辽宁省本溪市2022-2023学年九年级下学期开学物理试题（原卷版+解析版）

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1. 如图为一款家用养生壶，其额定功率约为550W，用它烧开一满壶自来水大约需要6min，以下关于它的相关数据最符合实际的是（ ）
A. 该养生壶正常工作时的电压为380V
B. 标准大气压下，用它烧开一满壶自来水，水大约需要吸收6.72×106J的热量
C. 该养生壶正常工作时的电流为2.5A
D. 该养生壶的加热效率可达到100%
【答案】C
【解析】
【详解】A．该养生壶正常工作时的电压为220V，故A不符合题意；
B．用它烧开一满壶自来水，大约需要6min，则消耗的电能
存在热损失，所以水吸收的热量小于消耗的电能，故B不符合题意；
C．该养生壶正常工作时的电流为
故C符合题意；
D．任何机械都存在额外功，所以该养生壶的加热效率不可能达到100%，故D不符合题意。
故选C。
2. 关于以下四幅图片的描述中正确的是（ ）
A. 甲图：“破镜难圆”说明分子间有斥力
B. 乙图：王亚平老师用水将两个塑料板连接起来，搭建了一座液体桥，说明分子间存在引力
C. 丙图：海绵容易被压缩，说明分子间有间隙
D. 丁图：水结成冰后分子将停止做无规则运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．破碎镜子的断裂处间距过大，超过分子作用力的范围，所以此时无分子作用力，不能用分子作用力来解释，故A错误；
B．当两滴液体靠的极近时，会自动的会聚为一滴，是因为分子间存在引力，故B正确；
C．海绵容易被压缩，是由于海绵为蜂窝状固体，中间有缝隙，所以不能用分子作用力来解释，故C错误；
D．分子动理论中，一切物质的分都在永不停息地做无规则运动，只是运动的快慢受温度的影响，故D错误。
故选B。
3. 如图是跑步机的控制面板，以下说法正确的是（ ）
A. 启动/停止键在跑步机的电路中起到了用电器的作用
B. 跑步机的风扇工作时，将电能全部转化为机械能
C. 控制面板的塑料外壳是绝缘体
D. 若跑步时显示卡路里的指示灯不亮，一定是指示灯发生了短路
【答案】C
【解析】
【详解】A．启动/停止键能控制电路的通断，在跑步机的电路中起到了开关的作用，故A错误；
B．跑步机的风扇工作时，将电能机械能和内能，故B错误；
C．控制面板的塑料外壳不易导电，是绝缘体，故C正确；
D．跑步机各指示灯独立工作，是并联连接，若跑步时显示卡路里的指示灯不亮，可能是电路发生了断路，故D错误。
故选C。
4. 如图为一款用低碳环保材料制成的运动鞋，在其侧面为喜欢夜跑的顾客设计安装了几个LED指示灯，指示灯由可充电纽扣电池供电。以下说法正确的是（ ）
A. 连接电路时，应使电流从长脚流入LED指示灯才能发光
B. 为了互不影响LED指示灯应该串联
C. 用充电器给纽扣电池充电时，纽扣电池是电源
D. LED指示灯是由超导材料制成的
【答案】A
【解析】
【详解】A．发光二极管具有单向导电性，连接电路时，应使电流从长脚（正极）流入LED指示灯才能发光，故A正确；
B．并联电路各支路的用电器是互不影响的，所以为了互不影响，LED指示灯应该并联，故B错误；
C．用充电器给纽扣电池充电时，纽扣电池消耗电能，是用电器，故C错误；
D．LED指示灯是由半导体材料制成的，故D错误。
故选A。
5. 防盗门智能锁最常用的解锁方式有两种，分别为指纹解锁（S1）和密码解锁（S2），采用任意一种解锁方式开锁时，该解锁开关立即闭合，门锁芯里面的电动机就会启动工作。以下电路符合要求的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知，采用任意一种解锁方式开锁时，该解锁开关立即闭合，门锁芯里面的电动机就会启动工作，这说明两个开关是并联的，然后与电动机串联，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
6. 如图所示电路中，只闭合开关S1时，电压表，电流表均无示数；同时闭合S1、S2时，电流表有示数，电压表无示数，电路中仅有一处故障。以下判断正确的是（ ）
A. R3断路B. R2断路C. R2短路D. R1断路
【答案】D
【解析】
【详解】只闭合开关S1时，三电阻串联，电流表和电压表均无示数，说明断路，而电压表没有示数，说明R1或者R3断路；同时闭合S1、S2时，电路中只有R3，电流表有示数，说明不是R3断路。所以故障原因是R1断路。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
7. 标有“3V 1.5W”字样的小灯泡L1和“6V 9W”字样的小灯泡L2接入如图所示的电路中，电源由两节新干电池串联组成，不考虑温度对灯丝电阻的影响，以下说法正确的是（ ）
A. 只闭合开关S2时，L1和L2串联，且L1两端电压小于L2两端电压
B. 只闭合开关S1和S3时，L1和L2并联，且L1更亮
C. 若只让L1发光，只能通过同时闭合开关S1和S2，断开S3的方法来实现
D. 为了电路安全，不能同时闭合开关S1、S2、S3
【答案】D
【解析】
【详解】已知灯L1为“3V 1.5W”，灯丝L1电阻
灯L2为“6V 9W”，灯L2的电阻
A．闭合开关S2时，L1和L2串联，根据串联电路电压的特点，L1的电阻大于L2的电阻，故L1两端的电压大于L2两端的电压，故A错误；
B．闭合开关S1和S3时，L1和L2并联，电源由两节新干电池串联组成，电源电压是3V，灯L1的实际功率
故B错误；
C．只让L1发光，只需要闭合开关S1断开开关S3，S2是否闭合不会造成影响，故C错误；
D．不能同时闭合开关S1、S2、S3，否则会造成电源短路，故D正确。
故选D。
8. 每一辆超重车辆的上路运行，都是对公路健康的破坏，对道路安全的忽视。如图所示是小兰同学利用一块电压表根据所学物理知识设计的车辆计重秤装置，关于她设计的电路以下说法中正确的是（ ）
A. R1在电路中没有作用，可以去掉
B. 车辆越重，电路中的电流越小
C. 电路中R相当于一个滑动变阻器，车辆越重，计重秤示数越大
D. 闭合开关后，当计重秤上没有车辆时，Rt两端的电压为0
【答案】C
【解析】
【详解】由电路图可知，定值电阻Rt与滑动变阻器R串联在电路中，电压表与定值电阻Rt并联。
A．当车辆很重，滑片滑到最下端时，滑动变阻器R接入电路的阻值为0，如果去掉定值电阻Rt将形成电源短路，因此值电阻Rt有保护电路的作用，不可去掉，故A错误；
B．当车辆越重时，滑片向下滑，R连入电路的阻值变小，电路总电阻变小，电源电压不变，由可知，电路的电流变大，故B错误；
C．当车辆越重时，电路的电流变大，由串联电路的电流规律可知，定值电阻Rt中的电流变大，根据欧姆定律可知，定值电阻Rt两端的电压即计重秤示数变大，故C正确；
D．闭合开关后，当计重秤上没有车辆时，变阻器R的接入电阻最大，由欧姆定律可知，电路中的电流最小，但不为零，据欧姆定律可知，定值电阻Rt两端的电压不为0，故D错误。
故选C。
9. 2022年12月2日晚，长征二号F遥十五火箭搭载神舟十五号载人飞船发射成功，与神舟十四号航天员乘组顺利交接。以下说法正确的是（ ）
A. 火箭发动机不是热机
B. 长征二号火箭用四氧化二氮和偏二甲肼做燃料，是因为其热值小
C. 燃料在燃烧过程中，将化学能转化为内能
D. 火箭升空过程中，某些能量存在损耗，但不违背能量守恒定律
【答案】CD
【解析】
【详解】A．火箭发动机属于热机，故A错误；
B．长征二号火箭用四氧化二氮和偏二甲肼做燃料，是因为其热值大，与其他燃料相比，质量相同时燃烧产生的热量多，故B错误；
C．燃料在燃烧过程中，向外放热，将化学能转化为内能，故C正确；
D．火箭升空过程中，某些能量存在损耗，但不违背能量守恒定律，整个过程没有能量的凭空产生或消失，故D正确。
故选CD。
10. 如图所示的电路中，电源两端电压恒定不变，闭合开关S，滑动变阻器R1的滑片从中点向左移动的过程中，以下说法正确的是（ ）
A. A1的示数变小，A3的示数始终为0
B. A1与A2的示数之差等于A3的示数
C. V与A2的示数的比值不变
D. V与A1的示数乘积变小
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．根据电路图可知，该电路为并联电路，电流表A1测量干路中的电流，电流表A2测量通过R0的电流，电流表A3测量通过R1的电流，电压表测量电源电压； 由于电源电压不变，所以电压表示数不变； 闭合开关S，滑动变阻器R1的滑片从中点向左移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流变小，即电流表A3示数变小（不为零）； 并联电路中各支路互不影响，所以通过R0的电流不变，电流表A2示数不变； 根据并联电路的电流规律可知，干路中的电流变小，则电流表A1示数变小。故A错误；
B．根据并联电路的电流规律可知，A1与A2的示数之差等于A3的示数，故B正确；
C．V与A2的示数都不变，其比值不变，故C正确；
D．V的示数不变，A1的示数变小，则V与A1的示数乘积变小，故D正确。
故选BCD。
11. 如图，R1和R2的电阻比为3︰4，在“〇”处可以连接电流表或电压表测量电路中的电流和电压，电路可以正常工作。以下说法正确的是（ ）
A. 若1、3接电压表，2接电流表，R1和R2串联
B. 若1、3接电压表，2接电流表，1和3两表示数比为4︰7
C. 若1、3接电流表，2接电压表，1表测量R1的电流
D. 若1、3接电流表，2接电压表，2和3两表示数的比值大于2和1两表示数的比值
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．若1、3接电压表，2接电流表，电路等效为
R1和R2串联，故A正确；
B．电压表1测R2两端电压，电压表3测量电源电压，串联电路电压比等于电阻比，所以
故B正确；
C．若1、3接电流表，2接电压表，电路等效为
电路为并联电路，电流表1接在干路上，测量总电流；电流表3接在R2所在支路上，测量R2所在支路电流，故C错误；
D．电压表2测量电源电压，2和3两表示数的比值等于R2阻值，2和1两表示数的比值等于总电阻，并联电阻总电阻小于电路中任何一个电阻，所以2和3两表示数的比值大于2和1两表示数的比值，故D正确。
故选ABD。
12. 小明了解到我国空间站“天宫”每天绕地球转16圈，每圈要经历200℃左右的温差，期间空间站内部如何调控温度呢？通过思考他设计了如图甲所示的电路，模拟空间站控温系统。电源电压保持不变，电路中光敏电阻阻值随光照度变化图像如图乙所示，热敏电阻阻值随温度变化图像如图丙所示，冷却系统可看成一个阻值为10Ω的定值电阻R，指示灯标有“5V 5W”字样（灯丝电阻不变），电热丝阻值为20Ω。闭合开关S，当光照度达到20勒克斯时，自动控制开关连接1，温度到达25℃时，自动控制开关连接2，两种情况下都可使冷却系统工作。当温度低于20℃时，自动控制开关自动连接3，电热丝工作。经过测试，当自动控制开关接1，光照度达到40勒克斯时，小灯泡刚好正常发光。下列说法正确的是（ ）
A. 电源电压为20V
B. 当光照度为20勒克斯，自动控制开关接1时，电路中的电流为0.8A
C. 当自动控制开关接2时，温度从25℃到45℃变化过程中，小灯泡可以在某一时刻正常发光
D. 当温度低于20℃，自动控制开关接3时，电路的总功率为16W
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．当自动控制开关接1，光照度达到40勒克斯时，光敏电阻阻值为5Ω，小灯泡刚好正常发光，电路中的电流
电源电压
故A正确；
B．灯泡的电阻

当光照度为20勒克斯，光敏电阻阻值为10Ω，自动控制开关接1时，电路中的电流为
故B正确；
C．由A可知，当光敏电阻阻值为5Ω，小灯泡刚好正常发光，由图丙可知，温度从25℃到45℃变化过程中，热敏电阻的阻值范围是，所以小灯泡不能正常发光，故C错误；
D．当温度低于20℃，自动控制开关接3时，电路为电热丝和灯泡串联的电路，电路的总功率为
故D正确。
故选ABD。
二、填空题（本题共9小题，每空1分，共26分）
13. 盐鸭蛋是端午佳节的特色美食，它的一种制作方法是在洗净的鸭蛋表面涂抹白酒，粘上盐后用纸包起来，放置一段时间后，鸭蛋就变咸了，这是______现象，温度越______，鸭蛋会变咸得越快。食用时需在水中煮熟，咸鸭蛋升温的过程是通过______的方式增加咸鸭蛋的内能。
【答案】 ①. 扩散 ②. 高 ③. 热传递
【解析】
【详解】[1][2] 鸭蛋会变咸，说明食盐分子进入鸭蛋内，发生了扩散现象。温度越高，分子运动越剧烈，盐分子向鸭蛋中扩散的越快，鸭蛋变咸得越快，这说明扩散快慢与温度有关。
[3] 咸鸭蛋升温的过程中，咸鸭蛋从热水中吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式增加咸鸭蛋的内能。
14. 西晋时张华撰写的《博物志》中有这样的记载：“今人梳头、脱着衣时，有随梳、解结有光者，也有咤声”。这段话描述的是______现象；如果飞机飞行时与空气摩擦会发生同样的现象，这会严重干扰飞机无线电设备的正常工作，所以在飞机两侧机翼尖及飞机的尾部都装有放电刷，它是用______（填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）材料制成的；若飞机放电刷放电时所形成的瞬间电流方向是由飞机到空气，那么说明飞机在与云层摩擦的过程中______（填“得到”或“失去”）了电子。
【答案】 ①. 摩擦起电 ②. 导体 ③. 失去
【解析】
【详解】[1]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，这是摩擦起电现象。
[2]在飞机两侧机翼尖及飞机的尾部都装有放电刷，放掉飞机在空中摩擦所产生的静电，所以它是用导体制成的。
[3]若飞机放电刷放电时所形成的瞬间电流方向是由飞机到空气，由于电流方向与负电荷移动方向相反，电子运动的方向由空气到飞机，则飞机在与云层摩擦的过程中失去电子而带正电。
15. 如图为某品牌护颈仪，该护颈仪工作时，两个导热片可以给人的颈部加热，这利用了电流的______效应。当电量耗尽时，用功率为5W的充电器充电2.1h可充满电。充满电后，可使两个额定功率均为3W的导热片最多同时正常工作______h。
【答案】 ①. 热 ②. 1.75
【解析】
【详解】[1]护颈仪工作时，两个导热片可以给人的颈部加热，这利用了电流的热效应，将电能转化为内能。
[2]导热片最多同时正常工作的时间
16. 如图所示是小明家的电能表，根据电能表参数判断，他家同时使用的用电器总功率不能超过______W。小明断开其它用电器，只将一个电饭煲接入电路，测得2min内电能表转盘转过80转，电饭煲的实际功率为______W，若再打开电热水器使之正常工作，电能表的转盘转速将变______。
【答案】 ①. 4400 ②. 800 ③. 快
【解析】
【详解】[1]用电器最大总功率
[2]2min消耗的电能
实际功率
[3]再打开热水器，电路中总功率变大，由可知，相同时间内消耗的电能增大，所以电能表的转盘转速将变快。
17. 为了环保和节能，本溪市的公交车和部分出租车都已改用电动车，电动车在行驶时电动机将______能转化为机械能。如图是一辆电动车正在充电桩处充电，充电过程中充电线会发热，由此可判断充电桩输出的电能______（填“能”或“不能”）完全转化成电动车电池的化学能。这台电动车电池规格为“100V 200Ah”，该车充满电时存储了______kW·h的电能。
【答案】 ①. 电 ②. 不能 ③. 20
【解析】
【详解】[1]电动车在行驶时电动机消耗了电能，获得了机械能，所以是将电能转化为机械能。
[2]电动车充电过程中充电线会发热，说明有一部分电能转化为内能，所以充电桩输出的电能不能完全转化成电动车电池的化学能。
[3]该车充满电时存储的电能为
W=UIt=100V×200A×1×3600s=7.2×107J=20kW·h
18. 有如图所示两套相同装置，分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，点燃后加热质量相等的同种液体，当燃料______（填“燃烧相同时间”或“全部燃尽”）后，通过比较______的变化，来判断两种燃料热值的大小。用比热容______的液体可以使实验现象更明显。（实验中液体没有沸腾）
【答案】 ①. 全部燃尽 ②. 液体升高的温度 ③. 小
【解析】
【详解】[1]比较不同燃料的热值时，根据可知，要控制燃烧的燃料质量相同，即将相同质量的燃料全部燃尽。
[2]燃料的热值大小不易测量，实验时通过比较液体升高的温度来反映燃料热值的大小，采用了转换法。
[3]由可知，在质量和吸收热量相同时，比热容小的液体温度变化量大，实验现象更明显。
19. 如图所示是内燃机的 _____冲程；若该内燃机在吸气冲程吸入气缸的只有空气，那么它是 _____（填“汽油机”或“柴油机”）；若一台单缸四冲程汽油机飞轮转速为3600r/min，那么1秒钟该内燃机对外做功 _____次。
【答案】 ①. 压缩 ②. 柴油机 ③. 30
【解析】
【详解】[1]图中的气门关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程。
[2]在柴油机的吸气冲程中吸入的是空气，汽油机吸入的是汽油与空气的混合气体。若该内燃机吸入气缸的是纯净空气，那么它是柴油机。
[3]由题知，飞轮每秒转数为
飞轮转一圈，完成两个冲程，故1秒钟该内燃机完成了120个冲程，四个冲程对外做一次功，故1秒钟该内燃机对外做功30次。
20. 如图所示电路，电源电压为7.5V，开关S闭合后滑片P在中点时，小灯泡L正常发光，此时电流表______的示数为0，另一只电流表示数为0.5A，电压表的示数为5V，则小灯泡的额定功率是______W，滑动变阻器的最大阻值为______Ω。
【答案】 ①. A2 ②. 1.25 ③. 20
【解析】
【详解】[1]开关S闭合后滑片P在中点时，电流表A2被短路，所以电流为0。
[2]电路为串联电路，电压表测量滑动变阻器两端电压，示数为5V，则灯泡两端的电压
灯泡的电功率
[3]此时滑动变阻器连入电路的阻值
则滑动变阻器的最大阻值为
21. 如图甲所示，电源电压保持不变。灯泡标有“0.5A”字样。只闭合开关S、S1（电压表接大量程）和只闭合开关S、S2（电压表接小量程）。在保证电路安全的前提下，最大范围调节滑动变阻器的滑片，分别绘制了电压表示数与电流表示数的变化关系图像如图乙所示，则电源电压为______V。只闭合开关S、S2，滑动变阻器连入电路的阻值最大时，小灯泡灯丝电阻为______Ω。小灯泡的额定功率为______W。
【答案】 ①. 4.5 ②. 5 ③. 1.5
【解析】
【详解】[1]只闭合开关S、S1，电路为滑动变阻器的简单电路，由于电压表内阻很大，相当于开路，则滑片移动时，电路的总电阻不变，根据欧姆定律可知，通过电路的电流不变，由乙图可知，此时通过电路的电流为0.1A，由图甲可知，当滑动变阻器的滑片移至最上端时，电压表测电源电压，电压表的示数最大，由图乙可知，此时电源电压的示数为4.5V，因此电源电压为4.5V。
[2]只闭合开关S、S2，滑动变阻器和灯泡串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压。当滑动变阻器连入电路的阻值最大时，由欧姆定律可知，此时电路的电流最小，由图乙可知此时通过电路的电流为0.3A，根据串联分压原理可知，滑动变阻器接入电路阻值最大时，滑动变阻器两端的电压最大，由图乙可知，此时电压表的示数为3V，由串联电路的电压特点可知，此时灯泡两端的电压为
UL小=U-U滑大=4.5V-3V=1.5V
由欧姆定律可知，此时小灯泡灯丝电阻为
[3]灯泡正常发光时通过电路的电流为0.5A，由图乙可知此时电压表的示数为1.5V，由串联电路的电压特点可知，此时灯泡两端的电压为
U额=U-U滑=4.5V-1.5V=3V
则小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=3V×0.5A=1.5W
三、作图题（本题共3小题，每小题3分，共9分）
22. 如图甲所示为一款钢琴灯，其简化电路如图乙。灯L1和L2并联，当只闭合S时，只有L2灯亮；当S、S1都闭合时，两灯都亮，当只闭合S1时，两灯均不发光。请你将图乙的电路补充完整。

【答案】
【解析】
【详解】根据题意可知，灯L1和L2并联，当只闭合S时，只有L2灯亮；当S、S1都闭合时，两灯都亮，当只闭合S1时，两灯均不发光，这说明S在干路中，开关S1与灯泡L1在一条支路中。电路图如图：

23. 如图甲所示为一款带风扇的便携式台灯桌。台灯和风扇可以单独工作，且风扇有两挡风力（通过串联定值电阻实现），图乙是其部分简化电路。请你在虚框内分别填入灯泡、电动机和定值电阻的电路元件符号。
【答案】
【解析】
【详解】台灯和风扇可以单独工作，说明台灯和风扇是并联的；风扇有两档风力，说明通过它的电流可变，用一个开关和定值电阻并联，开关断开时，定值电阻和电动机串联；开关闭合时，将定值电阻短路，如图所示：
24. 如图所示，电压表和电流表分别测量灯泡两端的电压和通过它的电流，滑动变阻器的滑片向左滑动时，灯变亮，且灯通过的最大电流为0.5A。请你用笔画线代替导线将电路中缺少的三条导线补全。

【答案】
【解析】
【详解】电压表和电流表分别测量灯泡两端的电压和通过它的电流，故应该将电压表并联在灯泡两端；滑动变阻器的滑片向左滑动时，灯变亮，故应该将滑动变阻器的左上角接线柱接到开关左边接线柱，左下角接线柱连接到电流表接线柱上，因为灯通过的最大电流为0.5A，故电流表接线柱选择0.6A接线柱，如下图

四、简答题
25. 如图所示为一款迷你家庭用手摇式爆米花机，燃料为安全环保矿物油，某同学认真阅读说明书后，嘣出了一锅香喷喷的爆米花。试回答下列问题：
（1）使玉米粒内能增加的方法是什么？
（2）打开阀门，将爆米花嘣出的瞬间，为何会使水蒸气液化形成“白气”？
【答案】（1）见解析；（2）见解析
【解析】
【详解】（1）爆玉米花时，将玉米粒放入铁罐内加热，玉米粒通过热传递从铁罐吸收热量，使玉米粒的温度升高、内能增大。
（2）打开阀门，将爆米花嘣出的瞬间，气体对外做功，内能减小，温度降低，周围的水蒸气遇冷，液化形成“白气”。
五、计算题（本题共2小题，26题9分，27题9分，共18分。要求写出必要的文字说明、公式、计算过程、数值、单位和答）
26. 2022年10月18日，卡塔尔阿尔卡萨800MW光伏电站正式投产，届此中国光伏点亮卡塔尔世界杯，为首届“碳平衡”世界杯助力。据悉电站共使用了如图所示的200万块双面光伏组件，每天可为卡塔尔提供5×106kW•h的电能，减排二氧化碳约250吨。若这些太阳能电池板每天获得到的太阳辐射能量为9×1013J，求：
（1）光伏电池的光电转化效率是多少？
（2）若这些电能由热值为3.6×107J/m3的天然气完全燃烧产生，所需天然气的体积是多少？（不计热损失）
（3）若一辆高铁电动机效率为90%、功率为5000kW，那么这些电能可以使其运行多少时间？
【答案】（1）20℅；（2）5×105m3；（3）900h
【解析】
【详解】（1）每天提供的电能为
W电=5×106kW·h=5×106×3.6×106J=1.8×10l3J
光伏电池的光电转化效率为
（2）根据题意可知，天然气完全燃烧放出的热量为
Q放=W电=1.8×10l3J
由Q放=Vq可知，所需天然气的体积为
（3）由可知，高铁电动机输出的机械能为
W机=ηW电=90%×1.8×10l3J=1.62×10l3J
由可知，高铁运行的时间为
答∶（1）光伏电池的光电转化效率是20%；
（2）需天然气的体积是5×105m3；
（3）这些电能可以使高铁运行900h。
27. 如图所示是一款暖手宝的简化电路图，额定电压为6V，当开关S0闭合后，可以通过调节单刀双掷开关S，实现高温和低温两种挡位的变化。暖手宝外壳质量为100g，通电后其内部电热丝可对外壳加热，实现暖手宝升温。已知R1的电阻为4Ω，高温挡功率为27W，求：
（1）电热丝R2的阻值是多少？
（2）暖手宝在低温挡正常工作5min，产生的热量是多少？
（3）不计热损失，暖手宝在低温挡正常工作5min时产生的热量，可使其外壳温度升高多少？【c壳＝1.8×103J/（kg•℃）】
【答案】（1）2Ω；（2）2700J；（3）15℃
【解析】
【详解】（1）当S0闭合，S拨到a时，R1、R2并联；当S0闭合，S拨到b时，电路为R1的简单电路；因为并联电路的总电阻小于干各支路的电阻，所以由可知，R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，暖手宝为高温挡；电路是R1的简单电路时，电路中的电阻最大，电功率最小，暖手宝为低温挡。高温挡时，R1的电功率为
因为电路的总功率等于各用电器电功率之和，所以高温挡时，R2的电功率为
P2=P高-P1=27W-9W=18W
由可知，电热丝R2的阻值为
（2）由并联电路的特点可知，低温挡和高温挡时R1的电功率不变，因此低温挡的电功率为
P低=P1=9W
由可知，暖手宝在低温挡正常工作5min，产生的热量为
Q放=W=P低t=9W×5×60s=2700W
（3）因为不计热损失，所以暖手宝外壳吸收的热量为
Q吸=Q放=2700J
由Q吸=cmΔt可知，外壳升高的温度为
答∶（1）电热丝R2的阻值是2Ω；
（2）暖手宝在低温挡正常工作5min，产生的热量是2700J；
（3）不计热损失，暖手宝在低温挡正常工作5min时产生的热量，可使其外壳温度升高15℃。
六、实验、探究题（本题共5小题，共36分）
28. 小希用如图甲、乙所示装置探究“比较不同物质吸热情况”，烧杯中分别装有质量相等的两种液体a、b，找来额定功率分别为50W和80W两种规格的电加热器各两个（忽略热损失）。【cb＝4×103J/（kg·℃）】
（1）为了使被加热物体温度升高的快些，应选用功率为______（选填“80W”或“50W”）的两个相同的电加热器使之正常工作，进行实验；
（2）小希根据实验数据绘制了温度随时间的变化图像，如图丙所示，若液体a、b升高相同的温度，我们可以通过比较______，判断出液体______吸热能力强；根据图像数据可知液体a的比热容为______J/（kg·℃）；
（3）若另一组小月用了与小希相同的实验装置比较液体a、b的吸热情况，选用相同功率的电加热器正常工作，但绘制的a、b两条图线是平行的，试分析造成此结果的原因是没有控制液体a、b的______相同。
【答案】 ①. 80W ②. 加热时间 ③. b ④. 2×103J/（kg·℃） ⑤. 质量
【解析】
【详解】（1）[1]为了使被加热物体温度升高的快些，则相同时间吸热更多，根据
Q=W=Pt
可知，应选用功率为80W的电加热器使之正常工作，进行实验。
（2）[2][3]根据图丙可知，升高20℃， 液体a、b的加热时间分别为3min和6min，由转换法，a、b的吸热之比为1∶2，根据Q=cmΔt可知b的吸热能力强，比热容大。
[4]根据Q=cmΔt可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，则a液体的比热容为
（3）[5]若另一组的小月用了与小希相同的实验装置比较液体a、b的吸热情况，选用相同功率的电加热器正常工作，但绘制的a、b两条图线是平行的，可知加热相同时间（吸热相同）、温度变化相同，根据Q=cmΔt可知，造成此结果的原因是没有控制液体a、b的质量相同。
29. 如图甲是小明在学习欧姆定律后重新设计的“探究影响电阻大小因素”的实验电路图，a、b、c、d是四根合金丝，用一只电压表分别测出了a、b、c、d四根合金丝两端的电压
（1）在测量完a两端电压后，再测量b两端电压时 ___________（填“能”或“不能”）调节滑动变阻器滑片的位置；
（2）为探究导体电阻与横截面积的关系，应比较合金丝a和 ___________两端的电压；合金丝d两端的电压如图乙所示，为 ___________V，将合金丝d与a两端的电压进行比较可得出：导体电阻大小与 ___________有关；
（3）小明通过查阅资料得到：当材料、横截面积相同时，导体电阻的大小与长度成正比的结论，由此可判断上表中合金丝b两端的电压应为 ___________V；
（4）接下来将电压表并联在合金丝a两端，用大功率吹风机对a吹一段时间热风，发现电压表的示数发生了变化，可得出：导体电阻大小与___________有关。
【答案】 ①. 不能 ②. c ③. 0.5 ④. 材料 ⑤. 2.4 ⑥. 温度
【解析】
【详解】（1）[1]在测量完a两端电压后，根据控制变量法可知，不能调节滑动变阻器滑片的位置。
（2）[2]为探究导体电阻与横截面积的关系，需要控制导体的材料、温度相同，应比较合金丝a和c两端的电压。
[3]合金丝d两端的电压如图乙所示，电压表选用的是小量程，示数为0.5V。
[4]合金丝d与a的长度、横截面积和温度相同，两端的电压不同是因为材料不同引起的。
（3）[5]导体a和导体b的材料、横截面积相同，b的长度是a的长度的2倍，即b两端的电压为
1.2V×2=2.4V
（4）[6]接下来将电压表并联在合金丝a两端，用大功率吹风机对a吹一段时间热风，发现电压表的示数发生了变化，这说明电阻的大小发生了变化，变化原因是因为温度变化所致。
30. 小亮用图甲所示的实验装置，探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”。图中两个相同的透明贮气盒内封闭着质量相同的空气，盒内、外电阻均为10Ω。
（1）在实验中，通过观察玻璃管中液体柱左右移动来反映导体______；
（2）探究一：探究导体产生热量与电阻的关系实验。他用图乙中的A盒代替甲图中右盒，闭合开关后，通电2min，可以看到玻璃管中液体柱向左移动。他可以得到结论：在通电时间和______一定时，______越大，导体产生的热量越多；
（3）探究二：探究导体产生热量与电流关系实验。他用图乙中的______盒代替甲图中右盒，目的是使______相同，______不同。闭合开关后，通电2min，发现玻璃管中液体柱没有移动，他检查实验装置气密性良好，则电路出现的故障可能是R1______。排除故障后，继续实验，得出结论；
（4）小亮用2节干电池和发热电阻自制便携式封口机，如图丙所示。接通电路后，封口时封口处的塑料被烫坏了，于是小亮去掉一节电池解决了问题，他解决问题的依据是上面实验中探究______的结论。
【答案】 ①. 产生热量的多少 ②. 电流 ③. 电阻 ④. C ⑤. 电阻 ⑥. 电流 ⑦. 断路 ⑧. 二
【解析】
【详解】（1）[1]甲装置中，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，电阻大小不同，可探究电流产生的热量与电阻的关系，所以通过观察玻璃管中液体柱左右移动来反映导体产生热量的多少。
（2）[2][3]用图乙中的A盒代替甲图中右盒，通过左盒中电阻的电流大小等于通过右盒中电阻的电流，而通电时间相同，根据
可知，通电一段时间后，右盒中电阻产生的热量多，玻璃管中液体柱向左移动，所以可以得到结论：在通电时间和电流一定时，电阻越大，导体产生的热量越多。
（3）[4][5][6]当探究导体产生热量与电流关系实验时，可以用图乙中的C盒代替甲图中右盒，使左右两盒中的电阻阻值相同，但流过的电流不同。
[7]若发现玻璃管中液体柱没有移动，则没有电流流过电阻，电路出现的故障可能是R1断路。
（4）[8]自制便携式封口机就是利用电流的热效应实现高温封口。为了避免封口时总是把塑料袋烫坏，即一定时间内避免产生热量过多，因发热电阻一定，根据
可知，可以去掉一节电池减小电压，从而减小产热，即小亮解决问题的依据是上面实验中探究二的结论，即导体产生热量与电流的关系。
31. 小李同学为了探究“电流与电压、电阻的关系”，他在实验室找到如下实验器材：电压恒为6V的学生电源，电流表，电压表，开关，五个定值电阻（10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω）和标有“0.5A”但最大阻值未知的滑动变阻器，导线若干。设计了如图甲的实验电路。
闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于______（填“a”或“b”）端，此时发现电流表指针的位置如图乙所示，这是因为______；
（一）探究电流与电压的关系
（1）小李排除故障后，将10Ω的定值电阻连入电路，闭合开关，发现电流表读数为0.1A，由此可以得知，该滑动变阻器的最大阻值是______Ω；
（2）小李的实验数据如表所示，根据表中的实验数据可得，在电阻一定时，______；
（二）探究电流与电阻的关系
（1）小李仍然利用图甲所示的电路图，分别把10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω电阻依次连入电路进行实验，滑动变阻器在这个实验中的主要作用是使每次记录电流时定值电阻两端的电压______（填“改变”或“不变”）；
（2）为完成五次实验且保证电路安全，定值电阻两端控制不变的电压应不高于______V；
（3）在使用10Ω和25Ω电阻实验时，当电阻两端电压相同时，滑动变阻器消耗的电功率之比为______。
【答案】 ①. a ②. 电流表未调零 ③. 50 ④. 电流与电压成正比 ⑤. 不变 ⑥. 2.25 ⑦. 5︰2
【解析】
【详解】[1]为了保护电路，在闭合开关前，要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即a端。
[2]开关没有闭合，电路中没有电流，图中电流表指针没有指示零刻度，原因是没有将电流表调零。
（一）探究电流与电压的关系
（1）[3]定值电阻两端的电压
串联电路电流处处相等，滑动变阻器的最大阻值为
（2）[4]由表中数据可知，当电阻一定时，电压变为原来的几倍，电流就为原来的几倍，故得出结论：在电阻一定时，电流与电压成正比。
（二）探究电流与电阻的关系
（1）[5]在探究电流与电阻的关系时，由可知，要控制电阻两端的电压保持不变。
（2）[6]串联电路电压比等于电阻比，则
解得
（3）[7]串联电路电压比等于电阻比，在使用10Ω和25Ω电阻实验时，当电阻两端电压相同时，电压比为一定值，则电阻比也为一个定值，滑动变阻器连入电路的阻值之比等于定值电阻阻值之比，即
根据可知，滑动变阻器消耗的电功率等于电阻之比的倒数，所以
32. 小明利用电压恒为6V的电源、滑动变阻器、阻值未知的定值电阻、电压表、电流表、开关等器材设计了如图甲所示的电路，来测量定值电阻的阻值。
（1）图乙为小明根据电路图甲连接的实物图，有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确______；
（2）小明按照如图甲的电路图正确连接实物电路后。闭合开关，将滑动变阻器滑片移动到某一位置时，电压表示数为1.2V，电流表的示数如图丙所示为______A，可计算出定值电阻R的阻值为______Ω；
（3）小明将滑动变阻器滑片从右逐渐向左移动，并______电压表和电流表的量程，测得多组对应的电压、电流值，如表所示：
（4）如图丁所示为小明绘制出电流表与电压表示数关系图像。小红看到图像后发现：实验过程中电流在小于0.8A时图像为一条直线，之后变为一条曲线，分析原因是因为电流很大时，定值电阻的温度升高，其电阻会______；
（5）完成上面实验后，小明又利用电源电压恒为6V的电源，一个电阻箱（可以读出阻值的变阻器）设计了如图戊所示的电路来测量未知电阻Rx的阻值。小灯泡铭牌上标有“3V”字样，请完成下面的实验步骤：
①将电阻箱调至最大值后串联在______（填“A”或“B”）点，闭合开关S，调节电阻箱电阻，使电压表示数为______V，小灯泡正常发光，读出此时电阻箱阻值为5Ω；
②断开开关，将电阻箱改接到另外一点，再闭合开关S，______（填“电阻箱阻值不变”或“改变电阻箱的电阻”），读出电压表示数为4V；
③未知电阻Rx的阻值：Rx＝______Ω。
【答案】 ①. ②. 0.4 ③. 3 ④. 改变 ⑤. 增大 ⑥. B ⑦. 3 ⑧. 电阻箱阻值不变 ⑨. 10
【解析】
【详解】（1）[1]图中电流表与电阻并联，电压表串联在电路中，错误的导线是连接电流表0.3A接线柱和定值电阻右接线柱的导线。将错误导线去除后，再用导线将定值电阻右接线柱与电压表负接线柱相连，如图所示
（2）[2]电流表连接的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.4A。
[3]电阻的阻值
（3）[4]图中电流表和电压表连接的都是小量程，表中数据都超过了电表的量程，所以接下来的操作是改变电流表和电压表的量程，都将导线改接到大量程接线柱上。
（4）[5]当电压为4V时，电阻为
当电压为5V时，电阻为
随着温度升高，电阻的阻值变大。
（5）[6]电压表要测量灯泡两端的电压，所以要将电阻箱串联在B点。
[7]灯泡正常发光两端的电压为3V，所以调整电阻箱阻值，直至电压表示数为3V。
[8]将电阻箱改接到A点，电压表测量灯泡和电阻箱两侧的总电压，不改变电阻箱的阻值大小，电路中的电流不变。
[9]由[7][8]可知，电阻箱两端的电压为1V，则电路中的电流为
电阻Rx的阻值
导体
材料
长度
横截面积
电压表示数/V
a
镍铬
L
S
1.2
b
镍铬
2L
S
c
镍铬
L
2S
0.6
d
锰铜
L
S
电压U/V
1
2
3
4
5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.6
1.2
1.8
2.4
3.0
4.0
4.8
I/A
0.2
0.6
0.8
0.9
1.1
1.2