下列说法正确的是（　　） A. 甲实验中可以用电流表替换灯泡，更准确 B. 甲实验得到的结论可以解释为什么导线多是用铜做而很少用铁来做 C. 乙实验得到的结论：导体越长，电阻越大 D. 乙实验中仅将电流表换成电压表也能完成本实验 5. 如图，将完全相同的两组器材按照甲、乙两种不同的方式连接起来，闭合开关后，下列说法中错误的是（　　） A. 图甲中电压表示数为零 B. 图乙中电压表示数小于电源电压 C. 图甲中，灯泡和二极管都不发光 D. 图乙中，二极管和灯泡都发光 6. 小明新家刚装修完，家中部分照明电路如图所示。验收工程时，小明闭合了开关S（家中其他用电器均处于断开状态），白炽灯L亮了一段时间后熄灭了，他用测电笔分别测试了图中插座的两个孔，发现测电笔氖管都发光。若故障只有一处，下列说法正确的是（　　） A. 故障是L的灯丝断了 B. 故障是保险丝断了 C. 若此时站在地上的人接触c点，不会发生触电危险 D. 断开开关S，再次用测电笔测试插座的两个孔，测电笔氖管不会都发光 7. 每年进入汛期，多地会发生强降雨，导致河流水位上涨。某校科技小组设计了一个监测水位的装置如图甲所示，电路中电源电压保持不变， R0为定值电阻， R滑是竖直放置的起滑动变阻器作用的电阻装置（最大阻值40Ω）， 浮子可带动金属滑杆AP即滑动变阻器滑片竖直上下移动，当电流表的示数达到某一数值时提醒小组成员水位达到警戒值。R滑接入电路的阻值 R随水位的变化关系如图乙所示，与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A. 当水位升高时，电压表的示数减小 B. 该电路工作时总功率最小值为0.3W C. 水位变化过程中，滑动变阻器功率最大时水位为20cm D. 当水位达到警戒水位时，电压表的示数为3V 二．填空题（共7小题，每空1分，共21分） 8. 小明将密度略大于水的紫色色素滴入水中，色素会散开，只有看到色素 _______（填“向上”或“向下”）、前后、左右散开才能说明分子在运动，这现象属于 _______现象。如图所示，太空教师刘洋将一个钢球推入紫色水球中，钢球没有穿透水球，被包裹在其中，水球不散，仍成球形，是因为水分子之间存在 _______。 9. 原子由______和电子组成，电子带______电。如图甲、乙、丙中，分子间作用力最强的是图______（选填“甲”“乙”或“丙”）。 10. 如图所示，为上海科技活动节推出了一处节能环保、可调节室温的江水源热泵技术．在夏天，电泵将江水抽上岸时主要将电能转化为_____能；当江水循环到冷凝器时，利用江水与冷凝器存在的温度差，通过____的方式带走室内热量，从而实现降温；用江水降温主要是用了水的___较大的特点． 11. 如图所示是汽车上司机是否系安全带的指示灯，如果没有系安全带LED指示灯亮起，系好安全带接通电路指示灯就会熄灭。安全带在电路中相当于一个 ___________，没有系好安全带时，指示灯所在电路应处于 ___________（填“断路”、“通路”或“短路”）状态，LED指示灯的制成材料是 ___________（填“超导体”或“半导体”）。 12. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，a、b、c三处可分别接入电流表或电压表。闭合开关S，和串联，则电表b为______（选填“电压”或“电流”）表，此时a、c两表的指针偏转角度相同，则为______；若想让、并联，则a、c两表的示数比为______。 13. 图甲是某同学设计的温度报警电路，电压U恒为12V，电阻、中，一只为热敏电阻，另一只为电阻箱，其中热敏电阻的阻值随温度变化的关系图线如图乙所示。报警电路要求：①输出电压随温度的升高而增大；②当输出电压达到或超过4V时，便触发报警器（未画出）报警。图中热敏电阻应为________（填“”或“”）；若将电阻箱调至，则电路开始报警的温度为_________℃；使用一段时间后，电源电压会降低，为不改变电路开始报警的温度，则应调节电阻箱，使其阻值_________至适当值。 14. 某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图，电源电压6V，阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联。当玩具警车正常匀速行驶时，通过电动机线圈的电流为1A，则警灯两端的电压是________V；2min内电动机线圈产生的热量是 ________J，2min内电动机转化的机械能为___________J。 三．作图题（共3小题，15题（1）2分，（2）3分，（3）2分，共7分） 15. 按要求完成下列作图； （1）如图为汽油机排气冲程示意图，请在图中A、B方框中分别标出曲轴转动方向及气流流动方向（曲轴转动方向用“”或“”表示，气流流动方向用“←”或“→”表示）。 （2）在探究电流通过导体产生的热量与电流的关系的实验中，实验器材如图所示。请： ①选择合适的电阻，并标在虚线方框内；（供选择电阻：，，） ②用笔画线代替导线补充完整电路的连接（要求当滑片向左移动时，电路中的电流变大） （3）学习了“生活用电”后，小爱认真观察了自家配电设备的使用情况。如图所示的是插座、带开关的电灯，请你用笔画线代替导线将它们正确接入电路。 四．实验探究题（共3小题，每空1分，16题7分，17题6分，18题7分，共20分） 16. 如图1电阻箱的阻值为________Ω；如图2所示是某家用电子式电能表的表盘，该表盘上显示已用电________kW·h。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了32次（1600imp/(kW·h)），该用电器在上述时间内消耗的电能为________kW·h。 17. 在“比较不同物质吸热情况”的实验中，某组同学用如图1实验装置进行探究： （1）某组同学选取初温不同、质量相同甲、乙两种液体，分别倒入烧杯中，用相同规格电加热器加热，从开始加热到第16分钟时，甲和乙吸收热量的关系是（　　） A. 甲多 B. 乙多 C. 一样多 （2）根据实验数据绘制出的温度与时间关系的图象，由图象可知：甲和乙两种物质，________更适合做温度计中的测温物质。 （3）另一小组的同学，将图1中两种液体换成等质量的水和煤油，又进行其它探究，其中不能完成的实验有（　　） A. 比较水和煤油的密度大小 B. 测量水的沸点 C. 准确测量煤油热值 （4）实验后，兴趣小组同学们又进行如下的讨论：在沿海地区炎热晴朗天气里，由于海水和陆地的比热容不同，易形成海陆风或陆海风。如图3甲所示是风力发电机独特的尾翼结构，能使其旋翼自动迎风。仅在形成风的因素的影响下，如图乙所示风力发电机出现的情形是在________（选填“白天”或“夜晚”）。 18. 南实物理兴趣小组在“测量小灯泡的电阻”实验中，准备了以下器材：三节干电池、额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、开关、导线若干。 （1）该小组连接的实物电路如图甲所示，经检查，其中有一根导线连接错误，请在错误的连线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确______； （2）正确连接电路后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，将实验证据收集记录在如下表格中： 1 2 3 电压U/V 2.0 2.5 3.0 电流I/A 0.28 0.3 0.32 电阻R/Ω 7.14 8.33 9.34 灯泡亮度 较暗 亮 非常亮 ①电压为2V时，灯泡发光较暗，为使灯泡正常发光，应向________（选填“A”、“B”）端移动滑片P； ②从表格可知实验中反映灯丝温度变化的证据是________；依据表格证据可得结论__________； （3）完成上述实验后，小刚把一个定值电阻接在原电路电流表的位置，如图丙所示，利用该电路也测出了小灯泡正常发光时的电阻，实验步骤如下： ①连接好实验电路，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为； ②保持滑动变阻器滑片的位置不动，将电压表________（选填“A”或“B”）点的接线改接到C点，读出电压表的示数为U； ③则小灯泡正常发光时的电阻的表达式R＝________________（用、、U表示）。 19. 南实科技创新小组探究“电流与电压、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，开关一个，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个，规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器一个，导线若干。 （1）在探究电流与电压的关系时，该小组所测得的几组电流、电压值如表1所示，在第2次实验中，电流表的示数如图乙所示，则通过电阻的电流为________A。根据表1数据可得到结论：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成________。本实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有________； 表1 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.3 0.5 （2）探究电流与电阻的关系时，依旧使用图甲所示电路进行实验，所测得的几组数据如表2所示。 表2 实验次数 1 2 3 电阻R/Ω 5 10 15 电流I/A 0.6 0.3 0.24 ①由于操作不当，导致一组数据存在错误，产生错误的是第________组实验数据； ②纠正错误以后，该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验，发现实验无法进行下去。在电表量程可更换的情况下，为完成4次实验，同学们提出了下列解决方案，其中不可行的是________； A．将电源电压调为3～5V之间 B．换用规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器 C．将定值电阻两端的电压调为3.6～6V之间 D．将30Ω的定值电阻更换为20Ω的定值电阻 （3）小华同学只把实验电路中的定值电阻换成了一只标有“5V ？W”的小灯泡，来测量小灯泡的电功率。通过多次实验，绘制出了小灯泡的I-U关系图像如图丙所示，当小灯泡不接入电路时，其电阻最接近________Ω；滑动变阻器消耗的电功率最合理的范围可能是________。（选填序号） A．1.25～1.5W　　B．1.25～1.6W　　C．0.55～1.5W　　D．0.55～1.6W 五．计算题（共2小题，19题6分，20题7分，共13分） 20. 如图甲所示的电路中，为定值电阻，滑动变阻器标有“50Ω　1A”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。在开关、都闭合或都断开两种情况中，在保证所有元件都安全的前提下，移动变阻器滑片得到了两次电流表示数与电压表示数变化关系的图像如图乙所示。求： （1）电源电压 （2）的阻值； （3）此过程灯泡L的最大功率。 21. 某品牌电煎锅的简化电路如图所示，它分为高、中、低三挡，最大功率为990W。S为旋钮开关，转动S可将开关分别调至0、1、2、3挡位置，与该挡的两个触点同时接通。、、为发热电阻，且阻值恒定。将电煎锅接入220V的家庭电路中，当开关S旋至1挡时，电路的工作电流为1A；当开关S旋至2挡时，电路的功率为550W。某次用2挡烹饪中，用时1min将质量为50g、比热容为的某种食物从20℃加热至119℃。求： （1）该电煎锅的低挡功率； （2）电阻的阻值； （3）该次烹饪中电煎锅加热食物的效率。 六．综合能力题（共3小题，每空1分，21题5分，22题7分，23题6分，共18分） 22. 小明发现用打气筒给篮球打气时，外壁有些发热，这是什么原因导致的呢？实验小组联系所学 物理知识，提出了以下两个猜想： 猜想1：可能是活塞与筒壁摩擦； 猜想2：可能是活塞不断压缩气体做功； 他们选用打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等设计了实验进行探究，实验时分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点，如图所示： （1）打气筒内壁热量是通过_________的方式传递到外壁； （2）活塞在打气筒内向下运动时，活塞对筒内空气________（选填“做”或“不做”）功，这一过程相当于四冲程内燃机的__________冲程； （3）实验方案：用打气筒向气压不足的篮球内打气，10s内活塞在筒内往复运动20次，立即测出此时两个测温点的温度。待气筒外壁温度降至室温（25℃）后，放出篮球中的部分气体，使其内部气压与打气前相同，重复上述操作，实验数据记录如表： 实验次序 时间/s 活塞往复次数 上部温度/℃ 下部温度/℃ 1 10 20 30.7 36.6 2 10 20 30.2 36.2 3 10 20 30.5 36.3 ①根据上、下部存在温度差，可知猜想_________是正确的； ②进一步验证①中的猜想：他们将打气筒与篮球________（选填“连接”或“不连接”），让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，测出打气筒外壁的温度；当观察到_________的现象，就说明①中结论是正确的。 23. 如图甲，小明家吸顶灯主要由电源模块和40颗相同的LED 灯珠串联组成（省略号表示未画出的灯珠），该灯电源模块的铭牌如表所示，资料显示该吸顶灯的每一个LED 灯珠的额定电流为0.3A， 额定电压为3V。 ××照明 功率：9W~36W 输入交流电压：220V~50Hz 输出直流电压：30V~120V 输出直流电流：0.3A （1）一日，小明家的吸顶灯所有灯珠突然不亮了，检查发现原来是其中的一颗LED 灯珠L1发生了______故障； （2）聪明的小明跟老师借来一只常用电表，在不拆开吸顶灯电路的情况下，将电表与L1相连，吸顶灯就又亮了起来，小明借来的是______表，他是将电表与L1相______（串联/并联）的； （3）根据此吸顶灯的工作特点，结合（2）问中吸顶灯“又亮了起来”，可知电源模块此时的输出电压为______V，吸顶灯此时的功率为______W。 （4）实验后小红同学在家又找到两个外观一样，额定电压均为220V的普通白炽灯（灯丝长度大致相当，粗细不同），其铭牌已经模糊，但是可以直接通过观察灯丝比较出两只灯泡的额定功率请你判断，两只灯泡中______灯的额定功率较大，若将两只灯泡串联起来，接在220V的电路中______（选填“甲灯更亮”、“乙灯更亮”或“两灯一样亮”）。 24. 如图甲所示为一款能自动清扫地面的扫地机器人；机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物；当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电，表一为某扫地机器人的部分参数；电池容量指放电电流与放电总时间的乘积； 表一 额定电压 12V 额定功率 30W 电池容量 2500mA·h 工作噪音 ＜50dB 净重 4kg 最大集尘量 1kg 机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数，测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如表二，真空度指主机内部气压与外界的气压差；风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积。吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率； 表二 真空度（Pa） 400 450 500 550 600 风量（m3/s） 0.025 0.02 0.017 0.015 0.013 吸入功率（W） 10 9 8.5 7.8 （1）该机器人充满电后至下一次自动充电前，能够连续正常工作的最长时间为多少？______ （2）研究表二数据的规律，当风量为0.015 m3/s时，吸尘电机吸入功率为多少？若吸尘电机的输入功率为25W，此时其效率为多少？______ （3）光敏电阻是制作灰尘传感器的常用元件，图乙为某机器人中吸尘电机内部的光敏电阻的控制电路，两端总电压U0恒定（U0＜12V），RG为光敏电阻，其阻值随空气透光程度的变化而变化，R0为定值电阻，当光敏电阻分别为6Ω和18Ω时，电压表的示数分别为4.5V和2.25V，则R0阻值为多少？______ （4）若机器人1秒钟消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功。已知集尘盒空置时，机器人匀速运动时受到的摩擦阻力为16N，查阅资料显示摩擦力与压力成正比，则达到最大集尘量时摩擦阻力为______N，机器人运动的速度为______m/s。（此问不要求写出计算过程） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年度初三第一学期期中考试物理问卷 班级：________ 姓名：________ 学号：________ 一．选择题（共7小题，每题3分，共21分） 1. 小明对生活用电的数据进行估测，下列数据符合实际的是（ ） A. 人体的安全电压是36V B. 家用空调正常工作时通过的电流约50A C. 手机“快充”充电器的输出功率约为66W D. 吹风机工作10分钟消耗电能约为 【答案】C 【解析】 【详解】A．人体的安全电压不高于36V，故A不符合题意； B．家用空调正常工作时通过的电流约5A，故B不符合题意； C．由手机“快充”充电器铭牌得，手机“快充”充电器的输出功率为约为66W，故C符合题意； D．吹风机工作10分钟消耗电能约为，故D不符合题意。 故选C。 2. 对于热学部分有关知识，下列说法正确的是（　　） A. 汽油燃料燃烧得越充分，其热值越大 B. 物体的温度不变，它的内能可能变大 C. 热机所做有用功越多，它的效率就越高 D. 温度总是从含有热量多的物体传递给热量少的物体 【答案】B 【解析】 【详解】A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，汽油燃料是否燃烧充分，热值大小不变，故A错误； B．晶体熔化过程中，吸收热量，温度不变，内能变大，故B正确； C．热机效率为做有用功的那部分热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，热机所做有用功多，燃料完全燃烧放出的热量大小未知，所以它的效率大小不能确定，故C错误； D．热传递的条件是有温度差，热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，温度不会传递，热量是过程量，不能说含有热量，故D错误。 故选B。 3. 如图所示是加油站里常见的“静电释放器”。工作人员提油枪加油前，必须用手触摸圆球来清除身体上的静电。下列说法正确的是（　　） A. “除电”后，人体上就没有电荷了 B. “静电释放器”可由玻璃或陶瓷制成 C. 人体与衣服摩擦过程中创造了电荷，使人体带上电 D. 若人体带负电，“除电”时，有短暂电流由大地经“静电释放器”流向人体 【答案】D 【解析】 【详解】A．“除电”后，人体上正负电荷相等了，并不没有电荷了，故A错误； B．玻璃和陶瓷制均为绝缘体，不能导电，为了将人体的静电释放掉，则静电释放器应该是导体，因此“静电释放器”不可由玻璃或陶瓷制成，故B错误； C．人身体与衣物摩擦带电，是由于电荷发生了转移，而不是创造了电荷，电荷不能凭空创造出来，故C错误； D．电流的方向是正电荷移动的方向，带有负电荷的人用手接触静电释放器时，电流方向是从大地经“静电释放器”流向人体，故D正确。 故选D。 4. 如图甲、乙是“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置，甲实验中，把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金（或铁），闭合开关，观察电路中小灯泡的亮度；乙实验中，用粗细相同、长度不同两根镍铬合金丝，分别将他们接入电路，观察电流表的示数。比较流过长短不同的镍铬合金丝电流的大小。下列说法正确的是（　　） A. 甲实验中可以用电流表替换灯泡，更准确 B. 甲实验得到的结论可以解释为什么导线多是用铜做而很少用铁来做 C. 乙实验得到的结论：导体越长，电阻越大 D. 乙实验中仅将电流表换成电压表也能完成本实验 【答案】B 【解析】 【详解】A．若用电流表替换小灯泡进行实验，此时电路中的电流较大，所以不可以用电流表替换小灯泡进行实验，故A错误； B．甲实验中，把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金（或铁），闭合开关，观察电路中小灯泡的亮度，来说明导体的电阻与导体的材料有关，因此得到的结论可以解释为什么导线多是用铜做而很少用铁来做，故B正确； C．乙实验中、长度不同的两根镍铬合金丝，观察电流表的示数，镍铬合金丝越长，因此可得出结论：当导体材料和粗细相同时，电阻越大，故C错误； D．乙实验中，由于电压表在电路中相当于断路，所以不能完成本实验，故D错误。 故选B。 5. 