辽宁省抚顺市清原满族自治县2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷（解析版）

这是一份辽宁省抚顺市清原满族自治县2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷（解析版），共19页。试卷主要包含了 关于磁现象，以下说法正确的是， 如图所示，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
※请考生注意：
1.此套试卷设有答题卡，请在答题前将自己的考号和姓名填写在答题卡相应位置上。
2.请将所有试题的答案写在答题卡相应的位置上。
一、选择题：本题共9小题，每小题2分，共18分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一个符合题目要求，选对的得2分；第7~9题有多项符合题目要求，全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。
1. 图中所示的甩棉花糖情景在你的脑海中再熟悉不过了，利用你所学过的物理知识来分析，下列关于甩棉花糖的论述正确的是（ ）
A. 蓬松的棉花糖很容易分开，是因为糖分子间没有了引力
B. 加热火焰被高压喷出，提高了热效率，因此提高了热值
C. 砂糖变为棉花糖后，糖的比热容随温度的变化而发生变化
D. 糖的温度升高是通过热传递的方式完成的
【答案】D
【解析】A．分子间引力和斥力同时存在，蓬松的棉花糖很容易分开，是因为分子间表现为斥力，故A错误；
B．燃料的热值是燃料的一种特性，所以加热火焰被高压喷出，热值不变，故B错误；
C．比热容是物质本身的一种特性，与温度无关，所以砂糖变为棉花糖后，比热容不变，故C错误；
D．糖吸收热量，内能增大，温度升高，是通过热传递的方式完成的，故D正确。
故选D。
2. 随着科学技术的发展，越来越多的用电器进入了我们的家庭。下列用电器主要利用电流热效应工作的是（ ）
A. 油烟机B. 电熨斗
C. 平板电脑D. CPU上的散热风扇
【答案】B
【解析】电热器是利用电流热效应工作的，将电能主要转化为内能，油烟机、CPU上的散热风扇主要将电能转化为机械能；电熨斗将电能转化为内能；平板电脑主要将电能转化为光能和声能，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
3. 疫情期间，学校给各班都配有手持式电子测温仪如图甲为某款电子测温仪，图乙为它的内部原理图，其中R为热敏电阻，其阻值随着温度的升高而减小，定值电阻R0的作用为保护电路，电源电压保持不变。关于此测温仪，下列说法正确的是（ ）
A. 显示仪是由电流表改装而成
B. 被测者体温升高时，电路中电流变小
C. 被测者体温升高时，显示仪的示数变小
D. 测量相同体温时，若把R0换为阻值更小的电阻，则显示仪的示数变小
【答案】D
【解析】A．根据电路图可知，R与R0串联，显示仪与R0并联，所以显示仪是电压表，故A错误；
BC．被测者体温升高时，R的阻值变小，由电阻的串联可知电路的总电阻变小，由可知电路中的电流变大，由U=IR可知R0两端的电压变大，显示仪的示数变大，故BC错误；
D．温度相同，说明热敏电阻的阻值不变，将R0更换为阻值更小的电阻，由串联电路分压特点可知，R0两端分得的电压变小，因此显示仪示数会变小，故D正确。故选D。
4. 夏天，将饮料放入冰箱冷藏室，饮料温度降低，下列说法正确的是（ ）
A. 饮料将温度传递给冰箱中的空气
B. 饮料放热是因为饮料内能比冰箱中空气的内能多
C. 饮料温度降低的过程伴随着能量的转移
D. 饮料放出热量后自身所含热量减少
【答案】C
【解析】A．饮料和冰箱冷藏室里的空气温度不同，两者会发生热传递，温度高的饮料会放出热量，将热量传给冰箱中的空气，并不是饮料将温度传递给冰箱中的空气，故A错误；
B．饮料放热是因为饮料温度比冰箱中空气的温度高，温度高不一定内能多，内能还与物体的质量等因素有关，故B错误；
C．发生热传递时，饮料放出热量，内能减少，温度降低，冰箱冷藏室里的气体吸收热量，内能增加，温度升高，所以饮料温度降低的过程伴随着能量的转移，故C正确；
