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2023-2024学年河南省郑州市中原区九年级（上）期末物理试卷（含解析）
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这是一份2023-2024学年河南省郑州市中原区九年级（上）期末物理试卷（含解析），共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列估测的数据中，最符合实际的是( )
A. 一台空调正常工作时的电流约为1A
B. 一个电热水壶的加热功率约为10W
C. 一节干电池的电压约为1.5V
D. 一盏台灯工作4小时消耗电能约为10kW⋅h
2.如图所示下列关于静电现象，说法正确的是( )
A. 如图甲：摩擦后的气球能够吸引细水流，是因为带电体具有吸引轻小物体的性质
B. 如图乙：细绳悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引，则两小球一定带有异种电荷
C. 如图丙：丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷，在这个过程中玻璃棒会得到电子
D. 如图丁：验电器是利用了异种电荷相互吸引的原理制成的
3.2023年10月15日，郑州市举行了第一届青少年科技运动会。运动会设有水火箭比高等比赛项目。图甲是小明用可乐瓶制作的水火箭，图乙是水火箭的示意图。小明先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空中。下列分析错误的是( )
A. 使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同
B. 水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程
C. 水火箭升空过程中高压气体的内能转化为水火箭的机械能
D. 在整个过程中，能量总量是保持不变的
4.科技的发展让智能家居进入了人们的生活。小明家新安装了一个智能锁，需要通过“密码+人脸”两次识别成功才会开锁。密码识别成功时仅S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2才会闭合，电动机M工作，开锁成功。下列电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
5.如图为一种佩戴在手腕上的“计步器”，其基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外绕着线圈。运动时，磁铁在管中往复运动，线圈输出不断变化的电流，从而实现计步。下列选项中与此工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
6.在“安全用电，从我做起”主题班会上，同学们列举了如下做法，其中符合安全用电要求的是( )
A. 用湿抹布擦拭正在工作的空调
B. 用电器着火时，应迅速向用电器泼水
C. 手机充电器长期插在插座上
D. 试电笔的笔尖接触电线时，不允许用手接触金属笔尖
二、多选题：本大题共2小题，共6分。
7.关于能源信息与材料，下列说法错误的是( )
A. 插电式新能源汽车充电时使用的电能是二次能源
B. 核电站核反应堆中发生的链式反应属于核聚变
C. 为降低电能的损耗，可利用超导材料制造电饭煲的电热丝
D. 5G和4G通讯信号的电磁波在真空中的传播速度相等
8.如图甲，电源电压恒为3V，小灯泡L标有“2.5V”、滑动变阻器R标有“50Ω 1A”的字样，灯L的I−U图象如图乙，闭合开关S，下列判断正确的是( )
A. 分析图象可知，小灯泡的阻值随着电压的增大而减小
B. 当电流表的示数为0.1A时，R接入电路中的阻值为25Ω
C. 滑片P处于b端时，电压表示数可能为1.5V
D. 为确保电路安全，R的变化范围为“2Ω～50Ω”
三、填空题：本大题共6小题，共14分。
9.在人类的科学发展史中，很多物理学家做出过巨大的贡献，推动了人类社会的进步。例如：奥斯特发现了电流的磁效应，______发现了______。
10.冬至小明和妈妈一起包饺子时闻到了香味，这是______现象；煮饺子是通过______的方式增大了饺子的内能；擀过的饺子皮放在一起会发生粘合现象，说明分子间存在______。
11.如图是电解水实验原理图，蓄电池在向外供电时把______能转化为电能。为增强水的导电性，通常向水中加少量的NaOH。在闭合开关的瞬间，溶液中的Na⁺移动方向是从D到C，则蓄电池的B端是______极(选填“正”或“负”)。
12.如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关，电流表A的示数为0.5A，A1的示数为0.3A，则电源电压为______V，定值电阻R2在1h内消耗的电能为______J。
13.如图所示，电源电压不变，闭合开关S，当滑动变阻器滑片从中点向右移动时，电流表A2示数______，电压表V与电流表A1示数的比值______。(以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
14.通电螺线管的极性跟电流的方向有关系，可以用安培定则来判断，如图甲。单匝线圈的极性与电流方向的关系也符合安培定则，如图乙，则小磁针左侧是______极(选填“N”或“S”)。把两个线圈A和B挂在水平光滑的固定绝缘杆MN上，如图丙，当两线圈通入方向相同的电流时，A、B两线圈之间的距离将______(选填“变大”“变小”或“不变”)，你判断的依据是______、______。
四、作图题：本大题共2小题，共6分。
15.如图甲为带开关的五孔插座，开关能同时控制两个插座，请将图乙中带开关的五孔插座正确连入家庭电路。
16.如图所示，在电磁铁上方用弹簧挂着一个条形磁体，闭合开关S，条形磁体静止后，滑片P向右滑动时弹簧缩短。请在括号内标出电磁铁下端和条形磁体上端的磁极，在虚线框内的磁感线上画出其方向。
五、实验探究题：本大题共3小题，共34分。
17.小明在“比较不同物质吸热的情况”的实验中。他将甲、乙两种不同液体分别装在两个相同的烧杯中，用相同的电加热器加热，如图。每隔1min记录一次数据，如表所示。
(1)实验中应量取______(选填“质量”或“体积”)相同的甲、乙两种液体；
(2)在本实验中，甲由30℃加热到38℃吸收的热量为Q1，乙由30℃加热到54℃吸收的热量为Q2，则Q1 ______Q2(选填“>”、“<”或“=”)；
(3)分析表中数据可知c甲：c乙= ______；
(4)寒冷的冬天，小明自制一个暖手袋，选择______(选填“甲”或“乙)液体作为供暖物质效果更好。
18.在探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验时，小龙设计了如图甲所示的电路图。
(1)小龙按照如图甲的电路连接的实物图如图乙所示，图中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并补画出正确的导线(导线之间不能交叉)。
(2)若闭合开关前电流表的指针出现了如图丙所示的情况，原因可能是：______；若闭合开关后电流表的指针出现了如图丙所示的情况，原因可能是：______。
(3)小龙正确连接电路后，在实验过程中，一盏灯突然熄灭，电流表A2有示数，电流表A1无示数，若电路中只有一处故障，则可能是L1 ______(选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后，通过实验小龙测得的数据如表所示，由此得出初步结论(只写表达式)：______。为了得出更普遍的规律，他接下来的操作是：______。
19.为测量某待测定值电阻Rx的阻值，实验探究小组设计了如图甲所示的电路图，并进行了实验。
(1)实验的原理是：______。
(2)正确连接电路进行实验，并将数据记录在表格中。第3次测量时电流表的示数如图乙所示，为______A。小组讨论后发现表格设计存在缺陷，缺陷是：______；完善表格后，根据实验数据可知，待测电阻的阻值为______Ω(结果保留一位小数)。
(3)在物理实验中，经常要对物理量进行多次测量，下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是______(填字母)。
A.探究杠杆平衡条件
B.用刻度尺测量作业本的长度
C.探究串、并联电路中电流的规律
D.测量小灯泡的电功率
(4)完成上述实验后，小组同学用如图丙所示电路也测出了Rx的阻值，已知滑动变阻器的最大阻值为R0。实验操作如下：
步骤一：闭合开关，将滑动变阻器滑片移至A端，记下电流表示数Ia；
步骤二：______，记下电流表示数Ib；
即可计算出电阻，其表达式为Rx= ______。(用Ia、Ib和R0表示)
六、计算题：本大题共2小题，共22分。
20.2023年11月9日，郑州市生态环境保护大会召开。空气质量指数A是环境保护的重要指标，空气质量等级是按照空气质量指数划分的，如下表所示。某兴趣小组自制的空气质量监测仪，用电压表显示空气质量指数，工作原理电路如图甲所示，已知电源电压U=12V，R0是定值电阻，气敏电阻R的阻值与A的关系如图乙所示，当空气质量指数A为100时，电压表示数为8V。
