2024-2025学年湖南省株洲市醴陵市九年级（上）期末物理试卷(含详细答案解析)

这是一份2024-2025学年湖南省株洲市醴陵市九年级（上）期末物理试卷(含详细答案解析)，共27页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图与实验探究题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1．（3分）如图所示是一个香薰炉，点燃炉内蜡烛加热香薰液，一会儿，房间内充满了香气。对该过程分析正确的是（ ）
A．蜡烛燃烧将内能转化为化学能
B．香薰液通过做功增加内能
C．炉内蜡烛加热香薰液减慢了分子热运动
D．香气弥漫是扩散现象
2．（3分）2024年4月25日，搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．火箭升空过程中的能量转化与内燃机的做功冲程相同
B．火箭使用液氢作为燃料，主要是因为液氢的密度比较小
C．火箭的外壳与大气摩擦生热创造了能量，不遵循能量守恒定律
D．火箭的发射过程中，燃料若不完全燃烧，热值会减小
3．（3分）如图所示，兴趣小组的同学们在参观科技馆中的“静电碰碰球”，转动手柄使玻璃罩中间的大金属球带上正电，周围不带电的小金属球接触大金属球后会被弹开。下列分析正确的是（ ）
A．人在转动手柄的过程中创造了电荷
B．大金属球带正电是因为它失去了电子
C．小金属球接触大金属球时产生从小球到大球的瞬间电流
D．小金属球被弹开是因为异种电荷相互排斥
4．（3分）如图所示，是三合一充电器给三部手机同时充电的情景。下列说法正确的是（ ）
A．手机的芯片是利用超导材料制成的
B．若拔掉其中一部手机，则通过充电器的总电流变大
C．手机充电时，手机电池将化学能转化为电能
D．各个手机之间是并联的
5．（3分）图示滑动变阻器连入电路的四种接法中，当滑片P向右滑动时，能使电路中电流变大的是（ ）
A．
B．
C．
D．
6．（3分）四冲程汽油机的工作循环中，主要将机械能转化为内能的冲程是（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
7．（3分）如图所示的电路，当开关闭合后，发现两灯均不亮，电压表示数接近电源电压，电流表无示数，下列有可能出现的故障是（ ）
A．L1灯短路B．L2灯短路
C．L1灯丝断开D．L2灯丝断开
8．（3分）下列家用电器正常工作电流接近0.05A的是（ ）
A．节能灯B．空调C．电炉D．电视机
9．（3分）轩轩为学校设计了一款智能路灯，夜晚当校园光线变暗时，光敏开关S1自动闭合，灯L1亮，实现低亮度照明；当有人靠近时，开关S2自动闭合，灯L2也亮，亮度增加。下列电路图设计符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
10．（3分）如图是探究电流通过导体时产热的多少与哪些因素有关的实验装置，下列说法正确的是（ ）
A．可通过U形管中液面高度差来判断产热多少
B．通过该装置实验现象可知，当电流和通电时间一定时，电阻越大，产热越多
C．该实验装置不可以探究导体产热的多少与通电时间的关系
D．若R3损坏而将其换成更大的电阻，依然可以完成实验且两个U形管内液柱高度差异更明显
11．（3分）将额定电压相同的两个灯泡L1、L2串联后接入电路中，如图所示，接通电路后发现L1更亮一些，则下列判断正确的是（ ）
A．L2的额定电功率要小一些
B．L1的实际电功率要大一些
C．通过L1的电流要大一些
D．L2两端的电压要大一些
12．（3分）小英家上月末电能表的示数如图，结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（ ）
A．小英家上个月消耗的电能为8632.4kW•h
B．断开其他用电器，只让某电器单独工作1h，电能表示数变为8632.5，则其功率为100W
C．小英家电路中允许接入的用电器最大功率不得超过2200W
D．电能表上指示灯闪烁越快，表示消耗的电能越多
二、填空题：本题共4小题，每空2分，共18分。
13．（4分）将两个表面光滑的铅块相互挤压，它们会粘在一起，不易拉开，说明分子间存在 力，但几乎不能被压缩，说明分子间存在 力。
14．（6分）如图所示，向瓶内打气，是通过 方式使瓶内气体内能增加，此过程相当于汽油机四冲程中的 冲程。当塞子跳起时，瓶内出现白雾，说明气体温度 。
15．（4分）如图所示，纸盒外可看到两个相同小灯泡和一个开关，闭合、断开开关两灯同亮同熄，小灯泡工作时将 能转化为光能和内能；杨小林想确定两灯泡的连接方式，他可以 。
16．（4分）如图甲为雨水报警器电路，雨量传感器由两个E字金属丝组成（如图乙所示）。当传感器上没有雨滴时，传感器相当于断路；当传感器有雨滴后，由于雨水是导体，两个E字金属丝部分会接通，传感器上的雨水增多相当于增大了水的横截面积，电阻 ，小灯泡变亮。若电源电压20V，小灯泡规格为“10V 1W”，当小灯泡两端电压在5V～10V范围内时，会发光报警，则雨量传感器的阻值在 范围内时，小灯泡能发光报警。（灯丝电阻不变）
三、作图与实验探究题：本题共4小题，作图每空1分，填空每空2分，共28分。
17．（2分）如图所示，为一身高测量仪的电路图，请在“定值电阻”、“A”或“V”中选两个填入框中，要求：在保证电路安全的前提下，被测人身高越高时电表的示数增大。
18．（8分）小麦端午节在家看到妈妈用燃气灶加热食用油准备炸鸡翅，同时烧水准备煮粽子，居然发现水比油沸腾还晚一些，他设计实验探究水和食用油的吸热情况。首先他往两只相同的烧杯里装入了初温和质量均相同的水和食用油，再用规格相同的酒精灯同时给它们加热。请回答下列问题。
