湖北省黄石市阳新县部分学校2021-2022学年九年级上学期期中物理【试卷+答案】（a卷）

这是一份湖北省黄石市阳新县部分学校2021-2022学年九年级上学期期中物理【试卷+答案】（a卷），共24页。试卷主要包含了选择题，填图与连图题，填空题，实验与探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年湖北省黄石市阳新县部分学校九年级（上）期中物理试卷（A卷）
一、选择题（每小题2分，共24分）
1．（2分）滴一滴红墨水在清水中一段时间后，整杯水变红了，则正确的是（　　）
A．0℃的水就不会有这种现象
B．温度越低，扩散进行得越快
C．这叫扩散，只发生在液体中
D．这叫扩散，它说明分子在永不停地运动
2．（2分）随着社会对能源的需求越来越大，能源的价格一路上升，有些不法分子为了挣到更多的黑心钱，将一些劣质煤炭混入优质煤炭中，以次充好。我们判断煤炭优劣好坏的物理依据是（　　）
A．密度 B．比热容 C．热值 D．沸点
3．（2分）关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（　　）
A．物体吸收热量，温度一定升高
B．物体温度升高了，不一定是吸收热量
C．物体的温度越高，放出的热量越多
D．物体的内能越大，温度越高
4．（2分）用一根与毛皮摩擦过的橡胶棒靠近一轻质小球，发现两者互相吸引，由此可鉴定（　　）
A．小球一定带正电
B．小球可能带负电，也可能不带电
C．小球一定带负电
D．小球可能带正电，也可能不带电
5．（2分）如图所示，当开关S闭合后，电压表测出的电压是（　　）

A．灯L1两端的电压
B．灯L 2两端的电压
C．灯L1和L 2两端的总电压
D．电源两端的电压
6．（2分）有甲、乙、丙、丁四根导线，其中甲、乙、丙三根是铜线，丁是镍铬合金线。甲、乙导线粗细相同，甲比乙短、乙、丙两导线长短一样，乙比丙粗，丙、丁长短粗细相同，则四根导线按其电阻大小排列是（　　）
A．R甲＞R乙＞R丙＞R丁 B．R丁＞R丙＞R乙＞R甲
C．R丙＞R乙＞R甲＞R丁 D．R乙＞R丁＞R甲＞R丙
7．（2分）新交通法规于2013年1月1日施行，驾驶员不系安全带记3分，罚100元。汽车上设置了“安全带指示灯”，提醒驾驶员系好安全带。当安全带系好时，相当于闭合开关，指示灯不亮；安全带未系好时，相当于断开开关，指示灯发光。图中符合上述要求的电路图是（　　）
A． B．
C． D．
8．（2分）2013年5月，德州市教育局利用如图所示的“坐位体前屈测试仪”对初中毕业生进行了身体柔韧性测试。测试者向前推动滑块，滑块被推动的距离越大，仪器的示数就越大。吴月同学设计了如图所示的四种电路，其中滑动变阻器的滑片向右滑动时，电表示数增大的电路是（　　）

A． B．
C． D．
9．（2分）如图所示电路，要使灯泡L1和L2组成并联电路，应该（　　）

A．只闭合S2 B．只闭合S3
C．同时闭合S1和S2 D．同时闭合S1和S3
10．（2分）如图所示的电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，开关S闭合后，滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是（　　）

A．电流表示数变大，电压表与电流表示数之比变大
B．电流表示数变小，电压表与电流表示数之比不变
C．电流表示数变大，电压表与电流表示数之比不变
D．电压表示数变大，电压表与电流表示数之比变大
11．（2分）如图是小文同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图，当开关闭合时，灯L1亮，灯L2不亮，电流表和电压表均有读数，则故障原因可能是（　　）

A．L2短路 B．L2断路 C．Ll短路 D．L1断路
12．（2分）关于比热容，下列说法中正确的是（　　）
A．比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B．物体的质量越大，它的比热容越大
C．物体的温度越高，它的比热容越小
D．比热容是物质自身的性质，与质量、温度、吸收或放出的热量无关
二、填图与连图题（每小题3分，共计6分）
13．（3分）在如图所示的〇内填上适当的电表符号，使之成为一个正确的电路，且闭合开关S后，两灯均能发光，并标出电表的“+、﹣”接线柱。

