广东省揭阳市普宁市2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案)

这是一份广东省揭阳市普宁市2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷(含答案)，共28页。试卷主要包含了单项选择题，填空题，作图题，实验探究题，计算题，综合能力题等内容，欢迎下载使用。

2022-2023学年广东省揭阳市普宁市九年级（上）期末物理试卷
一、单项选择题（每小题3分，共21分）
1．（3分）小芳家里有如图所示各种用电器，这些用电器正常工作时，通过各用电器的电流最大的是（　　）
A．电风扇 B．电视机
C．电脑 D．电烤箱
2．（3分）宏观的热现象用微观的分子动理论分析，常常会得到全新的认识，下面说法正确的是（　　）
A．当温度下降为0℃时，分子热运动停止
B．某物体温度越高，分子热运动越剧烈
C．固体物质不易拉伸，说明固体的分子间只存在引力
D．扩散现象不能在固体中发生
3．（3分）在下列过程中，物质的比热容会发生变化的是（　　）
A．把铜放在热水中再取出 B．把煤块碾成煤粉
C．水凝固成冰 D．一杯水倒掉一半
4．（3分）电动公交既节能、又环保。乘坐电动公交车时，车的前后两门（电路开关）中的任意一个门没有关闭好（　　）
A． B．
C． D．
5．（3分）如图所示，电源电压不变，闭合开关S，下列说法正确的是（　　）

A．电压表示数不变，小灯泡变亮
B．电流表示数变小，小灯泡变暗
C．电压表示数变大，小灯泡变暗
D．电流表示数不变，小灯泡变亮
6．（3分）如图所示电路，闭合开关后发光二极管发光，电流表均有示数（　　）

A．A1与A2示数不相等
B．发光二极管主要由超导材料制成
C．用电压表替换A1接入电路后闭合开关，电压表无示数
D．将发光二极管两引脚对调后接入电路，闭合开关，电流表无示数
7．（3分）如图所示将两根电热丝R1和R2串联在电路中，若R1＝5R2，请问哪根火柴会先被点燃（　　）

A．在R2上的火柴 B．在R1上的火柴
C．同时点燃 D．无法确定
二、填空题（每空1分，共21分）
8．（3分）在天气异常寒冷时，我们总喜欢双手搓几下，就感觉暖和　 　使手的内能增加（选填“热传递”或“做功”），或吹几口气，亦感觉暖和　 　使手的内能增加（选填“热传递”或“做功”）。而有时我们也用热水袋取暖，是因为水具有较大的 　 　。（选填“比热容”或“密度”）
9．（3分）如图所示，验电器是利用 　 　的原理来检测物体是否带电的；用丝线悬挂两个轻质带电小球，相互靠近时出现如图所示情景，甲球被排斥，则甲球带 　 　电，乙球带 　 　电。

10．（3分）一节新干电池两端的电压为 　 　V。某同学连接的电路如图所示，他所用的电源是全新的三节干电池串联组成的电池组，开关S闭合后，则灯L1两端的电压为 　 　V，其中L1和L2两灯中较亮的是灯 　 　。

11．（3分）导体的电阻一定时，导体中电流的大小跟加在这个导体两端的电压成　 　。人体也是导体，电压越高，通过的电流越　 　，大到一定程度就会有危险了。经验证明，只有不高于　 　的电压对人体才是安全的。
12．（3分）如图所示，是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图象，由图象可知 　 　是小灯泡的I﹣U图象；定值电阻的阻值为 　 　Ω；把定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上，干路中的电流是 　 　A。

13．（3分）英国物理学家焦耳用近40年的时间做了大量实验，研究电流产生的热量，提出了焦耳定律　 　来表示。某家庭单独使用电饭锅，用时20min，电能表的示数由图甲示数变成图乙示数　 　kW•h，电饭锅的电功率为 　 　W。

14．（3分）一款电热水壶工作时有两挡，分别是加热挡和保温挡，其工作原理如图所示（虚线框内为电热水壶的发热部位）1＝44Ω，R2＝2156Ω，当开关S置于 　 　（填“1”或“2”）时，电热水壶处于加热挡，加热功率为 　 　W；电热水壶在保温状态下的电功率为 　 　W。

三、作图题（共7分）
15．（2分）根据图1的实物图，把相应的电路图画在图2方框内。
16．（2分）请在如图的电路图相应的位置填上电源和电流表的符号，使电压表测量小灯泡两端电压。

17．（3分）小林同学在家庭电路中安装一只螺丝口灯泡和一个三孔插座，要求开关只控制灯泡，部分导线已连接，请你只添加三根导线帮小林完成安装。

四、实验探究题（共19分）
18．（6分）学校物理兴趣小组进行了一些实验探究，以下是他们的探究情况。

（1）如图甲所示电路，该电路是 　 　（填连接方式）电路，电压表和电流表的读数如图乙和丙，则电压表的读数是 　 　V，电流表读数 　 　A。
（2）如图丁所示，图中A、B、C是镍铬合金丝。A、B长度相同；B、C粗细相同。为了探究“导体电阻的大小与其横截面积的关系”　 　，实验中，根据 　 　判断接入M、N两点间电阻的大小。如果选用B、C两电阻丝，可以探究导体电阻的大小与 　 　的关系。
19．（6分）在探究“不同物质吸热能力”的实验中，实验装置如图甲、乙所示。
（1）实验中应取 　 　（填“体积”或“质量”）相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，使用规格 　 　（选填“相同”或“不同”）的电加热器加热。实验中通过比较两种液体 　 　来比较甲和乙种液体吸收热量的多少。
（2）实验数据如下表所示，　 　液体的吸热能力强。如果要在甲、乙两种液体中选择一种液体作为液体温度计的测温物质，你认为 　 　液体较为合理。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
（3）图丙中①是乙加热时温度随时间变化的图线，如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍，不考虑热损失，再绘制出一条温度随时间变化的图线，则为图中的第 　 　条（填“①”“②”或“③”）。

20．（7分）在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V（灯丝电阻约为12Ω）。

（1）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整。
（2）闭合开关前，应将图甲中的滑动变阻器的滑片滑到 　 　（选填“A”或“B”）端。
（3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电流表无示数，若电路只有一处故障　 　。
（4）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，分析图像可知该小灯泡的额定功率为 　 　W。
（5）没有电压表，用丙图所示电路也可测小灯泡的额定功率，其中定值电阻R0＝10Ω。实验过程是：先断开开关S2，闭合开关S、S1，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数I0＝　 　，再保持变阻器滑片的位置不变，只断开开关 　 　，闭合其他开关，读出电流表示数为I，灯泡额定功率的表达式为P额＝　 　（用U额、I、I0的代数式表示）。
五、计算题（共13分）
21．（6分）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给20kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值约为3×107J/kg。求：
（1）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（2）若煤炉烧水时的热效率为42%，则煤燃烧需放出多少热量？
（3）至少需要燃烧煤的质量是多少？

22．（7分）冬天里用热水泡脚对人们的身体健康有帮助，孝顺的小梅同学给爷爷网购了一台额定电压为220V的双挡位电热足浴器。足浴器某次加热工作时的控制面板显示如图所示。
（1）足浴器在加热状态下正常工作时的电流是多大？
（2）某次使用足浴器加热用时5min，保温用时20min，共消耗电能多少J？
（3）若晚上用电高峰时的实际电压只有200V，足浴器的实际加热功率是多少？（计算结果保留整数，电热丝阻值不变）

六、综合能力题（共19分）
23．（6分）汽油机是汽车的“心脏”（如图甲）。某物理小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询（如图乙），请你参与讨论有关问题。

（1）汽油燃烧时将 　 　能转化为内能，请你判断图甲中表示的是 　 　冲程。
（2）汽油发动机一个工作循环中，机械能转化为内能是 　 　冲程，汽油发动机的冷却系统选用水来冷却是因为 　 　。
（3）当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将 　 　（选填“升高”“不变”或“降低”）。
（4）若将机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，由图乙中提供的数据可得，该轿车的能量转化效率为 　 　（保留一位小数）。
24．（6分）阅读短文，回答问题：
电熨斗
如图甲为生活中常用的电熨斗，图乙是电熨斗结构图，电熨斗中有一个由双金属片制成的自动开关，且两金属片紧紧地铆在一起，受热时铜片膨胀得比铁片大，温度越高，弯曲得越显著。常温时，当电熨电源接通时，电热丝发热，当温度升高到设定的温度时，双金属片顶端的触点与弹性钢片上的触点分离，将调温旋钮上的升降螺丝上下调节，双金属片和弹性钢片上的触点随之上下移动。双金属片弯曲程度不同，熨烫时所需要的温度也各不相同。一般来说，棉织品比化纤衣服耐高温。

（1）电熨斗主要是利用电流的 　 　（填“热”或“磁”）效应进行工作的；为了安全用电，该电熨斗的电源线插头　 　（填“A”或“B”）。
（2）如图丙中，两种双金属片中符合电熨斗安装要求的是 　 　（填“C”或“D”）。
（3）电熨斗通电工作时，若突然断开电源，两触点 　 　（填“会”或“不会”）断开。
（4）将调温旋钮上的升降螺丝下调时，弹性钢片的弹性势能 　 　（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（5）熨烫完棉织品衣服再熨烫化纤衣服，应 　 　（填“向上”、“向下”或“不”）调节调温旋钮上的升降螺丝。
25．（7分）某物理小组在实验室发现了一个有趣的电子元件R1，从说明书知道，元件R1的电阻值与其两端的电压值有关。在老师的指导下，同学们得到了元件R1的I﹣U关系如图甲“b”所示。

（1）当元件R1两端电压为90V时，R1的电阻值为 　 　Ω，消耗的电功率为 　 　W。
（2）小明利用图乙，画出图甲中的“a”图象，由“a”图象可知0的阻值是 　 　Ω。
（3）小明把R0与R1串联后接到电源电压为220V的电路中，则电路中的电流为 　 　A，R1的实际功率为 　 　W。

2022-2023学年广东省揭阳市普宁市九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（每小题3分，共21分）
1．（3分）小芳家里有如图所示各种用电器，这些用电器正常工作时，通过各用电器的电流最大的是（　　）
A．电风扇 B．电视机
C．电脑 D．电烤箱
【解答】解：电风扇的功率通常为几十瓦，电视机的功率约为一百瓦左右、电烤箱的功率通常为500W～2000W，由P＝UI知功率最大的电流最大，D正确。
故选：D。
2．（3分）宏观的热现象用微观的分子动理论分析，常常会得到全新的认识，下面说法正确的是（　　）
A．当温度下降为0℃时，分子热运动停止
B．某物体温度越高，分子热运动越剧烈
C．固体物质不易拉伸，说明固体的分子间只存在引力
D．扩散现象不能在固体中发生
【解答】解：A、一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，分子热运动不会停止；
B、分子热运动的剧烈程度与温度有关，分子的热运动就越剧烈；
C、分子间既有引力又有斥力，说明了分子之间存在引力；
D、扩散现象在固体、气体中都可以发生。
故选：B。
3．（3分）在下列过程中，物质的比热容会发生变化的是（　　）
A．把铜放在热水中再取出 B．把煤块碾成煤粉
C．水凝固成冰 D．一杯水倒掉一半
【解答】解：物质的比热容是物质本身的一种特性，与形状、位置无关。
A、把铜放在热水中再取出比热容不会发生变化；
B、把煤块碾成煤粉比热容不会发生变化；
C、水结冰，比热容也会发生改变；
D、一杯水倒掉一半。
故选：C。
4．（3分）电动公交既节能、又环保。乘坐电动公交车时，车的前后两门（电路开关）中的任意一个门没有关闭好（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：因为电动机要由前、后两门（电路开关）关闭同时控制，则电动公交车无法行驶、后两门中的电路开关应串联连接同时控制电动机。
故选：B。
5．（3分）如图所示，电源电压不变，闭合开关S，下列说法正确的是（　　）

A．电压表示数不变，小灯泡变亮
B．电流表示数变小，小灯泡变暗
C．电压表示数变大，小灯泡变暗
D．电流表示数不变，小灯泡变亮
【解答】解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，
因电源电压不变，
所以，滑片移动时，故C错误；
当滑片P向上移动时，接入电路中的电阻变小，
由I＝可知，即电流表的示数变大；
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，
所以，由P＝I2R可知，灯泡的实际功率变大，故A正确。
故选：A。
6．（3分）如图所示电路，闭合开关后发光二极管发光，电流表均有示数（　　）

A．A1与A2示数不相等
B．发光二极管主要由超导材料制成
C．用电压表替换A1接入电路后闭合开关，电压表无示数
D．将发光二极管两引脚对调后接入电路，闭合开关，电流表无示数
【解答】解：
A、由图可知，根据串联电路的电流规律可知，A1与A2示数相等，故A错误；
B、发光二极管是由半导体材料制成的；
C、用电压表替换A5接入电路后闭合开关，此时电压表串联在电路中，电压表有示数；
D、将发光二极管两引脚对调后接入电路，由于二极管具有单向导电性，电流表无示数。
故选：D。
7．（3分）如图所示将两根电热丝R1和R2串联在电路中，若R1＝5R2，请问哪根火柴会先被点燃（　　）

A．在R2上的火柴 B．在R1上的火柴
C．同时点燃 D．无法确定
【解答】解：由题知，两电热丝串联，通过两电热丝的电流相等，
因R1＝5R5，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，相同时间内电流通过R1产生的热量是R2的5倍，所以R1上的火柴应最先达到燃点被点燃。
故选：B。
二、填空题（每空1分，共21分）
8．（3分）在天气异常寒冷时，我们总喜欢双手搓几下，就感觉暖和　做功　使手的内能增加（选填“热传递”或“做功”），或吹几口气，亦感觉暖和　热传递　使手的内能增加（选填“热传递”或“做功”）。而有时我们也用热水袋取暖，是因为水具有较大的 　比热容　。（选填“比热容”或“密度”）
【解答】解：（1）搓手取暖时，克服摩擦做功，使手的内能增加，此过程是通过做功的方式改变手的内能；
哈气取暖时，热量从高温的水蒸气转移到低温的手、温度升高；
（2）因为水的比热容大，在质量相同，水放出的热量多。
故答案为：做功；热传递。
9．（3分）如图所示，验电器是利用 　同种电荷相互排斥　的原理来检测物体是否带电的；用丝线悬挂两个轻质带电小球，相互靠近时出现如图所示情景，甲球被排斥，则甲球带 　正　电，乙球带 　负　电。

【解答】解：（1）验电器是利用同种电荷相互排斥的原理来检测物体是否带电的；
（2）丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用玻璃棒靠近甲球时，说明它们带同种电荷；图中甲，又因为它们是两个轻质带电小球，即乙球带负电。
故答案为：同种电荷相互排斥；正；负。
10．（3分）一节新干电池两端的电压为 　1.5　V。某同学连接的电路如图所示，他所用的电源是全新的三节干电池串联组成的电池组，开关S闭合后，则灯L1两端的电压为 　2　V，其中L1和L2两灯中较亮的是灯 　L2　。

【解答】解：一节新干电池两端的电压为1.5V；他所用的电源是三节新干电池串联组成的电池组，可知电源电压：U＝8×1.5V＝5.5V；
当开关闭合后，两灯泡串联2两端的电压，电压表的示数为8.5V2两端的电压为8.5V，
根据串联电路的电压特点可知L1两端的电压：U6＝U﹣U2＝4.8V﹣2.5V＝4V；
灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，两灯泡串联，由前面解答可知L2两端的电压较大，根据P＝UI可知L2的实际功率较大，所以，L3和L2两灯中较亮的是灯L2。
故答案为：8.5；2；L7。
11．（3分）导体的电阻一定时，导体中电流的大小跟加在这个导体两端的电压成　正比　。人体也是导体，电压越高，通过的电流越　大　，大到一定程度就会有危险了。经验证明，只有不高于　36V　的电压对人体才是安全的。
【解答】解：电阻一定时，导体中电流的大小跟加在这个导体两端的电压成正比，电压越高。经验证明。
故答案为：正比；大；36V
12．（3分）如图所示，是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图象，由图象可知 　甲　是小灯泡的I﹣U图象；定值电阻的阻值为 　10　Ω；把定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上，干路中的电流是 　1.2　A。

【解答】解：（1）定值电阻电流与它两端的电压成正比，其I﹣U图象为一倾斜直线，灯泡的电流与它两端的电压不成正比。
故图甲是小灯泡的I﹣U图象，图乙是定值电阻的I﹣U图象。
从图乙可知，当R两端的电压U＝4V时R＝0.4A，
由欧姆定律可得，定值电阻R的阻值：R＝＝；
（2）定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上，根据并联电路的电压特点可知，
定值电阻和小灯泡两端的电压各为4V，从图中可知，
根据并联电路的电流特点可知干路中的电流是：I总＝IR+IL＝3.4A+0.6A＝1.2A。
故答案为：甲；10。
13．（3分）英国物理学家焦耳用近40年的时间做了大量实验，研究电流产生的热量，提出了焦耳定律　Q＝I2Rt　来表示。某家庭单独使用电饭锅，用时20min，电能表的示数由图甲示数变成图乙示数　0.4　kW•h，电饭锅的电功率为 　1200　W。

【解答】解：物理学家焦耳做了大量实验，研究电流产生的热量，焦耳定律可用公式Q＝I2Rt来表示；
图甲中电能表的示数为7624.8kW•h，图乙中电能表的示数为7625.5kW•h；
所以，该电饭锅在这段时间内消耗电能为7625.2kW•h﹣7624.8kW•h＝4.4kW•h。
则电饭锅的电功率为：P＝＝＝1.2kW＝1200W。
故答案为：Q＝I6Rt；0.4。
14．（3分）一款电热水壶工作时有两挡，分别是加热挡和保温挡，其工作原理如图所示（虚线框内为电热水壶的发热部位）1＝44Ω，R2＝2156Ω，当开关S置于 　2　（填“1”或“2”）时，电热水壶处于加热挡，加热功率为 　1100　W；电热水壶在保温状态下的电功率为 　22　W。

【解答】解：由电路图可知，开关S置于1时R1与R8串联，开关S置于2时电路为R1的简单电路，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，开关S置于4时，
电源的电压一定时，由P＝UI＝，电路的总功率最大；
1100W，
则开关S置于1时，R2与R2串联，电热水壶处于保温挡，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电热水壶在保温状态下的电功率：
P保温＝＝＝22W。
故答案为：4；1100。
三、作图题（共7分）
15．（2分）根据图1的实物图，把相应的电路图画在图2方框内。
【解答】解：根据电流的流向，电流从电源正极出发经开关后开始分支、灯泡L1，另一支经过L2，然后共同经电流表回到电源负极；这说明该电路为并联电路，电流表7在一条支路中，如图所示：

16．（2分）请在如图的电路图相应的位置填上电源和电流表的符号，使电压表测量小灯泡两端电压。

【解答】解：由图可知，闭合开关后，则左边方框处为电流表，此时该电路为串联电路

17．（3分）小林同学在家庭电路中安装一只螺丝口灯泡和一个三孔插座，要求开关只控制灯泡，部分导线已连接，请你只添加三根导线帮小林完成安装。

【解答】解：火线进开关，再接入灯泡的顶端金属点；上孔接地线；右孔接火线


四、实验探究题（共19分）
18．（6分）学校物理兴趣小组进行了一些实验探究，以下是他们的探究情况。

（1）如图甲所示电路，该电路是 　串联　（填连接方式）电路，电压表和电流表的读数如图乙和丙，则电压表的读数是 　1.8　V，电流表读数 　0.24　A。
（2）如图丁所示，图中A、B、C是镍铬合金丝。A、B长度相同；B、C粗细相同。为了探究“导体电阻的大小与其横截面积的关系”　AB　，实验中，根据 　电流表示数　判断接入M、N两点间电阻的大小。如果选用B、C两电阻丝，可以探究导体电阻的大小与 　长度　的关系。
【解答】解：（1）由图知，电阻R0与滑动变阻器串联，电压表测量R0两端的电压；电压表V选的是4～3V的量程，其示数为1.5V，分度值为0.02A；
（2）为了探究“导体电阻的大小与其横截面积的关系”，需要控制导体的长度，横截面积不同，实验中、N两点间电阻的大小、C两电阻丝，材料和横截面积相同。
故答案为：（1）串联；1.2；（2）AB；长度。
19．（6分）在探究“不同物质吸热能力”的实验中，实验装置如图甲、乙所示。
（1）实验中应取 　质量　（填“体积”或“质量”）相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，使用规格 　相同　（选填“相同”或“不同”）的电加热器加热。实验中通过比较两种液体 　加热时间　来比较甲和乙种液体吸收热量的多少。
（2）实验数据如下表所示，　甲　液体的吸热能力强。如果要在甲、乙两种液体中选择一种液体作为液体温度计的测温物质，你认为 　乙　液体较为合理。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
（3）图丙中①是乙加热时温度随时间变化的图线，如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍，不考虑热损失，再绘制出一条温度随时间变化的图线，则为图中的第 　③　条（填“①”“②”或“③”）。

【解答】解：（1）根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同（甲，根据m＝ρV、乙质量不同）、乙两种液体别倒入相同的烧杯中；
根据转换法，分使用规格相同的电加热器加热；
（2）根据实验数据知，从34℃升高到42℃，乙加热1分钟；
根据Q＝cmΔt，质量相同的甲，因乙的比热容小，如果要在甲，乙液体较为合理；
（3）由温度﹣时间图像可知，加热4min时，不考虑热损失，将初温相同的乙物质质量增加到原来的5倍，它们吸收的热量相同，质量大的温度变化量小一些，则温度变化量为原来的一半。
故答案为：（1）质量；相同；（2）甲；乙。
20．（7分）在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V（灯丝电阻约为12Ω）。

（1）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整。
（2）闭合开关前，应将图甲中的滑动变阻器的滑片滑到 　B　（选填“A”或“B”）端。
（3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电流表无示数，若电路只有一处故障　灯泡断路　。
（4）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，分析图像可知该小灯泡的额定功率为 　0.5　W。
（5）没有电压表，用丙图所示电路也可测小灯泡的额定功率，其中定值电阻R0＝10Ω。实验过程是：先断开开关S2，闭合开关S、S1，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数I0＝　　，再保持变阻器滑片的位置不变，只断开开关 　S1　，闭合其他开关，读出电流表示数为I，灯泡额定功率的表达式为P额＝　U额×（I﹣I0）　（用U额、I、I0的代数式表示）。
【解答】解：（1）小灯泡额定电压为2.5V，灯丝电阻约为12Ω，灯的额定电流约为：I＝＝，故电流表选用小量程与灯串联，所以电压表选用0﹣8V的量程与灯泡并联，如下所示：
；
（2）为了保护电路，闭合开关前，即滑片应处于B端；
（3）闭合开关后，电流表没有示数，电压表有示数、电流表、滑动变阻器与电源相连，所以故障可能是灯泡断路；
（4）分析图像可知：当电压为2.5V时，电流为4.2A
P＝UI＝2.8V×0.2A＝3.5W；
（5）先断开开关S2、闭合开关S、S5，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I0＝；
再保持变阻器滑片的位置不变，只断开开关S7、闭合其它开关，读出电流表示数为I，因电路的连接关系没有改变，灯仍正常发光0；
灯泡额定功率的表达式为：P额＝U额×（I﹣I0）。
故答案为：（1）如上图所示；（2）B；（4）5.5；S6；U额×（I﹣I0）。
五、计算题（共13分）
21．（6分）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给20kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值约为3×107J/kg。求：
（1）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（2）若煤炉烧水时的热效率为42%，则煤燃烧需放出多少热量？
（3）至少需要燃烧煤的质量是多少？

【解答】解：（1）水吸收的热量Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.6×103J/（kg•℃）×20kg×（80℃﹣20℃）＝5.04×103J；
（2）煤完全燃烧需要放出的热量Q放＝＝＝1.6×107J；
（3）至少需要燃烧煤的质量m＝＝＝0.4kg。
答：（1）经过6min时间加热，水所吸收的热量5.04×105J；
（2）若煤炉烧水时的热效率为42%，则煤燃烧需放出多少热量1.2×107J；
（3）至少需要燃烧煤的质量是0.4kg。
22．（7分）冬天里用热水泡脚对人们的身体健康有帮助，孝顺的小梅同学给爷爷网购了一台额定电压为220V的双挡位电热足浴器。足浴器某次加热工作时的控制面板显示如图所示。
（1）足浴器在加热状态下正常工作时的电流是多大？
（2）某次使用足浴器加热用时5min，保温用时20min，共消耗电能多少J？
（3）若晚上用电高峰时的实际电压只有200V，足浴器的实际加热功率是多少？（计算结果保留整数，电热丝阻值不变）

【解答】解：（1）足浴器的额定电压为220V，加热功率为880W，
由P＝UI可得，足浴器在加热状态下正常工作时的电流：
I＝＝4A。
（2）加热时消耗的电能W1＝P加热t加热＝880W×4×60s＝2.64×105J，
保温时消耗的电能W5＝P保温t保温＝500W×20×60s＝6×105J
使用足浴器共消耗的电能W＝W8+W2＝2.64×102J+6×105J＝8.64×105J。
（3）加热状态下，足浴器的电阻：R＝，
当实际电压为200V时，足浴器的实际加热功率：P实＝≈727W。
答：（1）足浴器在加热状态下正常工作时的电流是4A；
（2）使用足浴器共消耗的电能为5.64×105J；
（3）若晚上用电高峰时的实际电压只有200V，足浴器的实际加热功率是727W。
六、综合能力题（共19分）
23．（6分）汽油机是汽车的“心脏”（如图甲）。某物理小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询（如图乙），请你参与讨论有关问题。

（1）汽油燃烧时将 　化学　能转化为内能，请你判断图甲中表示的是 　压缩　冲程。
（2）汽油发动机一个工作循环中，机械能转化为内能是 　压缩　冲程，汽油发动机的冷却系统选用水来冷却是因为 　水比热容大　。
（3）当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将 　降低　（选填“升高”“不变”或“降低”）。
（4）若将机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，由图乙中提供的数据可得，该轿车的能量转化效率为 　12.7　（保留一位小数）。
【解答】解：（1）汽油机中汽油燃烧时将化学能转化为内能；根据图甲可知、排气门都关闭，汽缸容积变小；
（2）汽油发动机一个工作循环中，机械能转化为内能是压缩冲程；
（3）汽油在发动机内燃烧不充分时，在消耗相同的燃料时，则发动机的热机效率会降低；
（4）由图乙知，W有用＝1×104J，W输入＝3.9×104J，能量转化效率为：η＝×100%≈12.5%。
故答案为：（1）化学；压缩；水比热容大；12.7。
24．（6分）阅读短文，回答问题：
电熨斗
如图甲为生活中常用的电熨斗，图乙是电熨斗结构图，电熨斗中有一个由双金属片制成的自动开关，且两金属片紧紧地铆在一起，受热时铜片膨胀得比铁片大，温度越高，弯曲得越显著。常温时，当电熨电源接通时，电热丝发热，当温度升高到设定的温度时，双金属片顶端的触点与弹性钢片上的触点分离，将调温旋钮上的升降螺丝上下调节，双金属片和弹性钢片上的触点随之上下移动。双金属片弯曲程度不同，熨烫时所需要的温度也各不相同。一般来说，棉织品比化纤衣服耐高温。

（1）电熨斗主要是利用电流的 　热　（填“热”或“磁”）效应进行工作的；为了安全用电，该电熨斗的电源线插头　B　（填“A”或“B”）。
（2）如图丙中，两种双金属片中符合电熨斗安装要求的是 　C　（填“C”或“D”）。
（3）电熨斗通电工作时，若突然断开电源，两触点 　不会　（填“会”或“不会”）断开。
（4）将调温旋钮上的升降螺丝下调时，弹性钢片的弹性势能 　增大　（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（5）熨烫完棉织品衣服再熨烫化纤衣服，应 　向上　（填“向上”、“向下”或“不”）调节调温旋钮上的升降螺丝。
【解答】解：（1）电流通过导体后能产生热是利用电流的热效应的原理制成的，即电熨斗主要是利用了电流的热效应进行工作的，该电熨斗的电源线插头应选三孔插座B；
（2）由题意知，受热时铜片膨胀得比铁片大，温度越高。常温时。当电熨斗与电源接通时，双金属片受热弯曲，双金属片顶端的触点与弹性铜片上的触点分离。金属底板散热，双金属片恢复原状。由此判断，下层为铁片。
（3）若工作时两接触点未断开，断开电源后温度升不上去，不会突然断开，则是温度不会立即降下去；
（4）由于弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关，故当将调温旋钮上的升降螺丝下调时，所以弹性势能增大；
（5）由于棉织品比化纤衣物耐高温，故应使温度降低，以限制温度升高。
故答案为：（1）热；B；（2）C；（4）增大。
25．（7分）某物理小组在实验室发现了一个有趣的电子元件R1，从说明书知道，元件R1的电阻值与其两端的电压值有关。在老师的指导下，同学们得到了元件R1的I﹣U关系如图甲“b”所示。

（1）当元件R1两端电压为90V时，R1的电阻值为 　75　Ω，消耗的电功率为 　108　W。
（2）小明利用图乙，画出图甲中的“a”图象，由“a”图象可知0的阻值是 　100　Ω。
（3）小明把R0与R1串联后接到电源电压为220V的电路中，则电路中的电流为 　1.1　A，R1的实际功率为 　121　W。
【解答】解：（1）由图甲可知，当元件R1两端的电压为90伏时，通过的电流I1＝2.2A，
由I＝可得，R1的电阻值：
R2＝＝＝75Ω，
消耗的电功率：
P1＝U2I1＝90V×1.5A＝108W；
（2）由图乙可知，当滑片位于最上端时接入电路中的电阻为零0的电路，此时电路中的电流最大，
由图象可知，电路中的电流I0＝7.2A，
则定值电阻R0的阻值：
R6＝＝＝100Ω；
（3）把R0与R1串联后接到电源电压为220V电路中后，
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，由图象可知，U2′＝U0＝110V时符合，
则R1的实际功率：
P4＝U1′I＝110V×1.5A＝121W。
故答案为：（1）75；108；（3）1.1。