[物理][期末]山东省聊城市阳谷县2023-2024学年九年级上学期期末考试试题(解析版)

这是一份[物理][期末]山东省聊城市阳谷县2023-2024学年九年级上学期期末考试试题(解析版)，共23页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（每小题3分，共30分）
1. 涮火锅是人们喜爱的美食之一，人们喜欢在火锅中添加各种食材，其中冻豆腐更是东北人冬天喜爱的一种食材。关于吃火锅的情景下列说法正确的是（ ）
A. 在涮火锅的过程中，温度由锅传递给里面的汤料
B. 冻豆腐中的冰在熔化的过程中，内能增加，温度不变
C. 吃火锅时，油溅到衣服上很难洗掉，此时分子间只有引力，没有斥力
D. 往火锅里加食材，食材的温度升高，食材含有的热量增大
【答案】B
【解析】A．在涮火锅的过程中，热量由锅传递给了里边的汤料，不是温度的传递，故A错误；
B．冻豆腐中的冰在熔化过程中，吸收热量，使自身的内能增大，但是熔化过程中温度是不变的，故B正确；
C．分子间同时存在引力和斥力，油溅到衣服上很难洗掉是因为发生了扩散现象，与分子的引力和斥力没有关系，故C错误；
D．往火锅里加食材，食材的温度升高，此时食材吸收热量后具有的内能增大，热量是一个过程量，不能认为食材含有的热量增大，故D错误。
2. 汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（ ）

A. 甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高
B. 由乙图可知该汽油机的效率是30%
C. 汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值
D. 为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值
【答案】A
【解析】A．如图甲所示，进气孔和排气孔都关闭，活塞向上运动，压缩气体，对气体做功，气体温度升高，这是汽油机的压缩冲程，故A正确；
B．由乙图可知该汽油机的效率为
η=100%-6%-30%-36%=28%
故B错误；
CD．热值是燃料完全燃烧时的放出的热量和质量之比，燃料的热值只与燃料的种类和状态有关，与燃料是否完全燃烧无关，燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的利用率，不会降低燃料的热值；为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的利用率，不能提高燃料的热值，故CD错误。
故选A。
3. 2021年10月16日，航天员翟志刚、王亚平、叶光富搭乘神舟十三号载人飞船，开始了为期6个月的“太空出差”，于2022年4月16日顺利返航。下列说法正确的是（ ）
A. 燃料燃烧时，将化学能转化为内能
B. 火箭加速升空时，动能转化为重力势能
C. 空间站的太阳能电池板将太阳能转化为化学能
D. 返回舱进入大气层后与大气摩擦，将内能转化为机械能
【答案】A
【解析】A．燃料燃烧时，消耗化学能，得到内能，将化学能转化为内能，故A正确；
B．火箭加速升空，质量不变，速度增大，动能增大，同时高度增大，重力势能也增大，机械能增大，是燃料燃烧所释放的内能转化为机械能，没有动能转化为重力势能，故B错误；
C．太阳能电池板将太阳能转化为电能，供空间站工作使用，故C错误；
D．返回舱进入大气层后与空气剧烈摩擦，将机械能转化为内能，故D错误。
4. 为了防止在炎热的夏季高速运行的汽车爆胎， 一些车辆上都有胎压报警装置，其主要部件是胎压检测探头，这样可以大大降低爆胎带来的危害； 而在冬天为了防止冻裂水箱，在水箱内都加有防冻剂。关于题中的描述下列论述正确的是（ ）
A. 轮胎爆胎的过程是机械能转化为内能的过程
B. 胎压报警装置中的检测探头是由超导材料制成的
C. 高速运行的汽车通过热传递方式改变其内能会使胎压升高
D. 汽车的防冻剂不但需要凝固点低、沸点高，还需要比热容大吸热能力强
【答案】D
【解析】A．发生爆胎时，轮胎内的气体对外做功，将内能转化为机械能，故A错误；
B．胎压报警装置中的检测探头是压敏电阻，压敏电阻由半导材料制成的，故B错误；
C．长时间高速行驶的汽车轮胎发热，是因为轮胎是克服摩擦力做功，机械能转化成内能，属于做功改变内能，故C错误；
D．汽车的防冻剂需要低温不凝固，高温不沸腾，因此需要凝固点低，沸点高；还需要吸热能力强，再放出大量热量时温度不会降到很低，故D正确。
5. 下列关于物理概念或规律的说法中，正确的是（ ）
A. 电阻是导体对电流的阻碍作用，一段导体的电阻大小与通过它的电流大小有关
B. 不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散，固体、液体、气体间都能发生扩散现象
C. 能量可以从一种形式转化为其他形式，或从一个物体转移到其他物体，但能的总量会减小
D. 只要电路两端有电压，则电路中就一定有电流
【答案】B
【解析】A．电阻是导体本身的一种性质，反映了导体对电流的阻碍作用，只与导体的材料、长度、横截面积有关，与导体中的电流、导体两端的电压无关，故A错误；
B．由于分子的无规则运动，不同的物质在互相接触时，有彼此进入对方的现象，这种现象叫做扩散，固体、液体、气体间都能发生扩散现象，故B正确；
C．能量可以从一种形式转化为其他形式，或从一个物体转移到其他物体，但能的总量不变，故C错误；
D．要使电路中有电流通过，首先必须是闭合电路，其次这段电路的两端必须要有电压，故D错误。
6. 在如图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关后，灯L1、L2都发光。一段时间后，其中的一盏灯突然熄灭，而电压表V的示数为零，电流表A的示数变大，则产生这一现象的原因是（ ）
A. L1断路B. L2断路C. L1短路D. L2短路
【答案】C
【解析】由图可知，该电路为串联电路，电压表测量灯泡L1两端的电压，电流表测量电路中的电流；一段时间后，其中的一盏灯突然熄灭，另一盏灯发光，这说明电路是通路，即出现了短路现象；电压表示数为0，说明与电压表并联的部分的电阻为0，所以故障是L1短路，此时电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电流表示数变大，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
7. 在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，小明猜想导体电阻大小可能跟导体的材料、长度和横截面积有关。为了验证上述猜想，他用如图所示的器材进行实验，图中A为锰铜线，B、C、D为镍铬合金线，S表示横截面积，A、B、C的长度相同。下列说法中（ ）
①本实验主要采用了控制变量法和转换法两种研究方法
②实验中，小灯泡越亮，电流表的示数越大，表示接入的金属线电阻越小
③若探究电阻大小与长度是否有关，应将C和D两根金属线分别接入电路
④若探究电阻大小与材料是否有关，应选择A和B两根金属线分别接入电路
A. 只有②③正确B. 只有①④正确
C. 只有②③④正确D. 只有①②④正确
【答案】D
【解析】导体电阻大小与多个因素有关，探究电阻与某个因素的关系时，需要控制其它因素不变，应用控制变量法，而导体接入电路阻值的大小通过灯泡的亮度或电流表的示数来反映，应用转换法，故①说法正确；实验中，小灯泡越亮，电流表的示数越大，说明电路中导体对对流的阻碍越小，则金属线接入电路的阻值越小，故②说法正确；要探究电阻大小与长度的关系，应选择材料及横截面积相同，长度不同的金属线进行实验，应将B、D金属线接入电路中，故③说法错误；要探究电阻大小与材料的关系，应选择长度和横截面积相同材料不同的金属线进行实验，应将A、B金属线接入电路中，故④说法正确。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
8. 课外探究实践作业中小明同学想利用气敏电阻自制一个烟雾浓度检测仪，通过翻阅资料了解到 N型气敏元件阻值随气体浓度的增大而减小。如图是小明设计的电路图，其中R 为N型气敏元件，R0为定值电阻。闭合开关S，当气体浓度越高时，会出现（ ）
A. 电流表示数增大，电压表示数增大
B. 电流表示数增大，电压表示数变小
C. 电压表和电流表示数的比值将增大
D. 整个电路的总功率变小
【答案】A
【解析】AB．由图得，开关闭合后，定值电阻R0与N型气敏元件R串联，电压表测量定值电阻R0的电压，电流表测量电路中电流。闭合开关S，当气体浓度越高时，R阻值减小，电路中总电阻减小，由欧姆定律得，电路中电流增大，即电流表示数增大；由欧姆定律得，定值电阻R0电压增大，即电压表示数增大，故A符合题意，B不符合题意；
C．电压表和电流表示数的比值为定值电阻R0的阻值，保持不变，故C不符合题意；
D．电源电压不变，电路中电流增大，由P=UI得，整个电路的总功率变大，故D不符合题意。
9. 如图所示电路，电源电压恒为6V，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，滑动变阻器R规格为“20 1A”，定值电阻的规格为“10 0.5A”。为了保证电路安全，闭合开关后在滑动变阻器的滑片移动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 变阻器R接入电路的阻值变化范围为2～20
B. 电流表示数允许变化范围0.2～0.5A
C. 电压表的最小示数是2V
D. 电阻消耗的最小电功率为0.9W
【答案】D
【解析】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
ABC．当电压表的最大示数为3V时，根据串联电路的分压规律可知，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路电流最小；因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和，所以定值电阻R0两端电压
此时电路中的最小电流
由可知，此时电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最大阻值
因电流表的量程为0 ~ 0.6A，定值电阻R0允许通过的最大电流为0.5A，滑动变阻器R允许通过的最大电流为1A，所以，电路中的最大电流
则电流表示数允许变化范围是
0.3A~0.5A
此时电路中的总电阻
此时滑动变阻器接入电路的最小电阻
变阻器R接入电路阻变化范围为2Ω到10Ω；此时滑动变阻器两端的电压，即电压表的最小示数是
故ABC错误；
D．电阻消耗的最小电功率为
故D正确。
10. 如图为一款电火锅的内部简化电路，开关S闭合后，通过挡位开关可以实现高、中、低三挡加热的转换。已知电阻，高温挡功率为2400W，下列说法正确的是（ ）

A. 当S闭合、转到位置2时，只有工作，为低温挡
B. 当S闭合、转到位置1时，、串联，为高温挡
C. 中温挡加热的功率为1600W
D. 当S闭合、由位置2转到位置3时，总电阻变大，总功率减小
【答案】C
【解析】A．当S闭合、转到位置1时，和串联，此时电路中的总电阻最大，根据
可知：此时电路中的总功率最小，为低温挡，故A错误；
B．当S闭合、转到位置2时，只有接入电路，此时为中温挡，中温挡的功率为
故B错误；
C．当S闭合、转到位置3时，和并联，此时电火锅为高温挡，此时的功率为
高温挡的功率为2400W，所以中温挡的功率为
故C正确；
D．当S闭合、由位置2转到位置3时，总电阻变小，总功率增大，电火锅由中温挡转为高温挡，故D错误。
二、多项选择题（本题包括3个小题；每小题4分，共12分。每个小题的选项中至少有两个选项符合题意。全部选对的得4分。选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）
11. 关于图所示的四个热学实验，下列说法中正确的是（ ）
A. 图甲中二氧化氮的密度大于空气的密度，因此不能发生扩散现象
B. 图乙中将一定量的水与酒精混合后总体积变小，说明分子间存在空隙
C. 图丙中将红墨水同时滴入冷水和热水中，热水先变红，说明扩散快慢跟温度有关
D. 图丁中用弹簧测力计提起贴在水面的玻璃板时，测力计的示数变大，说明分子间存在斥力
【答案】BC
【解析】A．图甲中二氧化氮的密度大于空气的密度，几分钟后，两集气瓶中颜色变为均匀，说明分子在做无规则运动，发生了扩散现象，故A错误；
B．一定量的水与酒精混合时，酒精分子和水分子互相进入彼此的间隙中，导致总体积变小，说明分子之间存在间隙，故B正确；
C．将红墨水同时滴入冷水和热水中，热水先变红，说明温度越高，分子运动越剧烈，即扩散的快慢跟温度有关，故C正确；
D．图丁中用弹簧测力计提起贴在水面的玻璃板时，测力计的示数变大，说明分子间存在引力，故D错误。
故选BC。
12. 如图电路中，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动变阻器的滑片 P从一端滑到另一端，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 电源电压是9V
B. 定值电阻R的阻值是6Ω
C. 滑动变阻器的阻值范围是0~18Ω
D. 若滑片P从图中位置向b端滑动过程中，定值电阻R的电功率变小
【答案】ABD
【解析】由电路图可知，两电阻串联，电压表测量定值电阻R两端的电压，电流表测量电路中的电流。
A．由U-I关系图像知，当滑动变阻器连入电路的电阻为0时，电路中的电流最大I大=1.5A；此时加在R两端的电压是9V，即电源的电压是9V，故A正确；
B．由以上条件并根据得，定值电阻R的阻值为
故B正确；
C．由U-I关系图像知，当滑动变阻器连入电路的电阻为最大时，电路中的电流最小I小=0.5A；此时加在R两端的电压是UR=3V，因此加在滑动变阻器两端的电压为
U滑=U-UR=9V-3V=6V
此时滑动变阻器连入电路的电阻为
所以滑动变阻器的阻值范围是0~12Ω，故C错误；
D．当滑片P从图中位置向b端滑动过程中，滑动变阻器接入的阻值变大，电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路的电流减小，定值电阻两端的电压减小，根据P=UI可知，定值电阻R的电功率变小，故D正确。
故选ABD。
13. 如图是某压力传感器的原理图，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的滑片P通过AB间可以伸缩的导线与电路相连，导线位于弹簧内部。当闭合开关S，压力F增大时，电压表V2的示数变化量为ΔU2、电流表A的示数变化量为ΔI。下列说法正确的是（ ）
A. 电压表V1示数变小，电流表A的示数变小
B. 电压表V2的示数变大，R1的电功率变小
C. 的比值变大
D. 电压表V1示数与电流表A示数的比值不变，电路的总功率变小
【答案】ABD
【解析】由电路图知，开关闭合，定值电阻与滑动变阻器串联连接在电路中，电压表V1测定值电阻R1两端的电压，V2测变阻器R2两端的电压。电流表测电路中的电流。
A．当压力F增大时，滑片P向下移动，变阻器接入电路的阻值增大，电路中的总电阻变大，而电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电流表的示数变小。据U=IR知，定值电阻R1两端的电压变小，电压表V1的示数变小，故A正确；
B．电源电压不变，据串联电路的电压特点知，R1两端的电压变小，则R2两端的电压变大，电压表V2的示数变大，电路中的电流变小，据P=UI知，R1的电功率变小，故B正确；
C．据串联电路的电压特点知，电压表V2示数的变化量等于V1的变化量，即ΔU2=ΔU1，而
所以的比值不变，故C错误；
D．电压表V1示数与电流表A示数的比值等于R1，保持不变，电源电压不变，电流变小，据P=UI知，电路的总功率变小，故D正确。
故选ABD。
三、填空题（每空1分，共13分）
14. “长寿之乡，大美栗城”，我县正在积极创建卫生城、文明城，某学校师生也积极投入到清洁城市行动之中。同学们在清除广告纸时，发现广告纸粘在建筑物上不易被清除掉，是因为分子间存在______。于是同学们利用钢丝球用力擦广告纸，一段时间后钢丝球发热，这是通过______的方式改变了钢丝球的内能。
【答案】引力 做功
【解析】[1]“小广告”粘在建筑物上不易被清除掉，说明“小广告”吸引在墙壁上，是因为分子间存在引力。
[2]清除“小广告”时，利用钢丝球用力擦广告纸，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，一段时间后钢丝球发热，这是通过做功方式改变内能的。
15. 如图甲所示是一种车载空气净化器，工作原理如图乙，受污染的空气被净化器吸入后，颗粒物进入电离区带上电荷，然后在集尘器上被带电金属网捕获，其吸引颗粒物的原理是_______________，净化器工作时指示灯会亮起，该指示灯具有单向导电性，则它是利用______（填“半导体”或“超导”）材料制作的，指示灯坏掉时金属网仍然工作，那么金属网和指示灯的连接方式为______（选填“串联”或“并联”）。
【答案】异种电荷相吸引 半导体 并联
【解析】（1）电荷间的作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
（2）发光二极管具有单向导电性，发光二极管是一种半导体材料。
（3）串联电路各个用电器互相影响，不能独立工作，并联电路中用电器相互不影响工作，能够独立工作。[1]颗粒物进入电离区后带上某种电荷，然后在集尘器上被带电金属网捕获，再通过复合过滤网使空气净化，其中带电金属捕获颗粒物的工作原理是异种电荷相互吸引。
[2]指示灯是发光二极管，具有单向导电性，是利用半导体材料制成的。
[3]指示灯坏掉时金属网仍然工作，说明金属网和指示灯能够独立工作，是并联。
16. 图是小明家的电能表表盘。他家同时使用的用电器的总功率不能超过___________W。他想知道电能表是否准确，就将标有“220V 1000W”的空调单独接入电路进行检测，空调正常工作6min时，电能表的转盘转了306r，则空调实际消耗的电能是___________ kW·h， 电能表转盘的转速___________（选填“偏快”、“偏慢”或“准确”）。
【答案】4400 0.1 偏快
【解析】[1]由图知，电能表的工作电压是220V，电能表平时工作允许通过的最大电流为20A，他家同时使用的用电器最大总功率
[2]“3000r/（kW•h）”，表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，空调正常工作的功率P=1000W=1kW
空调正常工作6min时，消耗的电能
[3]电能表的转盘应转的转数为
n=0.1kW•h×3000r/（kW•h）=300r＜306r
故电能表转盘的转速偏快。
17. 甲、乙两地相距50km，在甲乙两地之间沿直线架设了两条输电线。已知每条输电线每千米的电阻为0.2Ω。现输电线在某处发生了短路，为了确定短路的位置，检修员在甲地将电压表、电流表和电源接入如图所示的电路进行测量。
（1）电压表应接到图中的______位置（选填“AB”或“BC”）。
（2）电压表连接正确后，若电压表和电流表的示数分别为4V和0.5A，求短路位置到甲地的距离。（ ）
（3）若测量用时为10s，求输电导线上消耗的电能。（ ）
【答案】（1）AB （2）20km （3）20J
【解析】(1)[1]图中CD为短路位置，若电压表接在CD两点之间，则电压表也被短路，电压表示数为0，不能确定短路的位置；要确定短路位置，需要测出AC、BD两输电线串联的总电阻，电压表应测总电压，所以电压表应接在AB两点之间。
(2)[2]导线电阻
R==8Ω
导线的长度
=40km
因两条输电线是并排架设的，所以短路位置离甲地的距离
s=×40km=20km
(3)[3]输电导线上消耗的电能
W=UIt=4V×0.5A×10s=20J
18. 图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω，电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，得到R2的电功率与通过它的电流的关系，如图乙所示。在此过程中滑动变阻器R2的最大功率为___________W。当滑片P在最左端时，1min内电流通过R1产生的热量为 ___________J。
【答案】2.7 648
【解析】[1]当滑动变阻器接入电路中的阻值为0时电路中的电流最大为0.6A，当滑动变阻器最大阻值接入电路时，电路电流最小为0.2A，则
，
联立两式，解得
滑动变阻器R2的功率
可知当R2=R1时滑动变阻器R2的功率最大
在此过程中滑动变阻器R2的最大功率为2.7W。
[2]当滑片P在最左端时，滑动变阻器接入电路中的阻值为0，电路中的电流为0.6A，1min内电流通过R1产生的热量
1min内电流通过R1产生的热量为648J。
四、实验探究题（19题7分，20题6分，21题8分，共21分）
19. 如图，在探究“影响电流热效应的因素”实验中：
（1）为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，该实验通过比较_____，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少．下面的探究实例中，也是采用这种研究方法的是______．
A．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻
B．探究电流与电压、电阻的关系
C．探究电功大小影响因素时，通过灯泡亮度表示电流做功多少
（2）若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，可选择乙图中______（选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻__________（选填“串联”或“并联”）．
（3）小明提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他应选择乙图中_____（选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶并联，并将其中一烧瓶中的液体换成________________和煤油吸热的多少是通过____________来反映的（选填“温度计示数变化量”或“加热时间”）．
【答案】（1）温度计示数变化 C （2）B 串联 （3）A 相同质量的水 加热时间
【解析】（1）电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过温度计示数变化来反映，这是转换法．本实验中是通过温度计示数变化来判断电流产生的热量多少。
A．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻，总电阻和两个串联电阻的效果是相同的，是等效替代法，不符合题意；
B．电流与电压和电阻有关，探究电流跟电压关系时，控制电阻不变，探究电流跟电阻关系时，控制电压不变，所以在探究电流与电压、电阻的关系时使用的是控制变量法，B不符合题意；
C． 电流做功多少不能用眼睛直接观察，通过灯泡亮度来反映，这是转换法，故选C。
（2）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关．探究电流产生热量多少跟电阻的关系，控制电流和通电时间不变，改变电阻的大小．由于串联电路中电流处处相等，通电时间相同，所以选择乙图中的B烧瓶与甲图中的烧瓶电阻串联。
（3）“比较水和煤油比热容的大小”根据Q=cm△t，可以采用质量相同，吸收热量相同的不同物质，所以选择乙图中A烧瓶，由于电阻相同，和甲图烧瓶并联，电压相同，电流产生热量相同，并且把烧瓶A的液体换成和甲图中质量相同的水；水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映。
20. 在探究电流与电压、电阻的关系”的实验中，老师给同学们准备了以下器材：5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的定值电阻各1个，“20Ω、1A的滑动变阻器一个，电流表，电压表，电源，开关和导线若干。
（1）在“探究电流与电压的关系”时，同学们经过相互讨论，完成了实验方案的三次设计。
由如图甲到如图乙，改进的理由是_____；
由如图乙到如图丙，改进的理由是_____。
（2）在“探究电流与电阻的关系”时，同学们商定电压表的示数保持2V不变，为了顺利完成整个实验，应选择哪种电池组_______
A．只能选择3V的电池组
B．只能选择4.5V的电池组
C．3V和4.5V的都可以选择
（3）请你根据同学们的设计，将下面的实物图（如图）连接完整，要求滑片向左移，滑动变阻器连入的电阻变大________。
（4）同学们将实验结果记录在下表中，其中空白处的电流如图中电流表所示，它的示数是_____A。
（5）分析上表的数据可以得出的结论是_____。
【答案】（1）小灯泡灯丝电阻受温度影响较大，无法控制电阻一定 通过移动变阻器的滑片可改变电阻的电压和电流多次测量，得出普遍性的结论 （2）A （3） （3）0.1 （3） 电压一定时，导体中的电流与电阻成反比
【解析】(1)[1]由甲图到乙图，由灯泡改成定值电阻，因灯泡电阻阻值受温度影响较大，而定制电阻阻值受温度影响小。
[2]由乙图到丙图，丙图加一个滑动变阻器，移动滑片的位置，改变电路中的电阻，使电路中的电流发生改变，定值电阻两端的电压发生改变．得出几组电压值和电流值，得出探究电流与电压、电阻的关系。
(2)[3]设选用3V的电源，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为
3V﹣2V=1V
使用20Ω的电阻时，由分压原理，变阻器连入电路中的电阻为
×20Ω=10Ω＜20Ω
故可行；
设选用4.5V电源，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为
4.5V﹣2V=2.5V
使用20Ω的电阻时，由分压原理，变阻器连入电路中的电阻为
×20Ω=25Ω＞20Ω
故不可行。
选A。
(3)[4]要求滑片向左移，滑动变阻器连入的电阻变大，故变阻器滑片以右电阻丝连入电路中，如下所示：
(4)[5]根据实物图，电流表选用小量程，分度值为0.02A，空白处的电流大小为0.1A。
(5)[6]由表中数据知，在电压不变时，电阻为原来的几倍，通过的电流为原来的几分之一，即电压一定时，导体中的电流与电阻成反比。
21. 小明同学利用图甲所示的器材测量小灯泡的额定电功率，实验中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整；___________
（2）连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动到最 ___________端位置。闭合开关后，他移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 ___________W。
（3）本实验电路除了能测出小灯泡的功率，小明认为还能测出小灯泡灯丝的阻值，小华认为还能探究电流与电压的关系，你认为 ___________同学的观点是错误的，理由是：___________。
（4）同组的小惠同学也设计了一个电路，如图丙所示，也测出了该小灯泡的额定功率，其中定值电阻的阻值R=10Ω，正确的操作过程如下：
①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1=___________A；
②只闭合开关S和S1，___________，读出电流表示数为I2；
③用测量值I1、I2和小灯泡的额定电压U额表示小灯泡的额定功率，P额=___________。（用已知物理量的符号表示）
【答案】（1） （2）左 0.7 （3）小华 灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值 （4）0.25 保持滑动变阻器的阻值不变 U额（I2﹣I1）
【解析】（1）[1]测灯泡额定功率的实验中，小灯泡电流一般小于0.6A，电流表可使用0~0.6A量程，应与灯泡串联，灯泡的额定电压2.5V，所以电压表使用0~3V与灯泡并联，如图所示：
（2）[2]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动到最左端。
[3]由图乙知，小灯泡正常发光的电流为0.28A，则小灯泡的额定功率
P额=U额I=2.5V×0.28A=0.7W
（3）[4][5]根据欧姆定律得，，故本实验电路除了能测出小灯泡的功率，还能测出小灯泡灯丝的阻值；探究电流与电压的关系时要控制电阻的电压不变，灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，故小华同学的观点是错误的。
（4）①[6]闭合开关S和S2，断开S1，调节滑动变阻器使R，使电流表示数
②[7]闭合开关S和S1，断开开关S2，保持滑动变阻器的阻值不变，电流表测干路电流，记录此时电流表的示数为I2；
③[8]通过灯泡的电流
IL=I2﹣I1
则灯泡L的额定功率
P=U额（I2﹣I1）
五、计算题（22题6分，23题9分，24题9分，共24分）
22. 2022年2月27日，伴随着一阵巨响，长征八号遥二运载火箭搭载着22颗商业卫星，在西昌卫星发射中心文昌航天发射场一飞冲天，创造了我国单次发射卫星数量最多的纪录。长征八号遥二运载火箭采用无毒无污染以液氢/液氧为推进剂。[已知c水=4.2×103J/(kg•℃)，q液氢按1.68×108J/kg计算]求：

（1）若要获得6.72×108J的热量，完全燃烧液态氢为多少千克？
（2）若上述这些热量的一部分被水吸收，水的质量为2.56×103kg，水的温度升高50℃，热效率是多少？
（3）若某氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速直线行驶，（1）中的这些热量和公交车所做的功相等，能让该公交车匀速行驶多长时间？
【答案】（1）4kg；（2）80%；（3）4800s
【解析】解：（1）由Q放=mq得需要完全燃烧液态氢的质量
（2）水吸收的热量
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg•℃)×2.56×103kg×50℃=5.376×108J
热效率
（3）公交车所做的功W=Q放=6.72×108J
公交车的功率P=140kW=1.4×105W
由得，公交车行驶的时间
答：（1）完全燃烧液态氢为4kg；
（2）热效率是80%；
（3）能让该公交车匀速行驶4800s。
23. 小明家一款新型电烤箱铭牌上的部分参数如图甲所示，其简化电路如图乙所示，R1、R2均为电热丝（阻值不随温度变化）。求：

（1）该电烤箱在额定保温功率下工作时的电流？
（2）电热丝R2的阻值？
（3）傍晚用电高峰期，小明想测量电烤箱在工作时的实际电压，于是他断开了家中其他用电器，仅让电烤箱在加热状态下工作，1min内如图丙所示的电能表转盘转了50r．则电烤箱两端的实际电压是多少？
【答案】（1）0.5A；（2）44Ω；（3）200V
【解析】解：（1）该电烤箱在额定保温功率下工作时的电流
（2）当S闭合，S1接右边接线柱b时，R1单独工作，电路中电阻最大，电源电压一定，由可知，此时电功率最小，电路处于保温挡位；当S闭合，S1接a时，电阻R1和R2并联，电路中电阻最小，电源电压一定，由可知电功率最大，处于加热档，此时R1的电功率
P1=P保温=110W
R2的电功率
电热丝R2阻值
（3）S闭合、S2接左边接线柱a时，电阻R1和R2并联，处于加热挡位，P加热=1210W，总电阻
电能表转盘转了50r，电烤箱消耗的电能
电烤箱的实际功率
电路的实际电压
答：（1）该电烤箱在额定保温功率下工作时的电流为0.5A；
（2）电热丝R2的阻值为44Ω；
（3）电烤箱两端的实际电压是220V。
24. 如图所示，灯泡L标有“6V 3W”的字样，定值电阻R=10Ω，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，闭合开关S。将开关S1拨至2，滑片P移至a端，灯泡正常发光。

（1）求灯泡正常发光时的电流；
（2）滑片P移至b端，开关S1拨至1，求定值电阻R工作10min产生的热量；
（3）接着将开关S拨回2，电流表示数为0.24A，求此时灯泡的功率。
【答案】（1）0.5A；（2）240J；（3）0.288W
【解析】解：（1）由P=UI可得，灯泡正常发光时的电流为
（2）闭合开关S，将开关S拨至2，滑片P移至a端时，定值电阻R被短路，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路中只有灯泡L工作，由灯泡正常发光，可知电源电压为
U=U额=6V
滑片P移至b端，开关S拨至1，滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值，灯泡L被短路，电阻R与滑动变阻器R1串联，根据Q=I2Rt可得，定值电阻R工作10min产生的热量
（3）接着将开关S拨回2，灯泡L与滑动变阻器R1串联，电流表测量电路中的电流，由U=IR可得，滑动变阻器两端的电压为
U1=I实R1=0.24A×20Ω=4.8V
由串联电路的电压特点可知，灯泡L两端的实际电压为
U实=U-U1=6V-4.8V=1.2V
此时灯泡的功率为
P实=U实I实= 1.2V×0.24A=0.288W
答：（1）灯泡正常发光时的电流为0.5A；
（2）滑片P移至b端，开关S1拨至1，定值电阻R工作10min产生的热量为240J；
（3）接着将开关S拨回2，电流表示数为0.24A，此时灯泡的功率为0.288 W。
电压U/V
2.0
2.0
2.0
2.0
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.40
0.20
0.13