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广东省梅州市丰顺县潭江中学2022-2023学年九年级下学期开学考试物理试题（解析版）
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这是一份广东省梅州市丰顺县潭江中学2022-2023学年九年级下学期开学考试物理试题（解析版），共20页。
2022-2023学年广东省梅州市丰顺县潭江中学九年级（下）开学
物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，每小题3分，共21分。
1. 由欧姆定律公式I＝可变形得到R＝，对此，下列说法中正确的是
A. 通过导体的电流越大，则导体的电阻越小
B. 某段导体两端电压为0时，其电阻为0
C. 导体两端的电压跟通过导体电流的比值等于这段导体的电阻
D. 导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比，跟通过导体的电流成反比
【答案】C
【解析】
【详解】电阻是导体本身所具有的性质，与通过它的电流、它两端的电压无关，故A、B、D错误；导体电阻的大小可以由公式求出，故C正确．故选C．
【点睛】根据电阻是导体本身所具有的性质，与通过它的电流、它两端的电压无关作答．
2. 1000克的0℃的水和5克﹣2℃的冰混合，假设混合过程中与外界不发生热交换，则
A. 有少量冰熔化 B. 有少量的水结冰
C. 冰和水的质量都不变 D. 冰和水的温度都不变
【答案】B
【解析】
【详解】AB、1000克的0℃的水和5克﹣2℃的冰混合，由于二者之间存在温度差，将发生热传递，根据热传递的条件可知：热量将从高温的水传给低温的冰；0℃水放出热量后将发生凝固变成冰，故冰的质量变大，水的质量变小，故AC错误，B正确；
D、﹣2℃的冰吸热后温度升高，故D错误．
故选B．
3. 能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱.下列说法中正确的是（ ）
A. 用铝合金作为制作飞机的材料是因为铝合金的密度小
B. “北斗”卫星导航是利用超声波进行定位和导航的
C. 超导材料可用来制作电饭锅的发热体，且发热效率比较高
D. 太阳能、核能等新能源都属于可再生能源
【答案】A
【解析】
【详解】A．铝合金的密度比较小，相同体积时，物质的密度越小，质量越小，所以重力就比较小，利于飞机飞行，故A正确；
B．“北斗”卫星导航是利用电磁波进行定位和导航的，超声波在真空中不能传播，故B错误；
C．超导体是零电阻，所以凡是利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作，故C错误；
D．水能、风能、太阳能等都是可以源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像核能、化石能源等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源，故D错误。
故选A。
4. 如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P逐渐向a端移动时，下列说法正确的是（灯丝电阻不变）（ ）
A. 电压表的示数变大 B. 电流表的示数变小
C. 小灯泡变暗 D. 电路的总电阻变小
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知，灯泡与滑动变阻器串联接入电路，电流表测量电流中的电流，电压表测量滑动变阻器右部分电压，将滑动变阻器的滑片P逐渐向a端移动时，电路中的总电阻不变，故电路中的电流不变，灯泡亮度不变；根据欧姆定律可知，电流不变时，与电压表并联的部分电阻变大，则电压表示数变大，故BCD错误。
故选A。
5. 控制“危化药品”保管柜大门的两把钥匙分别由两名老师保管，只有保管钥匙的两名老师同时到场才能取出药品，下列设计的电路符合保管柜控制电路要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．由电路图可知，两钥匙是串联的，只有都闭合时，电动机才工作，只闭合一个时电动机不工作，选项A符合题意；
B．由电路图可知，两钥匙是并联的，只闭合一个开关，电动机就工作，B项不合题意；
C．由电路图可知，只闭合钥匙1时，电动机就工作，两开关都闭合时会造成电源短路，C项不合题意；
D．由电路图可知，只能用钥匙1来控制电动机工作，钥匙2只要闭合，电路就短路，D项不合题意。
6. 家用电压力锅结合了高压锅和电饭锅的优点，省时省电而且安全性高。当电压力锅内部气压过大或温度过高时，发热器都会停止工作。下列简化的压力锅电路图中S1为过压保护开关，S2为过热保护开关，压强过大时开关S1自动断开，温度过高时开关S2自动断开。则下列电路图中符合上述工作要求的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】压强过大时开关S1自动断开，温度过高时开关S2自动断开，两者都会造成发热器停止工作，说明两开关串联共同控制发热器，结合各选项电路图可知，只有B图符合要求。
故选B。
7. 如图，若按动图中电火花发生器按钮，盒盖飞出，以下事例中能量转化与此相同的是（ ）
（1）水壶中的水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起
（2）两手相互摩擦，手心变热
（3）汽油机的做功冲程
（4）火箭升空时，表面涂层熔化
A. （1）（3） B. （1）（2） C. （2）（3） D. （2）（4）
【答案】A
【解析】
【详解】如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功，消耗燃气的内能，变成盒盖的机械能，故是将内能转化为机械能的过程；
(1)水壶中的水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，符合题意；
(2)两个手相互摩擦做功，手心变热，机械能转化为手的内能，不符合题意；
(3)汽油机的做功冲程，是将燃气的内能转化为活塞的机械能，符合题意；
(4)火箭升空时，表面涂层熔和空气之间有摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，不符合题意；
所以，符合题意的是(1)和(3)，故选A．
二、填空题：本大题共7小题，每空1分，共21分。
8. 夏天，将厚衣物和樟脑丸装入带有排气孔的塑料收纳袋内，用抽气筒向外抽气，收纳袋在__作用下体积缩小，如图所示，抽气时，抽气筒壁因摩擦而发热，这是通过__的方式改变了它的内能，冬天打开收纳袋会闻到樟脑的气味，说明了分子__．
【答案】 ①. 大气压 ②. 做功 ③. 在不停的做无规则的运动
【解析】
【详解】解：将厚衣物和樟脑丸装入带有排气孔的塑料收纳袋内，用抽气筒向外抽气，由于袋内气压减小，收纳袋在外界大气压的作用下体积缩小．
抽气时，抽气筒壁因摩擦而发热，这是通过做功的方式改变了它的内能．
冬天打开收纳袋，会闻到樟脑的气味，说明了分子在不停地做无规则运动（或在运动）．
点睛：本题考查了大气压的应用，改变内能的方式和分子动理论，属于基础知识题，较容易．
9. 某型号的N95口罩，口罩能阻止病毒进入人体，N95口罩的中间层为多孔结构的熔喷布，熔喷布能过滤比自身空隙小得多的颗粒物，原因是：在生产过程中通过处理，使熔喷布得到大量电子而带__________电，具有__________的性质。由于熔喷布有很好的__________（选填“绝缘性”或“导电性”），所以能长时间保留静电。
【答案】 ①. 负 ②. 吸引轻小物体 ③. 绝缘性
【解析】
【详解】[1]电子是带负电的，所以熔喷布得到大量电子而带负电。
[2]由于带电体具有吸引轻小物体的性质，所以熔喷布能过滤比自身空隙小得多的颗粒物。
[3]容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体。由于熔喷布能长时间保留静电，说明它的导电能力差，是绝缘体，具有有很好的绝缘性。
10. 如图所示电路，若要使小灯泡L1、L2串联，应只闭合开关______；若要使小灯泡L1、L2并联，应同时闭合两个开关______；若同时闭合两个开关______，则会造成电源短路，是不允许的。
【答案】 ①. S3 ②. S1、S2 ③. S2、S3
【解析】
【详解】[1]要使灯L1和L2串联，电流从电源正极流出需要流经L1、L2然后经过S3回到电源负极，由图可知应只闭合S3，断开S1、S2
[2]要使两灯泡并联，电流从电源正极流出需要分别经过灯泡支路L1和支路S2、L2，然后再流S1回电源负极，因此应闭合开关S1、S2。
[3]当闭合开关S2、S3时，电流不经过用电器直接从电源的正极流回电源负极，从而形成电源短路，故不能同时闭合开关S2、S3。
11. 某导体两端的电压为9伏，10秒内通过该导体横截面积的电荷量为6库，通过该导体的电流为_____安，这段时间内电流做功为_____焦．若将该导体两端的电压调整为12伏，其电阻为_____欧．
【答案】 ①. 0.6 ②. 54 ③. 15
【解析】
【分析】（1）知道10秒内通过该导体横截面积的电荷量，根据I＝求出通过导体的电流，根据W＝UIt＝UQ求出这段时间内电流做的功，根据欧姆定律求出导体的电阻；（2）电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与两端的电压和通过的电流无关．
【详解】通过导体的电流：I＝＝0.6A，这段时间内电流做功：W＝UIt＝UQ＝9V×6C＝54J，由I＝可得，导体的电阻：R＝＝15Ω，因电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过的电流无关，所以，将该导体两端的电压调整为12伏时，导体的电阻仍为15Ω不变．
12. 如图所示的电路,闭合电键,两灯均发光.
①若在电路中添加一根导线,连接在a、b、c、d四点中的两点.为避免实验中电 源短路,导线不能连接______两点.
②若过了一会儿,两灯都熄灭了.已知电路中只有一处故障,且发生在 L1或 L2.
(a)经过思考,小华认为故障______是短路.(选填“一定”、“可能”或“一定 不”)
(b)在电路中添加一只完好的小灯L3,连接在a、b、c、d四点中的两点.当小灯L3连接的是_____两点时,闭合电键S,观察到小灯 L3始终不发光,就能判断故障一定发生在L1上.
【答案】 ①. ac ②. 一定不 ③. bc或dc
【解析】
【详解】①电源短路是指不经过用电器，用导线直接将电源的两极进行连接的电路，因此，读图可以知道，为避免实验中电源短路，导线不能连接ac两点．
②(a)L1和L2串联，闭合开关，电路正常工作，L1和L2都发光，说明电路正常；经过一段时间，两灯都熄灭，若电路中只有一处故障，且只发生在灯L1和L2上，则L1灯断路或L2断路，一定不是短路．
(b)在电路中添加一只完好的小灯L3，连接在a、b、c、d四点中的两点，当小灯L3连接的是bc或dc两点时，闭合电键S，观察到小灯L3始终不发光，就能判断故障一定发生在L1上．因此，本题正确答案是：①ac；②(a)一定不；(b)bc或dc.
【点睛】首先要明确电路的连接特点，再根据a、b、c、d各点连接时对电路连接造成的影响，来确定电路的新变化，最终做出判断．灯泡不亮，可能是因为灯泡短路或断路或电路中除灯泡外存在断路造成的．
13. 如图是电热饮水机电路原理图，已知R1 =20 Ω，R2 =100 Ω。饮水机工作时把电能转化为_____能，当开关S断开时，饮水机处于______状态（选填“保温”或“加热”），饮水机的保温功率与加热功率之比为___________。
【答案】 ①. 内 ②. 保温 ③. 1:6
【解析】
【详解】[1]饮水机工作时，消耗电能，产生内能，把电能转化为内能。
[2]当开关闭合时，电路为R1的简单电路，当开关断开时，R1与R2串联，两电阻串联时总电阻最大，由P=可知电路中的总功率最小，处于保温状态。
[3]当开关闭合时，电路为R1的简单电路，电路的电阻最小，由P=可知电路中的总功率最大，处于加热状态，饮水机的保温功率与加热功率之比
14. 图所示的是某地下停车场烟雾报警器的简化原理图．电源电压保持不变，R0为定值电阻，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大，当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时，电流表的示数_____，电压表示数_____（增大/减小/不变）；当电压表示数增大到某一数值时报警器开始报警。要使报警器在浓度更低的烟雾下报警，R0应选用_____（更大/更小）阻值的电阻。
【答案】 ①. 减小 ②. 增大 ③. 更小
【解析】
【详解】[1][2]由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。因为有烟雾遮挡射向光敏电阻时光敏电阻的光照强度将减弱，而光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大，所以光敏电阻R的阻值变大，电路的总电阻变大，由可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，由U=IR可知，定值电阻R0两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R两端的电压变大，即电压表的示数变大。
[3]烟雾浓度更低，光照强度更大，光敏电阻的阻值更小，此时电压表示数增大到某一数值时报警器开始报警，R0应选用更小阻值的电阻。
三、作图题：本大题7分。
15. 在图所示的电路的○内，填上适当的电表符号，使开关S闭合时两灯均能发亮。
（ ）
【答案】
【解析】
【详解】【详解】
如图进行分析，两灯要都能发光，两灯应串联，因为电流从正极出发后，经过左边的灯，没有分支，所以不可能并联，那么下面的圆圈中应填入电流表，中间的圆圈应填入电压表，如果中间圆圈填入电流表，会将右边部分电路短路，不符合题意，而下面圆圈中填入电压表，相当于断路，右边的灯也不会亮，正确电路如图：
16. 在如图所示电路的〇里填上适当的电表符号，使之成为正确的电路。
【答案】
【解析】
【详解】由电路图可知，要使两灯泡都能正常工作，则两灯泡应该并联，则左边的〇应为电流表，中间的〇应为电压表，如图所示：
17. 在实验室，刘星连好了一个如图所示的电路，请你在虚线框中画出这个电路的电路图。（图中电表为电流表）
【答案】
【解析】
【详解】根据电流流向法，明确电路的基本连接方式和各元件所连接的具体位置和顺序，再按顺序作图，并保证电路图与实物图的连接顺序完全一致。根据实物图可知，电流从电源正极开始分支，一路经过电流表、开关K、灯泡L1，另一路经过灯泡L2，然后两路汇合回到电源的负极，如图所示
四、实验探究题：本大题共3小题，第16小题7分，第17，18小题6分，共19分。
18. 在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电路中电阻或滑动变阻器处出现了故障，在闭合电键S后，根据电流表的示数，现有（a）（b）两种方法可判断故障：
（a）直接将一根完好的导线接入电路的AB或CD两点间，再次观察电流表的示数．
（b）移动变阻器的滑片P，再次观察电流表的示数．
①若闭合电键电流表的示数不为零，则可用方法______；若闭合电键电流表的示数为零，则可用方法_____．（均选填序号）
②若确定使用方法（b），则简述方法中“再次观察电流表的示数”的电流表示数情况及相应的故障情况：______．
【答案】 ①. b ②. a ③. 若电流表示数发生变化，R1短路；若电流表示数不变，R2短路
【解析】
【详解】由电路图和题意可知，电阻R1或滑动变阻器R2若出现故障，只有两种情况，一种情况是发生了短路，另一种情况是发生断路；若发生的是短路，电流表就会有示数，若是断路，电流表就没有示数，根据题中的判断方法，a方法是用来判断哪个电阻断路的（电流表无实数），b方法是判断是否短路的（电流表有示数）；若确定使用方法b，则说明电路存在短路情况，那么当移动滑片时，若电流表示数发生变化，定值电阻R1短路，若电流表示数不变，滑动变阻器R2短路．
19. 在“探究电荷间相互作用”的活动中，小明用丝绸摩擦过的有机玻璃棒、毛皮摩擦过的橡胶棒进行了如图所示实验。
（1）如a图所示，将两根丝绸摩擦过的有机玻璃棒相互靠近，观察到的现象是：_____；
（2）用丝绸摩擦过的有机玻璃棒能吸引带负电荷的纸屑，是因为有机玻璃棒带 _____电荷；
（3）通过观察a、b、c三图可发现，电荷间相互作用规律，相同电荷及不同电荷间相互作用规律 _____（填“相同”或“不同”）；
（4）通过比较b、c实验得出的结论是 _____。
【答案】 ①. 两根玻璃棒相互排斥 ②. 正 ③. 不同 ④. 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引
【解析】
【详解】（1）[1]由于用丝绸摩擦两根相同的有机玻璃棒，所以玻璃棒所带电荷相同；由于同种电荷相互排斥，所以两根玻璃棒靠近时相互排斥。
（2）[2]用丝绸摩擦过的有机玻璃棒能吸引带负电荷的纸屑，这说明有机玻璃棒带了正电荷，异种电荷相互吸引。
（3）[3]通过观察，对摩擦起电电荷种类的看法是物体相互摩擦所带的电荷有两种，a图两个有机玻璃棒相互接触时，相互排斥；b图两个橡胶棒相互接触时，相互排斥；故在c图中，一个有机玻璃棒和一个橡胶棒相互接触时相互吸引；故可以得出：电荷间有相互作用，相同电荷及不同电荷间相互作用不同。
（4）[4]b图，毛皮摩擦过的橡胶棒都带的负电荷，它们靠近时是互相排斥，而c图用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，它们带的异种电荷，它们靠近时是互相吸引，由此可以得出结论：同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥。
20. 小明同学对串联电路电压规律进行了探究；
【猜想与假设】串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和
【设计与进行实验】
（1）按图所示的电路图连接电路；
（2）闭合开关，排除故障，用电压表测出L1两端的电压；
（3）在测L2两端的电压时，小明为了节省时间，采用以下方法：电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上；
（4）测出AC间的电压，得出结论；
交流与评估】
（1）在连接电路时，开关必须______；
（2）小明用上面的方法能否测出L2两端的电压？为什么？______；
（3）方法改进后，测出AB、BC、AC间的电压记录在下面表格中，小明分析实验数据得出结论：串联电路总电压等于各用电器两端电压之和。此实验在设计方案上存在的不足之处是______，改进方法______。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.4
3.8
【答案】 ①. 断开 ②. 不能，此时电压表的正负接线柱接反了 ③. 只凭一组实验数据得出结论带有偶然性，不能得出正确规律 ④. 换用规格不同的灯泡再做几次
【解析】
【详解】（1）[1]为保护电路，在连接电路时，开关必须断开。
（2）[2]分析该图不难看出，电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上，此时电压表的正负接线柱接反了，故不能测出L2两端的电压。
（3）[3]本实验只做了一次实验，而没有进行多次测量，只凭一组实验数据得出结论带有偶然性，不能得出正确规律
[4]为使所得结论就更具有普遍性，可靠性，应多次实验，故应该换用规格不同灯泡再做几次。
五、计算题：本大题共2小题，第19小题7分，第20小题6分，共13分。
21. 亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路原理图如图甲所示。其中，电源两端电压18V（恒定不变），电压表的量程为0~15V，R0是定值电阻，R0=450Ω，Rt是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示，闭合开关S后，求：
（1）当环境温度为60℃时，热敏电阻Rt的阻值是多少？
（2）当环境温度为60℃时，电压表的示数是多少？
（3）电压表两端电压不能超过其最大测量值，则此电路所允许的最高环境温度是多少？
【答案】（1）150Ω；（2）13.5V；（3）84℃
【解析】
【详解】解：由电路图可知，闭合开关，R0、Rt串联，电压表测R0两端的电压。
（1）由图乙可知，当环境温度为60℃时，Rt1的阻值是150Ω。
（2）由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时电路中的电流
电压表的示数等于R0两端的电压，则电压表的示数
UV=U0=IR0=0.03A×450Ω=13.5V
（3）从图乙中可知，环境温度越高，热敏电阻的阻值越小，根据串联分压特点可知，热敏电阻分得的电压越小，则R0两端的电压越大，电压表两端电压不能超过其最大测量值，故当R0两端的电压达到15V时，此时是此电路所允许的最高环境温度，此时电路中的电流为
根据串联电路的电压特点可知，此时加在热敏电阻两端的电压为
U1′=U﹣U′=18V﹣15V=3V
根据欧姆定律可知此时热敏电阻的阻值为
由图乙可知，热敏电阻Rt的阻值与环境温度t的关系为一次函数，则有
Rt=kt+b……①
当t=20℃时，Rt=250Ω；当t=100℃时，Rt=50Ω；代入①式解得
k=-2.5Ω/℃，b=300Ω
此时有
Rt=-2.5Ω/℃×t+300Ω
热敏电阻为90Ω时，对应的环境温度为
答：（1）当环境温度为60℃时，热敏电阻Rt的阻值是150Ω；
（2）当环境温度为60℃时，电压表的示数是13.5V；
（3）电压表两端电压不能超过其最大测量值，则此电路所允许的最高环境温度是84℃。
22. 酒驾、醉驾会给交通安全带来巨大隐患，便携式酒精测试仪给交警执法带来了极大的便利。如左图所示，是便携式酒精测试仪的原理图，电源电压恒为3V，Rp是酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度变化的规律如右图所示，R0是报警器，其电阻值恒定为50Ω。问：
（1）当气体中酒精浓度为0时，电路中的电流是多少？通电10s电流产生的热量是多少？
（2）我国法律规定，当每100ml的气体中酒精浓度大于或等于20mg小于80mg为酒驾，大于或等于80mg为醉驾。在对某司机的检测中，电压表的示数为2V，通过计算分析该司机属于酒驾还是醉驾。
【答案】（1）0.01A，0.3J；（2）醉驾
【解析】
【分析】
【详解】解：（1）当气体中酒精浓度为0时，由图知Rp=250Ω，又R0=50Ω，电路总电阻为
R=Rp+R0=250Ω+50Ω=300Ω
电源电压恒为3V，电路中电流为
通电10s电流产生的热量是
Q=I2Rt=（0.01A）2×300Ω×10s=0.3J
（2）当电压表的示数为2V时，通过报警器的电流为
由于传感器和报警器串联，传感器两端的电压为
U传=U-U报=3V-2V=1V
此时传感器的阻值为
由图像可知，100ml的气体中酒精浓度大于80mg，该司机属于醉驾。
答：（1）当气体中酒精浓度为0时，电路中的电流是0.01A，通电10s电流产生的热量是0.3J；
（2）该司机属于醉驾。
六、科普阅读题：本大题共3小题，第21小题7分，第22，23小题6分，共19分。
23. 阅读短文，回答问题.
光敏电阻
光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。还有另一种入射光弱，电阻减小，入射光强，电阻增大。光敏电阻的特殊性能，随着科技的发展将得到极其广泛应用。
光敏电阻一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常用的光敏电阻是硫化镉光敏电阻，它是由半导体材料制成的。设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。小明利用硫化镉光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示，工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭。控制电路中电源电压U恒为6V，定值电阻R0为200Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度E的单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在一定关系，部分数据如表所示，电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。
光照强度E/lx
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
光敏电阻R/Ω
120
60
40
30
24
（1）常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由______材料制成的。随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值______（选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______（选填“增强”或“减弱”），当光照强度减小到一定值时，衔铁会被______（选填“吸下”或“释放”），照明系统启动；
（2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是为______A；
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为______，此时光照强度为______lx。
【答案】 ①. 半导体 ②. 增大 ③. 减弱 ④. 释放 ⑤. 0.4 ⑥. 100Ω ⑦. 1.2
【解析】
【详解】（1）[1]依题意得，常用的光敏电阻是硫化镉光敏电阻，它是由半导体材料制成的。
[2]由表格中数据得，随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值增大。
[3]由图得，光敏电阻与定值电阻R0串联，当光敏电阻R的阻值增大时，电路总电阻变大，电路的电流变小，电磁铁的磁性减弱。
[4]当光照强度减小到一定值时，光敏电阻的阻值增大到一定值，电路电流减小到一定值，电磁铁磁性减弱到一定程度，衔铁会被释放，照明电路接通，照明系统启动。
（2）[5]依题意得，工作电路中的两盏灯泡规格均为“220V 44W”，由得，灯泡正常发光的电流为
由图得，两灯泡并联，所以当两灯泡正常发光时，工作电路中的总电流为
（3）[6]依题意得，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统，由得，此时控制电路中的总电阻为
此时光敏电阻R的阻值为
[7]由表格中的数据可以看出，光照强度与相应的光敏电阻的乘积相同，可得
1.0lx×120Ω=E×100Ω
所以当光敏电阻的阻值为100Ω时，相应的光照强度为
24. 阅读短文，回答问题
人造太阳
目前全球各国科学家都在集中力量，寻求可控核聚变反应的技术突破，一旦实现，那人类的历史将会彻底改写。实现核聚变反应必须将聚变燃料加热至极高温度并予以有效约束。核聚变通常由三种方式来产生，分别是引力约束、惯性约束和磁约束。太阳就是典型的引力约束聚变；氢弹则是一种惯性约束聚变，是不可控制的热核聚变反应；磁约束核聚变是目前实现核聚变发电最有效的途径。我国中科院合肥物质科学研究院，持有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）——中国环流器二号M装置，标志着我国核聚变堆的自主设计与建设跃上新台阶。
目前化石能源未来有枯竭的危险，还存在一定的环境污染，而“人造太阳”核聚变反应所需的原材料在地球上几乎取之不尽、用之不竭，生成物也没有危害，被认为是理想的“终极能源”。 “人造太阳”非常复杂，要让上亿摄氏度高温与零下269摄氏度低温1米内共存，上万个零部件，有一点点瑕疵，实验可能就会失败。“超高温”与“超低温”共存，“超强磁场”与“超大电流”并行，要在地球上造出“人造太阳”，必须要有性能极其特殊的材料承载。产生核聚变反应需要几千万摄氏度乃至上亿摄氏度的高温，常规材料无法承受这么高的温度，一个可行方案是用磁力将其约束在“磁笼子”里。上亿度的一团火球，碰到什么烧什么。“人造太阳”的腔体器壁材料是另一个难点，虽然有强磁场约束，仍然会有一些“不听话”的高温等离子体逃逸，打在器壁上造成损伤。自主研发的钨铜合金材料，热负荷能力提升到每平方米20兆瓦。我国科学家从无到有、刻苦攻关、后来居上，自立自强的精神，托起“人造太阳”的“核心超级材料”，这是一个巨大的技术跨越，把人类核聚变能源研究推向一个新高度。
（1）根据你所学过的知识，卢瑟福提出，“原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”，这个“很小的结构”指的是______；
（2）目前人类无法利用核聚变反应放出的热量来发电，最主要的原因是（ ）；
A.无法消除核聚变产生核的污染
B.无法实现核聚变反应
C.无法控制核聚变反应的速度
（3）该文中提到的化石能源应该有很多，请你写出利用最广泛的例子：______（请写出其中一种）；
（4）“人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压外，还应具有______特点；
（5）实现“超强磁场”与“超大电流”最理想的导体材料是______；
（6）目前人类利用最多的核聚变能量来自______聚变方式。
【答案】 ① 原子核 ②. C ③. 石油（或煤，或天然气） ④. 耐高温 ⑤. 超导体 ⑥. 引力约束
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]原子由原子核和核外电子组成，而原子的大部分质量集中在原子核上。
（2）[2]实现核聚变反应必须将聚变燃料加热至极高温度并予以有效约束，人类能制造氢弹说明可以实现核聚变反应，所以核聚变到目前为止不可控的原因是无法控制核聚变反应的速度，故选C。
（3）[3]化石能源指的是石油（或煤，或天然气）。
（4）[4] “人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压外，一些“不听话”的高温等离子体逃逸，打在器壁上造成损伤，故需要耐高温。
（5）[5]实现“超强磁场”与“超大电流”最理想的导体材料是即电流比较大，磁场强，电压一定时，电阻最好为零，电流才能更大，故最好是超导体材料。
（6）[6]目前人类利用最多的核聚变能量来太阳，太阳就是典型的引力约束聚变。
25. 阅读《温度传感器》一文，回答下列问题：
温度传感器
传感器（英文名称：transducer/sensor）是指能感受到被测量的信息，并将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。
下面我们以双热金属片、热电阻和热敏电阻为例介绍几种温度传感器。
一、双热金属片温度传感器
金属会因为温度升高而膨胀，不同的金属材料在升高相同温度时，膨胀的程度也不同，通常用“膨胀系数”表明材料这种性质。将两种膨胀系数相差较大的不同金属片焊接或轧制成为一体后，温度升高时，由于两面金属膨胀程度不同，双金属片就会形变，双金属片对温度的感知表现为形变，因此可作为温度传感器。
如图所示是一种电机上使用的双金属热保护器，它可以埋设在电机绕组内部，直接对电机温度进行控制。右下图是它的结构示意图，正常工作时动触点和静触点是连通的，当电机温度过高时，保护器内双金属片就会产生形变，使动触点和静触点断开，从而切断电路，对电机进行保护。
二、热电阻传感器
由于用金属制成的电阻阻值会随着温度的升高而增大，因此用金属丝制作的感温电阻叫作热电阻，可用来做温度传感器。热电阻大都由纯金属材料制成，应用最多的是铂和铜，此外，已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。用铜做热电阻，具有造价低廉线性好的优点，但是铜在温度过高时容易氧化，因此只适用于较低的温度（-50℃~ +200℃） 。而使用铂做热电阻，可以适用于-200 ℃~ +900℃。
三、半导体热敏电阻传感器
半导体热敏电阻是一种新型元件，它分为两类，一类是传感器阻值随温度的升高而减小，用符号NTC表示；另一类是传感器阻值随温度的升高而增大，用符号PTC表示。半导体热敏电阻的最大特点是对温度变化的响应非常敏感，其灵敏度比金属热电阻要高的多，所以常被用来做对温度微小变化要求较高的电路温度传感。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)双金属片测温是利用了物质___________的性质。在制作双金属片温度传感器时，两种不同的金属膨胀系数通常要相差___________（选填“大”或“小”）一些。
(2)有种温控开关控制的电风扇，使用热敏电阻做温度传感器。当环境温度低于预置温度时，热敏阻值较大，不会触发开关闭合；随着温度的逐渐上升，当环境温度高于预置温度时，热敏电阻阻值减小，会触发开关闭合，导通电路，串接在主电路中的电风扇接入市电，并开始运转。则该热敏电阻属于___________（选填“NTC”或“PTC”）温度传感器。
【答案】 ①. 热胀冷缩 ②. 大 ③. NTC
【解析】
【详解】(1)[1]由题意，金属会因为温度升高而膨胀，双金属片测温是利用了物质热胀冷缩的性质。
[2]由题意，将两种膨胀系数相差较大的不同金属片焊接或轧制成为一体后，温度升高时，由于两面金属膨胀程度不同，双金属片就会形变，在制作双金属片温度传感器时，两种不同的金属膨胀系数通常要相差大一些。
(2)[3]随着温度的逐渐上升，当环境温度高于预置温度时，热敏电阻阻值减小，传感器阻值随温度的升高而减小，属于NTC温度传感器。
2022-2023学年广东省梅州市丰顺县潭江中学九年级（下）开学
物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，每小题3分，共21分。
1. 由欧姆定律公式I＝可变形得到R＝，对此，下列说法中正确的是
A. 通过导体的电流越大，则导体的电阻越小
B. 某段导体两端电压为0时，其电阻为0
C. 导体两端的电压跟通过导体电流的比值等于这段导体的电阻
D. 导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比，跟通过导体的电流成反比
【答案】C
【解析】
【详解】电阻是导体本身所具有的性质，与通过它的电流、它两端的电压无关，故A、B、D错误；导体电阻的大小可以由公式求出，故C正确．故选C．
【点睛】根据电阻是导体本身所具有的性质，与通过它的电流、它两端的电压无关作答．
2. 1000克的0℃的水和5克﹣2℃的冰混合，假设混合过程中与外界不发生热交换，则
A. 有少量冰熔化 B. 有少量的水结冰
C. 冰和水的质量都不变 D. 冰和水的温度都不变
【答案】B
【解析】
【详解】AB、1000克的0℃的水和5克﹣2℃的冰混合，由于二者之间存在温度差，将发生热传递，根据热传递的条件可知：热量将从高温的水传给低温的冰；0℃水放出热量后将发生凝固变成冰，故冰的质量变大，水的质量变小，故AC错误，B正确；
D、﹣2℃的冰吸热后温度升高，故D错误．
故选B．
3. 能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱.下列说法中正确的是（ ）
A. 用铝合金作为制作飞机的材料是因为铝合金的密度小
B. “北斗”卫星导航是利用超声波进行定位和导航的
C. 超导材料可用来制作电饭锅的发热体，且发热效率比较高
D. 太阳能、核能等新能源都属于可再生能源
【答案】A
【解析】
【详解】A．铝合金的密度比较小，相同体积时，物质的密度越小，质量越小，所以重力就比较小，利于飞机飞行，故A正确；
B．“北斗”卫星导航是利用电磁波进行定位和导航的，超声波在真空中不能传播，故B错误；
C．超导体是零电阻，所以凡是利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作，故C错误；
D．水能、风能、太阳能等都是可以源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像核能、化石能源等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源，故D错误。
故选A。
4. 如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P逐渐向a端移动时，下列说法正确的是（灯丝电阻不变）（ ）
A. 电压表的示数变大 B. 电流表的示数变小
C. 小灯泡变暗 D. 电路的总电阻变小
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知，灯泡与滑动变阻器串联接入电路，电流表测量电流中的电流，电压表测量滑动变阻器右部分电压，将滑动变阻器的滑片P逐渐向a端移动时，电路中的总电阻不变，故电路中的电流不变，灯泡亮度不变；根据欧姆定律可知，电流不变时，与电压表并联的部分电阻变大，则电压表示数变大，故BCD错误。
故选A。
5. 控制“危化药品”保管柜大门的两把钥匙分别由两名老师保管，只有保管钥匙的两名老师同时到场才能取出药品，下列设计的电路符合保管柜控制电路要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．由电路图可知，两钥匙是串联的，只有都闭合时，电动机才工作，只闭合一个时电动机不工作，选项A符合题意；
B．由电路图可知，两钥匙是并联的，只闭合一个开关，电动机就工作，B项不合题意；
C．由电路图可知，只闭合钥匙1时，电动机就工作，两开关都闭合时会造成电源短路，C项不合题意；
D．由电路图可知，只能用钥匙1来控制电动机工作，钥匙2只要闭合，电路就短路，D项不合题意。
6. 家用电压力锅结合了高压锅和电饭锅的优点，省时省电而且安全性高。当电压力锅内部气压过大或温度过高时，发热器都会停止工作。下列简化的压力锅电路图中S1为过压保护开关，S2为过热保护开关，压强过大时开关S1自动断开，温度过高时开关S2自动断开。则下列电路图中符合上述工作要求的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】压强过大时开关S1自动断开，温度过高时开关S2自动断开，两者都会造成发热器停止工作，说明两开关串联共同控制发热器，结合各选项电路图可知，只有B图符合要求。
故选B。
7. 如图，若按动图中电火花发生器按钮，盒盖飞出，以下事例中能量转化与此相同的是（ ）
（1）水壶中的水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起
（2）两手相互摩擦，手心变热
（3）汽油机的做功冲程
（4）火箭升空时，表面涂层熔化
A. （1）（3） B. （1）（2） C. （2）（3） D. （2）（4）
【答案】A
【解析】
【详解】如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功，消耗燃气的内能，变成盒盖的机械能，故是将内能转化为机械能的过程；
(1)水壶中的水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，符合题意；
(2)两个手相互摩擦做功，手心变热，机械能转化为手的内能，不符合题意；
(3)汽油机的做功冲程，是将燃气的内能转化为活塞的机械能，符合题意；
(4)火箭升空时，表面涂层熔和空气之间有摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，不符合题意；
所以，符合题意的是(1)和(3)，故选A．
二、填空题：本大题共7小题，每空1分，共21分。
8. 夏天，将厚衣物和樟脑丸装入带有排气孔的塑料收纳袋内，用抽气筒向外抽气，收纳袋在__作用下体积缩小，如图所示，抽气时，抽气筒壁因摩擦而发热，这是通过__的方式改变了它的内能，冬天打开收纳袋会闻到樟脑的气味，说明了分子__．
【答案】 ①. 大气压 ②. 做功 ③. 在不停的做无规则的运动
【解析】
【详解】解：将厚衣物和樟脑丸装入带有排气孔的塑料收纳袋内，用抽气筒向外抽气，由于袋内气压减小，收纳袋在外界大气压的作用下体积缩小．
抽气时，抽气筒壁因摩擦而发热，这是通过做功的方式改变了它的内能．
冬天打开收纳袋，会闻到樟脑的气味，说明了分子在不停地做无规则运动（或在运动）．
点睛：本题考查了大气压的应用，改变内能的方式和分子动理论，属于基础知识题，较容易．
9. 某型号的N95口罩，口罩能阻止病毒进入人体，N95口罩的中间层为多孔结构的熔喷布，熔喷布能过滤比自身空隙小得多的颗粒物，原因是：在生产过程中通过处理，使熔喷布得到大量电子而带__________电，具有__________的性质。由于熔喷布有很好的__________（选填“绝缘性”或“导电性”），所以能长时间保留静电。
【答案】 ①. 负 ②. 吸引轻小物体 ③. 绝缘性
【解析】
【详解】[1]电子是带负电的，所以熔喷布得到大量电子而带负电。
[2]由于带电体具有吸引轻小物体的性质，所以熔喷布能过滤比自身空隙小得多的颗粒物。
[3]容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体。由于熔喷布能长时间保留静电，说明它的导电能力差，是绝缘体，具有有很好的绝缘性。
10. 如图所示电路，若要使小灯泡L1、L2串联，应只闭合开关______；若要使小灯泡L1、L2并联，应同时闭合两个开关______；若同时闭合两个开关______，则会造成电源短路，是不允许的。
【答案】 ①. S3 ②. S1、S2 ③. S2、S3
【解析】
【详解】[1]要使灯L1和L2串联，电流从电源正极流出需要流经L1、L2然后经过S3回到电源负极，由图可知应只闭合S3，断开S1、S2
[2]要使两灯泡并联，电流从电源正极流出需要分别经过灯泡支路L1和支路S2、L2，然后再流S1回电源负极，因此应闭合开关S1、S2。
[3]当闭合开关S2、S3时，电流不经过用电器直接从电源的正极流回电源负极，从而形成电源短路，故不能同时闭合开关S2、S3。
11. 某导体两端的电压为9伏，10秒内通过该导体横截面积的电荷量为6库，通过该导体的电流为_____安，这段时间内电流做功为_____焦．若将该导体两端的电压调整为12伏，其电阻为_____欧．
【答案】 ①. 0.6 ②. 54 ③. 15
【解析】
【分析】（1）知道10秒内通过该导体横截面积的电荷量，根据I＝求出通过导体的电流，根据W＝UIt＝UQ求出这段时间内电流做的功，根据欧姆定律求出导体的电阻；（2）电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与两端的电压和通过的电流无关．
【详解】通过导体的电流：I＝＝0.6A，这段时间内电流做功：W＝UIt＝UQ＝9V×6C＝54J，由I＝可得，导体的电阻：R＝＝15Ω，因电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过的电流无关，所以，将该导体两端的电压调整为12伏时，导体的电阻仍为15Ω不变．
12. 如图所示的电路,闭合电键,两灯均发光.
①若在电路中添加一根导线,连接在a、b、c、d四点中的两点.为避免实验中电 源短路,导线不能连接______两点.
②若过了一会儿,两灯都熄灭了.已知电路中只有一处故障,且发生在 L1或 L2.
(a)经过思考,小华认为故障______是短路.(选填“一定”、“可能”或“一定 不”)
(b)在电路中添加一只完好的小灯L3,连接在a、b、c、d四点中的两点.当小灯L3连接的是_____两点时,闭合电键S,观察到小灯 L3始终不发光,就能判断故障一定发生在L1上.
【答案】 ①. ac ②. 一定不 ③. bc或dc
【解析】
【详解】①电源短路是指不经过用电器，用导线直接将电源的两极进行连接的电路，因此，读图可以知道，为避免实验中电源短路，导线不能连接ac两点．
②(a)L1和L2串联，闭合开关，电路正常工作，L1和L2都发光，说明电路正常；经过一段时间，两灯都熄灭，若电路中只有一处故障，且只发生在灯L1和L2上，则L1灯断路或L2断路，一定不是短路．
(b)在电路中添加一只完好的小灯L3，连接在a、b、c、d四点中的两点，当小灯L3连接的是bc或dc两点时，闭合电键S，观察到小灯L3始终不发光，就能判断故障一定发生在L1上．因此，本题正确答案是：①ac；②(a)一定不；(b)bc或dc.
【点睛】首先要明确电路的连接特点，再根据a、b、c、d各点连接时对电路连接造成的影响，来确定电路的新变化，最终做出判断．灯泡不亮，可能是因为灯泡短路或断路或电路中除灯泡外存在断路造成的．
13. 如图是电热饮水机电路原理图，已知R1 =20 Ω，R2 =100 Ω。饮水机工作时把电能转化为_____能，当开关S断开时，饮水机处于______状态（选填“保温”或“加热”），饮水机的保温功率与加热功率之比为___________。
【答案】 ①. 内 ②. 保温 ③. 1:6
【解析】
【详解】[1]饮水机工作时，消耗电能，产生内能，把电能转化为内能。
[2]当开关闭合时，电路为R1的简单电路，当开关断开时，R1与R2串联，两电阻串联时总电阻最大，由P=可知电路中的总功率最小，处于保温状态。
[3]当开关闭合时，电路为R1的简单电路，电路的电阻最小，由P=可知电路中的总功率最大，处于加热状态，饮水机的保温功率与加热功率之比
14. 图所示的是某地下停车场烟雾报警器的简化原理图．电源电压保持不变，R0为定值电阻，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大，当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时，电流表的示数_____，电压表示数_____（增大/减小/不变）；当电压表示数增大到某一数值时报警器开始报警。要使报警器在浓度更低的烟雾下报警，R0应选用_____（更大/更小）阻值的电阻。
【答案】 ①. 减小 ②. 增大 ③. 更小
【解析】
【详解】[1][2]由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。因为有烟雾遮挡射向光敏电阻时光敏电阻的光照强度将减弱，而光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大，所以光敏电阻R的阻值变大，电路的总电阻变大，由可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，由U=IR可知，定值电阻R0两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R两端的电压变大，即电压表的示数变大。
[3]烟雾浓度更低，光照强度更大，光敏电阻的阻值更小，此时电压表示数增大到某一数值时报警器开始报警，R0应选用更小阻值的电阻。
三、作图题：本大题7分。
15. 在图所示的电路的○内，填上适当的电表符号，使开关S闭合时两灯均能发亮。
（ ）
【答案】
【解析】
【详解】【详解】
如图进行分析，两灯要都能发光，两灯应串联，因为电流从正极出发后，经过左边的灯，没有分支，所以不可能并联，那么下面的圆圈中应填入电流表，中间的圆圈应填入电压表，如果中间圆圈填入电流表，会将右边部分电路短路，不符合题意，而下面圆圈中填入电压表，相当于断路，右边的灯也不会亮，正确电路如图：
16. 在如图所示电路的〇里填上适当的电表符号，使之成为正确的电路。
【答案】
【解析】
【详解】由电路图可知，要使两灯泡都能正常工作，则两灯泡应该并联，则左边的〇应为电流表，中间的〇应为电压表，如图所示：
17. 在实验室，刘星连好了一个如图所示的电路，请你在虚线框中画出这个电路的电路图。（图中电表为电流表）
【答案】
【解析】
【详解】根据电流流向法，明确电路的基本连接方式和各元件所连接的具体位置和顺序，再按顺序作图，并保证电路图与实物图的连接顺序完全一致。根据实物图可知，电流从电源正极开始分支，一路经过电流表、开关K、灯泡L1，另一路经过灯泡L2，然后两路汇合回到电源的负极，如图所示
四、实验探究题：本大题共3小题，第16小题7分，第17，18小题6分，共19分。
18. 在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电路中电阻或滑动变阻器处出现了故障，在闭合电键S后，根据电流表的示数，现有（a）（b）两种方法可判断故障：
（a）直接将一根完好的导线接入电路的AB或CD两点间，再次观察电流表的示数．
（b）移动变阻器的滑片P，再次观察电流表的示数．
①若闭合电键电流表的示数不为零，则可用方法______；若闭合电键电流表的示数为零，则可用方法_____．（均选填序号）
②若确定使用方法（b），则简述方法中“再次观察电流表的示数”的电流表示数情况及相应的故障情况：______．
【答案】 ①. b ②. a ③. 若电流表示数发生变化，R1短路；若电流表示数不变，R2短路
【解析】
【详解】由电路图和题意可知，电阻R1或滑动变阻器R2若出现故障，只有两种情况，一种情况是发生了短路，另一种情况是发生断路；若发生的是短路，电流表就会有示数，若是断路，电流表就没有示数，根据题中的判断方法，a方法是用来判断哪个电阻断路的（电流表无实数），b方法是判断是否短路的（电流表有示数）；若确定使用方法b，则说明电路存在短路情况，那么当移动滑片时，若电流表示数发生变化，定值电阻R1短路，若电流表示数不变，滑动变阻器R2短路．
19. 在“探究电荷间相互作用”的活动中，小明用丝绸摩擦过的有机玻璃棒、毛皮摩擦过的橡胶棒进行了如图所示实验。
（1）如a图所示，将两根丝绸摩擦过的有机玻璃棒相互靠近，观察到的现象是：_____；
（2）用丝绸摩擦过的有机玻璃棒能吸引带负电荷的纸屑，是因为有机玻璃棒带 _____电荷；
（3）通过观察a、b、c三图可发现，电荷间相互作用规律，相同电荷及不同电荷间相互作用规律 _____（填“相同”或“不同”）；
（4）通过比较b、c实验得出的结论是 _____。
【答案】 ①. 两根玻璃棒相互排斥 ②. 正 ③. 不同 ④. 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引
【解析】
【详解】（1）[1]由于用丝绸摩擦两根相同的有机玻璃棒，所以玻璃棒所带电荷相同；由于同种电荷相互排斥，所以两根玻璃棒靠近时相互排斥。
（2）[2]用丝绸摩擦过的有机玻璃棒能吸引带负电荷的纸屑，这说明有机玻璃棒带了正电荷，异种电荷相互吸引。
（3）[3]通过观察，对摩擦起电电荷种类的看法是物体相互摩擦所带的电荷有两种，a图两个有机玻璃棒相互接触时，相互排斥；b图两个橡胶棒相互接触时，相互排斥；故在c图中，一个有机玻璃棒和一个橡胶棒相互接触时相互吸引；故可以得出：电荷间有相互作用，相同电荷及不同电荷间相互作用不同。
（4）[4]b图，毛皮摩擦过的橡胶棒都带的负电荷，它们靠近时是互相排斥，而c图用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，它们带的异种电荷，它们靠近时是互相吸引，由此可以得出结论：同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥。
20. 小明同学对串联电路电压规律进行了探究；
【猜想与假设】串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和
【设计与进行实验】
（1）按图所示的电路图连接电路；
（2）闭合开关，排除故障，用电压表测出L1两端的电压；
（3）在测L2两端的电压时，小明为了节省时间，采用以下方法：电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上；
（4）测出AC间的电压，得出结论；
交流与评估】
（1）在连接电路时，开关必须______；
（2）小明用上面的方法能否测出L2两端的电压？为什么？______；
（3）方法改进后，测出AB、BC、AC间的电压记录在下面表格中，小明分析实验数据得出结论：串联电路总电压等于各用电器两端电压之和。此实验在设计方案上存在的不足之处是______，改进方法______。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.4
3.8
【答案】 ①. 断开 ②. 不能，此时电压表的正负接线柱接反了 ③. 只凭一组实验数据得出结论带有偶然性，不能得出正确规律 ④. 换用规格不同的灯泡再做几次
【解析】
【详解】（1）[1]为保护电路，在连接电路时，开关必须断开。
（2）[2]分析该图不难看出，电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上，此时电压表的正负接线柱接反了，故不能测出L2两端的电压。
（3）[3]本实验只做了一次实验，而没有进行多次测量，只凭一组实验数据得出结论带有偶然性，不能得出正确规律
[4]为使所得结论就更具有普遍性，可靠性，应多次实验，故应该换用规格不同灯泡再做几次。
五、计算题：本大题共2小题，第19小题7分，第20小题6分，共13分。
21. 亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路原理图如图甲所示。其中，电源两端电压18V（恒定不变），电压表的量程为0~15V，R0是定值电阻，R0=450Ω，Rt是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示，闭合开关S后，求：
（1）当环境温度为60℃时，热敏电阻Rt的阻值是多少？
（2）当环境温度为60℃时，电压表的示数是多少？
（3）电压表两端电压不能超过其最大测量值，则此电路所允许的最高环境温度是多少？
【答案】（1）150Ω；（2）13.5V；（3）84℃
【解析】
【详解】解：由电路图可知，闭合开关，R0、Rt串联，电压表测R0两端的电压。
（1）由图乙可知，当环境温度为60℃时，Rt1的阻值是150Ω。
（2）由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时电路中的电流
电压表的示数等于R0两端的电压，则电压表的示数
UV=U0=IR0=0.03A×450Ω=13.5V
（3）从图乙中可知，环境温度越高，热敏电阻的阻值越小，根据串联分压特点可知，热敏电阻分得的电压越小，则R0两端的电压越大，电压表两端电压不能超过其最大测量值，故当R0两端的电压达到15V时，此时是此电路所允许的最高环境温度，此时电路中的电流为
根据串联电路的电压特点可知，此时加在热敏电阻两端的电压为
U1′=U﹣U′=18V﹣15V=3V
根据欧姆定律可知此时热敏电阻的阻值为
由图乙可知，热敏电阻Rt的阻值与环境温度t的关系为一次函数，则有
Rt=kt+b……①
当t=20℃时，Rt=250Ω；当t=100℃时，Rt=50Ω；代入①式解得
k=-2.5Ω/℃，b=300Ω
此时有
Rt=-2.5Ω/℃×t+300Ω
热敏电阻为90Ω时，对应的环境温度为
答：（1）当环境温度为60℃时，热敏电阻Rt的阻值是150Ω；
（2）当环境温度为60℃时，电压表的示数是13.5V；
（3）电压表两端电压不能超过其最大测量值，则此电路所允许的最高环境温度是84℃。
22. 酒驾、醉驾会给交通安全带来巨大隐患，便携式酒精测试仪给交警执法带来了极大的便利。如左图所示，是便携式酒精测试仪的原理图，电源电压恒为3V，Rp是酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度变化的规律如右图所示，R0是报警器，其电阻值恒定为50Ω。问：
（1）当气体中酒精浓度为0时，电路中的电流是多少？通电10s电流产生的热量是多少？
（2）我国法律规定，当每100ml的气体中酒精浓度大于或等于20mg小于80mg为酒驾，大于或等于80mg为醉驾。在对某司机的检测中，电压表的示数为2V，通过计算分析该司机属于酒驾还是醉驾。
【答案】（1）0.01A，0.3J；（2）醉驾
【解析】
【分析】
【详解】解：（1）当气体中酒精浓度为0时，由图知Rp=250Ω，又R0=50Ω，电路总电阻为
R=Rp+R0=250Ω+50Ω=300Ω
电源电压恒为3V，电路中电流为
通电10s电流产生的热量是
Q=I2Rt=（0.01A）2×300Ω×10s=0.3J
（2）当电压表的示数为2V时，通过报警器的电流为
由于传感器和报警器串联，传感器两端的电压为
U传=U-U报=3V-2V=1V
此时传感器的阻值为
由图像可知，100ml的气体中酒精浓度大于80mg，该司机属于醉驾。
答：（1）当气体中酒精浓度为0时，电路中的电流是0.01A，通电10s电流产生的热量是0.3J；
（2）该司机属于醉驾。
六、科普阅读题：本大题共3小题，第21小题7分，第22，23小题6分，共19分。
23. 阅读短文，回答问题.
光敏电阻
光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。还有另一种入射光弱，电阻减小，入射光强，电阻增大。光敏电阻的特殊性能，随着科技的发展将得到极其广泛应用。
光敏电阻一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常用的光敏电阻是硫化镉光敏电阻，它是由半导体材料制成的。设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。小明利用硫化镉光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示，工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭。控制电路中电源电压U恒为6V，定值电阻R0为200Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度E的单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在一定关系，部分数据如表所示，电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。
光照强度E/lx
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
光敏电阻R/Ω
120
60
40
30
24
（1）常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由______材料制成的。随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值______（选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______（选填“增强”或“减弱”），当光照强度减小到一定值时，衔铁会被______（选填“吸下”或“释放”），照明系统启动；
（2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是为______A；
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为______，此时光照强度为______lx。
【答案】 ①. 半导体 ②. 增大 ③. 减弱 ④. 释放 ⑤. 0.4 ⑥. 100Ω ⑦. 1.2
【解析】
【详解】（1）[1]依题意得，常用的光敏电阻是硫化镉光敏电阻，它是由半导体材料制成的。
[2]由表格中数据得，随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值增大。
[3]由图得，光敏电阻与定值电阻R0串联，当光敏电阻R的阻值增大时，电路总电阻变大，电路的电流变小，电磁铁的磁性减弱。
[4]当光照强度减小到一定值时，光敏电阻的阻值增大到一定值，电路电流减小到一定值，电磁铁磁性减弱到一定程度，衔铁会被释放，照明电路接通，照明系统启动。
（2）[5]依题意得，工作电路中的两盏灯泡规格均为“220V 44W”，由得，灯泡正常发光的电流为
由图得，两灯泡并联，所以当两灯泡正常发光时，工作电路中的总电流为
（3）[6]依题意得，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统，由得，此时控制电路中的总电阻为
此时光敏电阻R的阻值为
[7]由表格中的数据可以看出，光照强度与相应的光敏电阻的乘积相同，可得
1.0lx×120Ω=E×100Ω
所以当光敏电阻的阻值为100Ω时，相应的光照强度为
24. 阅读短文，回答问题
人造太阳
目前全球各国科学家都在集中力量，寻求可控核聚变反应的技术突破，一旦实现，那人类的历史将会彻底改写。实现核聚变反应必须将聚变燃料加热至极高温度并予以有效约束。核聚变通常由三种方式来产生，分别是引力约束、惯性约束和磁约束。太阳就是典型的引力约束聚变；氢弹则是一种惯性约束聚变，是不可控制的热核聚变反应；磁约束核聚变是目前实现核聚变发电最有效的途径。我国中科院合肥物质科学研究院，持有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）——中国环流器二号M装置，标志着我国核聚变堆的自主设计与建设跃上新台阶。
目前化石能源未来有枯竭的危险，还存在一定的环境污染，而“人造太阳”核聚变反应所需的原材料在地球上几乎取之不尽、用之不竭，生成物也没有危害，被认为是理想的“终极能源”。 “人造太阳”非常复杂，要让上亿摄氏度高温与零下269摄氏度低温1米内共存，上万个零部件，有一点点瑕疵，实验可能就会失败。“超高温”与“超低温”共存，“超强磁场”与“超大电流”并行，要在地球上造出“人造太阳”，必须要有性能极其特殊的材料承载。产生核聚变反应需要几千万摄氏度乃至上亿摄氏度的高温，常规材料无法承受这么高的温度，一个可行方案是用磁力将其约束在“磁笼子”里。上亿度的一团火球，碰到什么烧什么。“人造太阳”的腔体器壁材料是另一个难点，虽然有强磁场约束，仍然会有一些“不听话”的高温等离子体逃逸，打在器壁上造成损伤。自主研发的钨铜合金材料，热负荷能力提升到每平方米20兆瓦。我国科学家从无到有、刻苦攻关、后来居上，自立自强的精神，托起“人造太阳”的“核心超级材料”，这是一个巨大的技术跨越，把人类核聚变能源研究推向一个新高度。
（1）根据你所学过的知识，卢瑟福提出，“原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”，这个“很小的结构”指的是______；
（2）目前人类无法利用核聚变反应放出的热量来发电，最主要的原因是（ ）；
A.无法消除核聚变产生核的污染
B.无法实现核聚变反应
C.无法控制核聚变反应的速度
（3）该文中提到的化石能源应该有很多，请你写出利用最广泛的例子：______（请写出其中一种）；
（4）“人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压外，还应具有______特点；
（5）实现“超强磁场”与“超大电流”最理想的导体材料是______；
（6）目前人类利用最多的核聚变能量来自______聚变方式。
【答案】 ① 原子核 ②. C ③. 石油（或煤，或天然气） ④. 耐高温 ⑤. 超导体 ⑥. 引力约束
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]原子由原子核和核外电子组成，而原子的大部分质量集中在原子核上。
（2）[2]实现核聚变反应必须将聚变燃料加热至极高温度并予以有效约束，人类能制造氢弹说明可以实现核聚变反应，所以核聚变到目前为止不可控的原因是无法控制核聚变反应的速度，故选C。
（3）[3]化石能源指的是石油（或煤，或天然气）。
（4）[4] “人造太阳”的腔体器壁材料钨铜合金除了耐高压外，一些“不听话”的高温等离子体逃逸，打在器壁上造成损伤，故需要耐高温。
（5）[5]实现“超强磁场”与“超大电流”最理想的导体材料是即电流比较大，磁场强，电压一定时，电阻最好为零，电流才能更大，故最好是超导体材料。
（6）[6]目前人类利用最多的核聚变能量来太阳，太阳就是典型的引力约束聚变。
25. 阅读《温度传感器》一文，回答下列问题：
温度传感器
传感器（英文名称：transducer/sensor）是指能感受到被测量的信息，并将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。
下面我们以双热金属片、热电阻和热敏电阻为例介绍几种温度传感器。
一、双热金属片温度传感器
金属会因为温度升高而膨胀，不同的金属材料在升高相同温度时，膨胀的程度也不同，通常用“膨胀系数”表明材料这种性质。将两种膨胀系数相差较大的不同金属片焊接或轧制成为一体后，温度升高时，由于两面金属膨胀程度不同，双金属片就会形变，双金属片对温度的感知表现为形变，因此可作为温度传感器。
如图所示是一种电机上使用的双金属热保护器，它可以埋设在电机绕组内部，直接对电机温度进行控制。右下图是它的结构示意图，正常工作时动触点和静触点是连通的，当电机温度过高时，保护器内双金属片就会产生形变，使动触点和静触点断开，从而切断电路，对电机进行保护。
二、热电阻传感器
由于用金属制成的电阻阻值会随着温度的升高而增大，因此用金属丝制作的感温电阻叫作热电阻，可用来做温度传感器。热电阻大都由纯金属材料制成，应用最多的是铂和铜，此外，已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。用铜做热电阻，具有造价低廉线性好的优点，但是铜在温度过高时容易氧化，因此只适用于较低的温度（-50℃~ +200℃） 。而使用铂做热电阻，可以适用于-200 ℃~ +900℃。
三、半导体热敏电阻传感器
半导体热敏电阻是一种新型元件，它分为两类，一类是传感器阻值随温度的升高而减小，用符号NTC表示；另一类是传感器阻值随温度的升高而增大，用符号PTC表示。半导体热敏电阻的最大特点是对温度变化的响应非常敏感，其灵敏度比金属热电阻要高的多，所以常被用来做对温度微小变化要求较高的电路温度传感。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)双金属片测温是利用了物质___________的性质。在制作双金属片温度传感器时，两种不同的金属膨胀系数通常要相差___________（选填“大”或“小”）一些。
(2)有种温控开关控制的电风扇，使用热敏电阻做温度传感器。当环境温度低于预置温度时，热敏阻值较大，不会触发开关闭合；随着温度的逐渐上升，当环境温度高于预置温度时，热敏电阻阻值减小，会触发开关闭合，导通电路，串接在主电路中的电风扇接入市电，并开始运转。则该热敏电阻属于___________（选填“NTC”或“PTC”）温度传感器。
【答案】 ①. 热胀冷缩 ②. 大 ③. NTC
【解析】
【详解】(1)[1]由题意，金属会因为温度升高而膨胀，双金属片测温是利用了物质热胀冷缩的性质。
[2]由题意，将两种膨胀系数相差较大的不同金属片焊接或轧制成为一体后，温度升高时，由于两面金属膨胀程度不同，双金属片就会形变，在制作双金属片温度传感器时，两种不同的金属膨胀系数通常要相差大一些。
(2)[3]随着温度的逐渐上升，当环境温度高于预置温度时，热敏电阻阻值减小，传感器阻值随温度的升高而减小，属于NTC温度传感器。
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