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2023年山西省太原市成成中学中考物理一模试卷(含答案)
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这是一份2023年山西省太原市成成中学中考物理一模试卷(含答案)，共36页。试卷主要包含了选择题，填空与画图题，实验探究与阅读计算题等内容，欢迎下载使用。
2023年山西省太原市成成中学中考物理一模试卷
一、选择题（每小题3分，共30分）
1．（3分）如图所示，两个相同的验电器A和B，A、B开始不带电，然后用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触A验电器金属球，再用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来，下列说法错误的是（ ）
A．摩擦起电的实质是电子的转移，玻璃棒失去电子
B．验电器的原理是同种电荷相互排斥
C．正电荷从A向B移动，形成瞬间从A向B方向的电流
D．自由电子从B向A定向移动，形成瞬间从A向B方向的电流
2．（3分）下列说法中，正确的是（ ）
A．物体的机械能为零，内能也一定为零
B．炽热的铜水具有内能，冰冷的铜块没有内能
C．铁丝被快速弯折的过程中，温度升高是因为机械能转化成内能
D．汽油机的压缩冲程中，主要是用热传递的方式增加了气缸内物质的内能
3．（3分）下列说法错误的是（ ）
A．质量大的物体所含的内能不一定多
B．温度高的物体所含的热量一定多
C．做功和热传递对于改变物体的内能是等效的
D．分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的
4．（3分）如图所示，关于A、B、C三点的电流方向和大小下列说法正确的是（ ）
A．由A到C，IA＞IB＞IC B．由C到A，IC＞IB＞IA
C．由A到C，IA＝IB＝IC D．由C到A，IA＝IB＝IC
5．（3分）有两个电阻R1和R2，已知3R1＝R2，他将这两个电阻并联起来接入电路中，用电压表测出R2两端的电压为6V，则R1两端的电压为（ ）
A．18 V B．6 V C．12 V D．2 V
6．（3分）下列用电器使用电磁波工作的是（ ）
A．电熨斗 B．电风扇 C．微波炉 D．洗衣机
7．（3分）关于家庭电路，下列说法正确的是（ ）
A．保险丝的熔断电流应该略小于家庭电路中所有用电器都正常工作时的电流之和
B．发生短路时，漏电保护器将动作，其作用相当于总开关断开
C．有人触电时，应该首先切断电源
D．使用试电笔时，不能将手接触试电笔的金属部分
8．（3分）如图所示，通过灯L1的电流为0.3A，通过灯L2的电流为0.2A，通过灯L3的电流为0.1A，现在用I1、I2、I3分别表示A1、A2、A3的读数，则下列说法中正确的是（ ）
A．I1＝0.3A B．I2＝0.2A C．I3＝0.6A D．I1＝0.6A
9．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．磁场由无数条磁感线组成的，磁感线是真实存在的
B．在地磁场作用下能自由转动的小磁针，静止时N极指向北方
C．要使通电螺线管的磁性减弱，可以在螺线管中插入铁芯
D．奥斯特实验表明，铜导线可以被磁化
（多选）10．（3分）12、如图所示，电源电压为U0且保持不变，将规格分别为“U0，P0”、“U0，2P0”的小灯泡L1和L2串联在电路中，下列判断正确的是（设灯丝电阻不变）（ ）
A．通过灯L1、L2的电流之比为2：1
B．灯L1、L2的电阻之比为2：1
C．灯L1、L2的实际功率之比为1：4
D．相同时间内，灯Ll、L2消耗的电能之比为2：1
二、填空与画图题（共16分）
11．（1分）2019年12月17日，完全由我国自主设计生产的首艘航母“山东舰”在海南三亚某军港交付海军使用，据了解“山东舰”装载先进相控阵雷达，和普通雷达一样靠发射接收 实现目标定位，但此雷达功能多，反应快，抗干扰能力强。
12．（5分）如图所示，将两枚相同的磁铁分别放在粗糙程度相同的斜置木板和铜板顶端，释放后同时下滑，发现铜板上的磁铁总是后滑至底端。某小组对此现象的原因进行了探讨。
①有同学首先猜想：因为磁铁有磁性，它和铜板之间有吸引作用。
该猜想 （选填“正确”或“错误”），依据是 。
②有同学百度后获知：金属内的自由电荷与磁极之间发生相对运动时，金属内部会产生涡电流，并继而产生阻碍相对运动的力，这种现象叫电磁阻尼现象。
由上述信息可知：产生涡电流的条件是自由电荷处在变化的 中。电磁阻尼现象，实质是 之间相互作用的外部宏观表现。
13．（4分）如图所示，是汽油机工作循环中的 冲程，汽油机通常用水来作为冷却剂，是因为水具有的 的属性，若该汽油机每分钟做功3000次，则飞轮的转速为 r/s热机的燃料通常有汽油、柴油或天然气，它们都属于 （可再生/不可再生）能源。
14．（2分）如图所示，电源电压不变，当开关S闭合时，电压表示数将 和电流表示数将 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
15．（2分）如图所示，请根据安全用电原则，用笔画线代替导线将图中的开关、灯泡正确接入家庭电路中。
16．（2分）标出如图中通电螺线管和小磁针的南北极（用“N”和“S”表示）
三、实验探究与阅读计算题（共54分）
17．（5分）某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给水和煤油加热，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。他得到如表数据：（如图）
物质
次数
质量m/kg
升高的温度Δt/℃
加热的时间t/min
水
1
0.1
10
2
2
0.2
10
4
煤油
3
0.1
10
1
4
0.1
20
2
（1）水和煤油吸收热量的多少是通过 （“升高的温度”或“加热的时间”）来体现的。
（2）分析第1、2次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的 有关。
（3）分析第 两次实验数据，可以得出的初步结论是：质量相同的同种物质，吸收热量的多少与物质的升高的温度有关。
（4）分析第 两次实验数据，可得出初步结论：水的吸热能力比煤油强。
（5）如图是小明根据实验数据画出的图线，其中 表示的是水吸热升温情况。
18．（7分）小薇和小亮两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中，电源使用两节新干电池，滑动变阻器R′的规格是“15Ω、1A”。
（1）如图甲所示是小薇画出的电路图，小亮进行实物连线如图乙所示，请你在虚线框内把电路图补画完整（要求所补画的元件与实物电路对应）。
（2）开关闭合前，小亮发现电流表的指针在零刻度线左端，如图丙所示，其原因是 。
（3）确认电路无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丁所示，记为 V；他们记录的数据如下表所示，老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑，你认为是第 组（填写实验序号），理由是 。
实验序号
①
②
③
④
电压/V
0.5
1.2
1.8
电流/A
0.10
0.24
0.36
0.5
（4）小玉想利用上述器材测额定电流为0.1A小灯泡的额定功率，于是他把电阻换成小灯泡，闭合开关，发现电流表没有示数，电压表有示数，灯不亮，下列操作 后电流表和电压表都有示数。
A．更换灯泡 B．移动滑动变阻器 C．更换开关
（5）小玉想利用上述器材多次实验后，发现怎么也不能调到额定电流，小玉认为灯泡的正常发光时电阻过小，小亮认为灯泡的正常发光时电阻过大；正确的是 （选填：“小玉”、“小亮”、“两人都对”、“两人都不对”）
19．（7分）小华同学要测量电阻Rx的阻值，提供的实验器材有：待测电阻Rx（大于5Ω）、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
（1）请你根据图甲电路，用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。
（2）正确连线后，闭合开关，移动滑片P，电流表示数几乎为零，电压表示数接近电源电压且几乎不变，若电路中只有一处故障，则可判断该故障可能是 。
（3）排除故障后，若某次测量时电压表的示数为1.8V，电流表的示数如图丙所示，则待测电阻Rx＝ Ω。
（4）若电压表损坏，则可用一个电流表和一个定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值，小华设计了如图丁所示的电路图，并进行如下实验操作：
①闭合开关S和S1，此时电流表的示数为I1；
②闭合开关S、断开开关S1，此时电流表的示数为I2；
③已知电源电压保持不变，请用已知量R0和测出量I1、I2写出未知电阻Rx的表达式，则Rx＝ 。
（5）小华又继续利用阻值为R0的定值电阻设计了如图戊所示电路，测量额定电压2.5V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为U。请帮小华将实验步骤补充完整：
①只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器R1，当电压表示数为 时，小灯泡正常发光。
②只闭合开关 ，滑动变阻器R1的滑片保持不动，记下电压表示数为U1。
③则小灯泡额定功率的表达式为P额＝ 。
20．（5分）如图甲是某实验小组探究“电流与电压、电阻关系”的电路图，使用的实验器材有：电压为6V的电源、电流表、电压表各一个，开关一个，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个，规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器一个，导线若干。
（1）请把图甲中接错的那根导线找出来打上“×”，再用笔画线代替导线把它改正。
（2）改接好电路后所测得的几组电流、电压值如表1所示，在第2次实验中，电流表的示数如图乙所示，则通过电阻的电流为 A，根据表数据可得结论： 。
表一：
实验次数
1
2
3
电压U/N
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.4
（2）探究电流与电阻的关系时，所测得的几组电流、电压值如表二所示
表二：
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.6
0.3
0.24
①由于操作不当，导致测出的电流中有一个错误数据，请判断错误，请判断第 次实验的数据存在错误。产生错误的原因是 ，正确的数据应该是 A。
②纠正错误以后，该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，电压表的示数始终大于3V，请你找出一种可能的原因。
21．（4分）某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想：
猜想1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为N极，右侧为S极）
猜想2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为N极，下面为S极）；
猜想3：磁极呈里外分布（例如图丙，外侧为N极，内侧为S极）；
为了验证其他猜想，他们进行了如下实验：
（1）用细棉线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止，这说明猜想 （1/2/3）是错误的；
（2）用细棉线将环形磁体竖直悬挂起来（如图戊所示），结果观察到磁体只在特定位置能保持静止，这说明猜想 （1/2/3）是错误的；
（3）为进一步确定这种环形磁铁磁极的分布情况，小李进行了以下实验：取两个完全相同的环形磁铁，将它们沿中心轴线互相靠近，发现它们相互排斥。接着将其中一个环形磁铁翻转，结果它们相互吸引，则验证了另一猜想是正确的；
（4）若将这两个完全相同，重均为G的环形磁铁a、b串在木制支架上，静止时如图己所示（不考虑环形磁铁与木杆间的摩擦力），则磁铁a对底座的压力 ；
A．等于G
B．小于2G
C．等于2G
D．大于2G
（5）若再放上一个完全相同的磁铁c（b、c间也排斥），则相邻两个磁铁间的距离Lab Lbc（大于/等于/小于）。
22．（10分）如图所示，灯L标有“3V 1.5W”字样，电源电压恒为3V，定值电阻R＝9Ω，设灯L的阻值不随温度变化而变化。求：
（1）灯L正常发光时的电阻是多少？
（2）只闭合S2时，定值电阻R在60s内产生的热量是多少？
（3）要使整个电路消耗的电功率最大，各开关的闭合情况应如何？此时的最大电功率为多少？
23．（10分）小芳家里的某品牌电烤箱铭牌及其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。求：
（1）若某种食物需要用该电烤箱高温挡烘烤1000s，则该电烤箱消耗的电能是多少？
（2）电路中R1的阻值是多少？
××牌电烤箱
额定电压
220V
额定
功率
高温挡
1100W
低温挡
440W
电源频率
50Hz
（3）该电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率分别是多少？
24．（6分）新型发热材料﹣﹣PTC
PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的。PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。
（1）家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件，如图（1）为其电阻随温度变化的图象，由图可知，该PTC材料的居里点温度为 ℃。
（2）家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右，若它的温度高于165℃，电阻 ，功率 ，使其温度 （以上均填变化情况）；反之，也能自动调节。因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能。
（3）某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警电路”：将PTC电阻安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响。请帮他将如图（2）所示的电路连接完整。
（4）你认为该“过热自动报警电路”的设计或在使用过程中有何不足？（指出一点即可）
2023年山西省太原市成成中学中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（每小题3分，共30分）
1．（3分）如图所示，两个相同的验电器A和B，A、B开始不带电，然后用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触A验电器金属球，再用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来，下列说法错误的是（ ）
A．摩擦起电的实质是电子的转移，玻璃棒失去电子
B．验电器的原理是同种电荷相互排斥
C．正电荷从A向B移动，形成瞬间从A向B方向的电流
D．自由电子从B向A定向移动，形成瞬间从A向B方向的电流
【分析】（1）摩擦起电的实质是电子的转移，两个物体相互摩擦，原子核束缚本领强的物体得到电子而带负电，原子核束缚本领弱的物体失去电子而带正电；
（2）验电器的原理是同种电荷相互排斥；
（3）物理学规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向，所以电子定向移动的方向和电流的方向相反。
【解答】解：A、摩擦起电的实质是电子的转移，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，玻璃棒失去电子，而丝绸得到电子，故A正确；
B、验电器的原理是同种电荷相互排斥，故B正确；
CD、用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，所以用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触A验电器金属球，A验电器带正电荷，再用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来，A和B最后都带正电荷，那么B失去电子，A得到电子，自由电子从B向A定向移动，形成瞬间从A向B方向的电流，故C错误，D正确。
故选：C。
【点评】本题主要考查了摩擦起电的实质、验电器的原理以及电流的方向，要注意电子定向移动的方向和电流的方向相反。
2．（3分）下列说法中，正确的是（ ）
A．物体的机械能为零，内能也一定为零
B．炽热的铜水具有内能，冰冷的铜块没有内能
C．铁丝被快速弯折的过程中，温度升高是因为机械能转化成内能
D．汽油机的压缩冲程中，主要是用热传递的方式增加了气缸内物质的内能
【分析】（1）物体内部所有分子由于热运动具有的动能及分子势能的总和叫做物体的内能。一切物质的分子总在不停地做无规则运动，所有的物体都具有内能。
（2）改变内能的方法有做功和热传递两种。
【解答】解：AB、一切物质的分子总在不停地做无规则运动，所有的物体都具有内能。故AB不正确；
C、铁丝被快速弯折的过程中，温度升高内能增加，是通过做功的方法增加了物体的内能，即机械能转化成了内能。故C正确；
D、汽油机的压缩冲程中，活塞对气体做功，气体内能增加温度升高，是通过做功的方式增加了气缸内物质的内能。故D不正确。
故选：C。
【点评】本题主要考查了内能的概念及改变内能的方法。注意所有的物体都具有内能。
3．（3分）下列说法错误的是（ ）
A．质量大的物体所含的内能不一定多
B．温度高的物体所含的热量一定多
C．做功和热传递对于改变物体的内能是等效的
D．分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的
【分析】（1）内能与物体的质量、温度以及状态有关。
（2）热量是过程量，只存在于热传递中，只能说吸收或放出热量，不能说含有或者具有热量。
（3）改变物体内能的两种方式：做功和热传递；
（4）分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的。
【解答】解：A、因为物体的内能不仅与质量有关，还与温度和状态有关，所以质量大的物体所含的内能不一定多，故A正确；
B、热量是个过程量，只有发生热传递时说物体吸收或放出多少热量，不能说物体具有或含有多少热量，热量是一过程量，描述它的术语是“吸收”和“放出”，不能用含有，故B错误；
C、做功和热传递都能改变物体内能的多少，两种方式虽有本质的区别，但在改变内能上是等效的，故C正确；
D、分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的，故D正确。
故选：B。
【点评】本题是一道热学综合题，主要考查学生对内能的影响因素以及热传递的条件的理解，是中考的热点，热学的难点。
4．（3分）如图所示，关于A、B、C三点的电流方向和大小下列说法正确的是（ ）
A．由A到C，IA＞IB＞IC B．由C到A，IC＞IB＞IA
C．由A到C，IA＝IB＝IC D．由C到A，IA＝IB＝IC
【分析】（1）先分析电路的结构，然后根据串联电路电流规律进行解答；
（2）电路中的电流方向是从电源正极流出经用电器回到负极。
【解答】解：根据电路图可知，灯泡L1、L2串联，所以电路中各处电流都相等，即IA＝IB＝IC；
电路中的电流方向是从电源正极流出经用电器回到负极，因而从电源正极流出经开关、C点、L2、L1、A回到负极。故D正确，ABC错误；
故选：D。
【点评】本题考查电路中电流方向的规定和串联电路电流的规律，属于基础题。
5．（3分）有两个电阻R1和R2，已知3R1＝R2，他将这两个电阻并联起来接入电路中，用电压表测出R2两端的电压为6V，则R1两端的电压为（ ）
A．18 V B．6 V C．12 V D．2 V
【分析】由题意可知，两个电阻R1和R2并联，根据并联电路的电压特点可知两电阻两端的电压关系即可求出R1两端的电压。
【解答】解：由题意可知，两个电阻R1和R2并联，
∵并联电路中各支路两端的电压相等，
∴R1两端的电压等于R2两端的电压，即为6V。
故选：B。
【点评】本题考查了并联电路的电压特点，抓住两电阻并联是关键。
6．（3分）下列用电器使用电磁波工作的是（ ）
A．电熨斗 B．电风扇 C．微波炉 D．洗衣机
【分析】根据电磁波在实际生产、生活中的应用分析解答此题。电磁波在生活中有着广泛的应用，如：无线电广播、电视、手机都是靠电磁波来传递信息的，微波炉利用微波加热食物等。
【解答】解：
A、电熨斗是利用电流的热效应工作的，不是使用电磁波工作的。
B、电风扇是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，也不是使用电磁波工作的。
C、微波炉是利用微波使食物中的水分子振荡从而加热食物的，微波是一种电磁波，故利用了电磁波。
D、洗衣机主要部件是电动机，电动机是利用了通电线圈在磁场中受力运动的原理，不是利用电磁波。
故选：C。
【点评】（1）本题考查了电磁波的应用，体现了从生活走向物理，从物理走向社会的课标理念。
（2）掌握电流的热效应、磁效应、化学效应及电和磁间的关系。
7．（3分）关于家庭电路，下列说法正确的是（ ）
A．保险丝的熔断电流应该略小于家庭电路中所有用电器都正常工作时的电流之和
B．发生短路时，漏电保护器将动作，其作用相当于总开关断开
C．有人触电时，应该首先切断电源
D．使用试电笔时，不能将手接触试电笔的金属部分
【分析】（1）保险丝的额定电流要大于用电器的总电流；
（2）漏电保护器原理是检测火线和零线的电流，当火线电流比零线电流大太多的话就说明电路的某个地方可能接地漏电，漏电保护器切断电路；
（3）发现有人触电，一定要及时切断电源；
（4）使用试电笔时，手一定要接触笔尾金属体，但不要接触笔尖金属体。
【解答】解：
A、保险丝的熔断电流应该略大于家庭电路中所有用电器都正常工作时的电流之和，这样所有用电器工作时，保险丝不会熔断，故A错误；
B、当电路发生短路时，进户线中流入的电流和流出的电流相等，漏电保护器不会切断电路，故B错误；
C、遇到有人触电，应先切断电源，然后在施救，故C正确；
D、使用试电笔时，手要接触试电笔尾部的金属体，此时人体和试电笔才串联在火线和大地之间，试电笔的电阻大分担电压大，人体电阻小分担电压小，氖管发光，故D错误。
故选：C。
【点评】（1）安全用电原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。（2）触电原因是直接或间接接触火线。（3）电引起的火灾不要用水泼。
8．（3分）如图所示，通过灯L1的电流为0.3A，通过灯L2的电流为0.2A，通过灯L3的电流为0.1A，现在用I1、I2、I3分别表示A1、A2、A3的读数，则下列说法中正确的是（ ）
A．I1＝0.3A B．I2＝0.2A C．I3＝0.6A D．I1＝0.6A
【分析】由电路图可知，三个灯泡并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过灯L2、L3的电流，电流表A3测通过灯L3的电流，由并联电路特点可以分析答题。
【解答】解：电流表A1测干路电流，电流表A2测通过灯L2、L3的电流，电流表A3测通过灯L3的电流，
则I3＝IL3＝0.1A，
I2＝IL2+IL3＝0.2A+0.1A＝0.3A，
I1＝IL1+IL2+IL3＝0.3A+0.2A+0.1A＝0.6A；
故选：D。
【点评】本题考查了并联电路特点的应用，分析清楚电路图，应用并联电路特点即可正确解题。
9．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．磁场由无数条磁感线组成的，磁感线是真实存在的
B．在地磁场作用下能自由转动的小磁针，静止时N极指向北方
C．要使通电螺线管的磁性减弱，可以在螺线管中插入铁芯
D．奥斯特实验表明，铜导线可以被磁化
【分析】（1）知道磁感线是为了描述磁场引入的线，并不是实际存在的；
（2）知道地磁场与地理的南北极相反；
（3）通电螺线管磁性的强弱的影响因素：电流的大小、线圈的匝数、是否有铁芯插入；
（4）知道电流的磁效应：电流的周围存在磁场。
【解答】解：A、磁感线是假想的线，并不是实际存在的，故A错误；
B、地磁场的南北极与地理的南北极相反，所以小磁针静止时N极指向北方，故B正确；
C、在螺线管内插入铁芯，螺线管的磁性增强，故C错误；
D、奥斯特实验表明，通电导线周围存在磁场，故D错误。
故选：B。
【点评】此题主要考查了磁感线、地磁场、影响电磁铁磁性强弱的因素，同时还考查了电流的磁效应，考查得很全面，有关电磁方面的知识要熟记。
（多选）10．（3分）12、如图所示，电源电压为U0且保持不变，将规格分别为“U0，P0”、“U0，2P0”的小灯泡L1和L2串联在电路中，下列判断正确的是（设灯丝电阻不变）（ ）
A．通过灯L1、L2的电流之比为2：1
B．灯L1、L2的电阻之比为2：1
C．灯L1、L2的实际功率之比为1：4
D．相同时间内，灯Ll、L2消耗的电能之比为2：1
【分析】（1）根据串联电路的电流的特点分析电流的大小；
（2）根据公式R＝得出两个灯泡的电阻之比；
（3）根据公式P＝I2R得出功率的比值；
（4）根据W＝Pt分析消耗电能之比。
【解答】解：
A、由图可知，两个灯泡串联接入电路中，根据串联电路的电流的特点可知，通过两个灯泡的电流是相同的，即电流之比为1：1，故A错误；
B、小灯泡L1和L2的规格分别为“U0P0”、“U02P0”，额定电压相同，小灯泡L1的额定功率是L2的一半，根据R＝可知，小灯泡L1的电阻是L2的2倍，即灯L1、L2的电阻之比为2：1，故B正确；
C、两个灯泡串联，电流相同，灯L1、L2的电阻之比为2：1，根据P＝I2R可知，灯L1、L2的实际功率之比为2：1，故C错误；
D、灯Ll、L2消耗的功率之比为2：1，时间相同，根据W＝Pt可知，灯Ll、L2消耗的电能之比为2：1，故D正确。
故选：BD。
【点评】本题考查了电功率公式、电能公式的应用，知道串联电路的电流、电压的特点是解题的关键。
二、填空与画图题（共16分）
11．（1分）2019年12月17日，完全由我国自主设计生产的首艘航母“山东舰”在海南三亚某军港交付海军使用，据了解“山东舰”装载先进相控阵雷达，和普通雷达一样靠发射接收 电磁波 实现目标定位，但此雷达功能多，反应快，抗干扰能力强。
【分析】电磁波在生活中的应用非常广泛，比如手机、雷达等都是利用的电磁波。
【解答】解：雷达是靠发射接收电磁波实现目标定位的。
故答案为：电磁波。
【点评】本题考查的是电磁波的传播，属于基础题。
12．（5分）如图所示，将两枚相同的磁铁分别放在粗糙程度相同的斜置木板和铜板顶端，释放后同时下滑，发现铜板上的磁铁总是后滑至底端。某小组对此现象的原因进行了探讨。
①有同学首先猜想：因为磁铁有磁性，它和铜板之间有吸引作用。
该猜想 错误 （选填“正确”或“错误”），依据是 铜既不能被磁化，也不能被磁铁吸引 。
②有同学百度后获知：金属内的自由电荷与磁极之间发生相对运动时，金属内部会产生涡电流，并继而产生阻碍相对运动的力，这种现象叫电磁阻尼现象。
由上述信息可知：产生涡电流的条件是自由电荷处在变化的 磁场 中。电磁阻尼现象，实质是 磁场和电流 之间相互作用的外部宏观表现。
【分析】（1）磁铁可以吸引铁、钴、镍等物质，而不能吸引其他金属；
（2）产生涡电流的现象其实是电磁感应现象；电磁阻尼的原理是通电导体在磁场中运动，磁场会对通电导体产生力的作用。
【解答】解：
①磁铁可以吸引铁、钴、镍等物质，铜既不能被磁化，也不能被磁铁吸引，故该同学的猜想错误；
②由题知，金属内的自由电荷与磁极之间发生相对运动时，金属内部会产生涡电流，并继而产生阻碍相对运动的力，这种现象叫电磁阻尼现象；
磁铁沿铜板向下运动时，磁铁周围的磁场是变化的，且铜板中有大量的自由电荷（或自由电子），所以产生涡电流的条件是自由电荷处在变化的磁场中；
金属内部会产生涡电流，磁铁周围存在磁场，因磁场对电流有力的作用，所以会产生阻碍磁铁运动的力；由此可知，电磁阻尼现象，实质是磁场和电流之间相互作用的外部宏观表现。
故答案为：①错误；铜既不能被磁化，也不能被磁铁吸引；②磁场；磁场和电流。
【点评】本题通过给出的信息间接地考查了电磁感应现象、磁场对电流的作用，有一定难度。
13．（4分）如图所示，是汽油机工作循环中的 排气 冲程，汽油机通常用水来作为冷却剂，是因为水具有的 比热容大 的属性，若该汽油机每分钟做功3000次，则飞轮的转速为 100 r/s热机的燃料通常有汽油、柴油或天然气，它们都属于 不可再生 （可再生/不可再生）能源。
【分析】（1）由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程；
（2）利用水的比热容大特点作为传热介质，因为相同条件下，水放出或吸收的热量多；
（3）热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，根据这个比例关系可以求出答案；
（4）可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源，短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源。
【解答】解：
（1）由图可知，进气门关闭，排气门打开，活塞上行，可以判断此冲程为排气冲程；
（2）水的比热容比较大，在质量相同、升高相同的温度时，水能吸收更多的热量，所以热机通常用水来作为冷却剂；
（3）若该汽油机每分钟做功3000次，则每秒做功50次，因飞轮每转动2周时燃气对外做功1次，所以飞轮每秒转动100转，即飞轮的转速为100r/s；
（4）汽油、柴油或天然气都是化石能源，是不可再生能源。
故答案为：排气；比热容大；100；不可再生。
【点评】本题考查了热机冲程的判断、水比热容特点的应用、热机的有关计算以及能源的分类，属于综合性题目。
14．（2分）如图所示，电源电压不变，当开关S闭合时，电压表示数将 变大 和电流表示数将 不变 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
【分析】由电路图可知，开关S断开时，R1和电压被短路，电路中只有R2，电流表测电路中的电流；开关S闭合时，R1、R2并联，电压表测电源的电压，电流表测R2支路的电流；根据欧姆定律结合电路电阻的变化判断电流表和电压表示数是否变化。
【解答】解：开关S闭合前后，R2两端的电压不变，根据欧姆定律可知通过电流表的示数不变；
开关闭合前被短路，闭合后测电源的电压，所以电压表的示数变大。
故答案为：变大，不变。
【点评】本题考查学生识别电路的能力，并且会灵活应用并联电路的特点和欧姆定律分析问题、解决问题。
15．（2分）如图所示，请根据安全用电原则，用笔画线代替导线将图中的开关、灯泡正确接入家庭电路中。
【分析】灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点；零线直接接入灯泡的螺旋套。
【解答】解：灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡，又能更安全。如下图所示：
【点评】掌握家庭电路的灯泡、开关的接法，同时考虑使用性和安全性。
16．（2分）标出如图中通电螺线管和小磁针的南北极（用“N”和“S”表示）
【分析】已知电流方向，则由右手螺旋定则可知螺线管的磁极，再由磁极间的相互作用，可知小磁针静止时磁极的分布。
【解答】解：由图可知，电流由螺线管右方流入，则由右手螺旋定则可知，将四指沿电流方向握住螺线管，则大拇指指向右端，故螺线管右端应为N极，左端为S极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故小磁针左端应为S极，右端为N极。
故答案如图所示：
【点评】本题考查右手螺旋定则及磁极间的相互作用，要求学生能熟练应用右手螺旋定则及磁极间的相互作用进行判断相关问题。
三、实验探究与阅读计算题（共54分）
17．（5分）某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给水和煤油加热，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。他得到如表数据：（如图）
物质
次数
质量m/kg
升高的温度Δt/℃
加热的时间t/min
水
1
0.1
10
2
2
0.2
10
4
煤油
3
0.1
10
1
4
0.1
20
2
（1）水和煤油吸收热量的多少是通过 加热的时间 （“升高的温度”或“加热的时间”）来体现的。
（2）分析第1、2次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的 质量 有关。
（3）分析第 3、4 两次实验数据，可以得出的初步结论是：质量相同的同种物质，吸收热量的多少与物质的升高的温度有关。
（4）分析第 1、3（或1、4） 两次实验数据，可得出初步结论：水的吸热能力比煤油强。
（5）如图是小明根据实验数据画出的图线，其中 B 表示的是水吸热升温情况。
【分析】（1）使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法；
（2）（3）（4）物质吸热多少与物质的种类、质量和升高的温度有关，研究与其中一个因素关系时，要控制另外的两个因素不变，据此分析回答；
（5）根据升高相同的温度，水加热时间长回答。
【解答】解：（1）根据转换法，水和煤油吸收热量的多少是通过加热的时间来体现的。
（2）分析第1、2次实验数据知，同种物质升高相同温度时，质量越大，加热时间越长，故可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的质量有关。
（3）研究吸收热量的多少与物质的升高的温度有关，要控制物质的种类和质量相同，只改变升高的温度，故分析第3、4两次实验数据，可以得出的初步结论是：质量相同的同种物质，吸收热量的多少与物质的升高的温度有关。
（4）根据比较吸热能力的方法，分析1、3（或1、4）两次实验数据，可得出初步结论：水的吸热能力比煤油强。
（5）因升高相同的温度，水加热时间长，如下所示；
故根据实验数据画出的图线，其中B表示的是水吸热升温情况。
故答案为：（1）加热的时间； （2）质量； （3）3、4；（4）1、3（或1、4）；（5）B。
【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，为热学中的重要实验。
18．（7分）小薇和小亮两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中，电源使用两节新干电池，滑动变阻器R′的规格是“15Ω、1A”。
（1）如图甲所示是小薇画出的电路图，小亮进行实物连线如图乙所示，请你在虚线框内把电路图补画完整（要求所补画的元件与实物电路对应）。
（2）开关闭合前，小亮发现电流表的指针在零刻度线左端，如图丙所示，其原因是 电流表未调零 。
（3）确认电路无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丁所示，记为 2.5 V；他们记录的数据如下表所示，老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑，你认为是第 ① 组（填写实验序号），理由是 电路最小电流为0.15A或电压表示数最小为0.75V 。
实验序号
①
②
③
④
电压/V
0.5
1.2
1.8
电流/A
0.10
0.24
0.36
0.5
（4）小玉想利用上述器材测额定电流为0.1A小灯泡的额定功率，于是他把电阻换成小灯泡，闭合开关，发现电流表没有示数，电压表有示数，灯不亮，下列操作 A 后电流表和电压表都有示数。
A．更换灯泡 B．移动滑动变阻器 C．更换开关
（5）小玉想利用上述器材多次实验后，发现怎么也不能调到额定电流，小玉认为灯泡的正常发光时电阻过小，小亮认为灯泡的正常发光时电阻过大；正确的是 两人都对 （选填：“小玉”、“小亮”、“两人都对”、“两人都不对”）
【分析】（1）根据实物图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量定值电阻两端电压，电流表测量电路电流；据此完善电路图；
（2）当电流表的正负接线柱接反后，指针将反向偏转；
（3）根据电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表的示数；
根据表格中数据代入R＝计算出电阻的阻值，根据滑动变阻器的最大阻值计算出电阻两端的最小电压便可得出；
（4）闭合开关，电流表的示数几乎为零，灯泡不发光，说明电路可能有断路，电压表有示数，说明从电压表两接线柱到电源间是通路，由此可判断故障是灯泡断路了，据此判断出下面的操作；
（5）灯泡的正常发光时电阻过小或过大，都不能达到额定电流。
【解答】解：（1）根据实物图可知，电路图虚线框内的元件为滑动变阻器，如下图所示：
（2）开关闭合前，小亮发现电流表的指针在零刻度线左端，说明电流表没有进行调零；
（3）因为是两节新电池，电源电压为3V
根据图丁可知，电压表量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.5V；
由表格中数据知，当电压为1.2V时，电流为0.24A，所以R＝R2＝＝＝5Ω；
滑动变阻器的最大阻值为15Ω，当其阻值最大时，电阻两端的电压最小，
电路中的电流I＝＝＝0.15A；
UR＝IR＝0.15A×5Ω＝0.75V，即电路中的最小电流为0.15A，定值电阻两端最小电压为0.75V，而第一组数据，其电压值和电流值都低于可能达到的最小电压和电流，所以有拼凑的嫌疑；
（4）闭合开关，电流表的示数几乎为零，灯泡不发光，说明电路可能有断路，电压表有示数，说明从电压表两接线柱到电源间是通路，由此可判断故障是灯泡断路了，故下一步需要更换灯泡，重新实验，故选A；
（5）灯泡的正常发光时电阻过小或过大，都不能达到额定电流，故两人都对。
故答案为：（1）见上图；（2）电流表未调零；（3）2.5； ①；电路最小电流为0.15A或电压表示数最小为0.75V；（4）A；（5）两人都对。
【点评】本题探究电流与电压的关系，考查电路图的画法、电流表使用注意事项、变阻器的作用、电压表读数和欧姆定律的运用和分析数据得出结论的能力。
19．（7分）小华同学要测量电阻Rx的阻值，提供的实验器材有：待测电阻Rx（大于5Ω）、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
（1）请你根据图甲电路，用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。
（2）正确连线后，闭合开关，移动滑片P，电流表示数几乎为零，电压表示数接近电源电压且几乎不变，若电路中只有一处故障，则可判断该故障可能是 待测电阻Rx断路 。
（3）排除故障后，若某次测量时电压表的示数为1.8V，电流表的示数如图丙所示，则待测电阻Rx＝ 6 Ω。
（4）若电压表损坏，则可用一个电流表和一个定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值，小华设计了如图丁所示的电路图，并进行如下实验操作：
①闭合开关S和S1，此时电流表的示数为I1；
②闭合开关S、断开开关S1，此时电流表的示数为I2；
③已知电源电压保持不变，请用已知量R0和测出量I1、I2写出未知电阻Rx的表达式，则Rx＝ R0 。
（5）小华又继续利用阻值为R0的定值电阻设计了如图戊所示电路，测量额定电压2.5V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为U。请帮小华将实验步骤补充完整：
①只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器R1，当电压表示数为 U﹣2.5V 时，小灯泡正常发光。
②只闭合开关 S、S2 ，滑动变阻器R1的滑片保持不动，记下电压表示数为U1。
③则小灯泡额定功率的表达式为P额＝ 2.5V× 。
【分析】（1）根据丙图确定电流表量程，将电流表与待测电阻Rx串联接入电路中；
（2）正确连线后，闭合开关，移动滑片P，电流表示数几乎为零，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压且几乎不变，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，则与电压表并联的支路断路了；
（3）根据电流表选用量程确定分度值读数；根据R＝算出待测电阻Rx的阻值；
（4）在没有电压表时，使定值电阻与未知电阻并联，通过开关的转换，利用并联电路电流、电压的特点和欧姆定律，根据电源电压相等列等式，表示出未知电阻Rx的电阻；
（5）实验步骤：分析①操作中电路的连接和电压表测量的电压，灯在额定电压下正常发光，根据串联电路电压的规律回答；
分析②中电路的连接，得出定值电阻的电压；
分析③由欧姆定律得出R0中的电流，根据串联电路电流特点得出灯的额定电流，根据P＝UI得出小灯泡的额定功率。
【解答】解：（1）由丙图可知，电流表选用小量程，将电流表与待测电阻Rx串联接入电路中，如下图所示：
；
（2）正确连线后，闭合开关，移动滑片P，电流表示数几乎为零，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压且几乎不变，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，则与电压表并联的支路断路了，若电路中只有一处故障，则可判断该故障可能是待测电阻Rx断路；
（3）排除故障后，若某次测量时电压表的示数为1.8V，电流表的示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，待测电阻Rx的阻值为：
R＝＝＝6Ω；
（4）实验步骤：
①闭合开关S和S1，此时电流表的示数为I1；
②闭合开关S、断开开关S1，此时电流表的示数为I2；
③在①中，定值电阻R0测未知电阻Rx并联，电流表测总电流；
在②中，只有Rx工作的简单电路，电流表测量Rx的电流，则电源电压U＝I2Rx，
根据并联电路电流的规律知，通过R0的电流：I0＝I1﹣I2，则电源电压为U＝（I1﹣I2）R0，
根据电源电压相等可得：U＝I2Rx＝（I1﹣I2）R0，
则未知电阻Rx的表达式为：Rx＝R0；
（5）实验步骤：
①只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器R1，当电压表示数为U01＝U﹣2.5V时，小灯泡正常发光；
②只闭合开关S、S2，滑动变阻器R1的滑片保持不动，记下电压表示数为U1；
③在①中，L与R1、R0串联，电压表测R0与R1串联电路两端总电压U01，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为：U01＝U﹣2.5V，根据串联电路电压特点可知，小灯泡的电压为额定电压，正常发光；
在②中，保持滑动变阻器滑片位置不变时，R0、R1与L串联，电路中电压表测量定值电阻R0两端的电压为U1，灯泡两端的电压U额不变，
根据欧姆定律，R0中的电流I0＝，
由串联电路中的电流规律可知：灯的额定电流：I额＝I0＝，
则小灯泡的额定功率表达式为：P额＝U额I额＝U额＝2.5V×。
故答案为：（1）如上图所示；（2）待测电阻Rx断路；（3）6；（4）③R0；（5）①U﹣2.5V；②S、S2；③2.5V×。
【点评】本题是测量未知电阻的阻值，考查了电路连接、故障分析、电表读数、电阻计算和用特殊方法测电阻以及设计实验方案测电功率的能力。
20．（5分）如图甲是某实验小组探究“电流与电压、电阻关系”的电路图，使用的实验器材有：电压为6V的电源、电流表、电压表各一个，开关一个，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个，规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器一个，导线若干。
（1）请把图甲中接错的那根导线找出来打上“×”，再用笔画线代替导线把它改正。
（2）改接好电路后所测得的几组电流、电压值如表1所示，在第2次实验中，电流表的示数如图乙所示，则通过电阻的电流为 0.3 A，根据表数据可得结论： 当电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比 。
表一：
实验次数
1
2
3
电压U/N
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.4
（2）探究电流与电阻的关系时，所测得的几组电流、电压值如表二所示
表二：
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.6
0.3
0.24
①由于操作不当，导致测出的电流中有一个错误数据，请判断错误，请判断第 3 次实验的数据存在错误。产生错误的原因是 没有调节滑动变阻器滑片，使电压表示数不变 ，正确的数据应该是 0.2 A。
②纠正错误以后，该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，电压表的示数始终大于3V，请你找出一种可能的原因。
【分析】（1）分析电路的连接，找出错误的地方；
（2）根据图乙电流表小量程读数，分析数据得出结论；
（3）①探究电流与电阻的关系时，应控制电压表示数不变，根据欧姆定律找出错误的数据，根据变阻器的作用作答；
②根据串联电路电压的规律和分压原理，确定答案；
【解答】解：（1）原电路中，电流表并联在电阻的两端了、电压表串联在电路中了，正确的应是：电流表串联在电路中，电压表并联在电阻的两端，修改后如下图所示：
（2）图乙中，电流表小量程分度值为0.02A，示数为0.3A；分析表中数据可知，电压为原来的几倍，通过的电流为原来的几倍，所以，当电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比；
（3）①探究电流与电阻的关系时，应控制电压表示数不变，根据欧姆定律U＝IR知，前两次电压表示数均为3V，而第3次示数为3.6V，所以第3次实验的数据存在错误，原因是没有移动变阻器的滑片使电压表示数保持不变，根据电流与电阻成反比，正确的数据应是0.2A；
②该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，即将滑动变阻器连入电路中的电阻最大时，电压表的示数始终大于3V，根据串联电路电压的规律，也就是说滑动变阻器分得的电压太少，根据分压原理，滑动变阻器最大阻值过小。
故答案为：（1）如上图所示；
（2）0.3； 当电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比；
（3）①3；没有调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数不变；0.2；
②滑动变阻器最大阻值过小。
【点评】本题 研究电流与电压、电阻的关系，考查电路的连接、欧姆定律、串联电路电压的规律、根据数据归纳结论的能力及正确的操作步骤和对器材的要求，有一定难度。
21．（4分）某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想：
猜想1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为N极，右侧为S极）
猜想2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为N极，下面为S极）；
猜想3：磁极呈里外分布（例如图丙，外侧为N极，内侧为S极）；
为了验证其他猜想，他们进行了如下实验：
（1）用细棉线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止，这说明猜想 1 （1/2/3）是错误的；
（2）用细棉线将环形磁体竖直悬挂起来（如图戊所示），结果观察到磁体只在特定位置能保持静止，这说明猜想 3 （1/2/3）是错误的；
（3）为进一步确定这种环形磁铁磁极的分布情况，小李进行了以下实验：取两个完全相同的环形磁铁，将它们沿中心轴线互相靠近，发现它们相互排斥。接着将其中一个环形磁铁翻转，结果它们相互吸引，则验证了另一猜想是正确的；
（4）若将这两个完全相同，重均为G的环形磁铁a、b串在木制支架上，静止时如图己所示（不考虑环形磁铁与木杆间的摩擦力），则磁铁a对底座的压力 C ；
A．等于G
B．小于2G
C．等于2G
D．大于2G
（5）若再放上一个完全相同的磁铁c（b、c间也排斥），则相邻两个磁铁间的距离Lab 小于 Lbc（大于/等于/小于）。
【分析】磁体上磁性最强的部位叫磁极，每个磁体都有N极和S极两个磁极。磁极间相互作用的规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
【解答】解：（1）当按图丁的放置方法悬挂起来时，若猜想1是正确的，则环形磁体不会静止在任何位置，只会停留在一个方向：N极在北面，S极在南面，故猜想1是错误的；
（2）当按图戊的方法用细棉线将环形磁体竖直悬挂起来，如果猜想3正确，由于地磁场的作用，不会在任何位置保持静止，结果观察到磁体在特定位置能保持静止，这说明猜想3是错误的。
（3）设磁铁a对底座的压力为F1；a对b的排斥力为F2，对于磁铁b，受到重力和磁铁a的排斥力F2，根据平衡条件可得F2＝G，
以b和a整体为研究对象，因为磁铁a对底座的压力F1与底座对a和b的支持力是一对相互作用力，所以磁铁a对底座的压力等于它们的总重力，即F1＝2G，
故选C。
（5）若再放上一个完全相同的磁铁c（b、c间也排斥），此时b磁铁受到3个力的作用，如图所示：
b磁铁静止时，由力的平衡条件可得Fa对b＝G+Fc对b，所以Fa对b＞Fc对b，即a对b的排斥力更大，说明a、b间的距离更小，则相邻两个磁铁间的距离Lab小于Lbc。
故答案为：（1）1；（2）3；（3）C；（4）小于。
【点评】该题以实验探究题的形式考查了同学们对地球是一个大磁铁及磁体间的作用规律等知识点的理解和掌握，同时还检测了同学们设计实验的能力，需同学们细心解决。
22．（10分）如图所示，灯L标有“3V 1.5W”字样，电源电压恒为3V，定值电阻R＝9Ω，设灯L的阻值不随温度变化而变化。求：
（1）灯L正常发光时的电阻是多少？
（2）只闭合S2时，定值电阻R在60s内产生的热量是多少？
（3）要使整个电路消耗的电功率最大，各开关的闭合情况应如何？此时的最大电功率为多少？
【分析】（1）由题意知灯L的额定电压和额定功率，所以由公式P＝得灯L的阻值；
（2）由图知只闭合S2时，定值电阻与灯L串联。由公式I＝计算可得此时流过定值电阻R的电流，再由焦耳定律计算得定值电阻R在60s内产生的热量；
（3）根据公式P＝知，电压一定时，电阻越小功率越大。由电路图知定值电阻与灯L并联时阻值最小，所以各开关的闭合情况应闭合 S1和 S3，断开 S2。
由并联电路的电压特点可知，此时灯泡的电压等于电源电压3V，则灯泡正常发光，所以灯泡L的功率等于其额定功率；根据公式P＝计算出并联电路中定值电阻R的功率，然后求其和即此时的最大电功率。
【解答】解：
（1）由题意知灯L的额定电压是3V、额定功率是 1.5W，
所以由公式P＝得灯L的阻值为：
RL＝＝＝6Ω；
（2）由图知只闭合S2时，定值电阻R与灯L串联，
因串联电路中电流处处相等，则此时流过定值电阻R的电流为：
IR＝I＝＝＝0.2A；
定值电阻R在60s内产生的热量：Q＝I2Rt＝（0.2A）2×9Ω×60s＝21.6J；
（3）根据公式P＝知，电压一定时，电阻越小，功率越大。
由电路图可知，定值电阻与灯L并联时总电阻最小，所以各开关的闭合情况应闭合 S1和 S3，断开 S2。
由并联电路的电压特点可知，此时灯泡的电压等于电源电压3V，则灯泡正常发光，所以灯泡L的功率为：PL＝P额＝1.5W；
此时定值电阻R的功率为：PR＝＝＝1W；
则整个电路的最大电功率为：P总＝PR+PL＝1W+1.5W＝2.5W；
答：（1）灯L正常发光时的电阻是6Ω；
（2）只闭合S2时，定值电阻R在60s内产生的热量是21.6J；
（3）要使整个电路消耗的电功率最大，各开关的闭合情况应闭合 S1和 S3，断开 S2；此时的最大电功率为2.5W。
【点评】本题考查了电功率的计算、欧姆定律的应用和焦耳定律的计算及其应用的问题。再者本题还考查了学生对电路图的分析能力。
23．（10分）小芳家里的某品牌电烤箱铭牌及其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。求：
（1）若某种食物需要用该电烤箱高温挡烘烤1000s，则该电烤箱消耗的电能是多少？
（2）电路中R1的阻值是多少？
××牌电烤箱
额定电压
220V
额定
功率
高温挡
1100W
低温挡
440W
电源频率
50Hz
（3）该电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率分别是多少？
【分析】（1）根据W＝Pt计算该电烤箱消耗的电能；
（2）根据R＝计算电路中R1的阻值是多少；
（3）根据I＝计算出电路中的电流，然后再根据P＝I2R计算出R1的功率。
【解答】解：（1）根据表格可知：
电烤箱的高温挡功率为：P1＝1100W，
已知t1＝1000s，
那么该电烤箱消耗的电能为：W1＝P1t1＝1100W×1000s＝1.1×106J；
（2）电烤箱处于高温挡时，S1和S2都闭合，电路中只有R1，
R1＝＝＝44Ω；
（3）该电烤箱在低温挡正常工作时，开关S1闭合，S2断开，R1和R2串联接在电路中，
此时低温挡的功率为：P2＝440W，
此时电路中的电流为：I＝＝＝2A；
此时R1的功率为：P3＝I2R1＝（2A）2×44Ω＝176W。
故答案为：
（1）该电烤箱消耗的电能是1.1×106J；
（2）电路中R1的阻值是44Ω；
（3）该电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流为2A，R1的功率为176W。
【点评】本题主要考查了电能和电功率的计算，题目综合性较强，要认真计算。
24．（6分）新型发热材料﹣﹣PTC
PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的。PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。
（1）家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件，如图（1）为其电阻随温度变化的图象，由图可知，该PTC材料的居里点温度为 100 ℃。
（2）家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右，若它的温度高于165℃，电阻 增大 ，功率 减小 ，使其温度 降低 （以上均填变化情况）；反之，也能自动调节。因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能。
（3）某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警电路”：将PTC电阻安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响。请帮他将如图（2）所示的电路连接完整。
（4）你认为该“过热自动报警电路”的设计或在使用过程中有何不足？（指出一点即可）
【分析】（1）PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”。
（2）家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右，分析图象即可得出结论；
（3）根据学习材料提供的内容，和对居里点温度理解，及电阻对电功率的影响连接电路；
（4）根据电路图，从电源、磁性强弱的变化等方面考虑。
【解答】解：（1）PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”。根据图象可知居里点温度为 100℃。
（2）根据图象，温度高于165℃，电阻值则随温度的升高而增大，根据公式P＝可知，功率减小；功率减小后，温度会降低。
故答案为：100；增大；减小；降低；
（3）如图所示：当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响。
（4）控制电路的电池长时间工作，电流减小，磁性减弱，可能造成误动作。控制电路部分始终耗电。
【点评】本题考查了电磁继电器的有关问题，主要是考查学生对题目所给信息的理解和电路的连接，难点是电路图的连接。
2023年山西省太原市成成中学中考物理一模试卷
一、选择题（每小题3分，共30分）
1．（3分）如图所示，两个相同的验电器A和B，A、B开始不带电，然后用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触A验电器金属球，再用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来，下列说法错误的是（ ）
A．摩擦起电的实质是电子的转移，玻璃棒失去电子
B．验电器的原理是同种电荷相互排斥
C．正电荷从A向B移动，形成瞬间从A向B方向的电流
D．自由电子从B向A定向移动，形成瞬间从A向B方向的电流
2．（3分）下列说法中，正确的是（ ）
A．物体的机械能为零，内能也一定为零
B．炽热的铜水具有内能，冰冷的铜块没有内能
C．铁丝被快速弯折的过程中，温度升高是因为机械能转化成内能
D．汽油机的压缩冲程中，主要是用热传递的方式增加了气缸内物质的内能
3．（3分）下列说法错误的是（ ）
A．质量大的物体所含的内能不一定多
B．温度高的物体所含的热量一定多
C．做功和热传递对于改变物体的内能是等效的
D．分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的
4．（3分）如图所示，关于A、B、C三点的电流方向和大小下列说法正确的是（ ）
A．由A到C，IA＞IB＞IC B．由C到A，IC＞IB＞IA
C．由A到C，IA＝IB＝IC D．由C到A，IA＝IB＝IC
5．（3分）有两个电阻R1和R2，已知3R1＝R2，他将这两个电阻并联起来接入电路中，用电压表测出R2两端的电压为6V，则R1两端的电压为（ ）
A．18 V B．6 V C．12 V D．2 V
6．（3分）下列用电器使用电磁波工作的是（ ）
A．电熨斗 B．电风扇 C．微波炉 D．洗衣机
7．（3分）关于家庭电路，下列说法正确的是（ ）
A．保险丝的熔断电流应该略小于家庭电路中所有用电器都正常工作时的电流之和
B．发生短路时，漏电保护器将动作，其作用相当于总开关断开
C．有人触电时，应该首先切断电源
D．使用试电笔时，不能将手接触试电笔的金属部分
8．（3分）如图所示，通过灯L1的电流为0.3A，通过灯L2的电流为0.2A，通过灯L3的电流为0.1A，现在用I1、I2、I3分别表示A1、A2、A3的读数，则下列说法中正确的是（ ）
A．I1＝0.3A B．I2＝0.2A C．I3＝0.6A D．I1＝0.6A
9．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．磁场由无数条磁感线组成的，磁感线是真实存在的
B．在地磁场作用下能自由转动的小磁针，静止时N极指向北方
C．要使通电螺线管的磁性减弱，可以在螺线管中插入铁芯
D．奥斯特实验表明，铜导线可以被磁化
（多选）10．（3分）12、如图所示，电源电压为U0且保持不变，将规格分别为“U0，P0”、“U0，2P0”的小灯泡L1和L2串联在电路中，下列判断正确的是（设灯丝电阻不变）（ ）
A．通过灯L1、L2的电流之比为2：1
B．灯L1、L2的电阻之比为2：1
C．灯L1、L2的实际功率之比为1：4
D．相同时间内，灯Ll、L2消耗的电能之比为2：1
二、填空与画图题（共16分）
11．（1分）2019年12月17日，完全由我国自主设计生产的首艘航母“山东舰”在海南三亚某军港交付海军使用，据了解“山东舰”装载先进相控阵雷达，和普通雷达一样靠发射接收 实现目标定位，但此雷达功能多，反应快，抗干扰能力强。
12．（5分）如图所示，将两枚相同的磁铁分别放在粗糙程度相同的斜置木板和铜板顶端，释放后同时下滑，发现铜板上的磁铁总是后滑至底端。某小组对此现象的原因进行了探讨。
①有同学首先猜想：因为磁铁有磁性，它和铜板之间有吸引作用。
该猜想 （选填“正确”或“错误”），依据是 。
②有同学百度后获知：金属内的自由电荷与磁极之间发生相对运动时，金属内部会产生涡电流，并继而产生阻碍相对运动的力，这种现象叫电磁阻尼现象。
由上述信息可知：产生涡电流的条件是自由电荷处在变化的 中。电磁阻尼现象，实质是 之间相互作用的外部宏观表现。
13．（4分）如图所示，是汽油机工作循环中的 冲程，汽油机通常用水来作为冷却剂，是因为水具有的 的属性，若该汽油机每分钟做功3000次，则飞轮的转速为 r/s热机的燃料通常有汽油、柴油或天然气，它们都属于 （可再生/不可再生）能源。
14．（2分）如图所示，电源电压不变，当开关S闭合时，电压表示数将 和电流表示数将 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
15．（2分）如图所示，请根据安全用电原则，用笔画线代替导线将图中的开关、灯泡正确接入家庭电路中。
16．（2分）标出如图中通电螺线管和小磁针的南北极（用“N”和“S”表示）
三、实验探究与阅读计算题（共54分）
17．（5分）某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给水和煤油加热，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。他得到如表数据：（如图）
物质
次数
质量m/kg
升高的温度Δt/℃
加热的时间t/min
水
1
0.1
10
2
2
0.2
10
4
煤油
3
0.1
10
1
4
0.1
20
2
（1）水和煤油吸收热量的多少是通过 （“升高的温度”或“加热的时间”）来体现的。
（2）分析第1、2次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的 有关。
（3）分析第 两次实验数据，可以得出的初步结论是：质量相同的同种物质，吸收热量的多少与物质的升高的温度有关。
（4）分析第 两次实验数据，可得出初步结论：水的吸热能力比煤油强。
（5）如图是小明根据实验数据画出的图线，其中 表示的是水吸热升温情况。
18．（7分）小薇和小亮两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中，电源使用两节新干电池，滑动变阻器R′的规格是“15Ω、1A”。
（1）如图甲所示是小薇画出的电路图，小亮进行实物连线如图乙所示，请你在虚线框内把电路图补画完整（要求所补画的元件与实物电路对应）。
（2）开关闭合前，小亮发现电流表的指针在零刻度线左端，如图丙所示，其原因是 。
（3）确认电路无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丁所示，记为 V；他们记录的数据如下表所示，老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑，你认为是第 组（填写实验序号），理由是 。
实验序号
①
②
③
④
电压/V
0.5
1.2
1.8
电流/A
0.10
0.24
0.36
0.5
（4）小玉想利用上述器材测额定电流为0.1A小灯泡的额定功率，于是他把电阻换成小灯泡，闭合开关，发现电流表没有示数，电压表有示数，灯不亮，下列操作 后电流表和电压表都有示数。
A．更换灯泡 B．移动滑动变阻器 C．更换开关
（5）小玉想利用上述器材多次实验后，发现怎么也不能调到额定电流，小玉认为灯泡的正常发光时电阻过小，小亮认为灯泡的正常发光时电阻过大；正确的是 （选填：“小玉”、“小亮”、“两人都对”、“两人都不对”）
19．（7分）小华同学要测量电阻Rx的阻值，提供的实验器材有：待测电阻Rx（大于5Ω）、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
（1）请你根据图甲电路，用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。
（2）正确连线后，闭合开关，移动滑片P，电流表示数几乎为零，电压表示数接近电源电压且几乎不变，若电路中只有一处故障，则可判断该故障可能是 。
（3）排除故障后，若某次测量时电压表的示数为1.8V，电流表的示数如图丙所示，则待测电阻Rx＝ Ω。
（4）若电压表损坏，则可用一个电流表和一个定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值，小华设计了如图丁所示的电路图，并进行如下实验操作：
①闭合开关S和S1，此时电流表的示数为I1；
②闭合开关S、断开开关S1，此时电流表的示数为I2；
③已知电源电压保持不变，请用已知量R0和测出量I1、I2写出未知电阻Rx的表达式，则Rx＝ 。
（5）小华又继续利用阻值为R0的定值电阻设计了如图戊所示电路，测量额定电压2.5V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为U。请帮小华将实验步骤补充完整：
①只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器R1，当电压表示数为 时，小灯泡正常发光。
②只闭合开关 ，滑动变阻器R1的滑片保持不动，记下电压表示数为U1。
③则小灯泡额定功率的表达式为P额＝ 。
20．（5分）如图甲是某实验小组探究“电流与电压、电阻关系”的电路图，使用的实验器材有：电压为6V的电源、电流表、电压表各一个，开关一个，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个，规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器一个，导线若干。
（1）请把图甲中接错的那根导线找出来打上“×”，再用笔画线代替导线把它改正。
（2）改接好电路后所测得的几组电流、电压值如表1所示，在第2次实验中，电流表的示数如图乙所示，则通过电阻的电流为 A，根据表数据可得结论： 。
表一：
实验次数
1
2
3
电压U/N
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.4
（2）探究电流与电阻的关系时，所测得的几组电流、电压值如表二所示
表二：
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.6
0.3
0.24
①由于操作不当，导致测出的电流中有一个错误数据，请判断错误，请判断第 次实验的数据存在错误。产生错误的原因是 ，正确的数据应该是 A。
②纠正错误以后，该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，电压表的示数始终大于3V，请你找出一种可能的原因。
21．（4分）某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想：
猜想1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为N极，右侧为S极）
猜想2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为N极，下面为S极）；
猜想3：磁极呈里外分布（例如图丙，外侧为N极，内侧为S极）；
为了验证其他猜想，他们进行了如下实验：
（1）用细棉线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止，这说明猜想 （1/2/3）是错误的；
（2）用细棉线将环形磁体竖直悬挂起来（如图戊所示），结果观察到磁体只在特定位置能保持静止，这说明猜想 （1/2/3）是错误的；
（3）为进一步确定这种环形磁铁磁极的分布情况，小李进行了以下实验：取两个完全相同的环形磁铁，将它们沿中心轴线互相靠近，发现它们相互排斥。接着将其中一个环形磁铁翻转，结果它们相互吸引，则验证了另一猜想是正确的；
（4）若将这两个完全相同，重均为G的环形磁铁a、b串在木制支架上，静止时如图己所示（不考虑环形磁铁与木杆间的摩擦力），则磁铁a对底座的压力 ；
A．等于G
B．小于2G
C．等于2G
D．大于2G
（5）若再放上一个完全相同的磁铁c（b、c间也排斥），则相邻两个磁铁间的距离Lab Lbc（大于/等于/小于）。
22．（10分）如图所示，灯L标有“3V 1.5W”字样，电源电压恒为3V，定值电阻R＝9Ω，设灯L的阻值不随温度变化而变化。求：
（1）灯L正常发光时的电阻是多少？
（2）只闭合S2时，定值电阻R在60s内产生的热量是多少？
（3）要使整个电路消耗的电功率最大，各开关的闭合情况应如何？此时的最大电功率为多少？
23．（10分）小芳家里的某品牌电烤箱铭牌及其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。求：
（1）若某种食物需要用该电烤箱高温挡烘烤1000s，则该电烤箱消耗的电能是多少？
（2）电路中R1的阻值是多少？
××牌电烤箱
额定电压
220V
额定
功率
高温挡
1100W
低温挡
440W
电源频率
50Hz
（3）该电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率分别是多少？
24．（6分）新型发热材料﹣﹣PTC
PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的。PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。
（1）家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件，如图（1）为其电阻随温度变化的图象，由图可知，该PTC材料的居里点温度为 ℃。
（2）家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右，若它的温度高于165℃，电阻 ，功率 ，使其温度 （以上均填变化情况）；反之，也能自动调节。因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能。
（3）某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警电路”：将PTC电阻安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响。请帮他将如图（2）所示的电路连接完整。
（4）你认为该“过热自动报警电路”的设计或在使用过程中有何不足？（指出一点即可）
2023年山西省太原市成成中学中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（每小题3分，共30分）
1．（3分）如图所示，两个相同的验电器A和B，A、B开始不带电，然后用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触A验电器金属球，再用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来，下列说法错误的是（ ）
A．摩擦起电的实质是电子的转移，玻璃棒失去电子
B．验电器的原理是同种电荷相互排斥
C．正电荷从A向B移动，形成瞬间从A向B方向的电流
D．自由电子从B向A定向移动，形成瞬间从A向B方向的电流
【分析】（1）摩擦起电的实质是电子的转移，两个物体相互摩擦，原子核束缚本领强的物体得到电子而带负电，原子核束缚本领弱的物体失去电子而带正电；
（2）验电器的原理是同种电荷相互排斥；
（3）物理学规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向，所以电子定向移动的方向和电流的方向相反。
【解答】解：A、摩擦起电的实质是电子的转移，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，玻璃棒失去电子，而丝绸得到电子，故A正确；
B、验电器的原理是同种电荷相互排斥，故B正确；
CD、用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，所以用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触A验电器金属球，A验电器带正电荷，再用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来，A和B最后都带正电荷，那么B失去电子，A得到电子，自由电子从B向A定向移动，形成瞬间从A向B方向的电流，故C错误，D正确。
故选：C。
【点评】本题主要考查了摩擦起电的实质、验电器的原理以及电流的方向，要注意电子定向移动的方向和电流的方向相反。
2．（3分）下列说法中，正确的是（ ）
A．物体的机械能为零，内能也一定为零
B．炽热的铜水具有内能，冰冷的铜块没有内能
C．铁丝被快速弯折的过程中，温度升高是因为机械能转化成内能
D．汽油机的压缩冲程中，主要是用热传递的方式增加了气缸内物质的内能
【分析】（1）物体内部所有分子由于热运动具有的动能及分子势能的总和叫做物体的内能。一切物质的分子总在不停地做无规则运动，所有的物体都具有内能。
（2）改变内能的方法有做功和热传递两种。
【解答】解：AB、一切物质的分子总在不停地做无规则运动，所有的物体都具有内能。故AB不正确；
C、铁丝被快速弯折的过程中，温度升高内能增加，是通过做功的方法增加了物体的内能，即机械能转化成了内能。故C正确；
D、汽油机的压缩冲程中，活塞对气体做功，气体内能增加温度升高，是通过做功的方式增加了气缸内物质的内能。故D不正确。
故选：C。
【点评】本题主要考查了内能的概念及改变内能的方法。注意所有的物体都具有内能。
3．（3分）下列说法错误的是（ ）
A．质量大的物体所含的内能不一定多
B．温度高的物体所含的热量一定多
C．做功和热传递对于改变物体的内能是等效的
D．分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的
【分析】（1）内能与物体的质量、温度以及状态有关。
（2）热量是过程量，只存在于热传递中，只能说吸收或放出热量，不能说含有或者具有热量。
（3）改变物体内能的两种方式：做功和热传递；
（4）分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的。
【解答】解：A、因为物体的内能不仅与质量有关，还与温度和状态有关，所以质量大的物体所含的内能不一定多，故A正确；
B、热量是个过程量，只有发生热传递时说物体吸收或放出多少热量，不能说物体具有或含有多少热量，热量是一过程量，描述它的术语是“吸收”和“放出”，不能用含有，故B错误；
C、做功和热传递都能改变物体内能的多少，两种方式虽有本质的区别，但在改变内能上是等效的，故C正确；
D、分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的，故D正确。
故选：B。
【点评】本题是一道热学综合题，主要考查学生对内能的影响因素以及热传递的条件的理解，是中考的热点，热学的难点。
4．（3分）如图所示，关于A、B、C三点的电流方向和大小下列说法正确的是（ ）
A．由A到C，IA＞IB＞IC B．由C到A，IC＞IB＞IA
C．由A到C，IA＝IB＝IC D．由C到A，IA＝IB＝IC
【分析】（1）先分析电路的结构，然后根据串联电路电流规律进行解答；
（2）电路中的电流方向是从电源正极流出经用电器回到负极。
【解答】解：根据电路图可知，灯泡L1、L2串联，所以电路中各处电流都相等，即IA＝IB＝IC；
电路中的电流方向是从电源正极流出经用电器回到负极，因而从电源正极流出经开关、C点、L2、L1、A回到负极。故D正确，ABC错误；
故选：D。
【点评】本题考查电路中电流方向的规定和串联电路电流的规律，属于基础题。
5．（3分）有两个电阻R1和R2，已知3R1＝R2，他将这两个电阻并联起来接入电路中，用电压表测出R2两端的电压为6V，则R1两端的电压为（ ）
A．18 V B．6 V C．12 V D．2 V
【分析】由题意可知，两个电阻R1和R2并联，根据并联电路的电压特点可知两电阻两端的电压关系即可求出R1两端的电压。
【解答】解：由题意可知，两个电阻R1和R2并联，
∵并联电路中各支路两端的电压相等，
∴R1两端的电压等于R2两端的电压，即为6V。
故选：B。
【点评】本题考查了并联电路的电压特点，抓住两电阻并联是关键。
6．（3分）下列用电器使用电磁波工作的是（ ）
A．电熨斗 B．电风扇 C．微波炉 D．洗衣机
【分析】根据电磁波在实际生产、生活中的应用分析解答此题。电磁波在生活中有着广泛的应用，如：无线电广播、电视、手机都是靠电磁波来传递信息的，微波炉利用微波加热食物等。
【解答】解：
A、电熨斗是利用电流的热效应工作的，不是使用电磁波工作的。
B、电风扇是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，也不是使用电磁波工作的。
C、微波炉是利用微波使食物中的水分子振荡从而加热食物的，微波是一种电磁波，故利用了电磁波。
D、洗衣机主要部件是电动机，电动机是利用了通电线圈在磁场中受力运动的原理，不是利用电磁波。
故选：C。
【点评】（1）本题考查了电磁波的应用，体现了从生活走向物理，从物理走向社会的课标理念。
（2）掌握电流的热效应、磁效应、化学效应及电和磁间的关系。
7．（3分）关于家庭电路，下列说法正确的是（ ）
A．保险丝的熔断电流应该略小于家庭电路中所有用电器都正常工作时的电流之和
B．发生短路时，漏电保护器将动作，其作用相当于总开关断开
C．有人触电时，应该首先切断电源
D．使用试电笔时，不能将手接触试电笔的金属部分
【分析】（1）保险丝的额定电流要大于用电器的总电流；
（2）漏电保护器原理是检测火线和零线的电流，当火线电流比零线电流大太多的话就说明电路的某个地方可能接地漏电，漏电保护器切断电路；
（3）发现有人触电，一定要及时切断电源；
（4）使用试电笔时，手一定要接触笔尾金属体，但不要接触笔尖金属体。
【解答】解：
A、保险丝的熔断电流应该略大于家庭电路中所有用电器都正常工作时的电流之和，这样所有用电器工作时，保险丝不会熔断，故A错误；
B、当电路发生短路时，进户线中流入的电流和流出的电流相等，漏电保护器不会切断电路，故B错误；
C、遇到有人触电，应先切断电源，然后在施救，故C正确；
D、使用试电笔时，手要接触试电笔尾部的金属体，此时人体和试电笔才串联在火线和大地之间，试电笔的电阻大分担电压大，人体电阻小分担电压小，氖管发光，故D错误。
故选：C。
【点评】（1）安全用电原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。（2）触电原因是直接或间接接触火线。（3）电引起的火灾不要用水泼。
8．（3分）如图所示，通过灯L1的电流为0.3A，通过灯L2的电流为0.2A，通过灯L3的电流为0.1A，现在用I1、I2、I3分别表示A1、A2、A3的读数，则下列说法中正确的是（ ）
A．I1＝0.3A B．I2＝0.2A C．I3＝0.6A D．I1＝0.6A
【分析】由电路图可知，三个灯泡并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过灯L2、L3的电流，电流表A3测通过灯L3的电流，由并联电路特点可以分析答题。
【解答】解：电流表A1测干路电流，电流表A2测通过灯L2、L3的电流，电流表A3测通过灯L3的电流，
则I3＝IL3＝0.1A，
I2＝IL2+IL3＝0.2A+0.1A＝0.3A，
I1＝IL1+IL2+IL3＝0.3A+0.2A+0.1A＝0.6A；
故选：D。
【点评】本题考查了并联电路特点的应用，分析清楚电路图，应用并联电路特点即可正确解题。
9．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．磁场由无数条磁感线组成的，磁感线是真实存在的
B．在地磁场作用下能自由转动的小磁针，静止时N极指向北方
C．要使通电螺线管的磁性减弱，可以在螺线管中插入铁芯
D．奥斯特实验表明，铜导线可以被磁化
【分析】（1）知道磁感线是为了描述磁场引入的线，并不是实际存在的；
（2）知道地磁场与地理的南北极相反；
（3）通电螺线管磁性的强弱的影响因素：电流的大小、线圈的匝数、是否有铁芯插入；
（4）知道电流的磁效应：电流的周围存在磁场。
【解答】解：A、磁感线是假想的线，并不是实际存在的，故A错误；
B、地磁场的南北极与地理的南北极相反，所以小磁针静止时N极指向北方，故B正确；
C、在螺线管内插入铁芯，螺线管的磁性增强，故C错误；
D、奥斯特实验表明，通电导线周围存在磁场，故D错误。
故选：B。
【点评】此题主要考查了磁感线、地磁场、影响电磁铁磁性强弱的因素，同时还考查了电流的磁效应，考查得很全面，有关电磁方面的知识要熟记。
（多选）10．（3分）12、如图所示，电源电压为U0且保持不变，将规格分别为“U0，P0”、“U0，2P0”的小灯泡L1和L2串联在电路中，下列判断正确的是（设灯丝电阻不变）（ ）
A．通过灯L1、L2的电流之比为2：1
B．灯L1、L2的电阻之比为2：1
C．灯L1、L2的实际功率之比为1：4
D．相同时间内，灯Ll、L2消耗的电能之比为2：1
【分析】（1）根据串联电路的电流的特点分析电流的大小；
（2）根据公式R＝得出两个灯泡的电阻之比；
（3）根据公式P＝I2R得出功率的比值；
（4）根据W＝Pt分析消耗电能之比。
【解答】解：
A、由图可知，两个灯泡串联接入电路中，根据串联电路的电流的特点可知，通过两个灯泡的电流是相同的，即电流之比为1：1，故A错误；
B、小灯泡L1和L2的规格分别为“U0P0”、“U02P0”，额定电压相同，小灯泡L1的额定功率是L2的一半，根据R＝可知，小灯泡L1的电阻是L2的2倍，即灯L1、L2的电阻之比为2：1，故B正确；
C、两个灯泡串联，电流相同，灯L1、L2的电阻之比为2：1，根据P＝I2R可知，灯L1、L2的实际功率之比为2：1，故C错误；
D、灯Ll、L2消耗的功率之比为2：1，时间相同，根据W＝Pt可知，灯Ll、L2消耗的电能之比为2：1，故D正确。
故选：BD。
【点评】本题考查了电功率公式、电能公式的应用，知道串联电路的电流、电压的特点是解题的关键。
二、填空与画图题（共16分）
11．（1分）2019年12月17日，完全由我国自主设计生产的首艘航母“山东舰”在海南三亚某军港交付海军使用，据了解“山东舰”装载先进相控阵雷达，和普通雷达一样靠发射接收 电磁波 实现目标定位，但此雷达功能多，反应快，抗干扰能力强。
【分析】电磁波在生活中的应用非常广泛，比如手机、雷达等都是利用的电磁波。
【解答】解：雷达是靠发射接收电磁波实现目标定位的。
故答案为：电磁波。
【点评】本题考查的是电磁波的传播，属于基础题。
12．（5分）如图所示，将两枚相同的磁铁分别放在粗糙程度相同的斜置木板和铜板顶端，释放后同时下滑，发现铜板上的磁铁总是后滑至底端。某小组对此现象的原因进行了探讨。
①有同学首先猜想：因为磁铁有磁性，它和铜板之间有吸引作用。
该猜想 错误 （选填“正确”或“错误”），依据是 铜既不能被磁化，也不能被磁铁吸引 。
②有同学百度后获知：金属内的自由电荷与磁极之间发生相对运动时，金属内部会产生涡电流，并继而产生阻碍相对运动的力，这种现象叫电磁阻尼现象。
由上述信息可知：产生涡电流的条件是自由电荷处在变化的 磁场 中。电磁阻尼现象，实质是 磁场和电流 之间相互作用的外部宏观表现。
【分析】（1）磁铁可以吸引铁、钴、镍等物质，而不能吸引其他金属；
（2）产生涡电流的现象其实是电磁感应现象；电磁阻尼的原理是通电导体在磁场中运动，磁场会对通电导体产生力的作用。
【解答】解：
①磁铁可以吸引铁、钴、镍等物质，铜既不能被磁化，也不能被磁铁吸引，故该同学的猜想错误；
②由题知，金属内的自由电荷与磁极之间发生相对运动时，金属内部会产生涡电流，并继而产生阻碍相对运动的力，这种现象叫电磁阻尼现象；
磁铁沿铜板向下运动时，磁铁周围的磁场是变化的，且铜板中有大量的自由电荷（或自由电子），所以产生涡电流的条件是自由电荷处在变化的磁场中；
金属内部会产生涡电流，磁铁周围存在磁场，因磁场对电流有力的作用，所以会产生阻碍磁铁运动的力；由此可知，电磁阻尼现象，实质是磁场和电流之间相互作用的外部宏观表现。
故答案为：①错误；铜既不能被磁化，也不能被磁铁吸引；②磁场；磁场和电流。
【点评】本题通过给出的信息间接地考查了电磁感应现象、磁场对电流的作用，有一定难度。
13．（4分）如图所示，是汽油机工作循环中的 排气 冲程，汽油机通常用水来作为冷却剂，是因为水具有的 比热容大 的属性，若该汽油机每分钟做功3000次，则飞轮的转速为 100 r/s热机的燃料通常有汽油、柴油或天然气，它们都属于 不可再生 （可再生/不可再生）能源。
【分析】（1）由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程；
（2）利用水的比热容大特点作为传热介质，因为相同条件下，水放出或吸收的热量多；
（3）热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，根据这个比例关系可以求出答案；
（4）可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源，短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源。
【解答】解：
（1）由图可知，进气门关闭，排气门打开，活塞上行，可以判断此冲程为排气冲程；
（2）水的比热容比较大，在质量相同、升高相同的温度时，水能吸收更多的热量，所以热机通常用水来作为冷却剂；
（3）若该汽油机每分钟做功3000次，则每秒做功50次，因飞轮每转动2周时燃气对外做功1次，所以飞轮每秒转动100转，即飞轮的转速为100r/s；
（4）汽油、柴油或天然气都是化石能源，是不可再生能源。
故答案为：排气；比热容大；100；不可再生。
【点评】本题考查了热机冲程的判断、水比热容特点的应用、热机的有关计算以及能源的分类，属于综合性题目。
14．（2分）如图所示，电源电压不变，当开关S闭合时，电压表示数将 变大 和电流表示数将 不变 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
【分析】由电路图可知，开关S断开时，R1和电压被短路，电路中只有R2，电流表测电路中的电流；开关S闭合时，R1、R2并联，电压表测电源的电压，电流表测R2支路的电流；根据欧姆定律结合电路电阻的变化判断电流表和电压表示数是否变化。
【解答】解：开关S闭合前后，R2两端的电压不变，根据欧姆定律可知通过电流表的示数不变；
开关闭合前被短路，闭合后测电源的电压，所以电压表的示数变大。
故答案为：变大，不变。
【点评】本题考查学生识别电路的能力，并且会灵活应用并联电路的特点和欧姆定律分析问题、解决问题。
15．（2分）如图所示，请根据安全用电原则，用笔画线代替导线将图中的开关、灯泡正确接入家庭电路中。
【分析】灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点；零线直接接入灯泡的螺旋套。
【解答】解：灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡，又能更安全。如下图所示：
【点评】掌握家庭电路的灯泡、开关的接法，同时考虑使用性和安全性。
16．（2分）标出如图中通电螺线管和小磁针的南北极（用“N”和“S”表示）
【分析】已知电流方向，则由右手螺旋定则可知螺线管的磁极，再由磁极间的相互作用，可知小磁针静止时磁极的分布。
【解答】解：由图可知，电流由螺线管右方流入，则由右手螺旋定则可知，将四指沿电流方向握住螺线管，则大拇指指向右端，故螺线管右端应为N极，左端为S极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故小磁针左端应为S极，右端为N极。
故答案如图所示：
【点评】本题考查右手螺旋定则及磁极间的相互作用，要求学生能熟练应用右手螺旋定则及磁极间的相互作用进行判断相关问题。
三、实验探究与阅读计算题（共54分）
17．（5分）某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给水和煤油加热，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。他得到如表数据：（如图）
物质
次数
质量m/kg
升高的温度Δt/℃
加热的时间t/min
水
1
0.1
10
2
2
0.2
10
4
煤油
3
0.1
10
1
4
0.1
20
2
（1）水和煤油吸收热量的多少是通过 加热的时间 （“升高的温度”或“加热的时间”）来体现的。
（2）分析第1、2次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的 质量 有关。
（3）分析第 3、4 两次实验数据，可以得出的初步结论是：质量相同的同种物质，吸收热量的多少与物质的升高的温度有关。
（4）分析第 1、3（或1、4） 两次实验数据，可得出初步结论：水的吸热能力比煤油强。
（5）如图是小明根据实验数据画出的图线，其中 B 表示的是水吸热升温情况。
【分析】（1）使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法；
（2）（3）（4）物质吸热多少与物质的种类、质量和升高的温度有关，研究与其中一个因素关系时，要控制另外的两个因素不变，据此分析回答；
（5）根据升高相同的温度，水加热时间长回答。
【解答】解：（1）根据转换法，水和煤油吸收热量的多少是通过加热的时间来体现的。
（2）分析第1、2次实验数据知，同种物质升高相同温度时，质量越大，加热时间越长，故可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的质量有关。
（3）研究吸收热量的多少与物质的升高的温度有关，要控制物质的种类和质量相同，只改变升高的温度，故分析第3、4两次实验数据，可以得出的初步结论是：质量相同的同种物质，吸收热量的多少与物质的升高的温度有关。
（4）根据比较吸热能力的方法，分析1、3（或1、4）两次实验数据，可得出初步结论：水的吸热能力比煤油强。
（5）因升高相同的温度，水加热时间长，如下所示；
故根据实验数据画出的图线，其中B表示的是水吸热升温情况。
故答案为：（1）加热的时间； （2）质量； （3）3、4；（4）1、3（或1、4）；（5）B。
【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，为热学中的重要实验。
18．（7分）小薇和小亮两位同学在“探究电流与电压的关系”的实验中，电源使用两节新干电池，滑动变阻器R′的规格是“15Ω、1A”。
（1）如图甲所示是小薇画出的电路图，小亮进行实物连线如图乙所示，请你在虚线框内把电路图补画完整（要求所补画的元件与实物电路对应）。
（2）开关闭合前，小亮发现电流表的指针在零刻度线左端，如图丙所示，其原因是 电流表未调零 。
（3）确认电路无误后，闭合开关进行实验，第4次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丁所示，记为 2.5 V；他们记录的数据如下表所示，老师指出其中一组数据有拼凑的嫌疑，你认为是第 ① 组（填写实验序号），理由是 电路最小电流为0.15A或电压表示数最小为0.75V 。
实验序号
①
②
③
④
电压/V
0.5
1.2
1.8
电流/A
0.10
0.24
0.36
0.5
（4）小玉想利用上述器材测额定电流为0.1A小灯泡的额定功率，于是他把电阻换成小灯泡，闭合开关，发现电流表没有示数，电压表有示数，灯不亮，下列操作 A 后电流表和电压表都有示数。
A．更换灯泡 B．移动滑动变阻器 C．更换开关
（5）小玉想利用上述器材多次实验后，发现怎么也不能调到额定电流，小玉认为灯泡的正常发光时电阻过小，小亮认为灯泡的正常发光时电阻过大；正确的是 两人都对 （选填：“小玉”、“小亮”、“两人都对”、“两人都不对”）
【分析】（1）根据实物图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量定值电阻两端电压，电流表测量电路电流；据此完善电路图；
（2）当电流表的正负接线柱接反后，指针将反向偏转；
（3）根据电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表的示数；
根据表格中数据代入R＝计算出电阻的阻值，根据滑动变阻器的最大阻值计算出电阻两端的最小电压便可得出；
（4）闭合开关，电流表的示数几乎为零，灯泡不发光，说明电路可能有断路，电压表有示数，说明从电压表两接线柱到电源间是通路，由此可判断故障是灯泡断路了，据此判断出下面的操作；
（5）灯泡的正常发光时电阻过小或过大，都不能达到额定电流。
【解答】解：（1）根据实物图可知，电路图虚线框内的元件为滑动变阻器，如下图所示：
（2）开关闭合前，小亮发现电流表的指针在零刻度线左端，说明电流表没有进行调零；
（3）因为是两节新电池，电源电压为3V
根据图丁可知，电压表量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.5V；
由表格中数据知，当电压为1.2V时，电流为0.24A，所以R＝R2＝＝＝5Ω；
滑动变阻器的最大阻值为15Ω，当其阻值最大时，电阻两端的电压最小，
电路中的电流I＝＝＝0.15A；
UR＝IR＝0.15A×5Ω＝0.75V，即电路中的最小电流为0.15A，定值电阻两端最小电压为0.75V，而第一组数据，其电压值和电流值都低于可能达到的最小电压和电流，所以有拼凑的嫌疑；
（4）闭合开关，电流表的示数几乎为零，灯泡不发光，说明电路可能有断路，电压表有示数，说明从电压表两接线柱到电源间是通路，由此可判断故障是灯泡断路了，故下一步需要更换灯泡，重新实验，故选A；
（5）灯泡的正常发光时电阻过小或过大，都不能达到额定电流，故两人都对。
故答案为：（1）见上图；（2）电流表未调零；（3）2.5； ①；电路最小电流为0.15A或电压表示数最小为0.75V；（4）A；（5）两人都对。
【点评】本题探究电流与电压的关系，考查电路图的画法、电流表使用注意事项、变阻器的作用、电压表读数和欧姆定律的运用和分析数据得出结论的能力。
19．（7分）小华同学要测量电阻Rx的阻值，提供的实验器材有：待测电阻Rx（大于5Ω）、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
（1）请你根据图甲电路，用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。
（2）正确连线后，闭合开关，移动滑片P，电流表示数几乎为零，电压表示数接近电源电压且几乎不变，若电路中只有一处故障，则可判断该故障可能是 待测电阻Rx断路 。
（3）排除故障后，若某次测量时电压表的示数为1.8V，电流表的示数如图丙所示，则待测电阻Rx＝ 6 Ω。
（4）若电压表损坏，则可用一个电流表和一个定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值，小华设计了如图丁所示的电路图，并进行如下实验操作：
①闭合开关S和S1，此时电流表的示数为I1；
②闭合开关S、断开开关S1，此时电流表的示数为I2；
③已知电源电压保持不变，请用已知量R0和测出量I1、I2写出未知电阻Rx的表达式，则Rx＝ R0 。
（5）小华又继续利用阻值为R0的定值电阻设计了如图戊所示电路，测量额定电压2.5V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为U。请帮小华将实验步骤补充完整：
①只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器R1，当电压表示数为 U﹣2.5V 时，小灯泡正常发光。
②只闭合开关 S、S2 ，滑动变阻器R1的滑片保持不动，记下电压表示数为U1。
③则小灯泡额定功率的表达式为P额＝ 2.5V× 。
【分析】（1）根据丙图确定电流表量程，将电流表与待测电阻Rx串联接入电路中；
（2）正确连线后，闭合开关，移动滑片P，电流表示数几乎为零，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压且几乎不变，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，则与电压表并联的支路断路了；
（3）根据电流表选用量程确定分度值读数；根据R＝算出待测电阻Rx的阻值；
（4）在没有电压表时，使定值电阻与未知电阻并联，通过开关的转换，利用并联电路电流、电压的特点和欧姆定律，根据电源电压相等列等式，表示出未知电阻Rx的电阻；
（5）实验步骤：分析①操作中电路的连接和电压表测量的电压，灯在额定电压下正常发光，根据串联电路电压的规律回答；
分析②中电路的连接，得出定值电阻的电压；
分析③由欧姆定律得出R0中的电流，根据串联电路电流特点得出灯的额定电流，根据P＝UI得出小灯泡的额定功率。
【解答】解：（1）由丙图可知，电流表选用小量程，将电流表与待测电阻Rx串联接入电路中，如下图所示：
；
（2）正确连线后，闭合开关，移动滑片P，电流表示数几乎为零，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压且几乎不变，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，则与电压表并联的支路断路了，若电路中只有一处故障，则可判断该故障可能是待测电阻Rx断路；
（3）排除故障后，若某次测量时电压表的示数为1.8V，电流表的示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，待测电阻Rx的阻值为：
R＝＝＝6Ω；
（4）实验步骤：
①闭合开关S和S1，此时电流表的示数为I1；
②闭合开关S、断开开关S1，此时电流表的示数为I2；
③在①中，定值电阻R0测未知电阻Rx并联，电流表测总电流；
在②中，只有Rx工作的简单电路，电流表测量Rx的电流，则电源电压U＝I2Rx，
根据并联电路电流的规律知，通过R0的电流：I0＝I1﹣I2，则电源电压为U＝（I1﹣I2）R0，
根据电源电压相等可得：U＝I2Rx＝（I1﹣I2）R0，
则未知电阻Rx的表达式为：Rx＝R0；
（5）实验步骤：
①只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器R1，当电压表示数为U01＝U﹣2.5V时，小灯泡正常发光；
②只闭合开关S、S2，滑动变阻器R1的滑片保持不动，记下电压表示数为U1；
③在①中，L与R1、R0串联，电压表测R0与R1串联电路两端总电压U01，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为：U01＝U﹣2.5V，根据串联电路电压特点可知，小灯泡的电压为额定电压，正常发光；
在②中，保持滑动变阻器滑片位置不变时，R0、R1与L串联，电路中电压表测量定值电阻R0两端的电压为U1，灯泡两端的电压U额不变，
根据欧姆定律，R0中的电流I0＝，
由串联电路中的电流规律可知：灯的额定电流：I额＝I0＝，
则小灯泡的额定功率表达式为：P额＝U额I额＝U额＝2.5V×。
故答案为：（1）如上图所示；（2）待测电阻Rx断路；（3）6；（4）③R0；（5）①U﹣2.5V；②S、S2；③2.5V×。
【点评】本题是测量未知电阻的阻值，考查了电路连接、故障分析、电表读数、电阻计算和用特殊方法测电阻以及设计实验方案测电功率的能力。
20．（5分）如图甲是某实验小组探究“电流与电压、电阻关系”的电路图，使用的实验器材有：电压为6V的电源、电流表、电压表各一个，开关一个，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个，规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器一个，导线若干。
（1）请把图甲中接错的那根导线找出来打上“×”，再用笔画线代替导线把它改正。
（2）改接好电路后所测得的几组电流、电压值如表1所示，在第2次实验中，电流表的示数如图乙所示，则通过电阻的电流为 0.3 A，根据表数据可得结论： 当电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比 。
表一：
实验次数
1
2
3
电压U/N
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.4
（2）探究电流与电阻的关系时，所测得的几组电流、电压值如表二所示
表二：
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.6
0.3
0.24
①由于操作不当，导致测出的电流中有一个错误数据，请判断错误，请判断第 3 次实验的数据存在错误。产生错误的原因是 没有调节滑动变阻器滑片，使电压表示数不变 ，正确的数据应该是 0.2 A。
②纠正错误以后，该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，电压表的示数始终大于3V，请你找出一种可能的原因。
【分析】（1）分析电路的连接，找出错误的地方；
（2）根据图乙电流表小量程读数，分析数据得出结论；
（3）①探究电流与电阻的关系时，应控制电压表示数不变，根据欧姆定律找出错误的数据，根据变阻器的作用作答；
②根据串联电路电压的规律和分压原理，确定答案；
【解答】解：（1）原电路中，电流表并联在电阻的两端了、电压表串联在电路中了，正确的应是：电流表串联在电路中，电压表并联在电阻的两端，修改后如下图所示：
（2）图乙中，电流表小量程分度值为0.02A，示数为0.3A；分析表中数据可知，电压为原来的几倍，通过的电流为原来的几倍，所以，当电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比；
（3）①探究电流与电阻的关系时，应控制电压表示数不变，根据欧姆定律U＝IR知，前两次电压表示数均为3V，而第3次示数为3.6V，所以第3次实验的数据存在错误，原因是没有移动变阻器的滑片使电压表示数保持不变，根据电流与电阻成反比，正确的数据应是0.2A；
②该小组用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，即将滑动变阻器连入电路中的电阻最大时，电压表的示数始终大于3V，根据串联电路电压的规律，也就是说滑动变阻器分得的电压太少，根据分压原理，滑动变阻器最大阻值过小。
故答案为：（1）如上图所示；
（2）0.3； 当电阻一定时，通过导体的电流和导体两端的电压成正比；
（3）①3；没有调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数不变；0.2；
②滑动变阻器最大阻值过小。
【点评】本题 研究电流与电压、电阻的关系，考查电路的连接、欧姆定律、串联电路电压的规律、根据数据归纳结论的能力及正确的操作步骤和对器材的要求，有一定难度。
21．（4分）某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想：
猜想1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为N极，右侧为S极）
猜想2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为N极，下面为S极）；
猜想3：磁极呈里外分布（例如图丙，外侧为N极，内侧为S极）；
为了验证其他猜想，他们进行了如下实验：
（1）用细棉线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止，这说明猜想 1 （1/2/3）是错误的；
（2）用细棉线将环形磁体竖直悬挂起来（如图戊所示），结果观察到磁体只在特定位置能保持静止，这说明猜想 3 （1/2/3）是错误的；
（3）为进一步确定这种环形磁铁磁极的分布情况，小李进行了以下实验：取两个完全相同的环形磁铁，将它们沿中心轴线互相靠近，发现它们相互排斥。接着将其中一个环形磁铁翻转，结果它们相互吸引，则验证了另一猜想是正确的；
（4）若将这两个完全相同，重均为G的环形磁铁a、b串在木制支架上，静止时如图己所示（不考虑环形磁铁与木杆间的摩擦力），则磁铁a对底座的压力 C ；
A．等于G
B．小于2G
C．等于2G
D．大于2G
（5）若再放上一个完全相同的磁铁c（b、c间也排斥），则相邻两个磁铁间的距离Lab 小于 Lbc（大于/等于/小于）。
【分析】磁体上磁性最强的部位叫磁极，每个磁体都有N极和S极两个磁极。磁极间相互作用的规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
【解答】解：（1）当按图丁的放置方法悬挂起来时，若猜想1是正确的，则环形磁体不会静止在任何位置，只会停留在一个方向：N极在北面，S极在南面，故猜想1是错误的；
（2）当按图戊的方法用细棉线将环形磁体竖直悬挂起来，如果猜想3正确，由于地磁场的作用，不会在任何位置保持静止，结果观察到磁体在特定位置能保持静止，这说明猜想3是错误的。
（3）设磁铁a对底座的压力为F1；a对b的排斥力为F2，对于磁铁b，受到重力和磁铁a的排斥力F2，根据平衡条件可得F2＝G，
以b和a整体为研究对象，因为磁铁a对底座的压力F1与底座对a和b的支持力是一对相互作用力，所以磁铁a对底座的压力等于它们的总重力，即F1＝2G，
故选C。
（5）若再放上一个完全相同的磁铁c（b、c间也排斥），此时b磁铁受到3个力的作用，如图所示：
b磁铁静止时，由力的平衡条件可得Fa对b＝G+Fc对b，所以Fa对b＞Fc对b，即a对b的排斥力更大，说明a、b间的距离更小，则相邻两个磁铁间的距离Lab小于Lbc。
故答案为：（1）1；（2）3；（3）C；（4）小于。
【点评】该题以实验探究题的形式考查了同学们对地球是一个大磁铁及磁体间的作用规律等知识点的理解和掌握，同时还检测了同学们设计实验的能力，需同学们细心解决。
22．（10分）如图所示，灯L标有“3V 1.5W”字样，电源电压恒为3V，定值电阻R＝9Ω，设灯L的阻值不随温度变化而变化。求：
（1）灯L正常发光时的电阻是多少？
（2）只闭合S2时，定值电阻R在60s内产生的热量是多少？
（3）要使整个电路消耗的电功率最大，各开关的闭合情况应如何？此时的最大电功率为多少？
【分析】（1）由题意知灯L的额定电压和额定功率，所以由公式P＝得灯L的阻值；
（2）由图知只闭合S2时，定值电阻与灯L串联。由公式I＝计算可得此时流过定值电阻R的电流，再由焦耳定律计算得定值电阻R在60s内产生的热量；
（3）根据公式P＝知，电压一定时，电阻越小功率越大。由电路图知定值电阻与灯L并联时阻值最小，所以各开关的闭合情况应闭合 S1和 S3，断开 S2。
由并联电路的电压特点可知，此时灯泡的电压等于电源电压3V，则灯泡正常发光，所以灯泡L的功率等于其额定功率；根据公式P＝计算出并联电路中定值电阻R的功率，然后求其和即此时的最大电功率。
【解答】解：
（1）由题意知灯L的额定电压是3V、额定功率是 1.5W，
所以由公式P＝得灯L的阻值为：
RL＝＝＝6Ω；
（2）由图知只闭合S2时，定值电阻R与灯L串联，
因串联电路中电流处处相等，则此时流过定值电阻R的电流为：
IR＝I＝＝＝0.2A；
定值电阻R在60s内产生的热量：Q＝I2Rt＝（0.2A）2×9Ω×60s＝21.6J；
（3）根据公式P＝知，电压一定时，电阻越小，功率越大。
由电路图可知，定值电阻与灯L并联时总电阻最小，所以各开关的闭合情况应闭合 S1和 S3，断开 S2。
由并联电路的电压特点可知，此时灯泡的电压等于电源电压3V，则灯泡正常发光，所以灯泡L的功率为：PL＝P额＝1.5W；
此时定值电阻R的功率为：PR＝＝＝1W；
则整个电路的最大电功率为：P总＝PR+PL＝1W+1.5W＝2.5W；
答：（1）灯L正常发光时的电阻是6Ω；
（2）只闭合S2时，定值电阻R在60s内产生的热量是21.6J；
（3）要使整个电路消耗的电功率最大，各开关的闭合情况应闭合 S1和 S3，断开 S2；此时的最大电功率为2.5W。
【点评】本题考查了电功率的计算、欧姆定律的应用和焦耳定律的计算及其应用的问题。再者本题还考查了学生对电路图的分析能力。
23．（10分）小芳家里的某品牌电烤箱铭牌及其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。求：
（1）若某种食物需要用该电烤箱高温挡烘烤1000s，则该电烤箱消耗的电能是多少？
（2）电路中R1的阻值是多少？
××牌电烤箱
额定电压
220V
额定
功率
高温挡
1100W
低温挡
440W
电源频率
50Hz
（3）该电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流和R1的功率分别是多少？
【分析】（1）根据W＝Pt计算该电烤箱消耗的电能；
（2）根据R＝计算电路中R1的阻值是多少；
（3）根据I＝计算出电路中的电流，然后再根据P＝I2R计算出R1的功率。
【解答】解：（1）根据表格可知：
电烤箱的高温挡功率为：P1＝1100W，
已知t1＝1000s，
那么该电烤箱消耗的电能为：W1＝P1t1＝1100W×1000s＝1.1×106J；
（2）电烤箱处于高温挡时，S1和S2都闭合，电路中只有R1，
R1＝＝＝44Ω；
（3）该电烤箱在低温挡正常工作时，开关S1闭合，S2断开，R1和R2串联接在电路中，
此时低温挡的功率为：P2＝440W，
此时电路中的电流为：I＝＝＝2A；
此时R1的功率为：P3＝I2R1＝（2A）2×44Ω＝176W。
故答案为：
（1）该电烤箱消耗的电能是1.1×106J；
（2）电路中R1的阻值是44Ω；
（3）该电烤箱在低温挡正常工作时，电路中的电流为2A，R1的功率为176W。
【点评】本题主要考查了电能和电功率的计算，题目综合性较强，要认真计算。
24．（6分）新型发热材料﹣﹣PTC
PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的。PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。
（1）家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件，如图（1）为其电阻随温度变化的图象，由图可知，该PTC材料的居里点温度为 100 ℃。
（2）家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右，若它的温度高于165℃，电阻 增大 ，功率 减小 ，使其温度 降低 （以上均填变化情况）；反之，也能自动调节。因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能。
（3）某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警电路”：将PTC电阻安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响。请帮他将如图（2）所示的电路连接完整。
（4）你认为该“过热自动报警电路”的设计或在使用过程中有何不足？（指出一点即可）
【分析】（1）PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”。
（2）家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右，分析图象即可得出结论；
（3）根据学习材料提供的内容，和对居里点温度理解，及电阻对电功率的影响连接电路；
（4）根据电路图，从电源、磁性强弱的变化等方面考虑。
【解答】解：（1）PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”。根据图象可知居里点温度为 100℃。
（2）根据图象，温度高于165℃，电阻值则随温度的升高而增大，根据公式P＝可知，功率减小；功率减小后，温度会降低。
故答案为：100；增大；减小；降低；
（3）如图所示：当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响。
（4）控制电路的电池长时间工作，电流减小，磁性减弱，可能造成误动作。控制电路部分始终耗电。
【点评】本题考查了电磁继电器的有关问题，主要是考查学生对题目所给信息的理解和电路的连接，难点是电路图的连接。
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