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广东省深圳市2021-2022学年上学期九年级物理期末模拟卷（word版 含答案）
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这是一份广东省深圳市2021-2022学年上学期九年级物理期末模拟卷（word版 含答案），共30页。
2021-2022学年第一学期深圳市九年级物理期末模拟卷
一．选择题（共10小题）
1．关于分子动理论的知识，以下说法正确的是（ ）
A．甲图中大量PM2.5尘粒在空中飞舞，这是分子在做无规则运动
B．乙图是“液体扩散”实验的装置，装好液体后处于量筒底部的液体应该是密度较小的水
C．海绵很容易被压缩，说明分子间存在间隙
D．两块表面光滑的铅块相互紧压后会黏在一起，说明分子间存在引力
2．质量相同的甲、乙两种金属块，放在同一杯热水中，经过一段时间以后，同时取出，分别放入两杯完全相同的冷水中，在分别达到平衡时，放甲金属的杯中水温较高，则甲，乙两金属块的比热容大小是（ ）
A．甲的比热容大 B．乙的比热容大
C．甲、乙比热容相同 D．无法判断
3．气步枪是靠枪机储气装置内的高压气体击发弹丸，四冲程汽油机工作循环中，与气步枪击发弹丸时的能量转化相同的是（ ）
A． B．
C． D．
4．如图所示，用带电体接触验电器的金属球，就有一部分电荷转移到验电器的两片金属箔上，金属球以下说法中不正确的是（ ）
A．金属箔张开说明带上了同种电荷
B．金属箔上带的电荷不一定与带电体相同
C．验电器不能检验出带电体带的是正电还是负电
D．验电器能粗略反映带电体电荷量的多少
5．小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”，a、b为长度一样的镍铬合金丝，b比a的横截面积大。关于此实验，下列说法正确的是（ ）
A．用夹子分别将a、b接入电路，接入a时小灯泡更亮
B．本实验用到的探究方法有控制变量法和转换法
C．利用此装置不能探究导体电阻大小和横截面积、长度的关系
D．为了准确比较电阻，可以在电路中再串联一个电压表
6．小刚用如图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中，当 A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后（AB间接5Ω电阻时变阻器滑片位置如图所示），为了探究上述问题，他接下来应该采取的唯一操作是（ ）
A．保持变阻器滑片不动
B．将变阻器滑片适当向左移动
C．适当增加电池的节数再调节滑片位置
D．将变阻器滑片适当向右移动
7．如图甲是非接触式红外线测温枪，图乙是它的工作原理图。R0是定值电阻，R是红外线热敏电阻，其阻值随人体温度变化的图象如图丙。对该电路分析正确的是（ ）
A．体温越高，R 的阻值越大
B．体温越高，电压表示数越大
C．体温越高，电压表示数越小
D．体温越低，电路中电流越大
8．如图所示，是探究串联电路中小灯泡两端的电压与电源两端电压关系的电路图。已知电源电压为4.5V，L1、L2为两个不同规格的小灯泡，当闭合开关S后两灯都不亮。用电压表进行测量时，测得AB两点之间的电压为零，BC两点之间的电压为4.5V.则下列判断中正确的是（ ）
A．开关接触不良 B．灯泡L2被短路
C．灯泡L1的灯丝断了 D．灯泡L2的灯丝断了
9．如图所示，从甲地通过两条输电线向乙地的用户供电，若甲地电源电压恒为U，输电线的总电阻为r，当乙地用户用电时，下列说法正确的是（ ）
A．用户家里的用电器两端电压等于 U
B．输电线上消耗的电功率为 U2/r
C．当用户使用的用电器增多时，输电线上因发热而损失的功率增大
D．当用户使用的用电器增多时，用户家里用电器两端电压保持不变
10．某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（ ）
A．闭合开关前，滑片P应滑到B端
B．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
C．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
二．多选题（共5小题）
11．一辆越野车以某一速度在平直路面上匀速行驶200km，消耗柴油20L，若这些柴油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动越野车做有用功，所用柴油的热值为4.3×107J/kg，密度为0.8×103kg/m3，则以下说法正确的是（ ）
A．越野车行驶时将机械能转化为内能
B．这些柴油完全燃烧放出的热量为6.88×108J
C．越野车消耗的有用热量即有用功2.29×108J
D．这辆越野车以该速度匀速行驶时受到的阻力为1032N
12．在如图所示的电路中，S闭合后下列各种情况正确的是（ ）
A．如果甲、乙、丙是电压表，当S1闭合后甲表的示数一定大于乙表的示数
B．如果甲是电压表，乙、丙电流表，S1断开形成并联电路
C．电路中甲表和乙表可以同时是电流表
D．如果电路是并联电路，则乙表的示数大于丙表的示数
13．（双选）如图所示的电路中，闭合开关S，下边的L1与右边的L2两只灯泡都正常发光，且电流表和电压表都有示数。一段时间后，L1和L2的亮度都发生变化，且两只电表的示数一个增大一个减小，该电路的故障不可能是（ ）
A．灯泡L1的灯丝断路 B．灯泡L2的灯丝断路
C．灯泡L1短路 D．灯泡L2短路
14．如图是探究电流通过导体产生热量与哪些因素有关的实验，将甲和乙装置的AB、CD分别连到相同的电源上，其中电阻R1为10Ω，其他电阻均为5Ω。下列分析正确的是（ ）
A．甲装置是为了探究电流通过导体产生热量与导体电阻的关系
B．乙装置中电阻总的作用是改变电流
C．通电一段时间后，乙装置右侧容器连接的U形管液面高度差较大
D．通电相同时间，R1、R2产生的热量之比为1：4
15．小明用如图甲所示的电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡功率，电源电压恒为4.5V，小明从滑动变阻器接入电路中的阻值最大时开始记录数据，测得小灯泡的U﹣I图象如图乙所示。针对该实验过程，下列结果正确的是（ ）
A．小灯泡的额定功率为6.25W
B．小灯泡正常工作时的电阻为5Ω
C．滑动变阻器的最大阻值为40Ω
D．电路消耗的最小功率为0.45W
三．实验探究题（共2小题）
16．在做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中。实验器材有：学生电源恒为6V，电流表、电压表、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关和导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接完整。
（2）连接电路时，开关必须 （选填“断开”或“闭合”）。在电路连接完整后，闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到 （选填“左端”或“右端”）；滑动变阻器在该实验的作用是 。
（3）连接电路时小明已将5Ω电阻接入电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数，电流表始终无示数，造成这一现象的原因可能是 。
（4）改正错误后，当小明再换接20Ω电阻时，无论怎样调节滑动变阻器，都不能使电压表示数为2V，分析其原因可能是滑动变阻器规格不符合要求，为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器 。
A.10Ω 1.5A
B.20Ω 0.5Ω
C.30Ω 1.0A
D.50Ω 1.0A
（5）图丙是根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻的倒数变化的图象，根据图象可知当电压一定时，电流与电阻成 比；由图象可知R两端的电压为 V。
（6）当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压 （填“变大”、“不变”或“变小”），滑动变阻器的滑片应向 （填“左”或“右”）端滑动。
17．小华在探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”的实验中，所用的电源电压是4V，小灯泡的额定电压是2.5V，小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍。
（1）请将图甲的实验电路连接完整；
（2）小华在实验连接的电路中，电流表接的是大量程，滑动变阻器的滑片滑到了阻值最大端。在检查电路连接正确后，小明迅速试触开关时观察到电流表指针的偏转角度 （选填“较大”或“较小”）；
（3）小华重新连接电路并移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图乙所示的图象。根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 瓦。小华发现该图象不是直线，您认为出现这种情况的主要原因是 ；
（4）小华想测定电动自行车上用作照明的LED（发光二极管）额定功率。通过实验得到该LED的电流电压图象如图丙所示，查阅资料知道该LED的额定电压为3V，结合图象可得该LED的额定功率为 W。小明进一步发现，在额定电压下工作时，LED比小灯泡亮，请对此现象作出解释 。
四．计算题（共2小题）
18．参加今年国庆阅兵的运20是我国自主发展的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力。若运20在高空中飞行时在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要燃烧的航空煤油4800kg。已知飞机发动提供的机械功率是3.2×107W，航空煤油的热值为4×107J/kg。试求：
在这1h内：
（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是多少
（2）发动机获得水平推力F是多大？
（3）该飞机发动机的热机效率是多大？
19．图甲为某自助式洗车机储水箱防冻系统的加热电路。S为温控开关，两个完全相同的发热电阻R1和R2的阻值不随温度变化，工作时，S可在“0”“1”“2”三个挡位之间自动转换，当储水箱水温低于5℃时，S将自动跳到“1”挡加热；若R1烧断，S将自动跳到“2”挡，使用备用电阻R2加热；当水温达到10℃时，S自动跳到“0”挡停止加热。已知储水箱容积为220L，防冻系统正常工作时电压为220V，加热功率为2.2kW。
（1）求防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流。
（2）某时段防冻系统工作时，储水箱装满了水，加热功率P与工作时间t的关系如图乙所示，求该系统在0～340min内消耗的电能。
（3）请根据图乙中的信息，计算防冻系统的热损耗功率。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）。
五．综合能力题（共2小题）
20．请阅读《超导体》并回答下列小题。
超导体
1911年，荷兰莱顿大学的H•卡茂林•昂内斯意外地发现，将水银冷却到﹣268.98℃时，水银的电阻突然消失。后来他又发现许多金属和合金都具有与水银相类似的低温下失去电阻的特性，由于材料的这种特殊导电性能，昂内斯称其为超导态。处于这种状态的导体称为超导体。昂内斯由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。物质的温度低于它的临界温度（转变为超导的温度），这种物质才会有超导性。一般金属或合金的临界温度都很低，例如铅的临界温度是﹣265.97℃，要维持这么低的温度也是很困难的。超高压输电会有很大的损耗，而利用超导体则可最大限度地降低损耗。但由于临界温度较高的超导体在应用中面临着许多难题，从而限制了超导输电的应用。随着技术的发展，新的超导材料不断涌现，人们期盼着超导输电能在不久的将来得以实现。
根据上述材料，回答下列问题：
（1）超导体是指在温度降低到足够低时，某些金属材料的 会突然变为零的导体。当电流通过超导体时，超导体两端电压为 V。
（2）超导体 用来制作滑动变阻器。（选填“能”或“不能”）
（3）利用超导材料输电，可最大限度地减少电能转化为 （选填“核能”、“化学能”或“内能”）所造成的能量损失。
（4）超导材料应用于实际，会给人类带来很大的好处，现今超导材料为什么不能大规模的使用？
21．阅读短文，回答问题.
彩灯为什么能闪烁
道路两侧的树上和商店门前五光十色的彩灯，扮靓了我们的城市，它们由许多小彩灯串联而成，有些彩灯还会不停地闪烁，如图甲所示．
彩灯能闪烁是因为彩灯电路里串联了一只“跳泡”，它会使电路不断通断，引起电路一会灭一会亮．
如图乙所示为跳泡的结构图，跳泡主要由充有氖气的玻璃泡、双金属触片、两个电极组成。双金属触片是由长和宽相同的铜片和铁片组成，且两金属片被紧紧地铆在一起，受热时铜片膨胀得比铁片大，双金属片便向铁片那边弯曲．氖气的导电效果比双金属片差得多，但接电后的热效应好．
当彩灯电路未接通时，双金属触片与两个电极之间断开；接通电路后，跳泡内电极之间产生了高压可以击穿氖气导电，氖气导电时发光发热，引起跳泡内的双金属片受热后弯曲与两个电极接触，电路接通，彩灯发光，而灯泡里的氖气不再导电，氖气的温度迅速下降，双金属片恢复原状与电极分离，迅速切断电源，彩灯不发光，此刻两电极之间又产生高压而击穿氖气到电，使电路接通．如此循环工作，彩灯就会不停地闪烁．
跳泡内氖气的击穿电压不能低于150V，否则氖气不能被击穿导电而发光．
（1）跳泡在彩灯电路中相当于 ．
A．导线 B．用电器 C．电源 D．开关
（2）双金属片在电路中受热温度升高是利用 方式改变物体内能的．
（3）彩灯在不停闪烁，当彩灯从亮到灭的过程中，双金属片的内能 ．
A．不断增大 B．不断减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大
（4）下列是双金属片在跳泡内的结构示意图，其中最合理的是 ．
（5）当电路接通，跳泡里的氖气不再导电的原因是 ．
2021-2022学年第一学期深圳市九年级物理期末模拟卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．关于分子动理论的知识，以下说法正确的是（ ）
A．甲图中大量PM2.5尘粒在空中飞舞，这是分子在做无规则运动
B．乙图是“液体扩散”实验的装置，装好液体后处于量筒底部的液体应该是密度较小的水
C．海绵很容易被压缩，说明分子间存在间隙
D．两块表面光滑的铅块相互紧压后会黏在一起，说明分子间存在引力
【解答】解：A、大量PM2.5尘粒在空中飞舞，这是物体的机械运动，不是分子在做无规则运动，故A错误；
B、“液体扩散”实验的装置，装好液体后处于量筒底部的液体应该是密度较大的液体，故B错误；
C、海绵很容易被压缩，不能说明分子间存在间隙，故C错误；
D、两块表面光滑的铅块相互紧压后会黏在一起，说明分子间存在引力，故D正确。
故选：D。
2．质量相同的甲、乙两种金属块，放在同一杯热水中，经过一段时间以后，同时取出，分别放入两杯完全相同的冷水中，在分别达到平衡时，放甲金属的杯中水温较高，则甲，乙两金属块的比热容大小是（ ）
A．甲的比热容大 B．乙的比热容大
C．甲、乙比热容相同 D．无法判断
【解答】解：质量相同的甲、乙两种金属块，放在同一杯热水中，经过一段时间以后，同时取出，甲、乙的温度相同；
甲和乙分别放入两杯完全相同的冷水中，在分别达到平衡时，放甲金属的杯中水温较高，这说明甲杯水吸收的热量多，甲金属块放出的热量多，甲降低的温度要小于乙降低的温度；
甲和乙的质量相同，甲降低的温度要小于乙降低的温度，甲放出的热量要多于乙放出的热量，根据Q＝cmΔt可知，甲的比热容要大于乙的比热容。
故选：A。
3．气步枪是靠枪机储气装置内的高压气体击发弹丸，四冲程汽油机工作循环中，与气步枪击发弹丸时的能量转化相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：气步枪是靠枪机储气装置内的高压气体击发弹丸，此过程中内能转化为机械能；
A是吸气冲程，B是压缩冲程，C是做功冲程，D是排气冲程；做功冲程中，内能转化为机械能，故C正确。
故选：C。
4．如图所示，用带电体接触验电器的金属球，就有一部分电荷转移到验电器的两片金属箔上，金属球以下说法中不正确的是（ ）
A．金属箔张开说明带上了同种电荷
B．金属箔上带的电荷不一定与带电体相同
C．验电器不能检验出带电体带的是正电还是负电
D．验电器能粗略反映带电体电荷量的多少
【解答】解：A、用带电体接触验电器的金属球，就有一部分电荷转移到验电器的两片金属箔上，金属箔带上了同种电荷，同种电荷相互排斥，所有金属箔片会张开，故A正确；
B、金属箔上带的电荷一定与带电体所带的电荷是相同的，故B错误；
CD、验电器不能检验出带电体带的是正电还是负电，但可以根据金属箔片张开角度的大小粗略反映带电体电荷量的多少，故CD正确。
故选：B。
5．小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”，a、b为长度一样的镍铬合金丝，b比a的横截面积大。关于此实验，下列说法正确的是（ ）
A．用夹子分别将a、b接入电路，接入a时小灯泡更亮
B．本实验用到的探究方法有控制变量法和转换法
C．利用此装置不能探究导体电阻大小和横截面积、长度的关系
D．为了准确比较电阻，可以在电路中再串联一个电压表
【解答】解：A、a、b为长度一样的镍铬合金丝，b比a的横截面积大，a的电阻较大，接入a时，电路中电阻较大，电路中电流较小，灯泡的实际功率较小，所以灯泡较暗，故A错误。
B、导体电阻大小跟导体材料、长度和横截面积有关，探究导体电阻跟横截面积的关系时，控制导体的材料和长度相等，这种方法是控制变量法；导体电阻的变化不能直接观察，通过灯泡亮度变化，判断电路中电流变化，判断电路中电阻的变化，这种方法是转换法，故B正确。
C、a、b为长度一样的镍铬合金丝，a、b横截面积不同，可以探究电阻和横截面积的关系；利用一根镍铬合金丝，接入电路长度不同，可以探究电阻跟长度的关系，故C错误。
D、灯泡的亮度变化不明显，电路中可以串联一个电流表，通过电流表示数变化判断准确判断电路中电流的变化，来判断电阻大小的变化，故D错误。
故选：B。
6．小刚用如图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中，当 A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后（AB间接5Ω电阻时变阻器滑片位置如图所示），为了探究上述问题，他接下来应该采取的唯一操作是（ ）
A．保持变阻器滑片不动
B．将变阻器滑片适当向左移动
C．适当增加电池的节数再调节滑片位置
D．将变阻器滑片适当向右移动
【解答】解：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；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，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，使电压表的示数不变，故D正确。
故选：D。
7．如图甲是非接触式红外线测温枪，图乙是它的工作原理图。R0是定值电阻，R是红外线热敏电阻，其阻值随人体温度变化的图象如图丙。对该电路分析正确的是（ ）
A．体温越高，R 的阻值越大
B．体温越高，电压表示数越大
C．体温越高，电压表示数越小
D．体温越低，电路中电流越大
【解答】解：A、由图可知，两个电阻串联，电压表测定电阻的电压，体温越高，由图丙知，红外线热敏电阻越小，故A错误；
BCD、体温越高，热敏电阻阻值减小，总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大；由U＝IR可知，定值电阻两端的电压变大，电压表示数变大，故B正确，CD错误。
故选：B。
8．如图所示，是探究串联电路中小灯泡两端的电压与电源两端电压关系的电路图。已知电源电压为4.5V，L1、L2为两个不同规格的小灯泡，当闭合开关S后两灯都不亮。用电压表进行测量时，测得AB两点之间的电压为零，BC两点之间的电压为4.5V.则下列判断中正确的是（ ）
A．开关接触不良 B．灯泡L2被短路
C．灯泡L1的灯丝断了 D．灯泡L2的灯丝断了
【解答】解：
已知两灯串联，闭合开关后，两灯都不亮，若一盏灯短路，则另一盏灯还能发光，所以不可能是一灯短路，只能是断路，故B错误；
将电压表并联在L1两端时（AB两点间），测得的电压为0，说明AB之外的其他地方存在断路；
将电压表并联到BC两点时（BC两点间），测得的电压为4.5V，且等于电源电压，说明电压表与电源正负极之间是接通的，所以故障是与电压表并联的灯泡L2的灯丝断了；故D正确，AC错误。
故选：D。
9．如图所示，从甲地通过两条输电线向乙地的用户供电，若甲地电源电压恒为U，输电线的总电阻为r，当乙地用户用电时，下列说法正确的是（ ）
A．用户家里的用电器两端电压等于 U
B．输电线上消耗的电功率为 U2/r
C．当用户使用的用电器增多时，输电线上因发热而损失的功率增大
D．当用户使用的用电器增多时，用户家里用电器两端电压保持不变
【解答】解：A．由于导线有一定的电阻，根据U＝IR可知，导线会分担一定的电压，所以用户使用的用电器两端电压要低于电源电压U，故A错误；
B．由于导线的电阻较小，其分担的电压Ur要远小于电源电压U，输电线上消耗的电功率应为，故B错误；
C．由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，当用户使用的用电器增多时，干路电流增大，即输电线的电流增大，由P＝I2r可知，输电线上因发热而损失的功率增大，故C正确；
D．当用户使用的用电器增多时，干路中的电流变大，由U＝Ir可知，输电线两端电压会变大，因导线与用电器串联，而串联电路两端总电压等于各部分电压之和，所以用电器两端电压会变小，故D错误。
故选：C。
10．某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（ ）
A．闭合开关前，滑片P应滑到B端
B．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
C．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
【解答】解：
A、闭合开关前，滑动变阻器应滑到B端，即其电阻最大的位置，故A正确；
B、灯泡的额定电压为2.5V，当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率，故B正确；
C、闭合开关后，小灯泡不发光的原因有很多（可能是小灯泡短路或其它部分断路等），并不一定是小灯泡灯丝断了，故C错误；
D、小灯泡的亮度就是看小灯泡的实际功率，实际功率越大，小灯泡越亮，故D正确。
故选：C。
二．多选题（共5小题）
11．一辆越野车以某一速度在平直路面上匀速行驶200km，消耗柴油20L，若这些柴油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动越野车做有用功，所用柴油的热值为4.3×107J/kg，密度为0.8×103kg/m3，则以下说法正确的是（ ）
A．越野车行驶时将机械能转化为内能
B．这些柴油完全燃烧放出的热量为6.88×108J
C．越野车消耗的有用热量即有用功2.29×108J
D．这辆越野车以该速度匀速行驶时受到的阻力为1032N
【解答】解：A、越野车行驶时将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，故A错误；
B、由ρ＝可知，柴油的质量：m柴油＝ρ柴油V柴油＝0.8×103kg/m3×20×10﹣3m3＝16kg；
柴油完全燃烧放出的热量：Q放＝m柴油q＝16kg×4.3×107J/kg＝6.88×108J，故B正确；
C、由η＝可知，越野车转化的有用功：W＝ηQ放＝30%×6.88×108J＝2.064×108J，故C错误；
D、由W＝Fs可知，越野车的牵引力：F牵＝＝＝1032N；
由于越野车匀速行驶，所以车受到的阻力f＝F牵＝1032N，故D正确。
故选：BD。
12．在如图所示的电路中，S闭合后下列各种情况正确的是（ ）
A．如果甲、乙、丙是电压表，当S1闭合后甲表的示数一定大于乙表的示数
B．如果甲是电压表，乙、丙电流表，S1断开形成并联电路
C．电路中甲表和乙表可以同时是电流表
D．如果电路是并联电路，则乙表的示数大于丙表的示数
【解答】解：
A.如果甲、乙、丙是电压表，当S1闭合后，甲电压表测R2两端的电压，乙电压表测R1两端的电压，丙电压表测电源两端的电压，因R1和R2的阻值关系未知，所以由串联电路的分压特点可知，无法比较甲、乙两电压表的示数关系，故A错误；
B.如果甲是电压表，乙、丙电流表，S1断开时，R1与R2并列连接即为并联，甲电压表测电源两端的电压，乙电流表测干路电流，丙电流表测R1支路的电流，故B正确；
C.电路中甲表和乙表同时是电流表时，电流从电源正极出发经甲、乙两电流表回到电源的负极，会造成电源短路，故C错误；
D.如果电路是并联电路，由B选项的解答可知，甲是电压表，乙、丙电流表且S1断开，此时乙电流表测干路电流，丙电流表测R1支路的电流，由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，乙表的示数大于丙表的示数，故D正确。
故选：BD。
13．（双选）如图所示的电路中，闭合开关S，下边的L1与右边的L2两只灯泡都正常发光，且电流表和电压表都有示数。一段时间后，L1和L2的亮度都发生变化，且两只电表的示数一个增大一个减小，该电路的故障不可能是（ ）
A．灯泡L1的灯丝断路 B．灯泡L2的灯丝断路
C．灯泡L1短路 D．灯泡L2短路
【解答】解：由图可知，闭合开关后两灯串联，电压表测灯L1两端电压，电流表测通过电路的电流，
一段时间后，L1和L2的亮度都发生变化，且两只电表的示数一个增大一个减小，
若电压表示数增大，电流表示数减小，则两个灯泡都不亮，这说明电路出现了断路故障，电压表有示数且接近电源电压，说明此时电压表与电源两极间是接通的，所以故障是灯L1断路，故A正确；
若电流表示数增大，电压表示数减小，则灯L1不亮，灯L2亮度变大，此时灯泡L1短路，电压表与导线并联，电压表示数为0，电路为灯泡L2的简单电路，电路总电阻变小，由欧姆定律可知通过电路的电流变大，故C正确。
故选：BD。
14．如图是探究电流通过导体产生热量与哪些因素有关的实验，将甲和乙装置的AB、CD分别连到相同的电源上，其中电阻R1为10Ω，其他电阻均为5Ω。下列分析正确的是（ ）
A．甲装置是为了探究电流通过导体产生热量与导体电阻的关系
B．乙装置中电阻总的作用是改变电流
C．通电一段时间后，乙装置右侧容器连接的U形管液面高度差较大
D．通电相同时间，R1、R2产生的热量之比为1：4
【解答】解：A、在甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，即是探究电流产生的热量与电阻大小的关系，故A正确；
BC、装置乙中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1＝I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，由Q＝I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大，因此通电一段时间后，玻璃管左侧液面高度差更大，故B正确，C错误；
D、把这两个电阻串联在电路中，通过两电阻的电流相等，由Q＝I2Rt，通电相同时间后R1、R2产生的热量之比：＝＝＝＝，故D错误。
故选：AB。
15．小明用如图甲所示的电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡功率，电源电压恒为4.5V，小明从滑动变阻器接入电路中的阻值最大时开始记录数据，测得小灯泡的U﹣I图象如图乙所示。针对该实验过程，下列结果正确的是（ ）
A．小灯泡的额定功率为6.25W
B．小灯泡正常工作时的电阻为5Ω
C．滑动变阻器的最大阻值为40Ω
D．电路消耗的最小功率为0.45W
【解答】解：A、由图乙可知，当灯泡在额定电压U额＝2.5V时，通过灯泡的额定电流为I额＝0.4A，小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝2.5V×0.4A＝1W，故A错误；
B、由I＝可知，小灯泡正常工作的电阻：RL＝＝＝6.25Ω，故B错误；
C、当电路中电流最小时，滑动变阻器接入的阻值最大，由图乙可知，灯L与滑动变阻器R串联，电路中最小的电流：I小＝IL′＝IR′＝0.1A，此时小灯泡两端的电压：UL′＝0.5V；
由I＝可知，电路的总电阻：R总＝＝＝45Ω，小灯泡此时的电阻：RL′＝＝＝5Ω，滑动变阻器的最大阻值：R大＝R总﹣RL′＝45Ω﹣5Ω＝40Ω，故C正确；
D、电源电压不变，当电路中的电流最小I小＝0.1A时，电路消耗的电功率最小：P小＝UI小＝4.5V×0.1A＝0.45W，故D正确。
故选：CD。
三．实验探究题（共2小题）
16．在做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中。实验器材有：学生电源恒为6V，电流表、电压表、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关和导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接完整。
（2）连接电路时，开关必须 断开 （选填“断开”或“闭合”）。在电路连接完整后，闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到 右端 （选填“左端”或“右端”）；滑动变阻器在该实验的作用是 控制定值电阻两端电压不变 。
（3）连接电路时小明已将5Ω电阻接入电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数，电流表始终无示数，造成这一现象的原因可能是 定值电阻R断路 。
（4）改正错误后，当小明再换接20Ω电阻时，无论怎样调节滑动变阻器，都不能使电压表示数为2V，分析其原因可能是滑动变阻器规格不符合要求，为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器 D 。
A.10Ω 1.5A
B.20Ω 0.5Ω
C.30Ω 1.0A
D.50Ω 1.0A
（5）图丙是根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻的倒数变化的图象，根据图象可知当电压一定时，电流与电阻成 反 比；由图象可知R两端的电压为 2 V。
（6）当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压 变大 （填“变大”、“不变”或“变小”），滑动变阻器的滑片应向 右 （填“左”或“右”）端滑动。
【解答】解：（1）变阻器上下接线柱各接一个接入电路中与电阻串联，由图甲知，滑动变阻器接左下接线柱，如下所示：
（2）连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片P应放在阻值最大处的右端；
研究电流与电阻的实验中应控制电压不变，故本实验中，滑动变阻器除了保护电路外，还有保持定值电阻两端电压不变的作用；
（3）电流表没有示数，说明电路为断路，电压表有示数，说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源是通路，所以故障为定值电阻R断路；
（4）电压表控制的电压为2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑＝6V﹣2V＝4V，根据分压原理＝知，＝＝2，
当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑＝2R定＝2×20Ω＝40Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器，故选D；
（5）由图象知导体中的电流与导体电阻的倒数成正比，故可以得出结论：电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比；
由图象可知R两端的电压为：U＝IR＝0.5A×＝2V；
（6）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；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，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，使电压表的示数保持不变。
故答案为：（1）如上图；（2）断开；右端；定值电阻两端电压不变；（3）定值电阻R断路；（4）D；（5）反；2；（6）变大；右。
17．小华在探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”的实验中，所用的电源电压是4V，小灯泡的额定电压是2.5V，小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍。
（1）请将图甲的实验电路连接完整；
（2）小华在实验连接的电路中，电流表接的是大量程，滑动变阻器的滑片滑到了阻值最大端。在检查电路连接正确后，小明迅速试触开关时观察到电流表指针的偏转角度 较小 （选填“较大”或“较小”）；
（3）小华重新连接电路并移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图乙所示的图象。根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 瓦。小华发现该图象不是直线，您认为出现这种情况的主要原因是 灯丝的电阻随温度的升高而增大 ；
（4）小华想测定电动自行车上用作照明的LED（发光二极管）额定功率。通过实验得到该LED的电流电压图象如图丙所示，查阅资料知道该LED的额定电压为3V，结合图象可得该LED的额定功率为 0.072 W。小明进一步发现，在额定电压下工作时，LED比小灯泡亮，请对此现象作出解释 LED的电能转化为光能的效率比白炽灯的要高得多 。
【解答】】解：（1）灯泡两端所允许加的最大电压是：2.5V×1.2＝3V，因此电压表可选择0～3V量程，灯泡与滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，变阻器按一上一下接入电路中，如下所示：
（2）小华在实验连接的电路中，电流表接的是大量程，滑动变阻器的滑片滑到了阻值最大端，试触开关时，发现电流表指针偏转角度较小；
（3）由图丁可知，当灯的电压为2.5V额定电压下，通过灯的电流为0.2A，
小灯泡的额定功率：P1＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
因灯的电阻随温度的升高而增大，不是一个定值，根据欧姆定律可知，通过灯的电流与电压不成正比，故该图像不是直线；
（4）由图丙可知，当LED的电压为3V时，通过的电流为24mA＝0.024A，
该LED的额定功率为：P2＝U2I2＝3V×0.024A＝0.072W；
LED灯不必要达到很高的温度就能发光，电能基本上不转化成内能，几乎全部转化光能，故小明进一步发现，在额定电压下工作时，LED比小灯泡亮，是因为LED的电能转化为光能的效率比白炽灯的要高得多。
故答案为：（1）如上图所示；（2）较小；（3）0.5；灯丝的电阻随温度的升高而增大；（4）0.072；LED的电能转化为光能的效率比白炽灯的要高得多。
四．计算题（共2小题）
18．参加今年国庆阅兵的运20是我国自主发展的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力。若运20在高空中飞行时在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要燃烧的航空煤油4800kg。已知飞机发动提供的机械功率是3.2×107W，航空煤油的热值为4×107J/kg。试求：
在这1h内：
（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是多少
（2）发动机获得水平推力F是多大？
（3）该飞机发动机的热机效率是多大？
【解答】解：
（1）煤油完全燃烧放出的热量为：
Q放＝qm＝4×107J/kg×4800kg＝1.92×1011J；
（2）该飞机水平匀速飞行的速度v＝720km/h＝200m/s，
由P＝＝＝Fv得，发动机获得的水平推力为：
F＝＝＝1.6×105 N；
（3）该飞机沿水平方向匀速航行1h，则发动机做的功为：
W＝Pt＝3.2×107 W×3600s＝1.152×1011J，
发动机的热效率为：
η＝＝×100%＝60%。
答：（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是1.92×1011J；
（2）发动机获得水平推力F是1.6×105 N；
（3）该飞机发动机的热机效率是60%。
19．图甲为某自助式洗车机储水箱防冻系统的加热电路。S为温控开关，两个完全相同的发热电阻R1和R2的阻值不随温度变化，工作时，S可在“0”“1”“2”三个挡位之间自动转换，当储水箱水温低于5℃时，S将自动跳到“1”挡加热；若R1烧断，S将自动跳到“2”挡，使用备用电阻R2加热；当水温达到10℃时，S自动跳到“0”挡停止加热。已知储水箱容积为220L，防冻系统正常工作时电压为220V，加热功率为2.2kW。
（1）求防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流。
（2）某时段防冻系统工作时，储水箱装满了水，加热功率P与工作时间t的关系如图乙所示，求该系统在0～340min内消耗的电能。
（3）请根据图乙中的信息，计算防冻系统的热损耗功率。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）。
【解答】解：（1）防冻系统正常工作时电压U＝220V，加热功率：P加＝2.2kW＝2200kW；
由P＝UI可知，防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流：I1＝＝＝10A；
（2）由图乙可知，防冻系统在0～340min内工作的时间：t＝40min+20min＝60min＝3600s；
由P＝可知，防冻系统在0～340min内消耗的电能：W＝Pt＝2200W×3600s＝7.92×106J；
（3）由ρ＝可知，储水箱中水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×220×10﹣3m3＝220kg；
从上一次加热完成到下一次开始加热，水共放出的热量：Q放＝c水m水（t0﹣t）＝4.2×103J/（kg•℃）×220kg×（10℃﹣5℃）＝4.62×106J；
由图乙可知，这个过程需要的时间：t′＝320min﹣40min＝280min＝1.68×104s；
防冻系统的热损耗功率：P损＝＝＝275W。
答：（1）防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流为10A；
（2）系统在0～340min内消耗的电能为7.92×106J；
（3）防冻系统的热损耗功率为275W。
五．综合能力题（共2小题）
20．请阅读《超导体》并回答下列小题。
超导体
1911年，荷兰莱顿大学的H•卡茂林•昂内斯意外地发现，将水银冷却到﹣268.98℃时，水银的电阻突然消失。后来他又发现许多金属和合金都具有与水银相类似的低温下失去电阻的特性，由于材料的这种特殊导电性能，昂内斯称其为超导态。处于这种状态的导体称为超导体。昂内斯由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。物质的温度低于它的临界温度（转变为超导的温度），这种物质才会有超导性。一般金属或合金的临界温度都很低，例如铅的临界温度是﹣265.97℃，要维持这么低的温度也是很困难的。超高压输电会有很大的损耗，而利用超导体则可最大限度地降低损耗。但由于临界温度较高的超导体在应用中面临着许多难题，从而限制了超导输电的应用。随着技术的发展，新的超导材料不断涌现，人们期盼着超导输电能在不久的将来得以实现。
根据上述材料，回答下列问题：
（1）超导体是指在温度降低到足够低时，某些金属材料的 电阻 会突然变为零的导体。当电流通过超导体时，超导体两端电压为 0 V。
（2）超导体 不能 用来制作滑动变阻器。（选填“能”或“不能”）
（3）利用超导材料输电，可最大限度地减少电能转化为 内能 （选填“核能”、“化学能”或“内能”）所造成的能量损失。
（4）超导材料应用于实际，会给人类带来很大的好处，现今超导材料为什么不能大规模的使用？
【解答】解：（1）当温度降低到足够低时，有些材料的电阻变为零，这就是超导现象；由欧姆定律可知，当电阻为零时，超导体两端的电压为0V；
（2）超导体的电阻为零；而滑动变阻器是依靠改变电阻来改变电流的，所以超导体不能用来制作滑动变阻器；
（3）由焦耳定律可知，电流通过导体是会放出热量的；超导体的电阻为0，用超导体做输电导线时，电流通过导线产生的热量为0，所以利用超导材料输电，可最大限度地减少电能转化为内能所造成的能量损失；
（4）超导体形成的原因是由于温度很低；科学家还没有制造出常温下的超导体，故不能大规模应用。
故答案为：（1）电阻；0；（2）不能；（3）内能；（4）因为现今超导材料需要在很低的温度才能实现超导。
21．阅读短文，回答问题.
彩灯为什么能闪烁
道路两侧的树上和商店门前五光十色的彩灯，扮靓了我们的城市，它们由许多小彩灯串联而成，有些彩灯还会不停地闪烁，如图甲所示．
彩灯能闪烁是因为彩灯电路里串联了一只“跳泡”，它会使电路不断通断，引起电路一会灭一会亮．
如图乙所示为跳泡的结构图，跳泡主要由充有氖气的玻璃泡、双金属触片、两个电极组成。双金属触片是由长和宽相同的铜片和铁片组成，且两金属片被紧紧地铆在一起，受热时铜片膨胀得比铁片大，双金属片便向铁片那边弯曲．氖气的导电效果比双金属片差得多，但接电后的热效应好．
当彩灯电路未接通时，双金属触片与两个电极之间断开；接通电路后，跳泡内电极之间产生了高压可以击穿氖气导电，氖气导电时发光发热，引起跳泡内的双金属片受热后弯曲与两个电极接触，电路接通，彩灯发光，而灯泡里的氖气不再导电，氖气的温度迅速下降，双金属片恢复原状与电极分离，迅速切断电源，彩灯不发光，此刻两电极之间又产生高压而击穿氖气到电，使电路接通．如此循环工作，彩灯就会不停地闪烁．
跳泡内氖气的击穿电压不能低于150V，否则氖气不能被击穿导电而发光．
（1）跳泡在彩灯电路中相当于 D ．
A．导线 B．用电器 C．电源 D．开关
（2）双金属片在电路中受热温度升高是利用 热传递 方式改变物体内能的．
（3）彩灯在不停闪烁，当彩灯从亮到灭的过程中，双金属片的内能 D ．
A．不断增大 B．不断减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大
（4）下列是双金属片在跳泡内的结构示意图，其中最合理的是 A ．
（5）当电路接通，跳泡里的氖气不再导电的原因是 电极被短路 ．
【解答】解：（1）跳泡在彩灯电路中控制电路的通断，相当于开关，故选：D；
（2）双金属片在电路中通过热传递吸收热量使其内能增加温度升高；
（3）当彩灯亮时，两电极短路，氖气不通电，双金属片放出热量，其内能减少；当双金属片的内能减少温度降低后，使两电极分离，电极间氖气导电放出热量，双金属片吸收热量，其内能增减，温度升高；所以当彩灯从亮到灭的过程中，双金属片的内能先减小后增大，故选：D；
（4）因受热时铜片膨胀得比铁片大，双金属片便向铁片那边弯曲，且在双金属片温度较低时，两个电极间的双金属片未使电极短路（短接），故最合理的图是：A；
（5）金属片受热后弯曲与两个电极接触，电路接通，彩灯发光，而跳泡里两电极短路，氖气两端电压较低不再导电。
故答案为：（1）D；（2）热传递；（3）D；（4）A；（5）两电极短路。
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日期：2021/12/23 18:30:53；用户：思考乐中学部；邮箱：zhangmian@qq.com；学号：21487918
2021-2022学年第一学期深圳市九年级物理期末模拟卷
一．选择题（共10小题）
1．关于分子动理论的知识，以下说法正确的是（ ）
A．甲图中大量PM2.5尘粒在空中飞舞，这是分子在做无规则运动
B．乙图是“液体扩散”实验的装置，装好液体后处于量筒底部的液体应该是密度较小的水
C．海绵很容易被压缩，说明分子间存在间隙
D．两块表面光滑的铅块相互紧压后会黏在一起，说明分子间存在引力
2．质量相同的甲、乙两种金属块，放在同一杯热水中，经过一段时间以后，同时取出，分别放入两杯完全相同的冷水中，在分别达到平衡时，放甲金属的杯中水温较高，则甲，乙两金属块的比热容大小是（ ）
A．甲的比热容大 B．乙的比热容大
C．甲、乙比热容相同 D．无法判断
3．气步枪是靠枪机储气装置内的高压气体击发弹丸，四冲程汽油机工作循环中，与气步枪击发弹丸时的能量转化相同的是（ ）
A． B．
C． D．
4．如图所示，用带电体接触验电器的金属球，就有一部分电荷转移到验电器的两片金属箔上，金属球以下说法中不正确的是（ ）
A．金属箔张开说明带上了同种电荷
B．金属箔上带的电荷不一定与带电体相同
C．验电器不能检验出带电体带的是正电还是负电
D．验电器能粗略反映带电体电荷量的多少
5．小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”，a、b为长度一样的镍铬合金丝，b比a的横截面积大。关于此实验，下列说法正确的是（ ）
A．用夹子分别将a、b接入电路，接入a时小灯泡更亮
B．本实验用到的探究方法有控制变量法和转换法
C．利用此装置不能探究导体电阻大小和横截面积、长度的关系
D．为了准确比较电阻，可以在电路中再串联一个电压表
6．小刚用如图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中，当 A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后（AB间接5Ω电阻时变阻器滑片位置如图所示），为了探究上述问题，他接下来应该采取的唯一操作是（ ）
A．保持变阻器滑片不动
B．将变阻器滑片适当向左移动
C．适当增加电池的节数再调节滑片位置
D．将变阻器滑片适当向右移动
7．如图甲是非接触式红外线测温枪，图乙是它的工作原理图。R0是定值电阻，R是红外线热敏电阻，其阻值随人体温度变化的图象如图丙。对该电路分析正确的是（ ）
A．体温越高，R 的阻值越大
B．体温越高，电压表示数越大
C．体温越高，电压表示数越小
D．体温越低，电路中电流越大
8．如图所示，是探究串联电路中小灯泡两端的电压与电源两端电压关系的电路图。已知电源电压为4.5V，L1、L2为两个不同规格的小灯泡，当闭合开关S后两灯都不亮。用电压表进行测量时，测得AB两点之间的电压为零，BC两点之间的电压为4.5V.则下列判断中正确的是（ ）
A．开关接触不良 B．灯泡L2被短路
C．灯泡L1的灯丝断了 D．灯泡L2的灯丝断了
9．如图所示，从甲地通过两条输电线向乙地的用户供电，若甲地电源电压恒为U，输电线的总电阻为r，当乙地用户用电时，下列说法正确的是（ ）
A．用户家里的用电器两端电压等于 U
B．输电线上消耗的电功率为 U2/r
C．当用户使用的用电器增多时，输电线上因发热而损失的功率增大
D．当用户使用的用电器增多时，用户家里用电器两端电压保持不变
10．某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（ ）
A．闭合开关前，滑片P应滑到B端
B．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
C．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
二．多选题（共5小题）
11．一辆越野车以某一速度在平直路面上匀速行驶200km，消耗柴油20L，若这些柴油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动越野车做有用功，所用柴油的热值为4.3×107J/kg，密度为0.8×103kg/m3，则以下说法正确的是（ ）
A．越野车行驶时将机械能转化为内能
B．这些柴油完全燃烧放出的热量为6.88×108J
C．越野车消耗的有用热量即有用功2.29×108J
D．这辆越野车以该速度匀速行驶时受到的阻力为1032N
12．在如图所示的电路中，S闭合后下列各种情况正确的是（ ）
A．如果甲、乙、丙是电压表，当S1闭合后甲表的示数一定大于乙表的示数
B．如果甲是电压表，乙、丙电流表，S1断开形成并联电路
C．电路中甲表和乙表可以同时是电流表
D．如果电路是并联电路，则乙表的示数大于丙表的示数
13．（双选）如图所示的电路中，闭合开关S，下边的L1与右边的L2两只灯泡都正常发光，且电流表和电压表都有示数。一段时间后，L1和L2的亮度都发生变化，且两只电表的示数一个增大一个减小，该电路的故障不可能是（ ）
A．灯泡L1的灯丝断路 B．灯泡L2的灯丝断路
C．灯泡L1短路 D．灯泡L2短路
14．如图是探究电流通过导体产生热量与哪些因素有关的实验，将甲和乙装置的AB、CD分别连到相同的电源上，其中电阻R1为10Ω，其他电阻均为5Ω。下列分析正确的是（ ）
A．甲装置是为了探究电流通过导体产生热量与导体电阻的关系
B．乙装置中电阻总的作用是改变电流
C．通电一段时间后，乙装置右侧容器连接的U形管液面高度差较大
D．通电相同时间，R1、R2产生的热量之比为1：4
15．小明用如图甲所示的电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡功率，电源电压恒为4.5V，小明从滑动变阻器接入电路中的阻值最大时开始记录数据，测得小灯泡的U﹣I图象如图乙所示。针对该实验过程，下列结果正确的是（ ）
A．小灯泡的额定功率为6.25W
B．小灯泡正常工作时的电阻为5Ω
C．滑动变阻器的最大阻值为40Ω
D．电路消耗的最小功率为0.45W
三．实验探究题（共2小题）
16．在做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中。实验器材有：学生电源恒为6V，电流表、电压表、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关和导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接完整。
（2）连接电路时，开关必须 （选填“断开”或“闭合”）。在电路连接完整后，闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到 （选填“左端”或“右端”）；滑动变阻器在该实验的作用是 。
（3）连接电路时小明已将5Ω电阻接入电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数，电流表始终无示数，造成这一现象的原因可能是 。
（4）改正错误后，当小明再换接20Ω电阻时，无论怎样调节滑动变阻器，都不能使电压表示数为2V，分析其原因可能是滑动变阻器规格不符合要求，为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器 。
A.10Ω 1.5A
B.20Ω 0.5Ω
C.30Ω 1.0A
D.50Ω 1.0A
（5）图丙是根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻的倒数变化的图象，根据图象可知当电压一定时，电流与电阻成 比；由图象可知R两端的电压为 V。
（6）当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压 （填“变大”、“不变”或“变小”），滑动变阻器的滑片应向 （填“左”或“右”）端滑动。
17．小华在探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”的实验中，所用的电源电压是4V，小灯泡的额定电压是2.5V，小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍。
（1）请将图甲的实验电路连接完整；
（2）小华在实验连接的电路中，电流表接的是大量程，滑动变阻器的滑片滑到了阻值最大端。在检查电路连接正确后，小明迅速试触开关时观察到电流表指针的偏转角度 （选填“较大”或“较小”）；
（3）小华重新连接电路并移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图乙所示的图象。根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 瓦。小华发现该图象不是直线，您认为出现这种情况的主要原因是 ；
（4）小华想测定电动自行车上用作照明的LED（发光二极管）额定功率。通过实验得到该LED的电流电压图象如图丙所示，查阅资料知道该LED的额定电压为3V，结合图象可得该LED的额定功率为 W。小明进一步发现，在额定电压下工作时，LED比小灯泡亮，请对此现象作出解释 。
四．计算题（共2小题）
18．参加今年国庆阅兵的运20是我国自主发展的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力。若运20在高空中飞行时在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要燃烧的航空煤油4800kg。已知飞机发动提供的机械功率是3.2×107W，航空煤油的热值为4×107J/kg。试求：
在这1h内：
（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是多少
（2）发动机获得水平推力F是多大？
（3）该飞机发动机的热机效率是多大？
19．图甲为某自助式洗车机储水箱防冻系统的加热电路。S为温控开关，两个完全相同的发热电阻R1和R2的阻值不随温度变化，工作时，S可在“0”“1”“2”三个挡位之间自动转换，当储水箱水温低于5℃时，S将自动跳到“1”挡加热；若R1烧断，S将自动跳到“2”挡，使用备用电阻R2加热；当水温达到10℃时，S自动跳到“0”挡停止加热。已知储水箱容积为220L，防冻系统正常工作时电压为220V，加热功率为2.2kW。
（1）求防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流。
（2）某时段防冻系统工作时，储水箱装满了水，加热功率P与工作时间t的关系如图乙所示，求该系统在0～340min内消耗的电能。
（3）请根据图乙中的信息，计算防冻系统的热损耗功率。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）。
五．综合能力题（共2小题）
20．请阅读《超导体》并回答下列小题。
超导体
1911年，荷兰莱顿大学的H•卡茂林•昂内斯意外地发现，将水银冷却到﹣268.98℃时，水银的电阻突然消失。后来他又发现许多金属和合金都具有与水银相类似的低温下失去电阻的特性，由于材料的这种特殊导电性能，昂内斯称其为超导态。处于这种状态的导体称为超导体。昂内斯由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。物质的温度低于它的临界温度（转变为超导的温度），这种物质才会有超导性。一般金属或合金的临界温度都很低，例如铅的临界温度是﹣265.97℃，要维持这么低的温度也是很困难的。超高压输电会有很大的损耗，而利用超导体则可最大限度地降低损耗。但由于临界温度较高的超导体在应用中面临着许多难题，从而限制了超导输电的应用。随着技术的发展，新的超导材料不断涌现，人们期盼着超导输电能在不久的将来得以实现。
根据上述材料，回答下列问题：
（1）超导体是指在温度降低到足够低时，某些金属材料的 会突然变为零的导体。当电流通过超导体时，超导体两端电压为 V。
（2）超导体 用来制作滑动变阻器。（选填“能”或“不能”）
（3）利用超导材料输电，可最大限度地减少电能转化为 （选填“核能”、“化学能”或“内能”）所造成的能量损失。
（4）超导材料应用于实际，会给人类带来很大的好处，现今超导材料为什么不能大规模的使用？
21．阅读短文，回答问题.
彩灯为什么能闪烁
道路两侧的树上和商店门前五光十色的彩灯，扮靓了我们的城市，它们由许多小彩灯串联而成，有些彩灯还会不停地闪烁，如图甲所示．
彩灯能闪烁是因为彩灯电路里串联了一只“跳泡”，它会使电路不断通断，引起电路一会灭一会亮．
如图乙所示为跳泡的结构图，跳泡主要由充有氖气的玻璃泡、双金属触片、两个电极组成。双金属触片是由长和宽相同的铜片和铁片组成，且两金属片被紧紧地铆在一起，受热时铜片膨胀得比铁片大，双金属片便向铁片那边弯曲．氖气的导电效果比双金属片差得多，但接电后的热效应好．
当彩灯电路未接通时，双金属触片与两个电极之间断开；接通电路后，跳泡内电极之间产生了高压可以击穿氖气导电，氖气导电时发光发热，引起跳泡内的双金属片受热后弯曲与两个电极接触，电路接通，彩灯发光，而灯泡里的氖气不再导电，氖气的温度迅速下降，双金属片恢复原状与电极分离，迅速切断电源，彩灯不发光，此刻两电极之间又产生高压而击穿氖气到电，使电路接通．如此循环工作，彩灯就会不停地闪烁．
跳泡内氖气的击穿电压不能低于150V，否则氖气不能被击穿导电而发光．
（1）跳泡在彩灯电路中相当于 ．
A．导线 B．用电器 C．电源 D．开关
（2）双金属片在电路中受热温度升高是利用 方式改变物体内能的．
（3）彩灯在不停闪烁，当彩灯从亮到灭的过程中，双金属片的内能 ．
A．不断增大 B．不断减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大
（4）下列是双金属片在跳泡内的结构示意图，其中最合理的是 ．
（5）当电路接通，跳泡里的氖气不再导电的原因是 ．
2021-2022学年第一学期深圳市九年级物理期末模拟卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．关于分子动理论的知识，以下说法正确的是（ ）
A．甲图中大量PM2.5尘粒在空中飞舞，这是分子在做无规则运动
B．乙图是“液体扩散”实验的装置，装好液体后处于量筒底部的液体应该是密度较小的水
C．海绵很容易被压缩，说明分子间存在间隙
D．两块表面光滑的铅块相互紧压后会黏在一起，说明分子间存在引力
【解答】解：A、大量PM2.5尘粒在空中飞舞，这是物体的机械运动，不是分子在做无规则运动，故A错误；
B、“液体扩散”实验的装置，装好液体后处于量筒底部的液体应该是密度较大的液体，故B错误；
C、海绵很容易被压缩，不能说明分子间存在间隙，故C错误；
D、两块表面光滑的铅块相互紧压后会黏在一起，说明分子间存在引力，故D正确。
故选：D。
2．质量相同的甲、乙两种金属块，放在同一杯热水中，经过一段时间以后，同时取出，分别放入两杯完全相同的冷水中，在分别达到平衡时，放甲金属的杯中水温较高，则甲，乙两金属块的比热容大小是（ ）
A．甲的比热容大 B．乙的比热容大
C．甲、乙比热容相同 D．无法判断
【解答】解：质量相同的甲、乙两种金属块，放在同一杯热水中，经过一段时间以后，同时取出，甲、乙的温度相同；
甲和乙分别放入两杯完全相同的冷水中，在分别达到平衡时，放甲金属的杯中水温较高，这说明甲杯水吸收的热量多，甲金属块放出的热量多，甲降低的温度要小于乙降低的温度；
甲和乙的质量相同，甲降低的温度要小于乙降低的温度，甲放出的热量要多于乙放出的热量，根据Q＝cmΔt可知，甲的比热容要大于乙的比热容。
故选：A。
3．气步枪是靠枪机储气装置内的高压气体击发弹丸，四冲程汽油机工作循环中，与气步枪击发弹丸时的能量转化相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：气步枪是靠枪机储气装置内的高压气体击发弹丸，此过程中内能转化为机械能；
A是吸气冲程，B是压缩冲程，C是做功冲程，D是排气冲程；做功冲程中，内能转化为机械能，故C正确。
故选：C。
4．如图所示，用带电体接触验电器的金属球，就有一部分电荷转移到验电器的两片金属箔上，金属球以下说法中不正确的是（ ）
A．金属箔张开说明带上了同种电荷
B．金属箔上带的电荷不一定与带电体相同
C．验电器不能检验出带电体带的是正电还是负电
D．验电器能粗略反映带电体电荷量的多少
【解答】解：A、用带电体接触验电器的金属球，就有一部分电荷转移到验电器的两片金属箔上，金属箔带上了同种电荷，同种电荷相互排斥，所有金属箔片会张开，故A正确；
B、金属箔上带的电荷一定与带电体所带的电荷是相同的，故B错误；
CD、验电器不能检验出带电体带的是正电还是负电，但可以根据金属箔片张开角度的大小粗略反映带电体电荷量的多少，故CD正确。
故选：B。
5．小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”，a、b为长度一样的镍铬合金丝，b比a的横截面积大。关于此实验，下列说法正确的是（ ）
A．用夹子分别将a、b接入电路，接入a时小灯泡更亮
B．本实验用到的探究方法有控制变量法和转换法
C．利用此装置不能探究导体电阻大小和横截面积、长度的关系
D．为了准确比较电阻，可以在电路中再串联一个电压表
【解答】解：A、a、b为长度一样的镍铬合金丝，b比a的横截面积大，a的电阻较大，接入a时，电路中电阻较大，电路中电流较小，灯泡的实际功率较小，所以灯泡较暗，故A错误。
B、导体电阻大小跟导体材料、长度和横截面积有关，探究导体电阻跟横截面积的关系时，控制导体的材料和长度相等，这种方法是控制变量法；导体电阻的变化不能直接观察，通过灯泡亮度变化，判断电路中电流变化，判断电路中电阻的变化，这种方法是转换法，故B正确。
C、a、b为长度一样的镍铬合金丝，a、b横截面积不同，可以探究电阻和横截面积的关系；利用一根镍铬合金丝，接入电路长度不同，可以探究电阻跟长度的关系，故C错误。
D、灯泡的亮度变化不明显，电路中可以串联一个电流表，通过电流表示数变化判断准确判断电路中电流的变化，来判断电阻大小的变化，故D错误。
故选：B。
6．小刚用如图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中，当 A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后（AB间接5Ω电阻时变阻器滑片位置如图所示），为了探究上述问题，他接下来应该采取的唯一操作是（ ）
A．保持变阻器滑片不动
B．将变阻器滑片适当向左移动
C．适当增加电池的节数再调节滑片位置
D．将变阻器滑片适当向右移动
【解答】解：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；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，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，使电压表的示数不变，故D正确。
故选：D。
7．如图甲是非接触式红外线测温枪，图乙是它的工作原理图。R0是定值电阻，R是红外线热敏电阻，其阻值随人体温度变化的图象如图丙。对该电路分析正确的是（ ）
A．体温越高，R 的阻值越大
B．体温越高，电压表示数越大
C．体温越高，电压表示数越小
D．体温越低，电路中电流越大
【解答】解：A、由图可知，两个电阻串联，电压表测定电阻的电压，体温越高，由图丙知，红外线热敏电阻越小，故A错误；
BCD、体温越高，热敏电阻阻值减小，总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大；由U＝IR可知，定值电阻两端的电压变大，电压表示数变大，故B正确，CD错误。
故选：B。
8．如图所示，是探究串联电路中小灯泡两端的电压与电源两端电压关系的电路图。已知电源电压为4.5V，L1、L2为两个不同规格的小灯泡，当闭合开关S后两灯都不亮。用电压表进行测量时，测得AB两点之间的电压为零，BC两点之间的电压为4.5V.则下列判断中正确的是（ ）
A．开关接触不良 B．灯泡L2被短路
C．灯泡L1的灯丝断了 D．灯泡L2的灯丝断了
【解答】解：
已知两灯串联，闭合开关后，两灯都不亮，若一盏灯短路，则另一盏灯还能发光，所以不可能是一灯短路，只能是断路，故B错误；
将电压表并联在L1两端时（AB两点间），测得的电压为0，说明AB之外的其他地方存在断路；
将电压表并联到BC两点时（BC两点间），测得的电压为4.5V，且等于电源电压，说明电压表与电源正负极之间是接通的，所以故障是与电压表并联的灯泡L2的灯丝断了；故D正确，AC错误。
故选：D。
9．如图所示，从甲地通过两条输电线向乙地的用户供电，若甲地电源电压恒为U，输电线的总电阻为r，当乙地用户用电时，下列说法正确的是（ ）
A．用户家里的用电器两端电压等于 U
B．输电线上消耗的电功率为 U2/r
C．当用户使用的用电器增多时，输电线上因发热而损失的功率增大
D．当用户使用的用电器增多时，用户家里用电器两端电压保持不变
【解答】解：A．由于导线有一定的电阻，根据U＝IR可知，导线会分担一定的电压，所以用户使用的用电器两端电压要低于电源电压U，故A错误；
B．由于导线的电阻较小，其分担的电压Ur要远小于电源电压U，输电线上消耗的电功率应为，故B错误；
C．由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，当用户使用的用电器增多时，干路电流增大，即输电线的电流增大，由P＝I2r可知，输电线上因发热而损失的功率增大，故C正确；
D．当用户使用的用电器增多时，干路中的电流变大，由U＝Ir可知，输电线两端电压会变大，因导线与用电器串联，而串联电路两端总电压等于各部分电压之和，所以用电器两端电压会变小，故D错误。
故选：C。
10．某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（ ）
A．闭合开关前，滑片P应滑到B端
B．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
C．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
【解答】解：
A、闭合开关前，滑动变阻器应滑到B端，即其电阻最大的位置，故A正确；
B、灯泡的额定电压为2.5V，当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率，故B正确；
C、闭合开关后，小灯泡不发光的原因有很多（可能是小灯泡短路或其它部分断路等），并不一定是小灯泡灯丝断了，故C错误；
D、小灯泡的亮度就是看小灯泡的实际功率，实际功率越大，小灯泡越亮，故D正确。
故选：C。
二．多选题（共5小题）
11．一辆越野车以某一速度在平直路面上匀速行驶200km，消耗柴油20L，若这些柴油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动越野车做有用功，所用柴油的热值为4.3×107J/kg，密度为0.8×103kg/m3，则以下说法正确的是（ ）
A．越野车行驶时将机械能转化为内能
B．这些柴油完全燃烧放出的热量为6.88×108J
C．越野车消耗的有用热量即有用功2.29×108J
D．这辆越野车以该速度匀速行驶时受到的阻力为1032N
【解答】解：A、越野车行驶时将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，故A错误；
B、由ρ＝可知，柴油的质量：m柴油＝ρ柴油V柴油＝0.8×103kg/m3×20×10﹣3m3＝16kg；
柴油完全燃烧放出的热量：Q放＝m柴油q＝16kg×4.3×107J/kg＝6.88×108J，故B正确；
C、由η＝可知，越野车转化的有用功：W＝ηQ放＝30%×6.88×108J＝2.064×108J，故C错误；
D、由W＝Fs可知，越野车的牵引力：F牵＝＝＝1032N；
由于越野车匀速行驶，所以车受到的阻力f＝F牵＝1032N，故D正确。
故选：BD。
12．在如图所示的电路中，S闭合后下列各种情况正确的是（ ）
A．如果甲、乙、丙是电压表，当S1闭合后甲表的示数一定大于乙表的示数
B．如果甲是电压表，乙、丙电流表，S1断开形成并联电路
C．电路中甲表和乙表可以同时是电流表
D．如果电路是并联电路，则乙表的示数大于丙表的示数
【解答】解：
A.如果甲、乙、丙是电压表，当S1闭合后，甲电压表测R2两端的电压，乙电压表测R1两端的电压，丙电压表测电源两端的电压，因R1和R2的阻值关系未知，所以由串联电路的分压特点可知，无法比较甲、乙两电压表的示数关系，故A错误；
B.如果甲是电压表，乙、丙电流表，S1断开时，R1与R2并列连接即为并联，甲电压表测电源两端的电压，乙电流表测干路电流，丙电流表测R1支路的电流，故B正确；
C.电路中甲表和乙表同时是电流表时，电流从电源正极出发经甲、乙两电流表回到电源的负极，会造成电源短路，故C错误；
D.如果电路是并联电路，由B选项的解答可知，甲是电压表，乙、丙电流表且S1断开，此时乙电流表测干路电流，丙电流表测R1支路的电流，由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，乙表的示数大于丙表的示数，故D正确。
故选：BD。
13．（双选）如图所示的电路中，闭合开关S，下边的L1与右边的L2两只灯泡都正常发光，且电流表和电压表都有示数。一段时间后，L1和L2的亮度都发生变化，且两只电表的示数一个增大一个减小，该电路的故障不可能是（ ）
A．灯泡L1的灯丝断路 B．灯泡L2的灯丝断路
C．灯泡L1短路 D．灯泡L2短路
【解答】解：由图可知，闭合开关后两灯串联，电压表测灯L1两端电压，电流表测通过电路的电流，
一段时间后，L1和L2的亮度都发生变化，且两只电表的示数一个增大一个减小，
若电压表示数增大，电流表示数减小，则两个灯泡都不亮，这说明电路出现了断路故障，电压表有示数且接近电源电压，说明此时电压表与电源两极间是接通的，所以故障是灯L1断路，故A正确；
若电流表示数增大，电压表示数减小，则灯L1不亮，灯L2亮度变大，此时灯泡L1短路，电压表与导线并联，电压表示数为0，电路为灯泡L2的简单电路，电路总电阻变小，由欧姆定律可知通过电路的电流变大，故C正确。
故选：BD。
14．如图是探究电流通过导体产生热量与哪些因素有关的实验，将甲和乙装置的AB、CD分别连到相同的电源上，其中电阻R1为10Ω，其他电阻均为5Ω。下列分析正确的是（ ）
A．甲装置是为了探究电流通过导体产生热量与导体电阻的关系
B．乙装置中电阻总的作用是改变电流
C．通电一段时间后，乙装置右侧容器连接的U形管液面高度差较大
D．通电相同时间，R1、R2产生的热量之比为1：4
【解答】解：A、在甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，即是探究电流产生的热量与电阻大小的关系，故A正确；
BC、装置乙中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I1+I2，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，I1＝I2，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，由Q＝I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大，因此通电一段时间后，玻璃管左侧液面高度差更大，故B正确，C错误；
D、把这两个电阻串联在电路中，通过两电阻的电流相等，由Q＝I2Rt，通电相同时间后R1、R2产生的热量之比：＝＝＝＝，故D错误。
故选：AB。
15．小明用如图甲所示的电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡功率，电源电压恒为4.5V，小明从滑动变阻器接入电路中的阻值最大时开始记录数据，测得小灯泡的U﹣I图象如图乙所示。针对该实验过程，下列结果正确的是（ ）
A．小灯泡的额定功率为6.25W
B．小灯泡正常工作时的电阻为5Ω
C．滑动变阻器的最大阻值为40Ω
D．电路消耗的最小功率为0.45W
【解答】解：A、由图乙可知，当灯泡在额定电压U额＝2.5V时，通过灯泡的额定电流为I额＝0.4A，小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝2.5V×0.4A＝1W，故A错误；
B、由I＝可知，小灯泡正常工作的电阻：RL＝＝＝6.25Ω，故B错误；
C、当电路中电流最小时，滑动变阻器接入的阻值最大，由图乙可知，灯L与滑动变阻器R串联，电路中最小的电流：I小＝IL′＝IR′＝0.1A，此时小灯泡两端的电压：UL′＝0.5V；
由I＝可知，电路的总电阻：R总＝＝＝45Ω，小灯泡此时的电阻：RL′＝＝＝5Ω，滑动变阻器的最大阻值：R大＝R总﹣RL′＝45Ω﹣5Ω＝40Ω，故C正确；
D、电源电压不变，当电路中的电流最小I小＝0.1A时，电路消耗的电功率最小：P小＝UI小＝4.5V×0.1A＝0.45W，故D正确。
故选：CD。
三．实验探究题（共2小题）
16．在做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中。实验器材有：学生电源恒为6V，电流表、电压表、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关和导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接完整。
（2）连接电路时，开关必须 断开 （选填“断开”或“闭合”）。在电路连接完整后，闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到 右端 （选填“左端”或“右端”）；滑动变阻器在该实验的作用是 控制定值电阻两端电压不变 。
（3）连接电路时小明已将5Ω电阻接入电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数，电流表始终无示数，造成这一现象的原因可能是 定值电阻R断路 。
（4）改正错误后，当小明再换接20Ω电阻时，无论怎样调节滑动变阻器，都不能使电压表示数为2V，分析其原因可能是滑动变阻器规格不符合要求，为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器 D 。
A.10Ω 1.5A
B.20Ω 0.5Ω
C.30Ω 1.0A
D.50Ω 1.0A
（5）图丙是根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻的倒数变化的图象，根据图象可知当电压一定时，电流与电阻成 反 比；由图象可知R两端的电压为 2 V。
（6）当R的电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压 变大 （填“变大”、“不变”或“变小”），滑动变阻器的滑片应向 右 （填“左”或“右”）端滑动。
【解答】解：（1）变阻器上下接线柱各接一个接入电路中与电阻串联，由图甲知，滑动变阻器接左下接线柱，如下所示：
（2）连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片P应放在阻值最大处的右端；
研究电流与电阻的实验中应控制电压不变，故本实验中，滑动变阻器除了保护电路外，还有保持定值电阻两端电压不变的作用；
（3）电流表没有示数，说明电路为断路，电压表有示数，说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源是通路，所以故障为定值电阻R断路；
（4）电压表控制的电压为2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑＝6V﹣2V＝4V，根据分压原理＝知，＝＝2，
当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑＝2R定＝2×20Ω＝40Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器，故选D；
（5）由图象知导体中的电流与导体电阻的倒数成正比，故可以得出结论：电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比；
由图象可知R两端的电压为：U＝IR＝0.5A×＝2V；
（6）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；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，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，使电压表的示数保持不变。
故答案为：（1）如上图；（2）断开；右端；定值电阻两端电压不变；（3）定值电阻R断路；（4）D；（5）反；2；（6）变大；右。
17．小华在探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”的实验中，所用的电源电压是4V，小灯泡的额定电压是2.5V，小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍。
（1）请将图甲的实验电路连接完整；
（2）小华在实验连接的电路中，电流表接的是大量程，滑动变阻器的滑片滑到了阻值最大端。在检查电路连接正确后，小明迅速试触开关时观察到电流表指针的偏转角度 较小 （选填“较大”或“较小”）；
（3）小华重新连接电路并移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图乙所示的图象。根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 瓦。小华发现该图象不是直线，您认为出现这种情况的主要原因是 灯丝的电阻随温度的升高而增大 ；
（4）小华想测定电动自行车上用作照明的LED（发光二极管）额定功率。通过实验得到该LED的电流电压图象如图丙所示，查阅资料知道该LED的额定电压为3V，结合图象可得该LED的额定功率为 0.072 W。小明进一步发现，在额定电压下工作时，LED比小灯泡亮，请对此现象作出解释 LED的电能转化为光能的效率比白炽灯的要高得多 。
【解答】】解：（1）灯泡两端所允许加的最大电压是：2.5V×1.2＝3V，因此电压表可选择0～3V量程，灯泡与滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，变阻器按一上一下接入电路中，如下所示：
（2）小华在实验连接的电路中，电流表接的是大量程，滑动变阻器的滑片滑到了阻值最大端，试触开关时，发现电流表指针偏转角度较小；
（3）由图丁可知，当灯的电压为2.5V额定电压下，通过灯的电流为0.2A，
小灯泡的额定功率：P1＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
因灯的电阻随温度的升高而增大，不是一个定值，根据欧姆定律可知，通过灯的电流与电压不成正比，故该图像不是直线；
（4）由图丙可知，当LED的电压为3V时，通过的电流为24mA＝0.024A，
该LED的额定功率为：P2＝U2I2＝3V×0.024A＝0.072W；
LED灯不必要达到很高的温度就能发光，电能基本上不转化成内能，几乎全部转化光能，故小明进一步发现，在额定电压下工作时，LED比小灯泡亮，是因为LED的电能转化为光能的效率比白炽灯的要高得多。
故答案为：（1）如上图所示；（2）较小；（3）0.5；灯丝的电阻随温度的升高而增大；（4）0.072；LED的电能转化为光能的效率比白炽灯的要高得多。
四．计算题（共2小题）
18．参加今年国庆阅兵的运20是我国自主发展的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力。若运20在高空中飞行时在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要燃烧的航空煤油4800kg。已知飞机发动提供的机械功率是3.2×107W，航空煤油的热值为4×107J/kg。试求：
在这1h内：
（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是多少
（2）发动机获得水平推力F是多大？
（3）该飞机发动机的热机效率是多大？
【解答】解：
（1）煤油完全燃烧放出的热量为：
Q放＝qm＝4×107J/kg×4800kg＝1.92×1011J；
（2）该飞机水平匀速飞行的速度v＝720km/h＝200m/s，
由P＝＝＝Fv得，发动机获得的水平推力为：
F＝＝＝1.6×105 N；
（3）该飞机沿水平方向匀速航行1h，则发动机做的功为：
W＝Pt＝3.2×107 W×3600s＝1.152×1011J，
发动机的热效率为：
η＝＝×100%＝60%。
答：（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是1.92×1011J；
（2）发动机获得水平推力F是1.6×105 N；
（3）该飞机发动机的热机效率是60%。
19．图甲为某自助式洗车机储水箱防冻系统的加热电路。S为温控开关，两个完全相同的发热电阻R1和R2的阻值不随温度变化，工作时，S可在“0”“1”“2”三个挡位之间自动转换，当储水箱水温低于5℃时，S将自动跳到“1”挡加热；若R1烧断，S将自动跳到“2”挡，使用备用电阻R2加热；当水温达到10℃时，S自动跳到“0”挡停止加热。已知储水箱容积为220L，防冻系统正常工作时电压为220V，加热功率为2.2kW。
（1）求防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流。
（2）某时段防冻系统工作时，储水箱装满了水，加热功率P与工作时间t的关系如图乙所示，求该系统在0～340min内消耗的电能。
（3）请根据图乙中的信息，计算防冻系统的热损耗功率。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）。
【解答】解：（1）防冻系统正常工作时电压U＝220V，加热功率：P加＝2.2kW＝2200kW；
由P＝UI可知，防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流：I1＝＝＝10A；
（2）由图乙可知，防冻系统在0～340min内工作的时间：t＝40min+20min＝60min＝3600s；
由P＝可知，防冻系统在0～340min内消耗的电能：W＝Pt＝2200W×3600s＝7.92×106J；
（3）由ρ＝可知，储水箱中水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×220×10﹣3m3＝220kg；
从上一次加热完成到下一次开始加热，水共放出的热量：Q放＝c水m水（t0﹣t）＝4.2×103J/（kg•℃）×220kg×（10℃﹣5℃）＝4.62×106J；
由图乙可知，这个过程需要的时间：t′＝320min﹣40min＝280min＝1.68×104s；
防冻系统的热损耗功率：P损＝＝＝275W。
答：（1）防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流为10A；
（2）系统在0～340min内消耗的电能为7.92×106J；
（3）防冻系统的热损耗功率为275W。
五．综合能力题（共2小题）
20．请阅读《超导体》并回答下列小题。
超导体
1911年，荷兰莱顿大学的H•卡茂林•昂内斯意外地发现，将水银冷却到﹣268.98℃时，水银的电阻突然消失。后来他又发现许多金属和合金都具有与水银相类似的低温下失去电阻的特性，由于材料的这种特殊导电性能，昂内斯称其为超导态。处于这种状态的导体称为超导体。昂内斯由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。物质的温度低于它的临界温度（转变为超导的温度），这种物质才会有超导性。一般金属或合金的临界温度都很低，例如铅的临界温度是﹣265.97℃，要维持这么低的温度也是很困难的。超高压输电会有很大的损耗，而利用超导体则可最大限度地降低损耗。但由于临界温度较高的超导体在应用中面临着许多难题，从而限制了超导输电的应用。随着技术的发展，新的超导材料不断涌现，人们期盼着超导输电能在不久的将来得以实现。
根据上述材料，回答下列问题：
（1）超导体是指在温度降低到足够低时，某些金属材料的 电阻 会突然变为零的导体。当电流通过超导体时，超导体两端电压为 0 V。
（2）超导体 不能 用来制作滑动变阻器。（选填“能”或“不能”）
（3）利用超导材料输电，可最大限度地减少电能转化为 内能 （选填“核能”、“化学能”或“内能”）所造成的能量损失。
（4）超导材料应用于实际，会给人类带来很大的好处，现今超导材料为什么不能大规模的使用？
【解答】解：（1）当温度降低到足够低时，有些材料的电阻变为零，这就是超导现象；由欧姆定律可知，当电阻为零时，超导体两端的电压为0V；
（2）超导体的电阻为零；而滑动变阻器是依靠改变电阻来改变电流的，所以超导体不能用来制作滑动变阻器；
（3）由焦耳定律可知，电流通过导体是会放出热量的；超导体的电阻为0，用超导体做输电导线时，电流通过导线产生的热量为0，所以利用超导材料输电，可最大限度地减少电能转化为内能所造成的能量损失；
（4）超导体形成的原因是由于温度很低；科学家还没有制造出常温下的超导体，故不能大规模应用。
故答案为：（1）电阻；0；（2）不能；（3）内能；（4）因为现今超导材料需要在很低的温度才能实现超导。
21．阅读短文，回答问题.
彩灯为什么能闪烁
道路两侧的树上和商店门前五光十色的彩灯，扮靓了我们的城市，它们由许多小彩灯串联而成，有些彩灯还会不停地闪烁，如图甲所示．
彩灯能闪烁是因为彩灯电路里串联了一只“跳泡”，它会使电路不断通断，引起电路一会灭一会亮．
如图乙所示为跳泡的结构图，跳泡主要由充有氖气的玻璃泡、双金属触片、两个电极组成。双金属触片是由长和宽相同的铜片和铁片组成，且两金属片被紧紧地铆在一起，受热时铜片膨胀得比铁片大，双金属片便向铁片那边弯曲．氖气的导电效果比双金属片差得多，但接电后的热效应好．
当彩灯电路未接通时，双金属触片与两个电极之间断开；接通电路后，跳泡内电极之间产生了高压可以击穿氖气导电，氖气导电时发光发热，引起跳泡内的双金属片受热后弯曲与两个电极接触，电路接通，彩灯发光，而灯泡里的氖气不再导电，氖气的温度迅速下降，双金属片恢复原状与电极分离，迅速切断电源，彩灯不发光，此刻两电极之间又产生高压而击穿氖气到电，使电路接通．如此循环工作，彩灯就会不停地闪烁．
跳泡内氖气的击穿电压不能低于150V，否则氖气不能被击穿导电而发光．
（1）跳泡在彩灯电路中相当于 D ．
A．导线 B．用电器 C．电源 D．开关
（2）双金属片在电路中受热温度升高是利用 热传递 方式改变物体内能的．
（3）彩灯在不停闪烁，当彩灯从亮到灭的过程中，双金属片的内能 D ．
A．不断增大 B．不断减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大
（4）下列是双金属片在跳泡内的结构示意图，其中最合理的是 A ．
（5）当电路接通，跳泡里的氖气不再导电的原因是 电极被短路 ．
【解答】解：（1）跳泡在彩灯电路中控制电路的通断，相当于开关，故选：D；
（2）双金属片在电路中通过热传递吸收热量使其内能增加温度升高；
（3）当彩灯亮时，两电极短路，氖气不通电，双金属片放出热量，其内能减少；当双金属片的内能减少温度降低后，使两电极分离，电极间氖气导电放出热量，双金属片吸收热量，其内能增减，温度升高；所以当彩灯从亮到灭的过程中，双金属片的内能先减小后增大，故选：D；
（4）因受热时铜片膨胀得比铁片大，双金属片便向铁片那边弯曲，且在双金属片温度较低时，两个电极间的双金属片未使电极短路（短接），故最合理的图是：A；
（5）金属片受热后弯曲与两个电极接触，电路接通，彩灯发光，而跳泡里两电极短路，氖气两端电压较低不再导电。
故答案为：（1）D；（2）热传递；（3）D；（4）A；（5）两电极短路。
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日期：2021/12/23 18:30:53；用户：思考乐中学部；邮箱：zhangmian@qq.com；学号：21487918
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