一、選擇題（共14小題，每小題3分，共42分）
1.2023年4月天文學(xué)家召開全球新聞發(fā)布會，宣布首次利用射電望遠鏡拍到黑洞的照片如圖1，已知射電望遠鏡通過收集太空中3.75×1010Hz的亞毫米波段電磁波進行記錄最后生成這幅黑洞照片。圖2是電磁波家族，請根據(jù)圖中信息判斷下列說法不正確的是（ ）
A. 亞毫米電磁波屬于無線電波
B. 亞毫米電磁波的頻率高于可見光，所以人類無法看見
C. 真空中亞毫米波段電磁波傳播速度和可見光相同
D. 亞毫米波段電磁波的傳播不需要介質(zhì)
2.與“熱”相關(guān)的物理現(xiàn)象，解釋正確的是（ ）
A. 掃地時，灰塵滿屋，是由于分子做無規(guī)則運動的結(jié)果
B. 用水作汽車冷卻劑，是因為水的比熱容較大
C. 把冰放在手心，感到冷，是因為冰的內(nèi)能為0
D. 反復(fù)彎折鐵絲，彎折處會發(fā)熱，是通過熱傳遞的方式改變內(nèi)能
3.下列數(shù)據(jù)中，最接近實際情況的是（ ）
A. 普通家用照明燈的工作電流約為2A
B. 電飯鍋加熱檔的功率約為100W
C. 家用電風扇的額定功率約為2000W
D. 一節(jié)新干電池的電壓約為1.5V
4.據(jù)報道，日本三菱重工業(yè)實施了一實驗：將10千瓦的電力轉(zhuǎn)換成微波，通過天線傳輸給500米外的面板狀接收裝置，然后再將接收到的微波還原成電力，最終用電力成功點亮發(fā)光二極管。500米的傳輸距離是當前日本同類實驗中的最長距離。有關(guān)說法不符合物理知識的是（ ）
A. 微波是一種電磁波
B. 發(fā)光二極管是一種半導(dǎo)體材料
C. 發(fā)光二極管主要是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D. 利用技術(shù)實現(xiàn)宇宙太陽能發(fā)電
5.如圖所示的串聯(lián)電路中,定值電阻R1=2R2,開關(guān)閉合后,電阻R1、R2兩端電壓分別為U1、U2,通過的電流分別為I1、I2,電功率分別為P1、P2,相同時間內(nèi)做的功為W1、W2,以下比值正確的是( )
A.I1∶I2=2∶1
B.U1∶U2=1∶1
C.P1∶P2=2∶1
D.W1∶W2=1∶2
6.如圖所示,這是小明家里用的電能表,電能表的部分參數(shù)及上月末的示數(shù)如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是( )
A.小明家同時工作的用電器的總功率不能超過2200 W
B.小明家上月消耗的電能為32386.1 kW·h
C.電能表的指示燈閃得越快,表明用電器消耗的電能越多
D.某段時間內(nèi),指示燈閃爍32次,則電路中消耗了72000 J的電能
7.某檔案館的保密室進出門有下列要求:甲、乙兩資料員必須同時用各自的鑰匙（分別表示甲、乙兩資料員的鑰匙）使燈亮才能進入保密室；而館長只要用自己的鑰匙（表示館長的鑰匙）使燈亮就可以進入保密室.下列電路中符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
8.如圖所示，開關(guān)S閉合后燈L不發(fā)光，用測電筆測試電燈兩接線處和插座兩孔均能使測電筆氖管發(fā) 光，經(jīng)檢查，保險絲未燒斷，則故障是( )

A.燈絲發(fā)生斷路B.插座發(fā)生短路C.進戶火線斷路D.進戶零線斷路
9.關(guān)于家庭電路和安全用電，下列說法中正確的是( )
A.家庭電路中各用電器都是串聯(lián)的
B.家庭電路中用電能表測量消耗電能的多少
C.可以用濕抹布擦拭正在播放節(jié)目的電視機
D.家用電器著火時，可以直接用水去澆滅
10.一款塔式多孔插座如圖所示,其技術(shù)參數(shù)為:最大電壓250 V,最大電流10 A,關(guān)于該插座的接線和使用方法正確的是( )
A.插座通電后可用濕布擦去表面灰塵
B.插座內(nèi)可以只接火線和零線
C.手機充電器使用后應(yīng)與插座斷開
D.標有“220 V 3 000 W”的電熱水器可使用該插座
11.如圖所示是一般住宅戶內(nèi)配電系統(tǒng)方框圖,下列說法正確的是( )
A.E處應(yīng)接入空氣開關(guān),F處接入電能表
B.當三孔插座漏電時,空氣開關(guān)將跳閘
C.當空調(diào)電流過大時,漏電保護器會迅速切斷電流
D.控制電燈的開關(guān)連接錯誤
12.如圖所示是小明家的部分電路,他將電飯煲的插頭插入三孔插座后,正在燒水的電熱水壺突然停止工作,但電燈仍正常發(fā)光,拔出電飯煲的插頭,電熱水壺仍不能工作,用試電筆分別測試插座的左、右孔,氖管均發(fā)光。若電路中只有一處故障,則( )
A.電熱水壺所在電路的b,c間斷路
B.插座的接地線斷路
C.電路的c,d間導(dǎo)線斷路
D.電路的a,b間導(dǎo)線斷路
13.如圖所示是小軍同學(xué)家庭電路的一部分．他閉合開關(guān)時燈泡正常發(fā)光，再將電風扇的插頭插入插座中時，燈泡突然熄滅，檢查時發(fā)現(xiàn)保險絲熔斷了．其原因可能是( )
A．電風扇斷路 B．燈泡的燈絲斷路
C．電風扇的插頭短路 D．電風扇的電功率很小
14.如圖所示，教室內(nèi)兩盞日光燈由一個開關(guān)控制，以下電路中能反映它們正確連接的是( )

A B C D
二、非選擇題（共58分）
15.（8分）常見的物質(zhì)是由及其微小的______構(gòu)成的。原子是由原子核和核外______組成的；在原子內(nèi)部，核外電子繞原子核運動會形成一種環(huán)形電流，如圖所示，表示電子，若電子順時針繞原子核運動，則形成的環(huán)形電流方向為______（選填“順時針”或“逆時針”） 。

16.（10分）圖中工人用甲、乙、丙三種方法把同樣的砂子運上三樓，根據(jù)提供的數(shù)據(jù)算出有用功為______；其中，所做的額外功最多的是______方法；機械效率最高的是______方法（樓層高3m，砂子重100N，工人體重600N，動滑輪重10N，桶重20N，口袋重5N）。

17.（10分）如圖所示，某工人站在地面上使用由三個滑輪組成的滑輪組提升重物，請畫出最省力的繞繩方法。

18.（10分）某同學(xué)用下列器材測量定值電阻的阻值：干電池2節(jié)，電流表A，電壓表V，滑動變阻器（規(guī)格“30Ω 2A”），開關(guān)及導(dǎo)線：
（1）他連接了如圖所示甲的電路，接錯了一根導(dǎo)線，請你在這根導(dǎo)線上打“×”，并補畫出正確的那根導(dǎo)線；（ ）
（2）正確連接電路后，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器 ________端（選填“A”或“B”）；
（3）他按正確步驟進行了3次實驗，記錄數(shù)據(jù)如表所示，此定值電阻的阻值為 _______Ω（結(jié)果保留一位小數(shù)）；
（4）他將上述實驗中的定值電阻換成額定電壓為2.5V的小燈泡，測定小燈泡的電功率，調(diào)節(jié)滑動變阻器，依次正確讀取三組實驗數(shù)據(jù)，隨手寫在了草稿紙上（如圖乙所示）。下表是在老師指導(dǎo)下設(shè)計的記錄數(shù)據(jù)及現(xiàn)象的表格，請你補出②所缺的內(nèi)容，分析數(shù)據(jù)后得到額定功率為①___________W；
當電壓表的示數(shù)為2.4V時，電流表的示數(shù)可能為③___________（選填“0.27A”“0.28A”“0.29A”或“0.30A”）。
19.（10分）在“測定小燈泡額定功率”的實驗中，所用燈泡的額定電壓U0=3.8V。
（1）小強小組采用甲圖的方案，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑片P，燈都不亮，電流表示數(shù)始終為0，電壓表示數(shù)約為6V，則電路中出現(xiàn)的故障可能是____________；排除故障后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，直到電壓表的示數(shù)為3.8V，觀察到電流表示數(shù)如乙圖所示，則小燈泡的額定功率為___________W；
（2）小剛小組設(shè)計了另一種實驗方案（如丙圖所示，其中電源電壓未知，電阻R的阻值已知）；
①電路如圖丙所示，請你在圖丁中按電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線連接好電路；（ ）
②開關(guān)S撥到位置1，移動滑片P至任一位置，讀出電流表示數(shù)I1；
③開關(guān)S撥到位置2，滑片P位置不動，讀出電流表示數(shù)I2；
數(shù)據(jù)處理：先算出小燈泡的電阻RL=_______（請你用所測的物理量表示），再根據(jù)，計算出小燈泡的額定功率。他們按此方案測量，發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果與真實值相差較大，原因是________。仔細分析后，他們認為要準確測出小燈泡的額定功率，只需將上述步驟②改為開關(guān)S撥到位置1，移動滑片P，使電流表示數(shù)為___________；
（3）若小剛小組的實驗方案中，將一只電流表改為一只電壓表，請你重新設(shè)計一個實驗電路圖，測量小燈泡的額定功率（將實驗電路圖畫在下面，不需要說明實驗步驟）。（ ）
20.（10分）如圖所示，電源電壓恒為12V，小燈泡上標有“6V 3.6W“字樣且燈絲電阻保持不變，當只閉合S、S1時，小燈泡正常發(fā)光；當所有開關(guān)都閉合，滑動變阻器的滑片滑到最右端時，電流表A的示數(shù)是1.8A．求：

（1）定值電阻R1的阻值；
（2）滑動變阻器R2的最大阻值；
（3）小燈泡通電時消耗的最小電功率
參考答案
15.【答案】①. 分子、原子 ②. 電子 ③. 逆時針
【解析】[1]常見的物質(zhì)都是由分子、原子組成的，比如水分子，金原子。
[2]原子是由原子核和核外帶負電的電子構(gòu)成的。
[3]電流的方向規(guī)定的是正電荷移動的方向，若電子順時針繞原子核運動，則電流的方向為逆時針。
16.【答案】①. 600J ②. 甲 ③. 丙
【解析】[1]三次運砂子的重力相同，提升的高度相同，即高度
h=3m×2=6m
則三種方法所做的有用功相同，三種方法所做的有用功W有用=G砂h=100N×6m=600J
[2]甲方法做的額外功W甲=(G人+G桶)h=(600N+20N)×6m=3720J
乙方法做的額外功W乙=(G動+G桶)h=(10N+20N)×6m=180J
丙方法做的額外功W丙=(G袋+G動)h=(5N+10N)×6m=90J
由此可知，所做的額外功最多的是甲方法。
[3]因為三種方法中有用功相同，丙方法的額外功最小，所以機械效率最高。
17.【答案】
【解析】由于圖中只有一個動滑輪，承擔物重的繩子段數(shù)最多為3段，此時最省力，其繞法如圖所示

18.【答案】①. ②. B ③. 12.2 ④. 0.75 ⑤. 小燈泡的亮度 ⑥. 0.29A
【解析】（1）[1]伏安法測電阻的電路設(shè)計要求待測電阻與滑動變阻器串聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在待測電路兩端，使電流從電壓表的正接線柱流入，負接線柱流出，故改正電路如圖所示：

（2）[2]為了保護電路，閉合開關(guān)前，要將滑動變阻器滑片P移到最大阻值處。由于滑動變阻器是A下端接入電路，滑片應(yīng)P移到B端。
（3）[3]為了減小誤差，取三次測量結(jié)果的平均值作為定值電阻的阻值大小，由公式可得

R的平均值為定值電阻的阻值
（4）①[4]燈泡兩端的電壓越大，燈泡的實際功率越大。由圖得，根據(jù)得，燈泡兩端電壓為2.5V時，通過的電流應(yīng)為0.30A，小燈泡的額定功率為
②[5]為了探究不同實際功率下燈泡的發(fā)光情況，還應(yīng)記錄下燈泡的亮度。
③[6]燈泡兩端電壓為2.5V，其電阻為
假如電阻不變，燈兩端電壓為2.4V時，通過電流為
由于燈的亮度即實際功率隨燈兩端電壓的增大而增大，燈絲的溫度不斷升高，燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，所以當燈泡兩端電壓為2.4V，其電阻應(yīng)小于2.5V時燈絲的電阻值，故電流表的示數(shù)大于0.288A，小于0.3A，則電流可能為0.29A。
19.【答案】 ①. 燈泡斷路 ②. 1.14 ③. ④. ⑤. 燈絲電阻隨溫度的變化而變化 ⑥.
⑦.
【解析】（1）[1]電流表示數(shù)始終為0，表明電路中可能有斷路，電壓表示數(shù)約為6V，表明電壓表到電源兩端是接通的，則電路中出現(xiàn)的故障可能是燈泡斷路。
[2]如圖乙所示，電流接入是0~0.6A的量程，分度值為0.02A，所以燈泡的額定電流為0.3A，小燈泡的額定功率為
（2）[3]根據(jù)電路圖設(shè)計要求，單刀雙擲開關(guān)接線柱1與電源負極相連，開關(guān)中間觸點接燈泡，如圖所示

（3）[4]②開關(guān)S撥到位置1，移動滑片P至任一位置，讀出電流表示數(shù)I1，此時電流表測R的電流，R兩端電壓為
③開關(guān)S撥到位置2，滑片P位置不動，此時電流表測R與L并聯(lián)時的總電流，讀出電流表示數(shù)I2，則通過R的電流不變，所以通過L的電流為
此時L兩端電壓與R兩端電壓相同，所以
由此可得
所以RL的電阻表達式為
[5]燈泡電阻與燈絲的溫度有關(guān)，此時并非一定在額定電壓下工作，所以電阻也不是額定電壓下的電阻，所以利用此電阻計算出的功率與額定功率有相差。
[6]實驗中要讓小燈光正常發(fā)光，需將上述步驟②改為開關(guān)S撥到位置1，移動滑片P，使電流表示數(shù)為
此時小燈泡正常發(fā)光，此時測量出的電阻為燈泡正常發(fā)光的電阻。
（4）[7]如果將電流表改成電壓表，由于沒有電流表，需要利用定值電阻計算電流，所以R與L要串聯(lián)，電壓表要與燈泡并聯(lián)，將S置于2的位置測L兩端電壓，調(diào)節(jié)滑動變阻器接入的阻值，使小燈泡兩端電壓為3.8V即正常發(fā)光，保持滑動變阻器位置不變，然后將S置于1的位置則出R與L的總電壓為U總，則此時R兩端電壓為
此時電路中電流為
所以燈泡的額定功率為
電路圖設(shè)計如下

20.【答案】（1）10Ω（2）20Ω（3）1.6W
【解析】（1）由圖可知，只閉合S、S1時，L與R1串聯(lián)，
小燈泡正常發(fā)光，由串聯(lián)電路電流特點和P＝UI可得電路中電流：
，
由串聯(lián)電路的電壓特點知，R1兩端電壓：，
所以R1的阻值：；
（2）由圖可知，當所有開關(guān)都閉合時，R1和R2并聯(lián)，電流表測干路電流，滑片在最右端，其連入阻值最大，
通過R1的電流：，
通過R2的電流： ，
所以R2最大阻值：；
（3）串聯(lián)電路有分壓的特點，且R1＜R2，所以當S、S2閉合且滑片在右端時，燈泡和變阻器R2的最大阻值串聯(lián)，此時燈泡分得電壓最小，燈泡消耗的電功率最小，
燈泡的電阻：，
電路中的最小電流：，
所以燈泡通電消耗的最小電功率：。
數(shù)據(jù)序號
1
2
3
電壓U/V
1.2
1.8
2.5
電流I/A
0.10
0.15
0.20
次數(shù)
小燈泡兩端電壓U/V
通過燈絲電流I/A
小燈泡的電功率P/W
②______
1
2
3

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