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河南省商丘市睢县2021-2022学年九年级上学期期末物理试卷+
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这是一份河南省商丘市睢县2021-2022学年九年级上学期期末物理试卷+，共27页。试卷主要包含了填空题，选择题，作图题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
河南省商丘市睢县2021-2022学年九年级上学期期末物理试卷（解析版）
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）在北京航天飞行控制中心的控制下，火星探测器“天问一号”已于2021年5月15日7时18分成功着陆于乌托邦平原南部，控制中心是利用 向探测器传递指令的；四片太阳能电池板为探测器提供电能，太阳能属于 能源（选填“可再生”或“不可再生”）。
2．（3分）用塑料棒摩擦毛衣，塑料棒能够吸引纸屑，说明带电体具有 的性质，如果用摩擦过的塑料棒接触验电器金属小球（如图所示），验电器的金属箔片张开，这是因为箔片带 （同/异）种电荷相互排斥，摩擦起电的实质是 在物质间转移。
3．（2分）如图所示，是熊老师制作的简易教具，螺丝尖与电池正极相连，下部紧贴在者一柱形强磁体上，当一根导线分别与电池负极及强磁体相碰时，螺丝将发生高速旋转，据此，我们可以判断螺丝是由 材料制作，运动时此螺丝将 能转化为机械能
4．（2分）如图是某太阳能热水器，向其中注入35kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃，这段时间该热水器中的水吸收的热量Q＝ J；若用煤燃烧来提供如此多的热量，需完全燃烧 千克煤。[C水＝4.2×103J/（kg•℃），煤的热值为3.5×107J/kg]。
5．（3分）如图所示装置是用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟 的关系。若通过甲容器内电阻的电流为1A，通电3min甲容器内电阻产生的热量为 J；若将乙容器外的电阻放入乙容器内，该装置可用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟 的关系。
6．（2分）如图甲所示，电源电压为6V恒定不变，滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中，R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙，则R1＝ Ω；该电路的最大功率为 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-个选项符合题目要求，第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
7．（2分）描述二十四节气的诗句中蕴含着丰富的物理知识，以下说法正确的是（ ）
A．立春：“大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过做功的方式实现的
B．清明：“清明时节雨纷纷”，雨的形成是凝固现象
C．秋分：“丹桂小菊万径香”，桂花飘香说明分子在永不停息地做无规则运动
D．霜降：“一朝秋暮露成霜”，霜的形成需要吸热
8．（2分）下列选项中符合安全用电常识的是（ ）
A．把洗衣机的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用
B．在手机充电过程中接打电话
C．在更换台灯灯泡前应先切断电源
D．当空气开关自动断开后，不做任何检查就立即闭合开关
9．（2分）如图分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（ ）
A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B．小英家上个月消耗的电能为1011kW•h
C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2kW•h
D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗电能越快
10．（2分）如图是汽油机的某个冲程，下列说法错误的是（ ）
A．电火花塞点火是把电能转化为内能
B．活塞向下加速运动，是因为有气体对活塞做功
C．这个冲程的能量转化与烧水时水蒸气把壶盖顶起来相同
D．柴油机做功冲程不用点火是因为柴油不需要燃烧就可以放出热量
11．（2分）两位同学在做“用电流表测量电流”的分组实验中，闭合开关前，他们的电流表指针均指在零刻度处。当闭合开关试触时，发现电表指针摆动分别出现了如图甲、乙所示的两种情况。分析在电流表的使用上，分别存在的问题是（ ）
A．甲表+、﹣接线柱接反了，乙表选接的量程小了
B．甲表选接的量程小了，乙表+、﹣接线柱接反了
C．甲表+、﹣接线柱接反了，乙表短路了
D．甲表断路了，乙表短路了
12．（2分）如图是电阻甲和乙的I﹣U图象，小明对图象信息作出的判断，正确的是（ ）
A．当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.3A
B．当乙两端电压为2.5V，其电阻值为10Ω
C．若甲和乙并联，电压为1V，则干路电流为0.4A
D．将甲和乙串联，电流为0.4A，则它们两端的电压为3V
13．（2分）自动报警装置给我们的生活带来广泛的应用。如图是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝，金属丝下端所指示的温度为90℃。下列说法错误的是（ ）
A．报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中
B．温度达到90℃时，报警器中的绿灯亮同时铃响
C．报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质
D．报警器利用了电磁铁通电有磁性、断电磁性消失的特点
（多选）14．（2分）在某一温度下，连接在电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。由图中信息可知（ ）
A．A导体的电阻小于B导体的电阻
B．当导体A、B并联时，通过它们的电流之比是1：2
C．当导体A、B串联时，它们相同时间内的电功之比是1：2
D．A导体两端电压为3V时，A导体的电功率为0.9W
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）根据图中通电螺线管的南北极，标出小磁针的N极和电源的“+”极。
16．（2分）图甲是某宾馆床头柜上的开关示意图，图乙是其控制的电路，其中S1为旋转开关，单独控制台灯的通断和亮度，S2为单独控制电视插座的开关，请在图乙中将电路图连接完整，要求符合安全用电原则
四、实验探究题（本题共3小题，第17题6分，第18题5分，第19题7分，共18分}
17．（6分）如图甲是小东探究“不同物质吸热规律”的实验装置：
（1）两个相同的烧杯中装有 相同且初温相同的水和煤油，用相同的酒精灯对它们加热。
（2）根据实验数据，小东作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象（见图乙）。由图乙可知，杯中的水和煤油，升高相同的温度时，吸收的热量 （填“相同”或“不相同”），计算出煤油的比热容是 J/（kg•℃）。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
18．（5分）小明利用如图所示的电路“探究电流与电阻电压的关系”。
（1）实验时，在探究通过导体的电流与电阻的关系时，滑动变阻器的作用是 。（从下列的选项中选择相应的字母填入）
A.改变电路中的电流
B.改变电阻两端的电压
C.控制电阻两端的电压一定
D.保护电路
（2）小明将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片，记录对应的一组实验数据如表1所示，此过程小明实际探究的是电流跟 的关系，用到的研究方法是 。
表1
次数
U1/V
I/A
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
2.0
0.40
（3）小明继续探究，得到的另一组实验数据如表2所示。分析表2中的数据，你能得出的结论是 。
表2
次数
R1/Ω
I/A
1
5.0
0.60
2
10.0
0.30
3
15.0
0.20
19．（7分）有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5A”的字样，小强为了测量该小灯泡的额定功率，进行了如下实验：
（1）他连接了如图甲所示的电路，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表的示数始终为零，电压表的示数接近3V保持不变，为了排除故障，接下来的操作合理的是 （选填字母）；
A．拧紧开关两端的接线柱 B．拧紧小灯泡和它两端的接线柱
（2）他测量小灯泡额定功率的实验原理是 （填公式），图甲中 （填仪器名称）的量程选择不合理；
（3）排除故障后，正确连接电路，使小灯泡正常发光，电压表示数如图乙所示为 V，小灯泡的额定功率为 W；
（4）小强对实验进行了拓展，利用如图丙所示的电路，测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率，请完成实验步骤：
①闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为 ；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0；
③则小灯泡的额定功率表达式P额＝ （用字母表示）。
五、综合应用题（本题共2小题，第20题8分，第21题10分，共18分）
20．（8分）冬天喝牛奶前人们常常将其放在热水中待一会儿，如图甲所示。陈娜同学想根据这一现象测牛奶的比热容，她将质量为250g的牛奶放入75g的热水中，同时用两支温度计测出牛奶和水的温度的变化将实验数据描在坐标纸上，用平滑的曲线将这些点连接起来得到如图乙所示的两条图线。求：[忽略热量的损失、盛牛奶和水的器皿吸放热的影响，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（1）牛奶的比热容；
（2）若用热值为3.0×107J/kg的酒精对牛奶加热，使其升高相同的温度，需要酒精的质量。
21．（10分）如图所示，电源电压为12V，且保持不变，定值电阻R1为24Ω，小灯泡上标有“6V 3W”字样，灯丝电阻不随温度改变。
（1）求灯泡的电阻。
（2）求当S、S1、S2都闭合时，R1的电功率。
（3）当只闭合S，断开S1，S2，滑动变阻器滑片P移至中点时，小灯泡恰好正常发光，求滑动变阻器的最大阻值。
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）在北京航天飞行控制中心的控制下，火星探测器“天问一号”已于2021年5月15日7时18分成功着陆于乌托邦平原南部，控制中心是利用 电磁波 向探测器传递指令的；四片太阳能电池板为探测器提供电能，太阳能属于 可再生 能源（选填“可再生”或“不可再生”）。
【分析】（1）电磁波的传播不需要介质，卫星都是通过电磁波与地面建立联系的；
（2）由可再生能源与不可再生能源的分类要求来看，可以从自然界源源不断地得到的能源为可再生能源；一旦消耗短时间内很难再生的能源为不可再生能源。
【解答】解：（1）电磁波的传播不需要介质，控制中心是利用电磁波向探测器传递修正指令的；
（2）太阳能可从自然界源源不断地获得，属可再生能源。
故答案为：电磁波；可再生。
【点评】本题考查了电磁波的传播和能源的分类，属于对基础知识的考查。
2．（3分）用塑料棒摩擦毛衣，塑料棒能够吸引纸屑，说明带电体具有 吸引轻小物体 的性质，如果用摩擦过的塑料棒接触验电器金属小球（如图所示），验电器的金属箔片张开，这是因为箔片带 同 （同/异）种电荷相互排斥，摩擦起电的实质是 电子 在物质间转移。
【分析】（1）毛衣摩擦过的塑料棒带了电荷，而带电体具有吸引轻小物体的性质。
（2）根据验电器的金属箔片是否张开角度来确定物体是否带电。其之所以张开角度，就是由于两个箔片带了同种电荷，同种电荷相互排斥的造成的。
（3）摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，并没有创造电荷。
【解答】解：
用毛衣摩擦过的塑料棒带了电荷，由于带电体能够吸引轻小物体，所以当其靠近碎纸屑时，碎纸屑会被吸引过来。
当验电器与带电的塑料棒接触后，验电器的金属箔片上都带了同种电荷，由于同种电荷相互排斥，所以两个金属箔片会张开角度。
摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即摩擦起电的实质是电子在物质间转移。
故答案为：吸引轻小物体；同；电子。
【点评】摩擦起电不是创造了电，而是电的转移，相互摩擦的两种物质，一种物质失去了多少电子，另一种物质一定得到了多少电子，两种物质所带的电荷多少是相同的，电性是相反的。
3．（2分）如图所示，是熊老师制作的简易教具，螺丝尖与电池正极相连，下部紧贴在者一柱形强磁体上，当一根导线分别与电池负极及强磁体相碰时，螺丝将发生高速旋转，据此，我们可以判断螺丝是由 导体 材料制作，运动时此螺丝将 电 能转化为机械能
【分析】通电导体在磁场中受到力的作用，所受力的方向跟导体中的电流方向和磁场方向有关，将电能转化为机械能。
【解答】解：由题意知当电路中有电流时，螺丝会在柱形强磁体上高速旋转，因此此装置是利用通电导体在磁场中受力而转动，螺丝是导体材料制成的，运动时将电能转化为机械能。
故答案为：导体；电。
【点评】该题考查了通电导体在磁场中受到力的作用，且其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。
4．（2分）如图是某太阳能热水器，向其中注入35kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃，这段时间该热水器中的水吸收的热量Q＝ 5.88×106 J；若用煤燃烧来提供如此多的热量，需完全燃烧 0.168 千克煤。[C水＝4.2×103J/（kg•℃），煤的热值为3.5×107J/kg]。
【分析】利用公式Q＝cm△t可计算水吸收热量的多少；利用公式Q＝mq可计算需要燃烧天然气的质量。
【解答】解：
水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（Kg•℃）×35kg×（50℃﹣10℃）＝5.88×106J；
相当于完全燃烧煤的质量：m＝＝＝＝0.168kg。
故答案为：5.88×106；0.168。
【点评】（1）此题中热量的计算公式Q＝cm△t和Q＝mq是解题中用到的主要知识，是我们应该熟练运用的。
（2）注意△t的含义是温度升高（或降低）了多少。
5．（3分）如图所示装置是用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟 电流 的关系。若通过甲容器内电阻的电流为1A，通电3min甲容器内电阻产生的热量为 900 J；若将乙容器外的电阻放入乙容器内，该装置可用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟 电阻 的关系。
【分析】（1）电流通过导体产生热量的多少与电流大小、电阻和通电时间都有关系。研究某一物理量对热量的影响时，需要控制另外两个物理量；
（2）已知电阻阻值、通过的电流和通电时间，利用焦耳定律求产生的热量。
【解答】解：
（1）由图知，右侧电阻丝与容器外电阻并联后再与左侧电阻丝串联，左电流大小等于右侧电阻丝与容器外电阻的电流之和，即通过左侧容器内电阻的电流是通过右侧容器内电阻的电流的2倍；所以是探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟电流的关系。
若将容器外的电阻也放入右侧容器中，通过两容器内电阻的电流相同，定值电阻的阻值不同，实验装置探究电流产生热量与电阻的关系。
（2）通电3min，电流通过甲电阻产生的热量：
Q2＝I2R2t＝（1A）2×5Ω×3×60s＝900J；
故答案为：电流；900；电阻。
【点评】本题考查了电流产生热量的影响因素及焦耳定律的应用，属于中考常见题型，要熟练掌握。
6．（2分）如图甲所示，电源电压为6V恒定不变，滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中，R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙，则R1＝ 6 Ω；该电路的最大功率为 3.6 W。
【分析】由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由图象读出滑动变阻器的电功率和电压值，根据P＝UI求出电路中的电流；根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压，并求出R1的阻值和电源电压；
（2）当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，只有R1连入电路，电路中的电阻最小，利用P＝求出电路消耗的最大电功率。
【解答】解：（1）由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器消耗的功率为0.8W时，其两端电压为2V，
由P＝UI可得，此时电路中的电流为：I1＝＝＝0.4A，
由I＝及串联电路的电压规律可得，电源的电压：U＝I1R1+U1＝0.4A×R1+2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；
当滑动变阻器消耗的功率为0.5W时，其两端电压为5V，
由P＝UI可得，此时电路中的电流为：I2＝＝＝0.1A，
由I＝及串联电路的电压规律可得，电源的电压：U＝I2R1+U2＝0.1A×R1+5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
由于电源电压不变，则：0.4A×R1+2V＝0.1A×R1+5V，
解得：R1＝10Ω；
电源电压为：U＝I1R1+U1＝0.4A×10Ω+2V＝6V；
（2）当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路为R1的简单电路，电路中的电阻最小，
由P＝可知，电路消耗的电功率最大，
该电路消耗的最大电功率为：P大＝＝＝3.6W。
故答案为：6；3.6。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键。
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-个选项符合题目要求，第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
7．（2分）描述二十四节气的诗句中蕴含着丰富的物理知识，以下说法正确的是（ ）
A．立春：“大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过做功的方式实现的
B．清明：“清明时节雨纷纷”，雨的形成是凝固现象
C．秋分：“丹桂小菊万径香”，桂花飘香说明分子在永不停息地做无规则运动
D．霜降：“一朝秋暮露成霜”，霜的形成需要吸热
【分析】（1）改变内能的方法有：做功和热传递；
（2）物质由气态直接变为固态叫凝华，物质由固态直接变为气态叫升华；由气态变为液态叫液化，由液态变为气态叫汽化；由固态变为液态叫熔化，由液态变为固态叫凝固；
（3）构成物质的分子总在不停地做无规则运动；
（4）六种物态变化过程中，都伴随着吸热或放热；其中放出热量的物态变化有：凝固、液化、凝华；吸热的有：熔化、汽化、升华。
【解答】解：A、大地内能的增加是太阳通过热传递的方式实现，故A错误；
B、雨的形成是水蒸气液化为小水滴，故B错误；
C、“丹桂小菊万径香”，是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故C正确；
D、霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶，凝华放热，故D错误。
故选：C。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化，关键要看清物态变化前后，物质各处于什么状态；另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。另外明确生活中的扩散现象是由于分子无规则运动的结果；理解改变内能的两个方法。
8．（2分）下列选项中符合安全用电常识的是（ ）
A．把洗衣机的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用
B．在手机充电过程中接打电话
C．在更换台灯灯泡前应先切断电源
D．当空气开关自动断开后，不做任何检查就立即闭合开关
【分析】（1）用电器的三脚插头能防止金属外壳漏电而触电，不能用两脚插头代替；
（2）手机在进行充电时上网或通话，此时的辐射非常大，会对人体造成损伤；
（3）维修电器时，应先断开开关；
（4）家中空气开关跳闸断开后应该排除故障后再将其闭合。
【解答】解：A、把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用，这样当金属外壳漏电时，不能将电及时导向大地，易引发触电，故A错误；
B、在手机充电过程中不能接打电话，以避免因辐射对人体造成的伤害，故B错误；
C、在未断开电源开关的情况下更换灯泡容易发生触电事故，故C正确；
D、家中空气开关跳闸断开后，应该排除故障后再将其闭合；故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识，要求我们牢记安全用电常识，并在生活中加以运用，有一定的现实意义。
9．（2分）如图分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（ ）
A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B．小英家上个月消耗的电能为1011kW•h
C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2kW•h
D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗电能越快
【分析】（1）根据10（40）A的含义判断；
（2）电能表读数时，最后一位是小数，单位kW•h；
（3）电能表指示灯闪烁的次数反映了电路消耗电能的多少；
（4）1600imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，据此求出指示灯闪烁320次消耗的电能。
【解答】解：
A、由图知电能表允许通过的最大电流为40A，因此小英家干路中的电流不得超过40A，故A错误；
B、小英家上月消耗的电能为：5647.8kW•h﹣5546.7kW•h＝101.1kW•h，故B错误；
C、指示灯闪烁320次消耗的电能：W＝kW•h＝0.2kW•h，故C正确；
D、1600imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，电能表上指示灯闪烁的次数越多，则电路中消耗的电能越多，但不是越快，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查对电能表参数的理解，关键是要明白各参数的物理意义，还要能读出电能表的示数和计算出当月消耗的电能。
10．（2分）如图是汽油机的某个冲程，下列说法错误的是（ ）
A．电火花塞点火是把电能转化为内能
B．活塞向下加速运动，是因为有气体对活塞做功
C．这个冲程的能量转化与烧水时水蒸气把壶盖顶起来相同
D．柴油机做功冲程不用点火是因为柴油不需要燃烧就可以放出热量
【分析】（1）用电器工作时会消耗电能；
（2）气体推动活塞运动，对活塞做功；
（3）在做功冲程中，内能转化为机械能；
（4）根据柴油机和汽油机的区别分析。
【解答】解：由图可知，两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程；
A、电火花塞点火是把电能转化为内能，故A正确；
B、做功冲程中，气体推动活塞向下加速运动，对活塞做功，故B正确；
C、烧水时水蒸气把壶盖顶起来，是内能转化为机械能，做功冲程中能量的转化是内能转化为机械能，故C正确；
D、柴油机的点火方式是压燃式，柴油需要燃烧才可以放出热量，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查了内燃机的工作过程，属于基础题。
11．（2分）两位同学在做“用电流表测量电流”的分组实验中，闭合开关前，他们的电流表指针均指在零刻度处。当闭合开关试触时，发现电表指针摆动分别出现了如图甲、乙所示的两种情况。分析在电流表的使用上，分别存在的问题是（ ）
A．甲表+、﹣接线柱接反了，乙表选接的量程小了
B．甲表选接的量程小了，乙表+、﹣接线柱接反了
C．甲表+、﹣接线柱接反了，乙表短路了
D．甲表断路了，乙表短路了
【分析】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“﹣”极接线柱流出电表；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。
【解答】解：（1）甲图中的指针反转，说明出现的问题是：正负接线柱接反了；
（2）乙图中的指针偏转角度太大，说明出现的问题是：量程太小了。
故选：A。
【点评】本题考查了学生分析判断电路故障的能力、对电流表的指针偏转情况作出相应的判断的能力，属于考查基本能力的题目。
12．（2分）如图是电阻甲和乙的I﹣U图象，小明对图象信息作出的判断，正确的是（ ）
A．当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.3A
B．当乙两端电压为2.5V，其电阻值为10Ω
C．若甲和乙并联，电压为1V，则干路电流为0.4A
D．将甲和乙串联，电流为0.4A，则它们两端的电压为3V
【分析】（1）根据图象读出甲两端电压为0.5V时通过的电流；
（2）根据图象读出乙两端电压为2.5V时通过的电流，根据欧姆定律求出其电阻值；
（3）将甲和乙并联，它们两端的电压相等，根据图象读出通过两电阻的电流，根据并联电路的电流特点求出干路的电流；
（4）将甲和乙串联，通过两电阻的电流相等，根据图象读出两电阻两端的电压，根据串联电路的电压特点求出它们两端的电压。
【解答】解：
A．由图象可知，当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.1A，故A错误；
B．由图象可知，当乙两端电压为2.5V时，通过的电流为0.5A，
由I＝可得，乙的阻值R乙＝＝＝5Ω，故B错误；
C．若甲和乙并联，若电压为1V，则它们两端的电压均为1V，
由图象可知此时I甲′＝0.2A、I乙′＝0.4A，
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，干路电流：
I＝I甲′+I乙′＝0.2A+0.4A＝0.6A，故C错误；
D．将甲和乙串联，电流为0.4A，则通过两电阻的电流均为0.4A，
由图象可知此时U甲′＝2V、U乙′＝1V，
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，它们两端的电压：
U＝U甲′+U乙′＝2V+1V＝3V，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用，从图象中获取有用的信息是关键。
13．（2分）自动报警装置给我们的生活带来广泛的应用。如图是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝，金属丝下端所指示的温度为90℃。下列说法错误的是（ ）
A．报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中
B．温度达到90℃时，报警器中的绿灯亮同时铃响
C．报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质
D．报警器利用了电磁铁通电有磁性、断电磁性消失的特点
【分析】温度自动报警器的原理：
当温度未升高到90℃时，水银和金属丝没有接通，控制电路是断开的，在弹簧作用下，动触头和灯的电路接通，灯发光，电铃不响。
当温度升高到90℃时，水银和金属丝接通，由于水银和金属丝都是导体，所以控制电路接通，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，动触头和电铃的电路接通，电铃响，灯不亮。
【解答】解：A、报警器的电磁铁和水银温度计依次连接在控制电路中，两者是串联的，故A正确；
BCD、当温度升高到90℃时，水银和金属丝接通，由于水银和金属丝都是导体，所以控制电路接通，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，动触头和电铃的电路接通，电铃响，灯不亮，报警器是利用了水银导电、水银热胀冷缩的性质、电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性等特点，故BD正确，B错误。
故选：B。
【点评】本题考查了液体温度计的工作原理、导体、电磁铁磁性有无等，是一道比较简单的综合性习题。
（多选）14．（2分）在某一温度下，连接在电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。由图中信息可知（ ）
A．A导体的电阻小于B导体的电阻
B．当导体A、B并联时，通过它们的电流之比是1：2
C．当导体A、B串联时，它们相同时间内的电功之比是1：2
D．A导体两端电压为3V时，A导体的电功率为0.9W
【分析】（1）从图象中读出任意一组元件A和B对应的电压、电流值，根据欧姆定律求出两电阻的阻值，进一步求出两电阻的阻值之比；
（2）根据电阻的并联和欧姆定律求出两电阻并联时通过的电流之比；
（3）根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出两电阻串联时的电功之比；
（4）从图象中读出任意A导体两端电压为3V时对应的电流值，利用P＝UI即可求出电功率。
【解答】解：A、由图象可知，当U＝3V时，IA＝0.6A，IB＝0.3A，
由I＝可得，两电阻的阻值分别为：
RA＝＝＝5Ω，RB＝＝＝10Ω，
所以，RA＜RB，故A正确；
B、由于并联电路中各支路两端的电压相等，则两电阻并联时，通过它们的电流之比：
＝＝＝，故B错误；
C、由于串联电路中各处的电流相等，则两电阻串联时，它们相同时间内的电功之比＝＝＝＝，故C正确；
D、A导体两端电压为3V时，A导体的电功率为PA＝UIA＝3V×0.6A＝1.8W，故D错误。
故选：AC。
【点评】本题考查了串联电路的电流特点和并联电路的电压特点以及欧姆定律的应用，能从数据中归纳分析出有用的信息是解决此类题目的关键。
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）根据图中通电螺线管的南北极，标出小磁针的N极和电源的“+”极。
【分析】①利用螺线管的N、S极，结合磁极间作用规律，确定小磁针的N、S极；
②利用螺线管的N、S极，和线圈绕向，根据右手螺旋定则可以确定线圈中电流方向，进一步确定电源的正负极。
【解答】解：
（1）螺线管的下端为N极，根据磁极间作用规律可知，靠近螺线管下端的小磁针的下端为S极，上端为N极；
（2）利用螺线管线圈的绕向和N、S极，结合右手螺旋定则可以确定线圈中电流的方向是从螺线管的上端流入，下端流出，从而可以确定电源的上端为正极，下端为负极。答案如图所示。
【点评】关于右手螺旋定则，涉及三个方向：磁场方向、线圈绕向、电流方向，告诉其中的两个让确定第三个。如此题：告诉了磁场方向和绕向，确定电流方向。
16．（2分）图甲是某宾馆床头柜上的开关示意图，图乙是其控制的电路，其中S1为旋转开关，单独控制台灯的通断和亮度，S2为单独控制电视插座的开关，请在图乙中将电路图连接完整，要求符合安全用电原则
【分析】（1）灯泡的接法：火线首先过开关，再接入灯泡，零线直接接入灯泡；
（2）S2为单独控制电视插座的开关，则S2应与电视插座串联。
【解答】解：（1）火线先进开关，然后接入灯泡；而零线直接接入灯泡；
（2）开关S2应与插座串联，开关接在火线和电视插座之间。电路图如下图所示。
【点评】掌握灯泡、开关、插座的接法，掌握安全用电的原则。注意作图要规范。
四、实验探究题（本题共3小题，第17题6分，第18题5分，第19题7分，共18分}
17．（6分）如图甲是小东探究“不同物质吸热规律”的实验装置：
（1）两个相同的烧杯中装有 质量 相同且初温相同的水和煤油，用相同的酒精灯对它们加热。
（2）根据实验数据，小东作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象（见图乙）。由图乙可知，杯中的水和煤油，升高相同的温度时，吸收的热量 不相同 （填“相同”或“不相同”），计算出煤油的比热容是 2.1×103 J/（kg•℃）。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【分析】（1）要探究“不同物质吸热规律”，需要控制物体的质量和热源相同，所以实验时还要使物体的初温相同，比较温度的变化；
（2）由图乙知，升高相同的温度，水用的时间是煤油的2倍，即水吸收的热量是煤油的2倍，根据c＝在质量、升温相同的情况下，比热容与Q成正比，求出煤油的比热容。
【解答】解：
（1）要探究“不同物质吸热规律”，需要控制物质的质量和热源相同，所以要使水和煤油质量和初温相同，用相同的酒精灯对它们加热；
（2）由图乙知，升高相同的温度，水用的时间是煤油的2倍，即水吸收的热量是煤油的2倍，
根据c＝可知，在质量、升温相同的情况下，比热容与Q成正比，
故煤油的比热容：c煤油＝c水＝×4.2×103J/（kg•℃）＝2.1×103J/（kg•℃）。
故答案为：（1）质量；（2）不相同；2.1×103。
【点评】此题通过探究物质的比热容实验和影响物体吸热多少的因素实验考查了学生对控制变量法的应用和根据数据得出结论的能力。
18．（5分）小明利用如图所示的电路“探究电流与电阻电压的关系”。
（1）实验时，在探究通过导体的电流与电阻的关系时，滑动变阻器的作用是 C、D 。（从下列的选项中选择相应的字母填入）
A.改变电路中的电流
B.改变电阻两端的电压
C.控制电阻两端的电压一定
D.保护电路
（2）小明将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片，记录对应的一组实验数据如表1所示，此过程小明实际探究的是电流跟 电压 的关系，用到的研究方法是 控制变量法 。
表1
次数
U1/V
I/A
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
2.0
0.40
（3）小明继续探究，得到的另一组实验数据如表2所示。分析表2中的数据，你能得出的结论是 当导体两端的电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比 。
表2
次数
R1/Ω
I/A
1
5.0
0.60
2
10.0
0.30
3
15.0
0.20
【分析】（1）滑动变阻器的基本作用是保护电路；电流与电阻和电压有关，根据控制变量法，研究电流与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变；
（2）根据控制变量法分析；
（2）根据如上表2所示的数据求出电阻的电压分析回答。
【解答】解：（1）变阻器的基本作用是保护电路，在探究通过导体的电流跟电阻的关系时，要控制电阻的电压一定，故滑动变阻器的作用是 C、D；
（2）小明将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片，记录对应的一组实验数据如上表1所示，控制电阻的大小不变，此过程小明实际探究的是电流跟电压的关系，用到的研究方法是控制变量法；
（3）根据如上表2所示的数据知：U＝IR＝0.60A×5.0Ω＝﹣﹣﹣﹣0.20A×15Ω＝3V，故能得出的结论是：当导体两端的电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
故答案为：（1）C、D；（2）电压；控制变量法；（3）当导体两端的电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
【点评】本题探究电流跟电阻、电压的关系，考查变阻器的作用、控制变量法、数据分析等知识。
19．（7分）有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5A”的字样，小强为了测量该小灯泡的额定功率，进行了如下实验：
（1）他连接了如图甲所示的电路，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表的示数始终为零，电压表的示数接近3V保持不变，为了排除故障，接下来的操作合理的是 B （选填字母）；
A．拧紧开关两端的接线柱 B．拧紧小灯泡和它两端的接线柱
（2）他测量小灯泡额定功率的实验原理是 P＝UI （填公式），图甲中 电流表 （填仪器名称）的量程选择不合理；
（3）排除故障后，正确连接电路，使小灯泡正常发光，电压表示数如图乙所示为 2.4 V，小灯泡的额定功率为 1.2 W；
（4）小强对实验进行了拓展，利用如图丙所示的电路，测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率，请完成实验步骤：
①闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为 I1 ；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0；
③则小灯泡的额定功率表达式P额＝ I12R0 （用字母表示）。
【分析】（1）若电流表示数为0，灯不亮，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，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，则与电压表并联的部分断路了；
（2）测量小灯泡额定功率的实验原理是：P＝UI，根据灯的额定电流为0.5A，电流表应选用小量程；
（3）根据电压表选用小量程确定分度值读数，根据P＝UI求出小灯泡的额定功率；
（4）已知灯的额定电流，根据P＝I2R，测量出灯正常发光的电阻的关键：
先将灯与变阻器串联，通过移动变阻器的滑片，使电流表示数为I1，灯正常发光；
根据开关的转换（控制变阻器的滑片位置不变），使电阻箱与变阻器串联，保持电流表示数不变，由等效代法可知电阻箱的示数即为灯正常发光时的电阻，从而得出灯的额定功率。
【解答】解：（1）他连接了如图甲所示的电路，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表的示数始终为零，电路可能断路，电压表的示数接近3V保持不变，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的部分断路了，为了排除故障，接下来的操作合理的是拧紧小灯泡和它两端的接线柱，选B；
（2）他测量小灯泡额定功率的实验原理是：P＝UI，灯的额定电流为0.5A，故电流表选用小量程，故图甲中电流表的量程选择不合理；
（3）排除故障后，正确连接电路，使小灯泡正常发光，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.4V，小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.4V×0.5A＝1.2 W；
（4）小强对实验进行了拓展，利用如图丙所示的电路，测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率，请完成实验步骤：
①闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0；
③在①中，灯与变阻器串联，电流表测电路的电流，电流表示数为I1，故灯正常发光；
在②中，电阻箱与变阻器串联，电流表示数仍为I1，由等效代法，电阻箱的示数R0；即为灯正常发光时的电阻，则小灯泡的额定功率表达式P额＝I12R0。
故答案为：（1）B；（2）P＝UI；电流表；（3）2.4；1.2；（4）I1；I12R0。
【点评】本题测量该小灯泡的额定功率，考查故障分析、实验原理、电流表连接、电压表读数、功率计算及设计方案测额定功率的能力和等效替代法的运用。
五、综合应用题（本题共2小题，第20题8分，第21题10分，共18分）
20．（8分）冬天喝牛奶前人们常常将其放在热水中待一会儿，如图甲所示。陈娜同学想根据这一现象测牛奶的比热容，她将质量为250g的牛奶放入75g的热水中，同时用两支温度计测出牛奶和水的温度的变化将实验数据描在坐标纸上，用平滑的曲线将这些点连接起来得到如图乙所示的两条图线。求：[忽略热量的损失、盛牛奶和水的器皿吸放热的影响，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（1）牛奶的比热容；
（2）若用热值为3.0×107J/kg的酒精对牛奶加热，使其升高相同的温度，需要酒精的质量。
【分析】（1）根据题意以及图乙可知水的质量、比热容、初温和末温，利用Q放＝cm（t1﹣t）求出水放出的热量；不计热量损失，牛奶吸收的热量等于水放出的热量；利用Q吸＝cm（t﹣t2）求出牛奶的比热容；
（2）不计热量损失，酒精完全燃烧放出的热量等于牛奶吸收的热量，利用Q放＝mq求出完全燃烧酒精的质量。
【解答】解：（1）水的质量m水＝75g＝0.075kg，由图乙可知，水的初温t1＝80℃，水的末温t＝40℃，
水放出的热量：Q放＝c水m水（t1﹣t）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.075kg×（80℃﹣40℃）＝1.26×104J，
不计热量损失，牛奶吸收的热量：Q吸＝Q放＝1.26×104J，牛奶的质量m牛奶＝250g＝0.25kg，
由图乙可知，牛奶的初温t2＝20℃，末温t＝40℃，
由Q吸＝cm（t﹣t2）可知，牛奶的比热容：c牛奶＝＝＝2.52×103J/（kg•℃）；
（2）不计热量损失，酒精完全燃烧放出的热量Q放′＝Q吸＝1.26×104J，
由Q放＝mq可知，完全燃烧酒精的质量：m酒精＝＝＝4.2×10﹣4kg。
答：（1）牛奶的比热容为2.52×103J/（kg•℃）；
（2）若用热值为3.0×107J/kg的酒精对牛奶加热，使其升高相同的温度，需要酒精的质量为4.2×10﹣4kg。
【点评】本题考查热量的计算和热平衡方程的应用，能从图乙中获取相关信息是解题的关键。
21．（10分）如图所示，电源电压为12V，且保持不变，定值电阻R1为24Ω，小灯泡上标有“6V 3W”字样，灯丝电阻不随温度改变。
（1）求灯泡的电阻。
（2）求当S、S1、S2都闭合时，R1的电功率。
（3）当只闭合S，断开S1，S2，滑动变阻器滑片P移至中点时，小灯泡恰好正常发光，求滑动变阻器的最大阻值。
【分析】（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P＝UI＝求出灯泡的电阻；
（2）当S、S1、S2都闭合时，R1与R2并联，根据并联电路的电压特点和P＝UI＝求出R1的电功率；
（3）只闭合S，断开S1，S2，滑动变阻器滑片P移至中点时，灯泡L与R2串联，根据串联电路的电流特点和欧姆定律结合小灯泡恰好正常发光求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻，然后求出滑动变阻器的最大阻值。
【解答】解：（1）由P＝UI＝可得，灯泡的电阻：
RL＝＝＝12Ω；
（2）当S、S1、S2都闭合时，R1与R2并联，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，R1的电功率P1＝＝＝6W；
（3）只闭合S，断开S1，S2，滑动变阻器滑片P移至中点时，灯泡L与R2串联，
因串联电路中各处的电流相等，且小灯泡恰好正常发光，
所以，电路中的电流I＝IL＝＝＝0.5A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压U2＝U﹣UL＝12V﹣6V＝6V，
则滑动变阻器接入电路中的电阻R2＝＝＝12Ω，
所以，滑动变阻器的最大阻值为24Ω。
答：（1）灯泡的电阻为12Ω；
（2）当S、S1、S2都闭合时，R1的电功率为6W。
（3）滑动变阻器的最大阻值为24Ω。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等。
河南省商丘市睢县2021-2022学年九年级上学期期末物理试卷（解析版）
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）在北京航天飞行控制中心的控制下，火星探测器“天问一号”已于2021年5月15日7时18分成功着陆于乌托邦平原南部，控制中心是利用 向探测器传递指令的；四片太阳能电池板为探测器提供电能，太阳能属于 能源（选填“可再生”或“不可再生”）。
2．（3分）用塑料棒摩擦毛衣，塑料棒能够吸引纸屑，说明带电体具有 的性质，如果用摩擦过的塑料棒接触验电器金属小球（如图所示），验电器的金属箔片张开，这是因为箔片带 （同/异）种电荷相互排斥，摩擦起电的实质是 在物质间转移。
3．（2分）如图所示，是熊老师制作的简易教具，螺丝尖与电池正极相连，下部紧贴在者一柱形强磁体上，当一根导线分别与电池负极及强磁体相碰时，螺丝将发生高速旋转，据此，我们可以判断螺丝是由 材料制作，运动时此螺丝将 能转化为机械能
4．（2分）如图是某太阳能热水器，向其中注入35kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃，这段时间该热水器中的水吸收的热量Q＝ J；若用煤燃烧来提供如此多的热量，需完全燃烧 千克煤。[C水＝4.2×103J/（kg•℃），煤的热值为3.5×107J/kg]。
5．（3分）如图所示装置是用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟 的关系。若通过甲容器内电阻的电流为1A，通电3min甲容器内电阻产生的热量为 J；若将乙容器外的电阻放入乙容器内，该装置可用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟 的关系。
6．（2分）如图甲所示，电源电压为6V恒定不变，滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中，R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙，则R1＝ Ω；该电路的最大功率为 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-个选项符合题目要求，第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
7．（2分）描述二十四节气的诗句中蕴含着丰富的物理知识，以下说法正确的是（ ）
A．立春：“大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过做功的方式实现的
B．清明：“清明时节雨纷纷”，雨的形成是凝固现象
C．秋分：“丹桂小菊万径香”，桂花飘香说明分子在永不停息地做无规则运动
D．霜降：“一朝秋暮露成霜”，霜的形成需要吸热
8．（2分）下列选项中符合安全用电常识的是（ ）
A．把洗衣机的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用
B．在手机充电过程中接打电话
C．在更换台灯灯泡前应先切断电源
D．当空气开关自动断开后，不做任何检查就立即闭合开关
9．（2分）如图分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（ ）
A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B．小英家上个月消耗的电能为1011kW•h
C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2kW•h
D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗电能越快
10．（2分）如图是汽油机的某个冲程，下列说法错误的是（ ）
A．电火花塞点火是把电能转化为内能
B．活塞向下加速运动，是因为有气体对活塞做功
C．这个冲程的能量转化与烧水时水蒸气把壶盖顶起来相同
D．柴油机做功冲程不用点火是因为柴油不需要燃烧就可以放出热量
11．（2分）两位同学在做“用电流表测量电流”的分组实验中，闭合开关前，他们的电流表指针均指在零刻度处。当闭合开关试触时，发现电表指针摆动分别出现了如图甲、乙所示的两种情况。分析在电流表的使用上，分别存在的问题是（ ）
A．甲表+、﹣接线柱接反了，乙表选接的量程小了
B．甲表选接的量程小了，乙表+、﹣接线柱接反了
C．甲表+、﹣接线柱接反了，乙表短路了
D．甲表断路了，乙表短路了
12．（2分）如图是电阻甲和乙的I﹣U图象，小明对图象信息作出的判断，正确的是（ ）
A．当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.3A
B．当乙两端电压为2.5V，其电阻值为10Ω
C．若甲和乙并联，电压为1V，则干路电流为0.4A
D．将甲和乙串联，电流为0.4A，则它们两端的电压为3V
13．（2分）自动报警装置给我们的生活带来广泛的应用。如图是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝，金属丝下端所指示的温度为90℃。下列说法错误的是（ ）
A．报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中
B．温度达到90℃时，报警器中的绿灯亮同时铃响
C．报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质
D．报警器利用了电磁铁通电有磁性、断电磁性消失的特点
（多选）14．（2分）在某一温度下，连接在电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。由图中信息可知（ ）
A．A导体的电阻小于B导体的电阻
B．当导体A、B并联时，通过它们的电流之比是1：2
C．当导体A、B串联时，它们相同时间内的电功之比是1：2
D．A导体两端电压为3V时，A导体的电功率为0.9W
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）根据图中通电螺线管的南北极，标出小磁针的N极和电源的“+”极。
16．（2分）图甲是某宾馆床头柜上的开关示意图，图乙是其控制的电路，其中S1为旋转开关，单独控制台灯的通断和亮度，S2为单独控制电视插座的开关，请在图乙中将电路图连接完整，要求符合安全用电原则
四、实验探究题（本题共3小题，第17题6分，第18题5分，第19题7分，共18分}
17．（6分）如图甲是小东探究“不同物质吸热规律”的实验装置：
（1）两个相同的烧杯中装有 相同且初温相同的水和煤油，用相同的酒精灯对它们加热。
（2）根据实验数据，小东作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象（见图乙）。由图乙可知，杯中的水和煤油，升高相同的温度时，吸收的热量 （填“相同”或“不相同”），计算出煤油的比热容是 J/（kg•℃）。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
18．（5分）小明利用如图所示的电路“探究电流与电阻电压的关系”。
（1）实验时，在探究通过导体的电流与电阻的关系时，滑动变阻器的作用是 。（从下列的选项中选择相应的字母填入）
A.改变电路中的电流
B.改变电阻两端的电压
C.控制电阻两端的电压一定
D.保护电路
（2）小明将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片，记录对应的一组实验数据如表1所示，此过程小明实际探究的是电流跟 的关系，用到的研究方法是 。
表1
次数
U1/V
I/A
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
2.0
0.40
（3）小明继续探究，得到的另一组实验数据如表2所示。分析表2中的数据，你能得出的结论是 。
表2
次数
R1/Ω
I/A
1
5.0
0.60
2
10.0
0.30
3
15.0
0.20
19．（7分）有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5A”的字样，小强为了测量该小灯泡的额定功率，进行了如下实验：
（1）他连接了如图甲所示的电路，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表的示数始终为零，电压表的示数接近3V保持不变，为了排除故障，接下来的操作合理的是 （选填字母）；
A．拧紧开关两端的接线柱 B．拧紧小灯泡和它两端的接线柱
（2）他测量小灯泡额定功率的实验原理是 （填公式），图甲中 （填仪器名称）的量程选择不合理；
（3）排除故障后，正确连接电路，使小灯泡正常发光，电压表示数如图乙所示为 V，小灯泡的额定功率为 W；
（4）小强对实验进行了拓展，利用如图丙所示的电路，测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率，请完成实验步骤：
①闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为 ；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0；
③则小灯泡的额定功率表达式P额＝ （用字母表示）。
五、综合应用题（本题共2小题，第20题8分，第21题10分，共18分）
20．（8分）冬天喝牛奶前人们常常将其放在热水中待一会儿，如图甲所示。陈娜同学想根据这一现象测牛奶的比热容，她将质量为250g的牛奶放入75g的热水中，同时用两支温度计测出牛奶和水的温度的变化将实验数据描在坐标纸上，用平滑的曲线将这些点连接起来得到如图乙所示的两条图线。求：[忽略热量的损失、盛牛奶和水的器皿吸放热的影响，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（1）牛奶的比热容；
（2）若用热值为3.0×107J/kg的酒精对牛奶加热，使其升高相同的温度，需要酒精的质量。
21．（10分）如图所示，电源电压为12V，且保持不变，定值电阻R1为24Ω，小灯泡上标有“6V 3W”字样，灯丝电阻不随温度改变。
（1）求灯泡的电阻。
（2）求当S、S1、S2都闭合时，R1的电功率。
（3）当只闭合S，断开S1，S2，滑动变阻器滑片P移至中点时，小灯泡恰好正常发光，求滑动变阻器的最大阻值。
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）在北京航天飞行控制中心的控制下，火星探测器“天问一号”已于2021年5月15日7时18分成功着陆于乌托邦平原南部，控制中心是利用 电磁波 向探测器传递指令的；四片太阳能电池板为探测器提供电能，太阳能属于 可再生 能源（选填“可再生”或“不可再生”）。
【分析】（1）电磁波的传播不需要介质，卫星都是通过电磁波与地面建立联系的；
（2）由可再生能源与不可再生能源的分类要求来看，可以从自然界源源不断地得到的能源为可再生能源；一旦消耗短时间内很难再生的能源为不可再生能源。
【解答】解：（1）电磁波的传播不需要介质，控制中心是利用电磁波向探测器传递修正指令的；
（2）太阳能可从自然界源源不断地获得，属可再生能源。
故答案为：电磁波；可再生。
【点评】本题考查了电磁波的传播和能源的分类，属于对基础知识的考查。
2．（3分）用塑料棒摩擦毛衣，塑料棒能够吸引纸屑，说明带电体具有 吸引轻小物体 的性质，如果用摩擦过的塑料棒接触验电器金属小球（如图所示），验电器的金属箔片张开，这是因为箔片带 同 （同/异）种电荷相互排斥，摩擦起电的实质是 电子 在物质间转移。
【分析】（1）毛衣摩擦过的塑料棒带了电荷，而带电体具有吸引轻小物体的性质。
（2）根据验电器的金属箔片是否张开角度来确定物体是否带电。其之所以张开角度，就是由于两个箔片带了同种电荷，同种电荷相互排斥的造成的。
（3）摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，并没有创造电荷。
【解答】解：
用毛衣摩擦过的塑料棒带了电荷，由于带电体能够吸引轻小物体，所以当其靠近碎纸屑时，碎纸屑会被吸引过来。
当验电器与带电的塑料棒接触后，验电器的金属箔片上都带了同种电荷，由于同种电荷相互排斥，所以两个金属箔片会张开角度。
摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即摩擦起电的实质是电子在物质间转移。
故答案为：吸引轻小物体；同；电子。
【点评】摩擦起电不是创造了电，而是电的转移，相互摩擦的两种物质，一种物质失去了多少电子，另一种物质一定得到了多少电子，两种物质所带的电荷多少是相同的，电性是相反的。
3．（2分）如图所示，是熊老师制作的简易教具，螺丝尖与电池正极相连，下部紧贴在者一柱形强磁体上，当一根导线分别与电池负极及强磁体相碰时，螺丝将发生高速旋转，据此，我们可以判断螺丝是由 导体 材料制作，运动时此螺丝将 电 能转化为机械能
【分析】通电导体在磁场中受到力的作用，所受力的方向跟导体中的电流方向和磁场方向有关，将电能转化为机械能。
【解答】解：由题意知当电路中有电流时，螺丝会在柱形强磁体上高速旋转，因此此装置是利用通电导体在磁场中受力而转动，螺丝是导体材料制成的，运动时将电能转化为机械能。
故答案为：导体；电。
【点评】该题考查了通电导体在磁场中受到力的作用，且其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。
4．（2分）如图是某太阳能热水器，向其中注入35kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃，这段时间该热水器中的水吸收的热量Q＝ 5.88×106 J；若用煤燃烧来提供如此多的热量，需完全燃烧 0.168 千克煤。[C水＝4.2×103J/（kg•℃），煤的热值为3.5×107J/kg]。
【分析】利用公式Q＝cm△t可计算水吸收热量的多少；利用公式Q＝mq可计算需要燃烧天然气的质量。
【解答】解：
水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（Kg•℃）×35kg×（50℃﹣10℃）＝5.88×106J；
相当于完全燃烧煤的质量：m＝＝＝＝0.168kg。
故答案为：5.88×106；0.168。
【点评】（1）此题中热量的计算公式Q＝cm△t和Q＝mq是解题中用到的主要知识，是我们应该熟练运用的。
（2）注意△t的含义是温度升高（或降低）了多少。
5．（3分）如图所示装置是用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟 电流 的关系。若通过甲容器内电阻的电流为1A，通电3min甲容器内电阻产生的热量为 900 J；若将乙容器外的电阻放入乙容器内，该装置可用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟 电阻 的关系。
【分析】（1）电流通过导体产生热量的多少与电流大小、电阻和通电时间都有关系。研究某一物理量对热量的影响时，需要控制另外两个物理量；
（2）已知电阻阻值、通过的电流和通电时间，利用焦耳定律求产生的热量。
【解答】解：
（1）由图知，右侧电阻丝与容器外电阻并联后再与左侧电阻丝串联，左电流大小等于右侧电阻丝与容器外电阻的电流之和，即通过左侧容器内电阻的电流是通过右侧容器内电阻的电流的2倍；所以是探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟电流的关系。
若将容器外的电阻也放入右侧容器中，通过两容器内电阻的电流相同，定值电阻的阻值不同，实验装置探究电流产生热量与电阻的关系。
（2）通电3min，电流通过甲电阻产生的热量：
Q2＝I2R2t＝（1A）2×5Ω×3×60s＝900J；
故答案为：电流；900；电阻。
【点评】本题考查了电流产生热量的影响因素及焦耳定律的应用，属于中考常见题型，要熟练掌握。
6．（2分）如图甲所示，电源电压为6V恒定不变，滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中，R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙，则R1＝ 6 Ω；该电路的最大功率为 3.6 W。
【分析】由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由图象读出滑动变阻器的电功率和电压值，根据P＝UI求出电路中的电流；根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压，并求出R1的阻值和电源电压；
（2）当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，只有R1连入电路，电路中的电阻最小，利用P＝求出电路消耗的最大电功率。
【解答】解：（1）由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器消耗的功率为0.8W时，其两端电压为2V，
由P＝UI可得，此时电路中的电流为：I1＝＝＝0.4A，
由I＝及串联电路的电压规律可得，电源的电压：U＝I1R1+U1＝0.4A×R1+2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；
当滑动变阻器消耗的功率为0.5W时，其两端电压为5V，
由P＝UI可得，此时电路中的电流为：I2＝＝＝0.1A，
由I＝及串联电路的电压规律可得，电源的电压：U＝I2R1+U2＝0.1A×R1+5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
由于电源电压不变，则：0.4A×R1+2V＝0.1A×R1+5V，
解得：R1＝10Ω；
电源电压为：U＝I1R1+U1＝0.4A×10Ω+2V＝6V；
（2）当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路为R1的简单电路，电路中的电阻最小，
由P＝可知，电路消耗的电功率最大，
该电路消耗的最大电功率为：P大＝＝＝3.6W。
故答案为：6；3.6。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键。
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-个选项符合题目要求，第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
7．（2分）描述二十四节气的诗句中蕴含着丰富的物理知识，以下说法正确的是（ ）
A．立春：“大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过做功的方式实现的
B．清明：“清明时节雨纷纷”，雨的形成是凝固现象
C．秋分：“丹桂小菊万径香”，桂花飘香说明分子在永不停息地做无规则运动
D．霜降：“一朝秋暮露成霜”，霜的形成需要吸热
【分析】（1）改变内能的方法有：做功和热传递；
（2）物质由气态直接变为固态叫凝华，物质由固态直接变为气态叫升华；由气态变为液态叫液化，由液态变为气态叫汽化；由固态变为液态叫熔化，由液态变为固态叫凝固；
（3）构成物质的分子总在不停地做无规则运动；
（4）六种物态变化过程中，都伴随着吸热或放热；其中放出热量的物态变化有：凝固、液化、凝华；吸热的有：熔化、汽化、升华。
【解答】解：A、大地内能的增加是太阳通过热传递的方式实现，故A错误；
B、雨的形成是水蒸气液化为小水滴，故B错误；
C、“丹桂小菊万径香”，是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故C正确；
D、霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶，凝华放热，故D错误。
故选：C。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化，关键要看清物态变化前后，物质各处于什么状态；另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。另外明确生活中的扩散现象是由于分子无规则运动的结果；理解改变内能的两个方法。
8．（2分）下列选项中符合安全用电常识的是（ ）
A．把洗衣机的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用
B．在手机充电过程中接打电话
C．在更换台灯灯泡前应先切断电源
D．当空气开关自动断开后，不做任何检查就立即闭合开关
【分析】（1）用电器的三脚插头能防止金属外壳漏电而触电，不能用两脚插头代替；
（2）手机在进行充电时上网或通话，此时的辐射非常大，会对人体造成损伤；
（3）维修电器时，应先断开开关；
（4）家中空气开关跳闸断开后应该排除故障后再将其闭合。
【解答】解：A、把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用，这样当金属外壳漏电时，不能将电及时导向大地，易引发触电，故A错误；
B、在手机充电过程中不能接打电话，以避免因辐射对人体造成的伤害，故B错误；
C、在未断开电源开关的情况下更换灯泡容易发生触电事故，故C正确；
D、家中空气开关跳闸断开后，应该排除故障后再将其闭合；故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识，要求我们牢记安全用电常识，并在生活中加以运用，有一定的现实意义。
9．（2分）如图分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（ ）
A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B．小英家上个月消耗的电能为1011kW•h
C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2kW•h
D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗电能越快
【分析】（1）根据10（40）A的含义判断；
（2）电能表读数时，最后一位是小数，单位kW•h；
（3）电能表指示灯闪烁的次数反映了电路消耗电能的多少；
（4）1600imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，据此求出指示灯闪烁320次消耗的电能。
【解答】解：
A、由图知电能表允许通过的最大电流为40A，因此小英家干路中的电流不得超过40A，故A错误；
B、小英家上月消耗的电能为：5647.8kW•h﹣5546.7kW•h＝101.1kW•h，故B错误；
C、指示灯闪烁320次消耗的电能：W＝kW•h＝0.2kW•h，故C正确；
D、1600imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，电能表上指示灯闪烁的次数越多，则电路中消耗的电能越多，但不是越快，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查对电能表参数的理解，关键是要明白各参数的物理意义，还要能读出电能表的示数和计算出当月消耗的电能。
10．（2分）如图是汽油机的某个冲程，下列说法错误的是（ ）
A．电火花塞点火是把电能转化为内能
B．活塞向下加速运动，是因为有气体对活塞做功
C．这个冲程的能量转化与烧水时水蒸气把壶盖顶起来相同
D．柴油机做功冲程不用点火是因为柴油不需要燃烧就可以放出热量
【分析】（1）用电器工作时会消耗电能；
（2）气体推动活塞运动，对活塞做功；
（3）在做功冲程中，内能转化为机械能；
（4）根据柴油机和汽油机的区别分析。
【解答】解：由图可知，两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程；
A、电火花塞点火是把电能转化为内能，故A正确；
B、做功冲程中，气体推动活塞向下加速运动，对活塞做功，故B正确；
C、烧水时水蒸气把壶盖顶起来，是内能转化为机械能，做功冲程中能量的转化是内能转化为机械能，故C正确；
D、柴油机的点火方式是压燃式，柴油需要燃烧才可以放出热量，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查了内燃机的工作过程，属于基础题。
11．（2分）两位同学在做“用电流表测量电流”的分组实验中，闭合开关前，他们的电流表指针均指在零刻度处。当闭合开关试触时，发现电表指针摆动分别出现了如图甲、乙所示的两种情况。分析在电流表的使用上，分别存在的问题是（ ）
A．甲表+、﹣接线柱接反了，乙表选接的量程小了
B．甲表选接的量程小了，乙表+、﹣接线柱接反了
C．甲表+、﹣接线柱接反了，乙表短路了
D．甲表断路了，乙表短路了
【分析】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“﹣”极接线柱流出电表；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。
【解答】解：（1）甲图中的指针反转，说明出现的问题是：正负接线柱接反了；
（2）乙图中的指针偏转角度太大，说明出现的问题是：量程太小了。
故选：A。
【点评】本题考查了学生分析判断电路故障的能力、对电流表的指针偏转情况作出相应的判断的能力，属于考查基本能力的题目。
12．（2分）如图是电阻甲和乙的I﹣U图象，小明对图象信息作出的判断，正确的是（ ）
A．当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.3A
B．当乙两端电压为2.5V，其电阻值为10Ω
C．若甲和乙并联，电压为1V，则干路电流为0.4A
D．将甲和乙串联，电流为0.4A，则它们两端的电压为3V
【分析】（1）根据图象读出甲两端电压为0.5V时通过的电流；
（2）根据图象读出乙两端电压为2.5V时通过的电流，根据欧姆定律求出其电阻值；
（3）将甲和乙并联，它们两端的电压相等，根据图象读出通过两电阻的电流，根据并联电路的电流特点求出干路的电流；
（4）将甲和乙串联，通过两电阻的电流相等，根据图象读出两电阻两端的电压，根据串联电路的电压特点求出它们两端的电压。
【解答】解：
A．由图象可知，当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.1A，故A错误；
B．由图象可知，当乙两端电压为2.5V时，通过的电流为0.5A，
由I＝可得，乙的阻值R乙＝＝＝5Ω，故B错误；
C．若甲和乙并联，若电压为1V，则它们两端的电压均为1V，
由图象可知此时I甲′＝0.2A、I乙′＝0.4A，
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，干路电流：
I＝I甲′+I乙′＝0.2A+0.4A＝0.6A，故C错误；
D．将甲和乙串联，电流为0.4A，则通过两电阻的电流均为0.4A，
由图象可知此时U甲′＝2V、U乙′＝1V，
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，它们两端的电压：
U＝U甲′+U乙′＝2V+1V＝3V，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用，从图象中获取有用的信息是关键。
13．（2分）自动报警装置给我们的生活带来广泛的应用。如图是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝，金属丝下端所指示的温度为90℃。下列说法错误的是（ ）
A．报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中
B．温度达到90℃时，报警器中的绿灯亮同时铃响
C．报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质
D．报警器利用了电磁铁通电有磁性、断电磁性消失的特点
【分析】温度自动报警器的原理：
当温度未升高到90℃时，水银和金属丝没有接通，控制电路是断开的，在弹簧作用下，动触头和灯的电路接通，灯发光，电铃不响。
当温度升高到90℃时，水银和金属丝接通，由于水银和金属丝都是导体，所以控制电路接通，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，动触头和电铃的电路接通，电铃响，灯不亮。
【解答】解：A、报警器的电磁铁和水银温度计依次连接在控制电路中，两者是串联的，故A正确；
BCD、当温度升高到90℃时，水银和金属丝接通，由于水银和金属丝都是导体，所以控制电路接通，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，动触头和电铃的电路接通，电铃响，灯不亮，报警器是利用了水银导电、水银热胀冷缩的性质、电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性等特点，故BD正确，B错误。
故选：B。
【点评】本题考查了液体温度计的工作原理、导体、电磁铁磁性有无等，是一道比较简单的综合性习题。
（多选）14．（2分）在某一温度下，连接在电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。由图中信息可知（ ）
A．A导体的电阻小于B导体的电阻
B．当导体A、B并联时，通过它们的电流之比是1：2
C．当导体A、B串联时，它们相同时间内的电功之比是1：2
D．A导体两端电压为3V时，A导体的电功率为0.9W
【分析】（1）从图象中读出任意一组元件A和B对应的电压、电流值，根据欧姆定律求出两电阻的阻值，进一步求出两电阻的阻值之比；
（2）根据电阻的并联和欧姆定律求出两电阻并联时通过的电流之比；
（3）根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出两电阻串联时的电功之比；
（4）从图象中读出任意A导体两端电压为3V时对应的电流值，利用P＝UI即可求出电功率。
【解答】解：A、由图象可知，当U＝3V时，IA＝0.6A，IB＝0.3A，
由I＝可得，两电阻的阻值分别为：
RA＝＝＝5Ω，RB＝＝＝10Ω，
所以，RA＜RB，故A正确；
B、由于并联电路中各支路两端的电压相等，则两电阻并联时，通过它们的电流之比：
＝＝＝，故B错误；
C、由于串联电路中各处的电流相等，则两电阻串联时，它们相同时间内的电功之比＝＝＝＝，故C正确；
D、A导体两端电压为3V时，A导体的电功率为PA＝UIA＝3V×0.6A＝1.8W，故D错误。
故选：AC。
【点评】本题考查了串联电路的电流特点和并联电路的电压特点以及欧姆定律的应用，能从数据中归纳分析出有用的信息是解决此类题目的关键。
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）根据图中通电螺线管的南北极，标出小磁针的N极和电源的“+”极。
【分析】①利用螺线管的N、S极，结合磁极间作用规律，确定小磁针的N、S极；
②利用螺线管的N、S极，和线圈绕向，根据右手螺旋定则可以确定线圈中电流方向，进一步确定电源的正负极。
【解答】解：
（1）螺线管的下端为N极，根据磁极间作用规律可知，靠近螺线管下端的小磁针的下端为S极，上端为N极；
（2）利用螺线管线圈的绕向和N、S极，结合右手螺旋定则可以确定线圈中电流的方向是从螺线管的上端流入，下端流出，从而可以确定电源的上端为正极，下端为负极。答案如图所示。
【点评】关于右手螺旋定则，涉及三个方向：磁场方向、线圈绕向、电流方向，告诉其中的两个让确定第三个。如此题：告诉了磁场方向和绕向，确定电流方向。
16．（2分）图甲是某宾馆床头柜上的开关示意图，图乙是其控制的电路，其中S1为旋转开关，单独控制台灯的通断和亮度，S2为单独控制电视插座的开关，请在图乙中将电路图连接完整，要求符合安全用电原则
【分析】（1）灯泡的接法：火线首先过开关，再接入灯泡，零线直接接入灯泡；
（2）S2为单独控制电视插座的开关，则S2应与电视插座串联。
【解答】解：（1）火线先进开关，然后接入灯泡；而零线直接接入灯泡；
（2）开关S2应与插座串联，开关接在火线和电视插座之间。电路图如下图所示。
【点评】掌握灯泡、开关、插座的接法，掌握安全用电的原则。注意作图要规范。
四、实验探究题（本题共3小题，第17题6分，第18题5分，第19题7分，共18分}
17．（6分）如图甲是小东探究“不同物质吸热规律”的实验装置：
（1）两个相同的烧杯中装有 质量 相同且初温相同的水和煤油，用相同的酒精灯对它们加热。
（2）根据实验数据，小东作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象（见图乙）。由图乙可知，杯中的水和煤油，升高相同的温度时，吸收的热量 不相同 （填“相同”或“不相同”），计算出煤油的比热容是 2.1×103 J/（kg•℃）。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【分析】（1）要探究“不同物质吸热规律”，需要控制物体的质量和热源相同，所以实验时还要使物体的初温相同，比较温度的变化；
（2）由图乙知，升高相同的温度，水用的时间是煤油的2倍，即水吸收的热量是煤油的2倍，根据c＝在质量、升温相同的情况下，比热容与Q成正比，求出煤油的比热容。
【解答】解：
（1）要探究“不同物质吸热规律”，需要控制物质的质量和热源相同，所以要使水和煤油质量和初温相同，用相同的酒精灯对它们加热；
（2）由图乙知，升高相同的温度，水用的时间是煤油的2倍，即水吸收的热量是煤油的2倍，
根据c＝可知，在质量、升温相同的情况下，比热容与Q成正比，
故煤油的比热容：c煤油＝c水＝×4.2×103J/（kg•℃）＝2.1×103J/（kg•℃）。
故答案为：（1）质量；（2）不相同；2.1×103。
【点评】此题通过探究物质的比热容实验和影响物体吸热多少的因素实验考查了学生对控制变量法的应用和根据数据得出结论的能力。
18．（5分）小明利用如图所示的电路“探究电流与电阻电压的关系”。
（1）实验时，在探究通过导体的电流与电阻的关系时，滑动变阻器的作用是 C、D 。（从下列的选项中选择相应的字母填入）
A.改变电路中的电流
B.改变电阻两端的电压
C.控制电阻两端的电压一定
D.保护电路
（2）小明将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片，记录对应的一组实验数据如表1所示，此过程小明实际探究的是电流跟 电压 的关系，用到的研究方法是 控制变量法 。
表1
次数
U1/V
I/A
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
2.0
0.40
（3）小明继续探究，得到的另一组实验数据如表2所示。分析表2中的数据，你能得出的结论是 当导体两端的电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比 。
表2
次数
R1/Ω
I/A
1
5.0
0.60
2
10.0
0.30
3
15.0
0.20
【分析】（1）滑动变阻器的基本作用是保护电路；电流与电阻和电压有关，根据控制变量法，研究电流与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变；
（2）根据控制变量法分析；
（2）根据如上表2所示的数据求出电阻的电压分析回答。
【解答】解：（1）变阻器的基本作用是保护电路，在探究通过导体的电流跟电阻的关系时，要控制电阻的电压一定，故滑动变阻器的作用是 C、D；
（2）小明将5Ω的电阻接入电路中，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片，记录对应的一组实验数据如上表1所示，控制电阻的大小不变，此过程小明实际探究的是电流跟电压的关系，用到的研究方法是控制变量法；
（3）根据如上表2所示的数据知：U＝IR＝0.60A×5.0Ω＝﹣﹣﹣﹣0.20A×15Ω＝3V，故能得出的结论是：当导体两端的电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
故答案为：（1）C、D；（2）电压；控制变量法；（3）当导体两端的电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
【点评】本题探究电流跟电阻、电压的关系，考查变阻器的作用、控制变量法、数据分析等知识。
19．（7分）有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5A”的字样，小强为了测量该小灯泡的额定功率，进行了如下实验：
（1）他连接了如图甲所示的电路，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表的示数始终为零，电压表的示数接近3V保持不变，为了排除故障，接下来的操作合理的是 B （选填字母）；
A．拧紧开关两端的接线柱 B．拧紧小灯泡和它两端的接线柱
（2）他测量小灯泡额定功率的实验原理是 P＝UI （填公式），图甲中 电流表 （填仪器名称）的量程选择不合理；
（3）排除故障后，正确连接电路，使小灯泡正常发光，电压表示数如图乙所示为 2.4 V，小灯泡的额定功率为 1.2 W；
（4）小强对实验进行了拓展，利用如图丙所示的电路，测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率，请完成实验步骤：
①闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为 I1 ；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0；
③则小灯泡的额定功率表达式P额＝ I12R0 （用字母表示）。
【分析】（1）若电流表示数为0，灯不亮，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，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，则与电压表并联的部分断路了；
（2）测量小灯泡额定功率的实验原理是：P＝UI，根据灯的额定电流为0.5A，电流表应选用小量程；
（3）根据电压表选用小量程确定分度值读数，根据P＝UI求出小灯泡的额定功率；
（4）已知灯的额定电流，根据P＝I2R，测量出灯正常发光的电阻的关键：
先将灯与变阻器串联，通过移动变阻器的滑片，使电流表示数为I1，灯正常发光；
根据开关的转换（控制变阻器的滑片位置不变），使电阻箱与变阻器串联，保持电流表示数不变，由等效代法可知电阻箱的示数即为灯正常发光时的电阻，从而得出灯的额定功率。
【解答】解：（1）他连接了如图甲所示的电路，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表的示数始终为零，电路可能断路，电压表的示数接近3V保持不变，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的部分断路了，为了排除故障，接下来的操作合理的是拧紧小灯泡和它两端的接线柱，选B；
（2）他测量小灯泡额定功率的实验原理是：P＝UI，灯的额定电流为0.5A，故电流表选用小量程，故图甲中电流表的量程选择不合理；
（3）排除故障后，正确连接电路，使小灯泡正常发光，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.4V，小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.4V×0.5A＝1.2 W；
（4）小强对实验进行了拓展，利用如图丙所示的电路，测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率，请完成实验步骤：
①闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0；
③在①中，灯与变阻器串联，电流表测电路的电流，电流表示数为I1，故灯正常发光；
在②中，电阻箱与变阻器串联，电流表示数仍为I1，由等效代法，电阻箱的示数R0；即为灯正常发光时的电阻，则小灯泡的额定功率表达式P额＝I12R0。
故答案为：（1）B；（2）P＝UI；电流表；（3）2.4；1.2；（4）I1；I12R0。
【点评】本题测量该小灯泡的额定功率，考查故障分析、实验原理、电流表连接、电压表读数、功率计算及设计方案测额定功率的能力和等效替代法的运用。
五、综合应用题（本题共2小题，第20题8分，第21题10分，共18分）
20．（8分）冬天喝牛奶前人们常常将其放在热水中待一会儿，如图甲所示。陈娜同学想根据这一现象测牛奶的比热容，她将质量为250g的牛奶放入75g的热水中，同时用两支温度计测出牛奶和水的温度的变化将实验数据描在坐标纸上，用平滑的曲线将这些点连接起来得到如图乙所示的两条图线。求：[忽略热量的损失、盛牛奶和水的器皿吸放热的影响，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（1）牛奶的比热容；
（2）若用热值为3.0×107J/kg的酒精对牛奶加热，使其升高相同的温度，需要酒精的质量。
【分析】（1）根据题意以及图乙可知水的质量、比热容、初温和末温，利用Q放＝cm（t1﹣t）求出水放出的热量；不计热量损失，牛奶吸收的热量等于水放出的热量；利用Q吸＝cm（t﹣t2）求出牛奶的比热容；
（2）不计热量损失，酒精完全燃烧放出的热量等于牛奶吸收的热量，利用Q放＝mq求出完全燃烧酒精的质量。
【解答】解：（1）水的质量m水＝75g＝0.075kg，由图乙可知，水的初温t1＝80℃，水的末温t＝40℃，
水放出的热量：Q放＝c水m水（t1﹣t）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.075kg×（80℃﹣40℃）＝1.26×104J，
不计热量损失，牛奶吸收的热量：Q吸＝Q放＝1.26×104J，牛奶的质量m牛奶＝250g＝0.25kg，
由图乙可知，牛奶的初温t2＝20℃，末温t＝40℃，
由Q吸＝cm（t﹣t2）可知，牛奶的比热容：c牛奶＝＝＝2.52×103J/（kg•℃）；
（2）不计热量损失，酒精完全燃烧放出的热量Q放′＝Q吸＝1.26×104J，
由Q放＝mq可知，完全燃烧酒精的质量：m酒精＝＝＝4.2×10﹣4kg。
答：（1）牛奶的比热容为2.52×103J/（kg•℃）；
（2）若用热值为3.0×107J/kg的酒精对牛奶加热，使其升高相同的温度，需要酒精的质量为4.2×10﹣4kg。
【点评】本题考查热量的计算和热平衡方程的应用，能从图乙中获取相关信息是解题的关键。
21．（10分）如图所示，电源电压为12V，且保持不变，定值电阻R1为24Ω，小灯泡上标有“6V 3W”字样，灯丝电阻不随温度改变。
（1）求灯泡的电阻。
（2）求当S、S1、S2都闭合时，R1的电功率。
（3）当只闭合S，断开S1，S2，滑动变阻器滑片P移至中点时，小灯泡恰好正常发光，求滑动变阻器的最大阻值。
【分析】（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P＝UI＝求出灯泡的电阻；
（2）当S、S1、S2都闭合时，R1与R2并联，根据并联电路的电压特点和P＝UI＝求出R1的电功率；
（3）只闭合S，断开S1，S2，滑动变阻器滑片P移至中点时，灯泡L与R2串联，根据串联电路的电流特点和欧姆定律结合小灯泡恰好正常发光求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻，然后求出滑动变阻器的最大阻值。
【解答】解：（1）由P＝UI＝可得，灯泡的电阻：
RL＝＝＝12Ω；
（2）当S、S1、S2都闭合时，R1与R2并联，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，R1的电功率P1＝＝＝6W；
（3）只闭合S，断开S1，S2，滑动变阻器滑片P移至中点时，灯泡L与R2串联，
因串联电路中各处的电流相等，且小灯泡恰好正常发光，
所以，电路中的电流I＝IL＝＝＝0.5A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压U2＝U﹣UL＝12V﹣6V＝6V，
则滑动变阻器接入电路中的电阻R2＝＝＝12Ω，
所以，滑动变阻器的最大阻值为24Ω。
答：（1）灯泡的电阻为12Ω；
（2）当S、S1、S2都闭合时，R1的电功率为6W。
（3）滑动变阻器的最大阻值为24Ω。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等。
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