2024-2025学年九年物理上学期期末模拟卷（三）（解析版）-2024-2025学年人教版九年级物理全一册-A4

这是一份2024-2025学年九年物理上学期期末模拟卷（三）（解析版）-2024-2025学年人教版九年级物理全一册-A4，共15页。试卷主要包含了测试范围，难度系数等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3．测试范围：第13~19章，人教版2013全一册 练习卷
4．难度系数：0.65
一、选择题：本题共9小题，每小题2分，共18分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~9题有多项符合题目要求。全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。
1.物理来源于生活，在生活中需要对一些物理量进行估测，下列估测合理的是( )
A. 教室日光灯的工作电流约2mA
B. 我国家庭用电器正常工作的电压一般是不高于36V
C. 空调工作时的电流约为0.1A
D. 一节新干电池的电压为1.5V
【答案】D
【解析】A.教室内日光灯正常工作的功率为40W，电流为
I=PU=40W220V≈0.18A=180mA
故A不符合题意；
B.我国家庭用电器正常工作的电压一般是220V，故B不符合题意；
C.空调工作时的电流在5A以上，故C不符合题意；
D.一节干电池的电压是1.5V，一节新的蓄电池的电压是2V，故D符合题意。
故选D。
2.在学校科技节活动中，小明用饮料瓶自制了火箭模型，如图，他在瓶子的内侧壁安装了一个遥控电火花发生器(按下按钮会产生电火花)，演示时从瓶口喷入雾状酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，纸筒立即飞出，关于此过程分析正确的是( )
A. 酒精没有完全燃烧的情况下，热值将变小
B. 纸筒飞出后瓶内气体的内能减少，温度降低
C. 燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
D. 能闻到了浓浓的酒精味，这是因为分子间存在斥力
【答案】B
【解析】解：A、热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况无关，所以，在酒精没有完全燃烧的情况下其热值将不变，故A错误；
B、纸筒飞出过程中，燃气推动纸筒做功，将内能转化为机械能，所以瓶内气体的内能减小，温度降低，故B正确；
C、燃气推动纸筒飞出的过程是燃气推动纸筒做功的过程，相当于内燃机的做功冲程，故C错误；
D、能闻到酒精的气味说明酒精分子在不停地做无规则的运动，故D错误。
故选：B。
3.交通法规定驾驶员在驾驶汽车时必须系安全带，为了提醒驾驶员，在汽车上设置了“安全带指示灯”。当驾驶员坐在座椅上时，座椅下的开关S1闭合。若未系安全带，则开关S2也闭合，仪表盘上的指示灯亮起；若系上安全带，则开关S2断开，指示灯熄灭。根据这一实际需要，学习小组的同学们设计了如图所示的几个模拟电路，其中能实现上述功能又最合理的电路图是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】解：由题意知，只有坐在座位上时，指示灯才亮，故S1可控制灯，当开关S2闭合时，灯亮了，说明指示灯与两个开关串联，故A符合题意。
故选：A。
4.“珍爱生命，安全用电”是我们必须具备的安全意识。如图所示的四种场景中，符合安全用电原则的是( )
A. 图甲中，用电器失火时，用水灭火
B. 图乙中，有人触电时应该先断电，再去拉开人
C. 图丙中，用湿抹布擦拭正在工作的台灯
D. 图丁中，保险丝熔断后，可直接用铜丝代替保险丝接入电路
【答案】B
【解析】解：A、用电器失火时，用水灭火，生活用水容易导电，容易让施救者发生触电事故，故A不符合安全用电原则；
B、有人触电时应该先断电，再去拉开人，这样可以防止施救者触电，故B符合安全用电原则；
C、用湿抹布擦拭正在工作的台灯，容易使人触电，故C不符合安全用电原则；
D、家庭电路中保险丝熔断后如果用铜丝代替保险丝，铜丝的电阻率低、熔点较高，起不到保护电路的作用，故D不符合安全用电原则。
故选：B。
5.用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触不带电的验电器A，A的金属箔片张开，如图所示。再用C棒去同时接触A、B验电器的金属球，发现A的金属箔片张角变小，B的金属箔片张开。则下列说法正确的是( )
A. 验电器的原理是异种电荷相互吸引
B. C棒与其手柄D均为导体
C. 当C棒接触两验电器的金属球时，电流方向为A到B
D. 丝绸摩擦玻璃棒的过程中，电子是由丝绸转移到玻璃棒
【答案】C
【解析】解：A、验电器是利用同种电荷相互排斥的原理，故A错误；
B、C棒是导体，手柄D应为绝缘体，否则电荷会通过人体传出，故B错误；
C、丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，该玻璃棒去接触验电器A时，验电器A也会带正电；用带绝缘柄的金属杆将两个验电器的金属球接触时，B验电器上自由电子向验电器A转移，负电荷移动的方向与电流方向相反，故产生的电流方向为A到B，故C正确；
D、丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，故电子是由玻璃棒转移到丝绸，故D错误。
故选：C。
6.如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中，下列说法不正确的是( )
A. 电流表A2的示数不变
B. 电压表V的示数变小
C. 电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变大
D. 电压表V的示数与电流表A2的示数的乘积不变
【答案】B
【解析】解：由图示电路图知道，两电阻并联，电压表测电源电压，电流表A2测通过R1的电流，电流表A1测干路电流。
AB、由于电源电压不变，所以滑片移动时电压表的示数不变；滑片向右移动过程，滑动变阻器接入电路阻值变大，由I=UR可知，通过滑动变阻器的电流变小；由于并联电路各个支路互不影响，通过定值电阻的电流不变，电流表A2示数不变；根据并联电路干路电流等于各支路电流的和，所以电流表A1示数变小，故A正确，B错误；
CD、电压表V示数不变，电流表A1示数变小，则电压表V的示数与电流表A1示数的比值变大；电流表A2示数不变，则电压表V的示数与电流表A2示数的乘积不变，故CD正确。
故选：B。
7.在敞口的空易拉罐底部钻一个小孔，并往易拉罐里喷少量酒精，然后将一个纸杯迅速套在敞口端。紧接着用打火机对着易拉罐底部的小孔，将罐内酒精点燃，纸杯就会被顶出去，如图所示。则( )
A. 酒精燃烧时，将化学能转化为燃气的机械能
B. 纸杯被顶出去时，易拉罐内气体对纸杯做功
C. 纸杯被顶出去时，易拉罐内气体的温度降低
D. 纸杯被顶出去时，易拉罐内气体的内能减小
【答案】BCD
【解析】解：A、酒精燃烧时，将化学能转化为内能，故A错误；
BCD、纸杯被顶出去时，易拉罐内气体对纸杯做功，内能转化为机械能，易拉罐内气体的内能减小，温度降低，故BCD正确。
故选：BCD。
8.如图甲所示有两个灯泡L1、L2，它们的额定电压分别是3V、6V，忽略温度对灯泡电阻的影响，将它们串联到6V电源上时，它们的实际功率相同。若将它们并联到3V电源上时，如图乙所示，下列说法中正确的是( )
A. 两个灯泡的电阻相同
B. 两个灯泡额定功率相同
C. 乙图中两个灯泡都能正常发光
D. 乙图中两个灯泡的实际功率仍然相等
【答案】AD
【解析】解：AB、灯Ll的额定电压是3V，灯L2的额定电压是6V，将它们串联到6V电源上时，它们的实际功率相同，
在串联电路中，电流处处相等，根据P=I2R可知，其电阻相同，根据P=UI=U2R可知，L2的额定电压大，故灯L2的额定功率较大，故A正确，B错误；
C、将它们并联到3V电源上时，因为灯Ll的额定电压是3V，灯L2的额定电压是6V，则灯Ll能正常发光，L2不能正常发光，故C错误；
D、两灯电阻相同，根据P=UI=U2R可知，两灯并联时，实际功率相同，故D正确。
故选：AD。
9.如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡L的额定电压为12V，开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P由b端移动到a端，图乙是该过程中小灯泡的I−U图象，则下列说法正确的是( )
A. 电源电压为12V
B. 小灯泡正常发光时的电阻为6Ω
C. 电路消耗的最小电功率为12W
D. 滑动变阻器的最大阻值为12Ω
【答案】ABC
【解析】解：AB、图甲中滑动变阻器R和灯泡L串联，电压表测量灯泡的电压，电压表测量电路中的电流；
根据串联电路电阻的规律和欧姆定律知，电路中的电流I=UR+RL，电源电压不变，R连入电路的电阻越小，电流越大，当滑动变阻器的滑片P移到a端时，只有灯泡L接入电路，电压表的示数等于电源电压，由乙图知，电源电压等于12V；此时灯泡正常发光，对应的电流为2.0A，所以灯泡正常发光时的电阻为RL额=U额I额=12V2.0A=6Ω，故AB正确；
C、根据P=UI知，电源电压不变时，电路中的电流越小，消耗的功率越小，由乙图知，电路中的最小电流为1.0A，所以最小功率为P小=UI小=12V×1.0A=12W，故C正确；
D、当滑动变阻器的滑片P移到b端时，变阻器连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由乙图知，此时灯泡两端的电压为3V，电路中的电流I=1.0A，根据串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端的电压UR=U−UL=12V−3V=9V，通过变阻器的电流IR=I=1.0A，由I=UR可知，滑动变阻器的最大电阻为：R=URIR=9V1.0A=9Ω，故D错误。
故选：ABC。
二、填空题：本大题共6小题，共12分。
10.热水袋中装热水取暖，一方面是因为热水容易获得，成本低；此外更主要的是因为水的______较大，降低相同温度时，水放出的热量更______(选填“多”或“少”)。
【答案】比热容 多
【解析】解：因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量较多，所以热水袋中装热水取暖。
故答案为：比热容；多。
11.如图所示是一种停车位是否被占用的模拟提醒电路，虚线框内元件一个是灯泡，一个是定值电阻。设计要求无论开关是否闭合，灯泡都能发光，则______(选填“a”或“b”)是灯泡。当车位未被占用时，开关S断开；当车位被占用时，开关S闭合，此时灯泡______(选填“变亮”或“变暗”)。
【答案】b 变亮
【解析】解：由图知，S断开时，a、b处的元件串联在电路中，S闭合时，a处的元件短路，电路为b元件的简单电路。根据设计要求无论开关是否闭合，灯都发光可知，a处是定值电阻，b处灯泡；
开关闭合后，只有b处灯泡连入电路中，由串联电路特点和欧姆定律知，通过灯泡的电流和其两端电压增大，由P=UI知，灯泡的实际功率变大，所以灯泡变亮。
故答案为：b；变亮。
12.如图甲所示是初步“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验装置，选取一根粗细均匀的铅笔芯，固定左端夹子a，向左移动夹子b，观察到小灯泡亮度______(选填“变暗”、“不变”或“变亮”)；如图乙所示，在家庭装修连接电路时，连接处的电线芯要紧密地多绕几圈，这样就可以增大连接处的横截面积，使连接处的电阻______(选填“增大”或“减小”)。

【答案】变亮 减小
【解析】解：一根粗细均匀的铅笔芯，固定左端夹子a，向左移动夹子b，铅笔芯接入电路的长度变小，电路总电阻变小，电源电压不变，根据I=UR总可知，电路电流变大，小灯泡逐渐变亮；导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关，在材料、长度、温度一定时，导体的横截面积越大，电阻越小，家庭装修连接电路时，连接处的电线芯要紧密的多绕几圈，这样就可以增大连接处的横截面积，使连接处的电阻减小。
故答案为：变亮；减小。
13.如图所示，接线柱A、B之间和C、D之间分别连着保险丝和铜丝，且长度相等。接通电源后，通过保险丝的电流______通过铜丝的电流(选填“大于”“小于”或“等于”)。向右移动变阻器的滑片，发现保险丝会熔断，而铜丝不会熔断。这是因为与铜丝相比，保险丝的______大、熔点低的缘故。
【答案】等于 电阻率
【解析】解：由电路图知，保险丝、铜丝串联，根据串联电路的电流特点知，通过它们的电流相同；
向右移动变阻器的滑片，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大；根据Q=I2Rt进知，电流通过保险丝会发热，由于保险丝的电阻率大，熔点低，铜丝的电阻率小、熔点高，所以保险丝容易熔断，而铜丝不会熔断。
故答案为：等于；电阻率。
14.家里某用电器发生短路，熔丝立即熔断，用下列方法进行检测，如图所示，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”，与熔断的熔丝并联，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______。(选填“正常”、“短路”或“断路”)。
【答案】短路 ；正常
【解析】解：家用电器工作电压为220V，将一个普通的白炽灯L与那个熔断的熔丝并联，如图所示闭合闸刀开关，然后逐个合上各用电器的开关，当检验灯泡正常发光时，说明另一灯泡L1没有分到电压，该检验灯泡两端的电压应为220V，则此时一定是灯泡L1发生了短路；若发现校验灯发出暗红色的光(发光不正常)，此校验灯电压应小于220V，则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，故正常。
故答案为：短路；正常。
15.奕文家4月底电能表读数如图所示，5月底电能表的读数为419.5kW⋅h，若当地电价为0.6元/(kW⋅h)，则5月份他家应交电费______元；奕文将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min，电能表转盘转了320转，则这个家用电器可能是______(选填“空调”、“台灯”或“电视机”)。
【答案】244.2 空调
【解析】解：由图示电能表可知，4月底电能表读数是12.5kW⋅h，则5月份他家消耗的电能：W=419.5kW⋅h−12.5kW⋅h=407kW⋅h；需交电费：0.6元/kW⋅h×407kW⋅h=244.2元；3200r/(kW⋅h)表示的是电路中每消耗1kW⋅h的电能，电能表转盘转动3200r，电能表转盘转了320转，该家用电器消耗的电能：
W=3203200kW⋅h=0.1kW⋅h，工作时间t=6min=0.1h，该用电器的功率：P=Wt=0.1kW⋅h0.1h=1kW=1000W，因为用电器正常工作，所以用电器的额定功率等于1000W；而空调功率在1000W左右，台灯的功率一般小于40W，电视机的功率在200W左右，所以这个家用电器可能是空调。
故答案为：244.2；空调。
三、作图题：本大题共2小题，共4分。
16.根据如图所示的实物图，在虚线框内画出对应的电路图。
【答案】解：由实物图知，两灯并联，开关S、电流表在干路上，开关S1、灯L1在一条支路，灯L2单独一条支路，电路图如图所示：
【解析】分析实物图，得出两灯的连接方式，以及开关、电流表的位置，据此画出对应的电路图。
本题考查根据实物图画电路图，正确分析电路的连接方式是关键。
17.如图甲是一个带开关和指示灯(连有限流电阻的发光二极管)的三孔插座。小明发现当开关断开时指示灯不发光，插孔也不能提供工作电压，当开关闭合时指示灯发光，插孔可以提供工作电压；如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能提供工作电压。请在图乙中画出插座中的开关、指示灯和插孔的连接方式。

【答案】解：
【解析】干路开关控制所有的用电器。并联电路各用电器之间互不影响，串联电路的用电器互相影响。
本题考查了家庭电路的连接，知道指示灯和三孔插座的连接方式是解题的关键。
四、实验探究题：本大题共4小题，共24分。
18.在学校物理实验室开放周中，小明到实验室选择器材进行了如下实验：
A.为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图1所示的实验，实验数据记录如下表。
(1)在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是先调整固定______(选填“A”或“B”)的位置。

(2)实验中水和食用油吸收热量的多少是通过______(选填“升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映的。
(3)在此实验中，如果要使水和食用油最后的温度相同，就要给______加热更长的时间，说明______的吸热能力更强。(均选填“水”或“食用油”)
B.接着小明继续探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关，实验装置如图2所示，甲、乙是两个完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，闭合开关前，A、B两U形管内液面均相平。
(4)由于电流产生的热量不易直接测量，实验中通过U形管中液面高度差的变化来反映甲、乙容器内导体产生的热量，这里采用的物理研究方法是______________。
(5)闭合开关一段时间后，两U形管中液面高度差如图2所示，由图可知，______(选填“甲”或“乙”)容器中导体产生的热量较多。可初步得出结论：在电阻和通电时间相同时，______越大，导体产生的热量越多。
【答案】B 加热时间的长短 水 水 转换法 甲 电流
【解析】解：(1)实验时用酒精灯的外焰加热，故需自下而上组装实验仪器，故先固定B；
(2)在此实验中，水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映的，加热时间越长，说明吸热越多；
(3)用相同的加热装置对水和食用油加热，在相等时间内水与食用油吸热的热量相等，加热时间越长，液体吸收的热量越多；要使水和食用油的最后温度相同，水的加热时间更长，水吸收的热量大于食用油吸收的热量，说明水的吸热能力强；(4)实验中是通过观察“U”形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化，像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法；
(5)由图知，A管的液面高度差比B管的液面高度差大，说明甲容器中气体膨胀程度较大，温度上升得较高，因此甲容器中电阻产生的热量较多；两个电阻的阻值相同，通电时间相同，但电流不同，甲位于干路，乙位于支路，根据并联电路电流的规律可知通过甲的电阻的电流大；
由此可得：在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越多。
故答案为：(1)B；(2)加热时间的长短；(3)水；水；(4)转换法；(5)甲；电流。
19.如图甲所示是小明同学探究“电流与电压的关系”的电路图，电源电压为3V不变。
(1)请将实物图连接完整(要求滑片P向左滑时接入电阻变大)；
(2)在连接电路时，开关应处于______状态；实验前滑动变阻器的滑片P移动到最大阻值处的目的是______；
(3)按要求进行实验，闭合开关后小明发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表指针几乎不动，电压表示数始终接近电源电压，原因可能是______(选填字母)。
A.定值电阻断路； B.电流表断路； C.滑动变阻器短路； D.定值电阻短路。
(4)排除故障后，小明继续实验。他移动滑动变阻器滑片P，改变电压表和电流表的示数，根据实验测得多组数据如表所示。第1次测量时电流表的示数如图乙所示，电流为______A。
老师看到小明的实验数据后，指出了其中一组数据是错误的。错误的数据是第______组(选填实验次数)；小明将错误数据删除，根据剩余数据得出实验结论为：_____________________________________________。
(5)小金想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系，小胡认为他的实验方案不可行，小胡的理由是____________________________________________________________。
【答案】断开 保护电路 A 0.1 5 当导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 灯泡电阻受温度影响
【解析】解：(1)电源电压为3V不变，电压表量程选0～3V，电路图如下：
(2)在连接电路时，开关应处于断开状态；实验前滑动变阻器的滑片P移动到最大阻值处，开关闭合时电路中电流小，可以保护电路；
(3)闭合开关后发现，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表指针几乎不动，电压表示数始终接近电源电压，说明电压表测量对象可能断路，故选：A；
(4)图乙所示，电流表量程0～0.6A，分度值0.02A，可以读得示数；根据电流表量程可知，电流表示数超过量程，第5组错误，根据剩余数据得出实验结论当导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
(5)将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系，这种实验方案不可行，因为灯泡电阻受温度影响。
20.小聪在“测量小灯泡电功率”实验中，已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为8Ω。
(1)请用笔画线代替导线将图1实物电路连接完整(要求：闭合开关前，变阻器滑片放在最左端)。
(2)小聪同学调节滑动变阻器，进行了几次实验，得到部分U和I的数据如下表所示：分析数据可知，该小灯泡的额定功率为______W。
(3)在测量额定电压为U1=2.5V的小灯泡正常发光时电阻的实验中，小聪小组的电流表坏了，于是他们设计了如图2所示电路，其中R0为阻值已知的定值电阻，请完成相关实验步骤：
①闭合开关S和S1，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片，使使电压表示数为U1=2.5V；
②保持滑片位置不变，然后闭合开关S和S2，断开开关S1，记下电压表示数为U2；
③小灯泡正常发光时灯泡的电阻为R1= ______(用R0、U1、U2表示)。
【答案】1.9 U1U2−U1R0
【解析】解：(1)为保护电路，闭合开关前要将滑动变阻器调到最大阻值处，若滑片在最左端，则接入右下接线柱，阻值才能最大，因为小灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表选择0～15V量程，如图所示：
(2)由题意可知小灯泡的额定电压为3.8V，由表格中数据可知，小灯泡的电压为3.8V时，电流为0.5A，可得小灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.5A=1.9W；
(3)由欧姆定律可得，小灯泡正常发光时的电阻。
故答案为：(1)如图所示：；(2)1.9W；(3)电压表示数增大接近6V；电流表示数为0；1.9；U1U2−U1R0。
21.如图所示，小丽同学在测量额定电压为”2.5V”小灯泡电功率中，小灯泡正常发光时的电阻约为8Ω，电源是两节新干电池。
(1)连接电路时开关应______。请用笔画线将图乙电路连接完整，要求滑片向左移动时，接入电路的电阻变小。
(2)电路正确连接后，闭合开关，移动滑片(未达到最小电阻值)，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是______。
(3)排除故障后，为了测量小灯泡的额定电功率，调节滑片使电压表示数为______V，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定电功率是______W。
(4)假如实验过程发现电流表坏了，小丽向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丁所示的实验电路，测出了小灯泡正常发光时的电阻，请你帮她完成下列实验步骤：
①连接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点______(选填“1”或“2”)，移动滑片，使电压表的示数为______V。
②保持滑片的位置不动，再将开关S2拨到触点______(选填“1”或“2”)，读出电压表的示数为U。
③小灯泡正常发光时电阻的表达式为R灯=______(用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)断开； (2)小灯泡短路；(3)2.5；0.75；(4)①2；2.5；②1； ③2.5VU−2.5VR0。
【解析】解：(1)连接电路时开关应断开。滑片向左移动时，接入电路的电阻变小，滑动变阻器应接左下端接线柱，如图：
(2)灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，可能原因是小灯泡短路。
(3)小灯泡的额定电压为2.5V，为了测量小灯泡的额定电功率，调节滑片使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图丙所示为0.3A，根据P=UI得小灯泡的额定电功率是0.75W。
(4)①灯泡的额定电压为2.5V，闭合开关S1、S2接2，调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5V，灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，S2接1，读出电压表示数U。
③通过灯泡的电流：I=IR0=UR0R0=U−2.5VR0，灯泡的电阻：R=U额I=2.5VU−2.5VR0=2.5VU−2.5VR0。
故答案为：(1)断开；如图；(2)小灯泡短路；(3)2.5；0.75；(4)①2；2.5；②1； ③2.5VU−2.5VR0。
五、综合应用题：本大题共3小题，共22分。
22.小明家新买一个电蒸锅，如图所示为其内部简化电路图，它有加热和保温两个挡位。R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热挡功率为1200W。已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg⋅℃)。求：
(1)电蒸锅正常工作时，保温挡的功率；
(2)电蒸锅正常工作时，电阻R2的阻值；
(3)某次电蒸锅对水加热时，加热效率为84%，要使1.2kg的水温度升高75℃需要消耗多少电能？
【答案】解：只闭合S1时，电路为R1的简单电路；S1、S2都闭合时，R1、R2并联，因并联电路的总电阻小于任一分电阻，所以由P=UI=U2R可知，只闭合S1时，电路为R1的简单电路，电路中电阻最大，电功率最小，电蒸锅为保温挡；当S1、S2都闭合，R1、R2并联，电路中电阻最小，电功率最大，电蒸锅为加热挡；
(1)只闭合S1时，只有R1接入电路，电蒸锅处于保温挡，由P=UI=U2R可得保温挡功率：P保=U2R1=(220V)2484Ω=100W；
(2)当S1、S2均闭合时，R1、R2并联，电蒸锅处于加热挡，则电阻R2的电功率P2=P热−P保=1200W−100W=1100W，由P=UI=U2R可知，电阻R2的阻值：R2=U2P2=(220V)21100W=44Ω；
(3)要使1.2kg的水温度升高75℃，水需要吸收的热量：Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×1.2kg×75℃=3.78×105J；由η=Q吸W×100%可知，消耗的电能：W电=Q吸η=3.78×105J84%=4.5×105J。
答：(1)电蒸锅正常工作时，保温挡的功率为100W；
(2)电蒸锅正常工作时，电阻R2的阻值为44Ω；
(3)某次电蒸锅对水加热时，加热效率为84%，要使1.2kg的水温度升高75℃需要消耗的电能为4.5×105J。
23.如图所示，电源电压保持不变，小灯泡规格是“3V 1.5W”，R1=10Ω，滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”，电压表选用3V量程。断开S2，闭合S和S1，当滑片P移到变阻器中点时，小灯泡正常发光。求：
(1)小灯泡正常发光时的电流；
(2)电源电压；
(3)断开S1，闭合S和S2，在保证电路元件安全前提下，电路消耗的最大功率是多少。
【答案】解：(1)根据P=UI得小灯泡正常发光时的电流为：I=PLUL=1.5W3V=0.5A；
(2)断开S2，闭合S和S1，小灯泡和滑动变阻器串联，当滑片P移到变阻器中点时，小灯泡正常发光，电路中的电流为I=0.5A，滑动变阻器两端的电压为：U滑=I×12R滑大=0.5A×12×20Ω=5V，
根据串联电路电压的规律知电源电压为：U=UL+U滑=3V+5V=8V；
(3)断开S1，闭合S和S2，电路为R1和R2的串联电路，电压表测R1两端的电压，当电压表示数为3V时，电路中的电流最大，电路的总功率最大；电路中的最大电流为：I大=UVR1=3V10Ω=0.3A，
电路的最大功率为：P大=UI大=8V×0.3A=2.4W。
答：(1)小灯泡正常发光时的电流为0.5A；
(2)电源电压为8V；
(3)断开S1，闭合S和S2，在保证电路元件安全前提下，电路消耗的最大功率是2.4W。
24.综合实践小组的同学在参观了某水库后，发现水库中的水位报警器不但能显示水位高低，当水位达到警戒线时还能自动报警，于是产生了浓厚的兴趣，小组同学利用自己所学的知识，尝试设计水位报警器。

(一)初步设计能显示水位的“水位仪”
(1)同学们利用如图甲所示的装置，设计了可以显示水位的“水位仪”。当水位升高时浮子带动滑片向上移动，如图中虚线所示。(电阻丝R的电阻与长度成正比)
(2)如果电压表量程为0～15V，闭合开关S，当水位升高时，电路中的电流将______，如果将电压表表盘的数值改为水位高度重新标注，那么其刻度是否均匀？______。
(3)此装置中如果水位升高使滑片滑到R的最上端时，电压表正好达到最大值，那么应选择电压为______V的电源。实验过程中若换用长度相同、粗细均匀，但横截面积更大的电阻丝替代原有的电阻丝，电压表表盘所标注的水位高度是否需要重新标注______。
(二)改进“水位仪”
设计后小组同学讨论发现，该装置中的浮子如果直接放入水库中，由于受外界因素影响较大，显示不准确，于是对设计进行了如图乙所示的改进。改进后水槽与水库中的水连通，水槽中的水位和水库水位______。
(三)增加报警功能
为了使水位达到警戒线时，能实现报警功能，小组同学又增加器材设计了如图丙所示的装置。闭合开关S，当滑片滑至变阻器最上端时，与滑片相连的金属杆右端的触点b与触点a连接，报警装置启动，灯亮铃响，此时电阻丝与电铃和电灯的连接方式是______。

【答案】不变 均匀 15 不需要 相平 并联
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
6
45
食用油
60
20
6
68
实验次数
1
2
3
4
5
电压表示数U/V
1
1.6
2
2.4
3
电流表示数I/A
0.16
0.2
0.24
1.5
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
2.0
3.0
3.8
4.2
电流I/A
0.20
0.40
0.47
0.50
0.52
小灯泡亮度
不亮
不亮
很暗
正常
很亮