人教版2024-2025学年九年级（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份人教版2024-2025学年九年级（上）期末物理试卷（含解析），共19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。
一、单选题：本大题共6小题，共12分。
1.“砷化铌纳米带”是一种高科技新型材料，用它制造的电子元件可以有效减少因发热而损失的电能。这主要是该材料具有很强的( )
A. 磁性B. 绝缘性C. 导电性D. 弹性
2.人类社会科技的进步离不开科学家的不断探索，了解物理学史，学习科学家的科学态度和责任担当也是我们课程的一个重要内容。以下科学家与其研究贡献不相符的是( )
A. 法拉第—电流的磁效应B. 焦耳—最早精确测量计算电热大小
C. 钱学森—火箭、导弹技术D. 沈括—磁偏角
3.小明同学设计并制作了一个“盲人水杯”，其工作原理如图所示。杯中近杯口处A点是水位器的两个金属触点，当杯中的水位达到A位置时，水位器会发出音乐声，表示水已盛满。杯口处的两个金属触点的作用相当于( )
A. 导线
B. 开关
C. 用电器
D. 电源
4.下列是小博家的三种家用电器的铭牌，以下说法正确的是( )
A. 电压为220V时，这三种用电器都能正常工作
B. 电压低于220V时，54cm彩色电视机的额定功率小于85W
C. FS-69电风扇正常工作1h，消耗0.65kW⋅h电能
D. BC-65B电冰箱比FS-69电风扇消耗电能更多
5.电给我们的生活带来了极大便利，但不正确的用电方式也会造成很大危害。关于安全用电，如图所示的做法中正确的是( )
A. 用湿布擦正在发光的灯泡
B. 使用试电笔时手接触笔尖金属体
C. 发现有人触电时先切断电源
D. 使用电冰箱时金属外壳没有接地
6.如图所示为通电螺线管磁场强弱演示仪的示意图(导线电阻不计)，由图可知以下说法中正确的是( )
A. 当开关S接a点时，仪表指针向右偏转
B. 若将电源正负极对调，仪表指针偏转方向不变
C. 保持滑片P的位置不变，开关S由a点换到b点，仪表示数变小
D. 当开关S接a点，滑片P向上移动时，仪表示数变小
二、多选题：本大题共2小题，共4分。
7.2023年4月12日，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克装置创造了新的世界纪录，标志着我国受控核聚变研究工作又上升到一个新的水平。装置中的超导电缆具有电阻为零的特点，进而使强电流形成强磁场，将极高温等离子状态的物质约束在环形容器里。下列说法正确的是( )
A. 原子弹和“人造太阳”都利用核聚变获得核能
B. 太阳能、风能和潮汐能都属于可再生能源
C. 电阻为零的超导体用于电热水器的发热体可提高其热效率
D. 强电流可以形成强磁场，这是利用了电流的磁效应
8.如图，电源电压恒为6V，定值电阻R1阻值为5Ω，滑动变阻器R2上标有“10Ω 2A”的字样，电流表和电压表选用的量程分别为“0～0.6A”和“0～15V”。当闭合开关S，在保证各元件安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片P，则下列正确的是( )
A. 电压表示数的最大值为3V
B. 定值电阻R1两端的最大电压为3V
C. 滑动变阻器接入电路中的最小电阻值是5Ω
D. 电路总功率的最小值是2.0W
第II卷（非选择题）
三、填空题：本大题共6小题，共14分。
9.人类探索宇宙的步伐从未停止，如图是中国第一辆火星车“祝融号”传送回地球的第一张照片，这些数据和信息是通过______波传递到地球的；“祝融号”使用了4片巨大的“蝴蝶型”太阳能电池阵列，利用太阳能维持其持续工作，它是将太阳能转化为______能。
10.榴莲被誉为“水果皇后”，路过水果店老远就能闻到榴莲的“香味”，这是因为发生了______现象；贺贺进入水果店想买些水果，当他双手搓开塑料袋时，发现塑料袋总会“粘”在手上，这是因为摩擦后使得手与塑料袋带上了______(选填“同种”或“异种”)电荷。
11.如图是一种防火警报器，这款警报器的触发装置是石墨，其原理是电路的电压不变，当有火烧到警报器的触发装置后，石墨的电阻______，通过触发装置的电流会变大，从而发出警报。当没有电流通过时，石墨的电阻______(选填“为0”或“不为0”)。
12.小明看见爸爸的手机锂电池上面标明“电压为3.7V，容量为4200mA⋅h”，则它充满电后存储的电能为______J；若每次都将手机电池电量耗尽后再充满，一度电大约能为该手机充电______次；智能手机在频繁的使用时会导致它的电能消耗很快，当手机“电量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间，这是通过______总功率的方式实现的。
13.如图所示的电路中，已知电阻R1：R2=1：3。如果甲、乙两表均为电压表，当开关S闭合时，R1与R2的连接方式是______联；如果甲、乙两表均为电流表，当开关S断开时，两表的示数之比I甲：I乙= ______。
14.物理知识是对自然现象的概括和总结，又广泛应用于生活和技术当中。诮联系表中的相关内容填写表中空格。
四、作图题：本大题共2小题，共4分。
15.磁体旁的小磁针静止时所指的方向如图所示，请在括号中标出磁体的磁极，并标出图中磁感线的方向。
16.甲图是小东家床头柜上的旋钮开关S，乙图中开关S单独控制台灯的通断和亮度请在乙图中连接符合安全用电要求的电路图．
五、实验探究题：本大题共3小题，共18分。
17.在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中：
(1)在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需______纸板，观察到铁屑排列成如图所示的形状。可见，通电螺线管外部磁场与______磁体的磁场相似。
(2)用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标N、S极，请写出一种判断小磁针N、S极的做法：______。
(3)对调螺线管所接电源正、负极，周围小磁针的指向也随之对调，说明通电螺线管的极性与螺线管中电流的______有关。
18.用图示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。
(1)实验中，除了让开关闭合外，还应当让导体棒AB做______运动，才能产生感应电流；
(2)在仪器和电路连接都完好的情况下，小磊所在小组的实验现象不太明显，请帮他提出一条改进措施：______；
(3)小刚猜想“感应电流的大小可能与导体的运动速度大小有关”，他验证猜想的过程是：控制其他条件不变，让导体在第一次实验中运动较慢，在第二次实验中运动______，观察两次实验中的______，然后进行分析与判断。
(4)若将此装置中的灵敏电流计换成______可探究电动机的工作原理。
19.在物理实验室，九五班物理兴趣小组正在做“测小灯泡电阻”的实验，所用小灯泡的额定电压为2.5V。

(1)小昊设计了如图甲所示的部分电路，用笔画线代替导线将图甲的电路图连接完整，要求滑片P向右移动时，灯泡变亮；(注意导线不要交叉)
(2)测小灯泡的电阻的实验原理是______；
(3)小涵同学连好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光且很快熄灭。检查发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处：① ______，② ______；
(4)小昊设计了记录表格，请你指出表格中的问题：______；第2次实验时电压表的示数如图乙所示，要测量小灯泡正常工作时的电阻，小涵应将滑片P向______端(填“左”或“右”)移动；第3次实验时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡正常发光时的电阻是______Ω；(结果保留一位小数)
(5)实验结束后，小天同学发现有一个铭牌缺失的定值电阻Rx，聪明的他利用另一个阻值已知的定值电阻R0设计了如图丁所示的电路图，不用电流表也能测量出Rx的阻值。其中电源电压未知且恒定，操作如下：
①闭合S1、S2时，电压表的示数为U1。
② ______，电压表的示数为U2。
③未知电阻Rx的表达式：Rx= ______(用U1、U2、R0表示)。
六、计算题：本大题共2小题，共18分。
20.“地锅炖”是中国民间的一道古老的传统小吃，有着上千年的历史，最常见的就是铁锅炖大鹅(如图)。其炖出的汤汁颜色鲜红，香色醉厚，是名副其实的中国传统饮食文化的代表。在一个标准大气压下，用炉子将4.5kg的食材从20℃加热至沸腾，共燃烧了2kg的干木柴，继续慢炖。已知锅内食材平均比热容为4.0×103J/(kg⋅℃)，干木柴的热值为1.2×107J/kg。求：
(1)食材加热到沸腾时吸收的热量；
(2)地锅炖食材烧到沸腾时的效率；
(3)若食材加热到沸腾时吸收的热量由燃烧煤气获得，则至少要消耗多少m3的煤气？(不计热量损失，煤气的热值约为4×107J/m3)
21.如表为某电火锅的铭牌，其内部简化电路如图甲所示，R1、R2为阻值一定的电热丝，且R2>R1。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同挡位工作。
(1)求R1的阻值；
(2)若家庭电路的电压是220V，室内插座的额定电流是5A，用该插座仅给电火锅供电，从安全用电和加热快的角度考虑，应选择哪挡位？请说明理由。
(3)若把家中的其它用电器都与电源断开，仅让电火锅工作5min，发现如图乙所示电能表的指示灯闪烁了240次。求电火锅在这段时间内的实际功率。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当电流和通电时间相同时候，电阻越小导体产生的热量越少，该材料具有很强的导电性，电阻较小，能够有效减少发热，故C正确。
故选：C。
性质决定用途，据此分析。
本题考查了几个能反映物质本身性质的物理量，要求同学对主要物理量的物理意义具有一定的了解。
2.【答案】A
【解析】解：A、奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，故A错误；
B、焦耳—最早精确测量计算电热大小，故B正确；
C、钱学森对中国火箭、导弹和航天事业的发展作出了不可磨灭的巨大贡献，故C正确；
D、沈括发现了磁偏角，故D正确。
故选：A。
根据对物理学家及其成就的了解作答。
多了解物理学史对培养我们学习物理的兴趣是有帮助的，所以考试中也时有涉及，在学习中应注意。
3.【答案】B
【解析】解：由题意知：当杯中的水位到达A位置时，电路接通，水位器会发出音乐声，这说明杯口处两个触点的作用相当于开关。
故选：B。
由图可知，电路由水位器、电源、导线组成，当电路闭合时，水位器才有可能发出声音，根据题意分析触点的作用。
本题是一道基础题，分析清楚电路结构、知道电路闭合时水位器才能发出乐音是正确解题的关键。
4.【答案】A
【解析】解：A、电冰箱、电风扇的额定电压均是220V，彩色电视机的工作电压是170V-240V，所以电压为220V时，这三种用电器都能正常工作，故A正确；
B、电压低于170V时，54cm彩色电视机的额定功率小于85W，故B错误；
C、FS-69电风扇正常工作1h，消耗的电能为W=Pt=65W×1h=0.065kW×1h=0.065kW⋅h，故C错误；
D、由W=Pt可知，用电器消耗的电能与功率P和时间t有关，虽然BC-65B电冰箱的额定功率大于FS-69电风扇的额定功率，但由于不知道工作时间，所以无法比较消耗电能多少，故D错误。
故选：A。
(1)(2)从铭牌上可以得出每个用电器的额定频率、额定电压和额定功率，据此分析回答。
(3)根据W=Pt计算出FS-69电风扇正常工作1h消耗的电能；
(4)由公式W=Pt可知，用电器消耗的电能与功率P和时间t有关，据此进行分析。
由铭牌信息找出用电器的额定电压、额定功率等信息是解题的关键。
5.【答案】C
【解析】解：A、水是电的导体，用湿抹布擦带电的用电器时，可能会因湿抹布导电而发生触电事故，故B错误；
B、使用试电笔时，手要接触笔尾金属体，不能碰笔尖，故B错误；
C、发现有人触电，首先应切断电源，或用干木棒把电线挑开，然后根据具体情况，进行相应的救治，故C正确；
D、电冰箱使用时金属外壳一定要接地，防止漏电时发生触电事故，故D错误。
故选：C。
(1)湿物体是导体，接触带电体容易发生触电；
(2)使用试电笔时，手必须接触笔尾的金属体；
(3)发现有人触电或电引起的火灾，首先切断电源，再实行救援措施；
(4)家用电器的金属外壳一定要接地，当家用电器漏电时，当人接触金属外壳时，地线把人体短路，防止触电事故的发生。
本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、多积累，加强安全意识，不能违反。
6.【答案】D
【解析】解：
A、由安培定则可知，通电螺线管的右端为N极，根据同名磁极相互排斥可知，仪表指针向左偏转，故A错误；
B、若将电源正负极对调，电流方向改变，磁场方向改变，仪表指针偏转方向改变，故B错误；
C、保持滑片P的位置不变，开关S由a点换到b点，线圈匝数增加，磁性增强，排斥力增大，指针偏转变大，仪表示数变大，故C错误；
D、当开关S接a点接滑片P向上移动时，变阻器接入电路的电阻增大，电流减小，磁性减弱，排斥力减小，指针偏转变小，仪表示数变小，故D正确。
故选：D。
(1)由安培定则判断通电螺线管的南北极，利用磁极间的相互作用判断仪表指针向的偏转；
(2)通电导体在磁场受力的方向与电流的方向、磁场方向有关；
(3)通电螺线管磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯有关；
(4)根据滑动变阻器的移动方向判断通电螺线管的磁性强弱变化，再判断仪表示数变化。
熟悉磁极间的作用规律，并能结合欧姆定律并利用控制变量的思维分析是解决该题的关键。
7.【答案】BD
【解析】解：A、原子弹利用核裂变获得核能；“人造太阳”利用核聚变获得核能，故A错误；
B、太阳能、风能和潮汐能可以从自然界源源不断得到补充，属于可再生能源，故B正确；
C、超导体电阻为零，不能用于电饭锅的发热体，故C错误；
D、电流周围存在磁场，强电流可以形成强磁场，这是利用了电流的磁效应，故D正确。
故选：BD。
(1)原子弹利用核裂变获得核能；“人造太阳”利用核聚变获得核能；
(2)能够从自然界源源不断得到补充的能源为可再生能源；不能够从自然界源源不断得到补充的能源为不可再生能源；
(3)超导体电阻为零，不能作为用电器的发热材料；
(4)电流周围存在磁场，强电流可以形成强磁场，这是利用了电流的磁效应。
本题考查了核能的利用、能源的分类、超导体的用途、电流的磁效应，难度不大。
8.【答案】BC
【解析】解：由图可知，R1、R2串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流；
AD、当滑动变阻器接入电路中的阻值最大R2=10Ω时，根据串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻R总=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω，
根据欧姆定律可知，此时电路中的电流最小：I小=UR总=6V15Ω=0.4A，
R1两端的电压最小：U1小=I小R1=0.4A×5Ω=2V，
根据串联电路的电压特点可知，此时滑动变阻器两端的电压最大：U2大=U-U1小=6V-2V=4V，故A错误；
电路中的最小总功率：P小=UI小=6V×0.4A=2.4W，故D错误；
B、根据滑动变阻器的规格和电流表的量程可知，电路中的最大电流I大=0.6A，
由I=UR可知，R1两端的最大电压：U1大=I大R1=0.6A×5Ω=3V，故B正确；
C、由I=UR可知，电路中的最小阻值：R小=UI大=6V0.6A=10Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，滑动变阻器接入电路的最小阻值：R2小=R小-R1=10Ω-5Ω=5Ω，故C正确。
故选：BC。
由图可知，R1、R2串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流；
(1)当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，根据欧姆定律可知此时电路中的电流最小，R1两端的电压最小，根据串联电路的电压特点可知，此时滑动变阻器两端的电压最大，即电压表的示数最大；根据P=UI求出电路中的最小总功率；
(2)根据滑动变阻器的规格和电流表的量程可知电路中的最大电流，根据欧姆定律求出R1两端的最大电压；
(3)当电路中的电流最大时，根据欧姆定律可知电路中的总电阻最小，根据串联电路特点求出滑动变阻器接入电路的最小阻值；
本题考查串联电路的特点、欧姆定律以及电功率公式的应用，能正确判断电路中的最小电流和最大电流是解题的关键。
9.【答案】电磁 电
【解析】解：“祝融号”传回地球的照片是通过电磁波传递到地球的；太阳能电池阵列是将太阳能转化为电能。
故答案为：电磁；电。
电磁波可以传递信息。
太阳能电池工作时是利用光电转化，将太阳能转化为电能。
本题考查的是电磁波的应用；知道太阳能发电的基本能量转化过程。
10.【答案】扩散 异种
【解析】解：路过水果店老远就能闻到榴莲的“香味”，这是因为发生了扩散现象；贺贺进入水果店想买些水果，当他双手搓开塑料袋时，发现塑料袋总会“粘”在手上，这是因为摩擦后使得手与塑料袋带上了异种电荷。
故答案为：扩散；异种。
不同物质的分子在互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散。
同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥。
本题考查的是扩散现象；知道电荷间的相互作用规律和摩擦起电现象。
11.【答案】变小 不为0
【解析】解：警报器的触发装置是石墨，其原理是整个电路的电压不变，当有火烧到警报器的触发装置后，石墨的温度升高，电阻变小，通过触发装置的电流会变大。从而发出警报；当没有电流通过时，石墨的电阻不为0。
故答案为：变小；不为0。
石墨是导体，其电阻随温度升高而减小；导体的电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过导体的电流无关。
此题考查了温度对导体电阻的影响、电阻的概念，属基础题目。
12.【答案】55944 64 减小
【解析】解：(1)它充满电后存储的电能为：W=UIt=3.7V×4200×10-3A×3600s=55944J；
(2)一度电即1kW⋅h，由1kW⋅h=3.6×106J可知，一度电大约能为该手机充电次数：n=3.6×106J55944J≈64
(3)当手机“电量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间，这是通过减小总功率的方法来实现的。
故答案为：55944；64；减小。
(1)根据公式W=UIt来计算电能；
(2)根据一度电即1kW⋅h，结合1kW⋅h=3.6×106J求出一度电大约能为该手机充电次数；
(3)根据W=Pt来推断它的省电方法。
本题考查了电能与电功率的计算，属于基础题。
13.【答案】串 4：3
【解析】解：
由电路图可知，甲、乙两表均为电压表时，两电阻串联，甲电压表测R1两端的电压，乙电压表测电源的电压；
甲、乙两表均为电流表，当开关S断开时，两电阻并联，甲电流表测干路电流，乙电流表测R1支路的电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，两支路的电流分别为：I1=UR1，I2=UR2，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且R1：R2=1：3(即R2=3R1)，
所以，两电流表的示数之比：I甲I乙=I1+I2I1=UR1+UR2UR1=UR1+U3R1UR1=4U3R1UR1=43。
故答案为：串；4：3。
电压表的电阻非常大，在电路中相当于断路，分析电路时可以去掉，然后根据电流的流向即可判断两电阻的连接方式；
如果甲、乙两表均为电流表，当开关S断开时，两电阻并联，甲电流表测干路电流，乙电流表测R1支路的电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律表示出两支路的电流，再根据并联电路的电流特点求出两电流表的示数之比。
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，关键是电表类型不同时电路串并联的判断和电表所测电路元件的辨别。
14.【答案】水的比热容比较大 电铃 加热试管内的水，软木塞飞出
【解析】解：(1)水的比热容比较大，在吸收或放出相同的热时，温度变化的小，故海边的昼夜温差比较小；北方楼房内的“暖气”用水作为介质，利用的是水的比热容比较大；
(2)通电导线下小磁针受力偏转，说明通电导体周围存在着磁场，原理是电流的磁效应，应用有电磁铁、电铃、电磁继电器等；
(3)加热试管内的水，软木塞飞出，水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能减小，内能转化为机械能，热机就是应用的这一原理。
故答案为：水的比热容比较大；电铃；加热试管内的水，软木塞飞出。
根据表格内容，结合所学物理知识分析解答，此题属于开放性题目，答案不唯一。
此题考查水的比热容较大特点、电流磁效应以及热机的原理，具有较强的综合性，难度适中，属于中档题。
15.【答案】解：图中小磁针静止时其N极向左，说明该点的磁场方向向左，所以磁感线的方向是向左的；因磁体周围的磁感线从N极发出，回到S极，故右侧磁体的左端为N极；如图所示：

【解析】小磁针静止时其N极所指的方向为该点的磁场方向，由小磁针N极所指的方向可知磁感线的方向；由磁体周围的磁感线分布可知磁体的磁极。
该题主要考查了磁体周围的磁感线分布，是一道基础题。
16.【答案】解：据题目可知，此时变阻器必须与灯泡串联，从安全用电的角度分析，开关应该接在火线上，灯直接接零线，如下图：

【解析】灯泡的接法：火线首先过开关，再接入灯泡，零线直接接入灯泡；
能从安全用电的角度正确连接家庭电路图是解决该题的关键．
17.【答案】轻敲纸板 条形 将小磁针水平放置在水平桌面上，待其静止时，指向北的一端N极，指南的一端为S极 方向
【解析】解：(1)周围铁屑会被磁化，但由于其与纸板的摩擦力太大，它不能自己转动，因此实验中可以轻敲纸板减小铁屑与纸板的摩擦，使铁屑受到磁场的作用力而有规律地排列；
由图中铁屑排列形状可知，通电螺线管外部磁场与条形磁体相似；
(2)将小磁针水平放置在水平桌面上，待其静止时，指向北的一端N极，指南的一端为S极；
(3)对调螺线管所接电源正、负极，周围小磁针的指向也随之对调，说明通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。
故答案为：(1)轻敲纸板；条形；(2)将小磁针水平放置在水平桌面上，待其静止时，指向北的一端N极，指南的一端为S极；(3)方向。
(1)周围铁屑会被磁化，但由于其与纸板的摩擦力太大，它不能自己转动，因此实验中轻敲纸板，根据图中铁屑排列形状分析解答；
(2)地球是个大磁体，地磁场内的磁体都受到地磁场的作用，总是一端指南一端指北；
(3)通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向和线圈的绕法有关。
本题探究通电螺线管外部磁场方向，考查实验操作、判断磁极的方法和根据现象归纳结论的能力。
18.【答案】切割磁感线 增大导体切割磁感线的速度 较快 灵敏电流计偏转的角度 电源
【解析】解：(1)实验中，除了让开关闭合外，还应当让导体棒AB做切割磁感线运动，才能产生感应电流。
(2)在仪器和电路连接都完好的情况下，王磊所在小组的实验现象不太明显，增大导体切割磁感线的速度可以增强实验效果。
(3)让导体在第一次实验中运动较慢，在第二次实验中运动较快，观察两次实验中的灵敏电流计偏转的角度，然后进行分析与判断；
(4)电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，由此可知，我们需要在电路中添加电源，即将灵敏电流计换成电源。
故答案为：(1)切割磁感线；(2)增大导体切割磁感线的速度；(3)较快；灵敏电流计偏转的角度；(4)电源。
闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体就会产生感应电流，我们把这种现象叫电磁感应；
感应电流的大小与导体切割磁感线运动的速度和磁场的强弱有关；
电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。
本题考查的是产生感应电流的条件；知道影响感应电流大小的因素。
19.【答案】R=UI 连接电路时，开关没有断开 闭合开关前，滑动变阻器的滑片未调至最大阻值处 求小灯泡电阻的平均值是错误的 右 5.2 闭合S1，断开S2时 U1R0U2-U1
【解析】解：(1)滑片P向右移动时，灯泡变亮，说明电路中电流变大，电阻变小，故变阻器应选右下接线柱与电流表串联在电路中；由表中数据知电流表选择小量程，电压表与灯泡并联，如下图所示：
(2)测小灯泡的电阻的实验原理是R=UI；
(3)为保护电路，连接实物图时应：①断开开关，②滑动变阻器的滑片要调到使连入电路的电阻为最大的位置；
该组同学连接好最后一根导线后，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭，说明连完最后一根线，电路立即接通且电路中电流较大，变阻器接入电路的阻值太小，所以，其原因是：①连接电路时，开关没有断开；②闭合开关前，滑动变阻器的滑片未调至最大阻值处；
(4)由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，实验表格中设计了求小灯泡电阻的平均值是错误的；
小灯泡在额定电压下正常发光，图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.5V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V；
图甲中电流表选用小量程，由图丙可知，电流表分度值为0.02A，示数为0.48A，此时灯泡的电阻：R=U额I额=≈5.2Ω；
(5)在步骤②中，闭合S1，断开S2时，电压表的示数为U2，电压表串联在电路中测电源电压，所以此时电压表的示数是电源电压；
在步骤①中，闭合S1、S2时，电压表的示数为U1，此时两电阻串联接入电路，电压表测待测电阻两端的电压，由串联电路电压的规律，
定值电阻两端的电压：U0=U2-U1；
根据串联电路电流特点和欧姆定律可知，此时电路中的电流：
I=I0=U0R0=U2-U1R0，
则电阻Rx=U1I=U1U2-U1R0=U1R0U2-U1。
故答案为：(1)如上图所示；(2)R=UI；(3)①连接电路时，开关没有断开；②闭合开关前，滑动变阻器的滑片未调至最大阻值处；(4)求小灯泡电阻的平均值是错误的；右；5.2；(5)②闭合S1，断开S2时；③U1R0U2-U1。
(1)根据滑片P向右移动时，灯泡变亮，说明电路中电流变大，电阻变小，据此确定变阻器的连接方式；电流表的量程由表中数据确定；
(2)测小灯泡的电阻的实验原理是R=UI；
(3)连接完最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光，说明连接完最后一根导线，电路立即接通且电路电阻阻值很小，可从连接电路的注意事项入手分析原因；
(4)由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，实验表格中设计了求小灯泡电阻的平均值是错误的；
根据电压表选用小量程确定分度值读出示数，与灯泡的额定电压比较，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；
根据电流表选用小量程确定分度值读出示数，根据欧姆定律求小灯泡正常发光时的阻值；
(5)在步骤②中，闭合S1，断开S2时，电压表的示数为U2，电压表串联在电路中测电源电压，所以此时电压表的示数是电源电压；
在步骤①中，闭合S1、S2时，电压表的示数为U1，此时两电阻串联接入电路，电压表测待测电阻两端的电压，由串联电路电压的规律求出定值电阻两端的电压，根据欧姆定律计算串联电路中的电流，根据串联电路的电流特点和欧姆定律计算出待测电阻的阻值。
本题考查了测量小灯泡电阻，考查电路连接、故障分析、实验操作、电表读数、欧姆定律的应用等，是初中物理非常重要的一个实验，要熟练掌握电压表、电流表及滑动变阻器的正确使用。
20.【答案】解：(1)一个标准大气压下水的沸点为100℃，即需将水加热至100℃，
水吸收的热量：Q吸=cm水(t-t0)=4.0×103J/(kg⋅℃)×4.5kg×(100℃-20℃)=1.44×106J；
(2)2kg干木柴完全燃烧释放的热量：
Q放=mq=2kg×1.2×107J/kg=2.4×107J；
地锅的效率：η=Q吸Q放×100%=1.44×106J2.4×107J×100%=6%；
(3)不计热量损失，则完全燃烧煤气放出的热量等于食材吸收的热量，所以消耗煤气的体积为：
V=Q放q=2.4×107J4×107J/m3=0.6m3。
答：(1)食材加热到沸腾时吸收的热量为1.44×106J；
(2)地锅炖食材烧到沸腾时的效率是6%；
(3)至少要消耗0.6m3的煤气。
【解析】(1)知道水的质量、水的比热容和水的温度变化，根据Q吸=cm(t-t0)求出水吸收的热量；
(2)知道干木柴的热值和质量，根据Q放=mq求出干木柴完全燃烧释放的热量，水吸收的热量和焦炭完全燃烧放出热量的比值即为地锅的效率；
(3)由题意知，煤气完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量，再根据Q放=Vq求出需要消耗煤气的体积。
本题考查学生对吸热公式和燃料燃烧放出热量公式、能量利用率公式的理解与运用，是一道较为简单的计算题。
21.【答案】解：(1)由图知只闭合开关S1时，只有电阻R1接入电路，只闭合开关S2时，只有电阻R2接入电路，闭合开关S1、S2时两电阻并联，由于并联电路的总电阻小于任何分电阻且R1