（1）在此实验中，除了图甲中所示的器材外，还需要的测量仪器有 。由于水和食用油吸收热量的多少不便用仪器测量，本实验可根据 来反映两种物质吸收热量的多少（选填“加热时间”或“升高温度”）。
（2）小麦根据实验数据绘制图乙所示图像，发现加热过程中的任意时刻，食用油的温度始终比水高，同一时间，食用油吸收的热量 水吸收的热量（选填“大于”“小于”或“等于”）。
（3）根据图乙可以得出食用油的比热容是 J/（kg•℃）。（已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃））
19．（8分）小明利用如图甲所示电路测量小灯泡L正常发光时的电阻，其额定电压为3V，请回答下列问题：
（1）小明连接电路时，开关应处于 （填“断开”或“闭合”）状态。
（2）闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P至某位置，观察到电压表示数为2.5V，要使小灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑片P向 端滑动。调整到位时，小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示，则小灯泡L正常发光时的电阻RL＝ Ω。
（3）完成上述实验后，小明继续测量小灯泡L在不同电压下的电阻，他调节滑动变阻器，进行多次测量，数据如下表所示。分析数据可知：小灯泡L在不同电压下的电阻是变化的，造成这种现象的原因是 。
20．（10分）如图甲所示，是某实验小组“探究电流与电阻的关系”的实物图。选用的实验器材是：电源（电压恒为3V）、电流表、电压表，4个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω、30Ω）供选用，滑动变阻器（20Ω，1A）、开关、导线足够。
（1）请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整。
（2）实验过程中，当把20Ω电阻换成10Ω电阻后，为保持电压表示数为 V不变，滑片P应向 （选填“A”或“B”）端移动。
（3）根据实验数据绘制了如图乙示的图象，得出的结论是：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 。
（4）如果只能利用现有器材，把定值电阻串联起来使用，最多能够测量 组有效数据。
四、综合题：本题共2小题，第21题8分，第22题10分，共18分。
21．（8分）某暖手宝的工作原理如图所示，已知R2为10Ω，在闭合S的情况下，断开S1时电流表的示数是2A，闭合S1时电流表示数增大1A。电源电压不变，求：
（1）电源电压为 V。
（2）求该暖手宝最大发热功率以及1分钟内产生多少热量。（写出必要计算步骤）
22．（10分）小明利用如图甲所示电路，探究滑动变阻器对电路中电压和电流的影响。电源电压保持不变，R0为定值电阻，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移到b端，电压表和电流表的示数变化图像如图乙所示。请回答以下问题。
（1）当滑片滑至b端时，电路中的电流为 A。
（2）滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
（3）求定值电阻R0和电源电压U。（写出必要计算步骤）
2024-2025学年湖南省株洲市醴陵市九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题）
一、选择题：本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。请将符合题意的选项用2B铅笔填涂在答题卡相应位置。
1．（3分）如图所示是一个香薰炉，点燃炉内蜡烛加热香薰液，一会儿，房间内充满了香气。对该过程分析正确的是（ ）
A．蜡烛燃烧将内能转化为化学能
B．香薰液通过做功增加内能
C．炉内蜡烛加热香薰液减慢了分子热运动
D．香气弥漫是扩散现象
【分析】（1）燃料燃烧时的能量转化是化学能转化为内能。
（2）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，做功过程是能量的转化过程。
（3）（4）不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象是分子不停地做无规则运动的体现，温度越高，扩散越快，分子运动越剧烈。
【解答】解：A．蜡烛燃烧将化学能转化为内能、光能，不是内能转化为化学能，故A错误；
B．香薰液是通过炉内蜡烛加热，通过热传递的方式来增加内能，故B错误；
CD．香气弥漫是因为香薰液的分子在不停地做无规则运动，使整个房间都能闻到香气，这是扩散现象，炉内蜡烛加热香薰液，使香薰液的温度升高，温度越高，分子热运动越剧烈，故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查热量燃烧能量的转化及改变内能的方法，扩散现象。
2．（3分）2024年4月25日，搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．火箭升空过程中的能量转化与内燃机的做功冲程相同
B．火箭使用液氢作为燃料，主要是因为液氢的密度比较小
C．火箭的外壳与大气摩擦生热创造了能量，不遵循能量守恒定律
D．火箭的发射过程中，燃料若不完全燃烧，热值会减小
【分析】A、内燃机的做功冲程是内能转化为机械能；火箭点火升空时，燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能。
B、液氢的热值大，火箭使用液氢作为燃料。
C、根据能量守恒定律分析。
D、热值是燃料的固有属性，只与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧无关。
【解答】解：A、内燃机的做功冲程是内能转化为机械能；火箭点火升空时，燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能，二者能量转化相同。故A正确。
B、火箭使用液氢作为燃料，是因为液氢的热值大，并非密度小。故B错误。
C、火箭外壳与大气摩擦生热，是通过做功的方式改变内能，此过程中机械能转化为内能，能量的总量是守恒的。故C错误。
D、热值是燃料的固有属性，只与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧无关。所以燃料不完全燃烧时，热值不变。故D错误。
故选：A。
【点评】要解决这道题，需逐一分析每个选项，结合能量转化、热值、能量守恒定律等知识点判断对错。
3．（3分）如图所示，兴趣小组的同学们在参观科技馆中的“静电碰碰球”，转动手柄使玻璃罩中间的大金属球带上正电，周围不带电的小金属球接触大金属球后会被弹开。下列分析正确的是（ ）
A．人在转动手柄的过程中创造了电荷
B．大金属球带正电是因为它失去了电子
C．小金属球接触大金属球时产生从小球到大球的瞬间电流
D．小金属球被弹开是因为异种电荷相互排斥
【分析】（1）摩擦起电的过程中并没有创造电荷，只是电子从一个物体转移到另一个物体；
（2）失去电子的物体因缺少电子而带正电；
（3）物理学规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向；
（4）电荷的相互作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
【解答】解：A．摩擦起电的过程中并没有创造电荷，摩擦起电的实质是电子的转移，所以人在转动手柄的过程中电子从一个物体转移到另一个物体，故A错误；
B．大金属球的原子核的核外电子转移到了其他物体上，大金属球由于失去电子而带正电，故B正确；
C．小金属球接触大金属球后带上正电荷，所以小金属球失去电子，大金属球得到电子，电子由小金属球转移到大金属球，所以瞬间电流的方向是从大金属球到小金属球，故C错误；
D．小金属球碰上大金属球后会带上正电荷，由于同种电荷相互排斥，所以小金属球会被弹开，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查摩擦起电的实质和电荷间的相互作用规律，属于基础内容，难度不大。
4．（3分）如图所示，是三合一充电器给三部手机同时充电的情景。下列说法正确的是（ ）
A．手机的芯片是利用超导材料制成的
B．若拔掉其中一部手机，则通过充电器的总电流变大
C．手机充电时，手机电池将化学能转化为电能
D．各个手机之间是并联的
【分析】（1）物体根据其导电性可以分为导体、绝缘体及半导体；
（2）三部手机在充电时互不影响，据此可知三部手机的连接方式，再根据电路的电流特点分析判断拔掉其中一部手机，则通过充电器的总电流变化；
（3）充电器充电的过程中电能转化为化学能，对外供电的过程中化学能转化为电能。
【解答】解：A．手机的芯片是利用半导材料制成的，故A错误；
BD．因为拔掉其中一部手机，其他手机仍能继续充电，各个手机之间是并联的。根据并联电路的特点，各支路互不影响。拔掉其中一部手机，其他手机的电压不变，电阻不变，根据和并联电流规律，通过充电器的总电流变小，故B错误，D正确；
C．手机充电时，是将电能转化为电池内部的化学能储存起来，故C错误。
故选：D。
【点评】此题考查了并联电路的特点和能量转化问题，是一道联系实际的应用题，难度不大。
5．（3分）图示滑动变阻器连入电路的四种接法中，当滑片P向右滑动时，能使电路中电流变大的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】滑动变阻器的原理是靠改变连入电路中的电阻丝的长度来改变电阻的，它的正确接法是“一上一下”。哪一段电阻丝被接入电路中是由下面的接线柱决定的。若接左下接线柱，滑片向左移动，电阻变小，则电路中的电流变大；若接右下接线柱，滑片向右移动，电阻变小，则电路中的电流变大。
【解答】解：A、图中滑动变阻器的接线柱接B和C，连入路中的电阻丝是PB部分，当滑片P向右滑动时，PB电阻丝长度变短，电阻变小，则电流变大，故A符合题意。
BC、图中滑动变阻器的接线柱接A和C或A和D时，当滑片P向右滑动时，PA电阻丝长度变长，电阻变大，则电流变小，故BC不符合题意。
D、图中接C和D时，连入电路中的是金属杆，电阻为零，这种接法无法改变电流，故D不符合题意。
故选：A。
【点评】本题考查了滑动变阻器的原理和作用，能够正确判断哪一段电阻丝被连入电路中是本题的解题关键所在。
6．（3分）四冲程汽油机的工作循环中，主要将机械能转化为内能的冲程是（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
【分析】汽油机的做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程将机械能转化为内能。
【解答】解：压缩冲程是将机械能转化为内能，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】此题考查了对汽油机做功冲程和压缩冲程的判断以及对能量转化情况的分析，属于基础题目。
7．（3分）如图所示的电路，当开关闭合后，发现两灯均不亮，电压表示数接近电源电压，电流表无示数，下列有可能出现的故障是（ ）
A．L1灯短路B．L2灯短路
C．L1灯丝断开D．L2灯丝断开
【分析】电路故障分为短路和断路：短路时，电路中有电流，并且电流较大；断路时，电路中无电流；先根据电流表示数的变化确定电路的故障，然后再根据电压表示数的变化确定故障的具体位置。
【解答】解：电流表示数为0而且L1与L2不亮，说明电路出现了断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源的正负极是接通的，所以故障的原因是L1灯丝断开。
故选：C。
【点评】本题考查了学生利用电流表、电压表判断电路故障的分析能力，电路故障分短路和开路两种情况，平时做实验时试一试，多总结、提高分析能力。
8．（3分）下列家用电器正常工作电流接近0.05A的是（ ）
A．节能灯B．空调C．电炉D．电视机
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，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．节能灯的功率一般较小，通常在几瓦到几十瓦之间。根据公式，家庭电压220V，当功率较小时，电流会比较小，有可能接近0.05A，故A符合题意；
BC．空调和电炉属于大功率用电器，功率通常在几百到一千多瓦，根据公式，其正常工作电流较大，远大于0.05A，故BC不符合题意；
D．电视机的功率一般在110W左右，正常工作电流约为0.5A，故D不符合题意。
故选：A。
【点评】物理与社会生活联系紧密，多了解一些生活中常见物理量的数值可帮助我们更好地学好物理，同时也能让物理更好地为生活服务。
9．（3分）轩轩为学校设计了一款智能路灯，夜晚当校园光线变暗时，光敏开关S1自动闭合，灯L1亮，实现低亮度照明；当有人靠近时，开关S2自动闭合，灯L2也亮，亮度增加。下列电路图设计符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】根据题意可知两灯的连接方式和开关的作用及位置，从而可得符合要求的电路设计。
【解答】解：由题可知，开关S1闭合时，灯L1亮、L2不亮；开关S2再闭合时，灯L2也亮，说明两灯可以独立工作，是并联的；开关S2单独控制L2，开关S1控制整个电路，即开关S2在L2支路中，开关S1在干路中，故C符合要求。
故选：C。
【点评】本题考查电路设计，明确各元件的连接方式是关键。
10．（3分）如图是探究电流通过导体时产热的多少与哪些因素有关的实验装置，下列说法正确的是（ ）
A．可通过U形管中液面高度差来判断产热多少
B．通过该装置实验现象可知，当电流和通电时间一定时，电阻越大，产热越多
C．该实验装置不可以探究导体产热的多少与通电时间的关系
D．若R3损坏而将其换成更大的电阻，依然可以完成实验且两个U形管内液柱高度差异更明显
【分析】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过U形管内液面高度差的变化来反映，进而比较导体产生热量的多少，属于转换法；
（2）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，为了研究电流与导体电阻的关系，要控制通过的电流和通电时间不变，电阻阻值不同；
（3）（4）根据并联分流比较两个容器内电阻的电流大小关系，根据焦耳定律分析解答。
【解答】解：A．电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，通过U形管中液面高度差来判断产热多少，液面高度差越大，说明导体产热越多，运用了转换法，故A正确；
B．图中R1与R2阻值相等，电阻R3与R2并联后再与R1串联，由并联电路的电流规律可知，通过R1的电流大于通过R2的电流。该装置主要探究的是在电阻和通电时间一定时，电流越大，产热越多，而不是电流和通电时间一定时，电阻越大，产热越多，故B错误；
C．该实验装置能控制电流和电阻不变，通过改变通电时间，观察U形管中液面高度差的变化，就能得出结论，可以探究导体产热与通电时间的关系，故C错误；
D．若R3损坏换成更大的电阻，会使通过R2的电流变得更小，那么R1与R2的产热差异变小，两个U形管内液柱高度差异会更不明显，故D错误。
故选：A。
【点评】本题是探究电流通过导体产生热量的影响因素，考查了控制变量法和转换法在实验中的应用。
11．（3分）将额定电压相同的两个灯泡L1、L2串联后接入电路中，如图所示，接通电路后发现L1更亮一些，则下列判断正确的是（ ）
A．L2的额定电功率要小一些
B．L1的实际电功率要大一些
C．通过L1的电流要大一些
D．L2两端的电压要大一些
【分析】根据串联电路的特点和欧姆定律以及进行分析。
【解答】解：两灯串联，串联时电流相等；灯泡的亮度与灯泡的实际功率有关，L1更亮一些说明L1的实际电功率大，即P1＞P2；
由P＝I2R可得R1＞R2；根据U＝IR可知：L1两端的电压要大一些；
因为额定电压相同，且R1＞R2，根据可知，L2的额定电功率要大一些，故ACD错误，B正确；
故选：B。
【点评】本题考查的是串联电路的特点和公式的应用。
12．（3分）小英家上月末电能表的示数如图，结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（ ）
A．小英家上个月消耗的电能为8632.4kW•h
B．断开其他用电器，只让某电器单独工作1h，电能表示数变为8632.5，则其功率为100W
C．小英家电路中允许接入的用电器最大功率不得超过2200W
D．电能表上指示灯闪烁越快，表示消耗的电能越多
【分析】（1）电能表电是测量电能的仪表，它的单位是千瓦时，它的最后一位是小数。
（2）根据进行计算。
（3）10A表示该电能表的标定电流是10A；20A表示该电能表的额定最大电流是20A。
（4）电能表上指示灯闪烁越快，表示电流做功越快。
【解答】解：A．电能表的最后一位是小数位，上月末电能表的示数为8632.4kW•h，但仅知道上月末示数，不知道上上月末示数，无法得出上个月消耗的电能，故A错误；
B．断开其他用电器，只让某电器单独工作1h，电能表示数从8632.4kW•h变为8632.5kW•h，则该电器1h消耗的电能W＝8632.5kW•h﹣8632.4kW•h＝0.1kW•h；该电器功率，故B正确；
C．电能表上“220V”表示工作电压，“10（20）A”中20A是允许通过的最大电流。小英家电路中允许接入的用电器最大功率P＝UI＝220V×20A＝4400W，并非2200W，故C错误；
D．电能表上指示灯闪烁越快，表示电流做功越快，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查的是电能表的参数的含义；会根据进行计算。
二、填空题：本题共4小题，每空2分，共18分。
13．（4分）将两个表面光滑的铅块相互挤压，它们会粘在一起，不易拉开，说明分子间存在 引 力，但几乎不能被压缩，说明分子间存在 斥 力。
【分析】分子间存在着相互作用的引力和斥力。
【解答】解：将两个表面光滑的铅块相互紧压后它们会粘在一起，说明分子间存在引力，但是两个表面光滑的铅块几乎不能被压缩，说明分子间存在斥力。
故答案为：引；斥。
【点评】本题考查学生对分子动理论内容的掌握情况，需要结合具体实例进行分析。
14．（6分）如图所示，向瓶内打气，是通过 做功 方式使瓶内气体内能增加，此过程相当于汽油机四冲程中的 压缩 冲程。当塞子跳起时，瓶内出现白雾，说明气体温度 降低 。
【分析】（1）改变物体内能的两种方法：做功和热传递；对物体做功，物体的内能增加、温度升高；物体对外做功，物体的内能减少、温度降低；物质由气态变为液态是液化现象，明确白雾的状态，然后再分析其形成原因；
（2）在内燃机的做功冲程中内能转化为机械能；压缩冲程中机械能转化为内能。
【解答】解：向瓶内打气时，外界对瓶内气体做功，机械能转化为内能，从而使瓶内气体内能增加。
汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩气缸内的气体，对气体做功，将机械能转化为内能，使气缸内气体的内能增加、温度升高。向瓶内打气使瓶内气体内能增加的过程，和汽油机压缩冲程都是通过做功的方式改变内能，所以此过程相当于汽油机四冲程中的压缩冲程。
瓶塞跳起过程中，瓶内气体对瓶塞做功，气体的内能转化为瓶塞的机械能，瓶内气体的内能减少，温度降低，白雾是水蒸气遇冷液形成的小液滴；由此说明气体对外做功内能减少，温度降低。
故答案为：做功；压缩；降低。
【点评】本题考查了做功与内能的关系，对物体做功，内能增加，物体对外做功，内能减小。
15．（4分）如图所示，纸盒外可看到两个相同小灯泡和一个开关，闭合、断开开关两灯同亮同熄，小灯泡工作时将 电 能转化为光能和内能；杨小林想确定两灯泡的连接方式，他可以 闭合开关，取下其中一个灯泡，若另一个灯泡仍然发光，说明两灯泡工作时互不影响，是并联连接；若另一个灯泡不发光，说明两灯泡相互影响，是串联连接。 。
【分析】（1）小灯泡工作时，电流通过灯丝，灯丝发热发光，故将电能转化为光能和内能。
（2）闭合、断开开关两灯同亮同熄，仅通过这一现象无法确定两灯泡是串联还是并联。可以闭合开关，取下其中一个灯泡，若另一个灯泡仍然发光，说明两灯泡工作时互不影响，是并联连接；若另一个灯泡不发光，说明两灯泡相互影响，是串联连接。
【解答】解：（1）小灯泡工作时，电流通过灯丝，灯丝发热发光，是将电能转化为光能和内能。
（2）闭合、断开开关两灯同亮同熄，仅通过这一现象无法确定两灯泡是串联还是并联。可以取下其中一个灯泡，若另一个灯泡仍然发光，说明两灯泡工作时互不影响，是并联连接；若另一个灯泡不发光，说明两灯泡相互影响，是串联连接。
故答案为：（1）电；（2）闭合开关，取下其中一个灯泡，若另一个灯泡仍然发光，说明两灯泡工作时互不影响，是并联连接；若另一个灯泡不发光，说明两灯泡相互影响，是串联连接。
【点评】本题考查串联和并联电路的识别和辨析，要知道串并联电路的特点。
16．（4分）如图甲为雨水报警器电路，雨量传感器由两个E字金属丝组成（如图乙所示）。当传感器上没有雨滴时，传感器相当于断路；当传感器有雨滴后，由于雨水是导体，两个E字金属丝部分会接通，传感器上的雨水增多相当于增大了水的横截面积，电阻 变小 ，小灯泡变亮。若电源电压20V，小灯泡规格为“10V 1W”，当小灯泡两端电压在5V～10V范围内时，会发光报警，则雨量传感器的阻值在 100Ω～300Ω 范围内时，小灯泡能发光报警。（灯丝电阻不变）
【分析】当传感器有雨滴后，由于雨水是导体，两个E字金属丝部分会接通，传感器上的雨水增多，横截面积变大，电阻变小；
小灯泡规格为“10V 1W”，根据RL计算灯泡的电阻，
根据串联电路电流特点结合欧姆定律计算小灯泡两端电压为5V时通过电路的电流，根据串联电路电压规律结合欧姆定律计算传感器接入电路的电阻，根据欧姆定律计算当小灯泡两端电压为10V时通过电路的电流，进一步计算传感器接入电路的电阻，据此确定小灯泡能发光报警雨量传感器的阻值范围。
【解答】解：由图甲可知，雨量传感器与小灯泡串联；
导体的电阻与材料、长度、横截面积和温度等有关，雨水是导体，传感器上的雨水增多相当于增大了水的横截面积，电阻变小，电路的电流变大，小灯泡变亮；
小灯泡规格为“10V 1W”，根据P得小灯泡的电阻为：
，
串联电路各处电流相等，当小灯泡两端电压为5V时，根据欧姆定律可得电路中的电流为：
I0.05A，
电源电压20V，串联电路总电压等于各部分电压之和，则传感器接入电路的电阻为：
R300Ω，
当小灯泡两端电压为10V时，电路中的电流为：
，
传感器接入电路的电阻为：
，
综上，则雨量传感器的阻值在100～300Ω范围内时，小灯泡能发光报警。
故答案为：变小；100Ω～300Ω。
【点评】本题考查影响电阻的因素、串联电路特点、欧姆定律的灵活运用。
三、作图与实验探究题：本题共4小题，作图每空1分，填空每空2分，共28分。
17．（2分）如图所示，为一身高测量仪的电路图，请在“定值电阻”、“A”或“V”中选两个填入框中，要求：在保证电路安全的前提下，被测人身高越高时电表的示数增大。
【分析】图中左侧结构相当于一个滑动变阻器，根据电压表要与被测电路并联，电流表在串联在电路中可做出判断。
【解答】解：由图可知，左侧结构相当于一个滑动变阻器，当人的身高越高时，接入电路的阻值越大；而中间的方框与左侧部分并联，可选择电压表，这样可测量其两端的电压，且根据串联分压规律，被测人身高越高时电压表的示数越大；下方的框内应该接入定值电阻，这样在滑片滑到最下端时，定值电阻避免电路短路，起到保护作用。
如图所示：
【点评】本题考查了对电路结构的分析和元件的选择，特别是对串联电路的分压规律的考查，属于常考题。
18．（8分）小麦端午节在家看到妈妈用燃气灶加热食用油准备炸鸡翅，同时烧水准备煮粽子，居然发现水比油沸腾还晚一些，他设计实验探究水和食用油的吸热情况。首先他往两只相同的烧杯里装入了初温和质量均相同的水和食用油，再用规格相同的酒精灯同时给它们加热。请回答下列问题。
（1）在此实验中，除了图甲中所示的器材外，还需要的测量仪器有 秒表 。由于水和食用油吸收热量的多少不便用仪器测量，本实验可根据 加热时间 来反映两种物质吸收热量的多少（选填“加热时间”或“升高温度”）。
（2）小麦根据实验数据绘制图乙所示图像，发现加热过程中的任意时刻，食用油的温度始终比水高，同一时间，食用油吸收的热量 等于 水吸收的热量（选填“大于”“小于”或“等于”）。
（3）根据图乙可以得出食用油的比热容是 2.1×103 J/（kg•℃）。（已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃））
【分析】（1）（2）我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
（3）根据图乙得出都升高40℃，水和食用油加热时间，根据Q＝cmΔt可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，据此提出食用油的比热容。
【解答】解：（1）实验中要测量水和食用油的温度变化以及加热时间，图甲中有温度计测量温度，还需要秒表来测量加热时间。
因为用规格相同的酒精灯同时给它们加热，在相同时间内酒精灯放出的热量相同，那么水和食用油吸收的热量也相同，所以本实验可根据加热时间来反映两种物质吸收热量的多少。
（2）由于用规格相同的酒精灯同时给质量和初温均相同的水和食用油加热，相同时间内酒精灯放出的热量是一样的，所以食用油吸收的热量等于水吸收的热量。
（3）水和食用油质量相等，如图乙，都升高40℃，水加热时间是12min，食用油加热时间是6min，因为用了相同规格的加热器，升高相同温度水吸收的热量是食用油的2倍，根据Q＝cmΔt可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，
食用油的比热容
c4.2×103J/（kg•℃）＝2.1×103J/（kg•℃）
故答案为：（1）秒表；加热时间；
（2）等于；
（3）2.1×103。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力，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。
19．（8分）小明利用如图甲所示电路测量小灯泡L正常发光时的电阻，其额定电压为3V，请回答下列问题：
（1）小明连接电路时，开关应处于 断开 （填“断开”或“闭合”）状态。
（2）闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P至某位置，观察到电压表示数为2.5V，要使小灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑片P向 左 端滑动。调整到位时，小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示，则小灯泡L正常发光时的电阻RL＝ 10 Ω。
（3）完成上述实验后，小明继续测量小灯泡L在不同电压下的电阻，他调节滑动变阻器，进行多次测量，数据如下表所示。分析数据可知：小灯泡L在不同电压下的电阻是变化的，造成这种现象的原因是 灯丝的电阻随温度变化而变化 。
【分析】（1）在连接电路时，为了防止连接过程中出现短路等故障损坏电路元件，开关应处于断开状态；
（2）需要增大灯泡两端的电压，就要降低滑动变阻器两端电压，则需要减小滑动变阻器阻值；
小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示，接小量程，可知电流表示数，小灯泡L正常发光时的电压；
（3）因为小灯泡的电阻随温度的升高而增大，故小灯泡L在不同电压下的电阻是变化的。
【解答】解：（1）在连接电路时，为了防止连接过程中出现短路等故障损坏电路元件，开关应处于断开状态；
（2）小灯泡额定电压为3V，现在电压表示数为2.5V，要使小灯泡两端电压增大到3V，根据串联电路分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的电阻，如图滑动变阻器左下接线柱接入电路，所以滑片应向左端滑动；
由图乙可知，电流表接0～0.6A的小量程，分度值为0.02A，指针所在位置的示数为0.3A。小灯泡L正常发光时的电压是3V，则正常发光时的阻值为；
（3）当小灯泡两端电压变化时，通过小灯泡的电流也变化，灯丝的温度也随之变化，所以小灯泡L在不同电压下的电阻是变化的，原因是灯丝的电阻随温度的变化而变化。
故答案为：（1）断开；
（2）左；10；
（3）灯丝的电阻随温度变化而变化。
【点评】本题测量小灯泡L正常发光时的电阻实验，考查了注意事项、电路故障、电流表读数、电阻的计算及影响电阻大小因素等知识。
20．（10分）如图甲所示，是某实验小组“探究电流与电阻的关系”的实物图。选用的实验器材是：电源（电压恒为3V）、电流表、电压表，4个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω、30Ω）供选用，滑动变阻器（20Ω，1A）、开关、导线足够。
（1）请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整。
（2）实验过程中，当把20Ω电阻换成10Ω电阻后，为保持电压表示数为 2 V不变，滑片P应向 B （选填“A”或“B”）端移动。
（3）根据实验数据绘制了如图乙示的图象，得出的结论是：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 反比 。
（4）如果只能利用现有器材，把定值电阻串联起来使用，最多能够测量 5 组有效数据。
【分析】（1）根据电源电压确定电压表量程，将电压表并联在电阻R两端；
（2）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，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片移动的方向；
（3）根据电流与电阻的乘积为一定值分析回答；
（4）因为电源电压恒为3V，定值电阻两端电压保持为2V不变，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压将保持为1V不变。
根据串联分压原理，结合滑动变阻器最大阻值20Ω，求得定值电阻最大值，把定值电阻串联起来使用，只要不超过这个电阻最大值就可以。
【解答】解：（1）探究电流与电阻的关系时，需要控制电阻两端的电压保持不变，所以电压表应测量电阻R两端的电压，即电压表要并联在电阻R两端，已知电源电压恒为3V，电压表应选用小量程接入电路，如图所示：
（2）在探究电流与电阻的关系实验中，要控制电阻两端电压不变。由图乙可知，电流与电阻的乘积，即电压表示数应保持为：
U0＝IR＝0.4A×5Ω＝0.2A×10Ω＝0.1A×20Ω＝2V，
当把20Ω电阻换成10Ω电阻后，根据串联分压原理，可知电阻R两端电压会变小，为保持电压表示数不变，也就是要增大电阻R两端电压，根据串联分压原理，此时需要减小滑动变阻器两端电压，滑动变阻器接入电路的阻值越小，其两端电压越小，所以滑片P应向B端移动，使滑动变阻器接入电路的阻值减小。
（3）由上述分析可知，电流与电阻的乘积为2V不变，在物理学中，当导体两端电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻的乘积是一个定值，可以得出电流与电阻的关系：导体两端电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
（4）因为电源电压恒为3V，定值电阻两端电压保持为2V不变，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压将保持为1V不变。
根据串联分压原理有，
滑动变阻器最大阻值20Ω，故，
解得定值电阻最大值为R定大＝40Ω，即把定值电阻串联起来使用，只要不超过40Ω就可以。
因为有4个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω、30Ω）供选用，有效的组合为：
5Ω+10Ω＝15Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
5Ω+20Ω＝25Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
5Ω+30Ω＝35Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，
10Ω+20Ω＝30Ω﹣﹣﹣﹣﹣④，
10Ω+30Ω＝40Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤，共5组有效的数据。
故答案为：（1）
（2）2；B；
（3）反比；
（4）5。
【点评】本题探究电流与电阻关系的实验，考查了电路连接、控制变量法、欧姆定律的应用、图象分析等知识。
四、综合题：本题共2小题，第21题8分，第22题10分，共18分。
21．（8分）某暖手宝的工作原理如图所示，已知R2为10Ω，在闭合S的情况下，断开S1时电流表的示数是2A，闭合S1时电流表示数增大1A。电源电压不变，求：
（1）电源电压为 10V V。
（2）求该暖手宝最大发热功率以及1分钟内产生多少热量。（写出必要计算步骤）
【分析】（1）由图可知，闭合S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电流表测通过R1的电流；闭合S、S1时，R1与R2并联，电流表测干路电流，根据并联电路的特点可知通过R2的电流和干路电流，根据欧姆定律求电源电压；
（2）电路的总电流最大时，根据P＝UI可知电路的总功率最大，根据P＝UI求该暖手宝的最大发热功率；根据Q＝W＝Pt求该暖手宝1分钟内产生的热量。
【解答】解：（1）由图可知，闭合S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电流表测通过R1的电流，此时电流表的示数是2A，即通过R1的电流为I1＝2A；
闭合S、S1时，R1与R2并联，电流表测干路电流，此时电流表示数增大1A，
由于并联电路各支路互不影响，所以通过R1的电流不变，仍为2A，
故通过R2的电流等于电流表示数的增大量，即I2＝1A；
并联电路各支路两端电压相等，且等于电源电压，故电源电压：
U＝U2＝I2R2＝1A×10Ω＝10V；
（2）电路的总电流最大时，根据P＝UI可知电路的总功率最大。R1与R2并联时，电路总电阻最小，根据欧姆定律可知，电路的总电流最大，暖手宝的发热功率最大。
根据并联电路的电流规律可知，干路电流I＝I1+I2＝2A+1A＝3A，
暖手宝的最大发热功率：P＝UI＝10V×3A＝30W，
1分钟内产生的热量：Q＝W＝Pt＝30W×60s＝1800J。
答：（1）10；
（2）该暖手宝最大发热功率为30W；1分钟内产生的热量为1800J。
【点评】本题考查并联电路的特点和电功、电热的计算，难度一般。
22．（10分）小明利用如图甲所示电路，探究滑动变阻器对电路中电压和电流的影响。电源电压保持不变，R0为定值电阻，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移到b端，电压表和电流表的示数变化图像如图乙所示。请回答以下问题。
（1）当滑片滑至b端时，电路中的电流为 0.3 A。
（2）滑动变阻器的最大阻值为 20 Ω。
（3）求定值电阻R0和电源电压U。（写出必要计算步骤）
【分析】（1）闭合开关，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。滑动变阻器滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据结合图中信息可知电路电流；
（2）滑动变阻器滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据欧姆定律结合图中信息求出滑动变阻器的最大阻值；
（3）当滑动变阻器滑片P在a、b端时，根据欧姆定律结合串联电路的电压特点建立关于电源电压和定值电阻R0的两个方程并解之。
【解答】解：（1）闭合开关，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。滑动变阻器滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据可知，此时总电压不变，总电阻最大，电流应最小，从图中可知电路电流应为0.3A。
（2）滑动变阻器滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，由图可知，电路电流为0.3A，滑动变阻器两端的电压为6V，根据欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值为：
；
（3）滑动变阻器滑片P在b端时，电路电流为0.3A，滑动变阻器两端的电压为6V，根据欧姆定律结合串联电路的电压特点可知电源电压为：
U＝U1+I1R0＝6V+0.3A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
滑动变阻器滑片P在a端时，电路为定值电阻的简单电路，从图中可知电路电流为0.9A，根据欧姆定律可知电源电压U＝I2R0＝0.9A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
①②联立解得电源电压为U＝9V，定值电阻R0＝10Ω。
答：（1）0.3；
（2）20；
（3）定值电阻R0＝10Ω，电源电压为U＝9V。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，从图象中获取有用的信息是关键。
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0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.14
0.18
0.22
0.24
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题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
D
A
B
D
A
B
C
A
C
A
B
题号
12
答案
B
电压U/V
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
电流I/A
0.14
0.18
0.22
0.24
0.26