河南省郑州市新郑市2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷

这是一份河南省郑州市新郑市2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷，共26页。
2022-2023学年河南省郑州市新郑市九年级（上）期末物理试卷
一.单项选择题（本大题7小题，每小题3分，共21分。）
1．（3分）关于分子，下列说法正确的是（　　）
A．水结成冰后分子会保持静止不动
B．破镜难圆，说明分子间有斥力
C．腊梅飘香，说明分子在不停地运动
D．密度很大的固体物质的分子间是没有间隙的
2．（3分）关于某单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（　　）
A．通过技术改进，汽油机的效率可以达到100%
B．在汽油机的做功冲程中，机械能转化内能
C．汽油机的压缩冲程为汽油机提供动力
D．汽油机在1s内完成了15个工作循环，则该汽油机工作时飞轮的转速为1800r/min
3．（3分）如图是某物质由固态变为液态的过程中温度随时间变化的图像，下列说法正确的是（　　）

A．物体在A点时不具有内能
B．物体在B、C两点时具有的内能相等
C．物体在B点具有的热量小于在C点具有的热量
D．在A、B、C、D四个点中，物体在D点具有的内能最大
4．（3分）某市公园景观优美，为了保护花草，防止人畜闯入，以及足够长的细导线，设计一个值班人员看护花园的报警器。要求正常情况下，当有人畜闯入花园时，碰到栅栏会拉断细导线，下列电路符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
5．（3分）如图所示电路中，电源电压为3V，当开关S闭合后，且电压表示数为3V，产生这种现象的原因是（　　）

A．灯L1短路 B．灯L2短路 C．灯L1断路 D．灯L2断路
6．（3分）如图所示，电源电压为3V，R1＝20Ω，R2＝30Ω。闭合开关S，下列说法中正确的是（　　）

A．电阻R1与R2两端的电压之比为2：3
B．通过电阻R1与R2的电流之比为2：3
C．干路电流与通过电阻R1的电流之比为5：3
D．电路中的总电阻与R1的阻值之比为2：5
7．（3分）图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中，电源电压恒为2V．下列说法正确的是（　　）

A．由图甲知小灯泡两端的电压越大，电阻越小
B．开关S1、S2都闭合时，电流表示数为0.5A
C．开关S1、S2都闭合时，电路总功率为1.4W
D．开关S1、S2都闭合时，在1 min内电阻R产生的热量为240 J
二.填空题（本大题7小题，每空1分，共21分）
8．（3分）某成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106J，相当于完全燃烧0.55kg的干木柴放出的能量，则干木柴的热值为 　 　J/kg。如果将这些干木柴用掉一半，它的热值将 　 　；如果干木柴燃烧不充分，它的热值将 　 　。（后两空均选填“变大”“变小”或“不变”）
9．（3分）冬天晒太阳感觉暖和，这是能量的 　 　；搓手感觉暖和，这是能量的 　 　。不可能造出永动机的原因是它违背了 　 　。
10．（3分）如图甲是某品牌家用电吹风，其电路如图乙所示，R1、R2为电阻丝，M为电动机。通过调节开关，可使电吹风分别处于“停止”、“冷风”、“暖风”或“热风”四种状态。
（1）要使电吹风正常工作，图甲中的A处应安装 　 　，B处应安装 　 　。（选填“电动机”或“电阻丝”）
（2）如图乙，要使电吹风处于“冷风”状态，应闭合开关 　 　，要使电吹风处于“暖风”状态，应闭合开关 　 　。
（3）电吹风用了几年后，由于电阻丝的升华，实际发热功率会 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

11．（3分）如图所示，是大型电子地磅的电路图。当称重物时，在重物的压力作用下　 　（选填“上”或“下”）滑动，滑动变阻器连入电路的电阻 　 　（选填“变大”“不变”或“变小”），电流表（重量表）的示数 　 　（选填“变大”“不变”或“变小”）。

12．（3分）在如图所示的电路中，电源电压不变。闭合开关S1、S2，若此时甲、乙两表是电压表且指针偏转的幅度相同，则甲、乙两表的示数之比U甲：U乙＝　 　，电阻R1：R2＝　 　；断开开关S1、S2，将甲、乙两电压表更换为电流表，然后仅闭合开关S1，则甲、乙两电流表的示数之比I甲：I乙＝　 　。

13．（3分）标有“220V 40W”的灯泡甲和“220V 100W”的灯泡乙，其灯丝长短相同，可发现　 　灯泡的灯丝较粗，若将这两个灯泡串联在220V的电源上，则　 　灯泡更亮一些；若将这两个灯泡并联在220V的电源上，则　 　灯泡更亮一些（以上三空选填“甲”或“乙”）
14．（3分）小丽家的电风扇的铭牌上标有“220V，110W”的字样，其线圈电阻是2Ω　 　A。若该电风扇正常工作30min，则它的线圈产生的热量是 　 　J。若她家电能表的铭牌上标有“220V，10（40）A，2000r/（kW•h），则该电风扇单独正常工作1h，电能表的转盘转 　 　圈。
三.作图题（共7分）
15．（2分）现有三个定值电阻R1、R2和R3，它们之间的大小关系是R1＜R2＜R3。如图中已经画出了通过定值电阻R2的电流随其两端电压变化的图像，请你在图中分别画出定值电阻R1与R3的电流随电压变化的大致图像，并标上对应的字母。

16．（3分）在如图所示的电路中，有两根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上
①电压表测小灯泡两端的电压；
②闭合开关S，向a端移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡变亮。

17．（2分）如图是一个简化的玩具警车的电路图，若闭合两个开关，车走灯亮，可实现车走灯不亮，请将代表车走的电动机符号和车灯的符号填入虚线框中。

四.实验题（本大题3小题，共20分）
18．（3分）
（1）图甲电压表的示数是 　 　。
（2）在实验中若电压表出现如图乙的情况，是因为 　 　。
（3）小明家电能表本月初的示数为08216，本月底的示数如图丙所示，小明家本月消耗的电能是 　 　kW•h。
19．（10分）某实验小组在实验室练习电学实验，准备的器材：4V的稳压电源，电流表，1Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，阻值约为10Ω的未知电阻，规格为“20Ω，1A”的滑动变阻器。
（1）在做“探究电流与电阻的关系”实验时，设计了如图所示的电路。
①请你在圆圈中填入合适的电表符号。
②将定值电阻两端的电压控制为2V，选用电流表“0～0.6A”量程，更换不同的定值电阻最多可以测 　 　组数据。
③小明提出滑动变阻器和电压表是多余的，去掉之后电压同样不变。请你指出小明的错误之处：　 　。
（2）爱思考的小彤发现在AB间接入不同元件可以进行不同的电学实验，请根据示例在表中列举。

AB间接入的元件
进行的实验
示例
不同的定值电阻
探究电流与电阻的关系
1
①　 　
②　 　
2
③　 　
④　 　
3
⑤　 　
⑥　 　

20．（7分）某小组在“设计一个模拟调光灯”的活动中，现提供以下器材：直流电源（电压为4V）、电流表、电压表、小灯泡（2.5V、0.3A）
（1）金属回形针可在铅笔芯上来回滑动，设计电路时可将铅笔芯与金属回形针的组合视为　 　。
（2）为了电路安全，需要从下列选项中选取一个合适的定值电阻作为保护电阻（　 　）
A.5Ω B.15Ω C.25Ω D.50Ω
（3）如图甲所示为设计电路的一部分，请在虚线框内将电路图补充完整。
（4）连接好电路，闭合开关，无论怎样移动金属回形针，造成该现象的原因：　 　。
（5）重新调整好电路，闭合开关，移动金属回形针，电流表的示数I如图乙所示，I＝　 　A．小灯泡消耗的实际功率P＝　 　W．
五.计算题（本大题2小题，共13分）
21．（6分）某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5h的有效照射时间内，将热水器中100L、初温为20℃的水温度升高到40℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q吸；
（2）热水器的效率η；
（3）若改用天然气来加热这些水，则需要完全燃烧多少m3的天然气？（天然气的热值q＝4.2×107J/m3，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收）
22．（7分）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L上标有“12V，滑动变阻器的最大阻值为36Ω。当开关S闭合，滑动变阻器的滑片移动到最左端时（假设灯丝电阻不随温度改变）
（1）求灯泡L正常发光时的电流；
（2）求滑片移动到最右端时，灯泡L的电功率；
（3）滑片移动到某一位置时，灯泡L与滑动变阻器的电功率之比是4：1，求此时滑动变阻器接入电路的阻值。

六、综合能力题（本大题3小题，共18分）
23．（5分）阅读下面短文，并回答问题。
超导现象
通常情况下，导体都有一定的电阻，因而电流流过导体时，由于阻碍而发热就会造成能量的损耗。但科学家们发现，某些导体当其温度下降得足够低时（例如铝的温度达到﹣271℃时），这就是超导现象。利用超导现象，有科学家作出这样的假设（如图甲）中通入一定的电流I，该电流会在超导环内永久环流而不衰减。
（1）超导体在超导状态下的导电能力要比导体 　 　（选填“强”或“弱”）。
（2）现在超导体还不能广泛应用，主要是因为要达到超导状态，对于 　 　这一环境条件的要求非常苛刻。
（3）某种金属的电阻随温度的升高而增大，图乙是其电阻随时间变化的图像，则t2时刻的电阻比t1时刻 　 　（选填“大”或“小”），t2时刻的温度比t1时刻 　 　（选填“高”或“低”）。
（4）假如科学家研制出常温超导体，则它最适合应用于下面哪种情况？　 　。
A.滑动变阻器的电阻丝
B.高压输电线
C.电饭煲
D.电吹风

24．（6分）如图是某探究小组在科技节上设计的保温箱的原理图，图中L是温度传感器，电阻不计（电热丝阻值不随温度变化）。当保温箱内温度达到某一设定值时，传感器发出信号，停止加热；当温度低于某一设定值时，并接通电源，开始加热
（1）电热丝发热利用了电流的 　 　效应。电热丝要选用电阻较 　 　、熔点较高的材料来做。
（2）电路工作时，通过电热丝的电流是 　 　A，电热丝工作1min产生的热量是 　 　J。
（3）为了保证某菌种的培养，保温箱的发热功率需要调整到12W，在不改变电源电压和原电热丝的情况下　 　（选填“串”或“并”）联一段阻值为 　 　Ω的电热丝。

25．（7分）小辉用如图所示的装置探究“电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系”，已知甲、乙烧瓶内装有质量和初温均相同的煤油，煤油中各浸泡着一段镍铬合金丝1＜R2。（设实验过程中没有热量损失）
（1）闭合开关后，通过两段金属丝的电流I1　 　I2。（选填“＜”“＝”或“＞”）
（2）通电一段时间后，小辉发现乙烧瓶中温度计的示数较大，表明其他条件相同时　 　有关。
（3）小辉将该装置改成比较不同物质吸热能力的实验装置，两个相同烧瓶中装有质量和初温均相同的物质A与物质B，A和B在相同时间内吸收的热量相同，测量数据如下表，请回答下列的问题：
时间/min
0
1
2
3
4
5
物质A的温度/℃
20
24
28
32
36
40
物质B的温度/℃
20
22
24
26
28
30
①实验中装在烧瓶中的两段镍铬合金丝的阻值应 　 　（选填“相同”或“不相同”）。
②依据表中数据可知，若物质A和B升高相同的温度，则 　 　吸收的热量多。
③依据表格中的数据，可推断出两种物质的比热容cA　 　cB（选填“＜”“＝”或“＞”）。
④若物质B的比热容cB＝4.2×103J/（kg•℃），根据表格中的数据可求出cA＝　 　J/（kg•℃）。
⑤物质的比热容与升高的温度 　 　关（选填“有”或“无”）。


2022-2023学年河南省郑州市新郑市九年级（上）期末物理试卷
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）关于分子，下列说法正确的是（　　）
A．水结成冰后分子会保持静止不动
B．破镜难圆，说明分子间有斥力
C．腊梅飘香，说明分子在不停地运动
D．密度很大的固体物质的分子间是没有间隙的
【解答】解：A、水结冰后，故A错误；
B、破镜不能重圆，超出了分子力的作用范围，分子间几乎没有作用力；
C、腊梅飘香，故C正确；
D、任何物质的分子之间存都在间隙。
故选：C。
2．（3分）关于某单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（　　）
A．通过技术改进，汽油机的效率可以达到100%
B．在汽油机的做功冲程中，机械能转化内能
C．汽油机的压缩冲程为汽油机提供动力
D．汽油机在1s内完成了15个工作循环，则该汽油机工作时飞轮的转速为1800r/min
【解答】解：A、由于热机在工作过程中总有能量损失，故A错误；
BC、在汽油机的做功冲程中，做功冲程为汽油机提供动力；
D、汽油机在1s内完成了15个循环，则1min转30×60＝1800r，故D正确。
故选：D。
3．（3分）如图是某物质由固态变为液态的过程中温度随时间变化的图像，下列说法正确的是（　　）

A．物体在A点时不具有内能
B．物体在B、C两点时具有的内能相等
C．物体在B点具有的热量小于在C点具有的热量
D．在A、B、C、D四个点中，物体在D点具有的内能最大
【解答】解：A、任何物体都有内能；
B、虽然物体在B，但熔化过程要吸热，故物体在B，故B错误；
C、热量是指热传递过程中内能的转移量，不能说具有多少热量，故C错误；
D、由图可知，内能一直变大，故D正确。
故选：D。
4．（3分）某市公园景观优美，为了保护花草，防止人畜闯入，以及足够长的细导线，设计一个值班人员看护花园的报警器。要求正常情况下，当有人畜闯入花园时，碰到栅栏会拉断细导线，下列电路符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：由题意可知，正常情况下（开关接通），灯亮铃不响，电铃才响。
A．由电路图可知，灯亮同时铃响，灯亮，故A不符合题意；
B．由电路图可知，灯亮同时铃响，灯不亮，故B不符合题意；
C．由电路图可知，灯亮，有人畜闯入花园时，灯亮同时铃响；
D．由电路图可知，会造成电源短路，灯泡和电铃并联，故D不符合题意。
故选：C。
5．（3分）如图所示电路中，电源电压为3V，当开关S闭合后，且电压表示数为3V，产生这种现象的原因是（　　）

A．灯L1短路 B．灯L2短路 C．灯L1断路 D．灯L2断路
【解答】解：A、如果灯L1短路，灯L1不发光，灯L5发光，电压表示数为零，不符合题意；
B、如果灯L2短路，灯L2不发光，灯L7发光，电压表测电源电压，符合题意；
CD、如果灯L1断路或L2断路，两灯泡均不发光，不符合题意。
故选：B。
6．（3分）如图所示，电源电压为3V，R1＝20Ω，R2＝30Ω。闭合开关S，下列说法中正确的是（　　）

A．电阻R1与R2两端的电压之比为2：3
B．通过电阻R1与R2的电流之比为2：3
C．干路电流与通过电阻R1的电流之比为5：3
D．电路中的总电阻与R1的阻值之比为2：5
【解答】解：由图知，闭合开关，
A、并联电路各支路两端的电压相等1、R2两端电压之比为5：1，故A错误；
B、根据欧姆定律可得通过R1、R7电流之比为：I1：I2＝：＝R2：R7＝30Ω：20Ω＝3：2，故B错误；
C、并联电路干路电流等于各支路电流之和7的电流之比为：＝＝＝，故C正确；
D、根据并联电路电阻规律可知电路总电阻R＝＝，
则电路中的总电阻与R1的阻值之比为R：R1＝12Ω：20Ω＝4：5，故D错误。
故选：C。
7．（3分）图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中，电源电压恒为2V．下列说法正确的是（　　）

A．由图甲知小灯泡两端的电压越大，电阻越小
B．开关S1、S2都闭合时，电流表示数为0.5A
C．开关S1、S2都闭合时，电路总功率为1.4W
D．开关S1、S2都闭合时，在1 min内电阻R产生的热量为240 J
【解答】解：A、由图甲可知，通过的电流为0.2AL＝＝＝2.5Ω，
同样可得，当L两端电压为4V时，即其两端电压越大时，故A不正确；
BCD、由图乙可知，电流表测干路电流，由图甲知，
可得干路电流即电流表示数为I并＝0.5A+5.2A＝0.7A，电路总功率：P＝UI并＝2V×0.8A＝1.4W，故B不正确；
5min内电阻R产生的热量：Q＝IR2Rt＝UIt＝2V×2.2A×60s＝24J，故D不正确。
故选：C。
二.填空题（本大题7小题，每空1分，共21分）
8．（3分）某成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106J，相当于完全燃烧0.55kg的干木柴放出的能量，则干木柴的热值为 　1.2×107　J/kg。如果将这些干木柴用掉一半，它的热值将 　不变　；如果干木柴燃烧不充分，它的热值将 　不变　。（后两空均选填“变大”“变小”或“不变”）
【解答】解：由题知，完全燃烧0.55kg的干木柴放出的能量Q放＝6.8×106J，
干木柴的热值：q＝＝＝1.7×107J/kg；
热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关、燃烧程度无关，它的热值将不变，它的热值将不变。
故答案为：1.4×107；不变；不变。
9．（3分）冬天晒太阳感觉暖和，这是能量的 　转移　；搓手感觉暖和，这是能量的 　转化　。不可能造出永动机的原因是它违背了 　能量守恒定律　。
【解答】解：冬天晒太阳感觉暖和，这是能量的转移；搓双手感觉暖和，是通过做功改变物体的内能；
机器在运转时都会产生热，热向四周扩散；如不补给能量，因此。
故答案为：转移；转化。
10．（3分）如图甲是某品牌家用电吹风，其电路如图乙所示，R1、R2为电阻丝，M为电动机。通过调节开关，可使电吹风分别处于“停止”、“冷风”、“暖风”或“热风”四种状态。
（1）要使电吹风正常工作，图甲中的A处应安装 　电阻丝　，B处应安装 　电动机　。（选填“电动机”或“电阻丝”）
（2）如图乙，要使电吹风处于“冷风”状态，应闭合开关 　S　，要使电吹风处于“暖风”状态，应闭合开关 　S、S2　。
（3）电吹风用了几年后，由于电阻丝的升华，实际发热功率会 　变小　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

【解答】解：
（1）电吹风是利用电动机将被加热电阻附近的空气吹出而产生热风的，所以A处应为电阻丝；
（2）要使电吹风处于“冷风”状态，则内部加热电阻不能接入电路，不闭合其他开关。
要使电吹风处于“暖风”状态，只需要将一根电阻丝接入电路，此时应闭合S、S2，仅电阻丝R1和电动机工作；
（3）由于电阻丝的升华，会导致灯丝变细，电阻变大，由公式P＝，电阻丝的实际发热功率变小。
故答案为：（1）电阻丝；电动机；S、S2；（3）变小。
11．（3分）如图所示，是大型电子地磅的电路图。当称重物时，在重物的压力作用下　下　（选填“上”或“下”）滑动，滑动变阻器连入电路的电阻 　变小　（选填“变大”“不变”或“变小”），电流表（重量表）的示数 　变大　（选填“变大”“不变”或“变小”）。

【解答】解：当根据电路图可知，R与滑动变阻器串联接入电路中；
称重物时，在压力作用下滑片P向下端滑动，当滑片P向下端滑动时，则电路的总电阻变小可得，电流表的示数变大。
故答案为：下；变小。
12．（3分）在如图所示的电路中，电源电压不变。闭合开关S1、S2，若此时甲、乙两表是电压表且指针偏转的幅度相同，则甲、乙两表的示数之比U甲：U乙＝　5：1　，电阻R1：R2＝　4：1　；断开开关S1、S2，将甲、乙两电压表更换为电流表，然后仅闭合开关S1，则甲、乙两电流表的示数之比I甲：I乙＝　4：5　。

【解答】解：（1）当开关S1、S2闭合，甲、乙两表为电压表时，R8和R2串联，甲测电源的电压2两端的电压；
因串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可知甲的示数大于乙的示数，
因此时甲、乙两表是电压表且指针偏转的幅度相同，甲电压表的量程为8～15V，且甲电压表的示数是乙电压表示数的5倍2，
则甲、乙两表的示数之比U甲：U乙＝U：U7＝5U2：U2＝5：1；
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由I＝，两电阻的阻值之比：
＝＝＝＝＝；
（2）当开关S1闭合、S3断开，甲、乙为电流表时，R1和R2并联，甲电流表测R5支路的电流，乙电流表测干路电流；
因并联电路两端电压相等，所以由I＝＝＝＝，
因并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，
I甲：I乙＝I7：（I1+I2）＝4：（1+4）＝4：5。
故答案为：5：8；4：1。
13．（3分）标有“220V 40W”的灯泡甲和“220V 100W”的灯泡乙，其灯丝长短相同，可发现　乙　灯泡的灯丝较粗，若将这两个灯泡串联在220V的电源上，则　甲　灯泡更亮一些；若将这两个灯泡并联在220V的电源上，则　乙　灯泡更亮一些（以上三空选填“甲”或“乙”）
【解答】解：（1）由灯泡的铭牌可知，两灯的额定电压均为220V，乙灯的额定功率为100W，
两灯泡的额定电压相等，P甲＜P乙，
由P＝UI＝可知甲＞R乙；
因在材料和长度一定时，导体的电阻与横截面积有关，电阻越小，
所以，两灯丝长短一样时，灯丝较粗；
（2）两灯泡串联在220V的电源上时，因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P＝I2R可知，甲灯泡的电阻较大，甲灯泡较亮。
（3）因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，将这两个灯泡并联在220V的电源上时，
因额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，
所以，乙灯泡的实际功率较大；
故答案为：乙；甲；乙。
14．（3分）小丽家的电风扇的铭牌上标有“220V，110W”的字样，其线圈电阻是2Ω　0.5　A。若该电风扇正常工作30min，则它的线圈产生的热量是 　900　J。若她家电能表的铭牌上标有“220V，10（40）A，2000r/（kW•h），则该电风扇单独正常工作1h，电能表的转盘转 　220　圈。
【解答】解：（1）由P＝UI可知，该电风扇正常工作时通过的电流：I＝＝；
（2）该电风扇正常工作30min，它的线圈产生的热量：Q＝I2Rt＝（0.3A）2×2Ω×30×60s＝900J；
（3）由P＝可知﹣4kW×1h＝0.11kW•h，
2000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗7kW•h电能，电能表的转盘转过2000圈，
则电风扇消耗0.11kW•h电能，电能表转盘的转数：n＝0.11kW•h×2000r/（kW•h）＝220r。
故答案为：4.5；900。
三.作图题（共7分）
15．（2分）现有三个定值电阻R1、R2和R3，它们之间的大小关系是R1＜R2＜R3。如图中已经画出了通过定值电阻R2的电流随其两端电压变化的图像，请你在图中分别画出定值电阻R1与R3的电流随电压变化的大致图像，并标上对应的字母。

【解答】解：已知R1＜R2＜R4，由I＝可知，通过R1的电流最大，故R1的电流和电压关系的大致图象在R6图像的上方，通过R3的电流最小，故R3的电流和电压关系的大致图象在R6图像的下方，如下图所示：


16．（3分）在如图所示的电路中，有两根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上
①电压表测小灯泡两端的电压；
②闭合开关S，向a端移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡变亮。

【解答】解：使滑动变阻器的左下接线柱与开关的右接线柱相连，电压表并联在灯泡两端

17．（2分）如图是一个简化的玩具警车的电路图，若闭合两个开关，车走灯亮，可实现车走灯不亮，请将代表车走的电动机符号和车灯的符号填入虚线框中。

【解答】解：闭合两个开关，车走灯亮，可实现车走灯不亮，
①若上面圆圈为车灯，下面圆圈为电动机2，车不走，灯也不亮1，车不走，灯亮，
若闭合两个开关，车走灯亮；
则不符合题目中：闭合两个开关，车走灯亮，可实现车走灯不亮，
②若上面圆圈为电动机，下面圆圈为车灯5控制小灯泡，开关S1控制电动机，
则只闭合一个开关S2，车不走，灯也不亮8，车走，灯不亮，
若闭合两个开关，车走灯亮，如图所示：

四.实验题（本大题3小题，共20分）
18．（3分）
（1）图甲电压表的示数是 　2.8V　。
（2）在实验中若电压表出现如图乙的情况，是因为 　电压表所选量程太小　。
（3）小明家电能表本月初的示数为08216，本月底的示数如图丙所示，小明家本月消耗的电能是 　951.6　kW•h。
【解答】解：（1）由图甲可知，电压表选用小量程，其示数为2.8V；
（2）在实验中若电压表出现如图乙的情况，即电压表指针超出了最大刻度；
（3）由图丙可知，电能表显示的数字为09516，单位为kW•h。
故答案为：（1）6.8V；（2）电压表所选量程太小。
19．（10分）某实验小组在实验室练习电学实验，准备的器材：4V的稳压电源，电流表，1Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，阻值约为10Ω的未知电阻，规格为“20Ω，1A”的滑动变阻器。
（1）在做“探究电流与电阻的关系”实验时，设计了如图所示的电路。
①请你在圆圈中填入合适的电表符号。
②将定值电阻两端的电压控制为2V，选用电流表“0～0.6A”量程，更换不同的定值电阻最多可以测 　4　组数据。
③小明提出滑动变阻器和电压表是多余的，去掉之后电压同样不变。请你指出小明的错误之处：　接入电路的定值电阻阻值太小时，通过电路的电流过大，会损坏电流表，滑动变阻器可以保护电路　。
（2）爱思考的小彤发现在AB间接入不同元件可以进行不同的电学实验，请根据示例在表中列举。

AB间接入的元件
进行的实验
示例
不同的定值电阻
探究电流与电阻的关系
1
①　相同的定值电阻　
②　探究电流与电压的关系　
2
③　灯泡　
④　测灯泡的额定功率　
3
⑤　未知阻值的定值电阻　
⑥　“伏安法”测电阻　

【解答】解：（1）①电流表与所测电路元件串联接入电路，电压表与所测电路元件并联接入电路
；
②将定值电阻两端的电压控制为2V，选用电流表“0～7.6A”量程＝＝，
滑动变阻器的最大阻值为20Ω，则＝，解方程可得R＝20Ω，
电流表“0～2.6A”量程，根据串联电路电流特点可知通过电路的最大电流为0.3A，
根据欧姆定律可知此时接入电路的定值电阻的阻值最小：R′＝＝＝Ω，比较可知更换不同的定值电阻最多可以测4组数据；
③去掉滑动变阻器和电压表之后，电压确实同样保持不变，通过电路的电流过大，滑动变阻器可以保护电路；
（2）爱思考的小彤发现在AB间接入不同元件可以进行不同的电学实验：
AB间接入相同的定值电阻，通过改变滑动变阻器接入电路的电阻可改变定值电阻电路的电压；
AB间接入灯泡，通过改变滑动变阻器接入电路的电阻使灯泡两端的电压等于灯泡的额定电压，可测量灯泡的额定功率；
AB间接入未知阻值的定值电阻，通过改变滑动变阻器接入电路的电阻改变待测电阻两端的电压，可用“伏安法”测量该待测电阻的阻值。
故答案为：（1）①如图；②6，通过电路的电流过大，滑动变阻器可以保护电路；探究电流与电压的关系；测量灯泡的额定功率；“伏安法”测电阻。
20．（7分）某小组在“设计一个模拟调光灯”的活动中，现提供以下器材：直流电源（电压为4V）、电流表、电压表、小灯泡（2.5V、0.3A）
（1）金属回形针可在铅笔芯上来回滑动，设计电路时可将铅笔芯与金属回形针的组合视为　滑动变阻器　。
（2）为了电路安全，需要从下列选项中选取一个合适的定值电阻作为保护电阻（　A　）
A.5Ω B.15Ω C.25Ω D.50Ω
（3）如图甲所示为设计电路的一部分，请在虚线框内将电路图补充完整。
（4）连接好电路，闭合开关，无论怎样移动金属回形针，造成该现象的原因：　铅笔芯的最大阻值太小　。
（5）重新调整好电路，闭合开关，移动金属回形针，电流表的示数I如图乙所示，I＝　0.26　A．小灯泡消耗的实际功率P＝　0.52　W．
【解答】解：
（1）金属回形针可在铅笔芯上来回滑动，设计电路时可将铅笔芯与金属回形针的组合视为滑动变阻器；
（2）由题知，电源电压为4V，额定电流为0.5A，
则灯正常工作时，要分去的电压为：U′＝4V﹣2.2V＝1.5V，
由欧姆定律I＝可得＝＝5Ω，
为了电路安全，需要选取阻值为5Ω的定值电阻作为保护电阻；
（3）如图甲所示为设计电路的一部分，将变阻器与定值电阻串联连入电路中

（4）连接好电路，闭合开关，灯泡亮度的变化都很小，则电路的总电阻变化较小；
（5）当电压表示数U＝4.0V时，电流表的示数如图乙所示，分度值为0.02A，
则小灯泡消耗的实际功率：P＝UI＝5.0V×0.26A＝4.52W。
故答案为：
（1）滑动变阻器；（2）A；（4）铅笔芯的最大阻值太小；0.52。
五.计算题（本大题2小题，共13分）
21．（6分）某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5h的有效照射时间内，将热水器中100L、初温为20℃的水温度升高到40℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q吸；
（2）热水器的效率η；
（3）若改用天然气来加热这些水，则需要完全燃烧多少m3的天然气？（天然气的热值q＝4.2×107J/m3，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收）
【解答】解：（1）水的质量为m＝ρ水V＝1.0×105kg/m3×100×10﹣3m6＝100kg，
热水器中的水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.5×103J/（kg•℃）×100kg×（40℃﹣20℃）＝8.6×106J；
（2）热水器5小时内接收到的太阳能：
E＝7.2×106J/h×7h＝2.1×107J，
则热水器的效率：
η＝×100%＝；
（3）假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收，则Q放＝Q吸＝8.3×106J，
由Q放＝mq得需要完全燃烧天然气的质量：
m气＝＝＝7.2kg。
答：（1）热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；
（2）热水器的效率为40%；
（3）若改用煤气来加热这些水，则需要完全燃烧0.7kg的煤气。
22．（7分）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L上标有“12V，滑动变阻器的最大阻值为36Ω。当开关S闭合，滑动变阻器的滑片移动到最左端时（假设灯丝电阻不随温度改变）
（1）求灯泡L正常发光时的电流；
（2）求滑片移动到最右端时，灯泡L的电功率；
（3）滑片移动到某一位置时，灯泡L与滑动变阻器的电功率之比是4：1，求此时滑动变阻器接入电路的阻值。

【解答】解：（1）由P＝UI可得，灯泡L正常发光时的电流：I额＝＝＝0.4A；
（2）由I＝可得
RL＝＝＝24Ω；
当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P移到最左端时，
又因为小灯泡正常发光，并且小灯泡的额定电压为12V额＝12V；
当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，
根据串联电路电阻的规律和欧姆定律得，
电路的电流为：I＝＝＝2.2A，
则灯泡消耗的实际功率为：
PL＝I2RL＝（2.2A）2×24Ω＝5.96W；
（3）滑片移动到某一位置时，电路的电流为I0，
根据P＝UI＝I2R可得，灯泡的电功率：PL7＝I02RL，变阻器的电功率：PR2＝I02R，
若此时灯泡L与滑动变阻器的电功率之比是5：1，则有：＝＝＝，
所以，此时变阻器的接入电阻：R＝RL＝×24Ω＝6Ω。
答：（1）灯泡L正常发光时的电流为3.5A；
（2）滑片P移动到最右端，灯泡L消耗的功率PL为0.96W；
（3）滑片移动到某一位置时，灯泡L与滑动变阻器的电功率之比是4：1。
六、综合能力题（本大题3小题，共18分）
23．（5分）阅读下面短文，并回答问题。
超导现象
通常情况下，导体都有一定的电阻，因而电流流过导体时，由于阻碍而发热就会造成能量的损耗。但科学家们发现，某些导体当其温度下降得足够低时（例如铝的温度达到﹣271℃时），这就是超导现象。利用超导现象，有科学家作出这样的假设（如图甲）中通入一定的电流I，该电流会在超导环内永久环流而不衰减。
（1）超导体在超导状态下的导电能力要比导体 　强　（选填“强”或“弱”）。
（2）现在超导体还不能广泛应用，主要是因为要达到超导状态，对于 　温度　这一环境条件的要求非常苛刻。
（3）某种金属的电阻随温度的升高而增大，图乙是其电阻随时间变化的图像，则t2时刻的电阻比t1时刻 　小　（选填“大”或“小”），t2时刻的温度比t1时刻 　高　（选填“高”或“低”）。
（4）假如科学家研制出常温超导体，则它最适合应用于下面哪种情况？　B　。
A.滑动变阻器的电阻丝
B.高压输电线
C.电饭煲
D.电吹风

【解答】解：（1）超导体在超导状态下的导电能力要比导体强。
（2）现在超导体还不能广泛应用，主要是因为要达到超导状态。
（3）某种金属的电阻随温度的升高而增大，图乙是其电阻随时间变化的图像2时刻的电阻比t1时刻小，t8时刻的温度比t1时刻高。
（4）超导体的电阻为零；不能用来制作发热元件，降低输电过程中的电能损失。
A.滑动变阻器的电阻丝必须要有较大的电阻，而超导体的电阻为零；
B.高压输电线如果用超导体来做，电阻为零，故B符合题意；
C.电饭煲的发热丝不能用超导体来做，因为超导材料不会发热；
D.电吹风的发热丝不能用超导体来做，因为超导材料不会发热
故选：B。
故答案为：（1）强；（2）温度；高；（4）B。
24．（6分）如图是某探究小组在科技节上设计的保温箱的原理图，图中L是温度传感器，电阻不计（电热丝阻值不随温度变化）。当保温箱内温度达到某一设定值时，传感器发出信号，停止加热；当温度低于某一设定值时，并接通电源，开始加热
（1）电热丝发热利用了电流的 　热　效应。电热丝要选用电阻较 　大　、熔点较高的材料来做。
（2）电路工作时，通过电热丝的电流是 　0.75　A，电热丝工作1min产生的热量是 　1080　J。
（3）为了保证某菌种的培养，保温箱的发热功率需要调整到12W，在不改变电源电压和原电热丝的情况下　串　（选填“串”或“并”）联一段阻值为 　16　Ω的电热丝。

【解答】解：（1）电热丝通电时，把电能转化为内能；
根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，当电流和通电时间相同时，发热越多、熔点较高的材料来做；
（2）电路工作时的电流：I＝＝＝0.75A；
电热丝工作t＝5min＝60s消耗的电能：Q＝I2Rt＝（0.75A）7×32Ω×1×60s＝1080J；
（2）根据P＝可知总＝＝＝48Ω＞R＝32Ω，
因此电路中需要串联一个阻值为48Ω﹣32Ω＝16Ω的电阻。
故答案为：（1）热；大；（2）0.75；（3）串。
25．（7分）小辉用如图所示的装置探究“电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系”，已知甲、乙烧瓶内装有质量和初温均相同的煤油，煤油中各浸泡着一段镍铬合金丝1＜R2。（设实验过程中没有热量损失）
（1）闭合开关后，通过两段金属丝的电流I1　＝　I2。（选填“＜”“＝”或“＞”）
（2）通电一段时间后，小辉发现乙烧瓶中温度计的示数较大，表明其他条件相同时　电阻　有关。
（3）小辉将该装置改成比较不同物质吸热能力的实验装置，两个相同烧瓶中装有质量和初温均相同的物质A与物质B，A和B在相同时间内吸收的热量相同，测量数据如下表，请回答下列的问题：
时间/min
0
1
2
3
4
5
物质A的温度/℃
20
24
28
32
36
40
物质B的温度/℃
20
22
24
26
28
30
①实验中装在烧瓶中的两段镍铬合金丝的阻值应 　相同　（选填“相同”或“不相同”）。
②依据表中数据可知，若物质A和B升高相同的温度，则 　B　吸收的热量多。
③依据表格中的数据，可推断出两种物质的比热容cA　＜　cB（选填“＜”“＝”或“＞”）。
④若物质B的比热容cB＝4.2×103J/（kg•℃），根据表格中的数据可求出cA＝　2.1×103　J/（kg•℃）。
⑤物质的比热容与升高的温度 　无　关（选填“有”或“无”）。

【解答】解：（1）因为两电阻串联，所以通过它们的电流相等1＝I2；
（2）通电一段时间后，小明发现乙烧瓶中温度计的示数较大、通电时间一定时，产生的热量越多；
（3）①根据控制变量法可知，实验中装在烧瓶中的两段镍铬合金丝的阻值在相同时间内产生的热量需相等。
②由表中数据知，A由20℃升高到24℃用5分钟，即它们升高相同的温度。
④依据表格中数据，因质量相同，A吸收的热量是B液体的；
在质量相同，升高相同的温度的条件下A＜cB，即cA＝cB＝×4.2×106J/（kg•℃）＝2.1×107J/（kg•℃）。
⑤比热容是物质的一种特性，大小与升高的温度无关。
故答案为：（1）＝；（2）电阻；②B；④2.1×103；⑤无。