精品解析：云南师范大学实验中学实验昆明湖校区2024-2025学年九年级上学期物理期末模拟学情检测试卷

2024-2025学年云南师大实验学校昆明湖校区九年级（上）期末物理模拟试卷 一、单选题：本大题共7小题，共21分。 1. 下列对数据的估计中最接近实际的是（　　） A. 对人体的安全电压不高于 B. 洗澡水适宜的温度是62℃ C. 空调制冷时的工作电流约为 D. 一节干电池的电压为 2. 中华诗词蕴含着丰富的物理知识，以下诗词中有关物态变化的分析，正确的是 A. “斜月沉沉藏海雾”，雾的形成是汽化现象，需要吸热 B. “已是悬崖百丈冰”，冰的形成是凝华现象，需要吸热 C. “露似真珠月似弓”，露的形成是液化现象，需要放热 D. “霜叶红于二月花”，霜的形成是凝固现象，需要放热 3. 下列措施中，能使蒸发减慢的是 A. 将湿衣服展开后晾在向阳、通风处 B. 用扫帚把地上水向周围扫开 C. 把盛有酒精的瓶口盖严 D. 用电吹风机吹湿头发 4. 安全用电越来越被人们所重视，下列符合安全用电要求的做法是 A. 使用测电笔辨别火线或零线时，手不能接触笔尾金属体 B. 发现有人触电，立即用手将他拉开 C. 多个大功率用电器接在同一个插座板上同时使用 D. 带有金属外壳的家用电器，其金属外壳必须接地 5. 如图甲所示，是小张同学“探究物质熔化时温度的变化规律”的实验装置图，根据实验数据绘制出温度随时间变化的图像（如图乙）。下列说法正确的是（　　） A. 组装器材时，试管可以接触到烧杯底部 B. 该物质是晶体，熔化过程所用时间是5min C. 因为该物质的初温为30℃，所以熔点是18℃ D. 该物质在熔化过程中吸收热量，温度保持不变 6. 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A. 将-15℃的冰块放在冰箱的0℃保温室中，一段时间后，冰块的内能增加 B. 青少年不宜大量食用巧克力，是因为巧克力含有的热量较多 C. 水和沙子吸收相同热量后，沙子温度升高较多 D. 炽热的铁水比冰冷的铁块温度高，具有的内能多 7. 2024年9月10日华为发布了全球首款三折叠屏手机，为手机市场注入了新鲜血液。点亮手机屏幕可简化为三个开关控制的电路，分别是（密码解锁）、（指纹解锁）、（人脸解锁），小灯泡L代替手机屏幕，三种方式任意一种都能解锁手机，下列电路图中可能的是（ ） A. B. C. D. 二、多选题：本大题共3小题，共9分。 8. 如图所示，下列对于图片中所描述的物理过程的分析正确的是（　　） A. 图甲，丝绸摩擦的玻璃棒带正电荷，是摩擦起电现象并创造了电荷 B. 图乙，用带负电荷的橡胶棒a去接触不带电的金属球b时，两箔片因异种电荷相互排斥而张开 C. 图丙，验电器A带正电，相同的验电器B不带电，用带有绝缘手柄的金属棒将验电器A与验电器B连接起来的瞬间，金属棒中的电流方向是从A到B D. 图丁，开始加热时灯泡不亮，加热到红炽状态时灯泡发光，说明导体和绝缘体在一定条件下可相互转化 9. 如图所示的电路中，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片向右移动，下列说法中正确的是（　　） A. 电流表示数变大 B. 电压表的示数变大 C. 电压表V与电流表示数的比值不变 D. 电流表与的示数差不变 10. 有两只灯泡、，分别标有“220V 100W”和“220V 40W”的字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法中不正确的是（　　） A. 两灯正常发光时，的电阻较大 B. 两灯并联接入220V 电路，、 消耗功率之比是2：5 C. 两灯串联接入220V 的电路，消耗的功率小于25W D. 两灯串联接入220V 的电路，两灯泡消耗总功率大于40W 小于100W 三、填空题：本大题共6小题，共14分。 11. 如图所示，该冲程是通过________的方式增加气体的内能，是汽油机的________冲程。 12. 2024年10月30日神舟十九号载人飞船在中国酒泉卫星发射中心由长征二号运载火箭成功发射，该火箭常用液态氢作为燃料，是因为它具有较大的________，液态氢的热值约为，其物理意义为________。 13. 当某导体两端电压是3V时，通过它电流是0.2A，则该导体的电阻是__Ω；当它两端电压为0V时，该导体的电阻为__Ω． 14. 如图所示家庭电路，闭合开关S，电路没有任何故障的情况下，小明同学用测电笔测试b点时，测电笔的氖管________（选填“会”或“不会”）发光。若保险丝熔断，________（选填“可以”或“不可以”）用铜丝来代替。 15. 如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图。它有高、中、低三个加热挡位，旋钮开关可以分别置于“0和1”“1和2”“2和3”或“3和4”接线柱上。正常工作时，，，当开关置于3和4时，处于________（选填“高温挡”、“中温挡”或“低温挡”），此挡位的功率为________W。 16. 