(1)当空气质量指数A增大时，R的阻值______，电压表的示数______。(以上两空均选填“增大”或“减小”)
(2)求定值电阻R0的阻值；
(3)通过计算判断电压表示数为6V时对应的空气质量等级。
21.如图所示是某加热器工作的部分电路图，电源电压U=220V不变，两根电热丝的电阻关系为R2=4R1且阻值保持不变，通过开关S接触不同的触点，实现高、低两个挡位的转换，低温挡时的发热功率为220W。求：
(1)低温挡时的电流；
(2)电热器处于高温挡时的功率；
(3)如果加热器在高温挡下工作10min，产生热量的84%被水吸收，在1标准大气压下，这些热量能让2kg、20℃的水温度升高到多少℃？[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A.一台空调正常工作时的电流约为5A，故A不符合实际；
B.一个电热水壶的加热功率约为1000W，故B不符合实际；
C.一节新干电池的电压为1.5V，故C符合题意；
D.一盏台灯工作4小时消耗电能约为：W=Pt=0.02kW×4h=0.08kW⋅h，故D不符合实际。
故选：C。
首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。
物理学中，对各种物理量的估算能力，是我们应该加强锻炼的重要能力之一，这种能力的提高，对我们的生活同样具有很大的现实意义。
2.【答案】A
【解析】解：A.摩擦后的气球带了电，能够吸引轻小物体，所以气球能够吸引细水流，故A正确；
B.用绝缘细绳悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引，则两小球可能带有异种电荷，也可能是一个带电，一个不带电，故B错误；
C.丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷，玻璃棒失去电子，丝绸得到电子而带上负电，玻璃棒会失去电子而带上正电，故C错误；
D.验电器是利用同种电荷相互排斥原理制成的，故D错误。
故选：A。
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；带电体可以吸引轻小物体；摩擦起电的实质是电子的转移。
本题考查了电荷间的相互作用和摩擦起电的实质，是一道基础题。
3.【答案】B
【解析】解：A、向打气筒内打气的过程是机械能转化为内能，汽油机的压缩冲程中机械能转化为内能；能量转化方式是相同的，故A正确；
B、水从水火箭中喷出，是里面的气体对外做功，相当于内燃机的做功冲程，故B错误；
C、水火箭升空过程中高压气体的内能转化为水火箭的机械能，故C正确；
D、根据能量守恒定律可知，在整个过程中，能量总量是保持不变的，故D正确。
故选：B。
(1)汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能；
(2)内燃机的做功冲程将内能转化为机械能；
(3)做功可以改变物体的内能，物体对外做功，内能减少，外界对物体做功，内能增加；
(3)在能量的转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
本题考查了内燃机的工作过程、能量的转化、能量守恒定律，属于基础题。
4.【答案】C
【解析】解：根据题意可知，S1闭合时，灯L发光，灯光照亮人脸，但不开锁；完成人脸识别时S2才会闭合，即S1、S2都闭合时，电动机M才工作。
A、由图知，只闭合S1时，电动机就能工作(即能开锁)；只闭合S2时，灯L发光，故A不符合题意；
B、由图知，只闭合S1时，电动机就能工作(即能开锁)；再闭合S2时，灯L发光，故B不符合题意；
C、由图知，只闭合S1时，灯L发光；再闭合S2时，电动机M也工作，说明开锁成功，故C符合题意；
D、由图知，只闭合S1时，电动机和灯泡都工作，故D不符合题意；
故选：C。
由题可知，S1闭合时，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁；人脸识别成功后S2才会闭合，电动机M工作，即两开关都闭合时电动机才能工作，由此根据选项电路图进行分析解答。
本题考查了电路图的设计，关键是明确灯泡和电动机的连接方式以及两开关的作用。
5.【答案】A
【解析】解：根据“计步器”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反复运动，切割线圈而产生电流。因此，计步器的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能；
A、图中是电磁感应现象，计步器是利用电磁感应现象来工作的，故A符合题意；
B、图中是电磁继电器，主体是电磁铁，利用电流的磁效应，故B不符合题意；
C、图中有电源，说明通电导体在磁场中受力作用，故C不符合题意；
D、图中是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，利用电流的磁热效应，故D不符合题意。
故选：A。
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这就是电磁感应现象；这一过程中，将机械能转化为电能。
本题主要考查的是对电磁感应现象的理解，难度不大。
6.【答案】D
【解析】解：AB、生活用水是导体，用湿抹布擦拭正在工作的空调，用电器着火时，应迅速向用电器泼水，都容易发生触电事故，故AB不符合安全用电要求；
C、将手机充电器长期插在电源插座上可能会使充电器因发热而引起火灾，故C不符合安全用电要求；
D、当试电笔的笔尖接触电线时，绝不允许用手再接触笔尖，防止人触碰到火线发生触电事故，故D符合安全用电要求。
故选：D。
(1)生活用水是导体；
(2)用电器不使用时要断开开关；
(3)用试电笔时，手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触火线。
本题考查安全用电的知识，考查学生对安全用电常识的记忆和应用。同学们要牢记安全用电常识，并正确规范操作，避免危险发生。
7.【答案】BC
【解析】解：A.电能需通过消耗一次能源才能获得，是二次能源，故A正确；
B.核电站是核裂变的应用，核反应堆中发生的链式反应，是可以控制的，故B错误；
C.超导体的电阻为0，若用超导材料制造电饭煲的电热丝，电热丝不能发热，故C错误；
D.5G和4G信号都是利用电磁波传播信息的，所以它们在真空中的传播速度相同，都是3×108m/s，故D正确。
故选：BC。
(1)能从自然界直接获取的是一次能源，需要通过一次能源的消耗来获得的能源，叫二次能源；
(2)核电站中的核反应堆中的链式反应是可以控制的核裂变；
(3)超导体的电阻为零，电流流过超导体时不会产生热量，凡是利用电流热效应工作的设备，都不能使用超导体；
(4)不同频率的电磁波在真空中的速度是相同的。
本题考查了能源的分类、核电站的工作原理、超导体的应用、电磁波传播的速度，属于基础题。
8.【答案】BD
【解析】解：由电路图可知，闭合开关S，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流；
A、根据乙图可知灯泡两端电压的变化量大于电流的变化量，根据R=UI可知小灯泡的阻值随着电压的增大而增大，故A错误；
B、串联电路各处电流相等，当电流表的示数为0.1A时，由乙图可知灯泡两端的电压为0.5V，
串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定律可得R接入电路中的阻值为：RP=U−UL′I′=3V−Ω，故B正确；
C、已知灯泡的额定电压为2.5V，根据图乙可知灯泡正常发光时的电流为0.25A，由串联电路电流的规律知电路中的电流等于通过小灯泡的电流，
滑片P处于b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联；
假设灯泡的阻值不变，由欧姆定律可得灯泡正常发光时的电阻为：RL=ULIL=Ω；
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以电路的总电阻：R总=RL+R=10Ω+10Ω=20Ω，
电路电流：I′=UR总=3V20Ω=0.15A，
电压表的示数：UL′=I′RL=0.15A×10Ω=1.5V，
由于灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以此时灯泡的实际电阻小于灯泡正常发光时的电阻，根据串联分压原理可知灯泡分得的电压小于1.5V，故C错误；
C、当滑动变阻器接入电路的阻值最小时，电路中的电流最大，最大电流为灯泡正常发光时的电流，为0.25A；
此时电路最小总电阻：R总′=UIL=3V0.25A=12Ω，
因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器接入电路的最小阻值：R最小=R总′−RL=12Ω−10Ω=2Ω，
当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电压表和电流表均是安全的，因此R的变化范围为“2Ω～50Ω”，故D正确。
