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广东省佛山市禅城区多校联考2023-2024学年九年级上学期期中物理试卷
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这是一份广东省佛山市禅城区多校联考2023-2024学年九年级上学期期中物理试卷，共33页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验题，计算题，综合能力题等内容，欢迎下载使用。
1．（3分）下列生活中常见的电流、电压、电功率值最接近实际的是（ ）
A．手机电池电压约为220V
B．家用电冰箱的电流约1A
C．家庭节能灯中的电流约5A
D．家用空调的功率约为100W
2．（3分）下列物质中，在通常情况下都属于绝缘体的是（ ）
A．塑料尺、干布、橡胶棒B．空气、煤油、铅笔芯
C．玻璃、陶瓷、铜丝D．水银、大地、石墨
3．（3分）水的比热容较大，人们往往利用它的这一特性为生活生产服务，下列事例中与水的比热容有关的应用是（ ）
A．撒盐融雪
B．人工降雨
C．洒水降温
D．热水取暖
4．（3分）关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A．甲图：活塞压缩空气，硝化棉燃烧，此过程与热机的做功冲程原理相同
B．乙图：瓶内空气推开瓶塞，内能转化为机械能
C．丙图：抽出玻璃，下瓶中出现红棕色二氧化氮气体，表明气体间可以发生扩散现象
D．丁图：悬挂重物不能把两块铅块分开，说明分子间只存在引力
5．（3分）如图所示为四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁
B．在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、甲、乙
C．丁图冲程能量转化：内能转化为机械能
D．飞轮转速3000r/min，则该汽油机1s能做功25次
6．（3分）下列电器不是利用电流的热效应来工作的是（ ）
A．电饭锅B．电热水器C．电炉D．电风扇
7．（3分）如图电路中，电源电压不变，闭合开关S，向右移动滑动变阻器R的滑片，下列数据变小的是（ ）
A．电流表A的示数
B．电压表V2的示数
C．电压表V1示数与电流表A示数的比值
D．电路的总功率
二、填空题：本大题7小题，每空1分，共21分
8．（3分）如题图是用来说明原子结构的示意图。由图可知：原子是由 和 组成，原子内部结构中最小的微粒是 。
9．（3分）由于导体存在电阻，电流通过导线时会因电流的 效应而造成大量的能量损耗，1911年荷兰科学家发现某些导体在极低温度下 会突然消失，这种现象称为超导现象，利用这类材料输电，可最大限度地减少 的损耗。
10．（3分）在学习了“分子动理论”后，小宇进行了以下几个小实验：
（1）如图甲所示，小宇在一个量筒中依次倒入蓝色的硫酸铜溶液和无色的水，放置30天后，液体变为均匀的淡蓝色，这是 现象。
（2）如图乙所示，这是水和酒精混合前后的实验现象，说明了分子间存在 。
（3）如图丙所示，小宇用弹簧测力计将玻璃板平放在水面上与水面刚好接触，向上拉弹簧测力计时，发现测力计的示数 （选填“变大”“变小”“不变”）。
11．（3分）如图是我国用长征火箭发射“嫦娥一号”卫星时的壮观情景。
（1）火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的密度小且 大。
（2）火箭发射升空时，燃料燃烧的 能转化为机械能，火箭的机械能 （选填“变大”“变小”“不变”）。
12．（3分）如图所示，取两个相同的验电器A和B，用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器A，使A带 电（选填“+”或“﹣”），B不带电，再用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来，则连接的瞬间电荷移动方向 ；电流方向 。（均选填“由A到B”或“由B到A”）
13．（3分）如图所示电路，要使灯L1、L2组成串联电路，应闭合开关 ，其它断开，要使L1、L2组成并联电路，应闭合开关 ，其它断开，同时闭合 是绝对不允许的。
14．（3分）如图，电源电压为6V并保持不变，定值电阻R为10Ω，滑动变阻器R′标有“20Ω 0.5A”字样，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”，闭合开关，向右移动滑片时，电流表示数 （选填“变大”“变小”“不变”），移动滑片P的过程中，为保证电路元件安全，滑动变阻器R′接入电路的最小阻值为 Ω，定值电阻R的最大功率为 W。
三、作图题：第1小题2分，第2小题2分，第3小题3分，共7分
15．（2分）如图是某实物连接电路。请根据实物图在方框内画出对应的电路图。
16．（2分）如图所示，当闭合开关S后，两电表指针偏转正常，请在虚线框内分别填上电源或电灯的符号。
17．（3分）要在卫生间安装一个两孔插座以及额定电压均为220V的电灯和排风扇各一个，要求开关S只控制灯和排风扇，且两个用电器都能正常工作。工人师傅已经连好其中部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
四、实验题：本大题共3小题，第16小题6分，第17小题7分，第18小题7分，共20分。
19．（7分）某同学用如图1所示装置探究两种液体的吸热能力，两烧瓶中电阻丝电阻相同。
（1）实验中，必须取 （选填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体；实验中，通过比较 （选填“加热时间”或“温度计示数变化”）来间接判断液体的吸收热量多少，这种研究物理问题的方法是 。
（2）下表是某次的实验数据，分析可知 （选填“甲”或“乙”）液体的吸热能力较强。
（3）如图2所示，该同学想进一步探究电流产生的热量与电流的关系，实验时，要控制通电时间和 相同，若甲瓶中电阻丝的电流为I甲，乙瓶中电阻丝中的电流为I乙。从图中可知：I甲 I乙（选填“等于”“小于”“大于”），所以 瓶（选填“甲”或“乙”）中空气膨胀得快些，液面上升得快些。
20．（7分）探究“电流与电阻的关系”时，实验器材有：三节新的干电池（电压为4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω 2A”字样）、定值电阻4个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），开关一个，导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图，并根据实验数据画出定值电阻的I﹣R图像如图丙。
（1）连接电路时，开关要 （选“断开”或“闭合”），滑片P位于滑动变阻器的 （“左”或“右”）端，闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，则电路故障原因是 。
（2）排除故障后，将定值电阻由5Ω更换为10Ω时，应向 （选填“左”或“右”）适当调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数保持 不变。
（3）小静同学继续探究，再次换接20Ω的定值电阻后，发现无论怎样移动滑片P，都不能使电压表示数达到原来的电压，为了完成这次实验，她采取的措施是 。根据定值电阻的I﹣R图像，由此得出的结论是： 。
五、计算题：本大题2小题，19题6分，20题7分，共13分
21．（6分）一辆汽车以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶了3km，受到的阻力为1200N，燃烧了0.3kg汽油。（汽油的热值q＝4.6×107J/kg）求：
（1）牵引力做了多少功；
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量；
（3）发动机的效率。
22．（7分）如图所示，图甲为某电饭锅的实物图、图乙为其电路原理图、图丙为电饭锅铭牌的主要参数，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1为总开关，S2为温控开关。该电饭锅可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现加热、保温两个挡位的变化。将电饭锅接入电源电压为220V的电路中，求：
（1）电饭锅在处于加热挡时的电流；
（2）电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量是多少焦；
（3）R1和R2的阻值。
六、综合能力题：本大题3小题，每空小题6分，共18分
23．（6分）
半导体二极管
半导体二极管主要由P型半导体、N型半导体、接线端、外壳组成，其结构及对应的电路符号如图①、②所示。二极管具有单向导电性，当二极管两端加正向电压时，电流从正接线端流进二极管时，二极管导通，相当于一根导线，必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，只有当正向电压达到某一数值（锗管约为0.1V，硅管约为0.5V）以后，二极管才能真正导通，导通后二极管两端的电压基本上保持不变（锗管约为0.3V，硅管约为0.7V）。而电流负接线端流入时，二极管断路，实际上不会有电流通过。
（1）如图③，已知电源电压为3V，则开关S闭合后，灯泡L （能/不能）发光，电压表的示数为 V
（2）如图④所示，将一个锗材料二极管、电阻R和电流表串联接入电路中，电源电压恒为3V不变，电阻R1＝30Ω。开关S闭合后，电流表有示数，电压表的示数为 V，电流表示数为 A。
（3）科研人员利用P型元件和N型元件串联，如图⑤所示，当电流通过时，P、N型材料的两端会产生温度差（珀尔帖效应），从而制成了电脑的散热器，如图所示，在电流方向由N流向P的地方吸热，而在电流方向从P流向N的地方放热。如图相当于一个 联电路，靠近电脑发热体（CPU）的是图中 （上方/下方）的陶瓷片。
24．（6分）图甲是小明在“测量小灯泡的电阻”实验中连接的一个实验电路，所用小灯泡正常发光时的电压为2.5V。
（1）实验原理是 ；这个设计电路 （选填“可以”或“不可以”）进行探究电流与电压的关系实验。
（2）如图丙所示，实验小组根据实验数据绘制了小灯泡的I﹣U图像，小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。由图像可知灯丝的电阻是变化的，是因为 。
（3）小明在用伏安法测未知电阻的实验时，发现电压表坏了，他重新接好电路如图乙所示，利用电流表和最大阻值为R0的滑动变阻器，测量未知电阻Rx的阻值。请将实验步骤补充完整：
①将滑动变阻器的滑片P移到最左端，闭合开关S，读出电流表的示数I1；
②再将滑片P移至最右端，读出电流表的示数I2；
③待测电阻的表达式Rx＝ （用已知量和测量量的符号表示）。
25．（6分）阅读材料，回答问题。
随着人们环保意识的提高，“风光互补路灯”（如图所示）得到了广泛的应用。它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆备时同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止充电，放电余留20%左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数。
（1）风力发电机发电时将 能转化成电能，太阳能电池板时将太阳能转化为 能。
（2）蓄电池储存的总电能为 kW•h，若遇到阴天并且无风，仅靠蓄电池供电最多可供灯具正常发光 小时。
（3）当风速为6.0m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W。在这种风速下，持续光照12h，蓄电池的电量也只由20%充到了70%。则此过程中太阳能电池板发电 J，太阳能电池板发电的平均功率 W。
2023-2024学年广东省佛山市禅城区多校联考九年级（上）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：本大题共7个小题，每题3分，共21分，在每小题列出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．（3分）下列生活中常见的电流、电压、电功率值最接近实际的是（ ）
A．手机电池电压约为220V
B．家用电冰箱的电流约1A
C．家庭节能灯中的电流约5A
D．家用空调的功率约为100W
【分析】新课程标准要求我们能根据日常经验或自然现象粗略估测一些物理量。例如：长度、质量、时间、温度、力、速度、电功率、电流、电压等。解答估测选择题的方法：利用生活中我们熟悉的一些数据作为根据，进行单位换算，有时要利用基本公式求未知物理量。
【解答】解：A、手机电池电压约为3.7V，故A错误；
B、家用电冰箱的功率约200W，其正常工作的电流I＝＝≈1A，故B正确；
C、家庭节能灯的电功率一般是20W左右，电流约为I＝＝≈0.1A，故C错误；
D、家用空调的电功率约1000W，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了对电流、电压、电功率的估测，注重理论与实际差异的应变能力的培养，体现新课程的基本理念。
2．（3分）下列物质中，在通常情况下都属于绝缘体的是（ ）
A．塑料尺、干布、橡胶棒B．空气、煤油、铅笔芯
C．玻璃、陶瓷、铜丝D．水银、大地、石墨
【分析】容易导电的物体叫导体，常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等；不容易导电的物体叫绝缘体，常见的绝缘体有陶瓷、塑料、玻璃、橡胶、油等；导体和绝缘体没有绝对的界限。
【解答】解：A、塑料尺、干布、橡胶棒都不易导电，属于绝缘体，故A正确；
B、空气、煤油都不易导电，属于绝缘体；铅笔芯容易导电，属于导体，故B错误；
C、玻璃、陶瓷都不易导电，属于绝缘体；铜丝容易导电，属于导体，故C错误；
D、水银、大地、石墨都容易导电，属于导体，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了导体与绝缘体的概念以及生活中常见的实例；生活中哪些物体为导体，哪些物体为绝缘体，属于识记的内容，比较简单。
3．（3分）水的比热容较大，人们往往利用它的这一特性为生活生产服务，下列事例中与水的比热容有关的应用是（ ）
A．撒盐融雪
B．人工降雨
C．洒水降温
D．热水取暖
【分析】水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。
【解答】解：A、其它条件相同时，在积雪上撒盐是在雪中掺入杂质，积雪的熔点会降低，即熔点低于当地气温，使雪熔化，确保交通的畅通，与水的比热容无关，故A不符合题意；
B、人工降雨，是干冰（固体二氧化碳）迅速的吸热升华成二氧化碳，使周围的温度降低，水蒸气凝结成小水滴，形成降雨，与水的比热容无关，故B不符合题意；
C、炎热的夏天，往地面上洒水，水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度。与水的比热容无关，故C不符合题意；
D、因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以让流动的热水流过散热器来供暖，故D符合题意。
故选：D。
【点评】本题考查了影响熔点的因素、升华和蒸发吸热、水的比热容大的特点的应用，应用所学知识，解释了实际问题，体现了新课标的要求，属于中考热点问题。
4．（3分）关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A．甲图：活塞压缩空气，硝化棉燃烧，此过程与热机的做功冲程原理相同
B．乙图：瓶内空气推开瓶塞，内能转化为机械能
C．丙图：抽出玻璃，下瓶中出现红棕色二氧化氮气体，表明气体间可以发生扩散现象
D．丁图：悬挂重物不能把两块铅块分开，说明分子间只存在引力
【分析】（1）改变内能的方式有两种，即做功和热传递；对物体做功，物体的内能会增加，物体对外做功，其内能会减小；四冲程汽油机的做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能。
（2）扩散现象表明，一切物质的分子都在不停地做无规则运动；
（3）分子同时存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解：A．甲图中活塞压缩空气，对空气做功，机械能转化为内能，温度升高，硝化棉燃烧，此过程与热机的压缩冲程原理相同，故A不正确；
B．乙图中瓶内空气推开瓶塞，空气的内能转化为塞子的机械能，内能减小，温度降低，故B正确；
C．丙图中上方的二氧化氮气体密度大，抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，可能是扩散现象，但也可能是重力的作用，故不能表明气体间可以发生扩散现象，故C不正确；
D．丁图中挂重物不能把两块铅块分开，说明分子间存在引力，同时存在斥力，故D不正确。
故选：B。
【点评】知道做功可以改变物体的内能，熟知扩散现象的实验，了解分子间作用力的特点等，可顺利解答此题。
5．（3分）如图所示为四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁
B．在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、甲、乙
C．丁图冲程能量转化：内能转化为机械能
D．飞轮转速3000r/min，则该汽油机1s能做功25次
【分析】（1）内燃机的四个冲程在一个工作循环中工作过程依次是吸气、压缩、做功和排气冲程；根据气门的关闭情况和活塞的运动方向判断是哪一个冲程；
一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机车获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠飞轮惯性完成；
（2）内燃机工作过程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能；
（3）内燃机的工作过程：在一个工作循环中有四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴和飞轮转动2周，做功一次。
【解答】解：AB、甲图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；
乙图中进气门开启，排气门关闭，气体流入汽缸，是吸气冲程；
丙图中排气门开启，进气门关闭，气体流出汽缸，是排气冲程；
丁图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；
所以正确的排序是乙、丁、甲、丙；
内燃机的一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机器获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠飞轮惯性完成，即依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁，故AB错误；
C、丁图是压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能，故C错误；
D、四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该飞轮1s转50圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以1s飞轮转50圈，共25个工作循环，共100个冲程，共做功25次，故D正确。
故选：D。
【点评】本题综合考查内燃机的工作过程及能量转化等知识，综合性较强；知道四冲程汽油机在一个工作循环中曲轴转2圈、飞轮转2周、做功一次是解决该题的关键。
6．（3分）下列电器不是利用电流的热效应来工作的是（ ）
A．电饭锅B．电热水器C．电炉D．电风扇
【分析】电流流过导体时，导体要发热，这种现象是电流的热效应；发生电流的热效应时，电能转化为内能；据此分析作答。
【解答】解：A、电饭锅主要将电能转化为内能，利用了电流的热效应，故A不符合题意；
B、电热水器工作时主要把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；
C、电炉工作时主要把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故C不符合题意；
D、电风扇工作时主要将电能转化为机械能，不是利用了电流的热效应，故D符合题意。
故选：D。
【点评】本题主要考查电流的热效应在生活中的应用实例，只有认真把握它们的定义，才能真正区分它们利用的是哪一个效应。体现了物理来源于生活，又服务于社会的理念。
7．（3分）如图电路中，电源电压不变，闭合开关S，向右移动滑动变阻器R的滑片，下列数据变小的是（ ）
A．电流表A的示数
B．电压表V2的示数
C．电压表V1示数与电流表A示数的比值
D．电路的总功率
【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R2两端的电压变化，根据电源电压判定电压表V1示数的变化；根据P＝UI分析总功率的变化。
【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，
AB．当向右移动滑动变阻器R1滑片的过程中，整个电路的总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，电流表的示数增大，则定值电阻R2的电压增大，即电压表V2示数变大，故AB错误；
C．电压表V1示数与电流表A示数的比值等于滑动变阻器R1接入电路的阻值，当向右移动滑片的过程中，其接入电路的电阻变小，即该比值变小，故C正确。
D．电源电压不变，电路中的电流变大，根据P＝UI可知，总功率变大，故D错误。
故选：C。
【点评】此题考查了电路的动态分析，涉及到串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。
二、填空题：本大题7小题，每空1分，共21分
8．（3分）如题图是用来说明原子结构的示意图。由图可知：原子是由 原子核 和 电子 组成，原子内部结构中最小的微粒是 夸克 。
【分析】原子由带正电的原子核和带负电的核外电子组成；原子核由带正电的质子和不带电的中子组成；质子和中子又是由夸克组成。
【解答】解：（1）观察该图，可看到原子里面有电子和原子核，可知原子是由原子核和电子组成。
（2）观察该图，原子核可以再分，分为质子和中子，质子和中子还可以再分，里面有夸克，故原子内部结构中最小的微粒是夸克。
故答案为：原子核；电子；夸克。
【点评】本题考查了原子及原子核的组成，要知道不同粒子的大小关系，是一道基础题，应当熟练掌握基础知识。
9．（3分）由于导体存在电阻，电流通过导线时会因电流的 热 效应而造成大量的能量损耗，1911年荷兰科学家发现某些导体在极低温度下 电阻 会突然消失，这种现象称为超导现象，利用这类材料输电，可最大限度地减少 能量 的损耗。
【分析】电流通过导体时会放出热量，所以导线上损失的电能转化为内能；
当温度降低到足够低时，有些材料的电阻变为零，这即为超导现象；
用超导电缆输电，可大大降低能量损耗。
【解答】解：由焦耳定律可知，电流通过导体时会放出热量，这种现象叫做电流的热效应；
当温度降低到足够低时，有些导体材料的电阻变为零，这种现象称为超导现象；
用超导电缆输电，可大大降低能量损耗。
故答案为：热；电阻；能量。
【点评】本题考查电流的热效应，以及超导现象，是一道基础题。
10．（3分）在学习了“分子动理论”后，小宇进行了以下几个小实验：
（1）如图甲所示，小宇在一个量筒中依次倒入蓝色的硫酸铜溶液和无色的水，放置30天后，液体变为均匀的淡蓝色，这是 扩散 现象。
（2）如图乙所示，这是水和酒精混合前后的实验现象，说明了分子间存在 间隙 。
（3）如图丙所示，小宇用弹簧测力计将玻璃板平放在水面上与水面刚好接触，向上拉弹簧测力计时，发现测力计的示数 变大 （选填“变大”“变小”“不变”）。
【分析】根据分子动理论的内容进行分析解答：
（1）两种不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象是扩散，扩散表明分子不停地进行无规则的运动；
（2）分子间存在间隙；
（3）分子间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解：（1）水分子和硫酸铜分子在不停地做无规则运动，所以上面的水分子要向下运动，进入到硫酸铜溶液中，同理硫酸铜分子向上运动，进入到上面的水中，相互混合变为淡蓝色，是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动；
（2）如图乙所示，这是水和酒精混合，总体积变小，说明了分子间存在间隙；
（3）当玻璃接触水面时，由于水分子和玻璃分子距离较近，故两种分子之间会产生相互作用的引力，用弹簧测力计将玻璃拉起需提供比玻璃重力大，所以弹簧测力计的示数会变大。
故答案为：（1）扩散；（2）间隙；（3）变大。
【点评】本题考查了分子动理论的内容，相对比较简单，属于基础题。
11．（3分）如图是我国用长征火箭发射“嫦娥一号”卫星时的壮观情景。
（1）火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的密度小且 热值 大。
（2）火箭发射升空时，燃料燃烧的 内 能转化为机械能，火箭的机械能 变大 （选填“变大”“变小”“不变”）。
【分析】（1）热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。
（2）燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能；动能的大小与物体的质量和速度有关，重力势能的大小与物体的质量和高低有关，且动能和重力势能之间可以相互转化。
【解答】（1）火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的密度小且热值大。
（2）火箭发射升空时，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能；火箭升空过程中，其质量不变，高度变大，故重力势能变大；同时其质量不变，速度变快，即其动能变大，所以机械能变大。
故答案为：（1）热值；（2）内；变大。
【点评】该题以我国发射的嫦娥一号卫星为问题背景，考查能量的转化、氢热值最大的利用、动能和重力势能的影响因素等知识点，是一道综合题，但难度不大。
12．（3分）如图所示，取两个相同的验电器A和B，用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器A，使A带 “+” 电（选填“+”或“﹣”），B不带电，再用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来，则连接的瞬间电荷移动方向 由B到A ；电流方向 由A到B 。（均选填“由A到B”或“由B到A”）
【分析】用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，接触验电器A，使A带上正电，金属靠带有负电的自由电子导电；
物理上规定正电荷的定向移动方向为电流的方向。
【解答】解：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，接触验电器A，使A带上“+”电，因为金属靠带有负电的自由电子导电，所以用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来，连接的瞬间带负电的电子由B流向A；
物理上规定正电荷的定向移动方向为电流的方向，所以此时电流方向是由A到B。
故答案为：“+”；由B到A；由A到B。
【点评】本题要求学生知道：金属靠自由电子导电；物理上规定正电荷的定向移动方向为电流的方向。
13．（3分）如图所示电路，要使灯L1、L2组成串联电路，应闭合开关 S2 ，其它断开，要使L1、L2组成并联电路，应闭合开关 S1、S3 ，其它断开，同时闭合 S1、S2 是绝对不允许的。
【分析】（1）串联电路和并联电路的区别：串联电路电流只有一条路径；并联电路电流有多条路径；
（2）短路是指电流不经用电器直接构成回路，此时电流会很大，会烧坏电源，是不允许的。
【解答】解：由图可得，要使灯L1、L2组成串联电路，应将两灯首尾相连接到电源两端，则需闭合开关S2；
要使L1、L2组成并联电路，则需让电流从电源流出分别流入两灯中再汇合共同流入电源负极，则需闭合开关S1、S3；
如果同时闭合S1和S2，会形成短路现象，造成电流过大，烧坏电源，发生事故；所以同时闭合开关S1、S2是绝对不允许的。
故答案为：S2；S1、S3；S1、S2。
【点评】在分析判断时可从电源的正极开始，依据串并联电路的连接特点，按照电流的流向逐步尝试、分析。
14．（3分）如图，电源电压为6V并保持不变，定值电阻R为10Ω，滑动变阻器R′标有“20Ω 0.5A”字样，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”，闭合开关，向右移动滑片时，电流表示数 变小 （选填“变大”“变小”“不变”），移动滑片P的过程中，为保证电路元件安全，滑动变阻器R′接入电路的最小阻值为 10 Ω，定值电阻R的最大功率为 0.9 W。
【分析】由电路图可知，R与R′串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；
向右移动滑动变阻器滑片P的过程中，判断变阻器连入电路中的电阻变化，由电阻的串联确定电路的总电阻变化，由欧姆定律确定电路中的电流变化；
根据电压表的量程确定定值电阻R两端的最大电压，然后根据串联电路的电压的特点，确定滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律计算电路中的最大电流和滑动变阻器R'接入电路的最小阻值，然后根据公式P＝UI计算定值电阻的功率最大值。
【解答】解：
由电路图可知，R与R′串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；
闭合开关，向右移动滑片时，变阻器连入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，即电流表示数变小；
电压表量程为“0～3V”，所以定值电阻R两端的最高电压为：UR＝3V，
此时滑动变阻器两端的电压为：UR′＝U﹣UR＝6V﹣3V＝3V；
电路中电压表示数最大时，电流最大，此时电路中的最大电流为：
I＝＝＝0.3A；
滑动变阻器R'接入电路的最小阻值为：
R′＝＝＝10Ω；
定值电阻R的最大功率：
P＝URI＝3V×0.3A＝0.9W。
故答案为：变小；10；0.9。
【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，属于电学综合题。
三、作图题：第1小题2分，第2小题2分，第3小题3分，共7分
15．（2分）如图是某实物连接电路。请根据实物图在方框内画出对应的电路图。
【分析】根据实物图画电路图时，注意电路元件的符号，串联电路中从电源正极到负极只有一条路径。
【解答】解：由实物图可知，电路中只有电风扇这一个用电器，可以用电动机的符号表示，则对应的电路图如图所示：
【点评】本题考查了根据实物图画电路图的应用，属于基础题，难度不大。
16．（2分）如图所示，当闭合开关S后，两电表指针偏转正常，请在虚线框内分别填上电源或电灯的符号。
【分析】根据电流表和电压表连接的正负接线柱确定电源的位置和灯泡的位置。
【解答】解：根据电流表和电压表的正负接线柱可知，电源在下面位置，并且左边为正极，右边为负极，上面为灯泡。如下图所示：
【点评】此类型题目要求对电路中各元件的作用及使用方法要非常明确，然后根据电流流向确定电源和用电器的位置。
17．（3分）要在卫生间安装一个两孔插座以及额定电压均为220V的电灯和排风扇各一个，要求开关S只控制灯和排风扇，且两个用电器都能正常工作。工人师傅已经连好其中部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
【分析】灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡，零线直接接入灯泡；在照明电路中，各个灯泡是并联的，由共同的开关控制。
两孔插座的接法，左边接零线，右边接火线。
【解答】解：要在卫生间安装一盏220V的电灯和排风扇扇，开关S只控制灯和排风扇，则说明开关在干路上，灯和排风扇并联，开关S接火线，然后分别进入灯和排风扇，然后回到零线上。
两孔插座的接法，左边接零线，右边接火线。如图所示：
【点评】掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法，同时考虑使用性和安全性。
四、实验题：本大题共3小题，第16小题6分，第17小题7分，第18小题7分，共20分。
19．（7分）某同学用如图1所示装置探究两种液体的吸热能力，两烧瓶中电阻丝电阻相同。
（1）实验中，必须取 质量 （选填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体；实验中，通过比较 加热时间 （选填“加热时间”或“温度计示数变化”）来间接判断液体的吸收热量多少，这种研究物理问题的方法是 转换法 。
（2）下表是某次的实验数据，分析可知 甲 （选填“甲”或“乙”）液体的吸热能力较强。
（3）如图2所示，该同学想进一步探究电流产生的热量与电流的关系，实验时，要控制通电时间和 电阻 相同，若甲瓶中电阻丝的电流为I甲，乙瓶中电阻丝中的电流为I乙。从图中可知：I甲 大于 I乙（选填“等于”“小于”“大于”），所以 甲 瓶（选填“甲”或“乙”）中空气膨胀得快些，液面上升得快些。
【分析】Q（1）探究两种液体的吸热能力，要控制不同物质的质量相同，分析图1中电路的连接，根据串联电路电流的规律结合Q＝I2Rt分析；
（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；
（3）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，结合并联电路电流的规律和Q＝I2Rt分析。
【解答】解：（1）根据比较不同物质吸热能力的不同方法，实验中，必须取质量相等的甲、乙两种液体；图1中，两电阻串联，阻值相同，根据Q＝I2Rt，实验中，通过比较加热时间来间接判断液体的吸收热量多少，这种研究物理问题的方法是转换法；
（2）分析表中的实验数据可知，加热相同时间，甲升温慢，甲液体的吸热能力较强；
（3）该同学想进一步探究电流产生的热量与电流的关系，根据控制变量法，要控制通电时间和电阻相同；图2所示，右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，I甲 大于I乙，根据Q＝I2Rt，可知甲中电阻丝产生的热量多，甲瓶中空气膨胀得快些，液面上升得快些。
故答案为：（1）质量；加热时间；转换法；（2）甲；（3）电阻；大于。
【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和Q＝I2Rt的运用。
20．（7分）探究“电流与电阻的关系”时，实验器材有：三节新的干电池（电压为4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω 2A”字样）、定值电阻4个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），开关一个，导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图，并根据实验数据画出定值电阻的I﹣R图像如图丙。
（1）连接电路时，开关要 断开 （选“断开”或“闭合”），滑片P位于滑动变阻器的 右 （“左”或“右”）端，闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，则电路故障原因是 定值电阻断路 。
（2）排除故障后，将定值电阻由5Ω更换为10Ω时，应向 右 （选填“左”或“右”）适当调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数保持 2V 不变。
（3）小静同学继续探究，再次换接20Ω的定值电阻后，发现无论怎样移动滑片P，都不能使电压表示数达到原来的电压，为了完成这次实验，她采取的措施是 换用最大电阻为25Ω滑动变阻器 。根据定值电阻的I﹣R图像，由此得出的结论是： 当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
【分析】（1）为了保护电路，连接电路时，开关要断开，闭合开关前滑片P位于滑动变阻器阻值最大处；
闭合开关，电流表无示数，说明电路是断路；电压表有示数，说明电压表并联的支路断路；
（2）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，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动变阻器滑片移动的方向；
（3）根据串联电路电压的规律得出滑动变阻器分得的电压，根据分压原理求出当接入20Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻大小；已知题中原来滑动变阻器的最大电阻为20Ω，根据串联电阻的规律分析；
根据电流与电阻的乘积为一定值分析得出结论。
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关要断开，闭合开关前滑片P位于滑动变阻器阻值最大处，即最右端；
闭合开关，电流表无示数，说明电路是断路；电压表有示数，说明电压表并联的支路断路，即定值电阻断路；
（2）由图乙可知，电流与电阻的乘积为UV＝IR＝0.4A×5Ω＝……＝0.1A×20Ω＝2V；
实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要增大滑动变阻器电阻阻值，故应向右适当调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数保持2V不变；
（3）根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：
U滑＝U﹣UV＝4.5V﹣2V＝2.5V，
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的＝1.25倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝1.25×20Ω＝25Ω＞20Ω；
即为了能完成这次实验，换用最大电阻为25Ω滑动变阻器；
由图乙可知，电流与电阻的乘积为一定值，由此可得，当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故答案为：（1）断开；右；定值电阻断路；（2）右；2V；（3）换用最大电阻为25Ω滑动变阻器；当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【点评】本题探究“电流与电阻的关系”实验，考查了注意事项、电路故障、实验操作、数据分析、控制变量法和欧姆定律的应用等知识。
五、计算题：本大题2小题，19题6分，20题7分，共13分
21．（6分）一辆汽车以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶了3km，受到的阻力为1200N，燃烧了0.3kg汽油。（汽油的热值q＝4.6×107J/kg）求：
（1）牵引力做了多少功；
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量；
（3）发动机的效率。
【分析】（1）已知汽车行驶时受到的阻力，匀速直线运动的物体受力平衡，由二力平衡的条件可知汽车的牵引力，再根据W＝Fs可求出牵引力做的功；
（2）已知汽油的热值和消耗汽油的质量，利用Q放＝qm可求出汽油完全燃烧放出的热量；
（3）利用η＝可求出发动机的效率。
【解答】解：（1）已知汽车匀速行驶时受到的阻力为f＝1200N，
由二力平衡的条件可知汽车的牵引力为：F＝f＝1200N，
则牵引力做的功为：W＝Fs＝1200N×3×103m＝3.6×106J；
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量为：Q放＝qm＝4.6×107J/kg×0.3kg＝1.38×107J；
（3）发动机的效率为：η＝＝≈26.1%。
答：（1）牵引力做了3.6×106J的功；
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量为1.38×107J；
（3）发动机的效率为26.1%。
【点评】本题考查了对二力平衡条件、功、热值和效率的计算公式的应用，熟练掌握相关知识即可，难度不大。
22．（7分）如图所示，图甲为某电饭锅的实物图、图乙为其电路原理图、图丙为电饭锅铭牌的主要参数，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1为总开关，S2为温控开关。该电饭锅可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现加热、保温两个挡位的变化。将电饭锅接入电源电压为220V的电路中，求：
（1）电饭锅在处于加热挡时的电流；
（2）电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量是多少焦；
（3）R1和R2的阻值。
【分析】（1）根据P＝UI求出电饭锅在处于加热挡时的电流；
（2）根据Q＝W＝Pt求出电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量；
（3）由图乙可知，当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联，当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，根据串联电路的特点和P＝可知电饭锅加热挡和保温挡的电路连接；根据加热挡功率和P＝可求出R1的阻值；根据保温挡功率和P＝可求出R1、R2串联总电阻，根据串联电路电阻特点求出R2的阻值。
【解答】解：（1）由图表格参数可知，电饭锅的加热挡功率P加＝880W，
由P＝UI可知，电饭锅在处于加热挡时的电流：I＝＝＝4A；
（2）由P＝可知，电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量：Q＝W＝P保t＝80W×10×60s＝4.8×104J；
（3）由图乙可知，当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P＝可知，电路中的总功率最小，电饭锅处于保温挡；
当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电饭锅处于加热挡；
由P＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝55Ω；
R1、R2的串联总电阻：R＝＝＝605Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝605Ω﹣55Ω＝550Ω。
答：（1）电饭锅在处于加热挡时的电流为4A；
（2）电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量是4.8×104J；
（3）R1和R2的阻值分别为55Ω、550Ω。
【点评】本题考查串联电路的特点、电功率公式以及焦耳定律的应用，能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。
六、综合能力题：本大题3小题，每空小题6分，共18分
23．（6分）
半导体二极管
半导体二极管主要由P型半导体、N型半导体、接线端、外壳组成，其结构及对应的电路符号如图①、②所示。二极管具有单向导电性，当二极管两端加正向电压时，电流从正接线端流进二极管时，二极管导通，相当于一根导线，必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，只有当正向电压达到某一数值（锗管约为0.1V，硅管约为0.5V）以后，二极管才能真正导通，导通后二极管两端的电压基本上保持不变（锗管约为0.3V，硅管约为0.7V）。而电流负接线端流入时，二极管断路，实际上不会有电流通过。
（1）如图③，已知电源电压为3V，则开关S闭合后，灯泡L 不能 （能/不能）发光，电压表的示数为 3 V
（2）如图④所示，将一个锗材料二极管、电阻R和电流表串联接入电路中，电源电压恒为3V不变，电阻R1＝30Ω。开关S闭合后，电流表有示数，电压表的示数为 0.3 V，电流表示数为 0.09 A。
（3）科研人员利用P型元件和N型元件串联，如图⑤所示，当电流通过时，P、N型材料的两端会产生温度差（珀尔帖效应），从而制成了电脑的散热器，如图所示，在电流方向由N流向P的地方吸热，而在电流方向从P流向N的地方放热。如图相当于一个 串 联电路，靠近电脑发热体（CPU）的是图中 下方 （上方/下方）的陶瓷片。
【分析】（1）根据二极管的单向导电性进行分析，当接反时二极管中没有电流通过，相当于断路。
（2）根据题意判断出锗管两端的电压，由串联电路电压的规律算出电阻R1两端的电压，根据欧姆定律算出电路的电流；
（3）根据“在电流方向是N→P的地方吸热，而在电流方向是P→N的地方放热”进行分析。
【解答】解：（1）由甲图可见，电流从二极管的“﹣”极流进，从“+”极流出，此时二极管断路，因此开关闭合后灯泡不能发光，但电压表的两端与电源的两端相连，故电压表的示数为3V；
（2）由题意知，当电路中由电流时，锗管两端的电压约为0.3V，
由串联电路电流的规律知，电阻R1两端的电压为：
U1＝U﹣U锗＝3V﹣0.3V＝2.7V，
电路的电流为：I＝＝＝0.09A，故电流表的示数为0.09A；
（3）由图可知，此图相当于一个串联电路，靠近上面陶瓷片的电流方向是由P→N，靠近下面陶瓷片的电流方向是由N→P，由于在电流方向是P→N的地方放热，因此上端应是半导体元件放热的地方，在上方电流方向是N→P的地方吸热，因此电脑发热体在下方。
故答案为：（1）不能；3；（2）0.3；0.09；（3）串；下方。
【点评】本题通过电脑中散热元件的运用，考查了半导体元件的单向导电性，对生活中常用电器要有所了解。
24．（6分）图甲是小明在“测量小灯泡的电阻”实验中连接的一个实验电路，所用小灯泡正常发光时的电压为2.5V。
（1）实验原理是 R＝ ；这个设计电路 不可以 （选填“可以”或“不可以”）进行探究电流与电压的关系实验。
（2）如图丙所示，实验小组根据实验数据绘制了小灯泡的I﹣U图像，小灯泡正常发光时的电阻为 10 Ω。由图像可知灯丝的电阻是变化的，是因为 灯丝电阻随温度的变化而变化 。
（3）小明在用伏安法测未知电阻的实验时，发现电压表坏了，他重新接好电路如图乙所示，利用电流表和最大阻值为R0的滑动变阻器，测量未知电阻Rx的阻值。请将实验步骤补充完整：
①将滑动变阻器的滑片P移到最左端，闭合开关S，读出电流表的示数I1；
②再将滑片P移至最右端，读出电流表的示数I2；
③待测电阻的表达式Rx＝ （用已知量和测量量的符号表示）。
【分析】（1）伏安法测电阻实验原理：R＝；在探究电流与电压的关系实验中，需控制电阻阻值不变，而灯丝电阻随温度的变化而变化，据此分析；
（2）根据图丙确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用R＝求出小灯泡正常发光时的电阻；灯丝电阻随温度的变化而变化；
（3）利用滑动变阻器在阻值最大和最小时电源电压不变列出等式求解。
【解答】解：（1）在“测量小灯泡的电阻”实验中，用电压表测灯泡两端电压，用电流表测通过灯泡的电流，根据R＝求出灯泡的电阻，故实验原理是R＝；
在探究电流与电压的关系实验中，需控制电阻阻值不变，而灯丝电阻随温度的变化而变化，不是一定值，因此这个设计电路不可以进行探究电流与电压的关系实验；
（2）由图丙可知，灯在额定电压下的电流为0.25A，由欧姆定律，小灯泡正常工作时小灯泡的电阻是：
RL＝＝＝10Ω；
图像是曲线，说明小灯泡的电阻是变化的，这是因为灯丝电阻随温度的变化而变化；
（3）实验步骤：
在步骤①中，当滑片在最左端时，此时电路中只有Rx工作，电流表测电路中的电流为I1，则有电源电压U＝I1Rx；
在步骤②中，当滑片在最右端时，Rx与滑动变阻器最大阻值串联，电流表测电路中的电流为I2，则电源电压U＝I2（R0+Rx）；
由于电源电压不变，即I1Rx＝I2（R0+Rx），
解得：Rx＝。
故答案为：（1）R＝；不可以；（2）10；灯丝电阻随温度的变化而变化；（3）。
【点评】本题测小灯泡的电阻实验，考查了实验原理、电阻的计算、影响电阻大小因素及设计实验方案测电阻的能力，综合性较高，难度较大。
25．（6分）阅读材料，回答问题。
随着人们环保意识的提高，“风光互补路灯”（如图所示）得到了广泛的应用。它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆备时同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止充电，放电余留20%左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数。
（1）风力发电机发电时将 机械 能转化成电能，太阳能电池板时将太阳能转化为 电 能。
（2）蓄电池储存的总电能为 4.8 kW•h，若遇到阴天并且无风，仅靠蓄电池供电最多可供灯具正常发光 42 小时。
（3）当风速为6.0m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W。在这种风速下，持续光照12h，蓄电池的电量也只由20%充到了70%。则此过程中太阳能电池板发电 6.48×106 J，太阳能电池板发电的平均功率 150 W。
【分析】（1）根据能量转化分析；
（2）由题意计算蓄电池供电容量，已知蓄电池的容量和灯泡的功率，利用P＝计算时间；
（3）计算出12小时充电的量，由P＝计算发电功率。
【解答】解：（1）风力发电机发电时将机械能转化成电能，太阳能电池板时将太阳能转化为电能。
（2）蓄电池储存的总电能W＝UIt＝12V×400A•h＝4800W•h＝4.8kW•h，
充电至90%左右即停止充电，放电余留20%左右即停止电路输出。
蓄电池的供电容量：W＝4.8kW•h×（90%﹣20%）＝3.36kW•h，
由P＝得可供灯具正常发光时间：
t灯＝＝＝42h；
（3）蓄电池的电量由20%充到70%，
W′＝12V×400A•h×（70%﹣20%）＝12V×400A×3600s×（70%﹣20%）＝8.64×106J，
由P＝得，风力发电机发电为：
W电机＝P电机t＝50W×12×3600s＝2.16×106J；
则太阳能电池板发电：
W太阳能＝W′﹣W电机＝8.64×106J﹣2.16×106J＝6.48×106J；
所以太阳能电池板发电的平均功率：
P′＝＝＝150W。
故答案为：（1）机械；电；（2）4.8；42；（3）6.48×106；150。
【点评】本题体现了物理与生活的紧密相连，有一定难度，要能从表格中获取有用的信息，会计算电池容量，所以解题关键是读懂题目中所给出的条件。物质
质量（g）
初始温度（℃）
加热时间（min）
最终温度（℃）
液体甲
150
20
3
45
液体乙
150
20
3
68
额定电压：220V
加热功率：880W
保温功率：80W
风力发电机
太阳能电池组件
最小启动风速
1.0m/s
太阳能电池
180W
最小充电风速
3.0m/s
太阳能转换效率
15%
最大限制风速
12.0m/s
蓄电池
400Ah•12V
最大输出功率
400W
大功率LED路灯
80W•12V
物质
质量（g）
初始温度（℃）
加热时间（min）
最终温度（℃）
液体甲
150
20
3
45
液体乙
150
20
3
68
额定电压：220V
加热功率：880W
保温功率：80W
风力发电机
太阳能电池组件
最小启动风速
1.0m/s
太阳能电池
180W
最小充电风速
3.0m/s
太阳能转换效率
15%
最大限制风速
12.0m/s
蓄电池
400Ah•12V
最大输出功率
400W
大功率LED路灯
80W•12V
1．（3分）下列生活中常见的电流、电压、电功率值最接近实际的是（ ）
A．手机电池电压约为220V
B．家用电冰箱的电流约1A
C．家庭节能灯中的电流约5A
D．家用空调的功率约为100W
2．（3分）下列物质中，在通常情况下都属于绝缘体的是（ ）
A．塑料尺、干布、橡胶棒B．空气、煤油、铅笔芯
C．玻璃、陶瓷、铜丝D．水银、大地、石墨
3．（3分）水的比热容较大，人们往往利用它的这一特性为生活生产服务，下列事例中与水的比热容有关的应用是（ ）
A．撒盐融雪
B．人工降雨
C．洒水降温
D．热水取暖
4．（3分）关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A．甲图：活塞压缩空气，硝化棉燃烧，此过程与热机的做功冲程原理相同
B．乙图：瓶内空气推开瓶塞，内能转化为机械能
C．丙图：抽出玻璃，下瓶中出现红棕色二氧化氮气体，表明气体间可以发生扩散现象
D．丁图：悬挂重物不能把两块铅块分开，说明分子间只存在引力
5．（3分）如图所示为四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁
B．在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、甲、乙
C．丁图冲程能量转化：内能转化为机械能
D．飞轮转速3000r/min，则该汽油机1s能做功25次
6．（3分）下列电器不是利用电流的热效应来工作的是（ ）
A．电饭锅B．电热水器C．电炉D．电风扇
7．（3分）如图电路中，电源电压不变，闭合开关S，向右移动滑动变阻器R的滑片，下列数据变小的是（ ）
A．电流表A的示数
B．电压表V2的示数
C．电压表V1示数与电流表A示数的比值
D．电路的总功率
二、填空题：本大题7小题，每空1分，共21分
8．（3分）如题图是用来说明原子结构的示意图。由图可知：原子是由 和 组成，原子内部结构中最小的微粒是 。
9．（3分）由于导体存在电阻，电流通过导线时会因电流的 效应而造成大量的能量损耗，1911年荷兰科学家发现某些导体在极低温度下 会突然消失，这种现象称为超导现象，利用这类材料输电，可最大限度地减少 的损耗。
10．（3分）在学习了“分子动理论”后，小宇进行了以下几个小实验：
（1）如图甲所示，小宇在一个量筒中依次倒入蓝色的硫酸铜溶液和无色的水，放置30天后，液体变为均匀的淡蓝色，这是 现象。
（2）如图乙所示，这是水和酒精混合前后的实验现象，说明了分子间存在 。
（3）如图丙所示，小宇用弹簧测力计将玻璃板平放在水面上与水面刚好接触，向上拉弹簧测力计时，发现测力计的示数 （选填“变大”“变小”“不变”）。
11．（3分）如图是我国用长征火箭发射“嫦娥一号”卫星时的壮观情景。
（1）火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的密度小且 大。
（2）火箭发射升空时，燃料燃烧的 能转化为机械能，火箭的机械能 （选填“变大”“变小”“不变”）。
12．（3分）如图所示，取两个相同的验电器A和B，用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器A，使A带 电（选填“+”或“﹣”），B不带电，再用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来，则连接的瞬间电荷移动方向 ；电流方向 。（均选填“由A到B”或“由B到A”）
13．（3分）如图所示电路，要使灯L1、L2组成串联电路，应闭合开关 ，其它断开，要使L1、L2组成并联电路，应闭合开关 ，其它断开，同时闭合 是绝对不允许的。
14．（3分）如图，电源电压为6V并保持不变，定值电阻R为10Ω，滑动变阻器R′标有“20Ω 0.5A”字样，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”，闭合开关，向右移动滑片时，电流表示数 （选填“变大”“变小”“不变”），移动滑片P的过程中，为保证电路元件安全，滑动变阻器R′接入电路的最小阻值为 Ω，定值电阻R的最大功率为 W。
三、作图题：第1小题2分，第2小题2分，第3小题3分，共7分
15．（2分）如图是某实物连接电路。请根据实物图在方框内画出对应的电路图。
16．（2分）如图所示，当闭合开关S后，两电表指针偏转正常，请在虚线框内分别填上电源或电灯的符号。
17．（3分）要在卫生间安装一个两孔插座以及额定电压均为220V的电灯和排风扇各一个，要求开关S只控制灯和排风扇，且两个用电器都能正常工作。工人师傅已经连好其中部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
四、实验题：本大题共3小题，第16小题6分，第17小题7分，第18小题7分，共20分。
19．（7分）某同学用如图1所示装置探究两种液体的吸热能力，两烧瓶中电阻丝电阻相同。
（1）实验中，必须取 （选填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体；实验中，通过比较 （选填“加热时间”或“温度计示数变化”）来间接判断液体的吸收热量多少，这种研究物理问题的方法是 。
（2）下表是某次的实验数据，分析可知 （选填“甲”或“乙”）液体的吸热能力较强。
（3）如图2所示，该同学想进一步探究电流产生的热量与电流的关系，实验时，要控制通电时间和 相同，若甲瓶中电阻丝的电流为I甲，乙瓶中电阻丝中的电流为I乙。从图中可知：I甲 I乙（选填“等于”“小于”“大于”），所以 瓶（选填“甲”或“乙”）中空气膨胀得快些，液面上升得快些。
20．（7分）探究“电流与电阻的关系”时，实验器材有：三节新的干电池（电压为4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω 2A”字样）、定值电阻4个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），开关一个，导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图，并根据实验数据画出定值电阻的I﹣R图像如图丙。
（1）连接电路时，开关要 （选“断开”或“闭合”），滑片P位于滑动变阻器的 （“左”或“右”）端，闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，则电路故障原因是 。
（2）排除故障后，将定值电阻由5Ω更换为10Ω时，应向 （选填“左”或“右”）适当调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数保持 不变。
（3）小静同学继续探究，再次换接20Ω的定值电阻后，发现无论怎样移动滑片P，都不能使电压表示数达到原来的电压，为了完成这次实验，她采取的措施是 。根据定值电阻的I﹣R图像，由此得出的结论是： 。
五、计算题：本大题2小题，19题6分，20题7分，共13分
21．（6分）一辆汽车以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶了3km，受到的阻力为1200N，燃烧了0.3kg汽油。（汽油的热值q＝4.6×107J/kg）求：
（1）牵引力做了多少功；
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量；
（3）发动机的效率。
22．（7分）如图所示，图甲为某电饭锅的实物图、图乙为其电路原理图、图丙为电饭锅铭牌的主要参数，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1为总开关，S2为温控开关。该电饭锅可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现加热、保温两个挡位的变化。将电饭锅接入电源电压为220V的电路中，求：
（1）电饭锅在处于加热挡时的电流；
（2）电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量是多少焦；
（3）R1和R2的阻值。
六、综合能力题：本大题3小题，每空小题6分，共18分
23．（6分）
半导体二极管
半导体二极管主要由P型半导体、N型半导体、接线端、外壳组成，其结构及对应的电路符号如图①、②所示。二极管具有单向导电性，当二极管两端加正向电压时，电流从正接线端流进二极管时，二极管导通，相当于一根导线，必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，只有当正向电压达到某一数值（锗管约为0.1V，硅管约为0.5V）以后，二极管才能真正导通，导通后二极管两端的电压基本上保持不变（锗管约为0.3V，硅管约为0.7V）。而电流负接线端流入时，二极管断路，实际上不会有电流通过。
（1）如图③，已知电源电压为3V，则开关S闭合后，灯泡L （能/不能）发光，电压表的示数为 V
（2）如图④所示，将一个锗材料二极管、电阻R和电流表串联接入电路中，电源电压恒为3V不变，电阻R1＝30Ω。开关S闭合后，电流表有示数，电压表的示数为 V，电流表示数为 A。
（3）科研人员利用P型元件和N型元件串联，如图⑤所示，当电流通过时，P、N型材料的两端会产生温度差（珀尔帖效应），从而制成了电脑的散热器，如图所示，在电流方向由N流向P的地方吸热，而在电流方向从P流向N的地方放热。如图相当于一个 联电路，靠近电脑发热体（CPU）的是图中 （上方/下方）的陶瓷片。
24．（6分）图甲是小明在“测量小灯泡的电阻”实验中连接的一个实验电路，所用小灯泡正常发光时的电压为2.5V。
（1）实验原理是 ；这个设计电路 （选填“可以”或“不可以”）进行探究电流与电压的关系实验。
（2）如图丙所示，实验小组根据实验数据绘制了小灯泡的I﹣U图像，小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。由图像可知灯丝的电阻是变化的，是因为 。
（3）小明在用伏安法测未知电阻的实验时，发现电压表坏了，他重新接好电路如图乙所示，利用电流表和最大阻值为R0的滑动变阻器，测量未知电阻Rx的阻值。请将实验步骤补充完整：
①将滑动变阻器的滑片P移到最左端，闭合开关S，读出电流表的示数I1；
②再将滑片P移至最右端，读出电流表的示数I2；
③待测电阻的表达式Rx＝ （用已知量和测量量的符号表示）。
25．（6分）阅读材料，回答问题。
随着人们环保意识的提高，“风光互补路灯”（如图所示）得到了广泛的应用。它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆备时同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止充电，放电余留20%左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数。
（1）风力发电机发电时将 能转化成电能，太阳能电池板时将太阳能转化为 能。
（2）蓄电池储存的总电能为 kW•h，若遇到阴天并且无风，仅靠蓄电池供电最多可供灯具正常发光 小时。
（3）当风速为6.0m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W。在这种风速下，持续光照12h，蓄电池的电量也只由20%充到了70%。则此过程中太阳能电池板发电 J，太阳能电池板发电的平均功率 W。
2023-2024学年广东省佛山市禅城区多校联考九年级（上）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：本大题共7个小题，每题3分，共21分，在每小题列出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．（3分）下列生活中常见的电流、电压、电功率值最接近实际的是（ ）
A．手机电池电压约为220V
B．家用电冰箱的电流约1A
C．家庭节能灯中的电流约5A
D．家用空调的功率约为100W
【分析】新课程标准要求我们能根据日常经验或自然现象粗略估测一些物理量。例如：长度、质量、时间、温度、力、速度、电功率、电流、电压等。解答估测选择题的方法：利用生活中我们熟悉的一些数据作为根据，进行单位换算，有时要利用基本公式求未知物理量。
【解答】解：A、手机电池电压约为3.7V，故A错误；
B、家用电冰箱的功率约200W，其正常工作的电流I＝＝≈1A，故B正确；
C、家庭节能灯的电功率一般是20W左右，电流约为I＝＝≈0.1A，故C错误；
D、家用空调的电功率约1000W，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了对电流、电压、电功率的估测，注重理论与实际差异的应变能力的培养，体现新课程的基本理念。
2．（3分）下列物质中，在通常情况下都属于绝缘体的是（ ）
A．塑料尺、干布、橡胶棒B．空气、煤油、铅笔芯
C．玻璃、陶瓷、铜丝D．水银、大地、石墨
【分析】容易导电的物体叫导体，常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等；不容易导电的物体叫绝缘体，常见的绝缘体有陶瓷、塑料、玻璃、橡胶、油等；导体和绝缘体没有绝对的界限。
【解答】解：A、塑料尺、干布、橡胶棒都不易导电，属于绝缘体，故A正确；
B、空气、煤油都不易导电，属于绝缘体；铅笔芯容易导电，属于导体，故B错误；
C、玻璃、陶瓷都不易导电，属于绝缘体；铜丝容易导电，属于导体，故C错误；
D、水银、大地、石墨都容易导电，属于导体，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了导体与绝缘体的概念以及生活中常见的实例；生活中哪些物体为导体，哪些物体为绝缘体，属于识记的内容，比较简单。
3．（3分）水的比热容较大，人们往往利用它的这一特性为生活生产服务，下列事例中与水的比热容有关的应用是（ ）
A．撒盐融雪
B．人工降雨
C．洒水降温
D．热水取暖
【分析】水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。
【解答】解：A、其它条件相同时，在积雪上撒盐是在雪中掺入杂质，积雪的熔点会降低，即熔点低于当地气温，使雪熔化，确保交通的畅通，与水的比热容无关，故A不符合题意；
B、人工降雨，是干冰（固体二氧化碳）迅速的吸热升华成二氧化碳，使周围的温度降低，水蒸气凝结成小水滴，形成降雨，与水的比热容无关，故B不符合题意；
C、炎热的夏天，往地面上洒水，水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度。与水的比热容无关，故C不符合题意；
D、因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以让流动的热水流过散热器来供暖，故D符合题意。
故选：D。
【点评】本题考查了影响熔点的因素、升华和蒸发吸热、水的比热容大的特点的应用，应用所学知识，解释了实际问题，体现了新课标的要求，属于中考热点问题。
4．（3分）关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A．甲图：活塞压缩空气，硝化棉燃烧，此过程与热机的做功冲程原理相同
B．乙图：瓶内空气推开瓶塞，内能转化为机械能
C．丙图：抽出玻璃，下瓶中出现红棕色二氧化氮气体，表明气体间可以发生扩散现象
D．丁图：悬挂重物不能把两块铅块分开，说明分子间只存在引力
【分析】（1）改变内能的方式有两种，即做功和热传递；对物体做功，物体的内能会增加，物体对外做功，其内能会减小；四冲程汽油机的做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能。
（2）扩散现象表明，一切物质的分子都在不停地做无规则运动；
（3）分子同时存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解：A．甲图中活塞压缩空气，对空气做功，机械能转化为内能，温度升高，硝化棉燃烧，此过程与热机的压缩冲程原理相同，故A不正确；
B．乙图中瓶内空气推开瓶塞，空气的内能转化为塞子的机械能，内能减小，温度降低，故B正确；
C．丙图中上方的二氧化氮气体密度大，抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，可能是扩散现象，但也可能是重力的作用，故不能表明气体间可以发生扩散现象，故C不正确；
D．丁图中挂重物不能把两块铅块分开，说明分子间存在引力，同时存在斥力，故D不正确。
故选：B。
【点评】知道做功可以改变物体的内能，熟知扩散现象的实验，了解分子间作用力的特点等，可顺利解答此题。
5．（3分）如图所示为四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁
B．在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、甲、乙
C．丁图冲程能量转化：内能转化为机械能
D．飞轮转速3000r/min，则该汽油机1s能做功25次
【分析】（1）内燃机的四个冲程在一个工作循环中工作过程依次是吸气、压缩、做功和排气冲程；根据气门的关闭情况和活塞的运动方向判断是哪一个冲程；
一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机车获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠飞轮惯性完成；
（2）内燃机工作过程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能；
（3）内燃机的工作过程：在一个工作循环中有四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴和飞轮转动2周，做功一次。
【解答】解：AB、甲图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；
乙图中进气门开启，排气门关闭，气体流入汽缸，是吸气冲程；
丙图中排气门开启，进气门关闭，气体流出汽缸，是排气冲程；
丁图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；
所以正确的排序是乙、丁、甲、丙；
内燃机的一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机器获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠飞轮惯性完成，即依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁，故AB错误；
C、丁图是压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能，故C错误；
D、四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该飞轮1s转50圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以1s飞轮转50圈，共25个工作循环，共100个冲程，共做功25次，故D正确。
故选：D。
【点评】本题综合考查内燃机的工作过程及能量转化等知识，综合性较强；知道四冲程汽油机在一个工作循环中曲轴转2圈、飞轮转2周、做功一次是解决该题的关键。
6．（3分）下列电器不是利用电流的热效应来工作的是（ ）
A．电饭锅B．电热水器C．电炉D．电风扇
【分析】电流流过导体时，导体要发热，这种现象是电流的热效应；发生电流的热效应时，电能转化为内能；据此分析作答。
【解答】解：A、电饭锅主要将电能转化为内能，利用了电流的热效应，故A不符合题意；
B、电热水器工作时主要把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；
C、电炉工作时主要把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故C不符合题意；
D、电风扇工作时主要将电能转化为机械能，不是利用了电流的热效应，故D符合题意。
故选：D。
【点评】本题主要考查电流的热效应在生活中的应用实例，只有认真把握它们的定义，才能真正区分它们利用的是哪一个效应。体现了物理来源于生活，又服务于社会的理念。
7．（3分）如图电路中，电源电压不变，闭合开关S，向右移动滑动变阻器R的滑片，下列数据变小的是（ ）
A．电流表A的示数
B．电压表V2的示数
C．电压表V1示数与电流表A示数的比值
D．电路的总功率
【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R2两端的电压变化，根据电源电压判定电压表V1示数的变化；根据P＝UI分析总功率的变化。
【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，
AB．当向右移动滑动变阻器R1滑片的过程中，整个电路的总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，电流表的示数增大，则定值电阻R2的电压增大，即电压表V2示数变大，故AB错误；
C．电压表V1示数与电流表A示数的比值等于滑动变阻器R1接入电路的阻值，当向右移动滑片的过程中，其接入电路的电阻变小，即该比值变小，故C正确。
D．电源电压不变，电路中的电流变大，根据P＝UI可知，总功率变大，故D错误。
故选：C。
【点评】此题考查了电路的动态分析，涉及到串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。
二、填空题：本大题7小题，每空1分，共21分
8．（3分）如题图是用来说明原子结构的示意图。由图可知：原子是由 原子核 和 电子 组成，原子内部结构中最小的微粒是 夸克 。
【分析】原子由带正电的原子核和带负电的核外电子组成；原子核由带正电的质子和不带电的中子组成；质子和中子又是由夸克组成。
【解答】解：（1）观察该图，可看到原子里面有电子和原子核，可知原子是由原子核和电子组成。
（2）观察该图，原子核可以再分，分为质子和中子，质子和中子还可以再分，里面有夸克，故原子内部结构中最小的微粒是夸克。
故答案为：原子核；电子；夸克。
【点评】本题考查了原子及原子核的组成，要知道不同粒子的大小关系，是一道基础题，应当熟练掌握基础知识。
9．（3分）由于导体存在电阻，电流通过导线时会因电流的 热 效应而造成大量的能量损耗，1911年荷兰科学家发现某些导体在极低温度下 电阻 会突然消失，这种现象称为超导现象，利用这类材料输电，可最大限度地减少 能量 的损耗。
【分析】电流通过导体时会放出热量，所以导线上损失的电能转化为内能；
当温度降低到足够低时，有些材料的电阻变为零，这即为超导现象；
用超导电缆输电，可大大降低能量损耗。
【解答】解：由焦耳定律可知，电流通过导体时会放出热量，这种现象叫做电流的热效应；
当温度降低到足够低时，有些导体材料的电阻变为零，这种现象称为超导现象；
用超导电缆输电，可大大降低能量损耗。
故答案为：热；电阻；能量。
【点评】本题考查电流的热效应，以及超导现象，是一道基础题。
10．（3分）在学习了“分子动理论”后，小宇进行了以下几个小实验：
（1）如图甲所示，小宇在一个量筒中依次倒入蓝色的硫酸铜溶液和无色的水，放置30天后，液体变为均匀的淡蓝色，这是 扩散 现象。
（2）如图乙所示，这是水和酒精混合前后的实验现象，说明了分子间存在 间隙 。
（3）如图丙所示，小宇用弹簧测力计将玻璃板平放在水面上与水面刚好接触，向上拉弹簧测力计时，发现测力计的示数 变大 （选填“变大”“变小”“不变”）。
【分析】根据分子动理论的内容进行分析解答：
（1）两种不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象是扩散，扩散表明分子不停地进行无规则的运动；
（2）分子间存在间隙；
（3）分子间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解：（1）水分子和硫酸铜分子在不停地做无规则运动，所以上面的水分子要向下运动，进入到硫酸铜溶液中，同理硫酸铜分子向上运动，进入到上面的水中，相互混合变为淡蓝色，是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动；
（2）如图乙所示，这是水和酒精混合，总体积变小，说明了分子间存在间隙；
（3）当玻璃接触水面时，由于水分子和玻璃分子距离较近，故两种分子之间会产生相互作用的引力，用弹簧测力计将玻璃拉起需提供比玻璃重力大，所以弹簧测力计的示数会变大。
故答案为：（1）扩散；（2）间隙；（3）变大。
【点评】本题考查了分子动理论的内容，相对比较简单，属于基础题。
11．（3分）如图是我国用长征火箭发射“嫦娥一号”卫星时的壮观情景。
（1）火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的密度小且 热值 大。
（2）火箭发射升空时，燃料燃烧的 内 能转化为机械能，火箭的机械能 变大 （选填“变大”“变小”“不变”）。
【分析】（1）热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。
（2）燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能；动能的大小与物体的质量和速度有关，重力势能的大小与物体的质量和高低有关，且动能和重力势能之间可以相互转化。
【解答】（1）火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的密度小且热值大。
（2）火箭发射升空时，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能；火箭升空过程中，其质量不变，高度变大，故重力势能变大；同时其质量不变，速度变快，即其动能变大，所以机械能变大。
故答案为：（1）热值；（2）内；变大。
