精品解析：广东省梅州市兴宁市宋声学校2024-2025学年九年级下学期开学物理试题

兴宁市宋声学校九年级物理试卷 说明：1.本卷范围：第十三章～第十八章 2.本卷时间80分钟，满分100分 一、选择题（本大题共7小题，每小题3分，共21分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 如图是我国研发的智能加热织物，该加热织物应用了电流的热效应。发现电流热效应的科学家是（　　） A. 安培 B. 欧姆 C. 焦耳 D. 瓦特 2. “有麝自然香，何须迎风扬。”其中蕴含的物理知识是（　　） A. 分子间有引力 B. 分子间有斥力 C. 分子是运动的 D. 分子间有空隙 3. 小明元宵节去观赏花灯后自制了一个“走马灯”（如图所示），下面纸杯内的蜡烛点燃后，热气上升，形成气流，从而推动上面的纸杯转动，使上面纸杯转动的能量转化与汽油机四个冲程中能量转化相同的是（　　） A. B. C. D. 4. 如图，将电池组与灵敏电流表串联，第一位同学双手用盐水浸湿后分别紧握从电路A、B两端引出的裸铜线上，观察电流表示数，再让第二位、第三位同学依次仿照操作，正确的说法是（　　） A. 流经三位同学的电流大小不一定相等 B. 三位同学在电路中的连接方式是串联 C. 随着接入的学生增多，电流表示数减小 D. 双手用盐水浸湿的目的是为了不触电 5. 如图所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，灯L1、L2都发光，一段时间后，有一盏灯突然熄灭，电流表、电压表中只有一个示数突然变为0，电路故障可能是（　　） A L1短路 B. L1断路 C. L2短路 D. L2断路 6. 小明用如图所示实验装置“探究影响电阻大小因素”，a、b为长度一样的镍铬合金，b比a横截面积大，下列说法正确的是（　　） A. 断开开关，镍铬合金丝a和b依然有电阻 B. 利用此装置只能探究导体电阻大小和导体横截面积的关系 C. 为了准确比较两条合金丝的电阻，可以在电路中串联一个电压表 D. 用夹子分别将a、b接入电路，接入a时小灯泡更亮 7. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻，当在a、b两点间接入一个“12V，6W”的小灯泡时，闭合开关后，小灯泡恰好正常发光。若换一个“12V，8W”的小灯泡，则这个小灯泡（　　） A. 比正常发光暗些 B. 比正常发光亮些 C. 仍能正常发光 D. 灯丝将会烧断 二、填空题（本大题共7小题，每空1分，共21分） 8. 如图是某电动汽车充电站的一排充电桩，这些充电桩是______（选填“串联”或“并联”）的；电动汽车在充电时，其电池相当于电路中的______，电池与给它充电的充电桩______选填（“串联”或“并联”）。 9. 在空中飞行的飞机，因与空气摩擦发生了电子得失的现象，空气中氧气分子得到电子带______电，飞机则带______电．如果在着陆过程中没有将静电放掉，当地勤人员接近时，可能危及生命，所以飞机的特殊轮胎常用______（选填“导体”或“绝缘体”）材料制成，从而避免造成危害。 10. 《三国演义》中有“青梅煮酒”的典故，芒种节气正是青梅煮酒季，煮酒可利用水浴法对酒加热。质量为0.5kg的酒从20℃升高到40℃吸收的热量是______J，这是采用______（选填“做功”或“热传递”）使酒的内能增加的；若这些热量由天然气完全燃烧来提供，则至少需要燃烧______m3的天然气[，q天然气＝4×107J/m3]。 11. 如图所示，电源电压为3V，闭合开关S后，电流表A的示数为0.54A，电流表A1的示数为0.2A，则通过小灯泡L1的电流为__________A，通过小灯泡L2的电流为__________A，电压表V的示数为__________V。 12. 在如图所示的电路中，电源电压不变，当电键闭合后，滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表A1的示数将_______，电压表V的示数将_______，电压表V与电流表A2的示数的比值将_______．（选填“变小”、“不变”或“变大”） 13. 近期，既能进行肢体互动又能进行语音交流的电动玩具嘻哈鹅如图深受儿童宠爱。该嘻哈鹅的电源电压为12V，工作电动机与一个阻值为的保护电阻串联。若电动机的额定电压为10V，线圈阻值为，则嘻哈鹅电动机的额定电流为___________A；电动机正常工作时线圈的发热功率为___________W；电功率为___________W。 14. 高发光效率LED灯结构如图甲所示。把该灯接入220V电路，其供电原理如图乙所示，灯头中的电源转换器可将220V的照明电压转换为恒定电流I输出，I＝20mA，电源转换器的输出电压U'≤40V。该灯的灯板由10个灯珠组成，单个灯珠的I﹣U图像如图丙所示。小明将一盏无法点亮的LED灯拆开，将灯板中某个灯珠用导线短路后，其余的灯珠亮了，则灯珠间的连接方式是___________，单个灯珠两端的电压是___________V，此时灯板的电阻为___________Ω。 三、作图题（本题7分） 15. 按要求作图。 （1）把电池和开关的符号分别填入如图甲所示电路中的虚线框内。要求：闭合开关前只有一盏灯亮，闭合开关后，两灯都发光且电流方向如图所示。 （2）如图乙所示的电路中，请用笔画线代替导线完成电路的连接，要求：灯泡L1与L2串联，电压表测量灯泡L2两端的电压，不考虑电压表量程的选择，导线不能交叉。 （3）汽车的座椅和安全带插口相当于两个开关，当乘客坐在座椅上时，座椅开关闭合，指示灯亮，提醒乘客未扣上安全带；当安全带插入插口时，安全带插口开关闭合，指示灯熄灭。如图丙所示，R0是防止电路短路的元件，请根据以上实际应用，连接符合要求的电路图。 四、实验题（本大题共3小题，第16小题7分，第17小题6分，第18小题7分，共20分） 16. 