福建省宁德市上学期九年级期末质量检测物理试卷-A4

这是一份福建省宁德市上学期九年级期末质量检测物理试卷-A4，共33页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，简答题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．（2分）早在19世纪20年代，对电流跟电阻、电压之间的关系进行大量研究的科学家是（ ）
A．欧姆B．瓦特C．安培焦耳D．焦耳
2．（2分）“华龙一号”核反应堆在运行过程中，用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，主要是利用水的（ ）
A．密度大B．比热容大C．内能大D．沸点高
3．（2分）小李发现冰箱里的灯在打开冰箱门时亮起，关上冰箱门时熄灭，则冰箱门相当于电路中的（ ）
A．电源B．开关C．导线D．用电器
4．（2分）学会正确使用电压表和电流表是学好电学的基础。下列电路图中，电表连接正确的是（ ）
A．B．
C．D．
5．（2分）下列物理量最接近实际的是（ ）
A．一台家用空调的功率为10W
B．一节新干电池的电压为3V
C．我国家庭电路电压为220V
D．实验室用小灯泡发光电流为5A
6．（2分）我国西晋学者张华在《博物志》中写道“今人梳头、脱着衣时，有随梳、解结有光者，亦有咤声”，句中所描述的物理现象属于（ ）
A．做功改变内能B．热传递改变内能
C．摩擦生热D．摩擦起电
7．（2分）铁杵磨成针的过程中，铁杵的温度会升高。下列改变内能的方式与此相同的是（ ）
A．炙手可热B．钻木取火C．扬汤止沸D．卧冰求鲤
8．（2分）“珍爱生命，安全第一”。关于安全用电，下列做法正确的是（ ）
A．在电线上晾晒湿衣服
B．发生触电事故时先切断电源
C．空气开关跳闸后，立即闭合
D．用湿抹布擦拭发光的电灯
9．（2分）光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图所示，密闭气室中N2O4在光照下分解，使气室气压增大，推动活塞右移。活塞右移过程相当于汽油机的（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
10．（2分）为落实“一带一盔”安全措施，学校“创客”小组为共享电动车设计了智能戴头盔系统。用户扫码后（相当于闭合开关S1），戴上头盔并扣好安全扣（相当于闭合开关S2），共享电动车才能通电骑行。下列电路符合要求的是（ ）
A．
B．
C．
D．
11．（2分）如图所示电路，闭合开关后L1比L2亮，此时L1、L2的电阻分别为R1、R2，L1、L2的实际电功率分别为P1、P2，以下说法中正确的是（ ）
A．R1＝R2B．R1＜R2C．P1＜P2D．P1＞P2
12．（2分）如图所示电路，开关闭合后，灯不发光。用试电笔接触a、b、c三处，氖管都发光；接触d处，氖管不发光。则故障可能是（ ）
A．cd间断路B．灯短路C．开关短路D．灯断路
13．（2分）灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中，两者的I﹣U关系图像如图乙所示。电源电压为8V，开关闭合时，下列说法中正确的是（ ）
A．通过灯泡L的电流是0.2A
B．通过电阻R的电流是0.4A
C．定值电阻R的阻值是20Ω
D．电流表的读数是0.6A
14．（2分）某实践小组设计的电子身高测量仪电路如图所示，其中电源电压恒定不变。测量时，人的身高越高，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数变大
B．电压表的示数变小
C．电压表示数与电流表示数的比值变大
D．电压表示数与电流表示数的比值不变
二、填空题（本大题有6小题，每空1分，共12分）
15．（2分）牛肉丸是人们喜爱的一种街边美食。在锅里煮牛肉丸是通过 的方式增大牛肉丸的内能；牛肉丸香气四溢，这是 现象。
16．（2分）原子是可分的，它是由带 电的原子核和带负电的电子组成。用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，其本质是因为玻璃棒 （选填“得到”或“失去”）电子。
17．（2分）LED灯广泛应用于照明、信号指示、装饰与广告等，LED灯的材料主要是 （选填“半导体”或“超导体”）。如图为某学校LED电子屏中展示的标语，其中“增”字的“”未发光，其它部分正常发光，由此可知，“”部分与其它部分之间的电路连接方式是 联。
18．（2分）某型号电饭锅有“高温”和“低温”两个挡位，其原理如图所示，已知电阻R0＝48.4Ω，R＝2156Ω。当开关S接1触点时，电饭锅处于 挡；当电饭锅处于高温挡时，功率为 W。
19．（2分）在“对家庭用电的调查研究”综合实践活动中，小红观察到家中电能表表盘如图所示，此时电能表的示数为 kW•h。当电路中只有电热水壶工作时，小红测出电能表指示灯闪烁了32次，则这段时间内电热水壶消耗的电能为 kW•h。
20．（2分）如图甲所示，定值电阻R1与规格为“40Ω，2A”的滑动变阻器R2连入电路，电源电压恒定不变。如图乙所示，为滑动变阻器的电功率P随其连入电路电阻R2变化的图像。当滑动变阻器连入电路的电阻为20Ω时，电路中的电流为 A，则电源电压为 V。
三、作图题（本大题有2小题，共4分）
21．（2分）请用笔画线代替导线，将如图中的三孔插座正确接入家庭电路中。
22．（2分）根据实物图的连接方式，在虚线框中画出相应的电路图。
四、简答题（本大题有1小题，共4分）
23．（4分）如图所示的甲、乙两个电路，开关闭合后，输电线因电流过大而引发安全隐患。请分别解释甲、乙两图电流过大的原因。
五、实验探究题（本大题有5小题，每空1分，共30分）
24．（5分）小宁和小红演示了多个小实验，请你在空格处填入相应的内容。
（1）如图甲所示，为二氧化氮气体和空气扩散的演示实验，二氧化氮的密度比空气大，为了增加实验的可信度，A瓶里装的气体应是 ；
（2）如图乙所示，玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，此时弹簧测力计示数大于玻璃板所受的重力，说明了分子间存在 ；
（3）如图丙所示，餐巾纸摩擦吸管使其一端带电，靠近另一带电物体，发现它们互相排斥，说明它们带的是 （选填“同种”或“异种”）电荷；
（4）如图丁所示，将铜片、锌片插入柠檬，制成柠檬电池，闭合开关S，发光二极管发光，则柠檬电池的正极是 片，电池外部电路自由电子 （“从铜片流向锌片”或“从锌片流向铜片”）。
25．（5分）实践小组利用如图甲所示的装置探究“比较不同物质的吸热能力”。
（1）两烧杯中沙子和水的初温和 相等；
（2）用相同的酒精灯加热，通过比较 来反映沙子和水吸收热量的多少。实验中，用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，实验记录数据如下表：
分析表格数据可知，升温较快的是 ；若使两者升高相同的温度，则 的加热时间更长，吸热能力更强；
（3）图乙是同纬度某沿海城市和某内陆城市年气温变化曲线。根据上面探究过程中所获得的知识，可判断曲线a是 （选填“沿海”或“内陆”）城市的年气温变化曲线。
26．（5分）实践小组用常见的铜丝和镍铬合金丝进行以下实验。
（1）如图甲所示，把 和横截面积均相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路中。铜丝接入电路时灯泡更亮，说明铜丝比镍铬合金丝的电阻 ；
（2）如图乙所示，将甲图中的铜丝和镍铬合金丝制成螺旋状接入装置瓶中，研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”；
①采用这种电路连接方式是为了控制 相同；
②通电一段时间后发现A瓶中煤油温度几乎不变，而B瓶中煤油升温明显，说明同等条件下，导体 越大，产生的热量越多；在购买电加热器时，为避免因电源线发热而引发火灾的安全隐患，应该选择丙图中 （填字母）电源线。
27．（6分）实践小组开展了有关串联电路的项目研究。
（1）用图甲所示电路探究“串联电路中电流、电压的特点”，电源电压恒定。他们正确完成实验操作后，测得 A、B、C三处的电流记为IA、IB、IC；测得AB、BC、AC两点间的电压记为UAB、UBC、UAC。数据记录如下表：
分析数据可知：串联电路中各处电流 ；串联电路电压关系表达式： （用UAB、UAC、UBC表示）；
（2）他们还发现，串联电路中R1、R2两端的电压之比与R1、R2的电阻之比 （选填“相等”或“不相等”）。由此得到启发，同学们设计了图乙电路用于测量未知电阻的阻值。用这电路测量一只热敏电阻的阻值时，闭合开关S，电压表V1、V2的示数分别为U1、U2，R0电阻已知，则RT＝ （用R0、U1、U2表示）；
（3）如图丙所示为热敏电阻的RT﹣t图像，如图丁所示是同学们设计的高温报警装置简化电路图，工作电路电源电压恒为10V。当环境温度升高，报警电路两探测点间的电压UT也随之升高，当UT高于6.0V时，便能触发报警电路发出警报。要满足设计要求，报警电路探测点应接在工作电路 （选填“ab”、“bc”或“ac”）上；
（4）设定开始报警时的环境温度为60℃，但测试电路时发现温度刚达到40℃时报警装置就开始报警，要调高报警温度应 （选填“调小”或“调大”）电阻箱的阻值。
28．（9分）小宁用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”，电源电压15V保持不变，滑动变阻器的规格是“50Ω，1A”，4个定值电阻阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω，满足测量需求的电流表、电压表各一个。
（1）连接电路时应 开关；
（2）将图甲中的实物电路连接完整，要求滑片P向左移动时电流变大；
（3）闭合开关S，发现电流表示数较大，电压表示数为零，则电路的故障可能是 ；
A.电压表的量程选大了
B.电阻R发生了短路
C.滑动变阻器发生了断路
D.滑动变阻器发生了短路
（4）探究“电流与电压的关系”时，闭合开关S，移动变阻器的滑片P，改变电阻R两端的电压，测量对应的电流并记录，如表1所示。第2次实验时电压表的示数如图乙所示，为 V。分析表1数据可知：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成 ；
表1
表2
（5）探究“电流与电阻的关系”：
①小宁将10Ω的电阻接入电路，闭合开关S，调节滑片P到适当位置，读出电流表示数记入表2中；断开开关S，小宁用20Ω的电阻替换10Ω的电阻，再闭合开关S，移动滑片P使滑动变阻器接入电路中的电阻 （选填“增大”、“减小”或“不变”），直至电压表示数U0为 V，并初步得出结论，电压U0一定，电阻越大，通过导体的电流越小；
②表2是小宁提交的实验数据，请你判断其中第 （实验次序）组的数据不是经实验测量得出的；
③不更换实验器材，小宁为了能用上述4个定值电阻顺利完成实验，电压U0的取值范围应是 。
六、计算题（本大题有3小题，其中第29小题6分，第30小题7分，第31小题9分，共22分）
29．（6分）小宁设计了车载加热垫，其简化电路如图所示，电源电压恒为12V，R1、R2为阻值一定的电热丝，其中R2电阻为30Ω。闭合开关S1、S2，通过R1的电流为0.6A。求：
（1）电热丝R1的电阻；
（2）干路电流；
（3）通电1min电路产生的热量。
30．（7分）公路部门通过地磅检测汽车载重情况。图甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图，主要由踏板（重力不计）、压力传感器R、显示压力的仪表（实质为电流表，量程0～0.6A）等组成，R的阻值与所受压力F大小关系如图乙所示。电源电压为6V，定值电阻R0的阻值为5Ω。求：
（1）当R的阻值为15Ω时，电路的电流；
（2）当通过电路的电流为0.2A时，地磅显示的压力值；
（3）为了增加地磅的最大测量值，请你写出一种可行的方案。
31．（9分）2024年11月28日，福建省首个海上光伏项目在太姥山水域完成首块光伏板安装。海上光伏电站建成后预计在1s内能提供的电能约为1.26×108J。则：
（1）建成后光伏电站的发电功率是多少W？
（2）若该光伏电站1s内提供的电能全部被水吸收，能使1000kg常温的水温度升高多少℃？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）该光伏发电站预计1年内提供的电能约为1.08×1015J，若这些电能改由火力发电机来提供，且火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约有20%转化为电能，需要完全燃烧煤炭多少kg？（煤炭的热值q约为3.0×107J/kg）
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题有14小题，每小题仅有一个正确答案，每小题2分，共28分）
1．（2分）早在19世纪20年代，对电流跟电阻、电压之间的关系进行大量研究的科学家是（ ）
A．欧姆B．瓦特C．安培焦耳D．焦耳
【分析】通过某段导体的电流与这段导体的电阻成反比，与这段导体两端的电压成正比，此关系即为欧姆定律。19世纪20年代，德国物理学家欧姆通过大量实验得到了电流与电压、电阻的定量关系。为了纪念欧姆在电磁学方面的贡献，人们将电阻的单位命名为欧姆，以符号Ω表示。
【解答】解：19世纪20年代，德国物理学家欧姆通过大量实验得到了电流与电压、电阻的定量关系，即欧姆定律。
故选：A。
【点评】本题考查学生对物理学史的了解与掌握，是一道基础题。
2．（2分）“华龙一号”核反应堆在运行过程中，用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，主要是利用水的（ ）
A．密度大B．比热容大C．内能大D．沸点高
【分析】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。
【解答】解：“华龙一号”核反应堆在运行过程中，用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，主要是利用水的比热容大，因为水的比热容较大，和其它物质比较，降低相同温度吸收热量多。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选：B。
【点评】本题考查水的比热容较大的应用，属于基础题。
3．（2分）小李发现冰箱里的灯在打开冰箱门时亮起，关上冰箱门时熄灭，则冰箱门相当于电路中的（ ）
A．电源B．开关C．导线D．用电器
【分析】一个完整的电路由电源、导线、用电器和开关组成。
【解答】解：电冰箱冷藏室空内照明用的灯，总是在打开冰箱门时亮，关上冰箱门时灭，即说明冰箱门相当于开关。
故选：B。
【点评】本题考查了电冰箱的电路，属于基础知识，要掌握。
4．（2分）学会正确使用电压表和电流表是学好电学的基础。下列电路图中，电表连接正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】电流表与被测用电器串联使用，电压表要与测量用电器并联使用，电流都必须从仪表的正接线柱流入，负接线柱流出。
【解答】解：A、电流表串联在电路中，但电流表的正负接线柱接反了，故A错误；
B、电压表和灯泡并联，接线柱连接正确，故B正确；
C、电流表与灯泡并联了，此时电源短路，故C错误；
D、电压表和灯泡并联，但正负接线柱接反了，故D错误。
故选：B。
【点评】解决此题要需要掌握电流表和电压表的使用方法。
5．（2分）下列物理量最接近实际的是（ ）
A．一台家用空调的功率为10W
B．一节新干电池的电压为3V
C．我国家庭电路电压为220V
D．实验室用小灯泡发光电流为5A
【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、一台家用空调的功率为1000W，故A不符合实际；
B、一节新干电池的电压为1.5V，故B不符合实际；
C、我国家庭电路电压为220V，故C符合实际；
D、实验室用小灯泡发光电流为0.3A，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。
6．（2分）我国西晋学者张华在《博物志》中写道“今人梳头、脱着衣时，有随梳、解结有光者，亦有咤声”，句中所描述的物理现象属于（ ）
A．做功改变内能B．热传递改变内能
C．摩擦生热D．摩擦起电
【分析】先要理解“今人梳头、脱着衣时，有随梳、解结有光者，也有咤声”这句话的意思，即人们梳头、穿衣时，梳子与头发，外衣与里面的衣服摩擦产生电荷，是静电现象。
【解答】解：人们梳头、穿衣时，梳子与头发，外衣与里面的衣服摩擦，使它们带有异种电荷，电荷放电，看到小火星和听到微弱响声，是摩擦起电，属于静电现象，故D正确，ABC错误。
故选：D。
【点评】能结合摩擦起电的原理解释生活中的静电现象，属于物理知识应用于实际的应用题目，难度不大，属于基础题。
7．（2分）铁杵磨成针的过程中，铁杵的温度会升高。下列改变内能的方式与此相同的是（ ）
A．炙手可热B．钻木取火C．扬汤止沸D．卧冰求鲤
【分析】改变内能的方式有两种：做功和热传递，做功的实质是能量的转化，热传递的实质是能量的转移。
【解答】解：铁杵磨成针，是通过做功的方式来改变物体的内能。
A．炙手可热，是通过热传递的方式来改变物体的内能，故A不符合题意；
B．钻木取火，是通过做功的方式来改变物体的内能，故B符合题意；
C．扬汤止沸，是通过热传递的方式来改变物体的内能，故C不符合题意；
D．卧冰求鲤，是通过热传递的方式来改变物体的内能，故D不符合题意。
故选：B。
【点评】本题主要考查学生对做功与热传递改变物体内能的了解，是一道基础题。
8．（2分）“珍爱生命，安全第一”。关于安全用电，下列做法正确的是（ ）
A．在电线上晾晒湿衣服
B．发生触电事故时先切断电源
C．空气开关跳闸后，立即闭合
D．用湿抹布擦拭发光的电灯
【分析】（1）湿衣服是容易导电的物体；
（2）发现有人触电或电引起的火灾，首先切断电源，再实行救援措施；
（3）家庭电路中的空气开关跳闸后，在没有排除故障之前，不能将开关复位；
（4）不能用湿物体接触电器。
【解答】解：A、由于湿衣服是导体，在电线上晾衣服很容易造成触电事故，故A错误；
B、发生触电事故，切断电源是首先要做的，以防引起触电，故B正确；
C、空气开关跳闸后，应先检查跳闸原因，处理完故障后再闭合开关，故C错误；
D、湿布能导电，所以不能使用湿布擦拭开关，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查安全用电的常识性内容，是一道基础题。
9．（2分）光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图所示，密闭气室中N2O4在光照下分解，使气室气压增大，推动活塞右移。活塞右移过程相当于汽油机的（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
【分析】汽油机的做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能。
【解答】解：当活塞右移时，活塞对外做功，内能转化为机械能，则该过程相当于汽油机四个冲程中的做功冲程，故C正确，符合题意，ABD错误，不符合题意。
故选：C。
【点评】本题考查四冲程能量的转化，属于基础题。
10．（2分）为落实“一带一盔”安全措施，学校“创客”小组为共享电动车设计了智能戴头盔系统。用户扫码后（相当于闭合开关S1），戴上头盔并扣好安全扣（相当于闭合开关S2），共享电动车才能通电骑行。下列电路符合要求的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】根据电动车启动的条件分析两个开关与电动机的连接方式。
【解答】解：根据题意可知，用户扫码后（相当于闭合S1），只有戴上头盔并扣上安全扣后（相当于闭合S2），车才能正常启动，这说明两个开关相互影响，是串联在一起的，一起控制电动机，故A图符合题意。
故选：A。
【点评】本题考查了电路的设计，能判定出两个开关的连接方式是解题的关键。
11．（2分）如图所示电路，闭合开关后L1比L2亮，此时L1、L2的电阻分别为R1、R2，L1、L2的实际电功率分别为P1、P2，以下说法中正确的是（ ）
A．R1＝R2B．R1＜R2C．P1＜P2D．P1＞P2
【分析】（1）由图可知，闭合开关后，灯泡L1与L2串联。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大，灯泡越亮，由此结合两灯的亮度关系可知两灯的实际功率关系；
（2）根据串联电路的电流规律可知通过两灯的电流关系，根据P＝UI＝I2R可知两灯的电阻关系。
【解答】解：CD、由图可知，闭合开关后，灯泡L1与L2串联。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，且实际功率越大，灯泡越亮，由题知，L1比L2亮，所以L1、L2的实际电功率关系为P1＞P2，故C错误、D正确；
AB、由于串联电路中各处的电流相等，所以通过L1、L2的电流相等，根据P＝UI＝I2R可知，两灯的电阻关系为R1＞R2，故AB错误。
故选：D。
【点评】本题考查串联电路的电流规律、电功率公式的应用，明确：灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大，灯泡越亮是关键。
12．（2分）如图所示电路，开关闭合后，灯不发光。用试电笔接触a、b、c三处，氖管都发光；接触d处，氖管不发光。则故障可能是（ ）
A．cd间断路B．灯短路C．开关短路D．灯断路
【分析】使用试电笔时，手要与试电笔尾部的金属体接触，笔尖接触火线或零线，氖管发光时表示接触的是火线，氖管不发光时表示接触的是零线；
用试电笔测试a、b、c三处，氖管都发光，这说明a、b、c与火线是连通的，据此判断。
【解答】解：开关闭合后，灯不亮，用试电笔测试a、b、c三点，氖管都发光，这说明从火线到a、b、c点之间的电路都是完好的，没有断路；而试电笔测试d点时，氖管不发光，这说明c点到d之间的导线出现断路。
故选：A。
【点评】本题考查了试电笔的使用、家庭电路的故障分析，属于基础题目。
13．（2分）灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中，两者的I﹣U关系图像如图乙所示。电源电压为8V，开关闭合时，下列说法中正确的是（ ）
A．通过灯泡L的电流是0.2A
B．通过电阻R的电流是0.4A
C．定值电阻R的阻值是20Ω
D．电流表的读数是0.6A
【分析】如图，小灯泡L和定值电阻R并联，电流表测干路电流。
（1）定值电阻的电流与其两端电压成正比，由此结合图线特征得出电流；
（2）由图甲可知灯泡与定值电阻并联，根据并联电路的电压特点结合图象读出对应的电流，根据并联电路的电压特点得出干路电流，即电流表示数，根据欧姆定律计算定值电阻。
【解答】解：由电路图可知，小灯泡L和定值电阻R并联，电流表测干路电流。
AB、定值电阻的电流与其两端电压成正比，所以定值电阻R的I﹣U关系图像是一条直线，所以图乙中图线B表示电阻R的I﹣U关系图像，曲线A是灯泡L的I﹣U关系图像，电源电压为8V，通过电阻R的电流是0.2A；通过灯泡的电流是0.4A；故AB错误；
C、根据欧姆定律知，R=UIR=8V0.2A=40Ω，故C错误；
D、电流表示数为I＝IR+IL＝0.2A+0.4A＝0.6A，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查并联电路的特点和欧姆定律，属于中档题。
14．（2分）某实践小组设计的电子身高测量仪电路如图所示，其中电源电压恒定不变。测量时，人的身高越高，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数变大
B．电压表的示数变小
C．电压表示数与电流表示数的比值变大
D．电压表示数与电流表示数的比值不变
【分析】根据电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；
当被测者的身高越高时判断滑动变阻器连入阻值的变化，根据欧姆定律得出电路中电流的变化；根据串联电路的分压规律分析电压表示数的变化，然后得出电压表与电流表示数比值的变化。
【解答】解：根据电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；
A、测量时，人的身高越高，滑动变阻器接入电路的电阻越大，电路的总电阻越大，根据欧姆定律可知，电路中的电流越小，电流表示数变小，故A错误；
B、滑动变阻器接入电路的电阻越大，根据串联电路的分压规律可知，滑动变阻器分担的电压越大，电压表示数变大，故B错误；
CD、电压表示数变大，电流表示数变小，所以电压表示数与电流表示数的比值变大，故C正确、D错误。
故选：C。
【点评】本题通过身高测量仪考查了串联电路特点、欧姆定律的应用，关键是正确分析电路。
二、填空题（本大题有6小题，每空1分，共12分）
15．（2分）牛肉丸是人们喜爱的一种街边美食。在锅里煮牛肉丸是通过 热传递 的方式增大牛肉丸的内能；牛肉丸香气四溢，这是 扩散 现象。
【分析】（1）不同的物质在相互接触时，物质的分子互相进入对方的现象就叫扩散现象；
（2）改变内能的方法：做功和热传递。
【解答】解：在锅里煮牛肉丸，牛肉丸吸收热量，通过热传递的方式增大牛肉丸的内能；
牛肉丸的香气四溢，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。
故答案为：热传递；扩散。
【点评】本题考查了分子动理论的内容、改变内能的方法，属于基础题。
16．（2分）原子是可分的，它是由带 正 电的原子核和带负电的电子组成。用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，其本质是因为玻璃棒 失去 （选填“得到”或“失去”）电子。
【分析】质子带正电，核外电子带负电，中子不带电；
摩擦起电的实质不是创造了电，而是电子的转移。
【解答】解：原子是可分的，它是由带正电的原子核和带负电的电子组成。用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，其本质是因为玻璃棒失去电子。
故答案为：正；失去。
【点评】本题考查了原子的结构以及摩擦起电的实质，为基础题。
17．（2分）LED灯广泛应用于照明、信号指示、装饰与广告等，LED灯的材料主要是 半导体 （选填“半导体”或“超导体”）。如图为某学校LED电子屏中展示的标语，其中“增”字的“”未发光，其它部分正常发光，由此可知，“”部分与其它部分之间的电路连接方式是 并 联。
【分析】半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。
用电器只能同时工作的是串联电路，可以独立工作的是并联电路。
【解答】解：LED灯的材料主要是半导体。
如图为某学校LED电子屏中展示的标语，其中“增”字的“”未发光，其它部分正常发光，由此可知，“”部分与其它部分之间能独立工作，互不影响，它们的电路连接方式是并联。
故答案为：半导体；并。
【点评】本题考查了半导体的特点和应用，以及串、并联电路的辨析，属于基础题。
18．（2分）某型号电饭锅有“高温”和“低温”两个挡位，其原理如图所示，已知电阻R0＝48.4Ω，R＝2156Ω。当开关S接1触点时，电饭锅处于 低温 挡；当电饭锅处于高温挡时，功率为 1000 W。
【分析】由图可知，当开关S接1时，R、R0串联，当开关S接2时，只有R0工作，根据串联电路的电阻特点和P=U2R可知电饭锅高温挡和低温挡的电路连接；根据P=U2R可求出高温挡的功率。
【解答】解：由图可知，当开关S接1时，R、R0串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电最大，由P=U2R可知，电路的总功率最小，电饭锅处于低温挡；
当开关S接2时，只有R0工作，电路的总电阻最小，总功率最大，电饭锅处于高温挡；
高温挡的功率：P高=U2R0=(220V)248.4Ω=1000W。
故答案为：低温；1000。
【点评】本题考查串联电路的特点以及电功率公式的灵活运用，属于电功率多挡位电路问题，难度不大。
19．（2分）在“对家庭用电的调查研究”综合实践活动中，小红观察到家中电能表表盘如图所示，此时电能表的示数为 326.6 kW•h。当电路中只有电热水壶工作时，小红测出电能表指示灯闪烁了32次，则这段时间内电热水壶消耗的电能为 0.02 kW•h。
【分析】电能表的读数：最后一位是小数位，单位是kW•h；
通过记录某段时间内电能表指示灯闪烁次数，结合电能表每度电指示灯闪烁的次数，计算出该段时间内消耗的电能。
【解答】解：由图知，此时电能表的示数为：326.6kW•h。
该电热水壶消耗的电能为：W=321600kW•h＝0.02kW•h。
故答案为：326.6；0.02。
【点评】此题考查了电能表的读数、消耗电能的计算，比较简单，属基础题。
20．（2分）如图甲所示，定值电阻R1与规格为“40Ω，2A”的滑动变阻器R2连入电路，电源电压恒定不变。如图乙所示，为滑动变阻器的电功率P随其连入电路电阻R2变化的图像。当滑动变阻器连入电路的电阻为20Ω时，电路中的电流为 0.6 A，则电源电压为 24 V。
【分析】（1）当滑动变阻器连入电路的电阻为20Ω时，电功率为7.2W，根据P＝I2R可得电路中的电流；
（2）根据图像可知当滑动变阻器连入电路的电阻为10Ω时，电功率为6.4W，根据P＝I2R可得电路中的电流；然后根据串联电路的特点和欧姆定律得出电源电压的表达式，联立即可求出电源电压。
【解答】解：由图像可知：当滑动变阻器连入电路的电阻为20Ω时，电功率为7.2W，根据P＝I2R可得电路中的电流为：I=PR=7.2W20Ω=0.6A；
根据串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压：U＝I（R+R1）＝0.6A×（20Ω+R1）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑动变阻器连入电路的电阻为10Ω时，电功率为6.4W，根据P＝I2R可得电路中的电流为：I′=P'R'=6.4W10Ω=0.8A；
根据串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压：U＝I′（R′+R1）＝0.8A×（10Ω+R1）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解①②可得：U＝24V，R1＝20Ω。
故答案为：0.6；24。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是根据图象得出需要的数据。
三、作图题（本大题有2小题，共4分）
21．（2分）请用笔画线代替导线，将如图中的三孔插座正确接入家庭电路中。
【分析】三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。
【解答】解：三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线，如图所示：
【点评】家庭电路中，不但考虑用电器的正常使用，更要考虑使用的安全性。
22．（2分）根据实物图的连接方式，在虚线框中画出相应的电路图。
【分析】分析实物图，得出两灯的连接方式、开关的位置，据此画出对应的电路图。
【解答】解：由实物图知，两灯并联，开关S在干路上并且接在电源正极与灯之间，电路图如图所示：
【点评】本题考查根据实物图画电路图，正确分析电路的连接方式是关键。
四、简答题（本大题有1小题，共4分）
23．（4分）如图所示的甲、乙两个电路，开关闭合后，输电线因电流过大而引发安全隐患。请分别解释甲、乙两图电流过大的原因。
【分析】家庭电路中电流过大的原因有两种，一是用电器短路，二是用电器总功率过大。
【解答】答：家庭电路中电流过大总共有2个原因：短路和总功率过大，
图甲：用电器总功率等于各个用电器功率之和，并联的用电器越多，总功率越大，根据公式P＝UI，电流会非常大；
图乙：金属件将火线和零线接通，造成短路，电流直接通过导线，由于导线电阻很小，导致电流过大。
【点评】本题考查家庭电路中电流过大的原因，相对比较简单，属于基础题。
五、实验探究题（本大题有5小题，每空1分，共30分）
24．（5分）小宁和小红演示了多个小实验，请你在空格处填入相应的内容。
（1）如图甲所示，为二氧化氮气体和空气扩散的演示实验，二氧化氮的密度比空气大，为了增加实验的可信度，A瓶里装的气体应是 空气 ；
（2）如图乙所示，玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，此时弹簧测力计示数大于玻璃板所受的重力，说明了分子间存在 引力 ；
（3）如图丙所示，餐巾纸摩擦吸管使其一端带电，靠近另一带电物体，发现它们互相排斥，说明它们带的是 同种 （选填“同种”或“异种”）电荷；
（4）如图丁所示，将铜片、锌片插入柠檬，制成柠檬电池，闭合开关S，发光二极管发光，则柠檬电池的正极是 铜 片，电池外部电路自由电子 从锌片流向铜片 （“从铜片流向锌片”或“从锌片流向铜片”）。
【分析】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。
分子间存在引力和斥力。
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。
电路中电流的方向是：在电源外部，从电源正极经用电器回到负极。电子（负电荷）定向移动的方向与电流方向相反。
【解答】解：（1）如图甲所示，为二氧化氮气体和空气扩散的演示实验，二氧化氮的密度比空气大，为了增加实验的可信度，密度大的放上面，即A瓶里装的气体应是空气；
（2）如图乙所示，玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，此时弹簧测力计示数大于玻璃板所受的重力，说明了分子间存在引力；
（3）如图丙所示，餐巾纸摩擦吸管使其一端带电，靠近另一带电物体，发现它们互相排斥，说明它们带的是同种电荷，因为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；
（4）如图丁所示，将铜片、锌片插入柠檬，制成柠檬电池，闭合开关S，发光二极管发光，则柠檬电池的正极是铜片因为在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出，电池外部电路自由电子从锌片流向铜片。
故答案为：（1）空气；（2）引力；（3）同种；（4）铜；从锌片流向铜片。
【点评】本题考查了扩散现象，分子间的作用力，电荷间的相互作用，以及电流方向的判断。
25．（5分）实践小组利用如图甲所示的装置探究“比较不同物质的吸热能力”。
（1）两烧杯中沙子和水的初温和 质量 相等；
（2）用相同的酒精灯加热，通过比较 加热时间 来反映沙子和水吸收热量的多少。实验中，用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，实验记录数据如下表：
分析表格数据可知，升温较快的是 沙子 ；若使两者升高相同的温度，则 水 的加热时间更长，吸热能力更强；
（3）图乙是同纬度某沿海城市和某内陆城市年气温变化曲线。根据上面探究过程中所获得的知识，可判断曲线a是 内陆 （选填“沿海”或“内陆”）城市的年气温变化曲线。
【分析】（1）要比较水和沙子吸热升温的快慢，就要控制水和沙子的质量、初温度、相同时间吸收的热量以及所用容器相同；
（2）吸收热量的多少可以用加热时间的长短来体现出来；分析表中数据得出水和沙子的温度变化情况，得出结论；
（3）由图乙最高、最低气温差得出结论；沿海地区和内陆地区相比，沿海地区水多，水的比热容较大，白天，在相同的吸热条件下，水的温度升高的少；夜晚，在相同的放热条件下，水降低的温度少，昼夜温差小；而在内陆地区，沙石的比热容较小，白天，在相同的吸热条件下，沙石的温度升高的多；夜晚，在相同的放热条件下，沙石降低的温度多，昼夜温差大。
【解答】解：（1）为了研究水与沙子比热的大小，实验时，要控制水与沙子的初始温度、质量相等；
（2）实验中，是通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收热量的多少；分析表中数据可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等热量，升温较快的是沙子；若使两者升高相同的温度，水加热时间较长，说明吸收的热量较多；由此可见水的吸热能力较大；
（3）由图乙气温变化曲线得出，b所示的城市最高、最低气温差比a所示的城市的小，a曲线所示城市的气温变化较大；沙石的比热容比水小，在吸收或放出相同的热量时，温度变化较大，所以曲线a表示的是内陆城市的年气温变化曲线。
故答案为：（1）质量；（2）加热时间；沙子；水；（3）内陆。
【点评】本实验采用了控制变量法，在研究设计多个量的问题时，为了研究某两个量间的关系，要控制除这两个量外的其它各量保持不变，这就是控制变量法，在实验中要注意控制变量法的应用。
26．（5分）实践小组用常见的铜丝和镍铬合金丝进行以下实验。
（1）如图甲所示，把 长度 和横截面积均相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路中。铜丝接入电路时灯泡更亮，说明铜丝比镍铬合金丝的电阻 小 ；
（2）如图乙所示，将甲图中的铜丝和镍铬合金丝制成螺旋状接入装置瓶中，研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”；
①采用这种电路连接方式是为了控制 通过的电流、通电时间 相同；
②通电一段时间后发现A瓶中煤油温度几乎不变，而B瓶中煤油升温明显，说明同等条件下，导体 电阻 越大，产生的热量越多；在购买电加热器时，为避免因电源线发热而引发火灾的安全隐患，应该选择丙图中 C （填字母）电源线。
【分析】（1）导体的电阻是导体本身的一种性质，影响电阻大小因素有：导体的材料、长度、横截面积和导体的温度；在实验中采用控制变量法进行判断电阻与哪个因素有关；
电阻对电流的阻碍作用不能直接观察，但可通过观察灯泡的亮度或电流表的示数来反映。
（2）由焦耳定律可知，电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，为了研究电流与导体电阻的关系，要控制通过的电流和通电时间不变；同时，为了使得实验结果更为直观，我们通过两个烧瓶中液体的温度的大小进行比较，即温度高的瓶中电阻丝产生的热量多。
电加热器与电源线串联，电加热器工作时，通过的电流、通电时间相同，电源线的电阻越大，产生的热量越多。
【解答】解：（1）如图甲所示，把长度和横截面积均相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路中。铜丝接入电路时灯泡更亮，说明铜丝比镍铬合金丝的电阻小；
（2）①如图乙，铜丝与镍铬合金丝串联在电路中，通过的电流相同，采用这种电路连接方式是为了控制通过的电流、通电时间相同；
②通电一段时间后发现A瓶中煤油温度几乎不变，而B瓶中煤油升温明显，说明镍铬合金丝产生的热量多，而铜丝的电阻比镍铬合金丝的电阻小，说明同等条件下，导体电阻越大，产生的热量越多；
电加热器与电源线串联，电加热器工作时，通过的电流、通电时间相同，电源线的电阻越大，产生的热量越多，长度、材料相同的电源线，32股铜丝比24股铜丝的横截面积大、电阻小，在同等条件下，产生的热量少，所以为避免因电源线发热而引发火灾的安全隐患，应该选择丙图中C电源线（32股铜丝）。
故答案为：（1）长度；小；（2）①电阻；②通过的电流、通电时间；C。
【点评】本题考查了电阻大小的影响因素、电流产生热量的影响因素（焦耳定律）、串联电路的电流关系的了解和掌握，利用好控制变量法和转换法是关键。
27．（6分）实践小组开展了有关串联电路的项目研究。
（1）用图甲所示电路探究“串联电路中电流、电压的特点”，电源电压恒定。他们正确完成实验操作后，测得 A、B、C三处的电流记为IA、IB、IC；测得AB、BC、AC两点间的电压记为UAB、UBC、UAC。数据记录如下表：
分析数据可知：串联电路中各处电流 相等 ；串联电路电压关系表达式： UAC＝UAB+UBC （用UAB、UAC、UBC表示）；
（2）他们还发现，串联电路中R1、R2两端的电压之比与R1、R2的电阻之比 相等 （选填“相等”或“不相等”）。由此得到启发，同学们设计了图乙电路用于测量未知电阻的阻值。用这电路测量一只热敏电阻的阻值时，闭合开关S，电压表V1、V2的示数分别为U1、U2，R0电阻已知，则RT＝ U2U1R0 （用R0、U1、U2表示）；
（3）如图丙所示为热敏电阻的RT﹣t图像，如图丁所示是同学们设计的高温报警装置简化电路图，工作电路电源电压恒为10V。当环境温度升高，报警电路两探测点间的电压UT也随之升高，当UT高于6.0V时，便能触发报警电路发出警报。要满足设计要求，报警电路探测点应接在工作电路 bc （选填“ab”、“bc”或“ac”）上；
（4）设定开始报警时的环境温度为60℃，但测试电路时发现温度刚达到40℃时报警装置就开始报警，要调高报警温度应 调大 （选填“调小”或“调大”）电阻箱的阻值。
【分析】（1）串联电路中的电流处处相等；串联电路的总电压等于各个串联导体的电压之和；
（2）根据欧姆定律和串联电路的特点进行分析和推导；
（3）根据电路的组成和热敏电阻的特点进行分析；
（4）根据欧姆定律和电路的组成进行分析。
【解答】解：（1）分析数据可知：串联电路中各处电流相等；串联电路电压关系表达式：UAC＝UAB+UBC；
（2）串联电路中R1、R2两端的电压之比与R1、R2的电阻之比相等。串联电路中的电流相等，所以有：U1R0=U2RT，即：RT=U2U1R0；
（3）当环境温度升高，报警电路两探测点间的电压UT也随之升高，当UT高于6.0V时，便能触发报警电路发出警报。所以探测点应该接在工作电路的bc上；
（4）设定开始报警时的环境温度为60℃，但测试电路时发现温度刚达到40℃时报警装置就开始报警，此时热敏电阻的电阻减小，根据串联电路的分压原理，所以应该调大电阻箱的阻值。
故答案为：（1）相等；UAC＝UAB+UBC；（2）相等；U2U1R0；（3）bc；（4）调大。
【点评】本题考查的是串联电路的电流和电压规律；会利用欧姆定律进行分析和推导。
28．（9分）小宁用如图甲所示的电路探究“电流与电压和电阻的关系”，电源电压15V保持不变，滑动变阻器的规格是“50Ω，1A”，4个定值电阻阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω，满足测量需求的电流表、电压表各一个。
（1）连接电路时应 断开 开关；
（2）将图甲中的实物电路连接完整，要求滑片P向左移动时电流变大；
（3）闭合开关S，发现电流表示数较大，电压表示数为零，则电路的故障可能是 B ；
A.电压表的量程选大了
B.电阻R发生了短路
C.滑动变阻器发生了断路
D.滑动变阻器发生了短路
（4）探究“电流与电压的关系”时，闭合开关S，移动变阻器的滑片P，改变电阻R两端的电压，测量对应的电流并记录，如表1所示。第2次实验时电压表的示数如图乙所示，为 4 V。分析表1数据可知：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成 正比 ；
表1
表2
（5）探究“电流与电阻的关系”：
①小宁将10Ω的电阻接入电路，闭合开关S，调节滑片P到适当位置，读出电流表示数记入表2中；断开开关S，小宁用20Ω的电阻替换10Ω的电阻，再闭合开关S，移动滑片P使滑动变阻器接入电路中的电阻 减小 （选填“增大”、“减小”或“不变”），直至电压表示数U0为 6 V，并初步得出结论，电压U0一定，电阻越大，通过导体的电流越小；
②表2是小宁提交的实验数据，请你判断其中第 4 （实验次序）组的数据不是经实验测量得出的；
③不更换实验器材，小宁为了能用上述4个定值电阻顺利完成实验，电压U0的取值范围应是 6.67V～10V 。
【分析】（1）做电学实验，连接电路时开关应断开；
（2）根据实验原理和滑动变阻器的使用规则连接实物图；
（3）根据电压表的使用规则判断电路的故障；
（4）根据电压表的使用规则和实验数据分析得出结论；
（5）根据欧姆定律和题目给出的器材规格分析得出结论。
【解答】解：（1）为了保护电路，在连接电路时，开关要断开；
（2）滑片P向左移动时电流变大，滑动变阻器的A应该接入电路，如图所示：
；
（3）闭合开关S，发现电流表示数较大，电压表示数为零，电压表和定值电阻是并联的，说明R短路了，故选：B。
（4）第2次实验时电压表的示数如图乙所示，根据电压表的使用规则，此时的读数为4V，分析表1数据可知：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（5）①小宁将10Ω的电阻接入电路，闭合开关S，调节滑片P到适当位置，读出电流表示数记入表2中；断开开关S，小宁用20Ω的电阻替换10Ω的电阻，再闭合开关S，此时电路中的总电阻减小，如果不移动滑片，电路中的电流变大，滑动变阻器两端的电压减小，定值电阻两端的电压变大，所以移动滑片P使滑动变阻器接入电路中的电阻减小，直至电压表示数U0为6V，并初步得出结论，电压U0一定，电阻越大，通过导体的电流越小；②第4组实验电路中的电流为0.15A，此时电路中的总电阻为R总=UI=15V0.15A=100Ω，定值电阻的阻值为40Ω，此时滑动变阻器接入电路的电阻应该为R滑＝R总﹣R＝100Ω﹣40Ω＝60Ω，而题目给出的滑动变阻器的最大阻值只有50Ω，所以第4组的数据不是实验测量出来的；
③滑动变阻器的规格是“50Ω 1A“，表示变阻器允许的最大电流为 1A，因电流表选用大量程 0.6A，根据串联电路电流的规律，电路中允许通过的最大电流为 1A，由欧姆定律的变形公式R=UI，此时电路中的总电阻最小，所对应的定值电阻为最小电阻：R1＝10Ω，此时变阻器连入电路中电阻最小，分得的电压最小，故电压表的最大示数为：Umax＝ImaxR1＝1A×10Ω＝10V；当变阻器的最大电阻连入电路中时，变阻器分得的电压最大，根据串联电路电压的规律，电压表示数最小为Umin，根据串联电路电压的规律和分压原理：U-UminUmin=R滑R定；当变阻器的最大电阻为50Ω接入电路中时，对应的定值电阻最大为40Ω，即：15V-UminUmin=50Ω40Ω
解得控制的最小电压 Umin＝6.67V；所以U0的取值范围应满足6.67V～10V。
故答案为：（1）断开；（2）；（3）B；（4）4；正比；（5）①减小；4；②4；③6.67V～10V。
【点评】本题考查的是探究电流与电压和电阻关系的实验；会灵活使用欧姆定律和串联电路的特点进行分析和计算，本题的综合性较强。
六、计算题（本大题有3小题，其中第29小题6分，第30小题7分，第31小题9分，共22分）
29．（6分）小宁设计了车载加热垫，其简化电路如图所示，电源电压恒为12V，R1、R2为阻值一定的电热丝，其中R2电阻为30Ω。闭合开关S1、S2，通过R1的电流为0.6A。求：
（1）电热丝R1的电阻；
（2）干路电流；
（3）通电1min电路产生的热量。
【分析】（1）由图知，闭合开关S1、S2时，两电阻丝并联，根据并联电路特点和欧姆定律计算R1的电阻；
（2）先计算出通过R2的电流，再根据并联电路电流规律计算出干路电流；
（3）根据Q＝W＝UIt计算通电1min电路产生的热量。
【解答】解：（1）由图知，闭合开关S1、S2时，两电阻丝并联，
由并联电路电压规律知：U1＝U2＝U＝12V，
由I=UR可得：R1=U1I1=12V0.6A=20Ω；
（2）通过R2的电流：I2=U2R2=12V30Ω=0.4A，
由并联电路电流规律可得，干路电流：
I＝I1+I2＝0.6A+0.4A＝1A；
（3）通电1min电路产生的热量：
Q＝W＝UIt＝12V×1A×1×60s＝720J。
答：（1）电热丝R1的电阻为20Ω；
（2）干路电流为1A；
（3）通电1min电路产生的热量为720J。
【点评】本题考查了并联电路特点、欧姆定律以及电热计算公式的应用，难度不大。
30．（7分）公路部门通过地磅检测汽车载重情况。图甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图，主要由踏板（重力不计）、压力传感器R、显示压力的仪表（实质为电流表，量程0～0.6A）等组成，R的阻值与所受压力F大小关系如图乙所示。电源电压为6V，定值电阻R0的阻值为5Ω。求：
（1）当R的阻值为15Ω时，电路的电流；
（2）当通过电路的电流为0.2A时，地磅显示的压力值；
（3）为了增加地磅的最大测量值，请你写出一种可行的方案。
【分析】（1）由图甲可知，压力传感器R与定值电阻R0串联，电流表测电路的电流。当R的阻值为15Ω时，根据串联电路的电阻规律和欧姆定律求电路中的电流；
（2）当通过电路的电流为0.2A时，根据欧姆定律求电路的总电阻，根据串联电路的电阻规律求R的阻值，由图乙可知地磅显示的压力值；
（3）由图乙可知，压力越大时，R的阻值越小，由于电流表允许通过的最大电流一定，根据欧姆定律可知，当电源电压不变时，电路的最小总电阻一定，根据串联电路的电阻规律可得为了增加地磅的最大测量值的方案。
【解答】解：（1）由图甲可知，压力传感器R与定值电阻R0串联，电流表测电路的电流。
当R的阻值为15Ω时，根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可得，
电路中的电流：I=UR总=UR+R0=6V15Ω+5Ω=0.3A；
（2）当通过电路的电流为0.2A时，根据欧姆定律可得，
电路的总电阻：R′总=UI'=6V0.2A=30Ω，
根据串联电路的电阻规律可得，R的阻值：R′＝R′总﹣R0＝30Ω﹣5Ω＝25Ω，
由图乙可知，地磅显示的压力值为1×104N；
（3）由图乙可知，压力越大时，R的阻值越小，由于电流表允许通过的最大电流一定，故当电源电压不变时，由R=UI可知，电路的最小总电阻一定，根据串联电路的电阻规律可知，此时应增大定值电阻R0的阻值，才能增加地磅的最大测量值。
答：（1）当R的阻值为15Ω时，电路的电流为0.3A；
（2）当通过电路的电流为0.2A时，地磅显示的压力值为1×104N；
（3）为了增加地磅的最大测量值，可适当增大定值电阻R0的阻值。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用，难度适中。
31．（9分）2024年11月28日，福建省首个海上光伏项目在太姥山水域完成首块光伏板安装。海上光伏电站建成后预计在1s内能提供的电能约为1.26×108J。则：
（1）建成后光伏电站的发电功率是多少W？
（2）若该光伏电站1s内提供的电能全部被水吸收，能使1000kg常温的水温度升高多少℃？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）该光伏发电站预计1年内提供的电能约为1.08×1015J，若这些电能改由火力发电机来提供，且火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约有20%转化为电能，需要完全燃烧煤炭多少kg？（煤炭的热值q约为3.0×107J/kg）
【分析】（1）根据P=Wt计算光伏电站的发电功率；
（2）根据Q＝cmΔt计算水升高的温度；
（3）根据η=W电Q放计算煤炭完全燃烧放出的热量，再利用Q放＝mq计算完全燃烧煤炭的质量。
【解答】解：（1）由题知，光伏电站建成后预计在1s内能提供的电能约为1.26×108J，
所以光伏电站的发电功率：
P=Wt=1.26×108J1s=1.26×108W；
（2）光伏电站1s内提供的电能全部被水吸收，即Q＝W＝1.26×108J，
由Q＝cmΔt可得，水升高的温度：
Δt=Qcm=1.26×108J4.2×103J/(kg⋅℃)×1000kg=30℃；
（3）由η=W电Q放可得煤炭完全燃烧放出的热量：
Q放=W电η=1.08×1015J20%=5.4×1015J，
由Q放＝mq可得完全燃烧煤炭的质量：
m煤=Q放q=5.4×1015J3.0×107J/kg=1.8×108kg。
答：（1）建成后光伏电站的发电功率是1.26×108W；
（2）若该光伏电站1s内提供的电能全部被水吸收，能使1000kg常温的水温度升高30℃；
（3）需要完全燃烧煤炭1.8×108kg。
【点评】本考查了功率、吸热公式、燃料燃烧放热公式以及效率公式的应用，考查知识点多，综合性强，难度适中。
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
水的温度/℃
20
21
22
23
24
25
沙子的温度/℃
20
25
30
35
40
45
物理量
R1/Ω
R2/Ω
IA/A
IB/A
IC/A
UAB/V
UBC/V
UAC/V
第1组
5
10
0.40
0.40
0.40
2.0
4.0
6.0
第2组
10
15
0.24
0.24
0.24
2.4
3.6
6.0
第3组
3
12
0.40
0.40
0.40
1.2
4.8
6.0
实验次序
1
2
3
4
U/V
3.0
5.0
6.0
I/A
0.30
0.40
0.50
0.60
实验次序
1
2
3
4
R/Ω
10
20
30
40
I/A
0.60
0.30
0.20
0.15
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
A
B
B
B
C
D
B
B
C
A
D
题号
12
13
14
答案
A
D
C
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
水的温度/℃
20
21
22
23
24
25
沙子的温度/℃
20
25
30
35
40
45
物理量
R1/Ω
R2/Ω
IA/A
IB/A
IC/A
UAB/V
UBC/V
UAC/V
第1组
5
10
0.40
0.40
0.40
2.0
4.0
6.0
第2组
10
15
0.24
0.24
0.24
2.4
3.6
6.0
第3组
3
12
0.40
0.40
0.40
1.2
4.8
6.0
实验次序
1
2
3
4
U/V
3.0
5.0
6.0
I/A
0.30
0.40
0.50
0.60
实验次序
1
2
3
4
R/Ω
10
20
30
40
I/A
0.60
0.30
0.20
0.15