河南省洛阳市洛龙区2020-2021学年九年级下学期期中物理试题

这是一份河南省洛阳市洛龙区2020-2021学年九年级下学期期中物理试题，共18页。试卷主要包含了填空题，选择题，作图题，实验探究题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
2020-2021学年河南省洛阳市洛龙区九年级（下）期中物理试卷
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）如图甲所示，在医院里医生通过听诊器给病人诊病，是利用了声可以传递　 　（选填“信息”或“能量”）的性质；另外，在医院里我们还经常看到如图乙所示的“静”字，其目的是提醒大家要注意控制好声音的　 　（选填“音调”、“响度”或“音色”），以免影响他人。

2．（2分）生态文明建设是我市对外宣传的一张重要名片，孟津国家级湿地自然保护区已经成为白鹭等各类飞禽的重要栖息地和迁徙地。如图所示，一只白鹭离湖面1m，正平行于湖面飞行，湖水水深0.5m，其美丽的倒影映入水中。若以白鹭为参照物，它在水中的倒影是 　 　的（选填“运动”或“静止”），倒影距离水面 　 　m。

3．（2分）煮牛奶时，能闻到奶香味，这是 　 　现象。为了保持牛奶的营养成分，不能用高温煮，为此，人们制造了一种 　 　锅（选填“高压”或“低压”），用这种锅煮牛奶，可以使牛奶里的水不到100℃就沸腾。
4．（3分）某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重500N，沿斜面所用拉力400N，则瓷砖在木板上匀速运动时受到的摩擦力为 　 　N，该同学做的额外功为 　 　J，该斜面的机械效率是 　 　。

5．（2分）某电饭锅设有“加热”和“保温”两挡，其内部简化电路如图所示，当开关S置于“1”挡时，电饭锅处于　 　（选填“加热”或“保温”）状态；若电饭锅保温与加热时总功率之比为1：50，则电阻R0和R1的比值为　 　。

6．（3分）如图所示，闭合开关，将滑动变阻器滑片向右滑动，弹簧将 　 　（选填“伸长”或“缩短”）。爱思考的小军用灵敏电流计替代虚线框内所有仪器，连接好电路后将条形磁体迅速插入线圈中，则灵敏电流计的指针 　 　（选填“会”或“不会”）会发生偏转，原因是 　 　。

二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题每小题只有一个选项符合题目要求；第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）
7．（2分）在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，某实验小组所描绘的图线如图所示。图线中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。则下列说法正确的是（　　）

A．蜡烛处于AB间某一位置时，成倒立缩小的实像
B．蜡烛处于BC间某一位置时，成倒立放大的实像
C．将蜡烛从C移动到B的过程中，所成像逐渐增大
D．将蜡烛从B移动到A的过程中，所成像逐渐减小
8．（2分）如图所示，用大小为F的力将一个长方体物块压在竖直墙面上保持静止，物块受到的摩擦力为f1，减小压力，使物块沿竖直墙面匀速下滑，物块受到的摩擦力为f2，关于f1和f2的大小和方向说法正确的是（　　）

A．f1＞f2 两个摩擦力都竖直向上
B．f1＝f2 f1竖直向下，f2竖直向上
C．f1＞f2 f1竖直向下，f2竖直向上
D．f1＝f2 两个摩擦力都竖直向上
9．（2分）对生活中一些惯性现象的解释，以下四种说法中正确的是（　　）
①水平公路上行驶的汽车关闭发动机后还能继续行驶一段距离，是因为汽车具有惯性；
②跳远运动员助跑起跳，是为了增大惯性；
③在空中飞行的篮球比静止在地面上的汽车惯性小；
④抛出去的实心球还会在空中运动一段时间，是因为实心球受到惯性力的作用。
A．只有①② B．只有①④ C．只有②③ D．只有①③
10．（2分）塑料梳子梳头发时被梳子“粘”起，下列现象中“粘”的原因与其相同的是（　　）
A．两个铅柱地面削平挤压后能“粘”在一起
B．吃刚从冷冻室拿出的冰棒会“粘”舌头，是因为液体发生了凝固
C．在干燥的天气里，化纤布料衣服容易“粘”在身上
D．塑料吸盘能“粘”在光滑的瓷砖上
11．（2分）在图的电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P从最右端移到中间某个位置，电压表和电流表的示数分别变化了△U和△I．下列分析正确的是（　　）

A．变大 B．变小
C．不变 D．先变小后变大
12．（2分）新材料对人类社会发展有很大的作用。下列物质的应用与其物理属性相符的是（　　）
A．半导体材料硅广泛应用于电子产品中，是因为硅的导电性好
B．超导材料用于制作电饭锅的发热体，可提高发热效率
C．运载火箭采用液态氢作燃料，因液态氢具有较大的热值
D．汽车用防冻液作冷却剂，可提高燃料的利用率
（多选）13．（2分）小明家新购住房刚装修完毕，家中部分照明电路如图所示。验收工程时，小明闭合了开关S（家中其他用电器均处于断开状态），白炽灯L亮了一段时间后熄灭了，他用测电笔分别测试了图中插座的两个孔，发现测电笔都发光。他断开开关S，再次用测电笔测试插座的两个孔（假设故障只有一处），下列说法正确的是（　　）

A．测试两孔时测电笔在左侧不发光，右侧发光
B．故障是L的灯丝断了
C．故障是L短路
D．故障是进户线的零线断了
（多选）14．（2分）在木棒的一端缠绕一些细铜丝制成简易的液体密度计，将其分别放入盛有两种液体的甲、乙烧杯中处于静止状态，两烧杯中的液面相平，如图，下列说法正确的是（　　）

A．密度计在甲乙液体中受到的浮力大小相等
B．甲烧杯中液体的密度小
C．甲烧杯中密度计排开的液体质量大
D．甲烧杯底部受到液体的压强大
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）如图所示，一束激光α斜射向半圆形玻璃砖圆心O，结果在屏幕上出现两个光斑，请画出形成两个光斑的光路图。

16．（2分）如图是某款空气开关工作原理简化图。图1为正常工作的示意图，图2为电流过大时（电磁铁将衔铁向左吸）跳闸示意图，请在图2中画出电流过大时，金属闸刀所受动力F1的示意图以及F1对应的力臂l1。

四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题8分，第19题6分，共18分）
17．（4分）小红用如图甲所示的装置对冰加热直至水沸腾，根据实验记录数据绘制了冰熔化至水沸腾过程中温度随时间变化的图象如图乙所示（全过程质量不变），请你回答：
（1）实验需要的测量仪器是温度计和　 　。
（2）由图乙可知，冰熔化过程需时间　 　min；当水沸腾时温度计的示数如图丙所示，则水的沸点是　 　℃。
（3）在加热20min时，对应的状态是　 　态，DE表示吸热，但温度　 　。
18．（8分）小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如表：
实验
次数
钩码重G/N
钩码上升的高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3

2
6
0.1
2.4
0.3
83%
3
4
0.1
1.4
0.5
57%
4
4
0.2
1.4
1.0
57%
（1）测绳端拉力F时，应尽量竖直向上 　 　拉动弹簧测力计。
（2）分析表中数据可知：第1次实验测得的机械效率为 　 　。第4次实验是用 　 　图做的；（选填“a”、“b”或“c”）
（3）由1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，物体越重，机械效率越 　 　；由1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率 　 　（选填“越高”、“越低”或“不变”）。
（4）若不计绳重与摩擦（以第2次实验数据计算）：
①若要使滑轮组的机械效率不低于90%，所提升的重物至少为 　 　N；
②若使用该滑轮组提升重物能够省力，所提升物体的重力应大于 　 　N。
（5）实验中使用了不同的滑轮组，还多次改变提升的物重来测量滑轮组的机械效率，目的是为了 　 　。（填字母）
A.减小摩擦
B.多次测量取平均值减小误差
C.获得多组数据归纳出物理规律

19．（6分）某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡的额定电压为2.5V。

（1）用笔画线代替导线，将图甲中的电路补充完整（导线不得交叉）；
（2）连接电路后，闭合开关，灯泡不亮，电流表和电压表都有示数，但是数值较小，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不发光，两电表示数均无变化，产生这一故障的原因可能是：　 　；
（3）该同学排除故障后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡两端的电压为　 　V．要测量小灯泡的额定电功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片向　 　（填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V；
（4）移动滑动变阻器的滑片，记下多组电压和电流值，并绘制成图丙所示的U﹣I图象，根据图象的信息可以计算出小灯泡的额定电功率为　 　W；
（5）为了用电流表、电阻箱R和滑动变阻器，测量额定电流为I额的小灯泡的额定电功率，该同学设计了如图丁所示的电路。操作步骤为：

①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为I额，此时小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片的位置不动，闭合开关S、S2，断开S1，调节电阻箱R，使电流表的示数为I额，读出此时电阻箱的电阻值为R0，则小灯泡的额定电功率的表达式为P额＝　 　。
五、综合应用题（本题共2小题，第20题9分，第21题9分，共18分）
20．（9分）混合动力汽车的动力系统由汽油机、蓄电池组和电动机组成.混合动力汽车启动时，汽油机并不工作，蓄电池组向电动机供电以驱动汽车；当汽车高速行驶或蓄电池组储存电量过低时，汽油机启动，驱动汽车并通过发电机给蓄电池组充电。当汽车动力需求较大时，汽油机与蓄电池组共同为动力系统提供能量；当汽车动力需求较小时，汽油机在驱动汽车的同时，还能给蓄电池组充电.蓄电池组相关参数见如表。当蓄电池组的电容量低于满容量的40%时，不再向外供电，动力系统自动切换到汽油机工作状态.汽车油箱可以加注40kg的汽油，汽油的热值为4.6×107J/kg，汽油机的效率为40%。经测试，当汽车在水平路面上以72km/h的速度匀速行驶时，汽车的受到的阻力为1000N。
蓄电池组
电池容量
20kW•h
电能与机械能转化率
80%
（1）混合动力汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔并旋转（相当于接通电路）如图所示。这时通电螺线管F端是 　 　极。若汽油机工作时的转速为3000转/min，则1s内汽油机对外做功 　 　次。
（2）当汽车在水平路面上以72km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率？
（3）完全燃烧一箱汽油时，汽油机输出的能量？
（4）若汽车只由蓄电池组提供动力，则充满电的蓄电池组能使汽车在水平路面上以72km/h的速度匀速行驶多远？

21．（9分）随着洛阳市老旧小区改造工程的实施和推进，人们居住环境有了很大的改观。小华家也借助此次小区改造新增添了一台电热水器。电热水器铭牌如表所示，
（1）为安全起见，电热水器应选用图中的 　 　插座（选填“甲”或“乙”）
（2）该电热水器正常工作时，电热丝的电阻多大？
（3）热水器装满水，正常工作时电热丝产生的热量有80%被水吸收，要使水温从20℃升高到70℃，需要加热多长时间？（已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3）
XX牌全自动电热水器
型号：HMPZ﹣12D
净重：10kg
额定电压：220V
类别：防触电保护类
额定功率：2kW
水容量：40L
出厂日期：2015年5月18日
编号：2015051188


2020-2021学年河南省洛阳市洛龙区九年级（下）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．【解答】解：医生通过听诊器听身体内器官活动的声音，从而判断病人的病情，是利用了声可以传递信息；
图乙所示的“静”字，其目的是提醒大家要注意控制好声音的响度，以免影响他人；
故答案为：信息；响度。
2．【解答】解：一个白鹭正平行于水面飞行，白鹭所成的像相对于水面是对称的，若以白鹭为参照物，像与白鹭间没有位置的变化，故是静止的；
已知白鹭离水面1m，因为白鹭到水面的距离等于“倒影”到水面的距离，即倒影距离水面也是1m。
故答案为：静止；1。
3．【解答】解：香味分子在空气中永不停息地做无规则运动，这属于扩散现象。为了保持牛奶的营养成分，不能用高温煮沸，用“低压锅”煮牛奶就是利用了降低液体表面的气体压强降低沸点的。
故答案为：扩散；低压。
4．【解答】解：
（1）拉力做的总功：W总＝Fs＝400N×5m＝2000J，
拉力做的有用功：W有用＝Gh＝500N×3m＝1500J，
因为W总＝W有用+W额
所以克服摩擦力做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝2000J﹣1500J＝500J，
由W额＝fs可得木板对瓷砖的摩擦力：
f＝＝＝100N；
（2）斜面的机械效率：
η＝＝×100%＝75%。
故答案为：100；500；75%。
5．【解答】解：当开关S置于“1”挡时，等效电路图如下图所示：

电饭锅处于“保温”状态，电阻R1、R0串联，
此时的电功率：P＝，
当开关S置于“2”挡时，等效电路图如下图所示：

电饭锅处于“加热”状态，电路只有电阻R0工作，
此时的功率：P′＝，
∵P′：P＝50：1
∴：＝50：1
解得R0：R1＝1：49。
故答案为：保温；1：49。
6．【解答】解：（1）如图，闭合开关后，根据安培定则判断电磁铁上端是S极，滑动变阻器右移，接入电路中电阻变大，电路中电流变小，电磁铁磁性变弱，磁极间相互排斥的力变弱，弹簧将伸长；
（2）小军用灵敏电流计替代虚线框内所有仪器，连接好电路后将条形磁体迅速插入线圈中，满足产生感应电流的条件，所以灵敏电流计指针会偏转。
故答案为：伸长；会；将条形磁铁插入线圈，线圈做切割磁感线运动，产生感应电流。
二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题每小题只有一个选项符合题目要求；第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）
7．【解答】解：（1）由图象知，u＝v＝2f＝20cm，凸透镜成倒立、等大的实像，所以凸透镜的焦距：f＝10cm。
（2）物距大于一倍焦距时，凸透镜成实像。
A、蜡烛处于AB间某一位置时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像。选项错误。
B、蜡烛处于BC间某一位置时，u＞2f，成倒立、缩小的实像。选项错误。
C、将蜡烛从C移动到B的过程中，物距大于一倍焦距时，凸透镜成实像。物距减小，像距增大，像变大。选项正确。
D、将蜡烛从B移动到A的过程中，物距大于一倍焦距时，凸透镜成实像。物距减小，像距增大，像变大。选项错误。
故选：C。
8．【解答】解：物块处于静止状态时，在竖直方向上受两个力，即竖直向下的重力和竖直向上的墙对木块的静摩擦力，这两个力是一对平衡力，大小相同，所以f1＝G；
物块沿竖直墙面匀速下滑，在竖直方向上受两个力，即竖直向下的重力和竖直向上的墙对木块的滑动摩擦力，这两个力是一对平衡力，大小相同，所以f2＝G；
由此可知，f1＝f2，故D正确。
故选：D。
9．【解答】解：
①水平公路上行驶的汽车关闭发动机后还能继续行驶一段距离，是因为汽车具有惯性，仍要保持原来的运动状态，故①正确；
②跳远运动员要助跑一段距离获得一定的速度后起跳，起跳后由于惯性继续运动，提高了运动员的成绩，能利用惯性知识解释，而不是增大惯性，故②错误；
③篮球的质量小于汽车的质量，所以在空中飞行的篮球比静止在地面上的汽车惯性小，故③正确。
④抛出去的实心球还会在空中运动一段时间，是因为实心球具有惯性，惯性不是力，故④错误。
故①③正确。
故选：D。
10．【解答】解：用塑料梳子梳头发时，头发容易被梳子“粘”起，这是摩擦起电现象。
A、两个铅柱底面削平挤压后能粘在一起，这是分子引力作用的结果，故A不符合题意；
B、吃刚从冷冻室拿出的冰棒会“粘”舌头，是因为液体发生了凝固，故B不符合题意；
C、在干燥的天气里，化纤布料的衣服容易“粘”在身上，这是摩擦起电现象（化纤布料的衣服与人体摩擦），故C符合题意。
D、塑料吸盘内空气被挤出，吸盘在大气压的作用下“粘”在光滑的瓷砖上，故D不符合题意；
故选：C。
11．【解答】解：由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，
设滑片移动前后电路中的电流分别为I1、I2，则△I＝I2﹣I1，
由I＝可得，电压表的示数分别为：
U1＝I1R，U2＝I2R，
电压表示数的变化量：
△U＝U2﹣U1＝I2R﹣I1R＝（I2﹣I1）R＝△IR，
即＝R，
所以，不变。
故选：C。
12．【解答】解：A、半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，所以半导体材料硅广泛应用于电子产品中，不是因为硅的导电性好，故A不符合题意；
B、超导材料没有电阻，由焦耳定律可知，超导材料通电时不会产生热量，所以不能用于制作电饭锅的发热体，故B不符合题意；
C、运载火箭采用液态氢作燃料，因液态氢具有较大的热值，可以释放出更多热量，故C符合题意；
D、汽车用防冻液作冷却剂，与燃料的利用率无关，并不能提高燃料的利用率；故D不符合题意。
故选：C。
13．【解答】解：闭合了开关S（家中其他用电器均处于断开状态），白炽灯L亮了一段时间后熄灭了，说明灯泡、火线和零线不能构成通路。可能是火线断路，可能是零线断路。
灯泡熄灭后，用测电笔分别测试了图中插座的两个孔，发现测电笔都发光。说明左孔和右孔都和火线相连。如图，右孔和火线相连（如图中绿色的划线），测电笔的氖管发光。图中左孔和火线相连（如图中红色划线），测电笔的氖管发光；

此时断开开关，切断了左孔和火线的连接，所以测电笔接触左孔时，氖管不会再发光；测电笔接触右孔时，氖管照常发光；
他断开开关S，再次用测电笔测试插座的两个孔，右孔与火线相连，氖管发光，左孔与火线之间是断开的，氖管不发光；
经过上面的分析可知，灯泡亮了一段时间后熄灭，是因为图中的进户零线断路（如图中蓝色划线）；综上所述，AD正确。
故选：AD。
14．【解答】解：
（1）同一个密度计分别放在甲、乙液体中都漂浮，根据漂浮条件和阿基米德原理可得：G＝F浮＝G排＝m排g，
所以密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G，密度计在两液体中排开的液体重力也相等，则排开的液体质量相等，故A正确，C错误；
（2）由图可知，密度计排开液体的体积V排甲＞V排乙，且浮力相等，根据F浮＝ρ液V排g可知，ρ甲＜ρ乙，故B正确；
（3）放入密度计后两液面相平，且ρ甲＜ρ乙，根据p＝ρ液gh可知，乙烧杯底部受到液体的压强大，故D错误。
故选：AB。
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．【解答】解：
光线从空气斜射入玻璃砖时，会同时发生反射和折射现象，
根据反射定律，在过入射点在法线面画出反射光线，注意反射角等于入射角；
发生折射时，折射光线向法线偏折，折射光线小于入射光线，据此作出第一条折射光线；折射光线从玻璃砖射入空气中时，由于此光线是由圆心O射出，当经过第二个折射面时，正好与该入射点处的切线垂直，因此第二次折射光线的传播方向不变。
如图所示：
。
16．【解答】解：金属闸刀是杠杆，弹簧对杠杆的拉力是动力F1，支点是O，由支点O 向动力F1作垂线，可得力臂l1，如图所示：

四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题8分，第19题6分，共18分）
17．【解答】解：（1）在探究熔化规律时，需要探究温度随时间的变化情况，所以需用温度计和秒表两种测量仪器；
（2）冰在BC段处于熔化过程，从第5min开始熔化到15min结束，该物质熔化过程经历了10分钟；沸腾时的温度叫沸点。图丙中温度计的分度值为1℃，根据图示的液柱对应的刻度读出示数为97℃，即水的沸点为97℃。
（3）在加热20min时，对应的状态是液态，DF是水的沸腾过程，此时水吸热，但温度不变。
故答案为：（1）秒表；（2）10；97；（3）液；不变。
18．【解答】解：（1）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时绳端的拉力等于弹簧测力计的示数；
（2）根据η＝×100%＝×100%＝×100%＝74%
第4次实验，h＝0.2m，s＝1.0m，可知由5段绳子承担物重，而被提升的物重为4N，所以是用c滑轮组做的实验；
（3）第1、2次实验数据，使用同一滑轮组，被提升的物重越大，机械效率越高，可知使用同一滑轮组增加物重可以提高滑轮组的机械效率；
第1、3次实验数据，使用不同的滑轮组，动滑轮个数越多，滑轮组的机械效率越低，可知使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率越低；
（4）假如不计绳重与摩擦（以第2次实验数据计算）：
故克服动滑轮的重做的功为额外功唯一来源，故
η2＝＝＝＝83%，故动滑轮的重：
G动＝1.2N；
①使此滑轮组的机械效率高于90%，即η4＝＝＞90%，故G物＞10.8N，
所提升的重物至少为10.8N；
②使用此滑轮组提升物体能够省力，即F＝＜G物′，即＜G物′，G物′＞0.6N，所提升物体的重力至少为0.6N；
（5）多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，是为了进行多次测量，获得多组数据，总结实验规律，使实验结论具有普遍性；选C。
故答案为：（1）匀速；（2）74%；c；（3）越高；越低；（4）①10.8；②0.6；（5）C。
19．【解答】解：（1）实验中，电压表应该并联在小灯泡两端，如下图所示：

（2）闭合开关，电流表和电压表都有示数，则电路为通路，无论怎样移动滑片，灯泡不亮，但说明灯泡实际功率很小，电路电流很小，滑动变阻器不能改变电路电阻，可能的电路故障是：①滑动变阻器同时接下面两个接线柱；
（3）图甲可知，电压表的量程是0﹣3V，电压表的分度值是0.1V，由图乙可知故此时电压表的示数是2.2V；
灯在额定电压下正常发光，而此时小灯泡两端的电压为2.2V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向A端移动，使电压表的示数为2.5V。
（4）根据绘制的小灯泡的I﹣U图象，当灯的电压为2.5V时，电流为0.2A，小灯泡的额定功率是
P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
（5）保持滑动变阻器滑片的位置不动，闭合开关S、S2，断开S1，调节电阻箱R，使电流表的示数为I额，根据等效替代法，此时电阻箱的电阻值等于小灯泡正常发光时的电阻等于R0，则小灯泡的额定电功率的表达式为
P额＝U额I额＝I额2R0。
故答案为：（1）如上所示； （2）滑动变阻器同时接下面两个接线柱； （3）2.2；A； （4）0.5；（5）I额2R0。
五、综合应用题（本题共2小题，第20题9分，第21题9分，共18分）
20．【解答】解：
（1）当接通电路时，通电螺线管电流从上端流入、下端流出，利用安培定则可以判断F端为N极，E端为S极；
飞轮的转速是3000r/min，所以每秒转动的圈数为n＝×3000＝50，
因为飞轮每转动2圈完成4个冲程，对外做功一次，所以1s可以做功 ×50＝25次；
（2）72km/h＝20m/s；
汽车匀速运动时，受到的牵引力和阻力平衡，平衡力大小相等，故F＝f＝1000N；
牵引力的功率：P＝Fv＝1000N×20m/s＝20000W＝20kW；
（3）完全燃烧一箱汽油放出的热量：Q＝mq＝40kg×4.6×107J/kg＝1.84×109J；
根据η＝得汽油机输出的能量为：W有用＝ηQ＝1.84×109J×40%＝7.36×108J；
（4）蓄电池组储存的电能：W＝20kW•h＝7.2×107J；
由题知，当蓄电池组的电容量低于满容量的40%时，不再向外供电，且电能与机械能转化率为80%，
所以，电能转化为的机械能：W机械＝W电×（1﹣40%）×80%＝7.2×107J×48%＝3.456×107J；
行驶的距离为：s＝＝＝3.456×104m＝34.56km。
故答案为：（1）N；25；
（2）当汽车在水平路面上以72km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率为20kW；
（3）完全燃烧一箱汽油时，汽油机输出的能量为7.36×108J；
（4）若汽车只由蓄电池组提供动力，则充满电的蓄电池组能使汽车在水平路面上以72km/h的速度匀速行驶34.56km。
21．【解答】解：（1）因为电热水器是金属外壳，所以必须接地线，而三孔插座接地线，故选乙；
（2）由P＝UI＝可得，电热水器的电阻：R＝＝＝24.2Ω；
（3）由ρ＝可得，装满水时水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×40×10﹣3m3＝40kg，
则水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（70℃﹣20℃）＝8.4×106J；
由η＝可得，消耗的电能：W＝＝＝1.05×107J，
由P＝可知，需要的加热时间：t＝＝＝5.25×103s。
答：（1）乙；
（2）该电热水器正常工作时，电热丝的电阻是24.2Ω；
（3）加热时间为5.25×103s。
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