安徽省芜湖市芜湖一中教育集团延安学校2023-2024学年九年级上学期期末模拟物理试卷

这是一份安徽省芜湖市芜湖一中教育集团延安学校2023-2024学年九年级上学期期末模拟物理试卷，共23页。试卷主要包含了填空题，单选题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.常用灭火器中装有二氧化碳液体，是二氧化碳气体采用______的方法装入其中的，当打开阀门，又会发生______现象(填物态变化名称)，此时需要______，所以手不要握住瓶身，以防冻伤。
2.用完全相同的装置分别给质量相等的甲、乙两种液体加热，绘制的温度-时间图象如图所示，由图象可知：
(1)从开始加热到t1时刻，甲、乙两种液体吸收的热量Q甲 Q乙；甲、乙两种液体的比热容大小关系c甲 c乙(以上两空选填“>”、“<”或“=”)；甲液体温度比乙液体温度升高得 (选填“快”或“慢”)。
(2)若想使两种液体升温一样快，应该减少 液体的质量。
3.某物体具有的动能为a焦，内能为b焦，分子总动能为c焦，重力势能为d焦，弹性势能为e焦，则它的机械能为______ 焦，分子总势能______ 焦．
4.经科学研究发现，两个带电小球所带电荷量分别为q1.q2，当它们之间的距离为r(远大于小球的直径)时，它们之间的作用力F=kq1q2r2，其中常量k=9×109N⋅m2/C2。
(1)如图1，将甲、乙两个带电小球放在光滑的绝缘水平面上，若甲球带正电荷、乙球带负电荷，则它们之间的作用力为______力(“引”或“斥)，此时两球将相互______(“靠近”或“远离”)。
(2)如图2，为了使这两个小球在原来的位置静止，沿着甲、乙两球的球心连线方向，在乙球的右边某位置放上一个电荷量为q3的小球丙，此时恰好使得三球均保持静止。则丙球应该带______电荷(“正”或“负”)。
5.目前，口罩是抗击新冠疫情的重要防护用品，普通医用外科口罩由内、中、外三层构成，口罩中间层熔喷布始终带有静电，熔喷布属于 (选填“导体”或“绝缘体”)，当不带电的病毒靠近熔喷布外表面时，会被熔喷布 (选填“吸附”或“排斥”)，从而阻断病毒的传播。
6.如图甲，电源电压恒定，电压表的量程都是0-15V，电流表的量程是0-0.6A，小灯泡两端的电压不许超过额定电压，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A.闭合开关，为了保证所有元件都安全，滑动变阻器的滑片只能在阻值最大端和a点间滑动，当滑片在这两点间滑动时，电流表示数随电压表的示数变化的如图，则灯泡的额定电流______A，且滑片在最大阻值和a点时灯泡的功率之比为4：35，灯泡的额定功率为______W.

7.某实验小组设计了一个监测柳江河水位的装置。其原理如图甲，电源电压恒定，R0为定值电阻，R是竖直放置的长条形电阻片，浮子可带动金属滑杆OP在竖直方向上下移动，OP与R组成滑动变阻器(最大阻值100Ω)。R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，电压表与电流表示数变化关系如图丙，则该电路的电源电压为 V。当水位升高到警戒值时，电路中的电流达到0.12A，将会触发信号提醒监测员，那么水位警戒值为 m。
8.小明同学在学习直流电动机时，用直流电动机做了几次实验.把它接入不同电压的电路中所得结果如下，那么这台电动机线圈的电阻为_______Ω.当电动机正常工作100s时，电能转化为机械能为________J．
9.学习了家庭电路的相关知识，某同学发现在图所示的电路中，当开关S闭合后，电灯L不亮，用测电笔测试a、b、c、d各点，若氖管发光出现下列情况时，判断电路出现的可能情况：
(1)测电笔只在a、d点发光：________
(2)测电笔只在b点不发光：________
(3)测电笔在a、b、c、d点都发光：________
10.2n+1个阻值均为R的电阻通过导线首尾连成一圆环，相邻的两个电阻之间均可引出一接线柱，从而构成一变阻器，则利用该变阻器可获得不同阻值的个数为______个；最大阻值为______。
二、单选题：本大题共7小题，共14分。
11.小明家的汽车发动机为四缸汽油机．该发动机在工作时汽缸内的燃气的平均气压为1×106Pa，汽缸的横截面积为50cm2，活塞的行程长10cm，转速3600r/min.则该发动机的功率为( )
A. 15kWB. 30kWC. 60kWD. 75kW
12.如图所示电路，电源电压恒定，R1=12 Ω，R2=6 Ω，R3是定值电阻．闭合开关S1，单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.6 A，接b时电流表的示数可能为
( )
A. 0.3 AB. 0.6 AC. 0.9 AD. 1.2 A
13.如图所示，电源电压为U且恒定，定值电阻R0与滑动变阻器R串联的电路，已知：Rmax>R0，在滑动变阻器的滑片P移动过程中，下列表示R0和R消耗的电功率P0和PR随电压表示数U1的变化关系图线中，可能正确的是( )
A. B. C. D.
14.如图甲所示的电路中，小灯泡两端电压与通过的电流关系如图乙所示，闭合开关，小灯泡发光，变阻器滑片从如图所示位置往右滑一段距离的过程中，变阻器连入电路阻值的变化量大小为△R1，小灯泡阻值的变化量大小为△R2，则这两个量的大小关系是( )
A. △R1=△R2B. △R1>△R2C. △R1<△R2D. 无法确定
15.如图所示，电源电压恒定不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离，电压表V1、V2示数的变化量分别为△U1、△U2，电流表示数的变化量为△I，阻值相同的定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为△P1、△P2.则下列判断正确的是( )
A. △P1+△P2=△I2(R1+R2)B. |△U1|>|△U2|
C. |△U1△I|+|△U2△I|=R1+R2D. |△U1|<|△U2|
16.张雨同学连接的电路如图所示，当他将滑动变阻器的滑片P从a点滑到b点时，电压表V1前后两次示数之比是3∶4，电压表V2前后两次示数之比是2∶1.如果滑片P在a点时，变阻器在2 s的时间内消耗的电能是4 J，当滑片P在b点时，关于变阻器消耗的电功率，下面的说法中正确的是
A. 3 WB. 2.7 WC. 2 WD. 1.3 W
17.如果加在某定值电阻两端的电压从6V升高到10V，通过该电阻的电流变化了0.1A，则该电阻的电功率变化了( )
A. 1.6WB. 4.0WC. 0.4WD. 3.4W
三、实验探究题：本大题共3小题，共19分。
18.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。
(1)比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，实验时要观察______比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择______两图进行实验，实验通过______反映物体吸热的多少。
(2)比较不同物质的比热容，选用如图合适装置加热相同一段时间后，液体a升温多，由此可知：质量相同的液体a与b，升高相同的温度时，液体a吸收的热量______(选填“大于”或“小于”)液体b吸收的热量。
(3)若甲图烧杯中为50ml的水，10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，
①水吸收了______热量，若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则酒精的热值是______，算出的热值比标准值______(选填“偏大”“偏小”或“一样”)
19.实际的电源都有一定的电阻，如干电池，我们需要用它的电压U和电阻r两个物理量来描述它．实际计算过程中，可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成，如图甲所示，实际电流表也是如此．实验室有一电源，现设计如图乙所示电路来测量它的电压和电阻．其中电流表的内阻为1欧，具体操作步骤如下：
(1)按图乙所示电路进行实物连线，请将丙图中电路连接补充完整．
(2)通过图丁，可以得出电流表的量程为___________A(选填“0.5”、“0.6”或“3”)．
(3)闭合开关，调节滑动变阻器记录下电压表与电流表读数．
(4)重复步骤(3)，记录多组数据．
(5)根据实验数据作出的电压表读数U与电流表读数I的U-I图线，如图丁所示，由图可知，电源的电压U0=___________V，电阻r=___________Ω．
20.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)。
四、计算题：本大题共3小题，共13分。
21.如图甲为新型电饭锅，它能智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感。小明了解到电饭锅的简化电路如图乙所示， R1和 R2均为电热丝， S1和 S2为温控开关，其中 S2有A、B两个触点，可实现“高温”“中温”和“低温”三挡的转换。当 S1闭合， S2连接触点A时，处于高温挡，高温功率1100W。已知 R1=55Ω，问：
(1)处于高温挡时电饭锅正常工作时电路中的总电流是多大？
(2)求电阻 R2的阻值。
(3)当 S1断开， S2连接触点B时，处于低温挡，求此时电路的总功率。
(4)如图丙是在一次煮饭过程中电饭锅功率与时间的关系图像，求本次煮饭过程中电饭锅消耗的电能。
23.如图甲电路中，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，改变R2的阻值，两电压表示数与电流表示数变化关系如图乙，当滑片在b端时电流表示数为0.3A。
(1)求R2的最大阻值。
(2)若滑片置于变阻器的中点位置，R2消耗的电功率为0.8W，求电源电压U和R0的阻值。
(3)若滑动变阻器滑片每移动1cm，阻值改变1Ω，设滑片从a端向b端滑动的距离为xcm，写出R2消耗的电功率P随x变化的关系式，并由此关系式求出R2消耗电功率的最大值。
答案和解析
1.【答案】压缩体积；汽化；吸热
【解析】解：灭火器中装有二氧化碳液体，是二氧化碳气体通过压缩体积的方法装入其中；当打开阀门，又会发生汽化现象；汽化过程中吸热。
故答案为：压缩体积；汽化；吸热。
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。
2.【答案】= < 快 乙
【解析】解：(1)已知加热装置完全相同，也就是相同时间为液体提供的热量相同。从开始加热到t1时刻，加热时间相同，所以甲、乙吸收热量的关系Q甲=Q乙；
由图象知，从开始加热，到t2时刻，末温度相同，初温度不同，乙的初温度较高，说明乙升高的温度较少；两种液体吸收的热量相同，质量相同，由公式c=QmΔt知，乙的比热容较大，甲的比热容较小，故甲液体温度比乙液体温度升高得快。
(2)相同的加热器在相同时间内放出的热量相同，液体吸收的热量也相同，根据Q=cmΔt知，要想使两种液体升温一样快，应该减少比热容大的液体的质量，即减少乙液体的质量。
故答案为：(1)=；<；快；(2)乙。
(1)相同的加热设备，相同时间为不同液体提供的热量相同；
在质量、吸收的热量相同时，从升温幅度可以比较不同物质比热容的大小；
(2)根据Q=cmΔt分析解答。
此题考查了比热容大小的比较，解答的关键是熟悉热量计算公式及变形公式，正确理解图象表达的物理规律。
3.【答案】a+d+e；b-c
【解析】解：机械能是动能和势能的统称，势能又包括重力势能和弹性势能．所以物体的机械能为：a+d+e焦．
物体内所有分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能．所以分子总势能为：b-c焦．
故答案为：a+d+e，b-c．
机械能是物体动能和势能的总和，内能是所有分子动能和分子势能的总和．
本题考查了学生对机械能和内能的理解及区别．机械能是与整个物体的机械运动相对应的能量，内能是与分子运动相对应的能量．
4.【答案】引 靠近 正
【解析】解：
(1)甲球带正电荷、乙球带负电荷，因异种电荷相互吸引，所以它们相互吸引而相互靠近；
(2)由题意和图2可知，甲受到乙的引力向右，甲要静止，应受到丙向左的排斥力，甲球带正电荷，所以丙也应带正电荷；
对乙球进行分析，因平面光滑不受摩擦力，则有：F甲对乙=F丙对乙，
所以根据题意可得：kq1q2r2=kq2q3r'2，
化简得：q3q1=r'2r2，
所以 q3q1=r'r。
故答案为：(1)引；靠近；(2)正；证明过程如上。
(1)掌握电荷间的相互作用规律：同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，根据相互作用判断小球的运动情况；
(2)可以对其中甲乙小球进行受力分析，例如乙，受到甲的作用力和丙的作用力，这两个力的大小应该相等，而方向相反。根据题目中给出作用力的公式列出关系式便可求出。
此题通过告诉学生电荷间的作用公式，考查了学生对问题的分析及新知识的应用，同时考查了基础的电荷间的相互作用。
5.【答案】绝缘体 吸附
【解析】解：人体是导体，因为口罩接触人体，口罩中间层熔喷布始终带有静电，说明熔喷布是绝缘体，电不容易导走；带电的熔喷布能吸引轻小物体，所以当不带电的病毒靠近熔喷布外表面时，会被熔喷布吸附。
故答案为：绝缘体；吸附。
容易导电的物体叫做导体，不容易导电的叫绝缘体；带电体会吸引轻小物体。
本题考查了学生对绝缘体的理解和带电体吸引轻小物质特点的运用，属于基础题。
6.【答案】0.5；3.5
【解析】【分析】
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，关键是根据题意判断出灯泡正常发光时电路中的电流。
由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于a点时，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路中的电流最大，由小灯泡两端的电压不许超过额定电压可知，此时灯泡正常发光，根据图象读出电路的最大电流即灯泡的额定电流；
(2)由图象得出滑片在最大阻值和a点时电路中的电流和滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点和P=UI得出灯泡实际功率的表达式，然后根据灯泡功率的比值，先求出电源的电压，然后即可利用P=UI求出灯泡的额定功率。
【解答】
由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
(1)为了保证所有元件都安全，滑动变阻器的滑片只能在阻值最大端和a点间滑动，所以当滑片位于a点时，电路中的电流最大，此时灯泡正常发光，
由图象可知，灯泡的额定电流I额=I最大=0.5A；
(2)由图象可知，当滑动变阻器滑片在阻值最大端时，I最小=0.2A，变阻器两端的电压U滑最大=11V；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，则灯泡两端的实际电压U1=U-U滑最大=U-11V；
则灯泡功率P1=U1I最小=(U-11V)×0.2A①
滑片位于a点时，I最大=0.5A；变阻器两端的电压U滑=6V；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
则灯泡两端的实际电压U额=U2=U-U滑=U-6V；
则P额=P2=U2I最大=(U-6V)×0.5A②
根据题干可知：
P1P额 =435③
解①②③可得：U=13V，则P额=U2I最大=(13V-6V)×0.5A=3.5W。
7.【答案】15；82.5
【解析】【分析】
本题考查串联电路特点、欧姆定律公式灵活运用，正确读取图中信息是解题的关键。
(1)闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路为定值电阻的简单电路，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大，由丙图可知通过电路的最大电流为0.3A，
根据欧姆定律可得电源电压，由图丙可知通过电路的最小电流为0.1A，根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得电源电压，解方程可得电源电压；
(2)接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，得出滑动变阻器与h的关系，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，再根据欧姆定律和串联电路电阻关系求出滑动变阻器的电阻，进一步代入公式得出此时水位。
【解答】
(1)闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流；
当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路为定值电阻的简单电路，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大，由丙图可知通过电路的最大电流为0.3A，根据欧姆定律可得电源电压：U=IR0=0.3A×R0------①，
由图丙可知通过电路的最小电流为0.1A，串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定律可得电源电压：U=UR+I'R0=10V+0.1A×R0------②，
①②联立可得：R0=50Ω，U=15V；
(2)接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，由乙图可知80m×k+b=100Ω，90m×k+b=0Ω，两式联立可得：k=-10Ω/m，b=900Ω，则R=-10Ω/m×h+900Ω③，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得通过电路的总电阻：R″+R0=UI''=15V0.12A=125Ω，所以滑动变阻器的电阻R″=125Ω-50Ω=75Ω，代入公式③，得出此时水位h=82.5m。
8.【答案】0.5 150
【解析】【分析】
只有当电动机不转动时，电动机消耗的电能全部转化为线圈电阻产生的热量；因此从表格数据中读出电动机不转动时，电动机两端的电压以及此时通过电动机的电流，然后根据R=UI即可求出线圈电阻；从表格数据中读出电动机正常工作时，电动机两端的电压和对应的电流值，设电动机工作的时间为t，利用W=UIt即可求出电动机消耗的电能；再利用Q=I2Rt求出电动机线圈产生的热量，则转化的机械能为消耗的电能减去产生的热量。
本题考查欧姆定律的应用情况、电能和电热的计算，关键是对电动机工作原理理解透彻。
【解答】
电动机不转动时，电动机两端的电压和通过的电流分别为U=0.2V，I=0.4A
电动机的电阻为R=UI=Ω；
电动机正常工作时，电动机两端电压和通过的电流分别为U'=2.0V，I'=1.0A，工作时间为t=100s，
消耗的电能：W=U'I't=2.0V×1.0A×100s=200J，
产生的热量：Q=I'2Rt=(1.0A)2×0.5Ω×100s=50J，
转化的机械能：W机=W-Q=200J-50J=150J。
故答案为：0.5；150。
9.【答案】(1)灯泡L断路；(2)b、c间断路；(3)进户的零线断了
【解析】【分析】
本题考查了用测电笔检测电路的故障。在正常情况下，测电笔测火线应亮，测零线应不亮。
使用测电笔判断家庭电路的故障，氖管发光说明与火线相连，氖管不发光说明与火线不相连。
【解答】
(1)电灯L不亮，用测电笔测试时只在a、d点发光，说明a、d两点与火线相连，而c点不发光说明灯泡L断路；
(2)测电笔只在b点不发光，即测电笔测试a、d、c时氖管都发光，说明a、d、c都与火线相连，b点不发光，说明b、c间断路；
(3)测试a、b、c、d点时，氖管都发光，说明这四点都与火线相连，而灯泡不发光说明进户的零线断了。
故答案为：(1)灯泡L断路；(2)b、c间断路；(3)进户的零线断了。
10.【答案】n =n(n+1)R2n+1
【解析】解：该变阻器可以得到的电路是一个电阻与2n个电阻并联、两个电阻与2n-1个电阻并联、…n个电阻与n+1个电阻并联，依此类推又为n个电阻与n+1个电阻并联、…两个电阻与2n-1个电阻并联、一个电阻与2n个电阻并联与前面重复，因此利用该变阻器可获得不同阻值的个数为n个；
当n个电阻与n+1个电阻并联时，阻值最大，即nR×(n+1)RnR+(n+1)R=n(n+1)R2n+1。
故答案为：n；=n(n+1)R2n+1。
因为取不同接线柱时，相当于有两串电阻并联，而只要改变一个接线柱，就可以使两条支路上的阻值发生改变，从而影响到最终得到的并联后的总阻值的大小，从而实现了变阻。
本题的关键点是知道变阻器的原理，知道各电阻的连接方式，最后根据并联电路电阻的特点分析计算。
11.【答案】A
【解析】【分析】
此题考查热机中压力、功、功率、效率的计算。在计算功率和效率时要注意对应关系，特别要注意每分钟做功的次数，这是最容易出错的地方。
(1)热机工作时的压力和燃气的压强和活塞的面积有关，做功的多少和燃气的平均压力和做功的距离有关，计算功率要在对应的时间内计算做功的多少，
(2)根据四冲程内燃机1个工作循环中包括4个冲程，飞轮转两圈，对外做功1次的特点，四缸汽油机在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作，求出每秒汽油机做功的次数，再求出做的总功，利用公式P=Wt即可求出该汽油机的功率。
【解答】
燃气对活塞的平均压力：F=pS=1×106Pa×50×10-4m2=5000N，
一个汽缸在一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W1=Fs=5000N×0.1m=500J；
飞轮转速：3600r/min=60r/s，
由于一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功一次，
所以每秒共有30个工作循环，对外做功30次，
该汽油机每秒做的功：W=30×500J=15000J；
汽油机的功率为：P=Wt=15000J1s=15000W=15kW。
故选A。
12.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，正确的得出电流表示数的变化范围是关键。
由电路图可知，闭合开关S1，单刀双掷开关S2接a时，R1与R3串联，电流表测电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压；当闭合开关S1，单刀双掷开关S2接b时，R2与R3串联，电流表测电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电流表的示数，然后结合R3=0、R3→∞得出电流表示数的变化范围，然后得出答案。
【解答】
由电路图可知，闭合开关S1，单刀双掷开关S2接a时，R1与R3串联，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I=UR可得，电源的电压：U=Ia(R1+R3)=0.6A×(12Ω+R3)，
当闭合开关S1，单刀双掷开关S2接b时，R2与R3串联，电流表测电路中的电流，
则电流表的示数：Ib=UR2+R3=0.6A×(12Ω+R3)6Ω+R3=0.6A×(6Ω+R3)+6Ω)6Ω+R3=0.6A+0.6A×6Ω6Ω+R3，
当R3=0时，Ib=0.6A+0.6A×6Ω6Ω=1.2A，
当R3→∞时，Ib=0.6A，
由R3是定值电阻可知，0.6A故选C。
13.【答案】D
【解析】AB、定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压；
由串联电路电压的规律，根据P=U2R可得定值电阻R0消耗的电功率为：
P0=U02R0=(U-U1)2R0，
R0和U为常数，由数学知识可知，电功率P0随电压表示数U1的变化关系图线为抛物线，故A错误；
当U1无限接近电源电压时，R0消耗的电功率为0，故B错误；
CD、由串联电路电压的规律，U0=U-U1，由欧姆定律，电路的电流：I=U0R0，
根据P=UI，滑动变阻器R消耗的电功率为：
PR=U1×U-U1R0=-1R0×U12+UR0×U1，
R0和U为常数，滑动变阻器R的电功率PR为U1的一元二次函数，因-1R0<0，抛物线开口向下，
当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，由分压原理，电压表的示数最大，根据P=U2R，滑动变阻器的电功率不可能为0，故C错误；
由数学知识，当U1=-UR02×(-1R0)=0.5U时，PR有最大值，故D正确。
故选：D。
AB、定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压；
由串联电路电压的规律，根据P=U2R得出定值电阻R0消耗的电功率表达式，由数学知识分析；
CD、由串联电路电压的规律及欧姆定律，根据P=UI得出滑动变阻器R消耗的电功率表达式，由数学知识分析；
当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，由分压原理，电压表的示数最大，此时滑动变阻器的电功率不可能为0。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，体现了数学知识在物理中的运用。
14.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，知道在U-I图象中图线的斜率表示灯泡的电阻以及会比较两电阻变化量大小的方法是关键。
(1)在U-I图象中图线的斜率表示灯泡的电阻，据此判断灯泡电阻的变化，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，然后判断灯泡电阻的变化；
(2)设图示位置时电路中的电流为以及往右滑一段距离后电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的总电阻，联立等式和电路中电流的变化得出答案。
【解答】
设图示位置时电路中的电流为I1，往右滑一段距离后电路中的电流为I2，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，由I=UR可知，电路中的总电阻：UI1═R滑+RL ①
UI2=(R滑-△R1)+(RL+△R2)----②
由②-①可得：
△R2-△R1= UI2-UI1，
因变阻器滑片从如图所示位置往右滑一段距离的过程中，电路中的电流变大，即I2>I1，
所以，△R2-△R1= UI2-UI1=UI1I2(I1-I2)<0，
则△R2<△R1，故B正确。
故选B。
15.【答案】C
【解析】解：由电路图可知，R1与R0、R2串联，电压表V1测R0与R2两端的电压之和，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
(1)将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离，设移动前后电路中的电流分别为I1、I2，
由I=UR可得，电压表V2示数的变化量：
△U2=U2-U2'=I1R2-I2R2=(I1-I2)R2=△IR2，则|△U2|=|△IR2|，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电压表V1示数的变化量：
△U1=U1-U1'=(U-I1R1)-(U-I2R1)=(I2-I1)R1=-△IR1，则|△U1|=|△IR1|，
因R1、R2的阻值相同，
所以，|△U1|=|△U2|，故BD错误；
由|△U1△I|=R1、|△U2△I|=R2可知，|△U1△I|+|△U2△I|=R1+R2，故C正确；
(2)定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为△P1、△P2，
则△P1+△P2=(I12-I22)(R1+R2)=(I1-I2)(I1+I2)(R1+R2)=△I(I1+I2)(R1+R2)，故A错误。
故选：C。
由电路图可知，R1与R0、R2串联，电压表V1测R0与R2两端的电压之和，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
(1)将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离，设出移动前后电路中的电流，根据欧姆定律表示出电压表V2示数的变化量，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电压表V1示数的变化量，然后结合R1、R2的阻值相同比较|△U1|、|△U2|的大小关系，进一步得出|△U1△I|+|△U2△I|与R1+R2的关系；
(2)根据P=I2R表示出定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，正确的表示出两电压表示数的变化量是关键。
16.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查了开滑动变阻器对电流表和电压表示数的影响，串联电路电流和电压的规律，电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，本题计算过程全部是字母代替数字，解题过程中一定要认真仔细，但只要能将电路分析清楚，在代入比值是要注意一一对应，可以避免错误的发生。
【解答】
当滑片P在a端时，变阻器连入电路的阻值为Ra，此时电压表V1测量的是Ra两端的电压，电压表V2测量的是R两端的电压，设此时电路中的电流为Ia，当滑片P在b端时，变阻器连入电路的阻值为Rb，此时电压表V1测量的是Rb两端的电压，电压表V2测量的是R两端的电压，设此时电路中的电流为Ib，
∵电压表V1前后两次示数之比是3:4，电压表V2前后两次示数之比是2:1，
∴由U=IR可知，IaRa：IbRb=3：4， IaR：IbR=2：1，从而可以得出，Ia：Ib=2：1，Ra：Rb=3：8，
∵t=2s，Wa=4J，
∴变阻器在a点时的电功率为：Pa=Wat=4J2s=2W，
则PaPb=Ia2RaIb2Rb=2212×38=32，
Pb=23Pa=23×2W≈1.3W。故ABC错误，D正确。
故选D。
17.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查电功率和电流以及电阻的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，重点是求电阻的阻值，这也是本题的难点。
电阻大小不变，已知电阻两端电压的变化和电流的变化，根据公式欧姆定律列等式，根据公式P=U2R可知该电阻的电功率变化。
【解答】
电阻两端的电压变化，电阻保持不变，电压从6V升高到10V，电流变了0.1A，故6VR+0.1A=10VR，解得R=40Ω；
当电压为6V时，电阻的电功率为P1=U12R=6V240Ω=0.9W；当电压为10V时，电阻的电功率为P2=U22R=10V240Ω=2.5W，故功率变化为ΔP=P2-P1=2.5W-1.6W=0.9W，故A正确，BCD错误。
故选A。
18.【答案】(1)甲、乙；液体升高的温度；甲、丙；加热时间的长短；(2)小于；(3)4.2×103J；4.2×105J/kg；偏小
【解析】解：
(1)为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验；
为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲和丙两图进行实验；
(2)比较不同物质的比热容，选用甲、丙两实验，加热相同一段时间，两种液体吸收的热量相等，
液体a升温多，说明a的比热容小；a的比热容小，质量相同的液体a与b，升高相同的温度时，
液体a吸收的热量小于液体b吸收的热量。
(3)①100ml水的质量为：m=ρ水V=1×103kg/m3×50×10-6m3=0.05kg；
水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.05kg×20℃=4.2×103J；
②根据题意可知，Q吸=Q放，由Q放=qm可知，
酒精的热值为：q=Q放m=4.2×103J0.01kg=4.2×105J/kg；
③酒精完全放出的热量并没有全部被水吸收，所以算出的热值比标准值偏小。
故答案为：(1)甲、乙；液体升高的温度；甲、丙；加热时间的长短；(2)小于；(3)4.2×103J；4.2×105J/kg；偏小。
(1)①燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小；
②为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，温度计的示数变化相同时，通过比较加热时间比较吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系；
(2)根据a、b液体吸收热量的多少，判断a、b液体比热容的大小，然后根据比热容大小，分析判断质量相同的液体a与b，升高相同的温度时，a与b吸收热量的关系；
(3)①知道水的体积，求出水的质量；根据水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；
②根据公式Q=qm计算酒精的热值；
③在此实验中，酒精燃烧放出的热量大部分未被水吸收。
本题是一道关于物质比热容的实验，实验中应用了控制变量法，熟练应用控制变量法、熟练应用燃烧值公式即可正确解题。
19.【答案】(1)；
(2)0.6；
(5)1.5； 2
【解析】【分析】
(1)由乙图连接实物图即可，注意“一一对应”；
(2)通过图丁，可以得出电路中最大电流，据此可确定电流表的量程；
(5)由图丁知，当电路中的电流为0.5A时，滑动变阻器接入电路电阻为0，此时只有r与电流表串联接入电路，利用欧姆定律和电阻的串联列出关于电源电压和r的关系式；再由丁图知，当电路中的电流为0.1A时，滑动变阻器两端的电压为1.2V，利用欧姆定律和串联电路特点列出关于电源电压和r的关系式，两式联立，即可得出r和电源电压。
解决此题的关键是掌握欧姆定律的应用，特别注意的是考虑电源的内阻。
【解答】
(1)由乙图可知，连接实物图如图所示：
；
(2)当电路中的电流为0.5A时，滑动变阻器接入电路电阻为0，此时只有r与电流表串联接入电路，利用欧姆定律和电阻的串联列出，U0r+1Ω=0.5A①；
当电路中的电流为0.1A时，滑动变阻器两端的电压为1.2V，利用欧姆定律和串联电路特点列出，
U0-1.2Vr+1Ω=0.1A②；
①②联立得，电源的电压U0=1.5V，电阻r=2Ω。
故答案为：
(1)；
(2)0.6；
(5)1.5； 2。
20.【答案】(1)B；(2)P=UI；电流表；(3)2.4；1.2；(4)I1；I12R0。
【解析】(1)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，由等效替代法，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。
(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是关键：
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，由等效替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。
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。
21.【答案】解：(1)高温挡时电饭锅正常工作时电路中的总电流：
I=P高U=1100W220V=5A；
(2)由电路图知，当 S1闭合， S2连接触点A时，处于高温挡，电阻 R1、 R2并联，
通过 R1的电流：
I1=UR1=220V55Ω=4A，
通过 R2的电流 ：
I2= I-I1=5A-4A=1A，
R2的阻值：
R2=UI2=220V1A=220Ω；
(3) 由电路图知，当 S1断开， S2连接触点B时，处于低温挡，电阻 R1和 R2串联，
电路的总电阻：
R总= R1+ R2=55Ω+220Ω=275Ω，
此时电路消耗的功率：
P低=U2R总=(220V)2275Ω=176W；
(4) 由电路图知，只闭开关 S1时，只有电阻 R1接入电路，处于中温挡。
此时电路消耗的功率：
P中=U2R1=(220V)255Ω=880 W，
结合丙图，电饭煲煮一次饭消耗的总电能：
W= W1+ W2+ W3= P高t1+ P中t2+ P低t3
​​​​​​​=1100W×10×60s+880W×15×60s+176W×5×60s=1.5048× 106J。
答：(1)处于高温挡时电饭锅正常工作时电路中的总电流是5A；
(2)电阻 R2的阻值是220Ω；
(3)此时电路的总功率为176W；
(4)本次煮饭过程中电饭锅消耗的电能是1.5048× 106J。
【解析】(1)已知高温挡的功率和电源电压，根据公式I=PU可得电路的总电流；
(2)当 S1闭合， S2连接触点A时，R1和 R2并联，为高温挡，已知R1的阻值，根据公式I=UR可得通过R1的电流，再根据并联电路的电流规律，求出通过R2的电流，利用公式R=UI可得其阻值；
(3)当 S1断开， S2连接触点B时，处于低温挡，电阻 R1和 R2串联，根据串联电路的电阻规律可得电路的总电阻，利用公式P=U2R可得低温挡的功率；
(4)只闭开关 S1时，只有电阻 R1接入电路，处于中温挡。利用公式P=U2R求出中温挡的功率，结合丙图通过公式W=Pt可得三个挡位分别消耗的电能，而煮饭过程中电饭锅消耗的电能就是三个挡位消耗的电能之和。
本题是一道有关电加热器的题，需综合应用欧姆定律、串并联电路的特点、功率公式以及电能的公式，关键是要分析清楚电路。
22.【答案】解：由电路图可知，R1、R2、R0串联，电压表V2测R2的电压，电压表V1测R1与R2的总电压，
根据串联电路电压的规律，故V1的示数大于V2的示数，故Ⅰ为V1随电流的示数变化图象，Ⅱ为V2随电流的示数变化图象。
(1)当变阻器连入电路的电阻最大时，电路的电流最小，即为0.3A，可知V2的示数为3V，
由欧姆定律，R2的最大阻值为：
R2=U2I=Ω；
(2)当变阻器连入电路的电阻最大时，根据串联电路的规律及欧姆定律，R1的阻值：
R1=U1-U2I=5.4V-Ω，
滑片置于变阻器的中点位置，变阻器连入电路的电阻为5Ω，根据P=I2R可得，此时电路的电流：
I'= PR中= 0.8W5Ω=0.4A，
根据串联电路的规律及欧姆定律，因电源电压不变，有：
U=U1+IR0，
U=I'(R1+R中+R0)，
即：U=5.4V+0.3A×R0；
U=0.4A×(8Ω+5Ω+R0)；
由以上两式可解得：U=6V，R0=2Ω；
(3)滑片移动xcm时，变阻器连入电路的电阻为：R变=x(Ω)，
由串联电阻的规律及欧姆定律，电路的电流为：
I″=UR0+R1+R变，
R2消耗的电功率：P=I″2R变=U2R变(R0+R1+R变)2=36x(10+x)2=36x(10-x)2+40x=36(10-x)2x+40，
当x=10cm时，即R滑=10Ω时，R2消耗电功率的最大值，且P大=0.9W。
答：(1)R2的最大阻值为10Ω；
(2)求电源电压U为6V和R0的阻值为2Ω；
(3)R2消耗的电功率P随x变化的关系式P=36x(10+x)2，R2消耗电功率的最大值为0.9W。
【解析】R2、R1串联后与R0串联，电压表V2测R2的电压，电压表V1测R1与R2的总电压，根据串联电路电压的规律，确定两电压表所对应的图象：
(1)当变阻器连入电路的电阻最大时，电路的电流最小，由图可知最小电流和V2的示数，由欧姆定律，得出R2的最大阻值；
(2)当变阻器连入电路的电阻最大时，根据串联电路的规律及欧姆定律得出R1；
当变阻器连入电路的电阻为5Ω时，根据P=I2R得出电路的电流，根据串联电路电压的规律及欧姆定律列式求出U和R0；
(3)滑片移动xcm时，变阻器连入电路的电阻为：R变=x(Ω)，由串联电阻的规律及欧姆定律得出电路的电流表达式，根据P=I″2R变=U2R变(R0+R1+R变)2，由数学知识求出R2消耗电功率的最大值。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，关键是从图中获取有效的信息。电动机的电d压(V)
电动机工作状态
通过电动机的电流(A)
0.2
不转动
0.4
2.0
正常工作
1.0