D．饮料放出热量后温度降低，内能减少，而热量是过程量，不能用含有、具有来描述，故D错误。
5. 小明的爷爷出门老是忘记带钥匙，所以小明为爷爷装了一款密码锁。指纹、钥匙或者密码都可以打开该密码锁。下列电路设计符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】根据题意可知，指纹、钥匙或者密码各控制着一个开关，闭合其中任何一个开关，电动机都会工作，说明三个开关互不影响，是并联的，所以该电路是三个开关并联后再与电动机串联接入电路中，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。
6. 关于磁现象，以下说法正确的是（ ）
A. 磁体周围存在着磁感线
B. 磁体的所有磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极的
C. 磁体之间的相互作用是通过磁场产生的
D. 能够自由转动的小磁针静止时，其N极指向地理南极附近
【答案】C
【解析】A．磁感线是为了描述磁场而引入的一种假想的线，磁感线不是真实存在的，故A错误；
B．磁体外部的磁感线是从它的北极出来，回到它的南极，在磁体内部是从S到N，故B错误；
C．磁体周围存在磁场，磁极间的相互作用是通过磁场发生的，故C正确；
D．地理两极和地磁两极相反，地磁场的N极在地理的南极附近，地磁场的S极在地理的北极附近，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的规律可知，小磁针静止时，其N极指向地理北极附近，故D错误。故选C。
7. 下列有关家庭电路和安全用电的说法中正确的是（ ）
A. 使用试电笔判别零线和火线时，手要接触到笔尾金属体
B. 用电器的开关发生短路时，会造成空气开关自动断开
C. 站在地面上的人，因碰到火线而触电时，漏电保护器会切断电路
D. 冰箱使用三脚插头，是为了防止电流过大时烧坏压缩机
【答案】AC
【解析】A．使用试电笔时，一定要用手触及试电笔尾端的金属部分，否则，因带电体、试电笔、人体与大地没有形成回路，试电笔中的氖泡不会发光，造成误判，认为带电体不带电，故A正确；
B．用电器开关发生短路时，电路中电流不会过大，空气开关不会断开，故B错误。
C．站在地上的人接触火线发生触电时，一部分电流会流向大地，不流回零线，此时漏电保护器自动切断电路，故C正确。
D．冰箱使用三脚插头，是为了避免冰箱因短路等故障使外壳带电而造成人员触电，故D错误。故选AC。
8. 如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中实验可用来演示电流的磁效应，应用于电磁起重机
B. 乙图中该装置揭示原理可制成发电机，它是将机械能转化为电能
C. 丙图中当水位升高到A时，红灯会发光报警
D. 丁图中模型的原理是电磁感应
【答案】ACD
【解析】A．甲图是奥特斯实验，该实验表明通电导体周围存在着磁场，这是电流的磁效应，电磁起重机的主要部件是电磁铁，电磁铁就是根据电流的磁效应来工作的，故A正确；
B．乙图中该装置表明通电导体在磁场中受力而运动，根据这一原理制成了电动机，电动机工作时是将电能转化为机械能，故B错误；
C．丙图中当水位升高到A时，电磁铁电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，使红灯电路接通，红灯会发光报警，故C正确；
D．丁图中模型表明闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，这个现象叫电磁感应，故D正确。故选ACD。
9. 如图1所示，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示，下列说法正确的是（ ）
A. 电源电压是3V
B. 定值电阻R的阻值是6Ω
C. 滑动变阻器的最大阻值是12Ω
D. 定值电阻R电功率的变化范围是1.5W～13.5W
【答案】BCD
【解析】A．由图1可知，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量定值电阻两端电压，当滑片在最左端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0，定值电阻两端电压等于电源电压，此时电路中的电流最大，由图可知，电源电压为9V，故A错误；
B．由图2可知，当定值电阻两端的电压等于9V时，通过它的电流为1.5A，则定值电阻的阻值为，故B正确；
C．当滑动变阻器的滑片在最右端时，电路的总电阻最大，由图2可知此时电路中的电流最小为0.5A，电压表示数为3V，由串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压为
则滑动变阻器的最大阻值为，故C正确；
D．根据可知，定值电阻的最小电功率为
最大电功率
定值电阻R电功率的变化范围是1.5W～13.5W，故D正确。故选BCD。
二、填空题：本题共6小题，每空1分，共12分
10. 如图是磁悬浮蓝牙音箱，音箱悬浮起来是利用________规律制成的。用带电的玻璃棒靠近验电器，验电器的两个金属箔片就会张开，其原理是：________。
【答案】同名磁极互相排斥；同种电荷互相排斥
【解析】磁体的同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引；磁悬浮蓝牙音箱，音箱悬浮起来是利用同名磁极互相排斥规律制成的。用带电的玻璃棒靠近验电器，由静电感应现象可知，验电器的两个金属箔片就会带上同种电荷而张开，其原理是：同种电荷互相排斥。
11. 图甲为我国古代“省油灯”剖面示意图。向灯盏夹层内注水，能达到省油的目的。主要利用了水的_____较大，能较快降低油的温度，减慢油的蒸发。图乙是全自动无人驾驶地铁列车，该列车为纯电力驱动，能够实现自动唤醒、自动启停、自动开关门等功能。该款全自动无人驾驶地铁列车_____（选填“属于”或“不属于”）热机。
【答案】比热容；不属于
【解析】水的比热容较大，在质量一定时，吸收相同的热量，温度变化量较小，向灯盏夹层内注水，水吸收热量，降低油的温度，减慢油的蒸发，从而达到省油的目的。热机是指利用内能做功的机械，全自动无人驾驶地铁列车为纯电力驱动，所以不属于热机。
12. 如图是华为FreeBudsPr无线蓝牙耳机及其收纳盒，耳机没电时，可以将单只或一对耳机放入收纳盒中进行充电，此时收纳盒相当于电路中的___________，两只耳机的电路连接方式是___________联的。
【答案】电源；并
【解析】电源是提供电能的装置，使用收纳盒对耳机进行充电时，收纳盒为耳机提供电能，则收纳盒相当于电路中的电源。两只耳机工作时互不影响，独立工作，连接方式是并联的。
13. 图甲是小华设计的天然气浓度测试仪电路图，电源电压U恒为4V，R为定值电阻，电压表量程0~3V，将电压表作为气体浓度的显示装置，气敏电阻Rx阻值与气体浓度的关系如图乙所示，当气体浓度增加时，电压表的示数会________，（选填“变大”、“变小”或“不变”）。要求将电压表示数为2V处标为气体浓度0.5%，电阻R的阻值应为________Ω。
【答案】变大 ；20
【解析】根据图乙可知，当气体浓度增加时，Rx​的阻值将减小。这是因为气敏电阻的阻值会随着其敏感的气体浓度的变化而变化，浓度增加，电阻减小。由图甲可知电路是串联电路，根据串联电路的分压特点，电阻越大，分得的电压也越大。因此，当Rx​的阻值减小时，它分得的电压也会减小，而电压表与定值电阻R并联，所以电压表的示数（即定值电阻R两端的电压）会变大。当电压表示数为2V，且此时气体浓度为0.5%时，根据图乙可知，此时Rx​阻值为20Ω。由于电源电压为4V，根据串联电路的电压特点，可以得到定值电阻R两端的电压为
此时电路中的电流为
根据欧姆定律，求出电阻R的阻值为
14. 如图所示是探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲图中的电阻丝通电一段时间后，右侧比左侧U形管中液面的高度差大，说明电流通过导体产生的热量跟 ___________有关。乙图通电一段时间，电流通过R1产生的热量与通过R2产生的热量之比为 ___________。
【答案】电阻；4∶1