故选：BD。
由电路图可知，闭合开关S，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流；
A、根据乙图可知灯泡两端电压的变化量大于电流的变化量，根据R=UI可知小灯泡的阻值的变化；
B、当电流表的示数为0.1A时，由乙图可知灯泡两端的电压为0.5V，根据串联电路电流特点、串联电路电压规律、欧姆定律计算R接入电路中的阻值；
C、根据灯泡的额定电压，结合图像读出灯泡正常发光时通过灯泡的电流，滑片P处于b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联；假设灯泡的阻值不变，根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻，然后根据串联电路电阻规律和欧姆定律求出电路电流，再根据欧姆定律求出电压表的示数，再结合图像得出此时灯泡电阻与正常发光时电阻的关系，最后根据串联分压规律可知电压表示数的范围；
D、当滑动变阻器接入电路的阻值最小时，电路电流最大，即灯泡正常发光时的电流，根据串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动滑动变阻器接入电路的最小阻值，进一步确定滑动变阻器接入电路的范围。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是电路中最大电流的确定和明确灯丝电阻随温度的变化规律。
9.【答案】法拉第 电磁感应现象
【解析】解：法拉第通过实验发现电磁感应现象，进一步揭示了电磁间相互联系。
故答案为：法拉第；电磁感应现象。
根据物理学家的贡献进行解答。
本题考查了学生对物理学史的了解和掌握情况，属于基础性题目。
10.【答案】扩散 热传递 引力
【解析】解：包饺子时闻到了香味，属于扩散现象，是由于分子不停地做无规则运动产生的；
煮饺子，饺子吸收热量、温度升高，内能增加，是通过热传递方式增加饺子内能的；
擀过的饺子皮放在一起会发生粘合现象，说明分子间存在引力。
故答案为：扩散；热传递；引力。
分子在永不停息地做无规则运动，分子间存在相互的引力和斥力；
改变物体内能的方法：一是做功，二是热传递。
本题主要考查学生对分子运动、分子间作用力，以及热传递改变物体内能的了解和掌握，属于常考题目，难度不大。
11.【答案】化学 负
【解析】解：电池在向外供电时把化学能转化为电能；
溶液中的Na+移动方向是从D到C，故电流方向为从D到C，
在电源的外部，电流的方向是从正极流向负极，所以电源的正极是A端，则蓄电池的B端是负极。
故答案为：化学；负。
(1)蓄电池在充电时，电能转化为化学能，放电时化学能又转化为电能；
(2)电荷的定向移动形成电流；正电荷定向移动的方向是电流的方向；负电荷的定向移动方向与电流方向相反；在电源的外部，电流的方向是从正极流向负极。
本题考查蓄电池在向外供电时的能量转换、电流方向的规定的灵活运用，难度一般。
12.【答案】6 4320
【解析】解：(1)由图可知，两电阻并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A测干路电流，
并联电路各支路两端电压相等，都等于电源电压，由欧姆定律可得电源的电压：
U=U2=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V；
(2)并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R2的电流：
I2=I−I1=0.5A−0.3A=0.2A，
1h内电阻R2消耗的电能：W=UI2t=6V×0.2A×3600s=4320J。
故答案为：6；4320。
(1)由图可知，两电阻并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A测干路电流，由并联电路特点和欧姆定律计算电源电压；
(2)根据并联电路电流特点计算通过R2的电流，根据电功公式计算R2在1h内消耗的电能。
本题考查了并联电路的特点，欧姆定律的应用和电功公式的应用，熟练运用公式，正确识别电路是关键。
13.【答案】变小 不变
【解析】解：
由电路图可知，闭合开关S，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，电流表A2测干路中的电流，电流表A1测通过R1的电流，电压表测电源电压；
因为电压表测电源电压，且电源电压不变，所以滑片向右移动时电压表V的示数不变；
当滑片向右移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变大，而变阻器两端的电压不变(等于电源电压)，由欧姆定律可知通过滑动变阻器R2的电流变小；因并联电路中各支路互不影响，所以滑片向右移动时通过R1的电流不变，即电流表A1的示数不变；
因为通过R2的电流变小、通过R1的电流不变，所以根据并联电路的电流特点可知干路电流变小，即电流表A2的示数变小；
由电压表V的示数不变、电流表A1的示数不变可知，电压表V与电流表A1示数的比值不变。
故答案为：变小；不变。
由图可知，闭合开关S，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，电流表A2测干路中的电流，电流表A1测通过R1的电流，电压表测电源电压；电压表测电源电压，且电源电压不变，据此可知滑片向右移动时电压表V的示数如何变化；根据滑片的移动方向判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化，然后根据并联电路的特点和欧姆定律进行解答。
本题是一道动态电路的分析题，分析清楚电路结构、熟练应用并联电路的特点和欧姆定律即可正确解题。
14.【答案】S 变小 安培定则 磁极间的作用规律
【解析】解：根据安培定则可知，图乙中，通电线圈的右侧是N极，由磁极间的作用规律可知，小磁针左侧是S极；
由图知，两个线圈A和B中的电流方向都向上，用右手握住线圈A、B，让四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的那端就是线圈的N极，所以线圈A的左端为N极、右端为S极，线圈B的左端为N极、右端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，线圈A和B会相互吸引，则它们将互相靠近，A、B两线圈之间的距离将变小。
故答案为：S；变小；安培定则；磁极间的作用规律。
安培定则：用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极；
磁极间的作用规律：同名磁极相互排、异名磁极相互吸引。
本题考查了学生对安培定则的理解和应用，以及对磁极间相互作用规律的应用。
15.【答案】解：开关能同时控制两个插座，说明开关要接在干路上，并且开关接火线，
由图可以看出，根据安全用电的原则，只需要将两孔插座和三孔插座的右孔与开关连接即可，如图所示：
【解析】家庭电路中，从安全角度考虑，开关应控制火线，根据开关的作用确定开关的位置；
两孔插座连接方式是“左零右火”；三孔插座连接方式是“左零右火上地”。
本题考查安全用电的原则，掌握两孔插座、三孔插座、灯泡、开关的接法即可正确解题。如：火线接在开关上；而对于插座的接线方法是要求“左零右火”，三孔插座还要求中接地等。
16.【答案】解：根据电流从下方内侧流入电磁铁，根据安培定则知，上方的电磁铁的N极，下方为S极，根据磁体周围的磁感线都是从N极出来，回到S极，左侧磁感线的方向竖直向下，滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中的电阻变小，由欧姆定律知，则电路中的电流变大，磁铁的磁性变强，此时弹簧缩短，根据同名磁极相互排斥，条形磁铁的上端为S极，下端为N极，如图所示：
【解析】首先要明确电磁铁磁性强弱的影响因素：电流大小、线圈匝数的多少；由安培定则可判断出电磁铁的磁极，根据磁体周围的磁感线都是从N极出来，回到S极，画出磁感线的方向；
根据滑动变阻器的滑片P向右移动时弹簧缩短，确定电磁铁磁性强弱的变化，根据磁体间的相互作用规律，从而可以判断出条形磁铁的磁极。
本题考查影响因素电磁铁磁性强弱的、磁体间的相互作用规律、安培定则等知识，属于综合题。
17.【答案】质量 = 3：1 甲
【解析】解：(1)根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同(不同物质密度不同，根据m=ρV，体积相同的不同物质质量不同)，故实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体；
(2)在本实验中，甲由30℃加热到38℃和乙由30℃加热到54℃加热时间都为2分钟，根据转换法，则Q1=Q2；
(3)加热2分钟(吸热相同)，甲升高的温度为8℃，乙升高的温度为24℃，根据Q=cmΔt可知，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度之积为一定值，升高的温度与比热容成反比，则c甲：c乙=24℃：8℃=3：1；
(4)根据(3)知，甲的比热容大，根据Q=cmΔt，在质量和降低的温度相同时，甲放热多，寒冷的冬天，小明自制一个暖手袋，选择甲液体作为供暖物质效果更好。
故答案为：(1)质量；(2)等于；(3)3：1；(4)甲。
(1)(2)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：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；或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；
(3)加热2分钟得出甲、乙升高的温度，根据Q=cmΔt可知，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度之积为一定值，升高的温度与比热容成反比，据此得出c甲：c乙；
(4)根据Q=cmΔt分析。
本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法和Q=cmΔt的运用，为热学中的重要实验。
18.【答案】电流表未调零 电流表正负接线柱接反 断路 I总=I1+I2 更换不同规格的小灯泡多次测量
【解析】解：(1)根据甲图电流表A1测量L1的电流，电流表A2测量干路电流，改正后的图为：；
(2)分析丙图发现电流表的指针偏转到左侧没有刻度的地方，若是闭合开关前，则原因是电流表没有调零，若是闭合开关后，则是电流表正负接线柱接反；
(3)在实验过程中，一盏灯突然熄灭，电流表A2有示数，电流表A1无示数，则可能是电流表短路，或者是L1断路，但是电路中只有一处故障，所以故障为L1断路；
(4)I1=0.2A，I2=0.3A，I总=0.5A，由此得出初步结论：I总=I1+I2；为了寻找普遍规律可以更换不同规格的小灯泡多次测量。
故答案为：(1)；(2)电流表未调零；电流表正负接线柱接反；(3)断路；(4)I总=I1+I2；更换不同规格的小灯泡多次测量。
(1)根据电流图寻找实物图的错误并改正，明确电路图中的串并联关系以及电表的测量对象；
(2)电流表使用之前要调零，在闭合开关之前不在零刻度线上是没有调零的原因；在闭合开关之后反向偏转是因为电流表正负接线柱接反；
(3)电路故障的判断，电流表电流表A1无示数则可能是电流表短路，或者是L1断路；
(4)根据实验表格得出数据，为了寻找普遍规律可以更换不同规格的小灯泡多次测量。
本题考查了并联电路中电流的规律，属于基础实验，难度一般。
19.【答案】R=UI 0.24 缺少电阻的平均值一栏 9.9 B 将滑动变阻器滑片移至B端 IaR0Ib−Ia
【解析】解：(1)伏安法测电阻的原理是R=UI；
(2)图乙中电流表接入电路的是“−”和“0.6”两个接线柱，可知电流表的量程为0−0.6A，电流表的分度值为0.02A，指针在0.2A后面的第二小格位置，故电流表读数为0.24A；实验中多次测量的目的是求电阻的平均值以减小误差，可知表格中缺少电阻的平均值一栏；第三次测量得到的电阻值R3=U3I3=Ω，待测电阻的阻值为9.4Ω+10Ω+10.4Ω3=9.9Ω；
(3)伏安法测量电阻时多次测量的目的是为了减少误差；
ACD、探究杠杆平衡条件、探究串、并联电路中电流的规律和测量小灯泡的电功率时的多次测量都是为了寻找普遍规律，故不符合要求；
B、用刻度尺测量作业本的长度中的多次测量是为了减小误差，故B符合要求；
故选：B。
(4)步骤一：闭合开关，将滑动变阻器滑片移至A端，此时滑动变阻器全部接入电路，记下电流表示数Ia，则电源电压U=Ia(Rx+R0)……①；
步骤二：将滑动变阻器滑片移至B端，此时滑动变阻器接入电路的阻值为零，记下电流表示数Ib，则电源电压U=IbRx……②；
解①②得到Rx=IaR0Ib−Ia。
故答案为：(1)R=UI；(2)0.24；缺少电阻的平均值一栏；9.9；(3)B；(4)将滑动变阻器滑片移至B端；IaR0Ib−Ia。
(1)伏安法测电阻的原理是R=UI；
(2)电流表读数时先确定分度值，再根据指针位置进行读数；实验中多次测量的目的是求电阻的平均值以减小误差，可知表格中缺少电阻的平均值一栏；先求出第三次测量得到的电阻值，再对三次测量得到的电阻取平均值得到电阻的阻值；
(3)多次实验的目的通常有两种：一是为了减小误差；二是寻找普遍规律；
(4)分别得到滑动变阻器滑片在A端和B端时的电流值，利用电源电压不变列方程得到电阻的阻值。
本题是用伏安测测量电阻的实验，是电学中的重要实验，要熟练掌握实验中的各个知识要点。
20.【答案】减小 增大
【解析】解：(1)由电路图可知，定值电阻R0和气敏电阻R串联，电压表测量R0两端的电压。由图乙可知当空气质量指数A增大时，R的阻值减小，根据串联分压原理可知气敏电阻两端的电压减小，根据串联电路电压规律可知定值电阻两端的电压增大，即电压表示数增大；
(2)由乙图可知AR=6000，所以当空气质量指数A为100时，R的阻值为60Ω，
因为串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和，所以此时R两端的电压为：UR=U−U0=12V−8V=4V，
因为串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流为：I=URR=4V60Ω=115A，
定值电阻R0的阻值为：R0=U0I=8V115A=120Ω；
(2)当电压表示数为6V时，通过电路电流为：I′=U0′R0=6V120Ω=0.05A，
R两端的电压为：UR′=U−U0′=12V−6V=6V=U0′，由U=IR可知此时R的阻值为：R′=R0=120Ω，
由图乙可知此时的空气质量指数为50，由表中数据可知此时的空气质量等级为优。
答：(1)减小；增大；
(2)定值电阻R0的阻值为120Ω；
(3)电压表示数为6V时对应的空气质量等级为优。
(1)由电路图可知，定值电阻R0和气敏电阻R串联，电压表测量R0两端的电压。由图乙可知当空气质量指数A增大时R的阻值变化，根据串联分压原理可知气敏电阻两端的电压变化，根据串联电路电压规律可知定值电阻两端的电压变化；
(2)由图乙可知当空气质量指数A为100时R的阻值，根据串联电路的电压规律求得R两端的电压，根据欧姆定律求得通过R的电流，根据串联电路的电流规律可知通过R0的电流，根据欧姆定律求得R0的阻值；
(3)当电压表示数为6V时，根据欧姆定律求得通过R0的电流，即电路中的电流；根据串联电路的电压规律和欧姆定律求得R的阻值，结合图乙和表中数据可知空气质量等级。
本题考查欧姆定律和串联电路的电流、电压规律的应用，根据图像获取相关信息是关键之一。
21.【答案】解：(1)由P=UI可得，低温挡时的电流：I=P低温U=220W220V=1A；
(2)由图可知，当开关S接1时，R1、R2串联，由串联电路的电阻规律可知此时电路的总电阻最大，根据P=U2R可知，此时总功率最小，则电热器处于低温挡；当开关S接2时，电路为R1的简单电路，此时电路中的电阻最小，电功率最大，则电热器处于高温挡；
由P=U2R可知，低温挡时电路的总电阻：R总=U2P低温=(220V)2220W=220Ω，
因R总=R1+R2，且R2=4R1，所以R1的阻值：R1=15R总=15×220Ω=44Ω；
因电热器处于高温挡，电路为R1的简单电路，
则电热器处于高温挡时的功率：P高温=U 2R1=(220V)244Ω=1100W；
(3)由P=Wt可知，高温挡下工作10min产生的热量：Q高温=W高温=P高温t=1100W×10×60s=6.6×105J，
由题意可知，水吸收的热量：Q吸=ηQ高温=84%×6.6×105J=5.544×105J，
由Q吸=cmΔt可知，水升高的温度：Δt=Q吸c水m=5.544×105J4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg=66℃，
则水的末温：t末=t0+Δt=20℃+66℃=86℃<100℃(低于1标准大气压下水的沸点)，所以水的温度将升高到86℃。
答：(1)低温挡时的电流为1A；
(2)电热器处于高温挡时的功率为1100W；
(3)这些热量能让2kg、20℃的水温度升高到86℃。
【解析】(1)由P=UI可得低温挡时的电流；
(2)由P=U2R可知，当电源电压一定时，电路中电阻越大，总功率越小；根据电路图分析电路结构，结合串联电路的电阻规律和P=U2R可知各挡位时电路的连接方式；
知道低温挡时的发热功率，根据P=U2R求出低温挡时电路的总电阻，已知两根电热丝的电阻关系为R2=4R1，结合串联电路的电阻规律求出R1的阻值，再根据P=U2R求出高温挡时的功率；
(3)先根据Q=W=Pt求出高温挡下工作10min产生的热量，然后根据题意求出水吸收的热量，再根据Q吸=cmΔt求出水升高的温度，最后结合1标准大气压下水的沸点为100℃求出水的末温。
本题考查了串联电路的特点、电功率公式、吸热公式和效率公式的综合应用，正确判断电热器处于不同挡位时电路的连接方式是关键。加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
30
42
54
66
78
通过L1的电流I1/A
通过L2的电流I2/A
电路的总电流I总/A
0.2
0.3
0.5
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.5
0.16
9.4
2
2.0
0.2
10
3
2.5
空气质量指数A
0−50
51−100
101−150
151−200
201−300
>300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
1.下列估测的数据中，最符合实际的是( )
A. 一台空调正常工作时的电流约为1A
B. 一个电热水壶的加热功率约为10W
C. 一节干电池的电压约为1.5V
D. 一盏台灯工作4小时消耗电能约为10kW⋅h
2.如图所示下列关于静电现象，说法正确的是( )
A. 如图甲：摩擦后的气球能够吸引细水流，是因为带电体具有吸引轻小物体的性质
B. 如图乙：细绳悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引，则两小球一定带有异种电荷
C. 如图丙：丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷，在这个过程中玻璃棒会得到电子
D. 如图丁：验电器是利用了异种电荷相互吸引的原理制成的
3.2023年10月15日，郑州市举行了第一届青少年科技运动会。运动会设有水火箭比高等比赛项目。图甲是小明用可乐瓶制作的水火箭，图乙是水火箭的示意图。小明先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空中。下列分析错误的是( )
A. 使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同
B. 水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程
C. 水火箭升空过程中高压气体的内能转化为水火箭的机械能
D. 在整个过程中，能量总量是保持不变的
4.科技的发展让智能家居进入了人们的生活。小明家新安装了一个智能锁，需要通过“密码+人脸”两次识别成功才会开锁。密码识别成功时仅S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2才会闭合，电动机M工作，开锁成功。下列电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
5.如图为一种佩戴在手腕上的“计步器”，其基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外绕着线圈。运动时，磁铁在管中往复运动，线圈输出不断变化的电流，从而实现计步。下列选项中与此工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
6.在“安全用电，从我做起”主题班会上，同学们列举了如下做法，其中符合安全用电要求的是( )
A. 用湿抹布擦拭正在工作的空调
B. 用电器着火时，应迅速向用电器泼水
C. 手机充电器长期插在插座上
D. 试电笔的笔尖接触电线时，不允许用手接触金属笔尖
二、多选题：本大题共2小题，共6分。
7.关于能源信息与材料，下列说法错误的是( )
A. 插电式新能源汽车充电时使用的电能是二次能源
B. 核电站核反应堆中发生的链式反应属于核聚变
C. 为降低电能的损耗，可利用超导材料制造电饭煲的电热丝
D. 5G和4G通讯信号的电磁波在真空中的传播速度相等
8.如图甲，电源电压恒为3V，小灯泡L标有“2.5V”、滑动变阻器R标有“50Ω 1A”的字样，灯L的I−U图象如图乙，闭合开关S，下列判断正确的是( )
A. 分析图象可知，小灯泡的阻值随着电压的增大而减小
B. 当电流表的示数为0.1A时，R接入电路中的阻值为25Ω
C. 滑片P处于b端时，电压表示数可能为1.5V
D. 为确保电路安全，R的变化范围为“2Ω～50Ω”
三、填空题：本大题共6小题，共14分。
9.在人类的科学发展史中，很多物理学家做出过巨大的贡献，推动了人类社会的进步。例如：奥斯特发现了电流的磁效应，______发现了______。
10.冬至小明和妈妈一起包饺子时闻到了香味，这是______现象；煮饺子是通过______的方式增大了饺子的内能；擀过的饺子皮放在一起会发生粘合现象，说明分子间存在______。
11.如图是电解水实验原理图，蓄电池在向外供电时把______能转化为电能。为增强水的导电性，通常向水中加少量的NaOH。在闭合开关的瞬间，溶液中的Na⁺移动方向是从D到C，则蓄电池的B端是______极(选填“正”或“负”)。
12.如图所示，电源电压恒定不变，定值电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关，电流表A的示数为0.5A，A1的示数为0.3A，则电源电压为______V，定值电阻R2在1h内消耗的电能为______J。
13.如图所示，电源电压不变，闭合开关S，当滑动变阻器滑片从中点向右移动时，电流表A2示数______，电压表V与电流表A1示数的比值______。(以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
14.通电螺线管的极性跟电流的方向有关系，可以用安培定则来判断，如图甲。单匝线圈的极性与电流方向的关系也符合安培定则，如图乙，则小磁针左侧是______极(选填“N”或“S”)。把两个线圈A和B挂在水平光滑的固定绝缘杆MN上，如图丙，当两线圈通入方向相同的电流时，A、B两线圈之间的距离将______(选填“变大”“变小”或“不变”)，你判断的依据是______、______。
四、作图题：本大题共2小题，共6分。
15.如图甲为带开关的五孔插座，开关能同时控制两个插座，请将图乙中带开关的五孔插座正确连入家庭电路。
16.如图所示，在电磁铁上方用弹簧挂着一个条形磁体，闭合开关S，条形磁体静止后，滑片P向右滑动时弹簧缩短。请在括号内标出电磁铁下端和条形磁体上端的磁极，在虚线框内的磁感线上画出其方向。
五、实验探究题：本大题共3小题，共34分。
17.小明在“比较不同物质吸热的情况”的实验中。他将甲、乙两种不同液体分别装在两个相同的烧杯中，用相同的电加热器加热，如图。每隔1min记录一次数据，如表所示。
(1)实验中应量取______(选填“质量”或“体积”)相同的甲、乙两种液体；
(2)在本实验中，甲由30℃加热到38℃吸收的热量为Q1，乙由30℃加热到54℃吸收的热量为Q2，则Q1 ______Q2(选填“>”、“<”或“=”)；
(3)分析表中数据可知c甲：c乙= ______；
(4)寒冷的冬天，小明自制一个暖手袋，选择______(选填“甲”或“乙)液体作为供暖物质效果更好。
18.在探究“并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验时，小龙设计了如图甲所示的电路图。
(1)小龙按照如图甲的电路连接的实物图如图乙所示，图中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并补画出正确的导线(导线之间不能交叉)。
(2)若闭合开关前电流表的指针出现了如图丙所示的情况，原因可能是：______；若闭合开关后电流表的指针出现了如图丙所示的情况，原因可能是：______。
(3)小龙正确连接电路后，在实验过程中，一盏灯突然熄灭，电流表A2有示数，电流表A1无示数，若电路中只有一处故障，则可能是L1 ______(选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后，通过实验小龙测得的数据如表所示，由此得出初步结论(只写表达式)：______。为了得出更普遍的规律，他接下来的操作是：______。
19.为测量某待测定值电阻Rx的阻值，实验探究小组设计了如图甲所示的电路图，并进行了实验。
(1)实验的原理是：______。
(2)正确连接电路进行实验，并将数据记录在表格中。第3次测量时电流表的示数如图乙所示，为______A。小组讨论后发现表格设计存在缺陷，缺陷是：______；完善表格后，根据实验数据可知，待测电阻的阻值为______Ω(结果保留一位小数)。
(3)在物理实验中，经常要对物理量进行多次测量，下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是______(填字母)。
A.探究杠杆平衡条件
B.用刻度尺测量作业本的长度
C.探究串、并联电路中电流的规律
D.测量小灯泡的电功率
(4)完成上述实验后，小组同学用如图丙所示电路也测出了Rx的阻值，已知滑动变阻器的最大阻值为R0。实验操作如下：
步骤一：闭合开关，将滑动变阻器滑片移至A端，记下电流表示数Ia；
步骤二：______，记下电流表示数Ib；
即可计算出电阻，其表达式为Rx= ______。(用Ia、Ib和R0表示)
六、计算题：本大题共2小题，共22分。
20.2023年11月9日，郑州市生态环境保护大会召开。空气质量指数A是环境保护的重要指标，空气质量等级是按照空气质量指数划分的，如下表所示。某兴趣小组自制的空气质量监测仪，用电压表显示空气质量指数，工作原理电路如图甲所示，已知电源电压U=12V，R0是定值电阻，气敏电阻R的阻值与A的关系如图乙所示，当空气质量指数A为100时，电压表示数为8V。
(1)当空气质量指数A增大时，R的阻值______，电压表的示数______。(以上两空均选填“增大”或“减小”)
(2)求定值电阻R0的阻值；
(3)通过计算判断电压表示数为6V时对应的空气质量等级。
21.如图所示是某加热器工作的部分电路图，电源电压U=220V不变，两根电热丝的电阻关系为R2=4R1且阻值保持不变，通过开关S接触不同的触点，实现高、低两个挡位的转换，低温挡时的发热功率为220W。求：
(1)低温挡时的电流；
(2)电热器处于高温挡时的功率；
(3)如果加热器在高温挡下工作10min，产生热量的84%被水吸收，在1标准大气压下，这些热量能让2kg、20℃的水温度升高到多少℃？[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A.一台空调正常工作时的电流约为5A，故A不符合实际；
B.一个电热水壶的加热功率约为1000W，故B不符合实际；
C.一节新干电池的电压为1.5V，故C符合题意；
D.一盏台灯工作4小时消耗电能约为：W=Pt=0.02kW×4h=0.08kW⋅h，故D不符合实际。
故选：C。
首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。
物理学中，对各种物理量的估算能力，是我们应该加强锻炼的重要能力之一，这种能力的提高，对我们的生活同样具有很大的现实意义。
2.【答案】A
【解析】解：A.摩擦后的气球带了电，能够吸引轻小物体，所以气球能够吸引细水流，故A正确；
B.用绝缘细绳悬挂的轻质泡沫塑料小球相互吸引，则两小球可能带有异种电荷，也可能是一个带电，一个不带电，故B错误；
C.丝绸摩擦过的玻璃棒会带上正电荷，玻璃棒失去电子，丝绸得到电子而带上负电，玻璃棒会失去电子而带上正电，故C错误；
D.验电器是利用同种电荷相互排斥原理制成的，故D错误。
故选：A。
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；带电体可以吸引轻小物体；摩擦起电的实质是电子的转移。
本题考查了电荷间的相互作用和摩擦起电的实质，是一道基础题。
3.【答案】B
【解析】解：A、向打气筒内打气的过程是机械能转化为内能，汽油机的压缩冲程中机械能转化为内能；能量转化方式是相同的，故A正确；
B、水从水火箭中喷出，是里面的气体对外做功，相当于内燃机的做功冲程，故B错误；
C、水火箭升空过程中高压气体的内能转化为水火箭的机械能，故C正确；
D、根据能量守恒定律可知，在整个过程中，能量总量是保持不变的，故D正确。
故选：B。
(1)汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能；
(2)内燃机的做功冲程将内能转化为机械能；
(3)做功可以改变物体的内能，物体对外做功，内能减少，外界对物体做功，内能增加；
(3)在能量的转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
本题考查了内燃机的工作过程、能量的转化、能量守恒定律，属于基础题。
4.【答案】C
【解析】解：根据题意可知，S1闭合时，灯L发光，灯光照亮人脸，但不开锁；完成人脸识别时S2才会闭合，即S1、S2都闭合时，电动机M才工作。
A、由图知，只闭合S1时，电动机就能工作(即能开锁)；只闭合S2时，灯L发光，故A不符合题意；
B、由图知，只闭合S1时，电动机就能工作(即能开锁)；再闭合S2时，灯L发光，故B不符合题意；
C、由图知，只闭合S1时，灯L发光；再闭合S2时，电动机M也工作，说明开锁成功，故C符合题意；
D、由图知，只闭合S1时，电动机和灯泡都工作，故D不符合题意；
故选：C。
由题可知，S1闭合时，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁；人脸识别成功后S2才会闭合，电动机M工作，即两开关都闭合时电动机才能工作，由此根据选项电路图进行分析解答。
本题考查了电路图的设计，关键是明确灯泡和电动机的连接方式以及两开关的作用。
5.【答案】A
【解析】解：根据“计步器”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反复运动，切割线圈而产生电流。因此，计步器的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能；
A、图中是电磁感应现象，计步器是利用电磁感应现象来工作的，故A符合题意；
B、图中是电磁继电器，主体是电磁铁，利用电流的磁效应，故B不符合题意；
C、图中有电源，说明通电导体在磁场中受力作用，故C不符合题意；
D、图中是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，利用电流的磁热效应，故D不符合题意。
故选：A。
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这就是电磁感应现象；这一过程中，将机械能转化为电能。
本题主要考查的是对电磁感应现象的理解，难度不大。
6.【答案】D
【解析】解：AB、生活用水是导体，用湿抹布擦拭正在工作的空调，用电器着火时，应迅速向用电器泼水，都容易发生触电事故，故AB不符合安全用电要求；
C、将手机充电器长期插在电源插座上可能会使充电器因发热而引起火灾，故C不符合安全用电要求；
D、当试电笔的笔尖接触电线时，绝不允许用手再接触笔尖，防止人触碰到火线发生触电事故，故D符合安全用电要求。
故选：D。
(1)生活用水是导体；
(2)用电器不使用时要断开开关；
(3)用试电笔时，手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触火线。
本题考查安全用电的知识，考查学生对安全用电常识的记忆和应用。同学们要牢记安全用电常识，并正确规范操作，避免危险发生。
7.【答案】BC
【解析】解：A.电能需通过消耗一次能源才能获得，是二次能源，故A正确；
B.核电站是核裂变的应用，核反应堆中发生的链式反应，是可以控制的，故B错误；
C.超导体的电阻为0，若用超导材料制造电饭煲的电热丝，电热丝不能发热，故C错误；
D.5G和4G信号都是利用电磁波传播信息的，所以它们在真空中的传播速度相同，都是3×108m/s，故D正确。
故选：BC。
(1)能从自然界直接获取的是一次能源，需要通过一次能源的消耗来获得的能源，叫二次能源；
(2)核电站中的核反应堆中的链式反应是可以控制的核裂变；
(3)超导体的电阻为零，电流流过超导体时不会产生热量，凡是利用电流热效应工作的设备，都不能使用超导体；
(4)不同频率的电磁波在真空中的速度是相同的。
本题考查了能源的分类、核电站的工作原理、超导体的应用、电磁波传播的速度，属于基础题。
8.【答案】BD
【解析】解：由电路图可知，闭合开关S，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流；
A、根据乙图可知灯泡两端电压的变化量大于电流的变化量，根据R=UI可知小灯泡的阻值随着电压的增大而增大，故A错误；
B、串联电路各处电流相等，当电流表的示数为0.1A时，由乙图可知灯泡两端的电压为0.5V，
串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定律可得R接入电路中的阻值为：RP=U−UL′I′=3V−Ω，故B正确；
C、已知灯泡的额定电压为2.5V，根据图乙可知灯泡正常发光时的电流为0.25A，由串联电路电流的规律知电路中的电流等于通过小灯泡的电流，
滑片P处于b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联；
假设灯泡的阻值不变，由欧姆定律可得灯泡正常发光时的电阻为：RL=ULIL=Ω；
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以电路的总电阻：R总=RL+R=10Ω+10Ω=20Ω，
电路电流：I′=UR总=3V20Ω=0.15A，
电压表的示数：UL′=I′RL=0.15A×10Ω=1.5V，
由于灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以此时灯泡的实际电阻小于灯泡正常发光时的电阻，根据串联分压原理可知灯泡分得的电压小于1.5V，故C错误；
C、当滑动变阻器接入电路的阻值最小时，电路中的电流最大，最大电流为灯泡正常发光时的电流，为0.25A；
此时电路最小总电阻：R总′=UIL=3V0.25A=12Ω，
因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器接入电路的最小阻值：R最小=R总′−RL=12Ω−10Ω=2Ω，
当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电压表和电流表均是安全的，因此R的变化范围为“2Ω～50Ω”，故D正确。
故选：BD。
由电路图可知，闭合开关S，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流；
A、根据乙图可知灯泡两端电压的变化量大于电流的变化量，根据R=UI可知小灯泡的阻值的变化；
B、当电流表的示数为0.1A时，由乙图可知灯泡两端的电压为0.5V，根据串联电路电流特点、串联电路电压规律、欧姆定律计算R接入电路中的阻值；
C、根据灯泡的额定电压，结合图像读出灯泡正常发光时通过灯泡的电流，滑片P处于b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联；假设灯泡的阻值不变，根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻，然后根据串联电路电阻规律和欧姆定律求出电路电流，再根据欧姆定律求出电压表的示数，再结合图像得出此时灯泡电阻与正常发光时电阻的关系，最后根据串联分压规律可知电压表示数的范围；
D、当滑动变阻器接入电路的阻值最小时，电路电流最大，即灯泡正常发光时的电流，根据串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动滑动变阻器接入电路的最小阻值，进一步确定滑动变阻器接入电路的范围。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是电路中最大电流的确定和明确灯丝电阻随温度的变化规律。
9.【答案】法拉第 电磁感应现象
【解析】解：法拉第通过实验发现电磁感应现象，进一步揭示了电磁间相互联系。
故答案为：法拉第；电磁感应现象。
根据物理学家的贡献进行解答。
本题考查了学生对物理学史的了解和掌握情况，属于基础性题目。
10.【答案】扩散 热传递 引力
【解析】解：包饺子时闻到了香味，属于扩散现象，是由于分子不停地做无规则运动产生的；
煮饺子，饺子吸收热量、温度升高，内能增加，是通过热传递方式增加饺子内能的；
擀过的饺子皮放在一起会发生粘合现象，说明分子间存在引力。
故答案为：扩散；热传递；引力。
分子在永不停息地做无规则运动，分子间存在相互的引力和斥力；
改变物体内能的方法：一是做功，二是热传递。
本题主要考查学生对分子运动、分子间作用力，以及热传递改变物体内能的了解和掌握，属于常考题目，难度不大。
11.【答案】化学 负
【解析】解：电池在向外供电时把化学能转化为电能；
溶液中的Na+移动方向是从D到C，故电流方向为从D到C，
在电源的外部，电流的方向是从正极流向负极，所以电源的正极是A端，则蓄电池的B端是负极。
故答案为：化学；负。
(1)蓄电池在充电时，电能转化为化学能，放电时化学能又转化为电能；
(2)电荷的定向移动形成电流；正电荷定向移动的方向是电流的方向；负电荷的定向移动方向与电流方向相反；在电源的外部，电流的方向是从正极流向负极。
本题考查蓄电池在向外供电时的能量转换、电流方向的规定的灵活运用，难度一般。
12.【答案】6 4320
【解析】解：(1)由图可知，两电阻并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A测干路电流，
并联电路各支路两端电压相等，都等于电源电压，由欧姆定律可得电源的电压：
U=U2=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V；
(2)并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R2的电流：
I2=I−I1=0.5A−0.3A=0.2A，
1h内电阻R2消耗的电能：W=UI2t=6V×0.2A×3600s=4320J。
故答案为：6；4320。
(1)由图可知，两电阻并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A测干路电流，由并联电路特点和欧姆定律计算电源电压；
(2)根据并联电路电流特点计算通过R2的电流，根据电功公式计算R2在1h内消耗的电能。
本题考查了并联电路的特点，欧姆定律的应用和电功公式的应用，熟练运用公式，正确识别电路是关键。
13.【答案】变小 不变
【解析】解：
由电路图可知，闭合开关S，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，电流表A2测干路中的电流，电流表A1测通过R1的电流，电压表测电源电压；
因为电压表测电源电压，且电源电压不变，所以滑片向右移动时电压表V的示数不变；
当滑片向右移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变大，而变阻器两端的电压不变(等于电源电压)，由欧姆定律可知通过滑动变阻器R2的电流变小；因并联电路中各支路互不影响，所以滑片向右移动时通过R1的电流不变，即电流表A1的示数不变；
因为通过R2的电流变小、通过R1的电流不变，所以根据并联电路的电流特点可知干路电流变小，即电流表A2的示数变小；
由电压表V的示数不变、电流表A1的示数不变可知，电压表V与电流表A1示数的比值不变。
故答案为：变小；不变。
由图可知，闭合开关S，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，电流表A2测干路中的电流，电流表A1测通过R1的电流，电压表测电源电压；电压表测电源电压，且电源电压不变，据此可知滑片向右移动时电压表V的示数如何变化；根据滑片的移动方向判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化，然后根据并联电路的特点和欧姆定律进行解答。
本题是一道动态电路的分析题，分析清楚电路结构、熟练应用并联电路的特点和欧姆定律即可正确解题。
14.【答案】S 变小 安培定则 磁极间的作用规律
【解析】解：根据安培定则可知，图乙中，通电线圈的右侧是N极，由磁极间的作用规律可知，小磁针左侧是S极；
由图知，两个线圈A和B中的电流方向都向上，用右手握住线圈A、B，让四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的那端就是线圈的N极，所以线圈A的左端为N极、右端为S极，线圈B的左端为N极、右端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，线圈A和B会相互吸引，则它们将互相靠近，A、B两线圈之间的距离将变小。
故答案为：S；变小；安培定则；磁极间的作用规律。
安培定则：用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极；
磁极间的作用规律：同名磁极相互排、异名磁极相互吸引。
本题考查了学生对安培定则的理解和应用，以及对磁极间相互作用规律的应用。
15.【答案】解：开关能同时控制两个插座，说明开关要接在干路上，并且开关接火线，
由图可以看出，根据安全用电的原则，只需要将两孔插座和三孔插座的右孔与开关连接即可，如图所示：
【解析】家庭电路中，从安全角度考虑，开关应控制火线，根据开关的作用确定开关的位置；
两孔插座连接方式是“左零右火”；三孔插座连接方式是“左零右火上地”。
本题考查安全用电的原则，掌握两孔插座、三孔插座、灯泡、开关的接法即可正确解题。如：火线接在开关上；而对于插座的接线方法是要求“左零右火”，三孔插座还要求中接地等。
16.【答案】解：根据电流从下方内侧流入电磁铁，根据安培定则知，上方的电磁铁的N极，下方为S极，根据磁体周围的磁感线都是从N极出来，回到S极，左侧磁感线的方向竖直向下，滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中的电阻变小，由欧姆定律知，则电路中的电流变大，磁铁的磁性变强，此时弹簧缩短，根据同名磁极相互排斥，条形磁铁的上端为S极，下端为N极，如图所示：
【解析】首先要明确电磁铁磁性强弱的影响因素：电流大小、线圈匝数的多少；由安培定则可判断出电磁铁的磁极，根据磁体周围的磁感线都是从N极出来，回到S极，画出磁感线的方向；
根据滑动变阻器的滑片P向右移动时弹簧缩短，确定电磁铁磁性强弱的变化，根据磁体间的相互作用规律，从而可以判断出条形磁铁的磁极。
本题考查影响因素电磁铁磁性强弱的、磁体间的相互作用规律、安培定则等知识，属于综合题。
17.【答案】质量 = 3：1 甲
【解析】解：(1)根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同(不同物质密度不同，根据m=ρV，体积相同的不同物质质量不同)，故实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体；
(2)在本实验中，甲由30℃加热到38℃和乙由30℃加热到54℃加热时间都为2分钟，根据转换法，则Q1=Q2；
(3)加热2分钟(吸热相同)，甲升高的温度为8℃，乙升高的温度为24℃，根据Q=cmΔt可知，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度之积为一定值，升高的温度与比热容成反比，则c甲：c乙=24℃：8℃=3：1；
(4)根据(3)知，甲的比热容大，根据Q=cmΔt，在质量和降低的温度相同时，甲放热多，寒冷的冬天，小明自制一个暖手袋，选择甲液体作为供暖物质效果更好。
故答案为：(1)质量；(2)等于；(3)3：1；(4)甲。
(1)(2)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：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；或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；
(3)加热2分钟得出甲、乙升高的温度，根据Q=cmΔt可知，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度之积为一定值，升高的温度与比热容成反比，据此得出c甲：c乙；
(4)根据Q=cmΔt分析。
本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法和Q=cmΔt的运用，为热学中的重要实验。
18.【答案】电流表未调零 电流表正负接线柱接反 断路 I总=I1+I2 更换不同规格的小灯泡多次测量
【解析】解：(1)根据甲图电流表A1测量L1的电流，电流表A2测量干路电流，改正后的图为：；
(2)分析丙图发现电流表的指针偏转到左侧没有刻度的地方，若是闭合开关前，则原因是电流表没有调零，若是闭合开关后，则是电流表正负接线柱接反；
(3)在实验过程中，一盏灯突然熄灭，电流表A2有示数，电流表A1无示数，则可能是电流表短路，或者是L1断路，但是电路中只有一处故障，所以故障为L1断路；
(4)I1=0.2A，I2=0.3A，I总=0.5A，由此得出初步结论：I总=I1+I2；为了寻找普遍规律可以更换不同规格的小灯泡多次测量。
故答案为：(1)；(2)电流表未调零；电流表正负接线柱接反；(3)断路；(4)I总=I1+I2；更换不同规格的小灯泡多次测量。
(1)根据电流图寻找实物图的错误并改正，明确电路图中的串并联关系以及电表的测量对象；
(2)电流表使用之前要调零，在闭合开关之前不在零刻度线上是没有调零的原因；在闭合开关之后反向偏转是因为电流表正负接线柱接反；
(3)电路故障的判断，电流表电流表A1无示数则可能是电流表短路，或者是L1断路；
(4)根据实验表格得出数据，为了寻找普遍规律可以更换不同规格的小灯泡多次测量。
本题考查了并联电路中电流的规律，属于基础实验，难度一般。
19.【答案】R=UI 0.24 缺少电阻的平均值一栏 9.9 B 将滑动变阻器滑片移至B端 IaR0Ib−Ia
【解析】解：(1)伏安法测电阻的原理是R=UI；
(2)图乙中电流表接入电路的是“−”和“0.6”两个接线柱，可知电流表的量程为0−0.6A，电流表的分度值为0.02A，指针在0.2A后面的第二小格位置，故电流表读数为0.24A；实验中多次测量的目的是求电阻的平均值以减小误差，可知表格中缺少电阻的平均值一栏；第三次测量得到的电阻值R3=U3I3=Ω，待测电阻的阻值为9.4Ω+10Ω+10.4Ω3=9.9Ω；
(3)伏安法测量电阻时多次测量的目的是为了减少误差；
ACD、探究杠杆平衡条件、探究串、并联电路中电流的规律和测量小灯泡的电功率时的多次测量都是为了寻找普遍规律，故不符合要求；
B、用刻度尺测量作业本的长度中的多次测量是为了减小误差，故B符合要求；
故选：B。
(4)步骤一：闭合开关，将滑动变阻器滑片移至A端，此时滑动变阻器全部接入电路，记下电流表示数Ia，则电源电压U=Ia(Rx+R0)……①；
步骤二：将滑动变阻器滑片移至B端，此时滑动变阻器接入电路的阻值为零，记下电流表示数Ib，则电源电压U=IbRx……②；
解①②得到Rx=IaR0Ib−Ia。
故答案为：(1)R=UI；(2)0.24；缺少电阻的平均值一栏；9.9；(3)B；(4)将滑动变阻器滑片移至B端；IaR0Ib−Ia。
(1)伏安法测电阻的原理是R=UI；
(2)电流表读数时先确定分度值，再根据指针位置进行读数；实验中多次测量的目的是求电阻的平均值以减小误差，可知表格中缺少电阻的平均值一栏；先求出第三次测量得到的电阻值，再对三次测量得到的电阻取平均值得到电阻的阻值；
(3)多次实验的目的通常有两种：一是为了减小误差；二是寻找普遍规律；
(4)分别得到滑动变阻器滑片在A端和B端时的电流值，利用电源电压不变列方程得到电阻的阻值。
本题是用伏安测测量电阻的实验，是电学中的重要实验，要熟练掌握实验中的各个知识要点。
20.【答案】减小 增大
【解析】解：(1)由电路图可知，定值电阻R0和气敏电阻R串联，电压表测量R0两端的电压。由图乙可知当空气质量指数A增大时，R的阻值减小，根据串联分压原理可知气敏电阻两端的电压减小，根据串联电路电压规律可知定值电阻两端的电压增大，即电压表示数增大；
(2)由乙图可知AR=6000，所以当空气质量指数A为100时，R的阻值为60Ω，
因为串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和，所以此时R两端的电压为：UR=U−U0=12V−8V=4V，
因为串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流为：I=URR=4V60Ω=115A，
定值电阻R0的阻值为：R0=U0I=8V115A=120Ω；
(2)当电压表示数为6V时，通过电路电流为：I′=U0′R0=6V120Ω=0.05A，
R两端的电压为：UR′=U−U0′=12V−6V=6V=U0′，由U=IR可知此时R的阻值为：R′=R0=120Ω，
由图乙可知此时的空气质量指数为50，由表中数据可知此时的空气质量等级为优。
答：(1)减小；增大；
(2)定值电阻R0的阻值为120Ω；
(3)电压表示数为6V时对应的空气质量等级为优。
(1)由电路图可知，定值电阻R0和气敏电阻R串联，电压表测量R0两端的电压。由图乙可知当空气质量指数A增大时R的阻值变化，根据串联分压原理可知气敏电阻两端的电压变化，根据串联电路电压规律可知定值电阻两端的电压变化；
(2)由图乙可知当空气质量指数A为100时R的阻值，根据串联电路的电压规律求得R两端的电压，根据欧姆定律求得通过R的电流，根据串联电路的电流规律可知通过R0的电流，根据欧姆定律求得R0的阻值；
(3)当电压表示数为6V时，根据欧姆定律求得通过R0的电流，即电路中的电流；根据串联电路的电压规律和欧姆定律求得R的阻值，结合图乙和表中数据可知空气质量等级。
本题考查欧姆定律和串联电路的电流、电压规律的应用，根据图像获取相关信息是关键之一。
21.【答案】解：(1)由P=UI可得，低温挡时的电流：I=P低温U=220W220V=1A；
(2)由图可知，当开关S接1时，R1、R2串联，由串联电路的电阻规律可知此时电路的总电阻最大，根据P=U2R可知，此时总功率最小，则电热器处于低温挡；当开关S接2时，电路为R1的简单电路，此时电路中的电阻最小，电功率最大，则电热器处于高温挡；
由P=U2R可知，低温挡时电路的总电阻：R总=U2P低温=(220V)2220W=220Ω，
因R总=R1+R2，且R2=4R1，所以R1的阻值：R1=15R总=15×220Ω=44Ω；
因电热器处于高温挡，电路为R1的简单电路，
则电热器处于高温挡时的功率：P高温=U 2R1=(220V)244Ω=1100W；
(3)由P=Wt可知，高温挡下工作10min产生的热量：Q高温=W高温=P高温t=1100W×10×60s=6.6×105J，
由题意可知，水吸收的热量：Q吸=ηQ高温=84%×6.6×105J=5.544×105J，
由Q吸=cmΔt可知，水升高的温度：Δt=Q吸c水m=5.544×105J4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg=66℃，
则水的末温：t末=t0+Δt=20℃+66℃=86℃<100℃(低于1标准大气压下水的沸点)，所以水的温度将升高到86℃。
答：(1)低温挡时的电流为1A；
(2)电热器处于高温挡时的功率为1100W；
(3)这些热量能让2kg、20℃的水温度升高到86℃。
【解析】(1)由P=UI可得低温挡时的电流；
(2)由P=U2R可知，当电源电压一定时，电路中电阻越大，总功率越小；根据电路图分析电路结构，结合串联电路的电阻规律和P=U2R可知各挡位时电路的连接方式；
知道低温挡时的发热功率，根据P=U2R求出低温挡时电路的总电阻，已知两根电热丝的电阻关系为R2=4R1，结合串联电路的电阻规律求出R1的阻值，再根据P=U2R求出高温挡时的功率；
(3)先根据Q=W=Pt求出高温挡下工作10min产生的热量，然后根据题意求出水吸收的热量，再根据Q吸=cmΔt求出水升高的温度，最后结合1标准大气压下水的沸点为100℃求出水的末温。
本题考查了串联电路的特点、电功率公式、吸热公式和效率公式的综合应用，正确判断电热器处于不同挡位时电路的连接方式是关键。加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
30
42
54
66
78
通过L1的电流I1/A
通过L2的电流I2/A
电路的总电流I总/A
0.2
0.3
0.5
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.5
0.16
9.4
2
2.0
0.2
10
3
2.5
空气质量指数A
0−50
51−100
101−150
151−200
201−300
>300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
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