2024年山西省晋中市昔阳县中考物理一模试卷（含详细答案解析）

这是一份2024年山西省晋中市昔阳县中考物理一模试卷（含详细答案解析），共23页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验探究题，简答题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。

1.下列估测的数据最接近实际的是( )
A. 对人体的安全电压为36VB. 一个电热水壶的加热功率约为1000W
C. 一台电视机正常工作的电流约为10AD. 电冰箱正常工作时的电流约为5A
2.对下列成语或俗语中蕴含的物理知识，描述正确的是( )
A. 近墨者黑——分子间只存在引力
B. 炙手可热——做功改变物体的内能
C. 酒香不怕巷子深——分子不停地做无规则运动
D. 早穿皮袄午穿纱——沙漠地区多沙石，沙石的比热容较大
3.如图所示是甲、乙两种燃料完全燃烧时的Q−m图像，请问哪种燃料燃烧时释放热量的本领强( )
A. 甲燃料燃烧时释放热量的本领强
B. 乙燃料燃烧时释放热量的本领强
C. 甲、乙燃料燃烧时释放热量的本领一样强
D. 条件不足，无法判断
4.我们的学习和生活都离不开电，在日常生活中树立安全用电的意识十分重要。如图所示的各种做法中，符合安全用电原则的是( )
A. ①使用绝缘皮破损的电线B. ②在高压线下钓鱼
C. ③多个大功率用电器使用同一插座D. ④发现有人触电立刻切断电源
5.如图所示的“吸引现象”由静电引起的是( )
A. ①磁铁吸引硬币B. ②压紧的铅块互相吸引
C. ③摩擦后的气球吸引头发D. ④吸盘吸在墙壁上
6.智能锁正在逐步走进千家万户。如图所示为某款智能锁，它支持密码与指纹两种认证方式开门，密码正确相当于开关S1闭合，指纹正确相当于开关S2闭合，开门由电动机完成。下列符合该智能锁电路设计的是( )
A.
B.
C.
D.
7.我国自行研制的第三艘航空母舰福建号采用了最先进的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车处于强磁场中，当弹射车内的导体有强电流通过时，弹射车就给舰载机提供强大的推力而快速起飞。下列各图能正确反映电磁弹射器工作原理的是( )
A. B.
C. D.
8.如图甲所示是高铁上烟雾报警器的简化原理图，其中电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为光敏电阻，R的阻值与光照强度的关系如图乙所示。射向光敏电阻的激光被烟雾遮挡时，下列说法正确的是( )
A. 光敏电阻R的阻值减小B. 电流表的示数增大
C. 电压表的示数增大D. 电路中消耗的总功率增大
9.在如图所示的电路中，电源电压保持不变。若在电路中再接入一个电压表，且当滑片P分别位于变阻器的左端、中点和右端时，电压表的示数如表所示，下列说法正确的是( )
A. 闭合开关后，当滑片P向右移动时，电流表的示数将变小
B. 电源总电压为8V
C. 由表格数据可以判断出电压表并联在ab两点之间
D. 滑动变阻器最大阻值与定值电阻R2的大小之比为2：1
10.如图所示，电源电压恒定不变。闭合开关后，滑动变阻器的滑片P由b端移到某点c的过程中，电压表的示数由4V变为3V，电流表的示数由0.2A变为0.3A，由此可知( )
A. 电源电压为3V
B. R1的阻值为5Ω
C. 电路消耗的最小功率为0.8W
D. 滑片P在b端时，10s内R1产生的热量为4J
二、填空题：本大题共3小题，共12分。
11.如图所示，小明的书桌上摆放了一个有趣的科学玩具——牛顿摆。当最左边的小球撞击紧密排列的另外四个球后，最右边的小球向右摆动；当最右边的小球撞击后，最左边的小球向左摆……，小明发现随着时间的推移两侧小球摆动的幅度越来越小，最后全部静止。上述现象中，能量是不是逐渐消失了？______。简述你的理由______。
12.如图是一个磁悬浮地球仪，球体内部有一个永磁体，底座通电时地球仪可以悬浮在上方，此时底座相当于一个______；如果需要连续调节地球仪的悬浮高度，可以通过在底座电路中接入一个______来实现。
13.小明用图所示的电子式电能表测额定电压为220V洗衣机的功率，当电路中只有洗衣机正常工作时，电能表的指示灯在3min内闪烁30次，则该洗衣机的额定功率是______ W，若他家里用电器同时工作则用电器总功率不宜超过______ W。
三、作图题：本大题共1小题，共3分。
14.地下商场的负一楼有一电动扶梯和一盏大功率的电灯，电灯只有在晚上且有声音的时候才会工作，照亮电动扶梯，帮助行人。电动扶梯由开关控制。请你根据要求完成电路连接。
四、实验探究题：本大题共5小题，共32分。
15.如图是“探究水和煤油的吸热能力”的实验装置。实验记录如表。
(1)实验中除了图中所示器材外需要补充的器材是______。
(2)实验中利用相同规格的电加热器给水和煤油加热，需要控制水和煤油的______(选填“质量”或“体积”)相等。
(3)本实验是通过比较______来反映水和煤油吸热能力的强弱。分析数据可知______(选填“水或“煤油”)的吸热能力较强。
(4)汽车发动机用水作冷却剂，这是利用了水______的性质。
16.小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
(1)如图甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线；
(2)连接电路过程中，开关应______，滑动变阻器的滑片应移动到______端(选填“最左”或“最右”)；
(3)正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是______；(填选项符号)
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.滑动变阻器短路
D.滑动变阻器断路
(4)电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是______ A；
(5)电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，为了测量小灯泡的额定电功率，这时应该向______(选填-“左”或“右”)端移动滑动变阻器的滑片；
(6)小丽根据记录的多组I−U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图丙所示)，则小灯泡的额定功率为______；
(7)小组同学在实验时电流表坏了，于是找来了一个已知阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率，请你将实验步骤补充完整。
①断开开关S1闭合开关S2，移动滑片P，使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额；
②滑动变阻器的滑片______(选填“向左移动”“向右移动”或“位置不变”)，断开开关S2，闭合开关S1，记下电压表示数U；
③小灯泡额定功率表达式：P额=______(用U额、U、R0表示)。
17.在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴趣小组猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究，如图所示，三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
(1)要探究电热与电阻的关系。应选用______组合，并将它们______接到电源两端进行实验。
(2)选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，在通电时间相同的情况下，发现乙装置U形管中液面高度变化大，由此可得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，______。
(3)实验中通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列实例采用研究方法与此相同的是______。
A.探究电流与电压、电阻的关系
B.用铁屑显示磁体周围磁场分布
C.研究光的传播时，引入“光线”
D.探究平面镜成像的特点
18.实验小组在实验时，不慎将灯泡L2的玻璃外壳碰碎。他们惊奇地发现L2几乎不发光，与其串联的灯泡L1不仅没熄灭，反而更亮，开关断开后的电路如图甲，L1和L2都标有“”字样，针对上述现象，探究下列问题：L2的玻璃外壳破碎后，其灯丝电阻发生什么变化？玻璃外壳起什么作用？
(1)玻璃外壳破碎前L2的电压和电流分别为1.20V和0.20A，玻璃外壳破碎后，两端的电压变为0.40V，通过的电流变为如图乙所示，则电流为______ A，初步分析可知：玻璃破碎后，L2灯丝电阻______(选填“变大”或“变小”)。
(2)为进一步探究玻璃外壳破碎后L2电阻变化特点，对L1、L2的电流和电压进行测量，实验数据如表。分析发现，L1的电阻______(选填“大于”或“小于”)玻璃外壳破碎后L2的电阻。
(3)实验中，对着L2吹气，发现L2两端电压突然变小、电流突然变大，说明吹气加快L2灯丝表面空气流速，加快其散热速度，从而使灯丝电阻变______，由此推断，灯丝的电阻大小与______有关，玻璃外壳可能起到______的作用。
19.罗盘即平常我们说的指南针，它是我国古代的伟大发明之一。学习了磁现象之后，同学们想自己制作一个简易的指南针。请你选择器材，设计方案制作指南针。
(1)选用物品：______。
(2)制作过程：______。
五、简答题：本大题共1小题，共4分。
20.小伟将手机充电器插入插座时，家庭电路中的保险丝立即熔断。请你判断保险丝熔断的原因，并应用所学的物理知识进行解释。
六、计算题：本大题共2小题，共11分。
21.如图所示，电源电压U=24V，定值电阻R0=4Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω2A”，电压表量程为0∼15V。
(1)求当电压表示数U0=6V时，通过定值电阻R0的电流；
(2)求电路消耗的最小电功率。
22.图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如乙图所示，R1和R2是电热丝，通过单独或同时闭合开关实现低温和高温挡切换，低温挡功率为440W，高温挡功率为880W，已知粥的比热容c粥=4.0×103J/(kg⋅℃)。求：
(1)当电饭锅正常使用时，处于低温挡时的电流；
(2)电热丝R2的阻值；
(3)若不考虑能量损失，正常使用高温挡将2kg的粥从20℃加热到86℃时需要的时间；
(4)若实际正常使用高温挡加热的时间为800s，该电饭锅的加热效率。
七、综合题：本大题共1小题，共8分。
23.阅读短文，回答问题。
如图甲所示是2023年10月26日上午长征火箭将神舟十七号载人飞船发射升空的场景，中国载人航天技术的自主发展，向世界展示了民族创新能力的提高和国家综合实力的提升。
载人飞船在太空中飞行时，由于处在真空环境，它的舱门必须具有良好的密封性，为了检验飞船舱门的密封性能，科研人员采用了如下的方法：将待检验的飞船舱体M置于一个集气空腔N中，先向舱体M充入压强为1.0×105Pa的空气，再把集气空腔N抽成真空，若舱门漏气，一段时间后便会有气体从舱体M进入集气空腔N中，科研人员设计了如图乙所示电路，利用RA、RN两个完全相同的压敏电阻来测量舱体M和集气空腔N中的压强。已知舱体M的容积为V，集气空腔N真空部分的容积为4V，飞船舱门的面积是0.6m2，不计舱体M器壁的体积，整个过程温度不变，电路中R0的阻值为20Ω，电源电压为12V，压敏电阻RM，RN的阻值随气体压强变化的关系如表所示。
(1)神舟飞船的两侧各设置了一个黑色、宽大的太阳能电池板，它可以将太阳能转化为______能。
(2)图乙中，当开关S与b相连，若舱体M漏气，则电压表的示数将______(选填“变大”或“变小”)。当开关S与a相连，若电压表V2的示数为4.8V，则该时刻舱体M的气压为______ Pa。
(3)实验表明，一定质量的气体在温度不变时，压强随体积的变化如图丙所示。若空气从舱体M中逸出，经过一段时间后，M、N中的压强相等，开关S接在b处，则此时通过R0的电流是______ A。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：A、对人体的安全电压不高于36V，故A错误；
B、一个电热水壶的加热功率约为1000W，故B正确；
C、一台电视机正常工作的功率约为200W，通过的电流约为I=PU=200W220V≈1A，故C错误；
D、电冰箱正常工作时的电流约为1A，故D错误。
故选：B。
新课程标准要求我们能根据日常经验或自然现象粗略估测一些物理量。例如：长度、质量、时间、温度、力、速度、电功率、电流、电压等。解答估测选择题的方法：利用生活中我们熟悉的一些数据作为根据，进行单位换算，有时要利用基本公式求未知物理量。
本题考查了对电压、功率、电流的估测，注重理论与实际差异的应变能力的培养，体现新课程的基本理念。
2.【答案】C
【解析】解：
A、近墨者黑是扩散现象，说明分子在永不停息地做无规则运动，故A错误；
B、炙手可热，手吸收热量，是通过热传递的方式改变内能的，故B错误；
C、很深的巷子都能闻到酒香，是酒分子不停地做无规则运动的结果，故C正确；
D、“早穿皮袄午穿纱”，是因为沙子的比热容较小，水的比热容大，白天吸收热量后，沙子的温度升高的多，气温较高；夜晚放出热量后，沙子的温度下降的多，气温较低；由此可知沙漠地区白天黑夜的温差大，产生了早穿皮袄午穿纱的现象，故D错误。
故选：C。
(1)(3)物质都是由分子组成的，分子之间存在一定的距离，并且分子在永不停息地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈，分子之间总存在相互作用的引力和斥力；
(2)改变物体内能的方法有两种：做功和热传递；
(4)根据水的比热容较大的特点分析，同样质量的水和沙石、土壤等相比，吸收或放出相同的热量，水温度升高或降低的少，据此分析判断。
本题考查了改变内能的方法、分子动理论的基本知识、水的比热容大等知识，是一道综合题，比较简单。
3.【答案】A
【解析】解：根据图象可知，相同质量的甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量关系：Q甲>Q乙，即甲燃料燃烧放出热量的本领强，故A正确，BCD错误。
故选：A。
在图象上取某一质量m0，比较相应的Q值即可得到结论。
本题考查了学生对燃料热值的概念的理解，能从Q−m图象中得出相关信息是本题的关键。
4.【答案】D
【解析】解：A、使用绝缘皮破损的手机充电线时应及时更换，否则容易发生触电事故或短路(即火线和零线直接连通)，故A错误；
B、高压线不接触也有可能触电，所以不能靠近高压带电体，故B错误；
C、多个大功率用电器同时使用一个插座，当总功率过大，造成电流过大，易发生火灾，故C错误；
D、发现有人触电，首先应切断电源，或用干木棒把电线挑开，然后根据具体情况，进行相应的救治，故D正确。
故选：D。
(1)电线的绝缘皮破损，人去接触时，容易造成触电事故；
(2)安全用电原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体；
(3)多个大功率用电器同时使用一个插座，当总功率过大，造成电流过大；
(4)发现有人触电或电引起的火灾，首先切断电源，再实行救援措施。
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，学好电、用好电！
5.【答案】C
【解析】解：A.磁铁能够吸引硬币，是由于磁体具有吸引铁钴镍等金属的性质，属于磁体对物体的作用力，是非静电引起的，故A错误；
B.两个压紧的铅块能吊起钩码，由于分子间存在相互作用的引力而使两块铅块粘在一起，不易分开，故B错误；
C.摩擦后的气球带上了电荷，能吸引不带电的头发，是由静电引起的，故C正确；
D.吸盘要固定在墙壁上，需要先用力挤压塑料吸盘，把盘内的空气挤出，然后吸盘就被外界的大气压紧压在了墙壁上，是非静电引起的，故D错误。
故选：C。
(1)磁铁能够吸引硬币，说明磁铁与硬币之间存在着相互作用的引力；
(2)分子间存在相互作用的引力与斥力；
(3)用摩擦的方法可以使物体带电；带电体具有吸引轻小物体的性质；
(4)吸盘吸在墙壁上由于大气压的作用。
此题考查了磁力、摩擦起电现象、分子间的作用力以及大气压等知识，属于基础知识的整合。
6.【答案】B
【解析】解：根据题意，密码开关和指纹开关并联，电动机在干路中，B符合题意，ACD不符合题意。
故选：B。
(1)串联电路的各个用电器相互影响。并联电路的各个用电器互不影响。
(2)根据题意，两个开关并联，电动机安装在干路中。
本题主要了考查了电路的设计；关键是知道串联电路和并联电路的特点及应用。
7.【答案】C
【解析】解：由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A、图A是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故A不符合题意；
B、图B是探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，故B不符合题意；
C、图C有电源，通电导体在磁场中受力运动，是电动机原理，故C符合题意；
D、图D没有电源，是探究电磁感应现象的实验，故D不符合题意。
故选：C。
根据通电导体在磁场中受到磁场力的作用分析解答。
对于电磁学中的电流磁效应、磁场对通电导体有力的作用、电磁感应实验区分要注意条件。
8.【答案】C
【解析】解：ABC、图甲中，闭合开关，R、R0串联，电流表测量电路电流，电压表测量光敏电阻R两端的电压；当有烟雾遮挡射向光敏电阻的激光时，光照强度减小，光敏电阻R的阻值变大，电路中的电流变小，根据串联分压特点可知R两端的电压变大，电压表的示数变大，故AB错误，C正确；
D、电源电压不变、电路中的电流变小，由P=UI可知，电路消耗的总功率减小，故D错误。
故选：C。
由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
(1)分析电路的连接及电表测量的量，当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时，光照强度的减弱，光敏电阻R的阻值增大，根据串联电阻的规律判断总电阻变化，由欧姆定律分析电路中电流变化，根据U=IR确定定值电阻电压变化，根据串联电路电压的规律得出电压表示数变化。
(2)根据P=UI来判断电路消耗的总功率的情况。
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，从题干中获取有用的信息是关键。
9.【答案】D
【解析】解：A、闭合开关后，当滑片P向右移动时，R1接入电路中的电阻变小，R2的阻值不变，电流表的示数将变大，故A错误；
B、当滑片P位于最右端时，电路中只有R2的简单电路，此时的电压表示数就是电源电压，即电源电压为6V，故B错误；
C、由表格数据可知，电压表的示数是变大的，而R1接入电路中的电阻变小的，根据串联分压原理可知，电压表只能并联在bc两点之间，故C错误；
D、当滑动变阻器最大阻值时，是滑片在最左端，即电压是2V，电源电压是6V，根据串联电路的电压规律可知，R2两端的电压是6V−2V=4V；根据串联分压原理可知，滑动变阻器最大阻值与定值电阻R2的大小之比为2：1；故D正确。
故选：D。
(1)闭合开关后，当滑片P向右移动时，分析滑动变阻器R1接入电路中的电阻变化，定值电阻R2的阻值不变，根据欧姆定律分析电路中电流的变化；
(2)当滑片P位于最右端时，电路中只有定值电阻R2的简单电路，此时的电压表示数就是电源电压；
(3)由表格数据可知，电压表的示数是变大的，而滑动变阻器R1接入电路中的电阻变小的，根据串联分压原理可知，电压表并联在哪个部分两端；
(4)根据串联电路的电压规律可知此时定值电阻R2两端的电压；根据串联分压原理求出滑动变阻器最大阻值与定值电阻R2的大小之比。
本题考查实验数据分析、欧姆定律的应用，是一道综合题，难度较大。
10.【答案】D
【解析】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
AB、当滑动变阻器的滑片P在b端时，电压表的示数为4V，电流表的示数为0.2A，根据I=UR可得滑动变阻器接入电路的电阻为
Rb=UbIb=4V0.2A=20Ω；
则电源电压U=Ib(R1+Rb)=0.2A×(R1+20Ω)-------------①
滑动变阻器的滑片P滑到c的过程中，电压表的示数变为3V，电流表的示数变为0.3A，根据I=UR可得滑动变阻器接入电路的电阻
Rc=UcIc=3V0.3A=10Ω；
则电源电压U=Ic(R1+Rc)=0.3A×(R1+10Ω)-------------②
联立①②式可解得：U=6V，R1=10Ω，故A错误，B正确；
C、滑动变阻器滑片P在b端时，R1与R2串联，电流最小，消耗的功率最小，为P小=UIb=6V×0.2A=1.2W，故C错误；
D、当滑片P在b端时，10秒内R1产生的热量Q1=I2R1t=(0.2A)2×10Ω×10s=4J，故D正确。
故选：D。
由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
(1)滑动变阻器滑片P在b端时，R1与R2串联，滑动变阻器的滑片P由b端移到某点c，根据串联电路的电压特点，应用欧姆定律求出R1的阻值和电源电压。
(2)滑动变阻器滑片P在b端时，R1与R2串联，此时电路中的电阻值最大，利用P=UI可求得最小功率。
(3)滑片P在b端时，电流最小，消耗的功率最小，利用Q=I2Rt可求得10秒内R1产生的热量。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是利用电源电压恒定不变的已知条件，根据串联电路的电压特点列出等式求得电源电压和R1的阻值。
11.【答案】不是 机械能转化为内能，在转化和转移的过程中，能量的总量不变
【解析】解：因为小球在摆动的过程中受到空气阻力作用，一部分机械能转化为内能，所以，小球摆动的幅度会越来越小，到最后会静止下来。在转化和转移的过程中，能量的总量不变。
故答案为：不是，机械能转化为内能，在转化和转移的过程中，能量的总量不变。
能量即不会消灭，也不会创生，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化的过程中能的总量是保持不变的。
本题考查能量的转化，理解能量守恒定律的含义，是解答本题的关键。
12.【答案】电磁铁 滑动变阻器
【解析】解：磁悬浮地球仪的原理是同名磁极相互排斥，球体内部有一个永磁体，底座通电以后相当于一个电磁铁；
电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关，滑动变阻器串联在电路中可以起到改变电路中电流大小的作用，所以如果需要连续调节地球仪的悬浮高度，可以通过在底座电路中接入一个滑动变阻器来实现。
故答案为：电磁铁；滑动变阻器。
磁极间的作用规律：同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引；
滑动变阻器可以起到改变电路中电流大小的作用。
本题考查了滑动变阻器和电磁铁的应用，属于基础题。
13.【答案】2008.8×103
【解析】解：由图可知，该电能表每消耗1千瓦时的电，闪烁3000次，所以闪烁30次消耗的电能为
W电=30imp×1kW⋅h3000imp=0.01kW⋅h
洗衣机的额定功率
P=W电t=0.01kW⋅h360h=0.2kW=200W
该电能表允许通过的最大电流为40A，电压为220V，用电器总功率不宜超过
P总=UI=220V×40A=8.8×103W。
故答案为：200；8.8×103。
3000imp/(kW⋅h)表示每消耗1kW⋅h的内能，电能表的指示灯闪烁3000次，据悉求消耗的电能，再根据功率公式求出功率；
10(40)A，其中10A是指电能表的标定电流，40A是指电能表平时工作时允许通过的最大电流，利用P=UI求他家里用电器同时工作的用电器的最大总功率。
本题考查了电能和电功率的计算，注意：洗衣机的额定功率等于洗衣机正常工作时的功率，明确电能表相关参数的物理意义是关键。
14.【答案】解：根据题意可知，电灯只有在晚上且有声音的时候才会工作，照亮电动扶梯，帮助行人，这说明声控开关和光控开关是串联的，然后与灯泡串联在电路中，为了用电的安全，开关接在灯泡与火线之间；电灯与扶梯工作时互不影响，所以灯泡与扶梯是并联的；扶梯的开关接在火线与电动机之间，如图所示：

【解析】根据题意分析声控开关、光控开关和灯泡的连接方式；在并联电路中，用电器工作时互不影响，据此分析灯泡与自动扶梯的连接方式。
本题考查了串并联电路的设计，根据题意得出开关的连接方式是关键，同时要注安全用电的原则。
15.【答案】停表和天平 质量 温度的变化 水 比热容大
【解析】解：(1)记录加热时间需要停表；需要控制水和煤油的质量相等需要天平；
(2)根据比较不同物质吸热能力的方法，要控制物质的质量相同，即实验中应保证水和煤油的初温与质量都相同，这用到了控制变量法；
(3)用相同的电加热器对液体加热，在相等时间内液体吸收的热量相等，加热时间越长，液体吸收的热量越多，可以用加热时间长短表示吸收热量的多少，温度的变化反映液体吸热能力的强弱，这用到了转换法；
由表中数据可知，加热了4min，水的温度升高了10℃，煤油升高了20℃，所以水的吸热能力强；
(4)因为水的比热容大，和同样质量的其它物质相比，升高相同的温度，水吸热多，冷却效果好。
故答案为：(1)停表和天平；(2)质量；(3)温度的变化；水；(4)比热容大。
(1)记录加热时间需要停表；需要控制水和煤油的质量相等需要天平；
(2)(3)该实验是使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间)，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；
(4)比热容大的物质，同样条件，吸热或者放热多。
本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法，为热学中的重要实验。
16.【答案】断开 最左 B0.14右 0.625W位置不变 U额⋅U−U额R0。
【解析】解：(1)原电路图中，电流表与灯泡并联，电压表串联在电路中是错误的，在“测量小灯泡的电功率”实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示：
(2)连接电路时开关应断开，滑动变阻器在闭合开关前应放在最大电阻处，即最左端；
(3)正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即电路的故障可能是灯泡断路，故选：B；
(4)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.14A；
(5)电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，小于灯泡额定电压2.5V，为了测量小灯泡的额定电功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故这时应该向右端移动滑动变阻器的滑片；
(6)由图丙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.25A，则灯泡额定功率为：
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
(7)①断开开关S1、闭合开关S2，移动滑片P，使电压表示数等于灯泡的额定电压U额；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，断开开关S2、闭合开关S1，记下电压表示数U；
③根据串联电路电压的规律，此时定值电阻R0两端的电压：U0=U−U额，
通过灯泡的电流：I额=I0=U0R0=U−U额R0，
则小灯泡额定功率：P额=U额I额=U额⋅U−U额R0。
故答案为：(1)如图所示；(2)断开；最左；(3)B；(4)0.14；(5)右；(6)0.625W；(7)位置不变；U额⋅U−U额R0。
(1)在“测量小灯泡的电功率”实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端；
(2)连接电路时开关应断开，滑动变阻器在闭合开关前应放在最大电阻处；
(3)正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；
(4)根据电流表选用量程确定分度值读数；
(5)根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器移动方向；
(6)根据图丙确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用P=UI求出灯泡额定功率；
(7)在没有电流表的情况下，利用定值电阻R0和电压表代替电流表与灯泡串联，通过开关的转换，移动滑动变阻器的滑片，使灯泡两端的电压等于3.8V，使灯正常发光；
保持滑片的位置不动，再通过开关的转换使电压表测出灯与定值电阻R0的电压U；
在前后两次开关转换的过程中，电路的连接关系没有改变，各用电器分得的电压保持不变，此时灯仍正常发光，根据串联电路电压的规律可求出此时定值R0的电压，由欧姆定律求出通过定值电阻R0的电流，根据串联电路电流的规律，即灯正常发光时的电流大小，根据P=UI写出小灯泡额定功率的表达式。
本题测小灯泡的电功率实验，考查了电路连接、注意事项、电路故障、电流表读数、实验操作、功率的计算及设计实验方案测电阻的能力。
17.【答案】甲、乙 串联 通过导体的电流越大，产生的热量越多 B
【解析】解：(1)要研究电热与电阻的关系，需要控制通过电阻的电流与通电时间相同，而电阻的阻值不同，因此选用甲和乙组合，将它们串联接到电源两端进行实验。
(2)选用乙、丙组合，由于串联在电路中，可知通过电路乙中5Ω电阻的电流大于通过丙中5Ω电阻的电流，当在通电时间相同的情况下，发现乙装置U形管中液面高度变化大，可知气压差越大，温度差越大，热量越多，可以得出的结论是：在电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大，产生的热量越多。
(3)实验中通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，这是转换法的应用；
A.探究电流与电压、电阻的关系时，用到的方法是控制变量法，故A不符合题意；
B.用铁屑显示磁体周围磁场分布时，磁体周围磁场的强弱转化为吸引铁屑的多少，是转换法，故B符合题意；
C.研究光的传播时，引入“光线”，这是模型法，故C不符合题意；
D.探究平面镜成像的特点，用到的是替代法，故D不符合题意。
故选：B。
故答案为：(1)甲、乙；串联；(2)通过导体的电流越大，产生的热量越多；(3)B。
(1)要探究电热与电阻的关系，需要控制通过电阻的电流与通电时间相同，而电阻的阻值不同，据此分析；
(2)探究电热与电流的关系，需要控制电阻和通电时间相同，而通过电阻的电流不同，据此分析；
(3)根据转换法分析。
本题考查了探究电流通过导体产生的热的多少与什么因素有关的实验，要注意控制变量法和转换法的应用。
18.【答案】0.22变小 大于 小 温度 隔热保温
【解析】解：(1)玻璃外壳破碎前，灯丝的电阻为：R2=U2I2=Ω，
由图乙可知，电流表所选的量程为0∼0.6A，分度值为0.02A，示数为0.22A，
玻璃外壳破碎后，L2两端的电压变为0.40V，通过的电流为0.22A，玻璃外壳破碎后，灯丝的电阻为：
R2′=U2′I2′=≈1.8Ω，比较可知：玻璃破碎后，L2电阻变小；
(2)为进一步探究玻璃外壳破碎后L2电阻变化特点，对L1、L2的电流和电压进行测量，分析实验数据记录发现，L1的电阻大于玻璃外壳破碎后L2的电阻，因为在相同的电流下，灯泡L1两端的电压始终高于灯泡L2两端的电压。
(3)对着L2吹气，发现L2两端电压突然变小、电流突然变大，说明吹气加快L2灯丝表面空气流速，加快其散热速度，从而使灯丝电阻变小，由此推断，灯丝的电阻大小与温度有关，温度越低，电阻越小；玻璃外壳可能起到隔热保温的作用。
故答案为：(1)0.22；变小；(2)大于；(3)小；温度；隔热保温。
(1)电流表读数前要弄清楚它的零刻度、量程和分度值；根据欧姆定律比较玻璃破碎前后的电阻值；
(2)根据欧姆定律进行分析比较；
(3)灯泡的灯丝电阻与温度有关；玻璃外壳可以隔热保温。
本题主要考查电流表的读数、串联电路的电流规律的应用及欧姆定律的应用，解答本题的关键知道灯丝的电阻与温度的关系。
19.【答案】缝衣钢针，条形磁铁，细线 制作过程：将条形磁体的一端沿着同一方向摩擦缝衣钢针，重复几次后，使钢针获得磁性；
将获得磁性的钢针，用细线悬挂，自由转动，让它在水平位置自由静止，则指南方的为小指南针的南极，另一端为北极；
用不同颜色标注自制指南针的南、北极
【解析】解：(1)选用物品：缝衣钢针，条形磁铁，细线；
(2)制作过程：将条形磁体的一端沿着同一方向摩擦缝衣钢针，重复几次后，使钢针获得磁性；
将获得磁性的钢针，用细线悬挂，自由转动，让它在水平位置自由静止，则指南方的为小指南针的南极，另一端为北极；
用不同颜色标注自制指南针的南、北极。
故答案为：(1)缝衣钢针，条形磁铁，细线；(2)将条形磁体的一端沿着同一方向摩擦缝衣钢针，重复几次后，使钢针获得磁性；将获得磁性的钢针，用细线悬挂，自由转动，让它在水平位置自由静止，则指南方的为小指南针的南极，另一端为北极；用不同颜色标注自制指南针的南、北极。
利用条形磁体和缝衣钢针等器材制作简易指南针，请你写出制作过程。
本题主要考查了磁极、磁化的概念及实验的设计，基础题目。
20.【答案】答：保险丝熔断的原因是电路中电流过大，而造成电流过大的原因可能是充电器插头处发生了短路。因为手机充电时的功率很小，不会造成干路总功率过大；同时，在充电器未插入时，保险丝没有熔断，说明插座是完好的；当充电器插入插座时，家庭电路中的保险丝立即熔断，则说明是充电器插头处发生了短路故障。
【解析】保险丝熔断的原因是电流过大，而造成电流过大的原因可能是短路，也可能是电路中用电器总功率过大。
知道保险丝熔断是由于电路中电流过大，会分析造成电路中电流过大的原因是解答的关键。
21.【答案】解：(1)定值电阻R0=4Ω，当电压表示数U0=6V时，通过定值电阻R0的电流为：
I0=U0R0=6V4Ω=1.5A；
(2)当滑动变阻器阻值最大时，电路的总电阻最大，电流最小，此时电路消耗的电功率最小，
则总电阻最大为：R总最大=R0+R大=4Ω+20Ω=24Ω，
所以电路消耗的最小电功率为：P最小=U2R总最大=(24V)224Ω=24W。
答：(1)当电压表示数U0=6V时，通过定值电阻R0的电流为1.5A；
(2)电路消耗的最小电功率为24W。
【解析】(1)根据欧姆定律求出通过定值电阻R0的电流；
(2)当滑动变阻器阻值最大时，电路的总电阻最大，电流最小，此时电路消耗的电功率最小，根据电阻的串联结合P=UI=U2R求出最小功率；
本题考查了欧姆定律和电功率的公式应用，关键是知道在电压一定的条件下，电路的总电阻越大电路消耗的电功率越小。
22.【答案】解：(1)由P=UI可知，当电饭锅正常使用时，处于低温挡时的电流：I低=P低U=440W220V=2A；
(2)由图乙可知，当S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P=U2R可知，电路中的总功率最大，电饭锅处于高温挡；
当只闭合S1时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，电饭锅处于低温挡；
则R2的电功率：P2=P高−P低=880W−440W=440W，
由P=U2R可知，R2的阻值：R2=U2P2=(220V)2440W=110Ω；
(3)粥吸收的热量：Q吸=c粥m(t−t0)=4.0×103J/(kg⋅℃)×2kg×(86℃−20℃)=5.28×105J，
不考虑热量损失，电饭锅消耗的电能：W=Q吸=5.28×105J，
由P=Wt可知，电饭锅工作的时间：t′=WP高=5.28×105J880W=600s；
(4)电饭锅实际消耗的电能：W′=P高t ′ ′=880W×800s=7.04×105J，
该电饭锅的加热效率：η=Q吸W′×100%=5.28×105J7.04×105J×100%=75%。
答：(1)当电饭锅正常使用时，处于低温挡时的电流为2A；
(2)电热丝R2的阻值为110Ω；
(3)若不考虑能量损失，正常使用高温挡将2kg的粥从20℃加热到86℃时需要的时间为600s；
(4)若实际正常使用高温挡加热的时间为800s，该电饭锅的加热效率为75%。
【解析】(1)知道低温挡的功率，利用P=UI求出当电饭锅正常使用时，处于低温挡时的电流；
(2)由图乙可知，当只闭合S1时，只有R1工作，当S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点和P=U2R可知电饭锅高温挡和低温挡的电路连接；根据P2=P高−P低求出R2的电功率，根据P=U2R可求出R2的阻值；
(3)根据Q吸=cm(t−t0)求出粥吸收的热量，不考虑热量损失，电饭锅消耗的电能等于粥吸收的热量，根据P=Wt求出电饭锅工作的时间；
(4)根据W=Pt求出电饭锅实际消耗的电能，根据效率公式求出该电饭锅的加热效率。
本题是一道电热综合题，主要考查并联电路的特点、电功公式、电功率公式、吸热公式以及效率公式的应用，能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。
23.【答案】(1)电；(2)变大；4×104；(3)0.15
【解析】解：(1)太阳能电池板工作时，将太阳能转化为电能；
(2)当开关S接b时，RN与R0串联，电流表测电路中的电流，电压表测R0两端的电压，
若舱体漏气，集气空腔N中的气压将增大，由表格数据可知，RN的阻值会逐渐减小，电路的总电阻逐渐减小，
由I=UR可知，电路中的电流逐渐增大，
由U=IR可知，R0两端的电压逐渐增大，即电压表的示数逐渐变大；
当开关S接a时，RM与R0串联，电压表测R0两端的电压，
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I1=U0R0=4.8V20Ω=0.24A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，力敏电阻两端的电压：UM=U−U0=12V−4.8V=7.2V，
则力敏电阻的阻值：RM′=UMI1=Ω，
由表格数据可知，舱体M中的气压pM=0.4×105Pa=4×104Pa；
(3)舱体M的容积为V，集气空腔N真空部分的容积为4V，
若空气从舱体M中逸出，由题意和图象可知，当M、N中的气体压强相等时，气体的总体积变成原来的5倍，即5V，
由图乙图象知，M、N中的气压值均为0.2×105Pa；
查表可知，此时RM、RN的电阻值均为60Ω，
开关S接在b处，所以电路中的电流：I=URN+R0=12V60Ω+20Ω=0.15A，
即通过R0的电流为0.15A。
故答案为：(1)电；(2)变大；4×104；(3)0.15。
(1)太阳能电池板工作时将光能直接转化为电能；
(2)当开关S接b时，RN与R0串联，电流表测电路中的电流，电压表测R0两端的电压，若舱体漏气，集气空腔N中的气压将增大，根据表格数据可知RN的阻值变化，根据欧姆定律可知电路中的电流变化和R0两端的电压变化；当开关S接a时，RM与R0串联，电压表测R0两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律结合电压表的示数求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出力敏电阻两端的电压，再根据欧姆定律求出力敏电阻的阻值，根据表格数据读出舱体M中的气压；
(3)M、N中的压强相等时，根据气体的体积变为原来的5倍可知此时的压强，由表格数据可知此时力敏电阻的电阻，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电流表的示数。
本题考查欧姆定律的应用和能量的转化等知识，考查的知识点多，特别是新信息较多，有一定的难度。滑片P的位置
左端
中点
右端
电压表的示数(V)
2.0
3.0
6.0
物质
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
水
20
4
30
煤油
20
4
40
灯泡
实验次序
1
2
3
4
5
6
L1、L2
电流I/A
0.16
0.18
0.20
0.22
0.24
0.26
L1
电压U1/V
0.78
1.00
1.20
1.50
1.80
2.10
L2
电压U2/V
0.20
0.23
0.30
0.41
0.52
0.80
压敏电阻受到的气压(×105Pa)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
压敏电阻对应的电阻值(Ω)
100
80
60
44
30
25
20
16
12
10
8