20世纪初，科学家发现汞在温度降低至-269℃时，电阻值就变成了零，这种现象叫“超导现象”，具有这种特性的物质叫“超导体”。 低温为什么能发生超导呢?基于初中知识，我们建立一个简易模型进行理解，将导体的原子核与核外受到约束的电子（能量较低而不能自由运动〉组成“原子实”，可类比成小球。原子实做着热运动，穿行其间的自由电子会与它发生碰撞，表现为导体对自由电子传导的阻碍，即电阻。导体温度降至极低时，它们的热运动都趋于消失，通电时自由电子就可以不受阻碍地定向通过导体，宏观上就发生了低温超导现象。 高压也能让材料发生超导。理论上，某种导体在相当于260万倍标准大气压的高压环境下，15℃的“高温”（相对极低温）也能发生超导现象。在这样极高的压力下，原子实排列成紧密的堆垛形式，如图所示，原子实仅能在很小的范围内做热运动，几乎没有空间表现热运动，就像热运动消失了一般。此时原子实堆垛间的间隙就成为了稳定的自由电子通道。通电时自由电子就能在间隙中零阻碍地定向移动，宏观上就显示出超导现象。 常见输电过程中，约7%的电能因导线发热耗散掉。若输电线缆选用超导材料，就可大大减少由于电阻引发的电能损耗。2021年12月，世界首条35千伏公里级液氮超导输电线工程在上海投运，实现了我国在“高温”超导输电领域的领先。 （1）实现超导现象的方式有低温和______________。 （2）极低温度下，原子实与自由电子的__________都趋于消失，通电时自由电子在导体中通行无阻，发生低温超导现象。 （3）超高的压力限制了__________的热运动，通电时自由电子在原子实间隙中定向移动所受到的阻碍为零，发生高压超导现象。 （4）超导技术的一大应用前景是制作输电线缆，这样可以减少电能由于_________引发的电能损耗。 四、作图题：本大题共2小题，共4分。 17. 如图所示，为使电路中的两灯并联，请在错误的导线上打，并用铅笔画出正确的导线。 18. 用笔画线代替导线，将电灯和控制它的开关正确地接入如图所示的家庭电路中． （ ） 五、实验探究题：本大题共4小题，共24分。 19. 如图甲所示是“探究水和煤油吸热能力”的实验装置：在两个相同的烧杯中分别加入质量和初温都相等的水和煤油，用两个相同的酒精灯同时开始加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔1min记录一次温度。 （1）甲图实验装置组装顺序_________（选填“从上至下”或者“从下至上”）； （2）甲图实验中选择两个相同的酒精灯进行实验，水和煤油吸收热量的多少是通过_________（选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的，这种研究方法叫做_________法； （3）根据实验数据绘制出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像，如图乙所示，煤油8分钟吸收的热量_________水8分钟吸收的热量（选填“大于”“小于”或者“等于”），由图像可知_________吸热能力更强些； （4）细心的同学还发现，水的温度达到98℃后就不再变化，而煤油的温度却继续升高，由此可推断出煤油的_________比水的高； （5）为比较两种燃料的热值，小明采用如图丙所示两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同。该实验燃料燃烧放出热量的多少通过_________（选填“温度计示数”或“燃烧时间”）来反映。小明在燃料c和燃料d燃尽后也画出水的温度随时间变化图像，如图丁所示，则c、d两种燃料热值_________。（填“大于”“小于”或“等于”）； 20. 如图甲图两个装置，是用来探究导体产生的热量与什么因素有关，两个透明的容器中密封着等量的空气。 （1）实验中，电流产生热量的多少是通过________（选填“加热时间”或“U形管液面高度差”）体现出来的；图甲将两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，这样做的好处是________； （2）如图乙所示，两容器中的电阻丝电阻一样大，并在其中一个容器的外部并联了一个电阻丝，连接好电路后，通电一段时间后发现________侧U形管液面高度变化大，得出的结论是________。 21. 学校科技创新小组的同学们在做以下实验： （一）利用如图甲，测量“小灯泡正常发光时的电阻”，电源电压为，待测小灯泡的额定电压为。 （1）请你用笔画线代替导线，将图甲的实物电路连接完整_________。 （2）闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于________（选填“A”或“B”）端。 （3）正确接入电流表后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，其故障可能________。 （4）排除故障后，缓慢移动滑动变阻器的滑片P，多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图象，如图乙所示，小灯泡正常发光时的电阻为________；在该图象中发现电流与电压不成正比，这是因为________。 （二）他们将灯泡换成定值电阻，继续探究“电流跟电阻”关系，实验用到的电阻阻值分别为、、、、。 （5）在实验中依次从小到大更换的阻值，并逐渐向________（选填“A”或“B”）调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流随电阻变化的图象。由图象可以得出结论：________； （6）为完成整个实验，他们应该选取最大阻值不小于________的滑动变阻器。 22. 在物理实践活动中，“创新”实验小组的同学们将金属片铜和锌插入各种水果中制作成了水果电池（其中铜片和锌片分别作为水果电池的正负极）。同学们想知道水果电池电压的大小与什么因素有关，他们提出来如下猜想：水果电池电压的大小可能与水果种类、水果质量、金属片间的距离、金属片插入水果深度等因素有关。现有质量不同的柠檬多个，质量不同的橙子多个，铜、锌金属片、电压表，以及导线若干。同学们已经把相同的铜片和芯片以相同的距离不同深度插入质量相同的柠檬中探究了电压大小与金属片插入水果深度的关系。请你设计实验探究“水果电池电压的大小与水果质量的关系”。 具体操作是：把相同的铜片和锌片①____________________________________正确接到电压表正负接线柱上；如果观察到②___________________________，说明水果电池电压的大小与水果质量有关。 六、计算题：本大题共2小题，共18分。 23. 如图，，当闭合，、断开时，电流表示数为；当闭合，、断开时，电流表示数为0.2A，求： （1）电源电压？ （2）电阻的阻值？ （3）当、闭合，断开时，内整个电路消耗的电能为多大？ 24. 在物理综合实践活动中，小彬和小亮合作测量电磁灶的加热效率。他们关闭家中的其它用电器，只让电磁灶接入电路中，加热质量为 2kg、初温为 20℃的水。小彬负责观察电能表（如图），小亮负责用温度计测量水的温度。5min 电能表上的转盘转了 500r，水的温度恰好升高了 50℃。求： （1）水吸收的热量是多少？(c水＝4.2×103J/（kg•℃）) （2）电磁灶烧水时的实际功率是多少？ （3）电磁灶烧水时的效率是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年云南师大实验学校昆明湖校区九年级（上）期末物理模拟试卷 一、单选题：本大题共7小题，共21分。 1. 下列对数据的估计中最接近实际的是（　　） A. 对人体的安全电压不高于 B. 洗澡水适宜的温度是62℃ C. 空调制冷时的工作电流约为 D. 一节干电池的电压为 【答案】A 【解析】 【详解】A．加在人体的电压越高对人体危害越大，经验证明，对人体安全的电压是不超过36V，故A符合题意； B．人的正常体温在37℃左右，洗澡水的温度应该略高于体温，在40℃左右，不可能达到62℃，故B不符合题意； C．空调制冷时的工作电流在5A左右，故C不符合题意； D．一节干电池的电压通常为1.5V，故D不符合题意。 故选A。 2. 中华诗词蕴含着丰富的物理知识，以下诗词中有关物态变化的分析，正确的是 A. “斜月沉沉藏海雾”，雾的形成是汽化现象，需要吸热 B. “已是悬崖百丈冰”，冰的形成是凝华现象，需要吸热 C. “露似真珠月似弓”，露的形成是液化现象，需要放热 D. “霜叶红于二月花”，霜的形成是凝固现象，需要放热 【答案】C 【解析】 【详解】A．“斜月沉沉藏海雾”，雾是空气中的水蒸气遇冷形成的小水珠，是液化现象，需要放热，故A错误； B．“已是悬崖百丈冰”，冰是水凝固形成的，是凝固现象，需要放热，故B错误； C．“露似真珠月似弓”，露的形成是液化现象，需要放热，故C正确； D．“霜叶红于二月花”，霜是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶，是凝华现象，凝华放热，故D错误． 3. 下列措施中，能使蒸发减慢的是 A. 将湿衣服展开后晾在向阳、通风处 B. 用扫帚把地上水向周围扫开 C. 把盛有酒精的瓶口盖严 D. 用电吹风机吹湿头发 【答案】C 【解析】 【详解】A．湿衣服晾到向阳、通风的地方，从提高液体温度和加快空气流动两个方面，加快了衣服上水分的蒸发，故A不合题意； B．用扫帚把地上的水向周围扫开，增大了水的表面积，加快了水分的蒸发，故B不合题意； C．把盛有酒精的瓶口盖严减慢了酒精周围的空气流动，从而减慢了酒精的蒸发．故C符合题意； D．给湿头发吹热风是从提高液体温度和加快空气流动两个方面，加快了头发上水分的蒸发，故D不合题意． 4. 安全用电越来越被人们所重视，下列符合安全用电要求的做法是 A. 使用测电笔辨别火线或零线时，手不能接触笔尾金属体 B. 发现有人触电，立即用手将他拉开 C. 多个大功率用电器接在同一个插座板上同时使用 D. 带有金属外壳的家用电器，其金属外壳必须接地 【答案】D 【解析】 【详解】A．使用测电笔时，手必须接触笔尾金属体，用笔尖接触被检验导线，才能辨别火线和零线，故A错误； B．