2021-2022学年河南省洛阳市九年级（上）期末物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2021-2022学年河南省洛阳市九年级（上）期末物理试卷（含详细答案解析），共22页。试卷主要包含了2×103J/]，5VB，【答案】剧烈  热传递，【答案】4，【答案】202，【答案】电压表  15，【答案】加热  电功  4，【答案】C等内容，欢迎下载使用。

2021-2022学年河南省洛阳市九年级（上）期末物理试卷

1. 物理学中，把______定向移动的方向规定为电流方向；我们可以利用发光二极管(LED)判断电流的方向，是因为发光二极管具有______性；发光二极管(LED)是用______材料制成的。
2. 新冠肺炎病毒直径约为0.3μm，可通过飞沫传播，这______(选填“是”或“不是”)扩散现象。用酒精消毒是一种有效的防控措施，在稀释酒精时，酒精和水混合后，总体积小于两者体积之和，原因是分子间有______。
3. 洛阳的饮食文化浓缩为一个字就是“汤”。如图所示，刚出锅的“牛肉汤”香气特别浓，这是因为温度越高，分子的无规则运动越______，煮“牛肉汤”主要是通过______的方式改变物体的内能。

4. 如图1所示，烧瓶内盛少量的水，给瓶内打气，当瓶塞跳起时，可以看到瓶内出现白雾，这是因为瓶内空气推动瓶塞做功，内能______，温度______；此过程中能量转化与图2中______(选填“甲”或“乙”)图相同。

5. 广泛使用在营养计量中的“卡路里”简称“卡”，是能量的一个单位，“1卡”等于一标准大气压下，1g水温度升高1℃所吸收的热量，那么1卡等于______ J。人吃下食物后，食物的化学能转化为内能、机械能等其它形式的能量，在这个过程中，能的总量______(选填“增大”、“减小”或“保持不变”)。[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
6. 如图所示的电能表示数是______kW⋅h；根据参数分析，此电能表所在电路中同时使用的用电器总功率不能超过______ W；若单独使用一个电热水壶烧水时，5min内转盘正好转过300圈，则该电热水壶的电功率是______ W；电热水壶是利用电流的______效应工作的。


7. 甲，乙两地相距40km，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，为确定短路位置，检修员在甲地利用电压表电流表和电源接成如图所示的电路进行测量图中a应该是______ (选填“电压表”或“电流表”)。当电压表的示数为3.0V时，电流表的示数为0.5A，则短路位置到甲地的距离为______ km。

8. 某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电饭煲处于______(填“保温”或“加热”)状态，如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图象，则图中阴影部分面积表示的物理量是______，其大小为______。

9. 下列数据中最符合实际的是(    )
A. 手机电池的电压约为1.5V B. 家用空调的功率约为200W
C. 家用冰箱工作时通过的电流约为1A D. 实验室小灯泡的电阻约为100Ω
10. 下列关于温度、热量和内能的说法正确的是(    )
A. 物体吸收热量，温度可能不变
B. 60℃的水一定比30℃的水含有的热量多
C. 物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量
D. 机械能为零的物体，内能也为零
11. “安全用电，珍爱生命”，下列说法不正确的是(    )
A. 发生触电事故时，应使触电人尽快与带电体分离
B. 使用试电笔时，手要接触笔尾的金属体
C. 空气开关跳闸后，将其复位即可继续使用
D. 安全用电原则是：不接触低压带电体，不靠近高压带电体
12. 下列说法正确的是(    )
A. 夏天的中午时分，海边沙子比海水热，是因为沙子吸热多，海水吸热少
B. 夏天在地面上洒水，感觉到凉快主要是因为水的比热大
C. 物质的比热容跟物质的种类有关，与物质的状态无关
D. 在盛夏的夜晚，微风一般从陆地吹向海洋
13. 关于静电现象，下列说法不正确的是(    )
A. 丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，这个过程中丝绸失去电子
B. 细线悬挂的两轻质泡沫塑料小球相互吸引，则两小球可能带有异种电荷
C. 验电器是利用同种电荷相互排斥的原理工作的
D. 摩擦起电的实质是电荷的转移
14. 2021年9月17日13时30分许，神舟十二号载人飞船返回舱反推发动机成功点火后，神十二安全降落在东风着陆场预定区域(如图所示为飞船返回过程模拟示意图)。下列有关说法正确的是(    )


A. 火箭的燃料燃烧的过程是内能转化为化学能
B. 反推发动机点火后，发动机工作是机械能转化为内能
C. 在大气层内的降落过程中，与空气摩擦是机械能转化成内能
D. 火箭选用液态氢作燃料，主要是因为氢具有较大的比热容
15. 为加强疫情防控、保护师生安全，学校在校门口设立了红外人脸识别测温系统。若人脸识别通过，开关S1闭合；若红外测温数值在正常范围内，开关S2闭合。只有两个条件都满足时，系统才会启动电动机打开闸门放行。如图中电路设计符合要求的是(    )
A. B.
C. D.
16. 灯泡L的电流随电压变化的图象如图甲所示，将此灯泡与定值电阻R接入图乙所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S，小灯泡正常发光，功率为0.5W；再闭合开关S1，电流表的示数变化了0.1A，则(    )

A. 电源电压为3V B. 再闭合开关S1后，灯泡变暗
C. 定值电阻的阻值为10Ω D. 再闭合开关S1后，电路总功率为0.7W
17. 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
18. 如图所示是“挂钩式电子秤”的电路原理图。电源电压恒定，R1为定电阻，R2为滑动变阻器，滑片P与挂钩固定在一起。不挂物体时，滑片P在R2最上端；挂上物体时，滑片P随挂钩向下移动。在电子秤量程范围内，下列说法正确的是(    )

A. 不挂物体时，电压表示数为零
B. 所挂物体越重，电流表示数越大
C. 所挂物体越重，电路消耗的总功率越大
D. 所挂物体越重，电压表与电流表示数的比值越大
19. 请在如图虚线框内画出“伏安法”测未知电阻阻值的电路图。


20. 如图是常用的插线板电路简化图，开关断开时指示灯不发光，插孔不提供工作电压；开关闭合时指示灯发光，插孔提供工作电压；若指示灯损坏，开关闭合时插孔也能提供工作电压，请在图中画出开关、指示灯、孔的连接方式。

21. 小洛和小阳同学在“探究串联电路电压的规律”实验时，设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路前，小阳发现电压表指针如图乙所示，接下来他要进行的操作是______。
(2)小洛根据图甲连接好电路，闭合开关，发现L1、L2均不发光，电压表有示数且接近电源电压，则电路中出现的故障可能是L1发生了______(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后，测量L1两端电压时，电压表的示数如图丙所示，此时L1两端的电压是______ V，接下来在测量L2两端电压时，小洛直接把电压表接A的一端拆下来改接到C，小阳提醒他这种做法是错误的，请说明错误原因______。
(4)改正错误后，小洛继续进行实验，得到如表所示的实验数据，小阳指出，为了使实验结论具有普遍性，还应该______。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.2
1.2
2.4
(5)正确进行实验后，小洛总结得出串联电路的电压规律是______。
22. 为了比较甲乙两种液体的吸热能力，某同学设计了如下实验：
①在两个相同的烧杯中，分别装入初温、体积相等的甲、乙两种液体；
②在两个烧杯中分别放入规格相同的电加热器，在额定电压下加热相同时间；
③用温度计分别测出甲乙两种液体的末温。
请回答下列问题：
(1)在上述三个实验步骤中，存在错误的是步骤______(填写步骤前的序号)，该步骤中错误的内容应改为______。
(2)步骤②中“加热相同时间”是为了______。
(3)甲液体第3min的内能______(选填“大于”“等于”或“小于”)第5min的内能。
(4)根据实验测得的数据分别描绘出了甲乙两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图所示，由图可知，______(选填“甲”或“乙”)液体的吸热能力较强。若要使甲乙两种液体升高相同的温度，则______(选填“甲”或“乙”)液体需要加热更长时间。
(5)进一步分析发现，若甲的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)，则乙的比热容为______J/(kg⋅℃)。

23. 测量小灯泡额定功率的实验中，实验器材包括：电源(电压恒为6V)，小灯泡L(额定电压2.5V，电阻约为10Ω)，电流表(量程0∼0.6A，0∼3A)、电压表(量程0∼3V，0∼15V)、开关、规格分别为“20Ω1A”的滑动变阻器R1和“50Ω0.2A”的滑动变阻器R2，导线若干。
(1)该实验的原理是______，为了顺利完成实验，应选用滑动变阻器______(选填“R1”或“R2”)。
(2)图甲是连接的实物图，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，经检查有一根导线连接错误，请你在图甲中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
(3)改正之后，闭合开关前，滑片P应置于______(选填“A”或“B”)端。
(4)根据实验数据绘制了小灯泡的U−I图象如图乙中a所示，小灯泡的额定功率P额=______W。观察图象发现EF部分近似为线段，FG部分为曲线。为了便于分析，将EF延长，如图乙中b所示，比较发现a、b间的距离随着电流的增大而增大，原因是______。
(5)老师增加一个定值电阻R0和一个单刀双掷开关，要求只利用一只电表，测量小灯泡L的额定功率。图丙是同学们设计的四种不同方案的电路图，其中可以测量出小灯泡L的额定功率的电路图是______。
24. 2019年洛阳市公布了《洛阳市进一步加快新能源汽车推广应用实施方案》，《方案》提出加快氢燃料汽车推广应用，积极参与国家和省氢燃料汽车示范运营项目建设。氢燃料被认为是21世纪的理想能源之一，请回答下列问题：
(1)氢燃料的优点：______。(写出一条即可)
(2)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？若这些热量全部被一标准大气压下质量为250kg，温度为25℃的水吸收，则水温升高多少摄氏度？[c水=4.2×103J/(kg⋅℃),q氢=1.4×108J/kg]
(3)某氢燃料公交车以140kW的恒定功率匀速行驶，其发动机效率为50%，则0.6kg的氢燃料可以让该公交车匀速行驶多长时间？
25. 目前智能机器人已经在很多方面都能够为人类提供优质的服务，如表是图甲所示的送餐机器人的部分参数：
质量
50kg
一次最大送餐量
15kg
移动速度
0.3∼0.6m/s
机器人车轮直径
10cm
电机额定工作电压
56V
电机额定功率
75W

(1)该机器人电机正常工作时电流是多大？(计算结果保留一位小数)
(2)如果该机器人以额定功率、最大移动速度给距离自己30m外的顾客送餐，完成此次送餐电机所消耗的电能是多少？
(3)如图乙所示为该机器人送餐负重过载保护电路原理图，图中电源电压为6V，R为托盘内的压力传感器，其阻值随所受压力变化的图象如图丙所示，当电流超过0.2A时触发器可使电动机停止工作(触发器的电阻忽略不计)，放弃送餐。为保护机器人，电阻箱R0的阻值应调为多少？(g=10N/kg)
答案和解析

1.【答案】正电荷定向移动  单向导电性  半导体 
【解析】解：(1)物理学家刚刚开始研究电流时，规定正电荷移动的方向是电流的方向；可以利用发光二极管判断电流的方向，是因为发光二极管具有单向导电性特点；电流由它的正极流入负极流出，二极管发光，否则二极管不发光；
(2)制造发光二极管的主要材料是半导体材料。
故答案为：正电荷定向移动；单向导电性；半导体。
(1)电荷的定向移动形成电流；正电荷移动的方向是电流的方向；发光二极管具有单向导电性特点。可以用它判断电流的方向；
(2)二极管是由半导体做成的器件，它具有单向导电性。
本题考查电流方向的规定，知道发光二极管的特点、电路的组成，半导体的特点，是一道基础题。

2.【答案】不是  间隙 
【解析】解：飞沫的运动属于机械运动，所以飞沫传播不是扩散现象；
酒精和水混合后总体积小于混合前的体积之和，这说明分子间存在间隙。
故答案为：不是；间隙。
构成物质的分子在不停地做无规则运动，并且温度越高，分子的运动越剧烈，分子的运动肉眼看不到。分子间有间隙。
本题主要考查了分子间有间隙，是一道基础题。

3.【答案】剧烈  热传递 
【解析】解：
(1)刚出锅的“牛肉汤”香气特别浓，这是因为温度越高，分子的无规则运动越剧烈；
(2)煮“牛肉汤”时，汤吸收热量，是通过热传递的方式改变物体的内能。
故答案为：剧烈；热传递。
(1)分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子的无规则运动越剧烈；
(2)改变物体内能的方式有做功和热传递。
本题考查了分子的无规则运动以及改变物体内能的方法，属基础知识的考查，难度不大。

4.【答案】减小  降低  甲 
【解析】解：(1)用打气筒往瓶里打气，当塞子从瓶口跳起时，瓶内的空气膨胀对瓶塞做功，空气的内能转会化为塞子的机械能，空气的内能减少，温度降低；
图2中甲两气门关闭，火花塞点火，活塞下行，是做功冲程，内能转化为机械能；
图2中乙两气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，机械能转化为内能；
所以，瓶塞跳起时的能量转化情况与图2中的甲图相同。
故答案为：减小；降低；甲。
(1)做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小；
(2)热机的压缩冲程中机械能转化成内能，做功冲程中内能转化为机械能。
本题考查了做功改变物体内能、热机的冲程判断及能量转化，难度不大。

5.【答案】4.2保持不变 
【解析】解：(1)由题知，1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡，
1g的水温度升高1℃所吸收的热量：
Q吸=c水m水△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.001kg×1℃=4.2J，
所以1卡=4.2J。
(2)由能量守恒定律可知，人吃下食物后，食物的化学能转化为内能、机械能等其它形式的能量，在这个过程中，能的总量保持不变。
故答案为：4.2；保持不变。
(1)利用Q吸=cm△t求1g的水温度升高1℃所吸收的热量，即1卡的大小。
(2)能量既不会消灭也不会创生，它只会从一种形式转化成另一种形式或者从一个物体转移到另一个物体，在能的转化或转移的过程中，能的总量保持不变。
本题考查了热量单位卡与焦耳的换算关系，以及能量守恒定律的理解和应用，要利用好条件：1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡。

6.【答案】202.144001200热 
【解析】解：(1)如图所示电能表的示数是2021，最后一位是小数，单位是kW⋅h，故读数为：202.1kW⋅h；
(2)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：P最大=UI最大=220V×20A=4400W；
(3)“3000r/kW⋅h”表示每消耗1kW⋅h的电能，电能表的转盘转3000r，
电能表的转盘转300r，电热水壶烧水时工作5min消耗的电能：W=3003000kW⋅h=0.1kW⋅h，
电热水壶的电功率：P=Wt=0.1kW⋅h5×160h=1.2kW=1200W；
(4)电热水壶是利用电流的热效应工作的。
故答案为：202.1；4400；1200；热。
(1)电能表是测量电功的仪表，电能表读数的方法是月末示数的减去月初的示数，最后一位是小数，单位kW⋅h；
(2)知道电能表的工作电压和电能表工作允许通过的最大电流，利用P=UI求他家同时使用的用电器最大总功率；
(3)电能表上标有“3000r/kW⋅h”，表示每消耗1kW⋅h的电能，电能表的转盘转3000r，据此求电能表转盘转300r消耗的电能，再利用P=Wt求出电热水壶的实际功率；
(4)电热水壶是利用电流的热效应工作的。
本题考查了电能表的读数、以及电能和电功率的计算，明确电能表相关参数的意义是关键。

7.【答案】电压表  15 
【解析】解：因b串联在电路中，因此b为电流表；而a并联在电源两端，所以a为电压表；
由I=UR可得，短路位置到甲地之间导线的电阻：R=UI=3.0V0.5A=6Ω，
因所用的输电线每千米的电阻为0.2Ω，
所以，短路位置到甲地之间导线的长度：L=6Ω0.2Ω/km=30km，
因导线是双股并排的，则短路位置离甲地的距离：s=12L=12×30km=15km。
故答案为：电压表；15。
根据电流表和电压表的正确使用判断a处仪表的种类；
根据欧姆定律求出导线的总电阻，已知所用的输电线每千米的电阻为0.2Ω，然后求出导线的长度，再根据导线是双股的求出短路的地点离甲地的距离。
本题考查学生运用欧姆定律解决实际问题的能力。能根据题意求从检修点到短路处的总电阻是关键的一步，再进一步根据总电阻得出导线的总长度，值得注意的是：短路处距甲处的距离则是导线总长度的一半。

8.【答案】加热  电功  4.8×105J 
【解析】解：
由甲可知，开关S接触点1时，只有R1连入电路中，S接触点2时，两电阻串联，
电源电压一定，由P=U2R可知开关接触点1时，电路的电阻较小，功率较大，所以此时电饭煲处于加热状态；
由乙图象知，横坐标表示工作时间，纵坐标表示电饭煲的电功率，阴影部分面积S=Pt=W，即：阴影部分表示的是电饭煲消耗的电功；
由图知，P加热=0.8kW，加热时间t加热=10min=16h，
所以W加热=P加热t加热=0.8kW×16h=215kW⋅h=4.8×105J。
故答案为：加热；电功；4.8×105J。
由图知，开关S接触点1时，只有R1连入电路中，S接触点2时，两电阻串联，由P=U2R分析电饭煲的工作状态；
由图象知，电饭煲工作的功率和工作时间，由此可知面积表示的物理量并计算。
本题考查了电功率公式的灵活应用，要能正确分析开关在不同状态电路结构，关键是能看懂图象，将图象与所学知识联系起来，是一道好题。

9.【答案】C 
【解析】解：A、手机电池的电压约为3.7V，故A不符合实际；
B、家用空调的功率约为1500W左右，故B不符合实际；
C、家用冰箱的额定功率在200W左右，正常工作的电流I=PU=200W220V≈1A，故C符合实际；
D、实验室里用的小灯泡的电阻在10Ω左右，故D不符合实际。
故选：C。
不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最符合实际的是哪一个。
对于估测问题，要记住一些生活中常见的物理量，然后进行比较得出。特别是与电有关的数据，如家庭电路电压、一节干电池电压、用电器工作时的电流、功率等等。

10.【答案】A 
【解析】解：
A、物体吸收热量，温度可能不变，比如，晶体在熔化过程中，吸收热量，但温度不变，故A正确；
B、热量是过程量，不能说含有热量，故B错误；
C、物体的内能增加，可能是从外界吸收热量，也可能是外界对物体做功，故C错误；
D、一切物体都有内能，因此机械能为零的物体，内能一定不为零，故D错误。
故选：A。
(1)晶体熔化过程中，吸收热量，但温度不变；
(2)热量是指热传递过程中传递能量的多少，是过程量；
(3)改变内能的方法有两个：做功和热传递；
(4)一切物体都具有内能。
本题考查的是学生对影响物体内能大小的因素的理解以及内能、温度与热量三者之间的关系的掌握，是中考的热点，也是难点。

11.【答案】C 
【解析】解：A、当发现有人触电时，应该立即采取的措施是使触电人尽快与带电体分离，不能用手拉触电的人，否则自己也会触电，故A正确；
D、使用试电笔时，手要接触笔尾金属体，才能辨别出火线或零线，但不能接触笔尖金属体，否则会发生触电事故，故B正确；
C、家庭中的空气开关突然跳闸，是由于短路或总功率多大等原因导致电流过大形成的，所以应该先检查电路的故障，排除故障后，再将空气开关复位，故C不正确；
D、安全用电的基本原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体，故D正确。
故选：C。
(1)发生触电事故时，应切断电源，使触电人与带电体分离；
(2)使用试电笔辨别火线时，一定要用手触及笔尾的金属部分，否则容易造成误判，认为带电体不带电是十分危险的；同时不能用手触及试电笔前端的金属探头，这样会造成人身触电事故；
(3)家庭电路中的空气开关跳闸后，在没有排除故障之前，不能将开关复位；
(4)安全用电原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。
本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识。只要同学们牢记安全用电常识，并正确规范操作，避免危险发生。

12.【答案】D 
【解析】解：A、夏天海边沙子比海水热，是因为在吸收相同热量时，沙子的比热容小，温度变化高，故A错误；
B、夏天在地面上洒水，感觉到凉快主要是因为水汽化时吸收热量，故B错误；
C、物质的比热容跟物质的种类和物体的状态有关，故C错误；
D、在盛夏的夜晚，同样放热的情况下，因海水的比热容大于陆地的比热容，水的温度降低的少，海洋上空气温高，气压低，微风从陆地吹向海洋，故D正确。
故选：D。
比热容是物质本身的一种特性，与物质的种类和状态有关；
对水的比热容大的理解：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。
本题考查了汽化吸热、水的比热容大的特点的应用，应用所学知识，解释了实际问题，体现了新课标的要求，属于中考热点问题。

13.【答案】A 
【解析】解：A、丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，这个过程中丝绸得到电子，而玻璃棒失去电子，故A错误；
B、细线悬挂的两轻质泡沫塑料小球相互吸引，则两小球可能带有异种电荷，也可能一个带电，一个不带电，故B正确；
C、验电器是利用同种电荷相互排斥的原理工作的，故C正确；
D、摩擦起电的实质是电荷的转移，故D正确。
故选：A。
(1)摩擦起电的实质是电荷的转移，两个物体相互摩擦时，原子核束缚能力强的物体得到电子带负电，原子核束缚能力弱的物体失去电子带正电；
(2)同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；验电器的工作原理是：同种电荷相互排斥。
本题主要考查了摩擦起电的实质、电荷间的相互作用以及验电器的原理，是一道基础题。

14.【答案】C 
【解析】解：A、燃料燃烧是化学变化，将化学能转化为内能，故A错误；
B、反推发动机点火后，发动机将内能转化为机械能，故B错误；
C、在大气层内的降落过程中，火箭与空气摩擦做功，机械能转化成内能，故C正确；
D、火箭的发动机选用液态氢作燃料，主要是因为氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的氢可以释放出更多的热量，故D错误。
故选：C。
(1)燃料燃烧是化学变化，将化学能转化为内能；
(2)利用内能做功，将内能转化为机械能；
(3)克服摩擦做功，将机械能转化为内能；
(4)氢具有较大的热值，和其他燃料相比，完全燃烧相同质量的氢可以释放出更多的热量。
本题考查了燃烧现象、做功等的能量转化，以及热值等知识的理解，难度不大。

15.【答案】B 
【解析】解：只有当人脸识别通过、体温在正常范围都满足时，系统才会启动电动机打开闸门，当人脸识别不通过或体温不正常时，闸门就不会打开，这说明两个开关是相互影响的，所以两个开关是串联的，由选项可知B正确。
故选：B。
由题意可知，只有当人脸识别通过、体温在正常范围都满足时，系统才会启动电动机打开闸门，说明开关S1、S2相互影响、不能独立工作即为串联，据此进行解答。
本题考查了电路的设计，正确得出两开关的连接方式是关键。

16.【答案】D 
【解析】解：
A、由小灯泡的I−U图象、结合P=UI可知，当灯泡的实际功率为0.5W时，UL=2V，IL=0.25A，
由图乙所示的电路图可知，只闭合开关S时，只有灯泡接入电路，灯泡两端电压等于电源电压，则电源电压：U=UL=2V；故A错误；
B、由电路图可知，闭合开关S后再闭合开关S1，灯泡与电阻R并联，根据并联电路的电压特点可知灯泡两端的电压不变，则灯泡的亮度不变，故B错误；
C、闭合开关S后再闭合开关S1，灯泡与电阻R并联，电流表测干路电流，电流表示数变大，
由题知，电流表示数变化了0.1A，则通过电阻R的电流：IR=ΔI=0.1A，
由I=UR可得，电阻R的阻值：R=UIR=2V0.1A=20Ω，故C错误；
D、根据并联电路的电流规律可知干路电流：I=IL+IR=0.25A+0.1A=0.35A，则电路总功率：P=UI=2V×0.35A=0.7W，故D正确。
故选：D。
(1)由小灯泡中的电流随它两端电压变化的图象可知，当U=2V时，IL=0.25A，此时灯的电功率为0.5W，由此可知电源电压U；
(2)当再闭合开关S1后，因为灯与电阻并联，电流表示数变化值就是此时通过电阻R的电流IR，利用欧姆定律求R的大小；
(3)根据并联电路的电流规律求出干路电流，利用P=UI得到电路消耗的电功率。
本题关键有二：一是从I−U图象得出电源电压，二是电阻R并联入电路，电路中增加的电流即为通过电阻R的电流。

17.【答案】CD 
【解析】解：A、柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的气缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，故A错误；
B、在吸气冲程，柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气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，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，都是将把内能转化为机械能，故D正确。
故选：CD。
柴油机和汽油机的主要区别：
(1)汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，在压缩冲程中，机械能转化为内能，内能增大，温度升高，汽油机气缸顶端有个火花塞，此时火花塞喷出电火花，点燃汽油，产生高温高压的燃气推动活塞做功。
(2)柴油机在吸气冲程中吸入空气，在压缩冲程中，机械能转化为内能，空气的内能增大；柴油机气缸顶端有个喷油嘴，此时喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油遇到高温的空气，达到着火点而燃烧，点燃方式是压燃式，燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功，柴油机的压缩比例更大、温度更高、做功更多，效率更高。
本题考查了学生对汽油机和柴油机区别的掌握，属于热机基础内容的考查，识记性内容，比较简单。

18.【答案】AD 
【解析】解：
由电路图可知，定值电阻R1、滑动变阻器R2串联，电压表测变阻器R2两端的电压，电流表测电路中的电流；
A、不挂物体时，滑片P在R2最上端，滑动变阻器接入电路的阻值为零，所以电压表的示数为零，故A正确；
BC、由电路图可知，所挂物体越重，滑动变阻器接入电路的阻值越大，电路的总电阻越大，由欧姆定律可知，电路中的电流越小，电流表示数越小，故B错误；
已知电源电压不变，由P=UI可知，电路总功率越小，故C错误；
D、所挂物体越重，滑动变阻器接入电路的阻值越大，由欧姆定律可知，电压表示数与电流表示数的比值等于变阻器连入电路的阻值，所以电压表与电流表示数的比值越大，故D正确。
故选：AD。
由电路图可知，定值电阻R1、滑动变阻器R2串联，电压表测变阻器R2两端的电压，电流表测电路中的电流；
(1)不挂物体时，滑动变阻器接入电路的阻值为0，据此可得出电压表的示数；
(2)所挂物体越重，变阻器连入电路的电阻越大，总电阻越大，由欧姆定律分析电路中电流的变化；根据P=UI分析电路消耗的总功率；
(3)所挂物体越重，滑动变阻器接入电路的阻值越大，由欧姆定律分析电压表示数与电流表示数的比值的变化。
本题考查了串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，关键是电路的分析。

19.【答案】解：伏安法测电阻，电源、开关、滑动变阻器、电流表、待测电阻组成串联电路，电压表并联在待测电阻两端，如下图所示：

故答案为：见上图。 
【解析】伏安法测电阻，电源、开关、滑动变阻器、电流表、待测电阻组成串联电路，电压表并联在待测电阻两端，据此作出电路图。
本题考查了伏安法测电阻的电路图设计，这是测电阻最常用的方法，应掌握扎实。

20.【答案】解：由题知，开关断开时指示灯不发光，插孔不能提供工作电压；开关闭合时指示灯发光，插孔提供工作电压；这说明开关同时控制指示灯和插座，开关应该在干路上，且开关应与火线连接，在断开开关时能切断火线，使用更安全；
如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能正常通电，说明指示灯和插座之间是并联的；
三孔插座的接法：左孔接零线，右孔接火线，上孔接地线，两孔插座的接法：左孔接零线，右孔接火线，如图所示：
 
【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。
根据用电器之间是否相互影响是判断用电器串联和并联的方法之一；家庭电路中，开关控制用电器，开关一定接在用电器和火线之间，既能控制用电器，又能保证使用安全。

21.【答案】调零  断路  1.2电压表的正负接线柱接反了  换用不同规格的灯泡多次实验  串联电路总电压等于各部分电路两端的电压之和 
【解析】解：(1)连接电路前，要保证电压表的指针在零刻度处，图乙电压表表盘指针反偏，所以要调零；
(2)闭合开关，发现L1、L2均不发光，电压表有示数且大小接近电源电压，则电路中出现的故障可能是L1发生了断路，造成电压表串联在电路中；
(3)由图丙可知，电压表的量程是0∼3V，分度值是0.1V，示数为1.2V，即此时L1两端的电压是1.2V；
已测量L1的电压，故与A点相连的为电压表的正接线柱，为了测量灯泡L2两端的电压，若将电压表接A的那一端拆下来改接到C点，而保持电压表接B点的不动，会导致电压表正、负接线柱接反，电压表指针反偏，故不能测出L2两端的电压，原因是电压表的正负接线柱接反了；
(4)实验中为了获得普遍的规律，应换用不同规格的灯泡多次实验；
(5)通过实验数据的分析，得出：UAC=UAB+UBC，即串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
故答案为：(1)调零；(2)断路；(3)1.2；电压表的正负接线柱接反了；(4)换用不同规格的灯泡多次实验；(5)串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
(1)连接电路前，要保证电压表的指针在零刻度处，还要保证电压表正确并联在用电器两端，保证正确读数与记录。
(2)根据闭合开关，发现L1、L2均不发光，电压表有示数且大小接近电源电压分析故障原因；
(3)根据电压表的量程和分度值，可读出电压值；用电压表测电压时，电流应从电压表正接线柱流入，从负接线柱流出，否则指针反向偏转；
(4)为了使实验结论具有普遍性，应进行多次测量；
(5)分析实验数据得出结论。
本题为探究串联电路电压规律的实验，考查故障分析、电压表使用、实验结论等知识。

22.【答案】①  装入等质量的甲、乙两种液体  吸收相同的热量  小于  甲  甲  2.1×103 
【解析】解：
(1)要比较甲、乙两种液体的吸热能力，实验需要采用控制变量法，根据吸热公式Q吸=cmΔt可知，需控制甲、乙两液体的质量相同，故在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的甲、乙两种液体是不合理的，应当装入等质量的甲乙液体，所以步骤①错误；
(2)因相同的电热器在相同时间内放出的热量相等，所以吸收热量的多少可以用加热时间的长短来反映；为了比较两种液体的吸热能力，应当控制加热时间相同，即步骤③加热时间相同是为了使两种液体吸收相等的热量；
(3)根据转换法可知，对液体加热的时间越长，液体吸收的热量就越多，液体的内能就越多，因此甲液体第3min的内能小于第5min的内能；
(4)由甲、乙两种液体温度随时间变化关系的图象知，甲、乙两种液体升高相同的温度，甲液体加热时间长，则甲液体的吸热能力强；
(5)由图像可知，加热5min，
甲升高的温度为：Δt甲=30℃−10℃=20℃；
乙液体升高的温度为：Δt乙=50℃−10℃=40℃；
根据c=Q吸mΔt可知，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，乙的比热容：c乙=Δt甲Δt乙×c甲=20℃40℃×4.2×103J/(kg⋅℃)=2.1×103J/(kg⋅℃)。
故答案为：(1)①；装入等质量的甲、乙两种液体；(2)吸收相同的热量；(3)小于；(4)甲；甲；(5)2.1×103。
(1)根据控制变量法结合Q吸=cmΔt可判断，实验中还需要控制不变的物理量是：甲、乙两液体的质量、初温；
(2)(4)我们使用相同规格的电加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
比较物质吸热能力的2种方法：
①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量(即比较加热时间)，吸收热量多的吸热能力强；
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间)，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。
(2)加热时间相同时，加热器放出的热量是相同的，则液体吸收的热量也相同；
(3)根据转换法可知，对液体加热的时间越长，液体吸收的热量就越多，液体的内能就越多；
(5)根据图像读出加热5min甲、乙液体升高的温度，根据c=Q吸mΔt可知，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度成反比得出乙的比热容。
本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法，为热学中的重要实验。

23.【答案】P=UIR1  A0.625灯丝的电阻随着温度的升高而增大  A 
【解析】解：(1)伏安法测小灯泡电功率的原理为P=UI；
小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流：I=UR=2.5V10Ω=0.25A，
根据串联电路电压的规律，灯正常发光时，变阻器分得的电压为：U滑=6V−2.5V=3.5V，
由欧姆定律，滑动变阻器接入电路的电阻：R滑=U滑I=3.5V0.25A=14Ω<20Ω，故选用“20Ω1A”的滑动变阻器R1；
(2)原图中电压表串联在电路中，滑动变阻器与被控制的小灯泡并联，电压表应与被测电路并联，滑动变阻器应与被控制的小灯泡串联，如图所示：
；
(3)为保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，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A端；
(4)当电压为2.5V时，图乙a图象中的电流值为0.25A，计算小灯泡的功率P甲=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
由图乙a图象可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流也增大，但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加的更快，故小灯泡的电阻随电压增大而增大，由P=UI可知，电压和电流都增大时，电功率增大，温度升高，说明灯丝的电阻随着温度的升高而增大；
(5)A、闭合开关S1，将开关S2拨到a，此时电压表测小灯泡两端的电压，移动变阻器的滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额，则灯正常发光；
保持滑片位置不动，闭合开关S1，将开关S2拨到b，记下电压表的示数U1，
此时电压表测R0与灯的电压，因电路的连接没有改变，各电阻的大小和电压没有改变，灯仍正常发光，由串联电路电压的规律，R0的电压U0=U1−U额，通过R0的电流，即灯的额定电流：
I额=U1−U额R0，灯的额定功率：P额=U额I额=U额⋅U1−U额R0，故A方案可行；
B、图中只有电流表，通过开关的转换，定值电阻与灯分别与变阻器串联，无法确定灯是否正常发光，故B方案不可行；
C、定值电阻与灯串联，电路中只有电压表，闭合开关S1，将开关S2拨到a，电压表测定值电阻的电压；
当闭合开关S1，将开关S2拨到b，电压表测灯与定值电阻的电压，无法确定灯是否正常发光，故C方案不可行；
D、闭合开关S1，将开关S2拨到a，灯与R0并联，电流表测通过小灯泡L的电流；
闭合开关S1，将开关S2拨到b，灯与R0并联，电流表测R0与灯的总电流，由于小灯泡正常发光时的准确电阻未知，无法判断小灯泡是否正常发光，故D方案不可行。
故选：A。
故答案为：(1)P=UI；R1；(2)如图所示；(3)A；(4)0.625；灯丝的电阻随着温度的升高而增大；(5)A。
(1)伏安法测小灯泡电功率的原理为P=UI；根据小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω由欧姆定律求灯的额定电流，根据串联电路电压的规律，求灯正常发光时变阻器分得的电压，由欧姆定律，求变阻器连入电路中的电阻，确定变阻器选用的规格；
(2)电压表应与被测电路并联，滑动变阻器应与被控制电路串联，据此连接电路；
(3)为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处；
(4)根据图乙a图象找出额定电压下的电流值，利用公式P=UI求出额定功率；
由图乙a图象可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流也增大，但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加的更快，据此分析解答；
(5)AC、在只有电压表的情况下，首先通过开关的转换，电压表能测灯的电压，判断灯正常发光，然后根据串联电路的规律和欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P=UI求出灯泡额定功率；
B、图中只有电流表，通过开关的转换，定值电阻与灯分别与变阻器串联，无法确定灯是否正常发光；
D、分析电路的连接、在只有电流表的情况下，定值电阻和电流表可起到测量电压的作用，通过开关的转换，测算出灯的额定电流，根据P=UI求出灯泡额定功率；
本题测量小灯泡的额定功率，考查器材的选择、电路连接、注意事项、电功率的计算、导体电阻的影响因素及对设计实验方案的评估，难度较大。

24.【答案】热值 
【解析】解：(1)氢燃料的优点有：热值高，且氢燃烧后不会污染环境；
(2)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：Q放=m氢q氢=0.6kg×1.4×108J/kg=8.4×107J；
若这些热量完全被水吸收，则水吸收的热量Q吸=Q放=8.4×107J；
由Q吸=cmΔt可知，水升高的温度：Δt=Q吸c水m水=8.4×107J4.2×103J/(kg⋅℃)×250kg=80℃；
由Δt=t−t0可知，水的末温：t=Δt+t0=25℃+80℃=105℃，；
在1个标准大气压下，水沸腾时的温度为100℃，且水沸腾时温度不变，所以水的末温是100℃，，则水升高的温度：Δt′=100℃−25℃=75℃。
(3)由η=WQ放可知，发动机转化的机械功：W=ηQ放=50%×8.4×107J=4.2×107J；
由P=Wt可知，公交车匀速行驶的时间：t=WP=4.2×107J140×103W=300s。
答：(1)热值高；
(2)水温升高75℃；
(3)0.6kg的氢燃料可以让该公交车匀速行驶的时间为300s。
(1)可从氢燃料的热值和环保角度进行分析；
(2)利用Q放=mq计算出质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；若这些热量完全被水吸收，则水吸收的热量Q吸=Q放，利用Q吸=cmΔt计算出水升高的温度，利用Δt=t−t0计算出水的末温，判断是否超过水沸腾时的温度，最后确定是升高的温度；
(3)利用效率公式计算出发动机转化的机械功，利用P=Wt计算出公交车匀速行驶的时间。
本题考查热值的概念、燃料燃烧放热公式、吸热公式、效率公式、功的公式的灵活运用，题目综合性比较强，但是难度不大。

25.【答案】解：(1)由表格数据可知，电机的额定电压：U=56V，额定功率：P=75W；
由P=UI可知，机器人电机正常工作时电流：I=PU=75W56V≈1.3A；
(2)由表格数据可知，机器人的最大移动速度：v=0.6m/s；
由v=st可知，机器人以额定功率、最大移动速度给距离自己30m外的顾客送餐所需的时间：t=sv=30m0.6m/s=50s；
由P=Wt可知，完成此次送餐电机所消耗的电能：W=Pt=75W×50s=3750J；
(3)机器人承受的最大压力：F=G=mg=15kg×10N/kg=150N；
由图丙可知，当F=150N时，压力传感器的阻值R=20Ω，
由I=UR得，电路的总电阻：R总=UI=56V0.2A=280Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，电阻箱R0接入的阻值：R0=R总−R=280Ω−20Ω=260Ω。
答：(1)该机器人电机正常工作时电流是1.3A；
(2)如果该机器人以额定功率、最大移动速度给距离自己30m外的顾客送餐，完成此次送餐电机所消耗的电能是3750J；
(3)电阻箱R0的阻值应调为260Ω。 
【解析】(1)由表格数据可知电机的额定电压和额定功率，利用P=UI计算出机器人电机正常工作时电流；
(2)利用速度公式计算出机器人以额定功率、最大移动速度给距离自己30m外的顾客送餐的时间，利用P=Wt计算出完成此次送餐电机所消耗的电能；
(3)利用F=G=mg计算出机器人承受的最大压力，知道压力大小，根据图丙可知此时R的阻值，利用欧姆定律计算出电路的最大总电阻，利用串联电路的电阻特点可以求出电阻箱R0的阻值应调为多少。
本题以智能机器人为背景，考查了电功率公式、速度公式、电功公式、欧姆定律、串联电路的电阻特点，涉及到的知识点较多，关键是从题干中获取有用的信息，熟练运用相关知识即可正确解题。