广东省深圳市盐田外国语学校2024-2025学年九年级上学期期中物理试卷

这是一份广东省深圳市盐田外国语学校2024-2025学年九年级上学期期中物理试卷，共27页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验探究题，计算题，综合能力题等内容，欢迎下载使用。
1．（2分）冬季的哈尔滨被誉为“雪域冰城”，下列说法正确的是（ ）
A．雪花飞舞说明分子在永不停息地做无规则运动
B．用手抓一把雪，雪的体积缩小了，说明分子间有间隙
C．雪花在手心里熔化，是通过热传递改变了雪花的内能
D．﹣10℃的雪比﹣5℃的雪，分子运动更剧烈
2．（2分）下列事例中，与“水的比热容较大”这个特性无关的是（ ）
A．北方的冬天，房屋内的“暖气”用水作为传热介质
B．炎热的夏天，在教室地面上洒水降温
C．海边昼夜温差比沙漠中小，适宜居住
D．水约占人体体重的60%～70%，有助于调节体温
3．（2分）如图所示，将一团可燃物置于配有活塞的厚玻璃筒内，压下活塞。为了使可燃物更容易燃烧（ ）
A．选着火点高的可燃物，缓慢下压活塞
B．选着火点低的可燃物，缓慢下压活塞
C．选着火点高的可燃物，快速下压活塞
D．选着火点低的可燃物，快速下压活塞
4．（2分）厨房烟雾中含有水汽、空气和油脂液滴等，直接排放会污染空气。抽油烟机可有效减少油烟污染，其中“静电分离”技术可让甲、乙金属板和油脂液滴分别带上电荷。当烟雾由下往上从两金属板间通过时，而带电的油脂液滴会被一侧的金属板吸附，并流入下方的油杯。下列关于金属板所带电荷及油杯位置符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
5．（2分）我国的5G技术全球领先。5G智能手机在使用时电池的电压最接近于（ ）
A．1.5VB．3.7VC．110VD．220V
6．（2分）用导线将开关、灵敏电流计（相当于电流表）和材质不同的钥匙甲、乙相连，将两钥匙插入柠橡中（如图），灵敏电流计指针沿顺时针方向偏转。下列推测一定正确的是（ ）
A．闭合开关后，柠檬内有电流通过
B．钥匙甲是电源的正极，钥匙乙是电源的负极
C．通过钥匙甲的电流比通过钥匙乙的大
D．闭合开关后，柠檬内将电能转化为化学能
7．（2分）目前大多国产电动汽车都采用智能遥控车钥匙。有两种方式可以解锁车门：当车钥匙离车辆较远时，按下开锁键（相当于S1闭合），车门自动解锁；当钥匙靠近车辆时2自动闭合，再触摸门把手（相当于S3闭合）车门也自动解锁。下列四个设计图符合要求的是（P为自动解锁模块）（ ）
A．
B．
C．
D．
二、填空题（本大题共4小题，每空1分，共9分）
8．（3分） 2024年9月25日，中国人民解放军向太平洋相关公海海域，成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹（如图所示），准确落入预定海域。该洲际弹道导弹的发动机是 （选填“电动机”或“热机”），工作时将 能转化为内能再转化为 能。
9．（2分）当人接触汽车时有时会被“电”一下，这时手拿如图所示的静电消除器接触汽车，消除器中的LED灯发光，则汽车带的是 （填“正”或“负”）电荷，LED灯是由 （填“半导体”或“超导体”）材料制成的。
10．（2分）某调光台灯简化电路图如图所示，电源电压保持不变。为使台灯变亮，滑片应向 （A/B）端移动。台灯工作一段时间后，发现无论怎样调节滑片，台灯一直很亮且亮度不变 。
11．（2分）小龙做实验时，连接了如图所示的电路，闭合开关S时，但当时没有记录每个数据对应哪一个电表。请你根据电路图和记录的数据回答：通过灯L1的电流为 ，灯L2两端的电压为 。
三、作图题（本大题共2小题，每小题2分，共4分）
12．（2分）如图所示，图（a）为四冲程内燃机压缩冲程的示意图，图中画出了压缩冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。请在图（b）中（用“↑”或“↓”表示）和进气门、排气门的开闭情况（用“T”表示）。
13．（2分）请根据如图所示的实物图，在虚线方框内画出相应的电路图。
四、实验探究题（本大题共3小题，除标注外，其余每空1分，共17分）
14．（5分）小龙利用如图甲所示的装置进行“比较不同物质吸热能力”的实验，两个相同的烧杯中分别装有质量相同的a、b两种液体，并用两个规格相同的电加热器进行加热
（1）实验中，用规格相同的电加热器进行加热，其目的是使a、b两种液体在相同加热时间内 相同。
（2）在两种液体都不沸腾的情况下，小龙认为“要使a、b两种液体升高相同的温度，然后进行比较”，然后进行比较”；可行的方案是 （选填“小龙”“小欢”或“小龙和小欢”）。
（3）据如图乙所示图像可知 （选填“a”或“b”）液体的吸热能力更强；如果将初温相同的a液体，质量增加到原来的2倍（不考虑热损失），请在图乙中绘制出其温度随时间变化的曲线。
（4）如果把“a和b两种液体吸热升温”与“c和d两个容器盛水水面升高”做类比，如图丙所示。则液体的比热容和容器的 （选填“高度”“容积”或“底面积”）类似。
15．（6分）图甲是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作为被测导体，将电阻丝两端接入电路后，通过调节滑动变阻器，进行测量并记录数据列于表中。
（1）将电阻丝a的两端接入电路，闭合开关后，电流表指针位置如图乙所示 A。
（2）为研究导体电阻大小与横截面积的关系，可选择电阻丝 进行对比。
（3）在最近几年，我国城乡许多地区进行了输电线路的改造，将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线 （选填“增大”或“减小”）了输电线的电阻。
（4）小龙为了研究物质的导电性能与温度的关系，连接了如图丙所示的电路，开关S1、S2闭合后，分别用酒精灯给玻璃芯（中间有两根未连接的金属导线A和B）、细铁丝加热。
①在玻璃芯柱温度不断升高而发红的过程中，看到L1灯泡从不发光到发光，且亮度逐渐变亮，说明玻璃的导电性能随温度升高而 （选填“变强”“变弱”或“不变”）；
②在细铁丝温度不断升高而发红的过程中，看到L2灯泡亮度逐渐变暗，说明铁丝的电阻随温度升高而 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（5）科学研究发现某种金属其电阻随温度的变化关系如图丁所示。请描述该金属电阻在降温过程中的特点： 。
16．（6分）为了探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系，小龙设计了如图甲所示的电路。电源电压恒为6V，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。
（1）在连接实物电路过程中，开关应该是 （选填“断开”或“闭合”）的。
（2）图乙是小龙同学连接的电路，请你在只改变一根导线连接的情况下，使电路能正确完成测量任务（用“×”标出改动之处，画出改接导线）。
（3）正确连接后，小龙继续实验，将有关实验数据标记在图丙上1＝ Ω；
②由图像可以得出结论： 。
（4）保持现有元件不变，若要完成“探究电流与导体电阻的关系”的实验，需要增加的实验器材是 。
五、计算题（本大题共2小题，共14分）
17．（7分）高能聚合油是一种安全、清洁、可再生的新型环保燃料。某次用高能聚合油灶具将10kg的水从25℃加热到100℃。已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），高能聚合油的热值约为4.2×107J/kg。求：
（1）这些水吸收的热量；
（2）若该高能聚合油灶具烧水的热效率为75%，则燃烧了多少千克高能聚合油。
18．（7分）如图甲所示是R1、R2两个电阻的I﹣U图像，请根据图像所给信息进行计算：
（1）若两电阻串联在电路中（如图乙），此时电流表的示数为0.2A，求电阻R1的阻值和此时的电源电压；
（2）保持电源电压不变，将两电阻的连接方式改为并联（如图丙），求此时电流表的示数。
六、综合能力题（本大题共2小题，每空1分，共12分）
19．（6分）若架设在两地之间的输电线发生了短路，如何方便快捷地确定短路的位置？针对这一实际问题，某物理兴趣小组模拟真实情景，他们用两条足够长的电阻丝模拟输电线（图中L、N两条电阻丝每米阻值为0.5Ω），把一个电压不变的电源、一个保护电阻R、一块电压表和一块电流表用导线连接起来装入盒内，制成检测装置盒：检测时将盒外的两根导线分别与L、N模拟输电线的接线柱相连，用导线将短路处输电线连接，计算可得短路处到检测处的距离（短路处导线和检测盒内导线电阻忽略不计）。
（1）短路位置距检测装置盒越远，电流表示数 ，电压表示数 。（均选填“越大”“越小”或“不变”）
（2）当电压表的示数为3V时，电流表的示数为0.5A，则短路处距离检测处 米。
（3）若保护电阻的阻值为4Ω，根据（2）中数据 V。
（4）不用电流表，且其他元件不变的情况下，仍要达到上述检测目的，并推导出短路处到检测处距离s与电压表示数U示的关系式：s＝ （请用物理量符号表示，电源电压用U表示，保护电阻阻值用R表示，结果可不用带单位）。
20．（6分）某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图1所示。集热板白天接收太阳辐射时，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，蓄水箱与热交换器之间阀门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题。
如图2所示，太阳能集热板中有许多玻璃吸热管并列排布，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，真空不利于热量的传递，如图3所示是双层玻璃吸热管的内部结构，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料，能更有效地吸收太阳能。
同学们用所学知识对该县太阳能供暖蓄热系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理3J/（kg•℃）]
（1）太阳光照射到集热板中黑色吸热材料上，使管内的水变热，这是通过 的方式改变内能。
（2）图3中，能否将黑色的吸热材料涂在外玻璃管的表面上？请判断并说明理由： 。
（3）若这一天光照时长为10h，集热板的光热转化效率为60%，则集热板中的水获得的内能是 J；这些内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖 kg。
（4）假设该县城用户均采用地暖供热。根据地暖供热标准，用户的进水温度不低于40℃。若上述系统这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为50℃，该蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标准持续供暖3天？请判断并说明理由： 。
2024-2025学年广东省深圳市盐田外国语学校九年级（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小题，每小题2分，共14分。每小题列出的四个选项中，只有一项最符合题意）
1．（2分）冬季的哈尔滨被誉为“雪域冰城”，下列说法正确的是（ ）
A．雪花飞舞说明分子在永不停息地做无规则运动
B．用手抓一把雪，雪的体积缩小了，说明分子间有间隙
C．雪花在手心里熔化，是通过热传递改变了雪花的内能
D．﹣10℃的雪比﹣5℃的雪，分子运动更剧烈
【答案】C
【解答】解：A、分子是不能直接用肉眼看到的，雪花飞舞属于机械运动，故A错误；
B、用手抓一把雪，说明力改变物体的形状；
C、手的温度高于雪的温度，是通过热传递改变了雪花的内能；
D、温度越高分子运动越剧烈，分子运动较慢。
故选：C。
2．（2分）下列事例中，与“水的比热容较大”这个特性无关的是（ ）
A．北方的冬天，房屋内的“暖气”用水作为传热介质
B．炎热的夏天，在教室地面上洒水降温
C．海边昼夜温差比沙漠中小，适宜居住
D．水约占人体体重的60%～70%，有助于调节体温
【答案】B
【解答】解：ACD、北方冬天的暖气片用水作为循环物质、生物体内水的比例很高，都是利用水的比热容较大的应用，在教室地面上洒水降温，故B符合题意。
故选：B。
3．（2分）如图所示，将一团可燃物置于配有活塞的厚玻璃筒内，压下活塞。为了使可燃物更容易燃烧（ ）
A．选着火点高的可燃物，缓慢下压活塞
B．选着火点低的可燃物，缓慢下压活塞
C．选着火点高的可燃物，快速下压活塞
D．选着火点低的可燃物，快速下压活塞
【答案】D
【解答】解：要使可燃物容易燃烧要选择着火点低的可燃物，同时快速下压活塞，机械能转化为气体的内能，故D正确。
故选：D。
4．（2分）厨房烟雾中含有水汽、空气和油脂液滴等，直接排放会污染空气。抽油烟机可有效减少油烟污染，其中“静电分离”技术可让甲、乙金属板和油脂液滴分别带上电荷。当烟雾由下往上从两金属板间通过时，而带电的油脂液滴会被一侧的金属板吸附，并流入下方的油杯。下列关于金属板所带电荷及油杯位置符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【解答】解：静电分离是让甲、乙金属板和油脂液滴分别带上电荷，空气和水汽由于不带电顺利通过，说明两侧金属板带电荷不同，由于油滴带负电荷，并在重力作用下流入带正电金属板下方的油杯，ABC错误。
故选：D。
5．（2分）我国的5G技术全球领先。5G智能手机在使用时电池的电压最接近于（ ）
A．1.5VB．3.7VC．110VD．220V
【答案】B
【解答】解：5G智能手机使用的电池电压低于5V，在5.7V左右。
故选：B。
6．（2分）用导线将开关、灵敏电流计（相当于电流表）和材质不同的钥匙甲、乙相连，将两钥匙插入柠橡中（如图），灵敏电流计指针沿顺时针方向偏转。下列推测一定正确的是（ ）
A．闭合开关后，柠檬内有电流通过
B．钥匙甲是电源的正极，钥匙乙是电源的负极
C．通过钥匙甲的电流比通过钥匙乙的大
D．闭合开关后，柠檬内将电能转化为化学能
【答案】A
【解答】解：A、灵敏电流计指针沿顺时针方向偏转，柠檬内有电流通过；
B、电流应从电流表正接线柱流入，故钥匙乙是电源的正极；
C、各元件串联在电路，故C错误；
D、本实验中，故D错误。
故选：A。
7．（2分）目前大多国产电动汽车都采用智能遥控车钥匙。有两种方式可以解锁车门：当车钥匙离车辆较远时，按下开锁键（相当于S1闭合），车门自动解锁；当钥匙靠近车辆时2自动闭合，再触摸门把手（相当于S3闭合）车门也自动解锁。下列四个设计图符合要求的是（P为自动解锁模块）（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解答】解：根据题意可知，当车钥匙离车辆较远时1闭合），车门自动解锁，车上感应开关S2自动闭合，再触摸门把手（相当于S2闭合）车门也自动解锁，这说明开关S2、S3相互影响，是串联的2并联在电路中，自动解锁模块串联在干路中。
故选：D。
二、填空题（本大题共4小题，每空1分，共9分）
8．（3分） 2024年9月25日，中国人民解放军向太平洋相关公海海域，成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹（如图所示），准确落入预定海域。该洲际弹道导弹的发动机是 热机 （选填“电动机”或“热机”），工作时将 化学 能转化为内能再转化为 机械 能。
【答案】热机；化学；机械。
【解答】解：该洲际弹道导弹的发动机工作时将燃料的化学能转化为内能，再将内能再转化为机械能。
故答案为：热机；化学。
9．（2分）当人接触汽车时有时会被“电”一下，这时手拿如图所示的静电消除器接触汽车，消除器中的LED灯发光，则汽车带的是 负 （填“正”或“负”）电荷，LED灯是由 半导体 （填“半导体”或“超导体”）材料制成的。
【答案】负；半导体。
【解答】解：因为汽车带有电荷，如果汽车带的是正电荷，因为瞬间电流方向是由消除器流向汽车；
LED灯是由半导体材料制成的。
故答案为：负；半导体。
10．（2分）某调光台灯简化电路图如图所示，电源电压保持不变。为使台灯变亮，滑片应向 A （A/B）端移动。台灯工作一段时间后，发现无论怎样调节滑片，台灯一直很亮且亮度不变 短路 。
【答案】A；短路。
【解答】解：闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联，要增大电路中的电流，由欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值应变小。台灯工作一段时间后，台灯一直很亮且亮度不变，故电路发生的故障可能为滑动变阻器短路。
故答案为：A；短路。
11．（2分）小龙做实验时，连接了如图所示的电路，闭合开关S时，但当时没有记录每个数据对应哪一个电表。请你根据电路图和记录的数据回答：通过灯L1的电流为 0.2A ，灯L2两端的电压为 4V 。
【答案】0.2A；4V
【解答】解：（1）由图可知L1与L2串联，电流表测量电路中的电流，
根据串联电路电流处处相等可知，通过两灯泡的电流均为6.2A。
（2）由图可知，电压表V1测 L8和L2两端的总电压，电压表V2测L3两端电压，
在串联电路中，总电压等于各用电器两端电压之和，
故灯泡 L1两端的电压为2V，灯泡 L6和L2两端的总电压为6V，
则灯泡L8两端的电压为 U2＝U﹣U1＝5V﹣2V＝4V。
故答案为：4.2A；4V。
三、作图题（本大题共2小题，每小题2分，共4分）
12．（2分）如图所示，图（a）为四冲程内燃机压缩冲程的示意图，图中画出了压缩冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。请在图（b）中（用“↑”或“↓”表示）和进气门、排气门的开闭情况（用“T”表示）。
【答案】。
【解答】解：做功冲程进气门和排气门关闭，曲轴转半周，将内能转化为机械能；
答：。
13．（2分）请根据如图所示的实物图，在虚线方框内画出相应的电路图。
【答案】
【解答】解：由实物图可知，两个灯泡并联，电流表在L2支路上，电路图如图所示：
四、实验探究题（本大题共3小题，除标注外，其余每空1分，共17分）
14．（5分）小龙利用如图甲所示的装置进行“比较不同物质吸热能力”的实验，两个相同的烧杯中分别装有质量相同的a、b两种液体，并用两个规格相同的电加热器进行加热
（1）实验中，用规格相同的电加热器进行加热，其目的是使a、b两种液体在相同加热时间内 吸热 相同。
（2）在两种液体都不沸腾的情况下，小龙认为“要使a、b两种液体升高相同的温度，然后进行比较”，然后进行比较”；可行的方案是 小龙和小欢 （选填“小龙”“小欢”或“小龙和小欢”）。
（3）据如图乙所示图像可知 a （选填“a”或“b”）液体的吸热能力更强；如果将初温相同的a液体，质量增加到原来的2倍（不考虑热损失），请在图乙中绘制出其温度随时间变化的曲线。
（4）如果把“a和b两种液体吸热升温”与“c和d两个容器盛水水面升高”做类比，如图丙所示。则液体的比热容和容器的 底面积 （选填“高度”“容积”或“底面积”）类似。
【答案】：（1）吸热；（2）小乐和小欢；（3）a；见解析中的图；（4）底面积。
【解答】解：（1）实验中，用规格相同的电加热器进行加热，其目的是使a。
（2）在两种液体都不沸腾的情况下，小乐认为“要使a，然后进行比较吸热情况”、b两种液体加热相同的时间，据此比较吸热能力的方法。
（3）根据图乙所示图像可知，加热相同时间，a液体的吸热能力更强。
如果将初温相同的a液体，质量增加到原来的2倍，相同时间放出的热量相同，根据Q＝cmΔt可知，绘制出其温度随时间变化的曲线如下所示：
（4）如果把“a和b两种液体吸热升温”与“c和d两个容器盛水水面升高”做类比，如图丙所示，容器底面积大水面升高慢。
故答案为：（1）吸热；（2）小乐和小欢；见解析中的图。
15．（6分）图甲是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作为被测导体，将电阻丝两端接入电路后，通过调节滑动变阻器，进行测量并记录数据列于表中。
（1）将电阻丝a的两端接入电路，闭合开关后，电流表指针位置如图乙所示 0.32 A。
（2）为研究导体电阻大小与横截面积的关系，可选择电阻丝 b、c 进行对比。
（3）在最近几年，我国城乡许多地区进行了输电线路的改造，将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线 减小 （选填“增大”或“减小”）了输电线的电阻。
（4）小龙为了研究物质的导电性能与温度的关系，连接了如图丙所示的电路，开关S1、S2闭合后，分别用酒精灯给玻璃芯（中间有两根未连接的金属导线A和B）、细铁丝加热。
①在玻璃芯柱温度不断升高而发红的过程中，看到L1灯泡从不发光到发光，且亮度逐渐变亮，说明玻璃的导电性能随温度升高而 变强 （选填“变强”“变弱”或“不变”）；
②在细铁丝温度不断升高而发红的过程中，看到L2灯泡亮度逐渐变暗，说明铁丝的电阻随温度升高而 变大 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（5）科学研究发现某种金属其电阻随温度的变化关系如图丁所示。请描述该金属电阻在降温过程中的特点： 金属电阻会随温度的降低而减小，最后变为超导体 。
【答案】（1）0.32；（2）b、c；（3）减小；（4）①变强；②变大；（5）金属电阻会随温度的降低而减小，最后变为超导体。
【解答】解：（1）将电阻丝a的两端接入电路，闭合开关后，量程为0～0.4A，其示数为0.32A，控制温度、材料一定、c 进行对比。
（3）在最近几年，我国城乡许多地区进行了输电线路的改造，在其他因素一定时，电阻越小。
（4）①在玻璃芯柱温度不断升高而发红的过程中，看到L1灯泡从不发光到发光，且亮度逐渐变亮；
②在细铁丝温度不断升高而发红的过程中，看到L8灯泡亮度逐渐变暗，说明铁丝的电阻随温度升高而变大。
（5）科学研究发现某种金属其电阻随温度的变化关系如图丁所示。请描述该金属电阻在降温过程中的特点：金属电阻会随温度的降低而减小。
故答案为：（1）0.32；（2）b、c；（4）①变强；（5）金属电阻会随温度的降低而减小。
16．（6分）为了探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系，小龙设计了如图甲所示的电路。电源电压恒为6V，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。
（1）在连接实物电路过程中，开关应该是 断开 （选填“断开”或“闭合”）的。
（2）图乙是小龙同学连接的电路，请你在只改变一根导线连接的情况下，使电路能正确完成测量任务（用“×”标出改动之处，画出改接导线）。
（3）正确连接后，小龙继续实验，将有关实验数据标记在图丙上1＝ 5 Ω；
②由图像可以得出结论： 电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。
（4）保持现有元件不变，若要完成“探究电流与导体电阻的关系”的实验，需要增加的实验器材是 几个阻值不同的定值电阻 。
【答案】（1）断开；（2）见解答图；（3）①5；②电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（4）几个阻值不同的定值电阻。
【解答】解：（1）为了保护电路，在连接实物电路过程中；
（2）原电路图中，电流表和滑动变阻器串联后与定值电阻并联，在探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系实验中、滑动变阻器和电流表串联，如下图所示：
；
（3）①②根据图丙中的点画出图像，如下图所示：
，
由图丙可知，当定值电阻两端电压为1V时，
则接入电路的定值电阻为：
R1＝ ＝＝5Ω；
由图可知，图线为一条过原点的斜线，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（4）在“探究电流与导体电阻的关系”的实验中，需更换不同阻值的定值电阻，若要完成“探究电流与导体电阻的关系”的实验。
故答案为：（1）断开；（2）见解答图；②电阻一定时；（4）几个阻值不同的定值电阻。
五、计算题（本大题共2小题，共14分）
17．（7分）高能聚合油是一种安全、清洁、可再生的新型环保燃料。某次用高能聚合油灶具将10kg的水从25℃加热到100℃。已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），高能聚合油的热值约为4.2×107J/kg。求：
（1）这些水吸收的热量；
（2）若该高能聚合油灶具烧水的热效率为75%，则燃烧了多少千克高能聚合油。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.8×103J/（kg•℃）×10kg×（100℃﹣25℃）＝3.15×104J；
（2）由η＝可知放＝＝＝4.8×106J，
由Q放＝mq可知，完全燃烧高能聚合油的质量：m′＝＝。
答：（1）这些水吸收的热量为8.15×106J；
（2）若该高能聚合油灶具烧水的热效率为75%，则燃烧了0.7kg高能聚合油。
18．（7分）如图甲所示是R1、R2两个电阻的I﹣U图像，请根据图像所给信息进行计算：
（1）若两电阻串联在电路中（如图乙），此时电流表的示数为0.2A，求电阻R1的阻值和此时的电源电压；
（2）保持电源电压不变，将两电阻的连接方式改为并联（如图丙），求此时电流表的示数。
【答案】（1）电阻R1的阻值为5Ω；此时的电源电压为3V；
（2）此时电流表的示数为0.9A。
【解答】解：（1）在图乙中，两电阻串联。
已知电流表的示数为0.2A，即电路中的电流为I＝3.2A，
所以通过两电阻的电流均为0.4A，根据图甲可知两电阻两端的电压分别为：U1＝1V、U2＝2V，
根据欧姆定律可得，两电阻的阻值分别为：R1＝＝＝5Ω；
根据串联电路的电压规律可得，电源电压：U＝U1+U8＝1V+2V＝7V；
（2）在图丙中，两电阻并联，电源电压不变，
由于并联电路各支路两端的电压相等，等于电源电压，
所以两电阻两端的电压均为6V，根据图甲可知通过两电阻的电流大小分别为：I1＝2.6A、I2＝8.3A，
根据并联电路的电流规律可得，干路中的电流1+I4＝0.6A+7.3A＝0.5A。
答：（1）电阻R1的阻值为5Ω；此时的电源电压为4V；
（2）此时电流表的示数为0.9A。
六、综合能力题（本大题共2小题，每空1分，共12分）
19．（6分）若架设在两地之间的输电线发生了短路，如何方便快捷地确定短路的位置？针对这一实际问题，某物理兴趣小组模拟真实情景，他们用两条足够长的电阻丝模拟输电线（图中L、N两条电阻丝每米阻值为0.5Ω），把一个电压不变的电源、一个保护电阻R、一块电压表和一块电流表用导线连接起来装入盒内，制成检测装置盒：检测时将盒外的两根导线分别与L、N模拟输电线的接线柱相连，用导线将短路处输电线连接，计算可得短路处到检测处的距离（短路处导线和检测盒内导线电阻忽略不计）。
（1）短路位置距检测装置盒越远，电流表示数 越小 ，电压表示数 变大 。（均选填“越大”“越小”或“不变”）
（2）当电压表的示数为3V时，电流表的示数为0.5A，则短路处距离检测处 6 米。
（3）若保护电阻的阻值为4Ω，根据（2）中数据 5 V。
（4）不用电流表，且其他元件不变的情况下，仍要达到上述检测目的，并推导出短路处到检测处距离s与电压表示数U示的关系式：s＝ m或m。 （请用物理量符号表示，电源电压用U表示，保护电阻阻值用R表示，结果可不用带单位）。
【答案】（1）越小；变大；
（2）6；
（3）5；
（4）检测电路图如下图：
m或m。
【解答】解：当检测电路时，电压表测量输电线的电阻两端的电压，
（1）短路位置距甲地越远，电路总电阻越大，根据欧姆定律可知通过电路的电流越小，电压表示数变大；
（2）根据I＝可得：
输电线的电阻R线＝＝＝6Ω，
因电阻丝每米阻值为0.2Ω，且输电线是双股的，
所以，短路处距离检测处的距离：L＝×；
（3）由图可知，检测电路时，
则总电阻R总＝R线+R＝5Ω+4Ω＝10Ω，
根据I＝可得电源电压：
U＝IR总＝0.3A×10Ω＝5V；
（3）不用电流表，且其它元件不变的情况下、一个保护电阻R和与引出到盒外的两根导线A，电压表可以测量外部电路AB两端的电压；
图1中，电压表示数U示为输电线的电阻两端的电压；
由于电源电压不变，则根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得：
保护电阻R两端的电压：UR＝U﹣U示；
则电流：I＝＝，
根据I＝可得AB之间的电阻为：
R′＝＝＝，
所以短路处到检测处距离：s＝×＝＝＝m；
图4中，电压表示数U示为保护电阻R两端的电压；
则电流：I＝，
由于电源电压不变，根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得：
输电线的电阻两端的电压：UAB＝U﹣U示；
根据I＝可得AB之间的电阻为：
R′＝＝＝，
所以短路处到检测处距离：s＝×＝＝m。
故答案为：（1）越小；变大；
（2）2；
（3）5；
（4）检测电路图如下图：
m或m。
20．（6分）某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图1所示。集热板白天接收太阳辐射时，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，蓄水箱与热交换器之间阀门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题。
如图2所示，太阳能集热板中有许多玻璃吸热管并列排布，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，真空不利于热量的传递，如图3所示是双层玻璃吸热管的内部结构，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料，能更有效地吸收太阳能。
同学们用所学知识对该县太阳能供暖蓄热系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理3J/（kg•℃）]
（1）太阳光照射到集热板中黑色吸热材料上，使管内的水变热，这是通过 热传递 的方式改变内能。
（2）图3中，能否将黑色的吸热材料涂在外玻璃管的表面上？请判断并说明理由： 不能将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面；因为玻璃是热的不良导体，集热管中又有真空层，不利于将热量传递给管内的水 。
（3）若这一天光照时长为10h，集热板的光热转化效率为60%，则集热板中的水获得的内能是 7.2×1011 J；这些内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖 1.3×107 kg。
（4）假设该县城用户均采用地暖供热。根据地暖供热标准，用户的进水温度不低于40℃。若上述系统这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为50℃，该蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标准持续供暖3天？请判断并说明理由： 蓄水箱储存的内能不能为县城用户按标准持续供暖3天，理由见解析 。
【答案】（1）热传递；（2）不能将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面；因为玻璃是热的不良导体，集热管中又有真空层，不利于将热量传递给管内的水；（3）7.2×1011；1.3×107；（4）蓄水箱储存的内能不能为县城用户按标准持续供暖3天，理由见解析。
【解答】解：（1）太阳光照射到集热板中黑色吸热材料上，使管内的水变热。
（2）不能将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面；因为玻璃是热的不良导体，不利于将热量传递给管内的水；
（3）集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量3×106J；集热板的光热转化效率为60%，
集热板中的水获得的内能Q＝ηPSt＝60%×3×106J/（h•m2）×10h×6×104m2＝7.2×1011J；
蓄水吸收的热量Q'＝Q﹣E＝7.2×1011J﹣1.74×1011J＝5.46×1011J；
水的质量m＝＝＝1.5×107kg；
（4）水箱中水降低温度可以放出的热量Q''＝cmΔt＝4.3×103J/（kg•℃）×1.7×107kg×（48℃﹣40℃）＝4.368×1011J；
可以供暖的天数n＝≈≈8.5天。
故答案为：（1）热传递；（2）不能将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面，集热管中又有真空层；（3）7.6×1011；1.3×102；（4）蓄水箱储存的内能不能为县城用户按标准持续供暖3天，理由见解析。实验组
电阻丝
材料
长度l/cm
直径d/mm
电流I/A
1
a
康铜丝
57.20
0.50
▲
2
b
镍铬丝
57.20
0.50
0.14
3
c
镍铬丝
57.20
0.70
0.26
4
d
镍铬丝
28.60
0.70
0.54
集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量
集热板面积
蓄水箱全天持续供暖输出能量（含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失）
3×106J
4×104m2
1.74×1011J
实验组
电阻丝
材料
长度l/cm
直径d/mm
电流I/A
1
a
康铜丝
57.20
0.50
▲
2
b
镍铬丝
57.20
0.50
0.14
3
c
镍铬丝
57.20
0.70
0.26
4
d
镍铬丝
28.60
0.70
0.54
集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量
集热板面积
蓄水箱全天持续供暖输出能量（含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失）
3×106J
4×104m2
1.74×1011J