精品解析：山东省青岛市莱西市2025-2026学年九年级第一学期期末质量检测物理试题

2025-2026学年度第一学期期末质量检测 九年级物理试题 （考试时间：90分钟；满分：100分） 说明： 1．本试题分为第1卷和第Ⅱ卷两部分，共26题。第Ⅰ卷为选择题，共15小题，35分；第Ⅱ卷为非选择题，共11小题，65分。 2．所有题目均在答题卡上作答，在试题上作答无效。 第Ⅰ卷（共35分） 一、单项选择题（本题满分20分，共10小题，每小题2分）每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 2025年11月25日12时11分，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号F遥二十二运载火箭，成功将神舟二十二号飞船发射升空。下列描述正确的是（　　） A. 火箭使用新型燃料，主要是因为新型燃料比热容大 B. 火箭燃料充分燃烧，可以提高燃料的热值 C. 火箭升空过程中，燃料燃烧将内能转化为化学能 D. 火箭升空过程中，外壳与大气摩擦温度升高，其机械能转化为内能 2. 中华文化源远流长，诗词中蕴含丰富的物理知识。则下列分析正确的是（　　） A. “已是悬崖百丈冰”——冰的形成是凝固，需要吸热 B. “露似珍珠月似弓”——露的形成是熔化，需要吸热 C. “斜月沉沉藏海雾”——雾形成是液化，需要放热 D. “霜叶红于二月花”——霜的形成是升华，需要放热 3. 如图所示，是同一纬度海拔相近的沿海城市甲和内陆城市乙的年平均气温的变化曲线。下列说法正确的是（　　） A. A是沿海城市的气温变化曲线 B. B是内陆城市的气温变化曲线 C. A气温变化大是因为该地区砂石的比热容大 D. B气温变化小是因为该地区海水的比热容大 4. 新能源汽车的eco模式是指汽车的经济驾驶模式，也叫做节能模式。当新能源纯电汽车开启eco模式后，汽车系统会采用“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是（　　） A. 降低了电池的输出电压 B. 减小了电池的输出电流 C. 减小了电机线圈的电阻 D. 增大了电池的输出功率 5. 如图甲所示，电阻，闭合开关S时，滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，电流表示数变化范围为。在图甲电路的基础上，增加一根导线改装成如图乙所示的电路。下列说法正确的是（　　） A. 电源电压为10V B. 滑动变阻器的最大阻值是 C. 图乙中，滑片在b端时电阻R与滑动变阻器串联 D. 图乙中，滑片在b端时电流表示数是0.12A 6. 在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，两表均有示数，再闭合开关S0时（　　） A. R1的功率变大 B. 电路的总功率不变 C. 电流表、电压表示数变大 D. 电流表示数变大、电压表示数不变 7. 有一种防倾斜报警电路，通过电铃、灯泡提示被检测装置的倾斜情况（电铃和灯泡的工作电流相同），S为重力开关，金属棒a可绕悬挂点O自由转动，报警电路固定在某一物体上。当物体处于竖直方向时，a在导线A、B中间，灯泡和电铃均不工作；当物体向左倾斜偏离竖直方向时，灯泡亮、电铃响；当物体向右倾斜偏离竖直方向时，灯泡亮、电铃响。则图所示的电路符合上述要求的是（　　） A. B. C. D. 8. 甲、乙两个小灯泡分别标有“12V 6W”和“6V 4W”字样，将两个小灯泡分别以串联和并联两种方式接在电压可调的电源两端，两灯均发光，且两灯的实际功率均不超过其额定功率，忽略温度对灯丝电阻的影响，串联时电路最大总功率与并联时电路最大总功率之比是（　　） A. 9∶7 B. 3∶2 C. 2∶3 D. 5∶4 9. 一次科技活动中，青青同学制作了一个小玩具，如图所示。导体AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中，拉动AB向左移动时，发现CD也向左移动，对此现象下列说法正确的是（ ） A. 此实验右侧装置用到了电磁感应原理 B. 在此实验中，左侧装置相当于发电机，右侧装置相当于电动机 C. 若将左侧实验装置中的磁体的N、S极倒置，拉动AB向左移动时，发现CD向左移动 D. 若将右侧实验装置中的磁体的N、S极倒置，拉动AB向左移动时，发现CD向左移动 10. 现有电源一个（电压不变），电压表、电流表、定值电阻和开关各一个，导线若干，两小灯泡，灯L1的额定电压为1.2V、灯L2额定电压为6V。现利用这些器材组成电路：若组成如图甲电路，电压表示数为5.4V，灯L1实际功率为其额定功率的，若组成如图乙电路，灯L2两端电压为3V，若组成如图丙所示电路，电流表示数为0.6A，忽略灯泡的电阻随温度的变化，则下列选项正确的是（　　） A. 灯L1的电阻为9Ω B. 灯L2的额定功率为4W C. 乙图中，灯L2的实际功率为其额定功率的一半 D. 丙图中，灯L1正常发光，L2的实际功率为L1的9倍 二、多项选择题（本题满分15分，共5小题。每小题给出的四个选项中，均有2～3个选项符合题目要求，全选对得3分，漏选得1分，错选或不选得0分） 11. 二氧化碳爆破是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将压缩成高压气体，液化后输入爆破筒。爆破时电加热管发热，使筒内的液态迅速汽化，形成的高压气体从泄气孔中喷出，实施爆破，如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 高压泵压缩，气体内能增大，温度升高 B. 高压泵压缩，气体内能减小，温度降低 C. 高压气体喷出时，内能增大，温度升高 D. 高压气体喷出时；内能减小，温度降低 12. 如图所示依次为甲、乙、丙三部汽油机内，同种燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出的机械能的柱状图。根据图中的信息，下列选项正确的是（　　） A. 三部汽油机中，乙的效率最高 B. 丙输出的机械能比甲少，所以丙的效率比甲低 C. 在消耗的燃料质量相同时，乙输出的机械能比甲少 D. 在输出的机械能相同时，乙比丙消耗的燃料少 13. 兴趣小组利用电磁继电器（不计电磁铁线圈的电阻）制作了具有加热、保温功能的恒温加热器，其简化电路如图所示，控制电路中R为热敏电阻（其阻值随温度的升高而减小），工作电路中、为电热丝，下列说法正确的是（ ） A. 电磁继电器实质上是利用电流的热效应控制的开关 B. 加热器内温度逐渐升高，螺线管产生的磁场会增强 C. 当开关S闭合时，螺线管的上端相当于条形磁体的N极 D. 当衔铁被吸下时，工作电路处于加热功能状态 14. 小明家月初查看电能表的示数如图甲，月末查看时电能表的示数如图乙，下列说法正确的是（　　） A. 电能表是测量用电器一段时间内消耗电能多少的仪表 B. 