【点评】该题以我国发射的嫦娥一号卫星为问题背景，考查能量的转化、氢热值最大的利用、动能和重力势能的影响因素等知识点，是一道综合题，但难度不大。
12．（3分）如图所示，取两个相同的验电器A和B，用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器A，使A带 “+” 电（选填“+”或“﹣”），B不带电，再用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来，则连接的瞬间电荷移动方向 由B到A ；电流方向 由A到B 。（均选填“由A到B”或“由B到A”）
【分析】用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，接触验电器A，使A带上正电，金属靠带有负电的自由电子导电；
物理上规定正电荷的定向移动方向为电流的方向。
【解答】解：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，接触验电器A，使A带上“+”电，因为金属靠带有负电的自由电子导电，所以用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来，连接的瞬间带负电的电子由B流向A；
物理上规定正电荷的定向移动方向为电流的方向，所以此时电流方向是由A到B。
故答案为：“+”；由B到A；由A到B。
【点评】本题要求学生知道：金属靠自由电子导电；物理上规定正电荷的定向移动方向为电流的方向。
13．（3分）如图所示电路，要使灯L1、L2组成串联电路，应闭合开关 S2 ，其它断开，要使L1、L2组成并联电路，应闭合开关 S1、S3 ，其它断开，同时闭合 S1、S2 是绝对不允许的。
【分析】（1）串联电路和并联电路的区别：串联电路电流只有一条路径；并联电路电流有多条路径；
（2）短路是指电流不经用电器直接构成回路，此时电流会很大，会烧坏电源，是不允许的。
【解答】解：由图可得，要使灯L1、L2组成串联电路，应将两灯首尾相连接到电源两端，则需闭合开关S2；
要使L1、L2组成并联电路，则需让电流从电源流出分别流入两灯中再汇合共同流入电源负极，则需闭合开关S1、S3；
如果同时闭合S1和S2，会形成短路现象，造成电流过大，烧坏电源，发生事故；所以同时闭合开关S1、S2是绝对不允许的。
故答案为：S2；S1、S3；S1、S2。
【点评】在分析判断时可从电源的正极开始，依据串并联电路的连接特点，按照电流的流向逐步尝试、分析。
14．（3分）如图，电源电压为6V并保持不变，定值电阻R为10Ω，滑动变阻器R′标有“20Ω 0.5A”字样，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”，闭合开关，向右移动滑片时，电流表示数 变小 （选填“变大”“变小”“不变”），移动滑片P的过程中，为保证电路元件安全，滑动变阻器R′接入电路的最小阻值为 10 Ω，定值电阻R的最大功率为 0.9 W。
【分析】由电路图可知，R与R′串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；
向右移动滑动变阻器滑片P的过程中，判断变阻器连入电路中的电阻变化，由电阻的串联确定电路的总电阻变化，由欧姆定律确定电路中的电流变化；
根据电压表的量程确定定值电阻R两端的最大电压，然后根据串联电路的电压的特点，确定滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律计算电路中的最大电流和滑动变阻器R'接入电路的最小阻值，然后根据公式P＝UI计算定值电阻的功率最大值。
【解答】解：
由电路图可知，R与R′串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；
闭合开关，向右移动滑片时，变阻器连入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，即电流表示数变小；
电压表量程为“0～3V”，所以定值电阻R两端的最高电压为：UR＝3V，
此时滑动变阻器两端的电压为：UR′＝U﹣UR＝6V﹣3V＝3V；
电路中电压表示数最大时，电流最大，此时电路中的最大电流为：
I＝＝＝0.3A；
滑动变阻器R'接入电路的最小阻值为：
R′＝＝＝10Ω；
定值电阻R的最大功率：
P＝URI＝3V×0.3A＝0.9W。
故答案为：变小；10；0.9。
【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，属于电学综合题。
三、作图题：第1小题2分，第2小题2分，第3小题3分，共7分
15．（2分）如图是某实物连接电路。请根据实物图在方框内画出对应的电路图。
【分析】根据实物图画电路图时，注意电路元件的符号，串联电路中从电源正极到负极只有一条路径。
【解答】解：由实物图可知，电路中只有电风扇这一个用电器，可以用电动机的符号表示，则对应的电路图如图所示：
【点评】本题考查了根据实物图画电路图的应用，属于基础题，难度不大。
16．（2分）如图所示，当闭合开关S后，两电表指针偏转正常，请在虚线框内分别填上电源或电灯的符号。
【分析】根据电流表和电压表连接的正负接线柱确定电源的位置和灯泡的位置。
【解答】解：根据电流表和电压表的正负接线柱可知，电源在下面位置，并且左边为正极，右边为负极，上面为灯泡。如下图所示：
【点评】此类型题目要求对电路中各元件的作用及使用方法要非常明确，然后根据电流流向确定电源和用电器的位置。
17．（3分）要在卫生间安装一个两孔插座以及额定电压均为220V的电灯和排风扇各一个，要求开关S只控制灯和排风扇，且两个用电器都能正常工作。工人师傅已经连好其中部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
【分析】灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡，零线直接接入灯泡；在照明电路中，各个灯泡是并联的，由共同的开关控制。
两孔插座的接法，左边接零线，右边接火线。
【解答】解：要在卫生间安装一盏220V的电灯和排风扇扇，开关S只控制灯和排风扇，则说明开关在干路上，灯和排风扇并联，开关S接火线，然后分别进入灯和排风扇，然后回到零线上。
两孔插座的接法，左边接零线，右边接火线。如图所示：
【点评】掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法，同时考虑使用性和安全性。
四、实验题：本大题共3小题，第16小题6分，第17小题7分，第18小题7分，共20分。
19．（7分）某同学用如图1所示装置探究两种液体的吸热能力，两烧瓶中电阻丝电阻相同。
（1）实验中，必须取 质量 （选填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体；实验中，通过比较 加热时间 （选填“加热时间”或“温度计示数变化”）来间接判断液体的吸收热量多少，这种研究物理问题的方法是 转换法 。
（2）下表是某次的实验数据，分析可知 甲 （选填“甲”或“乙”）液体的吸热能力较强。
（3）如图2所示，该同学想进一步探究电流产生的热量与电流的关系，实验时，要控制通电时间和 电阻 相同，若甲瓶中电阻丝的电流为I甲，乙瓶中电阻丝中的电流为I乙。从图中可知：I甲 大于 I乙（选填“等于”“小于”“大于”），所以 甲 瓶（选填“甲”或“乙”）中空气膨胀得快些，液面上升得快些。
【分析】Q（1）探究两种液体的吸热能力，要控制不同物质的质量相同，分析图1中电路的连接，根据串联电路电流的规律结合Q＝I2Rt分析；
（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；
（3）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，结合并联电路电流的规律和Q＝I2Rt分析。
【解答】解：（1）根据比较不同物质吸热能力的不同方法，实验中，必须取质量相等的甲、乙两种液体；图1中，两电阻串联，阻值相同，根据Q＝I2Rt，实验中，通过比较加热时间来间接判断液体的吸收热量多少，这种研究物理问题的方法是转换法；
（2）分析表中的实验数据可知，加热相同时间，甲升温慢，甲液体的吸热能力较强；
（3）该同学想进一步探究电流产生的热量与电流的关系，根据控制变量法，要控制通电时间和电阻相同；图2所示，右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，I甲 大于I乙，根据Q＝I2Rt，可知甲中电阻丝产生的热量多，甲瓶中空气膨胀得快些，液面上升得快些。
故答案为：（1）质量；加热时间；转换法；（2）甲；（3）电阻；大于。
【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和Q＝I2Rt的运用。
20．（7分）探究“电流与电阻的关系”时，实验器材有：三节新的干电池（电压为4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω 2A”字样）、定值电阻4个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），开关一个，导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图，并根据实验数据画出定值电阻的I﹣R图像如图丙。
（1）连接电路时，开关要 断开 （选“断开”或“闭合”），滑片P位于滑动变阻器的 右 （“左”或“右”）端，闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，则电路故障原因是 定值电阻断路 。
（2）排除故障后，将定值电阻由5Ω更换为10Ω时，应向 右 （选填“左”或“右”）适当调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数保持 2V 不变。
（3）小静同学继续探究，再次换接20Ω的定值电阻后，发现无论怎样移动滑片P，都不能使电压表示数达到原来的电压，为了完成这次实验，她采取的措施是 换用最大电阻为25Ω滑动变阻器 。根据定值电阻的I﹣R图像，由此得出的结论是： 当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
【分析】（1）为了保护电路，连接电路时，开关要断开，闭合开关前滑片P位于滑动变阻器阻值最大处；
闭合开关，电流表无示数，说明电路是断路；电压表有示数，说明电压表并联的支路断路；
（2）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，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动变阻器滑片移动的方向；
（3）根据串联电路电压的规律得出滑动变阻器分得的电压，根据分压原理求出当接入20Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻大小；已知题中原来滑动变阻器的最大电阻为20Ω，根据串联电阻的规律分析；
根据电流与电阻的乘积为一定值分析得出结论。
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关要断开，闭合开关前滑片P位于滑动变阻器阻值最大处，即最右端；
闭合开关，电流表无示数，说明电路是断路；电压表有示数，说明电压表并联的支路断路，即定值电阻断路；
（2）由图乙可知，电流与电阻的乘积为UV＝IR＝0.4A×5Ω＝……＝0.1A×20Ω＝2V；
实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要增大滑动变阻器电阻阻值，故应向右适当调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数保持2V不变；
（3）根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：
U滑＝U﹣UV＝4.5V﹣2V＝2.5V，
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的＝1.25倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝1.25×20Ω＝25Ω＞20Ω；
即为了能完成这次实验，换用最大电阻为25Ω滑动变阻器；
由图乙可知，电流与电阻的乘积为一定值，由此可得，当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故答案为：（1）断开；右；定值电阻断路；（2）右；2V；（3）换用最大电阻为25Ω滑动变阻器；当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【点评】本题探究“电流与电阻的关系”实验，考查了注意事项、电路故障、实验操作、数据分析、控制变量法和欧姆定律的应用等知识。
五、计算题：本大题2小题，19题6分，20题7分，共13分
21．（6分）一辆汽车以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶了3km，受到的阻力为1200N，燃烧了0.3kg汽油。（汽油的热值q＝4.6×107J/kg）求：
（1）牵引力做了多少功；
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量；
（3）发动机的效率。
【分析】（1）已知汽车行驶时受到的阻力，匀速直线运动的物体受力平衡，由二力平衡的条件可知汽车的牵引力，再根据W＝Fs可求出牵引力做的功；
（2）已知汽油的热值和消耗汽油的质量，利用Q放＝qm可求出汽油完全燃烧放出的热量；
（3）利用η＝可求出发动机的效率。
【解答】解：（1）已知汽车匀速行驶时受到的阻力为f＝1200N，
由二力平衡的条件可知汽车的牵引力为：F＝f＝1200N，
则牵引力做的功为：W＝Fs＝1200N×3×103m＝3.6×106J；
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量为：Q放＝qm＝4.6×107J/kg×0.3kg＝1.38×107J；
（3）发动机的效率为：η＝＝≈26.1%。
答：（1）牵引力做了3.6×106J的功；
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量为1.38×107J；
（3）发动机的效率为26.1%。
【点评】本题考查了对二力平衡条件、功、热值和效率的计算公式的应用，熟练掌握相关知识即可，难度不大。
22．（7分）如图所示，图甲为某电饭锅的实物图、图乙为其电路原理图、图丙为电饭锅铭牌的主要参数，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1为总开关，S2为温控开关。该电饭锅可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现加热、保温两个挡位的变化。将电饭锅接入电源电压为220V的电路中，求：
（1）电饭锅在处于加热挡时的电流；
（2）电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量是多少焦；
（3）R1和R2的阻值。
【分析】（1）根据P＝UI求出电饭锅在处于加热挡时的电流；
（2）根据Q＝W＝Pt求出电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量；
（3）由图乙可知，当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联，当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，根据串联电路的特点和P＝可知电饭锅加热挡和保温挡的电路连接；根据加热挡功率和P＝可求出R1的阻值；根据保温挡功率和P＝可求出R1、R2串联总电阻，根据串联电路电阻特点求出R2的阻值。
【解答】解：（1）由图表格参数可知，电饭锅的加热挡功率P加＝880W，
由P＝UI可知，电饭锅在处于加热挡时的电流：I＝＝＝4A；
（2）由P＝可知，电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量：Q＝W＝P保t＝80W×10×60s＝4.8×104J；
（3）由图乙可知，当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P＝可知，电路中的总功率最小，电饭锅处于保温挡；
当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电饭锅处于加热挡；
由P＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝55Ω；
R1、R2的串联总电阻：R＝＝＝605Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝605Ω﹣55Ω＝550Ω。
答：（1）电饭锅在处于加热挡时的电流为4A；
（2）电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量是4.8×104J；
（3）R1和R2的阻值分别为55Ω、550Ω。
【点评】本题考查串联电路的特点、电功率公式以及焦耳定律的应用，能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。
六、综合能力题：本大题3小题，每空小题6分，共18分
23．（6分）
半导体二极管
半导体二极管主要由P型半导体、N型半导体、接线端、外壳组成，其结构及对应的电路符号如图①、②所示。二极管具有单向导电性，当二极管两端加正向电压时，电流从正接线端流进二极管时，二极管导通，相当于一根导线，必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，只有当正向电压达到某一数值（锗管约为0.1V，硅管约为0.5V）以后，二极管才能真正导通，导通后二极管两端的电压基本上保持不变（锗管约为0.3V，硅管约为0.7V）。而电流负接线端流入时，二极管断路，实际上不会有电流通过。
（1）如图③，已知电源电压为3V，则开关S闭合后，灯泡L 不能 （能/不能）发光，电压表的示数为 3 V
（2）如图④所示，将一个锗材料二极管、电阻R和电流表串联接入电路中，电源电压恒为3V不变，电阻R1＝30Ω。开关S闭合后，电流表有示数，电压表的示数为 0.3 V，电流表示数为 0.09 A。
（3）科研人员利用P型元件和N型元件串联，如图⑤所示，当电流通过时，P、N型材料的两端会产生温度差（珀尔帖效应），从而制成了电脑的散热器，如图所示，在电流方向由N流向P的地方吸热，而在电流方向从P流向N的地方放热。如图相当于一个 串 联电路，靠近电脑发热体（CPU）的是图中 下方 （上方/下方）的陶瓷片。
【分析】（1）根据二极管的单向导电性进行分析，当接反时二极管中没有电流通过，相当于断路。
（2）根据题意判断出锗管两端的电压，由串联电路电压的规律算出电阻R1两端的电压，根据欧姆定律算出电路的电流；
（3）根据“在电流方向是N→P的地方吸热，而在电流方向是P→N的地方放热”进行分析。
【解答】解：（1）由甲图可见，电流从二极管的“﹣”极流进，从“+”极流出，此时二极管断路，因此开关闭合后灯泡不能发光，但电压表的两端与电源的两端相连，故电压表的示数为3V；
（2）由题意知，当电路中由电流时，锗管两端的电压约为0.3V，
由串联电路电流的规律知，电阻R1两端的电压为：
U1＝U﹣U锗＝3V﹣0.3V＝2.7V，
电路的电流为：I＝＝＝0.09A，故电流表的示数为0.09A；
（3）由图可知，此图相当于一个串联电路，靠近上面陶瓷片的电流方向是由P→N，靠近下面陶瓷片的电流方向是由N→P，由于在电流方向是P→N的地方放热，因此上端应是半导体元件放热的地方，在上方电流方向是N→P的地方吸热，因此电脑发热体在下方。
故答案为：（1）不能；3；（2）0.3；0.09；（3）串；下方。
【点评】本题通过电脑中散热元件的运用，考查了半导体元件的单向导电性，对生活中常用电器要有所了解。
24．（6分）图甲是小明在“测量小灯泡的电阻”实验中连接的一个实验电路，所用小灯泡正常发光时的电压为2.5V。
（1）实验原理是 R＝ ；这个设计电路 不可以 （选填“可以”或“不可以”）进行探究电流与电压的关系实验。
（2）如图丙所示，实验小组根据实验数据绘制了小灯泡的I﹣U图像，小灯泡正常发光时的电阻为 10 Ω。由图像可知灯丝的电阻是变化的，是因为 灯丝电阻随温度的变化而变化 。
（3）小明在用伏安法测未知电阻的实验时，发现电压表坏了，他重新接好电路如图乙所示，利用电流表和最大阻值为R0的滑动变阻器，测量未知电阻Rx的阻值。请将实验步骤补充完整：
①将滑动变阻器的滑片P移到最左端，闭合开关S，读出电流表的示数I1；
②再将滑片P移至最右端，读出电流表的示数I2；
③待测电阻的表达式Rx＝ （用已知量和测量量的符号表示）。
【分析】（1）伏安法测电阻实验原理：R＝；在探究电流与电压的关系实验中，需控制电阻阻值不变，而灯丝电阻随温度的变化而变化，据此分析；
（2）根据图丙确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用R＝求出小灯泡正常发光时的电阻；灯丝电阻随温度的变化而变化；
（3）利用滑动变阻器在阻值最大和最小时电源电压不变列出等式求解。
【解答】解：（1）在“测量小灯泡的电阻”实验中，用电压表测灯泡两端电压，用电流表测通过灯泡的电流，根据R＝求出灯泡的电阻，故实验原理是R＝；
在探究电流与电压的关系实验中，需控制电阻阻值不变，而灯丝电阻随温度的变化而变化，不是一定值，因此这个设计电路不可以进行探究电流与电压的关系实验；
（2）由图丙可知，灯在额定电压下的电流为0.25A，由欧姆定律，小灯泡正常工作时小灯泡的电阻是：
RL＝＝＝10Ω；
图像是曲线，说明小灯泡的电阻是变化的，这是因为灯丝电阻随温度的变化而变化；
（3）实验步骤：
在步骤①中，当滑片在最左端时，此时电路中只有Rx工作，电流表测电路中的电流为I1，则有电源电压U＝I1Rx；
在步骤②中，当滑片在最右端时，Rx与滑动变阻器最大阻值串联，电流表测电路中的电流为I2，则电源电压U＝I2（R0+Rx）；
由于电源电压不变，即I1Rx＝I2（R0+Rx），
解得：Rx＝。
故答案为：（1）R＝；不可以；（2）10；灯丝电阻随温度的变化而变化；（3）。
【点评】本题测小灯泡的电阻实验，考查了实验原理、电阻的计算、影响电阻大小因素及设计实验方案测电阻的能力，综合性较高，难度较大。
25．（6分）阅读材料，回答问题。
随着人们环保意识的提高，“风光互补路灯”（如图所示）得到了广泛的应用。它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆备时同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止充电，放电余留20%左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数。
（1）风力发电机发电时将 机械 能转化成电能，太阳能电池板时将太阳能转化为 电 能。
（2）蓄电池储存的总电能为 4.8 kW•h，若遇到阴天并且无风，仅靠蓄电池供电最多可供灯具正常发光 42 小时。
（3）当风速为6.0m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W。在这种风速下，持续光照12h，蓄电池的电量也只由20%充到了70%。则此过程中太阳能电池板发电 6.48×106 J，太阳能电池板发电的平均功率 150 W。
【分析】（1）根据能量转化分析；
（2）由题意计算蓄电池供电容量，已知蓄电池的容量和灯泡的功率，利用P＝计算时间；
（3）计算出12小时充电的量，由P＝计算发电功率。
【解答】解：（1）风力发电机发电时将机械能转化成电能，太阳能电池板时将太阳能转化为电能。
（2）蓄电池储存的总电能W＝UIt＝12V×400A•h＝4800W•h＝4.8kW•h，
充电至90%左右即停止充电，放电余留20%左右即停止电路输出。
蓄电池的供电容量：W＝4.8kW•h×（90%﹣20%）＝3.36kW•h，
由P＝得可供灯具正常发光时间：
t灯＝＝＝42h；
（3）蓄电池的电量由20%充到70%，
W′＝12V×400A•h×（70%﹣20%）＝12V×400A×3600s×（70%﹣20%）＝8.64×106J，
由P＝得，风力发电机发电为：
W电机＝P电机t＝50W×12×3600s＝2.16×106J；
则太阳能电池板发电：
W太阳能＝W′﹣W电机＝8.64×106J﹣2.16×106J＝6.48×106J；
所以太阳能电池板发电的平均功率：
P′＝＝＝150W。
故答案为：（1）机械；电；（2）4.8；42；（3）6.48×106；150。
【点评】本题体现了物理与生活的紧密相连，有一定难度，要能从表格中获取有用的信息，会计算电池容量，所以解题关键是读懂题目中所给出的条件。物质
质量（g）
初始温度（℃）
加热时间（min）
最终温度（℃）
液体甲
150
20
3
45
液体乙
150
20
3
68
额定电压：220V
加热功率：880W
保温功率：80W
风力发电机
太阳能电池组件
最小启动风速
1.0m/s
太阳能电池
180W
最小充电风速
3.0m/s
太阳能转换效率
15%
最大限制风速
12.0m/s
蓄电池
400Ah•12V
最大输出功率
400W
大功率LED路灯
80W•12V
物质
质量（g）
初始温度（℃）
加热时间（min）
最终温度（℃）
液体甲
150
20
3
45
液体乙
150
20
3
68
额定电压：220V
加热功率：880W
保温功率：80W
风力发电机
太阳能电池组件
最小启动风速
1.0m/s
太阳能电池
180W
最小充电风速
3.0m/s
太阳能转换效率
15%
最大限制风速
12.0m/s
蓄电池
400Ah•12V
最大输出功率
400W
大功率LED路灯
80W•12V
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