当发现有人触电时，应该立即采取的措施是：迅速切断电源或用绝缘体挑开电线，不能用手拉开电线和触电的人，否则自己也会触电，故B错误； C．多个大功率用电器接在同一个插座板上同时使用，此时电路中的电流过大，容易引发火灾，故C错误； D．带有金属外壳的用电器使用时让金属外壳接地，可以防止因用电器漏电时，导致金属外壳带电而发生触电事故，故D正确； 5. 如图甲所示，是小张同学“探究物质熔化时温度的变化规律”的实验装置图，根据实验数据绘制出温度随时间变化的图像（如图乙）。下列说法正确的是（　　） A. 组装器材时，试管可以接触到烧杯底部 B. 该物质是晶体，熔化过程所用时间是5min C. 因为该物质的初温为30℃，所以熔点是18℃ D. 该物质在熔化过程中吸收热量，温度保持不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．使用水浴法加热物质时，试管是不可以接触到烧杯底部的，故A错误； BD．由图乙可知，该物质在整个实验过程中有一段时间持续被加热但是温度不变，符合晶体熔化的特征，所以可知该物质是晶体，但是根据图乙中标注的时间可知，它熔化过程所用时间时小于5min的，故B错误，D正确； C．由图乙可知，该物质的初温为30℃，当温度达到48℃时，它持续吸热并且温度保持不变，所以可知熔点是48℃，故C错误。 故选D。 6. 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A. 将-15℃的冰块放在冰箱的0℃保温室中，一段时间后，冰块的内能增加 B. 青少年不宜大量食用巧克力，是因为巧克力含有的热量较多 C. 水和沙子吸收相同热量后，沙子温度升高较多 D. 炽热的铁水比冰冷的铁块温度高，具有的内能多 【答案】A 【解析】 【详解】A．将-15℃的冰块放在冰箱的0℃保温室中，冰块吸收热量，内能增加，温度升高，直到和冰箱保温室温度相同，故A正确； B．热量是发生热传递的过程量，不能描述为含有或具有，故B错误； C．水和沙子吸收相同热量后，并未说明水和沙子的质量，所以无法判断温度的变化情况，故C错误； D．内能的影响因素有质量、温度、状态等，所以根据炽热的铁水比冰冷的铁块温度高，无法比较两铁块的内能，故D错误。 故选A。 7. 2024年9月10日华为发布了全球首款三折叠屏手机，为手机市场注入了新鲜血液。点亮手机屏幕可简化为三个开关控制的电路，分别是（密码解锁）、（指纹解锁）、（人脸解锁），小灯泡L代替手机屏幕，三种方式任意一种都能解锁手机，下列电路图中可能的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由题意可知，密码解锁开关S1、指纹解锁开关 S2、人脸解锁开关S3都可以单独解锁，使屏幕点亮，说明三个开关可以独立工作，互不影响，即三个开关并联，然后再与灯泡L串联，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C 。 二、多选题：本大题共3小题，共9分。 8. 如图所示，下列对于图片中所描述的物理过程的分析正确的是（　　） A. 图甲，丝绸摩擦的玻璃棒带正电荷，是摩擦起电现象并创造了电荷 B. 图乙，用带负电荷的橡胶棒a去接触不带电的金属球b时，两箔片因异种电荷相互排斥而张开 C. 图丙，验电器A带正电，相同的验电器B不带电，用带有绝缘手柄的金属棒将验电器A与验电器B连接起来的瞬间，金属棒中的电流方向是从A到B D. 图丁，开始加热时灯泡不亮，加热到红炽状态时灯泡发光，说明导体和绝缘体在一定条件下可相互转化 【答案】CD 【解析】 【详解】A．丝绸与玻璃棒摩擦，玻璃棒中电子转移到丝绸上，玻璃棒由于失去电子而带正电，摩擦起电不是创造了电荷，而是电子的转移，故A错误； B．根据验电器的结构特点可知，验电器的工作原理是同种电荷互相排斥，故B错误； C．用带有绝缘手柄的金属棒将验电器A与验电器B连接起来的瞬间，因为验电器A带正电，验电器B不带电，所以一部分自由电子从B验电器转移到A验电器，所以金属棒中的电流方向是从A到B，故C正确； D．因为常温下玻璃是绝缘体，所以开始加热时灯泡不亮，加热到红炽状态时灯泡发光，说明玻璃变为导体，可以说明导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化，故D正确。 故选CD。 9. 如图所示的电路中，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片向右移动，下列说法中正确的是（　　） A. 电流表示数变大 B. 电压表的示数变大 C. 电压表V与电流表示数的比值不变 D. 电流表与的示数差不变 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由电路图可知，R1与R2并联，电压表测电源两端的电压，电流表A1测R2支路的电流，电流表A2测干路电流。