这个电能表允许接入用电器的最大总功率为4400W C. 他家在这段时间内消耗的电能为1103kW·h D. 若只接入“220V　1000W”的电热水器，正常工作10min，电能表的转盘转600转 15. 如图甲所示电路中，电源电压不变，电流表的测量范围为0～0.6A，电压表的测量范围为0～15V，小灯泡参数“？V　？W”模糊不清。第一次只闭合开关S、，滑片P从a端移到b端；第二次只闭合开关S、，保证电路中所有元件都安全的前提下，最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程绘制的电压表与电流表示数的关系图像。下列判断正确的是（　　） A. 定值电阻的阻值为20Ω B. 小灯泡的参数为“5V　2W” C. 只闭合开关S、，电路的总功率最大时，灯与滑动变阻器的功率之比为 D. 只闭合开关S、，为保证电路安全，滑动变阻器的阻值范围为7.5Ω～20Ω 第Ⅱ卷（共65分） 三、填空与作图题（本题满分12分，共4题） 16. 如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程的工作示意图，该冲程是________冲程。若此汽油机每秒火花塞点火20次，则飞轮的转速为________r/min。 17. 在如图所示电路中，电源电压不变。只闭合开关，滑动变阻器滑片位于最右端时，电压表示数为，电路消耗的总功率为，将滑片移到中点的过程中，电压表示数________；保持滑片位置处于中点不变，只闭合开关时，电压表示数为；当开关、、都闭合时，电路消耗的总功率为。已知，，则________。 18. 小明学习家庭电路之后，对家庭电路及安全用电有了新的认识。 （1）用试电笔测试家庭电路的电线，接触其中一根电线时，试电笔的氖管发光，如图所示，该电线是________线； （2）请用笔画线表示导线，将图中元器件接入家庭电路中，要求：开关控制两盏标有“220V　40W”的灯，且闭合开关后两盏灯都能正常发光；三孔插座单独接入家庭电路中。 19. 如图甲表示一种自动测定汽车油箱内油面高度的装置原理图，从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，该油量表是由________改装而成的（选填“电压表”或“电流表”），在加油的过程中，油量表的示数________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。请换用另一种电表改装为油量表，乙图已画出部分电路图，完成电路图的设计连接。要求：当油箱中的油用完时，油量表的示数为零；油量越多，油量表示数越大__________。 四、实验探究题（本题满分32分，共4题） 20. 小明和小红利用如图甲所示的实验装置探究“水沸腾前后温度变化的特点”。 （1）器材组装时合理的安装顺序是________（填序号）。 ①烧杯和水　②酒精灯　③铁夹和温度计　④铁圈和陶土网 （2）当水温达到90℃时每隔1min观察一次温度计的示数，并记录在表格中，直至观察到图乙中________（选填“a”或“b”）现象时，水开始沸腾，烧杯中的水沸腾时不停地冒出“白气”，这些“白气”实际上是烧杯________（选填“内”或“外”）水蒸气液化成的小水珠，是采用________方法使水蒸气液化的。 （3）小明用数据绘制了如图丙中a所示的温度-时间图像，分析图像可知：水沸腾前，吸收热量，温度________；水沸腾后，吸收热量，温度________；当地的大气压________（选填“高于”“低于”或“等于”）1个标准大气压。 （4）小红减少烧杯中水的质量，用相同的装置进行实验，绘制的图像可能是图丙中的________（选填“b”“c”或“d”）。 （5）他们利用图丁的装置对不同液体的沸点进行了探究，烧杯中盛有水，水中的试管内盛有一种液体，若在一标准大气压下，对烧杯的底部持续加热，发现试管内的液体也沸腾了，则试管内的液体是（　　）（一标准大气压下几种物质的沸点：酒精78℃；水100℃；煤油150℃）。 A. 酒精 B. 水 C. 煤油 D. 酒精或水 21. 如图甲是小华“探究不同物质吸热本领”的实验装置，用两个相同的容器和相同的加热装置分别给水和煤油加热： （1）该实验装置，其中有一处明显错误，请指出错误之处：______； （2）实验时，通过比较______ （选填“温度计示数”或“加热时间”）来间接反映煤油和水吸收的热量多少； （3）小华根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像，由图像可知，加热5min时，b物质的温度上升的更明显，说明b的吸热能力______ （选填“强”或“弱”），此时a、b两种液体吸收的热量关系是Qa______ Qb。（选填“>”“＜”或“=”），由图像可知a物质是______ （选填“水”或“煤油”）； （4）实验结束后，小华又用该装置探究了水在升高相同的温度时，吸收热量多少与质量大小的关系。得到了如图丙所示的不同质量的水在加热过程中的温度随时间变化关系图像。由图像可知______ （选填“A”或“B”）图像对应水的质量较大。 22. 小明利用如图甲所示电路测定小灯泡（额定电压为2.5V）正常发光时的电阻。 （1）小明检查发现图甲中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将实物电路连接正确（只改动一根导线）。 （2）闭合开关前，滑片P应位于________（选填“A”或“B”）端 （3）改正错误后，闭合开关移动滑片P至某一位置时，电压表示数如图乙所示，为使小灯泡正常发光，滑片应向________（填“左”或“右”）端移动。 （4）小明测得多组实验数据后，绘制了图丙所示的小灯泡的图像，由图丙可知小灯泡正常工作时的电阻为________Ω，额定功率________W。 （5）两只该规格的灯泡，串联在2.5V电路中，消耗的总功率________（选填“大于”、“等于”或“小于”）；将该规格的灯泡与20Ω的定值电阻串联接在4V的电源上，小灯泡的实际功率为________W。 （6）上述实验结束后，小明更换实验器材，利用图丁电路，测量另一个额定电压也为2.5V的灯泡正常发光时的电阻，已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω，电源电压恒定，测量过程如下： ①闭合开关S、，断开，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4.5V； ②________（填开关闭合与断开情况），移动滑片，使电压表示数为________V，小灯泡正常发光； ③闭合开关S、，断开，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为3V； ④小灯泡正常发光时的电阻________。 23. 如图所示，为了研究电流通过导体时产生的热量与电阻、电流的关系，实验小组的同学将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在装有等量空气、完全相同的透明容器中，并与装有相同液体的U形管相连通，电阻丝d、e并联。五段电阻丝中，电阻丝b的电阻值最大，其余四段电阻丝的电阻值相同。 （1）给电阻丝通电后，电阻丝发热，这是通过________的方式改变电阻丝的内能。 （2）电流产生的热量不易测量，实验中通过观察________来显示容器内空气温度的变化。 （3）如图甲所示，是为了探究电流通过导体产生的热量与________的关系。 （4）如图乙所示，电阻丝e的作用是使通过c、d电阻丝的电流________，为使实验现象更明显，可以将电阻丝e的阻值换成________（选填“更大的”或“更小的”）。 （5）现将AB、EF分别接在电压恒定的同一电源两端，若电阻丝e出现断路，在通电时间相同时，电流通过电阻丝a与c产生的热量之比，则电流通过电阻丝b与d产生的热量之比________。 五、计算题（本题满分21分，共3题） 24. 如图所示的电路中，定值电阻，电源电压12V不变。把一个标有“？Ω　2A”的滑动变阻器与一个电流表（0～3A）接入上述电路中，闭合开关S，发现电路的最小电功率为18W。求： （1）画出此时的电路图并说明理由； （2）滑动变阻器的最大阻值； （3）电路消耗的最大电功率。 25. 在青少年科技创新大赛中，小明制作了一个水位仪，其内部简化结构如图甲所示。一根轻质绝缘细杆上端与滑片P固定，下端与边长为10cm的正方体木块M相连，木块M放在足够高的圆柱形容器内。未注水时，滑片P刚好在滑动变阻器的下端，现向容器中缓慢注水，滑片P随M的浮动在滑动变阻器上滑动，滑片P始终没有离开。由两种材料组成，ab段是铜导线，其电阻可忽略不计，剩余部分材料相同且电阻大小与自身长度成正比，定值电阻的电功率与注水深度H的关系如图乙所示（不计绝缘杆、滑片的体积和自重及滑片处的摩擦力）。已知电源电压恒为18V，求： （1）的阻值； （2）图乙中的值； （3）如果电流表选用0～3A测量范围，电压表选用0～15V测量范围，则在电路安全范围内，注水的最大深度。 26. 为了测定某种合金材料制成的球形工件的比热容，将工件均匀加热到一定温度，然后将其置于0℃的水平大冰块上，测出工件陷入冰中的深度，如图所示。已知工件的初始温度为t（高于0℃），当冰不再熔化时工件陷入冰块中的深度为h，工件的半径为r，球的体积公式为（r为球的半径），冰的密度为，工件的密度为冰的n倍。假设实验过程中环境温度恒为0℃，不计热量损失，冰的熔解热为（1kg某种物质在熔点时，从固态变成液态所吸收的热量，单位为J/kg）。求：（用题目中的字母符号表示，结果化成最简） （1）冰吸收的热量； （2）该工件的比热容c。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度第一学期期末质量检测 九年级物理试题 （考试时间：90分钟；满分：100分） 说明： 1．本试题分为第1卷和第Ⅱ卷两部分，共26题。第Ⅰ卷为选择题，共15小题，35分；第Ⅱ卷为非选择题，共11小题，65分。 2．所有题目均在答题卡上作答，在试题上作答无效。 第Ⅰ卷（共35分） 一、单项选择题（本题满分20分，共10小题，每小题2分）每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 2025年11月25日12时11分，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号F遥二十二运载火箭，成功将神舟二十二号飞船发射升空。下列描述正确的是（　　） A. 火箭使用新型燃料，主要是因为新型燃料的比热容大 B. 火箭燃料充分燃烧，可以提高燃料的热值 C. 火箭升空过程中，燃料燃烧将内能转化为化学能 D. 火箭升空过程中，外壳与大气摩擦温度升高，其机械能转化为内能 【答案】D 【解析】 【详解】A．发射火箭采用新型燃料，原因是新型燃料具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，而不是新型燃料的比热容大，故A错误； B．热值是燃料本身的一种特性，由燃料的种类决定，与燃料是否充分燃烧无关。让燃料充分燃烧是为了使其储存的化学能尽可能多地释放出来，从而获得更多的热量，但不能改变燃料的热值，故B错误； C．燃料燃烧是化学能转化为内能的过程。火箭升空时，燃料燃烧，将自身的化学能转化为高温高压燃气的内能，然后燃气对外做功，将内能转化为火箭的机械能，故C错误； D．火箭在升空过程中高速飞行，外壳与大气层发生剧烈摩擦，克服摩擦力做功，这个过程将火箭的机械能转化为内能，使得外壳和周围空气的温度升高。故D正确。 故选D。 2. 中华文化源远流长，诗词中蕴含丰富的物理知识。则下列分析正确的是（　　） A. “已是悬崖百丈冰”——冰的形成是凝固，需要吸热 B. “露似珍珠月似弓”——露的形成是熔化，需要吸热 C. “斜月沉沉藏海雾”——雾的形成是液化，需要放热 D. “霜叶红于二月花”——霜的形成是升华，需要放热 【答案】C 【解析】 【详解】A．“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A错误； B．“露似珍珠月似弓”，露是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，液化放热，故B错误； C．“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C正确； D．“霜叶红于二月花”，霜是空气中水蒸气遇冷形成的小冰晶，是凝华现象，需要放热，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，是同一纬度海拔相近的沿海城市甲和内陆城市乙的年平均气温的变化曲线。下列说法正确的是（　　） A. A是沿海城市的气温变化曲线 B. B是内陆城市的气温变化曲线 C. A气温变化大是因为该地区砂石的比热容大 D. B气温变化小是因为该地区海水的比热容大 【答案】D 【解析】 【详解】水的比热容比砂石的比热容大。在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化比砂石小。沿海城市受海水影响，气温变化较小；内陆城市主要由砂石构成，气温变化较大。 A．图中曲线A表示的地区气温变化大，应为内陆城市的气温变化曲线，故A错误； B．图中曲线B表示的地区气温变化小，应为沿海城市的气温变化曲线，故B错误； C．曲线A表示内陆城市，其气温变化大是因为该地区砂石的比热容小，而不是该地区砂石的比热容大，故C错误； D．曲线B表示沿海城市，其气温变化小是因为该地区海水的比热容大，在吸收或放出相同热量时，温度变化小，故D正确。 故选D。 4. 新能源汽车的eco模式是指汽车的经济驾驶模式，也叫做节能模式。当新能源纯电汽车开启eco模式后，汽车系统会采用“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是（　　） A. 降低了电池的输出电压 B. 减小了电池的输出电流 C. 减小了电机线圈的电阻 D. 增大了电池的输出功率 【答案】B 【解析】 【详解】A．电池工作电压是一定的，如果降低了电池的输出电压，电池将不能正常工作，故A不符合题意； B．电池储存的电能是一定的，由公式知，要延长电池工作时间，需要减小输出功率，而电池工作电压是不变的，由知，在省电模式下，应减小电池的输出电流，故B符合题意； C．如果电机线圈电阻变小，输出电压不变的情况下，由知，输出功率变大，反而耗电，故C不符合题意； D．由公式知，增大电池的输出功率，电池的工作时间会缩短，故D不符合题意。 故选B。 5. 如图甲所示，电阻，闭合开关S时，滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，电流表示数变化范围为。在图甲电路的基础上，增加一根导线改装成如图乙所示的电路。下列说法正确的是（　　） A. 电源电压为10V B. 滑动变阻器的最大阻值是 C. 图乙中，滑片在b端时电阻R与滑动变阻器串联 D. 图乙中，滑片在b端时电流表的示数是0.12A 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由图甲知，变阻器与R串联，电流表测电路中电流，当滑片在a端时，电路为R的简单电路，此时电路中电阻最小，电流最大，由欧姆定律可得，电源的电压 故A错误； 当滑片在b端时，变阻器接入电路的阻值最大，电路中电流最小，由串联电路特点和欧姆定律可得，变阻器的最大值 故B错误； CD．由图乙知，滑片在b端时导线将电阻R短路，只有滑动变阻器的最大电阻接入电路，故C错误； 图乙中，滑片在b端时电路中的电流为 故D正确。 故选D。 6. 在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，两表均有示数，再闭合开关S0时（　　） A. R1的功率变大 B. 电路的总功率不变 C. 电流表、电压表示数变大 D. 电流表示数变大、电压表示数不变 【答案】D 【解析】 【详解】由图可知，闭合开关S，电路为R1的简单电路，电压表测电源电压，电流表测电路中的电流；再闭合开关S0,两个电阻并联，电压表测电源电压，电流表测干路电流，根据并联电路各支路互不影响可知，通过定值电阻R1的电流不变，根据可知，R1的功率不变；根据并联电路的电流规律可知，干路中的电流变大，电流表示数变大；由于电源电压不变，所以电压表示数不变；由于干路电流变大，由可知，电路的总功率变大。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 7. 有一种防倾斜报警电路，通过电铃、灯泡提示被检测装置的倾斜情况（电铃和灯泡的工作电流相同），S为重力开关，金属棒a可绕悬挂点O自由转动，报警电路固定在某一物体上。当物体处于竖直方向时，a在导线A、B中间，灯泡和电铃均不工作；当物体向左倾斜偏离竖直方向时，灯泡亮、电铃响；当物体向右倾斜偏离竖直方向时，灯泡亮、电铃响。则图所示的电路符合上述要求的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由题可知，当物体向左倾斜偏离竖直方向时，灯泡亮、电铃响；当物体向右倾斜偏离竖直方向时，灯泡亮、电铃响。说明、为并联关系，且、分别与电铃串联，即整体电路为、的并联电路，电铃在干路上，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 8. 甲、乙两个小灯泡分别标有“12V 6W”和“6V 4W”字样，将两个小灯泡分别以串联和并联两种方式接在电压可调的电源两端，两灯均发光，且两灯的实际功率均不超过其额定功率，忽略温度对灯丝电阻的影响，串联时电路最大总功率与并联时电路最大总功率之比是（　　） A 9∶7 B. 3∶2 C. 2∶3 D. 5∶4 【答案】B 【解析】 【详解】由题可知，灯泡甲、乙的额定电流分别为 灯泡甲、乙的电阻分别为 串联时电路最大电流不能超过甲灯的额定电流，所以最大电流为，串联最大总功率为 并联时电路最大电压为不能超过乙灯的额定电压，所以最大电压为6V，并联最大总功率为 串联时电路最大总功率与并联时电路最大总功率之比为 故选B。 9. 一次科技活动中，青青同学制作了一个小玩具，如图所示。导体AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中，拉动AB向左移动时，发现CD也向左移动，对此现象下列说法正确的是（ ） A. 此实验右侧装置用到了电磁感应原理 B. 在此实验中，左侧装置相当于发电机，右侧装置相当于电动机 C. 若将左侧实验装置中的磁体的N、S极倒置，拉动AB向左移动时，发现CD向左移动 D. 若将右侧实验装置中的磁体的N、S极倒置，拉动AB向左移动时，发现CD向左移动 【答案】B 【解析】 【详解】AB．拉动AB向左移动时，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中会产生感应电流，则此装置的左侧应用的原理是电磁感应，相当于发电机，同时CD中有电流通过，通电导体CD在磁场中受力向左运动，则此装置的右侧相当于电动机，故A错误，B正确； C．若将左侧实验装置中的磁体的N、S极倒置，磁场方向不变，拉动AB向左移动时，产生的感应电流方向改变，通过CD的电流方向发生改变，根据左手定则（伸开左手，让磁感线垂直穿过手心，让四指指向电流的方向； 此时，大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中受力的方向。）判断CD受力方向改变，CD向右移动，故C错误； D．拉动AB向左移动时，磁场的方向不变，产生的感应电流方向不变，将右侧实验装置中的磁体的N、S极倒置，通过CD的电流方向不变，磁场方向改变，则根据左手定则可得CD受力方向改变，CD向右移动，故D错误。 故选B。 10. 现有电源一个（电压不变），电压表、电流表、定值电阻和开关各一个，导线若干，两小灯泡，灯L1的额定电压为1.2V、灯L2额定电压为6V。现利用这些器材组成电路：若组成如图甲电路，电压表示数为5.4V，灯L1实际功率为其额定功率的，若组成如图乙电路，灯L2两端电压为3V，若组成如图丙所示电路，电流表示数为0.6A，忽略灯泡的电阻随温度的变化，则下列选项正确的是（　　） A. 灯L1的电阻为9Ω B. 灯L2的额定功率为4W C. 乙图中，灯L2的实际功率为其额定功率的一半 D. 丙图中，灯L1正常发光，L2的实际功率为L1的9倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图甲，R与L1串联，电压表测R两端电压，因为灯L1实际功率为其额定功率的，即 由 可知 所以灯L1实际电压 由串联电路的电压特点可知，电源电压 U=UR甲+U1实=5.4V+0.6V=6V 由串联电路的分压原理可知 即 由图乙知，L2与R串联，由串联电路的电压特点可知，灯L2两端的电压 U2实=U-UR乙=6V-3V=3V 由串联电路的分压原理可知 即 R2=R 则 由图丙知，两灯串联，由欧姆定律可知，两灯泡串联时的总电阻 由串联电路的电阻特点可知 解得 R2=9Ω，R1=1Ω 故A错误； B．L2的额定功率 故B正确； C．由 可知，乙图中，灯L2的实际功率与额定功率之比 即灯L2的实际功率为其额定功率的，故C错误； D．由欧姆定律可知，丙图中，灯L1和L2两端的实际电压分别为 U丙1=I丙R1=0.6A×1Ω=0.6V U丙2=I丙R2=0.6A×9Ω=5.4V 因为U丙1<U1额，所以灯泡L1不能正常发光，由 P=UI=I2R 可知，L2的实际功率与L1的实际功率之比为 即丙图中，灯L1不能正常发光，L2的实际功率为L1的9倍，故D错误。 故选B。 二、多项选择题（本题满分15分，共5小题。每小题给出的四个选项中，均有2～3个选项符合题目要求，全选对得3分，漏选得1分，错选或不选得0分） 11. 二氧化碳爆破是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将压缩成高压气体，液化后输入爆破筒。爆破时电加热管发热，使筒内的液态迅速汽化，形成的高压气体从泄气孔中喷出，实施爆破，如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 高压泵压缩，气体内能增大，温度升高 B. 高压泵压缩，气体内能减小，温度降低 C. 高压气体喷出时，内能增大，温度升高 D. 高压气体喷出时；内能减小，温度降低 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．高压泵压缩，高压泵对做功，将机械能转化为气体的内能，气体内能增大，温度升高，故A正确，B错误； CD．高压气体喷出时，高压气体对外做功，气体内能减小，温度降低，故C错误，D正确。 故选AD 12. 如图所示依次为甲、乙、丙三部汽油机内，同种燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出的机械能的柱状图。根据图中的信息，下列选项正确的是（　　） A. 三部汽油机中，乙的效率最高 B. 丙输出的机械能比甲少，所以丙的效率比甲低 C. 在消耗的燃料质量相同时，乙输出的机械能比甲少 D. 在输出的机械能相同时，乙比丙消耗的燃料少 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．如图所示，假设纵坐标轴的单位长度为1。则甲的效率为 乙的效率为 丙的效率为 所以三部汽油机中，乙的效率最高，甲、丙的效率相同，故A正确，B错误； C．乙的效率比甲高，所以在消耗的燃料质量相同时，乙输出的机械能比甲多，故C错误； D．乙的效率比丙高，所以在输出的机械能相同时，乙比丙消耗的燃料少，故D正确。 故选AD。 13. 兴趣小组利用电磁继电器（不计电磁铁线圈的电阻）制作了具有加热、保温功能的恒温加热器，其简化电路如图所示，控制电路中R为热敏电阻（其阻值随温度的升高而减小），工作电路中、为电热丝，下列说法正确的是（ ） A. 电磁继电器实质上是利用电流的热效应控制的开关 B. 加热器内温度逐渐升高，螺线管产生的磁场会增强 C. 当开关S闭合时，螺线管的上端相当于条形磁体的N极 D. 当衔铁被吸下时，工作电路处于加热功能状态 【答案】BC 【解析】 【详解】A．电磁继电器的工作原理是利用电流的磁效应来控制开关，而不是利用电流的热效应来控制开关的，故A错误； B．加热器内温度升高时，热敏电阻的阻值变小，控制电路的总电阻减小；在其他情况不变时，控制电路中电流变大，螺线管产生的磁场会增强，故B正确； C．当开关S闭合时，电流从螺线管的上端流入、下端流出，根据安培定则判定其上端为N极，下端为S极，故C 正确； D．当衔铁被电磁铁吸下时，电路由两个电阻串联工作，电路总电阻变大，在电源电压不变时，电路中的电流变小，电路中的电功率变小，处于保温状态，故D错误。 故选BC。 14. 小明家月初查看电能表的示数如图甲，月末查看时电能表的示数如图乙，下列说法正确的是（　　） A. 电能表是测量用电器一段时间内消耗电能多少的仪表 B. 这个电能表允许接入用电器的最大总功率为4400W C. 他家在这段时间内消耗的电能为1103kW·h D. 若只接入“220V　1000W”的电热水器，正常工作10min，电能表的转盘转600转 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．电能表的核心功能就是测量和记录用电器在一段时间内消耗的电能总量，故A正确； B．由电能表参数得，额定电压，允许通过的最大电流，根据，最大总功率 故B正确； C．月初示数为，月末示数为，这段时间消耗电能 故C错误； D．电热水器功率，工作时间，消耗电能 表示每消耗电能转盘转3600转，因此转数 故D正确。 故选 ABD。 15. 如图甲所示电路中，电源电压不变，电流表的测量范围为0～0.6A，电压表的测量范围为0～15V，小灯泡参数“？V　？W”模糊不清。第一次只闭合开关S、，滑片P从a端移到b端；第二次只闭合开关S、，保证电路中所有元件都安全的前提下，最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程绘制的电压表与电流表示数的关系图像。下列判断正确的是（　　） A. 定值电阻的阻值为20Ω B. 小灯泡的参数为“5V　2W” C. 只闭合开关S、，电路的总功率最大时，灯与滑动变阻器的功率之比为 D. 只闭合开关S、，为保证电路安全，滑动变阻器的阻值范围为7.5Ω～20Ω 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．只闭合、时，与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器电压。滑动变阻器电阻减小，电流增大，滑动变阻器电压减小，且是一次函数，因此乙图中下降的直线对应本次实验。只闭合、：灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器电压，灯泡电阻随温度变化，因此乙图中弯曲的曲线对应本次实验。对直线（第一次实验），取两个端点：滑片在端（滑动变阻器阻值为0）时，，，电源电压  滑片在端（滑动变阻器阻值最大）时，，，电源电压  联立得 解得，，故A正确； B．只闭合、，电路最大安全电流（未超过电流表量程）此时灯泡正常发光，此时滑动变阻器电压，因此灯泡额定电压   额定功率   因此灯泡参数为“”，故B正确。 C．只闭合开关S、，电源电压不变，总功率最大时电流最大（），串联电路功率比等于电压比  故C错误； D．电流最大时，滑动变阻器阻值最小 电流最小时，滑动变阻器阻值最大，此时（未超过电压表量程），滑动变阻器最大阻值 故D正确。 故选 ABD。 第Ⅱ卷（共65分） 三、填空与作图题（本题满分12分，共4题） 16. 如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程的工作示意图，该冲程是________冲程。若此汽油机每秒火花塞点火20次，则飞轮的转速为________r/min。 【答案】 ①. 做功 ②. 2400## 【解析】 分析】 【详解】[1]由图可知，汽油机的进气门、排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，因此该冲程是做功冲程。 [2]四冲程汽油机每完成1个工作循环，飞轮转2圈，仅在做功冲程点火1次。已知每秒点火20次，说明每秒飞轮转  飞轮每分钟转,则飞轮的转速为2400r/min。 【点睛】 17. 在如图所示电路中，电源电压不变。只闭合开关，滑动变阻器滑片位于最右端时，电压表示数为，电路消耗的总功率为，将滑片移到中点的过程中，电压表示数________；保持滑片位置处于中点不变，只闭合开关时，电压表示数为；当开关、、都闭合时，电路消耗的总功率为。已知，，则________。 【答案】 ①. 变小 ②. 【解析】 【分析】 【详解】[1]只闭合开关时，与滑动变阻器串联，电压表测两端电压。滑片移到中点过程中，接入电路的电阻变小，总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律，电路电流变大。 电阻不变，两端电压变大，因此两端电压变小，即电压表示数变小。 [2]设，由得，设滑动变阻器最大阻值为。 只闭合、滑片在最右端时，与串联，根据串联电路分压原理，此时电压表示数 总功率。 只闭合、滑片在中点时，与串联，根据串联电路分压原理，电压表示数 代入、、，化简得  则，因此：  当都闭合时，被短路，与并联，并联总电阻 总功率  因此功率比 【点睛】 18. 小明学习家庭电路之后，对家庭电路及安全用电有了新的认识。 （1）用试电笔测试家庭电路的电线，接触其中一根电线时，试电笔的氖管发光，如图所示，该电线是________线； （2）请用笔画线表示导线，将图中元器件接入家庭电路中，要求：开关控制两盏标有“220V　40W”的灯，且闭合开关后两盏灯都能正常发光；三孔插座单独接入家庭电路中。 【答案】（1）相线##火线 （2） 【解析】 【分析】 【小问1详解】 试电笔的特性是：接触火线时，火线与大地间有电压，使氖管发光，接触零线时氖管不发光，因此氖管发光说明该电线是火线（相线）。 【小问2详解】 最上方导线是相线，最下方导线是保护接地线，则中间导线为中性线，为使两个灯泡正常发光，将两个灯泡并联，相线要先过开关，再接入灯泡顶部的金属点，中性线接入螺旋套；三孔插座与灯泡并联，其接法为：左接中性线、右接相线、上接保护线，如图所示： 【点睛】 19. 如图甲表示一种自动测定汽车油箱内油面高度的装置原理图，从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，该油量表是由________改装而成的（选填“电压表”或“电流表”），在加油的过程中，油量表的示数________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。请换用另一种电表改装为油量表，乙图已画出部分电路图，完成电路图的设计连接。要求：当油箱中的油用完时，油量表的示数为零；油量越多，油量表示数越大__________。 【答案】 ①. 电流表 ②. 变大 ③. 【解析】 【详解】[1]甲图中油量表串联在电路中，因此该油量表是电流表改装而成。 [2]加油过程中油面升高，浮标上浮，通过杠杆带动滑片下移，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律，电路电流变大，因此油量表的示数变大。 [3]根据题意，用电压表代替电流表改装为油量表，当油箱中的油用完时，油量表的示数为零，由于定值电阻两端电压始终不会为零，因此电压表应并联在滑动变阻器两端；当油量越多，浮标上移，滑片下移，油量表示数越大，即滑动变阻器两端电压会变大，由串联分压原理可知，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，因此滑动变阻器连接的是上接线柱，滑片与电源负极相连，作图如下图所示： 四、实验探究题（本题满分32分，共4题） 20. 小明和小红利用如图甲所示的实验装置探究“水沸腾前后温度变化的特点”。 （1）器材组装时合理的安装顺序是________（填序号）。 ①烧杯和水　②酒精灯　③铁夹和温度计　④铁圈和陶土网 （2）当水温达到90℃时每隔1min观察一次温度计的示数，并记录在表格中，直至观察到图乙中________（选填“a”或“b”）现象时，水开始沸腾，烧杯中的水沸腾时不停地冒出“白气”，这些“白气”实际上是烧杯________（选填“内”或“外”）水蒸气液化成的小水珠，是采用________方法使水蒸气液化的。 （3）小明用数据绘制了如图丙中a所示的温度-时间图像，分析图像可知：水沸腾前，吸收热量，温度________；水沸腾后，吸收热量，温度________；当地的大气压________（选填“高于”“低于”或“等于”）1个标准大气压。 （4）小红减少烧杯中水的质量，用相同的装置进行实验，绘制的图像可能是图丙中的________（选填“b”“c”或“d”）。 （5）他们利用图丁的装置对不同液体的沸点进行了探究，烧杯中盛有水，水中的试管内盛有一种液体，若在一标准大气压下，对烧杯的底部持续加热，发现试管内的液体也沸腾了，则试管内的液体是（　　）（一标准大气压下几种物质的沸点：酒精78℃；水100℃；煤油150℃）。 A. 酒精 B. 水 C. 煤油 D. 酒精或水 【答案】（1）②④①③ （2） ①. a ②. 内 ③. 降低温度 （3） ①. 升高 ②. 保持不变 ③. 低于 （4）c （5）A 【解析】 【小问1详解】 组装图甲实验装置时，按照自下而上的原则，为确保使用酒精灯的外焰加热，应先固定酒精灯的位置，然后是铁圈和陶土网，在其上面放上烧杯和水，最后调节铁夹和温度计，故安装顺序是②④①③。 【小问2详解】 [1]当烧杯中出现大量气泡，上升变大，即图乙中的a 所示现象，说明水沸腾了。 [2]烧杯中冒出的“白气”是烧杯内的水汽化成的水蒸气在空气中液化形成的小水珠。 [3]“白气”的形成是采用降低温度方法使水蒸气液化的。 【小问3详解】 [1][2]分析图像可知：水在加热时，温度先升高后不变，即水沸腾前，吸收热量，温度升高，水沸腾后，吸收热量，温度保持不变。 [3]气压越高，水的沸点越高，气压越低，沸点越低，水在1个标准大气压下的沸点为100℃，由图可知水的沸点为99℃，当地的大气压低于1个标准大气压。 