本试卷共五道大题，26道小题，满分70分。考试时间70分钟。
一、单项选择题（下列各小题均有四个选项，其中只有一个选项符合题意。共24分，每小题2分）
1. 图1所示的电压表上标记的各部件中，通常情况下，属于绝缘体的是
A. 有机玻璃外壳 B. 铁制调零旋钮 C. 铝制指针 D. 铜制接线柱
2. 四冲程汽油机工作循环中的某一个冲程如图2所示，下列说法正确的是
A. 该冲程是压缩冲程
B. 该冲程的能量转化主要是内能转化为机械能
C. 该冲程是吸气冲程
D. 该冲程只排出废气，不发生能量的转化
3. 为了判断一根钢棒是否具有磁性，下列说法正确的是
A. 将钢棒放置在水平桌面上，若静止时钢棒的两端分别指向南北方向，则钢棒有磁性
B. 将钢棒一端靠近小磁针，若相互吸引，则钢棒有磁性
C. 将钢棒一端靠近小铁钉，若相互吸引，则钢棒有磁性
D. 将钢棒一端靠近验电器，若验电器金属箔没有张开，则钢棒没有磁性
4. 图3所示的实例中，通过热传递改变物体内能的是
图3
5. 关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是
A. 使用试电笔时，手不能接触笔尾的金属体
B. 经验证明，人体安全电压为36V
C. 控制用电器的开关串联在用电器和火线之间
D. 接在同一个插线板上的各用电器是串联的
6. 下列关于波的说法正确的是
A. 嫦娥五号在月球表面采集”月壤”的画面是通过电磁波传回地球的
B. 红外测温仪接收到人体辐射的红外线是超声波
C. 无线电波不能传递能量
D. 电磁波的传播需要介质
7. 小东同学利用家中的电位器、直流稳压电源、导线、开关和小灯泡，组装了一个调光台灯，电路如图4所示。当滑片P沿顺时针方向向A端滑动的过程中，下列说法正确的是
A. 电位器接入电路中的电阻变大 B. 电路中的电流变小
C. 小灯泡两端的电压变大 D. 小灯泡的亮度变暗
8. 为探究”电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”，实验小组连接了如图5所示的实验电路，开关S闭合。下列说法正确的是
A. 比较甲、乙铁钉吸引大头针的数量可得出电磁铁磁性强弱与电流大小的关系
B. 乙铁钉的上端是N极
C. 大头针的下端散开是因为异名磁极相互排斥
D. 向左调节滑片P，甲、乙吸引大头针的个数均会增多
9. 依据表中数据，下列说法正确的是
几种物质的比热容c/ | |||
水 | 4.2 | 冰 | 2.1 |
酒精 | 2.4 | 沙石 | 0.92 |
煤油 | 2.1 | 铝 | 0.88 |
水银 | 0.14 | 铜 | 0.39 |
A. 不同物质的比热容一定不相等
B. 同种物质在不同状态下比热容也一定相等
C. 初温相等的水银和沙石，吸收相等的热量后，水银的末温一定比沙石的末温高
D. 质量相等的铜块和铝块，降低相同的温度，铝块放出的热量一定多
10. 图6所示电路中，电源电压不变，R1：R2＝2：1，当开关S闭合时，R1、R2两端的电压分别为U1、U2，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，R1、R2消耗的电功率分别为P1、P2，电路消耗的总电功率为P，则下列选项中正确的是
A. 
B.
C. 
D.
11. 图7所示电路中，电源电压不变，R2为定值电阻，R为电阻箱。闭合开关S，电路中电流为I，R0消耗的电功率为P，R两端的电压为U，当改变电阻箱接入电路的电阻R时，下列描述物理量之间关系的图象中正确的是
12. 图8所示电路中，电源电压不变，R1、R2和R3均为定值电阻，R2＝2R3，先闭合开关S、S1，断开开关S2，此时电压表的示数为6V，R1消耗的电功率为1.8W；然后闭合开关S、S2，断开开关S1，发现电压表的示数变化了2V。下列说法正确的是
A. R1的阻值为10Ω
B. R2的阻值为20Ω
C. 电源电压为10V
D. 闭合开关S、S2，断开开关S1时，R3消耗的电功率为3.2W
二、多项选择题（下列各小题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个。共6分，每小题2分。每小题选项全选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的不得分）
13. 关于日常生活中的现象，下列说法正确的是
A. 在干燥的天气里，衣服表面容易吸附灰尘，是因为衣服带了电
B. 与头发摩擦过的塑料笔杆能吸起纸屑，说明摩擦能使物体带电
C. 冰箱贴能吸在冰箱门上是因为冰箱贴带了电
D. 指南针能指南北方向是因为指南针带了电
14. 电荷会在它周围激发一种特殊的物质——电场，同磁场对放入其中的磁体有力的作用相类似，电场对放入其中的电荷也会有力的作用。法拉第提出了用”电场线”形象地描述电场的方向和强弱。研究磁场时，可以用磁感线形象地描述磁场的方向和强弱，如图9甲所示分别为异名磁极和同名磁极间的磁感线。若规定电场中正电荷受力方向为电场方向，依据电荷间的相互作用规律，类比磁感线的建立过程，参考图9甲所示的磁感线，可判断图9乙中两个均匀带电小球之间的”电场线”描绘正确的是
15. 图10是某实验小组设计的测量小灯泡正常发光时电阻的电路图，其中电源电压大于小灯泡的额定电压且不变，小灯泡的额定电压U已知，定值电阻R0阻值已知，R1是电阻箱，R是滑动变阻器。在不拆改电路的前提下，能够测出小灯泡正常发光时电阻的电路图是
三、实验解答题（共28分，16、20题各2分，17、23题各5分，18、21题各3分，19、22题各4分）
16. （1）如图11所示，电能表的示数是___________kW·h；
（2）如图12所示，电阻箱的示数是___________Ω。
17. 实验小组在做”伏安法测电阻”的实验中，设计并连接了如图13甲所示的电路。
（1）在闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P置于__________端；（选填”A”或”B”）
（2）闭合开关S后，发现电流表无示数，电压表有明显偏转。若电路中只有一处故障，则该故障是____________________；
（3）排除故障后闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P到某位置时，观察两电表的示数如图13乙、丙所示，电压表示数为___________V，电流表示数为___________A，则电阻R为__________Ω。
18. 用一段细铁丝做一个支架作为转动轴，把一根中间戳有小孔（没有戳穿）的饮料吸管放在转动轴上，吸管能在水平面上自由转动，如图14所示。用餐巾纸摩擦吸管使其带电。
（1）将某物体靠近带电吸管的一端，发现吸管被吸引过来，由此________________判断该物体已经带电；（选填”能”或”不能”）
（2）将毛皮摩擦过的橡胶棒靠近带电吸管的一端，发现吸管被橡胶棒排斥，则吸管带_____________（选填”正”或”负”）电；说明吸管和餐巾纸摩擦起电时______________（选填”吸管”或”餐巾纸”）失去了电子。
19. 图15所示的是探究”电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，在两个密闭容器中装有质量____________（选填”相等”或”不等”）的空气，电流产生的热量通过U形管中液面的______________来反映。研究电流产生的热量与电阻的关系时，应选用图15______________（选填”甲”或”乙”）所示的装置进行实验。在图15乙装置中右侧容器外部并联了一个阻值与R3相同的电阻丝，其目的是为了改变________________________。
20. 小东利用图16甲所示的装置探究”什么情况下磁可以生电”。闭合开关后，他将导体棒AB以一定的速度沿水平方向向右移动，可以观察到灵敏电流计指针____________（选填”发生”或”不发生”）偏转。图16乙所示是一种手摇发电LED照明灯。改变转动摇把的速度，发现LED灯的亮度发生了改变。该现象说明感应电流的大小与______________有关。
21. 科技小组选择了图17甲所示的实验装置做”比较不同物质吸热能力”的实验。用铁夹将盛有相同质量的水和煤油的两个试管固定在铁架台上，两试管中均装有温度传感器，温度传感器的探头与试管内的水和煤油接触良好，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接。用同一红外加热器对盛有水和煤油的试管进行加热，在计算机上可以得到水和煤油的温度随加热时间的变化图象。
（1）选择同一红外加热器给水和煤油加热的目的是______________________________；
（2）在这个实验中，当水和煤油升高相同的温度时，通过___________来比较它们的吸热能力；
（3）图17乙是水和煤油的温度随加热时间的变化图象，则图线_____________代表煤油的温度随加热时间的变化规律。（选填”A”或”B”）
22. 实验桌上有如下器材：干电池、额定电压为2.5V的小灯泡、滑动变阻器、已调零的电流表和电压表、开关和导线若干。小东利用这些器材测量小灯泡的电功率，进行了如下实验：
（1）测量小灯泡的额定功率
①请用笔画线代替导线，在图18所示的实物电路中添加一根导线，将电路连接完整；
②实验前，开关断开，滑动变阻器滑片放在阻值最大位置；
③实验时，闭合开关，调节滑动变阻器，使_____________________________，此时小灯泡正常发光。
（2）小东测量不同电压下小灯泡的实际功率，继续调节滑动变阻器，让电压表示数逐渐降低，测量的数据如下表所示。
U/V | 2.5 | 2.1 | 1.7 | 1.3 | 0.9 | 0.5 | 0.1 |
I/A | 0.28 | 0.26 | 0.24 | 0.20 | 0.18 | 0.16 | 0.06 |
P/W |
①依据表中数据可知小灯泡的额定功率P＝____________W；
②小东实验完成后，进一步分析数据发现：通过小灯泡灯丝的电流与其两端电压不成正比，其原因是__________________________________。
23. 为了探究”影响导体电阻大小的因素”，小东设计了图19所示的电路。其中a、b、c、d分别是四段粗细均匀的导体，比较四段导体的长度、横截面积和材料三个因素发现：b与a只是长度不同，c与a只是横截面积不同，d与a只是材料不同。
（1）实验中用_____________反映电阻的大小，理由是____________________________；
（2）利用图19所示的乙电路，可以探究导体电阻与______________有关；
（3）若想探究导体电阻与材料是否有关，应选择图19所示的_____________电路。（选填”甲”、”乙”或”丙”）
四、科普阅读题（共4分）
请阅读《核电站的工作原理》并回答24题。
核电站的工作原理
你知道吗，核电站的工作原理并不复杂，核心工作组件主要就是核燃料、控制棒、减速剂和冷却剂。
核电站里的铀—235会被制成直径1 cm左右的二氧化铀，像纽扣电池一样一颗颗地放入”燃料棒”中。十几根”燃料棒”和几十根”控制棒”组成一捆，称为”核燃料组件”。这些棒之间有孔隙，”冷却剂”在孔隙间流动，把核反应产生出来的热量带走，这些热量用来发电。
核反应堆反应时，每个铀—235原子核捕获一个中子发生裂变时要释放出2～3个中子，所释放的中子又能够引起其他的铀—235原子核发生裂变。如果不控制核反应的剧烈程度，核反应产生的热量就要失控。想要控制核反应的剧烈程度，可以通过吸收一部分核反应产生的中子来实现，这个吸收中子的装置叫”控制棒”。”控制棒”在”核燃料组件”中的体积越大，吸收的中子数就会越多。
除了”控制棒”，还要有”减速剂”。因为在裂变反应中，产生的中子有快有慢，只有能量比较低、速度比较慢的那些中子才能有效地被其他的铀—235原子核捕获，从而发生裂变反应。某时刻捕获到中子的铀—235原子核越多，裂变反应就越剧烈。”减速剂”就是用一些质量轻的原子，反复和高速的中子碰撞，几次碰撞之后，中子的速度就会慢慢降下来，以便于铀—235原子核捕获。
铀—235原子核裂变后产生的热量会被”冷却剂”——水带走。水吸收热量后汽化成水蒸气，这样水蒸气就能推动汽轮机从而带动发电机发电啦。
24. 请根据上述材料，回答下列问题。
（1）核电站中的核反应属于____________；（选填”核裂变”或”核聚变”）
（2）如果反应堆中的核反应过于剧烈，应该采取的措施是_________________
A. 将”控制棒”插入”核燃料组件” B. 从”核燃料组件”中拔出”控制棒”
（3）关于”减速剂”的作用，下列说法正确的是__________
A. 可以加剧裂变反应 B. 可以减缓裂变反应
C. 可以增加核反应放出的中子
（4）核电站发电的全过程中，涉及到的主要能量转化有____________________。
五、计算题（共8分，25题3分，26题5分）
25. 如图20所示的电路，定值电阻R1为10Ω，电源电压为12V保持不变。开关S闭合后，调节滑动变阻器RP。
（1）画出实物电路所对应的电路图；
（2）求RP接入电路的电阻R2＝40Ω时，电路中的总电流I；
（3）求RP接入电路的电阻R3＝20Ω时，电阻R3的电功率P。
26. 某型号的LED芯片在一定电压范围内的工作电流均为20 mA，在这个电压范围内，它会在不同电压下发出不同颜色的光。当两端电压为1.8V时，它发红光；当两端电压为3.2V时，它发蓝光。
（1）求该型号LED芯片发蓝光时消耗的电功率P1；
（2）若将该型号LED芯片与定值电阻R串联后接在电压为6V的电源两端时，LED芯片发红光，求定值电阻R的阻值；
（3）家用某型号白光LED灯是由若干个发白光的灯珠串联组成，每个灯珠都是在上述发蓝光的LED芯片上涂黄色荧光粉制成的，灯珠结构如图21所示。
①若该白光LED灯直接接在家庭电路中使用，则内部串联的灯珠个数n为多少？
（结果取整数）此白光LED灯消耗的电功率P2是多少？
②LED灯作为一种新型节能灯，可以将电能的90％转化为光能，而白炽灯只能将电能的20％转化为光能。则上述家用白光LED灯单位时间内产生的光能相当于实际电功率P3为多少的白炽灯单位时间内产生的光能？
【试题答案】
一、单项选择题（下列各小题均有四个选项，其中只有一个选项符合题意。共24分，每小题2分）
题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
答案 | A | B | C | B | C | A | C | D | D | D | B | B |
二、多项选择题（下列各小题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个。共6分，每小题2分。每小题选项全选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的不得分）
题号 | 13 | 14 | 15 |
答案 | AB | AD | BC |
三、实验解答题（共28分，16、20题各2分，17、23题各5分，18、21题各3分，19、22题各4分）
16. （1）2021.1 （2）624
17. （1）B （2）电阻R断路
（3）2.8 0.28 10
18. （1）不能
（2）负
餐巾纸
19. 相等
高度差
甲
通过R3电流
20. 发生
切割磁感线的速度
21. （1）保证水和煤油在相同时间内吸热相同
（2）加热时间
（3）A
（其它答案合理即给分）
22. （1）①见答图1
③电压表示数为2.5V
（2）①0.7 ②小灯泡的电阻值不恒定
（其它答案合理即给分）
23. （1）电压表示数
由电路连接可知：两段导体串联在电路中，通过两段导体的电流相等，根据欧姆定律可知，电流相同时，导体两端电压越大该导体的电阻越大
（2）横截面积
（3）丙
（其它答案合理即给分）
四、科普阅读题（共4分）
24. （1）核裂变
（2）A （3）A
（4）核能转化为内能，内能转化为机械能，机械能转化为电能
五、计算题（共8分，25题3分，26题5分）
25. （1）见答图2
（2）
（3）
（其它解法合理即给分）
26.（1）
（2）
（3）①
个
②
（其它解法合理即给分）