九年级物理学霸赛考卷04- 2022-2023 九年级全一册物理《压轴挑战》培优专题训练（人教版）

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九年级物理学霸赛考卷04（解析版）
初中物理
（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1．测试范围：人教版八年级下册第13-17章。
2．本卷平均难度系数0.3。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．一台汽油机，活塞面积是50cm2，活塞行程为50cm，做功冲程中燃气产生的平均压强为8×105Pa，那么该汽油机在一个工作循环中对外做的功是（　　）
A．2000J B．20J C．1000J D．80J
【答案】A。
【解答】解：由p＝可知，燃气产生的平均压力：F＝pS＝8×105Pa×50×10﹣4m2＝4000N，
汽油机在一个工作循环中对外做的功：W＝FL＝4000N×50×10﹣2m＝2000J，故A正确、BCD错误。
故选：A。
2．质量和初温相同的两个物体（　　）
A．吸收相同热量后，比热容大的物体温度较高
B．放出相同的热量后，比热容小的物体温度较高
C．吸收相同的热量后，比热容较小的物体可以传热给比热容较大的物体
D．放出相同的热量后，比热容较小的物体可以向比热容较大的物体传热
【答案】C。
【解答】解：由公式△t＝知，在质量和热量一定时，比热容大的物质，温度变化较小。
A、已知两物体初温度相同，吸收相同热量后，比热容大的物体末温度较低，此选项错误；
B、已知两物体初温度相同，放出相同的热量后，比热容小的物体末温度较低，此选项错误；
C、已知两物体初温度相同，吸收相同的热量后，比热容小的物体末温度较高，所以可以传热给比热容较大的物体，此选项正确；
D、已知两物体初温度相同，放出相同的热量后，比热容小的物体末温度较低，所以比热容大的物体可以传热给比热容较小的物体，此选项错误。
故选：C。
3．如图甲所示电路，闭合开关S1、S2时，灯泡L1和L2发光，电流表A1、A2的指针指在同一位置，如图乙所示。下列说法中正确的是（　　）

A．通过灯泡L2的电流为1.2A
B．通过灯泡L1的电流为1.2A
C．若L1被短路，只有灯泡L1熄灭
D．只断开开关S2时，电流表A1有示数，电流表A2无示数
【答案】A。
【解答】解：AB、由甲图可知两灯泡并联，电流表A1测量的是干路电流，A2测L1支路的电流，
由于干路电流大于支路电流，且此时两表指针刚好指在同一位置，
所以电流表A1使用的是0﹣3A量程，分度值为0.1A，则干路电流I＝1.5A，
电流表A2选择的是0﹣0.6A，分度值为0.02A，即通过L1的电流为I1＝0.3A，
由并联电路电流的规律可得，通过灯L2的电流：I2＝I﹣I1＝1.5A﹣0.3A＝1.2A，故A正确，B错误；
C、某时刻只有灯泡L1熄灭，原因可能是L1断路，如果短路L2也熄灭，故C错误；
D、两灯泡并联，只断开开关S2时，灯泡L2灯断路，对灯泡L1无影响，则灯泡L1中有电流通过，电流表A1有示数，电流表A2有示数，故D错误。
故选：A。
4．下图所示的电路图中，闭合开关S，只有一个灯泡灯能发光的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A。
【解答】解：
A、闭合开关后，L2被短路，电路为L1的基本电路，因此只有灯L1发光，故A符合题意；
BD、闭合开关后，发生电源短路，两只灯泡都不发光，故BD不符合题意；
C、闭合开关后，三灯泡并列连接，即三灯泡并联，因此三灯泡都发光，故C不符合题意。
故选：A。
5．在探究“影响电阻大小的因素”实验中，小明设计如图所示电路。a、b、c、d四根电阻丝的规格、材料如表所示，则（　　）
①研究电阻与长度的关系可以选c和d
②研究电阻与横截面积的关系可以选a和c
③研究电阻与材料的关系可以选a和b
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
a
锰铜合金
0.5
1
b
镍铬合金
0.5
1
c
镍铬合金
0.5
0.5
d
镍铬合金
1
0.5

A．①③正确 B．①②正确 C．②③正确 D．①②③均正确
【答案】A。
【解答】解：
①研究电阻与长度的关系时，需要控制导体的材料和横截面积均相同，长度不同，由表格数据可知，电阻丝c、d的材料、横截面积均相同、而长度不同，所以研究电阻与长度的关系可以选c和d，故①正确；
②要探究电阻大小跟导体的横截面积的关系，需要控制导体的材料和长度均相同，而横截面积不同；由表格数据可知，电阻丝b、c的长度、材料均相同，粗细不同，因此应选用电阻丝b、c分别接入电路中，故②错误；
③研究电阻与材料的关系时，应选择两条长度、横截面积都相同，而材料不同的电阻丝，因此应选用电阻丝a、b分别接入电路中，故③正确；
通过以上分析可知只有①③正确。
故选：A。
6．在“伏安法测灯泡电阻”实验中，小章发现当小灯泡两端电压减小时，它的亮度随之减弱，测量的小灯泡电阻也相应减小，造成这一变化的合理解释是（　　）
A．导体电阻与导体两端的电压有关
B．根据欧姆定律，电流一定时，导体的电阻与电压成正比
C．电压减小时，通过小灯泡的电流不变，电阻减小
D．电压减小时，小灯泡亮度变暗，温度变低，电阻变小
【答案】D。
【解答】解：（1）导体的电阻是导体本身的基本性质，它与导体的材料、长度以及横截面积，还有温度有关，与导体两端的电压和导体中电流大小都无关。故ABC都不正确；
（2）温度影响导体电阻阻值的大小，对大多数导体来说，温度越高，电阻越大。当小灯泡两端电压减小时，它的亮度随之减弱，实际电功率减小，温度降低，所以测量的小灯泡电阻也相应减小。故D解释正确。
故选：D。
7．甲和乙的比热容之比是3：2，吸收的热量之比是1：2，升高的温度相同，甲和乙的质量之比是（　　）
A．1：3 B．3：4 C．4：3 D．3：1
【答案】A。
【解答】解：甲乙比热容之比c甲：c乙＝3：2，吸热之比Q甲：Q乙＝1：2，升高温度之比：△t甲：△t乙＝1：1，
由Q＝cm△t得，
甲、乙两物体的质量之比：m甲：m乙＝：＝：＝1：3。
故选：A。
8．如图所示，R1为定值电阻、R2为标有“20Ω 1A”的滑动变阻器，电源电压保持不变。当滑片P在某位置时，电流表示数为0.2A。此时在电路中接入一个电压表，闭合开关，电压表示数为2V，已知电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，在保证电路安全的情况下，向某一方向移动滑片，发现电压表示数最大变化量为1V，下列判断正确的是（　　）
①若电压表接在R1两端且滑片向左滑动，则电源电压可能为6V且R1＝10Ω
②若电压表接在R1两端且滑片向右滑动，则电源电压只能为3V且R1＝10Ω
③若电压表接在R2两端且滑片向左滑动，则电源电压只能为2.5V且R1＝2.5Ω
④若电压表接在R2两端且滑片向右滑动，则电源电压只能为6V且R1＝20Ω

A．仅①③ B．仅②④ C．仅①②③ D．①②③④
【答案】A。
【解答】解：（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，若电压表接在R1两端，则电压表测定值电阻两端的电压，
根据欧姆定律可得定值电阻的阻值：R1＝＝＝10Ω，
①滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知通过电路的电流变大，则电压表示数变大，电压表示数最大变化量为1V，所以电压表示数最大为2V+1V＝3V，则此时通过电路的电流：I′＝＝＝0.3A，若此时滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω，则滑动变阻器两端的电压：U2＝I′R2＝0.3A×10Ω＝3V，串联电路总电压等于各部分电压之和，所以电源电压可能是：U＝U1′+U2＝3V+3V＝6V，故①正确；
②滑片向右滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知通过电路的电流变小，则电压表示数变小，因电压表示数最大变化量为1V，所以电压表的示数最小为2V﹣1V＝1V，则此时通过电路的电流：I′＝＝＝0.1A，
若此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，则滑动变阻器两端的最大电压：U2＝I′R2大＝0.1A×20Ω＝2V，因串联电路总电压等于各部分电压之和，所以电源电压的最大值：U＝U1′+U2＝1V+2V＝3V，故②错误；
（2）闭合开关，两电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，若电压表接在R2两端，则电压表测滑动变阻器两端的电压，
根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得：R1＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤，
③滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知通过电路的电流变大，R2为标有“20Ω 1A”的滑动变阻器，电流表的量程为0～0.6A，电路安全，所以通过电路的最大电流为0.6A，根据串联分压原理可知电压表示数变小，电压表示数最大变化量为1V，所以电压表示数最小为2V﹣1V＝1V，
根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得：R1＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥，
⑤⑥联立可得：U＝2.5V，R1＝2.5Ω，故③正确；
④滑片向右滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知通过电路的电流变小，根据串联分压原理可知电压表示数变大，电压表示数最大变化量为1V，所以电压表示数最大为2V+1V＝3V，若此时滑动变阻器接入电路最大阻值，根据欧姆定律可得通过电路的电流：I′＝＝＝0.15A，
根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得：R1＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑦，
⑤⑦联立可得：电源电压可能是U＝6V，R1＝20Ω，故④错误。
故选：A。
9．如图甲所示，电源电压不变，闭合开关S，当变阻器R2的滑片P从b端滑到a端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。则下列选项正确的是（　　）
①R1的阻值为10Ω
②变阻器R2的最大阻值为25Ω
③电源电压为3V
④电压表示数为2V时，R2的阻值为5Ω

