精品解析:北京市第五十七中学2025-2026学年八年级下学期期末物理试题
2026-09-18
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内容正文:
2025—2026学年度第二学期期末试卷
八年级物理
2026.7
注意事项
1.本试卷共8页,共两部分,五道大题,33道小题。满分100分。考试时间90分钟。
2.在试卷和答题卡上准确填写学校、班级、姓名和学号。
3.试题答案一律填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。
4.在答题卡上,选择题、作图题用2B铅笔作答,其他试题用黑色字迹签字笔作答。
5.考试结束,将考试材料一并交回。
第一部分
一、单项选择题(下列每题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意。共30分,每题2分)
1. 在国际单位制中,电功的单位是 ( )
A. 瓦特(W) B. 欧姆(Ω) C. 安培(A) D. 焦耳(J)
【答案】D
【解析】
【详解】在国际单位制中,功的单位是焦耳,符号是J,安培是电流的单位;欧姆是电阻的单位;瓦特是功率的单位。
故选D。
2. 国家超级计算太原中心“太行一号”主机采用了全浸没相变液冷技术,将服务器核心部件直接浸没在电子氟化液中,氟化液可以吸收电脑产生的热量。纯净氟化液应属于( )
A. 导体 B. 绝缘体 C. 半导体 D. 超导体
【答案】B
【解析】
【详解】服务器的核心部件是带电工作的电路元件,若用来浸没它的氟化液能导电,会引发电路短路,导致设备故障。 纯净氟化液需要满足不导电的要求,同时实现吸收热量降温的作用,因此纯净氟化液属于绝缘体。故选B。
3. 智能手机在待机黑屏时,触摸屏控制电路处于断开状态;当手指触碰屏幕指定区域时,背光系统立即点亮,手机进入工作状态。关于上述过程,下列说法正确的是( )
A. 待机黑屏时,控制背光系统的电路处于短路状态,以节省电能
B. 手指触摸屏幕的动作相当于闭合开关,使电路由断路变为通路
C. 屏幕背光灯正常发光时,手机电池将电能转化为化学能供其使用
D. 在手机工作过程中,触摸屏本身相当于电源,为背光灯提供电压
【答案】B
【解析】
【详解】A.待机黑屏时,控制背光的电路是断路状态;短路是电源正负极直接连通,会造成极大的电能损耗甚至烧坏电源,无法实现省电的效果,故A错误;
B.待机时触摸屏控制电路断开,手指触碰后电路接通、背光点亮,这个触摸动作的作用就相当于闭合开关,让电路从断路变为通路,故B正确;
C.背光灯发光时,手机电池属于供电状态,是将自身储存的化学能转化为电能,故C错误;
D.触摸屏是控制电路通断的装置,相当于开关,为背光灯提供电压的是手机电池,故D错误。
故选B。
4. 随着科学技术的发展,越来越多的用电器进入了我们的家庭。下列用电器主要利用电流热效应工作的是( )
A. 油烟机 B. 电熨斗
C. 平板电脑 D. CPU上的散热风扇
【答案】B
【解析】
【详解】电热器是利用电流热效应工作的,将电能主要转化为内能,油烟机、CPU上的散热风扇主要将电能转化为机械能;电熨斗将电能转化为内能;平板电脑主要将电能转化为光能和声能,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5. 如图所示,用一段细铁丝做一个支架,作为转动轴,把一根中间戳有小孔(没有戳穿)的饮料吸管放在转动轴上,使吸管能在水平面内自由转动。用餐巾纸摩擦吸管使其带电。当把与毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管带电一端时,吸管被排斥,则下列说法正确的是( )
A. 吸管与餐巾纸摩擦起电时,分别带上了同种电荷
B. 吸管带电的一端一定带负电
C. 把某个物体放在吸管带电的一端附近,吸管向该物体靠近,说明该物体一定带电
D. 当吸管带电的一端接触不带电的验电器的金属球时,瞬间验电器中电流的方向是从金属球到金属箔
【答案】B
【解析】
【详解】A.当吸管与餐巾纸摩擦时,吸管会带电。这是因为摩擦会使物体表面的电子发生转移,使得一个物体带正电,另一个物体带负电。在这个情况下,吸管和餐巾纸带上了异种电荷。故A错误;
B.当与毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管带电的一端时,吸管被排斥。这是因为橡胶棒与毛皮摩擦后,橡胶棒会带负电,而吸管带电的一端也带负电,同性电荷相斥,所以吸管被排斥。这说明吸管带电的一端一定带负电。故B正确;
C.把某个物体放在吸管带电的一端附近,吸管向该物体靠近,这并不能说明该物体一定带电。因为带电体具有吸引轻小物体的性质,所以即使该物体不带电但很轻小(如纸屑),也可能被吸管吸引。故C错误;
D.当吸管带电的一端接触不带电的验电器的金属球时,由于电荷的转移(从吸管到验电器),验电器的金属箔会带上与吸管相同的电荷(负电)。在金属导体中,电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。因此,在这个情境中,瞬间验电器中电流的方向实际上是从金属箔到金属球(但自由电子是从金属球移动到金属箔)。故D错误。
故选B。
6. 如图所示为小明家的电路简化后的示意图,对于这个家庭电路,下列说法中正确的是( )
A. 洗衣机工作时其金属外壳不需要接地
B. 电能表是测量家庭电路中用电器总功率的仪表
C. 台灯与电视机均接入电路正常工作时它们是串联关系
D. 如果总开关突然跳闸(自动断开),则是由于电路中总电流过大引起的
【答案】D
【解析】
【详解】A.有金属外壳的用电器必须接地,防止漏电时发生触电事故,故A错误;
B.电能表是测量家庭电路消耗电能的仪表,故B错误;
C.家庭电路中各用电器并联工作,互不影响,故C错误;
D.总开关跳闸是因为电路中总电流过大,可能是总功率过大或短路引起,故D正确。
故选D。
7. 某商场有一台棉花糖自助售货机,接通电源后,指示灯L一直发光,人们可通过投币或扫码的方式购买棉花糖。当投币或扫码成功时,对应开关闭合,电动机开始工作,完成棉花糖自动出售服务。下列设计的模拟电路图符合以上要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】指示灯L一直发光,说明指示灯L一直与电源相连,不受其他开关控制。投币或扫码成功时,对应开关闭合,电动机开始工作,说明两个开关并联。电动机工作时,指示灯L仍然发光,说明指示灯L和电动机应该是并联关系。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选 D。
8. 如图所示是一种利用海水盐差能发电的装置。甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域,分别加入海水和纯水,甲渗透膜只能让海水中带正电的钠离子通过,乙渗透膜只能让海水中带负电的氯离子通过,此时容器就变成了一个电源,把小灯泡接入电路,闭合开关,小灯泡发光。则下列说法正确的是( )
A. 通过小灯泡的电流方向是从a到b
B. 该发电装置左边是电源的负极
C. 该发电装置内部,只有负电荷在发生定向移动
D. 该发电装置,电流是由正负电荷的无规则运动形成的
【答案】A
【解析】
【详解】AB.甲渗透膜只允许带正电的钠离子通过,钠离子向左侧纯水移动,使左侧聚集正电荷成为电源正极;乙渗透膜只允许带负电的氯离子通过,氯离子向右侧纯水移动,使右侧聚集负电荷成为电源负极。外部电路电流从正极流向负极,即从左侧电极经开关流向a,再流向b,故通过小灯泡的电流方向是从a到b,装置左边是电源的正极,故A正确,B错误;
C.该发电装置内部,带正电的钠离子向左定向移动,带负电的氯离子向右定向移动,正负电荷均在发生定向移动,故C错误;
D.电流是由电荷的定向移动形成的,不是由无规则运动形成的,故D错误。
故选A。
9. 如图所示是两个实验室中常用的定值电阻R1和R2,两电阻均由粗细均匀、材料相同的电阻丝缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上制成,绕制R1比绕制R2所用的电阻丝更粗、且缠绕的圈数更少。将R1、R2串联在电路中工作一段时间,说法正确的是( )
A. R1的电流更大
B. R1与R2两端的电压相同
C. 通过R1与R2 电流一样大
D. 电流通过R1产生的热量更多
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知,与材料相同,的电阻丝更粗且圈数更少,即的长度更短、横截面积更大,故。
AC.两电阻串联,根据串联电路电流规律可知通过两电阻的电流相等,即,故A错误,C正确;
B.设电路电流为,由可得两端电压,两端电压,因,故,故B错误;
D.设通电时间为,由可得电流通过产生的热量,通过 产生的热量,因,故,故D错误。
故选C。
10. 如图表所示为某电热水壶的铭牌,下列说法错误的是( )
产品名称
电热水壶
额定电压
220V
额定频率
50Hz
额定功率
1100W
最大容量
1.8L
A. 该电热水壶的额定电流为5A
B. 该电热水壶正常工作时的电阻为44Ω
C. 该电热水壶正常工作10min,消耗电能1.1kW·h
D. 可以使用允许通过最大电流为10A的插线板给该电热水壶供电
【答案】C
【解析】
【详解】A.由得额定电流,故A正确;
B.由得正常工作电阻,故B正确;
C.正常工作时间
消耗电能,故C错误;
D.电热水壶额定电流为5A,小于插线板允许的最大电流10A,可正常使用,故D正确。
本题选择描述错误的,故选C。
11. 如图所示的电路中,将开关S闭合,规格不同的灯和均发光且灯比灯亮。下列说法正确的是( )
A. 灯与灯的电阻一定相等
B. 灯与灯的电功率一定相等
C. 灯与灯两端的电压一定相等
D. 通过灯与灯的电流一定相等
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.由电路图可知,灯与灯分别在两个支路上,是并联的,根据并联电路的电压特点可知,灯与灯两端的电压一定相等;两灯泡的亮度不同,灯泡的亮度由实际功率决定,因此灯与灯的实际电功率不相等,由可知,灯与灯的电阻不相等,故AB错误,C正确;
D.两灯泡的电阻不同,电源电压不变,根据可知,通过灯与灯的电流不相等,故D错误。
故选C。
12. 全球首个超大规模海陆一体±500kV柔直输电工程,利用海底电缆将海上风电场产生的电能输送至陆地电网。下列关于远距离输电的说法,正确的是( )
A. 输电电压越高,输电线上由于发热损失的电功率一定越大
B. 在输送总功率和输电线电阻保持不变的条件下,若输电电压提高为原来的2倍,则输电线上损失的电功率将降为原来的
C. 升压变压器在输电过程中的主要作用是增大输送的总功率,从而降低输电电流
D. 为了减少输电损耗,应尽量增大输电线芯的横截面积,因为横截面积越大,电阻越大,产生的热量越少
【答案】B
【解析】
【详解】设输送总功率为,输电电压为,输电线电阻为,由得输电电流,输电线损失功率
A.未控制输送总功率不变,无法判定损失功率变化,故A错误;
B.、不变,变为原来2倍,则,
故B正确;
C.升压变压器不能增大输送总功率,作用是升高输电电压以减小输电电流,故C错误;
D.材料、长度相同时,输电线芯横截面积越大,电阻越小,故D错误。
故选B。
13. 为促进学生健康成长,科技创新小组设计了一台由电压表改装而成的简易体重计来动态监测学生的体重情况,其工作原理如图所示。电源电压保持不变,R0为定值电阻,压敏电阻R的阻值随着压力的增大而减小。闭合开关S,当有人测量体重时,下列说法正确的是( )
A. 电路中的总电阻增大
B. 压敏电阻R两端的电压变小
C. 学生的体重越大,电压表的示数越小
D. 学生的体重越小,电路的总功率越大
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,压敏电阻与定值电阻串联,电压表测量两端的电压。已知压敏电阻的阻值随压力增大而减小,当有人测量体重时,压力增大,阻值减小;
A.串联电路总电阻,减小,不变,因此电路总电阻减小,故A错误;
BCD.学生的体重越大,压力越大,阻值越小,电路电流越大,根据,定值电阻阻值不变,电流越大,两端电压越大,即电压表的示数越大,电路总功率,电源电压不变,电流越大,电路总功率越大,同理可知,学生的体重越小,电路的总功率越小,故B正确,CD错误。
故选B。
14. 利用PTC加热片、微型电池、开关、导线制作眼镜除雾装置。如图是甲、乙两个PTC加热片的电阻随温度变化图像,为达到快速除雾且自动恒温、不会过热的目的,应该选择的加热片和理由正确的是( )
A. 选甲,装置启动后功率快速增加至某一定值并保持不变
B. 选甲,装置启动后功率较大,达到一定温度后功率快速减小
C. 选乙,电阻随温度变化更平稳,功率更稳定
D. 选乙,温度较高时,其电阻并不大,除雾更快
【答案】B
【解析】
【详解】为达到快速除雾的目的,即在低温时,电功率应比较大,根据可知,在电源电压一定时,电阻越小,功率越大,加热越快;自动恒温、不会过热则要求温度升高到一定程度后,电功率应迅速变小,根据可知,在电源电压一定时,电阻应迅速增大,功率快速减小,从而实现自动恒温、不会过热。如图所示,甲加热片在温度较低时电阻较小,能使装置启动后功率较大,快速除雾,当温度达到一定值后,电阻迅速增大,功率快速减小,从而实现自动恒温、不会过热。乙加热片电阻随温度变化相对平稳,电功率变化较不明显,不能满足快速除雾后自动恒温、不会过热的要求。故选B。
15. 如图所示,图1为某品牌腿部按摩仪,能根据不同人对冷热程度的需求调节温度,有效缓解腿部疲劳。其工作电路简化图如图2所示,内置充电电池,容量4000mA·h,工作电压为5V,充满电后,若仅按摩可连续正常工作5h。电热丝的阻值为5Ω不变,加热按摩时电热丝的最小功率为1.25W。下列说法正确的是( )
A. 选择开关与触点2、3接触时,按摩仪处于加热按摩状态
B. 电动机正常工作时的功率为5W
C. 温度调节器的阻值范围为0~15Ω
D. 加热按摩时该按摩仪的最大功率为9W
【答案】D
【解析】
【详解】A.选择开关与触点2、3接触时,电路中只有电动机工作,按摩仪处于仅按摩状态,故A错误;
B.电池容量
电池储存总电能
只按摩时,电动机工作时间
电动机正常工作时的功率
故B错误;
C.加热按摩时,电热丝与温度调节器串联,电热丝的最小功率,电热丝两端的最小电压
此时电路中的电流
电路总电阻
温度调节器的最大阻值
温度调节器的阻值范围为
故C错误;
D.加热按摩时,当温度调节器阻值为0时,电热丝的功率最大,即
按摩仪的最大功率
故D正确。
故选D。
二、多项选择题(下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共10分,每题2分。每题选项全选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
16. 下列关于电功率的说法中正确的是 ( )
A. 电功率是表示电流做功多少的物理量
B. 电流通过用电器做的电功越快,电功率就越大
C. 用电器在相同的时间内消耗的电能越多,电功率越大
D. 额定功率大的用电器一定比额定功率小的用电器消耗的电能多
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.电功率是表示电流做功快慢的物理量,电流做功越快,电功率越大,故A错误,B正确;
C.由得,时间t相同时,消耗的电能W越大,电功率P越大,故C正确;
D.由得,消耗电能多少由功率和工作时间共同决定,仅额定功率大无法判断消耗电能更多,故D错误。
故选BC。
17. 下列关于安全用电的说法正确的是( )
A. 甲图,站在地上的人触摸火线,会发生触电事故
B. 乙图,若电线因使用年限过长,其绝缘皮破损或老化,可以继续使用
C. 丙图,只要人发生触电事故,漏电保护器就会迅速切断电路
D. 丁图,使用试电笔时手要接触笔尾的金属体
【答案】AD
【解析】
【详解】A.人站在地上触摸火线,电流经人体流入大地形成通路,发生单线触电,故A正确;
B.绝缘皮破损或老化易导致漏电或短路,引发触电或火灾,不能继续使用,故B错误;
C.漏电保护器的工作原理是检测火线和零线的电流差,只有当电流通过人体流入大地(发生漏电)时才会跳闸。若人同时接触火线和零线发生双线触电,电流经人体从火线流回零线,火线与零线电流相等,漏电保护器不会切断电路,故C错误;
D.使用试电笔时手接触笔尾金属体,火线、试电笔、人体与大地形成通路,氖管发光,能正确辨别火线和零线,故D正确。
故选AD。
18. 对于欧姆定律的公式,下列说法中正确的是( )
A. 加在同一段导体两端的电压越大,则通过这段导体的电流越大
B. 通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
C. 当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D. 电阻是导体本身的一种性质,导体的电阻与导体两端的电压和导体中的电流无关
【答案】AD
【解析】
【详解】A.同一段导体电阻R恒定,由可知,R不变时,导体两端电压越大,通过的电流越大,故A正确;
BCD.电阻是导体本身的一种性质,仅与材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端电压和通过的电流无关,故D正确,BC错误。
故选AD。
19. 如图所示的电路中,电源电压不变,定值电阻R2=3R1,只闭合开关S时,电流表的示数为I,电压表示数为U,电路消耗的总功率P。再闭合开关S1时,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数为3I B. 电压表示数和电流表示数的比值变小
C. R2的电功率变大 D. 电路消耗的总功率为4P
【答案】BD
【解析】
【详解】A.只闭合开关S时,电路为定值电阻R2的简单电路,电流表的示数为I,电压表示数为U,根据欧姆定律可知电压表示数和电流表示数的比值为定值电阻R2的阻值,电路消耗的总功率P,则P=UI;再闭合开关S1时,两电阻并联接入电路,电压表测电源电压,电流表测干路电流,定值电阻R2=3R1,两电阻两端电压相等,根据欧姆定律可知,通过定值电阻R1的电流为3I,并联电路干路电流等于各支路电流之和,则电流表示数为I'=I+3I=4I
故A错误;
B.根据欧姆定律可知电压表示数和电流表示数的比值为两电阻并联后的总电阻,并联电路总电阻小于任一分电阻,所以电压表示数和电流表示数的比值变小,故B正确;
C.并联电路互不影响,所以R2的电功率不变,故C错误;
D.电路消耗的总功率P'=UI'=U×4I=4UI=4P
故D正确。
故选BD。
20. 冬天为控制蔬菜大棚的温度在20~28℃,同学们设计了如图所示的控制电路。电源电压3 V,R1是热敏电阻,R0有3 kΩ和5 kΩ的定值电阻备选。闭合开关S,当R1两端电压U≥2 V时,开启加热系统;当U≤1.8 V时,关闭加热系统。热敏电阻R1在不同温度时的阻值如下表。下列说法正确的是( )
温度/℃
4.1
9.0
14.3
20.0
28.0
38.2
45.5
阻值R1/kΩ
22
16
10
6
4.5
3
2.5
A. 温度越高,R1的阻值越小
B. 加热系统工作时,R1和R0的功率可能相等
C. 为满足设计要求,只能选用3 kΩ的备选电阻
D. 增大电源电压会使开启加热系统的温度变高
【答案】ACD
【解析】
【详解】由电路图可知,与串联,加热系统并联在两端。根据串联分压知识可知
A.从表格数据可以看出,温度升高时,热敏电阻的阻值逐渐减小,故A正确;
B.串联电路电流处处相等,功率,若功率相等则需要。加热系统工作时要求,电源总电压为,因此两端电压。
根据串联分压规律可知
即,则不可能等于,功率不可能相等,故B错误;
C.温度降到时开启加热,此时,温度升到时关闭加热,此时。 由表格数据可知,时,时。 当时,两端电压为
根据串联分压规律可知,此时的阻值为
将代入关闭加热系统的情况中,此时两端电压为
符合设计要求。
若选的,时两端电压为
不满足开启要求,因此只能选用的电阻,故C正确;
D.开启加热的临界条件是,根据串联电路电压规律可知,当开启电压不变时,即不变时,增大电源电压,则两端电压将变大。根据欧姆定律可知,通过的电流将变大,则不变时,对应的阻值应变小。由表格数据可知,对应的温度变高,故D正确。
故选ACD。
第二部分
三、实验探究题(共47分,21题6分,22题4分,23题5分,24题4分,25题5分,26题5分,27题6分,28题5分,29题4分,30题3分)
21.
(1)如图甲所示,电阻箱的示数为________。
(2)如图乙所示,电压表的示数为________V。
(3)如图丙所示,电能表的示数为__________。
【答案】(1)3617
(2)13 (3)202.6
【解析】
【小问1详解】
电阻箱示数
【小问2详解】
图中电压表连接的大量程,分度值为0.5V,示数为13V。
【小问3详解】
电能表最后一位是小数位,所以电能表的示数为。
22. 在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,如图,同学们做出了如下猜想。
猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关;
猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关;
猜想三:导体的电阻可能与导体的材料有关。
编号
材料
横截面积/mm2
长度/m
A
镍铬合金
1.0
0.25
B
镍铬合金
1.0
0.50
C
镍铬合金
2.0
0.25
D
锰铜合金
1.0
0.25
(1)实验电路如图所示,实验前最好在导线a、b间连接___________(选填“导线”或“电阻”),在M、N之间分别接上不同导体,闭合开关,通过观察___________来比较导体电阻大小;
(2)为了验证猜想一,可依次把M、N跟电阻丝___________(填材料编号)的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根电阻丝电阻的大小;
(3)依次把M、N跟电阻丝A、D的两端连接,闭合开关,发现电流表的示数不同,可知电阻的大小与导体的___________有关。
【答案】(1) ①. 电阻 ②. 电流表示数大小
(2)A、B (3)材料
【解析】
【小问1详解】
导线的电阻很小,实验前在a、b间接电阻,是为了避免M、N间接入的导线电阻过小,导致电路电流过大,起到保护电路的作用;
在M、N之间分别接上不同的导体,电路通过电流不同,可通过观察电流表示数大小来比较导体电阻的大小。
【小问2详解】
要验证猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关,应控制导体材料与横截面积相同,只改变导体的长度,由表中数据可知,应选编号为A、B的两根电阻丝进行实验。
【小问3详解】
电阻丝A、D的长度和横截面积相同,而材料不同,电流表的示数不同,可知电阻的大小与导体的材料有关。
23. 太空光伏电池是航天器的核心部件,它像一台“微型发电机”,能将太阳能直接转换为电能,但需要在地球大气层外的极端环境中保持良好性能。某实验小组想探究太空光伏电池的性能与哪些因素有关,提出了以下猜想:
猜想1:与光照强度有关 猜想2:与电池工作温度有关
实验思路:在每组设定的环境条件下进行实验,计算出太空光伏电池的输出功率。
实验过程:将一块三结砷化镓电池(太空光伏电池的一种)与一个阻值恒定的电阻连接,共同置于模拟太空环境的实验舱中,进行实验后,将实验数据记录在下表中。
序号
光照强度
电池工作温度T/℃
输出功率P/W
1
600
28
0.86
2
1361
1.76
3
1361
28
1.25
实验结论:
(1)在该实验中,比较___________的大小来评估太空光伏电池性能的优劣最合理。
(2)要验证猜想1是否正确,应选择序号为___________的两组数据进行分析,并可以初步得到结论:___________。
(3)太空光伏电池的输出功率还可能与哪些因素有关,请你提出一个可以探究的科学问题:___________。
【答案】(1)电池的输出功率
(2) ①. 1、3 ②. 在电池工作温度一定时,光照强度越强,太空光伏电池的性能越好
(3)太空光伏电池的输出功率与电池的材料是否有关?
【解析】
【小问1详解】
太空光伏电池相当于一台微型发电机,用其输出功率来衡量性能,相同条件下输出功率越大性能越好,因此比较输出功率来评估性能。
【小问2详解】
[1]要验证性能与光照强度有关,需要保持电池工作温度相同,改变光照强度,应选择序号为1、3的两组数据进行分析。
[2]从数据可得:温度相同时,光照强度越强,光伏电池输出功率越大,太空光伏电池的性能越好。
【小问3详解】
还可以探究的科学问题,如:太空光伏电池的输出功率与电池的材料是否有关、太空光伏电池的输出功率与光照角度是否有关等。
24. 在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”实验中,某同学设计的实验电路如图甲所示。
(1)闭合开关前电流表指针如图丙所示,此时应将电流表指针___________;实验中应选用规格___________(选填“相同”或“不同”)的小灯泡连接电路。
(2)如将电流表串联接入图甲中的C点,发现电流表的指针指在如图丁所示的位置,此时通过C点的电流是___________A。
(3)该同学再将电流表串联接入图甲中的A点,闭合开关后,发现电流表的示数是0.28A。此时通过小灯泡L2的电流是___________A。
【答案】(1) ①. 调零 ②. 不同
(2)0.48 (3)0.2
【解析】
【小问1详解】
由图丙可知,闭合开关前电流表指针没有指向零刻度线,此时应将电流表指针调零。
为了使结论更具有普遍性,实验中应选用规格不同的灯泡进行多次实验。
【小问2详解】
C点是并联电路的干路位置,图丁中电流表选用的是0~0.6A量程,该量程的分度值为0.02A,C点电流为0.48A。
【小问3详解】
根据并联电路的电流规律:干路电流等于各支路电流之和。A点是所在支路的位置,测得通过的电流是0.28A,因此通过的电流
25. 晓龙同学帮助物理实验老师整理混在一起的许多定值电阻器材,其中包含阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻若干,于是他决定按照“伏安法”测电阻的实验来分辨这些定值电阻的阻值,设计了如图所示的电路,其中电源电压3V。
(1)伏安法测电阻的原理是__________________;
(2)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接______(要求:滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表示数变大,连线不得交叉);
(3)更换另一个定值电阻,闭合开关后发现电压表读数1.5V,电流表读数如图乙所示,则该定值电阻的阻值为______Ω;
(4)为快速帮助老师区分定值电阻的阻值,晓龙同学设计了如图丙所示的电路,简化操作步骤,在电源电压恒定的前提下,他认为5Ω、10Ω、15Ω三种不同的定值电阻所对应的电流表示数之比应该为,他的结论是否正确?并大致说明理由:___________________________________。
【答案】(1)
(2) (3)5
(4)不正确,图丙电路中待测电阻和灯泡串联,电路总电阻是待测电阻与灯泡电阻之和,并非只有待测电阻,根据欧姆定律,电路电流不与待测电阻成反比,因此三种电阻对应的电流之比不等于
【解析】
【小问1详解】
伏安法的核心是用电压表测出待测电阻两端电压,电流表测出通过待测电阻的电流,根据欧姆定律的变形公式计算得到电阻阻值。
【小问2详解】
电源电压3V,待测电阻最小为5Ω,最大电流仅0.6A,则电流表选择0~0.6A量程,将电流表的“0.6”接线柱与定值电阻的接线柱相连,使电流表串联在电路中;要求滑片P向左滑动时电流变大,说明滑动变阻器接入电路的电阻变小,接入的电阻丝长度变短,因此必须接A接线柱。
【小问3详解】
电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针示数为0.3A;根据
【小问4详解】
见答案。
26. 电功和电热是电学中两个很重要的物理量,由此小明进行了下列两个实验。
(1)小明同学为了“探究影响电流做功的因素”,设计了如图1所示的实验,该实验是通过观察___________比较电流在不同情况下做功多少的,此过程中是把电能转化为___________能;将滑动变阻器的滑片向左调节时,电流表和电压表的示数都变大,相同时间内物体被吊起的高度也变大了,由此得出影响电流做功的因素。
(2)小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时,采用了如图2所示的实验装置,实验前U形管两端液面相平,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。在实验过程中,通过观察U形管中___________的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;图2甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与___________的关系;为了探究另一个影响因素,图2乙在d容器外并联5Ω电阻的目的是_______________________。
【答案】(1) ①. 物体被吊起的高度 ②. 机械
(2) ①. 液面高度差 ②. 电阻 ③. 使通过容器c和d内两个5Ω电阻的电流不同
【解析】
【小问1详解】
该实验利用转换法,电流做功的多少无法直接观测,电流通过电动机做功时会将重物吊起,重物被吊起的高度越高,说明电流做的功越多;
此过程中电动机消耗电能,将重物提起,电能转化为重物的机械能。
【小问2详解】
电流产生的热量无法直接观察,热量会使容器内空气受热膨胀,推动U形管液面出现高度差,因此通过U形管的液面高度差变化反映产热多少,是转换法的应用。
图2甲中两个电阻丝串联,通过的电流、通电时间都相同,只有电阻大小不同,因此是探究电流产热与电阻的关系。
图2乙中d容器外并联5Ω电阻,根据串并联电路电流的特点可知,
则流过d容器内电阻的电流会小于流过c容器内电阻的电流,两个容器内电阻阻值、通电时间相同,电流不同,以此探究电热与电流的关系。
27. 在“测量小灯泡的电功率”实验中,待测小灯泡的额定电压为2.5V(电阻约为10)。实验室有如下器材:电源(电压恒为6V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、开关各一个,导线若干,两个滑动变阻器:(10 2A)、(20 1A)。
(1)如图所示连接电路时,开关应______;闭合开关后,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表无示数,则电路中发生的故障可能是滑动变阻器______(选填“断路”或“短路”)。
(2)排除故障后,闭合开关,电压表示数为2V,要使小灯泡正常发光,滑片应向______(选填“A”或“B”)端移动;当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是______W。
(3)根据上述描述可知,在实验时选择的滑动变阻器是______(选填“”或“”)。若还利用现有实验器材想探究“电流与电阻的关系”,还需要添加的器材是__________________。
【答案】(1) ①. 断开 ②. 断路
(2) ①. B ②. 0.65
(3) ①. ②. 多个阻值不同的定值电阻
【解析】
【小问1详解】
为了安全,连接电路时,开关应断开。
闭合开关后,电流表无示数,可能是断路,电压表无示数,说明是与电压表并联以外的部分发生了断路,所以故障可能是滑动变阻器断路。
【小问2详解】
闭合开关,移动滑片P至某位置时,电压表的示数为2V,小于额定电压2.5V,若想测量小灯泡的额定功率,根据串联电路分压原理,应减小滑动变阻器两端电压,减小滑动变阻器连入电路电阻值,将滑片P向B端移动,使电压表示数为2.5V。
由图乙可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.26A,小灯泡的额定功率是
【小问3详解】
灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压为
此时滑动变阻器接入电阻
大于的最大阻值,因此滑动变阻器选。
在探究“电流与电阻的关系”实验中,需要控制定值电阻两端电压不变,更换不同阻值的电阻多次实验,因此还需要添加多个阻值不同的定值电阻。
28. 小明想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率,设计了如图所示的电路,已知定值电阻的阻值为R0,请帮小明将实验步骤补充完整;
(1)_____________,移动滑动变阻器滑片,使电压表的读数为________;
(2)保持滑动变阻器的滑片位置不变,____________,读出电压表的示数为U;
(3)小灯泡的额定电功率表达式为P额=________________(用测量量和已知量的字母表示)。
【答案】(1) ①. 断开S2,闭合S和S1 ②. U额
(2)断开S1,闭合S和S2
(3)
【解析】
【小问1详解】
闭合S、,断开S2时,小灯泡和定值电阻串联,电压表此时测量小灯泡两端的电压。
移动滑片让电压表示数等于小灯泡的额定电压,此时小灯泡处于额定工作状态。
【小问2详解】
保持滑动变阻器滑片不动,电路总电阻不变,小灯泡和仍串联,电路电流和步骤1完全相同,闭合S、S2,断开S1,此时电压表测量小灯泡和的总电压。
【小问3详解】
两端的电压为
根据欧姆定律,此时电路的电流,也就是小灯泡的额定电流为
小灯泡的额定功率
29. 小海要探究“电流通过电阻产生的热量与电阻阻值大小是否有关”,实验桌上有如下器材:两端电压恒定的电源、电阻箱、开关、停表各一个,导线若干,甲、乙、丙、丁四个保温装置(四个装置中的保温容器完全相同,分别装有初温相同的适量液体、封装有阻值不变的电阻丝,电阻丝通过导线与接线柱相连,容器盖上插有可以测量液体温度的温度计),其中一装置如图所示。四个装置的具体参数如下表。(甲、乙、丙、丁装置用表示)
装置
液体种类
液体质量m/g
电阻丝阻值R/
甲
煤油
500
5
乙
煤油
500
10
丙
水
500
10
丁
水
300
5
(1)甲、乙、丙、丁四个保温装置中,选___________两个装置进行实验,并画出实验电路图。
(2)画出实验数据记录表格。
【答案】(1) ①. 甲、乙 ②.
(2)
装置
电阻丝阻值R/Ω
初温t0/℃
末温t/℃
升高的温度Δt/℃
甲
5
乙
10
【解析】
【小问1详解】
探究电流产生的热量与电阻阻值的关系,根据控制变量法,需要控制电流大小、通电时间、液体种类、液体质量全部相同,仅让电阻丝阻值不同。甲和乙的液体都是煤油、质量均为500g,电阻分别为5Ω和10Ω,符合控制变量的要求。
将甲、乙两个电阻丝串联,就能保证通过两个电阻的电流和通电时间完全相等。据此画出电路图。
【小问2详解】
根据实验要求,控制电流和通电时间相同,改变通过电阻丝的电阻大小,用煤油升高的温度Δt的大小表示电流通过电阻丝R产生热量的多少,据此设计记录数据的表格如下所示:
装置
电阻丝阻值R/Ω
初温t0/℃
末温t/℃
升高的温度Δt/℃
甲
5
乙
10
30. 炒菜、做饭、采暖……燃气为我们生活带来了极大的便利。但当密闭空间中燃气的浓度达到5%-15%的时候遇到明火便会发生爆炸。如图乙是模拟燃气泄漏报警器的电路图,已知电源电压恒定,R是电阻箱,R1是气体传感器中的气敏电阻,其阻值与燃气浓度间的关系如图丙所示。报警原理是报警器相当于一个并联在某电阻两端的电压表,当燃气浓度升高时,报警器两端的电压会升高,当电压大于等于U0时,报警器就会发出声光报警。报警器应接在图乙电路图中的哪两点之间,请写出分析推理的过程。
【答案】报警器应接在图乙电路的B、C两点之间。气敏电阻R1与电阻箱R串联,由图丙可知,当燃气浓度升高时,R1的阻值变小,电路的总电阻变小,而电源电压不变,根据可知,电路中电流变大,电阻箱R阻值不变,由公式可知电阻箱R两端的电压变大,根据串联电路电压规律,R1两端的电压变小;由题知,当燃气浓度升高时,报警器两端的电压会升高,故报警器需要并联在电阻箱R两端,即接在图乙电路图中B、C两点之间。
【解析】
【详解】略
四、科普阅读题(共5分)
31. 请阅读《探秘全球首个“海上风电直连+海水自然冷却”海底数据中心》并回答问题
2026年2月,全球首个实现“海上风电直连+海水自然冷却”的海底数据中心在我国黄海海域正式启用。随着人工智能算力需求的爆发式增长,数据中心耗电量和发热量急剧攀升。我国这一“海底数据舱”方案,为AI时代数字基础设施的绿色升级提供了“中国方案”。
绿电直供:项目采用“海上风电直连”模式。距离数据舱数千米的海上风力发电机,将风的机械能转化为电能。电能通过海底复合电缆直接输送至数据舱内的IT服务器和冷却系统。输电时,导线因电阻会产生热损耗。风机发出的电能先经升压变压器将电压升高,到达数据舱附近后再经降压变压器降至设备所需电压。
天然冷源:数据舱被沉放在海面下30米深处。舱内服务器芯片产生的热量,通过盘管式冷却管道排出。抽水泵将海面下约10~15℃的低温海水抽入管道(海水不接触电子元器件),吸收舱内热量,使舱内温度始终控制在20℃以下。选用海水作冷源,是因为水的比热容高,每千克海水温度升高1℃就能吸收4.2×103J的热量。抽水泵功率越大,管道内海水流速越快,单位时间参与热交换的海水质量越多,散热效果越强。
能效标尺:工程上常用“电源使用效率”(PUE)评价数据中心节能水平:,其中P总为所有用电设备消耗的总功率,PIT为IT设备消耗的功率。PUE值越接近1,说明非IT设备(如冷却水泵)耗电占比越小,越节能。该海底数据中心在设计工况下PUE可低至1.1左右。
辩证思考:仿真研究表明,海水流速越大,舱内最高温度越低。但流速增大意味着抽水泵必须克服更大管道阻力做功,水泵电功率急剧上升。项目配备了智能变频控制系统,根据舱内温度实时调节水泵转速,在“保证温度≤20℃”与“最低PUE”之间寻找最佳平衡点。
请根据上述材料回答下列问题
(1)海上风力发电机工作时,将___________能转化为电能。
(2)A、B两个地区数据中心行业的PUE均值如图2,选址建设数据中心,如果你是项目论证参与者,你建议选择的地区是___________。
(3)该数据中心IT设备总功率为2.3MW,若PUE为1.2,则:
①该数据中心所有用电设备消耗的总功率为____________MW。
②有同学认为“海水流速越大冷却效果越好,因此流速越大越好”。你是否支持这一观点?请结合PUE公式说明理由,并提出一条合理化建议____________。
【答案】(1)机械 (2)地区B
(3) ①. 2.76 ②. 不支持该观点,理由是:海水流速越大,需要抽水泵的功率越大,非IT设备消耗的电能越多,会使PUE升高,数据中心节能性下降;结合图像可知,当海水流速增大到约1.5m/s后,舱内温度已经满足要求,再增大流速温度几乎不再下降,只会额外消耗能源,因此建议将流速控制在满足温度要求的合适值即可,不需要盲目增大流速
【解析】
【小问1详解】
风力发电机工作时,消耗风能(或机械能),得到电能,因此是将风能(或机械能)转化为电能。
【小问2详解】
PUE值越接近1,非IT设备耗电占比越小,数据中心越节能。由图2可知,地区B的PUE均值更小,故选择地区B。
【小问3详解】
①该数据中心所有用电设备消耗的总功率
②略
五、计算题(共8分,32题3分,33题5分)
32. 如图甲,电源电压恒定,定值电阻R的阻值为2.5 Ω。灯泡L的额定电压为2.5 V,其图像如图乙。
(1)当S闭合,S1断开时,灯泡L正常发光,求电源电压U。
(2)当S、S1都闭合时,求此时通过R的电流大小。
【答案】(1)3V (2)1.2A
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,当S闭合,S1断开时,灯泡L与电阻R串联在电路中,由图乙可知,当灯泡L正常发光时,通过灯泡L的电流,R两端的电压为
电源电压为
【小问2详解】
由图甲可知,当S、S1都闭合时,灯L被短路,此时R两端的电压等于电源电压,即
通过R的电流
33. 小明设计的电饭锅电路如图所示,和均为电热丝,和为自动温控开关,其中有A、B两个触点,两只开关组合使用,可实现“高温”“中温”和“低温”三挡的转换。已知高温功率1100W,。
(1)说明“高温”挡时两开关的状态;
(2)求“低温”挡时电路的总功率;
(3)求“中温”挡时工作10min消耗的电能。
【答案】(1)闭合,接B时
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
电源电压U一定,由电功率公式可知,电路的总电阻R越小,电功率P越大。电饭锅有“高温”“中温”“低温”三挡,因此对应三种不同的总电阻。
当开关断开,接A时,和串联,电路总电阻最大,为“低温”挡。
当开关闭合,接A时,被短路,只有工作,此时电阻较小,为“中温”挡。
当开关闭合,接B时,和并联,此时电路总电阻最小,为“高温”挡。
【小问2详解】
当开关闭合,接A时,被短路,只有工作,此时电阻较小,为“中温”挡。,,的功率即为“中温”挡的功率
“高温”挡时,和并联,高温功率,的功率
的阻值
“低温”挡时,与串联,总电阻
“低温”挡时,电路的总功率
【小问3详解】
“中温”挡的功率,工作时间
“中温”挡时工作10min消耗的电能
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2025—2026学年度第二学期期末试卷
八年级物理
2026.7
注意事项
1.本试卷共8页,共两部分,五道大题,33道小题。满分100分。考试时间90分钟。
2.在试卷和答题卡上准确填写学校、班级、姓名和学号。
3.试题答案一律填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。
4.在答题卡上,选择题、作图题用2B铅笔作答,其他试题用黑色字迹签字笔作答。
5.考试结束,将考试材料一并交回。
第一部分
一、单项选择题(下列每题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意。共30分,每题2分)
1. 在国际单位制中,电功的单位是 ( )
A. 瓦特(W) B. 欧姆(Ω) C. 安培(A) D. 焦耳(J)
2. 国家超级计算太原中心“太行一号”主机采用了全浸没相变液冷技术,将服务器核心部件直接浸没在电子氟化液中,氟化液可以吸收电脑产生的热量。纯净氟化液应属于( )
A. 导体 B. 绝缘体 C. 半导体 D. 超导体
3. 智能手机在待机黑屏时,触摸屏控制电路处于断开状态;当手指触碰屏幕指定区域时,背光系统立即点亮,手机进入工作状态。关于上述过程,下列说法正确的是( )
A. 待机黑屏时,控制背光系统的电路处于短路状态,以节省电能
B. 手指触摸屏幕的动作相当于闭合开关,使电路由断路变为通路
C. 屏幕背光灯正常发光时,手机电池将电能转化为化学能供其使用
D. 在手机工作过程中,触摸屏本身相当于电源,为背光灯提供电压
4. 随着科学技术的发展,越来越多的用电器进入了我们的家庭。下列用电器主要利用电流热效应工作的是( )
A. 油烟机 B. 电熨斗
C. 平板电脑 D. CPU上的散热风扇
5. 如图所示,用一段细铁丝做一个支架,作为转动轴,把一根中间戳有小孔(没有戳穿)的饮料吸管放在转动轴上,使吸管能在水平面内自由转动。用餐巾纸摩擦吸管使其带电。当把与毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管带电一端时,吸管被排斥,则下列说法正确的是( )
A. 吸管与餐巾纸摩擦起电时,分别带上了同种电荷
B. 吸管带电的一端一定带负电
C. 把某个物体放在吸管带电的一端附近,吸管向该物体靠近,说明该物体一定带电
D. 当吸管带电的一端接触不带电的验电器的金属球时,瞬间验电器中电流的方向是从金属球到金属箔
6. 如图所示为小明家的电路简化后的示意图,对于这个家庭电路,下列说法中正确的是( )
A. 洗衣机工作时其金属外壳不需要接地
B. 电能表是测量家庭电路中用电器总功率的仪表
C. 台灯与电视机均接入电路正常工作时它们是串联关系
D. 如果总开关突然跳闸(自动断开),则是由于电路中总电流过大引起的
7. 某商场有一台棉花糖自助售货机,接通电源后,指示灯L一直发光,人们可通过投币或扫码的方式购买棉花糖。当投币或扫码成功时,对应开关闭合,电动机开始工作,完成棉花糖自动出售服务。下列设计的模拟电路图符合以上要求的是( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示是一种利用海水盐差能发电的装置。甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域,分别加入海水和纯水,甲渗透膜只能让海水中带正电的钠离子通过,乙渗透膜只能让海水中带负电的氯离子通过,此时容器就变成了一个电源,把小灯泡接入电路,闭合开关,小灯泡发光。则下列说法正确的是( )
A. 通过小灯泡的电流方向是从a到b
B. 该发电装置左边是电源的负极
C. 该发电装置内部,只有负电荷在发生定向移动
D. 该发电装置,电流是由正负电荷的无规则运动形成的
9. 如图所示是两个实验室中常用的定值电阻R1和R2,两电阻均由粗细均匀、材料相同的电阻丝缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上制成,绕制R1比绕制R2所用的电阻丝更粗、且缠绕的圈数更少。将R1、R2串联在电路中工作一段时间,说法正确的是( )
A. R1的电流更大
B. R1与R2两端的电压相同
C. 通过R1与R2 电流一样大
D. 电流通过R1产生的热量更多
10. 如图表所示为某电热水壶的铭牌,下列说法错误的是( )
产品名称
电热水壶
额定电压
220V
额定频率
50Hz
额定功率
1100W
最大容量
1.8L
A. 该电热水壶的额定电流为5A
B. 该电热水壶正常工作时的电阻为44Ω
C. 该电热水壶正常工作10min,消耗电能1.1kW·h
D. 可以使用允许通过最大电流为10A的插线板给该电热水壶供电
11. 如图所示的电路中,将开关S闭合,规格不同的灯和均发光且灯比灯亮。下列说法正确的是( )
A. 灯与灯的电阻一定相等
B. 灯与灯的电功率一定相等
C. 灯与灯两端的电压一定相等
D. 通过灯与灯的电流一定相等
12. 全球首个超大规模海陆一体±500kV柔直输电工程,利用海底电缆将海上风电场产生的电能输送至陆地电网。下列关于远距离输电的说法,正确的是( )
A. 输电电压越高,输电线上由于发热损失的电功率一定越大
B. 在输送总功率和输电线电阻保持不变的条件下,若输电电压提高为原来的2倍,则输电线上损失的电功率将降为原来的
C. 升压变压器在输电过程中的主要作用是增大输送的总功率,从而降低输电电流
D. 为了减少输电损耗,应尽量增大输电线芯的横截面积,因为横截面积越大,电阻越大,产生的热量越少
13. 为促进学生健康成长,科技创新小组设计了一台由电压表改装而成的简易体重计来动态监测学生的体重情况,其工作原理如图所示。电源电压保持不变,R0为定值电阻,压敏电阻R的阻值随着压力的增大而减小。闭合开关S,当有人测量体重时,下列说法正确的是( )
A. 电路中的总电阻增大
B. 压敏电阻R两端的电压变小
C. 学生的体重越大,电压表的示数越小
D. 学生的体重越小,电路的总功率越大
14. 利用PTC加热片、微型电池、开关、导线制作眼镜除雾装置。如图是甲、乙两个PTC加热片的电阻随温度变化图像,为达到快速除雾且自动恒温、不会过热的目的,应该选择的加热片和理由正确的是( )
A. 选甲,装置启动后功率快速增加至某一定值并保持不变
B. 选甲,装置启动后功率较大,达到一定温度后功率快速减小
C. 选乙,电阻随温度变化更平稳,功率更稳定
D. 选乙,温度较高时,其电阻并不大,除雾更快
15. 如图所示,图1为某品牌腿部按摩仪,能根据不同人对冷热程度的需求调节温度,有效缓解腿部疲劳。其工作电路简化图如图2所示,内置充电电池,容量4000mA·h,工作电压为5V,充满电后,若仅按摩可连续正常工作5h。电热丝的阻值为5Ω不变,加热按摩时电热丝的最小功率为1.25W。下列说法正确的是( )
A. 选择开关与触点2、3接触时,按摩仪处于加热按摩状态
B. 电动机正常工作时的功率为5W
C. 温度调节器的阻值范围为0~15Ω
D. 加热按摩时该按摩仪的最大功率为9W
二、多项选择题(下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共10分,每题2分。每题选项全选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
16. 下列关于电功率的说法中正确的是 ( )
A. 电功率是表示电流做功多少的物理量
B. 电流通过用电器做的电功越快,电功率就越大
C. 用电器在相同的时间内消耗的电能越多,电功率越大
D. 额定功率大的用电器一定比额定功率小的用电器消耗的电能多
17. 下列关于安全用电的说法正确的是( )
A. 甲图,站在地上的人触摸火线,会发生触电事故
B. 乙图,若电线因使用年限过长,其绝缘皮破损或老化,可以继续使用
C. 丙图,只要人发生触电事故,漏电保护器就会迅速切断电路
D. 丁图,使用试电笔时手要接触笔尾的金属体
18. 对于欧姆定律的公式,下列说法中正确的是( )
A. 加在同一段导体两端的电压越大,则通过这段导体的电流越大
B. 通过导体的电流越大,则导体的电阻越小
C. 当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零
D. 电阻是导体本身的一种性质,导体的电阻与导体两端的电压和导体中的电流无关
19. 如图所示的电路中,电源电压不变,定值电阻R2=3R1,只闭合开关S时,电流表的示数为I,电压表示数为U,电路消耗的总功率P。再闭合开关S1时,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数为3I B. 电压表示数和电流表示数的比值变小
C. R2的电功率变大 D. 电路消耗的总功率为4P
20. 冬天为控制蔬菜大棚的温度在20~28℃,同学们设计了如图所示的控制电路。电源电压3 V,R1是热敏电阻,R0有3 kΩ和5 kΩ的定值电阻备选。闭合开关S,当R1两端电压U≥2 V时,开启加热系统;当U≤1.8 V时,关闭加热系统。热敏电阻R1在不同温度时的阻值如下表。下列说法正确的是( )
温度/℃
4.1
9.0
14.3
20.0
28.0
38.2
45.5
阻值R1/kΩ
22
16
10
6
4.5
3
2.5
A. 温度越高,R1的阻值越小
B. 加热系统工作时,R1和R0的功率可能相等
C. 为满足设计要求,只能选用3 kΩ的备选电阻
D. 增大电源电压会使开启加热系统的温度变高
第二部分
三、实验探究题(共47分,21题6分,22题4分,23题5分,24题4分,25题5分,26题5分,27题6分,28题5分,29题4分,30题3分)
21.
(1)如图甲所示,电阻箱的示数为________。
(2)如图乙所示,电压表的示数为________V。
(3)如图丙所示,电能表的示数为__________。
22. 在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,如图,同学们做出了如下猜想。
猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关;
猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关;
猜想三:导体的电阻可能与导体的材料有关。
编号
材料
横截面积/mm2
长度/m
A
镍铬合金
1.0
0.25
B
镍铬合金
1.0
0.50
C
镍铬合金
2.0
0.25
D
锰铜合金
1.0
0.25
(1)实验电路如图所示,实验前最好在导线a、b间连接___________(选填“导线”或“电阻”),在M、N之间分别接上不同导体,闭合开关,通过观察___________来比较导体电阻大小;
(2)为了验证猜想一,可依次把M、N跟电阻丝___________(填材料编号)的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根电阻丝电阻的大小;
(3)依次把M、N跟电阻丝A、D的两端连接,闭合开关,发现电流表的示数不同,可知电阻的大小与导体的___________有关。
23. 太空光伏电池是航天器的核心部件,它像一台“微型发电机”,能将太阳能直接转换为电能,但需要在地球大气层外的极端环境中保持良好性能。某实验小组想探究太空光伏电池的性能与哪些因素有关,提出了以下猜想:
猜想1:与光照强度有关 猜想2:与电池工作温度有关
实验思路:在每组设定的环境条件下进行实验,计算出太空光伏电池的输出功率。
实验过程:将一块三结砷化镓电池(太空光伏电池的一种)与一个阻值恒定的电阻连接,共同置于模拟太空环境的实验舱中,进行实验后,将实验数据记录在下表中。
序号
光照强度
电池工作温度T/℃
输出功率P/W
1
600
28
0.86
2
1361
1.76
3
1361
28
1.25
实验结论:
(1)在该实验中,比较___________的大小来评估太空光伏电池性能的优劣最合理。
(2)要验证猜想1是否正确,应选择序号为___________的两组数据进行分析,并可以初步得到结论:___________。
(3)太空光伏电池的输出功率还可能与哪些因素有关,请你提出一个可以探究的科学问题:___________。
24. 在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”实验中,某同学设计的实验电路如图甲所示。
(1)闭合开关前电流表指针如图丙所示,此时应将电流表指针___________;实验中应选用规格___________(选填“相同”或“不同”)的小灯泡连接电路。
(2)如将电流表串联接入图甲中的C点,发现电流表的指针指在如图丁所示的位置,此时通过C点的电流是___________A。
(3)该同学再将电流表串联接入图甲中的A点,闭合开关后,发现电流表的示数是0.28A。此时通过小灯泡L2的电流是___________A。
25. 晓龙同学帮助物理实验老师整理混在一起的许多定值电阻器材,其中包含阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻若干,于是他决定按照“伏安法”测电阻的实验来分辨这些定值电阻的阻值,设计了如图所示的电路,其中电源电压3V。
(1)伏安法测电阻的原理是__________________;
(2)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接______(要求:滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表示数变大,连线不得交叉);
(3)更换另一个定值电阻,闭合开关后发现电压表读数1.5V,电流表读数如图乙所示,则该定值电阻的阻值为______Ω;
(4)为快速帮助老师区分定值电阻的阻值,晓龙同学设计了如图丙所示的电路,简化操作步骤,在电源电压恒定的前提下,他认为5Ω、10Ω、15Ω三种不同的定值电阻所对应的电流表示数之比应该为,他的结论是否正确?并大致说明理由:___________________________________。
26. 电功和电热是电学中两个很重要的物理量,由此小明进行了下列两个实验。
(1)小明同学为了“探究影响电流做功的因素”,设计了如图1所示的实验,该实验是通过观察___________比较电流在不同情况下做功多少的,此过程中是把电能转化为___________能;将滑动变阻器的滑片向左调节时,电流表和电压表的示数都变大,相同时间内物体被吊起的高度也变大了,由此得出影响电流做功的因素。
(2)小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时,采用了如图2所示的实验装置,实验前U形管两端液面相平,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。在实验过程中,通过观察U形管中___________的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;图2甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与___________的关系;为了探究另一个影响因素,图2乙在d容器外并联5Ω电阻的目的是_______________________。
27. 在“测量小灯泡的电功率”实验中,待测小灯泡的额定电压为2.5V(电阻约为10)。实验室有如下器材:电源(电压恒为6V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、开关各一个,导线若干,两个滑动变阻器:(10 2A)、(20 1A)。
(1)如图所示连接电路时,开关应______;闭合开关后,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表无示数,则电路中发生的故障可能是滑动变阻器______(选填“断路”或“短路”)。
(2)排除故障后,闭合开关,电压表示数为2V,要使小灯泡正常发光,滑片应向______(选填“A”或“B”)端移动;当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是______W。
(3)根据上述描述可知,在实验时选择的滑动变阻器是______(选填“”或“”)。若还利用现有实验器材想探究“电流与电阻的关系”,还需要添加的器材是__________________。
28. 小明想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率,设计了如图所示的电路,已知定值电阻的阻值为R0,请帮小明将实验步骤补充完整;
(1)_____________,移动滑动变阻器滑片,使电压表的读数为________;
(2)保持滑动变阻器的滑片位置不变,____________,读出电压表的示数为U;
(3)小灯泡的额定电功率表达式为P额=________________(用测量量和已知量的字母表示)。
29. 小海要探究“电流通过电阻产生的热量与电阻阻值大小是否有关”,实验桌上有如下器材:两端电压恒定的电源、电阻箱、开关、停表各一个,导线若干,甲、乙、丙、丁四个保温装置(四个装置中的保温容器完全相同,分别装有初温相同的适量液体、封装有阻值不变的电阻丝,电阻丝通过导线与接线柱相连,容器盖上插有可以测量液体温度的温度计),其中一装置如图所示。四个装置的具体参数如下表。(甲、乙、丙、丁装置用表示)
装置
液体种类
液体质量m/g
电阻丝阻值R/
甲
煤油
500
5
乙
煤油
500
10
丙
水
500
10
丁
水
300
5
(1)甲、乙、丙、丁四个保温装置中,选___________两个装置进行实验,并画出实验电路图。
(2)画出实验数据记录表格。
30. 炒菜、做饭、采暖……燃气为我们生活带来了极大的便利。但当密闭空间中燃气的浓度达到5%-15%的时候遇到明火便会发生爆炸。如图乙是模拟燃气泄漏报警器的电路图,已知电源电压恒定,R是电阻箱,R1是气体传感器中的气敏电阻,其阻值与燃气浓度间的关系如图丙所示。报警原理是报警器相当于一个并联在某电阻两端的电压表,当燃气浓度升高时,报警器两端的电压会升高,当电压大于等于U0时,报警器就会发出声光报警。报警器应接在图乙电路图中的哪两点之间,请写出分析推理的过程。
四、科普阅读题(共5分)
31. 请阅读《探秘全球首个“海上风电直连+海水自然冷却”海底数据中心》并回答问题
2026年2月,全球首个实现“海上风电直连+海水自然冷却”的海底数据中心在我国黄海海域正式启用。随着人工智能算力需求的爆发式增长,数据中心耗电量和发热量急剧攀升。我国这一“海底数据舱”方案,为AI时代数字基础设施的绿色升级提供了“中国方案”。
绿电直供:项目采用“海上风电直连”模式。距离数据舱数千米的海上风力发电机,将风的机械能转化为电能。电能通过海底复合电缆直接输送至数据舱内的IT服务器和冷却系统。输电时,导线因电阻会产生热损耗。风机发出的电能先经升压变压器将电压升高,到达数据舱附近后再经降压变压器降至设备所需电压。
天然冷源:数据舱被沉放在海面下30米深处。舱内服务器芯片产生的热量,通过盘管式冷却管道排出。抽水泵将海面下约10~15℃的低温海水抽入管道(海水不接触电子元器件),吸收舱内热量,使舱内温度始终控制在20℃以下。选用海水作冷源,是因为水的比热容高,每千克海水温度升高1℃就能吸收4.2×103J的热量。抽水泵功率越大,管道内海水流速越快,单位时间参与热交换的海水质量越多,散热效果越强。
能效标尺:工程上常用“电源使用效率”(PUE)评价数据中心节能水平:,其中P总为所有用电设备消耗的总功率,PIT为IT设备消耗的功率。PUE值越接近1,说明非IT设备(如冷却水泵)耗电占比越小,越节能。该海底数据中心在设计工况下PUE可低至1.1左右。
辩证思考:仿真研究表明,海水流速越大,舱内最高温度越低。但流速增大意味着抽水泵必须克服更大管道阻力做功,水泵电功率急剧上升。项目配备了智能变频控制系统,根据舱内温度实时调节水泵转速,在“保证温度≤20℃”与“最低PUE”之间寻找最佳平衡点。
请根据上述材料回答下列问题
(1)海上风力发电机工作时,将___________能转化为电能。
(2)A、B两个地区数据中心行业的PUE均值如图2,选址建设数据中心,如果你是项目论证参与者,你建议选择的地区是___________。
(3)该数据中心IT设备总功率为2.3MW,若PUE为1.2,则:
①该数据中心所有用电设备消耗的总功率为____________MW。
②有同学认为“海水流速越大冷却效果越好,因此流速越大越好”。你是否支持这一观点?请结合PUE公式说明理由,并提出一条合理化建议____________。
五、计算题(共8分,32题3分,33题5分)
32. 如图甲,电源电压恒定,定值电阻R的阻值为2.5 Ω。灯泡L的额定电压为2.5 V,其图像如图乙。
(1)当S闭合,S1断开时,灯泡L正常发光,求电源电压U。
(2)当S、S1都闭合时,求此时通过R的电流大小。
33. 小明设计的电饭锅电路如图所示,和均为电热丝,和为自动温控开关,其中有A、B两个触点,两只开关组合使用,可实现“高温”“中温”和“低温”三挡的转换。已知高温功率1100W,。
(1)说明“高温”挡时两开关的状态;
(2)求“低温”挡时电路的总功率;
(3)求“中温”挡时工作10min消耗的电能。
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