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2023年湖北省武汉市蔡甸区中考物理模拟试卷
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这是一份2023年湖北省武汉市蔡甸区中考物理模拟试卷，共22页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2023年湖北省武汉市蔡甸区中考物理模拟试卷
一、单选题（本大题共12小题，共36.0分）
1. 将两个分别装有空气和红棕色二氧化氮气体的玻璃瓶口空对口对接，中间用玻璃板隔开。抽开隔板后，通过观察瓶内颜色变化，推断气体分子是否运动。玻璃瓶的三种放置方法如图所示，二氧化氮的密度大于空气的密度。下列说法正确的是( )
A. 甲图放置最合理 B. 乙图放置最合理
C. 丙图放置最不合理 D. 乙、丙两图放置方法都不合理
2. 关于温度、热量、内能，以下说法正确的是( )
A. 温度高的物体内能一定大
B. 物体的温度越高，所含的热量越多
C. 物体运动得越快，它的内能就越大
D. 热量可能从内能小的物体传给内能大的物体
3. 2022年10月31日，伴随着一阵山呼海啸般的巨响，长征五号火箭宛如一条腾飞的巨龙，托举着中国空间站梦天实验舱飞向太空，如图，发射取得圆满成功。下列说法正确的是( )
A. 火箭升空过程中，能将全部的机械能都转化为内能
B. 火箭的发射过程中，燃料若不完全燃烧，热值会减小
C. 长征五号火箭使用液氢做燃料，利用了液氢的热值大
D. 火箭发动机是最高效的热机，其效率非常接近100%
4. 如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是( )
A. 一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁 B. 乙图冲程能获得动力
C. 丁图冲程有明显机械能转化为内能的过程 D. 丙图冲程存在化学能转化为内能的过程
5. 用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触不带电的验电器A，A的金属箔片张角变大，如图所示。再用C棒去同时接触A、B验电器的金属球，发现A的金属箔片张角变小，B的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是( )
A. 验电器原理是异种电荷相互吸引
B. C棒与其手柄D均为导体
C. 当C棒接触两验电器的金属球时，产生的电流方向为B到A
D. 丝绸摩擦玻璃棒的过程中，电子是由玻璃棒转移到丝绸
6. 如图为封闭小区常见的智能门禁系统，住户可以通过刷卡或人脸识别进入小区，当门禁系统接通电源后，指示灯发光。住户刷卡或人脸识别成功时(相当于分别闭合对应的开关)，电动机工作，控制门打开。下列关于门禁系统的简化电路设计合理的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，能使电路中的电阻变小的接法是( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示，闭合开关S后，灯泡L1和L2都发光，两电表均有示数，由于某个灯泡发生故障，两灯泡都熄灭，电流表示数为零，电压表示数比原来还大，以下对电路和电路故障的分析正确的是( )
A. 灯泡L1和L2发光时，两灯并联
B. 电压表测的是灯泡L1的电压
C. 灯泡熄灭是由于灯泡L2断路
D. 灯泡熄灭是由于灯泡L1断路
9. 如图所示的是一种测定油箱内油量的装置，其中R是滑动变阻器的电阻片。当油量减少时，电路中( )
A. 总电阻增大，电流减小，电功率减小
B. 总电阻减小，电流增大，电功率减小
C. 总电阻增大，电流增大，电功率增大
D. 总电阻减小，电流减小，电功率减小
10. 如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是( )
A. 小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B. 小英家上个月消耗的电能为1011kW⋅h
C. 电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2J
D. 电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多
11. 如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A，B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻R1=R2=R3，小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关，下列说法正确的是( )
A. 此实验在探究电热Q与电阻R是否有关
B. 通过R1的电流和通过R2的电流大小之比为2：1
C. 电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等
D. 通电后，A管的液面将会比B管的液面低
12. 如图甲所示电路，电源电压不变，电流表的量程为“0～3A”，小灯泡L的规格为“6V3W”，忽略温度对小灯泡电阻的影响。只闭合开关S2，当滑动变阻器的滑片从b端滑到a端的过程中，滑动变阻器R2的电功率跟电路的总功率之比η与R2的关系如图乙所示，且当滑片滑到b端时，滑动变阻器的阻值为Rb，电流表的示数为0.3A；只闭合开关S1，小灯泡正常发光。在保证电路安全的情况下，下列说法不正确的是( )
A. RL：Rb=1：4 B. 电源电压U=18V
C. R1的阻值为24Ω D. 开关均闭合，R2的变化范围为8～24Ω
二、填空题（本大题共2小题，共6.0分）
13. 卡塔尔世界杯上呈现许多中国元素，其中的哈尔萨光伏电站就是中国电力建设集团承建，为世界杯所有场馆提供绿电，这些电能全部来自多哈以西约80公里荒漠中的200万块太阳能电池板。据查：1平方米的晶硅太阳能板的电功率为120瓦，每天发电时间8小时。太阳能电池板给蓄电池充电时，______ 能转化______ 能；如果100m2的太阳能板发电一天的能量用燃烧天然气来提供，需要______ m3天然气。(天然气的热值q=3.6×107J/m3)
14. 如图所示，老楼安装爬楼“神器”，解决了腿脚不便的老人上下楼的难题。某款爬楼神器的主要参数如表，这款神器充满电后可以连续使用______ h；为安全考虑，若电量不足时，要求强制充电10分钟后才能再次使用，充电10分钟可以增加______ J的电能；这种踏板电梯刷IC卡就能使用，IC卡又称集成电路卡，主要利用______ 制作而成。(填“半导体”或“超导体”)
充电电压/电流
220V/1.2A
锂电池规格
24V 12Ah(一节)
电机功率
400W
速度
0.12m/s
最大载重
120kg
三、实验探究题（本大题共4小题，共18.0分）
15. 某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同规格的电加热器对水和食用油加热，得到如表数据(不考虑热损失)：
物质
体积/mL
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
300
20
21
42
食用油
300
22
10
44
(1)该实验______ (选填“能”或“不能”)得出水的吸热能力比食用油的强，原因是______ 。
(2)在改进此实验后，对质量相同的水和食用油都加热10min，Q水 ______ Q油(选填“>”“<”或“=”)。
(3)如果只将表格中的“体积/mL”改为“质量/g”，其它数据不变，则食用油的比热容是______ J/(kg⋅℃)。
16. 某同学用如图甲所示的电路来探究串联电路的电压规律。(不考虑小灯泡灯丝电阻随温度变化的情况)
(1)实验中应选用______ (填“相同”或“不同”)规格的小灯泡L1、L2连接电路；
(2)该同学更换小灯泡进行3次实验，将电压表的两端分别连到A与B、B与C、A与C，测量电压UAB、UBC、UAC，并将测得的数据记录在表中，其中第3次A与B两点间的电压如图乙所示。
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
4.5
0
4.5
2
2.4
2.1
4.5
3
3.0
4.5
①第1次实验出现的电路故障是______ (故障只出现在小灯泡L1或L2上)；
②第3次实验A与B两点间的电压是______ V。
(3)如果在电路安全的情况下，在第2次实验时，将电源电压增加到6V，则小灯泡L2两端的电压是______ V。
17. 在探究“电流与电压的关系”的实验中，小明同学连接的电路如图所示，已知电源电压恒为6V，滑动变阻器规格为“50Ω 0.5A”。
(1)请将图中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向右滑动时电压表示数变大，且导线不允许交叉。
(2)小明通过调节滑动变阻器的滑片P，测出通过定值电阻R的电流和对应的电压值，并记录在表中。老师看了表中的实验数据后，却说其中有一次实验的数据是错误的。出错的是第______ 次。
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
0.1
0.21
0.3
0.39
0.5
(3)若小明选用10Ω的定值电阻来探究“电流与电压的关系”，电路、电源电压和滑动变阻器的规格均不变。电流表与电压表的量程分别为“0～0.6A”和“0～3V”，在不损坏电路元件的情况下，电路消耗的最大电功率为______ W。
18. 利用图1所示的实验器材测量小灯泡正常发光时的电阻，电源为3节新干电池，小灯泡额定电压为2.5V。
(1)小明同学连接了如图1所示的电路，检查后发现接错了一根导线，请在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线。
(2)正确连接电路后进行实验，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片移到最______ 边(填“左”或“右”)；闭合开关，电压表、电流表的示数分别为1.5V、0.3A。他继续移动变阻器的滑片，观察到当灯泡正常发光时，滑动变阻器的滑片P恰好在中点上，则小灯泡正常发光时的电阻是______ Ω。
(3)他继续移动滑动变阻器的滑片，此时电压表、电流表的示数分别为3.0V、0.42A，观察到灯泡亮度越来越亮，经分析可得出，小灯泡的亮度是由______ 决定的；图2中能合理反映小灯泡灯丝电阻变化曲线的图象是______ (填“A”、“B”或“C”)。
四、计算题（本大题共1小题，共10.0分）
19. 如图甲所示是常用的3D打印笔，它通过加热，挤出热熔的塑料，然后在空气中迅速冷却，最后凝固成形。此打印笔有快慢两挡，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2是用于发热的电阻，表格是该款3D打印笔的相关参数。
额定电压
220V
慢挡打印功率
22W
快挡打印功率
66W
(1)打印笔工作时，PTC电阻发热，塑料受热逐渐变软变稀，此时______ 能转化为______ 能；当S闭合，S1 ______ (填“闭合”或“断开”)时，该3D打印笔为快挡。
(2)求R2的阻值？
(3)某次使用快挡打印，共将33g的塑料条从20℃加热到220℃，且该3D打印笔快挡打印时的热效率为80%，求完成这次打印需要多长时间？[塑料条的比热容为2.0×103J/(kg⋅℃)]
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：由题意可知，图甲中，虽然二氧化氮的密度大于空气密度，但是它也会运动到上面的瓶子内，这说明气体分子在不停地做无规则运动，最合理；
图乙中，密度大的二氧化氮气体在上方，抽去玻璃板后，由于重力的作用，二氧化氮气体会向下运动，所以不能完全说明气体分子在不停地做无规则运动，最不合理；
图丙中，瓶子水平放置，抽开隔板，气体可以自由运动，互相进入对方，能说明气体分子在不停地做无规则运动，但与甲相比，仍不够典型。
故选：A。
不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散，扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动。
扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动，本实验中要注意将密度大的气体放在下面。
2.【答案】D
【解析】解：A.内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，温度高的物体内能不一定大，故A错误；
B.热量是一个过程量，不能说含有热量，故B错误；
C.内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，物体内能大小与运动速度无关，故C错误；
D.热传递中，热量从高温物体传给低温物体或者从物体的高温部分传向低温部分，内能小的物体有可能温度高，所以内能小的物体也可能将热量传给内能大的物体，故D正确。
故选：D。
(1)一切物体都具有内能，内能包括分子动能和分子势能，所以，内能的大小与物体的温度、质量和体积有关；
(2)热量是过程量，就是说，热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)热传递的条件，存在温度差，热量从温度高的物体传向温度低的物体。
本题是一道综合题，主要考查学生对内能、温度、热量的理解，以及热传递的知识，难度不大。
3.【答案】C
【解析】解：A.燃料燃烧推动火箭升空是把内能转化为机械能，故A错误；
B.热值是燃料的一种特性，无论燃料是否完全燃烧，其热值不变，故B错误；
C.长征五号火箭采用液态氢做燃料，原因是液态氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量燃料，液态氢可以释放出更多的热量，故C正确；
D.火箭发动机工作过程中也有很大的能量损失，其效率不可能接近100%，故D错误。
故选：C。
(1)火箭是热机的一种，是利用内能做功的机器；
(2)热值是燃料的一种特性，其大小与燃料的种类有关，而与质量大小、燃烧程度无关；
(3)在完全燃烧相同质量的不同燃料时，热值越大的燃料释放出的热量越多；
(4)任何能量转化过程都伴随能量的损失，所以转化效率很难接近100%。
本题考查对热值特性的理解、热机工作过程中的能量转化、热机效率，属于对基础知识的考查。
4.【答案】C
【解析】解：
甲图中两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；
乙图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；
丙图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；
丁图中两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能；
A、四个冲程的正确顺序是乙丁甲丙，故A错误；
B、乙图为吸气冲程，内燃机在做功冲程能获得动力，故B错误；
C、丁图为压缩冲程，在该冲程中将机械能转化为内能，故C正确；
D、丙图为排气冲程，而在做功冲程存在化学能转化为内能的过程，故D错误。
故选：C。
四冲程内燃机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，根据气门的状态、活塞运动的方向确定冲程的种类；其中只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能。
此题考查了对内燃机四个冲程的判断以及涉及能量转化的两个冲程，要结合气门和活塞运动情况进行判断。
5.【答案】D
【解析】解：A.验电器是利用同种电荷相互排斥的原理工作的，故A错误；
B.C棒是导体，手柄D应为绝缘体，否则电荷会通过人体传出，故B错误；
C.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，该玻璃棒去接触验电器A时，验电器A也会带正电(接触带电)；
用C棒去同时接触A、B验电器的金属球时，因验电器A带了正电，B验电器上自由电子向A验电器转移；又因为负电荷定向移动的方向与电流方向相反，所以产生的电流方向为A到B，故C错误。
D.丝绸摩擦玻璃棒的过程中，玻璃棒失去电子而带正电，即电子是由玻璃棒转移到丝绸，故D正确；
故选：D。
(1)验电器的工作原理是同种电荷相互排斥；
(2)容易导电的物体叫导体，人体是导体；不容易导电的物体叫绝缘体；
(3)正电荷定向移动的方向规定为电流方向，负电荷定向移动的方向与电流方向相反；
(4)用丝绸摩擦过的玻璃棒失去电子而带正电。
本题考查了验电器的原理、摩擦起电的实质以及电流方向的规定，是一道易错题。
6.【答案】B
【解析】解：
由题知，人脸识别、刷卡识别，只要其中一种方式识别成功，则相应开关闭合从而使电动机启动工作，所以两个开关应并联后再与电动机串联在电源上；灯泡与电动机能独立工作，是并联的；故B符合题意。
故选：B。
根据只要其中一种方式识别成功，则相应开关闭合，电动机启动分析解答；用电器工作时互不影响，是并联的。
本题考查根据要求设计电路，关键是明确两个开关的连接方式。
7.【答案】D
【解析】解：
A图滑动变阻器的接线柱接B和C，连入电路中的电阻丝是PB部分。当滑片P向左滑动时，PB电阻丝长度变大，电阻变大。此选项不符合题意；
B图滑动变阻器的接线柱接B和D，连入电路中的电阻丝是PB部分。当滑片P向左滑动时，PB电阻丝长度变大，电阻变大。此选项不符合题意；
C图滑动变阻器的接线柱接B和A，连入电路中的电阻丝是AB部分。无论怎样移动滑片，滑动变阻器接入电路电阻不变。此选项不符合题意；
D图滑动变阻器的接线柱接A和D，连入电路中的电阻丝是AP部分。当滑片P向左滑动时，AP电阻丝长度变小，电阻变小。此选项符合题意。
故选：D。
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，；若接右下接线柱，滑片向左移动，电阻变大。
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。
8.【答案】C
【解析】解：由图可知，开关闭合后，两个灯泡串联在电路中，电流表测量电路中的电流，电压表测量的是灯泡L2两端的电压，根据串联电路的电压特点可知，此时电压表示数要小于电源电压；
某个灯泡发生故障，两灯泡都熄灭，电流表示数为零，说明电路出现了断路现象；电压表示数比原来还大，说明电压表与电源之间是接通的，即测量的是电源电压，所以故障是与电压表并联的灯泡L2断路；
综上所述ABD错误，C正确。
故选：C。
由图可知，开关闭合后，两个灯泡串联在电路中，电流表测量电路中的电流，电压表测量的是灯泡L2两端的电压；某个灯泡发生故障，两灯泡都熄灭，说明电路中无电流，根据电压表的示数变化判定故障的原因。
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，电路故障分短路和断路两种情况，平时做实验时试一试，多总结、提高分析能力。
9.【答案】A
【解析】解：由电路图可知，滑动变阻器R与定值电阻R0串联，电流表测电路中的电流；
当油箱中的油量减少时，浮子随油面下降，在杠杆的作用下滑片向上移动，则变阻器R连入电路的电阻变大，电路中的总电阻增大，由I=UR可知，电路中的电流减小；根据P=UI可知，电路的总功率变小，故A正确。
故选：A。
由电路图可知，滑动变阻器R与定值电阻R0串联，电流表测电路中的电流，根据油量的变化可知浮子的运动情况，在杠杆的作用下可知滑片P移动的方向，从而可知变阻器接入电路中电阻的变化，由电阻的串联可知总电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化；根据P=UI分析总功率的变化。
本题考查了滑动变阻器和欧姆定律的应用，正确分析油量变化时滑片移动的方向是关键。
10.【答案】D
【解析】解：
A、由图知电能表允许通过的最大电流为40A，因此小英家干路中的电流不得超过40A，故A错误；
B、小英家上月消耗的电能为：5647.8kW⋅h−5546.7kW⋅h=101.1kW⋅h，故B错误；
C、指示灯闪烁320次消耗的电能：W=3201600kW⋅h=0.2kW⋅h；故C错误；
D、1600imp/kW⋅h表示每消耗1kW⋅h的电能，指示灯闪烁1600次，电能表上指示灯闪烁的次数越多，则电路中消耗的电能越多，故D正确。
故选：D。
从电能表表盘可得到的信息：
①电能表指示灯闪烁的次数反映了电路消耗电能的多少；
②电能表读数时，最后一位是小数，单位kW⋅h；
③根据10(40)A的含义判断；
④1600imp/kW⋅h表示每消耗1kW⋅h的电能，指示灯闪烁1600次，据此求出指示灯闪烁320次消耗的电能。
本题考查对电能表参数的理解，关键是要明白各参数的物理意义，还要能读出电能表的示数和计算出当月消耗的电能。
11.【答案】B
【解析】解：由题知，电阻丝的电阻R1=R2=R3；
AB、装置中R2、R3并联后再与R1串联，通过R1的电流I1=I2+I3，而I2=I3，所以右边容器中通过R2的电流I2是左侧通过R1电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，通过R1的电流和通过R2的电流大小之比为2：1，故A错误；B正确；
C、已知R1=R2=R3，所以R2、R3并联后的总电阻是12R2=12R1，由于串联电路中，用电器两端电压与其阻值成正比，所以电阻R1两端的电压大于R2两端的电压，故C错误；
D、左右两容器中的电阻相同，而通过电阻R1的电流大于R2的电流，通电时间相同，由Q=I2Rt可知，A容器中电阻R1产生的热量多，则A管的液面将会比B管的液面高，故D错误。
故选：B。
(1)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，在通电时间和电阻相同时，是探究电流产生热量跟电流的关系；
(2)在串联电路中电流处处相等；在并联电路中干路电流等于支路电流之和；
(3)在串联电路中，用电器两端电压与其阻值成正比；在并联电路中各支路两端电压相等；
(4)通电时间相同、电阻相同，通过的电流不同，利用焦耳定律Q放=I2Rt分析判断。
此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电流的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用，同时考查了学生对焦耳定律变形公式的理解和应用。
12.【答案】D
【解析】解：A、只闭合S2，L与R2串联，通过二者的电流相等。根据图像，R2的功率占总功率的80%，则L的功率占总功率的20%，L与R2的功率比：
PL：Pb=20%：80%=1：4；
串联电路中电流处处相等，根据P=I2R可知电阻之比等于功率之比，即：
RL：Rb=PL：Pb=1：4，故A正确；
B、由灯泡的规格可知，小灯泡的额定功率为PL=3W，额定电压为UL=6V，根据P=可得，小灯泡的电阻为：
RL=UL2PL==12Ω；
由PL：Pb=1：4可得，滑动变阻器的滑片位于b点时的电阻为：Rb=4RL=4×12Ω=48Ω，
只闭合S2，滑片在b点时电路中的总电阻为：R总=RL+Rb=12Ω+48Ω=60Ω，
因此时电路中的电流为0.3A，则由欧姆定律可得，电源电压为：U=IR总=0.3A×60Ω=18V，故B正确；
C、只闭合S1时，由电路图可知，灯泡L与R1串联，此时灯泡正常发光，说明此时灯泡两端电压为UL=6V，
由串联电路的电压规律可得，此时R1两端电压为：U1=U−UL=18V−6V=12V，
由串联电路电阻等比例分压可得：R1：RL=U1：UL=12V：6V=2：1，
解得R1的阻值为：R1=2RL=2×12Ω=24Ω，故C正确；
D、开关全部闭合时，L被短路，R1，R2并联，电流表测量总电流，此时R1的电流：
I1===0.75A，
为了保证安全，总电流不能超过3A，则R2的最大电流：
I2大=I总−I1=3A−0.75A=2.25A，
此时R2的阻值最小为：R2小===8Ω，
所以R2的变化范围为8～48Ω，故D错误。
故选：D。
(1)由电路图可知，只闭合开关S2，灯泡L与滑动变阻器R2串联；由图乙可知，滑动变阻器的滑片滑到b端时，R2的功率占总功率的80%，因电路的总功率等于各用电器功率之和，故可知灯泡L的功率占总功率的20%，根据P=I2R求出灯泡L的电阻和滑动变阻器滑片移到b端时滑动变阻器接入电路的电阻之比；
(2)根据P=求出灯泡的电阻，进而求出滑动变阻器的滑片位于b点时的电阻；根据串联电路的电阻特点求出只闭合S2，滑片在b点时的总电阻，根据欧姆定律求出电源电压；
(3)只闭合S1时，由电路图可知，灯泡L与R1串联，此时灯泡正常发光，说明此时灯泡两端电压为UL=6V，由串联电路的电压规律可得此时R1两端电压，根据串联电路的分压原理求出R1与灯泡L的电阻之比，进而求出R1的阻值；
(4)开关均闭合时，灯泡L被短路，R1、R2并联，电流表测干路的总电流，根据欧姆定律求出此时流过R1的电流，由电流表的量程可知，干路的最大电流为I总=3A，根据并联电路的电流规律求出此时流过R2的最大电流，根据欧姆定律求出R2接入电路中的最小阻值，进而求出开关均闭合时R2的变化范围。
本题考查串并联电路的特点、欧姆定律的应用和电功率公式的应用，分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
13.【答案】电 化学 9.6
【解析】解：太阳能电池板给蓄电池充电时电能转化为化学能。
1平方米的晶硅太阳能板的电功率为120瓦，每天发电时间8小时，100m2的太阳能板发电一天的能量为：W=Pt=120W/m2×100m2×8h=96kW⋅h=96×3.6×106J。
如果100m2的太阳能板发电一天的能量用燃烧天然气来提供，需要天然气的体积为：V=Qq=96×3.6×106J3.6×107J/m3=9.6m3。
故答案为：电；化学；9.6。
(1)太阳能电池板给蓄电池充电时电能转化为化学能。
(2)根据W=Pt计算电能。
(2)根据热值公式计算天然气的体积。
本题考查了太阳能的利用，关键是会利用热量公式Q=qV和电能的公式W=Pt进行计算。
14.【答案】0.72 1.584×105 半导体
【解析】解：(1)由表中数据可知，锂电池存储的电能：W=UIt=24V×12A×1h=288Wh，
由P=Wt可知，充满电后可以连续使用的时间：t=WP=288Wh400W=0.72h；
(2)由表中数据可知，充电10分钟增加的电能：W′=UIt=220V×1.2A×10×60s=1.584×105J；
(3)集成电路是利用半导体材料制造的，因此IC卡主要利用半导体制作而成。
故答案为：0.72；1.584×105；半导体。
(1)根据W=UIt求出锂电池存储的电能，根据P=Wt求出充满电后可以连续使用的时间；
(2)根据W=UIt求出充电10分钟增加的电能；
(3)集成电路是利用半导体材料制造的。
本题考查电功公式和电功率公式以及半导体材料的应用，关键是根据表中数据读出相关的信息。
15.【答案】不能 没有控制水和食用油的质量相同 = 2×103
【解析】解：(1)根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同(不同物质密度不同，根据m=ρV，体积相同的不同物质质量不同)，该实验不能得出水的吸热能力比食用油的强，原因是：没有控制水和食用油的质量相同；
(2)在改进此实验后，对质量相同的水和食用油都加热10min，根据转换法，Q水=Q油；
(3)根据表中数据可知，水加热时间为油的2.1倍，故水吸热是油的2.1倍，故有
c水Δt水m水=2.1c油Δt油m油
即c水Δt水=c油Δt油
则食用油的比热容是：
c油=12.1×c水Δt水Δt油=4.2×103J/(kg⋅℃)×(42℃−20℃)(44℃−22℃)=2×103J/(kg⋅℃)
故答案为：(1)不能；没有控制水和食用油的质量相同；
(2)=；
(3)2×103。
(1)(2)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
比较物质吸热能力的2种方法：使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量(即比较加热时间)，吸收热量多的吸热能力强；或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；
(3)根据表中数据可知，水加热时间为油的2.1倍，故水吸热是油的2.1倍，根据Q=cmΔt分析求解。
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。
16.【答案】不同 L1断路(或L2短路) 1.4 2.8
【解析】解：(1)为得出普遍规律，应使用不同规格的小灯泡L1、L2连接电路；
(2)①第1次实验中L1两端电压等于电源电压，L2两端电压为0，可能是整个电路断路或电压表测量导线的电压，即由于L1断路或L2短路；
②由图乙知电压表选择的是0～3V量程，对应的分度值是0.1V，指针指在1V后面第4个小格上，读数为1.4V，所以第3次实验A与B两点间的电压是1.4V；
(3)不考虑小灯泡灯丝电阻随温度变化的情况，如果在电路安全的情况下，在第2次实验时，将电源电压增加到6V，小灯泡L2两端的电压在总电压中所占的比例不变，
则有；2.1V4.5V=U2U总=U26V，解得U2=2.8V。
故答案为：(1)不同；(2)L1 断路(或L2短路)；1.4；(3)2.8。
(1)为得出普遍规律，应使用不同规格的灯泡进行多次实验；
(2)测量L2两端的电压时，发现电压表示数变为0，说明没有电流通过电压表，据此分析；根据电压表的所选量程确定分度值，根据指针位置读数；
(3)根据串联电路的电压分配规律解答。
此题为探究串联电路中的电压规律实验，考查了电压表的读数、归纳法的运用以及电路故障分析能力等。
17.【答案】1 1.8
【解析】解：(1)滑动变阻器的滑片向右滑动时电压表示数变大，由I=UR可知电路中的电流变大，因此变阻器下面的接线柱是右边接线柱接入电路，且与电阻串联，电压表和电阻并联，如图所示：
(2)根据实验数据可知，当U1=0.5V时，I1=0.1A，根据欧姆定律可知，定值电阻的阻值为R1=U1I1=0.5V0.1A=5Ω，
把5Ω的电阻接入电路中，而变阻器的最大电阻为50Ω时，由电阻的串联和欧姆定律，电路的最小电流为I小=UR滑大+R1=6V50Ω+5Ω≈0.11A>0.10A，
故出错的是第1次实验的数据。
(3)电压表的量程为“0～3V”，即电阻的最大电压为3V，由欧姆定律，这时电路的最大电流为I大=UVR=3V10Ω=0.3A<0.6A，
故电路的总功率的最大值为P大=UI大=6V×0.3A=1.8W。
故答案为：(1)见解析；(2)1；(3)1.8。
(1)滑动变阻器的滑片向右滑动时电压表示数变大，由I=UR可知电路中的电流变大，因此变阻器下面的接线柱是右边接线柱接入电路，且与电阻串联，电压表和电阻并联；
(2)先根据欧姆定律计算电阻，而变阻器的最大电阻为50Ω时，由电阻的串联和欧姆定律求出电路的最小电流分析；
(3)根据电压表的量程为“0−3V”确定电阻的最大电压为3V，由欧姆定律求出这时电路的最大电流，并与0.5A比大小，从而确定电路的最大电流，根据P=UI求出总功率的最大值。
本题探究电流与电压的关系，考查电路连接、数据分析、串联电路的规律及欧姆定律的运用和数据分析、控制变量法、电功率公式的运用。
18.【答案】左 6.25 小灯泡实际功率 B
【解析】解：(1)原电路图中，电流表和滑动变阻器串联后与灯泡并联，电压表串联在电路中是错误的，在测量小灯泡正常发光时的电阻实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示：
；
(2)为了保护电路，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即最左边；
正确连接电路，闭合开关，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，电压表、电流表的示数分别为1.5V、0.3A，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端电压为U滑=U−U1=4.5V−1.5V=3V，则滑动变阻器最大阻值为：
R滑=U滑I1=3V0.3A=10Ω；
当灯泡正常发光时，滑动变阻器的滑片P恰好在中点上，即R滑中=5Ω；根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为U滑中=U−UL=4.5V−2.5V=2V，
根据串联电路电流特点，灯泡正常发光时的电流为：IL=I滑中=U滑中R滑中=2V5Ω=0.4A，
则小灯泡正常发光时的电阻为：
R=ULIL=2.5V0.4A=6.25Ω；
(3)由题意可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P=UI可知，灯泡功率变大，观察到灯泡亮度越来越亮，故小灯泡的亮度是由小灯泡实际功率决定的；
灯丝的电阻随温度的升高而增大；
A、由I−U图象可知，电流与电压成正比，即电阻值为定值，故A错误；
BC、因为灯丝电阻随温度的升高而增大，当灯丝两端电压越大，灯丝的温度越高，灯丝的电阻越大，电流变化的越来越小，故B正确，C错误；
故选：B。
故答案为：(1)见解答图；(2)左；6.25；(3)小灯泡实际功率；B。
(1)在测量小灯泡正常发光时的电阻实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端；
(2)为了保护电路，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；
正确连接电路，闭合开关，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，电压表、电流表的示数分别为1.5V、0.3A，根据串联电路电压规律结合R=UI求出滑动变阻器最大阻值；当灯泡正常发光时，滑动变阻器的滑片P恰好在中点上，根据串联电路电压规律求出滑动变阻器两端电压，利用欧姆定律求出灯泡额定电流，然后根据R=UI求出灯泡正常发光时的电阻；
(3)小灯泡的亮度是由实际功率决定的；灯丝的电阻随温度的升高而增大。
本题测量小灯泡正常发光时的电阻实验，考查了电路连接、注意事项、电阻的计算和影响电阻大小因素等知识。
19.【答案】电 内 闭合
【解析】解：(1)打印笔工作时，消耗了电能，PTC电阻发热，塑料受热会逐渐变软、变稀，内能增大，因此该过程将电能转化为了内能。
当开关S1、S2都闭合时，两电阻并联，总电阻最小，根据P=U2R可知，此时总功率较大，为快挡。
(2)当开关S1闭合、开关S2断开时，电路只有R1工作，电阻较大，根据P=U2R可知，此时电路消耗的功率较小，为慢挡；
慢挡打印时，通过电路的电流I慢=P慢U=22W220V=0.1A，
快挡打印时，通过电路的电流I快=P快U=66W220V=0.3A，
快挡打印时，通过R2的电流I2=I快−I慢=0.3A−0.1A=0.2A，
R2的阻值是R2=UI2=220V0.2A=1100Ω；
(3)塑料条从20℃加热到220℃吸收的热量为Q吸=cmΔt=2.0×103J/(kg⋅℃)×33×10−3kg×(220℃−20℃)=1.32×104J，
使用快挡打印时消耗的电能为W=Q吸η=1.32×104J80%=1.65×104J，
完成这次打印需要t=WP快=1.65×104J66W=250s。
答：(1)电；内；闭合；
(2)R2的阻值为1100W；
(3)完成这次打印需要250s。
(1)打印笔工作时，消耗了电能，PTC电阻发热，塑料受热会逐渐变软、变稀，内能增大，因此该过程将电能转化为了内能；
由图可知，只闭合开关S时，R1通路；同时合开关S、S1时，R1、R2并联；由于并联后的阻值比任意一个并联电阻都小，所以，同时合开关S、S1时，电路的电阻较小；由P=U2R可知，电压一定的情况下，电阻越小，消耗的电功率越大，则只闭合开关S时为慢挡打印，同时合开关S、S1时为快挡打印。
(2)根据P=UI算出慢挡打印时通过电路的电流，根据P=UI快挡打印时通过电路的电流，由并联电路电流的规律知快挡打印时通过R2的电流，在根据欧姆定律算出R2的阻值；
(3)根据Q吸=cmΔt算出33g的塑料条从20℃加热到220℃吸收的热量；由效率公式η=Q吸W算出使用快挡打印时消耗的电能，再由t=WP算出完成这次打印所需的时间。
本题以3D打印笔为情景考查了电功率公式的应用以及吸热公式的应用，掌握电路的连接是解题的关键。
2023年湖北省武汉市蔡甸区中考物理模拟试卷
一、单选题（本大题共12小题，共36.0分）
1. 将两个分别装有空气和红棕色二氧化氮气体的玻璃瓶口空对口对接，中间用玻璃板隔开。抽开隔板后，通过观察瓶内颜色变化，推断气体分子是否运动。玻璃瓶的三种放置方法如图所示，二氧化氮的密度大于空气的密度。下列说法正确的是( )
A. 甲图放置最合理 B. 乙图放置最合理
C. 丙图放置最不合理 D. 乙、丙两图放置方法都不合理
2. 关于温度、热量、内能，以下说法正确的是( )
A. 温度高的物体内能一定大
B. 物体的温度越高，所含的热量越多
C. 物体运动得越快，它的内能就越大
D. 热量可能从内能小的物体传给内能大的物体
3. 2022年10月31日，伴随着一阵山呼海啸般的巨响，长征五号火箭宛如一条腾飞的巨龙，托举着中国空间站梦天实验舱飞向太空，如图，发射取得圆满成功。下列说法正确的是( )
A. 火箭升空过程中，能将全部的机械能都转化为内能
B. 火箭的发射过程中，燃料若不完全燃烧，热值会减小
C. 长征五号火箭使用液氢做燃料，利用了液氢的热值大
D. 火箭发动机是最高效的热机，其效率非常接近100%
4. 如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是( )
A. 一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁 B. 乙图冲程能获得动力
C. 丁图冲程有明显机械能转化为内能的过程 D. 丙图冲程存在化学能转化为内能的过程
5. 用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触不带电的验电器A，A的金属箔片张角变大，如图所示。再用C棒去同时接触A、B验电器的金属球，发现A的金属箔片张角变小，B的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是( )
A. 验电器原理是异种电荷相互吸引
B. C棒与其手柄D均为导体
C. 当C棒接触两验电器的金属球时，产生的电流方向为B到A
D. 丝绸摩擦玻璃棒的过程中，电子是由玻璃棒转移到丝绸
6. 如图为封闭小区常见的智能门禁系统，住户可以通过刷卡或人脸识别进入小区，当门禁系统接通电源后，指示灯发光。住户刷卡或人脸识别成功时(相当于分别闭合对应的开关)，电动机工作，控制门打开。下列关于门禁系统的简化电路设计合理的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，能使电路中的电阻变小的接法是( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示，闭合开关S后，灯泡L1和L2都发光，两电表均有示数，由于某个灯泡发生故障，两灯泡都熄灭，电流表示数为零，电压表示数比原来还大，以下对电路和电路故障的分析正确的是( )
A. 灯泡L1和L2发光时，两灯并联
B. 电压表测的是灯泡L1的电压
C. 灯泡熄灭是由于灯泡L2断路
D. 灯泡熄灭是由于灯泡L1断路
9. 如图所示的是一种测定油箱内油量的装置，其中R是滑动变阻器的电阻片。当油量减少时，电路中( )
A. 总电阻增大，电流减小，电功率减小
B. 总电阻减小，电流增大，电功率减小
C. 总电阻增大，电流增大，电功率增大
D. 总电阻减小，电流减小，电功率减小
10. 如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是( )
A. 小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B. 小英家上个月消耗的电能为1011kW⋅h
C. 电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2J
D. 电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多
11. 如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A，B两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻R1=R2=R3，小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关，下列说法正确的是( )
A. 此实验在探究电热Q与电阻R是否有关
B. 通过R1的电流和通过R2的电流大小之比为2：1
C. 电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等
D. 通电后，A管的液面将会比B管的液面低
12. 如图甲所示电路，电源电压不变，电流表的量程为“0～3A”，小灯泡L的规格为“6V3W”，忽略温度对小灯泡电阻的影响。只闭合开关S2，当滑动变阻器的滑片从b端滑到a端的过程中，滑动变阻器R2的电功率跟电路的总功率之比η与R2的关系如图乙所示，且当滑片滑到b端时，滑动变阻器的阻值为Rb，电流表的示数为0.3A；只闭合开关S1，小灯泡正常发光。在保证电路安全的情况下，下列说法不正确的是( )
A. RL：Rb=1：4 B. 电源电压U=18V
C. R1的阻值为24Ω D. 开关均闭合，R2的变化范围为8～24Ω
二、填空题（本大题共2小题，共6.0分）
13. 卡塔尔世界杯上呈现许多中国元素，其中的哈尔萨光伏电站就是中国电力建设集团承建，为世界杯所有场馆提供绿电，这些电能全部来自多哈以西约80公里荒漠中的200万块太阳能电池板。据查：1平方米的晶硅太阳能板的电功率为120瓦，每天发电时间8小时。太阳能电池板给蓄电池充电时，______ 能转化______ 能；如果100m2的太阳能板发电一天的能量用燃烧天然气来提供，需要______ m3天然气。(天然气的热值q=3.6×107J/m3)
14. 如图所示，老楼安装爬楼“神器”，解决了腿脚不便的老人上下楼的难题。某款爬楼神器的主要参数如表，这款神器充满电后可以连续使用______ h；为安全考虑，若电量不足时，要求强制充电10分钟后才能再次使用，充电10分钟可以增加______ J的电能；这种踏板电梯刷IC卡就能使用，IC卡又称集成电路卡，主要利用______ 制作而成。(填“半导体”或“超导体”)
充电电压/电流
220V/1.2A
锂电池规格
24V 12Ah(一节)
电机功率
400W
速度
0.12m/s
最大载重
120kg
三、实验探究题（本大题共4小题，共18.0分）
15. 某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同规格的电加热器对水和食用油加热，得到如表数据(不考虑热损失)：
物质
体积/mL
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
300
20
21
42
食用油
300
22
10
44
(1)该实验______ (选填“能”或“不能”)得出水的吸热能力比食用油的强，原因是______ 。
(2)在改进此实验后，对质量相同的水和食用油都加热10min，Q水 ______ Q油(选填“>”“<”或“=”)。
(3)如果只将表格中的“体积/mL”改为“质量/g”，其它数据不变，则食用油的比热容是______ J/(kg⋅℃)。
16. 某同学用如图甲所示的电路来探究串联电路的电压规律。(不考虑小灯泡灯丝电阻随温度变化的情况)
(1)实验中应选用______ (填“相同”或“不同”)规格的小灯泡L1、L2连接电路；
(2)该同学更换小灯泡进行3次实验，将电压表的两端分别连到A与B、B与C、A与C，测量电压UAB、UBC、UAC，并将测得的数据记录在表中，其中第3次A与B两点间的电压如图乙所示。
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
4.5
0
4.5
2
2.4
2.1
4.5
3
3.0
4.5
①第1次实验出现的电路故障是______ (故障只出现在小灯泡L1或L2上)；
②第3次实验A与B两点间的电压是______ V。
(3)如果在电路安全的情况下，在第2次实验时，将电源电压增加到6V，则小灯泡L2两端的电压是______ V。
17. 在探究“电流与电压的关系”的实验中，小明同学连接的电路如图所示，已知电源电压恒为6V，滑动变阻器规格为“50Ω 0.5A”。
(1)请将图中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向右滑动时电压表示数变大，且导线不允许交叉。
(2)小明通过调节滑动变阻器的滑片P，测出通过定值电阻R的电流和对应的电压值，并记录在表中。老师看了表中的实验数据后，却说其中有一次实验的数据是错误的。出错的是第______ 次。
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
0.1
0.21
0.3
0.39
0.5
(3)若小明选用10Ω的定值电阻来探究“电流与电压的关系”，电路、电源电压和滑动变阻器的规格均不变。电流表与电压表的量程分别为“0～0.6A”和“0～3V”，在不损坏电路元件的情况下，电路消耗的最大电功率为______ W。
18. 利用图1所示的实验器材测量小灯泡正常发光时的电阻，电源为3节新干电池，小灯泡额定电压为2.5V。
(1)小明同学连接了如图1所示的电路，检查后发现接错了一根导线，请在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线。
(2)正确连接电路后进行实验，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片移到最______ 边(填“左”或“右”)；闭合开关，电压表、电流表的示数分别为1.5V、0.3A。他继续移动变阻器的滑片，观察到当灯泡正常发光时，滑动变阻器的滑片P恰好在中点上，则小灯泡正常发光时的电阻是______ Ω。
(3)他继续移动滑动变阻器的滑片，此时电压表、电流表的示数分别为3.0V、0.42A，观察到灯泡亮度越来越亮，经分析可得出，小灯泡的亮度是由______ 决定的；图2中能合理反映小灯泡灯丝电阻变化曲线的图象是______ (填“A”、“B”或“C”)。
四、计算题（本大题共1小题，共10.0分）
19. 如图甲所示是常用的3D打印笔，它通过加热，挤出热熔的塑料，然后在空气中迅速冷却，最后凝固成形。此打印笔有快慢两挡，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2是用于发热的电阻，表格是该款3D打印笔的相关参数。
额定电压
220V
慢挡打印功率
22W
快挡打印功率
66W
(1)打印笔工作时，PTC电阻发热，塑料受热逐渐变软变稀，此时______ 能转化为______ 能；当S闭合，S1 ______ (填“闭合”或“断开”)时，该3D打印笔为快挡。
(2)求R2的阻值？
(3)某次使用快挡打印，共将33g的塑料条从20℃加热到220℃，且该3D打印笔快挡打印时的热效率为80%，求完成这次打印需要多长时间？[塑料条的比热容为2.0×103J/(kg⋅℃)]
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：由题意可知，图甲中，虽然二氧化氮的密度大于空气密度，但是它也会运动到上面的瓶子内，这说明气体分子在不停地做无规则运动，最合理；
图乙中，密度大的二氧化氮气体在上方，抽去玻璃板后，由于重力的作用，二氧化氮气体会向下运动，所以不能完全说明气体分子在不停地做无规则运动，最不合理；
图丙中，瓶子水平放置，抽开隔板，气体可以自由运动，互相进入对方，能说明气体分子在不停地做无规则运动，但与甲相比，仍不够典型。
故选：A。
不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散，扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动。
扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动，本实验中要注意将密度大的气体放在下面。
2.【答案】D
【解析】解：A.内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，温度高的物体内能不一定大，故A错误；
B.热量是一个过程量，不能说含有热量，故B错误；
C.内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，物体内能大小与运动速度无关，故C错误；
D.热传递中，热量从高温物体传给低温物体或者从物体的高温部分传向低温部分，内能小的物体有可能温度高，所以内能小的物体也可能将热量传给内能大的物体，故D正确。
故选：D。
(1)一切物体都具有内能，内能包括分子动能和分子势能，所以，内能的大小与物体的温度、质量和体积有关；
(2)热量是过程量，就是说，热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)热传递的条件，存在温度差，热量从温度高的物体传向温度低的物体。
本题是一道综合题，主要考查学生对内能、温度、热量的理解，以及热传递的知识，难度不大。
3.【答案】C
【解析】解：A.燃料燃烧推动火箭升空是把内能转化为机械能，故A错误；
B.热值是燃料的一种特性，无论燃料是否完全燃烧，其热值不变，故B错误；
C.长征五号火箭采用液态氢做燃料，原因是液态氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量燃料，液态氢可以释放出更多的热量，故C正确；
D.火箭发动机工作过程中也有很大的能量损失，其效率不可能接近100%，故D错误。
故选：C。
(1)火箭是热机的一种，是利用内能做功的机器；
(2)热值是燃料的一种特性，其大小与燃料的种类有关，而与质量大小、燃烧程度无关；
(3)在完全燃烧相同质量的不同燃料时，热值越大的燃料释放出的热量越多；
(4)任何能量转化过程都伴随能量的损失，所以转化效率很难接近100%。
本题考查对热值特性的理解、热机工作过程中的能量转化、热机效率，属于对基础知识的考查。
4.【答案】C
【解析】解：
甲图中两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；
乙图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；
丙图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；
丁图中两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能；
A、四个冲程的正确顺序是乙丁甲丙，故A错误；
B、乙图为吸气冲程，内燃机在做功冲程能获得动力，故B错误；
C、丁图为压缩冲程，在该冲程中将机械能转化为内能，故C正确；
D、丙图为排气冲程，而在做功冲程存在化学能转化为内能的过程，故D错误。
故选：C。
四冲程内燃机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，根据气门的状态、活塞运动的方向确定冲程的种类；其中只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能。
此题考查了对内燃机四个冲程的判断以及涉及能量转化的两个冲程，要结合气门和活塞运动情况进行判断。
5.【答案】D
【解析】解：A.验电器是利用同种电荷相互排斥的原理工作的，故A错误；
B.C棒是导体，手柄D应为绝缘体，否则电荷会通过人体传出，故B错误；
C.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，该玻璃棒去接触验电器A时，验电器A也会带正电(接触带电)；
用C棒去同时接触A、B验电器的金属球时，因验电器A带了正电，B验电器上自由电子向A验电器转移；又因为负电荷定向移动的方向与电流方向相反，所以产生的电流方向为A到B，故C错误。
D.丝绸摩擦玻璃棒的过程中，玻璃棒失去电子而带正电，即电子是由玻璃棒转移到丝绸，故D正确；
故选：D。
(1)验电器的工作原理是同种电荷相互排斥；
(2)容易导电的物体叫导体，人体是导体；不容易导电的物体叫绝缘体；
(3)正电荷定向移动的方向规定为电流方向，负电荷定向移动的方向与电流方向相反；
(4)用丝绸摩擦过的玻璃棒失去电子而带正电。
本题考查了验电器的原理、摩擦起电的实质以及电流方向的规定，是一道易错题。
6.【答案】B
【解析】解：
由题知，人脸识别、刷卡识别，只要其中一种方式识别成功，则相应开关闭合从而使电动机启动工作，所以两个开关应并联后再与电动机串联在电源上；灯泡与电动机能独立工作，是并联的；故B符合题意。
故选：B。
根据只要其中一种方式识别成功，则相应开关闭合，电动机启动分析解答；用电器工作时互不影响，是并联的。
本题考查根据要求设计电路，关键是明确两个开关的连接方式。
7.【答案】D
【解析】解：
A图滑动变阻器的接线柱接B和C，连入电路中的电阻丝是PB部分。当滑片P向左滑动时，PB电阻丝长度变大，电阻变大。此选项不符合题意；
B图滑动变阻器的接线柱接B和D，连入电路中的电阻丝是PB部分。当滑片P向左滑动时，PB电阻丝长度变大，电阻变大。此选项不符合题意；
C图滑动变阻器的接线柱接B和A，连入电路中的电阻丝是AB部分。无论怎样移动滑片，滑动变阻器接入电路电阻不变。此选项不符合题意；
D图滑动变阻器的接线柱接A和D，连入电路中的电阻丝是AP部分。当滑片P向左滑动时，AP电阻丝长度变小，电阻变小。此选项符合题意。
故选：D。
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，；若接右下接线柱，滑片向左移动，电阻变大。
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。
8.【答案】C
【解析】解：由图可知，开关闭合后，两个灯泡串联在电路中，电流表测量电路中的电流，电压表测量的是灯泡L2两端的电压，根据串联电路的电压特点可知，此时电压表示数要小于电源电压；
某个灯泡发生故障，两灯泡都熄灭，电流表示数为零，说明电路出现了断路现象；电压表示数比原来还大，说明电压表与电源之间是接通的，即测量的是电源电压，所以故障是与电压表并联的灯泡L2断路；
综上所述ABD错误，C正确。
故选：C。
由图可知，开关闭合后，两个灯泡串联在电路中，电流表测量电路中的电流，电压表测量的是灯泡L2两端的电压；某个灯泡发生故障，两灯泡都熄灭，说明电路中无电流，根据电压表的示数变化判定故障的原因。
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，电路故障分短路和断路两种情况，平时做实验时试一试，多总结、提高分析能力。
9.【答案】A
【解析】解：由电路图可知，滑动变阻器R与定值电阻R0串联，电流表测电路中的电流；
当油箱中的油量减少时，浮子随油面下降，在杠杆的作用下滑片向上移动，则变阻器R连入电路的电阻变大，电路中的总电阻增大，由I=UR可知，电路中的电流减小；根据P=UI可知，电路的总功率变小，故A正确。
故选：A。
由电路图可知，滑动变阻器R与定值电阻R0串联，电流表测电路中的电流，根据油量的变化可知浮子的运动情况，在杠杆的作用下可知滑片P移动的方向，从而可知变阻器接入电路中电阻的变化，由电阻的串联可知总电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化；根据P=UI分析总功率的变化。
本题考查了滑动变阻器和欧姆定律的应用，正确分析油量变化时滑片移动的方向是关键。
10.【答案】D
【解析】解：
A、由图知电能表允许通过的最大电流为40A，因此小英家干路中的电流不得超过40A，故A错误；
B、小英家上月消耗的电能为：5647.8kW⋅h−5546.7kW⋅h=101.1kW⋅h，故B错误；
C、指示灯闪烁320次消耗的电能：W=3201600kW⋅h=0.2kW⋅h；故C错误；
D、1600imp/kW⋅h表示每消耗1kW⋅h的电能，指示灯闪烁1600次，电能表上指示灯闪烁的次数越多，则电路中消耗的电能越多，故D正确。
故选：D。
从电能表表盘可得到的信息：
①电能表指示灯闪烁的次数反映了电路消耗电能的多少；
②电能表读数时，最后一位是小数，单位kW⋅h；
③根据10(40)A的含义判断；
④1600imp/kW⋅h表示每消耗1kW⋅h的电能，指示灯闪烁1600次，据此求出指示灯闪烁320次消耗的电能。
本题考查对电能表参数的理解，关键是要明白各参数的物理意义，还要能读出电能表的示数和计算出当月消耗的电能。
11.【答案】B
【解析】解：由题知，电阻丝的电阻R1=R2=R3；
AB、装置中R2、R3并联后再与R1串联，通过R1的电流I1=I2+I3，而I2=I3，所以右边容器中通过R2的电流I2是左侧通过R1电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，通过R1的电流和通过R2的电流大小之比为2：1，故A错误；B正确；
C、已知R1=R2=R3，所以R2、R3并联后的总电阻是12R2=12R1，由于串联电路中，用电器两端电压与其阻值成正比，所以电阻R1两端的电压大于R2两端的电压，故C错误；
D、左右两容器中的电阻相同，而通过电阻R1的电流大于R2的电流，通电时间相同，由Q=I2Rt可知，A容器中电阻R1产生的热量多，则A管的液面将会比B管的液面高，故D错误。
故选：B。
(1)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，在通电时间和电阻相同时，是探究电流产生热量跟电流的关系；
(2)在串联电路中电流处处相等；在并联电路中干路电流等于支路电流之和；
(3)在串联电路中，用电器两端电压与其阻值成正比；在并联电路中各支路两端电压相等；
(4)通电时间相同、电阻相同，通过的电流不同，利用焦耳定律Q放=I2Rt分析判断。
此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电流的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用，同时考查了学生对焦耳定律变形公式的理解和应用。
12.【答案】D
【解析】解：A、只闭合S2，L与R2串联，通过二者的电流相等。根据图像，R2的功率占总功率的80%，则L的功率占总功率的20%，L与R2的功率比：
PL：Pb=20%：80%=1：4；
串联电路中电流处处相等，根据P=I2R可知电阻之比等于功率之比，即：
RL：Rb=PL：Pb=1：4，故A正确；
B、由灯泡的规格可知，小灯泡的额定功率为PL=3W，额定电压为UL=6V，根据P=可得，小灯泡的电阻为：
RL=UL2PL==12Ω；
由PL：Pb=1：4可得，滑动变阻器的滑片位于b点时的电阻为：Rb=4RL=4×12Ω=48Ω，
只闭合S2，滑片在b点时电路中的总电阻为：R总=RL+Rb=12Ω+48Ω=60Ω，
因此时电路中的电流为0.3A，则由欧姆定律可得，电源电压为：U=IR总=0.3A×60Ω=18V，故B正确；
C、只闭合S1时，由电路图可知，灯泡L与R1串联，此时灯泡正常发光，说明此时灯泡两端电压为UL=6V，
由串联电路的电压规律可得，此时R1两端电压为：U1=U−UL=18V−6V=12V，
由串联电路电阻等比例分压可得：R1：RL=U1：UL=12V：6V=2：1，
解得R1的阻值为：R1=2RL=2×12Ω=24Ω，故C正确；
D、开关全部闭合时，L被短路，R1，R2并联，电流表测量总电流，此时R1的电流：
I1===0.75A，
为了保证安全，总电流不能超过3A，则R2的最大电流：
I2大=I总−I1=3A−0.75A=2.25A，
此时R2的阻值最小为：R2小===8Ω，
所以R2的变化范围为8～48Ω，故D错误。
故选：D。
(1)由电路图可知，只闭合开关S2，灯泡L与滑动变阻器R2串联；由图乙可知，滑动变阻器的滑片滑到b端时，R2的功率占总功率的80%，因电路的总功率等于各用电器功率之和，故可知灯泡L的功率占总功率的20%，根据P=I2R求出灯泡L的电阻和滑动变阻器滑片移到b端时滑动变阻器接入电路的电阻之比；
(2)根据P=求出灯泡的电阻，进而求出滑动变阻器的滑片位于b点时的电阻；根据串联电路的电阻特点求出只闭合S2，滑片在b点时的总电阻，根据欧姆定律求出电源电压；
(3)只闭合S1时，由电路图可知，灯泡L与R1串联，此时灯泡正常发光，说明此时灯泡两端电压为UL=6V，由串联电路的电压规律可得此时R1两端电压，根据串联电路的分压原理求出R1与灯泡L的电阻之比，进而求出R1的阻值；
(4)开关均闭合时，灯泡L被短路，R1、R2并联，电流表测干路的总电流，根据欧姆定律求出此时流过R1的电流，由电流表的量程可知，干路的最大电流为I总=3A，根据并联电路的电流规律求出此时流过R2的最大电流，根据欧姆定律求出R2接入电路中的最小阻值，进而求出开关均闭合时R2的变化范围。
本题考查串并联电路的特点、欧姆定律的应用和电功率公式的应用，分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
13.【答案】电 化学 9.6
【解析】解：太阳能电池板给蓄电池充电时电能转化为化学能。
1平方米的晶硅太阳能板的电功率为120瓦，每天发电时间8小时，100m2的太阳能板发电一天的能量为：W=Pt=120W/m2×100m2×8h=96kW⋅h=96×3.6×106J。
如果100m2的太阳能板发电一天的能量用燃烧天然气来提供，需要天然气的体积为：V=Qq=96×3.6×106J3.6×107J/m3=9.6m3。
故答案为：电；化学；9.6。
(1)太阳能电池板给蓄电池充电时电能转化为化学能。
(2)根据W=Pt计算电能。
(2)根据热值公式计算天然气的体积。
本题考查了太阳能的利用，关键是会利用热量公式Q=qV和电能的公式W=Pt进行计算。
14.【答案】0.72 1.584×105 半导体
【解析】解：(1)由表中数据可知，锂电池存储的电能：W=UIt=24V×12A×1h=288Wh，
由P=Wt可知，充满电后可以连续使用的时间：t=WP=288Wh400W=0.72h；
(2)由表中数据可知，充电10分钟增加的电能：W′=UIt=220V×1.2A×10×60s=1.584×105J；
(3)集成电路是利用半导体材料制造的，因此IC卡主要利用半导体制作而成。
故答案为：0.72；1.584×105；半导体。
(1)根据W=UIt求出锂电池存储的电能，根据P=Wt求出充满电后可以连续使用的时间；
(2)根据W=UIt求出充电10分钟增加的电能；
(3)集成电路是利用半导体材料制造的。
本题考查电功公式和电功率公式以及半导体材料的应用，关键是根据表中数据读出相关的信息。
15.【答案】不能 没有控制水和食用油的质量相同 = 2×103
【解析】解：(1)根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同(不同物质密度不同，根据m=ρV，体积相同的不同物质质量不同)，该实验不能得出水的吸热能力比食用油的强，原因是：没有控制水和食用油的质量相同；
(2)在改进此实验后，对质量相同的水和食用油都加热10min，根据转换法，Q水=Q油；
(3)根据表中数据可知，水加热时间为油的2.1倍，故水吸热是油的2.1倍，故有
c水Δt水m水=2.1c油Δt油m油
即c水Δt水=c油Δt油
则食用油的比热容是：
c油=12.1×c水Δt水Δt油=4.2×103J/(kg⋅℃)×(42℃−20℃)(44℃−22℃)=2×103J/(kg⋅℃)
故答案为：(1)不能；没有控制水和食用油的质量相同；
(2)=；
(3)2×103。
(1)(2)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
比较物质吸热能力的2种方法：使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量(即比较加热时间)，吸收热量多的吸热能力强；或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；
(3)根据表中数据可知，水加热时间为油的2.1倍，故水吸热是油的2.1倍，根据Q=cmΔt分析求解。
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。
16.【答案】不同 L1断路(或L2短路) 1.4 2.8
【解析】解：(1)为得出普遍规律，应使用不同规格的小灯泡L1、L2连接电路；
(2)①第1次实验中L1两端电压等于电源电压，L2两端电压为0，可能是整个电路断路或电压表测量导线的电压，即由于L1断路或L2短路；
②由图乙知电压表选择的是0～3V量程，对应的分度值是0.1V，指针指在1V后面第4个小格上，读数为1.4V，所以第3次实验A与B两点间的电压是1.4V；
(3)不考虑小灯泡灯丝电阻随温度变化的情况，如果在电路安全的情况下，在第2次实验时，将电源电压增加到6V，小灯泡L2两端的电压在总电压中所占的比例不变，
则有；2.1V4.5V=U2U总=U26V，解得U2=2.8V。
故答案为：(1)不同；(2)L1 断路(或L2短路)；1.4；(3)2.8。
(1)为得出普遍规律，应使用不同规格的灯泡进行多次实验；
(2)测量L2两端的电压时，发现电压表示数变为0，说明没有电流通过电压表，据此分析；根据电压表的所选量程确定分度值，根据指针位置读数；
(3)根据串联电路的电压分配规律解答。
此题为探究串联电路中的电压规律实验，考查了电压表的读数、归纳法的运用以及电路故障分析能力等。
17.【答案】1 1.8
【解析】解：(1)滑动变阻器的滑片向右滑动时电压表示数变大，由I=UR可知电路中的电流变大，因此变阻器下面的接线柱是右边接线柱接入电路，且与电阻串联，电压表和电阻并联，如图所示：
(2)根据实验数据可知，当U1=0.5V时，I1=0.1A，根据欧姆定律可知，定值电阻的阻值为R1=U1I1=0.5V0.1A=5Ω，
把5Ω的电阻接入电路中，而变阻器的最大电阻为50Ω时，由电阻的串联和欧姆定律，电路的最小电流为I小=UR滑大+R1=6V50Ω+5Ω≈0.11A>0.10A，
故出错的是第1次实验的数据。
(3)电压表的量程为“0～3V”，即电阻的最大电压为3V，由欧姆定律，这时电路的最大电流为I大=UVR=3V10Ω=0.3A<0.6A，
故电路的总功率的最大值为P大=UI大=6V×0.3A=1.8W。
故答案为：(1)见解析；(2)1；(3)1.8。
(1)滑动变阻器的滑片向右滑动时电压表示数变大，由I=UR可知电路中的电流变大，因此变阻器下面的接线柱是右边接线柱接入电路，且与电阻串联，电压表和电阻并联；
(2)先根据欧姆定律计算电阻，而变阻器的最大电阻为50Ω时，由电阻的串联和欧姆定律求出电路的最小电流分析；
(3)根据电压表的量程为“0−3V”确定电阻的最大电压为3V，由欧姆定律求出这时电路的最大电流，并与0.5A比大小，从而确定电路的最大电流，根据P=UI求出总功率的最大值。
本题探究电流与电压的关系，考查电路连接、数据分析、串联电路的规律及欧姆定律的运用和数据分析、控制变量法、电功率公式的运用。
18.【答案】左 6.25 小灯泡实际功率 B
【解析】解：(1)原电路图中，电流表和滑动变阻器串联后与灯泡并联，电压表串联在电路中是错误的，在测量小灯泡正常发光时的电阻实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示：
；
(2)为了保护电路，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即最左边；
正确连接电路，闭合开关，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，电压表、电流表的示数分别为1.5V、0.3A，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端电压为U滑=U−U1=4.5V−1.5V=3V，则滑动变阻器最大阻值为：
R滑=U滑I1=3V0.3A=10Ω；
当灯泡正常发光时，滑动变阻器的滑片P恰好在中点上，即R滑中=5Ω；根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为U滑中=U−UL=4.5V−2.5V=2V，
根据串联电路电流特点，灯泡正常发光时的电流为：IL=I滑中=U滑中R滑中=2V5Ω=0.4A，
则小灯泡正常发光时的电阻为：
R=ULIL=2.5V0.4A=6.25Ω；
(3)由题意可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P=UI可知，灯泡功率变大，观察到灯泡亮度越来越亮，故小灯泡的亮度是由小灯泡实际功率决定的；
灯丝的电阻随温度的升高而增大；
A、由I−U图象可知，电流与电压成正比，即电阻值为定值，故A错误；
BC、因为灯丝电阻随温度的升高而增大，当灯丝两端电压越大，灯丝的温度越高，灯丝的电阻越大，电流变化的越来越小，故B正确，C错误；
故选：B。
故答案为：(1)见解答图；(2)左；6.25；(3)小灯泡实际功率；B。
(1)在测量小灯泡正常发光时的电阻实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端；
(2)为了保护电路，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；
正确连接电路，闭合开关，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，电压表、电流表的示数分别为1.5V、0.3A，根据串联电路电压规律结合R=UI求出滑动变阻器最大阻值；当灯泡正常发光时，滑动变阻器的滑片P恰好在中点上，根据串联电路电压规律求出滑动变阻器两端电压，利用欧姆定律求出灯泡额定电流，然后根据R=UI求出灯泡正常发光时的电阻；
(3)小灯泡的亮度是由实际功率决定的；灯丝的电阻随温度的升高而增大。
本题测量小灯泡正常发光时的电阻实验，考查了电路连接、注意事项、电阻的计算和影响电阻大小因素等知识。
19.【答案】电 内 闭合
【解析】解：(1)打印笔工作时，消耗了电能，PTC电阻发热，塑料受热会逐渐变软、变稀，内能增大，因此该过程将电能转化为了内能。
当开关S1、S2都闭合时，两电阻并联，总电阻最小，根据P=U2R可知，此时总功率较大，为快挡。
(2)当开关S1闭合、开关S2断开时，电路只有R1工作，电阻较大，根据P=U2R可知，此时电路消耗的功率较小，为慢挡；
慢挡打印时，通过电路的电流I慢=P慢U=22W220V=0.1A，
快挡打印时，通过电路的电流I快=P快U=66W220V=0.3A，
快挡打印时，通过R2的电流I2=I快−I慢=0.3A−0.1A=0.2A，
R2的阻值是R2=UI2=220V0.2A=1100Ω；
(3)塑料条从20℃加热到220℃吸收的热量为Q吸=cmΔt=2.0×103J/(kg⋅℃)×33×10−3kg×(220℃−20℃)=1.32×104J，
使用快挡打印时消耗的电能为W=Q吸η=1.32×104J80%=1.65×104J，
完成这次打印需要t=WP快=1.65×104J66W=250s。
答：(1)电；内；闭合；
(2)R2的阻值为1100W；
(3)完成这次打印需要250s。
(1)打印笔工作时，消耗了电能，PTC电阻发热，塑料受热会逐渐变软、变稀，内能增大，因此该过程将电能转化为了内能；
由图可知，只闭合开关S时，R1通路；同时合开关S、S1时，R1、R2并联；由于并联后的阻值比任意一个并联电阻都小，所以，同时合开关S、S1时，电路的电阻较小；由P=U2R可知，电压一定的情况下，电阻越小，消耗的电功率越大，则只闭合开关S时为慢挡打印，同时合开关S、S1时为快挡打印。
(2)根据P=UI算出慢挡打印时通过电路的电流，根据P=UI快挡打印时通过电路的电流，由并联电路电流的规律知快挡打印时通过R2的电流，在根据欧姆定律算出R2的阻值；
(3)根据Q吸=cmΔt算出33g的塑料条从20℃加热到220℃吸收的热量；由效率公式η=Q吸W算出使用快挡打印时消耗的电能，再由t=WP算出完成这次打印所需的时间。
本题以3D打印笔为情景考查了电功率公式的应用以及吸热公式的应用，掌握电路的连接是解题的关键。
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