2023-2024学年辽宁省沈阳市铁西区九年级上学期物理期中试题及答案

这是一份2023-2024学年辽宁省沈阳市铁西区九年级上学期物理期中试题及答案，共20页。试卷主要包含了选择题注意，填空题，计算题，实验，综合应用题等内容，欢迎下载使用。

1. 小明家里装修时发现以下现象：劣质的装修材料里含有超标的甲醛等有毒有机物，使用后会造成室内的环境污染；用胶黏剂可以把装修材料粘在一起；把汽油倒入油漆中调和，发现1mL汽油和1mL油漆混合后小于2mL。这些现象反映的规律不包括以下哪一项（ ）
A. 分子具有一定的质量B. 分子间存在着相互作用力
C. 分子间有间隙D. 分子在不停地做无规则运动
【答案】A
【解析】
【详解】用胶黏剂可以把装修材料粘在一起，说明分子间存在着相互作用力，1mL汽油和1mL油漆混合后小于2mL，说明分子间有间隙，汽油和油漆彼此进入对方，说明分子在不停地做无规则运动。
故选A。
2. 下列是对一些日常现象的分析，其中正确的是（ ）
A. “清寒小雪前”，雪的温度很低，它的内能为零
B. 刚烧开的水非常热，是因为水中含有大量的热量
C. 饮料温度降低的过程伴随着内能的转移
D. 柴油机比汽油机的效率高，可以消耗更少的燃料
【答案】C
【解析】
【详解】A．不管温度多低，任何物体都具有内能，所以雪的温度虽然低，但它的内能不为零，故A错误；
B．刚烧开的水温度高，是因为水的内能较大，热量是一个过程量，不能用含有热量描述，故B错误；
C.在物体的质量、材料、状态相同时，物体的温度越低，物体内能越小，所以饮料温度降低的过程伴随着内能的减小转移，故C正确；
D．柴油机比汽油机的效率高，是指柴油机做功时的有用功与燃料完全燃烧放出的热量之比大，未明确所做有用功的多少，不能判断消耗燃料的多少关系，故D错误。
故选C。
3. 如图所示是一种太阳能背包。它的前面有一个太阳能电池板，里面有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法错误的是（ ）
A. 太阳能电池板将太阳能转化为电能
B. 给蓄电池充电将电能转化为化学能
C. 蓄电池放电将化学能转化为电能
D. 小风扇工作将化学能转化为机械能
【答案】D
【解析】
【详解】A．太阳能电池板工作时，消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，故A正确，不符合题意；
B．给蓄电池充电，消耗电能，产生化学能，将电能转化为化学能，故B正确，不符合题意；
C．蓄电池放电，消耗化学能，产生电能，将化学能转化为电能，故C正确，不符合题意；
D．小风扇工作时将电能转化为机械能，故D错误，符合题意。
故选D。
4. 家庭厨房抽油烟机主要是由排气扇和照明灯泡组成，它们既能同时工作，又能分别独立工作．小明设计了抽油烟机的简化电路图，其中合理的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.两电器串联，不能独立工作，故A错误；B.两电器串联，不能独立工作，故B错误；C..两电器串联,S控制整个电路，S1控制电风扇，灯不能单独工作，故C错误；D.照明灯与风扇并联，且各自支路有一个开关控制，灯与风扇能同时工作，又能分别独立工作，故D正确．故选D.
点睛：由题意可知，照明灯和换气扇都能各自独立工作，说明它们的连接方式是并联．
5. 如图所示，图甲是某款电子秤的外观图，图乙是它的原理图，表盘是由电压表改装而成的，下列判断正确的是（ ）
A. 物体质量越大，电子秤示数越大，电路中电流不变
B. 物体质量越大，电子秤示数越小，电路中电流不变
C. 物体质量越大，电子秤示数越大，电路中电流越大
D. 物体质量越大，电子秤示数越小，电路中电流越大
【答案】A
【解析】
【详解】分析电路图可知电路为电阻R0与滑动变阻器R串联，滑动变阻器的滑片通过电子秤的弹簧接入一个电压表，当滑动变阻器滑片上下移动过程中，没有改变电路中的电阻值，故电路中的电流不变，CD说法错误，当物体质量越大时，电子秤的弹簧被拉伸的越长，滑动变阻器滑片向下移动越多，在电流不变的情况下，电压表并联电阻值越大，电压表示数就越大，即电子秤示数越大，A正确，B错误。
故选A。
6. 如图所示电路，闭合开关、，小灯泡L1和L2正常发光，电流表和电压表均有示数。下列关于电路的分析正确的是（ ）
A. 灯L1与灯L2串联B. 电压表测量灯L1两端的电压
C. 只断开开关S1，灯L1正常发光D. 电流表测量电路总电流
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知，灯L1与灯L2并联，开关控制干路，灯L1与开关在一条支路，灯L2与电流表在另一条支路。电压表测量灯L1、灯L2和电源两端的电压。
A．由图可知，闭合开关、，灯L1和L2并联，故A错误；
B．由图可知，电压表并联在灯泡L1两端，所以电压表测量灯L1两端的电压，故B正确；
C．由图可知，灯L1与开关在一条支路，只断开开关S1，灯泡L2不受影响，灯L1熄灭，故C错误；
D．由图可知，灯L2与电流表在一条支路，测通过灯L2的电流，故D错误。
故选B。
注意：第7—9小题中每题至少有两个选项正确
7. 生产生活中，我们常利用水的比热容较大这一性质。请你分析下列事例中与这一性质有关的是（ ）
A. 福岛核电站受损后灌注海水降温B. 沿海地区的气温变化小
C. 晚间，在春播秧田里灌水保温D. 在发烧病人的额头上擦冷水降温
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．灌注海水降温，是因为水比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，可以起到很好的降温效果，故A符合题意；
B．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，吸收相同的热量，水温度变化较小，所以沿海地区的气温变化小，故B符合题意；
C．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以晚上向秧苗田里放水，水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗，故C符合题意；
D．在发烧病人的额头上擦冷水降温，是利用水蒸发吸热的原理，故D不符合题意。
故选ABC。
8. 下列有关电现象的说法正确的是（ ）
A. 充电宝给手机电池充电时，相当于电源
B. 金属能导电，说明金属内部有大量的电子
C. 梳过头发的塑料梳子会带电，说明摩擦可以创造电荷
D. 开关断开时，教室内所有灯熄灭，说明教室内的灯是串联的
【答案】A
【解析】
【详解】A．充电宝给手机电池充电时，充电宝为电路中提供电能，相当于电源，故A正确；
B．金属能导电，是因为金属内部存在大量的自由电子，故B错误；
C．梳过头发的塑料梳子会带电，摩擦使电荷发生了转移，摩擦并不能创造电荷，故C错误；
D．虽然开关断开时，教室内所有灯熄灭，但是家庭电路中用电器通常是并联的，只需要把开关放在干路中，就可以控制整个电路，故D错误。
故选A。
9. 如图甲所示的电路中电源电压恒定，闭合开关S，移动滑片P，电压表示数随电流表示数变化的关系图像如图乙所示。下列分析正确的是（ ）

A. 电源电压为12V
B. R0的阻值为2Ω
C. 滑片P向左移动的过程中，R0两端电压逐渐变小
D. 滑片P向右移动的过程中，电压表示数与电流表示数的比值变大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．由图甲可知，定值电阻R0和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，由乙图可知，电路中的最大电流为0.6A，电压表示数为0，滑动变阻器滑片滑至最左端，电源电压为
通过电路中电流最小时为0.1A，此时滑动变阻器两端电压为10V，电源电压为
解得
，
故A正确，B错误；
C．滑片P向左移动的过程中，滑动变阻器阻值变小，根据串联电路分压可知，电阻越小分得电压越少，则R0两端电压逐渐变大，故C错误；
D．滑片P向右移动的过程中，滑动电阻器接入的阻值变大，根据欧姆定律可知电压表与电流表的比值为滑动变阻器接入电路的阻值，故比值变大，故D正确。
故选AD。
二、填空题（每空1分，共14分）
10. 如图所示，这是一款儿童用的驱蚊手环，刚撕开包装袋会闻到驱蚊剂的味道，这是______现象；温度越高气味越明显，这是因为温度越高，分子的无规则运动越________。
【答案】 ①. 扩散 ②. 剧烈
【解析】
【详解】[1]刚撕开包装袋会闻到驱蚊剂的味道，是由于驱蚊剂分子在永不停息地做无规则运动，部分分子进入空气中，属于扩散现象。
[2] 由分子热运动特点知，温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散现象越明显，所以温度越高气味越明显。
11. 2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号飞船长征二号F遥十七运载火箭发射升空。三名航天员汤洪波、唐胜杰、江新林搭乘着神舟十七号飞船，前往中国空间站，如图所示为火箭升空瞬间。其中火箭喷气发动机所使用的燃料特点之一是热值___________（选填“较大”或“较小”）；燃料燃烧产生的内能转化为飞船的机械能，这与四冲程汽油机的___________冲程相同（填名称）。
【答案】 ①. 较大 ②. 做功
【解析】
【详解】[1]火箭采用热值较大的物质作为燃料，原因是相同质量的燃料热值较大的物质完全燃烧时放出的热量更多。
[2]燃料燃烧产生的内能转化为飞船的机械能，汽油机的做功冲程也是将内能转化为机械能。
12. 如图所示，A和B是两个验电器，A金属箔张开是因为同种电荷相互______；用带有手柄的金属棒把A和B两个验电器的金属球连接起来，若瞬间电流的方向由B到A，则A验电器带______（选填“正”或“负”）电。金属棒的手柄是______（选填“绝缘”或“导”）体。
【答案】 ①. 排斥 ②. 负 ③. 绝缘
【解析】
【详解】[1]电荷间的作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；验电器A的金属箔张开，是因为同种电荷相互排斥。
[2][3]因自由电子的定向移动方向与电流方向相反，金属棒中的电流方向由B到A，则自由电子由A向B移动，说明验电器A带负电；因为人体导电，为了防止影响实验效果，所以用一根带有绝缘柄的金属棒把A、B连接起来。
13. 如图所示为发光二极管（简称LED），当电流从较长的引脚流入时，发光二极管和小灯泡都发光；当电流从较短的引脚流入时，发光二极管和小灯泡都不发光，根据上述实验现象判断，发光二极管具有___________性质，其正常工作的电压通常都比较小，在家庭电路中需要与其它用电器___________（选填“串联”或“并联”）才能正常工作。

【答案】 ①. 单向导电的 ②. 串联
【解析】
【详解】[1]由题可知，当电流从较长的引脚流入时，发光二极管和小灯泡都发光，是通路，导电的；当电流从较短的引脚流入时，发光二极管和小灯泡都不发光，是断路，不导电，所以说明发光二极管具有单向导电性。
[2]家庭电路中电压较大，而LED的额定电压较小，故由串联电路电阻的分压规律可知，LED在家庭电路中要与其他用电器串联才能正常工作。
14. 如图所示，电源电压保持不变，、为定值电阻。若开关S1、S2闭合，甲、乙两表均为电压表，示数之比为3∶2，则、电阻之比为___________；若开关S1闭合、S2断开，两表均为电流表，甲、乙两表的示数之比为___________。
【答案】 ①. 1∶2 ②. 3∶1
【解析】
【详解】[1]开关S1、S2闭合，甲、乙两表均为电压表，此时电阻、串联，电压表甲测的是电源电压，电压表乙测的是的电压，示数之比为3∶2，则根据串联电路电压特点可知，、的电压之比为1∶2，由于串联电路电流处处相等，由公式可知，、的电阻之比为1∶2。
[2]若开关S1闭合、S2断开，两表均为电流表，此时电阻、并联，则、的电压之比为1∶1，由[1]可知、的电阻之比为1∶2，根据可知，当电压相同时，通过导体的电流与导体的电阻成反比，所以，通过、的电流之比为2∶1，由于电流表乙测的是干路电流，电流表甲测的是的电流，所以甲、乙两表的示数之比为3∶1。
15. 如图所示，电源电压为12V保持不变，R1=10Ω。只闭合开关S时，电流表的示数为0.3A，则R1两端的电压U1=___________V，R2=___________Ω；当断开开关S，闭合S1、S2时，则电流表的示数为_______A。
【答案】 ①. 3 ②. 30 ③. 1.6
【解析】
【详解】[1]如图，只闭合开关S时，两个电阻串联，电流表测电路中的电流，电流表的示数为0.3A，则R1两端的电压
[2]R2两端的电压
R2的电阻值
[3]当断开开关S，闭合S1、S2时，两个电阻并联，电流表测干路中的电流，则电流表的示数为
三、计算题（共16分。要求写出必要的文字说明、公式、主要的运算过程、数值及单位）
16. 小明家使用的是天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水的内能。小明同学尝试估测该热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。他把家里自动洗衣机的“水量”设置为40L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到40L时洗衣机便会自动停止注水。已知当时自来水的温度是，热水器输出热水的温度为，注水前天然气表的示数是2365.89m3，注水后变为2366.05m3，已知水的密度为，水的比热容为，天然气的热值为。
（1）此过程中，水吸收的热量；
（2）此过程中，天然气完全燃烧所放出的热量；
（3）请你通过计算，估测该热水器的热效率（结果保留整数）。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】解：（1）水的体积为
水的质量为
此过程中，水吸收的热量为
（2）消耗天然气的体积为
此过程中，天然气完全燃烧所放出的热量为
（3）该热水器的热效率为
答：（1）此过程中，水吸收的热量为；
（2）此过程中，天然气完全燃烧所放出的热量为；
（3）该热水器的热效率为。
17. 小明为了控制灯泡的亮度，设计了如图所示的电路，已知电源电压恒定不变。灯泡L正常发光时的电压为6V，此时通过它的电流为1A，灯泡电阻不随温度变化，滑动变阻器R最大阻值为20Ω。将滑片P置于a端，闭合开关S，缓慢移动滑片P，当滑片P位于b端时，灯泡恰好正常发光。
（1）求电源电压U；
（2）求灯泡L的电阻；
（3）当电流表的示数为0.3A时，求此时滑动变阻器接入电路的电阻。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】解：（1）当滑片P位于b端时，滑动变阻器接入电阻为0，电路为简单电路，灯泡两端电压就是电源电压，灯泡恰好正常发光，则其两端电压为6V，所以电源电压为6V。
（2）灯泡L正常发光时的电压为6V，通过它的电流为1A，则根据欧姆定律可得灯泡的电阻为
（3）当电流表的示数为0.3A时，灯泡两端电压为
滑动变阻器与灯泡串联，根据串联电路电压特点可知，滑动变阻器两端电压为
则根据可得，滑动变阻器接入电路的电阻为
答：（1）电源电压为6V；
（2）灯泡L的电阻为6Ω；
（3）当电流表的示数为0.3A时，此时滑动变阻器接入电路的电阻为14Ω。
四、实验、作图题（共24分）
18. 如图所示，学校有前、后两个门，在前、后门各装一个按钮开关，学校传达室有甲、乙两盏灯和电池组。要求：前门来人按下开关时甲灯亮，后门来人按下开关时乙灯亮。请虚线框内设计出电路图______，并在实物图中连线（导线不要交叉）______。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1][2]由题意知，甲乙两个电灯并联，前门开关控制甲灯、后门开关控制电灯；即甲灯亮时表示前门有人；乙灯亮时，表示后面有人，实物电路图和电路图如下图所示

19. 为了探究“不同物质的吸热能力”，在两个相同的容器中分别装入质量、初温都相同的两种液体A、B，并且用相同的装置加热，如图甲所示。
（1）实验中，可以通过比较____（选填“升高的温度”或“加热时间”）来反映两种液体吸收热量的多少；
（2）加热到4min时，液体B的温度如图乙所示，此时温度计示数是__________℃；
（3）冬天，如果你想自制暖手袋，应选液体__________（选填“A”或“B”）作为供暖物质，其效果更佳；
（4）上述实验中，主要用到的科学探究方法有转换法和__________法。
【答案】 ①. 加热时间 ②. 42 ③. A ④. 控制变量
【解析】
【详解】（1）[1]实验中，用相同规格的电加热器加热两种质量相等的不同液体，可以通过比较加热时间来反映两种液体吸收热量的多少，加热时间越长，液体吸收的热量越多。
（2）[2]如图乙所示，温度计的分度值为1℃，此时温度计示数是42℃。
（3）[3]如图，加热时间相同时，液体A的温度变化小于液体B的温度变化，因此液体A的吸热能力较强，吸热能力强的物质，放热能力也强；因此，冬天自制暖手袋，应选液体A作为供暖物质，其效果更佳。
（4）[3]上述实验中，通过比较加热时间来反映两种液体吸收热量的多少，主要用到的科学探究方法是转换法，通过控制两种液体的质量相同和加热时间，来实现实验的要求，主要用到的科学探究方法是控制变量法。
20. 在“探究影响导体电阻大小的因素”中，小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关：A．导体的材料；B．导体的长度；C．导体的横截面积。为了验证上述猜想，他用如图甲所示的器材进行实验，其中①②是镍铬合金丝，③④是锰铜合金丝；①③④长度相同，②最长；①②③粗细相同，④最粗。
（1）选用①②两根导体分别接入电路进行实验，可验证猜想___________（选填猜想因素选项“A”、“B”或“C”）。
（2）选用①③两根导体分别接入图中M、N两点间，闭合开关，电流表示数不同，可知在导体的长度和横截面积相同时，导体电阻大小跟导体的___________有关。
（3）用②导体接在M、N两点间后，用电压表测出其两端电压如图乙所示，此时电路中电流表的示数为0.2A，则②导体的电阻为___________Ω。
（4）实验中，小明想验证猜想C，他应选择___________两个导体（填导体序号）完成实验。
【答案】 ①. B ②. 材料 ③. 11 ④. ③④
【解析】
【详解】（1）[1]选用①②两根导体分别接入电路进行实验，根据题意可知，①②两根导体材料相同，横截面积相同，长度不同，所以是验证B电阻与导体长度的关系。
故选B。
（2）[2]①③两根导体，长度和横截面积相同，材料不同，闭合开关电流表的示数不同，说明两导体的电阻不同，说明导体的电阻与材料有关。
（3）[3]如图乙所示，电压表使用的是0∼3V的量程，分度值为0.1V，示数是2.2V，电流表的示数为0.2A，则②导体的电阻为
（4）[4]为了验证导体电阻大小与导体的横截面积关系，需要控制导体的长度和材料相同，所以要选择③④。
21. 小明用如图所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压不变，电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
（1）他连接完电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压。为了找出故障，小明把导线M的一端从接线柱a移开，分别连到接线柱b和c上，发现两表指针位置均和之前一样，通过进一步检查，发现电流表完好，则电路的故障是（ ）
A.ab间导线断路 B.bc间电阻断路 C.cd间导线断路 D.bc间电阻短路
（2）排除故障后，小明又将不同阻值的电阻分别接入电路，移动滑片，记录的数据如下表。分析表中数据，实验中电阻两端的电压为___________V，实验得出的结论是___________。
【答案】 ①. C ②. 2 ③. 电压一定时，导体中的电流与电阻成反比
【解析】
【详解】（1）[1]连接电路闭合开关，发现电流表无示数，可能电路中出现断路，电压表示数接近电源电压，可能电压表并联的部分断路，把导线M的一端从接线柱a移开，分别连到接线柱b和c上，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，说明ac之间无断路，可能cd间导线断路。
故选C。
（2）[2]探究电流与电阻的关系，保持电压不变，由表中数据可知，电阻两端的电压
[3]由表中数据可知，通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变，即电阻两端的电压不变，可以得到电压一定时，导体中的电流与其电阻值成反比。
22. 小明在测量小灯泡电阻的实验中，用标有“20Ω 2A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、2节干电池和标有“2.5V”电压的小灯泡进行实验。
（1）根据电路图甲所示，请用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路补充完整。___________
（2）另一小组同学实验中，在连接好最后一根导线时，发现小灯泡立即发光，请你指出该组实验中操作的不当之处是___________。
（3）小明闭合开关，移动滑片，先后测量得到两组数据，如右表所示。若要继续测量小灯泡电压为2.5V时的电阻，他接下来的操作是___________，使电压表示数为2.5V，并记录此时电流表的示数，如图丙所示，为___________A，则小灯泡的电阻值为___________Ω（保留1位小数）。
（4）根据测得的数据，小明发现小灯泡在不同电压下的电阻值不相等，其原因是___________。
（5）如图丁所示，为小明设计的“电阻测量盒”。盒内有电源（电压不变且未知）、阻值已知的定值电阻、开关和电流表，并引出两根导线到盒外，他将盒外的两根导线分别与待测电阻两端的接线柱相连，根据盒内开关闭合、断开时电流表的示数，便可以计算出的阻值。则图戊中设计的盒内电路图符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】 ①. ②. 连接电路时开关未断开 ③. 将滑动变阻器的滑片向左移动，使电压表的示数为2.5V ④. 0.3 ⑤. 8.3 ⑥. 温度不同，灯丝的电阻随温度的变化而变化 ⑦. ABD
【解析】
【详解】（1）[1]滑动变阻器应上下各选一个接线柱与电流表串联在电路中，如下图所示：
（2）[2]小明连接好最后一根导线，小灯泡立即发光，说明电路是接通的，故实验中操作的不当之处：连接电路时开关未断开。
（3）[3]由表中第2组数据可知，电压表示数为2.2V，小于灯泡的额定电压2.5V，要继续测量小灯泡正常发光时的电阻，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，要减小变阻器分得的电压，根据分压原理可知，应减小变阻器连入电路中的电阻，所以应将滑动变阻器的滑片向左移动，使电压表的示数为2.5V。
[4][5]丙图中，选用的是0～0.6A量程，分度值为0.02A，所以读数为0.3A，由欧姆定律可得
（4）[6]由表中数据可知，不同电压下，通过灯泡的电流不同，其功率不同，温度不同，灯丝的电阻随温度的变化而变化，故灯泡在不同电压下的电阻不同。
（5）[7]A．根据图示可知，开关断开时，电路为Rx，的简单电路，电流表测量电路中的电流；开关闭合时，电路为并联电路，电流 表测量干路中的电流；根据并联电路的电流关系可知通过R0的电流，根据U=IR可以求出电源电压，然后根据可以 求出Rx的阻值，故A正确；
B．根据图示可知，开关闭合时，电路为R的简单电路，电流表测量电路中的电流，则电源电压为：U=IRx；开关断开时，两个电阻串联接入电路中，此时电流表示数为I'，则电源电压为
U=I'(Rx+R0)
两个关系式联立，可以求出Rx的 阻值，故B正确；
C．根据图示可知，开关闭合时，电流表和Rx被短路，电路为R0的简单电路；开关断开时，两个电阻串联，电流表测量电路中的电流，由于无法测量出电源电压，所以无法求出Rx的阻值，故C错误；
D．根据图示可知，开关闭合时，Rx被短路，电路为R0的简单电路，电流表测量电路中的电流，根据U=IR可以求出电源 电压；开关断开时，两个电阻串联，电流表测量电路中的电流，根据电源电压和电流表示数可以求出电路的总电阻，根据 串联电路的电阻关系可以求出Rx，的阻值，故D正确。
故选ABD。
五、综合应用题（共8分）
23. 小明是位家务小能手，常使用挂烫机帮爸妈烫衣服。挂烫机是通过电热丝加热水箱中的水产生高温水蒸气来熨烫衣服。它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.2kg，挂烫机加热有大、小两个档位，其工作原理图如图甲所示。其中电热丝，；
（1）挂烫机是通过高温水蒸气来熨烫衣服，通电时熨烫机的能量转化过程是___________；熨烫后的衣服温度升高是通过___________方式改变其内能的；
（2）挂烫机的电路中安装了熔断器，其工作原理是：当电路中电流过大时能自动熔断，切断电路，对电路起到保护作用。从基本电路的组成及它在电路中所起的作用来看，熔断器相当于___________（选填“用电器”或“开关”）；如图甲所示，当双触点开关同时连接1、2位置时，请简述电路的连接情况___________；
（3）某次工作中，熨烫机将水箱中0.2kg的水加热到，水共吸收的热量，已知水的比热容为，则水的初温是___________℃；
（4）小明是一个爱思考的孩子，他把电路原理图改为乙图，也设有两个档位。若熔断器允许通过的最大电流为8A，请你通过简单计算判断乙图电路是否合理，并阐述理由。是否合理___________（选填“合理”或“不合理”）；你的理由是___________。
【答案】 ①. 电能转化为内能 ②. 热传递 ③. 开关 ④. 电热丝R1被短路，只有电热丝R2接在电路中 ⑤. 20 ⑥. 不合理 ⑦. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]挂烫机通电时，消耗电能，电流通过电热丝产生热量，使水的温度升高，即水的内能增大，所以通电时熨烫机的能量转化过程是电能转化为内能。
[2]熨烫时，高温水蒸气的热量传递给衣服，使衣服的温度升高，所以熨烫后的衣服温度升高是通过热传递方式改变其内能的。
（2）[3]当电路中电流过大时熔断器能自动熔断，切断电路，对电路起到保护作用，所以熔断器可以起到控制电路的作用，则熔断器相当于开关。
[4]如图甲所示，当双触点开关同时连接1、2位置时，一根导线直接接在电热丝R1的两端，则电路的连接情况为电热丝R1被短路，只有电热丝R2接在电路中。
（3）[5]水的初温为
（4）[6][7]由图乙可知，当双触点开关同时连接1、2位置时，两个电热丝并联在电路中，此时电路中的电流最大，此时通过电热丝R1的电流为
通过电热丝R2的电流为
此时电路中的总电流为
若熔断器允许通过的最大电流为8A，则乙图电路的最大电流将大于熔断器允许通过的最大电流为8A，所以乙图电路不合理，理由是乙图电路的最大电流为9.9A，大于熔断器允许通过的最大电流。实验次数
1
2
3
4
电阻/Ω
5
10
15
20
电流/A
0.40
0.20
0.13
0.10
次数
电压/V
电流/A
电阻/Ω
1
1.2
0.22
2
2.2
0.28
3
2.5