陕西省西安高新第一中学2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷

这是一份陕西省西安高新第一中学2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷，共32页。试卷主要包含了选择题，填空与作图题，实验探究题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1．（2分）在国际单位制中，电功的单位是（ ）
A．伏特（V）B．焦耳（J）C．欧姆（Ω）D．瓦特（W）
2．（2分）如图展示了我国古代劳动人民的智慧，对于其中所涉及的物理知识，下列说法不正确的是（ ）
A．甲图是古人舂米用的工具，该工具利用了杠杆原理
B．乙图是一种汲水用的辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶，使用该装置可以省功
C．丙图中古代士兵常用滑轮把护城河上的吊桥拉起，使用这种滑轮可以改变力的方向
D．丁图“透火焙干”是造纸的一道工序，将湿纸贴在热墙上加快变干，是通过热传递的方式来增大湿纸的内能，提高温度，从而加快水的蒸发
3．（2分）下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电脑B．电热水壶C．电视机D．电风扇
4．（2分）以下关于教室中的电路及元件说法正确的是（ ）
A．教室里的一个开关可以同时控制四盏灯的亮和灭，则这四盏灯一定是串联的
B．教室里插座提供的电压是36V
C．关掉前排的灯，则其他的灯会更亮
D．教室里工作的用电器越多，总功率会越大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5．（2分）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，下图是某汽车汽油机的能量流向图。下列有关说法正确的是（ ）
A．由图可知该汽油机的效率是30%
B．四冲程汽油机一个工作循环，完成四个冲程，飞轮转两周，对外做功两次
C．汽车开动后，充电线路可以给蓄电池充电，此时蓄电池相当于电路中的用电器
D．冬天汽车都会利用尾气中的能量给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值
6．（2分）电脑工作时会发热，当升温到一定值时，温控开关S1自动闭合，风扇启动，加快散热从而保护电脑。如果断开电源总开关S2，风扇M和其他工作系统同时停止工作，根据上述特点，图中（ ）
A．B．
C．D．
7．（2分）家庭电路和安全用电的知识是现代公民必备的知识，下列有关图文说法正确的是（ ）
A．甲图：图中家庭电路元件的连接顺序是正确的
B．乙图：甲站在干燥的木桌上，乙站在地上，则甲、乙都不会触电
C．丙图：使用测电笔时，手必须接触笔尖金属体
D．丁图：使用电冰箱时，金属外壳不需要接地
8．（2分）如图所示的家庭电路中，正常发光的灯L突然熄灭，电工用测电笔分别测a、b、c、d四点，c、d两点氖管都不发光。若电路只有一处故障，则可能是（ ）
A．火线上熔丝断了B．开关S处断路
C．bc之间存在断路D．导线cd间断路
9．（2分）如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像，下列判断不正确的是（ ）
A．甲的电阻值是20Ω
B．乙电阻工作时，其阻值随着电压的增大而减小
C．甲、乙并联，通过乙的电流为0.2A时，则通过甲的电流为0.1A
D．甲、乙串联，乙两端的电压为2V时，则甲两端的电压为4V
10．（2分）寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小明制作了恒温箱系统1、热敏电阻R2（安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小）、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝R3和R4等组成。调好R1阻值，闭合开关S1、S2，箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动，且降温比较平缓。下列说法正确的是（ ）
A．恒温箱温度升高时，电磁铁磁性减弱
B．R3阻值大于R4阻值
C．电磁继电器中的电磁铁的原理是电流的磁效应
D．将R1的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将更高些
二、填空与作图题（共8小题，计25分）
11．（5分）如图是改变气体内能大小的实验装置，电子温度计的探头插入用橡胶塞封住的玻璃瓶内，能够显示瓶内气体的温度。打气筒向瓶内打气时，说明瓶内气体内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；按压打气筒的活塞几次后，橡胶塞会被弹开，在橡胶塞弹开的过程中，气体的 能转化为橡胶塞的 能，这与热机做功冲程的能量转化相同。电子温度计的探头所使用的热敏电阻是 （选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）材料。
12．（2分）在班级组织的“自制指南针”活动中，小梦同学用条形磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转，观察到树叶的尖端总是指向地理南方，如图所示。小梦应该在树叶尖端标注 极，树叶有这样的指向性，是因为磁化后的缝衣针受到 作用的结果。
13．（5分）生活中我们经常使用简单机械，请分析题目并回答下列问题：
（1）工人用如图甲所示的滑轮组将重物竖直向上匀速提升2m，用时20s，此过程中重物上升的速度是 m/s。若增大提升重物的质量，该滑轮组的机械效率将变 ；
（2）如图乙所示，供轮椅上下的斜坡长L＝6m，高h＝3m。小明用100N的拉力平行于斜坡向上将重为150N的木箱从底端匀速拉到顶端。他所做的有用功为 J，斜坡的机械效率为 ；
（3）如图丙所示，石头垂直作用在撬棒上C的力是700N，已知撬棒AD＝1m，若沿图中动力的方向恰好撬动石头，则施加在撬棒A点的力F是 N。
14．（4分）如图所示是小明家的电能表。
（1）5月初，小明家电能表示数为1232.8kW•h，6月初的示数如图所示 度；
（2）小明家同时使用的用电器总功率不能超过 W；
（3）小明让某一用电器单独工作15min，这段时间内，电能表的转盘刚好转了300转 kW•h，这段时间内的实际功率为 W。
15．（2分）如图所示实物电路中，电源由两节新干电池串联而成，R1和R2为定值电阻，当开关闭合后，电压表和电流表的示数分别为2V和0.2A1的阻值为 ，通电1min时，电流通过R1和R2产生的热量之比为 。
16．（3分）小华同学设计了一个风力测定仪，如图所示，O是转动轴，下面连接着一块受风板，无风时杆OC是竖直的，OC杆偏转的角度越大。AB是一段圆弧形电阻，P点是金属杆与弧形电阻相接触的点，闭合开关S即可。通过分析可知：若风力增大，电流表的示数 （选填“增大”、“减小”或“不变”），电压表的示数 （选填“增大”、“减小”或“不变”），所以应该用 表示数的变化反映风力的大小。
17．（2分）如图甲所示为一个磁悬浮地球仪，图乙是其内部结构示意图。开关闭合后，请在图乙中的括号内标出电源的正、负极。
18．（2分）图甲为一个带开关的插座，开关闭合时，插孔可以提供工作电压，将对应的电路连接完整，并符合安全用电原则。
三、实验探究题（共3小题，计20分）
19．（7分）（1）甲图比较沙子和水吸热升温的现象中，选用两个相同的酒精灯进行加热，通过比较 （选填“加热时间”或“升高的温度”）间接反映沙子和水吸收热量的多少，利用实验得到的数据，绘制出沙子和水的温度随时间变化的图像如图乙， 吸收的热量多，因此 的吸热本领强；
（2）丙图在探究电流通过导体产生的热量与导体电阻大小的关系时，实验选用两个完全相同的烧瓶，瓶内装相等质量的同种液体 相同，此实验用 间接反映电流产生热量的多少；
（3）在探究电流和电阻关系的实验中，甲、乙两位同学分别进行了实验，并画出各自的I﹣R关系图像如图丁所示。由图像可知， （选填“甲”或“乙”）同学的实验操作是符合要求的，该同学控制导体两端的电压为 V不变。
20．（6分）小华和同学进行“探究串联电路电压规律”的实验。所用器材有：电压恒为3V的电源，一个开关，两只灯泡（L1和L2），两只相同电压表V1和V2（量程均为0～3V和0～15V），导线若干。
（1）他们按图甲所示的电路图连接实物电路，用一只电压表分别测AB、BC、AC间的电压，每次拆接电压表时 状态；
（2）小华决定改进实验，她按照图乙连接好电路，闭合开关，电压表V1和V2的指针偏转角度相同，若电压表V2的示数恰好为3V，则电压表V1的示数应该是 V；
（3）小华同学测出了AB间和AC间的电压，为了测量BC间的电压，断开开关 ；
A．保持B接线不动，将电压表V1连线由A改接到C
B．保持C接线不动，将电压表V2连线由A改接到B
C．以上两种操作都可以
（4）为了得到更普遍的规律，下列操作最合理的是 ；
A．换用不同规格的灯泡进行多次测量
B．将灯泡L1和L2互换位置进行多次测量
（5）实验过程中小华还发现，串联电路中不同规格灯泡的亮度总是不同。请利用已有的电学知识帮小华进行分析：当两个不同规格的灯泡串联时，灯丝阻值大的灯泡分得电压更 ，从而导致 更大，该灯泡就会更亮。
21．（7分）小文同学用图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻，所用器材有：电压恒为6V的电源，额定电压为2.5V、电阻约为10Ω的小灯泡一个1为“10Ω 2A”、R2为“50Ω 2A”，电流表、电压表、开关各一个，导线若干。
（1）要实现滑动变阻器的滑片向右滑动时，小灯泡发光变暗，小文应该接滑动变阻器的 （选填“a”或“b”）端；
（2）实验时应选用的滑动变阻器为 （选填“R1”或“R2”）；
（3）移动滑动变阻器滑片的过程中，电压表的示数如图乙所示，接下来要测量小灯泡正常发光时的电流 （选填“a”或“b”）端移动，直到电压表的示数为 V，此时电流表的读数如图丙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω（保留1位小数）；
（4）小文发现电动自行车上的照明灯是由很多个额定电压为3V的小LED灯并联组成的，其中一个LED灯的亮度与实验所用小灯泡基本相同。小文想测量一个LED灯的额定功率，她将电动自行车上的一个LED灯取下并接入电路，并绘制成图像，如图丁所示。根据图像 W，这个功率约为实验所用小灯泡正常发光时电功率的 %（保留到1%），所以在相同的工作时间的情况下，LED灯消耗电能更少。
四、综合题（共2小题，计15分）
22．（6分）小轿车是日常生活中重要的交通工具之一，下表是某品牌小轿车的部分参数。（q汽油＝3.6×107J/L）
经济油耗量是指小轿车以90km/h的速度行驶100km，消耗汽油8L。求：
（1）小轿车以经济行驶速度在平直公路上匀速行驶10km，消耗的汽油完全燃烧放出的热量是多少？
（2）上述过程中，小轿车发动机的输出功率恒定、大小为18kW，那么此过程发动机的效率是多少？
23．（9分）如图甲是某多功能电饭锅，具有加热和保温两挡功能（S1为总开关，S2为温控开关），其内部有两个加热电阻丝R1和R2（R1的电阻是40Ω，R2的电阻是202Ω）。某次将3kg初温为20℃的米和水加热到100℃，然后自动转入保温状态。表是电饭锅铭牌上的部分参数，求解下列问题。[米和水混合物的比热容为4.0×103J/（kg•℃）]
（1）加热过程中，米和水吸收的热量；
（2）正常加热时，通过电路的电流；
（3）分别计算出电饭锅处于加热挡和保温挡时电路中工作的总电阻R加热和R保温；
（4）在乙图虚线框内尝试将电饭锅的电路图补充完整。
参考答案与试题解析
一、选择题（共10小题，每小题2分，计20分，每个小题都只有一个选项符合题意）
1．（2分）在国际单位制中，电功的单位是（ ）
A．伏特（V）B．焦耳（J）C．欧姆（Ω）D．瓦特（W）
【分析】首先对每个选项中的单位进行分析，明确各自对应的物理量，然后确定符合题意的选项。知道在国际单位制中，电功的单位是焦耳。
【解答】解：A、在国际单位制中，不合题意；
B、在国际单位制中，符合题意；
C、在国际单位制中，不合题意；
D、在国际单位制中，不合题意。
故选：B。
【点评】此题考查我们对常见物理量及其对应单位的掌握情况，属于基础知识的考查，难度较小，容易掌握。
2．（2分）如图展示了我国古代劳动人民的智慧，对于其中所涉及的物理知识，下列说法不正确的是（ ）
A．甲图是古人舂米用的工具，该工具利用了杠杆原理
B．乙图是一种汲水用的辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶，使用该装置可以省功
C．丙图中古代士兵常用滑轮把护城河上的吊桥拉起，使用这种滑轮可以改变力的方向
D．丁图“透火焙干”是造纸的一道工序，将湿纸贴在热墙上加快变干，是通过热传递的方式来增大湿纸的内能，提高温度，从而加快水的蒸发
【分析】（1）将在力的作用下可绕固定点转动的硬棒称为杠杆；
（2）任何机械都不可以省功；
（3）定滑轮可以改变力的方向，但不省力；
（4）改变内能的方式：做功和热传递。
【解答】解：A．古人舂米的工具是一根绕固定点转动的硬棒，利用了杠杆原理；
B．汲水用的辘轳利用了轮轴来省力，故B错误；
C．定滑轮可以改变力的方向，就是利用了此原理；
D．热传递可以改变物体的内能，提高温度，故D正确。
故选：B。
【点评】此题考查了滑轮及其工作特点、杠杆的原理等知识点，属基础题目。
3．（2分）下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电脑B．电热水壶C．电视机D．电风扇
【分析】当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应。一方面，利用电流的热效应可以为人类的生产和生活服务；另一方面，电流的热效应也有一些不利因素。任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场的现象，称为电流的磁效应。
【解答】解：A、电脑工作时电能并不是主要转化为内能，故A错误；
B、电热水壶是电能转化为内能，故B正确。
C、电视机工作时电能不是主要转化为内能。故C错误；
D、电风扇工作时电能主要转化为机械能。故D错误。
故选：B。
【点评】主要考查电流的热效应、电流的磁效应和电流的化学效应在生活中的应用实例，只有认真把握它们的定义，才能真正区分它们利用的是哪一个效应。体现了物理来源于生活，又服务于社会的理念。
4．（2分）以下关于教室中的电路及元件说法正确的是（ ）
A．教室里的一个开关可以同时控制四盏灯的亮和灭，则这四盏灯一定是串联的
B．教室里插座提供的电压是36V
C．关掉前排的灯，则其他的灯会更亮
D．教室里工作的用电器越多，总功率会越大
【分析】家庭电路用电器并联，家庭电路的电压是220V。
并联的用电器越多，总电阻越小，根据欧姆定律可知，总电流变大，家庭电路电压不变，由 P＝UI分析电功率变化情况。
【解答】解：A．教室里的四盏灯互不影响，开关接在干路上，故A错误；
B．家庭电路的电压是220V，故B错误；
C．关掉前排的灯，这几盏灯互不影响，功率没有发生变化，故C错误；
D．家庭电路用电器都是并联，总电阻越小，总电流变大，由 P＝UI可得，故D正确。
故选：D。
【点评】此题考查了家庭电路的认识及电功率的计算公式的应用，属于基础知识。
5．（2分）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，下图是某汽车汽油机的能量流向图。下列有关说法正确的是（ ）
A．由图可知该汽油机的效率是30%
B．四冲程汽油机一个工作循环，完成四个冲程，飞轮转两周，对外做功两次
C．汽车开动后，充电线路可以给蓄电池充电，此时蓄电池相当于电路中的用电器
D．冬天汽车都会利用尾气中的能量给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值
【分析】（1）热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，结合图中数据分析；
（2）四冲程汽油机一个工作循环，完成四个冲程.，飞轮转两周，对外做功一次；
（3）电路是由提供电能的电源、消耗电能的用电器、控制电路通断的开关和输送电能的导线四部分组成；
（4）燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关。
【解答】解：A．热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，该汽油机的效率为100%﹣6%﹣30%﹣36%＝28%；
B．四冲程汽油机一个工作循环，飞轮转两周，故B错误；
C．汽车开动后，蓄电池消耗电能，故C正确；
D．热值是燃料的特性，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了四冲程内燃机的工作过程、热值和热机效率等知识的了解和掌握，属于基础题。
6．（2分）电脑工作时会发热，当升温到一定值时，温控开关S1自动闭合，风扇启动，加快散热从而保护电脑。如果断开电源总开关S2，风扇M和其他工作系统同时停止工作，根据上述特点，图中（ ）
A．B．
C．D．
【分析】串联电路特点：各用电器的工作互相影响，开关与用电器是串联的，开关控制所有用电器；
并联电路特点：各支路中的用电器的工作互不影响，干路上的开关控制整个电路的用电器，支路上的开关只控制本支路上的用电器。由此分析解题。
【解答】解：
由题知，当升温到一定值时1自动闭合，风扇才启动，即是并联的1只控制风扇，开关S8是总开关，应在干路上控制风扇和工作系统，B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了电路的设计，掌握并联和串联电路特点以及开关作用是设计电路时必须掌握的。
7．（2分）家庭电路和安全用电的知识是现代公民必备的知识，下列有关图文说法正确的是（ ）
A．甲图：图中家庭电路元件的连接顺序是正确的
B．乙图：甲站在干燥的木桌上，乙站在地上，则甲、乙都不会触电
C．丙图：使用测电笔时，手必须接触笔尖金属体
D．丁图：使用电冰箱时，金属外壳不需要接地
【分析】（1）电能表是测量家庭电路消耗电能多少的仪表，也防止一些人偷电，一定安装在家庭电路的最前端，并且在总开关的前面；检修电路时要断开开关，在电能表的后面要接入总开关；保险装置里面的保险丝能在电路电流过大时，能自动切断电源。为了方便更换保险丝，保险装置一定要安装在总开关的后面；
（2）触电的实质是当有一定大小的电流通过人体，就会引起人体触电；
（3）测电笔的使用方法：使用测电笔时，手要接触测电笔尾部的金属体，笔尖接触电线，氖管发光表明接触的是火线，不发光是零线；
（4）用电器的金属外壳要接地。
【解答】解：A．根据家庭电路元件的安装顺序可知，故A错误；
B．乙图中，乙两端没有电压，故B正确；
C．丙图中，手不能接触笔尖金属体，故C错误；
D．丁图中，金属外壳需要接地，故D错误。
故选：B。
【点评】此题考查了安全用电常识和家庭电路的连接，属于基本技能的考查，难度不大。
8．（2分）如图所示的家庭电路中，正常发光的灯L突然熄灭，电工用测电笔分别测a、b、c、d四点，c、d两点氖管都不发光。若电路只有一处故障，则可能是（ ）
A．火线上熔丝断了B．开关S处断路
C．bc之间存在断路D．导线cd间断路
【分析】家庭电路中火线和零线之间的电压是220V，火线和地线之间的电压是220V，地线和零线之间是0V；测电笔接触火线氖管发光，测电笔接触零线氖管不发光。
【解答】解：用测电笔测试火线上的a点时氖管发光，说明火线正常，说明开关S正常，说明零线正常，氖管不发光，可能是灯泡灯丝断了。
故选：C。
【点评】识记火线、地线、零线之间的电压。家庭电路故障一般从测电笔的氖管是否发光进行判断。
9．（2分）如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像，下列判断不正确的是（ ）
A．甲的电阻值是20Ω
B．乙电阻工作时，其阻值随着电压的增大而减小
C．甲、乙并联，通过乙的电流为0.2A时，则通过甲的电流为0.1A
D．甲、乙串联，乙两端的电压为2V时，则甲两端的电压为4V
【分析】（1）根据欧姆定律可知，电阻一定时，通过电阻的电流与两端的电压成正比，根据图像读出一组数据，根据欧姆定律求出甲的阻值；
（2）根据乙的图线偏向电压分析；
（3）并联电路各支路两端的电压相等，通过乙的电流为0.2A时，乙两端的电压为2V，根据并联电路中电压的规律知甲两端的电压，由图像可知通过甲的电流；
（4）将甲和乙串联，若电路中的电流为0.2A，根据图读出各自两端的电压值。
【解答】解：A．如图，通过甲的电流为0.3A
，故A正确；
B．由图像可知，所以乙的阻值随电压的增大而增大；
C．甲、乙并联，乙两端的电压为2V，甲两端的电压也为2V，通过甲的电流为0.7A；
D．甲、乙串联，通过乙的电流为0.2A，通过甲的电流也为2.2A，甲两端的电压为4V。
故选：B。
【点评】本题考查了串联电路的电流特点和并联电路的电压特点以及欧姆定律的灵活运用，关键是根据图象得出相关的信息。
10．（2分）寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小明制作了恒温箱系统1、热敏电阻R2（安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小）、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝R3和R4等组成。调好R1阻值，闭合开关S1、S2，箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动，且降温比较平缓。下列说法正确的是（ ）
A．恒温箱温度升高时，电磁铁磁性减弱
B．R3阻值大于R4阻值
C．电磁继电器中的电磁铁的原理是电流的磁效应
D．将R1的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将更高些
【分析】（1）通电线圈温度升高时，热敏电阻R2减小，根据闭合电路的欧姆定律分析作答；
（2）闭合开关S2，电阻R3与R4并联，恒温箱内的电路总电阻减小，电流变大，开始加热；随着恒温箱内温度升高，热敏电阻R2阻值减小，控制电路内电流变大，电磁铁的磁性增强，电磁开关被吸下；恒温箱内电路总电阻会变得非常大，恒温箱内电路加热结束，据此分析电阻的大小关系；
（3）电磁继电器中的电磁铁的原理是电流的磁效应；
（4）若将R1的阻值稍微调小一些，则控制电路里面的电流会更大一点，电磁铁的磁性会变强，控制开关被吸合的时间延长，会使恒温箱内需要再次启动加热时间延长，据此分析作答。
【解答】解：A．由题意可知，热敏电阻R2的阻值随温度升高而显著减小，根据欧姆定律，电磁铁的磁性增强；
B．由电路图可知，电磁铁磁性增强，使R4电路接通，此时恒温箱处于保温状态，电磁铁磁性减弱，使R7电路接通，此时恒温箱处于加热状态，且电源电压不变可知，R3阻值小于R4阻值，故B不符合题意；
C．电磁继电器中的电磁铁的原理是电流的磁效应；
D．根据欧姆定律可知，控制电路电源电压不变，将R1的阻值稍微调小一些，根据电阻的串联可知2的阻值变大，因热敏电阻R7的阻值随温度升高而显著减小，故恒温箱控制的温度将降低。
故选：C。
【点评】本题考查了电磁继电器的应用，知道电磁继电器起着开关作用；知道恒温箱内电路的加热原理：电阻R3、R4并联时加热，电阻R3断开时，停在加热。
二、填空与作图题（共8小题，计25分）
11．（5分）如图是改变气体内能大小的实验装置，电子温度计的探头插入用橡胶塞封住的玻璃瓶内，能够显示瓶内气体的温度。打气筒向瓶内打气时，说明瓶内气体内能 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；按压打气筒的活塞几次后，橡胶塞会被弹开，在橡胶塞弹开的过程中，气体的 内 能转化为橡胶塞的 机械 能，这与热机做功冲程的能量转化相同。电子温度计的探头所使用的热敏电阻是 半导体 （选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）材料。
【分析】做功使物体的内能改变的实质：其他形式的能量（如机械能）与内能之间的相互转化。
导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体，如：硅、锗等，具有单向导电性。
【解答】解：物体温度越高，内能越大，说明内能增大。
瓶内气体将塞子推出，对塞子做功。
热敏电阻一般是用半导体材料制成。
故答案为：增大；内；机械。
【点评】此题考查了内能的改变及半导体的认识，属于基础知识。
12．（2分）在班级组织的“自制指南针”活动中，小梦同学用条形磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转，观察到树叶的尖端总是指向地理南方，如图所示。小梦应该在树叶尖端标注 S 极，树叶有这样的指向性，是因为磁化后的缝衣针受到 磁场 作用的结果。
【分析】（1）指南针在水平位置静止指南的是S极，指北的是N极。
（2）地球是一个大的磁体。
【解答】解：地球是一个大的磁体，磁化后的缝衣针具有磁性，地球和自制指南针的磁场相互作用，地理的南极。
故答案为：S；磁场。
【点评】本题主要考查了指南针、地磁场的基本概念，属于基础性题目。
13．（5分）生活中我们经常使用简单机械，请分析题目并回答下列问题：
（1）工人用如图甲所示的滑轮组将重物竖直向上匀速提升2m，用时20s，此过程中重物上升的速度是 0.1 m/s。若增大提升重物的质量，该滑轮组的机械效率将变 大 ；
（2）如图乙所示，供轮椅上下的斜坡长L＝6m，高h＝3m。小明用100N的拉力平行于斜坡向上将重为150N的木箱从底端匀速拉到顶端。他所做的有用功为 450 J，斜坡的机械效率为 75% ；
（3）如图丙所示，石头垂直作用在撬棒上C的力是700N，已知撬棒AD＝1m，若沿图中动力的方向恰好撬动石头，则施加在撬棒A点的力F是 105 N。
【分析】（1）由速度公式可得重物上升的速度；其它因素不变时，物重越大，有用功越大，而额外功不变，结合机械效率公式分析出机械效率的变化情况；
（2）由W＝Gh可得有用功，由W＝Fs可得总功，由η＝可得机械效率；
（3）如图丙，若沿图中动力的方向恰好撬动石头，以D为支点，可知动力臂AD长度，由杠杆平衡原理知施加在撬棒A点的力F大小。
【解答】解：（1）重物上升的速度为
，
影响滑轮组提升重物时的机械效率的因素有重物的重力大小、动滑轮重力大小、绳子与轮的摩擦力，物重越大，而额外功不变＝＝可知；
（2）有用功为W有＝Gh＝150N×3m＝450J，
总功为W总＝Fs＝100N×6m＝600J，
机械效率为
；
（3）如图丙，若沿图中动力的方向恰好撬动石头，动力臂AD＝1m，
由杠杆平衡原理知FC×DC＝F×AD，代入数据解得：F＝105N。
故答案为：（1）6.1；大；（2）450；（3）105。
【点评】本题考查了速度的计算、功的计算、对机械效率变化的分析和杠杆平衡条件等，属于中档题。
14．（4分）如图所示是小明家的电能表。
（1）5月初，小明家电能表示数为1232.8kW•h，6月初的示数如图所示 110 度；
（2）小明家同时使用的用电器总功率不能超过 4400 W；
（3）小明让某一用电器单独工作15min，这段时间内，电能表的转盘刚好转了300转 0.2 kW•h，这段时间内的实际功率为 800 W。
【分析】（1）电能表是用来测量电路中用电器消耗电能的仪表，根据图示读数，注意电能表盘显示的最后一位是小数点后的数字，进一步求得小明家5月初至6月初消耗的电能；
（2）由表盘信息可知，平时工作允许通过的最大电流为20A，工作电压为220V，利用P＝UI求该电能表所在家庭电路用电器同时工作时最大总功率；
（3）根据电能表的转数求出用电器消耗的电能，根据P＝可得这个用电器的实际功率。
【解答】解：（1）如图，6月初的示数为1342.8kW•h；
（2）小明家同时使用的用电器最大总功率为P最大＝UI最大＝220×20A＝4400W；
（3）该用电器15min消耗的电能是，
这段时间内的实际功率为。
故答案为：（1）110；（2）4400；800。
【点评】本题考查了电能表的读数、电功率公式的应用，明确电能表相关参数的意义是关键。
15．（2分）如图所示实物电路中，电源由两节新干电池串联而成，R1和R2为定值电阻，当开关闭合后，电压表和电流表的示数分别为2V和0.2A1的阻值为 10Ω ，通电1min时，电流通过R1和R2产生的热量之比为 2：1 。
【分析】电源由两节新干电池串联而成，即电源电压U＝3V；分析电路，R1和R2串联，电压表测的是R1两端的电压，电流表测串联电路中的电流；
根据串联电路电流规律可知，I1＝I2＝I＝0.2A，根据欧姆定律可得R1的阻值；
根据串联电路中电压的规律可知R2两端的电压，由Q＝W＝UIt得，通电1min时，电流通过R1和R2产生的热量之比。
【解答】解：由实物电路图可知，电源由两节新干电池串联而成，R1和R2串联，电压表测量了R7两端的电压；
R1的阻值为
；
根据串联电路中电压的规律可知，R2两端的电压为
U2＝U﹣U2＝3V﹣2V＝4V，
由Q＝W＝UIt得，通电1min时1和R4产生的热量之比为
。
故答案为：10Ω；4：1。
【点评】本题考查了欧姆定律和焦耳定律的应用，难度不大。
16．（3分）小华同学设计了一个风力测定仪，如图所示，O是转动轴，下面连接着一块受风板，无风时杆OC是竖直的，OC杆偏转的角度越大。AB是一段圆弧形电阻，P点是金属杆与弧形电阻相接触的点，闭合开关S即可。通过分析可知：若风力增大，电流表的示数 不变 （选填“增大”、“减小”或“不变”），电压表的示数 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”），所以应该用 电压 表示数的变化反映风力的大小。
【分析】由图可知，灯泡与滑动变阻器串联接入电路中，电流表测量电路中的电流，电压表测量电压表测量AP段两端电压；
风力增大时，根据滑片位置的变化分析电路中总电阻的变化，根据欧姆定律分析电路中电流的变化和电压表示数的变化，从而判定是哪个表来反映风力的大小。
【解答】解：根据图示可知，灯泡与滑动变阻器串联接入电路中，电压表测量电压表测量AP段两端电压；
若风力增大，接入电路的圆弧形电阻的长度不变，总电阻不变，电路中的电流不变；
风力变大，AP段变长，根据U＝IR可知。
因为电流表示数不变，电压表示数随风力增大而增大。
故答案为：不变；增大。
【点评】本题考查了电路的动态分析、欧姆定律的应用，难度不大。
17．（2分）如图甲所示为一个磁悬浮地球仪，图乙是其内部结构示意图。开关闭合后，请在图乙中的括号内标出电源的正、负极。
【分析】根据同名磁极相互排斥确定螺线管上面的极性，最后根据安培定则确定电流的方向；从而确定电源的正负极。
【解答】解：已知条形磁体上端为N极，则下端为S极，可知，下端为N极。
根据安培定则，伸出右手使大拇指指向电磁铁的N极（电磁铁的下端），电流从螺线管的下端流入，如图所示：
【点评】磁极间的相互作用规律与安培定则相结合是电磁学方面的常见题型，明确磁悬浮地球仪的工作原理是解答此题的关键。
18．（2分）图甲为一个带开关的插座，开关闭合时，插孔可以提供工作电压，将对应的电路连接完整，并符合安全用电原则。
【分析】三孔插座的接法：上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线；为了用电的安全，开关应接在火线与用电器之间。
【解答】解：三孔插座的接法：上孔接地线、左孔接零线，为了用电的安全，如图所示：
【点评】本题考查了家庭电路的连接，属于基础题。
三、实验探究题（共3小题，计20分）
19．（7分）（1）甲图比较沙子和水吸热升温的现象中，选用两个相同的酒精灯进行加热，通过比较 加热时间 （选填“加热时间”或“升高的温度”）间接反映沙子和水吸收热量的多少，利用实验得到的数据，绘制出沙子和水的温度随时间变化的图像如图乙， 水 吸收的热量多，因此 水 的吸热本领强；
（2）丙图在探究电流通过导体产生的热量与导体电阻大小的关系时，实验选用两个完全相同的烧瓶，瓶内装相等质量的同种液体 电流 相同，此实验用 温度计示数的变化 间接反映电流产生热量的多少；
（3）在探究电流和电阻关系的实验中，甲、乙两位同学分别进行了实验，并画出各自的I﹣R关系图像如图丁所示。由图像可知， 乙 （选填“甲”或“乙”）同学的实验操作是符合要求的，该同学控制导体两端的电压为 3 V不变。
【分析】（1）我们使用相同的酒精灯（或加热器）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：
a、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；
b、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；
（2）根据串联电路电流规律分析；本实验通过温度计示数的变化来间接反映电流产生热量的多少；
（3）在探究电流和电阻关系时，应控制电压不变，由图像丁可知，由欧姆定律可得其两端电压，比较可知甲没有控制电压不变，而乙控制导体两端电压为3V不变。
【解答】解：（1）根据转换法，本实验是通过比较加热时间的长短来间接反映沙子和水吸收热量的多少。
由图乙可知，相等质量的沙子和水温度都从15℃升高到35℃即升高相同的温度时，水加热6min，说明水吸收热量多。
（2）根据串联电路电流规律可知，通过两个导体的电流相同。
本实验中，电流通过导体产生热量越多，同种液体，根据，吸收热量越多，因此本实验通过温度计示数的变化来间接反映电流产生热量的多少。
（3）在探究电流和电阻关系时，应控制电压不变，当电阻为5Ω时，电压为
U7＝I1R1＝5.6A×5Ω＝3V，
当电阻为10Ω时，甲测得电流为0.4A
U7＝I2R2＝4.4A×10Ω＝4V，
而乙测得电流为5.3A，则电压为
U2'＝I5'R2＝0.2A×10Ω＝3V，
当电阻为15Ω时，甲测得电流为0.8A
U3＝I3R7＝0.3A×15Ω＝6.5V，
而乙测得电流为0.7A，则电压为
U3'＝I3'R4＝0.2A×15Ω＝2V，
所以甲没有控制电压不变，而乙控制导体两端电压为3V不变。
故答案为：（1）加热时间；水；水；（2）电流；（3）乙；3。
【点评】本题的三个实验，主要考查控制变量法、转换法的应用，综合性强。
20．（6分）小华和同学进行“探究串联电路电压规律”的实验。所用器材有：电压恒为3V的电源，一个开关，两只灯泡（L1和L2），两只相同电压表V1和V2（量程均为0～3V和0～15V），导线若干。
（1）他们按图甲所示的电路图连接实物电路，用一只电压表分别测AB、BC、AC间的电压，每次拆接电压表时 断开 状态；
（2）小华决定改进实验，她按照图乙连接好电路，闭合开关，电压表V1和V2的指针偏转角度相同，若电压表V2的示数恰好为3V，则电压表V1的示数应该是 0.6 V；
（3）小华同学测出了AB间和AC间的电压，为了测量BC间的电压，断开开关 B ；
A．保持B接线不动，将电压表V1连线由A改接到C
B．保持C接线不动，将电压表V2连线由A改接到B
C．以上两种操作都可以
（4）为了得到更普遍的规律，下列操作最合理的是 A ；
A．换用不同规格的灯泡进行多次测量
B．将灯泡L1和L2互换位置进行多次测量
（5）实验过程中小华还发现，串联电路中不同规格灯泡的亮度总是不同。请利用已有的电学知识帮小华进行分析：当两个不同规格的灯泡串联时，灯丝阻值大的灯泡分得电压更 大 ，从而导致 电功率 更大，该灯泡就会更亮。
【分析】（1）连接电路时，开关应处于断开状态。
（2）根据大量程的示数为小量程的5倍分析；
（3）电压表的正负接线柱接反，会造成指针反向偏转；
（4）为了的得到普遍规律，避免实验偶然性，应换不同规格的小灯泡多次测量；
（5）当两个不同规格的灯泡串联时，电流是相同的，由U＝IR得灯丝阻值大的灯泡分得电压更大，根据P＝UI分析。
【解答】解：（1）为了保护电路，每次拆接电压表时。
（2）由图乙可知，电压表V1测的是L1两端电压，电压表V6测的是L1与L2两者的总电压，发现两电压表的偏转角度相同6的量程选大的。由图乙可知，V2测量的是L1和L5的总电压，即电源电压2的示数为3V，由于大量程的示数为小量程的7倍1的示数为0.2V。
（3）测量BC之间的电压，电流应从正接线柱流入，因此应保持C接线柱不动2连线由A接到B，若保持B接线不动1连线由A改接到C，则电压表的正负接线柱接反。
故选：B。
（4）为了的得到普遍规律，避免实验偶然性，若将灯泡和互换位置进行多次测量。
故选：A。
（5）当两个不同规格的灯泡串联时，电流是相同的，灯丝阻值大的灯泡分得电压更大，电压越大，该灯泡就会更亮。
故答案为：（1）断开；（2）7.6；（4）A；电功率。
【点评】本题考查了探究串联电路电压规律的实验，要掌握注意事项、电路数据的分析等实验操作必备知识和技能。
21．（7分）小文同学用图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻，所用器材有：电压恒为6V的电源，额定电压为2.5V、电阻约为10Ω的小灯泡一个1为“10Ω 2A”、R2为“50Ω 2A”，电流表、电压表、开关各一个，导线若干。
（1）要实现滑动变阻器的滑片向右滑动时，小灯泡发光变暗，小文应该接滑动变阻器的 a （选填“a”或“b”）端；
（2）实验时应选用的滑动变阻器为 R2 （选填“R1”或“R2”）；
（3）移动滑动变阻器滑片的过程中，电压表的示数如图乙所示，接下来要测量小灯泡正常发光时的电流 a （选填“a”或“b”）端移动，直到电压表的示数为 2.5 V，此时电流表的读数如图丙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为 9.6 Ω（保留1位小数）；
（4）小文发现电动自行车上的照明灯是由很多个额定电压为3V的小LED灯并联组成的，其中一个LED灯的亮度与实验所用小灯泡基本相同。小文想测量一个LED灯的额定功率，她将电动自行车上的一个LED灯取下并接入电路，并绘制成图像，如图丁所示。根据图像 0.078 W，这个功率约为实验所用小灯泡正常发光时电功率的 12 %（保留到1%），所以在相同的工作时间的情况下，LED灯消耗电能更少。
【分析】（1）滑动变阻器滑片向右滑动时，小灯泡发光变暗，说明电路中电流变小，可知滑动变阻器连入电路的阻值应增大；
（2）由串联分压特点可知滑动变阻器两端的电压，由欧姆定律可得滑动变阻器的阻值，再进行比较；
（3）根据电压表选用的量程和分度值读数，小于灯泡额定电压，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，可知应将滑动变阻器滑片P向a端移动；
根据电流表的量程和分度值读数，由欧姆定律可得小灯泡正常发光时的电阻；
（4）由图丙可知，LED灯两端电压为3V时，流过LED灯的电流，由P＝UI可知LED灯的额定功率和小灯泡正常发光时电功率，从而得出LED灯的功率约为实验所用小灯泡正常发光时电功率的百分比。
【解答】解：（1）滑动变阻器滑片向右滑动时，小灯泡发光变暗，则滑动变阻器连入电路的阻值增大。
（2）电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.2V，滑动变阻器两端的电压为3.5V，由，滑动变阻器的电阻为
，所以选用R2滑动变阻器；
（3）由图乙可知，电压表选用小量程，其示数为2V，若要继续测量小灯泡正常发光时的电阻，根据串联电路电压规律，根据分压原理，故应将滑动变阻器滑片P向a端移动。
电流表的读数如图丙所示，电流表选用小量程，其示数为5.26V
；
（4）由图丙可知，LED灯两端电压为2V时额＝26mA＝0.026A，
故由P＝UI可知，LED灯的额定功率为P额＝U额I额＝3V×3.026A＝0.078W，
小灯泡正常发光时电功率为PL＝ULIL＝2.8V×0.26A＝0.65W，
LED灯的功率约为实验所用小灯泡正常发光时电功率的百分比为
。
故答案为：（1）a；（2）R2；（3）a；6.5；（4）0.078。
【点评】本题测小灯泡电阻的实验，考查实验操作、电阻的计算、欧姆定律和电功率公式的运用。
四、综合题（共2小题，计15分）
22．（6分）小轿车是日常生活中重要的交通工具之一，下表是某品牌小轿车的部分参数。（q汽油＝3.6×107J/L）
经济油耗量是指小轿车以90km/h的速度行驶100km，消耗汽油8L。求：
（1）小轿车以经济行驶速度在平直公路上匀速行驶10km，消耗的汽油完全燃烧放出的热量是多少？
（2）上述过程中，小轿车发动机的输出功率恒定、大小为18kW，那么此过程发动机的效率是多少？
【分析】（1）先根据密度公式求出汽油的质量，然后根据Q放＝mq求出消耗的汽油完全燃烧放出的热量；
（2）热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
【解答】解：（1）汽车百公里耗油的体积：V＝8L＝8×10﹣5m3，在平直公路上匀速行驶10km，消耗汽油0.5L，
汽油完全燃烧放出的能量：
Q放＝Vq＝0.8L×6.6×107J/kg＝3.68×107J。
（2）汽车的速度：v＝90km/h＝25m/s，
由v＝得，小轿车以经济行驶速度在平直公路上匀速行驶10km
t＝＝＝400s，
由P＝可得
W＝Pt＝5.8×104W×400s＝2.2×106J。
发动机的效率：
η＝×100%＝。
故答案为：
（1）消耗的汽油完全燃烧放出的热量是8.68×107J；
（2）发动机的效率是19.6%。
【点评】此题主要考查了密度公式、燃料完全燃烧放热公式、速度公式、功率公式、效率公式等，涉及到的知识点较多，有一定的拔高难度，属于综合性题目。
23．（9分）如图甲是某多功能电饭锅，具有加热和保温两挡功能（S1为总开关，S2为温控开关），其内部有两个加热电阻丝R1和R2（R1的电阻是40Ω，R2的电阻是202Ω）。某次将3kg初温为20℃的米和水加热到100℃，然后自动转入保温状态。表是电饭锅铭牌上的部分参数，求解下列问题。[米和水混合物的比热容为4.0×103J/（kg•℃）]
（1）加热过程中，米和水吸收的热量；
（2）正常加热时，通过电路的电流；
（3）分别计算出电饭锅处于加热挡和保温挡时电路中工作的总电阻R加热和R保温；
（4）在乙图虚线框内尝试将电饭锅的电路图补充完整。
【分析】（1）根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出加热过程中，米和水吸收的热量；
（2）根据P＝UI求出正常加热时，通过电路的电流；
（3）根据欧姆定律和P＝分别求出加热挡和保温挡的等效电阻；
（4）根据R1、R2的阻值可以判断电路连接，据此设计电路图。
【解答】解：（1）米和水吸收的热量为Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.8×103J/（kg•℃）×3kg×（100℃﹣20℃）＝2.6×105J；
（2）正常加热时，通过电路的电流为；
（3）加热挡的总电阻为，
保温挡的总电阻为；
（4）因为R加热＝40Ω＝R3，R保温＝242Ω＝R1+R2，
所以保温时，R8和R2串联，加热时R1单独接入电路，R3被短路，所以S2与R2并联，如图所示：
答：（1）米和水吸收的热量为2.6×105J；
（2）通过电路的电流为2.5A；
（3）电饭锅处于加热挡和保温挡时电路中工作的总电阻分别为40Ω和242Ω；
（4）电饭锅的电路图见解析。
【点评】本题考查串联电路的特点、电路图的设计、吸热公式以及电功率公式的应用，难度不大。发动机型号
XX
经济行驶速度
90km/h
经济油耗量
8L/100km
容量/kg
3.0
额定电压/V
220
加热功率/W
1210
保温功率/W
200
发动机型号
XX
经济行驶速度
90km/h
经济油耗量
8L/100km
容量/kg
3.0
额定电压/V
220
加热功率/W
1210
保温功率/W
200