2020-2021学年北京西城区初三上学期物理期末试卷及答案

这是一份2020-2021学年北京西城区初三上学期物理期末试卷及答案，共25页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验解答题，科普阅读题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1. 在国际单位制中，电功的单位是（ ）
A. 焦耳（J）B. 欧姆（Ω）C. 伏特（V）D. 瓦特（W）
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A．焦耳(J)是功、电功、热量、能的单位，故A符合题意。
B．欧姆(Ω)是电阻的单位，故B不符合题意。
C．伏特(V)是电压的单位，故C不符合题意。
D．瓦特(W)是功率、电功率的单位，故D 不符合题意。
故选A。
2. 下列物品中，通常情况下属于导体的是（ ）
A. 2B铅笔芯B. 电工胶底鞋C. 陶瓷碗D. 玩具木棒
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A．2B铅笔芯由石墨制成，通常情况下属于导体，故A符合题意；
B．电工胶底鞋由橡胶制成，通常情况下不属于导体，故B不符合题意；
C．陶瓷碗由陶瓷制成，通常情况下不属于导体，故C不符合题意；
D．玩具木棒由木材制成，通常情况下不属于导体，故D不符合题意。
故选A。
3. 如图所示的四种用电器中，主要利用电流热效应工作的是（ ）
A. 电动牙刷
B. 电动剃须刀
C. 电蒸蛋器
D. 迷你电风扇
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．电动牙刷，是通电后，牙刷运动起来，主要是把电能转化为动能，不是利用电流热效应工作，故A不符合题意；
B．电动剃须刀，是通电后，剃须刀的刀片运动起来，主要是把电能转化为动能，不是利用电流热效应工作，故B不符合题意；
C．电蒸蛋器，是通电后，蛋的温度升高，是把电能转化为内能，是利用电流热效应工作，故选项C符合题意；
D．迷你电风扇，是通电后，风扇扇叶转起来，主要是把电能转化扇叶的动能，不是利用电流热效应工作，故D不符合题意。
故选C。
4. 在汽油机的一个工作循环过程中，将机械能转化为内能的是（ ）
A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】在汽油机的一个工作循环过程中，将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程。
故选B。
5. 如图所示是生活中使用的一种小夜灯，在它的上方有一个光敏元件。当周围环境较暗时，小夜灯发光；当周围环境较亮时，小夜灯不发光。这个光敏元件相当于小夜灯电路中的（ ）
A. 电源B. 开关C. 用电器D. 导线
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】由题意可知，光敏元件控制电路的通断，相当于小夜灯电路中开关。
故选B。
6. 关于家庭电路和安全用电，下列说法中正确的是（ ）
A. 用电器失火时，应先灭火，再切断电源
B. 用电器的金属外壳接零线即可，不需要接地
C. 家庭电路中若安装了漏电保护器，无需再安装空气开关
D. 家庭电路中，控制用电器的开关应接在火线和用电器之间
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．用电器失火时，应切断电源，再灭火，才能避免触电事故，故A错误；
B．用电器的金属外壳接必须接地线，故B错误；
C．家庭电路中若安装了漏电保护器，还需要安装空气开关，保证电流比较大的时候能够断开空气开关，保护电路，故C错误；
D．家庭电路中，控制用电器的开关应接在火线和用电器之间，保证了，再开关断开后，用电器上没有电流经过，避免触电事故，故D正确。
故选D。
7. 关于分子动理论及有关现象，下列说法中正确的是（ ）
A. 雪花飞舞，说明分子在不停地做无规则运动
B. 用手捏海绵，海绵的体积缩小了，说明分子间有空隙
C. 铁块很难被压缩，说明分子之间同时存在着引力和斥力
D. 红墨水同时滴入冷水和热水中，红墨水在热水中扩散得快
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A． 雪花是固体小颗粒，雪花飞舞，是物体的机械运动，不是分子运动，故A错误；
B．用手捏海绵，海绵的体积变小了，是因为海绵之间的空气被挤出了，与分子间隙无关，故B错误；
C．很难被压缩说明分子间存在相互作用的斥力，故C错误；
D．墨水在热水中比冷水中扩散快，说明温度越高，分子运动越快，故D正确。
故选D。
8. 关于一定质量的气体的内能，下列说法中正确的是（ ）
A. 温度升高，它的内能一定增加
B. 它的内能增加，一定是吸收了热量
C. 它的内能越大，含有的热量越多
D. 温度为0℃时，它可能没有内能
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A．气体的内能和质量、温度有关，对于一定质量的气体，温度升高时，它的内能一定增加，A正确；
B．改变内能的方式有两种，做功和热传递，那么它的内能增加，也可能是外界对它做了功，不一定是吸收了热量，B错误；
C．热量是一个过程量，不能说含有，应该说吸收或放出，所以不能说它的内能越大，含有的热量越多，C错误；
D．一切物体，不论温度高低，都具有内能，所以温度为0℃时，它还是有内能的，D错误。
故选A。
9. 下列说法中正确的是（ ）
A. 只有正电荷定向移动才能形成电流
B. 电路两端有电压，电路中一定有电流
C. 自由电子定向移动的方向与电流方向相反
D. 绝缘体不容易导电是因为绝缘体内没有电荷
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A． 电荷的定向移动形成电流，电荷包括正电荷和负电荷，故A错误；
B．电路中要形成持续电流，则电路两端需有电压，并且电路必须为通路，所以，电路两端只有电压，电路不一定有电流，故B错误；
C．电荷定向移动的方向规定为电流的方向，因此金属导体中自由电子定向移动的方向与电流的方向相反，故C正确；
D．绝缘体不容易导电，是因为绝缘体内几乎没有自由移动的电荷，并不是没有电荷，故D错误。
故选C。
10. 小明按如图所示的玩具警车的简化电路图连接了下图的四个电路，其中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】由电路图可知，两开关闭合后电动机与指示灯并联，开关S1控制电动机所在支路，开关S2控制指示灯所在支路，B实物图中连接正确。
故选B。
11. 防控疫情期间，为了严格控制外来车辆出入小区，很多小区安装了门禁系统,如图所示。系统可以通过电子眼自动识别车辆，若是小区内部车辆，则由自动开关S1控制电动机启动横杆；若是外部车辆，需要工作人员按动按钮开关S2，控制电动机启动横杆。在图中所示的四个电路中，能正确模拟门禁系统内部控制电路的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】小区内部车辆门禁系统可以自动识别将门打开，外部车辆需要门卫人员按动按钮才能将门打开，若将门禁系统看做一个自动开关，按钮看做一个手动开关，则两个开关单独都能打开大门，即两开关并联后再与电动机串联。
故选B。
12. 如图所示的电路中，电阻阻值R1>R2。闭合开关S后，两块电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，R1和R2的两端电压分别为U1、U2。下列判断中正确的是（ ）
A. U1 > U2B. U1< U2C. （I1‒I2）> I2D. （I1‒I2）< I2
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AB．由图知道，电阻R1、R2并联在电路中，电流表A1测干路电流，电流表A2测R2所在支路的电流，由于并联电路中各支路电压与电源电压相等，即U1= U2，故AB错误；
CD．由于并联电路中各支路地理之和等于干路的电流，所以，R1所在支路的电流是
由知道，R1、R2所在的电流分别是
又因为电阻阻值R1>R2，所以
即，故C错误，D正确。
故选D。
13. 如图所示的电路中，小灯泡L1、L2的额定电压均为2.5V，闭合开关S，小灯泡L1、L2均发光。若把导线接在小灯泡L2的两端，则不可能出现的情况是（ ）
A. 电流表的示数变大B. 小灯泡L1仍发光且变亮
C. 小灯泡L2熄灭且已烧毁D. 小灯泡L2熄灭但仍完好
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】闭合开关S后，两灯串联均发光，说明电路中有电流，若把导线接在小灯泡L2的两端使其短路，小灯泡L2熄灭但仍完好，电路中的电阻变小，电流表的示数变大，此时小灯泡L1仍发光且变亮。
故选C。
14. 有两个灯泡L1、L2，它们的额定电压分别是3V、6V。将它们串联到6V电源上时，它们的实际功率相同。将它们并联到3V电源上时，忽略温度对灯泡电阻的影响，下列说法中正确的是（ ）
A. 两个灯泡都能正常发光B. 两个灯泡都不能正常发光
C. 灯L1的额定功率较大D. 两个灯泡的实际功率仍然相等
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AB．灯L1的额定电压是3V，灯L2的额定电压是6V，将它们并联到3V电源上时，由并联电路电压的规律可知两个灯泡两端的电压都是3V，灯Ll能正常发光，灯L2不能正常发光，故AB错误；
CD．在串联电路中，实际功率相同，电流处处相等，根据P=I2R可知，可知其电阻相同，根据P=可知，灯泡L1的额定功率较小，将它们并联到3V电源上时，并联电路电压的规律可知两个灯泡两端的电压都是3V，两个灯泡的实际功率仍然相等，故C错误，D正确。
故选D。
15. 如图所示电路，电源两端电压不变，R1、R2和R3为三个定值电阻。R1的阻值为10Ω。当开关S1闭合、开关S接1时，电流表的示数为0.9A。当开关S1闭合、开关S接2时，电流表的示数为0.6A，电阻R1两端的电压为U1。当开关S1断开、开关S接2时，电流表的示数为0.15A，电阻R1两端的电压为U1′。下列判断正确的是（ ）
A. U1∶U1′=4∶3B. R2的阻值为5Ω
C. R3的阻值为30ΩD. 电源两端电压为9V
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】BD．当开关S1闭合、开关S接1时，只有两电阻R1与R2并联，电流表的示数为0.9A，设电源电压为U，则可以根据并联电路电流规律列等式
当开关S1闭合、开关S接2时，电阻R3被短路，只有电阻R1接入电路，电流表的示数为0.6A，电阻R1两端的电压为U1，即电源电压，则电源电压为
将电源电压带入第一个等式中，即可以求出R2的阻值
R2=20Ω
故BD错误；
AC．当开关S1断开、开关S接2时，电流表的示数为0.15A，电阻R1两端的电压为U1′，电阻R1与电阻R3串联，则总电阻为
则电阻R3的阻值为
电阻R1两端的电压为U1′
则U1∶U1′为
故A错误，C正确。
故选C。
二、多项选择题（下列各小题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个。共10分，每小题2分。每小题选项全选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的不得分）
16. 关于原子及其结构，下列说法中正确的是（ ）
A. 通常情况下，原子整体不显电性
B. 原子是由原子核和核外电子构成的
C. 原子核带负电，核外电子带正电
D. 不同物质的原子核束缚核外电子的本领不同
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】A．原子核所带的电荷数与核外电子所带的电荷数相等，电性相反，所以整个原子不显电性，故A正确；
BC．原子由带正电荷的原子核和核外带负电的电子构成，原子核是由带正电的质子与不带电的中子构成，故B正确、C错误；
D．不同物质的原子核束缚电子的本领不同，两个物体互相摩擦时，哪个物体的原子核束缚电子的本领弱，它的一些电子就会转移到另一个物体上，故D正确。
故选ABD。
17. 关于导体的电阻，下列说法中正确的是（ ）
A. 电阻表示导体对电流阻碍作用的大小
B. 导体的电阻越大，通过它的电流越小
C. 导体的电阻越大，加在它两端的电压越高
D. 导体的电阻与它两端的电压和通过它的电流无关
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】A．电阻表示导体对电流阻碍作用的大小，阻碍作用越大则电阻越大，故A正确；
B．通过导体的电流与两端电压及电阻均有关，故B错误；
C．加在导体两端的电压与导体的电阻无关，故C错误；
D．导体的电阻是导体的一种属性，与它两端的电压和通过它的电流无关，故D正确。
故选AD。
18. 下列说法中正确的是（ ）
A. 热机消耗的燃料越多，效率就越低
B. 柴油机的效率一般高于汽油机的效率
C. 热机做的有用功越多，效率就越高
D. 热机效率高，将内能转化为机械能的比例就大
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A．热机消耗的燃料量与效率没有必然关系，故A错误；
B．柴油机损耗的能量比汽油机损耗的能量少，所以柴油机的效率比汽油机的效率高，故B正确；
CD．根据可知，热机做的有用功占比越大，效率才越高，故C错误、D正确。
故选BD。
19. 已知：水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），砂石的比热容约是0.92×103J/（kg·℃）。下列说法中正确的是（ ）
A. 一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小
B. 因为水的比热容大，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差小
C. 1kg的水升高或降低相同的温度，吸收或放出的热量相同
D. 1kg的砂石温度升高1℃吸收的热量约为0.92×103 J/（kg·℃）
【答案】BC
【解析】
分析】
【详解】A．比热容是物质的一种属性，一杯水倒出一半后其比热容保持不变，故A错误；
B．因为水的比热容大，吸收或放出相同热量时温度变化小，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差小，故B正确；
C．根据可知，1kg的水升高或降低相同的温度，吸收或放出的热量相同，故C正确；
D．1kg的砂石温度升高1℃吸收的热量约为
热量的单位是J，故D错误。
故选BC
20. 如图甲所示的电路中，电源电压为6V且保持不变，闭合开关S，滑片P从A端移动到B端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列判断中正确的是（ ）
A. R1两端电压的最小值为1V
B. 电路总功率最大时，电路中的电流为0.1A
C. R2的最大阻值为60Ω
D. 电路总功率最小时，R2的电功率为0.5W
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】A．由电路图可知R1和R2串联，总电压是6V，当R2两端电压为5V时，R1两端的电压最小是1V，故A正确；
B．电源电压不变，由可知当电路中电流最大时电路的总功率最大，可知电路总功率最大时，电路中的电流为0.6A，故B错误；
C．当滑片在B端时R2的电阻最大，由图像可知R2最大值是
故C错误；
D．电源电压不变，由可知当电路中电流最小时电路的总功率最小，可知电路总功率最小时，电路中的电流为0.1A，此时R2的电功率为
故D正确。
故选AD。
三、实验解答题（共49分，21～24题每空各2分，31题3分，其他题每空、每图各1分）
21. (1)如图所示电阻箱的示数为______；
(2)如图所示电能表的示数为______kW·h。

【答案】 (1). 2021 (2). 1039.5
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]如图所示电阻箱的示数为
(2)[2]电能表最后一位示数前面读数时应加小数点，所以电能表示数是1039.5 kW·h。
22. 在生活中，我们可以用试电笔辨别火线和零线。图甲、乙所示的试电笔的用法中，正确的是______（选填“甲”或“乙”）图；笔尖插入插座的插孔中，若氖管发光，证明此处与______（选填“火”或“零”）线相连。
【答案】 (1). 乙 (2). 火
【解析】
【分析】
【详解】[1]使用试电笔时，一定要用手触及试电笔尾端的金属部分，否则，因带电体、试电笔、人体与大地没有形成回路，试电笔中的氖泡不会发光，造成误判；所以图甲、乙所示的试电笔的用法中正确的是乙图。
[2]笔体中有一氖泡，测试时如果氖泡发光，说明导线有电或为通路的火线。
23. 小华在实验室利用伏安法测量小灯泡的电功率。在实验过程中，当电压表的示数和电流表示数如图所示时，通过小灯泡的电流为______A，此时小灯泡的电功率为______W。
【答案】 (1). 0.26 (2). 0.52
【解析】
【分析】
【详解】[1][2]由图可知，电压表的量程是0-3V，分度值是0.1V，电压表的示数是2V，电流表的量程是0-0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.26A，通过小灯泡的电流为0.26A，此时小灯泡的电功率为
P=UI=2V×0.26A=0.52W
24. (1)如图1所示，在配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小块硝化棉。把活塞迅速压下，可以看到的现象是______。在这一过程中，通过______的方式改变空气的内能。
(2)小霞想检验被摩擦过的气球所带电荷的种类。如图2所示，小霞将气球靠近被毛皮摩擦过的橡胶棒，发现它们互相吸引，由此她判断气球带______（选填“正”或“负”）电，她判断的依据是______。
【答案】 (1). 硝化棉燃烧 (2). 做功 (3). 正 (4). 异种电荷相互吸引
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1][2]如图1所示，在配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小块硝化棉，把活塞迅速压下，通过做功的方式将机械能转化为空气的内能，温度升高达到硝化棉燃点，可以看到的现象是硝化棉燃烧。
(2)[3][4]被毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，小霞将气球靠近被毛皮摩擦过的橡胶棒，发现它们互相吸引，根据异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斥可知，可判断气球带正电。
25. 为了“探究不同物质的吸热能力与物质种类的关系”，小强选用两个规格相同的电加热器、烧杯、温度计，分别给初温相同的A、B两种物质加热，实验装置如图甲、乙所示。
(1)小强给质量______（选填“相同”或“不同”）的A、B两种物质加热，在实验中通过控制加热时间相同的方法，来保证A、B两种物质______相同，再通过比较它们______来比较A、B两种物质吸热能力的差异；
(2)小强利用所测数据绘制了如图所示的图像，根据图像可以判断：______（选填“A”或“B”）种物质的吸热能力更强。
【答案】 (1). 相同 (2). 吸收的热量 (3). 升高的温度 (4). A
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1] [2]根据题意知道，比较物质吸热能力时，可以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。即要控制不同物质的质量相同，所以，实验中应取质量相等的A、B两种物质倒入两个相同的烧杯中。在实验中通过控制加热时间相同的方法，来保证A、B两种物质吸收相同的热量。
[3]实验中通过比较温度的变化，升高温度，变化小的吸热能力强。
(2)[4]由图象知道，加热相同时间，A升温慢，故如果要使A和B的最后温度相同，就要给A加热更长的时间，说明A种物质的吸热能力更强。
26. 小军和小亮在探究并联电路电流规律的实验中，设计了如图甲所示的实验电路图，并连接了如图乙所示的实验电路。
(1)在图乙所示的实验电路中，电流表是______（选填“串联”或“并联”）在被测电路中的。闭合开关S，电流表测量的是对应图甲中的______（选填“A”、“B”或“C”）点的电流。
(2)小亮发现在图乙所示的电路中，只需移动一根导线，就可以测量另外一点的电流。请你画出一种改接的方法：在移动的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出导线改接的位置。______经你改动后，电流表测量的是对应图甲中______（选填“A”、“B”或“C”）点的电流。
(3)下表是他们在实验中用两盏规格相同的灯泡得到的实验数据，IA、IB、IC分别表示通过A、B、C三点的电流。他们根据数据得出：在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，且各支路的电流相等。他们若想得到关于并联电路电流的普适规律，还需进行的操作是：①______；②______。
【答案】 (1). 串联 (2). C (3). 或 (4). B (5). 选用规格不同的灯泡 (6). 多做几组实验
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]在图乙所示的实验电路中，电流表相当于导线，是串联在被测电路中的。
[2]闭合开关S，电流表测量干路，即对应图甲中的C点的电流。
(2)[3][4]测量支路电流时，电流表与灯泡分别串联在各灯泡支路中，改接如图所示：
。
(3)[5][6]他们根据数据得出：在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，且各支路的电流相等；由于只进行了一次实验，且选用相同的灯泡，结果有偶然性，若想得到关于并联电路电流的普适规律，还需选用规格不同的灯泡，并多做几组实验。
27. 实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油、完全相同的温度计A和B，烧瓶内还分别装有阻值不同且不变的电阻丝R1和R2(R1 >R2)。小兰将它们与滑动变阻器、学生电源、开关、以及导线连接组成如图所示的电路，探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关。”
(1)此实验通过______反映电流通过导体时产生热量的多少；
(2)闭合开关S，通电一段时间后，观察到温度计A的示数比温度计B的示数______（选填“大”或“小”），说明电流通过导体产生的热量跟______有关。
【答案】 (1). 温度计示数升高的多少 (2). 大 (3). 电阻
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]从图中可以看到，温度计是测量煤油的温度，而煤油是由导体加热的，电流通过导体时产生热量的多少，导致煤油的不同升温，那么温度计示数不同，即此实验通过温度计示数升高的多少来反映电流通过导体时产生热量的多少。
(2)[2][3]从图中可以看到，观察到温度计A的示数比温度计B的示数大,那么电阻丝R1和R2产生的热量关系是，R1 >R2，即电流通过导体产生的热量跟电阻有关。
28. 小玮要研究导体的导电性能，她依次将5个不同导体接入如图所示的电路M、N两点间，观察并记录每次电流表的示数，通过电路中电流的大小来反映这几个导体的导电性能的强弱。与这5个导体相关的数据和每次记录的电流表示数如下表所示
(1)通过比较序号______数据可知：导体的导电性能的强弱与导体的材料有关；
(2)通过比较序号3、4、5数据可知：在导体的______和______一定的条件下，______，其导电性能越强。
【答案】 (1). 1、4 (2). 材料 (3). 长度 (4). 横截面积越大
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]根据控制变量法思想，通过比较序号1、4数据，控制导体长度与横截面积相同，可知导体的导电性能的强弱与导体的材料有关。
(2)[2][3][4]通过比较序号3、4、5数据可知：在导体材料和长度一定的条件下，横截面积越大，通过的电流越大，则其导电性能越强。
29. 小刚同学在探究“电流跟电阻的关系”实验中，利用如图所示实验器材进行实验，其中电源电压恒为4.5V。
(1)请根据图所示的电路，在虚线框内画出小刚设计的实验电路图。（电阻箱的符号用表示）______

(2)闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应置于______（选填“A”或“B”）端。
(3)小刚的主要实验步骤如下，请你将其补充完整：
①调节电阻箱的阻值R为5Ω，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P使电压表的示数U为3V，读取电流表的示数I，并将R、I记录在表格中。
②断开开关S，调节电阻箱R的阻值为10Ω，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P向______ （选填“A”或“B”）端滑动，使电压表的示数U仍为______V，读取电流表的示数I，并将R、I记录在表格中。
③改变______，仿照步骤②再进行四次实验，并将相应的R、I记录在表格中。
(4)请你帮小刚设计实验数据记录表。______
【答案】 (1). (2). B (3). B (4). 3 (5). 电阻箱的阻值 (6).
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]根据图所示的电路，两电阻串联，电压表测量电阻箱两端电压，滑动变阻器的滑片向右移动时接入的电阻变大，实验电路图如图所示：
。
(2)[2]闭合开关S前，滑动变阻器应接入最大阻值，即滑片P应置于B端。
(3)[3][4][5]在探究“电流跟电阻的关系”实验中应保持电压表示数不变，电阻箱的阻值是自变量；调节电阻箱的阻值R为5Ω，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P使电压表的示数U为3V，读取电流表的示数I，并将R、I记录在表格中；断开开关S，调节电阻箱R的阻值为10Ω，闭合开关S，根据串联分压可知电压表示数变大，调节滑动变阻器的滑片P向B端滑动，使电压表的示数U仍为3V，读取电流表的示数I，并将R、I记录在表格中；改变电阻箱的阻值，仿照步骤②再进行四次实验，并将相应的R、I记录在表格中。
(4)[6]实验中需要记录R、I，则设计实验数据记录表如下所示：
30. 小红想利用一块电压表和阻值已知的定值电阻R0测量未知电阻Rx的阻值。小红选用满足实验要求的器材，连接了如图所示的实验电路。
(1)以下是小红设计的部分实验方案，请你帮她补充完整：
①开关S闭合、S1闭合、S2断开，记录电压表示数为U1；
②开关S闭合、S1______、S2______，记录电压表示数为U2。
(2)请你用电压表两次的示数U1、U2和R0表示出Rx，Rx=______。
【答案】 (1). 断开 (2). 闭合 (3).
【解析】
【分析】
【详解】(1)①开关S闭合、S1闭合、S2断开，记录电压表示数为U1；由图知道，R0与电阻Rx串联，电压表示数U1为电源电压。
②[1][2]开关S闭合、S1断开、S2闭合，R0与电阻Rx串联，电压表示数为U2为R0两端的电压，由欧姆定律知道，此时电路中的电流是
(2)[3]由串联电路电压的特点知道，Rx两端的电压
由欧姆定律知道，Rx的阻值是
31. 如图所示的实验装置是保险丝作用演示器，它是一个由三盏灯组成的并联电路，电源电压保持不变。在实验过程中，如果将C、D两点间接入的保险丝更换为铜丝，干路总开关闭合，当三盏灯全部接入电路一段时间后，接在A、B两点间的镍铬合金丝的绝缘外皮就会燃烧起来。请你利用所学知识回答：
(1)在家庭电路中，铜丝______（选填“可以”或“不可以”）替代保险丝，保护电路；
(2)简要分析镍铬合金丝的外皮燃烧的原因。（ ）
【答案】 (1). 不可以 (2). 见解析
【解析】
分析】
【详解】(1)[1]由题意可知，当用铜丝代替保险丝，导线的绝缘外皮会燃烧起来，说明在家庭电路中，由于铜丝的熔点较高，铜丝不可以替代保险丝。
(2)[2]根据公式，因为U不变，当三盏灯全部接入电路时，P增大，所以I增大。根据焦耳定律Q=I2Rt，镍铬合金丝的电阻R不变，通过它的电流增大，所以单位时间内电流通过镍铬合金丝产生的热量明显增多，镍铬合金丝的外皮温度升高而燃烧。
四、科普阅读题（共4分，每空1分）
32. 阅读下面短文，回答问题。
垃圾发电
新修订的《北京市生活垃圾管理条例》于2020年5月1日起施行，这对北京市的垃圾分类工作起到了巨大的推动作用。垃圾分类收集能减少环境污染，促进资源循环利用。目前常用的垃圾处理方法之一是利用垃圾发电。垃圾发电分为两类。第一类是对热值较高的废弃物进行高温焚烧，彻底消灭其中的病源性生物和腐蚀性有机物，在高温焚烧过程中产生的高温烟气要经过技术处理，高温烟气释放出的热量给水加热，产生的蒸汽推动汽轮机转动，带动发电机发电。第二类是对不能燃烧的有机物进行厌氧发酵处理，产生的沼气经过干燥脱硫后，再进入沼气内燃机燃烧来带动发电机发电。
2019年6月28日，我国上海老港再生能源利用中心二期项目整套启动，在这里将建立全球规模最大的垃圾焚烧厂。该项目完成并投入运行后，老港再生能源利用中心全厂总焚烧处理生活垃圾达到每年300万吨，焚烧发电每年将可达近1.5×109kW·h。
随着垃圾回收、处理、运输、综合利用等各环节技术不断发展，垃圾发电方式很有可能成为最经济的发电技术之一，从长远效益和综合指标看，将优于传统的电力生产。因此，兴建垃圾电厂十分有利于城市的环境保护，尤其是对土地资源和水资源的保护，实现可持续发展。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)垃圾发电应选择热值较______（选填“高”或“低”）的废弃物进行高温焚烧。
(2)在第一类垃圾发电过程中，能量是从______能转化为内能，再转化为______能，最后输出电能。
(3)上海老港再生能源利用中心二期项目完成并投入运行后，其年发电量相当于______ kW火电机组一年的发电量。（1年火电机组工作时间按大约7500h计算）
【答案】 (1). 高 (2). 化学 (3). 机械 (4). 2×105
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]垃圾发电应选择热值较高的废弃物进行高温焚烧，单位质量或体积的物质产生的热量较多。
(2)[2][3]在第一类垃圾发电过程中，高温烟气释放出的热量给水加热，产生的蒸汽推动汽轮机转动，带动发电机发电，即能量是从生物燃料的化学能转化为内能，再转化为汽轮机的机械能，最后输出电能。
(3)[4]上海老港再生能源利用中心二期项目完成并投入运行后，焚烧发电每年将可达近1.5×109kW·h，由可知
五、计算题（共7分，33题3分，34题4分）
33. 如图所示，闭合开关S，电压表V1、V2的示数分别为6V、2V，电流表的示数为1A。求：
(1)电源电压；
(2)电阻R1的阻值。
【答案】(1)6V；(2)4Ω
【解析】
【分析】
【详解】(1)闭合开关S后两电阻串联，等效电路图如下所示：
可知电源电压即电压表V1的示数
U=6V
(2)根据串联分压可知，电阻R1的两端电压为
则电阻R1的阻值为
答：(1)电源电压为6V；
(2)电阻R1的阻值为4Ω。
34. 图甲所示为某款新型电饭煲，它可以智能化地控制不同时间段的烹饪温度，从而得到食物最佳的营养和口感。图乙所示为该电饭煲的工作原理图，R1和R2为阻值不等且不变的电热丝，S是手动开关，S1是自动控制开关。该电饭煲的额定电压是220V，在它正常工作30min内，它的电功率随时间变化的图像如图丙所示。
(1)请画出该电饭煲在保温和加热时的等效电路图；
(2)求出电热丝R1的阻值；
(3)在不考虑热损失的条件下，当用电高峰期实际电压为200V时，求出该电饭煲从开始工作到开关S1第一次自动断开需要的时间。
【答案】(1)见解析；(2)440Ω；(3)12.1min
【解析】
【分析】
【详解】(1)开关S闭合，S1断开时为保温状态，只有R1接入电路，等效电路图如图所示：
开关S、S1均闭合时为加热状态，R1、R2并联接入电路，等效电路图如图所示：
(2)由可知电热丝R1的阻值为
(3)不考虑热损失，则，即
化简得
则
答：(1)该电饭煲在保温和加热时的等效电路图见解析；
(2)电热丝R1的阻值为440Ω；
(3)该电饭煲从开始工作到开关S1第一次自动断开需要的时间为12.1min。
IA/A
IB/A
IC/A
0.16
0.16
0.32
序号
导体材料
导体长度
导体横截面积
电流I/A
1
铜
L
S
0.28
2
镍铬
0.3L
2S
0.26
3
镍铬
L
0.5S
0.12
4
镍铬
L
S
0.2
5
镍铬
L
2S
0.24
实验次数
1
2
3
4
5
6
R/Ω
I/A
实验次数
1
2
3
4
5
6
R/Ω
I/A