河南省郑州市第四十七初级中学2023-2024学年九年级上学期期中物理试卷

这是一份河南省郑州市第四十七初级中学2023-2024学年九年级上学期期中物理试卷，共26页。试卷主要包含了填空题，选择题，作图题，实验探究题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
1．（3分）坐地铁时禁止携带和食用刺激性食品，以免给其他乘客带来不好的感受，这其中的物理道理是物质的分子 。乘坐扶梯时发觉持续运行扶梯的扶手很热，这是通过 的方式使扶梯的内能增大、温度升高的，这与热机的 冲程工作时的能量转化情况相同。
2．（2分）夏日，小丽到海边游玩，踩在沙滩上热得烫脚，走到海水里却非常凉爽，这是因为 ，此时却凉风习习，你认为风的方向是 （选填“从海吹向陆地”或“从陆地吹向海”）。
3．（3分）用沼气烧水，把 能转化为内能，把质量为20kg的水，从20℃加热到100℃，则水吸收的热量为 J，若上述烧水过程消耗2.1m3的沼气，则烧水的效率是 [沼气的热值约为2×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]。
4．（2分）如图是一种常用电池，不要把这种电池与硬币、钥匙等放在一个包里，因为硬币和钥匙属于 ，接触电池两极时容易造成 ，会损坏电池。
5．（2分）小明按如图所示的电路图正确连接电路，电阻R标有5Ω，灯L标有“3.8V 0.3A”。只闭合开关S，L发光，电流表A和A1示数均为0.24A，再将S1闭合，电流表A和A1示数仍为0.24A。你认为出现上述现象的原因是 ，写出你的推理过程： 。
6．（2分）现在的电动汽车大多具有能量回收功能。在刹车或滑行时可以将汽车的 能转化为电能，为电池充电。有人认为，只要进行技术再革新，汽车就可以边行驶边发电不需要再充电了，请评价这种观点的科学性： 。
二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题每小题只有一个选项符合题目要求，第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）
7．（2分）老师用多媒体展示了如图所示的三幅图片，紧压在一起的铅片和金片在放置了5年后会互相渗入约1mm深，该现象不能够说明的是（ ）
A．分子间存在间隙B．分子间存在引力
C．固体间能发生扩散D．分子在不停地运动
8．（2分）下列设备属于热机的是（ ）
A．电热吹风机B．电热水器
C．高铁电动机D．火箭发动机
9．（2分）如图是学生设计的模拟调光灯电路，闭合开关后，移动钢环，发现灯泡发光，但亮度几乎不变，产生这一现象的原因可能是（ ）
A．灯泡被铅笔芯短路
B．铅笔芯与钢环接触不良
C．灯泡的阻值比铅笔芯总阻值大得多
D．铅笔芯的总阻值比灯泡阻值大得多
10．（2分）两灯L1和L2连接在同一电路中，闭合开关，下列现象可以判断两灯一定并联的是（ ）
A．流过L1和L2的电流不同
B．流过L1和L2的电流相同
C．L1和L2两端电压不同
D．L1和L2两端电压相同
11．（2分）探究串联电路中电流的规律的实验中，电路如图所示。实验时电流表甲和乙的示数分别为0.2A和0.18A，造成两个电流表示数不同的原因可能是（ ）
A．导线有电阻
B．电流表没调零
C．灯泡L1和L2的电阻不同
D．两个电流表的位置不同
12．（2分）暖风机里的电风扇可以单独工作，但电加热器不能单独工作，必须在电风扇工作的情况下才能加热，下列符合上述要求的电路是（ ）
A．B．
C．D．
（多选）13．（2分）如图，小红同学用气球在头发上摩擦几下，头发很蓬松，拿走气球时，头发被吸向气球，下列说法正确的是（ ）
A．头发上带有的是同种电荷
B．气球上的负电荷转移到头发上
C．气球和头发带同种电荷而成为一个整体
D．气球和头发带上了异种电荷而相互吸引
（多选）14．（2分）小明设计了如图所示调节灯泡亮度的电路，下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器连入电路的是Pb段
B．滑片向左滑动时电流表示数变大
C．滑片向左滑动时灯泡的亮度变亮
D．滑到最左端时电流表的示数为零
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）请在如图的电路虚线框里填上电表符号，要求开关S闭合后，电阻R、R0都可正常工作。
16．（2分）小明为仓库设计一个自动防盗报警电路。要求：房门只要被打开，AB间的开关会断开，电铃发声自动报警，请你将如图所示的电路补充完整，使之符合要求。
四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题7分，第19题8分，共19分）
