河北省石家庄裕华区第二外国语学校2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷+答案

这是一份河北省石家庄裕华区第二外国语学校2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷+答案，共19页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.根据图片信息，下列有关分子动理论解释正确的是( )
A. 甲：用弹簧测力计稍稍用力拉与水面接触的玻璃板，测力计示数变大，说明分子间有斥力
B. 乙：抽去隔板，密度较大的二氧化氮气体与空气混合在一起，说明分子不停做无规则运动
C. 丙：红墨水在热水中扩散得快些，说明温度越高分子运动越剧烈
D. 丁：铅块与金块长时间紧压在一起，相互渗透，说明分子间有引力
2.如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，水温上升，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的橡皮塞被冲出。下列描述正确的是( )
A. 试管中的水在升温过程中所含热量增加
B. 橡皮塞被冲出是通过做功的方式来改变内能
C. 试管中的水沸腾时吸收热量，内能不变
D. 塞子冲出后瓶口的白雾是水汽化后形成的水蒸气
3.在期末复习过程中，小明归纳了九年级物理一些知识点，归类正确的是( )
A. 导体：石墨、油、食盐水溶液B. 电阻影响因素：长度、电压、温度
C. 热机：汽油机、电动机、蒸汽机D. 可再生能源：水能、太阳能、风能
4.取两个相同的验电器甲和乙，如图所示，其中甲带正电荷，乙不带电，下列分析正确的是( )
A. 毛皮摩擦过橡胶棒所带电荷与甲所带电荷相同
B. 甲验电器的金属箔片张开是由于异种电荷相互排斥
C. 用金属棒连接两金属球的瞬间，棒中电流方向由甲到乙
D. 用金属棒连接两金属球，乙验电器金属箔会带上负电荷而张开
5.“电”已成为日常生活的必需品，懂得一些安全知识是十分必要的，下列做法中符合安全原则的是( )
A. 控制灯的开关装在零线一侧B. 多个大功率用电器同时使用一个插座
C. 高大的建筑物顶端安装避雷针D. 使用测电笔时接触笔尖金属体
6.如图所示，甲、乙、丙、丁是四幅实验图，下列说法正确的是( )
A. 利用甲实验装置的原理可制成动圈式话筒
B. 乙实验说明通电导体在磁场中受力的作用
C. 根据图丙的实验原理可制成扬声器
D. 丁实验说明同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
7.项目化学习小组设计了自动售货机的电路图。该售货机可以通过扫码(开关S1闭合)或投币(开关S2闭合)完成自动出售服务(电动机用表示)；当光线较暗时，光控开关S3闭合，灯泡L发光提供照明。下列电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
8.如图所示的电路，电源电压不变。当开关S闭合，S1断开，甲、乙两表为电流表时，甲、乙两表示数之比为3：7；当开关S和S1都闭合，甲、乙两表为电压表时，R1、R2的电阻之比和两电压表示数之比分别为( )
A. 3：4；4：7
B. 3：4；7：4
C. 4：3；7：3
D. 4：3；3：7
9.2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射(如图)。下列说法正确的是( )
A. 火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大
B. 火箭发动机工作过程中的热机效率是100%
C. 火箭的燃料选用液氢是因为液氢的比热容大
D. 火箭发射升空的过程与热机做功冲程的能量转化相同
10.如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L标有“6V”字样，电流表选0−0.6A量程，电压表选0−15V量程，闭合开关S，在保证电路安全情况下，最大范围调节滑动变阻器的滑片P，分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图像，如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是( )
A. 小灯泡的额定功率0.6W
B. 电源电压为18V
C. 电路电流为0.5A时，滑动变阻器连入电路的阻值为24Ω
D. 若将电压表量程换为0−3V，电路的总功率变化范围为4.5W−7.5W
二、填空题：本大题共5小题，共10分。