A．只有①②③正确 B．只有①②④正确
C．只有①③④正确 D．只有②③④正确
【答案】C。
【解答】解：由甲电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑片位于a端时，接入电路中的电阻为零，电路为R1的简单电路，电压表测电源两端的电压，其示数最大，
由图乙可知，电压表的最大示数为3V，则电源的电压U＝3V，故③正确；
此时电路中的电流I最大＝0.3A，
由I＝可得，R1的阻值：R1＝＝＝10Ω，故①正确；
（2）当滑片位于b端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电压表的示数最小，
由图乙可知，电压表的示数U1＝1V，电路中的电流I最小＝0.1A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压：U2＝U﹣U1＝3V﹣1V＝2V，
则变阻器R2的最大阻值：R2＝＝＝20Ω，故②错误；
（3）电压表示数为2V时，根据图象可知此时电路中的电流为0.2A，
由I＝可得，电路中的总电阻：R＝＝＝15Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R2的连入电路的阻值为：R2′＝R﹣R1＝15Ω﹣10Ω＝5Ω，故④正确，
综上可知，①③④均正确。
故选：C。
10．如图所示，电源电压保持不变，R1＝2R2，R0为定值电阻，当电键K接a点时，电流表示数为I，则电键K接b点时，电流表的示数应该是（　　）

A．I B．大于I，小于2I
C．2I D．大于2I
【答案】B。
【解答】解：（1）当电键K接a点时，R0与R1串联，则：
电流表的示数为I＝＝，
（2）当电键K接b点时，R0与R2串联，则：
电流表的示数I′＝＞＝I，
∵R0+R2＜R0+R2＜R0+2R2，
∴＞＞，即I＜I′＜2I。
故选：B。
11．如图所示，图中的四个电表均为理想电表，电源输出电压不变。当滑动变阻器滑片P向右端移动时，电表的读数会发生变化，电表读数变化量指该时刻电表的读数与初始时刻电表读数的差值。下面说法中正确的是（　　）

A．V1的读数减小，V1读数与A1读数的比值不变，V1读数变化量与A1读数变化量的比值不变
B．V2的读数增大，V1读数与A1读数的比值不变，V1读数变化量与A1读数变化量的比值减小
C．A1的读数增大，V1读数与A1读数的比值减小，V1读数变化量与A1读数变化量的比值不变
D．A2的读数减小，V1读数与A1读数的比值减小，V1读数变化量与A1读数变化量的比值减小
【答案】C。
【解答】解：由电路图可知，R2与RP串联后再与R3并联、然后它们与R1串联，电压表V1测并联部分两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测R3支路的电流。
（1）当滑动变阻器滑片P向右端移动时，接入电路中的电阻变小，并联部分的总电阻变小，电路的总电阻变小，
由I＝可知，电路中的总电流增大，即电流表A1的读数增大，
由U＝IR可知，R1两端的电压增大，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，并联部分的电压减小，即电压表V1的读数减小，
则V1读数与A1读数的比值减小，故AB错误；
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I＝可知，通过R3的电流减小，即电流表A2的示数减小，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过R2的电流增大，
由U＝IR可知，R2两端的电压增大，即电压表V2的示数增大；
（2）设滑片移动前后电路中的总电流分别为I、I′，则V1读数变化量：
ΔUV1＝（U﹣IR1）﹣（U﹣I′R1）＝（I′﹣I）R1＝ΔIA1R1，
则＝R1，即V1读数变化量与A1读数变化量的比值不变，故C正确、D错误。
故选：C。
12．突然广播响起，乘务员提醒旅客不要在动车上吸烟。为了保证行车安全和乘客身体健康，动车上装有烟雾报警装置，热爱学习的小余上网查询到该装置其原理如图，M为烟雾传感器，其阻值RM随着烟雾浓度的变化而变化，电阻R为可变电阻，车厢内有人抽烟时，烟雾浓度增大，导致S两端的电压增大，装置发出警报，现给出下列几种说法，其中正确的是（　　）
①RM随烟雾浓度的增大而增大
②RM随烟雾浓度的增大而减小
③若要提高报警灵敏度可增大R
④若要提高报警灵敏度可减小R

A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【答案】C。
【解答】解：由电路图可知，传感器M与可变电阻R并联后再与报警装置S串联，
（1）由题知，车厢内有人抽烟时，烟雾浓度增大，导致S两端的电压增大，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，由S两端电压U增大可知，并联部分两端的电压减小，传感器两端电压减小，
由串联电路的分压特点可知，并联部分的总电阻减小，则传感器的电阻减小（是由传感器的电阻减小引起并联部分的总电阻减小），
所以，RM随烟雾浓度的增大而减小，故①错误、②正确；
（2）R的阻值越大，M与R并联的电阻R并越接近RM，U增大越明显，导致“S”上电压变化最明显，
所以，若要提高报警灵敏度可增大R，故③正确、④错误；
综上可知，C选项正确、ABD错误。
故选：C。
第Ⅱ卷 非选择题
二．填空题（本题共6小题，每题3分，共18分）
13．某汽车的汽油机每秒做功40次，则其曲轴在1min内转动了 　4800　圈。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，此时汽油的热值 　不变　，汽油机的工作效率会 　减小　（选填“增大”“不变”或“减小”）。
【答案】4800；不变；减小。
【解答】解：（1）汽油机每秒做功40次，则每分钟做功的次数为：n＝40×60次＝2400次，
在汽油机的一个工作循环中，曲轴转动2圈，活塞往复2次，对外做功1次，所以汽油机曲轴转动的圈数为：
N＝2n＝2×2400＝4800圈；
（2）热值是燃料的一种性质，与燃料是否完全燃烧无关，故汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，但汽油的热值不变；
由于汽油不能充分燃烧，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值变小，由η＝知此时汽油机的效率减小。
故答案为：4800；不变；减小。
14．在如图的电路中，只闭合开关S1，灯泡 　L2　亮（填“L1”或“L2”）；若只闭合开关S1和S3，电流表A1和A2指针均指向表盘正中间，两灯均正常工作，那么流过L2的电流为 　1.2　A。（两电流表量程均为“0～0.6A”和“0～3A”）

【答案】L2；1.2。
【解答】解：由图可知，只闭合开关S1，电流从电源正极出发经电流表A1、灯泡L2回负极，因此只闭合开关S1，灯泡L2发光；
由电路图可知，只闭合开关S1和S3，L1、L2并联，电流表A2测通过L1的电流，电流表A1测干路电流，且指针偏转角度相同，而并联电路中干路电流等于各支路电流之和，由“电流表A1和A2指针均指向表盘正中间”可知，电流表A1的量程为0～3A，分度值为0.1A，示数为1.5A；电流表A2的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A；
则通过L1的电流：I2＝I﹣I1＝1.5A﹣0.3A＝1.2A。
故答案为：L2；1.2。
15．在一标准大气压下，质量为10kg、初温为20℃的水吸收的热量为4.2×106J，则水的末温为 　100　℃；冷水温度是20℃，热水温度是80℃，为了使冷热水混合后的温度为40℃，不计热量损失，冷水和热水的质量比是 　2：1　。
【答案】100；2：1。
【解答】解：质量为10kg、初温为20℃的水吸收的热量为4.2×106J，由比热容公式得，
则水的吸收该热量后的温度为：t＝+t0＝+20℃＝120℃，
在一标准大气压下，水沸腾时的温度为100℃，当水温达到沸点时，将保持不变，所以水的末温为100℃；
设冷水的质量为m1，冷水的的初温为t1，热水的质量为m2，热水的的初温为t2，
则冷水吸收的热量为Q吸＝c水m1（t﹣t1），
热水放出的热量为Q放＝c水m2（t2﹣t），
不计热量损失，冷水吸收的热量等于热水放出的热量，则Q吸＝Q放，即c水m1（t﹣t1）＝c水m2（t2﹣t），
整理得，＝＝＝。
故答案为：100；2：1。
16．如图所示，是插塞式电阻箱的示意图。各个厚铜片并没有直接连通，而是由阻值固定的电阻丝连接在一起。铜塞可以插入到相邻的两个厚铜片之间，并且紧密接触。铜塞与厚铜片的电阻很小，可看做是0．则在如图所示的情景中，该电阻箱有效电阻为　50　Ω；当铜塞拔出后，该电阻箱有效电阻为　80　Ω。

【答案】50；80。
【解答】解：当铜塞插入时，则该铜塞处的电阻丝就会短路，这部分电阻就会消失。故由图可知，拔出的铜塞所对应的电阻是：20Ω+30Ω＝50Ω，所以此时电阻箱的有效电阻是50Ω。
当5个铜塞都拔出时，此时4根电阻丝串联，总电阻最大，它们的总电阻R＝10Ω+20Ω+20Ω+30Ω＝80Ω；
故答案为：50；80。
17．如图所示，电源电压不变，闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为8V，定值电阻R1的功率为3.2W；当滑片P从B处移至R2中点时，电压表的示数变化了2V，此时电压表示数为 　6　V，电源电压为 　12　V，定值电阻R1的阻值为 　5　Ω。

【答案】6；12；5。
【解答】解：（1）由电路图可知，闭合开关，R1与R2串联，电压表测滑动变阻器R2两端的电压，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，当滑片在B处时，电路中的电流：I1＝，
则滑动变阻器两端的电压：U2＝I1×R2＝×R2＝8V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由图知，当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时，滑动变阻器的电阻减小，由串联分压的规律可知，电压表的示数减小，
即此时滑动变阻器两端电压为U2＝8V﹣2V＝6V，
同理可得，此时滑动变阻器两端的电压：U2′＝×＝6V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
用①式比②式可得：＝，
解得：R2＝2R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
将③代入①式可得：×2R1＝8V，
解得：U＝12V；
（2）当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为8V，定值电阻两端的电压为U1＝12V﹣8V＝4V，
此时定值电阻R1的功率为3.2W，即；P1＝＝＝3.2W，
解得：R1＝5Ω。
故答案为：6；12；5。
18．（1）如图（a）所示有限网络电路中，R1＝1Ω，R2＝2Ω，最后一只电阻为Rx，那么要使A、B两点间的等效电阻与网络级数N无关，则Rx为 　﹣1　Ω。
（2）在图（b）所示，单根电阻丝RAB＝RBC＝RCD＝RAD＝48Ω，将若干根这样的均匀电阻丝组成有限网络，则A、C两点之间的等效电阻RAC＝　25　Ω。
（3）电压表一般有较大的内阻。如图（c）是某电路的一部分，电阻R1＝200Ω，R2＝400Ω。连通电路后，电压表V1的示数为1V，电压表V2的示数为3.2V，则电压表V1的内阻为 　2000　Ω。

【答案】（1）﹣1；（2）25；（3）2000。
【解答】解：（1）由图可知，最右边两个电阻R2、Rx串联后，再和R1并联，则根据电阻的串并联特点可得：
这三个电阻串并联后的等效电阻R′＝；
要使A、B两点间的等效电阻与网络级数N无关，则：R′＝Rx；
即：＝Rx；
所以，＝Rx；
解得：Rx＝﹣1Ω；Rx＝﹣﹣1Ω（舍去）；
（2）由于是均匀电阻丝，单根电阻丝RAB＝RBC＝RCD＝RAD＝48Ω，设每一小段导体的电阻值R＝×48Ω＝12Ω，做垂直于AC的直线，如下图所示：
，
AC的垂直平分线上的五个点电势相等，可以直接短路；故AC间电阻等效为：
RAC＝+++++++，
解得：RAC＝R＝×12Ω＝25Ω；
（3）由于考虑电压表V1的内阻对电路的影响，则电路图等效为：电压表V1的内阻和R1并联后，再与R2串联，电压表V1测量V1的内阻和R1的并联电路两端的电压，电压表V2测量R1、R2两端的总电压；
因串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和，则R2两端的电压：U2＝U﹣U1＝3.2V﹣1V＝2.2V，
通过R2的电流：I2＝＝＝0.0055A；
通过R1的电流：I1＝＝＝0.005A；
图中电压表V1与R1并联，因并联电路干路电流等于各支路电流之和，
则通过电压表V1的电流：IV1＝I2﹣I1＝0.0055A﹣0.005A＝0.0005A；
根据I＝可得V1的内阻：RV1＝＝＝2000Ω。
故答案为：（1）﹣1；（2）25；（3）2000。
三．解答题（本题共6小题，共46分）
19．（2分）如图为一人体身高测量仪的电路示意图，A、B、C、D为四个接线柱，电表及一定值电阻R0未画出，金属板M可带动金属片P滑动，从而与R构成滑动变阻器，若弹簧下端金属线的电阻不计，电源电压保持不变，要求被测人身高变高时，电表的示数也增大，试根据题目要求，将“定值电阻”、“电流表”或“电压表”符号（选两个）填入电路AB和CD之间。

【解答】解：（1）电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，则A、B之间不可能是电压表，否则电路断路；
（2）若A、B之间为电流表，
①当C、D之间为电压表时，电路为R的简单电路，电压表测电源电压示数不变，电流表测电路中的电流；故当被测人身高变高时，滑片上移，变阻器接入电路中的电阻变大，由I＝可知电流表的示数减小，这与电表的示数增大不符；
②a、b之间为定值电阻时，R与定值电阻并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，滑片移动时通过定值电阻的电流不变，
当被测人身高变高时，滑片上移，变阻器接入电路中的电阻变大，由I＝可知可知该支路的电流减小，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路电流表示数减小，这与电表的示数增大不符；
（3）若A、B之间为定值电阻，
①C、D之间不可能为电流表，否则滑动变阻器被短路；
②C、D之间为电压表时，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，
当被测人身高变高时，滑片上移，变阻器接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，
由I＝可知电流表的示数减小，
由U＝IR可知，定值电阻两端的电压减小，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压增大，即电压表的示数增大，符合题意。
故AB之间填定值电阻的符号；CD之间填电压表的符号。如图：

20．（2分）如图，电压表示数为6V，电流表示数为0.2A，图中虚线框内有两电阻R1和R2，已知R1＝20Ω．在图中作出R1和R2的连接方式并标出R2的阻值。

【解答】解：由电路图可知，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，
由I＝可得，电路中的总电阻：
R＝＝＝30Ω，
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，
所以，由R1＝20Ω＜R＝30Ω可知，R1和R2的连接方式为串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R2的阻值：
R2＝R﹣R1＝30Ω﹣20Ω＝10Ω，如下图所示：

21．（5分）小渝在“探究通过导体中的电流与电阻的关系”实验中，所用电源电压恒为4.5V，所选定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω。
（1）请用笔画线代替导线将实物图（图甲）补充完整。（要求导线不交叉；当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大）；

（2）将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关，电流表、电压表都无示数，调节滑动变阻器，两表示数均无变化；经检查电源、导线和开关都无问题。其原因可能是 　滑动变阻器断路　；
（3）排除故障后，先接入5Ω的电阻，调节滑动变阻器的滑片至某一位置时，观察到电表指针位置如图乙，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 　6.25　Ω。实验中保持电压表示数不变，为了完成本实验，小渝所选滑动变阻器的最大阻值不得小于 　37.5　Ω。
（4）小渝在探究完导体中的电流与电阻的关系后，同组的小北找来额定电压为6V的小灯泡测电功率。其实验数据如下表所示。根据表中实验数据分析，若小灯泡两端电压恰好为3V，则灯的功率可能是 　B　（选填对应选项的符号）。
A．0.75W B．0.95W C．1.02W D．1.20W
试验次数
1
2
3
电压U/V
4.0
5.0
6.0
电流I/A
0.40
0.46
0.50
【答案】（1）如图所示；（2）滑动变阻器断路；（3）6.25；37.5；（4）B。
【解答】解：（1）由第二问可知控制定值电阻两端电压为2V，故电压表量程应选0～3V，电压表和定值电阻并联，滑动变阻器一上一下接法，串联接入电路，当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，所以滑动变阻器下端应接在左边，如图所示；
；
（2）电流表无示数，说明电路断路，电压表无示数，说明可能是滑动变阻器断路；
（3）电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，读数为：0.4A；
定值电阻两端电压U1＝IR1＝0.4A×5Ω＝2V；
滑动变阻器两端电压U滑＝U﹣U1＝4.5V﹣2V＝2.5V；
滑动变阻器阻值R滑＝＝＝6.25Ω；
当定值电阻接入阻值为30Ω时，滑动变阻器接入阻值最大，此时电阻电阻两端电压保持不变，仍为2V，电路电流I′＝＝＝A；
滑动变阻器阻值R′滑＝＝＝37.5Ω；
（4）试验1：R1＝＝＝10Ω；
试验2：R2＝＝＝10.9Ω；
试验3：R3＝＝＝12Ω；
通过计算可知：随着小灯泡两端的电压的减小，小灯泡电阻也在减小；所以当小灯泡两端电压恰好为3V，小灯泡电阻小于10Ω，通过小灯泡的电流大于0.3A，功率约大于0.9W；
观察表可知，随着电压每次减小1V，电流表增加量越来越小，当3V时，电流I＜0.4A﹣0.06A＝0.34A。故功率P＜3V×0.34A＝10.2W；故选B。
故答案为：（1）如图所示；（2）滑动变阻器断路；（3）6.25；37.5；（4）B。
22．（8分）如图所示，小明利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值，电源使用两节新干电池，滑动变阻器R'的规格是“20Ω 2A”。

（1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接。要求：滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表示数变小；
（2）对照图甲实物电路，请在图乙虚线框内添上所缺的电学元件和导线，把电路图补画完整（要求所补画的元件与实物电路对应）；
（3）开关闭合前，小亮发现电流表的指针在零刻度线左侧，如图丙所示，其原因是　电流表未调零　；
（4）确认电路无误后，闭合开关进行实验，第3次实验时电流表示数为0.5A，电压表示数如图丁所示，记为　2.5　V；
（5）小明利用表格中实验数据计算出待测的未知电阻Rx的阻值为　5.1　Ω（结果保留一位小数）；此外，还可以得到的结论是　电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比　。
实验序号
①
②
③
电压/V
1.2
1.8

电流/A
0.24
0.34
0.5
（6）小华认为：不用电流表，只用电压表和阻值为500Ω的定值电阻R0，由图戊同样可以测得未知电阻Rx的阻值（电源使用两节新干电池）。小华设计方案如下：
a．闭合S2、断开S1，读出电压表示数为U1；
b．闭合S1、S2，读出电压表示数为U2。
①电阻Rx的表达式为Rx＝　　（用测量值U1、U2及R0来表示）。
②利用提供的实验器材，小华设计方案　不能　（选填“能”或“不能”）准确测得电阻Rx的阻值，你判断的理由是　R0的阻值太大，测得电阻Rx两端的电压值小于电压表的分度值，无法准确读取电压值　。
【答案】（1）如上图甲所示；（2）如上图所示；（3）电流表未调零；（4）2.5；（5）5.1；电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（6）①；②不能；R0的阻值太大，测得电阻Rx两端的电压值小于电压表的分度值，无法准确读取电压值。
【解答】解：
（1）滑动变阻器的右下方接线柱与定值电阻左接线柱相连时，滑动变阻器的滑片P向左滑动时，接入电路中的电阻变大，电流表示数变小，如下图所示：

（2）把滑动变阻器画到虚线框内，要注意滑片左移时接入电路中的电阻变大，如下图所示：

（3）闭合开关前，小亮发现电流表的指针在零刻度线左侧，如图丙所示，其原因是电流表未调零；
（4）由图甲可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，则图丁电压表的示数为2.5V；
（5）由I＝可得，第①②③次实验对应电阻的阻值依次为：
R1＝＝＝5Ω，R2＝＝≈5.3Ω，R3＝＝＝5Ω，
则未知电阻Rx的阻值：Rx＝＝＝5.1Ω；
由表格数据可知，考虑到误差因素，Rx两端的电压增大为原来的几倍，通过电流也为原来的几倍，
故可得结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（6）①a．闭合S2、断开S1，R0与Rx串联，电压表测量Rx的电压，读出电压表示数为U1；
b．闭合S1、S2，电路为Rx的简单电路，此时电压表测量电源电压，读出电压表示数为U2。
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，R0两端的电压为U2﹣U1，
由串联电路中各处的电流相等可知，电路中的电流I＝，
则电阻Rx的表达式为Rx＝＝＝；
②由已知条件可知，定值电阻R0的阻值约为500Ω，电源电压为3V，
此时电路中的电流I＝＝，
电阻Rx两端的电压Ux＝IRx＝×5.1Ω≈0.03V，测得电阻Rx两端的电压值小于电压表的分度值，无法准确读取电压值。
故答案为：（1）如上图甲所示；（2）如上图所示；（3）电流表未调零；（4）2.5；（5）5.1；电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（6）①；②不能；R0的阻值太大，测得电阻Rx两端的电压值小于电压表的分度值，无法准确读取电压值。
23．（8分）现在家庭普遍使用天然气供能。已知某家庭用天然气热水器将质量为100kg，温度为25℃的自来水加热到50℃．消耗的天然气体积为1m3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为3.2×107J/m3。求：
（1）天然气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该热水器工作时的效率。（结果保留三位有效数字）
【解答】解：
（1）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝1m3×3.2×107J/m3＝3.2×107J；
（2）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）
＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（50℃﹣25℃）
＝1.05×107J；
（3）该热水器的效率：
η＝＝×100%≈32.8%。
答：
（1）天然气完全燃烧放出的热量为3.2×107J；
（2）水吸收的热量为1.05×107J；
（3）该热水器工作时的效率为32.8%。
24．（8分）如图所示，电源电压恒定不变，R1＝5Ω，R2＝50Ω，滑动变阻器R3最大阻值为15Ω。将滑动变阻器的滑片调至最左端，同时闭合开关S1、S2、S3，此时通过R3的电流为0.6A；当滑动变阻器R3的滑片调至最右端，S1闭合，S2、S3断开时，电压表V1的示数为9V，求：
（1）电源电压的大小。
（2）仅闭合开关S1，并将滑动变阻器的滑片从最右端移至某处，此过程中电压表V1的示数变化了2V，则此时V1和V2的示数各为多少？
（3）将滑动变阻器的滑片置于最左端，用小灯泡L替换电压表V2，再闭合开关S1、S2、S3，电流表A与电流表A1的比值为5：3，当S2断开时，电流表A的示数减小了0.18A，那么三个开关都闭合时，流过小灯泡L的电流是多少？

【解答】解：（1）当滑动变阻器的滑片位于最右端，S1闭合，S2、S3断开时，为R1的简单电路，电压表V1测R1两端的电压即电源电压，因电压表V1的示数为9V，故电源电压为9V；
（2）仅闭合开关S1，R1与变阻器串联，滑动变阻器的滑片滑到最右端时，变阻器连入电路的电阻为0，电压表V1的示数9V，
滑片移至某处，R1与变阻器串联，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，
此过程中电压表V1的示数变化了2V，即电压表V1的示数：＝9V﹣2V＝7V，
串联电路总电压等于各部分电压之和，根据串联电路电压的规律可知电压表V2的示数：UV2＝U﹣＝9V﹣7V＝2V；
（3）将滑动变阻器的滑片置于最左端，滑动变阻器接入电路最大阻值，
用小灯泡L替换电压表V2，同时闭合开关S1、S2、S3，R1短路，灯泡、R2与变阻器并联，电流表A测电干路电流，电流表A1测灯泡和R2的总电流，
当S2断开时，灯泡和滑动变阻器并联接入电路，电流表A测电干路电流，电流表A的示数减小了0.18A，那么通过电阻R2的电流为0.18A，
并联电路干路电流等于各支路电流之和，并联电路各支路两端电压相等，
三个开关都闭合时，电流表A与电流表A1的比值为5：3，根据欧姆定律可得＝＝，即＝；
解得：＝0.72A，
根据欧姆定律可知三个开关都闭合时，通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.72A。
答：（1）电源电压为9V；
（2）此时V1和V2的示数各为7V和2V；
（3）通过灯泡的电流为0.72A。
25．（9分）朝天门广场视野开阔，市民经常在此放风筝。为了测量风速，翼骏同学设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2m2，均匀电阻丝AB长为24cm，阻值为12Ω，电源电压U0恒为6V，保护电阻R0为8Ω，电压表量程0～3V。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时，滑片P在A处，有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅下表数据可知风速及风级。
风级
一级
二级
三级
四级
五级
六级
风速v（m/s）
0.3～1.5
1.6～3.3
3.4～5.4
5.5～7.9
8.0～10.7
10.8～13.8
风压p（帕）
0.055～1.4
1.6～6.8
7.2～18
18.9～39
40～72
72.9～119

（1）滑片P位于A点时，经过R0的电流；
（2）当电压表示数U为1.5V时，风速仪所测的风为几级？（写出计算过程）
（3）在探究问题时，可以通过找出物理量之间的函数关系式，进而研究函数而得到结果。翼骏想在风速仪的电压表上直接标出风速，查阅资料后获知该挡风板所受的风压与风速的平方成正比，即p＝kv2（k为常数）。结合题目，请写出风速（v）与电压表示数（UAP）的关系式。（写出推导过程，用v、k等表示）。
【解答】解：（1）滑动变阻器和R0串联接入电路，滑片P位于A点时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，
串联电路总电阻等于各分电阻之和，所以电路总电阻为：R＝RP+R0＝12Ω+8Ω＝20Ω，
串联电路各处电流相等，则通过R0的电流为：I＝＝＝0.3A；
（2）当电压表示数U为1.5V时，与电压表并联部分的电阻为：RP1＝＝＝5Ω，
均匀电阻丝AB长为24cm，阻值为12Ω，则2cm电阻丝的阻值为1Ω，
所以与电压表并联部分的电阻丝的长度为10cm，即弹簧缩短10cm，由乙图可知挡风板受到的力为5N，
挡风板受到的压强为：p＝＝＝25pa，
由表格可知风速仪所测的风为四级；
（3）当电压表示数为UAP时，与电压表并联部分的电阻为：RP0＝＝，
均匀电阻丝AB长为24cm，阻值为12Ω，则2cm电阻丝的阻值为1Ω，
所以与电压表并联部分的电阻丝的长度为，
由乙图可知挡风板受到的力与弹簧长度变化量的关系为：F＝N/cm•X，所以F＝N/cm×＝，
挡风板受到的压强为：p＝＝＝，
该挡风板所受的风压与风速的平方成正比，即P＝kv2（k为常数），即＝kv2，
所以v＝。
答：（1）滑片P位于A点时，经过R0的电流为0.3A；
（2）当电压表示数U为1.5V时，风速仪所测的风为四级；
（3）风速（v）与电压表示数（UAP）的关系式为v＝。
26．（4分）李珊设计了一种用电学原理测南风（由南吹向北）和北风（由北吹向南）及风大小级别的方法，如图所示，小塑料球P系在细铜丝（电阻不计）下，悬挂在O点，AB为水平方向固定的一根粗细均匀的电阻丝（电阻率较大），C点为AB电阻丝的中点，且在O点的正下方，AB与金属丝接触良好，且可随风的大小及方向自由移动（摩擦不计），当风越大时，细铜丝离开C点的位置越大，A端指向北，B端指向南，R为定值电阻，R＝10Ω。
（1）无风时，细铜丝与电阻丝的触点在C点，此时，电流表的示数0.3A，电源电压为6V，由此可知，电阻丝AB的电阻为 　20　Ω。
（2）如果有一天发现电流表的示数在不断的变小，可知今天吹 　南风　（填“南风”或“北风”），并且可知风的级别在变 　大　（填“大”、“小”或“不变”）。
（3）如果每增大一级风；电路中的电阻将改变1Ω，某天如果吹南风5级时，电流表的示数为 　0.24　A。
（4）请你猜想一下，忽然有一天吹东风，看到电流表的情况可能是（并简单解释理由）：
　电流表的示数没有变化，因细铜丝不会移动，电路中电阻没有变化　（铜线不脱离电阻丝）。

【答案】（1）20；（2）南风；大；（3）0.24；（4）电流表的示数没有变化，因细铜丝不会移动，电路中电阻没有变化。
【解答】解：（1）无风时，AB电阻丝阻值的一半与R串联，电流表测电路中的电流，
由I＝可得，电路中的总电阻：
R总＝＝＝20Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，＝R总﹣R＝20Ω﹣10Ω＝10Ω，
则RAB＝20Ω；
（2）电流表的示数在不断的变小，说明风力不断增大，电阻丝AB接入电路的阻值逐渐变大，
由电路图可知，当金属丝向北移动时，金属丝AB接入电路的阻值变大，此时风由南向北吹，是南风；
（3）因为每增大一级风，电路中的电阻将改变1Ω，
所以，如果吹南风5级时，电阻丝接入电路中的电阻改变5Ω，
此时接入电路中的电阻R′＝10Ω+5Ω＝15Ω，
则电流表的示数：
I＝＝＝0.24A；
（4）因为细铜丝只能南北摆动，因此当有一天吹东风时，铜丝与电阻丝的触点不会移动，电路中电阻没有变化，即电流表的示数没有变化。