2024-2025学年陕西省咸阳市渭城二中九年级（上）期末物理试卷(含详细答案解析)

这是一份2024-2025学年陕西省咸阳市渭城二中九年级（上）期末物理试卷(含详细答案解析)，共30页。试卷主要包含了选择题，填空与作图题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1．（2分）经验表明，对人体安全的电压不能高于（ ）
A．1.5VB．36VC．220VD．380V
2．（2分）汽车在转向前，司机会拨动方向盘旁边的横杆，汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭，横杆的作用相当于一个（ ）
A．电源B．开关C．用电器D．导线
3．（2分）如图所示为电路中常用的铜芯导线，它是由多股铜导线外包绝缘皮制成。下列措施中能减小其电阻的是（ ）
A．减小电压B．减小电流C．减少股数D．减短长度
4．（2分）将规格均为“220V 200W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法中正确的是（ ）
A．电烙铁产生的热量最多
B．电视机消耗的电能最多
C．电风扇消耗电能最快
D．电风扇消耗的电能最多
5．（2分）如图是一款充电式小夜灯，在它的上方有一个光敏元件，当周围环境较暗时，小夜灯发光；当周围环境较亮时，小夜灯不发光。下列关于小夜灯的说法正确的是（ ）
A．小夜灯的塑料外壳通常情况下属于导体
B．小夜灯充电时，将电能主要转化为机械能
C．小夜灯发光时，将电能主要转化为光能
D．铭牌上标注的mA•h是电能的单位
6．（2分）下列关于欧姆定律的理解正确的是（ ）
A．当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零
B．导体电阻一定时，通过导体的电流与其两端的电压成正比
C．导体电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D．导体的电阻与其两端的电压成正比，与其通过的电流成反比
7．（2分）下列关于家庭电路和安全用电的说法正确的是（ ）
A．发现高压输电线掉落在地面上时，可以走近用木棍挑开
B．即使通电导线外面有绝缘皮，也不可以在上面晾衣服
C．空气开关跳闸一定是用电器总功率过大引起的
D．保险丝熔断后，可以用铜丝或铁丝代替
8．（2分）两个相同的小灯泡，单独接在两节干电池组成的电源两端都能发光。当其连接成如图所示的电路，闭合开关后，小灯泡L1和L2也都发光，下列说法正确的是（ ）
A．此时小灯泡L1比L2亮一些，是因为通过的L1电流大于通过L2的电流
B．过了一会，两个灯泡都熄灭了，可能是因为L1短路
C．用一根导线接在小灯泡L2两端，L2熄灭，L1变亮
D．用一根导线接在AB两点，会损坏灯泡
9．（2分）如图所示的“电阻测量盒”，内有电源（电压未知且恒定）、阻值已知的定值电阻R0开关和电流表。盒内引出两根导线分别与待测电阻Rx的两端相连，根据开关闭合、断开时电流表的示数，可算出Rx的阻值。下列设计的盒内电路图不符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
10．（2分）如图甲，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电压表的量程为0～15V。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，得到电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系图象如图乙所示。下列说法中正确的是（ ）
A．电源电压为15V
B．R1的阻值为15Ω
C．滑动变阻器接入电路的最小阻值为2Ω
D．R1消耗的最小电功率为4W
二、填空与作图题（本大题共7小题，计22分）
11．（2分）如图所示，家用插线板上的开关闭合时指示灯会发光，插孔能正常通电，如果指示灯损坏，开关闭合时插孔仍能正常通电。根据上述现象判断连接方式，开关和插孔是 联的，指示灯和插孔是 联的。
12．（3分）电能表是用来测量电路消耗 多少的仪表。如图所示是小明家电能表的表盘，此时电能表的读数为 kW•h，小明家允许接入电路中的用电器总功率最大值为 W。
13．（2分）如图所示，用测电笔辨别火线、零线时，正确的使用方式是 （选填“甲”或“乙”）；当测电笔的氖管发光，说明被检测的导线是 （选填“火线”或“零线”）。
14．（3分）如图所示的是某地下停车场烟雾报警器的简化原理图。电源电压保持不变，R0为定值电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大，当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻的激光时，电压表示数 ，电流表示数 （前两空选填“增大”“减小”或“不变”）：要使报警器在浓度更低的烟雾下报警，R0应选用 （选填“更大”或“更小”）阻值的电阻。
15．（4分）如图是定值电阻RA和RB的U﹣I图像，由图像可知，RA：RB＝ ；若将RA和RB串联接在6V的电源两端，电路中的电流为 A；若将RA和RB并联接在6V的电源两端，电路的总功率为 W，通电10s，RA消耗的电能为 J。
16．（2分）在遵守安全用电原则的前提下，请用笔画线代替导线，将如图所示电路补全，其中开关只控制灯泡。
17．（2分）小明设计了一个高铁轨道螺栓警报器模型电路，其原理是：金属螺栓连接在电路中，当螺栓松动掉落时，它会与下端的导线分离而断开，此时电灯亮起而发出警报。请用笔画线代替导线，连接以下器材完成电路设计。
三.实验与探究题（本大题共4小题，计22分）
18．（4分）请完成下列填空。
（1）如图1所示，在“探究串联电路电压的特点”实验中，应选用 （选填“相同”或“不同”）规格的小灯泡进行实验。
（2）如图2所示，更换电阻R，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数保持不变，则实验探究的是电流与 的关系。
（3）如图3所示，两个相同的烧瓶中装有质量相等的煤油，通电一段时间，甲温度计示数变化较大，由此可知R1 （选填“＞”“＜”或“＝”）R2。如果改变电源电压，在与上次相同的实验时间下，可以探究电流产生的热量与 的关系。
19．（4分）小明利用图甲所示电路探究“并联电路电流的特点”。
（1）闭合开关前，电流表的指针如图乙所示，接下来小明应该对电流表进行 。
（2）正确操作后，将电流表分别接入图甲电路中的A、B、C处，测出电流值如表所示，其中接入B点时电流表示数如图丙所示，则B点电流为 A。分析数据，小明得出结论：在并联电路中，干路电流等于 。
（3）同组的小红同学认为该实验还存在不足之处，为了得到普遍规律应多次实验，你认为应该进行的操作方法是 。
20．（7分）在“测量小灯泡电功率”的实验中，实验电路如图甲所示，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。
（2）在连接电路时，开关应处于 （选填“断开”或“闭合”）状态。
（3）闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑动P，灯泡都不亮，电流表无示数，电压表有示数，此时电路的故障可能是灯泡 （选填“短路”或“断路”）。
（4）移动滑片P，电压表示数如图乙所示，读数为 V，为了使小灯泡正常发光，此时应将滑片P向 （选填“左”或“右”）端移动。
（5）调节滑片P，进行了多次实验，得到部分U和I的数据如下表所示：分析数据可知，该小灯泡的额定功率为 W。根据表格数据及现象，还可以发现，小灯泡两端的电压越高，小灯泡越亮，它的实际功率越 。
21．（7分）在工业上，工人利用如图甲所示的“电热丝切割机”（利用电热丝发热达到切割目的）切割泡沫、海绵等材料，物理兴趣小组的同学也制作了如图乙所示的小型“电热丝切割机”，在制作过程中他们发现不同同学制作切割机的切割能力不同，于是他们想探究电热丝的切割能力与什么因素有关，他们用镍铬合金丝来制作电热丝。
（1）关于电热丝的切割能力与什么因素有关，同学们做出了如下猜想：
猜想一：电热丝（镍铬合金丝）的切割能力与电源电压有关；
猜想二：电热丝（镍铬合金丝）的切割能力与电热丝接入电路的长度有关；
猜想三：电热丝（镍铬合金丝）的切割能力与电热丝的粗细有关。
为了检验以上猜想是否正确，他们利用制作的器材通过实验，选择相同泡沫板，电热丝（镍铬合金丝）通电后，每次一起以最快的速度进行切割，并将相关数据填入下表：
分析表格数据，回答下列问题：
①本实验是通过 反映电热丝切割能力强弱的。
②由序号为1、2、3的三次实验，可以验证猜想 （选填“—”“二”或“三”）。
③由序号为2、6、7的三次实验，可得出结论：当接入电路的 和 相同时，电热丝越粗，电热丝的切割能力越 。
（2）本实验进行多次测量的目的是 。
（3）电热丝的切割能力还可能与什么因素有关，请你写出一条合理的猜想： 。
四、综合题（本大题共3小题，计20分）
22．（4分）如图所示电路中，电源电压恒定不变，R2的阻值为5Ω。闭合开关S，电压表的示数为4V，电流表的示数为0.4A，求：
（1）R1的阻值。
（2）通电1min，R2产生的热量。
23．（8分）如图甲所示，2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。飞船在发射前，科技人员设计了如图乙所示的模拟检测电路来检验飞船舱体的气密性，电路中电源电压为24V恒定不变，定值电阻R0＝20Ω，R为压敏电阻，其阻值随环境气压的变化关系如表格所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中，舱体不漏气时，舱体内气压为1.0×105Pa。问：
（1）压敏电阻的主要制作材料是 （选填“导体”“半导体”或“超导体”）。
（2）当舱体不漏气时，电流表的示数为多大？检测电路正常工作10min，消耗的电能为多少？
（3）当电压表的示数为15V时，舱体内的气压为多少？
24．（8分）小星家有一台养生壶（如图甲），他发现该养生壶有加热和保温两种功能。图乙是其内部电路的简化图，R1和R2均为阻值不变的加热电阻，其中R1的阻值为40Ω，通过旋钮开关可以切换加热和保温两种功能。该养生壶铭牌上的部分信息如表所示。
（1）闭合开关S，旋钮开关置于“1，1”位置时，养生壶处于 （选填“加热”或“保温”）挡。
（2）养生壶在保温挡正常工作时，电路中的电流是多少？
（3）用电高峰期，断开家中其他用电器，只将养生壶接入家庭电路中，让养生壶在加热挡工作6min，观察到家中标有“1200imp/（kW•h）”的电能表的指示灯闪烁120次，则此时家庭电路中的实际电压为多少？
2024-2025学年陕西省咸阳市渭城二中九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
一、选择题（本大题共10小题，每小题2分，计20分。每小题只有一个选项是符合题意的）
1．（2分）经验表明，对人体安全的电压不能高于（ ）
A．1.5VB．36VC．220VD．380V
【分析】对人体的安全电压是不高于36V，我国照明电路的电压是220V，这些数据要记清。
【解答】解：经验表明：对人体的安全电压是不高于36V。
故选：B。
【点评】对于同一个人，电压越高，电流越大，电流经过人体造成的伤害就越大，我们一定要注意安全用电。
2．（2分）汽车在转向前，司机会拨动方向盘旁边的横杆，汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭，横杆的作用相当于一个（ ）
A．电源B．开关C．用电器D．导线
【分析】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。
【解答】解：汽车在转向前，司机会拨动方向盘旁边的横杆，汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭，说明横杆对两个转向灯起到控制作用，在电路中相当于开关，故ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】知道电路是由电源、开关、导线和用电器组成的，知道各元件在电路中的作用。
3．（2分）如图所示为电路中常用的铜芯导线，它是由多股铜导线外包绝缘皮制成。下列措施中能减小其电阻的是（ ）
A．减小电压B．减小电流C．减少股数D．减短长度
【分析】导体电阻大小的影响因素有：导体材料、长度、横截面积、温度等，与导体两端的电压和通过导体的电流无关。
【解答】解：AB、电阻是导体本身的一种性质，其大小由其本身的材料、长度、横截面积来决定，与导体两端的电压大小无关，与导体中的电流大小无关，故AB错误；
C、导体的电阻与横截面积有关，且横截面积越小，导体的电阻越大，减少股数，增大了导体的电阻，故C错误；
D、导体的电阻与长度有关，且长度越短，导体的电阻越小，所以减短长度可以减小导体的电阻，故D正确。
故选：D。
【点评】该题考查了导体电阻的影响因素，属于基础知识，难度不大，但学生很容易认为电阻与电压、电流有关而出错。
4．（2分）将规格均为“220V 200W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法中正确的是（ ）
A．电烙铁产生的热量最多
B．电视机消耗的电能最多
C．电风扇消耗电能最快
D．电风扇消耗的电能最多
【分析】电烙铁是利用电流的热效应工作的，消耗的电能主要转化为内能。
【解答】解：三种用电器的额定电压以及额定功率相同，电视机消耗的电能主要转化为光能和声能等，电风扇消耗的电能主要转化为机械能，电烙铁是利用电流的热效应工作的，消耗的电能主要转化为内能，通电时间相同时，据W＝Pt知，消耗的电能相同，但产生的热量不同，电烙铁产生的热量最多，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】此题考查焦耳定律的在实际生活中的应用，难度不大。
5．（2分）如图是一款充电式小夜灯，在它的上方有一个光敏元件，当周围环境较暗时，小夜灯发光；当周围环境较亮时，小夜灯不发光。下列关于小夜灯的说法正确的是（ ）
A．小夜灯的塑料外壳通常情况下属于导体
B．小夜灯充电时，将电能主要转化为机械能
C．小夜灯发光时，将电能主要转化为光能
D．铭牌上标注的mA•h是电能的单位
【分析】（1）能够导电的物体是导体，不能导电的物体是绝缘体。
（2）充电时，将电能转化为化学能。
（3）在电路中，电源给用电器提供电能，开关控制电路的通断。
（4）熟悉各物理量的单位。
【解答】解：A．塑料不容易导电，不是导体，属于绝缘体，故A错误；
B．小夜灯充电时消耗电能，将电能转化为化学能，存储在电池内部，故B错误；
C．小夜灯发光时，将电能主要转化为光能，故C正确；
D．铭牌上标注的mA•h是电流与时间的乘积，不是电能的单位，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了电路中各元件的作用、物理量的单位、能量的转化。
6．（2分）下列关于欧姆定律的理解正确的是（ ）
A．当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零
B．导体电阻一定时，通过导体的电流与其两端的电压成正比
C．导体电阻一定时，导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D．导体的电阻与其两端的电压成正比，与其通过的电流成反比
【分析】（1）欧姆定律的内容：一段导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。
（2）电阻是导体阻碍电流的性质，与材料、长度、横截面积、温度有关，与导体两端的电压和通过的电流无关。
【解答】解：AD、电阻是导体阻碍电流的性质，与材料、长度、横截面积、温度有关，与导体两端的电压和通过的电流无关；导体两端的电压为零时，导体的电阻并不为零，故AD错误；BC、电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比，故B正确，C错误。
故选：B。
【点评】本题考查对欧姆定律的理解，注意电阻是由导体本身的性质决定的，与通过它的电流及两端的电压是无关的，在学习中要注意体会和理解。
7．（2分）下列关于家庭电路和安全用电的说法正确的是（ ）
A．发现高压输电线掉落在地面上时，可以走近用木棍挑开
B．即使通电导线外面有绝缘皮，也不可以在上面晾衣服
C．空气开关跳闸一定是用电器总功率过大引起的
D．保险丝熔断后，可以用铜丝或铁丝代替
【分析】（1）安全用电的原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体；
（2）不能在导线上晾衣服；
（3）家庭电路总功率过大或发生短路时，会使干路中电流过大，空气开关会跳闸；
（4）当保险丝熔断后，不能用铜丝、铁丝代替，因为铜丝、铁丝的电阻小，熔点高，在电流过大时无法及时熔断来保护电路。
【解答】解：A、高压线落地时周围存在跨步电压，靠近或挑动电线极其危险，应远离并通知专业人员处理，故A错误；
B、湿衣服是导体，当把湿衣服晾在电线上时，一旦漏电，人接触衣服时会发生触电事故。即使导线外面有绝缘皮，也不可以在上面晾衣服，这样容易发生危险，故B正确；
C、家庭电路中空气开关跳闸是因为电流过大，可能是用电器总功率过大，也可能是电路发生了短路，故C错误；
D、保险丝的作用是在电路电流过大时，通过自身熔断切断电路，保护用电器和线路。保险丝需用熔点低、电阻率大的材料制成。而铜丝、铁丝的熔点高，电流过大时不易熔断，无法起到保护作用，因此不能用铜丝或铁丝代替保险丝，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识，要求我们牢记安全用电常识，并在生活中加以运用，有一定的现实意义。
8．（2分）两个相同的小灯泡，单独接在两节干电池组成的电源两端都能发光。当其连接成如图所示的电路，闭合开关后，小灯泡L1和L2也都发光，下列说法正确的是（ ）
A．此时小灯泡L1比L2亮一些，是因为通过的L1电流大于通过L2的电流
B．过了一会，两个灯泡都熄灭了，可能是因为L1短路
C．用一根导线接在小灯泡L2两端，L2熄灭，L1变亮
D．用一根导线接在AB两点，会损坏灯泡
【分析】串联电路中电流处处相等；用电器中有电流通过时，用电器能够工作；将用电器两端用导线直接连接，会造成用电器短路，用电器不能工作。开关闭合后，过了一会两灯突然都熄灭，电路断路。
【解答】解：A、由图知，串联电路中电流处处相等，闭合开关后，小灯泡L1和L2也都发光，L1和L2电流相等，故A错误；
B、开关闭合后，过了一会两灯突然都熄灭，电路断路，不能是L1短路，如是L1短路L2亮，故B错误；
C、用一根导线接在小灯泡L2两端，L2熄灭，电路电阻变小，电流变大，L1变亮，故C正确；
D、闭合开关，若把一根导线接在AB的两点，电源被短路，两只灯泡串联，都不发光，不会损坏灯泡。故D错误。
故选：C。
【点评】此题考查的是我们对用电器短路现象的判断和分析，用电器短路会造成部分电路短路，被短路的用电器不能工作，其它用电器可以工作（在允许的最大电压范围内）。
9．（2分）如图所示的“电阻测量盒”，内有电源（电压未知且恒定）、阻值已知的定值电阻R0开关和电流表。盒内引出两根导线分别与待测电阻Rx的两端相连，根据开关闭合、断开时电流表的示数，可算出Rx的阻值。下列设计的盒内电路图不符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】根据每个选项和开关的闭合情况分析电路的连接方式，根据电路的特点、欧姆定律分析能否测量出电阻的大小。
【解答】解：A、根据图示可知，开关闭合时，电路为R 的简单电路，电流表测量电路中的电流，则电源电压为：U＝IR；开关断开时，两个电阻串联接入电路中，此时电流表示数为I'，则电源电压为：U＝I'（R 十R），两个关系式联立，可以求出Rx的阻值，故A不符合题意；
B、根据图示可知，开关闭合时，电流表和Rx被短路，电路为R的简单电路；开关断开时，两个电阻串联，电流表测量电路中的电流，由于无法测量出电源电压，所以无法求出Rx的阻值，故B符合题意；
C、根据图示可知，开关断开时，电路为Rx的简单电路，电流表测量电路中的电流；开关闭合时，电路为并联电路，电流表测量干路中的电流；根据并联电路的电流关系可知通过R0的电流，根据U＝IR可以求出电源电压，然后根据R可以求出Rx的阻值，故C不符合题意；
D、根据图示可知，开关闭合时，Rx被短路，电路为R的简单电路，电流表测量电路中的电流，根据U＝IR可以求出电源电压；开关断开时，两个电阻串联，电流表测量电路中的电流，根据电源电压和电流表示数可以求出电路的总电阻，根据串联电路的电阻关系可以求出Rx的阻值，故D不符合题意。
故选：B。
【点评】本题是测量待测电阻阻值的实验，考查了对实验电路的设计及欧姆定律的应用，在设计出电路的同时，能够根据不同情况列出相应关系式是解决问题的关键。
10．（2分）如图甲，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电压表的量程为0～15V。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，得到电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系图象如图乙所示。下列说法中正确的是（ ）
A．电源电压为15V
B．R1的阻值为15Ω
C．滑动变阻器接入电路的最小阻值为2Ω
D．R1消耗的最小电功率为4W
【分析】（1）由图知，两电阻串联，电压表测R1两端电压，在电路安全情况下，变阻器连入阻值最小时，电压表示数最大，连入阻值最大时电压表示数最小，由此根据串联电路特点和欧姆定律，结合图像表示出电源电压关系式，联立关系式可求出电源电压和R1的阻值；
（2）当定值电阻两端的电压最小时，电路中的电流最小，由P＝I2R计算R1的最小功率；
（3）利用串联电路的电压特点和欧姆定律求出滑动变阻器此时接入电路的最小电阻，由欧姆定律计算电路的最大电流及滑动变阻器接入电路的最小阻值。
【解答】解：
AB、由图知，两电阻串联，电压表测R1两端电压，
由图像知当电压表示数为UV＝9V，变阻器连入阻值R2＝10Ω，
由欧姆定律可得此时电路中电流I＝I2＝I1，
电源电压：U＝UV+I2R2＝9V10Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由图像知当电压表示数UV'＝6V，变阻器连入阻值R2'＝20Ω，
此时电路中电流I'＝I2'＝I1'，
电源电压：U＝UV'+I2'R2＝6V20Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得，U＝18V，R1＝10Ω，故AB错误；
D、当滑动变阻器阻值最大时，电路中电流最小，此时R1的功率最小，此时电路中的总电阻R＝R1+R2＝10Ω+50Ω＝60Ω；
此时电路中的电流I0.3A，R1的最小功率P1＝I2R1＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W，故D错误；
C、因为电压表的量程为0～15V，所以当电压表示数为15V时，滑动变阻器阻值最小，定值电阻分担电压最大，等于15V，
由I可得，电路中的电流最大，最大电流：I1.5A，
根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的最小阻值为R2′2Ω，故C正确。
故选：C。
【点评】本题考查了串联电路特点、欧姆定律以及电功率公式的应用，能从图像中获取有用信息计算出电源电压是关键。
二、填空与作图题（本大题共7小题，计22分）
11．（2分）如图所示，家用插线板上的开关闭合时指示灯会发光，插孔能正常通电，如果指示灯损坏，开关闭合时插孔仍能正常通电。根据上述现象判断连接方式，开关和插孔是 串 联的，指示灯和插孔是 并 联的。
【分析】干路开关控制所有的用电器。并联电路各用电器之间互不影响，串联电路的用电器互相影响。
【解答】解：家用插线板上的开关闭合时指示灯会发光，插孔能正常通电，如果指示灯损坏，开关闭合时插孔仍能正常通电。根据上述现象判断连接方式，开关和插孔是串联；如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能正常通电，说明灯泡和插座之间是并联的。
故答案为：串；并。
【点评】（1）根据用电器之间是否相互影响是判断用电器串联和并联的方法之一。
（2）家庭电路中，开关控制用电器。
12．（3分）电能表是用来测量电路消耗 电能 多少的仪表。如图所示是小明家电能表的表盘，此时电能表的读数为 2071.8 kW•h，小明家允许接入电路中的用电器总功率最大值为 8800 W。
【分析】电能表是测量家中用电器消耗电能的仪表；
电能表显示数字中最后一位是小数，单位为kW•h；
“40A”是指电能表平时工作允许通过的最大电流，由P＝UI计算该电能表允许接入的家用电器最大总功率。
【解答】解：电能表是专门用于测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表；
电能表的读数方法为：最后一位是小数位，单位是kW•h。从图中可以看出，电能表的示数为2071.8kW•h。
电能表上“220V”表示电能表正常工作的电压，“10（40）A”中，40A是电能表允许通过的最大电流。
允许接入电路中的用电器最大总功率P＝UI＝220V×40A＝8800W。
故答案为：电能；2071.8；8800。
【点评】本题考查了电能表的作用和电功率公式的应用，关键是电能表参数含义的理解与掌握。
13．（2分）如图所示，用测电笔辨别火线、零线时，正确的使用方式是 甲 （选填“甲”或“乙”）；当测电笔的氖管发光，说明被检测的导线是 火线 （选填“火线”或“零线”）。
【分析】掌握测电笔的正确使用，手一定接触笔尾金属体，手一定不能接触笔尖金属体，会有触电危险。
【解答】解：测电笔的正确使用要求手必须接触笔尾的金属体，这样才能让电流通过测电笔、人体流入大地，形成闭合回路。观察图中甲、乙，甲图中手接触了笔尾金属体，乙图中手未接触笔尾金属体，因此正确的使用方式是甲。当测电笔接触导线时，若氖管发光，说明有电流通过测电笔、人体流入大地，此时接触的是火线；若氖管不发光，说明接触的是零线。因此，氖管发光时被检测的导线是火线。
故答案为：甲；火线。
【点评】本题关键在于掌握测电笔的正确使用方法。
14．（3分）如图所示的是某地下停车场烟雾报警器的简化原理图。电源电压保持不变，R0为定值电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大，当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻的激光时，电压表示数 增大 ，电流表示数 减小 （前两空选填“增大”“减小”或“不变”）：要使报警器在浓度更低的烟雾下报警，R0应选用 更大 （选填“更大”或“更小”）阻值的电阻。
【分析】由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；根据题意得出减弱光敏电阻的光照强度（有烟雾遮挡射向光敏电阻）时电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流和R0两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知R两端的电压变化；
要使报警器在浓度更低的烟雾下报警，说明当电路中电流增大到某一数值时报警器开始报警，由欧姆定律可知电路中的电阻必须减小到某一数值，据此可知R0的阻值变化。
【解答】解：由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；
因为有烟雾遮挡射向光敏电阻时光敏电阻的光照强度将减弱，而光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大，所以，闭合开关，有烟雾遮挡射向光敏电阻时，光敏电阻R的阻值变大，根据串联分压规律知，R分得的电压增大，由可知，电路中的电流减小，
要使报警器在浓度更低的烟雾下报警，说明光照强度增强，则光敏电阻的阻值减小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大；如果要保持报警器的工作电流不变，由欧姆定律可知，应增大R0的阻值使电路中的电流减小，这样才能在浓度更低的烟雾下及时报警。
故答案为：增大；减小；更大。
【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到串联电路的特点和欧姆定律的应用，利用好“光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小”是解决本题的关键。
15．（4分）如图是定值电阻RA和RB的U﹣I图像，由图像可知，RA：RB＝ 2：1 ；若将RA和RB串联接在6V的电源两端，电路中的电流为 0.2 A；若将RA和RB并联接在6V的电源两端，电路的总功率为 5.4 W，通电10s，RA消耗的电能为 18 J。
【分析】（1）根据图像和欧姆定律进行计算。
（2）根据欧姆定律和串联电路的特点进行计算。
（3）根据P计算电路的总功率；根据W ＝UIt计算电能。
【解答】解：根据图像中的相关数据可知：RA 20Ω，
RB10Ω，
RA：RB＝20Ω：10Ω＝2：1；
若将RA和RB串联接在6V的电源两端，总电阻为：R＝RA+RB＝20Ω+10Ω＝30Ω；
电路中的电流I0.2A；
若将RA和RB并联接在6V的电源两端，电路的总功率为P5.4W；
通电10s，RA消耗的电能W＝UItt10s＝18J。
故答案为：2：1；0.2；5.4；18。
【点评】本题考查的是欧姆定律定律和电能与电功率的应用；知道串联电路和并联电路的规律。
16．（2分）在遵守安全用电原则的前提下，请用笔画线代替导线，将如图所示电路补全，其中开关只控制灯泡。
【分析】连接家庭电路时，三孔插座的左孔接零线、右孔接火线、上孔接地线；连接灯泡时，开关接在火线与灯泡之间，且灯头的中心接火线，侧边接零线，据此完全电路的连接。
【解答】解：连接家庭电路时，三孔插座的左孔接零线、右孔接火线、上孔接地线；连接灯泡时，开关接在火线与灯泡之间，且灯头的中心接火线，侧边接零线，电路连接如图所示：
【点评】本题考查电路的连接，明确家庭电路各元件的连接要求是关键。
17．（2分）小明设计了一个高铁轨道螺栓警报器模型电路，其原理是：金属螺栓连接在电路中，当螺栓松动掉落时，它会与下端的导线分离而断开，此时电灯亮起而发出警报。请用笔画线代替导线，连接以下器材完成电路设计。
【分析】螺丝连接在电路中，当螺丝松动时，它会与下端的导线分离而断开，螺丝不接入电路中，指示灯会发光，据此分析电路的连接方式。
【解答】解：根据题意可知，螺丝连接在电路中，当螺丝松动时，它会与下端的导线分离而断开，螺丝不接入电路中，即螺丝所在电路发生了断路，此时指示灯会发光，这表明螺丝与灯泡是并联在电路中的，由于螺丝的电阻很小，能把灯泡短路；为了保护电路，防止电源短路，在干路中应该接上一个保护电阻，如下所示：
【点评】本题考查了电路图的设计，明确螺丝与灯泡的连接方式是解题的关键。
三.实验与探究题（本大题共4小题，计22分）
18．（4分）请完成下列填空。
（1）如图1所示，在“探究串联电路电压的特点”实验中，应选用 不同 （选填“相同”或“不同”）规格的小灯泡进行实验。
（2）如图2所示，更换电阻R，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数保持不变，则实验探究的是电流与 电阻 的关系。
（3）如图3所示，两个相同的烧瓶中装有质量相等的煤油，通电一段时间，甲温度计示数变化较大，由此可知R1 ＞ （选填“＞”“＜”或“＝”）R2。如果改变电源电压，在与上次相同的实验时间下，可以探究电流产生的热量与 电流大小 的关系。
【分析】（1）在“探究串联电路电压的特点”实验中，为避免实验的偶然性，使探究得出的结论具有普遍意义，应该选用不同规格的小灯泡进行实验。
（2）根据控制变量法，更换电阻R，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P使电压表的示数保持不变，此时控制了电阻两端电压不变，改变电阻大小，是为了探究电流与电阻的关系。
（3）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，结合串联电路电流的规律分析。
【解答】解：（1）在“探究串联电路电压的特点”实验中，为避免实验的偶然性，使探究得出的结论具有普遍意义，应该选用不同规格的小灯泡进行实验。若选用相同规格的灯泡，会出现各灯泡两端电压相等的特殊情况，无法得出串联电路电压的普遍规律。
（2）根据控制变量法，更换电阻R，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P使电压表的示数保持不变，此时控制了电阻两端电压不变，改变电阻大小，是为了探究电流与电阻的关系。实验结论是在电压不变时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
（3）根据焦耳定律Q＝I2Rt，两个相同的烧瓶中装有质量相等的煤油，通电时间相同，电流也相同（串联电路电流处处相等）时，电阻越大，产生的热量越多，煤油温度升高得越高。因为甲温度计示数变化较大，说明甲瓶中电阻产生的热量多，所以R1＞R2。如果改变电源电压，电路中的电流会改变，在与上次相同的实验时间下，可探究电流产生的热量与电流大小的关系。
故答案为：（1）不同；
（2）电阻；
（3）＞；电流大小。
【点评】本题“探究串联电路电压的特点”、探究电流与电阻的关系、探究“导体产生的热量与什么因素有关”，考查控制变量法、转换法、串联和并联电路的规律及焦耳定律及焦耳定律的运用。
19．（4分）小明利用图甲所示电路探究“并联电路电流的特点”。
（1）闭合开关前，电流表的指针如图乙所示，接下来小明应该对电流表进行 调零 。
（2）正确操作后，将电流表分别接入图甲电路中的A、B、C处，测出电流值如表所示，其中接入B点时电流表示数如图丙所示，则B点电流为 0.5 A。分析数据，小明得出结论：在并联电路中，干路电流等于 各支路电流之和 。
（3）同组的小红同学认为该实验还存在不足之处，为了得到普遍规律应多次实验，你认为应该进行的操作方法是 换用不同规格的灯泡多次测量 。
【分析】（1）闭合开关前，电流表指针如图乙所示（指针未指零），接下来小明应该对电流表进行调零。
（2）由图丙可知，认清电流表选用的量程及分度值，读出示数。分析表格数据，得出结论。
（3）为了得到普遍规律，应该更换不同规格的灯泡，进行多次实验并记录数据。
【解答】解：（1）闭合开关前，电流表指针如图乙所示（指针未指零），接下来小明应该对电流表进行调零，即调节表盘上的调零旋钮，使指针指在零刻度线处。
（2）由图丙可知，电流表选用的是小量程（0∼0.6 A），分度值为0.02 A，指针示数为0.5A，因此B点电流为0.5 A。分析表格数据：A 处电流 0.6 A、B 处电流 0.5 A，二者之和 0.6 A+0.5 A＝1.1 A，与C处（干路）电流相等。由此得出结论：在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。
（3）为了得到普遍规律，避免实验结论的偶然性，应该更换不同规格的灯泡，进行多次实验并记录数据。
故答案为：（1）调零；
（2）0.5；各支路电流之和；
（3）换用不同规格的灯泡多次测量。
【点评】本题考查了探究并联电路电流特点的实验，难度不大。
20．（7分）在“测量小灯泡电功率”的实验中，实验电路如图甲所示，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。
（2）在连接电路时，开关应处于 断开 （选填“断开”或“闭合”）状态。
（3）闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑动P，灯泡都不亮，电流表无示数，电压表有示数，此时电路的故障可能是灯泡 断路 （选填“短路”或“断路”）。
（4）移动滑片P，电压表示数如图乙所示，读数为 1.3 V，为了使小灯泡正常发光，此时应将滑片P向 右 （选填“左”或“右”）端移动。
（5）调节滑片P，进行了多次实验，得到部分U和I的数据如下表所示：分析数据可知，该小灯泡的额定功率为 0.7 W。根据表格数据及现象，还可以发现，小灯泡两端的电压越高，小灯泡越亮，它的实际功率越 大 。
【分析】（1）“测量小灯泡电功率”的实验中，电路为串联电路：电源、开关、电流表、滑动变阻器、小灯泡串联，电压表并联在小灯泡两端。
（2）在连接电路时，开关应处于断开状态。
（3）若灯泡断路，电路中无电流（电流表无示数），电压表两端与电源连通（测电源电压，有示数），灯泡不亮。
（4）电压表读数时要看清所选择的量程和分度值。当电压低于额定电压，需增大小灯泡两端电压，根据串联电路分压规律，应减小滑动变阻器接入电路的电阻。
（5）小灯泡的额定功率P额＝UI。灯泡亮度由实际功率决定。
【解答】解：（1）“测量小灯泡电功率”的实验中，电路为串联电路：电源、开关、电流表、滑动变阻器、小灯泡串联，电压表并联在小灯泡两端，电压表选择0～3V量程（因小灯泡额定电压为2.5V），如图所示：
（2）在连接电路时，开关应处于断开状态。目的：防止电路连接过程中出现短路，损坏电源或电表。
（3）若灯泡短路，电压表会被短路（无示数），电流表有示数，灯泡不亮；
若灯泡断路，电路中无电流（电流表无示数），电压表两端与电源连通（测电源电压，有示数），灯泡不亮，符合题意，则电路的故障可能是灯泡断路。
（4）图乙电压表选择0～3V量程，分度值为0.1V，读数为1.3V；小灯泡额定电压为2.5V，当前电压低于额定电压，需增大小灯泡两端电压。根据串联电路分压规律，应减小滑动变阻器接入电路的电阻，故滑片P向右端移动。
（5）当小灯泡两端电压为额定电压2.5V时，电流为 0.28A，则额定功率P额＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W。
小灯泡两端电压越高，实际功率越大，灯泡越亮（灯泡亮度由实际功率决定）。
故答案为：（1）；（2）断开；（3）断路；（4）1.3；右；（5）0.7；大。
【点评】本题为测量小灯泡额定功率的实验题目，考查了实验注意事项、实验故障分析、电功率的计算等，属于基础题目。
21．（7分）在工业上，工人利用如图甲所示的“电热丝切割机”（利用电热丝发热达到切割目的）切割泡沫、海绵等材料，物理兴趣小组的同学也制作了如图乙所示的小型“电热丝切割机”，在制作过程中他们发现不同同学制作切割机的切割能力不同，于是他们想探究电热丝的切割能力与什么因素有关，他们用镍铬合金丝来制作电热丝。
（1）关于电热丝的切割能力与什么因素有关，同学们做出了如下猜想：
猜想一：电热丝（镍铬合金丝）的切割能力与电源电压有关；
猜想二：电热丝（镍铬合金丝）的切割能力与电热丝接入电路的长度有关；
猜想三：电热丝（镍铬合金丝）的切割能力与电热丝的粗细有关。
为了检验以上猜想是否正确，他们利用制作的器材通过实验，选择相同泡沫板，电热丝（镍铬合金丝）通电后，每次一起以最快的速度进行切割，并将相关数据填入下表：
分析表格数据，回答下列问题：
①本实验是通过 20s切断泡沫板的张数 反映电热丝切割能力强弱的。
②由序号为1、2、3的三次实验，可以验证猜想 一 （选填“—”“二”或“三”）。
③由序号为2、6、7的三次实验，可得出结论：当接入电路的 电源电压 和 接入电路的电热丝长度 相同时，电热丝越粗，电热丝的切割能力越 强 。
（2）本实验进行多次测量的目的是 寻找普遍规律 。
（3）电热丝的切割能力还可能与什么因素有关，请你写出一条合理的猜想： 电热丝的切割能力可能与电热丝材料种类有关 。
【分析】物理学中对于多因素或多变量的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题．每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。
【解答】解：（1）①实验中无法直接测量电热丝的切割能力，采用转换法，通过相同时间内切断泡沫板的张数来间接反映切割能力的强弱，切断的张数越多，切割能力越强。
②序号1、2、3的实验中，接入电路的电热丝长度和电热丝的粗细保持不变，只改变了电源电压，因此是验证猜想一。
③序号2、6、7的实验中，电源电压均为6V，接入电路的电热丝长度均为5cm，只改变了电热丝的粗细；且电热丝越粗，20s切断泡沫板的张数越多，说明切割能力越强。
（2）本实验是探究性实验，多次测量的目的不是为了减小误差，而是为了避免单次实验的偶然性，从而得出具有普遍性的结论。
（3）示例1：电热丝的切割能力与电热丝的材料和种类有关；
示例2：电热丝的切割能力与通电时间有关；
故答案为：（1）①20s切断泡沫板的张数；②一；③电源电压；接入电路的电热丝长度；强；（2）寻找普遍规律；（3）电热丝的切割能力可能与电热丝材料种类有关。
【点评】控制变量法能排除干扰，直接显露单一因素对被研究对象变化的影响情况。
四、综合题（本大题共3小题，计20分）
22．（4分）如图所示电路中，电源电压恒定不变，R2的阻值为5Ω。闭合开关S，电压表的示数为4V，电流表的示数为0.4A，求：
（1）R1的阻值。
（2）通电1min，R2产生的热量。
【分析】（1）由图知，两电阻串联，电流表测电路中电流，电压表测R2两端电压，根据欧姆定律计算器电阻；
（2）根据焦耳定律公式计算通电1min电阻丝R2产生的热量。
【解答】解：由图可知，两个电阻串联，电压表测量R1两端的电压，电流表测量电路中的电流。
（1）由 可得R1的阻值：
；
（2）通电1min，R2产生的热量：
。
答：（1）R1的阻值为10Ω。
（2）通电1min，R2产生的热量为48J。
【点评】本题考查了欧姆定律以及焦耳定律公式的应用，属于一道基础题。
23．（8分）如图甲所示，2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。飞船在发射前，科技人员设计了如图乙所示的模拟检测电路来检验飞船舱体的气密性，电路中电源电压为24V恒定不变，定值电阻R0＝20Ω，R为压敏电阻，其阻值随环境气压的变化关系如表格所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中，舱体不漏气时，舱体内气压为1.0×105Pa。问：
（1）压敏电阻的主要制作材料是 半导体 （选填“导体”“半导体”或“超导体”）。
（2）当舱体不漏气时，电流表的示数为多大？检测电路正常工作10min，消耗的电能为多少？
（3）当电压表的示数为15V时，舱体内的气压为多少？
【分析】（1）导电能力介于导体和绝缘体之间的物体即为半导体，压敏电阻的主要制作材料是半导体；
（2）当舱体不漏气时，由表格数据确定出此时压敏电阻的阻值，由图乙可知，定值电阻R0与压敏电阻R串联，电流表测电路电流，电压表测R0两端电压，根据串联电路的电阻规律和欧姆定律求出则此时电流表的示数；根据W＝UIt求出检测电路正常工作10min消耗的电能；
（3）当电压表示数为15V时，根据欧姆定律求出通过电路的电流，由串联电路电压规律确定出压敏电阻R两端的电压，由欧姆定律求出压敏电阻R此时的阻值，由表格数据确定出舱体内的气压。
【解答】解：（1）压敏电阻的主要制作材料是半导体；
（2）当舱体不漏气时，由表格数据可知，压敏电阻为：R＝4Ω，由图乙可知，定值电阻R0与压敏电阻R串联，电流表测电路电流，电压表测R0两端电压，则此时电流表的示数为：
，
检测电路正常工作10min消耗的电能为：
W＝UIt＝24V×1A×10×60s＝1.44×104J；
（3）当电压表示数为15V时，通过电路的电流为：
，
由串联电路电压规律可得，压敏电阻R两端的电压为；
UR＝U﹣U0＝24V﹣15V＝9V，
由欧姆定律可得，压敏电阻R此时的阻值为：
，由表格数据可知，当压敏电阻R＝12Ω 时，舱体内气压为0.5×105Pa。
答：（1）半导体；（2）当舱体不漏气时，电流表的示数为1A，检测电路正常工作10min，消耗的电能为1.44×104J；
（3）当电压表的示数为15V时，舱体内的气压为0.5×105Pa。
【点评】本题主要考查电路的分析、欧姆定律及串联电路的规律的应用，难度适中。
24．（8分）小星家有一台养生壶（如图甲），他发现该养生壶有加热和保温两种功能。图乙是其内部电路的简化图，R1和R2均为阻值不变的加热电阻，其中R1的阻值为40Ω，通过旋钮开关可以切换加热和保温两种功能。该养生壶铭牌上的部分信息如表所示。
（1）闭合开关S，旋钮开关置于“1，1”位置时，养生壶处于 保温 （选填“加热”或“保温”）挡。
（2）养生壶在保温挡正常工作时，电路中的电流是多少？
（3）用电高峰期，断开家中其他用电器，只将养生壶接入家庭电路中，让养生壶在加热挡工作6min，观察到家中标有“1200imp/（kW•h）”的电能表的指示灯闪烁120次，则此时家庭电路中的实际电压为多少？
【分析】（1）当旋钮开关置于“1，1”位置时，R1与R2串联；置于“2，2”位置时，电路中只有R1接入。根据P可判定挡位；
（2）根据P＝UI可得保温挡正常工作的电流；
（3）根据电能表参数求出电能表闪烁120次消耗的电能，根据P可求出加热挡的实际功率，根据P可求出家庭电路的实际电压。
【解答】解：（1）当旋钮开关置于“1，1”位置时，R1与R2串联；置于“2，2”位置时，电路中只有R1接入。根据P可知，电阻越小，功率越大。串联电阻更大，功率更小，为保温挡；只有R1时电阻更小，功率更大，为加热挡；
（2）已知保温功率P保＝44W，额定电压U＝220V，根据P＝UI可得保温挡正常工作的电流为：
；
（3）电能表参数为1200imp/（kW•h），表示每消耗1kW•h电能，指示灯闪烁1200次。则电能表闪烁120次消耗的电能为：
；
加热时间为t＝6min＝360s，根据P可得加热挡的实际功率为：
；
加热挡时只有R1＝40Ω接入电路，根据P可得家庭电路的实际电压为：
。
答：（1）保温（2）保温挡正常工作的电流为0.2A；（3）家庭电路的实际电压为200V。
【点评】本题是加热挡位的基本题型，考查电路分析、电能表相关计算和电功率公式的应用。
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A
B
C
电流I/A
0.6
1.1
实验次数
电压U/V
电流I/A
灯泡亮度
1
2.0
0.24
较暗
2
2.5
0.28
正常发光
3
3.0
0.32
较亮
实验序号
电源电压/V
接入电路的电热丝长度/cm
电热丝的粗细/mm2
20s切断泡沫板的张数
1
3
5
0.5
5
2
6
5
0.5
10
3
9
5
0.5
14
4
6
10
0.5
6
5
6
15
0.5
4
6
6
5
1.0
12
7
6
5
1.5
15
环境气压p/×105Pa
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
压敏电阻R/Ω
50
40
30
22
15
12
10
8
6
5
4
养生壶容量
2L
额定电压
220V
保温功率
44W
加热功率
1210W
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
B
D
A
C
B
B
C
B
C
电流表的位置
A
B
C
电流I/A
0.6
1.1
实验次数
电压U/V
电流I/A
灯泡亮度
1
2.0
0.24
较暗
2
2.5
0.28
正常发光
3
3.0
0.32
较亮
实验序号
电源电压/V
接入电路的电热丝长度/cm
电热丝的粗细/mm2
20s切断泡沫板的张数
1
3
5
0.5
5
2
6
5
0.5
10
3
9
5
0.5
14
4
6
10
0.5
6
5
6
15
0.5
4
6
6
5
1.0
12
7
6
5
1.5
15
环境气压p/×105Pa
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
压敏电阻R/Ω
50
40
30
22
15
12
10
8
6
5
4
养生壶容量
2L
额定电压
220V
保温功率
44W
加热功率
1210W