2022-2023学年安徽省合肥市庐阳区九年级上学期物理期末模拟试题及答案

这是一份2022-2023学年安徽省合肥市庐阳区九年级上学期物理期末模拟试题及答案，共14页。试卷主要包含了填空题，选择题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．如图是某物质熔化过程的图象，由图象可知，它的熔点是 ℃。其中CD段该物质 （选填“固”或“液”或“气”）态。
【答案】0；液
【分析】固体分晶体和非晶体，晶体有一定的熔点，非晶体没有，晶体熔化时吸热但温度不变。根据图像分析物质的存在状态。
【解答】解：由图象知：该物质的温度从A到B处于上升阶段，因此是在吸热。图象中BC段，物质吸收热量，温度保持不变。说明处于熔化过程中，其熔点是0℃．CD段物质又处于温度上升阶段，说明物质已完全熔化，处于液体状态。
故答案为：0；液。
2．如图所示，用酒精灯对试管里的水进行加热，水沸腾后，水蒸气推动软木塞使其迅速冲出管口，在软木塞被推出的过程中，能量转化情况与四冲程汽油机的 冲程相同，管口出现了白雾，这是 （填物态变化名称）现象。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）当物体对外做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小；
（2）汽油机的四个冲程中，做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能；
【解答】解：当瓶内水蒸气把瓶塞冲出时，瓶内水蒸气对瓶塞做功，使得其内能减小，温度降低，即该过程是将内能转化为机械能的过程，此过程与汽油机的做功冲程类似，在做功冲程中也是燃气的内能转化为活塞的机械能；
试管内气体对活塞做功时，内能减小，温度降低，水蒸气放出热量发生液化现象，出现白雾。
故答案为：做功；液化；
3．有R1和R2两电阻，已知R1＞R2，通过不同种连接方法得出a、b、c、d四个不同的阻值（不包括电路短路），且a＞b＞c＞d，则R2＝ 。（选填“a”“b““c”或“d”）
【答案】见试题解答内容
【分析】电阻串联，总电阻等于各分电阻之和：R=R1+R2；电阻并联，总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。
【解答】解：两电阻串联，总电阻等于各电阻之和，大于任意一个；两电阻并联，总电阻的倒数等于各电阻倒数之和，小于任意一个；又因为R1＞R2故有R串＞R1＞R2＞R并，即R1=b，R2=c；
故答案为：c。
4．如图是家庭电路中部分电路各元件的连接情况，根据安全用电原则可知，该电路的连接是 （选填“正确”或“错误”），闭合开关，电灯不亮，用试电笔接触D点和E点时氖管均发光，则一定是 断路（选填“灯泡”或“零线”）。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）家庭电路中，开关要接在火线和用电器之间，断开开关，切断火线，操作更安全。
（2）根据氖管的发光情况和电灯不亮可作出判断。
【解答】解：从安全用电的角度分析，开关应该接在火线和用电器之间，在断开开关时，能切断火线，操作更安全，故接法正确；图中闭合开关，电灯不亮，用试电笔接触D点、E点时氖管发光，说明火线有电，E与火线相连，所以故障是零线断路。
故答案为：正确；零线。
5．李芳用家中的电能表表盘如图，她家新购置了一台用电器，她想用这个电能表来测量该用电器的电功率与说明书上是否一致，于是她把家中的其他用电器都与电源断开，仅让这个用电器工作，1min内电能表的转盘转了30转，则测得该用电器的电功率是 W。
【答案】600。
【分析】3000r/（kW•h）表示的是电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r,据此求转盘转30r用电器消耗的电能，再利用P=Wt求出用电器的功率。
【解答】解：3000r/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，电能表的转盘转过30r
消耗的电能：W=30/3000kW•h=0.01kW•h；用电器的总功率：P=W/t=0.01kW•h/h=0.6kW=600W。
故答案：600
6．如图所示电源电压恒定，当闭合S1，断开S2时，电压表示数为4V；当闭合S2，断开S1时，电压表示数为6V，则此时灯L2两端电压为 V。若同时闭合S1、S2，电压表示数为 V。

【答案】2：6。
【分析】当闭合S1，断开S2时，两灯串联，电压表测L1两端电压；闭合S2，断开S1时，两灯仍串联，电压表测电源电压，由串联电路的电压特点可知灯L2两端电压；两开关同时闭合时电路为L1的简单电路，电压表测电源电压。