【小问4详解】 如果同组的小红减少烧杯中水的质量，用相同的装置进行实验，水会更快沸腾，但水的沸点不变，因此应为图丙中的c。 【小问5详解】 液体沸腾的条件是温度达到沸点，继续吸热。在一标准大气压下，对烧杯的底部持续加热，发现试管内的液体也沸腾了，说明试管内的液体的沸点低于水的沸点，烧杯中盛有水，在一标准大气压下，水的沸点是100℃，则试管内液体的沸点低于100℃，为酒精，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 21. 如图甲是小华“探究不同物质吸热本领”的实验装置，用两个相同的容器和相同的加热装置分别给水和煤油加热： （1）该实验装置，其中有一处明显错误，请指出错误之处：______； （2）实验时，通过比较______ （选填“温度计示数”或“加热时间”）来间接反映煤油和水吸收的热量多少； （3）小华根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像，由图像可知，加热5min时，b物质的温度上升的更明显，说明b的吸热能力______ （选填“强”或“弱”），此时a、b两种液体吸收的热量关系是Qa______ Qb。（选填“>”“＜”或“=”），由图像可知a物质是______ （选填“水”或“煤油”）； （4）实验结束后，小华又用该装置探究了水在升高相同的温度时，吸收热量多少与质量大小的关系。得到了如图丙所示的不同质量的水在加热过程中的温度随时间变化关系图像。由图像可知______ （选填“A”或“B”）图像对应水的质量较大。 【答案】（1）没有控制水和煤油质量相等 （2）加热时间 （3） ①. 弱 ②. = ③. 水 （4）B 【解析】 【小问1详解】 根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同。因为不同物质密度不同，根据，质量相同的不同物质体积不同，所以图甲是所用的实验装置的错误之处：没有控制水和煤油质量相等。 【小问2详解】 因为实验中用相同的加热装置分别给水和煤油加热，相同的加热器在相同的时间内放出相同的热量。所以根据转换法，实验中，可以通过比较加热时间来反映两种液体吸收热量的多少。 【小问3详解】 [1][2][3]由图像知道，加热5min时，物质b的温度上升的更明显，说明物质b的吸热能力弱，物质a吸热能力强，由于加热时间相同，则吸收的热量是相同的。由于水的吸热能力比煤油大，故物质a是水。 【小问4详解】 用该装置探究了水在升高相同的温度时，吸收热量多少与质量大小的关系。由图丙可知，B加热相同的时间温度升高的慢，可知B图像对应水的质量较大。 22. 小明利用如图甲所示的电路测定小灯泡（额定电压为2.5V）正常发光时的电阻。 （1）小明检查发现图甲中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将实物电路连接正确（只改动一根导线）。 （2）闭合开关前，滑片P应位于________（选填“A”或“B”）端。 （3）改正错误后，闭合开关移动滑片P至某一位置时，电压表示数如图乙所示，为使小灯泡正常发光，滑片应向________（填“左”或“右”）端移动。 （4）小明测得多组实验数据后，绘制了图丙所示的小灯泡的图像，由图丙可知小灯泡正常工作时的电阻为________Ω，额定功率________W。 （5）两只该规格的灯泡，串联在2.5V电路中，消耗的总功率________（选填“大于”、“等于”或“小于”）；将该规格的灯泡与20Ω的定值电阻串联接在4V的电源上，小灯泡的实际功率为________W。 （6）上述实验结束后，小明更换实验器材，利用图丁电路，测量另一个额定电压也为2.5V的灯泡正常发光时的电阻，已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω，电源电压恒定，测量过程如下： ①闭合开关S、，断开，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4.5V； ②________（填开关闭合与断开情况），移动滑片，使电压表示数为________V，小灯泡正常发光； ③闭合开关S、，断开，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为3V； ④小灯泡正常发光时的电阻________。 【答案】（1） （2）B （3）左 （4） ①. 10 ②. 0.625 （5） ①. 大于 ②. 0.15 （6） ①. 闭合S、，断开S2 ②. 2 ③. 12.5 【解析】 【小问1详解】 测量小灯泡的电阻时，应使灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量灯泡两端电压，如图所示： 【小问2详解】 闭合开关前，滑动变阻器需调至最大阻值处，滑动变阻器下接线柱接A，滑片在B端时接入电阻最大。 【小问3详解】 图乙电压表选0~3V量程，分度值0.1V，读数为2.2V，小于小灯泡额定电压2.5V；要增大灯泡电压，需减小滑动变阻器接入电阻，因此滑片向左端移动。 【小问4详解】 [1]由丙图可知，小灯泡额定电压时，额定电流，因此正常发光电阻 [2]额定功率 【小问5详解】 [1]两只相同灯泡串联在2.5V电路中，每个灯泡分压1.25V；灯泡电阻随温度降低而减小，因此总电阻，总功率 因此消耗总功率大于。 [2]灯泡与20Ω定值电阻串联接在4V电源上，根据串联电路电压关系，电压满足关系 结合丙图可得：当、时， 符合条件，因此小灯泡实际功率 【小问6详解】 [1][2]由步骤①可知闭合开关S、，断开，滑动变阻器单独接入电路，电压表测量电源电压，则电源电压。要让额定电压2.5V的小灯泡正常发光，需要使滑动变阻器两端电压为，因此操作是：闭合S、，断开S2，使灯泡和滑动变阻器串联，移动滑片使电压表示数为2V。 [3]步骤③中，保持滑片位置不变，小灯泡短路，电压表测量滑动变阻器滑片以下部分两端电压，滑动变阻器整个接入电路，总电阻15Ω，电路电流 电压表示数为3V，因此滑动变阻器下部分电阻。 小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路阻值为10Ω，电路电流即灯泡额定电流 因此小灯泡正常发光电阻 23. 如图所示，为了研究电流通过导体时产生的热量与电阻、电流的关系，实验小组的同学将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在装有等量空气、完全相同的透明容器中，并与装有相同液体的U形管相连通，电阻丝d、e并联。五段电阻丝中，电阻丝b的电阻值最大，其余四段电阻丝的电阻值相同。 （1）给电阻丝通电后，电阻丝发热，这是通过________的方式改变电阻丝的内能。 （2）电流产生的热量不易测量，实验中通过观察________来显示容器内空气温度的变化。 （3）如图甲所示，是为了探究电流通过导体产生的热量与________的关系。 （4）如图乙所示，电阻丝e的作用是使通过c、d电阻丝的电流________，为使实验现象更明显，可以将电阻丝e的阻值换成________（选填“更大的”或“更小的”）。 （5）现将AB、EF分别接在电压恒定的同一电源两端，若电阻丝e出现断路，在通电时间相同时，电流通过电阻丝a与c产生的热量之比，则电流通过电阻丝b与d产生的热量之比________。 【答案】（1）做功 （2）U形管中液面的高度差 （3）电阻 （4） ①. 不同 ②. 更小的 （5）3：4 【解析】 【小问1详解】 电流通过电阻丝做功，将电能转化为内能，使电阻丝的内能增加，这是通过做功的方式改变内能。 【小问2详解】 实验中是通过观察U形管中液面的高度差来显示容器内空气温度的变化，运用了转换法。 【小问3详解】 图甲中电阻丝a和b串联，通过的电流和通电时间相同，电阻丝a、b的电阻不同，两侧U形管的液面高度差也不同，因此是探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系。 【小问4详解】 [1]图乙中电阻丝d和e并联后再与c串联，通过c的电流是通过d和e的电流之和，因此电阻丝e的作用是使通过c、d的电流不同，从而探究电流产生的热量与电流的关系。 [2]为了使实验现象更明显，可以将电阻丝e的阻值换成更小的电阻，根据并联分流可知，通过d的电流更小，根据可知实验现象更明显。 【小问5详解】 已知，且，根据焦耳定律可得 则……① 由题意可知，……② 电阻丝e出现断路，所以c、d串联。因为，由串联电路中的分压规律可知，……③ 由①②③得，a两端的电压 由图甲可知，a、b串联。根据串联电路中的电压关系得，b两端的电压为 根据焦耳定律可得，，则 根据串联电路的电流关系可知，，，故 则电流通过电阻丝b与d产生的热量的关系为 即电流通过电阻丝b与d产生的热量之比 五、计算题（本题满分21分，共3题） 24. 如图所示的电路中，定值电阻，电源电压12V不变。把一个标有“？Ω　2A”的滑动变阻器与一个电流表（0～3A）接入上述电路中，闭合开关S，发现电路的最小电功率为18W。求： （1）画出此时的电路图并说明理由； （2）滑动变阻器的最大阻值； （3）电路消耗的最大电功率。 【答案】（1）；由可知，，而，并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小，即滑动变阻器与定值电阻并联。 （2）40Ω （3）36W 【解析】 【小问1详解】 由可知， 即，并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小，即滑动变阻器与定值电阻并联，电路如图所示： 【小问2详解】 因为与并联，所以 电路的最小功率，定值电阻消耗的功率为 当电路功率最小时，滑动变阻器消耗的功率也最小，其值为 此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，其最大阻值为 【小问3详解】 电路消耗的功率最大时，电路中的总电流最大。通过定值电阻的电流为 滑动变阻器允许通过的最大电流为 电流表的量程为0~3A，干路的最大电流为 则通过滑动变阻器的最大电流为 比较滑动变阻器允许的最大电流和电路限制的最大电流，，所以为了保护电流表，通过滑动变阻器的最大电流不能超过1.8A，此时干路电流最大，为3A。电路消耗的最大电功率为 25. 在青少年科技创新大赛中，小明制作了一个水位仪，其内部简化结构如图甲所示。一根轻质绝缘细杆上端与滑片P固定，下端与边长为10cm的正方体木块M相连，木块M放在足够高的圆柱形容器内。未注水时，滑片P刚好在滑动变阻器的下端，现向容器中缓慢注水，滑片P随M的浮动在滑动变阻器上滑动，滑片P始终没有离开。由两种材料组成，ab段是铜导线，其电阻可忽略不计，剩余部分材料相同且电阻大小与自身长度成正比，定值电阻的电功率与注水深度H的关系如图乙所示（不计绝缘杆、滑片的体积和自重及滑片处的摩擦力）。已知电源电压恒为18V，求： （1）的阻值； （2）图乙中的值； （3）如果电流表选用0～3A测量范围，电压表选用0～15V测量范围，则在电路安全范围内，注水的最大深度。 【答案】（1）10Ω （2）29cm （3）21.5cm 【解析】 【小问1详解】 由电路图甲可知，与串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流。由图乙可知，当注水深度H在时，的电功率保持不变。这说明在此过程中，电路中的电流不变，电路总电阻不变，即滑动变阻器接入电路的电阻为0。此时，电路为的简单电路，根据电功率公式可得，的阻值为 【小问2详解】 当注水深度时，木块M开始上浮，滑片P向上移动，滑动变阻器接入电路的电阻开始增大，由图乙可知，当时，的电功率，此时电路中的电流 电路的总电阻 滑动变阻器接入电路电阻 从到，水位升高了 滑片P也移动了相应的距离，电阻变化了，所以，滑动变阻器电阻值与滑片移动距离的关系为 当水位为时，的电功率，此时电路中的电流 电路的总电阻 滑动变阻器接入电路的电阻 滑片P移动的距离 铜导线的长度 根据滑片移动距离与水位的关系（滑片从开始移动），可得 【小问3详解】 为保证电路安全，需满足电流表和电压表的测量范围 ①电流表安全，当R₁接入电路的电阻最小时（为0），电路中电流最大 因为，所以电流表始终是安全的。 ②电压表安全，电压表测量R₁两端的电压U₁，其示数不能超过15V 根据串联电路分压规律，，即， 解得，即滑动变阻器接入电路的最大安全电阻为50Ω 滑片P需要移动的距离 注水的最大深度。 26. 为了测定某种合金材料制成球形工件的比热容，将工件均匀加热到一定温度，然后将其置于0℃的水平大冰块上，测出工件陷入冰中的深度，如图所示。已知工件的初始温度为t（高于0℃），当冰不再熔化时工件陷入冰块中的深度为h，工件的半径为r，球的体积公式为（r为球的半径），冰的密度为，工件的密度为冰的n倍。假设实验过程中环境温度恒为0℃，不计热量损失，冰的熔解热为（1kg某种物质在熔点时，从固态变成液态所吸收的热量，单位为J/kg）。求：（用题目中的字母符号表示，结果化成最简） （1）冰吸收的热量； （2）该工件的比热容c。 【答案】（1） （2） 【解析】 【分析】计算时，要注意熔化的冰是圆柱体与半球体的组合，冰的体积的计算要准确，另外，要注意利用熔解热来求解热量以及热平衡公式的应用，纯字母运算、化简要准确。 【小问1详解】 球形工件陷入冰中，熔化的冰的体积等于以球的截面积为底，高为的圆柱体积加上球在冰面以下的半球体积。球的截面积为，所以熔化的冰的体积为 根据密度公式可得，熔化的冰的质量 不计热量损失，冰的熔解热为，根据热量公式可得，冰吸收的热量 【小问2详解】 工件的体积，工件的密度为冰的倍，即，工件的质量为 工件的初始温度为，最终温度为，温度变化 工件放出的热量 因为不计热量损失，所以 即 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $