2023-2024学年江西省吉安市遂川县九年级（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年江西省吉安市遂川县九年级（上）期末物理试卷（含解析），共20页。试卷主要包含了填空题，选择题，综合题等内容，欢迎下载使用。

1.桂花飘香季节，人在离桂花树的很远处就能闻到花香，这是______现象；教室里的希沃白板屏幕容易“粘”一些灰尘，这主要是因为希沃白板屏幕带了电，能够______轻小物体。
2.“薯包米果”是遂川舌尖上的一道美食，当把圆溜溜的“薯包”放入沸腾的油锅中，一会儿香喷喷的“薯包米果”就炸好了，如图所示。炸“薯包”的过程中是利用______的方式增大“薯包”的内能；与加热水相比，油升温比较快是因为油的比热容较______(选填“大”或“小”)。
3.为了积极响应党和国家号召，践行绿色发展理念，某企业引进静电除尘设备，治理生产中的空气污染。启动静电除尘设备，混浊空气进入除尘腔即被电离成离子和电子，由于异种电荷互相______。其中的电子会向设备的阳极板(带正电)运动，在运动过程中遇到尘粒，使尘粒带上______(选填“正”或“负”)电荷，带了电的尘粒继续运动，碰到阳极板失去电性，在重力的作用下，落向底部的集尘板。
4.如图所示，某城市安装一种“按钮式红绿灯”，当路上车辆不多时，行人通过触摸按钮，使正对车辆的红灯亮起，行人安全通过，按钮相当于电路中的______；红灯和绿灯是______联的。
5.合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝。在一定条件下，1t生活垃圾能“榨”出140kg燃料油(其热值4.0×107J/kg)，目前遂川县某社区每天产生的生活垃圾约为10t，这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧放出的热量为______J；在一个标准大气压下，这些热量的30%被50000kg、35℃的水吸收，则水温能升高______℃。
6.如图所示为一种新型装饰用的LDE灯带，它由30个相同的LED灯串联组成的，若通过第一个LED灯的电流是10mA，则通过第20个LED灯的电流是______A。小彤发现该LED灯带有一个不亮了，但是其余的灯都亮，则不亮的灯发生的故障是______(选填“短路”或“断路”)。
7.有两个分别标有“5Ω 1A”和“10Ω 0.6A”的定值电阻，将它们串联起来使用，电源电压最多为______V；若将它们并联起来使用，干路电流最大是______A。
8.如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变，图乙是小灯泡L和定值电阻R1的电流与电压关系的图象。当只闭合S1、S2时，电压表示数为2V；当只闭合S2、S3时，电压表示数为4V，则电源电压U=______V，R2=______Ω，此时小灯泡的实际电功率为______W。
二、选择题
9.在物理学习中，对数据的估测是一种非常重要的能力。以下是正在上初三的李元同学的估测，符合实际的是( )
A. 书桌上的台灯正常工作时的电流约为5AB. 我国家庭电路的电压是380V
C. 实验室中一段铜导线的电阻约为500ΩD. 家用空调的电功率约为1000W
10.遥遥领先，华为麒麟9000S系列5G芯片惊艳全球！全球首款支持卫星通话的大众智能手机于2023年9月上市。据了解，使用该手机的用户，即使在没有地面网络信号的情况下，也可以拨打、接听卫星电话，芯片是指含有集成电路的硅片，制造芯片的主要材料是( )
A. 导体B. 绝缘体C. 半导体D. 超导体
11.第19届亚运会于2023年9月23日至10月8日在杭州举行，为了表达喜悦心情市民用礼花筒在高空抛放了大量彩带。其抛放原理是礼花筒利用筒内的高压空气膨胀，将彩带喷向空中，如图所示。高压空气膨胀过程中( )
A. 机械能转化为内能
B. 对外做功，内能减小
C. 分子热运动加剧
D. 筒内气体温度升高
12.2023年9月10日，长征六号运载火箭在太原卫星发射中心点火起飞，随后顺利将遥感四十号卫星准确送入预定轨道。“一箭三星”发射任务取得圆满成功，如图所示，下列说法正确的是( )
A. 火箭点火加速升空时，将燃料的内能转化为火箭的机械能
B. 燃料在燃烧的过程中，其热值逐渐变小
C. 火箭的发动机的效率能达到100%
D. 火箭飞入太空后，太空温度很低，其内能为零
13.如图甲所示，电源电压恒为3V，小清更换不同阻值的定值电阻R，接入电路进行实验探究，得到如图乙所示的I−Rx图像。下列相关叙述中正确的是( )
A. 该同学探究的是电流和电压的关系B. 实验中电压表的示数保持2.5V不变
C. 实验中应保持滑动变阻器的滑片P不动D. 滑动变阻器阻值变化范围为1Ω～5Ω
14.小梦将定值电阻R1与滑动变阻器R2接入电源电压不变的电路中，如图所示。闭合开关S，各表均有一定示数，滑动变阻器的滑片向右滑动到某一位置过程中，电流表、电压表V1和V2示数变化量分别为△I、△U1、△U2.下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变小，△U1△I不变
B. V1示数变小，V1示数和电流表示数之比变小
C. V2示数变大，△U1>△U2
D. V1示数不变，V2示数变大
三、综合题
15.2023年9月23日，第19届亚运会在中国杭州举行。此次亚运会首次使用废碳再生的绿色零碳甲醇作为主火炬塔燃料，实现循环内的零排放，助力打造首届碳中和亚运会。已知水的比热容是4.2×103J/(kg⋅℃)，甲醇的热值约为2.3×107J/kg。求：
(1)完全燃烧0.4kg甲醇能放出多少热量？
(2)如用0.4kg的甲醇烧水，铁锅中现有10kg初温为20℃的水加热至80℃，在这个过程中水吸收的热量是多少？
(3)此过程中烧水的效率是多少？(保留整数)
16.创建生态文明城市需要我们共同关注环境，我县某科技兴趣小组为了检测空气质量的指数，设计了如图甲所示的检测电路。R为气敏电阻，其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示，已知电源电压12V保持不变，R0=20Ω，当电压表示数为8V时，求：
(1)通过R0的电流；
(2)气敏电阻R的阻值；
(3)此时空气的质量指数。
17.如图所示的电暖器有“高温”“中温”“低温”三挡，铭牌见该表(“中温”挡功率未知)。其电路原理如图乙所示，R1>R2，S是自我保护开关，当电暖器倾倒时S自动断开，切断电源保证安全。
(1)规范的电暖器应使用丙图中______(选填“上”或“下”)面的插座，当S、S2闭合，S1断开时，电暖器处于______挡。
(2)R1的阻值是多少？
(3)电暖器处于中温挡正常工作时，电路中的电流是多少？
(4)若室内空气质量为50kg，用该电暖器的高温挡正常工作10min，放出热量的40%被室内空气吸收，则可使室内气温升高多少？[设空气的比热容为1.1×103J/(kg⋅℃)]
18.完成下面实验。
(1)如图1所示仪表，使用时应该先观察它的量程和分度值，它的分度值是______；
(2)圆圆在家里观察了家里的如图2所示电能表，该表示数是______kW⋅ℎ；
(3)如图3甲所示，将两个铅柱的底面磨平、削干净，然后紧紧地压在一起，两个铅柱就会结合起来，甚至下面挂上重物都不能把他们拉开，该实验表明分子间存在______，图乙所示是一种设想中的永动机，然而，在科学技术发展的历史上，从来没有一种永动机成功，这是因为违背了______。

(4)在“比较不同物质吸热的情况”的实验中，如图4甲所示，小明在两个相同规格玻璃杯中加入初温相同、液面等高的水和某种食用油，选用相同规格的电加热器对水和食用油进行加热。同组的小亮立即指出了小明操作有错误，你认为小明的错误是______；
(5)小明纠正错误后，正确进行实验，画出了水和这种食用油温度随时间变化关系如图4乙所示，根据图可以判断a物质是______(选填“水”或“食用油”)，实验中所用食用油的比热容为______J/(kg⋅℃)。
19.暑假期间，小强预习九年级物理书后，打算用一些家里现有的器材连接一个串联电路。

(1)连接电路时，开关要______，在探究串联电路中电流规律时，应选择规格______(选填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(2)他找到两节充电干电池。但要充电后才能使用。干电池充电时，相当于电路中的______(选填“电源”或“用电器”)；
(3)连接的电路如图甲所示，闭合开关，两灯都发光。小强用一根导线接在灯L2两端，则灯泡L1 ______(选填“更亮”、“更暗”或“不亮”)。小强不明白这是为什么，看来他又有问题研究了！加油啊，小强！如果把这根导线接在开关两端，闭合开关后，则______。(选填“L1亮”、“L2亮”、“L1、L2都亮”或“L1、L2都不亮”)
(4)小强想到：乘坐高铁时，每节车厢都有两间厕所，当两间厕所的门都关上时(每扇门的锁相当于一个开关)，车厢中的指示灯才会发光，提示旅客“厕所有人”，请你从乙图中选择符合要求的电路图是______(选填“A”或“B”)，此电路中开关连接方式与居民楼道里“声控”和“光控”开关的连接方式______(选填“相同”或“不同”)。
20.如图所示是小明探究“电流与电压、电阻关系”实验，电源(电压恒定为4.5V)、电流表、电压表、开关各一个，滑动变阻器甲“20Ω，2A”和滑动变阻器乙“50Ω，1A”各一个，定值电阻5Ω、10Ω、20Ω各一个，导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整；
(2)闭合开关，发现电流表有示数，无论怎样移动滑片P，电压表都无示数，则故障可能是______；
A.电阻R短路
B.滑动变阻器断路
C.电阻R断路
(3)小明先接入5Ω的定值电阻，探究电流与电压的关系，移动滑片P到不同位置，分别读出电压表和电流表示数，将记录的数据填入表中。由表中数据可得出的结论是______；
(4)在探究电流与电阻的关系时，小明接入10Ω电阻时，调节滑片P使电压表的示数为2V，又换用20Ω电阻继续实验，闭合开关后，小明应将滑片P向______(选填“左”或“右”)移动至电压表示数为2V；在此操作过程中滑动变阻器的作用是：______。
(5)小明在实验中所选用的滑动变阻器应该是______(选填“甲”或“乙”)，若选错滑动变阻器，小明想保持定值电阻两端的电压值为2V不变，为了完成实验，他应调节电源电压不高于______V。
21.“测量小灯泡的额定功率”实验时使用：电压恒定为6V的电源、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时灯丝的电阻约为10Ω)、滑动变阻器、开关和导线等连接成如图甲所示的电路。

(1)该实验原理是______。闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到______(选填“A”或“B”)端。
(2)小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流表的读数为______A，小灯泡的额定功率为______W。
(3)实验中电压表意外损坏，小组同学经过讨论后，选用阻值为R0的定值电阻，额定电压为U额的小灯泡进行实验，设计如图丙所示的电路也测出了小灯泡的额定功率。请将下面的实验步骤补充完整。
①闭合开关S、S1，断开开关S2，移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为______；
②保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S、S2，断开开关S1，读出电流表的示数为I；
③小灯泡的额定功率的表达式：P额= ______(均用U额、I、R0表示)。
答案和解析
1.【答案】扩散 吸引
【解析】解：桂花飘香季节，人在离桂花树的很远处就能闻到花香，这是扩散现象；
教室里的希沃白板屏幕容易“粘”一些灰尘，这主要是因为希沃白板屏幕带了电，能够吸引灰尘等轻小物体。
故答案为：扩散；吸引。
(1)不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫做扩散；
(2)带电体能够吸引轻小物体。
本题主要考查学生对分子动理论的了解和掌握以及带电体的性质，是一道基础题，难度不大。
2.【答案】热传递 小
【解析】解：炸“薯包”的过程中是利用热传递的方式增大内能；在同一油锅中加热相同时间时，物质吸收的热量相等，质量相同的油和水比较，由于油的比热容小，所以油的温度升高较快。
故答案为：热传递；小。
(1)改变物体内能的方式有两种：做功和热传递；
(2)油的比热容比较小，在同样受热和受冷的情况下，油的温度变化值比较大。
本题考查了改变内能的方法和对比热容概念的理解，属于基础题，难度不大。
3.【答案】吸引 负
【解析】解：(1)启动静电除尘设备，混浊空气进入除尘腔即被电离成离子和电子；电子带负电，阳极板带正电，由于异种电荷互相吸引，所以其中的电子会向设备的阳极板运动；
(2)在运动过程中电子遇到尘粒容易被吸附，使尘粒带负电(接触带电)，带了电的尘粒继续运动，碰到阳极板失去电性(发生电中和)，在重力的作用下，落向底部的集尘板。
故答案为：吸引；负。
(1)同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；
(2)气体分子被电离成为电子和正离子，电子较轻，向设备的阳极板(带正电)运动，在运动过程中电子遇到尘粒容易被吸附，使尘粒带负电，碰到阳极板失去电性，在重力的作用下，落向底部的集尘板。
本题涉及静电除尘的原理，关键是电子容易被吸附到灰尘上，故灰尘会吸附电子带负电。
4.【答案】开关 并
【解析】解：
由题意可知，按钮相当于电路中的开关；
交通指示灯可以通过不同颜色灯光的变化指挥车辆和行人，由于指示灯可以独立工作、互不影响，因此红灯和绿灯是并联连接的。
故答案为：开关；并。
(1)电路是指用导线把电源、用电器、开关连接起来组成的电流路径；
(2)并联电路可以使几个用电器在工作时互不影响，而交通指示灯工作状态总是不一致，并且互不影响，所以是并联电路；
本题考查了电路的组成、红绿灯的连接方式，属于综合性题目。
5.【答案】5.6×1010 65
【解析】解：(1)10t生活垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量：
Q放=mq=10×140kg×4.0×107J/kg=5.6×1010J；
(2)水吸收的热量：
Q吸=ηQ放=30%×5.6×1010J=1.68×1010J，
由Q吸=cmΔt得，水升高的温度：
Δt=Q吸c水m′=1.68×1010J4.2×103J/(kg⋅℃)×50000kg=80℃。
一个标准大气压下水的沸点为100℃，故水升高的温度Δt′=100℃−35℃=65℃。
故答案为：5.6×1010；65。
(1)根据Q放=mq求出燃料油完全燃烧释放出的热量；
(2)根据Q吸=ηQ放求出水吸收的热量，根据Q吸=cmΔt求出水升高的温度；因1标准大气压沸水的温度是100℃。
此题主要考查的是学生对热值计算公式、热量计算公式的理解和掌握，综合性较强，难度不大。
6.【答案】0.01 短路
【解析】解：
在串联电路中，各处的电流都相等；因为小彩灯是串联的，所以在该电路中，各处电流都相等，即通过每一个小彩灯的电流和插头处的电流都相等，都为10mA=0.01A；
串联电路中各用电器之间相互影响，所以该LED灯带中有一个灯不亮了，而其余的灯都亮，则未亮的灯不会是断路，是短路了。
故答案为：0.01；短路。
串联电路中电流处处相等，由此分析小彩灯的电流；
灯泡串联，有一个小彩灯不亮了，可能原因是不发光的灯泡被短路。
本题考查学生对串联电路中电流特点的了解，属于基础题目。
7.【答案】9；1.5
【解析】解：(1)两电阻串联时，因电路中各处的电流相等，所以，为使两电阻都不烧坏，电路中的最大电流为0.6A；
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，根据I=UR可得，电源电压最大：
U=I串(R1+R2)=0.6A×(5Ω+10Ω)=9V；
(2)根据欧姆定律可得，两电阻两端允许加的最大电压：
U1=I1R1=1A×5Ω=5V，U2=I2R2=0.6A×10Ω=6V；
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，为使两电阻都不烧坏，电路两端允许加的最大电压是5V；
此时通过R1电阻的电流1A不变，
通过R2电阻的电流：
I2′=U1R2=5V10Ω=0.5A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路的最大电流：I=I1+I2′=1A+0.5A=1.5A。
故答案为：9；1.5。
本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律的应用，关键是知道两电阻并联时两端允许加的最大电压是两者最大允许所加电压的最小值，两电阻串联时电路中的最大电流为两者最大允许通过电流的较小值。
8.【答案】8 5 3.2
【解析】解：(1)只闭合S1、S2时，R1与L串联，电压表测L电压，
在图乙中找一组数据可以算出电阻R1=U1I1=4V0.4A=10Ω；
此时电压表示数为2V，根据乙图可知此时电流为0.6A；
此时R1两端的电压U1′=IR1=0.6A×10Ω=6V；
电源电压U=UL+U1′=2V+6V=8V；
(2)当只闭合S2、S3时，电阻R2与灯泡串联，电压表测灯泡电压，电压表示数为4V，
从图乙可知，此时的电流I2=0.8A；
根据串联电路电压规律可知，端电压U2=U−UL′=8V−4V=4V；
R2=U2I2=4V0.8A=5Ω；
(3)此时灯泡的实际功率：P实=U实I实=4V×0.8A=3.2W；
故答案是：8；5；3.2。
(1)只闭合S1、S2时，R1与L串联，电压表测L电压，此时电压表示数为2V，根据乙图可知此时电流为0.6A；根据乙图可以求出R1的电阻，根据串联电路电压规律可以求出电源电压；
(2)当只闭合S2、S3时，电阻R2与灯泡串联，电压表测灯泡电压，电压表示数为4V，从图乙可知，此时的电流I2=0.8A；根据串联电路电压规律求出R2电压，再根据欧姆定律求出电阻；
(3)灯泡的实际功率P实=U实I实。
该题是需要在图象中找到电流电压信息，再根据电源电压不变的特点，利用串并联电路电流电压规律结合欧姆定律计算的一道综合性的电学计算。
9.【答案】D
【解析】解：A、书桌上的台灯正常工作时的电流约为0.2A，故A错误；
B、我国家庭电路的电压是220V，故B错误；
C、实验室中一段铜导线的电阻很小，几乎可以忽略不计，故C错误；
D、家用空调的额定功率约为1000W，故D正确。
故选：D。
本题考查对常见的一些量要有数据、数量级的认识，估测是一种科学的近似计算，它不仅是一种常用的解题方法和思维方法，而且是一种重要的科学研究方法，在生产和生活中也有着重要作用。
估测法是利用物理概念、规律、物理常数和常识对物理量的数值、数量级进行快速计算以及对取值范围合理估测的方法
10.【答案】C
【解析】解：制造芯片的主要材料是半导体。
故选：C。
根据导电性的不同，材料可分为导体，半导体，绝缘体三大类，容易导电的物体叫导体，导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体。
本题考查了半导体的应用，属于基础题，难度较小。
11.【答案】B
【解析】解：AB、礼花筒内的高压空气膨胀对外做功，其自身的内能减小，温度降低，内能转化为机械能，故B正确，A错误；
CD、由于礼花筒内的高压空气膨胀对外做功，其自身的内能减小、温度降低，所以分子热运动变慢，故CD错误。
故选：B。
结合改变内能的方法分析内能与机械能的变化，并进一步得出分子热运动的情况等。
本题考查内能及改变内能的两种方式，同时要知道内能与机械能的转化以及对分子热运动的影响等。
12.【答案】A
【解析】解：A、火箭升空是将燃料的内能转化为火箭的机械能，故A正确；
B、燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，故燃料在燃烧的过程中，其热值不变，故B错误；
C、火箭的发动机在工作时不可避免的有能量损失，而且要克服机械部件间的摩擦做额外功，效率一定小于100%，故C错误；
D、一切物体在任何状态下都有内能，太空虽然温度很低，但是火箭的内能不为零，故D错误。
故选：A。
(1)火箭是热机的一种，工作时将内能转化为机械能；
(2)燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关；
(3)任何机器都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%；
(4)一切物体在任何状态下都有内能。
本题考查了热值、内能、效率及能量转化等知识，综合性较强，但难度不大。
13.【答案】BD
【解析】解：A.由题干更换不同阻值的定值电阻R，接入电路进行实验探究，和图像乙，可知探究的是电流与电阻的关系，故A错误；
B.电流与电阻的乘积是定值，就是不变的电压值，由图像乙可知Ux=0.5A×5Ω=2.5V，故B正确；
C.探究的是电流与电阻的关系实验中换不同的定值电阻，通过调节滑动变阻器滑片使得不同定值电阻两端的电压不变，故C错误；
D.电源电压U=3V，定值电阻两端电压Ux=2.5V不变，根据串联电路电压规律，则滑动变阻器两端电压U滑=U−Ux=3V−2.5V=0.5V；
由图乙可知电路中最大电流Imax=0.5A，Rmin=U滑Imax=Ω，
电路中最小电流Imin=0.1A，Rmax=U滑Imin=Ω，故滑动变阻器阻值变化范围为1Ω～5Ω，故D正确。
故选：BD。
(1)由题干更换不同阻值的定值电阻R，接入电路进行实验探究，和图像乙，可知探究的是电流与电阻的关系；
(2)电压一定时，电流与电阻成反比，即电流与电阻的乘积是定值，就是不变的电压值；
(3)探究的是电流与电阻的关系实验中滑动变阻器的作用除保护电路外，还有保持不同定值电阻两端的电压不变；
(4)定值电阻与滑动变阻器串联，根据串联电路分压和电压表示数不变，可知电路中电流最大时滑动变阻器接入阻值最小，电路中电流最小时，滑动变阻器接入阻值最大。
本题以选择题的形式考查电流与电阻关系的实验，选项中包含的问题比较全面，是一道好题。
14.【答案】A
【解析】解：由图知：定值电阻和滑动变阻器串联，电压表V1测量定值电阻两端电压，电压表V2测量滑动变阻器两端电压，电流表测量电路电流。
A、定值电阻阻值不变，滑动变阻器滑片向右移动过程中，滑动变阻器接入电路电阻增大，电路总电阻增大，电源电压一定，由欧姆定律知，电路电流减小，所以电流表示数减小。滑片在不同位置时，定值电阻两端电压变化量与通过的电流变化量之比为R1，而R1是定值电阻，所以不变。此选项正确。
B、由A知，电压表V1示数减小，但定值电阻阻值一定，所以V1示数和电流表示数之比--定值电阻阻值不变。此选项错误；
C、由A知，电压表V2示数增大，但电源电压一定，前后两种情况下定值电阻和滑动变阻器两端电压变化程度相同，即，△U1=△U2.此选项错误；
D、在串联电路中，电阻具有分压作用。滑动变阻器滑片向右移动过程中，滑动变阻器接入电路电阻增大，根据串联电路用电器两端电压与其阻值成正比知，滑动变阻器两端电压增大，即电压表V2示数增大，而电源电压一定，所以电压表V1示数减小。此选项错误。
故选：A。
开关闭合后，两电阻串联，电流表测量电路电流，电压表V1测量R1两端的电压，电压表V2测量滑动变阻器两端的电压，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，然后应用欧姆定律与串并联电路特点分析答题。
本题是一道闭合电路动态分析题，分析清楚电路结构、熟练应用欧姆定律和串并联电路特点即可正确解题。
15.【答案】解：(1)完全燃烧0.4kg甲醇能放出的热量Q放=mq=0.4kg×2.3×107J/kg=9.2×106J；
(2)这个过程中水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×10kg×(80℃−20℃)=2.52×106J；
(3)此过程中烧水的效率是η=Q吸Q放=2.52×106J9.2×106J≈27%。
答：(1)完全燃烧0.4kg甲醇能放出9.2×106J热量；
(2)如用0.4kg的甲醇烧水，铁锅中现有10kg初温为20℃的水加热至80℃，在这个过程中水吸收的热量是2.52×106J；
(3)此过程中烧水的效率是27%。
【解析】(1)根据Q放=mq得出完全燃烧0.4kg甲醇能放出的热量；
(2)根据Q吸=cmΔt得出这个过程中水吸收的热量；
(3)根据η=Q吸Q放得出此过程中烧水的效率。
本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用以及明白效率的含义。
16.【答案】解：
(1)由图甲可知，R0和R串联，电压表测定值电阻R0两端的电压，
当电压表示数为8V时，通过R0的电流：I0=U0R0=8V20Ω=0.4A；
(2)由串联电路的电流特点可知IR=I0=0.4A，
串联电路的总电压等于各分电压之和，则气敏电阻R两端的电压：UR=U−U0=12V−8V=4V，
根据I=UR可得气敏电阻的阻值：R=URIR=4V0.4A=10Ω；
(3)R=10Ω，则1R=110Ω=0.1Ω−1，
由图乙可知，此时空气的质量指数为25。
答：(1)通过R0的电流为0.4A；
(2)气敏电阻R的阻值为10Ω；
(3)此时空气的质量指数为25。
【解析】(1)由电路图可知，R0和R串联，电压表测定值电阻R0两端的电压；知道此时电压表的示数，利用I=UR计算通过R0的电流；
(2)由串联电路的电流特点可知IR=I0，根据串联电路的电压规律和欧姆定律求出气敏电阻R的阻值；
(3)先计算1R的大小，由图象可得此时空气的质量指数。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，要能熟练运用公式，还要能从图象中找出有用的信息。
17.【答案】下 中温
【解析】解：(1)电暖器应使三孔插座，用丙图中下面的插座；
当S、S1闭合，S2断开时，电路为R2的简单电路，R1>R2，此时总电阻较小，根据P=U2R可知总功率较大，电暖器处于中温挡；
(2)低温挡的功率为440W，根据P=U2R可知R1的阻值R1=U2P低=(220V)2440W=110Ω；
(3)当S、S1、S2都闭合时，两电阻并联，总电阻最小，根据P=U2R可知总功率最大，电暖器处于高温挡；
故中温挡的功率P中=P高−P低=1650W=440W=1210W，
根据P=UI可知电暖器处于中温挡正常工作时，电路中的电流I=P中U=1210W220V=5.5A；
(4)用该电暖器的高温挡正常工作10min，放出的热量Q放=W=P高t=1650W×10×60s=9.9×105J，
空气吸收的热量Q吸=Q放×40%=9.9×105J×40%=3.96×105J，
室内气温升高的温度Δt=Q吸c空气m=3.96×105J1.1×103J/(kg⋅℃)×50kg=7.2℃。
答：(1)下；中温；
(2)R1的阻值是110Ω；
(3)电暖器处于中温挡正常工作时，电路中的电流是5.5A；
(4)可使室内气温升高7.2℃。
(1)电暖器等家用电器都使用三孔插座，是由于这些用电器的外壳是金属，金属是导体，当用电器漏电时，会使外壳带电，若接上地线，电流就通过地线，流入大地，从而防止了触电事故的发生；
当S、S1闭合，S2断开时，电路为R2的简单电路，R1>R2，根据P=U2R可知电暖器所处挡位；
(2)低温挡的功率为440W，根据P=U2R可知R1的阻值；
(3)当S、S1、S2都闭合时，两电阻并联，总电阻最小，根据P=U2R可知总功率最大，电暖器处于高温挡；根据P中=P高−P低得出中温挡的功率，
根据P=UI可知电暖器处于中温挡正常工作时，电路中的电流；
(4)用该电暖器的高温挡正常工作10min，根据Q放=W=P高t得出放出的热量，根据Q吸=Q放×40%得出空气吸收的热量，根据Δt=Q吸c空气m得出室内气温升高的温度。
本题考查电功与热量的综合计算，综合性强，难度较大。
18.【答案】0.01A 2024.1 引力 能量转化和守恒定律 应该控制水和食用油的质量相同，而不是体积相同 水 2.1×103
【解析】解：(1)如图1所示仪表，使用时应该先观察它的量程和分度值，它的分度值是0.01A。
(2)圆圆在家里观察了家里的如图2所示电能表，该表示数是2024.1kW⋅ℎ。
(3)如图3所示的实验表明分子间存在引力，图乙所示是一种设想中的永动机，然而，在科学技术发展的历史上，从来没有一种永动机成功，这是因为违背了能量转化和守恒定律。
(4)如图4甲所示，小明的错误是应该控制水和食用油的质量相同，而不是体积相同。
(5)根据图可以判断a物质是水，因为吸收相同的热量时，水升温慢；根据图4乙可知：水和食用油升高相同的温度，水吸收的热量是食用油的两倍，即：Q水=2Q油；
c水mΔt=2c油mΔt；所以c油=12c水=12×4.2×103J/(kg⋅℃)=2.1×103J/(kg⋅℃)。
故答案为：(1)0.01A；(2)2024.1；(3)引力；能量转化和守恒定律；(4)应该控制水和食用油的质量相同，而不是体积相同；(5)水；2.1×103。
(1)电流表在读数前，要弄清楚它的零刻度、量程和分度值。
(2)电能表是测量用户在某段时间内消耗电能的仪表，它的单位是千瓦时，最后一位是小数。
(3)分子间存在相互作用的引力；能量转化和转移的过程中，能量是守恒的。
(4)在比较不同物质吸热情况的实验中，应该控制两种物质的质量和初温相同。
(5)质量和初温相同的不同物质在吸收相同的热量时，升温慢的物质的比热容大。
本题考查的是电流表、电能表、能量转化和守恒定律；会比较不同物质的吸热能力，会根据热量公式进行计算。
19.【答案】断开 不相同 用电器 更亮 L1、L2都亮 A 相同
【解析】解：(1)连接电路时，为了保护电路，开关要断开；为得到普遍性的结论，实验中选择两个不同规格的小灯泡；
(2)蓄电池充电时会消耗电能，相当于用电器；
(3)根据图示可知，两个灯泡串联，小强用一根导线接在灯L2两端，灯L2被短路，使得电路中的电流变大，则灯泡L1发光更亮；
如果把这根导线接在开关两端，开关被短路，使得电路接通，闭合开关后，则L1、L2都亮；
(4)根据题意可知，每节车厢都有两间厕所，当两间厕所的门都关上时(每扇门的锁相当于一个开关)，车厢中的指示灯才会发光，提示旅客“厕所有人”，这说明两个开关是串联的，故A正确；居民楼道里“声控”和“光控”开关相互影响是，是串联的。
故答案为：(1)断开；不相同；(2)用电器；(3)更亮；L1、L2都亮；(4)A；相同。
(1)连接电路时，开关要断开；为了得到普遍性的结论，应该选用规格不相同的灯泡；
(2)蓄电池充电时会消耗电能；
(3)用电器两端被导线相连，则用电器被短路；
(4)由题意可知，当两间厕所的门都关上时车厢中的指示牌内的指示灯才会发光，说明两开关串联共同控制指示灯。
本题考查了设计电路的能力、连接电路时注意的问题、电路的组成等知识，难度不大。
20.【答案】A 电阻一定，导体中的电流与导体两端的电压成正比 右 保持定值电阻两端的电压不变 乙 4
【解析】解：(1)电压表与定值电阻并联，如下图所示：
；
(2)正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路；无论怎样移动滑片P，电压表都无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路，即故障可能是电阻R短路，故A符合题意；
故选：A；
(3)排除故障后，小明把5Ω的电阻接入电路中，移动滑片P到适当位置，读出电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A；
由表格数据知定值电阻的阻值为R=U1I2=1V0.2A=5Ω，由表格数据知：在电阻一定，导体中的电流与导体两端的电压成正比；
(4)实验中，当把10Ω的电阻换成20Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要增大滑动变阻器电阻阻值，故应把滑动变阻器滑片向右移动至电压表示数为2V；
在此操作过程中滑动变阻器的作用是：保持定值电阻两端的电压不变；
(5)实验中使用的定值电阻阻值最大为20Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV=2V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑=U−UV=4.5V−2V=2.5V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的2.5V2V=1.25倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑=1.25×20Ω=25Ω，即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于25Ω，故选：乙；
选错滑动变阻器，即选用“20Ω 2A”的滑动变阻器，小明想保持定值电阻两端的电压值为2V不变，由串联电路的分压原理有：
=R定R滑=U定U−U定当滑动变阻器最大电阻为20Ω时，20Ω20Ω=2VU−2V=，解得U=4V。
故答案为：(1)见解答图；(2)A；(3)电阻一定，导体中的电流与导体两端的电压成正比；(4)右；保持定值电阻两端的电压不变；(5)乙；4。
(1)电压表与定值电阻并联，据此分析电路的连接；
(2)正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路；无论怎样移动滑片P，电压表都无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路；
(3)根据表格数据分析解答；
(4)根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑动变阻器滑片移动的方向；在此操作过程中滑动变阻器的作用是：保持定值电阻两端的电压不变；
(5)探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入20Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻，进而确定滑动变阻器的规格；
由控制变量法，根据串联电路的规律及分压原理求出电源电压的最大值。
本题探究“电流与电阻关系”实验，考查了电路连接、电路故障、器材的选择、控制变量法和欧姆定律的应用。
21.【答案】P=UI A 0.2 0.5 U额R0 U额(I−U额R0)
【解析】解：(1)在“测量小灯泡的额定功率”实验中，用电压表测灯泡两端电压，用电流表测通过灯泡的电流，根据P=UI求出灯泡额定功率，故该实验原理是P=UI；
为了保护电路，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，即A端；
(2)由图甲可知，电流表选用小量程；小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流表分度值0.02A，其示数为0.2A，则小灯泡额定功率为：
PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W；
(3)实验步骤：
①闭合开关S、S1，断开开关S2，移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为U额R0；
②保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S、S2，断开开关S1，读出电流表的示数为I；
③在步骤①中，灯泡和R0并联，电流表测定值电阻的电流，由欧姆定律，定值电阻两端的电压为：
U0=I0R0=U额R0×R0=U额，根据并联电路电压的规律，灯两端的电压为额定电压，此时灯正常发光；
在步骤②中，电流表测灯与R0并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流：
I额=I−I0=I−U额R0，
则小灯泡的额定功率为：
P额=U额I额=U额(I−U额R0)。
故答案为：(1)P=UI；A；(2)0.2；0.5；(3)①U额R0；③U额(I−U额R0)。
(1)该实验原理是P=UI；为了保护电路，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处；
(2)根据图甲确定电流表量程，由图乙确定分度值读数，利用P=UI求出小灯泡的额定功率；
(3)要测小灯泡额定功率，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，故将R0与电流表串联后再与灯并联，通过移动变阻器的滑片使电流表示数为U额R0时，由并联电路电压的规律，灯两端的电压为额定电压，灯正常发光；
保持滑片位置不变，通过开关的转换，使电流表测灯与R0并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流，根据P=UI写出小灯泡额定功率表达式。
本题测小灯泡的额定功率实验，考查了实验原理、注意事项、电流表读数、功率的计算及设计实验方案测功率的能力。××牌电暖器
额定电压
220V
额定功率
低温挡
440W
中温挡
高温挡
1650W
频率
50Hz
电压U/V
电流I/A
1
1
0.2
2
1.5
0.3
3
2
0.4