14．（3分）根据图所示的电路图，用笔画线代替导线，连接实物电路。

三、填空题：（每空1分，共计12分）
15．（2分）有两只定值电阻，上面分别标有“20V 10Ω”和“5V 5Ω”的字样，若将它们串联在电路中使用，则电路中允许的最大电压为 　 　V，并联使用时，电路中允许最大电压为 　 　V。
16．（2分）如图所示电路，当开关S闭合，甲乙两表均为电压表，两表读数之比U甲：U乙＝3：1，则R1：R2＝　 　；当开关S断开，甲乙两表均为电流表，两表读数之比I甲：I乙＝　 　。

17．（2分）单缸四冲程的热机工作过程时，一个工作循环经历四个冲程，其中将机械能转化为内能的冲程是 　 　冲程，若热机的曲轴转速为3000R/min，则1s内对外做功 　 　次。
18．（3分）改变物体内能的方法有 　 　和 　 　的两种方式，这两种方式对改变物体内能在效果上是等效的。如图所示甲、乙两种情况，它们对内能改变是通过 　 　方式来改变物体内能的。

19．（3分）学校物理小组的同学们对电阻的串、并联问题进行了研究，他们采用了 　 　（填“控制变量法”“等效法”或“类比法”）的科学研究方法，经过实验探究，得出R1与R2串联时，与电路的总电阻R的关系式是 　 　，电阻R1与R2并联与并联的总电阻R的关系式是 　 　。（用公式表示）
四、实验与探究题（共计18分）
20．（8分）为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验数据记录如下表。
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
6
45
食用油
60
20
6
68
（1）从表中数据可知，水和食用油的质量 　 　（选填“相同”或“不相同”），加热结束时，食用油升高的温度比水的温度 　 　（选填“高”或“低”）.
（2）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时，水吸收的热量 　 　（选填“大于”或“小于”或“等于”）食用油吸收的热量.实验表明，　 　（选填“水”或“食用油”）吸热的能力更强.

21．（10分）小强同学观察到一些电学现象：小灯泡两端的电压越大，通过灯丝的电流越大，灯泡越亮；电源电压一定时，电路中的电阻增大，电路中的电流就变小......。小强猜想：通过导体中的电流的大小与导体两端的电压和导体的电阻有关。请你帮助小强完成这个探究实验：
（1）选择的器材：电源、开关、三个阻值不同的电阻（5Ω、10Ω、20Ω），导线若干，电流表及电压表各一块，还需要 　 　。
（2）请在虚线框内画出电路图。

（3）测量的步骤及数据：①按电路图连接电路。②首先把10Ω的电阻连入电路，滑动滑动变阻器的滑片，改变R1两端的电压，测得三组数据如表一所示；③分别把三个阻值不同的电阻连入电路，调节滑动变阻器的滑片，始终保持每个电阻两端的电压为2V，测得三组数据如表二所示。
表一：电阻R1＝10Ω
电压（V）
1
2
3
电流（A）
0.1
0.2
0.3
表二：电压U＝2V
电阻（Ω）
5
10
20
电流（A）
0.4
0.2
0.1
（4）分析与结论：分析表一得出的结论是：　 　；分析表二得出的结论是：　 　。
（5）在研究电流与电阻关系中，若将电阻由5Ω换成10Ω，接下来应将变阻器滑片向 　 　（填“阻值大”或“阻值小”）的方向移动。
五、计算题：（共计20分）
22．（6分）小李家使用的是天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能有多大比例转化成水的内能。小李尝试估测该热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否准确，他把家里的自动洗衣机的水量设置为30L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到30L时，洗衣机便会自动停止注水，已知当时自来水的温度是20℃，热水器输出热水的温度是40℃，注水前天然气表的示数是2365.89m3，注水后变为2365.99m3，天然气热值为3.2×107J/m3。请用以上数据求：
（1）加热30L的水吸收多少热量？
（2）天然气燃烧所放出的热量是多少？
（3）请估测该热水器的热效率。
23．（6分）如图所示的电路，R1＝30Ω，R2＝10Ω，开关S闭合后，电流表A的示数为0.4A，求电源电压、通过R2的电流和干路中的电流。

