山东省东营市垦利区2024-2025学年九年级（上）期末物理试卷（五四学制）

这是一份山东省东营市垦利区2024-2025学年九年级（上）期末物理试卷（五四学制），共21页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示，“雾凇”俗称树挂，是在严寒季节里，夜间气温骤降时树枝上形成的美丽景观。“雾凇”的形成对应的物态变化是( )
A. 凝华
B. 凝固
C. 升华
D. 液化
2.安全用电是每一位公民的必备素养。在家庭电路中，下列做法符合安全用电的是( )
A. 更换灯泡时不需要断开开关B. 电冰箱的金属外壳需接地线
C. 电路着火可以立即用水扑灭D. 湿抹布可擦拭工作中的台灯
3.如图为一种佩戴在手腕上的“计步器”，其基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外绕着线圈。运动时，磁铁在管中往复运动，线圈输出不断变化的电流，从而实现计步。下列设备与“计步器”产生电流的原理相同的是( )
A. 发电机B. 电风扇C. 电熨斗D. 电水壶
4.我国春节习俗很多，下列习俗对应的现象能用分子动理论解释的是( )
A. 大扫除清理家具上灰尘的时候尘土飞扬
B. 烟花爆竹燃放后冒出浓浓白烟
C. 蒸馒头的时候掀开锅盖冒出浓浓白雾
D. 除夕夜家家户户做年夜饭，到处都是酒肉飘香
5.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，该举措降低了燃料的利用率
6.小伟妈妈做饭时，不小心把胡椒粉洒在粗粒盐上。小伟急中生智，拿塑料小勺在毛料布上摩擦了几下，然后把小勺靠近胡椒粉，胡椒粉立刻被吸到勺子上，成功将胡椒粉和粗粒盐分开。下列说法正确的是( )
A. 塑料小勺能吸引胡椒粉是因为它带了电
B. 若塑料小勺带负电是因为它失去了电子
C. 塑料小勺带电是通过摩擦的方法创造了电荷
D. 塑料小勺摩擦毛料布带了电说明小勺是导体
7.如图所示的磁悬浮地球仪，在地球仪底端有一个磁铁，在底座内部有一个金属线圈，线圈通电后，地球仪可悬浮在空中。下列说法正确的是( )
A. 地球仪周围存在磁场，同时也存在磁感线
B. 地球仪周围的磁场分布是均匀的
C. 地球仪周围各点的磁场方向都相同
D. 地球仪是利用同名磁极相互排斥的原理悬浮的
8.如图甲所示是某物质温度随时间变化的图象，图乙为两种状态下分子排列的特点，下列说法正确的是( )
A. 该物质在第5min时内能为零B. 该物质第1min分子的排列如图a
C. 2−4min过程中，该物质的内能不变D. 该物质第1min的分子动能比第3min小
9.如图所示是某家庭电路的一部分，下列说法正确的是( )
A. 图中所有元件的连接都符合安全用电要求
B. 两孔插座接法正确，使用电冰箱时，插头应插在两孔插座上
C. 正常情况下，站在地上的人用试电笔接触A点，氖管会发光
D. 若在三孔插座中接入空调后，保险丝马上熔断，则原因一定是电路短路
10.海鲜保存常要求温度低于−18℃。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器，其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3V保持不变，电磁铁线圈电阻忽略不计，乙图为热敏电阻R随温度变化的图象。冷库温度等于或高于−18℃时，工作电路报警。下列说法正确的是( )
A. 冷库温度升高时，热敏电阻R的阻值变大
B. 工作电路报警时，衔铁被吸下，灯亮铃不响
C. 冷库温度为−18℃时，控制电路中电流为0.03A
D. 冷库温度降低时，控制电路消耗的电功率变大
二、填空题：本大题共7小题，共14分。
11.2024年12月17日，神舟十九号航天员乘组在空间站机械臂和地面科研人员配合支持下，用时9小时圆满完成首次出舱活动。航天员出舱时与地面科研人员通过______传递信息的。空间站的太阳能电池板是将太阳能转化成______能为空间站供电。
12.我国多项先进技术已达到世界领先水平，2024年5月，中核集团核工业西南物理研究员向青少年一代介绍“人造太阳”的工作原理，让孩子们惊叹不已。它的反应过程如图所示，该过程是通过______(选填“核裂变”或“核聚变”)释放巨大的核能；核能属于______(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
13.如图所示，A为一根铅笔芯，闭合开关后，小灯泡发光，将夹子在铅笔芯上移动时，小灯泡的亮度会发生变化。如果断开开关，铅笔芯的电阻阻值______(选填“等于”或“不等于”)零。实验过程中，发现灯泡亮度变化不够明显，应选用较______(选填“粗”或“细”)的铅笔芯。
14.如图甲所示是便携式封口机，工作时利用电流的______效应，使发热电阻温度快速升高，熔化塑料包实现封口。如图乙所示是其原理电路图，封口机的电源电压是3V，发热电阻R的阻值为1Ω，闭合开关，则10s内产生______J的热量。
15.如图，用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器A的金属球，其箔片张开，原因是同种电荷相互______。验电器B不带电，当用带有绝缘手柄的金属棒把两个验电器的金属球连接起来时，连接瞬间电流的方向由______(选填“A到B”或“B到A”)。
16.如图，小致家电能表4月底的示数是______。若关闭家中其他用电器，只有电热水壶工作3min，电能表的指示灯闪烁300次，电热水壶的功率是______W。
17.如图所示，电源电压保持不变，闭合开关，当滑动变阻器滑片向右滑动时，电流表的示数______(选填“变大”、“不变”或“变小”)，小灯泡的亮度______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
三、作图题：本大题共2小题，共6分。
18.近年来，我市新增了不少新能源公交车，在公交车后门的两侧扶手上，各装有一个按钮(相当于一个开关)，想要下车的乘客只要按下任何一个按钮，装在驾驶台上的指示灯都会发光。提醒司机有乘客需要下车。请设计一个符合要求的电路图。(已画出指示灯和电源，如图所示)
19.如图所示，请在图中标出电源的“+”、“−”极，并用箭头标出磁感线的方向。
四、实验探究题：本大题共3小题，共28分。
20.实验小组的同学进行电磁学实验。

(1)图甲所示的实验中，闭合开关后，可以观察到磁场中金属棒ab在导轨上运动，电动机是利用这一原理工作的，这个过程中，电能转化为______；
(2)若只将磁体的两极对调，接通电源，观察到金属棒ab向相反的方向运动，说明力的方向与______方向有关；
(3)在如图乙所示的实验中，闭合开关，保持蹄形磁体不动，若使导体AB沿水平方向运动，电流表指针将发生偏转，与此现象原理相同的是______(选填“话筒”或“扬声器”)；
(4)根据图丙所示的情境可得出结论：电流一定时，______越多，电磁铁磁性越强。
21.在“探究电流与电压的关系”实验中：

(1)请你用笔画线代替导线把图甲电路连接完整(要求：滑动变阻器的滑片向右移，电流表的示数增大)。
(2)正确连接电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，其原因可能是______。
(3)排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为0.5V时，电流表的示数如图乙所示，则电流表示数为______A。要使电压表的示数从0.5V增大到1V，应把滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)移动。
(4)继续实验，记录实验数据如下表，请你根据表中数据在图丙中描点作出图象。分析图象可以得到的结论是______。
22.在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中，甲同学和乙同学用相同的实验装置，进行了实验。
(1)用酒精灯作热源，通过______的方式改变水的内能。
(2)观察气泡可判断图甲中水处于______(选填“沸腾前”或“沸腾时”)的状态。水在沸腾时，继续吸热，温度______(选填“升高”“不变”或“降低”)。

(3)甲同学和乙同学根据各自的实验数据绘制出水温随时间变化的图象分别如图乙中A、B所示。由图象可知，甲同学和乙同学所用水的质量大小关系是mA ______mB(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)图甲中实验器材的安装顺序______(选填“从上到下”或“从下到上”)。
五、计算题：本大题共2小题，共22分。
23.小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图，如图甲所示。电源电压恒为6V，定值电阻R0的阻值为20Ω，湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示。
(1)空气湿度越大，电压表示数______(选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)当空气湿度为40%时，求电压表的示数；
(3)电路中电流为0.15A时，求空气湿度。
24.小伟家的电热饮水机内部电路图如图所示，通过旋钮开关可以实现加热和保温两个挡位的切换。小伟查阅资料得到饮水机的部分信息如表。饮水机正常加热7min，可将质量为1kg的水从20℃加热到沸腾(标准大气压)，然后转入保温状态。请你结合小伟的调查研究，解决下列问题：
(1)当旋钮开关位于a、a点，表示a与a接通，当旋钮开关位于______点(选填“b、b”或“c、c”)时，饮水机处于加热状态；
(2)求R1的电阻值；
(3)求加热过程中，饮水机的加热效率。[水的比热容4.2×103J/(kg⋅℃)]
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：“雾凇”的形成是水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选：A。
物质由气态直接变成固态的过程叫凝华。
本题考查凝华现象，属于基础题。
2.【答案】B
【解析】解：A、更换灯泡时容易碰到金属部分，切断电源可以保证金属部分不带电，故A不符合安全用电原则；
B、电冰箱使用三孔插座，是由于这些用电器的外壳是金属，金属是导体，当用电器漏电时，会使金属外壳带电，若接上地线，电流就通过地线，流入大地，而防止了触电事故的发生，故B符合安全用电原则；
C、发现电路着火时，由于生活用水是导体，所以不能用水扑灭，否则容易发生触电事故，故C不符合安全用电原则；
D、湿抹布容易导电，用湿抹布擦拭工作中的台灯容易会发生触电事故，故D不符合安全用电原则。
故选：B。
(1)更换灯泡、移动用电器之前必须断开开关，防止发生触电事故；
(2)有金属外壳的用电器，外壳要保持良好接地；
(3)生活用水是导体。
本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、多积累，加强安全意识，不能违反。
3.【答案】A
【解析】解：根据“计步器”的特点可知，运动时，磁铁在管中反复运动，切割线圈而产生电流。因此，计步器的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能；
A、计步器是利用电磁感应现象来工作的，和发电机的原理相同，故A符合题意；
B、电风扇的主要部件是电动机，是利用通电导体在磁场中受力作用的原理来工作的，故B不符合题意；
CD、电熨斗和电水壶是利用电流的热效应来工作的，故CD不符合题意。
故选：A。
(1)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象叫电磁感应现象，发电机和动圈式话筒就是利用该原理制成的。
(2)电动机是利用通电导体在磁场中受力作用的原理来工作的。
(3)电熨斗、电水壶是利用电流的热效应来工作的。
本题主要考查的是电磁感应现象；知道发电机和电动机的基本原理。
4.【答案】D
【解析】解：A.尘土飞扬是固体小颗粒发生的机械运动，不属于分子的运动，故A错误；
B.浓浓白烟，白烟为固体小颗粒，属于机械运动，不属于分子的运动，故B错误；
C.浓浓白雾，白雾为液体小液滴，属于机械运动，不属于分子的运动，故C错误；
D.除夕夜家家户户做年夜饭，到处都是酒肉飘香，是扩散现象，是由于分子在不停地做无规则运动，故D正确。
故选：D。
分子动理论的内容主要有三方面：一是分子之间存在空隙，二是分子在永不停息地做无规则运动，三是分子之间存在引力和斥力。对各个选项，分别作出判断。
本题主要考查学生对宏观物体的运动和分子运动的区别、理解和掌握，是一道基础题。
5.【答案】A
【解析】解：A、两个气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高，故A正确；
B、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，由图可知，输出有用机械能所占比例为：100%−36%−30%−6%=28%，即该汽油机的效率为28%，故B错误；
C、燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，因此汽油机工作时汽油没有完全燃烧，汽油的热值不变，同时冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖，燃料的热值也不变，故C错误；
D、汽车的尾气含有大量的内能，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，故D错误。
故选：A。
(1)根据气门的闭合情况、活塞的运动情况分析是哪个冲程；
(2)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，结合图中数据分析；
(3)燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关；
(4)汽车的尾气含有大量的内能，利用尾气中的内能可以增加能量的利用率。
本题考查了四冲程内燃机的工作过程、热值和热机效率等知识的了解和掌握，属于基础题。
6.【答案】A
【解析】解：A、塑料小勺在毛料布上摩擦了几下，塑料小勺能吸引胡椒粉是因为它带了电，故A正确；
B、塑料小勺和毛料布在摩擦的过程中，若塑料小勺带负电是因为它得到了电子，故B错误；
C、摩擦起电的实质是电荷的转移，所以塑料小勺带电不是创造了电荷，而是发生了电荷的转移，故C错误；
D、塑料小勺不容易导电，所以塑料小勺是绝缘体，故D错误。
故选：A。
两种不同物质组成的物体相互摩擦后，物体能吸引轻小物体的现象是摩擦起电；
摩擦起电的实质是电荷的转移，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电；
容易导电的物体叫做导体，比如金属；不容易导电的物体叫做绝缘体，比如塑料。
本题主要考查了摩擦起电的实质，是一道基础题。
7.【答案】D
【解析】解：
A、在地球仪底端有一个磁铁，则地球仪周围存在磁场，但不存在磁感线，磁感线是人们为了形象方便地描述磁场而假想的曲线，故A错误；
B、磁铁周围的磁场分布是不均匀的，越靠近磁铁的磁极，磁场越强，即地球仪周围的磁场分布不是均匀的，故B错误；
C、地球仪周围的磁感线是从N极出来回到S极的，且磁场的分布是不均匀的，所以各点的磁场方向不一定相同，故C错误；
D、磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理，故D正确。
故选：D。
(1)磁场是真实存在的，而磁感线不是真实存在的；
(2)磁铁周围的磁场分布是不均匀的；
(3)磁体周围的磁场方向不一定相同；
(4)磁悬浮地球仪的工作原理是同名磁极相互排斥。
本题考查了磁体周围的磁场、磁极间的相互作用规律，属于基础题。
8.【答案】B
【解析】解：A、一切物体在任何情况下都有内能，则该物质在第5min时内能不为零，故A错误；
B、b是固体分子的排列，a是液体分子的排列，物质第1min是液态，则该物质第1min分子的排列如图a，故B正确；
C、2−4min过程中属于凝固过程，凝固过程放出热量，内能减少，故C错误；
D、该物质第1min的温度高于第3min的温度，故第1min的分子动能比第3min大，故D错误。
故选：B。
(1)一切物体在任何情况下都有内能；
(2)物质第1min是固态，对照图a、b判断是哪一个；
(3)不管是晶体还是非晶体，凝固过程都要放出热量，放出热量，内能减少；
(4)温度越高物体分子运动的越快，内能越大。
从图示的图像中，可以获取很多信息：物质的种类(晶体还是非晶体)、凝固点、凝固时间等，关键要将凝固过程与图像两者联系起来。
9.【答案】C
【解析】解：
A、为了用点的安全，家庭电路中，开关应该接在用电器和火线之间，图中两个灯泡的接法错误，故A错误；
B、图中两孔插座接法正确；电冰箱有金属外壳，其金属外壳一定要通过三脚插头接地，以防用电器外壳带电发生触电事故，故B错误；
C、图中A点为火线，正常状况下，用试电笔接触A点氖管会发光，故C正确；
D、若在三孔插座中接入空调后，保险丝马上熔断，原因可能是电路过载也可能是发生短路，故D错误。
故选：C。
(1)家庭电路中，开关应该接在用电器和火线之间；
(2)两孔插座的接法：左零右火；三孔插座的接法：左零右火上接地；
(3)家庭电路的两根线分别是火线和零线，测电笔和火线接触时，氖管会发光，接触零线时，氖管不会发光；
(4)保险丝熔断的原因：一是短路，二是电流过大。
掌握家庭电路中三孔插座、两孔插座、开关、灯泡的接法，并理解各种接法的原因是正确判断的关键。
10.【答案】C
【解析】解：
A、根据图像，冷库温度上升后，热敏电阻阻值变小，故A选项错误；
B、温度过高，热敏电阻阻值变小，控制电路电流变大，衔铁被吸下，工作电路中电铃响，灯不亮，故B选项错误；
C、冷库温度−18℃时，热敏电阻阻值为100Ω，利用欧姆定律得到：I=UR=3V100Ω=0.03A，故C选项正确；
D、冷库温度降低时，控制电路中热敏电阻阻值变大，电流变小，根据P=UI得出电路电功率变小，故D选项错误。
故选：C。
控制电路只有热敏电阻R，结合电源电压可以求出报警的临界电流；当温度升高后，电阻变小，控制电路电流变大，衔铁被吸下，工作电路中电铃响，报警。据此再对选项进行分析判断即可。
本题考查了电磁继电器的基本工作原理。利用控制电路的热敏电阻的报警温度对应的阻值计算出报警电流，再结合工作电路进行识别即可，在电磁继电器题目中属于比较基础的。
11.【答案】电磁波 电
【解析】解：航天员出舱时与地面科研人员通过电磁波传递信息的。空间站的太阳能电池板是将太阳能转化成电能为空间站供电。
故答案为：电磁波；电。
广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。
太阳能电池板把太阳能转化为电能。
本题考查了电磁波的运用，以及太阳能的转化，属于基础题。
12.【答案】核聚变 不可再生
【解析】解：氘和氚在特定条件下(如超高温和高压)能够发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核氦和电子，并伴随着巨大的能量释放。因此该过程是通过核聚变释放巨大的核能。
核能消耗的原料是矿产资源，使用后不可能在短期内从自然界得到补充，故属于不可再生能源。
故答案为：核聚变；不可再生。
(1)根据图中显示的反应过程判断核能的种类；
(2)由可再生能源与不可再生能源的分类要求来看，可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源；一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源。
本题考查了核能的种类的判断和能源的分类，难度不大。
13.【答案】不等于 细
【解析】解：如果断开开关，由于电阻的大小与电流、电压无关，所以铅笔芯的电阻阻值不变，电阻值不等于零；
导体的材料、长度、温度相同时，横截面积越小，电阻越大；
实验过程中，发现灯泡亮度变化不够明显，说明电流的变化比较小，根据I=UR可知，即电阻变化较小，故应选用电阻较大的铅笔芯，即应选用较细的铅笔芯。
故答案为：不等于；细。
电阻是导体本身的一种性质，与电压、电流无关，与材料、长度、横截面积、温度等四个因素有关。
本题电阻的性质和影响电阻大小的因素，属于基础题。
14.【答案】热 90
【解析】解：便携式封口机工作时将电能转化为内能，所以便携式封口机是利用电流的热效应实现高温封口；
10s内发热电阻R产生的热量：Q=I2Rt=U2Rt=(3V)21Ω×10s=90J；
故答案为：热；90。
(1)电流通过导体时将电能转化为内能的现象叫做电流的热效应；
(2)根据Q=I2Rt=U2Rt求出电热电阻产生的热量。
本题考查电流的热效应以及焦耳定律的应用，是一道基础题。
15.【答案】排斥 A到B
【解析】解：根据正负电荷的定义可知，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，丝绸带负电，将它与验电器的金属小球接触后，金属箔片会带上正电，因为同种电荷相互排斥，所以验电器中闭合着的金属箔片会张开一个角度。
用带有手柄的金属棒把带正电的验电器A和不带电的验电器B连接起来，B验电器上自由电子向验电器A转移，所以瞬间电荷的移动方向是从A到B。
故答案为：排斥；A到B。
(1)同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
(2)物理学中规定，正电荷定向移动的方向为电流的方向，电子定向移动的方向和电流的方向相反。
本题考查的是电荷间的相互作用；知道电流方向的规定。
16.【答案】2024.7kW⋅h 2000
【解析】解：由图可知，小致家电能表4月底的示数是2024.7kW⋅h；
电热水壶消耗的电能：W=3003000kW⋅h=0.1kW⋅h，
电热水壶的功率：
P=Wt=0.1kW⋅h360h=2kW=2000W。
故答案为：2024.7kW⋅h；2000。
电能表最后一位是小数、单位是kW⋅h；
利用指示灯闪烁的次数和参数求出闪烁300次时电路中用电器消耗的电能，根据P=Wt得到电热水壶的功率。
本题考查了电能表的读数、消耗电能、电功率的计算，关键是电能表相关参数含义的理解。
17.【答案】变小 不变
【解析】解：
(1)由图知，灯泡与滑动变阻器并联，电压表测电源电压，电流表测通过变阻器的电流；当滑动变阻器滑片向右滑动时，变阻器连入电路的电阻变大，由欧姆定律I=UR可知，电流表的示数变小；
(2)因并联电路各支路互不影响，所以通过灯的电流不变，则小灯泡的亮度不变。
故答案为：变小；不变。
(1)由图知，灯泡与滑动变阻器并联，电压表测电源电压，电流表测通过变阻器的电流；当滑动变阻器滑片向右滑动时，分析变阻器连入电路的电阻的变化，由欧姆定律确定电流表的示数变化；
(2)根据并联电路各支路互不影响分析小灯泡的亮度变化。
本题考查了并联电路的规律及欧姆定律的运用，关键是电路的分析。
18.【答案】解：只要按下任何一个按钮，指示灯都会发光，说明这两个开关互不影响即为并联，然后与电源、灯泡串联组成电路，如下图所示：

【解析】根据“乘客只要按下任何一个按钮，装在驾驶台上的指示灯都会发光”结合串并联电路特点判断两个开关的连接方式，然后与电源、灯泡组成电路即可。
本题考查了串并联电路的设计，根据题意得出两开关的连接方式是解题的关键。
19.【答案】解：由图知小磁针的左端为N极、右端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，螺线管的左端是N极，右端为S极；
在磁体的周围，磁感线从磁体的N极出来回到S极，所以磁感线的方向是向右的；
利用螺线管的左端为N极和线圈的绕向，根据安培定则可以确定电流从螺线管的右端流入，从而可以确定电源的左端为负极，右端为正极。如下图所示：

【解析】已知小磁针的N极，根据磁极间的作用规律，可以确定螺线管的N、S极；
根据磁感线方向的特点，可以确定磁感线的方向；
利用螺线管的N、S极，结合线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向，进而可以确定电源的正、负极。
本题考查安培定则及应用，安培定则涉及三个方向：磁场方向、电流方向、线圈绕向，告诉其中的两个方向可以确定第三个方向。此题中的磁场方向是通过小磁针的磁极确定的。
20.【答案】机械能 磁场 话筒 线圈匝数
【解析】解：(1)图甲所示的实验中，闭合开关后，可以观察到磁场中金属棒ab在导轨上运动，电动机是利用这一原理工作的，这个过程中，电能转化为机械能；
(2)只将磁体的两极对调，接通电源，导体的运动方向会改变，所以观察到直导线向右运动；说明力的方向与磁场的方向有关；
(3)乙装置无电源，闭合开关后，如果让导体AB沿水平方向运动，做切割磁感线运动，电流表的指针就会发生偏转，此实验是将机械能转化成电能的过程，话筒利用了该原理，扬声器利用的是通电导线在磁场中受力的作用的原理；
(4)图丙中电磁铁甲的线圈匝数多，且吸引的大头针数目多，说明甲的磁性强；两电磁铁串联，电流相同，所以得出的结论是：电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强。
故答案为：(1)机械能；(2)磁场；(3)话筒；(4)线圈匝数。
(1)通电导体在磁场中受到力的作用，是电能转化为机械能；
(2)通电导体的运动方向跟电流方向、磁感线方向有关，二者只能改变其一，如果两者都改变，导体运动方向不变；
(3)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感应运动时，电路中就会产生感应电流；
(4)电磁铁磁性的大小与电流大小和线圈的匝数有关。
本题考查了电动机的制作原理、电磁感应现象、影响电磁铁磁性大小的因素，属于基础知识。
21.【答案】定值电阻R断路 0.1 右 导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比
【解析】解：(1)滑动变阻器应选择“一上一下”两个接线柱串联使用，故可将滑动变阻器的右下接线柱和开关的右接线柱相连(也可以将变阻器的左下接线柱和开关的右接线柱相连)，如图：
(2)若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表、电流表、开关、滑动变阻器与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则故障为与电压表并联的定值电阻R断路了；
(3)读图可知，电流表的量程为0～0.6A，其分度值为0.02A，则电流表的示数为0.1A；要使电压表的示数从0.5V增大到1V，即滑动变阻器电压要减小，应把滑动变阻器的滑片向右移动；
(4)根据表格数据，描点、连线作出图象，如图：
图象为倾斜直线，为正比例函数图象，可得出结论：导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
故答案为：(1)；(2)定值电阻R断路；(3)0.1；右；(4)；导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(1)滑动变阻器应选择“一上一下”两个接线柱串联使用，故可将滑动变阻器的右下接线柱和开关的右接线柱相连；
(2)若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表、电流表、开关、滑动变阻器与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，据此判断出故障；
(3)明确电流表的量程和分度值，读出示数；要使电压表的示数从0.5V增大到1V，即滑动变阻器电压要减小；
(4)根据表格数据，描点、连线作出图象；图象为倾斜直线，为正比例函数图象，据此可得出结论。
本题为“探究电流与电压的关系”实验，考查电路连接、故障分析、实验结论等知识，综合性强，难度适中。
22.【答案】热传递 沸腾时 不变 小于 从下到上
【解析】解：(1)用燃料加热液体，液体吸收热量，温度升高，内能增大，这是通过热传递的方式改变液体的内能；
(2)图中气泡在上升过程中体积不断增大，是水沸腾时的现象；
(3)如图乙中A、B所示，A比B的温度变化量小但是加热时间却相同，因此A的质量大于B；
(4)安装实验器材时，需要用酒精灯的外焰加热，应按照“从下到上”的顺序进行。
故答案为：(1)热传递；(2)沸腾时；不变；(3)小于；(4)从下到上。
(1)做功和热传递都可以改变物体的内能；
(2)液体沸腾前由于越往上温度越低，气泡内压强减小，小于外界水的压强，因此气泡自下而上逐渐变小；液体沸腾时气泡自下而上逐渐变大，到液面上破裂；
(3)液体吸热的多少与液体种类、质量、温度的变化量有关，在水的温度变化量不变时，减小水的质量可以减少水吸收的热量，因此能缩短加热时间；
(4)安装实验器材时，需要用酒精灯的外焰加热，应按照“从下到上”的顺序进行；
本题考查水的沸腾实验、沸腾特点以及沸点的影响因素等，较为综合。
23.【答案】变大
【解析】解：(1)由图甲可知，闭合开关S，定值电阻R0与湿敏电阻R串联，电压表测R0两端的电压。由图乙可知空气湿度越大时，R的阻值越小，根据串联电路的电阻规律可知电路的总电阻越小，电源电压不变，由I=UR可知电路中的电流变大，根据U=IR可知R0两端的电压变大，即电压表示数的变大；
(2)由图乙可知，当空气湿度为40%时R的阻值为R=30Ω，
根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可得，
电路中的电流：I=UR总=UR+R0=6V30Ω+20Ω=0.12A，
则R0两端的电压，即电压表的示数：U0=IR0=0.12A×20Ω=2.4V；
(3)电路中电流为0.15A时，根据欧姆定律可得，
电路的总电阻：R′总=UI′=6V0.15A=40Ω，
根据串联电路的电阻规律可得，R的阻值：R′=R′总−R0=40Ω−20Ω=20Ω，
由图乙可知，此时的空气湿度为50%。
答：(1)变大；
(2)当空气湿度为40%时，电压表的示数为2.4V；
(3)电路中电流为0.15A时，空气湿度为50%。
(1)由图甲可知，闭合开关S，定值电阻R0与湿敏电阻R串联，电压表测R0两端的电压。由图乙可知空气湿度越大时，R的阻值变化，根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可知电路中的电流变化，根据欧姆定律可知R0两端的电压变化，即电压表示数的变化；
(2)由图乙可知，当空气湿度为40%时R的阻值，根据串联电路的电阻规律和欧姆定律求电路中的电流，根据欧姆定律求R0两端的电压，即电压表的示数；
(3)电路中电流为0.15A时，根据欧姆定律求电路的总电阻，根据串联电路的电阻规律求R的阻值，由图乙可知此时空气湿度。
本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用，根据图像得出正确信息是关键之一。
24.【答案】b、b
【解析】解：(1)由图可知，当旋钮开关位于c、c点时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P=U2R可知，电路中的总功率最小，饮水机处于保温挡；
当旋钮开关位于b、b点时，只有R2工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，饮水机处于加热挡；
(2)由P=U2R可知，R2的阻值：R2=U2P加=(220V)21000W=48.4Ω，
R1、R2的串联总电阻：R=U2P保=(220V)2100W=484Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，R1的阻值：R1=R−R2=484Ω−48.4Ω=435.6Ω；
(3)一个标准大气压下，水的沸点是100℃，
水吸收的热量：Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100℃−20℃)=3.36×105J，
饮水机消耗的电能：W=P加t=1000W×7×60s=4.2×105J，
饮水机加热效率：η=Q吸W×100%=3.36×105J4.2×105J×100%=80%。
答：(1)b、b；
(2)R1的电阻值为435.6Ω；
(3)加热过程中，饮水机的加热效率为80%。
(1)由图可知，当旋钮开关位于a、a点时，电路开路，当旋钮开关位于b、b点时，只有R2工作，当旋钮开关位于c、c点时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点和P=U2R可知饮水机加热挡和保温挡的电路连接；
(2)根据加热挡功率和P=U2R可求出R2的阻值，根据保温挡功率和P=U2R可求出R1、R2的串联总电阻，根据串联电路的电阻特点求出R1的阻值；
(3)根据Q吸=cmΔt求出水吸收的热量，根据W=Pt求出饮水机消耗的电能，根据效率公式求出饮水机加热效率。
本题考查串联电路的特点、电功率公式、吸热公式以及效率公式的应用，属于电热多挡位电路问题，能正确分析电路连接是解题的关键。电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3
电流I/A
0.2
0.3
0.38
0.5
0.6
额定电压U/V
220
加热功率P1/W
1000
保温功率P2/W
100