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广东深圳市高级中学龙岗学校等校2025-2026学年第一学期期末测试九年级物理
一、选择题：（每小题只有一个选项，每小题2分，共计14分）
1．下列关于热的描述，属于内能的是（　　）
A．摩擦生热 B．熔化吸热 C．天气炎热 D．暖气放热
【答案】A
【知识点】温度及温度计的使用与读数；热量的概念；内能的概念
【解析】【解答】A．“摩擦生热”的过程，即将机械能转化为内能，则这里的“热”指的是内能，故A符合题意；
B．“熔化吸热”，即熔化过程吸收热量，其中的“热”是热量，故B不符合题意；
C．“天气炎热”中的“热”表示温度高，不是内能，故C不符合题意；
D．“暖气放热”中的“热”是指热量，并非内能，故D不符合题意。
故选 A。
【分析】 内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和；温度指物体的冷热程度；热量是指在热传递或做功的过程中，内能改变的多少 ，据此分析判断。
2．如图有关静电现象的解释正确的是（　　）
A．甲图：手放在静电球上头发立起来了，是因为头发带上了异种电荷
B．乙图：与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒失去了电子
C．丙图：带负电的A接触不带电的验电器B，瞬间电流方向从B到A
D．丁图：静电窗花经过摩擦便可“粘”在玻璃上，因为摩擦创造了电荷
【答案】C
【知识点】两种电荷；电荷间的相互作用规律；电流的方向；摩擦起电的现象
【解析】【解答】A．头发立起，是因为头发带上了同种电荷相互排斥，故A错误；
B．根据摩擦起电的本质可知，橡胶棒摩擦时会得到电子带负电，并非失去电子，故B错误；
C．带负电的A接触验电器B时，由于A的电子较多，因此负电荷从A向B移动，则瞬间电流方向从B到A，故C正确；
D．静电窗花“粘”在玻璃上，是因为摩擦起电使窗花带电，本质是电荷的转移，并非创造电荷），故D错误。
故选C。
【分析】A.根据电荷之间的相互作用规律判断；
B.得到电子带负电，失去电子带正电；
C.电流方向与电子的移动方向相反；
D.根据摩擦起电的本质判断。
3．2023年1月31日，中国第一条量子芯片生产线通过央视新闻客户端首次向公众亮相。芯片是指含有集成电路的硅片，制造芯片的主要材料是（　　）
A．绝缘材料 B．磁性材料 C．半导体材料 D．超导材料
【答案】C
【知识点】半导体特点及作用；超导体特点及作用
【解析】【解答】芯片是指含有集成电路的硅片，而硅是典型的半导体材料，即它的导电能力在导体和绝缘体之间，故A、B、D错误，而C正确。
故选C。
【分析】根据半导体材料的特点和应用解答。
4．如图所示，这是我国某公司研发的无线快充设备。当把手机放在底座上充电时，不到半小时就能把手机电池充满，极大地方便了人们的使用。下列说法正确的是（　　）
A．充电过程中，手机电池相当于电路中的电源
B．手机电池充电过程中，把化学能转化为电能
C．快充是指快充设备电流做功更快
D．快充是指该手机电池充满电时存储的电能更多
【答案】C
【知识点】电源及其能量转化；电路的构成及电路图；电功率
【解析】【解答】AB．充电过程中，将电能转化为化学能，即手机电池消耗电能，相当于电路中的用电器，故AB错误；
CD．快充即充满手机用的时间短，根据可知，即充电功率大，其速度优势主要体现在电流做功的效率上，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】AB.用电器消耗电能，电源提供电能；
CD.根据分析判断。
5．如图所示是电阻R和灯泡L的U-I图像，下列说法正确的是（　　）
A．R是阻值为10Ω的定值电阻
B．R、L串联在电流为0.4A电路中，电路总电功率为0.8W
C．R、L串联在电源电压为6V的电路中，电路总电功率为1.8W
D．R、L并联在电源电压为1V的电路中，灯泡的功率为0.4W
【答案】D
【知识点】串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；并联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】A．根据图像可知，R的图像是一条过原点的倾斜直线，说明它的阻值保持不变，则R是一个定值电阻。当电压为3V时，通过它的电流为0.6A，则R的阻值，故A错误；
B．根据图像可知，当电流为0.4A时，R、L两端的电压分别为2V、1V，则此时电源电压；
电路总电功率为；
故B错误；
C．根据图片可知，当时，，此时电源电压，符合串联电路的特点，
则电路总电功率为，
故C错误；
D．根据图片可知，当电源电压为1V时，通过灯泡的电流分别为0.4A，灯泡的功率为
故D正确。
故选D。
【分析】A.根据欧姆定律求出定值电阻阻值的大小；
B.将L和R串联在电路中，根据电流值和对应的电压值，利用串联电路的电压规律求出电源电压的大小，根据P=UI计算电路总电功率；
C.将L和R并联在电源电压为6V的电路中，根据并联电路规律可知，小灯泡和定值电阻两端电压相同且等于电源电压，通过小灯泡和定值电阻的电流之和等于干路电流，根据P=UI得出电路总电功率；
D.将L和R并联在电源电压为1V的电路中，由图中数据可知通过小灯泡的电流，根据P=UI得出小灯泡的电功率。
6．下图所示的是居民家中某房间的电路，灯L与电热水壶均正常工作。在三孔插座上接入电饭煲后，电热水壶突然停止工作，灯L仍正常发光。拔出电饭煲的插头，用测电笔测试三孔插座的左、右两孔，氖管均发光。若电路中只有一处故障，则（　　）
A．三孔插座短路 B．C、D间断路
C．A、B间断路 D．电热水壶短路
【答案】B
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【解答】根据题意可知，灯L正常工作，说明A、C左边的火线、零线均正常。
正常情况下，测电笔接触左孔时不发光，接触右孔时发光。此时把测电笔分别插入三孔插座的左、右两孔时，氖管均发光，说明火线正常，而零线出现断路现象，因此故障是C、D间发生了断路，故B符合题意，A、C、D不符合题意。
故选B。
【分析】灯泡只有与火线和零线正常连接才会发光，结合三孔插座接线“左零右火中间地”的规律分析判断。
7．新能源汽车作为我国新质生产力的杰出代表，各项技术均处于世界领先水平。其中一种能量回收技术，是当汽车在滑行或制动时，内部线圈切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能。如图实验中工作原理与之相同的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】通电直导线周围的磁场；电磁铁的构造和原理；磁场对通电导线的作用；电磁感应
【解析】【解答】根据题目描述可知，当汽车在滑行或制动时，内部线圈切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能，因此能量回收本质是电磁感应现象。
A．当导体棒在磁场中做切割磁感线运动时，灵敏电流计的指针发生偏转，说明电路中产生感应电流，这是电磁感应现象，故A符合题意；
B．当导线中通过电流时，小磁针偏转，说明通电导线有磁场，这是电流的磁效应，故B不符合题意；
C．当电流通过线圈时，电磁铁吸引大头针，利用的是电流的磁效应，故C不符合题意；
D．当通电线圈在磁场中受力转动时，电能转化为机械能，这是电动机的原理，故D不符合题意。
故选A。
【分析】分析各个选项中包含的物理原理，然后与题目描述的能量回收系统的原理对照即可。
二、作图题（每题2分，共4分）
8．如图所示，某排插内部除了三孔插座外，还内置了一个USB接口，可以给其它电子产品充电；开关可以控制排插通、断电。请用笔画线代替导线将此电路图补充完整。
【答案】
【知识点】家庭电路的连接
【解析】【解答】三孔插座与供电模块能够独立工作，说明它们是并联连接的。同时，总开关控制着这两个部分，表明开关位于干路中，并且需要接在火线上。根据家庭电路的连接规范，补充完整的电路如下图所示：
【分析】用电器和开关的接法：零线直接进入用电器；火线先接入开关，再进入用电器；三孔插座的接法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线。
9．如图为某大桥上设计的一个车辆超重报警装置，当路面压力达到设定值时，压力传感器就接通电路。要求车辆超重时，信号灯就发光，请在图中画线将电路连接完整。
【答案】
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】题目描述的是一个电磁继电器的工作机制。该装置分为两个部分：左侧由压力传感器、电磁铁和电源构成控制电路；右侧由信号灯、电源和触点开关组成工作电路。
当路面压力达到预设阈值时，压力传感器会闭合控制电路。此时电流通过电磁铁，使其产生磁性并吸引衔铁。衔铁的运动使得动触点与静触点接触，从而接通工作电路，信号灯随即发光。具体电路连接方式如下图所示：
【分析】电磁继电器受到压力时，电阻减小，电流增加， 磁性增机枪，使得衔铁吸引，所以左侧为控制电路，右侧为工作电路，据此作图。
三、填空题（每空1分，共11分）
10．小明家买微波炉时，听到两种说法：一种说法是微波炉很省电，用它加热食品花不了多少电费，另一种说法是微波炉很费电，微波炉一开电能表就转的飞快。前者是从　 　的角度说的，后者是从　 　的角度说的（两空均选填“电功”或“电功率”）；小明家用的是电子式电能表，电能表参数是1600imp/（kW·h）。小明想利用这只电能表和钟表测量新买的微波炉的电功率；小明先关闭家里其他用电器，只让微波炉工作，从电能表红灯闪烁开始计时，当电能表红灯闪烁160次，所用时间为6min，则微波炉消耗电能为　 　kW·h，电功率为　 　W。
【答案】电功；电功率；0.1；
【知识点】电能表参数的理解；电功率的计算
【解析】【解答】（1）根据生活经验可知，电费等于单价×消耗的电能数，则用微波炉加热食品花不了多少电费，则前者是从电功的角度说的。后者说微波炉一开电能表就转的飞快，说明电路总功率过大，故后者是从电功率的角度说的。
