安徽省淮北市九年级上学期期末考试物理试卷-A4

这是一份安徽省淮北市九年级上学期期末考试物理试卷-A4，共26页。试卷主要包含了填空题，选择题，实验题，计算与推导题等内容，欢迎下载使用。
1．（3分）烫面是安徽淮北非常具有地方文化特色的小吃，烫面搭配上精心熬制的骨头汤和各式各样的浇头，一上桌便香气扑鼻，能闻到香味是因为分子在 。
2．（3分）2024年5月3日，“嫦娥六号”由“长征五号遥八”运载火箭（如图所示）成功发射，开启了月背探秘华章。“长征五号遥八”运载火箭采用了最新的液氧甲烷燃料，能够作为火箭的燃料，主要是因为该燃料的 较大。
3．（3分）关于安全用电：①电路起火，可用水扑灭；②检修电路时，应先切断电源；③发现有人触电，直接用手将其拉开；④边给手机充电边打电话。其中不正确的是 （填写序号）。
4．（3分）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内部空气温度快速升高，将棉花引燃。这是通过 （选填“做功”或“热传递”）方式使得棉花温度升高，内能增大。
5．（3分）如图所示，带负电的云层靠近建筑物上的避雷针时，向避雷针剧烈放电形成雷电，放电时，电流方向是从 。（选填“避雷针上端流向云层”或“云层流向避雷针上端”）
6．（3分）小李同学连接电路如图甲所示，已知电源电压为6V，当他将开关闭合后，电压表的示数如图乙所示，则灯泡L1两端的电压为 V。
7．（3分）电动自行车成为很多家庭短途出行的首选交通工具，一般由4到5块相同蓄电池串联提供电能。如图所示是某款电动自行车的其中一块电池，铭牌上标有“12V，14A•h”字样，该块电池充满电后，储存的电能为 kW•h。
8．（3分）小胡家有一电热水壶，其铭牌上标有“220V，1500W”字样。最近小胡发现电热水壶加热到预定温度时比以前所用时间要长，他怀疑电热水壶的实际功率达不到1500W。于是小胡断开家中其余用电器，让电热水壶单独工作，小胡观察到他家的电能表（如图所示）在1min内指示灯闪烁66次，则该电热水壶实际功率为 W。
9．（3分）小明设计了一个有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，其电路图如图所示，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，R1＝110Ω，R2＝55Ω，开关S接触相邻的两个触点。当处于高温挡时，通电1min，电路产生的总热量是 J。
10．（3分）如图所示电路中，电源电压恒为3V，灯泡L1标有“3V，3W”字样，灯泡L2标有“3V”字样，额定功率字迹不清。闭合开关S、S1、S2，调节滑动变阻器滑片到某一位置时，电流表示数为1.2A，此时断开S1、S2，电流表示数变为0.15A，若不考虑灯泡电阻变化，则L2的额定功率是 W。
二、选择题（每小题3分，共21分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意）
11．（3分）下列估测的数据中，最符合实际的是（ ）
A．一节干电池的电压约为3V
B．一部智能手机的待机功率约为20W
C．一台电视机正常工作的电流约为0.5A
D．一盏家用台灯工作2小时消耗电能约1kW•h
12．（3分）如图，将一轻质纸风车放于地面的小钢针上，用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近小风车，小风车被吸引着转动，此过程中（ ）
A．小风车与玻璃棒一定带异种电荷
B．玻璃棒对小风车有吸引力，小风车对玻璃棒没有吸引力
C．玻璃棒的原子核束缚电子的能力小于丝绸
D．摩擦起电的本质是创造了电荷
13．（3分）为减小惯性带来的危害保证安全，汽车上的司乘人员必须使用安全带。车上都配有安全带未系提示系统，当乘客坐在座椅上时，座椅下的开关S1闭合。若未系安全带，则开关S2断开，仪表盘上的指示灯亮起；若系上安全带，则开关S2闭合，指示灯熄灭。下列设计比较合理的电路图是（ ）
A．B．
C．D．
14．（3分）如图所示，图甲是某款电子秤的外观图，图乙是它的原理图，秤的表盘是由电压表改装而成的，下列判断正确的是（ ）
A．物体质量越大，电压表示数越小，通过R0的电流越大
B．物体质量越大，电压表示数越大，通过R0的电流越大
C．物体质量越大，电压表示数越小，通过R0的电流不变
D．物体质量越大，电压表示数越大，通过R0的电流不变
15．（3分）如图所示的部分家庭电路（电路完好），左端为进户线，开关S闭合灯泡发光时，用试电笔测试电路各点，下列说法错误的是（ ）
A．用试电笔测试A点氖管发光
B．用试电笔测试B点氖管发光
C．用试电笔测试插座左孔氖管不发光
D．用试电笔测试插座右孔氖管发光
16．（3分）如图所示是某一电吹风的铭牌信息以及原理图，当S1和S2都闭合时，电吹风吹热风，两条支路电流之比为（ ）
A．IM：IR＝1：5B．IM：IR＝5：1C．IM：IR＝1：6D．IM：IR＝6：1
17．（3分）如图甲所示的电路，电源电压恒定。闭合开关S，移动滑片P，电压表示数、电流表示数变化的图像如图乙所示。以下分析正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．定值电阻R0最大功率为7.2W
C．滑片P向左移动过程中，R0两端电压逐渐变小
