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河南省郑州市金水区一八初级中学2022-2023学年九年级上学期期末物理试题（含答案）
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这是一份河南省郑州市金水区一八初级中学2022-2023学年九年级上学期期末物理试题（含答案），共31页。试卷主要包含了填空题，选择题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年河南省郑州市金水区一八中学九年级（上）期末物理试卷
一、填空题
1．北龙湖湿地公园，是目前郑州市面积较大、地貌保持较完整的一块生态湿地，对城市居民的生活有很重要的意义，其中它可以有效地调节气温，这是因为水的 比沙石、干泥土的大；一到春天，公园里花香四溢，这是 现象。
2．如图，2022年3月23日下午再次开讲的“天宫课堂”上，王亚平老师换了一种方式，带同学进一步感受太空中的浮力——水油分离实验。将装有水和油的瓶子摇晃多次后，水和油均匀地混在了一起，这一现象 （选填“能”或“不能”）说明分子在不停地做无规则运动，因为 。
3．中国共产党第二十次全国代表大会于2022年10月16日在北京召开，是在全党全国各族人民迈上全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的关键时刻召开的一次十分重要的大会。会场上方华丽顶灯的连接方式是 （选填“串联”、“并联”、“都有可能”），顶灯在工作时发热温度升高，内能 （选填“不变”、“增大”、“减小”）。
4．取一个橙子，把铜片、铁片插入其中就制成一个水果电池，如图是用电压表测量水果电池两端电压的情景。铁片是电池的 极；若想获得3V的电压，需要 个这样的水果电池 联起来。
5．如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 （选填“发电机”或“电动机”），根据 原理制成的。若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 （选填“相同”或“相反”）。
6．有一定值电阻R与一小灯泡L，通过它们的电流I与它们两端的电压U的关系如图所示，现将R和L串联接在电压为9V的电源两端，此时电路中的电流是 A。若将电阻R和灯泡L并联接在电压为3V的电源上，此时灯L的电阻为 Ω。由图像可知通过小灯泡的电流与它两端的电压 （选填“成”或“不成”）正比，其原因是小灯泡灯丝的电阻受 影响，并非一个定值。
二、选择题
7．通常情况下，下列都属于导体的是（ ）
A．钢丝、橡胶、木凳 B．空气、琥珀、大地
C．石墨、盐水、人体 D．陶瓷、铁丝、玻璃
8．下列做法符合安全用电原则的是（ ）
A．如图方式连接灯泡 B．手接触试电笔笔尾金属
C．水壶接两脚插头 D．湿手拔插头
9．疫情防控期间，学校防疫人员利用如图甲所示的测温仪对进入校园的所有师生员工进行体温检测。如图乙是测温仪的工作电路简化图，电源电压恒定，定值电阻R0是保护电阻。R是热敏电阻，其阻值随人体温度变化的图像如图丙所示。关于此测温仪，下列分析正确的是（ ）
A．显示仪是由电流表改装成的
B．被测者体温越高，电路中的电流越小
C．被测者体温越高，R0消耗的电功率越大
D．若测相同温度时，将R0更换为阻值更大的电阻，显示仪示数将变大
10．下列说法中错误的是（ ）
A．用久了的电灯丝变细是升华现象
B．气温低于水银凝固点的地方不能使用水银温度计
C．物体的内能增加一定吸收了热量
D．热传递的实质是内能由高温物体传向低温物体
11．如图所示，某同学将一条粗细不均的铝箔纸的两端分别压在两节电池的两极，发现铝箔纸发热并燃烧。关于该实验的分析正确的是（ ）
A．实验时两节干电池的正极与正极相连
B．用普通纸代替铝箔纸也能燃烧
C．实验中铝箔纸较细的部位先燃烧
D．该实验不能说明短路带来的危害
12．2022北京冬奥会开幕式上的冰五环，成为开幕式的焦点，冰五环重达3吨，如图，通过工程师们的设计，只要一按开关，电动设备就能将冰五环缓缓吊起，下图中能体现此设备工作原理的实验装置是（ ）
A． B．
C． D．
（多选）13．如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密闭着等量的空气，R1＝R2＝R3，当开关S闭合后，下列说法不正确的是（ ）
A．该实验装置是探究电流通过电阻时产生的热量与电阻大小的关系
B．通电后，甲图透明容器中电阻丝增加的内能和空气内能增大方式是不相同的
C．通电一段时间后，右边U形管内液面的高度差比左边小
D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻放出热量的多少的
（多选）14．甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W，下列说法正确的是（ ）
A．只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为40Ω
B．再闭合开关S2时，电流表示数增加0.2A
C．再闭合开关S2时，电路总功率为1.4W
D．再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量为2.4J
三．作图题
15．请用笔画线代替导线将如图所示的家庭电路连接完整，开关控制灯L1和L2。
16．如图所示，请用笔画线代替导线，将实物图补充完整，要求：
①根据电流方向和小磁针的指向在图中画出螺线管的绕线方向；
②滑动变阻器的滑片向右端滑动，通电螺线管的磁性减弱。
四．实验探究题
17．在探究”不同物质吸热能力”的实验中，实验装置如图甲、乙所示。
（1）实验中应取 （选填“质量”或“体积”）相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，使用规格 （选填“相同”或“不同”）的电加热器加热。实验中通过 （选填“升高的温度”或”加热时间”）来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少；
（2）图丙中①是乙加热时温度随时间变化的图线，如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍，不考虑热损失，用相同的加热器加热，再绘制出一条温度随时间变化的图线，则为图中的第 条（填”①”“②”或“③”）。
18．在研究串联电路的电流特点时，小明设计了如图所示的电路图。
（1）闭合开关后，他发现灯L1亮，L2不亮，对L2不亮的原因，小明作出了如下猜想：①灯L2的灯丝断了；②灯L2两端短路；③灯L2的实际电功率太小。
你认为小明的猜想中，猜想 （填序号）肯定不正确。为了验证其余两猜想是否属实，小明把灯L2从灯座上拧下来后，发现灯L仍发光，则他的猜想 （填序号）是合理的。
（2）排除故障后，他发现电流表甲和乙的示数分别为0.18A和0.16A，为什么两个电流表示数不同呢？小明认为电流先达到电流表甲，经过灯L2时被消耗了一些，因此到达电流表乙时会小一些。你认为他的想法是 （选填“正确”或“错误”）的，下列操作中能够证明你的观点的是： 。
①换不同的灯泡做实验；
②将L1、L2对调位置；
③将甲、乙两个电流表的位置对调；
④将电源正负极对调。
19．小明利用如图甲所示的电路，测量额定电压为2.5V，小灯泡的额定功率。电源电压恒为3V，滑动变阻器最大阻值20Ω。
（1）请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整，要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑时灯变亮。
（2）在确认电路和器材无误后，小明开始进行实验，当滑动变阻器的滑片P移到某位置时，电压表示数如图乙所示，为了测出小灯泡的额定功率，他应将滑片P向 （选填“左”或“右”）移动。
（3）小明在实验过程中，移动滑片P时，突然小灯泡的灯丝烧断了，则电压表的示数将 （选填“变大”或“变小”）。
（4）小明换用相同规格的小灯泡重新进行实验。实验结束后，他利用实验数据绘制了图丙所示的I﹣U图象。由图象可知：小灯泡额定功率为 W；图象不是直线说明 。
（5）若利用上述器材，测量待测电阻Rx的阻值，实验中发现电压表损坏，利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值，实验电路如图丁所示（滑动变阻器最大阻值为R0，电源电压未知且不变），请将下列相关实验步骤补充完整：
①闭合开关S，将滑片P移到b端，并记录电流表示数I0；
②闭合开关S， ，并记录电流表示数I1；
③写出待测电阻的表达式：Rx＝ （用已知量和测量量符号表示）。
五．综合应用题
20．学习过热效率后，王明同学为计算他家天然气灶烧水的热效率，将2.5L的水倒入烧水壶中，测出水温为20℃，把水刚加热到70℃时，测出消耗的天然气为0.04m3。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值约为4.0×107J/m3。假设天然气完全燃烧，求：
（1）水吸收了多少热量。
（2）完全燃烧的天然气放出了多少热量。
（3）他家天然气灶的效率。
21．如图甲所示，这是小明家新买的速热式电热水器，图乙是它的等效工作电路图，图丙是小明家的电能表。
（1）考虑到用电安全，你认为速热式电热水器应使用图丁所示的哪种插座？ （选填“A”或“B”）。
（2）当小明家的一盏节能灯、一台电视机和一台速热式电热水器同时正常工作时三个用电器的规格如表所示，通过电能表的电流是多少？
用电器
额定电压
额定功率
节能灯
220V
20W
电视机
120W
速热式电热水器
2500W
（3）该速热式电热水器正常工作时的电阻为多大？
（4）若在用电高峰期只让速热式电热水器单独工作4min，观察到电能表的转盘转了420转，则速热式电热水器的实际功率是多少？
2022-2023学年河南省郑州市金水区一八中学九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题
1．北龙湖湿地公园，是目前郑州市面积较大、地貌保持较完整的一块生态湿地，对城市居民的生活有很重要的意义，其中它可以有效地调节气温，这是因为水的 比热容 比沙石、干泥土的大；一到春天，公园里花香四溢，这是 扩散 现象。
【分析】水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少，据此分析；
不同物质接触时分子彼此进入对方的现象叫扩散。
【解答】解：湿地含水分多，水的比热容较大，由Q＝cmΔt可知，白天，相同质量的水和土壤、沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得昼夜的温差小，能有效调节周围环境的气温；
一到春天，公园里花香四溢，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。
故答案为：比热容；扩散。
【点评】本题考查了扩散现象、水的比热容大的应用，属于基础题。
2．如图，2022年3月23日下午再次开讲的“天宫课堂”上，王亚平老师换了一种方式，带同学进一步感受太空中的浮力——水油分离实验。将装有水和油的瓶子摇晃多次后，水和油均匀地混在了一起，这一现象 不能 （选填“能”或“不能”）说明分子在不停地做无规则运动，因为 分子的热运动是自发进行的，不需要外力 。
【分析】分子在不停地做无规则运动，这种无规则运动叫做分子的热运动，分子的热运动是自发进行的，不需要外力。
【解答】解：2022年3月23日下午再次开讲的“天宫课堂”上，王亚平老师换了一种方式，带同学进一步感受太空中的浮力——水油分离实验。将装有水和油的瓶子摇晃多次后，水和油均匀地混在了一起，这一现象不能说明分子在不停地做无规则运动，因为分子运动是自发进行的，不需要外力。
故答案为：不能；分子的热运动是自发进行的，不需要外力。
【点评】此题考查了分子的热运动，属基础题目。
3．中国共产党第二十次全国代表大会于2022年10月16日在北京召开，是在全党全国各族人民迈上全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的关键时刻召开的一次十分重要的大会。会场上方华丽顶灯的连接方式是 并联 （选填“串联”、“并联”、“都有可能”），顶灯在工作时发热温度升高，内能 增大 （选填“不变”、“增大”、“减小”）。
【分析】（1）串联电路，电流只有一条通路，开关控制整个电路；并联电路电流有多条通路，各支路互不影响；
（2）同一物体，温度升高，内能增加。
【解答】解：（1）会场上方华丽的顶灯可以独立工作，互不影响，是并联关系；
（2）顶灯在工作时发热温度升高，内能增大。
故答案为：并联；增大。
【点评】本题考查了串并联电路的判断、内能，综合性强，难度不大。
4．取一个橙子，把铜片、铁片插入其中就制成一个水果电池，如图是用电压表测量水果电池两端电压的情景。铁片是电池的 负 极；若想获得3V的电压，需要 5 个这样的水果电池 串 联起来。
【分析】（1）据电压表的正确使用方法可知，电流从电压表的正接线柱流入，负接线柱流出，根据指针的偏转情况和所连的接线柱可判断电池的正负极。
（2）先判断电压表的量程，然后根据分度值和指针位置可读出电压表的示数（即一个水果电池的电压）；串联电池组的电压等于各电池的电压之和。
【解答】解：（1）由图知，电压表的指针向右偏转，说明电流从电压表的正接线柱流入，从负接线柱流出，所以与电压表正接线柱相连的铜片是电池的正极，铁片是电池的负极；
（2）图中电压表选择的是小量程，分度值是0.1V，其示数是0.6V，即一个水果电池的电压为0.6V；
如果想获得3V的电压，且＝5，因串联电池组的电压等于各电池的电压之和，所以，需要把5节这样的“水果电池”串联起来。
故答案为：负；5；串。
【点评】本题考查了电压表的正确使用方法和串联电池组的电压规律，难度不大。
5．如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 电动机 （选填“发电机”或“电动机”），根据 通电线圈在磁场中受力转动 原理制成的。若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 相同 （选填“相同”或“相反”）。
【分析】通电导体在磁场中受到力的作用；通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场的方向有关。
【解答】解：闭合开关，用手轻推一下线圈，通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动，这就是简易的电动机的原理；若只将电源的正负极互换，则电流的方向发生改变，磁极的方向也发生了改变，因此受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同。
故答案为：电动机；通电线圈在磁场中受力转动；相同。
【点评】本题考查了简易电动机的原理、安培定则的应用，是一道基础题。
6．有一定值电阻R与一小灯泡L，通过它们的电流I与它们两端的电压U的关系如图所示，现将R和L串联接在电压为9V的电源两端，此时电路中的电流是 0.6 A。若将电阻R和灯泡L并联接在电压为3V的电源上，此时灯L的电阻为 5 Ω。由图像可知通过小灯泡的电流与它两端的电压 不成 （选填“成”或“不成”）正比，其原因是小灯泡灯丝的电阻受 温度 影响，并非一个定值。
【分析】串联电路中电流处处相等，电源电压等于各用电器两端电压之和，结合图像得出R和L两端的电压及通过的电流；
并联电路中干路电流等于各支路电流之和，各支路两端的电压相等，且等于电源电压，结合图像得出通过L的电流，根据R＝求得小灯泡的电阻；
由图像可知通过小灯泡的电流I与它两端的电压U不成正比，其原因是小灯泡灯丝的电阻受温度影响，并非一个定值。
【解答】解：将R和L串接在电压为9V的电源两端，根据串联电路的电流特点可知通过R和L的电流相等，串联电路总电压等于各部分电压之和，
由图可知通过电路中的电流为0.6A时，灯泡两端的电压为3V，定值电阻两端的电压为6V，电源电压为3V+6V＝9V，所以将R和L串联接在电压为9V的电源两端，此时电路中的电流是0.6A；
若将电阻R和灯泡L并联接在电压为3V的电源上，并联电路各支路两端电压相等，所以R和L两端电压都为3V，
由图像可知通过L电流为：IL＝0.6A，
根据欧姆定律可知此时灯L的电阻RL＝＝＝5Ω；
由图像可知通过小灯泡的电流I与它两端的电压U不成正比，其原因是小灯泡灯丝的电阻受温度影响，并非一个定值。
故答案为：0.6；5；不成；温度。
【点评】本题考查了串、并联电路电流和电压关系，欧姆定律的应用，属于电学常见题型，要求学生掌握。
二、选择题
7．通常情况下，下列都属于导体的是（ ）
A．钢丝、橡胶、木凳 B．空气、琥珀、大地
C．石墨、盐水、人体 D．陶瓷、铁丝、玻璃
【分析】（1）容易导电的物体叫导体，如：人体、大地、各种金属、石墨、酸碱盐的溶液等；
（2）不容易导电的物体叫绝缘体，如：玻璃、陶瓷、橡胶、塑料等。
【解答】解：A、橡胶、木凳不容易导电，都是绝缘体，钢丝容易导电，属于导体，故A不符合题意；
B、空气、琥珀不容易导电，都是绝缘体，大地容易导电，属于导体，故B不符合题意；
C、石墨、盐水、人体都容易导电，属于导体，故C符合题意；
D、陶瓷、玻璃不容易导电，都是绝缘体，铁丝容易导电，属于导体，故D不符合题意。
故选：C。
【点评】本题考查了导体和绝缘体的辨别，难度不大。
8．下列做法符合安全用电原则的是（ ）
A．如图方式连接灯泡 B．手接触试电笔笔尾金属
C．水壶接两脚插头 D．湿手拔插头
【分析】（1）家庭电路中，开关接在用电器和火线之间；
（2）使用试电笔辨别火线时，一定要用手接触笔尾金属体，否则容易造成误判，认为带电体不带电是十分危险的，使用测电笔时，手不能接触笔尖金属体，这样会发生触电事故；
（3）有金属外壳的用电器，其外壳要接地；
（4）生活用水属于导体，有可能使电流通过生活用水传到人体上，使人体触电。
【解答】解：
A、图中的开关接在了用电器和零线之间，接法错误，故A不符合安全用电原则；
B、使用试电笔时，手要接触笔尾金属体，才能辨别出火线或零线，但手不能接触笔尖金属体，否则会发生触电事故，故B符合安全用电原则；
C、电水壶的金属外壳必须接地，应采用三脚插头及三孔插座，可以防止外壳漏电时发生触电事故，故C不符合安全用电原则；
D、生活用水属于导体，湿手拔插头，容易发生触电事故，故D不符合安全用电原则。
故选：B。
【点评】本题是对安全用电常识的考查，要求能运用物理知识解决实际问题。
9．疫情防控期间，学校防疫人员利用如图甲所示的测温仪对进入校园的所有师生员工进行体温检测。如图乙是测温仪的工作电路简化图，电源电压恒定，定值电阻R0是保护电阻。R是热敏电阻，其阻值随人体温度变化的图像如图丙所示。关于此测温仪，下列分析正确的是（ ）
A．显示仪是由电流表改装成的
B．被测者体温越高，电路中的电流越小
C．被测者体温越高，R0消耗的电功率越大
D．若测相同温度时，将R0更换为阻值更大的电阻，显示仪示数将变大
【分析】（1）根据电流表和电压表的正确使用确定显示仪是电流表还是电压表；
（2）（3）当被测者体温较高时，根据图像丙判定热敏电阻阻值的变化和电路总电阻的变化，根据欧姆定律判定电路中电流的变化，根据P＝I2R分析R0消耗的电功率的变化；根据串联电路分压原理可知热敏电阻两端电压的变化；
（4）当温度相同时，热敏电阻的阻值不变，若将R0更换为阻值更大的电阻，由串联电路分压特点可知显示仪示数的变化。
【解答】解：
A、由图可知，R与R0串联，因显示仪与热敏电阻并联，所以显示仪是由电压表改装成的，故A错误；
BC、由图丙可知，温度越高，热敏电阻的阻值越小；当被测者体温较高时，热敏电阻的阻值变小，由分压原理，热敏电阻分担的电压变小，电压表示数变小；此时总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电流表示数变大；根据P＝I2R可知R0消耗的电功率变大；故B错误、C正确；
D、温度相同时热敏电阻的阻值不变，将R0更换为阻值更大的电阻，由串联电路分压特点可知，R0两端分得的电压变大，根据串联电路的电压特点可知，R两端的电压越小，因此显示仪示数会变小，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查串联电路的规律、电功率计算公式及欧姆定律的运用，关键是题干中获取有效的信息，难度不大。
10．下列说法中错误的是（ ）
A．用久了的电灯丝变细是升华现象
B．气温低于水银凝固点的地方不能使用水银温度计
C．物体的内能增加一定吸收了热量
D．热传递的实质是内能由高温物体传向低温物体
【分析】（1）物质固态直接变为气态叫升华；
（2）用水银温度计测量物体温度时，被测温度一定在水银的熔点和沸点之间，使水银处于液态；
（3）改变物体内能的方式：做功和热传递；
（4）热传递的实质是能量的转移。
【解答】解：A、用久了的电灯丝变细是固态的钨丝直接升华为气态，故A正确；
B、水银的熔点等于凝固点，气温在低于水银的凝固点时，水银是固态，不能根据液体热胀冷缩的性质来工作，故B正确；
C、物体内能增加，可能吸收了热量，也可能外界对它做功，故C错误；
D、热传递实质是内能从高温物体传到低温物体，故D正确。
故选：C。
【点评】本题考查物态变化、改变内能的方式以及热传递现象，难度不大。
11．如图所示，某同学将一条粗细不均的铝箔纸的两端分别压在两节电池的两极，发现铝箔纸发热并燃烧。关于该实验的分析正确的是（ ）
A．实验时两节干电池的正极与正极相连
B．用普通纸代替铝箔纸也能燃烧
C．实验中铝箔纸较细的部位先燃烧
D．该实验不能说明短路带来的危害
【分析】容易导电的物体叫导体，各种金属都是导体；不容易导电的物体叫绝缘体；
电流通过导体时，都要产生热量，这种现象是电流的热效应；
导线直接将电源两极连接起来的电路叫电源短路，电源短路时，容易烧坏电源或形成火灾。
【解答】解：A．实验时，干电池需串联使用，即干电池的正极与另一个干电池的负极相连，故A错误；
B．普通干燥的纸是绝缘体，不容易导电，所以此实验不能用普通纸代替铝箔纸，故B错误；
C．相同长度的铝箔纸，铝箔纸较细的部位电阻较大，由Q＝I2Rt可知相同时间内较细的部位产生的热量较多，先燃烧，故C正确；
D．实验中铝箔纸是导体，相当于导线，用它把电源正负极连接，发生了短路，造成电流过大，会产生过多的热量，能说明短路带来的危害，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了对导体与绝缘体和电流热效应及短路的认识和理解，属于一道基础题。
12．2022北京冬奥会开幕式上的冰五环，成为开幕式的焦点，冰五环重达3吨，如图，通过工程师们的设计，只要一按开关，电动设备就能将冰五环缓缓吊起，下图中能体现此设备工作原理的实验装置是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用。正确分析四个选项各是研究什么问题的，再作回答。
【解答】解：A．此图中司南能够指示南北，是因为地球本身是一个大磁体，周围空间存在地磁场，故A不符合题意；
B．此实验研究的是通电导体在磁场中受到力的作用，能说明电动机工作原理，故B符合题意；
C．此图是奥斯特实验，证明了电流的周围存在磁场，故C不符合题意；
D．此图研究的是电磁感应现象，故D不符合题意。
故选：B。
【点评】本题涉及的内容有磁极间的相互作用、电流的磁效应、电动机的原理和发电机的原理。注意电磁感应和通电导体在磁场中受力运动的实验装置的不同，前者外部没有电源，后者外部有电源。
（多选）13．如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密闭着等量的空气，R1＝R2＝R3，当开关S闭合后，下列说法不正确的是（ ）
A．该实验装置是探究电流通过电阻时产生的热量与电阻大小的关系
B．通电后，甲图透明容器中电阻丝增加的内能和空气内能增大方式是不相同的
C．通电一段时间后，右边U形管内液面的高度差比左边小
D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻放出热量的多少的
【分析】（1）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，在通电时间和电阻相同时，是探究电流产生热量跟电流的关系；
（2）改变内能的方法：做功和热传递；
（3）通电时间相同、电阻相同，通过的电流不同，利用焦耳定律Q放＝I2Rt分析判断；
（4）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过U形管中液面高度差的变化来反映，体现的是转换思想。
【解答】解：
A、装置中R2、R3并联后再与R1串联，通过R1的电流I1＝I2+I3，而I2＝I3，所以右边容器中通过R3的电流I3是左侧通过R1电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，故A错误；
B、通电后，甲图透明容器中电阻丝增加的内能是由于电流做功，电能转化为内能；空气内能增大是吸收了热量，是通过热传递的方法改变内能的，所以两种改变内能的方式是不相同的，故B正确；
C、左右两容器中的电阻相同，而通过电阻R1的电流大于R2的电流，通电时间相同，由Q＝I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多，左边U形管内液面的高度差比右边U形管内液面的高度差大，故C正确；
D、电流产生的热量不能用眼睛直接观察，对密封容器中空气加热，引起U形管中液面变化，通过液面高度差的变化来反映，是利用容器内气体的热胀冷缩来反映电阻放出热量的多少，故D错误。
故选：BC。
【点评】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用，同时考查了学生对焦耳定律变形公式的理解和掌握，难度较大。
（多选）14．甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W，下列说法正确的是（ ）
A．只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为40Ω
B．再闭合开关S2时，电流表示数增加0.2A
C．再闭合开关S2时，电路总功率为1.4W
D．再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量为2.4J
【分析】（1）由图乙可知，只闭合S1时，该电路为只含有灯L的简单电路，电流表测电路中的电流；已知此时灯L的实际功率，利用P＝UI，结合图甲可读出此时L的电流和两端的电压，再利用I＝的变形式可求出灯L的电阻；
（2）由图乙可知，闭合S1，再闭合S2时，该电路为L和R的并联电路，电流表测干路电流；由并联电路的电流特点可知电源电压和R两端的电压；由图甲读出此时R的电流，并联电路中各个支路之间互不影响，则通过R的电流即电流表示数增加的电流值；
（3）并联电路中总电流等于各个支路通过的电流之和，据此求出干路总电流，再利用P＝UI求出电路总功率；
（4）电阻R是纯电阻用电器，可以利用Q＝I2Rt＝IUt求出在1min内电阻R产生的热量。
【解答】解：A、由图乙可知，只闭合S1时，该电路为只含有灯L的简单电路，电流表测电路中的电流；
已知此时灯L的实际功率为P＝UI＝1W，由图甲可知，此时灯L的电流为IL＝0.5A，UL＝2V，
由I＝可知此时小灯泡L的电阻为：RL＝＝＝4Ω，故A错误；
B、由图乙可知，闭合S1，再闭合S2时，该电路为L和R的并联电路，电流表测干路电流；
由并联电路的电压特点可知电源电压为：U＝UL＝2V，则R两端的电压为UR＝U＝2V，
由图甲可知，此时通过R的电流为：IR＝0.2A，并联电路中各个支路之间互不影响，因此电流表示数增加了0.2A，故B正确；
C、再闭合开关S2时，电路总电流为I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A，则电路总功率为：P＝UI＝2V×0.7A＝1.4W，故C正确；
D、再闭合开关S2时，在1min内电阻R产生的热量为：Q＝IR2Rt＝IRURt＝0.2A×2V×1×60s＝24J，故D错误。
故选：BC。
【点评】本题考查了欧姆定律、电功率和焦耳定律计算公式的应用，熟练掌握并联电路的电流、电压特点，从图象中读取有用的信息是解题的关键。
三．作图题
15．请用笔画线代替导线将如图所示的家庭电路连接完整，开关控制灯L1和L2。
【分析】家庭电路中各用电器之间是并联的；电灯的连接方法：火线首先过开关，然后进入灯泡，零线直接进入灯泡；
三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线，带保险盒的插座，将保险盒接在火线上。
【解答】解：家庭电路中，各灯泡之间应该是并联的，所以L1和L2并联，开关在干路上，火线首先过开关，然后分别进入两灯泡，零线直接进入两灯泡；
三孔插座的接法：上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线。如图所示：
【点评】掌握家庭电路灯泡、开关、两孔插座、三孔插座、保险丝等的接法，注重将物理知识联系生活实际。
16．如图所示，请用笔画线代替导线，将实物图补充完整，要求：
①根据电流方向和小磁针的指向在图中画出螺线管的绕线方向；
②滑动变阻器的滑片向右端滑动，通电螺线管的磁性减弱。
【分析】（1）根据小磁针的指向判断通电螺线管的磁极，根据安培定则判断螺线管中的电流方向，根据电流的方向画出螺线管的绕线方向。
（2）在线圈匝数一定时，通电螺线管的磁性强弱与电流的大小有关，电流越大，螺线管的磁性越强。
（3）滑动变阻器的接法是“一上一下”，滑片离下端接入的接线柱越远时，变阻器接入电路中的电阻越大。
【解答】解：（1）由图可知小磁针的N极指向左，则由磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的右端为S极，其左端为N极。根据安培定则可知，电流由螺线管的右前方流入，左后方流出，则螺线管的绕线方向如下：
（2）滑动变阻器的滑片向右端滑动时，通电螺线管的磁性减弱，说明电路中的电流变小，滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以应将变阻器的左下接线柱接入电路中，如图所示：
【点评】本题考查了安培定则的应用、影响通电螺线管磁性强弱的因素、滑动变阻器的接法，属于综合题。
四．实验探究题
17．在探究”不同物质吸热能力”的实验中，实验装置如图甲、乙所示。
（1）实验中应取 质量 （选填“质量”或“体积”）相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，使用规格 相同 （选填“相同”或“不同”）的电加热器加热。实验中通过 加热时间 （选填“升高的温度”或”加热时间”）来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少；
（2）图丙中①是乙加热时温度随时间变化的图线，如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍，不考虑热损失，用相同的加热器加热，再绘制出一条温度随时间变化的图线，则为图中的第 ③ 条（填”①”“②”或“③”）。
【分析】我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
比较物质吸热能力的2种方法：
①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；
②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。
【解答】解：（1）在探究“不同物质吸热能力”的实验中，物质吸热多少与多个因素有关，故实验采用控制变量法，即实验中应取质量相同的甲、乙两种液体，使用规格相同的电加热器加热；
物质吸热多少不能直接测量，实验中利用转换法，即使用相同的加热器，在相同的时间内加热器放出热量相同，可认为被加热物质在相同时间内吸热相同，加热时间长的吸热多，加热时间短的吸热少，也就是通过加热时间来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少；
（2）图2中①是乙加热时温度随时间变化的图线，如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍，不考虑热损失，用相同的加热器加热，升高相同温度时吸收热量将是原来的2倍，也就是加热时间变为原来的2倍，则图2中的③符合题意。
故答案为：（1）质量；相同；加热时间；（2）③。
【点评】此题主要考查究“不同物质吸热能力”的实验，解题关键是控制变量法和转换法的利用，属于基础题。
18．在研究串联电路的电流特点时，小明设计了如图所示的电路图。
（1）闭合开关后，他发现灯L1亮，L2不亮，对L2不亮的原因，小明作出了如下猜想：①灯L2的灯丝断了；②灯L2两端短路；③灯L2的实际电功率太小。
你认为小明的猜想中，猜想 ① （填序号）肯定不正确。为了验证其余两猜想是否属实，小明把灯L2从灯座上拧下来后，发现灯L仍发光，则他的猜想 ② （填序号）是合理的。
（2）排除故障后，他发现电流表甲和乙的示数分别为0.18A和0.16A，为什么两个电流表示数不同呢？小明认为电流先达到电流表甲，经过灯L2时被消耗了一些，因此到达电流表乙时会小一些。你认为他的想法是 错误 （选填“正确”或“错误”）的，下列操作中能够证明你的观点的是： ③④ 。
①换不同的灯泡做实验；
②将L1、L2对调位置；
③将甲、乙两个电流表的位置对调；
④将电源正负极对调。
【分析】（1）串联电路用电器之间的工作状况相互影响；
（2）串联电路中电流处处相等，不同电流表指针位置存在差异，因此使用同一电流表可有效减小误差。
【解答】解：（1）由图甲可知，L1与L2串联，闭合开关后，灯L1亮，L2不亮，只有一条电流路径，表明电路不会出现断路，所以猜想①肯定不正确；
把灯L2从灯座上拧下来后，发现灯L1仍发光，表明L2发生短路，选②；
（2）串联电路中电流处处相等，图中造成两个电流表示数不同的原因可能是两个电流表的读数误差或指针未调整，因此最简单的方法是将甲、乙两个电流表的位置对调，再观察读数，然后与第一次的读数比较，故③可行；将电源正负极对调，此时电流是先达到电流表乙，若按小明的想法，电流表的示数会发生变化，故④可行。
故答案为：（1）①；②；（2）错误；③④。
【点评】本题考查了探究串联电路的电流特点，要求掌握电流表的正确使用和归纳法的运用。
19．小明利用如图甲所示的电路，测量额定电压为2.5V，小灯泡的额定功率。电源电压恒为3V，滑动变阻器最大阻值20Ω。
（1）请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整，要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑时灯变亮。
（2）在确认电路和器材无误后，小明开始进行实验，当滑动变阻器的滑片P移到某位置时，电压表示数如图乙所示，为了测出小灯泡的额定功率，他应将滑片P向 右 （选填“左”或“右”）移动。
（3）小明在实验过程中，移动滑片P时，突然小灯泡的灯丝烧断了，则电压表的示数将 变大 （选填“变大”或“变小”）。
（4）小明换用相同规格的小灯泡重新进行实验。实验结束后，他利用实验数据绘制了图丙所示的I﹣U图象。由图象可知：小灯泡额定功率为 0.5 W；图象不是直线说明 灯丝的电阻随温度的升高而增大 。
（5）若利用上述器材，测量待测电阻Rx的阻值，实验中发现电压表损坏，利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值，实验电路如图丁所示（滑动变阻器最大阻值为R0，电源电压未知且不变），请将下列相关实验步骤补充完整：
①闭合开关S，将滑片P移到b端，并记录电流表示数I0；
②闭合开关S， 将滑片P移到a端 ，并记录电流表示数I1；
③写出待测电阻的表达式：Rx＝ （用已知量和测量量符号表示）。
【分析】（1）要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑时灯变亮，说明滑动变阻器阻值变小，据此确定变阻器连接方式；
（2）根据电压表选用量程确定分度值读数；比较电压表示数与小灯泡额定电压大小，根据串联电路电压规律和分压原理决定滑动变阻器滑片移动方向；
（3）若小灯泡的灯丝烧断，电压表串联在电路中，电压表测的是电源电压，据此确定电压表示数变化；
（4）由图象丙可知，当灯泡两端的电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.2A，根据P＝UI求出小灯泡额定功率；根据图象进行分析；
（5）闭合开关S，将滑片滑倒a端，两电阻并联；将滑片滑倒b端，Rx被短路，只有R0工作，根据并联电路的电流和电压特点求出待测电阻的阻值。
【解答】解：（1）要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑时灯变亮，说明滑动变阻器阻值变小，所以滑动变阻器应接右下接线柱与电源串联，如下图所示：
；
（2）当滑动变阻器的滑片P移到某位置时，电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.1V，小灯泡额定电压为2.5V，故应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端电压，根据分压原理，应减小变阻器的阻值，故变阻器的滑片应向右移动；
（3）若小灯泡的灯丝烧断，电压表串联在电路中，电压表测的是电源电压，而原来电压表测的是灯泡两端的电压，所以电压表示数将变大；
（4）由图象丙可知，当灯泡两端的电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.2A，小灯泡额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
由图象可知，电压增大时电流也增大，且ΔU＞ΔI，所以图象不是一条直线，说明电流与电压不成正比，这是因为灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（5）①闭合开关S，将滑片P移到b端，并记录电流表示数I0；
②闭合开关S，应将滑片移到a端，并记录电流表示数I1；
③Rx表达式的推导：
步骤①，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到b端，Rx被短路，只有R0工作，电流表示数为I0；
所以电源电压：U＝I0R0，
步骤②，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，两电阻并联，总电流为I1；
两次实验中，R0两端电压均等于电源电压，R0阻值不变，所以通过R0的电流均为I0，
根据并联电路的电流特点可得，通过待测电阻的电流Ix＝I1﹣I0，
并联电路电压相等，则待测电阻两端的电压：Ux＝U＝IxR0，
所以待测电阻：
Rx＝＝。
故答案为：（1）见解答图；（2）右；（3）变大；（4）0.5；灯丝的电阻随温度的升高而增大；（5）②将滑片P移到a端； ③。
【点评】本题测量小灯泡额定功率的实验，考查电路连接、功率计算、电路分析、串联电路电压的规律及设计方案测额定功率的能力。
五．综合应用题
20．学习过热效率后，王明同学为计算他家天然气灶烧水的热效率，将2.5L的水倒入烧水壶中，测出水温为20℃，把水刚加热到70℃时，测出消耗的天然气为0.04m3。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值约为4.0×107J/m3。假设天然气完全燃烧，求：
（1）水吸收了多少热量。
（2）完全燃烧的天然气放出了多少热量。
（3）他家天然气灶的效率。
【分析】（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式Q吸＝cm（t﹣t0）求水吸收的热量；
（2）知道消耗天然气的体积、天然气的热值，利用Q放＝qV求天然气完全燃烧放出的热量；
（3）天然气灶的效率等于水吸收的热量与天然气完全燃烧放出的热量之比。
【解答】解：
（1）水的质量：m＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×2.5×10﹣3m3＝2.5kg，
水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2.5kg×（70℃﹣20℃）＝5.25×105J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝qV＝4.0×107J/m3×0.04m3＝1.6×106J；
（3）天然气灶的效率：
η＝×100%＝×100%＝32.8%。
答：（1）水吸收了5.25×105J的热量；
（2）完全燃烧的天然气放出了1.6×106J的热量；
（3）他家天然气灶的效率为32.8%。
【点评】本题考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用，注意：固体和液体的热值单位为J/kg，气体燃料的热值单位为J/m3。
21．如图甲所示，这是小明家新买的速热式电热水器，图乙是它的等效工作电路图，图丙是小明家的电能表。
（1）考虑到用电安全，你认为速热式电热水器应使用图丁所示的哪种插座？ A （选填“A”或“B”）。
（2）当小明家的一盏节能灯、一台电视机和一台速热式电热水器同时正常工作时三个用电器的规格如表所示，通过电能表的电流是多少？
用电器
额定电压
额定功率
节能灯
220V
20W
电视机
120W
速热式电热水器
2500W
（3）该速热式电热水器正常工作时的电阻为多大？
（4）若在用电高峰期只让速热式电热水器单独工作4min，观察到电能表的转盘转了420转，则速热式电热水器的实际功率是多少？
【分析】（1）为了用电的安全，有金属外壳的用电器，其外壳必须要接地；
（2）求出三个用电器的总功率，根据P＝UI求出通过电能表的电流；
（3）知道热水器的功率，根据P＝求出热水器的电阻；
（4）3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表转盘转3000转，据此求出转盘转过420r时电热水器消耗的电能，再根据P＝求出电热水器的实际功率。
【解答】解：（1）速热式电热水器有金属外壳，为了用电的安全，其外壳必须要接地，故应使用三孔插座，故选A；
（2）三个用电器的总功率为：P总＝P1+P2+P3＝20W+120W+2500W＝2640W；
由P＝UI可得干路电流，即通过电能表的电流：I＝＝＝12A；
（3）由P＝可知，电热水器的电阻为：R＝＝＝19.36Ω；
（4）3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表转盘转3000转，
转盘转过420r时电热水器消耗的电能：
W＝kW•h＝0.14kW•h，
电热水器的实际功率：
P实际＝＝＝2.1kW＝2100W。
故答案为：（1）A；
（2）通过电能表的电流是12A；
（3）该速热式电热水器正常工作时的电阻为19.36Ω；
（5）速热式电热水器的实际功率是2100W。
【点评】本题考查了安全用电常识、消耗电能和电功率的计算，以及对电能表相关参数的理解等知识，解答本题的关键是公式的熟练应用，难度不大。
2022-2023学年河南省郑州市金水区一八中学九年级（上）期末物理试卷
一、填空题
1．北龙湖湿地公园，是目前郑州市面积较大、地貌保持较完整的一块生态湿地，对城市居民的生活有很重要的意义，其中它可以有效地调节气温，这是因为水的 比沙石、干泥土的大；一到春天，公园里花香四溢，这是 现象。
2．如图，2022年3月23日下午再次开讲的“天宫课堂”上，王亚平老师换了一种方式，带同学进一步感受太空中的浮力——水油分离实验。将装有水和油的瓶子摇晃多次后，水和油均匀地混在了一起，这一现象 （选填“能”或“不能”）说明分子在不停地做无规则运动，因为 。
3．中国共产党第二十次全国代表大会于2022年10月16日在北京召开，是在全党全国各族人民迈上全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的关键时刻召开的一次十分重要的大会。会场上方华丽顶灯的连接方式是 （选填“串联”、“并联”、“都有可能”），顶灯在工作时发热温度升高，内能 （选填“不变”、“增大”、“减小”）。
4．取一个橙子，把铜片、铁片插入其中就制成一个水果电池，如图是用电压表测量水果电池两端电压的情景。铁片是电池的 极；若想获得3V的电压，需要 个这样的水果电池 联起来。
5．如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 （选填“发电机”或“电动机”），根据 原理制成的。若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 （选填“相同”或“相反”）。
6．有一定值电阻R与一小灯泡L，通过它们的电流I与它们两端的电压U的关系如图所示，现将R和L串联接在电压为9V的电源两端，此时电路中的电流是 A。若将电阻R和灯泡L并联接在电压为3V的电源上，此时灯L的电阻为 Ω。由图像可知通过小灯泡的电流与它两端的电压 （选填“成”或“不成”）正比，其原因是小灯泡灯丝的电阻受 影响，并非一个定值。
二、选择题
7．通常情况下，下列都属于导体的是（ ）
A．钢丝、橡胶、木凳 B．空气、琥珀、大地
C．石墨、盐水、人体 D．陶瓷、铁丝、玻璃
8．下列做法符合安全用电原则的是（ ）
A．如图方式连接灯泡 B．手接触试电笔笔尾金属
C．水壶接两脚插头 D．湿手拔插头
9．疫情防控期间，学校防疫人员利用如图甲所示的测温仪对进入校园的所有师生员工进行体温检测。如图乙是测温仪的工作电路简化图，电源电压恒定，定值电阻R0是保护电阻。R是热敏电阻，其阻值随人体温度变化的图像如图丙所示。关于此测温仪，下列分析正确的是（ ）
A．显示仪是由电流表改装成的
B．被测者体温越高，电路中的电流越小
C．被测者体温越高，R0消耗的电功率越大
D．若测相同温度时，将R0更换为阻值更大的电阻，显示仪示数将变大
10．下列说法中错误的是（ ）
A．用久了的电灯丝变细是升华现象
B．气温低于水银凝固点的地方不能使用水银温度计
C．物体的内能增加一定吸收了热量
D．热传递的实质是内能由高温物体传向低温物体
11．如图所示，某同学将一条粗细不均的铝箔纸的两端分别压在两节电池的两极，发现铝箔纸发热并燃烧。关于该实验的分析正确的是（ ）
A．实验时两节干电池的正极与正极相连
B．用普通纸代替铝箔纸也能燃烧
C．实验中铝箔纸较细的部位先燃烧
D．该实验不能说明短路带来的危害
12．2022北京冬奥会开幕式上的冰五环，成为开幕式的焦点，冰五环重达3吨，如图，通过工程师们的设计，只要一按开关，电动设备就能将冰五环缓缓吊起，下图中能体现此设备工作原理的实验装置是（ ）
A． B．
C． D．
（多选）13．如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密闭着等量的空气，R1＝R2＝R3，当开关S闭合后，下列说法不正确的是（ ）
A．该实验装置是探究电流通过电阻时产生的热量与电阻大小的关系
B．通电后，甲图透明容器中电阻丝增加的内能和空气内能增大方式是不相同的
C．通电一段时间后，右边U形管内液面的高度差比左边小
D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻放出热量的多少的
（多选）14．甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W，下列说法正确的是（ ）
A．只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为40Ω
B．再闭合开关S2时，电流表示数增加0.2A
C．再闭合开关S2时，电路总功率为1.4W
D．再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量为2.4J
三．作图题
15．请用笔画线代替导线将如图所示的家庭电路连接完整，开关控制灯L1和L2。
16．如图所示，请用笔画线代替导线，将实物图补充完整，要求：
①根据电流方向和小磁针的指向在图中画出螺线管的绕线方向；
②滑动变阻器的滑片向右端滑动，通电螺线管的磁性减弱。
四．实验探究题
17．在探究”不同物质吸热能力”的实验中，实验装置如图甲、乙所示。
（1）实验中应取 （选填“质量”或“体积”）相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，使用规格 （选填“相同”或“不同”）的电加热器加热。实验中通过 （选填“升高的温度”或”加热时间”）来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少；
（2）图丙中①是乙加热时温度随时间变化的图线，如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍，不考虑热损失，用相同的加热器加热，再绘制出一条温度随时间变化的图线，则为图中的第 条（填”①”“②”或“③”）。
18．在研究串联电路的电流特点时，小明设计了如图所示的电路图。
（1）闭合开关后，他发现灯L1亮，L2不亮，对L2不亮的原因，小明作出了如下猜想：①灯L2的灯丝断了；②灯L2两端短路；③灯L2的实际电功率太小。
你认为小明的猜想中，猜想 （填序号）肯定不正确。为了验证其余两猜想是否属实，小明把灯L2从灯座上拧下来后，发现灯L仍发光，则他的猜想 （填序号）是合理的。
（2）排除故障后，他发现电流表甲和乙的示数分别为0.18A和0.16A，为什么两个电流表示数不同呢？小明认为电流先达到电流表甲，经过灯L2时被消耗了一些，因此到达电流表乙时会小一些。你认为他的想法是 （选填“正确”或“错误”）的，下列操作中能够证明你的观点的是： 。
①换不同的灯泡做实验；
②将L1、L2对调位置；
③将甲、乙两个电流表的位置对调；
④将电源正负极对调。
19．小明利用如图甲所示的电路，测量额定电压为2.5V，小灯泡的额定功率。电源电压恒为3V，滑动变阻器最大阻值20Ω。
（1）请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整，要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑时灯变亮。
（2）在确认电路和器材无误后，小明开始进行实验，当滑动变阻器的滑片P移到某位置时，电压表示数如图乙所示，为了测出小灯泡的额定功率，他应将滑片P向 （选填“左”或“右”）移动。
（3）小明在实验过程中，移动滑片P时，突然小灯泡的灯丝烧断了，则电压表的示数将 （选填“变大”或“变小”）。
（4）小明换用相同规格的小灯泡重新进行实验。实验结束后，他利用实验数据绘制了图丙所示的I﹣U图象。由图象可知：小灯泡额定功率为 W；图象不是直线说明 。
（5）若利用上述器材，测量待测电阻Rx的阻值，实验中发现电压表损坏，利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值，实验电路如图丁所示（滑动变阻器最大阻值为R0，电源电压未知且不变），请将下列相关实验步骤补充完整：
①闭合开关S，将滑片P移到b端，并记录电流表示数I0；
②闭合开关S， ，并记录电流表示数I1；
③写出待测电阻的表达式：Rx＝ （用已知量和测量量符号表示）。
五．综合应用题
20．学习过热效率后，王明同学为计算他家天然气灶烧水的热效率，将2.5L的水倒入烧水壶中，测出水温为20℃，把水刚加热到70℃时，测出消耗的天然气为0.04m3。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值约为4.0×107J/m3。假设天然气完全燃烧，求：
（1）水吸收了多少热量。
（2）完全燃烧的天然气放出了多少热量。
（3）他家天然气灶的效率。
21．如图甲所示，这是小明家新买的速热式电热水器，图乙是它的等效工作电路图，图丙是小明家的电能表。
（1）考虑到用电安全，你认为速热式电热水器应使用图丁所示的哪种插座？ （选填“A”或“B”）。
（2）当小明家的一盏节能灯、一台电视机和一台速热式电热水器同时正常工作时三个用电器的规格如表所示，通过电能表的电流是多少？
用电器
额定电压
额定功率
节能灯
220V
20W
电视机
120W
速热式电热水器
2500W
（3）该速热式电热水器正常工作时的电阻为多大？
（4）若在用电高峰期只让速热式电热水器单独工作4min，观察到电能表的转盘转了420转，则速热式电热水器的实际功率是多少？
2022-2023学年河南省郑州市金水区一八中学九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题
1．北龙湖湿地公园，是目前郑州市面积较大、地貌保持较完整的一块生态湿地，对城市居民的生活有很重要的意义，其中它可以有效地调节气温，这是因为水的 比热容 比沙石、干泥土的大；一到春天，公园里花香四溢，这是 扩散 现象。
【分析】水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少，据此分析；
不同物质接触时分子彼此进入对方的现象叫扩散。
【解答】解：湿地含水分多，水的比热容较大，由Q＝cmΔt可知，白天，相同质量的水和土壤、沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得昼夜的温差小，能有效调节周围环境的气温；
一到春天，公园里花香四溢，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。
故答案为：比热容；扩散。
【点评】本题考查了扩散现象、水的比热容大的应用，属于基础题。
2．如图，2022年3月23日下午再次开讲的“天宫课堂”上，王亚平老师换了一种方式，带同学进一步感受太空中的浮力——水油分离实验。将装有水和油的瓶子摇晃多次后，水和油均匀地混在了一起，这一现象 不能 （选填“能”或“不能”）说明分子在不停地做无规则运动，因为 分子的热运动是自发进行的，不需要外力 。
【分析】分子在不停地做无规则运动，这种无规则运动叫做分子的热运动，分子的热运动是自发进行的，不需要外力。
【解答】解：2022年3月23日下午再次开讲的“天宫课堂”上，王亚平老师换了一种方式，带同学进一步感受太空中的浮力——水油分离实验。将装有水和油的瓶子摇晃多次后，水和油均匀地混在了一起，这一现象不能说明分子在不停地做无规则运动，因为分子运动是自发进行的，不需要外力。
故答案为：不能；分子的热运动是自发进行的，不需要外力。
【点评】此题考查了分子的热运动，属基础题目。
3．中国共产党第二十次全国代表大会于2022年10月16日在北京召开，是在全党全国各族人民迈上全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的关键时刻召开的一次十分重要的大会。会场上方华丽顶灯的连接方式是 并联 （选填“串联”、“并联”、“都有可能”），顶灯在工作时发热温度升高，内能 增大 （选填“不变”、“增大”、“减小”）。
【分析】（1）串联电路，电流只有一条通路，开关控制整个电路；并联电路电流有多条通路，各支路互不影响；
（2）同一物体，温度升高，内能增加。
【解答】解：（1）会场上方华丽的顶灯可以独立工作，互不影响，是并联关系；
（2）顶灯在工作时发热温度升高，内能增大。
故答案为：并联；增大。
【点评】本题考查了串并联电路的判断、内能，综合性强，难度不大。
4．取一个橙子，把铜片、铁片插入其中就制成一个水果电池，如图是用电压表测量水果电池两端电压的情景。铁片是电池的 负 极；若想获得3V的电压，需要 5 个这样的水果电池 串 联起来。
【分析】（1）据电压表的正确使用方法可知，电流从电压表的正接线柱流入，负接线柱流出，根据指针的偏转情况和所连的接线柱可判断电池的正负极。
（2）先判断电压表的量程，然后根据分度值和指针位置可读出电压表的示数（即一个水果电池的电压）；串联电池组的电压等于各电池的电压之和。
【解答】解：（1）由图知，电压表的指针向右偏转，说明电流从电压表的正接线柱流入，从负接线柱流出，所以与电压表正接线柱相连的铜片是电池的正极，铁片是电池的负极；
（2）图中电压表选择的是小量程，分度值是0.1V，其示数是0.6V，即一个水果电池的电压为0.6V；
如果想获得3V的电压，且＝5，因串联电池组的电压等于各电池的电压之和，所以，需要把5节这样的“水果电池”串联起来。
故答案为：负；5；串。
【点评】本题考查了电压表的正确使用方法和串联电池组的电压规律，难度不大。
5．如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 电动机 （选填“发电机”或“电动机”），根据 通电线圈在磁场中受力转动 原理制成的。若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 相同 （选填“相同”或“相反”）。
【分析】通电导体在磁场中受到力的作用；通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场的方向有关。
【解答】解：闭合开关，用手轻推一下线圈，通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动，这就是简易的电动机的原理；若只将电源的正负极互换，则电流的方向发生改变，磁极的方向也发生了改变，因此受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同。
故答案为：电动机；通电线圈在磁场中受力转动；相同。
【点评】本题考查了简易电动机的原理、安培定则的应用，是一道基础题。
6．有一定值电阻R与一小灯泡L，通过它们的电流I与它们两端的电压U的关系如图所示，现将R和L串联接在电压为9V的电源两端，此时电路中的电流是 0.6 A。若将电阻R和灯泡L并联接在电压为3V的电源上，此时灯L的电阻为 5 Ω。由图像可知通过小灯泡的电流与它两端的电压 不成 （选填“成”或“不成”）正比，其原因是小灯泡灯丝的电阻受 温度 影响，并非一个定值。
【分析】串联电路中电流处处相等，电源电压等于各用电器两端电压之和，结合图像得出R和L两端的电压及通过的电流；
并联电路中干路电流等于各支路电流之和，各支路两端的电压相等，且等于电源电压，结合图像得出通过L的电流，根据R＝求得小灯泡的电阻；
由图像可知通过小灯泡的电流I与它两端的电压U不成正比，其原因是小灯泡灯丝的电阻受温度影响，并非一个定值。
【解答】解：将R和L串接在电压为9V的电源两端，根据串联电路的电流特点可知通过R和L的电流相等，串联电路总电压等于各部分电压之和，
由图可知通过电路中的电流为0.6A时，灯泡两端的电压为3V，定值电阻两端的电压为6V，电源电压为3V+6V＝9V，所以将R和L串联接在电压为9V的电源两端，此时电路中的电流是0.6A；
若将电阻R和灯泡L并联接在电压为3V的电源上，并联电路各支路两端电压相等，所以R和L两端电压都为3V，
由图像可知通过L电流为：IL＝0.6A，
根据欧姆定律可知此时灯L的电阻RL＝＝＝5Ω；
由图像可知通过小灯泡的电流I与它两端的电压U不成正比，其原因是小灯泡灯丝的电阻受温度影响，并非一个定值。
故答案为：0.6；5；不成；温度。
【点评】本题考查了串、并联电路电流和电压关系，欧姆定律的应用，属于电学常见题型，要求学生掌握。
二、选择题
7．通常情况下，下列都属于导体的是（ ）
A．钢丝、橡胶、木凳 B．空气、琥珀、大地
C．石墨、盐水、人体 D．陶瓷、铁丝、玻璃
【分析】（1）容易导电的物体叫导体，如：人体、大地、各种金属、石墨、酸碱盐的溶液等；
（2）不容易导电的物体叫绝缘体，如：玻璃、陶瓷、橡胶、塑料等。
【解答】解：A、橡胶、木凳不容易导电，都是绝缘体，钢丝容易导电，属于导体，故A不符合题意；
B、空气、琥珀不容易导电，都是绝缘体，大地容易导电，属于导体，故B不符合题意；
C、石墨、盐水、人体都容易导电，属于导体，故C符合题意；
D、陶瓷、玻璃不容易导电，都是绝缘体，铁丝容易导电，属于导体，故D不符合题意。
故选：C。
【点评】本题考查了导体和绝缘体的辨别，难度不大。
8．下列做法符合安全用电原则的是（ ）
A．如图方式连接灯泡 B．手接触试电笔笔尾金属
C．水壶接两脚插头 D．湿手拔插头
【分析】（1）家庭电路中，开关接在用电器和火线之间；
（2）使用试电笔辨别火线时，一定要用手接触笔尾金属体，否则容易造成误判，认为带电体不带电是十分危险的，使用测电笔时，手不能接触笔尖金属体，这样会发生触电事故；
（3）有金属外壳的用电器，其外壳要接地；
（4）生活用水属于导体，有可能使电流通过生活用水传到人体上，使人体触电。
【解答】解：
A、图中的开关接在了用电器和零线之间，接法错误，故A不符合安全用电原则；
B、使用试电笔时，手要接触笔尾金属体，才能辨别出火线或零线，但手不能接触笔尖金属体，否则会发生触电事故，故B符合安全用电原则；
C、电水壶的金属外壳必须接地，应采用三脚插头及三孔插座，可以防止外壳漏电时发生触电事故，故C不符合安全用电原则；
D、生活用水属于导体，湿手拔插头，容易发生触电事故，故D不符合安全用电原则。
故选：B。
【点评】本题是对安全用电常识的考查，要求能运用物理知识解决实际问题。
9．疫情防控期间，学校防疫人员利用如图甲所示的测温仪对进入校园的所有师生员工进行体温检测。如图乙是测温仪的工作电路简化图，电源电压恒定，定值电阻R0是保护电阻。R是热敏电阻，其阻值随人体温度变化的图像如图丙所示。关于此测温仪，下列分析正确的是（ ）
A．显示仪是由电流表改装成的
B．被测者体温越高，电路中的电流越小
C．被测者体温越高，R0消耗的电功率越大
D．若测相同温度时，将R0更换为阻值更大的电阻，显示仪示数将变大
【分析】（1）根据电流表和电压表的正确使用确定显示仪是电流表还是电压表；
（2）（3）当被测者体温较高时，根据图像丙判定热敏电阻阻值的变化和电路总电阻的变化，根据欧姆定律判定电路中电流的变化，根据P＝I2R分析R0消耗的电功率的变化；根据串联电路分压原理可知热敏电阻两端电压的变化；
（4）当温度相同时，热敏电阻的阻值不变，若将R0更换为阻值更大的电阻，由串联电路分压特点可知显示仪示数的变化。
【解答】解：
A、由图可知，R与R0串联，因显示仪与热敏电阻并联，所以显示仪是由电压表改装成的，故A错误；
BC、由图丙可知，温度越高，热敏电阻的阻值越小；当被测者体温较高时，热敏电阻的阻值变小，由分压原理，热敏电阻分担的电压变小，电压表示数变小；此时总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电流表示数变大；根据P＝I2R可知R0消耗的电功率变大；故B错误、C正确；
D、温度相同时热敏电阻的阻值不变，将R0更换为阻值更大的电阻，由串联电路分压特点可知，R0两端分得的电压变大，根据串联电路的电压特点可知，R两端的电压越小，因此显示仪示数会变小，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查串联电路的规律、电功率计算公式及欧姆定律的运用，关键是题干中获取有效的信息，难度不大。
10．下列说法中错误的是（ ）
A．用久了的电灯丝变细是升华现象
B．气温低于水银凝固点的地方不能使用水银温度计
C．物体的内能增加一定吸收了热量
D．热传递的实质是内能由高温物体传向低温物体
【分析】（1）物质固态直接变为气态叫升华；
（2）用水银温度计测量物体温度时，被测温度一定在水银的熔点和沸点之间，使水银处于液态；
（3）改变物体内能的方式：做功和热传递；
（4）热传递的实质是能量的转移。
【解答】解：A、用久了的电灯丝变细是固态的钨丝直接升华为气态，故A正确；
B、水银的熔点等于凝固点，气温在低于水银的凝固点时，水银是固态，不能根据液体热胀冷缩的性质来工作，故B正确；
C、物体内能增加，可能吸收了热量，也可能外界对它做功，故C错误；
D、热传递实质是内能从高温物体传到低温物体，故D正确。
故选：C。
【点评】本题考查物态变化、改变内能的方式以及热传递现象，难度不大。
11．如图所示，某同学将一条粗细不均的铝箔纸的两端分别压在两节电池的两极，发现铝箔纸发热并燃烧。关于该实验的分析正确的是（ ）
A．实验时两节干电池的正极与正极相连
B．用普通纸代替铝箔纸也能燃烧
C．实验中铝箔纸较细的部位先燃烧
D．该实验不能说明短路带来的危害
【分析】容易导电的物体叫导体，各种金属都是导体；不容易导电的物体叫绝缘体；
电流通过导体时，都要产生热量，这种现象是电流的热效应；
导线直接将电源两极连接起来的电路叫电源短路，电源短路时，容易烧坏电源或形成火灾。
【解答】解：A．实验时，干电池需串联使用，即干电池的正极与另一个干电池的负极相连，故A错误；
B．普通干燥的纸是绝缘体，不容易导电，所以此实验不能用普通纸代替铝箔纸，故B错误；
C．相同长度的铝箔纸，铝箔纸较细的部位电阻较大，由Q＝I2Rt可知相同时间内较细的部位产生的热量较多，先燃烧，故C正确；
D．实验中铝箔纸是导体，相当于导线，用它把电源正负极连接，发生了短路，造成电流过大，会产生过多的热量，能说明短路带来的危害，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了对导体与绝缘体和电流热效应及短路的认识和理解，属于一道基础题。
12．2022北京冬奥会开幕式上的冰五环，成为开幕式的焦点，冰五环重达3吨，如图，通过工程师们的设计，只要一按开关，电动设备就能将冰五环缓缓吊起，下图中能体现此设备工作原理的实验装置是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用。正确分析四个选项各是研究什么问题的，再作回答。
【解答】解：A．此图中司南能够指示南北，是因为地球本身是一个大磁体，周围空间存在地磁场，故A不符合题意；
B．此实验研究的是通电导体在磁场中受到力的作用，能说明电动机工作原理，故B符合题意；
C．此图是奥斯特实验，证明了电流的周围存在磁场，故C不符合题意；
D．此图研究的是电磁感应现象，故D不符合题意。
故选：B。
【点评】本题涉及的内容有磁极间的相互作用、电流的磁效应、电动机的原理和发电机的原理。注意电磁感应和通电导体在磁场中受力运动的实验装置的不同，前者外部没有电源，后者外部有电源。
（多选）13．如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密闭着等量的空气，R1＝R2＝R3，当开关S闭合后，下列说法不正确的是（ ）
A．该实验装置是探究电流通过电阻时产生的热量与电阻大小的关系
B．通电后，甲图透明容器中电阻丝增加的内能和空气内能增大方式是不相同的
C．通电一段时间后，右边U形管内液面的高度差比左边小
D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻放出热量的多少的
【分析】（1）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，在通电时间和电阻相同时，是探究电流产生热量跟电流的关系；
（2）改变内能的方法：做功和热传递；
（3）通电时间相同、电阻相同，通过的电流不同，利用焦耳定律Q放＝I2Rt分析判断；
（4）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过U形管中液面高度差的变化来反映，体现的是转换思想。
【解答】解：
A、装置中R2、R3并联后再与R1串联，通过R1的电流I1＝I2+I3，而I2＝I3，所以右边容器中通过R3的电流I3是左侧通过R1电流的一半，即是研究电流产生的热量与电流的关系，故A错误；
B、通电后，甲图透明容器中电阻丝增加的内能是由于电流做功，电能转化为内能；空气内能增大是吸收了热量，是通过热传递的方法改变内能的，所以两种改变内能的方式是不相同的，故B正确；
C、左右两容器中的电阻相同，而通过电阻R1的电流大于R2的电流，通电时间相同，由Q＝I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多，左边U形管内液面的高度差比右边U形管内液面的高度差大，故C正确；
D、电流产生的热量不能用眼睛直接观察，对密封容器中空气加热，引起U形管中液面变化，通过液面高度差的变化来反映，是利用容器内气体的热胀冷缩来反映电阻放出热量的多少，故D错误。
故选：BC。
【点评】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用，同时考查了学生对焦耳定律变形公式的理解和掌握，难度较大。
（多选）14．甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W，下列说法正确的是（ ）
A．只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为40Ω
B．再闭合开关S2时，电流表示数增加0.2A
C．再闭合开关S2时，电路总功率为1.4W
D．再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量为2.4J
【分析】（1）由图乙可知，只闭合S1时，该电路为只含有灯L的简单电路，电流表测电路中的电流；已知此时灯L的实际功率，利用P＝UI，结合图甲可读出此时L的电流和两端的电压，再利用I＝的变形式可求出灯L的电阻；
（2）由图乙可知，闭合S1，再闭合S2时，该电路为L和R的并联电路，电流表测干路电流；由并联电路的电流特点可知电源电压和R两端的电压；由图甲读出此时R的电流，并联电路中各个支路之间互不影响，则通过R的电流即电流表示数增加的电流值；
（3）并联电路中总电流等于各个支路通过的电流之和，据此求出干路总电流，再利用P＝UI求出电路总功率；
（4）电阻R是纯电阻用电器，可以利用Q＝I2Rt＝IUt求出在1min内电阻R产生的热量。
【解答】解：A、由图乙可知，只闭合S1时，该电路为只含有灯L的简单电路，电流表测电路中的电流；
已知此时灯L的实际功率为P＝UI＝1W，由图甲可知，此时灯L的电流为IL＝0.5A，UL＝2V，
由I＝可知此时小灯泡L的电阻为：RL＝＝＝4Ω，故A错误；
B、由图乙可知，闭合S1，再闭合S2时，该电路为L和R的并联电路，电流表测干路电流；
由并联电路的电压特点可知电源电压为：U＝UL＝2V，则R两端的电压为UR＝U＝2V，
由图甲可知，此时通过R的电流为：IR＝0.2A，并联电路中各个支路之间互不影响，因此电流表示数增加了0.2A，故B正确；
C、再闭合开关S2时，电路总电流为I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A，则电路总功率为：P＝UI＝2V×0.7A＝1.4W，故C正确；
D、再闭合开关S2时，在1min内电阻R产生的热量为：Q＝IR2Rt＝IRURt＝0.2A×2V×1×60s＝24J，故D错误。
故选：BC。
【点评】本题考查了欧姆定律、电功率和焦耳定律计算公式的应用，熟练掌握并联电路的电流、电压特点，从图象中读取有用的信息是解题的关键。
三．作图题
15．请用笔画线代替导线将如图所示的家庭电路连接完整，开关控制灯L1和L2。
【分析】家庭电路中各用电器之间是并联的；电灯的连接方法：火线首先过开关，然后进入灯泡，零线直接进入灯泡；
三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线，带保险盒的插座，将保险盒接在火线上。
【解答】解：家庭电路中，各灯泡之间应该是并联的，所以L1和L2并联，开关在干路上，火线首先过开关，然后分别进入两灯泡，零线直接进入两灯泡；
三孔插座的接法：上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线。如图所示：
【点评】掌握家庭电路灯泡、开关、两孔插座、三孔插座、保险丝等的接法，注重将物理知识联系生活实际。
16．如图所示，请用笔画线代替导线，将实物图补充完整，要求：
①根据电流方向和小磁针的指向在图中画出螺线管的绕线方向；
②滑动变阻器的滑片向右端滑动，通电螺线管的磁性减弱。
【分析】（1）根据小磁针的指向判断通电螺线管的磁极，根据安培定则判断螺线管中的电流方向，根据电流的方向画出螺线管的绕线方向。
（2）在线圈匝数一定时，通电螺线管的磁性强弱与电流的大小有关，电流越大，螺线管的磁性越强。
（3）滑动变阻器的接法是“一上一下”，滑片离下端接入的接线柱越远时，变阻器接入电路中的电阻越大。
【解答】解：（1）由图可知小磁针的N极指向左，则由磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的右端为S极，其左端为N极。根据安培定则可知，电流由螺线管的右前方流入，左后方流出，则螺线管的绕线方向如下：
（2）滑动变阻器的滑片向右端滑动时，通电螺线管的磁性减弱，说明电路中的电流变小，滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以应将变阻器的左下接线柱接入电路中，如图所示：
【点评】本题考查了安培定则的应用、影响通电螺线管磁性强弱的因素、滑动变阻器的接法，属于综合题。
四．实验探究题
17．在探究”不同物质吸热能力”的实验中，实验装置如图甲、乙所示。
（1）实验中应取 质量 （选填“质量”或“体积”）相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，使用规格 相同 （选填“相同”或“不同”）的电加热器加热。实验中通过 加热时间 （选填“升高的温度”或”加热时间”）来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少；
（2）图丙中①是乙加热时温度随时间变化的图线，如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍，不考虑热损失，用相同的加热器加热，再绘制出一条温度随时间变化的图线，则为图中的第 ③ 条（填”①”“②”或“③”）。
【分析】我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
比较物质吸热能力的2种方法：
①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；
②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。
【解答】解：（1）在探究“不同物质吸热能力”的实验中，物质吸热多少与多个因素有关，故实验采用控制变量法，即实验中应取质量相同的甲、乙两种液体，使用规格相同的电加热器加热；
物质吸热多少不能直接测量，实验中利用转换法，即使用相同的加热器，在相同的时间内加热器放出热量相同，可认为被加热物质在相同时间内吸热相同，加热时间长的吸热多，加热时间短的吸热少，也就是通过加热时间来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少；
（2）图2中①是乙加热时温度随时间变化的图线，如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍，不考虑热损失，用相同的加热器加热，升高相同温度时吸收热量将是原来的2倍，也就是加热时间变为原来的2倍，则图2中的③符合题意。
故答案为：（1）质量；相同；加热时间；（2）③。
【点评】此题主要考查究“不同物质吸热能力”的实验，解题关键是控制变量法和转换法的利用，属于基础题。
18．在研究串联电路的电流特点时，小明设计了如图所示的电路图。
（1）闭合开关后，他发现灯L1亮，L2不亮，对L2不亮的原因，小明作出了如下猜想：①灯L2的灯丝断了；②灯L2两端短路；③灯L2的实际电功率太小。
你认为小明的猜想中，猜想 ① （填序号）肯定不正确。为了验证其余两猜想是否属实，小明把灯L2从灯座上拧下来后，发现灯L仍发光，则他的猜想 ② （填序号）是合理的。
（2）排除故障后，他发现电流表甲和乙的示数分别为0.18A和0.16A，为什么两个电流表示数不同呢？小明认为电流先达到电流表甲，经过灯L2时被消耗了一些，因此到达电流表乙时会小一些。你认为他的想法是 错误 （选填“正确”或“错误”）的，下列操作中能够证明你的观点的是： ③④ 。
①换不同的灯泡做实验；
②将L1、L2对调位置；
③将甲、乙两个电流表的位置对调；
④将电源正负极对调。
【分析】（1）串联电路用电器之间的工作状况相互影响；
（2）串联电路中电流处处相等，不同电流表指针位置存在差异，因此使用同一电流表可有效减小误差。
【解答】解：（1）由图甲可知，L1与L2串联，闭合开关后，灯L1亮，L2不亮，只有一条电流路径，表明电路不会出现断路，所以猜想①肯定不正确；
把灯L2从灯座上拧下来后，发现灯L1仍发光，表明L2发生短路，选②；
（2）串联电路中电流处处相等，图中造成两个电流表示数不同的原因可能是两个电流表的读数误差或指针未调整，因此最简单的方法是将甲、乙两个电流表的位置对调，再观察读数，然后与第一次的读数比较，故③可行；将电源正负极对调，此时电流是先达到电流表乙，若按小明的想法，电流表的示数会发生变化，故④可行。
故答案为：（1）①；②；（2）错误；③④。
【点评】本题考查了探究串联电路的电流特点，要求掌握电流表的正确使用和归纳法的运用。
19．小明利用如图甲所示的电路，测量额定电压为2.5V，小灯泡的额定功率。电源电压恒为3V，滑动变阻器最大阻值20Ω。
（1）请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整，要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑时灯变亮。
（2）在确认电路和器材无误后，小明开始进行实验，当滑动变阻器的滑片P移到某位置时，电压表示数如图乙所示，为了测出小灯泡的额定功率，他应将滑片P向 右 （选填“左”或“右”）移动。
（3）小明在实验过程中，移动滑片P时，突然小灯泡的灯丝烧断了，则电压表的示数将 变大 （选填“变大”或“变小”）。
（4）小明换用相同规格的小灯泡重新进行实验。实验结束后，他利用实验数据绘制了图丙所示的I﹣U图象。由图象可知：小灯泡额定功率为 0.5 W；图象不是直线说明 灯丝的电阻随温度的升高而增大 。
（5）若利用上述器材，测量待测电阻Rx的阻值，实验中发现电压表损坏，利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值，实验电路如图丁所示（滑动变阻器最大阻值为R0，电源电压未知且不变），请将下列相关实验步骤补充完整：
①闭合开关S，将滑片P移到b端，并记录电流表示数I0；
②闭合开关S， 将滑片P移到a端 ，并记录电流表示数I1；
③写出待测电阻的表达式：Rx＝ （用已知量和测量量符号表示）。
【分析】（1）要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑时灯变亮，说明滑动变阻器阻值变小，据此确定变阻器连接方式；
（2）根据电压表选用量程确定分度值读数；比较电压表示数与小灯泡额定电压大小，根据串联电路电压规律和分压原理决定滑动变阻器滑片移动方向；
（3）若小灯泡的灯丝烧断，电压表串联在电路中，电压表测的是电源电压，据此确定电压表示数变化；
（4）由图象丙可知，当灯泡两端的电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.2A，根据P＝UI求出小灯泡额定功率；根据图象进行分析；
（5）闭合开关S，将滑片滑倒a端，两电阻并联；将滑片滑倒b端，Rx被短路，只有R0工作，根据并联电路的电流和电压特点求出待测电阻的阻值。
【解答】解：（1）要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑时灯变亮，说明滑动变阻器阻值变小，所以滑动变阻器应接右下接线柱与电源串联，如下图所示：
；
（2）当滑动变阻器的滑片P移到某位置时，电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.1V，小灯泡额定电压为2.5V，故应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端电压，根据分压原理，应减小变阻器的阻值，故变阻器的滑片应向右移动；
（3）若小灯泡的灯丝烧断，电压表串联在电路中，电压表测的是电源电压，而原来电压表测的是灯泡两端的电压，所以电压表示数将变大；
（4）由图象丙可知，当灯泡两端的电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.2A，小灯泡额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
由图象可知，电压增大时电流也增大，且ΔU＞ΔI，所以图象不是一条直线，说明电流与电压不成正比，这是因为灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（5）①闭合开关S，将滑片P移到b端，并记录电流表示数I0；
②闭合开关S，应将滑片移到a端，并记录电流表示数I1；
③Rx表达式的推导：
步骤①，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到b端，Rx被短路，只有R0工作，电流表示数为I0；
所以电源电压：U＝I0R0，
步骤②，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移到a端，两电阻并联，总电流为I1；
两次实验中，R0两端电压均等于电源电压，R0阻值不变，所以通过R0的电流均为I0，
根据并联电路的电流特点可得，通过待测电阻的电流Ix＝I1﹣I0，
并联电路电压相等，则待测电阻两端的电压：Ux＝U＝IxR0，
所以待测电阻：
Rx＝＝。
故答案为：（1）见解答图；（2）右；（3）变大；（4）0.5；灯丝的电阻随温度的升高而增大；（5）②将滑片P移到a端； ③。
【点评】本题测量小灯泡额定功率的实验，考查电路连接、功率计算、电路分析、串联电路电压的规律及设计方案测额定功率的能力。
五．综合应用题
20．学习过热效率后，王明同学为计算他家天然气灶烧水的热效率，将2.5L的水倒入烧水壶中，测出水温为20℃，把水刚加热到70℃时，测出消耗的天然气为0.04m3。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值约为4.0×107J/m3。假设天然气完全燃烧，求：
（1）水吸收了多少热量。
（2）完全燃烧的天然气放出了多少热量。
（3）他家天然气灶的效率。
【分析】（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式Q吸＝cm（t﹣t0）求水吸收的热量；
（2）知道消耗天然气的体积、天然气的热值，利用Q放＝qV求天然气完全燃烧放出的热量；
（3）天然气灶的效率等于水吸收的热量与天然气完全燃烧放出的热量之比。
【解答】解：
（1）水的质量：m＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×2.5×10﹣3m3＝2.5kg，
水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2.5kg×（70℃﹣20℃）＝5.25×105J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝qV＝4.0×107J/m3×0.04m3＝1.6×106J；
（3）天然气灶的效率：
η＝×100%＝×100%＝32.8%。
答：（1）水吸收了5.25×105J的热量；
（2）完全燃烧的天然气放出了1.6×106J的热量；
（3）他家天然气灶的效率为32.8%。
【点评】本题考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用，注意：固体和液体的热值单位为J/kg，气体燃料的热值单位为J/m3。
21．如图甲所示，这是小明家新买的速热式电热水器，图乙是它的等效工作电路图，图丙是小明家的电能表。
（1）考虑到用电安全，你认为速热式电热水器应使用图丁所示的哪种插座？ A （选填“A”或“B”）。
（2）当小明家的一盏节能灯、一台电视机和一台速热式电热水器同时正常工作时三个用电器的规格如表所示，通过电能表的电流是多少？
用电器
额定电压
额定功率
节能灯
220V
20W
电视机
120W
速热式电热水器
2500W
（3）该速热式电热水器正常工作时的电阻为多大？
（4）若在用电高峰期只让速热式电热水器单独工作4min，观察到电能表的转盘转了420转，则速热式电热水器的实际功率是多少？
【分析】（1）为了用电的安全，有金属外壳的用电器，其外壳必须要接地；
（2）求出三个用电器的总功率，根据P＝UI求出通过电能表的电流；
（3）知道热水器的功率，根据P＝求出热水器的电阻；
（4）3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表转盘转3000转，据此求出转盘转过420r时电热水器消耗的电能，再根据P＝求出电热水器的实际功率。
【解答】解：（1）速热式电热水器有金属外壳，为了用电的安全，其外壳必须要接地，故应使用三孔插座，故选A；
（2）三个用电器的总功率为：P总＝P1+P2+P3＝20W+120W+2500W＝2640W；
由P＝UI可得干路电流，即通过电能表的电流：I＝＝＝12A；
（3）由P＝可知，电热水器的电阻为：R＝＝＝19.36Ω；
（4）3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表转盘转3000转，
转盘转过420r时电热水器消耗的电能：
W＝kW•h＝0.14kW•h，
电热水器的实际功率：
P实际＝＝＝2.1kW＝2100W。
故答案为：（1）A；
（2）通过电能表的电流是12A；
（3）该速热式电热水器正常工作时的电阻为19.36Ω；
（5）速热式电热水器的实际功率是2100W。
【点评】本题考查了安全用电常识、消耗电能和电功率的计算，以及对电能表相关参数的理解等知识，解答本题的关键是公式的熟练应用，难度不大。
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