精品解析：广东省深圳市南山区2025-2026学年九年级上学期物理期末试卷

物理卷 第Ⅰ卷 选择题（共14分） 主题一：物理与社会生活 2025年6月，我国启动全球首个“海上风电直供绿电+海水自然冷却”融合型海底数据中心项目。请完成下面小题。 1. 利用流动的海水散热，是因为海水具有较大的（ ），相同条件下能吸收更多的热量。 A． 密度 B. 内能 C. 热值 D. 比热容 2. 建立海上风电场时需要铺设海底电缆，电缆内部传输电流的金属芯是由铜或铝制成的，金属芯和外部包裹的塑料层分别属于（　　） A. 绝缘体、导体 B. 导体、绝缘体 C. 半导体、导体 D. 导体、半导体 3. 数据中心坐落于海上风电场附近，这一布局减少了输电过程中的能量损耗，下列说法正确的是（　　） A. 输电距离短，输电线路电阻小 B. 发电时能量转化效率为100% C. 风力发电机在电路中相当于用电器 D. 风力发电不需要消耗能量 夏天，人们常用电热驱蚊器灭蚊，某款电热驱蚊器的工作过程如下：装入蚊香片并通电后，发热体发热，加热蚊香片，即可实现驱蚊。请完成下面小题。 4. 如图，驱蚊器工作一段时间后，人在远处能闻到蚊香片的气味，这说明（　　） A. 分子间有引力 B. 分子的质量很小 C. 只有气体分子会运动 D. 高温加剧分子的热运动 5. 通电后，发热体使蚊香片的温度升高，这反映了（　　） A. 驱蚊器利用电流的热效应工作 B. 热量从蚊香片转移到发热体 C. 发热体通过做功改变蚊香片的内能 D. 断电后发热体没有内能 6. 小明携带一个标有“220V 5W”的电热驱蚊器出国旅游时，发现该国家的电压远低于220V。则驱蚊器在该电压下使用比在国内正常使用时（　　） A. 额定电压变小 B. 实际电功率变小 C. 电流做功变快 D. 产生的热量更多 7. 小明设计了一个电热驱蚊器，其电路图如图所示。当闭合开关S后，指示灯发光，发热体工作。工作一段时间后，指示灯突然断路熄灭，此时电路中（　　） A. 发热体不能工作 B. 电流表示数变小 C. 发热体两端的电压变小 D. 电路总阻值变小 第Ⅱ卷 非选择题（共56分） 本题包括12道题。作图必须用直尺，线段要清晰；填空书写要严谨准确；计算应写出必要的文字说明、公式和步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。 8. 图甲是某款智能门锁，有密码与指纹两种开门方式。密码正确时开关闭合，指纹正确时开关闭合。要求任何一种方式都能使电动机转动，打开房门。请把图乙中的各组件符号连接成符合要求的电路图。 9. 请根据图甲的信息，在图乙中用多个水果电池串联，点亮LED灯，将电路连接完整。 主题二：物理与实践探究 10. “金陵金箔”轻薄柔软，堪称“中华一绝”。其正确拿取方法是：手持羽毛轻扫纸垫，如图甲所示，二者摩擦后带上了________（选填“同种”或“异种”）电荷；再将羽毛靠近图乙中工作台上方的金箔，由于带电体能够________，羽毛将金箔吸住。图丙、丁是自制的简易验电器，其中________（选填“丙”或“丁”）的工作原理和上述原因相同。 11. 下图是简易汽轮机模型：易拉罐内装半罐水，点燃罐体下方的酒精灯，罐内产生的高压蒸汽从细管口高速喷出，冲击扇叶使其转动，此过程中，蒸汽的内能转化为扇叶的________能，四冲程汽油机工作中，能量转化过程与之相同的是________冲程；若使罐内100g的水从20℃升温到100℃，需要吸收________J热量；若不计热量损失，需要燃烧________g酒精。【J/（kg℃），】 12. 体脂率是指人体内脂肪的质量占人体总质量的百分比，已知肌肉比脂肪更容易导电，若人通过健身训练减脂增肌，体脂率下降，体重保持不变，则人体的电阻________（选填“变大”或“变小”）。若小明用仪器测体脂率时，加在两手之间的电压为5V，通过的电流为2.5mA，则小明两手之间的电阻为________Ω。若测量时手上出汗，会导致测得的人体电阻________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 13. 物理小组想探究“电流产生的热量与什么因素有关”，于是用可调压电源、甲和乙两个瓶子（瓶中装有质量相等的煤油）、电热丝（）、两支温度计、电流表等器材连接如图所示的电路。 （1）调节电源电压，闭合开关，一段时间后发现只有甲瓶中的温度计示数变大了，则电路中可能发生的故障是：________（选填“短路”或“断路”）； （2）排除故障后，得到的数据如下表所示，分析数据可知，其他条件相同时，________（选填“电阻”“电流”或“通电时间”）越大，电流通过导体产生的热量越多；若不考虑热量损失，则和两根电热丝在相同时间内产生的热量之比为________。 瓶子 甲 乙 通电时间/s 300 通电电流/A 1 煤油升高的温度/℃ 7 14 14. 科学小组对“并联电路中电流和电压的规律”进行了探究。 （1）连接图甲中的电路时，开关应处于________状态； （2）小明发现并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，实验时电流表的示数如图乙所示，已知电流表的示数为0.6A，则通过灯的电流为________A； （3）小明还想探究并联电路中用电器的工作特点。于是他拆下灯泡，发现灯泡依然发光，证明了在并联电路中，各支路用电器________（选填“能”或“不能”）独立工作； 【任务二】探究并联电路中的电压规律。 （4）小明同学设计了如图丙所示的电路，将测得的所有实验数据填入表中。 Uab/V Ucd /V Uef/V 2 2 2 3 3 3 4 4 4 由实验数据可得结论：在并联电路中，________（用“”、“”、“”写出表达式）； （5）小明发现家里客厅的灯比卧室的灯亮，两灯对应的电压和的大小关系是________（选填“>”“=”或“<”）。 15. 小明探究“电流与电阻的关系”，现有以下器材：学生电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω和20Ω各1个）、开关、滑动变阻器和导线若干。 （1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路； （2）闭合开关前，电流表指针如图丙所示，接下来应进行的操作是________；且应将滑动变阻器的滑片P移至________（选填“A”或“B”）端； （3）电路连接正确后，小明开始实验。先接入5Ω的定值电阻，移动滑片P至某一位置，记录电流表的示数为0.4A；换接10Ω的定值电阻后，再次移动滑片P时，眼睛同时观察________（选填“电流表”或“电压表”），直至此表示数达到要求便停止移动，记录数据； （4）小明换接15Ω的定值电阻，闭合开关，发现无论怎样移动滑片P，都无法使电表示数达到实验要求的值，其所使用的滑动变阻器规格可能是：________（选填“20Ω 2A”或“50Ω 1.5A”）； （5）小明更换成合适的滑动变阻器后，依次改变定值电阻R的阻值，记录对应的电流值，在图丁坐标系中描点连线，得出结论：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。小明认为，若将每次实验时记录的电流值I与对应的变阻器阻值也在图丁中描点连线，得到的图像近似为图戊中的_____（选填“A”“B”或“C”），理由是：________。 A. B. C. 主题三：物理与科技发展 16. 有一种亮度可以调节的小台灯。其电路如图甲所示，电源电压为24V，当灯泡L两端的电压为24V时，灯泡正常发光。通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示。 （1）当灯泡正常发光时，灯丝的电阻为多少？ （2）调节滑动变阻器R，使灯泡的实际电流为0.2A，灯泡两端的电压是多少？ （3）在（2）中，滑动变阻器R连入电路的阻值是多少？ 17. 图甲是一种电热暖手袋，其电路图如图乙所示，它使用移动电源供热，免去装入热水的麻烦，其产品参数如表所示，求： 产品名称 电热暖手袋 挡位 两挡加热 额定电压 5V 高温挡电功率 11W 保温挡电功率 5W （1）在高温挡工作时，干路的电流； （2）电阻的阻值； （3）电路在高温挡工作2小时消耗的电能。 18. 随着家用电器种类越来越多，电能的消耗也逐渐增大，实践小组对家庭用电情况进行调研。 （1）小明调研并绘制了自己家下半年每月电费的图像，如图所示（用电收费标准不变），分析图像可以获得的信息是__________（写出一条即可）； （2）调查发现，每台电视机机顶盒待机时电功率约为7W。若某小区内2000户家庭每家都有一台这样的机顶盒，每天待机约20h，则1天的时间该小区的机顶盒待机共消耗电能________度； （3）实践小组了解到，阶梯电价、分时电价等计费方式也会提高人们节约用电的意识，表一是实施分时电价的具体方案： 表一 用电时段 时段范围 电价 高峰期 第一天8:00~21:00 0.60元/kWh 低谷期 21:00~第二天8:00 0.30元/kWh 小明家的电能表在第一天8:00、21:00和第二天8:00这三个时刻的示数如表二所示，则他家这一天应付电费为________元； 第一天8:00 21:00 第二天8:00 （4）根据公式可知，随手关灯可以节约用电，理由是________。 19. 阅读材料，回答问题。 空气加湿器 如图甲是一种常见的家用空气加湿器，其关键部件是压电陶瓷转换器，如图乙所示，工作时，对压电陶瓷两端施加电压，使其产生高频机械振动，从而将水“雾化”为超微粒子，再由风扇吹出，形成图甲中加湿器上方的“白气”。 压电陶瓷具有正压电与逆压电两种效应：正压电效应实现了机械能到电能的转换，此过程中，当压电陶瓷受外力发生形变时，其两个相对表面产生正、负相反的电荷，当外力方向改变时，电荷极性也随之改变，外力撤去后不带电；逆压电效应实现了电能到机械能的转换，此过程中对压电陶瓷施加电压后，它会发生形变，电压撤去后形变消失，通过图丙所示方法，根据电压表指针的偏转方向，可检测压电陶瓷片的受力方向。 （1）空气加湿器工作时，内部的压电陶瓷将电能转化成________能； （2）空气加湿器工作时利用了________（选填“正”或“逆”）压电效应； （3）图丙中，若对压电陶瓷的施力由向内压缩改为向外拉伸，电表指针的偏转方向________（选填“改变”或“不变”）； 【项目设计】 物理社团设计一款自动加湿器，该装置由控制电路和工作电路组成，如图丁所示，控制电路的核心元件是湿敏电阻，其阻值随单位体积空气中水蒸气含量的变化而变化。当湿度低于设定范围时，控制电路接通工作电路，启动加湿器。 相对湿度是表示空气湿度的一种形式，它是指一定温度一定体积的空气中，实际含有的水蒸气质量与最多能够容纳的水蒸气质量的百分比，当环境温度为25℃时，1m3空气最多含有水蒸气质量为23g。 同学们已查阅该湿敏电阻的阻值与25℃时单位体积空气中水蒸气含量的关系，如图戊所示。 【项目实施】 （4）控制电路的电源电压恒为15V，电阻箱R调至40kΩ。用一个量程为0~15V的电压表改造成湿度检测表，要求电压表示数随单位体积空气中水蒸气的含量增大而增大，电压表应并联在________（选填“”或“R”）的两端； （5）将加湿器置于容积为50m3的实验室内，若室内空气的相对湿度为40%，环境温度为25℃，则室内所含水蒸气的质量为________g，此时电压表示数为________V； （6）若在电压表表盘刻度处标上对应的相对湿度，便可将电压表改造成湿度检测表，改造完成后，闭合开关，发现指针恰好停在20%和80%两刻度线的正中央，则当前空气相对湿度为________%； 【交流评价】 （7）请为该自动加湿器写一条使用建议：________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理卷 第Ⅰ卷 选择题（共14分） 主题一：物理与社会生活 2025年6月，我国启动全球首个“海上风电直供绿电+海水自然冷却”融合型海底数据中心项目。请完成下面小题。 1. 利用流动的海水散热，是因为海水具有较大的（ ），相同条件下能吸收更多的热量。 A． 密度 B. 内能 C. 热值 D. 比热容 2. 建立海上风电场时需要铺设海底电缆，电缆内部传输电流的金属芯是由铜或铝制成的，金属芯和外部包裹的塑料层分别属于（　　） A. 绝缘体、导体 B. 导体、绝缘体 C. 半导体、导体 D. 导体、半导体 3. 数据中心坐落于海上风电场附近，这一布局减少了输电过程中的能量损耗，下列说法正确的是（　　） A. 输电距离短，输电线路电阻小 B. 发电时能量转化效率为100% C. 风力发电机在电路中相当于用电器 D. 风力发电不需要消耗能量 【答案】1. D 2. B 3. A 【解析】 【1题详解】 相同质量的海水和其他物质相比，在降低相同的温度时，由于海水的比热容大，可以吸收更多的热量，所以利用流动的海水散热，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【2题详解】 金属芯容易导电，是导体， 塑料不容易导电，是绝缘体，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【3题详解】 A．由于其他条件相同时，导线越短，电阻越小，故输电距离短，需要的电线越短，输电线路电阻小，故A正确； B．任何能量转化过程都会有损耗，比如风力发电中，风能转化为电能时，会有机械摩擦损耗、空气阻力损耗等，能量转化效率不可能达到100%，故B错误； C．风力发电机是将风能转化为电能的装置，在电路中相当于电源，为用电器提供电能，故C错误； D．风力发电的本质是消耗风能，将风能转化为电能，只是风能是可再生的清洁能源，并非不需要消耗能量，故D错误。 故选A。 夏天，人们常用电热驱蚊器灭蚊，某款电热驱蚊器的工作过程如下：装入蚊香片并通电后，发热体发热，加热蚊香片，即可实现驱蚊。请完成下面小题。 4. 如图，驱蚊器工作一段时间后，人在远处能闻到蚊香片的气味，这说明（　　） A. 分子间有引力 B. 分子的质量很小 C. 只有气体分子会运动 D. 高温加剧分子的热运动 5. 通电后，发热体使蚊香片的温度升高，这反映了（　　） A. 驱蚊器利用电流的热效应工作 B. 热量从蚊香片转移到发热体 C. 发热体通过做功改变蚊香片的内能 D. 断电后发热体没有内能 6. 小明携带一个标有“220V 5W”的电热驱蚊器出国旅游时，发现该国家的电压远低于220V。则驱蚊器在该电压下使用比在国内正常使用时（　　） A. 额定电压变小 B. 实际电功率变小 C. 电流做功变快 D. 产生的热量更多 7. 小明设计了一个电热驱蚊器，其电路图如图所示。当闭合开关S后，指示灯发光，发热体工作。工作一段时间后，指示灯突然断路熄灭，此时电路中（　　） A. 发热体不能工作 B. 电流表示数变小 C. 发热体两端的电压变小 D. 电路总阻值变小 【答案】4. D 5. A 6. B 7. B 【解析】 【4题详解】 AD．电热驱蚊器工作时，人在远处能闻到蚊香片的气味，这是蚊香片气味的分子做无规则运动的结果，不是因为分子间有引力，温度越高，扩散现象就越明显，故A不符合题意，D符合题意； B．分子做无规则运动与分子质量大小无关，故B不符合题意； C．不仅气体分子在做无规则运动，固体、液体分子也都在做无规则运动，故C不符合题意。 故选D。 【5题详解】 ABC．通电后，发热体使蚊香片的温度升高，利用电流的热效应工作的，发热体会向蚊香片传递热量，蚊香片的温度升高，内能增加，这是通过热传递的方式改变内能的，故A符合题意，BC不符合题意； D．断电后发热体的分子在不停地做无规则运动，所以断电后发热体仍然具有内能，故D不符合题意。 故选A。 【6题详解】 A．额定功率和额定电流是用电器正常工作时的电功率和电流，与实际电压的改变无关，所以该驱蚊器的额定电功率不变，故A不符合题意； B．该国家的电压比220V低，即实际电压低于该驱蚊器的额定电压，所以它的实际功率小于额定功率，则实际电功率将减小，故B符合题意； C．电功率是反映电流做功快慢的物理量，由于实际电功率减小，所以电流做功变慢，故C不符合题意； D．由Q=I2Rt=Pt可知，由于电功率变小，电流相同时间内产生的热量更少，故D不符合题意。 故选B。 【7题详解】 根据题意可知，当电热驱蚊器接上电源，闭合开关S，指示灯L发光，发热体工作，说明开关同时控制指示灯和发热体，发热体和指示灯互不影响，是并联的，由于并联电路各支路互不影响，所以指示灯断路不亮，但发热体依然能正常工作，发热体两端的电压不变；指示灯突然断路熄灭，少了一个支路，电流表示数减小，根据可知，电压不变时，电路总电阻变大，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 第Ⅱ卷 非选择题（共56分） 本题包括12道题。作图必须用直尺，线段要清晰；填空书写要严谨准确；计算应写出必要的文字说明、公式和步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。 8. 图甲是某款智能门锁，有密码与指纹两种开门方式。密码正确时开关闭合，指纹正确时开关闭合。要求任何一种方式都能使电动机转动，打开房门。请把图乙中的各组件符号连接成符合要求的电路图。 【答案】 【解析】 【详解】根据题意知道，指纹识别（S2）、密码识别（S1），只要其中一种方式识别成功，则相应开关闭合从而使电动机启动工作，所以两个开关应并联后再与电动机串联在电源上，设计电路如下图所示： 9. 请根据图甲的信息，在图乙中用多个水果电池串联，点亮LED灯，将电路连接完整。 【答案】 【解析】 【详解】由左图可知，电压表选择的测量范围，分度值为，水果电池两端电压为，且铜片为水果电池的正极，三个水果电池需要串联，使电源电压为 接在灯的两端，一个水果电池的铜片接另一个水果电池的锌片，最后将最右端水果电池的铜片接灯的正极，最左端水果电池的锌片接灯的负极，如图所示： 主题二：物理与实践探究 10. “金陵金箔”轻薄柔软，堪称“中华一绝”。其正确拿取方法是：手持羽毛轻扫纸垫，如图甲所示，二者摩擦后带上了________（选填“同种”或“异种”）电荷；再将羽毛靠近图乙中工作台上方的金箔，由于带电体能够________，羽毛将金箔吸住。图丙、丁是自制的简易验电器，其中________（选填“丙”或“丁”）的工作原理和上述原因相同。 【答案】 ①. 异种 ②. 吸引轻小物体 ③. 丁 【解析】 【详解】[1]手持羽毛轻轻扫过纸垫，羽毛与纸垫发生摩擦起电现象，羽毛和纸垫带上了异种电荷。 [2]羽毛带了电，靠近金箔，由于带电体能够吸引轻小物体，故羽毛可将金箔吸住。 [3]验电器的工作原理是同种电荷相互排斥。丙图的工作原理是同种电荷相互排斥，丁图的原理是带电体能够吸引轻小物体，故丁图的工作原理和上述原因相同。 11. 下图是简易汽轮机模型：易拉罐内装半罐水，点燃罐体下方的酒精灯，罐内产生的高压蒸汽从细管口高速喷出，冲击扇叶使其转动，此过程中，蒸汽的内能转化为扇叶的________能，四冲程汽油机工作中，能量转化过程与之相同的是________冲程；若使罐内100g的水从20℃升温到100℃，需要吸收________J热量；若不计热量损失，需要燃烧________g酒精。【J/（kg℃），】 【答案】 ①. 机械 ②. 做功 ③. ④. 1.12 【解析】 【详解】[1]当有蒸汽喷出时，扇叶转动起来，此过程由蒸汽的内能转化为扇叶的机械能。 [2]四冲程汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，所以这一过程与四冲程汽油机的做功冲程相似。 [3]100g的水从20℃升温到100℃，吸收的热量为 [4]若不计热量损失，酒精完全燃烧放出的热量为 需要燃烧酒精的质量为 12. 体脂率是指人体内脂肪的质量占人体总质量的百分比，已知肌肉比脂肪更容易导电，若人通过健身训练减脂增肌，体脂率下降，体重保持不变，则人体的电阻________（选填“变大”或“变小”）。若小明用仪器测体脂率时，加在两手之间的电压为5V，通过的电流为2.5mA，则小明两手之间的电阻为________Ω。若测量时手上出汗，会导致测得的人体电阻________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 ①. 变小 ②. 2000 ③. 变小 【解析】 【详解】[1]由题意可知，体脂率下降，肌肉比例增加，而肌肉导电性优于脂肪，所以人体电阻减小。 [2]加在两手之间的电压为5V时，通过的电流为 根据欧姆定律 可知，小明两手之间的电阻为 [3] 若测量时手上出汗，增加皮肤表面导电性，导致测得电阻减小。 13. 物理小组想探究“电流产生的热量与什么因素有关”，于是用可调压电源、甲和乙两个瓶子（瓶中装有质量相等的煤油）、电热丝（）、两支温度计、电流表等器材连接如图所示的电路。 （1）调节电源电压，闭合开关，一段时间后发现只有甲瓶中的温度计示数变大了，则电路中可能发生的故障是：________（选填“短路”或“断路”）； （2）排除故障后，得到的数据如下表所示，分析数据可知，其他条件相同时，________（选填“电阻”“电流”或“通电时间”）越大，电流通过导体产生的热量越多；若不考虑热量损失，则和两根电热丝在相同时间内产生的热量之比为________。 瓶子 甲 乙 通电时间/s 300 通电电流/A 1 煤油升高的温度/℃ 7 14 【答案】（1）短路 （2） ①. 电阻 ②. 1∶2 【解析】 【小问1详解】 由图可知，两电阻串联。调节电源电压，闭合开关，一段时间后发现只有甲瓶中的温度计示数变大了，说明电路中有电流通过且电流发生了变化，电路是通路，而乙瓶中的温度计示数没有变化，说明电路中可能发生的故障是R2短路。 【小问2详解】 [1]由表中数据可知，通过两电阻的电流相等、通电时间相等，乙烧瓶的煤油升高的温度多，说明通过电阻R2的电流产生的热量多，而，所以可以得出：其他条件相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。 [2]若不考虑热量损失，电阻产生的热量全部被煤油吸收，则有，由于煤油的质量和比热容相同，所以电阻产生的热量与Δt成正比，而温度变化，则和两根电热丝在相同时间内产生的热量之比为。 14. 科学小组对“并联电路中电流和电压的规律”进行了探究。 （1）连接图甲中的电路时，开关应处于________状态； （2）小明发现并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，实验时电流表的示数如图乙所示，已知电流表的示数为0.6A，则通过灯的电流为________A； （3）小明还想探究并联电路中用电器的工作特点。于是他拆下灯泡，发现灯泡依然发光，证明了在并联电路中，各支路用电器________（选填“能”或“不能”）独立工作； 【任务二】探究并联电路中的电压规律。 （4）小明同学设计了如图丙所示的电路，将测得的所有实验数据填入表中。 Uab/V Ucd /V Uef/V 2 2 2 3 3 3 4 4 4 由实验数据可得结论：在并联电路中，________（用“”、“”、“”写出表达式）； （5）小明发现家里客厅的灯比卧室的灯亮，两灯对应的电压和的大小关系是________（选填“>”“=”或“<”）。 【答案】（1）断开 （2）0.32 （3）能 （4）Uab=Ucd=Uef （5）= 【解析】 【小问1详解】 为了保护电路，在连接图甲中的电路时，开关应处于断开状态。 【小问2详解】 由图乙可知，电流表A1接的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.28A，由甲图可知，电流表测的是通过L1的电流，即通过L1支路的电流为0.28A，电流表A2测的是干路电流，即干路电流为0.6A，根据并联电路电流特点可知，通过灯L2的电流为 【小问3详解】 拆下灯泡L1，L1断路，但灯泡L2依然发光，说明并联电路中用电器互不影响，可以独立工作。故在并联电路中，各支路用电器能独立工作。 【小问4详解】 由丙图可知，Uab是L1两端的电压，Ucd是L2两端的电压，Uef是并联电路两端的电压。由表中三组实验数据可知，L1两端的电压等于L2两端的电压，也等于并联电路两端的电压，故可得结论：在并联电路中，Uab=Ucd=Uef 【小问5详解】 家庭电路中，各个用电器是并联连接的，根据并联电路电压特点可知，两灯对应的电压的大小关系是=。 15. 小明探究“电流与电阻的关系”，现有以下器材：学生电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω和20Ω各1个）、开关、滑动变阻器和导线若干。 （1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路； （2）闭合开关前，电流表指针如图丙所示，接下来应进行的操作是________；且应将滑动变阻器的滑片P移至________（选填“A”或“B”）端； （3）电路连接正确后，小明开始实验。先接入5Ω的定值电阻，移动滑片P至某一位置，记录电流表的示数为0.4A；换接10Ω的定值电阻后，再次移动滑片P时，眼睛同时观察________（选填“电流表”或“电压表”），直至此表示数达到要求便停止移动，记录数据； （4）小明换接15Ω的定值电阻，闭合开关，发现无论怎样移动滑片P，都无法使电表示数达到实验要求的值，其所使用的滑动变阻器规格可能是：________（选填“20Ω 2A”或“50Ω 1.5A”）； （5）小明更换成合适的滑动变阻器后，依次改变定值电阻R的阻值，记录对应的电流值，在图丁坐标系中描点连线，得出结论：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。小明认为，若将每次实验时记录的电流值I与对应的变阻器阻值也在图丁中描点连线，得到的图像近似为图戊中的_____（选填“A”“B”或“C”），理由是：________。 A. B. C. 【答案】（1） （2） ①. 把电流表指针调零 ②. A （3）电压表 （4）20Ω 2A （5） ①. C ②. 滑动变阻器RP接入电路的阻值是定值电阻阻值的倍数不变，故通过滑动变阻器的电流与其电阻成反比 【解析】 【小问1详解】 由图甲可知，电压表与定值电阻并联，用一根导线把定值电阻右侧接线柱和电压表“-”接线柱连接起来；滑动变阻器应按照“一上一下”的原则接入电路，从上面两个接线柱任选一个接入电路即可，如图所示： 【小问2详解】 [1]由图丙可知，闭合开关前，电流表指针偏向零刻度线的左侧，故实验前应先对电流表进行调零。 [2]在开关闭合前，为了保护电路，应把滑动变阻器的滑片移至电阻最大处，即A端。 【小问3详解】 在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。先接入5Ω的定值电阻，记录电流表的示数为0.4A，由欧姆定律可知，定值电阻两端的电压保持为 当换接10Ω的定值电阻后，再次移动滑片P时，同时眼睛应观察电压表，直至电压表示数仍为2V。 【小问4详解】 当换接15Ω的定值电阻时，其两端的电压仍为2V，由串联电路分压原理可知，，代入数据可得， 解得，为了完成实验滑动变阻器的最大阻值至少为，故实验中使用的滑动变阻器规格可能是“20Ω 2A”。 【小问5详解】 [1][2]因为电源电压U不变，而定值电阻两端的电压U0保持不变，则滑动变阻器两端的电压也不变，根据串联分压原理可知，当定值电阻的阻值增大时，滑动变阻器接入电路的阻值也随之增大，且滑动变阻器接入电路的电阻与定值电阻的阻值倍数关系保持不变。由于在电压不变时，通过定值电阻的电流与其阻值成反比，故通过滑动变阻器的电流与其接入电路的阻值也成反比，即两个图像平行且不相交。故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 主题三：物理与科技发展 16. 有一种亮度可以调节的小台灯。其电路如图甲所示，电源电压为24V，当灯泡L两端的电压为24V时，灯泡正常发光。通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示。 （1）当灯泡正常发光时，灯丝的电阻为多少？ （2）调节滑动变阻器R，使灯泡的实际电流为0.2A，灯泡两端的电压是多少？ （3）在（2）中，滑动变阻器R连入电路的阻值是多少？ 【答案】（1）60Ω；（2）6V；（3）90Ω 【解析】 【详解】解：（1）由图乙可知，当UL=24V时，通过的电流IL=0.4A，由可得，灯丝的电阻 （2）由图乙可知，当灯泡的实际电流为0.2A时，灯泡两端电压为6V； （3）当灯泡两端电压为6V时，滑动变阻器两端的电压 UR=U-UL′=24V-6V=18V 因串联电路中各处的电流相等，则滑动变阻器R连入电路的阻值 答：（1）当灯泡正常发光时，灯丝的电阻为60Ω； （2）调节滑动变阻器R，使灯泡的实际电流为0.2A，灯泡两端的电压是6V； （3）在（2）中，滑动变阻器R连入电路的阻值是90Ω。 17. 图甲是一种电热暖手袋，其电路图如图乙所示，它使用移动电源供热，免去装入热水的麻烦，其产品参数如表所示，求： 产品名称 电热暖手袋 挡位 两挡加热 额定电压 5V 高温挡电功率 11W 保温挡电功率 5W （1）在高温挡工作时，干路的电流； （2）电阻的阻值； （3）电路在高温挡工作2小时消耗的电能。 【答案】（1） 2.2A （2） 5Ω （3） 7.92×104J 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，当S、S1都闭合时，两电阻并联，电路电阻较小，根据公式可知，功率较大，为高温挡；当S闭合、S1断开时，电路为R2的简单电路，电路电阻较大，功率较小，为保温挡。在高温挡工作时，干路的电流 【小问2详解】 在保温挡工作时，电阻的阻值 【小问3详解】 电路在高温挡工作时间 在高温挡工作2小时消耗的电能 18. 随着家用电器种类越来越多，电能的消耗也逐渐增大，实践小组对家庭用电情况进行调研。 （1）小明调研并绘制了自己家下半年每月电费的图像，如图所示（用电收费标准不变），分析图像可以获得的信息是__________（写出一条即可）； （2）调查发现，每台电视机机顶盒待机时电功率约为7W。若某小区内2000户家庭每家都有一台这样的机顶盒，每天待机约20h，则1天的时间该小区的机顶盒待机共消耗电能________度； （3）实践小组了解到，阶梯电价、分时电价等计费方式也会提高人们节约用电的意识，表一是实施分时电价的具体方案： 表一 用电时段 时段范围 电价 高峰期 第一天8:00~21:00 0.60元/kWh 低谷期 21:00~第二天8:00 0.30元/kWh 小明家的电能表在第一天8:00、21:00和第二天8:00这三个时刻的示数如表二所示，则他家这一天应付电费为________元； 第一天8:00 21:00 第二天8:00 （4）根据公式可知，随手关灯可以节约用电，理由是________。 【答案】（1）月份电费最高 （2） （3） （4）用电器的电功率一定，随手关灯可以缩短用电时间，减少电能的消耗，从而节约用电。 【解析】 【小问1详解】 图像的纵坐标为电费，横坐标为月份，由图像可知，月份对应的纵坐标最大，即月份电费最高。 【小问2详解】 由题意可知，天的时间该小区的机顶盒待机共消耗电能为 【小问3详解】 第一天消耗的电能 第二天消耗的电能 所以，这一天应付电费为 【小问4详解】 根据公式可知，随手关灯可以节约用电，理由是用电器的电功率一定，随手关灯可以缩短用电时间，减少电能的消耗，从而节约用电。 19. 阅读材料，回答问题。 空气加湿器 如图甲是一种常见的家用空气加湿器，其关键部件是压电陶瓷转换器，如图乙所示，工作时，对压电陶瓷两端施加电压，使其产生高频机械振动，从而将水“雾化”为超微粒子，再由风扇吹出，形成图甲中加湿器上方的“白气”。 压电陶瓷具有正压电与逆压电两种效应：正压电效应实现了机械能到电能的转换，此过程中，当压电陶瓷受外力发生形变时，其两个相对表面产生正、负相反的电荷，当外力方向改变时，电荷极性也随之改变，外力撤去后不带电；逆压电效应实现了电能到机械能的转换，此过程中对压电陶瓷施加电压后，它会发生形变，电压撤去后形变消失，通过图丙所示方法，根据电压表指针的偏转方向，可检测压电陶瓷片的受力方向。 （1）空气加湿器工作时，内部的压电陶瓷将电能转化成________能； （2）空气加湿器工作时利用了________（选填“正”或“逆”）压电效应； （3）图丙中，若对压电陶瓷的施力由向内压缩改为向外拉伸，电表指针的偏转方向________（选填“改变”或“不变”）； 【项目设计】 物理社团设计一款自动加湿器，该装置由控制电路和工作电路组成，如图丁所示，控制电路的核心元件是湿敏电阻，其阻值随单位体积空气中水蒸气含量的变化而变化。当湿度低于设定范围时，控制电路接通工作电路，启动加湿器。 相对湿度是表示空气湿度的一种形式，它是指一定温度一定体积的空气中，实际含有的水蒸气质量与最多能够容纳的水蒸气质量的百分比，当环境温度为25℃时，1m3空气最多含有水蒸气质量为23g。 同学们已查阅该湿敏电阻的阻值与25℃时单位体积空气中水蒸气含量的关系，如图戊所示。 【项目实施】 （4）控制电路的电源电压恒为15V，电阻箱R调至40kΩ。用一个量程为0~15V的电压表改造成湿度检测表，要求电压表示数随单位体积空气中水蒸气的含量增大而增大，电压表应并联在________（选填“”或“R”）的两端； （5）将加湿器置于容积为50m3的实验室内，若室内空气的相对湿度为40%，环境温度为25℃，则室内所含水蒸气的质量为________g，此时电压表示数为________V； （6）若在电压表表盘刻度处标上对应的相对湿度，便可将电压表改造成湿度检测表，改造完成后，闭合开关，发现指针恰好停在20%和80%两刻度线的正中央，则当前空气相对湿度为________%； 【交流评价】 （7）请为该自动加湿器写一条使用建议：________。 【答案】（1）机械 （2）逆 （3）改变 （4）R （5） ①. 460 ②. 6 （6）60 （7）该湿度检测表应在25℃的环境下使用，否则测量不准 【解析】 【小问1详解】 根据题目信息“工作时，对压电陶瓷两端施加电压，使其产生高频机械振动”可知，内部的压电陶瓷将电能转化成机械能。 【小问2详解】 空气加湿器工作时，对压电陶瓷两端施加电压，使其产生高频机械振动。是将电能转化为机械能，根据“逆压电效应实现了电能到机械能的转换”可知，空气加湿器工作时利用了逆压电效应。 【小问3详解】 根据题目信息“当压电陶瓷受外力发生形变时，其两个相对表面产生正、负相反的电荷，当外力方向改变时，电荷极性也随之改变”可知，若对压电陶瓷的施力由向内压缩改为向外拉伸，外力方向改变，则电源正负极改变，电表指针的偏转方向改变。 【小问4详解】 分析图丁可知，湿敏电阻RH与电阻箱R串联，由图戊可知，当单位体积空气中水蒸气的含量增大时，湿敏电阻RH变小，根据串联分压规律可知，RH两端电压变小，在电源电压一定时，电阻箱R两端电压变大。要求电压表示数随单位体积空气中水蒸气的含量增大而增大，电压表应并联在R两端。 【小问5详解】 [1]已知当环境温度为25℃时，1m3空气最多含有水蒸气质量为23g。则容积为50m3的实验室内，最多含有水蒸气质量为 若室内空气的相对湿度为40%，则室内所含水蒸气的质量为 [2]室内空气的相对湿度为40%时，1m3空气含有水蒸气质量为 由图戊可知此时湿敏电阻阻值为60kΩ。则电路中的电流为 电压表的示数即电阻箱两端的电压为 【小问6详解】 若在电压表表盘刻度处标上对应的相对湿度，便可将电压表改造成湿度检测表，改造完成后，电压表示数表达式为 当相对湿度分别为20%和80%时，1m3空气含有水蒸气质量分别为 对应的湿敏电阻的阻值分别为80 kΩ，20 kΩ。对应电压表的示数分别为 若闭合开关，发现指针恰好停在20%和80%两刻度线的正中央，此时对应的电压值为7.5V，代入 可得此时湿敏电阻的阻值为40 kΩ，由图戊可知，1m3空气含有水蒸气质量为13.8g。则当前空气相对湿度为 【小问7详解】 当环境温度不是25℃时，当湿度相同时，单位体积空气中水蒸气含量的关系会发生变化，湿敏电阻的阻值会发生变化，根据，可知电压表示数会发生变化，所测相对湿度与25℃时不同。所以建议该湿度检测表应在25℃的环境下使用，否则测量不准。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $