广东省深圳市南山区2024-2025学年九年级上学期期末教学质量检测物理试题（原卷版+解析版）

这是一份广东省深圳市南山区2024-2025学年九年级上学期期末教学质量检测物理试题（原卷版+解析版），共27页。试卷主要包含了单项选择题，作图题，填空题，实验题，计算题，综合能力题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共7小题，每小题2分，共14分）
1. 下列用电器正常工作时，通过的电流最大的是（ ）
A. 家用空调器B. 家庭节能灯C. 计算器D. 电子手表
2. 下列事例中与“水的比热容较大”这个特性有关的是（ ）
A. 夏天，洒水车在马路上洒水降温
B. 冬天，北方菜窖里放几桶水，以防窖内菜被冻坏
C. 生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度
D. 在较大的河流上建水电站，用水来发电
3. 如图所示，将试管中的水加热后，水蒸气从橡皮塞小孔冲出，推动风车转动。汽油机工作时，与水蒸气推动风车转动时能量转化过程相同的冲程是（ ）
A. B. C. D.
4. 学校大门采用人脸识别系统智能控制师生进出校门，如图所示，当有人站到识别器前时开关S1闭合，灯泡发光，照亮人脸进行识别，当系统自动识别到本校师生时，开关S2闭合，电动机M工作打开闸门放行。只闭合S2时，灯泡和电动机M均不工作。下列电路设计符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
5. 如图所示是一种静电喷涂枪，通电后，它可以使涂料微粒带上负电荷；当涂料喷出后，更易形成分散的雾状微粒，并均匀分布到被喷涂的工件上。下列说法正确的是（ ）
A. 喷涂枪口与被喷涂工件之间形成向左的电流
B. 若被喷涂工件带上负电荷，能使喷涂效果更好
C. 涂料喷出后更易形成分散的雾状是因为分子间存在很大的间隙
D. 涂料喷出后更易形成分散的雾状是因为同种电荷相互排斥
6. 如图是小明家的电能表表盘示意图，断开其它用电器，只让热水壶单独工作2min，发现转盘转动了。下列说法正确的是（ ）
A. 电能表是用来测量用电器消耗电能快慢的仪器
B. 若接在该电能表上用电器再消耗的电能，显示示数将为
C. 该电热水壶在1min内消耗电能600J
D. 该电热水壶的实际功率为1000W
7. 如图是探究焦耳定律的实验装置，U形管中液面高度的变化反映密闭容器中空气温度的变化。下列说法正确的是（ ）
A. 实验时U形管中液面高度没有变化，一定是电路中某处断路
B. 通电时，通过电阻丝R1和R2的电流不同
C. U形管内液面上升的高度越高，说明电阻丝产生的热量越少
D. 在探究导体产生的热量与电阻的关系时，R1和R2电阻丝的阻值应不同
二、作图题（共2小题，每小题2分，共4分）
8. 吸油烟机的主要元件有照明灯，电动机。在使用中，有时需要照明灯、电动机同时工作，有时需要它们各自独立工作。请将图中的元件连接成符合要求的电路。
9. 请在图中的两个虚线框内，选填“电源”和“开关”的符号，满足当开关都闭合时两灯组成并联电路。
三、填空题（共3小题，共8分）
10. 如图甲所示电路，当开关S闭合后，两灯均发光，电流表的指针偏转情况如图乙所示，其中a电流表测量的是___________（选填“干路”“灯L1“或“灯L2”）中的电流，b电流表的读数应为 ___________A，通过灯L2的电流是 ___________A。
11. 如图为某汽油机的能量流向图，其热机效率为 _________（用图中的符号表示）；若完全燃烧0.21kg汽油所产生的能量全部被水吸收，能使质量为100kg，初温为20℃的水温度升高到 _________℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q汽油＝4.6×107J/kg]
12. 如图所示，智能手机的指纹识别解锁是目前较为常见的解锁方式，方便人们使用。
（1）手指轻触感应区，识别出正确的指纹后手机自动开锁，则感应区相当于指纹识别电路中的 _________（填电路元件）；
（2）“充电五分钟，通话两小时”是某手机的闪充功能宣传语。它的闪充充电器的充电电压为5V，充电电流为4A，则充电5min最多可以充入的电能有_________J；该手机的电池容量是，并标有“输出电压3.8V”的字样。若不改变充电电流，要求在30min内充满电，至少需要 _________V的充电电压。
四、实验题（共3小题，共18分）
13. 在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中，采用图中所示的实验装置。a、b、c是镍铬合金制成的三根导线，a、b长度相同但横截面积不同，a、c横截面积相同但长度不同，导线d由锰铜合金制成，长度、横截面积与导线b相同。
（1）图中是通过观察 ______来比较导体电阻的大小，这里用到的物理实验方法为 ______；
（2）在探究导体电阻大小与长度的关系时，应选用的两根金属丝是 ______（填字母）；如果只用一根金属丝a进行实验，可以探究导体电阻大小与 ______的关系（填序号）；
①长度、横截面积
②长度、材料
③横截面积、材料
（3）在我国城乡地区进行输电线路的改造，将原来细的输电线换成较粗的输电线，这样可以 ______（选填“增大”或“减小”）输电线的电阻，进而减小电能损失。
14. 小红用伏安法测电阻，实验电路如图甲所示。
（1）该实验的原理是_______；
（2）闭合开关前，小红发现电流表指针在零刻度线的左侧，接下来的操作是_______；
（3）实验过程中，改变滑片位置并进行多次测量，这样做的目的是为了_______；
（4）小红在某次测量中，电压表与电流表的读数如图乙所示，则待测电阻的阻值为_______Ω；
（5）实验中，如果电压表突然损坏，已知滑动变阻器的最大阻值为 R，电源电压保持不变，但电源电压未知，实验电路图设计如图丙所示，请根据实验过程写出 U、Rx表达式。
①先将滑片移至最右端，测出此时的电流 I1，则电源电压 U=I1Rx；
②再将滑片移至最左端，测出此时的电流 I2，则电源电压 U=________（用 I2、Rx、R 表示）；
③待测电阻的阻值 Rx=_______（用 I1、I2、R 表示）。
15. 在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验中，器材有：电源（电压恒为4.5V）、电流表、电压表、开关、定值电阻（10Ω、15Ω、20Ω、30Ω、50Ω）、滑动变阻器（规格“20Ω，2A”）、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片P移到最右端时电路中的电流最小） _________；
（2）连接电路时开关应 _________；
（3）正确连接电路后，闭合开关，两电表均无示数；将电压表接在滑动变阻器两端时电压表有示数。则电路故障可能是 _________；
（4）将5Ω电阻换成15Ω电阻进行实验时，滑片P应向 _________（选填“左”或“右”）移动，同时眼睛盯着电压表，使其示数为 _________V，并记录相关数据；
（5）根据实验数据，在图乙所示坐标系中描绘出了的图像，分析图像可得出的结论是 _________；
（6）实验中发现把50Ω的电阻接入电路中时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片P都不能使电阻两端电压达到预设值。若电阻两端的电压预设值不变，为保证五个电阻都可以单独接入电路中完成实验，可以更换电源，更换的电源电压最大值不超过 _________V。
五、计算题（共2小题，共14分）
16. 如图所示，一款电保温杯垫能使杯内的水持续保温在55℃左右，已知电保温杯垫正常工作时的电压为40V，电流为0.5A，水的比热容为。把质量为0.2kg的水倒入杯中保温，300s后水温升高了5℃，求这段时间内：
（1）水吸收热量；
（2）杯垫消耗的电能；
（3）杯垫给水加热的效率。
17. 下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图甲所示。、为发热电阻且，通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高档”之间的转换。
（1）求电阻的阻值；
（2）求加湿器处于低挡位置时的发热功率；
（3）如图乙所示是某次使用加湿器工作的图象，请计算加湿器工作消耗的总电能。
六、综合能力题（共2小题，共12分）
18. 天然气主要成分是甲烷，其密度比空气小，无色无味。为防止天然气泄漏带来的安全隐患，建议安装燃气泄漏报警器。结合你所学过的知识，请回答以下问题：
（一）预防：天然气中加入特殊气味的气体，泄漏时人能闻到这种气味，原因是 _________；燃气报警器应安装在燃气灶附近的 _________（选填“上”或“下”）方区域；
（二）报警：燃气泄漏报警器需要用气敏电阻，小明用如图甲所示的装置测量气敏电阻Rx阻值与天然气浓度的关系。
（1）开关S闭合前，滑片P应移至 _________（选填“A”或“B”）端；
（2）移动滑片P，当天然气浓度为4%时，电压表、电流表示数如图乙所示：则Rx的阻值为 _________Ω，其它数据如下表所示；
（3）制作报警器：小明设计了一个燃气泄漏报警器，如图丙所示（电阻不计），其中控制电路有：3V直流电源、开关、气敏电阻Rx、定值电阻R0。当电流达到60mA报警器报警，若要求闭合开关S，天然气浓度高于4%时报警，定值电阻R0的阻值为 _________Ω；若要使报警器在天然气浓度更低时报警，可以采用的方法有 _________（写出一种即可）。