因电源电压恒定，所以，滑片移动时，电压表V的示数不变，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过R2的电流不变，即电流表A1的示数不变，将滑动变阻器的滑片P向右移动，变阻器接入电路中的电阻变小，由可知，通过R1的电流变大，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流变大，即电流表A2的示数变大，故A正确，B错误； CD．电压表V的示数不变，电流表A1的示数不变，所以电压表V与电流表A1示数的比值不变；电流表A2与A1的示数之差等于通过R1的电流，通过R1的电流变大，所以电流表A2与A1的示数之差变大，故C正确，D错误。 故选AC。 10. 有两只灯泡、，分别标有“220V 100W”和“220V 40W”的字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法中不正确的是（　　） A. 两灯正常发光时，的电阻较大 B. 两灯并联接入220V 的电路，、 消耗功率之比是2：5 C. 两灯串联接入220V 的电路，消耗的功率小于25W D. 两灯串联接入220V 的电路，两灯泡消耗总功率大于40W 小于100W 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由可得，两灯泡正常发光时的电阻分别为 的电阻较小，故A错误，符合题意； B．两灯并联接入220V的电路，它们两端的电压等于220V，均能正常发光，则、消耗功率之比，故B错误，符合题意； C．两灯串联接入220V的电路时，因串联电路中总电阻等于各串联电阻之和，所以，电路中的电流为 消耗的功率为，小于25W。故C正确，不符合题意； D．串联时两灯泡消耗总功率为，小于40W。故D错误，符合题意。 故选ABD。 三、填空题：本大题共6小题，共14分。 11. 如图所示，该冲程是通过________的方式增加气体的内能，是汽油机的________冲程。 【答案】 ①. 做功 ②. 压缩 【解析】 【详解】[1][2]由题图可知，两气门都关闭，活塞向上运动，表示的是汽油机的压缩冲程；在压缩冲程中，消耗机械能，得到内能，因此是通过做功的方式增加气体内能的。 12. 2024年10月30日神舟十九号载人飞船在中国酒泉卫星发射中心由长征二号运载火箭成功发射，该火箭常用液态氢作为燃料，是因为它具有较大的________，液态氢的热值约为，其物理意义为________。 【答案】 ①. 热值 ②. 1千克的液氢完全燃烧时放出的热量是1.4×108J 【解析】 【详解】[1]火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。 [2]液态氢的热值约为1.4×108J/kg，其物理意义为1千克的液氢完全燃烧时放出的热量是1.4×108J。 13. 当某导体两端电压是3V时，通过它的电流是0.2A，则该导体的电阻是__Ω；当它两端电压为0V时，该导体的电阻为__Ω． 【答案】 ①. 15 ②. 15 【解析】 【详解】[1]导体的电阻为 R= =15Ω， [2]电阻是导体本身的一种属性，与导体两端的电压无关，当电压为0时，电阻不变，仍为15Ω． 14. 如图所示家庭电路，闭合开关S，电路没有任何故障的情况下，小明同学用测电笔测试b点时，测电笔的氖管________（选填“会”或“不会”）发光。若保险丝熔断，________（选填“可以”或“不可以”）用铜丝来代替。 【答案】 ①. 不会 ②. 不可以 【解析】 【详解】[1]由题图可知，b点与零线相连，所以b点与大地之间的电压为0V，故用测电笔测试b点时氖管不会发光。 [2]当保险丝熔断后，不可以用铜丝代替，因为铜丝的电阻小，熔点高，在电流过大时无法及时熔断来保护电路。 15. 如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图。它有高、中、低三个加热挡位，旋钮开关可以分别置于“0和1”“1和2”“2和3”或“3和4”接线柱上。正常工作时，，，当开关置于3和4时，处于________（选填“高温挡”、“中温挡”或“低温挡”），此挡位的功率为________W。 【答案】 ①. 高温挡 ②. 1000 【解析】 【详解】[1][2]由图可知，当开关置于“0和1”接线柱上时，电路断开；开关置于“1和2”接线柱上时，R2和R3串联，电路的总电阻最大，根据可知，此时电路消耗的功率最小，电火锅处于低温挡；当开关置于“2和3”接线柱上时，电路为R2的简单电路，电路的总电阻较大，根据可知，此时电路消耗的功率较大，电火锅处于中温挡；开关置于“3和4”接线柱上时，R1与R2并联时，电路的总电阻最小， 根据可知，此时电路消耗的功率最大，电火锅处于高温挡，高温挡的功率 16. 20世纪初，科学家发现汞在温度降低至-269℃时，电阻值就变成了零，这种现象叫“超导现象”，具有这种特性的物质叫“超导体”。 低温为什么能发生超导呢?基于初中知识，我们建立一个简易模型进行理解，将导体的原子核与核外受到约束的电子（能量较低而不能自由运动〉组成“原子实”，可类比成小球。原子实做着热运动，穿行其间的自由电子会与它发生碰撞，表现为导体对自由电子传导的阻碍，即电阻。导体温度降至极低时，它们的热运动都趋于消失，通电时自由电子就可以不受阻碍地定向通过导体，宏观上就发生了低温超导现象。 高压也能让材料发生超导。理论上，某种导体在相当于260万倍标准大气压的高压环境下，15℃的“高温”（相对极低温）也能发生超导现象。在这样极高的压力下，原子实排列成紧密的堆垛形式，如图所示，原子实仅能在很小的范围内做热运动，几乎没有空间表现热运动，就像热运动消失了一般。此时原子实堆垛间的间隙就成为了稳定的自由电子通道。通电时自由电子就能在间隙中零阻碍地定向移动，宏观上就显示出超导现象。 常见输电过程中，约7%的电能因导线发热耗散掉。若输电线缆选用超导材料，就可大大减少由于电阻引发的电能损耗。2021年12月，世界首条35千伏公里级液氮超导输电线工程在上海投运，实现了我国在“高温”超导输电领域的领先。 （1）实现超导现象的方式有低温和______________。 （2）极低温度下，原子实与自由电子的__________都趋于消失，通电时自由电子在导体中通行无阻，发生低温超导现象。 （3）超高的压力限制了__________的热运动，通电时自由电子在原子实间隙中定向移动所受到的阻碍为零，发生高压超导现象。 （4）超导技术一大应用前景是制作输电线缆，这样可以减少电能由于_________引发的电能损耗。 【答案】 ①. 高压 ②. 热运动 ③. 原子实 ④. 电阻 【解析】 【详解】（1）[1]由“高压也能让材料发生超导”可知，实现超导现象的方式有低温和高压。 （2）[2]由导体温度降至极低时，它们的热运动都趋于消失，通电时自由电子就可以不受阻碍地定向通过导体，宏观上就发生了“低温超导现象”可知，极低温度下，原子实与自由电子的热运动都趋于消失，通电时自由电子在导体中通行无阻，发生低温超导现象。 （3）[3]在这样极高的压力下，原子实排列成紧密的堆垛形式，原子实仅能在很小的范围内做热运动，几乎没有空间表现热运动可知，超高的压力限制了原子实的热运动，通电时自由电子在原子实间隙中定向移动所受到的阻碍为零，发生高压超导现象。 （4）[4]由常见输电过程中，约7%的电能因导线发热耗散掉。若输电线缆选用超导材料，就可大大减少由于电阻引发的电能损耗可知，超导技术的一大应用前景是制作输电线缆，这样可以减少电能由于电阻引发的电能损耗。 四、作图题：本大题共2小题，共4分。 17. 如图所示，为使电路中的两灯并联，请在错误的导线上打，并用铅笔画出正确的导线。 【答案】## 【解析】 【详解】由图知，开关闭合后电源短路；为使两灯并联，可以将开关与左边灯右接线柱之间的连线去掉，连接开关左接线柱与左边灯左接线柱或连接开关左接线柱与右边灯左接线柱；或：将电源正极与右边灯右接线柱之间的连线去掉，连接电源正极与右边灯左接线柱或连接电源正极与左边灯左接线柱；如图所示： 或 18. 用笔画线代替导线，将电灯和控制它的开关正确地接入如图所示的家庭电路中． （ ） 【答案】 【解析】 【详解】灯泡接法：火线先进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，这样在断开开关时能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故，如图所示： 五、实验探究题：本大题共4小题，共24分。 19. 如图甲所示是“探究水和煤油吸热能力”的实验装置：在两个相同的烧杯中分别加入质量和初温都相等的水和煤油，用两个相同的酒精灯同时开始加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔1min记录一次温度。 （1）甲图实验装置组装顺序_________（选填“从上至下”或者“从下至上”）； （2）甲图实验中选择两个相同的酒精灯进行实验，水和煤油吸收热量的多少是通过_________（选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的，这种研究方法叫做_________法； （3）根据实验数据绘制出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像，如图乙所示，煤油8分钟吸收的热量_________水8分钟吸收的热量（选填“大于”“小于”或者“等于”），由图像可知_________吸热能力更强些； （4）细心的同学还发现，水的温度达到98℃后就不再变化，而煤油的温度却继续升高，由此可推断出煤油的_________比水的高； （5）为比较两种燃料的热值，小明采用如图丙所示两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同。该实验燃料燃烧放出热量的多少通过_________（选填“温度计示数”或“燃烧时间”）来反映。小明在燃料c和燃料d燃尽后也画出水的温度随时间变化图像，如图丁所示，则c、d两种燃料热值_________。（填“大于”“小于”或“等于”）； 【答案】（1）从下至上 （2） ①. 加热时间 ②. 转换 （3） ①. 等于 ②. 水 （4）沸点 （5） ①. 温度计示数 ②. 大于 【解析】 【小问1详解】 实验中，为了使用酒精灯的外焰加热，实验装置组装顺序是从下至上。 