24．（8分）如图所示，电源电压保持不变，R1＝10Ω，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移到b端，两电表示数变化关系用图乙线段AB表示。求：
（1）电源电压；
（2）滑动变阻器的最大阻值；
（3）滑片P滑到ab中点时电压表的示数。


参考答案与解析
一、选择题（每小题2分，共24分）
1．（2分）滴一滴红墨水在清水中一段时间后，整杯水变红了，则正确的是（　　）
A．0℃的水就不会有这种现象
B．温度越低，扩散进行得越快
C．这叫扩散，只发生在液体中
D．这叫扩散，它说明分子在永不停地运动
【解答】解：A、墨水在0℃的水中照样要不停地做无规则的运动，只是比在常温的水中慢一些而已，所以不合题意；
B、分子无规则的运动会随温度的升高而变快，温度越低，扩散会越慢，所以不合题意；
C、扩散在气体、液体、固体间都可以进行，所以不合题意；
D、扩散是由分子不停地做无规则的运动产生的，所以符合题意。
故选：D。
2．（2分）随着社会对能源的需求越来越大，能源的价格一路上升，有些不法分子为了挣到更多的黑心钱，将一些劣质煤炭混入优质煤炭中，以次充好。我们判断煤炭优劣好坏的物理依据是（　　）
A．密度 B．比热容 C．热值 D．沸点
【解答】解：
热值是燃料的一种特性，是指1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多，掺假后煤的热值降低，所以可以用热值来区分。而从密度、比热容、沸点无法区分。
故选：C。
3．（2分）关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（　　）
A．物体吸收热量，温度一定升高
B．物体温度升高了，不一定是吸收热量
C．物体的温度越高，放出的热量越多
D．物体的内能越大，温度越高
【解答】解：A、物体吸收热量后，内能增加，温度不一定升高，比如晶体在熔化过程中，吸热但温度不变，故A错误；
B、物体温度升高了，不一定是吸收热量，也可能是外界对物体做了功，故B正确；
C、由Q放＝cmΔt可知，放出热量的多少与物质的比热容、质量和降低的温度有关，因此温度高的物体，放出的热量不一定多，故C错误；
D、内能的大小跟质量、温度、状态有关，物体的内能越大，温度不一定越高，如质量相同、温度相同的水和冰，水的内能大，故D错误。
故选：B。
4．（2分）用一根与毛皮摩擦过的橡胶棒靠近一轻质小球，发现两者互相吸引，由此可鉴定（　　）
A．小球一定带正电
B．小球可能带负电，也可能不带电
C．小球一定带负电
D．小球可能带正电，也可能不带电
【解答】解：题中说毛皮摩擦过的橡胶棒，此棒一定带负电，又说橡胶棒与小球互相吸引，说明橡胶棒与小球带异种电荷或者小球不带电。即小球可能带正电，也可能不带电。
故选：D。
5．（2分）如图所示，当开关S闭合后，电压表测出的电压是（　　）

A．灯L1两端的电压
B．灯L 2两端的电压
C．灯L1和L 2两端的总电压
D．电源两端的电压
【解答】解：由电路图可以看出，当开关闭合后，电压表和L2、电源构成一个方框，所以电压表测量的是方框以外的L1两端的电压。
故选：A。
6．（2分）有甲、乙、丙、丁四根导线，其中甲、乙、丙三根是铜线，丁是镍铬合金线。甲、乙导线粗细相同，甲比乙短、乙、丙两导线长短一样，乙比丙粗，丙、丁长短粗细相同，则四根导线按其电阻大小排列是（　　）
A．R甲＞R乙＞R丙＞R丁 B．R丁＞R丙＞R乙＞R甲
C．R丙＞R乙＞R甲＞R丁 D．R乙＞R丁＞R甲＞R丙
【解答】解：甲和乙都是铜导线，材料相同，横截面积相同，但乙比甲长，由于导体的电阻与长度成正比，所以乙的电阻大于甲的电阻。
丙和乙都是铜导线，材料相同，长度相同，但乙比丙粗，即乙的横截面积大，由于导体的电阻与横截面积成反比，所以乙的电阻小于丙的电阻。
丙和丁的长度、横截面积都相同，但材料不同，由于镍铬合金的电阻率大于铜的电阻率，所以在长度和横截面积都相同的情况下，丙的电阻小于丁的电阻。
综上分析故选：B。
7．（2分）新交通法规于2013年1月1日施行，驾驶员不系安全带记3分，罚100元。汽车上设置了“安全带指示灯”，提醒驾驶员系好安全带。当安全带系好时，相当于闭合开关，指示灯不亮；安全带未系好时，相当于断开开关，指示灯发光。图中符合上述要求的电路图是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：由题意知，指示灯与S并联，但电路不会出现短路，即电路中必须串联一个保护电阻；
结合选项可知B符合题意，A闭合开关，指示灯亮，C不管开关是否闭合，指示灯都亮，D指示灯与开关串联了，故ACD都不符合。
故选：B。
8．（2分）2013年5月，德州市教育局利用如图所示的“坐位体前屈测试仪”对初中毕业生进行了身体柔韧性测试。测试者向前推动滑块，滑块被推动的距离越大，仪器的示数就越大。吴月同学设计了如图所示的四种电路，其中滑动变阻器的滑片向右滑动时，电表示数增大的电路是（　　）

A． B．
C． D．
【解答】解：A、电路为并联电路，电流表测量干路上的电流，当滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，则电流表的示数减小，故A选项错误；
B、电路为并联电路，电流表测量定值电阻的电流，电流表的示数不变，故B错误；
C、电路为串联电路，电压表测量电源电压，当滑片向右滑动时，电压表示数不变，故C错误。
D、电路为串联电路，电压表测量变阻器两端的电压，当滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，串联电路起分压作用，所以变阻器分得的电压变大，电压表的示数变大，故D选项正确；
故选：D。
9．（2分）如图所示电路，要使灯泡L1和L2组成并联电路，应该（　　）

A．只闭合S2 B．只闭合S3
C．同时闭合S1和S2 D．同时闭合S1和S3
【解答】解：A、只闭合S2时电流只有一条路径，电流依次流过L2、L1和开关S2，属串联电路，不合题意；
B、只闭合S3时电流只有一条路径，是L2的简单的电路，不合题意；
C、同时闭合S1和S2时电流会不经用电器直接从电源正极流向负极，属电源短路，是错误的，不合题意；
D、同时闭合S1和S3时电流有两条路径，分别流经灯泡L1和L2，属并联电路，符合题意。
故选：D。
10．（2分）如图所示的电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，开关S闭合后，滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是（　　）

A．电流表示数变大，电压表与电流表示数之比变大
B．电流表示数变小，电压表与电流表示数之比不变
C．电流表示数变大，电压表与电流表示数之比不变
D．电压表示数变大，电压表与电流表示数之比变大
【解答】解：等效电路图如下图所示：

由电路图可知，两电阻串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，
当滑片向右移动时，接入电路的电阻变大，电路的总电阻变大，
根据I=UR可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小；
根据U＝IR可知，R1两端的电压变小，即电压表的示数变小；
根据R1=U1I可知，电压表与电流表示数之比不变。
故选：B。
11．（2分）如图是小文同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图，当开关闭合时，灯L1亮，灯L2不亮，电流表和电压表均有读数，则故障原因可能是（　　）