【解析】电流通过导体产生热量的多少是通过U形管中液面的高度差来反映的。甲图中，说明电流通过右侧电阻丝产生的热量多，两电阻丝串联，通过它们的电流相等，由此可知电流通过导体产生的热量跟电阻有关。乙图中，R2与R3并联后，再与R1串联，R1在干路中，R2在支路中。三个电阻丝的阻值相同，所以通过R1是R2的电流的2倍，R1与R2的阻值相同，通电时间相同由Q=I2Rt可得，电流通过R1产生的热量与通过R2产生的热量之比
15. 在家庭电路中，为了防止触电，必须把用电器的开关接在用电器与____________之间。现有一个已经接入家庭电路中的一个插线板，将台灯的插头插入插线板，家里的空气开关立即跳闸了，原因可能是____________。
【答案】火线 ；台灯短路
【解析】连接家庭电路时，需要把用电器的开关接在用电器与火线之间，防止触电事故的发生。家里的空气开关立刻跳闸了，说明电路中的电流过大。而产生电流过大的原因有两个：一是用电器的总功率过大，二是电路发生了短路。台灯功率不大，所以，将台灯的插头插入插线板，闭合开关，家里的空气开关跳闸了，原因可能是台灯短路。
三、作图题：本题共2小题，每小题2分，共4分
16. 如图，小明家要安装两盏“220V，40W”的电灯，要求S同时控制两灯泡，且两灯均能正常发光。先确定中间的那根输电线为零线还是火线，填到括号里；再按要求将图中元件用笔画线连起来。
【答案】见解析
【解析】由图可知，测电笔接触上面的线时，氖管发光，则上面的线为火线；我国家庭电路的电压为220V，电灯的规格为“220V，40W”，为了使两灯均能正常发光，两灯要并联；开关控制两灯，则开关要接在干路上，且火线先连接开关，再经两灯回到零线上，如图所示：
17. 根据图中标注的信息标出磁感线的方向，并在图中括号内标出小磁针的极性。
【答案】见解析
【解析】由电流表旁的标注可知，电源左侧为负极，由右手螺旋定则可知，螺线管右侧为N极，磁体周围的磁感线从N极出发回到S极。根据异名磁极相互吸引可知，小磁针左侧为S极，右侧为N极，如图所示
四、实验题：本题共4小题，共24分
18. 小明在进行“探究串联电路的电压关系”的实验。
（1）小明在连接电路时发现，刚接好最后一根导线，小灯泡亮了并且电压表的指针就发生了偏转。由此可知他在连接电路时，他忘了________；
（2）为了使结论具有普遍意义，灯L1和灯L2的规格应________（填“相同”或“不相同”）；
（3）小明把电压表接在A、B之间重新测量，电压表示数如图乙所示，电压表的分度值是________V；为了使实验结果更准确，接下来小明应该：断开开关，________；
（4）小明分析多组数据得出结论________；（请使用文字叙述）
（5）测出L1两端的电压后，小希断开开关，准备拆下电压表，改装在B、C之间。小聪认为这样操作太麻烦，只需将与A点相连的导线改接到C点即可。小希认为小聪的办法是错误的，原因是________。
【答案】（1）断开开关 （2）不相同 （3）0.5 ；换用0～3V的量程重新做实验 （4）串联电路两端的电压等于各部分两端电压的之和 （5）电压表正负接线柱接反了
【解析】（1）为保护电路，连接电路时，开关要断开。小明在连接电路时发现，刚接好最后一根导线，小灯泡亮了并且电压表的指针就发生了偏转。由此可知他在连接电路时，他忘了断开开关。
（2）为了避免实验的偶然性，使结论具有普遍意义，灯L1和灯L2的规格应不相同。
（3）小明把电压表接在A、B之间重新测量，电压表示数如图乙所示，电压表一个大格为5V，一个大格包含10个小格，故电压表的分度值是0.5V。
电压表指针偏转角度较小，为了使实验结果更准确，接下来小明应该：断开开关，换用0～3V的量程重新做实验。
（4）根据表中数据有3.0V=0.8V+2.2V；3.0V=1.0V+2.0V；3.0V=1.2V+1.8V
故小明分析多组数据得出结论为：串联电路两端的电压等于各部分两端电压的之和。
（5）已测出L1两端的电压，与B相连的为电压表的正接线柱，与A相连的为电压表的负接线柱，若将与A点相连的导线改接到C点，则电流从电压表负接线柱流入了，小希认为小聪的办法是错误的，原因是：电压表正负接线柱接反了。
19. 小明了解到有种说法：在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖。他采用如图的装置进行实验：在甲、乙两个相同的瓶子中装入等体积的热水，用两层灰色薄棉布包裹着甲瓶（内层紧贴，外层相对宽松），用一层灰色厚棉布紧贴包裹着乙瓶，用数显温度计测量两瓶中热水的温度，测得有关数据如表所示；
（1）表中有一个温度值记录错误，该错误的温度值是___________ ℃。已知两瓶中水的体积均是350 mL，乙瓶中水的温度降至41.0 ℃时，其放出的热量是___________J；[c水=4.2×103 J/（kg·℃），ρ水=1.0×103 kg/m3]
（2）若把两瓶中的热水均换成冰块，则___________瓶中的冰块熔化较慢。分析实验结果，可猜想“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”的原因可能是两件薄衣服中间有___________；
（3）请写出一个生活中与你的猜想相符合的例子：___________。
【答案】（1）62.5 ； （2）甲 ； 空气 （3）见解析
【解析】【小问1】甲瓶中的水在放热，温度越变越低，低于61℃，
故该错误的温度值是62.5℃。
乙瓶中水的质量为
放出的热量是
【小问2】分析表格中数据可知，甲瓶散热比较慢，两层灰色薄棉布包裹的，保温性能比较好，故若把两瓶中的热水均换成冰块，需要吸收热量，两层灰色薄棉布包裹的，保温性能比较好，热传导较慢，吸收热量较小，故甲瓶中冰块熔化较慢。
两件薄衣服中间有空气，空气是热的不良导体，可有效防止身体的热量散失，起到保暖作用。
【小问3】羽绒服很蓬松，中间有很多空气，空气是热的不良导体，可有效防止身体的热量散失，起到保暖作用。
20. 实验小组的同学进行电磁学实验。
（1）在如图甲所示的实验中，当闭合开关后，可以观察到磁场中金属棒ab在导轨上运动，这说明磁场对通电导体___________，___________是利用这一原理工作的；（选填“发电机”或“电动机”）
（2）若只将磁体的两极对调，接通电源，观察到金属棒ab向相反的方向运动，说明力的方向与___________方向有关；
（3）在如图乙所示的实验中，闭合开关，保持蹄形磁体不动，若使导体AB沿水平方向运动，则电流表指针将发生偏转。与此现象原理相同的是______（选填“话筒”或“扬声器”）；
（4）根据图丙所示的情境可得出结论：电流一定时，___________。电磁铁磁性越强。
【答案】（1）有力的作用；电动机 （2）磁场 （3）话筒 （4）线圈匝数越多
【解析】【小问1】甲图中，当闭合开关后，磁场中的金属棒ab在导轨上运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用；电动机就是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的。
【小问2】只将磁体的两极对调，磁场的方向发生变化，接通电源，导体的运动方向会改变，说明力的方向与磁场的方向有关。
【小问3】乙装置中，闭合开关后，如果让导体AB沿水平方向运动，做切割磁感线运动，电流表的指针就会发生偏转，电路中产生感应电流，是电磁感应现象，此实验是将机械能转化成电能的过程，话筒利用了该原理，扬声器利用的是通电导线在磁场中受力的作用的原理。
【小问4】电磁铁甲吸引的大头针数目多，说明甲的磁性强；两电磁铁串联，电流相同，所以得出的结论是：电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强。
21. 探究电流与电压、电阻的关系，器材有：电源（电压恒为4V）、电压表（0~3V）、电流表（0~0.6A）、定值电阻R（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω）、滑动变阻器（20Ω2A）、开关、导线若干。
（1）为将图的实物电路连接完整，应将定值电阻R右端和滑动变阻器接线柱________（选填“A”“B”“C”或“D”）相连，要求：滑片右移电流表示数变大；
（2）闭合开关，电流表示数为零，电压表示数近似等于电源电压，经检查电表完好，则电路故障可能是________；
（3）排除（2）的故障，在探究电流与电压的关系时，应保证定值电阻不变，________，多次实验并记录相应数据；
（4）由上述步骤，可得实验数据如表格所示，分析数据可得结论：________；
（5）用上述器材继续探究电流与电阻的关系，将5Ω电阻接入电路并记录电流表示数为0.3A；将电阻更换为10Ω，为保持电压表示数不变，应调节滑动变阻器使其阻值________（选填“增大”或“减小”）；
（6）在（5）的基础上，再将电阻更换为20Ω，发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都无法恢复原来的示数大小，原因是实验所用的滑动变阻器最大阻值太________了（选填“大”或“小”）。因此在不更换实验器材的情况下，为了完成六次实验，需要重新设定每一次定值电阻两端的电压值，应控制定值电阻两端的电压范围不低于________V。
【答案】（1）D （2）定值电阻断路
（3）改变滑动变阻器的阻值，进而改变定值电阻两端电
（4）导体的电阻不变时，通过导体的电流和它两端的电压成正比
（5）增大 （6）小 ；2.4
【解析】【小问1】根据要求滑片右移电流表示数变大，应该连接右下，因此应将定值电阻R右端和滑动变阻器接线柱D相连。
【小问2】闭合开关，电流表示数为零，说明断路，电压表示数近似等于电源电压，说明电压表测量对象故障，因此电路故障可能是定值电阻R断路。
【小问3】在探究电流与电压的关系时，由控制变量法可知，应保证定值电阻不变，改变定值电阻两端电压，多次实验并记录相应数据。
【小问4】由表可知，电压与电流的比值为
即电压与电流的比值为定值，故可得出结论：导体的电阻不变时，通过导体的电流和它两端的电压成正比。
【小问5】根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压；由分压原理知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻。
【小问6】定值电阻两端的电压始终保持为UV＝0.3A×5Ω＝1.5V
根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压为U滑＝U－UV＝4V－1.5V＝2.5V
根据分压原理知，滑动变阻器的阻值为
当定值电阻为20Ω时，滑动变阻器的阻值为
可知所用的滑动变阻器最大阻值太小了。
为了完成六次实验，不得更换实验器材的情况下，根据串联分压原理知，应控制定值电阻两端的电压最小值为
五、综合应用题：本题共3小题，共22分
22. 2022年北京冬奥会举行期间，氢燃料客车、纯电动汽车成为承担此次冬奥会交通出行任务的最主要力量，新能源车辆的使用比例为历届冬奥会之最。如图所示是氢燃料公交车在平直路面以140kW的恒定功率行驶5min，消耗了0.5kg的氢燃料。已知水的比热容c水，氢的热值。求：
（1）公交车消耗的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）氢燃料公交车的效率为多少；
（3）若这些热量全部被质量为500kg、温度为15℃的水吸收，水升高的温度是多少？（保留整数）
【答案】（1）7×107J （2）60% （3）
【解析】【小问1】消耗了0.5kg的氢燃料，氢的热值q=1.4×10⁸J/kg
【小问2】汽车行驶做的功
氢燃料公交车的效率为
【小问3】热量全部被水吸收
水升高的温度是
23. 图甲是同学们自制调光小台灯，图乙是台灯的电路原理图。电源电压为3V，R是调节亮度的变阻器，最大阻值为10Ω。灯L标有“2.5V；0.5W”字样。忽略温度对电阻的影响。求：
（1）灯L正常发光时的电阻；
（2）灯L正常发光时，变阻器R工作10min产生的热量；
（3）电源电压降为2.7V后，灯L的最小实际电功率。
【答案】（1）12.5Ω；（2）60J；（3）0.18W
【解析】解：（1）灯L正常发光时的电阻为
（2）灯L正常发光时，电路中的电流为
根据串联分压知识可知，变阻器两端的电压为
变阻器R工作10min产生的热量
（3）电源电压降为2.7V后，根据可知，当电路中电流最小时，灯L的实际电功率最小，忽略温度对电阻的影响，则当变阻器的阻值最大时，电路中的电流最小，为
则灯L的最小实际电功率为
答：（1）灯L正常发光时的电阻为12.5Ω；
（2）灯L正常发光时，变阻器R工作10min产生的热量为60J；
（3）电源电压降为2.7V后，灯L的最小实际电功率为0.18W。
24. 阅读短文，回答问题。
南通轨道交通2号线
2023年12月27日，南通轨道交通2号线正式开通运营，2号线具有安全、节能、舒适、智能等亮点，采用的全电制动能极大减少闸瓦的磨耗（闸瓦是指制动时，压紧在车轮踏面上以产生制动作用的制动块）；舒适：车厢内增设USB充电装置和无线充电装置；环保：列车采用全LED照明，LED是一种发光二极管，具有光效高、寿命长、无闪烁等优点，还具有单向导电性。
进站时，工作人员用手持式安检仪检测乘客是否携带违禁金属物品。手持式安检仪的电池容量为，额定电压为9V，额定功率为0.36W；当剩余电量减为电池容量的10%时，安检仪不能正常工作（如图甲所示）。
（1）地铁进口的闸机可用刷脸、刷卡和扫二维码中的任一方法让乘客通过，闸机识别相当于电路中的________（选填“电源”、“开关”或“用电器”），这三种识别方式构成的电路元件之间是采取________联的连接方式；
（2）手持式安检仪电池充满电后，能正常工作的最长时间为________h；
（3）“安全驾驶，严禁超速！”为确保道路交通安全，地铁带有超速报警装置。科技小组的同学设计了一个车速提醒装置如图乙所示，电源电压保持不变；为可变电阻，阻值与车速关系的图像如图丙所示。当车速从0加速到80km/h的过程中，消耗的电功率随电流变化的图像如图丁所示。若行驶速度达80km/h（即电流表的示数达0.6A）时提醒驾驶员车速过快，需要减速。试问：
①当汽车行驶的速度变大时，电压表的示数________（均选填“变大”、“变小”或“不变”）；
②该电路的电源电压是________V，当电流为0.3A时，行驶的速度是________km/h。
【答案】（1）开关；并 （2）45 （3）变小；12；40
【解析】【小问1】闸机识别可以控制电路的通断，相当于电路中的开关。
三种识别方式任一种都可以让乘客通过，所以是并联的。
【小问2】手持式安检仪正常工作时的电流为
电池充满电后，安检仪能正常工作的最长时间为
【小问3】由图丙Rv的阻值与车速关系图像可知，汽车行驶的速度变大时，Rv的阻值变小。由图乙可知，闭合开关，定值电阻R与可变电阻Rv串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量可变电阻两端的电压，当可变电阻的阻值变小时，电路中的总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律可知电路中的电流变大，由U定=IR可知定值电阻两端的电压变大，由串联电路的电压规律可知可变电阻两端的电压变小，即电压表的示数变小。
图丙可知，当车速为80km/h时可变电阻的阻值为Rv=10Ω，此时电路中的电流大小为I=0.6A，根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可得，电源电压为U=IR=I(R+Rv)=0.6A×(R+10Ω)①
由图丁可知通过电路的电流为0.3A时，可变电阻的电功率为2.7W，则
串联电路总电压等于各部分电压之和，
根据欧姆定律可得电源电压U=I'R+Uv=0.3A×R+9V②
①②联立可得U=12V，R=10Ω。
根据欧姆定律可得此时可变电阻接入电路的阻值
由图丙可知RV=50－0.5v
代入数据可得实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
0.8
2.2
3.0
2
1.0
2.0
3.0
3
1.2
1.8
3.0
室温：25.0 ℃
时间/min
0
20
40
60
80
甲瓶水温/℃
61.0
56.6
62.5
50.9
48.5
乙瓶水温/℃
61.0
55.6
52.3
49.0
45.7
电压U/V
1.6
1.8
2.4
2.8
3
3.2
电流I/A
0.16
0.18
0.24
0.28
0.3
0.32