安徽省亳州市2023-2024学年九年级上学期期末物理试题

这是一份安徽省亳州市2023-2024学年九年级上学期期末物理试题，共27页。试卷主要包含了填空题，选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1．（2分）目前在轨的有中国空间站和国际空间站。中国空间站的轨道高度是：远地点346.9km，近地点319.6km，如图所示，其运动速度越来越大，重力势能 。（选填“增大”“减小”或“不变”）
2．（2分）如图所示，两根绝缘的细线分别悬挂着轻质小球A和B，已知小球A带正电 （选填“一定带负电”“一定不带电”或“不可能带正电”）。
3．（2分）下列生活事例中：①热水袋中用热水取暖；②火箭用液态氢作为燃料；③精密仪器中用银作为导线 （填序号）。
4．（2分）摩擦起电的实质是因为电子的转移，丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，是因为玻璃棒上的电子转移到了丝绸上 （选填“得到”或“失去”）电子会带上负电荷。
5．（2分）一攀岩爱好者体重为540N，背着质量为6kg的背包用20min登上8m的峭壁，在此过程中 W。（g取10N/kg）
6．（2分）如图所示的电路中，电源电压为3V且保持不变，依次闭合开关S1和S2，发现S2闭合后电流表的示数增大了0.2A，则电阻R2的阻值为 Ω。您看到的资料都源自我们平台，20多万份试卷，家威杏 MXSJ663 每日最新，性比价最高
7．（2分）如图所示电路中，闭合开关后，两电压表指针偏转角度完全相同1和R2阻值之比为 。
8．（2分）某电水壶在电压为220V的家庭电路中正常工作时，电阻丝的电阻为48.4Ω，将一壶水烧开需要10min J。
9．（2分）如图所示的电路中，电源电压U恒定，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，R3＝30Ω，电路接通后，电压表的示数为4V，则电流表的示数为 A。
10．（2分）如图所示的是小灯泡L和定值电阻R中的电流随电压变化的图象，若将小灯泡L和电阻R串联在电源电压为5V的电路中工作，1min内电路消耗的总电能为 J。
二、选择题（每小题2分，共14分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的）
（多选）11．（2分）关于内能、热量和温度，下列说法中正确的是（ ）
A．温度越高的物体含有的热量越多
B．物体的温度不变时，内能有可能发生变化
C．热传递过程中，内能大的物体总是放出热量
D．物体吸收了多少热量，内能就增加多少
12．（2分）如图所示的是小明家7月31日和8月31日电能表的表盘，下列说法中错误的是（ ）
A．小明家8月份消耗的总电能为910kW•h
B．小明家所有用电器同时工作时的电功率不能超过8.8kW
C．该电能表铝质转盘每转一转，消耗的电能为1000J
D．利用电能表和秒表可以测量家庭电路中用电器的电功率
13．（2分）灯泡L1标有“6Vㅤ6W“，灯泡L2标有“6Vㅤ3W“，现将两灯泡串联接在电源电压为9V的电路中，不考虑温度对灯泡电阻的影响，下列说法中正确的是（ ）
A．灯泡L1可以正常发光
B．灯泡L1比灯泡L2亮
C．灯泡L1和L2消耗的功率之比为1：2
D．将电源电压换成12V，两灯都能正常发光
14．（2分）如图所示的电路中，闭合开关后，两灯均发光，一段时间后，一灯突然熄灭，出现这种现象的原因可能是（ ）
A．灯泡L1短路B．灯泡L2短路
C．灯泡L1断路D．灯泡L2断路
15．（2分）如图所示的电路中，电源电压恒定，R1和R2为定值电阻，当开关S闭合后，下列说法中正确的是（ ）
A．电流表示数变小
B．电流表示数变大
C．电压表示数不变
D．电压表与电流表示数的比值变大
16．（2分）如图所示，用滑轮组提升所受重力为900N的物体A。物体在拉力F作用下被竖直匀速提升了4m，用时40s，滑轮组的额外功是400J，下列说法中正确的是（ ）
A．动滑轮所受的重力为10N
B．拉力F的功率是100W
C．物体A上升的速度是0.3m/s
D．滑轮组的机械效率是95%
17．（2分）如图所示的电路中，电源电压保持4.5V不变，定值电阻R1的规格为“5Ωㅤ0.5A”，滑动变阻器R2的规格为“20Ωㅤ1A”，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，为了保证电路安全，下列说法中正确的是（ ）
A．电流表示数变化范围为0.18A～0.5A
B．电压表示数变化范围为1.5V～3V
C．R2的电阻变化范围为4Ω～10Ω
D．电路消耗的电功率变化范围为1.35W～2.7W
三、实验题（第18小题4分，第19小题4分，第20小题8分，共16分）
18．（4分）在探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验时，某同学设计的部分实验装置如图所示，两个相同的透明容器中封闭着质量相同的空气。