A．L2短路 B．L2断路 C．Ll短路 D．L1断路
【解答】解：串联电路中一灯亮一灯不亮，则可能不亮的灯泡短路了，即L2短路，电流表有示数，说明电路故障不可能是断路，电压表有示数，说明电压表所测部分没有短路，综合判断，所以是L2短路。
故选：A。
12．（2分）关于比热容，下列说法中正确的是（　　）
A．比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B．物体的质量越大，它的比热容越大
C．物体的温度越高，它的比热容越小
D．比热容是物质自身的性质，与质量、温度、吸收或放出的热量无关
【解答】解：
某种物质温度升高时吸收的热量与质量和升高的温度的乘积之比，叫这种物质的比热容。比热容是物质本身的一种特性，决定于物质的种类和状态，与吸收热量的多少、升高温度的多少、质量的多少没有关系。故ABC错误，D正确。
故选：D。
二、填图与连图题（每小题3分，共计6分）
13．（3分）在如图所示的〇内填上适当的电表符号，使之成为一个正确的电路，且闭合开关S后，两灯均能发光，并标出电表的“+、﹣”接线柱。

【解答】解：两灯泡要想正常工作，连接方式必须并联。
假设左边圈内为电压表，则右边的灯泡被短路，不能发光，不能满足两灯均能发光的要求，所以左边圈内只能为电流表；右边圈内如果为电流表，则会造成电源短路，不能满足两灯均能发光的要求，所以右边圈内是电压表；
因此左边圈内为电流表，右边圈内为电压表，该电路为并联电路；
在电源外部，电流从电源正极流出，经用电器回到电源负极。而电流从电表的正接线柱流入、从负接线柱流出。如图所示：

14．（3分）根据图所示的电路图，用笔画线代替导线，连接实物电路。

【解答】解：左图中，灯与电铃并联，一个开关控制电铃，一个开关控制整个电路，根据电路图连接实物图，如下所示：

三、填空题：（每空1分，共计12分）
15．（2分）有两只定值电阻，上面分别标有“20V 10Ω”和“5V 5Ω”的字样，若将它们串联在电路中使用，则电路中允许的最大电压为 　15　V，并联使用时，电路中允许最大电压为 　5　V。
【解答】解：（1）两电阻允许通过的最大电流分别为：I1=U1R1=20V10Ω=2A，I2=U2R2=5V5Ω=1A，
因为串联电路中各处的电流相等，所以两只电阻串联时，电路中的最大电流I＝I2＝1A，
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以根据欧姆定律可得，两端允许加的最大电压：U＝IR＝I（R1+R2）＝1A×（10Ω+5Ω）＝15V；
（2）因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以两只电阻并联时，电路中的最大电压U′＝U2＝5V。
故答案为：15；5。
16．（2分）如图所示电路，当开关S闭合，甲乙两表均为电压表，两表读数之比U甲：U乙＝3：1，则R1：R2＝　2：1　；当开关S断开，甲乙两表均为电流表，两表读数之比I甲：I乙＝　2：3　。

【解答】解：（1）当开关S闭合，甲乙两表均为电压表时，两电阻串联，甲测电源的电压，乙测R2两端的电压，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，两电阻两端的电压之比：
U1U2=U甲-U乙U乙=3-11=21，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由I=UR可得，两电阻的阻值之比：
R1R2=U1IU2I=U1U2=21；
（2）当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，两电阻并联，甲测通过R2的电流，乙测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，两支路的电流之比：
I1I2=UR1UR2=R2R1=12，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，两电流表的示数之比：
I甲I乙=I2I1+I2=21+2=23。
故答案为：2：1； 2：3。
17．（2分）单缸四冲程的热机工作过程时，一个工作循环经历四个冲程，其中将机械能转化为内能的冲程是 　压缩　冲程，若热机的曲轴转速为3000R/min，则1s内对外做功 　25　次。
【解答】解：
（1）压缩冲程活塞向上运动，压缩燃料混合物对其做功，将机械能转化为内能；
（2）曲轴转速是3000R/min＝50R/s，表示每秒曲轴转动50圈，对外做功25次。
故答案为：压缩；25。
18．（3分）改变物体内能的方法有 　做功　和 　热传递　的两种方式，这两种方式对改变物体内能在效果上是等效的。如图所示甲、乙两种情况，它们对内能改变是通过 　做功　方式来改变物体内能的。

【解答】解：做功和热传递都可以改变物体的内能，两者在改变内能上是等效的；
图甲中用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，机械能转化为内能；
图乙中给瓶内打气，瓶内气压增大，内部空气把瓶塞推出，瓶内气体对瓶塞做功，使气体自身的内能减少，温度降低；
甲、乙两种情况都是通过做功的方式来改变物体内能的。
故答案为：做功；热传递；做功。
19．（3分）学校物理小组的同学们对电阻的串、并联问题进行了研究，他们采用了 　等效法　（填“控制变量法”“等效法”或“类比法”）的科学研究方法，经过实验探究，得出R1与R2串联时，与电路的总电阻R的关系式是 　R＝R1+R2　，电阻R1与R2并联与并联的总电阻R的关系式是 　R=R1R2R1+R2　。（用公式表示）
【解答】解：探究两个电阻R1和R2串、并联时，用一个阻值为R的电阻来替换，用一个电阻R，代替两个电阻串、并联的效果，应有了等效法；
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R1与R2串联后的总电阻：
R总＝R1+R2；
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，R1与R2并联后接入电路后的总电阻：
R=R1R2R1+R2。
故答案为：等效法；R＝R1+R2；R=R1R2R1+R2。
四、实验与探究题（共计18分）
20．（8分）为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验数据记录如下表。
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
6
45
食用油
60
20
6
68
（1）从表中数据可知，水和食用油的质量 　相同　（选填“相同”或“不相同”），加热结束时，食用油升高的温度比水的温度 　高　（选填“高”或“低”）.
（2）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时，水吸收的热量 　大于　（选填“大于”或“小于”或“等于”）食用油吸收的热量.实验表明，　水　（选填“水”或“食用油”）吸热的能力更强.

【解答】解：（1）加热过程中，水和食用油吸收热量的多少是通过加热时间来反映；由表可知，水和食用油的质量均为60g，质量是相同的；解热结束时，食用油的温度（70℃）比水的温度（45℃）高；
（2）相同的加热设备，加热时间越长，表示被加热物体吸收的热量越多；水加热更长的时间，表明水吸收的热量更多，水吸热能力更强；
故答案为：（1）相同；高；（2）大于；水。
21．（10分）小强同学观察到一些电学现象：小灯泡两端的电压越大，通过灯丝的电流越大，灯泡越亮；电源电压一定时，电路中的电阻增大，电路中的电流就变小......。小强猜想：通过导体中的电流的大小与导体两端的电压和导体的电阻有关。请你帮助小强完成这个探究实验：
（1）选择的器材：电源、开关、三个阻值不同的电阻（5Ω、10Ω、20Ω），导线若干，电流表及电压表各一块，还需要 　滑动变阻器　。
（2）请在虚线框内画出电路图。

（3）测量的步骤及数据：①按电路图连接电路。②首先把10Ω的电阻连入电路，滑动滑动变阻器的滑片，改变R1两端的电压，测得三组数据如表一所示；③分别把三个阻值不同的电阻连入电路，调节滑动变阻器的滑片，始终保持每个电阻两端的电压为2V，测得三组数据如表二所示。
表一：电阻R1＝10Ω
电压（V）
1
2
3
电流（A）
0.1
0.2
0.3
表二：电压U＝2V
电阻（Ω）
5
10
20
电流（A）
0.4
0.2
0.1
（4）分析与结论：分析表一得出的结论是：　在电阻一定时，电流与电压成正比　；分析表二得出的结论是：　在电压一定时，电流与电阻成反比　。
（5）在研究电流与电阻关系中，若将电阻由5Ω换成10Ω，接下来应将变阻器滑片向 　阻值大　（填“阻值大”或“阻值小”）的方向移动。
【解答】解：（1）实验中除了所给的器材，还要用到保护电路和改变电阻两端电压达到多次测量求平均值减小误差的滑动变阻器。
（2）电压表与电阻并联，电流表与电阻串联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，再与开关和电源组成电路即可，电路图如图所示：

（4）在表一中：导体的电阻10Ω一定，导体两端的电压从1V到2V再到3V，相对应的，导体中的电流从0.1A到0.2A再到0.3A．电压增加几倍，电流也增加几倍，故得结论：在电阻一定时，电流与电压成正比。
在表二中：导体两端的电压2V一定，导体的电阻从5Ω到10Ω，再到20Ω，相对应的，导体中的电流从0.4A到0.2A再到0.1A，电阻增加几倍，电流变为原来的几分之一倍，故得结论：在电压一定时，电流与电阻成反比。
（5）在研究电流与电阻关系中，实验中应控制定值电阻两端的电压不变。若将电阻由5Ω换成10Ω，根据串联分压特点可知，定值电阻两端的电压变大，接下来应将变阻器滑片向阻值大的方向移动，让滑动变阻器两端的电压变大。
故答案为：（1）滑动变阻器；（2）如图；（4）在电阻一定时，电流与电压成正比；在电压一定时，电流与电阻成反比；（5）阻值大。
五、计算题：（共计20分）
22．（6分）小李家使用的是天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能有多大比例转化成水的内能。小李尝试估测该热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否准确，他把家里的自动洗衣机的水量设置为30L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到30L时，洗衣机便会自动停止注水，已知当时自来水的温度是20℃，热水器输出热水的温度是40℃，注水前天然气表的示数是2365.89m3，注水后变为2365.99m3，天然气热值为3.2×107J/m3。请用以上数据求：
（1）加热30L的水吸收多少热量？
（2）天然气燃烧所放出的热量是多少？
（3）请估测该热水器的热效率。
【解答】解：（1）水吸收的热量为：
Q吸＝cmΔt＝cρ水V水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×1.0×103kg/m3×30×10﹣3m3×（40℃﹣20℃）＝2.52×106J；
（2）天然气完全燃烧所放出的热量为：
Q放＝qV＝3.2×107J/m3×（2365.99m3﹣2365.89m3）＝3.2×106J；
该热水器的热效率：
η=Q吸Q放×100%=2.52×106J3.2×106J×100%＝78.75%。
答：（1）加热30L的水吸收的热量为2.52×106J；
（2）天然气燃烧所放出的热量为3.2×106J；
（3）该热水器的热效率为78.75%。
23．（6分）如图所示的电路，R1＝30Ω，R2＝10Ω，开关S闭合后，电流表A的示数为0.4A，求电源电压、通过R2的电流和干路中的电流。

【解答】解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A测R1支路的电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I=UR可得，电源的电压：
U＝I1R1＝0.4A×30Ω＝12V，
通过R2的电流：
I2=UR2=12V10Ω=1.2A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路中的电流：
I＝I1+I2＝0.4A+1.2A＝1.6A。
答：电源电压为12V、通过R2的电流为1.2A，干路中的电流为1.6A。
24．（8分）如图所示，电源电压保持不变，R1＝10Ω，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移到b端，两电表示数变化关系用图乙线段AB表示。求：
（1）电源电压；
（2）滑动变阻器的最大阻值；
（3）滑片P滑到ab中点时电压表的示数。

【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑片位于b端时，接入电路中的电阻为零，电路中的电流最大，
由图乙可知，电路中的电流Ib＝0.6A，
由I=UR可得，电源的电压：
U＝IbR1＝0.6A×10Ω＝6V；
（2）当滑片位于a端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，电压表的示数最大，
由图乙可知，电路中的最小电流Ia＝0.2A，电压表的示数U2＝4V，
则由I=UR可得，滑动变阻器的最大阻值：
R2=U2Ia=4V0.2A=20Ω；
（3）滑片P滑到ab中点时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
则总电阻R＝R1+12R2＝10Ω+12×20Ω＝20Ω；
所以，电路中的电流：
I=UR=6V20Ω=0.3A，
则由I=UR可得电压表的示数：
U2′＝I×12R2＝0.3A×12×20Ω＝3V。
答：（1）电源电压为6V；
（2）滑动变阻器的最大阻值为20Ω；
（3）滑片P滑到ab中点时电压表的示数为3V。