【解答】解：当闭合S1，断开S2时，两灯串联，电压表测L1两端电压，即：U1=4V，闭合S2，断开S1时，两灯仍串联，此时L1两端电压不变，仍为4V，电压表测电源电压，即：U=6V，根据串联分压的特点可知，灯L2两端电压U2=U-U1=6V-4V=2V，若同时闭合S1、S2，L2短路， 电路为L1的简单电路，电压表测电源电压，所以电压表示数为6V。
故答案为：2：6。
7．小明暑假去研学，中间经过了湘江某处大桥。大桥全程长约为1700m，她坐的小轿车做匀速直线运动通过全程，受到阻力恒为220N，通过全程消耗了0.02kg的汽油，汽油机的效率为 %。（已知热值q汽＝4.4×10J/kg）
【答案】42.5。
【分析】小轿车做匀速直线运动时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据W=Fs
求出牵引力所做的功；知道消耗汽油的质量和汽油的热值，根据Q放=mq求出汽油完全燃烧放出的热量，利用η=W/Q放×100%求出汽油机的效率。
【解答】解：因为小轿车做匀速直线运动时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，牵引力F=
f=220N，牵引力所做的功：W=Fs=220N×1700m=3.74×10J，汽油完全燃烧放出的热量：
Q放=mq汽=0.02kg×4.4×10J/kg=8.8×10J，
汽油机的效率：η=W/Q放×100%=（3.74×10J）/（8.8×10J）×100%=42.5%。
故答案为：42.5。
8．如图所示电路，电源电压保持不变，当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.5A，电压表的示数为3V；将电压表和电流表的位置互换后，只闭合开关S2，电流表的示数为0.2A。则定值电阻R1的阻值为 Ω，R2的阻值是
Ω。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）当开关S1、S2都闭合时，两电阻并联，电压表测电源的电压，电流表测R1支路的电流，根据电压表的示数可知电源的电压，根据欧姆定律求出电阻R1的阻值；
（2）将电压表、电流表的位置互换，只闭合开关S2，两电阻串联，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出电阻R2的阻值。
【解答】解：（1）当开关S1、S2都闭合时，两电阻并联，电压表测电源的电压，则电源的电压U=3V，电流表测R1支路的电流，由I=U/R可知，电阻R1的阻值：R1=U/I1=3V/0.5A=6Ω；
（2）将电压表、电流表的位置互换，只闭合开关S2，两电阻串联，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，由I=U/R可知，此时电路中的总电阻：R=U/I=3V/0.2A=15Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，
电阻R2的阻值：R2=R-R1=15Ω-6Ω=9Ω。
故答案为：6；9。
有两个电路元件A、B，流过元件的电流与其两端的电压关系如图甲所示。把它们串联在电路中，如图乙所示，
闭合开关S，这时电流表的示数为0.2A，则此时电路中的总功率为 W。
【答案】0.9。
【分析】由电路图可知，电路元件A和B串联，电流表测电路中的电流，根据串联电路中的电流特点结合图象读出它们两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压，根据P=UI求出电路中的总功率。
【解答】解：由电路图可知，电路元件A和B串联，电流表测电路中的电流，因串联电路中各处的电流相等，所以，电流表的示数为0.2A时，IA=IB=I=0.2A，由图象可知，A和B两端的电压分别为：UA=2.0V，UB=2.5V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U=UA+UB=2.0V+2.5V=4.5V，此时电路中的总功率：P=UI=4.5V×0.2A=0.9W。
故答案为：0.9。
10．如图所示电路，电源电压不变。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片从任意一点向右滑到另外一点时，电流表A、电压表V1的示数变化量分别为△I、△U1，则在滑动滑片的过程中，电压表V2的示数 ，的值 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】变小；不变
【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，根据串联电路的分压规律分析电压表V2示数的变化；根据欧姆定律得出|△U1/△I|与R1的阻值关系。
【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，将滑片从任意一点向右滑到另外一点时，变阻器R2接入电路中的电阻变小，根据串联电路的分压规律可知，R2接两端的电压变小，电压表V2的示数变小；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以两电压表的示数变化量相等，即|△U1|=|△U2|；因R1是定值电阻，所以|△U1/△I|=R1，保持不变。
故答案为：变小；不变。
二、选择题（本大题7小题，每小题2分，满分14分）
11．“中国二十四节气”已被列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产名录。下列与节气相关的描述中正确的
是（ ）
A．“秋分天气白云来，处处好歌好稻栽”，云的形成是升华现象，该过程吸热
B．“霜降有霜，米谷满仓”，霜的形成是凝华现象，该过程放热
C．“一场秋雨一场寒”，雨的形成是液化现象，该过程吸热
D．“小寒冻土，大寒冻河”，河水结冰是凝固现象，该过程吸热
【答案】B
【分析】从六种物态变化定义进行判断：
（1）物质从固态变为液态是熔化过程，熔化吸收热量；物质从液态变为固态是凝固过程，凝固放出热量。
（2）物质从液态变为气态是汽化过程，汽化吸收热量；物质从气态变为液态是液化过程，液化放出热量。
（3）物质从固态直接变为气态是升华过程，升华吸收热量；物质从气态直接变为固态是凝华过程，凝华放出热量。
【解答】解：AC、云是空气中的水蒸气温度降低液化成的小水珠和凝华成的小冰晶，液化和凝华都放出热量，
故A错误。
云层越厚，小水珠和小冰晶越多，水珠下落到地面形成雨，小冰晶下落过程中熔化成水，形成雨，所以雨是液化、
凝华和熔化过程，液化和凝华放出热量，熔化吸收热量，故C错误。
B、霜是空气中的水蒸气温度降低直接变成小冰晶，是凝华过程，凝华放出热量，故B正确。
D、河水结冰是物质由液态变成固态，是凝固过程，凝固放出热量，故D错误。
故选：B。
12．如图是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．图甲是压缩冲程，内能转化为机械能
B．该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是乙、丁、甲、丙
C．丁是做功冲程，把绝大部分的内能转化为机械能 D．靠惯性完成的冲程是甲、乙、丙

【答案】D
【分析】（1）内燃机的四个冲程依次是吸气、压缩、做功和排气冲程；根据气门的关闭情况和活塞的运动方向判断是哪一个冲程；
（2）内燃机工作过程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能
（3）工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机动车获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠惯性完成。
【解答】解：甲图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；乙图中一气门关闭，一气门打开，活塞下行，汽缸容积变大，是吸气冲程；丙图中排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，火花塞点燃，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；A、图甲是压缩冲程，是机械能转化为内能，故A错误；
B、内燃机的四个冲程依次是吸气、压缩、做功和排气冲程。该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故B错误；
C、汽油机的效率约为20%，汽油机燃料释放的能量少部分转化为机械能，燃料燃烧放出的热量中，一部分用来克服机件摩擦，一部分由机件直接向外散热，废气的温度很高，带走了大部分的热量，故C错误；
D、内燃机的一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机动车获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠惯性完成，即依靠飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丙，故D正确。
故选：D。
13．质量相等的甲、乙两种液体吸收相同的热量后，甲升高的温度高于乙升高的温度。由此可知（ ）
A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B．甲、乙两种液体相比较，乙液体更适合作冷却剂
C．降低相同的温度，质量相等的甲液体放出的热量比乙液体放出的热量多
D．甲物质的熔点高于乙物质的熔点
【答案】B
【分析】（1）由c=Q/（m△t）可知，甲乙吸收热量相同，质量相等，通过温度变化量判断比热容；
（2）某种液体的比热容大，质量相同的该物质与其它物质相比，升高相同的温度，该物质吸收的热量多，这种物质适合作冷却剂；
（3）根据Q放=cm△t，知道甲乙的比热容、质量、温度变化量，可以判断放出热量多少；
（4）晶体熔化时的温度叫晶体的熔点，比热容跟熔点没有关系。
【解答】解：A、质量相等的甲、乙两种液体吸收相同的热量后，甲升高的温度高于乙升高的温度，根据c=Q/（m△t）可知，甲的比热容小，故A错误；
B、甲、乙两种液体相比较，乙的比热容大，故乙液体更适合作冷却剂，故B正确；
C、Q放=cm△t，因甲的比热容小，降低相同的温度，质量相等的甲液体放出的热量比乙液体放出的热量少，
故C错误；
D、比热容跟物质的熔点没有关系，根据比热容关系不能判熔点高低，故D错误。
故选：B。
14．当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷，这种现象叫做静电感应如图所示，把两个紧靠在一起的枕形金属导体A、B靠近与丝绸摩擦后的带电体玻璃棒C，则（ ）
A．与玻璃棒摩擦后的丝绸带正电荷 B．枕形金属导体A、B靠近玻璃棒C时有部分负电荷从C转移到A
C．枕形金属导体A、B靠近带电体C的瞬间，瞬时电流方向A→B D．把A、B分开之后再移去C，B端带负电荷
【答案】C
【分析】（1）丝绸和玻璃棒相互摩擦，玻璃棒带正电，丝绸带等量的负电荷。
（2）静电感应是在外电场的作用下导体中电荷在导体中重新分布的现象，没有电子的得失。
（3）根据题干中给定的静电感应现象判断A和B各带什么电荷，判断导体AB中电荷移动方向，判断电流方向。
（4）由于静电感应A和B带电后，把A和B分开，则A和B所带电荷不变。
【解答】解：A、丝绸和玻璃棒相互摩擦，玻璃棒失去电子带正电，丝绸夺得电子带等量的负电荷，故A错误。
B、静电感应是在外电场的作用下导体中电荷在导体中进行重新分布，没有电子的得失，故B错误。
C、把两个紧靠在一起的枕形金属导体A、B靠近带负电的玻璃棒C，出现静电感应现象，外电场的作用下导体中电荷
在导体中重新分布的现象，导体A端带负电，导体B端带正电，导体AB中自由电子从B到A，电流方向从A到B，
故C正确。
D、由于静电感应A和B带电后，把A和B分开，则A和B所带电荷不变，A带负电，B带正电，故D错误。
故选：C。
15．如图，当开关S闭合时，三个电流表A1、A2和A3都有示数，下列说法正确的是（ ）
A．电流表A1的示数等于通过灯泡L1的电流 B．若灯泡L3短路，则灯泡L3不亮，L1和L2亮
C．电流表A2的示数等于通过灯泡L2和L3的电流之和
D．若灯泡L2开路，则A2的示数为零，电流表A1和A3的示数不变

【答案】C
【分析】由电路图可知，L1、L2、L3并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测L2和L3支路电流之和，电流表
A3测L3支路的电流。
（1）根据并联电路的电流特点可知干路电流和通过灯泡L1电流关系；
（2）灯泡L3短路时会造成电源短路；
（3）电流表A2测L2和L3支路电流之和；
（4）若灯泡L2开路，则L1、L3并联，电流表A1测干路电流，电流表A2、A3测L3支路的电流，根据并联电路电流特点电流表A1示数的变化，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知电流表A3示数的变化。
【解答】解：由电路图可知，L1、L2、L3并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测L2和L3支路电流之和，电流表A3测L3支路的电流。
A．由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，电流表A1的示数等于通过三灯泡的电流之和，故A错误；
B．若灯泡L3短路，会造成电源短路，三灯泡均不亮，故B错误；
C．电流表A2的示数等于通过灯泡L2和L3的电流之和，故C正确；
D．若灯泡L2开路，则L1、L3并联，电流表A1测干路电流，电流表A2、A3测L3支路的电流，所以A2的示数不为零，电流表A1示数变小，由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知， 通过L3的电流不变，即电流表A3的示数不变，故D错误；
故选：C。
16．如图所示的电路中，下列做法中能使二个电阻（相当于灯泡）并联的是（ ）
A．S2断开，S1、S3闭合 B．S2闭合，S1、S3断开 C．S1断开，S2、S3闭合 D．S1、S2、S3均闭合
【答案】A
【分析】根据选项中的各种情况，结合电流实际分析即可准确的判断。
【解答】解：A、S2断开，S1、S3闭合，此时电流有两条路径，一条经过S1、R2、S3回到负极，另一条经过R1、S3回到负极，两电阻都有电流通过，两电阻并联，故A正确；
B、S2闭合，S1、S3断开，电流只有一条路径，即电流经R1、R2、S2回到负极，两电阻都有电流通过，两电阻串联，故B错误；
C、S1断开，S2、S3闭合，此时有电流流过R1，R2发生短路（无电流通过R2），故C错误；
D、S1、S2、S3均闭合，此时电流经过S1、S2回到负极，会造成电源短路，两电阻都无电流通过，故D错误；
故选：A。
17．“模拟调光灯”的电路如图甲，电源电压4.5V，电压表量程“0～3V”，电流表量程“0～0.6A”，滑动变阻器（20Ω 1A），灯泡L标有“2.5V 1.25W”，调节滑动变阻器测得多组数据，作出U﹣I图线如图乙，下列判断正确的是（ ）
A．灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是10Ω B．随电压的增加，小灯泡的电阻减小
C．电路中最小电流是0.18A D．灯泡正常发光时，电路的总功率是2.25W
【答案】D
【分析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）灯泡正常发光时，灯泡两端的电压为2.5V，根据图乙读出通过灯泡的电流即为电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻；
（2）根据图乙可知，随着电压的增大，通过灯泡的电流增大，根据P=UI可知，灯泡的实际功率变大，灯丝的温度升高，根据灯泡的电阻随温度的升高而增大得出灯泡电阻的变化；
（3）根据P=U2/R求出灯泡正常发光时的电阻，根据电阻的串联和欧姆定律求出变阻器接入电路中电阻最大时电路中的电流，而滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流越小，灯泡的实际功率越小，温度越低，其阻值越小，据此进行判断；
（4）灯泡正常发光时其两端的电压和额定电压相等，根据图乙读出通过灯泡的电流即为电路中的电流，根据P=UI求出电路的总功率。
【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流。
A、灯泡正常发光时，灯泡两端的电压为2.5V，由图乙可知，通过灯泡的电流即电路中的电流I=IL=0.5A，则由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压：UR=U-UL=4.5V-2.5V=2V，则根据欧姆定律可得，滑动变阻器接入电路中的电阻：R=UR/I=2V/0.5A=4Ω，故A错误；
B、由图乙可知，随着灯泡两端电压的增大，通过灯泡的电流增大，由P=UI可知，灯泡的实际功率变大，灯丝的温度升高，由灯泡的电阻随温度的升高而增大可知，灯泡的电阻变大，故B错误；
C、根据P=U/R可得，灯泡正常发光时的电阻：RL=UL/PL=（2.5V）/1.25W=5Ω，因滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流越小，灯泡的实际功率越小，温度越低，其阻值越小，则：R总＜R+RL，所以，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的最小电流I小=U/R总＞（U/R大+RL）=4.5V/（20Ω+5Ω）=0.18A，故C错误；
D、灯泡正常发光时其两端的电压为2.5V，由图乙可知，通过灯泡的电流即电路中的电流I=IL=0.5A，则电路的总功率P=UI=4.5V×0.5A=2.25W，故D正确。
故选：D。
三、实验探究题（本大题3小题，第18题4分，第19题4分，第20题8分，满分16分）
18．如图甲所示是小婧“探究冰的熔化特点”的实验装置。
（1）实验时某时刻温度计的示数如图乙所示，此时冰的温度是 ℃。
（2）利用烧杯中的水给试管里的冰加热的目的是 ，冰的熔化图象如图丙所示，由图象发现冰熔化过程温度不变，可知冰是 （选填“晶体”或“非晶体”）。
（3）在图丙中0～5min与15～25min图线的倾斜程度不同，这是因为 。
答案】（1）-5℃；（2）使冰受热均匀；晶体；（3）水和冰的比热容不同。
【分析】（1）探究固体熔化时温度的变化规律实验时，一般都采用水浴法，物体的温度变化比较均匀，并且变化比较慢，便于记录实验温度；
（2）在使用温度计时，玻璃泡要与被测物体充分接触．在进行读数时，要注意其分度值；（3）晶体和非晶体在熔化过程中的区别：晶体在熔化过程中，温度不变；非晶体在熔化过程中温度不断上升。晶体熔化时的温度为熔点；（4）通过图象判断晶体与非晶体时，重点观察是否有一段时间物质吸热，但温度不再升高，这说明此时这种物质达到了熔点，正在熔化。
（5）同一物质不同状态下用同一热源加热，在相同时间内物质吸收相同的热量，但是温度变化不同。
【解答】解：（1）由题图乙可知，因为温度在0℃以下，分度值为0.5℃，故读数为-5℃。
（2）图甲装置中的水浴加热的目的是使冰受热均匀，并且变化比较慢，便于记录实验温度；由图丙得知，从第5分钟到第15分钟内，虽然继续吸热，但冰的温度保持0℃不变，所以冰是晶体。
（3）同一物质用同一热源加热，在相同时间内物质吸收相同的热量，但是温度变化不同，物质由固态变为液态质量不变，根据Q=cmΔt可知，在题图丙中0～5分钟与15～25分钟的图线倾斜程度不同，这是因为冰和水的比热容不同，并且水的比热容大于冰的比热容。
故答案为：（1）-5℃；（2）使冰受热均匀；晶体；（3）水和冰的比热容不同。
19．小明在实验室做“测量定值电阻Rx的阻值”实验，电源电压恒为3V，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，待测电阻Rx的阻值约为10Ω。如图所示是小明连接的实验电路。
（1）闭合开关，电压表 示数，电流表 示数。（均选填“有”或“无”）。
（2）该电路中存在一条导线连接错误，请在接错的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的实物电路连接图。
（3）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为0.26A时，电压表的示数如图乙所示。
①此次测量的待测电阻Rx的阻值为 Ω。
②为了使测量值更接近真实值，下一步，应移动滑片，进行多次测量并计算电阻阻值的平均值，减小 。
【答案】（1）有；无；（2）如图所示；（3）①10；②误差。
【分析】（1）如图所示；
（2）电压表与电流表串联后并联在待测电阻Rx的两端，因电压表内阻很大，可视为断路，分析电压表和电流表
有无示数；分析电路图，
（3）根据电压表的量程读出电压表的示数，再根据欧姆定律计算电阻，多次测量求平均值减小误差。
【解答】解：（1）由图可知，闭合开关，电压表与电流表串联后并联在待测电阻Rx的两端，电压表测量待测电阻
Rx两端的电压，有示数；因电压表内阻很大，可视为断路，故电流表无示数；
（2）该实验中，电压表应与Rx并联，故连接与滑动变阻器之间的导线接错，应与电压表的正接线柱相连，
正确的电路连接如图所示：
（3）①如图乙所示，电压表选用的是小量程，分度值为0.1V，电压表的示数为2.6V，此时通过的电流为0.26A，
根据欧姆定律计算待测电阻Rx的阻值为：Rx=U/I=2.6V/0.26A=10Ω；
②为了使测量值更接近真实值，下一步，应移动滑片，进行多次测量并计算电阻阻值的平均值，减小误差。
故答案为：（1）有；无；（2）如图所示；（3）①10；②误差。
20．在“测小灯泡的电功率”实验中，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）用笔画线代替导线，将图甲电路补充完整。
（2）电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表指针明显偏转，造成这一现象的原因可能是 。
A.电流表断路 B.小灯泡短路 C.小灯泡断路 D.滑动变阻器短路
（3）移动滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定电流为 A，小灯泡正常发光时的电阻为 Ω，小灯泡的额定功率为 W。
（4）实验时，小明组的电流表坏了，他找来了一个已知阻值的定值电阻R0，设计了如图丙的电路来测额定电压为
U额的小灯泡L的额定功率，操作步骤下：
闭合S0，开关S接1，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为 。
②保持滑片位置不变，开关S接2，记下电压表示数U，则小灯泡额定动率的表达式为 （用U额、U、R0表示）。
【答案】（1）如图；（2）C；（3）0.3；8.3；0.75；
（4）U额；U额×（U-U额）/R0。
【分析】（1）滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中；
（2）闭合开关后，小灯泡不亮、电流表无示数，则电路可能断路，电压表有明显示数，则电压表、电流表、开关、滑动变阻器与电源接通；