【小问2详解】 [1][2]实验选择两个完全相同的酒精灯加热，加热相同时间，酒精灯放出的热量相同，水和煤油吸收的热量相同，加热时间越长，吸热越多，故是通过比较加热时间的长短来比较吸热多少的，这里用到了转换法。 【小问3详解】 [1]因为加热时间相同，所以煤油8分钟吸收的热量等于水8分钟吸收的热量。 [2]分析图乙可知，水和煤油加热相同时间，水和煤油吸收相同热量时，煤油温度升高较多，水的温度升高较少，根据可知，水的比热容大于煤油的比热容，即水的吸热能力更强些。 【小问4详解】 水的温度达到98℃后就不再变化，说明已经达到了水的沸点，而煤油的温度却继续升高，说明煤油的温度还没有达到沸点，由此可推断出煤油的沸点比水的高。 【小问5详解】 [1]燃料燃烧放出的热量被烧杯中初温和质量相同的水吸收，水的温度变化量越大，说明水吸收的热量越多，即燃料燃烧放出的热量越多，故该实验中，燃料燃烧放出热量的多少是通过温度计示数来反映的。 [2]由图丁可知，两种燃料全部燃尽时，c燃料使水升高的温度更多，则c的热值大。 20. 如图甲图两个装置，是用来探究导体产生的热量与什么因素有关，两个透明的容器中密封着等量的空气。 （1）实验中，电流产生热量的多少是通过________（选填“加热时间”或“U形管液面高度差”）体现出来的；图甲将两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，这样做的好处是________； （2）如图乙所示，两容器中的电阻丝电阻一样大，并在其中一个容器的外部并联了一个电阻丝，连接好电路后，通电一段时间后发现________侧U形管液面高度变化大，得出的结论是________。 【答案】（1） ①. U形管液面高度差 ②. 见解析 （2） ①. 左 ②. 见解析 【解析】 【小问1详解】 [1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映。 [2]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，电阻大小不同，探究导体产生的热量与电阻的关系。 【小问2详解】 [1][2]在乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，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，两个5Ω 的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=I1+ I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1= I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一 半，通电一段时间后发现左侧U形管液面高度变化大，得出的结论是在电阻和通电时间一定时，电流越大，电流产生的热量越多。 21. 学校科技创新小组的同学们在做以下实验： （一）利用如图甲，测量“小灯泡正常发光时的电阻”，电源电压为，待测小灯泡的额定电压为。 （1）请你用笔画线代替导线，将图甲实物电路连接完整_________。 （2）闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于________（选填“A”或“B”）端。 （3）正确接入电流表后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，其故障可能是________。 （4）排除故障后，缓慢移动滑动变阻器的滑片P，多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图象，如图乙所示，小灯泡正常发光时的电阻为________；在该图象中发现电流与电压不成正比，这是因为________。 （二）他们将灯泡换成定值电阻，继续探究“电流跟电阻”的关系，实验用到的电阻阻值分别为、、、、。 （5）在实验中依次从小到大更换的阻值，并逐渐向________（选填“A”或“B”）调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流随电阻变化的图象。由图象可以得出结论：________； （6）为完成整个实验，他们应该选取最大阻值不小于________的滑动变阻器。 【答案】（1） （2）A （3）小灯泡断路 （4） ①. 12.5 ②. 灯的电阻随温度的变化而变化 （5） ①. A ②. 电压一定时，电流与电阻成反比 （6）20 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，电流表连接小量程，故电路图甲如图所示： 【小问2详解】 闭合开关前， 图甲中滑动变阻器滑片P应移至阻值最大处的A端 【小问3详解】 闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路为断路，电压表有示数，说明电压表与电源两极接通，则故障可能是小灯泡断路。 