广东省惠州市德威学校2023-2024学年九年级下学期开学物理试卷

这是一份广东省惠州市德威学校2023-2024学年九年级下学期开学物理试卷，共27页。试卷主要包含了单项选择题，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）关于安全用电，下列做法正确的是（ ）
A．用湿手拨动开关
B．电线的绝缘皮破损后继续使用
C．在未断开电源开关的情况下更换灯泡
D．家庭电路中必须安装保险丝或空气开关
2．（3分）能源是人类社会活动的物质基础。下列关于能源，说法正确的是（ ）
A．LED灯的核心元件发光二极管是由超导材料制成的
B．风力发电将电能转化为机械能
C．风能、水能、地热能和核能都是可再生能源
D．煤气和电能都是二次能源
3．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．同一物体温度越高，所含的热量越多
B．0℃的冰和0℃的水内能相等
C．物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高
D．热传递传递的是温度
4．（3分）如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，右侧烧瓶温度计示数比左侧高。下列说法正确的是（ ）
A．通过温度计示数变化，判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法
B．右侧电阻丝的阻值比左侧小
C．通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D．该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系您看到的资料都源自我们平台，20多万份试卷，家威杏 MXSJ663 每日最新，性比价最高5．（3分）利用如图所示装置进行电磁学实验，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关瞬间，没有电磁波产生
B．闭合开关后，导线周围有实际存在的磁场
C．断开开关后，小磁针静止时N极指向地理南极
D．发电机应用了该实验原理
6．（3分）利用如图所示的实验装置探究什么情况下磁可以生电，下列说法正确的是（ ）
A．只让导体ab在竖直方向上、下运动，电流计指针不会偏转
B．换用磁性更强的蹄形磁体，导线ab在磁场中静止，电流计指针会偏转
C．让导体ab往斜向上或斜向下运动，电流计指针不会偏转
D．该装置揭示的原理可应用于电动机
7．（3分）灯泡L与定值电阻R组成的电路如图甲，L和R的I﹣U图线分别为图乙中的A、B．闭合开关S，L正常发光，此时灯泡L的（ ）
A．电压为7VB．电流为0.3A
C．电阻为20ΩD．功率为3W
二、填空题（本大题7小题，每空1分，共21分）
8．（3分）2020年12月4日14时02分，我国新一代“人造太阳”装置﹣﹣中国环流器二号M装置正式建成并实现首次放电。“人造太阳”释放能量的过程与太阳相同，为 （选填“核裂变”或“核聚变”）。核能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。核电站中的汽轮机属于 （选填“发电机”、“电动机”或“热机”）。
9．（3分）某空调铭牌上标有“220V 2000W”字样，它的额定功率为 ，正常工作2小时消耗的电能是 度，消耗的电能可用 表来测量。
10．（3分）冬季，输电线结冰容易造成倒塔（杆）断线，通常要给输电线除冰；在短时间内让输电线不经过用电器而直接接通 ，输电线的电流 ，产生的 增加，使冰熔化。
11．（3分）我国宏代学者沈括在《梦溪笔谈》中记载与验证了磁针“常微偏东、不全南也”。这是因为地球存在 现象。南宋民族英雄文天祥，曾在《扬子江》一诗中写下“臣心一片磁针石，不指南方不肯休”的诗句。这里磁针石的南极指向地理位置的 方，是因为它受到 场的作用。
12．（3分）将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中，通过 的方式改变牛奶的内能，如图是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图象，则牛奶在加热过程中吸收的热量为 J[c牛奶＝2.5×103J/（kg•℃）]。大多数汽车防冻冷却液是以水和乙二醇为原料混合而成的，其中主要成分是水 的特点。
13．（3分）如图所示，是一只可调亮度的台灯的内部电路图，它的工作原理是通过开关来调节灯泡的亮度。则单独闭合S1比单独闭合S2时 （选填“亮”或“暗”），此时台灯的电功率为 W（结果保留1位小数）；若灯最亮时的电功率为P，灯最暗时的电功率为P1，则P：P1为 。
14．（2分）小红家有一电热水壶，铭牌如表所示。这个电热水壶正常工作时通过电路中的电流为 A（结果保留1位小数）；如果电水壶的效率为90%，将这一满壶10℃的水烧开 s。已知大气压为1标准大气压，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。
三、作图题（共7分）
15．（2分）根据图中通电螺线管的南北极，标出小磁针的N极和电源的“+”极。
16．（3分）请用笔画线代替导线在图中连接家庭电路。要求开关控制螺口灯泡，三孔插座直接接入电路。
17．（2分）如图所示，为某种调光型台灯中使用的电位器示意图，P为旋片（相当于一根电阻丝）上的位置，A、C分别连在碳膜两端。用笔画线代替导线，要求顺时针转动旋钮可使灯泡亮度增加。
四、实验题（本大题3小题，共18分）
18．（6分）小宇同学在“探究电流与电阻的关系”实验中，器材如图甲所示，电源电压为6V，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个，三个定值电阻的一端与公共端A端相连
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至 端（选填“A”或“B”）。
（2）小宇同学首先将M、N分别与A、B两端相连，闭合开关后，发现电流表无示数，则电路故障可能是 。
（3）排除故障后，再次闭合开关，电表示数正常，使电压表示数为2V，此时电流表示数如图乙所示 A。
（4）断开开关后，将N端改接C端，接下来应向 （选填“左”或“右”）。
调节滑动变阻器滑片，目的是： 。
（5）为了完成实验目标，实验小组准备将定值电阻更换为20Ω，但在实验室却找不到阻值为20Ω的定值电阻，有同学提出，使用原来的实验装置 两端也可以产生等效于20Ω的定值电阻，重复之前步骤就可以完成实验。
19．（6分）小华在测定额定电压为2.5V小灯泡的电功率的实验中。
（1）如甲所示，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，并绘制了图乙所示U﹣I图象。根据U﹣I图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W，当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电阻是 Ω。
（2）若在本次实验中，电压表损坏了，同组的小明想到了一个测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丙所示的电路，同学们按照以下步骤完成实验：
①闭合S1，断开S2，移动滑片，使电流表示数为 ；（写表达式，数值不用带单位符号）
②保持 ，断开S1，闭合S2，记下电流表的示数为I，测得小灯泡的额定功率为P额＝ 。（写表达式，数值不用带单位符号）
20．（7分）有趣的磁和电：
（1）实验一的装置如图甲所示，在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撤满铁屑，通电后轻敲硬纸板 磁体的磁场相似。在通电螺线管的两端各放一个小磁针，根据小磁针静止时的指向，可以判定图中通电螺线管的 （选填“左”或“右”）端是它的N极。改变电流的 ，观察到小磁针的指向也发生了改变，同时观察到铁屑的分布情况 （选填“改变”或“不变”）。
（2）实验二装置如图乙所示，可以探究磁生电的条件。在磁场中悬挂一根导体AB，把它的两端跟灵敏电流计连接起来，灵敏电流计既能显示电路中有无电流、还能粗略地显示电流的大小以及电流的 。该装置可看成是一个 （选填“电动机”或“发电机”）模型。下列操作，电路中能产生电流的是 （选填序号，多选：①蹄形磁体和导体AB都静止；②蹄形磁体静止，导体AB左右运动；③导体AB静止，蹄形磁体左右运动）。
五、计算题（本大题2小题，共13分）
21．（7分）如图所示，搬运工人用滑轮组将取为540N的重物匀速提升3m，所用时间为20s，不计绳与滑轮间的摩擦。求：
（1）他所做的有用功；
（2）他所做的额外功；
（3）拉力的功率；
（4）滑轮组的机械效率。
22．（6分）节能减排是当今社会的主题，充分利用太阳能是当今社会发展的需要。太阳能热水器已经走进千家万户，如图所示是小明家的太阳能热水器。它在晴天利用太阳能集热，则用标有“220V，2000W”字样的电热管对水加热。该太阳能热水器的容积为0.12m3，求：[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3]
（1）该热水器电热管正常工作时的电阻；
（2）利用太阳能将满箱水的温度从25℃加热到75℃，水吸收的热量；
（3）与上述水吸收热量相当的电能可供“220V，40W”的电灯正常工作时间。
六、综合能力题（本大题3小题，共20分）
23．（6分）（1）如图甲所示的电铃电路， 开关时，电磁铁产生磁性，吸引 （选填“螺钉A”或“衔铁B”），鼓槌向下敲击铃碗发声。但同时A和B分离，电路断开，鼓槌又被弹簧片弹回；B与 接触，又将电路接通，如此反复
（2）科学家猜测，A地海龟在春季是利用地磁场（如图乙）向地理南极返回出生地的
①在春季A地某屏蔽磁场的实验室中，无磁场环境下海龟无固定游向；当把海龟置于模拟地磁场中（图丙中1为磁体N极 极），按科学家猜测，海龟应向 游动（选填“左”或“右”）。
②地磁场在缓慢地变化。科学家每年记录海龟出生地筑巢地点移动的方向，并追踪地磁场的微小移动方向，发现海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方向 （选填“一致”或“不一致”），并与地理南北方向有一个夹角，这一现象符合最初的猜测。
24．（7分）广东汕头市南澳风力发电场位于南澳东半岛果老山脉，山巅有风车阵，与蓝天大海（图甲），风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。
（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、 （可再生/不可再生）能源。
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度 （选填“大”或“小”）的复合材料制成，叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示 不同产生压强差，而受到向上的力使风叶旋转。
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用 原理，实现机械能转化为 。
（4）（多选）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图象得到的下列信息 。
A.只要有风，机组就能产生电能
B.风速过大，机组不会产生电能
C.风速越大，机组产生的电功率一定越大
D.风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变
（5）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：
当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10s，该风机发电的效率是 。
25．（7分）阅读短文，回答问题。
月球太阳能电站
“嫦娥五号”的成功发射引起了人们对月球的科学兴趣。随着对月球了解的深入，一些科学家预言：月球必将成为人类未来的能源基地。按照一些科学家的设想，利用月球正面太阳光充足、地域广阔的特点，可克服在地球上受天气影响、提供的功率小等缺点。在月球上产生的电能经微波转换器将电流转换成微波，并通过天线将电能以微波的形式向地面发送，如图甲所示，这样就解决了电能的输送问题。
我国的“嫦娥”系列登月车利用太阳能电池提供能量。如图乙所示足太阳能电池板工作原理的示意图、当太阳光照射到组成太阳能电池叠在一起的两片不同的半导体表面时，会产生光电效应。从而使电路中产生电流。太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为1.5×104W，光电转化效率为18%。
（1）太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。太阳发出的巨大能量来源于太阳内部的氢原子核发生的 （选填“核聚变”或“核裂变”）反应。
（2）月球太阳能电站相对于月球表面是 （选填“运动”或“静止”）的。若从月球发出的微波信号经1.28s到达地球，则月球与地球间的距离约等于 m。（微波在真空和空气中的传播速度约为3.0×105km/s）
（3）登月车太阳能电池工作时的能量转化情况：把太阳能转化为 能。
（4）在月球上一块接收面积为2m2的太阳能电池板，它的发电功率是 W。
（5）若月球电站的总发电功率为6×109kW，利用微波传输电能的输电效率为80%。则地面接收站1h接收到的电能相当于完全燃烧 kg煤放出的热量。（煤的热值为3.0×107J/kg）
2023-2024学年广东省惠州市德威中学九年级（下）开学物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本大题7小题，每小题3分，共21分）
1．（3分）关于安全用电，下列做法正确的是（ ）
A．用湿手拨动开关
B．电线的绝缘皮破损后继续使用
C．在未断开电源开关的情况下更换灯泡
D．家庭电路中必须安装保险丝或空气开关
【答案】D
【解答】解：A、生活中的水是导体，故A错误；
B、电线的绝缘皮破损时应及时更换，故B正确；
C、在未断开电源开关的情况下更换灯泡容易发生触电事故；
D、为防止因为干路电流过大引起火灾，故D正确。
故选：D。
2．（3分）能源是人类社会活动的物质基础。下列关于能源，说法正确的是（ ）
A．LED灯的核心元件发光二极管是由超导材料制成的
B．风力发电将电能转化为机械能
C．风能、水能、地热能和核能都是可再生能源
D．煤气和电能都是二次能源
【答案】D
【解答】解：A、LED灯的核心元件是由半导体材料制成的；
B、风力发电将机械能转化为电能；
C、风能、地热能是可再生能源，故C错误；
D、煤气和电能都是二次能源。
故选：D。
3．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．同一物体温度越高，所含的热量越多
B．0℃的冰和0℃的水内能相等
C．物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高
D．热传递传递的是温度
【答案】C
【解答】解：A、热量是一过程量，不能用含有；
B、影响内能大小的因素有多个，故B错误；
C、物体吸热可能使分子动能增大（即温度升高），内能是二者之和，温度升不升高都有可能；
D、热传递传递的是能量。
故选：C。
4．（3分）如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，右侧烧瓶温度计示数比左侧高。下列说法正确的是（ ）
A．通过温度计示数变化，判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法
B．右侧电阻丝的阻值比左侧小
C．通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D．该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
【答案】D
【解答】解：A、通过温度计示数变化，这种方法是转换法。
B、右侧烧瓶温度计示数比左侧高，又因两电阻丝串联，且通电时间也相等可知，故B错误。
C、两电阻丝串联，故C错误。
D、该装置中电流和通电时间都相等，故可探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系。
故选：D。
5．（3分）利用如图所示装置进行电磁学实验，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关瞬间，没有电磁波产生
B．闭合开关后，导线周围有实际存在的磁场
C．断开开关后，小磁针静止时N极指向地理南极
D．发电机应用了该实验原理
【答案】B
【解答】解：A、当闭合开关瞬间，所以能产生电磁波；
B、闭合开关后，这说明通电导线周围存在磁场；
C、断开开关后，其N极指向地理北极附近；
D、奥斯特实验说明通电导线的周围存在磁场；发电机应用的是电磁感应原理。
故选：B。
6．（3分）利用如图所示的实验装置探究什么情况下磁可以生电，下列说法正确的是（ ）
A．只让导体ab在竖直方向上、下运动，电流计指针不会偏转
B．换用磁性更强的蹄形磁体，导线ab在磁场中静止，电流计指针会偏转
C．让导体ab往斜向上或斜向下运动，电流计指针不会偏转
D．该装置揭示的原理可应用于电动机
【答案】A
【解答】解：
A、只让导体ab在竖直方向上，导体没有做切割磁感线运动，电流计指针不会偏转；
B、换用磁性更强的蹄形磁体，导体没有做切割磁感线运动，电流计指针不会偏转；
C、让导体ab往斜向上或斜向下运动，会产生感应电流，故C错误；
D、根据电磁感应现象制成了发电机。
故选：A。
7．（3分）灯泡L与定值电阻R组成的电路如图甲，L和R的I﹣U图线分别为图乙中的A、B．闭合开关S，L正常发光，此时灯泡L的（ ）
A．电压为7VB．电流为0.3A
C．电阻为20ΩD．功率为3W
【答案】D
【解答】解：
图甲中灯泡和电阻并联，已知L和R的I﹣U图线分别为图乙中的A、B；
闭合开关S，要求总功率为4.8W，
因并联电路各支路两端的电压相等，根据图象可知，通过灯泡的电流IL＝3.5A，通过电阻R的电流IR＝0.8A，则干路中的电流：I＝IL+IR＝0.5A+4.3A＝0.8A，
此时的总功率：P＝UI＝6V×0.4A＝4.8W，满足题中的要求；
所以，电源电压为3V，通过灯泡的电流IL＝0.5A，故AB错误；
根据欧姆定律可得，此时灯泡的电阻：RL＝＝＝12Ω。
此时灯泡的功率为：PL＝UIL＝2V×0.5A＝4W；故D正确；
故选：D。
二、填空题（本大题7小题，每空1分，共21分）
8．（3分）2020年12月4日14时02分，我国新一代“人造太阳”装置﹣﹣中国环流器二号M装置正式建成并实现首次放电。“人造太阳”释放能量的过程与太阳相同，为 核聚变 （选填“核裂变”或“核聚变”）。核能是 不可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。核电站中的汽轮机属于 热机 （选填“发电机”、“电动机”或“热机”）。
【答案】核聚变；不可再生；热机
【解答】解：太阳能内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变而释放出核能，“人造太阳”释放能量过程与太阳相同；
核能是一种不可再生能源；
核电站都是利用核裂变释放的能量来发电的，核电站中高温，将内能转化为机械能；
故答案为：核聚变；不可再生。
9．（3分）某空调铭牌上标有“220V 2000W”字样，它的额定功率为 2000W ，正常工作2小时消耗的电能是 4 度，消耗的电能可用 电能 表来测量。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：“220V 2000W”表示空调的额定电压是220V，
正常工作2小时消耗的电能W＝Pt＝2kW×7h＝4kW•h。
在家庭电路中，用电能表来测量用电器消耗的电能。
故答案为：2000W；4；电能。
10．（3分）冬季，输电线结冰容易造成倒塔（杆）断线，通常要给输电线除冰；在短时间内让输电线不经过用电器而直接接通 短路 ，输电线的电流 变大 ，产生的 热量 增加，使冰熔化。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：由题知，在短时间内让输电线不经过用电器而直接接通，电路中电流增大，根据Q＝I2Rt 可知，在短时间内电流通过输电线产生的热量增大。
故答案为：短路；变大。
11．（3分）我国宏代学者沈括在《梦溪笔谈》中记载与验证了磁针“常微偏东、不全南也”。这是因为地球存在 磁偏角 现象。南宋民族英雄文天祥，曾在《扬子江》一诗中写下“臣心一片磁针石，不指南方不肯休”的诗句。这里磁针石的南极指向地理位置的 南 方，是因为它受到 地磁 场的作用。
【答案】（1）磁偏角；（2）南；（2）地磁。
【解答】解：（1）地理南北极与地磁南北极之间不重合，存在磁偏角；
（2）磁针石就是一个小磁体，放在地磁场中静止时，磁针石的北极指向地磁场的南极，也就是地球的南方；
故答案为：（1）磁偏角；（2）南。
12．（3分）将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中，通过 热传递 的方式改变牛奶的内能，如图是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图象，则牛奶在加热过程中吸收的热量为 2.1×104 J[c牛奶＝2.5×103J/（kg•℃）]。大多数汽车防冻冷却液是以水和乙二醇为原料混合而成的，其中主要成分是水 比热容较大 的特点。
【答案】热传递；2.1×104；比热容较大
【解答】解：
给牛奶加热的过程中，牛奶吸收热量，是通过热传递方式改变了牛奶的内能；
由图乙可知，牛奶升高的温度：Δt＝40℃﹣20℃＝20℃，
则牛奶吸收的热量：
Q吸＝c牛奶m牛奶Δt＝4.2×108J/（kg•℃）×0.25kg×20℃＝2.6×104J；
因为水的比热容大，质量相同时升高相同的温度，故大多数汽车防冻冷却液是以水和乙二醇为原料混合而成的，就是利用了水的比热容大的特点。
故答案为：热传递；2.2×104；比热容较大。
13．（3分）如图所示，是一只可调亮度的台灯的内部电路图，它的工作原理是通过开关来调节灯泡的亮度。则单独闭合S1比单独闭合S2时 亮 （选填“亮”或“暗”），此时台灯的电功率为 40.3 W（结果保留1位小数）；若灯最亮时的电功率为P，灯最暗时的电功率为P1，则P：P1为 3：1 。
【答案】亮；40.3；3：1。
【解答】解：
（1）由图可知，单独闭合S1时，灯丝的电阻为R1＝1200Ω；单独闭合S3时，灯丝的电阻为R2＝2400Ω；
因电源的电压不变，且R1＜R6，
所以，由P＝UI＝，单独闭合S1时，灯泡的实际功率较大，即单独闭合S6比单独闭合S2时亮；
单独闭合S1时，灯泡的实际功率为：P′＝＝；
（2）两开关都闭合时，两灯丝并联，电路的总功率最大，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，此时电路中的总电阻：
R＝＝＝800Ω，
单独闭合S2时，电路为R2的简单电路，电路的总电阻最大，灯泡最暗，
则灯最亮时和灯最暗时的电功率之比：
＝＝＝＝。
故答案为：亮；40.3。
14．（2分）小红家有一电热水壶，铭牌如表所示。这个电热水壶正常工作时通过电路中的电流为 5.5 A（结果保留1位小数）；如果电水壶的效率为90%，将这一满壶10℃的水烧开 700 s。已知大气压为1标准大气压，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。
【答案】5.5；700。
【解答】解：（1）电热水壶正常工作时的电压U＝220V，功率P＝1200W，
由P＝UI可得这个电热水壶正常工作时的电流：I＝≈5.5A；
（2）一壶水的质量：m＝ρv＝5×103kg/m3×5×10﹣3m3＝3kg，
在1标准大气压下，水的沸点为100℃，
Δt＝100℃﹣10℃＝90℃，
一满壶10℃的水烧开需要吸收热量：
Q吸＝cmΔt＝4.5×103J/（kg•℃）×2kg×90℃＝4.56×105J，
由题知，Q吸＝W电×90%＝Pt×90%，
需要时间：t＝＝＝700s。
故答案为：5.5；700。
三、作图题（共7分）
15．（2分）根据图中通电螺线管的南北极，标出小磁针的N极和电源的“+”极。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）螺线管的下端为N极，根据磁极间作用规律可知，上端为N极；
（2）利用螺线管线圈的绕向和N、S极，下端流出，下端为负极。
16．（3分）请用笔画线代替导线在图中连接家庭电路。要求开关控制螺口灯泡，三孔插座直接接入电路。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，这样在断开开关能切断火线。既能控制灯泡。
（2）安装安全用电原则，上孔接地线、右孔接火线
17．（2分）如图所示，为某种调光型台灯中使用的电位器示意图，P为旋片（相当于一根电阻丝）上的位置，A、C分别连在碳膜两端。用笔画线代替导线，要求顺时针转动旋钮可使灯泡亮度增加。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：旋钮P顺时针旋转时，灯泡变亮，电源电压不变时，一定连入了接线柱A、C连在电路中，不符合题意、B连入电路
四、实验题（本大题3小题，共18分）
18．（6分）小宇同学在“探究电流与电阻的关系”实验中，器材如图甲所示，电源电压为6V，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个，三个定值电阻的一端与公共端A端相连
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至 B 端（选填“A”或“B”）。
（2）小宇同学首先将M、N分别与A、B两端相连，闭合开关后，发现电流表无示数，则电路故障可能是 AB间的电阻丝断了 。
（3）排除故障后，再次闭合开关，电表示数正常，使电压表示数为2V，此时电流表示数如图乙所示 0.4 A。
（4）断开开关后，将N端改接C端，接下来应向 右 （选填“左”或“右”）。
调节滑动变阻器滑片，目的是： 保持定值电阻两端电压一定 。
（5）为了完成实验目标，实验小组准备将定值电阻更换为20Ω，但在实验室却找不到阻值为20Ω的定值电阻，有同学提出，使用原来的实验装置 BD 两端也可以产生等效于20Ω的定值电阻，重复之前步骤就可以完成实验。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处的B端；
（2）小宇同学首先将M、N分别与A，闭合开关后，电路可能断路，则电压表与电源连通；
（3）排除故障后，再次闭合开关，调节滑片P，此时电流表示数如图乙所示，分度值为0.02A；
（4）断开开关后，将N端改接C端，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，由分压原理，所以滑片应向右端移动；
（5）因5Ω+15Ω＝20Ω，为了完成实验目标，只需将M，重复之前步骤就可以完成实验。
故答案为：（1）B； （2）AB间的电阻丝断了；（4）右；（5）BD。
19．（6分）小华在测定额定电压为2.5V小灯泡的电功率的实验中。
（1）如甲所示，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，并绘制了图乙所示U﹣I图象。根据U﹣I图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 W，当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电阻是 10 Ω。
（2）若在本次实验中，电压表损坏了，同组的小明想到了一个测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丙所示的电路，同学们按照以下步骤完成实验：
①闭合S1，断开S2，移动滑片，使电流表示数为 ；（写表达式，数值不用带单位符号）
②保持 滑片位置不变 ，断开S1，闭合S2，记下电流表的示数为I，测得小灯泡的额定功率为P额＝ 2.5V×（I﹣） 。（写表达式，数值不用带单位符号）
【答案】（1）0.5；10；（2）①；②滑片位置不变；2.5V×（I﹣）。
【解答】解：（1）根据题意可知，灯泡正常发光时的电压为2.5V，灯泡的额定电流I＝3.2A，
则灯泡的额定功率：P＝UI＝2.2V×0.2A＝5.5W；
由图乙可知，当加在小灯泡两端的电压U′＝1.6V时，
由I＝可知＝＝10Ω；
（2）①由图丙可知，闭合S1，断开S2，小灯泡L与定值电阻R并联后与滑动变阻器串联，电流表测量通过定值电阻的电流；
移动滑片，使电流表示数为，根据并联电路的电压特点可知；
②断开S1，闭合S2，小灯泡L与定值电阻R并联后与滑动变阻器串联，电流表测量小灯泡和定值电阻R的电流之和，则通过小灯泡和定值电阻R的电流不变；
记下电流表的示数为I，由并联电路电流规律可知，
则小灯泡的额定功率为：P额＝U额I额＝6.5V×（I﹣）。
故答案为：（1）0.5；10；②滑片位置不变）。
20．（7分）有趣的磁和电：
（1）实验一的装置如图甲所示，在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撤满铁屑，通电后轻敲硬纸板 条形 磁体的磁场相似。在通电螺线管的两端各放一个小磁针，根据小磁针静止时的指向，可以判定图中通电螺线管的 右 （选填“左”或“右”）端是它的N极。改变电流的 方向 ，观察到小磁针的指向也发生了改变，同时观察到铁屑的分布情况 不变 （选填“改变”或“不变”）。
（2）实验二装置如图乙所示，可以探究磁生电的条件。在磁场中悬挂一根导体AB，把它的两端跟灵敏电流计连接起来，灵敏电流计既能显示电路中有无电流、还能粗略地显示电流的大小以及电流的 方向 。该装置可看成是一个 发电机 （选填“电动机”或“发电机”）模型。下列操作，电路中能产生电流的是 ②③ （选填序号，多选：①蹄形磁体和导体AB都静止；②蹄形磁体静止，导体AB左右运动；③导体AB静止，蹄形磁体左右运动）。
【答案】（1）条形；右；方向；不变；（2）方向；发电机；②③。
【解答】解：
（1）在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲硬纸板，这说明通电螺线管外的磁场与条形磁体的磁场相似，根据异名磁极相互吸引可知；改变电流方向，即磁场的方向发生了变化；
（2）实验中，用灵敏电流计可以显示电路中有无电流；这是发电机的装置，导体没有做切割磁感线的运动；
②蹄形磁体静止，导体AB左右运动，会产生感应电流；
③导体AB静止，蹄形磁体左右运动，会产生感应电流；
故选②③。
故答案为：（1）条形；右；方向；（2）方向；②③。
五、计算题（本大题2小题，共13分）
21．（7分）如图所示，搬运工人用滑轮组将取为540N的重物匀速提升3m，所用时间为20s，不计绳与滑轮间的摩擦。求：
（1）他所做的有用功；
（2）他所做的额外功；
（3）拉力的功率；
（4）滑轮组的机械效率。
【答案】（1）他所做的有用功为1620J；
（2）他所做的额外功为180J；
（3）拉力的功率为90W；
（4）滑轮组的机械效率为90%。
【解答】解：（1）拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝540N×3m＝1620J；
（2）由图知，n＝3，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝200N×7m＝1800J，
拉力做得额外功：
W额＝W总﹣W有用＝1800J﹣1620J＝180J；
（3）拉力的功率：
P＝＝＝90W；
（4）滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝。
答：（1）他所做的有用功为1620J；
（2）他所做的额外功为180J；
（3）拉力的功率为90W；
（4）滑轮组的机械效率为90%。
22．（6分）节能减排是当今社会的主题，充分利用太阳能是当今社会发展的需要。太阳能热水器已经走进千家万户，如图所示是小明家的太阳能热水器。它在晴天利用太阳能集热，则用标有“220V，2000W”字样的电热管对水加热。该太阳能热水器的容积为0.12m3，求：[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3]
（1）该热水器电热管正常工作时的电阻；
（2）利用太阳能将满箱水的温度从25℃加热到75℃，水吸收的热量；
（3）与上述水吸收热量相当的电能可供“220V，40W”的电灯正常工作时间。
【答案】（1）该热水器电热管正常工作时的电阻是24.2Ω；
（2）利用太阳能将满箱水的温度从25℃加热到75℃，水吸收的热量是2.52×107J；
（3）这些电能可供“220V 40W”的电灯正常工作175h
【解答】解：
（1）由P＝可得热水器电热管正常工作时的电阻为：R＝＝；
（2）由ρ＝可得热水器满箱水的质量为：m＝ρ水V＝1.0×107kg/m3×0.12m3＝120kg；
水吸收的热量为：Q吸＝c水mΔt＝4.2×108J/（kg•℃）×120kg×（75℃﹣25℃）＝2.52×107J。
（3）由题知水吸收热量相当的电能，W＝Q吸，
水吸收热量相当的电能可供“220V 40W”的电灯正常工作的时间：t＝＝＝＝630000s＝175h。
答：（1）该热水器电热管正常工作时的电阻是24.2Ω；
（2）利用太阳能将满箱水的温度从25℃加热到75℃，水吸收的热量是2.52×107J；
（3）这些电能可供“220V 40W”的电灯正常工作175h。
六、综合能力题（本大题3小题，共20分）
23．（6分）（1）如图甲所示的电铃电路， 闭合 开关时，电磁铁产生磁性，吸引 衔铁B （选填“螺钉A”或“衔铁B”），鼓槌向下敲击铃碗发声。但同时A和B分离，电路断开，鼓槌又被弹簧片弹回；B与 螺钉A 接触，又将电路接通，如此反复
（2）科学家猜测，A地海龟在春季是利用地磁场（如图乙）向地理南极返回出生地的
①在春季A地某屏蔽磁场的实验室中，无磁场环境下海龟无固定游向；当把海龟置于模拟地磁场中（图丙中1为磁体N极 S 极），按科学家猜测，海龟应向 左 游动（选填“左”或“右”）。
②地磁场在缓慢地变化。科学家每年记录海龟出生地筑巢地点移动的方向，并追踪地磁场的微小移动方向，发现海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方向 一致 （选填“一致”或“不一致”），并与地理南北方向有一个夹角，这一现象符合最初的猜测。
【答案】（1）闭合；衔铁B；螺钉A；（2）①S；左。②一致。
【解答】解：（1）闭合开关，电磁铁产生磁场，鼓槌向下敲击铃碗发声，电路断开，鼓槌又被弹簧片弹回，又将电路接通，电铃持续发声。
（2）①由“在春季A地某屏蔽磁场的实验室中，无磁场环境下海龟无固定游向”可知。电磁南极在地理北极附近。依据科学家的猜想，实际上是向着地磁北极（N）前进，图丙中左侧电磁铁的右端为N极。由分析可知海龟会向着N极前进。
②海龟是向着N极前进的，即使地磁场的方向改变，所以海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方向一致。
故答案为：（1）闭合；衔铁B；（2）①S；左。
24．（7分）广东汕头市南澳风力发电场位于南澳东半岛果老山脉，山巅有风车阵，与蓝天大海（图甲），风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。
（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、 可再生 （可再生/不可再生）能源。
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度 大 （选填“大”或“小”）的复合材料制成，叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示 流速 不同产生压强差，而受到向上的力使风叶旋转。
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用 电磁感应 原理，实现机械能转化为 电能 。
（4）（多选）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图象得到的下列信息 AD 。
A.只要有风，机组就能产生电能
B.风速过大，机组不会产生电能
C.风速越大，机组产生的电功率一定越大
D.风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变
（5）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：
当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10s，该风机发电的效率是 10% 。
【答案】（1）可再生；（2）大；流速；（3）电磁感应；电能；（4）AD；（5）10%。
【解答】解：（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的。
（2）风机叶片具有质量轻、强度高，通常用密度小，叶片形状像飞机的机翼，由于叶片两面流速不同产生压强差。
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用电磁感应原理。
（4）根据题图可知：AD正确，BC错误。
（5）当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的能量为：E＝6×104J；
“220V 100W”电灯正常工作10s，消耗的电能为：W＝Pt＝100W×10s＝1000J；
风机发电的效率为：。
故答案为：（1）可再生；（2）大；（3）电磁感应；（4）AD。
25．（7分）阅读短文，回答问题。
月球太阳能电站
“嫦娥五号”的成功发射引起了人们对月球的科学兴趣。随着对月球了解的深入，一些科学家预言：月球必将成为人类未来的能源基地。按照一些科学家的设想，利用月球正面太阳光充足、地域广阔的特点，可克服在地球上受天气影响、提供的功率小等缺点。在月球上产生的电能经微波转换器将电流转换成微波，并通过天线将电能以微波的形式向地面发送，如图甲所示，这样就解决了电能的输送问题。
我国的“嫦娥”系列登月车利用太阳能电池提供能量。如图乙所示足太阳能电池板工作原理的示意图、当太阳光照射到组成太阳能电池叠在一起的两片不同的半导体表面时，会产生光电效应。从而使电路中产生电流。太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为1.5×104W，光电转化效率为18%。
（1）太阳能是 可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。太阳发出的巨大能量来源于太阳内部的氢原子核发生的 核聚变 （选填“核聚变”或“核裂变”）反应。
（2）月球太阳能电站相对于月球表面是 静止 （选填“运动”或“静止”）的。若从月球发出的微波信号经1.28s到达地球，则月球与地球间的距离约等于 3.84×108 m。（微波在真空和空气中的传播速度约为3.0×105km/s）
（3）登月车太阳能电池工作时的能量转化情况：把太阳能转化为 电 能。
（4）在月球上一块接收面积为2m2的太阳能电池板，它的发电功率是 5.4×103 W。
（5）若月球电站的总发电功率为6×109kW，利用微波传输电能的输电效率为80%。则地面接收站1h接收到的电能相当于完全燃烧 5.76×108 kg煤放出的热量。（煤的热值为3.0×107J/kg）
【答案】（1）可再生；核聚变；（2）静止；3.84×108；（3）电；（4）5.4×103；（5）5.76×108。
【解答】解：（1）太阳能属于可再生能源；太阳能内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变而释放出核能；
（2）太阳能电站建在地球同步轨道上，太阳能电站的转动和地球的转动是同步的，所以它相对地球的位置没有发生变化；
光在空气中速度为3×108m/s，则月球与地球间的距离s＝vt＝7×108m/s×1.28s＝8.84×108m；
（3）在太阳光照射下，太阳能电池将太阳能转化为电能；
（4）已知太阳光照射到电池板时每平方米面积上的辐射功率为1.4×104W，此电池板的面积为S＝2m6，光电转化率η＝18%，
则此电池板辐射功率为：
P辐＝1.5×103W×2m2＝3×104W，
它的发电功率为：
P电＝P辐η＝3×106W×18%＝5.4×108W；
（5）月球电站的发电能力为：
P＝6×109kW＝8×1012W，
则1h月球电站产生电能为：
W＝Pt＝6×1012W×3600S＝5.16×1016J，
输电效率可达80%，一小时输送的电能为：
W′＝Wη′＝2.16×1016J×80%＝1.728×1016J，
煤放出的热量为：
Q＝W′＝3.728×1016J，
则需要煤的质量为：
m＝＝＝8.76×108kg。
故答案为：（1）可再生；核聚变；3.84×105；（3）电；（4）5.4×106；（5）5.76×108。
声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/3/7 12:33:11；用户：物色里；邮箱：17680465072；学号：48039009额定电压
额定电功率
容量
220V
1200W
2L
平均风速（m/s）
5
10
15
20
1s内获得的能量（×104J）
1
8
27
64
额定电压
额定电功率
容量
220V
1200W
2L
平均风速（m/s）
5
10
15
20
1s内获得的能量（×104J）
1
8
27
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