如图，将完全相同的两组器材按照甲、乙两种不同的方式连接起来，闭合开关后，下列说法中错误的是（　　） A. 图甲中电压表示数为零 B. 图乙中电压表示数小于电源电压 C. 图甲中，灯泡和二极管都不发光 D. 图乙中，二极管和灯泡都发光 【答案】A 【解析】 【详解】AC．发光二极管有单向导电性，当电流从发光二极管的正极流入，从负极流出二极管才能导电。开关闭合后，甲图中二极管正负极接反，相当于断路。灯泡和二极管都不发光；此时电压表测量电源电压，但电压表正负接线柱接反了，指针反向偏转，示数不为零。故A错误，符合题意。C正确，不符合题意； BD．开关闭合后，图乙中发光二极管与灯泡串联。电流从二极管的正极流入，负极流出，电路是通路，二极管和灯泡都发光；此时电压表测量二极管两端的电压，根据串联电路的电压规律可知，此时二极管两端的电压小于电源电压，即电压表示数小于电源电压。故BD正确，不符合题意。 故选A。 6. 小明新家刚装修完，家中部分照明电路如图所示。验收工程时，小明闭合了开关S（家中其他用电器均处于断开状态），白炽灯L亮了一段时间后熄灭了，他用测电笔分别测试了图中插座的两个孔，发现测电笔氖管都发光。若故障只有一处，下列说法正确的是（　　） A. 故障是L的灯丝断了 B. 故障是保险丝断了 C. 若此时站在地上的人接触c点，不会发生触电危险 D. 断开开关S，再次用测电笔测试插座的两个孔，测电笔氖管不会都发光 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由题可知，用测电笔测试插座的两个孔，发现测电笔氖管都发光，说明插座的两孔均与火线相连。说明电路故障为入户零线断路，故AB错误； C．由于入户零线断路，所以此时d点左侧（包括d点）均与火线相连，此时站在地上的人接触c点，会发生触电危险，故C错误； D．断开开关S，插座的左孔不再与火线相连，不能使测电笔氖管发光，而插座的右孔与火线相连，能使测电笔氖管发光，故D正确。 故选D。 7. 每年进入汛期，多地会发生强降雨，导致河流水位上涨。某校科技小组设计了一个监测水位的装置如图甲所示，电路中电源电压保持不变， R0为定值电阻， R滑是竖直放置的起滑动变阻器作用的电阻装置（最大阻值40Ω）， 浮子可带动金属滑杆AP即滑动变阻器滑片竖直上下移动，当电流表的示数达到某一数值时提醒小组成员水位达到警戒值。R滑接入电路的阻值 R随水位的变化关系如图乙所示，与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A. 当水位升高时，电压表的示数减小 B. 该电路工作时总功率最小值为0.3W C. 水位变化过程中，滑动变阻器功率最大时水位为20cm D. 当水位达到警戒水位时，电压表的示数为3V 【答案】C 【解析】 【详解】A．闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测R0两端的电压，电流表测通过电路的电流，由图甲可知当水位升高时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由分压原理可知，滑动变阻器分得的电压变小，根据串联电路电压特点可得 Uv =U-U滑 因此电压表示数变大，故A错误； B．当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路为定值电阻的简单电路，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大，由丙图可知通过电路的最大电流为0.3A，电压表示数为电源电压U=6V。根据欧姆定律可得，定值电阻的阻值为 由图丙可知通过电路的最小电流为0.1A，该电路工作时的最小总功率为 P=UI′=6V×0.1A=0.6W 故B错误； C．水位变化过程中，滑动变阻器的功率为 当 时，滑动变阻器的功率最大，接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，由乙图可知 10cm×k+b=40Ω 30cm×k+b=0 两式联立可得：k=-2Ω/cm，b=60Ω，则 R滑=-2Ω/cm×h+60Ω 当R滑1= 20Ω，代入数据 20Ω=-2Ω/cm×h+60Ω 得h1=20cm，故C正确； D．当水位达到警戒水位25cm时，滑动变阻器接入电路的电阻为 R′=-2Ω/cm×25cm+60Ω=10Ω 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得通过电路的电流为 串联电路的电流处处相等，根据欧姆定律可得，此时电压表示数为 U′=0.2A×20Ω=4V 故D错误。 故选C。 二．填空题（共7小题，每空1分，共21分） 8. 小明将密度略大于水的紫色色素滴入水中，色素会散开，只有看到色素 _______（填“向上”或“向下”）、前后、左右散开才能说明分子在运动，这现象属于 _______现象。如图所示，太空教师刘洋将一个钢球推入紫色水球中，钢球没有穿透水球，被包裹在其中，水球不散，仍成球形，是因为水分子之间存在 _______。 【答案】 ①. 向上 ②. 扩散 ③. 引力 【解析】 【详解】[1][2][3]由于色素的密度大于水的密度，色素滴入水中后由于重力作用要下沉，只有看到色素不仅向下运动，还在向上、向周围散开，才能说明分子永不停息地做无规则地运动；两种不同的物质接触时，彼此进入对方的现象叫扩散现象，色素在水中散开的现象属于扩散现象。水球没有散开，仍成球形是由于水分子之间存在引力。 9. 原子由______和电子组成，电子带______电。如图甲、乙、丙中，分子间作用力最强的是图______（选填“甲”“乙”或“丙”）。 【答案】 ①. 原子核 ②. 负 ③. 甲 【解析】 【详解】[1][2]原子是由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成，质子带正电，电子带负电。 [3]由图可知：甲图分子排列十分紧密，是固体分子的排列模型；乙图分子排列分子极度散乱，间距很大；丙图分子排列没有固定的位置，比较松散；分子间作用力最强的是图甲。 10. 如图所示，为上海科技活动节推出了一处节能环保、可调节室温的江水源热泵技术．在夏天，电泵将江水抽上岸时主要将电能转化为_____能；当江水循环到冷凝器时，利用江水与冷凝器存在的温度差，通过____的方式带走室内热量，从而实现降温；用江水降温主要是用了水的___较大的特点． 【答案】 ①. 机械 ②. 热传递 ③. 比热容 【解析】 【详解】[1]电动机工作时将电能转化为机械能； [2]江水和冷凝器之间存在温度差，所以热量会从高温物体传递给低温物体，因此发生的是热传递； [3]因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以可以用江水降温． 11. 如图所示是汽车上司机是否系安全带的指示灯，如果没有系安全带LED指示灯亮起，系好安全带接通电路指示灯就会熄灭。安全带在电路中相当于一个 ___________，没有系好安全带时，指示灯所在电路应处于 ___________（填“断路”、“通路”或“短路”）状态，LED指示灯的制成材料是 ___________（填“超导体”或“半导体”）。 【答案】 ①. 开关 ②. 通路 ③. 半导体 【解析】 【详解】[1][2][3]安全带在电路中起到了控制作用，相当于一个开关，没有系好安全带时，指示灯亮，所在电路应处于通路状态，LED指示灯的制成材料是半导体。 12. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，a、b、c三处可分别接入电流表或电压表。闭合开关S，和串联，则电表b为______（选填“电压”或“电流”）表，此时a、c两表的指针偏转角度相同，则为______；若想让、并联，则a、c两表的示数比为______。 【答案】 ①. 电流 ②. 1∶4 ③. 4∶5 【解析】 【详解】[1][2]由图可知，闭合开关S，和串联，此时电流从电源正极流出，依次通过S、R2、R1、电表b，回到负极，所以b是电流表，a、c是电压表。电压表a测量电源电压，电压表c测量R1两端的电压，根据串联电路电压特点可知，a表示数大于c表示数，a、c两表的指针偏转角度相同，是因为a表用的大量程，c表用的小量程，则a、c两表示数之比为5∶1，R1与R2的电压之比为 根据串联分压原理可知 [3]若想让、并联，a、c应为电流表、b是电压表，电流从正极流出，通过S后，在R2右侧节点处分为两个支路，一条过R2，另一条过电表a、R1后与R2的电流汇合，经电表c回到负极。a测R1的电流，c测干路电流。根据并联电路电流与电阻关系可知， 则a、c两表的示数比为 13. 图甲是某同学设计的温度报警电路，电压U恒为12V，电阻、中，一只为热敏电阻，另一只为电阻箱，其中热敏电阻的阻值随温度变化的关系图线如图乙所示。报警电路要求：①输出电压随温度的升高而增大；②当输出电压达到或超过4V时，便触发报警器（未画出）报警。图中热敏电阻应为________（填“”或“”）；若将电阻箱调至，则电路开始报警的温度为_________℃；使用一段时间后，电源电压会降低，为不改变电路开始报警的温度，则应调节电阻箱，使其阻值_________至适当值。 【答案】 ①. ②. 28 ③. 增大 【解析】 【分析】 【详解】[1]热敏电阻温度越高阻值越小，由串联电路分压规律可知，温度升高热敏电阻分压变小，因为输出电压随温度的升高而增大，所以图中热敏电阻应为。 [2]当输出电压达到4V时，电路电流为 热敏电阻分压为 U2=12V-4V=8V 热敏电阻阻值 由图可知，温度28℃。 [3]使用一段时间后，电源电压会降低，不改变电路开始报警的温度，热敏电阻阻值不变，变阻箱分压减小，所以要增大变阻箱分压，则应增大其阻值。 14. 某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图，电源电压6V，阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联。当玩具警车正常匀速行驶时，通过电动机线圈的电流为1A，则警灯两端的电压是________V；2min内电动机线圈产生的热量是 ________J，2min内电动机转化的机械能为___________J。 【答案】 ①. 2 ②. 60 ③. 420 【解析】 【详解】[1]通过电动机线圈的电流为1A，由于阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联，串联电路中处处电流相等，所以通过警灯的电流为1A，则警灯两端电压 [2]通过电动机线圈的电流为1A，线圈电阻为0.5Ω，2min内电动机线圈产生的热量 [3]警灯两端电压为2V，电源电压6V，则电动机线圈两端电压 U线=U-U灯=6V-2V=4V 2min内电动机消耗电能 则电动机转化的机械能 W机=W-Q=480J-60J=420J 三．作图题（共3小题，15题（1）2分，（2）3分，（3）2分，共7分） 15. 按要求完成下列作图； （1）如图为汽油机的排气冲程示意图，请在图中A、B方框中分别标出曲轴转动方向及气流流动方向（曲轴转动方向用“”或“”表示，气流流动方向用“←”或“→”表示）。 （2）在探究电流通过导体产生的热量与电流的关系的实验中，实验器材如图所示。请： ①选择合适的电阻，并标在虚线方框内；（供选择电阻：，，） ②用笔画线代替导线补充完整电路的连接（要求当滑片向左移动时，电路中的电流变大） （3）学习了“生活用电”后，小爱认真观察了自家配电设备的使用情况。如图所示的是插座、带开关的电灯，请你用笔画线代替导线将它们正确接入电路。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 为了能将燃烧后的废气排出气缸，曲轴需要带动活塞向上运动，结合汽油机的工作原理，此时曲轴的转动方向是顺时针的，所以在A方框内用“”表示。排气冲程的作用是把气缸内燃烧产生的废气排出，所以气流是从气缸内部向排气口流动的，在B方框内用“→”表示。 【小问2详解】 探究电流通过导体产生的热量与电流的关系的实验中，根据控制变量法可知，需要控制电流不同，电阻相同，通过比较相同阻值的电阻产生热量的多少来进行实验，故参与比较的电阻的阻值应该相等（容器内的电阻），通过（在容器外）和并联，以此来改变通过的电流大小，如下图所示： 【小问3详解】 在家庭电路中，灯泡与插座的工作互不影响，并联在电路中。插座的左孔接零线，右孔接火线，上孔接地线。开关接在灯泡（顶部金属）与火线之间，灯泡（侧面）另外一端与零线相连，作图如下： 四．实验探究题（共3小题，每空1分，16题7分，17题6分，18题7分，共20分） 16. 如图1电阻箱的阻值为________Ω；如图2所示是某家用电子式电能表的表盘，该表盘上显示已用电________kW·h。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了32次（1600imp/(kW·h)），该用电器在上述时间内消耗的电能为________kW·h。 【答案】 ①. 3608 ②. 5546.7 ③. 0.02 【解析】 【详解】[1]电阻箱读数时，用“△”所对的数字乘以下面的倍数，然后将它们相加。此电阻箱中，1000Ω档位对应数字3，100Ω档位对应数字6，10Ω档位对应数字0，1Ω档位对应数字8，计算可得电阻R=3×1000Ω+6×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=3608Ω [2]电能表的读数单位是kW·h，最后一位是小数位。由图可知，该表盘上显示已用电5546.7kW·h [3]“1600imp/(kW·h)”表示每消耗1kW·h的电能，电能表指示灯闪烁1600次。则指示灯闪烁32次时，该用电器消耗的电能 17. 在“比较不同物质吸热情况”的实验中，某组同学用如图1实验装置进行探究： （1）某组同学选取初温不同、质量相同的甲、乙两种液体，分别倒入烧杯中，用相同规格电加热器加热，从开始加热到第16分钟时，甲和乙吸收热量的关系是（　　） A. 甲多 B. 乙多 C. 一样多 （2）根据实验数据绘制出的温度与时间关系的图象，由图象可知：甲和乙两种物质，________更适合做温度计中的测温物质。 （3）另一小组的同学，将图1中两种液体换成等质量的水和煤油，又进行其它探究，其中不能完成的实验有（　　） A. 