安徽省合肥市肥西实验高级中学2022-2023学年九年级上学期期中物理试卷（含答案）

这是一份安徽省合肥市肥西实验高级中学2022-2023学年九年级上学期期中物理试卷（含答案），共25页。试卷主要包含了填空题，选择题，实验题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年安徽省合肥市肥西实验高级中学九年级（上）
期中物理试卷
一、填空题（每空2分，共28分）
1．（2分）下列几种现象①霜的形成；②樟脑丸变小；③湖水结冰；④雾的形成；⑤秋天，清晨的雾在太阳出来后散去⑥春天，冰封的河面消融，其中属于吸热的有　 　（填序号），⑤发生的物态变化是　 　。
2．（2分）某汽油机飞轮转动的速度是3600r/min，则汽油机每秒对外做功 　 　次。
3．（2分）用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器金属球，验电器两片金属箔张开，橡胶棒与毛皮摩擦时，　 　（填“橡胶棒”或“毛皮”）失去了电子。
4．（2分）如图所示，甲为亮度可调的台灯，电位器是调节其亮度的装置；乙为电位器的内部结构示意图，a、b、c是它的三个接线柱，旋钮带动滑片转动。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮，则需将　 　（选填“a和b”“a和c”或“b和c”）接线柱接入电路。

5．（2分）如图所示，A1的示数为1A，A2的示数1.2A，A3示数1.8A，则通过R1的电流为　 　A，通过R2的电流为　 　A。

6．（4分）一个灯泡正常工作时的电压为2V，正常工作时的电流为0.5A，但现在只有一个3V的电源，若让小灯泡正常工作需要 　 　联一个 　 　Ω的电阻。
7．（2分）如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的I—U图像，　 　（填“a”或“b”）代表的电阻丝较粗。

8．（6分）两个标有“10Ω 0.6A”和“5Ω 1A”的定值电阻，若将他们串联起来接入电路时等效电阻为 　 　Ω，电源电压最多为 　 　V，若将他们并联起来接入电路，干路电流最大为 　 　A。
9．（4分）一个标准大气压下，初温为52℃、质量为2kg的水吸收4.2×105J热量后，温度将升高 　 　℃，一容器中装有温度为10℃、质量为100g的水，将温度为100℃、质量为50g的水倒入其中，若不计热量的损失和容器吸热，待热平衡后容器中水的温度是 　 　℃。
10．（2分）如图甲所示的电路，当闭合开关后两只电压表的指针偏转均如图乙所示，则R1两端的电压是　 　V，R1与R2的电阻之比为　 　。

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的）
11．（3分）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．0℃的物体没有内能
B．物体吸收热量，温度不一定升高
C．物体温度越高，含有的热量越多
D．热量总是从内能多的物体传递给内能少的物体
12．（3分）下列有关内燃机的说法中不正确的是（　　）
A．依靠飞轮的惯性来完成的冲程有吸气冲程、压缩冲程和排气冲程
B．柴油机的点火方式是压燃式，汽油机的点火方式是点燃式
C．汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合气体，柴油机的吸气冲程吸入的是柴油
D．内燃机的大量使用会造成环境污染
13．（3分）质量相同的A、B两金属块，把它们都加热到100℃，然后分别投入装有质量相同、初温都为0℃的C、D两杯水中，测量的结果：金属块A使C杯的水温升高了10℃，金属块B使D杯的水温升高了20℃．设两金属块比热容为cA和cB，则cA与cB的比值为（　　）
A．4：9 B．9：4 C．19：9 D．9：19
14．（3分）甲、乙两台柴油机，在相同的时间内，它们所做的有用功之比是6：5，消耗柴油的质量之比是4：3，那么它们的效率之比是（　　）
A．8：5 B．9：10 C．10：9 D．5：2
15．（3分）由欧姆定律的公式I＝，下列说法中正确的是（　　）
A．导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流共同决定
B．导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
C．导体两端的电压一定时，导体的电阻跟通过它的电流成反比
D．通过导体的电流，与导体两端的电压和导体的电阻均无关
16．（3分）如图所示电路中，电源电压保持不变。当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P从中点向右移动时，下列说法正确的是（　　）

A．小灯泡变暗
B．电压表示数变大
C．电流表示数变小
D．电压表与电流表的示数之比不变
17．（3分）如图，闭合开关，灯泡不亮，在闭合开关且不拆开导线的情况下，将M接电源“+”极，N依次试触E、F、G接线柱，发现电压表示数第一次为零，第二次、第三次接近3V。若故障只有一个，则可能是（　　）

A．灯泡断路 B．灯泡短路 C．开关断路 D．电源没电
三、实验题（第18题8分，第19题10分，第20题14分，共32分）
18．（8分）在探究“比较不同物质吸热能力的情况”的实验中，实验装置如图所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
26
34
42
50
58
（1）实验中应量取质量　 　的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热，当它们吸收相同的热量时，通过比较　 　来判断吸热能力的强弱。
（2）通过实验，记录数据如表格所示，从开始加热到42℃，甲、乙两种液体吸收热量的关系Q甲　 　Q乙。
（3）分析实验数据可知：　 　物质的吸热能力强。

19．（10分）用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压的关系”，电源电压为3V，定值电阻R的阻值为10Ω，滑动变阻器R′的最大阻值为20Ω。
（1）用笔画线代替导线把图乙所示的实物图连接完整，要求滑片P向右移动时电流表示数变小。
（2）闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至B端的目的是 　 　。闭合开关，移动滑片，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压。若电路仅有一处故障，故障是 　 　。
（3）排除故障后，调节滑动变阻器，记录数据如表。请在图丙所示的坐标纸中把未标出的两个点描出来并画出I﹣U图像。
序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.2
2.0
2.2
2.4
2.8
电流I/A
0.12
0.20
0.22
0.24
0.28
分析图像可得：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（4）若探究“通过导体的电流与电阻的关系”，需要用到阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻。将10Ω的电阻换成15Ω后，若保持电压表的示数为1.5V不变，应将滑动变阻器的滑片向 　 　端移动。换用25Ω的电阻进行实验时，发现无论怎样移动滑片，都无法使电压表的示数达到1.5V，原因是滑动变阻器的最大阻值 　 　（选填“过大”或“过小”）。
20．（14分）在测量未知阻值R的实验中，小明设计了实验电路并进行连接，如图甲所示。

（1）图甲是小明接好的实物连接图，其中有一条导线连接错误，该导线是第 　 　条（从图中填导线序号）；
（2）排除故障后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.4V时，电流表示数如图乙所示，则其示数为 　 　A，未知电阻R＝　 　Ω。
（3）考虑到电压表的电阻对电路的影响，每次电流表的示数比测量时通过电阻的实际电流 　 　，所以该方法测量出的电阻比电阻器的实际电阻 　 　（均填“偏大”或“偏小”）。
（4）若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻，小明设计了如图丙所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx的阻值，请将以下实验步骤补充完整：
①闭合开关S、断开开关S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；
②　 　，记下此时电压表读数为U；
③请写出未知电阻R阻值表达式：Rx＝　 　（用U、U1和R0表示）。
二、计算题（第21题6分，第22题4分，第23题9分，共19分；解答要有必要的公式和过程）
21．（6分）五一期间，小明爸爸利用家中汽车进行了自驾旅游，小汽车以120km/h速度行驶了2h，从油量指示表上估计出消耗汽油约16L．汽油密度ρ＝0.75×103kg/m3，汽油热值q＝4.5×107J/kg。小明从物理书上了解到汽油机的效率约为30%．求：
（1）16L汽油完全燃烧放出的热量；
（2）汽车发动机输出的有用功；
（3）汽车匀速行驶过程中所受的阻力。
22．（4分）如图所示，电阻R1为10Ω，电源电压为6V。开关S闭合后，求：
（1）当滑动变阻器接入电路的电阻R2为50Ω时，通过电阻R1的电流I；
（2）当通过电阻R1的电流为0.2A时，滑动变阻器接入电路的电阻R2为多少Ω？

23．（9分）如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻，R2＝20Ω，滑动变阻器R0铭牌上标有“30Ω 1A”，开关S闭合后：
（1）将S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片滑到最左端后电流表示数为0.3A，电压表示数为6V，求定值电阻R1的阻值；
（2）将S1、S2断开，滑动变阻器滑到最右端后，求电流表此时的示数。
（3）若电流表的量程为0～0.6A，将S1、S2闭合，求滑动变阻器的取值范围。


2022-2023学年安徽省合肥市肥西实验高级中学九年级（上）
期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（每空2分，共28分）
1．（2分）下列几种现象①霜的形成；②樟脑丸变小；③湖水结冰；④雾的形成；⑤秋天，清晨的雾在太阳出来后散去⑥春天，冰封的河面消融，其中属于吸热的有　②⑤⑥　（填序号），⑤发生的物态变化是　汽化　。
【分析】（1）物质由气态直接变为固态叫凝华，物质由固态直接变为气态叫升华；由气态变为液态叫液化，由液态变为气态叫汽化；由固态变为液态叫熔化，由液态变为固态叫凝固。
（2）六种物态变化过程中，都伴随着吸热或放热；其中放出热量的物态变化有：凝固、液化、凝华；吸热的有：熔化、汽化、升华。
【解答】解：①霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶，需要放热；
②樟脑丸变小，由固态直接变成气态，是升华现象，需要吸热；
③湖水结冰由液态变为固态，是凝固现象，需要放热；
④雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴，需要放热；
⑤秋天，早晨的雾在太阳出来后散去，是汽化现象，需要吸热；
⑥冰消融，由固态变为液态，是熔化现象，需要吸热。
故答案为：②⑤⑥；汽化。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化，关键要看清物态变化前后，物质各处于什么状态；另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
2．（2分）某汽油机飞轮转动的速度是3600r/min，则汽油机每秒对外做功 　30　次。
【分析】根据飞轮的转速求出飞轮每秒的转数；汽油机一个工作循环要完成4个冲程，飞轮和曲轴转2周，活塞往复运动两次，对外做功一次，据此求出汽油机每秒对外做功的次数。
【解答】解：汽油机飞轮转动的速度是3600r/min＝60r/s，即汽油机每秒转60周，由于汽油机一个工作循环要完成4个冲程，飞轮和曲轴转2周，活塞往复运动两次，对外做功一次，所以该汽油机每秒对外做功30次。
故答案为：30。
【点评】本题掌握汽油机一个工作循环要完成4个冲程，飞轮和曲轴转2周，活塞往复运动两次，对外做功一次是解题的关键。
3．（2分）用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器金属球，验电器两片金属箔张开，橡胶棒与毛皮摩擦时，　毛皮　（填“橡胶棒”或“毛皮”）失去了电子。
【分析】摩擦起电的实质是电荷的转移，得电子的物质带负电，失去电子的物质带正电。
【解答】解：橡胶棒对电子的束缚能力较强，橡胶棒与毛皮摩擦时，毛皮失去了电子。
故答案为：毛皮。
【点评】本题考查摩擦起电的实质，是一道基础题。
4．（2分）如图所示，甲为亮度可调的台灯，电位器是调节其亮度的装置；乙为电位器的内部结构示意图，a、b、c是它的三个接线柱，旋钮带动滑片转动。若顺时针旋转旋钮时灯泡发光变亮，则需将　b和c　（选填“a和b”“a和c”或“b和c”）接线柱接入电路。

【分析】滑动变阻器与灯泡串联，顺时针旋转旋片可以使灯泡亮度增加，则电流变大，电阻变小，据此确定连接方法。
【解答】解：顺时针旋转旋片时，灯泡变亮，原因是电流变大，电源电压不变，根据欧姆定律可知：电路中电阻变小，则应连接接线柱b、c与灯泡串联后接入电路。
故答案为：b和c。
【点评】本题考查了变阻器的连接方法，属于基础题目，要掌握。
5．（2分）如图所示，A1的示数为1A，A2的示数1.2A，A3示数1.8A，则通过R1的电流为　0.8　A，通过R2的电流为　0.4　A。

【分析】由图可知，三个电阻的连接方式是并联，电流表A1测量的是通过电阻R2与R3的电流，电流表A2测量的是电阻R1与R2的电流之和，电流表A3测量的是干路中的总电流，然后根据并联电路电流规律分析计算。
【解答】解：
∵三个电阻的连接方式是并联，电流表A1测量的是通过电阻R2与R3的电流，电流表A3测量的是干路中的总电流，
而A1的示数为1A，A3示数1.8A，
∴通过R1的电流为：I1＝I﹣I2﹣I3＝1.8A﹣1A＝0.8A；
又∵电流表A2测量的是电阻R1与R2的电流之和，
而A2的示数1.2A，
∴通过R2的电流为：I2＝I1+2﹣I1＝1.2A﹣0.8A＝0.4A。
故答案为：0.8；0.4。
【点评】本题考查并联电路电流规律，确定三个电流表测量对象是本题的关键，也是本题的一个难点。
6．（4分）一个灯泡正常工作时的电压为2V，正常工作时的电流为0.5A，但现在只有一个3V的电源，若让小灯泡正常工作需要 　串　联一个 　2　Ω的电阻。
【分析】现在电源电压大于灯泡正常工作时的电压，需要串联分压，串联电阻两端的电压等于电源电压减去灯泡的额定电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律即可求出电阻的阻值。
【解答】解：由题意知，电源电压大于小灯泡正常发光的电压，根据串联分压的规律，为使其正常发光，应串联一个电阻来进行分压。
灯泡正常发光时的电压为UL＝2V；
根据串联电路两端的总电压等于各用电器两端的电压之和可知，电阻两端的电压为：
UR＝U﹣UL＝3V﹣2V＝1V，
根据串联电路各处的电流相等，则电路中电流为：
I＝IL＝0.5A，
根据I＝可得，串联电阻的阻值：
R＝＝＝2Ω。
故答案为：串；2。
【点评】本题考查电压、电阻的计算，关键是欧姆定律公式及其变形的灵活运用以及知道串联分压的特点。
7．（2分）如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的I—U图像，　b　（填“a”或“b”）代表的电阻丝较粗。

【分析】根据图像得出电阻丝的电流相等时它们两端的电压关系，利用欧姆定律可知两电阻丝的阻值关系，根据影响电阻大小的因素判断两电阻丝的粗细关系。
【解答】解：由图像可知，当电阻丝的电流相等即Ia＝Ib时，它们两端的电压关系为Ua＞Ub，
由I＝可知，两电阻丝的阻值关系为Ra＞Rb，
因材料、温度和长度相同时，导体的横截面积越大，其阻值越小，
所以，相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝a、b中，b代表的电阻丝较粗。
故答案为：b。
【点评】本题考查了影响电阻大小的因素和欧姆定律的掌握与应用，解题时要注意控制变量法的应用。
8．（6分）两个标有“10Ω 0.6A”和“5Ω 1A”的定值电阻，若将他们串联起来接入电路时等效电阻为 　15　Ω，电源电压最多为 　9　V，若将他们并联起来接入电路，干路电流最大为 　1.5　A。
【分析】（1）若将他们串联起来接入电路时，根据串联电路电阻的特点求出总电阻；
由于串联电路电流处处相等；为了不损坏电阻，比较两电阻允许通过的最大电流，选其中较小的电流；利用U＝IR即可求出电源电压的最大值；
（2）并联电路两端电压相等；为了不损坏电阻，根据U＝IR分别求出各电阻两端允许的最大电压，然后比较，选其中较小的电压，再利用I＝分别求出各支路电流，最后利用并联电路电流的特点求出干路上允许的最大电流。
【解答】解：
（1）若将他们串联起来接入电路时，根据串联电路的等效电阻（总电阻）等于各个电阻之和可得：
等效电阻：R串＝R1+R2＝10Ω+5Ω＝15Ω；
已知两电阻允许通过的最大电流分别为：I1＝0.6A，I2＝1A，则：I1＜I2，
因串联电路电流处处相等，所以为了不损坏电阻，串联电路中的最大电流为I大＝I1＝0.6A；
则根据I＝可得电源电压的最大值：U大＝I大R串＝0.6A×15Ω＝9V；
（2）两电阻两端允许的最大电压分别为：U1＝I1R1＝0.6A×10Ω＝6V，U2＝I2R2＝1A×5Ω＝5V，
比较可知U1＞U2，
为使两电阻都不烧坏，则电路两端允许加的最大电压是：U大＝U2＝5V，
此时通过R1电阻的电流：
I1′＝＝＝0.5A，
通过R2电阻的电流为1A，
则并联电路中干路上允许的最大电流为：I大＝I1′+I2＝0.5A+1A＝1.5A。
故答案为：15；9；1.5。
【点评】本题考查串并联电路电压和电流的特点以及欧姆定律计算公式的灵活应用情况。
9．（4分）一个标准大气压下，初温为52℃、质量为2kg的水吸收4.2×105J热量后，温度将升高 　48　℃，一容器中装有温度为10℃、质量为100g的水，将温度为100℃、质量为50g的水倒入其中，若不计热量的损失和容器吸热，待热平衡后容器中水的温度是 　40　℃。
【分析】（1）知道水的质量、比热容、初温和吸收的热量，利用Q吸＝cm（t﹣t0）求出水的末温，一个标准大气压下，水的沸点是100℃，据此确定水最终的温度，利用Δt＝t﹣t0求出水升高的温度；
（2）假设热平衡后容器中水的温度为t′，利用Q吸＝cm（t′﹣t0冷）求出冷水吸收的热量，利用Q放＝cm（t0热﹣t′）求出热水放出的热量，不计热量损失，冷水吸收的热量等于热水放出的热量，据此求出容器中水的温度t′。
【解答】解：（1）由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，水的末温：t＝+t0＝+52℃＝102℃，
一个标准大气压下，水的沸点是100℃，所以水的最终温度为100℃，
则水升高的温度Δt′＝100℃﹣52℃＝48℃；
（2）设混合后水的最终温度为t′，冷水的质量m冷＝100g＝0.1kg，热水的质量m热＝50g＝0.05kg，
冷水吸收的热量：Q吸＝cm冷（t′﹣t0冷），
热水放出的热量：Q放＝cm热（t0热﹣t′），
不计热量的损失和容器吸热，Q吸＝Q放，
则：cm冷（t′﹣t0冷）＝cm热（t0热﹣t′），
即：0.1kg×（t′﹣10℃）＝0.05kg×（100℃﹣t′），
解得：t′＝40℃。
故答案为：48；40。
【点评】本题考查了学生对吸热公式、放热公式以及热平衡方程的掌握和运用，熟记相关的计算公式是本题的关键。
10．（2分）如图甲所示的电路，当闭合开关后两只电压表的指针偏转均如图乙所示，则R1两端的电压是　6　V，R1与R2的电阻之比为　4：1　。

【分析】由电路图可知，R1、R2串联，电压表V2测电源两端的电压，电压表V1测R2两端的电压，根据串联电路的电压特点结合两只电压表指针的偏转角度相同得出量程，根据分度值读出示数并求出R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出R1、R2阻值之比。
【解答】解：由电路图可知，R1、R2串联，电压表V2测电源两端的电压，电压表V1测R2两端的电压。
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且两只电压表指针的偏转角度相同，
所以，电压表V2的量程为0～15V，分度值为0.5V，则电源电压U＝7.5V，
电压表V1的量程为0～3V，分度值为0.1V，则R2两端的电压U2＝1.5V，
根据串联电路的电压特点可得，R1两端的电压：U1＝U﹣U2＝7.5V﹣1.5V＝6V；
因串联电路中各处的电流相等，
所以由U＝IR可得，R1、R2的阻值之比等于其两端的电压之比，即：＝＝＝4：1。
故答案为：6；4：1。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，根据串联电路的电压特点确定两电压表的量程是关键。
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的）
11．（3分）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．0℃的物体没有内能
B．物体吸收热量，温度不一定升高
C．物体温度越高，含有的热量越多
D．热量总是从内能多的物体传递给内能少的物体
【分析】（1）一切物体都有内能；
（2）内能的大小与温度、质量和状态有关；
（3）热量是一个过程量，存在于热传递过程中，只能说吸收或者放出热量，不能说含有或者具有热量；
（4）发生热传递的条件是存在温度差。
【解答】解：A、一切物体都有内能，0℃的物体也具有内能，故A错误；
B、物体吸收热量，温度不一定升高，如晶体熔化时吸收热量，内能变大，温度不变，故B正确；
C、热量是出现在热传递过程中的一个过程量，不能说物体含有热量，可以说吸收或放出热量，故C错误；
D、发生热传递时，热量是从温度高的物体传递给温度低的物体，或者从同一物体的高温部分传递给低温部分，内能多的物体的温度不一定高，故D错误。
故选：B。
【点评】本题主要考查学生对内能、温度、热传递的理解，是热学的难点；要特别注意：温度升高，内能一定增加；但是，内能增加，温度不一定升高。
12．（3分）下列有关内燃机的说法中不正确的是（　　）
A．依靠飞轮的惯性来完成的冲程有吸气冲程、压缩冲程和排气冲程
B．柴油机的点火方式是压燃式，汽油机的点火方式是点燃式
C．汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合气体，柴油机的吸气冲程吸入的是柴油
D．内燃机的大量使用会造成环境污染
【分析】（1）在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮的惯性完成的；
（2）柴油机与汽油机采用的点火方式不同，柴油机采用压燃式，汽油机采用点燃式；
（3）柴油机吸气冲程吸入的只是空气，柴油通过喷油嘴来喷出，而汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物；
（4）内燃机工作时，燃料燃烧放出的废气会对环境造成很大的危害。
【解答】解：A、单缸四冲程内燃机工作时，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮的惯性完成的，即依靠飞轮的惯性来完成的冲程有吸气冲程、压缩冲程和排气冲程，故A正确；
BC、汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，在压缩冲程中，机械能转化为内能，内能增大，温度升高，汽油机气缸顶端有个火花塞，此时火花塞喷出电火花，点燃汽油，产生高温高压的燃气推动活塞做功；
柴油机在吸气冲程中吸入空气，在压缩冲程中，机械能转化为内能，空气的内能增大；柴油机气缸顶端有个喷油嘴，此时喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油遇到高温的空气，达到着火点而燃烧，点燃方式是压燃式，故B正确，C错误；
D、内燃机工作时，燃料燃烧放出的废气会造成环境污染，所以热机的大量使用会造成环境污染，故D正确。
故选：C。
【点评】本题考查了内燃机的有关知识，掌握汽油机和柴油机的不同是解题的关键。
13．（3分）质量相同的A、B两金属块，把它们都加热到100℃，然后分别投入装有质量相同、初温都为0℃的C、D两杯水中，测量的结果：金属块A使C杯的水温升高了10℃，金属块B使D杯的水温升高了20℃．设两金属块比热容为cA和cB，则cA与cB的比值为（　　）
A．4：9 B．9：4 C．19：9 D．9：19
【分析】当水的温度不再升高时，每个杯中都达到了热平衡，即每个金属块放出的热量等于各自杯中水吸收的热量，这样就可以列出两个方程，联立即可求出甲乙金属块的比热容之比。
【解答】解：因为C的初温度为0℃，金属块A使C杯的水温升高了10℃，故C杯中水和A的末温度都为10℃；
对于金属块A来说有：cAmA（100℃﹣tA）＝c水m水Δt1…①
因为D的初温度为0℃，金属块B使D杯的水温升高了20℃，故D杯中水和B的末温度都为20℃；
对于金属块B来说有：cBmB（100℃﹣tB）＝c水m水Δt2
因为m甲＝m乙，则①÷②得：＝＝＝，
＝
所以＝，故A正确。
故选：A。
【点评】该题考查了热平衡方程，主要还是利用吸热等于放热，通过题中已知量之间的关系，得出未知量的比值关系。具有一定的难度。
14．（3分）甲、乙两台柴油机，在相同的时间内，它们所做的有用功之比是6：5，消耗柴油的质量之比是4：3，那么它们的效率之比是（　　）
A．8：5 B．9：10 C．10：9 D．5：2
【分析】在热机中，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫热机的效率；根据Q＝mq求出燃料完全燃烧放出的热量。
【解答】解：它们的效率之比：
＝＝＝＝＝。
故选：B。
【点评】此题主要考查的是学生对热机效率、热值计算公式的理解和掌握，基础性题目。
15．（3分）由欧姆定律的公式I＝，下列说法中正确的是（　　）
A．导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流共同决定
B．导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
C．导体两端的电压一定时，导体的电阻跟通过它的电流成反比
D．通过导体的电流，与导体两端的电压和导体的电阻均无关
【分析】导体的阻值是导体本身所具有的性质，与通过它的电流、它两端的电压无关。但可以用导体两端的电压与通过导体的电流的比值求出其大小。
【解答】解：
AC、导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与导体两端电压和通过电流无关，电流为零时，电阻是同样存在的，故AC错误；
B、根据欧姆定律可知，导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，故B正确；
D、通过导体的电流是由导体两端的电压和导体的电阻决定的，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查欧姆定律及其变形公式的理解，关键是知道影响电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积和温度，与导体两端的电压和通过的电流没有关系。
16．（3分）如图所示电路中，电源电压保持不变。当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P从中点向右移动时，下列说法正确的是（　　）

A．小灯泡变暗
B．电压表示数变大
C．电流表示数变小
D．电压表与电流表的示数之比不变
【分析】由电路图可知，闭合开关S，灯泡与滑动变阻器并联，电压表测电源两端的电压，电流表测通过小灯泡的电流；
根据电源电压保持不变可知滑片移动时电压表的示数变化，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过灯泡的电流和灯泡的实际功率的变化，进一步得出灯泡亮度的变化；
根据电压表和电流表示数的变化判断出电压表与电流表的示数之比的变化。
【解答】解：由电路图可知，闭合开关S，灯泡与滑动变阻器并联，电压表测电源两端的电压，电流表测通过小灯泡的电流；
因电源电压保持不变，
所以，滑片移动时，电压表的示数不变，故B错误；
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，滑片移动时，小灯泡两端的电压和通过灯泡的电流都不变，由P＝UI知灯泡的实际功率不变，则灯泡亮度不变，电流表的示数不变，故AC错误；
由于电压表和电流表的示数都不变，所以电压表与电流表的示数之比不变，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到并联电路的特点、电功率公式的应用，分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
17．（3分）如图，闭合开关，灯泡不亮，在闭合开关且不拆开导线的情况下，将M接电源“+”极，N依次试触E、F、G接线柱，发现电压表示数第一次为零，第二次、第三次接近3V。若故障只有一个，则可能是（　　）

A．灯泡断路 B．灯泡短路 C．开关断路 D．电源没电
【分析】用电压表检查电路故障时，当电路出现一处断路时，如果断路在电压表并联的两点之间，电压表串联在电路中，测电源电压，电压表示数等于电源电压；如果断路在电压表并联的两点之外，电压表并联的部分无电流，无电压，电压表示数为0。
【解答】解：由题意可知，在闭合开关且不拆开导线的情况下，将M接电源“+”极，N依次试触E、F、G接线柱，发现电压表示数第一次为零，第二次、第三次接近3V，且故障只有一个；
A、一节干电池的电压约1.5V，电源由两节干电池组成，则电源电压是U＝×1.5V＝3V，如果灯泡断路，将M接电源“+”极，N试触E接线柱，电压表示数为零，N试触F、G接线柱，电路是通路，电压表有示数，接近3V，故A符合题意；
B、如果是灯泡短路，将M接电源“+”极，N试触E接线柱，电路是通路，电压表有示数，接近3V，N试触F、G接线柱，电路是通路，电压表有示数，接近3V，故B不符合题意；
C、如果是开关断路，将M接电源“+”极，N试触E、F接线柱，电路是断路，电压表示数为零，N试触G接线柱，电路是通路，电压表有示数，接近3V，故C不符合题意；
D、如果电源没电，将M接电源“+”极，N依次试触E、F、G接线柱，电压表示数都为零，故D不符合题意。
故选：A。
【点评】本题主要考查了学生用电压表判断电路故障的方法，用电压表检验电路故障时，电压表有示数（一般等于电源电压），说明与之并联的导体发生断路或串联的导体发生短路；电压表无示数，说明与之并联的导体发生短路或串联的导体发生断路。
三、实验题（第18题8分，第19题10分，第20题14分，共32分）
18．（8分）在探究“比较不同物质吸热能力的情况”的实验中，实验装置如图所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
26
34
42
50
58
（1）实验中应量取质量　相同　的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热，当它们吸收相同的热量时，通过比较　升高的温度　来判断吸热能力的强弱。
（2）通过实验，记录数据如表格所示，从开始加热到42℃，甲、乙两种液体吸收热量的关系Q甲　大于　Q乙。
（3）分析实验数据可知：　甲　物质的吸热能力强。

【分析】比较物质吸热能力实验需要应用控制变量法，根据控制变量法的要求分析答题；用相同的热源对液体加热，液体在相等时间内吸收的热量相等，质量相同的液体升高相同的温度，吸收的热量越多，液体吸热能力越强。
【解答】解：
（1）探究物质吸热能力实验，实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热。当它们吸收相同热量时，通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱。
（2）由表中实验数据可知，从开始加热到42℃，液体升高相同的温度，甲需要的加热时间长，乙需要的加热时间短，甲吸收的热量大于与乙吸收的热量。
（3）由表中实验数据可知，质量相同的甲、乙两种液体吸收相同热量，甲升高温度小于乙升高温度，所以甲物质的吸热能力强。
故答案为：（1）相同；升高的温度；（2）大于；（3）甲。
【点评】本题考查了实验注意事项、实验数据分析，应用控制变量法是正确解题的关键，熟练应用控制变量法、分析表中实验数据即可解题。
19．（10分）用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压的关系”，电源电压为3V，定值电阻R的阻值为10Ω，滑动变阻器R′的最大阻值为20Ω。
（1）用笔画线代替导线把图乙所示的实物图连接完整，要求滑片P向右移动时电流表示数变小。
（2）闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至B端的目的是 　保护电路　。闭合开关，移动滑片，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压。若电路仅有一处故障，故障是 　定值电阻断路　。
（3）排除故障后，调节滑动变阻器，记录数据如表。请在图丙所示的坐标纸中把未标出的两个点描出来并画出I﹣U图像。
序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.2
2.0
2.2
2.4
2.8
电流I/A
0.12
0.20
0.22
0.24
0.28
分析图像可得：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（4）若探究“通过导体的电流与电阻的关系”，需要用到阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻。将10Ω的电阻换成15Ω后，若保持电压表的示数为1.5V不变，应将滑动变阻器的滑片向 　B　端移动。换用25Ω的电阻进行实验时，发现无论怎样移动滑片，都无法使电压表的示数达到1.5V，原因是滑动变阻器的最大阻值 　过小　（选填“过大”或“过小”）。
【分析】（1）连接电路时要求滑片P向右移动时电流表示数变小，说明电阻变大，滑动变阻器要接左半段，故接入滑动变阻器的A接线柱。
从电源的正极出发，经开关、滑动变阻器，先经过电流表还是先经过定值电阻，要看电流表的正负接线柱，根据连接情况，如果先经过定值电阻再经过电流表，电流会电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出，违背电流表的正确使用，故先经过电流表，然后经过定值电阻，回到电源负极。
（2）滑动变阻器接入电路的电阻越大，电路电流越小，滑动变阻器起到保护电路的作用。
判断电路故障：先通过电流表判断电路是通路还是断路，如果电流是断路，再通过电压表来判断，如果电压表无示数，说明与电压表并联之外的部分是断路，如果电压表有示数并且接近电源电压，说明与电压表并联的部分是断路。
（3）在I﹣U图像描出电压和电流的对应点，并且用线连接起来。
（4）串联电路中各电阻分担电压，导体两端的电压之比等于电阻之比，根据这个特点分析滑动变阻器滑片的移动方向和定值电阻为25Ω时，电压表不能达到1.5V的原因。
【解答】解：（1）滑片P向右移动时电流表示数变小，说明电阻变大，滑动变阻器要接左半段，故接入滑动变阻器的A接线柱。
如图，从电源正极出发，经开关、滑动变阻器，先经过电流表的正接线柱，从电流表负接线柱流出，再经过定值电阻，回到电源的负极，此时电压表与定值电阻并联，电压表测量定值电阻两端的电压，电路连接如下图。

（2）闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至B端，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路电流最小，滑动变阻器起到保护电路的作用。
闭合开关，移动滑片，发现电流表无示数，说明电路是断路，电压表示数接近电源电压，说明与电压表并联的部分是断路，故障是定值电阻断路。
（3）在I﹣U图像上描出（2.0V，0.20A），（2.4V，0.24A），用线连接各点，如图。

根据图像可以得到：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（4）定值电阻和滑动变阻器串联在3V电源上，定值电阻两端的电压是1.5V，则滑动变阻器两端的电压是1.5V，滑动变阻器和定值电阻的阻值之比是1：1，当定值电阻是10Ω时，滑动变阻器的电阻是10Ω，当定值电阻是15Ω时，滑动变阻器的电阻也是15Ω，故滑动变阻器滑片向B端移动使滑动变阻器的阻值变大。
当定值电阻是25Ω时，滑动变阻器的电阻也应该是25Ω，才能保持电压表示数是1.5V，由于滑动变阻器的阻值是20Ω，电压表的示数总是大于1.5V，所以无法使电压表的示数达到1.5V的原因是滑动变阻器的最大阻值过小。。
故答案为：（1）如上图；（2）保护电路；定值电阻断路；（3）如上图；（4）B；过小。
【点评】本题通过探究电流跟电压的关系考查了电路故障、电路连接、滑动变阻器的选择等，考查很全面，是一道很典型的习题，要熟练掌握。
20．（14分）在测量未知阻值R的实验中，小明设计了实验电路并进行连接，如图甲所示。

（1）图甲是小明接好的实物连接图，其中有一条导线连接错误，该导线是第 　2　条（从图中填导线序号）；
（2）排除故障后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.4V时，电流表示数如图乙所示，则其示数为 　0.3　A，未知电阻R＝　8　Ω。
（3）考虑到电压表的电阻对电路的影响，每次电流表的示数比测量时通过电阻的实际电流 　偏大　，所以该方法测量出的电阻比电阻器的实际电阻 　偏小　（均填“偏大”或“偏小”）。
（4）若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻，小明设计了如图丙所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx的阻值，请将以下实验步骤补充完整：
①闭合开关S、断开开关S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；
②　闭合开关S、S1　，记下此时电压表读数为U；
③请写出未知电阻R阻值表达式：Rx＝　•R0　（用U、U1和R0表示）。
【分析】（1）原电路中，电阻和电压表没有连入电路中，电阻应与电流表串联，电压表与电阻并联，且电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出；
（2）根据电流表选用量程确定分度值读数，利用R＝求出未知电阻R；
（3）电压表与灯并联，电流表测并联电路的电流，由并联电路电流的规律分析；电压表测量的电压是准确的，根据R＝分析所测电阻的差异；
（3）在没有电流表的情况下，可通过开关的转换使电压表分别测出Rx两端的电压和电源电压，根据串联电路分压原理求出待测电阻。
【解答】解：（1）原电路中，电阻和电压表没有连入电路中，电阻应与电流表串联，电压表与电阻并联，且电流从电表的正接线柱流入、负接线柱流出，所以错误的是导线2；
（2）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.4V时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，则未知电阻R的阻值为：
R＝＝＝8Ω；
（3）电压表与灯并联，电流表测并联电路的电流，由并联电路电流的规律，电流表示数大于电阻的电流，故每次电流表的示数比测量时通过电阻的实际电流偏大；电压表测量的电压是准确的，电流表示数大于电阻的电流，根据R＝可知，用该方法测量出的电阻比电阻器的实际电阻偏小；
（4）实验步骤：
①闭合开关S、断开开关S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；
②闭合开关S、S1，记下此时电压表读数为U；
③在步骤②中，闭合S和S1，R0短路，用电压表测出待测电阻的电压即电源的电压U；
在步骤①中，两电阻串联，电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1，根据串联电路电压的规律，定值电阻的电压U0＝U﹣U1，
根据串联电路分压原理，
＝＝，
故待测电阻：Rx＝•R0。
故答案为：（1）2；（2）0.3；8；（3）偏大；偏小；（4）②闭合开关S、S1；③•R0。
【点评】本题测阻值的实验，考查了电路分析、电流表读数、电阻的计算和实验误差的分析及设计实验方案测电阻的能力。
二、计算题（第21题6分，第22题4分，第23题9分，共19分；解答要有必要的公式和过程）
21．（6分）五一期间，小明爸爸利用家中汽车进行了自驾旅游，小汽车以120km/h速度行驶了2h，从油量指示表上估计出消耗汽油约16L．汽油密度ρ＝0.75×103kg/m3，汽油热值q＝4.5×107J/kg。小明从物理书上了解到汽油机的效率约为30%．求：
（1）16L汽油完全燃烧放出的热量；
（2）汽车发动机输出的有用功；
（3）汽车匀速行驶过程中所受的阻力。
【分析】（1）知道此时汽油的密度和汽油的体积，据密度公式计算出汽油的质量即可；根据Q＝mq算出放出的热量；
（2）据发动机的效率计算出有用功；
（3）根据v＝算出汽车行驶的距离，再据公式W＝FS可以计算出牵引力F，根据平衡力的知识算出阻力。
【解答】解：
（1）消耗的汽油体积：
V＝16dm3＝16×10﹣3m3
汽油质量：
m＝ρV＝0.75×103kg/m3×16×10﹣3m3＝12kg，
汽油完全所释放的热量：
Q放＝mq＝4.5×107J/kg×12kg＝5.4×108J；
（2）发动机的效率为30%，由η＝得，发动机输出的有用功：
W有＝ηQ放＝5.4×108J×30%＝1.62×108J；
（3）汽车行驶的路程：
s＝vt＝120km/h×2h＝240km＝2.4×105m，
由W＝Fs可知，汽车牵引力：
F＝＝＝675N，
因汽车匀速行驶，所受的阻力：
f＝F＝675N。
答：（1）16L汽油完全燃烧放出的热量为5.4×108J；
（2）汽车发动机输出的有用功为1.62×108J；
（3）汽车匀速行驶过程中所受的阻力是675N。
【点评】本题考查路程、做功、质量、放热、效率等知识的应用，关键是公式及其变形的灵活运用，还要注意单位的换算。
22．（4分）如图所示，电阻R1为10Ω，电源电压为6V。开关S闭合后，求：
（1）当滑动变阻器接入电路的电阻R2为50Ω时，通过电阻R1的电流I；
（2）当通过电阻R1的电流为0.2A时，滑动变阻器接入电路的电阻R2为多少Ω？

【分析】（1）由电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器串联。根据电阻的串联规律和欧姆定律求得通过电阻R1的电流；
（2）根据欧姆定律求得电路的总电阻，根据电阻的串联规律求得滑动变阻器接入电路的电阻。
【解答】解：（1）由电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器串联。
当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为50Ω时，因为串联电路的总电阻等于各串联电路之和，
所以电路中的总电阻为：R＝R1+R2＝10Ω+50Ω＝60Ω；
因为串联电路中各处电流相等，所以通过电阻R1的电流为：I＝＝＝0.1A；
（2）当通过电阻R1的电流为0.2A时，即电路中的电流为0.2A，
此时电路的总电阻为：R′＝＝＝30Ω，
滑动变阻器接入电路的电阻为：R2′＝R′﹣R1＝30Ω﹣10Ω＝20Ω。
答：（1）当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为50Ω时，通过电阻R1的电流为0.1A；
（2）当通过电阻R1的电流为0.2A时，滑动变阻器接入电路的电阻20Ω。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用，难度不大。
23．（9分）如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻，R2＝20Ω，滑动变阻器R0铭牌上标有“30Ω 1A”，开关S闭合后：
（1）将S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片滑到最左端后电流表示数为0.3A，电压表示数为6V，求定值电阻R1的阻值；
（2）将S1、S2断开，滑动变阻器滑到最右端后，求电流表此时的示数。
（3）若电流表的量程为0～0.6A，将S1、S2闭合，求滑动变阻器的取值范围。

【分析】（1）将S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片滑到最左端后，对R2短路，只有R1连入电路，由欧姆定律计算R1的阻值；
（2）将S1、S2断开，滑动变阻器R0与R1串联，根据串联电路的特点和欧姆定律即可求出电流表的示数；
（3）S1、S2闭合，滑动变阻器R0、R2并联，电流表测量干路电流，根据电流表的量程可知干路最大电流等于0.6A，由串联电路特点及欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最小阻值；然后即可判断滑动变阻器的取值范围。
【解答】解：
（1）由图知，将S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片滑到最左端后，对R2短路，只有R1连入电路，
根据I＝可得：
R1＝＝＝20Ω；
（2）将S1、S2断开，滑动变阻器R0与R1串联，滑动变阻器滑到最右端后，则总电阻为：
R＝R0+R1＝30Ω+20Ω＝50Ω，
则电流表示数为I＝＝＝0.12A；
（3）S1、S2闭合，滑动变阻器R0、R2并联，电流表测量干路电流，由于电流表的量程为0～0.6A，
则干路最大电流为0.6A，
所以，通过R0最大电流为：
I0最大＝I最大﹣I2＝I最大﹣＝0.6A﹣＝0.3A；
根据I＝可得：
R0最小＝＝＝20Ω；
所以，滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为20Ω～30Ω。
答：（1）定值电阻R1的阻值为20Ω；
（2）将S1、S2断开，滑动变阻器滑到最右端后，电流表此时的示数为0.12A；
（3）若电流表的量程为0～0.6A，将S1、S2闭合，滑动变阻器的取值范围为20Ω～30Ω。
【点评】本题考查了串并联电路特点和欧姆定律的应用，分析清楚电路结构、应用串联电路特点及欧姆定律即可正确解题。