河南省信阳九中2021-2022学年九年级（上）期末物理试卷

这是一份河南省信阳九中2021-2022学年九年级（上）期末物理试卷，共27页。试卷主要包含了填空题，选择题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

2021-2022学年河南省信阳九中九年级（上）期末物理试卷
一、填空题（每空1分，共14分）
1．（3分）现在新建居民楼电路中的保险装置一般采用空气开关，空气开关安装在电能表的 　 　（填“前面”“前后都可以”或“后面”），家庭电路中电灯、电视、电风扇的连接方式是 　 　（填“串联”或“并联”）；带有金属外壳的电水壶用三脚插头，是为了使用时让金属外壳与 　 　相连。
2．（3分）如图中单缸四冲程汽油机正处在 　 　冲程，若该汽油机转速为3000r/min，则它每秒钟做功 　 　次。用水循环带走汽油机产生的热量，这是利用了水的 　 　较大的特性。

3．如图所示，是甲、乙两导体电流与电压的关系图象，根据图象可知R甲　 　R乙（选填“大于”或“小于”），若将甲和乙串联接在电路中，则通过它们的电压之比U甲：U乙＝　 　。

4．（2分）某电吹风工作12min，能使如图所示的电能表的转盘转过180转，则该电吹风消耗的电能为 　 　kW•h，电功率为 　 　W。

5．（2分）如图所示是探究电磁铁磁性特点的电路图，闭合开关后，其电磁铁的A端是 　 　极，当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，电流表的示数 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”），电磁铁的磁性 　 　（选填“变强”“变弱”或“不变”）。

6．（2分）图甲是某新型电饭锅的简化电路图。R0为15Ω的定值电阻，其阻值不受温度影响。RT是热敏电阻，其阻值随温度的变化规律如图乙所示。由图象可知，当RT的温度从30℃升高到130℃的过程中，电路总功率的变化规律是：　 　；当RT的温度达到100℃时，RT的功率为　 　W。

二、选择题（共8小题，每小题2分，共16分，7-12小题为单项选择题，13-14为双项选择题，全选正确的得2分，错选多选不给分，少选给1分）
7．（2分）下列各组物质中，通常情况下是导体的一组是（　　）
A．人体、盐水、橡皮 B．人体、大地、油
C．金属、大地、陶瓷 D．盐水、人体、大地
8．（2分）智能手机可通过人脸、指纹或密码三种方式中的任意一种来识别解锁，每种方式相当于一个开关，用灯L发光模拟手机解锁成功，图中的模拟电路符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
9．（2分）某同学在做电学实验时，不慎将电压表和电流表的位置对换，连接成如图所示电路。若开关闭合，其后果是（　　）

A．电压表不会烧坏，电流表可能烧坏
B．两表不会被烧坏
C．电压表不会被烧坏，但无示数
D．两表会被烧坏
10．（2分）如图所示的几种家用电器正常工作时，消耗的电功率接近50W的是（　　）
A．空调 B．空气净化器
C．电饭锅 D．电暖气
11．（2分）如图所示的四个热学实验，下列说法中错误的是（　　）

A．将红墨水同时滴入冷、热水烧杯中，热水先变红，说明分子运动快慢跟温度有关
B．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，说明大气压强的存在
C．将活塞迅速下压，使筒内的硝化棉燃烧，说明外界对物体做功，使物体的内能增大
D．向烧瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶内出现白雾，说明物体对外界做功，物体内能减小
12．（2分）如图是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝，金属丝下端所指示的温度为90℃。下列说法错误的是（　　）

A．报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质
B．报警器利用了电磁铁通电时有磁性、断电时磁性消失的特点
C．报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中
D．温度达到90℃时，报警器中的灯亮同时铃响
（多选）13．（2分）如图甲所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是（　　）

A．图线A是电阻R1的I﹣U关系图象
B．电源电压为14V
C．R1的阻值是20Ω
D．滑动变阻器R2的最大阻值为70Ω
（多选）14．（2分）小明在学习了电学知识后，设计了一种输液警报器（如图甲），当管内药液流完时，电铃发声，报警器内部有一可变电阻，其阻值随瓶内液体质量的减小而减小，当输液管内有液体时，电阻非常大，无液体时，电阻小，电路如图乙，则当闭合开关报警器工作时，分析正确的是（　　）

A．开始输液时，电路的电流最大
B．输液过程中，电压表示数逐渐增大
C．未输完药液时，电铃不响是因为没有电流通过
D．输液过程中，电压表示数与电流表示数比值不变
三、作图题（每题2分，共4分）
15．（2分）按要求作图：在图中，请用笔画线代替导线，将电灯和开关正确连入电路。要求两灯并联，一个开关控制一盏灯。

16．（2分）在如图所示的电路中，闭合开关S后小磁针静止时如图，请在括号里用“+”或“﹣”标注出电源的正负极，在磁感线上的A点用箭头标出磁感线的方向。

四、实验探究题（共3小题，第17题4分，第18题7分，第19题7分，共18分）
17．（4分）如图所示，在探究“不同物质吸热能力”的实验中：

（1）在两个相同的烧杯中加入初温和质量都相同的水、煤油（ρ水＞ρ煤油）。用相同的电加热器进行加热，并记录了达到相同末温所用的时间，记录在图乙中，根据图乙可以判断　 　（选填“a”、“b”）吸收的热量比较多；由此可知　 　的吸热能力更强；
（2）若水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），则煤油的比热容为　 　；
（3）由于水的比热容较大，因此夏季白天海陆风的风向是从　 　（选填海洋吹向陆地、陆地吹向海洋）。
18．（7分）为测量一定值电阻的阻值，某实验小组选用的实验器材有：待测电阻Rx、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）小组设计了一个记录与处理数据的表格，请将如表中①②处的内容填写完整。
实验次数
①　 　
②　 　
电阻R/Ω
1



2



3



（3）某次测量时，电压表示数为2.5V，电流表指针位置如图乙所示，本次测得Rx的阻值为 　 　Ω。
（4）本实验进行了多次测量，其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是 　 　（填字母代号）。
A.用刻度尺测量铅笔的长度
B.测量小灯泡的电阻
C.测量小灯泡的电功率
（5）他们又对实验进行了拓展，利用电源（电压未知且恒定不变）、阻值已知为R0的定值电阻、电压表、开关等器材，设计了如图丙所示的电路，也测出了Rx的阻值，请你完成下列实验步骤：
①闭合开关S1，断开S2，读出电压表的示数U1；
②　 　，读出电压表的示数U2；
③待测电阻的阻值Rx＝　 　（用已知量和测得量的字母表示）。
19．（7分）某电学实验小组设计了以下几组实验：
（1）实验一：利用图1电路来探究电流与电阻的关系，实验中控制电压表示数为U0不变。
①开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于图中最 　 　（选填“左”或“右”）端；将电阻箱调至某阻值，闭合开关，调节滑动变阻器时，发现电压表示数始终为零而电流表示数有明显变化，经检查是由于 　 　被短路而造成的；
②排除故障后，调节电阻箱阻值R，进行多次实验，得到I与关系如图2所示，U0＝　 　V。
（2）实验二：将图1中电阻箱换成标有“2.5V”字样的小灯泡，实验得到图3所示I﹣U图象，则小灯泡的额定功率为 　 　W；当通过小灯泡的电流为0.4A时，小灯泡的电阻为 　 　Ω。

（3）实验三：利用图4所示电路再次测量实验二所测小灯泡的额定功率，已知电源电压恒为10V，定值电阻R0＝5Ω。调节变阻器滑片，使电流表A2的示数为 　 　A时，读出电流表A1的示数，即可算出小灯泡的额定功率。为了确保实验安全，滑动变阻器应选R1“10Ω 1.2A”和R2“50Ω 0.8A”两种规格中的 　 　（选填“R1”或“R2”）。
五、计算题（共2小题，21题9分，22题9分，共18分）
20．（10分）为响应“光盘行动”反对浪费，小明为自助餐厅的餐桌设计了“光盘仪”。重为1N的餐盘放在载盘台上，若盘内剩余食物的质量达到或超过规定值，人一且离开餐桌，提示器就会发出提示音，其原理图如图甲所示。电源电压3V不变，提示器的电阻R0恒为50Ω，传感器R1的阻值随载盘台所受压力变化的关系如图乙所示。开关S闭合后，问：

（1）由图乙可知，R1的阻值随着压力的增大而　 　（选填“增大”或“减小”）。
（2）根据图乙，当载盘台上的餐盘不放食物时，图甲电路中的电流是多少？
（3）在第（2）问的基础上，通电5min，电流通过R1产生的热量多少？此时电路消耗的总功率为多少W？
（4）当电路中的电流达到0.03A时，提示器会发出提示音，此“光盘仪”内剩余食物的质量应小于多少克？
21．（10分）某家用电热水壶有加热和保温两挡，内部电路简化示意图如图甲所示，其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。某次使用该电热水壶烧水的过程中，消耗的电功率随时间变化的图像如图乙所示。
（1）电热水壶是利用电流的　 　工作的，加热时能量的转化情况是　 　。
（2）求该电热水壶加热和保温时的电流之比；
（3）求电阻R2的阻值；
（4）给1.2kg的水加热，使水温从20℃升至80℃，电热水壶的工作效率为90%，需要加热多长时间？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]


2021-2022学年河南省信阳九中九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（每空1分，共14分）
1．（3分）现在新建居民楼电路中的保险装置一般采用空气开关，空气开关安装在电能表的 　后面　（填“前面”“前后都可以”或“后面”），家庭电路中电灯、电视、电风扇的连接方式是 　并联　（填“串联”或“并联”）；带有金属外壳的电水壶用三脚插头，是为了使用时让金属外壳与 　大地　相连。
【解答】解：
（1）在家庭电路的进户布局中，电能表测家庭电路所消耗的电能，空气开关一定要安装在电能表之后；
（2）家庭电路中电灯、电视、电风扇在工作时互不影响，所以它们是并联连接的；
（3）带有金属外壳的电水壶用三脚插头，是为了使用时让金属外壳与大地相连，避免其金属外壳漏电时发生触电事故。
故答案为：后面；并联；大地。
2．（3分）如图中单缸四冲程汽油机正处在 　排气　冲程，若该汽油机转速为3000r/min，则它每秒钟做功 　25　次。用水循环带走汽油机产生的热量，这是利用了水的 　比热容　较大的特性。

【解答】解：（1）由图可见，进气门关闭，排气门打开，并且活塞向上运动，因此该冲程是排气冲程；
（2）汽油机完成1个工作循环，完成四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次，3000r/min＝50r/s，即每秒完成25个工作循环，完成100个冲程，对外做功25次；
（3）用水循环带走汽油机产生的热量，这是利用了水的比热容较大的特性。
故答案为：排气；25；比热容。
3．如图所示，是甲、乙两导体电流与电压的关系图象，根据图象可知R甲　小于　R乙（选填“大于”或“小于”），若将甲和乙串联接在电路中，则通过它们的电压之比U甲：U乙＝　1：2　。

【解答】解：（1）由图象可知，当U甲＝U乙＝2V时，I甲＝0.2A，I乙＝0.1A，
由I＝可得，两导体的电阻分别为：
R甲＝＝＝10Ω，R乙＝＝＝20Ω；
显然知R甲＜R乙。
（2）将甲和乙串联接在电路中，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，通过它们的电流之比I甲：I乙＝1：1；
由I＝可得，两导体两端的电压之比：＝＝＝＝。
故答案为：小于；1：2。
4．（2分）某电吹风工作12min，能使如图所示的电能表的转盘转过180转，则该电吹风消耗的电能为 　0.15　kW•h，电功率为 　750　W。

【解答】解：因为“1200r/（kW•h）””表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表转盘转过1200r，
所以电能表转盘转180r，电吹风消耗的电能：
W＝＝0.15kW•h，
电吹风的功率：
P＝＝＝0.75kW＝750W；
故答案为：0.15；750。
5．（2分）如图所示是探究电磁铁磁性特点的电路图，闭合开关后，其电磁铁的A端是 　S　极，当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，电流表的示数 　变小　（选填“变大”“变小”或“不变”），电磁铁的磁性 　变弱　（选填“变强”“变弱”或“不变”）。

【解答】解：（1）伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即螺线管的B端为通电螺线管的N极，A端是S极；
（2）当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，接入电路中的电阻变大，电流减小，所以电流表示数减小，当匝数一定时，电流减小，电磁铁的磁性减弱。
故答案为：S；变小；变弱。
6．（2分）图甲是某新型电饭锅的简化电路图。R0为15Ω的定值电阻，其阻值不受温度影响。RT是热敏电阻，其阻值随温度的变化规律如图乙所示。由图象可知，当RT的温度从30℃升高到130℃的过程中，电路总功率的变化规律是：　先增大后减小　；当RT的温度达到100℃时，RT的功率为　640　W。

【解答】解：
（1）由图乙知，随着温度的升高，热敏电阻RT的电阻先变小，到100℃电阻达到最小，然后随温度的升高电阻又逐渐增大，根据P＝知，在总电压一定时，电路总功率先增大，后减小；
（2）由图象可知，当RT的温度达到100℃时，RT的阻值为40Ω，
由图甲知，RT与R0串联，
则温度100℃时，电饭锅的电流：I＝＝＝4A，
此时RT的功率为：PT＝I2RT＝（4A）2×40Ω＝640W。
故答案为：先增大后减小；640。
二、选择题（共8小题，每小题2分，共16分，7-12小题为单项选择题，13-14为双项选择题，全选正确的得2分，错选多选不给分，少选给1分）
7．（2分）下列各组物质中，通常情况下是导体的一组是（　　）
A．人体、盐水、橡皮 B．人体、大地、油
C．金属、大地、陶瓷 D．盐水、人体、大地
【解答】解：A、人体和盐水是导体，橡胶是绝缘体，不符合题意；
B、人体和大地是导体，油是绝缘体；不符合题意；
C、金属和大地是导体，陶瓷是绝缘体，不符合题意；
D、盐水、人体、大地是导体，符合题意；
故选：D。
8．（2分）智能手机可通过人脸、指纹或密码三种方式中的任意一种来识别解锁，每种方式相当于一个开关，用灯L发光模拟手机解锁成功，图中的模拟电路符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：因人脸、指纹或密码均可以解锁说明三个开关可以独立工作、互不影响，所以三个开关为并联，再与灯泡串联，连接到电源上，故D正确。
故选：D。
9．（2分）某同学在做电学实验时，不慎将电压表和电流表的位置对换，连接成如图所示电路。若开关闭合，其后果是（　　）

A．电压表不会烧坏，电流表可能烧坏
B．两表不会被烧坏
C．电压表不会被烧坏，但无示数
D．两表会被烧坏
【解答】解：电压表与灯泡串联后与电流表并联，而电流表相当于一根导线，将电源的正负极直接连接在了一起，即电路形成电源短路，故电压表不会烧坏，而电流表会被损坏，电流表烧坏后，电压表测量电源电压。
故选：A。
10．（2分）如图所示的几种家用电器正常工作时，消耗的电功率接近50W的是（　　）
A．空调 B．空气净化器
C．电饭锅 D．电暖气
【解答】解：A．空调是大功率用电器，其功率一般在1000W以上，故A错误；
B．空气净化器的功率一般为50W左右，故B正确；
C．电饭锅的功率约为800～1000W，故C错误；
D．电暖气的功率约为800～1500W，故D错误。
故选：B。
11．（2分）如图所示的四个热学实验，下列说法中错误的是（　　）

A．将红墨水同时滴入冷、热水烧杯中，热水先变红，说明分子运动快慢跟温度有关
B．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，说明大气压强的存在
C．将活塞迅速下压，使筒内的硝化棉燃烧，说明外界对物体做功，使物体的内能增大
D．向烧瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶内出现白雾，说明物体对外界做功，物体内能减小
【解答】解：
A、在冷水杯和热水杯中滴入两滴墨水，由于热水的温度高，故分子运动剧烈，会看到热水中的墨水扩散的快，这表明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，故A正确；
B、缓慢向上提拉与水面接触的玻璃板，在玻璃板离开水面前，弹簧测力计示数变大，说明分子水分子和玻璃分子间存在引力，故B错误；
C、当把活塞迅速压下去时，活塞对空气做功，活塞的内能就会增大，空气的温度就会升高，达到硝化棉的燃烧点，硝化棉就燃烧起来，说明外界对物体做功，使物体的内能增大，故C正确；
D、向烧瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶内气体膨胀对外做功，温度降低，内能减小，水蒸气液化形成白雾，说明物体对外界做功，物体内能减小，故D正确。
故选：B。
12．（2分）如图是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝，金属丝下端所指示的温度为90℃。下列说法错误的是（　　）

A．报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质
B．报警器利用了电磁铁通电时有磁性、断电时磁性消失的特点
C．报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中
D．温度达到90℃时，报警器中的灯亮同时铃响
【解答】解：AB、当温度升高到90℃时，水银和金属丝接通，由于水银和金属丝都是导体，所以控制电路接通，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，动触头和电铃的电路接通，电铃响，灯不亮，报警器是利用了水银导电、水银热胀冷缩的性质、电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性等特点，故A和B正确。
C、报警器的电磁铁和水银温度计依次连接在控制电路中，两者是串联的，故C正确。
D、温度达到90℃时，水银和金属丝接通，由于水银和金属丝都是导体，所以控制电路接通，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，动触头和电铃的电路接通，电铃响，灯不亮，故D错误。
故选：D。
（多选）13．（2分）如图甲所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是（　　）

A．图线A是电阻R1的I﹣U关系图象
B．电源电压为14V
C．R1的阻值是20Ω
D．滑动变阻器R2的最大阻值为70Ω
【解答】解：
由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，R1两端的电压最大，R2两端的电压为0，
由图象可知，A为滑动变阻器R2的U﹣I关系图象，B为电阻R1的U﹣I图象，故A错误；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
由U﹣I图象可知，电路中的最小电流I＝0.2A，R1两端的电压U1＝4V，R2两端的电压U2＝14V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以电源电压：U＝U1+U2＝14V+4V＝18V，故B错误；
由I＝可得，定值电阻R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值：
R1＝＝＝20Ω，
R2＝＝＝70Ω，故CD正确。
故选：CD。
（多选）14．（2分）小明在学习了电学知识后，设计了一种输液警报器（如图甲），当管内药液流完时，电铃发声，报警器内部有一可变电阻，其阻值随瓶内液体质量的减小而减小，当输液管内有液体时，电阻非常大，无液体时，电阻小，电路如图乙，则当闭合开关报警器工作时，分析正确的是（　　）

A．开始输液时，电路的电流最大
B．输液过程中，电压表示数逐渐增大
C．未输完药液时，电铃不响是因为没有电流通过
D．输液过程中，电压表示数与电流表示数比值不变
【解答】解：由电路图可知，可变电阻与电铃串联，电压表并联在电铃两端，电流表测电路中的电流，
由题意知，可变电阻的阻值随瓶内液体质量的减小而减小，当输液管内有液体时，电阻非常大，无液体时，电阻小；
A．开始输液时，瓶内液体质量最大，可变电阻的阻值最大，电路的总电阻最大，由I＝可知，电路的电流最小，故A错误；
B．可变电阻的阻值随瓶内液体质量的减小而减小，输液过程中，可变电阻的阻值变小，则电路中电流变大，电铃两端的电压变大，即电压表的示数变大，故B正确；
C．未输完药液时，可变电阻的阻值较大，电路中的电流较小，电铃不响，并不是因为电路中没有电流，而是因为电流较小造成的，故C错误；
D．由R＝可知，电压表示数与电流表示数比值等于电铃中线圈的阻值，输液过程中，电铃中线圈的阻值不变，则两电表示数的比值不变，故D正确。
故选：BD。
三、作图题（每题2分，共4分）
15．（2分）按要求作图：在图中，请用笔画线代替导线，将电灯和开关正确连入电路。要求两灯并联，一个开关控制一盏灯。

【解答】解：
由题知，两个灯是并联的关系，且开关控制对应的灯泡，开关应与所控制的灯泡串联；并且开关应该接在火线和灯泡之间，故有如下两种连接符合要求：

16．（2分）在如图所示的电路中，闭合开关S后小磁针静止时如图，请在括号里用“+”或“﹣”标注出电源的正负极，在磁感线上的A点用箭头标出磁感线的方向。

【解答】解：根据小磁针静止时N极的指向可知，通电螺线管的左端为N极，在磁体外部，磁场的方向由N极指向S极，故A点的磁感线方向应水平向右；由安培定则可以判断，通电螺线管的明线电流向上，再由电路中的电流是由电源的正极经用电器流向负极，故电源的左端应是正极，磁感线是从磁体的N极出来回到S极的，如图所示：
。
四、实验探究题（共3小题，第17题4分，第18题7分，第19题7分，共18分）
17．（4分）如图所示，在探究“不同物质吸热能力”的实验中：

（1）在两个相同的烧杯中加入初温和质量都相同的水、煤油（ρ水＞ρ煤油）。用相同的电加热器进行加热，并记录了达到相同末温所用的时间，记录在图乙中，根据图乙可以判断　a　（选填“a”、“b”）吸收的热量比较多；由此可知　a　的吸热能力更强；
（2）若水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），则煤油的比热容为　2.1×103J/（kg•℃）　；
（3）由于水的比热容较大，因此夏季白天海陆风的风向是从　海洋吹向陆地　（选填海洋吹向陆地、陆地吹向海洋）。
【解答】解：（1）用相同的电加热器进行加热，并记录了达到相同末温所用的时间，根据图乙知，升高到30℃，a用时6min，b用时3min，由转换法，a吸收的热量比较多，由此可知a的吸热能力更强；
（2）a的吸热能力更强，故a为水，b为煤油。升高20℃，a用时6min，b用时3min，b、a吸热之比为1：2，
根据Q＝cm△t，在质量和升高温度相同的情况下，吸热多少与比热容大小成正比，则煤油的比热容为：
c＝×4.2×103J/（kg•℃）＝2.1×103J/（kg•℃）；
（3）陆地多砂石，因为沙子的比热小，夏季质量相同的水和沙子吸热相同的热量，沙子升高的温度更高，陆地上方空气的气压低，海洋上方空气的气压高，夏季海陆风的风向是从海洋吹向陆地。
故答案为：（1）a； a；
（2）2.1×103J/（kg•℃）；
（3）海洋吹向陆地。
18．（7分）为测量一定值电阻的阻值，某实验小组选用的实验器材有：待测电阻Rx、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）小组设计了一个记录与处理数据的表格，请将如表中①②处的内容填写完整。
实验次数
①　电压U/V　
②　电流I/A　
电阻R/Ω
1



2



3



（3）某次测量时，电压表示数为2.5V，电流表指针位置如图乙所示，本次测得Rx的阻值为 　5　Ω。
（4）本实验进行了多次测量，其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是 　A　（填字母代号）。
A.用刻度尺测量铅笔的长度
B.测量小灯泡的电阻
C.测量小灯泡的电功率
（5）他们又对实验进行了拓展，利用电源（电压未知且恒定不变）、阻值已知为R0的定值电阻、电压表、开关等器材，设计了如图丙所示的电路，也测出了Rx的阻值，请你完成下列实验步骤：
①闭合开关S1，断开S2，读出电压表的示数U1；
②　闭合开关S1、S2　，读出电压表的示数U2；
③待测电阻的阻值Rx＝　　（用已知量和测得量的字母表示）。
【解答】解：（1）在该实验中，电流表应串联在电路中，电压表与定值电阻并联，滑动变阻器按“一上一下”的接线方法串联在电路中，如下图所示：

（2）伏安法测电阻的原理是R＝，则表中①②处的内容应该为电压U/V和电流I/A；
（3）当电压表示数为2.5V时，电流表指针位置如图乙所示，电流表的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A，
由欧姆定律I＝知Rx的阻值为：
Rx＝＝＝5Ω；
（4）本实验进行了多次测量，其目的是取平均值减小误差；
A.用刻度尺测量铅笔的长度时，多次测量是为了求平均值减小误差，故A符合题意；
B.测量小灯泡的电阻时，多次测量是为了找出灯泡电阻随温度的变化规律，故B不符合题意；
C.在测量小灯泡的电功率时，测量多组对应的电压和电流值，利用P＝UI得到多个功率，是为了找出灯泡亮度与实际功率的关系，故C不符合题意；
故选：A；
（5）分析图丙的电路可知：只闭合S1时，电压表串联在电路中测量电源电压，其示数为U1，即电源电压为U1；再闭合开关S2，R0与Rx串联，电压表测R0两端的电压U2；
根据串联电路电流的规律：Ix＝I，
根据串联电路电压的规律和欧姆定律有：＝，
所以待测电阻的阻值为：Rx＝。
故答案为：
（1）见上图；（2）电压U/V；电流I/A；（3）5；（4）A；（5）闭合开关S1、S2；。
19．（7分）某电学实验小组设计了以下几组实验：
（1）实验一：利用图1电路来探究电流与电阻的关系，实验中控制电压表示数为U0不变。
①开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于图中最 　右　（选填“左”或“右”）端；将电阻箱调至某阻值，闭合开关，调节滑动变阻器时，发现电压表示数始终为零而电流表示数有明显变化，经检查是由于 　电阻箱　被短路而造成的；
②排除故障后，调节电阻箱阻值R，进行多次实验，得到I与关系如图2所示，U0＝　2　V。
（2）实验二：将图1中电阻箱换成标有“2.5V”字样的小灯泡，实验得到图3所示I﹣U图象，则小灯泡的额定功率为 　1.25　W；当通过小灯泡的电流为0.4A时，小灯泡的电阻为 　2.5　Ω。

（3）实验三：利用图4所示电路再次测量实验二所测小灯泡的额定功率，已知电源电压恒为10V，定值电阻R0＝5Ω。调节变阻器滑片，使电流表A2的示数为 　0.5　A时，读出电流表A1的示数，即可算出小灯泡的额定功率。为了确保实验安全，滑动变阻器应选R1“10Ω 1.2A”和R2“50Ω 0.8A”两种规格中的 　R1　（选填“R1”或“R2”）。
【解答】解：（1）①为保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处，即最右端；
电流表示数不为0，说明电路是短路，电压表示数为0，说明与电压表并联的部分短路，即电阻箱短路了；
②由I与关系图线知，当电流为0.1A时，为0.05，则R＝20Ω，则电压U0＝IR＝0.1A×20Ω＝2V；
（2）灯泡的额定电压为2.5V，根据图3可知道对应的电流I＝0.5A，则灯的电阻R＝＝＝5Ω；
灯的额定功率P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W；
（3）R0＝5Ω定值电阻与灯并联，A2测通过R0的电流；A1测通过灯的电流，根据并联电路电压的规律，灯正常发光时，定值电阻两端的电压也为2.5V，则通过R0的电流I0＝＝＝0.5A；
为了确保实验安全，已知电压电源为10V，灯和定值电阻两端的电压为2.5V，此时干路的电流I＝IL额+I0＝0.5A+0.5A＝1A＞0.8A；故R1更适合。
答案为：（1）①右；电阻箱；②2；（2）1.25；2.5；（3）0.5；R1。
五、计算题（共2小题，21题9分，22题9分，共18分）
20．（10分）为响应“光盘行动”反对浪费，小明为自助餐厅的餐桌设计了“光盘仪”。重为1N的餐盘放在载盘台上，若盘内剩余食物的质量达到或超过规定值，人一且离开餐桌，提示器就会发出提示音，其原理图如图甲所示。电源电压3V不变，提示器的电阻R0恒为50Ω，传感器R1的阻值随载盘台所受压力变化的关系如图乙所示。开关S闭合后，问：

（1）由图乙可知，R1的阻值随着压力的增大而　减小　（选填“增大”或“减小”）。
（2）根据图乙，当载盘台上的餐盘不放食物时，图甲电路中的电流是多少？
（3）在第（2）问的基础上，通电5min，电流通过R1产生的热量多少？此时电路消耗的总功率为多少W？
（4）当电路中的电流达到0.03A时，提示器会发出提示音，此“光盘仪”内剩余食物的质量应小于多少克？
【解答】解：（1）传感器R1的阻值随载盘台所受压力变化的关系如图乙所示，为一条斜向下的直线，可知R1的阻值随着压力的增大而减小；
（2）根据图乙，当载盘台上的餐盘不放食物时，载盘台所受压力为1N，R1此时的电阻为100Ω，传感器和提示器串联，
根据欧姆定律可知电路中的电流为I＝＝＝0.02A；
（3）在第（2）问的基础上，通电5min，电流通过R1产生的热量Q＝I2R1t＝（0.02A）2×100Ω×5×60s＝12J，
此时电路消耗的总功率为P＝UI＝3V×0.02A＝0.06W。
（4）当电路中的电流达到0.03A时，总电阻R总＝＝＝100Ω，
R1的阻值R1′＝R总′﹣R0＝100Ω﹣50Ω＝50Ω，
从图乙可知载盘台所受压力为1.5N，
则“光盘仪”内剩余食物的重力为G＝1.5N﹣1N＝0.5N，
“光盘仪”内剩余食物的重力m＝＝＝0.05kg＝50g，
故此“光盘仪”内剩余食物的质量应小于50克。
故答案为：（1）减小；
（2）根据图乙，当载盘台上的餐盘不放食物时，图甲电路中的电流是0.02A；
（3）在第（2）问的基础上，通电5min，电流通过R1产生的热量是12J，此时电路消耗的总功率为0.06W；
（4）当电路中的电流达到0.03A时，提示器会发出提示音，此“光盘仪”内剩余食物的质量应小于50克。
21．（10分）某家用电热水壶有加热和保温两挡，内部电路简化示意图如图甲所示，其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。某次使用该电热水壶烧水的过程中，消耗的电功率随时间变化的图像如图乙所示。
（1）电热水壶是利用电流的　热效应　工作的，加热时能量的转化情况是　电能转化为内能　。
（2）求该电热水壶加热和保温时的电流之比；
（3）求电阻R2的阻值；
（4）给1.2kg的水加热，使水温从20℃升至80℃，电热水壶的工作效率为90%，需要加热多长时间？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]

【解答】解：（1）电流通过导体发热的现象叫电流的热效应，因此电水壶是利用电流的热效应工作的，并将电能转化为了内能；
（2）由图乙知，加热功率P加热＝1600W，保温功率P保温＝400W，
由P＝UI可得，这次电热水壶加热和保温时的电流之比为＝＝＝＝；
（3）当开关S接1时电路为R1的简单电路，当开关S接2时R1与R2串联，
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，
所以，当开关S接1时，电路的总电阻最小，由P＝UI＝可知，电路的总功率最大，处于加热挡，
同理可知，当开关S接2时处于保温挡，则电阻R1＝＝＝30.25Ω，
保温时电路的总电阻R总＝＝＝121Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻R2＝R总﹣R1＝121Ω﹣30.25Ω＝90.75Ω；
（4）水温从20℃升至80℃时水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.2kg×（80℃﹣20℃）＝3.024×105J，
由η＝×100%可得，电热水壶消耗的电能：W＝＝＝3.36×105J，
额定电压下电热水壶的功率为1600W，由P＝可得，需要的加热时间：t′＝＝＝210s。
答：（1）热效应；电能转化为热能；
（2）这次电热水壶加热和保温时的电流之比是4：1；
（3）电阻R2的阻值是90.75Ω；
（4）在额定电压下给1.2kg的水加热，使水温从20℃升至80℃，需要的加热时间为210s。