2023-2024学年山东省济南市九年级（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年山东省济南市九年级（上）期末物理试卷（含解析），共22页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.从太阳发出的带电粒子流在地球两极，与地磁场相互作用，使高层大气分子或原子激发。就会形成绚丽多彩的极光现象，则引起极光现象的微粒一定不会是( )
A. 电子
B. 中子
C. 质子
D. α粒子(氦的原子核)
2.我国于2023年5月8日成功研发出成熟的单分子芯片制备实验技术，研究人员通过特殊技术将沉积生长在钢片上的单层石墨烯转移至特定尺寸的硅片上，完成测试，最终得到石墨烯场效应晶体管。其中使用的硅片所属材料是( )
A. 超导体B. 半导体C. 绝缘体D. 导体
3.夏天，游泳的人刚从河水中上岸，就感到比在水中冷，不由自主地把身体蜷成一团又觉得暖和些(如图)，对此现象下列解释正确的是( )
A. 上岸之后感到冷是因为岸上的气温比水的温度低
B. 蜷成一团后会感觉暖和是因为提高了太阳的温度
C. 上岸后会感到冷是因为身上的水蒸发吸热造成的
D. 蜷成一团感到暖和是因为离水近从水中吸收热量
4.在煤炭市场中，少数不法商贩将矸石粉碎后掺在优质煤中销售，为了避免客户上当，最恰当的方法是检测下列物理量中的( )
A. 热量B. 热值C. 内能D. 密度
5.《舌尖上的中国2》聚焦于普通人的家常菜，让海内外观众领略了中华饮食之美。如图所示，通过煎、炒、蒸、拌烹调的四种美食中所包含的物理知识，认识正确的是( )
A. 煎：煎锅一般用铁制造，主要是利用了铁的比热容大
B. 炒：主要是通过做功的方式使藜蒿和腊肉的内能增加
C. 蒸：是通过热传递和高温水蒸气液化放热，使榆钱饭蒸熟
D. 拌：香葱和豆腐要拌着才能入味，说明分子没有做无规则运动
6.在生产、生活中离不开水，下列事例中主要是利用水的比热容较大这一特性的是( )
A. 北方冬天菜窖常放几桶水防止菜冻坏B. 家庭中经常用沸水来给餐具消毒
C. 城市中建人工湖来减小城市热岛效应D. 夏天在教室内用洒水的方法降温
7.随着国家“家电下乡”政策的深入落实，广大农村家庭中增加了许多电器设备，老旧供电线路存在一些安全隐患。因此，国家进行了农村电网改造，将电线更换成了直径较大的铜芯线，这样做的目的是( )
A. 提高线路的输送功率B. 增大电线消耗电能
C. 提高线路的输送电压D. 减小输电线的电阻
8.小海将额定电压均为2.5V的小灯泡连接成如图所示的电路。当他闭合开关S后，发现两盏灯均不发光，电压表V1、V2均有示数且示数相同。若电路中只有一处故障，则出现的故障可能是
( )
A. 灯L1短路B. 灯L1断路C. 灯L2短路D. 灯L2断路
9.学校新建教学楼的照明电路中，共有电灯100盏。均为40W的日光灯，则在该电路安装电能表时，以下规格的电能表最合适的是( )
A. 220V 5AB. 220V 15AC. 220V 10AD. 220V 20A
10.如图所示，为“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的一个实验电路图，你认为该电路最适合探究的问题是(R1≠R2)( )
A. 探究电流产生的热量与通电时间是否有关？
B. 探究电流产生的热量与电流大小是否有关？
C. 探究电流产生的热量与电阻大小是否有关？
D. 探究电流产生的热量与温度的高低是否关？
二、多选题：本大题共5小题，共20分。
11.生活中经常对一些物理量进行估测，下列数值接近实际情况的是( )
A. 一节新的干电池电压约为1.5VB. 教室里空调的功率约 1000W
C. 教室内一盏日光灯工作时电流约 0.2AD. 实验用的一小段铜导线的电阻大约10Ω
12.有关安全用电，下列做法正确的是( )
A. 使用试电笔时手要接触试电笔后端金属部分
B. 为了使用方便三脚插头较长的那只脚无用，可以去掉
C. 漏电保护器能在有人触电时切断电路，对人体起到保护作用
D. 高压线发生断线落地时，人不能靠近落地处
13.“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美“的中国诗词大会，深受观众的青睐。下列对古诗文中涉及的热现象解释正确的是( )
A. “青青园中葵，朝露待日晞”露的形成是液化放热
B. “月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠”霜的形成是凝固放热
C. “雾凇沆砀，天与云与山与水，上下一白”雾凇的形成是凝华放热
D. “人生到处知何似，应似飞鸿踏雪泥”雪的形成是凝华放热
14.关于如图四幅图，说法正确的是( )
A. 图甲：与头发摩擦过的梳子能吸引碎纸屑，说明摩擦后梳子带了电
B. 图乙：只对调磁体N、S极，闭合开关后，导体的运动方向改变
C. 图丙：通电螺线管周围铁屑如图，说明磁场只存在于这个玻璃板面上
D. 图丁：闭合开关，通电螺线管外部的磁感线方向由B指向A
15.某科技小组为快递公司设计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. R2两端的电压变大D. R1两端的电压与通过R1的电流之比不变
三、填空题：本大题共4小题，共16分。
16.德国物理学家______总结了电流跟电阻和电压之间的关系：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。人们为了纪念这位物理学家，用他的名字被命名为______(物理量)的单位。
17.市场上出售的一种网红食品——液氮冰激凌，标准大气压下，液态氮的沸点为−196℃，其制作过程主要是在冰激凌上倒入液态氮，使周围“烟雾缭绕”。“白雾”形成时的物态变化是______，该过程需要______热。
18.人类最早的磁化技术出现在我国宋代。据《武经总要》记载，古人先将鱼形铁烧红，令铁鱼头尾指向南北，然后将其放入水中冷却，依靠地磁场获得磁性，再将其放入水中漂浮，制成指南鱼。如图所示是它静止时的指向，则指南鱼鱼头应标注______(选填“南”或“北”)极，指南鱼的腹部磁性最______(选填“强”或“弱”)。
19.如图甲是一种防火警报器，触发装置是石墨，当有火情出现时，石墨的电阻会随温度的升高而______(选填“增大”或“减小”)，电路的电压不变，电流变大，发出警报。图乙是很多用电器内部配备的保险管，其中的保险丝能防止电流过大烧坏用电器，图丙、丁中保险丝的长度和材料均相同，则图______(选填“丙”或“丁”)中保险丝的电阻较大。
四、作图题：本大题共2小题，共6分。
20.电烤箱是厨房常见的一种烹饪电器，闭合电源开关S1，只有电阻R发热对食物进行烘烤；再闭合另一个开关S2，电烤箱内的小灯泡发光，可以观察食物的烘烤情况；不进行烘烤时小灯泡不发光。已画出电源部分，请完成电烤箱内部的电路图。
21.地下商场的负一楼有一电动扶梯和一盏大功率的电灯，电灯只有在晚上且有声音的时候才会工作，照亮电动扶梯，帮助行人。电动扶梯由开关控制。请你根据要求完成电路连接。
五、实验探究题：本大题共3小题，共20分。
22.小芳利用如图甲所示的电路，探究“电流与电压、电阻的关系”。实验器材：电源(电压恒为4.5V)、电流表、电压表各一个，一个开关，若干定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω)，一个滑动变阻器(60Ω 3A)，导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路连接完整。
(2)小芳在闭合开关S时，发现电压表指针反向偏转，出现这种现象的原因可能是： 。
(3)小芳在探究“电流与电压的关系”，连接电路时开关应 ，滑片应置于 端(选填“A”或“B”)。通过实验得到多组实验数据，由这些数据画出如图丙所示的图象，由图象可得结论：当电阻一定时， 。
(4)小芳在探究“电流与电阻的关系”时，先将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关S，发现电流表无示数而电压表有示数，则电路中的故障可能是 ；纠正错误后，为了保证所有定值电阻均能完成实验。实验过程中小芳应该保证电压表示数 (选填“至多”、“至少”)为 V不变。
(5)小芳找来一个小灯泡将定值电阻更换，测得数据后发现小灯泡两端电压与通过的电流关系如图丁所示，与图丙不相同的原因是 。
23.小刚和小敏用一块安装在有机玻璃板上的螺线管，若干相同的小磁针，铁屑，电源，导线，滑动变阻器，开关等器材来探究通电螺线管周围的磁场。

(1)如图甲所示，小刚先选了一个小磁针观察，A端为小磁针的N极，当小磁针静止时，由于地磁场的作用，小磁针A端大致指向 方。
(2)然后小刚将电源、开关、滑动变阻器、螺线管用导线连接起来，取9个小磁针放到通电螺线管周围，闭合开关，调节滑动变阻器，直到小磁针发生明显的偏转如图乙所示。利用小磁针探究看不见、摸不着的磁场，这种方法在物理学中经常用到。在下列问题的研究中，也用到这一物理学方法的是 (选填序号)
A.用音叉击起水花显示发声物体的振动
B.用光线形象地描述光的传播路径与方向
C.通过木块被撞后运动的距离说明钢球的动能大小
D.通过水压是水流形成的原因类比电压是电流形成的原因
(3)断开开关，拿掉小磁针，小敏又用铁屑均匀地洒满玻璃板，闭合开关后轻敲玻璃板观察到图丙中的现象，若用磁感线描述本次实验中通电螺线管的磁场，应是丁图中的 。(选填“①”或“②”)
(4)分别说明用小磁针和铁屑来探究磁场的优点： 。
24.如图甲所示是小明“观察水的沸腾”的实验装置。

(1)实验时，为了减少将水加热至沸腾的时间，他们设想了以下几种措施，其中可行的是 (选填字母序号)。
A.选用初温较高的水
B.给烧杯加上一个纸盖
C.水的质量尽量大一些
D.适当减少水的质量
(2)探究水在沸腾前后温度变化的过程中，小明记录相关数据后，描绘了温度−时间的图像如图乙所示，对于水沸腾前后温度变化特点分析正确的是 (选填字母序号)。
A.沸腾前温度持续匀速上升
B.沸腾前温度持续上升
C.沸腾时温度持续上升
D.沸腾时温度保持不变
(3)小明为了验证“水在沸腾过程中需要继续吸收热量”，他可以在水沸腾一段时间之后， 。
六、计算题：本大题共3小题，共18分。
25.一只家用电能表标着3000r/(kW⋅h)，这表示消耗1kW⋅h的电能，电能表的转盘转3000r。现在室内只亮了1只灯泡，测出转盘3min内转了15r，利用这些数据，算出灯泡在这段时间消耗的电能。
26.如图甲所示，某工厂要研发一种新型材料，要求对该材料的承受的撞击力进行测试。在测试时将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上，闭合开关S，由静止自由释放重物，经撞击后样品材料仍完好无损。从重物开始下滑落到撞击样品的这个过程中，电流表的示数随时间t变化的图象如图乙所示，压力传感器的电阻R随压力F变化的图象如图丙所示。电源电压=12V，定值电阻R0=10Ω.求：
(1)在重物下落的过程中，压力传感器的电阻是多少？
(2)在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是多少？
(3)该重物的重力是多少？
27.如图所示是小明家中电热饮水机的简化电路图，R1和R2均为用来加热的电热丝，其中R2的阻值为44Ω。当S1、S2均闭合时，饮水机处于加热状态，此时电路中的电流为7A；水烧开后，S2自动断开，饮水机处于保温状态，保温功率为440W。已知c水=4.2×103J/(kg⋅℃)，通过计算回答：
(1)将2.5kg的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量是多少？
(2)保温状态时，通过R1电流是多少？
(3)电热丝R1的阻值是多少？
(4)加热状态工作100s，电流通过R2产生的热量是多少？
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：由题意知，人们看到的极光，其发生是由于太阳带电粒子流进入地球磁场中造成的，因α粒子(氦的原子核)带正电、电子带负电、质子带正电，中子不带电，所以中子不是高能带电粒子，不会引起极光现象，故B符合题意。
故选：B。
极光是由于太阳带电粒子(太阳风)进入地磁场，受到地球对它的洛伦兹力的作用，在地球南北两极附近地区的高空，夜间出现的灿烂美丽的光辉，然后结合材料的内容完成答题。
此题考查了极光的形成原因，能够从题干中获取对解题有用的信息是解题的关键。
2.【答案】B
【解析】解：常见的半导体材料有：硅、锗、砷、镓等。芯片的核心部件是其中的电子芯片，是半导体硅制成的，因此制备单分子芯片使用的硅片所属材料是半导体材料，故B正确，ACD错误。
故选：B。
芯片的核心部件是其中的电子芯片，是半导体硅，半导体具有单向导电性。
本题考查半导体的应用，属于基础知识。
3.【答案】C
【解析】解：AC、上岸之后感到冷是因为人身上的水蒸发吸热，而不是因为岸上的气温比水的温度低，故A错误、C正确；
BD、蜷成一团后会感觉暖和是因为减小了水的蒸发面积，使用身上的水蒸发变慢，而不是提高了太阳的温度，也不是因为离水近从水中吸收热量，故BD错误。
故选：C。
蒸发是一种汽化现象，蒸发吸热，具有致冷作用；影响蒸发快慢的因素有：液体的温度、液体的表面积、液体表面上方的空气流动速度。
本题围绕生活中的现象，考查了对蒸发吸热现象的分析，属基础题，难度不大。
4.【答案】B
【解析】解：热值是燃料的一种特性，是指1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，质量相同的不同燃料，热值越大，在完全燃烧时放出的热量越多，掺假后煤的热值降低，所以可以用热值来区分，而从热量、内能、密度无法区分。
故选：B。
在热传递的过程中，物体内能改变的多少叫热量；
热值是燃料的一种特性，质量相同的不同燃料，热值越大，在完全燃烧时放出的热量越多；
物体内所有分子由于无规则运动具有的动能和分子势能的总和叫内能；
密度是物质的一种特性，是指单位体积的某种物质的质量。
能区分热量、热值、内能、密度的物理意义是本题的关键。
5.【答案】C
【解析】解：A、煎锅一般用铁制造，主要是利用铁具有良好的导热性，该选项说法不正确；
B、炒主要是通过热传递的方式使藜蒿和腊肉的内能增加，该选项说不正确；
C、蒸是通过热传递(水蒸气的热传给榆钱饭)和高温水蒸气遇冷液化放热，使榆钱饭蒸熟，该选项说法正确；
D、香葱和豆腐要拌着才能入味，说明了分子在做无规则运动，该选项说法不正确。
故选：C。
(1)金属的物质，一般都具有良好的导热性；
(2)改变物体内能有做功和热传递两种方式，做功是能量的转化过程，热传递是能量的转移过程；
(3)物质由气态变成液态的过程叫做液化，液化放热；
(4)物质是由分子组成的，分子在不停地做无规则运动。
本题以中华美食为背景考查相关的物理知识，注重了物理和生活的联系，是中考的热点。
6.【答案】C
【解析】解：
A、北方冬天菜窖放几桶水防止菜冻坏，利用了水凝固时放出热量，与比热容无关，故A不符合题意；
B、用水煮餐具消毒，是利用了水沸腾时有较高的温度来杀菌，不是利用水的比热容大这一特性，故B不符合题意；
C、因为水的比热容大于沙石的比热容，相同质量的水和砂石吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的温度少，所以城市中建人工湖来降低热岛效应，故C符合题意；
D、夏天在教室内用洒水的方法降温，利用的是蒸发吸热，与比热容无关，故D不符合题意。
故选：C。
由于水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多，据此分析。
在实际中大多应用水比热容大的特点作散热剂等，分析时从吸热和放热两个方面进行考虑。
7.【答案】D
【解析】解：将电线更换成了直径较大的铜芯线，这是在长度和材料不变的情况下，通过改变横截面积来减小导体的电阻；故D符合题意，ABC不符合题意。
故选：D。
导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关；同种材料的导线，在长度一定时，横截面积越大，电阻越小。
本题考查了影响电阻大小的因素的应用，属于基础题。
8.【答案】B
【解析】解：
由实物图知，两灯串联在电路中，电压表V1测电源电压，V2测L1两端电压，如图所示：
两盏灯均不发光，电压表V1、V2均有示数且示数相同，且电路中只有一处故障。
A、闭合开关，若灯L1短路，则V2无示数，V1有示数，不合题意；
B、闭合开关，若灯L1断路，电压表V2串联入电路中，示数几乎等于电源电压，所以两电压表示数都等于电源电压，符合题意；
C、闭合开关，若灯L2断路，整个电路断路，只有V1有示数，不符合题意；
D、闭合开关，若灯L2断路，电压表V2无示数，V1有示数，不符合题意。
故选：B。
由实物图分析电路的连接方式，再根据各选项故障分析电压表的示数情况，从而解题。
解答本题的关键是正确分析电路的连接情况以及电表的作用，运用好串联电路的电压特点。一般串联电路中用电压表判断故障时，若电压表有读数，可能是所并联的地方开路或其他地方短路了，若电压表没有读数，则可能是所并联的地方短路或其他地方开路了。
9.【答案】D
【解析】解：一盏灯的盏灯电流：
I=PU=40W220V=211A；
100盏灯的电流为：211×100=20011A>18A，故选择允许通过的最大电流超过18A的电能表，故D正确，ABC错误。
故选：D。
家用电器都是并联的，先算出总电流，再进行判断。
本题考查了家用电路，属于基础题。
10.【答案】C
【解析】解：如图，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，根据控制变量法可知，该电路最适合探究电流产生热量跟电阻的关系，故ABD错误，C正确。
故选：C。
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，由图可知，该电路为串联电路，电流和通电时间是相同的，而电阻丝的阻值不同，据此可知要探究的问题。
本题考查了电流产生的热量和哪些因素有关，属于中档题。
11.【答案】ABC
【解析】解：A、一节新干电池的电压一般为1.5V，故A与实际情况相符；
B、教室里空调的功率约 1000W，故B与实际相符；
C、教室内日光灯发光时的电流约为0.2A，故C与实际相符。
D、实验用的一小段铜导线的电阻大约0.1Ω，故D与实际不符。
故选：ABC。
首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。
此题考查对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出符合实际的选项即可。
12.【答案】AD
【解析】解：
A、使用试电笔时，手要与笔尾金属体接触，这样才能正确辨别零线和火线，故A正确；
B、若去掉三脚插头中接地线的插脚，当用电器外壳漏电时，容易发生触电事故，故B错误；
C、由漏电保护器在电路中的作用可知，漏电保护器可以在导线漏电以及人体触电时起保护作用，但当发生双相触电时，漏电保护器不会断开电路，故C错误；
D、高压线发生断线落地时，当人经过这个区域时，两脚之间存在相当高的电压，同样会发生触电事故，所以人不能靠近落地处，故D正确。
故选：AD。
(1)试电笔的正确使用是：手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触零线或火线，氖管发光的是火线，氖管不发光的是零线；
(2)三脚插头中保护接地线可以防止漏电时发生触电事故；
(3)根据漏电保护器的作用分析；
(4)对于高压带电体，我们不仅不能接触，也不能靠近，因为高压触电有两种方式：一是高压电弧触电，二是跨步电压触电。
本题主要考查生活中的一些安全用电常识，应注意积累并严格遵守，牢记安全用电常识，并在生活中加以运用，有一定的现实意义。
13.【答案】ACD
【解析】解：A、露是水蒸气遇冷液化放热形成的，故A正确；
B、霜的形成是凝华放热，故B错误；
C、雾凇的形成是凝华放热，故C正确；
D、雪是水蒸气遇冷凝华放热形成的，故D正确。
故选：ACD。
液化指物质由气态转变成液态，液化要放热；凝固指物质由液态转变成固态，凝固要放热；凝华指物质由气态直接转变成固态，凝华要放热。
本题考查了液化、凝华现象，属于基础题。
14.【答案】ABD
【解析】解：A.带电体能够吸引轻小物体，所以当塑料梳子与头发摩擦后能吸引碎纸屑，说明它带了电，故A正确；
B.闭合开关，保持电流方向不变，对调磁体的N、S极，磁场方向改变，通电导体的受力方向改变，则它的运动方向改变，故B正确；
C.通电螺线管周围铁屑分布如图，它周围的磁场存在整个空间，故C错误；
D.由图可知，电流从螺线管的右侧流入，左侧流出，由安培定则可知，通电螺线管的B端为N极，A端为S极，磁体外部的磁感线是从N极出来，回到S极的，所以闭合开关，通电螺线管外部的磁感线方向由B指向A，故D正确。
故选：ABD。
(1)带电体有吸引轻小物体的性质；
(2)通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关；
(3)通电螺线管的周围存在磁场；
(4)磁体外部的磁感线是从N极出来，回到S极的。
本题考查了带电体的性质、通电导体的受力方向、磁场、安培定则、磁感线等，难度不大。
15.【答案】CD
【解析】解：
A、根据电路图可知，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，所以激光被遮挡瞬间电阻R2变大，故A错误；
B、电阻R2变大，由串联电阻的规律可知，电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，通过R2的电流变小，故B错误；
C、根据U=IR可知，电流变小时，R1两端的电压变小，由于电源电压不变，由串联电路的电压规律可知，则R2两端的电压变大，故C正确；
D、根据R=UI可知，R1两端的电压与通过R1的电流之比为R1的阻值，保持不变，故D正确。
故选：CD。
(1)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；
(2)由串联电阻的规律和欧姆定律分析电路的电流变化；
(3)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；
(4)根据R=UI分析R1两端的电压与通过R1的电流之比的变化。
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。
16.【答案】欧姆 电阻
【解析】解：德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系，即欧姆定律；为了纪念他作出的杰出贡献，人们将他的名字命名为电阻的单位。
故答案为：欧姆；电阻。
德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系，即欧姆定律，并以他的名字命名电阻的单位。
本题考查了学生对物理学史了解与掌握，是一道基础性题目。
17.【答案】液化 放
【解析】解：“白雾”是空气中的水蒸气遇冷液化放热形成小水珠，物态变化是液化，该过程需要放热。
故答案为：液化；放。
物质由气态转变为液态的过程叫做液化，液化是放热过程。
本题主要考查了液化的理解和掌握，是一道热学的基础题。
18.【答案】北 弱
【解析】解：古人先将鱼形铁烧红，令铁鱼头尾指向南北，然后将其放入水中冷却，依靠地磁场获得磁性，再将其放入水中漂浮，制成指南鱼。图中是它静止时的指向，鱼头应标注N极。指南鱼的腹部磁性最弱，两极最强。
故答案为：北；弱。
指南针(指南鱼)是由于地磁场的作用指示南北方向的。指南鱼的腹部磁性最弱，两极最强。
知道地磁场的特点及应用。本题属于基础性题目。
19.【答案】减小 丁
【解析】解：当有火情出现时，电路的电压不变，电流变大，根据R=UI可知，电阻变小，所以石墨的电阻会随温度的升高而减小；
两管内保险丝的材料相同，长度相同，粗细不同，越细的电阻越大，即丁保险丝的电阻大。
故答案为：减小；丁。
电阻的大小与材料、长度、横截面积和温度有关。
本题考查了影响电阻大小的因素，属于基础题。
20.【答案】解：根据题意可知，先闭合其中一个开关S1，只有电阻R发热对食物进行烘烤；再闭合另一个开关S2，电烤箱内的小灯泡发光，这说明小灯泡与电阻R工作时互不影响，是并联的，一个开关在干路中，一个开关在灯泡的支路中，不进行烘烤时小灯泡不发光，即只闭合S1，灯泡L不发光，如图所示：
。
【解析】根据题意分析电路的连接方式和开关的作用，然后画出正确的电路图。
本题考查了电路的设计，明确各个开关的作用是解题的关键。
21.【答案】解：根据题意可知，电灯只有在晚上且有声音的时候才会工作，照亮电动扶梯，帮助行人，这说明声控开关和光控开关是串联的，然后与灯泡串联在电路中，为了用电的安全，开关接在灯泡与火线之间；电灯与扶梯工作时互不影响，所以灯泡与扶梯是并联的；扶梯的开关接在火线与电动机之间，如图所示：

【解析】根据题意分析声控开关、光控开关和灯泡的连接方式；在并联电路中，用电器工作时互不影响，据此分析灯泡与自动扶梯的连接方式。
本题考查了串并联电路的设计，根据题意得出开关的连接方式是关键，同时要注安全用电的原则。
22.【答案】电压表正负接线柱接反了 断开 B 电流和电压成正比 电阻断路 至少 1.5 小灯泡的电阻不是定值，其阻值随温度的升高而增大
【解析】解：(1)根据甲图知，变阻器的左半部分连入电路中与电阻串联，则滑动变阻器应选择左下接线柱接入电路，根据电路图连接实物图，如下所示：
(2)小芳在闭合开关S时，发现电压表指针反向偏转，出现这种现象的原因可能是：电压表正负接线接反了；
(3)小芳在探究“电流与电压的关系”，为保护电路，连接电路时开关应断开，滑片应置于阻值最大处，即B端；
如图丙所示的图象，电流随电压的变化图象为一过原点的直线，由图象可得结论：当电阻一定时，电流与电压成正比；
(4)将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关S，发现电流表无示数而电压表有示数，则电路中的故障可能是电阻断路；
设电压表示数为UV不变，由串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为：
U滑=U−UV，
由分压原理：
U−UVUV=R滑R定，即UUV−1=R滑R定-----①，
因电压表示数UV不变，故①左边为一定值，故右边R滑R定也为一定值，当定值电阻最大30Ω连入电路时，对应的变阻器连入最大电阻60Ω，将已知量代入①有：
4.5VUV−1=60Ω30Ω，
解之：UV=1.5V，
因变阻器的最大电阻连入电路中，根据分压原理，变阻器分得电压为最大，根据串联电路电压的规律，故电压表UV=1.5V为最小值，即保证所有定值电阻均能完成实验，实验过程中小芳应该保证电压表示数至少为1.5V不变；
(5)由图丁可知，小灯泡的I−U图像不是一条过原点的直线，即小灯泡的电阻不是定值，原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
故答案为：(1)如上所示：(2)电压表正负接线柱接反了；(3)断开；B；电流与电压成正比；(4)电阻断路；至少；1.5；(5)小灯泡的电阻不是定值，其阻值随温度的升高而增大。
(1)根据电路图连接实物图；
(2)电流从电压表正接线柱流入，从负接线柱流出，否则电压表指针反向偏转；
(3)连接电路时，开关要断开，变阻器连入电路中的电阻最大；根据电流随电压的变化图象为一过原点的直线分析回答；
(4)若电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了；
研究电流与电阻的关系时，要控制电阻两端的不变，即电压表示数不变，根据题中条件，由串联电路电压的规律及分压规律分析解答；
(5)根据灯的电阻随温度的升高而增大分析回答。
本题探究电流与电压、电阻的关系，考查电路的连接、注意事项、故障分析、控制变量法，对器材的要求和影响电阻大小的因素。(4)(5)两问难度较大。
23.【答案】北 AC ① 小磁针：可以确定磁场的方向；铁屑：可以更全面、细致的显示磁场的形状
【解析】解：(1)受地磁场的作用，小磁针自由静止时，小磁针的N极大致指向北方，S极大致指向南方。
(2)利用小磁针探究看不见、摸不着的磁场，利用了转换法。
A、用音叉击起水花显示发声物体的振动，利用了转换法，故A符合题意；
B、用光线形象地描述光的传播路径与方向，利用了模型法，故B不合题意；
C、通过木块被撞后运动的距离说明钢球的动能大小，利用了转换法，故C符合题意；
D、通过水压是水流形成的原因类比电压是电流形成的原因，利用了类比法，故D不合题意。
故选：AC。
(3)根据安培定则可知，通电螺线管的右端为N极，左端为S极，磁体周围的磁感线是从N极出来，回到S极的，所以若用磁感线描述本次实验中通电螺线管的磁场，应是丁图中的①。
(4)小磁针探究磁场的优点：可以确定磁场的方向；铁屑探究磁场的优点：可以更全面、细致的显示磁场的形状。
故选：AC。
故答案为：(1)北；
(2)AC；
(3)①；
(4)小磁针：可以确定磁场的方向；铁屑：可以更全面、细致的显示磁场的形状。
(1)小磁针自由静止时，指北的一端叫N极，指南的一端叫S极；
(2)利用小磁针探究看不见、摸不着的磁场，利用了转换法，分析选项中的实验所用的方法可做出判断；
(3)磁体周围的磁感线是从N极出来，回到S极；
(4)小磁针静止时北极所指的方向即为该点的磁场方向，可以确定磁场的方向；铁屑可以更全面、细致的显示磁场的形状。
本题是探究通电螺线管周围磁场的实验，考查了地磁场、转换法、安培定则、磁场的特点等知识点，稍有难度。
24.【答案】ABD BD 移去酒精灯，停止加热
【解析】解：(1)水的加热时间过长，可能是水的初温过低或水的质量太大或烧杯未加盖造成的。所以可以通过适当提高水的初温或适当减少水的质量或给烧杯加盖来缩短加热时间，故ABD可行、C不可行；
(2)水沸腾前吸收热量、温度升高；沸腾时吸收热量、温度不变；由乙图可知，水升温时不是持续匀速的，故BD正确、AC错误；
(3)为了验证“水在沸腾过程中需要继续吸收热量”，可以在水沸腾一段时间之后，移去酒精灯，停止加热，若水继续沸腾，说明沸腾过程中不需要吸热，不能继续沸腾，说明沸腾过程需要继续吸热。
故答案为：(1)ABD；(2)BD；(3)移去酒精灯，停止加热。
(1)水加热时间的影响因素：水的多少、水的初温、烧杯是否加盖、火焰的大小。可根据影响因素采取改进措施；
(2)水沸腾前吸收热量、温度升高；沸腾时吸收热量、温度不变；
(3)为了验证“水在沸腾过程中需要继续吸收热量”，可以在水沸腾一段时间之后，移去酒精灯，停止加热，若水继续沸腾说明沸腾过程中不需要吸热，不能继续沸腾说明沸腾过程需要继续吸热。
本题考查水的沸腾实验，难度不大。
25.【答案】解：3000r/(kW⋅h)表示电路中用电器每消耗1kW⋅h的电能，电能表的转盘转3000r，
转盘3min内转15r时，灯泡在这段时间消耗的电能：
W=153000kW⋅h=0.005kW⋅h。
答：灯泡在这段时间消耗的电能为0.005kW⋅h。
【解析】3000r/(kW⋅h)表示电路中用电器每消耗1kW⋅h的电能，电能表的转盘转3000r，据此求转盘3min内转15r时，灯泡在这段时间消耗的电能。
本题考查了消耗电能的计算、对电能表相关参数的理解，属于基础题目。
26.【答案】解：(1)在重物下落的过程中，压力传感器受到的压力最小且保持不变，总电阻最大，电路中的电流最小，由图乙可知，此时的电流I=0.1A，
由I=UR可得，电路中的总电阻：
R总=UI=12V0.1A=120Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，压力传感器R的阻值：
R=R总−R0=120Ω−10Ω=110Ω；
(2)在测试过程中，样品受到的撞击力最大时，压敏电阻的阻值最小，电路中的电流最大，
由图乙可知，电路中的最大电流I′=0.6A，
此时电路中的总电阻：
R总′=UI′=12V0.6A=20Ω，
则此时压力传感器R的阻值：
R′=R总′−R0=20Ω−10Ω=10Ω，
由图丙可知，样品受到的最大撞击力为600N。
(3)当重物在样品上静止时，重物对样品的压力大小等于重物的重力大小；
此时与撞击过程相比，压力减小，电阻变大，电流减小；
由图乙可知，此时的电流为I2=0.15A，
根据欧姆定律，此时电路的总电阻R总″=UI2=12V0.15A=80Ω，
根据串联电路电阻的规律可得，此时压力传感器的电阻：
R″=R总″−R0=80Ω−10Ω=70Ω，
由丙图可知，此时的压力F′=200N，所以物体的重力为200N。
答：(1)在重物下落的过程中，压力传感器的电阻是110Ω；
(2)在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是600N；
(3)该重物的重力为200N。
【解析】在重物下落的过程中，压力传感器受到的压力最小且保持不变，由压力传感器的电阻R随压力F变化的图象丙知，此时压力传感器的电阻R最大，根据串联电电阻的规律，总电阻最大，总电流最小且保持不变；
在重物撞击压力传感器的过程中，对压力传感器的压力变化是：逐渐增大到最大，然后逐渐减小直到等于重物自身的重力，此时压力大小保持不变；根据力传感器的电阻R随压力F变化的图象丙知，压力传感器的电阻R逐渐减小到最小，然后逐渐增大直到电阻R较大且保持不变，根据串联电阻的规律和欧姆定律，则对应的电流变化为：先逐渐增大到最大时，然后逐渐减小到较小(与重物下落过程中相比)最后电流保持不变；
(1)判断重物下落过程电路中的电流大小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出压力传感器R的阻值；
(2)在撞击过程中，根据图乙中电路中的最大电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出压敏电阻的阻值，然后根据图丙得出样品受到的最大撞击力；
(3)找出电路中的较小电流，由欧姆定律和串联电阻的规律求出此时电路的总电阻。由图找出对应的压力即物体的重力大小。
本题考查欧姆定律、串联电路的规律的灵活运用，解题的关键是图中找出重物从开始下落到撞击压力传感器过程中，直到重物静止在压力传感器上面这个过程中，由图丙判断对应的电阻变化，根据串联电阻的规律及欧姆定律，由图乙确定对应的电流变化。有一定难度。
27.【答案】解：(1)水吸收的热量：Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2.5kg×(100℃−20℃)=8.4×105J；
(2)当S1闭合、S2自动断开时，饮水机处于保温状态，由图可知，只有R1工作，
由P=UI可知，此时通过R1的电流：I1=P保U=440W220V=2A；
(3)由I=UR可知，R1的阻值：R1=UI1=220V2A=110Ω；
(4)当S1、S2均闭合时，饮水机处于加热状态，由图可知，R1、R2并联，
加热状态工作100s，电流通过R2产生的热量：Q2=W2=U2R2t=(220V)244Ω×100s=1.1×105J。
答：(1)将2.5kg的水从20℃加热至100℃，水吸收的热量是8.4×105J；
(2)保温状态时，通过R1电流是2A；
(3)电热丝R1的阻值是110Ω；
(4)加热状态工作100s，电流通过R2产生的热量是1.1×105J。
【解析】(1)知道水的质量、比热容、初温和末温，利用Q吸=cm(t−t0)求出水吸收的热量；
(2)当S1闭合、S2自动断开时，饮水机处于保温状态，由图可知，只有R1工作，根据P=UI求出此时通过R1的电流；
(3)根据欧姆定律求出R1的阻值；
(4)当S1、S2均闭合时，饮水机处于加热状态，由图可知R1、R2并联，知道R2的阻值，根据Q=W=U2Rt求出加热状态工作100s，电流通过R2产生的热量。
本题是一道电热综合题，只有考查吸热公式、电功率公式、欧姆定律以及焦耳定律的应用，难度不大。