广东省惠州市博罗县杨村中学2023-2024学年九年级下学期开学物理试卷

这是一份广东省惠州市博罗县杨村中学2023-2024学年九年级下学期开学物理试卷，共32页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验题，计算题，综合能力题等内容，欢迎下载使用。
1．（3分）“能量”单位的命名，是为了纪念科学家（ ）
A．安培B．伏特C．欧姆D．焦耳
2．（3分）下列实例中，通过做功改变内能的是（ ）
A．盛夏时，吃雪糕解暑
B．搓手时，手感到热
C．天冷时，用热水袋取暖
D．发烧时，用湿毛巾给头部降温
3．（3分）新能源电动汽车被越来越多的家庭所接受，其核心部件是电动机。下列能说明电动机工作原理的是（ ）
A．
B．
C．
D．
4．（3分）功率相同的下列四种用电器，分别接入家庭电路中，在相同的时间内，通过它们的电流产生的热量最多的是（ ）
A．电烙铁B．电风扇C．电视机D．洗衣机
5．（3分）关于热量、温度、内能之间的关系，下列说法正确的是（ ）
A．物体温度升高，内能一定增加
B．物体温度升高，一定是吸收了热量
C．物体温度不变，一定没有吸热
D．物体吸收热量，温度一定升高
6．（3分）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，则下列选项中变大的是（ ）
A．通过灯L的电流B．通过变阻器的电流
C．灯L两端的电压D．变阻器两端的电压
7．（3分）物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图象如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图象如图乙时，受到的水平推力为F2．两次推力的功率分别为P1、P2，则下列关系正确的是（ ）
A．F1＝F2 P1＞P2B．F1＝F2 P1＜P2
C．F1＞F2 P1＞P2D．F1＜F2 P1＞P2
二、填空题：（每空1分，共21分）
8．（3分）如甲图所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒带 电，用这根橡胶棒去接触不带电的验电器A，A的金属箔片因 （选填“得到”或“失去”）电子而带电；再用带有绝缘柄的金属棒C把验电器A和不带电的验电器B的金属球连接起来，如乙图所示，在连接的瞬间金属棒中电流的方向是由 （选填“A到B”或“B到A”）。
9．（3分）如图所示，当导体ab在磁场中水平向右运动时，灵敏电流计指针会向右偏转，这个现象是科学家 于1831年发现的，利用此现象可以制成 （选填“电动机”或“发电机”）。若保持导体ab不动，只将蹄形磁体水平向左运动，则灵敏电流计指针 （选填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）。
10．（3分）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧。此过程中活塞对筒内气体做功，这与四冲程汽油机的 冲程的能量转化相同。某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，该汽油机每秒钟对外做 次功。图中乙所示是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在 冲程。
11．（3分）如图所示是一个能吹出冷风和热风的电吹风简化电路图，图中A是吹风机，B是电热丝。闭合开关 电吹风吹出热风，闭合开关 吹出冷风，在电路正常的情况下，此吹风机 （填“会”或“不会”）出现电热丝发热而吹风机不送风的工作状态。
12．（3分）如图是“探究电流通过导体产生的热量与电阻大小关系”的实验，实验过程中要控制 和通电时间相同，通过比较U形管中 ，来判断导体产生热量的多少。实验中电源电压保持不变，为了让导体产生更多热量，使实验现象更明显，R1、R2应选择阻值为 （填“5Ω和10Ω”或“10Ω和20Ω”）的两个电阻完成实验。
13．（3分）一盏标有“220V，100W”的白炽灯正常工作的电阻是 Ω；将这盏灯单独接入装有如图所示的电能表的家庭电路中正常工作2h后，电能表的示数将变为 kW•h，电能表的转盘会转过 圈。
14．（3分）在冬季，很多汽车都配置电加热座椅垫，如甲图所示为某款具有加热功能的座椅垫。通过观察和研究，小明了解到该座椅垫有“高温”“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W，“低温”挡功率为12W。该座椅垫加热部分的电路简图如乙图所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。当座椅垫处于“低温”挡加热时，电路中的电流是 A；电热丝R1的阻值是 Ω；当座椅垫处于“高温”挡加热时，工作10min产生的热量是 J。
三、作图题：（共7分）
15．（2分）如图所示，这时“伏安法”测小灯泡的电阻所需的电路图，请在〇中填上字母A和V，让它们变成电流表和电压表。
16．（2分）如图中甲所示是一个磁悬浮地球仪，球体内有一个条形磁体，上端为S极，其下方环形底座内有一个电磁铁，通过磁极间的相互作用使地球仪悬浮在空中，如图乙是其内部结构示意图请在图中标出电源的“+”极和开关闭合后电磁铁的N极。
17．（3分）请用笔画线代替导线，将图中的电灯、开关和插座正确接入家庭电路中，其中开关控制灯泡。
四、实验题：（6分+6分+8分＝20分）
18．（6分）（1）在某电路中，当开关闭合时，电压表指针偏转如图1甲所示，其原因是：电压表的 ；如图1乙所示电流表的示数为 A。如图1丙所示电阻箱的读数是 Ω。
（2）如图2所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。
①接通电路后，观察到小磁针偏转，说明 ；
②改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，这表明通电导体周围的磁场方向与 的方向有关；
③如果移走小磁针，通电导线周围 （选填“仍存在”或“不存在”）磁场。
19．（6分）李烨在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，选择了质量不同的两个小球、斜面和木块等器材。
（1）甲图实验中，探究的“动能”是指 。
A．小球在斜面上时的动能
B．小球撞击木块时的动能
C．小球撞击木块后的动能
D．小球在刚释放时的动能
（2）为控制小球到达水平面时的速度相等，李烨应让不同质量的小球从斜面的 （选填“不同”或“相同”）高度处释放；用甲图中的装置 （选填“能”或“不能”）探究动能大小与速度的关系；实验过程中是通过 来反映小球的动能大小。
（3）被碰撞的木块在水平木板上滑行一段距离后停下，设木块克服摩擦力做功为Wf，碰撞后木块获得的动能为Ek，忽略空气阻力，则Wf Ek（选填“＞”“＜”或“＝”）。
（4）李烨还想用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究小球的动能大小与质量的关系，如乙图所示，这个设计方案 （选填“可行”或“不可行”）。
20．（8分）小明在实验室做“测量小灯泡电功率”的实验，如图所示，电源（电压恒为4.5V），小灯泡（额定电压为2.5V），电流表、电压表各一个，一个滑动变阻器（20Ω 2A），开关，导线若干。
（1）甲图是小明连接的错误电路，请在应改动的一根导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法；
（2）正确连线后，应将滑片移到最 （选填“左”或“右”）端。闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路故障可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）。
（3）排除故障后，逐步移动滑片，看到如乙图所示的电压表示数，其读数为 V，为使灯泡正常发光，应向 （选填“左”或“右”）端移动滑片P。丙图为灯泡的I﹣U图象，可知灯泡的额定电功率为 W；
（4）利用上述器材，在不改变电路的情况下，小明认为还可以继续探究电流与电压的关系，他的想法是 （选填“正确”或“错误”）的。
（5）为进一步探究电流与电阻的关系，小明找来四个定值电阻（10Ω、15Ω、25Ω、30Ω），将灯泡依次换成以上定值电阻，并设定其两端电压恒为2.5V，在将30Ω电阻接入电路时，发现无论怎样移动滑片，都无法使电压表示数变为2.5V，于是小明想在前面已使用的三个电阻中选一个串联接入电路来继续实验，下列说法正确的是 。
A.只能选10Ω的
B.只能在10Ω或15Ω中任选一个
C.在10Ω、15Ω、25Ω中任选一个
D.无论选哪一个接入电路都无法完成实验
五、计算题：（6分+6分＝12分）
21．（6分）如图所示电路，已知R2＝20Ω，闭合开关后，电流表A1的示数为0.5A，电流表A2的示数为0.3A。求：
（1）电源电压；
（2）电阻R1的阻值；
（3）通电1min整个电路消耗的电能。
22．（6分）如图所示，某工人利用滑轮组将一个重为300N的货箱在6s内匀速提升4m。此过程中，绳子自由端所受的拉力为F，工人做功的功率恒定为0.25kW，动滑轮自重为60N，求：
（1）工人所做的功是多少？
（2）滑轮组机械效率是多少？
（3）拉力F是多少？
六、综合能力题：（6分+6分+7分，共19分）
23．（6分）阅读短文，回答问题。
发光二极管
导体容易导电，绝缘体不容易导电。有一些材料，导电能力介于导体和绝缘体之间，称为半导体。除了导电能力外，半导体有许多特殊的电学性能，使它在许多方面都有重要应用。有的半导体在受热后电阻迅速减小；反之，电阻随温度的降低而迅速增大。利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻。热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精度高。
发光二极管（LED）是半导体二极管中的一种，具有单向导电性。当二极管两端外加正向电压很小，正向电流也几乎为零，当正向电压大于某个值以后，二极管正向导通，电流随电压增大而迅速上升。当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流几乎为零，二极管处于截止状态。外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿，因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。
如图甲是一种常见的LED手电筒的电路图，图乙所示为某发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线。在LED灯中，电能被直接转换为光能，这大大提升了发光的效能，因为在其他灯具技术中，电能首先是被转化为热，只有很小一部分转化成了光。
（1）以下元件不是由半导体材料制成的是 。
A．光敏电阻
B．白炽灯
C．热敏电阻
D．LED灯
（2）LED灯可以直接将电能转化成 ，而白炽灯、日光灯管都是先将电能转化成内能，再有很小一部分转化成光能，因此，LED灯的效率比传统照明灯要 （填“高”或“低”）。
（3）如图乙所示为某发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线。
①由图像可知，当该二极管两端的正向电压为0.2V时，二极管处于 （填“接通”或“截止”）状态；当该二极管两端的反向电压为50V时，二极管将会被击穿。
②该发光二极管两端的正向电压为0.5V时的电阻 （填“大于”“等于”或“小于”）正向电压为0.7V时的电阻。
（4）在图甲电路中，若将LED灯换成热敏电阻，将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度刻度值为20℃（如图丙所示），则25℃的刻度应在20℃ （填“左”或“右”）边。
24．（6分）风车是利用风力做功的装置。小明制作了一架小风车，他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，实验装置如图所示。
（1）观察实验装置，小明是通过测量细线对 做功的功率来测定风车做功的功率；
（2）除了图中的实验器材，还必需的测量工具有：天平、 和 ；
（3）实验时，逐渐增加挂在细线下的回形针数量，直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m，则风车做功的功率P＝ （表达式中的物理量均用符号表示）；
（4）如果选用较粗重的线做实验，则与选用较细的线相比，测得风车的功率值偏 ；风车做功过程中，回形针获得了动能和 能。
25．（7分）随着人民生活水平的提高，汽车已经走进千家万户。
（1）一般家用汽车的发动机是汽油机，汽车发动机冷却剂的主要成分是 （选填“水”或“汽油”），它是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变发动机内能的。若某汽车消耗汽油2kg，这些汽油完全燃烧放出的热量是 J，用来做有用功的那部分能量是2.3×107J，则该发动机的效率是 %。（q汽油＝4.6×107J/kg）
（2）如图所示是一种测定油箱内油量的装置，油量表由电流表改装而成。当油量减少时，油量表示数 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）正常行车过程中，若油箱本身是完好的，但油表指示一直满偏，最可能出现下列哪种情况
A．R0短路
B．R0断路
C．R短路
D．R断路
（4）如图所示各图中能实现油箱内存油量越大，油量表示数越大，且油量表刻度均匀的是 。
参考答案与解析
一、选择题：（每小题只有一个正确答案，每小题3分，共21分）
1．（3分）“能量”单位的命名，是为了纪念科学家（ ）
A．安培B．伏特C．欧姆D．焦耳
【解答】解：“电流”单位的命名，是为了纪念科学家安培；“电压”单位的命名，是为了纪念科学家伏特；“电阻”单位的命名，是为了纪念科学家欧姆；“能量”单位的命名，是为了纪念科学家焦耳。故ABC错误，D正确。
故选：D。
2．（3分）下列实例中，通过做功改变内能的是（ ）
A．盛夏时，吃雪糕解暑
B．搓手时，手感到热
C．天冷时，用热水袋取暖
D．发烧时，用湿毛巾给头部降温
【解答】解：
A、盛夏时，吃雪糕解暑，雪糕吸收热量，人体放热，是能量的转移，是通过热传递改变物体的内能，故A不符合题意；
B、搓手时，手感到热，手的温度升高、内能增大，即机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能，故B符合题意；
C、天冷时，用热水袋取暖，热水袋放出热量、温度降低，即发生了热传递，是通过热传递改变物体的内能，故C不符合题意；
D、发烧时，用湿毛巾给头部降温，毛巾吸收热量、温度升高，是能量的转移，是通过热传递改变物体的内能，故D不符合题意。
故选：B。
3．（3分）新能源电动汽车被越来越多的家庭所接受，其核心部件是电动机。下列能说明电动机工作原理的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【解答】解：A、图中是奥斯特实验的装置图，说明了通电导体周围存在磁场，故A不符合题意；
B、当闭合开关后，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理，故B符合题意；
C、图中没有电源，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针会发生偏转，说明会产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的原理，故C不符合题意；
D、图为探究电磁铁的磁性与线圈匝数关系的实验图，故D不符合题意。
故选：B。
4．（3分）功率相同的下列四种用电器，分别接入家庭电路中，在相同的时间内，通过它们的电流产生的热量最多的是（ ）
A．电烙铁B．电风扇C．电视机D．洗衣机
【解答】解：电风扇主要将电能转化为机械能，电视机将电能主要转化为声和光能，洗衣机将电能主要转化为机械能，故它们应尽量减小发热量，即电阻很小，而电烙铁是利用电流的热效应，电能全部用来发热，故电烙铁的发热量高。
故选：A。
5．（3分）关于热量、温度、内能之间的关系，下列说法正确的是（ ）
A．物体温度升高，内能一定增加
B．物体温度升高，一定是吸收了热量
C．物体温度不变，一定没有吸热
D．物体吸收热量，温度一定升高
【解答】解：A、物体温度升高，内能一定增加，该选项说法正确；
B、物体温度升高，可能是吸收了热量，也可能是外界对它做了功，该选项说法不正确；
C、晶体在熔化的过程中吸热但温度不变，该选项说法不正确；
D、物体吸收热量，温度不一定升高，例如晶体的熔化和液体的沸腾过程，该选项说法不正确。
故选：A。
6．（3分）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，则下列选项中变大的是（ ）
A．通过灯L的电流B．通过变阻器的电流
C．灯L两端的电压D．变阻器两端的电压
【解答】解：因滑片右移时，滑动变阻器接入电阻增大，总电阻变大，根据由欧姆定律可得电路中电流减小，根据U＝IR可知，灯泡两端电压减小；由串联电路的电压规律可得，灯泡两端电压与滑动变阻器两端电压之和等于电源电压，而电源电压不变，故滑动变阻器两端的电压增大，故D正确。
故选：D。
7．（3分）物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图象如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图象如图乙时，受到的水平推力为F2．两次推力的功率分别为P1、P2，则下列关系正确的是（ ）
A．F1＝F2 P1＞P2B．F1＝F2 P1＜P2
C．F1＞F2 P1＞P2D．F1＜F2 P1＞P2
【解答】解：由图象甲可知，物体做匀速直线运动，速度大小为v甲＝＝＝2m/s；
由v﹣t图象乙可知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v乙＝4m/s；
因为两次都是匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，摩擦力没变，故受到的水平推力为F1＝F2；
已知v甲＜v乙，由P＝＝＝Fv可得，两次推力的功率P1＜P2。
故选：B。
二、填空题：（每空1分，共21分）
8．（3分）如甲图所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒带 负 电，用这根橡胶棒去接触不带电的验电器A，A的金属箔片因 得到 （选填“得到”或“失去”）电子而带电；再用带有绝缘柄的金属棒C把验电器A和不带电的验电器B的金属球连接起来，如乙图所示，在连接的瞬间金属棒中电流的方向是由 B到A （选填“A到B”或“B到A”）。
【解答】解：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，接触不带电的验电器A后，A的金属箔片因得到电子而带负电，再用带有绝缘柄的金属棒C把验电器A、B的金属球连接的瞬间金属棒中自由电子定向移动的方向是由A到B，电流的方向是由B到A。
故答案为：负；得到；B到A。
9．（3分）如图所示，当导体ab在磁场中水平向右运动时，灵敏电流计指针会向右偏转，这个现象是科学家 法拉第 于1831年发现的，利用此现象可以制成 发电机 （选填“电动机”或“发电机”）。若保持导体ab不动，只将蹄形磁体水平向左运动，则灵敏电流计指针 向右偏转 （选填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）。
【解答】解：装置图是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，通过灵敏电流计来显示电流，此现象应是电磁感应现象，这个现象是科学家法拉第于1831年发现的；发电机就是根据这一原理制成的；此过程中，机械能转化为电能。
当导体ab向右运动时，电流计指针向右偏转，那么控制导体ab不动，使磁铁向左运动，相当于导体ab向右运动，与原来运动方向相同，因此电流计指针向右偏转。
故答案为：法拉第；发电机；向右偏转。
10．（3分）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧。此过程中活塞对筒内气体做功，这与四冲程汽油机的 压缩 冲程的能量转化相同。某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，该汽油机每秒钟对外做 20 次功。图中乙所示是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在 做功 冲程。
【解答】解：（1）在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，这说明压缩筒内空气做功，机械能转化为内能，使空气的内能增加，温度升高，达到棉花的着火点，棉花燃烧起来；压火仪实验中，活塞的机械能转化为空气的内能，与内燃机的压缩冲程相似；
（2）四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min＝40r/s，则该飞轮每秒钟转40圈。因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以飞轮转40圈，共完成20个工作循环，做功20次；
（3）由图可知，两个气门都关闭，活塞下行，为做功冲程。
故答案为：压缩；20；做功。
11．（3分）如图所示是一个能吹出冷风和热风的电吹风简化电路图，图中A是吹风机，B是电热丝。闭合开关 S1、S2 电吹风吹出热风，闭合开关 S2 吹出冷风，在电路正常的情况下，此吹风机 不会 （填“会”或“不会”）出现电热丝发热而吹风机不送风的工作状态。
【解答】解：开关S2在干路上，S1在B所在的支路，只闭合开关S2时，电热丝所在支路的开关是断开的，电热丝不工作，只有吹风机接入电路，吹出冷风；
同时闭合开关S1、S2时，电热丝与吹风机并联接入电路，同时工作，吹出热风，
在电路正常的情况下，只闭合开关S1时，此时干路开关S2是断开的，电路没有接通，所有用电器都不工作，所以不会出现电热丝发热而吹风机不送风的工作状态。
故答案为：S1、S2；S2；不会。
12．（3分）如图是“探究电流通过导体产生的热量与电阻大小关系”的实验，实验过程中要控制 电流 和通电时间相同，通过比较U形管中 液面高度差 ，来判断导体产生热量的多少。实验中电源电压保持不变，为了让导体产生更多热量，使实验现象更明显，R1、R2应选择阻值为 5Ω和10Ω （填“5Ω和10Ω”或“10Ω和20Ω”）的两个电阻完成实验。
【解答】解：根据焦耳定律可知电流通过导体产生的热量与电流大小、通电时间、电阻大小有关，探究电流通过导体产生的热量与电阻大小关系，需控制电流和通电时间相同，电阻不同；
电流通过导体产生的热量无法直接观察，通过观察U形管中液面高度差，来判断导体产生热量的多少，这是转换法；
由图可知两电阻串联接入电路，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可知电阻越小，通过电路的电流越大，为了让导体产生更多热量，使实验现象更明显，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知通过电路的电流越大，电流产生的热量越多，所以R1、R2应选择阻值为5Ω和10Ω的两个电阻完成实验。
故答案为：电流；液面高度差；5Ω和10Ω。
13．（3分）一盏标有“220V，100W”的白炽灯正常工作的电阻是 484 Ω；将这盏灯单独接入装有如图所示的电能表的家庭电路中正常工作2h后，电能表的示数将变为 1042.8 kW•h，电能表的转盘会转过 240 圈。
【解答】解：（1）L1标有“220V 100W”，其中“220V”是额定电压，灯泡正常工作时的电压U＝U额＝220V；
“100W”是额定功率，灯泡正常工作时的电功率P＝P额＝100W；
由P＝UI可得该灯泡正常工作时的电阻：
R＝＝484Ω；
（2）灯泡正常工作2h消耗的电能：
W＝Pt＝0.1kW×2h＝0.2kW•h，
由于电能表读数时，最后一位是小数位，单位是kW•h，所以原来电能表的示数为1042.6kW•h，
后来电能表的示数为：1042.6kW•h+0.2kW•h＝1042.8kW•h。
则电能表的转盘转过的圈数n＝0.2kW•h×1200r/（kW•h）＝240r。
故答案为：484；1042.8；240。
14．（3分）在冬季，很多汽车都配置电加热座椅垫，如甲图所示为某款具有加热功能的座椅垫。通过观察和研究，小明了解到该座椅垫有“高温”“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W，“低温”挡功率为12W。该座椅垫加热部分的电路简图如乙图所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。当座椅垫处于“低温”挡加热时，电路中的电流是 0.5 A；电热丝R1的阻值是 16 Ω；当座椅垫处于“高温”挡加热时，工作10min产生的热量是 2.16×104 J。
【解答】解：由图乙可知，当座椅垫处于“关”挡时，电路处于断路状态；
由P＝UI可知，当座椅垫处于“低温”挡加热时，电路中的电流：I低温＝＝＝0.5A；
由P＝UI可知，当座椅垫处于“高温”挡加热时，电路中的电流：I高温＝＝＝1.5A；
由图乙可知，当座椅垫处于“高温”挡加热时，电路中只有R1工作，
由I＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝16Ω；
R1工作10min产生的热量：Q＝W＝P高温t＝36W×10×60s＝2.16×104J。
故答案为：0.5；16；2.16×104。
三、作图题：（共7分）
15．（2分）如图所示，这时“伏安法”测小灯泡的电阻所需的电路图，请在〇中填上字母A和V，让它们变成电流表和电压表。
【解答】解：根据图示可知，上面仪表与灯泡并联，因此为电压表；右侧仪表与灯泡串联，因此为电流表，如下图所示：
16．（2分）如图中甲所示是一个磁悬浮地球仪，球体内有一个条形磁体，上端为S极，其下方环形底座内有一个电磁铁，通过磁极间的相互作用使地球仪悬浮在空中，如图乙是其内部结构示意图请在图中标出电源的“+”极和开关闭合后电磁铁的N极。
【解答】解：已知条形磁体上端为S极，则下端为N极，根据同名磁极相互排斥，可知，电磁铁的上端为N极，下端为S极；根据安培定则，伸出右手使大拇指指向电磁铁的N极（电磁铁的上端），则四指弯曲所指的方向为电流的方向，电流从螺线管的下端流入，所以电源的下端为正极，如图所示：
17．（3分）请用笔画线代替导线，将图中的电灯、开关和插座正确接入家庭电路中，其中开关控制灯泡。
【解答】解：（1）灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡，然后回到零线上；
（2）三孔插座的接法：上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线，如下图所示：
四、实验题：（6分+6分+8分＝20分）
18．（6分）（1）在某电路中，当开关闭合时，电压表指针偏转如图1甲所示，其原因是：电压表的 正负接线柱反接 ；如图1乙所示电流表的示数为 0.5 A。如图1丙所示电阻箱的读数是 3204 Ω。
（2）如图2所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。
①接通电路后，观察到小磁针偏转，说明 电流周围存在磁场 ；
②改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，这表明通电导体周围的磁场方向与 电流 的方向有关；
③如果移走小磁针，通电导线周围 仍存在 （选填“仍存在”或“不存在”）磁场。
【解答】解：（1）在某电路中，当开关闭合时，电压表指针向左偏转，其原因是：电压表的正负接线柱反接；
如图1乙选取小量程，分度值为0.02A，所示电流表的示数为0.5A。
如图1丙所示电阻箱的读数是：3×1000Ω+2×100Ω+0×10Ω+4×1Ω＝3204Ω。
（2）①实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，这是著名的奥斯特实验；
②改变直导线中的电流方向，小磁针的偏转方向也发生改变，说明了磁场方向与电流方向有关；
③电流周围的磁场与小磁针的有无无关，故移走小磁针后，该磁场还存在。
故答案为：（1）正负接线柱反接；0.5；3204；（2）电流周围存在磁场；电流；仍存在。
19．（6分）李烨在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，选择了质量不同的两个小球、斜面和木块等器材。
（1）甲图实验中，探究的“动能”是指 B 。
A．小球在斜面上时的动能
B．小球撞击木块时的动能
C．小球撞击木块后的动能
D．小球在刚释放时的动能
（2）为控制小球到达水平面时的速度相等，李烨应让不同质量的小球从斜面的 相同 （选填“不同”或“相同”）高度处释放；用甲图中的装置 能 （选填“能”或“不能”）探究动能大小与速度的关系；实验过程中是通过 木块移动的距离 来反映小球的动能大小。
（3）被碰撞的木块在水平木板上滑行一段距离后停下，设木块克服摩擦力做功为Wf，碰撞后木块获得的动能为Ek，忽略空气阻力，则Wf ＝ Ek（选填“＞”“＜”或“＝”）。
（4）李烨还想用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究小球的动能大小与质量的关系，如乙图所示，这个设计方案 不可行 （选填“可行”或“不可行”）。
【解答】解：（1）小钢球的动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的，所以探究的动能指的是小球撞击木块时的动能，故选B；
（2）要探究动能大小与物体质量的关系，应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下，保持小球到达水平面的速度相同；
图甲中可以让相同小球从不同高度滑下，从而改变速度大小，故图甲中的装置能探究动能大小与速度的关系；
实验中通过观察木块被撞击后移动的距离来判断小球动能的大小；
（3）木块在运动过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以木块克服摩擦做的功等于木块的动能大小，即Wf＝Ek；
（4）观察图乙的装置可知，若用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧弹性势能相同，转化出的动能相同，质量不同，则速度不同，因而不能探究与质量的关系；如果按此方案操作，可以观察到的现象是木块最终移动的距离相同。
故答案为：（1）B；（2）相同；能；木块移动的距离；（3）＝；（4）不可行。
20．（8分）小明在实验室做“测量小灯泡电功率”的实验，如图所示，电源（电压恒为4.5V），小灯泡（额定电压为2.5V），电流表、电压表各一个，一个滑动变阻器（20Ω 2A），开关，导线若干。
（1）甲图是小明连接的错误电路，请在应改动的一根导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法；
（2）正确连线后，应将滑片移到最 左 （选填“左”或“右”）端。闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路故障可能是小灯泡 断路 （选填“短路”或“断路”）。
（3）排除故障后，逐步移动滑片，看到如乙图所示的电压表示数，其读数为 2.2 V，为使灯泡正常发光，应向 右 （选填“左”或“右”）端移动滑片P。丙图为灯泡的I﹣U图象，可知灯泡的额定电功率为 0.5 W；
（4）利用上述器材，在不改变电路的情况下，小明认为还可以继续探究电流与电压的关系，他的想法是 错误 （选填“正确”或“错误”）的。
（5）为进一步探究电流与电阻的关系，小明找来四个定值电阻（10Ω、15Ω、25Ω、30Ω），将灯泡依次换成以上定值电阻，并设定其两端电压恒为2.5V，在将30Ω电阻接入电路时，发现无论怎样移动滑片，都无法使电压表示数变为2.5V，于是小明想在前面已使用的三个电阻中选一个串联接入电路来继续实验，下列说法正确的是 B 。
A.只能选10Ω的
B.只能在10Ω或15Ω中任选一个
C.在10Ω、15Ω、25Ω中任选一个
D.无论选哪一个接入电路都无法完成实验
【解答】解：（1）要测小灯泡功率，电压表应与灯泡并联，由图甲知，电压表测总电压，修改后电路如图所示：
；
（2）为了保护电路，闭合开关前应将滑片移到阻值最大处，即最左端；
电流表无示数，说明电路断路；电压表有示数，说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源两极相连，因此电路故障为与电压表并联的灯泡断路；
（3）电压表使用0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压为2.2V。
要使灯泡正常工作，灯泡两端电压从2.2V增大到2.5V，就要减小变阻器的电压，根据分压原理，滑动变阻器连入电路中的电阻要减小，滑片向右端移动，使电压表的示数为2.5V；
从图像得知，灯泡在2.5V下的电流为0.2A，
小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
（4）由图象知，通过灯泡的电流与电压不成正比，即灯泡电阻是变化的；
电流与电压和电阻有关，在探究电流与电压关系时应保持电阻不变，但灯泡在不同电压下电阻是不同的，所以不改变电路的情况下，无法探究电流与电压的关系；
（5）由题知，探究电流与电阻的关系，定值电阻两端电压恒为2.5V，
若将30Ω电阻连入电阻中，由串联电路特点和欧姆定律有：IR＝I，则：
＝，即＝，
解得R总＝54Ω，
变阻器连入电路的阻值和串联接入的电阻之和：R′＝R总﹣R＝54Ω﹣30Ω＝24Ω，
所以不能选用25Ω的定值电阻与滑动变阻器串联，
因为滑动变阻器的最大值为20Ω，所以需要再串联接入的电阻最小值为：
R串联＝R′﹣R滑大＝24Ω﹣20Ω＝4Ω，故能在10Ω或15Ω中任选一个，故B正确。
故答案为：（1）见上图；（2）左；断路；（3）2..2；右；0.5；（4）错误；（5）B。
五、计算题：（6分+6分＝12分）
21．（6分）如图所示电路，已知R2＝20Ω，闭合开关后，电流表A1的示数为0.5A，电流表A2的示数为0.3A。求：
（1）电源电压；
（2）电阻R1的阻值；
（3）通电1min整个电路消耗的电能。
【解答】解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R2支路的电流。
（1）因并联电路中各支路两端的电压相等，所以由欧姆定律可得电源的电压：U＝I2R2＝0.3A×20Ω＝6V；
（2）因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R1的电流：I1＝I﹣I2＝0.5A﹣0.3A＝0.2A，
则R1的阻值：R1＝＝＝30Ω；
（3）1min整个电路消耗的电能：W＝UIt＝6V×0.5A×60s＝180J。
答：（1）电源电压为6V；
（2）电阻R1的阻值为30Ω；
（3）1min整个电路消耗的电能为180J。
22．（6分）如图所示，某工人利用滑轮组将一个重为300N的货箱在6s内匀速提升4m。此过程中，绳子自由端所受的拉力为F，工人做功的功率恒定为0.25kW，动滑轮自重为60N，求：
（1）工人所做的功是多少？
（2）滑轮组机械效率是多少？
（3）拉力F是多少？
【解答】解：（1）由P＝可知，工人所做的总功：W总＝Pt＝0.25×103W×6s＝1.5×103J；
（2）拉力做的有用功：W有＝Gh＝300N×4m＝1.2×103J，
则滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%；
（3）由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×4m＝12m，
由W总＝Fs可知，拉力：F＝＝＝125N。
答：（1）工人所做的功是1.5×103J；
（2）滑轮组机械效率是80%；
（3）拉力F是125N。
六、综合能力题：（6分+6分+7分，共19分）
23．（6分）阅读短文，回答问题。
发光二极管
导体容易导电，绝缘体不容易导电。有一些材料，导电能力介于导体和绝缘体之间，称为半导体。除了导电能力外，半导体有许多特殊的电学性能，使它在许多方面都有重要应用。有的半导体在受热后电阻迅速减小；反之，电阻随温度的降低而迅速增大。利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻。热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精度高。
发光二极管（LED）是半导体二极管中的一种，具有单向导电性。当二极管两端外加正向电压很小，正向电流也几乎为零，当正向电压大于某个值以后，二极管正向导通，电流随电压增大而迅速上升。当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流几乎为零，二极管处于截止状态。外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿，因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。
如图甲是一种常见的LED手电筒的电路图，图乙所示为某发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线。在LED灯中，电能被直接转换为光能，这大大提升了发光的效能，因为在其他灯具技术中，电能首先是被转化为热，只有很小一部分转化成了光。
（1）以下元件不是由半导体材料制成的是 B 。
A．光敏电阻
B．白炽灯
C．热敏电阻
D．LED灯
（2）LED灯可以直接将电能转化成 光 ，而白炽灯、日光灯管都是先将电能转化成内能，再有很小一部分转化成光能，因此，LED灯的效率比传统照明灯要 高 （填“高”或“低”）。
（3）如图乙所示为某发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线。
①由图像可知，当该二极管两端的正向电压为0.2V时，二极管处于 截止 （填“接通”或“截止”）状态；当该二极管两端的反向电压为50V时，二极管将会被击穿。
②该发光二极管两端的正向电压为0.5V时的电阻 大于 （填“大于”“等于”或“小于”）正向电压为0.7V时的电阻。
（4）在图甲电路中，若将LED灯换成热敏电阻，将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度刻度值为20℃（如图丙所示），则25℃的刻度应在20℃ 右 （填“左”或“右”）边。
【解答】解：（1）由短文材料可知，半导体材料可以制成的光敏电阻、热敏电阻和LED灯，但白炽灯不是半导体材料制成的，故选B；
（2）在LED灯中，电能被直接转换为光能，其几乎不发热，从而减小了电能的损失，而白炽灯、日光灯管都是电能先转化成热，只有很小一部分转化成了光，因此，LED灯的效率比传统照明灯要高；
（3）①由图乙可知，当该二极管两端的正向电压为0.2V时，二极管中的电流为零，此时二极管处于截止状态；
②该发光二极管两端的正向电压为0.5V时，电路中的电流小于正向电压为0.7V时的电流，且I﹣U曲线的倾斜程度变大，由欧姆定律可知，二极管的电阻逐渐减小，因此0.5V时的电阻大于0.7V时的电阻；
（4）从左往右，电流表刻度值是逐渐增大的，而热敏电阻随温度的升高而减小，由I＝可知，电路中的电流越大，故指针将右偏，因此25℃的刻度应在20℃的右侧。
故答案为：（1）B；（2）光；高；（3）①截止；②大于；（4）右。
24．（6分）风车是利用风力做功的装置。小明制作了一架小风车，他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，实验装置如图所示。
（1）观察实验装置，小明是通过测量细线对 回形针 做功的功率来测定风车做功的功率；
（2）除了图中的实验器材，还必需的测量工具有：天平、 刻度尺 和 秒表 ；
（3）实验时，逐渐增加挂在细线下的回形针数量，直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m，则风车做功的功率P＝ （表达式中的物理量均用符号表示）；
（4）如果选用较粗重的线做实验，则与选用较细的线相比，测得风车的功率值偏 小 ；风车做功过程中，回形针获得了动能和 重力势 能。
【解答】解：（1）由实验装置可知，通过测量细线对回形针做功的功率即可粗略测定风车在一定风速下做功的功率；
（2）由W＝Gh＝mgh可知，要测细线对回形针做的功需要天平测出回形针的总质量m和刻度尺测出回形针上升的高度h，
由P＝可得，要测出细线对回形针做功的功率需要秒表测出所用的时间t；
（3）风车做功的功率P＝＝＝；
（4）线本身有质量，对回形针做功的同时要对线做功，选用较粗重的线做实验时对线做的功大于对选用较细做的功，测得风车的功率值偏小；
风车做功过程中，回形针获得了动能和被举高获得的重力势能。
故答案为：
（1）回形针；
（2）刻度尺；秒表；
（3）；
（4）小；重力势。
25．（7分）随着人民生活水平的提高，汽车已经走进千家万户。
（1）一般家用汽车的发动机是汽油机，汽车发动机冷却剂的主要成分是 水 （选填“水”或“汽油”），它是通过 热传递 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变发动机内能的。若某汽车消耗汽油2kg，这些汽油完全燃烧放出的热量是 9.2×107 J，用来做有用功的那部分能量是2.3×107J，则该发动机的效率是 25 %。（q汽油＝4.6×107J/kg）
（2）如图所示是一种测定油箱内油量的装置，油量表由电流表改装而成。当油量减少时，油量表示数 变小 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）正常行车过程中，若油箱本身是完好的，但油表指示一直满偏，最可能出现下列哪种情况 C
A．R0短路
B．R0断路
C．R短路
D．R断路
（4）如图所示各图中能实现油箱内存油量越大，油量表示数越大，且油量表刻度均匀的是 C 。
【解答】解：（1）汽车发动机工作时产生大量热量，这些热量如果不迅速转移，就可能损害发动机，因此利用水的比热容大的特点通过热传递把这些热迅速吸收，使发动机的温度不致升得太高；
2kg汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝m汽油q汽油＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J；
该发动机的效率：η＝＝×100%＝25%；
（2）由图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，油量表（电流表）测量电路中的电流；若油箱中油量越少，由图可知滑动变阻器滑片上移，接入电路中的电阻增大，电路中的总电阻增大，根据欧姆定律可知：电流变小，即电流表的示数变小；
（3）正常行车过程中，油表指示一直满偏，说明电流表示数不变，由I＝可知，在电源电压不变时，电路中的电阻不变，即电路为定值电阻的简单电路，则电路故障为滑动变阻器R短路，故选C；
（4）A．由电路图可知，R0与R串联，
当油箱内存油量越大时，浮子上移，滑片下移，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，
由I＝可知，电路中的电流变大，
由U＝IR可知，R0两端的电压变大，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R两端的电压变小，即油量表的示数变小，故A不符合题意；
B．由电路图可知，R0与R串联，
当油箱内存油量越大时，浮子上移，滑片下移，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，
由I＝可知，电路中的电流I＝变大，
由U＝IR可知，R0两端的电压U0＝IR0＝变大，即油量表的示数变大，
而U0与R0不是线性函数，则油量表的刻度是不均匀，故B不符合题意；
C．R的最大阻值和R0串联接入电路，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流为：I＝，即通过电路的电流为一个定值，电压表与滑动变阻器的上端并联，则电压表的示数可表示为：UP＝IRP＝×RP，所以UP与RP成正比，即油量表刻度均匀，且油箱内存油量越大时，滑动变阻器与电压表并联部分的电阻越大，则电压表示数越大，即油量表示数越大，故C符合题意。
D．由电路图可知，R0与R串联，
当油箱内存油量越大时，浮子上移，滑片下移，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，
由I＝＝可知，电路中的电流变小，
由U＝IR可知，R0两端的电压变小，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R两端的电压变大，即油量表的示数变大，且UR＝U﹣U0＝U﹣，由此可知UR与R不是线性函数，则油量表的刻度不均匀，故D不符合题意。
故答案为：（1）水；热传递；9.2×107；25；（2）变小；（3）C。