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河南省新乡市卫辉市2022-2023学年九年级上学期期末物理试题
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这是一份河南省新乡市卫辉市2022-2023学年九年级上学期期末物理试题，共26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学年河南省新乡市卫辉市九年级（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．（3分）新冠病毒疫情防控期间，街道上通过雾炮车喷洒消毒剂后会闻到一股刺鼻的气味，这是典型的 现象；新冠病毒可通过飞沫传播，飞沫传播的方式与花香飘散的方式 （填“相同”或“不同”）；感染新冠病毒后通常会出现发热症状，如果使用冰袋暂时进行物理降温，这是通过 方式改变了病人身体的内能（填“做功”或“热传递”）。
2．（2分）电路元件A和B中的电流与两端电压关系如图。由图可知，A、B串联后，当电路中电流为0.2A时，电源电压是 V。若将A、B并联后接在电压为2V的电源两端，干路中的电流是 A。
3．（3分）电子式电能表表盘上标有“3000imp/（kW•h）”的字样（imp表示电能表指示灯闪烁次数），将某用电器单独接在该电能表上，正常工作30min，电能表指示灯闪烁了300次，则该用电器在上述时间内消耗的电能是 kW•h，合 J，该用电器的功率是 W。
4．（2分）如图是一种定时课间音乐播放装置的原理图，“播放器”是有电流通过时会播放音乐的装置：“定时开关”是到达设定时间，自动断开的开关。闭合开关S，当“定时开关”处于 （选填“断开”或“闭合”）状态时，播放器会播放音乐；若“播放器”不播放音乐，因为播放器 （选填“断路”或“被短路”）。
5．（2分）在如图电路中，电源电压为6V，R1＝4Ω，闭合开关S后，电压表读数为2V，则电流表的示数为 A，电阻R2的阻值为 Ω。
6．（2分）如图所示，质量和形状完全相同的金属线框A和塑料线框B，从同一高度同时自由落下，途中经过某一磁场区域（“×”表示磁场方向垂直纸面向里）．不计空气阻力，两线框中 先落地，你的判断依据 。
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13～14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）下列四个情境中，属于动能转化为势能的是（ ）
A．拉弓放箭 B．踩板下滑
C．秋千上摆 D．滚摆下落
8．（2分）探究小组利用导线将电源、开关、小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表连接起来，形成如图所示实验电路。在不拆开电路更换实验器材的情况下，利用此电路不能够完成的实验是（ ）
A．探究滑动变阻器的作用 B．探究电流与电压的关系
C．测量灯泡的电阻 D．测量灯泡的额定功率
9．（2分）风力测定仪是由风叶和改装的电流表构成，风力越大，枫叶转动越快，电流表读数也越大。图中与这一过程的工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（2分）在新冠肺炎疫情期间，为加强对进校人员的管控，学校对电动门控制系统进行了改造：进校人员在体温正常且配戴口罩的情况下，电动机方可工作开启电动门。用S1闭合表示体温正常，用S2闭合表示配戴了口罩，则符合改造要求的电路是（ ）
A．
B．
C．
D．
11．（2分）2022年6月5日10时44分发射神舟十四号载人飞船。执行此次发射任务的长征二号F遥十四运载火箭如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．燃料燃烧推动火箭升空，把机械能转化为内能
B．使用液氢燃料，主要利用了液氢的热值大
C．火箭上升时，重力势能增大，动能减小，机械能不变
D．燃料燃烧释放的内能全部转化为机械能
12．（2分）在下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电视机 B．电冰箱 C．电热水器 D．电风扇
（多选）13．（2分）如图所示，是某人连接的家庭电路，各元件及线路完好，下列说法正确的是（ ）
A．火线和零线间的电压为220V
B．开关S1断开时，人接触a点会触电
C．开关S2断开时，人接触b点会触电
D．三孔插座即使不接地，用电器也可以正常工作并且安全
（多选）14．（2分）甲醛对人体的危害非常严重。“追梦”小组的同学们设计了甲醛监测设备，原理如图所示。电源电压恒为3V，R0为10Ω的定值电阻，R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻，污染指数在50以下为轻度污染，50～100间为中度污染，100以上为重度污染。以下分析正确的是（ ）
A．污染指数越大，电压表示数越大
B．污染指数越小，电路中电流越大
C．电压表示数为1V时，属于中度污染
D．污染指数为50时，电压表示数为0.5V
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在虚线内完成），要求：能改变电磁铁磁性的强弱，闭合开关S后，小磁针受力静止时，其N极如图所示。
16．（2分）如图所示，楼梯有一电灯受控于两个开关，光线较暗且有声响时灯才亮。其中“光控开关”在光线较暗时自动闭合，“声控开关”在有声响时自动闭合，请用铅笔画线代替导线把元件连在电路中。
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8分，共18分）
17．（4分）小强是一个喜欢思考的同学，他随家人到海边玩耍时，发现阳光下的海水和岸边的沙子温差很大，于是，他带回一些岸边的沙子想比较沙子和水这两种物质吸热能力的差异。他设计如图甲所示的实验装置，所使用仪器规格也完全相同，请你来帮他完成实验：
（1）在两个完全相同的烧杯中分别装入 （选填“质量”或“体积”）、初温都相同的水和沙子。
（2）在实验时只要控制 （选填“加热时间”或“温度变化”）相同就可以确定水和沙子吸收了相同的热量；加热完成后只要比较他们 （选填“加热时间”或“温度变化”）的多少就可以比较出沙子和水吸热能力差异。
（3）小强根据实验数据，做出如所示图象，由图象可知， （选填甲/乙）的比热容大。
18．（6分）如图是测未知电阻Rx（约10Ω）阻值的实验电路图，电源为2节干电池。
（1）在图中圈内填入电流表、电压表符号。
（2）该实验的原理是 ，滑动变阻器的作用是：①改变待测电阻两端的电压和② 。
（3）电压表应选择 V的量程，电流表选择 量程。
19．（8分）实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材：电源（电压恒为3V）、开关、电压表、电流表、额定电压U额＝2.5V的待测小灯泡（电阻约为10Ω）、滑动变阻器（“20Ω 1A”）、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲连接完整（要求：滑片向左移动灯泡变亮）。
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是 ；若闭合开关后，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，其原因可能是 。
（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W；从图像中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 （选填“增大”、“减小”或“不变”），原因是 。
（4）爱动脑筋的小强利用一个定值电阻R0和两个电流表，设计了如图丁所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率，实验过程如下：
①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表A1示数为 ，并读出此时电流表A2的示数I；
②小灯泡的额定功率表达式为P额＝ （用I、R0和U额表示）。
五、综合应用题（本题共2小题，每小题9分，共18分）
20．（9分）某电热水器，额定功率为2000W，当热水器正常工作5min时，可将5kg的水从80℃加热到100℃[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]，试求：
（1）这5kg水吸收的热量是多少？
（2）热水器消耗的电能是多少？
（3）热水器的效率是多少？
21．（9分）新冠肺炎疫情期间，体温检测成为社区、商场等公共场所一种重要的防控手段。如图甲为某电子测温仪的内部简化电路图，测温仪探头内有一热敏电阻Rt，其阻值随温度变化关系如图乙所示。R1为阻值可调的电阻箱，其最大电阻为300Ω，允许通过的最大电流为0.02A，电流表的量程0～0.6A，电源电压为6V，某次测试时，将电阻箱的阻值调为R，发现电流表示数为0.01A，此时Rt两端电压为4V。
（1）此时电路中Rt的电阻是多少？
（2）当电流表示数为0.01A时，环境温度是多少？
（3）若温度为40℃，则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是多少？
2022-2023学年河南省新乡市卫辉市九年级（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．（3分）新冠病毒疫情防控期间，街道上通过雾炮车喷洒消毒剂后会闻到一股刺鼻的气味，这是典型的 扩散 现象；新冠病毒可通过飞沫传播，飞沫传播的方式与花香飘散的方式 不同 （填“相同”或“不同”）；感染新冠病毒后通常会出现发热症状，如果使用冰袋暂时进行物理降温，这是通过 热传递 方式改变了病人身体的内能（填“做功”或“热传递”）。
【分析】构成物质的分子总在不停地做无规则运动，这就是扩散现象；
物体位置的变化叫机械运动；
做功和热传递都可以改变物体的内能。
【解答】解：街道上通过雾炮车喷洒消毒剂后会闻到一股刺鼻的气味，这是扩散现象，是由于分子不停地做无规则运动；
飞沫传播的方式是宏观物体的机械运动，花香飘散是花香分子不停地做无规则运动的结果，故两种传播方式不同；
体温高，冰袋温度低，两者之间存在较大温度差，所以使用冰袋暂时进行物理降温，这是通过热传递的方式改变了病人身体的内能。
故答案为：扩散；不同；热传递。
【点评】此题考查了扩散现象、机械运动与分子热运动的区别及改变内能的方式，是一道联系实际的应用题，体现了物理知识与社会生活的密切关系。
2．（2分）电路元件A和B中的电流与两端电压关系如图。由图可知，A、B串联后，当电路中电流为0.2A时，电源电压是 3 V。若将A、B并联后接在电压为2V的电源两端，干路中的电流是 0.6 A。
【分析】（1）先根据I﹣U图象读出当A、B串联后，电路中电流为0.2A时元件A和B的电压分别是多少，再根据串联电路的电压规律求出电源电压；
（2）根据并联电路电压特点可知两电阻并联时两端的电压，再根据图象读出对应的电流，根据并联电路的电流特点求出干路电流。
【解答】解：（1）当A、B串联后，当电路中电流为0.2A时，IA＝IB＝0.2A，由图象可知，UA＝1V，UB＝2V，
由于串联电路中电源电压等于各部分电路两端的电压之和，所以电源电压为：U＝UA+UB＝1V+2V＝3V；
（2）将元件A、B并联后接在电压为2V的电源两端时，UA＝UB＝2V，
由图象可知，IA＝0.4A，IB＝0.2A，
由于并联电路中干路的电流等于各支路电流之和，则干路电流为：I＝IA+IB＝0.4A+0.2A＝0.6A。
故答案为：3；0.6。
【点评】本题要求学生正确应用图象获得必要信息，并能结合串、并联电路的特点进行计算。
3．（3分）电子式电能表表盘上标有“3000imp/（kW•h）”的字样（imp表示电能表指示灯闪烁次数），将某用电器单独接在该电能表上，正常工作30min，电能表指示灯闪烁了300次，则该用电器在上述时间内消耗的电能是 0.1 kW•h，合 3.6×105 J，该用电器的功率是 200 W。
【分析】“3000imp/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能时电能表的指示灯闪烁3000次，据此可求指示灯闪烁了300次消耗的电能，根据公式P＝求出电功率。
【解答】解：
“3000imp/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能时电能表的指示灯闪烁3000次，
则指示灯闪烁了300次时，该用电器消耗的电能：
W＝kW•h＝0.1kW•h＝0.1×3.6×106J＝3.6×105J，
t＝30min＝0.5h，
则用电器的电功率：
P＝＝＝0.2kW＝200W。
故答案为：0.1；3.6×105；200。
【点评】本题考查消耗电能、电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用；难点是对电能表有关参数物理意义的正确理解；解题过程中要注意单位的换算。
4．（2分）如图是一种定时课间音乐播放装置的原理图，“播放器”是有电流通过时会播放音乐的装置：“定时开关”是到达设定时间，自动断开的开关。闭合开关S，当“定时开关”处于 断开 （选填“断开”或“闭合”）状态时，播放器会播放音乐；若“播放器”不播放音乐，因为播放器 被短路 （选填“断路”或“被短路”）。
【分析】由图可知当定时开关闭合时播放器被短路，则播放器中没有电流通过；若定时开关断开时，播放器将接在电源两端，由以上原理可知答案。
【解答】解：由图可知，到达设定时间，“定时开关”断开，“播放器”形成通路，有电流通过，则“播放器”播放音乐。
闭合开关S，当“定时开关”处于闭合状态时，指示灯形成通路，则会亮，播放器被短路，则播放器中没有电流通过，播放器不会播放音乐；
故答案为：断开；被短路。
【点评】本题考查物理知识在生产生活中的应用，应在认真分析题意及电路的基础上找到合适的物理规律作答。
5．（2分）在如图电路中，电源电压为6V，R1＝4Ω，闭合开关S后，电压表读数为2V，则电流表的示数为 0.5 A，电阻R2的阻值为 8 Ω。
【分析】由电路图可知，两电阻串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流；根据欧姆定律求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压，再根据欧姆定律求出电阻R2的阻值。
【解答】解：由电路图可知，两电阻串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流；
电路中的电流：
I＝＝＝0.5A，即电流表的示数为0.5A；
R2两端的电压：
U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V，
R2＝＝＝8Ω。
故答案为：0.5；8。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，是一道基础题目。
6．（2分）如图所示，质量和形状完全相同的金属线框A和塑料线框B，从同一高度同时自由落下，途中经过某一磁场区域（“×”表示磁场方向垂直纸面向里）．不计空气阻力，两线框中 B 先落地，你的判断依据 A经过磁场时，由于电磁感应，阻碍了线圈下落 。
【分析】从能的转化角度分析，金属框和塑料框质量相等，在最高点时，重力势能相等，分析金属框和塑料框的区别，根据电磁感应的知识进行分析。
【解答】解：金属框由静止自由下落到地面的过程中，金属框通过磁场会产生感应电流，有一部分能量转化为电能，所以在此过程中金属框的重力势能转化为动能和电能；
塑料框由静止自由下落到地面的过程中，塑料框通过磁场不会产生感应电流，所以重力势能全部转化为动能；
又因为金属框和塑料框质量相等，在最高点时，重力势能相等，可见A的下落速度小于B的下落速度，B先落地。
故答案为：B；A经过磁场时，由于电磁感应，阻碍了线圈下落。
【点评】本题的关键有两点：
（1）不计空气阻力，能量转化的过程中，能量相等；
（2）金属框和塑料框由静止自由下落到地面的过程中，转化是不一样的。
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13～14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）下列四个情境中，属于动能转化为势能的是（ ）
A．拉弓放箭 B．踩板下滑
C．秋千上摆 D．滚摆下落
【分析】动能与物体的质量和速度有关，重力势能与物体的质量和高度有关。
【解答】解：A、拉弓放箭时，弓的弹性势能转化为箭的动能，故A错误；
B、踩板下滑时，质量不变，速度增大，高度减少，动能增加，重力势能减少，重力势能转化为动能，故B错误；
C、秋千上摆时，质量不变，速度减小，高度增加，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能，故C正确；
D、滚摆下落，质量不变，速度增大，高度减小，动能增加，重力势能减少，重力势能转化为动能，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查动能和重力势能的相互转化，属于基础题。
8．（2分）探究小组利用导线将电源、开关、小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表连接起来，形成如图所示实验电路。在不拆开电路更换实验器材的情况下，利用此电路不能够完成的实验是（ ）
A．探究滑动变阻器的作用 B．探究电流与电压的关系
C．测量灯泡的电阻 D．测量灯泡的额定功率
【分析】（1）探究滑动变阻器的作用需要移动滑片，通过观察灯泡的亮度或电流表的示数变化分析滑动变阻器接入电路电阻的变化；
（2）探究电流与电压的关系时，需要保持电阻不变；
（3）测量灯泡的电阻，需要测量灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，利用欧姆定律求灯泡的电阻；
（4）测量灯泡的额定功率，需要测量灯泡正常发光时的电压和通过灯泡的电流，利用P＝UI求灯泡的额定功率。
【解答】解：A、由图可知，移动滑动变阻器的滑片，观察灯泡的亮度或电流表的示数变化可知滑动变阻器接入电路电阻的变化，故A能完成；
B、探究电流与电压的关系时，需要保持电阻不变，而灯丝的电阻受温度的影响，故B不能完成；
C、由图可知，电压表测灯泡两端的电压，电流表测通过灯泡的电流，利用欧姆定律可求灯泡的电阻，故C能完成；
D、由图可知，通过调节滑动变阻器的滑片使灯泡正常发光，电压表测灯泡两端的电压，电流表测通过灯泡的电流，利用P＝UI可求灯泡的额定功率，故D能完成。
故选：B。
【点评】本题考查控制变量法的应用、伏安法测电阻和电功率，是一道基础题。
9．（2分）风力测定仪是由风叶和改装的电流表构成，风力越大，枫叶转动越快，电流表读数也越大。图中与这一过程的工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】要解答本题需掌握：改装后的风速计的原理是电磁感应现象，以及产生的感应电流的大小和线圈的转速有关。
【解答】解：A、该图验证通电导体在磁场中受力转动的装置，不合题意；
B、该图是奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场，不合题意；
C、该图是电磁感应实验，即闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线，电路中产生感应电流，与风速计的原理相同，符合题意；
D、是探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系，不合题意。
故选：C。
【点评】本题主要考查学生对电磁感应现象的了解，以及影响感应电流强弱的因素的掌握，是一道基础题。
10．（2分）在新冠肺炎疫情期间，为加强对进校人员的管控，学校对电动门控制系统进行了改造：进校人员在体温正常且配戴口罩的情况下，电动机方可工作开启电动门。用S1闭合表示体温正常，用S2闭合表示配戴了口罩，则符合改造要求的电路是（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】根据进校人员在体温正常且配戴口罩的情况下，电动机方可工作开启电动门可确两开关的连接方式，从而确定正确选项。
【解答】解：进校人员在体温正常且配戴口罩的情况下，电动机方可工作开启电动门，即两个开关同时闭合电路才能接通电路，只闭合其中任一开关，电路不能连通，故两开关串联后再与电动机串联，只有D正确。
故选：D。
【点评】本题考查根据要求设计电路图，关键是根据“进校人员在体温正常且配戴口罩的情况下，电动机方可工作开启电动门“确定两开关串联。
11．（2分）2022年6月5日10时44分发射神舟十四号载人飞船。执行此次发射任务的长征二号F遥十四运载火箭如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．燃料燃烧推动火箭升空，把机械能转化为内能
B．使用液氢燃料，主要利用了液氢的热值大
C．火箭上升时，重力势能增大，动能减小，机械能不变
D．燃料燃烧释放的内能全部转化为机械能
【分析】（1）燃料燃烧时将燃料的化学能转化为内能，火箭升空时通过内能转化为机械能；
（2）热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量，反映了燃料燃烧放热的能力；
（3）动能是由于物体运动而具有的能量，与质量和速度有关；重力势能是由于物体被举高而具有的能量，与质量和高度有关；机械能包括动能和势能之和。
【解答】解：A、燃料燃烧推动火箭升空，把内能转化为机械能，故A错误；
B、热值反映了燃料燃烧放热的能力，使用液氢燃料，主要利用了液氢的热值大，故B正确；
C、火箭上升时，质量不变，高度增加，重力势能增加；速度增加，则动能增加；机械能等于重力势能和动能之和，因此机械能增加，故C错误；
D、燃料燃烧释放大的内能有一部分会散失，因此不能全部转化为机械能，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了对能量的转化、热值的概念的理解，属于基础题，难度不大。
12．（2分）在下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电视机 B．电冰箱 C．电热水器 D．电风扇
【分析】电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
【解答】解：A、电视机工作时主要转化为声能、光能以及少部分内能，不是利用了电流的热效应，故A错误；
B、电冰箱工作时，主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故B错误；
C、电热水器工作时把电能转化为内能，利用了电流的热效应，故C正确；
D、电风扇工作时，主要把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应来工作的，故D错误。
故选：C。
【点评】本题主要考查了电流的热效应在生活中的应用，分析时要准确把握其中的能量转化才能做出正确的判断。
（多选）13．（2分）如图所示，是某人连接的家庭电路，各元件及线路完好，下列说法正确的是（ ）
A．火线和零线间的电压为220V
B．开关S1断开时，人接触a点会触电
C．开关S2断开时，人接触b点会触电
D．三孔插座即使不接地，用电器也可以正常工作并且安全
【分析】（1）火线和零线间的电压为220V。
（2）触电是人体直接或间接接触火线。
（3）家庭电路中，金属外壳的用电器都采用三脚插头，当金属外壳的用电器插入三孔插座时，金属外壳接地，防止金属外壳的用电器漏电发生触电事故。
【解答】解：A、火线和零线间的电压为220V，故A正确；
B、根据图可知，开关S1断开时，火线被切断，人接触a点不会发生触电事故，故B错误；
C、根据图可知，开关S2断开时，虽然灯泡不发光，但火线没有被切断，所以人接触b点会触电。故C正确；
D、家庭电路中，金属外壳的用电器都采用三脚插头，当金属外壳的用电器插入三孔插座时，金属外壳接地，防止金属外壳的用电器漏电发生触电事故，故错误。
故选AC。
【点评】掌握家用电器的连接方法和三孔插座的连接方法，以及掌握这样连接的原因。人体接触家庭电路的同一部分，发生触电事故的情况受开关的闭合和断开的影响。
（多选）14．（2分）甲醛对人体的危害非常严重。“追梦”小组的同学们设计了甲醛监测设备，原理如图所示。电源电压恒为3V，R0为10Ω的定值电阻，R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻，污染指数在50以下为轻度污染，50～100间为中度污染，100以上为重度污染。以下分析正确的是（ ）
A．污染指数越大，电压表示数越大
B．污染指数越小，电路中电流越大
C．电压表示数为1V时，属于中度污染
D．污染指数为50时，电压表示数为0.5V
【分析】（1）由图甲可知两电阻串联，电压表测定值电阻的电压，电流表测电路的电流：
由图像可知，污染指数越大，可变电阻的阻值越小，根据串联电路的分压原理和串联电路电压的规律分析电压表示数变化；
（2）由图像可知，污染指数越小，可变电阻的阻值越大，根据欧姆定律可知电路中的电流变化情况；
（3）根据欧姆定律求出电路中电流，根据串联电路的分压特点求出可变电阻两端电压，再根据欧姆定律求出可变电阻连入电路中的阻值，根据图像分析污染程度；
（4）由图像可知，污染指数为50时，可变电阻连入电路中的阻值，根据分压特点求出电压表示数。
【解答】解：
A、由图甲可知两电阻串联，电压表测定值电阻的电压，电流表测电路的电流：
由图像可知，污染指数越大，可变电阻的阻值越小，根据分压原理可知，可变电阻分担的电压越小，根据串联电路电压的规律，则定值电阻分担的电压越大，即电压表示数越大，故A正确；
B、污染指数越小，可变电阻的阻值越大，电路的总电阻越大，根据欧姆定律可知电路中电流越小，故B错误；
C、电压表示数为1V时，电路中电流：I＝＝＝＝0.1A，
根据串联电路电压的规律，可变电阻两端电压：
UR＝U﹣U0＝3V﹣1V＝2V，
由串联电路的规律及欧姆定律，则可变电阻连入电路中的阻值：
R＝＝＝20Ω，
由图像可知，电阻为20Ω时，污染指数为150，属于重度污染，故C错误；
D、由图像可知，污染指数为50时，可变电阻连入电路中的阻值为50Ω，可变电阻的阻值为定值电阻阻值的＝5倍，
根据串联电路的分压原理，可变电阻的电压为定值电阻的5倍，即UR′＝5U0′，
因串联电路的总电压等于各部分电压之和，则UR′+U0′＝U，即5U0′+U0′＝6U0′＝U，
所以R0两端电压：
U0′＝U＝3V＝0.5V，即电压表示数为0.5V，故D正确。
故选：AD。
【点评】此题为电路变化综合题，主要考查的是学生对欧姆定律、串联电路的分压特点的理解和掌握，读懂图像是解决此题的关键。
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在虚线内完成），要求：能改变电磁铁磁性的强弱，闭合开关S后，小磁针受力静止时，其N极如图所示。
【分析】要改变电磁铁磁性的强弱，就需要从决定电磁铁磁性强弱的因素电流大小、线圈匝数、有无铁芯这几方面去考虑。由于线圈匝数、铁芯这两个方面已经确定。故只有从电流大小去考虑。
要使小磁针静止在图示位置，就要使电磁铁的左端为S极，右端为N极。然后利用安培定则来确定电流方向。
【解答】解：改变线圈中的电流大小可以改变电磁铁磁性的强弱，因此电路中要有一个滑动变阻器。要使电磁铁的左端为S极，由安培定则可以判定，电流要从电磁铁的左端流入。故设计电路如下：
【点评】本题考查电磁铁的影响因素和安培定则，难点是电路图的设计，电路图的设计首先要明确题目的要求，按照要求进行设计电路。
16．（2分）如图所示，楼梯有一电灯受控于两个开关，光线较暗且有声响时灯才亮。其中“光控开关”在光线较暗时自动闭合，“声控开关”在有声响时自动闭合，请用铅笔画线代替导线把元件连在电路中。
【分析】由题意知，当“光控开关”在光线较暗时闭合，“声控开关”在有声响时闭合，光线较暗且有声响时灯才亮，故这两个开关应与灯串联，且为了保证安全，开关应接在火线上。
【解答】解：由分析知：“光控开关”在光线较暗时闭合，“声控开关”在有声响时闭合，光线较暗且有声响时灯才亮，则灯泡与两个开关串联，且为了保证安全，开关应接在火线上；如图所示：
【点评】本题的关键是根据灯泡的工作条件确定开关的连接方式，然后根据串、并联的特点得出符合题意的电路图。
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8分，共18分）
17．（4分）小强是一个喜欢思考的同学，他随家人到海边玩耍时，发现阳光下的海水和岸边的沙子温差很大，于是，他带回一些岸边的沙子想比较沙子和水这两种物质吸热能力的差异。他设计如图甲所示的实验装置，所使用仪器规格也完全相同，请你来帮他完成实验：
（1）在两个完全相同的烧杯中分别装入 质量 （选填“质量”或“体积”）、初温都相同的水和沙子。
（2）在实验时只要控制 加热时间 （选填“加热时间”或“温度变化”）相同就可以确定水和沙子吸收了相同的热量；加热完成后只要比较他们 温度变化 （选填“加热时间”或“温度变化”）的多少就可以比较出沙子和水吸热能力差异。
（3）小强根据实验数据，做出如所示图象，由图象可知， 乙 （选填甲/乙）的比热容大。
【分析】（1）探究不同种类物质的吸热能力，需要控制物质的质量相同；
（2）水和沙子吸收了热量的多少是通过控制酒精灯的加热时间体现的，通过比较温度的变化，得出相应的结论；
（3）根据海水和沙滩温度的高低和图象乙判断哪是水的图象。
【解答】解：（1）探究不同种类物质的吸热能力是否会不同，需要控制水和沙子的质量相同；
（2）在实验时只要控制加热时间相同就可以确定水和沙子吸收了相同的热量；加热完成后只要比较它们温度变化△t的多少就可以比较出沙子和水吸热能力差异；
（3）由题意知，吸收相同的热量，海水的温度变化小于沙子温度的变化，由图乙知加热相同时间，甲的温度变化大，乙的温度变化小，所以乙是水的图象。
故答案为：（1）质量；（2）加热时间；温度变化；（3）乙。
【点评】本题是探究沙子和水的吸热能力实验，注意控制变量法和转换法在本实验中的应用，同时应用物理知识解决实际问题的能力。
18．（6分）如图是测未知电阻Rx（约10Ω）阻值的实验电路图，电源为2节干电池。
（1）在图中圈内填入电流表、电压表符号。
（2）该实验的原理是 R＝ ，滑动变阻器的作用是：①改变待测电阻两端的电压和② 改变电路中的电流 。
（3）电压表应选择 0﹣3 V的量程，电流表选择 0﹣0.6A 量程。
【分析】（1）电压表与待测电阻并联，电流表与待测电阻串联；
（2）该实验的原理是R＝；
移动变阻器的滑片，改变了连入电路的电阻，电路中的电流变化，根据U＝IR知，电阻两端的电压也随之变化。
（3）因电源电压为3V确定电压表应选择0﹣3V的量程；待测未知电阻Rx约10Ω，由欧姆定律求出通过灯的最大电流确定电流表选择0﹣0.6A量程。
【解答】解：（1）电压表与待测电阻并联，电流表与待测电阻串联，如下所示：
（2）该实验的原理是R＝；
移动滑动变阻器的滑片，改变了连入电路的电阻，改变了电路中的电流；
（3）因电源电压为3V，故电压表应选择0﹣3V的量程；待测未知电阻Rx约10Ω，由欧姆定律，通过灯的最大电流为：
I＝＝＝0.3A，故电流表选择0﹣0.6A量程。
故答案为：（1）见解答图；（2）R＝；改变电路中的电流；（3）0﹣3；0﹣0.6A。
【点评】本题测未知电阻Rx（约10Ω）阻值，考查电路连接、实验原理、电表量程选择及数据处理。
19．（8分）实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材：电源（电压恒为3V）、开关、电压表、电流表、额定电压U额＝2.5V的待测小灯泡（电阻约为10Ω）、滑动变阻器（“20Ω 1A”）、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲连接完整（要求：滑片向左移动灯泡变亮）。
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是 电流表指针没有调零 ；若闭合开关后，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，其原因可能是 小灯泡断路 。
（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 0.625 W；从图像中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”），原因是 灯丝电阻随温度升高而增大 。
（4）爱动脑筋的小强利用一个定值电阻R0和两个电流表，设计了如图丁所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率，实验过程如下：
①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表A1示数为 ，并读出此时电流表A2的示数I；
②小灯泡的额定功率表达式为P额＝ U额×（I﹣） （用I、R0和U额表示）。
【分析】（1）根据滑片向左移动灯泡变亮确定变阻器滑片左下接线柱连入电路中；
（2）电流表使用前要调零；
若电流表没有示数，灯不亮，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断路了；
（3）根据绘制的小灯泡的电流随其两端电压变化的关系可知灯在额定电压下的电流，根据P＝UI求出小灯泡的额定功率；灯丝电阻受温度的影响，变化较明显，并且温度越高，电阻越大；
（4）要测灯的额定功率，应先使灯正常发光，在没有电压表的情况下，电流表与定值电阻R0应起到电压表的测量作用，故通过移动变阻器的滑片使电流表示数为时，由并联电路电压的规律，灯的电压为U额，灯正常发光；根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流，根据P＝UI写出灯的额定功率的表达式。
【解答】解：（1）滑片向左移动灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器滑片左下接线柱连入电路中，灯泡的额定电压为2.5V，故灯泡的右端接电压表的3V接线柱，如下所示：
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是电流表指针没有调零；
闭合开关，发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则电路故障可能是小灯泡断路。
（3）根据绘制的小灯泡的电流随其两端电压变化的关系知，灯在额定电压下的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；因为灯丝电阻受温度的影响，变化较明显，并且温度越高，电阻越大，而电压表与电流表的示数之比即为灯的电阻，故当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比增大；
（4）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表A1示数为，并读出此时电流表A2的示数I；
根据并联电路电流的规律，灯的额定电流：I额＝I﹣I1＝I﹣，
则小灯泡的额定功率：P额＝U额×I额＝U额×（I﹣）。
故答案为：（1）见解答；（2）电流表指针没有调零；小灯泡断路；（3）0.625；增大；灯丝电阻随温度升高而增大；（4）；U额×（I﹣）。
【点评】本题是测量小灯泡额定电功率的实验，考查电路连接、故障分析、操作过程和对器材的选择及设计方案测额定功率的能力。
五、综合应用题（本题共2小题，每小题9分，共18分）
20．（9分）某电热水器，额定功率为2000W，当热水器正常工作5min时，可将5kg的水从80℃加热到100℃[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]，试求：
（1）这5kg水吸收的热量是多少？
（2）热水器消耗的电能是多少？
（3）热水器的效率是多少？
【分析】（1）根据Q吸＝c水m（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（2）根据W＝Pt求出热水器消耗的电能；
（3）根据η＝求出热水器的效率。
【解答】解：（1）5kg水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（100℃﹣80℃）＝4.2×105J；
（2）加热时间：t＝5min＝300s，热水器消耗的电能为：
W＝Pt＝2000W×300s＝6×105J；
（3）热水器的效率：
据η＝×100%＝×100%＝70%。
答：（1）5kg水吸收的热量是4.2×105J；
（2）热水器消耗的电能6×105J；
（3）热水器的效率70%。
【点评】此题主要考查的是学生对热量、电能、效率计算公式的理解和掌握，难度不大。
21．（9分）新冠肺炎疫情期间，体温检测成为社区、商场等公共场所一种重要的防控手段。如图甲为某电子测温仪的内部简化电路图，测温仪探头内有一热敏电阻Rt，其阻值随温度变化关系如图乙所示。R1为阻值可调的电阻箱，其最大电阻为300Ω，允许通过的最大电流为0.02A，电流表的量程0～0.6A，电源电压为6V，某次测试时，将电阻箱的阻值调为R，发现电流表示数为0.01A，此时Rt两端电压为4V。
（1）此时电路中Rt的电阻是多少？
（2）当电流表示数为0.01A时，环境温度是多少？
（3）若温度为40℃，则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是多少？
【分析】根据电路图可知，R1、Rt串联，电流表测量电路电流；
（1）某次测试时，将电阻箱的阻值调为R，发现电流表示数为0.01A，此时Rt两端电压为4V，根据欧姆定律求出Rt的阻值；
（2）当电流表示数为0.01A时，知道此时Rt的阻值，从图乙中读出此时环境温度；
（3）由图乙可知，环境温度为40℃时热敏电阻的阻值，根据电流表的量程得出电路中的最大电流，根据欧姆定律求出电路的最小总电阻，利用电阻的串联求出电阻箱接入电路中的最小阻值，然后得出电阻箱允许的阻值调节范围。
【解答】解：由电路图可知，R1与Rt串联，电流表测电路中的电流。
（1）某次测试时，将电阻箱的阻值调为R，发现电流表示数为0.01A，此时Rt两端电压为4V，
由I＝可知，热敏电阻的阻值：Rt＝＝＝400Ω，
（2）当电流表示数为0.01A时，Rt的电阻为400Ω，从图乙可知环境温度是20℃；
（3）由图乙可知，环境温度为40℃时，热敏电阻的阻值Rt′＝200Ω，
由电流表的量程为0～0.6A和电阻箱允许通过的最大电流为0.02A可知，电路中的最大电流I大＝0.02A，
则电路的最小总电阻：R总′＝＝＝300Ω，
所以，电阻箱接入电路中的最小阻值：R′＝R总′﹣Rt′＝300Ω﹣200Ω＝100Ω，
当电阻箱接入电路中的电阻最大为300Ω时，电路中电流最小，各元件是安全的，
故为保证电路的安全，电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是100Ω～300Ω。
答：（1）此时电路中Rt的电阻是400Ω；
（2）当电流表示数为0.01A时，环境温度是20℃；
（3）若温度为40℃，则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是100Ω～300Ω。
【点评】本题考查了串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。
2022-2023学年河南省新乡市卫辉市九年级（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．（3分）新冠病毒疫情防控期间，街道上通过雾炮车喷洒消毒剂后会闻到一股刺鼻的气味，这是典型的 现象；新冠病毒可通过飞沫传播，飞沫传播的方式与花香飘散的方式 （填“相同”或“不同”）；感染新冠病毒后通常会出现发热症状，如果使用冰袋暂时进行物理降温，这是通过 方式改变了病人身体的内能（填“做功”或“热传递”）。
2．（2分）电路元件A和B中的电流与两端电压关系如图。由图可知，A、B串联后，当电路中电流为0.2A时，电源电压是 V。若将A、B并联后接在电压为2V的电源两端，干路中的电流是 A。
3．（3分）电子式电能表表盘上标有“3000imp/（kW•h）”的字样（imp表示电能表指示灯闪烁次数），将某用电器单独接在该电能表上，正常工作30min，电能表指示灯闪烁了300次，则该用电器在上述时间内消耗的电能是 kW•h，合 J，该用电器的功率是 W。
4．（2分）如图是一种定时课间音乐播放装置的原理图，“播放器”是有电流通过时会播放音乐的装置：“定时开关”是到达设定时间，自动断开的开关。闭合开关S，当“定时开关”处于 （选填“断开”或“闭合”）状态时，播放器会播放音乐；若“播放器”不播放音乐，因为播放器 （选填“断路”或“被短路”）。
5．（2分）在如图电路中，电源电压为6V，R1＝4Ω，闭合开关S后，电压表读数为2V，则电流表的示数为 A，电阻R2的阻值为 Ω。
6．（2分）如图所示，质量和形状完全相同的金属线框A和塑料线框B，从同一高度同时自由落下，途中经过某一磁场区域（“×”表示磁场方向垂直纸面向里）．不计空气阻力，两线框中 先落地，你的判断依据 。
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13～14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）下列四个情境中，属于动能转化为势能的是（ ）
A．拉弓放箭 B．踩板下滑
C．秋千上摆 D．滚摆下落
8．（2分）探究小组利用导线将电源、开关、小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表连接起来，形成如图所示实验电路。在不拆开电路更换实验器材的情况下，利用此电路不能够完成的实验是（ ）
A．探究滑动变阻器的作用 B．探究电流与电压的关系
C．测量灯泡的电阻 D．测量灯泡的额定功率
9．（2分）风力测定仪是由风叶和改装的电流表构成，风力越大，枫叶转动越快，电流表读数也越大。图中与这一过程的工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（2分）在新冠肺炎疫情期间，为加强对进校人员的管控，学校对电动门控制系统进行了改造：进校人员在体温正常且配戴口罩的情况下，电动机方可工作开启电动门。用S1闭合表示体温正常，用S2闭合表示配戴了口罩，则符合改造要求的电路是（ ）
A．
B．
C．
D．
11．（2分）2022年6月5日10时44分发射神舟十四号载人飞船。执行此次发射任务的长征二号F遥十四运载火箭如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．燃料燃烧推动火箭升空，把机械能转化为内能
B．使用液氢燃料，主要利用了液氢的热值大
C．火箭上升时，重力势能增大，动能减小，机械能不变
D．燃料燃烧释放的内能全部转化为机械能
12．（2分）在下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电视机 B．电冰箱 C．电热水器 D．电风扇
（多选）13．（2分）如图所示，是某人连接的家庭电路，各元件及线路完好，下列说法正确的是（ ）
A．火线和零线间的电压为220V
B．开关S1断开时，人接触a点会触电
C．开关S2断开时，人接触b点会触电
D．三孔插座即使不接地，用电器也可以正常工作并且安全
（多选）14．（2分）甲醛对人体的危害非常严重。“追梦”小组的同学们设计了甲醛监测设备，原理如图所示。电源电压恒为3V，R0为10Ω的定值电阻，R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻，污染指数在50以下为轻度污染，50～100间为中度污染，100以上为重度污染。以下分析正确的是（ ）
A．污染指数越大，电压表示数越大
B．污染指数越小，电路中电流越大
C．电压表示数为1V时，属于中度污染
D．污染指数为50时，电压表示数为0.5V
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在虚线内完成），要求：能改变电磁铁磁性的强弱，闭合开关S后，小磁针受力静止时，其N极如图所示。
16．（2分）如图所示，楼梯有一电灯受控于两个开关，光线较暗且有声响时灯才亮。其中“光控开关”在光线较暗时自动闭合，“声控开关”在有声响时自动闭合，请用铅笔画线代替导线把元件连在电路中。
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8分，共18分）
17．（4分）小强是一个喜欢思考的同学，他随家人到海边玩耍时，发现阳光下的海水和岸边的沙子温差很大，于是，他带回一些岸边的沙子想比较沙子和水这两种物质吸热能力的差异。他设计如图甲所示的实验装置，所使用仪器规格也完全相同，请你来帮他完成实验：
（1）在两个完全相同的烧杯中分别装入 （选填“质量”或“体积”）、初温都相同的水和沙子。
（2）在实验时只要控制 （选填“加热时间”或“温度变化”）相同就可以确定水和沙子吸收了相同的热量；加热完成后只要比较他们 （选填“加热时间”或“温度变化”）的多少就可以比较出沙子和水吸热能力差异。
（3）小强根据实验数据，做出如所示图象，由图象可知， （选填甲/乙）的比热容大。
18．（6分）如图是测未知电阻Rx（约10Ω）阻值的实验电路图，电源为2节干电池。
（1）在图中圈内填入电流表、电压表符号。
（2）该实验的原理是 ，滑动变阻器的作用是：①改变待测电阻两端的电压和② 。
（3）电压表应选择 V的量程，电流表选择 量程。
19．（8分）实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材：电源（电压恒为3V）、开关、电压表、电流表、额定电压U额＝2.5V的待测小灯泡（电阻约为10Ω）、滑动变阻器（“20Ω 1A”）、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲连接完整（要求：滑片向左移动灯泡变亮）。
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是 ；若闭合开关后，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，其原因可能是 。
（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W；从图像中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 （选填“增大”、“减小”或“不变”），原因是 。
（4）爱动脑筋的小强利用一个定值电阻R0和两个电流表，设计了如图丁所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率，实验过程如下：
①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表A1示数为 ，并读出此时电流表A2的示数I；
②小灯泡的额定功率表达式为P额＝ （用I、R0和U额表示）。
五、综合应用题（本题共2小题，每小题9分，共18分）
20．（9分）某电热水器，额定功率为2000W，当热水器正常工作5min时，可将5kg的水从80℃加热到100℃[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]，试求：
（1）这5kg水吸收的热量是多少？
（2）热水器消耗的电能是多少？
（3）热水器的效率是多少？
21．（9分）新冠肺炎疫情期间，体温检测成为社区、商场等公共场所一种重要的防控手段。如图甲为某电子测温仪的内部简化电路图，测温仪探头内有一热敏电阻Rt，其阻值随温度变化关系如图乙所示。R1为阻值可调的电阻箱，其最大电阻为300Ω，允许通过的最大电流为0.02A，电流表的量程0～0.6A，电源电压为6V，某次测试时，将电阻箱的阻值调为R，发现电流表示数为0.01A，此时Rt两端电压为4V。
（1）此时电路中Rt的电阻是多少？
（2）当电流表示数为0.01A时，环境温度是多少？
（3）若温度为40℃，则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是多少？
2022-2023学年河南省新乡市卫辉市九年级（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．（3分）新冠病毒疫情防控期间，街道上通过雾炮车喷洒消毒剂后会闻到一股刺鼻的气味，这是典型的 扩散 现象；新冠病毒可通过飞沫传播，飞沫传播的方式与花香飘散的方式 不同 （填“相同”或“不同”）；感染新冠病毒后通常会出现发热症状，如果使用冰袋暂时进行物理降温，这是通过 热传递 方式改变了病人身体的内能（填“做功”或“热传递”）。
【分析】构成物质的分子总在不停地做无规则运动，这就是扩散现象；
物体位置的变化叫机械运动；
做功和热传递都可以改变物体的内能。
【解答】解：街道上通过雾炮车喷洒消毒剂后会闻到一股刺鼻的气味，这是扩散现象，是由于分子不停地做无规则运动；
飞沫传播的方式是宏观物体的机械运动，花香飘散是花香分子不停地做无规则运动的结果，故两种传播方式不同；
体温高，冰袋温度低，两者之间存在较大温度差，所以使用冰袋暂时进行物理降温，这是通过热传递的方式改变了病人身体的内能。
故答案为：扩散；不同；热传递。
【点评】此题考查了扩散现象、机械运动与分子热运动的区别及改变内能的方式，是一道联系实际的应用题，体现了物理知识与社会生活的密切关系。
2．（2分）电路元件A和B中的电流与两端电压关系如图。由图可知，A、B串联后，当电路中电流为0.2A时，电源电压是 3 V。若将A、B并联后接在电压为2V的电源两端，干路中的电流是 0.6 A。
【分析】（1）先根据I﹣U图象读出当A、B串联后，电路中电流为0.2A时元件A和B的电压分别是多少，再根据串联电路的电压规律求出电源电压；
（2）根据并联电路电压特点可知两电阻并联时两端的电压，再根据图象读出对应的电流，根据并联电路的电流特点求出干路电流。
【解答】解：（1）当A、B串联后，当电路中电流为0.2A时，IA＝IB＝0.2A，由图象可知，UA＝1V，UB＝2V，
由于串联电路中电源电压等于各部分电路两端的电压之和，所以电源电压为：U＝UA+UB＝1V+2V＝3V；
（2）将元件A、B并联后接在电压为2V的电源两端时，UA＝UB＝2V，
由图象可知，IA＝0.4A，IB＝0.2A，
由于并联电路中干路的电流等于各支路电流之和，则干路电流为：I＝IA+IB＝0.4A+0.2A＝0.6A。
故答案为：3；0.6。
【点评】本题要求学生正确应用图象获得必要信息，并能结合串、并联电路的特点进行计算。
3．（3分）电子式电能表表盘上标有“3000imp/（kW•h）”的字样（imp表示电能表指示灯闪烁次数），将某用电器单独接在该电能表上，正常工作30min，电能表指示灯闪烁了300次，则该用电器在上述时间内消耗的电能是 0.1 kW•h，合 3.6×105 J，该用电器的功率是 200 W。
【分析】“3000imp/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能时电能表的指示灯闪烁3000次，据此可求指示灯闪烁了300次消耗的电能，根据公式P＝求出电功率。
【解答】解：
“3000imp/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能时电能表的指示灯闪烁3000次，
则指示灯闪烁了300次时，该用电器消耗的电能：
W＝kW•h＝0.1kW•h＝0.1×3.6×106J＝3.6×105J，
t＝30min＝0.5h，
则用电器的电功率：
P＝＝＝0.2kW＝200W。
故答案为：0.1；3.6×105；200。
【点评】本题考查消耗电能、电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用；难点是对电能表有关参数物理意义的正确理解；解题过程中要注意单位的换算。
4．（2分）如图是一种定时课间音乐播放装置的原理图，“播放器”是有电流通过时会播放音乐的装置：“定时开关”是到达设定时间，自动断开的开关。闭合开关S，当“定时开关”处于 断开 （选填“断开”或“闭合”）状态时，播放器会播放音乐；若“播放器”不播放音乐，因为播放器 被短路 （选填“断路”或“被短路”）。
【分析】由图可知当定时开关闭合时播放器被短路，则播放器中没有电流通过；若定时开关断开时，播放器将接在电源两端，由以上原理可知答案。
【解答】解：由图可知，到达设定时间，“定时开关”断开，“播放器”形成通路，有电流通过，则“播放器”播放音乐。
闭合开关S，当“定时开关”处于闭合状态时，指示灯形成通路，则会亮，播放器被短路，则播放器中没有电流通过，播放器不会播放音乐；
故答案为：断开；被短路。
【点评】本题考查物理知识在生产生活中的应用，应在认真分析题意及电路的基础上找到合适的物理规律作答。
5．（2分）在如图电路中，电源电压为6V，R1＝4Ω，闭合开关S后，电压表读数为2V，则电流表的示数为 0.5 A，电阻R2的阻值为 8 Ω。
【分析】由电路图可知，两电阻串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流；根据欧姆定律求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压，再根据欧姆定律求出电阻R2的阻值。
【解答】解：由电路图可知，两电阻串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流；
电路中的电流：
I＝＝＝0.5A，即电流表的示数为0.5A；
R2两端的电压：
U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V，
R2＝＝＝8Ω。
故答案为：0.5；8。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，是一道基础题目。
6．（2分）如图所示，质量和形状完全相同的金属线框A和塑料线框B，从同一高度同时自由落下，途中经过某一磁场区域（“×”表示磁场方向垂直纸面向里）．不计空气阻力，两线框中 B 先落地，你的判断依据 A经过磁场时，由于电磁感应，阻碍了线圈下落 。
【分析】从能的转化角度分析，金属框和塑料框质量相等，在最高点时，重力势能相等，分析金属框和塑料框的区别，根据电磁感应的知识进行分析。
【解答】解：金属框由静止自由下落到地面的过程中，金属框通过磁场会产生感应电流，有一部分能量转化为电能，所以在此过程中金属框的重力势能转化为动能和电能；
塑料框由静止自由下落到地面的过程中，塑料框通过磁场不会产生感应电流，所以重力势能全部转化为动能；
又因为金属框和塑料框质量相等，在最高点时，重力势能相等，可见A的下落速度小于B的下落速度，B先落地。
故答案为：B；A经过磁场时，由于电磁感应，阻碍了线圈下落。
【点评】本题的关键有两点：
（1）不计空气阻力，能量转化的过程中，能量相等；
（2）金属框和塑料框由静止自由下落到地面的过程中，转化是不一样的。
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13～14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）下列四个情境中，属于动能转化为势能的是（ ）
A．拉弓放箭 B．踩板下滑
C．秋千上摆 D．滚摆下落
【分析】动能与物体的质量和速度有关，重力势能与物体的质量和高度有关。
【解答】解：A、拉弓放箭时，弓的弹性势能转化为箭的动能，故A错误；
B、踩板下滑时，质量不变，速度增大，高度减少，动能增加，重力势能减少，重力势能转化为动能，故B错误；
C、秋千上摆时，质量不变，速度减小，高度增加，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能，故C正确；
D、滚摆下落，质量不变，速度增大，高度减小，动能增加，重力势能减少，重力势能转化为动能，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查动能和重力势能的相互转化，属于基础题。
8．（2分）探究小组利用导线将电源、开关、小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表连接起来，形成如图所示实验电路。在不拆开电路更换实验器材的情况下，利用此电路不能够完成的实验是（ ）
A．探究滑动变阻器的作用 B．探究电流与电压的关系
C．测量灯泡的电阻 D．测量灯泡的额定功率
【分析】（1）探究滑动变阻器的作用需要移动滑片，通过观察灯泡的亮度或电流表的示数变化分析滑动变阻器接入电路电阻的变化；
（2）探究电流与电压的关系时，需要保持电阻不变；
（3）测量灯泡的电阻，需要测量灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，利用欧姆定律求灯泡的电阻；
（4）测量灯泡的额定功率，需要测量灯泡正常发光时的电压和通过灯泡的电流，利用P＝UI求灯泡的额定功率。
【解答】解：A、由图可知，移动滑动变阻器的滑片，观察灯泡的亮度或电流表的示数变化可知滑动变阻器接入电路电阻的变化，故A能完成；
B、探究电流与电压的关系时，需要保持电阻不变，而灯丝的电阻受温度的影响，故B不能完成；
C、由图可知，电压表测灯泡两端的电压，电流表测通过灯泡的电流，利用欧姆定律可求灯泡的电阻，故C能完成；
D、由图可知，通过调节滑动变阻器的滑片使灯泡正常发光，电压表测灯泡两端的电压，电流表测通过灯泡的电流，利用P＝UI可求灯泡的额定功率，故D能完成。
故选：B。
【点评】本题考查控制变量法的应用、伏安法测电阻和电功率，是一道基础题。
9．（2分）风力测定仪是由风叶和改装的电流表构成，风力越大，枫叶转动越快，电流表读数也越大。图中与这一过程的工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】要解答本题需掌握：改装后的风速计的原理是电磁感应现象，以及产生的感应电流的大小和线圈的转速有关。
【解答】解：A、该图验证通电导体在磁场中受力转动的装置，不合题意；
B、该图是奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场，不合题意；
C、该图是电磁感应实验，即闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线，电路中产生感应电流，与风速计的原理相同，符合题意；
D、是探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系，不合题意。
故选：C。
【点评】本题主要考查学生对电磁感应现象的了解，以及影响感应电流强弱的因素的掌握，是一道基础题。
10．（2分）在新冠肺炎疫情期间，为加强对进校人员的管控，学校对电动门控制系统进行了改造：进校人员在体温正常且配戴口罩的情况下，电动机方可工作开启电动门。用S1闭合表示体温正常，用S2闭合表示配戴了口罩，则符合改造要求的电路是（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】根据进校人员在体温正常且配戴口罩的情况下，电动机方可工作开启电动门可确两开关的连接方式，从而确定正确选项。
【解答】解：进校人员在体温正常且配戴口罩的情况下，电动机方可工作开启电动门，即两个开关同时闭合电路才能接通电路，只闭合其中任一开关，电路不能连通，故两开关串联后再与电动机串联，只有D正确。
故选：D。
【点评】本题考查根据要求设计电路图，关键是根据“进校人员在体温正常且配戴口罩的情况下，电动机方可工作开启电动门“确定两开关串联。
11．（2分）2022年6月5日10时44分发射神舟十四号载人飞船。执行此次发射任务的长征二号F遥十四运载火箭如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．燃料燃烧推动火箭升空，把机械能转化为内能
B．使用液氢燃料，主要利用了液氢的热值大
C．火箭上升时，重力势能增大，动能减小，机械能不变
D．燃料燃烧释放的内能全部转化为机械能
【分析】（1）燃料燃烧时将燃料的化学能转化为内能，火箭升空时通过内能转化为机械能；
（2）热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量，反映了燃料燃烧放热的能力；
（3）动能是由于物体运动而具有的能量，与质量和速度有关；重力势能是由于物体被举高而具有的能量，与质量和高度有关；机械能包括动能和势能之和。
【解答】解：A、燃料燃烧推动火箭升空，把内能转化为机械能，故A错误；
B、热值反映了燃料燃烧放热的能力，使用液氢燃料，主要利用了液氢的热值大，故B正确；
C、火箭上升时，质量不变，高度增加，重力势能增加；速度增加，则动能增加；机械能等于重力势能和动能之和，因此机械能增加，故C错误；
D、燃料燃烧释放大的内能有一部分会散失，因此不能全部转化为机械能，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了对能量的转化、热值的概念的理解，属于基础题，难度不大。
12．（2分）在下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电视机 B．电冰箱 C．电热水器 D．电风扇
【分析】电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
【解答】解：A、电视机工作时主要转化为声能、光能以及少部分内能，不是利用了电流的热效应，故A错误；
B、电冰箱工作时，主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故B错误；
C、电热水器工作时把电能转化为内能，利用了电流的热效应，故C正确；
D、电风扇工作时，主要把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应来工作的，故D错误。
故选：C。
【点评】本题主要考查了电流的热效应在生活中的应用，分析时要准确把握其中的能量转化才能做出正确的判断。
（多选）13．（2分）如图所示，是某人连接的家庭电路，各元件及线路完好，下列说法正确的是（ ）
A．火线和零线间的电压为220V
B．开关S1断开时，人接触a点会触电
C．开关S2断开时，人接触b点会触电
D．三孔插座即使不接地，用电器也可以正常工作并且安全
【分析】（1）火线和零线间的电压为220V。
（2）触电是人体直接或间接接触火线。
（3）家庭电路中，金属外壳的用电器都采用三脚插头，当金属外壳的用电器插入三孔插座时，金属外壳接地，防止金属外壳的用电器漏电发生触电事故。
【解答】解：A、火线和零线间的电压为220V，故A正确；
B、根据图可知，开关S1断开时，火线被切断，人接触a点不会发生触电事故，故B错误；
C、根据图可知，开关S2断开时，虽然灯泡不发光，但火线没有被切断，所以人接触b点会触电。故C正确；
D、家庭电路中，金属外壳的用电器都采用三脚插头，当金属外壳的用电器插入三孔插座时，金属外壳接地，防止金属外壳的用电器漏电发生触电事故，故错误。
故选AC。
【点评】掌握家用电器的连接方法和三孔插座的连接方法，以及掌握这样连接的原因。人体接触家庭电路的同一部分，发生触电事故的情况受开关的闭合和断开的影响。
（多选）14．（2分）甲醛对人体的危害非常严重。“追梦”小组的同学们设计了甲醛监测设备，原理如图所示。电源电压恒为3V，R0为10Ω的定值电阻，R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻，污染指数在50以下为轻度污染，50～100间为中度污染，100以上为重度污染。以下分析正确的是（ ）
A．污染指数越大，电压表示数越大
B．污染指数越小，电路中电流越大
C．电压表示数为1V时，属于中度污染
D．污染指数为50时，电压表示数为0.5V
【分析】（1）由图甲可知两电阻串联，电压表测定值电阻的电压，电流表测电路的电流：
由图像可知，污染指数越大，可变电阻的阻值越小，根据串联电路的分压原理和串联电路电压的规律分析电压表示数变化；
（2）由图像可知，污染指数越小，可变电阻的阻值越大，根据欧姆定律可知电路中的电流变化情况；
（3）根据欧姆定律求出电路中电流，根据串联电路的分压特点求出可变电阻两端电压，再根据欧姆定律求出可变电阻连入电路中的阻值，根据图像分析污染程度；
（4）由图像可知，污染指数为50时，可变电阻连入电路中的阻值，根据分压特点求出电压表示数。
【解答】解：
A、由图甲可知两电阻串联，电压表测定值电阻的电压，电流表测电路的电流：
由图像可知，污染指数越大，可变电阻的阻值越小，根据分压原理可知，可变电阻分担的电压越小，根据串联电路电压的规律，则定值电阻分担的电压越大，即电压表示数越大，故A正确；
B、污染指数越小，可变电阻的阻值越大，电路的总电阻越大，根据欧姆定律可知电路中电流越小，故B错误；
C、电压表示数为1V时，电路中电流：I＝＝＝＝0.1A，
根据串联电路电压的规律，可变电阻两端电压：
UR＝U﹣U0＝3V﹣1V＝2V，
由串联电路的规律及欧姆定律，则可变电阻连入电路中的阻值：
R＝＝＝20Ω，
由图像可知，电阻为20Ω时，污染指数为150，属于重度污染，故C错误；
D、由图像可知，污染指数为50时，可变电阻连入电路中的阻值为50Ω，可变电阻的阻值为定值电阻阻值的＝5倍，
根据串联电路的分压原理，可变电阻的电压为定值电阻的5倍，即UR′＝5U0′，
因串联电路的总电压等于各部分电压之和，则UR′+U0′＝U，即5U0′+U0′＝6U0′＝U，
所以R0两端电压：
U0′＝U＝3V＝0.5V，即电压表示数为0.5V，故D正确。
故选：AD。
【点评】此题为电路变化综合题，主要考查的是学生对欧姆定律、串联电路的分压特点的理解和掌握，读懂图像是解决此题的关键。
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在虚线内完成），要求：能改变电磁铁磁性的强弱，闭合开关S后，小磁针受力静止时，其N极如图所示。
【分析】要改变电磁铁磁性的强弱，就需要从决定电磁铁磁性强弱的因素电流大小、线圈匝数、有无铁芯这几方面去考虑。由于线圈匝数、铁芯这两个方面已经确定。故只有从电流大小去考虑。
要使小磁针静止在图示位置，就要使电磁铁的左端为S极，右端为N极。然后利用安培定则来确定电流方向。
【解答】解：改变线圈中的电流大小可以改变电磁铁磁性的强弱，因此电路中要有一个滑动变阻器。要使电磁铁的左端为S极，由安培定则可以判定，电流要从电磁铁的左端流入。故设计电路如下：
【点评】本题考查电磁铁的影响因素和安培定则，难点是电路图的设计，电路图的设计首先要明确题目的要求，按照要求进行设计电路。
16．（2分）如图所示，楼梯有一电灯受控于两个开关，光线较暗且有声响时灯才亮。其中“光控开关”在光线较暗时自动闭合，“声控开关”在有声响时自动闭合，请用铅笔画线代替导线把元件连在电路中。
【分析】由题意知，当“光控开关”在光线较暗时闭合，“声控开关”在有声响时闭合，光线较暗且有声响时灯才亮，故这两个开关应与灯串联，且为了保证安全，开关应接在火线上。
【解答】解：由分析知：“光控开关”在光线较暗时闭合，“声控开关”在有声响时闭合，光线较暗且有声响时灯才亮，则灯泡与两个开关串联，且为了保证安全，开关应接在火线上；如图所示：
【点评】本题的关键是根据灯泡的工作条件确定开关的连接方式，然后根据串、并联的特点得出符合题意的电路图。
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8分，共18分）
17．（4分）小强是一个喜欢思考的同学，他随家人到海边玩耍时，发现阳光下的海水和岸边的沙子温差很大，于是，他带回一些岸边的沙子想比较沙子和水这两种物质吸热能力的差异。他设计如图甲所示的实验装置，所使用仪器规格也完全相同，请你来帮他完成实验：
（1）在两个完全相同的烧杯中分别装入 质量 （选填“质量”或“体积”）、初温都相同的水和沙子。
（2）在实验时只要控制 加热时间 （选填“加热时间”或“温度变化”）相同就可以确定水和沙子吸收了相同的热量；加热完成后只要比较他们 温度变化 （选填“加热时间”或“温度变化”）的多少就可以比较出沙子和水吸热能力差异。
（3）小强根据实验数据，做出如所示图象，由图象可知， 乙 （选填甲/乙）的比热容大。
【分析】（1）探究不同种类物质的吸热能力，需要控制物质的质量相同；
（2）水和沙子吸收了热量的多少是通过控制酒精灯的加热时间体现的，通过比较温度的变化，得出相应的结论；
（3）根据海水和沙滩温度的高低和图象乙判断哪是水的图象。
【解答】解：（1）探究不同种类物质的吸热能力是否会不同，需要控制水和沙子的质量相同；
（2）在实验时只要控制加热时间相同就可以确定水和沙子吸收了相同的热量；加热完成后只要比较它们温度变化△t的多少就可以比较出沙子和水吸热能力差异；
（3）由题意知，吸收相同的热量，海水的温度变化小于沙子温度的变化，由图乙知加热相同时间，甲的温度变化大，乙的温度变化小，所以乙是水的图象。
故答案为：（1）质量；（2）加热时间；温度变化；（3）乙。
【点评】本题是探究沙子和水的吸热能力实验，注意控制变量法和转换法在本实验中的应用，同时应用物理知识解决实际问题的能力。
18．（6分）如图是测未知电阻Rx（约10Ω）阻值的实验电路图，电源为2节干电池。
（1）在图中圈内填入电流表、电压表符号。
（2）该实验的原理是 R＝ ，滑动变阻器的作用是：①改变待测电阻两端的电压和② 改变电路中的电流 。
（3）电压表应选择 0﹣3 V的量程，电流表选择 0﹣0.6A 量程。
【分析】（1）电压表与待测电阻并联，电流表与待测电阻串联；
（2）该实验的原理是R＝；
移动变阻器的滑片，改变了连入电路的电阻，电路中的电流变化，根据U＝IR知，电阻两端的电压也随之变化。
（3）因电源电压为3V确定电压表应选择0﹣3V的量程；待测未知电阻Rx约10Ω，由欧姆定律求出通过灯的最大电流确定电流表选择0﹣0.6A量程。
【解答】解：（1）电压表与待测电阻并联，电流表与待测电阻串联，如下所示：
（2）该实验的原理是R＝；
移动滑动变阻器的滑片，改变了连入电路的电阻，改变了电路中的电流；
（3）因电源电压为3V，故电压表应选择0﹣3V的量程；待测未知电阻Rx约10Ω，由欧姆定律，通过灯的最大电流为：
I＝＝＝0.3A，故电流表选择0﹣0.6A量程。
故答案为：（1）见解答图；（2）R＝；改变电路中的电流；（3）0﹣3；0﹣0.6A。
【点评】本题测未知电阻Rx（约10Ω）阻值，考查电路连接、实验原理、电表量程选择及数据处理。
19．（8分）实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材：电源（电压恒为3V）、开关、电压表、电流表、额定电压U额＝2.5V的待测小灯泡（电阻约为10Ω）、滑动变阻器（“20Ω 1A”）、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲连接完整（要求：滑片向左移动灯泡变亮）。
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是 电流表指针没有调零 ；若闭合开关后，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，其原因可能是 小灯泡断路 。
（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 0.625 W；从图像中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”），原因是 灯丝电阻随温度升高而增大 。
（4）爱动脑筋的小强利用一个定值电阻R0和两个电流表，设计了如图丁所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率，实验过程如下：
①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表A1示数为 ，并读出此时电流表A2的示数I；
②小灯泡的额定功率表达式为P额＝ U额×（I﹣） （用I、R0和U额表示）。
【分析】（1）根据滑片向左移动灯泡变亮确定变阻器滑片左下接线柱连入电路中；
（2）电流表使用前要调零；
若电流表没有示数，灯不亮，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断路了；
（3）根据绘制的小灯泡的电流随其两端电压变化的关系可知灯在额定电压下的电流，根据P＝UI求出小灯泡的额定功率；灯丝电阻受温度的影响，变化较明显，并且温度越高，电阻越大；
（4）要测灯的额定功率，应先使灯正常发光，在没有电压表的情况下，电流表与定值电阻R0应起到电压表的测量作用，故通过移动变阻器的滑片使电流表示数为时，由并联电路电压的规律，灯的电压为U额，灯正常发光；根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流，根据P＝UI写出灯的额定功率的表达式。
【解答】解：（1）滑片向左移动灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器滑片左下接线柱连入电路中，灯泡的额定电压为2.5V，故灯泡的右端接电压表的3V接线柱，如下所示：
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是电流表指针没有调零；
闭合开关，发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则电路故障可能是小灯泡断路。
（3）根据绘制的小灯泡的电流随其两端电压变化的关系知，灯在额定电压下的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；因为灯丝电阻受温度的影响，变化较明显，并且温度越高，电阻越大，而电压表与电流表的示数之比即为灯的电阻，故当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比增大；
（4）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表A1示数为，并读出此时电流表A2的示数I；
根据并联电路电流的规律，灯的额定电流：I额＝I﹣I1＝I﹣，
则小灯泡的额定功率：P额＝U额×I额＝U额×（I﹣）。
故答案为：（1）见解答；（2）电流表指针没有调零；小灯泡断路；（3）0.625；增大；灯丝电阻随温度升高而增大；（4）；U额×（I﹣）。
【点评】本题是测量小灯泡额定电功率的实验，考查电路连接、故障分析、操作过程和对器材的选择及设计方案测额定功率的能力。
五、综合应用题（本题共2小题，每小题9分，共18分）
20．（9分）某电热水器，额定功率为2000W，当热水器正常工作5min时，可将5kg的水从80℃加热到100℃[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]，试求：
（1）这5kg水吸收的热量是多少？
（2）热水器消耗的电能是多少？
（3）热水器的效率是多少？
【分析】（1）根据Q吸＝c水m（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（2）根据W＝Pt求出热水器消耗的电能；
（3）根据η＝求出热水器的效率。
【解答】解：（1）5kg水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（100℃﹣80℃）＝4.2×105J；
（2）加热时间：t＝5min＝300s，热水器消耗的电能为：
W＝Pt＝2000W×300s＝6×105J；
（3）热水器的效率：
据η＝×100%＝×100%＝70%。
答：（1）5kg水吸收的热量是4.2×105J；
（2）热水器消耗的电能6×105J；
（3）热水器的效率70%。
【点评】此题主要考查的是学生对热量、电能、效率计算公式的理解和掌握，难度不大。
21．（9分）新冠肺炎疫情期间，体温检测成为社区、商场等公共场所一种重要的防控手段。如图甲为某电子测温仪的内部简化电路图，测温仪探头内有一热敏电阻Rt，其阻值随温度变化关系如图乙所示。R1为阻值可调的电阻箱，其最大电阻为300Ω，允许通过的最大电流为0.02A，电流表的量程0～0.6A，电源电压为6V，某次测试时，将电阻箱的阻值调为R，发现电流表示数为0.01A，此时Rt两端电压为4V。
（1）此时电路中Rt的电阻是多少？
（2）当电流表示数为0.01A时，环境温度是多少？
（3）若温度为40℃，则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是多少？
【分析】根据电路图可知，R1、Rt串联，电流表测量电路电流；
（1）某次测试时，将电阻箱的阻值调为R，发现电流表示数为0.01A，此时Rt两端电压为4V，根据欧姆定律求出Rt的阻值；
（2）当电流表示数为0.01A时，知道此时Rt的阻值，从图乙中读出此时环境温度；
（3）由图乙可知，环境温度为40℃时热敏电阻的阻值，根据电流表的量程得出电路中的最大电流，根据欧姆定律求出电路的最小总电阻，利用电阻的串联求出电阻箱接入电路中的最小阻值，然后得出电阻箱允许的阻值调节范围。
【解答】解：由电路图可知，R1与Rt串联，电流表测电路中的电流。
（1）某次测试时，将电阻箱的阻值调为R，发现电流表示数为0.01A，此时Rt两端电压为4V，
由I＝可知，热敏电阻的阻值：Rt＝＝＝400Ω，
（2）当电流表示数为0.01A时，Rt的电阻为400Ω，从图乙可知环境温度是20℃；
（3）由图乙可知，环境温度为40℃时，热敏电阻的阻值Rt′＝200Ω，
由电流表的量程为0～0.6A和电阻箱允许通过的最大电流为0.02A可知，电路中的最大电流I大＝0.02A，
则电路的最小总电阻：R总′＝＝＝300Ω，
所以，电阻箱接入电路中的最小阻值：R′＝R总′﹣Rt′＝300Ω﹣200Ω＝100Ω，
当电阻箱接入电路中的电阻最大为300Ω时，电路中电流最小，各元件是安全的，
故为保证电路的安全，电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是100Ω～300Ω。
答：（1）此时电路中Rt的电阻是400Ω；
（2）当电流表示数为0.01A时，环境温度是20℃；
（3）若温度为40℃，则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是100Ω～300Ω。
【点评】本题考查了串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。
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