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福建省莆田擢英中学2022-2023学年九年级上学期物理期末试卷(含答案)
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这是一份福建省莆田擢英中学2022-2023学年九年级上学期物理期末试卷(含答案)，共46页。试卷主要包含了选择题，实验题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年福建省莆田市荔城区擢英中学九年级（上）期末物理试卷
一、选择题：本题共26小题，每小题2分，共52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．（2分）下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电热水壶 B．电冰箱 C．电磁继电器 D．扬声器
2．（2分）三个电阻R1、R2、R3并联于同一电路中，其阻值分别为30Ω、20Ω、10Ω，通过它们的电流分别为I1、I2、I3，那么I1：I2：I3为（ ）
A．6：3：2 B．2：3：6 C．3：2：1 D．1：2：3
3．（2分）下列物理量最接近实际的是（ ）
A．冰箱冷冻室的温度约为18℃
B．人体的安全电压不高于36V
C．家用电风扇的功率约为500W
D．家用空调额定电流约为0.1A
4．（2分）人类从未停止过对微观世界的粒子与宏观世界的宇宙的探索，下列说法正确的是（ ）
A．原子是由质子和中子构成的
B．哥白尼提出了“地心说”
C．汤姆生提出了原子结构的“行星模型”
D．“花香满园”，说明分子在不停地运动
5．（2分）如图所示为小明卧室的电路图。晚上小明打开灯后，将平板电脑的充电头插到插座上，灯熄灭了，家里其它用电器都正常，查看后发现自己卧室的空气开关跳闸了。他直接将空气开关闭合后立即又跳闸了，他拔下平板电脑充电头，空气开关就能正常闭合了。下列关于电路判断和分析正确的是（ ）
A．空气开关跳闸的原因是插座中的零、火线相碰了
B．空气开关跳闸的原因是充电头处短路了
C．正常情况下，可以将充电头一直插在插座上
D．用正在充电的手机接打电话是安全的
6．（2分）“安全用电，关乎你我他”，下列操作符合安全用电原则的是（ ）
A．电路起火都是由于短路引起的
B．用电器失火时要立即切断电源
C．控制电灯的开关应安装在零线上
D．使用试电笔时，手指不能触碰笔尾金属体
7．（2分）2022年3月，王亚平在中国空间站进行第二次太空授课，下列有关说法正确的是（ ）
A．王亚平与地面课堂进行互动交流是通过电磁波传递信息
B．空间站的信息传递到地球上的速度为340m/s
C．地球上的石头带到空间站时质量会变小
D．运载火箭用氢能源做燃料是利用氢的热值较小
8．（2分）在物理学史中，第一个记载了地球存在磁偏角的是（ ）
A．安培 B．欧姆 C．奥斯特 D．沈括
9．（2分）关于内能、热量、温度的说法中正确的是（ ）
A．物体吸收热量，温度一定升高
B．内能相同的物体间不能发生热传递
C．物体的温度越高，所含的热量越多
D．任何物体都具有内能
10．（2分）如图所示，弹簧测力计下挂一条形磁铁，条形磁铁下面放置一通电螺线管，当条形磁铁从左向右水平拉过时，在图像中弹簧测力计示数变化情况正确的是（ ）
A． B．
C． D．
11．（2分）将甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘线悬挂起来，静止时三个小球的位置如图所示。已知乙球是与用毛皮摩擦过的橡胶棒接触而带电。下列说法正确的是（ ）
A．甲球一定带正电，乙球带负电、丙球可能不带电
B．甲、丙两球均带正电，乙球带负电
C．甲球可能不带电，乙、丙两球均带正电
D．甲球可能不带电，乙、丙两球均带负电
12．（2分）如图为北京冬奥会开幕式上的“大雪花”。它由96块小雪花形态和6块橄榄枝形态的LED双面屏创意组成，采用双面缕空设计，嵌有55万余颗LED灯珠。制作LED灯的核心材料是（ ）
A．超导体 B．半导体 C．导体 D．绝缘体
13．（2分）如图所示是某单缸四冲程汽油机的工作示意图。下列说法正确的是（ ）
A．一个工作循环的正确顺序是：丁、丙、甲、乙
B．热机常用水做冷却剂，是因为水的沸点高
C．丙图冲程是做功冲程，汽缸内气体的内能减小，温度降低
D．飞轮的转速为1800r/min，则该汽油机每秒钟做功30次
14．（2分）如图所示，当开关S闭合时，L1、L2都正常发光，电流表都有示数；突然一盏灯熄灭了，此时两个电流表的示数都变小，则可能出现的电路故障是（ ）
A．灯L1短路 B．灯L2短路 C．灯L1断路 D．灯L2断路
15．（2分）下列关于电与磁的四个实验的认识，正确的是（ ）
A．实验能说明电流周围存在磁场
B．实验中通电螺线管左端是S极
C．图中的线圈正处于平衡位置
D．实验的原理与电动机的原理相同
16．（2分）如图所示电路，电源电压恒定，R1、R2、R3均为定值电阻。当开关S闭合，S1、S2断开时，电流表A的示数为0.2A；当开关S、S1闭合，S2断开时，电流表A的示数为0.4A；当开关S、S1、S2都闭合时，电流表A的示数为0.5A，则（ ）
A．R1：R2＝2：1 B．R1：R3＝1：1
C．R2：R3＝1：2 D．R1：R2：R3＝2：2：1
17．（2分）如图所示，电源电压不变，R为滑动变阻器，R0为定值电阻；忽略温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表A示数减小
B．电压表V2示数和电压表V1示数之差变大
C．灯两端电压变化量小于滑动变阻器两端电压变化量
D．电压表V2和电流表A示数之比增大
18．（2分）如图是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置，R2与R3并联。通电前，A、B两个U形管中的液面相平，通电一段时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则（ ）
A．I1＞I2，A 管中的液面高度差较大
B．I1＞I2，A 管中的液面高度差较小
C．I 1＝I2，A 管中的液面高度差较大
D．I1＝I2，两管中的液面高度差相同
19．（2分）如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，且由定位挡板限制只能在电阻上滑动。从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度h。已知电流增大时，油量表指针向右偏转，则（ ）
A．油面下降时，油量表指针向右偏转
B．定值电阻R没有作用
C．油量表由电压表改装而成的
D．箱内的油越少，流过油量表的电流越小
20．（2分）图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A．有用机械能较大 B．损失能量较小
C．燃料的化学能较大 D．热机效率较低
21．（2分）图甲所示的电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P移动过程中，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为5V
B．R的最大阻值为20Ω
C．R＝10Ω时，其功率最大
D．R＝15Ω时，电路消耗的功率为1.8W
22．（2分）疫情防控期间，宿迁市很多学校门口新增加了人脸识别测温系统。若人脸识别通过，则控制电路会闭合开关S1，若体温测量值在正常范围内，则会闭合开关S2。只有人脸识别通过且体温在正常范围内，系统才会启动电动机打开闸门。下列有关该控制电路的设计能实现上述功能的是（ ）
A． B．
C． D．
23．（2分）如图是红外线测温仪原理示意图，R是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，定值电阻R0为保护电阻。下列分析正确的是（ ）
A．显示仪是由电流表改装成的
B．测较高温度时，R0两端的电压较大
C．增大R0的阻值，可增大测温仪的最大测量值
D．增大电源电压，可增大测温仪的最大测量值
24．（2分）为了能自动记录跳绳的次数，某科技小组设计了一种自动计数器，其简化电路如图甲所示，R1是一种光敏元件，每当绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的电阻会变大，自动计数器会计数一次，信号处理系统能记录AB间每时刻的电压若已知电源电压为12V，某时段AB间的电压随时间变化的图象如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．AB两端电压为6V时，跳绳自动计数器会计数一次
B．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1和R2的阻值相等
C．绳子没有挡住射向R1的红外线时，R1的阻值是R2的3倍
D．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍
25．（2分）如图所示，甲图是灯泡L和定值电阻R的I﹣U图像，将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同一电源上，若乙图中U1：U2＝n，丙图中I1：I2＝m，则下述正确的是（ ）
A．灯泡L两端的电压与通过它的电流成正比
B．m＞n
C．mn＝1
D．丙图中，I1＜I2
26．（2分）在综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光，此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示．下列说法正确的是（ ）
①电源电压为4V
②滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为1：1
③小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量为11.25J
④实验过程中，滑动变阻器接入电路的阻值范围为3～35Ω
A．只有①② B．只有②④ C．只有②③④ D．只有①②④
三、实验题：本题共3小题，共28分。
27．（8分）电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。
（1）如图1所示，小雨利用干电池、导线和小磁针进行实验；
①通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明 ；
②若把图甲中的小磁针换成直导线并通电。推测：两条通电导线之间 （填“有”或“没有”）相互作用力，依据是 （填字母）；
A．电磁感应现象
B．磁场对电流的作用
（2）在螺线管中插入软铁棒，制成电磁铁。下列设备中没有用到电磁铁的是 （填字母）。
A．大型发电机
B．电磁起重机
C．电炉
28．（10分）探究“电流与电阻的关系”时，可供实验器材有：三节新的干电池（电压为4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω 2A”字样）、定值电阻5个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω）、开关一个、导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图：
（1）闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，并接近电源电压，则故障原因是： ；
（2）排除故障后，将定值电阻由5Ω更换为10Ω时，应向 （选填“左”或“右”）适当调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变；
（3）图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I﹣R图像，其中阴影部分面积表示的物理量是 ，其数值为 ；
（4）如图图像中能大致反映本实验中各物理量之间关系的是 。
A．
电流表示数I与R阻值的关系
B．
电压表示数U与R阻值的关系
C．
变阻器接入电路阻值RP与R阻值的关系
D．
电阻的功率PR与R阻值的关系
29．（10分）实验小阻的同学测量未知电阻Rx的阻值，实验中所用的电源电压恒定。
（1）设计实验电路如图甲所示，请用笔画线代替导线将如图乙所示的实物电路连接完整。连接电路的过程中开关必须 。
（2）电路连接正确，实验时应先将滑动变阻器的滑片P移至最 （选填“左”或“右”）端。
（3）闭合开关S，将滑动变阻器滑片P滑至某一位置后，电压表的示数为2.4V。电流表的示数I如图丙所示，则I＝ A：待测电阻Rx Ω。
（4）同学们利用阻值为R0的定值电阻代替电流表设计了如图丁所示的电路图。实验方案如下，请你补充完整。
①闭合开关S1，将开关S2掷于“1”时，调节滑动变阻器的滑片P到适当位置，记下此时电压表的示数为U1；
②保持滑动变阻器的滑片P的位置不动，将开关S2掷于“2”时，记下此时电压表示数为U2；
③未知电阻Rx的阻值的表达式：Rx＝ （用U1、U2、R0表示）。
三、计算题：本题共3小题，共20分
30．（6分）用煤气灶烧水，完全燃烧0.5kg煤气，使60kg的水升高了50℃。已知煤气的热值4.2×107J/kg。求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气灶的热效率。
31．（6分）某电热取暖器的简化电路如图所示，R1、R2为发热电阻。取暖器工作时，通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1320W，R1＝55Ω。求：
（1）取暖器工作时通过R1的电流；
（2）取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量；
（3）R2的阻值。
32．（8分）标有“6V 3.6W”字样的小灯泡和其他的电学元件连成电路，如图1。当只闭合开关S1时，滑动变阻器滑片P从右向左滑动的过程中记录下电压表示数U1和电流表示数I，并绘制出对应的U1﹣I图像（如图2），且当滑片滑至最左端时小灯泡正常发光。已知定值电阻R0＝12Ω，求：
（1）电源电压U；
（2）小灯泡正常发光时的电阻RL；
（3）当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，整个电路消耗的电功率P。
2022-2023学年福建省莆田市荔城区擢英中学九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：本题共26小题，每小题2分，共52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．（2分）下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电热水壶 B．电冰箱 C．电磁继电器 D．扬声器
【分析】电流具有热效应、磁效应和化学效应，逐项分析电能的转化进行作答。
【解答】解：A、电热水壶工作时，电能转化为内能，利用了电流的热效应，故A正确；
B、电冰箱工作时，电能主要转化为机械能，故B错误；
C、电磁继电器利用了电流的磁效应，故C错误；
D、扬声器是根据通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了电流热效应的应用，属于基础知识。
2．（2分）三个电阻R1、R2、R3并联于同一电路中，其阻值分别为30Ω、20Ω、10Ω，通过它们的电流分别为I1、I2、I3，那么I1：I2：I3为（ ）
A．6：3：2 B．2：3：6 C．3：2：1 D．1：2：3
【分析】根据并联电路中支路电流与支路电阻的比值关系进行分析，即电流之比等于电阻的反比。
【解答】解：因为R1：R2：R3＝30Ω：20Ω：10Ω＝3：2：1；
所以＝2：3：6。
故选：B。
【点评】会熟练应用欧姆定律，知道并联电路电阻与电流的比值关系。
3．（2分）下列物理量最接近实际的是（ ）
A．冰箱冷冻室的温度约为18℃
B．人体的安全电压不高于36V
C．家用电风扇的功率约为500W
D．家用空调额定电流约为0.1A
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。
【解答】解：A、一般家用冰箱冷冻室的温度可达﹣18℃，故A错误；
B、经验表明，对人体安全的电压不高于36V，故B正确；
C、一般家用电风扇的功率约为50W，故C错误；
D、一般家用空调额定电流约为5A，故D错误。
故选：B。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出符合实际的选项即可。
4．（2分）人类从未停止过对微观世界的粒子与宏观世界的宇宙的探索，下列说法正确的是（ ）
A．原子是由质子和中子构成的
B．哥白尼提出了“地心说”
C．汤姆生提出了原子结构的“行星模型”
D．“花香满园”，说明分子在不停地运动
【分析】（1）物质是由分子或原子组成的，分子是由原子组成的，原子是由原子核与核外电子组成的，原子核包括质子和中子两部分，质子带正电，中子不带电，电子带负电；
（2）哥白尼提出了“日心说”；
（3）汤姆生发现电子后，人们认识到原子是由位于原子中央的原子核和核外电子组成，卢瑟福提出了原子结构的行星模型；
（4）物质是由分子组成的，分子在不停地做无规则运动。
【解答】解：A、原子是由原子核和核外电子构成的，故A错误；
B、哥白尼提出了“日心说”，故B错误；
C、卢瑟福提出了原子结构的行星模型，故C错误；
D、“花香满园”是扩散现象，说明分子在不停地运动，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了人类探究微观世界的历程和分子的热运动的理解与掌握，属于基础题。
5．（2分）如图所示为小明卧室的电路图。晚上小明打开灯后，将平板电脑的充电头插到插座上，灯熄灭了，家里其它用电器都正常，查看后发现自己卧室的空气开关跳闸了。他直接将空气开关闭合后立即又跳闸了，他拔下平板电脑充电头，空气开关就能正常闭合了。下列关于电路判断和分析正确的是（ ）
A．空气开关跳闸的原因是插座中的零、火线相碰了
B．空气开关跳闸的原因是充电头处短路了
C．正常情况下，可以将充电头一直插在插座上
D．用正在充电的手机接打电话是安全的
【分析】空气开关跳闸的原因有两个：短路和用电器的总功率过大；根据题意分析电路故障的原因，并结合安全用电的常识进行解答。
【解答】解：
AB、小明打开灯后，将平板电脑的充电头插到插座上，灯熄灭了，家里其它用电器都正常，这说明插座所在支路的电流过大；由于平板电脑的功率不大，所以故障的原因是短路；
拔下平板电脑充电头，空气开关就能正常闭合了，这说明插座是正常的，则短路的是充电头，故B正确，A错误；
CD、一直插在插座上充电头会发热，可能会引起火灾；在充电时接打电话，手机电池可能会爆炸；所以，为了用电的安全，不能将充电头一直插在插座上，也不能在充电时接打电话，故CD错误。
故选：B。
【点评】本题考查了家庭电路的故障分析、安全用电的常识，属于基础题。
6．（2分）“安全用电，关乎你我他”，下列操作符合安全用电原则的是（ ）
A．电路起火都是由于短路引起的
B．用电器失火时要立即切断电源
C．控制电灯的开关应安装在零线上
D．使用试电笔时，手指不能触碰笔尾金属体
【分析】（1）电路起火是由于电流过大引起的，而家庭电路电流过大的原因：短路、用电器总电功率过大；
（2）电器设备失火时，为防止发生触电事故应立即切断电源；
（3）为了安全起见，控制用电器的开关与火线相连；
（4）试电笔的正确使用方法，手一定接触笔尾金属体，一定不要接触笔尖金属体。
【解答】解：A、电路起火，可能是由于短路引起，也可能是由于用电器总电功率过大引起的，故A错误；
B、家用电器或电线失火时，要先切断电源，再救火，故B正确；
C、家庭电路的连接中，开关应该与用电器串联，接在火线上，故C错误；
D、使用试电笔时，手不接触笔尾金属体，无论笔尖金属体接触火线还是零线，氖管都不发光，这样无法判断火线和零线，故D错误。
故选：B。
【点评】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，就不会有危险发生。
7．（2分）2022年3月，王亚平在中国空间站进行第二次太空授课，下列有关说法正确的是（ ）
A．王亚平与地面课堂进行互动交流是通过电磁波传递信息
B．空间站的信息传递到地球上的速度为340m/s
C．地球上的石头带到空间站时质量会变小
D．运载火箭用氢能源做燃料是利用氢的热值较小
【分析】（1）电磁波可以传输信息；
（2）声音不能在真空中传播；电磁波可以在真空中传播，电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s（其在空气中的传播速度也接近这一速度值）；
（3）质量是指物体所含物质的多少，质量是物体本身的一种属性，只有在所含物质的多少发生变化时才会改变，如果只是改变了形状、状态、温度、位置，则质量不会发生改变；
（4）热值是燃料的一种特性，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。
【解答】解：A、太空中的视频通话是通过电磁波传输信息的，故A正确；
B、声音不能在真空中传播，而电磁波是可以的；因此空间站向地球传递信号是用电磁波，电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，故B错误；
C、石头从地球带到太空，位置发生变化，物质的多少没有变化，所以石头的质量没有变化，故C错误；
D、运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故D错误。
故选：A。
【点评】本题综合考查的知识点较多，难度不大，属于基础知识，要求学生应熟练掌握。
8．（2分）在物理学史中，第一个记载了地球存在磁偏角的是（ ）
A．安培 B．欧姆 C．奥斯特 D．沈括
【分析】沈括记载了“以磁石磨针锋”制造指南针的方法，磁针“常微偏东，不全南也”，他是世界上第一个指出地磁场存在磁偏角的人，这比西方早了400年。
【解答】解：在物理学史中，第一个记载了地球存在磁偏角的是沈括。
故选：D。
【点评】此题考查了物理学史，简单记忆即可。
9．（2分）关于内能、热量、温度的说法中正确的是（ ）
A．物体吸收热量，温度一定升高
B．内能相同的物体间不能发生热传递
C．物体的温度越高，所含的热量越多
D．任何物体都具有内能
【分析】（1）晶体有固定的熔点，在熔化过程中吸热但温度不变。
（2）热传递发生的条件是存在温度差异，热量由高温物体传递给低温物体，或者由同一个物体上的高温部分传递给低温部分，与物体自身内能的大小无关；
（3）热量是过程量，就是说，热量只存在于热传递过程中，只能说吸收或放出热量，热量传递等；
（4）内能是指物体内部所有做无规则运动的分子具有的分子动能和分子势能的总和，一切物体都有内能。
【解答】解：A、物体吸收热量，温度不一定升高，如晶体在熔化过程中吸收热量，但温度并不变化，故A错误；
B、温度相同的两物体间，不会发生热传递，内能相同的两个物体不一定温度相同，故两个内能相同的物体互相接触时，可能会发生热传递，故B错误；
C、热量是过程量，不能说含有或者具有热量，故C错误；
D、一切物体都有内能，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查内能、热量、热传递的知识，属于热学基础知识的考查，相对比较简单。
10．（2分）如图所示，弹簧测力计下挂一条形磁铁，条形磁铁下面放置一通电螺线管，当条形磁铁从左向右水平拉过时，在图像中弹簧测力计示数变化情况正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】根据通电螺线管中电流的方向，判断出螺线管的两端极性，通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似，条形磁体两极磁性最强而中间磁性最弱，和磁极间的作用规律分析。
【解答】解：
由图可知在对着我们的一侧是向上的，根据安培定则可知螺线管的左端是N极，右端是S极；通电螺线管两极磁性最强而中间磁性最弱，且同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，当条形磁体向右移动时，相互排斥力逐渐减小，而过了大磁体中点后，相互吸引力逐渐增大，故可以得出弹簧测力计的示数从a端到b端是逐渐变大的。
故选：A。
【点评】本题考查了通电螺线管极性的判断；条形磁体的磁性特点和磁极间的作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
11．（2分）将甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘线悬挂起来，静止时三个小球的位置如图所示。已知乙球是与用毛皮摩擦过的橡胶棒接触而带电。下列说法正确的是（ ）
A．甲球一定带正电，乙球带负电、丙球可能不带电
B．甲、丙两球均带正电，乙球带负电
C．甲球可能不带电，乙、丙两球均带正电
D．甲球可能不带电，乙、丙两球均带负电
【分析】（1）同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
（2）用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，且接触带电时带同种电荷；排斥的带有同种电荷，吸引的可能带有异种电荷，也可能带电体吸引不带电的轻小物体。
【解答】解：乙、丙相互排斥，说明乙、丙一定带同种电荷，已知乙球与用毛皮摩擦过的橡胶棒接触而带电，所带的电荷相同，乙带负电，则丙一定也带负电；甲、乙相互吸引，说明甲带正电或不带电。故D正确，ABC错误。
故选：D。
【点评】带电体吸引不带电的轻小物体，排斥带同种电荷的物体，吸引带异种电荷的物体。注意带电体具有吸引轻小物体的性质的情况。
12．（2分）如图为北京冬奥会开幕式上的“大雪花”。它由96块小雪花形态和6块橄榄枝形态的LED双面屏创意组成，采用双面缕空设计，嵌有55万余颗LED灯珠。制作LED灯的核心材料是（ ）
A．超导体 B．半导体 C．导体 D．绝缘体
【分析】半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。
【解答】解：制作LED灯的核心材料是半导体，它具有单向导电性。
故选：B。
【点评】本题考查了学生对半导体的理解，属于基础题。
13．（2分）如图所示是某单缸四冲程汽油机的工作示意图。下列说法正确的是（ ）
A．一个工作循环的正确顺序是：丁、丙、甲、乙
B．热机常用水做冷却剂，是因为水的沸点高
C．丙图冲程是做功冲程，汽缸内气体的内能减小，温度降低
D．飞轮的转速为1800r/min，则该汽油机每秒钟做功30次
【分析】（1）判断汽油机的四个冲程，先看进气门和排气门的关闭情况，进气门打开的是吸气冲程，排气门打开的是排气冲程，进气门和排气门都关闭的是压缩冲程或者做功冲程；活塞上行为压缩冲程和排气冲程；活塞下行为吸气冲程和做功冲程；在压缩冲程中机械能转化为内能；做功冲程中内能转化为机械能；对外提供内能的冲程只有做功冲程，其它三个冲程都是依靠惯性完成的；
（2）因为水的比热容较大，常用来做冷却剂；
（3）内燃机的四个冲程中有两个冲程发生了能量转化，在压缩冲程中机械能转化为内能，在做功冲程中内能转化为机械能；
（4）四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，活塞往复1次，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。
【解答】解：甲冲程，两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，是第二冲程；
乙冲程，排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，是第四冲程；
丙冲程，气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为了机械能是第三冲程；
丁冲程，进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，是第一冲程；
A、四个冲程的正确顺序是丁甲丙乙，故A错误；
B、热机常用水做冷却剂，是因为水的比热容大，吸热效果好，故B错误；
C、丙图是做功冲程，汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，气缸内气体内能减少，温度降低，故C正确；
D、四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，则该飞轮每秒钟转30圈，完成了60个冲程，对外做功15次，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查内燃机的冲程，能量的转化、水的比热容以及转速与做功次数的关系，是一道综合题。
14．（2分）如图所示，当开关S闭合时，L1、L2都正常发光，电流表都有示数；突然一盏灯熄灭了，此时两个电流表的示数都变小，则可能出现的电路故障是（ ）
A．灯L1短路 B．灯L2短路 C．灯L1断路 D．灯L2断路
【分析】根据题目中“一段时间后，其中一盏灯突然熄灭，此时二个电流表的读数均变小”，对各个选项逐个分析即可判断。
【解答】解：由图可知，灯L1、L2并联，A1测干路电流，A2测L2的电流：
A、若灯L1短路，此时电源发生短路，则两盏灯都不会发光，故A错误；
B、若灯L2短路，此时电源发生短路，则两盏灯都不会发光，故B错误；
C、若灯L1断路，L1熄灭，L2发光，此时电流表A示数为0，即示数变小，A2原来测的是两灯泡的总电流，现在测的是L2的电流，故其示数也变小，故C错误；
D、若灯L2断路，此时L2熄灭，L1发光，原来电流表A测的是的L2电流，现在仍测该灯泡的电流，故其示数不变，故D错误。
故选：C。
【点评】本题应首先分析电路中电流的流经路径，再根据电表的示数变化找出发生故障的用电器。
15．（2分）下列关于电与磁的四个实验的认识，正确的是（ ）
A．实验能说明电流周围存在磁场
B．实验中通电螺线管左端是S极
C．图中的线圈正处于平衡位置
D．实验的原理与电动机的原理相同
【分析】题目给出了四个类似的实验，首先要弄清各实验所揭示的原理，再结合题设要求来进行选择。
【解答】解：
A、通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，小磁针的运动可以显示磁场的存在，它是研究电流的磁效应的，是奥斯特实验，故A正确；
B、电流从螺线管的右侧流入，从左侧流出，根据安培定则可知，螺线管的左端为N极，故B错误；
C、图中线圈的平面与磁感线的方向相同，不是平衡位置，故C错误；
D、图中没有电池，验证闭合电路的一部分导体切割磁感线时产生感应电流，是电磁感应现象实验图，是发电机的原理图，即是将机械能转化为电能的过程，故D错误。
故选：A。
【点评】物理学是以观察和实验为主的实验学科，很多的物理知识都来源于实验，在学习中应重视实验的学习，要牢记一些重要实验装置图。
16．（2分）如图所示电路，电源电压恒定，R1、R2、R3均为定值电阻。当开关S闭合，S1、S2断开时，电流表A的示数为0.2A；当开关S、S1闭合，S2断开时，电流表A的示数为0.4A；当开关S、S1、S2都闭合时，电流表A的示数为0.5A，则（ ）
A．R1：R2＝2：1 B．R1：R3＝1：1
C．R2：R3＝1：2 D．R1：R2：R3＝2：2：1
【分析】当开关S闭合，S1、S2断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流；当开关S、S1闭合，S2断开时，R1与R3并联，电流表测干路电流；根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1的电流不变，根据并联电路的电流特点求出通过R3的电流；当开关S、S1、S2都闭合时，R1、R2、R3并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流，利用并联电路的电压特点和欧姆定律求出三电阻的阻值之比，然后求出任意两电阻的阻值之比。
【解答】解：当开关S闭合，S1、S2断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，即I1＝0.2A，
当开关S、S1闭合，S2断开时，R1与R3并联，电流表测干路电流，即I＝0.4A，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，通过R1的电流不变，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过R3的电流：I3＝I﹣I1＝0.4A﹣0.2A＝0.2A，
当开关S、S1、S2都闭合时，R1、R2、R3并联，电流表测干路电流，
则通过R2的电流：I2＝I﹣I1﹣I3＝0.5A﹣0.2A﹣0.2A＝0.1A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I＝可得R1：R2：R3＝：：＝：：＝1：2：1，故D错误；
则R1：R2＝1：2，R1：R3＝1：1，R2：R3＝2：1，故AC错误、B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用，要注意并联电路中各支路独立工作、互不影响。
17．（2分）如图所示，电源电压不变，R为滑动变阻器，R0为定值电阻；忽略温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表A示数减小
B．电压表V2示数和电压表V1示数之差变大
C．灯两端电压变化量小于滑动变阻器两端电压变化量
D．电压表V2和电流表A示数之比增大
【分析】开关S闭合，灯泡、滑动变阻器R和定值电阻R0串联，电压表V1测灯泡两端电压，电压表V2测灯泡和滑动变阻器R两端的电压；
根据滑片的移动方向分析滑动变阻器接入电路中电阻的变化和总电阻的变化，根据欧姆定律分析电路中电流的变化；根据欧姆定律分析和串联电路的电压规律分析电压表示数的变化；根据R＝电压表V2和电流表A示数之比的变化。
【解答】解：根据电路图可知，开关S闭合，灯泡、滑动变阻器R和定值电阻R0串联，电压表V1测灯泡两端电压，电压表V2测灯泡和滑动变阻器R的电压；
A．闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，滑动变阻器R的阻值减小，电阻总电阻变小，由欧姆定律知，电路中的电流变大，电流表示数变大，故A错误；
B．电压表V2的示数与电压表V1示数之差即为滑动变阻器两端电压UR＝U﹣（UL+UR0）＝U﹣I（RL+R0），电源电压U、灯丝电阻RL和定值电阻R0均为定值，电流I增大，所以UR减小，故B错误；
C．由B项知，滑动变阻器两端电压UR减小，总电压不变，其减小量等于灯泡两端电压与定值电阻两端电压的增大量之和，则灯两端电压变化量小于滑动变阻器两端电压变化量，故C正确；
D．电压表V2与电流表示数之比为，其中灯丝电阻RL不变，滑动变阻器R减小，比值减小，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了欧姆定律及串联电路的特点，要求学生明确电路的结构，能够熟练应用串联电路的特点求解。
18．（2分）如图是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置，R2与R3并联。通电前，A、B两个U形管中的液面相平，通电一段时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则（ ）
A．I1＞I2，A 管中的液面高度差较大
B．I1＞I2，A 管中的液面高度差较小
C．I 1＝I2，A 管中的液面高度差较大
D．I1＝I2，两管中的液面高度差相同
【分析】由电路图分析电阻丝的连接方式，根据串并联电路的电流特点可知通过它们的电流关系，根据Q＝I2Rt比较两电阻产生的热量关系，密闭空气吸收热量后，压强变大，U形管内两液面的差值变大，据此进行解答。
【解答】解：
由图可知，右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以I1＞I2；
由Q＝I2Rt可知，通电时间相同时，I1＞I2，R1＝R2＝5Ω，所以左侧甲电阻产生的热量较多；
密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，左侧容器内气体的压强与大气压的差值较大，A玻璃管液面高度差较大，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查了并联电路的电流特点和焦耳定律的应用，关键是明白U形管在实验中的作用。
19．（2分）如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，且由定位挡板限制只能在电阻上滑动。从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度h。已知电流增大时，油量表指针向右偏转，则（ ）
A．油面下降时，油量表指针向右偏转
B．定值电阻R没有作用
C．油量表由电压表改装而成的
D．箱内的油越少，流过油量表的电流越小
【分析】分析电路连接，该装置涉及到浮力、杠杆、滑动变阻器、电流表等相关知识，油面上升通过浮子和杠杆使滑动变阻器连入的电阻变小，电路中的电流变大；油面下降通过浮子和杠杆使滑动变阻器连入的电阻变大，电路中的电流变小；逐一进行分析判断。
【解答】解：
由图知，滑动变阻器与定值电阻串联，油量表（由电流表改装而成）测电路中的电流；
A、油面降低，浮标下降，在杠杆的作用下滑片上移，滑动变阻器连入电路的电阻变大，根据电阻的串联和欧姆定律可知电路中的电流变小，则电流表指针向左偏转；故A错误；
B、当油箱中装满油时，滑动变阻器的滑片在最下端，变阻器接入电路电阻变为零，若没有串联定值电阻，则会造成短路，会烧坏电源和油量表；所以，在电路中串联定值电阻R，能起保护电路的作用，故B错误；
C、油量表串联在电路中，是由电流表改装而成的，故C错误；
D、油箱内的油越少，滑片越往上运动，滑动变阻器连入电路的电阻变大，根据电阻的串联和欧姆定律可知电路中的电流变小，即流过油量表的电流越小，故D正确。
故选：D。
【点评】当油面升降时，看准滑动变阻器的阻值如何变化是本题的关键所在。灵活运用滑动变阻器的变阻原理：通过改变连入电阻丝的长度，改变阻值的大小，从而改变电路中的电流。
20．（2分）图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A．有用机械能较大 B．损失能量较小
C．燃料的化学能较大 D．热机效率较低
【分析】（1）由图乙可读出甲、乙的有用机械能大小，二者比较即可；
（2）由图乙可读出甲、乙损失能量的大小，二者比较即可；
（3）燃料的化学能等于有用机械能、损失能量和废气内能之和，由图乙可得出甲、乙的化学能大小，二者比较即可；
（4）燃料完全燃烧放出的热量等于燃料的化学能，再根据η＝可求出甲、乙的热机效率大小，二者比较即可。
【解答】解：A、由图乙可知甲热机的有用机械能是2000J，乙热机的有用机械能是4000J，即甲的有用机械能较小，故A错误；
B、由图乙可知甲损失能量500J，乙损失能量为5000J，则甲损失能量较小，故B正确；
C、燃料的化学能等于有用机械能、损失能量和废气内能之和，由图乙可知，甲的燃料化学能为：500J+2000J+1500J＝4000J，乙的燃料化学能为：3000J+4000J+5000J＝12000J，则甲的燃料化学能较少，故C错误；
D、已知甲燃料完全燃烧放出的热量等于其燃料化学能，即Q甲＝4000J；
乙燃料完全燃烧放出的热量等于其燃料化学能，即Q乙＝12000J；
则甲的热机效率为：η甲＝＝＝50%；
乙的热机效率为：η乙＝＝≈33.3%；
由上述可知甲的热机效率较高，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了对热机效率的理解，解题关键是从图中读取相关的数据进行解答。
21．（2分）图甲所示的电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P移动过程中，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为5V
B．R的最大阻值为20Ω
C．R＝10Ω时，其功率最大
D．R＝15Ω时，电路消耗的功率为1.8W
【分析】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）读出图中滑动变阻器的电阻和其两端的电压，根据欧姆定律算出其电阻，根据电源电压相等列等式算出定值电阻的阻值，进而求出电源电压；
（2）由图乙可知滑动变阻器的最大值；
（3）R0与R串联接入电路，电路的总功率等于各部分功率之和，则R的功率为：PR＝P﹣P0，代入数据结合抛物线的性质可知当电路为多少时R的功率最大，根据欧姆定律计算此时电路的总电阻，根据串联电路电阻规律计算滑动变阻器接入电路的电阻；
（4）根据串联电路电阻规律求出总电阻，再由P＝求出此时电路中消耗的功率。
【解答】解：由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
A、由图乙可知，当滑动变阻器的电阻为5Ω时，其两端的电压为3V，通过电路的电流为：I1＝＝＝0.6A，则电源电压为：U＝U1+I1R0＝3V+0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；
滑动变阻器的电阻为10Ω时，其两端的电压为4V，通过电路的电流为：I2＝＝＝0.4A，则电源电压为：U＝U2+I2R0＝4V+0.4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②；
联立①②得，R0＝5Ω，U＝3V+0.6A×5Ω＝6V，故A错误；
B、由图乙可知滑动变阻器的最大值大于20Ω，故B错误；
C、R0与R串联接入电路，电路的总功率等于各部分功率之和，则R的功率为：PR＝P﹣P0＝UI﹣I2R0，
即PR＝6V×I﹣I2×5Ω，由抛物线的性质可知当I＝＝0.6A时，R的功率最大，此时电路的总电阻：R总＝＝＝10Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则滑动变阻器接入电路的电阻为：R＝R总﹣R0＝10Ω﹣5Ω＝5Ω，故C错误；
D、当R＝15Ω时，电路中总能电阻为：R总＝R+R0＝15Ω+5Ω＝20Ω，则电路消耗的功率为：P＝＝＝1.8W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了电路的动态分析、欧姆定律及电功率公式的应用，从图像中获取有用的信息是关键。
22．（2分）疫情防控期间，宿迁市很多学校门口新增加了人脸识别测温系统。若人脸识别通过，则控制电路会闭合开关S1，若体温测量值在正常范围内，则会闭合开关S2。只有人脸识别通过且体温在正常范围内，系统才会启动电动机打开闸门。下列有关该控制电路的设计能实现上述功能的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】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。
【解答】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A正确。
故选：A。
【点评】本题考查了串、并联电路的设计，正确得出两开关的连接方式是关键。
23．（2分）如图是红外线测温仪原理示意图，R是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，定值电阻R0为保护电阻。下列分析正确的是（ ）
A．显示仪是由电流表改装成的
B．测较高温度时，R0两端的电压较大
C．增大R0的阻值，可增大测温仪的最大测量值
D．增大电源电压，可增大测温仪的最大测量值
【分析】（1）根据电压表与被测电路元件并联、电流表与被测电路元件串联判断显示仪的类型；
（2）根据题意得出测较高温度时R的阻值变化，从而得出电路的总电阻变化，根据欧姆定律可知电路中的电流变化和R0两端的电压变化，从而得出R0两端的电压变化；
（3）测温仪的最大测量值（即电压表的最大示数）一定，根据串联电路的电压特点可知热敏电阻两端的电压也一定，根据题意得出当增大测温仪的最大测量值时热敏电阻R的阻值变化，再根据欧姆定律得出通过R的电流变化和R0的阻值变化；
（4）测温仪的最大测量值（即电压表的最大示数）一定，根据欧姆定律可知最大测量时电路中的电流一定，根据欧姆定律得出增大电源电压时电路的总电阻变化，从而得出热敏电阻的阻值变化，进一步得出测温仪的最大测量值的变化。
【解答】解：
A.由电路图可知，显示仪与R0并联，则显示仪是由电压表改装成的，故A错误；
B.由热敏电阻的阻值随温度的升高而减小可知，测较高温度时，R的阻值变小，电路的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，R0两端的电压变大，即R0两端的电压较大，故B正确；
C.测温仪的最大测量值（即电压表的最大示数）一定，由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，此时热敏电阻两端的电压也一定，当增大测温仪的最大测量值时，热敏电阻R的阻值变小，由I＝可知，通过R的电流变大，即电路的电流变大，由R＝可知，R0的阻值应减小，故C错误；
D.测温仪的最大测量值（即电压表的最大示数）一定，由I＝可知，最大测量时电路中的电流一定，当增大电源电压时，由R＝可知，电路的总电阻变大，则热敏电阻的阻值变大，测温仪的最大测量值会减小，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了电表的正确使用和串联电路特点、欧姆定律的应用，利用好“热敏电阻的阻值随温度的升高而减小”是关键。
24．（2分）为了能自动记录跳绳的次数，某科技小组设计了一种自动计数器，其简化电路如图甲所示，R1是一种光敏元件，每当绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的电阻会变大，自动计数器会计数一次，信号处理系统能记录AB间每时刻的电压若已知电源电压为12V，某时段AB间的电压随时间变化的图象如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．AB两端电压为6V时，跳绳自动计数器会计数一次
B．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1和R2的阻值相等
C．绳子没有挡住射向R1的红外线时，R1的阻值是R2的3倍
D．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍
【分析】由电路图知，两电阻串联，AB间电压为R2两端电压。由题知，射向R1的激光被挡时它的电阻变化，由串联电路分压原理，结合图象分析射向R1的激光被挡和没挡时AB间电压以及两电阻的大小关系从而解题。
【解答】解：由甲图电路知，R1与R2串联，AB间电压为R2两端电压。
（1）由题知，当射向R1的激光被挡时，R1阻值变大，根据串联电路的分压原理知，R1分得电压增大，R2分得电压减小，
由图象知，此时U2＝UAB＝2V，因为R1的电阻变大，自动计数器会计数一次，即AB间电压为2V计数一次，故A错误；
由串联电路的分压原理有：＝＝，即：＝，
所以：R1＝5R2，故B错误；
（2）当射向R1的激光没有被挡时，R1阻值变小，R1分得电压减小，R2分得电压增大，由图象知，此时，U2'＝UAB'＝6V，
由串联电路的分压原理有：＝＝，即：＝，
所以：R1'＝R2，故C错误；
且R1＝5R1'，即绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍，故D正确。
故选：D。
【点评】本题是一道动态电路题，要能灵活运用串联电路分压原理，关键是根据电阻的变化，结合图象确定定值电阻两端电压的大小。
25．（2分）如图所示，甲图是灯泡L和定值电阻R的I﹣U图像，将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同一电源上，若乙图中U1：U2＝n，丙图中I1：I2＝m，则下述正确的是（ ）
A．灯泡L两端的电压与通过它的电流成正比
B．m＞n
C．mn＝1
D．丙图中，I1＜I2
【分析】（1）由欧姆定律可知，电阻一定时，通过导体的电流与它两端的电压成正比；
（2）图乙中，灯泡与电阻串联，U1：U2＝n；图丙中，灯泡与电阻并联，I1：I2＝m，根据串、并联电路的电压、电流规律和欧姆定律求得两电阻之比，然后即可得出结论。
【解答】解：A．由甲图可知，通过灯泡的电流与灯泡L两端的电压不成正比，且电压是产生电流的原因，不能说：电压与电流成正比，故A错误；
BD．灯泡与电阻串联时，通过二者的电流相同，由甲图可知，灯泡两端的电压大于定值电阻两端的电压，电压的比值U1：U2＝n＞1……①
由图中，灯泡与电阻并联，两端的电压相等，由甲图可知，通过电阻R的电流大于通过灯泡的电流，即I1＜I2，电流的比值I1：I2＝m＜1……②
比较以上两式可知n＞m，故B错误、D正确；
C．由图乙知，灯泡与电阻串联，所以通过它们的电流相同，当电流相同时，由U＝IR可得U1：U2＝RL乙：R＝n……③
由图丙知，灯泡与电阻并联，各支路两端的电压相同，当电压相同时，由I＝可得I1：I2＝R：RL丙＝m……④
由图像甲可知，灯泡电阻随电压增大而增大；乙图和丙图连在同一电源上，乙图中灯泡两端电压比丙图中小，所以RL乙＜RL丙……⑤
联立③④⑤可得n＜，即mn＜1，故C错误。
故选：D。
【点评】能灵活运用欧姆定律及其变形公式，熟知串、并联电路的电压、电流的关系，是解答本题的关键，有一定的难度。
26．（2分）在综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光，此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示．下列说法正确的是（ ）
①电源电压为4V
②滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为1：1
③小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量为11.25J
④实验过程中，滑动变阻器接入电路的阻值范围为3～35Ω
A．只有①② B．只有②④ C．只有②③④ D．只有①②④
【分析】由电路图可知，闭合开关S后，灯泡、R1、R2串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）根据灯泡两端的电压越大时通过的电流越大判断出小灯泡的I﹣U图像，根据图乙可知电压表V2的示数随电流表示数的变化关系，然后结合电流相等时两电压表的示数之和不相等判断出电压表V2并联的位置；当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，根据图乙读出电表的示数，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压；当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，根据图乙读出电表的示数，同理表示出电源的电压，然后联立等式即可求出R1的阻值和电源的电压；
（2）滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，根据欧姆定律求出R1两端的电压，利用P＝UI求出定值电阻R1与灯泡L的电功率之比；
（3）小灯泡正常发光时，根据W＝I2Rt求出定值电阻R1在1min内产生的热量；
（4）当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大；当灯泡正常发光时，变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出其最大和最小值，然后得出滑动变阻器接入电路的阻值范围。
【解答】解：由电路图可知，闭合开关S后，灯泡、R1、R2串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
①因灯泡两端的电压越大时通过的电流越大，所以图乙中图线①是小灯泡的I﹣U图像，由图线②可知，电压表V2的示数随电流表示数的增大而减小，所以电压表V2测滑动变阻器两端的电压或测定值电阻和滑动变阻器两端的电压之和，因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，所以，由电流相等时两电压表的示数之和不相等可知，电压表V2测滑动变阻器R2两端的电压，即并联在滑动变阻器R2两端；当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，由图乙可知，灯泡两端的电压UL＝0.5V，变阻器R2两端的电压U2＝3.5V，电路中的电流I＝0.1A，则电源的电压为：
U＝UL+U2+IR1＝0.5V+3.5V+0.1A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，由图乙可知，灯泡两端的电压UL′＝2.5V，变阻器R2两端的电压U2′＝0.75V，电路中的电流I′＝0.25A，则电源的电压为：
U＝UL′+U2′+I′R1＝2.5V+0.75V+0.25A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：
R1＝5Ω，U＝4.5V，故①错误；
②滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，R1两端的电压为：
U1＝IR1＝0.1A×5Ω＝0.5V，
则定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为：
＝＝＝＝，故②正确；
③小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量为：
Q1＝I′2R1t＝（0.25A）2×5Ω×60s＝18.75J，故③错误；
④当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，则变阻器最大阻值为：
R2大＝＝＝35Ω；
当灯泡正常发光时，变阻器接入电路中的电阻最小，则滑动变阻器的最小电阻为：
R2小＝＝＝3Ω，
所以，为使灯泡能正常发光且安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围为3～35Ω，故④正确。
故选：B。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、焦耳定律的应用，正确判断出电压表V2并联的位置是关键，有一定的难度。
三、实验题：本题共3小题，共28分。
27．（8分）电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。
（1）如图1所示，小雨利用干电池、导线和小磁针进行实验；
①通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明 通电导体周围存在磁场 ；
②若把图甲中的小磁针换成直导线并通电。推测：两条通电导线之间 有 （填“有”或“没有”）相互作用力，依据是 B （填字母）；
A．电磁感应现象
B．磁场对电流的作用
（2）在螺线管中插入软铁棒，制成电磁铁。下列设备中没有用到电磁铁的是 C （填字母）。
A．大型发电机
B．电磁起重机
C．电炉
【分析】（1）①奥斯特实验表明通电导体周围存在磁场。
②通电导体在磁场中会产生力的作用。
（2）电炉是利用电流的热效应来工作的，没有利用电磁铁。
【解答】解：（1）如图1所示，小雨利用干电池、导线和小磁针进行实验；①通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明通电导体周围存在磁场；
②若把图甲中的小磁针换成直导线并通电。推测：两条通电导线之间有相互作用力，依据是磁场对电流的作用，故B正确，A错误；
（2）大型发电机和电磁起重机中都有电磁铁，电炉中没有电磁铁，故选C。
故答案为：（1）①通电导体周围存在磁场；②有；B；（2）C。
【点评】知道通电导体周围存在磁场；知道通电导体在磁场中要受到力的作用；知道电磁铁的应用。
28．（10分）探究“电流与电阻的关系”时，可供实验器材有：三节新的干电池（电压为4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω 2A”字样）、定值电阻5个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω）、开关一个、导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图：
（1）闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，并接近电源电压，则故障原因是： R断路 ；
（2）排除故障后，将定值电阻由5Ω更换为10Ω时，应向 右 （选填“左”或“右”）适当调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变；
（3）图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I﹣R图像，其中阴影部分面积表示的物理量是 R两端电压 ，其数值为 3V ；
（4）如图图像中能大致反映本实验中各物理量之间关系的是 C 。
A．
电流表示数I与R阻值的关系
B．
电压表示数U与R阻值的关系
C．
变阻器接入电路阻值RP与R阻值的关系
D．
电阻的功率PR与R阻值的关系
【分析】（1）若电流表没有示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源相连，据此判断出故障；
（2）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；
（3）根据画出I﹣R图象（如图乙）知图中阴影面积为长方形，由欧姆定律分析；
（4）A、根据电流与R之积为一定值分析；
B、换用不同的电阻时，电压表示数不变，据此分析；
C、由分压原理可知变阻器与R的比值，据此分析；
D、根据P＝UI＝得出定值电阻的功率，据此分析。
【解答】解：（1）若电流表没有示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源相连，所以故障为与电压表并联的定值电阻断路；
（2）根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，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，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，所以滑片应向右端移动，使电压表示数恢复到原来的值；
（3）根据画出I﹣R图象（如图乙）知，图中阴影面积为长方形，其面积等于IR，由欧姆定律得，U＝IR，阴影面积表示的物理量是电阻两端的电压，其数值为U＝IR＝0.6A×5Ω＝3V；
（4）A、因电压表示数不变，即电流与R之积为一定值，故电流随R的变化关系为反比例函数，故A错误；
B、换用不同的电阻时，电压表示数不变，故B错误；
C、定值电阻的电压为2V，变阻器的电压为1V，由分压原理，变阻器与R的比值为1：2，故变阻器连入电路的电阻与R的关系为一过原点的直线，故C正确；
D、根据P＝UI＝，定值电阻的功率：PR＝＝，即电阻的电功率与R之积为一定值，电阻的电功率随R变化关系为反比例函数，故D错误。
故选：C。
故答案为：（1）R断路；（2）右；（3）R两端电压（3）3V；（4）C。
【点评】本题探究电流与电阻的关系，考查电路连接、故障分析、数据分析、控制变量法。
29．（10分）实验小阻的同学测量未知电阻Rx的阻值，实验中所用的电源电压恒定。
（1）设计实验电路如图甲所示，请用笔画线代替导线将如图乙所示的实物电路连接完整。连接电路的过程中开关必须 断开 。
（2）电路连接正确，实验时应先将滑动变阻器的滑片P移至最 右 （选填“左”或“右”）端。
（3）闭合开关S，将滑动变阻器滑片P滑至某一位置后，电压表的示数为2.4V。电流表的示数I如图丙所示，则I＝ 0.24 A：待测电阻Rx 10 Ω。
（4）同学们利用阻值为R0的定值电阻代替电流表设计了如图丁所示的电路图。实验方案如下，请你补充完整。
①闭合开关S1，将开关S2掷于“1”时，调节滑动变阻器的滑片P到适当位置，记下此时电压表的示数为U1；
②保持滑动变阻器的滑片P的位置不动，将开关S2掷于“2”时，记下此时电压表示数为U2；
③未知电阻Rx的阻值的表达式：Rx＝ （用U1、U2、R0表示）。
【分析】（1）连接电路时应断开开关，由甲图可知滑动变阻器接入电路的是左端部分，所以滑动变阻器选择左下接线柱接入电路；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处；
（3）由图丙可知电流表接入电路的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，读取示数，由欧姆定律可得电阻的阻值；
（4）①闭合开关S1，将开关S2掷于“1”时，三个电阻串联，电压表测量电阻R0两端电压，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，记下此时电压表的示数为U1；
②保持滑片位置不变，将开关S2掷于“2”时，此时电压表测量电阻R0与Rx的两端电压之和，记下此时电压表的示数为U2；
③根据串联电路电流特点结合欧姆定律可得待测电阻Rx阻值的表达式。
【解答】解：（1）连接电路时应断开开关，由甲图可知滑动变阻器接入电路的是左端部分，所以滑动变阻器选择左下接线柱接入电路，如图：
；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处，即最右端；
（3）由图丙可知电流表接入电路的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A，由欧姆定律可得电阻的阻值为：R＝＝＝10Ω；
（4）①闭合开关S1，将开关S2掷于“1”时，三个电阻串联，电压表测量电阻R0两端电压，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，记下此时电压表的示数为U1；
②保持滑片位置不变，将开关S2掷于“2”时，此时电压表测量电阻R0与Rx的两端电压之和，记下此时电压表的示数为U2；
③由于电路电流保持不变，由欧姆定律可得即：＝，
则待测电阻Rx阻值的表达式为：Rx＝。
故答案为：（1）如图；（2）右；（3）10；（4）。
【点评】本题考查了电路的连接、滑动变阻器的使用、欧姆定律的灵活运用、特殊的方法测量电阻等。
三、计算题：本题共3小题，共20分
30．（6分）用煤气灶烧水，完全燃烧0.5kg煤气，使60kg的水升高了50℃。已知煤气的热值4.2×107J/kg。求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气灶的热效率。
【分析】（1）知道水的质量、比热容、水的温度升高值，利用Q吸＝cmΔt求水所吸收的热量；
（2）知道完全燃烧煤气的质量、热值，利用Q放＝mq求煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气灶的热效率等于水吸收的热量与煤气完全燃烧放出的热量之比。
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×60kg×50℃＝1.26×107J；
（2）煤气完全燃烧放出的热量：
Q放＝m煤气q＝0.5kg×4.2×107J/kg＝2.1×107J；
（3）煤气灶的热效率：
η＝×100%＝×100%＝60%。
答：（1）水吸收的热量为1.26×107J；
（2）煤气完全燃烧放出的热量为2.1×107J；
（3）煤气灶的热效率为60%。
【点评】本题综合考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、热效率公式的应用，属于基础题目。
31．（6分）某电热取暖器的简化电路如图所示，R1、R2为发热电阻。取暖器工作时，通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1320W，R1＝55Ω。求：
（1）取暖器工作时通过R1的电流；
（2）取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量；
（3）R2的阻值。
【分析】（1）根据欧姆定律求取暖器工作时通过R1的电流。
（2）S1闭合、S2断开时，只有R1接入电路，此时为低温挡，根据焦耳定律求取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量。
（3）根据功率公式求出低温挡的功率；根据并联电路的特点求出R2的电功率，利用根据P＝UI求出通过R2的电流，再根据欧姆定律求R2的阻值。
【解答】解：（1）当闭合S1、S2时，R1、R2并联，所以U＝U1＝U2＝220V，
取暖器工作时通过R1的电流：
I1＝＝＝4A；
（2）当只闭合S1时，只有R1工作，当闭合S1、S2时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，并联的总电阻小于任一分电阻，
电压是一定的，根据P＝可知，当只闭合S1时，只有R1工作，电路中的电阻最大，电功率最小，电热取暖器处于低温挡，取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量：
Q＝I2R1t＝（4A）2×55Ω×1×60s＝5.28×104J；
（3）低温挡的额定功率：P低＝＝＝880W，
当闭合S1、S2时，R1、R2并联，电路中的电阻最小，电功率最大，电热取暖器处于高温挡；
R2的电功率：P2＝P高﹣P低＝1320W﹣880W＝440W；
由P＝UI可知，通过电阻R2的电流：I2＝＝＝2A；
R2的阻值：
R2＝＝＝110Ω。
答：（1）取暖器工作时通过R1的电流是4A；
（2）取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量是5.28×104J；
（3）R2的阻值为110Ω。
【点评】本题考查欧姆定律、电功率、电热的计算，关键是公式的应用和电路状态的判断。
32．（8分）标有“6V 3.6W”字样的小灯泡和其他的电学元件连成电路，如图1。当只闭合开关S1时，滑动变阻器滑片P从右向左滑动的过程中记录下电压表示数U1和电流表示数I，并绘制出对应的U1﹣I图像（如图2），且当滑片滑至最左端时小灯泡正常发光。已知定值电阻R0＝12Ω，求：
（1）电源电压U；
（2）小灯泡正常发光时的电阻RL；
（3）当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，整个电路消耗的电功率P。
【分析】（1）由图可知，当只闭合S1，滑动变阻器到最左端时，只有灯泡L接入电路，且灯泡正常发光。所以电源电压U＝UL；
（2）当小灯泡正常发光时，根据RL＝可得电阻大小；
（3）当只闭合S1时，灯泡L和R1串联，电压表测R1的电压，由图2可知电路中的最小电流，求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求滑动变阻器的最大阻值；可得整个电路消耗的电功率；
当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，灯泡L被短路，滑动变阻器和R0并联在电路中；
由滑动变阻器电流I1′＝和R0的电流I0＝；可得各支路电流；
由P＝U（I1′+I0）可得整个电路消耗的电功率。
【解答】解：（1）由图可知，当只闭合S1，滑动变阻器到最左端时，只有灯泡L接入电路，且灯泡正常发光。所以电源电压U＝UL＝6V；
（2）当小灯泡正常发光时，RL＝＝＝10Ω；
（3）当只闭合S1时，灯泡L和R1串联，电压表测R1的电压，由图2可知电路中的最小电流I′＝0.2A，最大电压U′＝4V，滑动变阻器的最大值RP＝＝＝20Ω；
当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，灯泡L被短路，滑动变阻器和R0并联在电路中；
滑动变阻器电流I1′＝＝＝0.6A；R0的电流I0＝＝＝0.5A；
整个电路消耗的电功率P＝U（I1′+I0）＝6V×（0.6A+0.5A）＝6.6W。
答：（1）电源电压U是6V；
（2）小灯泡正常发光时的电阻RL是10Ω；
（3）当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，整个电路消耗的电功率P是6.6W。
【点评】本题考查了电功率的计算和欧姆定律的应用，关键要学会分析电路图的串并联和图像中各参数的含义，难度较大。
2022-2023学年福建省莆田市荔城区擢英中学九年级（上）期末物理试卷
一、选择题：本题共26小题，每小题2分，共52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．（2分）下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电热水壶 B．电冰箱 C．电磁继电器 D．扬声器
2．（2分）三个电阻R1、R2、R3并联于同一电路中，其阻值分别为30Ω、20Ω、10Ω，通过它们的电流分别为I1、I2、I3，那么I1：I2：I3为（ ）
A．6：3：2 B．2：3：6 C．3：2：1 D．1：2：3
3．（2分）下列物理量最接近实际的是（ ）
A．冰箱冷冻室的温度约为18℃
B．人体的安全电压不高于36V
C．家用电风扇的功率约为500W
D．家用空调额定电流约为0.1A
4．（2分）人类从未停止过对微观世界的粒子与宏观世界的宇宙的探索，下列说法正确的是（ ）
A．原子是由质子和中子构成的
B．哥白尼提出了“地心说”
C．汤姆生提出了原子结构的“行星模型”
D．“花香满园”，说明分子在不停地运动
5．（2分）如图所示为小明卧室的电路图。晚上小明打开灯后，将平板电脑的充电头插到插座上，灯熄灭了，家里其它用电器都正常，查看后发现自己卧室的空气开关跳闸了。他直接将空气开关闭合后立即又跳闸了，他拔下平板电脑充电头，空气开关就能正常闭合了。下列关于电路判断和分析正确的是（ ）
A．空气开关跳闸的原因是插座中的零、火线相碰了
B．空气开关跳闸的原因是充电头处短路了
C．正常情况下，可以将充电头一直插在插座上
D．用正在充电的手机接打电话是安全的
6．（2分）“安全用电，关乎你我他”，下列操作符合安全用电原则的是（ ）
A．电路起火都是由于短路引起的
B．用电器失火时要立即切断电源
C．控制电灯的开关应安装在零线上
D．使用试电笔时，手指不能触碰笔尾金属体
7．（2分）2022年3月，王亚平在中国空间站进行第二次太空授课，下列有关说法正确的是（ ）
A．王亚平与地面课堂进行互动交流是通过电磁波传递信息
B．空间站的信息传递到地球上的速度为340m/s
C．地球上的石头带到空间站时质量会变小
D．运载火箭用氢能源做燃料是利用氢的热值较小
8．（2分）在物理学史中，第一个记载了地球存在磁偏角的是（ ）
A．安培 B．欧姆 C．奥斯特 D．沈括
9．（2分）关于内能、热量、温度的说法中正确的是（ ）
A．物体吸收热量，温度一定升高
B．内能相同的物体间不能发生热传递
C．物体的温度越高，所含的热量越多
D．任何物体都具有内能
10．（2分）如图所示，弹簧测力计下挂一条形磁铁，条形磁铁下面放置一通电螺线管，当条形磁铁从左向右水平拉过时，在图像中弹簧测力计示数变化情况正确的是（ ）
A． B．
C． D．
11．（2分）将甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘线悬挂起来，静止时三个小球的位置如图所示。已知乙球是与用毛皮摩擦过的橡胶棒接触而带电。下列说法正确的是（ ）
A．甲球一定带正电，乙球带负电、丙球可能不带电
B．甲、丙两球均带正电，乙球带负电
C．甲球可能不带电，乙、丙两球均带正电
D．甲球可能不带电，乙、丙两球均带负电
12．（2分）如图为北京冬奥会开幕式上的“大雪花”。它由96块小雪花形态和6块橄榄枝形态的LED双面屏创意组成，采用双面缕空设计，嵌有55万余颗LED灯珠。制作LED灯的核心材料是（ ）
A．超导体 B．半导体 C．导体 D．绝缘体
13．（2分）如图所示是某单缸四冲程汽油机的工作示意图。下列说法正确的是（ ）
A．一个工作循环的正确顺序是：丁、丙、甲、乙
B．热机常用水做冷却剂，是因为水的沸点高
C．丙图冲程是做功冲程，汽缸内气体的内能减小，温度降低
D．飞轮的转速为1800r/min，则该汽油机每秒钟做功30次
14．（2分）如图所示，当开关S闭合时，L1、L2都正常发光，电流表都有示数；突然一盏灯熄灭了，此时两个电流表的示数都变小，则可能出现的电路故障是（ ）
A．灯L1短路 B．灯L2短路 C．灯L1断路 D．灯L2断路
15．（2分）下列关于电与磁的四个实验的认识，正确的是（ ）
A．实验能说明电流周围存在磁场
B．实验中通电螺线管左端是S极
C．图中的线圈正处于平衡位置
D．实验的原理与电动机的原理相同
16．（2分）如图所示电路，电源电压恒定，R1、R2、R3均为定值电阻。当开关S闭合，S1、S2断开时，电流表A的示数为0.2A；当开关S、S1闭合，S2断开时，电流表A的示数为0.4A；当开关S、S1、S2都闭合时，电流表A的示数为0.5A，则（ ）
A．R1：R2＝2：1 B．R1：R3＝1：1
C．R2：R3＝1：2 D．R1：R2：R3＝2：2：1
17．（2分）如图所示，电源电压不变，R为滑动变阻器，R0为定值电阻；忽略温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表A示数减小
B．电压表V2示数和电压表V1示数之差变大
C．灯两端电压变化量小于滑动变阻器两端电压变化量
D．电压表V2和电流表A示数之比增大
18．（2分）如图是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置，R2与R3并联。通电前，A、B两个U形管中的液面相平，通电一段时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则（ ）
A．I1＞I2，A 管中的液面高度差较大
B．I1＞I2，A 管中的液面高度差较小
C．I 1＝I2，A 管中的液面高度差较大
D．I1＝I2，两管中的液面高度差相同
19．（2分）如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，且由定位挡板限制只能在电阻上滑动。从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度h。已知电流增大时，油量表指针向右偏转，则（ ）
A．油面下降时，油量表指针向右偏转
B．定值电阻R没有作用
C．油量表由电压表改装而成的
D．箱内的油越少，流过油量表的电流越小
20．（2分）图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A．有用机械能较大 B．损失能量较小
C．燃料的化学能较大 D．热机效率较低
21．（2分）图甲所示的电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P移动过程中，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为5V
B．R的最大阻值为20Ω
C．R＝10Ω时，其功率最大
D．R＝15Ω时，电路消耗的功率为1.8W
22．（2分）疫情防控期间，宿迁市很多学校门口新增加了人脸识别测温系统。若人脸识别通过，则控制电路会闭合开关S1，若体温测量值在正常范围内，则会闭合开关S2。只有人脸识别通过且体温在正常范围内，系统才会启动电动机打开闸门。下列有关该控制电路的设计能实现上述功能的是（ ）
A． B．
C． D．
23．（2分）如图是红外线测温仪原理示意图，R是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，定值电阻R0为保护电阻。下列分析正确的是（ ）
A．显示仪是由电流表改装成的
B．测较高温度时，R0两端的电压较大
C．增大R0的阻值，可增大测温仪的最大测量值
D．增大电源电压，可增大测温仪的最大测量值
24．（2分）为了能自动记录跳绳的次数，某科技小组设计了一种自动计数器，其简化电路如图甲所示，R1是一种光敏元件，每当绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的电阻会变大，自动计数器会计数一次，信号处理系统能记录AB间每时刻的电压若已知电源电压为12V，某时段AB间的电压随时间变化的图象如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．AB两端电压为6V时，跳绳自动计数器会计数一次
B．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1和R2的阻值相等
C．绳子没有挡住射向R1的红外线时，R1的阻值是R2的3倍
D．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍
25．（2分）如图所示，甲图是灯泡L和定值电阻R的I﹣U图像，将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同一电源上，若乙图中U1：U2＝n，丙图中I1：I2＝m，则下述正确的是（ ）
A．灯泡L两端的电压与通过它的电流成正比
B．m＞n
C．mn＝1
D．丙图中，I1＜I2
26．（2分）在综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光，此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示．下列说法正确的是（ ）
①电源电压为4V
②滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为1：1
③小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量为11.25J
④实验过程中，滑动变阻器接入电路的阻值范围为3～35Ω
A．只有①② B．只有②④ C．只有②③④ D．只有①②④
三、实验题：本题共3小题，共28分。
27．（8分）电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。
（1）如图1所示，小雨利用干电池、导线和小磁针进行实验；
①通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明 ；
②若把图甲中的小磁针换成直导线并通电。推测：两条通电导线之间 （填“有”或“没有”）相互作用力，依据是 （填字母）；
A．电磁感应现象
B．磁场对电流的作用
（2）在螺线管中插入软铁棒，制成电磁铁。下列设备中没有用到电磁铁的是 （填字母）。
A．大型发电机
B．电磁起重机
C．电炉
28．（10分）探究“电流与电阻的关系”时，可供实验器材有：三节新的干电池（电压为4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω 2A”字样）、定值电阻5个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω）、开关一个、导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图：
（1）闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，并接近电源电压，则故障原因是： ；
（2）排除故障后，将定值电阻由5Ω更换为10Ω时，应向 （选填“左”或“右”）适当调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变；
（3）图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I﹣R图像，其中阴影部分面积表示的物理量是 ，其数值为 ；
（4）如图图像中能大致反映本实验中各物理量之间关系的是 。
A．
电流表示数I与R阻值的关系
B．
电压表示数U与R阻值的关系
C．
变阻器接入电路阻值RP与R阻值的关系
D．
电阻的功率PR与R阻值的关系
29．（10分）实验小阻的同学测量未知电阻Rx的阻值，实验中所用的电源电压恒定。
（1）设计实验电路如图甲所示，请用笔画线代替导线将如图乙所示的实物电路连接完整。连接电路的过程中开关必须 。
（2）电路连接正确，实验时应先将滑动变阻器的滑片P移至最 （选填“左”或“右”）端。
（3）闭合开关S，将滑动变阻器滑片P滑至某一位置后，电压表的示数为2.4V。电流表的示数I如图丙所示，则I＝ A：待测电阻Rx Ω。
（4）同学们利用阻值为R0的定值电阻代替电流表设计了如图丁所示的电路图。实验方案如下，请你补充完整。
①闭合开关S1，将开关S2掷于“1”时，调节滑动变阻器的滑片P到适当位置，记下此时电压表的示数为U1；
②保持滑动变阻器的滑片P的位置不动，将开关S2掷于“2”时，记下此时电压表示数为U2；
③未知电阻Rx的阻值的表达式：Rx＝ （用U1、U2、R0表示）。
三、计算题：本题共3小题，共20分
30．（6分）用煤气灶烧水，完全燃烧0.5kg煤气，使60kg的水升高了50℃。已知煤气的热值4.2×107J/kg。求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气灶的热效率。
31．（6分）某电热取暖器的简化电路如图所示，R1、R2为发热电阻。取暖器工作时，通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1320W，R1＝55Ω。求：
（1）取暖器工作时通过R1的电流；
（2）取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量；
（3）R2的阻值。
32．（8分）标有“6V 3.6W”字样的小灯泡和其他的电学元件连成电路，如图1。当只闭合开关S1时，滑动变阻器滑片P从右向左滑动的过程中记录下电压表示数U1和电流表示数I，并绘制出对应的U1﹣I图像（如图2），且当滑片滑至最左端时小灯泡正常发光。已知定值电阻R0＝12Ω，求：
（1）电源电压U；
（2）小灯泡正常发光时的电阻RL；
（3）当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，整个电路消耗的电功率P。
2022-2023学年福建省莆田市荔城区擢英中学九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：本题共26小题，每小题2分，共52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．（2分）下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电热水壶 B．电冰箱 C．电磁继电器 D．扬声器
【分析】电流具有热效应、磁效应和化学效应，逐项分析电能的转化进行作答。
【解答】解：A、电热水壶工作时，电能转化为内能，利用了电流的热效应，故A正确；
B、电冰箱工作时，电能主要转化为机械能，故B错误；
C、电磁继电器利用了电流的磁效应，故C错误；
D、扬声器是根据通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了电流热效应的应用，属于基础知识。
2．（2分）三个电阻R1、R2、R3并联于同一电路中，其阻值分别为30Ω、20Ω、10Ω，通过它们的电流分别为I1、I2、I3，那么I1：I2：I3为（ ）
A．6：3：2 B．2：3：6 C．3：2：1 D．1：2：3
【分析】根据并联电路中支路电流与支路电阻的比值关系进行分析，即电流之比等于电阻的反比。
【解答】解：因为R1：R2：R3＝30Ω：20Ω：10Ω＝3：2：1；
所以＝2：3：6。
故选：B。
【点评】会熟练应用欧姆定律，知道并联电路电阻与电流的比值关系。
3．（2分）下列物理量最接近实际的是（ ）
A．冰箱冷冻室的温度约为18℃
B．人体的安全电压不高于36V
C．家用电风扇的功率约为500W
D．家用空调额定电流约为0.1A
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。
【解答】解：A、一般家用冰箱冷冻室的温度可达﹣18℃，故A错误；
B、经验表明，对人体安全的电压不高于36V，故B正确；
C、一般家用电风扇的功率约为50W，故C错误；
D、一般家用空调额定电流约为5A，故D错误。
故选：B。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出符合实际的选项即可。
4．（2分）人类从未停止过对微观世界的粒子与宏观世界的宇宙的探索，下列说法正确的是（ ）
A．原子是由质子和中子构成的
B．哥白尼提出了“地心说”
C．汤姆生提出了原子结构的“行星模型”
D．“花香满园”，说明分子在不停地运动
【分析】（1）物质是由分子或原子组成的，分子是由原子组成的，原子是由原子核与核外电子组成的，原子核包括质子和中子两部分，质子带正电，中子不带电，电子带负电；
（2）哥白尼提出了“日心说”；
（3）汤姆生发现电子后，人们认识到原子是由位于原子中央的原子核和核外电子组成，卢瑟福提出了原子结构的行星模型；
（4）物质是由分子组成的，分子在不停地做无规则运动。
【解答】解：A、原子是由原子核和核外电子构成的，故A错误；
B、哥白尼提出了“日心说”，故B错误；
C、卢瑟福提出了原子结构的行星模型，故C错误；
D、“花香满园”是扩散现象，说明分子在不停地运动，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了人类探究微观世界的历程和分子的热运动的理解与掌握，属于基础题。
5．（2分）如图所示为小明卧室的电路图。晚上小明打开灯后，将平板电脑的充电头插到插座上，灯熄灭了，家里其它用电器都正常，查看后发现自己卧室的空气开关跳闸了。他直接将空气开关闭合后立即又跳闸了，他拔下平板电脑充电头，空气开关就能正常闭合了。下列关于电路判断和分析正确的是（ ）
A．空气开关跳闸的原因是插座中的零、火线相碰了
B．空气开关跳闸的原因是充电头处短路了
C．正常情况下，可以将充电头一直插在插座上
D．用正在充电的手机接打电话是安全的
【分析】空气开关跳闸的原因有两个：短路和用电器的总功率过大；根据题意分析电路故障的原因，并结合安全用电的常识进行解答。
【解答】解：
AB、小明打开灯后，将平板电脑的充电头插到插座上，灯熄灭了，家里其它用电器都正常，这说明插座所在支路的电流过大；由于平板电脑的功率不大，所以故障的原因是短路；
拔下平板电脑充电头，空气开关就能正常闭合了，这说明插座是正常的，则短路的是充电头，故B正确，A错误；
CD、一直插在插座上充电头会发热，可能会引起火灾；在充电时接打电话，手机电池可能会爆炸；所以，为了用电的安全，不能将充电头一直插在插座上，也不能在充电时接打电话，故CD错误。
故选：B。
【点评】本题考查了家庭电路的故障分析、安全用电的常识，属于基础题。
6．（2分）“安全用电，关乎你我他”，下列操作符合安全用电原则的是（ ）
A．电路起火都是由于短路引起的
B．用电器失火时要立即切断电源
C．控制电灯的开关应安装在零线上
D．使用试电笔时，手指不能触碰笔尾金属体
【分析】（1）电路起火是由于电流过大引起的，而家庭电路电流过大的原因：短路、用电器总电功率过大；
（2）电器设备失火时，为防止发生触电事故应立即切断电源；
（3）为了安全起见，控制用电器的开关与火线相连；
（4）试电笔的正确使用方法，手一定接触笔尾金属体，一定不要接触笔尖金属体。
【解答】解：A、电路起火，可能是由于短路引起，也可能是由于用电器总电功率过大引起的，故A错误；
B、家用电器或电线失火时，要先切断电源，再救火，故B正确；
C、家庭电路的连接中，开关应该与用电器串联，接在火线上，故C错误；
D、使用试电笔时，手不接触笔尾金属体，无论笔尖金属体接触火线还是零线，氖管都不发光，这样无法判断火线和零线，故D错误。
故选：B。
【点评】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，就不会有危险发生。
7．（2分）2022年3月，王亚平在中国空间站进行第二次太空授课，下列有关说法正确的是（ ）
A．王亚平与地面课堂进行互动交流是通过电磁波传递信息
B．空间站的信息传递到地球上的速度为340m/s
C．地球上的石头带到空间站时质量会变小
D．运载火箭用氢能源做燃料是利用氢的热值较小
【分析】（1）电磁波可以传输信息；
（2）声音不能在真空中传播；电磁波可以在真空中传播，电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s（其在空气中的传播速度也接近这一速度值）；
（3）质量是指物体所含物质的多少，质量是物体本身的一种属性，只有在所含物质的多少发生变化时才会改变，如果只是改变了形状、状态、温度、位置，则质量不会发生改变；
（4）热值是燃料的一种特性，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。
【解答】解：A、太空中的视频通话是通过电磁波传输信息的，故A正确；
B、声音不能在真空中传播，而电磁波是可以的；因此空间站向地球传递信号是用电磁波，电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，故B错误；
C、石头从地球带到太空，位置发生变化，物质的多少没有变化，所以石头的质量没有变化，故C错误；
D、运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故D错误。
故选：A。
【点评】本题综合考查的知识点较多，难度不大，属于基础知识，要求学生应熟练掌握。
8．（2分）在物理学史中，第一个记载了地球存在磁偏角的是（ ）
A．安培 B．欧姆 C．奥斯特 D．沈括
【分析】沈括记载了“以磁石磨针锋”制造指南针的方法，磁针“常微偏东，不全南也”，他是世界上第一个指出地磁场存在磁偏角的人，这比西方早了400年。
【解答】解：在物理学史中，第一个记载了地球存在磁偏角的是沈括。
故选：D。
【点评】此题考查了物理学史，简单记忆即可。
9．（2分）关于内能、热量、温度的说法中正确的是（ ）
A．物体吸收热量，温度一定升高
B．内能相同的物体间不能发生热传递
C．物体的温度越高，所含的热量越多
D．任何物体都具有内能
【分析】（1）晶体有固定的熔点，在熔化过程中吸热但温度不变。
（2）热传递发生的条件是存在温度差异，热量由高温物体传递给低温物体，或者由同一个物体上的高温部分传递给低温部分，与物体自身内能的大小无关；
（3）热量是过程量，就是说，热量只存在于热传递过程中，只能说吸收或放出热量，热量传递等；
（4）内能是指物体内部所有做无规则运动的分子具有的分子动能和分子势能的总和，一切物体都有内能。
【解答】解：A、物体吸收热量，温度不一定升高，如晶体在熔化过程中吸收热量，但温度并不变化，故A错误；
B、温度相同的两物体间，不会发生热传递，内能相同的两个物体不一定温度相同，故两个内能相同的物体互相接触时，可能会发生热传递，故B错误；
C、热量是过程量，不能说含有或者具有热量，故C错误；
D、一切物体都有内能，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查内能、热量、热传递的知识，属于热学基础知识的考查，相对比较简单。
10．（2分）如图所示，弹簧测力计下挂一条形磁铁，条形磁铁下面放置一通电螺线管，当条形磁铁从左向右水平拉过时，在图像中弹簧测力计示数变化情况正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】根据通电螺线管中电流的方向，判断出螺线管的两端极性，通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似，条形磁体两极磁性最强而中间磁性最弱，和磁极间的作用规律分析。
【解答】解：
由图可知在对着我们的一侧是向上的，根据安培定则可知螺线管的左端是N极，右端是S极；通电螺线管两极磁性最强而中间磁性最弱，且同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，当条形磁体向右移动时，相互排斥力逐渐减小，而过了大磁体中点后，相互吸引力逐渐增大，故可以得出弹簧测力计的示数从a端到b端是逐渐变大的。
故选：A。
【点评】本题考查了通电螺线管极性的判断；条形磁体的磁性特点和磁极间的作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
11．（2分）将甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘线悬挂起来，静止时三个小球的位置如图所示。已知乙球是与用毛皮摩擦过的橡胶棒接触而带电。下列说法正确的是（ ）
A．甲球一定带正电，乙球带负电、丙球可能不带电
B．甲、丙两球均带正电，乙球带负电
C．甲球可能不带电，乙、丙两球均带正电
D．甲球可能不带电，乙、丙两球均带负电
【分析】（1）同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
（2）用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，且接触带电时带同种电荷；排斥的带有同种电荷，吸引的可能带有异种电荷，也可能带电体吸引不带电的轻小物体。
【解答】解：乙、丙相互排斥，说明乙、丙一定带同种电荷，已知乙球与用毛皮摩擦过的橡胶棒接触而带电，所带的电荷相同，乙带负电，则丙一定也带负电；甲、乙相互吸引，说明甲带正电或不带电。故D正确，ABC错误。
故选：D。
【点评】带电体吸引不带电的轻小物体，排斥带同种电荷的物体，吸引带异种电荷的物体。注意带电体具有吸引轻小物体的性质的情况。
12．（2分）如图为北京冬奥会开幕式上的“大雪花”。它由96块小雪花形态和6块橄榄枝形态的LED双面屏创意组成，采用双面缕空设计，嵌有55万余颗LED灯珠。制作LED灯的核心材料是（ ）
A．超导体 B．半导体 C．导体 D．绝缘体
【分析】半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。
【解答】解：制作LED灯的核心材料是半导体，它具有单向导电性。
故选：B。
【点评】本题考查了学生对半导体的理解，属于基础题。
13．（2分）如图所示是某单缸四冲程汽油机的工作示意图。下列说法正确的是（ ）
A．一个工作循环的正确顺序是：丁、丙、甲、乙
B．热机常用水做冷却剂，是因为水的沸点高
C．丙图冲程是做功冲程，汽缸内气体的内能减小，温度降低
D．飞轮的转速为1800r/min，则该汽油机每秒钟做功30次
【分析】（1）判断汽油机的四个冲程，先看进气门和排气门的关闭情况，进气门打开的是吸气冲程，排气门打开的是排气冲程，进气门和排气门都关闭的是压缩冲程或者做功冲程；活塞上行为压缩冲程和排气冲程；活塞下行为吸气冲程和做功冲程；在压缩冲程中机械能转化为内能；做功冲程中内能转化为机械能；对外提供内能的冲程只有做功冲程，其它三个冲程都是依靠惯性完成的；
（2）因为水的比热容较大，常用来做冷却剂；
（3）内燃机的四个冲程中有两个冲程发生了能量转化，在压缩冲程中机械能转化为内能，在做功冲程中内能转化为机械能；
（4）四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，活塞往复1次，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。
【解答】解：甲冲程，两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，是第二冲程；
乙冲程，排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，是第四冲程；
丙冲程，气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为了机械能是第三冲程；
丁冲程，进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，是第一冲程；
A、四个冲程的正确顺序是丁甲丙乙，故A错误；
B、热机常用水做冷却剂，是因为水的比热容大，吸热效果好，故B错误；
C、丙图是做功冲程，汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，气缸内气体内能减少，温度降低，故C正确；
D、四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，则该飞轮每秒钟转30圈，完成了60个冲程，对外做功15次，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查内燃机的冲程，能量的转化、水的比热容以及转速与做功次数的关系，是一道综合题。
14．（2分）如图所示，当开关S闭合时，L1、L2都正常发光，电流表都有示数；突然一盏灯熄灭了，此时两个电流表的示数都变小，则可能出现的电路故障是（ ）
A．灯L1短路 B．灯L2短路 C．灯L1断路 D．灯L2断路
【分析】根据题目中“一段时间后，其中一盏灯突然熄灭，此时二个电流表的读数均变小”，对各个选项逐个分析即可判断。
【解答】解：由图可知，灯L1、L2并联，A1测干路电流，A2测L2的电流：
A、若灯L1短路，此时电源发生短路，则两盏灯都不会发光，故A错误；
B、若灯L2短路，此时电源发生短路，则两盏灯都不会发光，故B错误；
C、若灯L1断路，L1熄灭，L2发光，此时电流表A示数为0，即示数变小，A2原来测的是两灯泡的总电流，现在测的是L2的电流，故其示数也变小，故C错误；
D、若灯L2断路，此时L2熄灭，L1发光，原来电流表A测的是的L2电流，现在仍测该灯泡的电流，故其示数不变，故D错误。
故选：C。
【点评】本题应首先分析电路中电流的流经路径，再根据电表的示数变化找出发生故障的用电器。
15．（2分）下列关于电与磁的四个实验的认识，正确的是（ ）
A．实验能说明电流周围存在磁场
B．实验中通电螺线管左端是S极
C．图中的线圈正处于平衡位置
D．实验的原理与电动机的原理相同
【分析】题目给出了四个类似的实验，首先要弄清各实验所揭示的原理，再结合题设要求来进行选择。
【解答】解：
A、通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，小磁针的运动可以显示磁场的存在，它是研究电流的磁效应的，是奥斯特实验，故A正确；
B、电流从螺线管的右侧流入，从左侧流出，根据安培定则可知，螺线管的左端为N极，故B错误；
C、图中线圈的平面与磁感线的方向相同，不是平衡位置，故C错误；
D、图中没有电池，验证闭合电路的一部分导体切割磁感线时产生感应电流，是电磁感应现象实验图，是发电机的原理图，即是将机械能转化为电能的过程，故D错误。
故选：A。
【点评】物理学是以观察和实验为主的实验学科，很多的物理知识都来源于实验，在学习中应重视实验的学习，要牢记一些重要实验装置图。
16．（2分）如图所示电路，电源电压恒定，R1、R2、R3均为定值电阻。当开关S闭合，S1、S2断开时，电流表A的示数为0.2A；当开关S、S1闭合，S2断开时，电流表A的示数为0.4A；当开关S、S1、S2都闭合时，电流表A的示数为0.5A，则（ ）
A．R1：R2＝2：1 B．R1：R3＝1：1
C．R2：R3＝1：2 D．R1：R2：R3＝2：2：1
【分析】当开关S闭合，S1、S2断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流；当开关S、S1闭合，S2断开时，R1与R3并联，电流表测干路电流；根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1的电流不变，根据并联电路的电流特点求出通过R3的电流；当开关S、S1、S2都闭合时，R1、R2、R3并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流，利用并联电路的电压特点和欧姆定律求出三电阻的阻值之比，然后求出任意两电阻的阻值之比。
【解答】解：当开关S闭合，S1、S2断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，即I1＝0.2A，
当开关S、S1闭合，S2断开时，R1与R3并联，电流表测干路电流，即I＝0.4A，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，通过R1的电流不变，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过R3的电流：I3＝I﹣I1＝0.4A﹣0.2A＝0.2A，
当开关S、S1、S2都闭合时，R1、R2、R3并联，电流表测干路电流，
则通过R2的电流：I2＝I﹣I1﹣I3＝0.5A﹣0.2A﹣0.2A＝0.1A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I＝可得R1：R2：R3＝：：＝：：＝1：2：1，故D错误；
则R1：R2＝1：2，R1：R3＝1：1，R2：R3＝2：1，故AC错误、B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用，要注意并联电路中各支路独立工作、互不影响。
17．（2分）如图所示，电源电压不变，R为滑动变阻器，R0为定值电阻；忽略温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表A示数减小
B．电压表V2示数和电压表V1示数之差变大
C．灯两端电压变化量小于滑动变阻器两端电压变化量
D．电压表V2和电流表A示数之比增大
【分析】开关S闭合，灯泡、滑动变阻器R和定值电阻R0串联，电压表V1测灯泡两端电压，电压表V2测灯泡和滑动变阻器R两端的电压；
根据滑片的移动方向分析滑动变阻器接入电路中电阻的变化和总电阻的变化，根据欧姆定律分析电路中电流的变化；根据欧姆定律分析和串联电路的电压规律分析电压表示数的变化；根据R＝电压表V2和电流表A示数之比的变化。
【解答】解：根据电路图可知，开关S闭合，灯泡、滑动变阻器R和定值电阻R0串联，电压表V1测灯泡两端电压，电压表V2测灯泡和滑动变阻器R的电压；
A．闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向左滑动时，滑动变阻器R的阻值减小，电阻总电阻变小，由欧姆定律知，电路中的电流变大，电流表示数变大，故A错误；
B．电压表V2的示数与电压表V1示数之差即为滑动变阻器两端电压UR＝U﹣（UL+UR0）＝U﹣I（RL+R0），电源电压U、灯丝电阻RL和定值电阻R0均为定值，电流I增大，所以UR减小，故B错误；
C．由B项知，滑动变阻器两端电压UR减小，总电压不变，其减小量等于灯泡两端电压与定值电阻两端电压的增大量之和，则灯两端电压变化量小于滑动变阻器两端电压变化量，故C正确；
D．电压表V2与电流表示数之比为，其中灯丝电阻RL不变，滑动变阻器R减小，比值减小，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了欧姆定律及串联电路的特点，要求学生明确电路的结构，能够熟练应用串联电路的特点求解。
18．（2分）如图是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置，R2与R3并联。通电前，A、B两个U形管中的液面相平，通电一段时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则（ ）
A．I1＞I2，A 管中的液面高度差较大
B．I1＞I2，A 管中的液面高度差较小
C．I 1＝I2，A 管中的液面高度差较大
D．I1＝I2，两管中的液面高度差相同
【分析】由电路图分析电阻丝的连接方式，根据串并联电路的电流特点可知通过它们的电流关系，根据Q＝I2Rt比较两电阻产生的热量关系，密闭空气吸收热量后，压强变大，U形管内两液面的差值变大，据此进行解答。
【解答】解：
由图可知，右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以I1＞I2；
由Q＝I2Rt可知，通电时间相同时，I1＞I2，R1＝R2＝5Ω，所以左侧甲电阻产生的热量较多；
密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，左侧容器内气体的压强与大气压的差值较大，A玻璃管液面高度差较大，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查了并联电路的电流特点和焦耳定律的应用，关键是明白U形管在实验中的作用。
19．（2分）如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，且由定位挡板限制只能在电阻上滑动。从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度h。已知电流增大时，油量表指针向右偏转，则（ ）
A．油面下降时，油量表指针向右偏转
B．定值电阻R没有作用
C．油量表由电压表改装而成的
D．箱内的油越少，流过油量表的电流越小
【分析】分析电路连接，该装置涉及到浮力、杠杆、滑动变阻器、电流表等相关知识，油面上升通过浮子和杠杆使滑动变阻器连入的电阻变小，电路中的电流变大；油面下降通过浮子和杠杆使滑动变阻器连入的电阻变大，电路中的电流变小；逐一进行分析判断。
【解答】解：
由图知，滑动变阻器与定值电阻串联，油量表（由电流表改装而成）测电路中的电流；
A、油面降低，浮标下降，在杠杆的作用下滑片上移，滑动变阻器连入电路的电阻变大，根据电阻的串联和欧姆定律可知电路中的电流变小，则电流表指针向左偏转；故A错误；
B、当油箱中装满油时，滑动变阻器的滑片在最下端，变阻器接入电路电阻变为零，若没有串联定值电阻，则会造成短路，会烧坏电源和油量表；所以，在电路中串联定值电阻R，能起保护电路的作用，故B错误；
C、油量表串联在电路中，是由电流表改装而成的，故C错误；
D、油箱内的油越少，滑片越往上运动，滑动变阻器连入电路的电阻变大，根据电阻的串联和欧姆定律可知电路中的电流变小，即流过油量表的电流越小，故D正确。
故选：D。
【点评】当油面升降时，看准滑动变阻器的阻值如何变化是本题的关键所在。灵活运用滑动变阻器的变阻原理：通过改变连入电阻丝的长度，改变阻值的大小，从而改变电路中的电流。
20．（2分）图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A．有用机械能较大 B．损失能量较小
C．燃料的化学能较大 D．热机效率较低
【分析】（1）由图乙可读出甲、乙的有用机械能大小，二者比较即可；
（2）由图乙可读出甲、乙损失能量的大小，二者比较即可；
（3）燃料的化学能等于有用机械能、损失能量和废气内能之和，由图乙可得出甲、乙的化学能大小，二者比较即可；
（4）燃料完全燃烧放出的热量等于燃料的化学能，再根据η＝可求出甲、乙的热机效率大小，二者比较即可。
【解答】解：A、由图乙可知甲热机的有用机械能是2000J，乙热机的有用机械能是4000J，即甲的有用机械能较小，故A错误；
B、由图乙可知甲损失能量500J，乙损失能量为5000J，则甲损失能量较小，故B正确；
C、燃料的化学能等于有用机械能、损失能量和废气内能之和，由图乙可知，甲的燃料化学能为：500J+2000J+1500J＝4000J，乙的燃料化学能为：3000J+4000J+5000J＝12000J，则甲的燃料化学能较少，故C错误；
D、已知甲燃料完全燃烧放出的热量等于其燃料化学能，即Q甲＝4000J；
乙燃料完全燃烧放出的热量等于其燃料化学能，即Q乙＝12000J；
则甲的热机效率为：η甲＝＝＝50%；
乙的热机效率为：η乙＝＝≈33.3%；
由上述可知甲的热机效率较高，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了对热机效率的理解，解题关键是从图中读取相关的数据进行解答。
21．（2分）图甲所示的电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关，滑片P移动过程中，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为5V
B．R的最大阻值为20Ω
C．R＝10Ω时，其功率最大
D．R＝15Ω时，电路消耗的功率为1.8W
【分析】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）读出图中滑动变阻器的电阻和其两端的电压，根据欧姆定律算出其电阻，根据电源电压相等列等式算出定值电阻的阻值，进而求出电源电压；
（2）由图乙可知滑动变阻器的最大值；
（3）R0与R串联接入电路，电路的总功率等于各部分功率之和，则R的功率为：PR＝P﹣P0，代入数据结合抛物线的性质可知当电路为多少时R的功率最大，根据欧姆定律计算此时电路的总电阻，根据串联电路电阻规律计算滑动变阻器接入电路的电阻；
（4）根据串联电路电阻规律求出总电阻，再由P＝求出此时电路中消耗的功率。
【解答】解：由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
A、由图乙可知，当滑动变阻器的电阻为5Ω时，其两端的电压为3V，通过电路的电流为：I1＝＝＝0.6A，则电源电压为：U＝U1+I1R0＝3V+0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；
滑动变阻器的电阻为10Ω时，其两端的电压为4V，通过电路的电流为：I2＝＝＝0.4A，则电源电压为：U＝U2+I2R0＝4V+0.4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②；
联立①②得，R0＝5Ω，U＝3V+0.6A×5Ω＝6V，故A错误；
B、由图乙可知滑动变阻器的最大值大于20Ω，故B错误；
C、R0与R串联接入电路，电路的总功率等于各部分功率之和，则R的功率为：PR＝P﹣P0＝UI﹣I2R0，
即PR＝6V×I﹣I2×5Ω，由抛物线的性质可知当I＝＝0.6A时，R的功率最大，此时电路的总电阻：R总＝＝＝10Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则滑动变阻器接入电路的电阻为：R＝R总﹣R0＝10Ω﹣5Ω＝5Ω，故C错误；
D、当R＝15Ω时，电路中总能电阻为：R总＝R+R0＝15Ω+5Ω＝20Ω，则电路消耗的功率为：P＝＝＝1.8W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了电路的动态分析、欧姆定律及电功率公式的应用，从图像中获取有用的信息是关键。
22．（2分）疫情防控期间，宿迁市很多学校门口新增加了人脸识别测温系统。若人脸识别通过，则控制电路会闭合开关S1，若体温测量值在正常范围内，则会闭合开关S2。只有人脸识别通过且体温在正常范围内，系统才会启动电动机打开闸门。下列有关该控制电路的设计能实现上述功能的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】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。
【解答】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A正确。
故选：A。
【点评】本题考查了串、并联电路的设计，正确得出两开关的连接方式是关键。
23．（2分）如图是红外线测温仪原理示意图，R是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，定值电阻R0为保护电阻。下列分析正确的是（ ）
A．显示仪是由电流表改装成的
B．测较高温度时，R0两端的电压较大
C．增大R0的阻值，可增大测温仪的最大测量值
D．增大电源电压，可增大测温仪的最大测量值
【分析】（1）根据电压表与被测电路元件并联、电流表与被测电路元件串联判断显示仪的类型；
（2）根据题意得出测较高温度时R的阻值变化，从而得出电路的总电阻变化，根据欧姆定律可知电路中的电流变化和R0两端的电压变化，从而得出R0两端的电压变化；
（3）测温仪的最大测量值（即电压表的最大示数）一定，根据串联电路的电压特点可知热敏电阻两端的电压也一定，根据题意得出当增大测温仪的最大测量值时热敏电阻R的阻值变化，再根据欧姆定律得出通过R的电流变化和R0的阻值变化；
（4）测温仪的最大测量值（即电压表的最大示数）一定，根据欧姆定律可知最大测量时电路中的电流一定，根据欧姆定律得出增大电源电压时电路的总电阻变化，从而得出热敏电阻的阻值变化，进一步得出测温仪的最大测量值的变化。
【解答】解：
A.由电路图可知，显示仪与R0并联，则显示仪是由电压表改装成的，故A错误；
B.由热敏电阻的阻值随温度的升高而减小可知，测较高温度时，R的阻值变小，电路的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，R0两端的电压变大，即R0两端的电压较大，故B正确；
C.测温仪的最大测量值（即电压表的最大示数）一定，由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，此时热敏电阻两端的电压也一定，当增大测温仪的最大测量值时，热敏电阻R的阻值变小，由I＝可知，通过R的电流变大，即电路的电流变大，由R＝可知，R0的阻值应减小，故C错误；
D.测温仪的最大测量值（即电压表的最大示数）一定，由I＝可知，最大测量时电路中的电流一定，当增大电源电压时，由R＝可知，电路的总电阻变大，则热敏电阻的阻值变大，测温仪的最大测量值会减小，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了电表的正确使用和串联电路特点、欧姆定律的应用，利用好“热敏电阻的阻值随温度的升高而减小”是关键。
24．（2分）为了能自动记录跳绳的次数，某科技小组设计了一种自动计数器，其简化电路如图甲所示，R1是一种光敏元件，每当绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的电阻会变大，自动计数器会计数一次，信号处理系统能记录AB间每时刻的电压若已知电源电压为12V，某时段AB间的电压随时间变化的图象如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．AB两端电压为6V时，跳绳自动计数器会计数一次
B．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1和R2的阻值相等
C．绳子没有挡住射向R1的红外线时，R1的阻值是R2的3倍
D．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍
【分析】由电路图知，两电阻串联，AB间电压为R2两端电压。由题知，射向R1的激光被挡时它的电阻变化，由串联电路分压原理，结合图象分析射向R1的激光被挡和没挡时AB间电压以及两电阻的大小关系从而解题。
【解答】解：由甲图电路知，R1与R2串联，AB间电压为R2两端电压。
（1）由题知，当射向R1的激光被挡时，R1阻值变大，根据串联电路的分压原理知，R1分得电压增大，R2分得电压减小，
由图象知，此时U2＝UAB＝2V，因为R1的电阻变大，自动计数器会计数一次，即AB间电压为2V计数一次，故A错误；
由串联电路的分压原理有：＝＝，即：＝，
所以：R1＝5R2，故B错误；
（2）当射向R1的激光没有被挡时，R1阻值变小，R1分得电压减小，R2分得电压增大，由图象知，此时，U2'＝UAB'＝6V，
由串联电路的分压原理有：＝＝，即：＝，
所以：R1'＝R2，故C错误；
且R1＝5R1'，即绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍，故D正确。
故选：D。
【点评】本题是一道动态电路题，要能灵活运用串联电路分压原理，关键是根据电阻的变化，结合图象确定定值电阻两端电压的大小。
25．（2分）如图所示，甲图是灯泡L和定值电阻R的I﹣U图像，将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同一电源上，若乙图中U1：U2＝n，丙图中I1：I2＝m，则下述正确的是（ ）
A．灯泡L两端的电压与通过它的电流成正比
B．m＞n
C．mn＝1
D．丙图中，I1＜I2
【分析】（1）由欧姆定律可知，电阻一定时，通过导体的电流与它两端的电压成正比；
（2）图乙中，灯泡与电阻串联，U1：U2＝n；图丙中，灯泡与电阻并联，I1：I2＝m，根据串、并联电路的电压、电流规律和欧姆定律求得两电阻之比，然后即可得出结论。
【解答】解：A．由甲图可知，通过灯泡的电流与灯泡L两端的电压不成正比，且电压是产生电流的原因，不能说：电压与电流成正比，故A错误；
BD．灯泡与电阻串联时，通过二者的电流相同，由甲图可知，灯泡两端的电压大于定值电阻两端的电压，电压的比值U1：U2＝n＞1……①
由图中，灯泡与电阻并联，两端的电压相等，由甲图可知，通过电阻R的电流大于通过灯泡的电流，即I1＜I2，电流的比值I1：I2＝m＜1……②
比较以上两式可知n＞m，故B错误、D正确；
C．由图乙知，灯泡与电阻串联，所以通过它们的电流相同，当电流相同时，由U＝IR可得U1：U2＝RL乙：R＝n……③
由图丙知，灯泡与电阻并联，各支路两端的电压相同，当电压相同时，由I＝可得I1：I2＝R：RL丙＝m……④
由图像甲可知，灯泡电阻随电压增大而增大；乙图和丙图连在同一电源上，乙图中灯泡两端电压比丙图中小，所以RL乙＜RL丙……⑤
联立③④⑤可得n＜，即mn＜1，故C错误。
故选：D。
【点评】能灵活运用欧姆定律及其变形公式，熟知串、并联电路的电压、电流的关系，是解答本题的关键，有一定的难度。
26．（2分）在综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光，此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示．下列说法正确的是（ ）
①电源电压为4V
②滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为1：1
③小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量为11.25J
④实验过程中，滑动变阻器接入电路的阻值范围为3～35Ω
A．只有①② B．只有②④ C．只有②③④ D．只有①②④
【分析】由电路图可知，闭合开关S后，灯泡、R1、R2串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）根据灯泡两端的电压越大时通过的电流越大判断出小灯泡的I﹣U图像，根据图乙可知电压表V2的示数随电流表示数的变化关系，然后结合电流相等时两电压表的示数之和不相等判断出电压表V2并联的位置；当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，根据图乙读出电表的示数，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压；当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，根据图乙读出电表的示数，同理表示出电源的电压，然后联立等式即可求出R1的阻值和电源的电压；
（2）滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，根据欧姆定律求出R1两端的电压，利用P＝UI求出定值电阻R1与灯泡L的电功率之比；
（3）小灯泡正常发光时，根据W＝I2Rt求出定值电阻R1在1min内产生的热量；
（4）当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大；当灯泡正常发光时，变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出其最大和最小值，然后得出滑动变阻器接入电路的阻值范围。
【解答】解：由电路图可知，闭合开关S后，灯泡、R1、R2串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
①因灯泡两端的电压越大时通过的电流越大，所以图乙中图线①是小灯泡的I﹣U图像，由图线②可知，电压表V2的示数随电流表示数的增大而减小，所以电压表V2测滑动变阻器两端的电压或测定值电阻和滑动变阻器两端的电压之和，因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，所以，由电流相等时两电压表的示数之和不相等可知，电压表V2测滑动变阻器R2两端的电压，即并联在滑动变阻器R2两端；当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时电路中的电流最小，由图乙可知，灯泡两端的电压UL＝0.5V，变阻器R2两端的电压U2＝3.5V，电路中的电流I＝0.1A，则电源的电压为：
U＝UL+U2+IR1＝0.5V+3.5V+0.1A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，由图乙可知，灯泡两端的电压UL′＝2.5V，变阻器R2两端的电压U2′＝0.75V，电路中的电流I′＝0.25A，则电源的电压为：
U＝UL′+U2′+I′R1＝2.5V+0.75V+0.25A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：
R1＝5Ω，U＝4.5V，故①错误；
②滑动变阻器的滑片处于最右端的时候，R1两端的电压为：
U1＝IR1＝0.1A×5Ω＝0.5V，
则定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为：
＝＝＝＝，故②正确；
③小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量为：
Q1＝I′2R1t＝（0.25A）2×5Ω×60s＝18.75J，故③错误；
④当滑动变阻器的滑片处于最右端时，变阻器接入电路中的电阻最大，则变阻器最大阻值为：
R2大＝＝＝35Ω；
当灯泡正常发光时，变阻器接入电路中的电阻最小，则滑动变阻器的最小电阻为：
R2小＝＝＝3Ω，
所以，为使灯泡能正常发光且安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围为3～35Ω，故④正确。
故选：B。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、焦耳定律的应用，正确判断出电压表V2并联的位置是关键，有一定的难度。
三、实验题：本题共3小题，共28分。
27．（8分）电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。
（1）如图1所示，小雨利用干电池、导线和小磁针进行实验；
①通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明 通电导体周围存在磁场 ；
②若把图甲中的小磁针换成直导线并通电。推测：两条通电导线之间 有 （填“有”或“没有”）相互作用力，依据是 B （填字母）；
A．电磁感应现象
B．磁场对电流的作用
（2）在螺线管中插入软铁棒，制成电磁铁。下列设备中没有用到电磁铁的是 C （填字母）。
A．大型发电机
B．电磁起重机
C．电炉
【分析】（1）①奥斯特实验表明通电导体周围存在磁场。
②通电导体在磁场中会产生力的作用。
（2）电炉是利用电流的热效应来工作的，没有利用电磁铁。
【解答】解：（1）如图1所示，小雨利用干电池、导线和小磁针进行实验；①通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明通电导体周围存在磁场；
②若把图甲中的小磁针换成直导线并通电。推测：两条通电导线之间有相互作用力，依据是磁场对电流的作用，故B正确，A错误；
（2）大型发电机和电磁起重机中都有电磁铁，电炉中没有电磁铁，故选C。
故答案为：（1）①通电导体周围存在磁场；②有；B；（2）C。
【点评】知道通电导体周围存在磁场；知道通电导体在磁场中要受到力的作用；知道电磁铁的应用。
28．（10分）探究“电流与电阻的关系”时，可供实验器材有：三节新的干电池（电压为4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω 2A”字样）、定值电阻5个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω）、开关一个、导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图：
（1）闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，并接近电源电压，则故障原因是： R断路 ；
（2）排除故障后，将定值电阻由5Ω更换为10Ω时，应向 右 （选填“左”或“右”）适当调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变；
（3）图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I﹣R图像，其中阴影部分面积表示的物理量是 R两端电压 ，其数值为 3V ；
（4）如图图像中能大致反映本实验中各物理量之间关系的是 C 。
A．
电流表示数I与R阻值的关系
B．
电压表示数U与R阻值的关系
C．
变阻器接入电路阻值RP与R阻值的关系
D．
电阻的功率PR与R阻值的关系
【分析】（1）若电流表没有示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源相连，据此判断出故障；
（2）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；
（3）根据画出I﹣R图象（如图乙）知图中阴影面积为长方形，由欧姆定律分析；
（4）A、根据电流与R之积为一定值分析；
B、换用不同的电阻时，电压表示数不变，据此分析；
C、由分压原理可知变阻器与R的比值，据此分析；
D、根据P＝UI＝得出定值电阻的功率，据此分析。
【解答】解：（1）若电流表没有示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源相连，所以故障为与电压表并联的定值电阻断路；
（2）根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，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，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，所以滑片应向右端移动，使电压表示数恢复到原来的值；
（3）根据画出I﹣R图象（如图乙）知，图中阴影面积为长方形，其面积等于IR，由欧姆定律得，U＝IR，阴影面积表示的物理量是电阻两端的电压，其数值为U＝IR＝0.6A×5Ω＝3V；
（4）A、因电压表示数不变，即电流与R之积为一定值，故电流随R的变化关系为反比例函数，故A错误；
B、换用不同的电阻时，电压表示数不变，故B错误；
C、定值电阻的电压为2V，变阻器的电压为1V，由分压原理，变阻器与R的比值为1：2，故变阻器连入电路的电阻与R的关系为一过原点的直线，故C正确；
D、根据P＝UI＝，定值电阻的功率：PR＝＝，即电阻的电功率与R之积为一定值，电阻的电功率随R变化关系为反比例函数，故D错误。
故选：C。
故答案为：（1）R断路；（2）右；（3）R两端电压（3）3V；（4）C。
【点评】本题探究电流与电阻的关系，考查电路连接、故障分析、数据分析、控制变量法。
29．（10分）实验小阻的同学测量未知电阻Rx的阻值，实验中所用的电源电压恒定。
（1）设计实验电路如图甲所示，请用笔画线代替导线将如图乙所示的实物电路连接完整。连接电路的过程中开关必须 断开 。
（2）电路连接正确，实验时应先将滑动变阻器的滑片P移至最 右 （选填“左”或“右”）端。
（3）闭合开关S，将滑动变阻器滑片P滑至某一位置后，电压表的示数为2.4V。电流表的示数I如图丙所示，则I＝ 0.24 A：待测电阻Rx 10 Ω。
（4）同学们利用阻值为R0的定值电阻代替电流表设计了如图丁所示的电路图。实验方案如下，请你补充完整。
①闭合开关S1，将开关S2掷于“1”时，调节滑动变阻器的滑片P到适当位置，记下此时电压表的示数为U1；
②保持滑动变阻器的滑片P的位置不动，将开关S2掷于“2”时，记下此时电压表示数为U2；
③未知电阻Rx的阻值的表达式：Rx＝ （用U1、U2、R0表示）。
【分析】（1）连接电路时应断开开关，由甲图可知滑动变阻器接入电路的是左端部分，所以滑动变阻器选择左下接线柱接入电路；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处；
（3）由图丙可知电流表接入电路的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，读取示数，由欧姆定律可得电阻的阻值；
（4）①闭合开关S1，将开关S2掷于“1”时，三个电阻串联，电压表测量电阻R0两端电压，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，记下此时电压表的示数为U1；
②保持滑片位置不变，将开关S2掷于“2”时，此时电压表测量电阻R0与Rx的两端电压之和，记下此时电压表的示数为U2；
③根据串联电路电流特点结合欧姆定律可得待测电阻Rx阻值的表达式。
【解答】解：（1）连接电路时应断开开关，由甲图可知滑动变阻器接入电路的是左端部分，所以滑动变阻器选择左下接线柱接入电路，如图：
；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处，即最右端；
（3）由图丙可知电流表接入电路的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A，由欧姆定律可得电阻的阻值为：R＝＝＝10Ω；
（4）①闭合开关S1，将开关S2掷于“1”时，三个电阻串联，电压表测量电阻R0两端电压，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，记下此时电压表的示数为U1；
②保持滑片位置不变，将开关S2掷于“2”时，此时电压表测量电阻R0与Rx的两端电压之和，记下此时电压表的示数为U2；
③由于电路电流保持不变，由欧姆定律可得即：＝，
则待测电阻Rx阻值的表达式为：Rx＝。
故答案为：（1）如图；（2）右；（3）10；（4）。
【点评】本题考查了电路的连接、滑动变阻器的使用、欧姆定律的灵活运用、特殊的方法测量电阻等。
三、计算题：本题共3小题，共20分
30．（6分）用煤气灶烧水，完全燃烧0.5kg煤气，使60kg的水升高了50℃。已知煤气的热值4.2×107J/kg。求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气灶的热效率。
【分析】（1）知道水的质量、比热容、水的温度升高值，利用Q吸＝cmΔt求水所吸收的热量；
（2）知道完全燃烧煤气的质量、热值，利用Q放＝mq求煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气灶的热效率等于水吸收的热量与煤气完全燃烧放出的热量之比。
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×60kg×50℃＝1.26×107J；
（2）煤气完全燃烧放出的热量：
Q放＝m煤气q＝0.5kg×4.2×107J/kg＝2.1×107J；
（3）煤气灶的热效率：
η＝×100%＝×100%＝60%。
答：（1）水吸收的热量为1.26×107J；
（2）煤气完全燃烧放出的热量为2.1×107J；
（3）煤气灶的热效率为60%。
【点评】本题综合考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、热效率公式的应用，属于基础题目。
31．（6分）某电热取暖器的简化电路如图所示，R1、R2为发热电阻。取暖器工作时，通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1320W，R1＝55Ω。求：
（1）取暖器工作时通过R1的电流；
（2）取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量；
（3）R2的阻值。
【分析】（1）根据欧姆定律求取暖器工作时通过R1的电流。
（2）S1闭合、S2断开时，只有R1接入电路，此时为低温挡，根据焦耳定律求取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量。
（3）根据功率公式求出低温挡的功率；根据并联电路的特点求出R2的电功率，利用根据P＝UI求出通过R2的电流，再根据欧姆定律求R2的阻值。
【解答】解：（1）当闭合S1、S2时，R1、R2并联，所以U＝U1＝U2＝220V，
取暖器工作时通过R1的电流：
I1＝＝＝4A；
（2）当只闭合S1时，只有R1工作，当闭合S1、S2时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，并联的总电阻小于任一分电阻，
电压是一定的，根据P＝可知，当只闭合S1时，只有R1工作，电路中的电阻最大，电功率最小，电热取暖器处于低温挡，取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量：
Q＝I2R1t＝（4A）2×55Ω×1×60s＝5.28×104J；
（3）低温挡的额定功率：P低＝＝＝880W，
当闭合S1、S2时，R1、R2并联，电路中的电阻最小，电功率最大，电热取暖器处于高温挡；
R2的电功率：P2＝P高﹣P低＝1320W﹣880W＝440W；
由P＝UI可知，通过电阻R2的电流：I2＝＝＝2A；
R2的阻值：
R2＝＝＝110Ω。
答：（1）取暖器工作时通过R1的电流是4A；
（2）取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量是5.28×104J；
（3）R2的阻值为110Ω。
【点评】本题考查欧姆定律、电功率、电热的计算，关键是公式的应用和电路状态的判断。
32．（8分）标有“6V 3.6W”字样的小灯泡和其他的电学元件连成电路，如图1。当只闭合开关S1时，滑动变阻器滑片P从右向左滑动的过程中记录下电压表示数U1和电流表示数I，并绘制出对应的U1﹣I图像（如图2），且当滑片滑至最左端时小灯泡正常发光。已知定值电阻R0＝12Ω，求：
（1）电源电压U；
（2）小灯泡正常发光时的电阻RL；
（3）当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，整个电路消耗的电功率P。
【分析】（1）由图可知，当只闭合S1，滑动变阻器到最左端时，只有灯泡L接入电路，且灯泡正常发光。所以电源电压U＝UL；
（2）当小灯泡正常发光时，根据RL＝可得电阻大小；
（3）当只闭合S1时，灯泡L和R1串联，电压表测R1的电压，由图2可知电路中的最小电流，求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求滑动变阻器的最大阻值；可得整个电路消耗的电功率；
当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，灯泡L被短路，滑动变阻器和R0并联在电路中；
由滑动变阻器电流I1′＝和R0的电流I0＝；可得各支路电流；
由P＝U（I1′+I0）可得整个电路消耗的电功率。
【解答】解：（1）由图可知，当只闭合S1，滑动变阻器到最左端时，只有灯泡L接入电路，且灯泡正常发光。所以电源电压U＝UL＝6V；
（2）当小灯泡正常发光时，RL＝＝＝10Ω；
（3）当只闭合S1时，灯泡L和R1串联，电压表测R1的电压，由图2可知电路中的最小电流I′＝0.2A，最大电压U′＝4V，滑动变阻器的最大值RP＝＝＝20Ω；
当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，灯泡L被短路，滑动变阻器和R0并联在电路中；
滑动变阻器电流I1′＝＝＝0.6A；R0的电流I0＝＝＝0.5A；
整个电路消耗的电功率P＝U（I1′+I0）＝6V×（0.6A+0.5A）＝6.6W。
答：（1）电源电压U是6V；
（2）小灯泡正常发光时的电阻RL是10Ω；
（3）当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，整个电路消耗的电功率P是6.6W。
【点评】本题考查了电功率的计算和欧姆定律的应用，关键要学会分析电路图的串并联和图像中各参数的含义，难度较大。
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