安徽省合肥市包河区九年级上学期期末物理试卷-A4

这是一份安徽省合肥市包河区九年级上学期期末物理试卷-A4，共20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）在神舟十六号飞船返回舱重返大气层的过程中，返回舱与其周围空气急剧摩擦使返回舱变成一个“火球”，如图所示。该过程中是通过 改变返回舱的内能，导致返回舱的内能急剧增大。
2．（2分）一只灯泡的铭牌上标有“220V 40W”字样，其中“40W”所表示的具体物理含义是： 。
3．（2分）如图所示，干燥的橡胶棒和毛皮相互摩擦能使二者都带上电荷，在二者相互摩擦的过程中 （选填“毛皮”或“橡胶棒”）失去电子。
4．（2分）如图所示，将一根粗直导线沿南北方向水平悬空放置，小磁针置于直导线的正下方与其平行且保持静止状态。当闭合开关的一瞬间，从导线上方俯视时，观察到小磁针顺时针旋转：如果仅对调电源的正负极位置，再次闭合开关的一瞬间，俯视时小磁针将 （选填“逆时针”或“顺时针”）旋转。
5．（2分）如果在一个标准大气压下，将质量为1.5kg的水烧开需吸收热量为5.04×105J，则水的初温为 ℃。
[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
6．（2分）如图所示，电源电压为4.5V且保持不变，闭合开关S后，电压表的示数为2V，则加在灯泡L2两端的电压为 V。
7．（2分）在如图所示的电路中，电源电压为6V保持不变，电阻R1的阻值为10Ω，闭合开关S，电流表示数为1.6A。则电阻R2的阻值为 Ω。
8．（2分）如图所示，电源的a端为 （选填“正”或“负”）极。
9．（2分）图甲是一款养生壶，它内部简化电路如图乙所示。该养生壶有“加热”和“保温”两个挡位，其额定电压为220V，已知电阻丝R2的阻值为88Ω，该养生壶正常工作时其“加热”和“保温”挡的电功率之比为3：1，则电阻丝R1的阻值为 Ω。（忽略温度对电阻丝阻值的影响）
10．（2分）图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑片P由端点a移到端点b的过程中，电压表示数U及滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。则当滑片P位于a端时，电阻R1在2min内产生的热量为 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，在答题卷上用28铅笔将表示正确答案的字母填涂完整）
11．（2分）下列属于液化现象的是（ ）
A．草尖露珠B．树上雾凇C．浓雾消散D．冰雪消融
12．（2分）下列说法中正确的是（ ）
A．磁场是由无数条磁感线所组成的
B．比热容越小的物质，吸热升温越慢
C．磁场中不同的点，磁场方向可能相同
D．一个物体的内能增大，其温度就会升高
13．（2分）图示是家庭电路的一部分，闭合开关S1、S2时，灯泡L1亮，灯泡L2不亮，用测电笔测量d点氖管发光，电路中只有一处故障，则该故障可能是（ ）
A．bc间断路B．ab间断路
C．cd间断路D．灯泡L2被短路
14．（2分）描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线分布情况如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．由P到Q磁场越来越弱
B．a点与b点磁场方向不相同
C．a点磁场强度比b点磁场强度强一些
D．a点与b点的磁场强度相同
15．（2分）如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P由图示位置缓慢向右移动的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．电压表示数变小，电流表示数变小
B．电压表示数变大，电流表示数不变
C．电压表示数与电流表示数乘积变大
D．电压表示数与电流表示数之比变大
16．（2分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数从0.5A变为0.8A，电压表的示数变化了3V。则该定值电阻R的阻值和电阻R所消耗电功率的变化量分别为（ ）
A．5Ω、0.9WB．6Ω、1.5WC．8Ω、2.4WD．10Ω、3.9W
17．（2分）标有“6V 3.6W”的小灯泡，通过它的电流随其两端电压的变化关系如图所示。如果将这种规格的两只灯泡串联在6V的电源两端，闭合开关，让两只灯泡发光，则每只灯泡的实际功率和通电1min两个灯泡消耗的总电能分别为（ ）
A．0.9W、108JB．1.2W、90JC．1.5W、180JD．2.4W、360J
三、实验题（第18小题4分，第19小题4分，第20小题8分，每空2分，共16分）
18．（4分）利用如图所示的实验装置“探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关”。其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等的煤油，电阻丝R1、R2的阻值分别为5Ω和10Ω。闭合开关一段时间后，记录此时两个温度计的示数。
（1）本实验中用 来反映电阻丝产生热量的多少。
（2）本实验探究的问题是： （正确写出一个探究问题即可）。
19．（4分）在探究“通电螺线管外部的磁场分布”实验过程中：
（1）根据小磁针的指向判断磁场的方向，通过观察铁屑分布的密集程度判断磁场的强弱，这里所用的实验方法是： 。
（2）实验过程中，在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撤满细铁屑，闭合开关，为更好地显示通电螺线管周围的磁场分布情况，接下来应该进行的操作是： 。
（3）实验中，观察到细铁屑的排列如图所示，同时观察到小磁针发生偏转且静止时其N极（涂黑色的一端），如图所示。则由此可知，通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。
20．（8分）某实验小组在“测定小灯泡正常发光时的电阻和其额定电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V保持不变，小灯泡额定电压为2.5V（小灯泡正常发光灯丝电阻约为12Ω），可供选择的滑动变阻器有两种规格（R1标有“10Ω 0.5A”字样，R2标有“20Ω 0.5A”字样）。
（1）为了能顺利完成该实验探究，应选用滑动变阻器 （选填“R1”或“R2”）。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“A”或“B”）端缓慢移动至恰当的位置。
（3）在实验过程中，如果突然电流表坏了。但手头上有一只大小合适的已知阻值的定值电阻R0，同学们设计了如图丙所示的电路图，并连接好实物电路测量该小灯泡的额定电功率。实验操作步骤如下：
①断开开关S1，闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，断开开关S2，闭合开关S1，记下此时电压表示数为U，则该小灯泡的额定电功率P额＝ 。（用含有U额、U和R0的表达式表示）
四、计算题（第21小题5分，第22小题7分，第23小题8分，共20分；解答要有必要的式和过程）
21．（5分）为保卫祖国边防安全，边防战士们每天驾驶科技元素满满的新式国产边防逐逻车，在边境巡逻的情景如图所示，已知该巡逻车行驶20km所做的有用功为1.6×108J，所消耗的燃油为8kg（燃油的热值为5×107J/kg）。求：
（1）所消耗的燃油完全燃烧释放的热量；
（2）上述过程中，该巡逻车的热机效率。
22．（7分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻R1和R2的阻值分别为12Ω和24Ω，闭合开关S后，电流表A的示数为0.6A。求：
（1）电阻R1两端的电压；
（2）电流表A1的示数；
（3）通电5min电阻R2所消耗的电能大小。
23．（8分）小明同学在跨学科实践活动中设计的模拟调光灯电路图，如图所示。他选用的电源电压为12V且保持不变，小灯泡上标有“6V 6W”字样，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样。不考虑温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S后。求：
（1）小灯泡正常发光时灯丝电阻的阻值；
（2）当滑动变阻器的滑片P位于中点时，电路所消耗的总功率大小；
（3）利用所学的物理知识分析：当滑动变阻器的滑片P移至a端时，电路会出现的情况是什么？针对所出现的情况，请通过分析与计算，在原电路的基础上对小明的设计电路提出一个合理具体的改进方案。（要求：1.可实现调光且小灯泡能正常发光；2.确保电路安全）
参考答案与试题解析
一、填空题（每小题2分，共20分，将答案直接写在横线上，不必写出解题过程）
1．（2分）在神舟十六号飞船返回舱重返大气层的过程中，返回舱与其周围空气急剧摩擦使返回舱变成一个“火球”，如图所示。该过程中是通过 做功 改变返回舱的内能，导致返回舱的内能急剧增大。
【分析】改变物体内能的方式：做功和热传递，做功是能量的转化，热传递是能量的转移。
【解答】解：飞船和大气层高速摩擦，这主要是通过做功的方式来改变返回舱的内能。
故答案为：做功。
【点评】本题主要考查了做功与物体内能的改变，属于基础题。
2．（2分）一只灯泡的铭牌上标有“220V 40W”字样，其中“40W”所表示的具体物理含义是： 灯泡的额定功率为40W 。
【分析】用电器在额定电压下工作时的电功率叫额定功率。
【解答】解：灯泡上标有“220V 40W”的字样，其中“220”表示灯泡的额定电压为220V，40W表示灯泡的额定功率为40W。
故答案为：灯泡的额定功率为40W。
【点评】本题考查了额定功率的物理意义、灯泡的铭牌的了解与掌握，属于基础题目。
3．（2分）如图所示，干燥的橡胶棒和毛皮相互摩擦能使二者都带上电荷，在二者相互摩擦的过程中 毛皮 （选填“毛皮”或“橡胶棒”）失去电子。
【分析】摩擦起电的实质是电子的转移，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电。
【解答】解：毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，毛皮失去电子带正电，橡胶棒得到电子带负电。
故答案为：毛皮。
【点评】本题考查的是摩擦起电的实质，属于基础题目。
4．（2分）如图所示，将一根粗直导线沿南北方向水平悬空放置，小磁针置于直导线的正下方与其平行且保持静止状态。当闭合开关的一瞬间，从导线上方俯视时，观察到小磁针顺时针旋转：如果仅对调电源的正负极位置，再次闭合开关的一瞬间，俯视时小磁针将 逆时针 （选填“逆时针”或“顺时针”）旋转。
【分析】奥斯特实验通过小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场；当电流方向改变时，产生的磁场方向也改变，所以小磁针的偏转方向也改变。
【解答】解：通电导体周围磁场的方向与电流的方向有关，当电流方向改变时，产生的磁场方向也改变，当闭合开关的一瞬间，从导线上方俯视时，观察到小磁针顺时针旋转：如果仅对调电源的正负极位置，再次闭合开关的一瞬间，俯视时小磁针将逆时针旋转。
故答案为：逆时针。
【点评】本题考查了通电导体周围的磁场方向与电流的方向有关，属于基础题。
5．（2分）如果在一个标准大气压下，将质量为1.5kg的水烧开需吸收热量为5.04×105J，则水的初温为 20 ℃。
[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
【分析】根据Q吸＝c水m水（t﹣t0）求出水的初温。
【解答】解：在一个标准大气压下，水的沸点为100℃，根据Q吸＝c水m水（t﹣t0）可知，水的初温为：
t0＝t-Q吸c水m水=100℃-5.04×105J4.2×103J/(kg⋅℃)×1.5kg=20℃。
故答案为：20。
【点评】本题考查了吸热公式的应用，比较简单。
6．（2分）如图所示，电源电压为4.5V且保持不变，闭合开关S后，电压表的示数为2V，则加在灯泡L2两端的电压为 2 V。
【分析】由电路图可知，两灯泡串联，串联电路中电流处处相等，电压表测L2两端的电压。
【解答】解：由电路图可知，两灯泡串联，电压表测L2两端的电压，已知电压表的示数为2V，即L2两端的电压U2＝2V。
故答案为：2。
【点评】本题考查了串联电路电压特点的应用，要注意电压表不测带电源用电器两端的电压。
7．（2分）在如图所示的电路中，电源电压为6V保持不变，电阻R1的阻值为10Ω，闭合开关S，电流表示数为1.6A。则电阻R2的阻值为 6 Ω。
【分析】由图可知，闭合开关S，电阻R1与R2并联，电流表A测干路电流。根据并联电路的电压规律可知R1与R2两端的电压，根据欧姆定律可得通过R1的电流，根据并联电路的电流规律可得通过R2的电流，根据欧姆定律可得电阻R2的阻值。
【解答】解：由图可知，闭合开关S，电阻R1与R2并联，电流表A测干路电流。
根据并联电路的电压规律可得，R1与R2两端的电压：U1＝U2＝U＝6V，
根据欧姆定律可得，通过R1的电流：I1=U1R1=6V10Ω=0.6A，
根据并联电路的电流规律可得，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝1.6A﹣0.6A＝1A，
根据欧姆定律可得电阻R2的阻值：R2=U2I2=6V1A=6Ω。
故答案为：6。
【点评】本题考查并联电路的特点和欧姆定律的应用，难度不大。
8．（2分）如图所示，电源的a端为 正 （选填“正”或“负”）极。
【分析】根据安培定则判断通电螺线管中电流方向，根据电流方向判断电源正负极。
【解答】解：由图可知，通电螺线管的右端是N极，左端是S极，由安培定则可知，电流从螺线管的左侧流入，右侧流出，所以电源a端为正极。
故答案为：正。
【点评】本题考查了安培定则的应用，属于基础题。
9．（2分）图甲是一款养生壶，它内部简化电路如图乙所示。该养生壶有“加热”和“保温”两个挡位，其额定电压为220V，已知电阻丝R2的阻值为88Ω，该养生壶正常工作时其“加热”和“保温”挡的电功率之比为3：1，则电阻丝R1的阻值为 44 Ω。（忽略温度对电阻丝阻值的影响）
【分析】由图乙可知，当开关S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，根据串联电路特点和P=U2R可知养生壶加热挡和保温挡的电路连接；根据串联电路特点和P=U2R可求出R1的阻值。
【解答】解：由图乙可知，当开关S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P=U2R可知，电路的总功率最小，养生壶处于保温挡，
根据串联电路的电阻特点和P=U2R可知，养生壶保温挡的电功率：P保=U2R1+R2；
当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，电路的总电阻最小，总功率最大，养生壶处于加热挡，加热挡的电功率：P加=U2R1；
根据题意可知，养生壶正常工作时其“加热”和“保温”挡的电功率之比为3：1，即P加P保=U2R1U2R1+R2=R1+R2R1=31，
则R1=12R2=12×88Ω＝44Ω。
故答案为：44。
【点评】本题考查串联电路的特点以及电功率公式的灵活运用，能正确分析电路连接是解题的关键。
10．（2分）图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑片P由端点a移到端点b的过程中，电压表示数U及滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。则当滑片P位于a端时，电阻R1在2min内产生的热量为 48 J。
【分析】由图甲可知，当滑片P移到b端时，变阻器接入电路中的电阻为零，电路为R1的简单电路，电压表测电源电压，根据图象可读出电源电压；
滑片P移到a端时，电阻R1与滑动变阻器的最大阻值串联，根据图象读出滑动变阻器的最大阻值和此时电压表的示数，再根据串联电路的特点和欧姆定律求出通过R1的电流及其两端电压，由Q＝W＝UIt计算R1在2min内产生的热量。
【解答】解：图甲可知，当滑片P移到b端时，变阻器接入电路中的电阻为零，电路为R1的简单电路，电压表测电源电压，
由图象可知此时电压表的示数为6V，即电源电压U＝6V；
由图甲可知，滑片P移到a端时，电阻R1与滑动变阻器的最大阻值串联，
由图象可知，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，此时电压表的示数U1＝2V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时滑动变阻器两端的电压：
U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V，
因串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流：
I＝I1＝I2=U2R2=4V20Ω=0.2A，
R1在2min内产生的热量：
Q1＝W1＝U1I1t＝2V×0.2A×2×60s＝48J。
故答案为：48。
【点评】本题考查了串联电路特点、欧姆定律以及电热计算公式的灵活应用，能从图象中获取有用信息是关键。
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，在答题卷上用28铅笔将表示正确答案的字母填涂完整）
11．（2分）下列属于液化现象的是（ ）
A．草尖露珠B．树上雾凇C．浓雾消散D．冰雪消融
【分析】物质从固态到液态的过程叫做熔化，物质从液态变成固态的过程叫做凝固；物质从液态变为气态叫做汽化，物质从气态变为液态叫做液化；物质从固态直接变成气态叫升华，物质从气态直接变成固态叫凝华；熔化、汽化、升华吸热，凝固、液化、凝华放热。
【解答】解：A.草尖露珠，是液化现象，故A符合题意；
B.树上雾凇，是凝华现象，故B不符合题意；
C.浓雾消散，是汽化现象，故C不符合题意；
D.冰雪消融，是熔化现象，故D不符合题意；
故选：A。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化，关键要看清物态变化前后，物质各处于什么状态，是解题的关键。
12．（2分）下列说法中正确的是（ ）
A．磁场是由无数条磁感线所组成的
B．比热容越小的物质，吸热升温越慢
C．磁场中不同的点，磁场方向可能相同
D．一个物体的内能增大，其温度就会升高
【分析】（1）磁感线是理想化的物理模型，实际上并不存在；
（2）由Q＝cmΔt可知，在质量一定时，物体吸收相同热量，比热容越小，升温越快；
（3）磁场方向的规定：磁场中某点的磁场方向与放在该处的小磁针静止时N极所指的方向相同；
（4）晶体熔化时，吸收热量，内能增加，温度不变。
【解答】解：A、磁感线是理想化的物理模型，实际上并不存在，故A错误；
B、由Q＝cmΔt可知，在质量一定时，物体吸收相同热量，比热容越小，升温越快，故B错误；
C、磁场是有方向的，在磁场的不同位置，其磁场方向可能相同，例如：条形磁体上方和下方的磁场方向相同，故C正确；
D、一个物体的内能增大，其温度不一定升高，例如：晶体熔化时，吸收热量，内能增加，温度不变，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了磁场、磁感线、比热容和温度与内能的关系，属于基础题。
13．（2分）图示是家庭电路的一部分，闭合开关S1、S2时，灯泡L1亮，灯泡L2不亮，用测电笔测量d点氖管发光，电路中只有一处故障，则该故障可能是（ ）
A．bc间断路B．ab间断路
C．cd间断路D．灯泡L2被短路
【分析】测电笔是分辨火线和零线的工具，使用时氖管发光，说明接触的是火线，氖管不发光，说明接触的是零线。
bc间断路，灯泡L1不会亮；如果cd间断路，用测电笔测量d点氖管不会发光；灯泡L2如果短路，灯泡L1也不会亮。
【解答】解：闭合开关S1、S2时，灯泡L1亮，灯泡L2不亮，说明灯泡L2不会被短路，如果短路，灯泡L1也不会亮；则电路故障是断路，如果bc间断路，灯泡L1不会亮；如果cd间断路，用测电笔测量d点氖管不会发光；ab间断路，灯泡L2不能构成通路，但用测电笔测量d点氖管发光，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】本题考查的是家庭电路故障的判断；知道测电笔的使用方法。
14．（2分）描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线分布情况如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．由P到Q磁场越来越弱
B．a点与b点磁场方向不相同
C．a点磁场强度比b点磁场强度强一些
D．a点与b点的磁场强度相同
【分析】磁感线越密说明磁场越强结合磁感线上一点的切线方向即为这点的磁场方向分析。
【解答】解：ACD、磁感线越密说明磁场越强，由P到Q磁场越来越强，AC错误；
B、磁感线上一点的切线方向即为这点的磁场方向，a点与b点磁场方向不相同，故B正确。
故选：B。
【点评】本题考查对磁感线的理解，为基础题。
15．（2分）如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P由图示位置缓慢向右移动的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．电压表示数变小，电流表示数变小
B．电压表示数变大，电流表示数不变
C．电压表示数与电流表示数乘积变大
D．电压表示数与电流表示数之比变大
【分析】由实物电路图可知，闭合开关S，定值电阻R与滑动变阻器并联，电流表测干路电流，电压表测电源两端的电压。根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过定值电阻R的电流变化，根据滑片的移动可知变阻器接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知通过滑动变阻器的电流变化，利用并联电路的电流特点可知干路电流的变化。
【解答】解：由实物电路图可知，闭合开关S，定值电阻R与滑动变阻器并联，电流表测干路电流，电压表测电源两端的电压。
因电源电压保持不变，所以，滑片移动时电压表的示数不变；
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时通过定值电阻R的电流不变；
将滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动的过程中，变阻器接入电路中的电阻变大，由I=UR可知，通过滑动变阻器的电流变小；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流变小，即电流表的示数变小，所以电压表示数与电流表示数乘积变小，电压表示数与电流表示数之比变大，故D正确，ABC错误。
故选：D。
【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用，正确分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
16．（2分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数从0.5A变为0.8A，电压表的示数变化了3V。则该定值电阻R的阻值和电阻R所消耗电功率的变化量分别为（ ）
A．5Ω、0.9WB．6Ω、1.5WC．8Ω、2.4WD．10Ω、3.9W
【分析】闭合开关，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量定值电阻两端的电压。
闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数从0.5A变为0.8A，根据U＝IR可知电压表的示数变大，电压表的示数变化了3V，定值电阻的阻值不变，结合欧姆定律可知定值电阻的阻值和电压；
根据P＝UI可知电阻R所消耗电功率的变化量。
【解答】解：闭合开关，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量定值电阻两端的电压。
闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数从0.5A变为0.8A，根据U＝IR可知电压表的示数变大，电压表的示数变化了3V，根据欧姆定律可知R=U0.5A=U+3V0.8A，解得R＝10Ω，U＝5V；
根据P＝UI可知电阻R所消耗电功率的变化量ΔP＝P2﹣P1＝（5V+3V）×0.8A﹣5V×0.5A＝3.9W；
故选：D。
【点评】本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算，是一道综合题。
17．（2分）标有“6V 3.6W”的小灯泡，通过它的电流随其两端电压的变化关系如图所示。如果将这种规格的两只灯泡串联在6V的电源两端，闭合开关，让两只灯泡发光，则每只灯泡的实际功率和通电1min两个灯泡消耗的总电能分别为（ ）
A．0.9W、108JB．1.2W、90JC．1.5W、180JD．2.4W、360J
【分析】两只完全相同的灯泡串联，灯泡的电阻相等，通过的电流相等，根据欧姆定律可知，两只灯泡两端的电压相等（也可由串联分压的规律判断），再从图像上找到对应的电压和电流，根据欧姆定律和公式P＝UI算出每只灯泡的实际功率，由W＝UIt可求得通电1min两个灯泡消耗的总电能。
【解答】解：把同种规格的两只灯泡串联接在6V的电源两端，由串联分压的规律可知，每只灯泡分得的电压都为3V，由图像可知，此时通过灯泡的电流为0.5A，
每只灯泡的实际功率：P＝UI＝3V×0.5A＝1.5W。
两个灯泡消耗的总电能；
W＝UIt＝6V×0.5A×60s＝180J，故ABD错误，C正确。
故选：C。
【点评】本题考查了电能和电功率的计算，关键是根据图像得出相应的数据。
三、实验题（第18小题4分，第19小题4分，第20小题8分，每空2分，共16分）
18．（4分）利用如图所示的实验装置“探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关”。其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等的煤油，电阻丝R1、R2的阻值分别为5Ω和10Ω。闭合开关一段时间后，记录此时两个温度计的示数。
（1）本实验中用 温度计示数变化的大小 来反映电阻丝产生热量的多少。
（2）本实验探究的问题是： 电流通过电阻时产生的热量与电阻的关系 （正确写出一个探究问题即可）。
【分析】（1）本实验中通过温度计示数变化的大小间接反映；
（2）利用控制变量法进行分析。
【解答】解：（1）本实验中，热量不能直接观察，通过温度计示数变化的大小间接反映，利用了转换法；
（2）两电阻串联，故通过的电流相同，电阻阻值不同，故可探究电流通过电阻时产生的热量与电阻的关系。
故答案为：（1）温度计示数变化的大小；（2）电流通过电阻时产生的热量与电阻的关系。
【点评】本题探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关实验，利用了控制变量法和转换法。
19．（4分）在探究“通电螺线管外部的磁场分布”实验过程中：
（1）根据小磁针的指向判断磁场的方向，通过观察铁屑分布的密集程度判断磁场的强弱，这里所用的实验方法是： 转换法 。
（2）实验过程中，在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撤满细铁屑，闭合开关，为更好地显示通电螺线管周围的磁场分布情况，接下来应该进行的操作是： 轻敲玻璃板 。
（3）实验中，观察到细铁屑的排列如图所示，同时观察到小磁针发生偏转且静止时其N极（涂黑色的一端），如图所示。则由此可知，通电螺线管外部的磁场与 条形 磁体的磁场相似。
【分析】（1）本实验采用了转换法；
（2）轻敲玻璃板，让磁化的细铁屑有规律地排列起来，显示磁场的分布情况；
（3）通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。
【解答】解：（1）根据小磁针的指向判断磁场的方向，通过观察铁屑分布的密集程度判断磁场的强弱，这里所用的实验方法是转换法；
（2）实验过程中，在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撤满细铁屑，闭合开关，为更好地显示通电螺线管周围的磁场分布情况，接下来应该进行的操作是：轻敲玻璃板。
（3）实验中，观察到细铁屑的排列如图所示，同时观察到小磁针发生偏转且静止时其N极（涂黑色的一端），如图所示。则由此可知，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
故答案为：（1）转换法；（2）轻敲玻璃板；（3）条形。
【点评】本题考查的是探究通电螺线管的磁场；知道通电螺线管的磁场和条形磁体的磁性相似。
20．（8分）某实验小组在“测定小灯泡正常发光时的电阻和其额定电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V保持不变，小灯泡额定电压为2.5V（小灯泡正常发光灯丝电阻约为12Ω），可供选择的滑动变阻器有两种规格（R1标有“10Ω 0.5A”字样，R2标有“20Ω 0.5A”字样）。
（1）为了能顺利完成该实验探究，应选用滑动变阻器 R2 （选填“R1”或“R2”）。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑动变阻器的滑片向 B （选填“A”或“B”）端缓慢移动至恰当的位置。
（3）在实验过程中，如果突然电流表坏了。但手头上有一只大小合适的已知阻值的定值电阻R0，同学们设计了如图丙所示的电路图，并连接好实物电路测量该小灯泡的额定电功率。实验操作步骤如下：
①断开开关S1，闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，断开开关S2，闭合开关S1，记下此时电压表示数为U，则该小灯泡的额定电功率P额＝ U额(U-U额)R0 。（用含有U额、U和R0的表达式表示）
【分析】（1）小灯泡额定电压为2.5V，灯丝电阻约为12Ω，由欧姆定律求出灯的额定电流；当灯正常发光时，根据串联电路的规律及欧姆定律求出滑动变阻器连入电路中的电阻确定滑动变阻器规格；
（2）根据电压表选用量程确定分度值读数，比较电压表示数与灯泡额定电压大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向；
（3）利用电压表和一定值电阻测量小灯泡功率，先用电压表测量小灯泡的电压，然后测量小灯泡和电阻的电压，此过程中要保持滑动变阻器的滑片位置不变，则定值电阻两端的电压两次电压之差，根据欧姆定律计算得到电路中的电流；再根据功率公式表示出小灯泡的功率。
【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为12Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：I′=ULRL=2.5V12Ω=524A，当灯正常发光时，根据串联电路的规律及欧姆定律可知，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑=U-ULI'=6V-2.5V524A=16.8Ω＞10Ω，
故为了能够顺利完成实验探究，应选用“20Ω 0.5A”的滑动变阻器R2；
（2）电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.2V，小于灯泡额定电压2.5V，为了测量小灯泡正常发光时的电阻，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑动变阻器的滑片向B端移动；
（3）利用电压表和一定值电阻测量小灯泡功率，先用电压表测量小灯泡的电压U额，然后测量小灯泡和电阻的电压U，此过程中要保持滑动变阻器的滑片位置不变，则定值电阻两端的电压U0＝U﹣U额，通过电阻的电流I0=U0R0=U-U额R0，小灯泡额定功表达式P额＝U额I0=U额(U-U额)R0。
故答案为：（1）R2；
（2）B；
（3）U额(U-U额)R0。
【点评】本题测定小灯泡的电功率的实验，考查了器材的选择、电路连接、注意事项、电路故障、电压表读数、实验操作和功率的计算等知识。
四、计算题（第21小题5分，第22小题7分，第23小题8分，共20分；解答要有必要的式和过程）
21．（5分）为保卫祖国边防安全，边防战士们每天驾驶科技元素满满的新式国产边防逐逻车，在边境巡逻的情景如图所示，已知该巡逻车行驶20km所做的有用功为1.6×108J，所消耗的燃油为8kg（燃油的热值为5×107J/kg）。求：
（1）所消耗的燃油完全燃烧释放的热量；
（2）上述过程中，该巡逻车的热机效率。
【分析】（1）根据Q放＝mq求出燃油完全燃烧释放的热量；
（2）根据η=WQ放×100%求出该巡逻车的热机效率。
【解答】解：（1）燃油完全燃烧释放的热量为：
Q放＝mq＝8kg×5×107J/kg＝4×108J；
（2）该巡逻车的热机效率为：
η=WQ放×100%=1.6×108J4×108J×100%＝40%。
答：（1）所消耗的燃油完全燃烧释放的热量为4×108J；
（2）上述过程中，该巡逻车的热机效率为40%。
【点评】本题考查了热机效率和热量的计算，属于基本公式的应用。
22．（7分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻R1和R2的阻值分别为12Ω和24Ω，闭合开关S后，电流表A的示数为0.6A。求：
（1）电阻R1两端的电压；
（2）电流表A1的示数；
（3）通电5min电阻R2所消耗的电能大小。
【分析】由图可知，当开关S闭合后，R1、R2并联，电流表A测量干路的总电流，电流表A1测量通过R1的电流；
（1）根据并联电路的电阻特点求出电路的总电阻，根据欧姆定律求出电源电压，根据并联电路的电压特点可知R1两端的电压；
（2）根据欧姆定律求出通过R1的电流，即电流表A1的示数；
（3）根据并联电路的电流特点求出通过R1的电流，根据W＝UIt求出通电5min电阻R2所消耗的电能。
【解答】解：由图可知，当开关S闭合后，R1、R2并联，电流表A测量干路的总电流，电流表A1测量通过R1的电流；
（1）根据并联电路的电阻特点可知，电路的总电阻：R=R1R2R1+R2=12Ω×24Ω12Ω+24Ω=8Ω，
根据欧姆定律可知，电源电压：U＝IR＝0.6A×8Ω＝4.8V，
根据并联电路的电压特点可知，R1两端的电压：U1＝U2＝U＝4.8V；
（2）通过R1的电流：I1=U1R1=4.8V12Ω=0.4A；
（3）根据并联电路的电流特点可知，通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝0.6A﹣0.4A＝0.2A，
则通电5min电阻R2所消耗的电能：W2＝U2I2t＝4.8V×0.2A×5×60s＝288J。
答：（1）电阻R1两端的电压为4.8V；
（2）电流表A1的示数为0.4A；
（3）通电5min电阻R2所消耗的电能为288J。
【点评】本题考查并联电路的特点、欧姆定律以及电功公式的应用，难度不大。
23．（8分）小明同学在跨学科实践活动中设计的模拟调光灯电路图，如图所示。他选用的电源电压为12V且保持不变，小灯泡上标有“6V 6W”字样，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样。不考虑温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S后。求：
（1）小灯泡正常发光时灯丝电阻的阻值；
（2）当滑动变阻器的滑片P位于中点时，电路所消耗的总功率大小；
（3）利用所学的物理知识分析：当滑动变阻器的滑片P移至a端时，电路会出现的情况是什么？针对所出现的情况，请通过分析与计算，在原电路的基础上对小明的设计电路提出一个合理具体的改进方案。（要求：1.可实现调光且小灯泡能正常发光；2.确保电路安全）
【分析】（1）根据P=U2R可知小灯泡正常发光时灯丝电阻的阻值；
（2）当滑动变阻器的滑片P位于中点时，根据P=U2R可知电路所消耗的总功率大小；
（3）根据欧姆定律可知灯泡的额定电流；当滑动变阻器的滑片P移到a端时，电路为灯泡的简单电路，电源电压大于灯泡的额定电压，小灯泡会被烧坏；为了防止灯泡被烧坏，可以在电路中串联一只保护电阻。
【解答】解：（1）根据P=U2R可知小灯泡正常发光时灯丝电阻的阻值RL=UL2PL=(6V)26W=6Ω；
（2）当滑动变阻器的滑片P位于中点时，根据P=U2R可知电路所消耗的总功率大小P=U2RL+R=(12V)26Ω+20Ω2=9W；
（3）根据欧姆定律可知灯泡的额定电流I=PLUL=6W6V=1A；
当滑动变阻器的滑片P移到a端时，电路为灯泡的简单电路，电源电压大于灯泡的额定电压，小灯泡会被烧坏；为了防止灯泡被烧坏，可以在电路中串联一只保护电阻，根据欧姆定律可知电阻的阻值R0=U0I=12V-6V1A=6Ω。
答：（1）小灯泡正常发光时灯丝电阻的阻值为6Ω；
（2）当滑动变阻器的滑片P位于中点时，电路所消耗的总功率大小为9W；
（3）利用所学的物理知识分析：当滑动变阻器的滑片P移至a端时，电路会出现的情况是灯泡被烧坏；为了防止灯泡被烧坏，可以在电路中串联一只6Ω的保护电阻。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算，关键是知道灯泡两端的实际电压比额定电压大得多时灯泡会被烧坏。
题号
11
12
13
14
15
16
17
答案
A
C
B
B
D
D
C