亲爱的同学，请你运用所学的物理知识解答下列问题。 （1）图甲是插入式电阻箱的结构示意图，它的工作原理是通过改变___________来改变电阻的大小。图中A、B两个接线柱之间的电阻是___________。A、B两个接线柱之间能提供的最大电阻是___________； （2）如图乙所示，在烧杯中加入盐水，然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中，这样就制成了一个盐水电池。观察电压表的接线情况和指针偏转情况可知：锌片是盐水电池的___________极，电池的电压为___________V； （3）图丙是用来测量___________的仪表。根据铭牌可知，该表允许电路中接入用电器的最大功率是___________W。 17. 如图所示，这是小明探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。图甲和图乙两装置使用的是同一电源。 （1）如图甲所示的装置可探究电流产生的热量与________的关系，如图乙所示的装置可探究电流产生的热量与________的关系；通电一段时间后，图甲所示装置中________（选填“左”或“右”）侧容器中U形管两侧液面的高度差较小。 （2）如果图乙所示的装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与断路前相比，左侧U形管两侧液面的高度差将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）利用图甲所示的装置还可以探究“电压一定时，电流通过导体时产生的热量与电阻的关系”，可将图甲装置做如下改动：将接在B接线柱上的导线改接在A处，再取一根导线连接在________（选填“AB”“BC”“BD”或“AC”）两个接线柱之间即可。改接完通电一段时间后，________（选填“左”或“右”）侧容器中U形管两侧液面的高度差较大。 18. 小明用电压表和电流表等器材测量某定值电阻的阻值。 （1）图甲是测量阻值部分实物图，电源为两节干电池： ①用一根导线将电路连接完整_______（连线不得交叉）； ②闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到______（A/B）端； ③闭合开关，移动滑片P，发现电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是：导线______（a/b/c）内部断路； ④排除故障后，闭合开关，移动滑片P，当电压表示数为1.2V时，电流表示数如图乙所示，粗心的小明重复之前操作，依次正确读取三组实验数据，并随手写在了草稿纸上（如图丙所示），分析丙图数据，可得到______（结果保留一位小数）。 （2）小明思考，能否直接测量电阻呢？为此，他选择了一个电源、电流表及一个定值电阻串联，连成图丁所示的电路，使用时，只要在M、N间接入待测电阻，即可由电流表的示数推算出电阻值： ①在电路中串联定值电阻目的是______； ②在M、N间接入的待测电阻越大，电流表的示数就______，设电源的电压为、定值电阻的阻值为、电流表的示数I，请写出待测电阻的表达式______（用题中所给的物理量符号表示）。 五、计算题（本大题共2小题，第19小题6分，第20小题7分，共13分） 19. 山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3） （1）求汽车的平均速度。 （2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。 （3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。 20. 随着生活质量的提高，各类空气炸锅、电烤箱、烧烤炉走进了千家万户。小明家新买了一个三挡位的电烤箱，小明研究电烤箱的加热板部分，画出了其简化电路如图所示，四个发热电阻的阻值相同，可通过旋转开关实现高温、中温、低温挡切换。电烤箱的相关参数如表格所示，问： 额定电压 220V 高温挡功率 中温挡功率 880W 低温挡功率 440W （1）电烤箱在低温挡正常工作时的电流为多少？ （2）电烤箱中发热电阻R的阻值为多少？ （3）电烤箱在中温挡正常工作2min，能将质量为1kg、初温为20℃的蛋糕液加热到多少摄氏度？[不计热量损失，蛋糕液的比热容取] 六、综合能力题（本大题共3小题，每小题6分，共18分） 21. 阅读短文，回答问题。 首次实现常温超导 各种金属导体中，银的导电性能是最好的，但还是有电阻存在。在1911年，物理学家首次在低于-268.8℃的环境中发现汞的超导现象，即电流可以在超导材料中零电阻通过。这种超导效应一直是在超低温下才能观察到。在2020年10月14日，罗切斯特大学在《自然》发表其研究人员首次在高达15℃的温度下，观察到常温超导现象。但这次研究人员创造的常温超导材料，也存在严重的限制，他们观察到的超导现象，是在2670亿帕的压强条件下实现的，这是和地心处压强相当的超高压条件。 如果把超导现象应用于实际，会给人类带来很大的好处。在发电厂发电、输送电能等方面若能采用超导材料，就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。 （1）超导材料达到一定条件时，其电阻就能降到________Ω，此时，若在正常工作的电路中，超导体两端电压为________V； （2）在低于-268.8℃的环境中的汞的内能________（选填“等于”或“大于”）零； （3）罗切斯特大学创造的常温超导材料，存在的限制是所需________太高，无法在正常状态下实现； （4）设想一下，如果“常温常压超导”进入工业化，为了节能，超导材料________（选填“可以”或“不可以”）用于制造电热水壶，原因是________。 22. 合动力汽车燃油经济性能高，而且行驶性能优越。混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量。当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电。当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量，简单地说，就是与同样大小的汽车相比，燃油费用更低小明家购置了一台某品牌的混合动力汽车，如图甲所示，小明结合课堂上学到的物理知识对该汽车进行了细致的研究。 （1）通常所说的混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车，即采用传统的内燃机（柴油机或汽油机）和电动机作为动力源。图乙为四冲程内燃机的各冲程的示意图，一个工作循环合理的顺序应为（ ）（填字母）； （2）车上装有一个用来提醒司机是否关好车门的指示灯。四个车门中只要有一个门没关好（相当于一个开关断开），该指示灯就会发光。如图丙所示的模拟电路图符合要求的是（　　）； A. B. C. D. （3）汽车挂倒挡倒车时，车尾的3~5个探头会同时发出并接收反射回来的超声波，从而确定车尾离障碍物的距离，挂挡器与电路元件中________的作用相似；给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于________（选填“用电器”或“电源”），该过程中将电能转化为________能； （4）汽车中有如图所示的电路，其中上端带金属细杆的金属滑块M与两侧金属弹簧相连并接入电路中，金属滑块M与弹簧套在光滑绝缘的水平细杆上，当汽车静止时，滑块M上的金属细杆与红、绿灯一端的触头（图中箭头）都不接触，当汽车急刹车时，________（选填“红”或“绿”）灯亮。 23. 如图甲所示，这是自动拍摄火情的无人机（以下简称无人机），由锂电池供电，采用4个独立电动机分别带动旋翼转动，对下方空气施力的同时获得升力，下表是该无人机的部分参数。无人机携带的微型摄像装置带有自动拍摄火情功能，未出现火情时处于待机状态。图乙为火情自启系统原理图，该系统由“自启电路”“控制电路”等组成。其中电源由无人机的锂电池提供，是电阻箱，是红外探测器，它的阻值与红外线强度（E为红外线强度，单位为cd）变化的对应关系如图丙所示。当发生火情时，无人机上的探测到红外线强度增强，其阻值变小，a、b端的电压变大，当a、b两端的电压等于或大于9V时，摄像机将被启动进入工作状态。 无人机的质量（含摄像机） 2kg 锂电池额定电压 12V 最大上升速度 5m/s 电动机额定电压 12V 最大上升速度时受到的空气阻力 10N 电阻箱R的最大阻值 60Ω （1）4个电动机的连接方式是________（选填“并联”或“串联”）。 （2）无人机以最大速度匀速上升时，受到的升力为________N。（g取10N/kg） （3）在“火情自启系统”中，a、b两端的电压为________V时，控制电路才能启动摄像机进入作状态。 （4）若电阻箱的阻值为18Ω，红外线强度为________cd，则启动摄像机工作；若要在更小的红外线强度下就启动摄像机工作，可采取什么措施?________（写一条即可）。 （5）该系统能实现火情探测的最小红外探测强度为________cd。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 兴宁市宋声学校九年级物理试卷 说明：1.本卷范围：第十三章～第十八章 2.本卷时间80分钟，满分100分 一、选择题（本大题共7小题，每小题3分，共21分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 如图是我国研发的智能加热织物，该加热织物应用了电流的热效应。发现电流热效应的科学家是（　　） A. 安培 B. 欧姆 C. 焦耳 D. 瓦特 【答案】C 【解析】 【详解】A．安培发现了判断磁极与电流方向关系的安培定则，故A不符合题意； B．欧姆发现了电阻中电流与电阻两端电压的正比关系，即著名的欧姆定律，故B不符合题意； C．焦耳是通过实验研究出电流热效应规律的科学家，故C符合题意； D．瓦特对蒸汽机的发明、改进及蒸汽机的广泛应用，直接推动了热力学理论的研究和发展，故D不符合题意。 故选C。 2. “有麝自然香，何须迎风扬。”其中蕴含的物理知识是（　　） A. 分子间有引力 B. 分子间有斥力 C. 分子是运动的 D. 分子间有空隙 【答案】C 【解析】 【详解】“有麝自然香，何须迎风扬”的意思是无风时，依然能闻到麝香。说明分子在永不停息地做无规则运动，属于扩散现象。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3. 小明元宵节去观赏花灯后自制了一个“走马灯”（如图所示），下面纸杯内的蜡烛点燃后，热气上升，形成气流，从而推动上面的纸杯转动，使上面纸杯转动的能量转化与汽油机四个冲程中能量转化相同的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】下面纸杯内的蜡烛点燃后，热气上升，形成气流，从而推动上面的纸杯转动，是热气膨胀做功，将内能转化机械能，汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能； A．图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，为吸气冲程，故A不符合题意； B．图中进气门和排气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，内能转化为机械能，故B符合题意； C．图中进气门和排气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，机械能转化为内能，故C不符合题意； D．