安徽省合肥市中国科大附中高新中学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中国科大附中高新中学2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷，共27页。试卷主要包含了填空题，选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1．（2分）2023年12月17日第24届哈尔滨冰雪大世界开园，在这种极寒的环境下，人们玩起了“泼水成冰”的游戏，部分水滴首先汽化成为水蒸气，细小水蒸气 成冰晶或者液化成小水滴，就出现了图中的壮观场景（填物态变化名称）。
2．（2分）如图，小明和小华用一根长铜线做跳绳，将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，发现灵敏电流计的指针左右摆动，这和 原理相同。（选填“扬声器、动圈式话筒”）
3．（2分）为了起居方便，卧室的照明灯用两个开关进行控制，开关S1安装在进门处，开关S2安装在床头旁，按下其中任意一个开关都可以控制这盏灯。图中S1、S2均为单刀双掷开关，可分别与上下两根导线连接，在如图所示的电路中，又符合安全用电原则的是 。
4．（2分）我们教室中的“暖气”用水作为介质，是因为水的比热容大。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），其物理意义是 。
5．（2分）如图所示，有一个长方体金属电阻，其材料分布均匀，且a＞b＞c。大小相等的电流分别沿图中的甲、乙两种方式流过金属电阻时，其中电阻两端电压较大的是 （选填“甲”或“乙”）。
6．（2分）把一个4.5W，8Ω的灯泡，接在9V的电源上，应给灯泡串联一个 Ω的电阻。
7．（2分）小明用两只灯泡做实验，灯甲标有“6V，3W”，3W”，分别把它们串联、并联在电路中且保证一个灯泡正常发光 。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。
8．（2分）如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，当开关S闭合后，则滑动变阻器的滑片P从 滑动（选填“b端向a端、a端向b端”）。
9．（2分）电源电压不变，当S1、S2都闭合时，甲、乙都是电压表，则U甲：U乙＝4：6；当S1闭合，S2断开时，甲、乙都是电流表，则I甲：I乙＝ 。
10．（2分）某同学用如图所示的电路测量未知电阻R的电功率，图中电压表的示数为U，电流表的示数为IV，电流表电阻RA。则电阻R的电功率P＝ （选用题中字母表示）。
二、选择题（每题2分，共14分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意，请在答题卷上把符合题意的选项序号用2B铅笔填涂完整）
11．（2分）石墨烯散热膜凭借其优异的热导性能及柔韧性将在电子产品上得到广泛应用。小明研究了爸爸的手机，得到下列关于内能的说法，正确的是（ ）
A．在温度为0℃的室外时，手机内能为0
B．石墨烯散热膜在温度降低的过程中需要吸收热量
C．热量可能从内能大的物体向内能小的物体传递
D．带着手机跑步，跑得越快，内能越大
12．（2分）某定值电阻两端的电压由2V增加到6V时，通过其电流变化了0.2A，则该电阻的功率变化量是（ ）
A．0.8WB．1.6WC．2.4WD．无法计算
13．（2分）对于下列四个实验的描述不正确的是（ ）
A．如图甲实验，开关闭合，同时改变电流方向和磁场方向，导体ab运动方向不改变
B．如图乙实验，可以探究导体电阻与横截面积之间的关系
C．如图丙实验，是英国物理学家法拉第证明通电导体周围存在磁场的实验
D．如图丁实验，当闭合开关，ab棒切割磁感线时其也会受到磁场力的作用
14．（2分）小明将定值电阻R1与滑动变阻器R0接入电源电压不变的电路中，如图所示。闭合开关S，各表均有一定示数，电流表、电压表V1和V2示数变化量分别为ΔI、ΔU1、ΔU2。下列说法正确的是（ ）
A．V1示数不变，V2示数变大
B．V1示数变大，V1示数和电流表示数之比变大
C．V2示数变小，不变
D．电流表示数变大，变小
15．（2分）把标有“110V，40W”和“110V，100W”的甲、乙两盏灯串联接在电压为110V的电源上。忽略灯丝电阻的变化（ ）
A．两盏灯的总功率等于140W
B．甲灯的实际功率等于10W
C．甲灯两端实际电压小于55V
D．两盏灯的总功率小于40W
16．（2分）如图所示，小李早上想用电热水壶烧开水，将插头插入插座，发现电热水壶不工作；厨房的灯泡是也不能工作。保持灯泡开关闭合，用试电笔分别接触插座的左右两孔，发现接左、右孔时氖管均发光。若电路中只有一处故障（ ）
A．CD间电路断路B．ED间电路断路
C．插座短路D．保险丝烧断
17．（2分）小华利用如图的实验装置来探究“影响通电导体产生热量的因素”，下列说法不正确的是（ ）
A．图甲所示实验装置是控制电流、通电时间一定时，探究电热与电阻的关系
B．图乙中闭合开关后，c管中液面上升比d管慢
C．图甲中闭合开关后，a管中液面上升比b管慢
D．图乙所示实验装置是控制电阻、通电时间一定时，探究电热与电流的关系
三、实验题（第18题4分，第19题6分，第20题10分，共20分）
18．（4分）小明用如图所示装置探究磁与电的关系。
（1）由（a）（b）（c）可知通电导体周围存在的磁场方向与 方向有关；
（2）若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，如图d所示，小磁针 发生偏转（选填“会、不会”）。
19．（6分）小文同学用“伏安法”来测量定值电阻Rx的阻值。
（1）“伏安法”测电阻的原理为 。
（2）闭合开关，电压表示数如图乙，电流表示数如图丙所示x的阻值为 Ω。
（3）以下几个同学在只有理想电流表或理想电压表时，利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路，其中不可行的是 。
20．（10分）小明在做“测定小灯泡的电功率”实验中，器材齐全、完好，电源电压为4.5V，滑动变阻器标有“20Ω，1A”字样。
（1）他按图甲连接电路，闭合开关S后，无论怎样移动变阻器的滑片，则其可能原因是 。
（2）经过思考，该同学发现操作中的不当之处，重新正确连接电路进行实验，小灯泡正常发光时，滑片的位置恰好在变阻器中点上 W。
（3）小明在实验中进行多次测量。其测量目的是 。
A.求出灯泡在不同电压下功率的平均值，这样可以减小误差
B.找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系
（4）小明又设计了图乙所示的电路，只用电压表测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率P额。已知本次滑动变阻器R最大阻值为15Ω，电源电恒定。其测量过程如下：
①闭合开关S1、S2，断开S3，将滑动变阻器的滑片移到右端，电压表示数为4.5V；
②闭合开关S1、S3，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 V，小灯泡正常发光；
③闭合开关S1、S2，断开S3，保持②步滑动变阻器滑片的位置不变，此时电压表示数为3V；
④小灯泡的额定功率P额＝ W。
四、计算题（第21题4分，第22题4分，第23题8分，共16分，解答要有必要的公式和过程）
21．（4分）小华做实验时，连接了如图所示电路，闭合开关S时，但当时没有记录清楚每个数据对应哪一个电表，请你根据电路图和记录的数据分析并解答问题（要求写出分析过程）：
（1）通过灯L1、灯L2的电流；
（2）灯L1、灯L2两端的电压。
22．（4分）电动机是现代生活和生产中一种重要的动力装置，它工作时主要把电能转化为机械能还有一部分电能在线圈中转化为热能散失掉。若电动机线圈电阻为R，其两端电压为U。
23．（8分）小华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甲所示，定值电阻，R1、R2阻值分别为60.5Ω、49.5Ω，可通过旋转开关实现高、中、低挡位切换，已知家庭电路电压为220V
（1）电烤炉在低温挡正常工作时的电流？
（2）电烤炉中温挡的功率？
（3）若在用电高峰期，电烤炉在中温挡工作30min能使图乙中的电能表表盘转动972圈，家庭电路的实际电压为多少？
参考答案与试题解析
一、填空题（每小题2分，共20分）
1．（2分）2023年12月17日第24届哈尔滨冰雪大世界开园，在这种极寒的环境下，人们玩起了“泼水成冰”的游戏，部分水滴首先汽化成为水蒸气，细小水蒸气 凝华 成冰晶或者液化成小水滴，就出现了图中的壮观场景（填物态变化名称）。
【分析】物质由气态直接变为固态叫凝华。
【解答】解：空气中的水蒸气遇冷直接变为小冰晶是凝华现象。
故答案为：凝华。
【点评】本题考查了物态变化的相关知识，较为基础。
2．（2分）如图，小明和小华用一根长铜线做跳绳，将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，发现灵敏电流计的指针左右摆动，这和 动圈式话筒 原理相同。（选填“扬声器、动圈式话筒”）
【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流。
【解答】解：用一根铜线做成跳绳，将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，导体在地磁场做切割磁感线运动，这是电磁感应现象，动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象。
故答案为：动圈式话筒。
【点评】要产生感应电流必须符合三个条件：闭合电路、一部分导体、做切割磁感线运动，三个条件缺一不可。
3．（2分）为了起居方便，卧室的照明灯用两个开关进行控制，开关S1安装在进门处，开关S2安装在床头旁，按下其中任意一个开关都可以控制这盏灯。图中S1、S2均为单刀双掷开关，可分别与上下两根导线连接，在如图所示的电路中，又符合安全用电原则的是 C 。
【分析】操作任意一个开关均可以开灯、关灯，说明任何一个开关闭合时，灯泡都亮，任何一个开关断开时灯泡都灭。根据安全用电原则，找出最佳方案，即开关应控制火线。
【解答】解：由三个电路图可知，A图中两关都接下面时会造成短路；
B、C能满足按下其中任意一个开关；从安全用电的角度看，所以C电路图在实际应用中为最佳方案。
故答案为：C。
【点评】弄清单刀双掷开关的使用，以及在电路中的连接方式，当闸刀掷向某个方向时，电路的连接情况。
4．（2分）我们教室中的“暖气”用水作为介质，是因为水的比热容大。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），其物理意义是 1kg的水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量为4.2×103J 。
【分析】一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比叫做这种物质的比热容，比热容是通过比较单位质量的某种物质升温1℃时吸收的热量，来表示各种物质的不同性质。
【解答】解：水的比热容表达的物理意义是：1kg的水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量为6.2×103J。
故答案为：5kg的水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量为4.6×103J。
【点评】本题考查比热容的物理意义，是一道基础题。
5．（2分）如图所示，有一个长方体金属电阻，其材料分布均匀，且a＞b＞c。大小相等的电流分别沿图中的甲、乙两种方式流过金属电阻时，其中电阻两端电压较大的是 乙 （选填“甲”或“乙”）。
【分析】根据影响电阻大小的因素判定甲、乙的电阻大小；由欧姆定律分析通过的电流大小关系。
【解答】解：
已知a＞b＞c，甲和乙对比可知（沿电流方向），甲的长度要小于乙的长度；
不考虑温度的影响时，电阻的大小与材料、横截面积有关，横截面积越大，电阻就会越小，大小相等的电流分别沿图中的甲，根据U＝IR知乙电阻两端电压较大。
故答案为：乙。
【点评】本题考查影响电阻大小的因素和欧姆定律的应用，要注意电阻是由导体本身的性质决定的。
6．（2分）把一个4.5W，8Ω的灯泡，接在9V的电源上，应给灯泡串联一个 4 Ω的电阻。
【分析】根据P＝可知灯泡正常发光时的电压，根据欧姆定律可知灯泡正常发光时的电流；
灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，要使6V的灯泡接到9V的电源上正常工作，由串联电路的分压特点可知应串联一个电阻分压，根据串联电路的电压特点求出串联电阻两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出串联电阻的阻值。
【解答】解：根据P＝可知灯泡正常发光时的电压UL＝＝＝6V，
根据欧姆定律可知灯泡正常发光时的电流I＝＝＝0.75A；
由串联电路的分压特点可知，要使灯泡接在4V的电源正常工作，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，串联电阻两端的电压：
UR＝U﹣UL＝9V﹣6V＝4V，
因串联电路中各处的电流相等，
根据欧姆定律可知电阻的阻值R＝＝＝3Ω。
故答案为：4。
【点评】本题考查电功率的计算和欧姆定律的应用，是一道综合题。
7．（2分）小明用两只灯泡做实验，灯甲标有“6V，3W”，3W”，分别把它们串联、并联在电路中且保证一个灯泡正常发光 1：1 。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。
【分析】已知两灯泡的额定电压和额定功率，先根据公式P＝UI求出各自正常工作时的电流，根据欧姆定律求出电阻；
（1）当将它们并联使用时，电路的最大电压只能取额定电压较小的那个，然后分别算出通过两灯的电流，最后将它们的电流相加求出干路允许通过的最大电流；根据P＝UI得出功率；
（2）把它们串联起来，则串联电路的最大电流只能取两个额定电流中最小的一个，然后根据电阻的串联和P＝UI＝I2R求出电路允许消耗的最大功率。进而得出功率比。
【解答】解：由P＝UI可得，两灯泡的额定电流分别为：I甲＝＝＝3.5A，I乙＝＝＝1A，
由欧姆定律可得，两灯泡的电阻分别为：R甲＝＝＝12Ω，R乙＝＝＝3Ω；
（1）两个灯泡并联时，各支路两端的电压相等并＝U乙＝3V，故通过乙灯泡的电流为6A，
由欧姆定律可得，通过甲灯泡的电流：I甲′＝＝0.25A，
因为并联电路中的干路电流等于各支路电流之和，
所以干路允许通过的最大电流：I并＝I甲′+I乙′＝5.25A+1A＝1.25A；
功率P＝U并I并＝7V×1.25A＝3.75W；
（2）因为串联电路中各处的电流相等，所以两电阻串联时甲＝6.5A，
因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和，
所以电路允许消耗的最大功率：P′＝I2R＝I7（R甲+R乙）＝（0.5A）5×（12Ω+3Ω）＝3.75W。
这两种电路中消耗的功率之比为：4.75：3.75W＝1：2。
故答案为：1：1。
【点评】本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，要知道：为保护电路，两只灯泡串联后电路中的最大电流应该以较小的额定电流为准；两只灯泡并联后电路两端的最大电压应该以较小的额定电压为准。
8．（2分）如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，当开关S闭合后，则滑动变阻器的滑片P从 a端向b端 滑动（选填“b端向a端、a端向b端”）。
【分析】根据右手螺旋定则确定通电螺线管的N、S极，根据滑动变阻器的使用方法确定电路中的电阻的变化，若使弹簧长度变短，根据螺线管的磁性变化以及磁极间的相互作用判断滑动变阻器的滑片P的移动方向。
【解答】解：根据右手螺旋定则可得，螺线管的上端为N极，
若滑动变阻器的滑片P从a端向b端，接入电路的电阻变大可知，
又因为异名磁极相互吸引，所以螺线管对磁铁的吸引力逐渐减小。
故答案为：a端向b端。
【点评】本题考查滑动变阻器的使用、欧姆定律的应用以及电磁铁磁性的决定因素，会根据影响电磁铁磁性强弱的因素分析电磁铁磁性强弱的变化是解决本题的关键。
9．（2分）电源电压不变，当S1、S2都闭合时，甲、乙都是电压表，则U甲：U乙＝4：6；当S1闭合，S2断开时，甲、乙都是电流表，则I甲：I乙＝ 3：1 。
【分析】当S1、S2都闭合时，甲、乙都是电压表，两电阻串联，电压表甲测R2两端的电压，乙电压表测电源的电压，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知两电阻之比；
当S1闭合，S2断开时，甲、乙都是电流表，两电阻并联，电流表甲测干路电流，电流表乙测R2支路的电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，根据欧姆定律得出通过R1、R2的电流之比，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，据此电磁两电流表的示数之比。
【解答】解：当S1、S2都闭合时，甲、乙都是电压表，电压表甲测R7两端的电压，乙电压表测电源的电压＝＝＝＝＝；
当S2闭合，S2断开时，甲、乙都是电流表，电流表甲测干路电流2支路的电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，通过R6、R2的电流之比：＝＝＝，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，两电流表的示数之比：
＝＝＝。
故答案为：5：1。
【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电路三种状态的应用，分清电路的串并联和电表所测的电路元件是解题的关键。
10．（2分）某同学用如图所示的电路测量未知电阻R的电功率，图中电压表的示数为U，电流表的示数为IV，电流表电阻RA。则电阻R的电功率P＝ U（I﹣） （选用题中字母表示）。
【分析】由图乙可知，R与RV并联，电压表测并联部分的电压，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过RV的电流，根据并联电路的电流特点求出通过R的电流，根据P＝UI求出电阻R的电功率。
【解答】解：
R与RV并联，电压表测并联部分的电压，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，通过RV的电流：
IV＝，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过R的电流：
IR＝I﹣IV＝I﹣，
则电阻R的电功率：
P＝UIR＝U（I﹣）。
故答案为：U（I﹣）。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
二、选择题（每题2分，共14分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意，请在答题卷上把符合题意的选项序号用2B铅笔填涂完整）
11．（2分）石墨烯散热膜凭借其优异的热导性能及柔韧性将在电子产品上得到广泛应用。小明研究了爸爸的手机，得到下列关于内能的说法，正确的是（ ）
A．在温度为0℃的室外时，手机内能为0
B．石墨烯散热膜在温度降低的过程中需要吸收热量
C．热量可能从内能大的物体向内能小的物体传递
D．带着手机跑步，跑得越快，内能越大
【分析】（1）任何物体都有内能；
（2）石墨烯散热膜在温度降低的过程中需要释放热量；
（3）热量可能从内能大的物体向内能小的物体传递；
（4）内能是物体内部所有分子的动能与势能之和，与物体是否运动无关。
【解答】解：A、在任何温度下，故A错误。
B、石墨烯散热膜在温度降低的过程中需要释放热量。
C、热量可能从内能大的物体向内能小的物体传递。
D、内能是物体内部的分子动能和势能之和，与物体是否运动无关。
故选：C。
【点评】本题考查了内能，是基础题目。
12．（2分）某定值电阻两端的电压由2V增加到6V时，通过其电流变化了0.2A，则该电阻的功率变化量是（ ）
A．0.8WB．1.6WC．2.4WD．无法计算
【分析】设定值电阻两端电压为2V时的电流为I，定值电阻的阻值为R，根据题意可得电阻两端电压为6V时的电流，由欧姆定律分别列出方程可解得电阻的阻值和电流值；由P＝UI可得两种情况下的电功率，并求出电功率的变化量。
【解答】解：设电压为2V时，电流为I，
则由题意可得，电压为6V时，
由欧姆定律可得：U3＝IR，即2V＝IR﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U2＝（I+6.2A）R，即6V＝（I+2.2A）R﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立解得：I＝0.8A，R＝20Ω；
电压为2V时，该电阻消耗的电功率：P1＝U2I＝2V×0.2A＝0.2W，
电压为2V时，该电阻消耗的电功率：P2＝U2（I+3.2A）＝6V×（7.1A+0.8A）＝1.8W，
则该定值电阻消耗电功率的变化量：ΔP＝P3﹣P1＝1.8W﹣0.2W＝4.6W。
故选：B。
【点评】本题考查电功率的计算和欧姆定律的应用，是一道综合题。
13．（2分）对于下列四个实验的描述不正确的是（ ）
A．如图甲实验，开关闭合，同时改变电流方向和磁场方向，导体ab运动方向不改变
B．如图乙实验，可以探究导体电阻与横截面积之间的关系
C．如图丙实验，是英国物理学家法拉第证明通电导体周围存在磁场的实验
D．如图丁实验，当闭合开关，ab棒切割磁感线时其也会受到磁场力的作用
【分析】（1）磁场对电流作用的实验装置，其受力的方向与电流方向、磁场方向有关电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线时，电路中会产生感应电流；
（2）导体的电阻与材料、长度、横截面积、温度有关；
（3）奥斯特实验说明电流磁效应，即电流能产生磁场；
（4）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。
【解答】解：A、图中有电源，其受力的方向与电流方向，若同时改变电流方向和磁场方向，故A正确；
B、图中、长度相同，可以探究导体电阻与横截面积之间的关系；
C、图中是奥斯特实验，故C错误；
D、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，如图丁实验，故D正确。
故选：C。
【点评】图中所示的四个实验，是电磁学中典型的四个实验，它们各自的特点不同，代表了不同的含义，在学习中我们应该加以重点区分才行。
14．（2分）小明将定值电阻R1与滑动变阻器R0接入电源电压不变的电路中，如图所示。闭合开关S，各表均有一定示数，电流表、电压表V1和V2示数变化量分别为ΔI、ΔU1、ΔU2。下列说法正确的是（ ）
A．V1示数不变，V2示数变大
B．V1示数变大，V1示数和电流表示数之比变大
C．V2示数变小，不变
D．电流表示数变大，变小
【分析】闭合开关后，两电阻串联，电流表测量电路电流，电压表V1测量R1两端的电压，电压表V2测量滑动变阻器两端的电压，根据滑片的移动方向判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化，然后应用欧姆定律与串联电路特点分析答题。
【解答】解：由电路图可知，两电阻串联，电压表V1测量R1两端的电压，电压表V6测量滑动变阻器两端的电压。
定值电阻阻值不变，滑动变阻器滑片向左移动过程中，电路总电阻变小，由欧姆定律知，即电流表示数变大；
根据U＝IR可知，定值电阻两端的电压变大1的示数变大，根据串联电路的电压规律可知，即电压表V2的示数变小；
由R＝可知，V7示数和电流表示数之比等于R1的阻值，所以该比值不变；
同理，定值电阻两端的电压变化量ΔU1与通过的电流变化量ΔI之比，即＝R1，所以该比值不变；
电源电压一定，滑片移动时，即ΔU1＝ΔU7，则＝＝R4，所该比值也不变。
综上可知，C正确。
故选：C。
【点评】本题是一道闭合电路动态分析题，分析清楚电路结构、熟练应用欧姆定律和串联电路特点即可正确解题。
15．（2分）把标有“110V，40W”和“110V，100W”的甲、乙两盏灯串联接在电压为110V的电源上。忽略灯丝电阻的变化（ ）
A．两盏灯的总功率等于140W
B．甲灯的实际功率等于10W
C．甲灯两端实际电压小于55V
D．两盏灯的总功率小于40W
【分析】（1）知道两灯泡的额定电压和额定功率，根据P＝可得两灯泡电阻的大小；
（2）两灯泡串联时电路中各处的电流相等，根据电阻的串联可知总电阻和两灯泡电阻之间的关系，根据欧姆定律可知电路中电流和两灯泡额定电流之间的关系，进一步判断两灯泡是否能正常发光，根据P＝I2R比较灯泡实际功率和额定功率之间的关系，然后根据欧姆定律和串联电路的电流特点比较两灯泡分得的电压之间的关系；
（3）根据电阻的串联和P＝求出此时两盏灯的总功率。
【解答】解：A、根据P＝，两灯泡的电阻分别为：
R甲＝＝＝302.5Ω，R乙＝＝＝121Ω；
两灯泡串联时，通过两灯泡的电流相等，
串联电路中总电阻等于各分电阻之和，即总电阻大于任何一个分电阻，
根据欧姆定律可知，电路中的电流小于两灯泡的额定电流，
由P＝I2R，
可得两灯泡的电功率均小于额定功率，且均不正确正常发光，故A错误；
C、由U＝IR，
所以甲灯泡的电阻大，两端分得的电压大于55V，故C错误；
B、假设甲灯的电压是55V＝＝10W，
由于甲的实际电压大于55V，故甲灯消耗的实际功率大于10W；
D、两盏灯的总功率：
P＝＝≈28.57W＜40W。
故选：D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，解决此题关键是求出两灯电阻和串联电路电流。
16．（2分）如图所示，小李早上想用电热水壶烧开水，将插头插入插座，发现电热水壶不工作；厨房的灯泡是也不能工作。保持灯泡开关闭合，用试电笔分别接触插座的左右两孔，发现接左、右孔时氖管均发光。若电路中只有一处故障（ ）
A．CD间电路断路B．ED间电路断路
C．插座短路D．保险丝烧断
【分析】在家庭电路中只有一处故障时，用试电笔检测，氖管发光的接触的是火线，氖管不发光的接触的是零线。
【解答】解：将电热水壶的插头插入插座，闭合开关；厨房的灯泡是也不能工作；
A．若CD间电路断路，则灯泡发光；
B．若ED间电路断路、灯泡不能发光，发现接左，故B符合题意；
C．若插座短路，保险丝会熔断，氖管不会发光；
D．若保险丝熔断，氖管不会发光。
故选：B。
【点评】关于家庭电路的故障问题，主要看试电笔的氖管是否发光，若发光说明和火线是通路的。
17．（2分）小华利用如图的实验装置来探究“影响通电导体产生热量的因素”，下列说法不正确的是（ ）
A．图甲所示实验装置是控制电流、通电时间一定时，探究电热与电阻的关系
B．图乙中闭合开关后，c管中液面上升比d管慢
C．图甲中闭合开关后，a管中液面上升比b管慢
D．图乙所示实验装置是控制电阻、通电时间一定时，探究电热与电流的关系
【分析】（1）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟通电时间关系时，控制电流和电阻不变；探究电流产生热量跟电流关系时，控制通电时间和电阻不变；电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过液面上升的快慢来反映，体现的是转换思想；
（2）根据串并联电路的电流、电压、电阻关系和焦耳定律Q放＝I2Rt解答。
【解答】解：
A、甲实验中，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，所以探究的是电热与电阻的关系；
B、乙实验中，再与左侧5欧的电阻丝串联，右侧两电阻并联后和左侧电阻串联，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，左侧电阻产生热量多，气体压强大，c管中液面上升比d管快；
C、甲实验两电阻丝串联，闭合开关后，由焦耳定律Q＝I8Rt可知，右侧电阻产生热量多，气体压强大，a管中液面上升比b管慢；
D、乙实验中，再与左侧5欧的电阻丝串联，但通过电阻的电流不同、通电时间一定时，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查了学生对焦耳定律、串并联电路的电流关系以及控制变量法和转换法的了解和掌握，突出运用知识解决实际问题的能力，综合性强。
三、实验题（第18题4分，第19题6分，第20题10分，共20分）
18．（4分）小明用如图所示装置探究磁与电的关系。
（1）由（a）（b）（c）可知通电导体周围存在的磁场方向与 电流方向 方向有关；
（2）若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，如图d所示，小磁针 会 发生偏转（选填“会、不会”）。
【分析】（1）分析电流方向与小磁针偏转方向的关系；
（2）电流的磁场方向与电流的方向有关。
【解答】解：（1）（b）（c）都有电流通过，但电流方向相反，因此这两图的比较可得出电流的磁场方向与电流方向有关的结论；
（2）小宁推理：若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，电子是负电荷，电流的周围存在磁场。
故答案为：（1）电流方向；（2）会。
【点评】本题考查了磁场的性质是对放在磁场中的磁体有力的作用，电流周围存在着磁场和磁场的方向与电流方向有关。
19．（6分）小文同学用“伏安法”来测量定值电阻Rx的阻值。
（1）“伏安法”测电阻的原理为 R＝ 。
（2）闭合开关，电压表示数如图乙，电流表示数如图丙所示x的阻值为 5 Ω。
（3）以下几个同学在只有理想电流表或理想电压表时，利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路，其中不可行的是 B 。
【分析】（1）“伏安法”测电阻的原理为R＝；
（2）根据两表选用量程确定分度值读数，根据R＝求出未知电阻Rx的阻值；
（3）串联电路的电流处处相等，并联电路各支路两端电压相等，用电压表和电流表，直接或间接测量电压和电流，根据Rx＝求出电阻阻值。
【解答】解：（1）在“伏安法”来测电阻的实验中，用电压表测电阻两端的电压，根据R＝，故“伏安法”测电阻的原理为R＝；
（2）闭合开关，电压表示数如图乙，分度值0.1V；电流表示数如图丙所示，分度值6.02A，则未知电阻Rx的阻值为：
Rx＝＝＝5Ω；
（3）A、Rx和定值电阻并联，电流表A3测量定值电阻的电流，根据U＝IR；根据并联电路各支路电压相等，Rx两端电压等于定值电阻两端的电压，即Ux＝U0；电流表A2测量Rx的电流Ix，根据Rx＝求出电阻，不符合题意；
B、开关S断开，Rx和定值电阻串联，电压表测电源电压，Rx被短路，电压表仍测电源电压x两端电压，实验不可行；
C、开关S和S6都闭合时，电压表测量电源电压1断开时，电压表直接测量Rx两端的电压；根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和0，根据I＝求出通过定值电阻的电流I7；根据串联电路电流处处相等，通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix＝I0，根据Rx＝求出电阻，故C不符合题意；
D、开关S闭合时0的简单电路，电流表测通过电路的电流3R0，
开关S断开时，两电阻串联接入电路，串联电路总电阻等于各部分电阻之和0+Rx），电源电压不变，实验可行；
故选：B。
故答案为：（1）R＝；（2）2。
【点评】本题“伏安法”测电阻的实验，考查了实验原理、电阻的计算及设计实验方案测电阻的能力。
20．（10分）小明在做“测定小灯泡的电功率”实验中，器材齐全、完好，电源电压为4.5V，滑动变阻器标有“20Ω，1A”字样。
（1）他按图甲连接电路，闭合开关S后，无论怎样移动变阻器的滑片，则其可能原因是 将滑动变阻器两个下端接线柱接入了电路 。
（2）经过思考，该同学发现操作中的不当之处，重新正确连接电路进行实验，小灯泡正常发光时，滑片的位置恰好在变阻器中点上 0.5 W。
（3）小明在实验中进行多次测量。其测量目的是 B 。
A.求出灯泡在不同电压下功率的平均值，这样可以减小误差
B.找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系
（4）小明又设计了图乙所示的电路，只用电压表测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率P额。已知本次滑动变阻器R最大阻值为15Ω，电源电恒定。其测量过程如下：
①闭合开关S1、S2，断开S3，将滑动变阻器的滑片移到右端，电压表示数为4.5V；
②闭合开关S1、S3，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 2 V，小灯泡正常发光；
③闭合开关S1、S2，断开S3，保持②步滑动变阻器滑片的位置不变，此时电压表示数为3V；
④小灯泡的额定功率P额＝ 0.5 W。
【分析】（1）闭合开关S后，无论怎样移动变阻器的滑片，发现两电表的示数较小且均不发生变化，说明电路中电阻较大，且滑动变阻器没有变阻的作用；
（2）由U＝IR求出滑动变阻器两端电压，根据串联电路电压规律求出灯泡的额定电压，利用P＝UI求出灯泡的额定功率；
（3）本实验中进行了多次测量，其测量目的是找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系；
（4）①闭合开关S1、S2，断开S3，将滑动变阻器的滑片移到右端，电压表示数为4.5V，即为电源电压；
②闭合开关S1、S3，断开S2，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压；要使灯泡正常发光，则灯泡两端的电压为2.5V，根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压，即电压表示数；
③闭合开关S1、S2，断开S3，此时滑动变阻器接入最大阻值，保持滑动变阻器滑片的位置不变，此时电压测量的电压为滑动变阻器最左端到滑片P之间电阻的电压；根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器的滑片到最右端的电压；根据串联分压特点可知滑片分割的左右两部分电阻；由于③中滑片的位置和②中滑片位置相同，则可知②中滑片接入电阻中的阻值，根据欧姆定律求出②中的电流；根据P＝UI可求小灯泡的额定功率P额。
【解答】解：（1）闭合开关S后，无论怎样移动变阻器的滑片，说明电路中电阻较大，即其可能原因是将滑动变阻器两个下端接线柱接入了电路；
（2）他移动变阻器的滑片，小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为U滑＝ILR滑半＝0.2A××20Ω＝2V，
根据串联电路电压规律可知，灯泡的额定电压为UL＝U﹣U滑＝4.5V﹣2V＝5.5V，
则小灯泡额定功率为：
PL＝ULIL＝2.5V×0.2A＝2.5W；
（3）灯泡在不同电压下的功率不同，求功率的平均值无意义；
小明在实验中进行了多次测量，其测量目的是找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系；
（4）①闭合开关S1、S6，断开S3，将滑动变阻器的滑片移到右端，电压表示数为4.8V；
②闭合开关S1、S3，断开S8，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压；
电源电压为4.5V，当灯泡正常发光时，
由串联电路的电压特点可知，此时滑动变阻器两端的电压（电压表示数）为6.5V﹣2.8V＝2V，
所以，应移动滑动变阻器的滑片，此时灯泡正常发光；
③闭合开关S1、S6，断开S3，此时滑动变阻器接入最大阻值，保持滑动变阻器滑片的位置不变；
则滑动变阻器的滑片到最右端的电压为：4.7V﹣3V＝1.5V；
根据串联分压特点，则滑片分割的两部分电阻为：R左：R右＝2：1，且R左+R右＝15Ω，
可得：R左＝10Ω，R右＝7Ω；
由于③中滑片的位置和②中滑片位置相同，则②中滑片接入电阻中的阻值为10Ω，
则②中的电流：I′＝＝＝0.7A；
小灯泡的额定功率：P额＝U额I'＝2.5V×5.2A＝0.6W。
故答案为：（1）将滑动变阻器两个下端接线柱接入了电路；（2）0.5；（4）②6。
【点评】本题测小灯泡的电功率实验，考查了故障分析、欧姆定律的应用、功率的计算、多次实验的目的及设计实验方案测功率的能力。
四、计算题（第21题4分，第22题4分，第23题8分，共16分，解答要有必要的公式和过程）
21．（4分）小华做实验时，连接了如图所示电路，闭合开关S时，但当时没有记录清楚每个数据对应哪一个电表，请你根据电路图和记录的数据分析并解答问题（要求写出分析过程）：
（1）通过灯L1、灯L2的电流；
（2）灯L1、灯L2两端的电压。
【分析】（1）由图可知L1与L2串联，电流表测电路中电流，电压表V1测总电压，V2测L1两端电压。
根据串联电路的电流特点可知两灯的电流；
（2）根据串联电路的电压特点分析两电压表示数，从而得到灯L1、灯L2两端的电压。
【解答】解：（1）由图可知L1与L2串联，电流表测量电路中的电流，
根据串联电路电流处处相等可知，通过两灯泡的电流均为3.2A。
（2）由图可知，电压表V1测 L6和L2两端的总电压，电压表 V2测 L6两端电压，
在串联电路中，总电压等于各用电器两端电压之和，
故灯泡 L1两端的电压为2V，灯泡 L8和L2两端的总电压为6V，
则灯泡 L2两端的电压为 U2＝U﹣U1＝7V﹣2V＝4V。
答：（1）通过灯L6、灯L2的电流均为0.2A；
（2）灯泡 L1、L2两端的电压分别为7V和4V。
【点评】本题考查串联电路的电流和电压特点的应用，解题的关键是正确分析连接方式和各电表所测物理量。
22．（4分）电动机是现代生活和生产中一种重要的动力装置，它工作时主要把电能转化为机械能还有一部分电能在线圈中转化为热能散失掉。若电动机线圈电阻为R，其两端电压为U。
【分析】由P＝UI表示出电动机工作时消耗的电功率，由P＝I2R表示出电流通过电动机线圈产生热量的功率，从而表示出电动机工作时输出的机械功率，再从能量角度推证：电动机正常工作时的电流。
【解答】解：电动机工作时消耗电能转化为机械能和内能，W＝Q+E机械能；
电动机正常工作时消耗的电能：W＝UIt
电动机正常工作时线圈产生的热量：Q＝I2Rt
电动机正常工作时，在时间t内，
I2Rt＜UIt，可得I＜。
故答案为：见解答。
【点评】本题考查了电功的计算和焦耳定律的运用，注意电动机不是纯电阻的，计算热量选择公式Q＝I2Rt，计算电能选择公式W＝UIt，不可运用其变形公式。
23．（8分）小华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甲所示，定值电阻，R1、R2阻值分别为60.5Ω、49.5Ω，可通过旋转开关实现高、中、低挡位切换，已知家庭电路电压为220V
（1）电烤炉在低温挡正常工作时的电流？
（2）电烤炉中温挡的功率？
（3）若在用电高峰期，电烤炉在中温挡工作30min能使图乙中的电能表表盘转动972圈，家庭电路的实际电压为多少？
【分析】（1）根据P＝，由图甲知，旋转开关连接1时，R1、R2串联总电阻最大，为低温挡；旋转开关连接3时，R1、R2并联总电阻最小，为高温挡；旋转开关连接2时，电路只连接R1，为中温挡；
根据欧姆定律可知电烤炉在低温挡正常工作时的电流；
（2）根据P＝可知电烤炉中温挡的功率；
（3）根据电能表铭牌数据得出消耗的电能，根据P＝得出实际功率，根据P＝得出家庭电路的实际电压。
【解答】解：（1）根据P＝，由图甲知，R1、R3串联总电阻最大，为低温挡，R1、R2并联总电阻最小，为高温挡，电路只连接R6，为中温挡；
根据欧姆定律可知电烤炉在低温挡正常工作时的电流I＝＝＝2A；
（2）根据P＝可知电烤炉中温挡的功率P中＝＝＝800W；
（3）消耗的电能W＝＝0.324kW•h，
实际功率P＝＝＝0.648kW＝648W，
家庭电路的实际电压U实＝＝＝198V。
答：（1）电烤炉在低温挡正常工作时的电流为2A；
（2）电烤炉中温挡的功率为800W；
（3）若在用电高峰期，电烤炉在中温挡工作30min能使图乙中的电能表表盘转动972圈。
【点评】本题考查电功率的计算，是一道综合题。