河南大学附属中学2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷

这是一份河南大学附属中学2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷，共28页。试卷主要包含了填空题，选择题，作图题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年河南大学附中九年级（上）期末物理试卷
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）东汉《论衡》一书中提到“顿牟【móu】掇【duō】芥”，指的是摩擦过的玳瑁【dài mào】（海龟）外壳会带上 　 　而吸引轻小的草屑。南宋民族英雄文天祥，在《扬子江》一诗中著下“臣心一片磁针石，不指南方不肯休”的诗句，这里磁针石的南极指向地理南方，是因为它受到 　 　场的作用。
2．（3分）将A、B两个金属片插入柠檬制成“水果电池”，用电压表测量水果电池的电压，如图所示，则该电池的正极是　 　（选填“A”或“B”）；如果想获得2.4V的电压，则需要把　 　节这样的“水果电池”　 　联起来。

3．（2分）甲、乙两导体的电流与电压的关系图像如图所示，由图可知，甲的电阻 　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）乙的电阻；当导体甲两端的电压为0时，其阻值是 　 　Ω。

4．（2分）张晨同学把口香糖锡纸中间剪掉一些（如图乙），将锡纸条带锡的两端分别接在电池的正、负极上，很快发现锡纸条开始冒烟、着火（如图甲）。这是因为锡是 　 　（填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）。锡纸条上ab、bc、cd段长度相等，则ab段的 　 　最大，相同时间产生的热量最多。

5．（3分）小明同学家中电能表月初和月底的读数如图所示，则这个月家里用了 　 　度电。小明为了测一个正在工作的电饭锅的实际电功率，他 　 　，观察到此时他家标有“3000r/kW•h”的字样的电能表1min转过90圈，则这个电饭锅工作时的实际功率为 　 　W。

6．（2分）如图所示，宋扬同学在装有通电螺线管的水平玻璃板上均匀地撒满铁屑，轻敲玻璃板，铁屑按一定规律排列，可知通电螺线管外部的磁场与 　 　磁体的磁场相似。改变电流方向，小明发现，铁屑的分布形状 　 　（填“没有改变”或“发生改变”）。

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l分，有错选的得0分）
7．（2分）如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（　　）

A．在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、甲、乙
B．飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丁
C．飞轮转速3000r/min，则该汽油机1s能做功50次
D．丁图冲程能量转化：机械能转化为内能
8．（2分）关于热和能，正确的说法是（　　）
A．热传递过程中，热量从内能大的物体传向内能小的物体
B．物体内能减少，温度一定降低
C．一切物体不论温度高低，都有内能
D．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
9．（2分）如图所示，电源电压不变，只闭合开关S1，电流表示数为0.3A，再闭合S2，电流表示数变化了0.4A。则同时闭合S1、S2后，相同时间内R1、R2消耗的电能之比是（　　）

A．3：4 B．4：3 C．7：3 D．4：7
10．（2分）小明利用家中的台式电脑上网课，下列说法正确的是（　　）
A．电脑与电冰箱是串联的
B．电脑待机时消耗电能比工作时慢
C．电脑的塑料外壳是导体
D．电脑的电功率约为1000W
11．（2分）如图所示电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻。当在a、b两点间接入一个“6V 2W”的小灯泡L1时，恰好正常发光；若换一个“6V 3W”的小灯泡L2，关于灯泡L2的实际电压U、实际功率P，下列选项正确的是（　　）

A．U＜6V；P＜3W B．U＝6V；P＝2W
C．U＝6V；P＝3W D．U＞6V；3W＞P＞2W
12．（2分）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端。电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　）



A．电源电压是12V
B．滑动变阻器的阻值范围是0～12Ω
C．定值电阻R的阻值是12Ω
D．若定值电阻R断路时，电流表示数为0A，电压表示数为0V
（多选）13．（2分）如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1＞R2。下列说法正确的是（　　）

A．闭合开关后，通过R1的电流小于R2的电流
B．闭合开关后，甲管中液面上升比乙快
C．该实验装置用于探究电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系
D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向右移动
14．（2分）如图所示的电路中，磁敏电阻R的阻值随磁场的增强而明显减小。将螺线管一端靠近磁敏电阻R，闭合开关S1、S2，下列说法正确的是（　　）

A．螺线管右端为N极，左端为S极
B．在螺线管中插入铁芯，电压表示数增大
C．当R1的滑片向左滑动时，电压表示数减小
D．当R1的滑片向右滑动时，电流表示数增大
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）闭合开关S，向左端移动滑动变阻器的滑片时，小灯泡变亮，电压表测小灯泡电压。（导线不要交叉）

16．（2分）如图所示粗黑线框内有：三孔插座、两孔插座、开关和指示灯。开关闭合后，插孔都能分别供电时，指示灯亮；开关断开后，插孔都不能供电，指示灯不亮；若指示灯损坏，闭合开关后，插孔仍能供电，如图为示意图，请完成剩余部分的接线。

四.实验探究题（第17题4分，第18题6分，第19题9分，共19分）
17．（4分）如图甲，在探究“不同物质吸热能力”的实验中：

（1）某同学在两个相同的烧杯中加入初温相同、液面等高的水和煤油如图甲所示，使用的加热器也相同。同组的同学立即指出了其中的问题，你认为问题是 　 　。
（2）纠正错误后进行实验得出了水和煤油温度随时间变化如图乙所示，根据图乙判断吸热能力较弱的是 　 　（填a或b）。
（3）为了比较酒精和碎纸片的热值，江涛设计了如图丙所示实验，实验中除所用两个烧杯及水的初温相同外，还有控制相同的量有：　 　、酒精和碎纸片的质量。实验通过比较 　 　（填“加热时间”或“升高的温度”）来确定酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少。
18．（6分）小明用图甲所示电路探究电流与电压、电阻的关系。其中电源电压恒为3V，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一个。

（1）他先用5Ω的定值电阻探究电流与电压的关系。
①按图甲连接电路，开关应处于 　 　（选填“闭合”或“断开”）状态。
②闭合开关S后，移动滑片时发现电压表无示数，电流表有示数且不断变化，则电路故障可能是定值电阻R发生了 　 　（选填“断路”或“短路”）。
③排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器，记录了4组数据。测第5组数据时，电压表的示数为2.6V，电流表的示数如图乙所示。此时电路中的电流是 　 　A。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.4
2.0
2.4
2.6
电流I/A
0.20
0.28
0.40
0.48

④分析表格数据可得出结论：在电阻一定时，　 　。
⑤该实验进行多次测量的目的是 　 　（选填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”）。
（2）接着他用所给的四个定值电阻探究电压一定时电流与电阻的关系。
①利用现有器材，为使实验顺利进行，你认为小明应控制定值电阻两端电压为 　 　（选填“0.5V”“1V”或“2V”）不变。
②正确实验后根据实验数据绘制出I﹣R图像如图丙所示。由此可得结论：在导体两端电压一定时，　 　。
19．（9分）用如图甲所示的电路测量小灯泡的电阻，小灯泡正常工作时的电压为2.5V（超出正常工作电压容易损坏小灯泡）。

（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调节至最 　 　（填“左”或“右”）端；
（2）按照要求正确组装电路，闭合开关。移动滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，读数为 　 　V。要测量灯泡正常工作时的电流，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 　 　V；
（3）移动滑片，记下多组数据，并且绘制成图丙所示图像，则小灯泡正常发光时的电阻为 　 　（结果保留一位小数）Ω，测量小灯泡的电阻时，　 　（填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值；
（4）用该灯泡和电压表，测未知电阻Rx的阻值，电路图如图丁。步骤如下：
①只闭合S0、S1，移动滑片，使电压表示数为1V，由图丙可知灯泡的电流为 　 　A；
②　 　，保持滑片位置不变，读出电压表示数为2.8V；
③Rx的阻值为 　 　Ω。
五.计算题（第20题8分，21题9分，共18分）
20．（8分）2022年5月，天舟四号货运飞船与空间站核心舱顺利对接。小字通过查阅资料了解到，科技人员通常要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的检测电路，电源电压保持不变，R0为90Ω的定值电阻，R为压力传感器，其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中，舱体不漏气时，电压表示数为180V，舱体内气压为1.0×105Pa。求：
（1）舱体不漏气时，通过R0的电流；
（2）舱体不漏气时，工作2min，电路消耗的总电能；
（3）若电压表示数为120V时，此时舱内的气压值。

21．（9分）如图甲是一款可调温果汁加热器，图乙是其简化电路图，R1、R2均为加热电阻。当开关接1时，加热器处于保温挡，保温功率为220W；当开关接2时，加热器处于可调温挡，可调功率范围为220W～1600W。[果汁比热容取3.9×103J/（kg•℃）]求：
（1）加热器处于保温挡时电路中的电流；
（2）加热电阻R2的阻值；
（3）若加热器用最大功率对2kg果汁加热3min，果汁的温度升高30℃，求该加热器的效率。


2022-2023学年河南大学附中九年级（上）期末物理试卷
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．（2分）东汉《论衡》一书中提到“顿牟【móu】掇【duō】芥”，指的是摩擦过的玳瑁【dài mào】（海龟）外壳会带上 　电荷　而吸引轻小的草屑。南宋民族英雄文天祥，在《扬子江》一诗中著下“臣心一片磁针石，不指南方不肯休”的诗句，这里磁针石的南极指向地理南方，是因为它受到 　地磁　场的作用。
【分析】（1）带电体的性质：带电体能够吸引轻小物体；
（2）地球是一个大磁体，周围存在着磁场，对放入其中的磁体产生磁力的作用。
【解答】解：摩擦过的玳瑁（海龟）外壳因摩擦起电而带上电荷，所以吸引轻小的草屑；
因地球周围有地磁场，放入其中的磁针石会受到地磁场的作用。
故答案为：电荷；地磁。
【点评】本题考查的是带电体的基本性质和地磁场，属于基础题。
2．（3分）将A、B两个金属片插入柠檬制成“水果电池”，用电压表测量水果电池的电压，如图所示，则该电池的正极是　B　（选填“A”或“B”）；如果想获得2.4V的电压，则需要把　2　节这样的“水果电池”　串　联起来。

【分析】（1）据电压表的正确使用可知，由于它们都有正负接线柱，故我们可以根据指针的偏转情况和所连的接线柱来判断电池的正负极。
（2）先判断电压表的量程，而后据分度值判断出示数来，据串联电路电压的规律分析即可判断。
【解答】解：（1）电压表的连接方法，电流必须从正接线柱流入，从负接线柱流出时指针向右偏，故由图可观察到电压表的指针的向右偏转，从而确定与电压表正接线柱相连的B金属片是电池的正极；
（2）此时该电压表选择的是小量程，即分度值是0.1V，故此时的示数是1.2V，由串联电路中各部分电压之和等于总电压的特点可知，如果想获得2.4V的电压，则需要把2节这样的“水果电池”串联起来。
故答案为：B；2； 串。
【点评】本题考查了水果电池的制作和正负极的判断及串联电路电压的规律，是一道实验探究题，中等难度，故同学们应细心处理。
3．（2分）甲、乙两导体的电流与电压的关系图像如图所示，由图可知，甲的电阻 　小于　（选填“大于”“小于”或“等于”）乙的电阻；当导体甲两端的电压为0时，其阻值是 　10　Ω。

【分析】（1）读出甲、乙的一组电压、电流数据，根据I＝分别求出电阻的大小，然后即可比较大小。
（2）电阻是导体本身的性质，由导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与外加的电压、电流值无关。
【解答】解：（1）根据图像可知，当电压U＝2V时，I甲＝0.2A，I乙＝0.1A，
由I＝可得：R甲＝＝＝10Ω，R乙＝＝＝20Ω，
则：R甲＜R乙。
（2）电阻是导体本身的性质，由导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与电压、电流无关；所以，当导体甲两端的电压为0时，其阻值不变，为10Ω。
故答案为：小于；10。
【点评】本题利用图象考查欧姆定律的应用和对电阻的认识、电阻大小的大小比较，有关图象问题一定先明确图象中的坐标各表示什么物理量，从图象中找到有用的信息。
4．（2分）张晨同学把口香糖锡纸中间剪掉一些（如图乙），将锡纸条带锡的两端分别接在电池的正、负极上，很快发现锡纸条开始冒烟、着火（如图甲）。这是因为锡是 　导体　（填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）。锡纸条上ab、bc、cd段长度相等，则ab段的 　电阻　最大，相同时间产生的热量最多。

【分析】（1）金属容易导电，是导体；
（2）导体电阻的大小跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关。
【解答】解：锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，因为锡属于金属，是导体，并且有电阻，当有电流通过时，会产生热量；由图知，锡纸条上相同长度的ab段、bc段和cd段串联，ab段横截面积最小，在材料和长度相同时，ab段的电阻最大，在电流和时间相同时，根据Q＝I2Rt可知，ab段产生的热量最多。
故答案为：导体；电阻。
【点评】本题考查了金属的导电性、焦耳定律以及导体电阻大小的影响因素，属于基础题。
5．（3分）小明同学家中电能表月初和月底的读数如图所示，则这个月家里用了 　122　度电。小明为了测一个正在工作的电饭锅的实际电功率，他 　关闭了家中其他所有电器　，观察到此时他家标有“3000r/kW•h”的字样的电能表1min转过90圈，则这个电饭锅工作时的实际功率为 　1800　W。

【分析】（1）电能表的读数：用刻度盘读数时，最后一位是小数位，月底和月初的两次读数之差就是这段时间内消耗的电能，单位是度（千瓦时）；用转盘转数读数时，通过记录某段时间内电能表转盘转数，结合电能表转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能；
（2）求出消耗的功，根据P＝计算电功率。
【解答】解：由图知，则这个月家里用电量为：1489.5kW•h﹣1367.5kW•h＝122kW•h。
小明为了测一个正在工作的电饭锅的实际电功率，他关闭了家中其他所有电器；
电能表1min转过90圈，消耗的电能为：W＝＝0.03kW•h＝108000J，
则这个电饭锅工作时的实际功率为P＝＝＝1800W。
故答案为：122；关闭了家中其他所有电器；1800。
【点评】本题考查了电功、电功率的计算，难度不大。
6．（2分）如图所示，宋扬同学在装有通电螺线管的水平玻璃板上均匀地撒满铁屑，轻敲玻璃板，铁屑按一定规律排列，可知通电螺线管外部的磁场与 　条形　磁体的磁场相似。改变电流方向，小明发现，铁屑的分布形状 　没有改变　（填“没有改变”或“发生改变”）。

【分析】（1）通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似。
（2）改变电流方向，磁场方向改变，但是铁屑的分布形状没有改变。
【解答】解：如图所示，宋扬同学在装有通电螺线管的水平玻璃板上均匀地撒满铁屑，轻敲玻璃板，铁屑按一定规律排列，可知通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。改变电流方向，小明发现，铁屑的分布形状没有改变
故答案为：条形；没有改变。
【点评】知道通电螺线管的磁场分布。
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l分，有错选的得0分）
7．（2分）如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（　　）

A．在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、甲、乙
B．飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丁
C．飞轮转速3000r/min，则该汽油机1s能做功50次
D．丁图冲程能量转化：机械能转化为内能
【分析】（1）内燃机的四个冲程在一个工作循环中工作过程依次是吸气、压缩、做功和排气冲程；根据气门的关闭情况和活塞的运动方向判断是哪一个冲程；
（2）一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机车获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠飞轮惯性完成；
（3）内燃机的工作过程：在一个工作循环中有四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴和飞轮转动2周，做功一次；
（4）内燃机工作过程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能。
【解答】解：A、甲图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；
乙图中进气门开启，排气门关闭，气体流入汽缸，是吸气冲程；
丙图中排气门开启，进气门关闭，气体流出汽缸，是排气冲程；
丁图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；
所以正确的排序是乙、丁、甲、丙，故A错误；
B、内燃机的一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机器获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠飞轮惯性完成，即依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁，故B错误；
C、四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该飞轮1s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1s飞轮转50圈，共25个工作循环，共100个冲程，共做功25次，故C错误；
D、丁图是压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能，故D正确。
故选：D。
【点评】本题综合考查内燃机的工作过程及能量转化等知识，综合性较强；知道四冲程汽油机在一个工作循环中曲轴转2圈、飞轮转2周、做功一次是解决该题的关键。
8．（2分）关于热和能，正确的说法是（　　）
A．热传递过程中，热量从内能大的物体传向内能小的物体
B．物体内能减少，温度一定降低
C．一切物体不论温度高低，都有内能
D．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
【分析】（1）物体间发生热传递的条件：物体间存在温度差；
（2）水凝固成冰时，放出热量、内能减小，但温度不变；
（3）物体内所有分子无规则运动具有的动能和分子势能的总和叫内能，一切物体都具有内能；
（4）燃料放出热量多少跟燃料的质量、热值、燃烧程度有关。
【解答】解：A、热传递过程中，热量从温度高的物体传向温度低的物体，而内能大的物体温度不一定比内能小的物体温度高，所以热量不一定从内能大的物体传向内能小的物体，故A错误。
B、物体内能减少，温度不一定降低，水凝固成冰时，放出热量、内能减小，温度不变，故B错误；
C、一切物体都有内能，不论温度高低，故C正确；
D、由Q放＝mq可知，燃料放出的热量跟燃料的质量和热值有关，燃料的热值越大，质量越大，燃料完全燃烧放出的热量越多，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了热传递的条件、晶体凝固特点、内能概念、燃料燃烧放出热量多少的影响因素，属于基础题目。
9．（2分）如图所示，电源电压不变，只闭合开关S1，电流表示数为0.3A，再闭合S2，电流表示数变化了0.4A。则同时闭合S1、S2后，相同时间内R1、R2消耗的电能之比是（　　）

A．3：4 B．4：3 C．7：3 D．4：7
【分析】当只闭合S1时，R1单独接入电路；再闭合S2时，R1、R2并联；
已知电流表前后两次示数关系，可以得到通过两只电阻的电流，利用公式W＝UIt比较消耗的电能。
【解答】解：
由图知，只闭合S1时，R1单独接入电路，电流表测R1的电流，则I1＝0.3A；
再闭合S2时，R1、R2并联，电流表测干路中的电流，
两只开关都闭合时，由于并联电路中各电阻互不影响，所以通过R1的电流仍然为I1＝0.3A，
电流表示数变化了0.4A，则说明通过R2的电流为I2＝0.4A，
由于并联电路各支路两端的电压相等，则U1＝U2，所以，在相同时间内R1、R2消耗的电能之比为：＝＝＝＝。
故选：A。
【点评】此题考查了并联电路的特点和电能计算公式的应用，得到两个支路电流大小是解答此题的关键。
10．（2分）小明利用家中的台式电脑上网课，下列说法正确的是（　　）
A．电脑与电冰箱是串联的
B．电脑待机时消耗电能比工作时慢
C．电脑的塑料外壳是导体
D．电脑的电功率约为1000W
【分析】（1）家用电器一般是并联的，并联电路工作时互不影响。
（2）电功率是指电流在单位时间内做功的多少，它是表示电流做功快慢的物理量。
（3）导体是容易导电的物体；绝缘体是不容易导电的物体。
（4）根据生活经验判断电脑的电功率。
【解答】解：A、电脑与电冰箱是并联的，故A错误；
B、电脑待机时消耗电能比工作时要慢，故B正确；
C、电脑的塑料外壳是绝缘体，故C错误；
D、电脑的电功率约为100W，故D错误。
故选：B。
【点评】本题通过台式电脑考查了电学的有关知识，属于基础题。
11．（2分）如图所示电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻。当在a、b两点间接入一个“6V 2W”的小灯泡L1时，恰好正常发光；若换一个“6V 3W”的小灯泡L2，关于灯泡L2的实际电压U、实际功率P，下列选项正确的是（　　）

A．U＜6V；P＜3W B．U＝6V；P＝2W
C．U＝6V；P＝3W D．U＞6V；3W＞P＞2W
【分析】由图可知，接入灯泡后该电路为串联电路；由铭牌利用P＝UI＝可以比较L1和L2灯丝电阻的大小关系，当接入L1时正常发光电压为6V，当接入L2时因电阻变小而分压变小，加在L2两端的电压小于额定电压而不能正常工作。
【解答】解：图可知，接入灯泡后该电路为串联电路；由铭牌及P＝UI＝变形式R＝可知，额定电压相同，P1额＜P2额，所以R1＞R2；
当接入L1时正常发光，U1＝6V；当接入L2时，因为R1＞R2，电路总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路电流变大，根据U＝IR可知，电阻R两端的电压变大，根据串联电路的电压规律可知，灯泡L2两端的电压将小于6V，所以实际功率小于3W，故A正确。
故选：A。
【点评】本题考查电功率公式和欧姆定律公式的应用，要能够运用串联电路电流、电阻、电压的规律进行解题。
12．（2分）如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端。电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　）



A．电源电压是12V
B．滑动变阻器的阻值范围是0～12Ω
C．定值电阻R的阻值是12Ω
D．若定值电阻R断路时，电流表示数为0A，电压表示数为0V
【分析】（1）当滑片P位于a端时，电路为R的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，此时电路中的电流最大，根据图象读出最大电流和电压表的示数，据此可知电源的电压；
（2）当滑片P位于a端时，滑动变阻器连入电路中的阻值为0；当滑片P位于b端时，定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，根据图象读出电路中的最小电流和电压表的示数，根据串联电路的特点和欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；
（3）根据欧姆定律求出定值电阻R的阻值；
（4）当定值电阻R断路时，则串联电路断路，电压表相当于串联在电路中，测量电源电压。
【解答】解：A、由电路图可知，当滑片P位于a端时，电路为R的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，且此时电路中的电流最大，由图象可知，电路中的最大电流1.5A时，电压表的示数为9V，即电源的电压为9V，故A错误；
B、当滑片P位于a端时，滑动变阻器连入电路中的阻值为0；
当滑片P位于b端时，定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，
由图象可知，电路中的最小电流I最小＝0.5A，电压表的最小示数为3V，
根据串联电路中总电压等于各分电阻两端的电压之和可知滑动变阻器两端电压为：
U滑最大＝U﹣UR最小＝9V﹣3V＝6V，
则由I＝可得，滑动变阻器的最大阻值：R滑大＝＝＝12Ω，
则滑动变阻器的阻值范围是0～12Ω，故B正确；
C、由I＝可得，定值电阻R的阻值：R＝＝＝6Ω，故C错误；
D、当定值电阻R断路时，则串联电路断路，电流表示数为0，此时电压表串联在电路中，相当于测量电源电压，其示数为9V，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是根据图象读出电流和电压的对应值。
（多选）13．（2分）如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1＞R2。下列说法正确的是（　　）

A．闭合开关后，通过R1的电流小于R2的电流
B．闭合开关后，甲管中液面上升比乙快
C．该实验装置用于探究电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系
D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向右移动
【分析】（1）串联电路各处的电流相等；
（2）根据焦耳定律Q＝I2Rt和转换法结合已知条件分析回答；
（3）电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变；
（4）要使电流增大，由欧姆定律应减小变阻器连入电路的电阻，据此回答。
【解答】解：A、由上图可知，闭合开关后，两电阻串联，由串联电路电流的规律，通过R1的电流等于R2的电流，故A错误；
B、电阻丝产生的热量不易直接观察，可给等质量的空气加热，气体吸热越多，气体膨胀程度越大，U形管内的液面高度差越大，采用了转换法。闭合开关后，因通过两电阻丝的电流和通电时间相同，R1＞R2，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，R1产生的热量多，由转换法，甲管中液面上升比乙快，故B正确；
C、电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，因通过两电阻丝的电流和通电时间相同，而电阻大小不同，两个电阻的电压不同，故该实验装置用于探究电流和通电时间一定时，电热与电阻的关系，故C错误；
D、闭合开关后，要使电流增大，由欧姆定律应减小变阻器连入电路的电阻，故应将滑动变阻器滑片P向右移动，故D正确。
故选BD。
【点评】本题探究“导体产生的热量与什么因素有关”，考查控制变量法、转换法、串联电路的规律及焦耳定律和欧姆定律的运用。
14．（2分）如图所示的电路中，磁敏电阻R的阻值随磁场的增强而明显减小。将螺线管一端靠近磁敏电阻R，闭合开关S1、S2，下列说法正确的是（　　）

A．螺线管右端为N极，左端为S极
B．在螺线管中插入铁芯，电压表示数增大
C．当R1的滑片向左滑动时，电压表示数减小
D．当R1的滑片向右滑动时，电流表示数增大
【分析】（1）利用安培定则判断通电螺线管的磁极；
（2）先根据在螺线管中插入铁芯后，通电螺线管磁性的强弱变化，然后确定磁敏电阻的变化，最后根据串联电路分压规律可知电压表示数的变化；
（3）先分析滑片向左移动时，变阻器接入电路的阻值的变化，然后根据欧姆定律可知电路电流的变化，进一步得出通电螺线管磁性强弱的变化，并确定磁敏电阻阻值的变化，然后根据串联电路分压规律可知电压表示数的变化；
（4）先分析滑片向右移动时，变阻器的阻值的变化，然后根据欧姆定律可知电路电流的变化，进一步得出电磁铁磁性强弱的变化，并确定磁敏电阻的变化，然后根据欧姆定律可知电流表示数的变化。
【解答】解：A．电流从通电螺线管的右端流入，左端流出，利用安培定则判断通电螺线管的左端为N极、右端为S极，故A错误；
B．在螺线管中插入铁芯后，螺线管的磁性增强，则磁敏电阻的阻值减小；因为串联电路起分压作用，因此磁敏电阻分得的电压变小，电压表示数变小，故B错误；
C．当滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则左侧电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强，因此磁敏电阻的阻值减小；因为串联电路起分压作用，因此磁敏电阻分得的电压变小，所以电压表示数变小，故C正确；
D．当滑片P向右滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，则左侧电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱，因此磁敏电阻的阻值变大，右侧电路的总电阻变大，由欧姆定律可知电流表示数变小，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了电路的动态分析和安培定则的应用，分清两电路图之间的关系和磁敏电阻的特点是关键。
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）闭合开关S，向左端移动滑动变阻器的滑片时，小灯泡变亮，电压表测小灯泡电压。（导线不要交叉）

【分析】由题意可知，当向左端移动滑动变阻器的滑片P时，小灯泡变亮，说明电路中的电流变大，滑动变阻器接入电路的阻值减小，由此确定变阻器的接线情况；电压表测小灯泡电压，则电压表应和灯泡并联，由此连接实物图。
【解答】解：
电压表测小灯泡电压，则电压表应和灯泡并联，图中只需将灯泡和电压表的负接线柱相连；
当向左端移动滑动变阻器的滑片时，小灯泡变亮，说明变阻器与灯泡串联，且电路中的电流变大，则滑动变阻器接入电路的阻值减小，所以滑动变阻器的左下方接线柱必须接入电路中，如下图所示：

【点评】本题考查了实物图的连接，正确确定电压表和滑动变阻器接入电路中的接线柱是关键。
16．（2分）如图所示粗黑线框内有：三孔插座、两孔插座、开关和指示灯。开关闭合后，插孔都能分别供电时，指示灯亮；开关断开后，插孔都不能供电，指示灯不亮；若指示灯损坏，闭合开关后，插孔仍能供电，如图为示意图，请完成剩余部分的接线。

【分析】根据题意判断出指示灯与插孔为并联，且都有开关来控制，再结合连接要求对接线板进行连接。
【解答】解：由题意可知，开关断开时指示灯不亮，插孔不能提供工作电压；开关闭合时指示灯亮，插孔能提供工作电压；如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能提供工作电压，说明两者是并联，且都由开关来控制；三孔插座采用“左零右火上地”的接法。如图所示：

【点评】本题主要考查了接线板的连接，能正确判断指示灯与插孔的连接特点是正确解答的关键。
四.实验探究题（第17题4分，第18题6分，第19题9分，共19分）
17．（4分）如图甲，在探究“不同物质吸热能力”的实验中：

（1）某同学在两个相同的烧杯中加入初温相同、液面等高的水和煤油如图甲所示，使用的加热器也相同。同组的同学立即指出了其中的问题，你认为问题是 　没有控制水和煤油的质量相同　。
（2）纠正错误后进行实验得出了水和煤油温度随时间变化如图乙所示，根据图乙判断吸热能力较弱的是 　a　（填a或b）。
（3）为了比较酒精和碎纸片的热值，江涛设计了如图丙所示实验，实验中除所用两个烧杯及水的初温相同外，还有控制相同的量有：　水的质量　、酒精和碎纸片的质量。实验通过比较 　升高的温度　（填“加热时间”或“升高的温度”）来确定酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少。
【分析】（1）在实验中，为了增加实验的准确性，需要采用控制变量法，即保持水的初温、水的质量相同等；
（2）水与煤油相比，水的比热容更大，吸热能力更强，吸收相同的热量，温度变化更小，根据乙图分析即可；
（3）由Q放＝mq可知，燃料完全燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关，又与燃料的热值大小有关，所以在设计实验时应控制燃料的质量相同；由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水升高的温度来体现燃料的热值大小，所以需要控制水的初温、质量相同。
【解答】解：（1）实验是探究不同物质的吸热能力，所以要保持水和煤油的质量相同，而题目中是在两个相同的烧杯中加入液面等高的水和煤油，没有控制水和煤油的质量相等；
（2）水和煤油相比，水的比热容较大，同样受热的情况下，温度变化较慢，由乙图知，a为水，b为煤油；
若相同质量的a和b升高相同的温度，a吸收热量更多，a的吸热能力更强；
（3）实验时为了控制变量，应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸屑，将其放入装置中的燃烧皿内，并使用相同的容器中放入质量和初温相同的水；
因燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使水温发生变化；所以可以通过温度计示数的变化（升高的温度）来比较燃料热值的大小关系；
故答案为：（1）没有控制水和煤油的质量相同；（2）a；（3）水的质量；升高的温度。
【点评】本题为探究“不同物质吸热能力”的实验和比较酒精和碎纸片的热值的实验，应当仔细分析图像，才能得到正确的结论，考查学生控制变量法的应用。
18．（6分）小明用图甲所示电路探究电流与电压、电阻的关系。其中电源电压恒为3V，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一个。

（1）他先用5Ω的定值电阻探究电流与电压的关系。
①按图甲连接电路，开关应处于 　断开　（选填“闭合”或“断开”）状态。
②闭合开关S后，移动滑片时发现电压表无示数，电流表有示数且不断变化，则电路故障可能是定值电阻R发生了 　短路　（选填“断路”或“短路”）。
③排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器，记录了4组数据。测第5组数据时，电压表的示数为2.6V，电流表的示数如图乙所示。此时电路中的电流是 　0.52　A。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.4
2.0
2.4
2.6
电流I/A
0.20
0.28
0.40
0.48

④分析表格数据可得出结论：在电阻一定时，　电流和电压成正比　。
⑤该实验进行多次测量的目的是 　寻找普遍规律　（选填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”）。
（2）接着他用所给的四个定值电阻探究电压一定时电流与电阻的关系。
①利用现有器材，为使实验顺利进行，你认为小明应控制定值电阻两端电压为 　2V　（选填“0.5V”“1V”或“2V”）不变。
②正确实验后根据实验数据绘制出I﹣R图像如图丙所示。由此可得结论：在导体两端电压一定时，　通过导体的电流与导体的电阻成反比　。
【分析】（1）①为保护电路，连接电路时开关应断开；
②电流表有示数，说明电路不是断路；电压表无示数，可能是与电压表并联的定值电阻短路；
③由图可知，电流表选择的量程是0到0.6A，分度值是0.02A，据此得出电流表的读数；
④根据定值电阻的I−U图像分析得出结论；
⑤为了使结论更具有普遍性，应该换定值电阻的阻值再次多次实验得出结论；
（2）①由丙图分析得出；
②根据实验数据绘制出I﹣R图像分析得出结论。
【解答】解：（1）①为保护电路，连接电路时开关应断开；
②当定值电阻短路时，电压表也被短路，所以电压表无示数，当移动滑动变阻器滑片时电路中电阻改变，所以电流改变，符合题意，因此故障是定值电阻R短路；
③由图可知，电流表选择的量程是0到0.6A，分度值是0.02A，故电流表的读数为0.52A；
④由表中的数据可知，电流和电压变化相同，电压和电流的比值为常数，所以可以得出结论，在电阻一定时，电流和电压成正比；
⑤为了使结论更具有普遍性，应该换定值电阻的阻值再次实验得出结论；
（2）①由丙图知U＝IR＝0.4A×5Ω＝0.2A×10Ω＝0.1A×20Ω＝2V，故小明应控制定值电阻两端电压为2V不变；
②由实验数据绘制出I﹣R图像如图丙所知电阻越大，电流越小，故在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
故答案为：（1）①断开；②短路；③0.52；④通过导体的电流与导体两端的电压成正比；⑤寻找普遍规律；（2）①2V；②通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【点评】本题为探究电流与电压的关系的实验，考查电路连接、注意事项、故障分析、实验结论等知识。
19．（9分）用如图甲所示的电路测量小灯泡的电阻，小灯泡正常工作时的电压为2.5V（超出正常工作电压容易损坏小灯泡）。

（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调节至最 　左　（填“左”或“右”）端；
（2）按照要求正确组装电路，闭合开关。移动滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，读数为 　1.8　V。要测量灯泡正常工作时的电流，应将图甲中滑动变阻器的滑片向 　B　（填A或B）端移动，使电压表的示数为 　2.5　V；
（3）移动滑片，记下多组数据，并且绘制成图丙所示图像，则小灯泡正常发光时的电阻为 　8.3　（结果保留一位小数）Ω，测量小灯泡的电阻时，　不需要　（填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值；
（4）用该灯泡和电压表，测未知电阻Rx的阻值，电路图如图丁。步骤如下：
①只闭合S0、S1，移动滑片，使电压表示数为1V，由图丙可知灯泡的电流为 　0.2　A；
②　断开S1，闭合S2　，保持滑片位置不变，读出电压表示数为2.8V；
③Rx的阻值为 　9　Ω。
【分析】（1）闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应调节至阻值最大处；
（2）根据电压表选用小量程确定分度值读数；
灯在额定电压下正常发光，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；
（3）根据绘制的图丙所示图像可知灯在额定电压下的电流，由欧姆定律求出小灯泡正常发光时的电阻；
根据灯的电阻随温度的变化而变化分析；
（4）①只闭合S0、S1，分析电路的连接及电压表测量的电压，由图丙可知灯泡的电流；
②控制变阻器的滑片位置不动，通过开关的转换，使电压表测L与待测电阻的电压，记下电压表的示数，因此时电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和电压不变，根据串联电路电压的规律可知待测电阻的电压；因电路的电流保持不变，由串联电路电流的规律和欧姆定律得出出Rx的阻值。
【解答】解：（1）闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应调节至阻值最大处，即最左端；
（2）按照要求正确组装电路，闭合开关。移动滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，读数为1.8V；
灯在额定电压下正常发光，1.8V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，应将图甲中滑动变阻器的滑片向B端移动，使电压表的示数为2.5V；
（3）根据绘制的图丙所示图像知，灯在额定电压下的电流为0.3A，由欧姆定律可知小灯泡正常发光时的电阻为：
R＝；
因灯的电阻随温度的变化而变化，故测量小灯泡的电阻时，不需要多次测量求平均值；
（4）①只闭合S0、S1，灯与待测电阻串联后再和变阻器串联，移动滑片，使电压表（测灯的电压）示数为1V，由图丙可知灯泡的电流为0.2A；
②断开S1，闭合S2，保持滑片位置不变，读出电压表示数为2.8V；
③在②中，电压表测L与待测电阻的电压，因此电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和电压不变，根据串联电路电压的规律，待测电阻的电压为：
Ux＝2.8V﹣1V＝1.8V；
因两次操作中电路的电流保持不变，由串联电路电流的规律，根据欧姆定律Rx的阻值为；
Rx＝。
故答案为：（1）左；（2）1.8；B；2.5；（3）8.3；不需要；（4）①0.2；②断开S1，闭合S2；③9。
【点评】本题测量小灯泡的电阻，考查注意事项、操作过程、数据处理及在只有电压表的条件下设计方案测电阻的能力，最后一问难度较大。
五.计算题（第20题8分，21题9分，共18分）
20．（8分）2022年5月，天舟四号货运飞船与空间站核心舱顺利对接。小字通过查阅资料了解到，科技人员通常要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的检测电路，电源电压保持不变，R0为90Ω的定值电阻，R为压力传感器，其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中，舱体不漏气时，电压表示数为180V，舱体内气压为1.0×105Pa。求：
（1）舱体不漏气时，通过R0的电流；
（2）舱体不漏气时，工作2min，电路消耗的总电能；
（3）若电压表示数为120V时，此时舱内的气压值。

【分析】由图甲可知，定值电阻R0与压敏电阻R串联，电压表测R0两端的电压；
（1）根据欧姆定律求出通过R0的电流；
（2）根据图乙可知，舱体内气压为1.0×105Pa时，压敏电阻R的阻值，根据串联电路的电阻特点求出电路中的总电阻，根据串联电路的电流特点求出此时电路中的电流，根据欧姆定律求出电源电压，根据W＝UIt求出工作2min电路消耗的总电能；
（3）根据欧姆定律求出电路中的电流，根据欧姆定律求出此时电路中的总电阻，根据串联电路的电阻特点求出压敏电阻的阻值，根据图乙可知此时舱内的气压值。
【解答】解：由图甲可知，定值电阻R0与压敏电阻R串联，电压表测R0两端的电压；
（1）舱体不漏气时，电压表示数为180V，通过R0的电流：I0＝＝＝2A；
（2）由图乙可知，舱体内气压为1.0×105Pa时，压敏电阻R的阻值R＝10Ω，
由串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻：R总＝R+R0＝10Ω+90Ω＝100Ω，
由串联电路的电流特点可知，此时电路中的电流：I＝I0＝2A；
由欧姆定律可知，电源电压：U＝IR总＝2A×100Ω＝200V，
则工作2min，电路消耗的总电能：W＝UIt＝200V×2A×2×60s＝4.8×104J；
（3）此时电路中的电流：I'＝I0'＝＝＝A，
由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R总'＝＝＝150Ω，
则压敏电阻的阻值：R'＝R总'﹣R0＝150Ω﹣90Ω＝60Ω，
由图乙可知，此时舱内的气压值为0.3×105Pa＝3×104Pa。
答：（1）舱体不漏气时，通过R0的电流为2A；
（2）舱体不漏气时，工作2min，电路消耗的总电能为4.8×104J；
（3）若电压表示数为120V时，此时舱内的气压值为3×104Pa。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功公式的应用，关键是根据图像读出相关的信息。
21．（9分）如图甲是一款可调温果汁加热器，图乙是其简化电路图，R1、R2均为加热电阻。当开关接1时，加热器处于保温挡，保温功率为220W；当开关接2时，加热器处于可调温挡，可调功率范围为220W～1600W。[果汁比热容取3.9×103J/（kg•℃）]求：
（1）加热器处于保温挡时电路中的电流；
（2）加热电阻R2的阻值；
（3）若加热器用最大功率对2kg果汁加热3min，果汁的温度升高30℃，求该加热器的效率。

【分析】（1）根据P＝UI计算保温时的电流；
（2）内部有R1、R2两个加热电阻，其中R1是滑动变阻器，可调功率是220W～1600W，根据功率公式P＝可知，由于电压一定，当电阻最大时，功率最小，当电阻最小即变阻器的电阻为0时，功率最大，由此可求出R2阻值；
（4）加热器用最大功率对2kg的果汁加热3min可使果汁的温度升高30℃，根据Q吸＝cmΔt计算吸收的热量，利用W＝Pt计算消耗的电能，根据效率的定义公式η＝计算加热效率。
【解答】解：（1）由于果汁加热器的保温时功率是220W，由P＝UI可知，
电路中的电流：I＝＝＝1A；
（2）内部有R1、R2两个加热电阻，最大功率是1600W，加热器最大功率时，滑片在最右端，只有加热电阻R2接入电路，根据P＝知加热电阻R2的阻值为：
R2＝＝30.25Ω；
（4）加热器用最大功率对2kg果汁加热3min消耗的电能为：
W＝P最大t＝1600W×3×60s＝2.88×105J，
果汁的温度升高30℃吸收的热量为：
Q吸＝cmΔt＝3.9×103J/（kg•℃）×2kg×30℃＝2.34×105J，
加热器的效率为：
η＝×100%＝×100%＝81.25%。
答：（1）加热器保温时电路中的电流是1A。
（2）加热电阻R2的阻值是30.25Ω；
（3）此时的加热效率81.25%。
【点评】本题考查了电功与热量的综合计算，是电学重点，难度较大，关键是理解电路的连接方式。