山东省青岛市黄岛区等3地2024-2025学年九年级上学期期末考试物理试卷（解析版）

这是一份山东省青岛市黄岛区等3地2024-2025学年九年级上学期期末考试物理试卷（解析版），共21页。试卷主要包含了实验探究题，作图与解析题，计算题等内容，欢迎下载使用。
友情提示：本试题分两卷。第Ⅰ卷为选择题，共15题，35分；第Ⅱ卷为非选择题，共12题，65分。所有答案均写在答题卡对应位置上，在试题上作答无效。
第Ⅰ卷（共35分）
一、单项选择题（本题满分20分，共10小题，每小题2分）每小题给出的四个选项中，只有1个选项符合题目要求。
1. 世界上第一个发现电磁感应现象的科学家是（ ）
A. 安培B. 奥斯特C. 法拉第D. 焦耳
【答案】C
【解析】A．安培总结出了电流周围的磁场方向和电流方向的关系定则：安培定则。故A不符合题意；
B．奥斯特首先发现了通电直导线周围存在磁场，故B不符合题意；
C．法拉第在1831年发现了电磁感应现象，故C符合题意；
D．焦耳的主要贡献是总结出了焦耳定律，故D不符合题意。故选C。
2. “自嗨锅”是一种深受大众喜爱的美食。食用前，通过向下层加水，使发热包放出大量的热，从而加热上层食物，下列说法正确的是（ ）
A. 向下层加水前，“自嗨锅”内食物没有内能
B. 向下层加水后，香味四溢，说明分子在不停地做无规则运动
C. 食物煮熟后很烫，是因为食物含有的热量变多了
D. 加热过程中，温度由发热包传递给食物
【答案】B
【解析】A．一切物体都有内能，故A错误；
B．向下层加水后，香味四溢，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故B正确；
C．热量是过程量，不能说“含有热量”，食物煮熟后很烫说明其温度高，故C错误；
D．加热时，热量从发热包传递给食物，不能说“传递温度”，故D错误。故选B。
3. 下列材料中，不能用来制作导线的是（ ）
A. 银B. 陶瓷C. 铜D. 石墨
【答案】B
【解析】ACD．铜、银、石墨容易导电，是导体，能用作输电导线，故ACD不符合题意；
B．陶瓷不容易导电，属于绝缘体，不能用作输电导线，故B符合题意。故选B。
4. 为实现国家关于“碳达峰”、“碳中和”目标，某汽车集团研发了一款新型汽车，与旧款汽车相比在同样油耗和使用条件下，其发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲，如图是此发动机的某一冲程，下列说法正确的是（ ）
A. 该冲程为压缩冲程
B. 该冲程中的能量转化是内能转化为机械能
C. 尾气中的“汽油味”明显降低，是因为汽油在汽缸中完全燃烧
D. 该发动机减少了碳排放，可以使发动机的效率达100
【答案】A
【解析】A．如图进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，该冲程为压缩冲程，故A正确；
B．该冲程中的能量转化是机械能转化为内能，故B错误；
C．尾气中“汽油味”明显降低，是因为汽油在汽缸中完全燃烧程度高，故C错误；
D．该发动机减少了碳排放，可以使发动机的效率达100%，由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于100%，故D错误。故选A。
5. 在综合实践活动中，小明了解了许多关于安全用电的知识，下列说法正确的是（ ）
A. 低于220V的电压对人体都是安全的
B. 使用验电笔检查电路时，手不能触碰到笔尾金属体
C. 电路中保险丝烧断后可以用细铜线代替
D. 家庭电路中电流过大导致空气开关跳闸，原因是电路短路或总功率过大
【答案】D
【解析】A．常见电压中，对人体安全电压是不高于36V，故A错误；
B．使用试电笔时必须接触笔尾的金属体，不能接触笔尖的金属体，故B错误；
C．电路中保险丝是用电阻大、熔点低的铅锑合金制成的，铜线电阻小、熔点高，因此保险丝烧断后不能用细铜线代替，故C错误；
D．家庭电路中电流过大导致空气开关跳闸，而家庭电路中电流过大的原因有两个，一个是发生短路，另一个是用电器总功率过大，故D正确。故选D。
6. 在学习电和磁的知识时，小明利用如图所示的实验装置进行探究。下列说法正确的是（ ）
A. 该装置与电动机的工作原理相同
B. 闭合开关，导体就会运动起来
C. 闭合开关，让导体左右运动，电流表指针会发生偏转
D. 闭合开关，让导体上下运动，电流表指针会发生偏转
【答案】C
【解析】A．图中导体做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流，这是电磁感应现象，应用是发电机，与电动机的工作原理不同，故A错误；
B．图中没有电源，闭合开关，导体ab中没有电流，不会运动起来，故B错误；
C．闭合开关，让导体ab左右运动，导体在磁场中做切割磁感线，导体中会产生感应电流，电流表指针会发生偏转，故C正确；
D．闭合开关，让导体ab上下运动，导体在磁场中没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，电流表指针不会发生偏转，故D错误。故选C。
7. 如图所示，开关S闭合，两个灯均正常发光，电流表A1的示数为0.6A，电流表A2的示数为0.4A，电压表的示数为5V。下列说法正确的是（ ）
A. 电源电压为10VB. 通过灯泡L2的电流为0.2A
C. 灯泡L1两端的电压为5VD. 干路电流为1A
【答案】C
【解析】由图可知，开关S闭合，两灯并联，电压表测L2两端的电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过L2的电流。
AC．电压表的示数为5V，即L2两端的电压为， 由于并联电路各支路两端的电压相等，等于电源电压，所以电源电压和L1两端的电压为 ，故A错误，C正确；
BD．电流表A1的示数为0.6A，即干路电流为， 电流表A2的示数为0.4A，通过L2的电流为，故BD错误。 故选C。
8. 小明在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时，作出了如图所示的图像，下列说法正确的是（ ）
A. 甲、乙的电阻大小关系是：
B. 同一导体两端的电压与通过它的电流成正比
C. 将甲、乙两电阻串联接入电路，当电流为0.2A时，电源电压为3V
D. 将甲、乙两电阻并联接到电压为3V的电源上，干路中的电流为0.8A
【答案】C
【解析】A．当甲、乙两端电压都为2V时，，，，根据可知，，故A错误；
B．导体两端电压的大小与电源电压和所在电路中的电阻有关，同一导体通过它的电流与它两端电压成正比，故B错误；
C．将甲、乙两电阻串联后接到电压为3V的电源两端，根据串联电路的电压规律和电流特点，由图像可知，当甲两端的电压为1V，乙两端的电压为2V，则电源电压为3V时，通过电路中的电流为0.2A，故C正确；
D．当甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上时，，由图知，，干路电流
故D错误。故选C。
9. 在如图所示电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻，当开关S闭合时，电路正常工作。当滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列说法正确的是（ ）
A. 滑动变阻器阻值变大B. 电压表示数变小
C. 电流表示数不变D. 电压表和电流表的示数之比不变
【答案】D
【解析】ABC、两电阻串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路的电流，滑动变阻器滑片P向左移动时，变阻器连入电路的电阻变小； 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，电路的总电阻变小，由欧姆定律可知，电路中电流变大，电流表示数变大，根据U=IR可知，定值电阻两端的电压变大，即电压表示数变大，故ABC错误；
D、根据欧姆定律可知，电压表示数与电流表示数比值为定值电阻的阻值，定值电阻阻值不变，则比值不变，故D正确。故选D。
10. 如图是小明家上月末的电能表数据显示情况，下列说法正确的是（ ）
A. 该电能表显示的示数为7996.6度
B. 铝盘转的越快，说明小明家电路消耗的电能越多
C. 小明家电路中的干路电流最大不得超过10A
D. 电饭锅单独工作10min，小明观察到铝盘转100圈，电饭锅这段时间的电功率为125W
【答案】A
【解析】A．电能表表盘数字记录的是所消耗电能总数，其中红色框内的数字为小数位。故该电能表显示的示数为7996.6度，故A正确；
B．铝盘转的越快，说明小明家电路中用电器的总功率越大，故B错误；
C．小明家电路中的干路电流最大不得超过20A，电能表的标定电流是10A，额定最大电流是20A，故C错误；
D．电饭锅单独工作10min，小明观察到铝盘转100圈，电饭锅这段时间的电功率为，故D错误。故选A。
二、多项选择题（本题满分15分，共5小题）每小题给出的四个选项中，有2~3个选项符合题目要求，每小题全选对得3分，漏选得1分，错选或不选得0分。
11. 对于物理知识的描述，下列说法正确的是（ ）
A. 构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能
B. 一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和温度乘积之比，叫做这种物质的比热容
C. 人们把用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫做正电荷
D. 把正电荷移动的方向规定为电流的方向
【答案】AC
【解析】A．在物理学中，把物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能，故A正确；
B．根据可知，一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫作这种物质的比热容，故B错误；
C．物理学中规定，丝绸与玻璃棒摩擦时玻璃棒所带的电荷规定为正电荷，故C正确；
D．电流方向的定义中，物理学上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，故D错误。
故选AC。
12. 物理学中的仪器、仪表在生产、生活中有着广泛的应用。如图所示是一种自动测定油箱油量的装置，下列说法正确的是（ ）
A. 该油量表实际上是由电压表改装而成的
B. 电阻的作用是为了防止油量过多时烧坏油量表
C. 往油箱内加油时，电路的总电阻会变小
D. 油箱内的油量减少时，电路中的电流会变大
【答案】BC
【解析】A．由图可知，定值电阻R0和滑动变阻器R串联，油量表串联在电路中，所以油量表是电流表，故A错误；
B．如果没有定值电阻R0的话，则当油箱中的油越来越多的时候，滑动变阻器的阻值就会越来越小，根据可知电路中的电流就会越来越大，可能会烧坏油量表，所以电阻R0的作用是为了防止油量最多时烧坏油量表，故B正确；
C．当油箱中油量增多时，由图示可知滑动变阻器的滑片下移，变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，故C正确；
D．当油量减少时，滑动变阻器的滑片向上移动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路的总电阻增大，由知电路中的电流变小，故D错误。故选BC。
13. 在探究“电流与电阻的关系”时，小明准备了电压恒为3V的电源，阻值分别为5、10、20的定值电阻，当将5的电阻接入所在位置时，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2V，再分别用10、20的电阻替换5的电阻进行实验，下列说法正确的是（ ）
A. 此实验中滑动变阻器的作用是控制两端的电压不变
B. 更换定值电阻时，开关可以不断开
C. 用10的电阻替换5电阻时，滑片位置不动，电压表的示数小于2V
D. 用10的电阻代替5电阻实验时，为达到实验目的应调节滑片向右移动
【答案】AD
【解析】A．在探究“电流与电阻关系”时，需要控制定值电阻两端电压一定，因此实验前需要将变阻器调至阻值最大处，为了保护电路；实验中调节变阻器，是为了保持定值电阻两端电压不变，故A正确；
B．更换定值电阻时，为保护电路，开关应处于断开状态，故B错误；
CD．根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大，即电压表的示数大于2V，探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2V，故C错误，D正确。故选AD。
14. 在探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验中，两个相同的透明容器中密封着质量相等的空气，用电阻、对容器中的空气进行加热，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 该装置是为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系
B. 实验时通过装置中与的电流相同
C. 电流通过导体产生的热量越多，U形管内液面高度差越大
D. 通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是4︰1
【答案】CD
【解析】AB．由图可知，R2、R3并联后再与R1串联在电路中，根据串、并联电路的电流特点可知，通过R1、R2的电流是不同的，电阻相同，通电时间相同，所以该装置是探究电流产生的热量与电流大小的关系，故AB错误；
C．电流产生的热量越多，空气吸收的热量越多，温度越高，气体膨胀程度越大，则U形管内液面高度差越大，故C正确；
D．右侧两个5Ω的电阻并联后再与左侧的5Ω的电阻串联，根据串、并联电路的电流特点可知，电阻，通过电路的电流在右侧两个电阻中分成大小相等的两支；通过左侧电阻R1的电流等于通过右侧容器中电阻R2的电流的2倍，根据公式可知，通电后，甲图中左、右电阻产生的热量之比是4︰1，故D正确。故选CD。
15. 如图甲所示的电路，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中，电压表与电流表的示数变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 电源电压为1.5VB. 的阻值为3
C. 滑动变阻器的最大阻值为12D. 电路的最大功率为7.5W
【答案】ABC
【解析】AB．由图知，两电阻串联，电压表测量滑动变阻器 R两端的电压，电流表测量电路的电流，滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中，由图像可知，当滑动变阻器的滑片由最右端时，电压表的示数最大为1.2V，电路中的电流为0.1A，电源电压为 ①
当滑动变阻器的滑片在最左端时，电压表的示数为0，电路中的电流为0.5A时，则电源电压为 ②
联立①②，解得，，故AB正确；
C．当滑动变阻器的滑片由最右端时，电压表的示数最大为，电路中的电流为，则滑动变阻器的最大阻值为故C正确；
D．当电路的电流为最大电流0.5A时，电路的功率最
故D错误。故选ABC。
第Ⅱ卷（共65分）
三、实验探究题（满分30分，共5题）
16. 小明用如图所示的实验装置探究不用物质的吸热能力。他在两个相同的烧杯中，分别装质量、初温都相同的食用油和水，用两个相同的酒精灯加热，实验数据记录如下表：
（1）在此实验中用_________反应食用油和水吸收热量的多少；
（2）分析表中的实验数据可知：质量相等的食用油和水，升高相同温度时，食用油吸收的热量________水吸收的热量，说明_________的吸热能力强，为了表示不同物质这种性质上的差别，我们引入比热容这个物理量，由表中数据可知食用油的比热容为_________J/（kg·℃）；
（3）下列情景能用上述实验结论解释的是_________（多选）。
A. 晚间，在春播秧田里灌水保温
B. 烈日下的海边，沙子烫脚而海水却是凉的
C. 夏天给地面洒水，感觉凉爽
D. 用盐水腌鸭蛋，一段时间后鸭蛋变咸
【答案】（1）加热时间 （2）小于 ； 水 ； （3）AB
【解析】【小问1】实验中使用相同的加热装置加热，在相同时间内，物质吸收的热量是相同，所以实验中用加热时间表示水和食用油吸收热量的多少。
【小问2】分析表中的实验数据可知：质量相同的食用油和水，升高相同的温度，水加热时间长，食用油吸收的热量小于水吸收的热量，说明水的吸热能力强。根据表格数据可知，质量相同的水和食用油升高相同的温度，吸收热量之比为2︰1，则可得
已知水的比热容为，解得
【小问3】对水的比热容大的理解：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。
A．晚间，在春播秧田里灌水保温是因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，放出相同热量的前提下，温度变化量小，故A符合题意；
B．烈日下的海边，海水和沙子相比，在相同受热时，吸收的热量相等，由于水的比热容较大，沙子的温度变化比海水大，因此，沙子烫脚而海水却是凉的，故B符合题意；
C．夏天给、地面洒水，感觉凉爽是利用了蒸发吸热，与比热容无关，故C不符合题意；
D．用盐水腌鸭蛋，一段时间后鸭蛋变咸，利用的是分子的无规则运动，与比热容无关，故D不符合题意。故选AB。
17. 在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用两个相同的大铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）实验中是通过观察__________来比较电磁铁磁性强弱的；
（2）把甲、乙两个电磁铁串联，目的是控制_________相同，以此来探究电磁铁磁性强弱与________的关系；
（3）若将图中滑动变阻器的滑片向右移动，则电磁铁甲吸引大头针的数量将__________。
【答案】（1）电磁铁吸引大头针数量
（2）通过两个线圈的电流相同 ； 线圈匝数 （3）减少
【解析】【小问1】实验中是通过观察电磁铁吸引大头针数量来比较电磁铁磁性强弱的，电磁铁的磁性越强，吸引的铁定数量越多。
【小问2】串联电路电流处处相等，把甲、乙两个电磁铁串联，目的是控制通过两个线圈的电流相同；两个线圈的在数不同，以此来探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系。
【小问3】若将图中滑动变阻器的滑片向右移动，电量中的电阻增大，根据欧姆定律可知，电路中电流减小，则电磁铁甲的磁性减弱，吸引大头针的数量将减少。
18. 为了探究“串联电路的电流和电压特点”，小明连接了如图甲所示的电路。
（1）实验时，在图甲中A、B、C三点分别接入三个电流表。闭合开关后，发现其中一个电流表指针偏转方向如图乙所示，原因可能是__________；
（2）闭合开关后，发现灯泡L1发光，L2不发光，原因可能是___________；
（3）正确完成实验后，小明发现三个电流表的示数是相同的，由此可以初步得出串联电路的电流规律为：____________（用字母表示）；
（4）在探究“串联电路电压规律”时，小明先将电压表并联在L1两端，闭合开关，电压表示数如图丙所示，此时L1两端的电压为_________V。接下来他断开开关，直接将电压表的一端从A点接到C点测L2两端的电压，闭合开关，会出现的现象是__________；
（5）完成实验后，小明又连接了如图丁所示电路，闭合开关后，测出了电流表A1、A2、A3的示数分别为0.7A、0.5A和0.2A，则通过灯L1的电流为_________A，通过灯L2的电流为__________A。
【答案】（1）电流表正负接线柱接反了
（2）L2短路，或灯泡L2的电阻太小，分压太少，实际功率太小
（3） （4）0.4 ；电压表指针反向偏转 （5） 0.2 ； 0.3
【解析】【小问1】闭合开关后，发现其中一个电流表指针偏转方向如图乙所示，即电流表指针反向偏转，说明电流表正负接线柱接反了。
【小问2】闭合开关S后，两个灯泡串联，发现灯L1发光，说明电路是通路；L2不发光，说明是L2短路，或灯泡L2的电阻太小，分压太少，实际功率太小，达不到发光功率。
【小问3】三个电流表的示数相同，说明电路中A、B、C三点的电流相同，即通过每个灯泡的电流相同，可得结论：串联电路中电流处处相等，用字母表示为。
【小问4】如图丙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为0.4V。断开开关，直接将电压表的一端从A点接到C点测L2两端电压，电压表正负接线柱接反了，闭合开关，会出现的现象是：电压表指针反向偏转。
【小问5】图丁中，三个灯并联，A1测三个灯并联的总电流，A2测L2、L3并联的电流，A3测L3的电流，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过L1的电流
通过灯L2的电流
19. 某兴趣小组使用如图甲所示电路测量未知电阻阻值。
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移到最_________端；
（2）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数且接近于电源电压，电路可能出现的故障是_________；
（3）排除故障后，当滑片移到某一位置时，电压表示数为1.6V，电流表示数如图乙所示，则的阻值为_______。为了使测量结果更准确，接下来调节滑片的位置，测量多组实验数据算出平均值，这是为了__________（选填“减小误差”或“得到普遍规律”）；
（4）实验中电流表突然损坏，小组同学经过讨论设计了另一种实验方案，也可测出阻值，电路如图丙所示。、为滑动变阻器左右两个端点，滑动变阻器最大阻值为，请你把以下测量步骤补充完整：
①闭合开关，滑片移到端时，读出电压表示数为；
②闭合开关，滑片移到端时，读出电压表示数为；
③待测电阻__________（用已知和测量出的物理量符号表示）。
【答案】（1）右 （2）断路 （3）10 ；减小误差 （4）
【解析】【小问1】为保护电路，实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，即最右端。
【小问2】据图可知，电路是定值电阻变阻器串联，闭合开关后，发现电流表无示数，说明电路断路，电压表示数接近3V，则电压表与电源连通，所以故障为定值电阻Rx断路。
【小问3】由图乙可知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，电流为0.16A，此时电阻的阻值为
实验中，多次测量求平均值目的是为了减小测量定值电阻的误差。
【小问4】据图可知，当滑片P移到a端时，电路只有未知电阻，此时电压表测电源电压，可得电源电压为U1；当滑片P移到b端时，电路为未知电阻和变阻器串联，变阻器接入电路中的阻值最大，此时电压表测未知电阻两端电压为U2；由串联电路电压的规律，可得变阻器两端电压为
可得电路中的电流为
可得未知电阻的阻值为
20. 小明在“测小灯泡电功率”的实验中，连接了如图甲所示的电路，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）该实验的原理是__________；
（2）按图甲连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片到某处，电压表示数为2.6V，则此时小灯泡的实际功率_________额定功率。为了测定小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片向_________端移动，使电压表示数为__________V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为__________W；此时滑动变阻器的功率与小灯泡的功率之比为___________；
（3）在实验中发现小灯泡灯丝的阻值随电压变化而变化，从本质上讲，引起小灯泡灯丝阻值变化的主要因素是__________。
【答案】（1）P=UI （2）大于 ；左 ；2.5 ；1.25 ； 1︰5 （3）见解析
【解析】【小问1】在“测小灯泡电功率”的实验中，用电压表测灯泡两端电压，用电流表测通过灯泡的电流，根据P=UI求出小灯泡电功率，故该实验的原理是P=UI。
【小问2】灯在额定电压下的功率为额定功率，因实际电压2.6V大于额定电压2.5V，小灯泡消耗的实际功率大于额定功率。
灯在额定电压下正常发光，灯泡的实际电压2.6V大于灯的额定电压2.5V，为了测定小灯泡的额定功率，应减小灯两端的电压，根据串联电路电压的规律可知，应增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故应将滑动变阻器滑片向左端移动，使电压表示数为2.5V。
此时电流表指针位置如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.5A，则小灯泡的额定功率为PL=ULIL=2.5V×0.5A=1.25W
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-UL=3V-2.5V=0.5V
由于串联电路电流处处相等，根据P=UI可知，此时滑动变阻器消耗的功率与小灯泡消耗的功率之比为
【小问3】在实验中发现小灯泡灯丝的阻值随电压变化而变化，是由于电压越大，电流就越大，根据P=UI可知，灯泡实际功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大。
四、作图与解析题（满分20分，共5题）
21. 生活中的许多现象都蕴含着我们学过的物理知识。
（1）同学们在假日海滩烧烤时，烤熟的鸡翅膀散发出诱人的香味，这是_________现象，烤熟鸡翅膀是通过__________的方式增加鸡肉内能的。
（2）鸽子具有卓越的航行本领，它能从2000km以外的地方飞回家里，鸽子在飞行过程中是靠_________来导航的。
【答案】（1）扩散 ；热传递 （2）地磁场
【解析】【小问1】烤熟的鸡翅膀散发出诱人的香味，这是扩散现象，扩散现象说明分子不停地做无规则运动；烤鸡翅时，鸡翅吸收热量，温度升高，内能增大，烤熟鸡翅膀是通过热传递的方式增加鸡肉内能的。
【小问2】地球是一个大的磁体，地球周围存在磁场；鸽子具有卓越的航行本领，它能从2000km以外的地方飞回家里，是因为鸽子在飞行过程中是靠地磁场来导航的。
22. 科技的发展让智能家居进入了人们的生活。小明家新安装了一个智能锁，有两种开锁方式，即“人脸识别”与输入“密码”匹配成功，或“人脸识别”与使用“钥匙”匹配成功才可开锁。给你一个电动机M、三个开关S1、S2和S3、一个电池组和若干导线。其中S1表示人脸识别，S2表示密码，S3表示钥匙。匹配成功后对应开关自动闭合，电动机才能工作开锁。请模拟设计出智能锁的电路图。
【答案】见解析
【解析】根据题意知，“人脸识别”与输入“密码”匹配成功，或“人脸识别”与使用“钥匙”匹配成功才可开锁，电动机M工作，即只要有一个条件满足，电动机就工作，所以“人脸识别”开关与电动机应在干路上，“密码”开关与“钥匙”开关并联，如图所示：
。
23. 如题图，小明家要装两盏“220V， 40W”的电灯， 要求∶ 开关S同时控制两灯泡，且两灯均能正常发光。请在括号内标出火线或零线，再按要求将图中元件接入电路。
【答案】见解析
【解析】测电笔氖管发光，说明图中所测为火线，则中间线为零线，开关S同时控制两灯泡，故开关S接在干路上，两灯均能正常发光，则两灯并联，同时开关控制火线，作图如下：
24. 如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机，飞机在空中飞行时由于和空气摩擦机身会带电，这种现象叫______。若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.35t，飞机发动机的功率为2.25×107W。飞机匀速直线航行20min消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是______J，此过程中飞机发动机做功______J，发动机的效率是______。（航空燃油的热值为4×107J/kg）
【答案】摩擦起电 ；5.4×1010 ；2.7×1010 ； 50
【解析】飞机在空中飞行时由于和空气摩擦机身会带电，这种现象叫摩擦起电。
航空燃油完全燃烧释放的热量为Q放=mq=1.35×103kg×4×107J/kg=5.4×1010J
此过程中飞机发动机做功为W=Pt=2.25×107W×20×60s=2.7×1010J
发动机的效率为
25. 小明同学在科技创新大赛中根据所学知识设计了如图所示的“闯红灯违规证据模拟记录器”，它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景。
（1）它的工作原理是：当光控开关接收到_________颜色的光时，开关会自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，压敏电阻的阻值随压力变化的图像如图所示，它的阻值变化会引起电路中的_________发生变化，当达到一定值时，电磁继电器的衔铁就会被吸下，工作电路中的__________就会工作，拍摄违规车辆。
（2）已知控制电路电源电压为6V，电磁继电器线圈的电阻为10，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁会被吸引。则只有重力超过__________的车辆违规时才会被记录。若想把重力更小的车辆的违规证据拍摄下来，我们可以对电路进行怎样改进？___________。（写出一种方法即可）
【答案】（1）红；电流；电控照相机
（2） ； 可以提高控制电路电源电压
【解析】【小问1】因为电控照相机要自动记录违规闯红灯的情景，所以光控开关应在接收到红光时，自动闭合。所以当压敏电阻R受到车的压力，压敏电阻的阻值会减小，由知电路中的电流发生变化。由图可知，电磁继电器的衔铁被吸下时，电控照相机连入电路，电控照相机开始工作。
【小问2】控制电路中电流为0.06A时，压敏电阻阻值为，此时压力为,则只有重力超过的车辆违规时才会被记录。
质量较小的车闯红灯时，压敏电阻受到的压力变小，电阻变大，控制电路中的电流将变小，电路中的控制电路中的使衔铁吸下的电流保持不变，故要想使质量较小的车闯红灯也能被拍下，采取的方法要使控制电路中的电流变大，可以提高控制电路电源电压，电压增大时，电路中的电流也变大也可以用一定阻值电阻与压敏电阻并联，电阻并联时总电阻会变小，电路中的电流变大。
五、计算题（本题满分15分，共2题）
26. 如图所示，是交警使用的某种型号的酒精测试仪原理图。电源电压恒为12V，传感器的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当酒精气体的浓度为0时，电阻为40Ω。为精准使用，测试仪使用前要通过调零旋钮（即滑动变阻器的滑片）进行调零，调零后电压表示数为8V。求：
（1）此时滑动变阻器接入电路的阻值；
（2）调零后，的电阻保持不变，某驾驶员对着酒精测试仪吹气，当电流表示数达到0.4A时，表明该驾驶员酒驾，求此时电压表的示数和的阻值。
【答案】（1）20Ω； （2）4V，10Ω
【解析】【小问1】如图，滑动变阻器R2与传感器R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流；测试仪使用前要通过调零旋钮进行调零，此时酒精气体的浓度为0，传感器R1的阻值为40Ω，两端的电压为8V，滑动变阻器两端的电压
调零时电路中的电流
此时滑动变阻器接入电路的阻值
【小问2】如图，滑动变阻器R2与传感器R1串联，通过的电流相等
此时滑动变阻器两端的电压
传感器两端的电压
即电压表的示数为4V。此时R1的阻值
27. 图甲是定值电阻和标有“12V12W”灯泡的关系图像。将定值电阻和灯泡接入图乙所示的电路中，电源电压恒定不变，滑动变阻器的最大阻值为20。当开关、闭合，开关断开，将滑动变阻器的滑片滑到端时，灯泡的实际功率为1W。
（1）电源电压；
（2）将滑片滑到端，灯泡发光100s，电流通过灯泡所做的功；
（3）当开关、、同时闭合，调节滑片，求电路消耗的最大功率。
【答案】（1）12V （2）1200J （3）26.4W
【解析】【小问1】由图可知，当开关、闭合，开关断开，当P位于b端时，灯泡的实际功率为1W，此时灯泡与滑动变阻器最大阻值串联，由图像甲可知， ， ，滑动变阻器两端电压为
电源电压为
【小问2】当开关、闭合，开关断开，当P位于a端时，此时电路中只有灯泡工作，灯泡两端电压为12V，灯泡正常工作，灯泡发光100s，电流通过灯泡所做的功为
【小问3】三个开关全部关闭，当P位于b端时，灯泡与定值电阻并联后再与滑动变阻器最大阻值串联，总电阻最大，由可知电功率最小；当 P位于a 端时，灯泡与定值电阻并联，此时电路的总电阻最小，电路消耗的功率最大。由图像可知
则
电路消耗的最大功率质量
温度升高10℃所需时间/s
温度升高20℃
所需时间/s
温度升高30℃
所需时间/s
食用油
240
42
90
143
水
240
84
180
286