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河南省郑州市新郑市2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷
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这是一份河南省郑州市新郑市2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷，共30页。试卷主要包含了填空题，选择题，作图题，实验探究题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
1．（2分）为了纪念物理学家对物理学发展做出的杰出贡献，人们会用他们的名字命名物理量的单位，请你写出一个在电学学习过程中，以物理学家名字命名的单位和其对应的物理量：物理量单位： ，物理量： 。
2．（2分）2023年菊花文化节，开封围绕“宋韵开封•菊香中国”主题，推出“看美景、读宋韵、品美食”系列活动。在清明上河园观看表演，会闻到清新的菊花香味，这是 现象；花瓣上两滴水珠接触后会结合成一滴大水珠，说明分子间存在 。
3．（3分）如图，将一个纸船放入水中，用一个与毛巾摩擦后的气球靠近纸船，发现纸船会跟着气球游动。这是因为气球与毛巾摩擦过程中失去电子带 电，带电体有 的性质。将该摩擦过的气球接触不带电的验电器，验电器的金属箔片会张开一定角度，该过程中电子的定向移动方向是 （选填“从气球转移到验电器”或“从验电器转移到气球”）。
4．（2分）如图所示，一个磁吸式充电器正在给手机电池充电，在充电过程中，该手机电池相当于电路中的 （填电路元件）。手机电池的充电电压为4V，电池容量为5000mA•h，手机电池充满电后储存的电能为 J。
5．（3分）国家级考试中校园周围禁止鸣笛，某科技小组利用声敏电阻制作了一个声音强度检测仪，其简化电路如图所示。电源电压恒定不变，R1为声敏电阻，其阻值随声音强度的增大而减小。闭合开关S后，当周围的声音强度增大时，声音强度显示器（利用电表改装而成）的示数也随之变大，当声音强度达到100dB时会报警。声音强度显示器是用 （选填“电压表”或“电流表”）改装的；声音强度变小时，电路消耗的总功率 ；若将R2换成阻值更大的定值电阻，检测仪报警时的声音强度将 （后两空均选填“变大”“不变”或“变小”）。
6．（2分）如图所示的轮式装载机的机动性好，常用于挖掘、开采、对松散物料铲装及短距离运输等常规的土方工程，该装载机将1t物料从50m远的位置装载到等待处高为2m的运输车上，共消耗燃油0.1kg，这些燃油完全燃烧产生的热量为 J；请你给出一条提高装载机效率的方法： 。（燃油热值为4×107J/kg）
二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题每小题只有一个选项符合题目要求，第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）
7．（2分）插排俗称延长线插座，是每个家庭必备的用品，一个好的插排可以预防触电、火灾等事故发生。图中所标材料属于导体的是（ ）
A．插排的塑料外壳B．导线的橡胶皮
C．插排的金属插头D．按钮开关的外壳
8．（2分）河南某中学举办了“安全用电助成长，用电知识进校园”主题活动，在活动中小明记了如下笔记，你认为小明的笔记有误的是（ ）
A．家庭电路中多个大功率用电器不能同时使用一个插座
B．若空气开关“跳闸”，无须检查电路可直接将其复位
C．有金属外壳的大功率用电器必须使用三脚插头
D．发现有人触电时，应立即切断电源，或将触电者与带电体分离
9．（2分）小亮家网购了一款人体感应灯，这种灯只有在光线暗（光敏开关闭合）且有人靠近（人体感应开关闭合）时才会自动发光，在人离开时会自动熄灭。下列电路中符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
10．（2分）如图所示是我国古代劳动人民的智慧成果“取火器”的模型图，把木质推杆迅速推入内壁光滑的牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来。汽油机的下列冲程中与“取火器”能量转化相同的是（ ）
A．B．C．D．
11．（2分）中国古代玩具饮水鸟被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”，如图所示。它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚（乙醚极易汽化），乙醚吸收空气中的热量汽化后气压增大将乙醚压入上球，饮水鸟的重心上移“低头喝水”，如图乙；此时上下球连通气压相同，乙醚流回下球，恢复甲图状态，如此反复。下列说法不正确的是（ ）
A．下球中乙醚汽化的过程，是通过做功的方式改变了内能大小
B．“饮水鸟”不是永动机，其能量转化过程符合能量守恒定律
C．若空气温度很低，饮水鸟内的乙醚汽化太慢，饮水鸟会慢慢地停下来
D．如果没有能量补充“饮水鸟”的运动最终会停下来
12．（2分）某同学利用如图所示的电路探究电流与电压、电阻的关系，下列有关说法错误的是（ ）
A．实验开始时，滑动变阻器的滑片处于阻值最大处，作用是保护电路
B．实验中，多次测量都是为了得到实验的普遍规律
C．探究电流与电压关系实验得出的结论是：当电阻一定时，电压与电流成正比
D．探究电流与电阻的关系时，用15Ω电阻替换10Ω电阻，为使电压表示数不变，应将滑片向右调节
（多选）13．（2分）如图所示是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，R1、R2、R3的阻值均为5Ω，两个容器中密封着等量的空气。下列说法正确的是（ ）
A．图示中装置可以探究电流产生的热量与电流的关系
B．该实验利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电流产生热量的多少
C．通电一段时间后，右侧U形管中的液面高度差比左侧的大
D．去掉R3，将R2换成10Ω的电阻时可以探究电流产生的热量与电阻的关系
（多选）14．（2分）“加快建设科技强国，实现高水平科技自立自强”是中国科技发展的指导方向。下列有关中国科技发展的说法正确的是（ ）
A．LED光纤传导照明系统所使用的光导纤维属于超导体材料
B．中国的核动力潜艇的能量来源是核聚变产生的能量
C．中国空间站外展太阳翼接收的太阳能属于可再生能源
D．中国空间站是通过电磁波与地面指挥中心联系的
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）装修时，小刚爸爸要将卧室的照明灯和控制开关连入电路，小刚告诉爸爸要先用试电笔辨别出零线和火线。如图是小刚用试电笔接触b线时的场景，请你帮助小刚和爸爸将照明灯和控制开关连入电路。
16．（2分）如图所示，当闭合开关时发现静止在螺线管左侧的小车突然向右运动了一下，请标出电源右侧的极性（用“+”或“﹣”）和P点的磁感线方向。
四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题9分，共19分）
17．（4分）如图所示是“比较水和煤油吸热能力”的实验装置。
（1）在组装实验装置时，应先固定图中 （选填“A”或“B”）的位置。
（2）实验中通过 （选填“加热时间”或“升高的温度”）反映水和煤油吸收热量的多少。
（3）实验中加热质量均为50g的水和煤油，记录水和煤油的温度如下表：
分析实验数据： 的吸热能力较强。举出一例这种物质由于比热容大在生活中的应用： 。
18．（6分）如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。
（1）在选择AB棒时，应该选择 （选填“塑料棒”“铁棒”或“铜棒”），实验中通过观察 判断电路中是否有感应电流产生。
（2）磁生电的电磁感应现象是由英国物理学家 发现的；若只将AB棒竖直上下在蹄形磁铁的磁场中移动，电路中 （选填“有”或“无”）感应电流产生。
（3）闭合开关，AB棒在磁场中水平向右运动，电路中有感应电流产生；若要使产生的感应电流方向相反，可以采取的具体措施有 （双选）。
A.换用磁性更强的蹄形磁铁
B.保持磁铁不动，使AB棒水平向左运动
C.上下调换磁极，使AB棒水平向右运动
D.上下调换磁极，使AB棒水平向左运动
（4）想要研究电动机的工作原理，只需要将图中的一个实验器材进行替换就可继续研究，请写出你的替换方案： 。
19．（9分）小芳和同学们在“测量小灯泡的电功率”实验中，使用的小灯泡的额定电压为2.5V，正常工作时的电阻约为10Ω，实验电路图如图甲所示。
（1）请根据图甲中的电路图用笔画线代替导线将图乙的实物电路连接完整。
（2）连接好电路后闭合开关，小芳发现小灯泡不亮，电流表和电压表都有示数，接下来她应该进行的操作是 。
（3）小芳和小组同学进行了4次测量，将电压表、电流表的示数和灯泡的亮度变化记录在下表：
①当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
②分析实验数据和现象，发现：小灯泡的 越大，小灯泡越亮。
（4）该实验表格设计有一处不合理，不合理的是 ；根据实验数据发现通过小灯泡的电流与灯泡两端电压不成正比，原因是 。
（5）完成上述实验后，实验小组不使用电压表，使用电流表、三个开关、一个滑动变阻器和一个阻值为12.5Ω的定值电阻设计了如图丁所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率。
①按照电路图连接好电路，闭合开关S、S2，断开开关S1，调节滑动变阻器滑片使电流表示数为 A，此时灯泡正常发光。
②闭合开关S、S1，断开开关S2，保持滑片位置不变，读出此时电流表的示数为I。
③小灯泡额定功率的表达式为P1＝ （用已知量和测量量表示）。
五、综合应用题（本题共2小题，第20题8分，第21题9分，共17分）
20．（8分）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡标有“6V 3W”字样，定值电阻R1＝8Ω，R2＝12Ω，闭合S和S1，断开S2时，小灯泡正常发光。求：
（1）电源电压；
（2）闭合S和S1，断开S2时，通电10s定值电阻R2产生的热量；
（3）闭合S和S2，断开S1，定值电阻R1的电功率。
21．（9分）如图甲所示是某品牌电压力锅，其简化电路图如图乙所示。电压力锅加热食物使得锅内气压增大到设定值时，会自动转为保温状态。某次使用电压力锅时电功率与时间的关系如图丙所示。求：
（1）本次使用电压力锅消耗的电能大小；
（2）电阻R2的阻值大小；
（3）只闭合S1时，电压力锅单独工作15min，标有“3200imp/（kW•h）“的电能表指示灯闪烁640次，则此时电压力锅工作的实际电功率为多少？
2023-2024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、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）为了纪念物理学家对物理学发展做出的杰出贡献，人们会用他们的名字命名物理量的单位，请你写出一个在电学学习过程中，以物理学家名字命名的单位和其对应的物理量：物理量单位： 欧姆 ，物理量： 电阻 。
【分析】各个物理量都有自己的国际单位，有的利用物理学家的名字命名。例如：牛顿、帕斯卡、焦耳、安培、伏特、欧姆等。
【解答】解：电阻的单位是欧姆，是用物理学家欧姆的名字命名的。
故答案为：欧姆；电阻。
【点评】多了解物理学史对培养我们学习物理的兴趣是有帮助的，所以考试中也时有涉及，在学习中应注意。
2．（2分）2023年菊花文化节，开封围绕“宋韵开封•菊香中国”主题，推出“看美景、读宋韵、品美食”系列活动。在清明上河园观看表演，会闻到清新的菊花香味，这是 扩散 现象；花瓣上两滴水珠接触后会结合成一滴大水珠，说明分子间存在 引力 。
【分析】分子运动理论的内容：一是物质是由大量分子构成的，分子间有间隙；二是构成物质的分子都在不停地做无规则运动；三是分子间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解：（1）会闻到清新的菊花香味，这是扩散现象。
（2）两滴水珠接触时，在引力作用下水珠结合成一滴大的水珠，说明水分子间存在相互作用的引力。
故答案为：扩散；引力。
【点评】本题考查分子动理论的基本观点，熟记分子运动理论的基本内容即可解答。
3．（3分）如图，将一个纸船放入水中，用一个与毛巾摩擦后的气球靠近纸船，发现纸船会跟着气球游动。这是因为气球与毛巾摩擦过程中失去电子带 正 电，带电体有 吸引轻小物体 的性质。将该摩擦过的气球接触不带电的验电器，验电器的金属箔片会张开一定角度，该过程中电子的定向移动方向是 从验电器转移到气球 （选填“从气球转移到验电器”或“从验电器转移到气球”）。
【分析】（1）摩擦过的物体具有吸引轻小物体的性质，这种现象是摩擦起电；
（2）正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，负电荷移动的方向跟正电荷定向移动方向相反。
【解答】解：（1）用毛巾摩擦气球后，气球因失去电子会带正电，带电体具有吸引轻小物体的性质。
（2）气球带正电，用气球接触不带电的验电器金属球，验电器的金属箔片上的电子会转移到气球上。
故答案为：正；吸引轻小物体；金属球到气球。
【点评】本题是一道基础题，考查了摩擦起电、带电体的性质，熟练掌握基础知识即可正确答题。
4．（2分）如图所示，一个磁吸式充电器正在给手机电池充电，在充电过程中，该手机电池相当于电路中的 用电器 （填电路元件）。手机电池的充电电压为4V，电池容量为5000mA•h，手机电池充满电后储存的电能为 7.2×104 J。
【分析】（1）根据电路的组成判断手机电池充电时属于哪类元件；
（2）由标称电压和电池容量，根据W＝UIt求出甲手机电池充满电储存的电能。
【解答】解：（1）在给手机电池充电的过程中，电能转化为电池的化学能，在电路中手机电池消耗电能，手机电池相当于用电器；
（2）手机电池充满电储存的电能：
W＝UIt＝4V×5000×10﹣3A×1h＝20W•h＝0.02kW•h＝7.2×104J。
故答案为：用电器；7.2×104。
【点评】本题考查考查了电路的组成、电功公式的灵活应用，属于中档题。
5．（3分）国家级考试中校园周围禁止鸣笛，某科技小组利用声敏电阻制作了一个声音强度检测仪，其简化电路如图所示。电源电压恒定不变，R1为声敏电阻，其阻值随声音强度的增大而减小。闭合开关S后，当周围的声音强度增大时，声音强度显示器（利用电表改装而成）的示数也随之变大，当声音强度达到100dB时会报警。声音强度显示器是用 电流表 （选填“电压表”或“电流表”）改装的；声音强度变小时，电路消耗的总功率 变小 ；若将R2换成阻值更大的定值电阻，检测仪报警时的声音强度将 变大 （后两空均选填“变大”“不变”或“变小”）。
【分析】（1）由于周围的声音强度增大时，声敏电阻R1的阻值减小，电路的总电阻减小，由I＝判断出电路电流的变化，由U＝IR判断出定值电阻R2两端电压的变化，由串联电路电压的规律判断出声敏电阻两端电压的变化，进而判断出随着声音强度的增大而增大的电表；
（2）声音强度变小时，声敏电阻R1的阻值变大，电路的总电阻变大，由I＝判断出电路电流的变化，根据P＝UI判断出电路消耗总功率的变化；
（3）报警时电路中的电流保持不变，由R＝判断出电路总电阻的变化，进而判断出声敏电阻值的变化和检测仪报警时声音强度的变化。
【解答】解：
（1）由于周围的声音强度增大时，声敏电阻R1的阻值减小，电路的总电阻减小，由I＝知电路的电流变大，电流表示数变大，由U＝IR知定值电阻R2两端的电压变大，由串联电路电压的规律知声敏电阻两端的电压变小，电压表示数变小，所以电流表的示数随着声音强度的增大而增大；
（2）声音强度变小时，声敏电阻R1的阻值变大，电路的总电阻变大，由I＝知电路的电流变小，根据P＝UI知电路消耗的总功率变小；
（3）报警时电路中的电流保持不变，由R＝知电路的总电阻不变，若声敏电阻值变小，检测仪报警时的声音强度将变大。
故答案为：电流表；变小；变大。
【点评】本题考查了串联电路的特点、电功率公式和欧姆定律的应用，难度不大。
6．（2分）如图所示的轮式装载机的机动性好，常用于挖掘、开采、对松散物料铲装及短距离运输等常规的土方工程，该装载机将1t物料从50m远的位置装载到等待处高为2m的运输车上，共消耗燃油0.1kg，这些燃油完全燃烧产生的热量为 4×106 J；请你给出一条提高装载机效率的方法： 装载机机械部分保持良好的润滑，通过减小额外功提高热机效率 。（燃油热值为4×107J/kg）
【分析】（1）知道燃料的热值和质量，根据Q放＝mq求出燃油完全燃烧释放的热量；
（2）通过增大有用功或通过减小摩擦等额外功提高工作效率。
【解答】解：（1）燃油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝0.1kg×4.6×107J/kg＝4.6×106J；
（2）装载机机械部分保持良好的润滑，通过减小额外功提高热机效率。
故答案为：4×106；装载机机械部分保持良好的润滑，通过减小额外功提高热机效率。
【点评】本题综合考查了热量的计算以及热机的效率，也是一道生活中的物理题，有其实用价值，对公式的把握和运用是基础。
二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题每小题只有一个选项符合题目要求，第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）
7．（2分）插排俗称延长线插座，是每个家庭必备的用品，一个好的插排可以预防触电、火灾等事故发生。图中所标材料属于导体的是（ ）
A．插排的塑料外壳B．导线的橡胶皮
C．插排的金属插头D．按钮开关的外壳
【分析】容易导电的物体是导体，不容易导电的物体是绝缘体，即可作出判断。
【解答】解：插排的塑料外壳、导线的橡胶皮、按钮开关的外壳的绝缘性能好，是常见的绝缘体；插排的金属插头具有优良的导电性，是常见的导体。
故选：C。
【点评】此题考查了导体、绝缘体的认识，属于基础知识。
8．（2分）河南某中学举办了“安全用电助成长，用电知识进校园”主题活动，在活动中小明记了如下笔记，你认为小明的笔记有误的是（ ）
A．家庭电路中多个大功率用电器不能同时使用一个插座
B．若空气开关“跳闸”，无须检查电路可直接将其复位
C．有金属外壳的大功率用电器必须使用三脚插头
D．发现有人触电时，应立即切断电源，或将触电者与带电体分离
【分析】（1）同时使用多个大功率的用电器，电路中的总功率过大，会使电路中的电流过大。
（2）空气开关跳闸，原因是电路有短路或漏电现象，应先检修，检查没有问题后再使空气开关复位。
（3）三线插头插入三孔插座时，使金属外壳和大地相连，当用电器漏电时，人接触漏电的金属外壳的用电器时，人体被地线短路，避免发生触电事故。
（4）当人体直接或间接接触火线并形成电流通路的时候，就会有电流流过人体，从而造成触电。
【解答】解：A、多个大功率用电器同时使用一个插座，会使总功率过大，造成电流过大，容易引起火灾，故A不符合题意；
B、因为电路有短路或漏电现象，空气开关才跳闸，所以应先检修，检查没有问题后再使空气开关复位，故B符合题意；
C、有金属外壳的用电器必须使用三脚插头，三脚插头插入三孔插座时，使金属外壳和大地相连，避免触电事故的发生，故C不符合题意；
D、发现有人触电时，千万不能用手将触电人拉开，这是非常危险的，应立即切断电源或用绝缘棒将导线挑开，使接触者尽快脱离电源，故D不符合题意。
故选：B。
【点评】本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、多积累，加强安全意识，学好电、用好电！
9．（2分）小亮家网购了一款人体感应灯，这种灯只有在光线暗（光敏开关闭合）且有人靠近（人体感应开关闭合）时才会自动发光，在人离开时会自动熄灭。下列电路中符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】根据题目要求分析光敏开关、人体感应器与灯泡的连接方式，再画出电路图。
【解答】解：由题知，要求灯只有在光线暗、有人体靠近时才会自动发光，在人离开时自动关闭，说明光敏开关和人体感应器同时控制灯泡，即光敏开关和人体感应器、灯泡三者串联，图B符合题意。
故选：B。
【点评】本题考查根据要求设计电路，体现物理知识点在生活中的应用。
10．（2分）如图所示是我国古代劳动人民的智慧成果“取火器”的模型图，把木质推杆迅速推入内壁光滑的牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来。汽油机的下列冲程中与“取火器”能量转化相同的是（ ）
A．B．C．D．
【分析】猛推推杆时间较短，气体来不及吸、放热，主要是外力对气体做功，气体内能增加，温度升高。
汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能，做功冲程中，内能转化为机械能。
【解答】解：封闭的气体被推杆压缩过程中，活塞对气体做功，所以气体内能增加，则温度升高，达到艾绒的着火点，使艾绒着火达到去火的目的；此过程中是机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同。
A、图中两个气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，故A错误；
B、图中排气门打开，是排气冲程，故B错误；
C、图中两气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，故C正确；
D、图中进气门打开，是吸气冲程，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查改变物体内能的方法以及内燃机的工作过程，难度不大。
11．（2分）中国古代玩具饮水鸟被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”，如图所示。它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚（乙醚极易汽化），乙醚吸收空气中的热量汽化后气压增大将乙醚压入上球，饮水鸟的重心上移“低头喝水”，如图乙；此时上下球连通气压相同，乙醚流回下球，恢复甲图状态，如此反复。下列说法不正确的是（ ）
A．下球中乙醚汽化的过程，是通过做功的方式改变了内能大小
B．“饮水鸟”不是永动机，其能量转化过程符合能量守恒定律
C．若空气温度很低，饮水鸟内的乙醚汽化太慢，饮水鸟会慢慢地停下来
D．如果没有能量补充“饮水鸟”的运动最终会停下来
【分析】（1）做功和热传递都可以改变物体的内能。
（2）能量守恒定律的内容是：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其它形式，或从一个物体转移到另一个物体，而能量的总量保持不变。
（3）玩具饮水鸟的工作原理：饮水鸟内装有乙醚液体，鸟头四周包有棉花，平时如甲图，鸟身略向前倾，上球和下球空间中充满乙醚的饱和蒸汽，当给鸟的嘴滴上水后，水分蒸发吸热，使上球乙醚蒸汽温度下降，气压减小，小于下球乙醚饱和蒸汽的气压，使下球的乙醚被压倒上球，于是整个鸟的重心上移，形成如图乙的状态，鸟嘴“喝水”，同时上、下球中的乙醚蒸汽联通混合，气压趋于一致，上球中的乙醚由于重力又回流到下球，饮水鸟的姿态又回到图甲的状态，如此循环往复。
【解答】解：A、下球中乙醚汽化的过程，吸收热量，是通过热传递的方式改变了内能大小，故A错误。
B、根据能量守恒定律可知，“饮水鸟”不是永动机，其能量转化过程符合能量守恒定律，故B正确。
C、若空气温度很低，饮水鸟内的乙醚汽化太慢，气压变小，很难将乙醚压入上球，饮水鸟的重心不能上移，则饮水鸟会慢慢地停下来，故C。
D、饮水鸟内装有乙醚液体，鸟头四周包有棉花，平时如甲图，鸟身略向前倾，上球和下球空间中充满乙醚的饱和蒸汽，当给鸟的嘴滴上水后，水分蒸发吸热，使上球乙醚蒸汽温度下降，气压减小，小于下球乙醚饱和蒸汽的气压，使下球的乙醚被压倒上球，于是整个鸟的重心上移，形成如图乙的状态，鸟嘴“喝水”，同时上、下球中的乙醚蒸汽联通混合，气压趋于一致，上球中的乙醚由于重力又回流到下球，饮水鸟的姿态又回到图甲的状态，如此循环往复。据此可知如果没有能量补充“饮水鸟”的运动最终会停下来，故D正确。
故选：A。
【点评】本题借助中国古代玩具饮水鸟考查能量守恒定律、物体内能的改变、汽化与汽化吸热的特点，具有较强的综合性，难度适中，利于激发学生的学习兴趣，是一道好题。
12．（2分）某同学利用如图所示的电路探究电流与电压、电阻的关系，下列有关说法错误的是（ ）
A．实验开始时，滑动变阻器的滑片处于阻值最大处，作用是保护电路
B．实验中，多次测量都是为了得到实验的普遍规律
C．探究电流与电压关系实验得出的结论是：当电阻一定时，电压与电流成正比
D．探究电流与电阻的关系时，用15Ω电阻替换10Ω电阻，为使电压表示数不变，应将滑片向右调节
【分析】A、为保护电路，实验开始时，滑动变阻器的滑片处于最大值端；
BC、探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，要控制电阻不变，记录电流随电压的变化关系，为得出普遍性的结论，需多次测量；
D、根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理回答。
【解答】解：A、实验开始时，滑动变阻器的滑片处于最大值端，作用是使电路中的电流最小，可以保护电路，故A正确；
B、实验中为得出普遍性的结论，从而需要多次测量，故B正确；
C、探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，要控制电阻不变，记录电流随电压的变化关系，可得结论：当电阻一定时，电流与电压成正比，故C错误；
D、探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，将定值电阻由10Ω改接成15Ω的电阻，根据串联分压原理可知，电阻增大，其分得的电压增大；根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，故应将滑片向左移动，使电压表示数不变，，故D正确。
故选：C。
【点评】本题探究“电流与电压、电阻的关系”，考查注意事项、控制变量法和归纳法的运用及操作过程。
（多选）13．（2分）如图所示是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，R1、R2、R3的阻值均为5Ω，两个容器中密封着等量的空气。下列说法正确的是（ ）
A．图示中装置可以探究电流产生的热量与电流的关系
B．该实验利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电流产生热量的多少
C．通电一段时间后，右侧U形管中的液面高度差比左侧的大
D．去掉R3，将R2换成10Ω的电阻时可以探究电流产生的热量与电阻的关系
【分析】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
（2）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，实验中采用的是控制变量法：探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟通电时间关系时，控制电流和电阻不变；探究电流产生的热量跟电流大小关系时，控制电阻和通电时间不变。
【解答】解：AC．由题图可知，R2和R3并联，R1在干路上，由并联电路中干路电流等于各支路的电流之和可知，通过R1的电流大于通过R2的电流，又因为两容器中电阻丝的阻值相等，通电时间相同，所以该实验是为了探究电流产生的热量与电流的关系；左侧容器中通过电阻的电流大于右侧容器中通过电阻的电流，已知R1＝R2，通电时间相同，由Q＝I2Rt可知，左侧U形管中液面的高度差更大，故A正确，C错误；
B．电流通过导体产生的热量不能直接显示出来，容器中空气会由于热胀冷缩而使U形管液面出现高度差，所以该实验装置U形管液面高度变化是气体热胀冷缩的缘故，不是液体热胀冷缩，故B错误；
D．去掉R3，将R2换成10Ω的电阻时，电流和通电时间都是相同的，电阻大小不同，可以探究电流产生的热量与电阻的关系，故D正确。
故选：AD。
【点评】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键。
（多选）14．（2分）“加快建设科技强国，实现高水平科技自立自强”是中国科技发展的指导方向。下列有关中国科技发展的说法正确的是（ ）
A．LED光纤传导照明系统所使用的光导纤维属于超导体材料
B．中国的核动力潜艇的能量来源是核聚变产生的能量
C．中国空间站外展太阳翼接收的太阳能属于可再生能源
D．中国空间站是通过电磁波与地面指挥中心联系的
【分析】（1）LED是利用半导体材料制成的。
（2）人类获取核能的两种基本方式：核裂变和核聚变。
（3）能源从是否可再生角度划分
可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源。例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。
不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源。例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。
（4）电磁波可以传递信息。
【解答】解：A、LED光纤传导照明系统所使用的光导纤维是玻璃丝，属于绝缘体，故A错误；
B、中国的核动力潜艇的能量来源是核裂变产生的能量，故B错误；
C、中国空间站外展太阳翼接收的太阳能属于可再生能源，故C正确；
D、中国空间站是通过电磁波与地面指挥中心联系的，故D正确。
故选：CD。
【点评】本题考查的是能源的分类；知道电磁波的特点及应用；知道获取核能的两种方式。
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）装修时，小刚爸爸要将卧室的照明灯和控制开关连入电路，小刚告诉爸爸要先用试电笔辨别出零线和火线。如图是小刚用试电笔接触b线时的场景，请你帮助小刚和爸爸将照明灯和控制开关连入电路。
【分析】根据试电笔的使用情况判定火线和零线；
螺丝口灯泡的接法：火线先进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套。这样在断开开关时能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。
【解答】解：
由图可知，试电笔接触b线时，氖管发光，则b线为火线、a线为零线；
火线先进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，如图所示：
【点评】本题考查了家庭电路中的电灯、开关的连接，以及试电笔的使用，属于基础题目。
16．（2分）如图所示，当闭合开关时发现静止在螺线管左侧的小车突然向右运动了一下，请标出电源右侧的极性（用“+”或“﹣”）和P点的磁感线方向。
【分析】根据小车的运动状态改变分析磁极间的作用力，确定磁极，结合安培定则确定电源正负极，磁体外部磁感线从N极出发进入S 极。
【解答】解：当闭合开关时发现静止在螺线管左侧的小车突然向右运动了一下，说明小车受到吸引力，根据异名磁极相互吸引，因而电磁铁的左侧为N，根据安培定则知，电流从右侧后面流入电磁铁，则电源右端是正极；根据磁体外部磁感线从N极出发进入S 极，P点磁感线向右，如图所示：
【点评】本题考查磁极间的作用和安培定则，以及磁感线的方向，属于中档题。
四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题9分，共19分）
17．（4分）如图所示是“比较水和煤油吸热能力”的实验装置。
（1）在组装实验装置时，应先固定图中 A （选填“A”或“B”）的位置。
（2）实验中通过 加热时间 （选填“加热时间”或“升高的温度”）反映水和煤油吸收热量的多少。
（3）实验中加热质量均为50g的水和煤油，记录水和煤油的温度如下表：
分析实验数据： 水 的吸热能力较强。举出一例这种物质由于比热容大在生活中的应用： 用水作发动机的冷却液 。
【分析】（1）根据要用酒精灯的外焰加热分析；
（2）（3）我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
比较物质吸热能力的2种方法：使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；或使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；
（4）根据Q＝cmΔt结合水的比热容大分析。
【解答】解：（1）要用酒精灯的外焰加热，在组装实验装置时，应先固定图中A的位置。
（2）根据转换法，实验中通过加热时间反映水和煤油吸收热量的多少。
（3）根据表中数据可知，加热相同时间，水升温慢，水的吸热能力较强。
根据Q＝cmΔt，在质量和升高的温度相同时，水和其它液体相比吸热多，故用水作发动机的冷却液。
故答案为：（1）A；（2）加热时间；（3）用水作发动机的冷却液。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法和Q＝cmΔt的运用，为热学中的重要实验。
18．（6分）如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。
（1）在选择AB棒时，应该选择 铜棒 （选填“塑料棒”“铁棒”或“铜棒”），实验中通过观察 灵敏电流计的指针是否偏转 判断电路中是否有感应电流产生。
（2）磁生电的电磁感应现象是由英国物理学家 法拉第 发现的；若只将AB棒竖直上下在蹄形磁铁的磁场中移动，电路中 无 （选填“有”或“无”）感应电流产生。
（3）闭合开关，AB棒在磁场中水平向右运动，电路中有感应电流产生；若要使产生的感应电流方向相反，可以采取的具体措施有 BC （双选）。
A.换用磁性更强的蹄形磁铁
B.保持磁铁不动，使AB棒水平向左运动
C.上下调换磁极，使AB棒水平向右运动
D.上下调换磁极，使AB棒水平向左运动
（4）想要研究电动机的工作原理，只需要将图中的一个实验器材进行替换就可继续研究，请写出你的替换方案： 将灵敏电流计换成电源 。
【分析】（1）铜和铁是导体，塑料是绝缘体，磁体具有吸铁性，据此分析；实验中通过灵敏电流计的指针的偏转情况判定电路中是否有电流；
（2）电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生感应电流的现象；电磁感应现象是由英国物理学家法拉第发现的；
（3）感应电流方向与磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有关；
（4）电动机是根据通电导体在磁场中受力运动原理工作的。
【解答】解：（1）在探究电磁感应现象的实验中，我们必须保证处于磁场中的这部分是导体，物质中，塑料是绝缘体，铜和铁是导体，但铁棒会被磁体吸引着，所以我们应选择铜棒。实验时，通过观察灵敏电流计的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流。
（2）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，这种现象叫做电磁感应，如果上下运动，没有切割磁感线运动，不会产生感应电流，这是由英国物理学家法拉第在1831年发现的。
（3）闭合开关，AB棒在磁场中水平向右运动，电路中有感应电流产生；若要使产生的感应电流方向相反，必须改变磁场方向或导体切割磁感线运动的方向，不能同时改变，故BC正确；
（4）当灵敏电流计换成电源时，导体AB棒就成了通电导体，在磁场中会受到力的作用，可以探究电动机的工作原理。
故答案为：（1）铜棒；灵敏电流计的指针是否偏转；（2）法拉第；无；（3）BC；（4）将灵敏电流计换成电源。
【点评】此题考查了探究电磁感应现象的实验，要熟悉实验器材、操作要领、会分析实验现象和得出结论。
19．（9分）小芳和同学们在“测量小灯泡的电功率”实验中，使用的小灯泡的额定电压为2.5V，正常工作时的电阻约为10Ω，实验电路图如图甲所示。
（1）请根据图甲中的电路图用笔画线代替导线将图乙的实物电路连接完整。
（2）连接好电路后闭合开关，小芳发现小灯泡不亮，电流表和电压表都有示数，接下来她应该进行的操作是 调节滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光 。
（3）小芳和小组同学进行了4次测量，将电压表、电流表的示数和灯泡的亮度变化记录在下表：
①当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 0.75 W。
②分析实验数据和现象，发现：小灯泡的 实际功率 越大，小灯泡越亮。
（4）该实验表格设计有一处不合理，不合理的是 求灯泡电功率的平均值 ；根据实验数据发现通过小灯泡的电流与灯泡两端电压不成正比，原因是 小灯泡的电阻随温度的变化而变化 。
（5）完成上述实验后，实验小组不使用电压表，使用电流表、三个开关、一个滑动变阻器和一个阻值为12.5Ω的定值电阻设计了如图丁所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率。
①按照电路图连接好电路，闭合开关S、S2，断开开关S1，调节滑动变阻器滑片使电流表示数为 0.2 A，此时灯泡正常发光。
②闭合开关S、S1，断开开关S2，保持滑片位置不变，读出此时电流表的示数为I。
③小灯泡额定功率的表达式为P1＝ 2.5V×（I﹣0.2A） （用已知量和测量量表示）。
【分析】（1）滑动变阻器应串联入电路中，滑片P向右移动时电阻变大，由此确定滑动变阻器的接线情况；
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表都有示数，电流表有示数，说明电路通路，小灯泡不亮，可能是灯泡的实际功率太小；
（3）①电流表选用小量程，分度值为0.02A，据此得出电流表示数，根据P＝UI求出小灯泡的额定功率；
②根据实验目的结合数据分析得出结论；
（4）灯泡电阻随灯泡温度变化而变化，因此灯泡电阻不是定值，灯泡电压与电流不成正比；
（5）要测灯的额定功率，应先使灯正常发光，在没有电压表的情况下，电流表与定值电阻R应起到电压表的测量作用，故将R与电流表串联后再与灯并联，通过移动变阻器的滑片使电流表示数为I1＝0.1A时，由并联电路电压的规律，灯的电压为2.5V，灯正常发光；
保持滑片位置不变，通过开关的转换，使电流表测灯与R并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流，根据P＝UI写出灯的额定功率的表达式。
【解答】解：（1）测小灯泡电功率实验中，滑动变阻器应“一上一下”串联接入电路中，由电路图知，向右移动滑片P时电阻变大，应将其左下接线柱接入电路，如图所示：
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表都有示数，电流表有示数，说明电路通路，小灯泡不亮，可能是灯泡的实际功率太小，接下来应该进行的操作是移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡是否发光；
（3）①电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为：P额＝U额I额＝2.5V×0.3A＝0.75W；
②根据实验目的分析实验数据及现象，可得出的结论是灯的实际功率越大，灯越亮；
（4）小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮，实验表格设计不合理的是：求灯泡电功率的平均值；因为灯丝的电阻与灯丝温度有关，灯丝温度变化，灯丝的电阻随着发生变化，所以通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不成正比；
（5）①只闭合开关S和S2，定值电阻与灯泡并联，它们两端的电压应为小灯泡的额定电压2.5V，通过定值电阻的电流为：I'＝＝0.2A，由于没有电压表，要调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为0.2A；
②闭合开关S和S1，断开开关S2，保持滑动变阻器滑片的位置不动，读出电流表示数为I；
③电流表测R和灯并联的总电流，由并联电路电流的规律，灯的额定电流为：IL＝I﹣I'＝I﹣0.2A，
小灯泡额定功率表达式：P额＝U额×IL＝2.5V×（I﹣0.2A）。
故答案为：（1）见解答；（2）调节滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光；（3）①0.75；②实际功率（4）求灯泡电功率的平均值；小灯泡的电阻随温度的变化而变化；（5）①0.2；③2.5V×（I﹣0.2A）。
【点评】本题测小灯泡额定电功率的实验，考查电路分析、操作过程、功率计算及设计方案测额定功率的能力。
五、综合应用题（本题共2小题，第20题8分，第21题9分，共17分）
20．（8分）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡标有“6V 3W”字样，定值电阻R1＝8Ω，R2＝12Ω，闭合S和S1，断开S2时，小灯泡正常发光。求：
（1）电源电压；
（2）闭合S和S1，断开S2时，通电10s定值电阻R2产生的热量；
（3）闭合S和S2，断开S1，定值电阻R1的电功率。
【分析】（1）闭合S和S1，断开S2时，此时电阻R2与灯泡串联，小灯泡正常发光，根据P＝UI求出电路中的电流，根据欧姆定律求出R2两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源电压；
（2）闭合S和S1，断开S2时，电阻R2与灯泡串联，根据焦耳定律求出通电10s定值电阻R2产生的热量；
（3）闭合S和S2，断开S1，电阻R1与R2串联，根据串联电路的电阻特点求出电路中的总电阻，根据欧姆定律求出电路中的电流，根据P＝I2R求出定值电阻R1的电功率。
【解答】解：（1）闭合S和S1，断开S2时，此时电阻R2与灯泡串联，小灯泡正常发光，
根据灯泡的规格和P＝UI可知，通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.5A，
根据串联电路的电流特点可知，通过R2是电流：I2＝IL＝0.5A，
由I＝可知，R2两端的电压：U2＝I2R2＝0.5A×12Ω＝6V，
根据串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝U2+UL＝6V+6V＝12V；
（2）闭合S和S1，断开S2时，通电10s定值电阻R2产生的热量：Q2＝R2t＝（0.5A）2×12Ω×10s＝30J；
（3）闭合S和S2，断开S1时，电阻R1与R2串联，
根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻：R＝R1+R2＝8Ω+12Ω＝20Ω，
此时电路中的电流：I＝＝＝0.6A，
根据串联电路的电流特点可知，通过R1的电流：I1＝I＝0.6A，
定值电阻R1的电功率：W。
答：（1）电源电压为12V；
（2）闭合S和S1，断开S2时，通电10s定值电阻R2产生的热量为30J；
（3）闭合S和S2，断开S1，定值电阻R1的电功率为2.88W。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律、焦耳定律以及电功率公式的应用，是一道综合题，能正确分析电路连接是解题的关键。
21．（9分）如图甲所示是某品牌电压力锅，其简化电路图如图乙所示。电压力锅加热食物使得锅内气压增大到设定值时，会自动转为保温状态。某次使用电压力锅时电功率与时间的关系如图丙所示。求：
（1）本次使用电压力锅消耗的电能大小；
（2）电阻R2的阻值大小；
（3）只闭合S1时，电压力锅单独工作15min，标有“3200imp/（kW•h）“的电能表指示灯闪烁640次，则此时电压力锅工作的实际电功率为多少？
【分析】（1）根据W＝Pt算出本次使用电压力锅消耗的电能大小；
（2）由图知只闭合S1时，只有R1接入电路；闭合开关S1、S2时，电阻R1与R2并联，因为并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，由P＝判断出各个挡位；
由P2＝P加﹣P保算出电阻R2的电功率，由P＝算出电阻R2的阻值；
（3）根据W＝算出电压力锅工作15min消耗电能大小，由P＝算出实际电功率。
【解答】解：（1）电压力锅的加热功率为P加＝3000W，加热时间为t加＝30min＝1800s，保温功率为P保＝1000W，保温时间为t保＝10min＝600s，本次使用电压力锅消耗的电能大小为：
W＝P加t加+P保t保＝3000W×1800s+1000W×600s＝6×106J；
（2）由图知只闭合S1时，只有R1接入电路；闭合开关S1、S2时，电阻R1与R2并联，因为并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，由P＝知只闭合S1时，只有R1接入电路是，电阻大，功率小，为保温挡，闭合开关S1、S2时，电阻R1与R2并联，是加热挡；
电阻R2的电功率为：
P2＝P加﹣P保＝3000W﹣1000W＝2000W，
电阻R2的阻值为：
R2＝＝＝24.2Ω；
（3）电压力锅工作15min消耗电能大小为：
W＝＝kW•h＝0.2kW•h＝7.2×105J；
实际电功率为：
P实＝＝＝800W。
答：（1）本次使用电压力锅消耗的电能大小为6×106J；
（2）电阻R2的阻值大小为24.2Ω；
（3）此时电压力锅工作的实际电功率为800W。
【点评】本题考查电功、电功率的计算，正确分析电路在不同状态下的连接方式是前提。加热时间/min
0
1
2
3
4
水的温度/℃
6
12
18
24
30
煤油的温度/℃
6
18
30
42
54
实验次序
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡亮度
灯泡电功率的平均值P'/W
1
1.0
0.2
0.2
不亮
2
1.5
0.24
0.36
较暗
3
2.5
正常
4
3.0
0.34
1.02
很亮
加热时间/min
0
1
2
3
4
水的温度/℃
6
12
18
24
30
煤油的温度/℃
6
18
30
42
54
实验次序
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡亮度
灯泡电功率的平均值P'/W
1
1.0
0.2
0.2
不亮
2
1.5
0.24
0.36
较暗
3
2.5
正常
4
3.0
0.34
1.02
很亮
1．（2分）为了纪念物理学家对物理学发展做出的杰出贡献，人们会用他们的名字命名物理量的单位，请你写出一个在电学学习过程中，以物理学家名字命名的单位和其对应的物理量：物理量单位： ，物理量： 。
2．（2分）2023年菊花文化节，开封围绕“宋韵开封•菊香中国”主题，推出“看美景、读宋韵、品美食”系列活动。在清明上河园观看表演，会闻到清新的菊花香味，这是 现象；花瓣上两滴水珠接触后会结合成一滴大水珠，说明分子间存在 。
3．（3分）如图，将一个纸船放入水中，用一个与毛巾摩擦后的气球靠近纸船，发现纸船会跟着气球游动。这是因为气球与毛巾摩擦过程中失去电子带 电，带电体有 的性质。将该摩擦过的气球接触不带电的验电器，验电器的金属箔片会张开一定角度，该过程中电子的定向移动方向是 （选填“从气球转移到验电器”或“从验电器转移到气球”）。
4．（2分）如图所示，一个磁吸式充电器正在给手机电池充电，在充电过程中，该手机电池相当于电路中的 （填电路元件）。手机电池的充电电压为4V，电池容量为5000mA•h，手机电池充满电后储存的电能为 J。
5．（3分）国家级考试中校园周围禁止鸣笛，某科技小组利用声敏电阻制作了一个声音强度检测仪，其简化电路如图所示。电源电压恒定不变，R1为声敏电阻，其阻值随声音强度的增大而减小。闭合开关S后，当周围的声音强度增大时，声音强度显示器（利用电表改装而成）的示数也随之变大，当声音强度达到100dB时会报警。声音强度显示器是用 （选填“电压表”或“电流表”）改装的；声音强度变小时，电路消耗的总功率 ；若将R2换成阻值更大的定值电阻，检测仪报警时的声音强度将 （后两空均选填“变大”“不变”或“变小”）。
6．（2分）如图所示的轮式装载机的机动性好，常用于挖掘、开采、对松散物料铲装及短距离运输等常规的土方工程，该装载机将1t物料从50m远的位置装载到等待处高为2m的运输车上，共消耗燃油0.1kg，这些燃油完全燃烧产生的热量为 J；请你给出一条提高装载机效率的方法： 。（燃油热值为4×107J/kg）
二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题每小题只有一个选项符合题目要求，第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）
7．（2分）插排俗称延长线插座，是每个家庭必备的用品，一个好的插排可以预防触电、火灾等事故发生。图中所标材料属于导体的是（ ）
A．插排的塑料外壳B．导线的橡胶皮
C．插排的金属插头D．按钮开关的外壳
8．（2分）河南某中学举办了“安全用电助成长，用电知识进校园”主题活动，在活动中小明记了如下笔记，你认为小明的笔记有误的是（ ）
A．家庭电路中多个大功率用电器不能同时使用一个插座
B．若空气开关“跳闸”，无须检查电路可直接将其复位
C．有金属外壳的大功率用电器必须使用三脚插头
D．发现有人触电时，应立即切断电源，或将触电者与带电体分离
9．（2分）小亮家网购了一款人体感应灯，这种灯只有在光线暗（光敏开关闭合）且有人靠近（人体感应开关闭合）时才会自动发光，在人离开时会自动熄灭。下列电路中符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
10．（2分）如图所示是我国古代劳动人民的智慧成果“取火器”的模型图，把木质推杆迅速推入内壁光滑的牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来。汽油机的下列冲程中与“取火器”能量转化相同的是（ ）
A．B．C．D．
11．（2分）中国古代玩具饮水鸟被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”，如图所示。它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚（乙醚极易汽化），乙醚吸收空气中的热量汽化后气压增大将乙醚压入上球，饮水鸟的重心上移“低头喝水”，如图乙；此时上下球连通气压相同，乙醚流回下球，恢复甲图状态，如此反复。下列说法不正确的是（ ）
A．下球中乙醚汽化的过程，是通过做功的方式改变了内能大小
B．“饮水鸟”不是永动机，其能量转化过程符合能量守恒定律
C．若空气温度很低，饮水鸟内的乙醚汽化太慢，饮水鸟会慢慢地停下来
D．如果没有能量补充“饮水鸟”的运动最终会停下来
12．（2分）某同学利用如图所示的电路探究电流与电压、电阻的关系，下列有关说法错误的是（ ）
A．实验开始时，滑动变阻器的滑片处于阻值最大处，作用是保护电路
B．实验中，多次测量都是为了得到实验的普遍规律
C．探究电流与电压关系实验得出的结论是：当电阻一定时，电压与电流成正比
D．探究电流与电阻的关系时，用15Ω电阻替换10Ω电阻，为使电压表示数不变，应将滑片向右调节
（多选）13．（2分）如图所示是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，R1、R2、R3的阻值均为5Ω，两个容器中密封着等量的空气。下列说法正确的是（ ）
A．图示中装置可以探究电流产生的热量与电流的关系
B．该实验利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电流产生热量的多少
C．通电一段时间后，右侧U形管中的液面高度差比左侧的大
D．去掉R3，将R2换成10Ω的电阻时可以探究电流产生的热量与电阻的关系
（多选）14．（2分）“加快建设科技强国，实现高水平科技自立自强”是中国科技发展的指导方向。下列有关中国科技发展的说法正确的是（ ）
A．LED光纤传导照明系统所使用的光导纤维属于超导体材料
B．中国的核动力潜艇的能量来源是核聚变产生的能量
C．中国空间站外展太阳翼接收的太阳能属于可再生能源
D．中国空间站是通过电磁波与地面指挥中心联系的
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）装修时，小刚爸爸要将卧室的照明灯和控制开关连入电路，小刚告诉爸爸要先用试电笔辨别出零线和火线。如图是小刚用试电笔接触b线时的场景，请你帮助小刚和爸爸将照明灯和控制开关连入电路。
16．（2分）如图所示，当闭合开关时发现静止在螺线管左侧的小车突然向右运动了一下，请标出电源右侧的极性（用“+”或“﹣”）和P点的磁感线方向。
四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题9分，共19分）
17．（4分）如图所示是“比较水和煤油吸热能力”的实验装置。
（1）在组装实验装置时，应先固定图中 （选填“A”或“B”）的位置。
（2）实验中通过 （选填“加热时间”或“升高的温度”）反映水和煤油吸收热量的多少。
（3）实验中加热质量均为50g的水和煤油，记录水和煤油的温度如下表：
分析实验数据： 的吸热能力较强。举出一例这种物质由于比热容大在生活中的应用： 。
18．（6分）如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。
（1）在选择AB棒时，应该选择 （选填“塑料棒”“铁棒”或“铜棒”），实验中通过观察 判断电路中是否有感应电流产生。
（2）磁生电的电磁感应现象是由英国物理学家 发现的；若只将AB棒竖直上下在蹄形磁铁的磁场中移动，电路中 （选填“有”或“无”）感应电流产生。
（3）闭合开关，AB棒在磁场中水平向右运动，电路中有感应电流产生；若要使产生的感应电流方向相反，可以采取的具体措施有 （双选）。
A.换用磁性更强的蹄形磁铁
B.保持磁铁不动，使AB棒水平向左运动
C.上下调换磁极，使AB棒水平向右运动
D.上下调换磁极，使AB棒水平向左运动
（4）想要研究电动机的工作原理，只需要将图中的一个实验器材进行替换就可继续研究，请写出你的替换方案： 。
19．（9分）小芳和同学们在“测量小灯泡的电功率”实验中，使用的小灯泡的额定电压为2.5V，正常工作时的电阻约为10Ω，实验电路图如图甲所示。
（1）请根据图甲中的电路图用笔画线代替导线将图乙的实物电路连接完整。
（2）连接好电路后闭合开关，小芳发现小灯泡不亮，电流表和电压表都有示数，接下来她应该进行的操作是 。
（3）小芳和小组同学进行了4次测量，将电压表、电流表的示数和灯泡的亮度变化记录在下表：
①当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
②分析实验数据和现象，发现：小灯泡的 越大，小灯泡越亮。
（4）该实验表格设计有一处不合理，不合理的是 ；根据实验数据发现通过小灯泡的电流与灯泡两端电压不成正比，原因是 。
（5）完成上述实验后，实验小组不使用电压表，使用电流表、三个开关、一个滑动变阻器和一个阻值为12.5Ω的定值电阻设计了如图丁所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率。
①按照电路图连接好电路，闭合开关S、S2，断开开关S1，调节滑动变阻器滑片使电流表示数为 A，此时灯泡正常发光。
②闭合开关S、S1，断开开关S2，保持滑片位置不变，读出此时电流表的示数为I。
③小灯泡额定功率的表达式为P1＝ （用已知量和测量量表示）。
五、综合应用题（本题共2小题，第20题8分，第21题9分，共17分）
20．（8分）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡标有“6V 3W”字样，定值电阻R1＝8Ω，R2＝12Ω，闭合S和S1，断开S2时，小灯泡正常发光。求：
（1）电源电压；
（2）闭合S和S1，断开S2时，通电10s定值电阻R2产生的热量；
（3）闭合S和S2，断开S1，定值电阻R1的电功率。
21．（9分）如图甲所示是某品牌电压力锅，其简化电路图如图乙所示。电压力锅加热食物使得锅内气压增大到设定值时，会自动转为保温状态。某次使用电压力锅时电功率与时间的关系如图丙所示。求：
（1）本次使用电压力锅消耗的电能大小；
（2）电阻R2的阻值大小；
（3）只闭合S1时，电压力锅单独工作15min，标有“3200imp/（kW•h）“的电能表指示灯闪烁640次，则此时电压力锅工作的实际电功率为多少？
2023-2024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、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）为了纪念物理学家对物理学发展做出的杰出贡献，人们会用他们的名字命名物理量的单位，请你写出一个在电学学习过程中，以物理学家名字命名的单位和其对应的物理量：物理量单位： 欧姆 ，物理量： 电阻 。
【分析】各个物理量都有自己的国际单位，有的利用物理学家的名字命名。例如：牛顿、帕斯卡、焦耳、安培、伏特、欧姆等。
【解答】解：电阻的单位是欧姆，是用物理学家欧姆的名字命名的。
故答案为：欧姆；电阻。
【点评】多了解物理学史对培养我们学习物理的兴趣是有帮助的，所以考试中也时有涉及，在学习中应注意。
2．（2分）2023年菊花文化节，开封围绕“宋韵开封•菊香中国”主题，推出“看美景、读宋韵、品美食”系列活动。在清明上河园观看表演，会闻到清新的菊花香味，这是 扩散 现象；花瓣上两滴水珠接触后会结合成一滴大水珠，说明分子间存在 引力 。
【分析】分子运动理论的内容：一是物质是由大量分子构成的，分子间有间隙；二是构成物质的分子都在不停地做无规则运动；三是分子间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解：（1）会闻到清新的菊花香味，这是扩散现象。
（2）两滴水珠接触时，在引力作用下水珠结合成一滴大的水珠，说明水分子间存在相互作用的引力。
故答案为：扩散；引力。
【点评】本题考查分子动理论的基本观点，熟记分子运动理论的基本内容即可解答。
3．（3分）如图，将一个纸船放入水中，用一个与毛巾摩擦后的气球靠近纸船，发现纸船会跟着气球游动。这是因为气球与毛巾摩擦过程中失去电子带 正 电，带电体有 吸引轻小物体 的性质。将该摩擦过的气球接触不带电的验电器，验电器的金属箔片会张开一定角度，该过程中电子的定向移动方向是 从验电器转移到气球 （选填“从气球转移到验电器”或“从验电器转移到气球”）。
【分析】（1）摩擦过的物体具有吸引轻小物体的性质，这种现象是摩擦起电；
（2）正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，负电荷移动的方向跟正电荷定向移动方向相反。
【解答】解：（1）用毛巾摩擦气球后，气球因失去电子会带正电，带电体具有吸引轻小物体的性质。
（2）气球带正电，用气球接触不带电的验电器金属球，验电器的金属箔片上的电子会转移到气球上。
故答案为：正；吸引轻小物体；金属球到气球。
【点评】本题是一道基础题，考查了摩擦起电、带电体的性质，熟练掌握基础知识即可正确答题。
4．（2分）如图所示，一个磁吸式充电器正在给手机电池充电，在充电过程中，该手机电池相当于电路中的 用电器 （填电路元件）。手机电池的充电电压为4V，电池容量为5000mA•h，手机电池充满电后储存的电能为 7.2×104 J。
【分析】（1）根据电路的组成判断手机电池充电时属于哪类元件；
（2）由标称电压和电池容量，根据W＝UIt求出甲手机电池充满电储存的电能。
【解答】解：（1）在给手机电池充电的过程中，电能转化为电池的化学能，在电路中手机电池消耗电能，手机电池相当于用电器；
（2）手机电池充满电储存的电能：
W＝UIt＝4V×5000×10﹣3A×1h＝20W•h＝0.02kW•h＝7.2×104J。
故答案为：用电器；7.2×104。
【点评】本题考查考查了电路的组成、电功公式的灵活应用，属于中档题。
5．（3分）国家级考试中校园周围禁止鸣笛，某科技小组利用声敏电阻制作了一个声音强度检测仪，其简化电路如图所示。电源电压恒定不变，R1为声敏电阻，其阻值随声音强度的增大而减小。闭合开关S后，当周围的声音强度增大时，声音强度显示器（利用电表改装而成）的示数也随之变大，当声音强度达到100dB时会报警。声音强度显示器是用 电流表 （选填“电压表”或“电流表”）改装的；声音强度变小时，电路消耗的总功率 变小 ；若将R2换成阻值更大的定值电阻，检测仪报警时的声音强度将 变大 （后两空均选填“变大”“不变”或“变小”）。
【分析】（1）由于周围的声音强度增大时，声敏电阻R1的阻值减小，电路的总电阻减小，由I＝判断出电路电流的变化，由U＝IR判断出定值电阻R2两端电压的变化，由串联电路电压的规律判断出声敏电阻两端电压的变化，进而判断出随着声音强度的增大而增大的电表；
（2）声音强度变小时，声敏电阻R1的阻值变大，电路的总电阻变大，由I＝判断出电路电流的变化，根据P＝UI判断出电路消耗总功率的变化；
（3）报警时电路中的电流保持不变，由R＝判断出电路总电阻的变化，进而判断出声敏电阻值的变化和检测仪报警时声音强度的变化。
【解答】解：
（1）由于周围的声音强度增大时，声敏电阻R1的阻值减小，电路的总电阻减小，由I＝知电路的电流变大，电流表示数变大，由U＝IR知定值电阻R2两端的电压变大，由串联电路电压的规律知声敏电阻两端的电压变小，电压表示数变小，所以电流表的示数随着声音强度的增大而增大；
（2）声音强度变小时，声敏电阻R1的阻值变大，电路的总电阻变大，由I＝知电路的电流变小，根据P＝UI知电路消耗的总功率变小；
（3）报警时电路中的电流保持不变，由R＝知电路的总电阻不变，若声敏电阻值变小，检测仪报警时的声音强度将变大。
故答案为：电流表；变小；变大。
【点评】本题考查了串联电路的特点、电功率公式和欧姆定律的应用，难度不大。
6．（2分）如图所示的轮式装载机的机动性好，常用于挖掘、开采、对松散物料铲装及短距离运输等常规的土方工程，该装载机将1t物料从50m远的位置装载到等待处高为2m的运输车上，共消耗燃油0.1kg，这些燃油完全燃烧产生的热量为 4×106 J；请你给出一条提高装载机效率的方法： 装载机机械部分保持良好的润滑，通过减小额外功提高热机效率 。（燃油热值为4×107J/kg）
【分析】（1）知道燃料的热值和质量，根据Q放＝mq求出燃油完全燃烧释放的热量；
（2）通过增大有用功或通过减小摩擦等额外功提高工作效率。
【解答】解：（1）燃油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝0.1kg×4.6×107J/kg＝4.6×106J；
（2）装载机机械部分保持良好的润滑，通过减小额外功提高热机效率。
故答案为：4×106；装载机机械部分保持良好的润滑，通过减小额外功提高热机效率。
【点评】本题综合考查了热量的计算以及热机的效率，也是一道生活中的物理题，有其实用价值，对公式的把握和运用是基础。
二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题每小题只有一个选项符合题目要求，第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）
7．（2分）插排俗称延长线插座，是每个家庭必备的用品，一个好的插排可以预防触电、火灾等事故发生。图中所标材料属于导体的是（ ）
A．插排的塑料外壳B．导线的橡胶皮
C．插排的金属插头D．按钮开关的外壳
【分析】容易导电的物体是导体，不容易导电的物体是绝缘体，即可作出判断。
【解答】解：插排的塑料外壳、导线的橡胶皮、按钮开关的外壳的绝缘性能好，是常见的绝缘体；插排的金属插头具有优良的导电性，是常见的导体。
故选：C。
【点评】此题考查了导体、绝缘体的认识，属于基础知识。
8．（2分）河南某中学举办了“安全用电助成长，用电知识进校园”主题活动，在活动中小明记了如下笔记，你认为小明的笔记有误的是（ ）
A．家庭电路中多个大功率用电器不能同时使用一个插座
B．若空气开关“跳闸”，无须检查电路可直接将其复位
C．有金属外壳的大功率用电器必须使用三脚插头
D．发现有人触电时，应立即切断电源，或将触电者与带电体分离
【分析】（1）同时使用多个大功率的用电器，电路中的总功率过大，会使电路中的电流过大。
（2）空气开关跳闸，原因是电路有短路或漏电现象，应先检修，检查没有问题后再使空气开关复位。
（3）三线插头插入三孔插座时，使金属外壳和大地相连，当用电器漏电时，人接触漏电的金属外壳的用电器时，人体被地线短路，避免发生触电事故。
（4）当人体直接或间接接触火线并形成电流通路的时候，就会有电流流过人体，从而造成触电。
【解答】解：A、多个大功率用电器同时使用一个插座，会使总功率过大，造成电流过大，容易引起火灾，故A不符合题意；
B、因为电路有短路或漏电现象，空气开关才跳闸，所以应先检修，检查没有问题后再使空气开关复位，故B符合题意；
C、有金属外壳的用电器必须使用三脚插头，三脚插头插入三孔插座时，使金属外壳和大地相连，避免触电事故的发生，故C不符合题意；
D、发现有人触电时，千万不能用手将触电人拉开，这是非常危险的，应立即切断电源或用绝缘棒将导线挑开，使接触者尽快脱离电源，故D不符合题意。
故选：B。
【点评】本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、多积累，加强安全意识，学好电、用好电！
9．（2分）小亮家网购了一款人体感应灯，这种灯只有在光线暗（光敏开关闭合）且有人靠近（人体感应开关闭合）时才会自动发光，在人离开时会自动熄灭。下列电路中符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】根据题目要求分析光敏开关、人体感应器与灯泡的连接方式，再画出电路图。
【解答】解：由题知，要求灯只有在光线暗、有人体靠近时才会自动发光，在人离开时自动关闭，说明光敏开关和人体感应器同时控制灯泡，即光敏开关和人体感应器、灯泡三者串联，图B符合题意。
故选：B。
【点评】本题考查根据要求设计电路，体现物理知识点在生活中的应用。
10．（2分）如图所示是我国古代劳动人民的智慧成果“取火器”的模型图，把木质推杆迅速推入内壁光滑的牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来。汽油机的下列冲程中与“取火器”能量转化相同的是（ ）
A．B．C．D．
【分析】猛推推杆时间较短，气体来不及吸、放热，主要是外力对气体做功，气体内能增加，温度升高。
汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能，做功冲程中，内能转化为机械能。
【解答】解：封闭的气体被推杆压缩过程中，活塞对气体做功，所以气体内能增加，则温度升高，达到艾绒的着火点，使艾绒着火达到去火的目的；此过程中是机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同。
A、图中两个气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，故A错误；
B、图中排气门打开，是排气冲程，故B错误；
C、图中两气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，故C正确；
D、图中进气门打开，是吸气冲程，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查改变物体内能的方法以及内燃机的工作过程，难度不大。
11．（2分）中国古代玩具饮水鸟被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”，如图所示。它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚（乙醚极易汽化），乙醚吸收空气中的热量汽化后气压增大将乙醚压入上球，饮水鸟的重心上移“低头喝水”，如图乙；此时上下球连通气压相同，乙醚流回下球，恢复甲图状态，如此反复。下列说法不正确的是（ ）
A．下球中乙醚汽化的过程，是通过做功的方式改变了内能大小
B．“饮水鸟”不是永动机，其能量转化过程符合能量守恒定律
C．若空气温度很低，饮水鸟内的乙醚汽化太慢，饮水鸟会慢慢地停下来
D．如果没有能量补充“饮水鸟”的运动最终会停下来
【分析】（1）做功和热传递都可以改变物体的内能。
（2）能量守恒定律的内容是：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其它形式，或从一个物体转移到另一个物体，而能量的总量保持不变。
（3）玩具饮水鸟的工作原理：饮水鸟内装有乙醚液体，鸟头四周包有棉花，平时如甲图，鸟身略向前倾，上球和下球空间中充满乙醚的饱和蒸汽，当给鸟的嘴滴上水后，水分蒸发吸热，使上球乙醚蒸汽温度下降，气压减小，小于下球乙醚饱和蒸汽的气压，使下球的乙醚被压倒上球，于是整个鸟的重心上移，形成如图乙的状态，鸟嘴“喝水”，同时上、下球中的乙醚蒸汽联通混合，气压趋于一致，上球中的乙醚由于重力又回流到下球，饮水鸟的姿态又回到图甲的状态，如此循环往复。
【解答】解：A、下球中乙醚汽化的过程，吸收热量，是通过热传递的方式改变了内能大小，故A错误。
B、根据能量守恒定律可知，“饮水鸟”不是永动机，其能量转化过程符合能量守恒定律，故B正确。
C、若空气温度很低，饮水鸟内的乙醚汽化太慢，气压变小，很难将乙醚压入上球，饮水鸟的重心不能上移，则饮水鸟会慢慢地停下来，故C。
D、饮水鸟内装有乙醚液体，鸟头四周包有棉花，平时如甲图，鸟身略向前倾，上球和下球空间中充满乙醚的饱和蒸汽，当给鸟的嘴滴上水后，水分蒸发吸热，使上球乙醚蒸汽温度下降，气压减小，小于下球乙醚饱和蒸汽的气压，使下球的乙醚被压倒上球，于是整个鸟的重心上移，形成如图乙的状态，鸟嘴“喝水”，同时上、下球中的乙醚蒸汽联通混合，气压趋于一致，上球中的乙醚由于重力又回流到下球，饮水鸟的姿态又回到图甲的状态，如此循环往复。据此可知如果没有能量补充“饮水鸟”的运动最终会停下来，故D正确。
故选：A。
【点评】本题借助中国古代玩具饮水鸟考查能量守恒定律、物体内能的改变、汽化与汽化吸热的特点，具有较强的综合性，难度适中，利于激发学生的学习兴趣，是一道好题。
12．（2分）某同学利用如图所示的电路探究电流与电压、电阻的关系，下列有关说法错误的是（ ）
A．实验开始时，滑动变阻器的滑片处于阻值最大处，作用是保护电路
B．实验中，多次测量都是为了得到实验的普遍规律
C．探究电流与电压关系实验得出的结论是：当电阻一定时，电压与电流成正比
D．探究电流与电阻的关系时，用15Ω电阻替换10Ω电阻，为使电压表示数不变，应将滑片向右调节
【分析】A、为保护电路，实验开始时，滑动变阻器的滑片处于最大值端；
BC、探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，要控制电阻不变，记录电流随电压的变化关系，为得出普遍性的结论，需多次测量；
D、根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理回答。
【解答】解：A、实验开始时，滑动变阻器的滑片处于最大值端，作用是使电路中的电流最小，可以保护电路，故A正确；
B、实验中为得出普遍性的结论，从而需要多次测量，故B正确；
C、探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，要控制电阻不变，记录电流随电压的变化关系，可得结论：当电阻一定时，电流与电压成正比，故C错误；
D、探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，将定值电阻由10Ω改接成15Ω的电阻，根据串联分压原理可知，电阻增大，其分得的电压增大；根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，故应将滑片向左移动，使电压表示数不变，，故D正确。
故选：C。
【点评】本题探究“电流与电压、电阻的关系”，考查注意事项、控制变量法和归纳法的运用及操作过程。
（多选）13．（2分）如图所示是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，R1、R2、R3的阻值均为5Ω，两个容器中密封着等量的空气。下列说法正确的是（ ）
A．图示中装置可以探究电流产生的热量与电流的关系
B．该实验利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电流产生热量的多少
C．通电一段时间后，右侧U形管中的液面高度差比左侧的大
D．去掉R3，将R2换成10Ω的电阻时可以探究电流产生的热量与电阻的关系
【分析】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
（2）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，实验中采用的是控制变量法：探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟通电时间关系时，控制电流和电阻不变；探究电流产生的热量跟电流大小关系时，控制电阻和通电时间不变。
【解答】解：AC．由题图可知，R2和R3并联，R1在干路上，由并联电路中干路电流等于各支路的电流之和可知，通过R1的电流大于通过R2的电流，又因为两容器中电阻丝的阻值相等，通电时间相同，所以该实验是为了探究电流产生的热量与电流的关系；左侧容器中通过电阻的电流大于右侧容器中通过电阻的电流，已知R1＝R2，通电时间相同，由Q＝I2Rt可知，左侧U形管中液面的高度差更大，故A正确，C错误；
B．电流通过导体产生的热量不能直接显示出来，容器中空气会由于热胀冷缩而使U形管液面出现高度差，所以该实验装置U形管液面高度变化是气体热胀冷缩的缘故，不是液体热胀冷缩，故B错误；
D．去掉R3，将R2换成10Ω的电阻时，电流和通电时间都是相同的，电阻大小不同，可以探究电流产生的热量与电阻的关系，故D正确。
故选：AD。
【点评】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键。
（多选）14．（2分）“加快建设科技强国，实现高水平科技自立自强”是中国科技发展的指导方向。下列有关中国科技发展的说法正确的是（ ）
A．LED光纤传导照明系统所使用的光导纤维属于超导体材料
B．中国的核动力潜艇的能量来源是核聚变产生的能量
C．中国空间站外展太阳翼接收的太阳能属于可再生能源
D．中国空间站是通过电磁波与地面指挥中心联系的
【分析】（1）LED是利用半导体材料制成的。
（2）人类获取核能的两种基本方式：核裂变和核聚变。
（3）能源从是否可再生角度划分
可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源。例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。
不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源。例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。
（4）电磁波可以传递信息。
【解答】解：A、LED光纤传导照明系统所使用的光导纤维是玻璃丝，属于绝缘体，故A错误；
B、中国的核动力潜艇的能量来源是核裂变产生的能量，故B错误；
C、中国空间站外展太阳翼接收的太阳能属于可再生能源，故C正确；
D、中国空间站是通过电磁波与地面指挥中心联系的，故D正确。
故选：CD。
【点评】本题考查的是能源的分类；知道电磁波的特点及应用；知道获取核能的两种方式。
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）装修时，小刚爸爸要将卧室的照明灯和控制开关连入电路，小刚告诉爸爸要先用试电笔辨别出零线和火线。如图是小刚用试电笔接触b线时的场景，请你帮助小刚和爸爸将照明灯和控制开关连入电路。
【分析】根据试电笔的使用情况判定火线和零线；
螺丝口灯泡的接法：火线先进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套。这样在断开开关时能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。
【解答】解：
由图可知，试电笔接触b线时，氖管发光，则b线为火线、a线为零线；
火线先进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，如图所示：
【点评】本题考查了家庭电路中的电灯、开关的连接，以及试电笔的使用，属于基础题目。
16．（2分）如图所示，当闭合开关时发现静止在螺线管左侧的小车突然向右运动了一下，请标出电源右侧的极性（用“+”或“﹣”）和P点的磁感线方向。
【分析】根据小车的运动状态改变分析磁极间的作用力，确定磁极，结合安培定则确定电源正负极，磁体外部磁感线从N极出发进入S 极。
【解答】解：当闭合开关时发现静止在螺线管左侧的小车突然向右运动了一下，说明小车受到吸引力，根据异名磁极相互吸引，因而电磁铁的左侧为N，根据安培定则知，电流从右侧后面流入电磁铁，则电源右端是正极；根据磁体外部磁感线从N极出发进入S 极，P点磁感线向右，如图所示：
【点评】本题考查磁极间的作用和安培定则，以及磁感线的方向，属于中档题。
四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题9分，共19分）
17．（4分）如图所示是“比较水和煤油吸热能力”的实验装置。
（1）在组装实验装置时，应先固定图中 A （选填“A”或“B”）的位置。
（2）实验中通过 加热时间 （选填“加热时间”或“升高的温度”）反映水和煤油吸收热量的多少。
（3）实验中加热质量均为50g的水和煤油，记录水和煤油的温度如下表：
分析实验数据： 水 的吸热能力较强。举出一例这种物质由于比热容大在生活中的应用： 用水作发动机的冷却液 。
【分析】（1）根据要用酒精灯的外焰加热分析；
（2）（3）我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
比较物质吸热能力的2种方法：使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；或使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；
（4）根据Q＝cmΔt结合水的比热容大分析。
【解答】解：（1）要用酒精灯的外焰加热，在组装实验装置时，应先固定图中A的位置。
（2）根据转换法，实验中通过加热时间反映水和煤油吸收热量的多少。
（3）根据表中数据可知，加热相同时间，水升温慢，水的吸热能力较强。
根据Q＝cmΔt，在质量和升高的温度相同时，水和其它液体相比吸热多，故用水作发动机的冷却液。
故答案为：（1）A；（2）加热时间；（3）用水作发动机的冷却液。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法和Q＝cmΔt的运用，为热学中的重要实验。
18．（6分）如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。
（1）在选择AB棒时，应该选择 铜棒 （选填“塑料棒”“铁棒”或“铜棒”），实验中通过观察 灵敏电流计的指针是否偏转 判断电路中是否有感应电流产生。
（2）磁生电的电磁感应现象是由英国物理学家 法拉第 发现的；若只将AB棒竖直上下在蹄形磁铁的磁场中移动，电路中 无 （选填“有”或“无”）感应电流产生。
（3）闭合开关，AB棒在磁场中水平向右运动，电路中有感应电流产生；若要使产生的感应电流方向相反，可以采取的具体措施有 BC （双选）。
A.换用磁性更强的蹄形磁铁
B.保持磁铁不动，使AB棒水平向左运动
C.上下调换磁极，使AB棒水平向右运动
D.上下调换磁极，使AB棒水平向左运动
（4）想要研究电动机的工作原理，只需要将图中的一个实验器材进行替换就可继续研究，请写出你的替换方案： 将灵敏电流计换成电源 。
【分析】（1）铜和铁是导体，塑料是绝缘体，磁体具有吸铁性，据此分析；实验中通过灵敏电流计的指针的偏转情况判定电路中是否有电流；
（2）电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生感应电流的现象；电磁感应现象是由英国物理学家法拉第发现的；
（3）感应电流方向与磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有关；
（4）电动机是根据通电导体在磁场中受力运动原理工作的。
【解答】解：（1）在探究电磁感应现象的实验中，我们必须保证处于磁场中的这部分是导体，物质中，塑料是绝缘体，铜和铁是导体，但铁棒会被磁体吸引着，所以我们应选择铜棒。实验时，通过观察灵敏电流计的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流。
（2）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，这种现象叫做电磁感应，如果上下运动，没有切割磁感线运动，不会产生感应电流，这是由英国物理学家法拉第在1831年发现的。
（3）闭合开关，AB棒在磁场中水平向右运动，电路中有感应电流产生；若要使产生的感应电流方向相反，必须改变磁场方向或导体切割磁感线运动的方向，不能同时改变，故BC正确；
（4）当灵敏电流计换成电源时，导体AB棒就成了通电导体，在磁场中会受到力的作用，可以探究电动机的工作原理。
故答案为：（1）铜棒；灵敏电流计的指针是否偏转；（2）法拉第；无；（3）BC；（4）将灵敏电流计换成电源。
【点评】此题考查了探究电磁感应现象的实验，要熟悉实验器材、操作要领、会分析实验现象和得出结论。
19．（9分）小芳和同学们在“测量小灯泡的电功率”实验中，使用的小灯泡的额定电压为2.5V，正常工作时的电阻约为10Ω，实验电路图如图甲所示。
（1）请根据图甲中的电路图用笔画线代替导线将图乙的实物电路连接完整。
（2）连接好电路后闭合开关，小芳发现小灯泡不亮，电流表和电压表都有示数，接下来她应该进行的操作是 调节滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光 。
（3）小芳和小组同学进行了4次测量，将电压表、电流表的示数和灯泡的亮度变化记录在下表：
①当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 0.75 W。
②分析实验数据和现象，发现：小灯泡的 实际功率 越大，小灯泡越亮。
（4）该实验表格设计有一处不合理，不合理的是 求灯泡电功率的平均值 ；根据实验数据发现通过小灯泡的电流与灯泡两端电压不成正比，原因是 小灯泡的电阻随温度的变化而变化 。
（5）完成上述实验后，实验小组不使用电压表，使用电流表、三个开关、一个滑动变阻器和一个阻值为12.5Ω的定值电阻设计了如图丁所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率。
①按照电路图连接好电路，闭合开关S、S2，断开开关S1，调节滑动变阻器滑片使电流表示数为 0.2 A，此时灯泡正常发光。
②闭合开关S、S1，断开开关S2，保持滑片位置不变，读出此时电流表的示数为I。
③小灯泡额定功率的表达式为P1＝ 2.5V×（I﹣0.2A） （用已知量和测量量表示）。
【分析】（1）滑动变阻器应串联入电路中，滑片P向右移动时电阻变大，由此确定滑动变阻器的接线情况；
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表都有示数，电流表有示数，说明电路通路，小灯泡不亮，可能是灯泡的实际功率太小；
（3）①电流表选用小量程，分度值为0.02A，据此得出电流表示数，根据P＝UI求出小灯泡的额定功率；
②根据实验目的结合数据分析得出结论；
（4）灯泡电阻随灯泡温度变化而变化，因此灯泡电阻不是定值，灯泡电压与电流不成正比；
（5）要测灯的额定功率，应先使灯正常发光，在没有电压表的情况下，电流表与定值电阻R应起到电压表的测量作用，故将R与电流表串联后再与灯并联，通过移动变阻器的滑片使电流表示数为I1＝0.1A时，由并联电路电压的规律，灯的电压为2.5V，灯正常发光；
保持滑片位置不变，通过开关的转换，使电流表测灯与R并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流，根据P＝UI写出灯的额定功率的表达式。
【解答】解：（1）测小灯泡电功率实验中，滑动变阻器应“一上一下”串联接入电路中，由电路图知，向右移动滑片P时电阻变大，应将其左下接线柱接入电路，如图所示：
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表都有示数，电流表有示数，说明电路通路，小灯泡不亮，可能是灯泡的实际功率太小，接下来应该进行的操作是移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡是否发光；
（3）①电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为：P额＝U额I额＝2.5V×0.3A＝0.75W；
②根据实验目的分析实验数据及现象，可得出的结论是灯的实际功率越大，灯越亮；
（4）小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮，实验表格设计不合理的是：求灯泡电功率的平均值；因为灯丝的电阻与灯丝温度有关，灯丝温度变化，灯丝的电阻随着发生变化，所以通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不成正比；
（5）①只闭合开关S和S2，定值电阻与灯泡并联，它们两端的电压应为小灯泡的额定电压2.5V，通过定值电阻的电流为：I'＝＝0.2A，由于没有电压表，要调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为0.2A；
②闭合开关S和S1，断开开关S2，保持滑动变阻器滑片的位置不动，读出电流表示数为I；
③电流表测R和灯并联的总电流，由并联电路电流的规律，灯的额定电流为：IL＝I﹣I'＝I﹣0.2A，
小灯泡额定功率表达式：P额＝U额×IL＝2.5V×（I﹣0.2A）。
故答案为：（1）见解答；（2）调节滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光；（3）①0.75；②实际功率（4）求灯泡电功率的平均值；小灯泡的电阻随温度的变化而变化；（5）①0.2；③2.5V×（I﹣0.2A）。
【点评】本题测小灯泡额定电功率的实验，考查电路分析、操作过程、功率计算及设计方案测额定功率的能力。
五、综合应用题（本题共2小题，第20题8分，第21题9分，共17分）
20．（8分）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡标有“6V 3W”字样，定值电阻R1＝8Ω，R2＝12Ω，闭合S和S1，断开S2时，小灯泡正常发光。求：
（1）电源电压；
（2）闭合S和S1，断开S2时，通电10s定值电阻R2产生的热量；
（3）闭合S和S2，断开S1，定值电阻R1的电功率。
【分析】（1）闭合S和S1，断开S2时，此时电阻R2与灯泡串联，小灯泡正常发光，根据P＝UI求出电路中的电流，根据欧姆定律求出R2两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源电压；
（2）闭合S和S1，断开S2时，电阻R2与灯泡串联，根据焦耳定律求出通电10s定值电阻R2产生的热量；
（3）闭合S和S2，断开S1，电阻R1与R2串联，根据串联电路的电阻特点求出电路中的总电阻，根据欧姆定律求出电路中的电流，根据P＝I2R求出定值电阻R1的电功率。
【解答】解：（1）闭合S和S1，断开S2时，此时电阻R2与灯泡串联，小灯泡正常发光，
根据灯泡的规格和P＝UI可知，通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.5A，
根据串联电路的电流特点可知，通过R2是电流：I2＝IL＝0.5A，
由I＝可知，R2两端的电压：U2＝I2R2＝0.5A×12Ω＝6V，
根据串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝U2+UL＝6V+6V＝12V；
（2）闭合S和S1，断开S2时，通电10s定值电阻R2产生的热量：Q2＝R2t＝（0.5A）2×12Ω×10s＝30J；
（3）闭合S和S2，断开S1时，电阻R1与R2串联，
根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻：R＝R1+R2＝8Ω+12Ω＝20Ω，
此时电路中的电流：I＝＝＝0.6A，
根据串联电路的电流特点可知，通过R1的电流：I1＝I＝0.6A，
定值电阻R1的电功率：W。
答：（1）电源电压为12V；
（2）闭合S和S1，断开S2时，通电10s定值电阻R2产生的热量为30J；
（3）闭合S和S2，断开S1，定值电阻R1的电功率为2.88W。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律、焦耳定律以及电功率公式的应用，是一道综合题，能正确分析电路连接是解题的关键。
21．（9分）如图甲所示是某品牌电压力锅，其简化电路图如图乙所示。电压力锅加热食物使得锅内气压增大到设定值时，会自动转为保温状态。某次使用电压力锅时电功率与时间的关系如图丙所示。求：
（1）本次使用电压力锅消耗的电能大小；
（2）电阻R2的阻值大小；
（3）只闭合S1时，电压力锅单独工作15min，标有“3200imp/（kW•h）“的电能表指示灯闪烁640次，则此时电压力锅工作的实际电功率为多少？
【分析】（1）根据W＝Pt算出本次使用电压力锅消耗的电能大小；
（2）由图知只闭合S1时，只有R1接入电路；闭合开关S1、S2时，电阻R1与R2并联，因为并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，由P＝判断出各个挡位；
由P2＝P加﹣P保算出电阻R2的电功率，由P＝算出电阻R2的阻值；
（3）根据W＝算出电压力锅工作15min消耗电能大小，由P＝算出实际电功率。
【解答】解：（1）电压力锅的加热功率为P加＝3000W，加热时间为t加＝30min＝1800s，保温功率为P保＝1000W，保温时间为t保＝10min＝600s，本次使用电压力锅消耗的电能大小为：
W＝P加t加+P保t保＝3000W×1800s+1000W×600s＝6×106J；
（2）由图知只闭合S1时，只有R1接入电路；闭合开关S1、S2时，电阻R1与R2并联，因为并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，由P＝知只闭合S1时，只有R1接入电路是，电阻大，功率小，为保温挡，闭合开关S1、S2时，电阻R1与R2并联，是加热挡；
电阻R2的电功率为：
P2＝P加﹣P保＝3000W﹣1000W＝2000W，
电阻R2的阻值为：
R2＝＝＝24.2Ω；
（3）电压力锅工作15min消耗电能大小为：
W＝＝kW•h＝0.2kW•h＝7.2×105J；
实际电功率为：
P实＝＝＝800W。
答：（1）本次使用电压力锅消耗的电能大小为6×106J；
（2）电阻R2的阻值大小为24.2Ω；
（3）此时电压力锅工作的实际电功率为800W。
【点评】本题考查电功、电功率的计算，正确分析电路在不同状态下的连接方式是前提。加热时间/min
0
1
2
3
4
水的温度/℃
6
12
18
24
30
煤油的温度/℃
6
18
30
42
54
实验次序
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡亮度
灯泡电功率的平均值P'/W
1
1.0
0.2
0.2
不亮
2
1.5
0.24
0.36
较暗
3
2.5
正常
4
3.0
0.34
1.02
很亮
加热时间/min
0
1
2
3
4
水的温度/℃
6
12
18
24
30
煤油的温度/℃
6
18
30
42
54
实验次序
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡亮度
灯泡电功率的平均值P'/W
1
1.0
0.2
0.2
不亮
2
1.5
0.24
0.36
较暗
3
2.5
正常
4
3.0
0.34
1.02
很亮
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