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河南省南阳市新野县2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷（含答案）
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这是一份河南省南阳市新野县2022-2023学年九年级上学期期末物理试卷（含答案），共31页。试卷主要包含了填空题，选择题，作图题，实验探究题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年河南省南阳市新野县九年级（上）期末物理试卷
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）神舟十四号载人飞船在空间站完成与神舟十五号乘组的任务交接后于2022年12月4日20时09分成功返回地面。返回舱在穿越大气层下落的过程中舱体的温度最高可达1200℃，这是通过 的方式改变了舱体的内能。而在舱内的周围使用了很好的隔热材料，有效防止了因 造成的舱内内能的增加和温度的升高。
2．（2分）三孔插座比双孔插座多的那个孔是接 的，如图所示，电饭锅、洗衣机等所用的插头为三脚插头，其中较长的那个插脚E做得稍长一点主要目的是当三脚插头插入三孔插座中时 。
3．（3分）两个灯泡按照如图所示的电路进行连接，在干路开关闭合的情况下，要使灯L1单独发光，应再闭合开关 ；要使灯L1、L2串联，应闭合开关 ；要使灯L1、L2并联，应闭合开关 。
4．（2分）如图所示，电源电压不变，灯泡标有“4V，2W”字样，当开关S闭合时，灯泡正常发光，电流表的示数为0.6A，电阻R的电功率为 W，通电1min，R产生的热量为 J。
5．（3分）在温度一定的条件下，做“探究导体电阻大小与哪些因素有关”的实验，采用了控制变量法。表格给出了实验中用到的导体的情况。
导体代号
A
B
C
D
E
F
G
导体长度l/m
1.0
0.5
1.5
1.0
1.2
1.5
0.5
导体横截面积S/mm2
3.2
0.8
1.2
0.8
1.2
1.2
1.2
导体材料
锰铜
钨
镍铬丝
锰铜
钨
锰铜
镍铬丝
选择C、F两导体进行对比，是为了探究导体电阻大小与 是否有关；选择C和 （填写导体的代号）进行对比，是为了探究导体电阻与其长度的关系；为了研究导体电阻与其横截面积的关系，应选择的两导体是 （填写导体的代号）。
6．（2分）如图甲是小灯泡中的电流随它两端电压变化的图像。将此灯泡接入图乙所示电路中，闭合开关S后，小灯泡实际功率为1W；再闭合开关S1后，电流表示数变化了0.4A，则电阻R的阻值是 Ω，此时电路消耗的总功率是 W。
二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7—12题每小题只有一个选项符合题目要求，第13一14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）
7．（2分）下列有关物态变化的知识描述错误的是（ ）
A．冬天对着手哈气感觉热乎乎湿漉漉的这是水蒸气液化放热的结果
B．冬天菜窖里放一桶水利用水的凝固放热来防止菜窖里的温度过低冻坏储存蔬菜
C．人们利用干冰的汽化吸热制冷来进行冷藏和保鲜
D．水蒸气遇冷可以凝华成为霜附着在物体表面
8．（2分）两个相同的验电器A和B，A不带电，B带正电，用金属棒把A、B连接起来后如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．B中正电荷通过棒流向A，使A中的两金属片带同种电荷张开
B．A中负电荷通过棒流向B，使B中的两金属片带异种电荷张开
C．金属棒中电流方向从A流向B，B所带正电荷增多
D．金属棒中电流方向从B流向A，B所带正电荷减少
9．（2分）用同一酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热，根据测量数据绘制如图所示图象，由图可知（ ）
A．甲物质的比热容小于乙物质的比热容
B．甲物质的吸热能力比乙物质的强
C．甲物质的温度比乙的温度升高慢
D．升高相同的温度甲比乙吸收的热量多
10．（2分）在家庭电路中，下列情况可能引起空气开关跳闸的是（ ）
A．开关中的两个线头相碰
B．插座中的两个线头相碰
C．关闭正在使用的电视机
D．夏天使用空调时把设定温度调高
11．（2分）在学习了电压表、电流表的正确使用方法之后，小青设计了如图所示的电路。若在闭合开关S后，两个灯泡串联且都能正常发光，则下列判断正确的是（ ）
A．甲为电流表，乙、丙为电压表
B．乙为电流表，甲、丙为电压表
C．甲为电压表，乙、丙为电流表
D．乙为电压表，甲、丙为电流表
12．（2分）小林按照如图所示的电路将电路连接完成，但闭合开关后只有一个灯发光，请根据下列现象帮助小林查找原因。电源电压为4.5V（保持不变）且电压表的示数约为4V，由此可以判断（ ）
A．灯L1断路 B．灯L2短路
C．灯L1的电阻可能太小 D．灯L2断路
（多选）13．（2分）如图所示，电源电压保持不变闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列判断正确的是（ ）
A．电压表的示数将会变小
B．电压表和电流表的示数之比将会变大
C．小灯泡额定功率变大
D．电路消耗的总功率变大
（多选）14．（2分）在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R为滑动变阻器，其规格为“20Ω 1.5A”，闭合开关S，当滑片P从一端滑到另一端的过程中，测得滑动变阻器R的电功率与通过它的电流关系图像如图乙所示。则P（ ）
A．电源电压为6V
B．定值电阻R0的阻值为10Ω
C．变阻器R消耗的最大电功率为3.6W
D．变阻器R达到最大功率时对应的电流I1为0.8A
三、作图题（每小题2分，共4分）
15．（2分）小静学习了电路知识之后，尝试着按照如图甲所示的电路图连接图乙所示的实物图，但只完成了部分电路的连接，请你帮助她将其余部分连接完整。
16．（2分）要在卫生间安装一盏“220V 40W”的电灯、一个“220 V50W”的排风扇和一个两孔插座，要求开关S只控制灯和排风扇，且两个用电器都能正常工作。工人师傅已经连好其
中部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
四、实验探究题。（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题9分，共19分）
17．（4分）小强利用如图所示的装置来“探究电流产生的热量与电阻的大小是否有关”将两根阻值分别为R和2R的电阻丝浸在质量和初温相同的煤油中，每一烧瓶里各插入一支温度计。
（1）电流通过导体产生的热量不易直接观察，本实验中通过观察 （填“加热时间”或“温度计示数变化”）判断电流产生的热量多少。
（2）上述实验中采用这种电路连接方式的目的是 。
（3）如果R1中的温度计示数小于R2的示数，则可以得出的结论是：在电流大小不变，通电时间相同的情况下， 越大，电流产生的热量越多。
（4）若小强想进一步探究“电流产生的热量与电流的大小是否有关”只需要在以上电路中分别接入一只电流表和一个 。
18．（6分）物理老师让甲、乙、丙三个小组对“并联电路电流的规律”进行探究，并设计了如图甲所示的电路，请你对三个小组的实验过程及结论进行评析和补充。
（1）在连接电路时，开关应该 。甲小组同学连接好电路，只闭合S1时，发现电流表的指针向左偏转，则原因可能是 。
（2）乙小组的同学实验时发现，闭合S1、S2时，电流表A2、A1指针偏转角度相同，如图乙、丙所示。于是他们判断“并联电路中干路电流与支路电流相等”。请你指出他们判断错误的原因： ；此时，通过灯L2的电流为 A。
（3）同学们通过改变电流表的位置完成了实验，下表是甲、丙两小组的最终测量结果。
实验小组
通过L₁的电流
通过L₂的电流
干路中的电流
甲小组
1.2A
1.2A
2.4A
丙小组
0.8A
0.8A
1.6A
分析表中的数据，甲、丙两个小组都得出各支路电流相等的结论，对此，你认为实验应该如何改进 ；最终实验可以得出并联电路中电流的规律是： 。
19．（9分）小明在家用手电筒里发现一个标有“2.5V”字样的小灯泡，他想用学习过的“伏安法”测灯泡正常发光时的电功率，请你帮他一起完成下面的实验。
（1）请用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。
（2）若闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，而电压表指针却有明显的偏转，则故障可能是 。
（3）排除故障后，闭合开关，眼睛要观察 直到电灯正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为 W。
（4）若实验过程中发现电流表损坏不能使用，他利用剩下的器材和一个阻值已知的R0连接成了如图丙所示的电路，也测出了灯泡正常工作时的功率。请帮助小明完成下列实验：
①闭合开关S1，将S2拨到触点2，调节滑动变阻器，使电压表的示数为 V；
②再将开关S2拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出此时电压表的示数U；
③灯泡额定功率的表达式为P额＝ （用已知量和测量量表示）。
（5）在图甲的实验中，通过移动滑片记录几组I、U数据绘出了小灯泡的I—U图像如图丁，该图像不是直线说明了灯泡的电阻随 发生了变化。同时小明通过观察灯泡的亮度与不同电压下的灯泡电功率，发现小灯泡的亮度是由 决定的。
五、综合应用题。（本题共2小题，第20题8分，第21题9分，共17分）
20．（8分）随着我国经济发展，汽车作为方便的交通工具已经走进了千家万户。最近小明同学家也购买了一辆小汽车，他想弄明白以下问题。
（1）汽车发动机是汽油机，发动机工作时， 冲程将内能转化为机械能。
（2）若汽车以60kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动速度v与时间t的关系如图所示。若汽车油箱的容积为50L，内装密度为0.7×103kg/m3、热值为4.6×107J/kg的汽油，则油箱最多可以装多少千克的汽油？这箱汽油完全燃烧放出的热量是多少？
（3）小明通过查询说明书知道该汽车的效率为30%，若汽车油箱装满汽油，则该汽车以60kW的恒定功率匀速直线运动所通过的路程是多少km？
21．（9分）如图所示是某款电养生壶及其铭牌的部分参数，当养生壶正常工作时，求：
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
1100W
容量
1L
（1）养生壶正常工作的电阻。
（2）若该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将初温是12℃的一壶水烧开，需要多长时间？（c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]
（3）在物理综合实践活动中，小明和小丽同学利用所学习的物理知识，合作测量养生壶的实际功率。电表上标着“1200r/（kW•h）”，他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让养生壶接入电路中烧水，2min电能表的转盘转了40r，求电养生壶的实际功率。
2022-2023学年河南省南阳市新野县九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）神舟十四号载人飞船在空间站完成与神舟十五号乘组的任务交接后于2022年12月4日20时09分成功返回地面。返回舱在穿越大气层下落的过程中舱体的温度最高可达1200℃，这是通过 做功 的方式改变了舱体的内能。而在舱内的周围使用了很好的隔热材料，有效防止了因 热传递 造成的舱内内能的增加和温度的升高。
【分析】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程。
【解答】解：返回舱在穿越大气层下落的过程中与空气剧烈摩擦，由机械能转化为返回舱的内能，使其表面温度急剧升高，这是通过做功的方式使其内能增加的；
在舱内的周围使用了很好的隔热材料，有效防止了因热传递造成的舱内内能的增加和温度的升高。
故答案为：做功；热传递。
【点评】本题考查了改变物体内能的方法，应知道做功属于能量的转化、热传递属于能量的转移，二者在改变内能效果上相同，属于基础题目。
2．（2分）三孔插座比双孔插座多的那个孔是接 地 的，如图所示，电饭锅、洗衣机等所用的插头为三脚插头，其中较长的那个插脚E做得稍长一点主要目的是当三脚插头插入三孔插座中时 使用电器外壳与大地相连 。
【分析】三孔插座上面的孔接地；
三脚插较长的那个插脚目的是当三脚插头插入三孔插座中时使用电器外壳与大地相连。
【解答】解：三孔插座比双孔插座多的那个孔是接地的；
电饭锅、洗衣机等所用的插头为三脚插头，其中较长的那个插脚E做得稍长一点主要目的是当三脚插头插入三孔插座中时使用电器外壳与大地相连。
故答案为：地；使用电器外壳与大地相连。
【点评】本题考查了三孔插座和三脚插头的使用，是一道基础题。
3．（3分）两个灯泡按照如图所示的电路进行连接，在干路开关闭合的情况下，要使灯L1单独发光，应再闭合开关 S1 ；要使灯L1、L2串联，应闭合开关 S2 ；要使灯L1、L2并联，应闭合开关 S1、S3 。
【分析】串联电路电流只有一条路径，电流依次经过各用电器从正极回到电源负极；并联电路电流有多条路径，分别经过各用电器从电源正极回到负极。
【解答】解：除干路中的开关，其它所有开关都处于断开状态。
要使灯L1单独发光，应闭合开关S1，电流只有一条路径：正极→L1→S1→负极，因此灯L1发光；
要使灯L1、L2串联，只闭合S2，断开S1、S3，电流只有一条路径：正极→L1→S2→L2→负极；
要使灯L1、L2并联，只闭合S1、S3，断开S2，电流有两条路径，因此L1、L2是并联的。
故答案为：S1；S2；S1、S3。
【点评】本题考查了学生识别串、并联电路的能力，电路的识别一般就从电流路径上分析，只有一条路径的是串联，有多条路径的是并联。
4．（2分）如图所示，电源电压不变，灯泡标有“4V，2W”字样，当开关S闭合时，灯泡正常发光，电流表的示数为0.6A，电阻R的电功率为 0.4 W，通电1min，R产生的热量为 24 J。
【分析】由图知，闭合开关时，灯泡和定值电阻并联，电流表测量干路电流。
已知灯泡额定电压和额定功率并且正常发光，利用公式I＝得到通过灯泡的电流；
已知干路电流和通过灯泡的电流，可以得到通过电阻的电流；已知灯泡正常发光，可以得到灯泡两端实际电压等于额定电压，根据并联电路电压特点得到电阻两端电压；已知电阻两端电压和通过的电流，利用公式P＝UI得到电阻消耗的功率；
已知电阻消耗的功率和通电时间，利用Q＝Pt得到R产生的热量。
【解答】解：
闭合开关时，灯泡和定值电阻并联，电流表测量干路电流。
已知灯泡正常发光，由P＝UI可得，通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.5A，
根据并联电路的电流特点可得，通过电阻R的电流：IR＝I﹣IL＝0.6A﹣0.5A＝0.1A，
由并联电路的电压特点可知，电阻R两端电压：UR＝UL＝4V，
所以电阻R消耗的功率：PR＝URIR＝4V×0.1A＝0.4W；
通电1min，R产生的热量：QR＝WR＝PRt＝0.4W×60s＝24J。
故答案为：0.4；24。
【点评】此题考查了并联电路的特点、电功率计算公式及其变形公式及电热计算公式的应用，计算环节不复杂，难度不大。
5．（3分）在温度一定的条件下，做“探究导体电阻大小与哪些因素有关”的实验，采用了控制变量法。表格给出了实验中用到的导体的情况。
导体代号
A
B
C
D
E
F
G
导体长度l/m
1.0
0.5
1.5
1.0
1.2
1.5
0.5
导体横截面积S/mm2
3.2
0.8
1.2
0.8
1.2
1.2
1.2
导体材料
锰铜
钨
镍铬丝
锰铜
钨
锰铜
镍铬丝
选择C、F两导体进行对比，是为了探究导体电阻大小与 材料 是否有关；选择C和 G （填写导体的代号）进行对比，是为了探究导体电阻与其长度的关系；为了研究导体电阻与其横截面积的关系，应选择的两导体是 A、D （填写导体的代号）。
【分析】电阻与材料、长度、横截面积、温度四个因素有关，实验时温度一般不变，故不予考虑。
研究电阻与横截面积关系时，要控制材料和长度一定，找两个横截面积不同的导体。
研究电阻与材料关系时，要控制长度和横截面积一定，找两个材料不同的导体；
研究电阻与长度关系时，要控制材料和横截面积一定，找两个长度不同的导体。
【解答】解：
（1）对比C、F两导体发现，导体的横截面积和长度都相同，只有材料不同，是为了探究导体电阻大小与导体材料是否有关；
（2）研究电阻与长度的关系，需要控制导体的横截面积和材料相同，长度不同，故选C、H两个导体；
（3）研究电阻与横截面积关系时，需要控制材料和长度一定，导体的横截面积不同，故选A、D两个导体。
故答案为：材料；G；A、D。
【点评】当被研究的问题与多个因素有关时，研究与一个因素的关系，控制其他因素一定，改变被研究的因素，这是控制变量法，在解题中包括实验设计、实验结论、实验器材的选取等方面都要注意这种思想的表达。
6．（2分）如图甲是小灯泡中的电流随它两端电压变化的图像。将此灯泡接入图乙所示电路中，闭合开关S后，小灯泡实际功率为1W；再闭合开关S1后，电流表示数变化了0.4A，则电阻R的阻值是 5 Ω，此时电路消耗的总功率是 1.8 W。
【分析】（1）由小灯泡中的电流随它两端电压变化的图像可知，随着灯两端的电压增大，灯丝电阻变小，灯的实际功率变大，当U＝2V时，IL＝0.5A，此时灯的电功率为1W，由此可知电源电压U；当再闭合开关S1后，因为灯与电阻并联，电流表示数变化值就是此时通过电阻R的电流IR，利用欧姆定律求R的大小；
（2）因为灯与电阻并联，求出总电流I，利用P＝UI求总电功率。
【解答】解：
（1）由小灯泡的U﹣I图像可知，当电功率为1W时，UL＝2V，IL＝0.5A，
电源电压：
U＝UL＝2V，
根据题意，由图乙可知：
IR＝△I＝0.4A，
电阻R的阻值：
R＝＝＝5Ω；
（2）∵灯L与R并联，
∴I＝IL+IR＝0.5A+0.4A＝0.9A，
∴此时电路消耗的总功率：
P＝UI＝2V×0.9A＝1.8W。
故答案为：5；1.8。
【点评】本题关键有二：一是从U﹣I图像得出电源电压，二是若一灯接在电源上，当并联电阻R时对灯中的三量（I、U、R）无影响。
二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7—12题每小题只有一个选项符合题目要求，第13一14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）
7．（2分）下列有关物态变化的知识描述错误的是（ ）
A．冬天对着手哈气感觉热乎乎湿漉漉的这是水蒸气液化放热的结果
B．冬天菜窖里放一桶水利用水的凝固放热来防止菜窖里的温度过低冻坏储存蔬菜
C．人们利用干冰的汽化吸热制冷来进行冷藏和保鲜
D．水蒸气遇冷可以凝华成为霜附着在物体表面
【分析】（1）物质由气态直接变成液体的过程叫做液化，此过程放热；
（2）物质由液态变为固态的过程叫做凝固，凝固放热；
（3）物质由固态变为液态的过程叫做熔化，熔化吸热；
（4）物质从固态直接变为气态是升华，升华吸热。
【解答】解：A、冬天对着手哈气时，嘴里呼出的水蒸气遇冷放热液化成小水珠，所以感觉热乎乎湿漉漉的，故A正确；
B、菜窖里的水遇冷放热凝固成冰，可以防止菜窖里的温度过低冻坏储存蔬菜，故B正确；
C、人们利用干冰的升华吸热制冷来进行冷藏和保鲜，故C错误；
D、水蒸气遇冷时可以凝华成为霜附着在物体表面，故D正确。
故选：C。
【点评】该题主要考查学生对于物态变化的理解，熟知6种物态变化是解题关键。
8．（2分）两个相同的验电器A和B，A不带电，B带正电，用金属棒把A、B连接起来后如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．B中正电荷通过棒流向A，使A中的两金属片带同种电荷张开
B．A中负电荷通过棒流向B，使B中的两金属片带异种电荷张开
C．金属棒中电流方向从A流向B，B所带正电荷增多
D．金属棒中电流方向从B流向A，B所带正电荷减少
【分析】（1）物理学中规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向，且与电子移动的方向相反；
（2）验电器使用时电子会发生定向移动，让金属杆上的金属箔带上同种电荷，然后同种电荷会相互排斥从而验证物体是否带电的。
【解答】解：A、验电器使用时电子会发生定向移动，正电荷不流动，故A错误；
B、A中负电荷通过金属棒流向B，使A由于失去电子而带正电，A中的两金属片由于带同种电荷相互排斥而张开，B由于得到了一些电子，从而使B带的正电减小，B中的两金属片张角减小，B中的两金属片也是由于带同种电荷相互排斥而张开的，故B错误；
CD、电子从A到B，所以电流方向从B到A，B得到一些电子，中和了部分正电，从而使B带正电荷减少，故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题的目的是考查对验电器使用原理、电流方向的掌握情况，在金属导体中，能够自由移动的电荷是负电荷（自由电子），所以在金属导体中，电流的方向始终与自由电荷的运动方向相反。
9．（2分）用同一酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热，根据测量数据绘制如图所示图象，由图可知（ ）
A．甲物质的比热容小于乙物质的比热容
B．甲物质的吸热能力比乙物质的强
C．甲物质的温度比乙的温度升高慢
D．升高相同的温度甲比乙吸收的热量多
【分析】（1）由图象可知，相同的时间内，甲的温度升的更高，甲的温度升的更快；
（2）根据公式Q＝cm△t，在质量、吸收的热量一定时，温度变化值大的比热容小。
【解答】解：A、根据公式Q＝cm△t，甲、乙两种物质的质量相等，加热相同的时间它们吸收的热量也是相等的，甲升高的温度值大，甲的比热容小，故A正确；
B、甲的比热容小，说明甲物质的吸热能力比乙物质弱，故B错误；
C、分析图象可知：相同的时间内，甲的温度变化值大，甲的温度升高快，故C错误；
D、升高相同温度，甲用的时间少，故甲吸收的热量比乙的少，故D错误。
故选：A。
【点评】此题主要考查的是我们对于图象的分析能力和比热容的了解，图象的分析是初中学生必须掌握的一种能力。
10．（2分）在家庭电路中，下列情况可能引起空气开关跳闸的是（ ）
A．开关中的两个线头相碰
B．插座中的两个线头相碰
C．关闭正在使用的电视机
D．夏天使用空调时把设定温度调高
【分析】家庭电路中电流过大，会使保险丝熔断。其原因主要有两种，一是用电器短路，二是用电器的总功率过大。根据各种情况中的现象，进行判断。
【解答】解：A、开关中的两个线头相碰，会导致开关无法控制用电器，用电器将一直工作，但不会导致电流过大，故A错误。
B、插座里的两个线头相碰、会导致电源短路，会导致电流过大，引起空气开关跳闸，故B正确。
C、关闭正在使用的电视机，电路中的电流减小，不会导致电流过大，故C错误。
D、夏天使用空调时把设定温度调高，使空调工作时负荷更小，不会导致电流过大，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查学生对家庭电路中电流过大原因的掌握情况，需要从具体问题入手，分析原因究竟是短路还是用电器总功率过大。
11．（2分）在学习了电压表、电流表的正确使用方法之后，小青设计了如图所示的电路。若在闭合开关S后，两个灯泡串联且都能正常发光，则下列判断正确的是（ ）
A．甲为电流表，乙、丙为电压表
B．乙为电流表，甲、丙为电压表
C．甲为电压表，乙、丙为电流表
D．乙为电压表，甲、丙为电流表
【分析】①串联电路中只有一条电流的路径；
②电流表电阻非常小，相当于导线，所以与用电器串联使用；电压表电阻非常大，相当于断路，所以与用电器并联接入电路。
【解答】解：若让两个灯泡串联，即只有一条电流的路径，即电流从电源正极出发，经过开关、电表乙和两个灯泡回到负极，所以乙表串联，故是电流表，甲表和丙表并联，是电压表。
故选：B。
【点评】知道并理解电流表和电压表的实质和使用是解决该题的关键。
12．（2分）小林按照如图所示的电路将电路连接完成，但闭合开关后只有一个灯发光，请根据下列现象帮助小林查找原因。电源电压为4.5V（保持不变）且电压表的示数约为4V，由此可以判断（ ）
A．灯L1断路 B．灯L2短路
C．灯L1的电阻可能太小 D．灯L2断路
【分析】当电路发生断路时，用电器不工作，且电路中电流为零；当电路发生短路时，用电器可能工作，并且电路中有电流；
该电路为串联电路，电压表测量L2两端的电压，根据用电器工作情况以及电压表示数确定电路的具体故障。
【解答】解：
A、如果灯L1断路，整个电流断路，灯泡都不能发光，电流表、电压表都没有示数，故A不符合题意；
B、如果灯L2被短路不能发光；L1能够发光；电压表被短路无示数，故B不符合题意；
C、若灯L1的电阻可能太小，根据P＝I2R可知，灯泡L1的实际功率较小，L1不会发光，故C符合题意；
D、如果灯L2断路，整个电路断路，灯泡都不能发光，故D不符合题意。
故选：C。
【点评】注意当电路发生断路时，用电器不工作，且电路中电流为零；当电路发生短路时，用电器可能工作，并且电路中有电流；用电压表判断故障，并且电路为断路时，若电压表有读数（电源除外），则为断路之处。
（多选）13．（2分）如图所示，电源电压保持不变闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列判断正确的是（ ）
A．电压表的示数将会变小
B．电压表和电流表的示数之比将会变大
C．小灯泡额定功率变大
D．电路消耗的总功率变大
【分析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压；
根据滑动变阻器滑片移动方向判断滑动变阻器接入电路的电阻如何变化，由串联分压原理判断电压表示数如何变化，根据欧姆定律可知电压表和电流表的示数之比就是滑动变阻器接入电路的阻值，进一步判断电压表和电流表的示数之比的变化，由串联电路电阻规律结合欧姆定律判断电路电流如何变化，由电功率公式P＝UI判断电路的总功率变化；
灯泡的额定功率是不变的。
【解答】解：由电路图知，R与L串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中电流。
滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，根据串联分压原理可知滑动变阻器的分压变小，电压表示数变小，故A正确；
串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可知电压表和电流表的示数之比就是滑动变阻器接入电路的阻值，所以电压表和电流表的示数之比将会变小，故B错误；
电源电压不变，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可知通过电路的电流变大，由P＝UI可知，电路的总功率变大，故D正确；
灯泡的额定功率是指灯泡在额定电压下正常工作的功率，其大小不变，故C错误。
故选：AD。
【点评】本题是一道动态分析题，是常考题型，分析清楚电路结构、熟练应用串联电路特点及欧姆定律、电功率公式是正确解题的关键。
（多选）14．（2分）在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R为滑动变阻器，其规格为“20Ω 1.5A”，闭合开关S，当滑片P从一端滑到另一端的过程中，测得滑动变阻器R的电功率与通过它的电流关系图像如图乙所示。则P（ ）
A．电源电压为6V
B．定值电阻R0的阻值为10Ω
C．变阻器R消耗的最大电功率为3.6W
D．变阻器R达到最大功率时对应的电流I1为0.8A
【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）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，根据图象读出最小电流，根据串联电路电阻规律和欧姆定律表示出电源的电压，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路为R0的简单电路，电路中的电流最大，根据图象读出电路中的电流，根据欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R0的阻值，进一步求出电源的电压；
（2）滑动变阻器的电功率等于电路总功率与定值电阻的功率之差，根据抛物线的性质计算滑动变阻器的最大功率以及此时通过电路的电流。
【解答】解：（1）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。
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由图象可知，电路中的电流I小＝0.4A，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得电源的电压：U＝I小（R0+R）＝0.4A×（20Ω+R0）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，电路中的电流最大，此时电路为定值电阻的简单电路，由图象可知，电路中的电流I大＝1.2A，
则电源电压：U＝I大R0＝1.2A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
①②联立可得：R0＝10Ω，U＝12V，故A错误，B正确；
（2）滑动变阻器的电功率等于电路总功率与定值电阻的功率之差，即P＝UI﹣I2R0＝12V×I﹣I2×10Ω，
根据抛物线的性质可知当I＝＝＝0.6A时，滑动变阻器的电功率最大为：P＝＝＝3.6W，故C正确，D错误。
故选：BC。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的灵活应用，从图象中获取有用的信息是关键。
三、作图题（每小题2分，共4分）
15．（2分）小静学习了电路知识之后，尝试着按照如图甲所示的电路图连接图乙所示的实物图，但只完成了部分电路的连接，请你帮助她将其余部分连接完整。
【分析】分析电路的连接及开关的作用，根据电路图连接实物图，注意各元件顺序与电路图一一对应。
【解答】解：甲图中，两灯并联，开关S1与灯L1串联，开关S2与灯L2串联；S控制整个电路，根据电路图连接实物图，如下所示：
【点评】本题考查根据电路图连接实物图，关键是分清电路连接关系，注意各元件顺序与电路图一一对应。
16．（2分）要在卫生间安装一盏“220V 40W”的电灯、一个“220 V50W”的排风扇和一个两孔插座，要求开关S只控制灯和排风扇，且两个用电器都能正常工作。工人师傅已经连好其
中部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
【分析】灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡，零线直接接入灯泡；在照明电路中，各个灯泡是并联的，由共同的开关控制。
两孔插座的接法，左边接零线，右边接火线。
【解答】解：要在卫生间安装一盏“220V 40W”的电灯、一个“220 V50W”的排风扇，开关S只控制灯和排风扇，则说明开关在干路上，灯和排风扇并联，开关S接火线，然后分别进入灯和排风扇，然后回到零线上。
两孔插座的接法，左边接零线，右边接火线。如图所示：
【点评】掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法，同时考虑使用性和安全性。
四、实验探究题。（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题9分，共19分）
17．（4分）小强利用如图所示的装置来“探究电流产生的热量与电阻的大小是否有关”将两根阻值分别为R和2R的电阻丝浸在质量和初温相同的煤油中，每一烧瓶里各插入一支温度计。
（1）电流通过导体产生的热量不易直接观察，本实验中通过观察 温度计示数变化 （填“加热时间”或“温度计示数变化”）判断电流产生的热量多少。
（2）上述实验中采用这种电路连接方式的目的是 控制电流和通电时间相等 。
（3）如果R1中的温度计示数小于R2的示数，则可以得出的结论是：在电流大小不变，通电时间相同的情况下， 电阻 越大，电流产生的热量越多。
（4）若小强想进一步探究“电流产生的热量与电流的大小是否有关”只需要在以上电路中分别接入一只电流表和一个 滑动变阻器 。
【分析】（1）电流通过电阻丝做功，消耗电能转化为内能，产生的热量被煤油吸收，煤油吸收热量的多少我们直接看不到，但煤油吸收热量温度升高，本实验是通过温度计的示数变化反应电流产生的热量多少（转换法）；
（2）由焦耳定律可知，电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，为了研究电流与导体电阻的关系，要控制通过的电流和通电时间不变，为此设计成如图所示的实验；
（3）由焦耳定律可知Q＝I2Rt，则在电流相等的情况上，电阻越大产生的热量越多，温度表的示数越大；
（4）探究“电流产生的热量与电流的大小是否有关”时，需要知道和改变电流的大小。
【解答】解：
（1）通电后电流通过电阻丝做功，产生热量被煤油吸收，使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数变化来判断电流产生的热量的多少；
（2）两电阻串联，通过电阻的电流与通电时间相等；
（3）如果R1中的温度计示数小于R2的示数，则可以得出的结论是：在电流与通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；
（4）若小强想进一步探究“电流产生的热量与电流的大小是否有关”，需要改变通过电阻的电流，所以在以上电路中分别接入一只电流表和一个滑动变阻器。
故答案为：（1）温度计示数变化；（2）控制电流和通电时间相等；（3）电阻；（4）滑动变阻器。
【点评】本题考查了学生对焦耳定律、串联电路的电流关系的了解和掌握，理解并用好控制变量法、转换法是本题的关键。
18．（6分）物理老师让甲、乙、丙三个小组对“并联电路电流的规律”进行探究，并设计了如图甲所示的电路，请你对三个小组的实验过程及结论进行评析和补充。
（1）在连接电路时，开关应该 断开 。甲小组同学连接好电路，只闭合S1时，发现电流表的指针向左偏转，则原因可能是 电流表正负接线柱接反了 。
（2）乙小组的同学实验时发现，闭合S1、S2时，电流表A2、A1指针偏转角度相同，如图乙、丙所示。于是他们判断“并联电路中干路电流与支路电流相等”。请你指出他们判断错误的原因： 把两个电流表看成选用相同的量程读数了 ；此时，通过灯L2的电流为 0.16 A。
（3）同学们通过改变电流表的位置完成了实验，下表是甲、丙两小组的最终测量结果。
实验小组
通过L₁的电流
通过L₂的电流
干路中的电流
甲小组
1.2A
1.2A
2.4A
丙小组
0.8A
0.8A
1.6A
分析表中的数据，甲、丙两个小组都得出各支路电流相等的结论，对此，你认为实验应该如何改进 换用不同规格的灯泡多次测量 ；最终实验可以得出并联电路中电流的规律是： 在并联电路，干路电流等于各支路的电流之和 。
【分析】（1）连接电路时，为了保护电路，开关必须断开；
电流表的正确使用方法：电流表和被测电路串联；让电流从“+”接线柱流入电表，从“﹣”接线柱流出电表；不能超出电流表的量程；绝对不能把电流表直接连在电源的两极上。根据电流表的指针偏转情况，判断出现的问题；
（2）电流表与待测电路串联，根据并联电路电流的规律，总电流大于支路电路，分析得出“并联电路中干路电流与支路的电流相等”的原因；
由图甲知，电流表A2测通过L2的电流，根据图乙知电流表A2选用的量程和对应的分度值，读出电流表A2的示数即为通过灯L2的电流大小；
（3）在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”实验中，为了得出普遍性的规律，需要换用规格不同的小灯泡或改变电源电压多次实验，据此作答。
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路之前，开关应该是断开的；
连接好电路后，闭合S1时，发现电流表的指针向左偏转，即指针反偏，则原因可能是电流表正负接线柱接反了；
（2）由图甲知，电流表A2、A1分别测通过L2和电路的总电流，根据并联电路电流的规律，总电流大于支路电路，判断“并联电路中干路电流与支路的电流相等”是因为把两个电流表看成选用相同的量程读数了；
由图乙知电流表A2选用小量程，分度值为0.02A，电流大小为0.16A，即通过灯L2的电流为0.16A；
（3）用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件：一是样本要有代表性，二是样本数量足够多，因此仅根据1次实验数据，就得出并联电路中电流的特点，得出的结论是不科学的，且样本数量太少；
而分析甲、乙两组实验数据后得出：并联电路中，通过各支路的电流相等的结论，也是不合理的，因为结合数据分析可知两组实验所选灯泡规格相同，为此接下来应该换用不同规格的灯泡多次测量；
根据现有的实验数据分析：1.2A+1.2A＝2.4A，0.8A+0.8A＝1.6A；结合改进后的实验方案，最终实验可以得出并联电路中电流的规律是在并联电路，干路电流等于各支路的电流之和。
故答案为：（1）断开；电流表正负接线柱接反了；（2）把两个电流表看成选用相同的量程读数了；0.16；（3）换用不同规格的灯泡多次测量；在并联电路，干路电流等于各支路的电流之和。
【点评】本题是探究并联电路电流规律的实验，考查电路连接的注意事项、电流表的使用和读数、实验设计以及归纳法的运用等知识，题目综合性大，但难度一般。
19．（9分）小明在家用手电筒里发现一个标有“2.5V”字样的小灯泡，他想用学习过的“伏安法”测灯泡正常发光时的电功率，请你帮他一起完成下面的实验。
（1）请用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。
（2）若闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，而电压表指针却有明显的偏转，则故障可能是 小灯泡断路 。
（3）排除故障后，闭合开关，眼睛要观察 电压表 直到电灯正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为 0.75 W。
（4）若实验过程中发现电流表损坏不能使用，他利用剩下的器材和一个阻值已知的R0连接成了如图丙所示的电路，也测出了灯泡正常工作时的功率。请帮助小明完成下列实验：
①闭合开关S1，将S2拨到触点2，调节滑动变阻器，使电压表的示数为 2.5 V；
②再将开关S2拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出此时电压表的示数U；
③灯泡额定功率的表达式为P额＝ 2.5V× （用已知量和测量量表示）。
（5）在图甲的实验中，通过移动滑片记录几组I、U数据绘出了小灯泡的I—U图像如图丁，该图像不是直线说明了灯泡的电阻随 温度 发生了变化。同时小明通过观察灯泡的亮度与不同电压下的灯泡电功率，发现小灯泡的亮度是由 实际功率 决定的。
【分析】（1）变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱与灯串联，根据灯泡的额定电压确定电压表选用的量程与灯并联；
（2）电压表指针有明显偏转说明电压表两接线柱与电源之间是通路，灯泡不亮且电流表指针未动说明电路断路，即电压表并联部分断路，据此进行解答；
（3）根据小灯泡在额定电压下工作时的功率才是额定功率，确定调节滑动变阻器时，眼睛应该观察的位置；
根据图乙电流表选用的量程确定分度值读数，根据P＝UI求灯的额定功率；
（4）要测灯的额定功率，首先使灯正常发光，先将电压表与灯并联，通过移动滑片的位置，使灯的电压为额定电压；保持滑片位置不动，通过开关的转换，使电压表测灯与定值电阻的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，可求出此时定值电阻的电压，由欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P＝UI可求出灯的额定功率；
（5）小灯泡的电阻与温度有关；小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的。
【解答】解：（1）滑动变阻器接一个上接线柱与灯串联，灯泡标有“2.5V”字样，表示灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，如下所示：
；
（2）电压表指针有明显偏转，说明电压表两接线柱与电源之间是通路，灯泡不亮且电流表指针未动，说明电路为断路，即电压表并联部分断路，可能是灯泡处接触不良或灯泡断路；
（3）闭合开关后，为使灯泡正常发光，手应移动滑动变阻器，眼睛观察电压表，使灯泡两端的电压为额定电压2.5V。
根据乙图，电流表的量程为0～0.6A，其分度值为0.02A，其读数为0.3A，所以小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）①闭合开关S1，将S2拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为2.5V；
②再将开关S2拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数为U；
③在①中，灯正常发光，在②中，电路的连接关系没有改变，变阻器连入电路中的电阻不变，因此时各电阻电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压：
UR0＝U﹣2.5V，由串联电路电流的规律和欧姆定律，可灯的额定电流：
IL＝＝，
灯泡额定功率的表达式为：
P额＝2.5V×；
（5）小灯泡的I﹣U图像不是直线，说明灯的电阻不是一个定值，原因可能是小灯泡的电阻与温度有关；
小灯泡两端电压越大，通过的电流越大，由P＝UI知灯泡的实际功率越大，灯泡越亮，所以小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的。
故答案为：（1）见解答图；（2）小灯泡断路；（3）电压表；0.75；（4）①2.5V；③2.5V×；（5）温度；实际功率。
【点评】本题测量小灯泡额定功率，考查电路的连接、故障分析、电流表读数、额定功率的计算及在没有电流表的情况下设计实验方案的能力，有一难度。
五、综合应用题。（本题共2小题，第20题8分，第21题9分，共17分）
20．（8分）随着我国经济发展，汽车作为方便的交通工具已经走进了千家万户。最近小明同学家也购买了一辆小汽车，他想弄明白以下问题。
（1）汽车发动机是汽油机，发动机工作时， 做功 冲程将内能转化为机械能。
（2）若汽车以60kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动速度v与时间t的关系如图所示。若汽车油箱的容积为50L，内装密度为0.7×103kg/m3、热值为4.6×107J/kg的汽油，则油箱最多可以装多少千克的汽油？这箱汽油完全燃烧放出的热量是多少？
（3）小明通过查询说明书知道该汽车的效率为30%，若汽车油箱装满汽油，则该汽车以60kW的恒定功率匀速直线运动所通过的路程是多少km？
【分析】（1）汽油机的做功冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，气体对外做功，将内能转化为机械能；
（2）首先根据密度公式的变形公式m＝ρV计算油箱内汽油的质量，再根据热值的变形公式Q放＝mq计算汽油完全燃烧放出的热量；
（3）知道汽车以60kW的恒定功率做直线运动，利用P＝＝＝Fv求汽车牵引力；根据汽车的效率计算
汽车牵引力所做的有用功，最后根据W＝Fs计算汽车通过的距离。
【解答】解：（1）汽油机的做功冲程中，将内能转化为机械能；
（2）装满油箱后汽油的体积为V＝50L＝0.05m3，汽油的质量为
m＝ρV＝0.7×103kg/m3×0.05m3＝35kg；
35kg汽油完全燃烧放出的热量为Q放＝mq＝35kg×4.6×107J/kg＝1.61×109J；
（3）汽车的效率为30%，若汽车油箱装满汽油，做的有用功为
W＝ηQ放＝30%×1.61×109J＝4.83×108J；
由图可知，汽车的速度为v＝30m/s，汽车的功率为P＝60kW＝60000W，由P＝＝＝Fv可得汽车行驶时的牵引力为
F＝＝＝2000N，
由W＝Fs可得汽车所通过的路程为
s＝＝＝24150m＝24.15km。
答：（1）做功；
（2）油箱最多可以装35千克的汽油；这箱汽油完全燃烧放出的热量是1.61×109J；
（3）通过的路程为24.15km。
【点评】本题考查了功率公式、燃料完全燃烧放热公式、密度公式、效率公式等，知识点多、综合性强，属于难题，要求灵活运用所学知识。
21．（9分）如图所示是某款电养生壶及其铭牌的部分参数，当养生壶正常工作时，求：
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
1100W
容量
1L
（1）养生壶正常工作的电阻。
（2）若该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将初温是12℃的一壶水烧开，需要多长时间？（c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]
（3）在物理综合实践活动中，小明和小丽同学利用所学习的物理知识，合作测量养生壶的实际功率。电表上标着“1200r/（kW•h）”，他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让养生壶接入电路中烧水，2min电能表的转盘转了40r，求电养生壶的实际功率。
【分析】（1）已知养生壶的额定功率和额定电压，由电功率公式的变形公式可以求出养生壶的电阻；
（2）根据m＝ρV算出水的质量；已知水的质量、水的比热容和水温的变化，利用热量公式求出水吸收的热量；
求出养生壶产生的热量，然后应用功率公式的变形公式求出养生壶正常工作的时间；
（3）1200r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转1200r，求出转盘转40r电路中消耗的电能，然后根据P＝求出用电器的实际功率。
【解答】解：
（1）由P＝可得，养生壶正常工作时的电阻：
R＝＝＝44Ω；
（2）1L水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg；
水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105J，
由η＝可得，养生壶消耗的电能：
W＝＝＝4.62×105J，
由P＝可得，养生壶工作时间：
t＝＝＝420s。
（3）转盘转动40转消耗电能：
W′＝kW•h＝kW•h＝1.2×105J，
t＝2min＝120s，
电养生壶的实际功率：
P实＝＝＝1000W。
答：（1）养生壶正常工作的电阻为44Ω。
（2）若该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将初温是12℃的一壶水烧开，需要420s；
（3）电养生壶的实际功率为1000W。
【点评】本题是一道电学与热学的综合应用题，与生活息息相关，使学生觉得学了物理有用，在应用时要注意应结合题意选择合适的计算公式。
2022-2023学年河南省南阳市新野县九年级（上）期末物理试卷
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）神舟十四号载人飞船在空间站完成与神舟十五号乘组的任务交接后于2022年12月4日20时09分成功返回地面。返回舱在穿越大气层下落的过程中舱体的温度最高可达1200℃，这是通过 的方式改变了舱体的内能。而在舱内的周围使用了很好的隔热材料，有效防止了因 造成的舱内内能的增加和温度的升高。
2．（2分）三孔插座比双孔插座多的那个孔是接 的，如图所示，电饭锅、洗衣机等所用的插头为三脚插头，其中较长的那个插脚E做得稍长一点主要目的是当三脚插头插入三孔插座中时 。
3．（3分）两个灯泡按照如图所示的电路进行连接，在干路开关闭合的情况下，要使灯L1单独发光，应再闭合开关 ；要使灯L1、L2串联，应闭合开关 ；要使灯L1、L2并联，应闭合开关 。
4．（2分）如图所示，电源电压不变，灯泡标有“4V，2W”字样，当开关S闭合时，灯泡正常发光，电流表的示数为0.6A，电阻R的电功率为 W，通电1min，R产生的热量为 J。
5．（3分）在温度一定的条件下，做“探究导体电阻大小与哪些因素有关”的实验，采用了控制变量法。表格给出了实验中用到的导体的情况。
导体代号
A
B
C
D
E
F
G
导体长度l/m
1.0
0.5
1.5
1.0
1.2
1.5
0.5
导体横截面积S/mm2
3.2
0.8
1.2
0.8
1.2
1.2
1.2
导体材料
锰铜
钨
镍铬丝
锰铜
钨
锰铜
镍铬丝
选择C、F两导体进行对比，是为了探究导体电阻大小与 是否有关；选择C和 （填写导体的代号）进行对比，是为了探究导体电阻与其长度的关系；为了研究导体电阻与其横截面积的关系，应选择的两导体是 （填写导体的代号）。
6．（2分）如图甲是小灯泡中的电流随它两端电压变化的图像。将此灯泡接入图乙所示电路中，闭合开关S后，小灯泡实际功率为1W；再闭合开关S1后，电流表示数变化了0.4A，则电阻R的阻值是 Ω，此时电路消耗的总功率是 W。
二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7—12题每小题只有一个选项符合题目要求，第13一14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）
7．（2分）下列有关物态变化的知识描述错误的是（ ）
A．冬天对着手哈气感觉热乎乎湿漉漉的这是水蒸气液化放热的结果
B．冬天菜窖里放一桶水利用水的凝固放热来防止菜窖里的温度过低冻坏储存蔬菜
C．人们利用干冰的汽化吸热制冷来进行冷藏和保鲜
D．水蒸气遇冷可以凝华成为霜附着在物体表面
8．（2分）两个相同的验电器A和B，A不带电，B带正电，用金属棒把A、B连接起来后如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．B中正电荷通过棒流向A，使A中的两金属片带同种电荷张开
B．A中负电荷通过棒流向B，使B中的两金属片带异种电荷张开
C．金属棒中电流方向从A流向B，B所带正电荷增多
D．金属棒中电流方向从B流向A，B所带正电荷减少
9．（2分）用同一酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热，根据测量数据绘制如图所示图象，由图可知（ ）
A．甲物质的比热容小于乙物质的比热容
B．甲物质的吸热能力比乙物质的强
C．甲物质的温度比乙的温度升高慢
D．升高相同的温度甲比乙吸收的热量多
10．（2分）在家庭电路中，下列情况可能引起空气开关跳闸的是（ ）
A．开关中的两个线头相碰
B．插座中的两个线头相碰
C．关闭正在使用的电视机
D．夏天使用空调时把设定温度调高
11．（2分）在学习了电压表、电流表的正确使用方法之后，小青设计了如图所示的电路。若在闭合开关S后，两个灯泡串联且都能正常发光，则下列判断正确的是（ ）
A．甲为电流表，乙、丙为电压表
B．乙为电流表，甲、丙为电压表
C．甲为电压表，乙、丙为电流表
D．乙为电压表，甲、丙为电流表
12．（2分）小林按照如图所示的电路将电路连接完成，但闭合开关后只有一个灯发光，请根据下列现象帮助小林查找原因。电源电压为4.5V（保持不变）且电压表的示数约为4V，由此可以判断（ ）
A．灯L1断路 B．灯L2短路
C．灯L1的电阻可能太小 D．灯L2断路
（多选）13．（2分）如图所示，电源电压保持不变闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列判断正确的是（ ）
A．电压表的示数将会变小
B．电压表和电流表的示数之比将会变大
C．小灯泡额定功率变大
D．电路消耗的总功率变大
（多选）14．（2分）在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R为滑动变阻器，其规格为“20Ω 1.5A”，闭合开关S，当滑片P从一端滑到另一端的过程中，测得滑动变阻器R的电功率与通过它的电流关系图像如图乙所示。则P（ ）
A．电源电压为6V
B．定值电阻R0的阻值为10Ω
C．变阻器R消耗的最大电功率为3.6W
D．变阻器R达到最大功率时对应的电流I1为0.8A
三、作图题（每小题2分，共4分）
15．（2分）小静学习了电路知识之后，尝试着按照如图甲所示的电路图连接图乙所示的实物图，但只完成了部分电路的连接，请你帮助她将其余部分连接完整。
16．（2分）要在卫生间安装一盏“220V 40W”的电灯、一个“220 V50W”的排风扇和一个两孔插座，要求开关S只控制灯和排风扇，且两个用电器都能正常工作。工人师傅已经连好其
中部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
四、实验探究题。（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题9分，共19分）
17．（4分）小强利用如图所示的装置来“探究电流产生的热量与电阻的大小是否有关”将两根阻值分别为R和2R的电阻丝浸在质量和初温相同的煤油中，每一烧瓶里各插入一支温度计。
（1）电流通过导体产生的热量不易直接观察，本实验中通过观察 （填“加热时间”或“温度计示数变化”）判断电流产生的热量多少。
（2）上述实验中采用这种电路连接方式的目的是 。
（3）如果R1中的温度计示数小于R2的示数，则可以得出的结论是：在电流大小不变，通电时间相同的情况下， 越大，电流产生的热量越多。
（4）若小强想进一步探究“电流产生的热量与电流的大小是否有关”只需要在以上电路中分别接入一只电流表和一个 。
18．（6分）物理老师让甲、乙、丙三个小组对“并联电路电流的规律”进行探究，并设计了如图甲所示的电路，请你对三个小组的实验过程及结论进行评析和补充。
（1）在连接电路时，开关应该 。甲小组同学连接好电路，只闭合S1时，发现电流表的指针向左偏转，则原因可能是 。
（2）乙小组的同学实验时发现，闭合S1、S2时，电流表A2、A1指针偏转角度相同，如图乙、丙所示。于是他们判断“并联电路中干路电流与支路电流相等”。请你指出他们判断错误的原因： ；此时，通过灯L2的电流为 A。
（3）同学们通过改变电流表的位置完成了实验，下表是甲、丙两小组的最终测量结果。
实验小组
通过L₁的电流
通过L₂的电流
干路中的电流
甲小组
1.2A
1.2A
2.4A
丙小组
0.8A
0.8A
1.6A
分析表中的数据，甲、丙两个小组都得出各支路电流相等的结论，对此，你认为实验应该如何改进 ；最终实验可以得出并联电路中电流的规律是： 。
19．（9分）小明在家用手电筒里发现一个标有“2.5V”字样的小灯泡，他想用学习过的“伏安法”测灯泡正常发光时的电功率，请你帮他一起完成下面的实验。
（1）请用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。
（2）若闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，而电压表指针却有明显的偏转，则故障可能是 。
（3）排除故障后，闭合开关，眼睛要观察 直到电灯正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为 W。
（4）若实验过程中发现电流表损坏不能使用，他利用剩下的器材和一个阻值已知的R0连接成了如图丙所示的电路，也测出了灯泡正常工作时的功率。请帮助小明完成下列实验：
①闭合开关S1，将S2拨到触点2，调节滑动变阻器，使电压表的示数为 V；
②再将开关S2拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出此时电压表的示数U；
③灯泡额定功率的表达式为P额＝ （用已知量和测量量表示）。
（5）在图甲的实验中，通过移动滑片记录几组I、U数据绘出了小灯泡的I—U图像如图丁，该图像不是直线说明了灯泡的电阻随 发生了变化。同时小明通过观察灯泡的亮度与不同电压下的灯泡电功率，发现小灯泡的亮度是由 决定的。
五、综合应用题。（本题共2小题，第20题8分，第21题9分，共17分）
20．（8分）随着我国经济发展，汽车作为方便的交通工具已经走进了千家万户。最近小明同学家也购买了一辆小汽车，他想弄明白以下问题。
（1）汽车发动机是汽油机，发动机工作时， 冲程将内能转化为机械能。
（2）若汽车以60kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动速度v与时间t的关系如图所示。若汽车油箱的容积为50L，内装密度为0.7×103kg/m3、热值为4.6×107J/kg的汽油，则油箱最多可以装多少千克的汽油？这箱汽油完全燃烧放出的热量是多少？
（3）小明通过查询说明书知道该汽车的效率为30%，若汽车油箱装满汽油，则该汽车以60kW的恒定功率匀速直线运动所通过的路程是多少km？
21．（9分）如图所示是某款电养生壶及其铭牌的部分参数，当养生壶正常工作时，求：
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
1100W
容量
1L
（1）养生壶正常工作的电阻。
（2）若该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将初温是12℃的一壶水烧开，需要多长时间？（c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]
（3）在物理综合实践活动中，小明和小丽同学利用所学习的物理知识，合作测量养生壶的实际功率。电表上标着“1200r/（kW•h）”，他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让养生壶接入电路中烧水，2min电能表的转盘转了40r，求电养生壶的实际功率。
2022-2023学年河南省南阳市新野县九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）神舟十四号载人飞船在空间站完成与神舟十五号乘组的任务交接后于2022年12月4日20时09分成功返回地面。返回舱在穿越大气层下落的过程中舱体的温度最高可达1200℃，这是通过 做功 的方式改变了舱体的内能。而在舱内的周围使用了很好的隔热材料，有效防止了因 热传递 造成的舱内内能的增加和温度的升高。
【分析】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程。
【解答】解：返回舱在穿越大气层下落的过程中与空气剧烈摩擦，由机械能转化为返回舱的内能，使其表面温度急剧升高，这是通过做功的方式使其内能增加的；
在舱内的周围使用了很好的隔热材料，有效防止了因热传递造成的舱内内能的增加和温度的升高。
故答案为：做功；热传递。
【点评】本题考查了改变物体内能的方法，应知道做功属于能量的转化、热传递属于能量的转移，二者在改变内能效果上相同，属于基础题目。
2．（2分）三孔插座比双孔插座多的那个孔是接 地 的，如图所示，电饭锅、洗衣机等所用的插头为三脚插头，其中较长的那个插脚E做得稍长一点主要目的是当三脚插头插入三孔插座中时 使用电器外壳与大地相连 。
【分析】三孔插座上面的孔接地；
三脚插较长的那个插脚目的是当三脚插头插入三孔插座中时使用电器外壳与大地相连。
【解答】解：三孔插座比双孔插座多的那个孔是接地的；
电饭锅、洗衣机等所用的插头为三脚插头，其中较长的那个插脚E做得稍长一点主要目的是当三脚插头插入三孔插座中时使用电器外壳与大地相连。
故答案为：地；使用电器外壳与大地相连。
【点评】本题考查了三孔插座和三脚插头的使用，是一道基础题。
3．（3分）两个灯泡按照如图所示的电路进行连接，在干路开关闭合的情况下，要使灯L1单独发光，应再闭合开关 S1 ；要使灯L1、L2串联，应闭合开关 S2 ；要使灯L1、L2并联，应闭合开关 S1、S3 。
【分析】串联电路电流只有一条路径，电流依次经过各用电器从正极回到电源负极；并联电路电流有多条路径，分别经过各用电器从电源正极回到负极。
【解答】解：除干路中的开关，其它所有开关都处于断开状态。
要使灯L1单独发光，应闭合开关S1，电流只有一条路径：正极→L1→S1→负极，因此灯L1发光；
要使灯L1、L2串联，只闭合S2，断开S1、S3，电流只有一条路径：正极→L1→S2→L2→负极；
要使灯L1、L2并联，只闭合S1、S3，断开S2，电流有两条路径，因此L1、L2是并联的。
故答案为：S1；S2；S1、S3。
【点评】本题考查了学生识别串、并联电路的能力，电路的识别一般就从电流路径上分析，只有一条路径的是串联，有多条路径的是并联。
4．（2分）如图所示，电源电压不变，灯泡标有“4V，2W”字样，当开关S闭合时，灯泡正常发光，电流表的示数为0.6A，电阻R的电功率为 0.4 W，通电1min，R产生的热量为 24 J。
【分析】由图知，闭合开关时，灯泡和定值电阻并联，电流表测量干路电流。
已知灯泡额定电压和额定功率并且正常发光，利用公式I＝得到通过灯泡的电流；
已知干路电流和通过灯泡的电流，可以得到通过电阻的电流；已知灯泡正常发光，可以得到灯泡两端实际电压等于额定电压，根据并联电路电压特点得到电阻两端电压；已知电阻两端电压和通过的电流，利用公式P＝UI得到电阻消耗的功率；
已知电阻消耗的功率和通电时间，利用Q＝Pt得到R产生的热量。
【解答】解：
闭合开关时，灯泡和定值电阻并联，电流表测量干路电流。
已知灯泡正常发光，由P＝UI可得，通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.5A，
根据并联电路的电流特点可得，通过电阻R的电流：IR＝I﹣IL＝0.6A﹣0.5A＝0.1A，
由并联电路的电压特点可知，电阻R两端电压：UR＝UL＝4V，
所以电阻R消耗的功率：PR＝URIR＝4V×0.1A＝0.4W；
通电1min，R产生的热量：QR＝WR＝PRt＝0.4W×60s＝24J。
故答案为：0.4；24。
【点评】此题考查了并联电路的特点、电功率计算公式及其变形公式及电热计算公式的应用，计算环节不复杂，难度不大。
5．（3分）在温度一定的条件下，做“探究导体电阻大小与哪些因素有关”的实验，采用了控制变量法。表格给出了实验中用到的导体的情况。
导体代号
A
B
C
D
E
F
G
导体长度l/m
1.0
0.5
1.5
1.0
1.2
1.5
0.5
导体横截面积S/mm2
3.2
0.8
1.2
0.8
1.2
1.2
1.2
导体材料
锰铜
钨
镍铬丝
锰铜
钨
锰铜
镍铬丝
选择C、F两导体进行对比，是为了探究导体电阻大小与 材料 是否有关；选择C和 G （填写导体的代号）进行对比，是为了探究导体电阻与其长度的关系；为了研究导体电阻与其横截面积的关系，应选择的两导体是 A、D （填写导体的代号）。
【分析】电阻与材料、长度、横截面积、温度四个因素有关，实验时温度一般不变，故不予考虑。
研究电阻与横截面积关系时，要控制材料和长度一定，找两个横截面积不同的导体。
研究电阻与材料关系时，要控制长度和横截面积一定，找两个材料不同的导体；
研究电阻与长度关系时，要控制材料和横截面积一定，找两个长度不同的导体。
【解答】解：
（1）对比C、F两导体发现，导体的横截面积和长度都相同，只有材料不同，是为了探究导体电阻大小与导体材料是否有关；
（2）研究电阻与长度的关系，需要控制导体的横截面积和材料相同，长度不同，故选C、H两个导体；
（3）研究电阻与横截面积关系时，需要控制材料和长度一定，导体的横截面积不同，故选A、D两个导体。
故答案为：材料；G；A、D。
【点评】当被研究的问题与多个因素有关时，研究与一个因素的关系，控制其他因素一定，改变被研究的因素，这是控制变量法，在解题中包括实验设计、实验结论、实验器材的选取等方面都要注意这种思想的表达。
6．（2分）如图甲是小灯泡中的电流随它两端电压变化的图像。将此灯泡接入图乙所示电路中，闭合开关S后，小灯泡实际功率为1W；再闭合开关S1后，电流表示数变化了0.4A，则电阻R的阻值是 5 Ω，此时电路消耗的总功率是 1.8 W。
【分析】（1）由小灯泡中的电流随它两端电压变化的图像可知，随着灯两端的电压增大，灯丝电阻变小，灯的实际功率变大，当U＝2V时，IL＝0.5A，此时灯的电功率为1W，由此可知电源电压U；当再闭合开关S1后，因为灯与电阻并联，电流表示数变化值就是此时通过电阻R的电流IR，利用欧姆定律求R的大小；
（2）因为灯与电阻并联，求出总电流I，利用P＝UI求总电功率。
【解答】解：
（1）由小灯泡的U﹣I图像可知，当电功率为1W时，UL＝2V，IL＝0.5A，
电源电压：
U＝UL＝2V，
根据题意，由图乙可知：
IR＝△I＝0.4A，
电阻R的阻值：
R＝＝＝5Ω；
（2）∵灯L与R并联，
∴I＝IL+IR＝0.5A+0.4A＝0.9A，
∴此时电路消耗的总功率：
P＝UI＝2V×0.9A＝1.8W。
故答案为：5；1.8。
【点评】本题关键有二：一是从U﹣I图像得出电源电压，二是若一灯接在电源上，当并联电阻R时对灯中的三量（I、U、R）无影响。
二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7—12题每小题只有一个选项符合题目要求，第13一14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）
7．（2分）下列有关物态变化的知识描述错误的是（ ）
A．冬天对着手哈气感觉热乎乎湿漉漉的这是水蒸气液化放热的结果
B．冬天菜窖里放一桶水利用水的凝固放热来防止菜窖里的温度过低冻坏储存蔬菜
C．人们利用干冰的汽化吸热制冷来进行冷藏和保鲜
D．水蒸气遇冷可以凝华成为霜附着在物体表面
【分析】（1）物质由气态直接变成液体的过程叫做液化，此过程放热；
（2）物质由液态变为固态的过程叫做凝固，凝固放热；
（3）物质由固态变为液态的过程叫做熔化，熔化吸热；
（4）物质从固态直接变为气态是升华，升华吸热。
【解答】解：A、冬天对着手哈气时，嘴里呼出的水蒸气遇冷放热液化成小水珠，所以感觉热乎乎湿漉漉的，故A正确；
B、菜窖里的水遇冷放热凝固成冰，可以防止菜窖里的温度过低冻坏储存蔬菜，故B正确；
C、人们利用干冰的升华吸热制冷来进行冷藏和保鲜，故C错误；
D、水蒸气遇冷时可以凝华成为霜附着在物体表面，故D正确。
故选：C。
【点评】该题主要考查学生对于物态变化的理解，熟知6种物态变化是解题关键。
8．（2分）两个相同的验电器A和B，A不带电，B带正电，用金属棒把A、B连接起来后如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．B中正电荷通过棒流向A，使A中的两金属片带同种电荷张开
B．A中负电荷通过棒流向B，使B中的两金属片带异种电荷张开
C．金属棒中电流方向从A流向B，B所带正电荷增多
D．金属棒中电流方向从B流向A，B所带正电荷减少
【分析】（1）物理学中规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向，且与电子移动的方向相反；
（2）验电器使用时电子会发生定向移动，让金属杆上的金属箔带上同种电荷，然后同种电荷会相互排斥从而验证物体是否带电的。
【解答】解：A、验电器使用时电子会发生定向移动，正电荷不流动，故A错误；
B、A中负电荷通过金属棒流向B，使A由于失去电子而带正电，A中的两金属片由于带同种电荷相互排斥而张开，B由于得到了一些电子，从而使B带的正电减小，B中的两金属片张角减小，B中的两金属片也是由于带同种电荷相互排斥而张开的，故B错误；
CD、电子从A到B，所以电流方向从B到A，B得到一些电子，中和了部分正电，从而使B带正电荷减少，故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题的目的是考查对验电器使用原理、电流方向的掌握情况，在金属导体中，能够自由移动的电荷是负电荷（自由电子），所以在金属导体中，电流的方向始终与自由电荷的运动方向相反。
9．（2分）用同一酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热，根据测量数据绘制如图所示图象，由图可知（ ）
A．甲物质的比热容小于乙物质的比热容
B．甲物质的吸热能力比乙物质的强
C．甲物质的温度比乙的温度升高慢
D．升高相同的温度甲比乙吸收的热量多
【分析】（1）由图象可知，相同的时间内，甲的温度升的更高，甲的温度升的更快；
（2）根据公式Q＝cm△t，在质量、吸收的热量一定时，温度变化值大的比热容小。
【解答】解：A、根据公式Q＝cm△t，甲、乙两种物质的质量相等，加热相同的时间它们吸收的热量也是相等的，甲升高的温度值大，甲的比热容小，故A正确；
B、甲的比热容小，说明甲物质的吸热能力比乙物质弱，故B错误；
C、分析图象可知：相同的时间内，甲的温度变化值大，甲的温度升高快，故C错误；
D、升高相同温度，甲用的时间少，故甲吸收的热量比乙的少，故D错误。
故选：A。
【点评】此题主要考查的是我们对于图象的分析能力和比热容的了解，图象的分析是初中学生必须掌握的一种能力。
10．（2分）在家庭电路中，下列情况可能引起空气开关跳闸的是（ ）
A．开关中的两个线头相碰
B．插座中的两个线头相碰
C．关闭正在使用的电视机
D．夏天使用空调时把设定温度调高
【分析】家庭电路中电流过大，会使保险丝熔断。其原因主要有两种，一是用电器短路，二是用电器的总功率过大。根据各种情况中的现象，进行判断。
【解答】解：A、开关中的两个线头相碰，会导致开关无法控制用电器，用电器将一直工作，但不会导致电流过大，故A错误。
B、插座里的两个线头相碰、会导致电源短路，会导致电流过大，引起空气开关跳闸，故B正确。
C、关闭正在使用的电视机，电路中的电流减小，不会导致电流过大，故C错误。
D、夏天使用空调时把设定温度调高，使空调工作时负荷更小，不会导致电流过大，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查学生对家庭电路中电流过大原因的掌握情况，需要从具体问题入手，分析原因究竟是短路还是用电器总功率过大。
11．（2分）在学习了电压表、电流表的正确使用方法之后，小青设计了如图所示的电路。若在闭合开关S后，两个灯泡串联且都能正常发光，则下列判断正确的是（ ）
A．甲为电流表，乙、丙为电压表
B．乙为电流表，甲、丙为电压表
C．甲为电压表，乙、丙为电流表
D．乙为电压表，甲、丙为电流表
【分析】①串联电路中只有一条电流的路径；
②电流表电阻非常小，相当于导线，所以与用电器串联使用；电压表电阻非常大，相当于断路，所以与用电器并联接入电路。
【解答】解：若让两个灯泡串联，即只有一条电流的路径，即电流从电源正极出发，经过开关、电表乙和两个灯泡回到负极，所以乙表串联，故是电流表，甲表和丙表并联，是电压表。
故选：B。
【点评】知道并理解电流表和电压表的实质和使用是解决该题的关键。
12．（2分）小林按照如图所示的电路将电路连接完成，但闭合开关后只有一个灯发光，请根据下列现象帮助小林查找原因。电源电压为4.5V（保持不变）且电压表的示数约为4V，由此可以判断（ ）
A．灯L1断路 B．灯L2短路
C．灯L1的电阻可能太小 D．灯L2断路
【分析】当电路发生断路时，用电器不工作，且电路中电流为零；当电路发生短路时，用电器可能工作，并且电路中有电流；
该电路为串联电路，电压表测量L2两端的电压，根据用电器工作情况以及电压表示数确定电路的具体故障。
【解答】解：
A、如果灯L1断路，整个电流断路，灯泡都不能发光，电流表、电压表都没有示数，故A不符合题意；
B、如果灯L2被短路不能发光；L1能够发光；电压表被短路无示数，故B不符合题意；
C、若灯L1的电阻可能太小，根据P＝I2R可知，灯泡L1的实际功率较小，L1不会发光，故C符合题意；
D、如果灯L2断路，整个电路断路，灯泡都不能发光，故D不符合题意。
故选：C。
【点评】注意当电路发生断路时，用电器不工作，且电路中电流为零；当电路发生短路时，用电器可能工作，并且电路中有电流；用电压表判断故障，并且电路为断路时，若电压表有读数（电源除外），则为断路之处。
（多选）13．（2分）如图所示，电源电压保持不变闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列判断正确的是（ ）
A．电压表的示数将会变小
B．电压表和电流表的示数之比将会变大
C．小灯泡额定功率变大
D．电路消耗的总功率变大
【分析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压；
根据滑动变阻器滑片移动方向判断滑动变阻器接入电路的电阻如何变化，由串联分压原理判断电压表示数如何变化，根据欧姆定律可知电压表和电流表的示数之比就是滑动变阻器接入电路的阻值，进一步判断电压表和电流表的示数之比的变化，由串联电路电阻规律结合欧姆定律判断电路电流如何变化，由电功率公式P＝UI判断电路的总功率变化；
灯泡的额定功率是不变的。
【解答】解：由电路图知，R与L串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中电流。
滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，根据串联分压原理可知滑动变阻器的分压变小，电压表示数变小，故A正确；
串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可知电压表和电流表的示数之比就是滑动变阻器接入电路的阻值，所以电压表和电流表的示数之比将会变小，故B错误；
电源电压不变，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可知通过电路的电流变大，由P＝UI可知，电路的总功率变大，故D正确；
灯泡的额定功率是指灯泡在额定电压下正常工作的功率，其大小不变，故C错误。
故选：AD。
【点评】本题是一道动态分析题，是常考题型，分析清楚电路结构、熟练应用串联电路特点及欧姆定律、电功率公式是正确解题的关键。
（多选）14．（2分）在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R为滑动变阻器，其规格为“20Ω 1.5A”，闭合开关S，当滑片P从一端滑到另一端的过程中，测得滑动变阻器R的电功率与通过它的电流关系图像如图乙所示。则P（ ）
A．电源电压为6V
B．定值电阻R0的阻值为10Ω
C．变阻器R消耗的最大电功率为3.6W
D．变阻器R达到最大功率时对应的电流I1为0.8A
【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）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，根据图象读出最小电流，根据串联电路电阻规律和欧姆定律表示出电源的电压，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路为R0的简单电路，电路中的电流最大，根据图象读出电路中的电流，根据欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R0的阻值，进一步求出电源的电压；
（2）滑动变阻器的电功率等于电路总功率与定值电阻的功率之差，根据抛物线的性质计算滑动变阻器的最大功率以及此时通过电路的电流。
【解答】解：（1）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。
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由图象可知，电路中的电流I小＝0.4A，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得电源的电压：U＝I小（R0+R）＝0.4A×（20Ω+R0）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，电路中的电流最大，此时电路为定值电阻的简单电路，由图象可知，电路中的电流I大＝1.2A，
则电源电压：U＝I大R0＝1.2A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
①②联立可得：R0＝10Ω，U＝12V，故A错误，B正确；
（2）滑动变阻器的电功率等于电路总功率与定值电阻的功率之差，即P＝UI﹣I2R0＝12V×I﹣I2×10Ω，
根据抛物线的性质可知当I＝＝＝0.6A时，滑动变阻器的电功率最大为：P＝＝＝3.6W，故C正确，D错误。
故选：BC。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的灵活应用，从图象中获取有用的信息是关键。
三、作图题（每小题2分，共4分）
15．（2分）小静学习了电路知识之后，尝试着按照如图甲所示的电路图连接图乙所示的实物图，但只完成了部分电路的连接，请你帮助她将其余部分连接完整。
【分析】分析电路的连接及开关的作用，根据电路图连接实物图，注意各元件顺序与电路图一一对应。
【解答】解：甲图中，两灯并联，开关S1与灯L1串联，开关S2与灯L2串联；S控制整个电路，根据电路图连接实物图，如下所示：
【点评】本题考查根据电路图连接实物图，关键是分清电路连接关系，注意各元件顺序与电路图一一对应。
16．（2分）要在卫生间安装一盏“220V 40W”的电灯、一个“220 V50W”的排风扇和一个两孔插座，要求开关S只控制灯和排风扇，且两个用电器都能正常工作。工人师傅已经连好其
中部分电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整。
【分析】灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡，零线直接接入灯泡；在照明电路中，各个灯泡是并联的，由共同的开关控制。
两孔插座的接法，左边接零线，右边接火线。
【解答】解：要在卫生间安装一盏“220V 40W”的电灯、一个“220 V50W”的排风扇，开关S只控制灯和排风扇，则说明开关在干路上，灯和排风扇并联，开关S接火线，然后分别进入灯和排风扇，然后回到零线上。
两孔插座的接法，左边接零线，右边接火线。如图所示：
【点评】掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法，同时考虑使用性和安全性。
四、实验探究题。（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题9分，共19分）
17．（4分）小强利用如图所示的装置来“探究电流产生的热量与电阻的大小是否有关”将两根阻值分别为R和2R的电阻丝浸在质量和初温相同的煤油中，每一烧瓶里各插入一支温度计。
（1）电流通过导体产生的热量不易直接观察，本实验中通过观察 温度计示数变化 （填“加热时间”或“温度计示数变化”）判断电流产生的热量多少。
（2）上述实验中采用这种电路连接方式的目的是 控制电流和通电时间相等 。
（3）如果R1中的温度计示数小于R2的示数，则可以得出的结论是：在电流大小不变，通电时间相同的情况下， 电阻 越大，电流产生的热量越多。
（4）若小强想进一步探究“电流产生的热量与电流的大小是否有关”只需要在以上电路中分别接入一只电流表和一个 滑动变阻器 。
【分析】（1）电流通过电阻丝做功，消耗电能转化为内能，产生的热量被煤油吸收，煤油吸收热量的多少我们直接看不到，但煤油吸收热量温度升高，本实验是通过温度计的示数变化反应电流产生的热量多少（转换法）；
（2）由焦耳定律可知，电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，为了研究电流与导体电阻的关系，要控制通过的电流和通电时间不变，为此设计成如图所示的实验；
（3）由焦耳定律可知Q＝I2Rt，则在电流相等的情况上，电阻越大产生的热量越多，温度表的示数越大；
（4）探究“电流产生的热量与电流的大小是否有关”时，需要知道和改变电流的大小。
【解答】解：
（1）通电后电流通过电阻丝做功，产生热量被煤油吸收，使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数变化来判断电流产生的热量的多少；
（2）两电阻串联，通过电阻的电流与通电时间相等；
（3）如果R1中的温度计示数小于R2的示数，则可以得出的结论是：在电流与通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；
（4）若小强想进一步探究“电流产生的热量与电流的大小是否有关”，需要改变通过电阻的电流，所以在以上电路中分别接入一只电流表和一个滑动变阻器。
故答案为：（1）温度计示数变化；（2）控制电流和通电时间相等；（3）电阻；（4）滑动变阻器。
【点评】本题考查了学生对焦耳定律、串联电路的电流关系的了解和掌握，理解并用好控制变量法、转换法是本题的关键。
18．（6分）物理老师让甲、乙、丙三个小组对“并联电路电流的规律”进行探究，并设计了如图甲所示的电路，请你对三个小组的实验过程及结论进行评析和补充。
（1）在连接电路时，开关应该 断开 。甲小组同学连接好电路，只闭合S1时，发现电流表的指针向左偏转，则原因可能是 电流表正负接线柱接反了 。
（2）乙小组的同学实验时发现，闭合S1、S2时，电流表A2、A1指针偏转角度相同，如图乙、丙所示。于是他们判断“并联电路中干路电流与支路电流相等”。请你指出他们判断错误的原因： 把两个电流表看成选用相同的量程读数了 ；此时，通过灯L2的电流为 0.16 A。
（3）同学们通过改变电流表的位置完成了实验，下表是甲、丙两小组的最终测量结果。
实验小组
通过L₁的电流
通过L₂的电流
干路中的电流
甲小组
1.2A
1.2A
2.4A
丙小组
0.8A
0.8A
1.6A
分析表中的数据，甲、丙两个小组都得出各支路电流相等的结论，对此，你认为实验应该如何改进 换用不同规格的灯泡多次测量 ；最终实验可以得出并联电路中电流的规律是： 在并联电路，干路电流等于各支路的电流之和 。
【分析】（1）连接电路时，为了保护电路，开关必须断开；
电流表的正确使用方法：电流表和被测电路串联；让电流从“+”接线柱流入电表，从“﹣”接线柱流出电表；不能超出电流表的量程；绝对不能把电流表直接连在电源的两极上。根据电流表的指针偏转情况，判断出现的问题；
（2）电流表与待测电路串联，根据并联电路电流的规律，总电流大于支路电路，分析得出“并联电路中干路电流与支路的电流相等”的原因；
由图甲知，电流表A2测通过L2的电流，根据图乙知电流表A2选用的量程和对应的分度值，读出电流表A2的示数即为通过灯L2的电流大小；
（3）在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”实验中，为了得出普遍性的规律，需要换用规格不同的小灯泡或改变电源电压多次实验，据此作答。
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路之前，开关应该是断开的；
连接好电路后，闭合S1时，发现电流表的指针向左偏转，即指针反偏，则原因可能是电流表正负接线柱接反了；
（2）由图甲知，电流表A2、A1分别测通过L2和电路的总电流，根据并联电路电流的规律，总电流大于支路电路，判断“并联电路中干路电流与支路的电流相等”是因为把两个电流表看成选用相同的量程读数了；
由图乙知电流表A2选用小量程，分度值为0.02A，电流大小为0.16A，即通过灯L2的电流为0.16A；
（3）用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件：一是样本要有代表性，二是样本数量足够多，因此仅根据1次实验数据，就得出并联电路中电流的特点，得出的结论是不科学的，且样本数量太少；
而分析甲、乙两组实验数据后得出：并联电路中，通过各支路的电流相等的结论，也是不合理的，因为结合数据分析可知两组实验所选灯泡规格相同，为此接下来应该换用不同规格的灯泡多次测量；
根据现有的实验数据分析：1.2A+1.2A＝2.4A，0.8A+0.8A＝1.6A；结合改进后的实验方案，最终实验可以得出并联电路中电流的规律是在并联电路，干路电流等于各支路的电流之和。
故答案为：（1）断开；电流表正负接线柱接反了；（2）把两个电流表看成选用相同的量程读数了；0.16；（3）换用不同规格的灯泡多次测量；在并联电路，干路电流等于各支路的电流之和。
【点评】本题是探究并联电路电流规律的实验，考查电路连接的注意事项、电流表的使用和读数、实验设计以及归纳法的运用等知识，题目综合性大，但难度一般。
19．（9分）小明在家用手电筒里发现一个标有“2.5V”字样的小灯泡，他想用学习过的“伏安法”测灯泡正常发光时的电功率，请你帮他一起完成下面的实验。
（1）请用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。
（2）若闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，而电压表指针却有明显的偏转，则故障可能是 小灯泡断路 。
（3）排除故障后，闭合开关，眼睛要观察 电压表 直到电灯正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为 0.75 W。
（4）若实验过程中发现电流表损坏不能使用，他利用剩下的器材和一个阻值已知的R0连接成了如图丙所示的电路，也测出了灯泡正常工作时的功率。请帮助小明完成下列实验：
①闭合开关S1，将S2拨到触点2，调节滑动变阻器，使电压表的示数为 2.5 V；
②再将开关S2拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出此时电压表的示数U；
③灯泡额定功率的表达式为P额＝ 2.5V× （用已知量和测量量表示）。
（5）在图甲的实验中，通过移动滑片记录几组I、U数据绘出了小灯泡的I—U图像如图丁，该图像不是直线说明了灯泡的电阻随 温度 发生了变化。同时小明通过观察灯泡的亮度与不同电压下的灯泡电功率，发现小灯泡的亮度是由 实际功率 决定的。
【分析】（1）变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱与灯串联，根据灯泡的额定电压确定电压表选用的量程与灯并联；
（2）电压表指针有明显偏转说明电压表两接线柱与电源之间是通路，灯泡不亮且电流表指针未动说明电路断路，即电压表并联部分断路，据此进行解答；
（3）根据小灯泡在额定电压下工作时的功率才是额定功率，确定调节滑动变阻器时，眼睛应该观察的位置；
根据图乙电流表选用的量程确定分度值读数，根据P＝UI求灯的额定功率；
（4）要测灯的额定功率，首先使灯正常发光，先将电压表与灯并联，通过移动滑片的位置，使灯的电压为额定电压；保持滑片位置不动，通过开关的转换，使电压表测灯与定值电阻的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，可求出此时定值电阻的电压，由欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P＝UI可求出灯的额定功率；
（5）小灯泡的电阻与温度有关；小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的。
【解答】解：（1）滑动变阻器接一个上接线柱与灯串联，灯泡标有“2.5V”字样，表示灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，如下所示：
；
（2）电压表指针有明显偏转，说明电压表两接线柱与电源之间是通路，灯泡不亮且电流表指针未动，说明电路为断路，即电压表并联部分断路，可能是灯泡处接触不良或灯泡断路；
（3）闭合开关后，为使灯泡正常发光，手应移动滑动变阻器，眼睛观察电压表，使灯泡两端的电压为额定电压2.5V。
根据乙图，电流表的量程为0～0.6A，其分度值为0.02A，其读数为0.3A，所以小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）①闭合开关S1，将S2拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为2.5V；
②再将开关S2拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数为U；
③在①中，灯正常发光，在②中，电路的连接关系没有改变，变阻器连入电路中的电阻不变，因此时各电阻电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压：
UR0＝U﹣2.5V，由串联电路电流的规律和欧姆定律，可灯的额定电流：
IL＝＝，
灯泡额定功率的表达式为：
P额＝2.5V×；
（5）小灯泡的I﹣U图像不是直线，说明灯的电阻不是一个定值，原因可能是小灯泡的电阻与温度有关；
小灯泡两端电压越大，通过的电流越大，由P＝UI知灯泡的实际功率越大，灯泡越亮，所以小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的。
故答案为：（1）见解答图；（2）小灯泡断路；（3）电压表；0.75；（4）①2.5V；③2.5V×；（5）温度；实际功率。
【点评】本题测量小灯泡额定功率，考查电路的连接、故障分析、电流表读数、额定功率的计算及在没有电流表的情况下设计实验方案的能力，有一难度。
五、综合应用题。（本题共2小题，第20题8分，第21题9分，共17分）
20．（8分）随着我国经济发展，汽车作为方便的交通工具已经走进了千家万户。最近小明同学家也购买了一辆小汽车，他想弄明白以下问题。
（1）汽车发动机是汽油机，发动机工作时， 做功 冲程将内能转化为机械能。
（2）若汽车以60kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动速度v与时间t的关系如图所示。若汽车油箱的容积为50L，内装密度为0.7×103kg/m3、热值为4.6×107J/kg的汽油，则油箱最多可以装多少千克的汽油？这箱汽油完全燃烧放出的热量是多少？
（3）小明通过查询说明书知道该汽车的效率为30%，若汽车油箱装满汽油，则该汽车以60kW的恒定功率匀速直线运动所通过的路程是多少km？
【分析】（1）汽油机的做功冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，气体对外做功，将内能转化为机械能；
（2）首先根据密度公式的变形公式m＝ρV计算油箱内汽油的质量，再根据热值的变形公式Q放＝mq计算汽油完全燃烧放出的热量；
（3）知道汽车以60kW的恒定功率做直线运动，利用P＝＝＝Fv求汽车牵引力；根据汽车的效率计算
汽车牵引力所做的有用功，最后根据W＝Fs计算汽车通过的距离。
【解答】解：（1）汽油机的做功冲程中，将内能转化为机械能；
（2）装满油箱后汽油的体积为V＝50L＝0.05m3，汽油的质量为
m＝ρV＝0.7×103kg/m3×0.05m3＝35kg；
35kg汽油完全燃烧放出的热量为Q放＝mq＝35kg×4.6×107J/kg＝1.61×109J；
（3）汽车的效率为30%，若汽车油箱装满汽油，做的有用功为
W＝ηQ放＝30%×1.61×109J＝4.83×108J；
由图可知，汽车的速度为v＝30m/s，汽车的功率为P＝60kW＝60000W，由P＝＝＝Fv可得汽车行驶时的牵引力为
F＝＝＝2000N，
由W＝Fs可得汽车所通过的路程为
s＝＝＝24150m＝24.15km。
答：（1）做功；
（2）油箱最多可以装35千克的汽油；这箱汽油完全燃烧放出的热量是1.61×109J；
（3）通过的路程为24.15km。
【点评】本题考查了功率公式、燃料完全燃烧放热公式、密度公式、效率公式等，知识点多、综合性强，属于难题，要求灵活运用所学知识。
21．（9分）如图所示是某款电养生壶及其铭牌的部分参数，当养生壶正常工作时，求：
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
1100W
容量
1L
（1）养生壶正常工作的电阻。
（2）若该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将初温是12℃的一壶水烧开，需要多长时间？（c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]
（3）在物理综合实践活动中，小明和小丽同学利用所学习的物理知识，合作测量养生壶的实际功率。电表上标着“1200r/（kW•h）”，他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让养生壶接入电路中烧水，2min电能表的转盘转了40r，求电养生壶的实际功率。
【分析】（1）已知养生壶的额定功率和额定电压，由电功率公式的变形公式可以求出养生壶的电阻；
（2）根据m＝ρV算出水的质量；已知水的质量、水的比热容和水温的变化，利用热量公式求出水吸收的热量；
求出养生壶产生的热量，然后应用功率公式的变形公式求出养生壶正常工作的时间；
（3）1200r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转1200r，求出转盘转40r电路中消耗的电能，然后根据P＝求出用电器的实际功率。
【解答】解：
（1）由P＝可得，养生壶正常工作时的电阻：
R＝＝＝44Ω；
（2）1L水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg；
水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣12℃）＝3.696×105J，
由η＝可得，养生壶消耗的电能：
W＝＝＝4.62×105J，
由P＝可得，养生壶工作时间：
t＝＝＝420s。
（3）转盘转动40转消耗电能：
W′＝kW•h＝kW•h＝1.2×105J，
t＝2min＝120s，
电养生壶的实际功率：
P实＝＝＝1000W。
答：（1）养生壶正常工作的电阻为44Ω。
（2）若该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将初温是12℃的一壶水烧开，需要420s；
（3）电养生壶的实际功率为1000W。
【点评】本题是一道电学与热学的综合应用题，与生活息息相关，使学生觉得学了物理有用，在应用时要注意应结合题意选择合适的计算公式。
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