海南省海南中学2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷

这是一份海南省海南中学2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷，共25页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图与实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．（3分）日前，我国科学家首次通过实验发现二维极限下的单层Bi﹣2212具备高温超导所需的一切因素。利用超导材料电阻为零的特性。你认为超导材料最适合用来做（ ）
A．保险丝B．电炉丝C．白炽灯丝D．输电导线
2．（3分）下列几个家用电器中，以利用电流热效应工作为主的是（ ）
A．电冰箱B．电视机C．洗衣机D．电饭煲
3．（3分）如图，纸与橡胶棒M均不带电，用纸摩擦M后，则（ ）
A．M带正电
B．M不带电
C．纸摩擦M时，纸失去了正电荷
D．纸摩擦M时，电子从纸转移到M
4．（3分）日常生活中我们会遇到很多“水珠”，下列4个场景中，“水珠”的形成过程与其它三个不同的是（ ）
A．深秋草叶上的“水珠”
B．雪后放晴，屋檐上滴落下来的“水珠”
C．洗完热水澡后，浴室镜子上出现的“水珠”
D．冬天戴眼镜的同学从室外走到室内时眼镜片上出现的“水珠”
5．（3分）磁共振成像是一种较新的医学成像技术，它采用强静磁场和变化磁场使
人体组织成像。若携带金属物做磁共振成像，强静磁场会吸引铁质物品，变化磁场会使携带的金属中产生感应电流，重则危及生命。上述说明中，没有涉及的知识是（ ）您看到的资料都源自我们平台，20多万份试卷，家威杏 MXSJ663 每日最新，性比价最高
A．铁在磁场里会被磁化B．磁能生电
C．电流的热效应D．同名磁极相互排斥
6．（3分）用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，它们的温度随加热时间的变化关系如图所示，据此判断物质甲的比热容为（ ）
A．2.1×103J/（kg•℃）B．4.2×103J/（kg•℃）
C．1.2×103J/（kg•℃）D．条件不足，不能确定
7．（3分）用太阳能电池（SC）和光敏电阻（LDR）组成的电路如图，随着光照强度的增大，电压表示数会明显增大，先在黑暗环境中闭合开关，再开灯时（ ）
A．可能导致短路B．LDR阻值增大
C．LDR功率增大D．电流表示数不变
8．（3分）将铜线做成了如图所示形状，将上方的尖端挂在电池的正极，底部错开的两根铜线则是贴在吸附在电池负极的圆柱形强磁铁的边缘，下列说法错误的是（ ）
A．它的原理与电动机相同
B．该磁体具有磁性也具有导电性
C．电池两侧的铜丝是串联的
D．若将磁体的磁极对调，转动方向会改变
9．（3分）如图所示电路，闭合开关S，灯泡L1正常发光，将灯泡L2插入插座后发现不亮，用测电笔测a、b、c、d点，其中只有测b点时氖管不发光。则电路发生的故障可能是（ ）
A．a、c之间断路B．b、d之间断路
C．灯泡L2灯丝断了D．b点与零线之间断路
10．（3分）如图所示的电路中，电源电压为6V并保持不变，滑动变阻器R1标有“20Ω，0.5A”字样，定值电阻R2标有“10Ω，1A”字样，若电流表的量程为“0～0.6A”，滑片P移动时，在保证电路安全的情况下（ ）
A．电流表变化范围是0.2A～0.6A
B．电压表变化范围是1.5V～3V
C．电路总功率变化范围是1.2W～3W
D．滑动变阻器允许调节的范围是2Ω～10Ω
二、填空题（本大题共7小题，每小题4分，共28分）
11．（4分）空间站利用太阳能电池板获得能量，太阳能来自于太阳内部的核 变（选填“聚”或“裂”），空间站的图像信号是通过 波（选填“超声”或“电磁”）传回地面的。
12．（4分）丹麦物理学家 首先发现了电与磁之间存在本质联系，生产生活中的 （选填“电磁起重机”“台灯”或“电热毯”）主要是利用电流磁效应工作的。
13．（4分）环卫工人往结冰的桥面撒盐加快冰的熔化，激发了小明探究盐水凝固点的兴趣。他把两杯浓度不同的盐水放入冰箱冷冻室里，当杯内的盐水中出现冰块时测量它们的温度（每支温度计的单位都是摄氏度），图乙中温度计的示数为 ℃，从实验现象可知，盐水的浓度越高 。
14．（4分）如图是小明设计的风力测定仪，O是转动轴，金属杆OC下面连接着一块受风板，风力越大，灯泡的亮度越 （选填“亮”或“暗”）。小明发现，在风力变化不大时，仅灯泡的亮度难以准确显示风力大小，可以在电路中串联一个 表（选填“电流”或“电压”）。
15．（4分）如图所示是一台单缸四冲程汽油机的 冲程，若此汽油机活塞每秒对外做功30次，则飞轮的转速为 r/min。
16．（4分）燃气灶将20kg的水由42℃加热到62℃，这是通过 （选填“热传递”或“做功”）方式改变水的内能，若天然气完全燃烧放出的热量有42%被水吸收，需要消耗 m3的天然气。[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），天然气热值q＝4×107J/m3]
17．（4分）如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至灯正常发光的位置，A、B两点的电功率PA：PB＝1：8，则电源电压为 V，灯的功率变化量为 W。
三、作图与实验题（18题4分，19题6分，20题10分，共20分）
18．（2分）如图所示，在虚线框内填上电池符号，在磁感线上标出方向。
19．（2分）请你用笔画线代替导线，将如图所示的电灯、开关接入家庭电路中。
20．（6分）小华用如图所示的电路，探究“通电导体在磁场中的受力方向与导体中电流方向是否有关”。主要探究过程如下：
①闭合开关后，观察导体ab的运动方向，并记录在表格中。
②断开开关，把蹄形磁铁磁极对调，同时把电源的正、负极对调后接入电路。闭合开关，并记录在表格中。
请根据实验目的和探究过程回答下列问题：
（1）小华的探究过程中存在的问题： 。
（2）请你针对小华探究过程中存在的问题，写出改正措施： 。
21．（10分）在“伏安法测小灯泡电阻”的实验中：
（1）连接好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电压表示数如图乙。接着，要使电压表示数变为2.5V （选填“左”或“右”）端移动；
（2）小明同学在实验中，通过调节滑动变阻器的滑片，得到三组电流、电压的对应值。请你设计出实验数据记录表格；
（3）他发现，同一个灯泡计算出的三组电阻值差异较大，造成这种现象的原因是： ；
（4）利用测小灯泡电阻的器材 （选填“可以”或“不可以”）探究电流与电压的关系，你的理由是 。
四、计算题（第21题10分，第22题12分，共22分）
22．（10分）常用的呼气式酒精测试仪有两种：一种是燃料电池型酒精测试仪如图甲，燃料电池两端的电压与进入电池的酒精浓度关系如图乙。一种是气敏电阻型酒精测试仪如图丙，电源电压U＝9V，R1＝25Ω，R2是气敏电阻与酒精浓度的关系如图丁。酒精浓度（n）表示每100mL气体中含有酒精的质量。求：
（1）如图甲RP＝20Ω，若驾驶员每100mL呼出气体内含有40mg酒精，电流表的示数；
（2）如图丙，若驾驶员没有喝酒，电压表的示数；
（3）如图丙，若电压表示数为5V，驾驶员呼出的气体每100mL中含多少mg酒精。
23．（12分）如图甲所示，当人靠近大门时，大门自动打开。小明设计的模拟电路如图乙所示，40W”，控制电路的电源电压U＝24V，R1为定值电阻，人体红外传感器的阻值R随人体到大门距离L的变化关系如图丙所示：当控制电路中的电流为100mA时，衔铁刚好被吸下，大门打开（不计电磁铁线圈的电阻）。求：
（1）开门一次用时3s，电动机消耗的电能；
（2）当L＝3m时刚好触发电动机工作，R1的阻值；
（3）将电压表并联在R两端，在0～6m内，请推导出电压表示数UR随L的变化关系式。
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题共10小题，每小题只有一个正确的选项，每小题3分，共30分）
1．（3分）日前，我国科学家首次通过实验发现二维极限下的单层Bi﹣2212具备高温超导所需的一切因素。利用超导材料电阻为零的特性。你认为超导材料最适合用来做（ ）
A．保险丝B．电炉丝C．白炽灯丝D．输电导线
【分析】超导材料的电阻为零，超导材料适合制作输电导线和电动机线圈等，能大大减小电能的损失；但不能应用在利用电流热效应工作的电器中，因为当电阻R＝0时，该用电器将不会发热。
【解答】解：A、保险丝是由电阻率大熔点低的材料来制成的。
B、电炉丝是由电阻率大熔点高的材料制成的。
C、白炽灯丝是由电阻率大熔点高的钨丝制成的。
D、输电导线是由电阻率小的材料制成的，产生的电热多，所以采用超导材料无电能的损失。
故选：D。
【点评】本题主要考查了学生对超导现象以及超导材料应用的理解；超导体的电阻为零，不会发热，所以电能无法转化为内能。
2．（3分）下列几个家用电器中，以利用电流热效应工作为主的是（ ）
A．电冰箱B．电视机C．洗衣机D．电饭煲
【分析】（1）电流的热效应：电流通过导体要发热，这叫做电流的热效应，如电灯、电炉、电烙铁、电焊等都是电流的热效应的例子；
（2）电流的化学效应：电流通过导电的液体会使液体发生化学变化，产生新的物质，电流的这种效果叫做电流的化学效应，如电解，电镀，电离等就属于电流的化学效应的例子；
（3）电流的磁效应：给绕在软铁芯周围的导体通电，软铁芯就产生磁性，这种现象就是电流的磁效应，如电铃、蜂鸣器、电磁扬声器等都是利用电流的磁效应制成的。
【解答】解：A、电冰箱主要是把电能转化为机械能，该选项错误；
B、电视机是利用了电流的磁效应来工作的，该选项错误；
C、洗衣机利用电动机带动工作，不是利用电流的热效应；
D、电饭锅是利用了电流的热效应，该选项正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查学生对电流的热效应，以及电能和其它形式能的相互转化，利用热效应工作的电器特点是把电能主要转化成内能，是一道基础题。
3．（3分）如图，纸与橡胶棒M均不带电，用纸摩擦M后，则（ ）
A．M带正电
B．M不带电
C．纸摩擦M时，纸失去了正电荷
D．纸摩擦M时，电子从纸转移到M
【分析】（1）电荷间的相互作用规律是：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引；
（2）用摩擦的方法使得物体带电，该现象称为摩擦起电现象，其实质是电子的转移，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电。
【解答】解：据题知M与带负电的塑料管互相排斥，说明M带负电，根据摩擦起电的实质是电子的转移，失去电子的物体带正电，纸失去电子，故ABC错误。
故选：D。
【点评】本题考查了电荷间的相互作用规律和摩擦起电的实质，属于基础题，难度不大。
4．（3分）日常生活中我们会遇到很多“水珠”，下列4个场景中，“水珠”的形成过程与其它三个不同的是（ ）
A．深秋草叶上的“水珠”
B．雪后放晴，屋檐上滴落下来的“水珠”
C．洗完热水澡后，浴室镜子上出现的“水珠”
D．冬天戴眼镜的同学从室外走到室内时眼镜片上出现的“水珠”
【分析】液化是物质从气态到液态的过程；物质由固态变成液态的过程叫熔化。
【解答】解：深秋草叶上的“水珠”是水蒸气液化形成的小水珠；雪后放晴；洗完热水澡后；冬天戴眼镜的同学从室外走到室内时眼镜片上出现的“水珠”是室内热的水蒸气碰到冰冷的镜片液化形成的小水珠，屋檐上滴落下来的“水珠”与其它三项物态变化不同。
故选：B。
【点评】本题考查学生对生活中的热现象属于哪种物态变化的分析，属于基础知识的考查，解题的关键要看清物态变化前后，物质各处于什么状态。
5．（3分）磁共振成像是一种较新的医学成像技术，它采用强静磁场和变化磁场使
人体组织成像。若携带金属物做磁共振成像，强静磁场会吸引铁质物品，变化磁场会使携带的金属中产生感应电流，重则危及生命。上述说明中，没有涉及的知识是（ ）
A．铁在磁场里会被磁化B．磁能生电
C．电流的热效应D．同名磁极相互排斥
【分析】解答从文本提取信息，然后跟选项进行对照即可：
文本：强静磁场会吸引铁质物品﹣﹣说明铁在磁场会被磁化；
文本：变化磁场会使携带的金属中产生感应电流﹣﹣电磁感应；
文本：从而使金属发热面灼伤病人﹣﹣电流的热效应。
【解答】解：从文本提取信息，然后跟选项进行对照即可：
A、文本：强静磁场会吸引铁质物品﹣﹣说明铁在磁场会被磁化。
B、文本：变化磁场会使携带的金属中产生感应电流﹣﹣电磁感应（磁生电）。
C、文本：使金属发热而灼伤病人（电流流过金属导体；故C正确。
D、文本未提及磁极间的相互作用。
故选：D。
【点评】学生能从本题题干抓取信息就能较容易得出答案。
6．（3分）用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，它们的温度随加热时间的变化关系如图所示，据此判断物质甲的比热容为（ ）
A．2.1×103J/（kg•℃）B．4.2×103J/（kg•℃）
C．1.2×103J/（kg•℃）D．条件不足，不能确定
【分析】图象问题要结合物理公式进行分析。
由图象知物质甲和水质量相同，升高的温度相同时水吸收的热量是物质甲吸收热量的2倍。
【解答】解：由图象可知：用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，水温度升高60℃需要20min。
所以质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为：Q水吸＝2Q甲吸。
由热量计算公式Q＝cmΔt，得：c＝。
由c水＝2c甲。
c水＝8.2×103J/（kg•℃）。
所以c甲＝6.1×103J/（kg•℃）。
故选：A。
【点评】比较两个量的大小一定要根据公式来分析，这样思维严谨些。有图象的要合理利用图象。
7．（3分）用太阳能电池（SC）和光敏电阻（LDR）组成的电路如图，随着光照强度的增大，电压表示数会明显增大，先在黑暗环境中闭合开关，再开灯时（ ）
A．可能导致短路B．LDR阻值增大
C．LDR功率增大D．电流表示数不变
【分析】根据题意知当先在黑暗环境中闭合开关，再开灯时光照强度增大，电压表示数会明显增大，LDR的阻值会急剧减小到几百欧，由I＝判断出电路中电流的变化，由P＝UI判断出LDR功率的变化。
【解答】解：先在黑暗环境中闭合开关，再开灯时光照强度增大，LDR的阻值会急剧减小到几百欧知电路中的电流增大，但不会造成短路，由P＝UI知LDR的功率会增大，ABD错误。
故选：C。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用，关键是会分析光照强度增大时LDR的阻值的变化和欧姆定律的应用。
8．（3分）将铜线做成了如图所示形状，将上方的尖端挂在电池的正极，底部错开的两根铜线则是贴在吸附在电池负极的圆柱形强磁铁的边缘，下列说法错误的是（ ）
A．它的原理与电动机相同
B．该磁体具有磁性也具有导电性
C．电池两侧的铜丝是串联的
D．若将磁体的磁极对调，转动方向会改变
【分析】（1）由题意可知，一节电池的负极吸附着一块圆柱形强磁铁，用铜导线做成一个如图所示的框架，当将铜框架转轴部分搁在电池正极上框架下方两侧作为电刷与强磁铁相接触时，铜框架就会旋转起来，这是利用了通电导体在磁场中受力的原理而使铜框架转动的，这是电动机的原理；
（2）根据图知电池两侧的铜丝是并联；
（3）通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向两个因素有关：一个是磁场方向，另一个是电流方向。如果只改变一个因素，则导体受力方向改变，如果同时改变两个因素，则导体受力方向不变。改变电流大小，只能改变受力大小，不能改变受力方向。
【解答】解：A、本题中有电源且线圈在磁场中，与电动机的原理相同；
B、在实验中，磁铁需要导电，因此该磁铁是导体；
C、由图知，是并联的；
D、通电导体在磁场中受到力的作用，所以将磁体的磁极对调，故D正确；
故选：C。
【点评】了解实验装置的结构，明确其工作原理是解答的关键。
9．（3分）如图所示电路，闭合开关S，灯泡L1正常发光，将灯泡L2插入插座后发现不亮，用测电笔测a、b、c、d点，其中只有测b点时氖管不发光。则电路发生的故障可能是（ ）
A．a、c之间断路B．b、d之间断路
C．灯泡L2灯丝断了D．b点与零线之间断路
【分析】用试电笔检测，试电笔氖管发光的，这说明试电笔直接或间接接触火线。
【解答】解：闭合开关S，灯泡L1正常发光，这说明通过灯泡L1有电流，该支路是正常的；
将灯泡L6插入插座后发现不亮，这说明电路出现了断路现象、b、c、d点，这说明b与火线之间是断开的，说明d与火线是通路。
故选：B。
【点评】本题考查了家庭电路故障的判定，属于基础题。
10．（3分）如图所示的电路中，电源电压为6V并保持不变，滑动变阻器R1标有“20Ω，0.5A”字样，定值电阻R2标有“10Ω，1A”字样，若电流表的量程为“0～0.6A”，滑片P移动时，在保证电路安全的情况下（ ）
A．电流表变化范围是0.2A～0.6A
B．电压表变化范围是1.5V～3V
C．电路总功率变化范围是1.2W～3W
D．滑动变阻器允许调节的范围是2Ω～10Ω
【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）根据串联电路的电流特点结合变阻器R1、定值电阻R2允许通过的最大电流、电流表量程确定电路中的最大电流，此时R2两端的电压最大，电路的总功率最大，变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出R1两端电压，根据P＝UI求出电路的最大功率，根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出变阻器接入电路中的最小阻值；
（2）当电压表的示数最大时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电路的总功率最小，根据串联电路的电压特点求出此时R1两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的最小电流，再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值；
（3）根据P＝UI求出电路的最大功率和最小功率。
【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R6两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）因串联电路中各处的电流相等，变阻器R1允许通过的最大电流为0.3A、定值电阻R2允许通过的最大电流为1A、电流表量程为6～0.6A，电路中的最大电流I大＝4.5A；
此时R2两端的电压最大，电路的总功率最大，
由I＝可得，R2两端电压：U2大＝I大R2＝2.5A×10Ω＝5V；
电路的最大功率：P大＝UI大＝2V×0.5A＝8W；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以1＝U﹣U2大＝8V﹣5V＝1V，所以电压表的最小示数为8V；
则变阻器接入电路中的最小阻值：R1小＝＝＝2Ω；
（2）当电压表的示数最大时，接入电路中的电阻最大，电路的总功率最小，
此时R2两端的电压：U2＝U﹣U3大＝6V﹣3V＝8V，所以电压表变化范围1V～3V；
电路中的最小电流：I小＝＝＝7.3A，故A错误；
电路的最小功率为：P小＝UI小＝6V×5.3A＝1.5W，电路总功率变化范围是1.8W～8W；
滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R1大＝＝＝10Ω，滑动变阻器连入电路的阻值在5Ω～10Ω范围内变化；
故选：D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是电路中最大和最小电流的确定。
二、填空题（本大题共7小题，每小题4分，共28分）
11．（4分）空间站利用太阳能电池板获得能量，太阳能来自于太阳内部的核 聚 变（选填“聚”或“裂”），空间站的图像信号是通过 电磁 波（选填“超声”或“电磁”）传回地面的。
【分析】太阳能来自于太阳内部的核聚变。
电磁波可以传递信息。
【解答】解：空间站利用太阳能电池板获得能量，太阳能来自于太阳内部的核聚变。
故答案为：聚；电磁。
【点评】本题考查的是获取核能的两种基本方式；知道电磁波可以传递信息。
12．（4分）丹麦物理学家 奥斯特 首先发现了电与磁之间存在本质联系，生产生活中的 电磁起重机 （选填“电磁起重机”“台灯”或“电热毯”）主要是利用电流磁效应工作的。
【分析】（1）在1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流周围存在着磁场；
（2）通电导体周围存在磁场，这叫做电流的磁效应。
【解答】解：
（1）奥斯特把通电直导线放在水平方向静止的小磁针上，小磁针发生偏转，实验表明电流周围存在磁场；
（2）通电导线周围有磁场，这就是电流的磁效应、电磁继电器等都是利用该原理制成的，不是利用电流磁效应工作的，应用了电流的热效应。
故答案为：奥斯特；电磁起重机。
【点评】本题考查物理常识和电流的磁效应，主要考查学生对所学物理知识的灵活运用能力。
13．（4分）环卫工人往结冰的桥面撒盐加快冰的熔化，激发了小明探究盐水凝固点的兴趣。他把两杯浓度不同的盐水放入冰箱冷冻室里，当杯内的盐水中出现冰块时测量它们的温度（每支温度计的单位都是摄氏度），图乙中温度计的示数为 ﹣5 ℃，从实验现象可知，盐水的浓度越高 低 。
【分析】（1）先确定温度计的分度值，再根据液面位置读数，注意是零上还是零下；
（2）冰中含盐可以降低水的凝固点。
【解答】解：（1）由图乙可知，温度计的分度值为1℃，示数为﹣5℃；
（2）小明把两杯浓度不同的盐水放入冰箱冷冻室里，当杯内的盐水中出现冰块时测量它们的温度，
由图甲可知，当盐水浓度较低时，凝固点为﹣3℃，当盐水浓度较高时，凝固点为﹣5℃，盐水的浓度越高。
故答案为：﹣5；低。
【点评】本题考查温度计的读数、冰中含盐可以降低水的凝固点的知识，属于基础题。
14．（4分）如图是小明设计的风力测定仪，O是转动轴，金属杆OC下面连接着一块受风板，风力越大，灯泡的亮度越 亮 （选填“亮”或“暗”）。小明发现，在风力变化不大时，仅灯泡的亮度难以准确显示风力大小，可以在电路中串联一个 电流 表（选填“电流”或“电压”）。
【分析】（1）风越大，OC杆偏转的角度越大，接入电路的电阻越小，则总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律可知电路中的电流的变化情况，进而得出灯泡的亮度变化；
（2）仅凭灯泡的亮度难以准确显示风力大小，要克服这个缺点，可以在电路中串联一个电流表。
【解答】解：（1）风越大，OC杆偏转的角度越大，则总电阻变小，由欧姆定律可知电路中的电流变大；
（2）仅凭灯泡的亮度难以准确显示风力大小，要克服这个缺点。
故答案为：亮；电流。
【点评】本题考查学生对滑动变阻器实质的理解和掌握，以及对电路图的分析解决实际问题的能力。
15．（4分）如图所示是一台单缸四冲程汽油机的 压缩 冲程，若此汽油机活塞每秒对外做功30次，则飞轮的转速为 3600 r/min。
【分析】（1）由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程，汽油机四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，排气和吸气冲程没有能的转化；
（2）汽油机在一个工作循环中曲轴转2圈，飞轮转2周，做功一次。
【解答】解：由图可知，单缸四冲程汽油机的进气门和排气门都关闭，是压缩冲程；
汽油机活塞每秒对外做功30次，则1s有30个工作循环，则1s飞轮转动60r，即飞轮转速是3600r/min。
故答案为：压缩；3600。
【点评】本题主要考查对热机飞轮转速的含义的理解以及对热机工作循环中各冲程情况的了解，属于基础性题目。
16．（4分）燃气灶将20kg的水由42℃加热到62℃，这是通过 热传递 （选填“热传递”或“做功”）方式改变水的内能，若天然气完全燃烧放出的热量有42%被水吸收，需要消耗 0.1 m3的天然气。[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），天然气热值q＝4×107J/m3]
【分析】（1）做功和热传递都可以改变物体的内能，做功改变物体内能的实质是能量的转化，热传递改变物体内能的实质是内能的转移；
（2）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸＝cmΔt求水吸收的热量，即水的内能增加值；利用η＝求天然气完全燃烧放出的热量，再利用Q放＝Vq求需要天然气的体积。
【解答】解：（1）水吸收热量，内能增加，这是通过热传递的方式改变水的内能；
（2）水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×104J/（kg•℃）×20kg×（62℃﹣42℃）＝1.68×106J，即水的内能增加3.68×106J；
由η＝得天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝＝＝3×106J，
由Q放＝Vq得需要天然气的体积：V＝＝＝0.2m3。
故答案为：热传递；0.3。
【点评】本题考查改变物体内能的方式以及热量的计算，是一道基础题。
17．（4分）如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至灯正常发光的位置，A、B两点的电功率PA：PB＝1：8，则电源电压为 9 V，灯的功率变化量为 4 W。
【分析】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片从最右端向左滑动的过程中，滑动变阻器连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，根据串联电路的分压原理可知：滑动变阻器两端的电压变小，灯泡两端的电压变大；据此可判断出图乙中①②分别是哪一个电压表的示数随电流表示数变化的图线；
（2）当滑片位于最右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，根据图乙中②读出灯泡两端的电压，根据此时A、B两点的电功率PA：PB＝1：8，利用P＝UI即可求出滑动变阻器两端的电压，然后求出电源电压；
当滑片位于灯正常发光的位置时，接入电路中的电阻最小，电路中的电流最大，根据图乙中①读出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出此时灯泡正常工作时两端的电压，利用P＝UI即可求出灯泡正常工作时的功率，即为灯泡的最大功率；滑动变阻器的滑片在最右端时，根据P＝UI得出灯泡的最小功率，进而得出灯的功率变化量。
【解答】解：由电路图知，滑动变阻器与灯泡串联1测灯泡两端的电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片从最右端向左滑动的过程中，电路中的电流变大，灯泡两端的电压变大；
所以图乙中①是表示电压表V7的示数随电流表示数变化的图线，②是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线；
（2）当滑片位于最右端时，接入电路中的电阻最大，已知①是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线，②是表示电压表V3的示数随电流表示数变化的图线；则A点是灯泡两端电压，
根据图乙中②可知：灯泡两端的电压为UA＝1V，已知此时AA：PB＝1：7，
由于串联电路中电流处处相等，则根据P＝UI可知：
UA：UB＝：＝PA：PB＝1：8，
所以，UB＝8UA＝8×1V＝8V，
则电源电压U＝UA+UB＝1V+8V＝7V；
当滑片位于灯正常发光的位置时，接入电路中的电阻最小，根据图乙中①可知：滑动变阻器两端的电压U2＝2V，灯泡正常工作的电流为IL＝I最大＝4.6A，
根据串联电路的电压特点可得此时灯泡正常工作时两端的电压UL＝U﹣U2＝2V﹣2V＝7V，
所以灯泡的最大功率P大＝ULIL＝5V×0.6A＝8.2W；
滑动变阻器的滑片在最右端时，灯泡的功率最小小＝UAIA＝1V×6.2A＝0.2W；
灯的功率变化量ΔP＝P大﹣P小＝4.2W﹣7.2W＝4W。
故答案为：8；4。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律的应用、以及电功率计算公式的应用，难度大，综合性强。
三、作图与实验题（18题4分，19题6分，20题10分，共20分）
18．（2分）如图所示，在虚线框内填上电池符号，在磁感线上标出方向。
【分析】螺线管的N、S极已知，利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向；电源外部，电流方向从电源正极流向负极，然后利用磁感线的特点可以得到磁感线的方向。
【解答】解：由图可知，螺线管左端为N极，据此在磁感线上标出方向；
根据安培定则，用右手握住螺线管，四指环绕的方向是螺线管中的电流方向、左端流出、左端为负极
【点评】安培定则共涉及三个方向：电流方向、线圈绕向、磁场方向，告诉其中的两个可以确定第三个。其中磁场的方向往往与小磁针的N、S极或磁感线的方向联系在一起，而电流方向经常与电源的正负极联系起来。
19．（2分）请你用笔画线代替导线，将如图所示的电灯、开关接入家庭电路中。
【分析】灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点；零线直接接入灯泡的螺旋套。
【解答】解：灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，这样在断开开关能切断火线。既能控制灯泡，如图所示：
【点评】掌握家庭电路的灯泡、开关的接法，同时考虑使用性和安全性。
20．（6分）小华用如图所示的电路，探究“通电导体在磁场中的受力方向与导体中电流方向是否有关”。主要探究过程如下：
①闭合开关后，观察导体ab的运动方向，并记录在表格中。
②断开开关，把蹄形磁铁磁极对调，同时把电源的正、负极对调后接入电路。闭合开关，并记录在表格中。
请根据实验目的和探究过程回答下列问题：
（1）小华的探究过程中存在的问题： 没有控制磁场方向一定 。
（2）请你针对小华探究过程中存在的问题，写出改正措施： 在步骤②中，蹄形磁铁磁极保持不变，只把电源的正、负极对调后接入电路 。
【分析】通电导线在磁场中受力的作用，受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，根据控制变量法分析判断。
【解答】解：
（1）由于磁场对通电导体的作用力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，所以，应控制磁场的方向不变；由题知、下磁极调换一下；
所以，存在的问题是：没有控制磁场方向不变。
（2）改正措施：保持磁体N极和S极的位置不变，把电源的正，闭合开关，记录在表格中。
故答案为：（1）没有控制磁场方向一定；
（2）在步骤②中，蹄形磁铁磁极保持不变、负极对调后接入电路。
【点评】本题考查磁场对电流产生的磁力作用规律，实验设计直观形象，易于看懂，主要是考查控制变量法的应用。
21．（10分）在“伏安法测小灯泡电阻”的实验中：
（1）连接好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电压表示数如图乙。接着，要使电压表示数变为2.5V 左 （选填“左”或“右”）端移动；
（2）小明同学在实验中，通过调节滑动变阻器的滑片，得到三组电流、电压的对应值。请你设计出实验数据记录表格；
（3）他发现，同一个灯泡计算出的三组电阻值差异较大，造成这种现象的原因是： 灯泡电阻受温度影响，随温度升高而增大 ；
（4）利用测小灯泡电阻的器材 不可以 （选填“可以”或“不可以”）探究电流与电压的关系，你的理由是 灯泡的电阻与温度有关 。
【分析】（1）小灯泡在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；
（2）根据实验原理和过程设计表格；
（3）从温度对灯泡电阻的影响分析答题；
（4）在探究电阻上的电流与电压的关系时，应采用控制变量法，即控制电阻大小不变，改变电阻两端的电压，测出电阻上的电流。
【解答】解：（1）如图乙，电压表选用小量程，示数为1.8V，应增大灯的电压，应减小变阻器的电压，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，直到电压表示数为额定电压5.5V；
（2）实验中，通过调节滑动变阻器的滑片、电压的对应值，设计表格如下：
（3）由于灯泡电阻受温度影响，随温度升高而增大，因此三组电流与电压对应的灯泡电阻阻值相差较大。
（4）因灯泡的电阻与温度有关，即电阻是变化的；所以此电路不可以探究“电流与电压的关系”。
故答案为：（1）左；（2）见解答，随温度升高而增大，灯泡的电阻与温度有关。
【点评】本题为“测量小灯泡的电阻”实验，考查电表读数、实验操作、表格设计、现象分析、数据分析、实验设计等知识。
四、计算题（第21题10分，第22题12分，共22分）
22．（10分）常用的呼气式酒精测试仪有两种：一种是燃料电池型酒精测试仪如图甲，燃料电池两端的电压与进入电池的酒精浓度关系如图乙。一种是气敏电阻型酒精测试仪如图丙，电源电压U＝9V，R1＝25Ω，R2是气敏电阻与酒精浓度的关系如图丁。酒精浓度（n）表示每100mL气体中含有酒精的质量。求：
（1）如图甲RP＝20Ω，若驾驶员每100mL呼出气体内含有40mg酒精，电流表的示数；
（2）如图丙，若驾驶员没有喝酒，电压表的示数；
（3）如图丙，若电压表示数为5V，驾驶员呼出的气体每100mL中含多少mg酒精。
【分析】（1）根据图乙判断出若驾驶员每100mL呼出气体内含有40mg酒精时，燃料电池的电压，由欧姆定律算出此时电路中的电流，即电流表的示数；
（2）由图丙知，两电阻串联，电压表测量定值电阻R1两端的电压，由图丁判断出如果驾驶员没有喝酒时R2的阻值，由欧姆定律算出此时电路的电流和R1两端的电压；
（3）如果电压表示数为5V，由欧姆定律算出电路的电流和电路的总电阻，根据串联电路电阻的规律算出R2的电阻，由图判断出驾驶员呼出的气体中每100mL中酒精的含量。
【解答】解：（1）由图乙知，若驾驶员每100mL呼出气体内含有40mg酒精时，
根据欧姆定律可得此时电路中的电流为：I＝＝＝0.2A，
即电流表的示数为0.1A；
（2）由图丙知，两电阻串联7两端的电压，
由图丁知，如果驾驶员没有喝酒时，R2的阻值为50Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得此时电路的电流为：I′＝＝＝A，
R6两端的电压为：U1＝I′R1＝A×25Ω＝3V，
即电压表的示数为3V；
（3）如果电压表示数为5V，根据欧姆定律可知此时电路的电流为：I″＝，
电路的总电阻为：R＝＝＝45Ω，
根据串联电路电阻的规律知R2的电阻为：R2′＝R﹣R7＝45Ω﹣25Ω＝20Ω，
由图知驾驶员呼出的气体，每100mL中含有酒精40毫克。
答：（1）图甲中电流表的示数为0.1A；
（2）若驾驶员没有喝酒，电压表的示数为4V；
（3）若电压表示数为5V，驾驶员呼出的气体。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，体现了物理应用于生活，也体现了学以致用的目的。
23．（12分）如图甲所示，当人靠近大门时，大门自动打开。小明设计的模拟电路如图乙所示，40W”，控制电路的电源电压U＝24V，R1为定值电阻，人体红外传感器的阻值R随人体到大门距离L的变化关系如图丙所示：当控制电路中的电流为100mA时，衔铁刚好被吸下，大门打开（不计电磁铁线圈的电阻）。求：
（1）开门一次用时3s，电动机消耗的电能；
（2）当L＝3m时刚好触发电动机工作，R1的阻值；
（3）将电压表并联在R两端，在0～6m内，请推导出电压表示数UR随L的变化关系式。
【分析】（1）电动机铭牌上标有“220V 40W”的字样，根据P＝的变形公式求出开门一次电动机消耗电能；
（2）L＝3m时刚好触发电动机工作，说明控制电路中的电流为100mA，根据欧姆定律求出控制电路的总电阻；
根据图丙确定当L＝3m时R的阻值，利用电阻的串联求出R1的阻值；
（3）根据图丙确定R与L的数学关系；根据串联电路电压规律和分压原理写出电压表示数UR随L的变化关系式。
【解答】解：（1）电动机铭牌上标有“220V 40W”的字样，根据P＝，开门一次电动机消耗电能为：
W＝Pt＝40W×3s＝120J；
（2）当电磁铁线圈中的电流为100mA时，衔铁刚好被吸下，大门打开
R总＝＝＝240Ω；
由丙图可知，当L＝3m时，
根据电阻的串联可知，R1＝R总﹣R＝240Ω﹣120Ω＝120Ω；
（3）由图丙可知，R与L的数学关系为：R＝20L+60（6m≥L≥0）；
设电压表示数UR，根据串联电路电压规律和分压原理可知，＝，即＝，
解得：UR＝，
因R＝20L+60（4m≥L≥0），
故UR＝（4m≥L≥0）。
答：（1）开门一次电动机消耗电能为120J；
（2）R1的阻值为120Ω；
（3）在8～6m内，电压表示数UR随L的变化关系式为UR＝（2m≥L≥0）。
【点评】本题考查了电功与电能的计算和欧姆定律的应用等知识的了解和掌握，特别是最后一问，难度较大。实验次数
电压（U/V）
电流（I/A）
电阻（R/Ω）
1
6
3