比较水和煤油的密度大小 B. 测量水的沸点 C. 准确测量煤油的热值 （4）实验后，兴趣小组的同学们又进行如下的讨论：在沿海地区炎热晴朗天气里，由于海水和陆地的比热容不同，易形成海陆风或陆海风。如图3甲所示是风力发电机独特的尾翼结构，能使其旋翼自动迎风。仅在形成风的因素的影响下，如图乙所示风力发电机出现的情形是在________（选填“白天”或“夜晚”）。 【答案】（1）C （2）甲 （3）C （4）夜晚 【解析】 【小问1详解】 用相同规格电加热器加热，从开始加热到第16分钟时，甲和乙被加热时间相同，吸收的热量一样多，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 【小问2详解】 由图2得，质量相同的甲乙加热时间相同时，甲乙吸收的热量相同时，甲升高的温度比乙升高温度高，即吸收相同的热量后，甲温度变化较明显，因此甲更适合做温度计中的测温物质。 【小问3详解】 A．实验中采用质量相同水和煤油，由得，可以通过比较水和煤油的体积，比较水和煤油的密度大小，故A不符合题意； B．水沸腾过程中温度保持不变，实验中可以测量水的沸点，故B不符合题意；        C．测量煤油的热值需要煤油完全燃烧，实验中煤油没有燃烧，则无法准确测量煤油的热值，故C符合题意。 故选C。 【小问4详解】 由图乙得，此时风从陆地吹向大海，说明陆地表面的温度低于海面的温度，此时陆地表面的空气密度较大而下沉，海面的空气密度较小而上升。白天陆地与海水吸收相同的热量相同时，由于陆地的比热容小于海水的比热容，陆地温度升高较多，使陆地的温度较高；夜晚陆地与海水放出相同的热量相同时，由于陆地的比热容小于海水的比热容，陆地温度降低较多，使陆地的温度较低，则此时应是夜晚。 18. 南实物理兴趣小组在“测量小灯泡的电阻”实验中，准备了以下器材：三节干电池、额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、开关、导线若干。 （1）该小组连接的实物电路如图甲所示，经检查，其中有一根导线连接错误，请在错误的连线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确______； （2）正确连接电路后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，将实验证据收集记录在如下表格中： 1 2 3 电压U/V 2.0 2.5 3.0 电流I/A 0.28 0.3 0.32 电阻R/Ω 7.14 8.33 9.34 灯泡亮度 较暗 亮 非常亮 ①电压为2V时，灯泡发光较暗，为使灯泡正常发光，应向________（选填“A”、“B”）端移动滑片P； ②从表格可知实验中反映灯丝温度变化的证据是________；依据表格证据可得结论__________； （3）完成上述实验后，小刚把一个定值电阻接在原电路电流表的位置，如图丙所示，利用该电路也测出了小灯泡正常发光时的电阻，实验步骤如下： ①连接好实验电路，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为； ②保持滑动变阻器滑片的位置不动，将电压表________（选填“A”或“B”）点的接线改接到C点，读出电压表的示数为U； ③则小灯泡正常发光时的电阻的表达式R＝________________（用、、U表示）。 【答案】（1） （2） ①. B ②. 灯泡亮度变化 ③. 小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大 （3） ①. B ②. 【解析】 【小问1详解】 根据实验，电路是串联的，电压表测灯泡两端电压，电流表应与小灯泡串联，电压表应与小灯泡并联，改接电路如下图所示： 【小问2详解】 [1]电压为2V时，灯泡发光较暗，为使灯泡正常发光，应增大电路中的电流，即减小滑动变阻器的电阻，应向B端移动滑片P。 [2][3]由表格数据可知电压增大，电阻逐渐增大，灯泡变亮，灯丝温度逐渐升高。 【小问3详解】 [1]连接好实验电路，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额；此时灯泡正常发光，要测量正常发光电阻，电路中的电流必须不变，故保持滑动变阻器滑片的位置不动，将电压表B点的接线改接到C点，此时测量灯泡和电阻的总电压读出电压表的示数为U。 [2]电阻的电压为 此时电路中的电流 小灯泡正常发光时的电阻的表达式 19. 南实科技创新小组探究“电流与电压、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，开关一个，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个，规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器一个，导线若干。 （1）在探究电流与电压的关系时，该小组所测得的几组电流、电压值如表1所示，在第2次实验中，电流表的示数如图乙所示，则通过电阻的电流为________A。根据表1数据可得到结论：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成________。本实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有________； 表1 实验次数 1 2 3 电压U/V 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.3 0.5 （2）探究电流与电阻的关系时，依旧使用图甲所示电路进行实验，所测得的几组数据如表2所示。 表2 实验次数 1 2 3 电阻R/Ω 5 10 15 电流I/A 0.6 0.3 0.24 ①由于操作不当，导致一组数据存在错误，产生错误的是第________组实验数据； ②纠正错误以后，该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验，发现实验无法进行下去。在电表量程可更换的情况下，为完成4次实验，同学们提出了下列解决方案，其中不可行的是________； A．将电源电压调为3～5V之间 B．换用规格为“50Ω 1A”的滑动变阻器 C．将定值电阻两端的电压调为3.6～6V之间 D．将30Ω的定值电阻更换为20Ω的定值电阻 （3）小华同学只把实验电路中的定值电阻换成了一只标有“5V ？W”的小灯泡，来测量小灯泡的电功率。通过多次实验，绘制出了小灯泡的I-U关系图像如图丙所示，当小灯泡不接入电路时，其电阻最接近________Ω；滑动变阻器消耗的电功率最合理的范围可能是________。（选填序号） A．1.25～1.5W　　B．1.25～1.6W　　C．0.55～1.5W　　D．0.55～1.6W 【答案】（1） ①. 0.4 ②. 正比 ③. 改变定值电阻两端的电压 （2） ①. 3 ②. C （3） ①. 4 ②. D 【解析】 【小问1详解】 [1]电流表的示数如图乙所示，选择小量程，分度值为0.02A，故读数为0.4A。 [2]根据表1数据可知，电压与电流的比值 是一个定值，得到结论：电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。 [3]本实验是探究电流与电压的关系，故电压是自变量，需要不断的改变电压，故滑动变阻器的作用除了保护电路外，还可以改变电路中定值电阻两端的电压。 【小问2详解】 ①[1]探究电流与电阻的关系时，需要控制定值电阻两端的电压不变，而第3组实验中，定值电阻两端电压为 其它两组的电压为 故第3组实验数据错误。 ②[2]该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验，电源电压为6V，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，定值电阻两端的电压为3V。 A．将电源电压调到3V时，直接不需要滑动变阻器就可以完成实验，当电源电压调至5V时，定值电阻两端的电压为3V，而此时定值电阻的阻值为30Ω，由串联分压规律可得 则滑动变阻器的阻值为 因此该方案可行，故A不符合题意； B．电源电压为6V，定值电阻两端的电压为3V，则滑动变阻器需要分担的电压为3V，而此时定值电阻的阻值为30Ω，根据串联分压，电压之比等于电阻之比，故此时滑动变阻器的阻值为30Ω，更换为50Ω的滑动变阻器后可以完成该实验，故B不符合题意； C．若将定值电阻两端的电压调为3.6V，滑动变阻器需要分担的电压为 定值电阻的阻值为30Ω，由串联分压规律可得 则滑动变阻器的阻值为 滑动变阻器的最大阻值为20Ω，故可以完成实验；若将定值电阻两端的电压调为6V，当定值电阻的阻值为5Ω时，电路中电流为 超过了滑动变阻器能够允许的最大电流为1A，因此该方案不能完成实验，故C符合题意； D．用20Ω的电阻替代30Ω，此时电源电压为6V，定值电阻两端的电压为3V，故滑动变阻器需要分担的电压也为3V，当滑动变阻器的阻值与定值电阻的阻值相同，当定值电阻最大为20Ω，此时刚好滑动变阻器的最大阻值也为20Ω，因此该方案可行，故D不符合题意。 故选C。 【小问3详解】 [1]根据图丙可知，当小灯泡两端的电压为1V时，电流为0.25A，此时小灯泡的电阻最小，最小电阻为 [2]由P=UI可得滑动变阻器的电功率 当小灯泡的电压为1V，电流为0.25A，则滑动变阻器电压为5V，则此时滑动变阻器的电功率为 当小灯泡的电压为2V，电流为0.4A，则滑动变阻器电压为4V，则此时滑动变阻器的电功率为 当小灯泡的电压为3.5V，电流为0.5A，则滑动变阻器电压为2.5V，则此时滑动变阻器的电功率为 当小灯泡的电压为5V，电流为0.55A，则滑动变阻器分担的电压为1V，则此时滑动变阻器的电功率为 综上可得，滑动变阻器功率变化范围在0.55~1.6W，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 五．计算题（共2小题，19题6分，20题7分，共13分） 20. 如图甲所示的电路中，为定值电阻，滑动变阻器标有“50Ω　1A”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V。在开关、都闭合或都断开两种情况中，在保证所有元件都安全的前提下，移动变阻器滑片得到了两次电流表示数与电压表示数变化关系的图像如图乙所示。求： （1）电源电压 （2）的阻值； （3）此过程灯泡L的最大功率。 【答案】（1）6V （2）30Ω （3）3W 【解析】 【小问1详解】 由题可知，当开关都闭合时，R1和 R2 并联，电压表测电源电压，示数不随变阻器滑片移动而发生变化，由图乙可知电源电压为6V。 【小问2详解】 当开关都闭合时，R1和 R2 并联，当R1全部接入电路时，电路中电流最小，由图乙可知此时干路电流为0.32A，即 代入数据得 解得R2=30Ω 【小问3详解】 当开关都断开时，R1 和L串联，电压表测R1两端电压，由图乙可知当R1两端电压为0时，L两端电压为电源电压6V，电路中电流为0.5A，此时灯泡L达到最大功率，即 21. 某品牌电煎锅的简化电路如图所示，它分为高、中、低三挡，最大功率为990W。S为旋钮开关，转动S可将开关分别调至0、1、2、3挡位置，与该挡的两个触点同时接通。、、为发热电阻，且阻值恒定。将电煎锅接入220V的家庭电路中，当开关S旋至1挡时，电路的工作电流为1A；当开关S旋至2挡时，电路的功率为550W。某次用2挡烹饪中，用时1min将质量为50g、比热容为的某种食物从20℃加热至119℃。求： （1）该电煎锅的低挡功率； （2）电阻的阻值； （3）该次烹饪中电煎锅加热食物的效率。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）旋至1挡时，和串联，电路的电阻最大，功率最小，电煎锅处于低挡，此时电路中的电流为，由可得 （2）由电路图可知，旋至2挡时，被短接，仅有电阻接入电路；至3挡时，和并联。由可知，旋至2挡时，电路的电阻较小，功率较大，电煎锅处于中挡，此时；旋至3挡时，和并联，电路的电阻最小，功率最大，电煎锅处于高挡，则 ， 即 解得 （3）食物吸收的热量 利用2挡烹饪中，电煎锅消耗的电能 电煎锅加热食物的效率 答：（1）该电煎锅的低挡功率为220W； （2）电阻的阻值为110Ω； （3）该次烹饪中电煎锅加热食物的效率为60%。 六．综合能力题（共3小题，每空1分，21题5分，22题7分，23题6分，共18分） 22. 小明发现用打气筒给篮球打气时，外壁有些发热，这是什么原因导致的呢？实验小组联系所学 物理知识，提出了以下两个猜想： 猜想1：可能是活塞与筒壁摩擦； 猜想2：可能是活塞不断压缩气体做功； 他们选用打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等设计了实验进行探究，实验时分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点，如图所示： （1）打气筒内壁热量是通过_________的方式传递到外壁； （2）活塞在打气筒内向下运动时，活塞对筒内空气________（选填“做”或“不做”）功，这一过程相当于四冲程内燃机的__________冲程； （3）实验方案：用打气筒向气压不足的篮球内打气，10s内活塞在筒内往复运动20次，立即测出此时两个测温点的温度。待气筒外壁温度降至室温（25℃）后，放出篮球中的部分气体，使其内部气压与打气前相同，重复上述操作，实验数据记录如表： 实验次序 时间/s 活塞往复次数 上部温度/℃ 下部温度/℃ 1 10 20 30.7 36.6 2 10 20 30.2 36.2 3 10 20 30.5 36.3 ①根据上、下部存在温度差，可知猜想_________是正确的； ②进一步验证①中的猜想：他们将打气筒与篮球________（选填“连接”或“不连接”），让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，测出打气筒外壁的温度；当观察到_________的现象，就说明①中结论是正确的。 【答案】（1）热传递 （2） ①. 做 ②. 压缩 （3） ①. 2 ②. 不连接 ③. 上部和下部温度相同 【解析】 【小问1详解】 用打气筒给篮球打气时，外壁有些发热，说明打气筒内壁热量通过热传递的方式传递到外壁，使得外壁发热。 