2022-2023学年北京西城区初三上学期物理期末试卷及答案

这是一份2022-2023学年北京西城区初三上学期物理期末试卷及答案，共26页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验探究题，科普阅读题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（下列每题均有四个选项，其中只有一个选项符合题意。共 30 分，每题 2 分）
1. 在国际单位制中，电能的单位是（ ）
A. 安培（A）B. 欧姆（Ω）
C. 焦耳（J）D. 瓦特（W）
【答案】C
【解析】
【详解】A．安培（A）是电流强度的单位，故A不符合题意；
B．欧姆（Ω）是电阻的单位，故B不符合题意；
C．焦耳（J）是各种功和能的单位，故C符合题意；
D．瓦特（W）是功率的单位，故D不符合题意。
故选C。
2. 下列物品中，通常情况下属于导体的是（ ）
A. 金属勺B. 陶瓷碗
C. 玻璃杯D. 橡胶垫
【答案】A
【解析】
【详解】金属勺容易导电属于导体；陶瓷碗、玻璃杯、橡胶垫都不容易导电，属于绝缘体，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3. 如图所示的四种用电器中，主要利用电流热效应工作的是（ ）
A. 电煮锅B. 迷你电冰箱
C. 扫地机器人D. 笔记本电脑
【答案】A
【解析】
【详解】A．电煮锅工作时，主要把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故A符合题意；
B．迷你电冰箱工作时，主要将电能转化机械能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；
C．扫地机器人工作时，主要把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故C不符合题意；
D．笔记本电脑工作时，主要将电能转化为光能和声能，少部分转化为内能，不是利用电流热效应工作的，故D不符合题意。
故选A。
4. 如图所示是气体扩散现象。撤掉玻璃板，几分钟后，两个集气瓶内的 气体会混合在一起，且颜色变得均匀。发生这一现象的主要原因是（ ）
A. 上方瓶内的空气受到重力的作用
B. 两种气体的分子都在不停地做无规则的运动
C. 只有下方二氧化氮气体的分子在不停地运动
D. 上方空气的密度小于下方二氧化氮气体的密度
【答案】B
【解析】
【详解】A．重力的方向竖直向下，上面的空气受到重力作用向下运动，不会使颜色变得均匀，故A不符合题意；
B．分子在永不停息地做无规则运动，所以将两个瓶口对在一起，颜色变得均匀，故B符合题意；
C．分子在永不停息地做无规则运动，两瓶气体颜色都一样时，分子仍然再做无规则运动，不是只有二氧化氮气体的分子在不停地运动，故C不符合题意；
D．二氧化氮气体的颜色是红棕色的，而且比空气的密度大，所以从密度角度分析，二氧化氮气体不会向上运动，故D不符合题意。
故选B。
5. 关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A. 我国家庭电路的电压值为 380V
B. 可以用湿布擦拭正在工作的台灯
C. 绝缘皮破损的电线可以继续使用
D. 家庭电路中必须安装有保险装置
【答案】D
【解析】
【详解】A．我国家庭电路的电压值为220V，动力用电的电压为380V，故A错误；
B．用湿布擦灯具，水是导体，会使人触电，故B错误；
C．绝缘皮破损电线继续使用，很容易发生触电事故，故C错误；
D．家庭电路中必须要有保险丝或空气开关，这样在电流过大时可自动切断电源，对电路起到保护作用，故D正确。
故选D。
6. 如图所示是汽油机工作时各种冲程的示意图，其中表示做功冲程的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，所以是吸气冲程，故A不符合题意；
B．两个气门都关闭，活塞向上运动，所以是压缩冲程，故B不符合题意；
C．两个气门都关闭，活塞向下运动，所以是做功冲程，故C符合题意；
D．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，所以是排气冲程，故D不符合题意。
故选C。
7. 下列实例中，通过做功的方式使物体（加横线的字）内能减少的是（ ）
A. 被砂纸打磨的铁棒变热
B. 冬天，用热水袋暖手
C. 烧水时，水蒸气把壶盖顶起
D. 放入冷水中的热鸡蛋变凉
【答案】C
【解析】
【详解】A．用砂纸打磨铁棒，克服摩擦做功，使铁棒的温度升高，内能增加，属于通过做功的方式增大物体的内能，故A不符合题意；
B．冬天，用热水袋暖手，热水袋的温度降低，是通过热传递的方式减小内能，故B不符合题意；
C．烧水时，水蒸气把壶盖顶起，是水蒸气对外做功，自身的内能减小，温度降低，属于通过做功的方式减小物体的内能，故C符合题意；
D．把热鸡蛋放入冷水中，鸡蛋放出热量，温度降低，内能变小，属于热传递减小物体的内能，故D不符合题意。
故选C。
8. 关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ）
A. 温度低的物体一定比温度高的物体具有的内能少
B. 两杯水升高相同的温度，吸收的热量可能不相等
C. 海波熔化时温度不变，它具有的内能一定不变
D. 若物体的温度为 0℃，则物体可能不具有内能
【答案】B
【解析】
【详解】A．内能的大小与物体的质量、温度和状态等有关，温度高的物体具有的内能不一定比温度低的物体内能少，故A错误；
B．两杯水升高相同的温度，由于不知道两杯水的质量是否相同，因此吸收的热量可能不相等。故B正确；
C．海波熔化时，吸收热量，内能增大，但温度不变，故C错误；
D．一切物体都具有内能，0℃的物体也有内能，故D错误。
故选B。
9. 关于电流、电压和电阻，下列说法正确的是
A. 只有自由电子定向移动才能形成电流
B. 电路两端有电压，电路中就一定有电流
C. 电压使自由电荷发生定向移动形成电流
D. 加在导体两端的电压越高，导体的电阻越大
【答案】C
【解析】
【分析】（1）电荷的定向移动形成电流，可以是正电荷定向移动，也可以是负电荷定向移动；
（2）电压是使电路形成电流的原因，要想有持续的电流，电路必须闭合；
（3）电压是形成电流的原因；
（4）电阻是导体导体本身的一种属性；其大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，而与导体两端的电压、通过的电流无关．
【详解】A、电荷的定向移动形成电流，可以是正电荷，也可以是负电荷；也可以是正、负电荷同时向相反方向移动形成，故A错误；
B、电路中有持续的电流的条件：有电源提供电压；电路必须闭合，故B错误；
C、电压是使自由电荷发生定向移动形成电流的原因，故C正确；
D、电阻是导体本身的一种性质，大小取决于材料、长度、横截面面积，与加在电阻两端电压和通过导体的电流无关，故D错误．
故选C．
10. 下列说法正确的是（ ）
A. 内能转化为机械能的比例越大，热机效率越高
B. 铜块很难被拉伸，说明铜块分子间只存在引力
C. 燃料燃烧时放出的热量越多，燃料的热值越大
D. 风力发电机发电，是电能转化为机械能的过程
【答案】A
【解析】
【详解】A．热机效率越高，说明内能转化成的机械能与内能的比值越大，故A正确；
B．铜块很难被拉伸说明分子间存在引力，但分子之间斥力和引力是同时存在，故B错误；
C．热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与燃烧程度、放出热量的多少和是否充分燃烧无关，故C错误；
D．风力发电机发电时，风的机械能减少，但同时得到电能，机械能转化为电能，故D错误。
故选A。
11. 小明家的卫生间里安装了如图所示的风暖浴霸，它可以单独照明、单独取暖和单独吹风。当闭合照明开关 S1 时，灯L发光； 当断开开关 S1、闭合取暖开关 S2和吹气开关 S3时，发热元件R 实现供暖, 同时电机 M 工作带动空气流动使室内升温。小明根据上述功能设计了如图所示的四个简化模拟电路图，其中正确的是（ ）
A B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】小明家的卫生间里安装了如图所示的风暖浴霸，它可以单独照明、单独取暖和单独吹风，说明三个用电器的工作关系是互不影响，单独工作，因此它们应该属于并联的；当闭合照明开关S1时，灯L发光，而且断开S1，元件R与电机M都可以单独工作，所以开关S1与灯L串联；闭合取暖开关S2发热元件R工作，则开关S2与发热元件R串联，闭合吹气开关S3电机M工作带动空气流动，则开关S3与电机M串联，故D正确，ABC错误。
故选D。
12. 关于如图所示的四个热学实验，下列说法错误的是（ ）
A. 竖直向上提升玻璃板，在玻璃板将要离开水面时，弹簧测力计的示数变大
B. 迅速用力向下压活塞，活塞对筒内空气做功，空气的内能增加，温度升高
C. 红墨水在热水中比在冷水中扩散得快，表明温度高，分子热运动剧烈
D. 瓶内的气体对瓶塞做功，机械能转化为内能，瓶塞崩出时瓶口出现白雾
【答案】D
【解析】
【详解】A. 分子间既有引力也有斥力，在玻璃板将要离开水面时，由于分子间引力作用，弹簧测力计的示数变大，故A正确，不符合题意；
B. 做功可以改变物体的内能，迅速用力向下压活塞，活塞对筒内空气做功，将机械能转化为内能，空气的内能增加，温度升高，故B正确，不符合题意；
C. 分子热运动与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈，扩散是分子热运动引起的，红墨水在热水中比在冷水中扩散得快，表明温度高，分子热运动剧烈，故C正确；
D. 做功可以改变物体的内能，瓶内的气体对瓶塞做功，内能转化为机械能，瓶塞崩出时瓶内空气内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水珠，在瓶口出现白雾，故D错误，符合题意。
故选D。
13. 如图 所示的电路，电源两端电压不变，R1、R2为定值电阻。只闭合开关 S1时，电流表示数为 I，电压表示数为U，电路总电阻为 R，电路消耗的总功率为 P；再闭合开关 S2时，电流表示数为，电压表示数为，电路总电阻为，电路消耗的总功率为。下列判断正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意，当只闭合开关 S1后，R1和R2电阻串联，电压表测量R2的电压，故
当再闭合开关S2后，此时R2电阻被短路，电路中只有R1被接入电路，电压表示数为0，故
综上可知
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
14. 小军按照图所示电路进行实验，闭合开关 S 后发现小灯泡 L 不发光。他猜测电路中某处可能发生故障，于是用一只电压表查找故障的位置，测查记录如下表所示。若电路中只有一处发生断路故障，则故障处可能在（ ）
A. a、b之间
B. b、c之间
C. c、d之间
D. d、e之间
【答案】C
【解析】
【详解】闭合开关S后，发现小灯泡L不发光，说明电路出现了断路现象；由题意可知，用电压表测得ab和ac间电压为零，ad及ae之间的电压均为4.5V；用电压表测得ab间电压为零，这表明断路在ab之外的电路上；用电压表测得ac间电压为零，这表明断路在ac之外的电路上； a、d及a、e之间的电压均为4.5V，这表明测这几处电压时，电压表与电源之间是接通的，即d-e-a是通路，所以故障是cd之间出现了断路现象，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
15. 标有“12V 12W”的灯泡 L1 和标有“12V 6W”的灯泡 L2，先后按串联和并联方式接在电压恒为 12V 的电源两端。如果不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是（ ）
A. 串联时灯 L1两端的电压等于灯L2两端的电压，且均为6V
B. 并联时通过灯L2的电流I2大于通过灯L1的电流I1，且 I2=2I1
C. 串联时灯L1的功率P1大于灯L2的功率P2，且P1=2P2
D. 并联时灯L2的功率P2′大于串联时灯L2 的功率P2，且
【答案】D
【解析】
【详解】A．由题意可知，灯泡 L1的电阻为
灯泡 L2的电阻为
当两灯串联时，由串联分压原理可得，灯泡 L1和灯泡 L2的两端电压之比为
①
根据串联电路的电压规律可得
②
联立①②式，解得U1=4V，U2=8V。故A错误；
B．由欧姆定律可得，并联时通过灯L1的电流为
通过灯L2的电流为
因此并联时通过灯L2的电流I2小于通过灯L1的电流I1，且 I1=2I2，故B错误；
C．串联时通过灯L2的电流I2等于通过灯L1的电流I1，则灯L1的功率P1和灯L2的功率P2的关系为
因此，串联时灯L1的功率P1小于灯L2的功率P2，且P2=2P1。故C错误；
D．并联时灯L2的两端电压为12V，正常发光，因此功率为P2′=6W；串联时灯L2的功率为
则并联时灯L2的功率P2′大于串联时灯L2的功率P2，且有
故D正确。
故选D。
二、多项选择题（下列每题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个。共 10 分，每题2 分。每题选项全选对得 2 分，选对但不全的得 1 分，有错选的不得分）
16. 下列说法中正确的是（ ）
A. 摩擦起电是因为电子从一个物体转移到另一个物体
B. 原子是由带正电的原子核和核外带负电的电子构成的
C. 绝缘体不容易导电是因为绝缘体的内部缺少正、负电荷
D. 绝缘体与导体之间有明显的界限，绝缘体不能变为导体
【答案】AB
【解析】
【详解】A．摩擦起电并不是创造了电荷，只是电子从一个物体转移到另一个物体，故A正确；
B．原子是由位于中心原子核和核外带负电的电子构成，故B正确；
C．绝缘体不容易导电是因为它的内部几乎没有自由移动的电荷，并不是内部缺少正、负电荷，故C错误；
D．绝缘体与导体之间没有明显的界限，绝缘体在一定情况下可以变为导体，故D错误。
故选AB。
17. 小玮要探究导体电阻的大小与哪些因素有关，她分别将五个不同的导体接入图所示的电路M、N两点间，观察并记录每次电流表的示数，与这五个导体相关的数据如下表所示。下列说法正确的是（ ）
A. 此实验可以通过比较电流的大小来比较导体电阻的大小
B. 分别接入导体1、3可以探究导体电阻大小跟导体材料的关系
C. 分别接入导体2、5可以探究导体电阻大小跟导体长度的关系
D. 由接入导体4改为接入导体5后，电流表的示数变小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据转换法可得，此实验可以通过比较电流的大小来比较导体电阻的大小，故A正确；
B．由图表可知，导体1、3长度相同，材料和横截面积都不同，有两个变量，不能探究导体电阻大小跟导体材料的关系，故B错误；
C．由图表可知，导体2、5材料、横截面积相同，长度不同，可探究导体电阻大小跟导体长度的关系，故C正确；
D．在材料、长度相同时，横截面积越小，电阻越大，导体4和5的材料、长度相同，导体4的横截面积小于导体5的横截面积，所以导体4的电阻大于导体5的电阻，由接入导体4改为接入导体5后，因为串联电路中的总电阻等于串联的各个电阻之和，所以电路中的总电阻变小，根据可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故D错误。
故选AC。
18. 小莉根据表中数据，得出以下四个结论， 其中正确的是（ ）
A. 不同物质的比热容可能相等
B. 同种物质在不同状态下比热容一定相等
C. 质量相等的铜块和铝块，降低相同的温度，铜块放出的热量一定少
D. 初温相等的酒精和砂石，吸收相等的热量后， 砂石的末温可能比酒精的末温低
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．不同物质的比热容一般不同，有的也相同，如冰和煤油的比热容相同，故A正确；
B．同种物质在不同状态下比热容不同，如水和冰比热容不同，故B错误；
C．铜的比热容比铝的比热容小，由Q放 = cmΔt可知，质量相等的铜块和铝块，降低相同的温度，铜块放出的热量一定多，故C正确；
D．酒精的比热容比砂石的比热容大，吸收相等的热量后，由Q吸= cmΔt可知，酒精的质量和升高温度的乘积（mΔt）小，若酒精的质量比砂石的质量小的多，则酒精升高的温度可能比砂石的温度升高的多，使酒精的末温比砂石的末温高，故D正确。
故选ACD。
19. 如图所示电路，各元件完好。关于此电路，下列说法正确的是（ ）
A. 灯泡 L1 和 L2并联，开关 S 闭合后，两灯均发光
B. 开关 S 闭合一段时间后，两节干电池会被烧坏
C. cd 间导线改接到 ce 间，开关 S 闭合后，两灯均发光
D. gh 间导线改接到 fh 间，开关 S 闭合后，两灯均发光
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB．如图所示，闭合开关，电流从电源正极出发，经开关后，直接回到电源负极电源短路，一会儿干电池会烧坏。故A错误，B正确；
C．将cd间导线改到ce间，灯L1与L2并联，两灯均发光，故C正确；
D．将gh间导线改接到fh间，闭合开关，两灯并联，两灯均发光，故D正确。
故选BCD。
20. 在如图所示的电路中，开关S闭合后，电流表A1、A2的示数相等。关于三个电阻的阻值关系，可能的是（ ）
A. R3=R2≠R1
B. R3=R1≠R2
C. R2=R1≠R3
D. R1=R2=R3
【答案】BD
【解析】
【详解】由电路图可知，开关闭合后，R1、R2、R3并联，电流表A1测R1、R2支路的电流之和，电流表A2测R2、R3支路的电流之和，因电流表A1、A2的示数相等，且电流表A1的示数为
IA1=I1+I2
电流表A2的示数为
IA2=I2+I3
所以
I1+I2=I2+I3
整理可得
I1=I3
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由可得，电阻R1等于电阻R3，但不能确定与R2的关系，三个电阻的阻值关系可能是
R3=R1≠R2
也可能是
R1=R2=R3
故AC不符合题意，BD符合题意。
故选BD。
第二部分
三、实验探究题（共 48 分，21～27 题每空 2 分，28 题 4 分、29 题 5 分，30 题 7 分）
21. （1）如图所示电阻箱的示数为______；
（2）如图所示电压表的示数为______V；
（3）如图所示电能表的示数为______kW·h。
【答案】 ①. 2029Ω ②. 2.7 ③. 2245.8
【解析】
【详解】（1）[1]根据电阻箱的读法可得，此时电阻箱的读数为
（2）[2]由图可知，电压表选择的量程为0~3V，其分度值为0.1V，读数为2.7V。
（3）[3]根据电能表的读法可知，此时电能表的示数为2245.8 kW·h。
22. 如图所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球时，验电器的两片金属箔张 开。这是因为两片金属箔均带______（选填“正”或“负”）电荷，同种电荷互相______。
【答案】 ①. 负 ②. 排斥
【解析】
【详解】[1][2]用带电体去接触验电器的金属球，验电器的两片金属箔片会张开，这是由于同种电荷相互排斥，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，所以两片金属箔均带负电。
23. 如图所示，用酒精灯给试管加热，酒精燃烧将______能转化为______能，使试管内水的温度升高直至沸腾，试管内的水蒸气把软木塞崩出，将______能转化为______能。
【答案】 ①. 化学 ②. 内 ③. 内 ④. 机械
【解析】
【详解】[1][2]如图所示，用酒精灯给试管加热，根据能量的转化特点可知，酒精燃烧将化学能转化为内能。
[3][4]酒精燃烧使试管内水的温度升高直至沸腾，试管内的水蒸气把软木塞崩出，这个过程中水蒸气的内能减小，软木塞由静止变为运动，具有机械能，因此是将内能转化为机械能。
24. 如图所示，用试电笔辨别火线和零线时，手______（选填“需要”或“不需要”） 触碰笔尾的金属体；当笔尖插入插座的插孔中时，氖管发光，说明此插孔中连接的是______线（选填“火”或“零”）。
【答案】 ①. 需要 ②. 火
【解析】
【详解】[1][2]使用试电笔辨别火线、零线时，一定要用指尖抵住试电尾上端的金属，否则容易造成误判；但手指不能触碰笔尖的金属部分，否则会造成触电事故；当笔尖插入如图所示的插孔中时，氖管发光，证明此插孔中连接的是火线。
25. 小刚在实验室利用伏安法测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电功率。实验过 程中，调节滑动变阻器的阻值直至电压表的示数为______V，此时，电流表的示数如图所示，则小灯泡的额定功率为______W。
【答案】 ① 2.5
②. 0.75
【解析】
【详解】[1]当小灯泡两端电压等于额定电压时，小灯泡正常发光，利用伏安法测量小灯泡的电功率时，电压表并联在小灯泡两端，所以要让电压表的示数等于小灯泡的额定电压，即2.5V。
[2]由图可知，电流表的量程为0~0.6A，此时电流表的示数为0.3A，则小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
26. 小华用电池组、小灯泡、电位器、导线、和开关组成了一个调光电路，如图甲所示。图乙所示是电位器的内部构造示意图。闭合开关后，小华将电位器的金属滑片______时针（选填“顺”或“逆”）转动时，小灯泡变亮。
【答案】逆
【解析】
【详解】由题意可知，小灯泡变亮了，说明电路中的电流变大，则电路电阻变小，由实物图可知，电位器接触的是a、b两接线柱，则当电位器的滑片逆时针转动时，其接入电路的阻值越来越小。
27. 小强根据实验数据绘制了电阻R1和R2串联时，电阻R2两端的电压U2随电阻R1两端的电压U1变化的图像如图所示。请你根据该图像和已有知识判断：当U1＝7.4V时，U2＝______V。
【答案】0.6
【解析】
【详解】由于电阻R1 和R2串联，根据串联电路的电压规律可得，电阻R2 两端的电压与电阻R1两端的电压之和不变，由题图可知，当U1′＝6V时，U2′＝2V。因此电阻R2 两端的电压与电阻R1两端的电压之和为
U=U1′+U2′=6V+2V=8V
因此当U1＝7.4V时，电阻R2 两端的电压U2为
U2=U-U1=8V-7.4V=0.6V
28. 小英利用如图所示的电路进行实验。闭合开关 S，分别读取电压表、电流表的示数并记录；断开开关 S，将电源由 1 节干电池更换为 2 节干电池，闭合开关 S，分别读取电压表、电流表的示数并记录，发现电流表的示数变大。小英探究的科学问题是______。
【答案】通过导体的电流是否随电压的升高而变大
【解析】
【详解】电路中电压表测电源电压，电流表测电路中的电流，电路中只有定值电阻R的简单电路；1节干电池电压为1.5V，更换为两节干电池电压为3V，此时电流表示数变大，在此过程中电路中的电阻R不变，因此探究的科学问题是：通过导体的电流是否随电压的升高而变大。
29. 小东按照如图所示的电路，利用一块已经调好的电压表和阻值已知的电阻R0等符合实要求的器材，测量未知电阻Rx的电阻值。他设计的实验步骤如下：
①闭合开关S，记录电压表示数U1；
②断开开关S，将电压表接在a点处的导线取下并改接到c点处，闭合开关S，记录电压表示数U2；
（1）小东设计的实验步骤②有错，其错误是______；
（2）步骤②应改为：______，______，闭合开关S，记录电压表示数U2；
（3）请你依据正确的实验过程，写出未知电阻Rx的表达式：Rx=______。
【答案】 ①. 电压表正负接线柱接反 ②. 断开开关S ③. 见详解
④.
【解析】
【详解】（1）[1]小东设计的实验步骤②有错，因为将电压表接在a点处的导线取下并改接到c点处，相当于将电压表正接线柱改变接到负接线柱上，会导致正负接线柱接反。
（2）[2][3]为了能完成测量，应断开开关，将电压表接在b点处的导线取下并改接到c点处，这样电压表由原来测Rx的电压变为测总电压，所以闭合开关S，此时电压表记录电压为总电压U2。
（3）[4]则R0两端电压为
U0=U2-U1
根据串联电路电流的规律及欧姆定律可得Rx的电流为
电阻Rx的表达式为
30. 为了比较水和煤油吸热能力，小宇和小欣利用如图所示的实验装置进行实验。他们用完全相同的酒精灯给质量相等的水和煤油加热，每隔 2min，用温度计记录一次水和煤油的温度。记录的实验数据如下表所示。
（1）实验中用______来表示水和煤油吸热的多少；
（2）小宇分析数据可知：质量相等的水和煤油吸收相同的热量时，水比煤油______，说明水比煤油吸热能力强；
（3）小欣分析数据可知：质量相等的水和煤油升高相同的温度，水比煤油______，说明水比煤油吸热能力强；
（4）实验结束后，老师向他们提出一个问题：如果水和煤油的质量m不同、加热时间T不同、升高的温度Δt也不同，怎样比较才能得出水比煤油吸热能力强的结论？请你帮助他们写出比较的方法： ______。
【答案】 ①. 加热时间 ②. 升高的温度少 ③. 吸收的热量多 ④. 分别求出水、煤油的k值，若k水>k煤油，则水比煤油的吸热能力强
【解析】
【详解】（1）[1]实验中，用完全相同的酒精灯进行加热，相同时间内，水和煤油吸收相同的热量。根据转换法可知，本实验水和煤油吸热的多少是通过比较加热时间的长短来实现，加热时间越长，吸收的热量就越多。
（2）[2]由表中数据可知，当加热时间相同时，即质量相等的水和煤油吸收相同的热量时，水的温度比煤油的温度升高得少，因此说明水比煤油的吸热能力强。
（3）[3]由表中数据可知，质量相等的水和煤油升高相同的温度时，比如从20℃升高到28℃时，煤油的加热时间为4min，而水的加热时间为8min，即水比煤油加热时间更长，吸收的热量更多，由此可说明水比煤油吸热能力强。
（4）[4]如果水和煤油的质量m不同、加热时间T不同、升高的温度Δt也不同，由题意可知，加热时间可表示液体吸收的热量Q，因此Q也不同；由比热容的定义可知，可用T与m和Δt乘积之比来表示吸热本领大小，即为，k越大，液体的吸热能力越强。因此分别求出水、煤油的k值，若k水>k煤油，则水比煤油的吸热能力强。
31. 在探究“通过导体的电流与导体的电阻关系”的实验中，小亮根据实验目的设计出实验电路图，并按电路图连接实验器材如图所示，其中电源两端电压不变，有阻值不同的定值电阻若干。
（1）请根据如图所示的电路，画出小亮设计的实验电路图______；
（2）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值 ______处；
（3）小亮先闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P使电压表的示数为U1，读取电流表的示数I，并将R1、I记录在表格中。小亮断开开关S，用电阻R2替换R1（R2>R1），再闭合开关S，发现电压表、电流表示数均发生变化，电压表示数为U1'，电流表示数为I'。请你判断：U1______U1'（选填“>”或“<”），并结合所学知识和公式写出分析推导过程；
（4）小亮针对他探究的问题，接下来必须进行的一步正确操作是______ 。
【答案】 ①. ②. 最大 ③. < ④. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]由图可知，电压表并联在电阻两端，测量电阻两端电压，电流表串联在电路中，根据实物图，画出对应的电路图，如图所示：
（2）[2]为了保护电路，避免闭合开关的瞬间，电路中的电流过大，烧坏用电器，所以闭合开关前，滑动变阻器的滑片要移到阻值最大处。
（3）[3]由图可知，电阻与滑动变阻器Rp串联，用电阻R2替换R1，因为R2>R1，Rp不变，所以替换前后，电路中的总电阻R总'> R总，根据欧姆定律可知 ，电源电压一定，R总'> R总，所以I'< I，替换前后，滑动变阻器两端的电压分别为
U2=IRp
U2'=I'Rp
电阻不变，电流变小，所以
U2>U2'
电源电压不变，根据串联电路电压规律可知，替换前后定值电阻两端电压
U1=U-U2
U1'=U-U2'
则替换前后定值电阻两端电压关系
U1即电压表示数变大。
（4）[4]探究“通过导体的电流与导体的电阻关系”时，需要控制定值电阻两端电压不变，所以下一步的操作是调节滑动变阻器滑片P使电压表示数仍为U1。
四、科普阅读题（共 4 分）
32. 请阅读《超导现象》并回答题。
超导现象
1911年，荷兰物理学家昂内斯发现，水银的电阻率（电阻率即某种材料制成的长为1m，横截面积为1m2的导体的电阻）并不像预料的那样随温度降低逐渐减小，而是当温度降到4.15K（0K=273.15℃；K表示开尔文温标，起点为绝对零度）附近时，水银的电阻突然降到0。某些金属、合金和化合物，在温度降到绝对零度附近某一特定温度时，它们的电阻率突然减小到无法测量的现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质叫做超导体。
超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的转变温度（或临界温度）Tc。现已发现大多数金属元素以及数以千计的合金、化合物都能在不同条件下显示出超导电性。如钨的转变温度为0.012K，锌为0.75K，铝为1.196K，铅为7.193K。昂内斯曾用铅环做实验，当铅变为超导态时，900A的电流在铅环中流动不止，两年半以后竟然毫无衰减。
让材料在正常温度环境下进入超导状态，就必须提高它的转变温度。从1911年至1986年，超导温度由水银的4.2K 提高到23.22K。2008年，中国科学家赵忠贤所在课题组突破极限温度，研制出转变温度零下218℃的高温铁元素超导体，创造了新的世界纪录。这一重大突破，激发了物理和材料学界新一轮高温超导研究热，也让全世界看到了中国在凝聚态物理领域展现出的强大实力。
如今，超导材料已走出实验室，进入寻常百姓的日常生活。超导磁共振成像仪已成为医院临床诊断重要的辅助设备。河南巩义的高温超导输电示范基地内，有一条长度只有360m，但却是目前全世界最长的超导电缆，由于超导材料的使用，在电力输送过程中，可以减少65%的输电损耗。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）导体的电阻率越大，表明导体的导电性能越______（选填“强”或“弱”）；
（2）超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的______，通常用符号TC来表示；
（3）利用所学知识，简单分析超导电缆在电力输送过程中，为什么能减少输电损耗？（ ）
【答案】 ①. 弱 ②. 转变温度##临界温度 ③. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]由题意可知，某些物质，在温度降到绝对零度附近某一特定温度时，它们的电阻率突然减小到无法测量的现象叫做超导现象，此时导电性能最强，所以导体的电阻率越大，导体的导电性能越弱。
（2）[2]由题意可知，正常态转变为超导态的温度称为物质的转变温度，也叫临界温度。
（3）[3]根据焦耳定律Q=I2Rt可知，导体的电阻越大，通过导体产生的热量越多，超导体的电阻为0，电流通过超导体产生的热量为0，所以，超导电缆在电力输送过程中，可以减少输电的热损耗。
五、计算题（共 8 分，32 题 3 分、33 题 5 分）
33. 如图所示，电源两端电压为12V且保持不变，电阻R1的阻值为40Ω。当开关S闭合时，电压表的示数为4V。求：
（1）电阻R1两端的电压U1；
（2）电阻R2的阻值。
【答案】（1）8V；（2）20Ω
【解析】
【详解】解：（1）由图可知，两电阻串联，电压表测量R2两端电压，电压表的示数为4V，即R2两端电压为4V，电源电压为12V，则电阻R1两端的电压
U1=U-U2=12V-4V=8V
（2）电路中的电流
串联电路中，电流处处相等，R2两端电压为4V，则R2的阻值
答：（1）电阻R1两端的电压为8V；
（2）电阻R2的阻值20Ω。
34. 如图所示是某种多功能炖锅的简化电路图。R1、R2是两个电热丝，S2是单刀双掷开关。 通过开关 S1和 S2的闭合、断开的组合，实现高、中、低三档加热。多功能炖锅的相关 参数见下表。
求：（1）画出炖锅分别处于高、中、低档工作时的等效电路图；
（2）炖锅处于低温档工作 6min，消耗的电能W；
（3）炖锅处于中温档工作时，电路中的电流I；
（4）电热丝R2的阻值。
【答案】（1）
；
（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】解：（1）S1闭合，S2掷于2，R1、R2并联，炖锅处于高温档工作，只有S1闭合，S2掷于1，R1单独接入电路，炖锅处于中温档工作；S1断开，S2掷于1，R1、R2串联，炖锅处于低温档工作，电路图分别如下
（2）低温档功率为275W，故低温档工作 6min，消耗的电能为
（3）中温档功率为550W，通电电流为
（4）中温档功率为550W，可得
①
低温档功率为275W，可得
②
结合①②可得
答：（1）详见解析；
（2）炖锅处于低温档工作 6min，消耗的电能为；
（3）炖锅处于中温档工作时，电路中的电流为2.5A；
（4）电热丝R2的阻值为。
电压表接入点
a、e
a、b
a、c
a、d
电压表示数U/V
4.5
0
0
4.5
编号
导体材料
导体长度
导体横截面积
1
铜
L
S
2
镍铬
0.3L
2S
3
镍铬
L
0.5S
4
镍铬
L
S
5
镍铬
L
2S
几种物质的比热容 c/[ J/（kg·℃）]
水
4.2×103
冰
2.1×103
酒精
2.4×103
砂石
0.92×103
煤油
2.1×103
铝
0.88×103
水银
0.14×103
铜
0.39×103
加热时间/min
0
2
4
6
8
10
煤油的温度/℃
20
24
28
32
36
40
水的温度/℃
20
22
24
26
28
30
电源电压/V
低温档功率/W
中温档功率/W
高温档功率/W
容积/L
220
275
550
1100
1