江苏省淮安市淮阴区2023-2024学年九年级上学期十二月教学质量监测物理试题

这是一份江苏省淮安市淮阴区2023-2024学年九年级上学期十二月教学质量监测物理试题，共28页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1．（2分）下列物体通常情况下属于导体的是（ ）
A．橡胶轮胎B．塑料直尺C．钢质小刀D．陶瓷茶杯
2．（2分）下列实例中，通过做功方式改变内能的是（ ）
A．热水泡脚B．摩擦生热C．冰敷降温D．炉火加热
3．（2分）由欧姆定律变形可得，下列说法正确的是（ ）
A．导体电阻大小跟它两端的电压成正比
B．导体电阻大小跟通过它的电流成反比
C．导体电阻大小由它两端电压和通过电流决定
D．导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值
4．（2分）如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离（ ）
A．杠杆仍能平衡
B．杠杆不能平衡，左端下沉
C．杠杆不能平衡，右端下沉
D．无法判断
5．（2分）如图所示，闭合开关S时，灯L1和L2都不亮，用一段导线的两端接触a，b两点时；接触b，c两点时；接触c，d两点时，故障原因可能是（ ）
A．开关接触不良B．灯 L1断路
C．灯 L2断路D．灯 L2短路
6．（2分）如图所示电路的电源电压为1.5V，电阻R1的阻值为2Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.3A，则（ ）
A．通过R1的电流大于0.3A
B．电阻R1和R2是并联的
C．电压表的示数为0.9V
D．电阻R2的阻值为3Ω
7．（2分）新国标电动车上装有转向灯和蜂鸣器，开关拨至“左”，左转向灯亮、蜂鸣器响，右转向灯亮、蜂鸣器响。左、右转向灯不能同时亮。下列电路图设计合理的是（ ）
A．B．
C．D．
8．（2分）如图甲所示，电源电压恒定，闭合开关S后，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为11V
B．灯正常发光时的电流为0.2A
C．滑动变阻器的最大阻值是15Ω
D．曲线a是电流表示数与电压表V2示数的关系图像
二、填空题（本题共9小题，每空1分，共20分）
9．（2分）生活中常用到各种各样杠杆。有借助撬棒来撬动石头（如图甲），撬棒属于 杠杆；有称量物体质量的天平（如图乙），天平属于 杠杆。（选填“省力”、“费力”或“等臂”）
10．（2分）如图人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，不受空气阻力，机械能守恒，它的重力势能 （选填“减小”或“增大”），卫星在 （选填“远”或“近”）地点时重力势能最大。
11．（2分）一段导体两端电压为9V时，导体的电阻为10Ω；若导体两端的电压降为4.5V时 Ω；若将此导体拉长后其电阻将会 。
12．（2分）有一只小灯泡上标有“2.5V，0.2A”字样，灯泡正常发光时的电流是 A。如果我们只有电压为6V的电源，要使小灯泡正常发光，需要串联一个 Ω的电阻。
13．（3分）如图所示，是安装在某种塔式起重机吊臂一侧的滑轮组，某次匀速起吊600kg的物体时，用时15s，滑轮组的机械效率是80% J，总功是 J，拉力F的功率是 W。（g取10N/kg）
14．（2分）如图所示，电源电压恒为3V。闭合开关S，电压表的示数为0.5V2两端的电压为 V，灯泡L1与L2的电阻之比为 。
15．（4分）同学们在体育课上做仰卧起坐，前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲，后半段是上半身完全离开地面。
（1）仰卧起坐时，人体可看成杠杆模型，O为支点，请画出杠杆模型的阻力臂l。
（2）先将头向前抬起，可以减小 力臂。在平躺至坐起的过程中，运动员肌肉所施加的动力变化情况是 。
（3）同学们可以改变仰卧起坐的快慢，来控制体育锻炼的效果，从物理学角度分析 的大小。
16．（1分）如图所示，电阻R1、R2为定值电阻，电源电压保持不变。当开关S1闭合，S2接a端时，电流表示数为I；当开关S1闭合，S2接b端时，电流表示数为2I，则未知电阻Rx＝ 。
17．（2分）小锋设计如图所示的电路来判断梅雨季节教室里相对湿度的变化。选用的器材有：3V电源、湿度传感器（其电阻Rs的阻值随相对湿度的增大而减小）、定值电阻R＝2×103Ω、一只电压表（量程为0～3V）等。当相对湿度为40%时，Rs＝1×103Ω，电压表示数为2V，则电压表是并联在 的两端，当电压表示数变大时，教室里相对湿度在 。
三、解答题（本题共6小题，共44分。解答22、23题时，应写出解题过程）
18．（7分）几位同学按照老师的要求合作做实验，估测上楼时的功率。
（1）比较哪位同学上楼时功率大，小明等同学共设计了三种方案，其中可行的是
①控制上楼用的时间相同，测量出各自的体重、上楼的高度，算出功率进行比较。
②控制上楼的高度相同，测量出各自的体重、上楼用的时间，算出功率进行比较。
③测量出各自的体重、上楼用的时间和上楼的高度，算出功率进行比较。
A．只有①B．只有①②C．只有②③D．①②③
（2）如果要求估测出其中一位同学上楼的功率的大小，用什么测量工具？并请设计一个用来记录数据的表格。测量工具有：
设计的表格如下：
（3）小明同学以正常速度从教学楼的一楼上到三楼，他上楼的功率最接近的是 。
A．15W B．150W C．1500W D．15000W。
19．（7分）九年四班的同学们在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中，提出了如下猜想：
猜想一：导体电阻的大小跟导体的材料有关
猜想二：导体电阻的大小跟导体的横截面积有关
猜想三：导体电阻的大小跟导体长度有关
为了验证猜想是否正确，老师提供的器材如图所示，其中图甲所示的实验板上固定了A、B、C三根金属丝；A为锰铜合金丝，B、C均为镍铬合金丝，l表示合金丝的长度。实验时，将电阻丝分别接入电路中的M、N之间，分析数据得出结论。请你完成下列内容：
（1）为了验证猜想一，应选用金属丝 和 进行实验；（填写字母）
（2）为了验证猜想二，沈仔细同学将AC金属丝分别接入电路时，电流表的示数分别为Ia、Ic，且Ia、＞Ic，他得出“导体的电阻跟导体的横截面积有关”的结论，你认为他的操作 （选填“正确”或“不正确”）
原因是 ；
（3）若想通过实验板中CD金属丝来验证第三个猜想，选用的金属丝D的材料为 ，与C金属丝的长度 （选填“相同”或“不同”），横截面积为 （填写字母）。
20．（7分）在探究“电流与电阻关系”实验时，老师给小明提供了如下器材：电源（电压恒定为4.5V），电流表，开关各一个，滑动变阻器甲“10Ω，1A”各一个，定值电阻5Ω、10Ω、15Ω各一个
（1）注意在连接电路时，开关必须处于 状态；
（2）用笔画线代替导线，将图甲的实验电路连接完整（要求：滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大，导线不允许交叉）；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，无论怎样移动滑片P，则故障可能是 （答出一种情况即可）；
（4）排除故障后，小明把5Ω的电阻接入电路中，移动滑片P到适当位置，正确记录后，小明又改用10Ω电阻继续实验，小明应将滑片P向 （选填“左”或者“右”）移动至电压表示数为 V；
（5）小明在实验中所选用的滑动变阻器应该是 （选填“甲”或“乙”）；
（6）利用老师给的器材，还能完成的电学实验有： （写出一个即可）。
21．（7分）在测量未知电阻Rx阻值的实验中，小明设计了实验电路并进行连接，如图甲所示。
（1）图甲是小明接好的实物连接图，其中有一条导线连接错误，该导线是第 条（从图中选填导线序号）。
（2）改正错误后再进行实验，实验前应将滑动变阻器的滑片P移到最 （选填“左”或“右”）端。小明闭合开关S，发现电流表无示数，电压表的示数较大 。
（3）排除故障后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，电流表示数如图乙所示，则其示数为 A，未知电阻Rx＝ Ω。
（4）若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻，小明设计了如图丙所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx的阻值，请将以下实验步骤补充完整：
①闭合开关S，断开开关S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；
② ；
③请写出未知电阻Rx阻值表达式：Rx＝ （用U、U1和R0表示）。
22．（7分）燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.02m3天然气（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为8.4×107J/m3，则：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）水吸收的热量与天然气完全燃烧放出的热量之比称之为效率，我们用η表示。求该燃气炉烧水时的效率是多少？
23．（9分）为了保护同学们的视力，教室内安装了可调亮度的LED护眼灯，小明同学设计了一个模拟调光灯的电路，电源电压恒为4.5V，灯泡标有“2.5V 0.4A”字样（灯丝阻值不变），当灯泡正常发光时。求：
（1）灯泡的电阻；
（2）滑动变阻器两端的电压；
（3）滑动变阻器接入电路的阻值。
2023-2024学年江苏省淮安市淮阴区九年级（上）质检物理试卷（12月份）
参考答案与试题解析
一、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的）
1．（2分）下列物体通常情况下属于导体的是（ ）
A．橡胶轮胎B．塑料直尺C．钢质小刀D．陶瓷茶杯
【分析】容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体。
【解答】解：通常情况下，橡胶轮胎、陶瓷茶杯不容易导电；钢质小刀容易导电。
故ABD错误，C正确。
故选：C。
【点评】此题考查了导体与绝缘体的辨析，比较简单，属基础题目。
2．（2分）下列实例中，通过做功方式改变内能的是（ ）
A．热水泡脚B．摩擦生热C．冰敷降温D．炉火加热
【分析】改变物体内能有两种方式：做功和热传递；做功实质是能量的转化，热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体，或者是从一个物体的高温部分传到低温部分。
【解答】解：A、热水泡脚，属于通过热传递的方式改变物体的内能；
B、摩擦生热，属于通过做功的方式改变物体的内能；
C、冰敷降温，属于通过热传递的方式改变物体的内能；
D、炉火加热，属于通过热传递的方式改变物体的内能。
故选：B。
【点评】本题主要考查学生对：改变物体内能方法的了解和掌握，是一道基础题。
3．（2分）由欧姆定律变形可得，下列说法正确的是（ ）
A．导体电阻大小跟它两端的电压成正比
B．导体电阻大小跟通过它的电流成反比
C．导体电阻大小由它两端电压和通过电流决定
D．导体电阻大小等于它两端电压与通过电流的比值
【分析】导体的电阻是导体本身所具有的性质，与通过它的电流、它两端的电压无关。但可以用导体两端的电压与通过导体的电流的比值求出其大小。
【解答】解：导体的电阻是导体本身所具有的阻碍电流的性质，与通过它的电流，电阻不随着电压和电流的改变而改变。
故选：D。
【点评】本题考查欧姆定律及其公式变形的应用，关键知道影响电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积和温度，与导体两端的电压和通过的电流没有关系。
4．（2分）如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离（ ）
A．杠杆仍能平衡
B．杠杆不能平衡，左端下沉
C．杠杆不能平衡，右端下沉
D．无法判断
【分析】根据杠杆原来处于平衡状态，利用图示杠杆的力臂关系，根据杠杆平衡条件得到物体AB的质量大小关系；
根据条件的变化，分别表示出杠杆作用两边的力和力臂的乘积。比较力和力臂的乘积的大小，即可确定杠杆是否平衡。
【解答】解：原来杠杆在水平位置处于平衡状态，此时作用在杠杆上的力分别为物体A，其对应的力臂分别为OC，
根据杠杆的平衡条件可得：
mAgOC＝mBgOD，
由图示可知，OC＜ODA＞mB，
当向支点移动相同的距离ΔL时，两边的力臂都减小ΔL
mAg（OC﹣ΔL）＝mAgOC﹣mAgΔL，
右边的力和力臂的乘积为：
mBg（OD﹣ΔL）＝mBgOD﹣mBgΔL，由于mA＞mB，所以mAgΔL＞mBgΔL；
所以：mAgOC﹣mAgΔL＜mBgOD﹣mBgΔL。
因此杠杆将向悬挂B物体的一端即右端倾斜。
故选：C。
【点评】根据杠杆第一次处于平衡状态，利用杠杆的平衡条件，得到物体A、B的质量大小关系，然后根据现在的条件表示两端力和力臂的乘积，利用推导出物体的质量关系，结合力臂的变化，得出两个力和力臂的乘积的大小关系，从而确定杠杆的偏转方向。这是此题的解题思路。
5．（2分）如图所示，闭合开关S时，灯L1和L2都不亮，用一段导线的两端接触a，b两点时；接触b，c两点时；接触c，d两点时，故障原因可能是（ ）
A．开关接触不良B．灯 L1断路
C．灯 L2断路D．灯 L2短路
【分析】故障包括短路和断路；当电路是通路时，电路中有电流通过或灯泡发光，否则是出现断路或短路状态。
【解答】解：用一段导线的两端接触a、b两点或b，两灯都不亮1、L2处没有出现断路或短路现象。
接触c，d两点时，说明开关处有断路现象，故A符合题意。
故选：A。
【点评】用导线检验电路故障时，将导线与用电器并联，其它用电器能工作，此处用电器断路；其它用电器不能工作，其它用电器断路。
6．（2分）如图所示电路的电源电压为1.5V，电阻R1的阻值为2Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.3A，则（ ）
A．通过R1的电流大于0.3A
B．电阻R1和R2是并联的
C．电压表的示数为0.9V
D．电阻R2的阻值为3Ω
【分析】闭合开关，两电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测R1两端的电压，
根据串联电路电流特点和电流表的示数确定通过两电阻的电流，根据U＝IR计算R1两端的电压，根据串联电路电压规律计算R2两端的电压，根据欧姆定律计算定值电阻R2的阻值。
【解答】解：闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测R1两端的电压，
串联电路各处电流相等，电流表的示数为0.3A，故AB错误；
R1两端的电压：U1＝IR4＝0.3A×8Ω＝0.6V，即电压表的示数为7.6V；
因串联电路总电压等于各部分电压之和，则R2两端的电压U7＝U﹣U1＝1.4V﹣0.6V＝3.9V，
根据欧姆定律可得定值电阻R2的阻值为：R4＝＝＝3Ω。
故选：D。
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用，属于基础题。
7．（2分）新国标电动车上装有转向灯和蜂鸣器，开关拨至“左”，左转向灯亮、蜂鸣器响，右转向灯亮、蜂鸣器响。左、右转向灯不能同时亮。下列电路图设计合理的是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】根据题意分析灯泡的连接方式、两个开关的作用、电铃的连接方式，然后选出正确的电路图。
【解答】解：根据题意可知，开关拨至“左”、蜂鸣器响，右转向灯亮，这说明两个灯泡工作是也不影响；由于电路中只有一个蜂鸣器；左、右转向灯不能同时亮，故C正确。
故选：C。
【点评】本题考查了电路的设计，根据生活经验判定灯泡的连接方式是解题的关键。
8．（2分）如图甲所示，电源电压恒定，闭合开关S后，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为11V
B．灯正常发光时的电流为0.2A
C．滑动变阻器的最大阻值是15Ω
D．曲线a是电流表示数与电压表V2示数的关系图像
【分析】由电路图可知，闭合开关S，灯泡与滑动变阻器串联，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。
当滑片位于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器两端的电压最大即电压表V2的示数最大，此时灯泡两端的电压最小即电压表V1的示数最小，据此判断出电流表示数与两电压表示数对应的关系图象，再根据图乙读出电路中的最小电流、灯泡两端的电压以及滑动变阻器两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值。
【解答】解：由电路图可知，闭合开关S，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。
ACD、当滑片位于最右端时，电路中的电流最小，
由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器两端的电压最大即电压表V7的示数最大，此时灯泡两端的电压最小即电压表V1的示数最小，则曲线a表示电流表示数与电压表V1示数的关系图象，曲线b表示电流表示数与电压表V8示数的关系图象，故D错误；
由图乙可知，电路中的最小电流I小＝0.2A，此时灯泡两端的电压UL＝4V，滑动变阻器两端的电压U滑＝9V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源电压：U＝UL+U滑＝2V+4V＝11V，故A正确；
滑动变阻器的最大阻值：
R滑大＝＝＝45Ω；
B．闭合开关S后，此时电路中的电流最大大＝0.6A，即小灯泡的额定电流为2.6A。
故选：A。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用，正确判断出电流表示数与两电压表示数对应的关系图象是解题的关键。
二、填空题（本题共9小题，每空1分，共20分）
9．（2分）生活中常用到各种各样杠杆。有借助撬棒来撬动石头（如图甲），撬棒属于 省力 杠杆；有称量物体质量的天平（如图乙），天平属于 等臂 杠杆。（选填“省力”、“费力”或“等臂”）
【分析】首先根据支点的位置比较动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解：撬棒在使用时，动力臂大于阻力臂；
天平在使用时，动力臂等于阻力臂。
故答案为：省力；等臂。
【点评】本题主要考查了学生对杠杆的分类的了解，是一道基础题目。
10．（2分）如图人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，不受空气阻力，机械能守恒，它的重力势能 增大 （选填“减小”或“增大”），卫星在 远 （选填“远”或“近”）地点时重力势能最大。
【分析】动能的大小与质量和速度有关，质量越大、速度越快，动能就越大；重力势能大小与质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能就越大。
【解答】解：当卫星从近地点向远地点运动时，卫星的质量不变，其重力势能变大，重力势能最大。
故答案为：增大；远。
【点评】本题主要考查了机械能守恒以及重力势能大小的判断，属于基础题。
11．（2分）一段导体两端电压为9V时，导体的电阻为10Ω；若导体两端的电压降为4.5V时 10 Ω；若将此导体拉长后其电阻将会 变大 。
【分析】导体的电阻是导体阻碍电流的性质，它跟导体的长度、横截面积和材料有关，与导体的两端电压无关。
【解答】解：由于导体的电阻是导体阻碍电流的性质，与导体的两端电压无关，导体的电阻不变为10Ω；
如果将它拉长后，由于它的长度变长，所以导体的电阻变大。
故答案为：10；变大。
【点评】本题考查了影响电阻的因素，关键是知道影响导体电阻的因素，知道导体的电阻是导体阻碍电流的性质。
12．（2分）有一只小灯泡上标有“2.5V，0.2A”字样，灯泡正常发光时的电流是 0.2 A。如果我们只有电压为6V的电源，要使小灯泡正常发光，需要串联一个 17.5 Ω的电阻。
【分析】由灯泡的铭牌可知，灯泡正常发光时的电压UL＝3.6V，通过灯泡的电流IL＝0.3A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，据此得出灯泡正常发光时串联电阻两端的电压，因串联电路中各处的电流相等，则通过电阻的电流等于通过灯泡的电流，由I＝可得串联电阻的阻值。
【解答】解：小灯泡上标有“2.5V，7.2A”字样。
电源电压为6V，要使小灯泡正常发光，此时通过小灯泡的电流为3.2A，
根据串联电路的分压特点可知，灯泡正常发光时电阻两端的电压：
UR＝U﹣UL＝6V﹣6.5V＝3.8V，
串联电阻的阻值：
R＝＝＝17.5Ω。
故答案为：7.2；17.5。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用，是一道综合题。
13．（3分）如图所示，是安装在某种塔式起重机吊臂一侧的滑轮组，某次匀速起吊600kg的物体时，用时15s，滑轮组的机械效率是80% 3×104 J，总功是 3.75×104 J，拉力F的功率是 2.5×103 W。（g取10N/kg）
【分析】根据G＝mg求物体的重力，利用W有＝Gh求有用功，利用η＝×100%求滑轮组的机械效率，利用P＝求拉力做功的功率。
【解答】解：物体的重力：G＝mg＝600kg×10N/kg＝6000N，
拉力做的有用功：W有＝Gh＝6000N×5m＝3×108J；
由η＝×100%可知总＝＝＝6.75×104J；
拉力做功的功率：P＝＝＝2.5×106W。
故答案为：3×104；3.75×104；2.7×103。
【点评】本题考查重力公式、使用滑轮组时功、功率和机械效率公式的应用，难度不大。
14．（2分）如图所示，电源电压恒为3V。闭合开关S，电压表的示数为0.5V2两端的电压为 2.5 V，灯泡L1与L2的电阻之比为 1：5 。
【分析】闭合开关，两灯泡串联接入电路，电压表测灯泡L1两端的电压，根据串联电路电压规律计算灯泡L2两端的电压；
根据串联电路电流特点结合欧姆定律表示通过电路的电流，进一步计算灯泡L1与L2的电阻之比。
【解答】解：闭合开关，两灯泡串联接入电路1两端的电压，
串联电路总电压等于各部分电压之和，则灯泡L2两端的电压为U2＝U﹣U1＝3V﹣3.5V＝2.5V；
串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得通过电路的电流I＝＝，则＝＝＝。
故答案为：6.5；1：4。
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用。
15．（4分）同学们在体育课上做仰卧起坐，前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲，后半段是上半身完全离开地面。
（1）仰卧起坐时，人体可看成杠杆模型，O为支点，请画出杠杆模型的阻力臂l。
（2）先将头向前抬起，可以减小 阻 力臂。在平躺至坐起的过程中，运动员肌肉所施加的动力变化情况是 变小 。
（3）同学们可以改变仰卧起坐的快慢，来控制体育锻炼的效果，从物理学角度分析 功率 的大小。
【分析】（1）从支点到力的作用线的距离叫做力臂；
（2）根据杠杆的平衡条件分析；
（3）根据功率的定义分析。
【解答】解：（1）过支点O作阻力G的作用线的垂线，该垂线段为阻力臂l
；
（2）先将头向前抬起，人的重心向右移动；在平躺至坐起的过程中，阻力不变，根据杠杆的平衡条件可知；
（3）做仰卧起坐时，每次所做的功相同，则做功的功率发生了改变。
故答案为：（1）见解析；（2）阻；（3）功率。
【点评】本题考查了杠杆的平衡条件的应用、力臂的画法、功率的概念等知识，难度不大。
16．（1分）如图所示，电阻R1、R2为定值电阻，电源电压保持不变。当开关S1闭合，S2接a端时，电流表示数为I；当开关S1闭合，S2接b端时，电流表示数为2I，则未知电阻Rx＝ R1﹣2R2 。
【分析】当开关S1闭合，S2接a端时，R1和待测电阻Rx串联接入电路，电流表测电路中的电流，电流表示数为I，根据串联电路的电阻规律结合欧姆定律表示出电源电压；
当开关S1闭合，S2接b端时，R2和待测电阻Rx串联接入电路，电流表测电路中的电流，电流表示数为2I，根据串联电路的电阻规律结合欧姆定律表示出电源电压；
电源电压保持不变，联立两方程可解得待测电阻的阻值。
【解答】解：当开关S1闭合，S2接a端时，R2和待测电阻Rx串联接入电路，电流表测电路中的电流，
根据串联电路的电阻规律结合欧姆定律可得电源电压：U＝I（R1+Rx）﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；
当开关S1闭合，S4接b端时，R2和待测电阻Rx串联接入电路，电流表测电路中的电流，
根据串联电路的电阻规律结合欧姆定律可得电源电压：U＝2I（R2+Rx）﹣﹣﹣﹣﹣﹣②；
因电源电压保持不变，则联立①②可解得Rx＝R1﹣2R7。
故答案为：R1﹣2R8。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的灵活运用，关键是根据电源电压不变建立方程。
17．（2分）小锋设计如图所示的电路来判断梅雨季节教室里相对湿度的变化。选用的器材有：3V电源、湿度传感器（其电阻Rs的阻值随相对湿度的增大而减小）、定值电阻R＝2×103Ω、一只电压表（量程为0～3V）等。当相对湿度为40%时，Rs＝1×103Ω，电压表示数为2V，则电压表是并联在 R 的两端，当电压表示数变大时，教室里相对湿度在 变大 。
【分析】（1）由图知湿度传感器Rs与定值电阻R串联，根据串联电路的特点和欧姆定律求出电路中电流，根据欧姆定律分别求出Rs与R两端的电压，与电压表示数比较即可判断；
（2）当电压表示数变大时，根据欧姆定律可知电路中电流变化和总电阻的变化，根据串联电路的电阻特点可知Rs阻值的变化，由于电阻Rs的阻值随相对湿度的增大而减小，据此可判断教室里相对湿度的变化。
【解答】解：（1）由图知湿度传感器Rs与定值电阻R串联，
则当相对湿度为40%时，Rs＝1×103Ω，总电阻为：R总＝Rs+R＝2×103Ω+2×105Ω＝3×103Ω，
所以，电路的电流为：
I＝＝＝1×10﹣2A；
根据I＝可得s与定值电阻R两端的电压分别为：
Us＝IRs＝1×10﹣3A×7×103Ω＝1V，
UR＝IRR＝8×10﹣3A×2×102Ω＝2V，
已知电压表示数为2V，则电压表并联在定值电阻R的两端；
（2）当电压表示数变大时，根据I＝，电路中的总电阻变小；
根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可知：电阻Rs的阻值变小；
由于电阻Rs的阻值随相对湿度的增大而减小，则教室里相对湿度的变大。
故答案为：R；变大。
【点评】本题是一道信息给予题，认真审题、根据题意获取所需信息，应用串联电路特点与欧姆定律即可正确解题。
三、解答题（本题共6小题，共44分。解答22、23题时，应写出解题过程）
18．（7分）几位同学按照老师的要求合作做实验，估测上楼时的功率。
（1）比较哪位同学上楼时功率大，小明等同学共设计了三种方案，其中可行的是 B
①控制上楼用的时间相同，测量出各自的体重、上楼的高度，算出功率进行比较。
②控制上楼的高度相同，测量出各自的体重、上楼用的时间，算出功率进行比较。
③测量出各自的体重、上楼用的时间和上楼的高度，算出功率进行比较。
A．只有①B．只有①②C．只有②③D．①②③
（2）如果要求估测出其中一位同学上楼的功率的大小，用什么测量工具？并请设计一个用来记录数据的表格。测量工具有： 体重计、皮卷尺、秒表
设计的表格如下：
（3）小明同学以正常速度从教学楼的一楼上到三楼，他上楼的功率最接近的是 B 。
A．15W B．150W C．1500W D．15000W。
【分析】（1）知道爬楼高度和时间，利用速度公式求爬楼的平均速度；
（2）爬楼的过程是克服自身重力做功的过程，首先计算自身体重G，再计算爬上10m高楼所做的功W，最后计算功率P；
（3）要比较功率的大小，有三种方法：
①做功时间一定，比较做功的多少，做功多的，功率大；
②做功的多少一定，做功时间短的，功率大；
③分别测出功率，进行比较。
比较功率不一定必须测出功率。
【解答】解：（1）爬楼是克服自身的重力做功，功率P＝，测出各自的体重m和爬楼的高度h，功率就越大；
控制爬楼高度一定，测出各自的体重m和爬楼时间t，若 ，功率就越大；
测出各自的体重、爬楼时间和爬楼的高度求出功率。
所以三种方法都是可以的。
（2）如果要求估测出其中一位同学上楼的功率的大小，要利用学生的质量，需要体重计；
（3）中学生的体重：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，
爬上10m高楼所做的功：W＝Gh＝500N×60m＝3000J；正常上到三楼所以时间约为20秒；
爬楼的功率：
P＝＝＝150W；
故答案为：（1）B；
（2）表格如上；体重计、秒表；
（3）B。
【点评】本题考查了学生对速度公式、功率公式的掌握和应用，第三问的关键是我们首先要知道爬楼是克服自身的重力做功，然后根据比较功率的方法来解答。
19．（7分）九年四班的同学们在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中，提出了如下猜想：
猜想一：导体电阻的大小跟导体的材料有关
猜想二：导体电阻的大小跟导体的横截面积有关
猜想三：导体电阻的大小跟导体长度有关
为了验证猜想是否正确，老师提供的器材如图所示，其中图甲所示的实验板上固定了A、B、C三根金属丝；A为锰铜合金丝，B、C均为镍铬合金丝，l表示合金丝的长度。实验时，将电阻丝分别接入电路中的M、N之间，分析数据得出结论。请你完成下列内容：
（1）为了验证猜想一，应选用金属丝 A 和 B 进行实验；（填写字母）
（2）为了验证猜想二，沈仔细同学将AC金属丝分别接入电路时，电流表的示数分别为Ia、Ic，且Ia、＞Ic，他得出“导体的电阻跟导体的横截面积有关”的结论，你认为他的操作 不正确 （选填“正确”或“不正确”）
原因是 没有控制A、C的材料相同 ；
（3）若想通过实验板中CD金属丝来验证第三个猜想，选用的金属丝D的材料为 镍铬合金丝 ，与C金属丝的长度 不同 （选填“相同”或“不同”），横截面积为 2S （填写字母）。
【分析】影响电阻大小的因素：材料、长度、横截面积，多个因素都影响电阻的大小，实验时要采用控制变量法，本题就是考查控制变量法思想在选择实验器时的应用。
【解答】解：
（1）研究电阻与导体材料的关系，要保持导线的长度和横截面积相同而材料不同、B两根导线进行该实验；
（2）研究导体电阻的大小跟导体的横截面积有关，要控制材料和长度一定、C电阻丝的材料和横截面积都不同；（3）研究电阻和导体长度的关系，所以选用的金属丝D的材料为镍铬合金丝，横截面积与C的横截面积相同。
故答案为：（1）A；B；（2）不正确、C的材料相同；不同。
【点评】当被研究的问题与多个因素有关时，研究与一个因素的关系，控制其他因素一定，改变被研究的因素，这就是控制变量法。
20．（7分）在探究“电流与电阻关系”实验时，老师给小明提供了如下器材：电源（电压恒定为4.5V），电流表，开关各一个，滑动变阻器甲“10Ω，1A”各一个，定值电阻5Ω、10Ω、15Ω各一个
（1）注意在连接电路时，开关必须处于 断开 状态；
（2）用笔画线代替导线，将图甲的实验电路连接完整（要求：滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大，导线不允许交叉）；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，无论怎样移动滑片P，则故障可能是 电阻R短路（或电压表短路或电压表断路） （答出一种情况即可）；
（4）排除故障后，小明把5Ω的电阻接入电路中，移动滑片P到适当位置，正确记录后，小明又改用10Ω电阻继续实验，小明应将滑片P向 右 （选填“左”或者“右”）移动至电压表示数为 2.5 V；
（5）小明在实验中所选用的滑动变阻器应该是 乙 （选填“甲”或“乙”）；
（6）利用老师给的器材，还能完成的电学实验有： 测量电阻的阻值 （写出一个即可）。
【分析】（1）为保护电路，在连接电路时，开关必须处于断开状态；
（2）滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大，说明滑动变阻器阻值变小，据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路；无论怎样移动滑片P，电压表都无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路；
（4）根据电流表选用量程确定分度值读数，利用U＝IR求出定值电阻两端电压；
根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，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确定滑动变阻器滑片移动的方向；
（5）探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入15Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻，进而确定滑动变阻器的规格；
（6）根据R＝确定可以完成的实验。
【解答】解：（1）为保护电路，在连接电路时；
（2）滑动变阻器滑片P向左滑动时电流表示数变大，说明滑动变阻器阻值变小，如下图所示：
；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数；无论怎样移动滑片P，说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路；
（4）排除故障后，小明把5Ω的电阻接入电路中，读出电流表示数如图乙所示，分度值0.02A，则定值电阻两端电压为UV＝I7R1＝0.4A×5Ω＝2.5V；
实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，电阻两端的电压变大，根据串联电路电压的规律，由分压原理，故应把滑动变阻器滑片向右移动至电压表示数为2.6V；
（5）实验中使用的定值电阻阻值最大为15Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV＝2.5V，根据串联电路电压的规律滑＝U﹣UV＝3.5V﹣2.4V＝2V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的，根据分压原理，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝0.5×15Ω＝12Ω，即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于12Ω；
（6）根据R＝知此实验还可以测量电阻的阻值。
故答案为：（1）断开；（2）见解答图；（4）右；（5）乙。
【点评】本题探究“电流与电阻关系”实验，考查了注意事项、电路连接、电路故障、器材的选择、控制变量法和欧姆定律的应用。
21．（7分）在测量未知电阻Rx阻值的实验中，小明设计了实验电路并进行连接，如图甲所示。
（1）图甲是小明接好的实物连接图，其中有一条导线连接错误，该导线是第 2 条（从图中选填导线序号）。
（2）改正错误后再进行实验，实验前应将滑动变阻器的滑片P移到最 左 （选填“左”或“右”）端。小明闭合开关S，发现电流表无示数，电压表的示数较大 Rx断路 。
（3）排除故障后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，电流表示数如图乙所示，则其示数为 0.32 A，未知电阻Rx＝ 7.5 Ω。
（4）若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻，小明设计了如图丙所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx的阻值，请将以下实验步骤补充完整：
①闭合开关S，断开开关S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；
② 闭合开关S、S1，记下此时电压表读数为U ；
③请写出未知电阻Rx阻值表达式：Rx＝ （用U、U1和R0表示）。
【分析】（1）原电路中，电阻和电压表被短路，电阻应与电流表串联，电压表与电阻并联且电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出；
（2）为保护电路，实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处；若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表示数较大，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；
（3）根据电流表选用小量程确定分度值读数，由欧姆定律得出未知电阻大小；
（4）分析电路的连接及电表测量的物理量；通过开关的转换，使电压表测电源电压，由串联电路电压的规律和分压原理得出未知电阻Rx阻值表达式。
【解答】解：（1）原电路中，电阻和电压表被短路，电压表与电阻并联、负接线柱流出；
（2）改正错误后进行实验，实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处；
闭合开关S，发现电流表无示数，电压表的示数较大，则电路故障可能是Rx断路；
（3）排除故障后，闭合开关S，当电压表示数为2.4V，电流表选用小量程，电流为6.32A，得未知电阻：Rx＝＝＝7.5Ω；
（4）实验步骤：
①闭合开关S、断开开关S6，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1
②闭合开关S、S1，此时电压测量的是电源的电压U；
③在①中，两电阻串联；在②中，电压表测电源电压，在①中
U3＝U﹣U1，由分压原理：＝，未知电阻Rx阻值表达式：Rx＝。
故答案为：（1）2；（2）左；Rx断路；（3）6.32；（4）闭合开关S、S1，记下此时电压表读数为U；。
【点评】本题测量未知阻值R的电阻实验，考查注意事项、电路连接、故障分析、电表读数和设计方案测电阻的能力。
22．（7分）燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.02m3天然气（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为8.4×107J/m3，则：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）水吸收的热量与天然气完全燃烧放出的热量之比称之为效率，我们用η表示。求该燃气炉烧水时的效率是多少？
【分析】（1）知道水的比热容、水的质量初温和末温，利用吸热公式Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（2）根据Q放＝Vq求出天然气完全燃烧放出的热量，水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比等于燃气灶的效率。
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.6×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝5.72×105J。
（2）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝0.02m6×8.4×102J/kg＝1.68×106J，
则该燃气炉烧水时的效率：
η＝×100%＝。
答：（1）水吸收的热量是6.72×107J；
（2）该燃气炉烧水时的效率是40%。
【点评】本题主要考查了燃料完全燃烧放热公式Q放＝Vq、吸热公式Q吸＝cm（t﹣t0）和效率公式的掌握和运用，属于基础题目。
23．（9分）为了保护同学们的视力，教室内安装了可调亮度的LED护眼灯，小明同学设计了一个模拟调光灯的电路，电源电压恒为4.5V，灯泡标有“2.5V 0.4A”字样（灯丝阻值不变），当灯泡正常发光时。求：
（1）灯泡的电阻；
（2）滑动变阻器两端的电压；
（3）滑动变阻器接入电路的阻值。
【分析】（1）已知灯泡的额定电压和额定电流，然后根据欧姆定律的变形公式即可求出灯丝的电阻；
（2）由图可知：灯泡与滑动变阻器串联，当灯泡正常发光时，根据串联电压和电流的特点求出滑动变阻器两端电压；
（3）根据欧姆定律的变形公式即可求出滑动变阻器的电阻。
【解答】解：（1）已知U额＝2.5V，I额＝4.4A，
由欧姆定律可得，灯泡的电阻：
RL＝＝＝4.25Ω；
（2）由图可知：灯泡与滑动变阻器串联，当灯泡正常发光时L＝U额＝2.5V，
串联电路中电流处处相等，所以电路中的电流I＝I额＝6.4A，
由于串联电路两端电压等于各部分电压之和，
所以滑动变阻器两端的电压：U滑＝U﹣UL＝4.8V﹣2.5V＝2V；
（3）滑动变阻器接入电路中的阻值：R2＝＝＝5Ω。
答：（1）灯泡的电阻为8.25Ω；
（2）滑动变阻器两端的电压为2V；
（3）滑动变阻器接入电路的阻值为5Ω。
【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，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等。
质量/kg
楼高/m
所用时间/s
上楼所做功/J
功率/W