河北省保定市清苑区2024-2025学年九年级（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份河北省保定市清苑区2024-2025学年九年级（上）期末物理试卷（含解析），共21页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.最早发现电流周围存在磁场的物理学家是( )
A. 安培B. 焦耳C. 法拉第D. 奥斯特
2.1kW⋅h的电能可供下列用电器正常工作时间最长的是( )
A. 电烤箱B. 电熨斗
C. 电饭煲D. 节能灯
3.释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量。一袋饼干的营养成分表上标有“2400kJ/100g”，该标识的含义与以下物理量的含义类似的是( )
A. 热值B. 热量C. 内能D. 比热容
4.有几位同学对电功率这个概念，有以下几种理解，你认为正确的是( )
A. 电功率是表示电流通过用电器时做功多少的物理量
B. 电功率是表示电流通过用电器时做功快慢的物理量
C. 电功率大的用电器工作时消耗的电能一定多
D. 在相等的时间内，电功率越大的用电器产生的电热越多
5.如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的效率是( )
A. 25%
B. 35%
C. 60%
D. 40%
6.如图，关于用蒸锅在天然气灶上烧水蒸包子的过程，下列说法不正确的是( )
A. 蒸包子时能量的转化和转移遵循能量守恒定律
B. 包子的温度越高所含热量越大
C. “蒸包子”是通过热传递的方式改变了包子内能
D. 锅盖被“顶起”，该过程能量转化方式与内燃机的做功冲程相同
7.下列四种电器的结构设计是为了更好的利用电热的是( )
A. 电机外壳散热片B. 电暖气的散热片
C. 电脑CPU的风扇D. 电视机的散热孔
8.家庭常用的电吹风既能吹冷风又能吹热风。下列电路中最符合电吹风工作要求的是( )
A. B.
C. D.
9.如题图甲为某可调亮度台灯，图乙为其用于调光的电位器结构图。abc是它的三个接线柱，ac分别与弧形电阻丝的两端相连，b与金属滑片相连。转动旋钮，滑片在弧形电阻丝上滑动即可调节灯泡亮度。下列分析正确的是( )
A. 电位器与灯泡并联
B. 电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度的
C. 若只将ab接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮
D. 若只将bc接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变暗
10.如图所示电路，甲、乙两灯分别标有“6V 6W”和“6V 3W”字样，电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是( )
A. 只闭合S1时，甲、乙两灯的实际功率之比为2：1
B. 只闭合S2、S3时，甲、乙两灯的实际功率之比为2：1
C. 只闭合S1、S2时，电路的总功率为9W
D. 只闭合S1、S2时，电路的总功率为6W
11.如图5所示是探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验装置，左右两个相同的透明容器内密封着相同质量的空气，下列说法正确的是( )
A. 该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的
B. 甲实验通电后，通过左右两电阻的电流之比为2：1
C. 乙实验可以探究电热与电流大小的关系
D. 乙实验装置通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差与右侧U形管中液面高度差相同
12.用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图所示，已知水的比热容是4.2×103J/(kg⋅℃)，下列说法正确的是( )
A. 甲物质的比热容是水比热容的2倍
B. 加热相同时间，甲物质吸收的热量是水吸收热量的2倍
C. 甲物质10min吸收的热量为2.52×105J
D. 条件不足，不能计算和判断甲物质比热容大小
13.关于磁场和磁感线说法不正确的是( )
A. 磁感线可以形象的描述磁场的强弱和方向
B. 磁极和磁极间的相互作用、磁极和电流之间的相互作用都是通过磁场实现的
C. 地球也是一个大磁体，地磁场的磁感线从地磁北极出发回到地磁南极
D. 磁体周围的磁场是虚拟的，但是磁感线是真实存在的
14.如图为一种烟雾浓度检测仪的原理电路，电源电压不变，R0为定值电阻，传感器R1的电阻随烟雾浓度的增大而减小。闭合开关，当烟雾浓度增大时，下列分析正确的是( )
A. 电流表示数变大，电压表示数变小
B. 电流表示数变小，R两端电压变大
C. 电压表示数与电流表示数之比不变
D. 电路消耗的总功率变小
15.中国完全自主建造的首艘电磁弹射型航空母舰——福建舰，当弹射装置内的导体通过强大的电流时，战斗机就受到强大的磁场力而弹射飞出，下列实验与由磁弹射装置工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
16.如图是电阻甲和乙的U-I图象，小菲对图象信息作出的判断，正确的是( )
A. 将甲和乙串联，若电流为0.3A，则它们两端的电压为3V
B. 将甲和乙并联，若电压为1V，则它们的干路电流为0.6A
C. 当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.3A
D. 当乙两端电压为1V，其电阻值为5Ω
17.如图电路，闭合开关，灯泡不亮，将导线夹M接电源“+”极，导线夹N依次试触E、F、G接线柱，发现电压表示数均为3V。若故障是由某元件断路引起，它可能是( )
A. 电源B. 灯泡C. 滑动变阻器D. 开关
18.如图甲，电源电压保持不变，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，其消耗的电功率P随电阻变化关系如图乙，根据图像信息，下列判断不正确的是( )
A. 电源电压是10VB. 电路中最小电流是0.2A
C. 定值电阻R0的阻值是20ΩD. R0消耗的最大电功率10W
二、填空题：本大题共8小题，共20分。
19.如图1柠檬电池能产生0.03A的电流，等于______mA；
如图2旋盘式电阻箱示数为______Ω。
20.为了增加钢制零件表面的硬度，需要一道工序，即把零件放入含碳的渗碳剂中，这样碳分子就可以渗入到零件的表面层。这道工序利用了物理学中的______现象，要加快碳分子的渗透，可以采用提高______的方法。
21.如图所示是______(选填“汽油”或“柴油”)机，这是______冲程。如果该热机的曲轴转速为3600r/min，那么每秒内做______次功。
22.如图甲所示电路，电源电压为12V，当S闭合时，电压表的读数如图乙所示，则L2两端的电压为______V；当S闭合改为断开时，电压表示数将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
23.如图所示电路，电阻R1和R2是______联(选填“串”或“并”)。电流表A1与电流表A2的读数之比是5：2，则两个电阻值R1和R2之比是______。
24.两只小灯泡L1标有“3V 3W”，L2标有“6V 3W”，灯丝电阻值均不受温度影响，则两只小灯泡灯丝阻值之比R1：R2= ______。若将两灯串联接入电路，在长时间工作过程中，允许加在它们两端的最高电压是______V，标有“3V 3W”字样的灯实际消耗的电功率是______W。
25.如图所示是一种水位自动报警器的原理图，容器中装有盐水，水位到达A时，______(选填“L1”或者“L2”)灯亮，说明盐水是______(选填“导体”或者“绝缘体”)。在工作电路中，电磁继电器是一种______(选填“用电器”或“开关”)。
26.如图为______(选填“发电机”或“电动机”)模型，它在工作时把______能转化为______能。
三、实验探究题：本大题共5小题，共29分。
27.丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引碎纸屑如图甲示，这是因为带电的玻璃棒可以______； 将一带电的有机玻璃棒靠近带正电的泡沫塑料小球时，相互作用情况如图乙所示，由此可知：______；将此带电的玻璃棒接触不带电的验电器，验电器的金属箔片张开，如丙图所示，这是因为两金属箔片______(填“得到”或“失去”)电子，带上同种电荷彼此排斥。
28.如图是教材中的一些实验，请你补充实验现象，并做出解释。

(1)如图甲所示，把一块很干净的玻璃板挂在弹簧测力计下面，使玻璃板刚好和水面接触。缓慢地提起弹簧测力计，观察玻璃板离开水面时弹簧测力计示数变______(选填“大”或者“小”)，说明了______。
(2)如图乙所示，在两只相同的试管中分别加入相同质量的水和铁砂，分别用同一酒精灯加热相同的时间，发现______(选填“水”或“铁砂”)温度变化明显，说明______。
(3)如图丙所示，当导体棒ab ______(选填“上下”或“左右”)移动时，灵敏电流计的指针会发生偏转，这是因为闭合电路的一部分导体在磁场中做______运动，导体中就会产生电流。
29.某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
(1)在闭合开关前，小磁针静止时，N极指向地理的______(选填“南极”或“北极”)。
(2)在玻璃板上均匀地撒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与______磁体周围铁屑的分布情况相似。

(3)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示。若想探究通电螺线管外部磁场的方向与电流的方向有关，接下来的操作是______。
(4)实验说明通电螺线管的磁极极性只与电流方向有关，且这个关系可以用安培定则来判断。请你根据安培定则判断，图丙中闭合开关后，螺线管的右端为______(选填“N”或“S”)极。
(5)实验时发现图甲中通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施：______(写出一种方法即可)。
30.实验小组同学在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时，做出如下猜想：
猜想一：电阻可能与导体的横截面积有关；
猜想二：电阻可能与导体的长度有关；
猜想三：电阻可能与导体的材料有关。
他们从实验室找来了4根电阻丝，其规格、材料如表所示，同时还准备了电源、小灯泡、开关、带导线夹的导线等实验器材。
(1)小组同学设计了如图所示电路。在M、N之间分别接入不同的导体，实验时可以通过比较______来比较导体电阻的大小；
(2)为了验证猜想一，所选图中线路板上的两根导体丝应具备的条件是______，据此可以选择______(填编号)两根导体进行实验；
(3)小组同学在分别将导体B、D接入电路中时发现，将D导体接入电路时小灯泡更亮，由此可以得出的结论是______；
(4)如果实验过程中发现D导体丝已经断路损毁，能不能只用导体丝B来验证猜想二？先回答能或者不能，再简单叙述实验操作过程。
______，______。
【拓展】在实验过程中小组同学发现，接入某一导体丝后，开始灯泡比较亮，过一会灯泡会变得暗一些，可能的原因是______。
31.实验室有一个标识不清的定值电阻Rx，同学们分小组设计实验进行测量。

(1)根据公式______，通过对导体两端电压和通过导体电流的测量可以间接测出导体的电阻。
(2)请用笔画线代替导线，将图电路连接完整。要求：滑动变阻器的滑片向B端滑动时，电流表的示数变小。
(3)连接电路时，开关应该______，滑动变阻器的滑片应放在______(选填“A”或“B”)端。
(4)电路连接好之后，小亮同学移动滑动变阻器的滑片，记录了多组数据填入表格。
通过对实验数据进行分析，可得：
①第______(选填数据序号)组数据明显是错误的，分析时需要把它剔除掉；
②该定值电阻的阻值为______Ω(计算结果保留整数)；
③实验中通过移动滑片得到多组实验数据计算Rx的平均值，这样做的目的是______。
【拓展】有一个实验小组的电流表损坏不能使用，同学们利用图所示电路也完成了该实验。操作步骤如下：

①闭合开关，移动滑动变阻器的滑片至A端，电压表的读数为U1；
②再将滑动变阻器的滑片至B端，电压表的读数为U2；
③若滑动变阻器的最大阻值为R，则Rx= ______(用R、U1、U2表示)。
四、计算题：本大题共2小题，共15分。
32.如图表格中数据为某电热水壶铭牌的部分参数，保温状态的功率数值已经污损缺失。根据你所学的物理知识，求解下列问题(电热水壶在额定电压下工作)：
(1)电热水壶在加热状态下工作时的电流是多少？
(2)若不计热损耗，该电热水壶将2kg的水从30℃加热至90℃，需要多少分钟？[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)，计算结果保留一位小数]
(3)将电热水壶以保温的状态接入电路，关闭其他用电器，发现标有“1200r/(kW⋅h)”的电能表的转盘在5分钟内转了6r，电热水壶保温功率是多少？
33.如图所示的电路中，电源电压恒定，小灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(忽略温度变化对灯丝电阻的影响)，滑动变阻器R标有“20Ω 1.0A”字样，定值电阻R0阻值为4Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V。
(1)求小灯泡的电阻。
(2)只闭合开关S、S1，小灯泡恰好正常发光，求电源电压。
(3)只闭合开关S、S2，在保证电路元件安全的前提下，求滑动变阻器接入电路的电阻范围。
答案和解析
1.D
【解析】
A、安培建立了安培定则，用于判断通电螺线管的磁极，所以A不正确；
B、焦耳建立了焦耳定律，提供了对电流通过导体时产生热量的计算，所以B不正确；
C、法拉第在1831年发现了电磁感应现象，所以C不正确；
D、奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电现象与磁现象之间有联系的人，所以D正确
故选：D。
2.D
【解析】选项的四个用电器中节能灯的电功率最小，电视机的电功率较大，电饭煲和电烤箱的电功率更大，在消耗电能相同时，根据t=WP可知，电功率越小，用电器工作的时间越长，所以1kW⋅h的电能可供节能灯正常工作时间最长，故D正确，ABC错误。
故选：D。
3.A
【解析】饼干的营养成分表上标有“2400kJ/100g”，是指每100g饼干提供的能量是2400kJ，据此可得每克饼干提供的能量；而燃料的热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，所以标识的含义与热值类似。
故选：A。
4.B
【解析】AB、电功率是指电流在单位时间内做的功的多少，是表示电流做功快慢的物理量，故A错误，B正确；
C、用电器消耗电能W=Pt，知道用电器的电功率大，不知道工作时间，无法比较消耗电能多少，故C错误；
D、不同用电器，消耗电能，转化的能的种类不同，有的转化为内能产生热量，有的转化为机械能，所以在相等的时间内，电功率越大的用电器产生的电热不一定越多，故D错误。
故选：B。
5.D
【解析】热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，有能量流向图可知该内燃机的效率为：η=100%-25%-35%=40%，故D正确。
故选：D。
6.B
【解析】A、所有能量的转移和转化过程都遵循能量守恒定律，蒸包子时能量的转化和转移同样遵循能量守恒定律，故A正确；
B、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，不能用“含有”、“具有”来描述，故B错误；
C、“蒸包子”时，包子吸收热量，内能增加，温度升高，是通过热传递的方式改变包子的内能，故C正确；
D、锅盖被“顶起”时，水蒸气对锅盖做功，将内能转化为机械能；内燃机的做功冲程中，也是内能转化为机械能，二者的能量转化相同，故D正确。
故选：B。
7.B
【解析】电热器是将电能转化成内能的用电器；
电暖气、电热水器、电饭锅和电熨斗都是利用电热的例子，是利用电流的热效应进行工作的；
电机外壳散热片、电脑CPU的风扇以及电视机的散热孔都是为了散热。
故选：B。
8.A
【解析】
A、由图知，S1闭合时只有电动机工作，吹冷风；再闭合S2时，加热器和电动机并联，两者都能工作，此时吹热风，故A符合题意；
B、由图知，S1闭合时只有加热器工作，两开关都闭合加热器和电动机同时工作，只有热风没有冷风，故B不合题意；
C、由图知，S1闭合时加热器与电动机串联，再闭合S2时，只有电动机工作，但电动机和加热器串联时两者相互影响，故C不合题意；
D、由图知，S1闭合时电动机和加热器都工作，当两开关都闭合时只有加热器工作，故D不合题意。
故选：A。
9.B
【解析】
A、电位器串联在电路中能改变电路中电流的大小，从而调节灯泡亮度，所以图中电位器应与灯泡串联，故A错误；
B、转动旋钮滑片，电位器接入电路中的电阻发生了变化，从而能改变电路中的电流，所以电位器和滑动变阻器的工作原理是相同的，故B正确；
C、若只将a、b接入电路，顺时针转动旋钮时，电位器接入电路中的电阻变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，灯泡变暗，故C错误；
D、若只将b、c接入电路，顺时针转动旋钮时，电位器接入电路中的电阻变小，总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，灯泡变亮，故D错误。
故选：B。
10.B
【解析】A.由P=UI=U2R可得，甲、乙两灯的电阻之比：R甲R乙=U甲2P甲U乙2P乙=P乙P甲=3W6W=12，
只闭合S1时，甲、乙两灯串联，因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P=UI=I2R可得，甲、乙两灯的实际功率之比：P甲实P乙实=I2R甲I2R乙=R甲R乙=12，故A错误；
B.只闭合S2、S3时，甲、乙两灯并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，
则两灯两端的实际电压为：U甲=U乙=U=6V，所以两灯均正常发光，
此时甲、乙两灯的实际功率和额定功率相等，其比值为：P甲实'P乙实'=P甲P乙=6W3W=21，故B正确；
CD.只闭合S1、S2时，甲灯被短路，电路为乙灯的简单电路，
由U乙=U=6V可知，乙灯正常发光，电路的总功率：P=P乙=3W，故CD错误。
故选：B。
11.C
【解析】A、该实验装置是利用密闭容器中气体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的，故A错误；
B、甲实验两电阻串联，故通过左右两电阻的电流之比为1：1，故B错误；
CD、乙装置中，右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，可研究电流产生的热量与电流的关系，根据Q=I2Rt可知，乙实验装置通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧U形管中液面高度差大，故C正确，D错误。
故选：C。
12.C
【解析】AD、由图象知，给甲加热10min，甲升高的温度为Δt甲=60℃，
给水加热20min，水升高的温度为Δt水=60℃，
2Q甲=Q水，水和甲物质质量相等，则
2c甲mΔt甲=c水mΔt水，
则：c甲c水=12，即甲物质的比热容是水的12，故A错误；
又因为c水=4.2×103J/(kg⋅℃)，所以c甲=2.1×103J/(kg⋅℃)，故D错误；
B、两个相同的电热器给甲和水加热相同的时间，甲物质与水吸收的热量相等，故B错误；
C、由图象可知，甲物质10min升高了60℃，甲吸收的热量：Q甲吸=c甲m甲Δt甲=2.1×103J/(kg⋅℃)×2kg×60℃=2.52×105J，故C正确。
故选：C。
13.D
【解析】A、为了形象地描述磁场，我们引入了一系列带有方向的曲线来描述磁场，磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向，故A正确；
B、磁极与磁极，磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用的，故B正确；
C、地球本身是一个大磁体，地磁场的磁感线从地磁北极出发回到地磁南极，故C正确；
D、磁感线是人们假想出来的用于描述磁场的一些有方向的曲线，磁场是真实存在的，故D错误；
故选：D。
14.C
【解析】由图可知，R1和R0串联，电流表测串联电路中的电流，电压表测R0两端的电压，电压表示数与电流表示数之比不变，当烟雾浓度越高时，气敏元件R1的阻值就越小，由串联电路的特点知，电路的总电阻减小，根据I=UR可知串联电路中的电流I会变大，即电流表的示数变大；根据U0=IR0知R0两端的电压变大，由串联电路电压的规律知气敏电阻R两端的电压变小，功率P=UI，电路消耗的总功率变大，故ABD错误，C正确。
故选：C。
15.C
【解析】由题意可知，电磁弹射装置的弹射车与战斗机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强大电流时，即可受到强大的推力，由此可知其工作原理是通电导体在磁场中受力而运动；
A、图中是奥斯特实验，证明了电流周围存在磁场，与电磁弹射车的工作原理不同，故A错误；
B、图中两个电磁铁串联，电流相同，线圈匝数不同，吸引大头针的数目不同，说明电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关，与电磁弹射车的工作原理不同，故B错误；
C、图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射车的工作原理相同，故C正确；
D、图中没有电源，是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，为电磁感应原理，故D错误。
故选：C。
16.B
【解析】A、甲和乙串联，当开关闭合，电路电流为0.3A时，
因串联电路中各处的电流相等，所以通过两电阻的电流均为0.3A，
由图象可知，两电阻两端的电压分别为U甲=1.5V，U乙=0.5V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源的电压：U=U甲+U乙=1.5V+0.5V=2V，故A错误；
B、甲和乙并联，电源电压为1V时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以两电阻的电压均为1V，
由图象知，此时通过甲的电流I甲=0.2A，通过乙的电流I乙=0.4A，
则干路电流：I并=I甲+I乙=0.2A+0.4A=0.6A，故B正确；
C、由图象可知，当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.1A，故C错误；
D、由图象可知，当乙两端电压为1V，通过它的电流为0.4A，
所以其电阻值：R乙=U乙I乙=1V0.4A=2.5Ω，故D错误。
故选：B。
17.D
【解析】将导线夹M接电源“+”极，导线夹N依次试触E、F、G接线柱，发现电压表示数均为3V，则电压表接E、F、G接线柱时，都能与电源接通，若故障是由某元件断路引起，则故障为GM间的开关断路。
故选：D。
18.C
【解析】由甲电路图可知，R0与R1串联，电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器R1的滑片P在a端时，接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，
由图乙可知，R1的最大阻值为40Ω，R1的功率Pa=1.6W，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P=I2R可得，电路中的最小电流：
I小= PaR大= 1.6W40Ω=0.2A，故B正确，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电源的电压：
U=I小(R1大+R0)=0.2A×(40Ω+R0)---------①，
由图乙可知，当R1=10Ω时，R1的功率P1=2.5W，
此时电路中的电流：
I= P1R1= 2.5W10Ω=0.5A，
电源的电压：
U=I(R1+R0)=0.5A×(10Ω+R0)----------②，
因电源的电压不变，
所以，0.2A×(40Ω+R0)=0.5A×(10Ω+R0)，
解得：R0=10Ω，故C错误；
电源的电压U=I(R1+R0)=0.5A×(10Ω+10Ω)=10V，故A正确；
(2)当滑动变阻器连入电路的电阻为0时，只有电阻R0接入电路，此时R0的功率最大，
则R0消耗的最大电功率：
P0大=U2R0=(10V)210Ω=10W，故D正确。
故选：C。
19.30 2025
【解析】(1)0.03A=0.03×1000mA=30mA；
(2)图示电阻箱的示数为：R=2×1000Ω+0×100Ω+2×10Ω+5×1Ω=2025Ω。
故答案为：30；2025。
20.扩散 温度
【解析】
把零件放入含碳的渗碳剂中，这样碳分子就可以渗入到零件的表面层，这是扩散现象，说明碳分子在不停地做无规则运动；
要加快碳分子的渗透，可以采用提高温度的方法，是因为温度越高，分子运动越剧烈。
故答案为：扩散；温度。
21.汽油 压缩 30
【解析】汽油机顶部是火花塞，柴油机顶部是喷油嘴，由图可知该热机顶部是火花塞，所以这是汽油机；
进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，火花塞未点火，是压缩冲程；
汽油机的转速为3600r/min，则1秒内转了60圈，做了30次功。
故答案为：汽油；压缩；30。
22.4.5 变大
【解析】由电路图可知，L1和L2是串联，电压表测L1两端的电压；
电压表的量程为0～15V，其分度值为0～0.5V，故电压表示数为7.5V；即L1两端的电压：U1=7.5V；
电源电压为12V，由串联电路电压特点可知，L2两端的电压：U2=U-U1=12V-7.5V=4.5V。
当开关S断开时，电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电压表的示数变大，接近于电源电压。
故答案为：4.5；变大。
23.并 2：3
【解析】由图可知，闭合开关S，电路有两条电流的路径，即电阻R1和R2是并联的，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过R2的电流。
电流表A1与电流表A2的读数之比是5：2，即干路电流与通过R2的电流之比为I：I2=5：2
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以通过R1、R2的电流之比：I1：I2=(I-I2)：I2=(5-2)：2=3：2，
根据并联电路的分流关系可得，两个电阻值R1和R2之比是R1：R2=I2：I1=2：3。
故答案为：并；2：3。
24.1：4 7.5 0.75
【解析】(1)由P=UI可得，两灯泡的额定电流分别为：
I1=P1U1=3W3V=1A，I2=P2U2=3W6V=0.5A，
由I=UR可得，两灯泡的电阻分别为：
R1=U1I1=3V1A=3Ω，R2=U2I2=6V0.5A=12Ω；
则两只小灯泡灯丝阻值之比R1：R2=3Ω：12Ω=1：4；
因串联电路中各处的电流相等，两灯泡串联时，电路中的最大电流I=0.5A，；
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，允许加在它们两端的最高电压：
U=I(R1+R2)=0.5A×(3Ω+12Ω)=7.5V；
(2)标有“3V3W”字样的灯实际消耗的电功率P甲=I2R甲=(0.5A)2×3Ω=0.75W。
故答案为：1：4；7.5；0.75。
25.L2 导体 开关
【解析】当水位没有达到A时，电磁铁没有磁性，只有L1灯亮；由于金属块A、B都是金属，金属是导体，当盐水接触B金属块，电磁铁工作，吸下衔铁，灯泡L2发光；此时通过电磁铁有电流，说明盐水是导体；
电磁铁把衔铁吸下，使L2灯电路接通，L2灯亮；由此可知，电磁继电器的实质是一个开关。
故答案为：L2；导体；开关。
26.电动机 电 机械
【解析】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用而转动，把电能转化为机械能。在图中有磁体产生磁场，有电源和与之相连的线圈，符合电动机的模型特点，它在工作时把电能转化为机械能。
故答案为：电动机；电；机械。
27.吸引轻小物体；同种电荷相互排斥；失去。
【解析】用丝绸摩擦过的玻璃棒能够吸引碎纸屑如图甲所示，这是因为带电的玻璃棒可以吸引轻小物体；
因为小球带正电，玻璃棒也带正电，故同种电荷相互排斥；
用玻璃棒接触验电器的金属球，金属铂片的电子与正电荷中和，金属铂片失去电子带正电，两片金属箔带同种电荷，同种电荷相互排斥而张开。
故答案为：吸引轻小物体；同种电荷相互排斥；失去。
28.大 分子间存在引力 铁砂 铁砂的比热容小于水 左右 切割磁感线
【解析】(1)由于玻璃和水接触在一起，使玻璃分子和水分子间的距离小于了分子直径的10倍，故向上提起弹簧测力计时，由于水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力，所以弹簧测力计的示数会大一些；
(2)铁砂温度变化明显，说明铁砂的比热容小于水；
(3)闭合开关，导体棒沿左右方向运动时，导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，电流表指针会发生偏转；
故答案为：(1)大；分子间存在引力；(2)铁砂；铁砂的比热容小于水；(3)左右；切割磁感线。
29.北极 条形 对调电源正负极 N 增大电流、增加铁芯、换用匝数更多的螺线管等
【解析】 (1)在闭合开关前，小磁针静止时，N极指向地理的南极，说明地球周围存在磁场；
(2)在玻璃板上均匀地洒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似；
(3)若想探究通电螺线管外部磁场的方向与电流的方向有关，接下来的操作是对调电源正负极，观察小磁针的方向；
(4)图丙中电流从螺线管的左端流入，由安培定则可知螺线管的右端是N极；
(5)实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施：增大电流、增加铁芯、换用匝数更多的螺线管等。
故答案为：(1)北极；
(2)条形；
(3)对调电源正负极；
(4)N；
(5)增大电流、增加铁芯、换用匝数更多的螺线管等。
30.灯泡的亮度 长度相同，材料相同 C、D 当导体的材料和横截面积相同时，导体越短电阻越小 能 用导线夹夹在导体B的不同位置，从而改变导体接入电路的有效长度 温度对灯丝电阻有影响，电路接通时间长了，灯丝温度升高，电阻变大，灯变暗
【解析】 (1)在M、N之间分别接上不同的导体，可通过观察灯泡的亮度来比较导体电阻的大小，这是转换法的应用；
(2)要验证猜想一：导体的电阻与导体的横截面积有关，应控制导体材料与长度相同而横截面积不同，由表中数据可知，应选编号为C、D的两根导体进行实验；
(3)分别将导体B、D接入电路中M、N两点间时，发现将D导体接入电路时小灯泡更亮，说明D导体的电阻较小，而B、D的材料、横截面积相同，B的长度大于D的长度，由此，可以得出的结论是当导体的材料和横截面积相同时，导体越短，电阻越小；
(4)如果实验过程中发现D导体丝已经断路损毁，能只用导体丝B来验证猜想二，可以用导线夹夹在导体B的不同位置，从而改变导体接入电路的有效长度；
31.R=UI 断开 B 3 10 减小误差 U1RU2-U1
【解析】 (1)已知电压U与电流I，由I=UR可知，电阻阻值：R=UI，通过对导体两端电压和通过导体电流的测量可以间接测出导体的电阻的方法称为转换法。
(2)滑动变阻器滑片P向B端滑动时，电流表示数变小，说明变阻器阻值变大，故变阻器应选左下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示：
；
(3)为了保护电路，连接电路时开关应断开，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，由图知，滑片右侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的B端；
(4)①当电阻一定，电阻通过的电流和其电压成正比，数据序号3不符合，数据错误；
②根据R=UI得每次的电阻值分别为：10Ω、9.3Ω、10.5Ω、10Ω，
平均电阻为：R=10Ω+9.3Ω+10.5Ω+10Ω4≈10Ω；
③本实验中多次测量求平均值减小误差；
如图所示，闭合开关，滑片P移至B端，滑动变阻器接入电阻为0，电路为只有Rx的简单电路，电压表测Rx两端电压即为电源电压，所以电源电压为U2；再将滑片P移至A端，Rx与R串联，电压表测量Rx两端电压，示数为U1，则R两端电压为U0=U2-U1，
由分压原理可知，
U1U0=RxR，即U1U2-U1=RxR，解得：Rx=U1RU2-U1。
故答案为：(1)R=UI；(2)见解答图；(3)断开；B；(4)①3； ②10； ③减小误差；【拓展】U1RU2-U1。
32.【解析】(1)由表格中数据可知，电热水壶在加热状态下的功率为1100W，根据P=UI得，I=PU=1100W220V=5A；
(2)水吸收的热量 Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(90℃-30℃)=5.04×105J，
不计热损，消耗的电能等于水吸收的热量，W=Q吸，根据P=Wt得需要的时间t=WP=Q吸P加热=5.04×105J1100W×60≈7.6min；
(3)保温挡接入电路5分钟，消耗的电能W保温=nN=6r1200r/kw⋅h=1200kw⋅h=1.8×104J
根据P=Wt得电热水壶保温功率P=Wt=1.8×104J5×60s=60W。
答：(1)电热水壶在加热状态下工作时的电流是5A；
(2)若不计热损耗，该电热水壶将2kg的水从30℃加热至90℃，需要7.6min；
(3)将电热水壶以保温的状态接入电路，关闭其他用电器，发现标有“1200r/(kW⋅h)”的电能表的转盘在5分钟内转了6r，电热水壶保温功率是60W。
33. 【解析】(1)根据P=U2R可知小灯泡的电阻RL=UL2PL=(2.5V)21.25W=5Ω。
(2)只闭合开关S、S1，灯泡和定值电阻串联，小灯泡恰好正常发光，根据P=UI可知电路电流I=PLUL=，
根据欧姆定律可知定值电阻两端的电压U0=IR0=0.5A×4Ω=2V，
根据串联电路的电压特点可知电源电压U=U+UL=8V+2V=10V。
(3)只闭合开关S、S2，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。
灯泡正常发光的电流为0.5A，根据欧姆定律可知总电阻R总=UI大=10V0.5A=20Ω，
根据电阻串联的特点可知滑动变阻器接入电路的阻值R=R总-RL=20Ω-5Ω=15Ω；
在保证电路元件安全的前提下，滑动变阻器接入电路的电阻范围为15Ω～20Ω。
答：(1)小灯泡的电阻为5Ω。
(2)只闭合开关S、S1，小灯泡恰好正常发光，电源电压为10V。
(3)只闭合开关S、S2，在保证电路元件安全的前提下，滑动变阻器接入电路的电阻范围为15Ω～20Ω。
编号
材料
横截面积S/(mm2)
长度L/(m)
A
锰铜丝
1.0
0.25
B
镍铬丝
1.0
0.50
C
镍铬丝
2.0
0.25
D
镍铬丝
1.0
0.25
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.3
1.8
2.0
2.4
电流I/A
0.10
0.14
0.28
0.19
0.24
电阻R/Ω
型号
JH-812A
额定电压
220V
额定功率
加热
1100W
保温
热水壶容量
2L