2023-2024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

这是一份2023-2024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23页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
1. “估测”是学习物理必备的能力，小明同学对以下相关物理量的估测合理的是（ ）
A. 家用台灯的工作电流约为0.1AB. 家用电饭锅的额定功率为100W
C. 家用空调工作10h消耗电能约100kW·hD. 一节铅蓄电池电压约为36V
【答案】A
【解析】
【详解】A．家用台灯的电功率约为20W，工作电流
故A符合题意；
B．家用电饭锅的额定功率约为1000W，故B不符合题意；
C．空调的电功率在1000W左右，工作10h消耗的电能约为
W＝Pt＝1kW×10h＝10kW·h
故C不符合题意；
D．一节铅蓄电池电压为2V，故D不符合题意；
故选A。
2. 春节期间，学校开展了“寻根同源，记住年味”的活动，如图所示是同学们晒的“年味”照片，下列描述正确的是（ ）
A. 图甲中，玉润饱满的粘豆包温度升高时，内能不变
B. 图乙中，刚出锅的回头入嘴时很烫，是因为回头含有的热量很高
C. 图丙中，制作“糖画”时糖粘在玻璃板上，说明分子之间只有引力
D. 图丁中，刚煮好的豆浆我们在厨房以外的房间可以闻到香味，这是扩散现象
【答案】D
【解析】
【详解】A．煮汤圆时，汤圆吸收热量，温度升高，内能增大，故A错误；
B．热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故B错误；
C．制作“糖画”时糖粘在玻璃板上，说明分子之间有引力，此时分子间的斥力同样存在，只是斥力小于引力，故C错误；
D．炖肉时我们在厨房以外的房间可以闻到香味，是香味分子在空气中发生扩散现象，故D正确。
故选D。
3. 在气候干燥的冬天，化纤外套与毛质内衣由于摩擦而紧贴在一起。对这种现象解释正确的是（ ）
A. 外套与内衣由于摩擦带有等量同种电荷
B. 外套与内衣由于摩擦使电荷发生了转移
C. 两者紧贴的原因与验电器工作原理相同
D. 外套与内衣由于摩擦，创造了新的电荷
【答案】B
【解析】
【详解】在气候干燥的冬天，化纤外套与毛质内衣由于摩擦而紧贴在一起，这是摩擦起电的现象，摩擦过程中转移了电荷，使毛衣和外套带了等量的异种电荷电，异种电荷相互吸引，故ACD错误，B正确。
故选B。
4. 中国一位“95后”年轻科学家发现：当两层石墨烯以一个“魔角”扭曲在一起时，就能在零电阻下导电。这一发现为超导研究打开了一扇新的大门，可能成为常温超导体研究的里程碑。你认为常温下的超导体最适合用来做（ ）
A. 传输电能的导线B. 电烤箱的电热丝
C. 滑动变阻器的电阻线D. 保险丝
【答案】A
【解析】
【详解】A．超导材料的电阻为零，用作传输电能的导线，可以大大降低电能损失，故A符合题意；
BC．电烤箱的电热丝是利用电热的，不能用超导材料，滑动变阻器是利用改变电阻丝的长度来改变接入电路的电阻的，因此滑动变阻器的电阻线不能用超导体，故BC不符合题意；
D．保险丝要求电阻较大，熔点较低，故不能用超导体，故D不符合题意。
故选A。
5. 将灯L1接在电压为U＝3V的电路中，功率为6W。若保持电压U不变，再在电路中连入灯L2，其灯泡上标示的数字如图所示，使电路的总功率为9W。在如图所示的四个电路中，连接正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由得
A．由得
则两灯串联后，由欧姆定律得
则电路的总功率为
故A错误；
B．两灯并联在3V的电源上，L1正常发光，L2不能正常发光，实际电压小于额定电压，实际功率小于额定功率，故电路的总功率小于9W，故B错误；
C．两灯并联，电压为3V，L1正常发光，L2正常发光，故电路的总功率等于9W，故C正确；
D．两灯串联，由得，电路中L2电阻
电路的总功率
故D错误。
故选C。
6. 如图所示电路，电源电压恒定，R为滑动变阻器，忽略灯泡阻值受温度的影响，当向右移动滑动变阻器的滑片时（ ）
A. V的示数变大B. A2的示数不变
C. V与A2示数的比值减小D. 电路消耗的总功率减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．变阻器与灯泡并联，电流表A1测变阻器的电流，电流表A2测干路的电流，电压表测电源的电压，当向右移动滑动变阻器的滑片时，电压表示数不变，故A不符合题意；
B．当向右移动滑动变阻器的滑片时，变阻器连入电路的电阻变大，由欧姆定律，电流表A1的示数变小；根据并联电路各支路可独立工作、互不影响，故通过灯泡的电流大小不变，根据并联电路电流的规律，电流表A2示数变小，故B不符合题意；
C ．电压表示数不变，电流表A2示数变小，故V与A2示数的比值变大，故C不符合题意；
D．根据P=UI，因电源电压不变，电路的电流变小，故电路消耗的总功率减小，故D符合题意。
故选D。
7. 学习了热机的知识后，小洛同学通过比较，分析了汽油机和柴油机的异同点，其中正确的是（ ）
A. 在构造上，汽油机汽缸顶部是喷油嘴，柴油机汽缸顶部是火花塞
B. 在吸气冲程中，汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物
C. 汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式
D. 汽油机和柴油机都是将内能转化为机械能的机器
【答案】CD
【解析】
【详解】A．柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的汽缸上端是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，故A错误；
B．在吸气冲程，柴油机吸入汽缸的只是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，故B错误；
C．汽油机的点火方式叫点燃式，柴油机的点火方式叫压燃式（也叫自燃），故C正确；
D．汽油机和柴油机在做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，都将把内能转化为机械能，故D正确。
故选CD
8. 对于“探究电流跟电压的关系”和“伏安法测量定值电阻”的这两个实验，下列说法正确的是（ ）
A. 它们都是采用控制变量的研究方法
B. 滑动变阻器在两个实验电路的作用是相同的
C. 前者多次测量的目的是分析多组数据，得出电流跟电压的关系
D. 后者多次测量的目的是取电阻的平均值，减小误差
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．在“探究电流跟电压的关系”时需要采用控制变量法，而“伏安法测量电阻”时不需要利用控制变量法，故A错误；
B．探究电流与电压关系实验，使用滑动变阻器的目的是改变定值电阻两端电压，伏安法测定值电阻实验中，使用滑动变阻器的目的是改变电阻两端电压，这两个实验使用滑动变阻器的作用相同，故B正确；
C．探究电流跟电压的关系实验，需要改变定值电阻两端电压，多次测量，进行多次测量的目的是找出规律，避免偶然性，故C正确；
D．伏安法测电阻阻值实验，多次测量的目的是取电阻的平均值，减小误差，故D正确。
故选BCD。
9. 如图甲所示电路，电源电压恒定。闭合开关S，滑片P从图甲中位置由右向左滑动的过程中，分别记录了灯泡两端电压、滑动变阻器两端电压和电流表的示数。依据实验数据，绘出灯泡和滑动变阻器的I—U图像，如图乙所示。请结合图像信息，判断下列说法正确的是（ ）
A. 图线b描述的是通过灯泡L的电流随其两端电压的变化
B. 电源两端输出的电压大小是3V
C. 通过灯泡L的电流与其两端电压的比值逐渐变小
D. 滑动变阻器的铭牌可能是“20Ω，1A”
【答案】BC
【解析】
【详解】闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电压表V1 测滑动变阻器两端的电压，电压表V2测灯泡两端的电压。
A．滑片P从图甲中位置由右向左滑动的过程中滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变小，串联电路总电压等于各用电器两端电压之和，所以灯泡两端的电压变大。串联电路总电阻等于各部分电阻之和，所以电路总电阻变小，根据欧姆定律可知通过电路的电流变大，所以图线a描述的是通过灯泡L的电流随其两端电压的变化，图线b描述的是通过滑动变阻器的电流随其两端电压的变化，故A错误；
B．由图乙可知，当电路中的电流为0.2A时，灯泡和滑动变阻器两端的电压都为1.5V，串联电路总电压等于各部分电压之和，所以电源电压为3V，故B正确；
C．由图a可知灯泡两端电压的变化量大于通过灯泡的电流的变化量，所以通过灯泡L的电流与其两端电压的比值逐渐变小，故C正确；
D．由图可知通过电路的最小电流为0.1A，根据欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，由图可知此时滑动变阻器两端的电压为2.5V，根据欧姆定律可知滑动变阻器的最大值
故D错误。
故选BC。
二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分）
10. 某物理课外兴趣小组绘制了如图所示的海陆风成因及流动情况示意图，其中正确的是_____，海陆风形成的根本原因是水的比热容比砂石_____（选填“大”或“小”）.
【答案】 ①. 甲 ②. 大
【解析】
【详解】白天，地表受太阳辐射而增温，由于陆地土壤比热容比海水比热容小，且土壤容量比海水容量小得多，陆地升温比海洋快得多，因此陆地上的气温显著地比附近海洋上的气温高，陆地上空气气压低于海洋表面气压，海陆风由海洋吹向陆地．
11. 如图所示，“曲水流觞”是古代文人墨客诗酒唱酬的一种雅事。将酒盏漂浮在清冽的溪水上随溪流动，会降低酒的温度，这是通过________方式在改变酒的内能；酒盏里质量为100g的酒在漂流过程中，温度从30℃降低至25℃，会放出_________J的热量。【c酒=3.4×103J/(kg·℃)】
【答案】 ①. 热传递 ②. 1.7×103
【解析】
【详解】[1]将酒盏漂浮在清冽的溪水上随溪流动，会降低酒的温度，则酒放热，水吸热，这是通过热传递方式在改变酒的内能。
[2]酒盏里质量为100g的酒在漂流过程中，温度从30℃降低至25℃，放出的热量为
Q=c酒m(t﹣t0)=3.4×103J/(kg·℃)×0.1kg×(30℃﹣25℃)=1.7×103J
12. 在烧杯中加入盐水，将铜片和锌片放在盐水中，这就是一个电池，用电压表测量该自制电池的电压，其现象如图所示，正极是_______片，导线的段中电子的运动方向是_______。
【答案】 ①. 铜 ②. b到a
【解析】
【详解】[1]因为与电压表正接线柱相连的为电池的正极，所以铜片是电池的正极。
[2]电压表中电流方向是正进负出，即是a到b，因为电流方向与电子移动方向相反，故导线的ab段中电子的运动方向是b到a。
13. 家里某用电器发生短路时，保险丝会立即熔断，可用下列方法进行检测．如下图所示，断开所有用电器的开关，用一个普通的白炽灯L作为“校验灯”，与熔断的保险丝并联，然后只闭合S、S1，若L正常发光，说明 L1________；只闭合S、S2，若L发出暗红色的光（发光不正常），说明 L2_________．（均选填“正常”、“短路”或“开路”）．
【答案】 ①. 短路 ②. 正常
【解析】
【详解】因为家用电器工作电压为220V，所以若将一个普通白炽灯L与那个熔断的熔丝并联，当只闭合S、S1时， L能正常发光，说明另一灯泡L1 没有分到电压，因为检验灯泡两端的电压应为220V，即此时一定是灯泡L1 发生了短路；若只闭合S、S2，发现校验灯发出暗红色的光 （发光不正常），说明校验灯电压应小于220V，即此时应该是检验灯泡与另一灯泡串联接在火线与零线之间，故该支路没有短路，说明 L2正常．
点睛：本题考查的是用校验灯检修家庭电路的故障，根据校验灯的三种状态可以快速得出电路是否存在故障．
14. 白光LED（发光二极管）是一种新型的最被看好的LED产品，用它做成的手电筒正走进人们的生活之中，与白炽灯泡相比，LED具有体积小、发热量低、耗电量小、寿命长等优点，因此成为替代传统照明器具的一大潜力商品。如图所示是一种产品的LED手电筒，它由5个LED并联组成，用两节干电池串联做电源，正常每只LED通过的电流为，则手电筒正常工作时的总电流为_______A，电路的总功率为_______W。
【答案】 ①. 0.075 ②. 0.225
【解析】
【详解】[1]5个LED并联组成，故正常工作时的总电流为
[2]LED手电筒用两节干电池串联做电源，一切干电池的电压为1.5V，故电源电压为
电路的总功率为
15. 已知甲、乙两灯的额定电压分别是和，两灯的关系如图所示。在确保电路安全的前提下，两灯串联，电路两端的最大电压是_______V；两灯分别串联与并联时，电路消耗的最大电功率之比为_______。

【答案】 ①. 16 ②. 40:27
【解析】
【详解】[1]根据图象可知，甲灯两端电压为额定电压12V时，通过甲的额定电流为0.75A；乙灯两端电压为额定电压6V时，通过乙的额定电流为0.9A；因为串联电路中电流处处相等，所以两灯串联时，电路中的最大电流
I=I甲=0.75A
此时甲灯正常发光（其电压为12V），由图象可知，当通过乙灯泡的电流为0.75A时，乙灯泡两端电压为4V，因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电路两端允许加的最大电压为
U串=U甲+U乙′=12V+4V=16V
[2]两灯串联时的电路消耗的最大电功率功率为
两灯并联时，电路中的最大电压为
此时乙灯正常发光，通过甲灯泡的电流为0.45A时，故此时电路消耗的最大电功率为
故
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
16. 在如图所示电路的“○”内填上适当的电表符号。要求：当开关S闭合时，和都能工作且电表均有示数。
【答案】
【解析】
【详解】根据电路图可知，R1、R2的一端通过开关S连接到电源的正极，所以要使两灯均能发光，两灯泡必须并联连接；因电流表与被测用电器串联、电压表与被测用电器并联，则右侧圆圈内应接入电压表，测R2两端的电压；下方圆圈内应接入电流表，测通过R2的电流，如图所示：
17. 如图所示的电路中，有两根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上。补上后要求：
（1）电压表测小灯泡两端电压；
（2）闭合开关S，向a端移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡变暗。
【答案】
【解析】
【详解】闭合开关S，向a端移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡变暗，说明电路的电流变小，滑动变阻器接入电路的阻值变大，故将b接线柱连入电路中与灯泡串联；电压表与待测电路并联，因此将电压表的“-”接线柱与灯泡的左接线柱相连，如下图所示：
四、实验题（本题共4小题，共24分）
18. 将初温相同的液体装入如图所示的五组实验装置中，烧杯（相同）、温度计、铁架台和燃烧灯外，另提供天平和秒表。完成下列实验：

（1）实验目标一：比较水和油的比热容大小。
器材选择：选择_______两组装置进行实验，通过_______比较水和油吸收热量的多少？
（2）实验目标二：比较酒精和煤油的热值大小。
器材选择：选择_______两组装置进行实验。
进行实验：在两个装置的燃烧灯中注入质量相同的酒精和煤油（保证实验过程两烧杯中的液体均未沸腾），请简述他分析实验信息、进行科学论证得出哪种燃料热值大的过程_______。
（3）实验目标三：测量酒精的热值。
选择①装置进行实验，酒精灯加热使水温由升高，刚好消耗掉酒精，若不计热量损失，酒精的热值为：_______．[]
【答案】 ①. ①④ ②. 加热时间 ③. ②③或④⑤ ④. 见解析 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]比较水和油的比热容大小，应选用相同的加热装置，并且水和油的质量应相同，故可选择①④两组装置进行实验并得出结论。
[2]在实验中，通过加热时间的长短，来比较水和油吸收热量的多少。
（2）[3]比较酒精和煤油的热值大小，应选用相同质量的酒精和煤油，加热相同质量的同种物质，应该选择②③或④⑤两组装置。
[4]在两个装置的燃烧灯中注入相同质量的酒精和煤油，待燃料完全燃尽后，比较液体的升高温度，温度升高的多的对应燃料的热值大，该方法采用控制变量的思想，控制燃烧燃料的质量相同或者当液体升高相同温度，测量消耗燃料的质量，消耗质量少的燃料热值大，该方法控制变量的思想，控制升高相同温度。
（3）[5]水吸收的热量
若不计热量损失，水吸收的热量与酒精放出的热量相等，即
则酒精的热值
19. 小丽同学手里有一个标有“”字样小灯泡，她想知道小灯泡正常工作时的电阻，于是在学校实验室找来一些器材想进行实验，电源电压恒定不变。

（1）按照电路图正确连接实物后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，她发现灯泡始终不亮电流表有示数，电压表无示数，其故障原因是______；
（2）故障排除后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，示数为______A，小灯泡正常工作时的电阻是______；
（3）实验中有两个滑动变阻器分别为“”滑动变阻器A和“”的滑动变阻器B，为了完成本实验应选择______滑动变阻器；
（4）小丽完成实验后小明想继续实验，发现电压表量程已坏，如果想用现有的器材测出小灯泡正常发光的电流值，他应该进行的具体操作步骤是______。
【答案】 ①. 小灯泡短路 ②. 0.38 ③. 10 ④. A ⑤. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]如图正确连接实物后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现灯泡始终不亮，电流表有示数，则电路是通路，电压表无示数，则与电压表并联部分短路，所以故障原因是小灯泡短路。
（2）[2]如图乙所示，电流表选用的小量程，分度值为0.02A，示数为0.38A。
[3]根据欧姆定律可知小灯泡正常工作时的电阻为
（3）[4]滑动变阻器与灯泡串联，灯泡正常发光时，根据串联电路电压的特点，滑动变阻器的电压为
所以滑动变阻器的电阻为
所以为了完成本实验应选择A滑动变阻器。
（4）[5]发现电压表0~15V量程已坏，灯泡正常发光时，滑动变阻器的电压为2.2V，所以如果想用现有的器材完成本实验，他应该进行的具体操作步骤是：将电压表选用0~3V量程与滑动变阻器并联，根据串联电路电压的特点，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.2V时，灯泡两端电压为3.8V，并读出电流表的示数。
20. 探究“电流与电压的关系”实验中，小高连接的电路如图甲所示。已知电源电压恒为，滑动变阻器规格为“”，电流表量程为，电压表量程为。
（1）小高连接如图甲所示的实物电路，在检查电路时小高发现多连了一条导线。请你找出多余的导线并用“×”在图中标记______；
（2）闭合开关前，小高发现电流表指针如图乙偏转，其原因可能是_______；
（3）排除故障后，小高通过调节滑动变阻器的滑片，测出通过定值电阻R的电流和对应的电压值，绘制出图象（如图丙a）；实验完成后，将电阻换成小灯泡，重复上述实验过程，绘制出图像（如图丙b），则图像中A、B、C三点电阻、、大小关系由大到小排列为_______；
（4）实验完成后，小高又用该装置探究“电流与电阻的关系”。他控制电压表的示数为并保持不变，可供选择的定值电阻分别为。
①小高将定值电阻连入电路，将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处，再闭合开关，适当调节滑动变阻器的滑片，读出电流表的示数为，记录数据；
②断开开关，将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，拆下电阻，将电阻接入电路。正确操作后，读出电流表示数并记录数据。此时滑动变阻器接入电路中的电阻是_______；
③分别将和电阻接入电路，正确完成实验；
④根据实验数据，得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图像。由此可得出结论：电压一定时，_______；
⑤实验中，分别将四个电阻单独换入电路完成实验，为保证电路安全，定值电阻两端的最大电压值为_______V。
【答案】 ①. ②. 电流表指针未调0 ③. ④. 14 ⑤. 电流与电阻成反比 ⑥. 3
【解析】
【详解】（1）[1]由实物图可知，导线把定制电阻短路，所以去掉的导线为定值电阻右端与滑动变阻器的连线，如图所示：
（2）[2]由图乙可知，闭合开关前，电流表指针没有指在零刻度，所以可能的原因是电流表指针未调0。
（3）[3]由图丙可知，b是一条曲线，说明电阻是变化的，而且A点的斜率比C点斜率大，在I-U图像中说明A点电阻小于C点电阻，B与C电压相同时，C点电流大，电阻小，所以电阻大小关系为
RB>RC>RA
（4）[4]因控制定制电阻两端电压2.5V不变，所以此时电路中的电流
滑动变阻器两端电压
此时滑动变阻器接入电路的电阻
[5]由图丁可知，图像为反比例曲线，所以可得，电压一定时，电流与电阻成反比。
[6]由题意可知，电路中的最大电流为0.6A，当接入阻值为5Ω的电阻时，其两端电压
如果定制电阻两端电压超过3V，当接入5Ω电阻时会烧坏电流表，所以定制电阻两端最大电压为3V。
21. 用如图所示实验装置探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”，两个透明容器中封闭着等量的空气，其中（实验前“U”形管内液面是相平的）。
（1）实验中，通过观察_______来比较电流产生热量的多少。下面实验也用这种实验方法的是_______；
A．认识电压时，我们用水压来类比
B．探究影响导体电阻大小的因素时，我们利用灯的亮度反应连入阻值的变化
C．探究电流与电阻关系时，保持定值电阻两端电压不变
（2）只闭合S1可以探究电流产生热量与_______的关系；
（3）闭合S1和S2，此时通过R1的电流与通过R2的电流的比_______，左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大，这说明_______对产生的热量影响更大；
（4）某小组在利用该装置实验时，闭合S1、S2发现右侧U形管两侧液面高度差更大（左侧U形管液面有高度差），经检查气密性良好，请你分析实验现象的原因：_______。
【答案】 ①. U形管两侧液面高度差 ②. B ③. 电阻 ④. 2∶1 ⑤. 电流 ⑥. R3断路或R3所在支路有断路
【解析】
【详解】（1）[1]装置内的气体通过电阻加热，体积膨胀，从而使U形管液面高度差发生变化，所以可以通过观察U形管液面高度差比较电流产生热量的多少，这是转换法。
[2]A．认识电压时，我们用水压来类比，是类比法，故A不符合题意；
B．探究影响导体电阻大小的因素时，我们利用灯的亮度反应连入阻值的变化，是转换法，故B符合题意；
C．探究电流与电阻关系时，保持定值电阻两端电压不变，是控制变量法，故C不符合题意。
故选B。
（2）[3]只闭合S1，R1与R2串联，电流相同，电阻不同，可以探究电流产生热量与电阻的关系。
（3）[4]两个开关都闭合，R2与R3并联后又与R1串联，R2与R3的阻值相等，通过的电流也相等，通过R1的电流是R2与R3的电流之和，所以
[5]U形管液面高度差说明产生的热量越多，通过R1的电流大于通过R2的电流，R1的电阻小于R2的电阻，所以说明电流对产生的热量影响更大。
（4）[6]右侧U形管两侧液面高度差更大说明右侧产生热量多，左侧U形管液面有高度差，说明R1和R2正常，故可能是R3断路或R3所在支路有断路。
五、综合应用题（本题共3小题，共22分）
22. 如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝30Ω，R2＝10Ω．当闭合开关 S1、S，断开 S2 时，电流表的示数为 0.4A．
（1） 求电源电压；
（2） 当闭合开关 S2、S，断开 S1 时，求电流表的示数；
（3） 当闭合开关 S1、S2、S 时，通电 100s，求整个电路消耗的电能．
【答案】（1）12V；（2）1.2A；（3）1920J．
【解析】
【详解】（1）当闭合开关S1、S，断开S2时，电路为R1的简单电路，电流表测通过的电流，由可得，电源电压：=0.4A×30Ω=12V；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，电路为R2的简单电路，电流表测通过的电流，则电流表的示数：；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，R1与R2并联，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R1、R2的电流不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流：=0.4A+1.2A=1.6A，通电100s整个电路消耗的电能：=12V×1.6A×100s=1920J．
23. 小明了解到家用电热饮水机（图甲）有加热和保温两种工作状态，R1和R2均为用来加热的电热丝，阻值相等且不随温度改变。小明断开家中其它用电器，使饮水机处于加热状态，发现如图丙所示的电能表5min闪烁了320次。求：
（1）在图乙中虚线框内画出导线和电阻R1两个元件的符号，将饮水机的电路图连接完整；
（2）求此饮水机加热时的实际功率；
（3）电阻R1的阻值；（结果保留一位小数）
（4）解释为什么电热丝热得发烫，而导线却不怎么发热原因？
【答案】（1）；（2）2400W；（3）20.2Ω；（4）见解析
【解析】
【详解】（1）假设图乙中靠近a位置的虚线框为电阻R1，另一个虚线框为导线，R1和R2的阻值均相等，开关S接a或b时，电阻R1或R2分别接入电路，电源电压保持220V不变，根据电功率的推导式可知，这两种情况的电功率是相同的，不存在加热和保温两种工作状态，假设不成立，故靠近a位置的虚线框不为电阻R1；假设图乙中靠近a位置的虚线框为导线，另一个虚线框为电阻R1，开关S接a时，电阻R1接入电路，电功率为，开关S接b时，电阻R1和R2串联，电功率为，比较可知，，存在加热和保温两种工作状态，假设成立，故靠近a位置的虚线框为导线，另一个虚线框为电阻R1，如下图所示：
（2）小明断开家中其它用电器，使饮水机处于加热状态，发现如图丙所示的电能表5min闪烁了320次，从图丙可以看到，消耗1kW·h的电能，电能表闪烁1600次，那么闪烁320次，消耗的电能为
这过程所用时间为5min=300s，则此饮水机加热时的实际功率为
（3）由上述解析可知，加热时电功率的状态为开关S接a，电功率为2400W，电源电压为220V，根据可知，R1的阻值大小为
（4）因为导线的阻值较小，在相同时间内，通过导线和电热丝的电流是相同的，根据焦耳定律可知，导线产生的热量较小，所以电热丝热得发烫，而导线却不怎么发热。
24. 电动自行车因为具有轻便、快捷和环保等优点备受大家喜爱，然而电动车带来的安全问题也很严重。2023年4月15日起，《电动自行车安全技术规范》开始实施。小明和学习小组同学展开了“安全的电动车”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容：
【项目分解】
（1）了解电动车上的安全措施。
（2）设计安装车库充电插座。
【项目实施】
（1）了解“刹车系统”。电动自行车刹车时，电动机必须断电。因此，人们在电动自行车左右两刹车手柄中各安装了一只开关S1和S2，S是用钥匙控制的电源开关。在行驶中用任意一只手柄刹车时，开关S1或S2断开，电动机立即断电。下列电路中符合这一要求的是（ ）
A． B．
C． D．
（2）了解“蓄电池”。电池说明书上的部分内容（注：额定电压：36V、“电池容量10A·h”可理解为“若以10安的电流放电可使用1小时”，电能转化为机械能的效率η＝75%）；
请回答：其最多能输出的机械能为_______J。若这么多的机械能由效率为30%的汽油机提供，则需要燃烧汽油_______kg；（已知本地汽油的热值为4.5×106J/kg）
（3）深入了解。电动自行车电池不能长时间充电，为了电动自行车的充电安全，小组设计了如图所示的定时充电器。用定时器控制充电时间，当定时器中有电流通过时，充电就会被断开。针对该充电器的设计方案，下面说法正确的是（ ）
A．定时器与充电器串联
B．充电时定时器在电路中相当于一根导线
C．停止充电时充电器在电路中处于被短路状态
D．如果在b处安装一个开关S，断开此开关则停止充电
【项目拓展】
（4）经查阅资料，小组发现近年电动车在楼道内充电造成火灾事故频发。很多小区已经禁止电动车进入楼内。小华想在自家的小车库内充电，发现车库内只安装了电灯，没有插座，于是小华想在如图所示的原有线路上安装一个双孔插座，应在a、b、c三处中哪两处之间安装可以使灯和插座独立工作且开关只控制灯，画出电路图___________。

【答案】 ①. B ②. 9.72×105 ③. 0.72 ④. C ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]由题知，任一只手柄刹车时，该手柄上的开关立即断开，电动机停止工作，说明两开关相互影响、不能独立工作，所以两个开关、电动机以及S应串联接在电路中，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
（2）[2]“蓄电池”储存的电能为
E＝UIt＝36V×10×3600A·s＝1.296×106J
最多能输出的机械能为
E机＝Eη＝1.296×106J×75%＝9.72×105J
[3]汽油完全燃烧放出的热量为
需要燃烧汽油的质量为
（3）[4]A．由电路图可知，定时器与充电器并联，故A错误；
B．充电时定时器中不能有电流通过，所以定时器在电路中相当断路，故B错误；
C．当定时器中有电流通过时，充电就会被断开，将充电器短路，使充电器不能工作，故C正确；
D．如果在b处安装一个开关S，断开此开关，由于定时器与充电器并联，则充电器仍然连入电路，故充电器不会停止充电，故D错误。
故选C。
（4）[5]插座按照左零右火接线，故右边接在c处，因为开关只控制灯泡，故左边接在a处，如图所示：