21，2024年陕西省西安市高新一中中考物理一模试卷

这是一份21，2024年陕西省西安市高新一中中考物理一模试卷，共34页。试卷主要包含了选择题，填空与作图题，实验与探究题，综合题等内容，欢迎下载使用。

1．（2分）下列单位中，不属于电功单位的是（ ）
A．焦耳B．伏•安•秒C．千瓦/时D．度
2．（2分）下列估测数据与实际最相符的是（ ）
A．一盏家用LED灯正常工作时的电流约为5A
B．家用冰箱的额定功率约为1500W
C．对人体安全的电压为36V
D．家用电暖气持续工作0.5h消耗电能约为0.5度
3．（2分）当温度下降到很低时，部分导体电阻会突然消失，这种现象称为超导现象，假如白炽灯灯丝、电动机内线圈、电饭锅的发热板、电熨斗发热电阻都是用超导材料制作的，则通电后下列说法正确的是（ ）
A．灯仍发光
B．电动机运转且效率比原来更高
C．电饭锅仍能煮饭
D．电熨斗仍能熨衣服
4．（2分）关于如图所示的电路，下列说法中正确的是（ ）
A．S闭合后，L1、L2串联且都能发光
B．S闭合后，电路将发生短路
C．要使L1、L2串联，可去掉导线a
D．若将导线M从接线柱B改接到接线柱A上，则S闭合后电路将发生短路
5．（2分）如图所示的四种现象中说法正确的是（ ）您看到的资料都源自我们平台，20多万份试卷任你下载，家威杏 MXSJ663 全网最新，性比价最高
A．如图甲所示，站在绝缘凳上的人同时接触火线和零线会引发“双线触电”
B．如图乙所示，在电路中可以同时使用很多大功率用电器
C．图丙中洗衣机的金属外壳应该接在零线上
D．图丁的空气开关跳闸，一定是家庭电路出现短路造成的
6．（2分）商场里的自动扶梯在无人乘坐时，运行速度缓慢；有人乘坐时，“感应开关”自动闭合，速度增大。自动扶梯的出、入口处各有一个“紧急制动开关”，断开任何一个，都能使自动扶梯停止，模拟电路如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．S1、S2是“紧急制动开关”，S3是“感应开关”
B．有人乘坐时，S1、S2、S3均闭合
C．有人乘坐时，电动机两端电压小于电阻R两端电压
D．相较于有人乘坐时，无人乘坐时整个电路总功率变小
7．（2分）2023年11月1日，我校第五届科技节拉开帷幕。如图1为物理老师自制的水火箭结构示意图。如图2为使用打气筒向水火箭内不断打气示意图，当水面上方压强增大到一定程度时，会使水向下喷出，从而使水火箭升空。结合材料，你认为以下说法错误的是（ ）
A．利用打气筒向水火箭内打气，水火箭中空气的内能增大
B．打气筒将空气压入水火箭内的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同
C．水火箭加速升空阶段机械能一定在增大
D．水向下喷出会使水火箭升空是由于力的作用是相互的
8．（2分）如图为某台起重机上的滑轮组简化装置，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N，不计绳重和摩擦，g取10N/kg，则下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组中承担物体和动滑轮总重力的绳子股数是2股
B．该滑轮组的机械效率为60%
C．该滑轮组中动滑轮重30N
D．若绳端移动速度为0.1m/s，则动滑轮上升速度为0.3m/s
9．（2分）质量均为的0.5kg水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，它们温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），c水＞c液。下列说法中（ ）
①甲物质是水
②0～12min乙温度降低了20℃
③0～12min甲放出了的热量8.4×104J
④乙物质的比热容为2.1×103J/（kg•℃）
A．只有①②正确B．只有②④正确
C．只有①③正确D．只有①④正确
10．（2分）如图所示电路，电源电压为9V保持不变，小灯泡上标有“6V 3W”字样，只闭合开关S3时，小灯泡正常发光（不考虑灯丝电阻变化）。滑动变阻器R的最大阻值为18Ω，电流表的量程为“0～3A”，电压表的量程为“0～15V”，在保证电路安全的情况下，下列说法中正确的是（ ）
A．电阻R0的阻值为12Ω
B．闭合S1、S2、S3，灯泡仍可发光
C．只闭合S1，电压表的示数范围3V～5.4V
D．通过控制开关与滑动变阻器，电路消耗的最小功率为4.5W
二、填空与作图题（每空1分，每图2分，共计20分）
11．（6分）小丽对家庭用电的几个问题进行了探究。
（1）小丽观察到客厅电视关闭后，空调仍能正常工作，它们之间的连接方式是 的（选填“串联”或“并联”）。
（2）如图甲是小丽房间里的一只照明白炽灯，它正常工作时的电流约是 A（结果保留两位小数），使用一段时间后灯丝因升华变细，因此灯的亮度 （选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。
（3）小丽观察了自家电能表的铭牌如图乙，此时电能表的读数为 kW•h。在断开其它用电器的情况下，标有“220V 1000W”的电热水器和标有“220V 1500W”的空调 （选填“能”或“不能”'）同时使用。小丽只将“220V 1000W”的电热水器接入电路工作2min，电能表转盘转过81转，则电热水器的实际电功率为 W。
12．（2分）当测电笔的笔尖接触电线时，氖管发光，表示接触的是 线。如图所示家庭电路中的某一部分，电工师傅在检查电路的过程中发现：闭合开关S1和S2，只有L1发光，用测电笔测a、b、c、d四个接线点，发现只有在c点氖管不发光，若电路中只有一处故障，则是 （选填“ab间断路”、“cd间断路”或“L2断路”）。
