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2022-2023学年云南省曲靖市九年级上学期物理期末试题及答案
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这是一份2022-2023学年云南省曲靖市九年级上学期物理期末试题及答案，共15页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图，综合题若有近似，均保留两位小数等内容，欢迎下载使用。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 家庭节能灯中的电流约 1A
B. 汽油机的效率通常为 30%~45%
C. 一根玻璃棒经摩擦后所带的电荷量约 107C
D. 人们通常以 10-10m 为单位来度量分子直径
【答案】D
【解析】
【详解】A．家庭节能灯的电功率约为20W，根据P=UI，工作时通过的电流约为
故A错误；
B．汽油机工作时，因废气带走的大量的热；克服热机部件间的摩擦；燃料不充分燃烧等，汽油机的效率较低，通常为25%～30%，故B错误；
C．电荷量的单位是C，一根玻璃棒经摩擦后所带的电荷量约10-7C，故C错误；
D．分子的体积很小，人们通常以10-10m为单位来度量分子直径，故D正确。
故选D。
2. 小丽对热学知识的总结，错误的是（ ）
A. 汽油机和柴油机均属于内燃机，工作时它们的点火方式不同
B. 比热容是物质的一种特性，不随温度、质量的变化而改变
C. 物体吸收热量，内能一定增加，温度一定升高
D. 功率大的热机效率不一定高
【答案】C
【解析】
【详解】A．汽油机是点燃式，柴油机是压燃式，点火方式不同，故A正确，不符合题意；
B．物质的比热容随状态变化、不随温度、质量的变化而改变，故B正确，不符合题意；
C．物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高，如晶体的熔化过程。故C错误，符合题意；
D．热机的效率与热机功率无关，二者是不同的概念。故D正确，不符合题意。
故选C。
3. 质量相同的0℃的冰、0℃的水、0℃的水蒸气，它们的内能（ ）
A. 一样大B. 水的内能最大
C. 冰的内能最大D. 水蒸气的内能最大
【答案】D
【解析】
【详解】内能是大量分子做无规则运动的分子动能和分子势能的总和。质量和温度相等的冰、水和水蒸气，分子动能相等，冰为固态，分子间的距离最小，冰的分子势能最小，水蒸气为气态，分子间的距离最大，水蒸气的分子势能最大，所以水蒸气的内能最大，冰的内能最小，故D符合题意，ABC不符合题意。
4. 如图所示的做法中，符合安全用电原则的是（ ）
A. 雷雨天站在大树下避雨B. 用手指碰触插座的插孔
C. 用湿抹布擦发光的灯泡D. 将冰箱的金属外壳接地
【答案】D
【解析】
【详解】A．物体的尖端易发生放电现象，树上端尖且是导体故雷雨天站在大树下避雨易发生雷电事故，不符合题意；
B．安全用电要求不接触低压带电体，不靠近高压带电体，故用手指碰触插座的插孔不符合题意；
C．因为湿抹布是导体，而发光的灯泡是高温的玻璃，此时玻璃容易导电，所以用湿抹布擦发光的灯泡易发生触电事故，不符合题意；
D．具有金属外壳的用电器使用时必须使金属外壳接地，防止因金属外壳漏电发生触电事故，符合题意．
5. 下列说法，正确的是（ ）
A. 电视机长期处于待机状态也会消耗电能
B. 一个开关同时控制两个小灯泡亮灭，则这两个小灯泡的连接方式一定是串联
C. 家庭电路中的空气开关“跳闸”了，一定是发生了短路
D. 使用测电笔辨别零线或火线时，手不能接触笔尾金属体
【答案】A
【解析】
【详解】A．电视机长期处于待机状态时，也是处于工作状态，同样要消耗电能，故A正确；
B．因为串联电路的开关控制整个电路，而并联电路干路的开关也控制整个电路，所以两个灯泡的连接可以是并联，也可以是串联，故B错误；
C．家庭电路中的空气开关跳闸，可能发生了短路，也可能是电路中的总功率过大，故C错误；
D．使用测电笔时，手要接触笔尾金属体，笔尖接触电线，若氖管发光，接触的是火线，否则为零线，故D错误。
故选A。
6. 电动自行车两制车手柄中各有一只开关S1、S2，在行驶中用任意一只手柄刹车时，该手柄上的开关立即断开，电动机停止工作。下列电路设计符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意知道，任一只手柄刹车时，该手柄上的开关立即断开，电动机停止工作，说明两开关相互影响、不能独立工作，所以两开关应串联接在电路中，比较可知C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
7. 如图所示，甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环的四个冲程，该内燃机工作时飞轮转速为2400r/min。以下说法正确的是（ ）
A. 该内燃机四个冲程正确的顺序是丙、甲、丁、乙
B. 该内燃机每秒完成20次做功冲程
C. 丁冲程发生的能量转化为机械能转化为内能
D. 甲、乙、丁三个冲程是靠飞轮的惯性完成的
【答案】B
【解析】
【详解】A．甲图中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；乙图是进气门打开，排气门关闭，此时活塞向下运动，是吸气冲程；丙图中进气门关闭，排气门打开，此时活塞向上运动，是排气冲程；丁图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，所以，该内燃机一个工作循环的四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故A错误；
B．由题知，该内燃机工作时飞轮转速为2400r/min，即40r/s，因飞轮每转2周对外做功一次，所以该内燃机每秒完成20次做功冲程，故B正确；
C．丁冲程是做功冲程，该冲程中将内能转化为机械能，压缩冲程的能量转化是机械能转化为内能，故C错误；
D．内燃机4个冲程中只有做功冲程将内能转化为机械能获得动力，其它三个冲程都是靠惯性来完成，所以，甲、乙、丙三个冲程是靠惯性完成的，故D错误。
故选B。
8. 如图所示电路，当闭合开关后两灯都不亮．为了检测电路故障，小明将电压表接在小灯泡L1的两端，闭合开关，发现电压表示数较大，而电流表示数几乎为0，则电路故障可能是（ ）
A. L1断路B. L2断路
C. 电流表断路D. L1短路
【答案】A
【解析】
【分析】两个灯泡与电流表串联在电路中，电压表测量灯L1的两端电压，据此判断电路故障。
【详解】A．L1断路时，电压表串联在电路中，电流极小，电压表接近电源电压，故A符合题意；
B．L2断路后，两表都无示数，故B不符合题意；
C．电流表断路后，两表都无示数，故C不符合题意；
D．L1短路后，电压表被短路，电压表无示数，故D不符合题意。
故选A。
二、填空题（本题共10个小题。每空1分，满分20分）
9. 入冬以来，新冠肺炎疫情在某市蔓延，戴口罩、常通风、勤洗手、常消毒等措施是有效防止疫情传播的途径，工作人员正在对球场进行全面消毒，此时会闻到一股刺鼻的气味，这是___________现象，把菜刀放在磨石上磨，菜刀的温度会升高，这是用___________的方法改变物体的内能。
【答案】 ①. 扩散 ②. 做功
【解析】
【详解】[1]工作人员正在对球场进行全面消毒，刺鼻气味是消毒液分子做无规则运动的结果，这属于扩散现象。
[2]把菜刀放在磨刀石上磨了几下，摩擦力对菜刀做了功，将机械能转化为内能，所以菜刀温度升高。
10. 验电器的工作原理是 ___________。如图所示，小洪用两个相同的验电器A和B做实验，A带负电，金属棒中的电流方向从 ___________（选填“A到B”或“B到A”）。
【答案】 ①. 同种电荷相互排斥 ②. B到A
【解析】
【详解】[1]验电器是利用同种电荷互相排斥的原理工作的。
[2]A带负电是因为有多余的电子，用一根带有绝缘柄的金属棒把A，自由电子会由A到B发生定向移动，所以金属棒中的电流方向由B到A。
11. 如图所示，是“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置，在实验中使用四根电阻丝
（1）分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验，可得出结论：导体的电阻大小与导体的 ___________有关；
（2）实验中采用的研究方法是 ___________和转换法。
【答案】 ①. 横截面积 ②. 控制变量法
【解析】
【详解】（1）[1]如果选用编号为B、C两根电阻丝进行实验，它们的材料和长度相同，但横截面积不同，使得通过它们的电流不同，故可得出结论：导体的电阻大小与导体的横截面积有关。
（2）[2]影响导体电阻大小的因素：导体的材料、长度和横截面积，要采用控制变量法的思想去研究每一个因素对实验的影响。将不同的电阻丝接入电路，灯泡亮度不同，证明导体的电阻不同，这种研究问题的方法叫做转换法。
12. 2013年春晚运用了许多新技术，其中主要利用发光二极管工作的全息LED屏幕组合成唯美的3D画面，发光二极管具有______导电特性，它的主要材料是______。
【答案】 ①. 单向 ②. 半导体
【解析】
【详解】[1][2]发光二极管的主要材料是半导体，半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一种材料，发光二极管具有单向导电性。
13. 电阻甲、乙的电流和电压关系如图所示。当甲和乙串联接在3V的电路中时，电路中电流为___________A，当两个电阻并联接在2V的电源两端，则电路中消耗的总功率为___________W。
【答案】 ①. 0.2 ②. 1.2
【解析】
【详解】[1]当甲和乙串联接在3V的电路中时，因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，所以，由图像可知，电路中的电流为0.2A时，甲电阻两端的电压为1V、乙电阻两端的电压为2V符合。
[2]当两个电阻并联接在2V的电源两端，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，两电阻两端的电压为
由图像可知，通过两电阻的电流分别为
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流
电路中消耗的总功率
14. 随着环保要求的提高，电动汽车越来越吸引人们的眼球，给蓄电池充电时，蓄电池相当于___________（选填“用电器”或“电源”）；如图所示，在烧杯中加入盐水，然后将连接在电压表上的铜片和锌片插入盐水中，这样就制成了一个盐水电池，观察电压表的接线和指针偏转可知：铜片是盐水电池的 ___________ 极（选填“正”或“负”）。
【答案】 ①. 用电器 ②. 正
【解析】
【详解】[1]给汽车蓄电池充电时，蓄电池消耗了电能，蓄电池相当于用电器。
[2]图中电压表的指针正向偏转，可知电流从电压表正接线柱流入，故盐水电池的正极是铜片。
15. 如图所示，是汽车USB的A、B两个充电接口，额定输出电压均为5V，要快速给标配的手机充电，应选用 ___________（选填“A”或“B”）接口，电热水壶是利用电流的 ___________效应工作的。
【答案】 ①. A ②. 热
【解析】
【详解】[1]由图可知，A、B两个充电接口，A口的电流大，根据P=UI可知，要快速给标配的手机充电，应选择电流大的A接口。
[2]当电流通过电阻时，电流做功将电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应，电热水壶就是利用电流的热效应工作的。
16. 家庭电路中，开亮的灯越多，总电阻___________（选填“越大”或“越小”），某用电器的额定电压是180V，为使该用电器能正常工作需在电路中___________一个电阻（选填“串联”或“并联”）。
【答案】 ①. 越小 ②. 串联
【解析】
【详解】[1]家庭电路中的电灯是并联关系，开亮的灯越多，干路电流越大，家庭电路电压不变，由可知，总电阻越小。
[2]我国家庭电路的电压是220V，根据串联分压分析可知，用电器的额定电压是180V，需要在电路中串联一个电阻。
17. 小明家的电能表如图所示，他让家中某个用电器单独工作3min，发现电能表转盘转过300转消耗电能___________kW•h，该用电器的电功率为 ___________W。
【答案】 ①. 0.1 ②. 2000
【解析】
【详解】[1][2]3000r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h电能，电能表转盘转过3000圈，则电能表转盘转了300圈，用电器消耗的电能为
该用电器的电功率
18. 如图所示，电源电压不变，当开关S闭合时，灯泡正常发光，再将滑片P向B端移动，在此过程中，电流表的示数________，电压表的示数_________。（以上两空均选填“变大”“不变”或“变小”）
【答案】 ①. 变小 ②. 不变
【解析】
【详解】[1][2]由电路分析可得，此电路为串联电路，电压表测电源两端的电压，由于电源电压不变，故电压表示数不变；当P向B端滑动时，变阻器接入电路的电阻变大，在电源电压不变的情况下，电路中的电流会变小，从而电流表的示数变小。
三、作图、实验探究题（本大题共4个小题。满分24分）
19. 如图所示，电阻箱的示数为___________Ω。
【答案】1258
【解析】
【详解】由图得，电阻箱的示数为
20. 如图所示，电压表的示数为 ___________V。
【答案】2.5
【解析】
【详解】由图可知，电压表选择0~3V量程，分度值为0.1V，此时的电压值为2.5V。
21. 一间教室要安装2盏“220V 40W”的电灯和一个插座，要求开关S控制两盏灯，且每盏灯都能正常发光。
【答案】
【解析】
【详解】要使每盏灯都能正常发光，则两灯泡要并联；灯泡接法：火线先进入开关，再连接上灯泡，这样在断开开关时，接触灯泡不会发生触电事故，更安全，灯泡另一端接零线；两孔插座接法：左接零线，右接火线。如图所示：
22. 小明与小芳用如图甲所示的实验装置，比较水和煤油吸热能力的强弱：
①他们应该准备两个完全相同的烧杯，分别装入初温和 ___________相同的水和煤油，用两个完全相同的酒精灯分别给它们加热；
②在两种液体都不沸腾的前提下，小明认为要把两种液体加热到相同的温度然后进行比较；小芳认为要加热相同的时间然后进行比较，___________；
A.仅小明可行
B.仅小芳可行
C.两人都可行
③他们根据实验数据分别画出了两种液体的温度随加热时间变化的图像，由图乙可知 ___________的吸热能力更强。
【答案】 ①. 质量 ②. C ③. 水
【解析】
【详解】（1）[1]根据控制变量法，要比较两种物质的吸热能力，应控制两种液体的初温和质量相同。
（2）[2]比较甲、乙两种液体吸热本领的大小，可以在相同时间内（吸收相同热量），观察两种液体温度的变化量，温度升高得小的物质吸热能力强；也可以加热到相同的温度，加热时间长的吸收热量多，吸热能力强，故C符合题意，AB不符合题意。
故选C。
（3）[3]由图像可知，质量相等的煤油和水吸收相同热量，水升高的温度小,故水的吸热能力强。
23. 如图所示是小红探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。
①实验中通过观察 ___________的变化反映电流通过导体产生热量的多少。
②此实验是在探究通电时间和 ___________相同的情况下，导体产生热量的多少是否与 ___________有关的装置。
③通电一段时间后，发现其中一个U形管中的液面高度几乎不变，产生此现象的原因可能是：___________。
【答案】 ①. U形管液面高度差 ②. 电流 ③. 电阻 ④. 见解析
【解析】
【详解】①[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器内空气受温度影响后的热胀冷缩可以通过U形管液面高度差的变化来反映，实验中通过观察U形管液面高度差的变化反映电流通过导体产生热量的多少，这种研究方法叫转换法。
②[2][3]图中，两电阻串联，且两电阻大小不同，故通过两电阻的电流相同、通电时间相同，所以此实验是在探究通电时间和电流相同的情况下，导体产生热量的多少是否与电阻有关。
③[4]通电一段时间后，发现其中一个U形管中的液面高度几乎不变，产生此现象的原因可能是与此相连的容器漏气，或者该电阻被短路。
24. 如图所示，小明在“测量小灯泡电功率”的实验时，器材有：电源（电压恒为8V），一个电压表，滑动变阻器“20Ω 2A”（额定电压2.5V，额定功率小于1.2W），开关及导线若干。
（1）连接电路时开关应___________，请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片P向左滑动时灯变亮，连线不能交叉）___________；
（2）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于___________（选填“A”或“B”）端；
（3）正确连接电路后，闭合开关进行实验，记录的数据如下表所示。当电压表示数为2.5V时，小灯泡的额定功率为___________W；
（4）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而___________（选填“增大”、“不变”或“减小”），小灯泡的亮度由___________（选填“额定功率”或“实际功率”）决定，通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比是因为___________；
（5）当电压表示数为2.5V时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出小灯泡额定功率比真实值___________（选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】 ①. 断开 ②. ③. B ④. 1.05 ⑤. 增大 ⑥. 实际功率 ⑦. 灯丝电阻与温度有关 ⑧. 偏小
【解析】
【详解】（1）[1]为了保护电路，连接电路时开关应断开。
[2]滑动变阻器的滑片P向左滑动时灯变亮，说明滑动变阻器的滑片P向左滑动时电路中的电流变大，故滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联在电路中。如图所示：
（2）[3]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器应调节到最大阻值处，即B端。
（3）[4]当电压表示数为2.5V时，电流表选择0~0.6A的量程，示数为0.42A，则小灯泡的额定功率
P额=U额I额=2.5V×0.42A=1.05W
（4）[5][6][7]由表中数据可知，根据P=UI可得1、2、3、5的电功率分别为
P1=U1I1=1.0V×0.24A=0.24W
P2=U2I2=1.5V×0.32A=0.48W
P3=U3I3=2.0V×0.38A=0.76W
P5=U5I5=3.0V×0.44A=1.32W
第4次实验小灯泡正常发光，额定功率是1.05W。由此可知，消耗的电功率随电压的增大而增大。小灯泡越来越亮，小灯泡的亮度由实际功率决定。通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比，说明灯丝的电阻是变化的，电阻大小与导体的材料、横截面积、长度、温度有关，灯泡的实际功率不同，灯泡的温度不同，则此时灯丝电阻变化是受与温度的影响。
（5）[8]当电压表示数为2.5V时，不小心将滑片向右移动了少许，则滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据欧姆定律可知，电路的电流变小，根据P额=U额I额可知，测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。
四、综合题（本大题共3个小题，共22分）要求：（1）语言表述要简练、准确；（2）写出必要的运算和推理过程；（3）带单位计算；（4）若有近似，均保留两位小数。
25. 如图所示，电阻R1＝12Ω．开关断开时，通过的电流为0.3A；开关闭合时，电流表示数为0.5A，求：
（1）电源电压为多大？
（2）电阻R2的阻值为多大？
【答案】（1）6V；（2）8Ω
【解析】
【详解】解：（1）当开关闭合时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，由可得，电源电压
U=IR1=0.5A×12Ω=6V
（2）当开关断开时，两电阻串联，电路中的总电阻
所以，电阻R2的阻值：
R2＝R﹣R1＝20Ω﹣12Ω＝8Ω
答：（1）电源电压为6V；
（2）电阻R2的阻值为6Ω。
26. 某物理兴趣小组的同学，用煤炉给20kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若从开始加热计时，在4min内完全燃烧了0.7kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值约为3×107J/kg。求：
（1）经过4min时间加热，水所吸收的热量；
（2）在4min内煤完全燃烧放出的热量；
（3）这段时间煤炉烧水时的热效率。
【答案】（1）4.2×106J；（2）2.1×107J；（3）20%
【解析】
【详解】解：（1）由可知，水所吸收的热量
（2）由可知，煤完全燃烧产生的热量
（3）煤炉烧水时的热效率
答：（1）经过4min时间加热，水所吸收热量为4.2×106J；
（2）在4min内煤完全燃烧放出的热量2.1×107J；
（3）这段时间煤炉烧水时的热效率为20%。
27. 半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间，其电阻受温度影响较大。如图甲是某种半导体材料的电阻R随温度变化的关系图像。根据这种半导体材料电阻R的特性，小宇和他的同学设计了一个电路（如图乙），可以测定某一空间的温度，定值电阻R0=10Ω。
（1）当环境温度为20℃时，电流表的读数为0.2A，求电源电压。
（2）电流表的读数为0.4A时，求当时的环境温度。
（3）当环境温度为100℃时，通电10s电流通过半导体电阻产生的热量是多少？
【答案】（1）12V；（2）40℃；（3）36J
【解析】
【分析】
【详解】解：由电路图可知，半导体电阻R与定值电阻R0串联，电流表测电路中的电流。
（1）当温度环境为20℃时，由图像可知，半导体电阻的阻值
R=50Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由
可得，电源的电压
（2）当电流表的读数为0.4A时，电路的总电阻
此时半导体电阻的阻值
由图像可知，半导体电阻为20Ω时，环境温度是40℃。；
（3）当温度环境为100℃时，由图像可知，半导体电阻的阻值
R=10Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以此时电路电流
I″=0.6A
通电10s电流通过半导体电阻产生的热量
答：（1）电源电压为12V；
（2）电流表的读数为0.4A时，环境温度为40℃；
（3）当环境温度为100℃时，通电10s电流通过半导体电阻产生的热量是36J。导体编号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流大小/A
A
0.5
0.4
锰铜合金
0.20
B
0.5
0.4
镍铬合金
0.16
C
0.5
0.2
镍铬合金
0.08
D
1.0
0.2
镍铬合金
0.04
实验次数
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.24
0.32
0.38
0.44
电功率/W
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 家庭节能灯中的电流约 1A
B. 汽油机的效率通常为 30%~45%
C. 一根玻璃棒经摩擦后所带的电荷量约 107C
D. 人们通常以 10-10m 为单位来度量分子直径
【答案】D
【解析】
【详解】A．家庭节能灯的电功率约为20W，根据P=UI，工作时通过的电流约为
故A错误；
B．汽油机工作时，因废气带走的大量的热；克服热机部件间的摩擦；燃料不充分燃烧等，汽油机的效率较低，通常为25%～30%，故B错误；
C．电荷量的单位是C，一根玻璃棒经摩擦后所带的电荷量约10-7C，故C错误；
D．分子的体积很小，人们通常以10-10m为单位来度量分子直径，故D正确。
故选D。
2. 小丽对热学知识的总结，错误的是（ ）
A. 汽油机和柴油机均属于内燃机，工作时它们的点火方式不同
B. 比热容是物质的一种特性，不随温度、质量的变化而改变
C. 物体吸收热量，内能一定增加，温度一定升高
D. 功率大的热机效率不一定高
【答案】C
【解析】
【详解】A．汽油机是点燃式，柴油机是压燃式，点火方式不同，故A正确，不符合题意；
B．物质的比热容随状态变化、不随温度、质量的变化而改变，故B正确，不符合题意；
C．物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高，如晶体的熔化过程。故C错误，符合题意；
D．热机的效率与热机功率无关，二者是不同的概念。故D正确，不符合题意。
故选C。
3. 质量相同的0℃的冰、0℃的水、0℃的水蒸气，它们的内能（ ）
A. 一样大B. 水的内能最大
C. 冰的内能最大D. 水蒸气的内能最大
【答案】D
【解析】
【详解】内能是大量分子做无规则运动的分子动能和分子势能的总和。质量和温度相等的冰、水和水蒸气，分子动能相等，冰为固态，分子间的距离最小，冰的分子势能最小，水蒸气为气态，分子间的距离最大，水蒸气的分子势能最大，所以水蒸气的内能最大，冰的内能最小，故D符合题意，ABC不符合题意。
4. 如图所示的做法中，符合安全用电原则的是（ ）
A. 雷雨天站在大树下避雨B. 用手指碰触插座的插孔
C. 用湿抹布擦发光的灯泡D. 将冰箱的金属外壳接地
【答案】D
【解析】
【详解】A．物体的尖端易发生放电现象，树上端尖且是导体故雷雨天站在大树下避雨易发生雷电事故，不符合题意；
B．安全用电要求不接触低压带电体，不靠近高压带电体，故用手指碰触插座的插孔不符合题意；
C．因为湿抹布是导体，而发光的灯泡是高温的玻璃，此时玻璃容易导电，所以用湿抹布擦发光的灯泡易发生触电事故，不符合题意；
D．具有金属外壳的用电器使用时必须使金属外壳接地，防止因金属外壳漏电发生触电事故，符合题意．
5. 下列说法，正确的是（ ）
A. 电视机长期处于待机状态也会消耗电能
B. 一个开关同时控制两个小灯泡亮灭，则这两个小灯泡的连接方式一定是串联
C. 家庭电路中的空气开关“跳闸”了，一定是发生了短路
D. 使用测电笔辨别零线或火线时，手不能接触笔尾金属体
【答案】A
【解析】
【详解】A．电视机长期处于待机状态时，也是处于工作状态，同样要消耗电能，故A正确；
B．因为串联电路的开关控制整个电路，而并联电路干路的开关也控制整个电路，所以两个灯泡的连接可以是并联，也可以是串联，故B错误；
C．家庭电路中的空气开关跳闸，可能发生了短路，也可能是电路中的总功率过大，故C错误；
D．使用测电笔时，手要接触笔尾金属体，笔尖接触电线，若氖管发光，接触的是火线，否则为零线，故D错误。
故选A。
6. 电动自行车两制车手柄中各有一只开关S1、S2，在行驶中用任意一只手柄刹车时，该手柄上的开关立即断开，电动机停止工作。下列电路设计符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意知道，任一只手柄刹车时，该手柄上的开关立即断开，电动机停止工作，说明两开关相互影响、不能独立工作，所以两开关应串联接在电路中，比较可知C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
7. 如图所示，甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环的四个冲程，该内燃机工作时飞轮转速为2400r/min。以下说法正确的是（ ）
A. 该内燃机四个冲程正确的顺序是丙、甲、丁、乙
B. 该内燃机每秒完成20次做功冲程
C. 丁冲程发生的能量转化为机械能转化为内能
D. 甲、乙、丁三个冲程是靠飞轮的惯性完成的
【答案】B
【解析】
【详解】A．甲图中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；乙图是进气门打开，排气门关闭，此时活塞向下运动，是吸气冲程；丙图中进气门关闭，排气门打开，此时活塞向上运动，是排气冲程；丁图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，所以，该内燃机一个工作循环的四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故A错误；
B．由题知，该内燃机工作时飞轮转速为2400r/min，即40r/s，因飞轮每转2周对外做功一次，所以该内燃机每秒完成20次做功冲程，故B正确；
C．丁冲程是做功冲程，该冲程中将内能转化为机械能，压缩冲程的能量转化是机械能转化为内能，故C错误；
D．内燃机4个冲程中只有做功冲程将内能转化为机械能获得动力，其它三个冲程都是靠惯性来完成，所以，甲、乙、丙三个冲程是靠惯性完成的，故D错误。
故选B。
8. 如图所示电路，当闭合开关后两灯都不亮．为了检测电路故障，小明将电压表接在小灯泡L1的两端，闭合开关，发现电压表示数较大，而电流表示数几乎为0，则电路故障可能是（ ）
A. L1断路B. L2断路
C. 电流表断路D. L1短路
【答案】A
【解析】
【分析】两个灯泡与电流表串联在电路中，电压表测量灯L1的两端电压，据此判断电路故障。
【详解】A．L1断路时，电压表串联在电路中，电流极小，电压表接近电源电压，故A符合题意；
B．L2断路后，两表都无示数，故B不符合题意；
C．电流表断路后，两表都无示数，故C不符合题意；
D．L1短路后，电压表被短路，电压表无示数，故D不符合题意。
故选A。
二、填空题（本题共10个小题。每空1分，满分20分）
9. 入冬以来，新冠肺炎疫情在某市蔓延，戴口罩、常通风、勤洗手、常消毒等措施是有效防止疫情传播的途径，工作人员正在对球场进行全面消毒，此时会闻到一股刺鼻的气味，这是___________现象，把菜刀放在磨石上磨，菜刀的温度会升高，这是用___________的方法改变物体的内能。
【答案】 ①. 扩散 ②. 做功
【解析】
【详解】[1]工作人员正在对球场进行全面消毒，刺鼻气味是消毒液分子做无规则运动的结果，这属于扩散现象。
[2]把菜刀放在磨刀石上磨了几下，摩擦力对菜刀做了功，将机械能转化为内能，所以菜刀温度升高。
10. 验电器的工作原理是 ___________。如图所示，小洪用两个相同的验电器A和B做实验，A带负电，金属棒中的电流方向从 ___________（选填“A到B”或“B到A”）。
【答案】 ①. 同种电荷相互排斥 ②. B到A
【解析】
【详解】[1]验电器是利用同种电荷互相排斥的原理工作的。
[2]A带负电是因为有多余的电子，用一根带有绝缘柄的金属棒把A，自由电子会由A到B发生定向移动，所以金属棒中的电流方向由B到A。
11. 如图所示，是“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置，在实验中使用四根电阻丝
（1）分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验，可得出结论：导体的电阻大小与导体的 ___________有关；
（2）实验中采用的研究方法是 ___________和转换法。
【答案】 ①. 横截面积 ②. 控制变量法
【解析】
【详解】（1）[1]如果选用编号为B、C两根电阻丝进行实验，它们的材料和长度相同，但横截面积不同，使得通过它们的电流不同，故可得出结论：导体的电阻大小与导体的横截面积有关。
（2）[2]影响导体电阻大小的因素：导体的材料、长度和横截面积，要采用控制变量法的思想去研究每一个因素对实验的影响。将不同的电阻丝接入电路，灯泡亮度不同，证明导体的电阻不同，这种研究问题的方法叫做转换法。
12. 2013年春晚运用了许多新技术，其中主要利用发光二极管工作的全息LED屏幕组合成唯美的3D画面，发光二极管具有______导电特性，它的主要材料是______。
【答案】 ①. 单向 ②. 半导体
【解析】
【详解】[1][2]发光二极管的主要材料是半导体，半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一种材料，发光二极管具有单向导电性。
13. 电阻甲、乙的电流和电压关系如图所示。当甲和乙串联接在3V的电路中时，电路中电流为___________A，当两个电阻并联接在2V的电源两端，则电路中消耗的总功率为___________W。
【答案】 ①. 0.2 ②. 1.2
【解析】
【详解】[1]当甲和乙串联接在3V的电路中时，因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，所以，由图像可知，电路中的电流为0.2A时，甲电阻两端的电压为1V、乙电阻两端的电压为2V符合。
[2]当两个电阻并联接在2V的电源两端，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，两电阻两端的电压为
由图像可知，通过两电阻的电流分别为
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流
电路中消耗的总功率
14. 随着环保要求的提高，电动汽车越来越吸引人们的眼球，给蓄电池充电时，蓄电池相当于___________（选填“用电器”或“电源”）；如图所示，在烧杯中加入盐水，然后将连接在电压表上的铜片和锌片插入盐水中，这样就制成了一个盐水电池，观察电压表的接线和指针偏转可知：铜片是盐水电池的 ___________ 极（选填“正”或“负”）。
【答案】 ①. 用电器 ②. 正
【解析】
【详解】[1]给汽车蓄电池充电时，蓄电池消耗了电能，蓄电池相当于用电器。
[2]图中电压表的指针正向偏转，可知电流从电压表正接线柱流入，故盐水电池的正极是铜片。
15. 如图所示，是汽车USB的A、B两个充电接口，额定输出电压均为5V，要快速给标配的手机充电，应选用 ___________（选填“A”或“B”）接口，电热水壶是利用电流的 ___________效应工作的。
【答案】 ①. A ②. 热
【解析】
【详解】[1]由图可知，A、B两个充电接口，A口的电流大，根据P=UI可知，要快速给标配的手机充电，应选择电流大的A接口。
[2]当电流通过电阻时，电流做功将电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应，电热水壶就是利用电流的热效应工作的。
16. 家庭电路中，开亮的灯越多，总电阻___________（选填“越大”或“越小”），某用电器的额定电压是180V，为使该用电器能正常工作需在电路中___________一个电阻（选填“串联”或“并联”）。
【答案】 ①. 越小 ②. 串联
【解析】
【详解】[1]家庭电路中的电灯是并联关系，开亮的灯越多，干路电流越大，家庭电路电压不变，由可知，总电阻越小。
[2]我国家庭电路的电压是220V，根据串联分压分析可知，用电器的额定电压是180V，需要在电路中串联一个电阻。
17. 小明家的电能表如图所示，他让家中某个用电器单独工作3min，发现电能表转盘转过300转消耗电能___________kW•h，该用电器的电功率为 ___________W。
【答案】 ①. 0.1 ②. 2000
【解析】
【详解】[1][2]3000r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h电能，电能表转盘转过3000圈，则电能表转盘转了300圈，用电器消耗的电能为
该用电器的电功率
18. 如图所示，电源电压不变，当开关S闭合时，灯泡正常发光，再将滑片P向B端移动，在此过程中，电流表的示数________，电压表的示数_________。（以上两空均选填“变大”“不变”或“变小”）
【答案】 ①. 变小 ②. 不变
【解析】
【详解】[1][2]由电路分析可得，此电路为串联电路，电压表测电源两端的电压，由于电源电压不变，故电压表示数不变；当P向B端滑动时，变阻器接入电路的电阻变大，在电源电压不变的情况下，电路中的电流会变小，从而电流表的示数变小。
三、作图、实验探究题（本大题共4个小题。满分24分）
19. 如图所示，电阻箱的示数为___________Ω。
【答案】1258
【解析】
【详解】由图得，电阻箱的示数为
20. 如图所示，电压表的示数为 ___________V。
【答案】2.5
【解析】
【详解】由图可知，电压表选择0~3V量程，分度值为0.1V，此时的电压值为2.5V。
21. 一间教室要安装2盏“220V 40W”的电灯和一个插座，要求开关S控制两盏灯，且每盏灯都能正常发光。
【答案】
【解析】
【详解】要使每盏灯都能正常发光，则两灯泡要并联；灯泡接法：火线先进入开关，再连接上灯泡，这样在断开开关时，接触灯泡不会发生触电事故，更安全，灯泡另一端接零线；两孔插座接法：左接零线，右接火线。如图所示：
22. 小明与小芳用如图甲所示的实验装置，比较水和煤油吸热能力的强弱：
①他们应该准备两个完全相同的烧杯，分别装入初温和 ___________相同的水和煤油，用两个完全相同的酒精灯分别给它们加热；
②在两种液体都不沸腾的前提下，小明认为要把两种液体加热到相同的温度然后进行比较；小芳认为要加热相同的时间然后进行比较，___________；
A.仅小明可行
B.仅小芳可行
C.两人都可行
③他们根据实验数据分别画出了两种液体的温度随加热时间变化的图像，由图乙可知 ___________的吸热能力更强。
【答案】 ①. 质量 ②. C ③. 水
【解析】
【详解】（1）[1]根据控制变量法，要比较两种物质的吸热能力，应控制两种液体的初温和质量相同。
（2）[2]比较甲、乙两种液体吸热本领的大小，可以在相同时间内（吸收相同热量），观察两种液体温度的变化量，温度升高得小的物质吸热能力强；也可以加热到相同的温度，加热时间长的吸收热量多，吸热能力强，故C符合题意，AB不符合题意。
故选C。
（3）[3]由图像可知，质量相等的煤油和水吸收相同热量，水升高的温度小,故水的吸热能力强。
23. 如图所示是小红探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。
①实验中通过观察 ___________的变化反映电流通过导体产生热量的多少。
②此实验是在探究通电时间和 ___________相同的情况下，导体产生热量的多少是否与 ___________有关的装置。
③通电一段时间后，发现其中一个U形管中的液面高度几乎不变，产生此现象的原因可能是：___________。
【答案】 ①. U形管液面高度差 ②. 电流 ③. 电阻 ④. 见解析
【解析】
【详解】①[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器内空气受温度影响后的热胀冷缩可以通过U形管液面高度差的变化来反映，实验中通过观察U形管液面高度差的变化反映电流通过导体产生热量的多少，这种研究方法叫转换法。
②[2][3]图中，两电阻串联，且两电阻大小不同，故通过两电阻的电流相同、通电时间相同，所以此实验是在探究通电时间和电流相同的情况下，导体产生热量的多少是否与电阻有关。
③[4]通电一段时间后，发现其中一个U形管中的液面高度几乎不变，产生此现象的原因可能是与此相连的容器漏气，或者该电阻被短路。
24. 如图所示，小明在“测量小灯泡电功率”的实验时，器材有：电源（电压恒为8V），一个电压表，滑动变阻器“20Ω 2A”（额定电压2.5V，额定功率小于1.2W），开关及导线若干。
（1）连接电路时开关应___________，请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片P向左滑动时灯变亮，连线不能交叉）___________；
（2）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于___________（选填“A”或“B”）端；
（3）正确连接电路后，闭合开关进行实验，记录的数据如下表所示。当电压表示数为2.5V时，小灯泡的额定功率为___________W；
（4）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而___________（选填“增大”、“不变”或“减小”），小灯泡的亮度由___________（选填“额定功率”或“实际功率”）决定，通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比是因为___________；
（5）当电压表示数为2.5V时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出小灯泡额定功率比真实值___________（选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】 ①. 断开 ②. ③. B ④. 1.05 ⑤. 增大 ⑥. 实际功率 ⑦. 灯丝电阻与温度有关 ⑧. 偏小
【解析】
【详解】（1）[1]为了保护电路，连接电路时开关应断开。
[2]滑动变阻器的滑片P向左滑动时灯变亮，说明滑动变阻器的滑片P向左滑动时电路中的电流变大，故滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联在电路中。如图所示：
（2）[3]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器应调节到最大阻值处，即B端。
（3）[4]当电压表示数为2.5V时，电流表选择0~0.6A的量程，示数为0.42A，则小灯泡的额定功率
P额=U额I额=2.5V×0.42A=1.05W
（4）[5][6][7]由表中数据可知，根据P=UI可得1、2、3、5的电功率分别为
P1=U1I1=1.0V×0.24A=0.24W
P2=U2I2=1.5V×0.32A=0.48W
P3=U3I3=2.0V×0.38A=0.76W
P5=U5I5=3.0V×0.44A=1.32W
第4次实验小灯泡正常发光，额定功率是1.05W。由此可知，消耗的电功率随电压的增大而增大。小灯泡越来越亮，小灯泡的亮度由实际功率决定。通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比，说明灯丝的电阻是变化的，电阻大小与导体的材料、横截面积、长度、温度有关，灯泡的实际功率不同，灯泡的温度不同，则此时灯丝电阻变化是受与温度的影响。
（5）[8]当电压表示数为2.5V时，不小心将滑片向右移动了少许，则滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据欧姆定律可知，电路的电流变小，根据P额=U额I额可知，测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。
四、综合题（本大题共3个小题，共22分）要求：（1）语言表述要简练、准确；（2）写出必要的运算和推理过程；（3）带单位计算；（4）若有近似，均保留两位小数。
25. 如图所示，电阻R1＝12Ω．开关断开时，通过的电流为0.3A；开关闭合时，电流表示数为0.5A，求：
（1）电源电压为多大？
（2）电阻R2的阻值为多大？
【答案】（1）6V；（2）8Ω
【解析】
【详解】解：（1）当开关闭合时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，由可得，电源电压
U=IR1=0.5A×12Ω=6V
（2）当开关断开时，两电阻串联，电路中的总电阻
所以，电阻R2的阻值：
R2＝R﹣R1＝20Ω﹣12Ω＝8Ω
答：（1）电源电压为6V；
（2）电阻R2的阻值为6Ω。
26. 某物理兴趣小组的同学，用煤炉给20kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若从开始加热计时，在4min内完全燃烧了0.7kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值约为3×107J/kg。求：
（1）经过4min时间加热，水所吸收的热量；
（2）在4min内煤完全燃烧放出的热量；
（3）这段时间煤炉烧水时的热效率。
【答案】（1）4.2×106J；（2）2.1×107J；（3）20%
【解析】
【详解】解：（1）由可知，水所吸收的热量
（2）由可知，煤完全燃烧产生的热量
（3）煤炉烧水时的热效率
答：（1）经过4min时间加热，水所吸收热量为4.2×106J；
（2）在4min内煤完全燃烧放出的热量2.1×107J；
（3）这段时间煤炉烧水时的热效率为20%。
27. 半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间，其电阻受温度影响较大。如图甲是某种半导体材料的电阻R随温度变化的关系图像。根据这种半导体材料电阻R的特性，小宇和他的同学设计了一个电路（如图乙），可以测定某一空间的温度，定值电阻R0=10Ω。
（1）当环境温度为20℃时，电流表的读数为0.2A，求电源电压。
（2）电流表的读数为0.4A时，求当时的环境温度。
（3）当环境温度为100℃时，通电10s电流通过半导体电阻产生的热量是多少？
【答案】（1）12V；（2）40℃；（3）36J
【解析】
【分析】
【详解】解：由电路图可知，半导体电阻R与定值电阻R0串联，电流表测电路中的电流。
（1）当温度环境为20℃时，由图像可知，半导体电阻的阻值
R=50Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，由
可得，电源的电压
（2）当电流表的读数为0.4A时，电路的总电阻
此时半导体电阻的阻值
由图像可知，半导体电阻为20Ω时，环境温度是40℃。；
（3）当温度环境为100℃时，由图像可知，半导体电阻的阻值
R=10Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以此时电路电流
I″=0.6A
通电10s电流通过半导体电阻产生的热量
答：（1）电源电压为12V；
（2）电流表的读数为0.4A时，环境温度为40℃；
（3）当环境温度为100℃时，通电10s电流通过半导体电阻产生的热量是36J。导体编号
长度/m
横截面积/mm2
材料
电流大小/A
A
0.5
0.4
锰铜合金
0.20
B
0.5
0.4
镍铬合金
0.16
C
0.5
0.2
镍铬合金
0.08
D
1.0
0.2
镍铬合金
0.04
实验次数
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.24
0.32
0.38
0.44
电功率/W
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