11.王安石的《梅花》中有诗句：“遥知不是雪，为有暗香来。”其中“为有暗香来”描述的是 现象，该现象说明分子在 运动。
12.如图是悬浮式无线蓝牙音箱，可由蓝牙通过 (选填“超声波”或“电磁波”)实现与手机的数据无线传输。该产品底座里有一个电磁铁，可使箱体悬浮于空中，甚是神奇，实现悬浮是根据磁极间 的原理实现的。
13.华为公司于2024年9月10日推出三折叠手机HUAWEIMateXT非凡大师，可在单屏态、双屏态、三屏态间灵活切换，打破了移动终端的场景边界，一机多能，超乎想象。那么三个屏幕的连接方式为______，该手机支持无线超级快充，在充电时电池相当于______。
14.如图是某家庭电路中电能表的表盘，一段时间内，电能表的转盘转了300r，电路消耗的电能为 kW⋅ℎ，这些电能可以让额定功率为 W的用电器正常工作5h。
15.如图所示，是一款有“低温挡”和“高温挡”的挂烫机的工作电路图。挂烫机正常工作电压为220V，加热电阻R1=88Ω，R2=44Ω，只闭合开关S1时，挂烫机处于 档。当开关S1、S2都闭合时，挂烫机正常工作1min消耗的电能为 J。
三、实验探究题：本大题共3小题，共18分。
16.根据图示实验，回答以下问题。
(1)如图1，该装置可以探究电磁铁的磁性强弱与______的关系，根据安培定则可判断铁钉的上端为电磁铁的______极。
(2)如图2，是探究电流通过导体时产生热量的多少与______有关的实验装置。通电一段时间，左右容器内电阻产生热量之比为______，若将R3更换为阻值为10Ω的电阻，______(选填“仍可以”或“不可以”)完成上述探究实验。
17.如图甲所示是“探究不同物质吸热能力”实验装置，小华用两个相同的容器分别装入水与另一种液体甲，用相同的装置进行加热。
(1)该实验除了甲图中的实验器材外，还需要用到的实验器材有：______和______；
(2)该实验应控制水和甲液体的______(选填“质量”或“体积”)相同；
(3)两种液体吸收热量的多少可通过比较______(选填“加热时间”或“温度变化”)进行比较；
【拓展】根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析乙图像可知______的吸热能力更强，其中甲液体比热容为______J/(kg⋅∘C)。(水的比热容为4.2×103J/(kg⋅∘C))
18.在“探究导体的电流跟电阻的关系”实验中，器材有：电源(电压恒为4.5V)，电流表、电压表和开关各一个，四个定值电阻(10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)滑动变阻器(规格“20Ω2A”)，导线若干。
(1)如图甲是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线补画出正确的连线；
(2)正确连接电路后，闭合开关，两电表均无示数。调节滑动变阻器滑片两电表仍然无示数，则电路故障是______；(填选项字母)
A.电阻R短路
B.电阻R断路
C.滑动变阻器断路
(3)将5Ω电阻换成15Ω电阻时滑动变阻器的滑片P应向______(选填“左”或“右”)端移动，使电压表示数为______ V，并记录相关数据；
(4)根据多组实验数据，在图乙所示的坐标系中描绘出了I−R图像，分析图像可得出的结论是______。
【拓展】完成上述实验后，小明换用一个未知恒压电压，借助已有器材，并把一个定值电阻R0和一个额定电压为U额的小灯泡连成如图丙所示的电路，利用该电路测出了小灯泡正常发光时的电阻，实验步骤如下：
①连接好实验电路，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额；
②保持滑动变阻器滑片的位置不动，将电压表______(选填“A”或“B”)点的接线改接到C点，读出电压表的示数为U；
③则小灯泡正常发光时电阻的表达式R=______(用R0、U额和U表示)。
四、计算题：本大题共2小题，共12分。
19.2024年石家庄获得“全国最具幸福感城市”，离不开广大建设者的辛勤工作。如图所示，在某工地上，一辆载重汽车质量(包括人员和物品)为3000kg，在平直的公路上以72km/ℎ的速度匀速行驶，行驶了6.44km，消耗汽油2kg，汽车行驶过程受到的阻力为汽车总重的0.1倍。(g=10N/kg,q汽油=4.6×107J/kg)求：
(1)汽车以72km/ℎ的速度匀速行驶时受到的阻力；
(2)汽车以72km/ℎ的速度匀速行驶时，牵引力的功率；
(3)在匀速行驶过程中汽车发动机的效率。
20.如图所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“”字样，滑动变阻器R1的最大值为30Ω，定值电阻R2=30Ω，电流表的量程为0−0.6A，电压表的量程为0−3V。求：
(1)小灯泡的额定电流；
(2)闭合S和S3，将变阻器R1的滑片P调至中点时，读出电流表示数。再闭合S2，发现电流表示数变化了0.15A，则电源电压是多少；
(3)只闭合开关S、S1，在保证各元件安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.05A，这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于30Ω，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A、玻璃板即将离开水面时弹簧测力计的示数变大，说明分子间存在着引力，故A错误；
B、二氧化氮的密度大于空气的密度，由于自身密度大的缘故，二氧化氮分子也会下沉到下方的空气瓶子中去，就不能说明分子在不停地做无规则运动，故B错误；
C、红墨水在热水中颜色变得快些，说明温度越高分子运动越剧烈，故C正确；
D、铅板和金板长时间压紧在一起，铅和金会互相渗透，属于扩散现象，说明固体分子在不停地做无规则运动，故D错误。
故选：C。
(1)分子动理论的内容：物质是由大量分子组成的，分子在永不停息地做无规则运动，分子间存在着相互的引力和斥力，分子之间存在间隙；
(2)扩散现象与温度的关系：温度越高，扩散现象越明显。
本题考查了分子间动理论的相关知识，属于基础知识的考查。
2.【答案】B
【解析】解：
A、热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故A错误；
B、水蒸气膨胀对橡皮塞做功，将水蒸气的内能转化为橡皮塞的机械能，水蒸气的内能减少，故B正确；
C、试管中的水沸腾时吸收热量，内能增加，但温度不变，故C错误；
D、塞子冲出后瓶口的白雾是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故D错误。
故选：B。
(1)热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量；
(2)当对物体做功时，机械能转化为物体的内能，物体的内能增大；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；
(3)液体沸腾的特点是吸收热量，内能增加，温度不变；
(4)汽油机的工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，其中压缩冲程机械能转化成内能，做功冲程内能转化成机械能。
此题考查了热量的含义、改变内能的方法、液体沸腾的特点、液化现象等，是一道联系实际的应用题，体现了物理知识与实际生活的密切关系。
3.【答案】D
【解析】解：A.石墨、食盐水属于导体，油属于绝缘体，故A错误；；
B.电阻的影响因素是材料、长度、横截面积、温度等，与电压无关，故B错误；
C.汽油机、蒸汽机是热机，电动机把电能转化成机械能，故C错误；
D.水能、风能、太阳能是可再生能源，故D正确。
故选：D。
A.容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；
B.电阻的影响因素是材料、长度、横截面积、温度等；
C.把内能转化为机械能的装置示热机；
D.短期内能够从自然界中得到补充的能源是可再生能源。
本题难度简单，考查了物质的分类方法，属于基础知识。
4.【答案】C
【解析】解：A、毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，而甲带正电荷，二者所带电荷不同，故A错误。
B、验电器是利用同种电荷相互排斥的原理工作的，甲验电器的金属箔片张开是由于同种电荷相互排斥，故B错误。
C、用带绝缘柄的金属棒把甲和乙连接起来，乙中的电子(负电荷)会转移到甲中，因为规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，所以电流的方向与电子定向移动的方向相反，即电流方向是从甲到乙，故C正确。
D、用金属棒连接两金属球，乙中的电子会转移到甲中，乙由于失去电子而带正电，所以乙验电器金属箔会带上正电荷而张开，故D错误。
故选：C。
(1)毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，而甲带正电荷，二者所带电荷不同。
(2)验电器是利用同种电荷相互排斥的原理工作的。
(3)规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，所以电流的方向与电子定向移动的方向相反。
(4)用金属棒连接两金属球，乙中的电子会转移到甲中，乙由于失去电子而带正电，所以乙验电器金属箔会带上正电荷而张开。
本题考查摩擦起电、电荷间的相互作用规律及电流方向，属于基础性题目。
5.【答案】C
【解析】解：A、控制电灯的开关与电灯串联，并接在火线和电灯之间，故A错误。
B、多个大功率用电器同时使用一个插座，会使干路中的电流过大，故B错误。
C、在高大建筑物的顶端安装避雷针可以防雷，故C正确。
D、使用测电笔时，为能形成回路，手应接触笔尾金属体，故D错误。
故选：C。
A、开关与电灯串联，并且接在火线上。
B、多孔插座各用电器也是并联的，若电路中的总功率过大，会使电路中的电流过大。
C、在高大建筑物的顶端安装避雷针可以防雷。
D、使用测电笔时，手要接触笔尾金属体，才能形成回路。
此题考查了家庭电路中的用电常识。要掌握家庭电路中的电路连接，同时注意安全用电的知识。
6.【答案】D
【解析】解：A、利用甲实验装置的原理可制成扬声器和电动机，故A错误；
B、乙实验说明通电导体的周围存在磁场，故B错误；
C、根据图丙的实验原理可制成动圈式话筒，故C错误；
D、丁实验说明同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故D正确。
故选：D。
(1)通电导体在磁场中会受到力的作用，电动机和扬声器是利用该原理制成的。
(2)奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场。
(3)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象叫电磁感应，发电机和动圈式话筒是利用该原理制成的。
(4)同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
本题考查的是电流的磁效应、通电导体在磁场中受力、电磁感应现象以及它们的应用。
7.【答案】B
【解析】解：根据题意可知，该电路连接方式为：扫码开关S1和投币开关S2并联后再和电动机串联，可以通过扫码(开关S1闭合)或投币(开关S2闭合)完成自动出售服务，灯泡和光控开关S3串联后再和电动机并联，光线较暗时光控开关自动闭合，接通灯泡提供照明，故B正确。
故选：B。
根据题意分析三个开关的连接方式、灯泡与电动机的连接方式，然后选出正确的电路图。
根据要求设计电路图，明确并联电路各支路互不影响及开关与控制的电路串联是关键。
8.【答案】B
【解析】解：当开关S闭合，S1断开，甲、乙两表为电流表时，电路为R1和R2的并联电路，甲电流表测量通过R2得电流，电流表乙测量干路电流；
根据并联电路的电流特点可知：R1R2=I2I1=I甲I乙−I甲=37−3=34；
甲、乙两表为电压表时，电路为串联电路，甲表测量R1和R2两端的总电压，乙表测量R2两端的电压，根据串联电路的电压和电流的规律知，两表示数之比为：U甲′U乙′=U1+U2U2=IR1+IR2IR2=R1+R2R2=3+44=74。
故选：B。
当开关S闭合，S1断开，甲、乙两表为电流表时，电路为R1和R2的并联电路，根据并联电路的电流特点可知两电阻阻值之比；
甲、乙两表为电压表时，电路为串联电路，甲表测量R1和R2两端的总电压，乙表测量R2两端的电压，根据串联电路的电压规律得出两表示数之比。
本题考查欧姆定律的应用，是一道综合题。
9.【答案】D
【解析】解：A.热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，故A错误；
B.额外功不可避免，所以火箭发动机工作过程中的热机效率小于100%，故B错误；
C.火箭的燃料选用液氢是因为液氢的热值大，故C错误；
D.火箭属于热机，火箭发动机工作时将内能转化为机械能，能量转化形式与汽油机的做功冲程相同，故D正确。
故选：D。
(1)热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关；
(2)任何机器的都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%；
(3)火箭的燃料选用液氢是因为液氢的热值大；
(4)火箭属于热机，火箭发动机工作时将内能转化为机械能，能量转化形式与汽油机的做功冲程相同。
本题考查热机的有关知识和有关计算，综合性强，难度适中。
10.【答案】C
【解析】解：A、由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测灯泡L两端的电压，电流表测电路中的电流。通过灯泡的电流为0.6A时，其两端的电压为6V，则小灯泡的额定功率PL=UIL=6V×0.6A=3.6W，故A错误；B.当电路中的电流为0.6A时，灯泡两端的电压为6V，由图丙可知，变阻器接入电路中的电阻R=15Ω，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=UL+IR=6V+0.6A×15Ω=15V，故B错误；C、当电流表示数为0.5A时，由图乙可知此时电压表示数为3V，即L两端的电压为U′L=3V，由串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压为：U′R=U−U′L=15V−3V=12V，则滑动变阻器的阻值为：R=U′RI′=12V0.5A=24Ω，故C正确；
D、若将电压表量程换为0∼3V，当电路中电流最大时，电压表示数也最大，此时滑动变阻器接入电阻最小，由图乙可知，通过灯泡即电路中的电流I′=0.5A，此时滑动变阻器两端的电压U滑′=U−UL′=15V−3V=12V，则滑动变阻器接入电路中的最小阻值为：Rmin=U′RI′=12V0.5A=24Ω，电路的最大功率为Pmax=UImax=15V×0.5A=7.5W，滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，灯泡两端的电压最小，由图丙可知，变阻器接入电路中的最大阻值50Ω，此时电路的最小功率为Pmin=UImin=15V×0.28A=4.2W，电路的总功率范围4.2W∼7.5W，故D错误。
故选C。
由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测灯泡L两端的电压，电流表测电路中的电流。(1)根据图乙读出通过灯泡的电流为0.6A时其两端的电压，根据P=UI求出小灯泡的额定功率；(2)当电路中的电流为0.6A时，根据图丙读出变阻器接入电路中的电阻，根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电源的电压；根据图乙可知电路最小电流和电压表的示数，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，再根据串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最大阻值；(3)当电流表示数为0.5A时，由图乙读出对应的电压表示数，即L两端的电压，再由串联电路的电压特点得出滑动变阻器两端的电压，利用R=UI求出滑动变阻的阻值；
若将电压表量程换为0∼3V，当电路中电流最大时，电压表示数也最大，此时滑动变阻器接入电阻最小，根据图乙读出通过灯泡即电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，灯泡两端的电压最小，由图丙可知变阻器接入电路中的最大阻值，然后得出答案。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的综合应用，从图象中获取有用的信息是关键。
11.【答案】扩散
不停地做无规则

【解析】解：“为有暗香来”描述的是扩散现象，该现象说明分子在不停地做无规则运动。
故答案为：扩散；不停地做无规则。
不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象说明分子在不停地做无规则运动。
此题考查了生活中常见的扩散现象，比较简单，属基础题。
12.【答案】电磁波
同名磁极相互排斥

【解析】解：悬浮式无线蓝牙音箱，可由蓝牙通过电磁波实现与手机数据的无线传输。该产品底座里有一个电磁铁，可使箱体悬在空中，说明电磁铁与箱体相互排斥，应为同名磁极，即同名磁极相互排斥。
故答案为：电磁波；同名磁极相互排斥。
(1)广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的，电磁波的传播不需要介质；
(2)磁极间的相互作用规律：同名磁极相排斥，异名磁极相吸引。
本题考查的是电磁波的应用和磁极间的相互作用规律，难度不大，属于基础考查。
13.【答案】并联 用电器
【解析】解：由题意可知，三个屏幕可以独立工作，互不影响，所以这三个屏幕是并联的。
在充电时电池消耗电能，产生化学能，此时电池相当于用电器。
故答案为：并联；用电器。
用电器只能同时工作的是串联电路，可以独立工作的是并联电路。
电路的组成：电路是由提供电能的电源、消耗电能的用电器、控制电路通断的开关和输送电能的导线四部分组成，缺少或不完整都会影响电路的正常工作。
本题考查了串、并联电路的辨析，以及电路的组成。
14.【答案】0.1
20

【解析】解：3000r/(kW⋅ℎ)表示电路中用电器每消耗1kW⋅ℎ的电能，电能表的转盘转过3000r，则电能表的转盘转了300r时，电路消耗的电能：W=300r3000r/(kW⋅ℎ)=0.1kW⋅ℎ；
这些电能可以让用电器正常工作5h，则用电器的额定功率为：P=Wt=0.1kW⋅ℎ5ℎ=0.02kW=20W。
故答案为：0.1；20。
3000r/(kW⋅ℎ)表示电路中用电器每消耗1kW⋅ℎ电能，电能表的转盘转过3000r；据此求出电能表的转盘转了300r，电路消耗的电能；根据P=Wt求出用电器的额定功率。
本题考查了电路消耗电能的计算、用电器电功率的计算，明确电能表参数的含义是关键，要注意单位的换算。
15.【答案】低温
99000

【解析】解：由图可知，当开关S1、S2都比时，R1、R2并联，根据并联电路的特点可知，此时电路的总电阻最小，由P=U2R可知，电路的总功率最大，挂烫机处于高温挡；
当开关S1闭合、S2断开时，只有R1工作，电路的总电阻最大，总功率最小，挂烫机处于低温挡；
当开关S1、S2都闭合时，挂烫机正常工作1min消耗的电能：W=U2R1t+U2R2t=(220V)288Ω×1×60s+(220V)244Ω×1×60s=99000J。
故答案为：低温；99000。
(1)由图可知，当开关S1、S2都比时，R1、R2并联，当开关S1闭合、S2断开时，只有R1工作，根据并联电路的特点和P=U2R可知挂烫机高温挡和低温挡的电路连接；
(2)根据W=U2Rt求出当开关S1、S2都闭合时，挂烫机正常工作1min消耗的电能。
本题考查并联电路的特点、电功公式以及电功率公式的应用，能正确分析电路连接是解题的关键。
16.【答案】电流；N； 电流；4：1；仍可以
【解析】(1)闭合开关后，滑动变阻器滑片，电路中电阻发生改变，电流也随之改变，电磁铁的磁性发生变化，该装置可以探究电磁铁的磁性强弱与电流的关系；用安培定则判断：用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向N极；图中螺线管的上端为N极；
(2)实验装置中，两个5Ω的电阻并联后与一个5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，通过右边两个电阻的总电流和通过左边电阻的电流相等，即I右=I左；两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I左=I1+I2，两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即I1=I2，所以左侧的电流是右侧电流的2倍，容器中两电阻在阻值相等，通电时间相同，所以可探究电流产生的热量与电流的关系；由焦耳定律Q=I2Rt可知，左侧电阻产生热量是右侧电阻产生热量的4倍，即左右两侧密闭容器内的电阻产生的热量之比为4：1；由于并联分流，容器内的电阻电流大小不同，而电阻和通电时间相同，故探究与电流的关系；若将R3更换为10Ω的电阻，左右容器中的电流大小仍不同，而电阻和通电时间相同，故可以探究。
(1)电流越大，电磁铁的磁性越强；根据安培定则，可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的极性；
(2)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；探究电流产生热量跟电流关系时，控制通电时间和电阻不变，图中两电阻串联接入电路，根据串联电路电流特点结合控制变量法分析；由Q=I2Rt分析判断左右两侧密闭容器内的电阻产生的热量之比；根据控制变量法分析。
此题主要考查的是学生对学生对安培定则和电磁铁磁性强弱影响因素的理解和掌握，记牢安培定则并熟练应用，“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解以及焦耳定律公式的应用，注意控制变量法和转换法的运用。
17.【答案】秒表；天平； 质量； 加热时间；【拓展】水；2.1×103
【解析】(1)根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，要完成该探究实验，除了图甲中所示的器材外，还需要的测量工具有秒表和天平；
(2)比较不同物质吸热本领，应控制两种物质多少相同，质量是反映物体所含物质多少的物理量，所以，该实验应控制水和甲液体的质量相同；
(3)根据转换法，两种液体吸收热量的多少可通过加热时间的长短进行比较；
【拓展】根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示可知：质量相等的甲和水两种液体，在升高相同温度时，水加热时间长，故水吸收的热量较多，水吸热能力更强；
由图乙可知，温度升高30∘C，甲液体加热4min，水加热8min，所以水吸收的热量是甲液体的2倍，根据Q=cmΔt知在质量和升高相同温度时，吸收的热量与比热容成正比，Q水Q甲=c水c甲=84，故液体甲的比热容：c甲=12c水=12×4.2×103J/(kg⋅∘C)=2.1×103J/(kg⋅∘C)。
故答案为：(1)秒表；天平；(2)质量；(3)加热时间；【拓展】水；2.1×103。
(1)(2)使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间)，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；根据如图乙绘制的温度与时间的关系图象可知加热5分钟(吸热相同)，甲和水升高的温度，据此回答；根据比较吸热能力的方法确定哪种物质的吸热本领较大；
(3)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
【拓展】根据比较吸热能力的方法分析解答；根据Q吸=cmΔt算出甲液体的比热容。
本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法及Q=cmΔt的运用，为热学中的重要实验。
18.【答案】； C； 右，3； 当电压一定时，电流与电阻成反比； U额R0(U−U额)
【解析】(1)连接电流表负接线柱与定值电阻右接线柱之间的连线有误，应改接到电流表负接柱与电压表“15”接线柱之间；
(2)串联电路中，电流表无示数，说明电路断路，又因为电压表接在定值电阻两端时无示数，则故障是滑动变阻器断路，故C符合题意，A、B不符合题意；
(3)探究电流与电阻的关系，需要控制定值电阻两端电压不变，将5Ω电阻换成15Ω电阻时，根据串联分压可知，定值电阻两端电压会变大，则需将滑动变阻器的阻值调大以调整定值电阻两端电压大小，根据电路连接滑片应该向右移动；根据图乙可知，在探究电流与电阻的关系时电压保持不变，即电压表示数U=0.3A×10Ω=0.2A×15Ω=3V；
(4)由乙图可知，不同的定值电阻阻值与其对应的电流之间的乘积是一定值，即电压不变，得到的结论为：当电压一定时，电流与电阻成反比；
(5)连接好实验电路，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额，此时灯泡正常发光，保持滑动变阻器滑片的位置不动，即维持灯泡两端电压为额定电压为U额，将电压表B点的接线改接到C点，此时测量灯泡和电阻的总电压读出电压表的示数为U。则定值电阻两端的电压为U′=U−U额；此时灯泡电阻R与定值电阻R0之间满足比值关系：RR0=U额(U−U额)，整理后可得小灯泡正常发光时的电阻R的表达式为：U额R0(U−U额)。
故答案为：(1)；(2)C；(3)右，3；(4)当电压一定时，电流与电阻成反比；(5)U额R0(U−U额)。
(1)电源、开关、电流表、滑动变阻器、电阻之间串联，电压表并在定值电阻两端测电阻两端电压；
(2)伏安法测电阻的串联电路中，电流表和电压表均无示数表明电路中存在断路；
(3)探究电流与电阻的关系，需要控制定值电阻两端电压不变，将5Ω电阻换成15Ω电阻时，根据串联分压原理可知，定值电阻两端电压会变大，则需将滑动变阻器的阻值变大以调整定值电阻两端电压大小，根据电路连接滑片应该向右移动；根据图乙可知，在探究电流与电阻的关系时电压保持不变；
(4)由乙图可知，不同的定值电阻阻值与其对应的电流之间的乘积是一定值，即电压不变，随着接入电阻阻值变大，通过电阻的电流变小；
(5)根据串联电路电流特点，灯泡正常发光时的电流大小与通过定值电阻的电流相等，利用电压表测量灯泡和电阻的总电压以及测灯泡两端的额定电压进而算出电阻两端电压，通过欧姆定律结合串联电路中电压与电阻成正比的规律，可得小灯泡正常发光时的电阻的表达式。
本题考查电路的连接，电压表的应用，电流与电阻的关系，实验操作能力以及特殊方法测电阻。
19.【答案】汽车以72km/ℎ的速度匀速行驶时受到的阻力为3000N；
汽车以72km/ℎ的速度匀速行驶时，牵引力的功率为6×104W；
在匀速行驶过程中汽车发动机的效率为21%
【解析】(1)汽车重力为：
G=mg=3000kg×10N/kg=30000N，
则行驶时受到的阻力：
f=0.1G=0.1×30000N=3000N；
(2)汽车在平直的公路上匀速行驶时，受力平衡，牵引力为F=f=3000N，
速度v=72km/ℎ=72×13.6m/s=20m/s，
则牵引力的功率为：
P=Wt=Fst=Fv=3000N×20m/s=6×104W；
(3)汽油完全燃烧放出的热量为：
Q放=m汽油q汽油=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J，
牵引力做功为：W=Fs=3000N×6.44×103m=1.932×107J，
汽车发动机的效率：η=WQ放100%=1.932×107J9.2×107J×100%=21%。
答：(1)汽车以72km/ℎ的速度匀速行驶时受到的阻力为3000N；
(2)汽车以72km/ℎ的速度匀速行驶时，牵引力的功率为6×104W；
(3)在匀速行驶过程中汽车发动机的效率为21%。
(1)根据G=mg求出汽车重力，根据受到的阻力为汽车总重的0.1倍求出行驶时受到的阻力；
(2)根据二力平衡关系求出牵引力，利用P=Wt=Fst=Fv求出牵引力的功率；
(3)根据Q放=mq求出汽油完全燃烧放出的热量，根据W=Fs求出牵引力做的功，利用η=WQ放求出汽车发动机的效率。
本题考查了功、功率、热值和热效率的相关计算，属于基础计算题，难度不大。
20.【答案】小灯泡的额定电流是0.25A；
电源电压是4.5V；
在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是8Ω∼15Ω
【解析】(1)小灯泡的额定电流是：I=PU=
(2)闭合S和S3，只有R1连入电路，再闭合S2，R1与R2并联，发现电流表示数变化了0.15A，由并联电路的特点可知，再闭合S2时，通过R1的电流不变，由并联电路的电流特点可知，通过R2的电流：I2=I−I1=ΔI=0.15A，
电源电压U0=I2R2=0.15A×30Ω=4.5V
(3)当只闭合开关S和S1时，R2不接入电路，R1与灯泡串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，由串联电路的特点和欧姆定律可知，
滑动变阻器接入电路的电阻最小时，电路中的电流最大，
电流表的量程为0∼0.6A，灯泡允许通过的最大电流为0.25A，由串联电路的电流特点可知，电路中的最大电流为0.25A，此时灯泡两端的电压为2.5V，
则滑动变阻器两端的电压：U1小=U−UL=4.5V−2.5V=2V，
由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的最小电阻：R1小=U1小I大=2V0.25A=8Ω，
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，灯泡两端的电压最小，滑动变阻器两端的电压最大，
由电压表的量程可知，滑动变阻器两端的最大电压为3V，
灯泡两端的电压：UL小=U−U1大=4.5V−3V=1.5V，
此时电路中电流为I小=0.25A−0.05A=0.20A，
由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的最大电阻：R1大=U1大I小=3V0.2A=15Ω，
则滑动变阻器R1允许的取值范围是8Ω∼15Ω。
答：(1)小灯泡的额定电流是0.25A；
(2)电源电压是4.5V；
(3)在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是8Ω∼15Ω。
(1)根据P=UI求小灯泡的额定电流；
(2)将变阻器R1的滑片P调到中点时，闭合S和S3，L短路，电路为R1的简单电路，再闭合S2，R1、R2并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流，根据欧姆定律求出电源电压；
(3)当只闭合开关S和S1时，R2不接入电路，R1与灯泡串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，由串联电路的特点和欧姆定律分析滑动变阻器接入电路的电阻最大时电压表的示数情况，根据电压表的量程可知R1两端的最大电压，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，根据图乙找出此时电路中的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最大电阻；根据串联电路的特点和欧姆定律分析滑动变阻器接入电路的电阻最小时电路中的电流大小情况，根据电流表的量程和灯泡允许通过的最大电流结合串联电路的电流特点确定电路中的最大电流，根据图乙可知，此时灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点求出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的最小电阻，进而求出R1允许的取值范围。
本题考查串并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，关键是根据图象读出相关的信息。