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福建省莆田文献中学2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案)
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这是一份福建省莆田文献中学2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案)，共41页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，解答题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年福建省莆田市城厢区文献中学九年级（上）期末物理试卷
一、选择题（本大题共14小题，每小题2分，共28分。每小题只有一个选项符合题意）
1．（2分）科技自立自强是国家发展的战略支撑，华为麒麟950芯片是华为有自主知识产权的芯片，制造芯片的主要材料是（ ）
A．导体 B．半导体 C．绝缘体 D．超导体
2．（2分）如图所示是四冲程汽油机工作的一个冲程，该冲程是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
3．（2分）下列四组物体中，都属于导体的一组是（ ）
A．玻璃棒、人体、大地 B．水银、保险丝、铁块
C．陶瓷、干木、塑料 D．石墨、橡胶、酸碱盐溶液
4．（2分）古时候人们常钻木取火，下列情境中改变内能的方式与其相同的是（ ）
A．吃饭时，金属勺放在热汤中会烫手
B．冬天，搓手可以使手暖和
C．发烧时，冷毛巾敷额头可以降温
D．夏天，喝冷饮使人感到凉爽
5．（2分）两只小灯泡L1和L2连接在同一电路中，以下哪个特点可以确认两灯是并联的（ ）
A．两灯亮度不同 B．两灯两端的电压相等
C．通过两灯的电流相等 D．通过两灯的电流不相等
6．（2分）如图所示的是某品牌的普通照明用LED灯的外包装盒，盒子上的三个数据指的是：指的是这只额定功率“3.5W”的LED灯，当它正常工作时和“7W”的节能灯或“32W”的白炽灯正常发光的亮度一样。若包装盒上所标注的LED灯、节能灯、白炽灯均正常发光时，下列说法正确的是（ ）
A．LED灯实际功率最大
B．电流通过LED灯做功最快
C．LED灯消耗的电能一定最少
D．相同时间内LED消耗的电能最少
7．（2分）以下关于安全用电的说法，正确的是（ ）
A．用电壶烧水时，其金属外壳必须通过三孔插座接地
B．使用测电笔时，手不能接触笔上任何金属
C．保险丝熔断了，一定是电路中发生了短路
D．开关的塑料外壳是不带电的，用湿手拨动开关不会触电
8．（2分）用毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近甲、乙两个轻小物体，结果甲被排斥、乙被吸引。由此我们可以判定（ ）
A．甲带正电，乙带负电
B．甲带负电，乙带正电
C．甲带正电，乙不带电或带负电
D．甲带负电，乙不带电或带正电
9．（2分）如图所示，闭合开关S后，发现电灯L不亮，且保险丝没有熔断。用试电笔测试灯头的两端C、D，发现这两处都能使试电笔的氖管发光，再用试电笔测试B处氖管不发光。若电路中只有一处故障，则（ ）
A．AC段某处断路 B．BD段某处断路
C．电灯L断路 D．电灯L短路
10．（2分）学生发明了一款智能头盔，只有戴上头盔扣上卡扣后，头盔上的信号发射器才能发出信号，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），车才能正常启动，下列电路符合要求的是（ ）
A．
B．
C．
D．
11．（2分）如图所示电路，电源电压保持不变，开关S闭合后，在滑动变阻器滑片P向右移动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V的示数变大
B．电流表A1的示数变小
C．电压表V与电流表A1的示数之比不变
D．电压表V与电流表A的示数之比变小
12．（2分）我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器，电磁弹射器的弹射装置与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射装置内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力。下列实验中，与电磁弹射器工作原理一致的是（ ）
A．
B．
C．
D．
13．（2分）灯泡L与定值电阻R的I﹣U图象如图所示。若将L与R串联在8V的电源上，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡的电阻是10Ω B．灯泡两端的电压是8V
C．电路中的电流是1.5A D．电路消耗的总功率是4W
14．（2分）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。电源电压保持不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示。下列判断错误的是（ ）
A．R1的电阻为5Ω
B．R2的最大电阻为10Ω
C．电路消耗的最大功率为1.8W
D．R2消耗的最大功率为0.4W
二、填空题（本大题共6小题，每空格1分，共12分）
15．（2分）“新冠肺炎”疫情期间，同学们每天走进教学楼，都会闻到消毒液的气味，这一现象说明了 ；北方楼房中的“暖气”用水作为介质，主要是因为水的 较大。
16．（2分）2021年6月17日，神舟十二号载人飞船成功发射，并与我国空间站天和核心舱成功交会对接。航天员进驻空间站后通过 与地面指挥中心传递信息。空间站可以利用太阳能电池板获得能量，太阳能是太阳内部的氢原子核发生 （选填“裂变”或“聚变”）释放出的核能。
17．（2分）手机电池充电时，电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）。现有一款手机电池容量为4000mAh，电池电压为4V，充满电后，它储存的电能为 J。
18．（2分）如图是小米设计的一种节能电梯工作原理图，R是一个力敏电阻，当电梯站上人后，力敏电阻受到的压力变大，阻值变小，电磁铁的磁性变 ，触点3与触点 （选填“1”或“2”）接触，电动机的转速变大，电梯从慢变快，从而达到物尽其用的目的。
19．（2分）小玲家的电能表标有“1600imp/（kW•h）”，这表示每消耗1kW•h的电能，电能表上的指示灯闪烁1600次。若他只让热水器接入电路正常工作3min，指示灯闪烁160次，则热水器消耗的电能是 kW•h，该热水器的电功率是 W。
20．（2分）灯泡L1、L2分别标有“10V 10W”和“9V 5.4W”的字样，将它们串联使用时，电路两端允许加的最大电压值是 V；若将L1、L2并联在另一电源下工作，则L1和L2能够消耗的总功率最大值为 W。（不考虑灯丝电阻变化）
三、作图题（本大题共2小题，每小题2分，共4分）
21．（2分）如图，用笔画线代替导线，将各元件正确接入电路，其中开关只控制电灯。
22．（2分）如图，当闭合开关S后，用细线悬挂的条形磁体与通电螺线管相互吸引，请在图中虚线上标出磁感线的方向，并在括号内标出条形磁体左端的极性。
四、解答题（共1小题，满分4分）
23．（4分）如图所示是一种应急的取火方法，取出口香糖的锡纸，剪成“螺旋桨”的形状，中间要够窄，将锡纸条带锡的一面（亮面）接在电池的正负极，很快发现纸条中间最窄处先开始冒烟起火。请根据所学的物理知识解释这一现象。
五、实验题（本大题共5小题，共30分）
24．（5分）如图，在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中：
（1）在两个完全相同的烧杯中分别装入 （选填“质量”或“体积”）、初温都相同的水和煤油，要完成该实验，除图甲、乙所示器材外，还需要的一个测量工具是 ；
（2）按照实验规范要求，加热5min，水吸收的热量 （选填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量；
（3）根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图丙所示，如果“暖手宝”中装的储热液体要从两者当中选择，则应选 （选填“水”或“煤油”），由图象可得煤油的比热容为 J/（kg•℃）。
25．（5分）某同学利用如图所示装置探究“感应电流产生的条件”
（1）如图，a、b两接线柱间应接入
（2）下列各种操作中，能使闭合电路产生电流的是 （多项选择）
A.保持导体静止，换用磁性更强的磁体
B.保持导体静止，使蹄形磁体水平向右运动
C.保持磁体静止，让导体在磁场中竖直向上运动
D.保持磁体静止，使导体向左上方运动
（3）实验发现，导体向左运动速度越快，感应电流越大，这说明感应电流大小与 有关。
（4）探究完上述实验后，该同学在a、b两接线柱间换成 就可以探究“磁场对电流的作用”的实验，接通电路后，导体向右运动，若要使导体向左运动，可以 。
26．（6分）用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压恒为6V，定值电阻R备有5Ω、10Ω、20Ω、40Ω各一个。
（1）连接电路时开关应该 。
（2）将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，移动滑片P，发现电流表示数始终为零，电压表示数不为零，其原因可能是 。
（3）不改变滑动变阻器滑片的位置，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关后，为保证电压表示数与更换前相同，为 V，滑片P应向 （选填“左”或“右”）端滑动。
（4）实验中依次接入定值电阻，调节滑片使定值电阻两端电压相同，记下电流表读数，绘出电流I与电阻倒数的变化的图像如图乙所示，由图乙可得结论： 。
（5）为确保所给的定值电阻接入电路后都能正常进行实验，那么，滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
27．（5分）小聪同学用伏安法测电阻，实验电路图如图甲所示。
（1）该实验的原理是： 。
（2）小聪同学按图所示的实验电路图正确连接电路，进行实验，某次实验中电压表的示数和电流表的示数如图乙所示，被测电阻Rx＝ Ω。
（3）接下来移动滑动变阻器的滑片得出多组电压、电流数值，这样做的目的是： 。
（4）实验中，如果电流表突然损坏，小聪又设计了一种方案，也测出了Rx的阻值。小聪设计了如图丙所示的电路对Rx的阻值进行测量，已知滑动变阻器的最大阻值为R，实验步骤如下。
①将滑动变阻器的滑片移至最左端时，电压表的读数为U。
② ，读出电压表示数为U1。
③待测电阻的阻值表达式为Rx＝ 。
28．（9分）小明同学利用图甲所示的器材测量小灯泡的额定电功率，实验中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整；
（2）连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动到最 端位置。闭合开关后，他移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。
（3）本实验电路除了能测出小灯泡的功率，小明认为还能测出小灯泡灯丝的阻值，小华认为还能探究电流与电压的关系，你认为 同学的观点是错误的，理由是： 。
（4）同组的小惠同学也设计了一个电路，如图丙所示，也测出了该小灯泡的额定功率，其中定值电阻的阻值R＝10Ω，正确的操作过程如下：
①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1＝ A；
②只闭合开关S和S1， ，读出电流表示数为I2；
③用测量值I1、I2和小灯泡的额定电压U额表示小灯泡的额定功率，P额＝ 。（用已知物理量的符号表示）
六、计算题（本大题共3小题，共22分）
29．（6分）国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行，某同学计算他家天然气烧水的热效率，将2kg的水倒入烧水壶中，并测出水温为20℃，在一个标准大气压下，把水刚加热到100℃时，测出消耗天然气0.048m3，已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气热值约为q＝4.0×107J/m3。
求：（1）将这些水烧开，需吸收多少热量；
（2）在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量；
（3）他家天然气灶的效率。
30．（7分）某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V。图甲是其电路原理图。S0为温控开关，R1，R2为电热丝（阻值不变），某饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图像如图乙所示求：
（1）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能；
（2）饮水机处于保温挡时，通过R1的电流；
（3）R2的阻值。
31．（9分）如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R＝88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0＝20Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围为0～80Ω）和热敏电阻R1组成，R1阻值随温度变化的关系如下表所示。当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合而切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放而接通工作电路。
温度/℃
90
80
66
60
50
46
40
36
35
34
R1/Ω
10
20
40
50
70
80
100
120
130
150
（1）工作电路正常工作时，电热丝在1min内产生的热量是多少？
（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2接入电路的阻值为50Ω时，衔铁恰好被吸合，则控制电路的电源电压是多少？
（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？
2022-2023学年福建省莆田市城厢区文献中学九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题共14小题，每小题2分，共28分。每小题只有一个选项符合题意）
1．（2分）科技自立自强是国家发展的战略支撑，华为麒麟950芯片是华为有自主知识产权的芯片，制造芯片的主要材料是（ ）
A．导体 B．半导体 C．绝缘体 D．超导体
【分析】根据导电性的不同，材料可分为导体，半导体，绝缘体三大类，容易导电的物体叫导体，如：人体、大地、各种金属、石墨、酸碱盐的溶液等；
不容易导电的物体叫绝缘体，如：玻璃、陶瓷、橡胶、塑料等；
导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体，常见半导体材料有：锗、硅、砷化镓等。
【解答】解：芯片主要是由半导体材料制成的。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选：B。
【点评】本题考查半导体的应用，属于基础知识。
2．（2分）如图所示是四冲程汽油机工作的一个冲程，该冲程是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【分析】进气门、排气门关闭，活塞上移，据此判断是哪一个冲程。
【解答】解：由图可知，进气门、排气门都关闭，活塞上移，是压缩冲程。
故选：B。
【点评】本题考查了内燃机四个冲程的工作过程，属于基础知识。
3．（2分）下列四组物体中，都属于导体的一组是（ ）
A．玻璃棒、人体、大地 B．水银、保险丝、铁块
C．陶瓷、干木、塑料 D．石墨、橡胶、酸碱盐溶液
【分析】不容易导电的物体叫做绝缘体；容易导电的物体叫导体。
【解答】解：玻璃棒、陶瓷、干木、塑料、橡胶不容易导电，属于绝缘体；人体、大地、水银、保险丝、铁块、石墨、酸碱盐溶液容易导电，属于导体。故ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】此题考查了导体与绝缘体的辨析，属基础题目。
4．（2分）古时候人们常钻木取火，下列情境中改变内能的方式与其相同的是（ ）
A．吃饭时，金属勺放在热汤中会烫手
B．冬天，搓手可以使手暖和
C．发烧时，冷毛巾敷额头可以降温
D．夏天，喝冷饮使人感到凉爽
【分析】改变物体内能有两种方式：做功和热传递；做功主要有摩擦生热和压缩气体做功，做功实质是能量的转化；热传递是内能从一个物体转移到另一个物体，或者是从一个物体的高温部分传到低温部分，其实质是能的转移。
【解答】解：钻木取火时，克服摩擦做功，属于通过做功改变物体的内能；
A、吃饭时，金属勺放在热汤中会吸收热量，是通过热传递改变内能的，故A错误；
B、冬天搓手时，克服摩擦做功，属于通过做功改变物体的内能，故B正确；
C、发烧时，冷毛巾敷额头可以降温，是因为冷毛巾可以吸收热量，是通过热传递改变内能的，故C错误；
D、喝冷饮使人感到凉爽，冷饮会从人体吸收热量，是通过热传递改变内能的，故D错误。
故选：B。
【点评】做功和热传递是改变物体内能的两种方法，是等效的，但有着本质的区别：做功是能量转化的过程，是其他形式能和内能的转化；热传递是能量的转移过程，是内能从一个物体转移到另一个物体上。
5．（2分）两只小灯泡L1和L2连接在同一电路中，以下哪个特点可以确认两灯是并联的（ ）
A．两灯亮度不同 B．两灯两端的电压相等
C．通过两灯的电流相等 D．通过两灯的电流不相等
【分析】（1）灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率；
（2）两灯两端的电压相等，可能是并联也可能是串联；
（3）通过两灯的电流相等可能是串联也可能是并联；
（4）通过两灯的电流不相等一定是并联。
【解答】解：A、灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，两灯亮度不同，只能是实际功率不同，不能说明灯泡的串并联方式，故A错误；
B、并联电路两灯两端的电压一定相等，串联电路当两个灯泡的规格相同时两灯两端的电压也相等，故B错误；
C、串联电路通过两灯的电流一定相等，并联电路当两个灯泡的规格相同时通过两灯的电流也相等，故C错误；
D、通过两灯的电流不相等一定是并联，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串联电路、并联电路中电流的规律和电压的规律，会灵活应用电流和电压的特点进行分析。
6．（2分）如图所示的是某品牌的普通照明用LED灯的外包装盒，盒子上的三个数据指的是：指的是这只额定功率“3.5W”的LED灯，当它正常工作时和“7W”的节能灯或“32W”的白炽灯正常发光的亮度一样。若包装盒上所标注的LED灯、节能灯、白炽灯均正常发光时，下列说法正确的是（ ）
A．LED灯实际功率最大
B．电流通过LED灯做功最快
C．LED灯消耗的电能一定最少
D．相同时间内LED消耗的电能最少
【分析】电功率是指电流在单位时间内做功的多少，它是表示电流做功快慢的物理量；根据W＝Pt判断消耗电能的多少。
【解答】解：AB．由题意可知，LED灯、节能灯、白炽灯均正常发光时，3.5W＜7W＜32W，LED灯的实际功率最小，电流通过LED灯做功最慢，故AB错误；
CD．由P＝可得W＝Pt，则相同时间内LED消耗的电能最少，如果时间不确定，则无法确定做功多少，故D正确，C错误。
故选：D。
【点评】本题主要考查了电功率的概念和意义，要知道电功的多少与电功率和通电时间都有关系。
7．（2分）以下关于安全用电的说法，正确的是（ ）
A．用电壶烧水时，其金属外壳必须通过三孔插座接地
B．使用测电笔时，手不能接触笔上任何金属
C．保险丝熔断了，一定是电路中发生了短路
D．开关的塑料外壳是不带电的，用湿手拨动开关不会触电
【分析】（1）电壶等有金属外壳用电器一定要接地；
（2）使用测电笔时，手应该接触笔尾的金属体；
（3）在家庭电路中，如果电路出现短路或用电器总功率过大，会使电路中电流过大，使保险丝熔断；
（4）接在电路中的开关属于带电体，用湿手触摸时，可能会造成触电，十分危险。
【解答】解：
A、用电壶烧水时，其金属外壳必须通过三孔插座接地，以防外壳带电时危及人身安全，故A正确；
B、使用测电笔时，要用手接触测电笔笔尾的金属体，这样才能辨别火线和零线，故B错误；
C、保险丝熔断，说明电路中电流过大，其原因可能是电路中发生了短路或用电器总功率过大，故C错误；
D、开关的塑料外壳是不导电的，但用湿手拨动开关时可能会发生触电事故，故D错误。
故选：A。
【点评】本题主要考查了安全用电的基础知识，安全用电的原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。
8．（2分）用毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近甲、乙两个轻小物体，结果甲被排斥、乙被吸引。由此我们可以判定（ ）
A．甲带正电，乙带负电
B．甲带负电，乙带正电
C．甲带正电，乙不带电或带负电
D．甲带负电，乙不带电或带正电
【分析】与毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷是负电荷，用它去靠近甲和乙，可利用电荷间作用规律、带电体可以吸引轻小物体的性质确定物体的带电情况。
【解答】解：与毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷是负电荷，用它去靠近甲和乙，甲被排斥，根据同种电荷相互排斥的特点说明甲与橡胶棒带的是同种电荷，即甲带负电荷；
乙被吸引，根据异种电荷相互吸引和带电体具有吸引轻小物体的性质可知：乙可能带正电荷、也可能不带电。
故选：D。
【点评】本题考查电荷间相互作用的规律和带电体的性质，易错点是学生容易忽略带电体吸引轻小物体的性质。
9．（2分）如图所示，闭合开关S后，发现电灯L不亮，且保险丝没有熔断。用试电笔测试灯头的两端C、D，发现这两处都能使试电笔的氖管发光，再用试电笔测试B处氖管不发光。若电路中只有一处故障，则（ ）
A．AC段某处断路 B．BD段某处断路
C．电灯L断路 D．电灯L短路
【分析】解决此题要知道保险丝没有熔断，说明没有发生电流过大的情况；测量火线氖管发光，证明进户火线正常；测量零线不发光，说明零线也正常。
【解答】解：
A、AC段某处断路时，则试电笔接触D点时，氖管不发光，故A错误；
B、BD段某处断路，则试电笔接触CD点时，氖管发光，接触B点时不发光，故B正确；
C、电灯L断路，则试电笔接触D点时，氖管不发光，故C错误；
D、电灯L短路，则电源短路，电路中电流过大，保险丝会熔断，与题意不符，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查学生对家庭电路中故障的分析，需要掌握测电笔的使用方法。
10．（2分）学生发明了一款智能头盔，只有戴上头盔扣上卡扣后，头盔上的信号发射器才能发出信号，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），车才能正常启动，下列电路符合要求的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】根据电动车启动的条件分析两个开关与电动机的连接方式。
【解答】解：根据题意可知，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），车才能正常启动，这说明两个开关相互影响，是串联在一起的，一起控制电动机，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查了电路的设计，能判定出两个开关的连接方式是解题的关键。
11．（2分）如图所示电路，电源电压保持不变，开关S闭合后，在滑动变阻器滑片P向右移动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V的示数变大
B．电流表A1的示数变小
C．电压表V与电流表A1的示数之比不变
D．电压表V与电流表A的示数之比变小
【分析】由电路图可知，R1与R2并联，电压表V测电源的电压，电流表A1测R2支路的电流，电流表A测干路的电流。根据电源的电压可知滑片移动时电压表的示数不变，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R2的电流不变，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知该支路电流的变化，根据并联电路电流规律可知干路电流的变化。
【解答】解：由电路图可知，R1与R2并联，电压表V测电源的电压，电流表A1测R2支路的电流，电流表A测干路的电流；
A、因电源电压保持不变，所以，滑片移动时，电压表V的示数不变，故A错误；
B、因并联电路中各支路独立工作、互不影响，滑片移动时，通过R2的电流不变，即电流表A1的示数不变，故B错误；
C、电压表V示数不变，电流表A1的示数不变，电压表V与电流表A1的示数之比不变，故C正确；
D、当滑动变阻器滑片P向右移动的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，由I＝可知，该支路的电流变小，根据并联电路电流的规律可知，干路中电流变小，即电流表A的示数变小，电压表V示数不变，所以电压表V与电流表A的示数之比变大，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用，要注意各量之间的关系，不要颠倒。
12．（2分）我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器，电磁弹射器的弹射装置与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射装置内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力。下列实验中，与电磁弹射器工作原理一致的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】根据通电导体在磁场中受到磁场力的作用分析解答。
【解答】解：由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通过强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A、该实验为奥斯特实验，说明了电流周围存在着磁场，故A错误；
B、图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射器工作原理相同，故B正确；
CD、两个图中没有电源，闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，为电磁感应实验，故CD错误。
故选：B。
【点评】对于电磁学中的电流磁效应、磁场对通电导体有力的作用、电磁感应实验区分要注意条件。
13．（2分）灯泡L与定值电阻R的I﹣U图象如图所示。若将L与R串联在8V的电源上，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡的电阻是10Ω B．灯泡两端的电压是8V
C．电路中的电流是1.5A D．电路消耗的总功率是4W
【分析】由于R与L串联时通过它们的电流相等，电源电压等于两者两端的电压之和；根据图象读出符合的电流和电压，根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电压；利用P＝UI求消耗的总功率。
【解答】解：R与L串联在8V的电源两端时，因串联电路中各处的电流相等，且电源的电压等于各分电压之和，
所以，由图象可知，当电路中的电流为0.5A，电阻R两端的电压为5V，灯泡两端的电压为3V时符合，故BC错误；
则灯泡的电阻：RL＝＝＝6Ω；故A错误；
总功率P＝UI＝8V×0.5A＝4W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是根据图象读出电压和对应的电流值。
14．（2分）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。电源电压保持不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示。下列判断错误的是（ ）
A．R1的电阻为5Ω
B．R2的最大电阻为10Ω
C．电路消耗的最大功率为1.8W
D．R2消耗的最大功率为0.4W
【分析】由电路图可知，闭合开关S后，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑片位于a端时，变阻器接入电路中的电阻为零，电路的总电阻最小，电路中的电流最大，根据图乙读出电路中的最大电流，根据欧姆定律表示出电源的电压；当滑片位于b端时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路的总电阻最大，电路中的电流最小，根据图乙读出电路中的最小电流和电压表的示数，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压，然后联立等式即可求出R1的阻值和电源的电压；
（2）当电路中的电流最大时，电路消耗的总功率最大，根据P＝UI求出其大小；
（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻为R时，根据电阻的串联和P＝UI＝I2R表示出滑动变阻器消耗的电功率，根据表达式得出滑动变阻器消耗的电功率最大时接入电路中的电阻，然后求出其最大值。
【解答】解：由电路图可知，闭合开关S后，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
AB.当滑片位于a端时，变阻器接入电路中的电阻为零，电路的总电阻最小，电路中的电流最大，
由图乙可知，电路中的最大电流I大＝0.6A，
由I＝可得，电源的电压：U＝I大R1＝0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片位于b端时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路的总电阻最大，电路中的电流最小，
由图乙可知，电路中的最小电流I小＝0.2A，电压表的示数U2＝2V，
则滑动变阻器的最大阻值：R2＝＝＝10Ω，故B正确；
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＝I小R1+U2＝0.2A×R1+2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：R1＝5Ω，U＝3V，故A正确；
C.当电路中的电流最大时，电路消耗的总功率最大，则P大＝UI大＝3V×0.6A＝1.8W，故C正确；
D.当滑动变阻器接入电路中的电阻为R时，电路中的电流：I＝＝，
滑动变阻器消耗的电功率：P2＝I2R＝（）2R＝＝＝＝，
当R＝R1＝5Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，则P2大＝＝＝0.45W，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，从图像中获取有用的信息是关键，难点是滑动变阻器消耗电功率最大时的判断。
二、填空题（本大题共6小题，每空格1分，共12分）
15．（2分）“新冠肺炎”疫情期间，同学们每天走进教学楼，都会闻到消毒液的气味，这一现象说明了 分子在不停地做无规则运动 ；北方楼房中的“暖气”用水作为介质，主要是因为水的 比热容 较大。
【分析】组成物质的分子永不停息地做无规则运动；
因为水的比热容较大：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，据此分析。
【解答】解：组成物质的分子在不停地作无规则的运动，闻到消毒液的气味，说明分子在不停地做无规则运动；
因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，取暖效果好，所以暖气装置中用水来供热。
故答案为：分子在不停地做无规则运动；比热容。
【点评】本题考查了分子动理论和水的比热容大的应用，属于基础题。
16．（2分）2021年6月17日，神舟十二号载人飞船成功发射，并与我国空间站天和核心舱成功交会对接。航天员进驻空间站后通过 电磁波 与地面指挥中心传递信息。空间站可以利用太阳能电池板获得能量，太阳能是太阳内部的氢原子核发生 聚变 （选填“裂变”或“聚变”）释放出的核能。
【分析】（1）广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。
（2）太阳能是由于太阳内部氢原子核发生聚变释放出来的。
【解答】解：（1）由于太空中没有空气，声音无法传播，所以航天员进入空间站后利用电磁波与地面指挥中心传递信息；
（2）太阳能是太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变而释放出的能量。
故答案为：电磁波；聚变。
【点评】本题考查电磁波以及核聚变，难度不大。
17．（2分）手机电池充电时，电池相当于 用电器 （选填“电源”或“用电器”）。现有一款手机电池容量为4000mAh，电池电压为4V，充满电后，它储存的电能为 5.76×104 J。
【分析】（1）手机电池充电时，消耗电能，相当于用电器；
（2）知道充电宝的电池容量，即It的值，根据W＝UIt求出它充满电后储存的电能。
【解答】解：手机电池充电时，消耗电能，因此电池相当于用电器；
手机电池的容量为：4000mA•h＝4A•h，
它充满后大约储存的电能为：W＝UIt＝4V×4A×3600s＝5.76×104J。
故答案为：用电器；5.76×104。
【点评】本题考查了电能公式W＝UIt的运用，理解电池容量为I和t的乘积是解题的关键。
18．（2分）如图是小米设计的一种节能电梯工作原理图，R是一个力敏电阻，当电梯站上人后，力敏电阻受到的压力变大，阻值变小，电磁铁的磁性变 大 ，触点3与触点 2 （选填“1”或“2”）接触，电动机的转速变大，电梯从慢变快，从而达到物尽其用的目的。
【分析】从力敏电阻受到的压力大小→力敏电阻大小→控制电路电流大小→电磁铁磁性强弱→电磁铁对衔铁的作用→动触头3移动情况→工作电路中电流变化→电动机的转动速度。
【解答】解：力敏电阻的压力越大，电阻越小，控制电路中的电流越大，电磁铁的磁性越强，电磁铁吸引衔铁，使动触头3和静触头2接通，电动机和工作电路的电源接通，只有电动机接在电源时，工作电路的电流大，电动机转动加快。
故答案为：大；2。
【点评】本题通过力敏电阻变化，影响电磁铁磁性强弱变化，影响动触头的移动情况，影响工作电路的工作状态。
19．（2分）小玲家的电能表标有“1600imp/（kW•h）”，这表示每消耗1kW•h的电能，电能表上的指示灯闪烁1600次。若他只让热水器接入电路正常工作3min，指示灯闪烁160次，则热水器消耗的电能是 0.1 kW•h，该热水器的电功率是 2000 W。
【分析】1600imp/（kW•h）表示每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁1600次，据此求出闪烁160次消耗的电能，利用P＝求出热水器的额定功率。
【解答】解：因为1600imp/（kW•h）表示每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁1600次，
则指示灯闪烁160次，热水器消耗的电能：
W＝kW•h＝0.1kW•h＝3.6×105J，
t＝3min＝0.05h，
热水器的电功率：
P＝＝＝2kW＝2000W，
因为热水器正常工作，
所以热水器的额定功率：P额＝P＝2000W。
故答案为：0.1；2000。
【点评】本题考查了电能的求法以及电功率的计算，关键是电能表的参数的理解。
20．（2分）灯泡L1、L2分别标有“10V 10W”和“9V 5.4W”的字样，将它们串联使用时，电路两端允许加的最大电压值是 15 V；若将L1、L2并联在另一电源下工作，则L1和L2能够消耗的总功率最大值为 13.5 W。（不考虑灯丝电阻变化）
【分析】（1）根据P＝UI求出两灯的额定电流，再根据欧姆定律求出两灯泡的电阻；根据串联电路的电流特点可知，两灯泡串联时，电路中的最大电流为两灯泡额定电流中较小的，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路两端允许加的最大电压；
（2）根据并联电路的电压特点可知，两灯泡并联时，并联电路两端的最大电压为两灯泡额定电压中较小的，根据并联电路的特点和欧姆定律求出通过两灯泡的电流，根据并联电路的电流特点求出干路电流，根据P＝UI求出L1和L2能够消耗总功率的最大值。
【解答】解：（1）由P＝UI可得，两灯泡的额定电流分别为：
I1＝＝＝1A，I2＝＝＝0.6A，
由I＝可得，两灯泡的电阻分别为：
R1＝＝＝10Ω，R2＝＝＝15Ω；
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中允许通过的最大电流：I＝I2＝0.6A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路两端的电压：
U＝I（R1+R2）＝0.6A×（10Ω+15Ω）＝15V；
（2）并联电路中各支路两端的电压相等，两只灯泡并联时，电路中的最大电压U′＝U2＝9V，
由并联电路的特点可知，此时通过灯泡L2的电流为I2＝0.6A，
通过灯泡L1的电流I1′＝＝＝0.9A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，则干路最大电流：I′＝I1′+I2＝0.9A+0.6A＝1.5A，
则L1和L2能够消耗的总功率最大值：P并＝U′I′＝9V×1.5A＝13.5W。
故答案为：15；13.5。
【点评】本题考查电压、电流、功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是知道串联时允许通过的最大电流为两个额定电流里面最小的一个，两只电阻并联时，电压也选最小。
三、作图题（本大题共2小题，每小题2分，共4分）
21．（2分）如图，用笔画线代替导线，将各元件正确接入电路，其中开关只控制电灯。
【分析】电灯的连接方法：火线首先过开关，然后进入灯泡顶端的金属块，零线直接进入螺旋套；
三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。
【解答】解：火线首先过开关，然后进入灯泡顶端的金属块，零线直接进入螺旋套；
三孔插座的上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线，如图所示：
【点评】掌握家庭电路灯泡、开关、两孔插座、三孔插座、保险丝的接法，注重将物理知识联系生活实际。
22．（2分）如图，当闭合开关S后，用细线悬挂的条形磁体与通电螺线管相互吸引，请在图中虚线上标出磁感线的方向，并在括号内标出条形磁体左端的极性。
【分析】根据安培定则判定螺线管的极性；根据磁极间的相互作用（同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引）判断出条形磁体的N、S极。
【解答】解：电流从螺线管的右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管的右端为S极，左端为N极，根据在磁体外部，磁感线都是从N极出发回到S极可标出磁感线的方向，根据异名磁极相互吸引可知，条形磁铁的左端为N极，如图所示：
【点评】本题考查了安培定则的应用、磁极间的相互作用规律，属于基础题。
四、解答题（共1小题，满分4分）
23．（4分）如图所示是一种应急的取火方法，取出口香糖的锡纸，剪成“螺旋桨”的形状，中间要够窄，将锡纸条带锡的一面（亮面）接在电池的正负极，很快发现纸条中间最窄处先开始冒烟起火。请根据所学的物理知识解释这一现象。
【分析】金属都具有导电性；导线直接将电源连接起来的电路叫短路，短路时电路中的电流过大，由焦耳定律结合影响电阻大小的因素分析。
【解答】答：因为锡属于金属，因此具有导电性，将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，形成了电源短路，电路中的电流较大，根据决定导体电阻的因素，在长度和材料相同时，横截面积越小，电阻越大，由Q＝I2Rt可知，最窄处产生的热量多，纸条中间最窄处先达到锡纸的着火点而使之冒烟起火。
【点评】本题考查影响电阻大小的因素、焦耳定律及短路的知识，综合性较强。
五、实验题（本大题共5小题，共30分）
24．（5分）如图，在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中：
（1）在两个完全相同的烧杯中分别装入 质量 （选填“质量”或“体积”）、初温都相同的水和煤油，要完成该实验，除图甲、乙所示器材外，还需要的一个测量工具是 秒表 ；
（2）按照实验规范要求，加热5min，水吸收的热量 等于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量；
（3）根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图丙所示，如果“暖手宝”中装的储热液体要从两者当中选择，则应选 水 （选填“水”或“煤油”），由图象可得煤油的比热容为 2.1×103 J/（kg•℃）。
【分析】（1）（2）我们使用相同的酒精灯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：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；或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；
（3）根据描绘出的水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象得出加热5分钟（吸热相同）煤油和水升高的温度，根据比较吸热能力的方法确定哪种物质的比热容大；根据Q＝cmΔt分析；
根据Q＝cmΔt可知，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度之积为一定值，升高的温度与比热容成反比，据此得出煤油的比热容。
【解答】解：（1）根据比较不同物质吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，故用在两个完全相同的烧杯中分别装入质量初温都相同的水和煤油；根据转换法，通过加热时间的长短来比较吸热多少，故除图甲、乙所示器材外，还需要的一个测量工具是秒表；
（2）由转换法，按照实验规范要求，加热5min，水吸收的热量等于煤油吸收的热量；
（3）根据描绘出的水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象知，加热5分钟（吸热相同），煤油升高的温度为：
50℃﹣10℃＝40℃；
水升高的温度为：
30℃﹣10℃＝20℃；
根据比较吸热能力的方法，水的吸热能力强，水的比热容较大；根据Q＝cmΔt可知，在质量和降低温度相同的条件下，水放热多，故如果“暖手宝”中装的储热液体要从两者当中选择水；
根据Q＝cmΔt可知，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度之积为一定值，升高的温度与比热容成反比，则煤油的比热容为：
c＝×4.2×103J/（kg•℃）＝2.1×103J/（kg•℃）。
故答案为：（1）质量；秒表；（2）等于；（3）水；2.1×103。
【点评】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和Q＝cmΔt的运用，为热学中的重要实验。
25．（5分）某同学利用如图所示装置探究“感应电流产生的条件”
（1）如图，a、b两接线柱间应接入 电流计
（2）下列各种操作中，能使闭合电路产生电流的是 BD （多项选择）
A.保持导体静止，换用磁性更强的磁体
B.保持导体静止，使蹄形磁体水平向右运动
C.保持磁体静止，让导体在磁场中竖直向上运动
D.保持磁体静止，使导体向左上方运动
（3）实验发现，导体向左运动速度越快，感应电流越大，这说明感应电流大小与 导体运动速度 有关。
（4）探究完上述实验后，该同学在a、b两接线柱间换成 电源 就可以探究“磁场对电流的作用”的实验，接通电路后，导体向右运动，若要使导体向左运动，可以 改变电流方向或对调磁体N和S极 。
【分析】（1）电路中接入电流计，电流计指针发生偏转说明电路中有感应电流。
（2）产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中有感应电流产生。
（3）感应电流大小跟导体运动速度、导体的长度和磁场强弱有关。
（4）当电路中有电源，有磁场时，电流在磁场中会受到磁场的作用。
通电导体在磁场中运动方向跟电流方向和磁场方向有关，改变其中一个因素，导体运动方向改变，同时改变两个因素，导体的运动方向不变。
【解答】解：（1）电路中接入电流计，电流计指针发生偏转说明电路中有感应电流。
（2）A.保持导体静止，换用磁性更强的磁体，导体没有做切割磁感线运动，导体中没有感应电流产生。
B.保持导体静止，使蹄形磁体水平向右运动，闭合电路的一部分导体相对于磁体做切割磁感线运动，导体中有感应电流产生。
C.保持磁体静止，让导体在磁场中竖直向上运动，导体没有做切割磁感线运动，导体中没有感应电流产生。
D.保持磁体静止，使导体向左上方运动，闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，导体中有感应电流产生。
故BD操作，都能使闭合电路产生感应电流。
（3）实验发现，导体向左运动速度越快，感应电流越大，这说明感应电流大小与导体运动速度有关。
（4）探究完上述实验后，该同学在a、b两接线柱间换成电源，导体中有电流，通电导体在磁场中受到磁力而运动，可以探究“磁场对电流的作用”的实验。接通电路后，导体向右运动，通电导体在磁场中运动方向跟电流方向和磁场方向有关，若要使导体向左运动，可以改变电流方向或对调磁体N和S极。
故答案为：（1）电流计；（2）BD；（3）导体运动速度；（4）电源；改变电流方向或对调磁体N和S极。
【点评】本题考查了产生感应电流的条件、感应电流大小的影响因素、通电导体在磁场中受力运动的方向的影响因素等，综合性强。
26．（6分）用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压恒为6V，定值电阻R备有5Ω、10Ω、20Ω、40Ω各一个。
（1）连接电路时开关应该 断开 。
（2）将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，移动滑片P，发现电流表示数始终为零，电压表示数不为零，其原因可能是 定值电阻断路 。
（3）不改变滑动变阻器滑片的位置，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关后，为保证电压表示数与更换前相同，为 2 V，滑片P应向 左 （选填“左”或“右”）端滑动。
（4）实验中依次接入定值电阻，调节滑片使定值电阻两端电压相同，记下电流表读数，绘出电流I与电阻倒数的变化的图像如图乙所示，由图乙可得结论： 电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比 。
（5）为确保所给的定值电阻接入电路后都能正常进行实验，那么，滑动变阻器的最大阻值至少为 80 Ω。
【分析】（1）为了保护电路，连接电路时开关应断开；
（2）电流表无示数，可以判断出电路中出现了断路，然后根据电压表有示数确定出断路的位置；
（3）由图乙知，电流为0.4A时，对应的电阻的倒数＝0.2Ω﹣1，根据欧姆定律可知电阻两端的电压；
将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路，根据串联分压原理可知，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，据此确定滑片移动方向。
（4）由图乙知，电流与电阻倒数的关系图像是一条过原点的倾斜直线，所以在电压一定时，电流与电阻倒数成正比，据此得出结论；
（5）当定值电阻为5Ω时，电阻的倒数为＝0.2Ω﹣1，由图乙知，此时的电流为0.4A，电阻两端的电压为2V，根据串联电路电压的规律得出滑动变阻器分得的电压，
根据分压原理，当接入最大的40Ω电阻时，确定滑动变阻器连入电路中的电阻，据此分析。
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时开关应断开；
（2）电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，与电压表并联的定值电阻断路了；
（3）由图乙知，电流为0.4A时，对应的电阻的倒数＝0.2Ω﹣1，所以R＝5Ω，根据欧姆定律可知，电阻两端的电压UV＝IR＝0.4A×5Ω＝2V；
将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路，根据串联分压原理可知，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数与原来相同，为2V；
（4）由图乙知，电流与电阻倒数的关系图像是一条过原点的倾斜直线，所以在电压一定时，电流与电阻倒数成正比，所以电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；
（5）当定值电阻为5Ω时，电阻的倒数为＝0.2Ω﹣1，由图乙知，此时的电流为0.4A，电阻两端的电压为2V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压U滑＝U总﹣UV＝6V﹣2V＝4V，
滑动变阻器分得的电压为电阻两端的电压的倍，根据分压原理，当接入最大的40Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻R滑＝2R最大＝2×40Ω＝80Ω，
故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少80Ω的滑动变阻器。
故答案为：（1）断开；（2）定值电阻断路；（3）2；左；（4）电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（5）80。
【点评】本题为“探究电流与电阻的关系”的实验，考查注意事项、故障分析、实验操作、哦，欧姆定律的应用、实验结论、器材选择等知识。
27．（5分）小聪同学用伏安法测电阻，实验电路图如图甲所示。
（1）该实验的原理是： R＝ 。
（2）小聪同学按图所示的实验电路图正确连接电路，进行实验，某次实验中电压表的示数和电流表的示数如图乙所示，被测电阻Rx＝ 5 Ω。
（3）接下来移动滑动变阻器的滑片得出多组电压、电流数值，这样做的目的是： 求平均值减小误差 。
（4）实验中，如果电流表突然损坏，小聪又设计了一种方案，也测出了Rx的阻值。小聪设计了如图丙所示的电路对Rx的阻值进行测量，已知滑动变阻器的最大阻值为R，实验步骤如下。
①将滑动变阻器的滑片移至最左端时，电压表的读数为U。
② 将滑动变阻器的滑片移至最右端 ，读出电压表示数为U1。
③待测电阻的阻值表达式为Rx＝ 。
【分析】（1）伏安法测电阻的原理是：R＝；
（2）根据两表选用量程确定分度值读数，根据R＝算出被测电阻Rx的阻值；
（3）多次测量的目的：一是求平均值来减小误差，二是为了从不同情况中找到普遍规律，根据题意分析滑动变阻器的作用；
（4）将滑动变阻器的滑片移至最左端时，电压表的读数为U，将滑动变阻器的滑片移至最右端，读出电压表示数为U1，根据串联电路特点和R＝计算待测电阻的阻值。
【解答】解：（1）伏安法测电阻的原理是：R＝；
（2）由图乙可知，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2V；电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.4A，被测电阻Rx的阻值为：
R＝＝＝5Ω；
（3）移动滑动变阻器的滑片得出多组电压、电流数值，这样做的目的是求平均值减小误差；
（4）①将滑动变阻器的滑片移至最左端时，电压表的读数为U，此时电压表的读数U为未知电阻两端电压，也是电源电压；
②将滑动变阻器的滑片移至最右端，读出电压表示数为U1，此时滑动变阻器接入电路的电阻最大为R，滑动变阻器和待测电阻串联，电压表测量待测电阻两端电压；
③滑动变阻器两端的电压为：U滑＝U﹣U1，
通过电流中的电流为：I′＝＝，
待测电阻的阻值为：Rx＝＝＝。
故答案为：（1）R＝；（2）5；（3）求平均值减小误差；（4）将滑动变阻器的滑片移至最右端；。
【点评】本题主要考查了伏安法测量电阻，缺少电流表测量电阻是本题的难点。
28．（9分）小明同学利用图甲所示的器材测量小灯泡的额定电功率，实验中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整；
（2）连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动到最 左 端位置。闭合开关后，他移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 0.7 W。
（3）本实验电路除了能测出小灯泡的功率，小明认为还能测出小灯泡灯丝的阻值，小华认为还能探究电流与电压的关系，你认为 小华 同学的观点是错误的，理由是： 灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值 。
（4）同组的小惠同学也设计了一个电路，如图丙所示，也测出了该小灯泡的额定功率，其中定值电阻的阻值R＝10Ω，正确的操作过程如下：
①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1＝ 0.25 A；
②只闭合开关S和S1， 断开S2 ，读出电流表示数为I2；
③用测量值I1、I2和小灯泡的额定电压U额表示小灯泡的额定功率，P额＝ U额（I2﹣I1） 。（用已知物理量的符号表示）
【分析】（1）本实验中，电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联，根据灯泡额定电压确定电压表量程；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动到最大值处；由乙图先判断出电流表的量程和分度值，然后读出灯泡正常发光的电流，由P＝UI计算灯泡的额定功率；
（3）根据欧姆定律有R＝分析，探究电流与电压的关系时要控制电阻的电压不变，根据灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值分析；
（4）由电路图可知，电路中无电压表，只有电流表；要测2.5V的小灯泡L的额定功率，可根据并联电路各支路两端的电压相等进行设计电路；即调节滑动变阻器接入电路的电阻，使R与电流表示数的乘积为2.5V，再用电流表测出干路电流，根据并联电路的电流特点求出通过灯泡的电流，最后利用P＝UI求出灯泡的额定功率。
【解答】解：（1）测灯泡额定功率的实验中，小灯泡电流一般小于0.6A，电流表可使用0﹣0.6A量程，应与灯泡串联，灯泡的额定电压2.5V，所以电压表使用0﹣3V与灯泡并联，如图所示：
（2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动到最左端；
由图乙知，小灯泡正常发光的电流为0.28A，则小灯泡的额定功率P额＝U额I＝2.5V×0.28A＝0.7W，
（3）根据欧姆定律有R＝，故本实验电路除了能测出小灯泡的功率，还能测出小灯泡灯丝的阻值；
探究电流与电压的关系时要控制电阻的电压不变，灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，故小华同学的观点是错误的；
（4）由实验电路图可知主要测量步骤：
①闭合开关S和S2，断开S1，调节滑动变阻器使R，使电流表示数I1＝＝＝0.25A；
②闭合开关S和S1，断开开关S2，保持滑动变阻器的阻值不变，记录此时电流表的示数为I2；
③通过灯泡的电流IL＝I2﹣I1，则灯泡L的额定功率P＝U额（I2﹣I1）。
故答案为：（1）见上图；（2）左；0.7；（3）小华；灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值；（4）①0.25；②断开S2；③U额（I2﹣I1）。
【点评】本题是测小灯泡额定电功率的实验，考查了实物电路的连接、电流表的读数、电阻和电功率计算等。特殊方法测电功率时，只有一个电表，关键是要能借助已知阻值的电阻和电表间接得到灯泡正常发光的电流或者电压，难度一般。
六、计算题（本大题共3小题，共22分）
29．（6分）国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行，某同学计算他家天然气烧水的热效率，将2kg的水倒入烧水壶中，并测出水温为20℃，在一个标准大气压下，把水刚加热到100℃时，测出消耗天然气0.048m3，已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气热值约为q＝4.0×107J/m3。
求：（1）将这些水烧开，需吸收多少热量；
（2）在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量；
（3）他家天然气灶的效率。
【分析】（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式Q吸＝cm（t﹣t0）求水吸收的热量（有用能量）；
（2）知道使用天然气的体积、天然气的热值，利用Q放＝qV求天然气完全燃烧放出的热量（总能量）；
（3）天然气灶的效率等于水吸收的热量与天然气完全燃烧放出的热量之比。
【解答】解：
（1）水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝qV＝4.0×107J/m3×0.048m3＝1.92×106J；
（3）他家天然气灶的效率：
η＝×100%＝×100%＝35%。
答：（1）将这些水烧开，需吸收6.72×105J的热量；
（2）在这种情况下，燃烧的天然气放出了1.92×106J的热量；
（3）他家天然气灶的效率为35%。
【点评】本题考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用，注意：固体和液体的热值单位为J/kg，气体燃料的热值单位为J/m3。
30．（7分）某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V。图甲是其电路原理图。S0为温控开关，R1，R2为电热丝（阻值不变），某饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图像如图乙所示求：
（1）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能；
（2）饮水机处于保温挡时，通过R1的电流；
（3）R2的阻值。
【分析】（1）根据图乙判断出加热挡的功率和加热时间，根据W＝Pt算出饮水机处于加热挡阶段消耗的电能；
（2）当开关S、S0闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，根据P＝可知，饮水机的总功率最大，此时为加热状态；
当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，饮水机处于保温状态；
根据图乙判断出保温挡的功率，根据P＝UI算出保温挡时通过R1的电流；
（3）当开关S、S0闭合时，两电阻并联，电路中的总电阻最小，根据P＝分析电路功率大小可知饮水机处于哪种工作状态；饮水机保温时电路为R1的简单电路，饮水机加热时R1与R2并联，饮水机加热功率减去保温功率即为R2的电功率，根据并联电路的电压特点和P＝求出R2的阻值。
【解答】解：
（1）由图乙知，加热挡的功率为P加热＝484W，加热时间为t＝5min＝300s，
饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为：W＝P加热t＝484W×300s＝1.452×105J；
（2）当开关S、S0闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，根据P＝可知，饮水机的总功率最大，此时为加热状态；
当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，饮水机处于保温状态；
根据图乙知保温挡的功率为44W，
根据P＝UI知，保温挡时通过R1的电流为：
I＝＝＝0.2A；
（3）因电路的总功率等于各用电器功率之和，
所以，加热时电阻丝R2的电功率：
P2＝P加热﹣P1＝P加热﹣P保温＝484W﹣44W＝440W，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
由P＝可得，电阻R2的阻值：
R2＝＝＝110Ω。
答：（1）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为1.452×105J；
（2）饮水机处于保温挡时，通过R1的电流为0.2A；
（3）R2的阻值为110Ω。
【点评】本题考查了并联电路的特点和电功率公式的灵活运用，关键是知道加热功率为两电阻并联；要注意开关闭合时电路中电阻的大小和有用信息的搜集。
31．（9分）如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R＝88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0＝20Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围为0～80Ω）和热敏电阻R1组成，R1阻值随温度变化的关系如下表所示。当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合而切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放而接通工作电路。
温度/℃
90
80
66
60
50
46
40
36
35
34
R1/Ω
10
20
40
50
70
80
100
120
130
150
（1）工作电路正常工作时，电热丝在1min内产生的热量是多少？
（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2接入电路的阻值为50Ω时，衔铁恰好被吸合，则控制电路的电源电压是多少？
（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？
【分析】（1）已知工作电路的电压和电热丝阻值，根据Q＝W＝t计算电热丝在1min内产生的热量；
（2）根据电阻的串联求出电路的总电阻，衔铁恰好被吸合，得出控制电路电流，由欧姆定律得出控制电路的电源电压；
（3）当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路，由欧姆定律求出电路的最大总电阻；滑动变阻器R2取值范围0～80Ω，根据串联电阻的规律求出最小的热敏电阻最小（温度最高），由表中数据知可控制的最高温度；
当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路，由欧姆定律得出电路的总电阻最小；
滑动变阻器R2（取值范围0～80Ω）的最小电阻为0，根据串联电阻的规律求出热敏电阻最大，从而得出最低温度。
【解答】解：（1）由题知，工作电路由电压为220V的电源和阻值R＝88Ω的电热丝组成，
则R在1min内产生的热量为：
Q＝W＝t＝×60s＝3.3×104J；
（2）当温度为60℃时，由表格数据可知，热敏电阻R1＝50Ω，且此时滑动变阻器接入电路的阻值R2＝50Ω，线圈电阻R0＝20Ω，
则控制电路的总电阻为：
R总＝R1+R2+R0＝50Ω+50Ω+20Ω＝120Ω
此时衔铁恰好被吸合，则控制电路的电流为：
I＝50mA＝0.05A
控制电路的电压：
U＝IR总＝0.05A×120Ω＝6V；
（3）当控制电路电流I＝50mA，控制电路的总电阻最大为：
R最大＝＝＝120Ω，
衔铁被吸合切断工作电路，当滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω时，热敏电阻R1的阻值最小（此时温度最高）：
R1＝R最大﹣R2﹣R0＝120Ω﹣80Ω﹣20Ω＝20Ω，由表中数据知可控制的最高温度为80℃；
当控制电路电流为40mA时，衔铁被释放接通工作电路，控制电路的总电阻最小为：
R最小＝＝＝150Ω，
当滑动变阻器R2的最小阻值为0时，热敏电阻R1的阻值最大（此时温度最低）：
R1'＝R最小﹣R0＝150Ω﹣20Ω＝130Ω，
由表中数据知可控制的最低温度为35℃，
所以此装置可控制的温度最大范围是：35℃～80℃。
答：（1）工作电路正常工作时，电热丝在1min内产生的热量是3.3×104J；
（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2接入电路的阻值为50Ω时，衔铁恰好被吸合，则控制电路的电源电压是6V；
（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是35℃～80℃。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律的运用以及电热公式的和电磁铁的运用，关键是从题目中获取有用的信息。
2022-2023学年福建省莆田市城厢区文献中学九年级（上）期末物理试卷
一、选择题（本大题共14小题，每小题2分，共28分。每小题只有一个选项符合题意）
1．（2分）科技自立自强是国家发展的战略支撑，华为麒麟950芯片是华为有自主知识产权的芯片，制造芯片的主要材料是（ ）
A．导体 B．半导体 C．绝缘体 D．超导体
2．（2分）如图所示是四冲程汽油机工作的一个冲程，该冲程是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
3．（2分）下列四组物体中，都属于导体的一组是（ ）
A．玻璃棒、人体、大地 B．水银、保险丝、铁块
C．陶瓷、干木、塑料 D．石墨、橡胶、酸碱盐溶液
4．（2分）古时候人们常钻木取火，下列情境中改变内能的方式与其相同的是（ ）
A．吃饭时，金属勺放在热汤中会烫手
B．冬天，搓手可以使手暖和
C．发烧时，冷毛巾敷额头可以降温
D．夏天，喝冷饮使人感到凉爽
5．（2分）两只小灯泡L1和L2连接在同一电路中，以下哪个特点可以确认两灯是并联的（ ）
A．两灯亮度不同 B．两灯两端的电压相等
C．通过两灯的电流相等 D．通过两灯的电流不相等
6．（2分）如图所示的是某品牌的普通照明用LED灯的外包装盒，盒子上的三个数据指的是：指的是这只额定功率“3.5W”的LED灯，当它正常工作时和“7W”的节能灯或“32W”的白炽灯正常发光的亮度一样。若包装盒上所标注的LED灯、节能灯、白炽灯均正常发光时，下列说法正确的是（ ）
A．LED灯实际功率最大
B．电流通过LED灯做功最快
C．LED灯消耗的电能一定最少
D．相同时间内LED消耗的电能最少
7．（2分）以下关于安全用电的说法，正确的是（ ）
A．用电壶烧水时，其金属外壳必须通过三孔插座接地
B．使用测电笔时，手不能接触笔上任何金属
C．保险丝熔断了，一定是电路中发生了短路
D．开关的塑料外壳是不带电的，用湿手拨动开关不会触电
8．（2分）用毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近甲、乙两个轻小物体，结果甲被排斥、乙被吸引。由此我们可以判定（ ）
A．甲带正电，乙带负电
B．甲带负电，乙带正电
C．甲带正电，乙不带电或带负电
D．甲带负电，乙不带电或带正电
9．（2分）如图所示，闭合开关S后，发现电灯L不亮，且保险丝没有熔断。用试电笔测试灯头的两端C、D，发现这两处都能使试电笔的氖管发光，再用试电笔测试B处氖管不发光。若电路中只有一处故障，则（ ）
A．AC段某处断路 B．BD段某处断路
C．电灯L断路 D．电灯L短路
10．（2分）学生发明了一款智能头盔，只有戴上头盔扣上卡扣后，头盔上的信号发射器才能发出信号，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），车才能正常启动，下列电路符合要求的是（ ）
A．
B．
C．
D．
11．（2分）如图所示电路，电源电压保持不变，开关S闭合后，在滑动变阻器滑片P向右移动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V的示数变大
B．电流表A1的示数变小
C．电压表V与电流表A1的示数之比不变
D．电压表V与电流表A的示数之比变小
12．（2分）我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器，电磁弹射器的弹射装置与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射装置内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力。下列实验中，与电磁弹射器工作原理一致的是（ ）
A．
B．
C．
D．
13．（2分）灯泡L与定值电阻R的I﹣U图象如图所示。若将L与R串联在8V的电源上，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡的电阻是10Ω B．灯泡两端的电压是8V
C．电路中的电流是1.5A D．电路消耗的总功率是4W
14．（2分）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。电源电压保持不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示。下列判断错误的是（ ）
A．R1的电阻为5Ω
B．R2的最大电阻为10Ω
C．电路消耗的最大功率为1.8W
D．R2消耗的最大功率为0.4W
二、填空题（本大题共6小题，每空格1分，共12分）
15．（2分）“新冠肺炎”疫情期间，同学们每天走进教学楼，都会闻到消毒液的气味，这一现象说明了 ；北方楼房中的“暖气”用水作为介质，主要是因为水的 较大。
16．（2分）2021年6月17日，神舟十二号载人飞船成功发射，并与我国空间站天和核心舱成功交会对接。航天员进驻空间站后通过 与地面指挥中心传递信息。空间站可以利用太阳能电池板获得能量，太阳能是太阳内部的氢原子核发生 （选填“裂变”或“聚变”）释放出的核能。
17．（2分）手机电池充电时，电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）。现有一款手机电池容量为4000mAh，电池电压为4V，充满电后，它储存的电能为 J。
18．（2分）如图是小米设计的一种节能电梯工作原理图，R是一个力敏电阻，当电梯站上人后，力敏电阻受到的压力变大，阻值变小，电磁铁的磁性变 ，触点3与触点 （选填“1”或“2”）接触，电动机的转速变大，电梯从慢变快，从而达到物尽其用的目的。
19．（2分）小玲家的电能表标有“1600imp/（kW•h）”，这表示每消耗1kW•h的电能，电能表上的指示灯闪烁1600次。若他只让热水器接入电路正常工作3min，指示灯闪烁160次，则热水器消耗的电能是 kW•h，该热水器的电功率是 W。
20．（2分）灯泡L1、L2分别标有“10V 10W”和“9V 5.4W”的字样，将它们串联使用时，电路两端允许加的最大电压值是 V；若将L1、L2并联在另一电源下工作，则L1和L2能够消耗的总功率最大值为 W。（不考虑灯丝电阻变化）
三、作图题（本大题共2小题，每小题2分，共4分）
21．（2分）如图，用笔画线代替导线，将各元件正确接入电路，其中开关只控制电灯。
22．（2分）如图，当闭合开关S后，用细线悬挂的条形磁体与通电螺线管相互吸引，请在图中虚线上标出磁感线的方向，并在括号内标出条形磁体左端的极性。
四、解答题（共1小题，满分4分）
23．（4分）如图所示是一种应急的取火方法，取出口香糖的锡纸，剪成“螺旋桨”的形状，中间要够窄，将锡纸条带锡的一面（亮面）接在电池的正负极，很快发现纸条中间最窄处先开始冒烟起火。请根据所学的物理知识解释这一现象。
五、实验题（本大题共5小题，共30分）
24．（5分）如图，在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中：
（1）在两个完全相同的烧杯中分别装入 （选填“质量”或“体积”）、初温都相同的水和煤油，要完成该实验，除图甲、乙所示器材外，还需要的一个测量工具是 ；
（2）按照实验规范要求，加热5min，水吸收的热量 （选填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量；
（3）根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图丙所示，如果“暖手宝”中装的储热液体要从两者当中选择，则应选 （选填“水”或“煤油”），由图象可得煤油的比热容为 J/（kg•℃）。
25．（5分）某同学利用如图所示装置探究“感应电流产生的条件”
（1）如图，a、b两接线柱间应接入
（2）下列各种操作中，能使闭合电路产生电流的是 （多项选择）
A.保持导体静止，换用磁性更强的磁体
B.保持导体静止，使蹄形磁体水平向右运动
C.保持磁体静止，让导体在磁场中竖直向上运动
D.保持磁体静止，使导体向左上方运动
（3）实验发现，导体向左运动速度越快，感应电流越大，这说明感应电流大小与 有关。
（4）探究完上述实验后，该同学在a、b两接线柱间换成 就可以探究“磁场对电流的作用”的实验，接通电路后，导体向右运动，若要使导体向左运动，可以 。
26．（6分）用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压恒为6V，定值电阻R备有5Ω、10Ω、20Ω、40Ω各一个。
（1）连接电路时开关应该 。
（2）将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，移动滑片P，发现电流表示数始终为零，电压表示数不为零，其原因可能是 。
（3）不改变滑动变阻器滑片的位置，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关后，为保证电压表示数与更换前相同，为 V，滑片P应向 （选填“左”或“右”）端滑动。
（4）实验中依次接入定值电阻，调节滑片使定值电阻两端电压相同，记下电流表读数，绘出电流I与电阻倒数的变化的图像如图乙所示，由图乙可得结论： 。
（5）为确保所给的定值电阻接入电路后都能正常进行实验，那么，滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
27．（5分）小聪同学用伏安法测电阻，实验电路图如图甲所示。
（1）该实验的原理是： 。
（2）小聪同学按图所示的实验电路图正确连接电路，进行实验，某次实验中电压表的示数和电流表的示数如图乙所示，被测电阻Rx＝ Ω。
（3）接下来移动滑动变阻器的滑片得出多组电压、电流数值，这样做的目的是： 。
（4）实验中，如果电流表突然损坏，小聪又设计了一种方案，也测出了Rx的阻值。小聪设计了如图丙所示的电路对Rx的阻值进行测量，已知滑动变阻器的最大阻值为R，实验步骤如下。
①将滑动变阻器的滑片移至最左端时，电压表的读数为U。
② ，读出电压表示数为U1。
③待测电阻的阻值表达式为Rx＝ 。
28．（9分）小明同学利用图甲所示的器材测量小灯泡的额定电功率，实验中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整；
（2）连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动到最 端位置。闭合开关后，他移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。
（3）本实验电路除了能测出小灯泡的功率，小明认为还能测出小灯泡灯丝的阻值，小华认为还能探究电流与电压的关系，你认为 同学的观点是错误的，理由是： 。
（4）同组的小惠同学也设计了一个电路，如图丙所示，也测出了该小灯泡的额定功率，其中定值电阻的阻值R＝10Ω，正确的操作过程如下：
①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1＝ A；
②只闭合开关S和S1， ，读出电流表示数为I2；
③用测量值I1、I2和小灯泡的额定电压U额表示小灯泡的额定功率，P额＝ 。（用已知物理量的符号表示）
六、计算题（本大题共3小题，共22分）
29．（6分）国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行，某同学计算他家天然气烧水的热效率，将2kg的水倒入烧水壶中，并测出水温为20℃，在一个标准大气压下，把水刚加热到100℃时，测出消耗天然气0.048m3，已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气热值约为q＝4.0×107J/m3。
求：（1）将这些水烧开，需吸收多少热量；
（2）在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量；
（3）他家天然气灶的效率。
30．（7分）某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V。图甲是其电路原理图。S0为温控开关，R1，R2为电热丝（阻值不变），某饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图像如图乙所示求：
（1）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能；
（2）饮水机处于保温挡时，通过R1的电流；
（3）R2的阻值。
31．（9分）如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R＝88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0＝20Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围为0～80Ω）和热敏电阻R1组成，R1阻值随温度变化的关系如下表所示。当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合而切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放而接通工作电路。
温度/℃
90
80
66
60
50
46
40
36
35
34
R1/Ω
10
20
40
50
70
80
100
120
130
150
（1）工作电路正常工作时，电热丝在1min内产生的热量是多少？
（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2接入电路的阻值为50Ω时，衔铁恰好被吸合，则控制电路的电源电压是多少？
（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？
2022-2023学年福建省莆田市城厢区文献中学九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题共14小题，每小题2分，共28分。每小题只有一个选项符合题意）
1．（2分）科技自立自强是国家发展的战略支撑，华为麒麟950芯片是华为有自主知识产权的芯片，制造芯片的主要材料是（ ）
A．导体 B．半导体 C．绝缘体 D．超导体
【分析】根据导电性的不同，材料可分为导体，半导体，绝缘体三大类，容易导电的物体叫导体，如：人体、大地、各种金属、石墨、酸碱盐的溶液等；
不容易导电的物体叫绝缘体，如：玻璃、陶瓷、橡胶、塑料等；
导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体，常见半导体材料有：锗、硅、砷化镓等。
【解答】解：芯片主要是由半导体材料制成的。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选：B。
【点评】本题考查半导体的应用，属于基础知识。
2．（2分）如图所示是四冲程汽油机工作的一个冲程，该冲程是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【分析】进气门、排气门关闭，活塞上移，据此判断是哪一个冲程。
【解答】解：由图可知，进气门、排气门都关闭，活塞上移，是压缩冲程。
故选：B。
【点评】本题考查了内燃机四个冲程的工作过程，属于基础知识。
3．（2分）下列四组物体中，都属于导体的一组是（ ）
A．玻璃棒、人体、大地 B．水银、保险丝、铁块
C．陶瓷、干木、塑料 D．石墨、橡胶、酸碱盐溶液
【分析】不容易导电的物体叫做绝缘体；容易导电的物体叫导体。
【解答】解：玻璃棒、陶瓷、干木、塑料、橡胶不容易导电，属于绝缘体；人体、大地、水银、保险丝、铁块、石墨、酸碱盐溶液容易导电，属于导体。故ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】此题考查了导体与绝缘体的辨析，属基础题目。
4．（2分）古时候人们常钻木取火，下列情境中改变内能的方式与其相同的是（ ）
A．吃饭时，金属勺放在热汤中会烫手
B．冬天，搓手可以使手暖和
C．发烧时，冷毛巾敷额头可以降温
D．夏天，喝冷饮使人感到凉爽
【分析】改变物体内能有两种方式：做功和热传递；做功主要有摩擦生热和压缩气体做功，做功实质是能量的转化；热传递是内能从一个物体转移到另一个物体，或者是从一个物体的高温部分传到低温部分，其实质是能的转移。
【解答】解：钻木取火时，克服摩擦做功，属于通过做功改变物体的内能；
A、吃饭时，金属勺放在热汤中会吸收热量，是通过热传递改变内能的，故A错误；
B、冬天搓手时，克服摩擦做功，属于通过做功改变物体的内能，故B正确；
C、发烧时，冷毛巾敷额头可以降温，是因为冷毛巾可以吸收热量，是通过热传递改变内能的，故C错误；
D、喝冷饮使人感到凉爽，冷饮会从人体吸收热量，是通过热传递改变内能的，故D错误。
故选：B。
【点评】做功和热传递是改变物体内能的两种方法，是等效的，但有着本质的区别：做功是能量转化的过程，是其他形式能和内能的转化；热传递是能量的转移过程，是内能从一个物体转移到另一个物体上。
5．（2分）两只小灯泡L1和L2连接在同一电路中，以下哪个特点可以确认两灯是并联的（ ）
A．两灯亮度不同 B．两灯两端的电压相等
C．通过两灯的电流相等 D．通过两灯的电流不相等
【分析】（1）灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率；
（2）两灯两端的电压相等，可能是并联也可能是串联；
（3）通过两灯的电流相等可能是串联也可能是并联；
（4）通过两灯的电流不相等一定是并联。
【解答】解：A、灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，两灯亮度不同，只能是实际功率不同，不能说明灯泡的串并联方式，故A错误；
B、并联电路两灯两端的电压一定相等，串联电路当两个灯泡的规格相同时两灯两端的电压也相等，故B错误；
C、串联电路通过两灯的电流一定相等，并联电路当两个灯泡的规格相同时通过两灯的电流也相等，故C错误；
D、通过两灯的电流不相等一定是并联，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串联电路、并联电路中电流的规律和电压的规律，会灵活应用电流和电压的特点进行分析。
6．（2分）如图所示的是某品牌的普通照明用LED灯的外包装盒，盒子上的三个数据指的是：指的是这只额定功率“3.5W”的LED灯，当它正常工作时和“7W”的节能灯或“32W”的白炽灯正常发光的亮度一样。若包装盒上所标注的LED灯、节能灯、白炽灯均正常发光时，下列说法正确的是（ ）
A．LED灯实际功率最大
B．电流通过LED灯做功最快
C．LED灯消耗的电能一定最少
D．相同时间内LED消耗的电能最少
【分析】电功率是指电流在单位时间内做功的多少，它是表示电流做功快慢的物理量；根据W＝Pt判断消耗电能的多少。
【解答】解：AB．由题意可知，LED灯、节能灯、白炽灯均正常发光时，3.5W＜7W＜32W，LED灯的实际功率最小，电流通过LED灯做功最慢，故AB错误；
CD．由P＝可得W＝Pt，则相同时间内LED消耗的电能最少，如果时间不确定，则无法确定做功多少，故D正确，C错误。
故选：D。
【点评】本题主要考查了电功率的概念和意义，要知道电功的多少与电功率和通电时间都有关系。
7．（2分）以下关于安全用电的说法，正确的是（ ）
A．用电壶烧水时，其金属外壳必须通过三孔插座接地
B．使用测电笔时，手不能接触笔上任何金属
C．保险丝熔断了，一定是电路中发生了短路
D．开关的塑料外壳是不带电的，用湿手拨动开关不会触电
【分析】（1）电壶等有金属外壳用电器一定要接地；
（2）使用测电笔时，手应该接触笔尾的金属体；
（3）在家庭电路中，如果电路出现短路或用电器总功率过大，会使电路中电流过大，使保险丝熔断；
（4）接在电路中的开关属于带电体，用湿手触摸时，可能会造成触电，十分危险。
【解答】解：
A、用电壶烧水时，其金属外壳必须通过三孔插座接地，以防外壳带电时危及人身安全，故A正确；
B、使用测电笔时，要用手接触测电笔笔尾的金属体，这样才能辨别火线和零线，故B错误；
C、保险丝熔断，说明电路中电流过大，其原因可能是电路中发生了短路或用电器总功率过大，故C错误；
D、开关的塑料外壳是不导电的，但用湿手拨动开关时可能会发生触电事故，故D错误。
故选：A。
【点评】本题主要考查了安全用电的基础知识，安全用电的原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。
8．（2分）用毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近甲、乙两个轻小物体，结果甲被排斥、乙被吸引。由此我们可以判定（ ）
A．甲带正电，乙带负电
B．甲带负电，乙带正电
C．甲带正电，乙不带电或带负电
D．甲带负电，乙不带电或带正电
【分析】与毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷是负电荷，用它去靠近甲和乙，可利用电荷间作用规律、带电体可以吸引轻小物体的性质确定物体的带电情况。
【解答】解：与毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷是负电荷，用它去靠近甲和乙，甲被排斥，根据同种电荷相互排斥的特点说明甲与橡胶棒带的是同种电荷，即甲带负电荷；
乙被吸引，根据异种电荷相互吸引和带电体具有吸引轻小物体的性质可知：乙可能带正电荷、也可能不带电。
故选：D。
【点评】本题考查电荷间相互作用的规律和带电体的性质，易错点是学生容易忽略带电体吸引轻小物体的性质。
9．（2分）如图所示，闭合开关S后，发现电灯L不亮，且保险丝没有熔断。用试电笔测试灯头的两端C、D，发现这两处都能使试电笔的氖管发光，再用试电笔测试B处氖管不发光。若电路中只有一处故障，则（ ）
A．AC段某处断路 B．BD段某处断路
C．电灯L断路 D．电灯L短路
【分析】解决此题要知道保险丝没有熔断，说明没有发生电流过大的情况；测量火线氖管发光，证明进户火线正常；测量零线不发光，说明零线也正常。
【解答】解：
A、AC段某处断路时，则试电笔接触D点时，氖管不发光，故A错误；
B、BD段某处断路，则试电笔接触CD点时，氖管发光，接触B点时不发光，故B正确；
C、电灯L断路，则试电笔接触D点时，氖管不发光，故C错误；
D、电灯L短路，则电源短路，电路中电流过大，保险丝会熔断，与题意不符，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查学生对家庭电路中故障的分析，需要掌握测电笔的使用方法。
10．（2分）学生发明了一款智能头盔，只有戴上头盔扣上卡扣后，头盔上的信号发射器才能发出信号，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），车才能正常启动，下列电路符合要求的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】根据电动车启动的条件分析两个开关与电动机的连接方式。
【解答】解：根据题意可知，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），车才能正常启动，这说明两个开关相互影响，是串联在一起的，一起控制电动机，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查了电路的设计，能判定出两个开关的连接方式是解题的关键。
11．（2分）如图所示电路，电源电压保持不变，开关S闭合后，在滑动变阻器滑片P向右移动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V的示数变大
B．电流表A1的示数变小
C．电压表V与电流表A1的示数之比不变
D．电压表V与电流表A的示数之比变小
【分析】由电路图可知，R1与R2并联，电压表V测电源的电压，电流表A1测R2支路的电流，电流表A测干路的电流。根据电源的电压可知滑片移动时电压表的示数不变，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R2的电流不变，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知该支路电流的变化，根据并联电路电流规律可知干路电流的变化。
【解答】解：由电路图可知，R1与R2并联，电压表V测电源的电压，电流表A1测R2支路的电流，电流表A测干路的电流；
A、因电源电压保持不变，所以，滑片移动时，电压表V的示数不变，故A错误；
B、因并联电路中各支路独立工作、互不影响，滑片移动时，通过R2的电流不变，即电流表A1的示数不变，故B错误；
C、电压表V示数不变，电流表A1的示数不变，电压表V与电流表A1的示数之比不变，故C正确；
D、当滑动变阻器滑片P向右移动的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，由I＝可知，该支路的电流变小，根据并联电路电流的规律可知，干路中电流变小，即电流表A的示数变小，电压表V示数不变，所以电压表V与电流表A的示数之比变大，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用，要注意各量之间的关系，不要颠倒。
12．（2分）我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器，电磁弹射器的弹射装置与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射装置内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力。下列实验中，与电磁弹射器工作原理一致的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】根据通电导体在磁场中受到磁场力的作用分析解答。
【解答】解：由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通过强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A、该实验为奥斯特实验，说明了电流周围存在着磁场，故A错误；
B、图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射器工作原理相同，故B正确；
CD、两个图中没有电源，闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，为电磁感应实验，故CD错误。
故选：B。
【点评】对于电磁学中的电流磁效应、磁场对通电导体有力的作用、电磁感应实验区分要注意条件。
13．（2分）灯泡L与定值电阻R的I﹣U图象如图所示。若将L与R串联在8V的电源上，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡的电阻是10Ω B．灯泡两端的电压是8V
C．电路中的电流是1.5A D．电路消耗的总功率是4W
【分析】由于R与L串联时通过它们的电流相等，电源电压等于两者两端的电压之和；根据图象读出符合的电流和电压，根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电压；利用P＝UI求消耗的总功率。
【解答】解：R与L串联在8V的电源两端时，因串联电路中各处的电流相等，且电源的电压等于各分电压之和，
所以，由图象可知，当电路中的电流为0.5A，电阻R两端的电压为5V，灯泡两端的电压为3V时符合，故BC错误；
则灯泡的电阻：RL＝＝＝6Ω；故A错误；
总功率P＝UI＝8V×0.5A＝4W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是根据图象读出电压和对应的电流值。
14．（2分）如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。电源电压保持不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示。下列判断错误的是（ ）
A．R1的电阻为5Ω
B．R2的最大电阻为10Ω
C．电路消耗的最大功率为1.8W
D．R2消耗的最大功率为0.4W
【分析】由电路图可知，闭合开关S后，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑片位于a端时，变阻器接入电路中的电阻为零，电路的总电阻最小，电路中的电流最大，根据图乙读出电路中的最大电流，根据欧姆定律表示出电源的电压；当滑片位于b端时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路的总电阻最大，电路中的电流最小，根据图乙读出电路中的最小电流和电压表的示数，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压，然后联立等式即可求出R1的阻值和电源的电压；
（2）当电路中的电流最大时，电路消耗的总功率最大，根据P＝UI求出其大小；
（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻为R时，根据电阻的串联和P＝UI＝I2R表示出滑动变阻器消耗的电功率，根据表达式得出滑动变阻器消耗的电功率最大时接入电路中的电阻，然后求出其最大值。
【解答】解：由电路图可知，闭合开关S后，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
AB.当滑片位于a端时，变阻器接入电路中的电阻为零，电路的总电阻最小，电路中的电流最大，
由图乙可知，电路中的最大电流I大＝0.6A，
由I＝可得，电源的电压：U＝I大R1＝0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片位于b端时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路的总电阻最大，电路中的电流最小，
由图乙可知，电路中的最小电流I小＝0.2A，电压表的示数U2＝2V，
则滑动变阻器的最大阻值：R2＝＝＝10Ω，故B正确；
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＝I小R1+U2＝0.2A×R1+2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：R1＝5Ω，U＝3V，故A正确；
C.当电路中的电流最大时，电路消耗的总功率最大，则P大＝UI大＝3V×0.6A＝1.8W，故C正确；
D.当滑动变阻器接入电路中的电阻为R时，电路中的电流：I＝＝，
滑动变阻器消耗的电功率：P2＝I2R＝（）2R＝＝＝＝，
当R＝R1＝5Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，则P2大＝＝＝0.45W，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，从图像中获取有用的信息是关键，难点是滑动变阻器消耗电功率最大时的判断。
二、填空题（本大题共6小题，每空格1分，共12分）
15．（2分）“新冠肺炎”疫情期间，同学们每天走进教学楼，都会闻到消毒液的气味，这一现象说明了 分子在不停地做无规则运动 ；北方楼房中的“暖气”用水作为介质，主要是因为水的 比热容 较大。
【分析】组成物质的分子永不停息地做无规则运动；
因为水的比热容较大：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，据此分析。
【解答】解：组成物质的分子在不停地作无规则的运动，闻到消毒液的气味，说明分子在不停地做无规则运动；
因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，取暖效果好，所以暖气装置中用水来供热。
故答案为：分子在不停地做无规则运动；比热容。
【点评】本题考查了分子动理论和水的比热容大的应用，属于基础题。
16．（2分）2021年6月17日，神舟十二号载人飞船成功发射，并与我国空间站天和核心舱成功交会对接。航天员进驻空间站后通过 电磁波 与地面指挥中心传递信息。空间站可以利用太阳能电池板获得能量，太阳能是太阳内部的氢原子核发生 聚变 （选填“裂变”或“聚变”）释放出的核能。
【分析】（1）广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。
（2）太阳能是由于太阳内部氢原子核发生聚变释放出来的。
【解答】解：（1）由于太空中没有空气，声音无法传播，所以航天员进入空间站后利用电磁波与地面指挥中心传递信息；
（2）太阳能是太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变而释放出的能量。
故答案为：电磁波；聚变。
【点评】本题考查电磁波以及核聚变，难度不大。
17．（2分）手机电池充电时，电池相当于 用电器 （选填“电源”或“用电器”）。现有一款手机电池容量为4000mAh，电池电压为4V，充满电后，它储存的电能为 5.76×104 J。
【分析】（1）手机电池充电时，消耗电能，相当于用电器；
（2）知道充电宝的电池容量，即It的值，根据W＝UIt求出它充满电后储存的电能。
【解答】解：手机电池充电时，消耗电能，因此电池相当于用电器；
手机电池的容量为：4000mA•h＝4A•h，
它充满后大约储存的电能为：W＝UIt＝4V×4A×3600s＝5.76×104J。
故答案为：用电器；5.76×104。
【点评】本题考查了电能公式W＝UIt的运用，理解电池容量为I和t的乘积是解题的关键。
18．（2分）如图是小米设计的一种节能电梯工作原理图，R是一个力敏电阻，当电梯站上人后，力敏电阻受到的压力变大，阻值变小，电磁铁的磁性变 大 ，触点3与触点 2 （选填“1”或“2”）接触，电动机的转速变大，电梯从慢变快，从而达到物尽其用的目的。
【分析】从力敏电阻受到的压力大小→力敏电阻大小→控制电路电流大小→电磁铁磁性强弱→电磁铁对衔铁的作用→动触头3移动情况→工作电路中电流变化→电动机的转动速度。
【解答】解：力敏电阻的压力越大，电阻越小，控制电路中的电流越大，电磁铁的磁性越强，电磁铁吸引衔铁，使动触头3和静触头2接通，电动机和工作电路的电源接通，只有电动机接在电源时，工作电路的电流大，电动机转动加快。
故答案为：大；2。
【点评】本题通过力敏电阻变化，影响电磁铁磁性强弱变化，影响动触头的移动情况，影响工作电路的工作状态。
19．（2分）小玲家的电能表标有“1600imp/（kW•h）”，这表示每消耗1kW•h的电能，电能表上的指示灯闪烁1600次。若他只让热水器接入电路正常工作3min，指示灯闪烁160次，则热水器消耗的电能是 0.1 kW•h，该热水器的电功率是 2000 W。
【分析】1600imp/（kW•h）表示每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁1600次，据此求出闪烁160次消耗的电能，利用P＝求出热水器的额定功率。
【解答】解：因为1600imp/（kW•h）表示每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁1600次，
则指示灯闪烁160次，热水器消耗的电能：
W＝kW•h＝0.1kW•h＝3.6×105J，
t＝3min＝0.05h，
热水器的电功率：
P＝＝＝2kW＝2000W，
因为热水器正常工作，
所以热水器的额定功率：P额＝P＝2000W。
故答案为：0.1；2000。
【点评】本题考查了电能的求法以及电功率的计算，关键是电能表的参数的理解。
20．（2分）灯泡L1、L2分别标有“10V 10W”和“9V 5.4W”的字样，将它们串联使用时，电路两端允许加的最大电压值是 15 V；若将L1、L2并联在另一电源下工作，则L1和L2能够消耗的总功率最大值为 13.5 W。（不考虑灯丝电阻变化）
【分析】（1）根据P＝UI求出两灯的额定电流，再根据欧姆定律求出两灯泡的电阻；根据串联电路的电流特点可知，两灯泡串联时，电路中的最大电流为两灯泡额定电流中较小的，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路两端允许加的最大电压；
（2）根据并联电路的电压特点可知，两灯泡并联时，并联电路两端的最大电压为两灯泡额定电压中较小的，根据并联电路的特点和欧姆定律求出通过两灯泡的电流，根据并联电路的电流特点求出干路电流，根据P＝UI求出L1和L2能够消耗总功率的最大值。
【解答】解：（1）由P＝UI可得，两灯泡的额定电流分别为：
I1＝＝＝1A，I2＝＝＝0.6A，
由I＝可得，两灯泡的电阻分别为：
R1＝＝＝10Ω，R2＝＝＝15Ω；
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中允许通过的最大电流：I＝I2＝0.6A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路两端的电压：
U＝I（R1+R2）＝0.6A×（10Ω+15Ω）＝15V；
（2）并联电路中各支路两端的电压相等，两只灯泡并联时，电路中的最大电压U′＝U2＝9V，
由并联电路的特点可知，此时通过灯泡L2的电流为I2＝0.6A，
通过灯泡L1的电流I1′＝＝＝0.9A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，则干路最大电流：I′＝I1′+I2＝0.9A+0.6A＝1.5A，
则L1和L2能够消耗的总功率最大值：P并＝U′I′＝9V×1.5A＝13.5W。
故答案为：15；13.5。
【点评】本题考查电压、电流、功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是知道串联时允许通过的最大电流为两个额定电流里面最小的一个，两只电阻并联时，电压也选最小。
三、作图题（本大题共2小题，每小题2分，共4分）
21．（2分）如图，用笔画线代替导线，将各元件正确接入电路，其中开关只控制电灯。
【分析】电灯的连接方法：火线首先过开关，然后进入灯泡顶端的金属块，零线直接进入螺旋套；
三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。
【解答】解：火线首先过开关，然后进入灯泡顶端的金属块，零线直接进入螺旋套；
三孔插座的上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线，如图所示：
【点评】掌握家庭电路灯泡、开关、两孔插座、三孔插座、保险丝的接法，注重将物理知识联系生活实际。
22．（2分）如图，当闭合开关S后，用细线悬挂的条形磁体与通电螺线管相互吸引，请在图中虚线上标出磁感线的方向，并在括号内标出条形磁体左端的极性。
【分析】根据安培定则判定螺线管的极性；根据磁极间的相互作用（同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引）判断出条形磁体的N、S极。
【解答】解：电流从螺线管的右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管的右端为S极，左端为N极，根据在磁体外部，磁感线都是从N极出发回到S极可标出磁感线的方向，根据异名磁极相互吸引可知，条形磁铁的左端为N极，如图所示：
【点评】本题考查了安培定则的应用、磁极间的相互作用规律，属于基础题。
四、解答题（共1小题，满分4分）
23．（4分）如图所示是一种应急的取火方法，取出口香糖的锡纸，剪成“螺旋桨”的形状，中间要够窄，将锡纸条带锡的一面（亮面）接在电池的正负极，很快发现纸条中间最窄处先开始冒烟起火。请根据所学的物理知识解释这一现象。
【分析】金属都具有导电性；导线直接将电源连接起来的电路叫短路，短路时电路中的电流过大，由焦耳定律结合影响电阻大小的因素分析。
【解答】答：因为锡属于金属，因此具有导电性，将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，形成了电源短路，电路中的电流较大，根据决定导体电阻的因素，在长度和材料相同时，横截面积越小，电阻越大，由Q＝I2Rt可知，最窄处产生的热量多，纸条中间最窄处先达到锡纸的着火点而使之冒烟起火。
【点评】本题考查影响电阻大小的因素、焦耳定律及短路的知识，综合性较强。
五、实验题（本大题共5小题，共30分）
24．（5分）如图，在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中：
（1）在两个完全相同的烧杯中分别装入 质量 （选填“质量”或“体积”）、初温都相同的水和煤油，要完成该实验，除图甲、乙所示器材外，还需要的一个测量工具是 秒表 ；
（2）按照实验规范要求，加热5min，水吸收的热量 等于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量；
（3）根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图丙所示，如果“暖手宝”中装的储热液体要从两者当中选择，则应选 水 （选填“水”或“煤油”），由图象可得煤油的比热容为 2.1×103 J/（kg•℃）。
【分析】（1）（2）我们使用相同的酒精灯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：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；或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；
（3）根据描绘出的水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象得出加热5分钟（吸热相同）煤油和水升高的温度，根据比较吸热能力的方法确定哪种物质的比热容大；根据Q＝cmΔt分析；
根据Q＝cmΔt可知，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度之积为一定值，升高的温度与比热容成反比，据此得出煤油的比热容。
【解答】解：（1）根据比较不同物质吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，故用在两个完全相同的烧杯中分别装入质量初温都相同的水和煤油；根据转换法，通过加热时间的长短来比较吸热多少，故除图甲、乙所示器材外，还需要的一个测量工具是秒表；
（2）由转换法，按照实验规范要求，加热5min，水吸收的热量等于煤油吸收的热量；
（3）根据描绘出的水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象知，加热5分钟（吸热相同），煤油升高的温度为：
50℃﹣10℃＝40℃；
水升高的温度为：
30℃﹣10℃＝20℃；
根据比较吸热能力的方法，水的吸热能力强，水的比热容较大；根据Q＝cmΔt可知，在质量和降低温度相同的条件下，水放热多，故如果“暖手宝”中装的储热液体要从两者当中选择水；
根据Q＝cmΔt可知，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度之积为一定值，升高的温度与比热容成反比，则煤油的比热容为：
c＝×4.2×103J/（kg•℃）＝2.1×103J/（kg•℃）。
故答案为：（1）质量；秒表；（2）等于；（3）水；2.1×103。
【点评】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和Q＝cmΔt的运用，为热学中的重要实验。
25．（5分）某同学利用如图所示装置探究“感应电流产生的条件”
（1）如图，a、b两接线柱间应接入 电流计
（2）下列各种操作中，能使闭合电路产生电流的是 BD （多项选择）
A.保持导体静止，换用磁性更强的磁体
B.保持导体静止，使蹄形磁体水平向右运动
C.保持磁体静止，让导体在磁场中竖直向上运动
D.保持磁体静止，使导体向左上方运动
（3）实验发现，导体向左运动速度越快，感应电流越大，这说明感应电流大小与 导体运动速度 有关。
（4）探究完上述实验后，该同学在a、b两接线柱间换成 电源 就可以探究“磁场对电流的作用”的实验，接通电路后，导体向右运动，若要使导体向左运动，可以 改变电流方向或对调磁体N和S极 。
【分析】（1）电路中接入电流计，电流计指针发生偏转说明电路中有感应电流。
（2）产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中有感应电流产生。
（3）感应电流大小跟导体运动速度、导体的长度和磁场强弱有关。
（4）当电路中有电源，有磁场时，电流在磁场中会受到磁场的作用。
通电导体在磁场中运动方向跟电流方向和磁场方向有关，改变其中一个因素，导体运动方向改变，同时改变两个因素，导体的运动方向不变。
【解答】解：（1）电路中接入电流计，电流计指针发生偏转说明电路中有感应电流。
（2）A.保持导体静止，换用磁性更强的磁体，导体没有做切割磁感线运动，导体中没有感应电流产生。
B.保持导体静止，使蹄形磁体水平向右运动，闭合电路的一部分导体相对于磁体做切割磁感线运动，导体中有感应电流产生。
C.保持磁体静止，让导体在磁场中竖直向上运动，导体没有做切割磁感线运动，导体中没有感应电流产生。
D.保持磁体静止，使导体向左上方运动，闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，导体中有感应电流产生。
故BD操作，都能使闭合电路产生感应电流。
（3）实验发现，导体向左运动速度越快，感应电流越大，这说明感应电流大小与导体运动速度有关。
（4）探究完上述实验后，该同学在a、b两接线柱间换成电源，导体中有电流，通电导体在磁场中受到磁力而运动，可以探究“磁场对电流的作用”的实验。接通电路后，导体向右运动，通电导体在磁场中运动方向跟电流方向和磁场方向有关，若要使导体向左运动，可以改变电流方向或对调磁体N和S极。
故答案为：（1）电流计；（2）BD；（3）导体运动速度；（4）电源；改变电流方向或对调磁体N和S极。
【点评】本题考查了产生感应电流的条件、感应电流大小的影响因素、通电导体在磁场中受力运动的方向的影响因素等，综合性强。
26．（6分）用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压恒为6V，定值电阻R备有5Ω、10Ω、20Ω、40Ω各一个。
（1）连接电路时开关应该 断开 。
（2）将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，移动滑片P，发现电流表示数始终为零，电压表示数不为零，其原因可能是 定值电阻断路 。
（3）不改变滑动变阻器滑片的位置，将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，闭合开关后，为保证电压表示数与更换前相同，为 2 V，滑片P应向 左 （选填“左”或“右”）端滑动。
（4）实验中依次接入定值电阻，调节滑片使定值电阻两端电压相同，记下电流表读数，绘出电流I与电阻倒数的变化的图像如图乙所示，由图乙可得结论： 电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比 。
（5）为确保所给的定值电阻接入电路后都能正常进行实验，那么，滑动变阻器的最大阻值至少为 80 Ω。
【分析】（1）为了保护电路，连接电路时开关应断开；
（2）电流表无示数，可以判断出电路中出现了断路，然后根据电压表有示数确定出断路的位置；
（3）由图乙知，电流为0.4A时，对应的电阻的倒数＝0.2Ω﹣1，根据欧姆定律可知电阻两端的电压；
将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路，根据串联分压原理可知，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，据此确定滑片移动方向。
（4）由图乙知，电流与电阻倒数的关系图像是一条过原点的倾斜直线，所以在电压一定时，电流与电阻倒数成正比，据此得出结论；
（5）当定值电阻为5Ω时，电阻的倒数为＝0.2Ω﹣1，由图乙知，此时的电流为0.4A，电阻两端的电压为2V，根据串联电路电压的规律得出滑动变阻器分得的电压，
根据分压原理，当接入最大的40Ω电阻时，确定滑动变阻器连入电路中的电阻，据此分析。
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时开关应断开；
（2）电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，与电压表并联的定值电阻断路了；
（3）由图乙知，电流为0.4A时，对应的电阻的倒数＝0.2Ω﹣1，所以R＝5Ω，根据欧姆定律可知，电阻两端的电压UV＝IR＝0.4A×5Ω＝2V；
将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路，根据串联分压原理可知，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数与原来相同，为2V；
（4）由图乙知，电流与电阻倒数的关系图像是一条过原点的倾斜直线，所以在电压一定时，电流与电阻倒数成正比，所以电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；
（5）当定值电阻为5Ω时，电阻的倒数为＝0.2Ω﹣1，由图乙知，此时的电流为0.4A，电阻两端的电压为2V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压U滑＝U总﹣UV＝6V﹣2V＝4V，
滑动变阻器分得的电压为电阻两端的电压的倍，根据分压原理，当接入最大的40Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻R滑＝2R最大＝2×40Ω＝80Ω，
故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少80Ω的滑动变阻器。
故答案为：（1）断开；（2）定值电阻断路；（3）2；左；（4）电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（5）80。
【点评】本题为“探究电流与电阻的关系”的实验，考查注意事项、故障分析、实验操作、哦，欧姆定律的应用、实验结论、器材选择等知识。
27．（5分）小聪同学用伏安法测电阻，实验电路图如图甲所示。
（1）该实验的原理是： R＝ 。
（2）小聪同学按图所示的实验电路图正确连接电路，进行实验，某次实验中电压表的示数和电流表的示数如图乙所示，被测电阻Rx＝ 5 Ω。
（3）接下来移动滑动变阻器的滑片得出多组电压、电流数值，这样做的目的是： 求平均值减小误差 。
（4）实验中，如果电流表突然损坏，小聪又设计了一种方案，也测出了Rx的阻值。小聪设计了如图丙所示的电路对Rx的阻值进行测量，已知滑动变阻器的最大阻值为R，实验步骤如下。
①将滑动变阻器的滑片移至最左端时，电压表的读数为U。
② 将滑动变阻器的滑片移至最右端 ，读出电压表示数为U1。
③待测电阻的阻值表达式为Rx＝ 。
【分析】（1）伏安法测电阻的原理是：R＝；
（2）根据两表选用量程确定分度值读数，根据R＝算出被测电阻Rx的阻值；
（3）多次测量的目的：一是求平均值来减小误差，二是为了从不同情况中找到普遍规律，根据题意分析滑动变阻器的作用；
（4）将滑动变阻器的滑片移至最左端时，电压表的读数为U，将滑动变阻器的滑片移至最右端，读出电压表示数为U1，根据串联电路特点和R＝计算待测电阻的阻值。
【解答】解：（1）伏安法测电阻的原理是：R＝；
（2）由图乙可知，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2V；电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.4A，被测电阻Rx的阻值为：
R＝＝＝5Ω；
（3）移动滑动变阻器的滑片得出多组电压、电流数值，这样做的目的是求平均值减小误差；
（4）①将滑动变阻器的滑片移至最左端时，电压表的读数为U，此时电压表的读数U为未知电阻两端电压，也是电源电压；
②将滑动变阻器的滑片移至最右端，读出电压表示数为U1，此时滑动变阻器接入电路的电阻最大为R，滑动变阻器和待测电阻串联，电压表测量待测电阻两端电压；
③滑动变阻器两端的电压为：U滑＝U﹣U1，
通过电流中的电流为：I′＝＝，
待测电阻的阻值为：Rx＝＝＝。
故答案为：（1）R＝；（2）5；（3）求平均值减小误差；（4）将滑动变阻器的滑片移至最右端；。
【点评】本题主要考查了伏安法测量电阻，缺少电流表测量电阻是本题的难点。
28．（9分）小明同学利用图甲所示的器材测量小灯泡的额定电功率，实验中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整；
（2）连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动到最 左 端位置。闭合开关后，他移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 0.7 W。
（3）本实验电路除了能测出小灯泡的功率，小明认为还能测出小灯泡灯丝的阻值，小华认为还能探究电流与电压的关系，你认为 小华 同学的观点是错误的，理由是： 灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值 。
（4）同组的小惠同学也设计了一个电路，如图丙所示，也测出了该小灯泡的额定功率，其中定值电阻的阻值R＝10Ω，正确的操作过程如下：
①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1＝ 0.25 A；
②只闭合开关S和S1， 断开S2 ，读出电流表示数为I2；
③用测量值I1、I2和小灯泡的额定电压U额表示小灯泡的额定功率，P额＝ U额（I2﹣I1） 。（用已知物理量的符号表示）
【分析】（1）本实验中，电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联，根据灯泡额定电压确定电压表量程；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动到最大值处；由乙图先判断出电流表的量程和分度值，然后读出灯泡正常发光的电流，由P＝UI计算灯泡的额定功率；
（3）根据欧姆定律有R＝分析，探究电流与电压的关系时要控制电阻的电压不变，根据灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值分析；
（4）由电路图可知，电路中无电压表，只有电流表；要测2.5V的小灯泡L的额定功率，可根据并联电路各支路两端的电压相等进行设计电路；即调节滑动变阻器接入电路的电阻，使R与电流表示数的乘积为2.5V，再用电流表测出干路电流，根据并联电路的电流特点求出通过灯泡的电流，最后利用P＝UI求出灯泡的额定功率。
【解答】解：（1）测灯泡额定功率的实验中，小灯泡电流一般小于0.6A，电流表可使用0﹣0.6A量程，应与灯泡串联，灯泡的额定电压2.5V，所以电压表使用0﹣3V与灯泡并联，如图所示：
（2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动到最左端；
由图乙知，小灯泡正常发光的电流为0.28A，则小灯泡的额定功率P额＝U额I＝2.5V×0.28A＝0.7W，
（3）根据欧姆定律有R＝，故本实验电路除了能测出小灯泡的功率，还能测出小灯泡灯丝的阻值；
探究电流与电压的关系时要控制电阻的电压不变，灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，故小华同学的观点是错误的；
（4）由实验电路图可知主要测量步骤：
①闭合开关S和S2，断开S1，调节滑动变阻器使R，使电流表示数I1＝＝＝0.25A；
②闭合开关S和S1，断开开关S2，保持滑动变阻器的阻值不变，记录此时电流表的示数为I2；
③通过灯泡的电流IL＝I2﹣I1，则灯泡L的额定功率P＝U额（I2﹣I1）。
故答案为：（1）见上图；（2）左；0.7；（3）小华；灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值；（4）①0.25；②断开S2；③U额（I2﹣I1）。
【点评】本题是测小灯泡额定电功率的实验，考查了实物电路的连接、电流表的读数、电阻和电功率计算等。特殊方法测电功率时，只有一个电表，关键是要能借助已知阻值的电阻和电表间接得到灯泡正常发光的电流或者电压，难度一般。
六、计算题（本大题共3小题，共22分）
29．（6分）国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行，某同学计算他家天然气烧水的热效率，将2kg的水倒入烧水壶中，并测出水温为20℃，在一个标准大气压下，把水刚加热到100℃时，测出消耗天然气0.048m3，已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气热值约为q＝4.0×107J/m3。
求：（1）将这些水烧开，需吸收多少热量；
（2）在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量；
（3）他家天然气灶的效率。
【分析】（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式Q吸＝cm（t﹣t0）求水吸收的热量（有用能量）；
（2）知道使用天然气的体积、天然气的热值，利用Q放＝qV求天然气完全燃烧放出的热量（总能量）；
（3）天然气灶的效率等于水吸收的热量与天然气完全燃烧放出的热量之比。
【解答】解：
（1）水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝qV＝4.0×107J/m3×0.048m3＝1.92×106J；
（3）他家天然气灶的效率：
η＝×100%＝×100%＝35%。
答：（1）将这些水烧开，需吸收6.72×105J的热量；
（2）在这种情况下，燃烧的天然气放出了1.92×106J的热量；
（3）他家天然气灶的效率为35%。
【点评】本题考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用，注意：固体和液体的热值单位为J/kg，气体燃料的热值单位为J/m3。
30．（7分）某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V。图甲是其电路原理图。S0为温控开关，R1，R2为电热丝（阻值不变），某饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图像如图乙所示求：
（1）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能；
（2）饮水机处于保温挡时，通过R1的电流；
（3）R2的阻值。
【分析】（1）根据图乙判断出加热挡的功率和加热时间，根据W＝Pt算出饮水机处于加热挡阶段消耗的电能；
（2）当开关S、S0闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，根据P＝可知，饮水机的总功率最大，此时为加热状态；
当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，饮水机处于保温状态；
根据图乙判断出保温挡的功率，根据P＝UI算出保温挡时通过R1的电流；
（3）当开关S、S0闭合时，两电阻并联，电路中的总电阻最小，根据P＝分析电路功率大小可知饮水机处于哪种工作状态；饮水机保温时电路为R1的简单电路，饮水机加热时R1与R2并联，饮水机加热功率减去保温功率即为R2的电功率，根据并联电路的电压特点和P＝求出R2的阻值。
【解答】解：
（1）由图乙知，加热挡的功率为P加热＝484W，加热时间为t＝5min＝300s，
饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为：W＝P加热t＝484W×300s＝1.452×105J；
（2）当开关S、S0闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，根据P＝可知，饮水机的总功率最大，此时为加热状态；
当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，饮水机处于保温状态；
根据图乙知保温挡的功率为44W，
根据P＝UI知，保温挡时通过R1的电流为：
I＝＝＝0.2A；
（3）因电路的总功率等于各用电器功率之和，
所以，加热时电阻丝R2的电功率：
P2＝P加热﹣P1＝P加热﹣P保温＝484W﹣44W＝440W，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
由P＝可得，电阻R2的阻值：
R2＝＝＝110Ω。
答：（1）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为1.452×105J；
（2）饮水机处于保温挡时，通过R1的电流为0.2A；
（3）R2的阻值为110Ω。
【点评】本题考查了并联电路的特点和电功率公式的灵活运用，关键是知道加热功率为两电阻并联；要注意开关闭合时电路中电阻的大小和有用信息的搜集。
31．（9分）如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R＝88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0＝20Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围为0～80Ω）和热敏电阻R1组成，R1阻值随温度变化的关系如下表所示。当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合而切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放而接通工作电路。
温度/℃
90
80
66
60
50
46
40
36
35
34
R1/Ω
10
20
40
50
70
80
100
120
130
150
（1）工作电路正常工作时，电热丝在1min内产生的热量是多少？
（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2接入电路的阻值为50Ω时，衔铁恰好被吸合，则控制电路的电源电压是多少？
（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？
【分析】（1）已知工作电路的电压和电热丝阻值，根据Q＝W＝t计算电热丝在1min内产生的热量；
（2）根据电阻的串联求出电路的总电阻，衔铁恰好被吸合，得出控制电路电流，由欧姆定律得出控制电路的电源电压；
（3）当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路，由欧姆定律求出电路的最大总电阻；滑动变阻器R2取值范围0～80Ω，根据串联电阻的规律求出最小的热敏电阻最小（温度最高），由表中数据知可控制的最高温度；
当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路，由欧姆定律得出电路的总电阻最小；
滑动变阻器R2（取值范围0～80Ω）的最小电阻为0，根据串联电阻的规律求出热敏电阻最大，从而得出最低温度。
【解答】解：（1）由题知，工作电路由电压为220V的电源和阻值R＝88Ω的电热丝组成，
则R在1min内产生的热量为：
Q＝W＝t＝×60s＝3.3×104J；
（2）当温度为60℃时，由表格数据可知，热敏电阻R1＝50Ω，且此时滑动变阻器接入电路的阻值R2＝50Ω，线圈电阻R0＝20Ω，
则控制电路的总电阻为：
R总＝R1+R2+R0＝50Ω+50Ω+20Ω＝120Ω
此时衔铁恰好被吸合，则控制电路的电流为：
I＝50mA＝0.05A
控制电路的电压：
U＝IR总＝0.05A×120Ω＝6V；
（3）当控制电路电流I＝50mA，控制电路的总电阻最大为：
R最大＝＝＝120Ω，
衔铁被吸合切断工作电路，当滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω时，热敏电阻R1的阻值最小（此时温度最高）：
R1＝R最大﹣R2﹣R0＝120Ω﹣80Ω﹣20Ω＝20Ω，由表中数据知可控制的最高温度为80℃；
当控制电路电流为40mA时，衔铁被释放接通工作电路，控制电路的总电阻最小为：
R最小＝＝＝150Ω，
当滑动变阻器R2的最小阻值为0时，热敏电阻R1的阻值最大（此时温度最低）：
R1'＝R最小﹣R0＝150Ω﹣20Ω＝130Ω，
由表中数据知可控制的最低温度为35℃，
所以此装置可控制的温度最大范围是：35℃～80℃。
答：（1）工作电路正常工作时，电热丝在1min内产生的热量是3.3×104J；
（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2接入电路的阻值为50Ω时，衔铁恰好被吸合，则控制电路的电源电压是6V；
（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是35℃～80℃。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律的运用以及电热公式的和电磁铁的运用，关键是从题目中获取有用的信息。
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