图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程，故D不符合题意。 故选B。 4. 如图，将电池组与灵敏电流表串联，第一位同学双手用盐水浸湿后分别紧握从电路A、B两端引出的裸铜线上，观察电流表示数，再让第二位、第三位同学依次仿照操作，正确的说法是（　　） A. 流经三位同学的电流大小不一定相等 B. 三位同学在电路中的连接方式是串联 C. 随着接入的学生增多，电流表示数减小 D. 双手用盐水浸湿的目的是为了不触电 【答案】A 【解析】 【详解】A、三位同学并联在电路中，因为不知道他们的电阻，因此流经三位同学的电流大小不一定相等，故A正确； B、三位同学两只手分别抓住连接电源正极和负极的两根导线，所以三位同学在电路中的连接方式是并联，故B错误； C、并联电路中，并联的电阻越多，总电阻越小，干路中的电流越大，因此随着接入的学生增多，电流表示数变大，故C错误； D、双手用盐水浸湿的目的是为了减小电阻，故D错误。 故选A。 5. 如图所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，灯L1、L2都发光，一段时间后，有一盏灯突然熄灭，电流表、电压表中只有一个示数突然变为0，电路故障可能是（　　） A. L1短路 B. L1断路 C. L2短路 D. L2断路 【答案】D 【解析】 【详解】由图可知，两个电灯并联，电压表测量L2的电压，也是电源电压，电流表与L2串联，测量L2的电流，若一盏灯灭了，不可能是灯泡短路，一旦发生会造成电源短路，所以只能是灯泡断路，电流表无示数，电压表有示数，说明电压表还能与电源相通，则L2中没有电流，故L2断路了。 故选D。 6. 小明用如图所示实验装置“探究影响电阻大小的因素”，a、b为长度一样的镍铬合金，b比a横截面积大，下列说法正确的是（　　） A. 断开开关，镍铬合金丝a和b依然有电阻 B. 利用此装置只能探究导体电阻大小和导体横截面积的关系 C. 为了准确比较两条合金丝的电阻，可以在电路中串联一个电压表 D. 用夹子分别将a、b接入电路，接入a时小灯泡更亮 【答案】A 【解析】 【详解】A．导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，即使断开开关，没有电流电压，仍然有电阻，故A正确； B．因为两根电阻丝的材料一样，长度相同，横截面积不同，可以探究导体的电阻大小和横截面积的关系，也可以只利用一根电阻丝探究与长度的关系，故B错误； C．在此实验装置中，运用转换法，电阻的大小通过比较小灯泡的亮度来判断，但是现象不是很明显，效果不好，为了准确比较电阻的大小，可以在电路中串联一只电流表，但不能串联电压表，故C错误； D．a、b为长度一样的镍铬合金丝，b比a横截面积大，所以a的电阻大于b的电阻，接入a时电阻大，电流小，灯暗，故D错误。 故选A 7. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻，当在a、b两点间接入一个“12V，6W”的小灯泡时，闭合开关后，小灯泡恰好正常发光。若换一个“12V，8W”的小灯泡，则这个小灯泡（　　） A. 比正常发光暗些 B. 比正常发光亮些 C. 仍能正常发光 D. 灯丝将会烧断 【答案】A 【解析】 【详解】第一个小灯泡的电阻 第二个小灯泡的电阻 ，根据串联电路的电压规律可知，当电源电压相同的情况下，第一个小灯泡正常发光，则第二个小灯泡两端的电压小于额定电压12V，此时小灯泡的功率小于额定功率，发出的光比正常发光暗些。 故选A。 二、填空题（本大题共7小题，每空1分，共21分） 8. 如图是某电动汽车充电站的一排充电桩，这些充电桩是______（选填“串联”或“并联”）的；电动汽车在充电时，其电池相当于电路中的______，电池与给它充电的充电桩______选填（“串联”或“并联”）。 【答案】 ①. 并联 ②. 用电器 ③. 串联 【解析】 【详解】[1]图中一排的电动汽车充电桩可独立工作，之间互不影响，故它们之间是并联的。 [2]提供电能的装置叫电源，消耗电能的装置叫做用电器。电动汽车的电池在充电时，消耗电能并转化成了电池中的化学能，故电池相当于电路中的用电器。 [3]要给电动汽车的电池充电，充电桩是电源，电动汽车电池必须与充电桩串联。 9. 在空中飞行的飞机，因与空气摩擦发生了电子得失的现象，空气中氧气分子得到电子带______电，飞机则带______电．如果在着陆过程中没有将静电放掉，当地勤人员接近时，可能危及生命，所以飞机的特殊轮胎常用______（选填“导体”或“绝缘体”）材料制成，从而避免造成危害。 【答案】 ①. 负 ②. 正 ③. 导体 【解析】 【详解】[1][2]电子带负电，在空中飞行的飞机，因为与空气发生了摩擦，其中空气中氧分子得到电子，所以带负电，飞机失去电子，所以带正电。 [3]如果在着陆过程中没有将静电放掉，当地勤人员接近时，可能危及生命，所以飞机的特殊轮胎常用导体材料做成，将飞机上的静电导入大地，从而避免对人造成危害。 10. 《三国演义》中有“青梅煮酒”的典故，芒种节气正是青梅煮酒季，煮酒可利用水浴法对酒加热。质量为0.5kg的酒从20℃升高到40℃吸收的热量是______J，这是采用______（选填“做功”或“热传递”）使酒的内能增加的；若这些热量由天然气完全燃烧来提供，则至少需要燃烧______m3的天然气[，q天然气＝4×107J/m3]。 【答案】 ①. 3.4×104 ②. 热传递 ③. 8.5×10-4 【解析】 【详解】[1]质量为0.5kg的酒从20℃升高到40℃吸收的热量 [2]酒从外界吸收热量，温度升高，是通过热传递的方式增大酒的内能。 [3]天然气的体积 11. 如图所示，电源电压为3V，闭合开关S后，电流表A的示数为0.54A，电流表A1的示数为0.2A，则通过小灯泡L1的电流为__________A，通过小灯泡L2的电流为__________A，电压表V的示数为__________V。 