广东省深圳市光明区2025-2026学年九年级上学期1月期末物理试题（有解析）

这是一份广东省深圳市光明区2025-2026学年九年级上学期1月期末物理试题（有解析），共26页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
主题一 物理与体育赛事
中华人民共和国第十五届运动会，由广东、香港、澳门三地共同承办请完成下面小题。
1. 游泳馆内，有淡淡的消毒水气味。这说明（ ）
A. 分子可以再分B. 分子不停地运动
C. 分子间只存在引力D. 分子间只存在斥力
2. 粤港澳大湾区水域面积广阔，昼夜温差比内陆地区更小。这主要是因为水（ ）
A. 比热容大B. 比热容小
C. 含有的热量多D. 含有的热量少
3. 花剑比赛的有效击中部位是除去四肢和头部的身体躯干部分。有效击中时，构成回路，裁判器会亮绿灯。图中绝缘的部分是（ ）
A. 金属面罩B. 金属衣C. 防护服D. 剑体
4. 速干运动衣与干燥皮肤摩擦后带电。带静电的速干衣（ ）
A. 创造了新的电荷B. 与干燥皮肤相互排斥
C. 一定带正电D. 能吸引头发等轻小物体
5. 足球场馆边有一款“风光互补”路灯，如图。除风力发电机、太阳能电池板，还配有蓄电池。整个装置的电能不可能来自于（ ）
A. 内能B. 太阳能C. 机械能D. 化学能
主题二 物理与日常生活
图是一款宠物用保温水碗，可设置高、中、低三挡温度，使用方法如图，请回答下列小题。
6. 通电后，饮用水温度升高，但导线温度基本没有变化。电流在发热体上产生更多的热量是因为发热体（ ）
A. 电流大B. 电流小C. 电阻大D. 电阻小
7. 图是可以实现高、中、低三挡调节的电路，其中R1>R2。要调至中温挡，应该（ ）
A. 闭合 S1，断开 S2B. 断开 S1，闭合 S2
C. 断开 S1，断开 S2D. 闭合 S1，闭合 S2
四、非选择题（共11题，共56分）
主题三物理与社会发展
8. 如图是一种具有报警功能文物展示台的结构。闭合开关S后，当文物放置在金属片B上时，弹簧被压缩，金属片B与A、C接触，电路中的灯泡亮，电铃不响；当文物被移开，在弹簧的作用下，金属片B被弹起，灯泡亮，电铃响。请将电路补充完整。
9. 如图，将电灯和开关接入家庭电路。要求：用开关控制灯的通断，且考虑安全性。
10. 家庭电路中电流过大或漏电容易引发危险。在家庭电路中安装________对电路进行保护；安装________对人体起保护作用。（以上两空均选填“空气开关”或“漏电保护器”）
11. 燃油汽车是生活中重要的交通工具，也是造成碳排放的原因之一、某型号燃油车，其热机每消耗 10kg 汽油可以让汽车获得 1.61×108J的机械能。若汽油的热值取4.6×107J/kg，则10kg汽油完全燃烧产生的热量是________ J，该热机效率是________。若要提高热机效率，请给出一条建议________。
主题四 物理与科学探究
12. 在“比较不同液体的比热容”实验中，实验装置如图所示。
（1）利用相同的电加热器A、B加热________相等，初温相同的甲、乙两种液体，加热相同的时间，比较它们升高温度的多少。
（2）收集实验数据如上表，实验表明：________液体的比热容更大。
（3）制作暖水袋时，________液体更适合作为输送热量的介质。
（4）另一小组也用类似装置对甲、乙两种液体加热，收集实验数据如下表。
①不计热损失，加热时间相同，两种液体吸收的热量________（选填“相同”或“不同”）；
②装置Ⅰ中的是________液体。
13. 小明自制了一个可乐电池，但发现电池电压较小，不足以让小灯泡正常发光。为改进电池，他对影响可乐电池电压大小的因素进行探究。取一瓶可乐，等份装在多个玻璃杯中，将锌片和铜片用导线夹夹住浸入可乐，形成一个简易的可乐电池。将可乐电池和电压表用导线连接组成如图所示电路，收集证据如下表。
（1）金属片________（选填“A”或“B”）是可乐电池的正极。
（2）增加可乐的杯数，相当于将电池________联。
（3）为探究可乐电池的电压大小与可乐杯数的关系，应使用序号________的证据。
（4）由表格信息，得出初步结论：可乐电池的电压与可乐的种类________关。
（5）分析表格中证据，为增大可乐电池的电压，除增加可乐杯数外，还可以采取的做法是________。
14. 在探究“电阻一定时电流与电压关系”实验中，使用的器材：电压恒为6V的电源，规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器，阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻器各1个等。实验电路如图。
（1）闭合开关前，滑片应调至________（选填“A”或“B”）端，此时电路中的电流最________（选填“大”或“小”）；
（2）测量并记下几组电压和电流值，记录数据如下表：
分析数据，得出结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压的比值________；
（3）分析表中某三组数据，还可以初步得出电流与电阻的定量关系。下面是处理数据，得出结论的过程，请补充完整。
主题五 物理与工程实践
15. 图甲是一款天然气浓度检测仪的简化电路图，电源电压为4.5V，定值电阻R2的阻值为10Ω，R1是气敏电阻，其阻值随天然气浓度变化规律如图乙。当电压表示数低至3V时，启动报警系统。求启动报警时：
（1）定值电阻R2两端的电压U2；
（2）电路中的电流I；
（3）天然气的浓度。
16. 图甲是一款电饭锅，其部分参数如图乙。在国家标准中，2级能效的电饭锅热效率应不低于84%，电饭锅在额定电压下工作。
乙
（1）求保温时电路中的电流；
（2）加热600s， 求消耗的电能W；
（3）若这段时间电饭锅有效输出的内能为，则该电饭锅的热效率是否符合2级能效标准。
17. 在制作简易调光台灯实践活动中。
【任务一】选择光源
选择实验室用的小灯泡或者发光二极管作为光源。以下是发光二极管和小灯泡的部分信息。
（1）你会选择__________制作台灯的光源，理由是__________。
【任务二】设计电路
（2）某小组设计电路如图。
①闭合开关，将滑动变阻器的滑片向_________（选填“左”或“右”）调节，可以使小灯泡变亮。
②上表是选择器材规格的三种方案，其中方案_________无法使小灯泡正常发光，方案_________长时间使用容易烧坏小灯泡。器材规格匹配的方案中，灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是_________Ω（保留一位小数）。
【任务三】交流与评价
下图是其他同学设计的调光灯电路。
（3）请对此电路进行评价_________。
18. 阅读材料，回答问题。
随着国家“一带一路”倡议的深入推进，青藏高原等地区已成为关键的交通节点。上述地区广泛分布季节冻土区或多年冻土区，冻土路基的填料使用砂砾土。科研人员发现砂砾土的电阻可以反映砂砾土内水分的冻结情况，于是通过测量电阻研究砂砾土。
饱和冻结砂砾土的导电路径主要是土骨架、孔隙冰和两者之间的未冻水膜，其受到压力前、后的等效电阻如图所示。
饱和冻结砂砾土的电阻大小主要受液态水（未冻水膜）导电能力的影响。由于冰的熔点受压力和温度的影响，当温度不变时，压力增大会导致孔隙冰的破碎和熔化，水量增多，引起冻土发生形变。科研人员对不同压力、不同温度下的饱和砂砾土样品测量电阻的大小。收集数据如下表。
（1）饱和冻结砂砾土内土骨架导电路径和孔隙冰导电路径可以看作是_______联的。
（2）饱和冻结砂砾土受到压力后，可以认为主要改变了导体的_______，从而改变了导体的电阻。
（3）测试时，外力压缩样品做功，将_______能主要转化为内能，使样品的内能变大。
（4）表格中，形变越大，表明样品受到的压力越_______。
（5）压力一定时，饱和冻结砂砾土的电阻随温度升高而_______。
（6）为监测冻土的有害形变，设计了一个简单的监测电路，用-2°C的样品进行测试，如图。Rx表示冻土样品，电源电压是24V。
①形变为2%时，样品的电阻为_______ kΩ。
②受到压力越大，电流表示数越_______。
③当电流表示数在①基础上改变了0.02mA时，样品的形变为_______。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲液体温度/℃
26
33
39
46
53
乙液体温度/℃
26
39
53
66
80
装置
电加热器功率P/W
液体质量m/g
加热时间t/s
液体升高温度Δt/℃
I
400
200
100
40
Ⅱ
100
200
100
20
序号
可乐种类
可乐杯数/杯
每杯可乐的体积V/mL
电压U/V
1
普通可乐
3
100
0.5
2
无糖可乐
3
100
0.5
3
普通可乐
3
150
0.7
4
普通可乐
4
150
0.8
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
电阻器阻值R/Ω
5
10
20
电压U/V
1.0
1.5
2.0
1.0
2.0
3.0
2.0
4.0
5.0
电流I/A
0.20
0.30
0.40
0.10
0.20
0.30
0.10
0.20
0.26
实验序号
处理数据的过程
3
0.40A×5Ω=2.0A·Ω
5
0.20A×10Ω=2.0A·Ω
①_____
②_____
根据数据处理结果发现：③____
得出的初步结论：导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
额定电压
220V
加热功率
900W
保温功率
33W
能效等级
2级
发光二极管
小灯泡
能耗
低
高
电路连接
需要考虑电流方向
电流方向无要求
寿命
长
短
损坏风险
过流易烧毁
轻微过流不影响使用
方案
电源电压U/V
灯泡
滑动变阻器
甲
2
2.5V 0.3A
10Ω 2A
乙
6
38V 0.3A
10Ω 2A
丙
10
6V 0.5A
5Ω 3A
-8
-6
-4
-2
2%
780
620
450
240
4%
760
600
430
220
6%
740
580
410
200
8%
720
560
390
180
九年级物理卷
三、选择题（共7题，每题2分，共14分。每题4个选项中，只有一项符合题意）
主题一 物理与体育赛事
中华人民共和国第十五届运动会，由广东、香港、澳门三地共同承办。请完成下面小题。
1. 游泳馆内，有淡淡的消毒水气味。这说明（ ）
A. 分子可以再分B. 分子不停地运动
C. 分子间只存在引力D. 分子间只存在斥力
2. 粤港澳大湾区水域面积广阔，昼夜温差比内陆地区更小。这主要是因为水（ ）
A. 比热容大B. 比热容小
C. 含有的热量多D. 含有的热量少
3. 花剑比赛的有效击中部位是除去四肢和头部的身体躯干部分。有效击中时，构成回路，裁判器会亮绿灯。图中绝缘的部分是（ ）
A. 金属面罩B. 金属衣C. 防护服D. 剑体
4. 速干运动衣与干燥皮肤摩擦后带电。带静电的速干衣（ ）
A. 创造了新的电荷B. 与干燥皮肤相互排斥
C. 一定带正电D. 能吸引头发等轻小物体
5. 足球场馆边有一款“风光互补”路灯，如图。除风力发电机、太阳能电池板，还配有蓄电池。整个装置的电能不可能来自于（ ）
A. 内能B. 太阳能C. 机械能D. 化学能
【答案】1. B 2. A 3. C 4. D 5. A
【解析】
【1题详解】
游泳馆内，有淡淡的消毒水气味，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
【2题详解】
粤港澳大湾区水域面积广阔，昼夜温差比内陆地区更小，因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和砂石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区一天内气温变化要小，内陆地区一天内气温变化要大，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【3题详解】
ABD．金属面罩、金属衣和剑体都容易导电，属于导体，故ABD不符合题意；
C．防护服不容易导电，属于绝缘体，故C符合题意。
故选C。
【4题详解】
A．摩擦起电的实质是电荷的转移，没有创造电荷，故A不符合题意；
B．相互摩擦的两个物体会带上等量的异种电荷，根据电荷间的相互作用可知，带静电的速干衣与干燥皮肤相互吸引，故B不符合题意；
C．由于不知道速干运动衣是得到电子还是失去电子，所以不知道速干衣是带正电还是负电，故C不符合题意；
D．由于带电体具有吸引轻小物体的性质，故带静电的速干衣可以吸引头发等轻小物体，故D符合题意。
故选D。
【5题详解】
太阳能电池板工作时，将太阳能转化为电能；风力发电机工作时，将机械能转化为电能；蓄电池放电，蓄电池将化学能转化为电能；整个装置的电能不可能来自于内能，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
主题二 物理与日常生活
图是一款宠物用保温水碗，可设置高、中、低三挡温度，使用方法如图，请回答下列小题。
6. 通电后，饮用水温度升高，但导线温度基本没有变化。电流在发热体上产生更多的热量是因为发热体（ ）
A. 电流大B. 电流小C. 电阻大D. 电阻小
7. 图是可以实现高、中、低三挡调节的电路，其中R1>R2。要调至中温挡，应该（ ）
A. 闭合 S1，断开 S2B. 断开 S1，闭合 S2
C. 断开 S1，断开 S2D. 闭合 S1，闭合 S2
【答案】6. C 7. B
【解析】
【6题详解】
AB．导线和发热体串联在电路中，根据串联电路电流处处相等的特点，通过导线和发热体的电流是一样的，故AB不符合题意；
CD．根据焦耳定律 ，在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。因为发热体电阻大，所以电流在发热体上产生更多的热量，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
【7题详解】
电源电压不变，根据（为电源电压，为电路总电阻）可知，电阻越大，功率越小；电阻越小，功率越大。当闭合，断开时，只有接入电路；当断开，闭合时，只有接入电路；当闭合 ，闭合时，和并联接入电路，并联电路总电阻小于任何一个分电阻。已知，所以单独接入电路时功率较小，是低温挡；单独接入电路时功率适中，是中温挡；和并联接入电路时功率较大，是高温挡；故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
四、非选择题（共11题，共56分）
主题三物理与社会发展
8. 如图是一种具有报警功能文物展示台的结构。闭合开关S后，当文物放置在金属片B上时，弹簧被压缩，金属片B与A、C接触，电路中的灯泡亮，电铃不响；当文物被移开，在弹簧的作用下，金属片B被弹起，灯泡亮，电铃响。请将电路补充完整。
【答案】
【解析】
【详解】由图可知，金属片B相当于开关；文物在展示台上时，ABC接通，把电铃短路，铃不响，灯泡亮；当文物搬离展示台时，金属片B在弹力作用下与金属片AC分开时，灯泡和电铃串联，此时灯亮铃响。如图所示：
9. 如图，将电灯和开关接入家庭电路。要求：用开关控制灯的通断，且考虑安全性。
【答案】
【解析】
【详解】为了有效地控制灯，开关要与灯串联；为了安全，开关要接在相线与灯之间，灯泡接中性线，如图所示：
10. 家庭电路中电流过大或漏电容易引发危险。在家庭电路中安装________对电路进行保护；安装________对人体起保护作用。（以上两空均选填“空气开关”或“漏电保护器”）
【答案】 ①. 空气开关 ②. 漏电保护器
【解析】
【详解】[1]为了防止电路中电流过大引发的安全事故，应该安装空气开关，当电流超过空气开关的额定电流时，空气开关跳闸，对电路起到保护作用。
[2]如果站在地上的人不小心接触了火线，电流经过人体流入大地，漏电保护器会迅速切断电流，对人体起到保护作用。
11. 燃油汽车是生活中重要的交通工具，也是造成碳排放的原因之一、某型号燃油车，其热机每消耗 10kg 汽油可以让汽车获得 1.61×108J的机械能。若汽油的热值取4.6×107J/kg，则10kg汽油完全燃烧产生的热量是________ J，该热机效率是________。若要提高热机效率，请给出一条建议________。
【答案】 ①. 4.6×108 ②. 35% ③. 让燃料燃烧得更充分
【解析】
【详解】[1]汽油质量，热值
汽油完全燃烧释放的热量
[2]机械能，10kg汽油完全燃烧产生的热量是
该热机的效率是
[3]提高热机效率的关键是减少能量损失。常见的方法包括：改进燃烧技术，使燃料更充分燃烧；减少机械摩擦损失；提高热能的利用率，如回收废气余热。
主题四 物理与科学探究
12. 在“比较不同液体的比热容”实验中，实验装置如图所示。
（1）利用相同的电加热器A、B加热________相等，初温相同的甲、乙两种液体，加热相同的时间，比较它们升高温度的多少。
（2）收集实验数据如上表，实验表明：________液体的比热容更大。
（3）制作暖水袋时，________液体更适合作为输送热量的介质。
（4）另一小组也用类似装置对甲、乙两种液体加热，收集实验数据如下表。
①不计热损失，加热时间相同，两种液体吸收的热量________（选填“相同”或“不同”）；
②装置Ⅰ中的是________液体。
【答案】（1）质量 （2）甲
（3）甲 （4） ① 不同 ②. 甲
【解析】
【小问1详解】
根据比较吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，所以利用相同的电加热器A、B加热质量相等，初温相同的甲、乙两种液体，加热相同的时间，比较它们升高温度的多少。
【小问2详解】
由表中数据可知，加热相同时间（即吸收相同热量），甲升温慢。根据比较吸热能力的方法，吸收相同热量时，升温慢的比热容大，所以甲液体的比热容更大。
【小问3详解】
根据，质量相同的不同物质，降低相同的温度，比热容大的放出的热量多。因为甲的比热容大，所以制作暖水袋时，甲液体更适合作为输送热量的介质。
【小问4详解】
[1]电加热器功率，加热时间相同，不计热损失，则
不计热损失，加热时间相同，两种液体吸收的热量不同；
[2]两种液体质量相等
I中液体升高的温度，Ⅱ中液体升高的温度，根据，甲液体的比热容
可知I中液体的比热容大于Ⅱ中液体的比热容，所以I中液体为甲液体。
13. 小明自制了一个可乐电池，但发现电池电压较小，不足以让小灯泡正常发光。为改进电池，他对影响可乐电池电压大小的因素进行探究。取一瓶可乐，等份装在多个玻璃杯中，将锌片和铜片用导线夹夹住浸入可乐，形成一个简易的可乐电池。将可乐电池和电压表用导线连接组成如图所示电路，收集证据如下表。
（1）金属片________（选填“A”或“B”）是可乐电池的正极。
（2）增加可乐的杯数，相当于将电池________联。
（3）为探究可乐电池的电压大小与可乐杯数的关系，应使用序号________的证据。
（4）由表格信息，得出初步结论：可乐电池的电压与可乐的种类________关。
（5）分析表格中证据，为增大可乐电池的电压，除增加可乐杯数外，还可以采取的做法是________。
【答案】（1）B （2）串
（3）3和4 （4）无
（5）增加每杯可乐的体积
【解析】
【小问1详解】
由图可知，电压表指针顺时针偏转，可知电流从电压表正接线柱流进、负接线柱流出，金属片A和电压表的负接线柱连接，金属片A是可乐电池的负极，金属片B和电压表的正接线柱连接，金属片B是可乐电池的正极。
【小问2详解】
由表中序号3和4可知，其他条件相同，增加可乐杯数，电压增大，串联电池可以使总电压等于各电池电压之和，从而提高整体电压，因此增加可乐的杯数，相当于将多个可乐电池串联。
【小问3详解】
要探究电压与可乐杯数的关系，需要控制可乐种类、每杯可乐的体积不变，只改变杯数，符合条件的是序号3和4。
【小问4详解】
由序号1和2可知，可乐杯数、每杯可乐的体积相同，可乐的种类不同，而电压表的示数相同，因此可得可乐电池的电压与可乐的种类无关。
【小问5详解】
对比序号1和3的数据，在可乐杯数、种类不变时，增大每杯可乐的体积，电压会升高，因此，除增加可乐杯数外，还可以增加每杯可乐的体积。
14. 在探究“电阻一定时电流与电压的关系”实验中，使用的器材：电压恒为6V的电源，规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器，阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻器各1个等。实验电路如图。
（1）闭合开关前，滑片应调至________（选填“A”或“B”）端，此时电路中的电流最________（选填“大”或“小”）；
（2）测量并记下几组电压和电流值，记录数据如下表：
分析数据，得出结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压的比值________；
（3）分析表中某三组数据，还可以初步得出电流与电阻的定量关系。下面是处理数据，得出结论的过程，请补充完整。
【答案】（1） ①. A ②. 小
（2）不变 （3） ①. 7 ②. ③. 在电压一定时，电流与电阻的乘积是一个定值
【解析】
【小问1详解】
[1][2]在探究“电流和电压的关系”实验中，闭合开关前，为保护电路，滑片应调至阻值最大处，由图可知，滑片应调至A端。此时电路的总电阻最大，由欧姆定律可知，电路电流最小。
【小问2详解】
分析表格数据可知，在电阻一定的情况下，电流增大的倍数与电压增大的倍数相等，即通过导体的电流与导体两端的电压的比值保持不变。
【小问3详解】
[1][2]要得出“导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比”的结论，需要控制电压不变，改变电阻，计算电流与电阻的乘积，看是否相等。
由于已经选用的数据的电压都是2.0V，故还应选用电阻为20Ω，实验序号为7的数据，则得出的关系为
[3]分析表格数据发现，在电压一定时，电流与电阻的乘积是一个定值，即导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
主题五 物理与工程实践
15. 图甲是一款天然气浓度检测仪的简化电路图，电源电压为4.5V，定值电阻R2的阻值为10Ω，R1是气敏电阻，其阻值随天然气浓度变化规律如图乙。当电压表示数低至3V时，启动报警系统。求启动报警时：
（1）定值电阻R2两端的电压U2；
（2）电路中的电流I；
（3）天然气的浓度。
【答案】（1）1.5V
（2）0.15A （3）0.5%
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知，气敏电阻R1与定值电阻R2串联，电压表测量R1两端的电压，根据串联电路电压的特点，定值电阻R2两端的电压为
【小问2详解】
根据欧姆定律，电路中的电流为
【小问3详解】
启动报警时，气敏电阻的阻值为
由图乙可知，当气敏电阻R1的阻值为20Ω时，对应的天然气浓度为0.5%
16. 图甲是一款电饭锅，其部分参数如图乙。在国家标准中，2级能效的电饭锅热效率应不低于84%，电饭锅在额定电压下工作。
乙
（1）求保温时电路中的电流；
（2）加热600s， 求消耗的电能W；
（3）若这段时间电饭锅有效输出内能为，则该电饭锅的热效率是否符合2级能效标准。
【答案】（1）0.15A
（2）
（3）符合2级能效标准
【解析】
【小问1详解】
由参数表可知，电饭锅的额定电压，保温功率
根据电功率公式可得，保温时电路中的电流
【小问2详解】
由参数表可知，电饭锅的加热功率。加热时间
消耗的电能
【小问3详解】
电饭锅有效输出的内能（有用能量）
加热时消耗总电能（总能量）
该电饭锅的热效率
17. 在制作简易调光台灯实践活动中。
【任务一】选择光源
选择实验室用的小灯泡或者发光二极管作为光源。以下是发光二极管和小灯泡的部分信息。
（1）你会选择__________制作台灯的光源，理由是__________。
【任务二】设计电路
（2）某小组设计电路如图。
①闭合开关，将滑动变阻器的滑片向_________（选填“左”或“右”）调节，可以使小灯泡变亮。
②上表是选择器材规格的三种方案，其中方案_________无法使小灯泡正常发光，方案_________长时间使用容易烧坏小灯泡。器材规格匹配的方案中，灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是_________Ω（保留一位小数）。
【任务三】交流与评价
下图是其他同学设计的调光灯电路。
（3）请对此电路进行评价_________。
【答案】（1） ①. 发光二极管 ②. 能耗低且寿命长
（2） ①. 右 ②. 甲和丙 ③. 丙 ④. 7.3
（3）能调光，但是电阻跳跃变化，导致亮度跳跃，且与上图相比，操作较麻烦
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据表格可知，发光二极管和小灯泡各有各的优点和缺点。选择发光二极管的好处是能耗低且寿命长。
【小问2详解】
[1]要使小灯泡变亮，就要使电流变大，电路中电阻就要变小，滑片向右调节时可以使滑动变阻器接入电路的电阻变小。
[2][3][4]方案甲的电源电压是2V，而小灯泡的额定电压是2.5V，无法使小灯泡正常发光；方案乙的小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电压
串联电路中电流处处相等，滑动变阻器的电流IR=0.3A，滑动变阻器接入电路的电阻
所以方案乙可以使小灯泡正常发光；
方案丙中的小灯泡如果能正常发光，滑动变阻器的电压
串联电路中电流处处相等，滑动变阻器的电流，滑动变阻器接入电路的电阻
所以方案丙无法使小灯泡正常发光，且滑动变阻器的最大阻值才5Ω，会导致电路中的电流大于灯泡的额定电流0.5A，长时间使用容易烧坏小灯泡。
【小问3详解】
该电路是通过开关控制接入电路的电阻数量来改变电路中的总电阻，从而改变电流和灯泡的亮度，但是总电阻的数值变化不是连续的，而是跳跃的，导致灯泡亮度跳跃，并且开关的通断操作比滑动变阻器的操作较麻烦。
18. 阅读材料，回答问题。
随着国家“一带一路”倡议的深入推进，青藏高原等地区已成为关键的交通节点。上述地区广泛分布季节冻土区或多年冻土区，冻土路基的填料使用砂砾土。科研人员发现砂砾土的电阻可以反映砂砾土内水分的冻结情况，于是通过测量电阻研究砂砾土。
饱和冻结砂砾土的导电路径主要是土骨架、孔隙冰和两者之间的未冻水膜，其受到压力前、后的等效电阻如图所示。
饱和冻结砂砾土的电阻大小主要受液态水（未冻水膜）导电能力的影响。由于冰的熔点受压力和温度的影响，当温度不变时，压力增大会导致孔隙冰的破碎和熔化，水量增多，引起冻土发生形变。科研人员对不同压力、不同温度下的饱和砂砾土样品测量电阻的大小。收集数据如下表。
（1）饱和冻结砂砾土内土骨架导电路径和孔隙冰导电路径可以看作是_______联的。
（2）饱和冻结砂砾土受到压力后，可以认为主要改变了导体的_______，从而改变了导体的电阻。
（3）测试时，外力压缩样品做功，将_______能主要转化为内能，使样品的内能变大。
（4）表格中，形变越大，表明样品受到的压力越_______。
（5）压力一定时，饱和冻结砂砾土的电阻随温度升高而_______。
（6）为监测冻土的有害形变，设计了一个简单的监测电路，用-2°C的样品进行测试，如图。Rx表示冻土样品，电源电压是24V。
①形变为2%时，样品的电阻为_______ kΩ。
②受到压力越大，电流表示数越_______。
③当电流表示数在①基础上改变了0.02mA时，样品的形变为_______。
【答案】（1）并 （2）横截面积
（3）机械 （4）大
（5）减小 （6） ①. 240 ②. 大 ③. 6%
【解析】
【小问1详解】
由等效电阻电路图可以看出，饱和冻结砂砾土内土骨架导电路径和孔隙冰导电路径在工作时互不影响，所以可以看作是并联。
【小问2详解】
导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。饱和冻结砂砾土受到压力后，主要改变了土骨架和孔隙冰的结构，即主要改变了导体的横截面积，从而改变了导体的电阻。
【小问3详解】
测试时，外力压缩样品做功，消耗了机械能，使样品的内能变大，所以是将机械能主要转化为内能。
【小问4详解】
从表格数据可以看出，在温度一定时，形变越大，对应的电阻越小。因为压力增大会导致孔隙冰的破碎和熔化，水量增多，引起冻土发生形变，所以形变越大，表明样品受到的压力越大。
【小问5详解】
由表格数据可知，压力一定时，温度升高，对应的电阻值减小，所以饱和冻结砂砾土的电阻随温度升高而减小。
【小问6详解】
[1]从表格中可以直接看出，-2℃的样品形变为2%时，样品的电阻为
[2]受到压力越大，样品的形变越大，电阻越小。根据欧姆定律 ，电源电压不变，电阻越小，电流越大，所以电流表示数越大。
[3]形变为2%时，电阻，根据欧姆定律可得此时电流
电流改变了0.02mA后，由压力越大，电阻越小，电流越大得
此时电阻
从表格数据推测，电阻变化对应形变约为6%加热时间/min
0
1
2
3
4
甲液体温度/℃
26
33
39
46
53
乙液体温度/℃
26
39
53
66
80
装置
电加热器功率P/W
液体质量m/g
加热时间t/s
液体升高的温度Δt/℃
I
400
200
100
40
Ⅱ
100
200
100
20
序号
可乐种类
可乐杯数/杯
每杯可乐的体积V/mL
电压U/V
1
普通可乐
3
100
0.5
2
无糖可乐
3
100
0.5
3
普通可乐
3
150
0.7
4
普通可乐
4
150
0.8
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
电阻器阻值R/Ω
5
10
20
电压U/V
1.0
1.5
2.0
1.0
2.0
3.0
2.0
4.0
5.0
电流I/A
0.20
0.30
0.40
0.10
0.20
0.30
0.10
0.20
0.26
实验序号
处理数据的过程
3
0.40A×5Ω=2.0A·Ω
5
0.20A×10Ω=2.0A·Ω
①_____
②_____
根据数据处理结果发现：③____
得出的初步结论：导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
额定电压
220V
加热功率
900W
保温功率
33W
能效等级
2级
发光二极管
小灯泡
能耗
低
高
电路连接
需要考虑电流方向
电流方向无要求
寿命
长
短
损坏风险
过流易烧毁
轻微过流不影响使用
方案
电源电压U/V
灯泡
滑动变阻器
甲
2
2.5V 0.3A
10Ω 2A
乙
6
3.8V 0.3A
10Ω 2A
丙
10
6V 0.5A
5Ω 3A
-8
-6
-4
-2
2%
780
620
450
240
4%
760
600
430
220
6%
740
580
410
200
8%
720
560
390
180