（1）本实验中，导体上产生的热量是通过U形管内液面的高度差来反映的 （填序号）。
①探究导体的电阻大小与哪些因素有关；
②探究电流大小与电压和电阻的关系。
（2）图中实验装置是为了探究电流通过导体时产生的热量与 的关系。
19．（4分）为了“探究电流与电压关系”，某小组利用5Ω的定值电阻接入电路中进行实验，所接电源电压为4V
（1）为了完成实验，请用笔代替导线将电路连接完整，要求开关闭合时滑片在最左边。
（2）实验时，老师要求该小组同学测量五组数据，但该小组只测了四组，记录的数据如表格所示，老师看到数据后立即指出第 次数据并不是直接测量所得。
20．（8分）如图甲所示，为某同学“测量小灯泡电功率”的实验电路图，其中电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）根据电路图连接好实物电路（电路连接正确），闭合开关，发现小灯泡很亮，出现该现象的原因可能是 。
（2）找到原因并解决后，重新开始实验，在调节滑动变阻器的过程中，此时通过小灯泡的电流为 A。随后该同学记录下了多组电压表和对应电流表的示数，并绘制出了小灯泡的U﹣I图象如图丙所示，可知小灯泡的额定功率为 W。
（3）进一步观察小灯泡的U﹣I图象，该同学发现小灯泡在不同电压或电流下电阻不同，他推测可能是因为电流的热效应导致灯丝温度发生了变化，温度越高，小灯泡的电阻 （选填“越大”或“越小”）。
四、计算题（第21小题6分，第22小题7分，第23小题7分，共20分；解答要有必要的公式和过程）
21．（6分）如图所示是小红家使用煤气灶烧水时的场景，为了测量煤气灶烧水时的效率，她在水壶中加入4L温度为15℃的冷水，当水刚沸腾时（一个标准大气压下），煤气表的示数是1216.030m3，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为1.7×107J/m3，求：
（1）水加热至沸腾吸收的热量；
（2）消耗的煤气完全燃烧放出的热量；
（3）该煤气灶烧水时的效率。
22．（7分）如图甲所示，为某太阳能热水器温度显示器的电路结构图，可通过电压表的示数变化反映水温的变化，电压表的量程为0～3V，定值电阻R0＝100Ω，R1为热敏电阻，其电阻随着水温度变化的规律如图乙所示，当电路工作时
（1）分析当水温升高时，电压表示数如何变化；
（2）当水温为40℃时，电压表的示数；
（3）此电路所能允许的最高水温。
23．（7分）如图所示的是某品牌电热毯的工作电路图，开关可分别置于0﹣1、1﹣2、2﹣3位置，其中R1和R2为发热电阻，该电热毯具有低温和高温两个挡位，对应的电功率分别为40W和120W
（1）高温挡时开关的位置？
（2）如果每晚工作8h，高温挡工作1h，低温挡工作7h
（3）电阻R1和R2的阻值分别是多少？
参考答案与试题解析
一、填空题（每空2分，共20分）
1．（2分）目前在轨的有中国空间站和国际空间站。中国空间站的轨道高度是：远地点346.9km，近地点319.6km，如图所示，其运动速度越来越大，重力势能 减小 。（选填“增大”“减小”或“不变”）
【分析】动能的影响因素是物体的质量和速度，重力势能的影响因素是物体的质量和高度。
【解答】解：从远地点到近地点的过程中，空间站的质量不变，动能逐渐增大，重力势能逐渐减小。
故答案为：减小。
【点评】此题考查了动能和重力势能的影响因素，难度不大，属基础题目。
2．（2分）如图所示，两根绝缘的细线分别悬挂着轻质小球A和B，已知小球A带正电 不可能带正电 （选填“一定带负电”“一定不带电”或“不可能带正电”）。
【分析】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。
【解答】解：由图可知，轻质小球A和B相互吸引，根据异种电荷相互吸引可知；又因为带电体可以吸引轻小物体，但小球B一定不可能带正电。
故答案为：不可能带正电。
【点评】相互排斥一定是同种电荷，相互吸引有可能是异种电荷，也有可能是带电体吸引不带电的轻小物体，了解这些是解答的关键。
3．（2分）下列生活事例中：①热水袋中用热水取暖；②火箭用液态氢作为燃料；③精密仪器中用银作为导线 ①④ （填序号）。
【分析】（1）水的比热容大，说明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；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；
（2）热值是燃料本身的特性，相同的质量的不同燃料完全燃烧，热值越大的燃料，放出的热量越多；
（3）银的导电性比较强。
【解答】解：①由于水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，水放出的热量多，故和水的比热容有关；