D．滑片P向右移动过程中，电压表与电流表比值变小
三、实验题（第18小题9分，第19小题9分，第20小题9分，共27分）
18．（9分）如图是“探究电流和电压的关系”的实验装置。
（1）连接电路时，开关应处于 （选填“断开”或“闭合”）状态；
（2）接通电路后，移动滑片发现电流表示数变化明显，电压表始终无示数，则电路故障可能是定值电阻 （选填“短路”或“断路”）；
（3）排除故障后，进行实验，将测得的数据绘制成I﹣U图像如图乙所示，若电源电压恒为4.5V，为能完成图乙中的数据收集滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
19．（9分）如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。
（1）通电后，通过左侧容器内电阻丝的电流为I1，通过右侧容器内电阻丝的电流为I2，则I1 I2（选填“大于”“等于”或“小于”）。
（2）实验中通过观察U形管液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用的研究方法与此相同的是 。
A.研究电流时与水流进行对比
B.研究光的传播时，引入“光线”
C.研究声音产生的原因时，将发声的音叉放入水中，判断音叉是否在振动
（3）经过多次实验，发现每次实验在通电一定时间后，左侧U形管液面高度的变化都明显大于右侧，可以得出的初步结论是 。
20．（9分）某实验小组利用图甲所示电路测量自来水电阻Rx阻值，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上阀门K可以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略）。电源电压约为3V，滑动变阻器铭牌标有“20Ω，2A”字样。
（1）连接完成图甲所示电路，闭合开关前发现有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确；
（2）电路连接正确后，实验中却发现无论如何移动滑片P，电流表示数几乎为0，电压表示数接近3V。已知各电路元件完好，各导线两端连接均未松动，出现该现象的原因可能是 ；
（3）为能正确测出玻璃管内自来水的电阻，某同学利用定值电阻R1（阻值6000Ω）、定值电阻R2（阻值2000Ω）、电阻箱R（可调范围0～9999Ω）、单刀双掷开关S、两个相同的电压表（量程为0～3V）等器材，连接了如图乙所示电路，进行了如下实验操作。
①把S拨到1位置，记录电压表V1示数；
②把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录此时电阻箱的阻值R＝2500Ω；
③计算玻璃管内自来水的电阻值Rx，则Rx＝ Ω。
四、计算与推导题（第21小题5分，第22小题8分，第23小题9分，共22分；解答要有必要的公式和过程，只有最终结果的不得分）
21．（5分）截止到2024年12月，我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919已经成功运营了一年半的时间。如图所示，C919在高空水平定速巡航时，若受到的阻力为1.2×105N，飞行8km消耗汽油100L，已知汽油密度为0.8×103kg/m3，汽油热值为4.6×107J/kg。求：
（1）飞机发动机牵引力做了多少功？
（2）飞机发动机的效率为多少？（1L＝1dm3）（结果保留1位小数）
22．（8分）如图所示是某款饮水机及部分参数信息。饮水机具有加热和保温两挡功能（S1为总开关，S2为温控开关），其内部有两根加热电阻丝R1和R2（R1的电阻是110Ω，R2的电阻是1100Ω）。某次将1kg初温为25℃的水加热到100℃，然后自动转入保温状态，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），求：
（1）加热过程中，水吸收的热量；
（2）保温状态下，通过电路的电流多大？（结果保留1位小数）
（3）请你根据题目所给信息，画出饮水机的电路图，并结合所画的电路图说明开关是何种状态时饮水机处于加热状态。
23．（9分）如图甲所示，已知电源电压4.5V保持不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω，2A”，灯泡L的规格为“2.5V，0.25A”，灯泡L的电流与电压的关系图像如图乙。移动滑片改变灯泡亮度时，滑动变阻器要保护电路安全，确保电表示数不超出量程，灯泡两端电压不超过额定电压，则：
（1）求小灯泡正常工作60s消耗的电能；
（2）求滑动变阻器可调节的阻值范围；
（3）求移动滑片过程中小灯泡消耗的最小电功率。
2024-2025学年安徽省淮北市九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（每小题3分，共30分）
1．（3分）烫面是安徽淮北非常具有地方文化特色的小吃，烫面搭配上精心熬制的骨头汤和各式各样的浇头，一上桌便香气扑鼻，能闻到香味是因为分子在 不停地做无规则运动 。
【分析】分子的热运动：一切物质的分子都在不停地做无规则运动。这种无规则运动叫作分子的热运动。
【解答】解：烫面搭配上精心熬制的骨头汤和各式各样的浇头，一上桌便香气扑鼻，能闻到香味是因为分子在不停地做无规则运动。
【点评】本题考查分子热运动，属于基础题。
2．（3分）2024年5月3日，“嫦娥六号”由“长征五号遥八”运载火箭（如图所示）成功发射，开启了月背探秘华章。“长征五号遥八”运载火箭采用了最新的液氧甲烷燃料，能够作为火箭的燃料，主要是因为该燃料的 热值 较大。
【分析】热值是燃料的一种特性，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，放出的热量越多。
【解答】解：“长征五号遥八”运载火箭采用了最新的液氧甲烷作为燃料，是因为液氧甲烷的热值较大，与其它燃料相比，燃烧相同质量的液氧甲烷放出的热量更多。
故答案为：热值。
【点评】本题考查燃料的热值，属于基础内容
3．（3分）关于安全用电：①电路起火，可用水扑灭；②检修电路时，应先切断电源；③发现有人触电，直接用手将其拉开；④边给手机充电边打电话。其中不正确的是 ①③④ （填写序号）。
【分析】（1）生活用水是导体；
（2）检修电路、用电器更换前要断开电源；
（3）发现有人触电时，首先切断电源，再实行救援措施；
（4）安全用电的原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。
【解答】解：①电路起火时，生活用水是导体，用水灭火容易发生触电事故，故①错误；
②检修电路时必须切断电源，否则容易发生触电事故，故②正确；
③发现有人触电后，直接用手把触电者拉离电源，因人体是导体，可能使救助者间接触电，故③错误；
④边给手机充电边打电话可能触电或者引发安全事故，故④错误。
故其中不正确的是①③④。
故答案为：①③④。
【点评】本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、多积累，加强安全意识，不能违反。
4．（3分）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内部空气温度快速升高，将棉花引燃。这是通过 做功 （选填“做功”或“热传递”）方式使得棉花温度升高，内能增大。
【分析】改变物体内能有两种方法，一是做功，二是热传递。
【解答】解：用力将活塞迅速下压，玻璃筒内对空气做功，空气内能增加，玻璃筒内部空气温度快速升高，这是通过做功方式使得棉花温度升高，内能增大。
故答案为：做功。
【点评】本题考查内能的改变，属于基础题。
5．（3分）如图所示，带负电的云层靠近建筑物上的避雷针时，向避雷针剧烈放电形成雷电，放电时，电流方向是从 避雷针上端流向云层 。（选填“避雷针上端流向云层”或“云层流向避雷针上端”）
【分析】电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反。
【解答】解：带负电的云层靠近建筑物上的避雷针时，负电荷移动的方向从云层流向避雷针上端，因为电流方向与负电荷移动的方向相反，故电流的方向是避雷针上端流向云层。
故答案为：避雷针上端流向云层。
【点评】本题考查了电流的方向，属于基础题。
6．（3分）小李同学连接电路如图甲所示，已知电源电压为6V，当他将开关闭合后，电压表的示数如图乙所示，则灯泡L1两端的电压为 4.5 V。
【分析】由电路图可知，两灯泡串联，电压表测L2两端的电压；由图乙得到电压表的示数，根据串联电路的电压特点可计算出L1两端的电压。
【解答】解：由题知，电源的电压U＝6V，由电路图可知，开关闭合后，两灯泡串联，电压表测L2两端的电压，由图乙可知，电压表选择小量程，电压表的示数是1.5V，即U2＝1.5V；根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知：L1两端的电压U1＝U﹣U2＝6V﹣1.5V＝4.5V。
故答案为：4.5。
【点评】本题考查了串联电路电压规律的应用，关键是电压表所测电路元件的判断。
7．（3分）电动自行车成为很多家庭短途出行的首选交通工具，一般由4到5块相同蓄电池串联提供电能。如图所示是某款电动自行车的其中一块电池，铭牌上标有“12V，14A•h”字样，该块电池充满电后，储存的电能为 0.168 kW•h。
【分析】根据W＝UIt得出电池充满电储存的电能。
【解答】解：电池充满电储存的电能：W＝UIt＝12V×14A×1×3600s＝6.048×105J＝0.168kW•h；
故答案为：0.168。
【点评】本题考查电能的计算，是一道基础题。
8．（3分）小胡家有一电热水壶，其铭牌上标有“220V，1500W”字样。最近小胡发现电热水壶加热到预定温度时比以前所用时间要长，他怀疑电热水壶的实际功率达不到1500W。于是小胡断开家中其余用电器，让电热水壶单独工作，小胡观察到他家的电能表（如图所示）在1min内指示灯闪烁66次，则该电热水壶实际功率为 1320 W。
【分析】电能表上标有“3000imp/kW•h”字样，表示电能表消耗电能1kW•h，指示灯闪烁3000次，据此求消耗的电能，根据P=Wt求实际功率。
【解答】解：家中标有“3000imp/kW•h”字样，表示电能表消耗电能1kW•h，指示灯闪烁3000次，
消耗的电能为：
W=663000kW•h＝0.022kW•h，则该电热水壶实际功率为：
P实=Wt=0.022kW⋅h160h=1.32kW＝1320W。
故答案为：1320。
【点评】本题考查对电能表参数的理解和掌握、电功率的计算，属于综合题。
9．（3分）小明设计了一个有“低温”、“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，其电路图如图所示，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，R1＝110Ω，R2＝55Ω，开关S接触相邻的两个触点。当处于高温挡时，通电1min，电路产生的总热量是 79200 J。
【分析】由图可知，当开关S接触“0、1”两个触点时，电路断开，当开关S接触“1、2”两个触点时，只有R1工作，当开关S接触“2、3”两个触点时，R1、R2并联，当开关S接触“3、4”两个触点时，只有R2工作，根据并联电路的特点和P=U2R可知，电阻并联时为高温挡；根据Q＝W=U2Rt求当处于高温挡时，通电1min，电路产生的总热量。
【解答】解：由图可知，电路的工作状态有三种，分别是“R1”单独接入、“R1、R2”并联接入、“R2”单独接入，R1＝110Ω，R2＝55Ω，根据并联电路的特点可知，当R1、R2并联时，电路中的总电阻最小，由P=U2R可知，电路中的总功率最大，电加热器处于高温挡工作，由图可知，此时开关S接触“2、3”两个触点；
当处于高温挡时，通电1min，由Q＝W=U2Rt＝知电路产生的总热量Q=U2R1t+U2R2t=(220V)2110Ω×60s+(220V)255Ω×60s=79200J。
故答案为：79200。
【点评】本题考查并联电路的特点、电功率公式以及焦耳定律推导公式的灵活运用，属于电功率多挡位电路问题，能正确分析电路连接是解题的关键。
10．（3分）如图所示电路中，电源电压恒为3V，灯泡L1标有“3V，3W”字样，灯泡L2标有“3V”字样，额定功率字迹不清。闭合开关S、S1、S2，调节滑动变阻器滑片到某一位置时，电流表示数为1.2A，此时断开S1、S2，电流表示数变为0.15A，若不考虑灯泡电阻变化，则L2的额定功率是 1.8 W。
【分析】灯泡L1标有“3V，3W”字样，根据P＝UI可知灯泡L1的额定电流；
闭合开关S、S1、S2，灯L1和滑动变阻器并联，电流表测量干路电流，电源电压为3V，此时灯泡L1正常发光，调节滑动变阻器滑片到某一位置时，电流表示数为1.2A；
根据并联电路的电流特点可知通过滑动变阻器的电流，根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值；此时断开S1、S2，灯L2和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电流表示数变为0.15A，
根据欧姆定律可知总电阻，根据电阻串联的特点可知L2的阻值，若不考虑灯泡电阻变化，根据P=U2R可知L2的额定功率。
【解答】解：灯泡L1标有“3V，3W”字样，根据P＝UI可知灯泡L1的额定电流I1=P1U1=3W3V=1A；
闭合开关S、S1、S2，灯L1和滑动变阻器并联，电流表测量干路电流，电源电压为3V，此时灯泡L1正常发光，调节滑动变阻器滑片到某一位置时，电流表示数为1.2A；
根据并联电路的电流特点可知通过滑动变阻器的电流IP＝IA﹣I1＝1.2A﹣1A＝0.2A，
根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值RP=UPIP=3V0.2A=15Ω；
此时断开S1、S2，灯L2和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电流表示数变为0.15A，
根据欧姆定律可知总电阻R=UI'=3V0.15A=20Ω，
根据电阻串联的特点可知L2的阻值R2＝R﹣RP＝20Ω﹣15Ω＝5Ω，
若不考虑灯泡电阻变化，根据P=U2R可知L2的额定功率P2=U22R2=(3V)25Ω=1.8W。
故答案为：1.8。
【点评】本题考查电功率的计算，有一定难度。
二、选择题（每小题3分，共21分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意）
11．（3分）下列估测的数据中，最符合实际的是（ ）
A．一节干电池的电压约为3V
B．一部智能手机的待机功率约为20W
C．一台电视机正常工作的电流约为0.5A
D．一盏家用台灯工作2小时消耗电能约1kW•h
【分析】首先要对相关物理量有个初步的认识，不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要经过简单的计算，有的要进行单位换算，最后判断符合要求的是哪一个。
【解答】解：A、一节干电池的电压约为1.5V，故A不符合实际；
B、一部智能手机的待机功率很小，不足1W，故B不符合实际；
C、一台电视机正常工作的电流约为0.5A，故C符合实际；
D、一盏家用台灯功率很小，约为10W＝0.01kW，工作2小时消耗电能约W＝Pt＝0.01kW×2h＝0.02kW•h，故D不符合实际。
故选：C。
【点评】物理与社会生活联系紧密，多了解一些生活中常见物理量的数值可帮助我们更好地学好物理，同时也能让物理更好地为生活服务。
12．（3分）如图，将一轻质纸风车放于地面的小钢针上，用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近小风车，小风车被吸引着转动，此过程中（ ）
A．小风车与玻璃棒一定带异种电荷
B．玻璃棒对小风车有吸引力，小风车对玻璃棒没有吸引力
C．玻璃棒的原子核束缚电子的能力小于丝绸
D．摩擦起电的本质是创造了电荷
【分析】带电体有了吸引轻小物体的性质。
电荷间相互作用的规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的。
摩擦起电的实质不是创造了电，而是电子的转移。
【解答】解：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，则：
A.小风车与玻璃棒不一定带异种电荷，因为带电体有了吸引轻小物体的性质，故A不符合题意；
B.玻璃棒对小风车有吸引力，小风车对玻璃棒也有吸引力，因为物体间力的作用是相互，故B不符合题意；
C.玻璃棒的原子核束缚电子的能力小于丝绸，因此失去电子带正电，故C符合题意；
D.摩擦起电的实质不是创造了电，而是电子的转移，故D不符合题意；
故选：C。
【点评】本题考查了电荷间的相互作用规律，物体间力的作用，摩擦起电的实质，属于基础性题目。
13．（3分）为减小惯性带来的危害保证安全，汽车上的司乘人员必须使用安全带。车上都配有安全带未系提示系统，当乘客坐在座椅上时，座椅下的开关S1闭合。若未系安全带，则开关S2断开，仪表盘上的指示灯亮起；若系上安全带，则开关S2闭合，指示灯熄灭。下列设计比较合理的电路图是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】由题意知，只有坐在座位上时，指示灯才亮，故S1可控制灯，当开关S2闭合时，灯又不亮了，说明指示灯被S2短路了。
【解答】解：
由题知，S1闭合、开关S2断开指示灯亮，S2闭合，指示灯熄灭，说明指示灯与S1串联，与S2并联，乘客坐下时S1闭合指示灯亮，系上安全带时S2闭合，指示灯被短路熄灭，并且不会出现电源短路，故B符合题意。
故选：B。
【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，电阻起保护电路的作用。
14．（3分）如图所示，图甲是某款电子秤的外观图，图乙是它的原理图，秤的表盘是由电压表改装而成的，下列判断正确的是（ ）
A．物体质量越大，电压表示数越小，通过R0的电流越大
B．物体质量越大，电压表示数越大，通过R0的电流越大
C．物体质量越大，电压表示数越小，通过R0的电流不变
D．物体质量越大，电压表示数越大，通过R0的电流不变
【分析】由图可知，电阻R0、R串联，由于电压表的阻值很大，在电路中相当于开路，所以滑片P上下移动过程中，电路中的总电阻不变；根据欧姆定律可知电路中的电流变化；
电压表测量滑动变阻器上端至滑片P之间电阻两端的电压；由图可知，物体的质量越大，弹簧伸长越长，滑动变阻器上端至滑片P之间电阻越大，根据欧姆定律可知，滑动变阻器上端至滑片P之间电阻两端的电压变化情况，据此分析。
【解答】解：由图可知，电阻R0、R串联，由于电压表的阻值很大，在电路中相当于开路，所以滑片P上下移动过程中，电路中的总电阻不变；根据欧姆定律可知，由于电源电压不变，所以电路中的电流不变，故AB错误；
由图可知，电压表测量滑动变阻器上端至滑片P之间电阻两端的电压，物体的质量越大，弹簧伸长越长，滑动变阻器上端至滑片P之间电阻越大，由于电路中的电流不变，根据欧姆定律可知，滑动变阻器上端至滑片P之间电阻两端的电压就越大，故D正确、C错误。
故选：D。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律的应用，知道电压表的电阻很大，在电路中相当于开路是解题的关键。
15．（3分）如图所示的部分家庭电路（电路完好），左端为进户线，开关S闭合灯泡发光时，用试电笔测试电路各点，下列说法错误的是（ ）
A．用试电笔测试A点氖管发光
B．用试电笔测试B点氖管发光
C．用试电笔测试插座左孔氖管不发光
D．用试电笔测试插座右孔氖管发光
【分析】试电笔时辨别火线和零线的工具，使用时接触火线氖管发光，接触零线氖管不发光。
【解答】解：A、开关闭合灯泡发光时，用试电笔测试A点相当于接触火线，氖管发光，故A正确；
B、开关S闭合灯泡发光时，用试电笔测试B点相当于接触零线，氖管不发光，故B错误；
C、两孔插座的正确接法是左孔接零线，右孔接火线，用试电笔测试插座左孔氖管不会发光，故C正确；
D、用试电笔测试插座右孔氖管发光，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查的是试电笔的使用规则，属于基础题目。
16．（3分）如图所示是某一电吹风的铭牌信息以及原理图，当S1和S2都闭合时，电吹风吹热风，两条支路电流之比为（ ）
A．IM：IR＝1：5B．IM：IR＝5：1C．IM：IR＝1：6D．IM：IR＝6：1
【分析】只闭合开关S1时，电路为电动机的简单电路，电吹风吹冷风；两开关均闭合，电吹风吹热风，电动机和定值电阻并联。得出定值电阻的电功率，根据P＝UI可知两条支路电流之比。
【解答】解：只闭合开关S1时，电路为电动机的简单电路，电吹风吹冷风，则电动机的额定功率为PM＝P冷＝100W；
两开关均闭合，电吹风吹热风，电动机和定值电阻并联。
定值电阻的电功率PR＝P热﹣P冷＝600W﹣100W＝500W，
根据P＝UI可知两条支路电流之比为：IMIR=PMUPRU=PMPR=100W500W=15；
故选：A。
【点评】本题考查电功率的计算，是一道基础题。
17．（3分）如图甲所示的电路，电源电压恒定。闭合开关S，移动滑片P，电压表示数、电流表示数变化的图像如图乙所示。以下分析正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．定值电阻R0最大功率为7.2W
C．滑片P向左移动过程中，R0两端电压逐渐变小
D．滑片P向右移动过程中，电压表与电流表比值变小
【分析】A.根据电流中的电流等于0.1A和0.2A时，电源电压不变，求出定值电阻R0，进而求出电源电压；
B.电流中的最大电流为0.6A，电流最大时，定值电阻的功率最大；
C.滑片P向左移动的过程中，电路中的总电阻变小，电流变大，R0两端的电压U0＝IR0；
D.电压表与电流表的比值是滑动变阻器接入的电阻，当滑片向右移动时，滑动变阻器接入的电阻变大。
【解答】解：A.闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，
当电路总电流为0.1A和电路中电流为0.2A时的电源电压不变得：V1+I1R0＝V2+I2R0
10V+0.1A×R0＝8V+0.2A×R0
解得R0＝20Ω，
电源电压U＝IR0+UV＝0.1A×20Ω+10V＝12V，故A错误；
B.根据P＝I2R可知通过电路的电流最大时，电路中的最大电流为0.6A，R0最大功率为P0＝I2R0＝（0.6A）2×20Ω＝7.2W，故B正确；
C.滑片P向左移动的过程中，电路中的总电阻变小，电流变大，R0两端的电压U0＝IR0可知电压变大，故C错误；
D.电压表与电流表的比值是滑动变阻器接入的电阻，当滑片向右移动时，滑动变阻器接入的电阻变大，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用，正确读取图中信息是解题的关键。
三、实验题（第18小题9分，第19小题9分，第20小题9分，共27分）
18．（9分）如图是“探究电流和电压的关系”的实验装置。
（1）连接电路时，开关应处于 断开 （选填“断开”或“闭合”）状态；
（2）接通电路后，移动滑片发现电流表示数变化明显，电压表始终无示数，则电路故障可能是定值电阻 短路 （选填“短路”或“断路”）；
（3）排除故障后，进行实验，将测得的数据绘制成I﹣U图像如图乙所示，若电源电压恒为4.5V，为能完成图乙中的数据收集滑动变阻器的最大阻值至少为 35 Ω。
【分析】（1）连接电路时，开关应处于断开状态；
（2）闭合开关，发现电流表有示数，则电路故障可能是短路，电压表无示数，则电压表所测量的元件短路；
（3）将测得的数据绘制成I﹣U图像如图乙所示，根据数据计算滑动变阻器的最大阻值。
【解答】解：（1）连接电路时，开关应处于断开状态；
（2）接通电路后，移动滑片发现电流表示数变化明显，说明电路是通路，电压表始终无示数，则电路故障可能是定值电阻短路；
（3）排除故障后，进行实验，将测得的数据绘制成I﹣U图像如图乙所示，若电源电压恒为4.5V，定值电阻与滑动变阻器串联，定值电阻分压最小时，滑动变阻器分压最大，U滑＝U电源﹣UR＝4.5V﹣1V＝3.5V。滑动变阻器的最大阻值至少为R滑=U滑I=Ω。
故答案为：（1）断开；（2）短路；（3）35。
【点评】本题为“探究电流与电压的关系”的实验，考查了注意事项、故障分析、结果图像计算滑动变阻器的最大阻值。
19．（9分）如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。
（1）通电后，通过左侧容器内电阻丝的电流为I1，通过右侧容器内电阻丝的电流为I2，则I1 大于 I2（选填“大于”“等于”或“小于”）。
（2）实验中通过观察U形管液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用的研究方法与此相同的是 C 。
A.研究电流时与水流进行对比
B.研究光的传播时，引入“光线”
C.研究声音产生的原因时，将发声的音叉放入水中，判断音叉是否在振动
（3）经过多次实验，发现每次实验在通电一定时间后，左侧U形管液面高度的变化都明显大于右侧，可以得出的初步结论是 电阻一定时，通过导体的电流越大，产生的热量越多 。
【分析】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，通过转换法间接得到导体通电后产生热量的多少；
（2）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟电流关系时，控制通电时间和电阻不变，因此需要右侧的两个电阻并联，据此分析。
【解答】解：（1）装置中右侧容器内、外的电阻并联后再与左侧容器电阻串联，由于图中三个电阻等值，根据并联电路电流特点可知，通过左侧容器中电阻的电流是右侧容器中电阻电流的2倍，即I1大于I2。
（2）实验中通过观察U形管液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，运用了转换法；
A.研究电流时与水流进行对比，运用了类比法，故A错误；
B.研究光的传播时，引入“光线”，运用了模型法，故B错误；
C.研究声音产生的原因时，将发声的音叉放入水中，判断音叉是否在振动，运用了转换法，故C正确。
故选：C。
（3）通电一段时间后，发现左侧U形管液面高度的变化都明显大于右侧，说明左侧容器内电阻产生的热量多，可得结论：电阻一定时，通过导体的电流越大，产生的热量越多。
故答案为：（1）大于；（2）C；（3）电阻一定时，通过导体的电流越大，产生的热量越多。
【点评】本题探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验，利用控制变量法和转换法分析。
20．（9分）某实验小组利用图甲所示电路测量自来水电阻Rx阻值，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上阀门K可以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略）。电源电压约为3V，滑动变阻器铭牌标有“20Ω，2A”字样。
（1）连接完成图甲所示电路，闭合开关前发现有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确；
（2）电路连接正确后，实验中却发现无论如何移动滑片P，电流表示数几乎为0，电压表示数接近3V。已知各电路元件完好，各导线两端连接均未松动，出现该现象的原因可能是 自来水的阻值太大 ；
（3）为能正确测出玻璃管内自来水的电阻，某同学利用定值电阻R1（阻值6000Ω）、定值电阻R2（阻值2000Ω）、电阻箱R（可调范围0～9999Ω）、单刀双掷开关S、两个相同的电压表（量程为0～3V）等器材，连接了如图乙所示电路，进行了如下实验操作。
①把S拨到1位置，记录电压表V1示数；
②把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录此时电阻箱的阻值R＝2500Ω；
③计算玻璃管内自来水的电阻值Rx，则Rx＝ 4800 Ω。
【分析】（1）根据电路的连接方式分析连接错误的导线，然后改正；
（2）根据电流表示数、电压表示数分析电路故障的原因；
（3）分别求出S接1和接2时电路的总电压，利用并联电压相等列式，求出Rx；
【解答】解：（1）根据图示可知，此时的自来水电阻Rx没有接入电路中，即Rx右端与电源之间的导线的接法是错误的，应接在左端，如图所示：
（2）各元件完好，实验中发现无论如何移动滑片P，电流表示数几乎为0，这说明电路中的电流很小，电阻很大，电压表示数接近3V，电压表分压很大，滑动变阻器分压几乎为0，说明自来水的阻值太大；
（3）设把S拨到1位置时，电压表V1示数为U0，则此时电路电流为I=U0R1，电源电压为：U总=U0R1×Rx+U0；
当把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同也为U0，则此时电路中的电流为：I'=U0R，电源电压为：U总′=U0R×R2+U0；
由于两次总电压相等，都等于电源电压，可得U0R1×Rx+U0=U0R×R2+U0；
解得Rx=R1R2R=6000Ω×2000Ω2500Ω=4800Ω。
故答案为：（1）见解答图；（2）自来水的阻值太大；（3）4800。
【点评】本题是测量未知电阻阻值的实验，考查了实物图电路的连接、电路故障以及特殊方法测量电阻等，考查的较全面。
四、计算与推导题（第21小题5分，第22小题8分，第23小题9分，共22分；解答要有必要的公式和过程，只有最终结果的不得分）
21．（5分）截止到2024年12月，我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919已经成功运营了一年半的时间。如图所示，C919在高空水平定速巡航时，若受到的阻力为1.2×105N，飞行8km消耗汽油100L，已知汽油密度为0.8×103kg/m3，汽油热值为4.6×107J/kg。求：
（1）飞机发动机牵引力做了多少功？
（2）飞机发动机的效率为多少？（1L＝1dm3）（结果保留1位小数）
【分析】（1）C919在高空水平定速巡航时处于平衡状态，根据F＝f得出所受的牵引力，根据W＝Fs得出飞机发动机牵引力做的功；
（2）根据密度公式得出汽油的质量，根据Q＝qm得出汽油完全燃烧放出的热量，根据效率公式得出飞机发动机的效率。
【解答】解：（1）C919在高空水平定速巡航时处于平衡状态，所受的牵引力F＝f＝1.2×105N，
飞机发动机牵引力做的功W＝Fs＝1.2×105N×8000m＝9.6×108J；
（2）汽油的质量m＝ρV＝0.8×103kg/m3×100×10﹣3m3＝80kg，
汽油完全燃烧放出的热量Q＝qm＝4.6×107J/kg×80kg＝3.68×109J，
飞机发动机的效率η=WQ=9.6×108J3.68×109J≈26.1%。
答：（1）飞机发动机牵引力做了9.6×108J功；
（2）飞机发动机的效率为26.1%。
【点评】本题考查功和效率的计算，是一道综合题。
22．（8分）如图所示是某款饮水机及部分参数信息。饮水机具有加热和保温两挡功能（S1为总开关，S2为温控开关），其内部有两根加热电阻丝R1和R2（R1的电阻是110Ω，R2的电阻是1100Ω）。某次将1kg初温为25℃的水加热到100℃，然后自动转入保温状态，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），求：
（1）加热过程中，水吸收的热量；
（2）保温状态下，通过电路的电流多大？（结果保留1位小数）
（3）请你根据题目所给信息，画出饮水机的电路图，并结合所画的电路图说明开关是何种状态时饮水机处于加热状态。
【分析】（1）根据Q吸＝cmΔt求出水吸收的热量；
（2）由表格数据可知饮水机保温状态下的电功率，根据P＝UI求出保温状态下，通过电路的电流；
（3）根据P=U2R分别求出加热状态下和保温状态下电路中的总电阻，根据R1、R2的阻值可确定加热状态和保温状态的电路连接。
【解答】解：（1）水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣25℃）＝3.15×105J；
（2）由表格数据可知，饮水机保温状态下的电功率P保＝40W，
由P＝UI可知，保温状态下，通过电路的电流：I=P保U=40W220V≈0.2A；
（3）由P=U2R可知，加热状态下电路中的总电阻：R加=U2P加=(220V)2440W=110Ω＝R1，所以加热状态时，电路中R1工作；
保温状态下电路中的总电阻：R保=U2P保=(220V)240Ω=1210Ω＝R1+R2，
根据串联电路的电阻特点可知，保温状态时，R1、R2串联，所以饮水机的电路图如图所示：
当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，饮水机处于加热状态；当开关S2闭合、S1断开时，R1、R2串联，饮水机处于保温状态。
答：（1）加热过程中，水吸收的热量为3.15×105J；
（2）保温状态下，通过电路的电流为0.2A；
（3）
当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，饮水机处于加热状态；当开关S2闭合、S1断开时，R1、R2串联，饮水机处于保温状态。
【点评】本题考查串联电路的特点、吸热公式、电功率公式的灵活运用以及电路图的涉及，属于电功率多挡位电路问题，难度不大。
23．（9分）如图甲所示，已知电源电压4.5V保持不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω，2A”，灯泡L的规格为“2.5V，0.25A”，灯泡L的电流与电压的关系图像如图乙。移动滑片改变灯泡亮度时，滑动变阻器要保护电路安全，确保电表示数不超出量程，灯泡两端电压不超过额定电压，则：
（1）求小灯泡正常工作60s消耗的电能；
（2）求滑动变阻器可调节的阻值范围；
（3）求移动滑片过程中小灯泡消耗的最小电功率。
【分析】（1）根据W＝UIt得出小灯泡正常工作60s消耗的电能；
（2）闭合开关，灯泡奖金额滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。灯泡正常发光时，根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值；
电压表量程为0～3V，根据串联电路的电压特点可知灯泡两端的电压，从图中可知电路电流，根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值，进而得出滑动变阻器可调节的阻值范围；
（3）根据P＝UI可知移动滑片过程中小灯泡消耗的最小电功率。
【解答】解：（1）小灯泡正常工作60s消耗的电能W＝ULILt＝2.5V×0.25A×60s＝37.5J；
（2）闭合开关，灯泡奖金额滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。
灯泡正常发光时，根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压UR＝U﹣UL＝4.5V﹣2.5V＝2V，
根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值R=URI=2V0.25A=8Ω；
电压表量程为0～3V，根据串联电路的电压特点可知灯泡两端的电压UL′＝U﹣UV＝4.5V﹣3V＝1.5V，
从图中可知电路电流I′＝0.2A，
根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值R′=UVI'=Ω；
滑动变阻器可调节的阻值范围为7.5Ω～8Ω；
（3）根据P＝UI可知移动滑片过程中小灯泡消耗的最小电功率PL′＝UL′IL′＝1.5V×0.2A＝0.3W；
答：（1）小灯泡正常工作60s消耗的电能为37.5J；
（2）滑动变阻器可调节的阻值范围为7.5Ω～8Ω；
（3）移动滑片过程中小灯泡消耗的最小电功率为0.3W。
【点评】本题考查电功率和电能的计算，是一道综合题。
额定电压
220V
冷风挡电功率
100W
热风挡电功率
600W
额定电压
220V
加热功率
440W
保温功率
40W
题号
11
12
13
14
15
16
17
答案
C
C
B
D
B
A
B
额定电压
220V
冷风挡电功率
100W
热风挡电功率
600W
额定电压
220V
加热功率
440W
保温功率
40W