【答案】 ①. 0.2 ②. 0.34 ③. 3 【解析】 【详解】[1][2]由图知，两灯泡并联，电流表A测干路电流，A1的测量支路L1的电流，则通过小灯泡L1的电流I1=0.2A。因并联电路干路电流等于各支路电流之和，则小灯泡L2的电流为 [3]电压表V测L2两端电压，因为并联电路，各支路两端电压都相等，并等于电源电压，即 电压表V的示数为为3V。 12. 在如图所示的电路中，电源电压不变，当电键闭合后，滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表A1的示数将_______，电压表V的示数将_______，电压表V与电流表A2的示数的比值将_______．（选填“变小”、“不变”或“变大”） 【答案】 ①. 不变 ②. 不变 ③. 变大 【解析】 【详解】如图电路，灯与滑动变阻器并联，A1测量灯的电流，A2测量干路电流，电压表测量电源电压，则移动滑片时，电压表示数不变． 滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电源电压不变，所以通过滑动变阻器的电流变小； 灯泡两端的电压不变，通过的电流不变，即电流表A1示数不变； 干路电流等于各支路电流之和，所以电流表A2示数变小； 电压表示数不变，电流表A2示数变小，所以电压表V与电流表A2的示数的比值将变大． 13. 近期，既能进行肢体互动又能进行语音交流的电动玩具嘻哈鹅如图深受儿童宠爱。该嘻哈鹅的电源电压为12V，工作电动机与一个阻值为的保护电阻串联。若电动机的额定电压为10V，线圈阻值为，则嘻哈鹅电动机的额定电流为___________A；电动机正常工作时线圈的发热功率为___________W；电功率为___________W。 【答案】 ①. ②. ③. 【解析】 【详解】[1]由串联电路的电压特点可知，保护电阻两端的电压 通过保护电阻的电流 由串联电路的电流特点可知，电动机的额定电流 [2]电动机正常工作时线圈的发热功率 [3]电动机正常工作时的电功率 14. 高发光效率LED灯结构如图甲所示。把该灯接入220V电路，其供电原理如图乙所示，灯头中的电源转换器可将220V的照明电压转换为恒定电流I输出，I＝20mA，电源转换器的输出电压U'≤40V。该灯的灯板由10个灯珠组成，单个灯珠的I﹣U图像如图丙所示。小明将一盏无法点亮的LED灯拆开，将灯板中某个灯珠用导线短路后，其余的灯珠亮了，则灯珠间的连接方式是___________，单个灯珠两端的电压是___________V，此时灯板的电阻为___________Ω。 【答案】 ①. 串联 ②. 3.5 ③. 1575 【解析】 【详解】[1]由于串联和并联电路的特点不同，串联电路中用电器之间相互影响，并联电路中各用电器之间互不影响，因将灯板中某个灯珠用导线短路后，其余的灯珠亮了，说明这个灯珠断开，对其它灯珠有影响，所以灯珠间的连接方式是串联。 [2]由于电源转换器为恒定电流I输出，则通过灯板上剩余的灯珠电流不变，即为 由图像读出通过灯珠电流为20mA时，单个灯珠两端的电压为3.5V。 [3]根据可得单个灯珠的电阻 由于原来的灯板由10个灯珠串联组成，将灯板中某个灯珠用导线短路后灯板剩余的发光灯珠的个数为9个，根据电阻的串联特点可得此时灯板的电阻为 三、作图题（本题7分） 15. 按要求作图。 （1）把电池和开关的符号分别填入如图甲所示电路中的虚线框内。要求：闭合开关前只有一盏灯亮，闭合开关后，两灯都发光且电流方向如图所示。 （2）如图乙所示的电路中，请用笔画线代替导线完成电路的连接，要求：灯泡L1与L2串联，电压表测量灯泡L2两端的电压，不考虑电压表量程的选择，导线不能交叉。 （3）汽车的座椅和安全带插口相当于两个开关，当乘客坐在座椅上时，座椅开关闭合，指示灯亮，提醒乘客未扣上安全带；当安全带插入插口时，安全带插口开关闭合，指示灯熄灭。如图丙所示，R0是防止电路短路的元件，请根据以上实际应用，连接符合要求的电路图。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由图所示可知，如果电源在下面方框中，开关在上面方框中，则闭合开关时，灯泡L1被短路，所以电源应该在上面位置，开关在下面的方框中，根据电流的方向，电源的下面是正极，如下图所示： 【小问2详解】 由题可知，两灯串联，应将两灯顺次连接，电压表测串联L2两端的总电压，应将电压表并联在L2的两端，如下图所示： 【小问3详解】 人坐在座椅上时，座椅开关闭合，指示灯亮，说明指示灯与座椅开关串联； 将安全带插头插入插口时，指示灯灭，说明安全带开关与指示灯并联；R0是保护电阻，应串联在电路中，保证不会出现电源短路，如图所示： 四、实验题（本大题共3小题，第16小题7分，第17小题6分，第18小题7分，共20分） 16. 亲爱的同学，请你运用所学的物理知识解答下列问题。 （1）图甲是插入式电阻箱的结构示意图，它的工作原理是通过改变___________来改变电阻的大小。图中A、B两个接线柱之间的电阻是___________。A、B两个接线柱之间能提供的最大电阻是___________； （2）如图乙所示，在烧杯中加入盐水，然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中，这样就制成了一个盐水电池。观察电压表的接线情况和指针偏转情况可知：锌片是盐水电池的___________极，电池的电压为___________V； （3）图丙是用来测量___________的仪表。根据铭牌可知，该表允许电路中接入用电器的最大功率是___________W。 【答案】 ①. 见解析 ②. 7 ③. 15 ④. 负 ⑤. 0.6 ⑥. 电功 ⑦. 2200 【解析】 【详解】（1）[1][2][3]插入式电阻箱是利用铜塞插入或拔出改变连入电路中电阻丝的长度来改变电阻大小的；由图甲可知，拔出的铜塞的对应电阻为5Ω和2Ω，A、B两个接线柱之间的电阻是 R=5Ω+2Ω=7Ω 电阻箱的最大电阻是将所有铜塞都拔下时的接入电阻 Rmax=5Ω+5Ω+2Ω+2Ω+1Ω=15Ω （2）[4][5]由图乙可知，因为锌片与电压表的负接线柱相连，电压表指针正常偏转，因此锌片为盐水电池的负极；图乙中电压表的量程是0~3V，分度值是0.1V，图中电压表的读数即电池电压为U电池=0.6V。 （3）[6][7]由电能表的作用可知，电能表是用来测量电功的仪表；根据铭牌可知，该电能表允许通过的最大电流为I最大=10A，电能表应该在U=220V电压下工作，则电能表允许接入用电器的最大功率 P最大=UI最大=220V×10A=2200W 17. 如图所示，这是小明探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。图甲和图乙两装置使用的是同一电源。 （1）如图甲所示装置可探究电流产生的热量与________的关系，如图乙所示的装置可探究电流产生的热量与________的关系；通电一段时间后，图甲所示装置中________（选填“左”或“右”）侧容器中U形管两侧液面的高度差较小。 （2）如果图乙所示的装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与断路前相比，左侧U形管两侧液面的高度差将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）利用图甲所示的装置还可以探究“电压一定时，电流通过导体时产生的热量与电阻的关系”，可将图甲装置做如下改动：将接在B接线柱上的导线改接在A处，再取一根导线连接在________（选填“AB”“BC”“BD”或“AC”）两个接线柱之间即可。改接完通电一段时间后，________（选填“左”或“右”）侧容器中U形管两侧液面的高度差较大。 【答案】（1） ①. 电阻 ②. 电流 ③. 左 （2）变小 （3） ①. BD ②. 左 【解析】 【小问1详解】 [1]如图甲可知，两个电阻 、 串联。串联时电流相同，所以通过左右两容器内电阻的电流相同，通电时间相同，电阻不同，可探究电流产生的热量与电阻的关系。 [2]如图乙可知，两个电阻与并联然后与 串联。串联时电流相同，所以通过左右两容器内电阻的电流不相同，通电时间相同，电阻相同，可探究电流产生的热量与电流的关系。 [3]通电一段时间后，图甲所示装置中，由于电阻，通电时间相同，电流相同，所以右侧产生的热量多，空气膨胀大，U形管两侧液面的高度差较大，左侧产生的热量少，空气膨胀小，U形管两侧液面的高度差较小。 【小问2详解】 图乙中 发生断路（即右侧容器外并联的那个电阻断路），原本右侧容器内电阻与外面一个电阻并联，然后与左侧容器内电阻串联。当外面电阻断路后，右侧容器内电阻单独串联在电路中，整个电路总电阻变大，电流变小。但此时左右两容器内电阻相等且串联，电流相同，所以左右产生的热量相同（），而原来左侧电流大、右侧电流小，所以原来左侧液面高度差大于右侧。现在左右热量相同，所以左侧液面高度差比原来变小。 小问3详解】 [1][2]如图甲，要探究“电压一定时，电流通过导体时产生的热量与电阻的关系”，即需要时两电阻并联，所以可将图甲装置做如下改动：将接在B接线柱上的导线改接在A处，再取一根导线连接在BD两个接线柱之间即可，改接完通电一段时间后由可知，电压相同，右侧容器中电阻大，功率更小，再由可知，其相同时间内产生的热量少，左侧电阻小，相同时间内产生的热量更多，所以左侧容器中U形管两侧液面的高度差较大。 18. 小明用电压表和电流表等器材测量某定值电阻的阻值。 （1）图甲是测量阻值的部分实物图，电源为两节干电池： ①用一根导线将电路连接完整_______（连线不得交叉）； ②闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到______（A/B）端； ③闭合开关，移动滑片P，发现电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是：导线______（a/b/c）内部断路； ④排除故障后，闭合开关，移动滑片P，当电压表示数为1.2V时，电流表示数如图乙所示，粗心的小明重复之前操作，依次正确读取三组实验数据，并随手写在了草稿纸上（如图丙所示），分析丙图数据，可得到______（结果保留一位小数）。 （2）小明思考，能否直接测量电阻呢？为此，他选择了一个电源、电流表及一个定值电阻串联，连成图丁所示的电路，使用时，只要在M、N间接入待测电阻，即可由电流表的示数推算出电阻值： ①在电路中串联定值电阻的目的是______； ②在M、N间接入的待测电阻越大，电流表的示数就______，设电源的电压为、定值电阻的阻值为、电流表的示数I，请写出待测电阻的表达式______（用题中所给的物理量符号表示）。 【答案】 ①. ②. B ③. b ④. 4.9 ⑤. 保护电路 ⑥. 越小 ⑦. 【解析】 【详解】（1）①[1]用伏安法测量电阻，滑动变阻器与定值电阻串联在电路，通过滑片移动来调节定值电阻两端的电压。变阻器的接线柱应一上一下接入电路。作图如下： ②[2]为了保护电路，闭合开关前，滑片P应置于滑动变阻器阻值最大处，即图甲中的B端。 ③[3]图甲中，实验电路串联连接，电压表测量定值电阻两端的电压，电流表测电路中的电流。闭合开关，移动滑片P，电流表无示数，可能是电路断路了，电压表有示数，说明电压表与电源接通，则是电压表并联部分断路了，所以可能是导线b内部断路。 ④[4]由图乙知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A。定值电阻的阻值 由图丙中，当电压为2V和2.5V时，对应的电流为0.4A和0.52A，对应的阻值分别为 ， 所以Rx的阻值 （2）①[5]图丁中，串联定值电阻是为了保护电路，当在M、N间接入的电路阻值过小时，可避免电路的电流过大，而损坏电路。 ②[6]在M、N间接入的待测电阻阻值越大，电路的总电阻就越大，电源电压不变，则电路的电流越小，电流表示数越小。 [7]由题意知，定值电阻R0两端的电压 U定=IR0 待测电阻两端的电压 Ux=U0-U定=U0-IR0 待测电阻的阻值 五、计算题（本大题共2小题，第19小题6分，第20小题7分，共13分） 19. 山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3） （1）求汽车的平均速度。 （2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。 （3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。 【答案】（1）90km/h；（2）9×108J；（3）40% 【解析】 【详解】解：（1）汽车的平均速度 （2）全程消耗汽油的体积为 V=25L=0.025m3 汽油的质量为 m=ρV=0.8×103kg/m3×0.025m3=20kg 汽油完全燃烧放出的热量 Q=mq=20kg×4.5×107J/kg=9×108J （3）汽车全程所做的有用功为 W=Pt=25×103W×4×3600s=3.6×108J 则汽车发动机的效率 答：（1）汽车的平均速度为90km/h； （2）汽汽油完全燃烧放出的热量为9×108J； （3）汽车发动机的效率为40%。 20. 随着生活质量的提高，各类空气炸锅、电烤箱、烧烤炉走进了千家万户。小明家新买了一个三挡位的电烤箱，小明研究电烤箱的加热板部分，画出了其简化电路如图所示，四个发热电阻的阻值相同，可通过旋转开关实现高温、中温、低温挡切换。电烤箱的相关参数如表格所示，问： 额定电压 220V 高温挡功率 中温挡功率 880W 低温挡功率 440W （1）电烤箱在低温挡正常工作时的电流为多少？ （2）电烤箱中发热电阻R的阻值为多少？ （3）电烤箱在中温挡正常工作2min，能将质量为1kg、初温为20℃的蛋糕液加热到多少摄氏度？[不计热量损失，蛋糕液的比热容取] 【答案】（1）2A （2） （3）68℃ 【解析】 【小问1详解】 根据公式可知，电烤箱在低温挡正常工作时的电流为 【小问2详解】 旋转开关接1时，两个发热电阻串联，此时电路中的总电阻最大，电路消耗的总功率最小，电烤箱处于低温挡；当旋转开关接3时，两个发热电阻并联，此时电路中的总电阻最小，消耗的总功率最大，电烤箱处于高温挡；当旋转开关接2时，电路中只有一个发热电阻，电烤箱处于中温挡，则发热电阻为 【小问3详解】 根据公式可知，电烤箱在中温挡，正常工作2min消耗的电能为 不计热量损失，蛋糕液吸收的热量等于电能，根据公式可知，故加热到的温度为 六、综合能力题（本大题共3小题，每小题6分，共18分） 21. 阅读短文，回答问题。 首次实现常温超导 各种金属导体中，银的导电性能是最好的，但还是有电阻存在。在1911年，物理学家首次在低于-268.8℃的环境中发现汞的超导现象，即电流可以在超导材料中零电阻通过。这种超导效应一直是在超低温下才能观察到。在2020年10月14日，罗切斯特大学在《自然》发表其研究人员首次在高达15℃的温度下，观察到常温超导现象。但这次研究人员创造的常温超导材料，也存在严重的限制，他们观察到的超导现象，是在2670亿帕的压强条件下实现的，这是和地心处压强相当的超高压条件。 如果把超导现象应用于实际，会给人类带来很大的好处。在发电厂发电、输送电能等方面若能采用超导材料，就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。 （1）超导材料达到一定条件时，其电阻就能降到________Ω，此时，若在正常工作的电路中，超导体两端电压为________V； （2）在低于-268.8℃的环境中的汞的内能________（选填“等于”或“大于”）零； （3）罗切斯特大学创造的常温超导材料，存在的限制是所需________太高，无法在正常状态下实现； （4）设想一下，如果“常温常压超导”进入工业化，为了节能，超导材料________（选填“可以”或“不可以”）用于制造电热水壶，原因是________。 【答案】 ①. 0 ②. 0 ③. 大于 ④. 压强 ⑤. 不可以 ⑥. 根据Q=I2Rt，超导材料电阻为零，电流通过超导材料无法产生电热 【解析】 【详解】（1）[1][2]由题意可知，某些物质在很低的温度时，电阻就变成了0，这就是超导现象，根据U=IR可知，电阻为0，其两端的电压也为0。 （2）[3]在低于-268.8℃的环境中的汞的分子仍然在不停地做无规则运动，所以具有内能。 （3）[4]由材料内容可知，常温下超导现象，是在2670亿帕的压强条件下实现的，这是和地心处压强相当的超高压条件，故无法在正常状态下实现。 （4）[5][6]根据Q=I2Rt可知，超导材料电阻为零，电流通过超导材料无法产生电热，而电热水壶利用的是电流的热效应工作的，故超导材料不能用于制造电热水壶。 22. 合动力汽车的燃油经济性能高，而且行驶性能优越。混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量。当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电。当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量，简单地说，就是与同样大小的汽车相比，燃油费用更低小明家购置了一台某品牌的混合动力汽车，如图甲所示，小明结合课堂上学到的物理知识对该汽车进行了细致的研究。 （1）通常所说的混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车，即采用传统的内燃机（柴油机或汽油机）和电动机作为动力源。图乙为四冲程内燃机的各冲程的示意图，一个工作循环合理的顺序应为（ ）（填字母）； （2）车上装有一个用来提醒司机是否关好车门的指示灯。四个车门中只要有一个门没关好（相当于一个开关断开），该指示灯就会发光。如图丙所示的模拟电路图符合要求的是（　　）； A. B. C. D. （3）汽车挂倒挡倒车时，车尾的3~5个探头会同时发出并接收反射回来的超声波，从而确定车尾离障碍物的距离，挂挡器与电路元件中________的作用相似；给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于________（选填“用电器”或“电源”），该过程中将电能转化为________能； （4）汽车中有如图所示的电路，其中上端带金属细杆的金属滑块M与两侧金属弹簧相连并接入电路中，金属滑块M与弹簧套在光滑绝缘的水平细杆上，当汽车静止时，滑块M上的金属细杆与红、绿灯一端的触头（图中箭头）都不接触，当汽车急刹车时，________（选填“红”或“绿”）灯亮。 【答案】（1）BDAC （2）B （3） ①. 开关 ②. 用电器 ③. 化学 （4）红 【解析】 【小问1详解】 四冲程内燃机的一个工作循环合理的顺序依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。如图乙所示，A图中进气门和排气门关闭，火花塞点燃油气混合物，活塞向下移动，这是做功冲程；B图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下移动，这是吸气冲程；C图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上移动，这是排气冲程；D图中进气门和排气门关闭，活塞向上移动，这是压缩冲程；所以四冲程内燃机的一个工作循环合理的顺序依次是BDAC。 【小问2详解】 题目要求：四个车门中只要有一个门没关好，相当于一个开关断开，该指示灯就会发光。 A．如图，电路图能实现的是当四个门都闭合时灯亮，故A不符合题意； B．如图，电路图能实现的是当四个门都闭合时灯就短路不亮，只要有一个门没关好，灯正常发光，故B符合题意； CD．如图，当开关都闭合时，电源短路，故CD不符合题意。 故选B。 【小问3详解】 [1]挂挡器的主要功能是控制电路的通断，类似于电路中的开关。 [2]给汽车蓄电池充电时要消耗电能，此时的蓄电池相当于用电器。 [3]充电过程中，电能转化为蓄电池内部的化学能，存储起来供汽车使用。 【小问4详解】 如图所示，当汽车匀速行驶时，滑块M与车相对静止，滑块M上的金属细杆与红、绿灯一端的触头都不接触；当汽车急刹车时，因为滑块M具有惯性，要保持原来的速度向前运动，此时滑块M上的金属细杆与红灯一端的触头接触，则红灯亮。 23. 如图甲所示，这是自动拍摄火情的无人机（以下简称无人机），由锂电池供电，采用4个独立电动机分别带动旋翼转动，对下方空气施力的同时获得升力，下表是该无人机的部分参数。无人机携带的微型摄像装置带有自动拍摄火情功能，未出现火情时处于待机状态。图乙为火情自启系统原理图，该系统由“自启电路”“控制电路”等组成。其中电源由无人机的锂电池提供，是电阻箱，是红外探测器，它的阻值与红外线强度（E为红外线强度，单位为cd）变化的对应关系如图丙所示。当发生火情时，无人机上的探测到红外线强度增强，其阻值变小，a、b端的电压变大，当a、b两端的电压等于或大于9V时，摄像机将被启动进入工作状态。 无人机的质量（含摄像机） 2kg 锂电池额定电压 12V 最大上升速度 5m/s 电动机额定电压 12V 最大上升速度时受到的空气阻力 10N 电阻箱R的最大阻值 60Ω （1）4个电动机连接方式是________（选填“并联”或“串联”）。 （2）无人机以最大速度匀速上升时，受到的升力为________N。（g取10N/kg） （3）在“火情自启系统”中，a、b两端的电压为________V时，控制电路才能启动摄像机进入作状态。 （4）若电阻箱的阻值为18Ω，红外线强度为________cd，则启动摄像机工作；若要在更小的红外线强度下就启动摄像机工作，可采取什么措施?________（写一条即可）。 （5）该系统能实现火情探测的最小红外探测强度为________cd。 【答案】（1）并联 （2）30 （3）大于或者等于9 （4） ①. 3.0 ②. 增大电源电压（其它答案合理也对） （5）0.9 【解析】 【小问1详解】 由题可知，4个电动机为独立电动机，且无人机锂电池额定电压与电动机额定电压均为12V。并联电路中各支路两端电压相等，能保证每个电动机都在额定电压下工作；若为串联，各电动机电压会分压，无法正常工作，故连接方式是并联。 【小问2详解】 无人机匀速上升时，处于平衡状态，竖直方向受力平衡。重力 此时受到竖直向下的重力和空气阻力，竖直向上的升力，故升力 【小问3详解】 题干明确说明，当a、b两端的电压等于或大于9V时，摄像机将被启动进入工作状态，因此控制电路启动摄像机的电压为9V。 【小问4详解】 [1]火情自启系统中，电阻箱R与红外探测器串联，电源电压为12V。当a、b两端电压为9V时，R两端电压电流 因此的阻值 由图丙可知，当Rp=6Ω时，红外线强度为3cd。 [2]在红外线强度较弱时，红外探测器的阻值较大，其两端的电压将增大，为了保证a、b两端电压必须等于或大于9V，可采取的措施：一是调高电阻箱R的电阻值；二是调高电源的电压值；所以应该增大电源电压值(或增大电阻箱的最大值，或在a、b间串联一个定值电阻)。 【小问5详解】 系统最小红外探测强度对应最大阻值（红外强度越小，越大），此时电阻箱R需调至最大阻值60Ω。此时电路中电流 的阻值 由图丙可知，与E成反比，则 解得E=0.9cd，红外线强度为0.9cd，即最小红外探测强度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $