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教科版初中物理九年级下册期末模拟测试卷A卷
一、选择题（共10小题，每小题3分，共30分）
1．被誉为“中国世纪的工艺百科全书”天工开物记载了我国古代生产技术成就。如：
碎煤有两种，用以炊烹，用以冶煅；
取诸麻、菜子入釜，文火慢炒，透出香气；
榨汁入缸，看水花为火色。其花煎至细嫩，如煮羹沸；
下列对相关记载分析正确的是(　　)
A．“用以炊烹”煤炭燃烧时热值在不断减小
B．“透出香气”是因为分子在运动
C．“文火慢炒”是通过做功的方式改变内能
D．“如煮羹沸”羹在沸腾时吸热，温度升高
2． AI数据中心内的CPU、内存、硬盘等大量服务器组件，运行时会消耗巨额电能，同时产生大量热量。某数据中心采用“液冷散热”方案，把数据中心密封后浸没于深海，利用海水实现降温，主要是利用海水具有较大的(　　)
A．密度 B．热值 C．电阻 D．比热容
3．题图为四冲程内燃机的做功冲程示意图，此冲程中气缸内的气体(　　)
A．体积变大，内能转化为机械能 B．体积变大，机械能转化为内能
C．体积变小，内能转化为机械能 D．体积变小，机械能转化为内能
4．小明的物理笔记本中有以下内容，其中有误的是(　　)
A．验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
B．海拔越高，大气压越低，液体沸点越低
C．投出去的篮球到达最高点时，若外力消失它将保持静止
D．单摆从最低点向最高点运动的过程中，动能转化为重力势能
5．对下列跨学科实践的分析，正确的是
A．图甲，简易调光台灯中电位器应串联在电路中
B．图乙，煮饺子时水沸腾后继续大火加热饺子熟得更快
C．图丙，同一个简易密度计测不同液体密度时所受浮力大小不相等
D．图丁，简易电动机只能通过改变电流方向来改变线圈的转动方向
6．学校倡导“节约用水”，同学们设计了一个学校小花园的水位监测装置，内部简化电路图如图所示。电源电压一定，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器，水位计由电压表改装而成。闭合开关S，水箱中水位上升时，连杆带动滑片 P向上移动，下列分析正确的是(　　)
A．R1接入电路的电阻变大 B．R0通过的电流变小
C．电压表的示数变小 D．电路中总功率变大
7．如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的煤油，每个容器放入同种材料绕成的发热线圈，其电阻R1=R3，R2=R4，R2=2R1，若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的煤油温度从低到高的顺序是（　　）
A．甲、乙、丁、丙 B．丁、丙、乙、甲
C．甲、乙、丙、丁 D．丙、丁、乙、甲
8．2025年5月1日起，全国多地将正式实施电动车管理新规，其中只允许新国标电动自行车上路，要求车速不超过25km/h。如图所示是某品牌电动自行车的电路，当电动机转速超过一定值，电铃会自动报警，下列说法正确的是（　　）
A．旋钮OP绕O点逆时针转动时，电动机转速变快
B．电磁铁E的右端为S极
C．触头F的材质为铜
D．左边电路电流较大时，电磁铁E的磁性较大，将F吸引过来，右边电路接通，电铃报警
9．现在标准住宅户内配电系统中都装有漏电保护器和空气开关（如图所示），它们在家庭电路中对用电器和人身安全都起着非常重要的保护作用。若出现如图所示的四种事故，下列说法正确的是（　　）
A．发生图甲、乙所示的事故时，漏电保护器会迅速切断电流
B．发生图丙、丁所示的事故时，空气开关会切断电流
C．发生图甲、乙所示的事故时，空气开关会切断电流
D．发生图丙、丁所示的事故时，漏电保护器会迅速切断电流
10．下列关于能源和信息说法正确的是（　　）
A．现有的核电站都是利用核聚变释放能量来发电的
B．煤、石油、天然气等化石能源蕴藏量较大，属于可再生能源
C．手机是利用电磁波来传递信息的
D．频率越高的电磁波在空气中传播的速度越大
二、多选题（共2小题，每小题有多个选项符合，选对但不全对得2分，选错不得分，全部选对得4分；共8分）
11．如图甲电路，电源电压保持不变，定值电阻的阻值是R1，滑动变阻器的最大阻值是R2，电压表、电流表的量程满足实验要求。闭合开关S，滑片P从A端移动到B端的过程中，电流表示数与电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．图乙中阴影部分“面积”表示某一时刻R1的电功率的大小
B．定值电阻的阻值
C．滑动变阻器的最大阻值
D．电路的总功率变化范围是0.6 W～3.6 W
12．小刚研究家中的电热水壶和电饭煲的工作情况，进行了如下实验：他先关闭家中所有的用电器，并记录电能表的示数；在电热水壶中装入1.8L、初温为10℃的水，在电饭煲中放入需要加热的食物，让电热水壶和电饭煲同时开始工作，10min电热水壶中水的温度达到100℃，电热水壶自动断开开关，小刚记录此时电能表的示数变化了0.35kW h；再过20min电饭煲煮熟食物，并自动切换为保温状态，小刚观察此时电能表的示数又变化了0.3kW h。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），下列说法中正确的是（　　）
A．电热水壶的实际功率为1200W B．电热水壶的热效率约为94.5%
C．电饭煲比电热水壶消耗电能快 D．电饭煲消耗的电能为0.45kW h
三、填空题（每空1分，共20分）
13．感应发光“冰块”外形仿如真实冰块一般，具有入水即亮的特性(液体感应)。感应发光冰块内部电子元件有：液体感应器、纽扣电池和 LED灯泡，液体感应器是先进的触水式　 　(选填“电源”“用电器”“开关”或“导线”)。将同一发光冰块分别浸没在甲、乙两杯液体中静止时位置如图所示，则两烧杯中液体密度ρ甲　 　ρ乙(选填“大于”“小于”或“等于”)。
14．小张同学家里购买了一款户外分体式燃气炉，用于周末在户外野炊。用该燃气炉烹调食物时，可以在一旁闻到食物的香味，这是因为　 　，某次野炊时用燃气炉将锅中的水煮至沸腾，水吸收了的热量，这是通过　 　的方式来改变水的内能的，不计热损失，则需要完全燃烧燃气　 　g。[]
15．体脂率是指人体内脂肪的质量占人体总质量的百分比。体脂秤通过测量人体的电阻并结合人体的身高、体重、年龄等因素，经综合分析得出人的体脂率。人运动时，存储在脂肪中的能量的一部分转化为人体的　 　（选填“内能”或“化学能”），导致人体温度升高。肌肉密度比脂肪密度大，肌肉比脂肪更容易导电。若人的体重不变，人体的体脂率下降（脂肪占比减少），则人体的密度　 　 （选填“增大”或“减小”），人体的电阻　 　 （选填“增大”或“减小”）。
16．如图甲所示，司南能指向南北方向，是因为地球的周围存在　 　（选填“磁场”或“磁感线”）。如图乙所示，在弹簧下端挂一个条形磁体，磁体下端为N极，其正下方有一电磁铁，当闭合开关S时，电磁铁的上端为　 　极，弹簧长度会　 　（选填“伸长”“缩短”或“不变”）。
17．在如图所示的电路中，变阻器连入电路的电阻线是　 　部分（选填“aP”“Pb”或“ab”），当油箱中的液面下降时，电路中的电阻将　 　，电表示数随之　 　后两空均选填“变大”“不变”或“变小”。
18．我国在“人造太阳”的项目中取得重大突破，刷新磁约束核反应运行时间记录。“人造太阳”是利用氢核　 　（填“裂变”或“聚变”）来获得巨大能量，核能属于　 　（填“可再生”或“不可再生”）能源。已知1g氢核变能放出6.3×107的能量，相当于完全燃烧　 　m3，天然气释放的能量。（天然气的热值为3.6×107J/m3）
19．如题图，是探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。通电一段时间后，发现左侧容器连接的U形管液面高度差较大，这说明电流通过导体产生的热量跟　 　有关。如果通过R的电流为0.2A，30s内R2产生的热量为　 　J。将R1换成10Ω的电阻，再将R3拆下，此装置还能探究电流产生的热量与　 　的关系。
四、作图题(选用标准尺规作图工具，每题2分，共4分）
20．如图是给蔬菜大棚提供光、热装置电路图，L1和L2是规格均为“”的灯泡，是热敏电阻，是设定温度的变阻器，当温度下降到设定温度时，衔铁就会被吸引，工作电路接通，两灯泡正常发光。
①在括号中标出电磁铁上端的磁极；
②把L1和L2正确地连接在火线和零线上，要求开关S1同时控制两盏灯。
21．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。
五、实验探究题（每空1分，共21分）
22．小华学习了热学知识后，为了对比热容、热值的理解，设计如下实验，可完成吸热能力实验和热值实验。甲、乙、丙三个装置，燃料和液体除种类不同之外，质量完全相同，其他装置完全相同。
（1）为了研究不同物质的吸热能力，利用其中　 　（甲/乙/丙）两幅图进行实验，根据数据做出了两种液体的温度随时间变化的关系图，如图2所示；
①实验中不同物质的吸热多少是通过　 　来反映比较的（温度计示数变化/加热时间）；
②已知b液体的比热容是J/（kg·℃），则a液体的比热容是　 　J/（kg·℃）；
（2）为了研究不同燃料的热值，正确选择其中　 　（甲/乙/丙）两幅图进行实验。在实验前用天平测出了两烧杯中液体的质量相同、燃料的质量相同，这样可以通过　 　（温度计示数变化/加热时间）直观感知哪种燃料的热值大。若a、b液体的比热容已知，记录相关数据，可以计算出吸收热量和燃料放出的热量，从而计算燃料热值。但此方法计算的热值与实际燃料热值相比　 　（偏大/偏小/不变），原因是　 　。
23．在“探究电流与电阻的关系”实验中，准备的实验器材有阻值为的三个定值电阻、电源（电压为6 V且保持不变）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）小明连接的电路如图甲所示，闭合开关S后，发现　 　（选填“电流表”“电压表”）无示数，经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误，请在图中错误的那根导线上画“”，并画出正确的连线。　 　
（2）改正错误后，开关闭合前，将滑动变阻器滑片P移动到最　 　（选填“左”“右”）端。将5 Ω的电阻接入电路，调节滑动变阻器使电压表示数为　 　V。换用不同电阻多次实验后，得到电流随电阻变化的图线如图乙所示，由图像可得出的结论是　 　。
（3）下列实验中，多次实验的目的与本实验相同的是_________；
A．探究电流与电压的关系 B．伏安法测电阻
（4）实验之后，小明利用一个电压表和一个已知最大阻值为的滑动变阻器，设计如图丙所示的电路，测待测电阻的阻值
实验步骤：
①闭合开关S，将变阻器滑片P移至最右端，读出电压表的示数为；
②将变阻器滑片P移至最左端，读出电压表的示数为；
③待测电阻　 　（用和表示）。
若实验中，小明在“闭合开关S，将变阻器滑片P移至最右端”时，滑片P没有移至最右端，其他操作正确，则待测电阻的测量值　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
24．综合实践活动：项目式学习小组设计—智能冷库系统
【任务与要求】：海鲜保存通常要求冷库温度维持在，这样才能保证海鲜的品质和口感，请为某海鲜市场设计一款智能冷库系统。
【设计电路】：设计温控系统，温控系统的原理如甲图所示，控制电路的电源电压为，热敏电阻随温度的变化情况如乙图所示。当冷库温度达到时，衔铁刚好被吸下来，制冷系统启动工作；当冷库温度达到时，衔铁刚好被弹回去，绿灯亮。已知制冷系统工作的额定功率为。
【项目实施】
（1）由甲图可知，电磁铁的上端是　 　极，当冷库温度升高时，电磁铁的磁性　 　（选填“增强”“不变”或“减弱”）；
（2）当冷库温度在－18℃时，电磁铁线圈电阻忽略不计，则控制电路的电流大小是　 　A；
（3）查阅资料得知制冷系统选择水作为冷却介质，是因为　 　；
【设计评价】
（4）若长时间工作后，控制电路的电压小于时，则制冷系统启动工作将　 　（选填“高于”或“低于”）。
（5）在某次制冷过程中，制冷系统正常工作，将体积为的冷库温度从室温下降至，则制冷系统的能量转化效率是　 　。[，，结果保留整数]
六、计算题（请写出必要的文字说明，25题8分，26题9分）
25．如图甲是某学校食堂购置了一批加热餐台，通电后，加热容器中的水为上方饭菜提供所需的热量，如图甲所示。图乙为保温台的简化电路图，为电源开关，为温控开关，其发热元件是两根阻值不变的电热丝、。当餐盒里的食物温度降低到时，闭合；当温度达到时，断开。容器内水的质量为10kg，比热容为，加热器使用的电源电压恒为220V，加热器快速加热时的功率为2000W，保温时的功率为400W。求：
（1）容器内水受到的重力；
（2）的阻值；
（3）加热器使用快速加热挡工作20min，可使水温升高，加热器对水加热的效率。
26．如图甲所示是电子秤的简化原理图，电源电压恒为12 V，，压力传感器的阻值与所受压力F变化关系图像如图乙所示。将底面积为400 cm2，自重为10 N且足够高的圆柱形薄壁容器放在托盘上，加入7.5 cm深的水，然后用细绳拉着底面积为200 cm2，重为60 N，密度为的柱状物体缓慢放入水中，如图丙所示。忽略物体吸水，忽略细绳形变，忽略托盘和压杆的质量。水的密度为，g取10 N/kg。闭合开关S，求：
（1）当压力为零时，电路中的电流。
（2）柱状物体一半浸入水中时，细绳对物体的拉力。
（3）柱状物体浸入一半后保持静止，再加入2 kg水后，电路中R0消耗的功率。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】热传递改变物体内能；燃料的热值；分子热运动
【解析】【解答】A：燃料的热值是燃料的一种特性，与是否完全燃烧、燃烧快慢无关，煤炭燃烧时热值不变，故错误；
B：香气四溢是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故正确；
C：“文火慢炒”是通过热传递的方式改变内能，不是做功，故错误；
D：液体沸腾时继续吸热，但温度保持不变，故错误；
故答案选 B。
【分析】A：热值是燃料的属性，不随燃烧情况改变。
B：扩散现象证明了分子永不停息地做无规则运动。
C：改变内能的方式有做功和热传递，炒菜是热传递。
D：沸腾特点：吸热但温度不变。
2．【答案】D
【知识点】密度及其特性；比热容的定义及其计算公式；燃料的热值；电阻
【解析】【解答】 A、密度是单位体积物质的质量，和吸热降温无关，故 A 错误
B、热值是燃料完全燃烧放热多少的特性，海水不可燃，与散热无关，故 B 错误
C、电阻是导体对电流的阻碍作用，和吸热散热无关，故 C 错误
D、比热容大的物质，相同质量升高相同温度能吸收更多热量，海水比热容大，适合用来吸收服务器热量降温，故 D 正确
故选D
【分析】1、密度的性质：密度是物质的基本属性，不随质量和体积的变化而变化；只和材料本身以及材料状态有关；
2、物质的热值为单位质量燃料完全燃烧释放的能量，是物质的基本属性；只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关；
3、电阻的影响因素： 当导体的材料和横截面积相同时，电阻的长度越长，导体的电阻越大 ；当导体的材料和长度相同时，电阻的横截面积越小，导体的电阻越大，欧姆定律的含义R=U/I只用于计算用电器两端电压以及通过用电器电流计算电阻的公式，并不具有物理含义进行选项判识。
4、比热容的应用：水的比热容较大，用水做冷却剂。
3．【答案】A
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】据图可知，火花塞点燃，活塞下移，所以内能转化为机械能，为做功冲程，故A正确；BCD错误；
故选A.
【分析】吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：活塞下移，火花塞点燃，内能转化为机械能 ；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
4．【答案】C
【知识点】机械能守恒条件；力与运动的关系；验电器的原理及使用；沸点与气压的关系
【解析】【解答】A：验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，正确；
B：海拔越高，大气压越低，液体沸点越低，正确；
C：投出去的篮球到达最高点时，竖直方向速度为零，但水平方向仍有速度（若不计空气阻力，斜抛时水平速度不变），因此若外力消失，它将保持此时的运动状态做匀速直线运动，而不是静止，故错误；
D：单摆从最低点向最高点运动时，速度减小，高度增大，动能转化为重力势能，正确；
故答案选 C。
【分析】A：验电器是利用同种电荷相斥的原理工作。
B：气压与沸点的关系：气压越低，沸点越低。
C：牛顿第一定律：物体不受外力时，保持原来的运动状态。最高点有水平速度，故不会静止。
D：动能与重力势能的转化，上升过程动能减小，势能增大。
5．【答案】A
【知识点】沸腾及沸腾条件；滑动变阻器的原理及其使用；直流电动机的构造原理与工作过程；制作微型密度计
【解析】【解答】A、电位器本质是滑动变阻器，串联在台灯电路中，通过改变接入电阻调节电路电流，从而调节灯泡亮度，故 A 正确；
B、水沸腾后持续吸热但温度不变，大火加热不会提升水温，饺子熟制速度不变，还会浪费燃料，故 B 错误；
C、密度计在不同液体中均处于漂浮状态，浮力始终等于自身重力，因此浮力大小相等，故 C 错误；
D、改变电动机线圈转动方向有两种方法：改变电流方向、改变磁场方向，并非只能改变电流方向，故 D 错误。
故选 A。
【分析】1、变阻器需要串联在电路中，改变变阻器的长度，进而改变电阻的大小，进而改变电路的电流；
2、水沸腾的温度时间特性：水到达沸点时的特点为加热但温度保持不变，气泡由小变大；标准大气压下水的沸点为100℃，低于标准气压，沸点低于100℃；
3、物体沉浮条件：物体悬浮时的浮力等于重力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度等于液体的密度，物体漂浮表明浮力等于重力（排开水的体积小于物体体积），物体的密度小于液体的密度，物体下沉时重力大于浮力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度大于液体的密度；
4、通电导线在磁场中受到力的作用，实例有：电动机，改变电动机线圈转动方向有两种方法：改变电流方向、改变磁场方向。
6．【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【解答】A．当水箱中水位上升时，连杆带动滑片向上移动，接入电路的电阻变小，故A错误；
B．因为接入电路的电阻变小，根据串联电路总电阻等于各分电阻之和，可知总电阻变小。电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，由于串联电路中各处的电流相等，所以通过的电流变大，故B错误；
C ．为定值电阻，通过的电流变大，由可知，两端的电压变大，即电压表的示数变大，故C错误；
D ．电源电压不变，电路中的电流变大，根据可知，电路中总功率变大，故D正确。
故选：D。
【分析】图中R0、R1为串联电路，电压表测量定值电阻的电压；根据滑片移动方向分析电阻变化，结合串联电路的特点和欧姆定律分析电流变化和电压表示数的变化，根据P=UI分析电功率的变化。
7．【答案】A
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】由电路图分析：R1 、R2 串联，串联电路各处电流相同，根据焦耳定律Q=I2Rt，通电时间一致时，电阻越大电热越多；已知R2 =2R1 ，可得Q2 >Q1 。R3 、R4 并联，并联支路两端电压相等，依据，通电时间相同，电阻越小产生热量越多；结合RR1=R3，R2=R4，R2=2R1，则
R2 串联分压，两端电压小于电源电压10V，R4 并联直接接电源，两端电压等于10V，又R2 =R4 ，由可知，。所以，相同质量煤油吸收热量越多，末温越高，因此容器内煤油温度由低到高：甲、乙、丁、丙，A 选项正确，BCD 错误。
故选A。
【分析】探究电流的热效应：原理为焦耳定律=I2Rt，结合图中所给的电阻串并联关系，选择合适的公式进行计算，：R1 、R2 串联，串联电路各处电流相同，根据焦耳定律Q=I2Rt，R3 、R4 并联，并联支路两端电压相等，依据进行计算。
8．【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电磁继电器的组成、原理和特点；直流电动机的构造原理与工作过程；通电螺线管的极性和电流方向的判断；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A．当旋钮绕点逆时针转动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻增大，根据欧姆定律可知左侧控制电路的电流变小，电动机的功率减小，转动速度会变慢，故A错误；
B．根据安培定则，也就是右手螺旋定则判断：电流从电磁铁的左端流入，结合线圈的绕向，可以确定电磁铁的左端是极，右端是极，故B错误；
C．电磁铁的特点是只能吸引铁钴镍这类铁磁性材料，铜不属于铁磁性材料，无法被电磁铁吸引，因此触头F不能使用铜制作，故C错误；
D．电磁铁的磁性强弱和电流大小有关，电路电流越大，电磁铁磁性越强。当电动车速度过快时，说明左侧电路的电流更大，电磁铁的磁性强到足以吸引触头，会接通右侧的电铃电路，让电铃发出报警信号，该描述符合这个装置的工作原理，故D正确。
故选D。
【分析】1、由通电线圈组成，磁性方向可通过安培定则判断：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极，磁性与电流、线圈匝数有关；
2、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，所以滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知左侧控制电路的电流变小，结合P=UI计算可知，此时功率减小；
3、磁性材料：铁钴镍。
9．【答案】B
【知识点】家庭电路的组成；安全用电原则
【解析】【解答】A．当发生甲图所示的触电情况时，电流从人的右手流入，经过人体后从左手流回零线，此时人体相当于接入电路的用电器，火线和零线中的电流大小仍然相等，不存在漏电情况，因此漏电保护器不会触发动作，不会起到保护作用；当发生乙图所示的触电情况时，电流直接通过人体流入大地，此时火线的电流大于零线的电流，火线和零线的电流不相等，漏电保护器检测到这个电流差后会自动切断电路，起到保护作用，故A错误；
BD．图丙、丁所示的事故分别是用电器总功率过大、电源短路，这两种故障都会造成电路中的总电流过大，触发空气开关断开电路；这两种故障都不存在漏电现象，火线和零线的电流始终大小相等，因此漏电保护器不会起作用，故B正确，D错误；
C．发生甲图触电时，电流经过人体流回零线，电路的总电流没有达到空气开关的触发阈值，所以空气开关不会断开，不起作用；发生乙图触电时，电流经人体流入大地，火线和零线电流不等，漏电保护器会断开电路起到保护作用，但此时总电流没有达到空气开关的动作条件，空气开关不会起作用，故C错误。
故选B。
【分析】1、漏电保护器工作，需要电路发声漏电，即电路中电流不相等，图甲人体相当于接入电路的用电器，火线和零线中的电流大小仍然相等，乙图电流直接通过人体流入大地，火线的电流大于零线的电流，漏电保护器工作；
2、电路电流过大的原因为：电路发生短路、用电器功率过大，空气开关断开。
10．【答案】C
【知识点】能源及其分类；核裂变；电磁波的产生；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．现有的核电站都是利用核裂变释放能量来发电的，故A错误；
B．煤、石油、天然气等化石能源蕴藏量较大，属于不可再生能源，故B错误；
C．手机是利用电磁波来传递信息的，故C正确；
D．电磁波在空气中的传播速度相同，与频率无关，故D错误。
故选C。
【分析】（1）获取核能的方式：核裂变和核聚变；
（2）能够从自然界中源源不断获取的能源是可再生能源，水熊、风能、太阳能、地热能都属于可再生能源；须经亿万年才能形成，短期内无法再生的能源是不可再生能源，煤、石油、天然气、核能都属于不可再生能源；
（3）广播、电视和移动通信都是利用电磁波来传递信息的；
（4）电磁波在空气中传播的速度相等。
11．【答案】B,C,D
【知识点】串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【解答】A．图甲中定值电阻与滑动变阻器串联，电流表测量电路总电流，电压表测滑动变阻器两端电压。图乙横坐标为滑动变阻器两端电压，纵坐标为电路电流，图中阴影部分面积代表滑动变阻器的电功率，并非定值电阻的电功率，因此 A 错误。
B．滑片移至最左端时，滑动变阻器接入阻值为 0，电压表示数为 0，电路电流达到最大值。结合图乙可得：电源电压。滑片移至最右端时，滑动变阻器接入最大阻值，电路电流最小。由图乙可知此时滑动变阻器两端电压为U滑 ，电源电压 。联立解得，，故B正确。
C．滑动变阻器接入最大阻值时，，，由得，，故 C 正确。
D．由 B 可知电源电压，电路最小总功率： ；电路最大总功率 。因此电路总功率的变化范围为，故 D 正确。
故选BCD。
【分析】1、电功率的计算：公式为P=UI；
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。
12．【答案】A,B,D
【知识点】密度及其特性；热量的计算；热机的效率；电能表参数的理解；电功率的计算
【解析】【解答】 解：CD、由题意可知，电饭煲20min内消耗的电能为0.3kW h，
所以电饭煲10min内消耗的电能为，则电饭煲消耗的总电能为W煲=0.3kW h+0.15kW h=0.45kW h，故D正确；
电热水壶10min内消耗的电能：W壶=0.35kW h-0.15kW h=0.2kW h=7.2×105J，
比较可知，相同时间内，电饭煲消耗的电能比电热水壶消耗的电能少，
即电饭煲比电热水壶消耗电能慢，故C错误；
AB、电热水壶的实际功率：，故A正确；
水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×1.8×10-3m3=1.8kg，
水吸收的热量：Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg ℃）×1.8kg×（100℃-10℃）=6.804×105J
电热水壶的热效率，故B正确。
故选：ABD。
【分析】（1）由题意可知，电饭煲20min内消耗的电能，从而可知电饭煲10min内消耗的电能和电饭煲消耗的总电能，进一步可知电热水壶10min内消耗的电能。相同时间内，消耗的电能多的消耗电能快；
（2）根据求电热水壶的实际功率；
（3）根据密度公式求水质量，根据Q吸=cmΔt求水吸收的热量，根据求电热水壶的热效率。
13．【答案】开关；大于
【知识点】物体的浮沉条件及其应用；电路的构成及电路图
【解析】【解答】 液体感应器遇水接通电路、无水断开电路，控制电路通断，相当于电路中的开关。
物体在甲液体漂浮，所以物体的密度小于甲的密度，在乙中沉底，所以物体的密度大于乙液体的密度，所以甲密度大于乙密度。
【分析】物体沉浮条件：物体悬浮时的浮力等于重力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度等于液体的密度，物体漂浮表明浮力等于重力（排开水的体积小于物体体积），物体的密度小于液体的密度，物体下沉时重力大于浮力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度大于液体的密度
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）。
14．【答案】分子在不停地做无规则运动；热传递；6
【知识点】热传递改变物体内能；燃料的热值；分子热运动
【解析】【解答】用燃气炉烹调食物时，能在一旁闻到食物的香味，这是因为食物中的分子在不停地做无规则运动，扩散到了空气中，属于扩散现象。
烧水过程中，水吸收热量，温度升高，内能增大，这是通过热传递的方式改变了水的内能。
不计热量损失时，燃气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，即 。根据燃料完全燃烧放热公式 ，可得完全燃烧燃气的质量：
故答案为：分子在不停地做无规则运动；热传递；6；
【分析】考查扩散现象的识别，解题时需明确闻到气味是分子无规则运动导致的扩散现象。
考查改变内能的方式，解题时需区分热传递和做功两种方式，水吸热升温属于热传递改变内能。
考查燃料放热公式的应用，解题时先根据热平衡条件 确定燃气放出的热量，再利用公式 计算燃气质量。
15．【答案】内能；增大；减小
【知识点】密度公式及其应用；能量的转化或转移；影响电阻大小的因素
【解析】【解答】人在运动过程中，脂肪储存的化学能会转化为人体的内能，人体内能增加后，体温会随之升高；当运动者体重不变时，说明人体总质量没有发生变化，此时体脂率下降代表脂肪在体重中的占比降低，肌肉的占比相应提升，由于肌肉的密度大于脂肪的密度，根据密度公式，总质量保持不变，平均密度变大后，人体的总体积会减小；另一方面，肌肉的导电能力比脂肪更强，体脂率下降后肌肉占比升高，整个人体的导电能力会增强，而电阻反映的是导体对电流的阻碍作用，导电能力越强，对电流的阻碍就越小，因此人体的电阻会减小。
【分析】温度、内能、热量的关系中只有温度的改变会引起内能改变，温度越高，内能越大；
密度公式m=ρV；
肌肉密度比脂肪密度大，肌肉比脂肪更容易导电，所以电阻小。
16．【答案】磁场；N；缩短
【知识点】二力平衡的条件及其应用；磁感线及其特点；通电螺线管的极性和电流方向的判断；磁极间的相互作用
【解析】【解答】 地球本身是一个大磁体，周围存在地磁场，司南作为磁体，在地磁场中会受到力的作用，因此能够指示南北方向。
开关闭合后，电流由螺线管的下端流入，结合安培定则可以判断出，通电螺线管的上端为N极；弹簧下方悬挂的磁体下端也为N极，根据同名磁极相互排斥的规律，螺线管对上方磁体产生向上的排斥力，因此弹簧的长度会缩短。
【分析】通电螺线管：由通电线圈组成，磁性方向可通过安培定则判断：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极，磁性与电流、线圈匝数有关；
地磁场和地理的磁极相反， 地磁场的北极在地理南极附近，南极在地理北极附近。
17．【答案】Pb；变大；变小
【知识点】变阻器及其应用；滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】由图示可知，变阻器连入电路的电阻线是Pb部分，油箱内汽油的液面下降时，滑片向上移动，滑动变阻器连入电路的阻值变大，由串联电路电阻的特点可知，电路中的电阻变大，由欧姆定律可知，电源电压不变，电路电流减小，电流表示数变小。
故答案为：Pb；变大；变小。
【分析】根据汽油液面的变化判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化，应用欧姆定律判断电路电流如何变化，然后判断电流表示数如何变化。
18．【答案】聚变；不可再生；1.75
【知识点】燃料的热值；能源及其分类；核聚变；太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】 “人造太阳”的能量来源于氢核聚变反应：该过程将氢这类轻原子核结合为更重的原子核，同时释放出大量能量，这种产能方式和太阳内部的能量产生机制一致，因此被称为“人造太阳”。
核能属于不可再生能源。原因是核能依赖原子核的裂变或聚变反应获取能量，这类核反应在地球自然条件下是不可逆过程，核燃料消耗后，无法在短时间内通过自然过程再生，因此核能属于不可再生能源。
根据题意，1g氢核聚变释放能量为6.3×107J，天然气的热值为3.6×107J/m3。燃料完全燃烧释放热量满足公式Q=Vq，变形可得：，因此1g氢核聚变释放的能量，相当于完全燃烧1.75m3天然气放出的热量。
【分析】1、核聚变：主要为太阳能的放能方式，核裂变主要是链式反应的放能方式；
2、使用内短期不能再生的能源，如核能、化石能源；
3、热值的计算：公式为Q=mq。
19．【答案】电流；1.5；电阻
【知识点】焦耳定律；焦耳定律的应用
【解析】【解答】据图可知，此时实验的变量为通过电阻的电流不同，所以探究电流和电热量的关系，通过R1的电流为0.2A，结合并联电路电流规律计算可知通过R2的电流为0.1A，所以30s产生的热量Q=I2Rt=（0.1A）2×5Ω×30s=1.5J；将R1换成10Ω的电阻，R2拆除，则电路中变量为电阻，可以探究电流产生的热量与电阻的关系。
【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。
20．【答案】
【知识点】电磁铁的其他应用；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】（1）根据图片确定线圈上电流方向，根据安培定则判断电磁铁的磁极方向；
（2）根据题目描述确定灯泡的串并联关系，以及开关的位置，然后完成连接。
【分析】（1）根据图片可知，线圈上电流方向向右。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向右，此时大拇指指向上端，则上端为电磁铁的N极，下端为电磁铁的S极；
（2）两盏灯不能相互影响，则二者为并联。开关S1控制两盏灯，则它在干路上。为了用电安全，从火线引线，先接开关，在完成两个灯泡的连接，如下图所示：
21．【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。
22．【答案】（1）甲、丙；加热时间；
（2）甲、乙；温度计示数变化；偏小；燃料燃烧放出的热量并不能全部被液体吸收
【知识点】燃料的热值；物理学方法；探究不同物质的吸热能力
【解析】【解答】（1）探究不同物质的吸热能力，被加热液体不同，其它因素都相同，应选择甲、丙两图进行探究。
①实验时，加热装置相同，相同时间放热相同，通过加热时间的长短来反映不同物质吸热的多少。
②液体a和b的质量和初温相同，图2中，温度都升高60℃，a加热10min，b加热20min，即升高相同的温度，b吸收热量是a的2倍，则
（2）比较不同燃料的热值，被加热液体的种类相同，燃料不同；选择甲、乙两图进行实验。
比较不同燃料完全燃烧放出的热量多少实验中，温度计示数上升越多，燃料燃烧放出的热量越多。
实验前，用天平测出了烧杯中液体的质量及燃料的质量，利用公式，计算出了液体吸收的热量，燃料不能完全燃烧，燃料燃烧产生的热量不能完全被液体吸收，并存在热量损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，计算结果不可靠。
【分析】（1）探究不同物质的吸热能力时，加热装置相同，通过加热时间表示吸收热量的多少，根据，结合热量和温度差的关系，计算比热容的大小；
（2）比较不同燃料的热值时，通过温度计示数变化来比较燃料的热值；燃料燃烧时，有热损失，利用液体吸收的热量计算出某种燃料的热值，测量结果偏小。
（1）[1]要研究不同物质的吸热能力，除了被加热物质的种类外，应控制其它因素都应相同，所以应选择甲、丙两图进行探究。
[2]液体吸收的热量是肉眼不能直接观察到的，相同时间下同一燃料燃烧释放的热量相同，可根据转换法通过加热时间的长短来反映不同物质吸热的多少。
[3]液体a和b的质量和初温均相同，由图可知，如果温度都升高60℃，a需要的是时间是10min，b需要的时间是20min，即升高相同的温度，b吸收热量是a的2倍，由可得，
（2）[1]比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同；故应选择甲、乙两图进行实验。
[2]实验中通过温度计示数变化来比较不同燃料完全燃烧放出的热量多少，温度计示数上升越多，说明燃料燃烧放出的热量越多。
[3][4]在实验前用天平测出了烧杯中液体的质量及燃料的质量，并记录数据，利用公式计算出了液体吸收的热量，通过这些数据计算出某种燃料的热值。计算结果不可靠，因为燃料不能完全燃烧，燃料燃烧产生的热量不能完全被液体吸收，并存在热量损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小。
23．【答案】（1）电流表；
（2）左；4；电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
（3）A
（4）；大于
【知识点】根据实物图画电路图；探究电流与电压、电阻的关系实验；伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1) 闭合开关后，电流表与电阻并联、电压表串联在电路中，因电压表内阻极大，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，说明定值电阻右接线柱与滑动变阻器左上接线柱间的导线连接错误。在探究电流与电阻的关系实验中，电流表应串联在电路中，电压表应与定值电阻并联，因此定值电阻右接线柱应改接电压表负接线柱（电源负极）。
故答案为：电流表；；
(2)开关闭合前，滑动变阻器需调至最大阻值处；本电路中滑动变阻器接右下接线柱，滑片在最左端时接入电阻最大，故滑片应移到最左端。
由图乙数据，当 时，，则定值电阻两端电压 ，任意点的 乘积均为 ，说明实验中控制定值电阻两端电压为 不变。
由图像可知，电流与电阻的乘积为定值，可得出结论：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
故答案为：左；4；电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
(3) 本实验多次实验的目的是寻找普遍规律。
A. 探究电流与电压的关系，多次实验的目的也是寻找普遍规律，故A符合题意；
B. 伏安法测电阻，多次实验的目的是减小误差，故B不符合题意。
故答案为：A。
(4)滑片移到最左端时，滑动变阻器接入电阻为0，电压表测电源电压，故电源电压 ；滑片移到最右端时，滑动变阻器接入最大阻值 ， 与 串联，电压表测待测电阻两端电压 ，此时滑动变阻器两端电压 ，电路电流 ，因此待测电阻的阻值 若滑片P未能移到最右端，滑动变阻器实际接入的电阻小于 ，计算时代入的 偏大，导致求得的电流 偏小，最终测得的 偏大。
故答案为：；大于；
【分析】(1) 考查电路故障判断与电路改正，需结合电流表、电压表的使用规则分析错误连接，根据实验要求调整导线连接方式。
(2) 考查滑动变阻器的使用、实验控制变量分析及实验结论推导，解题时需根据滑动变阻器的接线方式确定最大阻值位置，利用欧姆定律计算定值电阻两端电压，结合图像数据得出电流与电阻的关系。
(3) 考查多次实验的目的辨析，需区分“寻找普遍规律”与“减小误差”两种不同的实验目的，结合选项判断。
(4) 考查特殊方法测电阻的推导与误差分析，解题时需根据滑片在不同位置的电路状态，利用串联电路的电压、电流规律推导待测电阻表达式，并分析滑片未移到最右端时对测量结果的影响。
（1）[1][2]由图甲可知，闭合开关后，电流表与电阻并联，电压表串联在电路中测电源电压，因电压表的内阻很大，则此时电流表无示数，电压表示数接近电源电压，因此定值电阻右接线柱与滑动变阻器左上接线柱之间的导线错误；在探究电流与电阻的关系实验中，电流表应串联在电路中，电压表应与定值电阻并联，所以定值电阻右接线柱应连接电压表负接线柱（电源负极），据此连接电路。
（2）[1]开关闭合前，滑动变阻器需调至最大阻值处，本电路滑动变阻器接右下接线柱，滑片在最左端时接入电阻最大，因此滑片移到最左端。
[2]根据图乙取点：时，，则定值电阻两端电压，任意点乘积均为4V，因此实验控制定值电阻两端电压为不变。
[3]由图像可知，电流与电阻的乘积一定，故可以得出结论：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
（3）本实验多次实验的目的是寻找普遍规律。
A．探究电流与电压的关系，多次实验目的也是寻找普遍规律，故A符合题意；
B．伏安法测电阻多次实验目的是减小误差，故B不符合题意。
故选A。
（4）[1]滑片移到最左端时，滑动变阻器接入电阻为0，电压表测电源电压，因此电源电压
滑片移到最右端时，滑动变阻器接入最大阻值，与串联，电压表测待测电阻两端电压，此时滑动变阻器两端电压为
电路电流
待测电阻的阻值
[2]将变阻器滑片P移至最右端时，滑片P没有能到达最右端，实际的电阻比R0小，故公式代入的电阻偏大了，所测的电阻偏大。
24．【答案】（1）N；增强
（2）0.06
（3）水的比热容较大
（4）高于
（5）21%
【知识点】热机的效率；欧姆定律及其应用；电磁继电器的组成、原理和特点；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】（1）由图甲可知，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是N极。
由图乙可知，当冷库温度升高时，热敏电阻的阻值减小，根据欧姆定律可知，控制电路中的电流变大，所以电磁铁的磁性增强。
（2）当冷库温度在-18℃时，此时热敏电阻的阻值为100Ω，电磁铁线圈电阻忽略不计，则控制电路的电流大小是：
（3）质量相同的不同物质，温度变化相同时，比热容较大的物质吸收或放出的热量较多。查阅资料得知制冷系统选择水作为冷却介质，是因为水的比热容较大。
（4）若长时间工作后，控制电路的电压小于6V时，控制电路的工作电流不变，此时电路中的电阻应该减小，根据热敏电阻的特点，则制冷系统启动工作将高于-18℃
（5）冷系统正常工作2h，消耗的电能为：
空气的质量为：
冷库温度从室温20℃下降至-20℃，放出的热量为：
制冷系统的能量转化效率是：
【分析】（1）根据安培定则确定电磁铁的磁极；电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关。
（2）根据欧姆定律进行计算。
（3）水的比热容较大，与其它物质相比，质量相同，升高或降低一定的温度，能够吸收或放出更多的热量，常用作传输能量的介质。
（4）根据热敏电阻的特性和欧姆定律进行分析。
（5）已知冷系统正常工作的功率和时间，根据求出消耗的电能；已知空气的密度和体积，根据求出空气的质量；根据求出冷库温度从室温20℃下降至-20℃放出的热量，根据求出制冷系统的能量转化效率。
（1）[1]由电源正负极可判断出螺线管正面电流都是向右，根据右手螺旋定则可知，电磁铁上端是N极。
[2]根据乙图可以看出，温度升高，电阻减小，通过电磁铁的电流增大，电磁铁的磁性增强。
（2）由乙图可知，当冷库温度在时，电阻，由甲图可知，控制电路的电压，电磁铁线圈电阻忽略不计，控制电路的电流大小是
（3）制冷系统选择水作为冷却介质，吸收相同热量时，水的温度变化较小，能够高效地带走热量 ，是因为水的比热容较大。
（4）若长时间工作后，控制电路的电压小于时，制冷系统启动工作的电流不变，根据可知，电阻小于，结合图乙可知，制冷系统启动工作将高于。
（5）的冷库的空气质量为
空气降低的温度为
空气放出的热量为
制冷系统做的功为
制冷系统的能量转化效率是
25．【答案】（1）解：容器内水受到的重力：
答：容器内水受到的重力100N；
（2）当 闭合时， 被短路，只有 接入电路，总电阻最小；电源电压恒定，根据 ，电阻越小功率越大，因此此时为快速加热状态，加热功率。故
答：的阻值为24.2Ω；
（3）水吸收的热量：
加热时间
因此消耗的电能为：
加热器对水加热的效率：
答：加热器对水加热的效率为。
【知识点】比热容的定义及其计算公式；热机的效率；重力及其大小的计算；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据求出容器内水受到的重力；
（2）当 闭合时， 被短路，只有 接入电路，总电阻最小；电源电压恒定，根据 ，电阻越小功率越大，因此此时为快速加热状态，已知加热功率，根求出R1的阻值；
（3）根据求出水吸收的热量， 利用求出加热器消耗的电能，
根据求出加热器对水加热的效率。
（1）容器内水受到的重力
（2）电路分析：当 闭合时， 被短路，只有 接入电路，总电阻最小；电源电压恒定，根据 ，电阻越小功率越大，因此此时为快速加热状态，加热功率。故
（3）水吸收的热量
加热时间
因此消耗的电能是
加热器对水加热的效率
26．【答案】（1）解： 由图乙可知，当压力为0时，为80 Ω
电路的总电阻
电路中的电流
（2）解：物体的质量
物体的体积
浸一半时，
物体受到的浮力
物体在浮力、重力和拉力的作用下，处于平衡状态
（3）解： 容器中原有水的体积
原有水的重力
物体的高度
浸一半后，露出液面的高度
增加水的体积
液面增加的高度
则物体刚好浸没
浸没时的浮力
物体对水的压力
增加水的重力
加入2 kg的水后，压力传感器受到的压力等于容器的重力、水的总重力和物体对水的压力之和
由图乙可知当时
流过R0的电流
R0消耗的电功率
【知识点】浮力大小的计算；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据串联电路电阻特点、欧姆定律。
由图乙读出压力为零时传感器的阻值Rx=80Ω，与定值电阻R0=20Ω串联，总电阻，再由欧姆定律求电流。
（2）由重力求质量：；由质量和密度求体积：；
一半浸入时排开水体积，浮力F浮=ρ水gV排；
对物体进行受力分析，物体静止时受重力、浮力和拉力，三力平衡，则有F拉=G-F浮。
（3）计算原有水的体积和重力；
由物体体积和底面积求物体高度，一半浸入时露出高度；
加入水的体积导致液面上升，判断物体是否完全浸没；
物体对水的压力等于其受到的浮力（相互作用力）；
压力传感器受到的总压力 = 容器重力 + 水的总重力 + 物体对水的压力（即浮力）；
由图乙读出对应压力下传感器的阻值，再求电流和R0的功率。
1 / 1教科版初中物理九年级下册期末模拟测试卷A卷
一、选择题（共10小题，每小题3分，共30分）
1．被誉为“中国世纪的工艺百科全书”天工开物记载了我国古代生产技术成就。如：
碎煤有两种，用以炊烹，用以冶煅；
取诸麻、菜子入釜，文火慢炒，透出香气；
榨汁入缸，看水花为火色。其花煎至细嫩，如煮羹沸；
下列对相关记载分析正确的是(　　)
A．“用以炊烹”煤炭燃烧时热值在不断减小
B．“透出香气”是因为分子在运动
C．“文火慢炒”是通过做功的方式改变内能
D．“如煮羹沸”羹在沸腾时吸热，温度升高
【答案】B
【知识点】热传递改变物体内能；燃料的热值；分子热运动
【解析】【解答】A：燃料的热值是燃料的一种特性，与是否完全燃烧、燃烧快慢无关，煤炭燃烧时热值不变，故错误；
B：香气四溢是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故正确；
C：“文火慢炒”是通过热传递的方式改变内能，不是做功，故错误；
D：液体沸腾时继续吸热，但温度保持不变，故错误；
故答案选 B。
【分析】A：热值是燃料的属性，不随燃烧情况改变。
B：扩散现象证明了分子永不停息地做无规则运动。
C：改变内能的方式有做功和热传递，炒菜是热传递。
D：沸腾特点：吸热但温度不变。
2． AI数据中心内的CPU、内存、硬盘等大量服务器组件，运行时会消耗巨额电能，同时产生大量热量。某数据中心采用“液冷散热”方案，把数据中心密封后浸没于深海，利用海水实现降温，主要是利用海水具有较大的(　　)
A．密度 B．热值 C．电阻 D．比热容
【答案】D
【知识点】密度及其特性；比热容的定义及其计算公式；燃料的热值；电阻
【解析】【解答】 A、密度是单位体积物质的质量，和吸热降温无关，故 A 错误
B、热值是燃料完全燃烧放热多少的特性，海水不可燃，与散热无关，故 B 错误
C、电阻是导体对电流的阻碍作用，和吸热散热无关，故 C 错误
D、比热容大的物质，相同质量升高相同温度能吸收更多热量，海水比热容大，适合用来吸收服务器热量降温，故 D 正确
故选D
【分析】1、密度的性质：密度是物质的基本属性，不随质量和体积的变化而变化；只和材料本身以及材料状态有关；
2、物质的热值为单位质量燃料完全燃烧释放的能量，是物质的基本属性；只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关；
3、电阻的影响因素： 当导体的材料和横截面积相同时，电阻的长度越长，导体的电阻越大 ；当导体的材料和长度相同时，电阻的横截面积越小，导体的电阻越大，欧姆定律的含义R=U/I只用于计算用电器两端电压以及通过用电器电流计算电阻的公式，并不具有物理含义进行选项判识。
4、比热容的应用：水的比热容较大，用水做冷却剂。
3．题图为四冲程内燃机的做功冲程示意图，此冲程中气缸内的气体(　　)
A．体积变大，内能转化为机械能 B．体积变大，机械能转化为内能
C．体积变小，内能转化为机械能 D．体积变小，机械能转化为内能
【答案】A
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】据图可知，火花塞点燃，活塞下移，所以内能转化为机械能，为做功冲程，故A正确；BCD错误；
故选A.
【分析】吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：活塞下移，火花塞点燃，内能转化为机械能 ；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
4．小明的物理笔记本中有以下内容，其中有误的是(　　)
A．验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
B．海拔越高，大气压越低，液体沸点越低
C．投出去的篮球到达最高点时，若外力消失它将保持静止
D．单摆从最低点向最高点运动的过程中，动能转化为重力势能
【答案】C
【知识点】机械能守恒条件；力与运动的关系；验电器的原理及使用；沸点与气压的关系
【解析】【解答】A：验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，正确；
B：海拔越高，大气压越低，液体沸点越低，正确；
C：投出去的篮球到达最高点时，竖直方向速度为零，但水平方向仍有速度（若不计空气阻力，斜抛时水平速度不变），因此若外力消失，它将保持此时的运动状态做匀速直线运动，而不是静止，故错误；
D：单摆从最低点向最高点运动时，速度减小，高度增大，动能转化为重力势能，正确；
故答案选 C。
【分析】A：验电器是利用同种电荷相斥的原理工作。
B：气压与沸点的关系：气压越低，沸点越低。
C：牛顿第一定律：物体不受外力时，保持原来的运动状态。最高点有水平速度，故不会静止。
D：动能与重力势能的转化，上升过程动能减小，势能增大。
5．对下列跨学科实践的分析，正确的是
A．图甲，简易调光台灯中电位器应串联在电路中
B．图乙，煮饺子时水沸腾后继续大火加热饺子熟得更快
C．图丙，同一个简易密度计测不同液体密度时所受浮力大小不相等
D．图丁，简易电动机只能通过改变电流方向来改变线圈的转动方向
【答案】A
【知识点】沸腾及沸腾条件；滑动变阻器的原理及其使用；直流电动机的构造原理与工作过程；制作微型密度计
【解析】【解答】A、电位器本质是滑动变阻器，串联在台灯电路中，通过改变接入电阻调节电路电流，从而调节灯泡亮度，故 A 正确；
B、水沸腾后持续吸热但温度不变，大火加热不会提升水温，饺子熟制速度不变，还会浪费燃料，故 B 错误；
C、密度计在不同液体中均处于漂浮状态，浮力始终等于自身重力，因此浮力大小相等，故 C 错误；
D、改变电动机线圈转动方向有两种方法：改变电流方向、改变磁场方向，并非只能改变电流方向，故 D 错误。
故选 A。
【分析】1、变阻器需要串联在电路中，改变变阻器的长度，进而改变电阻的大小，进而改变电路的电流；
2、水沸腾的温度时间特性：水到达沸点时的特点为加热但温度保持不变，气泡由小变大；标准大气压下水的沸点为100℃，低于标准气压，沸点低于100℃；
3、物体沉浮条件：物体悬浮时的浮力等于重力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度等于液体的密度，物体漂浮表明浮力等于重力（排开水的体积小于物体体积），物体的密度小于液体的密度，物体下沉时重力大于浮力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度大于液体的密度；
4、通电导线在磁场中受到力的作用，实例有：电动机，改变电动机线圈转动方向有两种方法：改变电流方向、改变磁场方向。
6．学校倡导“节约用水”，同学们设计了一个学校小花园的水位监测装置，内部简化电路图如图所示。电源电压一定，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器，水位计由电压表改装而成。闭合开关S，水箱中水位上升时，连杆带动滑片 P向上移动，下列分析正确的是(　　)
A．R1接入电路的电阻变大 B．R0通过的电流变小
C．电压表的示数变小 D．电路中总功率变大
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【解答】A．当水箱中水位上升时，连杆带动滑片向上移动，接入电路的电阻变小，故A错误；
B．因为接入电路的电阻变小，根据串联电路总电阻等于各分电阻之和，可知总电阻变小。电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，由于串联电路中各处的电流相等，所以通过的电流变大，故B错误；
C ．为定值电阻，通过的电流变大，由可知，两端的电压变大，即电压表的示数变大，故C错误；
D ．电源电压不变，电路中的电流变大，根据可知，电路中总功率变大，故D正确。
故选：D。
【分析】图中R0、R1为串联电路，电压表测量定值电阻的电压；根据滑片移动方向分析电阻变化，结合串联电路的特点和欧姆定律分析电流变化和电压表示数的变化，根据P=UI分析电功率的变化。
7．如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的煤油，每个容器放入同种材料绕成的发热线圈，其电阻R1=R3，R2=R4，R2=2R1，若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的煤油温度从低到高的顺序是（　　）
A．甲、乙、丁、丙 B．丁、丙、乙、甲
C．甲、乙、丙、丁 D．丙、丁、乙、甲
【答案】A
【知识点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】由电路图分析：R1 、R2 串联，串联电路各处电流相同，根据焦耳定律Q=I2Rt，通电时间一致时，电阻越大电热越多；已知R2 =2R1 ，可得Q2 >Q1 。R3 、R4 并联，并联支路两端电压相等，依据，通电时间相同，电阻越小产生热量越多；结合RR1=R3，R2=R4，R2=2R1，则
R2 串联分压，两端电压小于电源电压10V，R4 并联直接接电源，两端电压等于10V，又R2 =R4 ，由可知，。所以，相同质量煤油吸收热量越多，末温越高，因此容器内煤油温度由低到高：甲、乙、丁、丙，A 选项正确，BCD 错误。
故选A。
【分析】探究电流的热效应：原理为焦耳定律=I2Rt，结合图中所给的电阻串并联关系，选择合适的公式进行计算，：R1 、R2 串联，串联电路各处电流相同，根据焦耳定律Q=I2Rt，R3 、R4 并联，并联支路两端电压相等，依据进行计算。
8．2025年5月1日起，全国多地将正式实施电动车管理新规，其中只允许新国标电动自行车上路，要求车速不超过25km/h。如图所示是某品牌电动自行车的电路，当电动机转速超过一定值，电铃会自动报警，下列说法正确的是（　　）
A．旋钮OP绕O点逆时针转动时，电动机转速变快
B．电磁铁E的右端为S极
C．触头F的材质为铜
D．左边电路电流较大时，电磁铁E的磁性较大，将F吸引过来，右边电路接通，电铃报警
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电磁继电器的组成、原理和特点；直流电动机的构造原理与工作过程；通电螺线管的极性和电流方向的判断；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A．当旋钮绕点逆时针转动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻增大，根据欧姆定律可知左侧控制电路的电流变小，电动机的功率减小，转动速度会变慢，故A错误；
B．根据安培定则，也就是右手螺旋定则判断：电流从电磁铁的左端流入，结合线圈的绕向，可以确定电磁铁的左端是极，右端是极，故B错误；
C．电磁铁的特点是只能吸引铁钴镍这类铁磁性材料，铜不属于铁磁性材料，无法被电磁铁吸引，因此触头F不能使用铜制作，故C错误；
D．电磁铁的磁性强弱和电流大小有关，电路电流越大，电磁铁磁性越强。当电动车速度过快时，说明左侧电路的电流更大，电磁铁的磁性强到足以吸引触头，会接通右侧的电铃电路，让电铃发出报警信号，该描述符合这个装置的工作原理，故D正确。
故选D。
【分析】1、由通电线圈组成，磁性方向可通过安培定则判断：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极，磁性与电流、线圈匝数有关；
2、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，所以滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知左侧控制电路的电流变小，结合P=UI计算可知，此时功率减小；
3、磁性材料：铁钴镍。
9．现在标准住宅户内配电系统中都装有漏电保护器和空气开关（如图所示），它们在家庭电路中对用电器和人身安全都起着非常重要的保护作用。若出现如图所示的四种事故，下列说法正确的是（　　）
A．发生图甲、乙所示的事故时，漏电保护器会迅速切断电流
B．发生图丙、丁所示的事故时，空气开关会切断电流
C．发生图甲、乙所示的事故时，空气开关会切断电流
D．发生图丙、丁所示的事故时，漏电保护器会迅速切断电流
【答案】B
【知识点】家庭电路的组成；安全用电原则
【解析】【解答】A．当发生甲图所示的触电情况时，电流从人的右手流入，经过人体后从左手流回零线，此时人体相当于接入电路的用电器，火线和零线中的电流大小仍然相等，不存在漏电情况，因此漏电保护器不会触发动作，不会起到保护作用；当发生乙图所示的触电情况时，电流直接通过人体流入大地，此时火线的电流大于零线的电流，火线和零线的电流不相等，漏电保护器检测到这个电流差后会自动切断电路，起到保护作用，故A错误；
BD．图丙、丁所示的事故分别是用电器总功率过大、电源短路，这两种故障都会造成电路中的总电流过大，触发空气开关断开电路；这两种故障都不存在漏电现象，火线和零线的电流始终大小相等，因此漏电保护器不会起作用，故B正确，D错误；
C．发生甲图触电时，电流经过人体流回零线，电路的总电流没有达到空气开关的触发阈值，所以空气开关不会断开，不起作用；发生乙图触电时，电流经人体流入大地，火线和零线电流不等，漏电保护器会断开电路起到保护作用，但此时总电流没有达到空气开关的动作条件，空气开关不会起作用，故C错误。
故选B。
【分析】1、漏电保护器工作，需要电路发声漏电，即电路中电流不相等，图甲人体相当于接入电路的用电器，火线和零线中的电流大小仍然相等，乙图电流直接通过人体流入大地，火线的电流大于零线的电流，漏电保护器工作；
2、电路电流过大的原因为：电路发生短路、用电器功率过大，空气开关断开。
10．下列关于能源和信息说法正确的是（　　）
A．现有的核电站都是利用核聚变释放能量来发电的
B．煤、石油、天然气等化石能源蕴藏量较大，属于可再生能源
C．手机是利用电磁波来传递信息的
D．频率越高的电磁波在空气中传播的速度越大
【答案】C
【知识点】能源及其分类；核裂变；电磁波的产生；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．现有的核电站都是利用核裂变释放能量来发电的，故A错误；
B．煤、石油、天然气等化石能源蕴藏量较大，属于不可再生能源，故B错误；
C．手机是利用电磁波来传递信息的，故C正确；
D．电磁波在空气中的传播速度相同，与频率无关，故D错误。
故选C。
【分析】（1）获取核能的方式：核裂变和核聚变；
（2）能够从自然界中源源不断获取的能源是可再生能源，水熊、风能、太阳能、地热能都属于可再生能源；须经亿万年才能形成，短期内无法再生的能源是不可再生能源，煤、石油、天然气、核能都属于不可再生能源；
（3）广播、电视和移动通信都是利用电磁波来传递信息的；
（4）电磁波在空气中传播的速度相等。
二、多选题（共2小题，每小题有多个选项符合，选对但不全对得2分，选错不得分，全部选对得4分；共8分）
11．如图甲电路，电源电压保持不变，定值电阻的阻值是R1，滑动变阻器的最大阻值是R2，电压表、电流表的量程满足实验要求。闭合开关S，滑片P从A端移动到B端的过程中，电流表示数与电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．图乙中阴影部分“面积”表示某一时刻R1的电功率的大小
B．定值电阻的阻值
C．滑动变阻器的最大阻值
D．电路的总功率变化范围是0.6 W～3.6 W
【答案】B,C,D
【知识点】串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【解答】A．图甲中定值电阻与滑动变阻器串联，电流表测量电路总电流，电压表测滑动变阻器两端电压。图乙横坐标为滑动变阻器两端电压，纵坐标为电路电流，图中阴影部分面积代表滑动变阻器的电功率，并非定值电阻的电功率，因此 A 错误。
B．滑片移至最左端时，滑动变阻器接入阻值为 0，电压表示数为 0，电路电流达到最大值。结合图乙可得：电源电压。滑片移至最右端时，滑动变阻器接入最大阻值，电路电流最小。由图乙可知此时滑动变阻器两端电压为U滑 ，电源电压 。联立解得，，故B正确。
C．滑动变阻器接入最大阻值时，，，由得，，故 C 正确。
D．由 B 可知电源电压，电路最小总功率： ；电路最大总功率 。因此电路总功率的变化范围为，故 D 正确。
故选BCD。
【分析】1、电功率的计算：公式为P=UI；
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。
12．小刚研究家中的电热水壶和电饭煲的工作情况，进行了如下实验：他先关闭家中所有的用电器，并记录电能表的示数；在电热水壶中装入1.8L、初温为10℃的水，在电饭煲中放入需要加热的食物，让电热水壶和电饭煲同时开始工作，10min电热水壶中水的温度达到100℃，电热水壶自动断开开关，小刚记录此时电能表的示数变化了0.35kW h；再过20min电饭煲煮熟食物，并自动切换为保温状态，小刚观察此时电能表的示数又变化了0.3kW h。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），下列说法中正确的是（　　）
A．电热水壶的实际功率为1200W B．电热水壶的热效率约为94.5%
C．电饭煲比电热水壶消耗电能快 D．电饭煲消耗的电能为0.45kW h
【答案】A,B,D
【知识点】密度及其特性；热量的计算；热机的效率；电能表参数的理解；电功率的计算
【解析】【解答】 解：CD、由题意可知，电饭煲20min内消耗的电能为0.3kW h，
所以电饭煲10min内消耗的电能为，则电饭煲消耗的总电能为W煲=0.3kW h+0.15kW h=0.45kW h，故D正确；
电热水壶10min内消耗的电能：W壶=0.35kW h-0.15kW h=0.2kW h=7.2×105J，
比较可知，相同时间内，电饭煲消耗的电能比电热水壶消耗的电能少，
即电饭煲比电热水壶消耗电能慢，故C错误；
AB、电热水壶的实际功率：，故A正确；
水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×1.8×10-3m3=1.8kg，
水吸收的热量：Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg ℃）×1.8kg×（100℃-10℃）=6.804×105J
电热水壶的热效率，故B正确。
故选：ABD。
【分析】（1）由题意可知，电饭煲20min内消耗的电能，从而可知电饭煲10min内消耗的电能和电饭煲消耗的总电能，进一步可知电热水壶10min内消耗的电能。相同时间内，消耗的电能多的消耗电能快；
（2）根据求电热水壶的实际功率；
（3）根据密度公式求水质量，根据Q吸=cmΔt求水吸收的热量，根据求电热水壶的热效率。
三、填空题（每空1分，共20分）
13．感应发光“冰块”外形仿如真实冰块一般，具有入水即亮的特性(液体感应)。感应发光冰块内部电子元件有：液体感应器、纽扣电池和 LED灯泡，液体感应器是先进的触水式　 　(选填“电源”“用电器”“开关”或“导线”)。将同一发光冰块分别浸没在甲、乙两杯液体中静止时位置如图所示，则两烧杯中液体密度ρ甲　 　ρ乙(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】开关；大于
【知识点】物体的浮沉条件及其应用；电路的构成及电路图
【解析】【解答】 液体感应器遇水接通电路、无水断开电路，控制电路通断，相当于电路中的开关。
物体在甲液体漂浮，所以物体的密度小于甲的密度，在乙中沉底，所以物体的密度大于乙液体的密度，所以甲密度大于乙密度。
【分析】物体沉浮条件：物体悬浮时的浮力等于重力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度等于液体的密度，物体漂浮表明浮力等于重力（排开水的体积小于物体体积），物体的密度小于液体的密度，物体下沉时重力大于浮力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度大于液体的密度
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）。
14．小张同学家里购买了一款户外分体式燃气炉，用于周末在户外野炊。用该燃气炉烹调食物时，可以在一旁闻到食物的香味，这是因为　 　，某次野炊时用燃气炉将锅中的水煮至沸腾，水吸收了的热量，这是通过　 　的方式来改变水的内能的，不计热损失，则需要完全燃烧燃气　 　g。[]
【答案】分子在不停地做无规则运动；热传递；6
【知识点】热传递改变物体内能；燃料的热值；分子热运动
【解析】【解答】用燃气炉烹调食物时，能在一旁闻到食物的香味，这是因为食物中的分子在不停地做无规则运动，扩散到了空气中，属于扩散现象。
烧水过程中，水吸收热量，温度升高，内能增大，这是通过热传递的方式改变了水的内能。
不计热量损失时，燃气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，即 。根据燃料完全燃烧放热公式 ，可得完全燃烧燃气的质量：
故答案为：分子在不停地做无规则运动；热传递；6；
【分析】考查扩散现象的识别，解题时需明确闻到气味是分子无规则运动导致的扩散现象。
考查改变内能的方式，解题时需区分热传递和做功两种方式，水吸热升温属于热传递改变内能。
考查燃料放热公式的应用，解题时先根据热平衡条件 确定燃气放出的热量，再利用公式 计算燃气质量。
15．体脂率是指人体内脂肪的质量占人体总质量的百分比。体脂秤通过测量人体的电阻并结合人体的身高、体重、年龄等因素，经综合分析得出人的体脂率。人运动时，存储在脂肪中的能量的一部分转化为人体的　 　（选填“内能”或“化学能”），导致人体温度升高。肌肉密度比脂肪密度大，肌肉比脂肪更容易导电。若人的体重不变，人体的体脂率下降（脂肪占比减少），则人体的密度　 　 （选填“增大”或“减小”），人体的电阻　 　 （选填“增大”或“减小”）。
【答案】内能；增大；减小
【知识点】密度公式及其应用；能量的转化或转移；影响电阻大小的因素
【解析】【解答】人在运动过程中，脂肪储存的化学能会转化为人体的内能，人体内能增加后，体温会随之升高；当运动者体重不变时，说明人体总质量没有发生变化，此时体脂率下降代表脂肪在体重中的占比降低，肌肉的占比相应提升，由于肌肉的密度大于脂肪的密度，根据密度公式，总质量保持不变，平均密度变大后，人体的总体积会减小；另一方面，肌肉的导电能力比脂肪更强，体脂率下降后肌肉占比升高，整个人体的导电能力会增强，而电阻反映的是导体对电流的阻碍作用，导电能力越强，对电流的阻碍就越小，因此人体的电阻会减小。
【分析】温度、内能、热量的关系中只有温度的改变会引起内能改变，温度越高，内能越大；
密度公式m=ρV；
肌肉密度比脂肪密度大，肌肉比脂肪更容易导电，所以电阻小。
16．如图甲所示，司南能指向南北方向，是因为地球的周围存在　 　（选填“磁场”或“磁感线”）。如图乙所示，在弹簧下端挂一个条形磁体，磁体下端为N极，其正下方有一电磁铁，当闭合开关S时，电磁铁的上端为　 　极，弹簧长度会　 　（选填“伸长”“缩短”或“不变”）。
【答案】磁场；N；缩短
【知识点】二力平衡的条件及其应用；磁感线及其特点；通电螺线管的极性和电流方向的判断；磁极间的相互作用
【解析】【解答】 地球本身是一个大磁体，周围存在地磁场，司南作为磁体，在地磁场中会受到力的作用，因此能够指示南北方向。
开关闭合后，电流由螺线管的下端流入，结合安培定则可以判断出，通电螺线管的上端为N极；弹簧下方悬挂的磁体下端也为N极，根据同名磁极相互排斥的规律，螺线管对上方磁体产生向上的排斥力，因此弹簧的长度会缩短。
【分析】通电螺线管：由通电线圈组成，磁性方向可通过安培定则判断：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极，磁性与电流、线圈匝数有关；
地磁场和地理的磁极相反， 地磁场的北极在地理南极附近，南极在地理北极附近。
17．在如图所示的电路中，变阻器连入电路的电阻线是　 　部分（选填“aP”“Pb”或“ab”），当油箱中的液面下降时，电路中的电阻将　 　，电表示数随之　 　后两空均选填“变大”“不变”或“变小”。
【答案】Pb；变大；变小
【知识点】变阻器及其应用；滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】由图示可知，变阻器连入电路的电阻线是Pb部分，油箱内汽油的液面下降时，滑片向上移动，滑动变阻器连入电路的阻值变大，由串联电路电阻的特点可知，电路中的电阻变大，由欧姆定律可知，电源电压不变，电路电流减小，电流表示数变小。
故答案为：Pb；变大；变小。
【分析】根据汽油液面的变化判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化，应用欧姆定律判断电路电流如何变化，然后判断电流表示数如何变化。
18．我国在“人造太阳”的项目中取得重大突破，刷新磁约束核反应运行时间记录。“人造太阳”是利用氢核　 　（填“裂变”或“聚变”）来获得巨大能量，核能属于　 　（填“可再生”或“不可再生”）能源。已知1g氢核变能放出6.3×107的能量，相当于完全燃烧　 　m3，天然气释放的能量。（天然气的热值为3.6×107J/m3）
【答案】聚变；不可再生；1.75
【知识点】燃料的热值；能源及其分类；核聚变；太阳能及其利用与转化
【解析】【解答】 “人造太阳”的能量来源于氢核聚变反应：该过程将氢这类轻原子核结合为更重的原子核，同时释放出大量能量，这种产能方式和太阳内部的能量产生机制一致，因此被称为“人造太阳”。
核能属于不可再生能源。原因是核能依赖原子核的裂变或聚变反应获取能量，这类核反应在地球自然条件下是不可逆过程，核燃料消耗后，无法在短时间内通过自然过程再生，因此核能属于不可再生能源。
根据题意，1g氢核聚变释放能量为6.3×107J，天然气的热值为3.6×107J/m3。燃料完全燃烧释放热量满足公式Q=Vq，变形可得：，因此1g氢核聚变释放的能量，相当于完全燃烧1.75m3天然气放出的热量。
【分析】1、核聚变：主要为太阳能的放能方式，核裂变主要是链式反应的放能方式；
2、使用内短期不能再生的能源，如核能、化石能源；
3、热值的计算：公式为Q=mq。
19．如题图，是探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。通电一段时间后，发现左侧容器连接的U形管液面高度差较大，这说明电流通过导体产生的热量跟　 　有关。如果通过R的电流为0.2A，30s内R2产生的热量为　 　J。将R1换成10Ω的电阻，再将R3拆下，此装置还能探究电流产生的热量与　 　的关系。
【答案】电流；1.5；电阻
【知识点】焦耳定律；焦耳定律的应用
【解析】【解答】据图可知，此时实验的变量为通过电阻的电流不同，所以探究电流和电热量的关系，通过R1的电流为0.2A，结合并联电路电流规律计算可知通过R2的电流为0.1A，所以30s产生的热量Q=I2Rt=（0.1A）2×5Ω×30s=1.5J；将R1换成10Ω的电阻，R2拆除，则电路中变量为电阻，可以探究电流产生的热量与电阻的关系。
【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。
四、作图题(选用标准尺规作图工具，每题2分，共4分）
20．如图是给蔬菜大棚提供光、热装置电路图，L1和L2是规格均为“”的灯泡，是热敏电阻，是设定温度的变阻器，当温度下降到设定温度时，衔铁就会被吸引，工作电路接通，两灯泡正常发光。
①在括号中标出电磁铁上端的磁极；
②把L1和L2正确地连接在火线和零线上，要求开关S1同时控制两盏灯。
【答案】
【知识点】电磁铁的其他应用；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】（1）根据图片确定线圈上电流方向，根据安培定则判断电磁铁的磁极方向；
（2）根据题目描述确定灯泡的串并联关系，以及开关的位置，然后完成连接。
【分析】（1）根据图片可知，线圈上电流方向向右。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向右，此时大拇指指向上端，则上端为电磁铁的N极，下端为电磁铁的S极；
（2）两盏灯不能相互影响，则二者为并联。开关S1控制两盏灯，则它在干路上。为了用电安全，从火线引线，先接开关，在完成两个灯泡的连接，如下图所示：
21．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。
五、实验探究题（每空1分，共21分）
22．小华学习了热学知识后，为了对比热容、热值的理解，设计如下实验，可完成吸热能力实验和热值实验。甲、乙、丙三个装置，燃料和液体除种类不同之外，质量完全相同，其他装置完全相同。
（1）为了研究不同物质的吸热能力，利用其中　 　（甲/乙/丙）两幅图进行实验，根据数据做出了两种液体的温度随时间变化的关系图，如图2所示；
①实验中不同物质的吸热多少是通过　 　来反映比较的（温度计示数变化/加热时间）；
②已知b液体的比热容是J/（kg·℃），则a液体的比热容是　 　J/（kg·℃）；
（2）为了研究不同燃料的热值，正确选择其中　 　（甲/乙/丙）两幅图进行实验。在实验前用天平测出了两烧杯中液体的质量相同、燃料的质量相同，这样可以通过　 　（温度计示数变化/加热时间）直观感知哪种燃料的热值大。若a、b液体的比热容已知，记录相关数据，可以计算出吸收热量和燃料放出的热量，从而计算燃料热值。但此方法计算的热值与实际燃料热值相比　 　（偏大/偏小/不变），原因是　 　。
【答案】（1）甲、丙；加热时间；
（2）甲、乙；温度计示数变化；偏小；燃料燃烧放出的热量并不能全部被液体吸收
【知识点】燃料的热值；物理学方法；探究不同物质的吸热能力
【解析】【解答】（1）探究不同物质的吸热能力，被加热液体不同，其它因素都相同，应选择甲、丙两图进行探究。
①实验时，加热装置相同，相同时间放热相同，通过加热时间的长短来反映不同物质吸热的多少。
②液体a和b的质量和初温相同，图2中，温度都升高60℃，a加热10min，b加热20min，即升高相同的温度，b吸收热量是a的2倍，则
（2）比较不同燃料的热值，被加热液体的种类相同，燃料不同；选择甲、乙两图进行实验。
比较不同燃料完全燃烧放出的热量多少实验中，温度计示数上升越多，燃料燃烧放出的热量越多。
实验前，用天平测出了烧杯中液体的质量及燃料的质量，利用公式，计算出了液体吸收的热量，燃料不能完全燃烧，燃料燃烧产生的热量不能完全被液体吸收，并存在热量损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，计算结果不可靠。
【分析】（1）探究不同物质的吸热能力时，加热装置相同，通过加热时间表示吸收热量的多少，根据，结合热量和温度差的关系，计算比热容的大小；
（2）比较不同燃料的热值时，通过温度计示数变化来比较燃料的热值；燃料燃烧时，有热损失，利用液体吸收的热量计算出某种燃料的热值，测量结果偏小。
（1）[1]要研究不同物质的吸热能力，除了被加热物质的种类外，应控制其它因素都应相同，所以应选择甲、丙两图进行探究。
[2]液体吸收的热量是肉眼不能直接观察到的，相同时间下同一燃料燃烧释放的热量相同，可根据转换法通过加热时间的长短来反映不同物质吸热的多少。
[3]液体a和b的质量和初温均相同，由图可知，如果温度都升高60℃，a需要的是时间是10min，b需要的时间是20min，即升高相同的温度，b吸收热量是a的2倍，由可得，
（2）[1]比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同；故应选择甲、乙两图进行实验。
[2]实验中通过温度计示数变化来比较不同燃料完全燃烧放出的热量多少，温度计示数上升越多，说明燃料燃烧放出的热量越多。
[3][4]在实验前用天平测出了烧杯中液体的质量及燃料的质量，并记录数据，利用公式计算出了液体吸收的热量，通过这些数据计算出某种燃料的热值。计算结果不可靠，因为燃料不能完全燃烧，燃料燃烧产生的热量不能完全被液体吸收，并存在热量损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小。
23．在“探究电流与电阻的关系”实验中，准备的实验器材有阻值为的三个定值电阻、电源（电压为6 V且保持不变）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）小明连接的电路如图甲所示，闭合开关S后，发现　 　（选填“电流表”“电压表”）无示数，经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误，请在图中错误的那根导线上画“”，并画出正确的连线。　 　
（2）改正错误后，开关闭合前，将滑动变阻器滑片P移动到最　 　（选填“左”“右”）端。将5 Ω的电阻接入电路，调节滑动变阻器使电压表示数为　 　V。换用不同电阻多次实验后，得到电流随电阻变化的图线如图乙所示，由图像可得出的结论是　 　。
（3）下列实验中，多次实验的目的与本实验相同的是_________；
A．探究电流与电压的关系 B．伏安法测电阻
（4）实验之后，小明利用一个电压表和一个已知最大阻值为的滑动变阻器，设计如图丙所示的电路，测待测电阻的阻值
实验步骤：
①闭合开关S，将变阻器滑片P移至最右端，读出电压表的示数为；
②将变阻器滑片P移至最左端，读出电压表的示数为；
③待测电阻　 　（用和表示）。
若实验中，小明在“闭合开关S，将变阻器滑片P移至最右端”时，滑片P没有移至最右端，其他操作正确，则待测电阻的测量值　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
【答案】（1）电流表；
（2）左；4；电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比
（3）A
（4）；大于
【知识点】根据实物图画电路图；探究电流与电压、电阻的关系实验；伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1) 闭合开关后，电流表与电阻并联、电压表串联在电路中，因电压表内阻极大，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，说明定值电阻右接线柱与滑动变阻器左上接线柱间的导线连接错误。在探究电流与电阻的关系实验中，电流表应串联在电路中，电压表应与定值电阻并联，因此定值电阻右接线柱应改接电压表负接线柱（电源负极）。
故答案为：电流表；；
(2)开关闭合前，滑动变阻器需调至最大阻值处；本电路中滑动变阻器接右下接线柱，滑片在最左端时接入电阻最大，故滑片应移到最左端。
由图乙数据，当 时，，则定值电阻两端电压 ，任意点的 乘积均为 ，说明实验中控制定值电阻两端电压为 不变。
由图像可知，电流与电阻的乘积为定值，可得出结论：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
故答案为：左；4；电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
(3) 本实验多次实验的目的是寻找普遍规律。
A. 探究电流与电压的关系，多次实验的目的也是寻找普遍规律，故A符合题意；
B. 伏安法测电阻，多次实验的目的是减小误差，故B不符合题意。
故答案为：A。
(4)滑片移到最左端时，滑动变阻器接入电阻为0，电压表测电源电压，故电源电压 ；滑片移到最右端时，滑动变阻器接入最大阻值 ， 与 串联，电压表测待测电阻两端电压 ，此时滑动变阻器两端电压 ，电路电流 ，因此待测电阻的阻值 若滑片P未能移到最右端，滑动变阻器实际接入的电阻小于 ，计算时代入的 偏大，导致求得的电流 偏小，最终测得的 偏大。
故答案为：；大于；
【分析】(1) 考查电路故障判断与电路改正，需结合电流表、电压表的使用规则分析错误连接，根据实验要求调整导线连接方式。
(2) 考查滑动变阻器的使用、实验控制变量分析及实验结论推导，解题时需根据滑动变阻器的接线方式确定最大阻值位置，利用欧姆定律计算定值电阻两端电压，结合图像数据得出电流与电阻的关系。
(3) 考查多次实验的目的辨析，需区分“寻找普遍规律”与“减小误差”两种不同的实验目的，结合选项判断。
(4) 考查特殊方法测电阻的推导与误差分析，解题时需根据滑片在不同位置的电路状态，利用串联电路的电压、电流规律推导待测电阻表达式，并分析滑片未移到最右端时对测量结果的影响。
（1）[1][2]由图甲可知，闭合开关后，电流表与电阻并联，电压表串联在电路中测电源电压，因电压表的内阻很大，则此时电流表无示数，电压表示数接近电源电压，因此定值电阻右接线柱与滑动变阻器左上接线柱之间的导线错误；在探究电流与电阻的关系实验中，电流表应串联在电路中，电压表应与定值电阻并联，所以定值电阻右接线柱应连接电压表负接线柱（电源负极），据此连接电路。
（2）[1]开关闭合前，滑动变阻器需调至最大阻值处，本电路滑动变阻器接右下接线柱，滑片在最左端时接入电阻最大，因此滑片移到最左端。
[2]根据图乙取点：时，，则定值电阻两端电压，任意点乘积均为4V，因此实验控制定值电阻两端电压为不变。
[3]由图像可知，电流与电阻的乘积一定，故可以得出结论：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
（3）本实验多次实验的目的是寻找普遍规律。
A．探究电流与电压的关系，多次实验目的也是寻找普遍规律，故A符合题意；
B．伏安法测电阻多次实验目的是减小误差，故B不符合题意。
故选A。
（4）[1]滑片移到最左端时，滑动变阻器接入电阻为0，电压表测电源电压，因此电源电压
滑片移到最右端时，滑动变阻器接入最大阻值，与串联，电压表测待测电阻两端电压，此时滑动变阻器两端电压为
电路电流
待测电阻的阻值
[2]将变阻器滑片P移至最右端时，滑片P没有能到达最右端，实际的电阻比R0小，故公式代入的电阻偏大了，所测的电阻偏大。
24．综合实践活动：项目式学习小组设计—智能冷库系统
【任务与要求】：海鲜保存通常要求冷库温度维持在，这样才能保证海鲜的品质和口感，请为某海鲜市场设计一款智能冷库系统。
【设计电路】：设计温控系统，温控系统的原理如甲图所示，控制电路的电源电压为，热敏电阻随温度的变化情况如乙图所示。当冷库温度达到时，衔铁刚好被吸下来，制冷系统启动工作；当冷库温度达到时，衔铁刚好被弹回去，绿灯亮。已知制冷系统工作的额定功率为。
【项目实施】
（1）由甲图可知，电磁铁的上端是　 　极，当冷库温度升高时，电磁铁的磁性　 　（选填“增强”“不变”或“减弱”）；
（2）当冷库温度在－18℃时，电磁铁线圈电阻忽略不计，则控制电路的电流大小是　 　A；
（3）查阅资料得知制冷系统选择水作为冷却介质，是因为　 　；
【设计评价】
（4）若长时间工作后，控制电路的电压小于时，则制冷系统启动工作将　 　（选填“高于”或“低于”）。
（5）在某次制冷过程中，制冷系统正常工作，将体积为的冷库温度从室温下降至，则制冷系统的能量转化效率是　 　。[，，结果保留整数]
【答案】（1）N；增强
（2）0.06
（3）水的比热容较大
（4）高于
（5）21%
【知识点】热机的效率；欧姆定律及其应用；电磁继电器的组成、原理和特点；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】（1）由图甲可知，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是N极。
由图乙可知，当冷库温度升高时，热敏电阻的阻值减小，根据欧姆定律可知，控制电路中的电流变大，所以电磁铁的磁性增强。
（2）当冷库温度在-18℃时，此时热敏电阻的阻值为100Ω，电磁铁线圈电阻忽略不计，则控制电路的电流大小是：
（3）质量相同的不同物质，温度变化相同时，比热容较大的物质吸收或放出的热量较多。查阅资料得知制冷系统选择水作为冷却介质，是因为水的比热容较大。
（4）若长时间工作后，控制电路的电压小于6V时，控制电路的工作电流不变，此时电路中的电阻应该减小，根据热敏电阻的特点，则制冷系统启动工作将高于-18℃
（5）冷系统正常工作2h，消耗的电能为：
空气的质量为：
冷库温度从室温20℃下降至-20℃，放出的热量为：
制冷系统的能量转化效率是：
【分析】（1）根据安培定则确定电磁铁的磁极；电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关。
（2）根据欧姆定律进行计算。
（3）水的比热容较大，与其它物质相比，质量相同，升高或降低一定的温度，能够吸收或放出更多的热量，常用作传输能量的介质。
（4）根据热敏电阻的特性和欧姆定律进行分析。
（5）已知冷系统正常工作的功率和时间，根据求出消耗的电能；已知空气的密度和体积，根据求出空气的质量；根据求出冷库温度从室温20℃下降至-20℃放出的热量，根据求出制冷系统的能量转化效率。
（1）[1]由电源正负极可判断出螺线管正面电流都是向右，根据右手螺旋定则可知，电磁铁上端是N极。
[2]根据乙图可以看出，温度升高，电阻减小，通过电磁铁的电流增大，电磁铁的磁性增强。
（2）由乙图可知，当冷库温度在时，电阻，由甲图可知，控制电路的电压，电磁铁线圈电阻忽略不计，控制电路的电流大小是
（3）制冷系统选择水作为冷却介质，吸收相同热量时，水的温度变化较小，能够高效地带走热量 ，是因为水的比热容较大。
（4）若长时间工作后，控制电路的电压小于时，制冷系统启动工作的电流不变，根据可知，电阻小于，结合图乙可知，制冷系统启动工作将高于。
（5）的冷库的空气质量为
空气降低的温度为
空气放出的热量为
制冷系统做的功为
制冷系统的能量转化效率是
六、计算题（请写出必要的文字说明，25题8分，26题9分）
25．如图甲是某学校食堂购置了一批加热餐台，通电后，加热容器中的水为上方饭菜提供所需的热量，如图甲所示。图乙为保温台的简化电路图，为电源开关，为温控开关，其发热元件是两根阻值不变的电热丝、。当餐盒里的食物温度降低到时，闭合；当温度达到时，断开。容器内水的质量为10kg，比热容为，加热器使用的电源电压恒为220V，加热器快速加热时的功率为2000W，保温时的功率为400W。求：
（1）容器内水受到的重力；
（2）的阻值；
（3）加热器使用快速加热挡工作20min，可使水温升高，加热器对水加热的效率。
【答案】（1）解：容器内水受到的重力：
答：容器内水受到的重力100N；
（2）当 闭合时， 被短路，只有 接入电路，总电阻最小；电源电压恒定，根据 ，电阻越小功率越大，因此此时为快速加热状态，加热功率。故
答：的阻值为24.2Ω；
（3）水吸收的热量：
加热时间
因此消耗的电能为：
加热器对水加热的效率：
答：加热器对水加热的效率为。
【知识点】比热容的定义及其计算公式；热机的效率；重力及其大小的计算；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据求出容器内水受到的重力；
（2）当 闭合时， 被短路，只有 接入电路，总电阻最小；电源电压恒定，根据 ，电阻越小功率越大，因此此时为快速加热状态，已知加热功率，根求出R1的阻值；
（3）根据求出水吸收的热量， 利用求出加热器消耗的电能，
根据求出加热器对水加热的效率。
（1）容器内水受到的重力
（2）电路分析：当 闭合时， 被短路，只有 接入电路，总电阻最小；电源电压恒定，根据 ，电阻越小功率越大，因此此时为快速加热状态，加热功率。故
（3）水吸收的热量
加热时间
因此消耗的电能是
加热器对水加热的效率
26．如图甲所示是电子秤的简化原理图，电源电压恒为12 V，，压力传感器的阻值与所受压力F变化关系图像如图乙所示。将底面积为400 cm2，自重为10 N且足够高的圆柱形薄壁容器放在托盘上，加入7.5 cm深的水，然后用细绳拉着底面积为200 cm2，重为60 N，密度为的柱状物体缓慢放入水中，如图丙所示。忽略物体吸水，忽略细绳形变，忽略托盘和压杆的质量。水的密度为，g取10 N/kg。闭合开关S，求：
（1）当压力为零时，电路中的电流。
（2）柱状物体一半浸入水中时，细绳对物体的拉力。
（3）柱状物体浸入一半后保持静止，再加入2 kg水后，电路中R0消耗的功率。
【答案】（1）解： 由图乙可知，当压力为0时，为80 Ω
电路的总电阻
电路中的电流
（2）解：物体的质量
物体的体积
浸一半时，
物体受到的浮力
物体在浮力、重力和拉力的作用下，处于平衡状态
（3）解： 容器中原有水的体积
原有水的重力
物体的高度
浸一半后，露出液面的高度
增加水的体积
液面增加的高度
则物体刚好浸没
浸没时的浮力
物体对水的压力
增加水的重力
加入2 kg的水后，压力传感器受到的压力等于容器的重力、水的总重力和物体对水的压力之和
由图乙可知当时
流过R0的电流
R0消耗的电功率
【知识点】浮力大小的计算；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据串联电路电阻特点、欧姆定律。
由图乙读出压力为零时传感器的阻值Rx=80Ω，与定值电阻R0=20Ω串联，总电阻，再由欧姆定律求电流。
（2）由重力求质量：；由质量和密度求体积：；
一半浸入时排开水体积，浮力F浮=ρ水gV排；
对物体进行受力分析，物体静止时受重力、浮力和拉力，三力平衡，则有F拉=G-F浮。
（3）计算原有水的体积和重力；
由物体体积和底面积求物体高度，一半浸入时露出高度；
加入水的体积导致液面上升，判断物体是否完全浸没；
物体对水的压力等于其受到的浮力（相互作用力）；
压力传感器受到的总压力 = 容器重力 + 水的总重力 + 物体对水的压力（即浮力）；
由图乙读出对应压力下传感器的阻值，再求电流和R0的功率。
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