②火箭用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的热值大，完全燃烧放出的热量多；
③精密仪器中用银作为导线，因为银的导电性比较强；
④由于水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，水吸收的热量多。
应用到物质比热容大的特点的有①④。
故答案为：①④。
【点评】本题主要考查学生对水的比热容大的特点以及应用的了解和掌握，属于基础题。
4．（2分）摩擦起电的实质是因为电子的转移，丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，是因为玻璃棒上的电子转移到了丝绸上 得到 （选填“得到”或“失去”）电子会带上负电荷。
【分析】摩擦起电的实质是因为电子的转移，物体得到电子带负电，失去电子带正电。
【解答】解：丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，是因为玻璃棒上的电子转移到了丝绸上；
故答案为：得到。
【点评】本题考查了摩擦起电的实质，属于基础知识，难度较小。
5．（2分）一攀岩爱好者体重为540N，背着质量为6kg的背包用20min登上8m的峭壁，在此过程中 4 W。（g取10N/kg）
【分析】已知背包质量，可利用公式G＝mg计算重力，计算总重力，已知攀登的高度，利用公式W＝Gh计算功，可利用公式P＝得到平均功率。
【解答】解：背包的质量m包＝6kg，g＝10N/kg，
背包的重力G包＝m包g＝6kg×10N/kg＝60N，
人和包的总重力G＝G人+G包＝540N+60N＝600N，
人对自己和背包在上升过程中做功W＝Gh＝600N×5m＝4800J，
运动时间t＝20min＝1200s，
做功的平均功率P＝＝4W。
故答案为：4。
【点评】本题考查了利用重力的公式、功的公式和功率的公式进行分析和计算，已知量都知道，直接代入数值即可。
6．（2分）如图所示的电路中，电源电压为3V且保持不变，依次闭合开关S1和S2，发现S2闭合后电流表的示数增大了0.2A，则电阻R2的阻值为 15 Ω。
【分析】电源电压为3V且保持不变，闭合开关S1，电路为R1的简单电路，
闭合S2，两电阻并联接入电路，电流表测干路电流，发现S2闭合后电流表的示数增大了0.2A，根据并联电路电流规律可知通过电阻R2的电流，根据欧姆定律计算电阻R2的阻值。
【解答】解：电源电压为3V且保持不变，闭合开关S1，电路为R4的简单电路，
闭合S2，两电阻并联接入电路，电流表测干路电流2闭合后电流表的示数增大了4.2A，
并联电路互不影响，并联电路干路电流等于各支路电流之和2的电流为5.2A，
并联电路各支路两端电压相等，根据欧姆定律可得电阻R2的阻值为：R5＝＝＝15Ω。
故答案为：15。
【点评】本题考查并联电路特点和欧姆定律的灵活运用。
7．（2分）如图所示电路中，闭合开关后，两电压表指针偏转角度完全相同1和R2阻值之比为 4：1 。
【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测电源的电压，电压表V2测R2两端的电压；两只电压表指针位置相同时，大量程示数是小量程示数的5倍，根据串联电路的电压特点求出两电阻两端的电压之比，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出两电阻的阻值之比。
【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表V4测电源的电压，电压表V2测R2两端的电压；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且两个电压表指针偏转角度相同，
所以，电压表V7的示数是电压表V2示数的5倍，则两电阻两端的电压之比：＝＝＝，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，两电阻的阻值之比：＝＝＝。
故答案为：2：1。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是知道电表指针偏角相同时大量程的示数是小量程示数的5倍。
8．（2分）某电水壶在电压为220V的家庭电路中正常工作时，电阻丝的电阻为48.4Ω，将一壶水烧开需要10min 6×105 J。
【分析】电水壶的电热丝消耗的电能全部用来产生热量，根据Q＝W＝t求出产生的热量。
【解答】解：电水壶的电热丝消耗的电能全部用来产生热量，这段时间内电阻丝上产生的热量为：
Q＝W＝t＝5J。
故答案为：6×104。
【点评】本题考查了焦耳定律的应用，难度不大。
9．（2分）如图所示的电路中，电源电压U恒定，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，R3＝30Ω，电路接通后，电压表的示数为4V，则电流表的示数为 0.3 A。
【分析】由图可知三个电阻串联接入电路，电压表测R2两端的电压，根据串联电路电流特点结合欧姆定律计算此时通过电路的电流，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算电源电压，
将电压表换成电流表，R2被短路，R1、R3串联接入电路，电流表测通过电路的电流，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算此时通过电路的电流。
【解答】解：由图可知三个电阻串联接入电路，电压表测R2两端的电压，
串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：I＝＝，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则电源电压：U＝I（R1+R3+R3）＝0.4A×（10Ω+20Ω+30Ω）＝12V，
将电压表换成电流表，R2被短路，
R1、R2串联接入电路，电流表测通过电路的电流＝＝7.3A。
故答案为：0.8。
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用。
10．（2分）如图所示的是小灯泡L和定值电阻R中的电流随电压变化的图象，若将小灯泡L和电阻R串联在电源电压为5V的电路中工作，1min内电路消耗的总电能为 120 J。
【分析】由于R与L串联时通过它们的电流相等，电源电压等于两者两端的电压之和；根据图象读出符合的电流和电压，由W＝UIt可求得1min电路消耗的电能。
【解答】解：若将L与R串联在5V的电源上，因串联电路中各处的电流相等，
所以，由图象可知，电阻R两端的电压为4V；
工作4min时，电路消耗的总电能W＝UIt＝5V×0.5A×1×60s＝120J。
故答案为：120。
【点评】本题考查了串联电路的特点和消耗的电能的计算，关键是从图象中得出灯泡和R电流与电压之间的关系。
二、选择题（每小题2分，共14分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的）
（多选）11．（2分）关于内能、热量和温度，下列说法中正确的是（ ）
A．温度越高的物体含有的热量越多
B．物体的温度不变时，内能有可能发生变化
C．热传递过程中，内能大的物体总是放出热量
D．物体吸收了多少热量，内能就增加多少
【分析】（1）热量是一个过程量，不能用含有、具有等来修饰；
（2）晶体在凝固时，放出热量，但温度不变；
（3）热传递的条件：有温度差；
（4）热传递可以改变物体内能：低温物体吸收热量，内能增加、温度升高；高温物体放出热量，内能会减小、温度降低。
【解答】解：A、热量是过程量，故A错误；
B、晶体在凝固时，温度不变，故B正确；
C、热传递过程中，内能大的物体不一定放出热量；
D、物体吸收了多少热量；物体放出了多少热量，故D正确。
故选：BD。
【点评】本题主要考查学生对温度、内能与热量关系以及热传递的条件的理解和应用，是一道综合题。
12．（2分）如图所示的是小明家7月31日和8月31日电能表的表盘，下列说法中错误的是（ ）
A．小明家8月份消耗的总电能为910kW•h
B．小明家所有用电器同时工作时的电功率不能超过8.8kW
C．该电能表铝质转盘每转一转，消耗的电能为1000J
D．利用电能表和秒表可以测量家庭电路中用电器的电功率
【分析】（1）电能表读数时注意：最后一位是小数，单位是kW•h；8月份小明家消耗的电能等于7月末、8月末电能表的示数之差；
（2）220V是指电能表的工作电压，40A是指电能表平时工作允许通过的最大电流，利用P＝UI求小明家所有用电器同时工作时的最大电功率；
（3）“3600r/（kW•h）”表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3600r，据此可求电能表的转盘转过1转时，电路消耗的电能；
（4）利用电能表和秒表可以测量在一定时间t内电能表转盘的转数n，结合“3600r/（kW•h）”求消耗的电能，再利用P＝求用电器的电功率。
【解答】解：A、小明家8月份消耗的总电能为：8724.5kW•h﹣8633.4kW•h＝91.0kW•h；
B、“220V，电能表平时工作允许通过的最大电流为40A最大＝UI最大＝220V×40A＝8800W＝8.4kW，故B正确；
C、“3600r/（kW•h）”表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转过1转时kW•h＝6J＝1000J，故C正确；
D、利用电能表和秒表可以测量在一定时间t内电能表转盘的转数n，再利用P＝，故D正确。
故选：A。
【点评】本题考查了电能表的读数、消耗电能和电功率的计算，明确电能表相关参数的意义是关键。
13．（2分）灯泡L1标有“6Vㅤ6W“，灯泡L2标有“6Vㅤ3W“，现将两灯泡串联接在电源电压为9V的电路中，不考虑温度对灯泡电阻的影响，下列说法中正确的是（ ）
A．灯泡L1可以正常发光
B．灯泡L1比灯泡L2亮
C．灯泡L1和L2消耗的功率之比为1：2
D．将电源电压换成12V，两灯都能正常发光
【分析】根据I＝分别求出两灯泡的额定电流，根据R＝分别求出两灯泡的阻值；
（1）根据欧姆定律求出将两灯泡串联接在电源电压为9V的电路中后的电路电流，据此分析；
（2）灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，而串联电路中各处的电流都相等，根据P＝I2R进行判断；
（3）串联电路中各处的电流都相等，根据电功率公式P＝I2R计算灯泡L1和L2消耗的功率之比；
（4）将电源电压换成12V，根据欧姆定律计算出电路电流，据此分析。
【解答】解：由P＝UI可知，两灯泡的额定电流分别为：I1＝＝＝5A，I2＝＝＝3.5A；
由I＝可知1＝＝＝6Ω，R2＝＝＝12Ω；
A、将两灯泡串联接在电源电压为9V的电路中＝＝0.5A5不能正常发光，灯泡L2可以正常发光，故A错误；
B、灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，根据P＝I2R可知，灯泡L7比灯泡L2的实际功率小，因此灯泡L1比灯泡L4暗，故B错误；
C、串联电路中各处的电流都相等1和L2消耗的功率之比为＝＝＝＝＝1：8；
D、将电源电压换成12V＝≈0.67A，故D错误。
故选：C。
【点评】此题考查了欧姆定律、串联电路的特点、电功率公式的应用，稍有难度，属基础题。
14．（2分）如图所示的电路中，闭合开关后，两灯均发光，一段时间后，一灯突然熄灭，出现这种现象的原因可能是（ ）
A．灯泡L1短路B．灯泡L2短路
C．灯泡L1断路D．灯泡L2断路
【分析】根据实物图可知，两个灯泡并联，电压表测量电源的电压，电流表测量通过灯泡L1的电流；根据灯泡的发光情况、电表的示数变化情况分析电路故障的原因。
【解答】解：根据实物图可知，两个灯泡并联，电流表测量通过灯泡L1的电流；
闭合开关后，两灯均发光，一段时间后，电压表示数不变；
电流表示数不变，这说明L1所在支路是正常的，所以故障是灯泡L3断路。
故选：D。
【点评】对于故障问题，根据电流表有无示数判断电路是通路还是断路，电流表有示数电路是通路，电流表无示数是断路，然后通过电压表来判断电路故障的具体情况。
15．（2分）如图所示的电路中，电源电压恒定，R1和R2为定值电阻，当开关S闭合后，下列说法中正确的是（ ）
A．电流表示数变小
B．电流表示数变大
C．电压表示数不变
D．电压表与电流表示数的比值变大
【分析】根据电路图可知，开始S断开时，两个电阻串联，电压表测量R1两端的电压，电流表测量电路中的电流；开始S闭合时，R2被短路，电压表测量电源电压，电流表测量电路中的电流；根据总电阻的变化和欧姆定律分析电流表示数的变化，根据电压表的测量对象分析电压表示数的变化；根据R＝分析电压表与电流表示数比值的变化。
【解答】解：根据电路图可知，开始S断开时，电压表测量R1两端的电压，电流表测量电路中的电流，R2被短路，电压表测量电源电压；开关闭合后的总电阻变小，电路中的电流变大；根据串联电路的电压关系可知；
根据R＝可知2的阻值，保持不变；
综上所述，B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了电路的动态分析、欧姆定律的应用，难度不大。
16．（2分）如图所示，用滑轮组提升所受重力为900N的物体A。物体在拉力F作用下被竖直匀速提升了4m，用时40s，滑轮组的额外功是400J，下列说法中正确的是（ ）
A．动滑轮所受的重力为10N
B．拉力F的功率是100W
C．物体A上升的速度是0.3m/s
D．滑轮组的机械效率是95%
【分析】（1）不计绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功，利用W额＝G动h求动滑轮重力；
（2）利用W＝Gh求有用功，拉力做的总功等于有用功加上额外功，又知道做功时间，利用P＝求拉力的功率；
（3）利用速度公式求物体上升的速度；
（4）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
【解答】解：A、物体A被提高h＝4m，动滑轮提升的高度也是h＝4m，提升动滑轮做的功为额外功额＝G动h可知，动滑轮重力为：G动＝＝＝100N；
B、有用功W有用＝Gh＝900N×4m＝3600J，
拉力做的总功W总＝W有用+W额＝3600J+400J＝4000J，
拉力的功率为：P＝＝＝100W；
C、物体A上升的速度为：
v物＝＝＝5.1m/s；
D\滑轮组的机械效率η＝＝×100%＝90%。
故选：B。
【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算，要明确：不计绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功。
17．（2分）如图所示的电路中，电源电压保持4.5V不变，定值电阻R1的规格为“5Ωㅤ0.5A”，滑动变阻器R2的规格为“20Ωㅤ1A”，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，为了保证电路安全，下列说法中正确的是（ ）
A．电流表示数变化范围为0.18A～0.5A
B．电压表示数变化范围为1.5V～3V
C．R2的电阻变化范围为4Ω～10Ω
D．电路消耗的电功率变化范围为1.35W～2.7W
【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）根据电路的电流特点结合电流表的量程、R1、R2允许通过的最大电流确定电路中的最大电流，此时R1两端的电压最大，电压表的示数最小，变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出R1两端的最大电压，根据串联电路的电压特点求出电压表的最小示数，再根据欧姆定律求出滑动变阻器R2接入电路的最小阻值；
（2）当电压表的示数U2＝3V时，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据欧姆定律求出此时电路中的电流，再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻，然后与滑动变阻器的最大阻值相比较确定出电压表的最大示数、R1两端的最小电压、滑动变阻器R2接入电路的最大阻值为10Ω以及电路中的最小电流，由P＝UI算出电路的最大功率和最小功率，然后得出答案。
【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R4两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.3A，R1允许通过的最大电流为0.2A，R2允许通过的最大电流为1A，
所以，电路中的最大电流I大＝8.5A，此时R1两端的电压最大，电压表的示数最小，
由I＝可得，R8两端的最大电压U1大＝I大R1＝7.5A×5Ω＝4.5V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电压表的最小示数U2小＝U﹣U2大＝4.5V﹣3.5V＝2V，
滑动变阻器R2接入电路的最小阻值R2小＝＝＝3Ω；
电路的最大功率为：
P＝UI大＝4.5V×7.5A＝2.25W；
（2）当电压表的示数U5＝3V时，R1两端的电压最小为：
U6小＝U﹣U2＝4.4V﹣3V＝1.7V，
此时电路中的电流最小为：
I＝＝＝5.3A，
滑动变阻器接入电路中的电阻：
R2＝＝＝10Ω＜20Ω，
电路的最小功率为：
P′＝UI小＝4.5V×4.3A＝1.35W；
所以，电压表的最大示数为2V，滑动变阻器R2接入电路的最大阻值为10Ω，电路中的最小电流为0.6A，则
A、电流表的示数变化范围是0.3A～4.5A；
B、电压表的示数变化范围是2V～3V；
C、R2的电阻变化范围为4Ω～10Ω，故C正确；
D、电路消耗的电功率变化范围为6.35W～2.25W。
故选：C。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，正确的确定电路中的最大电流和电路中的最小电流是关键。
三、实验题（第18小题4分，第19小题4分，第20小题8分，共16分）
18．（4分）在探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验时，某同学设计的部分实验装置如图所示，两个相同的透明容器中封闭着质量相同的空气。
（1）本实验中，导体上产生的热量是通过U形管内液面的高度差来反映的 ① （填序号）。
①探究导体的电阻大小与哪些因素有关；
②探究电流大小与电压和电阻的关系。
（2）图中实验装置是为了探究电流通过导体时产生的热量与 电流 的关系。
【分析】（1）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液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；
（2）电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，结合串联、并联电路电流的规律分析。
【解答】解：（1）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形管液面高度差的变化来反映；
①在探究导体的电阻大小与哪些因素有关时，电阻的大小可以通过电流表的示数大小来反映；
②在探究电流大小与电压和电阻的关系，运用了控制变量法；
（2）乙图中右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，故乙图实验装置实验可以研究电流产生的热量与电流的关系。
故答案为：（1）①；（2）电流。
【点评】本题探究“导体产生的热量与什么因素有关”，考查控制变量法、转换法、串联和并联电路的规律及焦耳定律的运用。
19．（4分）为了“探究电流与电压关系”，某小组利用5Ω的定值电阻接入电路中进行实验，所接电源电压为4V
（1）为了完成实验，请用笔代替导线将电路连接完整，要求开关闭合时滑片在最左边。
（2）实验时，老师要求该小组同学测量五组数据，但该小组只测了四组，记录的数据如表格所示，老师看到数据后立即指出第 1 次数据并不是直接测量所得。
【分析】（1）“探究电流与电压关系”，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表并联在定值电阻两端；
（2）定值电阻与滑动变阻器串联，根据串联电路电压规律，由表格中数据和欧姆定律，可求出对应的滑动变阻接入的阻值，结合滑动变阻器的规格，可判断哪组是拼凑数据。
【解答】解：（1）“探究电流与电压关系”，定值电阻与滑动变阻器串联，开关闭合时滑片在最左边；
（2）当定值电阻两端电压为0.5V时，根据串联电路电压规律滑＝2V﹣0.5V＝2.5V，则滑动变阻器的阻值为R＝＝，而滑动变阻器最大阻值为20Ω。
故答案为：（1）如上图；（2）3。
【点评】本题考查探究电流与电压关系实验，包括电路的连接，数据的分析。
20．（8分）如图甲所示，为某同学“测量小灯泡电功率”的实验电路图，其中电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）根据电路图连接好实物电路（电路连接正确），闭合开关，发现小灯泡很亮，出现该现象的原因可能是 滑动变阻器连入电路的阻值太小 。
（2）找到原因并解决后，重新开始实验，在调节滑动变阻器的过程中，此时通过小灯泡的电流为 0.32 A。随后该同学记录下了多组电压表和对应电流表的示数，并绘制出了小灯泡的U﹣I图象如图丙所示，可知小灯泡的额定功率为 0.75 W。
（3）进一步观察小灯泡的U﹣I图象，该同学发现小灯泡在不同电压或电流下电阻不同，他推测可能是因为电流的热效应导致灯丝温度发生了变化，温度越高，小灯泡的电阻 越大 （选填“越大”或“越小”）。
【分析】（1）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处；
（2）根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据P＝UI求出该小灯泡的额定功率；
（3）影响电阻大小的因素有：导体的材料、长度、横截面积和温度；对大多数导体来说，温度越高，电阻越大。
【解答】解：（1）灯发光且很亮，电压表，说明滑动变阻器连入电路的阻值太小；
（2）灯在额定电压下正常发光，小灯泡正常发光时电流表的示数如图丙所示，分度值为0.02A，
由小灯泡的U﹣I图象知，该小灯泡的额定功率是：
P＝UI＝2.7V×0.3A＝4.75W；
（3）灯丝两端的电压增大时，灯泡变亮，电阻增大；所以，温度越高。
故答案为：（1）滑动变阻器连入电路的阻值太小；（2）0.32；（3）越大。
【点评】本题考查了电路故障原因与现象的对应关系、从图象中读出对应的电压和电流来计算电功率，分析电阻和温度的关系等。
四、计算题（第21小题6分，第22小题7分，第23小题7分，共20分；解答要有必要的公式和过程）
21．（6分）如图所示是小红家使用煤气灶烧水时的场景，为了测量煤气灶烧水时的效率，她在水壶中加入4L温度为15℃的冷水，当水刚沸腾时（一个标准大气压下），煤气表的示数是1216.030m3，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为1.7×107J/m3，求：
（1）水加热至沸腾吸收的热量；
（2）消耗的煤气完全燃烧放出的热量；
（3）该煤气灶烧水时的效率。
【分析】（1）根据密度公式求出水的质量；根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（2）烧水前后煤气表的示数差即为消耗的煤气的体积；根据Q放＝Vq求出消耗的煤气完全燃烧放出的热量；
（3）根据效率公式求出煤气灶烧水的效率。
【解答】解：（1）4L水的质量：m＝ρV＝1.4×103kg/m3×7×10﹣3m3＝2kg，；
水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.6×103J/（kg•℃）×4kg×（100℃﹣15℃）＝7.428×106J；
（2）消耗的煤气的体积：V＝1216.030m3﹣1215.890m7＝0.14m3；
消耗的煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝6.14m3×1.5×107J/m3＝6.38×106J；
（3）煤气灶烧水的效率：η＝×100%＝。
答：（1）水吸收的热量1.428×106J；
（2）消耗的煤气完全燃烧放出的热量为8.38×106J；
（3）煤气灶烧水的效率为60%。
【点评】本题考查吸热公式、燃料完全燃烧放热公式以及效率公式的应用，是一道热学综合计算题，熟记公式并能灵活运用是解题的关键。
22．（7分）如图甲所示，为某太阳能热水器温度显示器的电路结构图，可通过电压表的示数变化反映水温的变化，电压表的量程为0～3V，定值电阻R0＝100Ω，R1为热敏电阻，其电阻随着水温度变化的规律如图乙所示，当电路工作时
（1）分析当水温升高时，电压表示数如何变化；
（2）当水温为40℃时，电压表的示数；
（3）此电路所能允许的最高水温。
【分析】（1）由图甲可知，R0、R1串联，电压表测R0两端的电压；
由图乙可知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，根据串联电路电阻规律可知水温升高时电路总电阻变化，根据欧姆定律可知通过电路的电流变化，根据U＝IR可知定值电阻两端的电压变化；
（2）当环境温度为40℃时，根据图象读出热敏电阻的阻值，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出电压表的示数；
（3）当电压表的示数最大时，所测环境的温度最高；根据串联电路的电压特点求出电压表示数最大时热敏电阻两端的电压，根据欧姆定律计算此时通过电路的电流，根据串联电路的电流特点和欧姆定律可求出热敏电阻的阻值，根据图象读出对应的温度，从而得出答案。
【解答】解：（1）由图甲可知，R0、R1串联，电压表测R4两端的电压，
由图乙可知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，根据串联电路电阻规律可知水温升高时电路总电阻变小，根据U＝IR可知定值电阻两端的电压最大；
（2）当环境温度为40℃时，由图乙可知1＝200Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以＝＝7.015A，
则电压表的示数：U0＝IR0＝8.015A×100Ω＝1.5V；
（3）所测环境的温度越高，电压表示数越大3′＝3V时，所测环境的温度最高，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以2＝U﹣U3′＝4.5V﹣5V＝1.5V，
因串联电路中各处的电流相等，所以＝＝2.03A，
此时热敏电阻的阻值：R2＝＝＝50Ω，
由图乙可知，此电路所允许的最高环境温度是100℃。
答：（1）当水温升高时，电压表示数增大；
（2）当水温为40℃时，电压表的示数为4.5V；
（3）此电路所能允许的最高水温是100℃。
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用。
23．（7分）如图所示的是某品牌电热毯的工作电路图，开关可分别置于0﹣1、1﹣2、2﹣3位置，其中R1和R2为发热电阻，该电热毯具有低温和高温两个挡位，对应的电功率分别为40W和120W
（1）高温挡时开关的位置？
（2）如果每晚工作8h，高温挡工作1h，低温挡工作7h
（3）电阻R1和R2的阻值分别是多少？
【分析】（1）旋钮开关置于“0﹣1”接线柱，电路未接通；
旋钮开关置于“1﹣2”接线柱，电路为R1的简单电路，根据P＝UI＝可知总功率较小，为低温挡；
旋钮开关置于“2﹣3”接线柱，R1和R2并联，总电阻最小，根据P＝UI＝可知总功率最大，为高温挡；
（2）根据W＝Pt分别求出高温挡工作1h消耗的电能和低温挡工作7h消耗的电能，据此计算一晚消耗多少度电能；
（3）根据R＝分别求出电阻R1的阻值和高温挡时电路的总电阻，根据并联电路的电阻规律计算R2的阻值。
【解答】解：（1）旋钮开关置于“0﹣1”接线柱，电路未接通；
旋钮开关置于“5﹣2”接线柱，电路为R1的简单电路，根据P＝UI＝，为低温挡；
旋钮开关置于“2﹣3”接线柱，R2和R2并联，总电阻最小可知总功率最大；
（2）高温挡工作7h消耗的电能：W高＝P高t高＝120W×1h＝0.12kW×4h＝0.12kW•h；
低温挡工作7h消耗的电能：W低＝P低t低＝40W×2h＝0.04kW×7h＝2.28kW•h；
一晚消耗的电能：W＝W高+W低＝0.12kW•h+0.28kW•h＝3.4kW•h＝0.8度；
（3）电阻R1的阻值：R1＝＝＝1210Ω；
高温挡时，电路的总电阻为：R＝＝＝Ω；
根据并联电路中的电阻规律，有＝+；
代入数据并解得：R2＝605Ω。
故答案为：（1）高温挡时开关的位置为2﹣2位置；
（2）一晚消耗0.4度电能；
（3）电阻R2的阻值是1210Ω，电阻R2的阻值是605Ω。
【点评】此题考查了电路分析、消耗电能的计算、电功率公式的应用、并联电路的特点等，会利用P＝UI＝判断电热毯处于的挡位是关键，有一定难度。实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5