（3）如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，据此得出电流表的示数，根据欧姆定律算出小灯泡正常发光时的电阻、利用P=UI得出小灯泡的额定功率；
（4）要测灯的额定功率，首先使灯正常发光，先将电压表与灯并联，通过移动滑片的位置，使灯的电压为额定电压；保持滑片位置不动，通过开关的转换，使电压表测灯与定值电阻的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，可求出此时定值电阻的电压，由欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P=UI可求出灯的额定功率。
【解答】解：（1）滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中，如下图所示：
；
（2）闭合开关后，小灯泡不亮、电流表无示数，则电路可能断路，电压表有明显示数，则说明电压表、电流表、开关、滑动变阻器与电源接通，所以该故障是小灯泡断路，故C正确；
（3）如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表的示数是0.3A，小灯泡正常发光时的电阻为：R=U/I=2.5V/0.3A≈8.3Ω；小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）①闭合S0，开关S接1，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数等于灯泡的额定电压U额；
②保持滑片位置不变，开关S接2，记下电压表示数U，
在①中，定值电阻与灯串联后再与变阻器串联，电压表测灯两端的电压，灯正常发光；
在②中，电压表测灯与R0两端的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压：U0=U-U额，由欧姆定律，通过定值电阻的电流：I0=U0/R0=（U-U额）/R0，
即灯的额定电流：I=额（U-U额）/R0，则小灯泡额定功率表达式：P额=U额×I额= U额×（U-U额）/R0。
故答案为：（1）见上图；（2）C；（3）0.3；8.3；0.75；（4）U额；U额×（U-U额）/R0。
四、计算题（第21小题5分，第22小题7分，第23题8分，共20分）
21．某品牌电热水壶的额定加热功率为1000W，水壶容量为1.5L，在一个标准大气压下，该电热壶正常工作10min，将以满壶初温为20℃的水烧开，求：
（1）电热水壶正常工作10min消耗的电能；
（2）此过程中，水吸收的热量；（c水＝4.2×10J/（kg•℃））
（3）该热水壶的效率。
【答案】（1）电热水壶正常工作10min消耗的电能为6×10J；
（2）此过程中，水吸收的热量为5.04×10J；
（3）热水壶的效率为84%。
【分析】（1）根据W=Pt求出电热水壶正常工作10min消耗的电能；
（2）先根据密度公式求出水的质量，然后根据Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量；
（3）根据η=Q吸/W求出电热水壶的效率。
【解答】解：（1）电热水壶正常工作10min消耗的电能：W=Pt=1000W×10×60s=6×10J；
（2）由ρ=m/V可得，水的质量：m=ρV=1.0×10kg/m×1.5×10m=1.5kg；
水吸收的热量：Q吸=c水m（t-t0）=4.2×10J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃-20℃）=5.04×10J；
（3）热水壶的效率：η=Q吸/W×100%=（5.04×10J）/（6×10J）×100%=84%。
答：（1）电热水壶正常工作10min消耗的电能为6×10J；
（2）此过程中，水吸收的热量为5.04×10J；
（3）热水壶的效率为84%。
22．如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为10Ω，R2为滑动变阻器，闭合开关，当滑片P处于a端时，电流表示数为0.6A，求：
（1）电源电压；
（2）当滑片P处于b端时，电压表示数5V，滑动变阻器最大电阻R2为多少？
（3）若电压表量程为0～3V，为了保证电路安全，通过电路最小电流为多少？
【答案】（1）电源电压为6V；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω；
（3）若电压表量程为0-3V，为了保证电路安全，通过电路的电流最小为0.3A。
【分析】（1）当滑片P在a端时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；（2）当滑片P在b端时，R1与R2的最大阻值串联，电压表测R2两端的电压，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出滑动变阻器R2的最大阻值；
（3）根据串联电路分压原理可知，当电压表的示数最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，根据串联电路特点和欧姆定律可计算通过电路最小电流为多少。
【解答】解：（1）当滑片P在a端时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，由欧姆定律可得电源的电压：U=IR1=0.6A×10Ω=6V；
（2）当滑片P在b端时，R1与R2的最大阻值串联，电压表测R2两端的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R1两端的电压：U1=U-U2=6V-5V=1V，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I′=
U1/R1=U2/R2，即1V/10Ω=5V/R2，解得滑动变阻器R2的最大阻值：R2=50Ω；
（3）根据串联电路分压原理可知，当电压表的示数最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，串联电路总电阻等于各分电阻之和，此时电路总电阻最大，由欧姆定律可得此时通过电路的电流最小，电压表量程为0-3V，当电压表的示数为3V时，R1两端的电压：U1′=U-U2′=6V-3V=3V，通过电路的电流最小为：I′= U1′R1=3V10Ω=0.3A。
答：（1）电源电压为6V；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω；
（3）若电压表量程为0-3V，为了保证电路安全，通过电路的电流最小为0.3A。
23．如图所示的电路.电源电压保持不变，小灯泡上标有“6V 4.5W”的字样（不考虑灯泡电阻随温度的变化）。闭合开关S1、S2，断开S3时，小灯泡恰好正常发光。
（1）求小灯泡电阻及电源电压；
（2）闭合开关S2，断开S1、S3时，若电流表示数为0.3A，求电阻R的阻值及此时小灯泡的实际功率；
（3）闭合开关S1、S3，断开S2时，求电流表示数及通电10s电路消耗的电能。
【答案】（1）小灯泡电阻为8Ω，电源电压为6V；
（2）闭合开关S2，断开S1、S3时，若电流表示数为0.3A，电阻R的阻值为12Ω，此时小灯泡的实际功率为0.72W；（3）闭合开关S1、S3，断开S2时，电流表示数为1.25A，通电10s电路消耗的电能为75J。
【分析】（1）闭合开关S1、S2，断开S3时，电路为接入小灯泡的简单电路，小灯泡恰好正常发光，故电源电压等于小灯泡的电压，由P=U2R的变形式得到小灯泡的电阻；
（2）闭合开关S2，断开S1、S3时，电阻R和小灯L泡串联，根据欧姆定律和串联电路的电阻特点得到R的阻值，由P=IR计算小灯泡此时的电功率；
（3）闭合开关S1、S3，断开S2时，电阻R和小灯泡L并联，此时电流表测量总电流，根据欧姆定律公式的变形式分别得到小灯泡L和电阻R的电流，二者相加得到电流表示数，再用W=UI′t计算通电10s电路消耗的电能。
【解答】解：（1）闭合开关S1、S2，断开S3时，电路为接入小灯泡的简单电路，小灯泡恰好正常发光，故电源电压等于小灯泡的电压，为：U=6V，由P=U/R得小灯泡的电阻为：R灯=U额/P额=(6V)/4.5W=8Ω；
（2）闭合开关S2，断开S1、S3时，电阻R和小灯L泡串联，电流表示数为0.3A，根据I=U/R可知，此时电路的
总电阻为：R总=U/I=6V/0.3A=20Ω，电阻R的阻值为：R=R总-R灯=20Ω-8Ω=12Ω，此时小灯泡的实际功率为：
P=IR灯=（0.3A）×8Ω=0.72W；
（3）闭合开关S1、S3，断开S2时，电阻R和小灯泡L并联，此时电流表测量总电流，由I=UR变形得到。小灯泡的电流：I1=U/R灯=6V/8Ω=0.75A，电阻R的电流：I2=U/R=6V/12Ω=0.5A，电流表示数为：I′=I1+I2=0.75A+0.5A=
1.25A，通电10s电路消耗的电能为：W=UI′t=6V×1.25A×10s=75J。
答：（1）小灯泡电阻为8Ω，电源电压为6V；
（2）闭合开关S2，断开S1、S3时，若电流表示数为0.3A，电阻R的阻值为12Ω，此时小灯泡的实际功率为0.72W；（3）闭合开关S1、S3，断开S2时，电流表示数为1.25A，通电10s电路消耗的电能为75J；