2023-2024学年海南省陵水县九年级（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年海南省陵水县九年级（上）期末物理试卷（含解析），共17页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.历史上第一个成功揭示电流与电压、电阻关系的物理学家是( )
A. 安培B. 伏特C. 焦耳D. 欧姆
2.中国女足在2022女足亚洲杯决赛中以3−2逆转战胜韩国队夺冠，替补出场的肖裕仪远射打入制胜一球。如图是其进球路径的示意图，足球在空中飞行过程中( )
A. 动能不断减小B. 重力势能不断增加C. 机械能不断减小D. 最高点时动能为零
3.在冬天，人们常常搓手取暖，这个过程中的能量转化与四冲程内燃机的哪个冲程相同( )
A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程
4.下列事例中，主要利用热传递的方式来改变物体内能的是( )
A. 双手摩擦能发热B. 烧水时水温升高
C. 钻木取火D. 锯木材锯子发烫
5.如图是一款“盲人水杯防溢报警器”，使用时挂在杯壁上即可，其挂扣上有两个金属触点，当杯中水位到达挂扣时，报警器会发出蜂鸣声，提示水已盛满，挂扣的作用相当于防溢报警器电路中的( )
A. 用电器
B. 导线
C. 电源
D. 开关
6.图所示为滑动变阻器的四种接线方法。把它们分别连接在电路中，当滑片P向右移动时，可使通过滑动变阻器的电流变大的接法是( )
A. B.
C. D.
7.将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入同家庭电路中，通电时间相同，电流通过它们产生的热量最多的是( )
A. 电风扇B. 电烙铁C. 电视机D. 一样多
8.小明家的智能锁需通过“密码+指纹”两次识别成功才能开锁。第一次识别成功时S1闭合，发声器
发出声音，但不开锁；第二次识别成功时S2闭合，有电流通过电动机
，开锁成功。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
9.在如图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关后，电路正常工作，一段时间后，发现其中一个电压表示数变大。下列说法正确的是( )
A. 灯L可能短路B. 电阻R可能短路
C. 灯L可能变亮D. 另一个电压表示数变小
10.某科技小组为快递公司设的分拣计数装置简化电路如图所示。R1为定值电阻，R2为光敏电阻。当有光照射时电阻变小，激光被遮挡一次，计数器会自动计数一次(计数器可视为电压表)，闭合开关。激光被遮挡瞬间，下列说法正确的是( )
A. 电阻R2的阻值变小B. 通过R2的电流变大
C. 计数器两端的电压变大D. R1与R2的电流之比变小
二、填空题：本大题共7小题，共28分。
11.铜导线是利用铜具有良好的______性(选填“导热”或“导电”)；LED灯是一种新型的高效节能光源，其核心元件是发光二极管，它是用______材料制成的(选填“导体”、“半导体”或“超导体”)。
12.用固体燃料运载火箭把人造卫星成功送上太空，火箭发射时要选用热值______的固体燃料(选填“大”或“小”)；燃料的质量减少，热值______(选填“变小”、“变大”或“不变”)。
13.科技馆内有一个“静电球”，当人触摸“静电球”时，头发丝便会一根根竖起，形成“怒发冲冠”的景象，如图所示，这是由于头发丝带______(选填“同种”或“异种”)电荷而互相______的结果。
14.如图所示，重庆各地铁或商场入口随处可见各式各样共享充电宝，多个充电宝在一个充电箱上充电时，充电宝相于______(选填“电源”或“用电器”)，各充电宝之间的连接方式是______联。
15.如图所示使用试电笔的两种情况，其中用法正确的是______图。如图所示的电路，闭合开关后，发现电灯不亮，用试电笔测试a、b、c、d四点，其中只有a点不发光，则可能发生的故障是______。
16.汽油机是热机的一种，若转速是1800r/min，此汽油机每秒钟完成______个做功冲程，当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将______(升高/不变/降低)．
17.如图甲是身高、体重测量仪，电路原理如图乙所示。当体检者站在台面上时，电压表、电流表能自动显示身高和体重。压敏电阻R的阻值随压力增大而增大，滑片P随身高增高而上滑。身高不同、体重相同的两个人身高越高，______表的读数越大；______(选填“体重“或“身高“)的变化会影响电路消耗总功率的大小。
三、作图题：本大题共2小题，共4分。
18.请在如图所示的电路图中的
内填上相应的电表符号(电压表或电流表)。
19.请用笔画线表示导线，将图中的电灯、开关和插座正确接入家庭电路中。
四、实验探究题：本大题共2小题，共16分。
20.在“探究电流产生的热量与什么因素有关”的实验中，小明和小凯用如图所示装置进行实验，甲、乙是两个完全相同的烧瓶，瓶内装有质量相等的煤油，瓶内连接的电阻丝的阻值分别为5Ω和10Ω，A、B是相同的温度计，还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、电流表、开关和导线。
(1)小明选用煤油而不用水，主要是考虑到煤油的______比水的小，实验现象更明显；
(2)闭合开关，移动变阻器的滑片在某位置，通电后观察到B温度计的示数比A温度计的示数升高得快。由此可得出的结论是______；
(3)为了探究电流产生的热量与电流的关系，小明准备将甲、乙两烧瓶中的电阻丝并联，通电相同时间后比较两支温度计升高的温度得出结论。小明的设想______(选填“可行”或“不可行”)；
(4)小凯突发奇想，想将图中的装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验。他保持甲的器材不变，把乙瓶中的煤油换成等质量且初温相同的食用油，将两瓶中的电阻丝串联。闭合开关，通电一段时间后，发现温度计B升高的示数大于温度计A升高的示数。结合(2)中得到的结论，______(选填“能”或“不能”)确定食用油的比热容比煤油的比热容小。
21.小红想用“伏安法”来测量定值电阻Rx的阻值，于是他连接了如甲图所示的电路，电源电压恒定不变。

(1)用笔画线代替导线将甲图所示电路补充完整，要求滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变大；
(2)正确连接电路，闭合开关后，当电压表示数为2V时，电流表示数如乙图所示，计算Rx的阻值为______Ω；接下来他移动滑片，又测出两次对应的电压和电流值，并求出电阻。本实验中多次测量的目的是为了______；
(3)小红用该装置测量另一个未知定值电阻的阻值时，发现电压表损坏，滑动变阻器的最大阻值为R0，于是他在甲图中拆掉了电压表，测出了Rx的阻值。实验步骤如下：
①闭合开关S，滑片P移到A端时，读出电流表的示数，记为I1；
②闭合开关S，滑片P移到B端时，读出电流表的示数，记为I2；
③待测电阻Rx= ______(用I1、I2和R0表示)。
五、计算题：本大题共2小题，共22分。
22.如图甲是一款可以利用USB接口连到电脑上的电热杯垫。杯垫内部简化电路如图乙所示R1、R2为加热元件，已知R1的电阻为10Ω。若S1、S2同时闭合时，处于加热状态，此时整个电路中的电流是1A；只闭合开关S1时处于保温状态，整个电路中的电流是0.5A。通过计算回答：
(1)USB接口的输出电压是多少伏？
(2)保温30min产生的热量是多少焦？
(3)电热杯垫的加热功率是多少？
(4)加热状态时，若产生的热量全被水吸收，将200g的水从35℃加热至45℃，水吸收的热量是多少？需多长时间？[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
23.刘阿姨家买了一个三挡位的电烤炉，电烤炉加热板部分的简化电路如图所示，R1、R2是定值电阻，可通过旋转开关实现高、中、低挡位切换。电烤炉的相关参数如表所示，求：
(1)当旋钮开关调到位置“1”时，为______挡，调到位置“2”时，为______挡，调到位置“3”时，为______挡。(均选填“高温”或“中温”或“低温”)
(2)电烤炉在低温挡正常工作时的电流？(结果保留一位小数)
(3)电阻R1的阻值是多少？
(4)电烤炉高温挡的功率？
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：历史上欧姆成功揭示了电流、电压与电阻的关系，从而得出了著名的欧姆定律；
故选：D。
知道物理学家的名字并且知道物理学家的贡献。本题根据对科学家的认识写出答案。
本题考查了各物理学家的贡献。目的是让同学了解物理学史。
2.【答案】C
【解析】解：A、足球先上升后下降，则足球的速度先减小后增大，所以其动能先减小后增大，故A错误；
B、足球在上升过程中，高度增加，重力势能增大，在下降的过程中，高度降低，重力势能减小，所以足球的重力势能是先增大后减小，故B错误；
C、足球在整个运动过程中始终克服阻力做功，则机械能减小，内能增加，故C正确；
D、由足球的径迹可知，最高点时足球的速度不是零，所以动能不为零，故D错误。
故选：C。
由足球的运动路径可知，足球上升过程速度减小，动能减小，重力势能增大；在下落的过程，动能增大，重力势能减小，但整个过程中足球克服阻力做功，所以机械能转化为内能，据此判断。
本题考查机械能及其转化，明确动能、重力势能、机械能的概念，掌握它们的转化情况是解答本题的关键。
3.【答案】B
【解析】解：人们在冬天常常搓手取暖，是通过搓手将机械能转化为内能，内能增加，温度升高，手暖和，这是通过做功的方式改变手的内能，这与汽油机工作中的压缩冲程的能量转化相同，都是将机械能转化为内能。
故选：B。
做功可以改变物体的内能；汽油机的压缩冲程中，活塞压缩空气做功，将机械能转化为内能。
本题考查了做功改变物体内能的利用以及汽油机中的能量转化，难度不大。
4.【答案】B
【解析】解：
A、双手相互摩擦做功，机械能转化为手的内能，是通过做功的方式改变物体的内能，故A不符合题意；
B、烧水时，水从火焰吸收热量温度升高，属于热传递改变物体的内能，故B符合题意；
C、钻木取火是摩擦生热，属于做功改变物体内能，故C不符合题意；
D、在锯木料时，锯条的温度会升高，是摩擦生热，机械能转化为内能，属于做功改变物体的内能，故D不符合题意。
故选：B。
改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程。
解决此类题目的关键是能根据做功和热传递改变物体内能的区别正确判断改变物体内能的方式。
5.【答案】D
【解析】解：由题意知：当杯中水位到达挂扣时，电路接通，报警器会发出蜂鸣声，提示水已盛满，这说明杯口处两个触点的作用相当于开关。
故选：D。
由题意可知，当杯中水位到达挂扣时，报警器会发出蜂鸣声，根据题意分析挂扣的作用。
本题是一道基础题，分析清楚电路结构、知道电路闭合时水位器才能发出乐音是正确解题的关键。
6.【答案】C
【解析】【分析】
能够正确判断哪一段电阻丝被连入电路中是本题的解题关键所在。
若是正确的连接方式：连接一“上”一“下”两个接线柱，则接入电路的电阻丝就是下边这个接线柱与滑片之间的那段电阻丝。
【解答】
A.电阻丝没有接入电路，当滑片P向右移动时，不会改变电路中的电阻，电流不变，所以该选项不正确。
B.图中将变阻器的下面两个接线柱连入电路，当滑片P向右滑动时，不会改变连入电路的电阻丝的长度，所以不会改变电阻，则电流不变，所以该选项不正确。
C.图中接法，滑片右边的电阻线接入了电路，当滑片P向右滑动时，接入电路的电阻丝的长度变短，电阻变小，则电流变大，所以该选项正确。
D.图中接法，滑片左边的电阻线接入了电路，当滑片P向右滑动时，接入电路的电阻丝的长度变长，电阻变大，则电流变小，所以该选项不正确。
故选C。
7.【答案】B
【解析】解：因为U=220V，所以三种用电器的实际功率：P=P额=100W；
又因为W=Pt，所以三种用电器消耗的电能相同；
因为电风扇中的电动机将电能大部分转化为机械能，电视机将一部分电能转化为光能，电烙铁将电能全部转化为内能，所以产生热量最多的是电烙铁。
故选：B。
分别接入220V的电路中，三个用电器都正常工作，实际功率相同(等于额定功率)、通电时间相同，根据W=Pt可知消耗的电能相同，通过分析三种用电器使用时的能量转化情况，找出产生热量最多的用电器。
电流做功的实质：电流做功的过程就是消耗电能转化为其它形式能的过程，能分析三种用电器的能量转化是本题的关键。
8.【答案】A
【解析】解：根据题意可知，闭合开关S1，只有发声器工作；两个开关都闭合时，有电流通过电动机，这说明两个开关都闭合时，电动机才会工作；
A、由图可知，闭合开关S1，只有发声器接入电路，发声器工作，再闭合S2，电动机和发声器并联接入电路中，有电流通过电动机，故A正确；
B、由图可知，闭合开关S1，发声器没有接入电路，发声器不工作，两个开关都闭合，发声器和电动机都工作，故B错误；
C、由图可知，发声器和电动机并联接入电路中，两个开关并联，只要闭合任意一个开关，发声器和电动机都工作，故C错误；
D、由图可知，闭合开关S1，只有电动机接入电路，电动机工作，再闭合S2，电动机和发声器并联接入电路中，有电流通过发声器，故D错误。
故选：A。
闭合开关S1，发声器工作；再闭合S2，有电流通过电动机，这说明两个开关都闭合时，电动机才会工作，据此分析各个选项。
本题考查了电路图的设计，关键是明确串联和并联电路中开关的作用。
9.【答案】A
【解析】解：读图可知，灯泡与定值电阻串联，左边的电压表V1测量的是串联电路两端的总电压(电源电压)，右边的电压表V2测量的是定值电阻R两端的电压。由于电源电压不变，故由于左边的电压表V1测量的是串联电路两端的总电压(电源电压)，电源电压不变，则其示数不变；电路的故障存在以下四种可能性：
电灯L短路，电源电压都加在R两端，右边的电压表V2的示数会变大，灯泡不发光；电灯L断路，右边的电压表V2无示数；电阻R断路，右边的电压表V2通过灯丝、导线直接接在电源的两极上，测电源电压，故右边电压表示数变大；电阻R短路，右边的电压表测一导线两端的电压，示数变小为0，此时灯两端的电压变大、灯L变亮。
据上面的分析可知，灯L发生短路时，电源电压都加在R两端，右边的电压表V2的示数会变大，因此，电阻R可能断路、灯L可能短路，另一个电压表示数不变；故A正确，BCD错误。故选：A。
分析电路图，灯泡与定值电阻串联，左边的电压表V1测量的是串联电路两端的总电压(电源电压)，右边的电压表V2测量的是定值电阻R两端的电压。
结合欧姆定律和串联电路的特点，可对选项中的说法逐一做出判断。
此题考查了学生对于电路故障分析的能力，要求学生能正确分析电路，并且全面考虑题目中出现的可能性。
10.【答案】C
【解析】解：
A、两电阻串联，计数器(电压表)测R2的电压，已知当有光照射时电阻变小，故激光被遮挡瞬间电阻R2变大，A错误；
B、由串联电阻的规律，电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路的电流变小，B错误；
C、根据U=IR，R1的电压变小，由串联电路电压的规律可知，电压表示数变大，计数器两端的电压变大，C正确；
D、根据串联电路各处的电流相等，故R1与R2的电流之比为1：1，保持不变，D错误。
故选：C。
A、两电阻串联，计数器(电压表)测R2的电压，已知当有光照射时电阻变小，据此分析激光被遮挡瞬间电阻R2变化；
B、由串联电阻的规律和欧姆定律分析电路的电流变化；
C、根据U=IR确定R1的电压变小，由串联电路电压的规律分析计数器两端的电压变化；
D、根据串联电路各处的电流相等分析。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用，关键是电路的分析。
11.【答案】导电 半导体
【解析】解：铜导线利用铜具有良好的导电性，可以节省电能损耗；发光二极管是用半导体制成的，它具有单向导电性。
故答案为：导电；半导体。
(1)物质不需要经过化学变化就表现出来的性质，叫做物理性质，有些性质如熔点、沸点、硬度、导电性、导热性、延展性等，可以利用仪器测知。
(2)二极管具有单向导电性。
本题考查了物质的基本性质和半导体的特点，属于基础题。
12.【答案】大 不变
【解析】解：火箭发射时要选用热值大的固体燃料，原因是完全燃烧相同质量的燃料，热值大，可以放出更多的热量；
热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与其质量、是否燃烧和燃烧是否充分无关，所以在燃料的质量减少时热值不变。
故答案为：大；不变。
(1)热值是燃料的一种特性，在完全燃烧相同质量的燃料时，热值越大的燃料放出的热量越多；
(2)热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与其质量、是否燃烧和燃烧是否充分无关。
本题考查热值的概念，比较简单。
13.【答案】同种 排斥
【解析】解：人体是导体，当人触摸静电球时，人体也带了和静电球同种电荷的电，故人的头发上也会带上与静电球同种电荷的电，据同种电荷相斥可知，头发之间带同种电荷，相互排斥，故头发会蓬松竖起来。
故答案为：同种；排斥。
同种电荷相斥，异种电荷相吸，故据此分析即可判断。
本题考查了电荷间的相互作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
14.【答案】用电器 并
【解析】解：充电宝在充电箱上充电时，消耗电能转化为化学能存储在充电宝中，所以充电宝相当于用电器。
各充电宝能独立工作，彼此互不影响，所以各充电宝之间是并联的。
故答案为：用电器；并。
手机充电宝在对外供电的过程中是电源，将化学能转化成电能；而在充电过程中，消耗电能，将电能转化为化学能，是用电器；
串联电路电流的路径只有一条，各用电器相互影响；并联电路的电流的路径有多条，各用电器互不影响。
此题考查了能量的转化、电路的连接方式，都属于基础知识的应用，难度不大。
15.【答案】乙 ab之间断路
【解析】解：
(1)常用试电笔辨别火线和零线，使用试电笔时，手要接触试电笔尾部的金属体，笔尖接触电线，故乙正确；
(2)用试电笔测试b、c、d三点，氖管都发光，这说明从火线到b点之间的电路都是完好的，没有断路；而试电笔测试a点时，氖管不发光，这说明b点到零线之间的导线出现断路，由此可以判断出是a、b之间某处断路。
故答案为：乙；ab之间断路。
试电笔的使用方法：使用试电笔时，手要接触试电笔尾部的金属体，笔尖接触电线，氖管发光表明接触的是火线，不发光是零线；
用试电笔测试b、c、d三点，氖管都发光，这说明a、c、d与火线是连通的，问题出在ab之间，据此判断。
本题考查了试电笔的使用及家庭电路故障的判断，属于基本技能的考查。
16.【答案】15 降低
【解析】解：
(1)若飞轮转速为1800r/min=30r/s，也就是1s飞轮转动30r，飞轮转动30r，燃气对外做功15次，完成15个工作循环；
(2)冒“黑烟”说明燃烧不充分，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小，所以效率降低；
故答案为：15；降低．
(1)汽油机完成一个工作循环，经过四个冲程，燃气对外做功一次，活塞往复两次，飞轮转动两周，完成4个冲程．
(2)热机的效率是指用来做有用功的能量占燃料完全燃料放出的总能量的百分比，据此结合现象可分析对效率的影响．
本题难点是明白内燃机一个工作循环，经历四个冲程，燃气对外做功一次，活塞往返两次，曲轴转动两周．知道热机工作时能量的转化以及对热机效率．
17.【答案】电压 体重
【解析】解：由电路图可知，R与R0并联，电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压，电流表测压敏电阻R支路的电流，
因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，所以，人的身高变化即滑片移动时，R0接入电路中的电阻不变，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且各支路独立工作、互不影响，所以，由I=UR可知，通过R0的电流不变；
当身高越高时，滑片上移，滑片P下方电阻丝的阻值变大，由U=IR可知，滑片P下方电阻丝两端的电压变大，即电压表的示数越大；
身高发生变化时，支路中的电阻不变，则通过支路的电流不变，干路中的电流不变，根据P=UI可知，电路的总功率不变；
当体重发生变化时，压敏电阻受到的压力发生变化，由压敏电阻R的阻值随压力增大而增大可知，R的阻值发生变化，由I=UR可知，通过R的电流改变；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，体重越大时电路的总电流改变，由P=UI可知，电路消耗总功率改变，故体重能影响电路的总功率。
故答案为：电压；体重。
由电路图可知，R与R0并联，电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压，电流表测R支路的电流，根据电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知滑片移动时接入电路中的电阻不变，根据欧姆定律可知通过R0的电流变化；
当身高越高时滑片上移，滑片P下方电阻丝的阻值变大，根据欧姆定律可知滑片P下方电阻丝两端的电压变化；当体重越大时，压敏电阻受到的压力越大，根据压敏电阻R的阻值随压力增大而增大可知R的阻值越大，根据欧姆定律可知通过R的电流变化，利用并联电路的电流特点可知干路电流的变化，利用P=UI可知电路消耗总功率的变化。
本题考查了电路的动态分析，涉及到并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，根据电压表内阻很大的特点判断出滑片移动时接入电路中的电阻不变、但电压表并联部分的电阻变化是解题的关键。
18.【答案】解：根据电路图可知，上面圈与灯泡串联，因此上面为电流表，下面圈与灯泡L2并联，因此下面圈为电压表；如下图所示：

【解析】电流表在电路中相当于导线，电流表是串联使用的；电压表在电路中相当于开路，电压表是并联使用的，据此分析解答。
本题考查了电流表和电压表的使用方法。解题的关键是明白电压表是并联使用，电流表是串联使用。
19.【答案】解：(1)灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故；
(2)三孔插座的接法：上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线，如下图所示：

【解析】(1)灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点；零线直接接入灯泡的螺旋套。
(2)三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。
本题考查了家庭电路的连接，在家庭电路中，安装各个元件，不但考虑各元件能使用，更要考虑使用的安全性。
20.【答案】比热容 电流和通电时间相同，电阻越大，电流产生的热量越多 不可行 能
【解析】解：(1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，主要是由于水的比热容大于煤油的比热容，吸收相同的热量，温度变化不明显；
(2)实验中，两烧瓶串联，电流相同，通电时间相同，B温度计的示数比A温度计的示数升高得快，产生热量多，由此可得出结论：通过导体电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多；
(3)探究电热与电流的关系时，需要控制电阻和通电时间得相同，而两个烧瓶中电阻丝的阻值是不相等的，故小明的操作不可行；
(4)小明将乙烧瓶内的煤油换成等质量的水，甲乙烧瓶中的两电阻丝串联，电流相同，加热相同时间，由于甲的电阻小于乙的电阻，乙中水吸收的热量大于甲中煤油吸收的热量，但温度计A升高的示数大于温度计B升高的示数，所以说明水的比热容比煤油的比热容大。
故答案为：(1)比热容；(2)电流和通电时间相同，电阻越大，电流产生的热量越多；(3)不可行；(4)能。
(1)吸收相同的热量在较短的时间内温度升高快的液体比热容较小，要想在较短的时间内达到明显的实验效果，所选液体的比热容应较小；
(2)通过比较温度计示数的变化情况和电阻的大小关系得出结论；
(3)探究电热与电流的关系时，找出需要控制的变量，再结合图示选择出合适的电阻丝；
(4)使相同质量的不同物质吸热相同，根据Δt=Qcm比较温度的变化，温度变化越大(小)，比热容越小(大)，若质量相同，吸收热量多，温度变化却小，也能说明温度变化小的比热容大。
本题通过焦耳定律的实验重点考查学生对控制变量法、转换法的掌握和应用，以及学生分析实验现象得出结论的能力；控制变量法为物理实验中的常用方法，应重点掌握。
21.【答案】5 取平均值减小误差 I1R0I2−I1
【解析】解：(1)滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器阻值变小，故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示：
；
(2)当电压表示数为2V时，电流表示数如乙图所示，用的小量程，分度值为0.02A，示数为0.4A，
则电阻Rx=UI=2V0.4A=5Ω；
测电阻多次测量为了取平均值减小误差；
(3)①闭合开关S，滑片P移到A端时，读出电流表的示数，记为I1；此时Rx与R0串联，电源电压U=I1(Rx+R0)；
②闭合开关S，滑片P移到B端时，读出电流表的示数，记为I2；滑动变阻器的电阻为0，电源电压U=I2Rx；解得Rx=I1R0I2−I1。
故答案为：(1)见解答；(2)5；取平均值减小误差；(3)I1R0I2−I1。
(1)滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器阻值变小，据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱；
(2)根据电流表的量程和分度值读数，根据欧姆定律计算电阻，测电阻多次测量为了减小误差；
(3)根据欧姆定律列出电源电压的表达式组成放出组，得出电阻大小的表达式。
本题考查了电路连接、注意事项、电阻的计算及多次测量的目的等知识。
22.【答案】解：
(1)由图乙知，只闭合S1处于保温状态时，只有R1连入电路中，电路中的电流是0.5A，
由I=UR可得，USB接口的输出电压：
U=I1R1=0.5A×10Ω=5V；
(2)保温30min产生的热量：
Q=I2R1t=(0.5A)2×10Ω×30×60s=4500J；
(3)加热功率P=UI=5V×1A=5W，
(4)水吸收的热量：
Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×200×10−3kg×(45℃−35℃)=8.4×103J，
若产生的热量全被水吸收，则产生热量为W=Q吸=8.4×103J，
需要的时间t′=WP=8.4×103W5W=1680s。
答：(1)USB接口的输出电压是5V。
(2)保温30min产生的热量是4500J。
(3)电热杯垫的加热功率是5W；
(4)加热状态时，若产生的热量全被水吸收，将200g的水从35℃加热至45℃需1680s的时间。
【解析】(1)只闭合S1时，只有R1连入电路中，已知电路中的电流是0.5A，由欧姆定律可计算USB接口的输出电压；
(2)由焦耳定律计算保温30min产生的热量；
(3)利用P=UI得出加热功率；
(4)利用Q吸=c水m(t−t0)得出水吸收的热量，若产生的热量全被水吸收，利用W=Q吸得出产生热量，利用P=Wt得出需要的时间。
本题考查了并联电路特点、欧姆定律应用，以及电功率和热量的有关计算，正确分析电路，熟练运用公式是解题的关键。
23.【答案】低温 中温 高温
【解析】解：(1)由图甲分析：旋转开关连接1时，R1、R2串联总电阻最大，为抵挡；旋转开关连接3时，R1，R2并联总电阻最小，为高挡；旋转开关连接2时，电路只连接R1，为中挡；
(2)根据P=UI得电烤炉在低温挡正常工作时的电流：
I=P低U=400W220V≈1.8A；
(3)电阻R1的阻值：
R1=R中=U2P中=(220V)2800V=60.5Ω；
(4)低挡时电阻R低=R1+R2=U2P低=(220V)2400W=121Ω，
电阻R2的阻值是：
R2=R低−R中=121Ω−60.5Ω=60.5Ω，
因为R1=R2，所以并联总电阻为：
R并=R12=60.5Ω2=30.25Ω，
高档时电阻R1、R2并联：R高=R并=30.25Ω。
电烤炉高温挡的功率为：
P高=U2R高=(220V)230.25Ω=1600W。
故答案为：(1)低温；中温；高温；
(2)(2)电烤炉在低温挡正常工作时的电流为1.8A；
(3)电阻R1的阻值是60.5Ω；
(4)电烤炉高温挡的功率为1600W。
(1)根据P=UI=U2R可知，电源的电压一定时，电阻越大，电功率越小，为低温挡，反之处于高温挡，结合电路图旋转开关与电阻的连接方式，确定高、中、低挡；
(2)根据I=PU算出电烤炉在低温挡正常工作时的电流；
(3)根据R中=R1=U2P中算出电阻R1的阻值；
(4)根据P高=U2R高算出电烤炉高温挡时的功率。
本题考查了串并联电路的特点和电功率公式的应用，分清电烤炉处于不同档时电路的连接方式是关键。额定电压
220V
高温挡功率
中温挡功率
800W
低温挡功率
400W