安徽省合肥市包河区智育联盟校2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷+

这是一份安徽省合肥市包河区智育联盟校2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷+，共24页。试卷主要包含了填空题，选择题，实验题，计算与推导题等内容，欢迎下载使用。
1．（2分）我国古时历法中根据二十四节气而编成的《二十四节气歌》中写道“冬雪雪冬小大寒”，其中的“雪”是由高空中的水蒸气 （填写物态变化的名称）形成的。
2．（2分）不同物质的原子核束缚电子的本领不同。毛皮与橡胶棒摩擦时，毛皮因失去电子而带上正电，这说明毛皮的原子核束缚电子的能力要比橡胶棒原子核束缚电子的能力 （选填“强”或“弱”）。
3．（2分）我国古代劳动人民发明的取火器模型，如图所示。先把干燥的艾绒固定在木制推杆的前端，然后将木制推杆迅速推入牛角套筒 （填写能量转化的形式）从而使杆前端的艾绒温度升高达到艾绒的着火点，艾绒便燃烧起来。
4．（2分）如图所示，电源电压为3V且保持不变，定值电阻R1阻值为6Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.2A2两端电压为 V。
5．（2分）如图所示，把标有“6V 3.6W”字样的灯泡L接入电源电压为18V的电路中，为使灯泡L能正常发光 Ω。
6．（2分）用相同的加热器同时对质量相等的甲、乙两种液体加热（不计热量损失），根据记录的实验数据描绘出二者的温度﹣时间图像，如图所示。根据图像可计算出甲、乙两种物质的比热容之比为 。
7．（2分）用某型号天然气热水器烧水，需要完全燃烧热值为4×107J/m3的天然气1m3，若该热水器的加热效率为84%，则释放的热量能使质量为200kg、初温为20℃的水温度升高 ℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
8．（2分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1＝20Ω，R2＝30Ω。断开开关S时，电流表的示数为0.3A，则闭合开关S2消耗的电能为 J。
9．（2分）如图所示，A和B两个通电线圈均可看作是单匝的通电螺线管。如果将这两个完全相同的线圈挂在水平光滑的固定绝缘细杆MN上，且平行靠近放置，则这两个线圈将相互 （选填“吸引”或“排斥”）。
10．（2分）如图甲所示的电路电源电压保持不变，其中R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，得到R2的电功率与通过它的电流的关系，如图乙所示。则在此过程中，滑动变阻器R2消耗的最大电功率为 W。
二、选择题（每小题2分，共14分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意，请在答题卷上用2B铅笔将表示正确答案的字母填涂完整）
11．（2分）下列说法中正确的是（ ）
A．内能大的物体其温度不一定高
B．通电导体棒只要放在磁场中就定会受到磁场力作用
C．不同种燃料的热值一定不相等
D．导体在磁场中做切割磁感线运动就会产生感应电流
12．（2分）将一张锡箔纸剪成如图所示的形状，其中AB和CD段长度相等。戴好防护手套，将该锡箔纸条（带锡的一面），发现锡纸条很快开始冒烟、燃烧起来。下列分析正确的是（ ）
A．AB和CD段的电阻相等
B．正常情况下，AB段会先着火
C．加在AB和CD段两端的电压相等
D．流过AB和CD段的电流不相等
13．（2分）如图为远距离输电示意图，I为输电电流，r为输电线总电阻，则因输电线发热而损耗的电能为（t为通电时间）（ ）
A．I2rtB．C．UItD．UIt﹣I2rt
14．（2分）流过两个电路元件A和B的电流与其两端的电压的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．元件B的阻值是定值，元件A的阻值是变化的
B．流过A、B两元件的电流相等时，则二者两端的电压相等
C．当加在元件A、B两端电压都为3.0V时，二者消耗的电功率不相等
D．若A、B两元件并联接入电源电压为2.5V的电路中，二者消耗的总电功率为2.25W
15．（2分）如图所示的电路，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，开关S闭合后，当S1由断开变为闭合时，则下列分析正确的是（ ）
A．电流表A1与A2示数均变大
B．电流表A1与A2的示数差不变
C．电流表A1与A2的示数差变大
D．电流表A1示数变小，电流表A2示数不变
16．（2分）如图所示，电源、滑动变阻器与螺线管相连，闭合开关，小磁针静止时N极指向水平向右。则下列说法正确的是（ ）
A．电源左端为负极
B．通电螺线管的左端为N极
C．将滑动变阻器的滑片P向左移动，通电螺线管的磁性增强
D．若对调电源的正负极位置，闭合开关，则小磁针静止时其N极指向将改变
17．（2分）小明用劳动课上学习的技能检测新家安装的电路，如图所示，其检测顺序及现象如下：①只闭合S1，灯L1亮；②断开S1，闭合S2，灯L1不亮，灯L2不亮，此时用试电笔测a、b、c、d四个接线点，试电笔只在c点不发光。若电路中只有一处故障（ ）
A．灯L2短路B．c点左侧的零线断路
C．灯L2所在支路断路D．c、d两点间断路
三、实验题（第18小题4分，第19小题4分，第20小题8分，每空2分；共16分）
18．（4分）如图所示，导体棒ab、电源、导线及开关构成了闭合回路，并将导体棒放置在U形磁体磁场中的光滑金属支架上。请你回答下列问题：
（1）如图所示，闭合开关，发现原来静止在支架上的导体棒ab会向左运动 。
（2）若想使导体棒ab向右运动，可采取的方法是： 。（正确写出一种即可）
19．（4分）利用如图所示的实验装置“探究焦耳定律”。其中两个透明容器中密封着质量相等、初温相同的空气，两容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1＞R2。开关闭合之前，两侧U形管中液面高度相平齐。请你回答下列为：
（1）本实验中，是通过比较 来判断两电阻丝产生的热量大小。
（2）闭合开关，通电一段时间后，发现左侧（电阻丝R1这侧）U形管中液面比右侧上升的高一些，根据这个现象可初步得到的实验结论为： 。
20．（8分）在“伏安法”测量小灯泡电阻的实验中，选用了如图甲所示的器材，其中电源电压为6V
（1）请在图甲中用笔画线代替导线正确连接电路。
（2）正确连接电路后，闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片，电压表为始终为零，小灯泡也始终不发光 （写出一条即可）。
（3）排除故障后，闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，接下来正确完整的实验操作是 。
（4）根据所测量的实验数据采用描点法得到流过小灯泡的电流与加在其两端电压的关系如图丙所示。利用图丙的相关数据可计算出该小灯泡的额定电功率为 W。
四、计算与推导题（第21小题5分，第22小题7分，第23小题8分，共20分；解答要有必要的公式和过程）
21．（5分）如图所示，电源电压为12V且保持不变，定值电阻R1＝20Ω，当开关S闭合后，电压表的示数为8V。求：
（1）通过定值电阻R1的电流；
（2）开关闭合后，定值电阻R1和R2消耗的总电功率。
22．（7分）如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.35t，飞机发动机的功率恒为2.25×107W，航空燃油的热值为4×107J/kg。求：
（1）所消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量；
（2）飞机在航行过程中受到的阻力；
（3）该飞机在上述飞行过程中克服飞行阻力所做的功相当于多少千瓦•时的电能？
23．（8分）某款电热饮水机具有“加热”和“保温”两挡，额定电压为220V。如图甲是其电路原理图，电源电压恒为220V，S0为温控开关，R1、R2为定值的电热丝。某次饮水机内盛有2kg的水在额定电压下工作的电功率P与通电时间t的关系图象如图乙所示，且该过程中水温升高了15℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求：
（1）饮水机处于“加热”挡阶段消耗的电能；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）利用该电热饮水机在上述加热水的过程中的工作效率为多大？（计算结果保留两位小数并用百分数表示）
参考答案与试题解析
一、填空题（每小题2分，共20分，将答案直接写在横线上，不必写出解题过程）
1．（2分）我国古时历法中根据二十四节气而编成的《二十四节气歌》中写道“冬雪雪冬小大寒”，其中的“雪”是由高空中的水蒸气 凝华 （填写物态变化的名称）形成的。
【分析】物质从气态不经过液态而直接变成固态的现象叫做凝华。
【解答】解：“雪”是由高空中的水蒸气遇冷形成的小冰晶，属于凝华现象。
故答案为：凝华。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化，关键要看清物态变化前后，物质各处于什么状态；另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
2．（2分）不同物质的原子核束缚电子的本领不同。毛皮与橡胶棒摩擦时，毛皮因失去电子而带上正电，这说明毛皮的原子核束缚电子的能力要比橡胶棒原子核束缚电子的能力 弱 （选填“强”或“弱”）。
【分析】摩擦起电的实质是电子的转移；毛皮与橡胶棒摩擦，橡胶棒带负电，毛皮带正电。
【解答】解：毛皮与橡胶棒摩擦，毛皮因失去电子带正电，毛皮上的电子转移到橡胶棒上，
故答案为：弱。
【点评】本题考查了摩擦起电相关知识，难度不大。
3．（2分）我国古代劳动人民发明的取火器模型，如图所示。先把干燥的艾绒固定在木制推杆的前端，然后将木制推杆迅速推入牛角套筒 机械能转化为内能 （填写能量转化的形式）从而使杆前端的艾绒温度升高达到艾绒的着火点，艾绒便燃烧起来。
【分析】猛推推杆时间较短，气体来不及吸、放热，主要是外力对气体做功，气体内能增加，温度升高。燃料燃烧时化学能转化为内能。
【解答】解：木制推杆迅速推入牛角套筒时，机械能转化为内能，温度升高。
故答案为：机械能转化为内能。
【点评】本题是物理知识在生活中的应用，考查做功改变物体的内能，是基础题，难度不大。
4．（2分）如图所示，电源电压为3V且保持不变，定值电阻R1阻值为6Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.2A2两端电压为 1.8 V。
【分析】由图可知：闭合开关S，两个电阻串联，电流表测量电路中电流，根据I＝求出R1两端的电压，根据串联电路的电压特点求出R2两端电压。
【解答】解：由图可知：闭合开关S，两个电阻串联，
根据I＝可得R1两端的电压：U1＝IR8＝0.2A×5Ω＝1.2V；
根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得：
R6两端电压：U2＝U﹣U1＝7V﹣1.2V＝6.8V。
故答案为：1.4。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用。
5．（2分）如图所示，把标有“6V 3.6W”字样的灯泡L接入电源电压为18V的电路中，为使灯泡L能正常发光 20 Ω。
【分析】（1）由灯泡正常发光的电压和额定功率根据P＝UI计算灯泡正常发光时的电流；
（2）由图可知L和R串联，根据串联电路电压特点计算R两端电压；
（3）由串联电路特点和欧姆定律计算R的阻值。
【解答】解：由灯泡的铭牌可知，灯泡正常发光的电压6V，由P＝UI可得
IL＝＝＝0.5A；
由图可知，灯泡L与电阻R串联，因串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和R＝U﹣UL＝18V﹣6V＝12V；
串联电路中电流处处相等，所以IR＝IL＝0.7A，则R的阻值为：R＝＝。
故答案为：20。
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的应用，属于一道基础题。
6．（2分）用相同的加热器同时对质量相等的甲、乙两种液体加热（不计热量损失），根据记录的实验数据描绘出二者的温度﹣时间图像，如图所示。根据图像可计算出甲、乙两种物质的比热容之比为 1：2 。
【分析】根据c＝可知，即在升高温度和质量相同的情况下，比热容与Q成正比。
【解答】解：甲、乙两种液体质量相同，甲所用时间是乙的二分之一，即甲液体吸收的热量Q甲与乙液体吸收的热量Q乙之比为1：2；
根据c＝可知，比热容与Q成正比甲与乙液体的比热容c乙之比为8：2。
故答案为：1：3。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力即c＝的运用，为热学中的重要实验。
7．（2分）用某型号天然气热水器烧水，需要完全燃烧热值为4×107J/m3的天然气1m3，若该热水器的加热效率为84%，则释放的热量能使质量为200kg、初温为20℃的水温度升高 60 ℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
【分析】（1）利用Q放＝Vq计算出天然气完全燃烧放出的热量，已知热水器的效率，利用效率公式计算出水吸收的热量；
（2）知道水的质量、比热容、初温，利用Q吸＝cm（t﹣t0）计算出末温。
【解答】解：天然气放出的热量：Q放＝V天然气q天然气＝1m3×6×107J/m3＝4×107J；
根据η＝可得水吸收的热量：
Q吸＝Q放η＝4×102J×84%＝3.36×107J；
根据Q吸＝c水m（t﹣t3）可得：
t＝+t0＝+20℃＝60℃。
故答案为：60。
【点评】本题考查吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用，难度不大。
8．（2分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1＝20Ω，R2＝30Ω。断开开关S时，电流表的示数为0.3A，则闭合开关S2消耗的电能为 144 J。
【分析】断开开关S时，只有R1接入电路中；根据电流表示数和R1的阻值，利用欧姆定律求出电源的电压；
闭合开关S，R1、R2并联，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R2的电流；
根据W＝UIt求出通电2min电阻R2消耗的电能。
【解答】解：由图知，断开开关S时1接入电路中，
根据I＝可得1R4＝0.3A×20Ω＝2V；
闭合开关S，R1、R2并联，根据并联电路的电压特点可知，都等于电源电压，
通过R8的电流为：I2＝＝＝0.2A；
通电7min电阻R2消耗的电能为：W＝UI2t＝7V×0.2A×6×60s＝144J。
故答案为：144。
【点评】本题考查并联电路的特点、欧姆定律的应用以及电功的计算，是一道电学常考题，难度不大。
9．（2分）如图所示，A和B两个通电线圈均可看作是单匝的通电螺线管。如果将这两个完全相同的线圈挂在水平光滑的固定绝缘细杆MN上，且平行靠近放置，则这两个线圈将相互 吸引 （选填“吸引”或“排斥”）。
【分析】安培定则：用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
【解答】解：由图知，两个线圈A和B中的电流方向都向上、B，让四指指向线圈中电流的方向，所以线圈A的左端为N极，线圈B的左端为N极，根据磁极间的相互作用规律可知。
故答案为：吸引。
【点评】本题考查了学生对安培定则的理解和应用，以及对磁极间相互作用规律的应用，属于常考题。
10．（2分）如图甲所示的电路电源电压保持不变，其中R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，得到R2的电功率与通过它的电流的关系，如图乙所示。则在此过程中，滑动变阻器R2消耗的最大电功率为 2.7 W。
【分析】由图甲可知，两电阻串联，电流表测电路中的电流；
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，由图象读出最大和最小电流值，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压，并求出R1的阻值和电源电压；
根据P＝I2R即可求出R2的最大电功率。
【解答】解：由图甲可知，两电阻串联；
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，
由图象可知最小和最大电流分别为I最小＝0.4A；I最大＝0.6A，
由I＝及串联电路的电压规律可得：
U＝I最小（R8+R2）＝0.8A×（R1+60Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；
U＝I最大R1＝7.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
解①②得：R4＝30Ω；U＝18V；
滑动变阻器R2消耗的功率为：P2＝I2R2＝（）2R2＝＝，
所以，当R5＝R2时，滑动变阻器R2消耗的功率最大，最大功率为：
P2＝＝＝7.7W；
故答案为：2.4。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用以及识图能力，关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻等于定值电阻的阻值时，滑动变阻器消耗的功率最大。
二、选择题（每小题2分，共14分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意，请在答题卷上用2B铅笔将表示正确答案的字母填涂完整）
11．（2分）下列说法中正确的是（ ）
A．内能大的物体其温度不一定高
B．通电导体棒只要放在磁场中就定会受到磁场力作用
C．不同种燃料的热值一定不相等
D．导体在磁场中做切割磁感线运动就会产生感应电流
【分析】（1）一切物体都具有内能，内能包括分子动能和分子势能，所以，内能的大小与物体的温度、质量和状态有关；
（2）通电导体与磁感线平行时，磁场对通电导体没有力的作用；
（3）1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值；
（4）感应电流产生的条件：电路闭合，且闭合电路的部分导体切割磁感线运动。
【解答】解：A、内能的大小与质量、状态等因素有关，温度不一定高；
B、当电流方向和磁场方向相平行的时候，有且只有这种情况下，故B错误；
C、热值是燃料的一种特性，不同种燃料的热值也有可能相等；
D、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路不闭合，故D错误。
故选：A。
【点评】此题考查了内能的影响因素、磁场对通电导线的作用、热值、感应电流的产生条件等知识的理解和掌握，难度不大。
12．（2分）将一张锡箔纸剪成如图所示的形状，其中AB和CD段长度相等。戴好防护手套，将该锡箔纸条（带锡的一面），发现锡纸条很快开始冒烟、燃烧起来。下列分析正确的是（ ）
A．AB和CD段的电阻相等
B．正常情况下，AB段会先着火
C．加在AB和CD段两端的电压相等
D．流过AB和CD段的电流不相等
【分析】（1）串联电路中，电流处处相等；
（2）导体电阻的大小跟导体的长度、横截面积、材料和温度有关；AB段的电阻大于和CD段的电阻，根据串联分压原理得，AB的电压大于CD段的电压；
（3）根据Q＝I2Rt比较判断AB、CD段产生热量的多少。
【解答】解：ACD、AB和CD段锡纸串联电路中，所以通过AB和CD段的电流相等；
在材料和长度相同时，导体的横截面积越小，由图知，所以AB段的电阻大于CD段的电阻，AB段的电压大于CD段的电压；
B、通过AB和CD段的电流相等，根据Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间一定时，温度高，故B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了串联电路的特点、影响电阻大小的因素、焦耳定律等的应用，是理论联系实际的好题。
13．（2分）如图为远距离输电示意图，I为输电电流，r为输电线总电阻，则因输电线发热而损耗的电能为（t为通电时间）（ ）
A．I2rtB．C．UItD．UIt﹣I2rt
【分析】根据焦耳定律分析判断即可。
【解答】解：由题知，输电电流为I，通电时间为t损＝Q＝I2rt。
故选：A。
【点评】本题考查通电导线上产生热量的计算，合理选择公式是关键。
14．（2分）流过两个电路元件A和B的电流与其两端的电压的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．元件B的阻值是定值，元件A的阻值是变化的
B．流过A、B两元件的电流相等时，则二者两端的电压相等
C．当加在元件A、B两端电压都为3.0V时，二者消耗的电功率不相等
D．若A、B两元件并联接入电源电压为2.5V的电路中，二者消耗的总电功率为2.25W
【分析】（1）定值电阻是指阻值恒定的电阻，其I﹣U图线是一条过原点的直线。
（2）由图像分析流过A、B两元件的电流相等时，则二者两端的电压关系；
（3）由图像读出当加在元件A、B两端电压都为3.0V时的电流，由P＝UI求得二者消耗的电功率；
（4）将A、B并联在电路中时，由于并联电路各支路两端的电压相等，由图像可知，A、B两端的电压为2.5V时通过A、B的电流，利用P＝UI即可求出二者消耗的总电功率。
【解答】解：
A、由图像可知，这说明通过A的电流与电压成正比；元件B的I﹣U图线为一条曲线，故A错误；
B、由图像可知、B两元件的电流相等时，故B错误；
C、当加在元件A，由图像可知，都为0.6A，
二者消耗的电功率相等，故C错误；
D、将A，则A；由图像可知，通过A的电流为IA＝2.5A，通过B的电流为IB＝0.2A，I总＝IA+IB＝0.5A+5.4A＝0.8A，
二者消耗的总电功率P总＝UI总＝2.5V×5.9A＝2.25W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用，从图像中获取有用的信息是关键。
15．（2分）如图所示的电路，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，开关S闭合后，当S1由断开变为闭合时，则下列分析正确的是（ ）
A．电流表A1与A2示数均变大
B．电流表A1与A2的示数差不变
C．电流表A1与A2的示数差变大
D．电流表A1示数变小，电流表A2示数不变
【分析】开关S闭合，电路为R2的简单电路，两电流表都测通过R2的电流，当S1由断开变为闭合时，两电阻并联接入电路，电流表A2测通过R2的电流，电流表A1测干路电流，根据并联电路特点分析两表示数是变化。
【解答】解：开关S闭合，电路为R2的简单电路，两电流表都测通过R2的电流，两表示数之差为5，
当S1由断开变为闭合时，两电阻并联接入电路2测通过R3的电流，电流表A1测干路电流，
并联电路互不影响，所以电流表A2示数不变，
并联电路干路电流等于各支路电流之和，电流表A3示数变大，两表示数之差为通过R1的电流，所以电流表A1与A6的示数差变大，故C正确。
故选：C。
【点评】本题考查电路的动态分析和并联电路特点，分清电路连接是解题的关键。
16．（2分）如图所示，电源、滑动变阻器与螺线管相连，闭合开关，小磁针静止时N极指向水平向右。则下列说法正确的是（ ）
A．电源左端为负极
B．通电螺线管的左端为N极
C．将滑动变阻器的滑片P向左移动，通电螺线管的磁性增强
D．若对调电源的正负极位置，闭合开关，则小磁针静止时其N极指向将改变
【分析】（1）根据磁极间的相互作用确定通电螺线管的磁极，根据安培定则判断电源的正负极。
（2）通电螺线管磁性的强弱与电流的大小有关，电流越大，磁性越强。
【解答】解：AB．已知小磁针静止时N极水平向右，通电螺线管的右端为N极，
伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，因电源左端为正极，故AB错误；
C．滑动变阻器滑片向左移动时，电流变小，故C错误。
D．若对调电源的正负极位置，电流方向改变，则小磁针静止时其N极指向将改变。
故选：D。
【点评】本题考查通电螺线管的极性、磁性强弱的判断，要知道安培定则不但可以判出螺线管的磁极，也能根据磁极判出电流方向。
17．（2分）小明用劳动课上学习的技能检测新家安装的电路，如图所示，其检测顺序及现象如下：①只闭合S1，灯L1亮；②断开S1，闭合S2，灯L1不亮，灯L2不亮，此时用试电笔测a、b、c、d四个接线点，试电笔只在c点不发光。若电路中只有一处故障（ ）
A．灯L2短路B．c点左侧的零线断路
C．灯L2所在支路断路D．c、d两点间断路
【分析】试电笔在使用时，应将笔尖接触导线，手接触笔尾的金属体，这样就可以形成回路，如果是火线，氖管会发光。
【解答】解：闭合S1，灯L1亮，电路中有电流，从保险丝→a→S3→L1→c以及c点左侧的零线都没有断路；
闭合S2，灯L7不亮，灯L2不亮的原因有两个：一个是断路、一个是短路；
用试电笔测a、b、c、d四个接线点，a、b，说明这三点与火线之间是接通的，说明c点与d点之间是断开的、d两点间断路。
故选：D。
【点评】本题考查家庭电路故障的分析，相对比较简单，属于基础题。
三、实验题（第18小题4分，第19小题4分，第20小题8分，每空2分；共16分）
18．（4分）如图所示，导体棒ab、电源、导线及开关构成了闭合回路，并将导体棒放置在U形磁体磁场中的光滑金属支架上。请你回答下列问题：
（1）如图所示，闭合开关，发现原来静止在支架上的导体棒ab会向左运动 磁场对通电导体有力的作用 。
（2）若想使导体棒ab向右运动，可采取的方法是： 对调磁体的两极 。（正确写出一种即可）
【分析】（1）通电导体在磁场中受力的作用；
（2）磁场对通电导体作用力的方向与磁场方向和电流方向有关，当变化其中一个方向时，受力方向变化，两个方向同时改变，受力方向不变；
【解答】解：（1）闭合开关，发现原来静止在支架上的导体棒ab会向左运动；
（2）要使直导线ab向右运动，可以改变磁场方向；故可以对调磁体的两极。
故答案为：（1）磁场对通电导体有力的作用；
（2）对调磁体的两极。
【点评】本题为实验探究题，考查了通电导体在磁场中受力，认真读题从中得出相关信息是关键。
19．（4分）利用如图所示的实验装置“探究焦耳定律”。其中两个透明容器中密封着质量相等、初温相同的空气，两容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1＞R2。开关闭合之前，两侧U形管中液面高度相平齐。请你回答下列为：
（1）本实验中，是通过比较 U形管中液面高度差 来判断两电阻丝产生的热量大小。
（2）闭合开关，通电一段时间后，发现左侧（电阻丝R1这侧）U形管中液面比右侧上升的高一些，根据这个现象可初步得到的实验结论为： 在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多 。
【分析】（1）本实验中，是通过比较U形管中液面高度差来判断两电阻丝产生的热量大小，这是转换法；
（2）闭合开关，两电阻串联接入电路，根据控制变量法分析即可。
【解答】解：（1）本实验中，是通过比较U形管中液面高度差来判断两电阻丝产生的热量大小；
（2）闭合开关，两电阻串联接入电路，所以通过两电阻的电流和通电时间相同，R1＞R2，通电一段时间后，发现左侧（电阻丝R7这侧）U形管中液面比右侧上升的高一些，根据这个现象可初步得到的实验结论为在电流和通电时间相同时，电流通过导体产生的热量越多。
故答案为：（1）U形管中液面高度差；在电流和通电时间相同时，电流通过导体产生的热量越多。
【点评】本题考查串联电路特点以及转换法和控制变量法在实验中的运用。
20．（8分）在“伏安法”测量小灯泡电阻的实验中，选用了如图甲所示的器材，其中电源电压为6V
（1）请在图甲中用笔画线代替导线正确连接电路。
（2）正确连接电路后，闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片，电压表为始终为零，小灯泡也始终不发光 小灯泡被短路（电压表被短路） （写出一条即可）。
（3）排除故障后，闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，接下来正确完整的实验操作是 缓慢向右移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2.5V，并记下此时的电流表示数 。
（4）根据所测量的实验数据采用描点法得到流过小灯泡的电流与加在其两端电压的关系如图丙所示。利用图丙的相关数据可计算出该小灯泡的额定电功率为 0.5 W。
【分析】（1）测量小灯泡电阻，电压表并联到小灯泡两端，又灯的额定电压为2.5V，所以选择小量程；
（2）电流表示数逐渐变大，故故障为短路，且滑动变阻器无故障，又灯不亮，电压表无示数，所以小灯泡被短路（电压表被短路）；
（3）如图乙电压表示数为2.2V，若要正常发光，应缓慢向右移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2.5V，并记下此时的电流表示数；
（4）由图丙可知，额定电压下通过小灯泡的电流，再电功率公式P＝UI即可算出小灯额定功率。
【解答】（1）测量小灯泡电阻，电压表并联到小灯泡两端，所以选择小量程；
（2）电流表示数逐渐变大，故故障为短路，又灯不亮，所以小灯泡被短路（电压表被短路）；
（3）如图乙电压表示数为2.2V，若要正常发光，使电压表示数为3.5V；
（4）由图丙可知，灯两端电压为2.8V时，小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×7.2A＝0.5W。
故答案为：（1）见上图；（2）小灯泡被短路（电压表被短路），使电压表示数为2.5V；
（4）3.5W。
【点评】本题考查“伏安法”测小灯泡电阻实验，电功率的计算，简单故障的分析。
四、计算与推导题（第21小题5分，第22小题7分，第23小题8分，共20分；解答要有必要的公式和过程）
21．（5分）如图所示，电源电压为12V且保持不变，定值电阻R1＝20Ω，当开关S闭合后，电压表的示数为8V。求：
（1）通过定值电阻R1的电流；
（2）开关闭合后，定值电阻R1和R2消耗的总电功率。
【分析】闭合开关S，定值电阻R1和滑动变阻器R2串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器R2两端的电压；
（1）根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端的电压，根据欧姆定律可知通过定值电阻R1的电流；
（2）由串联电路电流的规律判断出电路中的电流，根据P＝UI得出此时整个电路消耗的电功率。
【解答】解：闭合开关S，定值电阻R1和滑动变阻器R2串联，电流表测量电路电流3两端的电压；
（1）根据串联电路电压的特点可得定值电阻R1两端的电压为：
U1＝U﹣U7＝12V﹣8V＝4V，
通过定值电阻R3的电流为：
I1＝＝＝0.6A；
（2）由于U＝12V，由于串联电路的电流特点可得：I＝I1＝0.3A；
定值电阻R1和R2消耗的总电功率为：
P总＝UI＝12V×7.2A＝2.2W。
答：（1）通过定值电阻R1的电流为0.2A；
（2）开关闭合后，定值电阻R1和R2消耗的总电功率为7.4W。
【点评】本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算，是一道综合题。
22．（7分）如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.35t，飞机发动机的功率恒为2.25×107W，航空燃油的热值为4×107J/kg。求：
（1）所消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量；
（2）飞机在航行过程中受到的阻力；
（3）该飞机在上述飞行过程中克服飞行阻力所做的功相当于多少千瓦•时的电能？
【分析】（1）已知消耗的航空燃油的质量和燃油的热值，根据Q放＝qm可求出消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量；
（2）已知飞机发动机的功率和匀速航行的速度，根据P＝＝＝Fv可知飞机航行过程中的牵引力；
（3）已知飞机发动机的功率和航行时间，根据P＝可求出飞机发动机做的功，进一步进行单位换算即可。
【解答】解：（1）则这些燃油完全燃烧放出的热量为：Q放＝qm＝4×107J/kg×1350kg＝6.4×1010J；
（2）已知飞机发动机的功率P＝2.25×105W，飞机匀速航行的速度v＝270km/h＝75m/s，
由P＝＝＝Fv可知飞机航行过程中的牵引力为：F＝＝5N，
由二力平衡的条件可知飞机航行过程中的阻力为：f＝F＝6×105N；
（3）由P＝可知飞机发动机做的功为：W＝Pt＝2.25×106W×20×60s＝2.7×1010J，
5.7×1010J＝7500kW•h。
答：（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是5.2×1010J；
（2）飞机在航行过程中的阻力3×105N；
（3）该飞机在上述飞行过程中克服飞行阻力所做的功相当于7500千瓦•时的电能。
【点评】本题考查了热值、功、功率的计算公式的应用，需要熟练掌握相关的公式及变形式。
23．（8分）某款电热饮水机具有“加热”和“保温”两挡，额定电压为220V。如图甲是其电路原理图，电源电压恒为220V，S0为温控开关，R1、R2为定值的电热丝。某次饮水机内盛有2kg的水在额定电压下工作的电功率P与通电时间t的关系图象如图乙所示，且该过程中水温升高了15℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求：
（1）饮水机处于“加热”挡阶段消耗的电能；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）利用该电热饮水机在上述加热水的过程中的工作效率为多大？（计算结果保留两位小数并用百分数表示）
【分析】（1）根据图乙判断出加热挡的功率和加热时间，根据W＝Pt算出饮水机处于加热挡阶段消耗的电能；
（2）当开关S、S0闭合时，两电阻并联，电路中的总电阻最小，根据P＝分析电路功率大小可知饮水机处于哪种工作状态；饮水机保温时电路为R1的简单电路，饮水机加热时R1与R2并联，饮水机加热功率减去保温功率即为R2的电功率，根据并联电路的电压特点和P＝求出R2的阻值；
（3）由Q＝c水mΔt可求得水吸收的热量，由η＝×100%可求得饮水机加热效率。
【解答】解：
（1）由图乙知，加热挡的功率为P加热＝484W，加热时间为t＝5min＝300s，
由P＝可得
W＝P加热t＝484W×300s＝1.452×106J；
（2）由图可知，只闭合开关S1接入电路，此时总电阻较大可知总功率较小；闭合开关S、S7，电路中两个电阻并联，总电阻较小可知总功率较大。则电热丝R2的电功率为：
P5＝P加热﹣P保温＝484W﹣44W＝440W；
根据P＝可得电阻R2的阻值：
R3＝＝＝110Ω；
（3）水吸收的热量为：
Q吸＝c水m△t＝4.2×108J/（kg•℃）×2kg×15℃＝1.26×103J；
饮水机加热效率为：
η＝×100%＝。
答：（1）饮水机处于“加热”挡阶段消耗的电能为3.452×105J；
（2）电热丝R2的阻值为110Ω；
（3）利用该电热饮水机在上述加热水的过程中的工作效率为87%。
【点评】本题考查了并联电路的特点和电功率公式的灵活运用，关键是知道加热功率为两电阻并联；要注意开关闭合时电路中电阻的大小和有用信息的搜集。