精品解析：湖南省湘潭市2024-2025学年九年级上学期期末考试物理试题

2025年下学期九年级期末测试试卷物理 本试题卷共6页。时量60分钟。满分100分。 注意事项： 1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号写在答题卡和本试题卷上，并认真核对条形码上的姓名、准考证号和相关信息； 2.选择题部分请按题号用2B铅笔填涂方框，修改时用橡皮擦干净，不留痕迹； 3.非选择题部分请按题号用0.5毫米黑色墨水签字笔书写，否则作答无效； 4.在草稿纸、试题卷上作答无效； 5.请勿折叠答题卡，保持字体工整、笔迹清晰、卡面清洁； 6.答题卡上不得使用涂改液、涂改胶和贴纸。 一、选择题： 本题共12小题，每小题3分，共36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. 下列词语的描述中，能说明分子做无规则运动的是（　　） A. 墨香四溢 B. 波光粼粼 C. 雪花纷飞 D. 水滴石穿 2. 下列不能提供电能的装置是（　　） A. 充电宝 B. 干电池 C. 电能表 D. 太阳能电池板 3. 以下家用电器正常工作时，电功率大约为1kW的是（　　） A. 电风扇 B. 电冰箱 C. 空调 D. 电视机 4. 将下列物品接入电路A、B两点间，闭合开关后能使灯泡发光的是（　　） A. 塑料尺 B. 铅笔芯 C. 玻璃片 D. 绘图橡皮 5. 如图所示，四冲程汽油机的汽缸中，火花塞产生电火花点燃混合气体，活塞在高温高压气体推动下向下运动。该冲程属于（　　） A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 6. 两个小灯泡串联接入同一电路中，一灯较亮，另一灯较暗。两灯下列物理量中，一定相同的是（　　） A. 电压 B. 电流 C. 电阻 D. 实际功率 7. 下列做法可使一段均匀直合金丝电阻变小的是（忽略操作过程中温度变化）（　　） A. 对折 B. 拉长 C. 扭弯 D. 通电 8. 如图所示是两个经典的热学演示实验：图甲中，迅速下压活塞，筒内的硝化棉燃烧起来；图乙中，对装有少量水的试管加热，水沸腾产生大量水蒸气，最终将瓶塞推开。关于这两个实验中的物理现象，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中活塞压缩空气做功，空气内能增加 B. 甲图筒内硝化棉未完全燃烧，其热值减小 C. 乙图中的能量转化方向与甲图中完全相同 D. 乙图中瓶塞飞出后，试管口出现白雾，是汽化现象 9. 如图所示，《武经总要》记载了古人用于辨别方向的指南鱼，其制作方法是将剪成鱼形的薄铁片烧热后，放置在磁场中磁化而成。使用时，指南鱼浮于水面，鱼头始终指向北方。下列关于指南鱼的说法正确的（　　） A. 指南鱼周围不存在磁场 B. 指南鱼的腹部磁性最强 C. 指南鱼的鱼头应标记“S” D. 指南鱼能指南北是利用了地磁场的作用 10. 如图所示电路中，闭合开关S1、S2后，两只灯泡均正常发光，下列说法正确的是（　　） A. 电流表测量干路电流 B. 灯泡L1和L2是串联的 C. 若灯L2断路，L1仍能发光 D. 若灯L1短路，电流表示数为零 11. 如图所示，小明在跨学科实践课上自制了一台电动机。关于该装置的分析，下列说法正确的是（　　） A. 支架A、B均为绝缘体 B. 线圈转动是磁场对电流的作用 C. 电动机工作时将机械能转化为电能 D. 同时调换磁极和电源正负极后转动方向相反 12. 某同学按如图连接电路，电源电压保持不变。第一次闭合S1和S2，电压表示数为6V，电流表示数为0.3A。随后他尝试将电压表与电流表位置互换，只闭合S1，发现电流表示数变为0.2A。下列判断有误的是（　　） A. 电压表示数仍为6V B. 电阻R2的阻值为20Ω C. 第二次测量中仍有电流通过R2 D. 电路消耗的总功率增大了0.6W 二、填空题：本题共4小题，每空2分，共18分。 13. 2025年9月，我国成功研制“九章三号”光量子计算原型机，在处理特定问题时比超级计算机“前沿”快1.2亿亿倍。“九章三号”量子计算机在运算时，电流通过芯片元件产生_______效应，导致芯片温度升高。为给芯片降温，通常采用超低温液氦作为冷却液带走热量，这是通过_______的方式改变了芯片的内能。 14. 如图所示为一种调光台灯的旋钮结构，其核心元件是电位器（实质为一种变阻器）。电位器与灯泡________联，可通过调节旋钮改变台灯的亮度。若要求沿逆时针旋转旋钮触片时灯泡变亮，则必须将接线柱B和________接入电路。 15. 闭合开关，通电螺线管附近的小磁针静止时方向如图所示，可知该螺线管的端是________极，电源的端是________极。 16. 图甲是用某款3D打印笔进行立体绘画时的场景。打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化。加热电路简化后如图乙所示，电源电压恒为，和为发热电阻丝，，忽略电阻丝阻值随温度变化，高温挡和低温挡的额定功率比为。只闭合时________温挡工作，此时功率为________。为________。 三、作图与实验探究题：本题共4小题，作图每问2分，填空每空2分，共28分。 17. 在“比较不同物质吸热的能力”实验中，同学们用电热炉同时加热完全相同容器内的水和食用油。 （1）如图所示是小明组装好的实验装置，图中存在的明显错误有________（至少写出一种）； （2）改正错误后继续实验，在此实验中，水和食用油吸收热量的多少是通过________（选填“加热时间”或“温度计示数的变化”）来反映的。实验数据如下表所示，分析可知，________的吸热能力较强。 加热时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 水的温度/℃ 20 22 24 26 28 30 32 食用油的温度/℃ 20 24 28 32 36 38 40 18. 小华在探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验中，分别将甲、乙装置（如图所示）接入电路，装置中完全相同的透明容器密封等量空气。观察到甲装置中右侧U形管中液面高度变化比左侧快。 （1）此现象说明：在其他条件相同时，电阻越________，导体产生的热量越多； （2）可观察到乙装置中________侧U形管中液面高度变化快； （3）若甲装置中通过电阻丝电流为0.3A，则10Ω电阻丝1min产生的热量为________J。 19. 在“测量电阻”的实验中，小明连接了如图甲所示的电路。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲中的器材连接成完整电路； （2）闭合开关后，调节滑动变阻器，发现两电表指针始终处于图乙所示位置，则存在的故障可能是定值电阻________（选填“短路”或“断路”）； （3）纠正错误后，小明测量并记录了几组电压和电流值如下表。最后一次实验中电流表的示数如图丙所示，此时电流为________A； 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 （4）请在图丁中画出上表各组数据对应的点，并作出I-U图像； （5）被测电阻________。 20. 小天用如图所示装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，实验主要操作及对应现象记录如下表所示。 序号 开关状态 导体的运动方向 灵敏电流计指针偏转情况 1 断开 向右运动 不偏转 2 闭合 向上运动 不偏转 3 闭合 向下运动 不偏转 4 闭合 向左运动 向右偏转 5 闭合 向右运动 向左偏转 （1）第1次实验中，导体向右运动，电流计指针不发生偏转，这是因为________。 （2）分析可得：闭合电路的一部分导体在磁场中做________运动时，导体中就产生感应电流。 （3）这个现象是法拉第于1831年发现的，利用此现象可以制成________（选填“电动机”或“发电机”）。 四、综合题：本题共2小题，第21题8分，第22题10分，共18分。 21. 小谭同学为了测量家中电热水器的性能，在关闭其他所有用电器的情况下，仅使用该电热水器进行实验。已知电热水器的额定加热功率为2000W，容器内装有5kg的水，初始温度为。加热结束后，水温达到。他观察到加热前后电能表的示数如图甲、乙所示。已知，且加热过程中水的质量保持不变。求： （1）水吸收的热量； （2）该电热水器的加热效率； （3）理论上，该电热水器完成上述加热过程所需的最短时间。 22. 【研究背景】教室长时间密闭易致CO2浓度超标（＞1000ppm），将显著影响学生认知功能（注意力、记忆力、逻辑思维），高浓度时可引发头痛、疲劳等不适症状。 为实现空气质量智能监测预警，科技小组设计CO2浓度监测电路，具体流程如下： 【方案设计】 （1）经讨论小组设计了如图甲所示的基本检测电路。其中电源电压恒定，为定值电阻，为气敏电阻，其阻值随二氧化碳浓度的变化关系如图乙所示。图中显示仪应选用________表改装，当示数增大时，表明CO2浓度________。 【方案优化】 （2）为进一步提升系统的自动化水平，小组引入电磁继电器构建自动警示电路（如图丙）。其中电源电压均为220V，气敏电阻附近二氧化碳浓度为1000ppm（临界值）时，阻值为6.2kΩ，当继电器线圈（电阻忽略不计）中的电流达到0.032A时，继电器的衔铁会被吸下。控制要求：浓度≤1000ppm（安全范围）时，绿色指示灯亮；浓度＞1000ppm（警戒范围）时，红色指示灯亮且蜂鸣器报警。 则应将红色指示灯和蜂鸣器接入接线柱________之间（选填“a、b”或“c、d”），定值电阻阻值应为多少欧______？ 【交流评估】 （3）针对实验中发现的问题（如提醒后仍需人工处理、监测精度不足、节能性有待提升等），请任选一个方面提出至少1种有效的优化方案_________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年下学期九年级期末测试试卷物理 本试题卷共6页。时量60分钟。满分100分。 注意事项： 1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号写在答题卡和本试题卷上，并认真核对条形码上的姓名、准考证号和相关信息； 2.选择题部分请按题号用2B铅笔填涂方框，修改时用橡皮擦干净，不留痕迹； 3.非选择题部分请按题号用0.5毫米黑色墨水签字笔书写，否则作答无效； 4.在草稿纸、试题卷上作答无效； 5.请勿折叠答题卡，保持字体工整、笔迹清晰、卡面清洁； 6.答题卡上不得使用涂改液、涂改胶和贴纸。 一、选择题： 本题共12小题，每小题3分，共36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. 下列词语的描述中，能说明分子做无规则运动的是（　　） A. 墨香四溢 B. 波光粼粼 C. 雪花纷飞 D. 水滴石穿 【答案】A 【解析】 【详解】A．墨香四溢是墨水分子扩散到空气中，是分子的无规则运动，故A符合题意； B．波光粼粼是水面反射光线的光学现象，和分子运动无关，故B不符合题意； C．雪花纷飞是宏观物体雪花的机械运动，故C不符合题意； D．水滴石穿是宏观水滴的机械运动对石头持续作用的结果，故D不符合题意。 故选A。 2. 下列不能提供电能的装置是（　　） A. 充电宝 B. 干电池 C. 电能表 D. 太阳能电池板 【答案】C 【解析】 【详解】A．充电宝内部储存了化学能，使用时将化学能转化为电能，可以提供电能。故A不符合题意。 B．干电池是常见的化学电源，通过化学反应将化学能转化为电能，可以提供电能。故B不符合题意。 C．电能表的作用是测量电路中消耗的电能，它本身是用电器，不能提供电能。故C符合题意。 D．太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，可以提供电能。故D不符合题意。 故选C。 3. 以下家用电器正常工作时，电功率大约为1kW的是（　　） A. 电风扇 B. 电冰箱 C. 空调 D. 电视机 【答案】C 【解析】 【详解】A．电风扇的功率一般在70W左右，故A不符合题意； B．电冰箱的功率一般在200W左右，故B不符合题意； C．空调的功率较大，一般在1100W左右，故C符合题意； D．电视机功率一般120W ~220W之间，故D不符合题意。 故选C。 4. 将下列物品接入电路A、B两点间，闭合开关后能使灯泡发光的是（　　） A. 塑料尺 B. 铅笔芯 C. 玻璃片 D. 绘图橡皮 【答案】B 【解析】 【详解】要让灯泡发光，A、B之间需要接入容易导电的导体。 本题中，塑料尺、玻璃片、绘图橡皮都是绝缘体，接入后电路断路，灯泡不能发光；铅笔芯的主要成分是石墨，属于导体，接入后电路接通，灯泡可以发光。 故选B。 5. 如图所示，四冲程汽油机的汽缸中，火花塞产生电火花点燃混合气体，活塞在高温高压气体推动下向下运动。该冲程属于（　　） A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 【答案】C 【解析】 【详解】图中内燃机两气门关闭，火花塞点火，高温高压燃气推动活塞向下运动，对外做功，将内能转化为机械能，属于做功冲程。 故选C。 6. 两个小灯泡串联接入同一电路中，一灯较亮，另一灯较暗。两灯下列物理量中，一定相同的是（　　） A. 电压 B. 电流 C. 电阻 D. 实际功率 【答案】B 【解析】 【详解】串联电路中各处电流都相等，因此两个串联小灯泡的电流一定相同；灯泡亮度由实际功率决定，两灯亮度不同说明实际功率不同；根据可知，电流相等，功率不同，则电阻一定不同，根据公式可知，电流相等，两灯电阻不同，电压不同，故选B。 7. 下列做法可使一段均匀直合金丝电阻变小的是（忽略操作过程中温度变化）（　　） A. 对折 B. 拉长 C. 扭弯 D. 通电 【答案】A 【解析】 【详解】导体电阻的大小和导体的材料、长度、横截面积有关（本题忽略温度变化），材料不变时，导体长度越短、横截面积越大，电阻越小。 A．将合金丝对折后，长度变为原来的​，横截面积变为原来的2倍，电阻变小，故A符合题意； B．拉长合金丝，导体长度变长、横截面积变小，电阻变大，故B不符合题意； C．扭弯只改变形状，导体长度和横截面积都不变，电阻不变，故C不符合题意； D．本题忽略温度变化，通电不会改变电阻，故D不符合题意。 故选A。 8. 如图所示是两个经典的热学演示实验：图甲中，迅速下压活塞，筒内的硝化棉燃烧起来；图乙中，对装有少量水的试管加热，水沸腾产生大量水蒸气，最终将瓶塞推开。关于这两个实验中的物理现象，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中活塞压缩空气做功，空气内能增加 B. 甲图筒内硝化棉未完全燃烧，其热值减小 C. 乙图中的能量转化方向与甲图中完全相同 D. 乙图中瓶塞飞出后，试管口出现白雾，是汽化现象 【答案】A 【解析】 【详解】A．甲图中，活塞下压压缩空气，对空气做功，机械能转化为空气的内能，空气内能增加、温度升高，达到硝化棉燃点后使其燃烧，故A正确； B．热值是燃料本身的固有特性，只和燃料的种类有关，和燃料燃烧程度无关，因此硝化棉未完全燃烧时热值不变，故B错误； C．甲图的能量转化是机械能转化为内能，乙图中水蒸气推动瓶塞，能量转化是内能转化为机械能，二者转化方向不同，故C错误； D．乙图瓶塞飞出后，水蒸气对外做功，内能减小、温度降低，水蒸气遇冷液化形成小水珠，也就是试管口的白雾，故D错误。 故选A。 9. 如图所示，《武经总要》记载了古人用于辨别方向的指南鱼，其制作方法是将剪成鱼形的薄铁片烧热后，放置在磁场中磁化而成。使用时，指南鱼浮于水面，鱼头始终指向北方。下列关于指南鱼的说法正确的（　　） A. 指南鱼周围不存在磁场 B. 指南鱼的腹部磁性最强 C. 指南鱼的鱼头应标记“S” D. 指南鱼能指南北是利用了地磁场的作用 【答案】D 【解析】 【详解】A．指南鱼是磁化后的磁体，周围都存在磁场，故A错误； B．磁体的磁极在两端，两端磁性最强，中间磁性最弱，因此指南鱼两端磁性最强，腹部磁性最弱，故B错误； C．地理北极附近是地磁场的南极，鱼头始终指向北方，异名磁极相互吸引，说明鱼头是N极，故C错误； D．地球本身是一个大磁体，存在地磁场，指南鱼就是在地磁场的作用下指示南北的，故D正确。 故选D。 10. 如图所示电路中，闭合开关S1、S2后，两只灯泡均正常发光，下列说法正确的是（　　） A. 电流表测量干路电流 B. 灯泡L1和L2是串联的 C. 若灯L2断路，L1仍能发光 D. 若灯L1短路，电流表示数为零 【答案】C 【解析】 【详解】先分析电路连接：闭合开关后，电流从电源正极流出，经开关后分为两条独立支路：①​→电流表→电源负极；②→电源负极。因此与并联，电流表测量通过​的电流。 对选项逐一分析： A．电流表在​支路，只测的电流，不是干路电流，故A错误； B．​、有两条独立电流路径，是并联不是串联，故B错误； C．并联电路各支路独立工作、互不影响，断路后，​支路仍然是通路，​仍能发光，故C正确； D．若短路，会造成电源短路，大量电流会经短路的流过电流表，电流表示数远大于零，故D错误。 故选C。 11. 如图所示，小明在跨学科实践课上自制了一台电动机。关于该装置的分析，下列说法正确的是（　　） A. 支架A、B均为绝缘体 B. 线圈转动是磁场对电流的作用 C. 电动机工作时将机械能转化为电能 D. 同时调换磁极和电源正负极后转动方向相反 【答案】B 【解析】 【详解】A．该装置需要给线圈通电才能工作，因此支架A、B需要导电，应为导体，故A错误； B．电动机的工作原理就是磁场对通电电流有力的作用，线圈在此作用下转动，故B正确； C．电动机工作时消耗电能，得到机械能，是将电能转化为机械能，故C错误； D．线圈转动方向与电流方向、磁场方向都有关，若同时调换磁极和电源正负极，磁场方向和电流方向均改变，线圈的受力方向不变，转动方向不变，故D错误。 故选B。 12. 某同学按如图连接电路，电源电压保持不变。第一次闭合S1和S2，电压表示数为6V，电流表示数为0.3A。随后他尝试将电压表与电流表位置互换，只闭合S1，发现电流表示数变为0.2A。下列判断有误的是（　　） A. 电压表示数仍为6V B. 电阻R2的阻值为20Ω C. 第二次测量中仍有电流通过R2 D. 电路消耗的总功率增大了0.6W 【答案】D 【解析】 【详解】A．第一次电压表测电源电压为6V；第二次与串联，电压表仍然测量电源电压，所以第二次电压表示数等于，故A正确，不符合题意； B．闭合和，电阻和并联，电流表测量的电流，根据欧姆定律可知电阻的阻值为 ，故B正确，不符合题意； C．第二次测量时只闭合开关，则两电阻串联，有电流通过，故C正确，不符合题意； D．第二次测量时，两电阻串联，总电阻大小为 根据串联电路电阻的规律可知 第一次测量时电路总电阻为 第一次的总功率为 第二次的总功率为 第二次比第一次小，总功率是减少了，而不是增大了，故D错误，符合题意。 故选D。 二、填空题：本题共4小题，每空2分，共18分。 13. 2025年9月，我国成功研制“九章三号”光量子计算原型机，在处理特定问题时比超级计算机“前沿”快1.2亿亿倍。“九章三号”量子计算机在运算时，电流通过芯片元件产生_______效应，导致芯片温度升高。为给芯片降温，通常采用超低温液氦作为冷却液带走热量，这是通过_______的方式改变了芯片的内能。 【答案】 ①. 热 ②. 热传递 【解析】 【详解】[1]芯片有电阻，由电流的热效应可知，电流通过芯片时会产生热量，使芯片温度升高。 [2]采用超低温液氦作为冷却液带走热量，超低温液氦吸收热量，内能增加，芯片放出热量，内能减小，通过热传递的方式改变芯片的内能。 14. 如图所示为一种调光台灯的旋钮结构，其核心元件是电位器（实质为一种变阻器）。电位器与灯泡________联，可通过调节旋钮改变台灯的亮度。若要求沿逆时针旋转旋钮触片时灯泡变亮，则必须将接线柱B和________接入电路。 【答案】 ①. 串 ②. A 【解析】 【详解】电位器本质是滑动变阻器，要改变灯泡的电流、调节亮度，需要和灯泡串联；灯泡变亮说明电路电流变大，电位器接入电路的电阻需要变小，逆时针旋转旋钮触片时，若接接线柱B和A，接入电路的电阻丝是A到触片的部分，长度变短，电阻变小，电流变大，灯泡变亮。 15. 闭合开关，通电螺线管附近的小磁针静止时方向如图所示，可知该螺线管的端是________极，电源的端是________极。 【答案】 ①. N##北 ②. 负##- 【解析】 【详解】由图可知，小磁针S极靠近A端，N极靠近B端，根据磁极间的相互作用，异名磁极相互吸引可知，该螺线管的A端为N极，B端为S极；根据安培定则（右手螺旋定则）：右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指弯曲方向为电流方向，可得电流从螺线管B端流入、A端流出，外电路中电流从电源正极流出、负极流入，故D端为正极，C端为负极。 16. 图甲是用某款3D打印笔进行立体绘画时的场景。打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化。加热电路简化后如图乙所示，电源电压恒为，和为发热电阻丝，，忽略电阻丝阻值随温度变化，高温挡和低温挡的额定功率比为。只闭合时________温挡工作，此时功率为________。为________。 【答案】 ①. 低 ②. 9 ③. 6 【解析】 【详解】只闭合S1​时，只有R1​接入电路；当S1​、S2​都闭合时，R1​与R2​并联，总电阻更小。电源电压不变，根据可知，电阻越大，功率越小，因此只闭合S1​时功率更小，为低温挡。 已知，，代入功率公式得 已知​，因此高温挡总功率 并联电路总功率等于各支路功率之和，因此R2​的功率 则 三、作图与实验探究题：本题共4小题，作图每问2分，填空每空2分，共28分。 17. 在“比较不同物质吸热的能力”实验中，同学们用电热炉同时加热完全相同容器内的水和食用油。 （1）如图所示是小明组装好的实验装置，图中存在的明显错误有________（至少写出一种）； （2）改正错误后继续实验，在此实验中，水和食用油吸收热量的多少是通过________（选填“加热时间”或“温度计示数的变化”）来反映的。实验数据如下表所示，分析可知，________的吸热能力较强。 加热时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 水的温度/℃ 20 22 24 26 28 30 32 食用油的温度/℃ 20 24 28 32 36 38 40 【答案】（1）温度计玻璃泡接触了容器底部##没有控制水和食用油的质量相等 （2） ①. 加热时间 ②. 水 【解析】 【小问1详解】 本实验需遵循控制变量法，要控制水和食用油的质量相等，图中两种液体体积相同，由于水和食用油密度不同，体积相同时质量不相等，不符合实验要求；同时从装置可看出，温度计的玻璃泡接触到了烧杯底部，会导致温度测量不准确，都是明显错误。 【小问2详解】 实验中使用相同的电热炉加热，相同时间内电热炉放出的热量相同，因此水和食用油吸收热量的多少是通过加热时间反映的，这是转换法的应用。 根据表格数据，加热相同时间，吸收热量相同时，水升高的温度更小，说明水的吸热能力更强。 18. 小华在探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验中，分别将甲、乙装置（如图所示）接入电路，装置中完全相同的透明容器密封等量空气。观察到甲装置中右侧U形管中液面高度变化比左侧快。 （1）此现象说明：在其他条件相同时，电阻越________，导体产生的热量越多； （2）可观察到乙装置中________侧U形管中液面高度变化快； （3）若甲装置中通过电阻丝电流为0.3A，则10Ω电阻丝1min产生的热量为________J。 【答案】（1）大 （2）左 （3）54 【解析】 【小问1详解】 甲装置中两个电阻丝串联，通过电阻的电流、通电时间都相同，右侧电阻更大，且U形管液面变化更快、产生热量更多，因此结论为：其他条件相同时，电阻越大，导体产生的热量越多。 【小问2详解】 乙装置中，两个容器内电阻阻值都是5Ω，右侧容器内的电阻和容器外5Ω电阻并联，再与左侧电阻串联，因此左侧容器内电阻的电流更大；根据可知，电阻、通电时间相同时，电流越大产生热量越多，因此左侧U形管液面高度变化更快。 【小问3详解】 10Ω电阻丝1min产生的热量 19. 在“测量电阻”的实验中，小明连接了如图甲所示的电路。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲中的器材连接成完整电路； （2）闭合开关后，调节滑动变阻器，发现两电表指针始终处于图乙所示位置，则存在的故障可能是定值电阻________（选填“短路”或“断路”）； （3）纠正错误后，小明测量并记录了几组电压和电流值如下表。最后一次实验中电流表的示数如图丙所示，此时电流为________A； 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 （4）请在图丁中画出上表各组数据对应的点，并作出I-U图像； （5）被测电阻________。 【答案】（1） （2）断路 （3）0.50 （4） （5）5 【解析】 【小问1详解】 滑动变阻器应 “一上一下” 接入电路，电压表应并联在定值电阻​两端。滑动变阻器任选一个上接线柱接入电路。电压表的正接线柱接右端，负接线柱接左端。 【小问2详解】 由图可知，电流表的示数几乎为0（电路断路），电压表示数几乎为满偏，则故障可能是定值电阻断路。 【小问3详解】 图丙中，电流表使用的是量程，分度值为0.02A，指针指向0.5A位置，故电流为0.5A。 【小问4详解】 根据表格数据，在图丁中描点：(0.5V, 0.10A)，(1.0V, 0.20A)，(1.5V, 0.30A)，(2.0V, 0.40A)，(2.5V, 0.50A)，将这些点用直线连接，即可得到过原点的倾斜直线。如图所示： 【小问5详解】 根据欧姆定律​，各组数据测得的电阻阻值别为 5次数据均为，故取平均值仍为 故 20. 小天用如图所示装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，实验主要操作及对应现象记录如下表所示。 序号 开关状态 导体的运动方向 灵敏电流计指针偏转情况 1 断开 向右运动 不偏转 2 闭合 向上运动 不偏转 3 闭合 向下运动 不偏转 4 闭合 向左运动 向右偏转 5 闭合 向右运动 向左偏转 （1）第1次实验中，导体向右运动，电流计指针不发生偏转，这是因为________。 （2）分析可得：闭合电路的一部分导体在磁场中做________运动时，导体中就产生感应电流。 （3）这个现象是法拉第于1831年发现的，利用此现象可以制成________（选填“电动机”或“发电机”）。 【答案】（1）没有闭合开关 （2）切割磁感线 （3）发电机 【解析】 【小问1详解】 第1次实验中开关断开，整个电路是断路，即使导体切割磁感线，也无法生成感应电流，因此电流计指针不偏转。 【小问2详解】 分析表格现象：开关闭合后，导体ab沿磁感线方向上下运动时，不切割磁感线，指针不偏转；导体ab左右运动切割磁感线时，指针偏转，因此得到结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。 【小问3详解】 题中现象是电磁感应现象，该现象是发电机的工作原理；电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动。 四、综合题：本题共2小题，第21题8分，第22题10分，共18分。 21. 小谭同学为了测量家中电热水器的性能，在关闭其他所有用电器的情况下，仅使用该电热水器进行实验。已知电热水器的额定加热功率为2000W，容器内装有5kg的水，初始温度为。加热结束后，水温达到。他观察到加热前后电能表的示数如图甲、乙所示。已知，且加热过程中水的质量保持不变。求： （1）水吸收的热量； （2）该电热水器的加热效率； （3）理论上，该电热水器完成上述加热过程所需的最短时间。 【答案】（1） （2） （3）315s 【解析】 【小问1详解】 水温度变化量 水吸收的热量为 【小问2详解】 由电能表读数可得，加热过程电热水器消耗的电能为 加热效率为 【小问3详解】 理论上，当电热水器以额定功率工作且消耗电能全部被水吸收时，加热时间最短，此时需要的电能 加热过程所需的最短时间为 22. 【研究背景】教室长时间密闭易致CO2浓度超标（＞1000ppm），将显著影响学生认知功能（注意力、记忆力、逻辑思维），高浓度时可引发头痛、疲劳等不适症状。 为实现空气质量智能监测预警，科技小组设计CO2浓度监测电路，具体流程如下： 【方案设计】 （1）经讨论小组设计了如图甲所示的基本检测电路。其中电源电压恒定，为定值电阻，为气敏电阻，其阻值随二氧化碳浓度的变化关系如图乙所示。图中显示仪应选用________表改装，当示数增大时，表明CO2浓度________。 【方案优化】 （2）为进一步提升系统的自动化水平，小组引入电磁继电器构建自动警示电路（如图丙）。其中电源电压均为220V，气敏电阻附近二氧化碳浓度为1000ppm（临界值）时，阻值为6.2kΩ，当继电器线圈（电阻忽略不计）中的电流达到0.032A时，继电器的衔铁会被吸下。控制要求：浓度≤1000ppm（安全范围）时，绿色指示灯亮；浓度＞1000ppm（警戒范围）时，红色指示灯亮且蜂鸣器报警。 则应将红色指示灯和蜂鸣器接入接线柱________之间（选填“a、b”或“c、d”），定值电阻阻值应为多少欧______？ 【交流评估】 （3）针对实验中发现的问题（如提醒后仍需人工处理、监测精度不足、节能性有待提升等），请任选一个方面提出至少1种有效的优化方案_________。 【答案】（1） ①. 电压 ②. 升高 （2） ①. 、 ②. （3） 存在的问题 优化方案 提醒后仍需人工处理 浓度超标时，继电器自动触发通风设备启动换气。 监测精度不足 更换高精度气敏电阻：选用对浓度变化更敏感的气敏电阻，并增加数据校准模块，定期修正监测误差。 节能性有待提升 增设低功耗模式：当浓度处于安全范围时，电路切换为低电压供电模式；无人时段自动进入休眠状态。 【解析】 【小问1详解】 由图甲可知，显示仪并联在定值电阻两端，因此显示仪由电压表改装。 若显示仪示数增大，根据​，不变，说明电路电流增大，电源电压不变，总电阻减小，因此气敏电阻​阻值减小。 结合图乙可知：​阻值随​浓度增大而减小，因此显示仪示数增大时，表明​浓度升高。 【小问2详解】 [1]当浓度超标（ ）时，阻值更小，控制电路电流增大到0.032A，衔铁被吸下，接触下触点B，此时需要红灯亮、蜂鸣器报警，因此红色指示灯和蜂鸣器应接入之间。 [2]计算定值电阻： 控制电路电源电压，临界状态下电流 ， ，总电阻 根据串联电阻规律 【小问3详解】  略 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $