湖南省长沙市开福区北雅中学2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷（含答案）

这是一份湖南省长沙市开福区北雅中学2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷（含答案），共32页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年湖南省长沙市开福区北雅中学九年级（上）期末物理试卷
一、选择题（本大题共12小题，每小题3分，共36分。1-10题为单选题，11-12为双选题，双选题选对但不全得2分，有选错得0分）
1．（3分）在家煮饺子时，有关煮饺子过程中的物理知识，下列说法正确的是（　　）
A．刚从冰箱冷冻室取出的速冻饺子没有内能
B．饺子内能增大是通过热传递方式来实现的
C．饺子在煮的过程中体积变大是因为分子间存在斥力
D．饺子煮熟关火后不再沸腾是因为水分子停止运动
2．（3分）如图为四冲程汽油机工作过程中某一冲程的示意图，它表示的是（　　）

A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
3．（3分）取两个相同的不带电的验电器A和B，用丝绸摩擦过的玻璃棒与验电器A的金属球接触后，如图所示，再用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来的瞬间，下列说法正确的是（　　）

A．电流方向由A到B
B．正电荷移动方向由A到B
C．自由电子移动方向由A到B
D．验电器A的金属箔张角变大
4．（3分）某汽车设置了安全带指示灯和警示音，提醒前排人员系好安全带。前排人员就座后，系好安全带，相当于闭合开关，指示灯不亮，警示音不响：未系安全带，相当于断开开关，指示灯发光，警示音响起。图中符合上述要求的电路图是（　　）
A． B．
C． D．
5．（3分）如图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向左滑动时，灯泡L1和L2的亮度的变化是（　　）

A．L1、L2都变亮 B．L1、L2都变暗
C．L1变亮，L2变暗 D．L1变亮，L2的亮度不变
6．（3分）如图所示，通过开关的通断来研究电路连接和电路故障等问题，下列说法正确的是（　　）

A．断开S1和S3，闭合S2时，R1和R2并联
B．断开S1和S3，闭合S2时，电压表测量电源电压
C．断开S2，闭合S1和S3时，R1和R2串联
D．断开S1，闭合S2和S3时，R2被短路
7．（3分）现有“6V 3W”和“12V 6W”字样的甲、乙两只灯泡，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是（　　）
A．通电时间相同时，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少
B．通电时间相同时，电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快
C．两只灯泡串联工作时，甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少
D．两只灯泡并联工作时，干路中允许通过的最大电流为1A
8．（3分）小明家正在进行新房装修，需要安装一盏在一楼和二楼都能控制的楼梯灯，他设计了如图甲所示的电路，S1和S2是单刀双掷开关，图乙是已经安装的电能表。为保证安全用电，下列说法正确的是（　　）

A．若用电器消耗5kW•h的电能，电能表的转盘转900转
B．若熔断器的熔丝熔断了，可以用铁丝代替
C．a端应该接零线，b端接火线
D．a端应该接火线，b端接零线
9．（3分）关于如图所示的四个实验的说法，其中正确的是（　　）
A．如图是研究电动机工作原理的实验装置
B．如图是探究电磁感应现象的实验装置
C．如图是探究电磁铁磁性强弱的实验装置
D．如图实验说明通电导体周围存在磁场
10．（3分）如图所示，是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图像。下列说法正确的是（　　）
A．电阻R的电阻值是10Ω
B．当通过L的电流是0.2A的时候，其消耗的电功率是0.8W
C．仅把L、R并联在电压是2V的电路中，干路里的电流是0.4A
D．仅把L、R串联在电路中，当电流是0.2A时，它们两端总电压是4V
（多选）11．（3分）下列有关说法正确的是（　　）
A．做功冲程中柴油机气缸里的气体内能减小
B．物体吸收热量后，内能增大，温度一定升高
C．搓手时感到暖和是因为产生了热量
D．给手机充电时是将电能转化为化学能
（多选）12．（3分）如图有两个灯泡L1、L2，它们的额定电压分别是3V、6V，忽略温度对灯泡电阻的影响。如图甲，将它们串联到6V电源上时，它们的实际功率相同。如图乙，将它们并联到3V电源上时，下列说法中正确的是（　　）

A．灯L1的额定功率较大
B．两个灯泡的电阻相同
C．两个灯泡都能正常发光
D．两个灯泡的实际功率仍然相等
二、填空题（共有12个空，每空2分，共24分）
13．（4分）如图所示在“通电螺线管外部磁场”的实验中，螺线管右侧有一个小磁针，开关闭合后，螺线管的右侧为 　 　极（选填“N”“S”），小磁针N极向 　 　偏转（选填“左”“右”）。

14．（4分）我省永州市有着丰富的风力资源。煤炭、核能、天然气、太阳能中与风能同属于可再生能源的是 　 　。我国成功发射北斗导航卫星，具有定位、导航和通信功能，它传递信息利用 　 　。（选填“超声波”或“次声波”或“电磁波”或“激光”）
15．（4分）如图所示电路，R1＝10Ω，R2为未知电阻，电源电压不变。只闭合S1，电流表示数为0.3A；S1、S2均闭合，电流表示数为0.5A，此时通过R1的电流为 　 　A，R2的阻值为 　 　Ω。

16．（4分）如图所示的交通信号红、黄、绿灯交替发光，则这三盏灯的连接方式是 　 　联，三只灯泡均标有“220V 100W”字样，则该三只灯泡正常工作一天（24h）将消耗 　 　kW•h的电能。

17．（4分）一灯泡标有“6V 3W”的字样，现仅有8V的电源，要使小灯泡正常发光，应该给小灯泡 　 　（选填“串”或“并”）联一个 　 　Ω的电阻。（不考虑灯泡电阻受温度的影响）
18．（4分）如图所示电路，电源电压恒定，R0为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从位置a移到另一位置b的过程中，电流表的示数变化范围为0.4A﹣0.2A，电压表的示数变化范围为2V﹣4V，则定值电阻R0的阻值为　 　Ω，电源电压为　 　V：滑动变阻器的滑片P在a位置和b位置时，电路消耗的总功率之比为　 　。

三、实验探究题（本大题共4小题，19题6分、20题6分、21题8分、22题6分，共26分）
19．（6分）小强随家人到海边玩耍时，发现阳光下的海水和岸边的沙子温差很大。于是他设计了如图甲所示的实验装置想比较沙子和水这两种物质比热容的差异。实验过程中所使用仪器规格完全相同。请你来帮他完成实验：
（1）测量出　 　相同的水和沙子，然后安装仪器，并记下沙子和水的初始温度。
（2）在实验时只要控制　 　相同就可以确定水、沙子吸收了相同的热量；图乙为小强记录的实验数据，可知沙子的比热容　 　水的比热容（选填“大于”、“小于”或“等于”）

20．（6分）为完成“探究电流与电阻的关系”的实验，小海从实验室取得以下器材：电压恒为4.5V的电池组，电流表，电压表，开关，5Ω、10Ω、25Ω的定值电阻各一个，规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器，导线若干。

（1）保持开关断开，把滑动变阻器的滑片移至阻值最大处。小海将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，直到电压表示数如2图所示，记为2.5V。并记录电流表的示数，接着保持滑片位置不变，将电阻换为25Ω后，为保证电压表的示数不变，应向 　 　移动滑片；
（2）通过实验得到电流随电阻变化的图像如3图所示，由此可知结论为 　 　。
（3）在小海实验的基础上，为了得到更多组的数据，需要更多规格的定值电阻，则选用定值电阻最大阻值不允许超过 　 　Ω。
21．（8分）小华在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中，如图所示，所用电源电压恒为6V，小灯泡上标有“4V”字样。

（1）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数。若电路中仅有一处故障，排除电表故障，这个故障可能是 　 　。
（2）排除故障后继续实验，小华进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在下表中。在第1次实验中小灯泡不亮的原因是 　 　。
物理量次数
电压U/V
电流I/A
实际电功率P/W
小灯泡亮度
1
1.5
0.20
0.30
不亮
2
2.5
0.30
0.75
偏暗
3
4.0
0.40
_____
正常
4
4.8
0.43
2.06
更亮
（3）分析表中信息，可知小灯泡的额定功率为 　 　W。
（4）实验中，电压表的0﹣15V量程损坏了，但0﹣3V量程仍完好，为了测小灯泡的额定功率，应将电压表并联在 　 　两端，调节后仍可使小灯泡将正常发光，依然可以测出额定功率。
22．（6分）如图是小明设计的探究焦耳定律的实验装置图：

（1）如图所示实验装置，通过观察U形管中 　 　来比较电流通过电阻产生电热的多少。这种探究问题的方法叫 　 　法。
（2）若观察乙、丙两实验装置，这是在探究电流通过导体产生热量多少与 　 　的关系。
四、综合应用题（本大题共2小题，第23题6分，第24题8分）
23．（6分）小强家买了一个自动优质电热水壶，其铭牌如下表。小强装满了水，加热5min后把水烧开，水壶自动断电。已知大气压为1个标准大气压，电热水壶正常工作且电阻不变，水的初温为25℃，c＝4.2×103J/（kg•℃），求：
自动电热水壶
型号
WL100F
电源
220V 50Hz
额定功率
1800W
容量
1.5L
（1）这壶水吸收的热量；
（2）水壶消耗的电能；
（3）此电热水壶的热效率。
24．（8分）如图甲所示，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器．调节R3的滑片P从一端到另一端，电压表V1、V2的示数随电流表A示数变化的图象如图乙。求：

（1）R2的阻值；
（2）滑片P在b端时，R3的电功率；
（3）R1的阻值；
（4）电路消耗总功率的最大值。

2022-2023学年湖南省长沙市开福区北雅中学九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题共12小题，每小题3分，共36分。1-10题为单选题，11-12为双选题，双选题选对但不全得2分，有选错得0分）
1．（3分）在家煮饺子时，有关煮饺子过程中的物理知识，下列说法正确的是（　　）
A．刚从冰箱冷冻室取出的速冻饺子没有内能
B．饺子内能增大是通过热传递方式来实现的
C．饺子在煮的过程中体积变大是因为分子间存在斥力
D．饺子煮熟关火后不再沸腾是因为水分子停止运动
【分析】（1）任何物体都有内能；
（2）改变物体内能的方式：做功、热传递；
（3）分子间存在间隙；
（4）根据水沸腾的条件分析。
【解答】解：
A、任何物体都有内能，刚从冰箱冷冻室取出的速冻饺子具有内能，故A错误；
B、饺子内能增大是通过吸收热量来实现的，属于热传递改变物体内能，故B正确；
C、饺子在煮的过程中体积变大是因为分子间的距离变大了，故C错误；
D、分子都在不停地做无规则运动，关火后水不再沸腾是水不吸收热量，水要想沸腾必须要吸热，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了内能的概念、改变内能的方法、分子动理论、水的沸腾条件等知识，难度不大。
2．（3分）如图为四冲程汽油机工作过程中某一冲程的示意图，它表示的是（　　）

A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【分析】汽油机的四个冲程是吸气、压缩、做功和排气冲程：
吸气冲程进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动；
压缩冲程两个气门都关闭，活塞向上运动；
做功冲程两个气门都关闭，活塞向下运动；
排气冲程排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动。
【解答】解：
由图知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程。
故选：B。
【点评】本题考查学生对汽油机的四个冲程的了解情况，能正确分析气门的开关和活塞的上下运动是解决此问题的关键。
3．（3分）取两个相同的不带电的验电器A和B，用丝绸摩擦过的玻璃棒与验电器A的金属球接触后，如图所示，再用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来的瞬间，下列说法正确的是（　　）

A．电流方向由A到B
B．正电荷移动方向由A到B
C．自由电子移动方向由A到B
D．验电器A的金属箔张角变大
【分析】丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，与验电器A的金属球接触后验电器A带正电；物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，与负电荷定向移动的方向相反；用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来的瞬间，自由电子移动方向由B到A，电流方向由A到B，验电器A因电荷量减少而金属箔张角变小。
【解答】解：A、电流方向由A到B，故A正确；
B、发生移动的是自由电子，故B错误；
C、自由电子移动方向由B到A，故C错误；
D、验电器A的金属箔张角变小，故D错误。
故选：A。
【点评】此题考查了电流方向、电荷量、电荷间的相互作用等知识点。
4．（3分）某汽车设置了安全带指示灯和警示音，提醒前排人员系好安全带。前排人员就座后，系好安全带，相当于闭合开关，指示灯不亮，警示音不响：未系安全带，相当于断开开关，指示灯发光，警示音响起。图中符合上述要求的电路图是（　　）
A． B．
C． D．
【分析】由题意知，未系好安全带时指示灯发光，提示音响起，系好安全带指示灯不亮，提示音消失。说明开关断开指示灯发光，提示音响，否则灯不亮，提示音消失，即灯和铃被短路了。
【解答】解：由于未系好安全带时，相当于断开开关，此时指示灯发光，提示音响起，当系好安全带时，相当于闭合开关，指示灯不亮，提示音消失。说明开关闭合灯和铃被短路了，所以指示灯、铃与开关S并联，但电路不会出现短路，即电路中必须串联一个保护电阻；
结合选项可知B符合题意，ACD不符合。
故选：B。
【点评】本题利用了对用电器短路时，用电器将不工作设计电路，注意不能出现对电源短路的情况，电阻是保护电阻，可使电路对电源不被短路。
5．（3分）如图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向左滑动时，灯泡L1和L2的亮度的变化是（　　）

A．L1、L2都变亮 B．L1、L2都变暗
C．L1变亮，L2变暗 D．L1变亮，L2的亮度不变
【分析】首先判定电路的连接方式，然后根据滑动变阻器阻值的变化判定电流的变化，根据并联电路、串联电路的电流和电压的特点分析灯泡亮度的变化。
【解答】解：由图可知，滑动变阻器与灯泡L1串联后，再与灯泡L2并联在电路中；闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，该支路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，通过该支路的电流变大，根据P＝I2R可知，灯泡L1的实际功率变大，会变亮；
由于并联电路各支路互不影响，则灯泡L2亮度不变，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查串、并联电路的特点以及通过滑动变阻器的变化分析电路变化情况，注意灯的亮度与实际功率有关，实际功率越大，灯越亮，注意判断实际功率时选用合适的公式。
6．（3分）如图所示，通过开关的通断来研究电路连接和电路故障等问题，下列说法正确的是（　　）

A．断开S1和S3，闭合S2时，R1和R2并联
B．断开S1和S3，闭合S2时，电压表测量电源电压
C．断开S2，闭合S1和S3时，R1和R2串联
D．断开S1，闭合S2和S3时，R2被短路
【分析】（1）串联电路电流只有一条路径，电流依次经过各用电器从正极回到电源负极；并联电路电流有多条路径，分别经过各用电器从电源正极回到负极；
（2）短路分为电源短路和用电器短路，电源短路是指用导线直接将电源两端相连；而用电电器短路是指用一根导线将某个用电器的两端连接起来，使电器两端的电压为零。
【解答】解：
AB、由图可知，当断开S1和S3，闭合S2时，电流只有一条路径：正极→电流表→R1→R2→S2→负极，所以R1与R2为串联；此时电压表并联在R1两端，则电压表测量R1两端电压，故AB错误；
C、断开S2，闭合S1和S3时，电流从正极出发经电流表分两支：一支经过S1→R2，另一支经过R1，然后汇合经S3回到电源负极，所以R1和R2并联，故C错误；
D、由图可知，断开S1，闭合S2和S3时，电流只有一条路径：正极→电流表→R1→S3→负极，R2被短路，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查了学生识别串、并联电路的能力，电路的识别一般就从电流路径上分析，只有一条路径的是串联，有多条路径的是并联。
7．（3分）现有“6V 3W”和“12V 6W”字样的甲、乙两只灯泡，不考虑灯丝电阻的变化，下列说法正确的是（　　）
A．通电时间相同时，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少
B．通电时间相同时，电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快
C．两只灯泡串联工作时，甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少
D．两只灯泡并联工作时，干路中允许通过的最大电流为1A
【分析】（1）额定电压是指用电器正常工作时的电压，额定功率是指用电器在额定电压下的电功率；由W＝Pt分析判断；
（2）电功率是表示电流做功快慢的物理量；
（3）由P＝计算两灯电阻的大小，由串联电路特点和Q＝I2Rt分析判断；
（4）由两规格，结合并联电路特点计算干路中的最大电流。
【解答】解：“6V 3W”和“12V 6W”分别表示甲、乙两灯的额定电压和额定功率。
A、由于两灯是否正常工作，所以两实际功率大小未知，由W＝Pt知，无法判断两灯在相同时间内消耗电能的多少，故A错误；
B、由于两灯的实际功率未知，而电功率是表示电流做功快慢的物理量，所以电流通过两灯做功的快慢无法确定，故B错误；
C、由P＝可得，R甲＝＝＝12Ω，R乙＝＝＝24Ω，
由串联电路的电流特点知，两只灯泡串联工作时，通过的电流相等，由Q＝I2Rt知，相等时间里甲灯产生热量小于乙，故C正确；
D、甲的额定电压小于乙，由并联电路的电压规律知，甲和乙灯并联时，电源电压最大为U＝U实乙＝U额甲＝6V，
由并联电路的电流规律和欧姆定律可得，干路中允许通过的最大电流：
I＝I甲+I乙＝+＝+＝0.75A，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了对额定电压、额定功率的理解、串联和并联电路特点、欧姆定律以及电功率公式的应用，掌握基础知识，灵活应用公式是关键。
8．（3分）小明家正在进行新房装修，需要安装一盏在一楼和二楼都能控制的楼梯灯，他设计了如图甲所示的电路，S1和S2是单刀双掷开关，图乙是已经安装的电能表。为保证安全用电，下列说法正确的是（　　）

A．若用电器消耗5kW•h的电能，电能表的转盘转900转
B．若熔断器的熔丝熔断了，可以用铁丝代替
C．a端应该接零线，b端接火线
D．a端应该接火线，b端接零线
【分析】（1）3000r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转3000r，据此求用电器消耗5kW•h的电能时，电能表转盘的转数；
（2）保险丝（熔丝）在电流过大时发热自动熔断，切断电路，从而起到保护电路的作用，保险丝是采用电阻率大、熔点较低的铅锑合金制成的；
（3）为了安全，开关要接在火线和所控制的电灯之间。
【解答】解：
A、3000r/（kW•h）表示每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，
用电器消耗5kW•h的电能时，电能表转盘的转数：n＝3000r/（kW•h）×5kW•h＝15000r，故A错误；
B、熔丝熔断后，不能用铁丝来代替，因为铁丝的电阻率小、熔点高，用铁丝代替保险丝，不能在电流过大时自动切断电路，故B错误；
CD、为了安全，开关要接在火线和所控制的电灯之间，则由图可知a端应该接火线，b端接零线，故C错误、D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了对电能表相关参数、保险丝的制作材料的理解、开关与所控制电灯的连接方法，属于基础题目。
9．（3分）关于如图所示的四个实验的说法，其中正确的是（　　）
A．如图是研究电动机工作原理的实验装置
B．如图是探究电磁感应现象的实验装置
C．如图是探究电磁铁磁性强弱的实验装置
D．如图实验说明通电导体周围存在磁场
【分析】认识这几幅图，明确它们所反映的实验原理，才能对号入座，判断选项中的说法是否正确。
【解答】解：A、该图中有电源，故当闭合开关时，磁场中的金属棒会由于受到力的作用而运动，故通电导线在磁场中受力的作用的原理是实验，也是电动机的原理，故A正确；
B、该图是电动机原理示意图，通电线圈在磁场中受力的作用，而不是探究电磁感应实验装置，故B错误；
C、该图是电动机原理示意图，通电导体在磁场中受力的作用，而不是探究电磁感应实验装置，故C错误；
D、该图是电磁感应实验，导体只有切割磁感线时，闭合电路中才会产生感应电流，故D错误。
故选：A。
【点评】四幅图分别代表了电与磁中四个重要的物理实验，分别是通电导体在磁场中受力、电流的磁效应、电磁感应、电动机的原理实验，这都是我们应重点掌握的，在学习中应相互比较，这样才能更能有效地进行把握。
10．（3分）如图所示，是小灯泡L和电阻R的电流与电压关系的图像。下列说法正确的是（　　）
A．电阻R的电阻值是10Ω
B．当通过L的电流是0.2A的时候，其消耗的电功率是0.8W
C．仅把L、R并联在电压是2V的电路中，干路里的电流是0.4A
D．仅把L、R串联在电路中，当电流是0.2A时，它们两端总电压是4V
【分析】A、R为定值电阻，电流随电压的变化关系为过原点的直线，根据R＝进行计算；
B、由图知，当通过定值电阻R的电流为0.2A时对应的电压大小，根据P＝UI求出它消耗的电功率；
C、当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为2V电路中，由并联电路电压的规律，由图知R和灯的电流，由并联电路电流的规律得出电路中总电流；
D、根据串联电路电流的规律，当电路的电流为0.2A时，可知灯和R的电压，由串联电路电压的规律得出电路的电压分析。
【解答】解：A、R为定值电阻，电阻R的电阻值：R＝＝＝20Ω，故A错误；
B、由图知，当通过定值电阻R的电流为0.2A，对应的电压大小为1V，它消耗的电功率为：P＝UI＝1V×0.2A＝0.2W，故B错误；
C、当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为2V电路中，由并联电路电压的规律，R和灯的电压都为2V，由图知，R和灯的电流分别为0.1A和0.3A，由并联电路电流的规律，电路干路里的电流：I＝IR+Il＝0.1A+0.3A＝0.4A，故C正确；
D、两电阻串联，电路各处的电流相等，由图知，当电路的电流为0.2A时，灯的电压为1V，R的电压为4V，由串联电路电压的规律，电路的电压为1V+4V＝5V，即它们两端总电压是5V，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用，关键是从图中获取有效的信息。
（多选）11．（3分）下列有关说法正确的是（　　）
A．做功冲程中柴油机气缸里的气体内能减小
B．物体吸收热量后，内能增大，温度一定升高
C．搓手时感到暖和是因为产生了热量
D．给手机充电时是将电能转化为化学能
【分析】（1）在做功冲程中，内能转化为机械能；
（2）内能的大小跟物质的质量、温度、状态有关；
（3）改变物体内能有做功和热传递两种方式，做功是能量的转化过程，热传递是能量的转移过程；
（4）根据充电时能量的转化分析解答。
【解答】解：A、做功冲程中柴油机气缸里的气体的内能转化为机械能，所以内能减小，故A正确；
B、物体吸收热量后，内能增大，但温度不一定升高，如晶体在熔化时，吸收热量，温度不变，故B错误；
C、搓手时感到暖和，这是克服摩擦做功，机械能转化为内能，内能增加，但并不是产生了热量，热量只能说吸收或放出，故C错误；
D、给手机充电时是将电能转化为化学能储存起来，故D正确。
故选：AD。
【点评】此题考查的知识点比较多，有热机的工作过程、内能、温度、热量的关系、能量的转化等知识，要求学生掌握知识点要全面，能够灵活运用物理知识来分析问题。
（多选）12．（3分）如图有两个灯泡L1、L2，它们的额定电压分别是3V、6V，忽略温度对灯泡电阻的影响。如图甲，将它们串联到6V电源上时，它们的实际功率相同。如图乙，将它们并联到3V电源上时，下列说法中正确的是（　　）

A．灯L1的额定功率较大
B．两个灯泡的电阻相同
C．两个灯泡都能正常发光
D．两个灯泡的实际功率仍然相等
【分析】（1）根据将它们串联到6V电源上时，它们的实际功率相同，利用P＝I2R可以判断出电阻之间的关系；
（2）再利用P＝可分析并联后的实际功率；
（3）在额定电压下的功率为额定功率，小灯泡正常发光。
【解答】解：AB、灯Ll的额定电压是3V，灯L2的额定电压是6V，将它们串联到6V电源上时，它们的实际功率相同，
在串联电路中，电流处处相等，根据P＝I2R可知，其电阻相同，根据P＝可知，L2的额定电压大，故灯L2的额定功率最大，故A错误、B正确；
C、将它们并联到3V电源上时，因为灯Ll的额定电压是3V，灯L2的额定电压是6V，则灯Ll能正常发光，L2不能正常发光，故C错误；
D、两灯电阻相同，根据P＝可知，两灯并联时，实际功率相同，故D正确。
故选：BD。
【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点，以及电功率公式的应用，关键是灵活的应用相关知识，对学生来说这种题目具有一定的难度。
二、填空题（共有12个空，每空2分，共24分）
13．（4分）如图所示在“通电螺线管外部磁场”的实验中，螺线管右侧有一个小磁针，开关闭合后，螺线管的右侧为 　N　极（选填“N”“S”），小磁针N极向 　右　偏转（选填“左”“右”）。

【分析】（1）根据安培定则判断通电螺线管的极性。
（2）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
【解答】解：开关闭合后，电流从螺线管的左端流入、右端流出，根据安培定则可知通电螺线管的右侧是N极，因同名磁极相互排斥，所以螺线管右侧的小磁针N极受到排斥力会向右偏转。
故答案为：N；右。
【点评】本题考查了安培定则的应用、磁极间的相互作用规律，比较简单。
14．（4分）我省永州市有着丰富的风力资源。煤炭、核能、天然气、太阳能中与风能同属于可再生能源的是 　太阳能　。我国成功发射北斗导航卫星，具有定位、导航和通信功能，它传递信息利用 　电磁波　。（选填“超声波”或“次声波”或“电磁波”或“激光”）
【分析】像水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源。
导航仪是利用电磁波传递信息的，导航仪、地面端的中心控制系统、导航卫星间可以相互传递信息。
【解答】解：煤炭、核能、天然气消耗以后，短期内不能从自然界得到补充，属于不可再生能源；
太阳能是能够源源不断的从自然界得到的能源，和风能同属于可再生能源；
北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能，它是利用电磁波传递信息的。
故答案为：太阳能；电磁波。
【点评】本题考查能源的分类和电磁波的传播，属于基础题。
15．（4分）如图所示电路，R1＝10Ω，R2为未知电阻，电源电压不变。只闭合S1，电流表示数为0.3A；S1、S2均闭合，电流表示数为0.5A，此时通过R1的电流为 　0.3　A，R2的阻值为 　15　Ω。

【分析】（1）由电路图可知，只闭合S1时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；
（2）S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响结合电源电压不变可知通过R1的电流不变，根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流，利用并联电路的电压特点和欧姆定律求出R2的阻值。
【解答】解：
（1）由电路图可知，只闭合S1时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，
由I＝可得，电源的电压：U＝I1R1＝0.3A×10Ω＝3V；
（2）S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，且电源电压不变，
所以，此时通过R1的电流仍为0.3A不变，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.3A＝0.2A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I＝可得R2的阻值：
R2＝＝＝15Ω。
故答案为：0.3；15。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用，是一道较为简单的应用题。
16．（4分）如图所示的交通信号红、黄、绿灯交替发光，则这三盏灯的连接方式是 　并　联，三只灯泡均标有“220V 100W”字样，则该三只灯泡正常工作一天（24h）将消耗 　2.4　kW•h的电能。

【分析】（1）并联电路中各用电器可以单独工作，且互不影响；
（2）根据W＝Pt求出该设施正常工作一天消耗的电能。
【解答】解：（1）红、黄、绿灯交替发光，且各自独立工作、互不影响即为并联；
（2）该三只灯泡正常工作始终只有一个灯泡在工作，且不间断，由P＝可得，该三只灯泡正常工作一天消耗的电能：
W＝Pt＝100×10﹣3kW×24h＝2.4kW•h。
故答案为：并；2.4。
【点评】题考查了电功公式的应用以及串并联电路的判断，计算过程要注意单位的换算和统一。
17．（4分）一灯泡标有“6V 3W”的字样，现仅有8V的电源，要使小灯泡正常发光，应该给小灯泡 　串　（选填“串”或“并”）联一个 　4　Ω的电阻。（不考虑灯泡电阻受温度的影响）
【分析】灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，电源的电压大于灯泡的额定电压时，要使灯泡正常发光应串联一个电阻分压；根据串联电路的电压特点求出串联电阻两端的电压，根据串联电路的电流特点和P＝UI求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出串联电阻的阻值。
【解答】解：灯泡正常发光时的电压UL＝6V，功率PL＝3W，
要使灯泡接到8V的电源上时正常发光，应串联一个电阻R分压，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，串联电阻两端的电压：
UR＝U﹣UL＝8V﹣6V＝2V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P＝UI可得，灯泡正常工作时电路中的电流：
I＝IL＝＝＝0.5A，
由I＝可得，串联电阻的阻值：
R＝＝＝＝4Ω。
故答案为：串；4。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，要注意用电器正常工作时的电压和额定电压相等。
18．（4分）如图所示电路，电源电压恒定，R0为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从位置a移到另一位置b的过程中，电流表的示数变化范围为0.4A﹣0.2A，电压表的示数变化范围为2V﹣4V，则定值电阻R0的阻值为　10　Ω，电源电压为　6　V：滑动变阻器的滑片P在a位置和b位置时，电路消耗的总功率之比为　2：1　。

【分析】由电路图可知，电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）根据题意得出电压表和电流表对应的示数，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源电压恒定得出等式即可求出R0的阻值，进一步求出电源的电压；
（2）滑动变阻器的滑片P在a位置和b位置时，根据P＝UI求出电路消耗的总功率之比。
【解答】解：由电路图可知，电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）因滑片P从位置a移到另一位置b的过程中，电流表的示数变化范围为0.4A～0.2A，电压表的示数变化范围为2V～4V，
所以，滑片位于位置a时，电路中的电流Ia＝0.4A，电压表的示数Ua＝2V，
滑片位于位置b时，电路中的电流Ib＝0.2A，电压表的示数Ub＝4V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源电压恒定，
所以，由I＝可得，电源的电压：
U＝IaR0+Ua＝IbR0+Ub，即0.4A×R0+2V＝0.2A×R0+4V，
解得：R0＝10Ω，
电源的电压U＝IaR0+Ua＝0.4A×10Ω+2V＝6V；
（2）滑动变阻器的滑片P在a位置和b位置时，电路消耗的总功率之比：
＝＝＝＝。
故答案为：10；6；2：1。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，利用好电源的电压恒定是关键。
三、实验探究题（本大题共4小题，19题6分、20题6分、21题8分、22题6分，共26分）
19．（6分）小强随家人到海边玩耍时，发现阳光下的海水和岸边的沙子温差很大。于是他设计了如图甲所示的实验装置想比较沙子和水这两种物质比热容的差异。实验过程中所使用仪器规格完全相同。请你来帮他完成实验：
（1）测量出　质量　相同的水和沙子，然后安装仪器，并记下沙子和水的初始温度。
（2）在实验时只要控制　加热时间　相同就可以确定水、沙子吸收了相同的热量；图乙为小强记录的实验数据，可知沙子的比热容　小于　水的比热容（选填“大于”、“小于”或“等于”）

【分析】（1）探究不同种类物质的吸热能力，需要控制物质的质量相同；
（2）我们使用相同的酒精灯（或加热器）通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；据图表中的信息，Q吸＝cm△t的各个量的关系分析即可判断。
【解答】解：
（1）据题意可知，要比较沙子和水这两种物质比热容的差异，需要控制水和沙子的质量相同；
（2）因实验过程中所使用仪器规格完全相同，根据转换法，在实验时只要控制加热时间相同就可以确定水和沙子吸收了相同的热量；
由两种物质的温度﹣时间变化图像可知，在相同的时间内（即吸收的热量Q吸相同），且质量相同，而水的温度变化小，根据Q吸＝cm△t可知，水的比热容大，沙子的比热容小；
故答案为：（1）质量；（2）加热时间；小于。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法及对实验误差的分析，为热学中的重要实验。
20．（6分）为完成“探究电流与电阻的关系”的实验，小海从实验室取得以下器材：电压恒为4.5V的电池组，电流表，电压表，开关，5Ω、10Ω、25Ω的定值电阻各一个，规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器，导线若干。

（1）保持开关断开，把滑动变阻器的滑片移至阻值最大处。小海将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，直到电压表示数如2图所示，记为2.5V。并记录电流表的示数，接着保持滑片位置不变，将电阻换为25Ω后，为保证电压表的示数不变，应向 　左　移动滑片；
（2）通过实验得到电流随电阻变化的图像如3图所示，由此可知结论为 　当电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比　。
（3）在小海实验的基础上，为了得到更多组的数据，需要更多规格的定值电阻，则选用定值电阻最大阻值不允许超过 　50　Ω。
【分析】（1）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；
（2）根据电流随电阻变化的图像，由欧姆定律得出电阻两端的电压为一定值分析；
（3）电阻两端的电压始终保持UV＝2.5V，根据串联电路电压的规律和分压原理，得出当变阻器的最大电阻40Ω连入电路中时对应的定值电阻最大值。
【解答】解：（1）根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成25Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压表的示数不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，即为保证电压表的示数不变，应向左移动滑片；
（2）根据电流随电阻变化的图像，电阻两端的电压始终保持：
UV＝IR＝0.1A×25Ω＝﹣﹣﹣﹣＝0.5A×5Ω＝2.5V，为一定值，故得出：电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比；
（3）根据题意，变阻器的最大电阻为40Ω，电阻两端的电压始终保持UV＝2.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑＝U﹣UV＝4.5V﹣2.5V＝2V，电阻分得的电压为变阻器分得的电压1.25倍，根据分压原理，当变阻器的最大电阻40Ω连入电路中时，对应的定值电阻最大值为：R定大＝1.25×40Ω＝50Ω，则选用的定值电阻最大阻值不允许超过50Ω。
故答案为：（1）左；（2）当电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比；（3）50。
【点评】本题探究电流与电阻的关系实验，考查操作过程、控制变量法、数据及对器材的要求。
21．（8分）小华在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中，如图所示，所用电源电压恒为6V，小灯泡上标有“4V”字样。

（1）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数。若电路中仅有一处故障，排除电表故障，这个故障可能是 　灯泡短路　。
（2）排除故障后继续实验，小华进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在下表中。在第1次实验中小灯泡不亮的原因是 　灯的实际功率过小　。
物理量次数
电压U/V
电流I/A
实际电功率P/W
小灯泡亮度
1
1.5
0.20
0.30
不亮
2
2.5
0.30
0.75
偏暗
3
4.0
0.40
_____
正常
4
4.8
0.43
2.06
更亮
（3）分析表中信息，可知小灯泡的额定功率为 　1.6　W。
（4）实验中，电压表的0﹣15V量程损坏了，但0﹣3V量程仍完好，为了测小灯泡的额定功率，应将电压表并联在 　滑动变阻器　两端，调节后仍可使小灯泡将正常发光，依然可以测出额定功率。
【分析】（1）闭合开关后，发现电流表有示数，说明电路为通路，根据小灯泡不亮，电压表无示数，分析可能的故障；
（2）由表数据求出在第1次实验小灯泡的实际功率，灯的亮度由灯的实际功率决定；
（3）分析表中信息，找出灯在额定电压下的电流大小，根据P＝UI求小灯泡的额定功率；
（4）根据串联电路电压的规律，当变阻器的电压为6V﹣4V＝2V时，灯正常发光，据此分析。
【解答】解：（1）闭合开关后，发现电流表有示数，说明电路为通路，小灯泡不亮，电压表无示数，这个故障可能是灯泡短路；
（2）在第1次实验中，小灯泡的实际功率：P＝UI＝1.5V×0.20A＝0.3W，因灯的实际功率过小，故灯不亮。
（3）分析表中信息，灯在额定电压下的电流为0.4A，小灯泡的额定功率为：
PL＝ULIL＝4V×0.4A＝1.6W；
（4）实验中，电压表的0﹣15V量程损坏了，但0﹣3V量程仍完好，根据串联电路电压的规律，当变阻器的电压为6V﹣4V＝2V时，灯的电压为2V，灯正常发光，故为了测小灯泡的额定功率，应将电压表并联在变阻器的两端，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2V，此时小灯泡将正常发光。
故答案为：（1）灯泡短路；（2）灯的实际功率过小；（3）1.6；（4）滑动变阻器。
【点评】本题探究小灯泡的亮度与哪些因素有关，考查注意事项、故障分析、功率的计算、影响电阻大小的因素和设计实验方案的测能力。
22．（6分）如图是小明设计的探究焦耳定律的实验装置图：

（1）如图所示实验装置，通过观察U形管中 　液面高度差　来比较电流通过电阻产生电热的多少。这种探究问题的方法叫 　转换　法。
（2）若观察乙、丙两实验装置，这是在探究电流通过导体产生热量多少与 　电流　的关系。
【分析】（1）电阻丝产生的热量不易直接观察，可给等质量的空气加热，气体吸热越多，气体膨胀程度越大，U形管内的液面高度差越大，采用了转换法；
（2）电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，结合串联、并联电路电流的规律分析。
【解答】解：（1）如图所示实验装置，通过观察U形管中液面高度差来比较电流通过电阻产生电热的多少。这种探究问题的方法叫转换法；
（2）丙中两电阻并联后再与乙中电阻串联，由串联和并联电路电流的规律，通过R2的电流大于通过R3的电流，而R2＝R3，通电时间相同，若观察乙、丙两实验装置，这是在探究电流通过导体产生热量多少与电流的关系。
故答案为：（1）液面高度差；转换；（2）电流。
【点评】本题探究“导体产生的热量与什么因素有关”，考查控制变量法、转换法、串联和并联电路的规律的运用。
四、综合应用题（本大题共2小题，第23题6分，第24题8分）
23．（6分）小强家买了一个自动优质电热水壶，其铭牌如下表。小强装满了水，加热5min后把水烧开，水壶自动断电。已知大气压为1个标准大气压，电热水壶正常工作且电阻不变，水的初温为25℃，c＝4.2×103J/（kg•℃），求：
自动电热水壶
型号
WL100F
电源
220V 50Hz
额定功率
1800W
容量
1.5L
（1）这壶水吸收的热量；
（2）水壶消耗的电能；
（3）此电热水壶的热效率。
【分析】（1）利用Q吸＝c水m（t﹣t0））＝c水ρ水V（t﹣t0）计算出这壶水吸收的热量；
（2）知道电热水壶的额定功率和通电时间，利用P＝计算出水壶烧水过程中消耗的电能；
（3）利用效率公式计算出此电热水壶的热效率。
【解答】解：（1）1个标准大气压下，水的沸点是100℃，
这壶水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝c水ρ水V（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5×10﹣3m3×1×103kg/m3×（100℃﹣25℃）＝4.725×105J；
（2）由P＝可知，水壶烧水过程中消耗的电能：W＝Pt′＝1800W×5×60s＝5.4×105J；
（3）此电热水壶的热效率：η＝×100%＝×100%＝87.5%。
答：（1）这壶水吸收的热量为4.725×105J；
（2）水壶烧水过程中消耗的电能为5.4×105J；
（3）此电热水壶的热效率为87.5%。
【点评】本题是电热综合题，主要考查吸热公式、电功率公式以及效率公式的应用，题目难度不大。
24．（8分）如图甲所示，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器．调节R3的滑片P从一端到另一端，电压表V1、V2的示数随电流表A示数变化的图象如图乙。求：

（1）R2的阻值；
（2）滑片P在b端时，R3的电功率；
（3）R1的阻值；
（4）电路消耗总功率的最大值。
【分析】分析电路图，滑动变阻器、两个定值电阻串联，电压表V1测量R2两和R3两端的总电压，电压表V2测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流；
当滑片P向左移动时，滑动变阻器连入的电阻变小，电路中的电流变大，根据欧姆定律可知，R1、R2两端的电压变大，电压表V2示数变大，电压表V1示数变小，R3两端的电压变小，R2和R3两端的总电压变小，由此可知图象中上半部分BC为R2和R3的I﹣U图象，下半部分为R2的I﹣U图象；
（1）根据欧姆定律算出R2的阻值；
（2）b点时滑动变阻器的电阻最大，电流最小，根据欧姆定律算出R2、R3的总电阻，总电阻减去R2的阻值，得出R3的电阻，根据P＝I2R算出R3的电功率；
（3）由图象可知：当电压表V1的示数为8V时，此时电压表V2的示数（R1两端的电压）为1V，电路中的电流为1A，据此可得U＝8V+IR1；
当滑片P移至最左端，滑动变阻器连入电阻为0，电路中的电流最大为6A，此时两电压表的示数都为6V，据此可得U＝6V+I′R1，和上面方程联立方程组求解R1和电源电压。
（4）找出电路中的最大电流，根据P＝UI计算电路消耗总功率的最大值。
【解答】解：分析电路图，滑动变阻器、两个定值电阻串联，电压表V1测量R2两和R3两端的总电压，电压表V2测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流；
当滑片P向左移动时，滑动变阻器连入的电阻变小，电路中的电流变大，根据欧姆定律可知，R1、R2两端的电压变大，电压表V2示数变大，电压表V1示数变小，R3两端的电压变小，R2和R3两端的总电压变小，由此可知图象中上半部分BC为R2和R3的I﹣U图象，下半部分为R2的I﹣U图象；
（1）R2的阻值：R2＝＝＝1Ω；
（2）b点时滑动变阻器的电阻最大，电流最小，
R2、R3的总电阻：R＝＝＝8Ω，
R3的电阻：R3＝R﹣R2＝8Ω﹣1Ω＝7Ω，
R3的电功率：P＝I2R3＝（1A）2×7Ω＝7W；
（3）由图象可知：P在b点时，Ib＝1A，
电源电压为：
U＝8V+IR1＝8V+1A×R1＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
P在a时，R3＝0，U1a＝6V，Ia＝6A
电源电压为：U＝6V+I′R1＝6V+6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②解得：
R1＝0.4Ω，U＝8.4V。
（4）当滑片P移至最左端，滑动变阻器连入电阻为0，电路中的电流最大为Imax＝6A，
电路消耗总功率的最大值P＝UImax＝8.4V×6A＝50.4W。
答：（1）R2的阻值为1Ω；
（2）滑片P在b端时，R3的电功率为7W；
（3）R1的阻值为0.4Ω。
（4）电路消耗总功率的最大值是50.4W。
【点评】本题考查了学生对欧姆定律和串联特点及电功率的掌握和运用，本题关键：一是分析电路图，确认电路组成、连接方式、三电表的测量对象，二是能从图象上得到相关信息。