北京市西城区九年级上学期1月期末物理试题 -（解析版）-A4

这是一份北京市西城区九年级上学期1月期末物理试题 -（解析版）-A4，共25页。试卷主要包含了考试结束，将考试材料一并交回等内容，欢迎下载使用。
注意事项
1．本试卷共8页，共两部分，五道大题，33道小题。满分100分。考试时间90分钟。
2．在试卷和答题卡上准确填写学校、班级、姓名和学号。
3．试题答案一律填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。
4．在答题卡上，选择题、作图题用2B铅笔作答，其他试题用黑色字迹签字笔作答。
5．考试结束，将考试材料一并交回。
第一部分
一、单项选择题（下列每题均有四个选项，其中只有一个选项符合题意。共30分，每题2分）
1. 在国际单位制中，电功的单位是（ ）
A. 焦耳（J）B. 瓦特（W）
C. 伏特（V）D. 安培（A）
【答案】A
【解析】
【详解】在国际单位制中电压的单位是伏特（V）；电流的单位是安培（A）；电功的单位是焦耳（J）；电功率的单位是瓦特（W），故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2. 下列物品中，通常情况下属于导体的是（ ）
A. 塑料笔杆B. 橡胶手套C. 陶瓷碗D. 不锈钢尺
【答案】D
【解析】
【详解】A．塑料笔杆不容易导电，属于绝缘体，故A不符合题意；
B．橡胶手套不容易导电，属于绝缘体，故B不符合题意；
C．陶瓷碗不容易导电，属于绝缘体，故C不符合题意；
D．不锈钢尺容易导电，属于导体，故D符合题意。
故选D。
3. 如图所示的四个用电器中，主要利用电流热效应工作的是（ ）
A. LED灯B. 电饭煲
C. 电风扇D. 电动自行车
【答案】B
【解析】
【详解】电流的热效应就是把电能转化为内能；
A．LED灯工作时主要把电能转化为光能，不是利用电流热效应工作的，故A不符合题意；
B．电饭煲工作过程中，电流做功，将电能转化为了内能，主要利用电流热效应工作的，故B符合题意；
C．电风扇工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故C不符合题意；
D．电动自行车工作时将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故D不符合题意。
故选B。
4. 下列生活事例中，属于通过做功的方式使（加“·”）物体内能增大的是（ ）
A. 冬天在户外对手哈气，手会感到暖和
B. 将袋装牛奶放入热水中，牛奶升温
C. 不断弯折铁丝，弯折处的铁丝发热
D. 壶中的水沸腾，壶内水蒸气顶起壶盖
【答案】C
【解析】
【详解】A．冬天在户外对手哈气，手会感到暖和。这是因为呼出的水蒸气遇到温度较低的手时，会放出热量并液化成小水珠，这个过程中释放的热量使手的内能增加，温度升高。因此，这是通过热传递的方式改变物体的内能，故A不符合题意；
B．将袋装牛奶放入热水中，牛奶升温。这是因为牛奶从温度较高的热水中吸收热量，内能增加，温度升高。这是通过热传递的方式改变物体的内能，故B不符合题意；
C．不断弯折铁丝，弯折处的铁丝发热。这是因为弯折铁丝时，对铁丝做了功，使其内能增加，温度升高。这是通过做功的方式改变物体的内能，故C符合题意；
D．壶中的水沸腾，壶内水蒸气顶起壶盖。这是因为水沸腾时产生的大量水蒸气对壶盖做了功，将内能转化为机械能，使壶盖被顶起。水蒸气对外做功，内能减少，故D不符合题意。
故选C。
5. 用毛皮分别与塑料丝、塑料管摩擦，将摩擦过的塑料丝掷向塑料管正上方的空中，塑料丝会像章鱼的触角一样张开，并且悬在空中，形成“静电章鱼”，如图所示。关于此现象，下列说法中正确的是（ ）
A. 用毛皮摩擦塑料丝使其带电是创造了电荷
B. 摩擦过的毛皮和塑料管所带电荷是同种电荷
C. “静电章鱼”悬在空中说明同种电荷相互排斥
D. 塑料丝像章鱼的触角一样张开说明异种电荷相互排斥
【答案】C
【解析】
【详解】A．摩擦起电不能创造电荷，用毛皮摩擦塑料丝使其带电是电荷发生了转移，故A错误；
B．摩擦起电过程中，相互摩擦的两物体带异种电荷，摩擦过的毛皮和塑料管所带电荷是异种电荷，故B错误；
C．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，“静电章鱼”悬在空中说明同种电荷相互排斥，故C正确；
D．塑料丝像章鱼的触角一样张开，则塑料丝之间相互排斥，说明同种电荷相互排斥，故D错误。
故选C
6. 关于温度、内能、热量，下列说法中正确的是
A. 物体的温度越高，它含的热量越多 B. 物体的内能增加，一定是吸收了热量
C. 物体的内能增加，它的温度一定升高 D. 物体的温度升高，它的内能一定增加
【答案】D
【解析】
【详解】A．热量不是状态量，不能说含有或具有，故A错误；
B．物体的内能增大，可能是做功改变的，也可能是热传递改变，故B错误；
C．晶体在熔化的过程中，需要继续吸收热量，但温度不变，故C错误；
D．物体温度升高，内能增大，故D正确。
故选D。
7. 关于热值和热机的效率，下列说法中正确的是（ ）
A. 热机的效率越高，做功越快
B. 热机消耗的燃料越少，效率就越高
C. 燃料燃烧时，质量减小，热值不变
D. 热值大的燃料，完全燃烧释放的热量多
【答案】C
【解析】
【详解】A．热机的效率越高说明做的有用功占燃料完全燃烧放出的热量比越高，与做功快慢无关，故A错误；
B．热机的效率是用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；所以热机里燃烧的燃料的多与少并不能改变用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，即不能改变热机的效率，故B错误；
C．热值是燃料的一种特性，它代表燃料性能的优劣，热值的大小与燃料的种类有关，与燃烧程度、质量的多少以及是否燃烧等均无关，故C正确；
D．燃料完全燃烧放出热量的多少不仅与燃料的热值大小有关，还与燃料的质量有关，热值越大的燃料，当完全燃烧相同质量时，放出热量越多，故D错误。
故选C
8. 在某教室内安装有多功能显示屏、投影仪、照明灯、空调等用电器，这些用电器既可以单独工作，也可以同时工作，为学生创造了良好的学习环境。关于教室内的电路，下列说法中正确的是（ ）
A. 多功能显示屏与控制它的开关是并联的
B. 投影仪与空调可以单独工作，它们是并联的
C. 照明灯可以同时亮，同时灭，它们是串联的
D. 当插座发生短路时，所有用电器都会被烧坏
【答案】B
【解析】
【详解】A．开关能控制多功能显示屏，说明开关与显示屏是串联的，故A错误；
B．投影仪与空调可以单独工作，互不影响，它们是并联的，故B正确；
C．照明灯可以同时亮，同时灭，但它们工作时互不影响，它们是并联的，故C错误；
D．当插座发生短路时，用电器中没有电流通过，所有用电器不会被烧坏，故D错误。
故选B。
9. 小东乘坐公交车时发现：公交车后门左右两侧的扶手上，各安装了一个标有“STOP”的红色按键（如图），当乘客遇到紧急情况时，只要按下其中任意一个按键，公交车内的警示电铃就会响起。小东根据上述功能设计了四个简化模拟电路图，其中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】只要按下任何一个按钮（闭合开关），电铃就会响起，说明这两个开关互不影响，即两个开关是并联，由图知只有A符合要求。故A正确，BCD错误。
故选A。
10. 关于下列四个生活实例，描述正确的是（ ）
A. 输电线路改造中更换的铝芯电缆比旧电缆电阻更小，主要是因为新电缆的铝芯更细
B. 当试电笔笔尖插入插座的插孔中时，若氖管发光，说明此插孔中连接的是零线
C. 若电线因使用年限过长，其绝缘皮破损或老化，必须及时更换
D. 洗衣机的三脚插头中，2号脚应是与洗衣机的金属外壳相连的
【答案】C
【解析】
【详解】A．导体的阻值大小与其材料、长度、横截面积有关。当材料和长度一定时，横截面积越大即导体越粗其阻值越小。输电线路改造中更换的铝芯电缆比旧电缆电阻更小，主要是因为新电缆的铝芯更粗，故A错误；
B． 用试电笔笔尖插入插座的插孔中，若氖管发光，说明此插孔中连接的是火线 ，故B错误；
C．若电线因使用年限过长，其绝缘皮破损或老化，必须及时更换，否则可能会造成短路，引发火灾，故C正确；
D．三角插头中，中间的是接地线，因此洗衣机的三脚插头中，1号脚应是与洗衣机的金属外壳相连的，故D错误。
故选C。
11. 关于图中所示的四个热学实验，下列说法中正确的是（ ）
A. 将两个铅柱紧紧压在一起，可以将重物吊起，说明分子之间存在引力和斥力
B. 一定体积酒精和水充分混合后，它们的总体积减小，说明分子的体积很小
C. 迅速用力向下压活塞，活塞对筒内硝化棉做功，棉花的内能增加，温度升高
D. 瓶内的气体对瓶塞做功，内能转化为机械能，瓶塞崩出时瓶口有白雾出现
【答案】D
【解析】
【详解】A．将接触面被削平的两个铅块用力压紧，可以使它们结合在一起，即使在下端悬挂一定质量的钩码也不分开，这个实验说明分子之间存在相互作用的引力，故A错误；
B．一定体积的酒精和水充分混合后，水分子和酒精分子分别进入对方的分子空隙，所以总体积减小，该实验现象表明分子间存在空隙，故B错误；
C．迅速下压活塞，活塞对筒内的空气做功，将机械能转化为空气的内能，硝化棉的温度升高，不是活塞对筒内硝化棉做功，故C错误；
D．当瓶塞从瓶口跳出时，瓶内出现白雾，是因为瓶内空气对瓶塞做功，将空气的内能转化为瓶塞的机械能，使瓶内空气的内能减少，温度下降，瓶口附近水蒸气液化成小水珠形成了白雾，故D正确。
故选D。
12. 下列说法中正确的是（ ）
A. 只要将电源连入电路，电路中就一定有电流
B. 金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反
C. 电路两端的电压越高，电流通过该电路做功越多
D. 一段导体的电阻与这段导体两端的电压成正比，与通过这段导体的电流成反比
【答案】B
【解析】
【详解】A．电路中有电流的条件：有电压，并且电路是通路。将电源连入电路，若电路是断路，电路中也不会有电流，故A错误；
B．电流的方向与正电荷的定向移动方向相同，而金属导体中靠自由电子导电，自由电子带负电，所以金属导体中的电流方向与自由电子的定向移动方向相反，故B正确；
C．由电功的公式W=UIt可得，电流通过导体时所做功的多少取决于导体两端的电压、通过导体的电流和通电的时间，因此电路两端的电压越高，电流、时间未知，电流通过该电路做功不一定越多，故C错误；
D．电阻是导体阻碍电流的一种性质，其大小与导体的材料、横截面积、长度、温度有关，而与导体两端电压、通过的电流无关。故D错误。
故选B。
13. 如图所示，三个阻值均为20Ω的电阻R1、R2、R3串联，电压表与R2并联。若将M、N端接入电路，电压表的示数为4V时，下列判断正确的是（ ）
A. M端连接的是电源的正极
B. M、N两点间的电压应为12V
C. 通过R1的电流小于通过R3的电流
D. 10s内，电流通过R2产生的热量为2J
【答案】B
【解析】
【详解】A．由于电压表与R2并联，且电压表的示数为4V，说明电压表的正接线柱与电源的正极相连。在电路中，电流从电源的正极流出，经过电路元件后流回电源的负极。因此，与电压表正接线柱相连的N端连接的是电源的正极。故A错误；
B．由于三个电阻R1、R2 、R3的阻值均为20Ω，且它们串联连接，根据串联电路的分压特点，每个电阻两端的电压应该相等。已知R2 两端的电压为4V，所以M、N两点间的电压应为3×4V=12V。故B正确；
C．在串联电路中，电流处处相等。通过R1的电流等于通过R3的电流。故C错误；
D．通过R2的电流为。10s内，电流通过R2产生的热量为。故D错误。
故选B。
14. 如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，R为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动，下列判断正确的是（ ）
A. 电流表A1示数不变
B. 电压表V1的示数变大
C. 电压表V1与电流表A1示数之比变小
D. 电压表V2与电流表A2示数之比不变
【答案】D
【解析】
【详解】由电路图可知，电路只有一条路径，是串联电路。电流表A1、A2都测电路中的电流，电压表V1测电源两端的电压，V2测R两端的电压。
B．由于电源两端电压保持不变，所以在滑片移动的过程中，电压表V1示数不变，故B错误；
A．将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，电阻变大，电路中的总电阻变大，根据可知，当电压不变时，电流变小，即电流表A1示数变小，故A错误；
C．电压表V1示数不变，电流表A1示数变小，故电压表V1与电流表A1示数之比变大，故C错误；
D．电压表V2测R两端的电压，电流表A2测量通过R的电流，电压表V2与电流表A2示数之比等于电阻R的阻值，而R是定值电阻，阻值不变，故D正确。
故选D。
15. 如图所示，电源两端电压不变，灯泡L1标有“6V；1.8W”，忽略温度对灯丝电阻的影响，甲、乙、丙、丁可以是电流表或电压表。当闭合开关S1、S2时，两个灯泡都发光，甲、乙两表示数之比为1∶3；断开开关S1、S2，用丙替换甲、丁替换乙，当只闭合开关S1时，两个灯泡都发光，丙电表指针指示的示数为“0.9”。下列判断正确的是（ ）
A. 当闭合开关S1、S2时，灯泡L1的实际功率为0.8W
B. 当只闭合开关S1时，灯泡L2的实际功率为1.8W
C. 电路的总电功率最大值为1.8W
D. 电源两端电压U=18V
【答案】A
【解析】
【详解】因为灯泡L1标有“6V；1.8W”且忽略温度对灯丝电阻的影响，所以可求得灯泡L1的电阻为
由题意可知，当闭合开关S1、S2时，两个灯泡都发光，则甲和乙都为电压表才能使两灯都发光，此时灯泡L1与L2串联，甲测量L2两端电压，乙测量电源电压即L1与L2电压之和，因为甲、乙两表示数之比为1∶3，所以根据串联电路的分压原理及欧姆定律可知L1与L2的电阻之比为R1∶R2=2∶1
则灯泡L2的阻值为
而当用丙替换甲、丁替换乙且只闭合开关S1时，两个灯泡都发光，说明丙和丁都是电流表，此时灯泡L1与L2并联，丙测量干路电流，丁测量通过L2的电流，所以干路电流为0.9A，由并联电路的电阻特点可得此时电路的总电阻为
电源电压为
此时灯泡L2的实际功率为
、
两灯并联时，电路总功率最大，为Pm=0.9A×6V=5.4W
而当闭合开关S1、S2时，根据串联电路的分压原理可知L1与L2电压之比为U1∶U2=2∶1
而电源电压为6V，所以可知灯泡L1的电压为4V，灯泡L2的电压为2V，则此时灯泡L1的实际功率为
综上所述：故A正确，BCD错误。
故选A。
二、多项选择题（下列每题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个。共10分，每题2分。每题选项全选对得2分，选对但不全的得1分，有错选的不得分）
16. 对下列事实解释正确的是（ ）
A. 内陆地区比沿海地区昼夜温差大——沙石的比热容小于水的比热容
B. 打扫教室卫生时，会发现尘土飞扬——分子在不停地做无规则运动
C. 从高处下落的小球落地后会被弹起，且越弹越低——部分机械能转化为其他形式能
D. 红墨水在热水中比冷水中扩散得快——分子无规则运动的剧烈程度与温度有关
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．内陆地区比沿海地区昼夜温差大，这是因为内陆地区以沙石为主，而沿海地区以水为主。沙石的比热容小于水的比热容，在相同条件下，沙石吸收或放出热量时温度变化的幅度比水大。因此，内陆地区在白天吸收太阳热量后温度迅速升高，而在夜晚放出热量后温度又会迅速降低，导致昼夜温差大。故A正确；
B．打扫教室卫生时，会发现尘土飞扬。这是固体小颗粒在空气中的运动，不是分子的运动。分子运动是肉眼看不见的，而尘土颗粒是肉眼可见的。故B错误；
C．从高处下落的小球落地后会被弹起，且越弹越低。这是因为小球在下落和弹起的过程中与空气摩擦，部分机械能转化为内能，因此，每次弹起时小球的高度都会降低，直到最后停止跳动。故C正确；
D．红墨水在热水中比冷水中扩散得快。这是因为分子的无规则运动剧烈程度与温度有关。温度越高，分子的运动越剧烈，故D正确。
故选ACD。
17. 如图所示的电路中，两个定值电阻阻值R1>R2。闭合开关S后，两块电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，R1和R2两端的电压分别为U1、U2。下列判断正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】
【详解】由图可知，闭合开关S后，R1与R2并联，A1测干路电流，A2测通过R2的电流。
A．由并联电路各支路两端电压相等可知，R1和R2两端的电压相等，即，故A正确；
B．由并联电路电流特点可知，通过R1的电流为，已知两个定值电阻阻值R1>R2，R1和R2两端的电压相等，由可知，通过R1的电流小于通过R2的电流，即，故B正确；
C．由并联电路电流特点可知，通过R1的电流为，R1两端的电压为U1，则R1的阻值为，故C错误；
D．由上述分析可知，通过R2的电流为I2，R2两端的电压为U2，则R2的阻值为，故D正确。
故选ABD。
18. 根据图中提供的信息，判断下列说法中正确的是（ ）
A. 沙子的比热容大于铅的比热容
B. 铁块和铅块升高相同的温度，铅块吸收的热量多
C. 质量相等的水和沙子，吸收相同的热量，沙子的末温高
D. 质量相等的沙子和铁，降低相同的温度，沙子比铁放出的热量多
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由图可知，100g的沙子、水、铁、铅吸收1000J热量，温度变化Δt水＜Δt沙子＜Δt铁＜Δt铅，根据 可知， c水＞ c沙子＞c铁＞ c铅，故A正确；
B．物质吸收热量的多少与比热容、质量、温度的变化量都有关系，不知道质量关系，不能判断吸收的热量多少，故B错误；
C．不知道物质的初温关系，质量相等的水和沙子，吸收相同的热量，不能判断末温高低，故C错误；
D．因为c沙子＞c铁，根据，质量相等的沙子和铁，降低相同的温度，沙子比铁放出的热量多，故D正确。
故选AD。
19. 小伟通过实验探究“通过电阻的电流跟电阻两端电压的关系”，利用实验数据作出了如图所示的电阻R1和R2的图像。若允许通过电阻R1、R2的最大电流分别为1.5A、1A，则分析图像可知（ ）
A. 电阻R1的阻值大于R2的阻值
B. 当电阻一定时，通过电阻的电流跟其两端电压成正比
C. 若电阻R1和R2串联接入电路，则电路两端电压不能高于15V
D. 若电阻R1和R2并联接入电路，则电路两端电压最高为10V
【答案】BC
【解析】
【详解】A．从图像中可以看出，当电压相同时（例如都取），通过的电流大于通过​的电流。根据欧姆定律​可以得出，在电压相同的情况下，电流小的电阻阻值大，所以的阻值小于的阻值。故A不符合题意；
B．观察图像，对于​和来说，每一条线都表示当电阻一定时，通过电阻的电流与其两端电压成正比的关系。这是欧姆定律的直接体现。故B符合题意；
C．由于串联电路中电流处处相等，所以电路中的最大电流不能超过两个电阻中允许通过的最大较小值，即1A。由图像可知，电阻的阻值为
电阻的阻值为
所以，串联电路两端允许加的最大电压为
故C符合题意；
D．若电阻和并联接入电路，由于并联电路中各支路两端的电压相等，所以电路两端允许加的最大电压不能超过两个电阻中允许加的最大较小值对应的电压。由题意可知，允许加的最大电压为当电流为1.5A时的电压，即
允许通过最大电流为1A，对应电压为
所以，并联电路两端电压最高只能为，而不是10V。故D不符合题意。
故选BC。
20. 小刚研究家中的电热水壶和电饭煲的工作情况，进行了如下实验：他先关闭家中所有的用电器，并记录电能表的示数；在电热水壶中装入1.8L、初温为10℃的水，在电饭煲中放入需要加热的食物，让电热水壶和电饭煲同时开始工作，10min电热水壶中水的温度达到100℃，电热水壶自动断开开关，小刚记录此时电能表的示数变化了0.35kWh；再过20min电饭煲煮熟食物，并自动切换为保温状态，小刚观察此时电能表的示数又变化了0.3kWh。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），下列说法中正确的是（ ）
A. 电热水壶的实际功率为1200W
B. 电热水壶的热效率约为94.5%
C. 电饭煲比电热水壶消耗电能快
D. 电饭煲消耗的电能为0.45kWh
【答案】ABD
【解析】
【详解】D．由题意可知，电饭煲20min内消耗的电能为0.3kW·h，所以电饭煲10min内消耗的电能
则电饭煲消耗的总电能W煲=0.3kW·h+0.15kW·h=0.45kW·h
故D正确；
C．电热水壶10min内消耗的电能W壶=0.35kW·h-0.15kW·h=0.2kW·h=7.2×105J
比较可知，相同时间内，电饭煲消耗的电能比电热水壶消耗的电能少， 即电饭煲比电热水壶消耗电能慢，故C错误；
A．电热水壶的实际功率
故A正确；
B．水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×1.8×10-3m3=1.8kg
水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.8kg×(100℃-10℃)=6.804×105J
电热水壶的热效率
故B正确。
故选ABD。
第二部分
三、实验探究题（共48分，25、26题各5分，27题2分，28、29题各8分，30题4分，其他题每空、每图各2分）
21. 按要求填空：
（1）如图甲所示，电阻箱的示数为_________；
（2）如图乙所示，电压表的示数为_________V；
（3）如图丙所示，电能表的示数为_________kWh。
【答案】（1）3617；
（2）6； （3）563.2
【解析】
【小问1详解】
如图甲所示，电阻箱的示数为R=3×1000Ω+6×100Ω+1×10Ω+7×1Ω=3617Ω
【小问2详解】
如图乙所示，电压表所选量程为0~15V，分度值为0.5V，示数为6V。
【小问3详解】
如图丙所示，电能表计数窗的最后一位是小数位，单位是kW·h，故示数为563.2kW·h。
22. 如图所示，在汽油机的做功冲程中，活塞在汽缸内向_________（选填“上”或“下”）运动，发生的能量转化是_________能转化为_________能。
【答案】 ①. 下 ②. 内 ③. 机械
【解析】
【详解】[1][2][3]汽油机的做功冲程中，燃料燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动，将内能转化为机械能。
23. 如图所示，虚线方框示意是一个不透明的盒子，在盒内的a、b、c三个接线柱间安装有红灯、绿灯各一只，这两盏灯显露在盒子的面板上。当只闭合开关S1时，红灯发光；当只闭合开关S2时，红灯和绿灯都发光。请你在虚线方框内画出这两盏灯的连接电路图，并用L红、L绿分别表示红灯、绿灯。
【答案】
【解析】
【详解】根据题意可知，当只闭合开关S1时，红灯发光；当只闭合开关S2时，红灯和绿灯都发光，这说明开关S1只控制红灯，开关S2控制红灯和绿灯，如图所示：
24. 小玮分别将两个不同的导体（相关数据如表所示）接入如图所示的电路M、N两点间，发现两次电流表的示数不同。请你根据小玮观察到的现象，提出一个可探究的科学问题：_________。
【答案】导体电阻大小与导体的横截面积是否有关
【解析】
【详解】由转换法可知，小玮通过电流表的示数反映接入的电阻大小关系。由表中信息可知，接入的导体材料和长度相同， 横截面积不同，根据控制变量法，可探究的科学问题为：导体电阻大小与导体的横截面积是否有关。
25. 小明通过实验探究“串联电路中电压的特点”，他将规格相同的两灯接入如图所示的电路。
（1）闭合开关S，小明观察到两灯均不发光，电压表的示数为3V，判断出灯_________（选填“L1”或“L2”）处_________（选填“断路”或“短路”）。
（2）小明排除电路故障后，闭合开关S，两灯发光，记录了电压表的示数。为实现探究目的，他还需要测量的物理量有：_________。
（3）若要得到普遍结论，小明还需添加实验器材继续进行实验，需要添加的实验器材有：_________。
【答案】（1） ①. L1 ②. 断路
（2）灯L2两端的电压和电路两端的总电压
（3）规格不同的小灯泡
【解析】
【小问1详解】
[1][2]闭合开关后，L1、L2均不发光，说明电路存在断路，电压表示数为3V，说明电压表与电源正负极间是接通的，那么与电压表并联部分的电路可能存在断路，因此，电路中出现的故障可能是L1发生了断路。
【小问2详解】
探究“串联电路中电压的特点”时，需要测量电路两端的总电压和各个用电器两端的电压，所以为实现探究目的，他还需要测量的物理量有：灯L2两端的电压和电路两端的总电压。
【小问3详解】
为了使实验结论更具有普遍性，接下来应该更换不同规格的灯泡多次实验，寻找普遍规律，避免偶然性。
26. 在“比较不同物质的比热容大小”实验中，实验装置如图所示。
（1）实验前应量取质量_________（选填“相等”或“不相等”）的甲、乙两种不同液体，分别倒入相同的烧杯中。
（2）实验中选用两个完全相同的电加热器分别给两种液体加热，可通过_________来反映两种液体吸收热量的多少。用温度计测量加热过程中不同时刻的温度值，实验记录的数据如下表所示。分析实验数据可知_________（选填“甲”或“乙”）液体的比热容较大，请简述理由：_________。
【答案】（1）相等 （2） ①. 加热时间的长短 ②. 甲 ③. 见解析
【解析】
【小问1详解】
研究不同物质的比热容，根据控制变量法可知，物质的种类不同，物质的多少要相同，所以，实验中应量取质量相同的甲、乙两种不同的液体，分别倒入相同的烧杯中。
【小问2详解】
[1]用两个完全相同的电加热器分别给两种液体加热，加热时间相同，放出的热量相等，甲和乙吸收的热量相等，所以物质吸收热量的多少是通过加热时间的长短来反映。
[2][3]质量相等的甲、乙两种液体，升高相同的温度，甲加热的时间较长，则甲吸收的热量多，甲的吸热能力较强，比热容较大。
27. 小丽为了探究“并联电路中，干路电流与支路电流的关系”，连接了如图所示的电路。
（1）闭合开关S，记录电流表示数为I，此时电流表测量的是通过_________的电流（选填“干路”“R1”或“R2”）；断开开关S，小丽将电路中导线a与电流表“0.6”接线柱相连的一端改接到“-”接线柱上，再闭合开关S，记录电流表示数为I′。
（2）小丽比较两次电流表示数，可以得到的实验结论是_________。
【答案】（1）R1 （2）在并联电路中，干路电流大于支路电流
【解析】
【小问1详解】
由实物图电路可知，闭合开关，电流经开关S后分成两支，一支流经电流表、电阻R1，另一支经电阻R2，所以电流表测量的是通过R1的电流。
【小问2详解】
断开开关S， 将导线a与电流表“0.6”接线柱相连的一端改接到“-”接线柱上，再闭合开关S，电流经电流表后分开，此时电流表测量干路电流，记录电流表示数I'。比较两次电流表示数I′>I ，所以可以得出的结论是：在并联电路中，干路电流大于支路电流。
28. 现提供的器材有：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，阻值不同的定值电阻R1~R6、导线若干。请你利用上述器材，探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”。
（1）在右侧方框中画出实验电路图_________。
（2）设计该实验的数据记录表格_________。
（3）将下面的主要实验步骤补充完整。
①断开开关，按照电路图连接电路，将滑动变阻器阻值调至_________。
②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片使电阻R1两端的电压为U，记录电阻R1的阻值和电流表的示数I。
③_________
④仿照步骤③，依次将电阻R3~R6接入电路，记录每次电阻的阻值和相应的电流表示数I。
【答案】（1） （2）
（3） ①. 最大 ②. 见解析
【解析】
【小问1详解】
探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”，需要设计一个串联电路，用电流表测电路中的电流，用电压表测定值电阻两端的电压，电路图如图所示：
【小问2详解】
探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”，需要记录电流和定值电阻的阻值，设计的实验表格如图所示：
【小问3详解】[1]为了保护电路，断开开关，连接电路时，应将滑动变阻器阻值调至最大。
[2]探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”，需要控制定值电阻两端的电压不变，在步骤②中闭合开关，调节滑动变阻器的滑片使电阻R1两端的电压为U，记录电阻R1的阻值和电流表的示数I，步骤③中应断开开关，用电阻R2替换R1，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片使电阻R2两端的电压仍为U，记录电阻R2的阻值和电流表的示数I。
29. 如图甲所示是小军为研究小灯泡的电阻变化所连接的电路，已知小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）闭合开关S，小军观察到的现象是_________。
（2）小军检查电路后，发现电路连接有一处错误。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_________。
（3）小军将电路连接改正确后，进行实验。他记录的部分实验数据如下表所示，在完成第1次实验后，为了使小灯泡正常发光，需将滑动变阻器滑片P向_________（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表示数为_________V，此时电流表的示数如图乙所示为_________A，则此时小灯泡的电阻约为_________Ω（结果保留一位小数）。
（4）已知灯泡的亮暗是由灯丝温度的高低导致的，灯丝的温度越高，灯泡越亮。请你进一步分析实验数据，得出灯丝电阻与灯丝温度的关系是_________。
【答案】（1）小灯泡不发光，电流表没有示数，电压表有示数
（2） （3） ①. A ②. 2.5 ③. 0.28 ④. 8.9
（4）灯丝的温度越高，灯丝的电阻越大
【解析】
【小问1详解】
图中电压表串联在电路中，相当于断路，灯泡与电流表并联，故小灯泡不发光，电流表没有示数，电压表有示数。
【小问2详解】
该实验中小灯泡、电流表、滑动变阻器应该串联，电压表要并联在小灯泡两端，修改如下
【小问3详解】
[1][2]第1次实验时电压为2V，小于灯泡的额定电压，因而必须减小滑动变阻器的电压，根据串联分压规律知，必须减小滑动变阻器的电阻，故向A移动滑片，直到电压表示数为2.5V时，正常发光。
[3]如图乙，电流表选择的是小量程，分度值是0.02A，电流表示数为0.28A。
[4]此时小灯泡的电阻约为
【小问4详解】
因为灯泡的亮暗是由灯丝温度的高低导致的，灯丝的温度越高，灯泡越亮。从表中数据可以看出灯泡越亮，灯丝的电阻越大。故灯丝的温度越高，灯丝的电阻越大。
30. 在如图所示的电路中，A、B两点间接入一根铜丝，C、D两点间接入一根保险丝，已知保险丝的电阻大于铜丝的电阻，其熔点低于铜的熔点。请你回答下列问题：
（1）推测：闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片使电路中的电流增大，电路中可能会出现什么现象？
（2）利用所学知识解释这样推测的理由。
（3）结合本实验，提出一个家庭电路中安全用电的有效措施。
【答案】（1）保险丝熔断，铜丝完好
（2）见解析 （3）见解析
【解析】
【小问1详解】
闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片使电路中的电流增大，保险丝熔断，铜丝完好。
【小问2详解】
根据焦耳定律Q=I2Rt，因为铜丝与保险丝串联，所以通过它们的电流、通电时间相等，又因为保险丝的电阻大于铜丝的电阻，当电路中的电流增大时，电流通过保险丝产生的热量大于电流通过铜丝产生的热量；保险丝的熔点低于铜丝的熔点，所以保险丝熔断，铜丝完好。
【小问3详解】
家庭电路中要安装保险设备（或不能用铜丝代替保险丝）。
四、科普阅读题（共4分，每空1分）
31. 请阅读《光伏发电》并回答下列小题。
光伏发电
光伏发电是利用半导体界面的“光生伏特效应”而将光能直接转变为电能的一种技术。
“光生伏特效应”简称“光伏效应”，是指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差（电压）的现象。如图甲所示，太阳能电池内部的P型硅和N型硅结合在一起，它们的交界面附近的区域形成PN结，当适当频率的光照射PN结时，由于内建电场的作用，受激电子和空穴各自向相反的方向运动，电子收集到上电极，空穴收集到下电极，产生电动势，称为光生电压。这种由PN结的内建电场引起的光电效应，称为光生伏特效应。
图乙所示为某光伏发电系统结构图，该系统主要由经过串联后进行封装保护而形成大面积的太阳能电池组件、控制器和逆变器等部分组成。太阳能电池组件将太阳能转化为电能。当太阳能充足、发电量超过用户需求时，将发出的多余电能通过控制器存储在蓄电池中；当光照较差、发电量不能满足用户需求时，控制器释放蓄电池中存储的电能供用户使用。
与常用的火力发电系统相比，光伏发电具有：无枯竭危险；安全可靠，无噪声，无污染排放；不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电等众多优点，它是各国争相发展的一种发电方式。我国在光伏产业的各个领域都具备明显领先优势，发展空间十分广阔。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）太阳能电池板的下电极相当于电源的______极；（选填“正”或“负”）
（2）当光照较差、用户处于用电高峰时，光伏发电系统中的蓄电池应处于______状态；（选填“充电”或“放电”）
（3）根据光伏发电系统结构图，你猜想逆变器的主要作用是______；
（4）如果请你为一个家庭安装太阳能电池板，假设这个家庭的平均日用电量是10kWh，家庭所在地的平均日照时间是5h，太阳能电池板每平方米的平均输出功率为50W，为了满足这个家庭的用电需求，则需要安装的太阳能电池板的面积为______m2。
【答案】（1）正 （2）放电
（3）将直流电转换为交流电
（4）40
【解析】
【小问1详解】
当适当频率的光照射PN结时，由于内建电场的作用，受激电子和空穴各自向相反的方向运动，电子收集到上电极，上电极聚集负电荷，相当于电源的负极；空穴收集到下电极，下电极相当于电源的正极。
【小问2详解】
当光照较差、发电量不能满足用户需求时，控制器释放蓄电池中存储的电能供用户使用。由文中内容可知，当光照较差、用户处于用电高峰时，发电量不能满足用户需求，控制器释放蓄电池中存储的电能供用户使用，光伏发电系统中的蓄电池应处于放电状态。
【小问3详解】
根据光伏发电系统结构图可知，直流电通过逆变器后变为交流电，所以逆变器的作用是将直流电转换为交流电。
【小问4详解】
太阳能电池板每平方米5h获得的电能为
为了满足这个家庭的用电需求，则需要安装的太阳能电池板的面积为
五、计算题（共8分，32、33题各4分）
32. 如图所示电路中，电源两端电压保持不变，电阻R的阻值为20Ω。当只闭合开关S1时，电流表的示数为0.6A，此时灯泡L正常发光；再闭合开关S2时，电流表的示数变化了0.3A。求：
（1）电源两端电压U；
（2）灯泡L的额定功率P额。
【答案】（1）6V； （2）3.6W
【解析】
【小问1详解】
只闭合开关S1时，灯泡L正常发光，见图甲；再闭合开关S2时，电阻R与灯泡L并联，灯泡L仍正常发光，见图乙。则电源电压U=IRR=0.3A×20Ω=6V
【小问2详解】
灯泡的额定功率P额=UI=6V×0.6A=3.6W
33. 如图所示是某种多功能煮锅工作原理的简化图。R1、R2均为阻值不变的加热电阻，S2为单刀双掷开关。通过开关S1和S2的闭合、断开的组合，可实现高温、中温和低温三个挡位的切换。已知加热电阻R1的阻值为55Ω，若给煮锅内一定质量的水加热至沸腾，使用高温挡加热需要4min，使用中温挡加热需要5min，不计热量的损失。求：
（1）画出该煮锅分别处于高温、中温和低温挡工作时的等效电路图；
（2）该煮锅处于高温挡工作时的电功率P高；
（3）加热电阻R2的阻值。
【答案】（1）见解析 （2）1100W
（3）
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知，当S1闭合、S2掷于a时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，由知，电路的总功率最大，煮锅处于高温挡，等效电路图如下图所示：
当开关S1断开、S2掷于b时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大，电功率最小，煮锅处于低温挡，等效电路图如下图所示：
当S1闭合、S2掷于b时，电路为R1的简单电路，此时煮锅处于中温挡，等效电路图如下图所示：
【小问2详解】
煮锅处于中温挡工作时的电功率
给煮锅内一定质量的水加热至沸腾，分别采用高温挡和中温挡加热时吸热相等，则有Q高=Q中，P高t高=P中t中。则
【小问3详解】
由题意知加热电阻R2的电功率P2=P高-P中=1100W-880W=220W
编号
导体材料
导体长度
导体横截面积
1
镍铬
L
S
2
镍铬
L
2S
加热时间t/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
甲的温度T甲/℃
30
34
38
42
46
50
54
乙的温度T乙/℃
24
32
40
48
56
64
72
U= V
R/Ω
I/A
U= V
R/Ω
I/A
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
灯泡亮度情况
1
2.0
0.26
7.7
较暗
2
正常发光
3
2.8
0.30
9.3
较亮