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2022-2023学年辽宁省沈阳市皇姑区九年级上学期物理期末试题及答案
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这是一份2022-2023学年辽宁省沈阳市皇姑区九年级上学期物理期末试题及答案，共22页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题，实验等内容，欢迎下载使用。
1. 下列关于日常生活的说法中，最接近实际的是（ ）
A. 室温下烧开一壶2L的水所需的热量约为100J
B. 家用电饭锅的功率约为800W
C. 家用电冰箱工作20min约消耗1度电
D. 电子表电池的电压约为220V
【答案】B
【解析】
【详解】A．2L水的质量
m=ρV=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
水烧开时温度约为100℃，则烧开一壶水所需的热量约为
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
故A不符合题意；
B．家用电饭锅正常工作时的电流约为4A，家用电饭锅的功率约为
P=UI=220V×4A=880W
故B符合题意；
C．家用电冰箱工作24h约消耗1度电，故C不符合题意；
D．电子表电池的电压约为1.5V，故D不符合题意。
故选B。
2. 下列所给现象，使物体内能增加的方式与其它三个不同的是（ ）
A. 电水壶烧水时壶口空气变热
B. 坠落的流星表面产生火花
C. 迅速下压活塞点燃棉花
D. 冰壶运动员摩擦冰面使冰熔化
【答案】A
【解析】
【详解】A．电水壶烧水时壶口空气变热，是通过热传递的方式改变空气内能的；
B．坠落流星进入大气层后与空气摩擦，要克服摩擦做功，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能；
C．在一个装有活塞的厚玻璃筒里放一小团花，将活塞迅速压下去，棉花就会燃烧起来，这是因为活塞压缩空气做功，使空气的内能增加、温度升高，达到棉花着火点，使棉花燃烧；
D．冰壶运动员摩擦冰面时克服摩擦做功，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能。
故A使物体内能增加的方式与BCD不同；A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3. 关于家庭电路及安全用电，下列说法正确的是（ ）
A. 家庭电路中台灯与电视是串联的
B. 空气开关跳闸一定是因为用电器总功率过大
C. 用试电笔检查电路时，手要接触笔尾金属体
D. 为防止烧坏保险丝，保险丝需要选用熔点较高的金属材料制作
【答案】C
【解析】
【详解】A．家庭电路中台灯、电视工作时，为了互不影响工作，家庭电路中台灯与电视是并联的，故A错误；
B．短路、用电器的总功率过大都会使电路中的电流过大，使空气开关跳闸，故B错误；
C．用试电笔检查电路时，手要接触笔尾金属体，笔尖接触电线，若氖管若发光，笔尖接触的是火线，故C正确；
D．保险丝是根据电流的热效应工作的，利用电阻率大、熔点低的铅锑合金制成，故D错误。
故选C。
4. 如图用蒸锅在天然气灶上烧水蒸包子的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 包子的温度越高所含热量越大
B. 水的温度越高，水分子运动越剧烈
C. 天然气燃烧越充分，热值越大
D. 用手拿包子的时候温度从包子传到手
【答案】B
【解析】
【详解】A．在质量不变时，包子的温度越高，内能越大，但不能说所含的热量越多，因为热量是一个过程量，不是一个状态量，热量描述了物体发生热传递时，传递能量的多少，不能说物体含有多少热量，即不能用“含有”、“具有”来表述，故A错误；
B．分子的热运动与温度有关，且温度越高，无规则运动越剧烈，故B正确；
C．1kg的某种燃料完全燃烧所释放出的热量是燃料的热值，热值由燃料本身决定，与质量和燃烧程度无关，故C错误；
D．热传递是把内能从温度高的物体传给温度低的物体，所以，用手拿包子的时，传递的是内能，而不是温度，故D错误。
故选B。
5. 关于下列电学知识，正确的是（ ）
A. 接在此电能表上的用电器总功率不能超过2200W
B. 实验表明：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越小，这个电阻产生的热量越多
C. “伏安法测小灯泡电阻”的实验中，多次测量的目的是：求平均值减小误差
D. 闭合开关，电灯不亮，用试电笔接触D、E点时氖管均发光，测F点时氖管不发光；该电路故障为EF断路
【答案】D
【解析】
【详解】A，接在此电能表上的用电器最大总功率
接在此电能表上的用电器总功率不能超过4400W，故A错误；
B．由图可知，两个电阻丝串联，通过它们的电流相等，右侧容器内电阻丝的阻值较大，产生的热量较多，实验表明，在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多，故B错误；
C．“伏安法测小灯泡电阻”的实验中，小灯泡的电阻会随温度而变化，求平均值无意义，故C错误；
D．闭合开关，电灯不亮，用试电笔接触D、 E点时氖管均发光，说明在开关闭合时E点以前的电路的火线接通，测F点时氖管不发光，该电路故障为EF断路，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，用同样的装置进行“比较不同物质的吸热本领”和“比较不同燃料的热值”的实验，则以下说法中正确的是（ ）
A. 这两个实验都要控制被加热的物质的种类一样
B. 这两个实验都要控制被加热的物质的质量一样
C. 前一实验中，加热相同时间后，比热容大的物质吸收热量一定多
D. 后一实验中，加热相同时间后，若温度计示数升高的越多，则该燃料的热值一定越大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．比较不同物质的吸热本领时，需要改变物质的种类，比较不同燃料的热值时，需要加热相同种类的物体，故A错误；
B．前一实验中，需要改变物质的种类，但质量保持不变，加热相同时间，通过比较温度的变化，比较物质的吸热本领；后一实验中，需要加热相同种类同质量的物体，通过比较温度的变化，比较不同燃料的热值，故B正确；
C．前一实验中，则需要燃烧相同的燃料（研究对象），加热相同的时间， 使物质吸收相同的热量，故C错误；
D．后一实验中，加热相同时间后，同种物质，质量相同，若越大，说明吸收热量多，但是不知道燃料燃烧的质量多少，不能确定该燃料的热值大小，故D错误。
故选B。
7. 物理学是一门十分有趣的科学，自然奇观、生活奥秘、现代科技，无一不展现出物理学的神奇与魅力，下面说法正确的是（ ）
A. 柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
B. 输送电能若能采用超导材料，可以大大降低电能损耗
C. 在热机的能量损失中，废气带走的能量最多
D. 导体的电阻由其两端的电压和通过导体的电流共同决定
【答案】BC
【解析】
【详解】A．机械效率是有用功与总功的比值，与燃料热值大小无关，故A错误；
B．输送电能若能采用超导材料，由于超导体的电阻为0，产生的热量为0，可以大大降低电能损耗，故B正确；
C．由研究发现，在热机的能量损失中，废气带走的能量最多，故C正确；
D．导体的电阻导体本身的材料、长度、横截面积有关，与其两端的电压和通过导体的电流无关，故D错误。
故选BC。
8. 如图所示，电源电压恒定，关于电路说法错误的是（ ）
A. 若灯L1被短路，闭合S、S1后，则灯L1不亮，灯L2亮
B. 先闭合开关S，当再闭合开关S1时，电流表甲的示数变大，电流表乙的示数不变
C. 先闭合开关S，当再闭合开关S1时，灯L2亮度不变，电路总功率变小
D. 闭合开关S、S1后，若拧去灯泡L2，电流表甲的示数变小，电流表乙的示数不变
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．由图可知，闭合S、S1后，两灯并联，若灯L1被短路，则灯L2也被短路，因此两灯都不发光，故A错误，符合题意；
BC．由图可知，先闭合开关S，只有灯L2接入电路，两个电流表串联在电路中，当再闭合开关S1时，灯L1与灯L2并联，电流表乙测灯L2电流，由于灯L2电压不变，由可知，通过L2的电流不变，灯L2亮度不变，故电流表乙示数不变。电流表甲测干路电流，根据并联电路电流关系可知，电流表甲示数变大，由P=UI可知，电路中总功率变大，故B正确，不符合题意，C错误，符合题意；
D．闭合开关S、S1后，两灯并联，电流表甲测干路电流，电流表乙测灯L2电流，若拧去灯泡L2，则L2支路断路，电流表乙示数为0，根据并联电路各支路互不影响可知，通过灯L1的电流不变，根据并联电路电流特点可知，干路电流变小，即电流表甲示数变小，故D错误，符合题意。
故选ACD。
9. 如图所示，电源电压恒为12V，定值电阻R1标有“20Ω，0.5A”，滑动变阻器R2标有“40Ω，1A”，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V。当滑动变阻器的滑片P位于最下端时，闭合开关S，下列说法正确的是（ ）
A. 此时电压表的示数为8V
B. 此时电路消耗的总功率最小，为2.4W
C. 在保证电路安全的前提下，滑动变阻器的阻值变化范围为0~40Ω
D. 当滑片P向上移动时，R1消耗的最大电功率为5W
【答案】ABD
【解析】
【详解】由图得，定值电阻R1与滑动变阻器串联，电压表测量变阻器电压，电流表测量电路电流，当滑动变阻器的滑片P位于最下端时，变阻器接入电路中电阻最大。
A．此时电路中电阻
电路中电流
由欧姆定律得，电压表的示数为
故A正确；
B．此时电路电流最小，消耗的总功率最小，为
故B正确；
C．电流表的量程为0~0.6A，定值电阻通过的最大电流为0.5A，滑动变阻器R2通过的最大电流为1A，在保证电路安全的前提下，电路中最大电流为0.5A，由欧姆定律得，电路中最小电阻为
滑动变阻器接入电路中最小电阻为
滑动变阻器的阻值变化范围为4~40Ω，故C错误；
D．当滑片P向上移动时，当电路中电流为0.5A时，R1消耗的最大电功率为
故D正确。
故选ABD。
二、填空题（每空1分，共18分。请把答案写在答题卡相应的横线上）
10. 腌制咸鸭蛋需要较长的时间，鸭蛋逐渐变咸，这是______现象，而炒菜时加盐可以很快使菜变咸，说明这种现象与______有关。
【答案】 ①. 扩散 ②. 温度
【解析】
【分析】
【详解】[1]腌制咸鸭蛋需要较长的时间，盐才能通过蛋壳进入到鸭蛋中，鸭蛋逐渐变咸，这是扩散现象。
[2]炒菜时温度高，加盐时扩散进行的较快，可以很快使菜变咸，说明这种现象与温度有关。
11. 用塑料梳子在干燥的头发上梳几下，梳子上会带电，这种现象是摩擦起电，摩擦起电的实质是______（选填“质子”或“原子”或“电子”）发生了转移。经检验摩擦后的梳子带的是负电荷，是因为______（选填：“塑料”或“毛发”）原子核对电子束缚能力弱。
【答案】 ①. 电子 ②. 毛发
【解析】
【详解】[1]摩擦起电的实质是电子发生了转移，得电子的物体带负电，失电子的物体带正电。
[2]经检验摩擦后的梳子带的是负电荷，是因为毛发原子核对电子束缚能力弱失去电子，梳子得到电子，带负电。
12. 如图所示是四冲程汽油机的______冲程；0.5kg汽油完全燃烧后放出热量的42%被质量为100kg、初温为25℃的水吸收，可使水温升高到______℃。[，]
【答案】 ①. 做功 ②. 48
【解析】
【详解】[1]图中，两个气门关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运动，是做功冲程。
[2]完全燃烧0.5kg汽油放出的热量
根据可知，水升高到的温度为
可使水温升高到
13. 生物“冰”是一种冰块的升级替代产品，主要成分为高分子聚合物和吸水树脂，可用于长距离冷藏运输，使物品保持其低温状态。生物“冰”的“保温”效果更好，是因为其比热容和冰相比更 _____。生物“冰”还可用于高烧降温退热，消炎止痛，冷敷美容，这些是通过 _____的方式改变物体的内能。
【答案】 ①. 大 ②. 热传递
【解析】
【详解】[1]据Q吸=cm(t-t0)知，在质量和温度变化相同时，比热容大的物质吸收的热量更多，而生物“冰”的保温效果比冰的好，是因为它的比热容比冰的大。
[2]生物“冰”用于高烧降温、冷敷美容，是通过热传递将热量带走，从而改变物体的内能。
14. 电阻R1、R2的U—I图像如图甲所示，则R1∶R2=______。将R1、R2接入电源电压不变的电路中，如图乙所示。当只闭合开关S时，电路的总功率为P1；当S和S1都闭合时，电路的总功率为P2，则P1∶P2=______。
【答案】 ①. 2∶1 ②. 1∶3
【解析】
【详解】[1]从图甲可知，两电阻均为定值电阻，当R1两端的电压为3V时，通过R1的电流为0.15A，根据欧姆定律可得，R1的阻值为
当R2两端的电压为3V时，通过R2的电流为0.3A，根据欧姆定律可知，R2的阻值为
则R1、R2之比为
[2]当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，电路的总功率为P1为
当S和S1都闭合时，电路为R1、R2并联的电路，电路的总功率为P2为
则功率P1、P2之比为
15. 如图所示，这是一个便携式电热包装封口机，其内部电源电压恒为3V，发热电阻的阻值为1Ω。当接通电路后，发热电阻温度升高，这是利用电流的________效应实现高温封口的；发热电阻10s内产生的热量为________J。
【答案】 ①. 热 ②. 90
【解析】
【详解】[1]电流通过电热包装封口机时，发热电阻将电能转化为内能，发热电阻温度升高，这是利用了电流的热效应。
[2]发热电阻10s内产生的热量
16. 标有“220V 40W”的灯泡甲和“220V 100W”的灯泡乙，其灯丝长短相同，可发现____灯泡的灯丝较粗；若将这两个灯泡串联在220V的电源上，则___灯泡更亮一些（以上两空选填“甲”或“乙”）．
【答案】 ①. 乙 ②. 甲
【解析】
【详解】由灯泡的铭牌可知，两灯泡的额定电压相等，P甲＜P乙，由P=U2/R可得，两灯泡的电阻关系为R甲＞R乙；因在材料和长度一定时，导体的电阻与横截面积有关，横截面积越大，电阻越小，所以，两灯泡钨丝长短一样时，甲灯泡的电阻较大，则灯丝较细；乙灯的电阻较小，则灯丝较粗；两灯泡串联在220V的电源上时，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P=I2R可知，甲灯泡的电阻较大，实际功率较大，灯泡较亮．
17. A、B两个电阻的U﹣I图像如图所示。将A、B串联接入电路，当通过B的电流为0.5A时，A的电阻是____Ω；将A、B并联接入电路，当干路总电流为1A时，电阻B消耗的电功率是____W。
【答案】 ①. 8 ②. 15
【解析】
【详解】将A、B串联接入电路时，因串联电路中各处的电流相等，由图像可知，当通过A的电流为0.5A时，电阻A两端的电压为4.0V，电阻A的阻值为
将A、B并联接入电路时，因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，所以，由图像可知，当UA=UB=2.5V，IA=0.4A，IB=0.6A时，干路电流等于1A，则电阻B消耗的电功率为
18. 刘老师在课堂上做了一个演示实验。实验器材有：玻璃泡破碎但钨丝完好的废白炽灯、小灯泡L、蓄电池、开关S、酒精灯、火柴、导线若干。如图所示，当闭合开关S时，小灯泡L正常发光，然后用点燃的酒精灯对白炽灯的钨丝加热，可观察到小灯泡L的亮度明显变暗，此时旧灯丝两端电压______（选填：“变大”“变小”或“不变”），这个实验说明了导体的电阻跟______有关。
【答案】 ①. 变大 ②. 温度
【解析】
【详解】[1][2]用酒精灯对白炽灯的钨丝加热，钨丝的温度升高，观察到小灯泡L的亮度明显变暗，说明通过小灯泡L的电流变小，两端电压变小，此时旧灯丝两端电压变大，钨丝的电阻增大，这个现象说明：导体的电阻除了跟自身因素有关以外，还跟温度有关。
三、计算题（共18分。要求写出必要的文字说明、公式、要的运算过程、数值和单位。）
19. 如图甲所示为某电热水壶的简化电路原理图，R1和R2为加热电阻，且阻值保持不变，R1＝44Ω，S为靠近加热盘的感温开关，1、2是开关连接的触点。某次烧水时，仅将电热壶接入220V的电路中，并按下开关S与触点1连接，10min后S自动切换到保温状态（S与触点2连接），保温时图乙所示电能表的转盘总共转过了150转。求：
（1）S与触点1连接时，通过电阻R1的电流I1是多大？
（2）保温时，共消耗了多少电能？
（3）如果电热水壶的保温功率是100W，请计算R2的阻值是多少Ω？
【答案】（1）5A；（2）；（3）440Ω
【解析】
【详解】解：（1）由图甲可知，当开关S与触点1连接时，电路中只有R1，电路中电阻较小；当开关S与触点2连接时，电路中R1、R2串联，电路中电阻较大；电源电压一定，由可知，当开关S与触点1连接时，电路电功率较大、电热水壶处于加热状态；当开关S与触点2连接时，电路电功率较小、电热水壶处于保温状态。S与触点1连接时，电路中只有R1，通过电阻R1的电流为
（2）电能表上所标“”表示电路中每消耗的电能，电能表的转盘转3000转，转盘转150转（保温）时，电热水壶消耗的电能为
（3）由题知保温功率，由得电路中的总电阻为
R2的阻值为
答：（1）S与触点1连接时，通过电阻R1的电流是5A；
（2）保温时，共消耗了的电能；
（3）如果电热水壶的保温功率是100W，R2的阻值是440Ω。
20. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯L标有“12V 12W”的字样，R2=12Ω，当S1、S2都闭合时．电流表示数为1.2A．这时灯L正常发光（忽略温度对灯丝电阻的影响），求：
（1）电源电压；
（2）电阻R1的阻值；
（3）若将开关S1、S2都断开．此时灯L实际消耗功率是多少？
【答案】（1）12V；（2）60Ω；（3）3W．
【解析】
【详解】（1）当S1、S2都闭合时，L与R1并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，所以，电源的电压U=UL=12V；
（2）当S1、S2都闭合时，由P=UI可得，通过灯泡的电流：IL=PL/UL=12W/12V=1A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R1的电流：I1=I-IL=1.2A-1A=0.2A，由I=U/R可得，
R1的阻值：R1=U/I1=12V/0.2A=60Ω；
（3）灯泡的电阻：RL=UL/IL=12V/1A=12Ω，将开关S1、S2都断开时，L与R2串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：I′=U/RL+R2=12V/12Ω+12Ω=0.5A，则灯L实际消耗的功率：PL=（I'）2RL=（0.5A）2×12Ω=3W．
四、实验、作图题（共22分）
21. 某实验小组探究金属丝电阻大小与长度的关系，他们取一段粗细均匀的由同种材料制成的金属丝，将金属丝拉直后连接在A、B接线柱上，在金属丝上安装一个可滑动的金属夹P。如图所示，实验室还提供了下列器材：电压表、电流表、电池组（电压3V）、滑动变阻器“20Ω，2A”、刻度尺、开关和导线若干。
（1）为了测量AP段的电阻R，他们连接了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，把图中还没有连接的一根导线接上，使电路完整______；
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，测得电压表的读数为2.0V，电流表指针偏转如图乙所示，此时金属丝AP段的电阻R＝______Ω；保持滑片位置不变，向右移动金属夹P电流表示数______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）实验中移动金属夹P，分别测得AP段的长度L和对应的电阻值R，数据如表：分析表中数据，可知R与L的关系是：当导体的材料和横截面积一定时，导体的长度越长，电阻______（选填“越大”或“越小”）；
（4）这套实验装置还可以探究下面哪些实验______
A．导体电阻与材料的关系
B．导体中的电流与电阻的关系
C．导体中的电流与电压的关系
D．电流通过导体时产生的热量与什么因素有关
【答案】 ①. ②. 5 ③. 不变 ④. 越大 ⑤. BC
【解析】
【详解】（1）[1]由图乙可知，电流表选用小量程，滑动变阻器按一上一下的原则连接，所以，将电流表“0.6”接线柱与滑动变阻器金属杆任一端连接，如下图所示：
（2）[2]由图乙知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02 A，所以示数为0.4A，此时电压表的读数为2.0 V，则由欧姆定律得，金属丝的电阻
[3]向右移动金属夹，AB段连入电路的电阻不变，保持滑片位置不变，所以电路总电阻不变，在电源电压一定时，电流不变。
（3）[4]由表格中数据可知，电阻长度增大为原来的几倍，电阻值便增大为原来的几倍，或电阻值与长度的比值是一个常数，所以其它条件不变，导体的电阻与长度成正比；导体的长度越长，电阻越大。
（4）[5] A．根据题意可知，实验中只有一种材料的金属丝，实验中可以改变金属丝的长度和横截面积，但无法改变金属丝的材料，故A不符合题意；
BC．金属丝可认为是定值电阻，则可探究电流、电阻和电压三者之间的关系，故BC符合题意；
D．由于探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关的实验中要通过转换法显示出电流产生热量的大小情况，而该装置不能做到这一点，故A不符合题意。
故选BC。
22. 如图甲所示是某实验小组探究“电流与电压、电阻关系”的实验电路，使用的实验器材有：电压为3V的电源，电流表、电压表各一个，开关一个，5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻各一个，规格“12Ω，1A”的滑动变阻器一个，导线若干。
表1
表2
（1）正确连接后，闭合开关，小浩发现电流表有示数，电压表无示数，可能是定值电阻发生了______（选填“短路”或“断路”）；
（2）探究电流与电压的关系时，所测得的部分电流、电压值见表1。根据表1中的数据可以得到结论：______；
（3）在探究电流与电阻的关系时，所测得的几组数据如表2所示。由于操作不当，导致一组数据存在错误，请判断第______次实验的数据存在错误；分析导致数据错误的原因：______；
（4）纠正错误以后，该小组用30Ω的电阻替换20Ω的电阻进行了第4次实验，发现实验无法进行下去，为完成第4次实验，同学们提出了下列解决方案，其中可行是______。
A.将电压表的量程换为0～15V
B.换成电压为6V的电源
C.更换最大阻值大于或等于15Ω的滑动变阻器
【答案】 ① 短路 ②. 电阻不变时，电流与电压成正比 ③. 3 ④. 两端电压与其他两组不同 ⑤. C
【解析】
【详解】（1）[1]闭合开关，小浩发现电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，可能是与电压表并联的定值电阻发生了短路。
（2）[2]由表中数据可得
可以得到结论：导体的电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（3）[3][4]根据可得，第1、2组数据定值电阻两端的电压为2V，第3组数据定值电阻两端的电压为2.4V；在探究电流与电阻的关系时，需保持电阻两端的电压不变，在所测得的几组数据中，第三组数据电阻两端的电压与其他几组数据不同，因此第3次实验的数据存在错误；分析导致数据错误的原因：没有控制定值电阻两端的电压不变。
（4）[5]C．用30Ω的电阻替换20Ω的电阻进行了第4次实验，定值电阻两端的电压为2V，滑动变阻器的阻值为
此时需要滑动变阻器的阻值为15Ω，而给出的滑动变阻器为12Ω，为满足实验要求应换阻值大于或等于15Ω的滑动变阻器；故C符合题意；
A．将电压表的量程换为0～15V，不能改变滑动变阻器的阻值，故A不符合题意；
B．换成电压为6V的电源，滑动变阻器需要分的4V的电压，需要的阻值更大，故B不符合题意。
故选C。
23. 小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中，用到的器材有：新干电池两节、小灯泡（标有0.3A）1只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、开关1支，导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中将实验电路连接完整______（要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小）；
（2）如图乙所示，闭合开关S，发现电压表和电流表示数均为0。小亮利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在ab之间、bc之间和bd之间，电压表示数均接近电源两端的电压；接在ad之间，电压表示数为0。如果导线完好且连接无误，只有一个元件有故障，则故障原因是______；
（3）排除故障，进行实验，当电流表的示数如图丙时，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向______（选填“A”或“B”）端移动，当电流表示数达到0.3A时，电压表的示数如图丁，则小灯泡的额定功率为______W；
（4）小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏，他找来一只阻值为R0的定值电阻，设计了如图戊所示的电路，也可测出小灯泡的额定功率。主要的操作步骤如下：
①把电流表接在a处，闭合开关，调节滑片P，使电流表的示数为I额；
②保持滑片P的位置不变，断开开关，把电流表接在b处，闭合开关，读出电流表的示数为I；
③计算得出小灯泡的额定功率P额=______（用R0、I额、I表示）。
【答案】 ①. ②. 滑动变阻器断路 ③. A ④. 0.75 ⑤. （I-I额）R0I额
【解析】
【详解】（1）[1]因为新干电池两节，所以电压表应选择0~3V的量程并联在小灯泡两端，滑动变阻器的接线柱要“一上一下” 接入电路，因为要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小，由可知电路中的电阻变大，电流变小，故左下接线柱应接入电路，如图所示：
（2）[2]闭合开关，电压表和电流表均无示数，说明电路断路；把电压表分别接在ab之间、bc之间和bd之间，电压表示数均接近电源两端的电压，说明b、a、c、d部分是通路。接在a、d之间，电压表无示数，说明a、d之间断路，如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是滑动变阻器断路。
（3）[3][4]电流表选用的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.14A；灯泡的额定电流为0.3A，要使灯在额定电压下正常发光，需要增大电路中的电流，根据欧姆定律可知，需要减小电路中的总电阻，所以应使变阻器连入电路中的电阻变小，故滑片向A移动，直到电流表示数为0.3A；此时电压表指针位置如图丙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.5V，则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
（4）[5]根据题意可知，干路中的的电流为I，通过灯泡的电流即灯泡的额定电流为I额；根据并联电路的电流规律可知，通过定值电阻的电流为
I'=I-I额
定值电阻两端的电压为
U0=I'R0=(I-I额)R0
根据并联电路的电压规律可知，灯泡的额定电压为
U额=U0=I'R0=(I-I额)R0
灯泡的额定功率为
P额=U额I额=(I-I额)R0I额
24. 如图甲所示，在研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中，同学们猜想电热可能与电流大小、电阻大小以及通电时间长短有关。
（1）左侧密闭容器内电阻丝阻值为5Ω，右侧密闭容器外部，将一个阻值为5Ω的电阻与这个容器内的电阻丝并联，目的是使通过左右两密闭容器内电阻丝的______不同，右侧容器内电阻丝的阻值应为______Ω，才能符合实验研究的要求；
（2）某实验小组发现通电一段时间后，其中左侧U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是______；
（3）如图乙利用该装置研究“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验，烧瓶A、B中食用油和煤油的______相同，烧瓶A、B中金属丝的电阻______（选填：“相同”或“不同”），通电一段时间后，通过______来比较食用油和煤油的吸热能力。（选填：“加热时间”或“温度计升高的示数”）
【答案】 ①. 电流 ②. 5 ③. 装置的气密性不好 ④. 质量和初温 ⑤. 相同 ⑥. 温度计升高的示数
【解析】
【详解】（1）[1] [2] 研究电阻产生的热量与电流的关系，要控制电阻和通电时间相同，只改变电流大小；左侧密闭容器内电阻丝阻值为5Ω，右侧密闭容器外部，将一个阻值为5Ω的电阻与这个容器内的电阻丝并联，根据串联和并联电路电流的规律，目的是使通过左右两密闭容器内电阻丝的电流不同，右侧容器内电阻丝的阻值应为5Ω，才能符合实验研究的要求。
（2）[3] 某实验小组发现通电一段时间后，其中左侧U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是装置漏气。
（3）[4] 根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，如图乙利用该装置研究“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验，烧瓶A、B食用油和煤油的质量及初温相同。
[5] [6] 使相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；由，为控制相同时间吸热相同，故烧瓶A、B中金属丝的电阻相同，通电一段时间后，通过温度计升高的示数来比较食用油和煤油的吸热能力。
25. 阅读短文，回答问题。
电动拖盘搬运车
如图甲是超市常用的一种电动拖盘搬运车，用于运输、提升货物，常被称作“地牛”。下表是其相关参数，其电路工作原理示意图如图乙。当闭合开关S1时，进退电动机M1工作，驱动“地牛”前进或后退。当闭合开关S2时，提升电动机M2工作，将货物提升到指定高度。电源是电压为36V的铅蓄电池组。（g取10N/kg）
（1）下列关于电动拖盘搬运车的铅蓄电池的说法正确的是______；
A.铅蓄电池组是由24节铅蓄电池串联组成的
B.给铅蓄电池组充电时，铅蓄电池组相当于电源
C.给铅蓄电池充电的过程中，电能转化为化学能
D.给铅蓄电池充足电一次，消耗的电能约2.88×105J
（2）利用“地牛”将0.8×103kg的货物放至货架，闭合开关______（选填“S1”、“S2”），货物向上匀速竖直提升10s，货物竖直向上移动______m；
（3）“地牛”仪表盘上有可显示所载货物质量的仪表，其电路如图丙所示。电源电压18V，电流表（0~0.6A），滑动变阻器R4（60Ω，1A），压敏电阻R3的阻值与所受压力F的关系如图丁所示。压敏电阻R3是由______（选填“导体”、“绝缘体”或“半导体”）材料制成的，当压力变大时，压敏电阻R3的阻值将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。为了确保此电路能安全工作，在最大载货量时R4的阻值应至少调至______Ω。
【答案】 ①. C ②. S2 ③. 0.8 ④. 半导体 ⑤. 变小 ⑥. 22
【解析】
【详解】（1）[1]A．一节铅蓄电池的电压为2V，铅蓄电池组的电压为36V，是由18节铅蓄电池串联组成的，故A错误；
B．给铅蓄电池组充电时，铅蓄电池组消耗电能，相当于用电器，故B错误；
C．给铅蓄电池充电的过程中，消耗电能，将电能转化为化学能储存起来，故C正确；
D．给铅蓄电池充足电一次，消耗的电能约
故D错误。
故选C。
（2）[2]由材料得，当闭合开关S2时，提升电动机M2工作，将货物提升到指定高度。
[3]由得，货物被提升时，提升电机消耗的电能为
由得，电机做的有用功
货物被提升的距离为
（3）[4]压敏电阻R3是由半导体材料制成的，具有单向导电性。
[5]由图像得，当压力变大时，压敏电阻R3的阻值将变小。
[6]由图像得，在最大载货量时，R3电阻为8Ω，电流表量程为0~0.6A，滑动变阻器R4最大电流为1A，为了确保此电路能安全工作，电路最大电流为0.6A，在最大载货量时，电路中最小电阻为
R4的阻值应至少调至
次数
1
2
3
4
5
L/cm
5
10
15
20
25
R/Ω
1
2
3
4
5
次数
1
2
3
U/V
1.0
1.5
2.0
I/A
0.2
0.3
0.4
次数
1
2
3
R/Ω
5
10
20
I/A
0.4
0.2
0.12
型号
最大载货量
铅蓄电池组电压
铅蓄电池组容量
进退电机
额定电压，额定功率
提升电机
额定电压，额定功率
电机效率
PTE20X
2×103kg
36V
80Ah
36V，900W
36V，800W
80%
1. 下列关于日常生活的说法中，最接近实际的是（ ）
A. 室温下烧开一壶2L的水所需的热量约为100J
B. 家用电饭锅的功率约为800W
C. 家用电冰箱工作20min约消耗1度电
D. 电子表电池的电压约为220V
【答案】B
【解析】
【详解】A．2L水的质量
m=ρV=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
水烧开时温度约为100℃，则烧开一壶水所需的热量约为
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
故A不符合题意；
B．家用电饭锅正常工作时的电流约为4A，家用电饭锅的功率约为
P=UI=220V×4A=880W
故B符合题意；
C．家用电冰箱工作24h约消耗1度电，故C不符合题意；
D．电子表电池的电压约为1.5V，故D不符合题意。
故选B。
2. 下列所给现象，使物体内能增加的方式与其它三个不同的是（ ）
A. 电水壶烧水时壶口空气变热
B. 坠落的流星表面产生火花
C. 迅速下压活塞点燃棉花
D. 冰壶运动员摩擦冰面使冰熔化
【答案】A
【解析】
【详解】A．电水壶烧水时壶口空气变热，是通过热传递的方式改变空气内能的；
B．坠落流星进入大气层后与空气摩擦，要克服摩擦做功，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能；
C．在一个装有活塞的厚玻璃筒里放一小团花，将活塞迅速压下去，棉花就会燃烧起来，这是因为活塞压缩空气做功，使空气的内能增加、温度升高，达到棉花着火点，使棉花燃烧；
D．冰壶运动员摩擦冰面时克服摩擦做功，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能。
故A使物体内能增加的方式与BCD不同；A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3. 关于家庭电路及安全用电，下列说法正确的是（ ）
A. 家庭电路中台灯与电视是串联的
B. 空气开关跳闸一定是因为用电器总功率过大
C. 用试电笔检查电路时，手要接触笔尾金属体
D. 为防止烧坏保险丝，保险丝需要选用熔点较高的金属材料制作
【答案】C
【解析】
【详解】A．家庭电路中台灯、电视工作时，为了互不影响工作，家庭电路中台灯与电视是并联的，故A错误；
B．短路、用电器的总功率过大都会使电路中的电流过大，使空气开关跳闸，故B错误；
C．用试电笔检查电路时，手要接触笔尾金属体，笔尖接触电线，若氖管若发光，笔尖接触的是火线，故C正确；
D．保险丝是根据电流的热效应工作的，利用电阻率大、熔点低的铅锑合金制成，故D错误。
故选C。
4. 如图用蒸锅在天然气灶上烧水蒸包子的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 包子的温度越高所含热量越大
B. 水的温度越高，水分子运动越剧烈
C. 天然气燃烧越充分，热值越大
D. 用手拿包子的时候温度从包子传到手
【答案】B
【解析】
【详解】A．在质量不变时，包子的温度越高，内能越大，但不能说所含的热量越多，因为热量是一个过程量，不是一个状态量，热量描述了物体发生热传递时，传递能量的多少，不能说物体含有多少热量，即不能用“含有”、“具有”来表述，故A错误；
B．分子的热运动与温度有关，且温度越高，无规则运动越剧烈，故B正确；
C．1kg的某种燃料完全燃烧所释放出的热量是燃料的热值，热值由燃料本身决定，与质量和燃烧程度无关，故C错误；
D．热传递是把内能从温度高的物体传给温度低的物体，所以，用手拿包子的时，传递的是内能，而不是温度，故D错误。
故选B。
5. 关于下列电学知识，正确的是（ ）
A. 接在此电能表上的用电器总功率不能超过2200W
B. 实验表明：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越小，这个电阻产生的热量越多
C. “伏安法测小灯泡电阻”的实验中，多次测量的目的是：求平均值减小误差
D. 闭合开关，电灯不亮，用试电笔接触D、E点时氖管均发光，测F点时氖管不发光；该电路故障为EF断路
【答案】D
【解析】
【详解】A，接在此电能表上的用电器最大总功率
接在此电能表上的用电器总功率不能超过4400W，故A错误；
B．由图可知，两个电阻丝串联，通过它们的电流相等，右侧容器内电阻丝的阻值较大，产生的热量较多，实验表明，在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多，故B错误；
C．“伏安法测小灯泡电阻”的实验中，小灯泡的电阻会随温度而变化，求平均值无意义，故C错误；
D．闭合开关，电灯不亮，用试电笔接触D、 E点时氖管均发光，说明在开关闭合时E点以前的电路的火线接通，测F点时氖管不发光，该电路故障为EF断路，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，用同样的装置进行“比较不同物质的吸热本领”和“比较不同燃料的热值”的实验，则以下说法中正确的是（ ）
A. 这两个实验都要控制被加热的物质的种类一样
B. 这两个实验都要控制被加热的物质的质量一样
C. 前一实验中，加热相同时间后，比热容大的物质吸收热量一定多
D. 后一实验中，加热相同时间后，若温度计示数升高的越多，则该燃料的热值一定越大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．比较不同物质的吸热本领时，需要改变物质的种类，比较不同燃料的热值时，需要加热相同种类的物体，故A错误；
B．前一实验中，需要改变物质的种类，但质量保持不变，加热相同时间，通过比较温度的变化，比较物质的吸热本领；后一实验中，需要加热相同种类同质量的物体，通过比较温度的变化，比较不同燃料的热值，故B正确；
C．前一实验中，则需要燃烧相同的燃料（研究对象），加热相同的时间， 使物质吸收相同的热量，故C错误；
D．后一实验中，加热相同时间后，同种物质，质量相同，若越大，说明吸收热量多，但是不知道燃料燃烧的质量多少，不能确定该燃料的热值大小，故D错误。
故选B。
7. 物理学是一门十分有趣的科学，自然奇观、生活奥秘、现代科技，无一不展现出物理学的神奇与魅力，下面说法正确的是（ ）
A. 柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
B. 输送电能若能采用超导材料，可以大大降低电能损耗
C. 在热机的能量损失中，废气带走的能量最多
D. 导体的电阻由其两端的电压和通过导体的电流共同决定
【答案】BC
【解析】
【详解】A．机械效率是有用功与总功的比值，与燃料热值大小无关，故A错误；
B．输送电能若能采用超导材料，由于超导体的电阻为0，产生的热量为0，可以大大降低电能损耗，故B正确；
C．由研究发现，在热机的能量损失中，废气带走的能量最多，故C正确；
D．导体的电阻导体本身的材料、长度、横截面积有关，与其两端的电压和通过导体的电流无关，故D错误。
故选BC。
8. 如图所示，电源电压恒定，关于电路说法错误的是（ ）
A. 若灯L1被短路，闭合S、S1后，则灯L1不亮，灯L2亮
B. 先闭合开关S，当再闭合开关S1时，电流表甲的示数变大，电流表乙的示数不变
C. 先闭合开关S，当再闭合开关S1时，灯L2亮度不变，电路总功率变小
D. 闭合开关S、S1后，若拧去灯泡L2，电流表甲的示数变小，电流表乙的示数不变
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．由图可知，闭合S、S1后，两灯并联，若灯L1被短路，则灯L2也被短路，因此两灯都不发光，故A错误，符合题意；
BC．由图可知，先闭合开关S，只有灯L2接入电路，两个电流表串联在电路中，当再闭合开关S1时，灯L1与灯L2并联，电流表乙测灯L2电流，由于灯L2电压不变，由可知，通过L2的电流不变，灯L2亮度不变，故电流表乙示数不变。电流表甲测干路电流，根据并联电路电流关系可知，电流表甲示数变大，由P=UI可知，电路中总功率变大，故B正确，不符合题意，C错误，符合题意；
D．闭合开关S、S1后，两灯并联，电流表甲测干路电流，电流表乙测灯L2电流，若拧去灯泡L2，则L2支路断路，电流表乙示数为0，根据并联电路各支路互不影响可知，通过灯L1的电流不变，根据并联电路电流特点可知，干路电流变小，即电流表甲示数变小，故D错误，符合题意。
故选ACD。
9. 如图所示，电源电压恒为12V，定值电阻R1标有“20Ω，0.5A”，滑动变阻器R2标有“40Ω，1A”，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V。当滑动变阻器的滑片P位于最下端时，闭合开关S，下列说法正确的是（ ）
A. 此时电压表的示数为8V
B. 此时电路消耗的总功率最小，为2.4W
C. 在保证电路安全的前提下，滑动变阻器的阻值变化范围为0~40Ω
D. 当滑片P向上移动时，R1消耗的最大电功率为5W
【答案】ABD
【解析】
【详解】由图得，定值电阻R1与滑动变阻器串联，电压表测量变阻器电压，电流表测量电路电流，当滑动变阻器的滑片P位于最下端时，变阻器接入电路中电阻最大。
A．此时电路中电阻
电路中电流
由欧姆定律得，电压表的示数为
故A正确；
B．此时电路电流最小，消耗的总功率最小，为
故B正确；
C．电流表的量程为0~0.6A，定值电阻通过的最大电流为0.5A，滑动变阻器R2通过的最大电流为1A，在保证电路安全的前提下，电路中最大电流为0.5A，由欧姆定律得，电路中最小电阻为
滑动变阻器接入电路中最小电阻为
滑动变阻器的阻值变化范围为4~40Ω，故C错误；
D．当滑片P向上移动时，当电路中电流为0.5A时，R1消耗的最大电功率为
故D正确。
故选ABD。
二、填空题（每空1分，共18分。请把答案写在答题卡相应的横线上）
10. 腌制咸鸭蛋需要较长的时间，鸭蛋逐渐变咸，这是______现象，而炒菜时加盐可以很快使菜变咸，说明这种现象与______有关。
【答案】 ①. 扩散 ②. 温度
【解析】
【分析】
【详解】[1]腌制咸鸭蛋需要较长的时间，盐才能通过蛋壳进入到鸭蛋中，鸭蛋逐渐变咸，这是扩散现象。
[2]炒菜时温度高，加盐时扩散进行的较快，可以很快使菜变咸，说明这种现象与温度有关。
11. 用塑料梳子在干燥的头发上梳几下，梳子上会带电，这种现象是摩擦起电，摩擦起电的实质是______（选填“质子”或“原子”或“电子”）发生了转移。经检验摩擦后的梳子带的是负电荷，是因为______（选填：“塑料”或“毛发”）原子核对电子束缚能力弱。
【答案】 ①. 电子 ②. 毛发
【解析】
【详解】[1]摩擦起电的实质是电子发生了转移，得电子的物体带负电，失电子的物体带正电。
[2]经检验摩擦后的梳子带的是负电荷，是因为毛发原子核对电子束缚能力弱失去电子，梳子得到电子，带负电。
12. 如图所示是四冲程汽油机的______冲程；0.5kg汽油完全燃烧后放出热量的42%被质量为100kg、初温为25℃的水吸收，可使水温升高到______℃。[，]
【答案】 ①. 做功 ②. 48
【解析】
【详解】[1]图中，两个气门关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运动，是做功冲程。
[2]完全燃烧0.5kg汽油放出的热量
根据可知，水升高到的温度为
可使水温升高到
13. 生物“冰”是一种冰块的升级替代产品，主要成分为高分子聚合物和吸水树脂，可用于长距离冷藏运输，使物品保持其低温状态。生物“冰”的“保温”效果更好，是因为其比热容和冰相比更 _____。生物“冰”还可用于高烧降温退热，消炎止痛，冷敷美容，这些是通过 _____的方式改变物体的内能。
【答案】 ①. 大 ②. 热传递
【解析】
【详解】[1]据Q吸=cm(t-t0)知，在质量和温度变化相同时，比热容大的物质吸收的热量更多，而生物“冰”的保温效果比冰的好，是因为它的比热容比冰的大。
[2]生物“冰”用于高烧降温、冷敷美容，是通过热传递将热量带走，从而改变物体的内能。
14. 电阻R1、R2的U—I图像如图甲所示，则R1∶R2=______。将R1、R2接入电源电压不变的电路中，如图乙所示。当只闭合开关S时，电路的总功率为P1；当S和S1都闭合时，电路的总功率为P2，则P1∶P2=______。
【答案】 ①. 2∶1 ②. 1∶3
【解析】
【详解】[1]从图甲可知，两电阻均为定值电阻，当R1两端的电压为3V时，通过R1的电流为0.15A，根据欧姆定律可得，R1的阻值为
当R2两端的电压为3V时，通过R2的电流为0.3A，根据欧姆定律可知，R2的阻值为
则R1、R2之比为
[2]当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，电路的总功率为P1为
当S和S1都闭合时，电路为R1、R2并联的电路，电路的总功率为P2为
则功率P1、P2之比为
15. 如图所示，这是一个便携式电热包装封口机，其内部电源电压恒为3V，发热电阻的阻值为1Ω。当接通电路后，发热电阻温度升高，这是利用电流的________效应实现高温封口的；发热电阻10s内产生的热量为________J。
【答案】 ①. 热 ②. 90
【解析】
【详解】[1]电流通过电热包装封口机时，发热电阻将电能转化为内能，发热电阻温度升高，这是利用了电流的热效应。
[2]发热电阻10s内产生的热量
16. 标有“220V 40W”的灯泡甲和“220V 100W”的灯泡乙，其灯丝长短相同，可发现____灯泡的灯丝较粗；若将这两个灯泡串联在220V的电源上，则___灯泡更亮一些（以上两空选填“甲”或“乙”）．
【答案】 ①. 乙 ②. 甲
【解析】
【详解】由灯泡的铭牌可知，两灯泡的额定电压相等，P甲＜P乙，由P=U2/R可得，两灯泡的电阻关系为R甲＞R乙；因在材料和长度一定时，导体的电阻与横截面积有关，横截面积越大，电阻越小，所以，两灯泡钨丝长短一样时，甲灯泡的电阻较大，则灯丝较细；乙灯的电阻较小，则灯丝较粗；两灯泡串联在220V的电源上时，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P=I2R可知，甲灯泡的电阻较大，实际功率较大，灯泡较亮．
17. A、B两个电阻的U﹣I图像如图所示。将A、B串联接入电路，当通过B的电流为0.5A时，A的电阻是____Ω；将A、B并联接入电路，当干路总电流为1A时，电阻B消耗的电功率是____W。
【答案】 ①. 8 ②. 15
【解析】
【详解】将A、B串联接入电路时，因串联电路中各处的电流相等，由图像可知，当通过A的电流为0.5A时，电阻A两端的电压为4.0V，电阻A的阻值为
将A、B并联接入电路时，因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，所以，由图像可知，当UA=UB=2.5V，IA=0.4A，IB=0.6A时，干路电流等于1A，则电阻B消耗的电功率为
18. 刘老师在课堂上做了一个演示实验。实验器材有：玻璃泡破碎但钨丝完好的废白炽灯、小灯泡L、蓄电池、开关S、酒精灯、火柴、导线若干。如图所示，当闭合开关S时，小灯泡L正常发光，然后用点燃的酒精灯对白炽灯的钨丝加热，可观察到小灯泡L的亮度明显变暗，此时旧灯丝两端电压______（选填：“变大”“变小”或“不变”），这个实验说明了导体的电阻跟______有关。
【答案】 ①. 变大 ②. 温度
【解析】
【详解】[1][2]用酒精灯对白炽灯的钨丝加热，钨丝的温度升高，观察到小灯泡L的亮度明显变暗，说明通过小灯泡L的电流变小，两端电压变小，此时旧灯丝两端电压变大，钨丝的电阻增大，这个现象说明：导体的电阻除了跟自身因素有关以外，还跟温度有关。
三、计算题（共18分。要求写出必要的文字说明、公式、要的运算过程、数值和单位。）
19. 如图甲所示为某电热水壶的简化电路原理图，R1和R2为加热电阻，且阻值保持不变，R1＝44Ω，S为靠近加热盘的感温开关，1、2是开关连接的触点。某次烧水时，仅将电热壶接入220V的电路中，并按下开关S与触点1连接，10min后S自动切换到保温状态（S与触点2连接），保温时图乙所示电能表的转盘总共转过了150转。求：
（1）S与触点1连接时，通过电阻R1的电流I1是多大？
（2）保温时，共消耗了多少电能？
（3）如果电热水壶的保温功率是100W，请计算R2的阻值是多少Ω？
【答案】（1）5A；（2）；（3）440Ω
【解析】
【详解】解：（1）由图甲可知，当开关S与触点1连接时，电路中只有R1，电路中电阻较小；当开关S与触点2连接时，电路中R1、R2串联，电路中电阻较大；电源电压一定，由可知，当开关S与触点1连接时，电路电功率较大、电热水壶处于加热状态；当开关S与触点2连接时，电路电功率较小、电热水壶处于保温状态。S与触点1连接时，电路中只有R1，通过电阻R1的电流为
（2）电能表上所标“”表示电路中每消耗的电能，电能表的转盘转3000转，转盘转150转（保温）时，电热水壶消耗的电能为
（3）由题知保温功率，由得电路中的总电阻为
R2的阻值为
答：（1）S与触点1连接时，通过电阻R1的电流是5A；
（2）保温时，共消耗了的电能；
（3）如果电热水壶的保温功率是100W，R2的阻值是440Ω。
20. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯L标有“12V 12W”的字样，R2=12Ω，当S1、S2都闭合时．电流表示数为1.2A．这时灯L正常发光（忽略温度对灯丝电阻的影响），求：
（1）电源电压；
（2）电阻R1的阻值；
（3）若将开关S1、S2都断开．此时灯L实际消耗功率是多少？
【答案】（1）12V；（2）60Ω；（3）3W．
【解析】
【详解】（1）当S1、S2都闭合时，L与R1并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，所以，电源的电压U=UL=12V；
（2）当S1、S2都闭合时，由P=UI可得，通过灯泡的电流：IL=PL/UL=12W/12V=1A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R1的电流：I1=I-IL=1.2A-1A=0.2A，由I=U/R可得，
R1的阻值：R1=U/I1=12V/0.2A=60Ω；
（3）灯泡的电阻：RL=UL/IL=12V/1A=12Ω，将开关S1、S2都断开时，L与R2串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流：I′=U/RL+R2=12V/12Ω+12Ω=0.5A，则灯L实际消耗的功率：PL=（I'）2RL=（0.5A）2×12Ω=3W．
四、实验、作图题（共22分）
21. 某实验小组探究金属丝电阻大小与长度的关系，他们取一段粗细均匀的由同种材料制成的金属丝，将金属丝拉直后连接在A、B接线柱上，在金属丝上安装一个可滑动的金属夹P。如图所示，实验室还提供了下列器材：电压表、电流表、电池组（电压3V）、滑动变阻器“20Ω，2A”、刻度尺、开关和导线若干。
（1）为了测量AP段的电阻R，他们连接了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，把图中还没有连接的一根导线接上，使电路完整______；
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，测得电压表的读数为2.0V，电流表指针偏转如图乙所示，此时金属丝AP段的电阻R＝______Ω；保持滑片位置不变，向右移动金属夹P电流表示数______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）实验中移动金属夹P，分别测得AP段的长度L和对应的电阻值R，数据如表：分析表中数据，可知R与L的关系是：当导体的材料和横截面积一定时，导体的长度越长，电阻______（选填“越大”或“越小”）；
（4）这套实验装置还可以探究下面哪些实验______
A．导体电阻与材料的关系
B．导体中的电流与电阻的关系
C．导体中的电流与电压的关系
D．电流通过导体时产生的热量与什么因素有关
【答案】 ①. ②. 5 ③. 不变 ④. 越大 ⑤. BC
【解析】
【详解】（1）[1]由图乙可知，电流表选用小量程，滑动变阻器按一上一下的原则连接，所以，将电流表“0.6”接线柱与滑动变阻器金属杆任一端连接，如下图所示：
（2）[2]由图乙知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02 A，所以示数为0.4A，此时电压表的读数为2.0 V，则由欧姆定律得，金属丝的电阻
[3]向右移动金属夹，AB段连入电路的电阻不变，保持滑片位置不变，所以电路总电阻不变，在电源电压一定时，电流不变。
（3）[4]由表格中数据可知，电阻长度增大为原来的几倍，电阻值便增大为原来的几倍，或电阻值与长度的比值是一个常数，所以其它条件不变，导体的电阻与长度成正比；导体的长度越长，电阻越大。
（4）[5] A．根据题意可知，实验中只有一种材料的金属丝，实验中可以改变金属丝的长度和横截面积，但无法改变金属丝的材料，故A不符合题意；
BC．金属丝可认为是定值电阻，则可探究电流、电阻和电压三者之间的关系，故BC符合题意；
D．由于探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关的实验中要通过转换法显示出电流产生热量的大小情况，而该装置不能做到这一点，故A不符合题意。
故选BC。
22. 如图甲所示是某实验小组探究“电流与电压、电阻关系”的实验电路，使用的实验器材有：电压为3V的电源，电流表、电压表各一个，开关一个，5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻各一个，规格“12Ω，1A”的滑动变阻器一个，导线若干。
表1
表2
（1）正确连接后，闭合开关，小浩发现电流表有示数，电压表无示数，可能是定值电阻发生了______（选填“短路”或“断路”）；
（2）探究电流与电压的关系时，所测得的部分电流、电压值见表1。根据表1中的数据可以得到结论：______；
（3）在探究电流与电阻的关系时，所测得的几组数据如表2所示。由于操作不当，导致一组数据存在错误，请判断第______次实验的数据存在错误；分析导致数据错误的原因：______；
（4）纠正错误以后，该小组用30Ω的电阻替换20Ω的电阻进行了第4次实验，发现实验无法进行下去，为完成第4次实验，同学们提出了下列解决方案，其中可行是______。
A.将电压表的量程换为0～15V
B.换成电压为6V的电源
C.更换最大阻值大于或等于15Ω的滑动变阻器
【答案】 ① 短路 ②. 电阻不变时，电流与电压成正比 ③. 3 ④. 两端电压与其他两组不同 ⑤. C
【解析】
【详解】（1）[1]闭合开关，小浩发现电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，可能是与电压表并联的定值电阻发生了短路。
（2）[2]由表中数据可得
可以得到结论：导体的电阻不变时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（3）[3][4]根据可得，第1、2组数据定值电阻两端的电压为2V，第3组数据定值电阻两端的电压为2.4V；在探究电流与电阻的关系时，需保持电阻两端的电压不变，在所测得的几组数据中，第三组数据电阻两端的电压与其他几组数据不同，因此第3次实验的数据存在错误；分析导致数据错误的原因：没有控制定值电阻两端的电压不变。
（4）[5]C．用30Ω的电阻替换20Ω的电阻进行了第4次实验，定值电阻两端的电压为2V，滑动变阻器的阻值为
此时需要滑动变阻器的阻值为15Ω，而给出的滑动变阻器为12Ω，为满足实验要求应换阻值大于或等于15Ω的滑动变阻器；故C符合题意；
A．将电压表的量程换为0～15V，不能改变滑动变阻器的阻值，故A不符合题意；
B．换成电压为6V的电源，滑动变阻器需要分的4V的电压，需要的阻值更大，故B不符合题意。
故选C。
23. 小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中，用到的器材有：新干电池两节、小灯泡（标有0.3A）1只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、开关1支，导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中将实验电路连接完整______（要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小）；
（2）如图乙所示，闭合开关S，发现电压表和电流表示数均为0。小亮利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在ab之间、bc之间和bd之间，电压表示数均接近电源两端的电压；接在ad之间，电压表示数为0。如果导线完好且连接无误，只有一个元件有故障，则故障原因是______；
（3）排除故障，进行实验，当电流表的示数如图丙时，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向______（选填“A”或“B”）端移动，当电流表示数达到0.3A时，电压表的示数如图丁，则小灯泡的额定功率为______W；
（4）小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏，他找来一只阻值为R0的定值电阻，设计了如图戊所示的电路，也可测出小灯泡的额定功率。主要的操作步骤如下：
①把电流表接在a处，闭合开关，调节滑片P，使电流表的示数为I额；
②保持滑片P的位置不变，断开开关，把电流表接在b处，闭合开关，读出电流表的示数为I；
③计算得出小灯泡的额定功率P额=______（用R0、I额、I表示）。
【答案】 ①. ②. 滑动变阻器断路 ③. A ④. 0.75 ⑤. （I-I额）R0I额
【解析】
【详解】（1）[1]因为新干电池两节，所以电压表应选择0~3V的量程并联在小灯泡两端，滑动变阻器的接线柱要“一上一下” 接入电路，因为要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小，由可知电路中的电阻变大，电流变小，故左下接线柱应接入电路，如图所示：
（2）[2]闭合开关，电压表和电流表均无示数，说明电路断路；把电压表分别接在ab之间、bc之间和bd之间，电压表示数均接近电源两端的电压，说明b、a、c、d部分是通路。接在a、d之间，电压表无示数，说明a、d之间断路，如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是滑动变阻器断路。
（3）[3][4]电流表选用的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.14A；灯泡的额定电流为0.3A，要使灯在额定电压下正常发光，需要增大电路中的电流，根据欧姆定律可知，需要减小电路中的总电阻，所以应使变阻器连入电路中的电阻变小，故滑片向A移动，直到电流表示数为0.3A；此时电压表指针位置如图丙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.5V，则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
（4）[5]根据题意可知，干路中的的电流为I，通过灯泡的电流即灯泡的额定电流为I额；根据并联电路的电流规律可知，通过定值电阻的电流为
I'=I-I额
定值电阻两端的电压为
U0=I'R0=(I-I额)R0
根据并联电路的电压规律可知，灯泡的额定电压为
U额=U0=I'R0=(I-I额)R0
灯泡的额定功率为
P额=U额I额=(I-I额)R0I额
24. 如图甲所示，在研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中，同学们猜想电热可能与电流大小、电阻大小以及通电时间长短有关。
（1）左侧密闭容器内电阻丝阻值为5Ω，右侧密闭容器外部，将一个阻值为5Ω的电阻与这个容器内的电阻丝并联，目的是使通过左右两密闭容器内电阻丝的______不同，右侧容器内电阻丝的阻值应为______Ω，才能符合实验研究的要求；
（2）某实验小组发现通电一段时间后，其中左侧U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是______；
（3）如图乙利用该装置研究“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验，烧瓶A、B中食用油和煤油的______相同，烧瓶A、B中金属丝的电阻______（选填：“相同”或“不同”），通电一段时间后，通过______来比较食用油和煤油的吸热能力。（选填：“加热时间”或“温度计升高的示数”）
【答案】 ①. 电流 ②. 5 ③. 装置的气密性不好 ④. 质量和初温 ⑤. 相同 ⑥. 温度计升高的示数
【解析】
【详解】（1）[1] [2] 研究电阻产生的热量与电流的关系，要控制电阻和通电时间相同，只改变电流大小；左侧密闭容器内电阻丝阻值为5Ω，右侧密闭容器外部，将一个阻值为5Ω的电阻与这个容器内的电阻丝并联，根据串联和并联电路电流的规律，目的是使通过左右两密闭容器内电阻丝的电流不同，右侧容器内电阻丝的阻值应为5Ω，才能符合实验研究的要求。
（2）[3] 某实验小组发现通电一段时间后，其中左侧U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是装置漏气。
（3）[4] 根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，如图乙利用该装置研究“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验，烧瓶A、B食用油和煤油的质量及初温相同。
[5] [6] 使相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；由，为控制相同时间吸热相同，故烧瓶A、B中金属丝的电阻相同，通电一段时间后，通过温度计升高的示数来比较食用油和煤油的吸热能力。
25. 阅读短文，回答问题。
电动拖盘搬运车
如图甲是超市常用的一种电动拖盘搬运车，用于运输、提升货物，常被称作“地牛”。下表是其相关参数，其电路工作原理示意图如图乙。当闭合开关S1时，进退电动机M1工作，驱动“地牛”前进或后退。当闭合开关S2时，提升电动机M2工作，将货物提升到指定高度。电源是电压为36V的铅蓄电池组。（g取10N/kg）
（1）下列关于电动拖盘搬运车的铅蓄电池的说法正确的是______；
A.铅蓄电池组是由24节铅蓄电池串联组成的
B.给铅蓄电池组充电时，铅蓄电池组相当于电源
C.给铅蓄电池充电的过程中，电能转化为化学能
D.给铅蓄电池充足电一次，消耗的电能约2.88×105J
（2）利用“地牛”将0.8×103kg的货物放至货架，闭合开关______（选填“S1”、“S2”），货物向上匀速竖直提升10s，货物竖直向上移动______m；
（3）“地牛”仪表盘上有可显示所载货物质量的仪表，其电路如图丙所示。电源电压18V，电流表（0~0.6A），滑动变阻器R4（60Ω，1A），压敏电阻R3的阻值与所受压力F的关系如图丁所示。压敏电阻R3是由______（选填“导体”、“绝缘体”或“半导体”）材料制成的，当压力变大时，压敏电阻R3的阻值将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。为了确保此电路能安全工作，在最大载货量时R4的阻值应至少调至______Ω。
【答案】 ①. C ②. S2 ③. 0.8 ④. 半导体 ⑤. 变小 ⑥. 22
【解析】
【详解】（1）[1]A．一节铅蓄电池的电压为2V，铅蓄电池组的电压为36V，是由18节铅蓄电池串联组成的，故A错误；
B．给铅蓄电池组充电时，铅蓄电池组消耗电能，相当于用电器，故B错误；
C．给铅蓄电池充电的过程中，消耗电能，将电能转化为化学能储存起来，故C正确；
D．给铅蓄电池充足电一次，消耗的电能约
故D错误。
故选C。
（2）[2]由材料得，当闭合开关S2时，提升电动机M2工作，将货物提升到指定高度。
[3]由得，货物被提升时，提升电机消耗的电能为
由得，电机做的有用功
货物被提升的距离为
（3）[4]压敏电阻R3是由半导体材料制成的，具有单向导电性。
[5]由图像得，当压力变大时，压敏电阻R3的阻值将变小。
[6]由图像得，在最大载货量时，R3电阻为8Ω，电流表量程为0~0.6A，滑动变阻器R4最大电流为1A，为了确保此电路能安全工作，电路最大电流为0.6A，在最大载货量时，电路中最小电阻为
R4的阻值应至少调至
次数
1
2
3
4
5
L/cm
5
10
15
20
25
R/Ω
1
2
3
4
5
次数
1
2
3
U/V
1.0
1.5
2.0
I/A
0.2
0.3
0.4
次数
1
2
3
R/Ω
5
10
20
I/A
0.4
0.2
0.12
型号
最大载货量
铅蓄电池组电压
铅蓄电池组容量
进退电机
额定电压，额定功率
提升电机
额定电压，额定功率
电机效率
PTE20X
2×103kg
36V
80Ah
36V，900W
36V，800W
80%
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