2024-2025学年河南省南阳市邓州市九年级（上）期末物理试卷(含详细答案解析)

这是一份2024-2025学年河南省南阳市邓州市九年级（上）期末物理试卷(含详细答案解析)，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）2024年12月11日，由我国研发的全球单体容量最大的漂浮式风电平台“明阳天成号”在广东阳江正式投运（如图所示），总装机容量达16.6MW，预计每年可提供约5000万度绿色电力，合 J。若这些电能由发电效率为40%的煤燃烧产生，可节约 t煤。（）
2．（3分）透明密封的玻璃锤内装有固态的碘，把它放入盛热水的烧杯中，如图所示，观察到碘 （填物态变化名称）成紫色的碘蒸气充满整个玻璃锤，该过程 热，自然界中 的形成是该物态变化的逆过程（只填一例即可）。
3．（2分）如图所示，手扶拖拉机刚启动时排气管处“冒黑烟”，这是因为柴油没有完全燃烧，此时柴油的热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）；内燃机的冷却系统常用水做制冷剂，是因为水的 大。
4．（3分）在如图所示的电路中，闭合开关后，灯泡L1发光较亮，灯泡L2几乎不发光，电压表的示数为0.3V，则灯泡L2 （选填“通路”“开路”或“短路”），I1 I2（选填“＞”“＝”或“＜”）；若把两灯并联， 灯更亮。
5．（2分）额定电压为“2.5V”的灯泡甲与定值电阻乙的U﹣I关系图象如图所示，将甲与乙串联，灯泡正常发光时，P甲：P乙＝ ，该电路1min消耗的电能为 J。
6．（2分）世间万物，皆如双刃剑，利弊相生，福祸相依，所以我们要用辩证的观点看待事物。请结合示例，写出一条与物理学相关的利和弊。
示例：利：利用电流的热效应制作各种加热的用电器。
弊：某些不需要加热的用电器，由于电流的热效应会造成能源浪费。
利： 。
弊： 。
二、选择题（本题共8小题，每题2分，共16分。第7～12题为单选题，第13、14题为双选题，全部选对得2分，只选一个且正确得1分，多选，错选得0分）
7．（2分）下列数据与生活实际情况相符的是（ ）
A．手机的功率约为1000W
B．人体的安全电压约为37V
C．自然界中水的凝固点约为﹣10℃
D．测电笔的电阻约为106Ω
8．（2分）新春佳节日渐临，朋友圈中福满屏。祥图瑞照映年味，贺语欢言伴君行。关于图说法正确的是（ ）
A．图甲，刚煮好的饺子烫嘴是因为饺子含有的热量高
B．图乙，出锅后的油条温度降低内能不变
C．图丙，与盒子摩擦引燃的“滑炮”是通过做功改变内能
D．图丁，“窜天猴”点火后升空，其能量转化与内燃机的压缩冲程相似
9．（2分）如图所示，仪器使用正确的是（ ）
A．图甲，测量液体温度时为了方便读数把温度计拿出来读数
B．图乙，检验物体是否带电时手执金属杆以防止验电器碰倒
C．图丙，使用测电笔时捏着笔尖金属体以防触电
D．图丁，不允许将电流表直接接在电源的两端
10．（2分）小芳观看了动画片喜羊羊与灰太狼之后，想帮羊村长设计一个电路。当警卫室内的开关闭合时报警系统启用，用导线围着羊村的栅栏一圈，若灰太狼闯入羊村就会把导线扯断，此时灯亮且电铃响，提醒羊群注意安全。其中R0为保护电阻，符合要求的电路图是（ ）
A．B．
C．D．
11．（2分）如图所示为家庭电路的一部分，下列说法正确的是（ ）
A．电能表、总开关，保险丝的顺序不能随意调换
B．家庭电路中保险丝熔断或跳闸的原因一定是总功率过大
C．保险丝熔断后可以用铜丝代替
D．小明站在绝缘凳上左手摸火线右手摸零线非常安全
12．（2分）物理课上，老师把铅笔芯AB接入如图所示的电路上，电源电压不变，闭合开关，观察到几十秒后铅笔芯发红最后燃烧。下列说法正确的是（ ）
A．铅笔芯是绝缘体
B．铅笔芯发红燃烧是因为电流的热效应
C．若把B端的夹子改夹到中点，则电路中的电阻变大
D．若把B端的夹子改夹到中点，则需要更长的时间才能观察到铅笔芯发红
（多选）13．（2分）如图所示；老师用先进的数显电源和额定电压为“12V”的小灯泡进行演示实验。顺时针拧动旋钮，数显屏上的电压连续增大，观察到灯泡的亮度越来越亮，最后明亮耀眼直至熄灭，取下灯泡时发现灯壁变黑。下列说法正确的是（ ）
A．在灯泡熄灭前，实际功率越大，灯泡越亮
B．数显屏上的电压越大，灯泡的额定电压也越大
C．该实验中灯丝先升华再凝华
D．灯泡熄灭可能是发生了短路
（多选）14．（2分）如图所示为某款电子量角器。已知电源电压恒为6V，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，0为半圆弧电阻MN的圆心，金属滑片OP为半径且与半圆弧接触良好，电阻RMN为20Ω，接入电路的电阻RMP与滑片OP旋转角度θ成正比，定值电阻R0的阻值为10Ω，下列说法正确的是（ ）
A．所测角度θ越大，电流表示数越小，电压表示数越小
B．滑片滑至M处时，电流表的示数为0.6A
C．该电路的最小功率为1.2W
D．该量角器的测量范围是0°～90°
三、作图题（本题共2小题，每题2分，共4分）
15．（2分）为了安全，电动自行车的厂家设计只有当车钥匙开启且捏闸刹车时，车辆才能启动。车钥匙开启相当于闭合开关S1，捏闸剎车相当于闭合开关S2，请将图中电路图补充完整。
16．（2分）教室里有两盏额定电压为220V的电灯，闭合开关时两灯正常发光，断开开关时两灯同时熄灭，灯泡的通断不影响三孔插座的使用，请根据试电笔氖管的发光情况，将图中的电路图补充完整。
四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题9分，第19题6分，共19分）
17．（4分）如图甲所示是某小组用电加热器探究“物质的吸热能力与哪些因素有关”：
（1）实验中电源电压相等且R1＝R2，使物质升高相同的温度，通过比较 来判断物质吸收的热量多少；
（2）善于观察的小明又记录了液体放热降温的数据，并绘制图像如图乙所示，则液体 的比热容大；
（3）已知c水＞c煤油，若R1＞R2，把两个烧杯中加入质量和初温都相同的 （选填“水”或“煤油”），如图丙所示，通过比较 ，可以探究电流产生热量的多少与电阻的关系。
18．（9分）物理课上，师生一起探究“电流的大小与哪些因素有关”：
（1）如图甲所示，老师先后将夹子夹在A、B两处，发现夹在B处时灯泡的亮度更亮，即通过灯泡的电流更大，由此猜想电流的大小与 有关；当夹子夹在B处时，在电路中再串联一个电阻（图中未画出），发现灯泡的亮度与上次比变暗，即通过灯泡的电流变小，由此猜想电流的大小与 有关；
（2）请将电路图乙补充完整；
（3）小组商议先探究电流的大小与电阻的关系，已知电源电压为6V，滑动变阻器的规格是“20Ω 1A”。他们将5Ω的定值电阻接入电路，移动滑动变阻器，使电压表的示数为2V，记下此时电流表的示数（如图丙所示）为 A；再用10Ω的定值电阻代替5Ω的定值电阻，发现电压表的示数大于2V，接下来他们应该移动滑动变阻器的滑片使其阻值 （选填“变大”或“变小”），直到电压表示数为 V，记下此时电流表的示数；
（4）然后用20Ω的定值电阻代替10Ω的定值电阻，发现无论如何移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终大于2V，接下来的合理操作是 ；
A．重新实验，使电压保持不变为1V
B．换用“50Ω 1A”的滑动变阻器继续实验
（5）小组把实验数据绘制成如图丁所示的图像，由此得出结论： ；
（6）若把定值电阻改为小灯泡， （选填“不能”或“也能”）得出该实验结论。
19．（6分）某小组用“伏安法”测量未知电阻Rx：
（1）请用笔画线代替导线，将图甲补充完整，要求滑片P向右移动时阻值变大；
（2）闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器，电流表的示数都几乎为0，电压表的示数接近电源电压，若电路只有一处故障，则可能是 ；
（3）排除故障后，小组继续实验，但是负责记录的同学一时疏忽，把前两次的电压和电流值都写在草稿纸上（图乙）而忘记填入表格中，而后及时改正，请你帮他把数据整理在表格中合适的位置；
（4）该未知电阻Rx的阻值为 Ω（保留一位小数）；
（5）该实验多次测量的目的是 ；
（6）某小组测量时发现电流表损坏，他们利用定值电阻R0，设计如图丙所示的电路，也测出了未知电阻：
①将滑动变阻器滑片移到适当位置，记下电压表的示数为U1；
②保持滑片P位置不动，将电压表改接到R0两端，记下电压表的示数为U2；
③计算出Rx＝ 。（用U1、U2、R0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）内燃柴油叉车广泛用于工厂车间，仓库、物流配送中心等货物的装卸搬运作业。如图所示为某品牌的叉车及部分参数，某次它将860kg的货物匀速竖直抬升至最高，消耗柴油2g，则：[g取10N/kg，柴油的热值为q＝4.3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（1）货物在匀速上升时，内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；
（2）叉车做的有用功是多少？
（3）抬升过程中叉车的机械效率是多少？
（4）柴油燃烧时21%的能量被水箱里的10kg水吸收，水温升高多少？
21．（9分）如图所示是某款养生壶的内部电路结构和部分参数，其中R2＝55Ω。
（1）当开关S1闭合，S2 时，为低温挡；养生壶的电源线与风扇相比更 （选填“粗短”或“细长”）；
（2）养生壶在低温挡工作时，电路中的电流是多少？
（3）高温挡的功率是多少？
（4）小芳把家中其他的用电器全关掉，用高温挡加热2min，发现标有“1200r/kW•h”的电能表的转盘转了30圈，此时实际功率是多少？
2024-2025学年河南省南阳市邓州市九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题）
二．多选题（共2小题）
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）2024年12月11日，由我国研发的全球单体容量最大的漂浮式风电平台“明阳天成号”在广东阳江正式投运（如图所示），总装机容量达16.6MW，预计每年可提供约5000万度绿色电力，合 1.8×1014 J。若这些电能由发电效率为40%的煤燃烧产生，可节约 1.5×104 t煤。（）
【分析】1度＝1千瓦时＝1kW•h＝3.6×106J。
若这些电能由发电效率为40%的煤燃烧产生，即W＝ηmq煤，计算可节约煤的质量。
【解答】解：W＝5000万度＝5000×104度＝5000×104×3.6×106J＝1.8×1014J。
若这些电能由发电效率为40%的煤燃烧产生，可节约煤的质量为。
故答案为：1.8×1014；1.5×104。
【点评】此题考查了电能单位度与焦耳的换算，能量的利用效率。
2．（3分）透明密封的玻璃锤内装有固态的碘，把它放入盛热水的烧杯中，如图所示，观察到碘 升华 （填物态变化名称）成紫色的碘蒸气充满整个玻璃锤，该过程 吸 热，自然界中 雪 的形成是该物态变化的逆过程（只填一例即可）。
【分析】物质由固态直接变成气态的过程叫升华，升华吸热；物质由气态直接变成固态的过程叫凝华。
【解答】解：试管中的固态碘在热水中，碘由固态直接变为气态，属于升华过程，升华吸热；
自然界中雪、霜等都是空气中水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶，是该物态变化的逆过程。
故答案为：升华；吸；雪。
【点评】本题考查了升华和凝华现象，基础题。
3．（2分）如图所示，手扶拖拉机刚启动时排气管处“冒黑烟”，这是因为柴油没有完全燃烧，此时柴油的热值 不变 （选填“变大”“变小”或“不变”）；内燃机的冷却系统常用水做制冷剂，是因为水的 比热容 大。
【分析】热值是燃料的特性，与其质量大小、燃烧是否充分等因素无关；
水的比热容比较大，质量相同的水和其他物质相比，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些。
【解答】解：热值是燃料的一种特性，与燃料的多少、是否完全燃烧无关，所以柴油不能完全燃烧时，柴油的热值不变。
水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多；内燃机工作时产生大量热量，这些热量如果不迅速转移，就可能损害发动机，因此利用水的比热容大的特点把这些热迅速吸收，使发动机的温度不致升得太高。
故答案为：不变；比热容。
【点评】此题考查了热值的认识及水的比热容大的应用。
4．（3分）在如图所示的电路中，闭合开关后，灯泡L1发光较亮，灯泡L2几乎不发光，电压表的示数为0.3V，则灯泡L2 通路 （选填“通路”“开路”或“短路”），I1 ＝ I2（选填“＞”“＝”或“＜”）；若把两灯并联， L2 灯更亮。
【分析】闭合开关后，两灯串联，电压表并联在灯L2两端；串联电路的电流处处相等；当若把两灯并联，根据可知灯泡亮度。
【解答】解：闭合开关后，两灯串联，电路只有一条通路，各用电器相互影响，电压表并联在灯L2两端，灯泡L1发光较亮，灯泡L2几乎不发光，灯泡L2通路。
串联电路的电流处处相等，所以I1＝I2。
两灯串联时，灯泡L1发光较亮，灯泡L2几乎不发光，根据P＝I2R可知，电流相等时，R1＞R2；当若把两灯并联，根据可知，当电压相等时，P1＜P2，即灯L2更亮。
故答案为：通路；＝；L2。
【点评】此题考查了串联电路的电流关系、电功率计算公式的应用。
5．（2分）额定电压为“2.5V”的灯泡甲与定值电阻乙的U﹣I关系图象如图所示，将甲与乙串联，灯泡正常发光时，P甲：P乙＝ 5：4 ，该电路1min消耗的电能为 108 J。
【分析】灯泡正常发光时两端的电压为2.5V，由图可知通过灯泡的电流，由串联电路电流处处相等可知通过电阻的电流，由图可知此时电阻两端的电压，根据P＝UI求出P甲：P乙；
根据W＝UIt计算电路1min消耗的电能。
【解答】解：甲与乙串联，灯泡正常发光时，灯泡两端的电压为2.5V，由图可知，通过灯泡的电流为0.4A，由于串联电路电流处处相等，通过电阻的电流也为0.4A，由图可知，此时电阻两端的电压为2V，灯泡与电阻的功率之比。
该电路1min消耗的电能W＝UIt＝（U甲+U乙）It＝（2.5V+2V）×0.4A×60s＝108J。
故答案为：5：4：108。
【点评】此题考查了串联电路的特点、电功率公式的应用、电能公式的应用、图像的分析等，稍有难度。
6．（2分）世间万物，皆如双刃剑，利弊相生，福祸相依，所以我们要用辩证的观点看待事物。请结合示例，写出一条与物理学相关的利和弊。
示例：利：利用电流的热效应制作各种加热的用电器。
弊：某些不需要加热的用电器，由于电流的热效应会造成能源浪费。
利： 美妙的音乐可以陶冶情操，令人身心愉悦 。
弊： 音乐对休息的邻居而言属于噪声，令人烦躁不安 。
【分析】结合物理现象的利与弊分析。
【解答】解：例子一：
利：利用内燃机可以制造轮船、飞机、汽车等，日行千里。
弊：内燃机的燃料燃烧时排放大量温室气体，导致全球变暖。
例子二：
利：利用静电可以静电植绒、静电复印、静电除尘等。
弊：油罐车的静电不及时导走会导致爆炸。
例子三：
利：在舞蹈室的墙上装一个大的平面镜，成像的同时显得空间变大。
弊：一些建筑的外墙上滥用玻璃，造成光污染。
例子四：
利：美妙的音乐可以陶冶情操，令人身心愉悦。
弊：音乐对休息的邻居而言属于噪声，令人烦躁不安。
故答案为：美妙的音乐可以陶冶情操，令人身心愉悦；音乐对休息的邻居而言属于噪声，令人烦躁不安。
【点评】此题考查了物理常识。
二、选择题（本题共8小题，每题2分，共16分。第7～12题为单选题，第13、14题为双选题，全部选对得2分，只选一个且正确得1分，多选，错选得0分）
7．（2分）下列数据与生活实际情况相符的是（ ）
A．手机的功率约为1000W
B．人体的安全电压约为37V
C．自然界中水的凝固点约为﹣10℃
D．测电笔的电阻约为106Ω
【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解，对于选项中的数据，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。
【解答】解：A．手机的功率通常在几瓦左右，故A不正确；
B．经验表明，人体安全电压应不高于36V，故B不正确；
C．在标准大气压下，水的凝固点为0℃，故C不正确；
D．测电笔的电阻约为106Ω，故D正确。
故选：D。
【点评】对日常生活中的速度、质量、长度、时间等进行准确的估测，是初中学生需要掌握的一种基本能力，平时注意观察，结合所学知识多加思考，逐渐培养这方面的能力。
8．（2分）新春佳节日渐临，朋友圈中福满屏。祥图瑞照映年味，贺语欢言伴君行。关于图说法正确的是（ ）
A．图甲，刚煮好的饺子烫嘴是因为饺子含有的热量高
B．图乙，出锅后的油条温度降低内能不变
C．图丙，与盒子摩擦引燃的“滑炮”是通过做功改变内能
D．图丁，“窜天猴”点火后升空，其能量转化与内燃机的压缩冲程相似
【分析】（1）热量是过程量，不能说含有；
（2）改变内能的方式包括做功和热传递；
（3）工作过程中能量的转化：
①压缩冲程：机械能→内能；
②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能
【解答】解：A．刚煮好的饺子烫嘴是因为饺子温度高，热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故A错误；
B．物体的内能与温度有关，出锅后的油条温度降低，质量不变，其内能会减小，故B错误；
C．与盒子摩擦引燃的“滑炮”，是通过克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，使“滑炮”的内能增加，温度升高达到着火点而燃烧，是通过做功改变内能，故C正确；
D．“窜天猴”点火后升空，是燃料燃烧释放的内能转化为“窜天猴”的机械能；而内燃机的压缩冲程是将机械能转化为内能，二者能量转化不同，故D错误。
故选：C。
【点评】本题是一道热学综合题，主要考查了改变物体内能方法、热量和内能的区别、热机的冲程等知识。
9．（2分）如图所示，仪器使用正确的是（ ）
A．图甲，测量液体温度时为了方便读数把温度计拿出来读数
B．图乙，检验物体是否带电时手执金属杆以防止验电器碰倒
C．图丙，使用测电笔时捏着笔尖金属体以防触电
D．图丁，不允许将电流表直接接在电源的两端
【分析】（1）实验用温度计测量液体的温度时，要继续留在待测液体中读数，不能拿出来读数。
（2）检验物体是否带电时，要用绝缘体，不能用金属棒。
（3）使用测电笔时，手必须接触笔尾金属体，不能接触笔尖金属体。
（4）绝对不允许将电流表直接接在电源的两端。
【解答】解：A．测量液体温度时，温度计的玻璃泡要全部浸入液体中，不能碰到容器底和容器壁，读数时玻璃泡要继续留在被测液体中，视线与温度计内液柱的上表面相平，故A错误；
B．人体是导体，检验物体是否带电时手执金属杆，若带电物体接触金属球后，电荷会经金属杆、人体流入大地，不能检验出物体是否带电，故B错误；
C．正确使用测电笔时，人体要接触笔尾金属体，笔尖金属体接触导线，故C错误；
D．由于电流表的电阻很小，若将电流表直接接到电源两极，电路中电流会很大，会损坏电流表，所以不能将电流表直接接到电源两极，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查的是温度计和测电笔的使用方法；知道验电器和电流表的使用规则。
10．（2分）小芳观看了动画片喜羊羊与灰太狼之后，想帮羊村长设计一个电路。当警卫室内的开关闭合时报警系统启用，用导线围着羊村的栅栏一圈，若灰太狼闯入羊村就会把导线扯断，此时灯亮且电铃响，提醒羊群注意安全。其中R0为保护电阻，符合要求的电路图是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】根据题意可知，灯、电铃与导线的连接方式，同时为了保护电路，干路中应串联一个保护电阻，由此得出符合要求的电路设计。
【解答】解：由题意可知，栅栏上的导线完好时，灯和电铃不工作，导线扯断时，灯和电铃工作，说明灯和电铃与导线并联；同时为了保护电路，干路中应串联一个保护电阻，故B符合要求，ACD不符合要求。
故选：B。
【点评】本题考查电路的设计，明确电路的工作状态是关键之一。
11．（2分）如图所示为家庭电路的一部分，下列说法正确的是（ ）
A．电能表、总开关，保险丝的顺序不能随意调换
B．家庭电路中保险丝熔断或跳闸的原因一定是总功率过大
C．保险丝熔断后可以用铜丝代替
D．小明站在绝缘凳上左手摸火线右手摸零线非常安全
【分析】（1）家庭电路的正确连接顺序为：进户线→电能表→总开关→保险丝。
（2）家庭电路中保险丝熔断的原因是电路中电流过大，电流过大的原因有两个：一是用电器的总功率过大，二是电路发生短路。
（3）保险丝的材料要求是电阻率大、熔点低，这样电流过大时能迅速熔断，切断电路。
（4）即使站在绝缘凳上，因同时接触火线和零线，电路导通。
【解答】解：A．家庭电路中，电能表测家庭电路消耗的电能，总开关可控制家庭电路的通断，保险丝可以保障电路安全；电能表、总开关，保险丝的顺序不能随意调换，故A正确；
B．家庭电路中保险丝熔断或跳闸的原因电路中电流过大，电路中总功率过大或电路短路都可能引起电路中电流过大，故B错误；
C．保险丝的材料要求是电阻率大、熔点低，这样电流过大时能迅速熔断，切断电路。铜丝的熔点高、电阻率小，电流过大时不易熔断，无法起到保护电路的作用，因此不能用铜丝代替保险丝，故C错误；
D．小明站在绝缘凳上左手摸火线右手摸零线，电流会从左手经双臂到右手，有电流通过人体，引起触电，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查的是家庭电路的组成和安全用电的知识。
12．（2分）物理课上，老师把铅笔芯AB接入如图所示的电路上，电源电压不变，闭合开关，观察到几十秒后铅笔芯发红最后燃烧。下列说法正确的是（ ）
A．铅笔芯是绝缘体
B．铅笔芯发红燃烧是因为电流的热效应
C．若把B端的夹子改夹到中点，则电路中的电阻变大
D．若把B端的夹子改夹到中点，则需要更长的时间才能观察到铅笔芯发红
【分析】（1）容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体。
（2）电流通过导体时会产生热量，电能转化为内能；
（3）导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关；
（4）根据Q＝I2Rt分析。
【解答】解：A．闭合开关，铅笔芯发红，说明铅笔芯中有电流通过，铅笔芯容易导电，是导体，故A错误；
B．电流通过导体时会产生热量，铅笔芯发红燃烧是因为电流的热效应，故B正确；
C．导体的材料、横截面积一定时，长度越长，导体的电阻越大，若把B端的夹子改夹到中点，接入电路的部分变短，则电路中的电阻变小，故C错误；
D．若把B端的夹子改夹到中点，接入电路的电阻为原来的，由可知，电路中的电流变为原来的2倍，由Q＝I2Rt可知，观察到铅笔芯发红需要的时间更短，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了导体和绝缘体的区别、电流的热效应、影响电阻大小的因素、焦耳定律，属于基础题。
（多选）13．（2分）如图所示；老师用先进的数显电源和额定电压为“12V”的小灯泡进行演示实验。顺时针拧动旋钮，数显屏上的电压连续增大，观察到灯泡的亮度越来越亮，最后明亮耀眼直至熄灭，取下灯泡时发现灯壁变黑。下列说法正确的是（ ）
A．在灯泡熄灭前，实际功率越大，灯泡越亮
B．数显屏上的电压越大，灯泡的额定电压也越大
C．该实验中灯丝先升华再凝华
D．灯泡熄灭可能是发生了短路
【分析】（1）灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大，灯泡越亮；
（2）灯泡的额定电压是指灯泡正常工作时的电压；
（3）物质直接由固态变成气态叫升华，物质直接由气态变为固态叫凝华；
（4）电路某处断开叫断路，用导线直接连接电源两极（或用电器两端）叫短路。
【解答】解：A、灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，在灯泡熄灭前，实际功率越大，灯泡越亮，故A正确；
B、数显屏上的电压越大，灯泡两端的实际电压越大，但灯泡的额定电压为灯泡正常工作时的电压，灯泡的额定电压不变，故B错误；
C、该实验中灯丝温度升高，直接由固态变成气态，即灯丝升华；灯泡熄灭后，气态的钨变成固态附着在灯泡壁上，发生凝华，使得灯壁变黑，此过程中灯丝先升华再凝华，故C正确；
D、灯泡熄灭是因为灯丝的温度过高而熔断，是断路，不是短路，故D错误。
故选：AC。
【点评】本题考查了灯的亮度与实际功率的关系、对额定电压的理解、升华和凝华现象、短路与断路的区别，属于基础题目。
（多选）14．（2分）如图所示为某款电子量角器。已知电源电压恒为6V，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，0为半圆弧电阻MN的圆心，金属滑片OP为半径且与半圆弧接触良好，电阻RMN为20Ω，接入电路的电阻RMP与滑片OP旋转角度θ成正比，定值电阻R0的阻值为10Ω，下列说法正确的是（ ）
A．所测角度θ越大，电流表示数越小，电压表示数越小
B．滑片滑至M处时，电流表的示数为0.6A
C．该电路的最小功率为1.2W
D．该量角器的测量范围是0°～90°
【分析】A．由图可知，变阻器的接入电阻为MP，变阻器与电阻串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；角度θ越大时，电阻RMP接入的阻值变大，由可知，电路中电流变小，电流表的示数减小，根据串联分压可知，电阻RMP两端电压变大；
B．当滑片OP旋转至M处时，电阻RMP接入的阻值为0，电阻R0接入电路，由欧姆定律可计算，此时电路中电流；
CD．电压表的量程为0～3V，整段半圆弧MN的电阻为20Ω，当θ调节为90°时，RMP接入电路的电阻为10Ω，根据串联分压可知，此时RMP两端的电压为3V，此时电路中的电阻最大，电流最小；电路中的总电阻为R总＝RMP+R0，该电路的最小功率为P小；
电流表的量程为0～0.6A，由B可知，滑片滑至M处时，电流表的示数为0.6A，由此可知，该量角器的测量范围是0°～90°。
【解答】解：A．由图可知，变阻器的接入电阻为MP，变阻器与电阻串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；角度θ越大时，电阻RMP接入的阻值变大，由可知，电路中电流变小，电流表的示数减小，根据串联分压可知，电阻RMP两端电压变大，故电压表示数增大，故A错误，不符合题意；
B．当滑片OP旋转至M处时，电阻RMP接入的阻值为0，电阻R0接入电路，则由欧姆定律可知，此时电路中电流为，故B正确，符合题意；
CD．根据串联分压可知，此时RMP两端的电压为3V，此时电路中的电阻最大，电流最小（因为电压表的量程为0～3V，整段半圆弧MN的电阻为20Ω，当θ调节为90°时，RMP接入电路的电阻为10Ω）；电路中的总电阻为R总＝RMP+R0＝10Ω+10Ω＝20Ω，该电路的最小功率为，
电流表的量程为0～0.6A，由B可知，滑片滑至M处时，电流表的示数为0.6A，由此可知，该量角器的测量范围是0°～90°，故D正确，符合题意，C错误，不符合题意。
故选：BD。
【点评】本题主要考查了动态电路的分析，以及相应的计算。
三、作图题（本题共2小题，每题2分，共4分）
15．（2分）为了安全，电动自行车的厂家设计只有当车钥匙开启且捏闸刹车时，车辆才能启动。车钥匙开启相当于闭合开关S1，捏闸剎车相当于闭合开关S2，请将图中电路图补充完整。
【分析】由题意可知，只有同时闭合车钥匙开关和捏闸剎车开关，电动机才能启动，由此可知两个开关的作用及连接方式，从而得出符合要求的电路设计。
【解答】解：由题意可知，只有同时闭合车钥匙开关和捏闸剎车开关，电动机才能启动，所以两个开关S1、S2应先串联再与电动机M串联，然后再连接到电路中，如图所示：
。
【点评】本题考查电路的设计，难度一般。
16．（2分）教室里有两盏额定电压为220V的电灯，闭合开关时两灯正常发光，断开开关时两灯同时熄灭，灯泡的通断不影响三孔插座的使用，请根据试电笔氖管的发光情况，将图中的电路图补充完整。
【分析】开关和灯泡串联后接在火线上；
灯泡和插座之间是并联的；
三孔插座的正确接法是左零右火上接地。
【解答】解：测电笔氖管的发光，说明测电笔测试的是火线，闭合开关时两灯正常发光，灯泡并联后再与开关串联；
为了用电安全，开关应接在火线和灯泡之间；
灯泡的通断不影响三孔插座的使用，要求三孔插座并联在电路中，不受开关控制；三孔插座连接时，左孔接火线，右孔接零线，上孔接地线，电路图如图：
。
【点评】本题考查的是家庭电路的组成，知道测电笔的使用方法。
四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题9分，第19题6分，共19分）
17．（4分）如图甲所示是某小组用电加热器探究“物质的吸热能力与哪些因素有关”：
（1）实验中电源电压相等且R1＝R2，使物质升高相同的温度，通过比较 加热时间的长短 来判断物质吸收的热量多少；
（2）善于观察的小明又记录了液体放热降温的数据，并绘制图像如图乙所示，则液体 甲 的比热容大；
（3）已知c水＞c煤油，若R1＞R2，把两个烧杯中加入质量和初温都相同的 煤油 （选填“水”或“煤油”），如图丙所示，通过比较 温度计的示数 ，可以探究电流产生热量的多少与电阻的关系。
【分析】（1）我们使用相同的酒精灯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；
（2）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；
根据表中数据得出加热4分钟（吸热相同）水和煤油升高的温度，确定哪种物质吸热能力强；
（3）根据Q＝cmΔt分析；电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变；电阻丝产生的热量不易直接观察，由转换法，可使等质量初温相同的液体吸收热量，由温度变化确定产生的热量多少。
【解答】解：（1）实验中，电源电压相等且R1＝R2，通过电路的电流相同，相同时间电阻产生的热量相同，因此对液体甲、乙加热相同时间吸收的热量相同；实验中，使物质升高相同的温度，通过比较加热时间的长短来判断物质吸收的热量多少。
（2）由乙图可知，相同时间液体甲、乙放出的热量相同，乙降低的温度快，甲降低的温度慢，由可知，液体甲的比热容大。
（3）如图丙，两个电阻串联，根据串联电路的电流特点，通过导体的电流和通电时间相同，由R1＞R2可知，电阻的大小不同；煤油的比热容小，和水相比，吸收同样的热量煤油的温度变化大，因此在烧杯中加入相同质量的煤油，加热一定的时间，通过比较温度计的示数（或液体升高的温度）来辨别电阻产生热量的多少，从而探究电流产生热量的多少与电阻的关系。
故答案为：（1）加热时间的长短；（2）甲；（3）煤油；温度计的示数。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力和影响电阻产生热量与哪些因素有关，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．（9分）物理课上，师生一起探究“电流的大小与哪些因素有关”：
（1）如图甲所示，老师先后将夹子夹在A、B两处，发现夹在B处时灯泡的亮度更亮，即通过灯泡的电流更大，由此猜想电流的大小与 电压 有关；当夹子夹在B处时，在电路中再串联一个电阻（图中未画出），发现灯泡的亮度与上次比变暗，即通过灯泡的电流变小，由此猜想电流的大小与 电阻 有关；
（2）请将电路图乙补充完整；
（3）小组商议先探究电流的大小与电阻的关系，已知电源电压为6V，滑动变阻器的规格是“20Ω 1A”。他们将5Ω的定值电阻接入电路，移动滑动变阻器，使电压表的示数为2V，记下此时电流表的示数（如图丙所示）为 0.4 A；再用10Ω的定值电阻代替5Ω的定值电阻，发现电压表的示数大于2V，接下来他们应该移动滑动变阻器的滑片使其阻值 变大 （选填“变大”或“变小”），直到电压表示数为 2 V，记下此时电流表的示数；
（4）然后用20Ω的定值电阻代替10Ω的定值电阻，发现无论如何移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终大于2V，接下来的合理操作是 B ；
A．重新实验，使电压保持不变为1V
B．换用“50Ω 1A”的滑动变阻器继续实验
（5）小组把实验数据绘制成如图丁所示的图像，由此得出结论： 在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 ；
（6）若把定值电阻改为小灯泡， 不能 （选填“不能”或“也能”）得出该实验结论。
【分析】（1）根据夹子位置改变改变了电池的个数来改变电源电压分析；串联电阻改变电路的电阻；
（2）电流表串联在电路中，电压表并联在定值电阻两端，通过移动滑动变阻器的滑片来改变电路的电流与定值电阻两端的电压；
（3）根据电流表量程和分度值读数；
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阻值的变化；
（4）根据串联分压原理计算出当20Ω定值电阻接入电路中，滑动变阻器应接入电路的阻值大小，再结合滑动变阻器的最大阻值分析电压表示数不能调至2V的原因；
（5）根据电流与电阻乘积保持不变分析；
（6）根据灯泡电阻随温度改变分析。
【解答】解：（1）电流与电压和电阻有关，夹子夹在B处比夹在A处多用了一节电池，电源电压更高，此时灯泡的亮度更亮，说明通过灯泡的电流更大，可以猜想电流的大小与电压有关。当在电路中再串联一个电阻时，电源电压不变，根据控制变量法知，电路电阻变大，此时灯泡的亮度变暗，说明通过灯泡的电流变小。由此，可以进一步猜想电流的大小还与电路中的总电阻有关。
（2）由于要探究电流与电阻的关系，因此需要将定值电阻与滑动变阻器串联接入电路，同时用电压表测量定值电阻两端的电压，用电流表测量电路中的电流。故右边方框内应是滑动变阻器，与定值电阻并联的是电压表，左边的圆圈内是电流表，如下图所示：
（3）由丙图知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.4A；在实验中，先将5Ω的定值电阻接入电路，定值电阻两端的电压为UV＝IR＝0.4A×5Ω＝2V，移动滑动变阻器，使电压表的示数为2V。用10Ω的定值电阻代替5Ω的定值电阻，发现电压表的示数大于2V。由于电源电压不变，总电阻增大，因此电路中的电流减小，滑动变阻器两端的电压减小，而定值电阻两端的电压增大。为了使定值电阻两端的电压仍然为2V，需要移动滑动变阻器的滑片使其阻值变大，以增大滑动变阻器两端的电压，从而减小定值电阻两端的电压，直到电压表示数为2V。
（4）根据串联分压可知，当定值电阻接入阻值为20Ω时，，解得R滑＝50Ω，滑动变阻器的最大阻值太小，无法使定值电阻两端的电压降到2V。故合理操作是：换用最大阻值更大的滑动变阻器；根据串联分压规律，也可以增大定值电阻两端的电压或者选用电压更小的电源。
故选B。
（5）根据图像可以得出结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（6）若把定值电阻改为小灯泡，由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，因此不能简单地得出上述实验结论。因为小灯泡的电阻不是一个定值，所以需要在实验中进行额外的考虑和分析。
故答案为：（1）电压；电阻；
（2）
（3）0.4；变大；
（4）B；
（5）在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（6）不能。
【点评】本题考查探究电流与电阻关系的实验，属于较难题。
19．（6分）某小组用“伏安法”测量未知电阻Rx：
（1）请用笔画线代替导线，将图甲补充完整，要求滑片P向右移动时阻值变大；
（2）闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器，电流表的示数都几乎为0，电压表的示数接近电源电压，若电路只有一处故障，则可能是 Rx断路 ；
（3）排除故障后，小组继续实验，但是负责记录的同学一时疏忽，把前两次的电压和电流值都写在草稿纸上（图乙）而忘记填入表格中，而后及时改正，请你帮他把数据整理在表格中合适的位置；
（4）该未知电阻Rx的阻值为 5.1 Ω（保留一位小数）；
（5）该实验多次测量的目的是 求平均值以减小误差 ；
（6）某小组测量时发现电流表损坏，他们利用定值电阻R0，设计如图丙所示的电路，也测出了未知电阻：
①将滑动变阻器滑片移到适当位置，记下电压表的示数为U1；
②保持滑片P位置不动，将电压表改接到R0两端，记下电压表的示数为U2；
③计算出Rx＝ 。（用U1、U2、R0表示）
【分析】（1）电压表与被测电阻并联，滑动变阻器要“一上一下”串联接入电路。
（2）电流表的示数都几乎为0，电压表的示数接近电源电压，说明电压表串联在电路中，可能是定值电阻断路。
（3）根据电压和电流的比值是一个定值来分析。
（4）取多次测量的电阻的平均值作为待测电阻的阻值。
（5）多次测量取平均值可以减小实验误差。
（6）①将滑动变阻器滑片移到适当位置，记下电压表的示数为U1，此时测量的是待测电阻两端的电压；
②保持滑片P位置不动，将电压表改接到R0两端，记下电压表的示数为U2；此时测量的是R0两端的电压，根据串联电路的电流相等有：。
【解答】解：（1）滑片P向右移动时阻值变大，则滑动变阻器左下接线柱与待测电阻右接线柱相连；电流表串联在电路中，且要“正进负出”，所以其负接线柱接电源负极；电压表并联在待测电阻两端，其负接线柱与待测电阻左接线柱相连，如图所示：
。
（2）电流表的示数几乎为0，说明可能出现了断路，电压表的示数接近电源电压，说明电压表与电源是串联在电路中的，而其测量对象Rx断路。
（3）本实验是测量定值电阻的阻值，其两端电压与通过的电流之比大致相等，由后3组数据可知，该比值约为5Ω，且电压逐渐增大，由乙图可知，第1组数据电压为0.5V，电流为0.10A；第2组数据电压为1.0V，电流为0.18A，如下表所示：
（4）由表中数据可知，5次实验的电阻分别为：第一次；
第二次；
第三次；
第四次；
第五次；
所以该未知电阻的阻值为。
（5）本实验是测量未知的定值电阻的阻值，所测物理量是定值，所以多次测量的目的是为了求平均值以减小误差。
（6）U2为R0两端电压，U1为Rx两端电压；由欧姆定律知，通过R0的电流为，而此电路为串联电路，所以电流处处相等，即通过Rx的电流也为，所以Rx的阻值为。
故答案为：（1）；
（2）Rx断路；
（3）如下表所示：
（4）5.1；
（5）求平均值以减小误差；
（6）。
【点评】本题考查的是伏安法测量电阻的常规方法和特殊方法，会连接实物图和处理相关的数据；知道多次测量取平均值可以减小误差；本题综合性较强。
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）内燃柴油叉车广泛用于工厂车间，仓库、物流配送中心等货物的装卸搬运作业。如图所示为某品牌的叉车及部分参数，某次它将860kg的货物匀速竖直抬升至最高，消耗柴油2g，则：[g取10N/kg，柴油的热值为q＝4.3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（1）货物在匀速上升时，内能 不变 （选填“增大”“减小”或“不变”）；
（2）叉车做的有用功是多少？
（3）抬升过程中叉车的机械效率是多少？
（4）柴油燃烧时21%的能量被水箱里的10kg水吸收，水温升高多少？
【分析】（1）物体内能的大小与温度、质量、物态有关；
（2）根据W有＝Gh求出车做的有用功；
（3）根据Q放＝mq求出柴油完全燃烧释放的热量，利用η求出叉车机械效率；
（4）根据η和Q吸＝cmΔt求出水升高的温度。
【解答】解：（1）物体内能的大小与温度、质量、物态有关；货物在匀速上升时，质量不变、温度不变，内能不变；
（2）叉车做的有用功为：
W有＝Gh＝mgh＝860kg×10N/kg×3000×10﹣3m＝25800J；
（3）柴油完全燃烧释放的热量为：
，
此时叉车机械效率为：
；
（4）由η'和Q吸＝cmΔt得，水升高的温度为；
。
答：（1）不变；
（2）叉车做的有用功是25800J；
（3）抬升过程中叉车的机械效率是30%；
（4）柴油燃烧时21%的能量被水箱里的10kg水吸收，水温升高0.43℃。
【点评】本题考查热量的计算，主要有做功公式、吸热公式、燃料完全燃烧放热公式以及热效率公式的应用。
21．（9分）如图所示是某款养生壶的内部电路结构和部分参数，其中R2＝55Ω。
（1）当开关S1闭合，S2 断开 时，为低温挡；养生壶的电源线与风扇相比更 粗短 （选填“粗短”或“细长”）；
（2）养生壶在低温挡工作时，电路中的电流是多少？
（3）高温挡的功率是多少？
（4）小芳把家中其他的用电器全关掉，用高温挡加热2min，发现标有“1200r/kW•h”的电能表的转盘转了30圈，此时实际功率是多少？
【分析】（1）当开关S1闭合，S2断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，为低温挡；电阻是导体本身的一种性质，它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积和温度；
（2）低温挡时电路中的电流为；
（3）根据低温挡的电功率，由公式求出串联的电阻，得出R1的阻值；高温挡时，开关S1、S2均闭合，R2被短路，只有R1接入电路，由公式求出高温挡的电功率；
（4）由公式W求出养生壶高温挡加热2min消耗的电能，再由公式P得出实际功率。
【解答】解：（1）①当开关S1闭合，S2断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，为低温挡；
②电阻是导体本身的一种性质，它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积和温度。所以养生壶的电源线与风扇相比，在材料和温度相同时，由于养生壶的功率较大，通过的电流较大，养生壶的电源线电阻较小，横截面积应更大，长度更短，即电源线更粗短一些；
（2）由P＝IU得，低温挡时电路中的电流为；
（3）低温挡时，开关S1闭合、S2断开，电路中R1与R2串联，由得，低温挡时的总电阻为，
所以R1＝R总﹣R2＝110Ω﹣55Ω＝55Ω，
高温挡时，开关S1、S2均闭合，R2被短路，只有R1接入电路，由得，高温挡的功率为；
（4）2min消耗的电能为，
由得，此时得实际功率为。
答：（1）断开；粗短；（2）养生壶在低温挡工作时，电路中的电流是2A；
（3）高温挡的功率是880W；
（4）此时实际功率是750W。
【点评】本题考查电功率的多状态计算，属于能力提升题。
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1
2
3
4
5
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.30
0.42
0.50
型号
CPC30T3
载重
3000kG
起升高度
3000mm
整车自重
4120kG
项目
参数
额定电压
220V
最大容量
1.5L
低温挡功率
440W
高温挡功率
**W
题号
7
8
9
10
11
12
答案
D
C
D
B
A
B
题号
13
14
答案
AC
BD
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.5
2.0
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电流I/A
0.30
0.42
0.50
实验次数
1
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3
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5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.18
0.30
0.42
0.50
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.18
0.30
0.42
0.50
型号
CPC30T3
载重
3000kG
起升高度
3000mm
整车自重
4120kG
项目
参数
额定电压
220V
最大容量
1.5L
低温挡功率
440W
高温挡功率
**W