2024-2025学年北京市广渠门中学九年级（上）月考物理试卷（12月份）

这是一份2024-2025学年北京市广渠门中学九年级（上）月考物理试卷（12月份），共41页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验解答题，科技阅读题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．（2分）下列说法正确的是（ ）
A．通常情况下，陶瓷杯、钢尺和橡皮都属于绝缘体
B．在国际单位制中，电功的单位是焦耳，电功率的单位是瓦特
C．手机正常工作时，它的电功率大约为1000W
D．电热水器和台式电风扇都是利用电流热效应工作的
2．（2分）下列做法中符合安全用电要求的是（ ）
A．用湿抹布擦拭正在工作的台灯
B．为了防止触电，必须把用电器的开关装在零线上
C．在家庭电路中安装空气开关或保险丝
D．把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用
3．（2分）如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。下列说法不正确的是（ ）
A．水被加热的过程中，其内能是通过热传递的方式改变的
B．橡胶塞冲出试管过程的能量转化特点与热机压缩冲程相同
C．酒精灯加热试管内水的过程，燃料的化学能最终转化为水的内能
D．水蒸气推出橡胶塞的过程中，橡胶塞的机械能是由水蒸气的内能转化来的
4．（2分）下列说法中正确的是（ ）
A．尘土飞扬，说明分子在不停地做无规则运动
B．冷水中的墨水比热水中的墨水扩散得慢，表明扩散快慢跟温度有关
C．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量
D．酒精灯中的酒精用掉一半后，比热容和热值都减小
5．（2分）物理课堂上“会飞的章鱼”实验演示中，李老师将塑料丝绳剪成细丝制成“章鱼”，用毛皮分别摩擦“章鱼”和PVC管后，将“章鱼”抛向空中，在其下方用PVC管靠近“章鱼”，“章鱼”在空中飞翔不会落下，如图所示。关于该实验下列说法正确的是
（ ）
A．毛皮与塑料管摩擦的过程中创造了电荷
B．毛皮摩擦后的“章鱼”细丝间会相互吸引
C．摩擦后的“章鱼”与毛皮带上了同种电荷
D．“章鱼”不能落下的原理与验电器的工作原理相同
6．（2分）在图甲中，“简易电磁铁”电路断开时，铁钉不吸引曲别针；在图乙中，电路接通后，铁钉吸引曲别针。则下列说法不正确的是（ ）
A．干电池对外供电时将化学能转化为电能
B．铁钉能吸引曲别针是由于它被磁化
C．两组实验对比，说明电流具有磁效应
D．电路接通后，导线中的自由电子是从电源的正极流向负极
7．（2分）关于电磁现象，下列说法中正确的是（ ）
A．磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
B．指南针能指南是由于地磁场对指南针磁极有力的作用
C．通电线圈在磁场中受力转动的过程中，机械能转化为电能
D．磁体之间的作用是通过磁场发生的，但磁场并不真实存在
8．（2分）汽车行驶时驾驶员和乘客必须系好安全带，当驾驶员系好安全带时，相当于闭合开关，仪表盘上的指示灯不亮；未系安全带时，相当于断开开关，指示灯发光。图中符合上述要求的电路是（ ）
A．B．
C．D．
9．（2分）如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2所用电阻丝（涂有绝缘漆）粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为43圈和33圈，R1的电阻丝比R2的电阻丝细。下列说法正确的是（ ）
A．将R1、R2串联在电路中工作，R1两端的电压小于R2两端的电压
B．将R1、R2串联在电路中工作，通过R1的电流小于通过R2的电流
C．将R1、R2并联在电路中工作，通过R1的电流小于通过R2的电流
D．将R1、R2并联在电路中工作，R1电功率大于R2的电功率
10．（2分）如图所示为两种家用电器的铭牌，下列说法正确的是（ ）
A．两种家用电器正常工作时，电饭锅的工作电流大
B．1kW•h的电能可以供电热水器正常工作2小时
C．电热水器接在110V的电路中，它的实际功率约为1000W
D．两种家用电器正常工作时，电热水器比电饭锅消耗电能快
11．（2分）如图所示，电源两端的电压保持不变，R1、R2和R3均为定值电阻。只闭合S1时，电流表的示数为I1，R1的电功率为PA；只闭合S1和S2时，电流表的示数为I2；S1、S2和S3都闭合时，电流表的示数为I3，R1的电功率为PB。下列正确的是（ ）
A．I1＞I2＞I3
B．PA＞PB
C．
D．
12．（2分）物理学中用照度描述光的强弱，光越强照度越大，照度的单位为Lx。某实验室采用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，光敏电阻在不同照度下的阻值如下表。控制电路原理如图甲所示，电路中的电阻R1和R2，其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻，已知电源两端电压恒为3V，实验室某日的光照强度随时间变化曲线如图乙所示，当控制开关两端电压U≥2V时，控制开关自动启动照明系统。则下列说法正确的是（ ）
A．R1为定值电阻，R2为光敏电阻
B．照度越大，该电路控制开关两端的电压越大
C．若将定值电阻的阻值变为20kΩ，该日6：00后照明系统即可工作
D．该电路中定值电阻阻值越大，该日的照明系统工作的时间越短
二、多项选择题（下列各小题符合题意的选项均多于一个。共6分，每小题2分。每小题选项全选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的不得分）
（多选）13．（2分）关于如图所示的四个电磁实验，下列说法正确的是（ ）
A．实验甲：断开开关S，小磁针静止，其指向如图所示，闭合开关S，小磁针发生偏转，实验表明通电导线周围存在磁场
B．实验乙：断开开关S，导体棒ab静止，闭合开关S，导体棒ab在磁场中运动，实验表明通电导体在磁场中受到力的作用
C．实验丙：闭合开关S，部分导体在磁场中做切割磁感线运动，灵敏电流计指针发生偏转，产生感应电流，这是电动机的工作原理
D．实验丁：闭合开关S，甲、乙两电磁铁吸起大头针的数目不同，实验表明电磁铁磁性强弱与电流大小有关
（多选）14．（2分）在探究“不同物质吸热能力”的实验中，实验装置如图甲、乙所示，取质量相同的甲、乙两种液体，实验数据如表格所示。实验结束后，实验小组的同学又使用相同热源对质量和初温均相同的盐水1、盐水2和纯水（ρ1＞ρ2＞ρ水）进行加热，收集数据，绘制成图像，其温度随加热时间变化的规律如图丙所示。（ ）
A．实验中通过升高的温度来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少
B．从表格实验数据可以看出液体乙的吸热能力强
C．由上图丙可知两种盐水从相同初温加热至刚好沸腾，盐水2吸收的热量更多
D．结合本实验推理可知，如果内陆地区一个水量不变的咸水湖随着含盐量逐渐升高，其对周围地区气温的调节作用会变弱
（多选）15．（2分）如图甲所示电路，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器R的规格为“20Ω、1A”，电流表量程选择“0～0.6A”，电压表量程选择“0～3V”。灯泡L上标有“2.5V、0.3A”字样，其I﹣U图像如图乙所示。闭合开关S，为保证电路安全，在移动滑片P的过程中，下列正确的是（ ）
A．电路的最大电功率是1.35W
B．灯泡的最小电功率是0.2W
C．滑动变阻器可接入的最小阻值为5Ω
D．滑动变阻器可接入的最大阻值为12Ω
三、实验解答题（共31分）
16．（4分）（1）如图甲，电能表的示数为 kW•h。
（2）如图乙，用试电笔辨别火线和零线时，手需要触碰笔尾的金属体，当笔尖插入插座的插孔中时，氖管发光，说明此插孔中连接的是 线（选填“火”或“零”）。
（3）如图丙，电源的右端为 极。（选填“正”或“负”）
（4）用图丁所示的装置进行实验，他们将较长的软导线两端与灵敏电流计两接线柱连接。两同学手持导线分别站在地面上的东西方向，像跳绳一样在空中不停地摇动导线，可看到灵敏电流计的指针发生偏转；当两同学加快摇动导线时，发现灵敏电流计指针偏转的最大角度随之变大，则他们探究的问题是： 。
17．（5分）小明设计如图甲所示的电路图，做“探究导体电阻大小与导体长度的关系”的实验，在A、B间接入下表中待研究电阻丝，电源电压U恒定，忽略温度对灯丝电阻影响（电阻丝用电阻符号表示）：
（1）小明选择序号为 的两根电阻丝来探究导体电阻大小与导体长度的关系。
（2）他正确选择后，将电阻丝分别接入A、B间，闭合开关，观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小。实验中，两次电流表指针均有偏转，但第1次的示数大于第2次的示数，说明第 （选“1”或“2”）次接入的电阻丝阻值较小。
（3）小明家对老房子的输电线路进行改造，将原来细的输电线换粗是 （选填“增大”或“减小”）输电线的电阻，为了验证该结论，应该选用导体 （选填序号）进行实验。
（4）小明继续用上述电源设计了图乙所示的电路图，来探究导体电阻大小与导体长度的关系。他选择两根电阻丝分别接入R1、R2所在位置。他只要通过比较 就可以判断R1、R2的阻值大小。
18．（3分）小丽做“探究通过导体的电流跟电压的关系”的实验。她在实验桌上连接了如图所示的实验电路，同组的小英发现小丽连接的电路中有一根导线连接错误。
（1）请你在错接的导线上画“×”，并用笔画线代替导线，画出正确的接线。
（2）在正确接线后闭合开关，进行了探究实验。在实验过程中，多次改变滑动变阻器滑片的位置，从而改变 ，用电压表测量电阻两端的电压U，用电流表测量通过电阻的电流I，并记录。
（3）在小丽某次移动滑动变阻器的滑片后，观察到电压表的示数如图乙所示，为了使电压表的示数再变大些，她应将滑动变阻器的滑片向 端移动。（选填“A”或“B”）
19．（5分）如图甲所示，是创新小组的同学们“探究电流与电阻的关系”的实验电路。已知电源电压恒为6V，滑动变阻器的规格为“40Ω，1A”，定值电阻R0有6个（阻值分别为5Ω、10Ω、12Ω、15Ω、20Ω、25Ω）。
（1）请将实验步骤补充完整：
①将电压表和电流表调零，断开开关S，按图甲所示的电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片P调至阻值最大处；
②闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P使电压表的示数为U，同时读出电流表的示数I，断开开关S，将定值电阻R0的阻值和电流表的示数记录在表格中；
③断开开关S， ，读出电流表的示数I，断开开关S，将实验数据记录在表格中；
④仿照步骤③再做4次实验。
（2）上述步骤中，依次将5Ω、10Ω、12Ω、15Ω和20Ω的定值电阻R0接入电路进行实验。根据测量数据作出了电流表示数I与定值电阻R0的关系图像，如图乙所示。则可知实验步骤②中的U＝ V；
（3）当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，发现电压表示数始终不能调为U。在电源电压不变的情况下，同学们想只通过提高定值电阻两端电压U的方式使所有的定值电阻都能完成实验，则U的值至少应该提高到 V；（结果保留1位小数）
（4）请画出实验数据记录表格。
20．（3分）小明想探究电流通过导体产生热量的影响因素。他连接了如图所示的电路，并利用停表记录时间进行实验，其中两个烧瓶完全相同，瓶内装有质量相等且初温均等于室温t0的煤油、相同的温度计A和B、阻值不等且不变的电阻丝R1和R2。
（1）小明将滑动变阻器的滑片调至适当位置后，闭合开关，同时按下停表开始计时，记录电流表的示数，通电时间为2min时，停止计时，分别记录此时温度计A和B的示数t1和t2，断开开关。小明通过以上操作，探究的是电流通过导体产生的热量与 是否有关。
（2）小明想利用该电路继续探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，小明在刚才操作的基础上，继续进行的实验步骤如下：
①温度计A的示数降至t0后，小明将滑动变阻器的滑片向左调至适当位置，闭合开关，同时按下停表开始计时，记录电流表的示数，通电时间为 min时，停止计时，记录此时温度计A的示数t3，断开开关。
②仿照步骤①再做一次实验，记录电流表的示数和温度计A的示数t4。
③小明通过计算发现t4﹣t0＞t3﹣t0＞t1﹣t0，可得出的实验结论是 。
21．（7分）为了测量小灯泡的额定功率并探究小灯泡亮度与实际功率的关系，某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路，标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω，电源电压6V，可供选用的滑动变阻器有“10Ω、1A”的R1和“20Ω、1A”的R2。
（1）为了完成实验，你认为应该选用的滑动变阻器是 ；（选填“R1”或“R2”）
（2）请用笔划线代替导线将图甲的实验电路补充完整；（要求：滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮）
（3）电路正确连接后，闭合开关，他们发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表指针明显偏转，你认为造成这一现象的原因可能是 ；（选填字母）
A.电流表断路
B.小灯泡短路
C.小灯泡灯丝断了
D.滑动变阻器短路
（4）排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，电压表示数为2V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 移（选填“A”或“B”）直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W；
（5）根据收集到的实验数据，同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中，勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下，它两端的电压与电流的比值不一样，你认为其主要原因是 ；
（6）另一小组实验时，发现电流表已经损坏，为了测出该小灯泡的额定功率，小组在实验室选了一个10Ω的电阻R0和一个单刀双掷开关，设计了如图丙所示的电路并完成了该实验（电源电压不变）：
①闭合开关S，开关S1接b，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，记录电压表示数U1；
②闭合开关S，滑动变阻器滑片保持不动，S1接a，记录电压表示数U2。则小灯泡额定功率P额＝ （用字母R0、U1、U2表示）。
22．（3分）小东想要探究“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值是否成正比”，现有如下实验器材：符合要求的两端电压恒定的电源一个，已调零的电流表和电压表各一只，滑动变阻器一个，电阻箱（）和开关各一个，导线若干。
（1）画出实验电路图；
（2）画出实验数据记录表格。
23．（1分）将两只规格不同的小灯泡L1和L2并联接在电源两端，闭合开关后，两只小灯泡均正常发光，且灯L1更亮。若将L1和L2串联接入电路，调节电源电压使灯L2正常发光。请分析并判断L1和L2哪个更亮。已知通过小灯泡的电流减小时，灯泡变暗，灯丝电阻变小。
四、科技阅读题（共3分）
24．（3分）
废弃盐矿变身“充电宝”
2024年4月9日，世界首套300兆瓦级压缩空气储能电站——湖北应城压气储能电站示范工程一次并网成功，创造了单机功率、储能规模、转换效率等多项世界纪录。应城压气储能电站利用废弃盐矿作为储气库，打造一个超级“充电宝”——单机功率可达3×105kW，储能容量最大可达1.5×106kW•h，其中约70%的能量可以有效利用。
应城压气储能电站是典型的盐穴型压气储能。压气储能是利用电网负荷低谷时的剩余电能驱动电动机压缩空气，将其储藏在密封设施内。在用电高峰时将高压空气释放出来，驱动膨胀机带动发电机发电。盐穴就是地下盐层被开采后形成的腔穴，不仅密闭性好，稳定性还高，是储存高压空气的理想场所，兼具了使用寿命长、成本低、占地少、安全环保等诸多优势。相比兴建钢罐等压力容器储存的方式，利用盐穴等地下润穴建设大容量电站，将显著降低原材料、用地等方面的成本。
目前世界上大部分已投运的盐穴型压气储能电站都需要烧煤或天然气来加热空气，这个过程叫做“补燃”，不可避免会产生污染排放以及造成压缩热的损失。应城压气储能电站利用“非补燃”技术，将空气压缩过程中产生的热量进行回收再利用，没有任何燃烧、排放，集全绿色、高效率、低成本于一体，将成为世界压气储能电站的标杆。
在碳达峰碳中和背景下，新能源装机及发电量占比将大幅提升。压气储能作为一项新型的物理储能技术，将向着产业规模化、技术精益化、机制体系化的方向发展。
请根据上述阅读材料，回答下列问题：
（1）应城压气储能电站利用 技术，具有全绿色、高效率、低成本等优势。
（2）若应城压气储能电站储能容量达到最大，按每个家庭平均每天用5度电计算，以它现有的转换效率供电，可满足 个家庭一天所使用的电能。
A.2.1×105
B.3×105
C.4.2×104
D.6×104
（3）请你写出该超级“充电宝”在储能的过程中所涉及的能量转化过程。
五、计算题（共6分）
25．（2分）如图所示的电路中，定值电阻R的阻值为25Ω，电源两端电压为2.5V并保持不变，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3A，小灯泡正常发光。求：
（1）小灯泡的额定功率。
（2）开关S1和S2均闭合后，电流表的示数。
26．（4分）图甲为小东家使用的某品牌电火锅，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2为阻值一定的电热丝，且R1＜R2。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同挡位工作，该电火锅铭牌的部分参数如下表所示。
（1）求电火锅在高温挡工作6min所消耗的电能；
（2）电火锅在低温挡工作时，开关S1、S2分别处于什么状态？
（3）若家庭电路的电压是220V，某插座的额定电流是5A，用该插座仅给该电火锅供电，在安全用电的前提下，为了使加热更快，应选择哪个挡位？请说明理由。
（4）求R1的阻值。
2024-2025学年北京市广渠门中学九年级（上）月考物理试卷（12月份）
参考答案与试题解析
一、单项选择题（下列各小题只有一个选项符合题意。共24分）
1．（2分）下列说法正确的是（ ）
A．通常情况下，陶瓷杯、钢尺和橡皮都属于绝缘体
B．在国际单位制中，电功的单位是焦耳，电功率的单位是瓦特
C．手机正常工作时，它的电功率大约为1000W
D．电热水器和台式电风扇都是利用电流热效应工作的
【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案
【解答】解：A、钢尺的材料金属，属于导体，橡皮属于绝缘体，陶瓷是很好的绝缘体，故A错误；
B、在国际单位制中，电功的单位是焦耳，电功率的单位是瓦特，故B正确；
C、手机工作电流非常小，一般在0.3A以下，它的电功率大约为1.5W，故C错误；
D、电热水器是将电能转化为热能，利用的是电流的热效应，台式电风扇主要将电能转化为机械能，故D错误。
故选：B。
【点评】物理学中，对各种物理量的估算能力，是我们应该加强锻炼的重要能力之一，这种能力的提高，对我们的生活同样具有很大的现实意义。
2．（2分）下列做法中符合安全用电要求的是（ ）
A．用湿抹布擦拭正在工作的台灯
B．为了防止触电，必须把用电器的开关装在零线上
C．在家庭电路中安装空气开关或保险丝
D．把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用
【分析】（1）生活中的水是导体，不能用湿的物体接触带电体；
（2）开关接在用电器和火线之间，开关能控制用电器，而且断开开关能切断火线，使用用电器更安全；
（3）家庭电路中必须要有保险丝或空气开关；
（4）当人体直接或间接接触火线并形成电流通路的时候，就会有电流流过人体，从而造成触电。
【解答】解：
A、用湿布擦灯具，生活用水是导体，容易使人触电，故A不符合安全用电要求；
B、用电器的开关装在火线上，接触用电器时，可以断开开关，切断火线，防止接触用电器发生触电事故，故B不符合安全用电要求；
C、家庭电路中必须要有保险丝或空气开关，这样在电流过大时可自动切断电源，对电路起到保护作用，故C符合安全用电要求；
D、把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用，这样当金属外壳漏电时，不能将电及时导向大地，易引发触电，故D不符合安全用电要求。
故选：C。
【点评】本题考查了家庭电路中的一些基本连接的常识，以及安全用电时要注意的问题，是我们必须熟知的。
3．（2分）如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。下列说法不正确的是（ ）
A．水被加热的过程中，其内能是通过热传递的方式改变的
B．橡胶塞冲出试管过程的能量转化特点与热机压缩冲程相同
C．酒精灯加热试管内水的过程，燃料的化学能最终转化为水的内能
D．水蒸气推出橡胶塞的过程中，橡胶塞的机械能是由水蒸气的内能转化来的
【分析】（1）燃料燃烧的过程是将化学能转化为内能的过程。
（2）做功和热传递都能改变物体的内能。
（3）当对物体做功时，机械能转化为物体的内能，物体的内能增大；当物体对外做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小。
【解答】解：A.水被加热的过程中，其内能是通过热传递的方式改变的，故A正确，不符合题意；
B.橡胶塞冲出试管过程的能量转化特点与热机做功冲程相同即内能转化为机械能，故B错误，符合题意；
C.酒精灯加热试管内水的过程，燃料的化学能最终转化为水的内能，故C正确，不符合题意；
D.水蒸气推出橡胶塞的过程中，橡胶塞的机械能是由水蒸气的内能转化来的，故D正确，不符合题意；
故选：B。
【点评】本题考查了能量的转化、改变物体内能的方法，注意做功和热传递的区分：做功实质是能量的转化，热传递实质是能量的转移。
4．（2分）下列说法中正确的是（ ）
A．尘土飞扬，说明分子在不停地做无规则运动
B．冷水中的墨水比热水中的墨水扩散得慢，表明扩散快慢跟温度有关
C．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量
D．酒精灯中的酒精用掉一半后，比热容和热值都减小
【分析】比热容是物质的一种特性；物质的比热容只跟物质的种类和状态有关，与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。
不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象是分子不停地做无规则运动的体现，温度越高，扩散越快，分子运动越剧烈。
热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、放出热量的多少以及是否充分燃烧无关。
改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，做功过程是能量的转化过程。
【解答】解：A.尘土不是分子，不能说明分子在不停地做无规则运动，故A错误；
B.冷水中的墨水比热水中的墨水扩散得慢，表明扩散快慢跟温度有关，故B正确；
C.用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于对锯条做了功，故C错误；
D.酒精灯中的酒精用掉一半后，比热容和热值都不变，因为比热容和热值都是物质的特性，故D错误；
故选：B。
【点评】本题主要考查了比热容的概念，燃料热值的概念，扩散现象以及改变内能的两种方式。
5．（2分）物理课堂上“会飞的章鱼”实验演示中，李老师将塑料丝绳剪成细丝制成“章鱼”，用毛皮分别摩擦“章鱼”和PVC管后，将“章鱼”抛向空中，在其下方用PVC管靠近“章鱼”，“章鱼”在空中飞翔不会落下，如图所示。关于该实验下列说法正确的是
（ ）
A．毛皮与塑料管摩擦的过程中创造了电荷
B．毛皮摩擦后的“章鱼”细丝间会相互吸引
C．摩擦后的“章鱼”与毛皮带上了同种电荷
D．“章鱼”不能落下的原理与验电器的工作原理相同
【分析】摩擦起电的实质是电荷的转移；同种电荷相互排斥，异种电荷互相吸引。
【解答】解：A、毛皮与塑料管摩擦的过程中只是电荷发生了转移，并没有创造电荷，故A错误；
B、毛皮摩擦后的“章鱼”细丝间会相互排斥，故B错误；
C、摩擦后的“章鱼”与毛皮带上了异种电荷，故C错误；
D、“章鱼”不能落下的原理与验电器的工作原理相同，都是因为同种电荷相互排斥，故D正确。
故选：D。
【点评】此题考查了摩擦起电的实质、电荷间的相互作用规律等知识点，属基础题目。
6．（2分）在图甲中，“简易电磁铁”电路断开时，铁钉不吸引曲别针；在图乙中，电路接通后，铁钉吸引曲别针。则下列说法不正确的是（ ）
A．干电池对外供电时将化学能转化为电能
B．铁钉能吸引曲别针是由于它被磁化
C．两组实验对比，说明电流具有磁效应
D．电路接通后，导线中的自由电子是从电源的正极流向负极
【分析】（1）从能量转化的观点看，电源是将化学能转化为电能的装置；
（2）通电导体周围存在磁场；
（3）在电源外部，电流由正极流向负极，自由电子的方向与电流的方向相反。
【解答】解：A.从能量转化的观点看，电源是将化学能转化为电能的装置，故A正确；
BC.电磁铁能吸引曲别针是磁场的基本性质，说明电流可以产生磁场，是电流的磁效应，电磁铁具有磁性，曲别针能被吸引是由于它被磁化了，故BC正确；
D.在电源外部，电流由正极流向负极，自由电子的方向与电流的方向相反，由负极流向正极，故D错误。
故选：D。
【点评】该题考查了电流的磁效应、能量的转化、电流的方向等知识点，是一道综合题。
7．（2分）关于电磁现象，下列说法中正确的是（ ）
A．磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
B．指南针能指南是由于地磁场对指南针磁极有力的作用
C．通电线圈在磁场中受力转动的过程中，机械能转化为电能
D．磁体之间的作用是通过磁场发生的，但磁场并不真实存在
【分析】（1）磁场是有方向的，人们规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向。
（2）指南针能指南北方向，是由于受到地磁场的作用。
（3）通电线圈在磁场中受力转动的过程中，该过程消耗电能，产生机械能，所以是将机械能转化为电能的过程；
（4）磁场是真实存在的物质。
【解答】解：A、磁场中某点的磁场方向是一定的，可以由放在该点的小磁针来判断，但不是由小磁针决定的，故A错误；
B、指南针由于受到地磁场的作用而指南北方向，故B正确；
C、通电线圈在磁场中受力转动的过程中，该过程消耗电能，产生机械能，所以是将机械能转化为电能的过程，故C错误；
D、磁体之间的作用是通过磁场发生的，磁场是真实存在的，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查电磁现象中的基础知识，同时在学习中要注意积累此类知识。
8．（2分）汽车行驶时驾驶员和乘客必须系好安全带，当驾驶员系好安全带时，相当于闭合开关，仪表盘上的指示灯不亮；未系安全带时，相当于断开开关，指示灯发光。图中符合上述要求的电路是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】由题意知，未系好安全带时，指示灯亮；系好安全带时，指示灯不亮，说明开关断开时指示灯亮，否则指示灯不亮即被短路了。
【解答】解：根据题意可知，当系好安全带时，相当于闭合开关，指示灯不亮；未系好安全带时，相当于断开开关，指示灯发光。表明开关与灯泡是并联的，闭合时灯泡短路，所以不亮，为防止此时电源短路，电路中应串联一个保护电阻R，根据四个选项可知，C正确。
故选：C。
【点评】本题利用了对用电器短路时，用电器将不工作设计电路，注意不能出现对电源短路的情况，电阻是保护电阻，可使电路对电源不被短路。
9．（2分）如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2所用电阻丝（涂有绝缘漆）粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为43圈和33圈，R1的电阻丝比R2的电阻丝细。下列说法正确的是（ ）
A．将R1、R2串联在电路中工作，R1两端的电压小于R2两端的电压
B．将R1、R2串联在电路中工作，通过R1的电流小于通过R2的电流
C．将R1、R2并联在电路中工作，通过R1的电流小于通过R2的电流
D．将R1、R2并联在电路中工作，R1电功率大于R2的电功率
【分析】（1）导体的电阻与导体的材料、长度、粗细和温度有关，据此可知R1、R2的电阻大小关系；根据串联电路的电流特点可知通过R1与R2的电流关系；根据欧姆定律可知R1、R2两端电压的关系；
（2）将R1、R2并联在电路中工作，根据并联电路的电压特点可知两电阻两端的电压相等，根据I＝可知通过两电阻的电流大小关系，根据P＝比较功率大小。
【解答】解：AB、将R1、R2串联在电路中，根据串联电路的电流特点可知通过R1的电流等于R2的电流，故B错误；
电阻丝R1与R2的材料相同，R1比R2更长，更细，所以R1的电阻比R2的电阻更大，由于通过R1的电流等于R2的电流，R1的电阻比R2的电阻更大，根据U＝IR可知，R1两端的电压大于R2两端的电压，故A错误；
CD、将R1、R2并联在电路中工作，根据并联电路的电压特点可知两电阻两端的电压相等，根据I＝可知通过R1的电流小于通过R2的电流，根据P＝知，R1电功率小于R2的电功率，故C正确、D错误。
故选：C。
【点评】本题考查导体电阻的影响因素、并联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的应用，难度不大。
10．（2分）如图所示为两种家用电器的铭牌，下列说法正确的是（ ）
A．两种家用电器正常工作时，电饭锅的工作电流大
B．1kW•h的电能可以供电热水器正常工作2小时
C．电热水器接在110V的电路中，它的实际功率约为1000W
D．两种家用电器正常工作时，电热水器比电饭锅消耗电能快
【分析】（1）根据表格中的信息可知，电热水器的额定功率较大，额定电压相同，由P＝UI的变形式可知，电热水器的额定电流较大；
（2）由P＝的变形式t＝可得1kW•h的电能可以供电热水器正常工作的时间；
（3）根据电功率的变形公式得到电热水器的电阻，根据P＝分析电热水器接在110V的电路中，它的实际功率。
（4）电功率是表示电流做功快慢的物理量，电功率大的用电器正常工作时电流消耗电能快。
【解答】解：A、根据表格中的信息可知，电热水器和电饭锅额定电压相同，但电热水器的额定功率较大，由P＝UI的变形式I＝可知，电热水器的额定电流较大，即电热水器正常工作时的电流较大，故A错误；
B、电热水器的额定功率P＝2000W＝2kW，1kW•h的电能可以使电热水器正常工作的时间t＝＝＝0.5h，故B错误；
C、电热水器的电阻：R＝＝＝24.2Ω，
电热水器接在110V的电路中，它的实际功率P实＝＝500W，故C错误。
D、电功率是表示电流做功快慢的物理量，由表格数据可知，电热水器的额定功率较大，因此两种家用电器正常工作时，电流通过电热水器做功快，消耗电能快，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了电能公式、电功率公式及其变形公式的应用，分析用电器的铭牌得出相关信息是关键。
11．（2分）如图所示，电源两端的电压保持不变，R1、R2和R3均为定值电阻。只闭合S1时，电流表的示数为I1，R1的电功率为PA；只闭合S1和S2时，电流表的示数为I2；S1、S2和S3都闭合时，电流表的示数为I3，R1的电功率为PB。下列正确的是（ ）
A．I1＞I2＞I3
B．PA＞PB
C．
D．
【分析】AB、只闭合S1时，R1、R2串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电流表的示数为I1，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得电源电压；
只闭合S1和S2时，电路为R1的简单电路，电流表测通过电路的电流，根据欧姆定律可得电源电压；
S1、S2和S3都闭合时，R1和R3并联接入电路，电流表测干路的电流，电流表的示数为I3，根据并联电路电阻规律结合欧姆定律可得电源电压；
电源电压不变，根据串联电路电阻规律、并联电路电阻规律结合欧姆定律比较I1、I2、I3；根据P＝I2R可知电功率大小；
CD、根据并联电路电路干路结合欧姆定律可得I2+＝I3，解方程可得R3。
【解答】解：AB、只闭合S1时，R1、R2串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电流表的示数为I1，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得电源电压：U＝I1（R1+R2）；
只闭合S1和S2时，电路为R1的简单电路，电流表测通过电路的电流，根据欧姆定律可得电源电压：U＝I2R1；
S1、S2和S3都闭合时，R1和R3并联接入电路，电流表测干路的电流，电流表的示数为I3，根据欧姆定律可得电源电压：U＝I3×；
电源电压不变，串联电路总电阻大于任一分电阻，并联电路总电阻小于任一分电阻，所以I1＜I2＜I3，根据P＝I2R可知PA＜PB，故AB错误；
CD、并联电路干路电流等于各支路电流之和，根据欧姆定律可得I2+＝I3，即I2+＝I3，解方程可得R3＝，故C正确、D错误。
故选：C。
【点评】本题考查串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律的灵活运用。
12．（2分）物理学中用照度描述光的强弱，光越强照度越大，照度的单位为Lx。某实验室采用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，光敏电阻在不同照度下的阻值如下表。控制电路原理如图甲所示，电路中的电阻R1和R2，其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻，已知电源两端电压恒为3V，实验室某日的光照强度随时间变化曲线如图乙所示，当控制开关两端电压U≥2V时，控制开关自动启动照明系统。则下列说法正确的是（ ）
A．R1为定值电阻，R2为光敏电阻
B．照度越大，该电路控制开关两端的电压越大
C．若将定值电阻的阻值变为20kΩ，该日6：00后照明系统即可工作
D．该电路中定值电阻阻值越大，该日的照明系统工作的时间越短
【分析】根据题意，分析实验电路结合表中数据推断电阻类型；
根据推断出的电阻类型及其特点分析即可；
若将定值电阻的阻值变为20kΩ，则控制开关自动启动时光敏电阻为40kΩ，此时对应照度为0.4 Lx，结合图乙可解；
根据光敏电阻的特性：光照强度越大，光敏电阻的阻值越小，结合表中数据求解。
【解答】解：AB．当控制开关两端电压U≥2V时，控制开关会自动启动照明系统，可知光照强度小时，控制开关两端的电压大；根据表格的数据可知，当光照强度小时，光敏电阻的阻值大，根据串联分压规律知，分得的电压变大，故可推断R1为光敏电阻，R2为定值电阻；
光照强度越大，光敏电阻R1的阻值就越小，因此该电路控制开关两端的电压越小，故AB错误；
C．如果将定值电阻的阻值变为20kΩ时，控制开关两端电压U＝2V，定值电阻的电压为U'＝U总﹣U＝3V﹣2V＝1V，根据串联电压之比等于电阻之比，则控制开关自动启动时光敏电阻为40kΩ，根据表格数据可知此时对应的照度为0.4 Lx；结合图乙可知，该天系统工作时间段为：0～6：00、18：00～24：00，故C错误；
D．根据题意可知，该电路中的定值电阻的阻值越大，根据串联分压关系知，控制开关自动启动时，光敏电阻的阻值越大，此时对应的光照强度就越小，则可得该天照明系统工作的时间就越短，故D正确。
故选：D。
【点评】解答本题的关键是，能够读懂表格的信息，知道光照强度越大，光敏电阻的阻值越小，能够根据串联电路分压帮助分析。
二、多项选择题（下列各小题符合题意的选项均多于一个。共6分，每小题2分。每小题选项全选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的不得分）
（多选）13．（2分）关于如图所示的四个电磁实验，下列说法正确的是（ ）
A．实验甲：断开开关S，小磁针静止，其指向如图所示，闭合开关S，小磁针发生偏转，实验表明通电导线周围存在磁场
B．实验乙：断开开关S，导体棒ab静止，闭合开关S，导体棒ab在磁场中运动，实验表明通电导体在磁场中受到力的作用
C．实验丙：闭合开关S，部分导体在磁场中做切割磁感线运动，灵敏电流计指针发生偏转，产生感应电流，这是电动机的工作原理
D．实验丁：闭合开关S，甲、乙两电磁铁吸起大头针的数目不同，实验表明电磁铁磁性强弱与电流大小有关
【分析】（1）通电导线的周围存在磁场；
（2）通电导体在磁场中受力运动；
（3）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中会产生感应电流；
（4）电磁铁磁性的大小与电流大小、线圈匝数的多少有关。
【解答】解：A．闭合开关S，通电导线周围存在磁场，小磁针受到磁场的作用发生偏转，表明通电导线的周围存在磁场，故A正确；
B．开关S闭合，导体在磁场中受到磁场力的作用而运动，其工作原理是通电导体在磁场中受力而运动，电动机是利用这一原理制成的，故B正确；
C．实验丙，闭合开关后，导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会有感应电流，这是发电机的工作原理，故C错误；
D．闭合开关S，甲、乙两电磁铁吸起大头针的数目不同，实验表明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关，故D错误。
故选：AB。
【点评】本题考查了电与磁之间的三个联系（通电导体的周围存在磁场、通电导体在磁场中受力和电磁感应现象）以及安培定则的运用，难度不大；要求平时学习时注意区分三个相关实验的原理和应用。
（多选）14．（2分）在探究“不同物质吸热能力”的实验中，实验装置如图甲、乙所示，取质量相同的甲、乙两种液体，实验数据如表格所示。实验结束后，实验小组的同学又使用相同热源对质量和初温均相同的盐水1、盐水2和纯水（ρ1＞ρ2＞ρ水）进行加热，收集数据，绘制成图像，其温度随加热时间变化的规律如图丙所示。（ ）
A．实验中通过升高的温度来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少
B．从表格实验数据可以看出液体乙的吸热能力强
C．由上图丙可知两种盐水从相同初温加热至刚好沸腾，盐水2吸收的热量更多
D．结合本实验推理可知，如果内陆地区一个水量不变的咸水湖随着含盐量逐渐升高，其对周围地区气温的调节作用会变弱
【分析】（1）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；
（2）结合表中数据，根据转换法分析；
（3）不同物质沸点不同，根据Q＝cmΔt进行分析；
（4）由吸热公式Q吸＝cmΔt判断两种盐水的比热容大小，比热容越大，对气温的调节作用越强。
【解答】解：A、根据比较吸热能力的方法知，要控制不同物质的质量相同，故分别给初温相同且质量相同的甲、乙两种液体加热；加热相同的时间，根据升高的温度比较液体吸热能力，故A正确；
B、分析表中数据可知，加热3min，甲升高12℃，乙升高了24℃，甲升高温度慢，吸热能力强，故B错误；
C、由于甲、乙的沸点不同，当两种液体都沸腾时，其温度变化量不同，由Q＝cmΔt可知，通过比较“液体甲和液体乙加热至沸腾的时间长短”来判断谁的吸热能力强，该方法不可行，故C错误；
D、由图可知，在其他条件相同时，盐水1温度变化比盐水2温度变化大，所以盐水1的比热容比盐水2的比热容小，又知盐水1的密度大于盐水2的密度，故咸水湖含盐量逐渐升高，对周围地区气温的调节作用会变弱，故D正确。
故选：AD。
【点评】本题比较不同物质吸热的情况，考查控制变量法、转换法的应用和Q＝cmΔt的运用，为热学中的重要实验。
（多选）15．（2分）如图甲所示电路，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器R的规格为“20Ω、1A”，电流表量程选择“0～0.6A”，电压表量程选择“0～3V”。灯泡L上标有“2.5V、0.3A”字样，其I﹣U图像如图乙所示。闭合开关S，为保证电路安全，在移动滑片P的过程中，下列正确的是（ ）
A．电路的最大电功率是1.35W
B．灯泡的最小电功率是0.2W
C．滑动变阻器可接入的最小阻值为5Ω
D．滑动变阻器可接入的最大阻值为12Ω
【分析】由图甲可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；
（1）为保证电路安全，根据电流表的量程和灯泡的额定电流，结合串联电路的电流特点确定电路中允许通过的最大电流，根据P＝UI可求电路的最大功率；电路中电流最大时，滑动变阻器接入电路中阻值最小，根据串联电路电压规律以及欧姆定律求最小值；
（2）由串联电路的分压特点可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，变阻器两端的电压最大，灯泡两端的电压最小，此时流过小灯泡的电流也最小；即当电压表的示数最大为3V时，小灯泡的电功率最小，由串联电路的电压特点求出此时小灯泡两端的电压，从图象中找出此时通过灯泡的电流，再根据P＝UI可求出灯泡的最小功率。
【解答】解：AC、由图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；因电流表量程选择“0～0.6A”，小灯泡的额定电流为：IL＝0.3A，为了保证电路安全，由串联电路的电流特点可知，电路中允许通过的最大电流是0.3A，则I大＝IL＝0.3A，
所以，电路的最大功率：P总大＝UI大＝4.5V×0.3A＝1.35W，故A正确；
电流最大时，滑动变阻器接入到电路中的阻值最小，根据串联电路电压规律可得滑动变阻器两端的电压为：UR＝U﹣UL＝4.5V﹣2.5V＝2V，
由欧姆定律求得滑动变阻器的最小阻值为：R小＝＝≈6.67Ω，故C错误；
BD、由串联电路的分压特点可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，变阻器两端的电压最大，此时灯泡两端的电压最小，流过小灯泡的电流也最小，
则当电压表的示数最大为3V时，小灯泡的电功率最小，根据串联电路电压规律可得此时小灯泡两端的电压为：UL小＝U﹣U滑大＝4.5V﹣3V＝1.5V，
由图乙可知，此时流过小灯泡的电流是0.25A，小灯泡的最小功率：PL小＝ULIL小＝1.5V×0.25A＝0.735W，故B错误；
由欧姆定律计算滑动变阻器最大值：R大＝＝＝12Ω，故D正确。
故选：AD。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用和电功率的计算，关键是电路中最大电流、最小电流的确定。
三、实验解答题（共31分）
16．（4分）（1）如图甲，电能表的示数为 2245.8 kW•h。
（2）如图乙，用试电笔辨别火线和零线时，手需要触碰笔尾的金属体，当笔尖插入插座的插孔中时，氖管发光，说明此插孔中连接的是 火 线（选填“火”或“零”）。
（3）如图丙，电源的右端为 负 极。（选填“正”或“负”）
（4）用图丁所示的装置进行实验，他们将较长的软导线两端与灵敏电流计两接线柱连接。两同学手持导线分别站在地面上的东西方向，像跳绳一样在空中不停地摇动导线，可看到灵敏电流计的指针发生偏转；当两同学加快摇动导线时，发现灵敏电流计指针偏转的最大角度随之变大，则他们探究的问题是： 感应电流的大小与导体切割磁感线的速度是否有关 。
【分析】（1）电能表是测量消耗电能多少的仪器，最后一位示数是小数位，其单位是kW•h，由图示电能表可读出其示数；
（2）试电笔是辨别火线和零线的工具；
（3）根据小磁针的磁极分析螺线管的磁极，根据安培定则判定电源的正、负极；
（4）当闭合电路中的部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，感应电流的大小与导体切割磁感线的速度、磁场的强弱有关。
【解答】解：
（1）由图甲可知，电能表显示的数字为22458，最后一位是小数，单位为kW•h，其示数为2245.8kW•h；
（2）当笔尖插入插座的插孔中时，氖管发光，说明此插孔中连接的是火线；
（3）根据图示可知，小磁针的N极指向左侧，根据磁极间的相互作用规律可知，螺线管的右端为N极、左端为S极，根据安培定则可知，电流从左侧流入螺线管，所以电源的左端为正极、右端为负极；
（4）两同学手持导线分别站在地面上的东西方向，像跳绳一样在空中不停地摇动导线，可看到灵敏电流计的指针发生偏转；当两同学加快摇动导线时，发现灵敏电流计指针偏转的最大角度随之变大，这说明产生的感应电流变大，所以探究的问题是：感应电流的大小与导体切割磁感线的速度是否有关。
故答案为：（1）2245.8；（2）火；（3）负；（4）感应电流的大小与导体切割磁感线的速度是否有关。
【点评】本题考查了电能表的读数、试电笔的使用、磁极间的相互作用规律、安培定则、电磁感应现象，属于综合题。
17．（5分）小明设计如图甲所示的电路图，做“探究导体电阻大小与导体长度的关系”的实验，在A、B间接入下表中待研究电阻丝，电源电压U恒定，忽略温度对灯丝电阻影响（电阻丝用电阻符号表示）：
（1）小明选择序号为 2、4 的两根电阻丝来探究导体电阻大小与导体长度的关系。
（2）他正确选择后，将电阻丝分别接入A、B间，闭合开关，观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小。实验中，两次电流表指针均有偏转，但第1次的示数大于第2次的示数，说明第 1 （选“1”或“2”）次接入的电阻丝阻值较小。
（3）小明家对老房子的输电线路进行改造，将原来细的输电线换粗是 减小 （选填“增大”或“减小”）输电线的电阻，为了验证该结论，应该选用导体 2、3 （选填序号）进行实验。
（4）小明继续用上述电源设计了图乙所示的电路图，来探究导体电阻大小与导体长度的关系。他选择两根电阻丝分别接入R1、R2所在位置。他只要通过比较 电压表示数 就可以判断R1、R2的阻值大小。
【分析】（1）（3）决定电阻大小的因素有材料、长度横截面积、温度。因此在探究导体决定因素时，要用到控制变量法。
（2）当电源电压一定时，电路中的电阻越大，电路中的电流就越小，因此可以通过电流表的示数大小来确定导体电阻的大小。并且电流表的示数越大，电路中的电阻就越小。
（4）两个电阻串联，通过它们的电流相等，根据公式：U＝IR，在电流I相同的情况下，导体的电阻R越大，导体两端的电压就越大。因此可以利用电压表示数的大小可以确定导体阻值的大小。
【解答】解：（1）要探究电阻与导体长度的关系，就要选取两根材料和横截面积都相同、长度不同的导线进行实验，由此可以确定应该选取导线2、4。
（2）这里用到了转换的方法，利用电流表的示数来反映电路中电阻的大小。由于第一次电流表的示数较大，说明此时的电路对电流的阻碍作用较小，即电阻较小。
（3）小明家对老房子的输电线路进行改造，将原来细的输电线换粗，是在输电线材料和长度不变的情况下增大了输电线的横截面积，减小了输电线的电阻，为了验证该结论，应该选用材料和长度相同而横截面积不同的导体2、3进行实验。
（4）电压表分别测量的是导体R1和R2两端的电压，由于R1和R2串联，所以通过它们的电流相等，根据公式U＝IR可知，导体的电阻越大，导体中两端的电压就越大，因此可以利用电压表的示数的大小来比较导体电阻的大小，这也是一种转换的方法。
故答案为：（1）2、4； （2）1； （3）减小；2、3；（4）电压表示数。
【点评】（1）根据第四问的电路，可以总结出一个推论：在串联电路中，电压的分配与导体的电阻成正比。
（2）根据电阻两端电压的大小关系可以确定两个串联的电阻的大小关系。反过来，利用串联的两个电阻的大小关系，也可以比较电阻两端的电压大小关系。
18．（3分）小丽做“探究通过导体的电流跟电压的关系”的实验。她在实验桌上连接了如图所示的实验电路，同组的小英发现小丽连接的电路中有一根导线连接错误。
（1）请你在错接的导线上画“×”，并用笔画线代替导线，画出正确的接线。
（2）在正确接线后闭合开关，进行了探究实验。在实验过程中，多次改变滑动变阻器滑片的位置，从而改变 电阻两端的电压 ，用电压表测量电阻两端的电压U，用电流表测量通过电阻的电流I，并记录。
（3）在小丽某次移动滑动变阻器的滑片后，观察到电压表的示数如图乙所示，为了使电压表的示数再变大些，她应将滑动变阻器的滑片向 A 端移动。（选填“A”或“B”）
【分析】（1）在“探究通过导体的电流跟电压的关系”的实验中，电流表、定值电阻和滑动变阻器应串联接入电路，电压表并联在定值电阻两端，而图中电流表和电压表串联后并联在电阻两端，这是错误的；
（2）在本实验中应控制电阻阻值不变，通过多次改变滑动变阻器滑片的位置，从而改变电阻两端的电压；
（3）根据串联分压可判断为了使电压表的示数再变大些，滑动变阻器的滑片移动方向。
【解答】解：（1）在“探究通过导体的电流跟电压的关系”的实验中，电流表、定值电阻和滑动变阻器应串联接入电路，电压表并联在定值电阻两端，而图中电流表和电压表串联后并联在电阻两端，这是错误的，据此分析改接电路如下图所示：
；
（2）在本实验中应控制电阻的阻值不变，通过多次改变滑动变阻器滑片的位置，从而改变电阻两端的电压，用电压表测量电阻两端的电压U，用电流表测量通过电阻的电流I，并记录；
（3）为了使电压表的示数再变大些，根据串联分压原理可知应减小滑动变阻器接入电路的电阻大小，结合电路图可知应将滑片向A端移动。
故答案为：（1）见上图；（2）电阻两端的电压；（3）A。
【点评】本题考查了“探究通过导体的电流跟电压的关系”的实验，涉及了电路的连接、控制变量法的应用、电流表和电压表的读数、欧姆定律的计算等，难度一般。
19．（5分）如图甲所示，是创新小组的同学们“探究电流与电阻的关系”的实验电路。已知电源电压恒为6V，滑动变阻器的规格为“40Ω，1A”，定值电阻R0有6个（阻值分别为5Ω、10Ω、12Ω、15Ω、20Ω、25Ω）。
（1）请将实验步骤补充完整：
①将电压表和电流表调零，断开开关S，按图甲所示的电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片P调至阻值最大处；
②闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P使电压表的示数为U，同时读出电流表的示数I，断开开关S，将定值电阻R0的阻值和电流表的示数记录在表格中；
③断开开关S， 更换定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P使电压表的示数保持不变 ，读出电流表的示数I，断开开关S，将实验数据记录在表格中；
④仿照步骤③再做4次实验。
（2）上述步骤中，依次将5Ω、10Ω、12Ω、15Ω和20Ω的定值电阻R0接入电路进行实验。根据测量数据作出了电流表示数I与定值电阻R0的关系图像，如图乙所示。则可知实验步骤②中的U＝ 2 V；
（3）当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，发现电压表示数始终不能调为U。在电源电压不变的情况下，同学们想只通过提高定值电阻两端电压U的方式使所有的定值电阻都能完成实验，则U的值至少应该提高到 2.3 V；（结果保留1位小数）
（4）请画出实验数据记录表格。
【分析】（1）“探究电流与电阻的关系”实验需要保持电压表示数不变进行多次实验，寻找普遍规律；
（2）根据图乙求出电流与电阻之积，据此分析作答；
（3）根据串联电路电压的规律和分压原理得出所需滑动变阻器的最大阻值，确定定值电阻的电压，从而得出应该控制电压表示数U0的范围，结合欧姆定律分析。
（4）实验需记录电阻和电流，根据实验次数设计表格。
【解答】解：（1）“探究电流与电阻的关系”实验需要保持电压表示数不变进行多次实验，寻找普遍规律，故需更换定值电阻，调节滑动变阻器的滑片P使电压表的示数保持不变，读出电流表的示数I，并把R、I的数值记录在表格中；
（2）根据图乙所示的图象可知，a、b两端的电压为：U0＝IR＝0.4A×5Ω＝﹣﹣﹣＝0.1A×20Ω＝2V；
（3）根据串联电路电压的规律和分压原理：＝＝﹣1＝，
由上式可知，当电源电压U、定值电阻的电压U0一定时，变阻器的电阻随定值电阻的增大而增大；
当电阻为R定4＝25Ω时，所需滑动变阻器的阻值最大为：R滑大＝40Ω，带入上式中可求得U0≈2.3V，
由此可知U0的值至少应该提高到2.3V；
（4）表格如图：
故答案为：（1）③更换定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P使电压表的示数保持不变；（2）2；（3）2.3；（4）见表格。
【点评】本题探究电流与电阻的关系，考查了图象分析和串联分压原理的应用，难度一般。
20．（3分）小明想探究电流通过导体产生热量的影响因素。他连接了如图所示的电路，并利用停表记录时间进行实验，其中两个烧瓶完全相同，瓶内装有质量相等且初温均等于室温t0的煤油、相同的温度计A和B、阻值不等且不变的电阻丝R1和R2。
（1）小明将滑动变阻器的滑片调至适当位置后，闭合开关，同时按下停表开始计时，记录电流表的示数，通电时间为2min时，停止计时，分别记录此时温度计A和B的示数t1和t2，断开开关。小明通过以上操作，探究的是电流通过导体产生的热量与 电阻 是否有关。
（2）小明想利用该电路继续探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，小明在刚才操作的基础上，继续进行的实验步骤如下：
①温度计A的示数降至t0后，小明将滑动变阻器的滑片向左调至适当位置，闭合开关，同时按下停表开始计时，记录电流表的示数，通电时间为 2 min时，停止计时，记录此时温度计A的示数t3，断开开关。
②仿照步骤①再做一次实验，记录电流表的示数和温度计A的示数t4。
③小明通过计算发现t4﹣t0＞t3﹣t0＞t1﹣t0，可得出的实验结论是 通电时间、电阻一定时，通过导体的电流越大，电流通过导体产生热量越多 。
【分析】（1）串联电路，电流相同，通电时间相同，电阻阻值不同，故可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系；
（2）①要想探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，需控制通电时间、电阻阻值不变，改变通过电阻的电流，利用控制变量法进行分析。
【解答】解：（1）由图可知，两电阻串联，即通过电阻的电流相同，通电时间为2min，通电时间相同，两电阻阻值不同，故可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系；
（2）①要想探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，需控制通电时间、电阻阻值不变，改变通过电阻的电流，将滑动变阻器的滑片向左调至适当位置，电流变大，通电时间应该与（1）中一样，即通电时间应该为2min，停止计时，记录此时温度计A的示数t3；
②仿照步骤①将滑动变阻器的滑片再次向左调至适当位置，此时电流中的电流更大，记录电流表的示数，停止计时，温度计A的示数t4；
因为t4﹣t0＞t3﹣t0＞t1﹣t0，说明电流变大后，相同时间，电流通过电阻产生热量变大，故可得结论：通电时间、电阻一定时，通过导体的电流越大，电流通过导体产生热量越多。
故答案为：（1）电阻；（2）2；通电时间、电阻一定时，通过导体的电流越大，电流通过导体产生热量越多。
【点评】本题探究电流通过导体产生热量的影响因素实验，利用控制变量法进行分析是关键。
21．（7分）为了测量小灯泡的额定功率并探究小灯泡亮度与实际功率的关系，某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路，标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω，电源电压6V，可供选用的滑动变阻器有“10Ω、1A”的R1和“20Ω、1A”的R2。
（1）为了完成实验，你认为应该选用的滑动变阻器是 R2 ；（选填“R1”或“R2”）
（2）请用笔划线代替导线将图甲的实验电路补充完整；（要求：滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮）
（3）电路正确连接后，闭合开关，他们发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表指针明显偏转，你认为造成这一现象的原因可能是 C ；（选填字母）
A.电流表断路
B.小灯泡短路
C.小灯泡灯丝断了
D.滑动变阻器短路
（4）排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，电压表示数为2V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 B 移（选填“A”或“B”）直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 0.65 W；
（5）根据收集到的实验数据，同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中，勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下，它两端的电压与电流的比值不一样，你认为其主要原因是 灯丝的电阻随温度升高而增大 ；
（6）另一小组实验时，发现电流表已经损坏，为了测出该小灯泡的额定功率，小组在实验室选了一个10Ω的电阻R0和一个单刀双掷开关，设计了如图丙所示的电路并完成了该实验（电源电压不变）：
①闭合开关S，开关S1接b，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，记录电压表示数U1；
②闭合开关S，滑动变阻器滑片保持不动，S1接a，记录电压表示数U2。则小灯泡额定功率P额＝ U1• （用字母R0、U1、U2表示）。
【分析】（1）根据灯的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，由欧姆定律得出灯的额定电流，根据串联电路电压的规律及欧姆定律得出灯正常发光时滑动变阻器连入电路的电阻，确定选用的滑动变阻器的规格；
（2）滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮，说明电路中电流变大，滑动变阻器阻值变小，据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱；
（3）电路正确连接后，闭合开关，他们发现小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表指针明显偏转，说明电压表与电源连通，电压表被串联在电路中，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；
（4）灯在额定电压下正常发光，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；
根据图甲确定电流表量程，由图乙确定分度值读数，利用P＝UI求出灯的功率；
（5）灯丝的电阻随温度升高而增大；
（6）要测灯的额定功率，首先使灯正常发光，先将电压表与灯并联，通过移动滑片的位置，使灯的电压为额定电压；保持滑片位置不动，通过开关的转换，使电压表测灯与定值电阻两端的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，可求出此时定值电阻两端的电压，由欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P＝UI可求出灯的额定功率。
【解答】解：（1）标有“2.5V”字样的小灯泡，即灯的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：
I＝＝＝0.25A，
根据串联电路电压的规律及欧姆定律，灯正常发光时滑动变阻器连入电路的电阻：
R滑＝＝＝14Ω＞10Ω，故选用“20Ω 1A”的R2；
（2）滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮，说明电路中电流变大，滑动变阻器阻值变小，故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示：
；
（3）电路正确连接后，闭合开关，他们发现小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表指针明显偏转，说明电压表与电源连通，电压表被串联在电路中，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即造成这一现象的原因可能是小灯泡灯丝断了，故选：C；
（4）排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，电压表示数为2V，小于灯的额定电压2.5V，若要测量小灯泡的额定功率，应增大灯两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B移动，直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，由图甲可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，其示数为0.26A，则小灯泡的额定功率是：
PL＝ULIL＝2.5V×0.26A＝0.65W；
（5）根据欧姆定律，灯的两端的电压与电流的比值即灯的电阻；小灯泡在不同亮度下温度不同，因灯丝的电阻随温度升高而增大，故它两端的电压与电流的比值不一样；
（6）在步骤①中，电压表测灯两端的电压，小灯泡正常发光；
在步骤②中，电压表测灯与定值电阻两端的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻两端的电压U0＝U2﹣U1，由欧姆定律可知，灯的额定电流为：
I灯＝I0＝＝，
灯的额定功率：
P额＝U灯I灯＝U1•。
故答案为：（1）R2；（2）见解答图；（3）C；（4）B；0.65；（5）灯丝的电阻随温度升高而增大；（6）U1•。
【点评】本题测量小灯泡的额定功率并探究小灯泡亮度与实际功率的关系，考查了器材的选择、电路连接、故障分析、操作过程、功率的计算、影响电阻大小的因素及设计方案测额定功率的能力。
22．（3分）小东想要探究“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值是否成正比”，现有如下实验器材：符合要求的两端电压恒定的电源一个，已调零的电流表和电压表各一只，滑动变阻器一个，电阻箱（）和开关各一个，导线若干。
（1）画出实验电路图；
（2）画出实验数据记录表格。
【分析】（1）根据P＝UI设计实验电路，电压表并联测定值电阻两端的电压，电流表测电流，用变阻器保持电路中电流不变；
（2）根据实验步骤，设计记录表。
【解答】解：（1）根据P＝UI设计实验电路，电压表测定值电阻两端的电压，电流表测电流，用变阻器保持电路中电流不变，实验电路图如图所示：
；
（2）利用公式P＝UI分别计算出电阻消耗的电功率，并分别记录在实验数据记录表中。实验数据记录表：
故答案为：见解答。
【点评】本题考查电功率的测量、实验步骤、实验电路以及实验数据记录表的设计，有一定难度。
23．（1分）将两只规格不同的小灯泡L1和L2并联接在电源两端，闭合开关后，两只小灯泡均正常发光，且灯L1更亮。若将L1和L2串联接入电路，调节电源电压使灯L2正常发光。请分析并判断L1和L2哪个更亮。已知通过小灯泡的电流减小时，灯泡变暗，灯丝电阻变小。
【分析】将两只规格不同的小灯泡L1和L2并联接在电源两端，闭合开关后，两只小灯泡均正常发光，且灯L1比灯L2更亮，故灯L1的实际功率较大，并联电路中各支路两端的电压相同，根据R＝可知两灯的电阻大小关系；这两只小灯泡串联时电流处处相等，根据P＝I2R可知两灯的实际功率得大小关系，实际功率越大，灯越亮。
【解答】解：将两只规格不同的小灯泡L1和L2并联接在电源两端，闭合开关后，两只小灯泡均正常发光，且灯L1比灯L2更亮，故灯L1的实际功率较大，
并联电路中各支路两端的电压相同，根据可知两灯的电阻大小为R1＜R2；
这两只小灯泡串联时电流处处相等，根据P＝I2R可知L2的实际功率较大，由于灯泡的亮暗程度由实际功率来决定，灯L2比灯L1更亮。
【点评】本题考查电功率公式的灵活运用，知道灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，是一道综合题。
四、科技阅读题（共3分）
24．（3分）
废弃盐矿变身“充电宝”
2024年4月9日，世界首套300兆瓦级压缩空气储能电站——湖北应城压气储能电站示范工程一次并网成功，创造了单机功率、储能规模、转换效率等多项世界纪录。应城压气储能电站利用废弃盐矿作为储气库，打造一个超级“充电宝”——单机功率可达3×105kW，储能容量最大可达1.5×106kW•h，其中约70%的能量可以有效利用。
应城压气储能电站是典型的盐穴型压气储能。压气储能是利用电网负荷低谷时的剩余电能驱动电动机压缩空气，将其储藏在密封设施内。在用电高峰时将高压空气释放出来，驱动膨胀机带动发电机发电。盐穴就是地下盐层被开采后形成的腔穴，不仅密闭性好，稳定性还高，是储存高压空气的理想场所，兼具了使用寿命长、成本低、占地少、安全环保等诸多优势。相比兴建钢罐等压力容器储存的方式，利用盐穴等地下润穴建设大容量电站，将显著降低原材料、用地等方面的成本。
目前世界上大部分已投运的盐穴型压气储能电站都需要烧煤或天然气来加热空气，这个过程叫做“补燃”，不可避免会产生污染排放以及造成压缩热的损失。应城压气储能电站利用“非补燃”技术，将空气压缩过程中产生的热量进行回收再利用，没有任何燃烧、排放，集全绿色、高效率、低成本于一体，将成为世界压气储能电站的标杆。
在碳达峰碳中和背景下，新能源装机及发电量占比将大幅提升。压气储能作为一项新型的物理储能技术，将向着产业规模化、技术精益化、机制体系化的方向发展。
请根据上述阅读材料，回答下列问题：
（1）应城压气储能电站利用 “非补燃” 技术，具有全绿色、高效率、低成本等优势。
（2）若应城压气储能电站储能容量达到最大，按每个家庭平均每天用5度电计算，以它现有的转换效率供电，可满足 A 个家庭一天所使用的电能。
A.2.1×105
B.3×105
C.4.2×104
D.6×104
（3）请你写出该超级“充电宝”在储能的过程中所涉及的能量转化过程。
【分析】（1）（2）根据题中信息分析解答；
（3）根据能量的形式分析。
【解答】解：（1）根据题中信息知：应城压气储能电站利用“非补燃”技术，将空气压缩过程中产生的热量进行回收再利用，没有任何燃烧、排放，集全绿色、高效率、低成本于一体；
（2）由题信息知：应城压气储能电站储能容量最大可达1.5×104kW•h，根据η＝知可以有效利用的电能为：
W＝70%W最大＝70%×1.5×106kW•h＝1.05×106kW•h，
可提供给电能的家庭数：
n＝＝2.1×105个；
故选：A；
（3）由题中信息知：压气储能是利用电网负荷低谷时的剩余电能驱动电动机压缩空气，将其储藏在密封设施内，此过程将剩余的电能转化为电动机的机械能，电动机的机械能在转化为空气的内能。
故答案为：（1）“非补燃”；（2）；（3）剩余的电能转化为电动机的机械能，电动机的机械能在转化为空气的内能。
【点评】本题考查信息阅读与分析，属于中档题。
五、计算题（共6分）
25．（2分）如图所示的电路中，定值电阻R的阻值为25Ω，电源两端电压为2.5V并保持不变，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3A，小灯泡正常发光。求：
（1）小灯泡的额定功率。
（2）开关S1和S2均闭合后，电流表的示数。
【分析】（1）只闭合开关S1时，是灯泡的简单电路，电流表测量灯泡的电流，根据P＝UI计算灯泡的功率；
（2）开关都闭合，灯泡与电阻并联，电流表测量干路电流，根据欧姆定律计算电阻的电流，根据并联电路特点计算干路电流。
【解答】解：（1）只闭合开关S1时，是灯泡的简单电路，电流表测量灯泡的电流，
小灯泡正常发光，电源电压U＝UL＝2.5V；
灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（2）开关都闭合，灯泡与电阻并联，电流表测量干路电流，
电阻的电流IR＝＝＝0.1A，
根据并联不相互影响，灯泡电流仍为0.3A，
干路电流为I＝IL+IR＝0.3A+0.1A＝0.4A。
答：（1）小灯泡的额定功率0.75W；
（2）开关S1和S2均闭合后，电流表的示数是0.4A。
【点评】本题考查并联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算，属于中档题。
26．（4分）图甲为小东家使用的某品牌电火锅，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2为阻值一定的电热丝，且R1＜R2。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同挡位工作，该电火锅铭牌的部分参数如下表所示。
（1）求电火锅在高温挡工作6min所消耗的电能；
（2）电火锅在低温挡工作时，开关S1、S2分别处于什么状态？
（3）若家庭电路的电压是220V，某插座的额定电流是5A，用该插座仅给该电火锅供电，在安全用电的前提下，为了使加热更快，应选择哪个挡位？请说明理由。
（4）求R1的阻值。
【分析】（1）已知高温挡的电功率，由W＝Pt计算所消耗的电能；
（2）由电路图知两电阻并联，由P＝知，电阻越大，功率越小，开关S1闭合，S2断开时，电阻R1工作，属于中温挡；
（3）先计算插座允许使用用电器的最大功率，然后比较即可选出合适挡位；
（4）开关S1闭合，S2断开时，电阻R1工作，属于中温挡，由P＝可得R1的阻值。
【解答】解：（1）已知高温挡的电功率P＝1500W，所以，高温挡工作6min所消耗的电能W＝Pt＝1500W×6×60s＝5.4×105J；
（2）由电路图知两电阻并联，电阻两端的电压相同，且R1＜R2，由P＝知，电阻越大功率越小，
所以，当开关S1断开，S2闭合时电阻R2，此时电阻最大，功率最低属于低温挡；
（3）插座允许接入的用电器的最大功率Pmax＝UImax＝220V×5A＝1100W，
由于1000W＜Pmax＜1500W，所以，从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择中温挡；
（4）开关S1闭合，S2断开时，电阻R1工作，属于中温挡，由P＝UI＝U×＝，故R1＝＝＝48.4Ω。
答：（1）高温挡工作6min所消耗的电能是5.4×105J；
（2）电火锅在低温挡工作时，开关S1断开、S2闭合；
（3）在安全用电的前提下，为了使加热更快，应选择中温挡；
（4）R1的阻值是48.4Ω。电热水器
额定电压220V
工作频率50Hz
额定功率2000W
电饭锅
额定电压220V
工作频率50Hz
额定功率800W
照度/Lx
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
电阻/kΩ
75
40
24
20
18
15
加热时间min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
序号
材料
长度
横截面积
1
锰铜合金丝
L
S
2
镍铬合金丝
L
S
3
镍铬合金丝
L
2S
4
镍铬合金丝
2L
S
××牌电火锅
额定电压
220V
额定功率
低温挡
500W
中温挡
1000W
高温挡
1500W
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
B
C
B
B
D
D
B
C
C
D
C
题号
12
答案
D
电热水器
额定电压220V
工作频率50Hz
额定功率2000W
电饭锅
额定电压220V
工作频率50Hz
额定功率800W
照度/Lx
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
电阻/kΩ
75
40
24
20
18
15
加热时间min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
序号
材料
长度
横截面积
1
锰铜合金丝
L
S
2
镍铬合金丝
L
S
3
镍铬合金丝
L
2S
4
镍铬合金丝
2L
S
实验次数
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
电流I/A
电流I/A
电阻R/Ω
电压U/V
电功率P/W
××牌电火锅
额定电压
220V
额定功率
低温挡
500W
中温挡
1000W
高温挡
1500W