【小问2详解】 活塞在打气筒内向下运动时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，能量转化情况与内燃机压缩冲程相同。 【小问3详解】 [1]由表中数据可知，打气筒下部温度高于上部温度，说明活塞在打气筒内向下运动时，活塞对筒内的空气做功，空气内能增加，温度升高，造成下部温度高于上部温度，故导致打气筒外壁发热的原因是活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热，故猜想2正确。 [2]根据控制变量法，要探究猜想1，应让活塞只克服摩擦做功，而不压缩空气做功，故他们的改进方法是∶打气筒不与篮球连接，直接让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，用测温枪测出打气筒外壁的温度。 [3]因为活塞在筒内往复运动，则在打气筒上面半部分克服摩擦做的功和在下面部分克服摩擦做的功相等，所以上下筒壁的温度应相同，由此可知，若测得上部和下部的温度相同，则说明猜想1是正确的。 23. 如图甲，小明家的吸顶灯主要由电源模块和40颗相同的LED 灯珠串联组成（省略号表示未画出的灯珠），该灯电源模块的铭牌如表所示，资料显示该吸顶灯的每一个LED 灯珠的额定电流为0.3A， 额定电压为3V。 ××照明 功率：9W~36W 输入交流电压：220V~50Hz 输出直流电压：30V~120V 输出直流电流：0.3A （1）一日，小明家的吸顶灯所有灯珠突然不亮了，检查发现原来是其中的一颗LED 灯珠L1发生了______故障； （2）聪明的小明跟老师借来一只常用电表，在不拆开吸顶灯电路的情况下，将电表与L1相连，吸顶灯就又亮了起来，小明借来的是______表，他是将电表与L1相______（串联/并联）的； （3）根据此吸顶灯的工作特点，结合（2）问中吸顶灯“又亮了起来”，可知电源模块此时的输出电压为______V，吸顶灯此时的功率为______W。 （4）实验后小红同学在家又找到两个外观一样，额定电压均为220V的普通白炽灯（灯丝长度大致相当，粗细不同），其铭牌已经模糊，但是可以直接通过观察灯丝比较出两只灯泡的额定功率请你判断，两只灯泡中______灯的额定功率较大，若将两只灯泡串联起来，接在220V的电路中______（选填“甲灯更亮”、“乙灯更亮”或“两灯一样亮”）。 【答案】 ①. 断路 ②. 电流 ③. 并联 ④. 117 ⑤. 35.1 ⑥. 甲 ⑦. 乙灯更亮 【解析】 【详解】（1）[1]吸顶灯是由40颗相同的LED灯珠串联组成，所有灯珠不亮，根据串联电路中各用电器工作时相互影响可知，故障原因是其中的一颗LED灯珠发生了断路，电路处于断路状态。 （2）[2][3]在不拆开吸顶灯电路的情况下，将电表与L1相并联，吸顶灯就又亮了起来，说明是电流表，此时电路为通路，有电流经过，所以灯会亮。 （3）[4][5]单个LED灯珠的额定电压为3V，坏的LED灯珠被短路后，由串联电路的电压特点可知，电源模块的输出电压 吸顶灯输出电流恒定为0.3A，故此时吸顶灯的功率为 （5）[6]导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料及温度有关。由图知，甲灯丝粗而短，乙灯丝细而长，所以，甲的电阻小于乙的电阻，两灯泡的额定电压相同，根据可知，甲的额定功率大于乙的额定功率。 [7]两灯串联时，通过两灯的电流相等，因甲的电阻小，根据P=I2R可知，甲的实际功率小于乙的实际功率，所以乙灯更亮。 24. 如图甲所示为一款能自动清扫地面的扫地机器人；机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物；当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电，表一为某扫地机器人的部分参数；电池容量指放电电流与放电总时间的乘积； 表一 额定电压 12V 额定功率 30W 电池容量 2500mA·h 工作噪音 ＜50dB 净重 4kg 最大集尘量 1kg 机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数，测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如表二，真空度指主机内部气压与外界的气压差；风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积。吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率； 表二 真空度（Pa） 400 450 500 550 600 风量（m3/s） 0.025 0.02 0.017 0.015 0.013 吸入功率（W） 10 9 8.5 7.8 （1）该机器人充满电后至下一次自动充电前，能够连续正常工作的最长时间为多少？______ （2）研究表二数据的规律，当风量为0.015 m3/s时，吸尘电机吸入功率为多少？若吸尘电机的输入功率为25W，此时其效率为多少？______ （3）光敏电阻是制作灰尘传感器的常用元件，图乙为某机器人中吸尘电机内部的光敏电阻的控制电路，两端总电压U0恒定（U0＜12V），RG为光敏电阻，其阻值随空气透光程度的变化而变化，R0为定值电阻，当光敏电阻分别为6Ω和18Ω时，电压表的示数分别为4.5V和2.25V，则R0阻值为多少？______ （4）若机器人1秒钟消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功。已知集尘盒空置时，机器人匀速运动时受到的摩擦阻力为16N，查阅资料显示摩擦力与压力成正比，则达到最大集尘量时摩擦阻力为______N，机器人运动的速度为______m/s。（此问不要求写出计算过程） 【答案】 ①. 48min ②. 33％ ③. 6Ω ④. 20 ⑤. 0.6 【解析】 【详解】（1）[1]机器人充满电的电能 当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电，机器人连续正常工作所需要的电能 根据公式 可知，机器人连续正常工作的最长时间为 （2）[2]由表二数据可知，吸入功率=真空度×风量，当风量为0.015 m3/s时，吸尘电机吸入功率为 此时效率为 （3）[3]由电路图可知，光敏电阻RG与定值电阻R0串联，电压表测定值电阻R0的电压，当光敏电阻RG=6Ω时，电压表示数U1=4.5V，光敏电阻RG两端的电压为 此时电路中的电流为 即 当光敏电阻RG=18Ω时，电压表示数U2=2.25V，光敏电阻RG两端电压为 此时电路中的电流为 即 联立①②可解得U0=9V，R0=6Ω； （4）[4]吸尘器压力等于其重力，由题可知，摩擦力与其压力成正比，则集尘盒空置和达到最大集尘量时的摩擦力之比为 即 所以，达到最大集尘量时的摩擦力f2=20N，消耗的电能中有40％用于克服摩擦力做功，所以 [5]根据公式 可知，达到最大集尘量时机器人运动的速度为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $