福建省泉州五中九年级上学期物理期末模拟考（解析版）-A4

这是一份福建省泉州五中九年级上学期物理期末模拟考（解析版）-A4，共24页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，简答题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1. 世界上第一个发现电与磁之间联系物理学家是（ ）
A. 欧姆B. 焦耳
C. 奥斯特D. 牛顿
【答案】C
【解析】
【详解】1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，发现电流周围存在磁场，是第一个发现电与磁之间联系的人。
故选C。
2. 下列估测最不符合实际情况的是（ ）
A. 家用空调的电流大约5A
B. 我国家庭电路电压为220V
C. 人感觉舒适的环境温度约为25℃
D. 家用热水器功率约为20W
【答案】D
【解析】
【详解】A．家用空调的电流较大，大约为5A，故A不符合题意；
B．我国家庭电路电压为220V，家用电器的额定电压为220V，故B不符合题意；
C．人体正常体温在37℃左右，感觉舒适的温度在25℃左右，故C不符合题意；
D．家用热水器功率约为2000W，故D符合题意。
故选D。
3. 《淮南子》完整记载的“二十四节气”是中华民族智慧的结晶。下列分析正确的是（ ）
A. 惊蛰：“微雨众卉新，一雷惊蛰始”，雨的形成是熔化，需要放热
B. 夏至：“荷风送香气，竹露滴清响”，露的形成是汽化，需要吸热
C. 秋分：“风起白苹初日晚，霜雕红叶欲秋分”，霜形成是凝华，需要放热
D. 大寒：“厚冰无裂文，短日有冷光”，水结冰时温度降低，不断吸热
【答案】C
【解析】
【详解】A．雨的形成是空气中的水蒸气遇冷液化形成的，液化放热，故A错误；
B．露的形成是空气中的水蒸气遇冷液化形成的，液化放热，故B错误；
C．霜的形成是空气中的水蒸气遇冷直接由气态变为固态，属于凝华现象，凝华放热，故C正确；
D．水结冰是水由液态变为固态凝固形成的，冰是晶体，晶体在凝固过程中温度不变，凝固过程不断放出热量，故D错误。
故选C。
4. 2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．如图，两气门关闭，活塞下行，为做功冲程，缸内气体推动活塞对外做功；
B．如图，进气门关闭，排气门打开，为排气冲程；
C．如图，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，活塞压缩缸内气体，对气体做功，机械能转化为内能；
D．如图，进气门打开，排气门关闭，为吸气冲程；
顺序为吸气、压缩、做功、排气，压缩冲程后气体温度都比吸气冲程中气体的温度高，故吸气冲程中气缸内气体的内能最小，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
5. 《天工开物》记载了古人炒蒸油料的场景，如图，下列过程与物理知识对应不正确的是（ ）
A. 加热——木炭燃烧时热值不变B. 蒸煮——油料含有的热量增加
C. 翻炒——目的使油料受热均匀D. 飘香——分子在做无规则运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．热值只与物质种类有关，与燃料是否完全燃烧、质量、放出的热量无关，故A正确，不符合题意；
B．蒸煮时，油料温度升高，内能增加，热量为过程量，不能说含有热量，故B错误，符合题意；
C．翻炒时能使油料均匀受热，故C正确，不符合题意；
D．飘香是扩散现象，说明分子在做无规则运动，故D正确，不符合题意。
故选B。
6. 下列做法符合安全用电原则的是（ ）
A. 在同一个插座上同时使用多个大功率用电器
B. 发现有人触电，立即用手将触电者拉离
C. 手机充电完成后，立即拔下充电器
D. 使用三孔插座时不接地线
【答案】C
【解析】
【详解】A．在同一个插座上同时使用多个大功率用电器，通过插座的总电流过大，根据电流的热效应可知插座大量放热，可能引发火灾，故A不符合题意；
B．发现有人触电，切勿直接用手接触触电者以防自身触电，应立即断开电源开关或用绝缘长棒使触电者脱离电源，故B不符合题意；
C．在插座上未连接手机的充电器仍在工作，长期不拔充电器会加速其内部元件的老化，增加充电器过热自燃的概率，因此手机充电完成后，应立即拔下充电器，故C符合题意；
D．地线可以在用电器漏电时将其金属外壳上的电及时导入大地，从而防止触电，因此使用三孔插座时必须接地线，故D不符合题意。
故选C。
7. 下列用电器的主要工作原理与图的实验原理相同的是（ ）
A. 电饭锅B. 摇头电风扇C. 发电机D. 微波炉
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知，电路中有电池，是探究通电导体在磁场中受力的实验，摇头电风扇是利用电动机工作的，工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，电饭锅是利用电流的热效应工作的电热器，发电机是利用电磁感应现象工作的，微波炉是利用微波工作的，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
8. 在班级组织的“自制指南针”活动中，小伟同学将磁化后的缝衣针放在水中漂浮的树叶上，针尖指向树叶尖，待树叶静止后，树叶尖总是指向南方，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 缝衣针尖端是S极
B. 树叶周围存在磁感线
C. 若用条形磁铁N极靠近树叶尖，会相互排斥
D. 缝衣针尖端指向地磁场的南极
【答案】A
【解析】
【详解】AD．异名磁极相互吸引，针尖指向树叶尖，待树叶静止后，树叶尖总是指向南方，南方是地磁场N极，所以缝衣针尖端是S极，缝衣针尖端指向地磁场的北极，故A正确，D错误；
B．树叶周围存在磁场，磁感线是人为虚构的，本身并不存在，故B错误；
C．树叶尖是S极，若用条形磁铁N极靠近树叶尖，会相互吸引，故C错误。
故选A
9. 如图，用一段细铁丝做一个支架，作为转动轴，把一根中间戳有小孔（没有戳穿）的饮料吸管放在转动轴上，吸管能在水平面内自由转动。用餐巾纸摩擦吸管使其带电，下列说法中正确的是（ ）
A. 摩擦起电过程创造了电荷
B. 摩擦后吸管带负电荷，是因为它失去了电子
C. 摩擦后吸管能吸引纸屑，是因为吸管有了磁性
D. 用餐巾纸摩擦另一根相同的饮料吸管，靠近它会发生排斥现象
【答案】D
【解析】
【详解】A．摩擦起电的实质是电子的转移，不是创造了电荷，故A错误；
B．摩擦后吸管带负电荷，是因为它得到了电子，故B错误；
C．摩擦后吸管能吸引纸屑，是因为带电体具有吸引轻小物体的性质，故C错误；
D．用餐巾纸摩擦另一根相同的饮料吸管，两根吸管带同种电荷，靠近时相互排斥，故D正确。
故选D。
10. 小聪居住的小区安装了智能门禁系统，他进入小区必须通过刷卡或人脸识别，当门禁系统接通电源后，指示灯发光。刷卡或人脸识别成功时（相当于分别闭合对应的开关），电动机工作，控制门打开。下列关于门禁系统的简化电路设计合理的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题可知，人脸识别、刷卡识别，只要其中一种方式识别成功，则相应开关闭合从而使电动机启动工作，所以两个开关应并联，再与电动机串联在电源上；灯泡与电动机互不影响，独立工作，是并联的。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
11. 如图是小亮设计的“挂钩式电子秤”的电路原理图。电源电压恒定，为定值电阻，为滑动变阻器，滑片与挂钩固定在一起。不挂物体时，滑片在最上端。挂上物体时，滑片P随挂钩向下移动。在电子秤量程范围内，则（ ）
A. 不挂物体时，电压表示数为电源电压
B. 所挂物体越重，电流表示数越大
C. 所挂物体越轻，电路消耗的总功率越大
D. 所挂物体重量发生变化，电压表示数与电流表示数的比值不变
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知，定值电阻、滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；
A．不挂物体时，滑片P在最上端，变阻器连入电路的电阻为0，则电压表示数为0，故A错误；
B．所挂物体越重，滑片P向下移动的距离越大，变阻器连入电路的电阻越大，总电阻越大，由欧姆定律可知电路中的电流越小，即电流表示数越小，故B错误；
C．同理可知，所挂物体越轻，变阻器连入电路的电阻越小，总电阻越小，由欧姆定律可知电路中的电流越大，根据，电路消耗的总功率越大，故C正确；
D．所挂物体重量发生变化时，变阻器连入电路的电阻发生变化；由欧姆定律可知，电压表示数与电流表示数的比值等于变阻器连入电路的电阻，所以该比值会发生变化，故D错误。
故选C。
12. 如图是小榕为某仓库设计的温度报警电路。R1为热敏电阻，其阻值随温度的变化而变化，R2为可调电阻。温度正常时指示灯L发光，当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警。下列判断正确的是（ ）
A. 控制电路中的电流随温度的升高而变小
B. 温度升高过程中，电磁铁磁性减弱
C. 若要调低报警温度，可将R2的阻值调小
D. 电磁铁的上端为S极
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知，控制电路中R1与R2串联，电磁铁在控制电路中。根据题意，当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭蜂鸣器报警。说明温度升高时，电磁铁的磁性会增强，将衔铁吸下，此时蜂鸣器工作，电磁铁磁性增强，说明电路中电流变大，则热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小。
A．当温度升高时，R1阻值减小，总电阻减小，电源电压不变，由可知，控制电路中的电流随温度的升高而变大，故A错误；
B．温度升高过程中，控制电路电流变大，电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，电流越大，磁性越强，所以电磁铁磁性增强，故B错误；
C．若要调低报警温度，即需要在温度较低时控制电路中的电流达到能使电磁铁吸下衔铁的大小，此时需要增大控制电路中的电流。根据欧姆定律，在电源电压不变的情况下，要增大电流需减小总电阻，因为R1的阻值随温度变化而变化，所以可将R2的阻值调小，故C正确；
D．根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。由图可知，控制电路中电流从电磁铁的上端流入，下端流出，电磁铁正面电流方向从左向右，所以电磁铁的上端为N极，故D错误。
故选C。
13. 图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具，其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5V，闭合开关后，“0.5V，0.2W”的指示灯正常发光，线圈电阻为0.5Ω的电动机正常工作1s，则（ ）
A. 指示灯的灯丝电阻为0.8Ω
B. 电动机产生的热量为1.6J
C. 电动机的额定功率为0.08W
D. 电路的总功率为1.8W
【答案】D
【解析】
【详解】A．指示灯的灯丝电阻，故A不符合题意；
B．由图乙可知，电动机和指示灯串联，由P=UI可知，电路中的电流，电动机产生的热量为Q=I2Rt=(0.4A)2×0.5Ω×1s=0.08J，故B不符合题意；
C．根据串联电路的电压特点可知，电动机正常工作时两端的电压UM=U-UL=4.5V-0.5V=4V，电动机的额定功率PM=UMI=4V×0.4A=1.6W，故C不符合题意；
D．电路的总功率P=UI=4.5V×0.4A=1.8W，故D符合题意。
故选D。
14. 如图所示，电源电压恒为15V，灯泡L上标有“5V；5W”（灯丝电阻不受温度影响）字样，滑动变阻器R2上标有“25，2A”字样，定值电阻R1的阻值为10，电流表量程为0～3A。在保证电路安全的前提下，通过调节开关的通断，下列说法正确的是（ ）
A. 开关S闭合，S1、S2断开时，灯无法正常发光
B. 开关S闭合，S1、S2断开时，通过滑动变阻器的电流不同时，滑动变阻器的功率一定不同
C. 灯泡可以达到的最小功率为1W
D. 当开关S、S1、S2闭合时，滑动变阻器的最大功率和最小功率的比值是3：1
【答案】A
【解析】
【详解】A．开关S闭合，S1、S2断开时，灯泡L与滑动变阻器R2串联，根据灯泡的铭牌“5V；5W”，由可知，灯泡的电阻
此时电路中的总电阻为
电路中的电流
灯泡两端的电压
因为R2接入电路的阻值不确定，所以灯泡两端电压不一定为5V，灯无法正常发光，故A正确；
B．开关S闭合，S1、S2断开时，滑动变阻器的功率
当，即R2=5Ω时，滑动变阻器功率最大，最大功率为
当R2=25Ω时，
所以通过滑动变阻器的电流不同时，滑动变阻器的功率可能相同，故B错误；
D．当开关S、S1、S2闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流，通过R1的电流
因为电流表量程为0~3A，所以通过R2的最大电流为
此时滑动变阻器的最大功率
当滑动变阻器接入电路的阻值最大为25Ω时，通过R2的电流
此时滑动变阻器的最小功率
则滑动变阻器的最大功率和最小功率的比值是，故D错误；
C．当开关S、S1、S2闭合时，要使灯泡功率最小，则通过灯泡的电流最小，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大为25Ω，总电阻
总电流
通过灯泡的电流
灯泡的最小功率，故C错误。
故选A。
二、填空题（共6小题，每空一分，共12分）
15. 我国古代科技著作《天工开物》中，对釜的铸造有“铁化如水，以泥固针铁柄勺从嘴受注”这样的记载（如图）。其中“铁化如水”描述的物态变化是___________，将铁水倒入制作农具的模子，冷却后就制成了农具，这一物态变化过程需要___________热。
【答案】 ①. 熔化 ②. 放##放出
【解析】
【详解】[1]“铁化如水”指的是铁块由固态转化为液态，属于熔化过程。
[2]铁水由液体转化为固态的过程称为凝固，凝固向外放热。
16. 如图，是我国古代的一种取暖用具——黑漆描金手炉。在手炉中装满热水后抱在怀中，便可取暖，这是利用了________的方式改变内能，手炉中装热水，是利用了水的________较大。

【答案】 ①. 热传递 ②. 比热容
【解析】
【详解】[1][2]根据题意可知，在手炉中装满热水后抱在怀中，便可取暖，人手吸收热量，内能增大，这种方式是通过热传递改变内能，因为水的比热容较大，与其他物质相比在相同质量时，降低相同的温度放出的热量更多，所以，手炉中装热水。
17. 夜晚在户外开展施工活动时，可利用无人机悬停在空中进行照明。无人机先让LED灯发光，再启动电动机升空，则LED灯和电动机在电路中是___________联的。已知无人机电池的额定电压为15V，电池容量为6000mA·h，则该无人机的电池充满电后储存的电能为__________J。
【答案】 ①. 并 ②. 324000
【解析】
【详解】[1]无人机先让LED灯发光，再启动电动机升空，LED灯和电动机工作时互不影响，因此是并联的。
[2]该无人机的电池充满电后储存的电能为
18. 如图是小峰家的电能表，它上面的一个数据已经看不清楚了。关闭家中其他用电器，只让额定功率为600W热水壶正常工作，发现其工作2min，电能表转盘转过30转，则该过程中消耗的电能是__________kW·h；电能表看不清楚的数据原来标的是__________r/（kW·h）。
【答案】 ①. 0.02 ②. 1500
【解析】
【详解】[1]额定功率为600W电饭锅工作2min，该过程中消耗的电能是
[2]此过程中电能表转盘转过30转，则电路中消耗1kW·h的电能时，电能表的转盘转过
因此这个电能表看不清楚的数据原来标的是1500r/ (kW·h)。
19. 把标有“6V；3W”的灯泡L1和“6V；6W”的灯泡L2串联接入电路中，在保证安全使用的情况下，让其中一个灯泡正常发光。忽略温度对灯丝电阻的影响，则正常发光的灯泡是__________，电路的总功率是__________W。
【答案】 ①. L1 ②. 4.5
【解析】
【详解】由题意可知，灯泡L1的额定电流为
灯泡L1的电阻为
灯泡L2的额定电流为
灯泡L2的电阻为
因为灯泡L1和灯泡L2串联接入电路中，且要求在保证安全使用的情况下，让其中一个灯泡正常发光，所以可知电路允许的最大电流为灯泡L1的额定电流0.5A，能够正常发光的灯泡为L1，因为两灯是串联的，所以可知此时电路的总功率为
20. 如图所示，电源电压恒为4V、小灯泡标有“2.5V；1W”的字（电阻不变），滑动变阻器上标有“20Ω；1A”的字样，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某处时，电流表的示数为0.2A，则小灯泡的实际功率为________W；在保证电路安全使用的情况下，继续移动滑片，设移动过程中滑动变阻器的电功率为P1，小灯泡的电功率P2，的最大值为a、最小值为b，则=________。
【答案】 ①. 0.25 ②. 5
【解析】
【详解】[1]由电路图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压，闭合开关，移动滑动变阻器到某处，由题意得，此时电路的电流为I=0.2A，因为小灯泡的电阻不变，先根据小灯泡的规格可得
则小灯泡的电阻
故小灯泡的实际功率
P实=I2RL=(0.2A)2×6.25Ω=0.25W
[2]由于电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，保证电路安全使用的情况下，当电压表示数为3V时，接入滑动变阻器的阻值最大，此时电路中的电流最小，小灯泡的电功率最小，根据串联电路分压特点及欧姆定律可得电路此时的电流
此时滑动变阻器电功率
P1=URI1=3V×0.16A=0.48W
小灯泡的电功率
P2=I12RL=(0.16A)2×6.25Ω=0.16W
此时
因为小灯泡的额定电流为0.4A，所以电路通过的最大电流为0.4A，此时接入滑动变阻器的阻值最小，电路中的电流最大，小灯泡的电功率最大，所以小灯泡两端的电压为额定电压2.5V，电流为0.4A，电功率为P2'=1W，根据串联分压可得此时滑动变阻器两端的电压
UR'=4V-2.5V=1.5V
滑动变阻器电功率
P1'=UR'I2=1.5V×0.4A=0.6W
则
所以最大值a=3、最小值b=0.6，则
三、作图题（共2小题，每小题2分，共4分）
21. 闭合开关S后小磁针的状态如图所示（小磁针黑色一端表示N极），请在图中括号内标出通电螺线管的N极和电源的“+”极．
（ ）
【答案】
【解析】
【详解】小磁针静止时N极指向左，根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥，可以确定通电螺线管的左端为S极，右端为N极；结合图中的线圈绕向和通电螺线管的N极，利用安培定则可知线圈中的电流方向是从螺旋管的左端流入、右端流出，所以电源的左端为正极，右端为负极．如下图所示：
22. 如图，请用笔画线代替导线，将带开关的电灯、带保险丝的插座分别接入家庭电路。
【答案】
【解析】
【详解】在家庭电路中，插座和带开关的灯泡是并联，插座接线规则为左零右火上接地，带开关的灯泡，开关要接在火线和灯泡之间，灯泡顶部接火线，螺丝套接零线，插座和带开关的灯泡接线如图所示：
四、简答题（共1小题，共4分）
23. 我国的青藏铁路是世界上海拔最高的铁路，在冻土区的铁路两侧安装有许多热棒，如图甲所示。热棒是封闭的中空长棒，上端装有散热片，下端插在冻土中。里面填充低沸点的液态氨作为“制冷剂”，如图乙所示。液态氨通过与气态氨的相互变化过程，带走冻土层热量，使冻土层保持低温不会融化，保护路基。请根据以上信息回答下列问题：
（1）热棒中填充液态氨的原因；
（2）简述氨在热棒中是如何循环工作制冷的。
【答案】（1）见解析；（2）见解析
【解析】
【详解】（1）热棒中液态氨沸点低，易于发生汽化和液化。
（2）当路基温度升高时，热棒中的液态氨吸热汽化成气态氨，气态氨上升到热棒上端后，通过散热片将热量散发到空气中，同时液化为液态氨又沉入棒底，这样冻土层的温度变化较小，就不易熔化。
五、实验探究题（共5小题，每空1分，共30分）
24. 小明利用图甲装置探究冰熔化时温度的变化规律。
（1）将装有冰块的试管放在水中加热，目的是_________；
（2）加热过程中某时刻温度计的示数如图乙所示为_________℃；
（3）图丙是根据实验记录的数据绘制的图像，可知冰是_________（选填“晶体”或“非晶体”），在BC段，试管内的“冰”处于_________（选填“固态”“液态”或“固液共存态”）；
（4）试管中的冰完全熔化后，继续加热，烧杯中的水沸腾时，试管中的水_________（选填“会”或“不会”）沸腾。
【答案】（1）使冰受热均匀
（2）-2 （3） ①. 晶体 ②. 固液共存态
（4）不会
【解析】
【小问1详解】
实验时，试管里装有适量的冰，将试管放入水中加热，这是水浴法，这样使冰受热均匀，而且熔化过程缓慢，便于观察和记录。
【小问2详解】
由图乙可知，温度计分度值是1℃，液柱在零下，故此时温度是-2℃。
【小问3详解】
[1][2]由图丙可知，BC段冰吸收热量，温度不变，有固定的熔化温度，说明冰是晶体，BC段为冰的熔化过程，试管内的“冰”处于固液共存态。
【小问4详解】
水沸腾的条件：温度达到沸点，继续吸热；试管中的冰完全熔化后，若继续加热，烧杯中的水沸腾时，温度保持不变，试管中的水能达到沸点，但此时试管内水的温度和烧杯中水的温度相等，试管中的水不能继续吸热，不能满足水沸腾的条件，所以试管中的水不会沸腾。
25. 小姜利用如图1所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。
（1）器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，以及_________（填测量工具）、托盘天平（含砝码）、水和煤油；
（2）选取两个相同规格的电加热器进行实验，通过比较_________来比较物质吸收热量的多少；
（3）实验中选取初温不同、_________相同的水和煤油，分别倒入烧杯中，用电加热器加热，当它们吸收相同的热量时，通过比较_________来比较不同物质吸热能力的强弱；
（4）如图2所示，小姜正确使用温度计测量液体的温度，按照图中_________（选填“A”、“B”或“C”）方法读数是正确的；实验中某时刻温度计示数如图3所示为_________℃；
（5）部分实验数据如表所示，分析数据可得出结论：_________（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。
【答案】（1）停表 （2）加热时间
（3） ①. 质量 ②. 升高的温度
（4） ①. B ②. 66
（5）水
【解析】
【小问1详解】
实验中物质吸收热量的多少是通过加热时间来反映的，需要用秒表来测量加热时间。
【小问2详解】
选取两个相同规格的电加热器进行实验，为了保证相同时间放出的热量相同，实验中通过比较加热时间来比较物质吸收热量的多少，加热时间越长，吸收的热量越多。
【小问3详解】
[1][2]用相同规格的电加热器加热，加热相同质量的两种液体，则在相等时间内两种液体吸收的热量相等，然后通过比较升高的温度的方法来比较不同物质的吸热能力，升高温度越高的，其吸热能力越弱。
【小问4详解】
[1]温度计读数时，视线要与液柱上表面保持相平，不能俯视或仰视，所以按照图中B的方法读数是正确的。
[2]图3中的温度计的一个大格表示10℃，里面有10个小格，因此它的分度值为1℃，因此它的读数为66℃。
【小问5详解】
根据表中实验数据，加热10min，即吸收相同的热量，水升高的温度是70℃-30℃=40℃，煤油升高的温度是90℃-10℃=80℃，水升高的温度较小，水的吸热能力更强。
26. 图甲是小明探究电流与电压、电阻的关系的实验电路图，选用的实验器材有电源（3V）、电流表（0~0.6A）、电压表（0~3V）、滑动变阻器（20Ω，2A）、阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω三个定值电阻、开关导线若干。

（1）探究电流与电压的关系。
①根据图甲将图乙实物电路连接完整________（滑片向左移动时电流表示数变大）；
②实验之前，应将滑动变阻器的滑片移动到最___________（选填“左”或者“右”）端；
③实验中滑动变阻器最主要的作用是___________；
（2）探究电流与电阻的关系。
①在实验中，首先确定一个保持不变的电压值U，当电阻R由5Ω换成10Ω时，保持滑片位置不变，闭合开关后将滑动变阻器的滑片向_________（选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为U；
②当AB间换接20Ω电阻时，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，电压表示数都无法达到U。为了完成实验，U的取值不能小于_________V；
③表中为实验得到数据，分析可得到结论：_________。
【答案】（1） ①. ②. 右 ③. 见解析
（2） ①. 右 ②. 1.5 ③. 见解析
【解析】
【小问1详解】
①[1]滑片向左移动时电流表示数变大，电源电压不变，由可知电路中的总电阻变小，由电阻的串联可知变阻器连入电路的电阻变小，则滑动变阻器应该连接左下方接线柱，开关右端的接线柱和变阻器的左下方接线柱连接，如图所示；
②[2]连接电路时，滑动变阻器的阻值需要处于阻值最大处，即最右端，这样起到保护电路的作用。
③[3]探究电流与电压的关系时，通过多次调节滑动变阻器，从而改变定值电阻两端电压，获得多组实验数据，故滑动变阻器的作用是保护电路和改变定值电阻两端电压，最主要的作用是改变定值电阻两端电压。
【小问2详解】
①[1]根据串联电路分压规律，当电阻R由5Ω换成10Ω时，电压表示数会变大，探究电流和电阻的关系，保持电压不变，需要减小电压表的示数，由串联电路电压的规律，需要增大变阻器两端的电压，由串联分压可知需要增大滑动变阻器连入电路的阻值，故需要向右移动滑动变阻器的滑片。
②[2]电压表的示数为U，由串联电路电压的规律可知变阻器两端的电压U滑=3V-U
由串联分压可知
AB间换接20Ω电阻，变阻器的最大阻值是20Ω，可以得到
解得U=1.5V，为完成实验，U的取值不能小于1.5V。
③[3]由表中数据可知，电流和电阻的乘积，即电压表的示数为UV=I1R1=0.40A×5Ω=2V
保持不变，可以得到当导体两端的电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。
27. 某同学利用有关器材测量定值电阻Rx的阻值。可选用的器材有电源（电压恒为6V）、滑动变阻器（规格分别为a:“5；2A”、b:“30；2A”和c:“50；1A”）、电流表（有0～0.6A，0～3A两个量程）、电压表（有0～3V，0～15V两个量程）、开关、导线等。该同学根据甲电路图，进行了正确的实验操作，当滑动变阻器滑片P处于中间位置附近时，电表示数如乙图所示。请你根据以上信息回答问题：
（1）实验前，开关应_________，实验中选择的滑动变阻器是_________（选填“a”“b”或“c”）。
（2）乙图中电压表的示数为_________V，电流表的示数为_________A，本次测量的Rx阻值为_________（精确到0.1）。
（3）实验时，若电压表示数突然变成零，电流表有示数，则可能发生的故障是_________。
（4）该同学进行了实验创新，利用阻值为R0的定值电阻和电压表等器材，测量Rx的阻值。设计了如图所示的电路，经检查无误后进行实验。
①闭合开关S1、S3，断开开关S2，读出电压表的示数，记为U1；
②保持S1处于闭合状态，断开开关S3，闭合开关S2，使电压表测_________（选填“R0”或“Rx”）
两端电压，记为U2；
③用已知物理量和测量量的符号表示出Rx的电阻，Rx=_________。
【答案】（1） ①. 断开 ②. c
（2） ①. 1.9 ②. 0.16 ③. 11.9
（3）Rx短路 （4） ①. R0 ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]为了保护电路，实验前，开关应断开。
[2]乙图中给出了示数但未给出量程，但由于电源电压 为6V，故电压表的量程只能为0~ 3V，否则电压表示数为9.5V大于电源电压。因此电压表量程为0~3V，电压表示数为1.9V，根据串联电路分压法则可知滑动变阻器分压为U滑= 6V- 1.9V = 4.1V
电流表量程若为0~ 3A，则此时示数为0.8A，得出滑动变阻器此时接入电阻为
此时变阻器接入阻值为其最大值的一半，故最大值应为10Ω左右，没有此选项。故电流表量程为0~ 0.6A，此时电流表示数为 0.16A，滑动变阻器此时接入电阻为
此时变阻器接入阻值为其最大值的一半，故最大值应为50Ω左右，即使用的是c滑动变阻器。
【小问2详解】
[1][2][3]根据(1) 的分析，得到电压表示数为1.9V，电流表 示数为0.16A，则
【小问3详解】
电流表有示数，说明电流是通路，电压表示数为零，说明与电压表并联的地方短路，则可能发生的故障是Rx短路。
【小问4详解】
①闭合开关S1、S3，断开开关S2，观察到Rx和R0串联，电压表测电源电压，读出电压表的示数，记为U1。
②[1]保持S1处于闭合状态，断开开关S3，闭合开关S2，此时连接方式不变，电压表测R0两端的电压，记为U2。
③[2]根据串联分压原理，有
Rx的电阻为
28. 小明在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中，设计如下电路。
（1）开关闭合前，小磁针指向如图所示，当开关闭合，小磁针________（选填“顺时针”或“逆时针”）偏转；
（2）小磁针的作用（任写一条）：_________；
（3）调换电源的正负极，闭合开关，小磁针偏转方向与原来_________（选填“相同”或“相反”），说明通电螺线管外部的磁场方向与________有关。
【答案】 ①. 逆时针 ②. 检验磁场的存在（判断磁场的方向） ③. 相反 ④. 电流方向
【解析】
【详解】（1）[1]根据安培定则知道，图中通电螺线管的左侧为S极，右侧为N极，由于同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，因此小磁针N极将逆时针旋转。
（2）[2]通电时螺线管周围存在磁场，小磁针在磁场中受到力的作用会发生偏转，所以小磁针能显示磁场的存在；小磁针静止时N极指向与该点磁场方向相同，因此利用小磁针还可以判断磁场的方向。
（3）[3][4]调换电源正负极，即改变螺线管中的电流方向，发现小磁针偏转方向改变，与原来相反，说明磁场方向与电流方向有关。
六、计算题（共3小题，共22分）
29. 中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳，合成液态燃料，作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料．工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验，测量该燃料的热值．
①在空酒精灯内加入适量该液态燃料，得到“燃料灯”；
②在空烧杯内加入1kg水，测得水的初温为31℃，点燃“燃料灯”开始加热；
③当水恰好沸腾时，立即熄灭“燃料灯”，测得“燃料灯”消耗燃料30g。
已知实验时气压为1标准大气压，，用该装置加热水效率为42%．求：
（1）此过程中，烧杯内水吸收的热量；
（2）该液态燃料的热值。
【答案】（1）2.898×105J（2）2.3×107J/kg
【解析】
【详解】解：（1）烧杯内水吸收的热量为
（2）该液态燃料完全燃烧放出的热量为
该液态燃料的热值为
答：（1）此过程中，烧杯内水吸收的热量为2.898×105J；
（2）该液态燃料的热值为2.3×107J/kg。
30. 如图所示，灯泡L标有“6V 3W”的字样，定值电阻R=10Ω，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，闭合开关S。将开关S1拨至2，滑片P移至a端，灯泡正常发光。
（1）求灯泡正常发光时的电流；
（2）滑片P移至b端，开关S1拨至1，求定值电阻R工作10min产生的热量；
（3）接着将开关S拨回2，电流表示数为0.24A，求此时灯泡的功率。

【答案】（1）0.5A；（2）240J；（3）0.288W
【解析】
【详解】解：（1）由P=UI可得，灯泡正常发光时的电流为
（2）闭合开关S，将开关S拨至2，滑片P移至a端时，定值电阻R被短路，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路中只有灯泡L工作，由灯泡正常发光，可知电源电压为
U=U额=6V
滑片P移至b端，开关S拨至1，滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值，灯泡L被短路，电阻R与滑动变阻器R1串联，根据Q=I2Rt可得，定值电阻R工作10min产生的热量
（3）接着将开关S拨回2，灯泡L与滑动变阻器R1串联，电流表测量电路中的电流，由U=IR可得，滑动变阻器两端的电压为
U1=I实R1=0.24A×20Ω=4.8V
由串联电路的电压特点可知，灯泡L两端的实际电压为
U实=U-U1=6V-4.8V=1.2V
此时灯泡的功率为
P实=U实I实= 1.2V×0.24A=0.288W
答：（1）灯泡正常发光时的电流为0.5A；
（2）滑片P移至b端，开关S1拨至1，定值电阻R工作10min产生的热量为240J；
（3）接着将开关S拨回2，电流表示数为0.24A，此时灯泡的功率为0.288 W。
31. 为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温器，其电路图如图甲所示。控制电路中，电压定值电阻，热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路中，电压220V，R₁、R₂是电热丝，并且，。已知水温达到80℃时衔铁会跳起。
（1）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。
（2）求工作电路在保温状态下的电功率。
（3）求衔铁被吸下以后经过10min工作电路中产生的热量是多少焦耳？
（4）要使水温达到60℃时衔铁跳起，请通过计算说明如何调整控制电路？
【答案】（1）0.02A；（2）44W；（3）2.904×105J；（4）见解析
【解析】
【详解】解：（1）由图乙可知，当温度为80℃时，热敏电阻的阻值为100Ω，根据串联电路的电阻特点可知，控制电路的总电阻
R控=R+R0=100Ω+50Ω=150Ω
衔铁刚弹起时，通过电磁铁线圈的电流
（2）由图甲可知，当衔铁与触点a接触时，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，由可知，电路中的总功率最小，工作电路处于保温状态；当衔铁与触点b接触时，只有R2工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，工作电路处于加热状态；则保温功率
（3）衔铁被吸下以后经过10min工作电路中产生的热量
（4）要使水温达到60℃时衔铁跳起，通过电磁铁线圈的电流仍为0.02A，由图乙知热敏电阻的阻值为64Ω，若控制电路中电压不变，控制电路的总电阻为150Ω不变，则定值电阻变为
即要使水温达到60℃时衔铁跳起，应把定值电阻更换阻值为86Ω的电阻。
答：（1）衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流为0.02A；
（2）工作电路在保温状态下的电功率为44W；
（3）衔铁被吸下以后经过10min工作电路中产生的热量是2.904×105J；
加热时间/min
0
10
水的温度/℃
30
70
煤油温度/℃
10
90
实验序号
R/Ω
I/A
1
5
0.40
2
10
0.20
3
20
0.10