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湖北省随州市随县2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷
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这是一份湖北省随州市随县2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷，共35页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图和实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年湖北省随州市随县九年级（上）期末物理试卷
一、选择题（每小题只有一个选项正确，每小题2分，共32分；答案填涂在答题纸中相应位置）
1．（2分）湿地被称为“地球之肾”，能调节空气的湿度和温度，其中能调节温度主要是因为水的（ ）
A．比热容大 B．密度大 C．流动性大 D．热值大
2．（2分）如图所示是四冲程汽油机工作示意图，其中机械能转化为内能的冲程是（ ）
A． B．
C． D．
3．（2分）随着燃煤的价格不断上涨，少数不法商贩将煤矸石（矿井下与煤共生一处的石块）粉碎后掺在优质煤中高价销售给客户。为避免上当，最恰当的方法是检测下述物理量中的（ ）
A．比热容 B．熔点 C．密度 D．热值
4．（2分）某学校物理小组设计实验，探究“酒精、煤油、汽油”的热值（如图）。甲、乙、丙装置完全相同，水的质量和初温及待测燃料的质量也相同。通过测量全部燃料充分燃烧后水的末温（均未达到沸点）t甲＜t乙＝t丙，可以粗略知道它们的热值q大小关系为（ ）
A．q甲＞q乙＞q丙 B．q甲＞q乙＝q丙
C．q甲＜q乙＝q丙 D．无法确定
5．（2分）关于摩擦起电和电路，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，两个带电小球相互排斥，说明两个小球一定都带正电
B．图乙中，玻璃棒在丝绸上摩擦后，失去电子带正电
C．图丙中，可以用导线将电池正负极长时间直接连接
D．图丁中，小彩灯之间的连接方式是并联
6．（2分）小明选取一根粗细均匀的铅笔芯，连接成图示电路，把左端夹子固定，移动右端夹子，观察到小灯泡的亮度发生了变化。实验中，影响导体电阻大小的因素是（ ）
A．长度 B．横截面积 C．电流 D．电压
（多选）7．（2分）在如图所示的电路中，当开关S1、S2断开或闭合时，下列关于三灯连接的情况中错误的是（ ）
A．S1、S2都断开，L1、L2串联
B．S1、S2都闭合，L1、L2并联
C．S1断开，S2闭合，L1、L2串联
D．S1断开，S2闭合，只有L1能发光
8．（2分）如图所示的做法中，符合安全用电原则的是（ ）
A．雷雨天站在大树下避雨 B．用手指碰触插座的插孔
C．用湿抹布擦发光的灯泡 D．将冰箱的金属外壳接地
9．（2分）将规格都是“220V 150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，以下说法正确的是（ ）
A．三个用电器均能将电能全部转化为内能
B．根据R＝可计算出三个用电器的电阻相等
C．三个用电器消耗的电能一样多
D．三个用电器产生的热量相等
10．（2分）用电热水壶烧水，若不考虑能量损失和电热水壶电阻的变化，当它两端电压为U时，用8min可烧开一壶水，若它两端电压为0.8U时，烧开同样一壶水所用的时间为（ ）
A．10min B．25min C．15min D．12.5min
11．（2分）有一种智能锁，需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2才会闭合，电动机M工作，开锁成功。下列电路设计符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
12．（2分）如图所示电路，闭合开关S，灯泡L不亮且电流表和电压表均无示数，用电压表检测电路，当电压表分别接a、b两点和b、d两点时，电压表均无示数，接c、d两点时电压表有示数，则可判定（ ）
A．变阻器短路 B．灯泡短路 C．开关断路 D．电流表断路
13．（2分）现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2，为了分辨它们的阻值大小，几个同学分别设计了如图所示的四种电路，其中不可行的是（电源电压未知）（ ）
A． B．
C． D．
14．（2分）灯泡L1、L2分别标有“10V、10W”和“9V、5.4W”的字样，若将它们串联使用时，电路两端允许加的最大电压值是（ ）
A．10V B．9V C．15V D．19V
15．（2分）小明为自己家的养牛场设计了一款补水提示器，其工作原理如图所示，水量减少时滑片上移，下列分析正确的是（ ）
A．与电压表相比，选择电流表设计电路更节能
B．如果选择电流表，R0可以在水太多时保护电路
C．如果选择电压表，水量增多时电表示数变小
D．如果选择电流表，水量增多时电表示数变小
16．（2分）A、B两只灯泡的额定电压均为6V，通过它们的电流随两端电压变化关系如图所示，下列选项正确的是（ ）
A．A、B两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而减小
B．将两灯并联接在3V的电源两端，A、B两灯的实际功率之比为1：2
C．将两灯串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，电源两端电压为9V
D．将5Ω的电阻与B灯串联接在6V的电源两端，该电阻消耗的功率为0.8W
二、填空题（每空1分，共18分）
17．（4分）如图所示，在玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能 ，这与四冲程汽油机的 冲程的能量转化相同，某汽车发动机转速为2400r/min，在1min内，汽油机完成 个工作循环。当汽车行驶过去后，人们总能闻到些许的汽油味，这属于 现象。
18．（2分）2022年11月29日，神舟十五号载人飞船发射取得圆满成功，发射“神舟十五号”的运载火箭采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机，在煤油燃烧过程中，其热值大小 ；燃气对火箭做功，燃气的内能会 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
19．（3分）如图是小军家的电能表，让“220V 1200W”的用电器单独正常工作5min，发现电能表的转盘转过200r，此用电器消耗的电能为 J，电能表的示数变为 kW•h。每消耗1kW•h的电能，该电能表转盘转 r。
20．（3分）试电笔是日常生活中用来辨别火线与零线的工具。如图甲所示，其金属体笔尖和金属体笔尾间 联一个高阻值的电阻。若试电笔内的电阻为1MΩ，小明正用试电笔接触家庭电路中的火线，这时火线、试电笔、人体和大地形成通路，不计人体和其他部位的电阻值，通过小明身体的电流为 A。若图乙中小明的双脚站在干燥的木凳上，只用试电笔接触火线，则试电笔的氖管 （选填“会”或“不会”）发光。
21．（2分）如图所示，电阻R1标有“6Ω 1A”，R2标有“4Ω 1.2A”，电流表A1，A2的量程均为0～3A，电压表量程0～15V，在a、b间接入电压可调的直流电源，闭合开关S后，为保证R1、R2均不损坏，则允许的最大电源电压值是 ，通过电流表A1的电流不得超过 。
22．（4分）如图甲是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压的关系，则R的电阻为 Ω，现将它们并联后接在电压为2V的电源两端，如图乙，则干路中的电流是 A；若将它们串联接在电源电压为5V的电路中，如图丙，则小灯泡的实际功率是 W，2min内电源对外做功 J。
三、作图和实验探究题：（共32分）
23．（4分）如图所示，是“探究不同物质吸收热量的多少与物质种类有关”的实验装置，小阳选取了质量和初温均相同A和B两种不同液体放入烧瓶进行实验，烧瓶中放入电阻丝R1和R2进行加热，不计热量损失，即可认为电阻丝放出的热量完全被液体A和液体B吸收。
（1）当电阻R1 R2（选填“＝”或“≠”）时，A、B两种液体吸收热量的多少可通过 比较（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）；
（2）如图2所示，是小阳根据实验数据绘制的液体A、液体B的温度随时间变化的图象，根据图象可以判断：在控制液体质量、升高的温度相同的前提下，液体A吸收的热量 （选填“大于”或“小于”）液体B吸收的热量； （选填“A”或“B”）液体更适合作发动机的冷却液。
24．（8分）为了“探究并联电路的电流特点”，小薇和小海按照如图甲所示的电路图进行实验。
A点电流
IA/A
B点电流
IB/A
C点电流
IC/A
0.3
0.5
0.8
（1）小海同学率先探究并联电路中的电流规律，刚接好最后一根导线，表的指针就发生了偏转，由此可知在连接电路时，他忘了 。
（2）小海同学将电流表分别接入A、B、C三点处，闭合开关，将测出的数据填在表格中；根据数据，小海得出结论：并联电路中干路电流和各支路电流的关系是：I＝I1+I2，对此你认为合理吗？为什么？ 。
（3）如图乙是小薇连接的电路，闭合开关后，发现电路故障，随后小薇同学在原电路上只改动了一根导线便完成了实验，请你在图乙中改动的那根导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的电路，使两支电流表分别测干路和支路的电流。
25．（10分）某班级在实验课上探究电流与电阻的关系。老师统一分发了实验器材给各小组，主要有：电压恒为4.5V的学生电源，三个定值电阻（阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω），实验室常用电压表、电流表，滑动变阻器（最大阻值为20Ω），一个开关以及导线若干。
实验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.4
2
10
0.2
3
20
0.1
（1）李娟的小组连接的电路如图甲所示，检查无误后闭合开关，发现电流表无示数、电压表有示数，则故障是 ；
（2）在本次实验中，除了保护电路外，滑动变阻器还有一个作用是 。
（3）就在大家正积极探究时，小明宣称他们小组已经完成了实验，图乙是他们小组根据自己的实验数据绘制的I﹣R关系图象，请你说出图乙中阴影部分的面积在本实验中的具体含义是 。但是，当李娟看了小明他们的实验数据（如表所示）后，当即指出小明他们至少有一组数据存在造假，请你说说，李娟指的是哪一组数据 （填实表中的序号即可）。
（4）实验结束，李娟整理器材时发现定值电阻很热。她联想到处理第一组数据时，小组成员读取的数值都略有不同，她和同组小华讨论认为数据差异可能是由于 对电阻的阻值影响造成的。
26．（10分）在“测量小灯泡电功率”的实验中（已知小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约10Ω）：
次数
I/A
U/V
P/W
1
2
3
平均
/
/
（1）如图甲实物电路中已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整；闭合开关之前，应将滑片P置于 点的位置；
（2）为方便分析数据，小刚设计了一个表格如表，但是同组同学称该表格在设计上有不当之处，请你帮他指出来： ；
（3）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，读数为 A；该小灯泡的额定功率为 W。
四、计算题（解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，答案写在答题纸相应位置，共18分）
27．（8分）小华家新买了一个电热水壶如图甲，他发现电热水壶有加热和保温功能。如图乙是其内部电路的简图，R1、R2均为定值电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热、保温和停止工作（断路）的状态切换。电热水壶加热功率为1100W，保温功率为44W[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]，则：
（1）旋钮开关旋转到3挡位时，电热水壶处于 状态；
（2）保温状态工作时，电路中的电流是多少？
（3）不计热量损失，使用电水壶的加热挡，把1kg水从50℃加热到100℃，需要多长时间？（结果保留整数）
28．（10分）如图甲所示是公路上的超载检测装置的简化原理图。滑动变阻器RAB的滑片P与称重平台固定在一起，和称重平台一同升降，用电流表的示数显示货车对称重平台的压力F。滑片P从A端下滑距离L与压力F的关系如图乙所示。当滑片P位于A端时为空载，当滑片P位于B端时为超载临界点，此时电流表的示数为2A，称重平台锁止不再下降。已知电源的电压为4V，RAB阻值均匀，每厘米长的电阻为1Ω，总长为8cm。求：
（1）R0的阻值；
（2）空载时RAB消耗的功率；
（3）当一辆货车在称重平台上接受检测时电流表的读数为1A，此时F的大小是多少。
2022-2023学年湖北省随州市随县九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（每小题只有一个选项正确，每小题2分，共32分；答案填涂在答题纸中相应位置）
1．（2分）湿地被称为“地球之肾”，能调节空气的湿度和温度，其中能调节温度主要是因为水的（ ）
A．比热容大 B．密度大 C．流动性大 D．热值大
【分析】水的比热容大，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。
【解答】解：因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得昼夜的温差小，能有效调节周围环境的气温。
故选：A。
【点评】本题考查了水的比热容的特点，通过本题可使学生认识到湿地的重要性，本题构思巧妙，是一道好题。
2．（2分）如图所示是四冲程汽油机工作示意图，其中机械能转化为内能的冲程是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，压缩冲程是将机械能转化为内能。
【解答】解：
A图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，是将机械能转化为内能的过程，故A正确。
B图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，故B错误。
C图：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，是将内能转化为机械能的过程，故C错误。
D图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了内燃机的一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成以及各冲程的特点。
3．（2分）随着燃煤的价格不断上涨，少数不法商贩将煤矸石（矿井下与煤共生一处的石块）粉碎后掺在优质煤中高价销售给客户。为避免上当，最恰当的方法是检测下述物理量中的（ ）
A．比热容 B．熔点 C．密度 D．热值
【分析】密度反映的是单位体积的物体的质量；比热（比热容）是指相同质量的不同物质升高相同的温度吸收的热量不同；熔点是指晶体熔化时的温度；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放出的热量越多。据此分析判断。
【解答】解：
燃烧值是燃料的一种特性，是指1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，燃烧值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多，掺假后煤的燃烧值降低，所以可以用燃烧值来区分，故D正确。
故选：D。
【点评】区分几种特性（密度、比热容、热值）的物理意义是本题的关键。
4．（2分）某学校物理小组设计实验，探究“酒精、煤油、汽油”的热值（如图）。甲、乙、丙装置完全相同，水的质量和初温及待测燃料的质量也相同。通过测量全部燃料充分燃烧后水的末温（均未达到沸点）t甲＜t乙＝t丙，可以粗略知道它们的热值q大小关系为（ ）
A．q甲＞q乙＞q丙 B．q甲＞q乙＝q丙
C．q甲＜q乙＝q丙 D．无法确定
【分析】燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小。
【解答】解：
由题意可知，在燃烧了质量相等的酒精、煤油和汽油，加热三个烧杯中质量相等的水时，甲杯水的温度升高的较低，即酒精燃烧产生的热量少，所以酒精的热值小，乙和丙两杯水升高的温度相同，且高于甲杯水升高的温度，说明煤油和汽油的热值相同，且大于酒精的热值；故C正确。
故选：C。
【点评】此类实验问题，要结合控制变量法进行分析研究，通过观察温度的变化判断燃料热值的大小。
5．（2分）关于摩擦起电和电路，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，两个带电小球相互排斥，说明两个小球一定都带正电
B．图乙中，玻璃棒在丝绸上摩擦后，失去电子带正电
C．图丙中，可以用导线将电池正负极长时间直接连接
D．图丁中，小彩灯之间的连接方式是并联
【分析】（1）两个带电物体相互排斥，有两种可能：①都带正电；②都带负电；
（2）摩擦起电的实质是电荷的转移，得电子的物质带负电，失去电子的物质带正电；
（3）电流不通过用电器直接接通叫做短路。发生短路时，因电流过大往往引起电源、用电器损坏或火灾；
（4）联电路电流只有一条路径，各处电流相等，用电器不能独立工作；并联电路：电流有两条或两条以上路径，各用电器可以独立工作，各支路电压相等。
【解答】解：A、图甲中，两个带电小球相互排斥，有两种可能：①都带正电；②都带负电，故A错误；
B、图乙中，玻璃棒在丝绸上摩擦后，玻璃棒失去电子，因此玻璃棒带正电，故B正确；
C、图丙中，当用导线直接把电源的正负极相连没有通过任何用电器，会使电源短路，电路中电流过大电源短路是很危险的，容易造成电源烧毁甚至火灾，故C错误；
D、图丁中，小彩灯之间只有一条路径，因此连接方式是串联，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查的内容较多，包括电荷间的相互作用规律、摩擦起电的实质、电路在连接时应注意的事项和串并联电路的判断等，都属于电学的基本常识，是我们必须熟知的。
6．（2分）小明选取一根粗细均匀的铅笔芯，连接成图示电路，把左端夹子固定，移动右端夹子，观察到小灯泡的亮度发生了变化。实验中，影响导体电阻大小的因素是（ ）
A．长度 B．横截面积 C．电流 D．电压
【分析】影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积和温度，根据题干中的变量分析。
【解答】解：把左端夹子固定，移动右端夹子，铅笔芯接入电路中的长度发生了变化，灯泡的亮度发生了变化，这说明铅笔芯接入电路中的电阻发生了变化，所以影响导体电阻大小的因素是长度。
故选：A。
【点评】本题考查了影响电阻大小的因素，属于基础题。
（多选）7．（2分）在如图所示的电路中，当开关S1、S2断开或闭合时，下列关于三灯连接的情况中错误的是（ ）
A．S1、S2都断开，L1、L2串联
B．S1、S2都闭合，L1、L2并联
C．S1断开，S2闭合，L1、L2串联
D．S1断开，S2闭合，只有L1能发光
【分析】（1）电路连接好后，闭合开关，处处相通的电路叫做通路；当用电器中有电流通过时，用电器才能够工作。
（2）各电路元件首尾顺次连接的连接方式是串联；各电路元件首首相连、尾尾相连的连接方式是并联。
【解答】解：A．当S1、S2都断开时，L1与L3首尾顺次连接即为串联，故A错误；
B．当S1 S2都闭合时，L1与L2首首相连、尾尾相连即为并联，故B正确；
CD．当S1断开、S2闭合时，电路为L1的简单电路，所以只有L1能发光，故C错误、D正确。
故选：AC。
【点评】分析多个开关组成的电路时，判断用电器工作状态或连接方式的有效方法是“电流路径法”﹣﹣电流从电源正极出发，经过哪些用电器回到负极。
8．（2分）如图所示的做法中，符合安全用电原则的是（ ）
A．雷雨天站在大树下避雨 B．用手指碰触插座的插孔
C．用湿抹布擦发光的灯泡 D．将冰箱的金属外壳接地
【分析】（1）当雷雨天，树作为地面上的“凸出物”，雷电电流通过树干就会传下来。在传下来的过程中电弧放电打在人的头上，又通过人体一直传到地下去，而这样就造成了雷电灾害。
（2）安全用电的原则是不靠近高压电源，不接触低压电源。
（3）不能用湿手或湿物体去接触用电器或开关。
（4）用电器的金属外壳必须接地，可防止由于金属外壳带电而使得人触电。
【解答】解：
A、在大树下避雨，因为大树和人体都是导体，雷电极易通过突起物﹣﹣大树传向人体，而造成雷电灾害，故A错误；
B、用手指触碰插座的插孔的做法是很危险的，很容易碰到里面的金属片而触电，故B错误；
C、由于水是导体，所以用湿抹布擦发光的灯泡很容易使得人触电，故C错误；
D、电冰箱必须使用三脚插头，让金属外壳接地可以防止因漏电导致金属外壳带电而发生触电事故，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、多积累，加强安全意识，不能违反。
9．（2分）将规格都是“220V 150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，以下说法正确的是（ ）
A．三个用电器均能将电能全部转化为内能
B．根据R＝可计算出三个用电器的电阻相等
C．三个用电器消耗的电能一样多
D．三个用电器产生的热量相等
【分析】家庭电路的电压是220V，将三个用电器分别接入家庭电路中，这三个用电器都在额定电压下工作，实际功率等于额定功率，由W＝Pt可知相同时间内三个电器消耗电能的关系；从每个电器工作时的能量转化上分析，电烙铁是纯电阻用电器，可利用公式R＝计算其电阻，但不能计算电风扇和电视机的电阻。
【解答】解：
AB、电烙铁工作时，能将电能全部转化为内能；电风扇、电视机工作时，其消耗的电能不只是转化为内能，还会转化为机械能或光能和声能；
虽然三个用电器的规格相同，但公式R＝只适用于纯电阻用电器，即利用该公式能计算电烙铁的电阻，不能计算电风扇和电视机的电阻，事实上它们的电阻也是不相同的，故AB错误；
C、三个电器都在额定电压下工作，实际功率相同都是150W，由W＝Pt可知相同时间内三个电器消耗的电能一样多，故C正确；
D、电风扇工作时，电能转化为内能和机械能；电视机工作时，电能转化为内能、光能和声能；电烙铁工作时，电能全部转化为内能；且相同时间内三个电器消耗的电能相同，因此相同时间内，电烙铁产生的热量最多，故D错误。
故选：C。
【点评】用电器工作的过程就是电流做功的过程，也是电能转化成其他形式能的过程，电流通过用电器做了多少功，就有多少电能转化成其他形式的能；
本题中学生容易误认为三个电器在相同时间内电流产生的热量一样多，这是由于不了解每个用电器工作时的能量转化造成的。
10．（2分）用电热水壶烧水，若不考虑能量损失和电热水壶电阻的变化，当它两端电压为U时，用8min可烧开一壶水，若它两端电压为0.8U时，烧开同样一壶水所用的时间为（ ）
A．10min B．25min C．15min D．12.5min
【分析】电热水壶的原理是将电能转化为内能，在两端电压为U将水烧开和在0.8U的电压下烧开一壶水消耗的电能相等，根据W＝UIt＝得出等式，据此求出在0.8U的电压下烧开一壶水需要的时间。
【解答】解：烧开同样一壶水消耗的电能相等，设电热水壶的电阻为R，
由W＝UIt＝可得：
＝，
解得：
t′＝＝×8min＝12.5min。
故选：D。
【点评】本题考查了电功公式W＝UIt＝的应用，注意隐含条件：电热水壶的电阻不变。
11．（2分）有一种智能锁，需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2才会闭合，电动机M工作，开锁成功。下列电路设计符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】由题知，S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2闭合，电动机M工作，即两开关都闭合时电动机才能工作，由此根据选项图分析解答。
【解答】解：
根据题意知，S1闭合，灯L发光；灯光照亮人脸完成人脸识别时S2闭合，即S1、S2同时闭合，电动机M才工作。
A、由图知，只闭合S1时，灯被短路而不发光，同时闭合S1和S2时，电源会被短路，不符合题意；
B、由图知，只闭合S1时，电路断路，灯不亮，再闭合S2时，电动机就工作，不符合题意；
C、由图知，只闭合S1时，灯L发光，再闭合S2时，电动机工作，符合题意；
D、由图知，只闭合S1时，灯L不发光，不符合题意。
故选：C。
【点评】本题考查了电路的设计，明确要求可采用排除法解答。
12．（2分）如图所示电路，闭合开关S，灯泡L不亮且电流表和电压表均无示数，用电压表检测电路，当电压表分别接a、b两点和b、d两点时，电压表均无示数，接c、d两点时电压表有示数，则可判定（ ）
A．变阻器短路 B．灯泡短路 C．开关断路 D．电流表断路
【分析】开关闭合后，灯泡L不发光，电流表无示数，说明电路是断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连。
【解答】解：A、如果变阻器短路，灯泡发光，电流表有示数，故A不符合题意；
B、如果灯泡短路不能发光，电流表有示数，故B不符合题意；
C、如果开关断路，电压表接a、b两点和b、d两点时，均无示数，接c、d两点时有示数，故C符合题意；
D、如果电流表断路，电压表接c、d两点时无示数，故D不符合题意。
故选：C。
【点评】本题考查了根据电流表和电压表的示数情况判断串联电路的故障，电流表示数为零说明故障是断路，电压表有示数，说明断路位置在电压表的两接线柱之间。
13．（2分）现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2，为了分辨它们的阻值大小，几个同学分别设计了如图所示的四种电路，其中不可行的是（电源电压未知）（ ）
A． B．
C． D．
【分析】首先分析各选项电路图的连接方式，然后根据欧姆定律判断图中的电压表和电流表能否反应电阻R1和R2的阻值大小。
【解答】解：A、两电阻并联在电路中，根据欧姆定律和并联电路电压规律可知电阻越大，通过电阻的电流越小。故A可行。
B、两电阻串联在电路中，根据欧姆定律和串联电路电压规律可知电阻越大，电阻两端的电压越大。故B可行。
C、两电阻并联，当只闭合S1时，电流表测量R1中的电流，再闭合开关S2时，电流表测量R1和R2中的总电流，根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可以确定电阻的大小，故C可行；
D、将开关拨到位置1或位置2时，有种情况电压表的接线柱接反了，无法测量电压，故D不行。
故选：D。
【点评】本题考查学生根据欧姆定律正确设计电路图判断电阻大小的能力，要对串联电路和并联电路的特点牢固掌握。
14．（2分）灯泡L1、L2分别标有“10V、10W”和“9V、5.4W”的字样，若将它们串联使用时，电路两端允许加的最大电压值是（ ）
A．10V B．9V C．15V D．19V
【分析】已知两灯泡的额定电压和额定功率，先根据公式P＝UI求出各自正常工作时的电流，根据欧姆定律求出电阻，如果把它们串联起来，则串联电路的电流只能取两个电流中最小的一个。然后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。
【解答】解：根据P＝UI可得，两灯泡的额定电流：
I1＝＝＝1A，I2＝＝＝0.6A，
根据欧姆定律可得，两灯泡的电阻：
R1＝＝＝10Ω，R2＝＝＝15Ω；
串联电路中各处的电流相等，
两灯泡串联时，电路中的最大电流I＝I2＝0.6A，
串联电路的总电阻等于各分电阻之和，
电路两端允许加的最大电压U串＝I（R1+R2）＝0.6A×（10Ω+15Ω）＝15V。
故选：C。
【点评】本题考查了求电源最大电压，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是对于额定电压和额定电流不同的两个灯泡来说，串联时比较额定电流取小的，这是本题的重点。
15．（2分）小明为自己家的养牛场设计了一款补水提示器，其工作原理如图所示，水量减少时滑片上移，下列分析正确的是（ ）
A．与电压表相比，选择电流表设计电路更节能
B．如果选择电流表，R0可以在水太多时保护电路
C．如果选择电压表，水量增多时电表示数变小
D．如果选择电流表，水量增多时电表示数变小
【分析】（1）如果选择电压表，R的最大阻值与R0串联，电路的总电阻最大，由P＝UI＝可知，电路的总功率最小，在时间相同时最节能，则可知选择电流表设计电路不节能；
（2）如果选择电流表，在水太多时，变阻器R接入电路中的电阻太小，电路中的电流太大，若电路中没有R0，可能会烧坏电源和电流表，所以R0可以在水太多时保护电路；
（3）如果选择电压表，R与R0串联，电压表测滑片P上方电阻丝两端的电压，由电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知，滑片移动时，变阻器接入电路中的电阻不变，总电阻不变，由I＝可知，电路中的电流不变，由题意可知当水量增多时，滑片下移，滑片P上方电阻丝的长度变长、其阻值变大，由U＝IR可知，滑片P上方电阻丝两端的电压变大，即电压表的示数变大；
（4）如果选择电流表，滑片P上方电阻丝被短路，变阻器下方的电阻丝与R0串联，电流表测电路中的电流，当水量增多时，滑片下移，变阻器R接入电路中的电阻变小，电路的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大。
【解答】解：
A．如果选择电压表，R的最大阻值与R0串联，电路的总电阻最大，由P＝UI＝可知，电路的总功率最小，在时间相同时最节能，则可知选择电流表设计电路不节能，故A错误；
B．如果选择电流表，在水太多时，变阻器R接入电路中的电阻太小，电路中的电流太大，若电路中没有R0，可能会烧坏电源和电流表，所以R0可以在水太多时保护电路，故B正确。
C．如果选择电压表，R与R0串联，电压表测滑片P上方电阻丝两端的电压，由电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知，滑片移动时，变阻器接入电路中的电阻不变，总电阻不变，由I＝可知，电路中的电流不变，由题意可知当水量增多时，滑片下移，滑片P上方电阻丝的长度变长、其阻值变大，由U＝IR可知，滑片P上方电阻丝两端的电压变大，即电压表的示数变大，故C错误；
D．如果选择电流表，滑片P上方电阻丝被短路，变阻器下方的电阻丝与R0串联，电流表测电路中的电流，当水量增多时，滑片下移，变阻器R接入电路中的电阻变小，电路的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，根据电压表的内阻特点判断出水量变化时R接入电路中电阻、电压表并联部分的电阻变化是关键。
16．（2分）A、B两只灯泡的额定电压均为6V，通过它们的电流随两端电压变化关系如图所示，下列选项正确的是（ ）
A．A、B两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而减小
B．将两灯并联接在3V的电源两端，A、B两灯的实际功率之比为1：2
C．将两灯串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，电源两端电压为9V
D．将5Ω的电阻与B灯串联接在6V的电源两端，该电阻消耗的功率为0.8W
【分析】A、导体的电阻是导体本身的一种特性，其大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与电压、电流无关；
B、由图像可知，当两灯并联在3V的电源两端时，两灯两端的电压均等于电源电压为3V，若功率之比为2：1，根据公式P＝UI可得它们的实际电流之比，结合图像分析假设否成立；
C、将两灯串联，且B灯正常发光时，由图像可知，通过B灯的电流为0.5A，即电路中的电流为0.5A，此时A、B两灯两端的电压分别为2V和6V，根据串联电路电压规律可知电源电压大小；
D、当U与I比值即电阻大小为5Ω时，其U﹣I图像过点（2，0.4），此时，B灯两端的电压大小为4V，电源电压为正好为6V，根据公式P＝UI可求得R消耗的功率。
【解答】解：A、导体的电阻是导体本身的一种特性，其大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与电压、电流无关。灯泡两端电压越大时，其实际功率越大，灯泡发光就越亮，灯丝的温度就越高，灯丝的电阻越大，故A错误；
B、由图像可知，当两灯并联在3V的电源两端时，两灯两端的电压均等于电源电压为3V，若PA：PB＝2：1，由公式P＝UI可知，IA：IB＝PA：PB＝2：1，即IB＝IA；
由图像可知，当U＝3V时，IA为0.7A，则IB应为0.35A，而图像中显然不是0.35A，故B错误；
C、将两灯串联，且B灯正常发光时，由图像可知，通过B灯的电流为0.5A，即电路中的电流为0.5A，此时A、B两灯两端的电压分别为2V和6V，根据串联电路电压规律可知电源电压大小U＝UA+UB＝2V+6V＝8V，故C错误；
D、当U与I比值即电阻大小为5Ω时，其U﹣I图像过点（2，0.4），此时，B灯两端的电压大小为4V，电源电压为正好为6V，则R消耗的功率为：P＝U′I′＝2V×0.4A＝0.8W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题综合欧姆定律的应用以及电功率的计算，要求学生能分析图像获取信息解决问题，难度较大。
二、填空题（每空1分，共18分）
17．（4分）如图所示，在玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能 减少 ，这与四冲程汽油机的 压缩 冲程的能量转化相同，某汽车发动机转速为2400r/min，在1min内，汽油机完成 1200 个工作循环。当汽车行驶过去后，人们总能闻到些许的汽油味，这属于 扩散 现象。
【分析】（1）物体对外做功，内能减小，温度降低；
（2）汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能；
（3）汽油机的一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次；
（4）由于分子运动，不同的位置在互相接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散。
【解答】解：快速压下活塞，活塞对筒内气体做功，将活塞的机械能转化为气体的内能，使气体内能增加，温度升高；这与四冲程汽油机的压缩冲程的能量转化相同；
某汽车发动机转速为2400r/min，即发动机的飞轮每分钟转2400圈，
由于汽油机的一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以在1min内，汽油机完成1200个工作循环；
当汽车行驶过去后，人们总能闻到些许的汽油味，这属于扩散现象，是由于分子永不停息地做无规则运动的结果。
故答案为：减少；压缩；1200；扩散。
【点评】本题考查做功改变物体的内能、四冲程汽油机的工作过程中的能量转化、分子动理论以及热机的有关计算，是一道综合题，难度不大。
18．（2分）2022年11月29日，神舟十五号载人飞船发射取得圆满成功，发射“神舟十五号”的运载火箭采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机，在煤油燃烧过程中，其热值大小 不变 ；燃气对火箭做功，燃气的内能会 减小 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【分析】热值是燃料的一种特性，与质量的大小无关；热机在做功冲程的能量转化是内能转化为机械能的冲程，内能将减小。
【解答】解：
热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，所以煤油燃烧过程中，其热值大小不变；
燃气对火箭做功，内能转化为机械能，所以燃气的内能会减小。
故答案为：不变；减小。
【点评】本题考查了热值的特性和改变内能的方式；解题关键是知道：热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关。比热容是物质的一种特性，它只与物质的种类有关。
19．（3分）如图是小军家的电能表，让“220V 1200W”的用电器单独正常工作5min，发现电能表的转盘转过200r，此用电器消耗的电能为 3.6×105 J，电能表的示数变为 2021.7 kW•h。每消耗1kW•h的电能，该电能表转盘转 2000 r。
【分析】（1）已知用电器额定功率和正常工作时间，根据W＝Pt得到此用电器单独工作5min消耗的电能；
（2）已知电能表原来示数和用电器消耗的电能，两者之和是电能表现在的示数；
（3）根据用电器消耗电能与电能表转盘转动圈数可以求出每消耗1kW•h的电能，电能表转盘的转数。
【解答】解：（1）由P＝可得，用电器单独工作t＝5min＝300s消耗的电能：
W＝Pt＝1200W×300s＝3.6×105J＝0.1kW•h；
（2）电能表原来的示数为2021.6kW•h，
用电器工作5min后，电能表示数变为2021.6kW•h+0.1kW•h＝2021.7kW•h；
（3）每消耗1kW•h的电能，电能表转盘的转数：
n＝×200r＝2000r。
故答案为：3.6×105；2021.7；2000。
【点评】本题考查了电能的计算和转数的计算，明白电能表参数的含义是关键。
20．（3分）试电笔是日常生活中用来辨别火线与零线的工具。如图甲所示，其金属体笔尖和金属体笔尾间 串 联一个高阻值的电阻。若试电笔内的电阻为1MΩ，小明正用试电笔接触家庭电路中的火线，这时火线、试电笔、人体和大地形成通路，不计人体和其他部位的电阻值，通过小明身体的电流为 2.2×10﹣4 A。若图乙中小明的双脚站在干燥的木凳上，只用试电笔接触火线，则试电笔的氖管 会 （选填“会”或“不会”）发光。
【分析】由人体电阻比高电阻的阻值小得多可知，人体的电阻可以忽略不计，家庭电路的火线与大地之间的电压为220V，根据欧姆定律求出用该测电笔的金属体笔尖接触家庭电路的火线时通过人体的电流；
测电笔中有微弱的电流通过时，氖管就会发光。
【解答】解：为了用电的安全，测电笔的金属体笔尖和金属体笔尾之间串联了一个高阻值的电阻，由于电阻较大，则通过人体的电流很小，不会对人造成伤害；
因人体电阻比高电阻的阻值小得多，即人体的电阻可以忽略不计，所以，当用该测电笔的金属体笔尖接触家庭电路的火线时，通过人体的电流：
I＝＝＝2.2×10﹣4A；
图乙中若小明的双脚站在干燥的木凳上，尽管干燥的木凳为良好的绝缘体，但当只用测电笔接触火线时，火线、测电笔、人体、干燥的木凳、大地仍能构成通路，这时有微弱的电流通过氖管，测电笔的氖管会发光。
故答案为：串；2.2×10﹣4；会。
【点评】本题考查了欧姆定律的简单应用，知道家庭电路的火线与大地之间的电压和电阻单位的换算是关键。
21．（2分）如图所示，电阻R1标有“6Ω 1A”，R2标有“4Ω 1.2A”，电流表A1，A2的量程均为0～3A，电压表量程0～15V，在a、b间接入电压可调的直流电源，闭合开关S后，为保证R1、R2均不损坏，则允许的最大电源电压值是 4.8V ，通过电流表A1的电流不得超过 1.8A 。
【分析】开关闭合后，两电阻并联，电压表测电源的电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过电阻R2的电流；
（1）根据欧姆定律分别求出两电阻两端允许所加的最大电压，然后根据并联电路的电压特点确定R1、R2均不损坏时允许加的电源电压；
（2）根据欧姆定律求出通过两电阻的电流，再根据并联电路的电流特点求出电流表A1的最大示数。
【解答】解：开关闭合s后，两电阻并联，电压表测电源的电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过电阻R2的电流，
（1）电阻R1两端允许的最大电压为U1＝I1R1＝1A×6Ω＝6V，
电阻R2两端允许的最大电压为U2＝I2R2＝1.2A×4Ω＝4.8V，
因为并联电路，各支路电压相等，且6V＞4.8V，
故为了保护电阻R2，电源电压不能超过4.8V。
（2）此时通过电阻R1的电流为：
I1＝＝＝0.6A，
并联电路中干路电流等于各支路电流之和，干路电流表A1的示数I＝I1+I2＝0.6A+1.2A＝1.8A。
故答案为：4.8V；1.8A。
【点评】本题考查电流、电压的计算，关键是欧姆定律及其变形的灵活运用，难点是判断电路的最大电压和最大电流，还要记住并联电路电压和电流的规律。
22．（4分）如图甲是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压的关系，则R的电阻为 10 Ω，现将它们并联后接在电压为2V的电源两端，如图乙，则干路中的电流是 0.8 A；若将它们串联接在电源电压为5V的电路中，如图丙，则小灯泡的实际功率是 0.4 W，2min内电源对外做功 240 J。
【分析】（1）根据图甲信息，利用欧姆定律求出R的阻值；
（2）将小灯泡L和定值电阻R并联在电压为2V的电源两端，根据并联电路的电压特点可知小灯泡L与定值电阻R两端的电压，由图以可知通过小灯泡和定值电阻的电流，根据并联电路的电流特点可知干路的总电流；
（3）将小灯泡L和定值电阻R串联接在电源电压为5V的电路中，根据串联电路的特点结合图甲可知小灯泡两端的电压和通过的电流，根据P＝UI求出小灯泡的实际功率；
（4）根据W＝UIt求出2min内电源对外所做的功。
【解答】解：由图甲可知，当定值电阻两端的电压为4V时，通过电阻的电流为0.4A，
由I＝可知，R的阻值：R＝＝＝10Ω；
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，UL＝UR′＝U＝2V，
由图甲可知，对应的电流分别为IL＝0.6A，IR′＝0.2A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电路中的总电流：I＝IL+IR′＝0.6A+0.2A＝0.8A；
小灯泡L和定值电阻R串联后接在5V的电源两端时，
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，由图甲可知，电路中的电流为0.4A、灯泡两端的电压为1V、电阻R两端的电压为4V时符合要求，
则此时小灯泡的实际功率：PL＝UL′IL′＝1V×0.4A＝0.4W；
2min内电源对外所做的功：W＝U′I′t＝5V×0.4A×2×60s＝240J。
故答案为：10；0.8；0.4；240。
【点评】本题考查串并联电路的特点、欧姆定律、电功和电功率公式的应用，有一定难度。
三、作图和实验探究题：（共32分）
23．（4分）如图所示，是“探究不同物质吸收热量的多少与物质种类有关”的实验装置，小阳选取了质量和初温均相同A和B两种不同液体放入烧瓶进行实验，烧瓶中放入电阻丝R1和R2进行加热，不计热量损失，即可认为电阻丝放出的热量完全被液体A和液体B吸收。
（1）当电阻R1 ＝ R2（选填“＝”或“≠”）时，A、B两种液体吸收热量的多少可通过 加热时间 比较（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）；
（2）如图2所示，是小阳根据实验数据绘制的液体A、液体B的温度随时间变化的图象，根据图象可以判断：在控制液体质量、升高的温度相同的前提下，液体A吸收的热量 大于 （选填“大于”或“小于”）液体B吸收的热量； A （选填“A”或“B”）液体更适合作发动机的冷却液。
【分析】（1）使相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；串联电路各处的电流相等，为控制吸热相同，根据Q＝I2Rt分析回答；
（2）根据作图法，比较在控制液体质量升高的温度相同的前提下，液体A和B的加热时间，从而可比较A吸收的热量与液体B吸收的热量的关系；
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，确定哪种物质的吸热能力强，根据Q＝cmΔt分析。
【解答】解：（1）使相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。图1中两电阻串联，通过电阻丝的电流和通电时间相同，根据Q＝I2Rt可知，当电阻R1＝R2时，电阻丝相同时间放出的热量相同，A、B两种液体吸收热量相同，加热时间越长，两液体吸热越多，A、B两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较；
（2）根据下图可知，在控制液体质量升高的温度相同的前提下，液体A加热时间长，A吸收的热量大于液体B吸收的热量，根据比较吸热能力的方法，A吸热能力强；
根据Q＝cmΔt，在质量和升高的温度相同时，A吸热多，故A液体更适合作发动机的冷却液。
故答案为：（1）＝；加热时间；（2）大于；A。
【点评】本题探究不同物质吸收热量的多少与物质种类有关，考查控制变量法、比较吸热能力的方法串联电路的规律及焦耳定律的运用。
24．（8分）为了“探究并联电路的电流特点”，小薇和小海按照如图甲所示的电路图进行实验。
A点电流
IA/A
B点电流
IB/A
C点电流
IC/A
0.3
0.5
0.8
（1）小海同学率先探究并联电路中的电流规律，刚接好最后一根导线，表的指针就发生了偏转，由此可知在连接电路时，他忘了 断开开关 。
（2）小海同学将电流表分别接入A、B、C三点处，闭合开关，将测出的数据填在表格中；根据数据，小海得出结论：并联电路中干路电流和各支路电流的关系是：I＝I1+I2，对此你认为合理吗？为什么？ 不合理，实验次数太少，结论不具有普遍性 。
（3）如图乙是小薇连接的电路，闭合开关后，发现电路故障，随后小薇同学在原电路上只改动了一根导线便完成了实验，请你在图乙中改动的那根导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的电路，使两支电流表分别测干路和支路的电流。
【分析】（1）做电学实验，连接电路时，开关必须断开。
（2）探究并联电路的电流规律时，必须多做几次实验，保证实验结论具有普遍性。
（3）根据题目的要求改接导线，电流表要串联在电路中，电流从正接线柱流入、从负接线柱流出来。
【解答】解：（1）小海同学率先探究并联电路中的电流规律，刚接好最后一根导线，表的指针就发生了偏转，由此可知在连接电路时，他忘了断开开关。
（2）小海同学将电流表分别接入A、B、C三点处，闭合开关，将测出的数据填在表格中；根据数据，小海得出结论：并联电路中干路电流和各支路电流的关系是：I＝I1+I2，对此你认为合理吗？为什么？答：不合理，实验次数太少，结论不具有普遍性。
（3）根据题目的要求，去掉一根导线，改接一根导线，此时上面的电流表测量灯泡L1支路的电流，下面的电流表测量干路中的电流，如图所示：
。
故答案为：（1）断开开关；（2）不合理，实验次数太少，结论不具有普遍性；（3）。
【点评】知道电流表的使用规则；会根据需要改接实物连接图；知道并联电路的电流规律。
25．（10分）某班级在实验课上探究电流与电阻的关系。老师统一分发了实验器材给各小组，主要有：电压恒为4.5V的学生电源，三个定值电阻（阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω），实验室常用电压表、电流表，滑动变阻器（最大阻值为20Ω），一个开关以及导线若干。
实验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.4
2
10
0.2
3
20
0.1
（1）李娟的小组连接的电路如图甲所示，检查无误后闭合开关，发现电流表无示数、电压表有示数，则故障是 电压表并联的电阻R开路 ；
（2）在本次实验中，除了保护电路外，滑动变阻器还有一个作用是 控制定值电阻两端的电压不变 。
（3）就在大家正积极探究时，小明宣称他们小组已经完成了实验，图乙是他们小组根据自己的实验数据绘制的I﹣R关系图象，请你说出图乙中阴影部分的面积在本实验中的具体含义是 电阻两端的电压 。但是，当李娟看了小明他们的实验数据（如表所示）后，当即指出小明他们至少有一组数据存在造假，请你说说，李娟指的是哪一组数据 3 （填实表中的序号即可）。
（4）实验结束，李娟整理器材时发现定值电阻很热。她联想到处理第一组数据时，小组成员读取的数值都略有不同，她和同组小华讨论认为数据差异可能是由于 温度 对电阻的阻值影响造成的。
【分析】（1）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路开路了；
（2）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压相同，据此分析滑动变阻器的作用；
（3）根据画出I﹣R图像（如图乙）知图中阴影面积为长方形，由欧姆定律分析；
根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入20Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻，从而得出答案；
（4）导体电阻的大小与温度有关。
【解答】解：（1）电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电阻R开路了；
（2）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压相同，因此本实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有一个作用是控制定值电阻两端的电压不变；
（3）根据画出I﹣R图像（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；
电阻两端的电压始终保持2V不变，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝4.5V﹣2V＝2.5V，变阻器分得的电压为电压表示数的＝1.25倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝1.25×20Ω＝25Ω，而滑动变阻器的最大阻值为20Ω，故第3组数据是错误的；
（4）在实验过程中，电流通过定值电阻，根据焦耳定律可知，定值电阻会产生热量，温度升高，导致电阻变大，当电压一定，通过定值电阻的电流变小，由此可知，导体的电阻随温度的升高而增大。
故答案为：（1）电压表并联的电阻R开路；（2）控制定值电阻两端的电压不变； （3）电阻两端的电压；3；（4）温度。
【点评】本题探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”，考查电路连接、控制变量法、故障分析、分析图像归纳结论、欧姆定律的应用、实验操作和器材的选择。
26．（10分）在“测量小灯泡电功率”的实验中（已知小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约10Ω）：
次数
I/A
U/V
P/W
1
2
3
平均
/
/
（1）如图甲实物电路中已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整；闭合开关之前，应将滑片P置于 A 点的位置；
（2）为方便分析数据，小刚设计了一个表格如表，但是同组同学称该表格在设计上有不当之处，请你帮他指出来： 不应该有平均值一栏 ；
（3）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，读数为 0.26 A；该小灯泡的额定功率为 0.65 W。
【分析】（1）根据灯泡额定电压确定电压表量程，将电压表并联在灯泡两端；滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中；为了保护电路，闭合开关之前，应将滑片P置于阻值最大处；
（2）灯泡只有在额定电压下工作时的功率才是额定功率，求功率的平均值没有意义；
（3）根据图甲确定电流表量程，由图乙确定分度值读数，利用P＝UI求出灯泡的额定功率。
【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端；滑动变阻器上下各选一个接线柱与灯泡串联在电路中，如下图所示：
；
为了保护电路，闭合开关之前，应将滑片P置于阻值最大处，即A点的位置；
（2）灯泡两端电压改变时，灯泡的功率随着改变，求功率的平均值没有意义，不应该有平均值一栏；
（3）由图甲可知，电流表选用小量程；当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流表分度值0.02A，其示数为0.26A，则小灯泡额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.26A＝0.65W。
故答案为：（1）见解答图；A；（2）不应该有平均值一栏；（3）0.26；0.65。
【点评】本题测量小灯泡电功率的实验，考查了电路连接、注意事项、表格设计、电流表读数、功率的计算等知识。
四、计算题（解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，答案写在答题纸相应位置，共18分）
27．（8分）小华家新买了一个电热水壶如图甲，他发现电热水壶有加热和保温功能。如图乙是其内部电路的简图，R1、R2均为定值电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热、保温和停止工作（断路）的状态切换。电热水壶加热功率为1100W，保温功率为44W[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]，则：
（1）旋钮开关旋转到3挡位时，电热水壶处于 停止工作（断路） 状态；
（2）保温状态工作时，电路中的电流是多少？
（3）不计热量损失，使用电水壶的加热挡，把1kg水从50℃加热到100℃，需要多长时间？（结果保留整数）
【分析】（1）旋钮开关旋转到3挡位时，电路为断路，据此判断出电热水壶的状态；
（2）已知保温功率为44W，由公式P＝UI变形可求得保温状态工作时电路中的电流；
（3）已知水的质量、比热容、初温和末温，根据Q＝cm△t求出水吸收的热量；
不计热量损失，则消耗的电能W＝Q，由P＝可求得加热过程需要的时间。
【解答】解：
（1）由图知，旋钮开关旋转到3挡位时，电路为断路，为停止工作（断路）的状态；
（2）已知保温功率P保温＝44W，由P＝UI可得，保温状态工作时，电路中的电流：
I保温＝＝＝0.2A；
（3）水吸收的热量：
Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣50℃）＝2.1×105J；
由于不计热量损失，则消耗的电能W＝Q吸＝2.1×105J；
由P＝可得，加热过程需要的时间：
t＝＝≈191s。
答：（1）停止工作（断路）；
（2）保温状态工作时，电路中的电流是0.2A；
（3）把1kg水从50℃加热到100℃，需要191s。
【点评】本题考查了电阻的串联和电功率公式以及电功公式的灵活应用，关键是会判断电水壶所处状态和对应连接方式的判断。
28．（10分）如图甲所示是公路上的超载检测装置的简化原理图。滑动变阻器RAB的滑片P与称重平台固定在一起，和称重平台一同升降，用电流表的示数显示货车对称重平台的压力F。滑片P从A端下滑距离L与压力F的关系如图乙所示。当滑片P位于A端时为空载，当滑片P位于B端时为超载临界点，此时电流表的示数为2A，称重平台锁止不再下降。已知电源的电压为4V，RAB阻值均匀，每厘米长的电阻为1Ω，总长为8cm。求：
（1）R0的阻值；
（2）空载时RAB消耗的功率；
（3）当一辆货车在称重平台上接受检测时电流表的读数为1A，此时F的大小是多少。
【分析】（1）根据题意知道，超载时滑片P位于B端，为电阻R0的简单电路，且超载时电流表的读数为2A，根据欧姆定律得出R0的阻值；
（2）当空载时滑片P位于A端，滑动变阻器接入电路的电阻是RP＝8Ω，根据欧姆定律得出电路中电流，根据P＝I2R得出空载时RAB消耗的功率；
（3）当一辆货车在称重平台上接受检测时电流表的读数为1A，
根据欧姆定律得出得出此时电路中的总电阻，进而得出滑动变阻器接入电路的电阻，
根据“RAB阻值均匀，每厘米长的电阻为1Ω”得出滑动变阻器的滑片P从A端下滑距离，从图乙可知此时F的大小。
【解答】解：（1）根据题意知道，超载时滑片P位于B端，为电阻R0的简单电路，且超载时电流表的读数为2A，
故R0的阻值R0＝＝＝2Ω；
（2）当空载时滑片P位于A端，滑动变阻器接入电路的电阻是RP＝8Ω，
电流I1＝＝＝0.4A，
空载时RAB消耗的功率P＝I2RAB＝（0.4A）2×8Ω＝1.28W；
（3）当一辆货车在称重平台上接受检测时电流表的读数为1A，
此时电路中的总电阻R总＝＝＝4Ω，
滑动变阻器接入电路的电阻是RP′＝R总﹣R0＝4Ω﹣2Ω＝2Ω，
滑动变阻器的滑片P从A端下滑距离L＝（RAB﹣RAB′）×1cm/Ω＝（8Ω﹣2Ω）×1cm/Ω＝6cm，
从图乙可知此时F的大小为6×105N。
答：（1）R0的阻值为2Ω；
（2）空载时RAB消耗的功率为1.28W；
（3）此时F的大小是6×105N。
【点评】本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算，综合性强，难度较大。
2022-2023学年湖北省随州市随县九年级（上）期末物理试卷
一、选择题（每小题只有一个选项正确，每小题2分，共32分；答案填涂在答题纸中相应位置）
1．（2分）湿地被称为“地球之肾”，能调节空气的湿度和温度，其中能调节温度主要是因为水的（ ）
A．比热容大 B．密度大 C．流动性大 D．热值大
2．（2分）如图所示是四冲程汽油机工作示意图，其中机械能转化为内能的冲程是（ ）
A． B．
C． D．
3．（2分）随着燃煤的价格不断上涨，少数不法商贩将煤矸石（矿井下与煤共生一处的石块）粉碎后掺在优质煤中高价销售给客户。为避免上当，最恰当的方法是检测下述物理量中的（ ）
A．比热容 B．熔点 C．密度 D．热值
4．（2分）某学校物理小组设计实验，探究“酒精、煤油、汽油”的热值（如图）。甲、乙、丙装置完全相同，水的质量和初温及待测燃料的质量也相同。通过测量全部燃料充分燃烧后水的末温（均未达到沸点）t甲＜t乙＝t丙，可以粗略知道它们的热值q大小关系为（ ）
A．q甲＞q乙＞q丙 B．q甲＞q乙＝q丙
C．q甲＜q乙＝q丙 D．无法确定
5．（2分）关于摩擦起电和电路，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，两个带电小球相互排斥，说明两个小球一定都带正电
B．图乙中，玻璃棒在丝绸上摩擦后，失去电子带正电
C．图丙中，可以用导线将电池正负极长时间直接连接
D．图丁中，小彩灯之间的连接方式是并联
6．（2分）小明选取一根粗细均匀的铅笔芯，连接成图示电路，把左端夹子固定，移动右端夹子，观察到小灯泡的亮度发生了变化。实验中，影响导体电阻大小的因素是（ ）
A．长度 B．横截面积 C．电流 D．电压
（多选）7．（2分）在如图所示的电路中，当开关S1、S2断开或闭合时，下列关于三灯连接的情况中错误的是（ ）
A．S1、S2都断开，L1、L2串联
B．S1、S2都闭合，L1、L2并联
C．S1断开，S2闭合，L1、L2串联
D．S1断开，S2闭合，只有L1能发光
8．（2分）如图所示的做法中，符合安全用电原则的是（ ）
A．雷雨天站在大树下避雨 B．用手指碰触插座的插孔
C．用湿抹布擦发光的灯泡 D．将冰箱的金属外壳接地
9．（2分）将规格都是“220V 150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，以下说法正确的是（ ）
A．三个用电器均能将电能全部转化为内能
B．根据R＝可计算出三个用电器的电阻相等
C．三个用电器消耗的电能一样多
D．三个用电器产生的热量相等
10．（2分）用电热水壶烧水，若不考虑能量损失和电热水壶电阻的变化，当它两端电压为U时，用8min可烧开一壶水，若它两端电压为0.8U时，烧开同样一壶水所用的时间为（ ）
A．10min B．25min C．15min D．12.5min
11．（2分）有一种智能锁，需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2才会闭合，电动机M工作，开锁成功。下列电路设计符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
12．（2分）如图所示电路，闭合开关S，灯泡L不亮且电流表和电压表均无示数，用电压表检测电路，当电压表分别接a、b两点和b、d两点时，电压表均无示数，接c、d两点时电压表有示数，则可判定（ ）
A．变阻器短路 B．灯泡短路 C．开关断路 D．电流表断路
13．（2分）现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2，为了分辨它们的阻值大小，几个同学分别设计了如图所示的四种电路，其中不可行的是（电源电压未知）（ ）
A． B．
C． D．
14．（2分）灯泡L1、L2分别标有“10V、10W”和“9V、5.4W”的字样，若将它们串联使用时，电路两端允许加的最大电压值是（ ）
A．10V B．9V C．15V D．19V
15．（2分）小明为自己家的养牛场设计了一款补水提示器，其工作原理如图所示，水量减少时滑片上移，下列分析正确的是（ ）
A．与电压表相比，选择电流表设计电路更节能
B．如果选择电流表，R0可以在水太多时保护电路
C．如果选择电压表，水量增多时电表示数变小
D．如果选择电流表，水量增多时电表示数变小
16．（2分）A、B两只灯泡的额定电压均为6V，通过它们的电流随两端电压变化关系如图所示，下列选项正确的是（ ）
A．A、B两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而减小
B．将两灯并联接在3V的电源两端，A、B两灯的实际功率之比为1：2
C．将两灯串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，电源两端电压为9V
D．将5Ω的电阻与B灯串联接在6V的电源两端，该电阻消耗的功率为0.8W
二、填空题（每空1分，共18分）
17．（4分）如图所示，在玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能 ，这与四冲程汽油机的 冲程的能量转化相同，某汽车发动机转速为2400r/min，在1min内，汽油机完成 个工作循环。当汽车行驶过去后，人们总能闻到些许的汽油味，这属于 现象。
18．（2分）2022年11月29日，神舟十五号载人飞船发射取得圆满成功，发射“神舟十五号”的运载火箭采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机，在煤油燃烧过程中，其热值大小 ；燃气对火箭做功，燃气的内能会 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
19．（3分）如图是小军家的电能表，让“220V 1200W”的用电器单独正常工作5min，发现电能表的转盘转过200r，此用电器消耗的电能为 J，电能表的示数变为 kW•h。每消耗1kW•h的电能，该电能表转盘转 r。
20．（3分）试电笔是日常生活中用来辨别火线与零线的工具。如图甲所示，其金属体笔尖和金属体笔尾间 联一个高阻值的电阻。若试电笔内的电阻为1MΩ，小明正用试电笔接触家庭电路中的火线，这时火线、试电笔、人体和大地形成通路，不计人体和其他部位的电阻值，通过小明身体的电流为 A。若图乙中小明的双脚站在干燥的木凳上，只用试电笔接触火线，则试电笔的氖管 （选填“会”或“不会”）发光。
21．（2分）如图所示，电阻R1标有“6Ω 1A”，R2标有“4Ω 1.2A”，电流表A1，A2的量程均为0～3A，电压表量程0～15V，在a、b间接入电压可调的直流电源，闭合开关S后，为保证R1、R2均不损坏，则允许的最大电源电压值是 ，通过电流表A1的电流不得超过 。
22．（4分）如图甲是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压的关系，则R的电阻为 Ω，现将它们并联后接在电压为2V的电源两端，如图乙，则干路中的电流是 A；若将它们串联接在电源电压为5V的电路中，如图丙，则小灯泡的实际功率是 W，2min内电源对外做功 J。
三、作图和实验探究题：（共32分）
23．（4分）如图所示，是“探究不同物质吸收热量的多少与物质种类有关”的实验装置，小阳选取了质量和初温均相同A和B两种不同液体放入烧瓶进行实验，烧瓶中放入电阻丝R1和R2进行加热，不计热量损失，即可认为电阻丝放出的热量完全被液体A和液体B吸收。
（1）当电阻R1 R2（选填“＝”或“≠”）时，A、B两种液体吸收热量的多少可通过 比较（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）；
（2）如图2所示，是小阳根据实验数据绘制的液体A、液体B的温度随时间变化的图象，根据图象可以判断：在控制液体质量、升高的温度相同的前提下，液体A吸收的热量 （选填“大于”或“小于”）液体B吸收的热量； （选填“A”或“B”）液体更适合作发动机的冷却液。
24．（8分）为了“探究并联电路的电流特点”，小薇和小海按照如图甲所示的电路图进行实验。
A点电流
IA/A
B点电流
IB/A
C点电流
IC/A
0.3
0.5
0.8
（1）小海同学率先探究并联电路中的电流规律，刚接好最后一根导线，表的指针就发生了偏转，由此可知在连接电路时，他忘了 。
（2）小海同学将电流表分别接入A、B、C三点处，闭合开关，将测出的数据填在表格中；根据数据，小海得出结论：并联电路中干路电流和各支路电流的关系是：I＝I1+I2，对此你认为合理吗？为什么？ 。
（3）如图乙是小薇连接的电路，闭合开关后，发现电路故障，随后小薇同学在原电路上只改动了一根导线便完成了实验，请你在图乙中改动的那根导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的电路，使两支电流表分别测干路和支路的电流。
25．（10分）某班级在实验课上探究电流与电阻的关系。老师统一分发了实验器材给各小组，主要有：电压恒为4.5V的学生电源，三个定值电阻（阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω），实验室常用电压表、电流表，滑动变阻器（最大阻值为20Ω），一个开关以及导线若干。
实验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.4
2
10
0.2
3
20
0.1
（1）李娟的小组连接的电路如图甲所示，检查无误后闭合开关，发现电流表无示数、电压表有示数，则故障是 ；
（2）在本次实验中，除了保护电路外，滑动变阻器还有一个作用是 。
（3）就在大家正积极探究时，小明宣称他们小组已经完成了实验，图乙是他们小组根据自己的实验数据绘制的I﹣R关系图象，请你说出图乙中阴影部分的面积在本实验中的具体含义是 。但是，当李娟看了小明他们的实验数据（如表所示）后，当即指出小明他们至少有一组数据存在造假，请你说说，李娟指的是哪一组数据 （填实表中的序号即可）。
（4）实验结束，李娟整理器材时发现定值电阻很热。她联想到处理第一组数据时，小组成员读取的数值都略有不同，她和同组小华讨论认为数据差异可能是由于 对电阻的阻值影响造成的。
26．（10分）在“测量小灯泡电功率”的实验中（已知小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约10Ω）：
次数
I/A
U/V
P/W
1
2
3
平均
/
/
（1）如图甲实物电路中已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整；闭合开关之前，应将滑片P置于 点的位置；
（2）为方便分析数据，小刚设计了一个表格如表，但是同组同学称该表格在设计上有不当之处，请你帮他指出来： ；
（3）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，读数为 A；该小灯泡的额定功率为 W。
四、计算题（解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，答案写在答题纸相应位置，共18分）
27．（8分）小华家新买了一个电热水壶如图甲，他发现电热水壶有加热和保温功能。如图乙是其内部电路的简图，R1、R2均为定值电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热、保温和停止工作（断路）的状态切换。电热水壶加热功率为1100W，保温功率为44W[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]，则：
（1）旋钮开关旋转到3挡位时，电热水壶处于 状态；
（2）保温状态工作时，电路中的电流是多少？
（3）不计热量损失，使用电水壶的加热挡，把1kg水从50℃加热到100℃，需要多长时间？（结果保留整数）
28．（10分）如图甲所示是公路上的超载检测装置的简化原理图。滑动变阻器RAB的滑片P与称重平台固定在一起，和称重平台一同升降，用电流表的示数显示货车对称重平台的压力F。滑片P从A端下滑距离L与压力F的关系如图乙所示。当滑片P位于A端时为空载，当滑片P位于B端时为超载临界点，此时电流表的示数为2A，称重平台锁止不再下降。已知电源的电压为4V，RAB阻值均匀，每厘米长的电阻为1Ω，总长为8cm。求：
（1）R0的阻值；
（2）空载时RAB消耗的功率；
（3）当一辆货车在称重平台上接受检测时电流表的读数为1A，此时F的大小是多少。
2022-2023学年湖北省随州市随县九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（每小题只有一个选项正确，每小题2分，共32分；答案填涂在答题纸中相应位置）
1．（2分）湿地被称为“地球之肾”，能调节空气的湿度和温度，其中能调节温度主要是因为水的（ ）
A．比热容大 B．密度大 C．流动性大 D．热值大
【分析】水的比热容大，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。
【解答】解：因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得昼夜的温差小，能有效调节周围环境的气温。
故选：A。
【点评】本题考查了水的比热容的特点，通过本题可使学生认识到湿地的重要性，本题构思巧妙，是一道好题。
2．（2分）如图所示是四冲程汽油机工作示意图，其中机械能转化为内能的冲程是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，压缩冲程是将机械能转化为内能。
【解答】解：
A图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，是将机械能转化为内能的过程，故A正确。
B图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，故B错误。
C图：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，是将内能转化为机械能的过程，故C错误。
D图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了内燃机的一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成以及各冲程的特点。
3．（2分）随着燃煤的价格不断上涨，少数不法商贩将煤矸石（矿井下与煤共生一处的石块）粉碎后掺在优质煤中高价销售给客户。为避免上当，最恰当的方法是检测下述物理量中的（ ）
A．比热容 B．熔点 C．密度 D．热值
【分析】密度反映的是单位体积的物体的质量；比热（比热容）是指相同质量的不同物质升高相同的温度吸收的热量不同；熔点是指晶体熔化时的温度；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放出的热量越多。据此分析判断。
【解答】解：
燃烧值是燃料的一种特性，是指1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，燃烧值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多，掺假后煤的燃烧值降低，所以可以用燃烧值来区分，故D正确。
故选：D。
【点评】区分几种特性（密度、比热容、热值）的物理意义是本题的关键。
4．（2分）某学校物理小组设计实验，探究“酒精、煤油、汽油”的热值（如图）。甲、乙、丙装置完全相同，水的质量和初温及待测燃料的质量也相同。通过测量全部燃料充分燃烧后水的末温（均未达到沸点）t甲＜t乙＝t丙，可以粗略知道它们的热值q大小关系为（ ）
A．q甲＞q乙＞q丙 B．q甲＞q乙＝q丙
C．q甲＜q乙＝q丙 D．无法确定
【分析】燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小。
【解答】解：
由题意可知，在燃烧了质量相等的酒精、煤油和汽油，加热三个烧杯中质量相等的水时，甲杯水的温度升高的较低，即酒精燃烧产生的热量少，所以酒精的热值小，乙和丙两杯水升高的温度相同，且高于甲杯水升高的温度，说明煤油和汽油的热值相同，且大于酒精的热值；故C正确。
故选：C。
【点评】此类实验问题，要结合控制变量法进行分析研究，通过观察温度的变化判断燃料热值的大小。
5．（2分）关于摩擦起电和电路，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，两个带电小球相互排斥，说明两个小球一定都带正电
B．图乙中，玻璃棒在丝绸上摩擦后，失去电子带正电
C．图丙中，可以用导线将电池正负极长时间直接连接
D．图丁中，小彩灯之间的连接方式是并联
【分析】（1）两个带电物体相互排斥，有两种可能：①都带正电；②都带负电；
（2）摩擦起电的实质是电荷的转移，得电子的物质带负电，失去电子的物质带正电；
（3）电流不通过用电器直接接通叫做短路。发生短路时，因电流过大往往引起电源、用电器损坏或火灾；
（4）联电路电流只有一条路径，各处电流相等，用电器不能独立工作；并联电路：电流有两条或两条以上路径，各用电器可以独立工作，各支路电压相等。
【解答】解：A、图甲中，两个带电小球相互排斥，有两种可能：①都带正电；②都带负电，故A错误；
B、图乙中，玻璃棒在丝绸上摩擦后，玻璃棒失去电子，因此玻璃棒带正电，故B正确；
C、图丙中，当用导线直接把电源的正负极相连没有通过任何用电器，会使电源短路，电路中电流过大电源短路是很危险的，容易造成电源烧毁甚至火灾，故C错误；
D、图丁中，小彩灯之间只有一条路径，因此连接方式是串联，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查的内容较多，包括电荷间的相互作用规律、摩擦起电的实质、电路在连接时应注意的事项和串并联电路的判断等，都属于电学的基本常识，是我们必须熟知的。
6．（2分）小明选取一根粗细均匀的铅笔芯，连接成图示电路，把左端夹子固定，移动右端夹子，观察到小灯泡的亮度发生了变化。实验中，影响导体电阻大小的因素是（ ）
A．长度 B．横截面积 C．电流 D．电压
【分析】影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积和温度，根据题干中的变量分析。
【解答】解：把左端夹子固定，移动右端夹子，铅笔芯接入电路中的长度发生了变化，灯泡的亮度发生了变化，这说明铅笔芯接入电路中的电阻发生了变化，所以影响导体电阻大小的因素是长度。
故选：A。
【点评】本题考查了影响电阻大小的因素，属于基础题。
（多选）7．（2分）在如图所示的电路中，当开关S1、S2断开或闭合时，下列关于三灯连接的情况中错误的是（ ）
A．S1、S2都断开，L1、L2串联
B．S1、S2都闭合，L1、L2并联
C．S1断开，S2闭合，L1、L2串联
D．S1断开，S2闭合，只有L1能发光
【分析】（1）电路连接好后，闭合开关，处处相通的电路叫做通路；当用电器中有电流通过时，用电器才能够工作。
（2）各电路元件首尾顺次连接的连接方式是串联；各电路元件首首相连、尾尾相连的连接方式是并联。
【解答】解：A．当S1、S2都断开时，L1与L3首尾顺次连接即为串联，故A错误；
B．当S1 S2都闭合时，L1与L2首首相连、尾尾相连即为并联，故B正确；
CD．当S1断开、S2闭合时，电路为L1的简单电路，所以只有L1能发光，故C错误、D正确。
故选：AC。
【点评】分析多个开关组成的电路时，判断用电器工作状态或连接方式的有效方法是“电流路径法”﹣﹣电流从电源正极出发，经过哪些用电器回到负极。
8．（2分）如图所示的做法中，符合安全用电原则的是（ ）
A．雷雨天站在大树下避雨 B．用手指碰触插座的插孔
C．用湿抹布擦发光的灯泡 D．将冰箱的金属外壳接地
【分析】（1）当雷雨天，树作为地面上的“凸出物”，雷电电流通过树干就会传下来。在传下来的过程中电弧放电打在人的头上，又通过人体一直传到地下去，而这样就造成了雷电灾害。
（2）安全用电的原则是不靠近高压电源，不接触低压电源。
（3）不能用湿手或湿物体去接触用电器或开关。
（4）用电器的金属外壳必须接地，可防止由于金属外壳带电而使得人触电。
【解答】解：
A、在大树下避雨，因为大树和人体都是导体，雷电极易通过突起物﹣﹣大树传向人体，而造成雷电灾害，故A错误；
B、用手指触碰插座的插孔的做法是很危险的，很容易碰到里面的金属片而触电，故B错误；
C、由于水是导体，所以用湿抹布擦发光的灯泡很容易使得人触电，故C错误；
D、电冰箱必须使用三脚插头，让金属外壳接地可以防止因漏电导致金属外壳带电而发生触电事故，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、多积累，加强安全意识，不能违反。
9．（2分）将规格都是“220V 150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，以下说法正确的是（ ）
A．三个用电器均能将电能全部转化为内能
B．根据R＝可计算出三个用电器的电阻相等
C．三个用电器消耗的电能一样多
D．三个用电器产生的热量相等
【分析】家庭电路的电压是220V，将三个用电器分别接入家庭电路中，这三个用电器都在额定电压下工作，实际功率等于额定功率，由W＝Pt可知相同时间内三个电器消耗电能的关系；从每个电器工作时的能量转化上分析，电烙铁是纯电阻用电器，可利用公式R＝计算其电阻，但不能计算电风扇和电视机的电阻。
【解答】解：
AB、电烙铁工作时，能将电能全部转化为内能；电风扇、电视机工作时，其消耗的电能不只是转化为内能，还会转化为机械能或光能和声能；
虽然三个用电器的规格相同，但公式R＝只适用于纯电阻用电器，即利用该公式能计算电烙铁的电阻，不能计算电风扇和电视机的电阻，事实上它们的电阻也是不相同的，故AB错误；
C、三个电器都在额定电压下工作，实际功率相同都是150W，由W＝Pt可知相同时间内三个电器消耗的电能一样多，故C正确；
D、电风扇工作时，电能转化为内能和机械能；电视机工作时，电能转化为内能、光能和声能；电烙铁工作时，电能全部转化为内能；且相同时间内三个电器消耗的电能相同，因此相同时间内，电烙铁产生的热量最多，故D错误。
故选：C。
【点评】用电器工作的过程就是电流做功的过程，也是电能转化成其他形式能的过程，电流通过用电器做了多少功，就有多少电能转化成其他形式的能；
本题中学生容易误认为三个电器在相同时间内电流产生的热量一样多，这是由于不了解每个用电器工作时的能量转化造成的。
10．（2分）用电热水壶烧水，若不考虑能量损失和电热水壶电阻的变化，当它两端电压为U时，用8min可烧开一壶水，若它两端电压为0.8U时，烧开同样一壶水所用的时间为（ ）
A．10min B．25min C．15min D．12.5min
【分析】电热水壶的原理是将电能转化为内能，在两端电压为U将水烧开和在0.8U的电压下烧开一壶水消耗的电能相等，根据W＝UIt＝得出等式，据此求出在0.8U的电压下烧开一壶水需要的时间。
【解答】解：烧开同样一壶水消耗的电能相等，设电热水壶的电阻为R，
由W＝UIt＝可得：
＝，
解得：
t′＝＝×8min＝12.5min。
故选：D。
【点评】本题考查了电功公式W＝UIt＝的应用，注意隐含条件：电热水壶的电阻不变。
11．（2分）有一种智能锁，需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2才会闭合，电动机M工作，开锁成功。下列电路设计符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】由题知，S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2闭合，电动机M工作，即两开关都闭合时电动机才能工作，由此根据选项图分析解答。
【解答】解：
根据题意知，S1闭合，灯L发光；灯光照亮人脸完成人脸识别时S2闭合，即S1、S2同时闭合，电动机M才工作。
A、由图知，只闭合S1时，灯被短路而不发光，同时闭合S1和S2时，电源会被短路，不符合题意；
B、由图知，只闭合S1时，电路断路，灯不亮，再闭合S2时，电动机就工作，不符合题意；
C、由图知，只闭合S1时，灯L发光，再闭合S2时，电动机工作，符合题意；
D、由图知，只闭合S1时，灯L不发光，不符合题意。
故选：C。
【点评】本题考查了电路的设计，明确要求可采用排除法解答。
12．（2分）如图所示电路，闭合开关S，灯泡L不亮且电流表和电压表均无示数，用电压表检测电路，当电压表分别接a、b两点和b、d两点时，电压表均无示数，接c、d两点时电压表有示数，则可判定（ ）
A．变阻器短路 B．灯泡短路 C．开关断路 D．电流表断路
【分析】开关闭合后，灯泡L不发光，电流表无示数，说明电路是断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连。
【解答】解：A、如果变阻器短路，灯泡发光，电流表有示数，故A不符合题意；
B、如果灯泡短路不能发光，电流表有示数，故B不符合题意；
C、如果开关断路，电压表接a、b两点和b、d两点时，均无示数，接c、d两点时有示数，故C符合题意；
D、如果电流表断路，电压表接c、d两点时无示数，故D不符合题意。
故选：C。
【点评】本题考查了根据电流表和电压表的示数情况判断串联电路的故障，电流表示数为零说明故障是断路，电压表有示数，说明断路位置在电压表的两接线柱之间。
13．（2分）现有两个阻值不等的未知电阻R1和R2，为了分辨它们的阻值大小，几个同学分别设计了如图所示的四种电路，其中不可行的是（电源电压未知）（ ）
A． B．
C． D．
【分析】首先分析各选项电路图的连接方式，然后根据欧姆定律判断图中的电压表和电流表能否反应电阻R1和R2的阻值大小。
【解答】解：A、两电阻并联在电路中，根据欧姆定律和并联电路电压规律可知电阻越大，通过电阻的电流越小。故A可行。
B、两电阻串联在电路中，根据欧姆定律和串联电路电压规律可知电阻越大，电阻两端的电压越大。故B可行。
C、两电阻并联，当只闭合S1时，电流表测量R1中的电流，再闭合开关S2时，电流表测量R1和R2中的总电流，根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可以确定电阻的大小，故C可行；
D、将开关拨到位置1或位置2时，有种情况电压表的接线柱接反了，无法测量电压，故D不行。
故选：D。
【点评】本题考查学生根据欧姆定律正确设计电路图判断电阻大小的能力，要对串联电路和并联电路的特点牢固掌握。
14．（2分）灯泡L1、L2分别标有“10V、10W”和“9V、5.4W”的字样，若将它们串联使用时，电路两端允许加的最大电压值是（ ）
A．10V B．9V C．15V D．19V
【分析】已知两灯泡的额定电压和额定功率，先根据公式P＝UI求出各自正常工作时的电流，根据欧姆定律求出电阻，如果把它们串联起来，则串联电路的电流只能取两个电流中最小的一个。然后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。
【解答】解：根据P＝UI可得，两灯泡的额定电流：
I1＝＝＝1A，I2＝＝＝0.6A，
根据欧姆定律可得，两灯泡的电阻：
R1＝＝＝10Ω，R2＝＝＝15Ω；
串联电路中各处的电流相等，
两灯泡串联时，电路中的最大电流I＝I2＝0.6A，
串联电路的总电阻等于各分电阻之和，
电路两端允许加的最大电压U串＝I（R1+R2）＝0.6A×（10Ω+15Ω）＝15V。
故选：C。
【点评】本题考查了求电源最大电压，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是对于额定电压和额定电流不同的两个灯泡来说，串联时比较额定电流取小的，这是本题的重点。
15．（2分）小明为自己家的养牛场设计了一款补水提示器，其工作原理如图所示，水量减少时滑片上移，下列分析正确的是（ ）
A．与电压表相比，选择电流表设计电路更节能
B．如果选择电流表，R0可以在水太多时保护电路
C．如果选择电压表，水量增多时电表示数变小
D．如果选择电流表，水量增多时电表示数变小
【分析】（1）如果选择电压表，R的最大阻值与R0串联，电路的总电阻最大，由P＝UI＝可知，电路的总功率最小，在时间相同时最节能，则可知选择电流表设计电路不节能；
（2）如果选择电流表，在水太多时，变阻器R接入电路中的电阻太小，电路中的电流太大，若电路中没有R0，可能会烧坏电源和电流表，所以R0可以在水太多时保护电路；
（3）如果选择电压表，R与R0串联，电压表测滑片P上方电阻丝两端的电压，由电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知，滑片移动时，变阻器接入电路中的电阻不变，总电阻不变，由I＝可知，电路中的电流不变，由题意可知当水量增多时，滑片下移，滑片P上方电阻丝的长度变长、其阻值变大，由U＝IR可知，滑片P上方电阻丝两端的电压变大，即电压表的示数变大；
（4）如果选择电流表，滑片P上方电阻丝被短路，变阻器下方的电阻丝与R0串联，电流表测电路中的电流，当水量增多时，滑片下移，变阻器R接入电路中的电阻变小，电路的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大。
【解答】解：
A．如果选择电压表，R的最大阻值与R0串联，电路的总电阻最大，由P＝UI＝可知，电路的总功率最小，在时间相同时最节能，则可知选择电流表设计电路不节能，故A错误；
B．如果选择电流表，在水太多时，变阻器R接入电路中的电阻太小，电路中的电流太大，若电路中没有R0，可能会烧坏电源和电流表，所以R0可以在水太多时保护电路，故B正确。
C．如果选择电压表，R与R0串联，电压表测滑片P上方电阻丝两端的电压，由电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知，滑片移动时，变阻器接入电路中的电阻不变，总电阻不变，由I＝可知，电路中的电流不变，由题意可知当水量增多时，滑片下移，滑片P上方电阻丝的长度变长、其阻值变大，由U＝IR可知，滑片P上方电阻丝两端的电压变大，即电压表的示数变大，故C错误；
D．如果选择电流表，滑片P上方电阻丝被短路，变阻器下方的电阻丝与R0串联，电流表测电路中的电流，当水量增多时，滑片下移，变阻器R接入电路中的电阻变小，电路的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，根据电压表的内阻特点判断出水量变化时R接入电路中电阻、电压表并联部分的电阻变化是关键。
16．（2分）A、B两只灯泡的额定电压均为6V，通过它们的电流随两端电压变化关系如图所示，下列选项正确的是（ ）
A．A、B两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而减小
B．将两灯并联接在3V的电源两端，A、B两灯的实际功率之比为1：2
C．将两灯串联接在某电源两端，使B灯恰好正常发光，电源两端电压为9V
D．将5Ω的电阻与B灯串联接在6V的电源两端，该电阻消耗的功率为0.8W
【分析】A、导体的电阻是导体本身的一种特性，其大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与电压、电流无关；
B、由图像可知，当两灯并联在3V的电源两端时，两灯两端的电压均等于电源电压为3V，若功率之比为2：1，根据公式P＝UI可得它们的实际电流之比，结合图像分析假设否成立；
C、将两灯串联，且B灯正常发光时，由图像可知，通过B灯的电流为0.5A，即电路中的电流为0.5A，此时A、B两灯两端的电压分别为2V和6V，根据串联电路电压规律可知电源电压大小；
D、当U与I比值即电阻大小为5Ω时，其U﹣I图像过点（2，0.4），此时，B灯两端的电压大小为4V，电源电压为正好为6V，根据公式P＝UI可求得R消耗的功率。
【解答】解：A、导体的电阻是导体本身的一种特性，其大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与电压、电流无关。灯泡两端电压越大时，其实际功率越大，灯泡发光就越亮，灯丝的温度就越高，灯丝的电阻越大，故A错误；
B、由图像可知，当两灯并联在3V的电源两端时，两灯两端的电压均等于电源电压为3V，若PA：PB＝2：1，由公式P＝UI可知，IA：IB＝PA：PB＝2：1，即IB＝IA；
由图像可知，当U＝3V时，IA为0.7A，则IB应为0.35A，而图像中显然不是0.35A，故B错误；
C、将两灯串联，且B灯正常发光时，由图像可知，通过B灯的电流为0.5A，即电路中的电流为0.5A，此时A、B两灯两端的电压分别为2V和6V，根据串联电路电压规律可知电源电压大小U＝UA+UB＝2V+6V＝8V，故C错误；
D、当U与I比值即电阻大小为5Ω时，其U﹣I图像过点（2，0.4），此时，B灯两端的电压大小为4V，电源电压为正好为6V，则R消耗的功率为：P＝U′I′＝2V×0.4A＝0.8W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题综合欧姆定律的应用以及电功率的计算，要求学生能分析图像获取信息解决问题，难度较大。
二、填空题（每空1分，共18分）
17．（4分）如图所示，在玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能 减少 ，这与四冲程汽油机的 压缩 冲程的能量转化相同，某汽车发动机转速为2400r/min，在1min内，汽油机完成 1200 个工作循环。当汽车行驶过去后，人们总能闻到些许的汽油味，这属于 扩散 现象。
【分析】（1）物体对外做功，内能减小，温度降低；
（2）汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能；
（3）汽油机的一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次；
（4）由于分子运动，不同的位置在互相接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散。
【解答】解：快速压下活塞，活塞对筒内气体做功，将活塞的机械能转化为气体的内能，使气体内能增加，温度升高；这与四冲程汽油机的压缩冲程的能量转化相同；
某汽车发动机转速为2400r/min，即发动机的飞轮每分钟转2400圈，
由于汽油机的一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以在1min内，汽油机完成1200个工作循环；
当汽车行驶过去后，人们总能闻到些许的汽油味，这属于扩散现象，是由于分子永不停息地做无规则运动的结果。
故答案为：减少；压缩；1200；扩散。
【点评】本题考查做功改变物体的内能、四冲程汽油机的工作过程中的能量转化、分子动理论以及热机的有关计算，是一道综合题，难度不大。
18．（2分）2022年11月29日，神舟十五号载人飞船发射取得圆满成功，发射“神舟十五号”的运载火箭采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机，在煤油燃烧过程中，其热值大小 不变 ；燃气对火箭做功，燃气的内能会 减小 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【分析】热值是燃料的一种特性，与质量的大小无关；热机在做功冲程的能量转化是内能转化为机械能的冲程，内能将减小。
【解答】解：
热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，所以煤油燃烧过程中，其热值大小不变；
燃气对火箭做功，内能转化为机械能，所以燃气的内能会减小。
故答案为：不变；减小。
【点评】本题考查了热值的特性和改变内能的方式；解题关键是知道：热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关。比热容是物质的一种特性，它只与物质的种类有关。
19．（3分）如图是小军家的电能表，让“220V 1200W”的用电器单独正常工作5min，发现电能表的转盘转过200r，此用电器消耗的电能为 3.6×105 J，电能表的示数变为 2021.7 kW•h。每消耗1kW•h的电能，该电能表转盘转 2000 r。
【分析】（1）已知用电器额定功率和正常工作时间，根据W＝Pt得到此用电器单独工作5min消耗的电能；
（2）已知电能表原来示数和用电器消耗的电能，两者之和是电能表现在的示数；
（3）根据用电器消耗电能与电能表转盘转动圈数可以求出每消耗1kW•h的电能，电能表转盘的转数。
【解答】解：（1）由P＝可得，用电器单独工作t＝5min＝300s消耗的电能：
W＝Pt＝1200W×300s＝3.6×105J＝0.1kW•h；
（2）电能表原来的示数为2021.6kW•h，
用电器工作5min后，电能表示数变为2021.6kW•h+0.1kW•h＝2021.7kW•h；
（3）每消耗1kW•h的电能，电能表转盘的转数：
n＝×200r＝2000r。
故答案为：3.6×105；2021.7；2000。
【点评】本题考查了电能的计算和转数的计算，明白电能表参数的含义是关键。
20．（3分）试电笔是日常生活中用来辨别火线与零线的工具。如图甲所示，其金属体笔尖和金属体笔尾间 串 联一个高阻值的电阻。若试电笔内的电阻为1MΩ，小明正用试电笔接触家庭电路中的火线，这时火线、试电笔、人体和大地形成通路，不计人体和其他部位的电阻值，通过小明身体的电流为 2.2×10﹣4 A。若图乙中小明的双脚站在干燥的木凳上，只用试电笔接触火线，则试电笔的氖管 会 （选填“会”或“不会”）发光。
【分析】由人体电阻比高电阻的阻值小得多可知，人体的电阻可以忽略不计，家庭电路的火线与大地之间的电压为220V，根据欧姆定律求出用该测电笔的金属体笔尖接触家庭电路的火线时通过人体的电流；
测电笔中有微弱的电流通过时，氖管就会发光。
【解答】解：为了用电的安全，测电笔的金属体笔尖和金属体笔尾之间串联了一个高阻值的电阻，由于电阻较大，则通过人体的电流很小，不会对人造成伤害；
因人体电阻比高电阻的阻值小得多，即人体的电阻可以忽略不计，所以，当用该测电笔的金属体笔尖接触家庭电路的火线时，通过人体的电流：
I＝＝＝2.2×10﹣4A；
图乙中若小明的双脚站在干燥的木凳上，尽管干燥的木凳为良好的绝缘体，但当只用测电笔接触火线时，火线、测电笔、人体、干燥的木凳、大地仍能构成通路，这时有微弱的电流通过氖管，测电笔的氖管会发光。
故答案为：串；2.2×10﹣4；会。
【点评】本题考查了欧姆定律的简单应用，知道家庭电路的火线与大地之间的电压和电阻单位的换算是关键。
21．（2分）如图所示，电阻R1标有“6Ω 1A”，R2标有“4Ω 1.2A”，电流表A1，A2的量程均为0～3A，电压表量程0～15V，在a、b间接入电压可调的直流电源，闭合开关S后，为保证R1、R2均不损坏，则允许的最大电源电压值是 4.8V ，通过电流表A1的电流不得超过 1.8A 。
【分析】开关闭合后，两电阻并联，电压表测电源的电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过电阻R2的电流；
（1）根据欧姆定律分别求出两电阻两端允许所加的最大电压，然后根据并联电路的电压特点确定R1、R2均不损坏时允许加的电源电压；
（2）根据欧姆定律求出通过两电阻的电流，再根据并联电路的电流特点求出电流表A1的最大示数。
【解答】解：开关闭合s后，两电阻并联，电压表测电源的电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过电阻R2的电流，
（1）电阻R1两端允许的最大电压为U1＝I1R1＝1A×6Ω＝6V，
电阻R2两端允许的最大电压为U2＝I2R2＝1.2A×4Ω＝4.8V，
因为并联电路，各支路电压相等，且6V＞4.8V，
故为了保护电阻R2，电源电压不能超过4.8V。
（2）此时通过电阻R1的电流为：
I1＝＝＝0.6A，
并联电路中干路电流等于各支路电流之和，干路电流表A1的示数I＝I1+I2＝0.6A+1.2A＝1.8A。
故答案为：4.8V；1.8A。
【点评】本题考查电流、电压的计算，关键是欧姆定律及其变形的灵活运用，难点是判断电路的最大电压和最大电流，还要记住并联电路电压和电流的规律。
22．（4分）如图甲是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压的关系，则R的电阻为 10 Ω，现将它们并联后接在电压为2V的电源两端，如图乙，则干路中的电流是 0.8 A；若将它们串联接在电源电压为5V的电路中，如图丙，则小灯泡的实际功率是 0.4 W，2min内电源对外做功 240 J。
【分析】（1）根据图甲信息，利用欧姆定律求出R的阻值；
（2）将小灯泡L和定值电阻R并联在电压为2V的电源两端，根据并联电路的电压特点可知小灯泡L与定值电阻R两端的电压，由图以可知通过小灯泡和定值电阻的电流，根据并联电路的电流特点可知干路的总电流；
（3）将小灯泡L和定值电阻R串联接在电源电压为5V的电路中，根据串联电路的特点结合图甲可知小灯泡两端的电压和通过的电流，根据P＝UI求出小灯泡的实际功率；
（4）根据W＝UIt求出2min内电源对外所做的功。
【解答】解：由图甲可知，当定值电阻两端的电压为4V时，通过电阻的电流为0.4A，
由I＝可知，R的阻值：R＝＝＝10Ω；
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，UL＝UR′＝U＝2V，
由图甲可知，对应的电流分别为IL＝0.6A，IR′＝0.2A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电路中的总电流：I＝IL+IR′＝0.6A+0.2A＝0.8A；
小灯泡L和定值电阻R串联后接在5V的电源两端时，
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，由图甲可知，电路中的电流为0.4A、灯泡两端的电压为1V、电阻R两端的电压为4V时符合要求，
则此时小灯泡的实际功率：PL＝UL′IL′＝1V×0.4A＝0.4W；
2min内电源对外所做的功：W＝U′I′t＝5V×0.4A×2×60s＝240J。
故答案为：10；0.8；0.4；240。
【点评】本题考查串并联电路的特点、欧姆定律、电功和电功率公式的应用，有一定难度。
三、作图和实验探究题：（共32分）
23．（4分）如图所示，是“探究不同物质吸收热量的多少与物质种类有关”的实验装置，小阳选取了质量和初温均相同A和B两种不同液体放入烧瓶进行实验，烧瓶中放入电阻丝R1和R2进行加热，不计热量损失，即可认为电阻丝放出的热量完全被液体A和液体B吸收。
（1）当电阻R1 ＝ R2（选填“＝”或“≠”）时，A、B两种液体吸收热量的多少可通过 加热时间 比较（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）；
（2）如图2所示，是小阳根据实验数据绘制的液体A、液体B的温度随时间变化的图象，根据图象可以判断：在控制液体质量、升高的温度相同的前提下，液体A吸收的热量 大于 （选填“大于”或“小于”）液体B吸收的热量； A （选填“A”或“B”）液体更适合作发动机的冷却液。
【分析】（1）使相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；串联电路各处的电流相等，为控制吸热相同，根据Q＝I2Rt分析回答；
（2）根据作图法，比较在控制液体质量升高的温度相同的前提下，液体A和B的加热时间，从而可比较A吸收的热量与液体B吸收的热量的关系；
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，确定哪种物质的吸热能力强，根据Q＝cmΔt分析。
【解答】解：（1）使相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。图1中两电阻串联，通过电阻丝的电流和通电时间相同，根据Q＝I2Rt可知，当电阻R1＝R2时，电阻丝相同时间放出的热量相同，A、B两种液体吸收热量相同，加热时间越长，两液体吸热越多，A、B两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较；
（2）根据下图可知，在控制液体质量升高的温度相同的前提下，液体A加热时间长，A吸收的热量大于液体B吸收的热量，根据比较吸热能力的方法，A吸热能力强；
根据Q＝cmΔt，在质量和升高的温度相同时，A吸热多，故A液体更适合作发动机的冷却液。
故答案为：（1）＝；加热时间；（2）大于；A。
【点评】本题探究不同物质吸收热量的多少与物质种类有关，考查控制变量法、比较吸热能力的方法串联电路的规律及焦耳定律的运用。
24．（8分）为了“探究并联电路的电流特点”，小薇和小海按照如图甲所示的电路图进行实验。
A点电流
IA/A
B点电流
IB/A
C点电流
IC/A
0.3
0.5
0.8
（1）小海同学率先探究并联电路中的电流规律，刚接好最后一根导线，表的指针就发生了偏转，由此可知在连接电路时，他忘了 断开开关 。
（2）小海同学将电流表分别接入A、B、C三点处，闭合开关，将测出的数据填在表格中；根据数据，小海得出结论：并联电路中干路电流和各支路电流的关系是：I＝I1+I2，对此你认为合理吗？为什么？ 不合理，实验次数太少，结论不具有普遍性 。
（3）如图乙是小薇连接的电路，闭合开关后，发现电路故障，随后小薇同学在原电路上只改动了一根导线便完成了实验，请你在图乙中改动的那根导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的电路，使两支电流表分别测干路和支路的电流。
【分析】（1）做电学实验，连接电路时，开关必须断开。
（2）探究并联电路的电流规律时，必须多做几次实验，保证实验结论具有普遍性。
（3）根据题目的要求改接导线，电流表要串联在电路中，电流从正接线柱流入、从负接线柱流出来。
【解答】解：（1）小海同学率先探究并联电路中的电流规律，刚接好最后一根导线，表的指针就发生了偏转，由此可知在连接电路时，他忘了断开开关。
（2）小海同学将电流表分别接入A、B、C三点处，闭合开关，将测出的数据填在表格中；根据数据，小海得出结论：并联电路中干路电流和各支路电流的关系是：I＝I1+I2，对此你认为合理吗？为什么？答：不合理，实验次数太少，结论不具有普遍性。
（3）根据题目的要求，去掉一根导线，改接一根导线，此时上面的电流表测量灯泡L1支路的电流，下面的电流表测量干路中的电流，如图所示：
。
故答案为：（1）断开开关；（2）不合理，实验次数太少，结论不具有普遍性；（3）。
【点评】知道电流表的使用规则；会根据需要改接实物连接图；知道并联电路的电流规律。
25．（10分）某班级在实验课上探究电流与电阻的关系。老师统一分发了实验器材给各小组，主要有：电压恒为4.5V的学生电源，三个定值电阻（阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω），实验室常用电压表、电流表，滑动变阻器（最大阻值为20Ω），一个开关以及导线若干。
实验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.4
2
10
0.2
3
20
0.1
（1）李娟的小组连接的电路如图甲所示，检查无误后闭合开关，发现电流表无示数、电压表有示数，则故障是 电压表并联的电阻R开路 ；
（2）在本次实验中，除了保护电路外，滑动变阻器还有一个作用是 控制定值电阻两端的电压不变 。
（3）就在大家正积极探究时，小明宣称他们小组已经完成了实验，图乙是他们小组根据自己的实验数据绘制的I﹣R关系图象，请你说出图乙中阴影部分的面积在本实验中的具体含义是 电阻两端的电压 。但是，当李娟看了小明他们的实验数据（如表所示）后，当即指出小明他们至少有一组数据存在造假，请你说说，李娟指的是哪一组数据 3 （填实表中的序号即可）。
（4）实验结束，李娟整理器材时发现定值电阻很热。她联想到处理第一组数据时，小组成员读取的数值都略有不同，她和同组小华讨论认为数据差异可能是由于 温度 对电阻的阻值影响造成的。
【分析】（1）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路开路了；
（2）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压相同，据此分析滑动变阻器的作用；
（3）根据画出I﹣R图像（如图乙）知图中阴影面积为长方形，由欧姆定律分析；
根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入20Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻，从而得出答案；
（4）导体电阻的大小与温度有关。
【解答】解：（1）电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电阻R开路了；
（2）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压相同，因此本实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有一个作用是控制定值电阻两端的电压不变；
（3）根据画出I﹣R图像（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；
电阻两端的电压始终保持2V不变，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝4.5V﹣2V＝2.5V，变阻器分得的电压为电压表示数的＝1.25倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝1.25×20Ω＝25Ω，而滑动变阻器的最大阻值为20Ω，故第3组数据是错误的；
（4）在实验过程中，电流通过定值电阻，根据焦耳定律可知，定值电阻会产生热量，温度升高，导致电阻变大，当电压一定，通过定值电阻的电流变小，由此可知，导体的电阻随温度的升高而增大。
故答案为：（1）电压表并联的电阻R开路；（2）控制定值电阻两端的电压不变； （3）电阻两端的电压；3；（4）温度。
【点评】本题探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”，考查电路连接、控制变量法、故障分析、分析图像归纳结论、欧姆定律的应用、实验操作和器材的选择。
26．（10分）在“测量小灯泡电功率”的实验中（已知小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约10Ω）：
次数
I/A
U/V
P/W
1
2
3
平均
/
/
（1）如图甲实物电路中已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整；闭合开关之前，应将滑片P置于 A 点的位置；
（2）为方便分析数据，小刚设计了一个表格如表，但是同组同学称该表格在设计上有不当之处，请你帮他指出来： 不应该有平均值一栏 ；
（3）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，读数为 0.26 A；该小灯泡的额定功率为 0.65 W。
【分析】（1）根据灯泡额定电压确定电压表量程，将电压表并联在灯泡两端；滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中；为了保护电路，闭合开关之前，应将滑片P置于阻值最大处；
（2）灯泡只有在额定电压下工作时的功率才是额定功率，求功率的平均值没有意义；
（3）根据图甲确定电流表量程，由图乙确定分度值读数，利用P＝UI求出灯泡的额定功率。
【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端；滑动变阻器上下各选一个接线柱与灯泡串联在电路中，如下图所示：
；
为了保护电路，闭合开关之前，应将滑片P置于阻值最大处，即A点的位置；
（2）灯泡两端电压改变时，灯泡的功率随着改变，求功率的平均值没有意义，不应该有平均值一栏；
（3）由图甲可知，电流表选用小量程；当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流表分度值0.02A，其示数为0.26A，则小灯泡额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.26A＝0.65W。
故答案为：（1）见解答图；A；（2）不应该有平均值一栏；（3）0.26；0.65。
【点评】本题测量小灯泡电功率的实验，考查了电路连接、注意事项、表格设计、电流表读数、功率的计算等知识。
四、计算题（解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，答案写在答题纸相应位置，共18分）
27．（8分）小华家新买了一个电热水壶如图甲，他发现电热水壶有加热和保温功能。如图乙是其内部电路的简图，R1、R2均为定值电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热、保温和停止工作（断路）的状态切换。电热水壶加热功率为1100W，保温功率为44W[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]，则：
（1）旋钮开关旋转到3挡位时，电热水壶处于 停止工作（断路） 状态；
（2）保温状态工作时，电路中的电流是多少？
（3）不计热量损失，使用电水壶的加热挡，把1kg水从50℃加热到100℃，需要多长时间？（结果保留整数）
【分析】（1）旋钮开关旋转到3挡位时，电路为断路，据此判断出电热水壶的状态；
（2）已知保温功率为44W，由公式P＝UI变形可求得保温状态工作时电路中的电流；
（3）已知水的质量、比热容、初温和末温，根据Q＝cm△t求出水吸收的热量；
不计热量损失，则消耗的电能W＝Q，由P＝可求得加热过程需要的时间。
【解答】解：
（1）由图知，旋钮开关旋转到3挡位时，电路为断路，为停止工作（断路）的状态；
（2）已知保温功率P保温＝44W，由P＝UI可得，保温状态工作时，电路中的电流：
I保温＝＝＝0.2A；
（3）水吸收的热量：
Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣50℃）＝2.1×105J；
由于不计热量损失，则消耗的电能W＝Q吸＝2.1×105J；
由P＝可得，加热过程需要的时间：
t＝＝≈191s。
答：（1）停止工作（断路）；
（2）保温状态工作时，电路中的电流是0.2A；
（3）把1kg水从50℃加热到100℃，需要191s。
【点评】本题考查了电阻的串联和电功率公式以及电功公式的灵活应用，关键是会判断电水壶所处状态和对应连接方式的判断。
28．（10分）如图甲所示是公路上的超载检测装置的简化原理图。滑动变阻器RAB的滑片P与称重平台固定在一起，和称重平台一同升降，用电流表的示数显示货车对称重平台的压力F。滑片P从A端下滑距离L与压力F的关系如图乙所示。当滑片P位于A端时为空载，当滑片P位于B端时为超载临界点，此时电流表的示数为2A，称重平台锁止不再下降。已知电源的电压为4V，RAB阻值均匀，每厘米长的电阻为1Ω，总长为8cm。求：
（1）R0的阻值；
（2）空载时RAB消耗的功率；
（3）当一辆货车在称重平台上接受检测时电流表的读数为1A，此时F的大小是多少。
【分析】（1）根据题意知道，超载时滑片P位于B端，为电阻R0的简单电路，且超载时电流表的读数为2A，根据欧姆定律得出R0的阻值；
（2）当空载时滑片P位于A端，滑动变阻器接入电路的电阻是RP＝8Ω，根据欧姆定律得出电路中电流，根据P＝I2R得出空载时RAB消耗的功率；
（3）当一辆货车在称重平台上接受检测时电流表的读数为1A，
根据欧姆定律得出得出此时电路中的总电阻，进而得出滑动变阻器接入电路的电阻，
根据“RAB阻值均匀，每厘米长的电阻为1Ω”得出滑动变阻器的滑片P从A端下滑距离，从图乙可知此时F的大小。
【解答】解：（1）根据题意知道，超载时滑片P位于B端，为电阻R0的简单电路，且超载时电流表的读数为2A，
故R0的阻值R0＝＝＝2Ω；
（2）当空载时滑片P位于A端，滑动变阻器接入电路的电阻是RP＝8Ω，
电流I1＝＝＝0.4A，
空载时RAB消耗的功率P＝I2RAB＝（0.4A）2×8Ω＝1.28W；
（3）当一辆货车在称重平台上接受检测时电流表的读数为1A，
此时电路中的总电阻R总＝＝＝4Ω，
滑动变阻器接入电路的电阻是RP′＝R总﹣R0＝4Ω﹣2Ω＝2Ω，
滑动变阻器的滑片P从A端下滑距离L＝（RAB﹣RAB′）×1cm/Ω＝（8Ω﹣2Ω）×1cm/Ω＝6cm，
从图乙可知此时F的大小为6×105N。
答：（1）R0的阻值为2Ω；
（2）空载时RAB消耗的功率为1.28W；
（3）此时F的大小是6×105N。
【点评】本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算，综合性强，难度较大。
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