一．选择题（共8小题）
1．中国人爱喝茶也比较讲究茶道，泡茶时茶香四溢，下列说法正确的是（ ） A．泡茶的水温度越高，分子热运动越缓慢 B．茶水冷却过程中，茶水的内能不断增加 C．泡茶时茶水的内能是通过做功的方式改变的
D．“茶香四溢”是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动
2．小明在学完“热学”之后，对一些有关热的问题进行了思考，其中错误的是（ ） A．长征七号火箭采用液氢作为推进剂的主要原因是它的热值大 B．汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能 C．减少废气带走的能量可以提高热机的效率
D．煤炭如果没有充分燃烧，放出的热量就比较少，说明热值与燃料是否充分燃烧有关 3．小明买了一辆新能源电动车，这辆电动车有三种启动方式：人脸识别（S1）、指纹识别（S2）、密码识别（S3），只要其中一种方式识别成功，则相应开关闭合，电动车启动，下列电路设计符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
4．关于甲、乙两图的说法正确的是（ ）
A．甲图中集成电路芯片主要由超导材料制成 B．乙图中电源右端是电源正极 C．乙图中 LED灯主要将电能转化为内能
D．乙图金属导线中电子定向移动方向：电源正极→LED→电源负极
5．同学在探究通过导体的电流与其电压的关系时，将记录的数据作出了如图所示的图像，根据图像，下列说法正确的是（ ）
A．导体甲、乙的电阻都随两端电压的增大而增大 B．导体甲的电阻大于乙的电阻
C．将导体甲与乙串联后接入电路，甲的电压大 D．将导体甲与乙并联后接入电路，甲的电流大
6．气敏电阻R的阻值随气体浓度的增大而减小。如图所示，闭合开关，当气体浓度增大时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数减小 C．电路消耗的电功率减小
B．电压表的示数增大
D．电路消耗的电功率增大
7．如图是小王家的电能表，下列说法正确的是（ ）
A．电能表的读数为56378kW•h B．这个电能表正常工作的电压为380V
C．这个电能表要在20A的电流下才能正常工作
D．小王家用电器每消耗1度电，电能表指示灯闪烁1600次
8．如图所示电路中，电源电压保持不变。只闭合开关S1，移动滑动变阻器的滑片，使电路
中电流达到最小值，此时电流表示数为0.15A，电压表的示数为3V；只闭合开关S2，移动滑片至滑动变阻器的中点c处时，电压表的示数为5V，此时电阻R2的电功率为0.5W。下列说法中（ ） ①电阻R1的阻值是20Ω ②电源电压是9V
③滑动变阻器R3的最大阻值是10Ω
④当开关S1、S2、S3都闭合时，电路消耗的总功率是2.52W
A．只有①③正确
B．只有③④正确
C．只有①②正确
D．只有①④正确
二．多选题（共5小题）
9．某台四冲程汽油机，转速为50r/s。下列关于汽油机工作的说法正确的是（ ）
A．汽油机每分钟完成1500个工作循环，做功1500次 B．汽油机吸气冲程吸入的是空气和汽油混合物 C．这台汽油机完成一个冲程的时间
D．若汽油燃烧充分时，汽油的热值会变大
10．如图甲所示是高层建筑的墙体中有三根绞在一起的电线，可以用如图乙所示的“测量仪”把它们区分开。小华将A、B连在一起时，小明将“测量仪”连接在X、Z两端，灯泡发光；小华将B、C连在一起时，小明将“测量仪“连在X、Y两端，灯泡发光。下列判断正确的是（ ）
A．A和Z是同一根电线 C．B和Z是同一根电线
B．B和Y是同一根电线 D．C和Y是同一根电线
11．在如图所示的电路中，开关S闭合后下列所列的各种情况中正确的是（ ）
A．电路中甲表和乙表可以同时是电流表
B．如甲、乙、丙是电压表，当S1闭合后U丙＝U甲+U乙 C．如甲是电压表，乙、丙电流表，S1断开形成串联电路 D．如果电路是并联电路，则乙表的示数大于丙表的示数
12．如图所示，电源电压不变。闭合开关S后，滑动变阻器的滑片自a向b移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1的示数不变 B．电压表V2的示数变大
C．电压表V1示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值变小 D．电压表V2示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值不变
13．为测量小灯泡的电功率，某实验小组选用了如图所示的电路图进行实验，其中小灯泡上标有“2.5V0.5W”的字样（灯丝的电阻随温度的升高而变大），电源的电压恒为4.5V，则（ ）
A．当小灯泡正常发光时，电路中的电流为0.2A
B．当小灯泡正常发光时，滑动变阻器与小灯泡两端的电压之比为1：2 C．当小灯泡正常发光时，10min内电路消耗的总电能为300J
D．当小灯泡两端的实际电压为额定电压的一半时，其实际功率大于0.125W 三．作图题（共2小题）
14．根据题如图的实物图，在虚线框内画出对应的电路图。
15．在题图所示的电路中，有三根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上。要求：闭合开关S后，电流表测通过小灯泡L的电流，电压表测小灯泡L两端电压，向左移动滑动变阻器的滑片时，小灯泡变亮。
四．实验探究题（共3小题）
16．如图所示，甲、乙、丙三图装登完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温、
质量相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，该实验通过比较 比较热值（选填“升高温度”或“加热时间”）；比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验；该实验通过比较 比较比热容大小。（选填“升高温度”或“加热时间”）
（2）通过实验得到的燃料热值与实际相比会偏 （选填“大”或“小”），原因可能是： 。
17．在“探究电流与电阻的关系”实验中，部分器材选用如下：电压为6V的电源，阻值为0～50Ω的滑动变阻器，5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻各一个，其他器材，回答下列问题。
（1）用笔画线代替导线将甲图中的电路连接完整。连接电路时，开关应 ，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。
（2）闭合开关后，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）排除故障后，先将5Ω定值电阻接入电路，在移动滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注意观察 （选填“电流表”、“电压表”或“滑动变阻器”）。
（4）接下来断开开关，取下5Ω的定值电阻，换成10Ω的定值电阻，闭合开关，应向 （选填“A”或“B”）端移动滑片，直至电压表示数为 V时，读出电流表的示数。记录实验数据，并绘制成图乙所示，分析图像可知：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 。
（5）当将20Ω电阻换成30Ω电阻时，无论怎样移动滑片，都无法保证电压不变，原因是滑动变阻器的最大阻值 （选填“过大”或“过小”）。
18．小明家的台灯是通过电位器（滑动变阻器）来调节亮度的。他猜想：台灯变亮时电位器消耗电能的功率会变小，为此他设计了甲所示的电路进行探究。已知电源电压为4V并保持不变，电压表（0﹣3V）2个，电流表（0﹣0.6A），滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，小灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响）。
（1）闭合开关后，发现灯泡不亮，聪明的小明根据三只表的“示数有无”判断出是灯泡发生短路，则小明观察到的三只电表的示数有无情况是： 。 （2）实验中，小灯泡正常发光时电流表的示数为 A。
（3）根据实验数据，绘制出滑动变阻器的电功率PR与小灯泡的电功率PL的关系如图乙所示。由图可知：小灯泡的电功率（亮度）变大时，滑动变阻器的电功率 。 （4）假设实验所用的小灯泡能承受的最大电压可以高出其额定电压的四分之一，在确保电路中各元件安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片，小灯泡的电功率变化范围是： 。 五．计算题（共2小题）
19．小华家使用的是天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率，表示该热水器工作时，天然气完成燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水的内能。小华尝试估测该热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否正确。他把家里自动洗衣机的“水量”设置为40kg，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的质量达到40kg时洗衣机便会自动停止注水。已知当时自来水的温度是20℃，热水器输出热水的温度为42℃，注水前天然气表的示数是365.91m3，注水后变为366.06m3。
[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值是3.2×107J/m3] （1）水吸收的热量；
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量； （3）该热水器的热效率；
（4）水烧开后，壶盖不断向上跳动，此过程中能量的转化与四冲程汽油机的 冲程的能量转化相同；一台单缸四冲程的汽油机，飞轮转速为3000r/min，则1s内对外做功 次。
20．.电饭锅是家中常用的用电器，下表是小宇家中一台电饭锅的铭牌，其内部结构简化如
图所示，其中R1和R2都是电热丝（不考虑温度对电阻的影响）。 （1）电饭锅正常工作时，在加热状态下的总电流是多少？ （2）电阻R2的阻值是多少？
额定电压 频率
额定功率
加热 保温
220V 50Hz 880W 44W
（3）一天，小宇断开家中其它用电器，只接通电饭锅且处于加热状态，发现家中标有“220V 10（20A）；3000r/（kW•h）”的电能表5min内转了200圈，求电饭锅此时的实际加热功率是多少？
六．综合能力题（共1小题） 21．酒精测试仪
酒精测试仪（AlcoholTester）是测试酒精含量的仪器，是交警常用的执法装备。通常，检测驾驶员酒后驾驶的方法：一是检测血液酒精浓度；二是检测呼气酒精浓度。在违法行为处理或者公路交通例行检查中，通常是现场检测驾驶人员呼气中的酒精含量。 酒精测试仪内部的核心部件是酒精气体传感器，目前普遍使用的有半导体型和燃料电池型两种。半导体型呼气酒精测试仪采用半导体型氧化锡作为传感器，它具有气敏特性，当接触的敏感气体浓度增加时，它的电阻值就降低。燃料电池型呼气酒精测试仪采用燃料电池酒精传感器，其原理是采用贵金属铂金为电极，进入燃料室的酒精经过特种催化剂催化，充分燃烧产生电压，此电压与进入燃料室内气体的酒精浓度成正比。与半导体型相比，燃料电池型呼气酒精测试仪具有稳定性好、精度高、抗干扰能力强等特点。上述两种传感器都是将酒精气体浓度的变化转换为其他量的变化，从而实现了现场快速测量。
目前的测试仪采用专业喇叭形吹嘴或吹管，不需要接触吹嘴即可以进行检测，如图1所示。在显示方式上，通过发光管指示灯分未饮酒区、饮酒区、酗酒区三段显示及led数码显示屏显示。一些产品还采用了震动、语音播报等功能。
请根据上述材料，回答下面的问题：
（1）酒精测试仪内部的核心部件是 。
（2）图2所示的是半导体型呼气酒精测试仪的简化工作电路，R0为定值电阻。图3中关于电压表的示数U与酒精气体浓度C之间关系的图像，正确的是 。
（3）酒精测试仪核心部件的工作原理利用了物理学中一种常用的方法，请举出一个采用这种方法的例子并加以解释。
广东省深圳市2021-2022学年第一学期期末九年级物理模拟卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
1．中国人爱喝茶也比较讲究茶道，泡茶时茶香四溢，下列说法正确的是（ ） A．泡茶的水温度越高，分子热运动越缓慢 B．茶水冷却过程中，茶水的内能不断增加 C．泡茶时茶水的内能是通过做功的方式改变的
D．“茶香四溢”是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动 【解答】解：
A、分子的热运动与温度有关，泡茶的水温度越高，分子热运动越剧烈，故A错误。 B、茶水冷却过程中放出热量，茶水的温度降低，内能不断减少，故B错误。 C、茶水冷却过程中，茶水的内能是通过热传递的方式改变的，故C错误。 D、茶香四溢是扩散现象，说明分子在不停地做无规则的运动，故D正确。 故选：D。
2．小明在学完“热学”之后，对一些有关热的问题进行了思考，其中错误的是（ ） A．长征七号火箭采用液氢作为推进剂的主要原因是它的热值大 B．汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能 C．减少废气带走的能量可以提高热机的效率
D．煤炭如果没有充分燃烧，放出的热量就比较少，说明热值与燃料是否充分燃烧有关 【解答】解：A、长征七号运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，液氢液氧推进剂，使用液氢作为燃料原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以放出更多的热量，故A正确；
B、汽油机的做功冲程是将燃料混合物的内能转化为活塞的机械能，故B正确； C、减少废气带走的内能，可以减少能量的损失，提高热机的效率。故C正确； D、热值是燃料的一种特性，热值大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃料的燃烧程度无关，故D错误。 故选：D。
3．小明买了一辆新能源电动车，这辆电动车有三种启动方式：人脸识别（S1）、指纹识别（S2）、密码识别（S3），只要其中一种方式识别成功，则相应开关闭合，电动车启动，下列电路设计符合要求的是（ ）
A． B．
C．
【解答】解：
D．
由题知，人脸识别（S1）、指纹识别（S2）、密码识别（S3），只要其中一种方式识别成功，则相应开关闭合从而使电动机启动工作，所以三个开关应并联后再与电动机串联在电源上，所以ABD不符合题意，C符合题意。 故选：C。
4．关于甲、乙两图的说法正确的是（ ）
A．甲图中集成电路芯片主要由超导材料制成 B．乙图中电源右端是电源正极 C．乙图中 LED灯主要将电能转化为内能
D．乙图金属导线中电子定向移动方向：电源正极→LED→电源负极 【解答】解：A、集成电路芯片主要由半导体材料制成。故A错误；
B、因为半导体具有单向导电性，已知二极管那个发光，所以电源右端为正极。故B正确；
C、LED灯工作过程中几乎不发热，主要将电能转化为光能，而不是内能。故C错误； D、由B知，电源右侧为正极，所以电流方向为电源正极→LED→电源负极；电子带负电，所以电子定向移动方向为：电源负极→LED→电源正极。故D错误。 故选：B。
5．同学在探究通过导体的电流与其电压的关系时，将记录的数据作出了如图所示的图像，根据图像，下列说法正确的是（ ）
A．导体甲、乙的电阻都随两端电压的增大而增大 B．导体甲的电阻大于乙的电阻
C．将导体甲与乙串联后接入电路，甲的电压大 D．将导体甲与乙并联后接入电路，甲的电流大
【解答】解：A、由图象可知，通过甲、乙两电阻的电流与各自两端的电压成正比例函数，即通过导体甲、乙的电流与两端的电压成正比，由欧姆定律可知它们的电阻都是定值，故A错误；
B、由图象，当通过甲、乙的电流都0.2A时，乙两端电压大于甲，由欧姆定律可知乙的电阻大于甲，故B错误；
C、将导体甲与乙串联后接入电路，串联电路各处电流相等，由U＝IR可知电阻大，其两端的电压就大，所以乙的电压大，故C错误；
D、将导体甲与乙并联后接入电路，并联电路各支路两端电压相等，由I＝可知电阻小，通过电阻的电流就大，所以甲的电流大，故D正确。 故选：D。
6．气敏电阻R的阻值随气体浓度的增大而减小。如图所示，闭合开关，当气体浓度增大时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数减小 C．电路消耗的电功率减小 【解答】解：
由电路图可知，闭合开关，电阻R0与气敏电阻R串联，电压表测量R两端的电压，电流表测电路中的电流；
A、由题知，当气体的浓度增大时，气敏电阻R的阻值减小，则串联电路的总电阻减小，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中电流增大，即电流表示数变大，故A错误；
B．电压表的示数增大
D．电路消耗的电功率增大
B、因电阻R0的阻值不变，电路中电流变大，由U＝IR可知，电阻R0两端电压变大，根据串联电路的电压关系可知，R两端的电压变小，即电压表示数变小，故B错误； CD、电源电压不变，电路中电流变大，根据P＝UI可知电路消耗的总功率变大； 综上所述，故C错误，D正确。 故选：D。
7．如图是小王家的电能表，下列说法正确的是（ ）
A．电能表的读数为56378kW•h B．这个电能表正常工作的电压为380V
C．这个电能表要在20A的电流下才能正常工作
D．小王家用电器每消耗1度电，电能表指示灯闪烁1600次 【解答】解：
A、电能表显示数字中最后一位是小数，单位为kW•h，则图中电能表示数为5637.8kW•h，故A错误；
B、表盘上“220V”表示电能表的正常工作电压为220V，故B错误； C、20A表示该电能表正常工作时允许通过的最大电流，故C错误；
D、“1600imp/（kW•h）”表示用电器每消耗1kW•h（1度）的电能，电能表的指示灯闪烁1600次，故D正确。 故选：D。
8．如图所示电路中，电源电压保持不变。只闭合开关S1，移动滑动变阻器的滑片，使电路中电流达到最小值，此时电流表示数为0.15A，电压表的示数为3V；只闭合开关S2，移动滑片至滑动变阻器的中点c处时，电压表的示数为5V，此时电阻R2的电功率为0.5W。下列说法中（ ） ①电阻R1的阻值是20Ω ②电源电压是9V
③滑动变阻器R3的最大阻值是10Ω
④当开关S1、S2、S3都闭合时，电路消耗的总功率是2.52W
A．只有①③正确
B．只有③④正确
C．只有①②正确
D．只有①④正确
【解答】解：（1）只闭合开关S1，R1和R3串联，电流表测量电路电流，电压表测量R1两端的电压，
移动滑动变阻器的滑片，使电路中电流达到最小值，则滑动变阻器的滑片位于b处，接入电路的阻值最大， 根据欧姆定律可知R1＝
＝
＝20Ω，故①正确；
电源电压U＝U1+U3＝U1+I1R3＝3V+0.15A×R3..........Ⅰ；
（2）只闭合开关S2，R2和R3串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压，移动滑片至滑动变阻器的中点c处时， 根据P＝UI可知此时电路中的电流I2＝
＝
＝0.1A,
根据欧姆定律可知R2＝＝＝50Ω,
电源电压U＝U2+U3′＝U2+I2×＝5V+0.1A×..........Ⅱ；
根据Ⅰ、Ⅱ可得：U＝6V,R3＝20Ω，故②③错误；
（3）当开关S1、S2、S3都闭合时，滑动变阻器被短路，电路为R1和R2并联的电路， 电路消耗的总功率P总＝故①④正确，②③错误。 故选：D。
二．多选题（共5小题）
9．某台四冲程汽油机，转速为50r/s。下列关于汽油机工作的说法正确的是（ ）
+
＝
+
＝2.52W,故④正确。
A．汽油机每分钟完成1500个工作循环，做功1500次 B．汽油机吸气冲程吸入的是空气和汽油混合物 C．这台汽油机完成一个冲程的时间
D．若汽油燃烧充分时，汽油的热值会变大
【解答】解：A、四冲程汽油机转速为50r/s，则1s内飞轮转50转，共25个工作循环，对外做功25次，因此每分钟完成1500个工作循环，对外做功1500次，故A正确； B、汽油机的吸气冲程中吸入气缸的是空气和汽油的混合物，故B正确；
C、该内燃机1s内完成25个工作循环，共100个冲程，所以这台内燃机完成一个冲程的时间
s，故C错误；
D、热值是燃料本身的一种性质，与燃料的种类有关，所以当燃料燃烧时热值不变，故D错误。 故选：AB。
10．如图甲所示是高层建筑的墙体中有三根绞在一起的电线，可以用如图乙所示的“测量仪”把它们区分开。小华将A、B连在一起时，小明将“测量仪”连接在X、Z两端，灯泡发光；小华将B、C连在一起时，小明将“测量仪“连在X、Y两端，灯泡发光。下列判断正确的是（ ）
A．A和Z是同一根电线 C．B和Z是同一根电线 【解答】解：
（1）小华将A、B连在一起时，小明将“测量仪”连接在X、Z两端，灯泡发光，如图1所示；
图1中上面只剩下C端，下面只剩下的是Y端，则说明C和Y是同一根电线；
B．B和Y是同一根电线 D．C和Y是同一根电线
（2）小华将B、C连在一起时，小明将“测量仪”连在X、Y两端，灯泡发光，如图2所示；
图2中上面只剩下A端，下面只剩下的是Z端，则说明A和Z是同一根电线； 综上分析，C和Y是同一根电线，A和Z是同一根电线，则剩下的B和X是同一根电线，故AD正确，BC错误。 故选：AD。
11．在如图所示的电路中，开关S闭合后下列所列的各种情况中正确的是（ ）
A．电路中甲表和乙表可以同时是电流表
B．如甲、乙、丙是电压表，当S1闭合后U丙＝U甲+U乙 C．如甲是电压表，乙、丙电流表，S1断开形成串联电路 D．如果电路是并联电路，则乙表的示数大于丙表的示数 【解答】解：
A、电路中甲表和乙表可以同时是电流表，电流表相当于导线，开关S闭合后，电源短路，故A错误；
B、如甲、乙、丙是电压表，当S1闭合后，该电路为串联电路，甲测量的是R2两端的电压，乙测量的是R1两端的电压，丙测量的是电源两端的电压， 根据串联电路的电压关系可知，U丙＝U甲+U乙，故B正确；
C、如甲是电压表，乙、丙电流表，S1断开后，电流的路径有两条，形成并联电路，故C错误；
D、要使该电路为并联电路，则电流的路径有两条，故甲是电压表，乙、丙电流表，乙测
的是干路中的电流，丙测的是通过R1的电流，
根据并联电路电流特点可知，干路中的电流等于各支路电流之和，即乙表的示数大于丙表的示数，故D正确。 故选：BD。
12．如图所示，电源电压不变。闭合开关S后，滑动变阻器的滑片自a向b移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1的示数不变 B．电压表V2的示数变大
C．电压表V1示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值变小 D．电压表V2示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值不变
【解答】解：由电路图可知，两电阻串联，电流表测电路中的电流，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压；
滑动变阻器滑片自a向b移动的过程中，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由I＝可得，电路中的电流变小，即电流表的示数变小；
由U＝IR可知，R1两端的电压变小，即电压表V1的示数变小；根据串联电路的电压关系可知，R2两端的电压变大，电压表V2的示数变大；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以U2＝U﹣U1＝U﹣IR1，U2′＝U﹣U1′＝U﹣I′R1，
则△U2＝U2′﹣U2＝U﹣I′R1﹣（U﹣IR1）＝（I﹣I′）R1＝﹣△IR1，即
＝R1，
因为R1为定值电阻，所以电压表V2的示数变化量与电流表A的示数变化量之比不变； 根据串联电路的电压规律可知，电压表V1示数的变化量等于电压表V2示数的变化量，所以电压表V1示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值不变； 综上所述，BD正确。 故选：BD。
13．为测量小灯泡的电功率，某实验小组选用了如图所示的电路图进行实验，其中小灯泡上标有“2.5V0.5W”的字样（灯丝的电阻随温度的升高而变大），电源的电压恒为4.5V，则（ ）
A．当小灯泡正常发光时，电路中的电流为0.2A
B．当小灯泡正常发光时，滑动变阻器与小灯泡两端的电压之比为1：2 C．当小灯泡正常发光时，10min内电路消耗的总电能为300J
D．当小灯泡两端的实际电压为额定电压的一半时，其实际功率大于0.125W
【解答】解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
A、当小灯泡正常发光时，其两端的电压UL＝2.5V，功率PL＝0.5W， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，由P＝UI可得，电路中的电流： I＝IL＝
＝
＝0.2A，故A正确；
B、因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，滑动变阻器两端的电压： U滑＝U﹣UL＝4.5V﹣2.5V＝2V，
则U滑：UL＝2V：2.5V＝4：5，故B错误； C、10min内电路消耗的总电能：
W＝UIt＝4.5V×0.2A×10×60s＝540J，故C错误；
D、假设灯泡的电阻不变，当灯泡两端的实际电压为额定电压的一半时的实际功率：
PL′＝＝×＝PL＝×0.5W＝0.125W，
因灯丝的电阻随温度的升高而变大，
所以，灯泡两端的实际电压为额定电压的一半时，温度低于正常发光时的温度，其阻值变小，
则此时灯泡的实际功率应大于0.125W，故D正确。 故选：AD。
三．作图题（共2小题）
14．根据题如图的实物图，在虚线框内画出对应的电路图。
【解答】解：由实物图知，两灯并联，开关S在干路上，S1在L1支路上，电流表在L2支路上，电压表并联在L2两端，电路图如图所示：
。
15．在题图所示的电路中，有三根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上。要求：闭合开关S后，电流表测通过小灯泡L的电流，电压表测小灯泡L两端电压，向左移动滑动变阻器的滑片时，小灯泡变亮。
【解答】解：由图知，电源由两节干电池组成，电源电压为3V。
滑片向左移动灯泡变亮，说明其连入电路的阻值变小，所以应选择左下接线柱与灯泡串联，电流表可选择小量程与灯泡串联，电压表选择小量程与灯泡并联。如图所示：
。
四．实验探究题（共3小题）
16．如图所示，甲、乙、丙三图装登完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温、质量相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 甲、乙 两图进行实验，该实验通过比较 液体升高的温度 比较热值（选填“升高温度”或“加热时间”）；比较不同物质的比热容，应选择 甲、丙 两图进行实验；该实验通过比较 加热时间长短 比较比热容大小。（选填“升高温度”或“加热时间”）
（2）通过实验得到的燃料热值与实际相比会偏 小 （选填“大”或“小”），原因可能是： 燃料没有完全燃烧且燃烧放出的热量没有全被水吸收 。
【解答】解：
（1）为了比较不同燃料的热值，应控制被加热液体相同而燃料不同，应选择甲、乙两图进行实验。
燃料燃烧放出的热量被液体吸收，燃料完全燃烧放出热量的多少，可以通过液体升高的温度来反映；
若比较不同物质的吸热本领，应控制燃料相同而被加热的液体不同，应选择甲、丙两图进行实验；
用相同的加热装置对液体加热，相等时间内液体吸收的热量相等，加热时间反映了不同物质吸热的多少；
（2）因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，所以测得的热值会偏小。 故答案为：（1）甲、乙；液体升高的温度；甲、丙；加热时间长短；（2）燃料没有完全燃烧且燃烧放出的热量没有全被水吸收。
17．在“探究电流与电阻的关系”实验中，部分器材选用如下：电压为6V的电源，阻值为0～50Ω的滑动变阻器，5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻各一个，其他器材，回答下列问题。
（1）用笔画线代替导线将甲图中的电路连接完整。连接电路时，开关应 断开 ，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大。
（2）闭合开关后，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 断路 （选填“短路”或“断路”）。
（3）排除故障后，先将5Ω定值电阻接入电路，在移动滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注意观察 电压表 （选填“电流表”、“电压表”或“滑动变阻器”）。
（4）接下来断开开关，取下5Ω的定值电阻，换成10Ω的定值电阻，闭合开关，应向 B （选填“A”或“B”）端移动滑片，直至电压表示数为 2 V时，读出电流表的示数。记录实验数据，并绘制成图乙所示，分析图像可知：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 反比 。
（5）当将20Ω电阻换成30Ω电阻时，无论怎样移动滑片，都无法保证电压不变，原因是滑动变阻器的最大阻值 过小 （选填“过大”或“过小”）。
【解答】解：（1）为保护电路，连接实验电路时开关必须断开；滑动变阻器滑片向右移动时，连入电路的电阻变大，所以应将接线柱A接入电路，如图所示：
；
（2）电流表无示数，则电路可能断路，而电压表指针超过量程，说明电压表与电源连通，则原因可能是与电压表并联的电阻断路；
（3）探究“电流与电阻关系”时要控制定值电阻两端的电压不变，每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时眼睛应注意观察电压表示数；
（4）探究电流与电阻的实验中应控制定值电阻两端的电压不变，由乙图图象可知，实验
中控制定值电阻两端的电压UV＝IR＝0.2A×10Ω＝2V，根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改换成10Ω的电阻，定值电阻增大，其分得的电压增大，要控制定值电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向B端移动，使电压表的示数仍为2V；
由图乙可知，电阻两端的电压始终保持：UV＝IR＝0.2A×10Ω＝……＝0.04A×50Ω＝2V，为一定值，故由图像可以得到的结论是：电压一定时，电流与电阻成反比；
（5）电阻两端的电压始终保持UV＝2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2V＝4V，变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理，当接入30Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝2×30Ω＝60Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少60Ω的滑动变阻器，而现有变阻器的最大电阻为50Ω，故将15Ω电阻换成30Ω电阻时，无论怎样移动滑片，都无法使电压表的示数达到2V，原因是滑动变阻器的最大阻值过小。
故答案为：（1）断开；如图所示；（2）断路；（3）电压表；（4）B；2；反比；（5）过小。 18．小明家的台灯是通过电位器（滑动变阻器）来调节亮度的。他猜想：台灯变亮时电位器消耗电能的功率会变小，为此他设计了甲所示的电路进行探究。已知电源电压为4V并保持不变，电压表（0﹣3V）2个，电流表（0﹣0.6A），滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，小灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响）。
（1）闭合开关后，发现灯泡不亮，聪明的小明根据三只表的“示数有无”判断出是灯泡发生短路，则小明观察到的三只电表的示数有无情况是： 电流表有示数、电压表V1示数为0、电压表V2有示数 。
（2）实验中，小灯泡正常发光时电流表的示数为 0.5 A。
（3）根据实验数据，绘制出滑动变阻器的电功率PR与小灯泡的电功率PL的关系如图乙所示。由图可知：小灯泡的电功率（亮度）变大时，滑动变阻器的电功率 先变大后变小 。
（4）假设实验所用的小灯泡能承受的最大电压可以高出其额定电压的四分之一，在确保电路中各元件安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片，小灯泡的电功率变化范围是： 从
0.2W至1.8W 。
【解答】解：（1）灯泡短路时，电路总电阻减小，电路电流增大，电流表示数增大，电压表V1测量导线电压表示数为0，电压表V2测量电源电压，有示数；
（2）小灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样，表示灯的额定电压为2.5V，额定功率为1.25W， 根据P＝UI可得，实验中，小灯泡正常发光时电流表的示数为： IL＝
＝
＝0.5A；
（3）根据图乙绘制出滑动变阻器的电功串PR与小灯泡的电功率PL的关系可知，小灯泡的电功率（亮度）变大时，滑动变阻器的电功率先变大后变小； （4）根据P＝
可得，灯正常发光时的电阻为：
RL＝＝＝5Ω；
灯与变阻器串联，电压表分别测变阻器和灯的电压，电流表测电路的电流，
实验所用的小灯泡能承受的最大电压可以高出其额定电压的，即灯的最大电压为×2.5V＝3.125V，灯的最大电流为： I灯＝
＝
＝0.625A，根据电流表选用小量程，故电路的最大电流为0.6A，
灯的最大功率为：
P大＝I2RL＝（0.6A）2×5Ω＝1.8W；
变阻器连入电路的电阻越大，变阻器的电压越大，其最大值为3V，这时的电流最小， 由串联电路电压的规律可得，灯的最小电压为UV＝4V﹣3V＝1V， 灯的最小功率为： P小＝
＝
＝0.2W，
在确保电路中各元件安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片，小灯泡的电功率变化范围是从0.2W至1.8W。
故答案为：（1）电流表有示数、电压表V1示数为0、电压表V2有示数；（2）0.5；（3）先变大后变小；（4）从0.2W至1.8W。 五．计算题（共2小题）
19．小华家使用的是天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率，表示该热水器工作时，天然气完成燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水的内能。小华尝试估测该热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否正确。他把家里自动洗衣机的“水量”设置为
40kg，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的质量达到40kg时洗衣机便会自动停止注水。已知当时自来水的温度是20℃，热水器输出热水的温度为42℃，注水前天然气表的示数是365.91m3，注水后变为366.06m3。
[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值是3.2×107J/m3] （1）水吸收的热量；
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量； （3）该热水器的热效率；
（4）水烧开后，壶盖不断向上跳动，此过程中能量的转化与四冲程汽油机的 做功 冲程的能量转化相同；一台单缸四冲程的汽油机，飞轮转速为3000r/min，则1s内对外做功 25 次。
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（42℃﹣20℃）＝3.696×106J； （2）天然气释放的能量：
Q放＝qV＝3.2×107J/m3×（366.06m3﹣365.91m3）＝4.8×106J； （3）该热水器的热效率： η＝
＝
×100%＝77%；
（4）水烧开以后，水蒸气膨胀对壶盖做功，把壶盖顶起来，将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能。这与汽油机的做功冲程的能量转化相同，在汽油机的做功冲程中，是将燃气的内能转化为活塞的机械能；
飞轮转速是3000r/min＝50r/s，即该飞轮每秒钟转50圈。因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程、做功1次，所以飞轮转50圈共做功25次、有100个冲程。 答：（1）水吸收的热量为3.696×106J； （2）天然气完全燃烧放出的热量4.8×106J； （3）该热水器的热效率77%；（4）做功；25。
20．.电饭锅是家中常用的用电器，下表是小宇家中一台电饭锅的铭牌，其内部结构简化如图所示，其中R1和R2都是电热丝（不考虑温度对电阻的影响）。 （1）电饭锅正常工作时，在加热状态下的总电流是多少？ （2）电阻R2的阻值是多少？
额定电压 频率
额定功率
加热 保温
220V 50Hz 880W 44W
（3）一天，小宇断开家中其它用电器，只接通电饭锅且处于加热状态，发现家中标有“220V 10（20A）；3000r/（kW•h）”的电能表5min内转了200圈，求电饭锅此时的实际加热功率是多少？
【解答】解：
（1）由题知，电饭锅正常工作时，在加热状态下功率P＝880W， 由P＝UI可得总电流： I＝
＝
＝4A；
（2）当S、S0闭合时，R1和R2并联，电路总电阻较小；当S闭合、S0断开时，电路中只有R2，电路总电阻较大；由P＝
可知，当S、S0闭合时，电功率较大，为加热挡；
可得：
当S闭合、S0断开时，电功率较小，为保温挡；P保温＝44W，由P＝
R2＝＝＝1100Ω；
（3）3000r/（kW•h）表示电饭锅每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r， 则电能表转盘转200r消耗的电能： W＝
kW•h＝
kW•h，
电饭锅此时的实际加热功率：
P实＝＝＝0.8kW＝800W。
答：（1）电饭锅正常工作时，在加热状态下的总电流是4A； （2）电阻R2的阻值是1100Ω；
（3）电饭锅此时的实际加热功率是800W。 六．综合能力题（共1小题） 21．酒精测试仪
酒精测试仪（AlcoholTester）是测试酒精含量的仪器，是交警常用的执法装备。通常，检测驾驶员酒后驾驶的方法：一是检测血液酒精浓度；二是检测呼气酒精浓度。在违法行为处理或者公路交通例行检查中，通常是现场检测驾驶人员呼气中的酒精含量。
酒精测试仪内部的核心部件是酒精气体传感器，目前普遍使用的有半导体型和燃料电池型两种。半导体型呼气酒精测试仪采用半导体型氧化锡作为传感器，它具有气敏特性，当接触的敏感气体浓度增加时，它的电阻值就降低。燃料电池型呼气酒精测试仪采用燃料电池酒精传感器，其原理是采用贵金属铂金为电极，进入燃料室的酒精经过特种催化剂催化，充分燃烧产生电压，此电压与进入燃料室内气体的酒精浓度成正比。与半导体型相比，燃料电池型呼气酒精测试仪具有稳定性好、精度高、抗干扰能力强等特点。上述两种传感器都是将酒精气体浓度的变化转换为其他量的变化，从而实现了现场快速测量。
目前的测试仪采用专业喇叭形吹嘴或吹管，不需要接触吹嘴即可以进行检测，如图1所示。在显示方式上，通过发光管指示灯分未饮酒区、饮酒区、酗酒区三段显示及led数码显示屏显示。一些产品还采用了震动、语音播报等功能。
请根据上述材料，回答下面的问题：
（1）酒精测试仪内部的核心部件是 酒精气体传感器 。
（2）图2所示的是半导体型呼气酒精测试仪的简化工作电路，R0为定值电阻。图3中关于电压表的示数U与酒精气体浓度C之间关系的图像，正确的是 A 。
（3）酒精测试仪核心部件的工作原理利用了物理学中一种常用的方法，请举出一个采用这种方法的例子并加以解释。
【解答】解：（1）由材料可知，酒精测试仪内部的核心部件是酒精气体传感器； （2）由图2可知，酒精气体传感器和R0串联，电压表测量R0两端的电压，当接触的敏感气体浓度为零时，它的电阻不为零，由串联电路电压的规律可知电压表的示数不为零，
当接触的敏感气体浓度增加时，它的电阻值就降低，由串联电路电压的规律可知R0两端的电压变大，故A符合题意。 故选A；
（3）酒精测试仪核心部件的工作原理利用了转换法，应用转换法的示例：探究焦耳定律实验，通过液体升高的温度反映电流通过导体放出的热量。液体压强计，通过液体压强计U形管两侧液面的高度差反映液体内部压强的大小。
故答案为：（1）酒精气体传感器；（2）A；（3）探究焦耳定律实验，通过液体升高的温度反映电流通过导体放出的热量。
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