【小问4详解】 [1]由图乙可知，小灯泡两端电压为2.5V时，通过的电流为0.2A，根据欧姆定律可知，小灯泡正常发光时的电阻为 [2]在图乙中发现电流与电压不成正比，即小灯泡的电阻不是一个定值，其可能的原因是小灯泡的电阻随温度的变化而变化。 【小问5详解】 [1]依次从小到大更换定值电阻R的阻值时，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，滑动变阻器两端分得的电压变小，定值电阻两端的电压变大，为保持定值电阻两端的电压不变，应减小电路中的电流，增大滑动变阻器接入电路的电阻，即滑片向A端移动。 [2]由图丙知，定值电阻两端的电压始终保持为 定值电阻两端的电压为2.5V是一定值，由图象可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比。 【小问6详解】 定值电阻两端的电压始终保持为2.5V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压为 当接入25Ω的定值电阻时，由欧姆定律可得，电路中的电流为 则滑动变阻器接入电路中的电阻为 故为完成整个实验，他们应该选取最大阻值不小于20Ω的滑动变阻器。 22. 在物理实践活动中，“创新”实验小组的同学们将金属片铜和锌插入各种水果中制作成了水果电池（其中铜片和锌片分别作为水果电池的正负极）。同学们想知道水果电池电压的大小与什么因素有关，他们提出来如下猜想：水果电池电压的大小可能与水果种类、水果质量、金属片间的距离、金属片插入水果深度等因素有关。现有质量不同的柠檬多个，质量不同的橙子多个，铜、锌金属片、电压表，以及导线若干。同学们已经把相同的铜片和芯片以相同的距离不同深度插入质量相同的柠檬中探究了电压大小与金属片插入水果深度的关系。请你设计实验探究“水果电池电压的大小与水果质量的关系”。 具体操作是：把相同的铜片和锌片①____________________________________正确接到电压表正负接线柱上；如果观察到②___________________________，说明水果电池电压的大小与水果质量有关。 【答案】 ①. 以相同距离和深度插入质量不同的柠檬中 ②. 电压表读数不同 【解析】 【详解】[1][2]根据控制变量法，探究水果电池电压的大小与水果质量的关系，应只改变水果的质量。所以可以把相同的铜片和锌片分别插入质量不同的柠檬（或者质量不同的橙子）中，并控制金属片间的距离和金属片插入水果深度相同，然后用电压表测出水果电池两端的电压；如果观察到不同质量的柠檬（或者不同质量的橙子）做成的水果电池两端的电压不同，说明水果电池电压的大小与水果质量有关。 六、计算题：本大题共2小题，共18分。 23. 如图，，当闭合，、断开时，电流表示数为；当闭合，、断开时，电流表示数为0.2A，求： （1）电源电压？ （2）电阻的阻值？ （3）当、闭合，断开时，内整个电路消耗的电能为多大？ 【答案】（1）6V （2）24Ω （3）4500J 【解析】 【小问1详解】 当S1闭合，S2、S3断开时，电路为R1的简单电路，由可知，电源电压为 【小问2详解】 当S3闭合，S1、S2断开时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流， 此时电路中的总电阻 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻R2的阻值 【小问3详解】 当S1、S2闭合，S3断开时，R1与R2并联，根据并联电路的电流特点和欧姆定律可知，此时干路的总电流为 内整个电路消耗的电能为 24. 在物理综合实践活动中，小彬和小亮合作测量电磁灶的加热效率。他们关闭家中的其它用电器，只让电磁灶接入电路中，加热质量为 2kg、初温为 20℃的水。小彬负责观察电能表（如图），小亮负责用温度计测量水的温度。5min 电能表上的转盘转了 500r，水的温度恰好升高了 50℃。求： （1）水吸收的热量是多少？(c水＝4.2×103J/（kg•℃）) （2）电磁灶烧水时的实际功率是多少？ （3）电磁灶烧水时的效率是多少？ 【答案】（1）4.2×105J；（2）2000W；（3）70% 【解析】 【分析】 【详解】解:（1）质量为 2kg 的水升高了 50℃，水所吸收的热量 Q 吸＝c 水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×50℃＝4.2×105J （2）“3000r/kW•h”表示每消耗 1kW•h 的电能，电能表转盘转过 3000 转，则转盘转了 500r 时，电磁灶消耗的电能 W＝kW•h＝ ×36×106J＝6×105J 5min＝300s 电磁灶烧水时的实际功率 P ＝2000W （3）电磁灶烧水时的效率 η＝100%＝100%＝70% 答：（1）水吸收的热量是 4.2×105J； （2）电磁灶烧水时的实际功率是 2000W； （3）电磁灶烧水的效率是 70%。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $