河南省郑州四中2023-2024学年九年级上学期第三次月考物理试卷+

这是一份河南省郑州四中2023-2024学年九年级上学期第三次月考物理试卷+，共22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。
1.下列说法中错误的是( )
A. 家庭电路中火线与零线之间的电压为220V
B. 可让家里的多个大功率用电器共用一个插座
C. 禁止用铜丝、铁丝等导线代替保险丝
D. 三脚插头的接地脚应与用电器的外壳相连
2.关于磁体、磁场和磁感线，以下说法中正确的是( )
A. 铁和铝都能够被磁体吸引B. 磁感线从磁体的S极出来，回到磁体的N极
C. 磁感线是磁场中真实存在的曲线D. 磁体之间的相互作用是通过磁场发生的
3.如图是用相同的加热装置对a、b、已知质量关系为三种物质加热至沸腾时它们的温度随时间变化的图象。下列对图象的分析正确的是( )
A. b的比热容大于c的比热容
B. ，时间内物质a的温度不变，内能不变
C. 温度从升高到时，a物质吸收的热量比b多
D. 如果a、b是同种物质，b的质量大于a的质量
4.声控开关在静音时处于断开状态，在接收到一定响度的声音时会自动闭合一段时间。某市一地下通道两端的入口处，各装有一个声控开关来控制同一盏电灯，以确保行人不管从哪端进入，电灯都能接通电源发光。下列符合设计要求和安全要求的电路是( )
A.
B.
C.
D.
5.“寻梦”小组的同学们设计了一台智能体重秤，其电路结构图如图甲所示，电源电压为6V保持不变，定值电阻，秤盘质量不计下方的电阻R为压敏电阻，其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 压敏电阻R所受压力越大，压敏电阻R的阻值越大
B. 站在秤盘中的人的体重越大，电压表的示数越小
C. 当站在秤盘中的人的体重为600N时，电压表的示数为
D. 当被测者站在秤盘上，体重秤消耗的电功率为，则被测者的体重为400N
6.新房竣工通电前，电工要检查小明家的电路安装是否存在故障，如图所示部分电路中，取下保险丝，在该处安装“220V100W”的白炽灯图中未画出，然后将A、B接到220V的家庭电路火线、零线上，发现灯正常发光。若此时闭合开关S，则“220V60W”的白炽灯会( )
A. 不能发光B. 正常发光
C. 能发光，但比正常发光暗D. 比正常发光亮并烧毁
7.将缝衣针破化后，穿过扣子的两孔，放在支架上做成了指南针，静止时针尖指北；如图所示。下列说法错误的是( )
A. 缝衣针针尖是指南针的N极
B. 指南针只有针尖位置磁性最强
C. 指南针能指南北是因为地磁场的作用
D. 缝衣针针尖所指的方向为该点的地磁场方向
8.如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动，下列说法正确的是( )
A. 电压表V的示数不变，电流表的示数变大
B. 电压表V的示数不变，电流表的示数减小
C. 电压表V的示数与电流表的示数之比减小
D. 电流表的示数与电流表的示数的差变小
二、多选题：本大题共2小题，共4分。
9.如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表的示数是10V，定值电阻R的阻值为，电动机M的线圈电阻为，下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数为4V
B. 通电电流通过电动机产生的热量是30J
C. 电路消耗的总功率是6W
D. 通电电流通过电动机输出的机械能是330J
10.如图甲所示，电源电压为12V，电流表量程为，滑动变阻器标有“”，当开关闭合，滑动变阻器滑片P滑至中点时，电压表的示数如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器的最大电功率为
B. 定值电阻R的阻值为
C. 滑动变阻器可接入电路的阻值范围为
D. 滑动变阻器滑片在中点时，定值电阻R在10s内产生的热量是18J
三、填空题：本大题共6小题，共14分。
11.小萱放学一进家门，就闻到妈妈炒菜的香味，这是______现象，炒菜主要通过______方式改变物体的内能。
12.如图是一款新款电动自行车，它具有轻便、节能、环保等特点。将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，但不会行驶。这个车钥匙其实就是一个______，电动车前面的大灯和车尾灯之间是______选填“串”或“并”联连接的。
13.如图所示为四冲程汽油机的______冲程，若工作中该汽油机的转速表显示为，则4s内可以对外做功______次。汽车散热器等制冷设备常用水作为冷却剂，这是利用了水的______较大的性质。
14.在相距20km的甲、乙两地之间有两条输电线，已知每1m输电线的电阻为现输电线在某处发生短路，为确定短路位置，检修员利用电压表、电流表和电源接成如图所示电路进行检测，当电压表的示数为时，电流表示数为则短路处距甲地一条输电线的电阻为______，短路位置距甲地的距离为______
15.如图所示的电路中，电源电压不变，灯L上标有“18V，18W”的字样。当开关闭合，滑动变阻器的滑片P移到a端时，灯L正常发光，电流表示数为，则变阻器最大阻值为______；当开关S断开、滑动变阻器的滑片P移到距a端四分之三ab长度处时，电压表示数为15V。此时，灯L的功率为______ W。
16.如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是______极。闭合开关，用手轻推一下线圈，若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向______选填“相同”或“相反”。请你采取一个措施减小线圈的转速______。
四、作图题：本大题共2小题，共4分。
17.如图所示，请根据小磁针静止时的指向，标出A点处的磁场方向用箭头表示。
18.小红家卧室安装了两盏“220V1W”的壁灯、和一个三孔插座，把它们正确地连接在家庭电路中，要求开关S只控制两盏电灯且都能正常发光。
五、实验探究题：本大题共2小题，共10分。
19.利用如图所示的五个阻值均为的电阻和三个封闭有等量空气的透明容器完成“焦耳定律”探究。
如图所示实验装置，通过观察______来判断的电阻产生电热的多少；
若要探究电流对电热的影响，应该选择观察______两个容器；
不计热量损失，通电后比较三个容器，会发现在相同时间内______容器中空气吸收的热量最多。三个容器中，空气最多吸收的热量是最少吸收的热量的______倍。
20.小王在“测量小灯泡额定功率”实验中，器材如下：电压恒为6V的电源、额定电压为的小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干。
小王设计了如图乙所示的电路。闭合开关，观察到小灯泡不发光，电流表无示数，则电压表示数约为______ V。
小王检查电路时，发现所连接电路存在一处错误。请你在错误的导线上画“”，用笔画线代替导线，画出正确的连线。
排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片。当电压表示数为时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为______ W。
小王又找到一个标有额定电压为的小灯泡，她想测量这个小灯泡的额定功率，发现电流表损坏了，但她利用滑动变阻器、最大阻值分别对应为、设计了图丁电路，也测出了小灯泡额定功率。实验步骤如下：
①闭合开关S，先调节滑动变阻器的滑片到最左端，再调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为______ V时为止，小灯泡正常发光；
②接着保持变阻器的滑片不动，调节变阻器的滑片到______读出此时电压表示数为 U；
③小灯泡额定功率的表达式______用题中已知量和所测量表示，结果中数字不带单位。
六、计算题：本大题共2小题，共17分。
21.贵南高铁北起贵州贵阳市，经河池市，南至广西南宁市，是广西境内第一条设计时速为350公里的客运专线，预计2023年年底建成通车。
若通车后，一列长200m的动车组如图甲以的速度匀速通过一座长1000m的高架桥。该列动车组完全通过高架桥所用的时间为多少？
若动车组以的速度匀速运动时电动机的总输出功率为5600kW，则此时动车组受到的阻力为多大？
位于河池市境内的界子良风电场于2021年初成功实现40台风机并网发电如图乙。已知当地每秒每平方米面积吹过的风的能量约为200J，若40台风机有效迎风面积约为，风机把风能转换为电能的效率为。请计算一台风机12个小时的发电量可以供一列总输出功率为4800kW的动车组匀速运动多少秒？忽略其它能量损耗
22.图甲是小明家的电饭锅电路原理图，该电饭锅有高温加热和保温两挡。由温控开关S进行调节。已知与R为电热丝，现将电饭锅插在220V的电源上，使用高温挡工作时，电饭锅功率为1000W；使用保温挡工作时，电饭锅功率为44W。根据相关知识，回答下列问题：
电热丝R的阻值为多少？
用此电饭锅高温挡将质量为1kg、温度为的水加热，使锅中水温升高了，需用时，求此加热过程中电饭锅的加热效率；
如图乙所示，电能表上？处的电能表常数模糊不清，小明把家中其它用电器断开仅使用电饭锅，调至高温挡烧水，电能表的转盘转了250转，则电能表上模糊的参数应该是多少？
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：A、家庭电路中火线与零线之间的电压为220V，故A正确；
B、据焦耳定律分析即可判断，让家里的多个大功率用电器共用一个插座上可能会烧毁插座，故B错误；
C、为了安全，绝对禁止用铜丝、铁丝等导线代替保险丝，故C正确；
D、从安全用电的角度分析，三脚插头的接地脚应与用电器的外壳相连，故D正确；
故选：B。
家庭电路中火线与零线之间的电压为220V；
据焦耳定律分析即可判断；
为了安全，绝对禁止用铜丝、铁丝等导线代替保险丝；
从安全用电的角度分析：三脚插头的接地脚应与用电器的外壳相连；
此题考查了安全用电的分析、家庭电路的连接、保险丝的使用等知识点，是一道综合题。
2.【答案】D
【解析】解：A、磁体能够吸引铁、钴、镍等物质，不能吸引铝，故A错；
B、在磁体的外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极。故B错。
C、根据课本中的相关基础知识可知，为了描述看不见但又客观存在的磁场，人们利用建立模型的方法引入了磁感线。故C错。
D、磁体周围存在磁场，磁体对处于其磁场内的磁性物质有磁力的作用，磁体之间的相互作用就是通过磁场实现。故D正确。
故选：D。
了解以下有关磁现象的知识，对照选项中的描述做出判断：
磁性是指一些物体具有吸引铁、钴、镍等磁性物质的性质，具有磁性的物体称为磁体。
磁体周围存在磁场，磁体之间的相互作用就是通过磁场实现。
在磁体的周围存在着磁场，为了形象直观地描述磁场而引入磁感线的。
磁感线的方向在磁体的外部，从磁体的北极出发，回到南极。
此题考查了磁体、磁性、磁感线、磁场等有关磁知识，是一道基础题。
3.【答案】D
【解析】解：由图象知：
A、用相同的加热装置对b、c两种物质加热时，时间内这两种物质吸收的热量相同，b物质升高的温度较大，由公式知，b的比热容小于c的比热容，故A错误；
B、时间内物质a的温度不变处于沸腾过程中，但质量减少，所以其内能减少，故B错误；
C、用相同的加热装置，温度从升高到时，a物质的加热时间比b物质短，所以a物质吸收的热量比b少，故C错误；
D、如果a、b是同种物质，比热容相同，升高相同的温度时，b的加热时间长，说明b吸收的热量多，根据知，b的质量大于a的质量，故D正确。
故选：D。
根据图象结合公式比较b、c比热容的大小；
液体在沸腾过程中要继续吸热，温度不变，但内能增加；
用相同的加热装置，吸收热量的多少通过加热时间的长短来反映；
如果a、b是同种物质，比热容相同，根据图象结合公式比较a、b的质量关系。
此题考查了学生对物理规律的掌握和对图象分析的能力，以图象的形式考查物理规律，具有直观、客观的特点，是现在物理测试的热点考查方式。
4.【答案】C
【解析】解：两个声控开关串联会相互影响，只有都闭合时灯才发光；两个声控开关并联会互不影响，可以独立控制灯的亮灭，根据“为确保行人不管从哪端进人，灯泡都能接通电源发光”，所以两开关应并联，且开关要控制火线。
A、图中一只开关控制火线，另一只开关控制零线，不符合安全要求，故A错误；
B、图中两只开关串联，只有同时闭合时灯才会发光，故B错误；
C、图中两开关均控制火线，且可以达到“行人不管从哪端进入，电灯都能接通电源发光”的目的，故C正确；
D、图中两开关均控制零线，这样不安全，故D错误。
故选：C。
照明电路中，开关要控制火线。串联电路中，各开关相互影响，并联电路中，各开关互不影响，据此结合题意来分析电路的连接方式。
本题考查学生根据实际需要设计串联电路和并联电路的能力，能够根据题意理解电路的连接方式是解决此类问题的关键。
5.【答案】C
【解析】解：由图甲可知，电路为压敏电阻R与定值电阻的串联电路，电压表测定值电阻两端的电压。
A.由图乙可知，随着压敏电阻R所受压力的增大，压敏电阻R的阻值越小，故A错误；
B.站在秤盘中的人的体重越大，压敏电阻R所受压力越大，则对应的压敏电阻R越小，根据串联电路的电阻特点，串联电路的总电阻也变小，电源电压恒定，则串联电路的总电流会变大，那么定值电阻两端的电压变大，所以电压表的示数变大，故B错误；
C.当站在秤盘中的人的体重为600N时，压敏电阻R所受压力为600N，由图乙可知，压敏电阻R的阻值是，此时的总电阻为：
，
此时电路的电流为：
，
定值电阻两端的电压，即电压表的示数是：
，
故C正确；
D.若被测者的体重为400N，压敏电阻R所受压力为400N，由图乙可知，压敏电阻R的阻值是，此时的总电阻为：
，
此时电路的电流为：
，
体重秤消耗的电功率为：
，
故D错误。
故选：C。
由图甲可知，电路为压敏电阻R与定值电阻的串联电路，电压表测定值电阻两端的电压。
根据图乙得出压敏电阻的阻值与所受压力的关系，由电路图可知，电阻与压敏电阻R串联接入电路，利用欧姆定律分析站在秤盘中的人的体重越大时，电压表的示数变化情况；
由图乙图像可知，当时R的阻值大小，根据串联电流的电流特点和欧姆定律求出通过定值电阻的电流，利用欧姆定律求得定值电阻两端的电压，即电压表的示数；
压敏电阻R所受压力为400N，由图乙可知，压敏电阻R的阻值是，利用串联电路中电阻的关系求得此时的总电阻，利用欧姆定律求得此时电路的电流，利用求得体重秤消耗的电功率。
本题考查了欧姆定律和电功率公式的应用，重点还要结合图像分析，是一道综合题。
6.【答案】A
【解析】解：取下保险丝，在该处安装“220V 100W”的白炽灯，然后将A、B接到220V的电源上，发现灯正常发光。
说明只有接入220V的电路，家庭电路的安装部分插座出现短路现象。如果闭合开关S，则灯被短路，所以不会发光，不会被烧坏。
故选：A。
取下保险丝，在该处安装“220V 100W”的白炽灯，然后将A、B接到220V的电源上。
①发现灯正常发光，检验部分出现短路。
②发现灯不亮，检验部分是断路。
③发现灯正常发光但是比较暗，检验部分是正常的。
本题考查了用校验灯检修家庭电路的故障。根据校验灯的三种发光情况得出电路是否存在故障。
7.【答案】C
【解析】解：A、地球是一个大磁体，指南针指南北的原因是由于受到了地磁场的作用；当小指南针静止后，针尖指向南方，针尖是指南针的S极，故A错误；
B、指南针的针尖和针尾磁性最强，中间磁性最弱，故B错误；
C、指南针能指南北是因为磁极间的相互作用，故C正确；
D、针尾是指南针的N极，所指的方向为该点的地磁场方向，故D错误。
故选：C。
地球是一个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，由于受到地磁场的作用，放入地磁场的磁体都受到地磁场的作用；
条形磁体的两端磁性最强，中间磁性最弱；
同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引；
小磁针放在磁场中静止时北极的指向即为该点的磁场方向。
此题考查了地磁场、磁极间的相互作用、磁场的方向，难度不大，属基础题目。
8.【答案】D
【解析】解：由电路图可知，定值电阻和滑动变阻器并联，电压表测电源电压，电流表测通过的电流，电流表测干路电流；
AB、由于电源电压不变，所以滑片移动时电压表示数不变；
闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流变小；
由于并联电路中各支路互不影响，所以通过的电流不变，即电流表的示数不变；
根据并联电路的电流规律可知，干路中的电流变小，即电流表的示数变小，故AB错误；
C、因电压表V的示数不变，电流表的示数不变，则电压表V的示数与电流表的示数之比不变，故C错误；
D、根据并联电路的电流规律可知，电流表的示数与电流表的示数的差等于通过滑动变阻器的电流，且通过滑动变阻器的电流变小，所以电流表的示数与电流表的示数的差变小，故D正确。
故选：D。
由电路图可知，定值电阻和滑动变阻器并联，电压表测电源电压，电流表测通过的电流，电流表测干路电流；
根据电源电压不变分析电压表示数的变化；
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，根据欧姆定律可知通过滑动变阻器电流的变化；根据并联电路的工作特点可知通过的电流变化；根据并联电路的电流规律可知干路中电流的变化；然后分析各个选项。
本题是一道动态电路的分析题，是常考题型，要掌握这类题的解题思路；分析清楚电路结构、熟练应用并联电路特点及欧姆定律是正确解题的关键。
9.【答案】BD
【解析】解：AC、由图可知，当开关闭合时，定值电阻R与电动机串联，电压表测电动机两端的电压，电压表测电源电压。
根据欧姆定律可得，R两端的电压：，
根据串联电路的电压规律可得，电动机两端的电压：
，即电压表的示数为6，故A错误；
电路消耗的总功率：，故C错误；
BD、通电电流通过电动机产生的热量：，
通电电动机消耗的电能：，
电动机正常工作时，消耗的电能转化为机械能和内能，
故通电电流通过电动机输出的机械能：，故BD正确。
故选：BD。
由图可知，当开关闭合时，定值电阻R与电动机串联，电压表测电动机两端的电压，电压表测电源电压。根据欧姆定律求R两端的电压，根据串联电路的电压规律求电动机两端的电压，即电压表的示数；
根据求电路消耗的总功率；
根据求通电电流通过电动机产生的热量；根据求通电电动机消耗的电能，电动机正常工作时，消耗的电能转化为机械能和内能，由此可知，通电电流通过电动机输出的机械能。
本题考查电能、电功率和电热的计算，明确电动机的能量转化是关键。
10.【答案】AD
【解析】解：由电路图知两电阻串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路的电流，
BD、当开关S闭合，滑动变阻器滑片P滑至中点时，电压表的示数如图乙所示，电压表的量程为，分度值为，示数为9V，
此时电路的电流为：，
根据串联电路电压的规律知，定值电阻两端的电压为：，
定值电阻R的阻值为：，故B错误；
定值电阻R在10s内产生的热量：，故D正确；
C、因串联电路处处电流相等，且电流表量程为，滑动变阻器允许通过的最大电流为，所以允许的最大电流为，
由可知，此时电路的总电阻：，
因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以滑动变阻器接入电路的最小阻值：，
又因为电源电压为12V，电压表量程为，所以当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电压表的示数一定小于15V，因此滑动变阻器接入电路的阻值范围为，故C错误；
A、滑动变阻器的功率：功率；故A正确。
故选：AD。
由电路图知两电阻串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路的电流，
根据，结合欧姆定律与变阻器阻值的取值范围分析什么时候滑动变阻器的电功率最大，并求出滑动变阻器的最大电功率。
当开关S闭合，滑动变阻器滑片P滑至中点时，电压表的示数如图乙所示，电压表的量程为，分度值为，示数为9V，根据欧姆定律和串联电路电阻的特点算出此时电路的电流，根据串联电路电压的规律算出定值电阻两端的电压，由欧姆定律算出定值电阻R的阻值，
根据串联电路电流规律，结合电流表量程和滑动变阻器允许通过的最大电流确定电路最大电流，再根据欧姆定律求出电路总电阻，再利用串联电路电阻规律求出滑动变阻器接入电路的最小阻值；根据电源电压和电压表量程可知滑动变阻器接入电路的最大阻值，进一步确定滑动变阻器接入电路的阻值范围；
根据求出值电阻R在10s内产生的热量。
本题考查串联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算，属于难题。
11.【答案】扩散 热传递
【解析】解：由于菜中的芳香类物质分子不停地做无规则运动，通过扩散现象充满整个房间，所以小萱放学一进家门，就闻到妈妈炒菜的香味；炒菜主要是通过热传递方式改变物体的内能。
故答案为：扩散；热传递。
物质是由分子组成的，组成物质的分子永不停息地做无规则运动；
做功与热传递是改变物体内能的两种方式。
本题考查分子的运动及改变物体内能的方式，属于基础题。
12.【答案】开关 并
【解析】解：电动自行车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，所以这车钥匙其实就是一个开关；
电动车前面的大灯和车尾灯工作时互不影响，是并联的。
故答案为：开关；并。
开关串联电路中，能起到控制电路中电流通断的作用；并联的用电器之间互不影响。
本题考查了电路的构成、电路的连接方式，明确串并联电路的特点是解题的关键。
13.【答案】吸气 120 比热容
【解析】解：由图可知，进气门打开，排气门关闭．活塞由上端向下端运动，是吸气冲程；
若工作中该汽油机的转速表显示为，
曲轴每转两圈对外做一次功，则该汽油机每秒对外做功次数为30次，则4s内可以对外做功次次；
因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车散热器等制冷设备常用水作为冷却剂。
故答案为：吸气；120；比热容。
根据气门的状态和活塞的运行方向确定哪个冲程；
在四冲程内燃机的一个工作循环中，曲轴转两圈，完成4个冲程，对外做功1次；压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能；
水的比热容大，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。
此题考查知识较全面；涉及到内燃机的四个冲程的判断、对物理概念的认识和对热机的工作过程的理解是解决此题的关键。
14.【答案】
【解析】解：由可知，连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值：；
短路处距甲地一条输电线的电阻：；
导线总长度：
，
短路的地点离甲地的距离：
故答案为：25；
知道电压表和电流表的示数，利用欧姆定律求出连接短路位置到甲地的两段输电线的电阻值；
已知1m导线的电阻值，然后让总电阻除以一米导线的电阻即可求出导线的长度，从而确定出短路的地点离甲地的距离．
本题考查了学生对欧姆定律的掌握和运用，知道短路的地点离甲地的距离为导线总长度的一半是本题的关键．
15.【答案】12 5
【解析】解：由可得，灯泡正常发光时的电阻：
，
当开关闭合，滑动变阻器的滑片P移到a端时，灯泡L与滑动变阻器的最大阻值并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，
所以，电源的电压，此时灯泡的电流，
根据并联电路的电流特点知，通过变阻器的电流；
由可得，此时变阻器的阻值：；
当开关S断开、滑动变阻器的滑片P移到距a端长度处时，灯泡与串联，电压表测变阻器两端的电压，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流：，因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，灯泡两端的电压：
，
灯L的功率：
。
故答案为：12；5。
灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据求出灯泡正常发光时的电阻，当开关闭合，滑动变阻器的滑片P移到a端时，灯泡L与滑动变阻器的最大阻值并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点可知电源的电压，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的并联求出滑动变阻器的最大阻值；
当开关S断开、滑动变阻器的滑片P移到距a端长度处时，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，利用求出灯L的功率。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，要注意灯泡的电阻是变化的。
16.【答案】N 相同 串联一个电阻
【解析】解：由图可知，电流是从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是N极；
闭合开关，用手轻推一下线圈，通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动，这就是简易的电动机的原理；若只将电源的正负极互换，则电流的方向发生改变，磁极的方向也发生了改变，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同；
减小线圈的转速可以减小通过电路的电流，电路中可以串联一个电阻。
故答案为：N；相同；串联一个电阻。
根据安培定则判定电磁铁的极性；通电导体在磁场中受到力的作用；通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场的方向有关；通电导体在磁场中受力的大与电流大小和磁场的强弱有关。
本题考查了简易电动机的原理、安培定则的应用，是一道基础实验题。
17.【答案】解：图中小磁针静止时N极向右，因同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，所以靠近小磁针N极的是磁体的S极，靠近小磁针S极的是磁体的N极；在磁体外部，磁感线是从磁体的N极出来、回到S极，可知该磁感线的方向向右，即A点的磁场方向水平向右，如图所示：

【解析】根据小磁针的NS极的指向，利用同名磁极相互排斥原理确定磁体的N、S极和磁场的方向。
此题考查学生对于磁体磁极的判断、磁场方向的理解和掌握。
18.【答案】解：开关S控制两盏电灯且都能正常发光，两灯泡并联，开关S在干路上，
灯泡接法：火线先进入开关，这样在断开开关时，能切断火线与灯泡的连接，接触灯泡不会发生触电事故。三孔插座的接法，左边接零线，右边接火线，中间接地线。如图所示：

【解析】由题意可知，两灯泡并联，线进入开关；三孔插座的接法，左边接零线，右边接火线，中间接地线。
掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法，同时考虑使用性和安全性。
19.【答案】U形管中液面高度差 甲、丙 乙 8
【解析】解：电流通过导体产生热量的多少不易直接观察，透明容器中密封着等量的空气，电阻丝产生热量越多，气体膨胀程度越大，故可通过U形管液面的高度差来反映电阻丝产生的热量多少，采用了转换法。
要探究电流对电热的影响，要控制电阻和对通电时间相同；丙容器中两电阻并联后再与甲容器中电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过甲容器中电阻的电流大于通过丙中容器中电阻的电流，而通电时间相同，故若要探究电流对电热的影响，应该选择观察甲、丙两个容器；
通过甲、乙容器中电阻的电流相等，且大于通过丙中容器中电阻的电流，而10欧姆大于5欧姆，根据，不计热量损失，通电后比较三个容器，在相同时间内乙容器中空气吸收的热量最多。
设通过甲、乙容器中电阻的电流都为I，根据并联电路电压的规律及欧姆定律可知通过丙中两电阻的电流相等，由串联和并联电路电流的规律，通过丙中容器电阻的电流为，根据可知，丙容器中电阻丝产生的热量最小，根据可知，乙容器空气最吸收的热量与丙容器吸收的热量之比为：
。
故答案为：形管中液面高度差；甲、丙；乙；8。
电流通过导体产生热量的多少不易直接观察，透明容器中密封着等量的空气，电阻丝产生热量越多，气体膨胀程度越大，故可通过U形管液面的高度差来反映电阻丝产生的热量多少，采用了转换法。
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，丙容器中两电阻并联后再与甲容器中电阻串联，根据并联和串联电路电流的规律可知通过甲容器中电阻的电流大于通过丙中容器中电阻的电流，而通电时间相同，据此分析；
通过甲、乙容器中电阻的电流相等，且大于通过丙中容器中电阻的电流，而10欧姆大于5欧姆，根据可知在相同时间内乙容器中空气吸收的热量最多。设通过甲、乙容器中电阻的电流都为I，根据并联电路电压的规律及欧姆定律及串联和并联电路电流的规律，可知通过丙中容器电阻的电流，根据得出乙容器空气最吸收的热量与丙容器吸收的热量之比。
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。
20.【答案】最右端
【解析】解：若电流表无示数，灯不亮，说明电路可能断路，此时电压表有示数，说明电压表与电源连通，测电源电压为6V；
原电路图中，滑动变阻器与电流表串联后与灯并联，电压表串联在电路中，是错误的，在测量小灯泡额定功率实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示：
；
当电压表示数为时，电流表的示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值，其示数为，则小灯泡额定功率为：
；
实验步骤：
①闭合开关S，先调节滑动变阻器的滑片到最左端，再调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为时为止，小灯泡正常发光；
②接着保持变阻器的滑片不动，调节变阻器的滑片到最右端读出此时电压表示数为U；
③在步骤①中，灯泡、变阻器和滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为时为止，小灯泡正常发光；
在步骤②中，灯泡、变阻器和滑动变阻器仍串联，电压表测灯泡和变阻器最大阻值时两端电压，根据串联电路电压规律，两端的电压为；
由欧姆定律，此时电路中的电流：
，
串联电路中各处的电流相等，即灯正常发光时的电流：，
小灯泡正常发光时的电阻表达式为：
。
故答案为：；见解答图；；①；②最右端；③。
若电流表无示数，灯不亮，说明电路可能断路，此时电压表有示数，说明电压表与电源连通，电压表被串联在电路中，测电源电压；
在测量小灯泡额定功率实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端；
根据电流表选用量程确定分度值读数，利用求出小灯泡的额定功率；
要测灯的额定功率，首先应使灯正常发光，故的滑片应位于左端，使电压表测灯泡两端的电压，调节滑动变阻器使电压表的示数为；然后保持接入电路中的电阻不变，调节的滑片使其接入电路中的电阻最大，电压表测灯泡和两端的电压之和，因各用电器的电压不变，灯仍正常发光，根据串联电路的电压特点求出两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流，根据欧姆定律求出小灯泡正常发光时的电阻表达式。
本题测小灯泡额定功率实验，考查了电路分析、电路连接、功率的计算及设计实验方案测功率的能力。
21.【答案】解：该列动车组完全通过高架桥所用的时间为；
动车组以的速度匀速运动时电动机的总输出功率为：，
匀速运动时车受到的阻力等于动力，
由可得动车组受到的阻力为：
；
一台风机产生的电能：，
动车组功率为：，
一台风机产生的电能可供动车组运行的时间：。
答：列动车组完全通过高架桥所用的时间为20s；
此时动车组受到的阻力为70000N；
一台风机一天的发电量可以供一列总输出功率为4800kW的动车组以的速度行驶18000s。
【解析】利用速度计算公式求得该列动车组完全通过高架桥所用的时间；
匀速运动时车受到的阻力等于动力，由可得动车组受到的阻力；
首先计算一台风机产生的电能，根据计算一台风机产生的电能可供动车组运行的时间。
本题考查功的公式、功率公式的灵活运用，综合性强。
22.【答案】解：由图甲可知，开关S闭合时，电路为电热丝的简单电路，电路的总电阻较小；开关S断开时，电热丝与R串联，电路的总电阻较大，根据可知开关S闭合时，电路消耗的电功率较大，电饭锅处于高温挡；开关S断开时，电路消耗的电功率较小，电饭锅处于保温挡。
根据可得，的电阻：，
与R串联时的总电阻：，
根据串联电路的电阻规律可得，R的阻值：；
水吸收的热量：，
根据可得，用时，电饭锅消耗的电能：，
此加热过程中电饭锅的加热效率：；
由可知，电饭锅高温挡烧水消耗的电能为，
此过程中电能表的转盘转了250转，则电能表上对应的参数值为，
即电能表上模糊的参数应该是3000。
答：电热丝R的阻值为；
此加热过程中电饭锅的加热效率为；
电能表上模糊的参数应该是3000。
【解析】由图甲可知，开关S闭合时，电路为电热丝的简单电路，电路的总电阻较小；开关S断开时，电热丝与R串联，电路的总电阻较大，根据可知开关在不同状态下的电饭锅工作挡位。根据求出的电阻和与R串联时的总电阻，根据串联电路的电阻规律求R的阻值；
根据求水吸收的热量，根据求用时，电饭锅消耗的电能，根据求此加热过程中电饭锅的加热效率；
已知电饭锅高温挡烧水消耗的电能，结合电能表的转盘转了250转，得出电能表上模糊的参数值。
本题考查电热的综合计算和电热器的挡位问题，以及电能表参数的计算，难度适中。