13．（3分）两只灯泡L1和L2分别标有“6V 3W”和“10V 10W”的字样，保证两灯泡都能安全使用（设灯丝电阻不变）。若把它们串联在电路中， 灯较亮，两灯的实际功率之比P1：P2＝ ，电路两端允许加的最大电压是 V。
14．（2分）如图甲是非接触式红外线测温枪，它是通过接收人体辐射的红外线来显示被测人的体温。当人体温度超过设定值时测温枪报警，持续时间3秒。
（1）图乙是它的工作原理图，R是滑动变阻器，R0是热敏电阻，当人体温度升高时，电压表示数将变小。则其所用的热敏电阻阻值随温度变化的特点是图丙中的 曲线。
（2）若热敏电阻R0在检测到体温达到37.5℃的人体而报警时，其阻值为100Ω，报警电压为2V，电源电压恒为5V，则图乙电路中滑动变阻器R在报警过程中产生的热量为 焦。
15．（3分）某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图，电源电压6V，阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联。当玩具警车正常匀速行驶时，通过电动机线圈的电流为1A，则警灯两端的电压是 V；2min内电动机线圈产生的热量是 J，2min内电动机转化的机械能为 J。
16．（2分）请在图中的甲、乙两处分别填入电表，使开关S闭合后，两灯并联且都能发光。
17．（2分）请在图中用笔画线代替导线将三孔插座、电灯和开关分别接入电路。
三、实验与探究题（共4小题，每空1分，每图1分，计25分）
18．（4分）根据下列有关实验，完成下列问题：
（1）如图甲所示，在盛有等量冷水和热水的两个相同的烧杯中同时各滴入一滴墨水，一段时间后，杯中水的情况如图所示，实验表明温度越高，分子的动能就越 。
（2）如图乙所示电路，导线a的一端固定在铅笔芯上，当导线b的一端在铅笔芯上左右移动时，灯泡亮暗会发生变化。这个实验说明导体的电阻与 有关。
（3）如图丙所示是探究“物体的动能与哪些因素有关”的实验，其中两球质量mA＝mB，可用于探究动能与 的关系。
（4）如图丁是研究“短路引起熔丝熔断”的实验，增加一根导线，并将导线接在 两点间，闭合开关，造成短路，可引起熔丝熔断。
19．（6分）在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴趣小组猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，于是他们选用甲、乙、丙三个装置进行实验探究，如图所示，三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量的空气。
（1）要探究电热与电阻的关系，应选用 组合（选填“甲乙”或“甲丙”），并将它们 联接到电源两端进行实验。
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，在通电时间相同的情况下，发现乙装置U形管中液面高度差大，由此可得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下， 越大，导体产生的热量越多。某同学在利用同样装置实验时，发现乙丙装置U形管液面高度差相同，与其它小组的实验现象都不同，经检查气密性良好，请你分析实验现象不同的原因： 。
A.R4断路
B.R4短路
C.R3断路
（3）同学们进一步学习了解到：物理学家 最先确定了电流通过导体产生的热量与电流等因素的定量关系。下列属于利用电热的是 。
A.电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温
B.用电饭煲煮饭
C.电视机的后盖有许多孔
20．（9分）有一个阻值未知的定值电阻，小兰用伏安法测量其阻值，过程如下。
（1）用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整（要求：滑片在最右端时，电阻最大）。
（2）正确连接电路后，将滑动变阻器的滑片P移至阻值 处，再闭合开关，小兰发现移动滑动变阻器滑片P的过程中，电压表有示数且几乎不变，电流表没有示数，则电路中存在的故障可能是：两个接线柱 （选填“a与b”或“c与d”）间发生了断路。
（3）解决故障后，通过调节滑动变阻器滑片P的位置，进行多次实验，得到实验数据如表，其中有一组数据是错误的。小兰和小海分析实验数据分别画出了电阻的I﹣U图象，如图乙、丙所示，其中图象 是正确的。
（4）所测电阻的阻值为 Ω（结果保留整数）。
（5）实验结束后，小兰想能否把电压表改装为测量电阻大小的仪表呢？于是她设计了如图丁所示的方案（电源电压恒定不变，电压表量程接0～3V），并进行了以下操作和分析：
小兰在电路的M、N两点之间接入一个电阻箱，调节旋钮使它接入电路的阻值分别为6Ω、10Ω、20Ω，闭合开关，发现电压表指针分别指向1V、1.5V、2.4V的刻度线，于是他在表盘相应位置标出了电阻的数值，如图戊所示。以此类推再标出其他刻度线，电压表就可以用来测量阻值了，由以上数据可知：电源电压为 V，定值电阻R0的阻值为 Ω，改装的电阻表的零刻度线应标在 V，该电表最大能测量的电阻是 Ω。
21．（6分）LED灯是一种新型的环保节能灯，小梦为了探究LED灯与家用普通白炽灯、普通节能灯的发光效率，她用如图所示的装置进行了实验（其中R0为光敏电阻，其电阻值与光照强度成反比），其实验步骤如下：
①先把“220V 15W”的普通白炽灯接入灯座，通过调整，使灯泡与温度计的玻璃泡距离约为2cm，灯泡与光敏电阻的距离约为30cm。闭合开关S和S1，通电10min，分别读出温度计和电流表的示数，并填入表中。
②接着分别把规格相同的普通节能灯和LED灯接入灯座，重复上述实验。
根据小梦的探究，请回答：
（1）电能转化为内能最多的灯是 ，这是通过观察 来比较的。
（2）电能转化为光能最多的灯是 ，这是通过观察 来比较的。
（3）LED灯的发光效率较 （高/低）。
（4）综合分析表中数据，15W的LED灯的发光亮度与 的白炽灯的发光亮度相当。
四、综合题（22题6分，23题9分）
22．（6分）体重超标影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻R0＝5Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0～0.6A，踏板重力不计，求：
（1）闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为多少？
（2）此体重计所能测量的人的最大重力为多少？
（3）若想增大体重计的测量范围，可行的方法是： （任写一种即可）。
23．（9分）如图甲所示为冬季同学们常用的暖手宝，它采用能量密度更高的两节21700型号干电池串联作为电源，每节电池质量0.1kg，电压3.5V。能量密度是指电池可以充入的最大电能与电池质量的比值，该电源能量密度为0.3kW•h/kg。该暖手宝可以实现高温、中温、低温三挡调节，其简化电路如图乙所示。S为旋钮开关，转动S可将开关分别调至0、1、2、3挡位置，与该挡的两个触点同时接通。R1、R2、R3为发热电阻，且阻值恒定。当开关S旋至1挡时，电路的工作电流为1A，R1和R2电阻相等，高温挡的功率为24W。
（1）当开关S接1时为 挡，功率为多少？
（2）R1的电阻为多少？
（3）当开关S旋至3挡时，R3的功率为多少？
（4）若忽略能量损失，该电池可供该暖手宝在高温挡最多工作多少小时？
参考答案与试题解析
一、选择题（共10题，每小题2分，计20分。每小题只有一个选项符合题意）
1．（2分）下列单位中，不属于电功单位的是（ ）
A．焦耳B．伏•安•秒C．千瓦/时D．度
【解答】解：A、在国际单位制中，电功的主单位是焦耳，故A不符合题意；
B、在国际单位制中，电压的主单位是伏特，电流的主单位是安培，时间的主单位是秒，由公式W＝UIt知，伏•安•秒是电功的单位，故B不符合题意；
C、千瓦是电功率的常用单位，小时是时间的常用单位，千瓦/时不是物理量的单位，故C符合题意；
D、1度＝1kW•h，所以度是电功的常用单位，故D不符合题意。
故选：C。
2．（2分）下列估测数据与实际最相符的是（ ）
A．一盏家用LED灯正常工作时的电流约为5A
B．家用冰箱的额定功率约为1500W
C．对人体安全的电压为36V
D．家用电暖气持续工作0.5h消耗电能约为0.5度
【解答】解：A、一盏家用LED灯正常工作时的电流约为0.1A，故A错误；
B、家用冰箱的额定功率约为200W，故B错误；
C、对人体安全的电压不大于36V，故C错误；
D、电暖气的额定功率约1000W，持续工作0.5h消耗电能约为0.5度，故D正确。
故选：D。
3．（2分）当温度下降到很低时，部分导体电阻会突然消失，这种现象称为超导现象，假如白炽灯灯丝、电动机内线圈、电饭锅的发热板、电熨斗发热电阻都是用超导材料制作的，则通电后下列说法正确的是（ ）
A．灯仍发光
B．电动机运转且效率比原来更高
C．电饭锅仍能煮饭
D．电熨斗仍能熨衣服
【解答】解：
（1）白炽灯灯丝、电饭锅、电熨斗都是利用电流的热效应工作的，如果导体没有电阻，当用电器通电时，用电器不会产生电热，白炽灯不能发光，电饭锅不能煮饭，电熨斗不能熨衣服，故ACD错误；
（2）导体有电阻时，电动机工作，电能转化为机械能和内能，假设导体没有电阻，当电动机通电时，电动机不会产生电热，电能全部转化为机械能，效率更高更好，故B正确。
故选：B。
4．（2分）关于如图所示的电路，下列说法中正确的是（ ）
A．S闭合后，L1、L2串联且都能发光
B．S闭合后，电路将发生短路
C．要使L1、L2串联，可去掉导线a
D．若将导线M从接线柱B改接到接线柱A上，则S闭合后电路将发生短路
【解答】解：ABD、开关闭合后，电流从电源的正极，不经过用电器直接流到负极，故AD选项错误，B选项正确；
C、要使L1、L2串联，电流从正极出发依次经过L2、L1、开关回到电源负极，故需将导线b去掉，故C错误；
故选：B。
5．（2分）如图所示的四种现象中说法正确的是（ ）
A．如图甲所示，站在绝缘凳上的人同时接触火线和零线会引发“双线触电”
B．如图乙所示，在电路中可以同时使用很多大功率用电器
C．图丙中洗衣机的金属外壳应该接在零线上
D．图丁的空气开关跳闸，一定是家庭电路出现短路造成的
【解答】解：A．如图甲所示，站在绝缘凳上的人同时接触火线和零线，电流流过人体，会引发“双线触电”，故A正确；
B．如图乙所示，在电路中同时使用很多大功率用电器，电流过大，导线过热，容易引起火灾，故B错误；
C．图丙中洗衣机的金属外壳应该接地线，保证用电安全，故C错误；
D．图丁的空气开关跳闸，说明电流过大，可能是短路或电功率过大，不一定是家庭电路出现短路造成的，故D错误。
故选：A。
6．（2分）商场里的自动扶梯在无人乘坐时，运行速度缓慢；有人乘坐时，“感应开关”自动闭合，速度增大。自动扶梯的出、入口处各有一个“紧急制动开关”，断开任何一个，都能使自动扶梯停止，模拟电路如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．S1、S2是“紧急制动开关”，S3是“感应开关”
B．有人乘坐时，S1、S2、S3均闭合
C．有人乘坐时，电动机两端电压小于电阻R两端电压
D．相较于有人乘坐时，无人乘坐时整个电路总功率变小
【解答】解：A、电路分析电路中开关S1、S2，在干路中，断开其中任何一个，都可以断开整个电路，电动机不工作，所以 S1、S2是紧急制动开关；S3与电阻R并联，S3闭合会把电阻R短路，使电路中电阻变小，电流变大，电动机的转速变大，则S3是感应开关，故A不符合题意。
BC、有人乘坐时，S1.S2、S3都闭合，电阻R被短路，自动扶梯高速运行，所以R两端电压为0，故C符合题意，B不符合题意；
D、无人乘坐时，S1、S2闭合，S3断开，电阻R串联在电路中，电路中电流较小，由P＝UI可知，此时的电功率会变小，故D不符合题意。
故选：C。
7．（2分）2023年11月1日，我校第五届科技节拉开帷幕。如图1为物理老师自制的水火箭结构示意图。如图2为使用打气筒向水火箭内不断打气示意图，当水面上方压强增大到一定程度时，会使水向下喷出，从而使水火箭升空。结合材料，你认为以下说法错误的是（ ）
A．利用打气筒向水火箭内打气，水火箭中空气的内能增大
B．打气筒将空气压入水火箭内的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同
C．水火箭加速升空阶段机械能一定在增大
D．水向下喷出会使水火箭升空是由于力的作用是相互的
【解答】解：A、利用打气筒向水火箭内打气的过程中，压缩筒内空气做功，水火箭中空气的内能在增大，故A正确；
B、向打气筒内打气的过程是机械能转化为内能，汽油机的压缩冲程中机械能转化为内能，能量转化方式相同，故B正确；
C、水火箭加速升空阶段，质量变小，高度和速度都变大，则动能和势能不一定都增大，所以机械能可能不变，故C错误；
D、水火箭向下喷水，给水一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，水给水火箭一个向上的力，使水火箭升空，故D正确。
故选：C。
8．（2分）如图为某台起重机上的滑轮组简化装置，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N，不计绳重和摩擦，g取10N/kg，则下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组中承担物体和动滑轮总重力的绳子股数是2股
B．该滑轮组的机械效率为60%
C．该滑轮组中动滑轮重30N
D．若绳端移动速度为0.1m/s，则动滑轮上升速度为0.3m/s
【解答】解：A、物体重力为G＝mg＝27kg×10N/kg＝270N，所用的拉力为100N，说明承担物体重力的绳子股数至少是3股，而虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组，因此绳子股数是3股，故A错误；
B、该滑轮组的机械效率为：
η＝＝＝＝＝×100%＝90%，故B错误；
C、不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）可知，动滑轮重为：
G动＝nF﹣G＝3×100N﹣270N＝30N，故C正确；
D、根据v绳＝nv物可知，动滑轮上升速度为：
v物＝v绳＝×0.1m/s≈0.03m/s，故D错误。
故选：C。
9．（2分）质量均为的0.5kg水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，它们温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），c水＞c液。下列说法中（ ）
①甲物质是水
②0～12min乙温度降低了20℃
③0～12min甲放出了的热量8.4×104J
④乙物质的比热容为2.1×103J/（kg•℃）
A．只有①②正确B．只有②④正确
C．只有①③正确D．只有①④正确
【解答】解：①时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图示可以看出，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢，
根据热量的计算公式Q放＝cmΔt可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，谁的温度降低得快，它的比热容小，
所以，甲液体的比热容大，所以若甲、乙两种液体中，一种液体是水，则这种液体一定是甲液体，故①正确；
②由图可知：乙液体的初温是60℃，放热12分钟后乙液体的末温是20℃，乙温度降低了40℃，故②错误；
③读图可得，甲在12min内由60℃降低到40℃，降低的温度是60℃﹣40℃＝20℃，甲液体已判断出是水，
所以甲放出的热量Q放＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×20℃＝4.2×104J，故③错误；
④由图知，0～12min水放出的热量：
Q放＝c水m水（t水﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×m水×（60℃﹣40℃），
0～12min乙液体放出的热量：
Q放＝c乙m乙（60℃﹣20℃），
由题知，水和乙液体的质量相同，即m水＝m乙
4.2×103J/（kg•℃）×m水×（60℃﹣40℃）＝c乙m乙（60℃﹣20℃），
解得c乙＝2.1×103J/（kg•℃），故④正确。
故选：D。
10．（2分）如图所示电路，电源电压为9V保持不变，小灯泡上标有“6V 3W”字样，只闭合开关S3时，小灯泡正常发光（不考虑灯丝电阻变化）。滑动变阻器R的最大阻值为18Ω，电流表的量程为“0～3A”，电压表的量程为“0～15V”，在保证电路安全的情况下，下列说法中正确的是（ ）
A．电阻R0的阻值为12Ω
B．闭合S1、S2、S3，灯泡仍可发光
C．只闭合S1，电压表的示数范围3V～5.4V
D．通过控制开关与滑动变阻器，电路消耗的最小功率为4.5W
【解答】解：由P＝UI可知，小灯泡的正常发光时的电流：IL＝＝＝0.5A，
由I＝可知，小灯泡的灯丝电阻：RL＝＝＝12Ω
A、由图可知，只闭合开关S3时，灯泡与定值电阻R0串联，小灯泡正常发光，则通过小灯泡的电流为0.5A，小灯泡两端的电压为6V，
根据串联电路的电流特点可知，通过R0的电流：I0＝IL＝0.5A，
根据串联电路的电压特点可知，R0两端的电压：U0＝U﹣UL＝9V﹣6V＝3V，
由I＝知，R0的阻值：R0＝＝＝6Ω，故A错误；
B、由图可知，闭合S1、S2、S3，灯泡被短路，灯泡不发光，故B错误；
C、只闭合S1，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器R两端的电压；
当灯泡正常发光时，灯泡两端的电压最大为6V，
根据串联电路的电压特点可知，此时滑动变阻器R两端的电压最小，即电压表最小示数为：UR小＝U﹣UL＝9V﹣6V＝3V，
根据串联分压的特点可知，当滑动变阻器R接入电路中阻值最大时，电压表的示数最大，
此时电路中总电阻：R总＝RL+R大＝12Ω+18Ω＝30Ω，
电路中的电流：I＝＝＝0.3A，
此时灯泡两端的电压：UL′＝IRL＝0.3A×12Ω＝3.6V，
根据串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端的最大电压：UR大＝U﹣UL′＝9V﹣3.6V＝5.4V，即电压表的最大示数为5.4V；
所以，只闭合S1，电压表的示数范围3～5.4V，故C正确；
D、闭合S1、S2、S3，灯泡被短路，R0与滑动变阻器R并联，根据以上分析可知，电路中的最大电流为2.5A，此时电路消耗的电功率最大，
电路消耗的最大功率：P大＝UI总＝9V×2.5A＝22.5W；
由于滑动变阻器的最大阻值大于R0的阻值，
所以当只闭合S1时，灯泡与滑动变阻器串联，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中的总电阻最大，
根据第②问分析可知，此时电路中的最小电流为I＝0.3A，
电路消耗的最小功率：P小＝UI＝9V×0.3A＝2.7W，故D错误。
故选：C。
二、填空与作图题（每空1分，每图2分，共计20分）
11．（6分）小丽对家庭用电的几个问题进行了探究。
（1）小丽观察到客厅电视关闭后，空调仍能正常工作，它们之间的连接方式是 并联 的（选填“串联”或“并联”）。
（2）如图甲是小丽房间里的一只照明白炽灯，它正常工作时的电流约是 0.11 A（结果保留两位小数），使用一段时间后灯丝因升华变细，因此灯的亮度 变暗 （选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。
（3）小丽观察了自家电能表的铭牌如图乙，此时电能表的读数为 31.6 kW•h。在断开其它用电器的情况下，标有“220V 1000W”的电热水器和标有“220V 1500W”的空调 能 （选填“能”或“不能”'）同时使用。小丽只将“220V 1000W”的电热水器接入电路工作2min，电能表转盘转过81转，则电热水器的实际电功率为 810 W。
【解答】解：（1）电视机、空调能独立工作、互不影响，所以电视机与空调之间是并联连接的；
（2）照明台灯正常工作时的功率P额＝25W，额定电压U额＝220V，由P＝UI可得，它正常工作时的电流：
I＝＝≈0.11A；
使用一段时间后灯丝因升华变细，其电阻变大，根据P＝可知灯泡的实际功率减小，则灯泡变暗；
（3）这只电能表允许的用电器最大总功率：
Pmax＝UImax＝220V×20A＝4400W，
电热水器和空调正常工作时的总功率：
P＝P1+P2＝1000W+1500W＝2500W＜Pmax，
故电热水器和空调能同时使用。
电能表最后一位是小数，此时电能表的读数为31.6kW•h。
3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，
转盘转动81r时，电热水器消耗的电能：
W＝＝0.027kW•h；
电热水器的实际功率：
P＝＝＝0.81kW＝810W。
故答案为：（1）并联；（2）0.11；变暗；（3）31.6；能；810。
12．（2分）当测电笔的笔尖接触电线时，氖管发光，表示接触的是 火 线。如图所示家庭电路中的某一部分，电工师傅在检查电路的过程中发现：闭合开关S1和S2，只有L1发光，用测电笔测a、b、c、d四个接线点，发现只有在c点氖管不发光，若电路中只有一处故障，则是 cd间断路 （选填“ab间断路”、“cd间断路”或“L2断路”）。
【解答】解：当测电笔的笔尖接触电线时，氖管发光，表示接触的是火线；
闭合开关S1和S2，只有L1发光，说明L1支路为通路，则从保险丝→a→S1→L1→c→c点左侧的零线都没有断路；
用测电笔测a、b、c、d四个接线点，发现只有在c点氖管不发光，则试电笔接触d点时氖管会发光，说明d点会通过灯泡L2与火线间接相连，则L2是完好的；而L2不亮，说明灯泡L2与零线不能构成通路，所以是c、d两点间断路。
故答案为：火；cd间断路。
13．（3分）两只灯泡L1和L2分别标有“6V 3W”和“10V 10W”的字样，保证两灯泡都能安全使用（设灯丝电阻不变）。若把它们串联在电路中， L1 灯较亮，两灯的实际功率之比P1：P2＝ 6：5 ，电路两端允许加的最大电压是 11 V。
【解答】解：L1的电阻为R1＝＝＝12Ω；
L2的电阻为R2＝＝＝10Ω；
串联时，电流相等，由P＝I2R知，P1＞P2，故L1灯较亮。
由P＝I2R知，实际功率之比为
；
L1的额定电流为
，
L2的额定电流为
，
故电路中的最大电流为Imax＝0.5A，
电源电压最大为U＝Imax（R1+R2）＝0.5A×（12Ω+10Ω）＝11V。
故答案为：L1；6：5；11。
14．（2分）如图甲是非接触式红外线测温枪，它是通过接收人体辐射的红外线来显示被测人的体温。当人体温度超过设定值时测温枪报警，持续时间3秒。
（1）图乙是它的工作原理图，R是滑动变阻器，R0是热敏电阻，当人体温度升高时，电压表示数将变小。则其所用的热敏电阻阻值随温度变化的特点是图丙中的 A 曲线。
（2）若热敏电阻R0在检测到体温达到37.5℃的人体而报警时，其阻值为100Ω，报警电压为2V，电源电压恒为5V，则图乙电路中滑动变阻器R在报警过程中产生的热量为 0.18 焦。
【解答】解：由图乙可知，滑动变阻器R和热敏电阻R0串联接入电路，电压表测量热敏电阻R0两端的电压，
（1）当人体温度升高时，电压表示数将减小，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器R两端的电压增大，根据欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流增大，即电路中的电流增大，根据欧姆定律可知，当电源电压一定时，电路中的总电阻减小，根据串联电路电阻规律可知，热敏电阻的阻值将减小，即人体温度升高时热敏电阻的阻值减小，故图丙中表示热敏电阻R0的阻值随温度变化的特点是A曲线；
（2）热敏电阻R0在检测到体温达到37.3℃的人体而报警时，通过热敏电阻R0的电流：I0＝＝＝0.02A，
根据串联电路的电流特点控制，通过滑动变阻器R的电流：I滑＝I0＝0.02A，
根据串联电路的电压特点控制，此时滑动变阻器R两端的电压：U滑＝U﹣U0＝5V﹣2V＝3V，
滑动变阻器R在报警过程中产生的热量：Q＝W＝U滑I滑t＝3V×0.02A×3s＝0.18J。
故答案为：（1）A；（2）0.18。
15．（3分）某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图，电源电压6V，阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联。当玩具警车正常匀速行驶时，通过电动机线圈的电流为1A，则警灯两端的电压是 2 V；2min内电动机线圈产生的热量是 60 J，2min内电动机转化的机械能为 420 J。
【解答】解：由图可知，警灯和电动机串联，根据串联电路的电流特点可知，通过警灯的电流IL＝IM＝1A；
由I＝可知，警灯两端的电压：UL＝ILRL＝1A×2Ω＝2V；
2min内电动机线圈产生的热量：Q＝RMt＝（1A）2×0.5Ω×2×60s＝60J；
整个电路消耗的电能为：W＝UIt＝6V×1A×2×60s＝720J；
灯泡消耗的电能为：W'＝RLt＝（1A）2×2Ω×2×60s＝240J；
2min内电动机转化的机械能为：E＝W﹣Q﹣W'＝720J﹣60J﹣240J＝420J。
故答案为：2；60；420。
16．（2分）请在图中的甲、乙两处分别填入电表，使开关S闭合后，两灯并联且都能发光。
【解答】解：两灯泡要想正常工作，连接方式必须并联，假设乙为电流表，则灯泡L1造成短路，不能满足两灯均能发光的要求，所以乙只能为电压表，而甲表如果为电压表，则会造成灯泡L1开路，不能满足两灯均能发光的要求，所以应是电流表；
因此甲处为电流表，乙处为电压表，该电路为并联电路，如图所示：
17．（2分）请在图中用笔画线代替导线将三孔插座、电灯和开关分别接入电路。
【解答】解：
首先辨别图中三根线地线、火线、零线。
（1）灯泡接法：火线进入开关，经灯泡连到零线，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡，又能更安全。
（2）三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。
如图所示：
三、实验与探究题（共4小题，每空1分，每图1分，计25分）
18．（4分）根据下列有关实验，完成下列问题：
（1）如图甲所示，在盛有等量冷水和热水的两个相同的烧杯中同时各滴入一滴墨水，一段时间后，杯中水的情况如图所示，实验表明温度越高，分子的动能就越 大 。
（2）如图乙所示电路，导线a的一端固定在铅笔芯上，当导线b的一端在铅笔芯上左右移动时，灯泡亮暗会发生变化。这个实验说明导体的电阻与 长度 有关。
（3）如图丙所示是探究“物体的动能与哪些因素有关”的实验，其中两球质量mA＝mB，可用于探究动能与 速度 的关系。
（4）如图丁是研究“短路引起熔丝熔断”的实验，增加一根导线，并将导线接在 BC 两点间，闭合开关，造成短路，可引起熔丝熔断。
【解答】解：（1）如图甲所示，在盛有等量冷水和热水的两个相同的烧杯中同时各滴入一滴墨水，一段时间后，杯中水的情况如图所示，热水中扩散快，实验表明温度越高，分子运动越剧烈，分子的动能就越大。
（2）如图乙所示电路，导线a的一端固定在铅笔芯上，当导线b的一端在铅笔芯上左右移动时，改变了接入电路中的长度，灯泡亮暗会发生变化。说明电流变化了，原因是电阻改变了，这个实验说明导体的电阻与长度有关。
（3）如图丙所示是探究“物体的动能与哪些因素有关”的实验，其中两球质量mA＝mB，是否高度不同，因而速度不等，可用于探究动能与速度的关系。
（4）如图丁是研究“短路引起熔丝熔断”的实验，增加一根导线，并将导线接在BC两点间，闭合开关，造成短路，可引起熔丝熔断。
故答案为：（1）大；（2）长度；（3）速度；（4）BC。
19．（6分）在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴趣小组猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，于是他们选用甲、乙、丙三个装置进行实验探究，如图所示，三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量的空气。
（1）要探究电热与电阻的关系，应选用 甲乙 组合（选填“甲乙”或“甲丙”），并将它们 串 联接到电源两端进行实验。
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，在通电时间相同的情况下，发现乙装置U形管中液面高度差大，由此可得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下， 电流 越大，导体产生的热量越多。某同学在利用同样装置实验时，发现乙丙装置U形管液面高度差相同，与其它小组的实验现象都不同，经检查气密性良好，请你分析实验现象不同的原因： A 。
A.R4断路
B.R4短路
C.R3断路
（3）同学们进一步学习了解到：物理学家 焦耳 最先确定了电流通过导体产生的热量与电流等因素的定量关系。下列属于利用电热的是 B 。
A.电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温
B.用电饭煲煮饭
C.电视机的后盖有许多孔
【解答】解：（1）串联电路各处的电流相等，要探究电热与电阻的关系，要控制电流和通电时间相同，应选用甲乙组合，并将它们串联接到电源两端进行实验。
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，而通电时间相同，故乙实验可以研究电流产生的热量与电流的关系；在通电时间相同的情况下，发现乙装置U形管中液面高度差大，由此可得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大，导体产生的热量越多；
A.若R4断路，根据串联电路电流的规律，通过容器内两电阻的电流相等，因两电阻相等，通电时间相同，根据Q＝I2Rt可知电阻产生的热量相同，由转换法，乙相同，故A符合题意；
B.若R4短路，R3也短路，产生的热量为0，丙装置U形管液面高度差为0，故B不符合题意；
C.若R3断路，产生的热量为0，丙装置U形管液面高度差为0，故C不符合题意；
故选：A；
（3）物理学家焦耳最先确定了电流通过导体产生的热量与电流等因素的定量关系。
A.电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温，是为了减小电热带来的危害；
B.用电饭煲煮饭，是利用电热来工作的；
C.电视机的后盖有许多孔，是为了及时散热，减小电热带来的危害。
故选：B。
故答案为：（1）甲乙；串；（2）电流；A；（3）焦耳；B。
20．（9分）有一个阻值未知的定值电阻，小兰用伏安法测量其阻值，过程如下。
（1）用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整（要求：滑片在最右端时，电阻最大）。
（2）正确连接电路后，将滑动变阻器的滑片P移至阻值 最大 处，再闭合开关，小兰发现移动滑动变阻器滑片P的过程中，电压表有示数且几乎不变，电流表没有示数，则电路中存在的故障可能是：两个接线柱 c与d （选填“a与b”或“c与d”）间发生了断路。
（3）解决故障后，通过调节滑动变阻器滑片P的位置，进行多次实验，得到实验数据如表，其中有一组数据是错误的。小兰和小海分析实验数据分别画出了电阻的I﹣U图象，如图乙、丙所示，其中图象 乙 是正确的。
（4）所测电阻的阻值为 5 Ω（结果保留整数）。
（5）实验结束后，小兰想能否把电压表改装为测量电阻大小的仪表呢？于是她设计了如图丁所示的方案（电源电压恒定不变，电压表量程接0～3V），并进行了以下操作和分析：
小兰在电路的M、N两点之间接入一个电阻箱，调节旋钮使它接入电路的阻值分别为6Ω、10Ω、20Ω，闭合开关，发现电压表指针分别指向1V、1.5V、2.4V的刻度线，于是他在表盘相应位置标出了电阻的数值，如图戊所示。以此类推再标出其他刻度线，电压表就可以用来测量阻值了，由以上数据可知：电源电压为 6 V，定值电阻R0的阻值为 30 Ω，改装的电阻表的零刻度线应标在 0 V，该电表最大能测量的电阻是 30 Ω。
【解答】解：（1）滑片在最右端时，电阻最大，故滑动变阻器选用左下接线柱与电源串联在电路中，如下图所示：
；
（2）为了保护电路，正确连接电路后，将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处；
闭合开关，小兰发现移动滑动变阻器滑片P的过程中，电流表没有示数，说明电路可能断路，电压表有示数且几乎不变，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即电路中存在的故障可能是：两个接线柱c与d间发生了断路；
（3）导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，其图像为过原点的直线，故乙正确，丙错误；
（4）根据R＝得正确的五次电阻分别为：
R1＝＝＝5Ω，
R2＝＝＝5Ω，
R3＝＝≈6.8Ω，
R4＝＝≈5.1Ω，
R5＝＝＝5Ω，
舍去R3，则平均电阻为：
R＝＝≈5Ω；
（5）由图戊可知：U1＝1V时，R1＝6Ω，U2＝1.5V时，R2＝10Ω，
由图丁电路可知：在测量电阻时定值电阻R0与电阻箱串联；
由I＝和串联电路的电压特点可得：
当测量电阻R1时，电源电压U＝U0+U1＝×R0+U1＝×R0+1V……①，
当测量电阻R2时，电源电压U＝U0′+U2＝×R0+U2＝×R0+1.5V……②，
由①②解得：R0＝30Ω，电源电压U＝6V；
电阻箱阻值为0时，电压表被短路，此时电压表示数为0，故改装的电阻表的零刻度线应标在0V；
当电压表示数最大时，电阻箱接入电路的阻值最大，电压表最大示数为3V，根据串联电路电压规律可知，此时R0两端电压为6V﹣3V＝3V，根据串联电路分压原理可知，电阻箱接入电路的阻值等于R0的阻值，即该电表最大能测量的电阻是30Ω。
故答案为：（1）见解答图；（2）最大；c与d；（3）乙；（4）5；（5）6；30；0；30。
21．（6分）LED灯是一种新型的环保节能灯，小梦为了探究LED灯与家用普通白炽灯、普通节能灯的发光效率，她用如图所示的装置进行了实验（其中R0为光敏电阻，其电阻值与光照强度成反比），其实验步骤如下：
①先把“220V 15W”的普通白炽灯接入灯座，通过调整，使灯泡与温度计的玻璃泡距离约为2cm，灯泡与光敏电阻的距离约为30cm。闭合开关S和S1，通电10min，分别读出温度计和电流表的示数，并填入表中。
②接着分别把规格相同的普通节能灯和LED灯接入灯座，重复上述实验。
根据小梦的探究，请回答：
（1）电能转化为内能最多的灯是 白炽灯 ，这是通过观察 温度计示数的变化 来比较的。
（2）电能转化为光能最多的灯是 LED灯 ，这是通过观察 电流表示数的变化 来比较的。
（3）LED灯的发光效率较 高 （高/低）。
（4）综合分析表中数据，15W的LED灯的发光亮度与 150W 的白炽灯的发光亮度相当。
【解答】解：（1）电能通过灯泡上转化为内能时，会使周围的空气温度升高，根据转换法，用温度计测量空气的温度可知电能转化为内能的多少；即通过观察温度计示数的变化可比较电能转化为内能的多少；
于是比较盒内温度升高最高的是白炽灯，即电能转化为内能最多的是白炽灯。
（2）电能通过灯泡上转化为光能时，灯光照射到光敏电阻上，因其电阻值与光照强度成反比，当光照强度很强时，使光敏电阻的阻值减小，电路中的电流变大；所以电能转化为光能的多少，通过观察电流表示数的变化就可知；
由表格数据中可知：使用LED灯时的电流表的示数最大，表明电能转化为光能最多的是LED灯。
（3）由上可知：在规格相同条件下，LED灯消耗相同的电能，转化成的光能最多，即LED灯的发光效率最高。
（4）分析表中数据可知：
15W的LED灯的发光亮度能使含有光敏电阻的电路中的电流为60mA；
而15W的白炽灯的发光亮度能使含有光敏电阻的电路中的电流为6mA；
则需要与一个LED灯的发光亮度相当的15W的白炽灯的个数是n＝＝10，即白炽灯的功率为15W×10＝150W。
故答案为：（1）白炽灯；温度计示数的变化；（2）LED灯；电流表示数的变化；（3）高；（4）150W。
四、综合题（22题6分，23题9分）
22．（6分）体重超标影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻R0＝5Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0～0.6A，踏板重力不计，求：
（1）闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为多少？
（2）此体重计所能测量的人的最大重力为多少？
（3）若想增大体重计的测量范围，可行的方法是： 减小电源电压或增大R0的阻值 （任写一种即可）。
【解答】解：（1）由图甲可知，闭合开关S，定值电阻R0与压敏电阻R串联，由图乙可知当体重计空载时，R＝45Ω，I＝0.12A，则电源电压为：
U＝I（R+R0）＝0.12A×（45Ω+5Ω）＝6V；
（2）已知电流表量程为0～0.6A，当电路中的电流最大为Imax＝0.6A时，体重计测量最大体重，此时压敏电阻的阻值为：R''＝﹣R0＝﹣5Ω＝5Ω；
由题图乙可知，所能测量的最大体重为1200N；
（3）由（2）可知，若想增大体重计的测量范围，即在最大电流一定时，使压敏的阻值减小，可行的方法是减小电源电压或增大R0的阻值。
答：（1）闭合开关S，当体重计空载时，电路中的电流为0.12A，电源电压为6V；
（2）此体重计所能测量的最大体重为1200N；
（3）减小电源电压或增大R0的阻值。
23．（9分）如图甲所示为冬季同学们常用的暖手宝，它采用能量密度更高的两节21700型号干电池串联作为电源，每节电池质量0.1kg，电压3.5V。能量密度是指电池可以充入的最大电能与电池质量的比值，该电源能量密度为0.3kW•h/kg。该暖手宝可以实现高温、中温、低温三挡调节，其简化电路如图乙所示。S为旋钮开关，转动S可将开关分别调至0、1、2、3挡位置，与该挡的两个触点同时接通。R1、R2、R3为发热电阻，且阻值恒定。当开关S旋至1挡时，电路的工作电流为1A，R1和R2电阻相等，高温挡的功率为24W。
（1）当开关S接1时为 低温 挡，功率为多少？
（2）R1的电阻为多少？
（3）当开关S旋至3挡时，R3的功率为多少？
（4）若忽略能量损失，该电池可供该暖手宝在高温挡最多工作多少小时？
【解答】解：（1）由电路图可知，旋至1挡时，R1和R2串联；旋至2挡时，R1被短接，仅有电阻R2接入电路旋；至3挡时，R2和R3并联。由P＝可知，旋至1挡时，电路的电阻最大，功率最小，暖手宝处于低温挡，电源电压为：U＝2×3.5V＝7V，此时电路中的功率为：P低＝UI1＝7V×1A＝7W；
（2）旋至1挡时，R1和R2串联，此时电路中的电阻为：R串＝＝＝7Ω，
又因为R1和R2电阻相等，则R1＝R2＝＝＝3.5Ω；
（3）当开关S旋至3挡时，R2和R3并联，此时R2的功率为：P2＝＝＝14W，
所以R3的功率为：P3＝P高﹣P2＝24W﹣14W＝10W；
（4）两节电池的能量为：W＝2×0.1kg×0.3kW•h/kg＝0.06kW•h＝2.16×105J；
若忽略能量损失，该电池可供该暖手宝在高温挡供电时间为：
t＝＝＝9000s。
故答案为：（1）低温；电路中的功率为7W；
（2）R1的电阻为3.5Ω；
（3）当开关S旋至3挡时，R3的功率为R3的功率为10W；
（4）若忽略能量损失，该电池可供该暖手宝在高温挡供电时间最长为9000s。实验次数
电压U/V
电流I/A
1
1.1
0.22
2
1.5
0.30
3
1.9
0.28
4
2.3
0.45
5
2.5
0.50
灯泡类型
盒内初温/℃
盒内末温/℃
电流表示数/mA
白炽灯
20
78
6
普通节能灯
20
50
15
LED灯
20
35
60
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
1.1
0.22
2
1.5
0.30
3
1.9
0.28
4
2.3
0.45
5
2.5
0.50
灯泡类型
盒内初温/℃
盒内末温/℃
电流表示数/mA
白炽灯
20
78
6
普通节能灯
20
50
15
LED灯
20
35
60