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2022-2023学年山西省九年级（上）期末物理试卷（B卷）（含详细答案解析）
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这是一份2022-2023学年山西省九年级（上）期末物理试卷（B卷）（含详细答案解析），共20页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验探究题，简答题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1.为加强体育锻炼，小明家新购置了一台跑步机。如图所示，当跑步机正常工作时消耗的功率与空调相当，则其功率约为( )
A. 100W
B. 500W
C. 1000W
D. 5000W
2.2021年5月31日是第34个世界无烟日，主题为“承诺戒烟，共享无烟环境”。这主要是考虑到在空气不流通的房间里，只要有人吸烟，整个房间就会充满烟味，这是因为( )
A. 分子在不停地运动B. 分子间有引力
C. 分子间有斥力D. 物质是由分子组成的
3.在全国中小学安全教育平台上，安全用电常识是一项重要的教育内容。下列符合安全用电原则的是( )
A. 用手指触碰插座的插孔
B. 使用试电笔时，可以接触金属杆
C. 有人触电时，应立即切断电源或用干木棒挑开电源线
D. 用湿抹布擦正在工作的灯泡
4.如图所示，这是小芳在科技馆里静电台上体验“怒发冲冠”游戏时的情景。小芳用手接触带电金属球后，金属球使小芳带电，则小芳( )
A. 一定得到电子
B. 可能得到原子核
C. 与金属球带异种电荷
D. 相互排斥的头发上一定带同种电荷
5.奋斗学习小组在“野外生存”挑战活动中，将锡箔纸连接在干电池两端，一段时间后锡箔纸燃烧起来，使他们获得了火苗。下列电器中，主要利用该原理工作的是( )
A. 电熨斗B. 空调C. 电风扇D. 电视机
6.9月17日神舟十二号飞船顺利返回地球，圆满完成了各项任务。如图为返回舱进入大气层的示意图，关于此过程中内能的改变，下列图中与其方式相同的是( )
A. 趴在暖气片上的猫B. 烧水时水温升高
C. 划火柴点火D. 将锅里的菜炒熟
7.如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中，哪一个冲程的能量转化过程是相同的( )
A. B. C. D.
8.小华将电炉的插头刚插入家里的插座，只见火花一闪，“叭”的一声从插座里冒出黑烟，屋里亮着的电灯和电视都突然熄了。这一现象产生的原因和后果分别是( )
A. 插座短路，电灯被烧坏了B. 电炉的插头短路，电视被烧坏了
C. 插座短路，保险丝被烧断D. 电炉的插头短路，保险丝被烧断
9.过交通路口时要遵守“红灯停、绿灯行、黄灯也要等一等”的规则，吉祥同学用小灯泡、电池、开关和导线来模拟路口的交通信号灯。要求红、绿、黄灯可独立发光，他设计了如图所示的电路图，其中符合题意的是( )
A. B.
C. D.
10.如图所示，这是一种风速测量装置的原理图，R为定值电阻，R1为滑动变
阻器。T型管道的竖直管内装有可上下无摩擦自由移动的轻质活塞，活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片P相连，S闭合后，下列说法正确的是( )
A. 当风速增大时，滑片向下移B. 当风速增大时，电路中电流增大
C. 电压表的示数随风速增大而减小D. 无风时电路中的总功率最大
二、填空题：本大题共3小题，共6分。
11.2020年初，科学家制备出一种有机源氢化物材料，首次在高达15℃的温度下观察到电阻降温到0℃的室温超导现象，可以避免在高压输电过程电流的______效应，这个效应最早是由物理学家______发现的。
12.现代家庭电路都安装有“漏电保护器”和“空气开关”如图所示，比单独安装传统的保险丝更能保证用电安全，其中______相当于保险丝。当房间里的电灯开关断开时，小宇用测电笔分别检测开关的两个接线柱，氖管一次发光，一次不发光。据此，小宇______(能/不能)确定该开关接在火线上。
13.如图为小明自制的一盏可通过左右调整导线夹调节亮度的小灯泡，小明认为这个装置在小灯泡调暗后比亮时更能省电，但小林认为电路中的合金丝也要消耗电能，所以不能省电。你的看法是______(选填“能省电”、“不能省电”或“不确定是否省电”)，理由是______。
三、作图题：本大题共1小题，共2分。
14.小林同学在家庭电路中安装一只螺丝口灯泡和一个三孔插座，要求开关只控制灯泡，部分导线已连接，如图所示，请你只添加三根导线帮小林完成安装。
四、实验探究题：本大题共5小题，共24分。
15.在“探究电流与电压的关系“实验中，小华选用了5Ω、10Ω、15Ω三个定值电阻，电源电压恒为6V。
(1)连接电路时，开关应该______。
(2)请按图甲所示的电路图将实物图乙连接完整。
(3)通过调节滑片位置，改变定值电阻两端的电压，读出了其中三组电压表和电流表的示数，如表所示。由表中的数据进行分析，可以归纳出的初步结论是______。
(4)小华又换用其他阻值的定值电阻做了几次实验，其目的是______。
16.利用图中所示的电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
(1)用笔画线代替导线，将图甲中的电路补充完整。要求导线不得交叉，滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡变亮。
(2)连接电路后，闭合开关，小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不会发光，两电表示数均无变化。产生这一故障的原因可能是______。
(3)排除故障后，移动滑动变阻器滑片时，眼睛应该观察______(选填“电压表示数”或“灯泡亮度”)得到多组测量值，并设计了如表的表格记录数据，该表格的不合理之处为：______。
(4)当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为______ W。
(5)小华同学认为利用本实验电路还能探究电流与电压的关系，你认为该说法是否正确？请说明理由：______。
17.如图为“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置图。
(1)实验中通过比较U形管中______变化来反映电阻丝产生热量的多少。
(2)图a控制______相同，探究电流产生热量与电阻的关系，由图中实验现象可以得出结论______。
(3)图b是为了探究电流产生的热量与______的关系，一段时间后电阻丝产生的热量______(选填“左边”、“右边”或“两边一样”)多。
18.如图甲所示，同学们在观看体操比赛时，发现运动员做某些动作时，单杠的横梁会有弯曲变形。善于观察的同学思考：横梁的弯曲程度h与哪些因素有关呢？针对此问题他们有不同的猜想。
猜想1：横梁的弯曲程度h与横梁受到的拉力F有关
猜想2：横梁的弯曲程度h与横梁的横截面积S有关
为了验证猜想，他们找来器材进行了如图乙所示的实验，并记录数据如表所示。
(1)分析表中数据可知：在横梁的横截面积一定时，横梁受到的拉力越大，其弯曲程度______。
(2)为了研究猜想2，请你根据表中的实验数据，在如图丙的坐标系中描点并作出图象。
(3)除本实验已探究的因素外，还有其他因素可能会影响横梁的弯曲程度，请提出-个可探究的问题。______(答案合理即可)
19.小丽学了功率之后，对家里的电饭煲煮饭时间进行记录，发现与铭牌上的时间有所偏差，决定利用家中的器材测量电饭煲加热的实际功率。请你帮助小丽完成实验设计。
(1)所需器材：______；
(2)测量步骤：______；
(3)表达式：P=______。(利用测量步骤中的物理量表示)
五、简答题：本大题共1小题，共4分。
20.2021年10月，山西多地连续遭遇强降雨，而且还伴有大风降温，很多居民采用如图所示的“小太阳”取暖，细心的小明发现“小太阳”中的电热丝温度很高，而与之相连的导线却不怎么热，请你用学过的物理知识解释电热丝比导线热的原因。
六、计算题：本大题共2小题，共10分。
21.随着时代的发展，汽车已经成为当今社会最重要的交通工具之一。某品牌国产汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶100km，消耗了汽油6L，汽车发动机功率为12kW，已知：汽油的热值为q=4.6×107J/kg，汽油的密度为ρ=0.7×103kg/m3。求该汽车匀速行驶100km过程中：
(1)发动机所做的功；
(2)发动机的效率(百分号前保留整数)。
22.小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个挡位。其内部简化电路如图所示，开关S1可分别与触点a、b接触，使用高温挡对蛋糕加热10min，能使1.5kg的蛋糕温度升高150℃。已知：R1=48.4Ω，高温挡功率为1500W，电源电压不变。求：[蛋糕比热容c=3×103J/(kg⋅℃)]
(1)蛋糕吸收的热量。
(2)中温挡的功率。
(3)高温挡工作时的加热效率。
七、综合题：本大题共1小题，共4分。
23.阅读短文，回答问题。
材料1：天然气是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物。在石油地质学中，通常指油田气和气田气。其组成以烃类为主，并含有非烃气体。它是优质燃料和化工原料，可制造炭黑、化学药品和液化石油气，由天然气生产的丙烷、丁烷是现代工业的重要原料。运输天然气的罐车常常连接一根铁链接地，这样可以将运输过程因摩擦起电而使罐体带上的正电中和掉，防止火灾发生。
材料2：“页岩气”是指附存于有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，其中甲烷的含量为80%∼99.9%，是一种清洁高效的能源资源和化工原料，主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等，用途广泛。我国“页岩气”可采储量大，国家正在大力发展开采技术。“页岩气”生产过程中一般无需排水，生产周期长，一般为30∼50年，勘探开发成功率高，具有较高的工业经济价值。
(1)“页岩气”的主要成分是______。
(2)运输天然气罐体容易______(选填“得到”或“失去”)电子，运输过程中铁链要接地，因为大地是______(选填“导体”或“绝缘体”)。
(3)在一标准大气压下，1m3的“页岩气”中甲烷完全燃烧至少放出的热量为______ J。(甲烷的热值取4.2×107J/m3)
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：家用空调的工作电流约4.5A，其功率在P=UI=220V×4.5A=990W，接近1000W，跑步机正常工作时消耗的功率与空调相当，则其功率约为1000W。
故选：C。
家用空调的功率约1000W，据此分析。
物理与社会生活联系紧密，多了解一些生活中的常见量的值可帮助我们更好地学好物理，同时也能让物理更好地为生活服务。
2.【答案】A
【解析】解：由于烟分子做无规则运动，在空气中进行扩散，所以在空气不流通的房间里，只要有一个人吸烟，整个房间也会充满烟味。
故选：A。
物质是由分子组成的，分子在不停地做无规则运动。扩散现象的实质就是分子运动的结果。
本题主要考查学生对扩散现象的实质的认识和了解，是一道基础题，难度较小。
3.【答案】C
【解析】解：A、用手指触碰插座的插孔的做法是很危险的，很容易碰到里面的金属片而触电，故A不符合安全用电原则；
B、用测电笔辨别火、零线时，用笔尖金属体接触火线或零线，手指要接触笔尾金属体，不可以接触前端金属杆，故B不符合安全用电原则；
C、发生触电事故时，应及时切断电源或用干木棒挑开电源线，故C符合安全用电原则；
D、由于生活用水是导体，所以用湿抹布擦正在工作的灯泡很容易使得人触电，故D不符合安全用电原则。
故选：C。
(1)安全用电的原则是不靠近高压电源，不接触低压电源；
(2)使用测电笔时，应让手与笔尾的金属体接触，才是正确的，当氖管发光时，说明是接触的是火线；
(3)发现有人触电，首先要切断电源，使触电者尽快脱离电源，然后根据具体情况，进行相应的救治；
(4)生活用水是导体。
本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、多积累，加强安全意识，不能违反。
4.【答案】D
【解析】解：A、小芳带电可能是得到电子，可能是失去电子。故A错误。
B、小芳带电可能是得到电子，也可能是失去电子。故B错误。
C、小芳用手接触带电金属球后，金属球使小芳带电，接触带电，带的是同种电荷。故C错误。
D、“怒发冲冠”，是因为头发带同种电荷，相互排斥的缘故。故D正确。
故选：D。
(1)接触带电的原因是电荷的转移，可能是得到电子，可能是失去电子。
(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。
理解接触带电的原因、电荷间的作用规律，可解答此题。
5.【答案】A
【解析】解：将锡箔纸连接在干电池两端，利用电流的热效应将锡箔纸点燃；
电熨斗利用的是电流的热效应，电能转化为内能；空调的主要部件是电风扇，电风扇工作时，电能主要转化为机械能；电视机工作，电能转化为光能、声能；节能灯工作时，电能转化为光能，故A符合题意。
故选：A。
根据各用电器工作时的能量转化可做出判断。
本题考查了电能的转化，属于基础题。
6.【答案】C
【解析】解：在返回舱进入大气层后加速下落的过程中，返回舱克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于通过做功改变物体的内能；
A、趴在暖气片上的猫，吸收热量，内能增大，通过热传递改变物体的内能，故A错误；
B、烧水时水温升高，属于通过热传递改变物体的内能，故B错误；
C、划火柴点火，克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于通过做功改变物体的内能，故C正确；
D、将锅里的菜炒熟，属于通过热传递改变物体的内能，故D错误。
故选：C。
改变物体内能有两种方式：做功和热传递；做功实质是能量的转化；热传递是能量的转移。
做功和热传递是改变物体内能的两种方法，是等效的，但有着本质的区别：做功是能量转化的过程，是其他形式能和内能的转化；热传递是能量的转移过程，是内能从一个物体转移到另一个物体上。
7.【答案】C
【解析】解：水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，是水蒸气的内能转化为机械能，与做功冲程中的能量转化相同；
A、图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；
B、图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；
C、图中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；
D、图中，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程。
故C符合题意，ABD不合题意。
故选：C。
(1)判断汽油机的四个冲程，先看进气门和排气门的关闭情况，进气门打开的是吸气冲程，排气门打开的是排气冲程，进气门和排气门都关闭的是压缩冲程或者做功冲程；活塞上行为压缩冲程和排气冲程；活塞下行为吸气冲程和做功冲程；
(2)改变物体内能的方式有热传递和做功两种。做功改变物体内能的实质是能量的转化，本题具体来说是内能和机械能的相互转化。对物体做功，物体的内能增加，温度升高；物体对外做功，物体的内能减少，温度降低。
此题是通过内燃机的工作原理，以及能量的变化，掌握热机的工作原理。
8.【答案】D
【解析】解：若插座短路，则未插入插头之前，保险丝会熔断，电灯和电视机不会工作；
家庭电路中各用电器之间是并联电路，各支路间互不影响，因此当将插头插入插座中时，听到“叭”的一声，同时从插座中冒出一股黑烟，虽然电视机和电灯也都熄灭了，但它们并没有损坏；
当他将插头插入插座中时，听到“叭”的一声，由于此时电炉不工作，不可能引起干路电流过大，所以故障可能是插头短路，此时电路中电流过大，会导致保险丝熔断，故D正确。
故选：D。
保险丝通常安装在火线上，它是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的；电路中电流过大的原因有两个：短路和用电器的总功率过大。
本题考查对家庭电路故障(短路)的分析判断能力，空气开关断开的原因有两个：总功率过大和发生短路。
9.【答案】D
【解析】解：由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，要使红、绿、黄灯可独立发光，应采用三灯泡并联的连接方式，其三灯泡各有一个开关控制，故D正确。
故选：D。
根据“要求红、绿、黄灯可独立发光”可知三灯泡的连接方式，然后得出答案。
本题考查了电路图的设计，知道串并联电路的特点是解题的关键。
10.【答案】B
【解析】解：ABC、由电路图可知，R1与R串联，电压表测定值电阻R两端的电压，当风速增大时，活塞上方空气的流速变大，大于下方空气的流速，由流速大的地方压强小可知，此时会产生向上的力，使滑片向上移动，R1接入电路中的电阻变小，根据串联电路电阻规律可知，总电阻变小；由I=UR可知，电路中的电流变大，由U=IR可知，R两端的电压变大，即电压表的示数变大，故B正确，AC错误；
D、无风时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，总电阻最大，根据欧姆定律可知，电路中的电流最小，由P=UI可知，电路消耗的总功率变小，故D错误。
故选：B。
由电路图可知，R1与R串联，电压表测R两端的电压，根据流体压强与流速的关系(流速越快的地方压强越小)判断产生压力的方向，然后判断滑片移动的方向确定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定值电阻两端的电压变化，利用P=UI可知电路消耗总功率的变化。
本题考查了电路的动态分析，涉及到滑动变阻器和欧姆定律的应用，会利用流体压强和流速的关系是解题的关键。
11.【答案】热 焦耳
【解析】解：使用超导体，可以避免在高压输电过程电流的热效应，这个效应最早是由物理学家焦耳发现的。
故答案为：热；焦耳。
电流通过导体会发热，叫做电流的热效应。焦耳最早发现电流的热效应，并且明确了产生热量的影响因素。
超导体材料的电阻为0，利用超导体做成高压输电线，不会消耗因为电流的热效应消耗电能。
本题考查了超导体的应用、焦耳的贡献，属于基础题目。
12.【答案】空气开关 不能
【解析】解：(1)在家庭电路中，空气开关的作用在电路中相当于保险丝，在电路中电流过大时，会自动“跳闸”，对电路起到保护作用；
(2)正常情况下，开关接在火线上，断开开关，用测电笔检测时，接火线一端，氖管发光，另一端氖管不发光；
如果开关接在零线上，断开开关，灯泡中仍带电，且与火线连接，所以用测电笔检测时，靠近灯泡的一端氖管发光，而另一端氖管不发光，
因此，仅凭氖管的发光情况不能确定该开关是否一定接在火线上。
故答案为：空气开关；不能。
知道空气开关的作用在电路中相当于保险丝；根据家庭电路的结构，判断开关是否控制火线。
本题考查了对空气开关作用的了解，注意与漏电保护器区分。同时考查了判断开关是否连接在火线上的方法，是本题的易错点。
13.【答案】能省电 当灯泡调暗时，电路中的电流变小，在电源电压和通过时间不变的情况下，由W=Pt=UIt知：此时电路消耗的总电能变小
【解析】解：当灯泡调暗时，电路中的电流变小，在电源电压和通过时间不变的情况下，由W=Pt=UIt知：此时电路消耗的总电能变小，即能省电。
故答案为：能省电；当灯泡调暗时，电路中的电流变小，在电源电压和通过时间不变的情况下，由W=Pt=UIt知：此时电路消耗的总电能变小。
在使用相同的时间内能不能省电，根据W=Pt=UIt，在电源电压和通过时间不变时，关键取决于电路消耗的实际功率，据此分析。
本题考查了电功率公式的应用，关键是根据W=Pt=UIt判断是否省电。
14.【答案】解：火线进开关，再接入灯泡的顶端金属点；零线直接进入灯泡的螺旋套；上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。如图所示：
【解析】(1)家庭电路中用电器之间是并联的、插座之间是并联的、用电器和插座之间是并联的、开关和开关控制的用电器之间是串联。
(2)电灯的连接方法：火线首先过开关，然后进入灯泡顶端的金属块，零线直接进入螺旋套。
(3)三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线，带保险盒的插座，将保险盒接在火线上。
掌握家庭电路灯泡、开关、两孔插座、三孔插座、保险丝的接法，注重将物理知识联系生活实际。
15.【答案】断开 当电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比 使结论具有普遍性
【解析】解：(1)为保护电路，连接电路时，开关应该断开；
(2)电流表应与电阻串联，根据(3)中数据可知电流表选用小量程与定值电阻串联，电压表并联在定值电阻两端，如图；
(3)根据表中数据知，电压增大为原来的几倍，通过的电流也增大为原来的几倍，归纳出的初步结论是：当电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；
(4)小华又换用其他阻值的定值电阻做了几次实验，其目的是使结论具有普遍性。
故答案为：(1)断开；(2)如图所示；(3)当电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；(4)使结论具有普遍性。
(1)为保护电路，连接电路时，开关应该断开；
(2)电流表应与电阻串联，根据(3)中数据可知电流表选用小量程与定值电阻串联，电压表并联在定值电阻两端；
(3)电压增大为原来的几倍，通过的电流也增大为原来的几倍，据此得出结论；
(4)为得出普遍性的结论要多次实验。
本题“探究电流与电压的关系“实验，考查电路连接、故障和数据分析及控制变量法、归纳法及欧姆定律的运用。
16.【答案】小灯泡断路 电压表示数 小灯泡每一个实际电压对应一个实际功率，功率不能求平均值，所以表格最后一列平均电功率是错误的 0.7不正确，探究电流与电压的关系，应控制定值电阻的阻值不变，灯泡的电阻随温度的升高而增大，故该说法不正确
【解析】解：(1)开关闭合后，滑动变阻器的滑片向左移动时，电路中的电流变大，说明变阻器接入电路的阻值变小，故变阻器应选左下接线柱与灯泡串联接入电路中，如下图所示：
；
(2)连接电路后，闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了，即产生这一故障的原因可能是小灯泡断路；
(3)排除故障后，移动滑动变阻器滑片时，眼睛应该观察电压表示数；
小灯泡每一个实际电压对应一个实际功率，功率不能求平均值，所以表格最后一列平均电功率是错误的；
(4)当电压表示数为2.5V时，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.28A，小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.28A=0.7W；
(5)探究电流与电压的关系，应控制定值电阻的阻值不变，灯泡得电阻随温度的升高而增大，故该说法不正确。
故答案为：(1)如图；(2)小灯泡断路；(3)电压表示数；小灯泡每一个实际电压对应一个实际功率，功率不能求平均值，所以表格最后一列平均电功率是错误的；(4)0.7；(5)不正确；探究电流与电压的关系，应控制定值电阻的阻值不变，灯泡的电阻随温度的升高而增大，故该说法不正确。
(1)开关闭合后，滑动变阻器的滑片向左移动时，电路中的电流变大，说明变阻器接入电路的阻值变小，据此确定变阻器左下接线柱与灯泡串联接入电路中；
(2)连接电路后，闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了；
(3)排除故障后，移动滑动变阻器滑片时，眼睛应该观察电压表示数；
小灯泡每一个实际电压对应一个实际功率，功率不能求平均值；
(4)当电压表示数为2.5V时，电流表选用小量程，分度值为0.02A，得出电流表的示数，根据P=UI得出小灯泡的额定功率；
(5)探究电流与电压的关系，应控制定值电阻的阻值不变，灯泡得电阻随温度的升高而增大，故该说法不正确。
本题是测灯泡电功率的实验，考查了电路连接、故障分析、电表读数、功率的计算等，考查的知识点多，综合性强。
17.【答案】液面高度 电流和通电时间 在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多 电流 左边
【解析】解：(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
(2)如图a，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；根据a图可知，右侧容器内的电阻的阻值大，U形管内液面的高度高，这说明右侧电阻产生的热量多，故结论为：在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多；
(3)图b装置中右侧两个5Ω的电阻并联后再与左侧5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右=I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1=I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，电阻大小和通电时间相同，所以探究的是电流产生的热量与电流的关系；由图可知，左侧U形管中的液面高度高，这说明左侧电阻丝产生的热量越多。
故答案为：(1)液面高度；(2)电流和通电时间；在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多；(3)电流；左边。
(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
(2)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；
(3)探究电流产生热量跟电流关系时，控制通电时间和电阻不变，改变电流的大小；在通电时间和电阻相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。
此题主要考查的是学生对“探究电流产生的热量与哪些因素有关”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用。
18.【答案】越大 横梁的弯曲程度h与横梁的材质(或横梁的长度)是否有关
【解析】解：(1)分析表中数据可知，在横梁的横截面积一定时，横梁受到的拉力不同，完全程度不同，拉力越大，其弯曲程度越大；
(2)探究横梁的弯曲程度h与横梁的横截面积S是否有关时，采用的是控制变量法，实验中需要控制横梁受的拉力相同，横梁的横截面积S不同，所以需要对比1、2、5的实验数据；
根据1、2、5的实验数据描点连线，如图所示：
；
(3)根据生活经验可知，横梁的弯曲程度可能会受到横梁的材质、横梁的长度等于因素的影响，所以可以提出的探究问题是：横梁的弯曲程度h与横梁的材质(或横梁的长度)是否有关。
故答案为：(1)越大；(2)如上图；(3)横梁的弯曲程度h与横梁的材质(或横梁的长度)是否有关。
(1)根据表格中的数据分析；
(2)探究横梁的弯曲程度h与横梁的横截面积S是否有关时，需要控制横梁受的拉力相同；
(3)横梁的弯曲程度可能会受到横梁的材质、横梁的长度等于因素的影响。
本题考查了描点法作图和控制变量法的应用，利用好控制变量法是解题的关键。
19.【答案】电能表；秒表；电饭煲 关闭家里的其他用电器，只让电饭煲单独工作，记录所用时间t和电能表铝盘转过的圈数nr，并记录电能表的铭牌参数mr/(kW⋅h)nmtkW⋅h
【解析】解：(1)所需器材：电能表；秒表；电饭煲；
(2)测量步骤：关闭家里的其他用电器，只让电饭煲单独工作，记录所用时间t和电能表铝盘转过的圈数nr，并记录电能表的铭牌参数mr/(kW⋅h)；
(3)消耗的电能W=nrmr/(kW⋅h)=nmkW⋅h，
实际功率的表达式P=Wt=nmkW⋅ht=nmtkW⋅h。
故答案为：(1)电能表；秒表；电饭煲；
(2)关闭家里的其他用电器，只让电饭煲单独工作，记录所用时间t和电能表铝盘转过的圈数nr，并记录电能表的铭牌参数mr/(kW⋅h)；
(3)nmtkW⋅h。
(1)实验中需要用到电能表；秒表；电饭煲；
(2)关闭家里的其他用电器，只让电饭煲单独工作，记录所用时间t和电能表铝盘转过的圈数nr，并记录电能表的铭牌参数mr/(kW⋅h)；
(3)根据转数得出消耗的电能，根据P=Wt得出实际功率的表达式。
本题考查测量电功率的实验，考查实验步骤和电功率的计算等知识。
20.【答案】答：电阻丝和导线串联，通过的电流相等。但电阻丝的电阻比导线的电阻大得多，根据Q=I2Rt可知，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，所以电热丝温度很高，而与之相连的导线却不怎么热。
【解析】由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。电热丝和连接的导线串联在电路中(通过的电流相等)，通电时间是相同的，而电热丝的电阻比导线的电阻大，据焦耳定律分析原因。
本题主要考查对焦耳定律及应用、串联电路电流关系的了解和掌握，知道电热丝和相连接的导线为串联是本题的关键。
21.【答案】解：(1)汽车行驶的路程s=100km=100×103m=1×105m，汽车的速度v=72km/h=20m/s，
汽车行驶100km所用的时间t=sv=1×105m20m/s=5×103s，
汽车行驶100km时，发动机所做的功W有=Pt=12×103W×5×103s=6×107J；
(2)消耗汽油的体积V=6L=6×10−3m3，汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3，
消耗汽油的质量m=ρV=0.7×103kg/m3×6×10−3m3=4.2kg；
完全燃烧6L汽油放出的热量Q放=mq=4.2kg×4.6×107J/kg=1.932×108J；
发动机的效率η=W有Q放×100%=6×107J1.932×108J×100%≈31%。
答：(1)发动机所做的功是6×107J；
(2)发动机的效率是31%。
【解析】(1)已知汽车行驶的路程和汽车的速度，根据t=sv可求出汽车行驶的时间，根据W=Pt可求出汽车发动机所做的功；
(2)已知消耗汽油的体积和汽油的密度，根据m=ρV可求出消耗汽油的质量；
由汽油的质量和汽油的热值，根据Q放=mq可求出完全燃烧6L汽油放出的热量；
根据η=W有Q放×100%可求出发动机的效率。
本题主要考查热机效率公式的应用，热量的计算公式的应用，功的公式的应用，密度公式的应用，属于热力学综合题，难度中等。
22.【答案】解：(1)蛋糕吸收的热量为：
Q吸=c蛋糕mΔt=3×103J/(kg⋅℃)×1.5kg×150℃=6.75×105J；
(2)由电路图可知，当开关S1置于a端、S2闭合时，两电阻并联，因并联电阻小于其中任一电阻，此时总电阻最小，由P=U2R可知，此时电功率最大，电烤箱处于高挡位；
当开关S1置于b端、S2断开时，两电阻串联，因并联电阻大于其中任一电阻，此时总电阻最大，由P=U2R可知，电烤箱消耗的电功率最小，此时电烤箱处于低挡位；
开关S1置于b端、S2闭合时，R2短路，只接入R1接入电路，此时电烤箱处于中挡位，故电烤箱中挡位的功率为：
P中=U2R1=(220V)248.4Ω=1000W；
(3)由P=Wt可得，高温挡加热10min消耗的电能：
W=P高t=1500W×10×60s=9×105J；
高温挡工作时的加热效率：
η=Q吸W=6.75×105J9×105J×100%=75%。
答：(1)蛋糕吸收的热量为6.75×105J。
(2)中温挡的功率为1000W；
(3)高温挡工作时的加热效率为75%。
【解析】(1)由已知条件，根据Q吸=c蛋糕mΔt得出蛋糕吸收的热量；
(2)分析开关转换时电路的连接，根据串联和并联电阻的规律，由P=U2R可知不同挡位电路的连接；根据P=U2R可得出电烤箱中挡位的功率；
(3)由P=Wt可得出高温挡加热10min消耗的电能；根据效率公式求出高温挡工作时的加热效率。
本题考查功率公式、电功公式以及效率公式的应用，关键知道开关断开与闭合时电路的连接情况和各个电学公式及其变形的灵活运用。
23.【答案】甲烷 失去 导体 3.36×107
【解析】解：(1)“页岩气”的主要成分是甲烷。
(2)运输天然气罐体容易失去电子带正电，运输过程中铁链要接地，因为大地容易导电，是导体。
(3)在一标准大气压下，1m3的“页岩气”中甲烷完全燃烧至少放出的热量为：
Q=qV=4.2×107J/m3×1m3×80%=3.36×107J。
故答案为：(1)甲烷；
(2)失去；导体；
(3)3.36×107。
(1)“页岩气”是指附存于有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，其中甲烷的含量为80%∼99.9%。
(2)运输天然气的罐车运输过程因摩擦起电而使罐体带上正电；容易导电的物体是导体。
(3)利用公式Q=qV计算出在一标准大气压下，1m3的“页岩气”中甲烷完全燃烧至少放出的热量。
此题考查了摩擦起电、导体与绝缘体的概念、燃料的热值及其计算，属基础题目。实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
2.0
3.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
实验序号
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
平均功率P/W
1
2.0
0.22
0.44
2
2.5
3
3.0
0.30
0.90
实验次数
横梁的横截面积S/cm2
横梁受的拉力F/N
弯曲程度h/cm
1
2
900
4.0
2
6
900
1.3
3
6
1200
2.7
4
6
1500
3.2
5
10
900
0.8
1.为加强体育锻炼，小明家新购置了一台跑步机。如图所示，当跑步机正常工作时消耗的功率与空调相当，则其功率约为( )
A. 100W
B. 500W
C. 1000W
D. 5000W
2.2021年5月31日是第34个世界无烟日，主题为“承诺戒烟，共享无烟环境”。这主要是考虑到在空气不流通的房间里，只要有人吸烟，整个房间就会充满烟味，这是因为( )
A. 分子在不停地运动B. 分子间有引力
C. 分子间有斥力D. 物质是由分子组成的
3.在全国中小学安全教育平台上，安全用电常识是一项重要的教育内容。下列符合安全用电原则的是( )
A. 用手指触碰插座的插孔
B. 使用试电笔时，可以接触金属杆
C. 有人触电时，应立即切断电源或用干木棒挑开电源线
D. 用湿抹布擦正在工作的灯泡
4.如图所示，这是小芳在科技馆里静电台上体验“怒发冲冠”游戏时的情景。小芳用手接触带电金属球后，金属球使小芳带电，则小芳( )
A. 一定得到电子
B. 可能得到原子核
C. 与金属球带异种电荷
D. 相互排斥的头发上一定带同种电荷
5.奋斗学习小组在“野外生存”挑战活动中，将锡箔纸连接在干电池两端，一段时间后锡箔纸燃烧起来，使他们获得了火苗。下列电器中，主要利用该原理工作的是( )
A. 电熨斗B. 空调C. 电风扇D. 电视机
6.9月17日神舟十二号飞船顺利返回地球，圆满完成了各项任务。如图为返回舱进入大气层的示意图，关于此过程中内能的改变，下列图中与其方式相同的是( )
A. 趴在暖气片上的猫B. 烧水时水温升高
C. 划火柴点火D. 将锅里的菜炒熟
7.如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中，哪一个冲程的能量转化过程是相同的( )
A. B. C. D.
8.小华将电炉的插头刚插入家里的插座，只见火花一闪，“叭”的一声从插座里冒出黑烟，屋里亮着的电灯和电视都突然熄了。这一现象产生的原因和后果分别是( )
A. 插座短路，电灯被烧坏了B. 电炉的插头短路，电视被烧坏了
C. 插座短路，保险丝被烧断D. 电炉的插头短路，保险丝被烧断
9.过交通路口时要遵守“红灯停、绿灯行、黄灯也要等一等”的规则，吉祥同学用小灯泡、电池、开关和导线来模拟路口的交通信号灯。要求红、绿、黄灯可独立发光，他设计了如图所示的电路图，其中符合题意的是( )
A. B.
C. D.
10.如图所示，这是一种风速测量装置的原理图，R为定值电阻，R1为滑动变
阻器。T型管道的竖直管内装有可上下无摩擦自由移动的轻质活塞，活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片P相连，S闭合后，下列说法正确的是( )
A. 当风速增大时，滑片向下移B. 当风速增大时，电路中电流增大
C. 电压表的示数随风速增大而减小D. 无风时电路中的总功率最大
二、填空题：本大题共3小题，共6分。
11.2020年初，科学家制备出一种有机源氢化物材料，首次在高达15℃的温度下观察到电阻降温到0℃的室温超导现象，可以避免在高压输电过程电流的______效应，这个效应最早是由物理学家______发现的。
12.现代家庭电路都安装有“漏电保护器”和“空气开关”如图所示，比单独安装传统的保险丝更能保证用电安全，其中______相当于保险丝。当房间里的电灯开关断开时，小宇用测电笔分别检测开关的两个接线柱，氖管一次发光，一次不发光。据此，小宇______(能/不能)确定该开关接在火线上。
13.如图为小明自制的一盏可通过左右调整导线夹调节亮度的小灯泡，小明认为这个装置在小灯泡调暗后比亮时更能省电，但小林认为电路中的合金丝也要消耗电能，所以不能省电。你的看法是______(选填“能省电”、“不能省电”或“不确定是否省电”)，理由是______。
三、作图题：本大题共1小题，共2分。
14.小林同学在家庭电路中安装一只螺丝口灯泡和一个三孔插座，要求开关只控制灯泡，部分导线已连接，如图所示，请你只添加三根导线帮小林完成安装。
四、实验探究题：本大题共5小题，共24分。
15.在“探究电流与电压的关系“实验中，小华选用了5Ω、10Ω、15Ω三个定值电阻，电源电压恒为6V。
(1)连接电路时，开关应该______。
(2)请按图甲所示的电路图将实物图乙连接完整。
(3)通过调节滑片位置，改变定值电阻两端的电压，读出了其中三组电压表和电流表的示数，如表所示。由表中的数据进行分析，可以归纳出的初步结论是______。
(4)小华又换用其他阻值的定值电阻做了几次实验，其目的是______。
16.利用图中所示的电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
(1)用笔画线代替导线，将图甲中的电路补充完整。要求导线不得交叉，滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡变亮。
(2)连接电路后，闭合开关，小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不会发光，两电表示数均无变化。产生这一故障的原因可能是______。
(3)排除故障后，移动滑动变阻器滑片时，眼睛应该观察______(选填“电压表示数”或“灯泡亮度”)得到多组测量值，并设计了如表的表格记录数据，该表格的不合理之处为：______。
(4)当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为______ W。
(5)小华同学认为利用本实验电路还能探究电流与电压的关系，你认为该说法是否正确？请说明理由：______。
17.如图为“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置图。
(1)实验中通过比较U形管中______变化来反映电阻丝产生热量的多少。
(2)图a控制______相同，探究电流产生热量与电阻的关系，由图中实验现象可以得出结论______。
(3)图b是为了探究电流产生的热量与______的关系，一段时间后电阻丝产生的热量______(选填“左边”、“右边”或“两边一样”)多。
18.如图甲所示，同学们在观看体操比赛时，发现运动员做某些动作时，单杠的横梁会有弯曲变形。善于观察的同学思考：横梁的弯曲程度h与哪些因素有关呢？针对此问题他们有不同的猜想。
猜想1：横梁的弯曲程度h与横梁受到的拉力F有关
猜想2：横梁的弯曲程度h与横梁的横截面积S有关
为了验证猜想，他们找来器材进行了如图乙所示的实验，并记录数据如表所示。
(1)分析表中数据可知：在横梁的横截面积一定时，横梁受到的拉力越大，其弯曲程度______。
(2)为了研究猜想2，请你根据表中的实验数据，在如图丙的坐标系中描点并作出图象。
(3)除本实验已探究的因素外，还有其他因素可能会影响横梁的弯曲程度，请提出-个可探究的问题。______(答案合理即可)
19.小丽学了功率之后，对家里的电饭煲煮饭时间进行记录，发现与铭牌上的时间有所偏差，决定利用家中的器材测量电饭煲加热的实际功率。请你帮助小丽完成实验设计。
(1)所需器材：______；
(2)测量步骤：______；
(3)表达式：P=______。(利用测量步骤中的物理量表示)
五、简答题：本大题共1小题，共4分。
20.2021年10月，山西多地连续遭遇强降雨，而且还伴有大风降温，很多居民采用如图所示的“小太阳”取暖，细心的小明发现“小太阳”中的电热丝温度很高，而与之相连的导线却不怎么热，请你用学过的物理知识解释电热丝比导线热的原因。
六、计算题：本大题共2小题，共10分。
21.随着时代的发展，汽车已经成为当今社会最重要的交通工具之一。某品牌国产汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶100km，消耗了汽油6L，汽车发动机功率为12kW，已知：汽油的热值为q=4.6×107J/kg，汽油的密度为ρ=0.7×103kg/m3。求该汽车匀速行驶100km过程中：
(1)发动机所做的功；
(2)发动机的效率(百分号前保留整数)。
22.小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个挡位。其内部简化电路如图所示，开关S1可分别与触点a、b接触，使用高温挡对蛋糕加热10min，能使1.5kg的蛋糕温度升高150℃。已知：R1=48.4Ω，高温挡功率为1500W，电源电压不变。求：[蛋糕比热容c=3×103J/(kg⋅℃)]
(1)蛋糕吸收的热量。
(2)中温挡的功率。
(3)高温挡工作时的加热效率。
七、综合题：本大题共1小题，共4分。
23.阅读短文，回答问题。
材料1：天然气是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物。在石油地质学中，通常指油田气和气田气。其组成以烃类为主，并含有非烃气体。它是优质燃料和化工原料，可制造炭黑、化学药品和液化石油气，由天然气生产的丙烷、丁烷是现代工业的重要原料。运输天然气的罐车常常连接一根铁链接地，这样可以将运输过程因摩擦起电而使罐体带上的正电中和掉，防止火灾发生。
材料2：“页岩气”是指附存于有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，其中甲烷的含量为80%∼99.9%，是一种清洁高效的能源资源和化工原料，主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等，用途广泛。我国“页岩气”可采储量大，国家正在大力发展开采技术。“页岩气”生产过程中一般无需排水，生产周期长，一般为30∼50年，勘探开发成功率高，具有较高的工业经济价值。
(1)“页岩气”的主要成分是______。
(2)运输天然气罐体容易______(选填“得到”或“失去”)电子，运输过程中铁链要接地，因为大地是______(选填“导体”或“绝缘体”)。
(3)在一标准大气压下，1m3的“页岩气”中甲烷完全燃烧至少放出的热量为______ J。(甲烷的热值取4.2×107J/m3)
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：家用空调的工作电流约4.5A，其功率在P=UI=220V×4.5A=990W，接近1000W，跑步机正常工作时消耗的功率与空调相当，则其功率约为1000W。
故选：C。
家用空调的功率约1000W，据此分析。
物理与社会生活联系紧密，多了解一些生活中的常见量的值可帮助我们更好地学好物理，同时也能让物理更好地为生活服务。
2.【答案】A
【解析】解：由于烟分子做无规则运动，在空气中进行扩散，所以在空气不流通的房间里，只要有一个人吸烟，整个房间也会充满烟味。
故选：A。
物质是由分子组成的，分子在不停地做无规则运动。扩散现象的实质就是分子运动的结果。
本题主要考查学生对扩散现象的实质的认识和了解，是一道基础题，难度较小。
3.【答案】C
【解析】解：A、用手指触碰插座的插孔的做法是很危险的，很容易碰到里面的金属片而触电，故A不符合安全用电原则；
B、用测电笔辨别火、零线时，用笔尖金属体接触火线或零线，手指要接触笔尾金属体，不可以接触前端金属杆，故B不符合安全用电原则；
C、发生触电事故时，应及时切断电源或用干木棒挑开电源线，故C符合安全用电原则；
D、由于生活用水是导体，所以用湿抹布擦正在工作的灯泡很容易使得人触电，故D不符合安全用电原则。
故选：C。
(1)安全用电的原则是不靠近高压电源，不接触低压电源；
(2)使用测电笔时，应让手与笔尾的金属体接触，才是正确的，当氖管发光时，说明是接触的是火线；
(3)发现有人触电，首先要切断电源，使触电者尽快脱离电源，然后根据具体情况，进行相应的救治；
(4)生活用水是导体。
本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、多积累，加强安全意识，不能违反。
4.【答案】D
【解析】解：A、小芳带电可能是得到电子，可能是失去电子。故A错误。
B、小芳带电可能是得到电子，也可能是失去电子。故B错误。
C、小芳用手接触带电金属球后，金属球使小芳带电，接触带电，带的是同种电荷。故C错误。
D、“怒发冲冠”，是因为头发带同种电荷，相互排斥的缘故。故D正确。
故选：D。
(1)接触带电的原因是电荷的转移，可能是得到电子，可能是失去电子。
(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。
理解接触带电的原因、电荷间的作用规律，可解答此题。
5.【答案】A
【解析】解：将锡箔纸连接在干电池两端，利用电流的热效应将锡箔纸点燃；
电熨斗利用的是电流的热效应，电能转化为内能；空调的主要部件是电风扇，电风扇工作时，电能主要转化为机械能；电视机工作，电能转化为光能、声能；节能灯工作时，电能转化为光能，故A符合题意。
故选：A。
根据各用电器工作时的能量转化可做出判断。
本题考查了电能的转化，属于基础题。
6.【答案】C
【解析】解：在返回舱进入大气层后加速下落的过程中，返回舱克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于通过做功改变物体的内能；
A、趴在暖气片上的猫，吸收热量，内能增大，通过热传递改变物体的内能，故A错误；
B、烧水时水温升高，属于通过热传递改变物体的内能，故B错误；
C、划火柴点火，克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于通过做功改变物体的内能，故C正确；
D、将锅里的菜炒熟，属于通过热传递改变物体的内能，故D错误。
故选：C。
改变物体内能有两种方式：做功和热传递；做功实质是能量的转化；热传递是能量的转移。
做功和热传递是改变物体内能的两种方法，是等效的，但有着本质的区别：做功是能量转化的过程，是其他形式能和内能的转化；热传递是能量的转移过程，是内能从一个物体转移到另一个物体上。
7.【答案】C
【解析】解：水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，是水蒸气的内能转化为机械能，与做功冲程中的能量转化相同；
A、图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；
B、图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；
C、图中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；
D、图中，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程。
故C符合题意，ABD不合题意。
故选：C。
(1)判断汽油机的四个冲程，先看进气门和排气门的关闭情况，进气门打开的是吸气冲程，排气门打开的是排气冲程，进气门和排气门都关闭的是压缩冲程或者做功冲程；活塞上行为压缩冲程和排气冲程；活塞下行为吸气冲程和做功冲程；
(2)改变物体内能的方式有热传递和做功两种。做功改变物体内能的实质是能量的转化，本题具体来说是内能和机械能的相互转化。对物体做功，物体的内能增加，温度升高；物体对外做功，物体的内能减少，温度降低。
此题是通过内燃机的工作原理，以及能量的变化，掌握热机的工作原理。
8.【答案】D
【解析】解：若插座短路，则未插入插头之前，保险丝会熔断，电灯和电视机不会工作；
家庭电路中各用电器之间是并联电路，各支路间互不影响，因此当将插头插入插座中时，听到“叭”的一声，同时从插座中冒出一股黑烟，虽然电视机和电灯也都熄灭了，但它们并没有损坏；
当他将插头插入插座中时，听到“叭”的一声，由于此时电炉不工作，不可能引起干路电流过大，所以故障可能是插头短路，此时电路中电流过大，会导致保险丝熔断，故D正确。
故选：D。
保险丝通常安装在火线上，它是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的；电路中电流过大的原因有两个：短路和用电器的总功率过大。
本题考查对家庭电路故障(短路)的分析判断能力，空气开关断开的原因有两个：总功率过大和发生短路。
9.【答案】D
【解析】解：由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，要使红、绿、黄灯可独立发光，应采用三灯泡并联的连接方式，其三灯泡各有一个开关控制，故D正确。
故选：D。
根据“要求红、绿、黄灯可独立发光”可知三灯泡的连接方式，然后得出答案。
本题考查了电路图的设计，知道串并联电路的特点是解题的关键。
10.【答案】B
【解析】解：ABC、由电路图可知，R1与R串联，电压表测定值电阻R两端的电压，当风速增大时，活塞上方空气的流速变大，大于下方空气的流速，由流速大的地方压强小可知，此时会产生向上的力，使滑片向上移动，R1接入电路中的电阻变小，根据串联电路电阻规律可知，总电阻变小；由I=UR可知，电路中的电流变大，由U=IR可知，R两端的电压变大，即电压表的示数变大，故B正确，AC错误；
D、无风时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，总电阻最大，根据欧姆定律可知，电路中的电流最小，由P=UI可知，电路消耗的总功率变小，故D错误。
故选：B。
由电路图可知，R1与R串联，电压表测R两端的电压，根据流体压强与流速的关系(流速越快的地方压强越小)判断产生压力的方向，然后判断滑片移动的方向确定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定值电阻两端的电压变化，利用P=UI可知电路消耗总功率的变化。
本题考查了电路的动态分析，涉及到滑动变阻器和欧姆定律的应用，会利用流体压强和流速的关系是解题的关键。
11.【答案】热 焦耳
【解析】解：使用超导体，可以避免在高压输电过程电流的热效应，这个效应最早是由物理学家焦耳发现的。
故答案为：热；焦耳。
电流通过导体会发热，叫做电流的热效应。焦耳最早发现电流的热效应，并且明确了产生热量的影响因素。
超导体材料的电阻为0，利用超导体做成高压输电线，不会消耗因为电流的热效应消耗电能。
本题考查了超导体的应用、焦耳的贡献，属于基础题目。
12.【答案】空气开关 不能
【解析】解：(1)在家庭电路中，空气开关的作用在电路中相当于保险丝，在电路中电流过大时，会自动“跳闸”，对电路起到保护作用；
(2)正常情况下，开关接在火线上，断开开关，用测电笔检测时，接火线一端，氖管发光，另一端氖管不发光；
如果开关接在零线上，断开开关，灯泡中仍带电，且与火线连接，所以用测电笔检测时，靠近灯泡的一端氖管发光，而另一端氖管不发光，
因此，仅凭氖管的发光情况不能确定该开关是否一定接在火线上。
故答案为：空气开关；不能。
知道空气开关的作用在电路中相当于保险丝；根据家庭电路的结构，判断开关是否控制火线。
本题考查了对空气开关作用的了解，注意与漏电保护器区分。同时考查了判断开关是否连接在火线上的方法，是本题的易错点。
13.【答案】能省电 当灯泡调暗时，电路中的电流变小，在电源电压和通过时间不变的情况下，由W=Pt=UIt知：此时电路消耗的总电能变小
【解析】解：当灯泡调暗时，电路中的电流变小，在电源电压和通过时间不变的情况下，由W=Pt=UIt知：此时电路消耗的总电能变小，即能省电。
故答案为：能省电；当灯泡调暗时，电路中的电流变小，在电源电压和通过时间不变的情况下，由W=Pt=UIt知：此时电路消耗的总电能变小。
在使用相同的时间内能不能省电，根据W=Pt=UIt，在电源电压和通过时间不变时，关键取决于电路消耗的实际功率，据此分析。
本题考查了电功率公式的应用，关键是根据W=Pt=UIt判断是否省电。
14.【答案】解：火线进开关，再接入灯泡的顶端金属点；零线直接进入灯泡的螺旋套；上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。如图所示：
【解析】(1)家庭电路中用电器之间是并联的、插座之间是并联的、用电器和插座之间是并联的、开关和开关控制的用电器之间是串联。
(2)电灯的连接方法：火线首先过开关，然后进入灯泡顶端的金属块，零线直接进入螺旋套。
(3)三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线，带保险盒的插座，将保险盒接在火线上。
掌握家庭电路灯泡、开关、两孔插座、三孔插座、保险丝的接法，注重将物理知识联系生活实际。
15.【答案】断开 当电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比 使结论具有普遍性
【解析】解：(1)为保护电路，连接电路时，开关应该断开；
(2)电流表应与电阻串联，根据(3)中数据可知电流表选用小量程与定值电阻串联，电压表并联在定值电阻两端，如图；
(3)根据表中数据知，电压增大为原来的几倍，通过的电流也增大为原来的几倍，归纳出的初步结论是：当电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；
(4)小华又换用其他阻值的定值电阻做了几次实验，其目的是使结论具有普遍性。
故答案为：(1)断开；(2)如图所示；(3)当电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；(4)使结论具有普遍性。
(1)为保护电路，连接电路时，开关应该断开；
(2)电流表应与电阻串联，根据(3)中数据可知电流表选用小量程与定值电阻串联，电压表并联在定值电阻两端；
(3)电压增大为原来的几倍，通过的电流也增大为原来的几倍，据此得出结论；
(4)为得出普遍性的结论要多次实验。
本题“探究电流与电压的关系“实验，考查电路连接、故障和数据分析及控制变量法、归纳法及欧姆定律的运用。
16.【答案】小灯泡断路 电压表示数 小灯泡每一个实际电压对应一个实际功率，功率不能求平均值，所以表格最后一列平均电功率是错误的 0.7不正确，探究电流与电压的关系，应控制定值电阻的阻值不变，灯泡的电阻随温度的升高而增大，故该说法不正确
【解析】解：(1)开关闭合后，滑动变阻器的滑片向左移动时，电路中的电流变大，说明变阻器接入电路的阻值变小，故变阻器应选左下接线柱与灯泡串联接入电路中，如下图所示：
；
(2)连接电路后，闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了，即产生这一故障的原因可能是小灯泡断路；
(3)排除故障后，移动滑动变阻器滑片时，眼睛应该观察电压表示数；
小灯泡每一个实际电压对应一个实际功率，功率不能求平均值，所以表格最后一列平均电功率是错误的；
(4)当电压表示数为2.5V时，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.28A，小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.28A=0.7W；
(5)探究电流与电压的关系，应控制定值电阻的阻值不变，灯泡得电阻随温度的升高而增大，故该说法不正确。
故答案为：(1)如图；(2)小灯泡断路；(3)电压表示数；小灯泡每一个实际电压对应一个实际功率，功率不能求平均值，所以表格最后一列平均电功率是错误的；(4)0.7；(5)不正确；探究电流与电压的关系，应控制定值电阻的阻值不变，灯泡的电阻随温度的升高而增大，故该说法不正确。
(1)开关闭合后，滑动变阻器的滑片向左移动时，电路中的电流变大，说明变阻器接入电路的阻值变小，据此确定变阻器左下接线柱与灯泡串联接入电路中；
(2)连接电路后，闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了；
(3)排除故障后，移动滑动变阻器滑片时，眼睛应该观察电压表示数；
小灯泡每一个实际电压对应一个实际功率，功率不能求平均值；
(4)当电压表示数为2.5V时，电流表选用小量程，分度值为0.02A，得出电流表的示数，根据P=UI得出小灯泡的额定功率；
(5)探究电流与电压的关系，应控制定值电阻的阻值不变，灯泡得电阻随温度的升高而增大，故该说法不正确。
本题是测灯泡电功率的实验，考查了电路连接、故障分析、电表读数、功率的计算等，考查的知识点多，综合性强。
17.【答案】液面高度 电流和通电时间 在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多 电流 左边
【解析】解：(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
(2)如图a，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；根据a图可知，右侧容器内的电阻的阻值大，U形管内液面的高度高，这说明右侧电阻产生的热量多，故结论为：在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多；
(3)图b装置中右侧两个5Ω的电阻并联后再与左侧5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右=I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1=I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，电阻大小和通电时间相同，所以探究的是电流产生的热量与电流的关系；由图可知，左侧U形管中的液面高度高，这说明左侧电阻丝产生的热量越多。
故答案为：(1)液面高度；(2)电流和通电时间；在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多；(3)电流；左边。
(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
(2)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；
(3)探究电流产生热量跟电流关系时，控制通电时间和电阻不变，改变电流的大小；在通电时间和电阻相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。
此题主要考查的是学生对“探究电流产生的热量与哪些因素有关”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用。
18.【答案】越大 横梁的弯曲程度h与横梁的材质(或横梁的长度)是否有关
【解析】解：(1)分析表中数据可知，在横梁的横截面积一定时，横梁受到的拉力不同，完全程度不同，拉力越大，其弯曲程度越大；
(2)探究横梁的弯曲程度h与横梁的横截面积S是否有关时，采用的是控制变量法，实验中需要控制横梁受的拉力相同，横梁的横截面积S不同，所以需要对比1、2、5的实验数据；
根据1、2、5的实验数据描点连线，如图所示：
；
(3)根据生活经验可知，横梁的弯曲程度可能会受到横梁的材质、横梁的长度等于因素的影响，所以可以提出的探究问题是：横梁的弯曲程度h与横梁的材质(或横梁的长度)是否有关。
故答案为：(1)越大；(2)如上图；(3)横梁的弯曲程度h与横梁的材质(或横梁的长度)是否有关。
(1)根据表格中的数据分析；
(2)探究横梁的弯曲程度h与横梁的横截面积S是否有关时，需要控制横梁受的拉力相同；
(3)横梁的弯曲程度可能会受到横梁的材质、横梁的长度等于因素的影响。
本题考查了描点法作图和控制变量法的应用，利用好控制变量法是解题的关键。
19.【答案】电能表；秒表；电饭煲 关闭家里的其他用电器，只让电饭煲单独工作，记录所用时间t和电能表铝盘转过的圈数nr，并记录电能表的铭牌参数mr/(kW⋅h)nmtkW⋅h
【解析】解：(1)所需器材：电能表；秒表；电饭煲；
(2)测量步骤：关闭家里的其他用电器，只让电饭煲单独工作，记录所用时间t和电能表铝盘转过的圈数nr，并记录电能表的铭牌参数mr/(kW⋅h)；
(3)消耗的电能W=nrmr/(kW⋅h)=nmkW⋅h，
实际功率的表达式P=Wt=nmkW⋅ht=nmtkW⋅h。
故答案为：(1)电能表；秒表；电饭煲；
(2)关闭家里的其他用电器，只让电饭煲单独工作，记录所用时间t和电能表铝盘转过的圈数nr，并记录电能表的铭牌参数mr/(kW⋅h)；
(3)nmtkW⋅h。
(1)实验中需要用到电能表；秒表；电饭煲；
(2)关闭家里的其他用电器，只让电饭煲单独工作，记录所用时间t和电能表铝盘转过的圈数nr，并记录电能表的铭牌参数mr/(kW⋅h)；
(3)根据转数得出消耗的电能，根据P=Wt得出实际功率的表达式。
本题考查测量电功率的实验，考查实验步骤和电功率的计算等知识。
20.【答案】答：电阻丝和导线串联，通过的电流相等。但电阻丝的电阻比导线的电阻大得多，根据Q=I2Rt可知，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，所以电热丝温度很高，而与之相连的导线却不怎么热。
【解析】由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。电热丝和连接的导线串联在电路中(通过的电流相等)，通电时间是相同的，而电热丝的电阻比导线的电阻大，据焦耳定律分析原因。
本题主要考查对焦耳定律及应用、串联电路电流关系的了解和掌握，知道电热丝和相连接的导线为串联是本题的关键。
21.【答案】解：(1)汽车行驶的路程s=100km=100×103m=1×105m，汽车的速度v=72km/h=20m/s，
汽车行驶100km所用的时间t=sv=1×105m20m/s=5×103s，
汽车行驶100km时，发动机所做的功W有=Pt=12×103W×5×103s=6×107J；
(2)消耗汽油的体积V=6L=6×10−3m3，汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3，
消耗汽油的质量m=ρV=0.7×103kg/m3×6×10−3m3=4.2kg；
完全燃烧6L汽油放出的热量Q放=mq=4.2kg×4.6×107J/kg=1.932×108J；
发动机的效率η=W有Q放×100%=6×107J1.932×108J×100%≈31%。
答：(1)发动机所做的功是6×107J；
(2)发动机的效率是31%。
【解析】(1)已知汽车行驶的路程和汽车的速度，根据t=sv可求出汽车行驶的时间，根据W=Pt可求出汽车发动机所做的功；
(2)已知消耗汽油的体积和汽油的密度，根据m=ρV可求出消耗汽油的质量；
由汽油的质量和汽油的热值，根据Q放=mq可求出完全燃烧6L汽油放出的热量；
根据η=W有Q放×100%可求出发动机的效率。
本题主要考查热机效率公式的应用，热量的计算公式的应用，功的公式的应用，密度公式的应用，属于热力学综合题，难度中等。
22.【答案】解：(1)蛋糕吸收的热量为：
Q吸=c蛋糕mΔt=3×103J/(kg⋅℃)×1.5kg×150℃=6.75×105J；
(2)由电路图可知，当开关S1置于a端、S2闭合时，两电阻并联，因并联电阻小于其中任一电阻，此时总电阻最小，由P=U2R可知，此时电功率最大，电烤箱处于高挡位；
当开关S1置于b端、S2断开时，两电阻串联，因并联电阻大于其中任一电阻，此时总电阻最大，由P=U2R可知，电烤箱消耗的电功率最小，此时电烤箱处于低挡位；
开关S1置于b端、S2闭合时，R2短路，只接入R1接入电路，此时电烤箱处于中挡位，故电烤箱中挡位的功率为：
P中=U2R1=(220V)248.4Ω=1000W；
(3)由P=Wt可得，高温挡加热10min消耗的电能：
W=P高t=1500W×10×60s=9×105J；
高温挡工作时的加热效率：
η=Q吸W=6.75×105J9×105J×100%=75%。
答：(1)蛋糕吸收的热量为6.75×105J。
(2)中温挡的功率为1000W；
(3)高温挡工作时的加热效率为75%。
【解析】(1)由已知条件，根据Q吸=c蛋糕mΔt得出蛋糕吸收的热量；
(2)分析开关转换时电路的连接，根据串联和并联电阻的规律，由P=U2R可知不同挡位电路的连接；根据P=U2R可得出电烤箱中挡位的功率；
(3)由P=Wt可得出高温挡加热10min消耗的电能；根据效率公式求出高温挡工作时的加热效率。
本题考查功率公式、电功公式以及效率公式的应用，关键知道开关断开与闭合时电路的连接情况和各个电学公式及其变形的灵活运用。
23.【答案】甲烷 失去 导体 3.36×107
【解析】解：(1)“页岩气”的主要成分是甲烷。
(2)运输天然气罐体容易失去电子带正电，运输过程中铁链要接地，因为大地容易导电，是导体。
(3)在一标准大气压下，1m3的“页岩气”中甲烷完全燃烧至少放出的热量为：
Q=qV=4.2×107J/m3×1m3×80%=3.36×107J。
故答案为：(1)甲烷；
(2)失去；导体；
(3)3.36×107。
(1)“页岩气”是指附存于有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，其中甲烷的含量为80%∼99.9%。
(2)运输天然气的罐车运输过程因摩擦起电而使罐体带上正电；容易导电的物体是导体。
(3)利用公式Q=qV计算出在一标准大气压下，1m3的“页岩气”中甲烷完全燃烧至少放出的热量。
此题考查了摩擦起电、导体与绝缘体的概念、燃料的热值及其计算，属基础题目。实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
2.0
3.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
实验序号
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
平均功率P/W
1
2.0
0.22
0.44
2
2.5
3
3.0
0.30
0.90
实验次数
横梁的横截面积S/cm2
横梁受的拉力F/N
弯曲程度h/cm
1
2
900
4.0
2
6
900
1.3
3
6
1200
2.7
4
6
1500
3.2
5
10
900
0.8
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