17．（4分）用两个完全相同的酒精灯分别给水和煤油加热，如图甲所示，探究水和煤油的吸热能力。
（1）实验中应量取 （选填“质量”或“体积”）相同的两种液体，分别倒入两个相同的烧杯中。
（2）使用两个完全相同的酒精灯加热，目的是 。
（3）分析图像可知 的吸热能力更强，理由是 。
18．（7分）在探究“并联电路的电流特点”的实验中，小铭设计了如图甲所示的电路图进行实验。
（1）请用笔画线代替导线，按照图甲的电路图把图乙中的实物电路图连接完整（导线不能交叉）；
（2）小铭将电流表接在所在的支路上，闭合开关，观察到灯泡L2发光，但灯泡L1不发光，电流表的指针没有偏转，电路可能存在的故障是 （选填“灯泡L1断路”或“灯泡L1短路”）；
（3）排除故障之后，他测出了L1支路上的电流I1＝1.2A，然后他把电流表依次接入电路分别测量出支路上的电流I2，干路电流I，两次测得的结果都如丙图所示，则I为 A，由此数据得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是 ；（写关系式）
（4）为了得出更可靠的结论，他又进行了三次实验，记录了如表所示的数据：
小红记录的实验数据中 （填数字）这个数据存在问题，造成该数据错误的原因应该是 。
19．（8分）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，小兰同学把定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了如图甲所示的电路。请继续完成实验：
（1）闭合开关前，检查电路。小兰发现有接线错误，且只需要改接一根导线就可以，请在接错的导线上打“×”并画线把它改到正确的位置上。
（2）电路改接正确后，观察各元件，你认为闭合开关前需要进行的操作是 。
（3）之后，小兰测得的实验数据如表所示。请在图乙的坐标系中制定标应把表中数据在坐标系中描点，画出电流与电压的关系图线。可以得出结论： 。
（4）从描点得到的图象中可看出，有一组数据是明显错误的，该数据是第 组。
（5）为了使得出的结论更具有普遍性，还需进行的操作是： 。
五、综合应用题（本题共2小题，第20题9分，第21题8分，共17分）
20．（9分）如图所示的电路图中，电源电压为6V，当S1、S2断开，S3闭合时，电流表示数为0.4A。
（1）求电阻R1的阻值；
（2）当S2、S3断开，S1闭合时，电流表示数为0.24A，求电阻R1、R2两端电压分别为多大；
（3）S1断开，S2、S3闭合，求电流表的示数为多大。
21．（8分）西安已成为比亚迪的北方总部基地，如图为BYD的一款“宋”的燃油汽车，该汽车在平直路面上以75km/h的速度匀速行驶1h的过程中，消耗了5kg汽油，汽油燃烧释放能量的40%随废气通过热电转换装置，如图所示，汽油热值近似取q＝5×107J/kg，设汽油在气缸内完全燃烧；
（1）若上述过程中汽油燃烧释放能量的30%用来驱动汽车行驶，求汽车所受的阻力；
（2）研究表明新材料的出现可将热电转换装置的效率大幅提高到15%，据此计算，上述过程中随废气排放的能量通过转换装置后可获得多少电能？
2023-2024学年河南省郑州四十七中九年级（上）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．（3分）坐地铁时禁止携带和食用刺激性食品，以免给其他乘客带来不好的感受，这其中的物理道理是物质的分子 在不停地做无规则运动 。乘坐扶梯时发觉持续运行扶梯的扶手很热，这是通过 做功 的方式使扶梯的内能增大、温度升高的，这与热机的 压缩 冲程工作时的能量转化情况相同。
【分析】（1）两种物质在相互接触时，分子彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象说明了构成物体的分子在不停地做无规则运动；
（2）改变物体内能的两种方式：做功和热传递；
（3）热机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能。
【解答】解：坐地铁时禁止携带和食用刺激性食品，这是因为物品的刺激性气味分子在不停地做无规则运动，发生了扩散现象，使刺激性气味充满了整个密闭空间，影响其他乘客；
持续运行扶梯的扶手很热，这是通过做功的方式，将机械能转化为内能的结果；汽油机的工作过程中，将机械能转化为内能的是压缩冲程。
故答案为：在不停地做无规则运动；做功；压缩。
【点评】本题考查了分子的热运动、做功改变物体的内能和热机的工作过程等知识的了解和掌握，属于基础知识考查。
2．（2分）夏日，小丽到海边游玩，踩在沙滩上热得烫脚，走到海水里却非常凉爽，这是因为 水的比热容比沙子的比热容大 ，此时却凉风习习，你认为风的方向是 从海吹向陆地 （选填“从海吹向陆地”或“从陆地吹向海”）。
【分析】根据水的比热容比泥土、沙石的比热容大的特点来分析海水比较凉的原因，进一步判断风向的特点。
【解答】解：夏日，在海滩上，水和沙子同时接受阳光的照射，可谓加热条件相同，在相同时间内，物质所吸收到的热量是相同的，因为水的比热容大，水的温度升高的慢，所以人感觉沙子热得烫脚，海水却非常凉爽；
因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大，白天，在太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量，海水温度上升慢；陆地吸热后，温度上升快，热空气上升，风从海洋吹向陆地，形成海风。
故答案为：水的比热容比沙子的比热容大；从海吹向陆地。
【点评】本题考查了水的比热容较大的相关现象，属于典型题。
3．（3分）用沼气烧水，把 化学 能转化为内能，把质量为20kg的水，从20℃加热到100℃，则水吸收的热量为 6.72×106 J，若上述烧水过程消耗2.1m3的沼气，则烧水的效率是 13.6% [沼气的热值约为2×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]。
【分析】（1）沼气燃烧时化学能转化为内能；
（2）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式Q吸＝cm（t﹣t0）求水吸收的热量（有用能量）；
（3）知道使用沼气的体积和天然气的热值，利用燃料完全燃烧放热公式Q放＝qV求沼气完全燃烧放出的热量（总能量）；利用效率公式η＝×100%求沼气烧水的效率。
【解答】解：（1）沼气烧水是把沼气的化学能转化为内能，产生热量被水吸收；
（2）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×20kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×106J；
（3）沼气完全燃烧时放出的热量：
Q放＝qV＝2×107J/m3×2.1m3＝4.2×107J；
烧水效率：
η＝×100%＝×100%≈13.6%。
故答案为：化学；6.72×106；13.6%。
【点评】本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用。
4．（2分）如图是一种常用电池，不要把这种电池与硬币、钥匙等放在一个包里，因为硬币和钥匙属于 导体 ，接触电池两极时容易造成 短路 ，会损坏电池。
【分析】容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；
不经用电器，用导线直接叫电源的两极，会发生电源电路，这是绝不允许的。
【解答】解：硬币和钥匙，都容易导电，属于导体，接触电池两极时容易造成短路，会损坏电池。
故答案为：导体；短路。
【点评】本题考查了导体与绝缘体的辨别、对短路的认识，属于基础题目。
5．（2分）小明按如图所示的电路图正确连接电路，电阻R标有5Ω，灯L标有“3.8V 0.3A”。只闭合开关S，L发光，电流表A和A1示数均为0.24A，再将S1闭合，电流表A和A1示数仍为0.24A。你认为出现上述现象的原因是 电阻R断路 ，写出你的推理过程： 闭合开关S，该电路为灯泡L的简单电路，两电流表均测通过灯泡的电流，再将S1闭合，灯泡和电阻并联接入电路，电流表A测量干路中的电流，电流表A1测量通过灯泡的电流；L发光，电流表A和A1正常工作，示数均为0.24A，这说明干路中的电流与通过灯泡的电流是相同的，根据并联电路的电流规律可知通过R的电流为0若R短路，则整个电路短路，电流表A1的示数也为0，电流表的A的示数很大，不符合题意；若R断路，灯泡不受影响，所以故障是R断路 。
【分析】并联电路干路电流等于各支路电流之和，用电器的两端被导线相连，则用电器被短路，通过用电器的电流为0；用电器断路时，通过用电器无电流，据此分析。
【解答】解：根据题意可知，闭合开关S，该电路为灯泡L的简单电路，两电流表均测通过灯泡的电流，
再将S1闭合，灯泡和电阻并联接入电路，电流表A测量干路中的电流，电流表A1测量通过灯泡的电流；
L发光，电流表A和A1正常工作，示数均为0.24A，这说明干路中的电流与通过灯泡的电流是相同的，根据并联电路的电流规律可知通过R的电流为0，
若R短路，则整个电路短路，电流表A1的示数也为0，电流表的A的示数很大，不符合题意；
若R断路，灯泡不受影响，所以故障是R断路。
故答案为：电阻R断路；
闭合开关S，该电路为灯泡L的简单电路，两电流表均测通过灯泡的电流，再将S1闭合，灯泡和电阻并联接入电路，电流表A测量干路中的电流，电流表A1测量通过灯泡的电流；L发光，电流表A和A1正常工作，示数均为0.24A，这说明干路中的电流与通过灯泡的电流是相同的，根据并联电路的电流规律可知通过R的电流为0若R短路，则整个电路短路，电流表A1的示数也为0，电流表的A的示数很大，不符合题意；若R断路，灯泡不受影响，所以故障是R断路。
【点评】本题考查了并联电路故障的判定，明确短路和断路的特点是解题的关键。
6．（2分）现在的电动汽车大多具有能量回收功能。在刹车或滑行时可以将汽车的 机械 能转化为电能，为电池充电。有人认为，只要进行技术再革新，汽车就可以边行驶边发电不需要再充电了，请评价这种观点的科学性： 错误；根据能量守恒定律可知，该汽车工作时，一定有一部分能量转化为内能散失到空气中，不可以一直运动下去。 。
【分析】（1）根据电动机发电时消耗和获得的能量可做出判断；
（2）能量的转化和转移遵循能量守恒定律，据此判断；
【解答】解：在电动汽车刹车或滑行时，电动机能够发电，将机械能转化为电能，为电池充电；
根据能量守恒定律可知，该汽车工作时，一定有一部分能量转化为内能散失到空气中，不可以一直运动下去，这种观点是错误的。
故答案为：机械；错误；根据能量守恒定律可知，该汽车工作时，一定有一部分能量转化为内能散失到空气中，不可以一直运动下去。
【点评】本题通过电动汽车的能量回收装置，考查了对能量的转化、能量守恒等的理解与应用，属基础题，难度不大。
二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题每小题只有一个选项符合题目要求，第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）
7．（2分）老师用多媒体展示了如图所示的三幅图片，紧压在一起的铅片和金片在放置了5年后会互相渗入约1mm深，该现象不能够说明的是（ ）
A．分子间存在间隙B．分子间存在引力
C．固体间能发生扩散D．分子在不停地运动
【分析】分子动理论的基本内容包括：物质是由大量分子组成的；分子在永不停息地做无规则运动；分子间存在着相互的引力和斥力。
分子动理论中提到，分子在永不停息地做无规则运动。
两种金属分子（原子）都在做无规则运动，所以我们会看到相互渗入的现象。
【解答】解：A．相互渗入约1mm深，说明固体分子间存在间隙，故A错误；
B．相互渗入约1mm深，不能说明固体分子之间存在着引力，故B正确；
C．相互渗入约1mm深，说明固体之间能够发生扩散，故C错误；
D．5年的时间内，两种金属分子（原子）都在做无规则运动，所以会相互渗入1mm，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查学生对分子动理论的掌握情况，需要结合分子运动来解释具体实例。
8．（2分）下列设备属于热机的是（ ）
A．电热吹风机B．电热水器
C．高铁电动机D．火箭发动机
【分析】各种将蒸汽或燃气的内能转化为机械能的发动机称为热机。
【解答】解：A、电热吹风机是由电能转化为内能和机械能，不属于热机，故A错误；
B、电热水器是电能转化为内能的用电器，不属于热机，故B错误；
C、高铁电动机是电能转化为机械能，不属于热机，故C错误；
D、火箭发动机是内能转化为机械能的发动机，属于热机，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了学生对热机的认识，把握住热机的能量转化是解题的关键。
9．（2分）如图是学生设计的模拟调光灯电路，闭合开关后，移动钢环，发现灯泡发光，但亮度几乎不变，产生这一现象的原因可能是（ ）
A．灯泡被铅笔芯短路
B．铅笔芯与钢环接触不良
C．灯泡的阻值比铅笔芯总阻值大得多
D．铅笔芯的总阻值比灯泡阻值大得多
【分析】铅笔芯相当于一个滑动变阻器，它和灯泡串联分压，且电压和其电阻成正比。再根据公式P＝分析灯泡的实际功率的变化和灯泡亮度的变化。
【解答】解：A、灯泡被铅笔芯短路，灯泡将不发光，故A错误；
B、铅笔芯与钢环接触不良，电源被铅笔芯断路，灯泡将不发光，故B错误；
C、由图铅笔芯和小灯泡串联分压，在移动回形针的过程中，发现灯泡发光，但亮度几乎不变，根据公式P＝可知，灯泡实际功率几乎不变，是因为两端的电压几乎不变，原因是铅笔芯的电阻相对于小灯泡来说，其电阻太小，也就是说，小灯泡的电阻太大，故C正确。
D、若变阻器的阻值比灯泡的阻值大得多，更容易改变电路中的电流，改变灯泡的亮暗，故D错误。
故选：C。
【点评】本题主要考查了串联电路的分压特点、灯泡的亮度变化等问题，关键是知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。
10．（2分）两灯L1和L2连接在同一电路中，闭合开关，下列现象可以判断两灯一定并联的是（ ）
A．流过L1和L2的电流不同
B．流过L1和L2的电流相同
C．L1和L2两端电压不同
D．L1和L2两端电压相同
【分析】串联电路电压规律：总电压等于各部分电路两端的电压之和。
串联电路电流规律：处处相等。
并联电路电压规律：各支路两端电压相等，等于总电压。
并联电路电流规律：干路电流等于各支路电流之和。
【解答】解：AB、串联电路的电流处处相等，流过L1和L2的电流相同，则两灯可能串联，故B错误；
若两灯并联，且两灯的规格不同时，根据并联电路的电压特点可知两灯两端的电压相同，根据I＝流过L1和L2的电流不同，故A正确；
CD、根据并联电路的电压特点可知两灯两端的电压相同，若L1和L2两端电压相同，两灯可能并联，但如果两灯的规格相同，根据串分压特点可知，两灯两端的电压也相等，故D错误；
L1和L2两端电压不同，则两灯串联，故C错误。
故选：A。
【点评】本题考查串并联电路的特点，是一道基础题。
11．（2分）探究串联电路中电流的规律的实验中，电路如图所示。实验时电流表甲和乙的示数分别为0.2A和0.18A，造成两个电流表示数不同的原因可能是（ ）
A．导线有电阻
B．电流表没调零
C．灯泡L1和L2的电阻不同
D．两个电流表的位置不同
【分析】串联电路的电流特点：串联电路中电流处处相等。
【解答】解：由电路图可知，两灯和两电流表串联接入电路，根据串联电路的电流特点可知，串联电路中各处的电流相等，与导线的电阻、用电器的电阻以及用电器的先后顺序无关；
而实验时电流表甲和乙的示数分别为0.2A和0.18A，造成两个电流表示数不同的原因可能是两个电流表的读数误差或指针未调零。
故选：B。
【点评】此题考查了串联电路中的电流规律，同时考查了电流表的使用，使用电流表前一定要进行调零。
12．（2分）暖风机里的电风扇可以单独工作，但电加热器不能单独工作，必须在电风扇工作的情况下才能加热，下列符合上述要求的电路是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】根据题意分析电加热器和电动机的连接方式、两个开关的作用，然后选出正确的答案。
【解答】解：根据题意可知，暖风机里的电风扇可以单独工作，但电加热器不能单独工作，必须在电风扇工作的情况下才能加热，这说明电动机和电加热器是并联的，干路中有一个开关，另一个开关与电加热器串联在一条支路中，故C正确。
故选：C。
【点评】本题考查了串并联电路的设计，根据题意得出电动机和电加热器的连接方式和开关的位置是关键。
（多选）13．（2分）如图，小红同学用气球在头发上摩擦几下，头发很蓬松，拿走气球时，头发被吸向气球，下列说法正确的是（ ）
A．头发上带有的是同种电荷
B．气球上的负电荷转移到头发上
C．气球和头发带同种电荷而成为一个整体
D．气球和头发带上了异种电荷而相互吸引
【分析】（1）摩擦后的物体能够吸引轻小物体，则说明物体带了电或电荷，此过程叫摩擦起电；摩擦起电的实质是电荷（电子）的转移；
（2）电荷间的作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
【解答】解：气球在头发上摩擦，由于气球对电子的束缚能力和头发对电子的束缚能力无法确定，无法确定负电荷（电子）的移动方向，故B错误；
用气球与头发摩擦几下，气球和头发带异种电荷；相互靠近时出现了如图所示的吸引现象，是因为异种电荷互相吸引。故AD正确，C错误。
故选：AD。
【点评】本题考查了摩擦起电现象和电荷间作用规律，考查的是基础知识，是一道基础题。
（多选）14．（2分）小明设计了如图所示调节灯泡亮度的电路，下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器连入电路的是Pb段
B．滑片向左滑动时电流表示数变大
C．滑片向左滑动时灯泡的亮度变亮
D．滑到最左端时电流表的示数为零
【分析】根据电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联接入电路中，电流表测量电路中的电流；根据电路图分析滑动变阻器接入电路中的位置；根据滑片的移动方向分析滑动变阻器接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律分析电路中电流的变化；滑到最左端时，根据电路的组成分析电流表的示数的大小。
【解答】解：A、根据电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联接入电路中，电流表测量电路中的电流，此时滑动变阻器的Pa段接入了电路，故A错误；
BC、滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电流表示数变大；通过灯泡的电流变大，灯泡实际功率变大，灯泡变亮，故BC正确；
D、滑到最左端时滑动变阻器接入电路的电阻为0，此时为灯泡的简单电路，电流表测量电路中的电流，电流表的示数不为零，故D错误。
故选：BC。
【点评】本题考查了电路的动态分析、滑动变阻器的使用、欧姆定律的应用，属于基础题。
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）请在如图的电路虚线框里填上电表符号，要求开关S闭合后，电阻R、R0都可正常工作。
【分析】电流表需与被测电路串联，相当于一根导线；电压表需与被测电路并联，相当于断路。
【解答】解：电流表需与被测电路串联，相当于一根导线；电压表需与被测电路并联，相当于断路，如下图：
【点评】本题考查电流表、电压表的连接方式，难度不大。
16．（2分）小明为仓库设计一个自动防盗报警电路。要求：房门只要被打开，AB间的开关会断开，电铃发声自动报警，请你将如图所示的电路补充完整，使之符合要求。
【分析】开关闭合时，若导线完好则电铃不响；而当AB间的开关断开后电铃响，说明开关和电铃并联，开关闭合时，电铃被短路；为了保护电路，灯泡应串联在干路中，由此连接电路。
【解答】解：从电源正极依次串联开关、灯泡以及电铃回到电源负极，然后将AB并联在电铃两端，如下图所示：
【点评】本题考查基本电路的连接方式，会根据题意设计符合要求的电路图是关键。
四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题7分，第19题8分，共19分）
17．（4分）用两个完全相同的酒精灯分别给水和煤油加热，如图甲所示，探究水和煤油的吸热能力。
（1）实验中应量取 质量 （选填“质量”或“体积”）相同的两种液体，分别倒入两个相同的烧杯中。
（2）使用两个完全相同的酒精灯加热，目的是 使水和煤油在相同时间内吸收相同的热量 。
（3）分析图像可知 水 的吸热能力更强，理由是 吸收相同热量时，煤油升温更快，则升高相同的温度时，水吸收的热量更多，所以水的吸热能力更强 。
【分析】（1）探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，需要控制液体的质量和初温相同；实验中需要测量加热的时间；
（2）我们使用相同的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；
（3）比较物质吸热能力的2种方法：
①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。
【解答】解：（1）在探究不同物质的吸热能力时，除了物质的种类不同外，其它因素都应保持一致，所以两个相同烧杯中应加入初温、质量相同的煤油和水。
（2）实验中选用相同的酒精灯加热，可让两个酒精灯在相同时间内放出相同的热量，使水和煤油在相同时间内吸收相同的热量。
（3）由图像可知，0～4min，煤油升温比水快，即吸收相同热量时，煤油升温更快，则升高相同的温度时，水吸收的热量更多，所以水的吸热能力更强。
故答案为：（1）质量；（2）使水和煤油在相同时间内吸收相同的热量；（3）水；吸收相同热量时，煤油升温更快，则升高相同的温度时，水吸收的热量更多，所以水的吸热能力更强。
【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和比热容的物理意义，为热学中的重要实验。
18．（7分）在探究“并联电路的电流特点”的实验中，小铭设计了如图甲所示的电路图进行实验。
（1）请用笔画线代替导线，按照图甲的电路图把图乙中的实物电路图连接完整（导线不能交叉）；
（2）小铭将电流表接在所在的支路上，闭合开关，观察到灯泡L2发光，但灯泡L1不发光，电流表的指针没有偏转，电路可能存在的故障是 灯泡L1断路 （选填“灯泡L1断路”或“灯泡L1短路”）；
（3）排除故障之后，他测出了L1支路上的电流I1＝1.2A，然后他把电流表依次接入电路分别测量出支路上的电流I2，干路电流I，两次测得的结果都如丙图所示，则I为 1.5 A，由此数据得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是 I＝I1+I2 ；（写关系式）
（4）为了得出更可靠的结论，他又进行了三次实验，记录了如表所示的数据：
小红记录的实验数据中 3 （填数字）这个数据存在问题，造成该数据错误的原因应该是 电流表读数时读错了量程 。
【分析】（1）结合电路图，利用电流流向法连接实物图；
（2）闭合开关后，观察到灯L2发光，说明干路和L2支路是通路，根据灯L1不发光和电流表无示数分析电路可能存在的故障；
（3）由并联电路电流的规律确定图中电流表分别测量出L2支路上的电流I2、干路电流I时选用的量程，根据电流表分度值读数；并联电路的电流规律：并联电路干路电流等于各支路电流之和；
（4）利用并联电路的电流规律：并联电路干路电流等于各支路电流之和分析。
【解答】解：（1）由图甲可知，两灯泡并联，电流表测量干路电流，即L1、L2并联后再与电流表的负接线柱连接，如图所示：
（2）将电流表接在L1所在的支路上，闭合开关，观察到灯泡L2发光，说明干路和L2支路是通路，但灯L1不发光，电流表的示数为零，电路可能存在的故障是灯泡L1断路造成的；
（3）由并联电路干路电流等于各支路电流之和，干路电流大于支路，且偏转角度相同，测干路电流时选用大量程，分度值为0.2A，电流为1.5A，即I＝1.5A；测L2的电流时，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.3A，即I2＝0.3A，已知通过L1的电流为I1＝1.2A，所以I＝I1+I2；
（4）根据表中数据可知，第1、3组数据满足0.3A+0.4A＝0.7A，0.1A+0.2A＝0.3A，而第2组数据为0.2A+0.4A≠3A，
故记录的实验数据中3A这个数据存在问题；根据电流表大小量程之比为5：1，造成该数据的原因应该是电流表按大量程读数了。
故答案为：（1）见解答；（2）灯泡L1断路；（3）1.5；I＝I1+I2；（4）3；电流表读数时读错了量程。
【点评】本题探究并联电路的电流规律，考查注意事项、故障分析、电流表的连接及并联电路电流的规律。
19．（8分）在探究电阻一定时电流与电压关系的实验中，小兰同学把定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了如图甲所示的电路。请继续完成实验：
（1）闭合开关前，检查电路。小兰发现有接线错误，且只需要改接一根导线就可以，请在接错的导线上打“×”并画线把它改到正确的位置上。
（2）电路改接正确后，观察各元件，你认为闭合开关前需要进行的操作是 将滑动变阻器滑片置于最左端 。
（3）之后，小兰测得的实验数据如表所示。请在图乙的坐标系中制定标应把表中数据在坐标系中描点，画出电流与电压的关系图线。可以得出结论： 电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。
（4）从描点得到的图象中可看出，有一组数据是明显错误的，该数据是第 4 组。
（5）为了使得出的结论更具有普遍性，还需进行的操作是： 更换阻值不同的定值电阻，多次实验 。
【分析】（1）实验中，电压表应并联在定值电阻两端，电流表应与定值电阻串联，而图中电压表串联在电路中，电流表与定值电阻并联了，可将电阻连接到变阻器的导线，改为电阻与电压表3接线柱连接；
（2）闭合开关前应把滑动变阻器滑片移至最大阻值处；
（3）根据表中数据制定坐标的标度，描点连线画出电流与电压的关系图线；
（4）根据图线分析各点的特点，找出规律不同的点；
（5）用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件：一是样本要有代表性，二是样本数量足够多。
【解答】解：（1）实验中，电压表应并联在定值电阻两端，电流表应与定值电阻串联，而图中电压表串联在电路中，电流表与定值电阻并联了，可将电阻连接到变阻器的导线，改为电阻与电压表3接线柱连接，如图所示：
（2）闭合开关前应把滑动变阻器滑片移至最大阻值处，故他需要进行的操作是将滑动变阻器滑片置于最左端；
（3）（4）根据表中实验数据，制定标度，描点连线画出电流与电压关系的图线，如图所示：
由图线知，电流与电压关系图线是正比例图线，即电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，而第4次实验数据的点不在该图线上，所以这组数据是错误的；
（5）为了使实验结论具有普遍性，我们应该更换阻值不同的定值电阻，多次实验；
故答案为：（1）见解答图；（2）将滑动变阻器滑片置于最左端；（3）见解答图；电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（4）4；（5）更换阻值不同的定值电阻，多次实验。
【点评】本题是探究电流与电压关系的实验，考查了实物电路的连接、根据实验数据画图象以及对图象的认识和理解，这是在实验中不可避免的问题，应掌握。
五、综合应用题（本题共2小题，第20题9分，第21题8分，共17分）
20．（9分）如图所示的电路图中，电源电压为6V，当S1、S2断开，S3闭合时，电流表示数为0.4A。
（1）求电阻R1的阻值；
（2）当S2、S3断开，S1闭合时，电流表示数为0.24A，求电阻R1、R2两端电压分别为多大；
（3）S1断开，S2、S3闭合，求电流表的示数为多大。
【分析】（1）由图可知，当S1、S2断开，S3闭合时，电路为R1的简单电路，电流表测通过R1的电流，根据欧姆定律求出R1的阻值；
（2）当S2、S3断开，S1闭合时，两电阻串联，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出R1两端的电压，根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压；
（3）根据两电阻串联时R2两端的电压和通过的电流利用欧姆定律求出R2的阻值，当S1断开，S2、S3闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1的电流不变，根据欧姆定律求出通过R2的电流，根据并联电路的电流特点求出干路电流，即为电流表的示数。
【解答】解：（1）由图可知，当S1、S2断开，S3闭合时，电路为R1的简单电路，电流表测通过R1的电流；
由欧姆定律可知，R1的阻值：R1＝＝＝15Ω；
（2）当S2、S3断开，S1闭合时，两电阻串联，电流表测电路中的电流；
由串联电路的电流特点可知，通过R1的电流：I1＝I2＝I串＝0.24A，
由欧姆定律可知，R1两端的电压：U1＝I1R1＝0.24A×15Ω＝3.6V，
串联电路的电压特点可知，电阻R2两端的电压：U2＝U﹣U1＝6V﹣3.6V＝2.4V；
（3）由欧姆定律可知，R2的阻值：R2＝＝＝10Ω；
当S1断开，S2、S3闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流；
由并联电路的电压特点可知，两端的电压：U2并＝U1并＝U＝6V，
由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，通过R1的电流不变仍为0.3A，
此时通过R2的电流：I2并＝＝＝0.6A，
由并联电路的电流特点可知，干路电流：I＝I1并+I2并＝0.3A+0.6A＝0.9A。
答：（1）电阻R1的阻值为15Ω；
（2）当S2、S3断开，S1闭合时，电阻R1、R2两端电压分别为3.6V和2.4V；
（3）S1断开，S2、S3闭合时，电流表的示数为0.9A。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用，分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
21．（8分）西安已成为比亚迪的北方总部基地，如图为BYD的一款“宋”的燃油汽车，该汽车在平直路面上以75km/h的速度匀速行驶1h的过程中，消耗了5kg汽油，汽油燃烧释放能量的40%随废气通过热电转换装置，如图所示，汽油热值近似取q＝5×107J/kg，设汽油在气缸内完全燃烧；
（1）若上述过程中汽油燃烧释放能量的30%用来驱动汽车行驶，求汽车所受的阻力；
（2）研究表明新材料的出现可将热电转换装置的效率大幅提高到15%，据此计算，上述过程中随废气排放的能量通过转换装置后可获得多少电能？
【分析】（1）首先求出放出的热量，然后求出所做的有用功，根据W＝Fs求出牵引力；
（2）汽油燃烧释放能量的40%随废气通过热电转换装置，可求转化的能量，由提高到15%可求转换的电能。
【解答】解：（1）汽油放出的热量为：
Q放＝mq＝5kg×5×107J/kg＝2.5×108J
所做的功为：
W＝Q放η＝2.5×108J×30%＝7.5×107J
通过的距离为：
s＝vt＝75km/h×1h＝75km＝7.5×104m
牵引力为：
F＝＝＝1000N；
因为汽车匀速平直行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，所以f＝F＝1000N；
（2）汽油燃烧释放能量的40%为：Q′＝Qη1＝2.5×108J×40%＝1×108J，
转换的电能：W′＝Q′η2＝1×108J×15%＝1.5×107J。
故答案为：（1）汽车所受的阻力f是1000N；（2）随废气排放的能量通过转换装置后可获得1.5×107J的电能。
【点评】本题考查功的计算，二力平衡条件的应用，涉及到热量的计算和效率公式的应用，是一道综合性很强的题目，关键是各种公式的灵活运用。实验次数
L1支路的电流I1/A
L2支路的电流I2/A
干路的电流I/A
1
0.3
0.4
0.7
2
0.2
0.4
3
3
0.1
0.2
0.3
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.07
0.15
0.22
0.24
0.34
0.44
实验次数
L1支路的电流I1/A
L2支路的电流I2/A
干路的电流I/A
1
0.3
0.4
0.7
2
0.2
0.4
3
3
0.1
0.2
0.3
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.07
0.15
0.22
0.24
0.34
0.44