19. 阅读材料，回答问题：
主动式空气净化器
空气净化器的工作原理为：机器内的马达带动风扇使室内空气循环流动，污染的空气，通过机内的空气过滤网后将各种污染物吸附。主动式空气净化器还会在出风口加装负离子发生器，将空气不断电离，产生大量负离子，被微风扇送出，形成负离子气流，达到清洁、净化空气的目的。
下表为某型号的主动式空气净化器的参数：
①CADR是反映其净化能力的性能指标，CADR值越大，其净化效率越高。利用CADR值，可以评估其在运行一定时间后，去除室内空气污染物的效果。可按下列公式计算CADR＝2.4V/t；（V：房间容积；t：空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间）
②能效比是空气净化器洁净空气体积与输入功率之比；
③净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。
（1）空气净化器的风扇旋转吸入颗粒物，颗粒物接近带有负电荷的金属网时受到强烈的吸引力，原因是 _________；
（2）下列说法正确的是 _________；
A. 净化器能效比越小，越节能
B. 输入净化器中的功率越大，消耗的电能越多
C. 机器内的马达工作时，将电能主要转换成机械能
D. 气流外侧的颗粒物也被吸入净化器，是因为气流处流速小压强小的缘故
（3）如果室内面积为50m2，房间的高度为3m，请你计算该空气净化器理论上需要 _________min，可以使房间污染物的浓度下降90%，此时消耗 _________kW•h的电能；
（4）利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻R0＝10Ω，电源电压恒为28V；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线。现用此电路检测该型号净化器的净化效率，净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A，此时空气中有害气体浓度是 _________μg/m3，净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A，则该空气净化器的实际净化效率 _________%。
广东省深圳市南山区2024-2025学年九年级上学期
期末教学质量检测物理试卷
一、单项选择题（共7小题，每小题2分，共14分）
1. 下列用电器正常工作时，通过的电流最大的是（ ）
A. 家用空调器B. 家庭节能灯C. 计算器D. 电子手表
【答案】A
【解析】
【详解】计算器、家用空调器、家庭节能灯、电子手表中四个用电器中，计算器正常工作时电流约为10-4A，家用空调正常工作时的电流约为5A左右，家庭节能灯正常工作时的电流约为0.1A左右，电子手表的工作电流大约为3μA左右，即3×10-6A左右，所以正常工作时家用空调器通过的电流最大，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2. 下列事例中与“水的比热容较大”这个特性有关的是（ ）
A. 夏天，洒水车在马路上洒水降温
B. 冬天，北方菜窖里放几桶水，以防窖内的菜被冻坏
C. 生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度
D. 在较大的河流上建水电站，用水来发电
【答案】C
【解析】
【详解】A．夏天，洒水车在马路上洒水降温，利用水蒸发吸热，故A不符合题意；
B．冬天，北方菜窖里放几桶水，以防窖内的菜被冻坏，利用水凝固放热，故B不符合题意；
C．生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，利用水的比热容较大的特性，水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；吸收或放出相同的热量，水升高或降低的温度少，故C符合题意；
D．在较大的河流上建水电站，用水来发电，是将水能转化为电能，故D不符合题意。
故选C。
3. 如图所示，将试管中的水加热后，水蒸气从橡皮塞小孔冲出，推动风车转动。汽油机工作时，与水蒸气推动风车转动时能量转化过程相同的冲程是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】将试管中的水加热后，水蒸气从橡皮塞小孔冲出，推动风车转动，是内能转化为机械能。
A．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸，是排气冲程，没有能量转化，故A不符合题意；
B．进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程，内能转化为机械能，故B符合题意；
C．进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高，是压缩冲程，机械能转化为内能，故C不符合题意；
D．进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下端运动，是吸气冲程，没有能量转化，故D不符合题意。
故选B。
4. 学校大门采用人脸识别系统智能控制师生进出校门，如图所示，当有人站到识别器前时开关S1闭合，灯泡发光，照亮人脸进行识别，当系统自动识别到本校师生时，开关S2闭合，电动机M工作打开闸门放行。只闭合S2时，灯泡和电动机M均不工作。下列电路设计符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知，灯和电动机能独立工作即它们为并联；开关S1闭合，灯L发光，S2闭合，电动机M工作，只闭合S2时，灯L和电动机M均不工作，则S1在干路上，S2在电动机支路中。
故选C。
5. 如图所示是一种静电喷涂枪，通电后，它可以使涂料微粒带上负电荷；当涂料喷出后，更易形成分散的雾状微粒，并均匀分布到被喷涂的工件上。下列说法正确的是（ ）
A. 喷涂枪口与被喷涂工件之间形成向左的电流
B. 若被喷涂工件带上负电荷，能使喷涂效果更好
C. 涂料喷出后更易形成分散的雾状是因为分子间存在很大的间隙
D. 涂料喷出后更易形成分散的雾状是因为同种电荷相互排斥
【答案】D
【解析】
【详解】A.物理学上规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。图中，负电荷向左运动，所以喷涂枪口与被喷涂工件之间形成向右的电流，故A错误；
B．若被喷涂工件带上负电荷，则与喷出的带负电的涂料微粒相互排斥，可能喷不上，故B错误；
CD．喷出的涂料微粒带有同种电荷，由于同种电荷相互排斥，所以涂料喷出后更易形成分散的雾状，故C错误，D正确。
故选D。
6. 如图是小明家的电能表表盘示意图，断开其它用电器，只让热水壶单独工作2min，发现转盘转动了。下列说法正确的是（ ）
A. 电能表是用来测量用电器消耗电能快慢的仪器
B. 若接在该电能表上的用电器再消耗的电能，显示示数将为
C. 该电热水壶在1min内消耗电能600J
D. 该电热水壶的实际功率为1000W
【答案】D
【解析】
【详解】A．电能表是用来测量用电器消耗电能多少的仪器，故A错误；
B．电能表最后一位是小数，若用电器再消耗的电能，电能表示数将为，故B错误；
C．表示的是电路中每消耗的电能，电能表转盘转3000转。热水壶单独工作2min，电能表转盘转动了100r，则消耗的电能为
则该电热水壶在1min内消耗电能，故C错误；
D．该电热水壶的实际功率为，故D正确。
故选D。
7. 如图是探究焦耳定律的实验装置，U形管中液面高度的变化反映密闭容器中空气温度的变化。下列说法正确的是（ ）
A. 实验时U形管中液面高度没有变化，一定是电路中某处断路
B. 通电时，通过电阻丝R1和R2的电流不同
C. U形管内液面上升的高度越高，说明电阻丝产生的热量越少
D. 在探究导体产生的热量与电阻的关系时，R1和R2电阻丝的阻值应不同
【答案】D
【解析】
【详解】A．实验时U形管中液面高度没有变化，可能是装置的气密性不好，也可能是电路中某处断路，故A错误；
B．由图可知，电阻丝R1​和R2​串联在电路中，根据串联电路的电流特点，串联电路中各处电流相等，所以通电时通过电阻丝R1​和R2​的电流相同，故B错误；
C．U 形管中液面高度的变化反映密闭容器中空气温度的变化，而空气温度变化是由电阻丝产生热量引起的，U 形管内液面上升的高度越高，说明密闭容器中空气吸收热量越多，即电阻丝产生的热量越多，故C错误；
D．在探究导体产生的热量与电阻的关系时，根据控制变量法，要控制电流和通电时间相同，改变电阻大小，所以R1​和R2​电阻丝的阻值应不同，故D正确。
故选D。
二、作图题（共2小题，每小题2分，共4分）
8. 吸油烟机的主要元件有照明灯，电动机。在使用中，有时需要照明灯、电动机同时工作，有时需要它们各自独立工作。请将图中的元件连接成符合要求的电路。
【答案】
【解析】
【详解】由题意可知，照明灯、电动机并联，且各有一个开关控制，每个开关控制一个用电器，两个开关同时闭合，两个用电器同时工作，故电路连接如下：
9. 请在图中的两个虚线框内，选填“电源”和“开关”的符号，满足当开关都闭合时两灯组成并联电路。
【答案】
【解析】
【详解】若将电源置于下面的虚线框，开关置于上面的虚线框，则开关闭合后，上面的灯泡被开关短路，只剩下面的灯泡工作，不符合题意；若将电源置于上面的虚线框，开关置于下面的虚线框，开关闭合，两灯可组成并联电路，符合要求；如图所示
三、填空题（共3小题，共8分）
10. 如图甲所示电路，当开关S闭合后，两灯均发光，电流表的指针偏转情况如图乙所示，其中a电流表测量的是___________（选填“干路”“灯L1“或“灯L2”）中的电流，b电流表的读数应为 ___________A，通过灯L2的电流是 ___________A。
【答案】 ①. 灯L1 ②. 1.2 ③. 0.9
【解析】
【详解】[1][2]由电路图可知，两灯泡并联，电流表a测L1支路的电流，电流表b测干路电流，
并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且b电流表指针偏转角小于a电流表指针的偏转角，b电流表的量程为0~3A，分度值为0.1A，示数为1.2A；a电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A。
[3]由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以L2中的电流为
1.2A-0.3A=0.9A
11. 如图为某汽油机的能量流向图，其热机效率为 _________（用图中的符号表示）；若完全燃烧0.21kg汽油所产生的能量全部被水吸收，能使质量为100kg，初温为20℃的水温度升高到 _________℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q汽油＝4.6×107J/kg]
【答案】 ①. ②. 43
【解析】
【详解】[1]从图中可知，有用功是E2，燃气燃烧释放的热量是E，故其热机效率为
[2]完全燃烧0.21kg汽油放出的热量
由题知，水吸收的热量
根据可知，水升高的温度
则水的末温
12. 如图所示，智能手机的指纹识别解锁是目前较为常见的解锁方式，方便人们使用。
（1）手指轻触感应区，识别出正确的指纹后手机自动开锁，则感应区相当于指纹识别电路中的 _________（填电路元件）；
（2）“充电五分钟，通话两小时”是某手机的闪充功能宣传语。它的闪充充电器的充电电压为5V，充电电流为4A，则充电5min最多可以充入的电能有_________J；该手机的电池容量是，并标有“输出电压3.8V”的字样。若不改变充电电流，要求在30min内充满电，至少需要 _________V的充电电压。
【答案】（1）开关 （2） ①. 6000 ②. 5.7
【解析】
【小问1详解】
手指轻轻触碰感应区，识别出正确的指纹后手机自动开锁，感应区相当于电路中的开关，对手机起控制作用。
【小问2详解】
[1]闪充充电器的充电电压为5V，充电电流为4A，则5min最多可以充入电能
[2]手机的电池容量是，并标有“输出电压3.8V”的字样，则手机电池充满电时储存的电能
充电电流为4A，在不改变充电电流的情况下，要在30min内充满该手机电池，则充电电压为
四、实验题（共3小题，共18分）
13. 在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中，采用图中所示的实验装置。a、b、c是镍铬合金制成的三根导线，a、b长度相同但横截面积不同，a、c横截面积相同但长度不同，导线d由锰铜合金制成，长度、横截面积与导线b相同。
（1）图中是通过观察 ______来比较导体电阻的大小，这里用到的物理实验方法为 ______；
（2）在探究导体电阻大小与长度的关系时，应选用的两根金属丝是 ______（填字母）；如果只用一根金属丝a进行实验，可以探究导体电阻大小与 ______的关系（填序号）；
①长度、横截面积
②长度、材料
③横截面积、材料
（3）在我国城乡地区进行输电线路的改造，将原来细的输电线换成较粗的输电线，这样可以 ______（选填“增大”或“减小”）输电线的电阻，进而减小电能损失。
【答案】（1） ①. 电流表示数 ②. 转换法
（2） ①. a、c ②. ①
（3）减小
【解析】
【小问1详解】
[1][2]实验中通过观察电流表的示数判断导体电阻的大小，采用了转换法，电流表的示数越小，说明电阻越大。
【小问2详解】
[1]在探究导体电阻大小与长度的关系时，应控制导体的材料和横截面积相同，长度不同，所以应选择a、c两根金属丝。
[2]如果只用一根金属丝a，我们既可以通过改变夹子的位置来改变电阻丝接入电路的长度，也可以把电阻丝对折来改变电阻丝的横截面积，即可以探究导体电阻大小与长度、横截面积的关系，故选①。
【小问3详解】
在我国城乡地区进行输电线路的改造，将原来细的输电线换成较粗的输电线，这样在导线材料和长度不变的情况下，增加了导线的横截面积，减小了输电线的电阻，进而减小电能损失。
14. 小红用伏安法测电阻，实验电路如图甲所示。
（1）该实验的原理是_______；
（2）闭合开关前，小红发现电流表指针在零刻度线的左侧，接下来的操作是_______；
（3）实验过程中，改变滑片位置并进行多次测量，这样做的目的是为了_______；
（4）小红在某次测量中，电压表与电流表的读数如图乙所示，则待测电阻的阻值为_______Ω；
（5）实验中，如果电压表突然损坏，已知滑动变阻器的最大阻值为 R，电源电压保持不变，但电源电压未知，实验电路图设计如图丙所示，请根据实验过程写出 U、Rx表达式。
①先将滑片移至最右端，测出此时的电流 I1，则电源电压 U=I1Rx；
②再将滑片移至最左端，测出此时的电流 I2，则电源电压 U=________（用 I2、Rx、R 表示）；
③待测电阻的阻值 Rx=_______（用 I1、I2、R 表示）。
【答案】（1）R=
（2）调零 （3）改变定值电阻两端电压
（4）8 （5） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
测量电阻时，需要使用电压表和电流表分别测量电压和电流，结合得出电阻的阻值，则测量电阻的实验原理是。
【小问2详解】
使用前，电流表指针在零刻度线左侧，则需要将电流表指针调零。
【小问3详解】
多次改变滑片的位置，可以改变定值电阻两端的电压，得到多组实验数据，计算平均值，减小实验误差。
【小问4详解】
根据图乙，电压表量程0~3V，示数为2.4V，电流表量程0~0.6A，示数为0.3A，电阻为
【小问5详解】
[1][2]滑片移至最右端，此时电路为未知电阻单独串联，测出电流I1，可得电源电压为；
再将滑片移至最左端，此时电路为未知电阻和滑动变阻器的最大值串联，读取电流为 I2，电源电压为
根据电源电压不变，可得
解得待测电阻的阻值为。
15. 在“探究通过导体电流与电阻的关系”实验中，器材有：电源（电压恒为4.5V）、电流表、电压表、开关、定值电阻（10Ω、15Ω、20Ω、30Ω、50Ω）、滑动变阻器（规格“20Ω，2A”）、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片P移到最右端时电路中的电流最小） _________；
（2）连接电路时开关应 _________；
（3）正确连接电路后，闭合开关，两电表均无示数；将电压表接在滑动变阻器两端时电压表有示数。则电路故障可能是 _________；
（4）将5Ω电阻换成15Ω电阻进行实验时，滑片P应向 _________（选填“左”或“右”）移动，同时眼睛盯着电压表，使其示数为 _________V，并记录相关数据；
（5）根据实验数据，在图乙所示的坐标系中描绘出了的图像，分析图像可得出的结论是 _________；
（6）实验中发现把50Ω的电阻接入电路中时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片P都不能使电阻两端电压达到预设值。若电阻两端的电压预设值不变，为保证五个电阻都可以单独接入电路中完成实验，可以更换电源，更换的电源电压最大值不超过 _________V。
【答案】（1） （2）断开
（3）滑动变阻器断路 （4） ①. 右 ②. 3
（5）当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
（6）4.2
【解析】
【小问1详解】
根据滑片P移到最右端时，电流最小可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器接入电路的阻值变小，故滑动变阻器选用左下接线柱与电流表串联在电路中，如图
【小问2详解】
为保护电路，连接电路时，开关应断开。
【小问3详解】
闭合开关，两电表均无示数，说明电路可能断路；将电压表并联接在滑动变阻器两端时有示数，说明与电压表并联的滑动变阻器以外的电路正常，故电路故障可能是滑动变阻器断路。
【小问4详解】
[1][2]由乙图可知，定值电阻两端的电压
探究电流与电阻的关系，需要控制定值电阻两端电压不变，将5Ω电阻换成15Ω电阻时，根据串联分压原理可知，定值电阻阻值变大，定值电阻两端电压会变大，则需将滑动变阻器的阻值变大，即滑片向右调节，且眼睛观察电压表的示数，使电压表的示数为3V，并记录实验数据。
【小问5详解】
由乙图可知，电流和电阻的乘积是一个定值，得到的结论为：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【小问6详解】
定值电阻两端电压为3V；根据串联分压原理可知，当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，根据串联电路电流处处相等可得
代入数据为可得
解得，电源电压的最大值为4.2V。
五、计算题（共2小题，共14分）
16. 如图所示，一款电保温杯垫能使杯内的水持续保温在55℃左右，已知电保温杯垫正常工作时的电压为40V，电流为0.5A，水的比热容为。把质量为0.2kg的水倒入杯中保温，300s后水温升高了5℃，求这段时间内：
（1）水吸收的热量；
（2）杯垫消耗的电能；
（3）杯垫给水加热的效率。
【答案】（1）4200J
（2）6000J （3）70%
【解析】
【小问1详解】
水的比热容为，质量为0.2kg，水温升高了5℃，水吸收的热量
【小问2详解】
电保温杯垫正常工作时的电压为40V，电流为0.5A，300s后杯垫消耗的电能：
小问3详解】
杯垫给水加热的效率。
17. 下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图甲所示。、为发热电阻且，通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高档”之间的转换。
（1）求电阻的阻值；
（2）求加湿器处于低挡位置时的发热功率；
（3）如图乙所示是某次使用加湿器工作的图象，请计算加湿器工作消耗的总电能。
【答案】（1）121Ω （2）100W
（3）3.6×105J
【解析】
【小问1详解】
旋转型开关接触3、4两个触点时，R2被短路，电路为R1的简单电路，电路中的总电阻最小，根据P可知，电热加湿器的功率最大，处于高挡，由表格数据可知，额定最大发热功率P高＝400W，由P可得，电阻R1的阻值
【小问2详解】
由电路图可知，开关S应旋转至触点2、3端位置时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大，由P可知，加湿器的总功率最小，处于低挡加热；根据题意可知，R2的阻值
根据串联电路的电阻特点可知，低温挡工作时电路中的总电阻
低挡时的最大发热功率
【小问3详解】
由图乙可知，加湿器工作30min内，高挡工作的时间为10min，低挡工作的时间为20min，由P可得，加湿器工作30分钟消耗的电能
六、综合能力题（共2小题，共12分）
18. 天然气主要成分是甲烷，其密度比空气小，无色无味。为防止天然气泄漏带来的安全隐患，建议安装燃气泄漏报警器。结合你所学过的知识，请回答以下问题：
（一）预防：天然气中加入特殊气味的气体，泄漏时人能闻到这种气味，原因是 _________；燃气报警器应安装在燃气灶附近的 _________（选填“上”或“下”）方区域；
（二）报警：燃气泄漏报警器需要用气敏电阻，小明用如图甲所示的装置测量气敏电阻Rx阻值与天然气浓度的关系。
（1）开关S闭合前，滑片P应移至 _________（选填“A”或“B”）端；
（2）移动滑片P，当天然气浓度为4%时，电压表、电流表示数如图乙所示：则Rx的阻值为 _________Ω，其它数据如下表所示；
（3）制作报警器：小明设计了一个燃气泄漏报警器，如图丙所示（电阻不计），其中控制电路有：3V直流电源、开关、气敏电阻Rx、定值电阻R0。当电流达到60mA报警器报警，若要求闭合开关S，天然气浓度高于4%时报警，定值电阻R0的阻值为 _________Ω；若要使报警器在天然气浓度更低时报警，可以采用的方法有 _________（写出一种即可）。
【答案】 ①. 分子在做无规则运动 ②. 上 ③. A ④. 30 ⑤. 20 ⑥. 增大电源电压##减小R0的阻值
【解析】
【详解】（一）[1]我们能闻到气体的气味，是因为气体分子扩散到空间任何一个位置，说明了分子是在做无规则运动的。
[2]天然气主要成分是甲烷，密度比空气小，天然气泄漏时聚集在上方区域，所以，燃气报警器应安装在燃气灶附近的上方区域。
（二）（1）开关S闭合前，滑片P应移至阻值最大处，即A端。
（2）由丙图可知，电压表的量程是0~15V，分度值为0.5V，电压表示数为9V，电流表的量程是0~0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.3A，则Rx的阻值为
（3）[1]由图丙可知：Rx与定值电阻R0串联，根据欧姆定律可知当电流达到60mA报警器报警时电路中的总电阻
当天然气浓度为4%时气敏电阻Rx＝30Ω；根据串联电路总电阻等于各部分电阻之和可得定值电阻
[2]天然气浓度变小时，Rx阻值增大，此时电路中的电流变小，由于报警器报警时的电流不变，所以需要增大电路中的电流，可以增大电源电压或减小R0的阻值。
19. 阅读材料，回答问题：
主动式空气净化器
空气净化器的工作原理为：机器内的马达带动风扇使室内空气循环流动，污染的空气，通过机内的空气过滤网后将各种污染物吸附。主动式空气净化器还会在出风口加装负离子发生器，将空气不断电离，产生大量负离子，被微风扇送出，形成负离子气流，达到清洁、净化空气的目的。
下表为某型号的主动式空气净化器的参数：
①CADR是反映其净化能力的性能指标，CADR值越大，其净化效率越高。利用CADR值，可以评估其在运行一定时间后，去除室内空气污染物的效果。可按下列公式计算CADR＝2.4V/t；（V：房间容积；t：空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间）
②能效比是空气净化器洁净空气体积与输入功率之比；
③净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。
（1）空气净化器的风扇旋转吸入颗粒物，颗粒物接近带有负电荷的金属网时受到强烈的吸引力，原因是 _________；
（2）下列说法正确的是 _________；
A. 净化器的能效比越小，越节能
B. 输入净化器中的功率越大，消耗的电能越多
C. 机器内的马达工作时，将电能主要转换成机械能
D. 气流外侧的颗粒物也被吸入净化器，是因为气流处流速小压强小的缘故
（3）如果室内面积为50m2，房间的高度为3m，请你计算该空气净化器理论上需要 _________min，可以使房间污染物的浓度下降90%，此时消耗 _________kW•h的电能；
（4）利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻R0＝10Ω，电源电压恒为28V；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线。现用此电路检测该型号净化器的净化效率，净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A，此时空气中有害气体浓度是 _________μg/m3，净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A，则该空气净化器的实际净化效率 _________%。
【答案】（1）带电体具有行驶时轻小物体的性质
（2）C （3） ① 36 ②. 0.036
（4） ①. 2.0 ②. 95
【解析】
【小问1详解】
由于带电体具有吸引轻小物体的性质，则带有负电荷的光洁金属网，能够吸引不带电的细小颗粒。
【小问2详解】
A．净化器的能效比越大，即空气净化器洁净空气量与输入功率得比值越大，所以净化效率越高，CADR越大，越节能，故A错误；
B．输入净化器中的功率越大，由于工作时间未知，所以根据W＝Pt可知，不能判断消耗的电能的多少，故B错误；
C．机器内的马达工作时，消耗电能，产生机械能，将电能主要转化成了机械能，故C正确；
D．由于进风口流速大、压强小，在外界大气压作用下，气流外侧的颗粒物会被压入净化器中，故D错误；
故选C。
【小问3详解】
[1][2]由表格中数据得，该空气净化器净化空气量为600m3/h，即每小时净化空气600m3，该房间内空气的体积为
根据CADR＝2.4V/t＝600m3/h可知，净化时间
需要消耗电能为W＝Pt＝0.06kW×0.6h＝0.036kW•h
【小问4详解】
[1]由电路图可知，R0与R串联，检测电路中电流表的示数为I＝0.7A
由欧姆定律可知，电路的总电阻
根据串联的两端电阻特点可知，气敏电阻
由图丙可知，气敏电阻阻值为30Ω时，此时空气中有害气体浓度β1＝2.0μg/m3
[2]当检测电路的电流变为I′＝0.1A
由欧姆定律得，此时电路总电阻为
根据串联电路电阻特点可知，气敏电阻的阻值
由图丙可知，气敏电阻阻值为270Ω时，此时空气中有害气体浓度β2＝0.1μg/m3
由题意知，净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比，则该空气净化器的实际净化效率为
额定电压
220V
高档发热功率
400W
水箱容积
3L
适用面积
天然气浓度/%
0
2
4
6
8
10
Rx/Ω
60
40
—
26
24
22
额定功率
60W
CADR
600m3/h
模式
睡眠、静音、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、强劲
声强范围
34~64dB
净化效率
＞90%
能效比
11
额定电压
220V
高档发热功率
400W
水箱容积
3L
适用面积
天然气浓度/%
0
2
4
6
8
10
Rx/Ω
60
40
—
26
24
22
额定功率
60W
CADR
600m3/h
模式
睡眠、静音、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、强劲
声强范围
34~64dB
净化效率
＞90%
能效比
11