精品解析：北京市海淀实验中学2024-2025学年九年级上学期期中考试物理试题

北京海淀实验中学2024-2025学年度九年级上学期期中考试 物理试卷 考试时间：90分钟 满分：100分 注意事项： 1.本试卷共4页，共8道大题，24道小题。 2.试题答案一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。 一、静电与电流 1. 通过摩擦起电等实验发现，自然界存在两种电荷。关于电荷间的相互作用规律，从方向上看，可以总结为___________。根据你课上的实验经历，这种相互作用力的大小跟什么因素有关？给出至少一种猜想，并指出什么实验现象支持你的猜想____________________________________________。 2. 利用原子模型可以解释摩擦起电现象，下列说法合理的有（ ） A. 物质的原子都是由原子核和核外电子组成的，原子核带负电 B. 通常物质不显电性是因为其内部正、负电荷的电荷量相等 C. 摩擦起电的过程中，两种材料原子挨得很近，原子核对电子的吸引力更弱的一方会失去电子 D. 摩擦起电的过程中，失去电子一方会带正电，得到电子一方会带负电 3. 关于静电的应用，下列说法合理的是（ ） A. 利用静电可以给物体植绒 B. 利用静电可以吸附灰尘，达到除尘的效果 C. 磁铁吸附铁屑是因为静电力 D. 避雷针可以将一次剧烈的放电变成缓和的多次放电 4. 如图所示，甲为两个相同的验电器A和B，A的金属 球与丝绸摩擦过的玻璃棒接触后，金属箔张开了一定角度。现用一金属棒连接验电器A、B的金属球，出现了如图乙所示现象。微观上是___________（填粒子名称）发生了定向移动。瞬时电流的方向是___________（选填“从A转移到B”或“从B转移到A”）。 二、探究串、并联电路中电流的特点 5. 初学电路时，有同学猜想：由于用电器耗电，所以电流每流过一个用电器，都会减小。为了检验该猜想，某组同学开展了如下实验。 （1）按图甲接好电路，闭合开关后发现灯泡不亮，学生电源过载指示灯亮。将电压表接在A、B两点间，闭合开关发现电压表没有示数，说明有可能存在___________故障； （2）排除故障后，用电流表测出A点电流，如图乙所示，则IA =___________A，再测出B点电流，得到A、B两点电流相等。更换不同规格的灯泡，重复上述实验，都得到相同结论。由此判断猜想是 ___________的； （3）为进一步得出两个灯串联时电流的规律，小明按图丙连接电路，测量A、B、C三点的电流，得出结论；小华认为不需要再测量，在上一问结论的基础上，通过推理也可以得出相同结论，请写出小华的推理过程：__________________________________________________________________ （4）并联电路的电流规律是_________________________________。 （5）为了验证上述规律，请利用三个电流表，在图中画出实验电路图。 （6）对于不可压缩的流体（例如自来水）在管道流动时，任选一段管道，单位时间流入管道的水和流出管道的水一样多，干路中的水流等于其末端每个自来水龙头的总和。看似简单的现象，其背后隐藏的深层的规律是水在流动过程中质量没有增加也没有减少，即质量守恒。类似的，通过串并联电路的电流规律，可以推测出与质量守恒相似的深层规律，即_________________________________。 三、探究串联电路中的电压规律 6. （1）提出猜想。之前的实验发现：①单独一个小灯泡接通电源，两端电压越大，灯泡越亮。②不改变电源电压时，将两个小灯泡串联，每个小灯泡都变暗了。基于以上事实，关于串联电路的电压规律，同学们提出三种猜想，下列哪些猜想是合理的（ ）（多选） A. 串联时每个小灯泡的两端电压都等于电源电压 B. 串联时每个小灯泡都分得了一部分电源电压 C. 串联时每个小灯泡均分了电源电压 为了验证这三种猜想，大家设计方案开展了实验。某小组的实验方案中选择了两节干电池、一个电压表、两个小灯泡、一个开关、导线若干。请分析他们的实验。 （2）实验原理。请根据甲小组选择的实验器材，画出实验电路图。 （3）实验方法。连接实物电路，使电压表测量左边小灯泡两端的电压U1。 （4）数据分析。实验中该小组分别测量了两个灯泡两端的电压U1、U2和电源电压U，实验数据如表1所示。小佳同学据此得出两条结论：①串联电路电源电压等于各用电器电压之和；②串联电路两个用电器电压相等。但小宣查阅资料发现其中结论___________（选填①或②）并不是串联电路中普遍的规律。是不是个巧合呢？于是小宣改换了其它电源，发现实验结果依然支持该结论成立。请分析出现该现象最可能的原因____________________________________________。 U1/V U2/V U/V 1.4 1.4 2.8 （5）方案改进。请你增加一组实验，并说明预期观察到什么现象可以证伪这条论断。 （6）细心的小孟发现灯泡两端电压之和总比电源电压低一点，他换了各种灯泡，并且反复测量了电源电压，确认测量数据无误。你认为最可能的原因是什么？ 四、伏安法测电阻 7. 小明同学在教室发现一个黑盒子，上面有一个模糊的手写标签“电阻，约为10Ω”，他试图精确测量这个电阻的阻值，更新标签。选用的器材为学生电源、滑动变阻器（20Ω）、电压表、电流表等。连接电路如图所示。 （1）闭合开关前，滑片P应置于滑动变阻器的___________端（选填“右”或“左”）； （2）按图1正确连接好电路，试触时，发现电流表的指针偏转角很小，几乎为零，电压表示数正常。移动滑动变阻器的滑片时，电流表和电压表指针都只有微微变化，产生该现象的原因可能是（ ） A. 滑动变阻器断路 B. 滑动变阻器短路 C. 电阻R断路 D. 电阻R短路 （3）电路调试完成后，某次实验中电压表和电流表示数如图2和3所示，则电压表的读数是___________V，该电阻的阻值R=___________Ω（计算结果保留整数）。 （4）小明将盒子拆开，发现黑盒子的内部其实是两个定值电阻R1和R2串联组成的，如图4所示，而在刚才的测量中却把它们当成了一个电阻R。小明将两个电阻取出，再次重复上面的测量，测得R1=5Ω，R2=3Ω，由此可以推测，电阻串联的等效电阻和两个电阻的大小关系是___________。 （5）关于上述电阻串联规律的实验结果，可以从定性和定量两个方面解释。 ①定性解释：影响导体电阻大小的主要因素有___________。利用电阻模型，电阻串联，相当于是增加了导体的___________，所以电阻变大。 ②定量解释。结合欧姆定律和串联电路的电压、电流规律，推理解释这个等效电阻R阻值与R1和R2的关系。（写出必要的推导过程，结果用R1、R2表示）（ ） ③类似的，可以推理出 R1、R2与它们并联之后的等效电阻R的关系。请写出推导过程。（ ） 五、测量小灯泡的额定功率 8. 在“测量小灯泡的额定电功率”实验中，某同学首先观察小灯泡侧面的铭牌，上面模糊能看清“1.5V”，后面似乎是0.3A，又像是0.8A．为了测定灯泡的额定功率，需要利用___________将小灯泡两端电压调节到___________V。 9. 实验发现，灯泡两端电压越大，电流越大，灯泡越亮。该过程是通过电流做功将电能转化为___________能。当电压超过一定限值，灯泡就烧坏了。灯泡被烧坏本质上是电流的___________效应使灯丝（钨）熔化，电路断路。 10. 为了研究串联电路的电功率有何规律，他在科学社区找到两个不同规格的小灯泡：L1，铭牌为“1.5V 0.3A”、L2，铭牌为“3.0V 0.3A”。把两个灯泡串联接入电压为3V的电源两端，发现一个灯泡亮，另一个灯泡较暗。请通过计算两个灯泡的实际电功率，说明哪个灯泡更亮。 六、家庭电路 11. （1）将电灯、开关和插座接入家庭电路中，接线正确的是（ ） A. B. C. D. （2）家庭电路中下列做法符合用电安全的是（ ） A. 用湿抹布擦拭正在工作的电器 B. 使用试电笔时，手指按着笔帽端的金属导体 C. 将手机藏在被子里充电 D. 将电动自行车的电池拆下带回家中充电 在“制定节电策略”学习任务中，同学们测量了各种不同用电器的电功率。 12. 用于给液体加热的电热炉有高温、低温两个挡位，甲小组研究两个挡位加热时的电功率。 （1）电热炉内部的电路如图所示，其中，高温挡对应的S1、S2开关状态为（ ） A. S1、S2都闭合 B. S1闭合、S2断开 C. S1、S2都断开 D. S1断开、S2闭合 （2）甲小组用万用表测得电炉高温挡的电阻为92Ω。之后将电热炉接入插座， 使用插座式电流表测得电流为2.5A．接着，该小组将电炉调至低温挡，测得电压为230V、测得电 流为1.25A，数据记录表格如下表所示。请你通过计算，补充其他带编号的物理量①___________W、 ②___________Ω、③___________W。 测量挡位 电压U/V 电流I/A 总电阻R/Ω 电功率P/W 高温挡 —— 2.50 92 ① 低温挡 230 1.25 ② ③ （3）求电阻R2的阻值。 13. 教室内可升降电源插线板上标注220V 10A．吹风机标识为“220V 1000W”。 （1）使用吹风机研究气体流速对压强的影响时，在一个插座上最多能接入几台吹风机？写出具体过程，并指出超过此数量会有何危险？ （2）乙小组测得吹风机冷风I挡电流为0.941A，电压为233.4V，此挡位电阻为150Ω，电功率显示为199.5W。他们根据电功率的公式P=UI，计算得到功率为219.63W，根据算出132.82W。根据P=UI算出的功率明显比根据算出的更大，原因是什么？ （3）上一问中针对功率的测量和计算结果中，你还发现了什么新问题？ 14. 某小组观察到下课后大屏经常处于开启状态，便测量了在不同工作状态下消耗的电功率，将数据记录在下表中： 状态 电功率 开机（桌面） 388.3W 开机（打开网页） 390.6W 仅关闭屏幕 32.3W 内置电脑睡眠+屏幕关闭 16.1W 关机（仅剩电源键指示灯亮） 0.5W （1）由该小组的测量数据，可以推测，大屏内部消耗电能最快的部件是________（选填字母A．电源键指示灯 B．大屏内置电脑 C．屏幕），该部件耗电主要是将电能转化为__________； （2）根据上述测量结果，按照节电效果来看，①仅关闭屏幕、②内置电脑睡眠+关闭屏幕、③关机三种状态节电效果由强到弱排序为_________（填序号）； （3）该小组同时考虑了日常使用的影响：关闭屏幕仅需按一下电源键，关机和睡眠都需要在电脑系统内多步操作；在课堂需要使用大屏时，开启屏幕最快，电脑睡眠唤醒较慢，重新开机需要等待较长时间。上述三种节电方案实施便利程度由易到难的排序为________（填序号）。综合节电效果和使用便利程度，该小组提出节电方案：在课程结束后随手关闭屏幕； （4）请估算：假设每个学习工作室中大屏每天有6h处于闲置状态，按照这种节电策略，一个大屏每天可以节约电能_________kW·h；（保留两位有效数字） （5）该小组根据一个社区内大屏数目，估计学校有200个大屏。按照一年250天工作日、学校电费0.5元每度来算，则这个小动作一年可以节约电费________元。（本题结果均保留两位有效数字） 按照目前我国火电站发电效率，1度电对应二氧化碳排放约为1.1kg，一年可以减少碳排放约 ________ kg。 七、电与磁 15. 科学史上第一个通过实验发现电与磁有直接关系的科学家是奥斯特。用一句话描述他观察到的实验现象___________。既然磁体会受到通电导线的作用，根据___________，通电导线也会受到磁体磁场的作用，这就是___________（选填“发电机”或“电动机”）的工作原理。 16. 科学史上第一个通过实验发现磁可以产生电的科学家是___________。他发现当 ___________，导体中就产生电流。 17. 画出如图所示通电螺线管周围的磁感线方向。 18. 从能量转化的角度，电动机主要是把电能转化为___________能。 19. 科学社区的磁悬浮月球灯能够悬浮在空中，是利用了___________的原理，月球灯不跟底座接触，却能发光，是利用了___________的原理。（选填“电生磁”或“磁生电”） 八、功与能 请你阅读关于电网储能的短文，回答文后的问题。 电网储能是现代能源系统中的关键技术，它的主要作用在于平衡电力供需、提高电网稳定性和促进可再生能源的利用。在电力系统中，电能的生产和消耗必须实时平衡，但随着风能、太阳能等可再生能源比例的增加，电力生产的波动性也在增加。电网储能系统通过在电力过剩时存储电能，在需求高峰时释放，从而缓解了供需不平衡的压力，降低了电网的调节负担。同时，电网储能有助于减少燃煤、燃气电站的启停频率，从而降低碳排放和环境污染，是实现低碳、可持续能源系统的重要途径。 热熔盐电站是一种利用太阳能聚热的发电技术，其核心原理是汇聚太阳光加热熔盐。在白天，太阳光通过定日镜聚焦在吸热塔上，热量被传给熔盐，使其温度升高。高温熔盐可以将能量储存数小时至数天。储存的高温熔盐在需要时可用于加热水，使其转化为高温高压蒸汽，推动蒸汽轮机发电。这种系统的优势在于可以在没有太阳光照的情况下，依然可以利用储存的能量发电，在夜间或阴天也能保证电力供给。 抽水蓄能电站是一种储能系统。其工作原理是在电力过剩时（如夜间低谷时段），用电将水从低位水库抽至高位水库储存。当电力需求增加时，储存的水从高位水库释放，通过重力作用流向低位水库，推动水轮机发电。抽水蓄能电站的转换效率较高，通常可达到70%-80% 左右，并且能够快速响应电网负荷的变化，因此在电力调峰和应急备用方面具有重要作用。然而，由于其需要建设大型水库和高低位落差，抽水蓄能电站的选址受到地理条件的限制。 20. 文中提到了两种储能电站，其中热熔盐电站储存能量的形式为___________能，抽水蓄能电站将电能转化为水的___________能储存。 21. 抽水蓄能电站中，高位水库向低位水库释放了1×106kg的水，已知高位水库水位比低位水库高了500m，重力加速度g=10N/kg，这个过程中重力做功为___________J，重力势能___________。（选填“增大”、“不变”或“减小”） 22. 热熔盐通过“烧开水”的方式发电，热熔盐与水接触，让水沸腾，这个过程中通过___________（填一种改变内能的方式）增加了水的内能。烧开水后蒸汽驱动蒸汽轮机转动，将内能转化成___________能，蒸汽轮机带动发电机转动，再将能量转化为___________能。 23. 一种常用的熔盐（60%硝酸钠和40%的硝酸钾，在260-550°C之间为液体）比热容为。热熔盐电站中 1 吨熔盐从290°C升高到540°C，吸收了多少热量？（写出计算的原理式、必要的文字说明和计算结果） 24. 与熔盐相比，水的比热容更大，。请你从比热容定义式和发电过程推测，热熔盐电站为何不用水储能？（提出一条合理推测即可）___________ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京海淀实验中学2024-2025学年度九年级上学期期中考试 物理试卷 考试时间：90分钟 满分：100分 注意事项： 1.本试卷共4页，共8道大题，24道小题。 2.试题答案一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。 一、静电与电流 1. 通过摩擦起电等实验发现，自然界存在两种电荷。关于电荷间的相互作用规律，从方向上看，可以总结为___________。根据你课上的实验经历，这种相互作用力的大小跟什么因素有关？给出至少一种猜想，并指出什么实验现象支持你的猜想____________________________________________。 【答案】 ①. 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 ②. 猜想：电荷间相互作用力的大小与电荷所带的电荷量有关。支持的实验现象：验电器所带电荷量越多，金属箔张开的角度越大（答案合理即可） 【解析】 【详解】对于电荷间的相互作用规律：自然界中只存在正电荷和负电荷两种电荷，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。 验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，金属箔所带电荷量越多，电荷间的排斥力越大，金属箔张开的角度越大，因此该现象可支持上述猜想。也可猜想电荷间相互作用力的大小与电荷间的距离有关，支持现象为：带同种电荷的物体距离越近，悬挂的带电体偏转角度越大。 2. 利用原子模型可以解释摩擦起电现象，下列说法合理的有（ ） A. 物质的原子都是由原子核和核外电子组成的，原子核带负电 B. 通常物质不显电性是因为其内部正、负电荷的电荷量相等 C. 摩擦起电的过程中，两种材料原子挨得很近，原子核对电子的吸引力更弱的一方会失去电子 D. 摩擦起电的过程中，失去电子一方会带正电，得到电子一方会带负电 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．原子核带正电，说法不合理，故A不符合题意； B．通常物质内部正、负电荷电荷量相等，电性相互抵消，对外不显电性，说法合理，故B符合题意； C．摩擦起电的本质是电子转移；原子核对电子吸引力较弱的材料，电子更容易脱离原子核束缚，从而失去电子，说法合理，故C符合题意； D．电子带负电，失去电子的物体正电荷总量大于负电荷，带正电；得到电子的物体负电荷总量大于正电荷，带负电，说法合理，故D符合题意。 故选BCD。 3. 关于静电的应用，下列说法合理的是（ ） A. 利用静电可以给物体植绒 B. 利用静电可以吸附灰尘，达到除尘的效果 C. 磁铁吸附铁屑是因为静电力 D. 避雷针可以将一次剧烈的放电变成缓和的多次放电 【答案】ABD 【解析】 【详解】AB．静电植绒、静电除尘均利用了异种电荷相互吸引的静电作用原理，故AB符合题意； C．磁铁吸附铁屑是磁体的磁性作用，不属于静电力作用，故C不符合题意； D．避雷针尖端放电，持续中和云层电荷，避免积累巨大电荷产生剧烈雷击，把一次性强放电转化为持续缓和的放电，故D符合题意。 故选ABD。 4. 如图所示，甲为两个相同的验电器A和B，A的金属 球与丝绸摩擦过的玻璃棒接触后，金属箔张开了一定角度。现用一金属棒连接验电器A、B的金属球，出现了如图乙所示现象。微观上是___________（填粒子名称）发生了定向移动。瞬时电流的方向是___________（选填“从A转移到B”或“从B转移到A”）。 【答案】 ①. 自由电子 ②. 从A转移到B 【解析】 【详解】由丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，可知验电器A带正电。因金属导体中可定向移动的带电粒子为自由电子，故连接验电器A、B后，自由电子从B向A定向移动。由电流方向与负电荷定向移动方向相反，可知瞬时电流方向为从A转移到B。 二、探究串、并联电路中电流的特点 5. 初学电路时，有同学猜想：由于用电器耗电，所以电流每流过一个用电器，都会减小。为了检验该猜想，某组同学开展了如下实验。 （1）按图甲接好电路，闭合开关后发现灯泡不亮，学生电源过载指示灯亮。将电压表接在A、B两点间，闭合开关发现电压表没有示数，说明有可能存在___________故障； （2）排除故障后，用电流表测出A点电流，如图乙所示，则IA =___________A，再测出B点电流，得到A、B两点电流相等。更换不同规格的灯泡，重复上述实验，都得到相同结论。由此判断猜想是 ___________的； （3）为进一步得出两个灯串联时电流的规律，小明按图丙连接电路，测量A、B、C三点的电流，得出结论；小华认为不需要再测量，在上一问结论的基础上，通过推理也可以得出相同结论，请写出小华的推理过程：__________________________________________________________________ （4）并联电路的电流规律是_________________________________。 （5）为了验证上述规律，请利用三个电流表，在图中画出实验电路图。 （6）对于不可压缩的流体（例如自来水）在管道流动时，任选一段管道，单位时间流入管道的水和流出管道的水一样多，干路中的水流等于其末端每个自来水龙头的总和。看似简单的现象，其背后隐藏的深层的规律是水在流动过程中质量没有增加也没有减少，即质量守恒。类似的，通过串并联电路的电流规律，可以推测出与质量守恒相似的深层规律，即_________________________________。 【答案】（1）灯泡短路 （2） ①. 0.3 ②. 错误 （3）将A、B两点看作一个整体，电流从A流到B经过了用电器，根据结论，电流大小不变，即 ；再将B、C两点看作一个整体，电流从B流到C经过了用电器，根据结论，电流大小也不变，即​ ；综合可得，  （4）并联电路中，干路电流等于各支路电流之和 （5） （6）电荷是守恒的 【解析】 【小问1详解】 闭合开关后灯泡不亮，说明电路中可能没有电流或灯泡被短路。电源过载指示灯亮，说明电路中电流过大，这通常是短路造成的。将电压表并联在A、B两点（即灯泡两端），电压表没有示数，说明A、B两点间电压为零，综合可知，是灯泡短路。 【小问2详解】 图乙中电流表选用的是0~0.6A的量程，其分度值为0.02A，示数为0.3A。 实验测得串联电路中A、B两点的电流相等，并且更换不同灯泡后结论依然成立，这表明在串联电路中电流处处相等，并不会因为流过用电器而减小。因此，“电流每流过一个用电器，都会减小”的猜想是错误的。 【小问3详解】 第(2)问的实验结论是电流经过用电器后大小不会发生改变。我们可以将这个结论应用于图丙的电路。将A、B两点看作一个整体，电流从A流到B经过了用电器，根据结论，电流大小不变，即 ；再将B、C两点看作一个整体，电流从B流到C经过了用电器，根据结论，电流大小也不变，即​ ；综合可得，  【小问4详解】 并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。 【小问5详解】 为了验证并联电路的电流规律（干路电流等于各支路电流之和），需要同时测量干路电流和各支路电流。因此，电路应设计为两个灯泡并联，一个电流表串联在干路中，另外两个电流表分别串联在两个支路中。 【小问6详解】 水流类比中，水的质量是守恒的。在电路中，电流是电荷的定向移动形成的。串联电路中电流处处相等，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，这些规律都表明电荷在电路中流动时总量保持不变，即电荷是守恒的。 三、探究串联电路中的电压规律 6. （1）提出猜想。之前的实验发现：①单独一个小灯泡接通电源，两端电压越大，灯泡越亮。②不改变电源电压时，将两个小灯泡串联，每个小灯泡都变暗了。基于以上事实，关于串联电路的电压规律，同学们提出三种猜想，下列哪些猜想是合理的（ ）（多选） A. 串联时每个小灯泡的两端电压都等于电源电压 B. 串联时每个小灯泡都分得了一部分电源电压 C. 串联时每个小灯泡均分了电源电压 为了验证这三种猜想，大家设计方案开展了实验。某小组的实验方案中选择了两节干电池、一个电压表、两个小灯泡、一个开关、导线若干。请分析他们的实验。 （2）实验原理。请根据甲小组选择的实验器材，画出实验电路图。 （3）实验方法。连接实物电路，使电压表测量左边小灯泡两端的电压U1。 （4）数据分析。实验中该小组分别测量了两个灯泡两端的电压U1、U2和电源电压U，实验数据如表1所示。小佳同学据此得出两条结论：①串联电路电源电压等于各用电器电压之和；②串联电路两个用电器电压相等。但小宣查阅资料发现其中结论___________（选填①或②）并不是串联电路中普遍的规律。是不是个巧合呢？于是小宣改换了其它电源，发现实验结果依然支持该结论成立。请分析出现该现象最可能的原因____________________________________________。 U1/V U2/V U/V 1.4 1.4 2.8 （5）方案改进。请你增加一组实验，并说明预期观察到什么现象可以证伪这条论断。 （6）细心的小孟发现灯泡两端电压之和总比电源电压低一点，他换了各种灯泡，并且反复测量了电源电压，确认测量数据无误。你认为最可能的原因是什么？ 【答案】（1）BC （2） （3） （4） ①. ② ②. 实验中使用的两个小灯泡规格完全相同，串联时根据串联分压规律，两灯分得的电压相等，属于特殊情况，不具备普遍性 （5）将其中一个小灯泡更换为规格不同的另一个小灯泡，保持两灯串联，分别测量两个灯泡的电压，若测得两个规格不同的小灯泡两端的电压不相等，即可证伪“串联电路两个用电器电压相等”的论断 （6）电路中的导线有电阻，导线与灯泡串联，根据串联分压规律，导线会分得一部分电源电压，使灯泡两端电压之和总比电源电压低一点 【解析】 【小问1详解】 已知单独接灯泡时电压越大灯越亮，两灯串联后都变暗，说明每个灯的实际电压都比单独接电源时小； A．若每个灯电压都等于电源电压，灯泡亮度应和单独接电源时一致，和实验现象矛盾，不合理，故A不符合题意； B．两灯各自分得一部分电源电压，总电压等于电源电压，符合两灯都变暗的现象，是合理猜想，故B符合题意； C．两灯均分电源电压，也能让每个灯的电压小于电源电压、灯变暗，属于基于现象的合理猜想，故C符合题意。 故选BC。 【小问2详解】 依次将电源、开关、两个小灯泡用导线顺次连接成串联回路，电压表通过移动接线柱的方式，先后并联在第一个灯泡两端、第二个灯泡两端、电源两端，分别测量三处电压，据此作图。 【小问3详解】 依次将电源、开关、两个小灯泡用导线顺次连接成串联回路，电压表接在左侧小灯泡的两端即可，如图所示： 【小问4详解】 串联电路总电压等于各部分电压之和是普遍规律，只有当串联的两个用电器电阻相等时，才会出现电压相等的情况，不是串联电路的普遍规律。 【小问5详解】 改进方案：将其中一个小灯泡更换为规格不同的另一个小灯泡，保持两灯串联，分别测量两个灯泡的电压。测得两个小灯泡两端的电压不相等，即可证伪“串联电路两个用电器电压相等”的论断。 【小问6详解】 略 四、伏安法测电阻 7. 小明同学在教室发现一个黑盒子，上面有一个模糊的手写标签“电阻，约为10Ω”，他试图精确测量这个电阻的阻值，更新标签。选用的器材为学生电源、滑动变阻器（20Ω）、电压表、电流表等。连接电路如图所示。 （1）闭合开关前，滑片P应置于滑动变阻器的___________端（选填“右”或“左”）； （2）按图1正确连接好电路，试触时，发现电流表的指针偏转角很小，几乎为零，电压表示数正常。移动滑动变阻器的滑片时，电流表和电压表指针都只有微微变化，产生该现象的原因可能是（ ） A. 滑动变阻器断路 B. 滑动变阻器短路 C. 电阻R断路 D. 电阻R短路 （3）电路调试完成后，某次实验中电压表和电流表示数如图2和3所示，则电压表的读数是___________V，该电阻的阻值R=___________Ω（计算结果保留整数）。 （4）小明将盒子拆开，发现黑盒子的内部其实是两个定值电阻R1和R2串联组成的，如图4所示，而在刚才的测量中却把它们当成了一个电阻R。小明将两个电阻取出，再次重复上面的测量，测得R1=5Ω，R2=3Ω，由此可以推测，电阻串联的等效电阻和两个电阻的大小关系是___________。 （5）关于上述电阻串联规律的实验结果，可以从定性和定量两个方面解释。 ①定性解释：影响导体电阻大小的主要因素有___________。利用电阻模型，电阻串联，相当于是增加了导体的___________，所以电阻变大。 ②定量解释。结合欧姆定律和串联电路的电压、电流规律，推理解释这个等效电阻R阻值与R1和R2的关系。（写出必要的推导过程，结果用R1、R2表示）（ ） ③类似的，可以推理出 R1、R2与它们并联之后的等效电阻R的关系。请写出推导过程。（ ） 【答案】（1）右 （2）C （3） ①. 2.4 ②. 8 （4）串联的等效电阻等于各分电阻之和 （5） ①. 材料、长度、横截面积和温度 ②. 长度 ③. 设串联电路两端总电压为  ，通过电路的电流为  。根据串联电路电压规律  及欧姆定律  ，可得  ，两边消去电流  得  。 ④. 设并联电路两端电压为  ，干路电流为  。根据并联电路电流规律  及欧姆定律  ，可得  ，两边消去电压  得  。 【解析】 【小问1详解】 为保护电路，闭合开关前滑动变阻器接入电路的阻值应最大。由图1可知，滑片P在最右端时接入电路的电阻丝最长，阻值最大 【小问2详解】 A．若滑动变阻器断路，整个电路断开，电流表和电压表均无示数，不符合题意； B．若滑动变阻器短路，电路中只有电阻  ，电流表示数较大且移动滑片无变化，不符合题意； C．若电阻  断路，电压表串联在电路中测电源电压（示数正常），因电压表内阻极大导致电流极小（电流表几乎为零），且移动滑片对总电阻影响微乎其微，符合题意； D．若电阻  短路，电压表被短路示数为零，不符合题意。 故选C。 【小问3详解】 由图2可知，电压表选用 量程，分度值为 ，指针指向 刻度处，故读数为 。 由图3可知，电流表选用 量程，分度值为 ，指针指向 刻度处，故电流为 。电阻阻值  【小问4详解】 两者串联后的总电阻即为之前测量的  。因为 ，即总电阻等于各分电阻之和。 【小问5详解】 ①决定导体电阻大小的因素有材料、长度、横截面积和温度。电阻串联相当于增加了导体的长度，长度越长电阻越大。 ②略 ③略 五、测量小灯泡的额定功率 8. 在“测量小灯泡的额定电功率”实验中，某同学首先观察小灯泡侧面的铭牌，上面模糊能看清“1.5V”，后面似乎是0.3A，又像是0.8A．为了测定灯泡的额定功率，需要利用___________将小灯泡两端电压调节到___________V。 【答案】 ①. 滑动变阻器 ②. 1.5 【解析】 【详解】在测量小灯泡额定电功率的实验中，滑动变阻器的作用就是通过改变自身接入电路的电阻，来调节小灯泡两端的电压，使灯泡达到额定工作状态。而小灯泡的额定电压是铭牌上明确可辨识的1.5V，实验时必须先将灯泡两端电压调节到额定电压1.5V，才能测量它的额定功率。 9. 实验发现，灯泡两端电压越大，电流越大，灯泡越亮。该过程是通过电流做功将电能转化为___________能。当电压超过一定限值，灯泡就烧坏了。灯泡被烧坏本质上是电流的___________效应使灯丝（钨）熔化，电路断路。 【答案】 ①. 内能和光 ②. 热 【解析】 【详解】白炽灯工作时，电流做功，电能转化为内能和光能，灯丝发热发光；电流通过导体产生热量，属于电流的热效应；电压过高，产生热量过多，达到钨丝熔点，钨丝熔化，造成断路。 10. 为了研究串联电路的电功率有何规律，他在科学社区找到两个不同规格的小灯泡：L1，铭牌为“1.5V 0.3A”、L2，铭牌为“3.0V 0.3A”。把两个灯泡串联接入电压为3V的电源两端，发现一个灯泡亮，另一个灯泡较暗。请通过计算两个灯泡的实际电功率，说明哪个灯泡更亮。 【答案】 灯泡更亮。 【解析】 【详解】灯泡L₁的电阻 灯泡L₂的电阻 总电阻 两个灯泡串联电流相等为 L₁的实际功率 L₂的实际功率 灯泡的亮度由实际电功率决定，实际功率越大，灯泡越亮，所以灯泡更亮。 六、家庭电路 11. （1）将电灯、开关和插座接入家庭电路中，接线正确的是（ ） A. B. C. D. （2）家庭电路中下列做法符合用电安全的是（ ） A. 用湿抹布擦拭正在工作的电器 B. 使用试电笔时，手指按着笔帽端的金属导体 C. 将手机藏在被子里充电 D. 将电动自行车的电池拆下带回家中充电 【答案】（1）D （2）B 【解析】 【小问1详解】 在家庭电路中，三孔插座左边插孔应连接零线，右边的插孔连接火线，上边插孔连接地线，即左零右火上接地；开关必须接在火线上，火线先过开关，再接入灯泡顶端的金属点，灯泡的螺旋套连接零线，形成闭合回路，当断开开关时，切断了火线，电路更安全。 故选D。 【小问2详解】 湿抹布是导体，擦拭正在工作的电器容易发生触电事故，故A不符合。 使用试电笔时，手指要按住笔尾的金属导体，这样才能形成闭合回路，辨别火线和零线，故B符合。 手机藏在被子里充电，热量无法散发，容易引起火灾，故C不符合。 把电动车电池拆下带回家充电，有安全隐患，故D不符合。 故选B。 在“制定节电策略”学习任务中，同学们测量了各种不同用电器的电功率。 12. 用于给液体加热的电热炉有高温、低温两个挡位，甲小组研究两个挡位加热时的电功率。 （1）电热炉内部的电路如图所示，其中，高温挡对应的S1、S2开关状态为（ ） A. S1、S2都闭合 B. S1闭合、S2断开 C. S1、S2都断开 D. S1断开、S2闭合 （2）甲小组用万用表测得电炉高温挡的电阻为92Ω。之后将电热炉接入插座， 使用插座式电流表测得电流为2.5A．接着，该小组将电炉调至低温挡，测得电压为230V、测得电 流为1.25A，数据记录表格如下表所示。请你通过计算，补充其他带编号的物理量①___________W、 ②___________Ω、③___________W。 测量挡位 电压U/V 电流I/A 总电阻R/Ω 电功率P/W 高温挡 —— 2.50 92 ① 低温挡 230 1.25 ② ③ （3）求电阻R2的阻值。 【答案】（1）A （2） ①. 575 ②. 184 ③. 287.5 （3）184Ω 【解析】 【小问1详解】 根据电功率公式 ，在电压恒定时，功率与总电阻成反比。高温挡对应功率最大，总电阻最小。当S1和S2都闭合时，R1与R2并联，总电阻小于任一支路电阻，总电阻最小，功率最大，为高温挡。故选A。 【小问2详解】 低温挡时测得电源电压为230V，所以高温挡电源电压也是230V。高温挡功率 若断开、仅闭合，电路只有工作，总电阻更大，功率更小，为低温挡。 的阻值（低温挡电阻） 低温挡电功率 【小问3详解】 高温挡时，通过R2的电流 R2的阻值 13. 教室内可升降电源插线板上标注220V 10A．吹风机标识为“220V 1000W”。 （1）使用吹风机研究气体流速对压强的影响时，在一个插座上最多能接入几台吹风机？写出具体过程，并指出超过此数量会有何危险？ （2）乙小组测得吹风机冷风I挡电流为0.941A，电压为233.4V，此挡位电阻为150Ω，电功率显示为199.5W。他们根据电功率的公式P=UI，计算得到功率为219.63W，根据算出132.82W。根据P=UI算出的功率明显比根据算出的更大，原因是什么？ （3）上一问中针对功率的测量和计算结果中，你还发现了什么新问题？ 【答案】（1）插线板允许接入的最大总功率为，单台吹风机额定功率为1000W，可接入的数量，取整数为2台，故最多能接入2台吹风机；若接入超过2台，总功率过大，会导致电路电流超过插线板的额定电流，根据焦耳定律，导线会大量发热，容易引发火灾、烧坏插线板或电路元件 （2）吹风机冷风挡的核心部件是电动机，它属于非纯电阻用电器：电流通过电动机时，大部分电能转化为机械能驱动风叶转动，只有小部分电能转化为内能发热。 公式计算的是电动机消耗的总电功率，也就是输入的全部电能功率；而计算的只是电阻发热的热功率，仅占总功率的一部分，因此前者的结果明显更大 （3）用计算的话，得到的功率是，和实际显示的199.5W功率差距极大；同时三个公式算出的功率结果都不相等，说明非纯电阻电路中，欧姆定律不再直接适用，不能随便把电功率推导公式混用。 【解析】 【小问1详解】 见答案。 【小问2详解】 见答案。 【小问3详解】 见答案。 14. 某小组观察到下课后大屏经常处于开启状态，便测量了在不同工作状态下消耗的电功率，将数据记录在下表中： 状态 电功率 开机（桌面） 388.3W 开机（打开网页） 390.6W 仅关闭屏幕 32.3W 内置电脑睡眠+屏幕关闭 16.1W 关机（仅剩电源键指示灯亮） 0.5W （1）由该小组的测量数据，可以推测，大屏内部消耗电能最快的部件是________（选填字母A．电源键指示灯 B．大屏内置电脑 C．屏幕），该部件耗电主要是将电能转化为__________； （2）根据上述测量结果，按照节电效果来看，①仅关闭屏幕、②内置电脑睡眠+关闭屏幕、③关机三种状态节电效果由强到弱排序为_________（填序号）； （3）该小组同时考虑了日常使用的影响：关闭屏幕仅需按一下电源键，关机和睡眠都需要在电脑系统内多步操作；在课堂需要使用大屏时，开启屏幕最快，电脑睡眠唤醒较慢，重新开机需要等待较长时间。上述三种节电方案实施便利程度由易到难的排序为________（填序号）。综合节电效果和使用便利程度，该小组提出节电方案：在课程结束后随手关闭屏幕； （4）请估算：假设每个学习工作室中大屏每天有6h处于闲置状态，按照这种节电策略，一个大屏每天可以节约电能_________kW·h；（保留两位有效数字） （5）该小组根据一个社区内大屏数目，估计学校有200个大屏。按照一年250天工作日、学校电费0.5元每度来算，则这个小动作一年可以节约电费________元。（本题结果均保留两位有效数字） 按照目前我国火电站发电效率，1度电对应二氧化碳排放约为1.1kg，一年可以减少碳排放约 ________ kg。 【答案】（1） ①. C ②. 光能 （2）③②① （3）①②③ （4）2.15 （5） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]由表格中信息得，电源键指示灯的电功率为 大屏内置电脑的电功率为 屏幕的电功率为 则大屏内部最消耗电能最快的部件是屏幕，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 [2]该部件耗电主要是将电能转化光能。 【小问2详解】 由表格中数据得，仅关闭屏幕的电功率为32.3W，内置电脑睡眠+屏幕关闭的电功率为16.1W，关机时的电功率为0.5W，则通电相同时间，仅关闭屏幕时消耗的电能最多，关机时消耗的电能最少，故三种状态节电效果由强到弱排序为③②①。 【小问3详解】 关闭屏幕仅需按一下电源键，操作最简单；关机和睡眠关屏时都需要多步操作，但开启时睡眠唤醒比开机等待时间短，因此内置电脑睡眠+关闭屏幕比关机更便利，故实施便利程度由易到难排序为①②③。 【小问4详解】 假设每个学习工作室中大屏每天有6h处于闲置状态，按照这种节电策略，一个大屏每天可以节约电能 【小问5详解】 [1]该小组根据一个社区内大屏数目，估计学校有200个大屏。按照一年250天工作日、学校电费0.5元每度来算，则这个小动作一年可以节约电能 电费 [2]按照目前我国火电站发电效率，1度电对应二氧化碳排放约为1.1kg，一年可以减少碳排放约 七、电与磁 15. 科学史上第一个通过实验发现电与磁有直接关系的科学家是奥斯特。用一句话描述他观察到的实验现象___________。既然磁体会受到通电导线的作用，根据___________，通电导线也会受到磁体磁场的作用，这就是___________（选填“发电机”或“电动机”）的工作原理。 【答案】 ①. 通电导线附近的小磁针发生偏转 ②. 力的作用是相互的 ③. 电动机 【解析】 【详解】奥斯特实验中，通电导体周围存在磁场，对小磁针产生磁力作用，故观察到通电导线附近的小磁针发生偏转。 因物体间力的作用是相互的，磁体对通电导线有力，反过来通电导线也会受到磁场的作用力，电动机的工作原理为通电导体在磁场中受到力的作用。 16. 科学史上第一个通过实验发现磁可以产生电的科学家是___________。他发现当 ___________，导体中就产生电流。 【答案】 ①. 法拉第 ②. 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时 【解析】 【详解】第一个通过实验发现磁可以产生电的科学家是法拉第，他发现闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，即电磁感应现象。 17. 画出如图所示通电螺线管周围的磁感线方向。 【答案】 【解析】 【详解】根据安培定则（右手螺旋定则），用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。由此判断出螺线管的左端（A端）为N极，右端（B端）为S极；在磁体外部，磁感线总是从N极出发回到S极；因此，螺线管周围的磁感线方向是从A端指向B端。 18. 从能量转化的角度，电动机主要是把电能转化为___________能。 【答案】 机械 【解析】 【详解】电动机工作时消耗电能，对外做功，输出机械能，故主要将电能转化为机械能。 19. 科学社区的磁悬浮月球灯能够悬浮在空中，是利用了___________的原理，月球灯不跟底座接触，却能发光，是利用了___________的原理。（选填“电生磁”或“磁生电”） 【答案】 ①. 电生磁 ②. 磁生电 【解析】 【详解】磁悬浮月球灯悬浮需通电产生磁场获得磁极间的相互作用力，由电流的磁效应可知利用了电生磁原理。 月球灯不与底座接触即可获得电能发光，因电磁感应现象是磁场变化产生感应电流，故利用了磁生电原理。 八、功与能 请你阅读关于电网储能的短文，回答文后的问题。 电网储能是现代能源系统中的关键技术，它的主要作用在于平衡电力供需、提高电网稳定性和促进可再生能源的利用。在电力系统中，电能的生产和消耗必须实时平衡，但随着风能、太阳能等可再生能源比例的增加，电力生产的波动性也在增加。电网储能系统通过在电力过剩时存储电能，在需求高峰时释放，从而缓解了供需不平衡的压力，降低了电网的调节负担。同时，电网储能有助于减少燃煤、燃气电站的启停频率，从而降低碳排放和环境污染，是实现低碳、可持续能源系统的重要途径。 热熔盐电站是一种利用太阳能聚热的发电技术，其核心原理是汇聚太阳光加热熔盐。在白天，太阳光通过定日镜聚焦在吸热塔上，热量被传给熔盐，使其温度升高。高温熔盐可以将能量储存数小时至数天。储存的高温熔盐在需要时可用于加热水，使其转化为高温高压蒸汽，推动蒸汽轮机发电。这种系统的优势在于可以在没有太阳光照的情况下，依然可以利用储存的能量发电，在夜间或阴天也能保证电力供给。 抽水蓄能电站是一种储能系统。其工作原理是在电力过剩时（如夜间低谷时段），用电将水从低位水库抽至高位水库储存。当电力需求增加时，储存的水从高位水库释放，通过重力作用流向低位水库，推动水轮机发电。抽水蓄能电站的转换效率较高，通常可达到70%-80% 左右，并且能够快速响应电网负荷的变化，因此在电力调峰和应急备用方面具有重要作用。然而，由于其需要建设大型水库和高低位落差，抽水蓄能电站的选址受到地理条件的限制。 20. 文中提到了两种储能电站，其中热熔盐电站储存能量的形式为___________能，抽水蓄能电站将电能转化为水的___________能储存。 21. 抽水蓄能电站中，高位水库向低位水库释放了1×106kg的水，已知高位水库水位比低位水库高了500m，重力加速度g=10N/kg，这个过程中重力做功为___________J，重力势能___________。（选填“增大”、“不变”或“减小”） 22. 热熔盐通过“烧开水”的方式发电，热熔盐与水接触，让水沸腾，这个过程中通过___________（填一种改变内能的方式）增加了水的内能。烧开水后蒸汽驱动蒸汽轮机转动，将内能转化成___________能，蒸汽轮机带动发电机转动，再将能量转化为___________能。 23. 一种常用的熔盐（60%硝酸钠和40%的硝酸钾，在260-550°C之间为液体）比热容为。热熔盐电站中 1 吨熔盐从290°C升高到540°C，吸收了多少热量？（写出计算的原理式、必要的文字说明和计算结果） 24. 与熔盐相比，水的比热容更大，。请你从比热容定义式和发电过程推测，热熔盐电站为何不用水储能？（提出一条合理推测即可）___________ 【答案】20. ①. 内 ②. 重力势 21. ①. ②. 减小 22. ①. 热传递 ②. 机械 ③. 电 23. 24. 虽然水的比热容更大，但标准大气压下水到100℃就会沸腾，无法达到熔盐数百摄氏度的工作温度，相同质量的水和熔盐相比，能储存的可用于发电的有效内能反而更少。 【解析】 【20题详解】 热熔盐通过升高温度储存热量，储存能量的形式是内能；抽水蓄能电站通过水泵将水抽到高处，增加了水的高度，从而将电能转化为水的重力势能储存起来。 【21题详解】 重力做功 水下落过程中质量不变、高度降低，因此重力势能减小。 【22题详解】 高温熔盐和水存在温度差，通过热传递的方式将内能转移给水；蒸汽推动蒸汽轮机转动，把内能转化为机械能；发电机消耗机械能，产生电能，即将机械能转化为电能。 【23题详解】 熔盐质量 温度变化量 此熔盐在260~550°C之间为液体，从290°C升高到540°C不涉及物态变化，吸收的热量全部用以提高温度，故吸热量 【24题详解】 略 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $