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河南省漯河市郾城区2023-2024学年九年级上学期1月期末物理试题含答案
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1. 如图所示是生活中常用的物理降温“退热贴”。在使用过程中会散发出一股清新的薄荷香味，这是______现象；在退热过程中，人体的内能______（选填“增大”或“减小”），这是通过______的方式改变物体的内能。
【答案】 ①. 扩散 ②. 减小 ③. 热传递
【解析】
【详解】[1]在使用过程中会散发出一股清新的薄荷香味，是因为芳香分子在不停地做无规则，进入空气中，属于扩散现象。
[2][3]在退热过程中，人体放出热量，人体的内能减小，通过热传递的方式改变物体的内能。
2. 2022年11月29日，神舟十五号飞船搭载长征二号F遥十六运载火箭成功点火升空。火箭点火升空时，发动机将燃气的内能转化为______能，此过程中的能量转化与四冲程汽油机的______冲程相同。燃料在燃烧过程中，本身质量不断减少，热值______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 ①. 机械 ②. 做功 ③. 不变
【解析】
【详解】[1]燃料燃烧产生的高温高压气体对火箭做功，将内能转化为机械能。
[2]四冲程汽油机工作时做功冲程将内能转化为机械能，二者能量转化形式相同。
[3]热值是燃料的特性，与燃料的质量无关；所以燃料燃烧提供火箭升空所需的能量，本身质量不断减小，热值不变。
3. 如图所示，无线路由器是一种支持有线和无线连接的网络设备，目前市场上有2.4G和5G等型号，它可以通过______（选填“电磁波”或“超声波”）实现无线连接；我们可以通过后排接口将其同时连接多台电脑实现有线连接，则各接口之间是______（选填“串联”或“并联”）的。
【答案】 ①. 电磁波 ②. 并联
【解析】
【详解】[1]电磁波的传播不需要介质，路由器通过电磁波实现无线连接。
[2]路由器的后排接口将其同时连接多台电脑实现有线连接，则各接口之间互不影响，是并联的。
4. 用毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子而带______电。用这个橡胶棒接触验电器的金属球，如图所示，验电器的两金属箔片由于带同种电荷互相______而张开。
【答案】 ①. 负 ②. 排斥
【解析】
【详解】[1][2]自然界中存在两种电荷：与毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子带负电，与丝绸摩擦过的玻璃棒由于失去电子带正电；电荷间的作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，验电器的工作原理就是利用同种电荷相互排斥。
5. 如图所示电路中，电源电压不变，电阻R1的阻值为20Ω，R2的阻值为30Ω。当开关S1和S2断开，S3闭合时，电流表的示数为0.6A，电源电压为______V。当开关S2断开，S1、S3闭合时，通电1min，电阻R2产生的热量为______。
【答案】 ①. 12 ②. 288
【解析】
【详解】[1]当开关S1和S2断开，S3闭合时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中电流，电源电压为
[2]当开关S2断开，S1、S3闭合时，两电阻并联，通过R2的电流为
通电1min，电阻R2产生的热量为
6. 如图所示，AB和CD是两根固定且平行的光滑金属轨道，符号“x”代表垂直金属导轨向下的磁场，现将铜棒EF和GH垂直静止放在导轨上，当拉动铜棒EF向左运动时，电路中______（选填“有”或“无”）感应电流，铜棒GH会______（选填“运动”或“静止”）。
【答案】 ①. 有 ②. 运动
【解析】
【详解】[1]如图，两根铜棒和两根金属轨道形成闭合回路，当拉动铜棒EF向左运动时，EF做切割磁感线运动，电路中有感应电流。
[2]通电导体在磁场中受到力的作用，当电路中有感应电流时，铜棒GH会受到力的作用，所以它会运动。
二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题每小题只有一个选项符合题目要求；第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）
7. 下列关于身边物品的估测最接近实际的是（ ）
A. 一本物理课本的质量约为2kgB. 中学生手掌的宽度约为15cm
C. 中学生步行的速度约为2m/sD. 电吹风机的功率约为500W
【答案】D
【解析】
【详解】A．一本物理课本的质量约为200g=0.2kg，故A不符合题意；
B．中学生手掌的宽度约为1.5cm，故B不符合题意；
C．中学生步行的速度约为1m/s，故C不符合题意；
D．电吹风机由电动机和电热丝组成，电功率比较大，约500W，故D符合题意。
故选D。
8. 如图所示，将一节干电池和三只均标有“1.5V 0.5W”的小灯泡接入电路，当开关S1闭合、S2断开时，三只灯泡均能发光．若将开关S1、S2均闭合，则（ ）
A. 只有灯泡L1熄灭
B. 三只灯泡均熄灭
C. 灯泡L2、L3熄灭，L1更明亮
D. 灯泡L3熄灭，L1、L2均更明亮
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】一节干电池的电压为1.5V，三个灯泡的规格均为“1.5V 0.5W”，则每个灯泡的额定电压等于电源电压；由图可知，当开关S1闭合、S2断开时，L2、L3并联后再与L1串联，此时三只灯泡均能发光；由串联电路的电压特点可知，每个小灯泡的电压均小于1.5V；若将开关S1、S2均闭合，则灯泡L2、L3被短路，此时电路中只有灯泡L1，L1两端电压增大为1.5V，L1的实际功率增大，所以L1更明亮，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【考点定位】电路的三种状态
9. 郑开第十五届马拉松比赛4月16日开赛，比赛中采用感应芯片计时，当正确佩带芯片的参赛者通过起点和终点时，芯片里的线圈产生感应电流，从而激发芯片发送编码信息，系统实时获取信息进行计时。下列图所示器件的工作原理与它相同的是（ ）
A. 电磁起重机
B. 动圈式话筒
C. 扬声器
D. 电铃
【答案】B
【解析】
【详解】A．电磁起重机是利用电磁铁工作的，故A不符合题意；
B．动圈式话筒是利用电磁感应原理工作的，故B符合题意；
C．扬声器是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的，故C不符合题意；
D．电铃是利用电流的磁效应原理工作的，故D不符合题意。
故选B。
10. 如图所示验电器M带正电、N不带电，用带有绝缘柄的金属棒将它们的金属球连接起来，发现验电器N的金属箔片张开。下列说法中正确的是（ ）
A. 验电器M金属箔片张角变大
B. 验电器N将得到电子
C. 金属棒中的电流从M到N
D. 若用手接触金属棒，M、N金属箔片的张角不变
【答案】C
【解析】
【详解】AB．M、N的金属球通过金属棒连接后，N上的电子转移到M上，与正电荷中和，使得M上的正电荷减少，M金属箔片张角变小，故AB错误；
C．电子定向移动的方向是从N到M，则金属棒中电流的方向是由M流向N，故C正确；
D．用手触摸金属棒，使负电荷通过人体流向大地，则M、N上的总电荷量减少，箔片的张角都变小，故D错误。
故选C。
11. 带有烘干功能的滚筒洗衣机，要求洗衣和烘干均能独立进行，下列电路设计符合要求的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．由电路图可知，开关S1闭合时电动机工作，再闭合S2时电动机和加热器并联同时工作，加热器不能独立工作，故A不符合题意；
B．由电路图可知，开关S1闭合时加热器工作，再闭合S2时电动机和加热器并联同时工作，电动机不能独立工作，故B不符合题意；
C．由电路图可知，开关S1闭合时电动机和加热器串联同时工作，再闭合S2时加热器被短路，只有电动机工作，而加热器不能独立工作，故C不符合题意；
D．由电路图可知，只闭合S1时电动机工作，只闭合S2时加热器工作，电动机和加热器均能独立进行，故D符合题意。
故选D。
12. 汽车超载是发生交通事故的重要原因之一，为了交通安全，很多路段上设置了汽车超载监测站。如图所示是某监测站称重秤的模拟装置图，下列说法正确的是（ ）
A. 图中称重表既可用电压表，也可用电流表
B. 当车辆越重时，通过定值电阻R0的电流越大
C. 当车辆越重时，电路消耗的总功率越大
D. 当车辆越重时，称重表的示数越大
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，两电阻串联，称重表并联在滑动变阻器的两端，所以该表为电压表，故A错误；
BCD．当车辆越重时，滑片向下移动的距离越大，滑动变阻器接入电路的电阻越大，根据串联电路的分压规律可知，滑动变阻器分担的电压越大，即称重表示数越大；变阻器接入电路的电阻越大，总电阻越大，根据欧姆定律可知，电路中的电流越小，通过定值电阻R0的电流越小；由P＝UI可知，电路消耗的电功率越小，故BC错误，D正确。
故选D。
13. 如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该装置探究电流产生的热量与哪些因素有关时，下列说法正确的是（ ）
A. 用U形管中液面高度差反映电流产生热量的多少
B. 通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系
C. 通电后可探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D. 通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差较大
【答案】AC
【解析】
【详解】A．电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气吸收热量后温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法，故A正确；
BC．由图可知，左侧容器中的电阻丝与右侧容器中的电阻丝串联，通过的电流与通电时间相同，两个容器中的电阻丝阻值不同，因此装置可探究电流产生的热量与电阻的关系，故B错误，C正确；
D．已知右侧容器中的电阻丝阻值大于左侧容器中电阻丝阻值，则装置中右侧容器中的电阻丝产生的热量较多，因此右侧容器中的U形管液面高度差较大，故D错误。
故选AC。
14. 黄河小浪底水利枢纽工程具有防洪、发电、调沙等多项功能。图为黄河小浪底水力发电站，下列说法正确的是（ ）
A. 按照能源分类，水能是可再生能源
B. 水力发电机的工作原理是电磁感应
C. 水从高处下落的过程中，动能转化为重力势能
D. 随着科技发展，水电站的能源利用率可达100%
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】A．按照能源分类，水能是可再生能源，故A正确；
B．水力发电机的工作原理是发电机，其原理是电磁感应，是将水能转化为电能，故B正确；
C．水从高处下落的过程中，重力势能转化为动能，故C错误；
D．随着科技发展，水电站的能源利用率不可能达100%，故D错误。
故选AB。
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15. 用笔画线代替导体将带开关的电灯、带保险丝的三孔插座正确连入如图所示的家庭电路中。
【答案】
【解析】
【详解】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。三孔插座的接法：上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线，保险丝要接在火线上，如图所示：
16. “弘扬美德，敬老爱老”，请设计一款有“加热”和“保温”两挡的老人用加热坐垫，要求使用“加热”挡时功率为各种方案中最大的。现有器材：电源、两个加热电阻、两个开关和若干导线。在虚线框内画出你设计的电路图。
【答案】见详解
【解析】
【详解】方法一：由
可知，当电源电压一定时，电路电阻越大，功率越小；两个电阻可以串联，两个电阻全部接入时为保温挡，只要一个电阻接入电路时为加热挡，用开关控制两个挡位，电路图如图：
方法二：由
可知，当电源电压一定时，电路电阻越大，功率越小；两个电阻可以并联，两个电阻都接入电路为加热档，一个电阻接入时为保温档，开关控制两个档位，如图：
四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题8分，第19题7分，共19分）
17. 小明用如图所示的装置做“探究什么情况下磁可以生电”实验。
（1）该实验中，灵敏电流计的作用是______、判断感应电流的方向；
（2）使导体ab在U形磁体中水平向左或向右运动，灵敏电流计指针______（选填“发生”或“不发生”）偏转；
（3）该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做______运动时，导体中就会产生感应电流；
（4）有同学想探究感应电流的大小是否与磁场强弱有关，进行了如下操作；
①让导体ab在磁场中以一定的速度水平向右运动，观察灵敏电流计指针的偏转角度；
②改变______，让导体ab在磁场中以相同的速度水平向右运动，观察灵敏电流计指偏转角度。
【答案】 ①. 检验是否有感应电流 ②. 发生 ③. 切割磁感线 ④. 磁场强度
【解析】
【详解】（1）[1]该实验中，感应电流无法直接观察，而且很小，使用灵敏电流计的作用是检验是否有感应电流产生，并根据指针偏转的方向来判断感应电流的方向。
（2）[2]使导体ab在U形磁体中水平向左或向右运动，导体切割磁感线，有感应电流产生，灵敏电流计指针发生偏转。
（3）[3]实验中，导体ab和灵敏电流计构成闭合电路，当导体ab做切割磁感线运动时，产感应电流产生，所以可得出结论为，闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流
（4）[4]实验要探究感应电流大小是否与磁场强弱有关，影响感应电流大小的因素是磁场强弱，所以，应该改变磁场强度，让导体ab在磁场中以相同的速度水平向右运动，观察灵敏电流计指偏转角度。
18. 小明在探究并联电路电流规律的实验中，如图2甲是实验的电路图。
（1）请将图1实物图补充完成，连接完成后电流表只测L1的电流______；
（2）实验时应该选用规格______（选填“相同”或“不同”）的小灯泡；
（3）闭合开关前，发现指针如图2乙向“0”刻度的左侧偏转，他应______；
（4）他先将电流表接A处，闭合开关后，观察到灯L2发光，但灯L1不发光，电流表的示数为零，电路可能存在的故障是：______；
（5）排除故障后，他在测量A处的电流时，电流表的示数如图2丙所示，则电流表的示数为______；
（6）在解决了以上问题在，将电流表分别接入A、B、C三点处，闭合开关，测出了一组电流并记录在表格中，立即得出了并联电路的电流规律，请你指出他们实验应改进的地方是______；
（7）小明又利用器材连接了如图2丁所示的电路图，当开关S由断开到闭合时电流表A1的示数______，电流表A2的示数______（选填“变大”“不变”或“变小”）。
【答案】 ①. ②. 不同 ③. 将电流表校零 ④. 电流表或L1断路 ⑤. 0.24A ⑥. 换用不同规格的小灯泡进行多次实验 ⑦. 不变 ⑧. 变大
【解析】
【详解】（1）[1]由题意可知，两灯应并联，电流表测L1的电流，则电流表应串联在L1的支路中，如图所示：
（2）[2]为了得出普遍性的规律，实验中应该选择规格不同的小灯泡。
（3）[3]闭合开关前，发现指针如图乙向“0”刻度的左侧偏转，说明电流表没有校零，他应将电流表校零。
（4）[4]闭合开关后，发现L2亮，L1不亮，说明干路和L2支路完好，则该电路可能出现的故障是电流表或L1断路。
（5）[5]图丙中电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，电流大小为0.24A。
（6）[6]只根据一组数据得出结论有偶然性，为得出普遍性的结论，要换用不同规格的小灯泡进行多次实验。
（7）[7][8]如图丁所示的电路图，开关S断开时，电路中只有L1灯，两电流表示数相等；当S闭合时，两灯并联，电流表A2测干路电流，A1测灯L1的电流，因灯L1的电压不变（为电源电压），根据欧姆定律，通过L1的电流大小不变；根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，电流表A2的示数变大。
19. 小红用如图甲所示电路“探究通过导体电流与电压和电阻的关系”，电源是由三节新干电池串联组成，滑动变阻器的规格为“”。
（1）实验前检查器材时发现电流表的指针位置偏向“0”刻度线的左侧，接下来的操作是______ ；
（2）调整好实验器材后，请用笔画线代替导线将图乙补画完整；____
（3）连接电路时，当小红连接上最后一根导线，电流表指针迅速达到满偏，则连接电路时存在的问题是______ 、______ ；
（4）实验时小红设计了表格如下，通过分析表格中数据，得出了通过导体中的电流与导体两端的电压______ ；
（5）接下来探究电流与电阻的关系，先用的定值电阻进行实验，闭合开关S，调节滑片P到合适位置，电流表示数如图丙所示，则此时电流大小为______ A，记录电压表示数。再将的定值电阻依次更换为、、继续探究，移动滑片P，直到电压表示数每次均为______ V，并记录数据；
（6）小红使用的电阻做实验时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片P，都无法使电压表的示数与前4次相同，为继续完成第5次实验，在既不增加电路中的器材，也不改变电路连接方式的前提下，你的做法是______ 。
【答案】 ①. 电流表调零 ②. ③. 开关没有断开 ④. 滑动变阻器阻值没有调到最大 ⑤. 成正比 ⑥. 0.4 ⑦. 2 ⑧. 去掉一节电池
【解析】
【详解】（1）[1]实验前检查器材时发现电流表的指针位置偏向“0”刻度线的左侧，说明电流表指针没有与零刻度线对齐，故接下来的操作是电流表调零。
（2）[2]在探究通过导体的电流与电压和电阻的关系实验中，电压表并联在定值电阻两端，滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中，如下图所示：
（3）[3][4]连接电路时，当小红连接上最后一根导线，电流表指针迅速达到满偏，说明连接电路时开关没有断开，且电路中电流较大，说明电路中电阻较小，即滑动变阻器阻值没有调到最大（或滑动变阻器将上面两接线柱接入电路）。
（4）[5]由表中数据可知，电压增大为原来的几倍，通过电阻的电流也增大为原来的几倍，故可得出了通过导体中的电流与导体两端的电压成正比。
（5）[6]先用的定值电阻进行实验，闭合开关S，调节滑片P到合适位置，电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值，其示数为。
[7]由欧姆定律得，定值电阻两端电压为
在探究电流与电阻的关系实验中，需控制定值电阻两端电压不变，故将的定值电阻依次更换为、、继续探究，移动滑片P，直到电压表示数每次均为2V，并记录数据。
（6）[8]由题知滑动变阻器最大值为，当使用的电阻进行实验时，若要保证定值电阻两端的电压不变，根据串联电路电压规律和分压原理有
即
解得
故在既不增加电路中的器材，也不改变电路连接方式的前提下，做法是：去掉一节电池（或降低电源电压）。
五、综合应用题（本题共2小题，第20题8分，第21题9分，共17分）
20. 在家电博览会上，小亮家买了一款标有“220V 3000W”的电热水器。
(1)电热水器中的电热管工作时利用的是电流的_____效应。智能化遥控器通过红外线对热水器进行温度控制，红外线是_____（选填“可见”或“不可见”）光；
(2)大功率家用电器需要使用专用插座，插座的常用规格有10A和16A两种，通过计算说明该电热水器应选用哪种规格的插座______；
(3)已知该电热水器的加热效率为 90% ，求它正常工作时把 30 L 水从 20 ℃加热到 47 ℃需要的时间______。（ρ水=1.0×103 kg/m3，c水=4.2×103 J/（kg∙℃）。
【答案】 ①. 热效应 ②. 不可见 ③. 16A ④. 1260s
【解析】
【详解】(1)[1][2]电热水器中的电热管工作时，消耗电能，转化为内能，利用了电流的热效应来工作。红外线是在红光之外的看不见的光，故红外线是不可见光。
(2)[3]由P=UI得
故应选择16A的插座。
(3)[4]电热水器中水的质量
m=Vρ水=30×10-3m3×103kg/m3=30kg
水吸收的热量
由
得
21. 如图甲是一款智能电动儿童游乐车，请完成下列问题：
（1）遥控器可以对游乐车下达指令。是通过______ 波传递信息；
（2）如图乙所示为游乐车座位下方的控制电路原理图，电源电压为30V，承载最大质量45kg。R为压力传感器限值随所受压力变化的图像如图丙所示，触发器的电阻忽略不计，电阻箱R0两端的电压超过24V时，触发电动机停止工作。为保护游乐车，电阻箱R0的阻值应为多少？（g取10N/kg）（ ）
（3）若电阻箱R0的阻值为（2）中的值，游乐场空载时控制电路中（开关闭合）消耗的电功率是多少？（ ）
【答案】 ①. 电磁 ②. 60Ω ③. 9W
【解析】
【详解】（1）[1]遥控器发出的红外线，是一种看不见的光，它属于电磁波，由于电磁波传递信息，所以可以通过遥控器对游乐车下达指令。
（2）[2]由题意知，游乐车座承受的最大压力为
由图丙可知，当时，压力传感器的阻值为，由于串联电路电源电压等于各部分电压之和，则此时电阻R两端的电压为
根据欧姆定律可得，通过压力电阻R的电流为
由于串联电路电流处处相等，由可得，电阻箱的阻值为
（3）[3]游乐场空载时，压力为零，由图丙可知，压力传感器的阻值为，由可得此时控制电路中消耗的电功率为
实验次数
1
2
3
1
2
3
1. 如图所示是生活中常用的物理降温“退热贴”。在使用过程中会散发出一股清新的薄荷香味，这是______现象；在退热过程中，人体的内能______（选填“增大”或“减小”），这是通过______的方式改变物体的内能。
【答案】 ①. 扩散 ②. 减小 ③. 热传递
【解析】
【详解】[1]在使用过程中会散发出一股清新的薄荷香味，是因为芳香分子在不停地做无规则，进入空气中，属于扩散现象。
[2][3]在退热过程中，人体放出热量，人体的内能减小，通过热传递的方式改变物体的内能。
2. 2022年11月29日，神舟十五号飞船搭载长征二号F遥十六运载火箭成功点火升空。火箭点火升空时，发动机将燃气的内能转化为______能，此过程中的能量转化与四冲程汽油机的______冲程相同。燃料在燃烧过程中，本身质量不断减少，热值______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 ①. 机械 ②. 做功 ③. 不变
【解析】
【详解】[1]燃料燃烧产生的高温高压气体对火箭做功，将内能转化为机械能。
[2]四冲程汽油机工作时做功冲程将内能转化为机械能，二者能量转化形式相同。
[3]热值是燃料的特性，与燃料的质量无关；所以燃料燃烧提供火箭升空所需的能量，本身质量不断减小，热值不变。
3. 如图所示，无线路由器是一种支持有线和无线连接的网络设备，目前市场上有2.4G和5G等型号，它可以通过______（选填“电磁波”或“超声波”）实现无线连接；我们可以通过后排接口将其同时连接多台电脑实现有线连接，则各接口之间是______（选填“串联”或“并联”）的。
【答案】 ①. 电磁波 ②. 并联
【解析】
【详解】[1]电磁波的传播不需要介质，路由器通过电磁波实现无线连接。
[2]路由器的后排接口将其同时连接多台电脑实现有线连接，则各接口之间互不影响，是并联的。
4. 用毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子而带______电。用这个橡胶棒接触验电器的金属球，如图所示，验电器的两金属箔片由于带同种电荷互相______而张开。
【答案】 ①. 负 ②. 排斥
【解析】
【详解】[1][2]自然界中存在两种电荷：与毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子带负电，与丝绸摩擦过的玻璃棒由于失去电子带正电；电荷间的作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，验电器的工作原理就是利用同种电荷相互排斥。
5. 如图所示电路中，电源电压不变，电阻R1的阻值为20Ω，R2的阻值为30Ω。当开关S1和S2断开，S3闭合时，电流表的示数为0.6A，电源电压为______V。当开关S2断开，S1、S3闭合时，通电1min，电阻R2产生的热量为______。
【答案】 ①. 12 ②. 288
【解析】
【详解】[1]当开关S1和S2断开，S3闭合时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中电流，电源电压为
[2]当开关S2断开，S1、S3闭合时，两电阻并联，通过R2的电流为
通电1min，电阻R2产生的热量为
6. 如图所示，AB和CD是两根固定且平行的光滑金属轨道，符号“x”代表垂直金属导轨向下的磁场，现将铜棒EF和GH垂直静止放在导轨上，当拉动铜棒EF向左运动时，电路中______（选填“有”或“无”）感应电流，铜棒GH会______（选填“运动”或“静止”）。
【答案】 ①. 有 ②. 运动
【解析】
【详解】[1]如图，两根铜棒和两根金属轨道形成闭合回路，当拉动铜棒EF向左运动时，EF做切割磁感线运动，电路中有感应电流。
[2]通电导体在磁场中受到力的作用，当电路中有感应电流时，铜棒GH会受到力的作用，所以它会运动。
二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题每小题只有一个选项符合题目要求；第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）
7. 下列关于身边物品的估测最接近实际的是（ ）
A. 一本物理课本的质量约为2kgB. 中学生手掌的宽度约为15cm
C. 中学生步行的速度约为2m/sD. 电吹风机的功率约为500W
【答案】D
【解析】
【详解】A．一本物理课本的质量约为200g=0.2kg，故A不符合题意；
B．中学生手掌的宽度约为1.5cm，故B不符合题意；
C．中学生步行的速度约为1m/s，故C不符合题意；
D．电吹风机由电动机和电热丝组成，电功率比较大，约500W，故D符合题意。
故选D。
8. 如图所示，将一节干电池和三只均标有“1.5V 0.5W”的小灯泡接入电路，当开关S1闭合、S2断开时，三只灯泡均能发光．若将开关S1、S2均闭合，则（ ）
A. 只有灯泡L1熄灭
B. 三只灯泡均熄灭
C. 灯泡L2、L3熄灭，L1更明亮
D. 灯泡L3熄灭，L1、L2均更明亮
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】一节干电池的电压为1.5V，三个灯泡的规格均为“1.5V 0.5W”，则每个灯泡的额定电压等于电源电压；由图可知，当开关S1闭合、S2断开时，L2、L3并联后再与L1串联，此时三只灯泡均能发光；由串联电路的电压特点可知，每个小灯泡的电压均小于1.5V；若将开关S1、S2均闭合，则灯泡L2、L3被短路，此时电路中只有灯泡L1，L1两端电压增大为1.5V，L1的实际功率增大，所以L1更明亮，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【考点定位】电路的三种状态
9. 郑开第十五届马拉松比赛4月16日开赛，比赛中采用感应芯片计时，当正确佩带芯片的参赛者通过起点和终点时，芯片里的线圈产生感应电流，从而激发芯片发送编码信息，系统实时获取信息进行计时。下列图所示器件的工作原理与它相同的是（ ）
A. 电磁起重机
B. 动圈式话筒
C. 扬声器
D. 电铃
【答案】B
【解析】
【详解】A．电磁起重机是利用电磁铁工作的，故A不符合题意；
B．动圈式话筒是利用电磁感应原理工作的，故B符合题意；
C．扬声器是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的，故C不符合题意；
D．电铃是利用电流的磁效应原理工作的，故D不符合题意。
故选B。
10. 如图所示验电器M带正电、N不带电，用带有绝缘柄的金属棒将它们的金属球连接起来，发现验电器N的金属箔片张开。下列说法中正确的是（ ）
A. 验电器M金属箔片张角变大
B. 验电器N将得到电子
C. 金属棒中的电流从M到N
D. 若用手接触金属棒，M、N金属箔片的张角不变
【答案】C
【解析】
【详解】AB．M、N的金属球通过金属棒连接后，N上的电子转移到M上，与正电荷中和，使得M上的正电荷减少，M金属箔片张角变小，故AB错误；
C．电子定向移动的方向是从N到M，则金属棒中电流的方向是由M流向N，故C正确；
D．用手触摸金属棒，使负电荷通过人体流向大地，则M、N上的总电荷量减少，箔片的张角都变小，故D错误。
故选C。
11. 带有烘干功能的滚筒洗衣机，要求洗衣和烘干均能独立进行，下列电路设计符合要求的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．由电路图可知，开关S1闭合时电动机工作，再闭合S2时电动机和加热器并联同时工作，加热器不能独立工作，故A不符合题意；
B．由电路图可知，开关S1闭合时加热器工作，再闭合S2时电动机和加热器并联同时工作，电动机不能独立工作，故B不符合题意；
C．由电路图可知，开关S1闭合时电动机和加热器串联同时工作，再闭合S2时加热器被短路，只有电动机工作，而加热器不能独立工作，故C不符合题意；
D．由电路图可知，只闭合S1时电动机工作，只闭合S2时加热器工作，电动机和加热器均能独立进行，故D符合题意。
故选D。
12. 汽车超载是发生交通事故的重要原因之一，为了交通安全，很多路段上设置了汽车超载监测站。如图所示是某监测站称重秤的模拟装置图，下列说法正确的是（ ）
A. 图中称重表既可用电压表，也可用电流表
B. 当车辆越重时，通过定值电阻R0的电流越大
C. 当车辆越重时，电路消耗的总功率越大
D. 当车辆越重时，称重表的示数越大
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，两电阻串联，称重表并联在滑动变阻器的两端，所以该表为电压表，故A错误；
BCD．当车辆越重时，滑片向下移动的距离越大，滑动变阻器接入电路的电阻越大，根据串联电路的分压规律可知，滑动变阻器分担的电压越大，即称重表示数越大；变阻器接入电路的电阻越大，总电阻越大，根据欧姆定律可知，电路中的电流越小，通过定值电阻R0的电流越小；由P＝UI可知，电路消耗的电功率越小，故BC错误，D正确。
故选D。
13. 如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该装置探究电流产生的热量与哪些因素有关时，下列说法正确的是（ ）
A. 用U形管中液面高度差反映电流产生热量的多少
B. 通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系
C. 通电后可探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D. 通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差较大
【答案】AC
【解析】
【详解】A．电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气吸收热量后温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法，故A正确；
BC．由图可知，左侧容器中的电阻丝与右侧容器中的电阻丝串联，通过的电流与通电时间相同，两个容器中的电阻丝阻值不同，因此装置可探究电流产生的热量与电阻的关系，故B错误，C正确；
D．已知右侧容器中的电阻丝阻值大于左侧容器中电阻丝阻值，则装置中右侧容器中的电阻丝产生的热量较多，因此右侧容器中的U形管液面高度差较大，故D错误。
故选AC。
14. 黄河小浪底水利枢纽工程具有防洪、发电、调沙等多项功能。图为黄河小浪底水力发电站，下列说法正确的是（ ）
A. 按照能源分类，水能是可再生能源
B. 水力发电机的工作原理是电磁感应
C. 水从高处下落的过程中，动能转化为重力势能
D. 随着科技发展，水电站的能源利用率可达100%
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】A．按照能源分类，水能是可再生能源，故A正确；
B．水力发电机的工作原理是发电机，其原理是电磁感应，是将水能转化为电能，故B正确；
C．水从高处下落的过程中，重力势能转化为动能，故C错误；
D．随着科技发展，水电站的能源利用率不可能达100%，故D错误。
故选AB。
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15. 用笔画线代替导体将带开关的电灯、带保险丝的三孔插座正确连入如图所示的家庭电路中。
【答案】
【解析】
【详解】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。三孔插座的接法：上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线，保险丝要接在火线上，如图所示：
16. “弘扬美德，敬老爱老”，请设计一款有“加热”和“保温”两挡的老人用加热坐垫，要求使用“加热”挡时功率为各种方案中最大的。现有器材：电源、两个加热电阻、两个开关和若干导线。在虚线框内画出你设计的电路图。
【答案】见详解
【解析】
【详解】方法一：由
可知，当电源电压一定时，电路电阻越大，功率越小；两个电阻可以串联，两个电阻全部接入时为保温挡，只要一个电阻接入电路时为加热挡，用开关控制两个挡位，电路图如图：
方法二：由
可知，当电源电压一定时，电路电阻越大，功率越小；两个电阻可以并联，两个电阻都接入电路为加热档，一个电阻接入时为保温档，开关控制两个档位，如图：
四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题8分，第19题7分，共19分）
17. 小明用如图所示的装置做“探究什么情况下磁可以生电”实验。
（1）该实验中，灵敏电流计的作用是______、判断感应电流的方向；
（2）使导体ab在U形磁体中水平向左或向右运动，灵敏电流计指针______（选填“发生”或“不发生”）偏转；
（3）该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做______运动时，导体中就会产生感应电流；
（4）有同学想探究感应电流的大小是否与磁场强弱有关，进行了如下操作；
①让导体ab在磁场中以一定的速度水平向右运动，观察灵敏电流计指针的偏转角度；
②改变______，让导体ab在磁场中以相同的速度水平向右运动，观察灵敏电流计指偏转角度。
【答案】 ①. 检验是否有感应电流 ②. 发生 ③. 切割磁感线 ④. 磁场强度
【解析】
【详解】（1）[1]该实验中，感应电流无法直接观察，而且很小，使用灵敏电流计的作用是检验是否有感应电流产生，并根据指针偏转的方向来判断感应电流的方向。
（2）[2]使导体ab在U形磁体中水平向左或向右运动，导体切割磁感线，有感应电流产生，灵敏电流计指针发生偏转。
（3）[3]实验中，导体ab和灵敏电流计构成闭合电路，当导体ab做切割磁感线运动时，产感应电流产生，所以可得出结论为，闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流
（4）[4]实验要探究感应电流大小是否与磁场强弱有关，影响感应电流大小的因素是磁场强弱，所以，应该改变磁场强度，让导体ab在磁场中以相同的速度水平向右运动，观察灵敏电流计指偏转角度。
18. 小明在探究并联电路电流规律的实验中，如图2甲是实验的电路图。
（1）请将图1实物图补充完成，连接完成后电流表只测L1的电流______；
（2）实验时应该选用规格______（选填“相同”或“不同”）的小灯泡；
（3）闭合开关前，发现指针如图2乙向“0”刻度的左侧偏转，他应______；
（4）他先将电流表接A处，闭合开关后，观察到灯L2发光，但灯L1不发光，电流表的示数为零，电路可能存在的故障是：______；
（5）排除故障后，他在测量A处的电流时，电流表的示数如图2丙所示，则电流表的示数为______；
（6）在解决了以上问题在，将电流表分别接入A、B、C三点处，闭合开关，测出了一组电流并记录在表格中，立即得出了并联电路的电流规律，请你指出他们实验应改进的地方是______；
（7）小明又利用器材连接了如图2丁所示的电路图，当开关S由断开到闭合时电流表A1的示数______，电流表A2的示数______（选填“变大”“不变”或“变小”）。
【答案】 ①. ②. 不同 ③. 将电流表校零 ④. 电流表或L1断路 ⑤. 0.24A ⑥. 换用不同规格的小灯泡进行多次实验 ⑦. 不变 ⑧. 变大
【解析】
【详解】（1）[1]由题意可知，两灯应并联，电流表测L1的电流，则电流表应串联在L1的支路中，如图所示：
（2）[2]为了得出普遍性的规律，实验中应该选择规格不同的小灯泡。
（3）[3]闭合开关前，发现指针如图乙向“0”刻度的左侧偏转，说明电流表没有校零，他应将电流表校零。
（4）[4]闭合开关后，发现L2亮，L1不亮，说明干路和L2支路完好，则该电路可能出现的故障是电流表或L1断路。
（5）[5]图丙中电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，电流大小为0.24A。
（6）[6]只根据一组数据得出结论有偶然性，为得出普遍性的结论，要换用不同规格的小灯泡进行多次实验。
（7）[7][8]如图丁所示的电路图，开关S断开时，电路中只有L1灯，两电流表示数相等；当S闭合时，两灯并联，电流表A2测干路电流，A1测灯L1的电流，因灯L1的电压不变（为电源电压），根据欧姆定律，通过L1的电流大小不变；根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，电流表A2的示数变大。
19. 小红用如图甲所示电路“探究通过导体电流与电压和电阻的关系”，电源是由三节新干电池串联组成，滑动变阻器的规格为“”。
（1）实验前检查器材时发现电流表的指针位置偏向“0”刻度线的左侧，接下来的操作是______ ；
（2）调整好实验器材后，请用笔画线代替导线将图乙补画完整；____
（3）连接电路时，当小红连接上最后一根导线，电流表指针迅速达到满偏，则连接电路时存在的问题是______ 、______ ；
（4）实验时小红设计了表格如下，通过分析表格中数据，得出了通过导体中的电流与导体两端的电压______ ；
（5）接下来探究电流与电阻的关系，先用的定值电阻进行实验，闭合开关S，调节滑片P到合适位置，电流表示数如图丙所示，则此时电流大小为______ A，记录电压表示数。再将的定值电阻依次更换为、、继续探究，移动滑片P，直到电压表示数每次均为______ V，并记录数据；
（6）小红使用的电阻做实验时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片P，都无法使电压表的示数与前4次相同，为继续完成第5次实验，在既不增加电路中的器材，也不改变电路连接方式的前提下，你的做法是______ 。
【答案】 ①. 电流表调零 ②. ③. 开关没有断开 ④. 滑动变阻器阻值没有调到最大 ⑤. 成正比 ⑥. 0.4 ⑦. 2 ⑧. 去掉一节电池
【解析】
【详解】（1）[1]实验前检查器材时发现电流表的指针位置偏向“0”刻度线的左侧，说明电流表指针没有与零刻度线对齐，故接下来的操作是电流表调零。
（2）[2]在探究通过导体的电流与电压和电阻的关系实验中，电压表并联在定值电阻两端，滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中，如下图所示：
（3）[3][4]连接电路时，当小红连接上最后一根导线，电流表指针迅速达到满偏，说明连接电路时开关没有断开，且电路中电流较大，说明电路中电阻较小，即滑动变阻器阻值没有调到最大（或滑动变阻器将上面两接线柱接入电路）。
（4）[5]由表中数据可知，电压增大为原来的几倍，通过电阻的电流也增大为原来的几倍，故可得出了通过导体中的电流与导体两端的电压成正比。
（5）[6]先用的定值电阻进行实验，闭合开关S，调节滑片P到合适位置，电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值，其示数为。
[7]由欧姆定律得，定值电阻两端电压为
在探究电流与电阻的关系实验中，需控制定值电阻两端电压不变，故将的定值电阻依次更换为、、继续探究，移动滑片P，直到电压表示数每次均为2V，并记录数据。
（6）[8]由题知滑动变阻器最大值为，当使用的电阻进行实验时，若要保证定值电阻两端的电压不变，根据串联电路电压规律和分压原理有
即
解得
故在既不增加电路中的器材，也不改变电路连接方式的前提下，做法是：去掉一节电池（或降低电源电压）。
五、综合应用题（本题共2小题，第20题8分，第21题9分，共17分）
20. 在家电博览会上，小亮家买了一款标有“220V 3000W”的电热水器。
(1)电热水器中的电热管工作时利用的是电流的_____效应。智能化遥控器通过红外线对热水器进行温度控制，红外线是_____（选填“可见”或“不可见”）光；
(2)大功率家用电器需要使用专用插座，插座的常用规格有10A和16A两种，通过计算说明该电热水器应选用哪种规格的插座______；
(3)已知该电热水器的加热效率为 90% ，求它正常工作时把 30 L 水从 20 ℃加热到 47 ℃需要的时间______。（ρ水=1.0×103 kg/m3，c水=4.2×103 J/（kg∙℃）。
【答案】 ①. 热效应 ②. 不可见 ③. 16A ④. 1260s
【解析】
【详解】(1)[1][2]电热水器中的电热管工作时，消耗电能，转化为内能，利用了电流的热效应来工作。红外线是在红光之外的看不见的光，故红外线是不可见光。
(2)[3]由P=UI得
故应选择16A的插座。
(3)[4]电热水器中水的质量
m=Vρ水=30×10-3m3×103kg/m3=30kg
水吸收的热量
由
得
21. 如图甲是一款智能电动儿童游乐车，请完成下列问题：
（1）遥控器可以对游乐车下达指令。是通过______ 波传递信息；
（2）如图乙所示为游乐车座位下方的控制电路原理图，电源电压为30V，承载最大质量45kg。R为压力传感器限值随所受压力变化的图像如图丙所示，触发器的电阻忽略不计，电阻箱R0两端的电压超过24V时，触发电动机停止工作。为保护游乐车，电阻箱R0的阻值应为多少？（g取10N/kg）（ ）
（3）若电阻箱R0的阻值为（2）中的值，游乐场空载时控制电路中（开关闭合）消耗的电功率是多少？（ ）
【答案】 ①. 电磁 ②. 60Ω ③. 9W
【解析】
【详解】（1）[1]遥控器发出的红外线，是一种看不见的光，它属于电磁波，由于电磁波传递信息，所以可以通过遥控器对游乐车下达指令。
（2）[2]由题意知，游乐车座承受的最大压力为
由图丙可知，当时，压力传感器的阻值为，由于串联电路电源电压等于各部分电压之和，则此时电阻R两端的电压为
根据欧姆定律可得，通过压力电阻R的电流为
由于串联电路电流处处相等，由可得，电阻箱的阻值为
（3）[3]游乐场空载时，压力为零，由图丙可知，压力传感器的阻值为，由可得此时控制电路中消耗的电功率为
实验次数
1
2
3
1
2
3
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