重庆市丰都县2022-2023学年九年级上学期期末考试物理模拟试题（含答案）

这是一份重庆市丰都县2022-2023学年九年级上学期期末考试物理模拟试题（含答案），共23页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题（本题共8个小题，每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共24分。）
1．（3分）下列对常见物理量的估计符合实际的是（ ）
A．教室内一盏日光灯的电流约为2A
B．一节新干电池的电压为1.5V
C．对人体的安全电压为36V
D．丰都12月份的平均气温约为40℃
2．（3分）下列四种自然现象中属于液化的是（ ）
A．白雾茫茫B．冰雪消融
C．冰雕变小D．雾凇形成
3．（3分）关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（ ）
A．温度相同的物体，内能一定相等
B．物体吸收热量，温度可以不升高
C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
D．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为热汤含有的热量多
4．（3分）某研究小组在做“比较不同物质吸热的情况”的实验中，利用相同规格的电加热器给相同质量的水和砂加热（不计热损失），用取得的实验数据做出如图所示的图像，对该图像下列说法正确的是（ ）
A．吸收同样的热，砂升高温度少，表明砂的吸热本领比水强
B．吸收同样的热，水升高温度少，表明水的吸热本领比砂强
C．相同质量的水和砂同时加热，水温度先到达60℃
D．相同质量的水和砂同时加热，同时到达60℃
5．（3分）如图所示，关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．在电线上晒湿衣服B．用电器金属外壳接地
C．使用试电笔时，手握住金属杆
D．电灯的开关应串联接在电灯与零线之间
6．（3分）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，下列判断正确的是（ ）
A．电压表示数变大，电流表示数变大
B．电压表示数变小，电流表示数不变
C．电压表示数变小，电流表示数变大
D．电压表与电流表示数的比值不变
7．（3分）如图所示是某款感应式垃圾桶，其工作原理是：只有先闭合“启动开关”S1后，垃圾桶才能正常使用，同时指示灯L亮起，再当感应开关S2闭合，动力装置工作，垃圾桶盖缓缓打开。在下列四个电路中，符合要求的是（ ）
A． B． C． D．
8．（3分）新冠肺炎疫情期间，常用的某款手持式电子测温仪如图甲所示，图乙是它工作的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，用于靠近人体测温。定值电阻R0为保护电阻，显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测量人的体温时显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，则下列分析正确的是（ ）
A．图乙中的显示仪是由电流表改装成的
B．热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
C．被测温者体温越高，定值电阻R0两端的电压越大
D．将R0换成阻值更大的电阻，测相同温度时，显示仪的示数将变小
二、填空题（本题共6个小题，每空1分，共12分）
9．（2分）德国物理学家 通过大量的实验研究，在1826年提出了导体的电流跟导体两端的电压和电阻的关系，验电器的原理是 。
10．（2分）汽车不仅要“吃”油，还要“喝”水，这里用水冷却发动机，是利用了水的 比较大的性质，四冲程汽油机工作过程中， 冲程是将内能转化为机械能。
11．（2分）通过“学习强国”了解到重庆医科大学某主任医师说：“近期出现发热的原因不单是感染新冠，也有可能是流感等。”只是低烧的，可以先自行采用温水、酒精擦浴等方式物理降温，这里利用了酒精 时，有 （选填：“吸热”或“放热”）作用。
12．（2分）如图所示是甲、乙两种固体的熔化图像，则 是晶体，则晶体的熔点是 ℃。
13．（2分）如图所示，若电源电压为3V，电压表示数为1V，则加在小灯泡L1和L2两端的电压分别是 V和 V。
14．（2分）如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“6V 0.3A”字样，电流表量程0～0.6A、电压表量程0～3V。在保障电路安全的前提下，只闭合开关S、S1，滑片P位于最右端，小灯泡恰好正常发光，则小灯泡10s内消耗的电能为 J，再移动滑片P，电流表示数与R2关系如图乙a所示；当断开S1闭合S、S2、S3时，电流表示数与R2的关系如图乙b所示，则I1＝ A（忽略小灯泡电阻变化）。
三、实验探究题（本题共3个小题，第15题7分，第16题7分，第17题8分，共22分）
15．（7分）小廖同学利用如图甲所示的实验装置观察水的沸腾现象。
（1）组装器材时，应先固定图甲中的 （选填“A”或“B”）。
（2）水沸腾时温度计示数如图乙所示，则此时水的沸点是 ℃。说明此时气压 标准大气压（选填“大于”“等于”或“小于”）；小廖同学为了方便，将温度计从水中拿出来进行观察读数，则会导致所测温度偏 （选填“高”或“低”）。
（3）水沸腾时，水中气泡的情形为图丙中 （选填“A”或“B”）图；沸腾时继续给水加热，水的温度将 （选填“升高”“不变”或“下降”）。
（4）小裴同学想提高水的沸点，换用了火力更大的酒精灯加热，这种做法 （选填“可行”或“不可行”）。
16．（7分）如图甲是用电压表、电流表测量小灯泡L两端电压和通过它的电流的电路图。
（1）在图甲所示电路图中补全电压表、电流表。
（2）连接电路时，开关应处于 （选填“断开”或“闭合”）状态。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于 （选填“A”或“B”）端，这样做的目的是为了 。
（3）确认电路连接正确无误后，闭合开关，若电压表、电流表示数如图乙所示，则电压表的示数是 V，则电流表的示数是 A，此时灯泡的功率为 W。
17．（8分）小霞同学利用四个定值电阻（10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、规格为“10Ω 0.5A”的滑动变阻器、电压为4.5V的电源、电压表、电流表、导线和开关等器材，进行“探究电流与电压、电阻关系”的实验。
（1）在“探究电流与电压的关系”的实验中，小霞选择了10Ω的定值电阻连接了如图甲所示电路，检查发现电路中一条导线连接错误，请你在接错的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确；
（2）解决问题后又发现，在开关闭合后电流表指针如图乙所示，其原因是 ；
（3）闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，电压表有示数且示数不变，电流表始终无示数，若电路只有一处故障，其故障可能是 ；
A.定值电阻开路
B.定值电阻短路
C.滑动变阻器开路
D.滑动变阻器短路
（4）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片到适当位置，电流表示数如图丙所示，此时电压表示数应为 V。移动滑片，多次实验后小霞初步得出结论：电阻一定，电流与电压成 ；
（5）小霞利用以上器材继续“探究电流与电阻的关系”：
①实验过程中，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为3V，并记录下电流值。接着断开开关，保持滑片位置不变，将10Ω电阻换成15Ω电阻，闭合开关，此时应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）端移动，直至电压表的示数为 V，并记录下此时电流表的示数；
②在进一步的实验中，小霞发现当25Ω电阻接入电路时，无论怎样调节滑片都无法使电压表的示数达到3V。若要完成上述实验，只改变电源电压的大小，则可选用的电源电压的最大值为 V。
四、计算题（本题共3个小题，第18题6分，第19题8分，第20题8分，共22分。解答应写出必要的文字说明、步骤和公式，只写出最后结果的不得分）
18．（6分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R2＝30Ω。当开关S1闭合、S2断开时，电流表的示数为0.4A。求：
（1）电源电压为多少？
（2）当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.6A，1min内电流对R1所做的功为多少？
19．（8分）丰都的农村依旧有烧干木柴的土灶，小红在学习了“热量的计算”等相关知识后，从家里找到了一口锅，装了2L的水，初温为15℃，在家长的帮助下，小红用干木柴对水进行加热至恰好沸腾，一共消耗了70g干木柴；查阅资料得知当地大气压为1个标准大气压，干木柴的热值q＝1.2×107J/kg，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3。求：
（1）此锅中水的质量；
（2）此过程中水需要吸收的热量；
（3）此土灶的热效率。
20．（8分）如图甲所示是小明家新买的一款多功能电饭煲，其简化电路图如图乙所示。该电饭煲有加热和保温两种功能（由机内的温控开关S控制），其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻丝。已知R2＝800Ω，多功能电饭煲的主要部分参数如下表所示。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）正常工作时，电饭煲处于保温挡时的功率；
（3）小明将家里的其他用电器都关闭，只让电饭煲在加热挡工作，观察到家里电能表指示灯4min闪烁100次，则他家的实际电压是多少？
答案与试题解析
一、选择题（本题共8个小题，每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共24分。）
1．（3分）下列对常见物理量的估计符合实际的是（ ）
A．教室内一盏日光灯的电流约为2A
B．一节新干电池的电压为1.5V
C．对人体的安全电压为36V
D．丰都12月份的平均气温约为40℃
解：
A、教室内一盏日光灯的电流约为0.2A，故A不符合实际；
B、一节新干电池的电压为1.5V，故B符合实际；
C、对人体的安全电压不高于36V，故C不符合实际；
D、重庆市丰都县十二月份天气日均最低温度8℃，日均最高温度12℃，丰都12月份的平均气温不会达到40℃，故D不符合实际。
故选：B。
2．（3分）下列四种自然现象中属于液化的是（ ）
A．白雾茫茫B．冰雪消融
C．冰雕变小D．雾凇形成
解：A．雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故A符合题意；
B．冰化成水，固态熔化成为液态，故B不符合题意；
C．冰雕变小，固态直接吸热变成气态，是升华过程，故C不符合题意；
D．雾凇是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶，故D不符合题意。
故选：A。
3．（3分）关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（ ）
A．温度相同的物体，内能一定相等
B．物体吸收热量，温度可以不升高
C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
D．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为热汤含有的热量多
解：A、内能大小不仅仅和温度有关，与质量等因素还有关，故A错误；
B、物体吸收热量时，温度有可能不升高，比如晶体熔化时，故B正确；
C、热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，或者从物体的高温部分传向低温部分，故C错误；
D、热量是个过程量，不能说含有热量，故D错误。
故选：B。
4．（3分）某研究小组在做“比较不同物质吸热的情况”的实验中，利用相同规格的电加热器给相同质量的水和砂加热（不计热损失），用取得的实验数据做出如图所示的图像，对该图像下列说法正确的是（ ）
A．吸收同样的热，砂升高温度少，表明砂的吸热本领比水强
B．吸收同样的热，水升高温度少，表明水的吸热本领比砂强
C．相同质量的水和砂同时加热，水温度先到达60℃
D．相同质量的水和砂同时加热，同时到达60℃
解：
AB、根据图像可知，吸收同样的热，砂升高温度多，水升高温度少，表明砂的吸热本领比水弱，故A错误，B正确；
CD、相同质量的水和砂同时加热，加热相同时间，吸收相同的热量，水的吸热能力大，则水的温度变化的慢，砂的温度变化的快，砂温度先到达60℃，故CD错误。
故选：B。
5．（3分）如图所示，关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．在电线上晒湿衣服
B．用电器金属外壳接地
C．使用试电笔时，手握住金属杆
D．电灯的开关应串联接在电灯与零线之间
解：A、生活用水是导体，在电线上晒湿衣服，易发生触电事故，故A错误；
B、带金属外壳的用电器都需要使用三孔插座，可以防止发生漏电，故B正确；
C、使用试电笔时，手不能接触金属杆，但要接触笔尾金属体，故C错误；
D、从安全用电的角度分析，家庭电路中控制灯泡的开关接在火线和用电器之间，故D错误。
故选：B。
6．（3分）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，下列判断正确的是（ ）
A．电压表示数变大，电流表示数变大
B．电压表示数变小，电流表示数不变
C．电压表示数变小，电流表示数变大
D．电压表与电流表示数的比值不变
解：由图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；
闭合开关，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；
由U＝IR可知，R两端的电压变大，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变小，即电压表的示数变小；
根据R＝可知，电压表与电流表示数的比值为滑动变阻器接入电路的电阻，所以电压表与电流表示数的比值变小；
综上所述，C正确。
故选：C。
7．（3分）如图所示是某款感应式垃圾桶，其工作原理是：只有先闭合“启动开关”S1后，垃圾桶才能正常使用，同时指示灯L亮起，再当感应开关S2闭合，动力装置工作，垃圾桶盖缓缓打开。在下列四个电路中，符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
解：启动开关S1闭合后，垃圾桶才能正常使用，此时指示灯亮起；扔垃圾时只需将手伸到感应区上方一定距离内，感应开关S2自动闭合，动力装置工作，垃圾桶盖缓缓打开，这表明灯泡和动力装置能各自独立工作，并联在电路中，启动开关S1接在干路中，控制整个电路；感应开关S2控制动力装置，串联在动力装置的支路上，故C符合题意。
故选：C。
8．（3分）新冠肺炎疫情期间，常用的某款手持式电子测温仪如图甲所示，图乙是它工作的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，用于靠近人体测温。定值电阻R0为保护电阻，显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测量人的体温时显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，则下列分析正确的是（ ）
A．图乙中的显示仪是由电流表改装成的
B．热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
C．被测温者体温越高，定值电阻R0两端的电压越大
D．将R0换成阻值更大的电阻，测相同温度时，显示仪的示数将变小
解：
A.由电路图可知，显示仪与R并联，则显示仪是由电压表改装成的，故A错误；
B.由题意可知，人的体温越高，电压表的示数越大，由串联电路的分压特点可知，R的阻值变大，则热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大，故B错误；
C.人的体温越高时，R的阻值越大，总电阻越大，根据欧姆定律可知，电路中的电流越小，根据U＝IR可知，定值电阻R0两端的电压越小，故C错误；
D.测相同温度时，R的阻值不变，将R0更换为阻值更大的电阻后，电路的总电阻变大，由I＝可知，电路中的电流变小，由U＝IR可知，R两端的电压变小，即显示仪示数变小，故D正确。
故选：D。
二、填空题（本题共6个小题，每空1分，共12分）
9．（2分）德国物理学家 欧姆 通过大量的实验研究，在1826年提出了导体的电流跟导体两端的电压和电阻的关系，验电器的原理是 同种电荷相互排斥 。
解：欧姆通过大量的实验得出了电流跟电压、电阻的关系，称为欧姆定律；
验电器的原理是同种电荷相互排斥。
故欧姆；同种电荷相互排斥。
10．（2分）汽车不仅要“吃”油，还要“喝”水，这里用水冷却发动机，是利用了水的 比热容 比较大的性质，四冲程汽油机工作过程中， 做功 冲程是将内能转化为机械能。
解：水的比热容较大，相同质量的水和其它物质相比，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车散热器用水作为冷却剂；
汽油机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程，其中做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，向外提供动力。
故比热容；做功。
11．（2分）通过“学习强国”了解到重庆医科大学某主任医师说：“近期出现发热的原因不单是感染新冠，也有可能是流感等。”只是低烧的，可以先自行采用温水、酒精擦浴等方式物理降温，这里利用了酒精 汽化 时，有 吸热 （选填：“吸热”或“放热”）作用。
解：酒精擦拭到身上时，酒精会发生汽化吸热，从而达到降温的效果。
故汽化；吸热。
12．（2分）如图所示是甲、乙两种固体的熔化图像，则 甲 是晶体，则晶体的熔点是 48 ℃。
解：由熔化图象知，甲熔化过程中温度保持不变，是晶体；
乙在熔化过程中温度不断升高，该物质是非晶体；
由图知，BC段是甲的熔化过程，熔点为48℃。
故甲；48。
13．（2分）如图所示，若电源电压为3V，电压表示数为1V，则加在小灯泡L1和L2两端的电压分别是 1 V和 2 V。
解：由电路图知，闭合开关，小灯泡L1和L2串联，电压表测小灯泡L1两端电压，
电压表示数为1V，即小灯泡L1两端电压：U1＝1V；
因为串联电路中总电压等于各部分电路电压之和，所以小灯泡L2两端的电压：U2＝U﹣U1＝3V﹣1V＝2V。
故1；2。
14．（2分）如图甲所示电路中，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“6V 0.3A”字样，电流表量程0～0.6A、电压表量程0～3V。在保障电路安全的前提下，只闭合开关S、S1，滑片P位于最右端，小灯泡恰好正常发光，则小灯泡10s内消耗的电能为 18 J，再移动滑片P，电流表示数与R2关系如图乙a所示；当断开S1闭合S、S2、S3时，电流表示数与R2的关系如图乙b所示，则I1＝ 0.45 A（忽略小灯泡电阻变化）。
解：只闭合开关S、S1，滑动变阻器和灯泡串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压，
滑片P位于最右端，此时滑动变阻器接入电路的电阻为0，电路为灯泡的简单电路，灯泡两端电压等于电源电压，
小灯泡恰好正常发光，小灯泡L标有“6V 0.3A”字样，小灯泡10s内消耗的电能为：W＝UILt＝6V×0.3A×10s＝18J；
灯泡的电阻：RL＝＝＝20Ω，
由乙图可知滑动变阻器接入电路的电阻为R时，通过电路的电流最小，根据欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，电压表量程0～3V，根据串联分压原理可知电压表示数为3V，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：I′＝，
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＝U2+UL＝3V+I′RL，即3V＝6V，解方程可得：R＝20Ω，
当断开S1，闭合S、S2、S3时，定值电阻和滑动变阻器并联接入电路，电流表测干路电流，
由乙图可知滑动变阻器接入电路的电阻为R时，通过电路的电流最大，电流表量程0～0.6A，所以通过电路的最大电流为0.6A，
并联电路干路电流等于各支路电流之和，根据欧姆定律可得干路电流I＝，即＝0.6A，解方程可得：R1＝20Ω，
滑动变阻器接入电路的电阻为2R时，通过电路的电流：I1＝＝＝0.45A。
故18；0.45。
三、实验探究题（本题共3个小题，第15题7分，第16题7分，第17题8分，共22分）
15．（7分）小廖同学利用如图甲所示的实验装置观察水的沸腾现象。
（1）组装器材时，应先固定图甲中的 B （选填“A”或“B”）。
（2）水沸腾时温度计示数如图乙所示，则此时水的沸点是 99 ℃。说明此时气压 小于 标准大气压（选填“大于”“等于”或“小于”）；小廖同学为了方便，将温度计从水中拿出来进行观察读数，则会导致所测温度偏 低 （选填“高”或“低”）。
（3）水沸腾时，水中气泡的情形为图丙中 A （选填“A”或“B”）图；沸腾时继续给水加热，水的温度将 不变 （选填“升高”“不变”或“下降”）。
（4）小裴同学想提高水的沸点，换用了火力更大的酒精灯加热，这种做法 不可行 （选填“可行”或“不可行”）。
解：（1）实验时要用酒精灯的外焰加热，需要先确定外焰的位置，因此应先固定图中的B；
（2）由图可知，温度计的液面在零上，分度值是1℃，因此读数为99℃，即此时水的沸点是99℃，1标准大气压下水的沸点是100℃，气压越高，沸点越高，说明此时气压小于标准大气压；
将温度计从水中拿出来进行观察读数，环境温度低于水沸腾时的温度，因此会导致所测温度偏低；
（3）水沸腾时，上下温度一致，大量的水汽化成水蒸气进入气泡，这些气泡上升过程中体积逐渐变大，因此水中气泡的情形为图丙中A图；沸腾时继续给水加热，水的温度将不变；
（4）水的沸点与气压有关，小裴同学想提高水的沸点，换用了火力更大的酒精灯加热，这种做法不可行。
故（1）B；（2）99；小于；低；（3）A；不变；（4）不可行。
16．（7分）如图甲是用电压表、电流表测量小灯泡L两端电压和通过它的电流的电路图。
（1）在图甲所示电路图中补全电压表、电流表。
（2）连接电路时，开关应处于 断开 （选填“断开”或“闭合”）状态。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于 A （选填“A”或“B”）端，这样做的目的是为了 保护电路 。
（3）确认电路连接正确无误后，闭合开关，若电压表、电流表示数如图乙所示，则电压表的示数是 2.8 V，则电流表的示数是 0.4 A，此时灯泡的功率为 1.12 W。
解：（1）实验中，电流表串联接入电路，测量电路电流，电压表并联在灯泡两端，测量灯泡两端的电压，如图甲；
（2）连接电路时，开关应处于断开状态。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处，即A端，这样做的目的是为了保护电路；
（3）电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.8V。电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表的示数是0.4A。此时灯泡的功率P＝UI＝2.8V×0.4A＝1.12W。
故（1）如图；（2）断开；A；保护电路；（3）2.8；0.4；1.12。
17．（8分）小霞同学利用四个定值电阻（10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、规格为“10Ω 0.5A”的滑动变阻器、电压为4.5V的电源、电压表、电流表、导线和开关等器材，进行“探究电流与电压、电阻关系”的实验。
（1）在“探究电流与电压的关系”的实验中，小霞选择了10Ω的定值电阻连接了如图甲所示电路，检查发现电路中一条导线连接错误，请你在接错的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确；
（2）解决问题后又发现，在开关闭合后电流表指针如图乙所示，其原因是 电流表正负接线柱接反了 ；
（3）闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，电压表有示数且示数不变，电流表始终无示数，若电路只有一处故障，其故障可能是 A ；
A.定值电阻开路
B.定值电阻短路
C.滑动变阻器开路
D.滑动变阻器短路
（4）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片到适当位置，电流表示数如图丙所示，此时电压表示数应为 2 V。移动滑片，多次实验后小霞初步得出结论：电阻一定，电流与电压成 正比 ；
（5）小霞利用以上器材继续“探究电流与电阻的关系”：
①实验过程中，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为3V，并记录下电流值。接着断开开关，保持滑片位置不变，将10Ω电阻换成15Ω电阻，闭合开关，此时应将滑动变阻器的滑片向 右 （选填“左”或“右”）端移动，直至电压表的示数为 3 V，并记录下此时电流表的示数；
②在进一步的实验中，小霞发现当25Ω电阻接入电路时，无论怎样调节滑片都无法使电压表的示数达到3V。若要完成上述实验，只改变电源电压的大小，则可选用的电源电压的最大值为 4.2 V。
解：（1）原电路中，电阻R和电压表短路了，本实验中，R应串联在电路中，电压表测R的电压，改正后如下所示：
（2）解决问题后又发现，在开关闭合后电流表指针如图乙所示，即指针反向偏转，其原因是电流表正负接线柱接反了；
（3）闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，电流表始终无示数，电路可能断路，电压表有示数且示数不变，可知电压表与电源连通，若电路只有一处故障，其故障可能是定值电阻开路，故选：A；
（4）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片到适当位置，电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.2A，根据欧姆定律，此时电压表示数应为
U′＝I′R＝0.2A×10Ω＝2V。移动滑片，多次实验后小霞初步得出结论：电阻一定，电流与电压成正比；
（5）①“探究电流与电阻的关系”要控制电阻的电压不变，实验过程中，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为3V，并记录下电流值。接着断开开关，保持滑片位置不变，将10Ω电阻换成15Ω电阻，闭合开关，由分压原理，电压表示数变大，由串联电路电压的规律，要增大变阻器的电压，根据分压原理，要增大变阻器的电阻，此时应将滑动变阻器的滑片向右端移动，直至电压表的示数为3V，并记录下此时电流表的示数；
②根据串联电路的规律及分压原理有
＝
方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器最大电阻连入电路中时，对应的定值电阻也最大，这时电源电压最大，故有
则可选用的电源电压的最大值为：
U＝4.2V。
故（1）见解析中的图；（2）电流表正负接线柱接反了；（3）A；（4）2；正比；（5）①右；3；②4.2。
四、计算题（本题共3个小题，第18题6分，第19题8分，第20题8分，共22分。解答应写出必要的文字说明、步骤和公式，只写出最后结果的不得分）
18．（6分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R2＝30Ω。当开关S1闭合、S2断开时，电流表的示数为0.4A。求：
（1）电源电压为多少？
（2）当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.6A，1min内电流对R1所做的功为多少？
解：（1）由图可知，当开关S1闭合、S2断开时，只有电阻R2接入电路，电流表测量通过R2的电流，
电源电压U＝U2＝I2R2＝0.4A×30Ω＝12V；
（2）当开关S1、S2都闭合时，电阻R1、R2并联接入电路，电流表测量干路中的电流，
根据并联电路各支路互不影响可知，通过R2的电流保持不变，即此时通过R2的电流I2＝0.4A，
通过R1的电流I1＝I﹣I2＝0.6A﹣0.4A＝0.2A，
根据并联电路电压规律可知，电阻R1两端的电压U1＝U＝12V，
通电1min，电流对电阻R1所做的功W1＝U1I1t1＝12V×0.2A×60s＝144J。
答：（1）电源电压是12V；
（2）当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.6A，1min内电流对R1所做的功为144J。
19．（8分）丰都的农村依旧有烧干木柴的土灶，小红在学习了“热量的计算”等相关知识后，从家里找到了一口锅，装了2L的水，初温为15℃，在家长的帮助下，小红用干木柴对水进行加热至恰好沸腾，一共消耗了70g干木柴；查阅资料得知当地大气压为1个标准大气压，干木柴的热值q＝1.2×107J/kg，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3。求：
（1）此锅中水的质量；
（2）此过程中水需要吸收的热量；
（3）此土灶的热效率。
解：（1）由ρ＝可得，水的质量为：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg；
（2）水吸收的热量：
Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣15℃）＝7.14×105J；
（3）干木柴完全燃烧时放出的热量：
Q放＝qm木柴＝1.2×107J/kg×0.07kg＝8.4×105J；
（4）柴火灶烧水时的效率：η＝×100%＝×100%＝85%。
答：（1）此锅中水的质量为2kg；
（2）此过程中水需要吸收的热量为7.14×105J；
（3）此土灶的热效率为85%。
20．（8分）如图甲所示是小明家新买的一款多功能电饭煲，其简化电路图如图乙所示。该电饭煲有加热和保温两种功能（由机内的温控开关S控制），其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻丝。已知R2＝800Ω，多功能电饭煲的主要部分参数如下表所示。求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）正常工作时，电饭煲处于保温挡时的功率；
（3）小明将家里的其他用电器都关闭，只让电饭煲在加热挡工作，观察到家里电能表指示灯4min闪烁100次，则他家的实际电压是多少？
解：
（1）当温控开关S断开时，电路中R1和R2串联；当温控开关S闭合时，R2被短路，电路中只有R1；
根据电阻的串联特点可知，当温控开关S闭合时，电阻较小，根据公式P＝可知电路消耗的电功率较大，则电饭煲处于加热状态；
当电饭煲处于加热状态时，功率为605W，根据P＝可得R1的阻值：
R1＝＝＝80Ω；
（2）当温控开关S断开时，电路中R1和R2串联，总电阻较大，根据公式P＝可知总功率较小，电饭煲处于保温状态时，
R1和R2串联的总电阻：
R＝R1+R2＝80Ω+800Ω＝880Ω，
则保温功率：P保温＝＝＝55W；
（3）指示灯闪烁100次时，电饭煲消耗的电能：W＝＝kW•h；
实际加热功率P实＝＝＝0.5kW＝500W；
则根据P＝可得实际电压：
U实＝＝＝200V；
答：（1）电阻R1的阻值是80Ω；
（2）正常工作的电饭煲处于保温状态时，保温挡的功率是55W；
（3）他家的实际电压是200V。
额定电压
220V
频率
50Hz
加热挡功率
605W
保温挡功率
额定电压
220V
频率
50Hz
加热挡功率
605W
保温挡功率