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广东省深圳市南山区2024-2025学年九年级上学期期末教学质量检测物理试题
一、单项选择题（共7小题，每小题2分，共14分）
1．（2024九上·南山期末）下列用电器正常工作时，通过的电流最大的是（　　）
A．家用空调器 B．家庭节能灯 C．计算器 D．电子手表
【答案】A
【知识点】电流和电流的单位换算
【解析】【解答】 根据生活经验可知，家用空调的工作电流约为5.5A～12A；家庭节能灯的电流大约是0.1A，计算器的工作电流约为100μA；电子手表中的电流非常小，大约为3μA；故A符合题意，BCD不合题意。
故选A。
【分析】 根据我们对生活中常见电器电流大小的了解去选择。
2．（2024九上·南山期末）下列事例中与“水的比热容较大”这个特性有关的是（ ）
A．夏天，洒水车在马路上洒水降温
B．冬天，北方菜窖里放几桶水，以防窖内的菜被冻坏
C．生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度
D．在较大的河流上建水电站，用水来发电
【答案】C
【知识点】凝固与凝固放热特点；汽化及汽化吸热的特点；比热容的定义及其计算公式
【解析】【解答】A、在马路上洒水降温，利用了水蒸发吸热，降低环境温度，A不符合题意；
B、在菜窖里放几桶水，在温度降低时，水凝固放热，以防窖内的菜被冻坏，B不符合题意；
C、生物体含水量高，水的比热容较大，吸收热量后，温度变化小，可调节生物体自身的温度，C符合题意；
D、在河流上建水电站，用水发电，是水具有水能，D不符合题意。
故选C。
【分析】水的比热容较大，吸收热量后，温度变化小；水蒸发吸热，凝固放热，伴随吸热或放热；水电站利用了水能发电。
3．（2024九上·南山期末）如图所示，将试管中的水加热后，水蒸气从橡皮塞小孔冲出，推动风车转动。汽油机工作时，与水蒸气推动风车转动时能量转化过程相同的冲程是（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】试管中的水加热不断汽化为水蒸气，水蒸气从橡皮塞小孔冲出，推动风车转动，该过程涉及到的能量转化为内能转化为机械能。和热机的做功冲程类似，该冲程的特点为进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火，B正确，ACD错误；
综上选B。【分析】做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能。
4．（2024九上·南山期末）学校大门采用人脸识别系统智能控制师生进出校门，如图所示，当有人站到识别器前时开关S1闭合，灯泡发光，照亮人脸进行识别，当系统自动识别到本校师生时，开关S2闭合，电动机M工作打开闸门放行。只闭合S2时，灯泡和电动机M均不工作。下列电路设计符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】 当有人站到识别器前时开关S1闭合，灯泡发光，照亮人脸进行识别，当系统自动识别到本校师生时，开关S2闭合，电动机M工作打开闸门放行。只闭合S2时，灯泡和电动机M均不工作。 所以灯和电动机为并联；开关S1闭合，灯L发光，S2闭合，电动机M工作，只闭合S2时，灯L和电动机M均不工作，则S1在干路上，S2和电动机串联。C正确，ABD错误；
故选C。
【分析】电路的串并联：串联：电路元件首位相连，用电器相互干扰，并联：电路元件首首相连，用电器互不干扰，开关在干路上控制整个电路的通断，开关在支路上控制单个支路的通断；家庭、公共场所的电路为并联电路。
5．（2024九上·南山期末）如图所示是一种静电喷涂枪，通电后，它可以使涂料微粒带上负电荷；当涂料喷出后，更易形成分散的雾状微粒，并均匀分布到被喷涂的工件上。下列说法正确的是（　　）
A．喷涂枪口与被喷涂工件之间形成向左的电流
B．若被喷涂工件带上负电荷，能使喷涂效果更好
C．涂料喷出后更易形成分散的雾状是因为分子间存在很大的间隙
D．涂料喷出后更易形成分散的雾状是因为同种电荷相互排斥
【答案】D
【知识点】电荷间的相互作用规律；电流的方向
【解析】【解答】A.图中，负电荷向左运动，所以喷涂枪口与被喷涂工件之间形成向右的电流，故A错误；
B．若被喷涂工件带上负电荷，由于同种电荷相互排斥，所以喷出的带负电和工件相互排斥，可能喷不上，故B错误；
CD．喷出的涂料微粒带有同种电荷，由于同种电荷相互排斥，所以涂料喷出后形成分散的雾状，故C错误，D正确。
故选D。
【分析】两种电荷：丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电；橡胶棒摩擦毛皮，橡胶棒带负电。
摩擦起电的实质为电子的转移，物体失去电子带正电，物体得到电子带负电，如两种电荷：丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电（失去电子）；橡胶棒摩擦毛皮，橡胶棒带负电（得到电子）。
6．（2024九上·南山期末）如图是小明家的电能表表盘示意图，断开其它用电器，只让热水壶单独工作2min，发现转盘转动了。下列说法正确的是（　　）
A．电能表是用来测量用电器消耗电能快慢的仪器
B．若接在该电能表上的用电器再消耗的电能，显示示数将为
C．该电热水壶在1min内消耗电能600J
D．该电热水壶的实际功率为1000W
【答案】D
【知识点】电能表参数的理解；电功率的计算
【解析】 【解答】A．电能表是用来测量用电器消耗电能多少的仪器，故A错误；
B．电能表最后一位是小数，此时示数为781.5kW·h，若用电器再消耗的电能，电能表示数将为，故B错误；
C．热水壶单独工作2min，电能表转盘转动了100r，根据电能表的规格计算消耗的电能为，所以1min内消耗电能，故C错误；
D．根据W=Pt计算该电热水壶的实际功率为，故D正确。
故选D。
【分析】1、电能表参数的理解：电能表是计量电能的仪表，电能表的数字中最后一位表示的是小数点后一位，电能表正常工作电压和电流为220V 10A，最大电流为20A，某段时间所用电能为电能表示数之差。某段时间消耗电能的计算：n/3000r kW·h n为灯光闪烁次数
2、功率公式的应用：W=Pt。
7．（2024九上·南山期末）如图是探究焦耳定律的实验装置，U形管中液面高度的变化反映密闭容器中空气温度的变化。下列说法正确的是（　　）
A．实验时U形管中液面高度没有变化，一定是电路中某处断路
B．通电时，通过电阻丝R1和R2的电流不同
C．U形管内液面上升的高度越高，说明电阻丝产生的热量越少
D．在探究导体产生的热量与电阻的关系时，R1和R2电阻丝的阻值应不同
【答案】D
【知识点】电路的三种状态；串联电路的电流规律；电流的热效应
【解析】【解答】A．实验时U形管中液面高度没有变化，可能时电路出现断路，导致没有电热产生，可能是装置的气密性不好，故A错误；
B．由图可知，电阻丝R1 和R2 串联在电路中，所以通电时通过电阻丝R1 和R2 的电流相同，故B错误；
C、U 形管内液面上升的高度越高，说明电阻丝产生的热量越多，故C错误；
D．在探究导体产生的热量与电阻的关系时，改变电阻大小，控制其他因素相同，所以R1 和R2 电阻丝的阻值应不同，故D正确。
故选D。
【分析】探究电流的热效应：原理为焦耳定律Q=I2Rt，所以产热量和电阻成正比，和电流的平方成正比，实验中通过液面高度差的变化作为观察指标转化为电流的产热量。
转换法：在物理实验中，某些物理量（内能、电能）难以直接观察，需要转换成容易观察的指标进行测量，如本题中热能的大小难以直接测量，所以需要通过 液面高度差的变化进行测量；控制变量法：在物理实验中，存在多个影响因素共同决定某个物理量，如电流的热效应的影响因素有：电阻和电流。在探究某个单一变量对物理量的影响时，需要控制其余变量相同，如探究 导体的发热量可能与导体的电阻的关系时，需要电流相同，故选择串联电路。
二、作图题（共2小题，每小题2分，共4分）
8．（2024九上·南山期末）吸油烟机的主要元件有照明灯，电动机。在使用中，有时需要照明灯、电动机同时工作，有时需要它们各自独立工作。请将图中的元件连接成符合要求的电路。
【答案】
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】由题意可知， 有时需要照明灯、电动机同时工作，有时需要它们各自独立工作 ，所以照明灯、电动机并联，且每个开关控制一个用电器故电路连接如下：
【分析】电路的串并联：串联：电路元件首位相连，用电器相互干扰，并联：电路元件首首相连，用电器互不干扰，开关在干路上控制整个电路的通断，开关在支路上控制单个支路的通断；家庭、公共场所的电路为并联电路。
9．（2024九上·南山期末）请在图中的两个虚线框内，选填“电源”和“开关”的符号，满足当开关都闭合时两灯组成并联电路。
【答案】
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】电源置于下面的虚线框，开关置于上面的虚线框，开关闭合后，电路中只有下面的灯泡工作，所以电源置于上面的虚线框，开关置于下面的虚线框，如图所示
【分析】电路的串并联：串联：电路元件首位相连，用电器相互干扰，并联：电路元件首首相连，用电器互不干扰，开关在干路上控制整个电路的通断，开关在支路上控制单个支路的通断；家庭、公共场所的电路为并联电路。
三、填空题（共3小题，共8分）
10．（2024九上·南山期末）如图甲所示电路，当开关S闭合后，两灯均发光，电流表的指针偏转情况如图乙所示，其中a电流表测量的是　 　（选填“干路”“灯L1“或“灯L2”）中的电流，b电流表的读数应为　 　A，通过灯L2的电流是　 　A。
【答案】灯L1；1.2；0.9
【知识点】并联电路的电流规律
【解析】【解答】由电路图可知，电流表a测L1支路的电流，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，b位于干路，据图可知b电流表指针的偏转角小于a电流表指针的偏转角，所以b的量程大，示数为1.2A；a电流表的量程为0~0.6A，示数为0.3A。由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以L2中的电流为1.2A-0.3A=0.9A。
【分析】并联电路规律：并联电路电压相等、支路电流之和为干路电流。
11．（2024九上·南山期末）如图为某汽油机的能量流向图，其热机效率为　 　（用图中的符号表示）；若完全燃烧0.21kg汽油所产生的能量全部被水吸收，能使质量为100kg，初温为20℃的水温度升高到 　 　℃。[c水＝4.2×103J/（kg ℃），q汽油＝4.6×107J/kg]
【答案】；43
【知识点】比热容的定义及其计算公式；燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】从图中可知，热机效率为，结合热值公式计算可知完全燃烧0.21kg汽油放出的热量，根据可知，水升高的温度，水的初始温度为20℃，所以水的末温。
【分析】1、机械效率：η= 。
2、热值公式Q=mq，热量的计算：公式为Q=cmΔt。
12．（2024九上·南山期末）如图所示，智能手机的指纹识别解锁是目前较为常见的解锁方式，方便人们使用。
（1）手指轻触感应区，识别出正确的指纹后手机自动开锁，则感应区相当于指纹识别电路中的　 　（填电路元件）；
（2）“充电五分钟，通话两小时”是某手机的闪充功能宣传语。它的闪充充电器的充电电压为5V，充电电流为4A，则充电5min最多可以充入的电能有　 　J；该手机的电池容量是，并标有“输出电压3.8V”的字样。若不改变充电电流，要求在30min内充满电，至少需要　 　V的充电电压。
【答案】（1）开关
（2）6000；5.7
【知识点】电路的构成及电路图；电功的计算
【解析】【解答】（1）感应区识别出正确的指纹后手机自动开锁，当于电路中的开关。
（2）闪充充电器的充电电压为5V，充电电流为4A，根据电功公式W=UIt计算可知则5min最多可以充入电能；手机的电池容量是，输出电压为3.8V，充满电储存的电能；同理计算充电电压为。
【分析】1、完整的电路包括电源（提供电压）；导线，开关（控制电路通断）；用电器（消耗电能）。
2、电功的公式：W=UIt。
（1）手指轻轻触碰感应区，识别出正确的指纹后手机自动开锁，感应区相当于电路中的开关，对手机起控制作用。
（2）[1]闪充充电器的充电电压为5V，充电电流为4A，则5min最多可以充入电能
[2]手机的电池容量是，并标有“输出电压3.8V”的字样，则手机电池充满电时储存的电能
充电电流为4A，在不改变充电电流的情况下，要在30min内充满该手机电池，则充电电压为
四、实验题（共3小题，共18分）
13．（2024九上·南山期末）在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中，采用图中所示的实验装置。a、b、c是镍铬合金制成的三根导线，a、b长度相同但横截面积不同，a、c横截面积相同但长度不同，导线d由锰铜合金制成，长度、横截面积与导线b相同。
（1）图中是通过观察　 　来比较导体电阻的大小，这里用到的物理实验方法为　 　；
（2）在探究导体电阻大小与长度的关系时，应选用的两根金属丝是　 　（填字母）；如果只用一根金属丝a进行实验，可以探究导体电阻大小与　 　的关系（填序号）；
①长度、横截面积
②长度、材料
③横截面积、材料
（3）在我国城乡地区进行输电线路的改造，将原来细的输电线换成较粗的输电线，这样可以　 　（选填“增大”或“减小”）输电线的电阻，进而减小电能损失。
【答案】（1）电流表示数；转换法
（2）a、c；①
（3）减小
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】（1）电阻阻值难以从实验中直接观察，所以实验中采用转化法通过观察电流表的示数判断导体电阻的大小。
（2）探究导体电阻大小与长度的关系时，并量为长度，所以应选择a、c两根金属丝。只用一根金属丝a，可以通过改变夹子的位置进而改变电阻丝接入电路的长度，也可以把电阻丝对折改变电阻丝的横截面积，进而可以探究导体电阻大小与长度、横截面积的关系， ① 正确，②③错误；
故选①。
（3）原来细的输电线换成较粗的输电线，增加了导线的横截面积，减小了输电线的电阻，进而减小电能损失。
【分析】1、物理学方法：转换法：在物理实验中，某些物理量（动能、电能）难以直接观察，需要转换成容易观察的指标进行测量，如本题中电阻的大小难以直接测量，所以需要通过电流表进行测量；控制变量法：在物理实验中，存在多个影响因素共同决定某个物理量，如电阻的影响因素有：材料、电阻丝的长度、横截面积。在探究某个单一变量对物理量的影响时，需要控制其余变量相同，如探究 导体的电阻可能与导体的横截面积的关系时，需要控制材料、电阻丝的长度相同。
2、电流的热效应：原理为焦耳定律Q=I2Rt，所以产热量和电阻成正比，和电流的平方成正比，细的输电线换成较粗的输电线，增加了导线的横截面积，减小了输电线的电阻，所以减小产热量。
（1）[1][2]实验中通过观察电流表的示数判断导体电阻的大小，采用了转换法，电流表的示数越小，说明电阻越大。
（2）[1]在探究导体电阻大小与长度的关系时，应控制导体的材料和横截面积相同，长度不同，所以应选择a、c两根金属丝。
[2]如果只用一根金属丝a，我们既可以通过改变夹子的位置来改变电阻丝接入电路的长度，也可以把电阻丝对折来改变电阻丝的横截面积，即可以探究导体电阻大小与长度、横截面积的关系，故选①。
（3）在我国城乡地区进行输电线路的改造，将原来细的输电线换成较粗的输电线，这样在导线材料和长度不变的情况下，增加了导线的横截面积，减小了输电线的电阻，进而减小电能损失。
14．（2024九上·南山期末）小红用伏安法测电阻，实验电路如图甲所示。
（1）该实验的原理是　 　；
（2）闭合开关前，小红发现电流表指针在零刻度线的左侧，接下来的操作是　 　；
（3）实验过程中，改变滑片位置并进行多次测量，这样做的目的是为了　 　；
（4）小红在某次测量中，电压表与电流表的读数如图乙所示，则待测电阻的阻值为　 　Ω；
（5）实验中，如果电压表突然损坏，已知滑动变阻器的最大阻值为 R，电源电压保持不变，但电源电压未知，实验电路图设计如图丙所示，请根据实验过程写出 U、Rx表达式。
①先将滑片移至最右端，测出此时的电流 I1，则电源电压 U=I1Rx；
②再将滑片移至最左端，测出此时的电流 I2，则电源电压 U=　 　（用 I2、Rx、R 表示）；
③待测电阻的阻值 Rx=　 　（用 I1、I2、R 表示）。
【答案】（1）R=
（2）调零
（3）改变定值电阻两端电压
（4）8
（5）；
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】（1）测量电阻时的实验原理是。
（2）使用前电流表需要调零，电流表指针在零刻度线左侧，所以接下来需要将电流表调零。
（3）多次改变滑片的位置，可以改变接入电路的阻值，根据串联电路电压规律和电流规律分析可知，此操作可以改变定值电阻两端的电压，得到多组实验数据，计算平均值，减小实验误差。
（4）根据图乙，电压表示数为2.4V，电流表示数为0.3A，电阻为；
（5）滑片移至最右端，此时电路中只有未知电阻，电流为I1，根据欧姆定律计算可知电源电压为；滑片移至最左端，未知电阻和滑动变阻器的最大值串联，电流为 I2，电源电压为；联列的。
【分析】1、电流表、电压表的连接：电流表与待测原件串联；电压表的与待测原件并联，连接过程需要电流正极流入负极流出，同时选择合适的量程。
2、串联电路的电路规律：串联电路，电流处处相等，电源的电压为用电器电压之和，总电阻为用电器电阻之和。
3、电压表与待测用电器并联测量电压，电流表串联测量用电器电流，根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
（1）测量电阻时，需要使用电压表和电流表分别测量电压和电流，结合得出电阻的阻值，则测量电阻的实验原理是。
（2）使用前，电流表指针在零刻度线左侧，则需要将电流表指针调零。
（3）多次改变滑片的位置，可以改变定值电阻两端的电压，得到多组实验数据，计算平均值，减小实验误差。
（4）根据图乙，电压表量程0~3V，示数为2.4V，电流表量程0~0.6A，示数为0.3A，电阻为
（5）[1][2]滑片移至最右端，此时电路为未知电阻单独串联，测出电流I1，可得电源电压为；
再将滑片移至最左端，此时电路为未知电阻和滑动变阻器的最大值串联，读取电流为 I2，电源电压为
根据电源电压不变，可得
解得待测电阻的阻值为。
15．（2024九上·南山期末）在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验中，器材有：电源（电压恒为4.5V）、电流表、电压表、开关、定值电阻（10Ω、15Ω、20Ω、30Ω、50Ω）、滑动变阻器（规格“20Ω，2A”）、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片P移到最右端时电路中的电流最小）　 　；
（2）连接电路时开关应　 　；
（3）正确连接电路后，闭合开关，两电表均无示数；将电压表接在滑动变阻器两端时电压表有示数。则电路故障可能是　 　；
（4）将5Ω电阻换成15Ω电阻进行实验时，滑片P应向　 　（选填“左”或“右”）移动，同时眼睛盯着电压表，使其示数为　 　V，并记录相关数据；
（5）根据实验数据，在图乙所示的坐标系中描绘出了的图像，分析图像可得出的结论是　 　；
（6）实验中发现把50Ω的电阻接入电路中时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片P都不能使电阻两端电压达到预设值。若电阻两端的电压预设值不变，为保证五个电阻都可以单独接入电路中完成实验，可以更换电源，更换的电源电压最大值不超过　 　V。
【答案】（1）
（2）断开
（3）滑动变阻器断路
（4）右；3
（5）当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
（6）4.2
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】（1）滑片P移到最右端时，变阻器电阻最大，电流最小，滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电阻减小，电流表示数变大，说明滑动变阻器选用左下接线柱与电流表串联在电路中，如图
（2）连接电路时，为保护电路，开关应断开。
（3）闭合开关，两电表均无示数，电压表并联接在滑动变阻器两端时有示数，说明滑动变阻器以外的电路正常，所以滑动变阻器断路。
（4）由乙图以及欧姆定律U=IR计算可知定值电阻两端的电压；探究电流与电阻的关系，变量为电阻，需要控制定值电阻两端电压不变，将5Ω电阻换成15Ω电阻时，定值电阻阻值变大，两端电压会变大，则需将滑动变阻器的阻值变大，增加其分压，所以滑片向右调节，使电压表的示数为3V，并记录实验数据。
（5）由乙图可知，当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（6）根据串联分压原理可知，当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，其两端电压最大，即，代入数据为可得解得，电源电压的最大值为4.2V。
【分析】1、电路连接的基本操作：连接电路时，为保护电路开关应断开，变阻器调节至最大阻值处，对电表进行试触，根据电表偏转角度选择合适的电表量程；同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出；
2、串联分压：用电器串联时，其两端的电压和电阻成正比；
3、串联电路的电路规律：串联电路，电流处处相等，电源的电压为用电器电压之和，总电阻为用电器电阻之和；
4、电压表与待测用电器并联测量电压，电流表串联测量用电器电流，根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
（1）根据滑片P移到最右端时，电流最小可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器接入电路的阻值变小，故滑动变阻器选用左下接线柱与电流表串联在电路中，如图
（2）为保护电路，连接电路时，开关应断开。
（3）闭合开关，两电表均无示数，说明电路可能断路；将电压表并联接在滑动变阻器两端时有示数，说明与电压表并联的滑动变阻器以外的电路正常，故电路故障可能是滑动变阻器断路。
（4）[1][2]由乙图可知，定值电阻两端的电压
探究电流与电阻的关系，需要控制定值电阻两端电压不变，将5Ω电阻换成15Ω电阻时，根据串联分压原理可知，定值电阻阻值变大，定值电阻两端电压会变大，则需将滑动变阻器的阻值变大，即滑片向右调节，且眼睛观察电压表的示数，使电压表的示数为3V，并记录实验数据。
（5）由乙图可知，电流和电阻的乘积是一个定值，得到的结论为：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（6）定值电阻两端电压为3V；根据串联分压原理可知，当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，根据串联电路电流处处相等可得
代入数据为可得
解得，电源电压的最大值为4.2V。
五、计算题（共2小题，共14分）
16．（2024九上·南山期末）如图所示，一款电保温杯垫能使杯内的水持续保温在55℃左右，已知电保温杯垫正常工作时的电压为40V，电流为0.5A，水的比热容为。把质量为0.2kg的水倒入杯中保温，300s后水温升高了5℃，求这段时间内：
（1）水吸收的热量；
（2）杯垫消耗的电能；
（3）杯垫给水加热的效率。
【答案】（1）解：水的比热容为，质量为0.2kg，水温升高了5℃，水吸收的热量.
（2）解：电保温杯垫正常工作时的电压为40V，电流为0.5A，300s后杯垫消耗的电能：.
（3）解：杯垫给水加热的效率。
【知识点】比热容的定义及其计算公式；热机的效率；电功的计算
【解析】【分析】（1）根据热量的计算公式Q=cmΔt计算水吸收的热量。
（2）电保温杯垫正常工作时的电压为40V，电流为0.5A，根据W=UIt计算300s后杯垫消耗的电能。
（3）结合效率公式计算杯垫给水加热的效率。
（1）水的比热容为，质量为0.2kg，水温升高了5℃，水吸收的热量
（2）电保温杯垫正常工作时的电压为40V，电流为0.5A，300s后杯垫消耗的电能：
（3）杯垫给水加热的效率。
17．（2024九上·南山期末）下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图甲所示。、为发热电阻且，通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高档”之间的转换。
额定电压 220V
高档发热功率 400W
水箱容积 3L
适用面积
（1）求电阻的阻值；
（2）求加湿器处于低挡位置时的发热功率；
（3）如图乙所示是某次使用加湿器工作的图象，请计算加湿器工作消耗的总电能。
【答案】（1）解：旋转型开关接触3、4两个触点时，R2被短路，电路为R1的简单电路，电路中的总电阻最小，根据P可知，电热加湿器的功率最大，处于高挡，由表格数据可知，额定最大发热功率P高＝400W，由P可得，电阻R1的阻值
。
（2）解：由电路图可知，开关S应旋转至触点2、3端位置时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大，由P可知，加湿器的总功率最小，处于低挡加热；根据题意可知，R2的阻值
根据串联电路的电阻特点可知，低温挡工作时电路中的总电阻
低挡时的最大发热功率
。
（3）解：由图乙可知，加湿器工作30min内，高挡工作的时间为10min，低挡工作的时间为20min，由P可得，加湿器工作30分钟消耗的电能。
【知识点】电功率的计算
【解析】【分析】（1）旋转型开关接触3、4两个触点时，电路为R1的简单电路，根据P可知，电路中的总电阻最小，电热加湿器的功率最大，P高＝400W，由P可计算电阻R1的阻值。
（2）由电路图可知，开关S应旋转至触点2、3端位置时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大，由电功率公式P可知，加湿器的总功率最小，处于低挡加热；R2的阻值，电路中的总电阻
，由P可计算电阻低挡时的最大发热功率；
（3）由图乙可知，加湿器工作30min内，高挡工作的时间为10min，低挡工作的时间为20min，加湿器工作30分钟消耗的电能。
（1）旋转型开关接触3、4两个触点时，R2被短路，电路为R1的简单电路，电路中的总电阻最小，根据P可知，电热加湿器的功率最大，处于高挡，由表格数据可知，额定最大发热功率P高＝400W，由P可得，电阻R1的阻值
（2）由电路图可知，开关S应旋转至触点2、3端位置时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大，由P可知，加湿器的总功率最小，处于低挡加热；根据题意可知，R2的阻值
根据串联电路的电阻特点可知，低温挡工作时电路中的总电阻
低挡时的最大发热功率
（3）由图乙可知，加湿器工作30min内，高挡工作的时间为10min，低挡工作的时间为20min，由P可得，加湿器工作30分钟消耗的电能
六、综合能力题（共2小题，共12分）
18．（2024九上·南山期末）天然气主要成分是甲烷，其密度比空气小，无色无味。为防止天然气泄漏带来的安全隐患，建议安装燃气泄漏报警器。结合你所学过的知识，请回答以下问题：
（一）预防：天然气中加入特殊气味的气体，泄漏时人能闻到这种气味，原因是　 　；燃气报警器应安装在燃气灶附近的　 　（选填“上”或“下”）方区域；
（二）报警：燃气泄漏报警器需要用气敏电阻，小明用如图甲所示的装置测量气敏电阻Rx阻值与天然气浓度的关系。
（1）开关S闭合前，滑片P应移至　 　（选填“A”或“B”）端；
（2）移动滑片P，当天然气浓度为4%时，电压表、电流表示数如图乙所示：则Rx的阻值为　 　Ω，其它数据如下表所示；
天然气浓度/% 0 2 4 6 8 10
Rx/Ω 60 40 — 26 24 22
（3）制作报警器：小明设计了一个燃气泄漏报警器，如图丙所示（电阻不计），其中控制电路有：3V直流电源、开关、气敏电阻Rx、定值电阻R0。当电流达到60mA报警器报警，若要求闭合开关S，天然气浓度高于4%时报警，定值电阻R0的阻值为　 　Ω；若要使报警器在天然气浓度更低时报警，可以采用的方法有　 　（写出一种即可）。
【答案】分子在做无规则运动；上；A；30；20；增大电源电压
【知识点】密度的应用与物质鉴别；欧姆定律及其应用；电路的动态分析；分子热运动
【解析】【解答】（一）闻到气体的气味，说明了分子是在做无规则运动的。天然气主要成分是甲烷，密度比空气小，会向上聚集，所以，燃气报警器应安装在燃气灶附近的上方区域。
（二）（1）开关S闭合前，为了保护电路，变阻器的电阻滑片应该需要位于最大阻值处，即A端。
（2）由丙图可知，电压表的量程是0~15V，电压表示数为9V，电流表的量程是0~0.6A，电流表示数为0.3A，根据欧姆定律计算可知Rx的阻值为；
（3）由图丙可知：Rx与定值电阻R0串联，电源电压为3V，当电流达到60mA报警器报警时电路中的总电阻；天然气浓度为4%时气敏电阻Rx＝30Ω；定值电阻；天然气浓度变小时，Rx阻值增大，电流变小，由于报警器报警时的电流不变，所以需要增大电路中的电流，可以增大电源电压或减小R0的阻值。
【分析】1、分子热运动的特点：分子无规则运动，肉眼无法观察，常见例子有：气体颜色的改变，味道的扩散；且温度越高，分子热运动速度越快；
2、电路连接的基本操作：连接电路时，为保护电路开关应断开，变阻器调节至最大阻值处，对电表进行试触，根据电表偏转角度选择合适的电表量程；同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出；
3、串联电路的电路规律：串联电路，电流处处相等，电源的电压为用电器电压之和，总电阻为用电器电阻之和；
4、电压表与待测用电器并联测量电压，电流表串联测量用电器电流，根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
19．（2024九上·南山期末）阅读材料，回答问题：
主动式空气净化器
空气净化器的工作原理为：机器内的马达带动风扇使室内空气循环流动，污染的空气，通过机内的空气过滤网后将各种污染物吸附。主动式空气净化器还会在出风口加装负离子发生器，将空气不断电离，产生大量负离子，被微风扇送出，形成负离子气流，达到清洁、净化空气的目的。
下表为某型号的主动式空气净化器的参数：
①CADR是反映其净化能力的性能指标，CADR值越大，其净化效率越高。利用CADR值，可以评估其在运行一定时间后，去除室内空气污染物的效果。可按下列公式计算CADR＝2.4V/t；（V：房间容积；t：空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间）
②能效比是空气净化器洁净空气体积与输入功率之比；
③净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。
额定功率 60W CADR 600m3/h
模式 睡眠、静音、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、强劲 声强范围 34~64dB
净化效率 ＞90% 能效比 11
（1）空气净化器的风扇旋转吸入颗粒物，颗粒物接近带有负电荷的金属网时受到强烈的吸引力，原因是　 　；
（2）下列说法正确的是 _________；
A．净化器的能效比越小，越节能
B．输入净化器中的功率越大，消耗的电能越多
C．机器内的马达工作时，将电能主要转换成机械能
D．气流外侧的颗粒物也被吸入净化器，是因为气流处流速小压强小的缘故
（3）如果室内面积为50m2，房间的高度为3m，请你计算该空气净化器理论上需要　 　min，可以使房间污染物的浓度下降90%，此时消耗　 　kW h的电能；
（4）利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻R0＝10Ω，电源电压恒为28V；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线。现用此电路检测该型号净化器的净化效率，净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A，此时空气中有害气体浓度是　 　μg/m3，净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A，则该空气净化器的实际净化效率　 　%。
【答案】（1）带电体具有行驶时轻小物体的性质
（2）C
（3）36；0.036
（4）2.0；95
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】（1）带有负电荷的光洁金属网，能够吸引不带电的细小颗粒。
（2）A．净化器的能效比越大，即净化效率越高，越节能，故A错误；
B．输入净化器中的功率越大，根据W＝Pt可知，t未知，不能判断消耗的电能的多少，故B错误；
C．机器内的马达工作时的能量转化为电能主要转化成了机械能，故C正确；
D．进风口流速大、压强小，和外界大气压形成向净化器的压强差，气流外侧的颗粒物会被压入净化器中，故D错误；
故选C。
（3）由表格中数据得，该空气净化器净化空气量为600m3/h，该房间内空气的体积为；根据CADR＝2.4V/t＝600m3/h可计算净化时间，根据做功公式W=Pt计算消耗电能为W＝Pt＝0.06kW×0.6h＝0.036kW h。
（4）由电路图可知，R0与R串联，电流表的示数为I＝0.7A，由U=IR计算可知电路的总电阻，气敏电阻，由图丙可知，此时空气中有害气体浓度β1＝2.0μg/m3，当检测电路的电流变为I'＝0.1A，电源电压为28V，根据欧姆定律得，此时电路总电阻为，所以气敏电阻的阻值，由图丙可知，此时空气中有害气体浓度β2＝0.1μg/m3。由题意知，该空气净化器的实际净化效率为。
【分析】1、两种电荷：电荷间的作用规律为：同性电荷相互排斥、异性电荷相互吸引，吸引细小物质；
2、做功公式W=Pt；
3、压强和流速的关系：压强越大，流速越小，应用为飞机机翼上凸，空气流速快，导致压强较小，形成向上的升力；
4、马达工作的能量转化为电能转化为机械能；
5、串联电路的电路规律：串联电路，电流处处相等，电源的电压为用电器电压之和，总电阻为用电器电阻之和。
6、电压表与待测用电器并联测量电压，电流表串联测量用电器电流，根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
（1）由于带电体具有吸引轻小物体的性质，则带有负电荷的光洁金属网，能够吸引不带电的细小颗粒。
（2）A．净化器的能效比越大，即空气净化器洁净空气量与输入功率得比值越大，所以净化效率越高，CADR越大，越节能，故A错误；
B．输入净化器中的功率越大，由于工作时间未知，所以根据W＝Pt可知，不能判断消耗的电能的多少，故B错误；
C．机器内的马达工作时，消耗电能，产生机械能，将电能主要转化成了机械能，故C正确；
D．由于进风口流速大、压强小，在外界大气压作用下，气流外侧的颗粒物会被压入净化器中，故D错误；
故选C。
（3）[1][2]由表格中数据得，该空气净化器净化空气量为600m3/h，即每小时净化空气600m3，该房间内空气的体积为
根据CADR＝2.4V/t＝600m3/h可知，净化时间
需要消耗电能为W＝Pt＝0.06kW×0.6h＝0.036kW h
（4）[1]由电路图可知，R0与R串联，检测电路中电流表的示数为I＝0.7A
由欧姆定律可知，电路的总电阻
根据串联的两端电阻特点可知，气敏电阻
由图丙可知，气敏电阻阻值为30Ω时，此时空气中有害气体浓度β1＝2.0μg/m3
[2]当检测电路的电流变为I'＝0.1A
由欧姆定律得，此时电路总电阻为
根据串联电路电阻特点可知，气敏电阻的阻值
由图丙可知，气敏电阻阻值为270Ω时，此时空气中有害气体浓度β2＝0.1μg/m3
由题意知，净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比，则该空气净化器的实际净化效率为
1 / 1广东省深圳市南山区2024-2025学年九年级上学期期末教学质量检测物理试题
一、单项选择题（共7小题，每小题2分，共14分）
1．（2024九上·南山期末）下列用电器正常工作时，通过的电流最大的是（　　）
A．家用空调器 B．家庭节能灯 C．计算器 D．电子手表
2．（2024九上·南山期末）下列事例中与“水的比热容较大”这个特性有关的是（ ）
A．夏天，洒水车在马路上洒水降温
B．冬天，北方菜窖里放几桶水，以防窖内的菜被冻坏
C．生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度
D．在较大的河流上建水电站，用水来发电
3．（2024九上·南山期末）如图所示，将试管中的水加热后，水蒸气从橡皮塞小孔冲出，推动风车转动。汽油机工作时，与水蒸气推动风车转动时能量转化过程相同的冲程是（　　）
A． B． C． D．
4．（2024九上·南山期末）学校大门采用人脸识别系统智能控制师生进出校门，如图所示，当有人站到识别器前时开关S1闭合，灯泡发光，照亮人脸进行识别，当系统自动识别到本校师生时，开关S2闭合，电动机M工作打开闸门放行。只闭合S2时，灯泡和电动机M均不工作。下列电路设计符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
5．（2024九上·南山期末）如图所示是一种静电喷涂枪，通电后，它可以使涂料微粒带上负电荷；当涂料喷出后，更易形成分散的雾状微粒，并均匀分布到被喷涂的工件上。下列说法正确的是（　　）
A．喷涂枪口与被喷涂工件之间形成向左的电流
B．若被喷涂工件带上负电荷，能使喷涂效果更好
C．涂料喷出后更易形成分散的雾状是因为分子间存在很大的间隙
D．涂料喷出后更易形成分散的雾状是因为同种电荷相互排斥
6．（2024九上·南山期末）如图是小明家的电能表表盘示意图，断开其它用电器，只让热水壶单独工作2min，发现转盘转动了。下列说法正确的是（　　）
A．电能表是用来测量用电器消耗电能快慢的仪器
B．若接在该电能表上的用电器再消耗的电能，显示示数将为
C．该电热水壶在1min内消耗电能600J
D．该电热水壶的实际功率为1000W
7．（2024九上·南山期末）如图是探究焦耳定律的实验装置，U形管中液面高度的变化反映密闭容器中空气温度的变化。下列说法正确的是（　　）
A．实验时U形管中液面高度没有变化，一定是电路中某处断路
B．通电时，通过电阻丝R1和R2的电流不同
C．U形管内液面上升的高度越高，说明电阻丝产生的热量越少
D．在探究导体产生的热量与电阻的关系时，R1和R2电阻丝的阻值应不同
二、作图题（共2小题，每小题2分，共4分）
8．（2024九上·南山期末）吸油烟机的主要元件有照明灯，电动机。在使用中，有时需要照明灯、电动机同时工作，有时需要它们各自独立工作。请将图中的元件连接成符合要求的电路。
9．（2024九上·南山期末）请在图中的两个虚线框内，选填“电源”和“开关”的符号，满足当开关都闭合时两灯组成并联电路。
三、填空题（共3小题，共8分）
10．（2024九上·南山期末）如图甲所示电路，当开关S闭合后，两灯均发光，电流表的指针偏转情况如图乙所示，其中a电流表测量的是　 　（选填“干路”“灯L1“或“灯L2”）中的电流，b电流表的读数应为　 　A，通过灯L2的电流是　 　A。
11．（2024九上·南山期末）如图为某汽油机的能量流向图，其热机效率为　 　（用图中的符号表示）；若完全燃烧0.21kg汽油所产生的能量全部被水吸收，能使质量为100kg，初温为20℃的水温度升高到 　 　℃。[c水＝4.2×103J/（kg ℃），q汽油＝4.6×107J/kg]
12．（2024九上·南山期末）如图所示，智能手机的指纹识别解锁是目前较为常见的解锁方式，方便人们使用。
（1）手指轻触感应区，识别出正确的指纹后手机自动开锁，则感应区相当于指纹识别电路中的　 　（填电路元件）；
（2）“充电五分钟，通话两小时”是某手机的闪充功能宣传语。它的闪充充电器的充电电压为5V，充电电流为4A，则充电5min最多可以充入的电能有　 　J；该手机的电池容量是，并标有“输出电压3.8V”的字样。若不改变充电电流，要求在30min内充满电，至少需要　 　V的充电电压。
四、实验题（共3小题，共18分）
13．（2024九上·南山期末）在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中，采用图中所示的实验装置。a、b、c是镍铬合金制成的三根导线，a、b长度相同但横截面积不同，a、c横截面积相同但长度不同，导线d由锰铜合金制成，长度、横截面积与导线b相同。
（1）图中是通过观察　 　来比较导体电阻的大小，这里用到的物理实验方法为　 　；
（2）在探究导体电阻大小与长度的关系时，应选用的两根金属丝是　 　（填字母）；如果只用一根金属丝a进行实验，可以探究导体电阻大小与　 　的关系（填序号）；
①长度、横截面积
②长度、材料
③横截面积、材料
（3）在我国城乡地区进行输电线路的改造，将原来细的输电线换成较粗的输电线，这样可以　 　（选填“增大”或“减小”）输电线的电阻，进而减小电能损失。
14．（2024九上·南山期末）小红用伏安法测电阻，实验电路如图甲所示。
（1）该实验的原理是　 　；
（2）闭合开关前，小红发现电流表指针在零刻度线的左侧，接下来的操作是　 　；
（3）实验过程中，改变滑片位置并进行多次测量，这样做的目的是为了　 　；
（4）小红在某次测量中，电压表与电流表的读数如图乙所示，则待测电阻的阻值为　 　Ω；
（5）实验中，如果电压表突然损坏，已知滑动变阻器的最大阻值为 R，电源电压保持不变，但电源电压未知，实验电路图设计如图丙所示，请根据实验过程写出 U、Rx表达式。
①先将滑片移至最右端，测出此时的电流 I1，则电源电压 U=I1Rx；
②再将滑片移至最左端，测出此时的电流 I2，则电源电压 U=　 　（用 I2、Rx、R 表示）；
③待测电阻的阻值 Rx=　 　（用 I1、I2、R 表示）。
15．（2024九上·南山期末）在“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验中，器材有：电源（电压恒为4.5V）、电流表、电压表、开关、定值电阻（10Ω、15Ω、20Ω、30Ω、50Ω）、滑动变阻器（规格“20Ω，2A”）、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片P移到最右端时电路中的电流最小）　 　；
（2）连接电路时开关应　 　；
（3）正确连接电路后，闭合开关，两电表均无示数；将电压表接在滑动变阻器两端时电压表有示数。则电路故障可能是　 　；
（4）将5Ω电阻换成15Ω电阻进行实验时，滑片P应向　 　（选填“左”或“右”）移动，同时眼睛盯着电压表，使其示数为　 　V，并记录相关数据；
（5）根据实验数据，在图乙所示的坐标系中描绘出了的图像，分析图像可得出的结论是　 　；
（6）实验中发现把50Ω的电阻接入电路中时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片P都不能使电阻两端电压达到预设值。若电阻两端的电压预设值不变，为保证五个电阻都可以单独接入电路中完成实验，可以更换电源，更换的电源电压最大值不超过　 　V。
五、计算题（共2小题，共14分）
16．（2024九上·南山期末）如图所示，一款电保温杯垫能使杯内的水持续保温在55℃左右，已知电保温杯垫正常工作时的电压为40V，电流为0.5A，水的比热容为。把质量为0.2kg的水倒入杯中保温，300s后水温升高了5℃，求这段时间内：
（1）水吸收的热量；
（2）杯垫消耗的电能；
（3）杯垫给水加热的效率。
17．（2024九上·南山期末）下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热电路如图甲所示。、为发热电阻且，通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高档”之间的转换。
额定电压 220V
高档发热功率 400W
水箱容积 3L
适用面积
（1）求电阻的阻值；
（2）求加湿器处于低挡位置时的发热功率；
（3）如图乙所示是某次使用加湿器工作的图象，请计算加湿器工作消耗的总电能。
六、综合能力题（共2小题，共12分）
18．（2024九上·南山期末）天然气主要成分是甲烷，其密度比空气小，无色无味。为防止天然气泄漏带来的安全隐患，建议安装燃气泄漏报警器。结合你所学过的知识，请回答以下问题：
（一）预防：天然气中加入特殊气味的气体，泄漏时人能闻到这种气味，原因是　 　；燃气报警器应安装在燃气灶附近的　 　（选填“上”或“下”）方区域；
（二）报警：燃气泄漏报警器需要用气敏电阻，小明用如图甲所示的装置测量气敏电阻Rx阻值与天然气浓度的关系。
（1）开关S闭合前，滑片P应移至　 　（选填“A”或“B”）端；
（2）移动滑片P，当天然气浓度为4%时，电压表、电流表示数如图乙所示：则Rx的阻值为　 　Ω，其它数据如下表所示；
天然气浓度/% 0 2 4 6 8 10
Rx/Ω 60 40 — 26 24 22
（3）制作报警器：小明设计了一个燃气泄漏报警器，如图丙所示（电阻不计），其中控制电路有：3V直流电源、开关、气敏电阻Rx、定值电阻R0。当电流达到60mA报警器报警，若要求闭合开关S，天然气浓度高于4%时报警，定值电阻R0的阻值为　 　Ω；若要使报警器在天然气浓度更低时报警，可以采用的方法有　 　（写出一种即可）。
19．（2024九上·南山期末）阅读材料，回答问题：
主动式空气净化器
空气净化器的工作原理为：机器内的马达带动风扇使室内空气循环流动，污染的空气，通过机内的空气过滤网后将各种污染物吸附。主动式空气净化器还会在出风口加装负离子发生器，将空气不断电离，产生大量负离子，被微风扇送出，形成负离子气流，达到清洁、净化空气的目的。
下表为某型号的主动式空气净化器的参数：
①CADR是反映其净化能力的性能指标，CADR值越大，其净化效率越高。利用CADR值，可以评估其在运行一定时间后，去除室内空气污染物的效果。可按下列公式计算CADR＝2.4V/t；（V：房间容积；t：空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间）
②能效比是空气净化器洁净空气体积与输入功率之比；
③净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。
额定功率 60W CADR 600m3/h
模式 睡眠、静音、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、强劲 声强范围 34~64dB
净化效率 ＞90% 能效比 11
（1）空气净化器的风扇旋转吸入颗粒物，颗粒物接近带有负电荷的金属网时受到强烈的吸引力，原因是　 　；
（2）下列说法正确的是 _________；
A．净化器的能效比越小，越节能
B．输入净化器中的功率越大，消耗的电能越多
C．机器内的马达工作时，将电能主要转换成机械能
D．气流外侧的颗粒物也被吸入净化器，是因为气流处流速小压强小的缘故
（3）如果室内面积为50m2，房间的高度为3m，请你计算该空气净化器理论上需要　 　min，可以使房间污染物的浓度下降90%，此时消耗　 　kW h的电能；
（4）利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻R0＝10Ω，电源电压恒为28V；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线。现用此电路检测该型号净化器的净化效率，净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A，此时空气中有害气体浓度是　 　μg/m3，净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A，则该空气净化器的实际净化效率　 　%。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】电流和电流的单位换算
【解析】【解答】 根据生活经验可知，家用空调的工作电流约为5.5A～12A；家庭节能灯的电流大约是0.1A，计算器的工作电流约为100μA；电子手表中的电流非常小，大约为3μA；故A符合题意，BCD不合题意。
故选A。
【分析】 根据我们对生活中常见电器电流大小的了解去选择。
2．【答案】C
【知识点】凝固与凝固放热特点；汽化及汽化吸热的特点；比热容的定义及其计算公式
【解析】【解答】A、在马路上洒水降温，利用了水蒸发吸热，降低环境温度，A不符合题意；
B、在菜窖里放几桶水，在温度降低时，水凝固放热，以防窖内的菜被冻坏，B不符合题意；
C、生物体含水量高，水的比热容较大，吸收热量后，温度变化小，可调节生物体自身的温度，C符合题意；
D、在河流上建水电站，用水发电，是水具有水能，D不符合题意。
故选C。
【分析】水的比热容较大，吸收热量后，温度变化小；水蒸发吸热，凝固放热，伴随吸热或放热；水电站利用了水能发电。
3．【答案】B
【知识点】热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】试管中的水加热不断汽化为水蒸气，水蒸气从橡皮塞小孔冲出，推动风车转动，该过程涉及到的能量转化为内能转化为机械能。和热机的做功冲程类似，该冲程的特点为进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火，B正确，ACD错误；
综上选B。【分析】做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能。
4．【答案】C
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】 当有人站到识别器前时开关S1闭合，灯泡发光，照亮人脸进行识别，当系统自动识别到本校师生时，开关S2闭合，电动机M工作打开闸门放行。只闭合S2时，灯泡和电动机M均不工作。 所以灯和电动机为并联；开关S1闭合，灯L发光，S2闭合，电动机M工作，只闭合S2时，灯L和电动机M均不工作，则S1在干路上，S2和电动机串联。C正确，ABD错误；
故选C。
【分析】电路的串并联：串联：电路元件首位相连，用电器相互干扰，并联：电路元件首首相连，用电器互不干扰，开关在干路上控制整个电路的通断，开关在支路上控制单个支路的通断；家庭、公共场所的电路为并联电路。
5．【答案】D
【知识点】电荷间的相互作用规律；电流的方向
【解析】【解答】A.图中，负电荷向左运动，所以喷涂枪口与被喷涂工件之间形成向右的电流，故A错误；
B．若被喷涂工件带上负电荷，由于同种电荷相互排斥，所以喷出的带负电和工件相互排斥，可能喷不上，故B错误；
CD．喷出的涂料微粒带有同种电荷，由于同种电荷相互排斥，所以涂料喷出后形成分散的雾状，故C错误，D正确。
故选D。
【分析】两种电荷：丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电；橡胶棒摩擦毛皮，橡胶棒带负电。
摩擦起电的实质为电子的转移，物体失去电子带正电，物体得到电子带负电，如两种电荷：丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电（失去电子）；橡胶棒摩擦毛皮，橡胶棒带负电（得到电子）。
6．【答案】D
【知识点】电能表参数的理解；电功率的计算
【解析】 【解答】A．电能表是用来测量用电器消耗电能多少的仪器，故A错误；
B．电能表最后一位是小数，此时示数为781.5kW·h，若用电器再消耗的电能，电能表示数将为，故B错误；
C．热水壶单独工作2min，电能表转盘转动了100r，根据电能表的规格计算消耗的电能为，所以1min内消耗电能，故C错误；
D．根据W=Pt计算该电热水壶的实际功率为，故D正确。
故选D。
【分析】1、电能表参数的理解：电能表是计量电能的仪表，电能表的数字中最后一位表示的是小数点后一位，电能表正常工作电压和电流为220V 10A，最大电流为20A，某段时间所用电能为电能表示数之差。某段时间消耗电能的计算：n/3000r kW·h n为灯光闪烁次数
2、功率公式的应用：W=Pt。
7．【答案】D
【知识点】电路的三种状态；串联电路的电流规律；电流的热效应
【解析】【解答】A．实验时U形管中液面高度没有变化，可能时电路出现断路，导致没有电热产生，可能是装置的气密性不好，故A错误；
B．由图可知，电阻丝R1 和R2 串联在电路中，所以通电时通过电阻丝R1 和R2 的电流相同，故B错误；
C、U 形管内液面上升的高度越高，说明电阻丝产生的热量越多，故C错误；
D．在探究导体产生的热量与电阻的关系时，改变电阻大小，控制其他因素相同，所以R1 和R2 电阻丝的阻值应不同，故D正确。
故选D。
【分析】探究电流的热效应：原理为焦耳定律Q=I2Rt，所以产热量和电阻成正比，和电流的平方成正比，实验中通过液面高度差的变化作为观察指标转化为电流的产热量。
转换法：在物理实验中，某些物理量（内能、电能）难以直接观察，需要转换成容易观察的指标进行测量，如本题中热能的大小难以直接测量，所以需要通过 液面高度差的变化进行测量；控制变量法：在物理实验中，存在多个影响因素共同决定某个物理量，如电流的热效应的影响因素有：电阻和电流。在探究某个单一变量对物理量的影响时，需要控制其余变量相同，如探究 导体的发热量可能与导体的电阻的关系时，需要电流相同，故选择串联电路。
8．【答案】
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】由题意可知， 有时需要照明灯、电动机同时工作，有时需要它们各自独立工作 ，所以照明灯、电动机并联，且每个开关控制一个用电器故电路连接如下：
【分析】电路的串并联：串联：电路元件首位相连，用电器相互干扰，并联：电路元件首首相连，用电器互不干扰，开关在干路上控制整个电路的通断，开关在支路上控制单个支路的通断；家庭、公共场所的电路为并联电路。
9．【答案】
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】电源置于下面的虚线框，开关置于上面的虚线框，开关闭合后，电路中只有下面的灯泡工作，所以电源置于上面的虚线框，开关置于下面的虚线框，如图所示
【分析】电路的串并联：串联：电路元件首位相连，用电器相互干扰，并联：电路元件首首相连，用电器互不干扰，开关在干路上控制整个电路的通断，开关在支路上控制单个支路的通断；家庭、公共场所的电路为并联电路。
10．【答案】灯L1；1.2；0.9
【知识点】并联电路的电流规律
【解析】【解答】由电路图可知，电流表a测L1支路的电流，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，b位于干路，据图可知b电流表指针的偏转角小于a电流表指针的偏转角，所以b的量程大，示数为1.2A；a电流表的量程为0~0.6A，示数为0.3A。由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以L2中的电流为1.2A-0.3A=0.9A。
【分析】并联电路规律：并联电路电压相等、支路电流之和为干路电流。
11．【答案】；43
【知识点】比热容的定义及其计算公式；燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】从图中可知，热机效率为，结合热值公式计算可知完全燃烧0.21kg汽油放出的热量，根据可知，水升高的温度，水的初始温度为20℃，所以水的末温。
【分析】1、机械效率：η= 。
2、热值公式Q=mq，热量的计算：公式为Q=cmΔt。
12．【答案】（1）开关
（2）6000；5.7
【知识点】电路的构成及电路图；电功的计算
【解析】【解答】（1）感应区识别出正确的指纹后手机自动开锁，当于电路中的开关。
（2）闪充充电器的充电电压为5V，充电电流为4A，根据电功公式W=UIt计算可知则5min最多可以充入电能；手机的电池容量是，输出电压为3.8V，充满电储存的电能；同理计算充电电压为。
【分析】1、完整的电路包括电源（提供电压）；导线，开关（控制电路通断）；用电器（消耗电能）。
2、电功的公式：W=UIt。
（1）手指轻轻触碰感应区，识别出正确的指纹后手机自动开锁，感应区相当于电路中的开关，对手机起控制作用。
（2）[1]闪充充电器的充电电压为5V，充电电流为4A，则5min最多可以充入电能
[2]手机的电池容量是，并标有“输出电压3.8V”的字样，则手机电池充满电时储存的电能
充电电流为4A，在不改变充电电流的情况下，要在30min内充满该手机电池，则充电电压为
13．【答案】（1）电流表示数；转换法
（2）a、c；①
（3）减小
【知识点】影响电阻大小的因素
【解析】【解答】（1）电阻阻值难以从实验中直接观察，所以实验中采用转化法通过观察电流表的示数判断导体电阻的大小。
（2）探究导体电阻大小与长度的关系时，并量为长度，所以应选择a、c两根金属丝。只用一根金属丝a，可以通过改变夹子的位置进而改变电阻丝接入电路的长度，也可以把电阻丝对折改变电阻丝的横截面积，进而可以探究导体电阻大小与长度、横截面积的关系， ① 正确，②③错误；
故选①。
（3）原来细的输电线换成较粗的输电线，增加了导线的横截面积，减小了输电线的电阻，进而减小电能损失。
【分析】1、物理学方法：转换法：在物理实验中，某些物理量（动能、电能）难以直接观察，需要转换成容易观察的指标进行测量，如本题中电阻的大小难以直接测量，所以需要通过电流表进行测量；控制变量法：在物理实验中，存在多个影响因素共同决定某个物理量，如电阻的影响因素有：材料、电阻丝的长度、横截面积。在探究某个单一变量对物理量的影响时，需要控制其余变量相同，如探究 导体的电阻可能与导体的横截面积的关系时，需要控制材料、电阻丝的长度相同。
2、电流的热效应：原理为焦耳定律Q=I2Rt，所以产热量和电阻成正比，和电流的平方成正比，细的输电线换成较粗的输电线，增加了导线的横截面积，减小了输电线的电阻，所以减小产热量。
（1）[1][2]实验中通过观察电流表的示数判断导体电阻的大小，采用了转换法，电流表的示数越小，说明电阻越大。
（2）[1]在探究导体电阻大小与长度的关系时，应控制导体的材料和横截面积相同，长度不同，所以应选择a、c两根金属丝。
[2]如果只用一根金属丝a，我们既可以通过改变夹子的位置来改变电阻丝接入电路的长度，也可以把电阻丝对折来改变电阻丝的横截面积，即可以探究导体电阻大小与长度、横截面积的关系，故选①。
（3）在我国城乡地区进行输电线路的改造，将原来细的输电线换成较粗的输电线，这样在导线材料和长度不变的情况下，增加了导线的横截面积，减小了输电线的电阻，进而减小电能损失。
14．【答案】（1）R=
（2）调零
（3）改变定值电阻两端电压
（4）8
（5）；
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】（1）测量电阻时的实验原理是。
（2）使用前电流表需要调零，电流表指针在零刻度线左侧，所以接下来需要将电流表调零。
（3）多次改变滑片的位置，可以改变接入电路的阻值，根据串联电路电压规律和电流规律分析可知，此操作可以改变定值电阻两端的电压，得到多组实验数据，计算平均值，减小实验误差。
（4）根据图乙，电压表示数为2.4V，电流表示数为0.3A，电阻为；
（5）滑片移至最右端，此时电路中只有未知电阻，电流为I1，根据欧姆定律计算可知电源电压为；滑片移至最左端，未知电阻和滑动变阻器的最大值串联，电流为 I2，电源电压为；联列的。
【分析】1、电流表、电压表的连接：电流表与待测原件串联；电压表的与待测原件并联，连接过程需要电流正极流入负极流出，同时选择合适的量程。
2、串联电路的电路规律：串联电路，电流处处相等，电源的电压为用电器电压之和，总电阻为用电器电阻之和。
3、电压表与待测用电器并联测量电压，电流表串联测量用电器电流，根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
（1）测量电阻时，需要使用电压表和电流表分别测量电压和电流，结合得出电阻的阻值，则测量电阻的实验原理是。
（2）使用前，电流表指针在零刻度线左侧，则需要将电流表指针调零。
（3）多次改变滑片的位置，可以改变定值电阻两端的电压，得到多组实验数据，计算平均值，减小实验误差。
（4）根据图乙，电压表量程0~3V，示数为2.4V，电流表量程0~0.6A，示数为0.3A，电阻为
（5）[1][2]滑片移至最右端，此时电路为未知电阻单独串联，测出电流I1，可得电源电压为；
再将滑片移至最左端，此时电路为未知电阻和滑动变阻器的最大值串联，读取电流为 I2，电源电压为
根据电源电压不变，可得
解得待测电阻的阻值为。
15．【答案】（1）
（2）断开
（3）滑动变阻器断路
（4）右；3
（5）当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
（6）4.2
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】（1）滑片P移到最右端时，变阻器电阻最大，电流最小，滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电阻减小，电流表示数变大，说明滑动变阻器选用左下接线柱与电流表串联在电路中，如图
（2）连接电路时，为保护电路，开关应断开。
（3）闭合开关，两电表均无示数，电压表并联接在滑动变阻器两端时有示数，说明滑动变阻器以外的电路正常，所以滑动变阻器断路。
（4）由乙图以及欧姆定律U=IR计算可知定值电阻两端的电压；探究电流与电阻的关系，变量为电阻，需要控制定值电阻两端电压不变，将5Ω电阻换成15Ω电阻时，定值电阻阻值变大，两端电压会变大，则需将滑动变阻器的阻值变大，增加其分压，所以滑片向右调节，使电压表的示数为3V，并记录实验数据。
（5）由乙图可知，当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（6）根据串联分压原理可知，当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，其两端电压最大，即，代入数据为可得解得，电源电压的最大值为4.2V。
【分析】1、电路连接的基本操作：连接电路时，为保护电路开关应断开，变阻器调节至最大阻值处，对电表进行试触，根据电表偏转角度选择合适的电表量程；同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出；
2、串联分压：用电器串联时，其两端的电压和电阻成正比；
3、串联电路的电路规律：串联电路，电流处处相等，电源的电压为用电器电压之和，总电阻为用电器电阻之和；
4、电压表与待测用电器并联测量电压，电流表串联测量用电器电流，根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
（1）根据滑片P移到最右端时，电流最小可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器接入电路的阻值变小，故滑动变阻器选用左下接线柱与电流表串联在电路中，如图
（2）为保护电路，连接电路时，开关应断开。
（3）闭合开关，两电表均无示数，说明电路可能断路；将电压表并联接在滑动变阻器两端时有示数，说明与电压表并联的滑动变阻器以外的电路正常，故电路故障可能是滑动变阻器断路。
（4）[1][2]由乙图可知，定值电阻两端的电压
探究电流与电阻的关系，需要控制定值电阻两端电压不变，将5Ω电阻换成15Ω电阻时，根据串联分压原理可知，定值电阻阻值变大，定值电阻两端电压会变大，则需将滑动变阻器的阻值变大，即滑片向右调节，且眼睛观察电压表的示数，使电压表的示数为3V，并记录实验数据。
（5）由乙图可知，电流和电阻的乘积是一个定值，得到的结论为：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（6）定值电阻两端电压为3V；根据串联分压原理可知，当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，根据串联电路电流处处相等可得
代入数据为可得
解得，电源电压的最大值为4.2V。
16．【答案】（1）解：水的比热容为，质量为0.2kg，水温升高了5℃，水吸收的热量.
（2）解：电保温杯垫正常工作时的电压为40V，电流为0.5A，300s后杯垫消耗的电能：.
（3）解：杯垫给水加热的效率。
【知识点】比热容的定义及其计算公式；热机的效率；电功的计算
【解析】【分析】（1）根据热量的计算公式Q=cmΔt计算水吸收的热量。
（2）电保温杯垫正常工作时的电压为40V，电流为0.5A，根据W=UIt计算300s后杯垫消耗的电能。
（3）结合效率公式计算杯垫给水加热的效率。
（1）水的比热容为，质量为0.2kg，水温升高了5℃，水吸收的热量
（2）电保温杯垫正常工作时的电压为40V，电流为0.5A，300s后杯垫消耗的电能：
（3）杯垫给水加热的效率。
17．【答案】（1）解：旋转型开关接触3、4两个触点时，R2被短路，电路为R1的简单电路，电路中的总电阻最小，根据P可知，电热加湿器的功率最大，处于高挡，由表格数据可知，额定最大发热功率P高＝400W，由P可得，电阻R1的阻值
。
（2）解：由电路图可知，开关S应旋转至触点2、3端位置时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大，由P可知，加湿器的总功率最小，处于低挡加热；根据题意可知，R2的阻值
根据串联电路的电阻特点可知，低温挡工作时电路中的总电阻
低挡时的最大发热功率
。
（3）解：由图乙可知，加湿器工作30min内，高挡工作的时间为10min，低挡工作的时间为20min，由P可得，加湿器工作30分钟消耗的电能。
【知识点】电功率的计算
【解析】【分析】（1）旋转型开关接触3、4两个触点时，电路为R1的简单电路，根据P可知，电路中的总电阻最小，电热加湿器的功率最大，P高＝400W，由P可计算电阻R1的阻值。
（2）由电路图可知，开关S应旋转至触点2、3端位置时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大，由电功率公式P可知，加湿器的总功率最小，处于低挡加热；R2的阻值，电路中的总电阻
，由P可计算电阻低挡时的最大发热功率；
（3）由图乙可知，加湿器工作30min内，高挡工作的时间为10min，低挡工作的时间为20min，加湿器工作30分钟消耗的电能。
（1）旋转型开关接触3、4两个触点时，R2被短路，电路为R1的简单电路，电路中的总电阻最小，根据P可知，电热加湿器的功率最大，处于高挡，由表格数据可知，额定最大发热功率P高＝400W，由P可得，电阻R1的阻值
（2）由电路图可知，开关S应旋转至触点2、3端位置时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大，由P可知，加湿器的总功率最小，处于低挡加热；根据题意可知，R2的阻值
根据串联电路的电阻特点可知，低温挡工作时电路中的总电阻
低挡时的最大发热功率
（3）由图乙可知，加湿器工作30min内，高挡工作的时间为10min，低挡工作的时间为20min，由P可得，加湿器工作30分钟消耗的电能
18．【答案】分子在做无规则运动；上；A；30；20；增大电源电压
【知识点】密度的应用与物质鉴别；欧姆定律及其应用；电路的动态分析；分子热运动
【解析】【解答】（一）闻到气体的气味，说明了分子是在做无规则运动的。天然气主要成分是甲烷，密度比空气小，会向上聚集，所以，燃气报警器应安装在燃气灶附近的上方区域。
（二）（1）开关S闭合前，为了保护电路，变阻器的电阻滑片应该需要位于最大阻值处，即A端。
（2）由丙图可知，电压表的量程是0~15V，电压表示数为9V，电流表的量程是0~0.6A，电流表示数为0.3A，根据欧姆定律计算可知Rx的阻值为；
（3）由图丙可知：Rx与定值电阻R0串联，电源电压为3V，当电流达到60mA报警器报警时电路中的总电阻；天然气浓度为4%时气敏电阻Rx＝30Ω；定值电阻；天然气浓度变小时，Rx阻值增大，电流变小，由于报警器报警时的电流不变，所以需要增大电路中的电流，可以增大电源电压或减小R0的阻值。
【分析】1、分子热运动的特点：分子无规则运动，肉眼无法观察，常见例子有：气体颜色的改变，味道的扩散；且温度越高，分子热运动速度越快；
2、电路连接的基本操作：连接电路时，为保护电路开关应断开，变阻器调节至最大阻值处，对电表进行试触，根据电表偏转角度选择合适的电表量程；同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出；
3、串联电路的电路规律：串联电路，电流处处相等，电源的电压为用电器电压之和，总电阻为用电器电阻之和；
4、电压表与待测用电器并联测量电压，电流表串联测量用电器电流，根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
19．【答案】（1）带电体具有行驶时轻小物体的性质
（2）C
（3）36；0.036
（4）2.0；95
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】（1）带有负电荷的光洁金属网，能够吸引不带电的细小颗粒。
（2）A．净化器的能效比越大，即净化效率越高，越节能，故A错误；
B．输入净化器中的功率越大，根据W＝Pt可知，t未知，不能判断消耗的电能的多少，故B错误；
C．机器内的马达工作时的能量转化为电能主要转化成了机械能，故C正确；
D．进风口流速大、压强小，和外界大气压形成向净化器的压强差，气流外侧的颗粒物会被压入净化器中，故D错误；
故选C。
（3）由表格中数据得，该空气净化器净化空气量为600m3/h，该房间内空气的体积为；根据CADR＝2.4V/t＝600m3/h可计算净化时间，根据做功公式W=Pt计算消耗电能为W＝Pt＝0.06kW×0.6h＝0.036kW h。
（4）由电路图可知，R0与R串联，电流表的示数为I＝0.7A，由U=IR计算可知电路的总电阻，气敏电阻，由图丙可知，此时空气中有害气体浓度β1＝2.0μg/m3，当检测电路的电流变为I'＝0.1A，电源电压为28V，根据欧姆定律得，此时电路总电阻为，所以气敏电阻的阻值，由图丙可知，此时空气中有害气体浓度β2＝0.1μg/m3。由题意知，该空气净化器的实际净化效率为。
【分析】1、两种电荷：电荷间的作用规律为：同性电荷相互排斥、异性电荷相互吸引，吸引细小物质；
2、做功公式W=Pt；
3、压强和流速的关系：压强越大，流速越小，应用为飞机机翼上凸，空气流速快，导致压强较小，形成向上的升力；
4、马达工作的能量转化为电能转化为机械能；
5、串联电路的电路规律：串联电路，电流处处相等，电源的电压为用电器电压之和，总电阻为用电器电阻之和。
6、电压表与待测用电器并联测量电压，电流表串联测量用电器电流，根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
（1）由于带电体具有吸引轻小物体的性质，则带有负电荷的光洁金属网，能够吸引不带电的细小颗粒。
（2）A．净化器的能效比越大，即空气净化器洁净空气量与输入功率得比值越大，所以净化效率越高，CADR越大，越节能，故A错误；
B．输入净化器中的功率越大，由于工作时间未知，所以根据W＝Pt可知，不能判断消耗的电能的多少，故B错误；
C．机器内的马达工作时，消耗电能，产生机械能，将电能主要转化成了机械能，故C正确；
D．由于进风口流速大、压强小，在外界大气压作用下，气流外侧的颗粒物会被压入净化器中，故D错误；
故选C。
（3）[1][2]由表格中数据得，该空气净化器净化空气量为600m3/h，即每小时净化空气600m3，该房间内空气的体积为
根据CADR＝2.4V/t＝600m3/h可知，净化时间
需要消耗电能为W＝Pt＝0.06kW×0.6h＝0.036kW h
（4）[1]由电路图可知，R0与R串联，检测电路中电流表的示数为I＝0.7A
由欧姆定律可知，电路的总电阻
根据串联的两端电阻特点可知，气敏电阻
由图丙可知，气敏电阻阻值为30Ω时，此时空气中有害气体浓度β1＝2.0μg/m3
[2]当检测电路的电流变为I'＝0.1A
由欧姆定律得，此时电路总电阻为
根据串联电路电阻特点可知，气敏电阻的阻值
由图丙可知，气敏电阻阻值为270Ω时，此时空气中有害气体浓度β2＝0.1μg/m3
由题意知，净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比，则该空气净化器的实际净化效率为
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