贵州省安顺市关岭县2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷

这是一份贵州省安顺市关岭县2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷，共26页。试卷主要包含了选题题，填空题，作图题，简答题，实验探究题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
1．（3分）入冬以来我县有多例水痘病毒，已知“水痘病毒”的直径约为10﹣7m，原子的直径约为10﹣10m，下列微观粒子按尺度由大到小顺序排列正确的是（ ）
A．水痘病毒、原子、分子、质子
B．原子、水痘病毒、分子、质子
C．水痘病毒、分子、原子、质子
D．分子、水痘病毒、质子、原子
2．（3分）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（ ）
A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
3．（3分）每年的11月9日是全国消防安全日。电，是我们生活中不可或缺的一部分——无论是感受夜晚梦幻交织般的灯光，还是体味空调带来的阵阵清风，电无疑是我们日常随时接触的角色。因此，多一份用电安全防范意识，也就多一份安全保障。恰逢冬季干燥时节的来临之际，让我们多多关注用电安全，为我们共同的平安之冬保驾护航。关于安全用电，下列做法正确的是（ ）
A．有人触电时，不能直接徒手去救，应先切断电源
B．选用插座时，所有家用电器都使用两孔插座
C．用验电笔验电时，手指不接触笔尾金属体
D．家用电器检修时，不用断开电源开关
4．（3分）小刚同学的爸爸为了方便，把家里机械锁换成了指纹锁，小刚同学对指纹锁很感兴趣，查阅资料知道指纹锁是由电子部件及机械部件精密组合成的安全产品。有指纹（相当于开关S1）、磁卡（相当于开关S2）和应急钥匙（相当于开关S3）三种“钥匙”，任一“钥匙”都可单独使锁内电动机M工作而打开门锁。以下符合设计要求的是（ ）
A．B．
C．D．
5．（3分）如图所示，弹性小球在地面弹跳的频闪照片，下列关于该物理情景的有关物理知识说法中正确的是（ ）
A．小球弹起的高度越来越小，在此过程中能量守恒
B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C．在小球的运动中是通过热传递的方式使其内能增加
D．小球和地面之间发生撞击，内能转化为机械能
6．（3分）“风力测试仪”的原理如图所示。电源电压恒定不变，L为小灯泡，AB为阻值均匀电阻丝。闭合开关S，有风时，重物受风力的作用而发生偏转。则下面说法中正确的是（ ）
A．风力越大，灯泡越暗
B．风力越大，AB连入电路的电阻值越大
C．“风速测速仪”相当于一个滑动变阻器
D．AB连入电路的电阻值与风力大小无关
（多选）7．（3分）下列有关热机的说法中正确的是（ ）
A．热机的大量使用不会造成环境污染
B．为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容大的特性
C．可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率
D．热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程
（多选）8．（3分）如图电路所示，电源两端的电压为6V，且保持不变。小灯泡L上标有“5V，2.5W”的字样，滑动变阻器的铭牌上标有“30Ω，1A”的字样，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0﹣3V不考虑灯丝电阻随温度的变化。闭合开关S后，为保证电路安全，则下列说法正确的是（ ）
A．电路中允许通过的最大电流是0.5A
B．电压表的示数变化范围是1V﹣3V
C．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是2Ω﹣10Ω
D．小灯泡最大电功率与最小电功率之比为5：3
二、填空题（本题共4个小题，每空2分，共10分）
9．（4分）炎热的夏天，有同学发现教室内的电风扇叶片上会有很多灰尘，这是因为风扇的叶片在转动过程中与 摩擦带上了电，可以 轻小物体，所以灰尘会附着在扇叶上。
10．（2分）随着电子产品的发展，数据线在我们的生活中应用广泛，如图所示，是一款磁吸式数据线，线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接，达到一线多头的使用效果，线体和磁性充电头吸附的原理是 ，它的工作原理与指南针工作原理相同。
11．（2分）已知煤气的热值约为3.5×107J/m3，0.24m3的煤气完全燃烧放出的热量有50%被温度为20℃，质量为20kg的水吸收，则水温能升高到 ℃[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
12．（2分）某加热装置的工作原理如图所示，两电阻丝的阻值相等，电源电压不变，它有加热和保温两个工作状态。当开关S1接b，S2断开时，此时电路功率为P1；当开关S1接a，S2闭合时，电路功率为P2，则P1：P2＝ 。
三、作图题（本题共3个小题，每题2分，共6分）
13．（2分）如图所示的电路中，有几根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上，补上后要求；两灯泡并联；电流表测灯干路的电流；闭合开关后，向A端移动滑动变阻器的滑片P，两灯L2变暗，L1亮度不变。
14．（2分）如图，在螺线管旁悬挂一条形磁体。闭合开关后，条形磁体向左偏。请在括号内标出螺线管中电流方向、通电螺线管的“N”或“S”极和电源的“+”或“﹣”极。
15．（2分）如图所示，电源电压不变，R0是定值电阻，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P从最右端b滑动到最左端a的过程中。请画出电流表示数I随电压表示数U变化的大致关系图。
四、简答题（本题共2个小题，每小题3分，共6分）
16．（3分）“节能减排”已引起全球的关注，如何减少能耗是大家共同关注的内容，近年来，我国汽车工业实现了突飞猛进的发展，促进了经济的繁荣，给人民生活带来了方便，但由于我国汽车油耗量高，污染控制水平低，已造成汽车污染日益严重，国家支持新能源汽车的发展。请从物理学的角度说出两条新能源汽车在环保节能方面的优点。
17．（3分）喜欢实验的小科，在实验室里用口香糖包装锡纸做了一个有趣的实验，他将一张口香糖包装锡纸用剪刀修剪成中间狭窄的条形，然后把锡纸接在5号电池的正负极（如图所示），过一会儿，锡纸竟然燃烧起来，请结合所学知识对“锡纸燃烧”的现象做出合理的解释。
五、实验探究题（本题共3个小题，每空2分，18题8分，19题10分，20题10分，共28分）
18．（8分）同学们设计了一个实验来比较“煤油和菜籽油的热值大小关系”，他们的实验装置如图所示，在实验过程中他们收集和记录的数据如表所示。
（1）实验中除需要装置相同，甲、乙两杯水的初温和质量相同之外，还应保持相同的物理量的是 ；
（2）根据实验中收集的数据，可以看出煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 。
（3）小明同学在加热前用天平测出烧杯中水的质量及油灯中煤油和菜籽油的质量，根据Q放＝Q吸，利用实验中测得的数据，算出了煤油和菜籽油的热值，和燃料热值表中的数值相比较发现偏小了很多，不可能的原因是 （有一个选项正确，将正确的选项字母填在横线上）；
A.煤油和菜籽油没有完全燃烧
B.烧杯吸收了部分热量
C.测出的煤油和菜籽油的质量偏小
D.煤油和菜籽油燃烧放出的散失到空气中一部分
（4）释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一种“燃料”；小董同学发现某巧克力营养成分表上标有“2850kJ/100g”，该标识的含义与 类似（选填“热量”、“热值”、“比热容”）。
19．（10分）在物理实验室分组实验中，小张同学他们小组设计如图甲所示的电路来“探究串联电路中的电压规律”。
（1）在连接电路时发现，刚接好最后一根导线，小灯泡亮了且电压表的指针发生偏转。由此可知在连接电路时，该小组忘了 ；
（2）把电压表接在AB之间重新测量，电压表示数如图乙所示，电压表示数为 V；为了使实验结果更精确，接下来的正确操作是：断开开关， ；
（3）更换不同规格灯泡，再做两次实验，将三次测出的电压填入表格中，这样做的目的是为了 （填序号）；
①寻找普遍规律
②减小实验误差
（4）同组的小亮设计了如图丙所示的电路来“探究串联电路中的电压规律”，他设想当单刀双掷开关接a时，电压表测L1两端的电压；单刀双掷开关接b时，电压表测L2两端的电压，后来他通过实际操作发现，该电路不能完成这个探究实验，原因是 。
20．（10分）学校科技社团小组在科技实践活动中拍下了学校太阳能路灯的图片，如图甲所示，它由太阳能电池板、控制器、蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成，其结构示意图如图乙所示，工作时的能量流程如图丙所示。其中太阳能电池的核心部件是光电板，社团小组想知道光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关？他们提出了以下猜想：
猜想1：可能与光电板的光照时间有关；
猜想2：可能与光电板的面积有关；
猜想3；可能与光电板的颜色有关。
根据以上猜想，他们设计好实验，然后用不同的光电板正对太阳光照射并对蓄电池充电，一段时间后用蓄电池给LED灯供电直到LED灯熄灭，实验记录数据如表：
（1）如图乙所示，正常情况下在白天控制开关S应与a接通，太阳能电池板上的能量转化情况是 。
（2）分析 三组数据可对猜想1进行验证，得出的结论是：在光电板面积和光电板颜色相同时，光电板吸收太阳能的多少与光照时间成正比。
（3）分析1、4、5三组数据，得出的结论是：在光电板颜色和光照时间相同时， 。
（4）由表中数据分析可知：制作太阳能光电板用黑色最好，因为它 。
（5）除以上影响因素外，你认为影响光电板吸收太阳能的多少还可能与 有关。（写出一种即可）
六、综合应用题（本题共2个小题，21题8分，22题8分，共16分）
21．（8分）如图所示的电路中，电源电压不变，定值电阻R1的阻值为30Ω。闭合开关S，电流表A1的示数为0.5A，电流表A的示数为0.8A，求：
（1）通过定值电阻R2的电流；
（2）定值电阻R1两端的电压；
（3）定值电阻R2的阻值；
（4）通电10s，电流对定值电阻R1做的功。
22．（8分）学校科技社团在社会实践活动中，经调查发现：随着科技的发展和社会的需求，电动汽车越来越受人们喜爱，直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示，它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池）。通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后，P与D的关系如图乙所示（为方便计算，图像已作近似处理），充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表。
（1）通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更 ；
（2）当D为70%时，充电电流为多少安？（写出计算过程）
（3）电动车充电时的电线应选粗还是细的？原因是什么？
参考答案与解析
一、选题题（本大题共8个小题，每小题3分，共24分。1-6题为单项选择题，第7、8题为多项选择题，多项选择题多选不得分，少选得1分，出错或不选得0分）
1．（3分）入冬以来我县有多例水痘病毒，已知“水痘病毒”的直径约为10﹣7m，原子的直径约为10﹣10m，下列微观粒子按尺度由大到小顺序排列正确的是（ ）
A．水痘病毒、原子、分子、质子
B．原子、水痘病毒、分子、质子
C．水痘病毒、分子、原子、质子
D．分子、水痘病毒、质子、原子
【解答】解：水痘病毒是由分子组成，其尺度在10﹣7m左右，需要借助显微镜观察；
原子的直径约为10﹣10m，分子由原子构成，原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。
所以按照空间尺度由大到小正确的排序是：水痘病毒、分子、原子、质子。
故选：C。
2．（3分）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（ ）
A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
【解答】解：A、图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加；故A错误；
B、图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小；故B错误；
C、图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少；故C正确；
D、图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气缸内气体的内能减少；故D错误。
故选：C。
3．（3分）每年的11月9日是全国消防安全日。电，是我们生活中不可或缺的一部分——无论是感受夜晚梦幻交织般的灯光，还是体味空调带来的阵阵清风，电无疑是我们日常随时接触的角色。因此，多一份用电安全防范意识，也就多一份安全保障。恰逢冬季干燥时节的来临之际，让我们多多关注用电安全，为我们共同的平安之冬保驾护航。关于安全用电，下列做法正确的是（ ）
A．有人触电时，不能直接徒手去救，应先切断电源
B．选用插座时，所有家用电器都使用两孔插座
C．用验电笔验电时，手指不接触笔尾金属体
D．家用电器检修时，不用断开电源开关
【解答】解：A、发现有人触电后首先切断电源，再把触电者拉离电源，因人体是导体，可避免救助者间接触电事故，故A正确；
B、洗衣机、电冰箱等家用电器都使用三孔插座，是由于这些用电器的外壳是金属，金属是导体，当用电器漏电时，会使外壳带电；若接上地线，即便漏电，电流也就通过地线，流入大地，防止了触电事故的发生，故B错误；
C、使用试电笔时手指要接触金属笔尾，笔尖接触电线，可辨别火线与零线，故C错误；
D、检修电器时容易碰到带电的金属部分，切断电源可以保证金属部分不带电，故D错误。
故选：A。
4．（3分）小刚同学的爸爸为了方便，把家里机械锁换成了指纹锁，小刚同学对指纹锁很感兴趣，查阅资料知道指纹锁是由电子部件及机械部件精密组合成的安全产品。有指纹（相当于开关S1）、磁卡（相当于开关S2）和应急钥匙（相当于开关S3）三种“钥匙”，任一“钥匙”都可单独使锁内电动机M工作而打开门锁。以下符合设计要求的是（ ）
A．B．
C．D．
【解答】解：由题知，三个开关都可以单独控制电动机工作，从而打开门锁，所以三个开关应并联再与电动机M串联，故D符合要求。
故选：D。
5．（3分）如图所示，弹性小球在地面弹跳的频闪照片，下列关于该物理情景的有关物理知识说法中正确的是（ ）
A．小球弹起的高度越来越小，在此过程中能量守恒
B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C．在小球的运动中是通过热传递的方式使其内能增加
D．小球和地面之间发生撞击，内能转化为机械能
【解答】解：AD、由图可知，小球运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小，同时速度越来越慢，也就是动能越来越小，所以小球的机械能减少；机械能减少的原因是克服与空气摩擦做功，与地面撞击做功，小球的机械能没有消失，而是将机械能转化成了部分内能，但能量的总量是守恒的，故A正确，D错误；
B、在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，所以小球的机械能总量会减小，故B错误；
C、在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，做功改变物体的内能，故C错误。
故选：A。
6．（3分）“风力测试仪”的原理如图所示。电源电压恒定不变，L为小灯泡，AB为阻值均匀电阻丝。闭合开关S，有风时，重物受风力的作用而发生偏转。则下面说法中正确的是（ ）
A．风力越大，灯泡越暗
B．风力越大，AB连入电路的电阻值越大
C．“风速测速仪”相当于一个滑动变阻器
D．AB连入电路的电阻值与风力大小无关
【解答】解：“风速测速仪”相当于一个滑动变阻器，风力大小决定重物偏转角度大小的变化，当风力增大时，重物向左偏转，偏转的角度增大，AB接入电路的电阻变小，即电路的总电阻减小，由欧姆定律可得电路中的电流减小，则灯泡越亮。
故选：C。
（多选）7．（3分）下列有关热机的说法中正确的是（ ）
A．热机的大量使用不会造成环境污染
B．为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容大的特性
C．可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率
D．热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程
【解答】解：
A、热机的使用，使人类对化石能源的依赖很强，现在大气污染的主要途径就是利用化石能源，故A错误；
B、为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热大的特性，故B正确；
C、用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出热量的比值叫热机效率，增大热机功率并不能增大热机的效率；故C错误；
D、热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程，故D正确。
故选：BD。
（多选）8．（3分）如图电路所示，电源两端的电压为6V，且保持不变。小灯泡L上标有“5V，2.5W”的字样，滑动变阻器的铭牌上标有“30Ω，1A”的字样，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0﹣3V不考虑灯丝电阻随温度的变化。闭合开关S后，为保证电路安全，则下列说法正确的是（ ）
A．电路中允许通过的最大电流是0.5A
B．电压表的示数变化范围是1V﹣3V
C．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是2Ω﹣10Ω
D．小灯泡最大电功率与最小电功率之比为5：3
【解答】解：（1）根据P＝UI可得，灯泡的额定电流：
所以I额＝＝＝0.5A，
灯泡的电阻：
RL＝＝＝10Ω；
因为串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，
所以电路中的最大电路Imax＝0.5A，故A正确；
（2）灯泡正常发光时，两端的电压为5V，功率为2.5W，
因为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最小电压：
U滑min＝U﹣U额＝6V﹣5V＝1V，
所以滑动变阻器接入电路中的最小电阻值：
R滑min＝＝＝2Ω；
当电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
灯泡两端的电压：
UL＝U﹣U滑max＝6V﹣3V＝3V，
电路中的电流：
Imin＝＝＝0.3A，
滑动变阻器接入电路中的最大阻值：
R滑max＝＝＝10Ω，
灯泡的最小电功率：
PL＝（Imin）2RL＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W，
所以小灯泡最大电功率与最小电功率之比为2.5W：0.9W＝25：9，故D错误。
电压表的示数变化范围1V～3V，故B正确；
滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是2～10Ω，故C正确。
故选：ABC。
二、填空题（本题共4个小题，每空2分，共10分）
9．（4分）炎热的夏天，有同学发现教室内的电风扇叶片上会有很多灰尘，这是因为风扇的叶片在转动过程中与 空气 摩擦带上了电，可以 吸引 轻小物体，所以灰尘会附着在扇叶上。
【解答】解：风扇的叶片在转动过程中与空气摩擦带了电，带电体具有吸引轻小物体的性质，故扇叶会吸引轻小的灰尘。
故答案为：空气；吸引。
10．（2分）随着电子产品的发展，数据线在我们的生活中应用广泛，如图所示，是一款磁吸式数据线，线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接，达到一线多头的使用效果，线体和磁性充电头吸附的原理是 异名磁极相互吸引 ，它的工作原理与指南针工作原理相同。
【解答】解：线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接，说明二者之间是相互吸引，利用了异名磁极相互吸引。
故答案为：异名磁极相互吸引。
11．（2分）已知煤气的热值约为3.5×107J/m3，0.24m3的煤气完全燃烧放出的热量有50%被温度为20℃，质量为20kg的水吸收，则水温能升高到 70 ℃[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
【解答】解：煤气的热值为q＝3.5×107J/m3，煤气的体积V＝0.24m3，
煤气完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝0.24m3×3.5×107J/m3＝0.84×107J＝8.4×106J；
由η＝得，
水吸收的热量：Q吸＝ηQ放＝50%×8.4×106J＝4.2×106J，
由Q＝cmΔt得水升高的温度：
Δt＝＝＝50℃，
则水的末温：
t＝t0+Δt＝20℃+50℃＝70℃。
故答案为：70。
12．（2分）某加热装置的工作原理如图所示，两电阻丝的阻值相等，电源电压不变，它有加热和保温两个工作状态。当开关S1接b，S2断开时，此时电路功率为P1；当开关S1接a，S2闭合时，电路功率为P2，则P1：P2＝ 1：4 。
【解答】解：两电阻丝的阻值相等，设每根电阻丝的阻值为R，
当开关S1接b，S2断开时，两电阻丝串联，总电阻R1＝2R，
当开关S1接a，S2闭合时，两电阻丝并联，总电阻R2＝，
电源电压U不变，功率之比＝＝＝＝。
故答案为：1：4。
三、作图题（本题共3个小题，每题2分，共6分）
13．（2分）如图所示的电路中，有几根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上，补上后要求；两灯泡并联；电流表测灯干路的电流；闭合开关后，向A端移动滑动变阻器的滑片P，两灯L2变暗，L1亮度不变。
【解答】解：由题意可知：两灯泡并联；电流表测干路的电流，电流表应串联在干路中，由于不知道电路中电流的大小，电流表选用大量程；
闭合开关后，闭合开关后，向A端移动滑动变阻器的滑片P，两灯L2变暗，L1亮度不变，这说明滑动变阻器应与灯泡L2串联在一条支路中，且滑动变阻器的阻值变大，所以滑动变阻器应接B端接线柱，电路图如图所示：
14．（2分）如图，在螺线管旁悬挂一条形磁体。闭合开关后，条形磁体向左偏。请在括号内标出螺线管中电流方向、通电螺线管的“N”或“S”极和电源的“+”或“﹣”极。
【解答】解：由图可知，条形磁铁被螺线管吸引，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的右端为S极，左端为N极；跟安培定则可知，电流从螺线管的右侧流入，左侧流出，所以电源的左端为负极，如图所示：
15．（2分）如图所示，电源电压不变，R0是定值电阻，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P从最右端b滑动到最左端a的过程中。请画出电流表示数I随电压表示数U变化的大致关系图。
【解答】解：根据电路图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，电流表测量电路电流；
将滑动变阻器的滑片P从最右端b滑动到最左端a的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据串联分压原理可知电压表示数变小，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流变大，因此电流表示数I随电压表示数U的减小而增大，
滑片位于a端时，通过电路的电流最大，此时滑动变阻器接入电路的电阻为0，电压表示数为0，滑片位于b端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流最小，根据串联分压原理可知此时电压表示数最大，
根据串联电路电压规律可知定值电阻两端电压的变化量等于滑动变阻器两端电压的变化量，串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可知通过电路的电流与定值两端的电压的图像是一条直线，则通过电路的电流与滑动变阻器两端的电压的图像也是一条直线，因此电流表示数I随电压表示数U变化图象如下图所示：
。
四、简答题（本题共2个小题，每小题3分，共6分）
16．（3分）“节能减排”已引起全球的关注，如何减少能耗是大家共同关注的内容，近年来，我国汽车工业实现了突飞猛进的发展，促进了经济的繁荣，给人民生活带来了方便，但由于我国汽车油耗量高，污染控制水平低，已造成汽车污染日益严重，国家支持新能源汽车的发展。请从物理学的角度说出两条新能源汽车在环保节能方面的优点。
【解答】答：新能源汽车在环保节能方面的优点：一、降低排放污染，改善空气质量；二、节能环保，提高能源利用率。
17．（3分）喜欢实验的小科，在实验室里用口香糖包装锡纸做了一个有趣的实验，他将一张口香糖包装锡纸用剪刀修剪成中间狭窄的条形，然后把锡纸接在5号电池的正负极（如图所示），过一会儿，锡纸竟然燃烧起来，请结合所学知识对“锡纸燃烧”的现象做出合理的解释。
【解答】答：因为锡属于金属，因此具有导电性，将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，形成了电源短路，此时电路中迅速产生大量热量使温度达到锡纸的着火点而使之燃烧；由图知，锡纸中间狭窄处横截面积较小，所以电阻较大，由公式Q＝I2Rt知，在电流、通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多，所以锡纸中间狭窄处容易燃烧。
五、实验探究题（本题共3个小题，每空2分，18题8分，19题10分，20题10分，共28分）
18．（8分）同学们设计了一个实验来比较“煤油和菜籽油的热值大小关系”，他们的实验装置如图所示，在实验过程中他们收集和记录的数据如表所示。
（1）实验中除需要装置相同，甲、乙两杯水的初温和质量相同之外，还应保持相同的物理量的是 燃料的质量 ；
（2）根据实验中收集的数据，可以看出煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 煤油 。
（3）小明同学在加热前用天平测出烧杯中水的质量及油灯中煤油和菜籽油的质量，根据Q放＝Q吸，利用实验中测得的数据，算出了煤油和菜籽油的热值，和燃料热值表中的数值相比较发现偏小了很多，不可能的原因是 C （有一个选项正确，将正确的选项字母填在横线上）；
A.煤油和菜籽油没有完全燃烧
B.烧杯吸收了部分热量
C.测出的煤油和菜籽油的质量偏小
D.煤油和菜籽油燃烧放出的散失到空气中一部分
（4）释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一种“燃料”；小董同学发现某巧克力营养成分表上标有“2850kJ/100g”，该标识的含义与 热值 类似（选填“热量”、“热值”、“比热容”）。
【解答】解：（1）比较“煤油和菜籽油的热值大小关系”时，采用的是控制变量法，实验中需要控制甲、乙两杯水的初温和质量相同之外，燃料的质量相同；
（2）质量相同的煤油和菜籽油完全燃烧后，水升高的温度越高，水吸收的热量越多，表明燃料放出的热量越多，燃料的热值越多，根据表格中的数据可知，煤油烧水时水的温度高，则煤油的热值大；
（3）实验过程中，燃料没有完全燃烧或燃料燃烧产生的热量有部分散失于空气中，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收，加热装置也会吸收一部分热量，因此实验测出的热值比真实值小，故选：C；
（4）2361kJ/100g＝23610J/g，它的单位是能量单位和质量单位组合而成的复合单位，与热值的单位J/kg类似。
故答案为：（1）燃料的质量；（2）煤油；（3）C；（4）热值。
19．（10分）在物理实验室分组实验中，小张同学他们小组设计如图甲所示的电路来“探究串联电路中的电压规律”。
（1）在连接电路时发现，刚接好最后一根导线，小灯泡亮了且电压表的指针发生偏转。由此可知在连接电路时，该小组忘了 断开开关 ；
（2）把电压表接在AB之间重新测量，电压表示数如图乙所示，电压表示数为 2 V；为了使实验结果更精确，接下来的正确操作是：断开开关， 将电压表量程改换0﹣3V（将电压表换成小量程） ；
（3）更换不同规格灯泡，再做两次实验，将三次测出的电压填入表格中，这样做的目的是为了 ① （填序号）；
①寻找普遍规律
②减小实验误差
（4）同组的小亮设计了如图丙所示的电路来“探究串联电路中的电压规律”，他设想当单刀双掷开关接a时，电压表测L1两端的电压；单刀双掷开关接b时，电压表测L2两端的电压，后来他通过实际操作发现，该电路不能完成这个探究实验，原因是 电压表正负接线柱接反 。
【解答】解：（1）为保护电路，连接电路时，开关要断开，在连接电路时发现，刚接好最后一根导线，小灯泡亮了且电压表的指针发生偏转，由此可知在连接电路时，该小组忘了断开开关。
（2）把电压表接在AB之间重新测量，电压表示数如图乙所示，电压表选用大量程，分度值为0.5V，电压表示数为2V；
因2V小于3V，故为了使实验结果更精确，接下来的正确操作是：断开开关，将电压表量程改换0﹣3V（将电压表换成小量程）。
（3）根据一组数据得出的结论有偶然性，更换不同规格灯泡，再做两次实验，将三次测出的电压填入表格中，这样做的目的是为了寻找普遍规律，故选①。
（4）当单刀双掷开关接a时，电压表测L1两端的电压，电压表的上面的接线柱为正接线柱，下面的接线柱为负接线柱；若单刀双掷开关接b时，电压表测L2两端的电压，电压表的正负接线柱接反了，因此不能正确测出L2两端的电压。
故答案为：（1）断开开关；（2）2；将电压表量程改换0﹣3V（将电压表换成小量程）；（3）①；（4）电压表正负接线柱接反。
20．（10分）学校科技社团小组在科技实践活动中拍下了学校太阳能路灯的图片，如图甲所示，它由太阳能电池板、控制器、蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成，其结构示意图如图乙所示，工作时的能量流程如图丙所示。其中太阳能电池的核心部件是光电板，社团小组想知道光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关？他们提出了以下猜想：
猜想1：可能与光电板的光照时间有关；
猜想2：可能与光电板的面积有关；
猜想3；可能与光电板的颜色有关。
根据以上猜想，他们设计好实验，然后用不同的光电板正对太阳光照射并对蓄电池充电，一段时间后用蓄电池给LED灯供电直到LED灯熄灭，实验记录数据如表：
（1）如图乙所示，正常情况下在白天控制开关S应与a接通，太阳能电池板上的能量转化情况是 太阳能转化为电能 。
（2）分析 1、2、3 三组数据可对猜想1进行验证，得出的结论是：在光电板面积和光电板颜色相同时，光电板吸收太阳能的多少与光照时间成正比。
（3）分析1、4、5三组数据，得出的结论是：在光电板颜色和光照时间相同时， 光电板吸收的太阳能与光电板的面积成正比 。
（4）由表中数据分析可知：制作太阳能光电板用黑色最好，因为它 能吸收所有颜色的光 。
（5）除以上影响因素外，你认为影响光电板吸收太阳能的多少还可能与 光照强度 有关。（写出一种即可）
【解答】解：（1）太阳能路灯白天S应与a接通，太阳能电池板将太阳能转化为电能；
（2）由表中1、2、3三组数据对猜想1进行验证，得出的结论是：在光电板面积和光电板颜色相同时，光电板吸收太阳能的多少与光电板的光照时间有关。
（3）由表中1、4、5三组数据，得出结论是：在光照时间和光电板颜色相同时，光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积有关，面积增大为几倍，供给电灯的电能为几倍，说明光电板吸收的太阳能与光电板的面积成正比；
（4）由表中数据分析可知：制作太阳能光电板用黑色最好，因为黑色物体能吸收所有颜色的光；
（5）除了以上影响因素，影响光电板吸收太阳能多少还可能与光照强度和光照角度有关。
故答案为：（1）太阳能转化为电能；（2）1、2、3； （3）光电板吸收的太阳能与光电板的面积成正比；（4）能吸收所有颜色的光；（5）光照强度。
六、综合应用题（本题共2个小题，21题8分，22题8分，共16分）
21．（8分）如图所示的电路中，电源电压不变，定值电阻R1的阻值为30Ω。闭合开关S，电流表A1的示数为0.5A，电流表A的示数为0.8A，求：
（1）通过定值电阻R2的电流；
（2）定值电阻R1两端的电压；
（3）定值电阻R2的阻值；
（4）通电10s，电流对定值电阻R1做的功。
【解答】解：由图可知，R1、R2并联，电流表A测量干路总电流，电流表A1串联通过R1的电流；
（1）根据并联电路的电流特点可知，通过定值电阻R2的电流：I2＝I﹣I1＝0.8A﹣0.5A＝0.3A；
（2）定值电阻R1两端的电压：U1＝I1R1＝0.5A×30Ω＝15V；
（3）根据并联电路的电压特点可知，R2两端的电压U2＝U1＝15V，
定值电阻R2的阻值：R2＝＝＝50Ω；
（4）通电10s，电流对定值电阻R1做的功：W1＝U1I1t＝15V×0.5A×10s＝75J。
答：（1）通过定值电阻R2的电流为0.3A；
（2）定值电阻R1两端的电压为15V；
（3）定值电阻R2的阻值为50Ω；
（4）通电10s，电流对定值电阻R1做的功为75J。
22．（8分）学校科技社团在社会实践活动中，经调查发现：随着科技的发展和社会的需求，电动汽车越来越受人们喜爱，直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置，如图甲所示，它能够将电网中的交流电转化为直流电，再将电能充入汽车动力电池（以下简称电池）。通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时，充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化，同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前，D为30%，充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后，P与D的关系如图乙所示（为方便计算，图像已作近似处理），充满后，立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表。
（1）通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，故充电功率更 大 ；
（2）当D为70%时，充电电流为多少安？（写出计算过程）
（3）电动车充电时的电线应选粗还是细的？原因是什么？
【解答】解：（1）通常，直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大，由P＝UI可知，充电功率更大；
（2）当D达到70%时，充电功率为40kW＝40000W，
由表中数据知，D达到70%时，充电电压为500V，
由P＝UI可知，此时的充电电流：
I＝＝＝80A；
（3）电动车充电时的电线应选粗的好，在长度、材料、温度不变的情况下，可以减小电阻，在电流和通电时间一定时，根据Q＝I2Rt可知，电线产生的热量更少，所以电动车充电时的电线应选 粗的好，原因是能减少电线产生的热量。
答：（1）大；
（2）充电电流为80安；
（3）选粗的，能减少电线产生的热量。燃烧前水的温度t1/℃
燃尽后水的温度t2/℃
煤油
20
46
菜籽油
20
35
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
1.0
3
2
1.3
1.7
3
3
1.9
1.1
3
序号
光电板的面积（m2）
光照时间（min）
光电板表面所涂颜色
LED灯的发光时间（min）
1
0.1
10
黑色
30
2
0.1
20
黑色
60
3
0.1
30
黑色
90
4
0.2
10
黑色
60
5
0.3
10
黑色
90
6
0.1
10
绿色
20
7
0.1
10
白色
5
充电电压（V）
充电电流（A）
充电时长（min）
充电度数（kW•h）
充电费用（元）
500
45
24.0
28.80
燃烧前水的温度t1/℃
燃尽后水的温度t2/℃
煤油
20
46
菜籽油
20
35
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
1.0
3
2
1.3
1.7
3
3
1.9
1.1
3
序号
光电板的面积（m2）
光照时间（min）
光电板表面所涂颜色
LED灯的发光时间（min）
1
0.1
10
黑色
30
2
0.1
20
黑色
60
3
0.1
30
黑色
90
4
0.2
10
黑色
60
5
0.3
10
黑色
90
6
0.1
10
绿色
20
7
0.1
10
白色
5
充电电压（V）
充电电流（A）
充电时长（min）
充电度数（kW•h）
充电费用（元）
500
45
24.0
28.80