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湖南省长沙市明德教育集团2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案)
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这是一份湖南省长沙市明德教育集团2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案)，共33页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年湖南省长沙市明德教育集团九年级（上）期末物理试卷
一、选择题（共12小题.每题3分，11、12题为双选题，选不全得2分，有错不得分，共36分）
1．（3分）下列描述中最符合实际的是（ ）
A．家用节能灯正常工作时的电流大约是0.1A
B．人体的安全电压是36V
C．冰箱正常工作时功率大约为2kW
D．手机电池电压大约为220V
2．（3分）下列电器中，利用电流的热效应工作的是（ ）
A．电熨斗 B．电冰箱 C．电视机 D．空调
3．（3分）我们学习了多种物理方法，下列探究实验涉及的方法中，其中一个与其余不同的是（ ）
A．探究电流通过导体时产生热量的多少与电流的关系
B．探究通过导体中电流大小与其电阻大小的关系
C．探究导体电阻的大小与导体长度的关系
D．探究串联电路的等效电阻与各串联电阻间的关系
4．（3分）大型晚会广泛使用的全息LED屏幕可以任意升降，能组合成绚烂唯美3D的画面，LED屏幕主要利用发光二极管工作的，发光二极管的主要材料是（ ）
A．半导体 B．导体 C．超导体 D．纳米材料
5．（3分）有一种智能锁，需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2才会闭合，电动机M工作，开锁成功。下列电路设计符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
6．（3分）电风扇的核心装置是电动机，下列哪个实验揭示了电动机的工作原理（ ）
A．
B．
C．
D．
7．（3分）图甲是常用的一种可调风速的小风扇，图乙为其用于调风速的电位器结构图，a、b、c是它的三个接线柱，a、c分别与弧形电阻丝的两端相连，b与金属滑片相连，转动旋钮，通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变风扇风速，下列分析正确的是（ ）
A．若将a、c接入电路中，逆时针转动旋钮时，风扇风速加快
B．若将a、c接入电路中，顺时针转动旋钮时，风扇风速减弱
C．若将a、b接入电路中，顺时针转动旋钮时，风扇风速加快
D．若将b、c接入电路中，顺时针转动旋钮时，风扇风速加快
8．（3分）如图甲所示，A和B是两个相同的验电器，A带负电荷，B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来，观察到A的金属箔张开的角度减小，B的金属箔由闭合变为张开，如图乙所示，下列描述错误的是（ ）
A．金属杆是导体
B．验电器 B 的两金属箔片能够张开，是因为带上了同种电荷
C．实验中金属杆和金属球接触的一瞬间，验电器B中的金属箔带上了负电荷
D．实验中金属杆和金属球接触的一瞬间，金属杆中电流方向是自A流向B
9．（3分）如图所示是一个利用电磁继电器的温度自动控制装置，关于该装置，下列说法正确的是（ ）
A．装置中的温度计使用的水银是绝缘体
B．装置中的电磁继电器与电动机原理相同
C．当温度达到90℃时，铃响灯不亮
D．当温度低于90℃时，铃响灯不亮
10．（3分）在图甲所示的电路中，当滑片P由b移到a的过程中，定值电阻R1两端的电压与滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电阻R1的阻值为20Ω
B．滑片P移到b端时，R2两端的电压为2V
C．滑片P移到a端时，R2的电流为0.1A
D．当滑片P移到中点时，此时R1的电功率为0.9W
（多选）11．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．电压表可以直接接在电源两端，测电源两端的电压
B．开关断开，灯泡L1和L2同时熄灭，则L1和L2一定是串联的
C．滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝长度改变电阻的
D．导体的电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比
（多选）12．（3分）如图所示，是某家庭电路的一部分，下列说法正确的是（ ）
A．电冰箱连入三孔插座后，电灯与电冰箱是串联
B．正常状况下，用试电笔接触A点会使氖管发光
C．为用电安全，应在甲处安装电灯，乙处安装开关
D．站在地上的人若用手直接接触A点会有触电危险
二、填空题（每空2分，共22分）
13．（4分）火箭使用液态氢作为燃料是因为液态氢的 较大；从十九世纪的无线电报到现在的5G通讯，都是利用 传递信息。
14．（4分）校园新安装了许多太阳能路灯，路灯顶部有一块太阳能电池板。太阳能电池板是将太阳能转化为 的装置，太阳能是 能源。（选填“可再生”或“不可再生”）
15．（4分）电子式电能表表盘上标有“3000imp/kW•h”的字样，（imp表示电能表指示灯闪烁的次数），将某用电器单独接在该电能表上，正常工作30min，电能表指示灯闪烁了600次，则该用电器在上述时间内消耗的电能是 kW•h，该用电器的电功率是 W。
16．（4分）在一个标准大气压下做“探究水的沸腾”实验时，把初温为20℃质量为100g的水加热到沸腾，水至少需要吸收 J的热量。如果酒精完全燃烧所放出的热量有40%被水吸收，则需要 kg酒精。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q酒＝3.0×107J/kg]
17．（6分）两只额定电压分别为3V和6V的小灯泡L1和L2，其中通过L2的电流与电压的关系如图1所示。将它们连接到如图2所示的电路中，当闭合开关S1、S2，断开S3，滑片P置于最左端时，调节电源，使电路中一只小灯泡正常发光，另一只不超过额定电压，则电源输出电流为1.4A；当只闭合S3，滑片P置于最右端时，调节电源，同样使电路中仅一只小灯泡正常发光，另一只不超过额定电压，此时L2的电阻与变阻器连入电路中的电阻之比为R2：R＝2：7．则L2正常工作时的电阻是 Ω，L1的额定功率是 W，当L1与L2串联时，在一只小灯泡正常发光，另一只不超过额定电压的条件下，电源电压的调节范围是 。
三、实验题（每空2分，共28分）
18．（4分）如图所示的两个热学实验：
（1）如图1，试管中的水加热沸腾后，塞子被水蒸气推出，这个过程的能量转化与汽油机的 冲程能量转化相似；
（2）如图2，抽去玻璃隔板后，两瓶气体混合颜色变均匀，说明 。
19．（6分）在探究“通电螺线管外部的磁场分布”的实验中：
（1）按照图甲布置实验器材，螺线管通电后小磁针发生偏转，说明通电螺线管的周围存在 ；小磁针放在螺线管四周不同位置，在图上记录了磁针 极的方向，这个方向就是该点的磁场方向；
（2）小明做了如图乙所示的实验，由实验现象得出：通电螺线管的磁极极性与 有关。
20．（6分）在“探究串联电路的电流特点”的实验中，小虹同学选用两个规格不同的小灯泡组成了如图甲所示的串联电路，然后用一个电流表分别接在a、b、c三处去测量电流。
Ia（A）
Ib（A）
Ic（A）
0.16
0.15
0.14
（1）她在连接电路时开关应 ；
（2）她排除故障后，重新闭合开关，电流表的指针指示位置如图乙所示。则所测的电流值为 A；
（3）她测量了a、b、c三处的电流，又改变灯泡的规格进行了多次实验，其中某次实验的测量数据如上表，在分析数据时，她发现三处的测量值有差异。下列分析正确的是 。
A．可能是因为没有对电流表调零造成的
B．可能是因为测量误差造成的
C．串联电路中各处的电流本来就不等
D．电流从电源正极流向负极的过程中电流越来越小
21．（6分）小明同学在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为6V保持不变，所用小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω。
（1）用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变亮。
（2）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大端。闭合开关S后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来首先应该操作的是 （填序号）
A．检查开关是否闭合
B．检查电压表是否断路
C．移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡是否发光
D．更换小灯泡
（3）慢慢移动滑动变阻器的滑片P，眼睛注视电压表的示数为2.5V时，读出电流表的示数，并做好数据记录。图乙的U﹣I图像是根据多组实验数据绘制而成，根据图像可得小灯泡的额定功率为 W，此时灯丝的电阻为 Ω。
22．（6分）现有下列器材：学生电源（6V），电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关，滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电压一定时，电流与电阻的关系”。
（1）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，则电路可能存在的故障是 。
（2）排除故障后，实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可得出结论 。
（3）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器 。
A.60Ω 0.2A
B.50Ω 0.5A
C.20Ω 1A
四、综合应用题（23题6分，24题8分，共14分）
23．（6分）如图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，如图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图像如图丙所示。求：
（1）电饭煲运行在高温挡时，电路中的总电流；
（2）R2的阻值；
（3）0～30min电饭煲产生的总热量。
24．（8分）如图所示电路，电源电压恒定不变，滑动变阻器R1最大阻值为20Ω，闭合开关S、S1、S3，将滑动变阻器的滑片调至中点，电流表示数为0.9A。保持滑片位置不变，断开S3，电压表示数变化了3V，此时电流表示数为I1（不计温度对灯泡电阻的影响），请计算下列问题：
（1）电源电压的大小是多少？
（2）当电流表示数为I1时，灯泡L的电功率是多少？
（3）将滑动变阻器滑片调至最左端，用灯泡L2替换电压表，闭合所有开关，电流表示数为I2，若I1：I2＝2：5，电阻R2与灯泡L2的阻值之比为1：6，则灯泡L2的电阻是多少？
2022-2023学年湖南省长沙市明德教育集团九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（共12小题.每题3分，11、12题为双选题，选不全得2分，有错不得分，共36分）
1．（3分）下列描述中最符合实际的是（ ）
A．家用节能灯正常工作时的电流大约是0.1A
B．人体的安全电压是36V
C．冰箱正常工作时功率大约为2kW
D．手机电池电压大约为220V
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。
【解答】解：A、家用节能灯正常工作时的电流大约是0.1A，故A正确；
B、人体的安全电压是不高于36V，故B错误；
C、冰箱正常工作时功率大约为200W，故C错误；
D、手机电池电压大约为3.7V，故D错误。
故选：A。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出符合实际的选项即可。
2．（3分）下列电器中，利用电流的热效应工作的是（ ）
A．电熨斗 B．电冰箱 C．电视机 D．空调
【分析】电流的热效应就是把电能转化为内能；可从能量转化的角度分析哪一用电器是利用了电流的热效应。
【解答】解：
A、电熨斗工作时把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，A符合题意。
B、电冰箱主要是压缩机工作，压缩机工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，B不符合题意。
C、电视机主要是把电能转化为光能和声能，不是利用电流热效应工作的，C不符合题意。
D、空调机工作时，主要把电能转化为机械能，D不符合题意。
故选：A。
【点评】利用电流的热效应工作的家用电器工作时，都是电能转化为内能，这是判断的关键。
3．（3分）我们学习了多种物理方法，下列探究实验涉及的方法中，其中一个与其余不同的是（ ）
A．探究电流通过导体时产生热量的多少与电流的关系
B．探究通过导体中电流大小与其电阻大小的关系
C．探究导体电阻的大小与导体长度的关系
D．探究串联电路的等效电阻与各串联电阻间的关系
【分析】控制变量法：当研究的问题由多个因素共同影响时，在研究某一因素对所研究问题的影响时保持其他因素不变的方法。
等效替代法：是在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、陌生的、复杂的物理问题和物理过程用等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程代替来研究和处理的方法。
【解答】解：A、探究电流通过导体时产生热量的多少与电流的关系时，要保持电阻和通电时间不变，用到控制变量法；
B、探究通过导体中电流大小与其电阻大小的关系时，要保持电阻两端的电压不变，用到控制变量法；
C、探究导体电阻的大小与导体长度的关系时，要保持导体的材料和横截面积不变，用到控制变量法；
D、探究串联电路的等效电阻与各串联电阻间的关系时，用到等效替代法，D与其它三项不同。
故选：D。
【点评】本题需要掌握初中探究实验中用到的相关研究方法。
4．（3分）大型晚会广泛使用的全息LED屏幕可以任意升降，能组合成绚烂唯美3D的画面，LED屏幕主要利用发光二极管工作的，发光二极管的主要材料是（ ）
A．半导体 B．导体 C．超导体 D．纳米材料
【分析】二极管是由硅和锗等材料制成的，具有单向导电性。
【解答】解：二极管是由硅和锗等材料制成的，硅和锗都属于半导体材料，故A正确。
故选：A。
【点评】本题考查的是半导体的应用，半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，半导体具有单向导电性。
5．（3分）有一种智能锁，需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2才会闭合，电动机M工作，开锁成功。下列电路设计符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】由题知，S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2闭合，电动机M工作，即两开关都闭合时电动机才能工作，由此根据选项图分析解答。
【解答】解：
根据题意知，S1闭合，灯L发光；灯光照亮人脸完成人脸识别时S2闭合，即S1、S2同时闭合，电动机M才工作。
A、由图知，只闭合S1时，灯被短路而不发光，同时闭合S1和S2时，电源会被短路，不符合题意；
B、由图知，只闭合S1时，电路断路，灯不亮，再闭合S2时，电动机就工作，不符合题意；
C、由图知，只闭合S1时，灯L发光，再闭合S2时，电动机工作，符合题意；
D、由图知，只闭合S1时，灯L不发光，不符合题意。
故选：C。
【点评】本题考查了电路的设计，明确要求可采用排除法解答。
6．（3分）电风扇的核心装置是电动机，下列哪个实验揭示了电动机的工作原理（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用。结合图中装置可逐一做出判断。
【解答】解：电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用；
A、图中研究的是电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系，是电流的磁效应，故A不符合题意。
B、图中有电源，闭合开关后，通电导体在磁场中受力运动，揭示了电动机工作原理，故B符合题意；
C、图中没有电源，导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，电流计指针发生偏转，说明产生了感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故C不符合题意。
D、图中是奥斯特实验，说明了通电导线周围存在磁场，是电流的磁效应，故D不符合题意。
故选：B。
【点评】电动机是将电能转化为机械能的机械，它在工作时要消耗电能，因此解题时观察图形中有无电源是此题的解题关键。
7．（3分）图甲是常用的一种可调风速的小风扇，图乙为其用于调风速的电位器结构图，a、b、c是它的三个接线柱，a、c分别与弧形电阻丝的两端相连，b与金属滑片相连，转动旋钮，通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变风扇风速，下列分析正确的是（ ）
A．若将a、c接入电路中，逆时针转动旋钮时，风扇风速加快
B．若将a、c接入电路中，顺时针转动旋钮时，风扇风速减弱
C．若将a、b接入电路中，顺时针转动旋钮时，风扇风速加快
D．若将b、c接入电路中，顺时针转动旋钮时，风扇风速加快
【分析】（1）电位器的实质是滑动变阻器；
（2）串联在电路中能改变电路中电流的大小；
（3）若将图乙中a、c接入则接入了全部电阻片，不能改变电阻大小，接线时a、c只能选择其一接入电路。
【解答】解：
AB、若只将a、c接入电路，电位器的全部电阻丝都接入电路，不能改变电路的电流，所以不能改变风扇风速，故AB错误；
C、若只将a、b接入电路，滑片左边的电阻丝接入电路；顺时针转动旋钮时，电位器接入电路的电阻变大，电路中电流变小，风扇风速减弱，故C错误；
D、将b、c接入电路中，滑片的右侧电阻接入电路，故若顺时针转动旋钮时，电阻变小，故电流变大，风扇风速加快，故D正确。
故选：D。
【点评】此题考查学生对于滑动变阻器的理解和掌握。熟知使用和接线原则是解题关键。
8．（3分）如图甲所示，A和B是两个相同的验电器，A带负电荷，B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来，观察到A的金属箔张开的角度减小，B的金属箔由闭合变为张开，如图乙所示，下列描述错误的是（ ）
A．金属杆是导体
B．验电器 B 的两金属箔片能够张开，是因为带上了同种电荷
C．实验中金属杆和金属球接触的一瞬间，验电器B中的金属箔带上了负电荷
D．实验中金属杆和金属球接触的一瞬间，金属杆中电流方向是自A流向B
【分析】（1）容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、油等；导体和绝缘体没有绝对的界限。
（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。
（3）电荷的定向移动形成电流。正电荷移动的方向是电流的方向，自由电子的定向移动方向与电流方向相反。
【解答】解：
A、金属杆能够导电，属于导体；故A正确；
B、验电器B的两金属箔片能够张开，是因为两箔片带上了同种电荷，同种电荷相互排斥而张开；故B正确；
C、金属杆和金属球接触的一瞬间，A验电器上的负电荷转移到B验电器，故B验电器中的金属箔带上了负电荷；故C正确；
D、金自由电子的定向移动方向与电流方向相反。故金属杆和金属球接触的一瞬间，金属杆中电流方向是自B流向A；故D错误。
故选：D。
【点评】知道生活中常见导体和绝缘体、理解电荷间的作用规律、明确电荷的转移情况以及电流方向的规定，可解答此题。
9．（3分）如图所示是一个利用电磁继电器的温度自动控制装置，关于该装置，下列说法正确的是（ ）
A．装置中的温度计使用的水银是绝缘体
B．装置中的电磁继电器与电动机原理相同
C．当温度达到90℃时，铃响灯不亮
D．当温度低于90℃时，铃响灯不亮
【分析】温度自动报警器的原理是当温度达到一定值时，温度计内液体上升，该液体必须是导体，这样控制电路会接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸引，将报警电路接通，电铃响，起到报警作用。
【解答】解：
A、水银容易导电，是导体，故A错误；
B、电磁铁利用的是电流的磁效应，而电动机时利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，故B错误；
C、当温度达到90℃时，由于水银是导体，控制电路闭合，电磁铁具有了磁性，将衔铁吸下，动触点和下面的静触点接触，灯所在的电路断开，电铃所在的电路闭合，灯不亮铃响，故C正确；
D、当温度低于90℃时，控制电路断开，电磁铁没有磁性，动触点和上面的静触点接触，灯所在的电路闭合，电铃所在的电路断开，灯亮铃不响，故D错误；
故选：C。
【点评】此题主要考查的是学生对水银导电性和电磁继电器工作原理的理解和掌握，难度不是很大。
10．（3分）在图甲所示的电路中，当滑片P由b移到a的过程中，定值电阻R1两端的电压与滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电阻R1的阻值为20Ω
B．滑片P移到b端时，R2两端的电压为2V
C．滑片P移到a端时，R2的电流为0.1A
D．当滑片P移到中点时，此时R1的电功率为0.9W
【分析】（1）当滑片P移到b端时，接入电路中的电阻为0，电路为R1的简单电路，电压表的示数为电源的电压，根据图象读出电源的电压；
（2）滑片P移到a端时，R1与滑动变阻器的最大阻值串联，根据图象读出电压表的示数和滑动变阻器的最大阻值，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出R2中的电流，根据串联电路中的电流特点和欧姆定律可求出R1的阻值；
（3）根据图象得出滑片P移到中点时电压表的示数，根据P＝求出R1的电功率。
【解答】解：（1）当滑片P移到b端时，电路为R1的简单电路，电压表的示数为电源的电压，此时滑动变阻器R2接入电路中的电阻为0，R2两端的电压为0，故B错误；
由图象可知，电压表的示数为6V即电源的电压：U＝6V；
（2）滑片P移到a端时，R1与滑动变阻器的最大阻值串联，
由图象可知，滑动变阻器R2的最大阻值为：R2＝20Ω，电压表的示数：U1＝2V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V，
根据欧姆定律可知，通过R2中的电流为：I2＝＝＝0.2A，故C错误；
因串联电路中各处的电流相等，
所以，通过R1的电流：I1＝I2＝0.2A，
根据欧姆定律可知，R1＝＝＝10Ω，故A错误；
（3）当滑片P移到中点，R1与滑动变阻器串联，由图象可知，R2′＝10Ω时，电压表的示数：U12＝3V，
由P＝UI＝可知，R1的电功率：
P1＝＝＝0.9W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据图象读出滑片接入电路中不同电阻时对应电压表的示数。
（多选）11．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．电压表可以直接接在电源两端，测电源两端的电压
B．开关断开，灯泡L1和L2同时熄灭，则L1和L2一定是串联的
C．滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝长度改变电阻的
D．导体的电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比
【分析】（1）电压表可以直接接在电源两端；
（2）并联电路中，干路开关控制整个电路；串联电路中，开关在任何位置都可以控制整个电路；
（3）滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝长度改变电阻的；
（4）电阻等于其两端的电压与通过它的电流的比，但电阻的大小与电流和电压大小无关。
【解答】解：A、电压表可以直接接在电源两端，此时测量的是电源两端的电压，故A正确；
B、开关断开，灯泡L1和L2同时熄灭，则L1和L2可能是串联的，也可能是开关在并联电路的干路中，故B错误；
C、滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝长度改变电阻的，故C正确；
D、电阻是导体阻碍电流的性质，其大小等于其两端的电压与通过它的电流的比，但电阻的大小与电流和电压大小无关，故D错误。
故选：AC。
【点评】本题考查了对电压表的连接、电路中开关的作用、滑动变阻器的原理、电阻的概念等的理解与应用，综合性强，但难度不大。
（多选）12．（3分）如图所示，是某家庭电路的一部分，下列说法正确的是（ ）
A．电冰箱连入三孔插座后，电灯与电冰箱是串联
B．正常状况下，用试电笔接触A点会使氖管发光
C．为用电安全，应在甲处安装电灯，乙处安装开关
D．站在地上的人若用手直接接触A点会有触电危险
【分析】根据家庭电路的各设备安装顺序、开关、电灯、插座的正确安装方法等知识逐个分析判断即可解决。
【解答】解：A、电冰箱接入三孔插座后，电灯与电冰箱互不影响，是并联的，故A错误；
B、图中A点为火线，正常状况下，用试电笔接触A点氖管会发光，故B正确；
C、在家庭电路中，为了安全，一般把开关接在火线和用电器之间，故甲处接开关，乙处接灯，故C错误；
D、图中A点为火线，站在地上的人接触A点会有触电危险，故D正确。
故选：BD。
【点评】知道并理解家庭电路的组成与正确连接方法，了解触电的原因，是解决该题的关键。
二、填空题（每空2分，共22分）
13．（4分）火箭使用液态氢作为燃料是因为液态氢的 热值 较大；从十九世纪的无线电报到现在的5G通讯，都是利用 电磁波 传递信息。
【分析】运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量；电磁波能传递信息，可以在真空中传播。广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。
【解答】解：火箭发射使用的燃料是液态氢，是因为它的热值高；
电磁波能传递信息，移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。
故答案为：热值；电磁波。
【点评】此题考查了热值、电磁波的应用等知识点，难度不大，是一道基础题。
14．（4分）校园新安装了许多太阳能路灯，路灯顶部有一块太阳能电池板。太阳能电池板是将太阳能转化为 电能 的装置，太阳能是 可再生 能源。（选填“可再生”或“不可再生”）
【分析】太阳能电池板就可以将太阳能转化为电能；在自然界短时间就能得到补充的是可再生能源，常见的可再生能源有：风能、太阳能、水能等。
【解答】解：太阳能发电是将太阳能转化为电能，太阳能是可以重复利用的，故太阳能为可再生能源。
故答案为：电能；可再生。
【点评】本题主要考查学生对太阳能特点的了解和太阳能电池板上的能量转化过程，是基础知识。
15．（4分）电子式电能表表盘上标有“3000imp/kW•h”的字样，（imp表示电能表指示灯闪烁的次数），将某用电器单独接在该电能表上，正常工作30min，电能表指示灯闪烁了600次，则该用电器在上述时间内消耗的电能是 0.2 kW•h，该用电器的电功率是 400 W。
【分析】3000imp/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁3000次，或者表示电能表指示灯每闪烁1次，电路中消耗kW•h的电能，求出指示灯闪烁300次电路中消耗的电能，然后求出用电器的功率。
【解答】解：3000imp/kW•h表示电能表指示灯每闪烁1次，电路中消耗kW•h的电能，
指示灯闪烁600次，电路消耗电能为：
W＝600×kW•h＝0.2kW•h，
用电器的功率：
P＝＝＝0.4kW＝400W。
故答案为：0.2；400。
【点评】本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法以及电功率的计算，这是利用电能表测量功率的一种类型习题，一定要熟练掌握。
16．（4分）在一个标准大气压下做“探究水的沸腾”实验时，把初温为20℃质量为100g的水加热到沸腾，水至少需要吸收 3.36×104 J的热量。如果酒精完全燃烧所放出的热量有40%被水吸收，则需要 2.8×10﹣3 kg酒精。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q酒＝3.0×107J/kg]
【分析】（1）知道水的质量、比热容、初温和末温（一个标准大气压下水的沸点为100℃），根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（2）根据η＝求出酒精完全燃烧释放的热量，再利用Q放＝mq求出需要燃烧酒精的质量。
【解答】解：
（1）由题意可知，水的质量m＝100g＝0.1kg，一个标准大气压下水的沸点为100℃，即水的沸点为100℃，
水吸收的热量：
Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×104J；
（2）由η＝可得，酒精完全燃烧释放的热量：
Q放＝＝＝8.4×104J，
由Q放＝mq可得，需要燃烧酒精的质量：
m酒＝＝＝2.8×10﹣3kg。
故答案为：3.36×104；2.8×10﹣3。
【点评】本题考查了吸热公式和燃料完全燃烧释放热量公式以及效率公式的应用，要注意一个标准大气压下水的沸点为100℃。
17．（6分）两只额定电压分别为3V和6V的小灯泡L1和L2，其中通过L2的电流与电压的关系如图1所示。将它们连接到如图2所示的电路中，当闭合开关S1、S2，断开S3，滑片P置于最左端时，调节电源，使电路中一只小灯泡正常发光，另一只不超过额定电压，则电源输出电流为1.4A；当只闭合S3，滑片P置于最右端时，调节电源，同样使电路中仅一只小灯泡正常发光，另一只不超过额定电压，此时L2的电阻与变阻器连入电路中的电阻之比为R2：R＝2：7．则L2正常工作时的电阻是 6 Ω，L1的额定功率是 1.8 W，当L1与L2串联时，在一只小灯泡正常发光，另一只不超过额定电压的条件下，电源电压的调节范围是 5V～12V 。
【分析】（1）L2正常工作时的电压和额定电压相等，根据图2读出对应的电流，根据欧姆定律求出正常工作时的电阻；
（2）闭合开关S1、S2，断开S3，滑片P置于最左端时，L1和L2并联，比较两灯泡的额定电压并根据并联电路的电压特点确定电源的电压确定正常发光的灯泡，根据图2读出通过L2的电流，利用并联电路的电流特点求出L1正常工作时的电流，根据P＝UI求灯L1的额定功率；
（3）若考虑L1和L2串联，比较两灯泡的额定电流，根据串联电路的电流特点判断发光的灯泡和电路中的电流，当滑片P置于最左端时，电源的电压最小，由图2读出此时灯泡L2两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源的最小电压；当滑片P置于最右端时，电源的电压最大，此时灯泡L2两端的电压不变，根据欧姆定律和串联电路的电流特点求出L2两端的电压与变阻器两端的电压之比，进一步求出滑动变阻器两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源的最大电压，进一步得出答案。
【解答】解：（1）L2正常工作时的电压U2额＝6V，由图2可知此时通过L2的电流I2额＝1A，
由I＝可得，L2正常工作时的电阻：
R2＝＝＝6Ω；
（2）闭合开关S1、S2，断开S3，滑片P置于最左端时，L1和L2并联，
由题知，电路中一只小灯泡正常发光，另一只不超过额定电压，
因并联电路中各支路两端的电压，且U1额＜U2额，
所以，L1正常发光，则此时的电源电压U＝3V，
由图2可知，此时通过L2的电流I2＝0.8A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，L1正常工作时的电流：
I1＝I﹣I2＝1.4A﹣0.8A＝0.6A；
L1的额定功率：
P1额＝U1额I1＝3V×0.6A＝1.8W；
（3）当只闭合S3，L1、L2和滑动变阻器串联，
因串联电路中各处的电流相等，且灯泡L2的额定电流大于灯泡L1的额定电流，
所以，正常发光的灯泡是L1，电路的电流I′＝0.6A，
当滑片P置于最左端时，电源的电压最小，由图2可知，此时灯泡L2两端的电压U2＝2V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的最小电压：
U最小＝U1+U2＝3V+2V＝5V；
当滑片P置于最右端时，电源的电压最大，由图2可知，此时灯泡L2两端的电压U2＝2V，
由U＝IR和R2：R＝2：7可得，L2两端的电压与变阻器两端的电压之比：＝＝，
则滑动变阻器两端的电压：
UR＝U2＝×2V＝7V，
则电源的最大电压：
U最大＝U1+U2+UR＝3V+2V+7V＝12V，
所以，电源电压调节范围为5V～12V。
故答案为：6；1.8；5V～12V。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的及电功率公式的运用，关键是根据图象读出电压和电流的对应的值，有一定的难度。
三、实验题（每空2分，共28分）
18．（4分）如图所示的两个热学实验：
（1）如图1，试管中的水加热沸腾后，塞子被水蒸气推出，这个过程的能量转化与汽油机的 做功 冲程能量转化相似；
（2）如图2，抽去玻璃隔板后，两瓶气体混合颜色变均匀，说明 分子在不停地做无规则运动 。
【分析】（1）在汽油机的四冲程中，做功冲程是内能转化为机械能的冲程，试管内水蒸气的内能转化为塞子的机械能；热机的压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能；
（2）扩散现象表明，分子在不停地做无规则运动；
【解答】解：（1）试管中的水加热沸腾后，塞子被水蒸气推出，水蒸气的内能转化为了塞子的机械能，水蒸气的内能减小，温度降低；
汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为曲轴的机械能，塞子被推出这一过程的能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相同；
（2）抽去玻璃隔板，两瓶中气体逐渐混合均匀，说明分子在不停地做无规则运动，这是扩散现象；
故答案为：（1）做功；（2 ）分子在不停地做无规则运动。
【点评】本题考查做功改变物体的内能，扩散现象，分子动理论的应用、四冲程汽油机能量转化等，属基础知识，难度不大。
19．（6分）在探究“通电螺线管外部的磁场分布”的实验中：
（1）按照图甲布置实验器材，螺线管通电后小磁针发生偏转，说明通电螺线管的周围存在 磁场 ；小磁针放在螺线管四周不同位置，在图上记录了磁针 N 极的方向，这个方向就是该点的磁场方向；
（2）小明做了如图乙所示的实验，由实验现象得出：通电螺线管的磁极极性与 电流的方向 有关。
【分析】（1）小磁针N极静止时指向的方向为该点磁场方向；
（2）通电螺线管周围磁场方向与电流方向和螺线管绕线方向有关。
【解答】解：（1）小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向，故把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁针N极的方向；
（2）如图所示的实验，由实验现象得出：通电螺线管周围磁场方向与电流方向有关，当电流方向改变时，磁场方向也会发生改变。
故答案为：（1）磁场；N；（2）电流的方向。
【点评】本题考查了电流的磁效应、通电螺线管磁场的大小及方向、通电螺线管磁性增强的措施等，知识点较多，属于基础知识。
20．（6分）在“探究串联电路的电流特点”的实验中，小虹同学选用两个规格不同的小灯泡组成了如图甲所示的串联电路，然后用一个电流表分别接在a、b、c三处去测量电流。
Ia（A）
Ib（A）
Ic（A）
0.16
0.15
0.14
（1）她在连接电路时开关应 断开 ；
（2）她排除故障后，重新闭合开关，电流表的指针指示位置如图乙所示。则所测的电流值为 0.22 A；
（3）她测量了a、b、c三处的电流，又改变灯泡的规格进行了多次实验，其中某次实验的测量数据如上表，在分析数据时，她发现三处的测量值有差异。下列分析正确的是 B 。
A．可能是因为没有对电流表调零造成的
B．可能是因为测量误差造成的
C．串联电路中各处的电流本来就不等
D．电流从电源正极流向负极的过程中电流越来越小
【分析】（1）连接电路时开关应该断开；
（2）根据电流表所选用的量程，确定分度值，读出示数；
（3）测量中误差不可避免；串联电路中各处的电流相等；电流表使用前要调零。
【解答】解：（1）为了保证实验安全，连接电路时，开关应该断开；
（2）电流表的指针指示位置如图乙所示，电流表选用小量程（0.6A），分度值为0.02A，则所测的电流值为0.22A；
（3）A、如果没有对电流表调零，则电流值总是偏大或偏小，故A错误；
B、测量过程中总是存在误差，误差不可避免，会使三处的测量值有差异，故B正确；
CD、串联电路中电流处处相等，故CD错误，故选：B。
故答案为：（1）断开；（2）0.22；（3）B。
【点评】本题探究串联电路的电流特点的实验考查注意事项、电流表读数及误差的知识，属于中等题。
21．（6分）小明同学在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为6V保持不变，所用小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω。
（1）用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变亮。
（2）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大端。闭合开关S后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来首先应该操作的是 C （填序号）
A．检查开关是否闭合
B．检查电压表是否断路
C．移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡是否发光
D．更换小灯泡
（3）慢慢移动滑动变阻器的滑片P，眼睛注视电压表的示数为2.5V时，读出电流表的示数，并做好数据记录。图乙的U﹣I图像是根据多组实验数据绘制而成，根据图像可得小灯泡的额定功率为 0.5 W，此时灯丝的电阻为 12.5 Ω。
【分析】（1）滑动变阻器采用一上一下的连接方式，滑动变阻器的滑片P向右滑动时小灯泡变亮，说明滑动变阻器接入电路的电阻减小，故选择右下接线柱；所用小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω，根据欧姆定律可知通过小灯泡的电流约为多少，据此选择电流表的量程；
（2）闭合开关S后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，则电路为通路，说明电路的电阻过大，据此分析；
（3）小灯泡的额定电压为2.5V，从图中可知此时通过小灯泡的电流为0.2A，根据P＝UI可知小灯泡的额定功率，根据欧姆定律可知此时灯丝的电阻。
【解答】解：（1）滑动变阻器采用一上一下的连接方式，滑动变阻器的滑片P向右滑动时小灯泡变亮，说明滑动变阻器接入电路的电阻减小，故选择右下接线柱；所用小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω，根据欧姆定律可知通过小灯泡的电流约为IL＝＝＝0.25A，故电流表选用小量程，连接电路如图所示：
（2）闭合开关S后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，则电路为通路，说明电路的电阻过大，接下来首先应该操作的是移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡是否发光，选C；
（3）小灯泡的额定电压为2.5V，从图中可知此时通过小灯泡的电流为0.2A，根据P＝UI可知小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W，根据欧姆定律可知此时灯丝的电阻R＝＝＝12.5Ω。
故答案为：（1）如图；（2）C；（3）0.5；12.5。
【点评】本题测灯的额定功率，考查电路连接、注意事项、电功率和电阻的计算等知识。
22．（6分）现有下列器材：学生电源（6V），电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关，滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电压一定时，电流与电阻的关系”。
（1）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，则电路可能存在的故障是 定值电阻断路 。
（2）排除故障后，实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可得出结论 导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
（3）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器 B 。
A.60Ω 0.2A
B.50Ω 0.5A
C.20Ω 1A
【分析】（1）电压表示数始终接近电源电压，说明电压表两接线柱与电源之间是通路，电流表没有示数说明电路断路，即电压表并联部分断路；
（2）由图中数据，电流与电阻之积为一定值分析；
（3）由图知，电阻两端的电压始终保持U＝2V，根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，根据分压原理，当接入20Ω电阻时求出变阻器连入电路中的电阻确定选取的滑动变阻器。
【解答】解：（1）闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，说明电压表并联部分断路，即定值电阻断路；
（2）由图乙中数据，电流与电阻之积为：
U＝IR＝0.4A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣＝0.1A×20Ω＝2V，
为一定值，故得出的结论是：导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（3）由图丙知，电阻两端的电压始终保持U＝2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑＝6V﹣2V＝4V，变阻器分得的电压为电压表示数的 ＝2倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑＝2×20Ω＝40Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器，由图像知最大电流为0.5A，故选用50Ω 0.5A的变阻器，即B。
故答案为：（1）定值电阻断路；（2）导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（3）B。
【点评】本题电压不变时，电流与电阻的关系，考查电路图的画法、注意事项、数据分析和控制变量法的运用及对器材的要求。
四、综合应用题（23题6分，24题8分，共14分）
23．（6分）如图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，如图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图像如图丙所示。求：
（1）电饭煲运行在高温挡时，电路中的总电流；
（2）R2的阻值；
（3）0～30min电饭煲产生的总热量。
【分析】（1）当开关S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，电路的总电阻最小，电饭煲的功率较大，根据图丙读出此时电路的总功率，利用P＝UI求出电路中的总电流；
（2）由电路图可知，当开关S和S1均闭合时，电路为R1与R2并联，电饭煲的功率较大；只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲功率较小，根据电路的总功率等于各用电器功率之和求出电阻R2的电功率，利用P＝UI＝求出电阻R2的阻值；
（3）根据图乙可知工作30min中两种情况下的工作时间，根据W＝Pt求出两种情况下消耗的电能，两情况下消耗的电能之和为电饭煲消耗的电能，而纯电阻电路中，Q＝W。
【解答】解：（1）当开关S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，电路的总电阻最小，由P＝UI＝知电饭煲的电功率大，为高温挡，由题图丙可知，此时电路的总功率P＝880W，由P＝UI可得，电路中的总电流为：
；
（2）只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲功率较小，为低温挡，由题图丙可知，此时电路的功率P′＝660W，则电阻R2的电功率为：
P2＝P﹣P′＝880W﹣660W＝220W，
电阻R2的阻值为：
；
（3）由题图丙可知，0～30 min内电饭煲功率最大时工作的时间和功率较小时的工作时间均为t＝15min＝900s，
则0～30 min电饭煲产生的总热量为：
Q＝W+W′＝Pt+P′t＝880W×900s+660W×900s＝1.386×106J。
答：（1）电饭煲运行在高温挡时，电路中的总电流是4A；
（2）R2的阻值是220Ω；
（3）0～30min电饭煲产生的总热量是1.386×106J。
【点评】本题考查了电热公式和电功率公式的灵活应用，从图象中读出有用的信息和判断出不同功率时电饭煲电路的连接方式是关键。
24．（8分）如图所示电路，电源电压恒定不变，滑动变阻器R1最大阻值为20Ω，闭合开关S、S1、S3，将滑动变阻器的滑片调至中点，电流表示数为0.9A。保持滑片位置不变，断开S3，电压表示数变化了3V，此时电流表示数为I1（不计温度对灯泡电阻的影响），请计算下列问题：
（1）电源电压的大小是多少？
（2）当电流表示数为I1时，灯泡L的电功率是多少？
（3）将滑动变阻器滑片调至最左端，用灯泡L2替换电压表，闭合所有开关，电流表示数为I2，若I1：I2＝2：5，电阻R2与灯泡L2的阻值之比为1：6，则灯泡L2的电阻是多少？
【分析】（1）闭合开关S、S1、S3，将滑动变阻器的滑片调至中点，变阻器R1接在电源两端，电流表测量电路中的电流，根据欧姆定律计算电源电压；
（2）闭合开关S、S1、断开S2、S3，将滑动变阻器的滑片调至中点，变阻器R1和灯L串联，电压表测量变阻器R1两端的电压，根据串联电路的电压规律求出R1和灯L两端的电压，根据欧姆定律求电流表为I1，由P＝UI计算灯L的电功率；
（3）滑动变阻器滑片调至最左端，用灯泡L2替换电压表，闭合所有开关，变阻器R1、灯L和定值电阻R2并联接在电源两极，根据并联电路的规律和欧姆定律计算灯泡L2的电阻。
【解答】解：（1）闭合开关S、S1、S3，将滑动变阻器的滑片调至中点，变阻器R1接在电源两端，电流表测量电路中的电流，
滑动变阻器R1最大阻值为20Ω，滑动变阻器的滑片调至中点，变阻器接入电路的电阻：R1中＝R1＝×20Ω＝10Ω，
此时电路中的电流：I1中＝0.9A，
根据欧姆定律可得电源电压：U＝U1中＝I1中R1中＝0.9A×10Ω＝9V；
（2）闭合开关S、S1、断开S2、S3，将滑动变阻器的滑片调至中点，变阻器R1和灯L串联，电压表测量变阻器R1两端的电压，
电压表示数变化了3V，由串联电路的电压规律可知，灯L两端的电压：UL＝3V，R1两端的电压：U1＝U﹣UL＝9V﹣3V＝6V，
根据欧姆定律可得电流表为：I1＝＝＝0.6A，
由P＝UI可得灯L的电功率：PL＝ULIL＝ULI1＝3V×0.6A＝1.8W，
（3）滑动变阻器滑片调至最左端，用灯泡L2替换电压表，闭合所有开关，变阻器R1、灯L2和定值电阻R2并联接在电源两极，
干路的电流，即电流表的的示数为I2，因I1：I2＝2：5，所以：I2＝I1＝×0.6A＝1.5A，
变阻器接入电路的电阻：R1＝20Ω，根据欧姆定律可得通过R1的电流为：I′1＝＝＝0.45A，
根据并联电路的规律可知通过灯L2和定值电阻R2的电流：I′＝I2﹣I′1＝1.5A﹣0.45A＝1.05A，
由欧姆定律可知，通过灯L2的电流：IL2＝＝，
通过定值电阻R2的电流：I′2＝＝，
根据并联电路的规律可知：I′＝IL2+I′2＝+＝1.05A…………①，
电阻R2与灯泡L2的阻值之比为1：6，＝…………②，
联立①②可得灯泡L2的电阻：RL2＝60Ω。
答：（1）电源电压的大小是6V；
（2）当电流表示数为I1时，灯泡L的电功率是1.8W；
（3）灯泡L2的电阻是60Ω。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，分清开关闭合、断开时电路的连接方式和根据电源电压不变列出方程式是关键，有一定难度。
2022-2023学年湖南省长沙市明德教育集团九年级（上）期末物理试卷
一、选择题（共12小题.每题3分，11、12题为双选题，选不全得2分，有错不得分，共36分）
1．（3分）下列描述中最符合实际的是（ ）
A．家用节能灯正常工作时的电流大约是0.1A
B．人体的安全电压是36V
C．冰箱正常工作时功率大约为2kW
D．手机电池电压大约为220V
2．（3分）下列电器中，利用电流的热效应工作的是（ ）
A．电熨斗 B．电冰箱 C．电视机 D．空调
3．（3分）我们学习了多种物理方法，下列探究实验涉及的方法中，其中一个与其余不同的是（ ）
A．探究电流通过导体时产生热量的多少与电流的关系
B．探究通过导体中电流大小与其电阻大小的关系
C．探究导体电阻的大小与导体长度的关系
D．探究串联电路的等效电阻与各串联电阻间的关系
4．（3分）大型晚会广泛使用的全息LED屏幕可以任意升降，能组合成绚烂唯美3D的画面，LED屏幕主要利用发光二极管工作的，发光二极管的主要材料是（ ）
A．半导体 B．导体 C．超导体 D．纳米材料
5．（3分）有一种智能锁，需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2才会闭合，电动机M工作，开锁成功。下列电路设计符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
6．（3分）电风扇的核心装置是电动机，下列哪个实验揭示了电动机的工作原理（ ）
A．
B．
C．
D．
7．（3分）图甲是常用的一种可调风速的小风扇，图乙为其用于调风速的电位器结构图，a、b、c是它的三个接线柱，a、c分别与弧形电阻丝的两端相连，b与金属滑片相连，转动旋钮，通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变风扇风速，下列分析正确的是（ ）
A．若将a、c接入电路中，逆时针转动旋钮时，风扇风速加快
B．若将a、c接入电路中，顺时针转动旋钮时，风扇风速减弱
C．若将a、b接入电路中，顺时针转动旋钮时，风扇风速加快
D．若将b、c接入电路中，顺时针转动旋钮时，风扇风速加快
8．（3分）如图甲所示，A和B是两个相同的验电器，A带负电荷，B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来，观察到A的金属箔张开的角度减小，B的金属箔由闭合变为张开，如图乙所示，下列描述错误的是（ ）
A．金属杆是导体
B．验电器 B 的两金属箔片能够张开，是因为带上了同种电荷
C．实验中金属杆和金属球接触的一瞬间，验电器B中的金属箔带上了负电荷
D．实验中金属杆和金属球接触的一瞬间，金属杆中电流方向是自A流向B
9．（3分）如图所示是一个利用电磁继电器的温度自动控制装置，关于该装置，下列说法正确的是（ ）
A．装置中的温度计使用的水银是绝缘体
B．装置中的电磁继电器与电动机原理相同
C．当温度达到90℃时，铃响灯不亮
D．当温度低于90℃时，铃响灯不亮
10．（3分）在图甲所示的电路中，当滑片P由b移到a的过程中，定值电阻R1两端的电压与滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电阻R1的阻值为20Ω
B．滑片P移到b端时，R2两端的电压为2V
C．滑片P移到a端时，R2的电流为0.1A
D．当滑片P移到中点时，此时R1的电功率为0.9W
（多选）11．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．电压表可以直接接在电源两端，测电源两端的电压
B．开关断开，灯泡L1和L2同时熄灭，则L1和L2一定是串联的
C．滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝长度改变电阻的
D．导体的电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比
（多选）12．（3分）如图所示，是某家庭电路的一部分，下列说法正确的是（ ）
A．电冰箱连入三孔插座后，电灯与电冰箱是串联
B．正常状况下，用试电笔接触A点会使氖管发光
C．为用电安全，应在甲处安装电灯，乙处安装开关
D．站在地上的人若用手直接接触A点会有触电危险
二、填空题（每空2分，共22分）
13．（4分）火箭使用液态氢作为燃料是因为液态氢的 较大；从十九世纪的无线电报到现在的5G通讯，都是利用 传递信息。
14．（4分）校园新安装了许多太阳能路灯，路灯顶部有一块太阳能电池板。太阳能电池板是将太阳能转化为 的装置，太阳能是 能源。（选填“可再生”或“不可再生”）
15．（4分）电子式电能表表盘上标有“3000imp/kW•h”的字样，（imp表示电能表指示灯闪烁的次数），将某用电器单独接在该电能表上，正常工作30min，电能表指示灯闪烁了600次，则该用电器在上述时间内消耗的电能是 kW•h，该用电器的电功率是 W。
16．（4分）在一个标准大气压下做“探究水的沸腾”实验时，把初温为20℃质量为100g的水加热到沸腾，水至少需要吸收 J的热量。如果酒精完全燃烧所放出的热量有40%被水吸收，则需要 kg酒精。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q酒＝3.0×107J/kg]
17．（6分）两只额定电压分别为3V和6V的小灯泡L1和L2，其中通过L2的电流与电压的关系如图1所示。将它们连接到如图2所示的电路中，当闭合开关S1、S2，断开S3，滑片P置于最左端时，调节电源，使电路中一只小灯泡正常发光，另一只不超过额定电压，则电源输出电流为1.4A；当只闭合S3，滑片P置于最右端时，调节电源，同样使电路中仅一只小灯泡正常发光，另一只不超过额定电压，此时L2的电阻与变阻器连入电路中的电阻之比为R2：R＝2：7．则L2正常工作时的电阻是 Ω，L1的额定功率是 W，当L1与L2串联时，在一只小灯泡正常发光，另一只不超过额定电压的条件下，电源电压的调节范围是 。
三、实验题（每空2分，共28分）
18．（4分）如图所示的两个热学实验：
（1）如图1，试管中的水加热沸腾后，塞子被水蒸气推出，这个过程的能量转化与汽油机的 冲程能量转化相似；
（2）如图2，抽去玻璃隔板后，两瓶气体混合颜色变均匀，说明 。
19．（6分）在探究“通电螺线管外部的磁场分布”的实验中：
（1）按照图甲布置实验器材，螺线管通电后小磁针发生偏转，说明通电螺线管的周围存在 ；小磁针放在螺线管四周不同位置，在图上记录了磁针 极的方向，这个方向就是该点的磁场方向；
（2）小明做了如图乙所示的实验，由实验现象得出：通电螺线管的磁极极性与 有关。
20．（6分）在“探究串联电路的电流特点”的实验中，小虹同学选用两个规格不同的小灯泡组成了如图甲所示的串联电路，然后用一个电流表分别接在a、b、c三处去测量电流。
Ia（A）
Ib（A）
Ic（A）
0.16
0.15
0.14
（1）她在连接电路时开关应 ；
（2）她排除故障后，重新闭合开关，电流表的指针指示位置如图乙所示。则所测的电流值为 A；
（3）她测量了a、b、c三处的电流，又改变灯泡的规格进行了多次实验，其中某次实验的测量数据如上表，在分析数据时，她发现三处的测量值有差异。下列分析正确的是 。
A．可能是因为没有对电流表调零造成的
B．可能是因为测量误差造成的
C．串联电路中各处的电流本来就不等
D．电流从电源正极流向负极的过程中电流越来越小
21．（6分）小明同学在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为6V保持不变，所用小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω。
（1）用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变亮。
（2）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大端。闭合开关S后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来首先应该操作的是 （填序号）
A．检查开关是否闭合
B．检查电压表是否断路
C．移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡是否发光
D．更换小灯泡
（3）慢慢移动滑动变阻器的滑片P，眼睛注视电压表的示数为2.5V时，读出电流表的示数，并做好数据记录。图乙的U﹣I图像是根据多组实验数据绘制而成，根据图像可得小灯泡的额定功率为 W，此时灯丝的电阻为 Ω。
22．（6分）现有下列器材：学生电源（6V），电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关，滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电压一定时，电流与电阻的关系”。
（1）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，则电路可能存在的故障是 。
（2）排除故障后，实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可得出结论 。
（3）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器 。
A.60Ω 0.2A
B.50Ω 0.5A
C.20Ω 1A
四、综合应用题（23题6分，24题8分，共14分）
23．（6分）如图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，如图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图像如图丙所示。求：
（1）电饭煲运行在高温挡时，电路中的总电流；
（2）R2的阻值；
（3）0～30min电饭煲产生的总热量。
24．（8分）如图所示电路，电源电压恒定不变，滑动变阻器R1最大阻值为20Ω，闭合开关S、S1、S3，将滑动变阻器的滑片调至中点，电流表示数为0.9A。保持滑片位置不变，断开S3，电压表示数变化了3V，此时电流表示数为I1（不计温度对灯泡电阻的影响），请计算下列问题：
（1）电源电压的大小是多少？
（2）当电流表示数为I1时，灯泡L的电功率是多少？
（3）将滑动变阻器滑片调至最左端，用灯泡L2替换电压表，闭合所有开关，电流表示数为I2，若I1：I2＝2：5，电阻R2与灯泡L2的阻值之比为1：6，则灯泡L2的电阻是多少？
2022-2023学年湖南省长沙市明德教育集团九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（共12小题.每题3分，11、12题为双选题，选不全得2分，有错不得分，共36分）
1．（3分）下列描述中最符合实际的是（ ）
A．家用节能灯正常工作时的电流大约是0.1A
B．人体的安全电压是36V
C．冰箱正常工作时功率大约为2kW
D．手机电池电压大约为220V
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。
【解答】解：A、家用节能灯正常工作时的电流大约是0.1A，故A正确；
B、人体的安全电压是不高于36V，故B错误；
C、冰箱正常工作时功率大约为200W，故C错误；
D、手机电池电压大约为3.7V，故D错误。
故选：A。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出符合实际的选项即可。
2．（3分）下列电器中，利用电流的热效应工作的是（ ）
A．电熨斗 B．电冰箱 C．电视机 D．空调
【分析】电流的热效应就是把电能转化为内能；可从能量转化的角度分析哪一用电器是利用了电流的热效应。
【解答】解：
A、电熨斗工作时把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，A符合题意。
B、电冰箱主要是压缩机工作，压缩机工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，B不符合题意。
C、电视机主要是把电能转化为光能和声能，不是利用电流热效应工作的，C不符合题意。
D、空调机工作时，主要把电能转化为机械能，D不符合题意。
故选：A。
【点评】利用电流的热效应工作的家用电器工作时，都是电能转化为内能，这是判断的关键。
3．（3分）我们学习了多种物理方法，下列探究实验涉及的方法中，其中一个与其余不同的是（ ）
A．探究电流通过导体时产生热量的多少与电流的关系
B．探究通过导体中电流大小与其电阻大小的关系
C．探究导体电阻的大小与导体长度的关系
D．探究串联电路的等效电阻与各串联电阻间的关系
【分析】控制变量法：当研究的问题由多个因素共同影响时，在研究某一因素对所研究问题的影响时保持其他因素不变的方法。
等效替代法：是在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、陌生的、复杂的物理问题和物理过程用等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程代替来研究和处理的方法。
【解答】解：A、探究电流通过导体时产生热量的多少与电流的关系时，要保持电阻和通电时间不变，用到控制变量法；
B、探究通过导体中电流大小与其电阻大小的关系时，要保持电阻两端的电压不变，用到控制变量法；
C、探究导体电阻的大小与导体长度的关系时，要保持导体的材料和横截面积不变，用到控制变量法；
D、探究串联电路的等效电阻与各串联电阻间的关系时，用到等效替代法，D与其它三项不同。
故选：D。
【点评】本题需要掌握初中探究实验中用到的相关研究方法。
4．（3分）大型晚会广泛使用的全息LED屏幕可以任意升降，能组合成绚烂唯美3D的画面，LED屏幕主要利用发光二极管工作的，发光二极管的主要材料是（ ）
A．半导体 B．导体 C．超导体 D．纳米材料
【分析】二极管是由硅和锗等材料制成的，具有单向导电性。
【解答】解：二极管是由硅和锗等材料制成的，硅和锗都属于半导体材料，故A正确。
故选：A。
【点评】本题考查的是半导体的应用，半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，半导体具有单向导电性。
5．（3分）有一种智能锁，需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2才会闭合，电动机M工作，开锁成功。下列电路设计符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】由题知，S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2闭合，电动机M工作，即两开关都闭合时电动机才能工作，由此根据选项图分析解答。
【解答】解：
根据题意知，S1闭合，灯L发光；灯光照亮人脸完成人脸识别时S2闭合，即S1、S2同时闭合，电动机M才工作。
A、由图知，只闭合S1时，灯被短路而不发光，同时闭合S1和S2时，电源会被短路，不符合题意；
B、由图知，只闭合S1时，电路断路，灯不亮，再闭合S2时，电动机就工作，不符合题意；
C、由图知，只闭合S1时，灯L发光，再闭合S2时，电动机工作，符合题意；
D、由图知，只闭合S1时，灯L不发光，不符合题意。
故选：C。
【点评】本题考查了电路的设计，明确要求可采用排除法解答。
6．（3分）电风扇的核心装置是电动机，下列哪个实验揭示了电动机的工作原理（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用。结合图中装置可逐一做出判断。
【解答】解：电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用；
A、图中研究的是电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系，是电流的磁效应，故A不符合题意。
B、图中有电源，闭合开关后，通电导体在磁场中受力运动，揭示了电动机工作原理，故B符合题意；
C、图中没有电源，导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，电流计指针发生偏转，说明产生了感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故C不符合题意。
D、图中是奥斯特实验，说明了通电导线周围存在磁场，是电流的磁效应，故D不符合题意。
故选：B。
【点评】电动机是将电能转化为机械能的机械，它在工作时要消耗电能，因此解题时观察图形中有无电源是此题的解题关键。
7．（3分）图甲是常用的一种可调风速的小风扇，图乙为其用于调风速的电位器结构图，a、b、c是它的三个接线柱，a、c分别与弧形电阻丝的两端相连，b与金属滑片相连，转动旋钮，通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变风扇风速，下列分析正确的是（ ）
A．若将a、c接入电路中，逆时针转动旋钮时，风扇风速加快
B．若将a、c接入电路中，顺时针转动旋钮时，风扇风速减弱
C．若将a、b接入电路中，顺时针转动旋钮时，风扇风速加快
D．若将b、c接入电路中，顺时针转动旋钮时，风扇风速加快
【分析】（1）电位器的实质是滑动变阻器；
（2）串联在电路中能改变电路中电流的大小；
（3）若将图乙中a、c接入则接入了全部电阻片，不能改变电阻大小，接线时a、c只能选择其一接入电路。
【解答】解：
AB、若只将a、c接入电路，电位器的全部电阻丝都接入电路，不能改变电路的电流，所以不能改变风扇风速，故AB错误；
C、若只将a、b接入电路，滑片左边的电阻丝接入电路；顺时针转动旋钮时，电位器接入电路的电阻变大，电路中电流变小，风扇风速减弱，故C错误；
D、将b、c接入电路中，滑片的右侧电阻接入电路，故若顺时针转动旋钮时，电阻变小，故电流变大，风扇风速加快，故D正确。
故选：D。
【点评】此题考查学生对于滑动变阻器的理解和掌握。熟知使用和接线原则是解题关键。
8．（3分）如图甲所示，A和B是两个相同的验电器，A带负电荷，B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来，观察到A的金属箔张开的角度减小，B的金属箔由闭合变为张开，如图乙所示，下列描述错误的是（ ）
A．金属杆是导体
B．验电器 B 的两金属箔片能够张开，是因为带上了同种电荷
C．实验中金属杆和金属球接触的一瞬间，验电器B中的金属箔带上了负电荷
D．实验中金属杆和金属球接触的一瞬间，金属杆中电流方向是自A流向B
【分析】（1）容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、油等；导体和绝缘体没有绝对的界限。
（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。
（3）电荷的定向移动形成电流。正电荷移动的方向是电流的方向，自由电子的定向移动方向与电流方向相反。
【解答】解：
A、金属杆能够导电，属于导体；故A正确；
B、验电器B的两金属箔片能够张开，是因为两箔片带上了同种电荷，同种电荷相互排斥而张开；故B正确；
C、金属杆和金属球接触的一瞬间，A验电器上的负电荷转移到B验电器，故B验电器中的金属箔带上了负电荷；故C正确；
D、金自由电子的定向移动方向与电流方向相反。故金属杆和金属球接触的一瞬间，金属杆中电流方向是自B流向A；故D错误。
故选：D。
【点评】知道生活中常见导体和绝缘体、理解电荷间的作用规律、明确电荷的转移情况以及电流方向的规定，可解答此题。
9．（3分）如图所示是一个利用电磁继电器的温度自动控制装置，关于该装置，下列说法正确的是（ ）
A．装置中的温度计使用的水银是绝缘体
B．装置中的电磁继电器与电动机原理相同
C．当温度达到90℃时，铃响灯不亮
D．当温度低于90℃时，铃响灯不亮
【分析】温度自动报警器的原理是当温度达到一定值时，温度计内液体上升，该液体必须是导体，这样控制电路会接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸引，将报警电路接通，电铃响，起到报警作用。
【解答】解：
A、水银容易导电，是导体，故A错误；
B、电磁铁利用的是电流的磁效应，而电动机时利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，故B错误；
C、当温度达到90℃时，由于水银是导体，控制电路闭合，电磁铁具有了磁性，将衔铁吸下，动触点和下面的静触点接触，灯所在的电路断开，电铃所在的电路闭合，灯不亮铃响，故C正确；
D、当温度低于90℃时，控制电路断开，电磁铁没有磁性，动触点和上面的静触点接触，灯所在的电路闭合，电铃所在的电路断开，灯亮铃不响，故D错误；
故选：C。
【点评】此题主要考查的是学生对水银导电性和电磁继电器工作原理的理解和掌握，难度不是很大。
10．（3分）在图甲所示的电路中，当滑片P由b移到a的过程中，定值电阻R1两端的电压与滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电阻R1的阻值为20Ω
B．滑片P移到b端时，R2两端的电压为2V
C．滑片P移到a端时，R2的电流为0.1A
D．当滑片P移到中点时，此时R1的电功率为0.9W
【分析】（1）当滑片P移到b端时，接入电路中的电阻为0，电路为R1的简单电路，电压表的示数为电源的电压，根据图象读出电源的电压；
（2）滑片P移到a端时，R1与滑动变阻器的最大阻值串联，根据图象读出电压表的示数和滑动变阻器的最大阻值，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出R2中的电流，根据串联电路中的电流特点和欧姆定律可求出R1的阻值；
（3）根据图象得出滑片P移到中点时电压表的示数，根据P＝求出R1的电功率。
【解答】解：（1）当滑片P移到b端时，电路为R1的简单电路，电压表的示数为电源的电压，此时滑动变阻器R2接入电路中的电阻为0，R2两端的电压为0，故B错误；
由图象可知，电压表的示数为6V即电源的电压：U＝6V；
（2）滑片P移到a端时，R1与滑动变阻器的最大阻值串联，
由图象可知，滑动变阻器R2的最大阻值为：R2＝20Ω，电压表的示数：U1＝2V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V，
根据欧姆定律可知，通过R2中的电流为：I2＝＝＝0.2A，故C错误；
因串联电路中各处的电流相等，
所以，通过R1的电流：I1＝I2＝0.2A，
根据欧姆定律可知，R1＝＝＝10Ω，故A错误；
（3）当滑片P移到中点，R1与滑动变阻器串联，由图象可知，R2′＝10Ω时，电压表的示数：U12＝3V，
由P＝UI＝可知，R1的电功率：
P1＝＝＝0.9W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据图象读出滑片接入电路中不同电阻时对应电压表的示数。
（多选）11．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．电压表可以直接接在电源两端，测电源两端的电压
B．开关断开，灯泡L1和L2同时熄灭，则L1和L2一定是串联的
C．滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝长度改变电阻的
D．导体的电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比
【分析】（1）电压表可以直接接在电源两端；
（2）并联电路中，干路开关控制整个电路；串联电路中，开关在任何位置都可以控制整个电路；
（3）滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝长度改变电阻的；
（4）电阻等于其两端的电压与通过它的电流的比，但电阻的大小与电流和电压大小无关。
【解答】解：A、电压表可以直接接在电源两端，此时测量的是电源两端的电压，故A正确；
B、开关断开，灯泡L1和L2同时熄灭，则L1和L2可能是串联的，也可能是开关在并联电路的干路中，故B错误；
C、滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝长度改变电阻的，故C正确；
D、电阻是导体阻碍电流的性质，其大小等于其两端的电压与通过它的电流的比，但电阻的大小与电流和电压大小无关，故D错误。
故选：AC。
【点评】本题考查了对电压表的连接、电路中开关的作用、滑动变阻器的原理、电阻的概念等的理解与应用，综合性强，但难度不大。
（多选）12．（3分）如图所示，是某家庭电路的一部分，下列说法正确的是（ ）
A．电冰箱连入三孔插座后，电灯与电冰箱是串联
B．正常状况下，用试电笔接触A点会使氖管发光
C．为用电安全，应在甲处安装电灯，乙处安装开关
D．站在地上的人若用手直接接触A点会有触电危险
【分析】根据家庭电路的各设备安装顺序、开关、电灯、插座的正确安装方法等知识逐个分析判断即可解决。
【解答】解：A、电冰箱接入三孔插座后，电灯与电冰箱互不影响，是并联的，故A错误；
B、图中A点为火线，正常状况下，用试电笔接触A点氖管会发光，故B正确；
C、在家庭电路中，为了安全，一般把开关接在火线和用电器之间，故甲处接开关，乙处接灯，故C错误；
D、图中A点为火线，站在地上的人接触A点会有触电危险，故D正确。
故选：BD。
【点评】知道并理解家庭电路的组成与正确连接方法，了解触电的原因，是解决该题的关键。
二、填空题（每空2分，共22分）
13．（4分）火箭使用液态氢作为燃料是因为液态氢的 热值 较大；从十九世纪的无线电报到现在的5G通讯，都是利用 电磁波 传递信息。
【分析】运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量；电磁波能传递信息，可以在真空中传播。广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。
【解答】解：火箭发射使用的燃料是液态氢，是因为它的热值高；
电磁波能传递信息，移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。
故答案为：热值；电磁波。
【点评】此题考查了热值、电磁波的应用等知识点，难度不大，是一道基础题。
14．（4分）校园新安装了许多太阳能路灯，路灯顶部有一块太阳能电池板。太阳能电池板是将太阳能转化为 电能 的装置，太阳能是 可再生 能源。（选填“可再生”或“不可再生”）
【分析】太阳能电池板就可以将太阳能转化为电能；在自然界短时间就能得到补充的是可再生能源，常见的可再生能源有：风能、太阳能、水能等。
【解答】解：太阳能发电是将太阳能转化为电能，太阳能是可以重复利用的，故太阳能为可再生能源。
故答案为：电能；可再生。
【点评】本题主要考查学生对太阳能特点的了解和太阳能电池板上的能量转化过程，是基础知识。
15．（4分）电子式电能表表盘上标有“3000imp/kW•h”的字样，（imp表示电能表指示灯闪烁的次数），将某用电器单独接在该电能表上，正常工作30min，电能表指示灯闪烁了600次，则该用电器在上述时间内消耗的电能是 0.2 kW•h，该用电器的电功率是 400 W。
【分析】3000imp/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁3000次，或者表示电能表指示灯每闪烁1次，电路中消耗kW•h的电能，求出指示灯闪烁300次电路中消耗的电能，然后求出用电器的功率。
【解答】解：3000imp/kW•h表示电能表指示灯每闪烁1次，电路中消耗kW•h的电能，
指示灯闪烁600次，电路消耗电能为：
W＝600×kW•h＝0.2kW•h，
用电器的功率：
P＝＝＝0.4kW＝400W。
故答案为：0.2；400。
【点评】本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法以及电功率的计算，这是利用电能表测量功率的一种类型习题，一定要熟练掌握。
16．（4分）在一个标准大气压下做“探究水的沸腾”实验时，把初温为20℃质量为100g的水加热到沸腾，水至少需要吸收 3.36×104 J的热量。如果酒精完全燃烧所放出的热量有40%被水吸收，则需要 2.8×10﹣3 kg酒精。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q酒＝3.0×107J/kg]
【分析】（1）知道水的质量、比热容、初温和末温（一个标准大气压下水的沸点为100℃），根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（2）根据η＝求出酒精完全燃烧释放的热量，再利用Q放＝mq求出需要燃烧酒精的质量。
【解答】解：
（1）由题意可知，水的质量m＝100g＝0.1kg，一个标准大气压下水的沸点为100℃，即水的沸点为100℃，
水吸收的热量：
Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×104J；
（2）由η＝可得，酒精完全燃烧释放的热量：
Q放＝＝＝8.4×104J，
由Q放＝mq可得，需要燃烧酒精的质量：
m酒＝＝＝2.8×10﹣3kg。
故答案为：3.36×104；2.8×10﹣3。
【点评】本题考查了吸热公式和燃料完全燃烧释放热量公式以及效率公式的应用，要注意一个标准大气压下水的沸点为100℃。
17．（6分）两只额定电压分别为3V和6V的小灯泡L1和L2，其中通过L2的电流与电压的关系如图1所示。将它们连接到如图2所示的电路中，当闭合开关S1、S2，断开S3，滑片P置于最左端时，调节电源，使电路中一只小灯泡正常发光，另一只不超过额定电压，则电源输出电流为1.4A；当只闭合S3，滑片P置于最右端时，调节电源，同样使电路中仅一只小灯泡正常发光，另一只不超过额定电压，此时L2的电阻与变阻器连入电路中的电阻之比为R2：R＝2：7．则L2正常工作时的电阻是 6 Ω，L1的额定功率是 1.8 W，当L1与L2串联时，在一只小灯泡正常发光，另一只不超过额定电压的条件下，电源电压的调节范围是 5V～12V 。
【分析】（1）L2正常工作时的电压和额定电压相等，根据图2读出对应的电流，根据欧姆定律求出正常工作时的电阻；
（2）闭合开关S1、S2，断开S3，滑片P置于最左端时，L1和L2并联，比较两灯泡的额定电压并根据并联电路的电压特点确定电源的电压确定正常发光的灯泡，根据图2读出通过L2的电流，利用并联电路的电流特点求出L1正常工作时的电流，根据P＝UI求灯L1的额定功率；
（3）若考虑L1和L2串联，比较两灯泡的额定电流，根据串联电路的电流特点判断发光的灯泡和电路中的电流，当滑片P置于最左端时，电源的电压最小，由图2读出此时灯泡L2两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源的最小电压；当滑片P置于最右端时，电源的电压最大，此时灯泡L2两端的电压不变，根据欧姆定律和串联电路的电流特点求出L2两端的电压与变阻器两端的电压之比，进一步求出滑动变阻器两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源的最大电压，进一步得出答案。
【解答】解：（1）L2正常工作时的电压U2额＝6V，由图2可知此时通过L2的电流I2额＝1A，
由I＝可得，L2正常工作时的电阻：
R2＝＝＝6Ω；
（2）闭合开关S1、S2，断开S3，滑片P置于最左端时，L1和L2并联，
由题知，电路中一只小灯泡正常发光，另一只不超过额定电压，
因并联电路中各支路两端的电压，且U1额＜U2额，
所以，L1正常发光，则此时的电源电压U＝3V，
由图2可知，此时通过L2的电流I2＝0.8A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，L1正常工作时的电流：
I1＝I﹣I2＝1.4A﹣0.8A＝0.6A；
L1的额定功率：
P1额＝U1额I1＝3V×0.6A＝1.8W；
（3）当只闭合S3，L1、L2和滑动变阻器串联，
因串联电路中各处的电流相等，且灯泡L2的额定电流大于灯泡L1的额定电流，
所以，正常发光的灯泡是L1，电路的电流I′＝0.6A，
当滑片P置于最左端时，电源的电压最小，由图2可知，此时灯泡L2两端的电压U2＝2V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的最小电压：
U最小＝U1+U2＝3V+2V＝5V；
当滑片P置于最右端时，电源的电压最大，由图2可知，此时灯泡L2两端的电压U2＝2V，
由U＝IR和R2：R＝2：7可得，L2两端的电压与变阻器两端的电压之比：＝＝，
则滑动变阻器两端的电压：
UR＝U2＝×2V＝7V，
则电源的最大电压：
U最大＝U1+U2+UR＝3V+2V+7V＝12V，
所以，电源电压调节范围为5V～12V。
故答案为：6；1.8；5V～12V。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的及电功率公式的运用，关键是根据图象读出电压和电流的对应的值，有一定的难度。
三、实验题（每空2分，共28分）
18．（4分）如图所示的两个热学实验：
（1）如图1，试管中的水加热沸腾后，塞子被水蒸气推出，这个过程的能量转化与汽油机的 做功 冲程能量转化相似；
（2）如图2，抽去玻璃隔板后，两瓶气体混合颜色变均匀，说明 分子在不停地做无规则运动 。
【分析】（1）在汽油机的四冲程中，做功冲程是内能转化为机械能的冲程，试管内水蒸气的内能转化为塞子的机械能；热机的压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能；
（2）扩散现象表明，分子在不停地做无规则运动；
【解答】解：（1）试管中的水加热沸腾后，塞子被水蒸气推出，水蒸气的内能转化为了塞子的机械能，水蒸气的内能减小，温度降低；
汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为曲轴的机械能，塞子被推出这一过程的能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相同；
（2）抽去玻璃隔板，两瓶中气体逐渐混合均匀，说明分子在不停地做无规则运动，这是扩散现象；
故答案为：（1）做功；（2 ）分子在不停地做无规则运动。
【点评】本题考查做功改变物体的内能，扩散现象，分子动理论的应用、四冲程汽油机能量转化等，属基础知识，难度不大。
19．（6分）在探究“通电螺线管外部的磁场分布”的实验中：
（1）按照图甲布置实验器材，螺线管通电后小磁针发生偏转，说明通电螺线管的周围存在 磁场 ；小磁针放在螺线管四周不同位置，在图上记录了磁针 N 极的方向，这个方向就是该点的磁场方向；
（2）小明做了如图乙所示的实验，由实验现象得出：通电螺线管的磁极极性与 电流的方向 有关。
【分析】（1）小磁针N极静止时指向的方向为该点磁场方向；
（2）通电螺线管周围磁场方向与电流方向和螺线管绕线方向有关。
【解答】解：（1）小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向，故把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁针N极的方向；
（2）如图所示的实验，由实验现象得出：通电螺线管周围磁场方向与电流方向有关，当电流方向改变时，磁场方向也会发生改变。
故答案为：（1）磁场；N；（2）电流的方向。
【点评】本题考查了电流的磁效应、通电螺线管磁场的大小及方向、通电螺线管磁性增强的措施等，知识点较多，属于基础知识。
20．（6分）在“探究串联电路的电流特点”的实验中，小虹同学选用两个规格不同的小灯泡组成了如图甲所示的串联电路，然后用一个电流表分别接在a、b、c三处去测量电流。
Ia（A）
Ib（A）
Ic（A）
0.16
0.15
0.14
（1）她在连接电路时开关应 断开 ；
（2）她排除故障后，重新闭合开关，电流表的指针指示位置如图乙所示。则所测的电流值为 0.22 A；
（3）她测量了a、b、c三处的电流，又改变灯泡的规格进行了多次实验，其中某次实验的测量数据如上表，在分析数据时，她发现三处的测量值有差异。下列分析正确的是 B 。
A．可能是因为没有对电流表调零造成的
B．可能是因为测量误差造成的
C．串联电路中各处的电流本来就不等
D．电流从电源正极流向负极的过程中电流越来越小
【分析】（1）连接电路时开关应该断开；
（2）根据电流表所选用的量程，确定分度值，读出示数；
（3）测量中误差不可避免；串联电路中各处的电流相等；电流表使用前要调零。
【解答】解：（1）为了保证实验安全，连接电路时，开关应该断开；
（2）电流表的指针指示位置如图乙所示，电流表选用小量程（0.6A），分度值为0.02A，则所测的电流值为0.22A；
（3）A、如果没有对电流表调零，则电流值总是偏大或偏小，故A错误；
B、测量过程中总是存在误差，误差不可避免，会使三处的测量值有差异，故B正确；
CD、串联电路中电流处处相等，故CD错误，故选：B。
故答案为：（1）断开；（2）0.22；（3）B。
【点评】本题探究串联电路的电流特点的实验考查注意事项、电流表读数及误差的知识，属于中等题。
21．（6分）小明同学在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为6V保持不变，所用小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω。
（1）用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变亮。
（2）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大端。闭合开关S后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来首先应该操作的是 C （填序号）
A．检查开关是否闭合
B．检查电压表是否断路
C．移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡是否发光
D．更换小灯泡
（3）慢慢移动滑动变阻器的滑片P，眼睛注视电压表的示数为2.5V时，读出电流表的示数，并做好数据记录。图乙的U﹣I图像是根据多组实验数据绘制而成，根据图像可得小灯泡的额定功率为 0.5 W，此时灯丝的电阻为 12.5 Ω。
【分析】（1）滑动变阻器采用一上一下的连接方式，滑动变阻器的滑片P向右滑动时小灯泡变亮，说明滑动变阻器接入电路的电阻减小，故选择右下接线柱；所用小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω，根据欧姆定律可知通过小灯泡的电流约为多少，据此选择电流表的量程；
（2）闭合开关S后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，则电路为通路，说明电路的电阻过大，据此分析；
（3）小灯泡的额定电压为2.5V，从图中可知此时通过小灯泡的电流为0.2A，根据P＝UI可知小灯泡的额定功率，根据欧姆定律可知此时灯丝的电阻。
【解答】解：（1）滑动变阻器采用一上一下的连接方式，滑动变阻器的滑片P向右滑动时小灯泡变亮，说明滑动变阻器接入电路的电阻减小，故选择右下接线柱；所用小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω，根据欧姆定律可知通过小灯泡的电流约为IL＝＝＝0.25A，故电流表选用小量程，连接电路如图所示：
（2）闭合开关S后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，则电路为通路，说明电路的电阻过大，接下来首先应该操作的是移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡是否发光，选C；
（3）小灯泡的额定电压为2.5V，从图中可知此时通过小灯泡的电流为0.2A，根据P＝UI可知小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W，根据欧姆定律可知此时灯丝的电阻R＝＝＝12.5Ω。
故答案为：（1）如图；（2）C；（3）0.5；12.5。
【点评】本题测灯的额定功率，考查电路连接、注意事项、电功率和电阻的计算等知识。
22．（6分）现有下列器材：学生电源（6V），电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关，滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电压一定时，电流与电阻的关系”。
（1）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，则电路可能存在的故障是 定值电阻断路 。
（2）排除故障后，实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可得出结论 导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
（3）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器 B 。
A.60Ω 0.2A
B.50Ω 0.5A
C.20Ω 1A
【分析】（1）电压表示数始终接近电源电压，说明电压表两接线柱与电源之间是通路，电流表没有示数说明电路断路，即电压表并联部分断路；
（2）由图中数据，电流与电阻之积为一定值分析；
（3）由图知，电阻两端的电压始终保持U＝2V，根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，根据分压原理，当接入20Ω电阻时求出变阻器连入电路中的电阻确定选取的滑动变阻器。
【解答】解：（1）闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，说明电压表并联部分断路，即定值电阻断路；
（2）由图乙中数据，电流与电阻之积为：
U＝IR＝0.4A×5Ω＝﹣﹣﹣﹣＝0.1A×20Ω＝2V，
为一定值，故得出的结论是：导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（3）由图丙知，电阻两端的电压始终保持U＝2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑＝6V﹣2V＝4V，变阻器分得的电压为电压表示数的 ＝2倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑＝2×20Ω＝40Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器，由图像知最大电流为0.5A，故选用50Ω 0.5A的变阻器，即B。
故答案为：（1）定值电阻断路；（2）导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（3）B。
【点评】本题电压不变时，电流与电阻的关系，考查电路图的画法、注意事项、数据分析和控制变量法的运用及对器材的要求。
四、综合应用题（23题6分，24题8分，共14分）
23．（6分）如图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，如图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图像如图丙所示。求：
（1）电饭煲运行在高温挡时，电路中的总电流；
（2）R2的阻值；
（3）0～30min电饭煲产生的总热量。
【分析】（1）当开关S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，电路的总电阻最小，电饭煲的功率较大，根据图丙读出此时电路的总功率，利用P＝UI求出电路中的总电流；
（2）由电路图可知，当开关S和S1均闭合时，电路为R1与R2并联，电饭煲的功率较大；只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲功率较小，根据电路的总功率等于各用电器功率之和求出电阻R2的电功率，利用P＝UI＝求出电阻R2的阻值；
（3）根据图乙可知工作30min中两种情况下的工作时间，根据W＝Pt求出两种情况下消耗的电能，两情况下消耗的电能之和为电饭煲消耗的电能，而纯电阻电路中，Q＝W。
【解答】解：（1）当开关S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，电路的总电阻最小，由P＝UI＝知电饭煲的电功率大，为高温挡，由题图丙可知，此时电路的总功率P＝880W，由P＝UI可得，电路中的总电流为：
；
（2）只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲功率较小，为低温挡，由题图丙可知，此时电路的功率P′＝660W，则电阻R2的电功率为：
P2＝P﹣P′＝880W﹣660W＝220W，
电阻R2的阻值为：
；
（3）由题图丙可知，0～30 min内电饭煲功率最大时工作的时间和功率较小时的工作时间均为t＝15min＝900s，
则0～30 min电饭煲产生的总热量为：
Q＝W+W′＝Pt+P′t＝880W×900s+660W×900s＝1.386×106J。
答：（1）电饭煲运行在高温挡时，电路中的总电流是4A；
（2）R2的阻值是220Ω；
（3）0～30min电饭煲产生的总热量是1.386×106J。
【点评】本题考查了电热公式和电功率公式的灵活应用，从图象中读出有用的信息和判断出不同功率时电饭煲电路的连接方式是关键。
24．（8分）如图所示电路，电源电压恒定不变，滑动变阻器R1最大阻值为20Ω，闭合开关S、S1、S3，将滑动变阻器的滑片调至中点，电流表示数为0.9A。保持滑片位置不变，断开S3，电压表示数变化了3V，此时电流表示数为I1（不计温度对灯泡电阻的影响），请计算下列问题：
（1）电源电压的大小是多少？
（2）当电流表示数为I1时，灯泡L的电功率是多少？
（3）将滑动变阻器滑片调至最左端，用灯泡L2替换电压表，闭合所有开关，电流表示数为I2，若I1：I2＝2：5，电阻R2与灯泡L2的阻值之比为1：6，则灯泡L2的电阻是多少？
【分析】（1）闭合开关S、S1、S3，将滑动变阻器的滑片调至中点，变阻器R1接在电源两端，电流表测量电路中的电流，根据欧姆定律计算电源电压；
（2）闭合开关S、S1、断开S2、S3，将滑动变阻器的滑片调至中点，变阻器R1和灯L串联，电压表测量变阻器R1两端的电压，根据串联电路的电压规律求出R1和灯L两端的电压，根据欧姆定律求电流表为I1，由P＝UI计算灯L的电功率；
（3）滑动变阻器滑片调至最左端，用灯泡L2替换电压表，闭合所有开关，变阻器R1、灯L和定值电阻R2并联接在电源两极，根据并联电路的规律和欧姆定律计算灯泡L2的电阻。
【解答】解：（1）闭合开关S、S1、S3，将滑动变阻器的滑片调至中点，变阻器R1接在电源两端，电流表测量电路中的电流，
滑动变阻器R1最大阻值为20Ω，滑动变阻器的滑片调至中点，变阻器接入电路的电阻：R1中＝R1＝×20Ω＝10Ω，
此时电路中的电流：I1中＝0.9A，
根据欧姆定律可得电源电压：U＝U1中＝I1中R1中＝0.9A×10Ω＝9V；
（2）闭合开关S、S1、断开S2、S3，将滑动变阻器的滑片调至中点，变阻器R1和灯L串联，电压表测量变阻器R1两端的电压，
电压表示数变化了3V，由串联电路的电压规律可知，灯L两端的电压：UL＝3V，R1两端的电压：U1＝U﹣UL＝9V﹣3V＝6V，
根据欧姆定律可得电流表为：I1＝＝＝0.6A，
由P＝UI可得灯L的电功率：PL＝ULIL＝ULI1＝3V×0.6A＝1.8W，
（3）滑动变阻器滑片调至最左端，用灯泡L2替换电压表，闭合所有开关，变阻器R1、灯L2和定值电阻R2并联接在电源两极，
干路的电流，即电流表的的示数为I2，因I1：I2＝2：5，所以：I2＝I1＝×0.6A＝1.5A，
变阻器接入电路的电阻：R1＝20Ω，根据欧姆定律可得通过R1的电流为：I′1＝＝＝0.45A，
根据并联电路的规律可知通过灯L2和定值电阻R2的电流：I′＝I2﹣I′1＝1.5A﹣0.45A＝1.05A，
由欧姆定律可知，通过灯L2的电流：IL2＝＝，
通过定值电阻R2的电流：I′2＝＝，
根据并联电路的规律可知：I′＝IL2+I′2＝+＝1.05A…………①，
电阻R2与灯泡L2的阻值之比为1：6，＝…………②，
联立①②可得灯泡L2的电阻：RL2＝60Ω。
答：（1）电源电压的大小是6V；
（2）当电流表示数为I1时，灯泡L的电功率是1.8W；
（3）灯泡L2的电阻是60Ω。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，分清开关闭合、断开时电路的连接方式和根据电源电压不变列出方程式是关键，有一定难度。
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