（2）根据题意可知，电能表标有 1600imp/（kW·h） ，
则当电能表的红灯闪烁160次时，微波炉消耗的电能为；则微波炉的电功率。
【分析】 （1）根据电费的计量方法和电功率的定义判断；
（2）根据计算微波炉消耗的电能，根据微波炉的功率。
11．如图所示是“探究电流通过导体产生热量多少跟什么因素有关”的实验装置。将四段电阻丝a、b、c、d分别放在两个密封着等量空气的相同的透明容器中，实验中用U形管内液面高度的变化反映密封空气温度的变化。若探究电流产生热量与电流的关系，应选择　 　（选填“甲”或“乙”）装置。若乙装置中通过电阻丝c的电流为0.6A，则电阻丝d在1min内产生的热量是　 　J。
【答案】乙；27
【知识点】焦耳定律；焦耳定律的应用
【解析】【解答】（1）根据控制变量法的要求可知，探究电流产生的热量与电流的关系时，需要控制电阻和时间相同，只改变电流。图甲中，a、b两电阻丝串联，电流相等，电阻不同，不能探究电流产生热量与电流的关系。图乙中，c和d电阻相同，c在干路上电流大小，d在支路上电流小，则二者电流不同，可以探究电流产生热量与电流的关系。
（2）乙图中，并联的两个电阻阻值相同，则通过它们的电流相同，
根据串并联电流规律可知，通过电阻丝d的电流为；
则电阻丝d在1min内产生的热量为。
【分析】 （1）根据控制变量法的要求可知，探究电流产生的热量与电流的关系时，需要控制电阻和时间相同，只改变电流，据此分析判断即可；
（2）根据并联电路电流的规律及欧姆定律得出通过c的电流是通过d电流的2倍，根据Q=I2Rt得出通电1min后d产生的热量。
12．现代家庭电路都会安装漏电保护器和空气开关，比单独安装传统的保险丝更能保证用电安全。当漏电保护器检测到通过图甲中A、B两处电流不相等（即发生漏电）时，会迅速切断电路。一个赤脚站在地上的人，不小心接触了火线，如图乙、丙所示，空气开关和漏电保护器完好的状态下，有触电危险的是图　 　（选填“乙”或“丙”）。
【答案】乙
【知识点】熔断器的作用及保险丝的选择；安全用电原则
【解析】【解答】根据图片可知，乙中人接在相线与大地之间，由于人体电阻较大，则通过人体有电流不会过大，那么不会造成空气开关跳闸，因此人会触电。
丙中人接在火线与大地之间，此时通过人体有电流通过火线而不通过零线，则此时火线和零线中的电流大小不同，因此漏电保护器会断开电路，对人起保护作用，使人不会触电。
【分析】当电流过大时，空气开关跳闸保护电路；当电路漏电导致火线和零线电流的大小不同时，漏电保护器跳闸保护，据此分析判断。
13．下图中，甲是一种常见的LED手电筒，发光元件由5个发光二极管并联组成，每个发光二极管的额定电流（指正常工作时的电流）为30mA。它的能量是由可反复充电使用的电池提供，且LED灯发光的颜色会随电压的变化而变化，如表格所示。请回答下列问题：
两端的电压/V 2 2.4 3.2
LED灯的颜色 红 黄 蓝
（1）这种LED手电筒正常工作时的总电流为　 　mA；
（2）图中乙是LED灯与50Ω的定值电阻R串联，已知电源电压为4.2V保持不变，闭合开关S，毫安表（为读数更精确的电流表）的读数为20mA，通过计算可知此时LED灯所发出光的颜色为　 　色；
（3）当电流从二极管“+”极端流入时，二极管对电流的阻碍作用很小，相当于一个阻值很小的电阻，我们把它称为正向电阻。看下面一个二极管曲线图，由图丙可知，随着二极管两端电压的升高，正向电阻　 　（填“变大”“变小”或“不变”），当电压为0.6V时，二极管的正向电阻为　 　Ω。
【答案】（1）150
（2）蓝
（3）变小；120
【知识点】并联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用
【解析】【解答】（1）根据题意可知， 每个发光二极管的额定电流（指正常工作时的电流）为30mA ，而LED手电筒由5个发光二极管并联组成，
根据I总=I1+I2可知，手电筒组成工作时的总电流为。
（2）根据乙图可知，LED灯与50Ω的定值电阻串联，
此时定值电阻R两端的电压为；
则此时LED灯两端的电压为；
由表格数据可知，此时LED灯发出蓝颜色的光。
（3）①根据丙图可知，当二极管两端电压的增加量相同时，通过的电流的增加量越来越大，由可知，其正向电阻变小。
②根据丙图可知，当电压为0.6V时，通过二极管的电流为，
则此时二极管的正向电阻为。
【分析】（1）根据并联电路的电流特点求出这种LED手电筒正常工作时的总电流；
（2，根据欧姆定律求出定值电阻R两端的电压，根据串联电路的电压特点求出LED灯两端的电压，然后根据表格数据判断LED灯发光的颜色；
（3）①根据图D得出二极管两端电压的增加量相同时通过电流的增加量变化，根据得出其电阻的变化；
②根据图象读出电压为0.6V时通过二极管的电流，根据欧姆定律求出二极管的正向电阻。
（1）由题意可知，LED手电筒由5个发光二极管并联组成，由并联电路电流特点可知，手电筒组成工作时的总电流为
（2）由图乙可知，LED灯与50Ω的定值电阻串联，电路中的电流为
由欧姆定律可知，定值电阻R两端的电压为
由串联电路电压特点可知，LED灯两端的电压为
由表格数据可知，此时LED灯发出蓝颜色的光。
（3）[1]由图丙可知，二极管两端电压的增加量相同时，通过的电流的增加量越来越大，由欧姆定律的变形式可知，随着二极管两端电压的升高，其正向电阻变小。
[2]当电压为0.6V时，通过二极管的电流为
则此时二极管的正向电阻为
四、实验题（每空1分，共12分）
14．实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻，连接了如图甲所示的电路，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压恒定。
（1）图甲中有一根导线连接错误，请在该导线上打“×”，并用笔重新画一根正确连接的导线（导线不得交叉）；
（2）小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示为　 　A；
（3）小灯泡I-U关系如图丙，当小灯泡两端电压增大时，其电阻　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”），其原因是灯丝电阻受　 　的影响；向右移动滑动变阻器滑片过程中，变阻器连入电路阻值的变化量大小为△R1，小灯泡阻值的变化量大小为△R2，则这两个量的大小关系是：△R1　 　△R2（选填“大于”、“小于”或“等于”）
（4）小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时，发现电压表损坏，于是设计了如图丁所示的电路，测出了RX的阻值。实验步骤如下：
①将滑片移到a端，闭合开关S，读出电流表的示数，记为I1；
②将滑片移到b端，闭合开关S，读出电流表的示数，记为I2；
③在滑动变阻器上读出它的最大阻值为R，则：RX=　 　（用I1、I2和R表示）。
【答案】（1）
（2）0.26
（3）增大；温度；大于
（4）
【知识点】电流的测量及电流表的使用；伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】（1） 用伏安法测量小灯泡的电阻的实验中 ，电压表应并联接在灯泡两端，而不是并联在变阻器两端。根据甲图可知，只需将电压表的“-”接线柱与变阻器相连的导线从变阻器上拆下，改接在灯泡左端即可，如下图所示：
（2）根据乙图可知，电流表接的量程0~0.6A，分度值为0.02A，读数为：0.2A+0.02A×3=0.26A。
（3）①如图丙所示，当小灯泡的两端电压增大时，电流的变化速度明显小于电压的变化速度，由可知，它的电阻增大；其原因是灯丝电阻受温度的影响，温度越高，灯丝的电阻越大。
② 假设图甲中滑片向右移动，变阻器接入电路的电阻变小，变阻器分压变小，则灯泡分得的电压变大，由图像可知电路中电流变大，说明电路的总电阻变小，而电流变大时灯丝温度升高，灯泡电阻会增大，由电阻串联的规律可得 R总=R滑+RL，则变阻器减小的阻值应大于小灯泡增大的阻值才能使得总电阻减小，即ΔR1大于ΔR2。
（4）①根据图片可知，将滑片移到a端，闭合开关S，电路为Rx的简单电路，读出电流表的示数，记为I1，电源电压为①；
②根据图片可知，将滑片移到b端，闭合开关S，电阻Rx与滑动变阻器串联，变阻器的最大阻值为R，读出电流表的示数，记为I2，电源电压为②；
③联立以上①②两式解得：。
【分析】 （1）根据实验目的确定电器元件的串并联关系，然后与甲图对照即可；
（2）根据图乙确定电流表的量程和分度值，根据指针位置读出示数；
（3）①导体的电阻随温度的升高而增大；
②因电源电压不变，根据欧姆定律先判断出两种情况下总电阻的变化，再根据灯的电阻随温度的升高而增大和串联电阻的规律分析回答。
（4）①将滑片移到a端，此电路为Rx的简单电路，闭合开关S，读出电流表的示数，记为I1，由此可求得电源电压；
②将滑片移到b端，此时Rx与R串联，根据串联分压的特点可求得电源电压；
③读出滑动变阻器的最大阻值为R，根据欧姆定律可求出待测电阻的阻值。
（1）如图甲，测量小灯泡电阻的实验中，电压表应并联接在灯泡两端，图中电压表并联接在灯泡与滑动变阻器两端，改正后的电路如图所示：
（2）由图乙可知，电流表接的量程0~0.6A，分度值为0.02A，读数为0.26A。
（3）[1][2]小灯泡的I-U关系如图丙，当小灯泡的两端电压增大时，电压的变化速度大于电流的变化速度，由可知，它的电阻增大；其原因是灯丝电阻受温度的影响，温度越高，灯丝的电阻越大。
[3]图甲中，移动滑动变阻器滑片过程中，变阻器连入电路阻值的变化量大小为ΔR1，小灯泡阻值的变化量大小为ΔR2，假设滑片向右移动，变阻器接入电路的电阻变小，变阻器分压变小，则灯泡分得的电压变大，由图像可知电路中电流变大，说明电路的总电阻变小，而电流变大时灯丝温度升高，灯泡电阻会增大，由电阻串联的规律可得 R总=R滑+RL，则变阻器减小的阻值应大于小灯泡增大的阻值才能使得总电阻减小，则这两个量的大小关系是ΔR1大于ΔR2，同理可知，当滑片向左移动时，两个量的大小关系也成立。
（4）①将滑片移到a端，闭合开关S，电路为Rx的简单电路，读出电流表的示数，记为I1，电源电压为
②将滑片移到b端，闭合开关S，电阻Rx与滑动变阻器串联，变阻器的最大阻值为R，读出电流表的示数，记为I2，电源电压为
③联立以上两式解得
15．如图甲所示是小明“探究电流与电阻的关系”的实验电路图。选用的实验器材是：学生电源（为4.5V）、电流表（0~0.6A）、电压表（0~3V）、滑动变阻器（20Ω，1A），实验用到的定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω。开关、导线若干。
（1）该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有　 　的作用；
（2）试触时，小明同学发现电流表无示数、电压表指针超过量程，则电路的故障可能是定值电阻　 　（选填“短路”或“断路”）；
（3）实验中依次接入前五个定值电阻，正确操作后，记下电流表的示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图可得结论：　 　；
（4）上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接着把R换成10Ω的电阻接入电路，闭合开关，向　 　（选填“左”或“右”）移动滑片，使电压表示数为　 　时，读出电流表的示数；
（5）当小明改用30Ω的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都无法使电压表的示数达到实验要求的值。为了完成该次实验，他应控制定值电阻两端的电压范围为　 　。
【答案】（1）控制电阻两端电压不变
（2）断路
（3）电压不变时，电流与电阻成反比
（4）左；2.5V
（5）2.7~3V
【知识点】串联电路的电压规律；探究电流与电压、电阻的关系实验；欧姆定律及其应用；电路的动态分析
【解析】【解答】（1）在“探究电流与电阻的关系”实验中，要控制定值电阻两端的电压不变，则该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有控制定值电阻两端的电压的作用。
（2）电流表无示数，说明电路发生断路。电压表指针超过量程，说明电压表与电源两极之间连接正常。比较可知，故障原因可能是与电压表并联的定值电阻断路。
（3）根据乙图可知，电流与电阻的乘积一定，由此可得出结论：电压不变时，电流与电阻成反比。
（4）小明用5Ω的电阻换成10Ω后，定值电阻的阻值增大，根据串联电路的分压规律可知，定值电阻两端电压会升高。为了保持电压不变，需要减小定值电阻的电压，增大变阻器两端的电压。根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知，需要增大滑动变阻器的阻值，应向左移动滑片，使电压表示数为。
（5） 根据串联电路电压的规律和分压原理有：，
方程左边为一定值，右边也为一定值，当变阻器连入电路的电阻最大时，对应的电阻为30Ω，此时对应的电压表示数最小，；解得：UV=2.7V，
根据电流表量程，电路的最大电流为0.6A，这时对应的电阻最小，
故控制的最大电压为：U大=I大R小=0.6A×5Ω=3V，应控制定值电阻两端的电压范围为 2.7～3V。
【分析】 （1）探究电流与电阻的关系时，要控制电阻的电压不变，结合变阻器的用途解答；
（2）根据电流表和电压表的示数变化确定故障的种类和位置；
（3）根据图像确定电流和电阻的乘积大小，进而确定二者的数量关系；
（4）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；
（5）根据串联电路电压的规律和分压原理得出电压表最小示数；根据电流表量程确定电路的最大电流为0.6A，这时对应的电阻最小，由欧姆定律得出控制的最大电压。
（1）实验中要控制定值电阻两端的电压不变，该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有控制定值电阻两端的电压的作用。
（2）由图甲得，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测量定值电阻的电压，电流表测量电路电流。试触时，小明同学发现电流表无示数、电压表指针超过量程，说明电路出现断路现象，且电压表与电源相连接，则故障原因可能是定值电阻断路。
（3）分析图像可知，电流与电阻的乘积一定，且电流随电阻的增大而减小，由此可得出结论：电压不变时，电流与电阻成反比。
（4）[1][2]上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接着把R换成10Ω的电阻接入电路根据串联分压规律，定值电阻两端电压会升高。为了保持电压不变，需要增大滑动变阻器的阻值，应向左移动滑片，使电压表示数为
再读出此时电流表示数。
（5）电压表的量程为0~3V，则电压表的示数最大为3V，故定值电阻的最大电压为3V；当定值电阻为30Ω，滑动变阻器接入电路中电阻最大为20Ω时，定值电阻的电压最小。串联电路电流处处相等，由欧姆定律得
即……①
由串联电路电压特点得……②
联立方程解得
故为了完成这次实验，他应控制定值电阻两端的电压范围为2.7~3V。
五、计算题
16．如图，某小组设计了一种测量风力的装置，其中R1是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴О转动，其下端有一塑料片C。当风从右向左吹动塑料片时，滑片向左滑动，电流表上一定的示数对应着风力的大小。已知电源电压为6V保持不变，电阻R0=20Ω。无风时，塑料片竖直下垂，滑片位于滑动变阻器的A端，电流表的示数为0.2A；风力最大时，滑片位于滑动变阻器的中点。求：
（1）滑动变阻器R1的最大阻值；
（2）风力最大时电流表的示数。
【答案】（1）根据电路图可知，R0与R1串联，电流表测量电路中的电流。
当无风时，滑片位于滑动变阻器的A端，电流表的示数为0.2A，
则此时电路的总电阻为；
则滑动变阻器的最大阻值为。
答： 滑动变阻器R1的最大阻值为10Ω 。
（2）根据题意可知，当风力最大时，滑片位于滑动变阻器的中点，
此时滑动变阻器接入电路的电阻为，
此时的总电阻为R总=R1'+R0=20Ω+5Ω=25Ω；
此时电流表的示数为
【知识点】电阻的串联；欧姆定律及其应用；电路的动态分析
【解析】【解答】（1）根据电路图可知，R0与R1串联，电流表测量电路中的电流。
当无风时，滑片位于滑动变阻器的A端，电流表的示数为0.2A，
则此时电路的总电阻为；
则滑动变阻器的最大阻值为。
答： 滑动变阻器R1的最大阻值为10Ω 。
（2）根据题意可知，当风力最大时，滑片位于滑动变阻器的中点，
此时滑动变阻器接入电路的电阻为，
此时的总电阻为R总=R1'+R0=20Ω+5Ω=25Ω；
此时电流表的示数为。
【分析】 （1）根据图片可知，R0与R1串联，电流表测电路电流，无风时R1全部阻值接入电路，利用欧姆定律和串联电路电阻规律计算R1的最大阻值；
（2）风力最大时，滑片位于滑动变阻器的中点，据此计算R1接入电路的阻值，根据R总=R1'+R0计算此时的总电阻，利用欧姆定律计算电流表的示数。
（1）由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R1串联，电流表测量电路中的电流。当无风时，滑片位于滑动变阻器的A端，此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，电流表的示数为0.2A，则此时电路的总电阻为
则滑动变阻器的最大阻值为
（2）当风力最大时，滑片位于滑动变阻器的中点，此时滑动变阻器接入电路的电阻为
此时电流表的示数为
17．某校在教学楼的楼层内为同学们安装了电热饮水机，如表为该饮水机的铭牌。饮水机的电路由两个开关、和两个相同阻值的定值电阻、组成，当闭合时，、同时工作，饮水机处于低温挡；闭合和时，工作，饮水机处于高温挡。
××牌电热饮水机
额定电压 220V
额定功率 高温挡 1100W
低温挡 ？？W
（1）请你根据以上信息，在虚线框内将电热饮水机的工作电路图补充完整；
（2）饮水机在高温挡正常工作时，电路中的电流和电阻；
（3）饮水机低温挡的额定功率；
（4）饮水机在低温挡正常工作时10min所消耗的电能；
【答案】（1）
（2）综上所述，高温挡额定功率P高= 1100W，此时只有R1单独工作，
则此时电路中的电流：，
电阻R1的阻值
（3）综上所述，饮水机在低温挡正常工作时，电阻R1、R2串联，
两个定值电阻R1、R2的阻值相同，则R1=R2=44Ω；
电路的总电阻：R总=R1+R2=44Ω+44Ω=88Ω
低温挡的额定功率
（4）根据题意可知，饮水机在低温挡时功率为 550W，
则消耗的电能W=P低×t=550W×600s=330000J=3.3×105J
【知识点】串、并联电路的设计；电阻的串联；电功的计算；电功率的计算
【解析】【解答】（1）根据题意可知，高温档时电功率大，由电功率公式可知，此时电阻较小；低温档时电功率小，则总电阻较大。
当闭合S1时，R1、R2同时工作，饮水机处于低温挡；当闭合S1和S2时，R1工作，饮水机处于高温挡，
说明前者的总电阻大于后者；
那么前者应该为两个电阻串联，后者应该是开关和R2并联，将其短路，如下图所示：
（2）综上所述，高温挡额定功率P高= 1100W，此时只有R1单独工作，
则此时电路中的电流：，
电阻R1的阻值。
（3）综上所述，饮水机在低温挡正常工作时，电阻R1、R2串联，
两个定值电阻R1、R2的阻值相同，则R1=R2=44Ω；
电路的总电阻：R总=R1+R2=44Ω+44Ω=88Ω
低温挡的额定功率。
（4）根据题意可知，饮水机在低温挡时功率为 550W，
则消耗的电能W=P低×t=550W×600s=330000J=3.3×105J。
【分析】 （1）根据可知，电源电压不变，当电路中的电阻越大，电路中的总功率最小，根据串并联电路特点和题意可知电热饮水机高温挡和低温挡的连接；
（2）根据P=UI求出饮水机高温挡工作时电路中的电流，根据求出高温挡工作时电路中的电阻；
（3）根据串联电路的特点求出低温挡工作时电路中的总电阻，根据
可求出低温挡的电功率；
（4）根据W=Pt求出低温挡工作10min消耗的电能。
（1）根据题意，电源电压U一定，由电功率公式可知，电路中电阻越大，功率越小，为低温挡；电阻越小，功率越大，为高温挡。
当闭合S1时，R1、R2同时工作，饮水机处于低温挡，说明此时R1、R2串联，电路中总电阻最大。
当闭合S1和S2时，R1工作，饮水机处于高温挡，说明此时S2将R2短路，电路中只有R1工作，电阻最小。因此，电路图如下所示：
（2）饮水机在高温挡正常工作时，只有电阻R1接入电路。额定电压U=220V，高温挡额定功率P高= 1100W。电路中的电流：
电阻R1的阻值
（3）饮水机在低温挡正常工作时，电阻R1、R2串联接入电路。题中说明两个定值电阻R1、R2的阻值相同，所以R1=R2=44Ω
电路的总电阻：R总=R1+R2=44Ω+44Ω=88Ω
低温挡的额定功率
（4）饮水机在低温挡正常工作时，功率P低= 550W。工作时间t=10min=10×60s=600s
根据电能公式W=Pt可得，消耗的电能W=P低×t=550W×600s=330000J=3.3×105J
六、综合题（每空1分，共13分）
18．在跨学科实践课上，某小组开展了油电混合动力汽车的项目化学习活动，下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成以下内容。
（1）研究油电混合动力汽车的动力原理
如图甲是一款混合动力汽车，它采用传统的汽油机和电动机作为动力源工作时，汽油机和电动机动力可互补。当车辆快速行驶或蓄电池储存电能过低时，只有内燃机工作，既向车轮输出能量，又给蓄电池充电。当司机踩制动时，相当于切断动力，车辆在减速滑行时利用机械装置把驱动电机转变为发电机给蓄电池充电，回收部分机械能，使它同时具有节能和低排放等特点。电池组工作电压为240V，电池的容量为5000mA·h。
①如图乙所示，用力将活塞迅速下压，筒内脱脂棉燃烧，该过程中　 　能转化为内能，能量转化的特点与汽油机的　 　冲程能量转化相同；
②图丙是汽车的动力组成及原理示意图下列说法正确的是　 　；
a.电动机在提供动力过程中将电能转化为机械能
b.电池组充满电后储存的电能为1200kW·h，充电时电能转化为化学能
（2）研究汽车油量测量装置的电学原理
如图丁所示是该小组设计的汽车测定油箱内油量装置的模拟电路，其中R是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴O转动，另一端固定一个浮标，油箱中的油量通过油量表示数反映。
②此电路中电阻R0的作用是　 　；
②图中已画出部分电路，请在图中完成电路的设计；要求：当油箱中的油用完时，油量表（电压表）的示数为零；油量越多，电压表示数越大　 　。
【项目拓展】
（3）如图为某单缸四冲程汽油机的　 　冲程；若该汽油机每秒对外做功10次，那么该汽油机飞轮转速为　 　 r/min。氢能源汽车以氢为燃料，某辆氢能源汽车以35kW的功率在平直的公路上匀速行驶1h，消耗了2kg氢燃料，该氢能源汽车发动机的效率是　 　。（氢的热值q=1.4×108J/kg）
【答案】机械；压缩；a；保护电路；；做功；1200；45%
【知识点】功率计算公式的应用；燃料的热值；热机的效率；热机的四个冲程；滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】（1）①根据题意可知，用力将活塞迅速下压，活塞对筒内的空气做功，是将机械能转化为筒内气体的内能，这个过程与汽油机的压缩冲程能量转化相同。
②a.电动机工作时，消耗电能得到机械能，因此是将电能转化为机械能，故A正确；
b.根据题意可知，该电池组工作电压为240V，电池的容量约为5000mA·h，充满电后储存的电能，故b错误。
故选a。
（2）①根据丁图可知，当滑动变阻器滑片移动到阻值为0时，此时电路电阻为0，出现短路损坏电源，因此电路中串联电阻R0是为了保护电路。
②根据丁图可知，滑动变阻器与定值电阻串联。当油箱中的油用完时，滑动变阻器接入电路的电阻为零，根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知，此时它两端的电压为零。油量越多，滑动变阻器接入电路的电阻越大，则它两端电压变大，那么电压表示应该与变阻器并联，如下图所示：
（3）①根据图片可知，活塞向下运动，进气门排气门关闭，则做功冲程。
②汽油机每秒对外做功10次，即每秒转10×2=20圈，则转速为；
③根据题意可知，燃料放出的总热量为；
发动机做的有用功为；则发动机的效率为。
【分析】 （1）①汽油机的压缩冲程，将机械能转化为内能；做功冲程，将内能转化为机械能；
②a.根据电动机的能量转化判断；
b.根据W=UIt计算电池组充满电后储存的电能，充电时电能转化为化学能；
（2）①注意分析电路中是否可能出现短路，进而确定定值电阻的作用；
②根据串联电路的分压作用分析变阻器两端的电压变化，然后与题目要求对照即可；
（3）①根据气门的闭合和活塞的运动情况分析是哪个冲程；
②四冲程内燃机1个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次；
③根据Q放=mq求出2kg氢燃料完全燃烧放出的热量，根据W=Pt求出牵引力做的功，利用求出该氢能源汽车发动机的效率。
19．阅读短文，回答文后问题。
牛顿冷却定律
当一个物体表面温度比周围环境高时，就会向周围环境散热，散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出：物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现，在温度差不太大的情况下（小于15℃），这个结论符合实际散热规律，称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示，则牛顿冷却定律可以表示为q=k（t物-t环），其中k是散热系数，与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关，和物质种类无关，如果上述因素相同，不同物质的散热系数就相同。
（1）把一杯沸水放在房间里，温度自然降低的自然规律是　 　。（选填“先快后慢”、“先慢后快”、“均匀降低”）
（2）若某物体在1min内散失热量6000J，平均散热快慢q=　 　，由此可知散热快慢q和下列概念中物理意义最接近的是　 　。
A.速度 B.密度 C.功率 D.效率
（3）要喝一杯奶咖，有以下两种方式，你认为　 　方式的冷却效果较好（填序号）
①先将烧开的热咖啡倒入杯中，冷却5min，然后加一匙冷牛奶
②先将烧开的热咖啡倒入杯中，立即将一匙冷牛奶加进杯中，然后冷却5min
（4）一个物体温度为30℃，周围环境温度保持20℃不变，此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到28℃时，散热快慢为　 　。
【答案】（1）先快后慢
（2）100 J/s；C
（3）①
（4）0.8q
【知识点】热传递改变物体内能；比热容的定义及其计算公式
【解析】【解答】（1）将沸水放在房间里，与周围环境的温度差越来越小，根据“物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比”可知，故温度自然降低的规律是：先快后慢。
（2）①根据短文第一行内容可知，散热快慢指的是单位时间内能量变化的快慢，即；
②根据题意可知，散热快慢指的是单位时间内能量变化的快慢。
A．速度指的是物体在单位时间内经过的路程，密度指的是单位体积物质的质量，二者都与能量无关，故AB不符合题意；
C．功率指的是单位时间内所做的功，即能量转化的快慢，故C符合题意；
D．效率指的是有用功占总功的百分比，与快慢无关，故D不符合题意。
故选C。
（3）根据题意可知，②方式加入冷牛奶，降低了奶茶的温度，接下来散热的速度会变慢，而①方式奶茶在较高温度下放置5min，奶茶与环境的温度差更大，散热效率更高，故①方式的冷却效果较好。
（4）由牛顿冷却定律 q=k（t物-t环） 得到：；
解得：，
当物体温度降低到28℃时，散热快慢为。
【分析】 （1）热传递的特点是温差越大，热传递（散热）速度越快；
（2）①根据“散热快慢指的是单位时间内能量变化的快慢”计算；
②分析各个选项中概念的定义方式即可
（3） 热传递的条件是有温度差，并且传递过程中速度先快后慢；
（4）先根据q=k（t物-t环）求出散热系数，根据q=k（t物-t环）求出物体温度降低到29℃时的散热快慢。
（1）由题可知，物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比，温度差越大，热传递的速度越快，所以将沸水放在房间里，与周围环境的温度差越来越小，故温度自然降低的规律是：先快后慢。
（2）[1]散热快慢指的是单位时间内能量变化的快慢，即
[2]根据题意可知，散热快慢指的是单位时间内能量变化的快慢。
A．速度指的是物体在单位时间内经过的路程，与能量无关，故A不符合题意；
B．密度指的是单位体积物质的质量，与能量和快慢无关，故B不符合题意；
C．功率指的是单位时间内所做的功，指的是做功的快慢，即能量转化的快慢，故C符合题意；
D．效率指的是有用功占总功的百分比，与快慢无关，故D不符合题意。
故选C。
（3）散热的快慢与物体和周围环境的温度差成正比，②方式加入冷牛奶，降低了奶茶的温度，接下来散热的速度会变慢，而①方式奶茶在较高温度下放置5min，奶茶与环境的温度差更大，散热效率更高，再加冷牛奶，冷却效果更好，故①方式的冷却效果较好。
（4）由牛顿冷却定律可得
解得，当物体温度降低到28℃时，散热快慢为
1 / 1广东深圳市高级中学龙岗学校等校2025-2026学年第一学期期末测试九年级物理
一、选择题：（每小题只有一个选项，每小题2分，共计14分）
1．下列关于热的描述，属于内能的是（　　）
A．摩擦生热 B．熔化吸热 C．天气炎热 D．暖气放热
2．如图有关静电现象的解释正确的是（　　）
A．甲图：手放在静电球上头发立起来了，是因为头发带上了异种电荷
B．乙图：与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒失去了电子
C．丙图：带负电的A接触不带电的验电器B，瞬间电流方向从B到A
D．丁图：静电窗花经过摩擦便可“粘”在玻璃上，因为摩擦创造了电荷
3．2023年1月31日，中国第一条量子芯片生产线通过央视新闻客户端首次向公众亮相。芯片是指含有集成电路的硅片，制造芯片的主要材料是（　　）
A．绝缘材料 B．磁性材料 C．半导体材料 D．超导材料
4．如图所示，这是我国某公司研发的无线快充设备。当把手机放在底座上充电时，不到半小时就能把手机电池充满，极大地方便了人们的使用。下列说法正确的是（　　）
A．充电过程中，手机电池相当于电路中的电源
B．手机电池充电过程中，把化学能转化为电能
C．快充是指快充设备电流做功更快
D．快充是指该手机电池充满电时存储的电能更多
5．如图所示是电阻R和灯泡L的U-I图像，下列说法正确的是（　　）
A．R是阻值为10Ω的定值电阻
B．R、L串联在电流为0.4A电路中，电路总电功率为0.8W
C．R、L串联在电源电压为6V的电路中，电路总电功率为1.8W
D．R、L并联在电源电压为1V的电路中，灯泡的功率为0.4W
6．下图所示的是居民家中某房间的电路，灯L与电热水壶均正常工作。在三孔插座上接入电饭煲后，电热水壶突然停止工作，灯L仍正常发光。拔出电饭煲的插头，用测电笔测试三孔插座的左、右两孔，氖管均发光。若电路中只有一处故障，则（　　）
A．三孔插座短路 B．C、D间断路
C．A、B间断路 D．电热水壶短路
7．新能源汽车作为我国新质生产力的杰出代表，各项技术均处于世界领先水平。其中一种能量回收技术，是当汽车在滑行或制动时，内部线圈切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能。如图实验中工作原理与之相同的是（　　）
A． B．
C． D．
二、作图题（每题2分，共4分）
8．如图所示，某排插内部除了三孔插座外，还内置了一个USB接口，可以给其它电子产品充电；开关可以控制排插通、断电。请用笔画线代替导线将此电路图补充完整。
9．如图为某大桥上设计的一个车辆超重报警装置，当路面压力达到设定值时，压力传感器就接通电路。要求车辆超重时，信号灯就发光，请在图中画线将电路连接完整。
三、填空题（每空1分，共11分）
10．小明家买微波炉时，听到两种说法：一种说法是微波炉很省电，用它加热食品花不了多少电费，另一种说法是微波炉很费电，微波炉一开电能表就转的飞快。前者是从　 　的角度说的，后者是从　 　的角度说的（两空均选填“电功”或“电功率”）；小明家用的是电子式电能表，电能表参数是1600imp/（kW·h）。小明想利用这只电能表和钟表测量新买的微波炉的电功率；小明先关闭家里其他用电器，只让微波炉工作，从电能表红灯闪烁开始计时，当电能表红灯闪烁160次，所用时间为6min，则微波炉消耗电能为　 　kW·h，电功率为　 　W。
11．如图所示是“探究电流通过导体产生热量多少跟什么因素有关”的实验装置。将四段电阻丝a、b、c、d分别放在两个密封着等量空气的相同的透明容器中，实验中用U形管内液面高度的变化反映密封空气温度的变化。若探究电流产生热量与电流的关系，应选择　 　（选填“甲”或“乙”）装置。若乙装置中通过电阻丝c的电流为0.6A，则电阻丝d在1min内产生的热量是　 　J。
12．现代家庭电路都会安装漏电保护器和空气开关，比单独安装传统的保险丝更能保证用电安全。当漏电保护器检测到通过图甲中A、B两处电流不相等（即发生漏电）时，会迅速切断电路。一个赤脚站在地上的人，不小心接触了火线，如图乙、丙所示，空气开关和漏电保护器完好的状态下，有触电危险的是图　 　（选填“乙”或“丙”）。
13．下图中，甲是一种常见的LED手电筒，发光元件由5个发光二极管并联组成，每个发光二极管的额定电流（指正常工作时的电流）为30mA。它的能量是由可反复充电使用的电池提供，且LED灯发光的颜色会随电压的变化而变化，如表格所示。请回答下列问题：
两端的电压/V 2 2.4 3.2
LED灯的颜色 红 黄 蓝
（1）这种LED手电筒正常工作时的总电流为　 　mA；
（2）图中乙是LED灯与50Ω的定值电阻R串联，已知电源电压为4.2V保持不变，闭合开关S，毫安表（为读数更精确的电流表）的读数为20mA，通过计算可知此时LED灯所发出光的颜色为　 　色；
（3）当电流从二极管“+”极端流入时，二极管对电流的阻碍作用很小，相当于一个阻值很小的电阻，我们把它称为正向电阻。看下面一个二极管曲线图，由图丙可知，随着二极管两端电压的升高，正向电阻　 　（填“变大”“变小”或“不变”），当电压为0.6V时，二极管的正向电阻为　 　Ω。
四、实验题（每空1分，共12分）
14．实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻，连接了如图甲所示的电路，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压恒定。
（1）图甲中有一根导线连接错误，请在该导线上打“×”，并用笔重新画一根正确连接的导线（导线不得交叉）；
（2）小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示为　 　A；
（3）小灯泡I-U关系如图丙，当小灯泡两端电压增大时，其电阻　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”），其原因是灯丝电阻受　 　的影响；向右移动滑动变阻器滑片过程中，变阻器连入电路阻值的变化量大小为△R1，小灯泡阻值的变化量大小为△R2，则这两个量的大小关系是：△R1　 　△R2（选填“大于”、“小于”或“等于”）
（4）小组同学计划用该装置测量某定值电阻阻值时，发现电压表损坏，于是设计了如图丁所示的电路，测出了RX的阻值。实验步骤如下：
①将滑片移到a端，闭合开关S，读出电流表的示数，记为I1；
②将滑片移到b端，闭合开关S，读出电流表的示数，记为I2；
③在滑动变阻器上读出它的最大阻值为R，则：RX=　 　（用I1、I2和R表示）。
15．如图甲所示是小明“探究电流与电阻的关系”的实验电路图。选用的实验器材是：学生电源（为4.5V）、电流表（0~0.6A）、电压表（0~3V）、滑动变阻器（20Ω，1A），实验用到的定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω。开关、导线若干。
（1）该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有　 　的作用；
（2）试触时，小明同学发现电流表无示数、电压表指针超过量程，则电路的故障可能是定值电阻　 　（选填“短路”或“断路”）；
（3）实验中依次接入前五个定值电阻，正确操作后，记下电流表的示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图可得结论：　 　；
（4）上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接着把R换成10Ω的电阻接入电路，闭合开关，向　 　（选填“左”或“右”）移动滑片，使电压表示数为　 　时，读出电流表的示数；
（5）当小明改用30Ω的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都无法使电压表的示数达到实验要求的值。为了完成该次实验，他应控制定值电阻两端的电压范围为　 　。
五、计算题
16．如图，某小组设计了一种测量风力的装置，其中R1是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴О转动，其下端有一塑料片C。当风从右向左吹动塑料片时，滑片向左滑动，电流表上一定的示数对应着风力的大小。已知电源电压为6V保持不变，电阻R0=20Ω。无风时，塑料片竖直下垂，滑片位于滑动变阻器的A端，电流表的示数为0.2A；风力最大时，滑片位于滑动变阻器的中点。求：
（1）滑动变阻器R1的最大阻值；
（2）风力最大时电流表的示数。
17．某校在教学楼的楼层内为同学们安装了电热饮水机，如表为该饮水机的铭牌。饮水机的电路由两个开关、和两个相同阻值的定值电阻、组成，当闭合时，、同时工作，饮水机处于低温挡；闭合和时，工作，饮水机处于高温挡。
××牌电热饮水机
额定电压 220V
额定功率 高温挡 1100W
低温挡 ？？W
（1）请你根据以上信息，在虚线框内将电热饮水机的工作电路图补充完整；
（2）饮水机在高温挡正常工作时，电路中的电流和电阻；
（3）饮水机低温挡的额定功率；
（4）饮水机在低温挡正常工作时10min所消耗的电能；
六、综合题（每空1分，共13分）
18．在跨学科实践课上，某小组开展了油电混合动力汽车的项目化学习活动，下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成以下内容。
（1）研究油电混合动力汽车的动力原理
如图甲是一款混合动力汽车，它采用传统的汽油机和电动机作为动力源工作时，汽油机和电动机动力可互补。当车辆快速行驶或蓄电池储存电能过低时，只有内燃机工作，既向车轮输出能量，又给蓄电池充电。当司机踩制动时，相当于切断动力，车辆在减速滑行时利用机械装置把驱动电机转变为发电机给蓄电池充电，回收部分机械能，使它同时具有节能和低排放等特点。电池组工作电压为240V，电池的容量为5000mA·h。
①如图乙所示，用力将活塞迅速下压，筒内脱脂棉燃烧，该过程中　 　能转化为内能，能量转化的特点与汽油机的　 　冲程能量转化相同；
②图丙是汽车的动力组成及原理示意图下列说法正确的是　 　；
a.电动机在提供动力过程中将电能转化为机械能
b.电池组充满电后储存的电能为1200kW·h，充电时电能转化为化学能
（2）研究汽车油量测量装置的电学原理
如图丁所示是该小组设计的汽车测定油箱内油量装置的模拟电路，其中R是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴O转动，另一端固定一个浮标，油箱中的油量通过油量表示数反映。
②此电路中电阻R0的作用是　 　；
②图中已画出部分电路，请在图中完成电路的设计；要求：当油箱中的油用完时，油量表（电压表）的示数为零；油量越多，电压表示数越大　 　。
【项目拓展】
（3）如图为某单缸四冲程汽油机的　 　冲程；若该汽油机每秒对外做功10次，那么该汽油机飞轮转速为　 　 r/min。氢能源汽车以氢为燃料，某辆氢能源汽车以35kW的功率在平直的公路上匀速行驶1h，消耗了2kg氢燃料，该氢能源汽车发动机的效率是　 　。（氢的热值q=1.4×108J/kg）
19．阅读短文，回答文后问题。
牛顿冷却定律
当一个物体表面温度比周围环境高时，就会向周围环境散热，散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出：物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现，在温度差不太大的情况下（小于15℃），这个结论符合实际散热规律，称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示，则牛顿冷却定律可以表示为q=k（t物-t环），其中k是散热系数，与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关，和物质种类无关，如果上述因素相同，不同物质的散热系数就相同。
（1）把一杯沸水放在房间里，温度自然降低的自然规律是　 　。（选填“先快后慢”、“先慢后快”、“均匀降低”）
（2）若某物体在1min内散失热量6000J，平均散热快慢q=　 　，由此可知散热快慢q和下列概念中物理意义最接近的是　 　。
A.速度 B.密度 C.功率 D.效率
（3）要喝一杯奶咖，有以下两种方式，你认为　 　方式的冷却效果较好（填序号）
①先将烧开的热咖啡倒入杯中，冷却5min，然后加一匙冷牛奶
②先将烧开的热咖啡倒入杯中，立即将一匙冷牛奶加进杯中，然后冷却5min
（4）一个物体温度为30℃，周围环境温度保持20℃不变，此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到28℃时，散热快慢为　 　。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】温度及温度计的使用与读数；热量的概念；内能的概念
【解析】【解答】A．“摩擦生热”的过程，即将机械能转化为内能，则这里的“热”指的是内能，故A符合题意；
B．“熔化吸热”，即熔化过程吸收热量，其中的“热”是热量，故B不符合题意；
C．“天气炎热”中的“热”表示温度高，不是内能，故C不符合题意；
D．“暖气放热”中的“热”是指热量，并非内能，故D不符合题意。
故选 A。
【分析】 内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和；温度指物体的冷热程度；热量是指在热传递或做功的过程中，内能改变的多少 ，据此分析判断。
2．【答案】C
【知识点】两种电荷；电荷间的相互作用规律；电流的方向；摩擦起电的现象
【解析】【解答】A．头发立起，是因为头发带上了同种电荷相互排斥，故A错误；
B．根据摩擦起电的本质可知，橡胶棒摩擦时会得到电子带负电，并非失去电子，故B错误；
C．带负电的A接触验电器B时，由于A的电子较多，因此负电荷从A向B移动，则瞬间电流方向从B到A，故C正确；
D．静电窗花“粘”在玻璃上，是因为摩擦起电使窗花带电，本质是电荷的转移，并非创造电荷），故D错误。
故选C。
【分析】A.根据电荷之间的相互作用规律判断；
B.得到电子带负电，失去电子带正电；
C.电流方向与电子的移动方向相反；
D.根据摩擦起电的本质判断。
3．【答案】C
【知识点】半导体特点及作用；超导体特点及作用
【解析】【解答】芯片是指含有集成电路的硅片，而硅是典型的半导体材料，即它的导电能力在导体和绝缘体之间，故A、B、D错误，而C正确。
故选C。
【分析】根据半导体材料的特点和应用解答。
4．【答案】C
【知识点】电源及其能量转化；电路的构成及电路图；电功率
【解析】【解答】AB．充电过程中，将电能转化为化学能，即手机电池消耗电能，相当于电路中的用电器，故AB错误；
CD．快充即充满手机用的时间短，根据可知，即充电功率大，其速度优势主要体现在电流做功的效率上，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】AB.用电器消耗电能，电源提供电能；
CD.根据分析判断。
5．【答案】D
【知识点】串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；并联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】A．根据图像可知，R的图像是一条过原点的倾斜直线，说明它的阻值保持不变，则R是一个定值电阻。当电压为3V时，通过它的电流为0.6A，则R的阻值，故A错误；
B．根据图像可知，当电流为0.4A时，R、L两端的电压分别为2V、1V，则此时电源电压；
电路总电功率为；
故B错误；
C．根据图片可知，当时，，此时电源电压，符合串联电路的特点，
则电路总电功率为，
故C错误；
D．根据图片可知，当电源电压为1V时，通过灯泡的电流分别为0.4A，灯泡的功率为
故D正确。
故选D。
【分析】A.根据欧姆定律求出定值电阻阻值的大小；
B.将L和R串联在电路中，根据电流值和对应的电压值，利用串联电路的电压规律求出电源电压的大小，根据P=UI计算电路总电功率；
C.将L和R并联在电源电压为6V的电路中，根据并联电路规律可知，小灯泡和定值电阻两端电压相同且等于电源电压，通过小灯泡和定值电阻的电流之和等于干路电流，根据P=UI得出电路总电功率；
D.将L和R并联在电源电压为1V的电路中，由图中数据可知通过小灯泡的电流，根据P=UI得出小灯泡的电功率。
6．【答案】B
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【解答】根据题意可知，灯L正常工作，说明A、C左边的火线、零线均正常。
正常情况下，测电笔接触左孔时不发光，接触右孔时发光。此时把测电笔分别插入三孔插座的左、右两孔时，氖管均发光，说明火线正常，而零线出现断路现象，因此故障是C、D间发生了断路，故B符合题意，A、C、D不符合题意。
故选B。
【分析】灯泡只有与火线和零线正常连接才会发光，结合三孔插座接线“左零右火中间地”的规律分析判断。
7．【答案】A
【知识点】通电直导线周围的磁场；电磁铁的构造和原理；磁场对通电导线的作用；电磁感应
【解析】【解答】根据题目描述可知，当汽车在滑行或制动时，内部线圈切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能，因此能量回收本质是电磁感应现象。
A．当导体棒在磁场中做切割磁感线运动时，灵敏电流计的指针发生偏转，说明电路中产生感应电流，这是电磁感应现象，故A符合题意；
B．当导线中通过电流时，小磁针偏转，说明通电导线有磁场，这是电流的磁效应，故B不符合题意；
C．当电流通过线圈时，电磁铁吸引大头针，利用的是电流的磁效应，故C不符合题意；
D．当通电线圈在磁场中受力转动时，电能转化为机械能，这是电动机的原理，故D不符合题意。
故选A。
【分析】分析各个选项中包含的物理原理，然后与题目描述的能量回收系统的原理对照即可。
8．【答案】
【知识点】家庭电路的连接
【解析】【解答】三孔插座与供电模块能够独立工作，说明它们是并联连接的。同时，总开关控制着这两个部分，表明开关位于干路中，并且需要接在火线上。根据家庭电路的连接规范，补充完整的电路如下图所示：
【分析】用电器和开关的接法：零线直接进入用电器；火线先接入开关，再进入用电器；三孔插座的接法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线。
9．【答案】
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】题目描述的是一个电磁继电器的工作机制。该装置分为两个部分：左侧由压力传感器、电磁铁和电源构成控制电路；右侧由信号灯、电源和触点开关组成工作电路。
当路面压力达到预设阈值时，压力传感器会闭合控制电路。此时电流通过电磁铁，使其产生磁性并吸引衔铁。衔铁的运动使得动触点与静触点接触，从而接通工作电路，信号灯随即发光。具体电路连接方式如下图所示：
【分析】电磁继电器受到压力时，电阻减小，电流增加， 磁性增机枪，使得衔铁吸引，所以左侧为控制电路，右侧为工作电路，据此作图。
10．【答案】电功；电功率；0.1；
【知识点】电能表参数的理解；电功率的计算
【解析】【解答】（1）根据生活经验可知，电费等于单价×消耗的电能数，则用微波炉加热食品花不了多少电费，则前者是从电功的角度说的。后者说微波炉一开电能表就转的飞快，说明电路总功率过大，故后者是从电功率的角度说的。
（2）根据题意可知，电能表标有 1600imp/（kW·h） ，
则当电能表的红灯闪烁160次时，微波炉消耗的电能为；则微波炉的电功率。
【分析】 （1）根据电费的计量方法和电功率的定义判断；
（2）根据计算微波炉消耗的电能，根据微波炉的功率。
11．【答案】乙；27
【知识点】焦耳定律；焦耳定律的应用
【解析】【解答】（1）根据控制变量法的要求可知，探究电流产生的热量与电流的关系时，需要控制电阻和时间相同，只改变电流。图甲中，a、b两电阻丝串联，电流相等，电阻不同，不能探究电流产生热量与电流的关系。图乙中，c和d电阻相同，c在干路上电流大小，d在支路上电流小，则二者电流不同，可以探究电流产生热量与电流的关系。
（2）乙图中，并联的两个电阻阻值相同，则通过它们的电流相同，
根据串并联电流规律可知，通过电阻丝d的电流为；
则电阻丝d在1min内产生的热量为。
【分析】 （1）根据控制变量法的要求可知，探究电流产生的热量与电流的关系时，需要控制电阻和时间相同，只改变电流，据此分析判断即可；
（2）根据并联电路电流的规律及欧姆定律得出通过c的电流是通过d电流的2倍，根据Q=I2Rt得出通电1min后d产生的热量。
12．【答案】乙
【知识点】熔断器的作用及保险丝的选择；安全用电原则
【解析】【解答】根据图片可知，乙中人接在相线与大地之间，由于人体电阻较大，则通过人体有电流不会过大，那么不会造成空气开关跳闸，因此人会触电。
丙中人接在火线与大地之间，此时通过人体有电流通过火线而不通过零线，则此时火线和零线中的电流大小不同，因此漏电保护器会断开电路，对人起保护作用，使人不会触电。
【分析】当电流过大时，空气开关跳闸保护电路；当电路漏电导致火线和零线电流的大小不同时，漏电保护器跳闸保护，据此分析判断。
13．【答案】（1）150
（2）蓝
（3）变小；120
【知识点】并联电路的电流规律；串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用
【解析】【解答】（1）根据题意可知， 每个发光二极管的额定电流（指正常工作时的电流）为30mA ，而LED手电筒由5个发光二极管并联组成，
根据I总=I1+I2可知，手电筒组成工作时的总电流为。
（2）根据乙图可知，LED灯与50Ω的定值电阻串联，
此时定值电阻R两端的电压为；
则此时LED灯两端的电压为；
由表格数据可知，此时LED灯发出蓝颜色的光。
（3）①根据丙图可知，当二极管两端电压的增加量相同时，通过的电流的增加量越来越大，由可知，其正向电阻变小。
②根据丙图可知，当电压为0.6V时，通过二极管的电流为，
则此时二极管的正向电阻为。
【分析】（1）根据并联电路的电流特点求出这种LED手电筒正常工作时的总电流；
（2，根据欧姆定律求出定值电阻R两端的电压，根据串联电路的电压特点求出LED灯两端的电压，然后根据表格数据判断LED灯发光的颜色；
（3）①根据图D得出二极管两端电压的增加量相同时通过电流的增加量变化，根据得出其电阻的变化；
②根据图象读出电压为0.6V时通过二极管的电流，根据欧姆定律求出二极管的正向电阻。
（1）由题意可知，LED手电筒由5个发光二极管并联组成，由并联电路电流特点可知，手电筒组成工作时的总电流为
（2）由图乙可知，LED灯与50Ω的定值电阻串联，电路中的电流为
由欧姆定律可知，定值电阻R两端的电压为
由串联电路电压特点可知，LED灯两端的电压为
由表格数据可知，此时LED灯发出蓝颜色的光。
（3）[1]由图丙可知，二极管两端电压的增加量相同时，通过的电流的增加量越来越大，由欧姆定律的变形式可知，随着二极管两端电压的升高，其正向电阻变小。
[2]当电压为0.6V时，通过二极管的电流为
则此时二极管的正向电阻为
14．【答案】（1）
（2）0.26
（3）增大；温度；大于
（4）
【知识点】电流的测量及电流表的使用；伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】（1） 用伏安法测量小灯泡的电阻的实验中 ，电压表应并联接在灯泡两端，而不是并联在变阻器两端。根据甲图可知，只需将电压表的“-”接线柱与变阻器相连的导线从变阻器上拆下，改接在灯泡左端即可，如下图所示：
（2）根据乙图可知，电流表接的量程0~0.6A，分度值为0.02A，读数为：0.2A+0.02A×3=0.26A。
（3）①如图丙所示，当小灯泡的两端电压增大时，电流的变化速度明显小于电压的变化速度，由可知，它的电阻增大；其原因是灯丝电阻受温度的影响，温度越高，灯丝的电阻越大。
② 假设图甲中滑片向右移动，变阻器接入电路的电阻变小，变阻器分压变小，则灯泡分得的电压变大，由图像可知电路中电流变大，说明电路的总电阻变小，而电流变大时灯丝温度升高，灯泡电阻会增大，由电阻串联的规律可得 R总=R滑+RL，则变阻器减小的阻值应大于小灯泡增大的阻值才能使得总电阻减小，即ΔR1大于ΔR2。
（4）①根据图片可知，将滑片移到a端，闭合开关S，电路为Rx的简单电路，读出电流表的示数，记为I1，电源电压为①；
②根据图片可知，将滑片移到b端，闭合开关S，电阻Rx与滑动变阻器串联，变阻器的最大阻值为R，读出电流表的示数，记为I2，电源电压为②；
③联立以上①②两式解得：。
【分析】 （1）根据实验目的确定电器元件的串并联关系，然后与甲图对照即可；
（2）根据图乙确定电流表的量程和分度值，根据指针位置读出示数；
（3）①导体的电阻随温度的升高而增大；
②因电源电压不变，根据欧姆定律先判断出两种情况下总电阻的变化，再根据灯的电阻随温度的升高而增大和串联电阻的规律分析回答。
（4）①将滑片移到a端，此电路为Rx的简单电路，闭合开关S，读出电流表的示数，记为I1，由此可求得电源电压；
②将滑片移到b端，此时Rx与R串联，根据串联分压的特点可求得电源电压；
③读出滑动变阻器的最大阻值为R，根据欧姆定律可求出待测电阻的阻值。
（1）如图甲，测量小灯泡电阻的实验中，电压表应并联接在灯泡两端，图中电压表并联接在灯泡与滑动变阻器两端，改正后的电路如图所示：
（2）由图乙可知，电流表接的量程0~0.6A，分度值为0.02A，读数为0.26A。
（3）[1][2]小灯泡的I-U关系如图丙，当小灯泡的两端电压增大时，电压的变化速度大于电流的变化速度，由可知，它的电阻增大；其原因是灯丝电阻受温度的影响，温度越高，灯丝的电阻越大。
[3]图甲中，移动滑动变阻器滑片过程中，变阻器连入电路阻值的变化量大小为ΔR1，小灯泡阻值的变化量大小为ΔR2，假设滑片向右移动，变阻器接入电路的电阻变小，变阻器分压变小，则灯泡分得的电压变大，由图像可知电路中电流变大，说明电路的总电阻变小，而电流变大时灯丝温度升高，灯泡电阻会增大，由电阻串联的规律可得 R总=R滑+RL，则变阻器减小的阻值应大于小灯泡增大的阻值才能使得总电阻减小，则这两个量的大小关系是ΔR1大于ΔR2，同理可知，当滑片向左移动时，两个量的大小关系也成立。
（4）①将滑片移到a端，闭合开关S，电路为Rx的简单电路，读出电流表的示数，记为I1，电源电压为
②将滑片移到b端，闭合开关S，电阻Rx与滑动变阻器串联，变阻器的最大阻值为R，读出电流表的示数，记为I2，电源电压为
③联立以上两式解得
15．【答案】（1）控制电阻两端电压不变
（2）断路
（3）电压不变时，电流与电阻成反比
（4）左；2.5V
（5）2.7~3V
【知识点】串联电路的电压规律；探究电流与电压、电阻的关系实验；欧姆定律及其应用；电路的动态分析
【解析】【解答】（1）在“探究电流与电阻的关系”实验中，要控制定值电阻两端的电压不变，则该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有控制定值电阻两端的电压的作用。
（2）电流表无示数，说明电路发生断路。电压表指针超过量程，说明电压表与电源两极之间连接正常。比较可知，故障原因可能是与电压表并联的定值电阻断路。
（3）根据乙图可知，电流与电阻的乘积一定，由此可得出结论：电压不变时，电流与电阻成反比。
（4）小明用5Ω的电阻换成10Ω后，定值电阻的阻值增大，根据串联电路的分压规律可知，定值电阻两端电压会升高。为了保持电压不变，需要减小定值电阻的电压，增大变阻器两端的电压。根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知，需要增大滑动变阻器的阻值，应向左移动滑片，使电压表示数为。
（5） 根据串联电路电压的规律和分压原理有：，
方程左边为一定值，右边也为一定值，当变阻器连入电路的电阻最大时，对应的电阻为30Ω，此时对应的电压表示数最小，；解得：UV=2.7V，
根据电流表量程，电路的最大电流为0.6A，这时对应的电阻最小，
故控制的最大电压为：U大=I大R小=0.6A×5Ω=3V，应控制定值电阻两端的电压范围为 2.7～3V。
【分析】 （1）探究电流与电阻的关系时，要控制电阻的电压不变，结合变阻器的用途解答；
（2）根据电流表和电压表的示数变化确定故障的种类和位置；
（3）根据图像确定电流和电阻的乘积大小，进而确定二者的数量关系；
（4）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；
（5）根据串联电路电压的规律和分压原理得出电压表最小示数；根据电流表量程确定电路的最大电流为0.6A，这时对应的电阻最小，由欧姆定律得出控制的最大电压。
（1）实验中要控制定值电阻两端的电压不变，该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有控制定值电阻两端的电压的作用。
（2）由图甲得，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测量定值电阻的电压，电流表测量电路电流。试触时，小明同学发现电流表无示数、电压表指针超过量程，说明电路出现断路现象，且电压表与电源相连接，则故障原因可能是定值电阻断路。
（3）分析图像可知，电流与电阻的乘积一定，且电流随电阻的增大而减小，由此可得出结论：电压不变时，电流与电阻成反比。
（4）[1][2]上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接着把R换成10Ω的电阻接入电路根据串联分压规律，定值电阻两端电压会升高。为了保持电压不变，需要增大滑动变阻器的阻值，应向左移动滑片，使电压表示数为
再读出此时电流表示数。
（5）电压表的量程为0~3V，则电压表的示数最大为3V，故定值电阻的最大电压为3V；当定值电阻为30Ω，滑动变阻器接入电路中电阻最大为20Ω时，定值电阻的电压最小。串联电路电流处处相等，由欧姆定律得
即……①
由串联电路电压特点得……②
联立方程解得
故为了完成这次实验，他应控制定值电阻两端的电压范围为2.7~3V。
16．【答案】（1）根据电路图可知，R0与R1串联，电流表测量电路中的电流。
当无风时，滑片位于滑动变阻器的A端，电流表的示数为0.2A，
则此时电路的总电阻为；
则滑动变阻器的最大阻值为。
答： 滑动变阻器R1的最大阻值为10Ω 。
（2）根据题意可知，当风力最大时，滑片位于滑动变阻器的中点，
此时滑动变阻器接入电路的电阻为，
此时的总电阻为R总=R1'+R0=20Ω+5Ω=25Ω；
此时电流表的示数为
【知识点】电阻的串联；欧姆定律及其应用；电路的动态分析
【解析】【解答】（1）根据电路图可知，R0与R1串联，电流表测量电路中的电流。
当无风时，滑片位于滑动变阻器的A端，电流表的示数为0.2A，
则此时电路的总电阻为；
则滑动变阻器的最大阻值为。
答： 滑动变阻器R1的最大阻值为10Ω 。
（2）根据题意可知，当风力最大时，滑片位于滑动变阻器的中点，
此时滑动变阻器接入电路的电阻为，
此时的总电阻为R总=R1'+R0=20Ω+5Ω=25Ω；
此时电流表的示数为。
【分析】 （1）根据图片可知，R0与R1串联，电流表测电路电流，无风时R1全部阻值接入电路，利用欧姆定律和串联电路电阻规律计算R1的最大阻值；
（2）风力最大时，滑片位于滑动变阻器的中点，据此计算R1接入电路的阻值，根据R总=R1'+R0计算此时的总电阻，利用欧姆定律计算电流表的示数。
（1）由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R1串联，电流表测量电路中的电流。当无风时，滑片位于滑动变阻器的A端，此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，电流表的示数为0.2A，则此时电路的总电阻为
则滑动变阻器的最大阻值为
（2）当风力最大时，滑片位于滑动变阻器的中点，此时滑动变阻器接入电路的电阻为
此时电流表的示数为
17．【答案】（1）
（2）综上所述，高温挡额定功率P高= 1100W，此时只有R1单独工作，
则此时电路中的电流：，
电阻R1的阻值
（3）综上所述，饮水机在低温挡正常工作时，电阻R1、R2串联，
两个定值电阻R1、R2的阻值相同，则R1=R2=44Ω；
电路的总电阻：R总=R1+R2=44Ω+44Ω=88Ω
低温挡的额定功率
（4）根据题意可知，饮水机在低温挡时功率为 550W，
则消耗的电能W=P低×t=550W×600s=330000J=3.3×105J
【知识点】串、并联电路的设计；电阻的串联；电功的计算；电功率的计算
【解析】【解答】（1）根据题意可知，高温档时电功率大，由电功率公式可知，此时电阻较小；低温档时电功率小，则总电阻较大。
当闭合S1时，R1、R2同时工作，饮水机处于低温挡；当闭合S1和S2时，R1工作，饮水机处于高温挡，
说明前者的总电阻大于后者；
那么前者应该为两个电阻串联，后者应该是开关和R2并联，将其短路，如下图所示：
（2）综上所述，高温挡额定功率P高= 1100W，此时只有R1单独工作，
则此时电路中的电流：，
电阻R1的阻值。
（3）综上所述，饮水机在低温挡正常工作时，电阻R1、R2串联，
两个定值电阻R1、R2的阻值相同，则R1=R2=44Ω；
电路的总电阻：R总=R1+R2=44Ω+44Ω=88Ω
低温挡的额定功率。
（4）根据题意可知，饮水机在低温挡时功率为 550W，
则消耗的电能W=P低×t=550W×600s=330000J=3.3×105J。
【分析】 （1）根据可知，电源电压不变，当电路中的电阻越大，电路中的总功率最小，根据串并联电路特点和题意可知电热饮水机高温挡和低温挡的连接；
（2）根据P=UI求出饮水机高温挡工作时电路中的电流，根据求出高温挡工作时电路中的电阻；
（3）根据串联电路的特点求出低温挡工作时电路中的总电阻，根据
可求出低温挡的电功率；
（4）根据W=Pt求出低温挡工作10min消耗的电能。
（1）根据题意，电源电压U一定，由电功率公式可知，电路中电阻越大，功率越小，为低温挡；电阻越小，功率越大，为高温挡。
当闭合S1时，R1、R2同时工作，饮水机处于低温挡，说明此时R1、R2串联，电路中总电阻最大。
当闭合S1和S2时，R1工作，饮水机处于高温挡，说明此时S2将R2短路，电路中只有R1工作，电阻最小。因此，电路图如下所示：
（2）饮水机在高温挡正常工作时，只有电阻R1接入电路。额定电压U=220V，高温挡额定功率P高= 1100W。电路中的电流：
电阻R1的阻值
（3）饮水机在低温挡正常工作时，电阻R1、R2串联接入电路。题中说明两个定值电阻R1、R2的阻值相同，所以R1=R2=44Ω
电路的总电阻：R总=R1+R2=44Ω+44Ω=88Ω
低温挡的额定功率
（4）饮水机在低温挡正常工作时，功率P低= 550W。工作时间t=10min=10×60s=600s
根据电能公式W=Pt可得，消耗的电能W=P低×t=550W×600s=330000J=3.3×105J
18．【答案】机械；压缩；a；保护电路；；做功；1200；45%
【知识点】功率计算公式的应用；燃料的热值；热机的效率；热机的四个冲程；滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】（1）①根据题意可知，用力将活塞迅速下压，活塞对筒内的空气做功，是将机械能转化为筒内气体的内能，这个过程与汽油机的压缩冲程能量转化相同。
②a.电动机工作时，消耗电能得到机械能，因此是将电能转化为机械能，故A正确；
b.根据题意可知，该电池组工作电压为240V，电池的容量约为5000mA·h，充满电后储存的电能，故b错误。
故选a。
（2）①根据丁图可知，当滑动变阻器滑片移动到阻值为0时，此时电路电阻为0，出现短路损坏电源，因此电路中串联电阻R0是为了保护电路。
②根据丁图可知，滑动变阻器与定值电阻串联。当油箱中的油用完时，滑动变阻器接入电路的电阻为零，根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知，此时它两端的电压为零。油量越多，滑动变阻器接入电路的电阻越大，则它两端电压变大，那么电压表示应该与变阻器并联，如下图所示：
（3）①根据图片可知，活塞向下运动，进气门排气门关闭，则做功冲程。
②汽油机每秒对外做功10次，即每秒转10×2=20圈，则转速为；
③根据题意可知，燃料放出的总热量为；
发动机做的有用功为；则发动机的效率为。
【分析】 （1）①汽油机的压缩冲程，将机械能转化为内能；做功冲程，将内能转化为机械能；
②a.根据电动机的能量转化判断；
b.根据W=UIt计算电池组充满电后储存的电能，充电时电能转化为化学能；
（2）①注意分析电路中是否可能出现短路，进而确定定值电阻的作用；
②根据串联电路的分压作用分析变阻器两端的电压变化，然后与题目要求对照即可；
（3）①根据气门的闭合和活塞的运动情况分析是哪个冲程；
②四冲程内燃机1个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次；
③根据Q放=mq求出2kg氢燃料完全燃烧放出的热量，根据W=Pt求出牵引力做的功，利用求出该氢能源汽车发动机的效率。
19．【答案】（1）先快后慢
（2）100 J/s；C
（3）①
（4）0.8q
【知识点】热传递改变物体内能；比热容的定义及其计算公式
【解析】【解答】（1）将沸水放在房间里，与周围环境的温度差越来越小，根据“物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比”可知，故温度自然降低的规律是：先快后慢。
（2）①根据短文第一行内容可知，散热快慢指的是单位时间内能量变化的快慢，即；
②根据题意可知，散热快慢指的是单位时间内能量变化的快慢。
A．速度指的是物体在单位时间内经过的路程，密度指的是单位体积物质的质量，二者都与能量无关，故AB不符合题意；
C．功率指的是单位时间内所做的功，即能量转化的快慢，故C符合题意；
D．效率指的是有用功占总功的百分比，与快慢无关，故D不符合题意。
故选C。
（3）根据题意可知，②方式加入冷牛奶，降低了奶茶的温度，接下来散热的速度会变慢，而①方式奶茶在较高温度下放置5min，奶茶与环境的温度差更大，散热效率更高，故①方式的冷却效果较好。
（4）由牛顿冷却定律 q=k（t物-t环） 得到：；
解得：，
当物体温度降低到28℃时，散热快慢为。
【分析】 （1）热传递的特点是温差越大，热传递（散热）速度越快；
（2）①根据“散热快慢指的是单位时间内能量变化的快慢”计算；
②分析各个选项中概念的定义方式即可
（3） 热传递的条件是有温度差，并且传递过程中速度先快后慢；
（4）先根据q=k（t物-t环）求出散热系数，根据q=k（t物-t环）求出物体温度降低到29℃时的散热快慢。
（1）由题可知，物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比，温度差越大，热传递的速度越快，所以将沸水放在房间里，与周围环境的温度差越来越小，故温度自然降低的规律是：先快后慢。
（2）[1]散热快慢指的是单位时间内能量变化的快慢，即
[2]根据题意可知，散热快慢指的是单位时间内能量变化的快慢。
A．速度指的是物体在单位时间内经过的路程，与能量无关，故A不符合题意；
B．密度指的是单位体积物质的质量，与能量和快慢无关，故B不符合题意；
C．功率指的是单位时间内所做的功，指的是做功的快慢，即能量转化的快慢，故C符合题意；
D．效率指的是有用功占总功的百分比，与快慢无关，故D不符合题意。
故选C。
（3）散热的快慢与物体和周围环境的温度差成正比，②方式加入冷牛奶，降低了奶茶的温度，接下来散热的速度会变慢，而①方式奶茶在较高温度下放置5min，奶茶与环境的温度差更大，散热效率更高，再加冷牛奶，冷却效果更好，故①方式的冷却效果较好。
（4）由牛顿冷却定律可得
解得，当物体温度降低到28℃时，散热快慢为
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