2021-2022学年湖北省随州市广水市九年级（上）期末物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2021-2022学年湖北省随州市广水市九年级（上）期末物理试卷（含详细答案解析），共17页。试卷主要包含了8cm为优秀，小明设计了一个内有水箱的孵化箱，【答案】A，【答案】D，【答案】B，【答案】C等内容，欢迎下载使用。
下列哪位科学家最先精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系( )
A. 牛顿B. 焦耳C. 欧姆D. 法拉第
杜甫的《绝句》用自然流畅的语言写出了一派生意盎然的春色，格调清新，意境明丽，表达了诗人热爱大自然的愉快心情。诗句中描述的情景能用“分子动理论”解释的一句是( )
A. 迟日江山丽B. 春风花草香C. 泥融飞燕子D. 沙暖睡鸳鸯
“辣椒炒肉”是广水一道传统美食，若将肉片直接放入热油锅里爆炒，会将肉炒焦或炒糊，大大失去鲜味。厨师预先将适量的淀粉拌入肉片中，再放到热油锅里爆炒，炒出的肉片既鲜嫩味美又营养丰富。对此现象说法正确的是( )
A. 在炒肉片过程中，肉片内能的改变是通过做功实现的
B. 使用铁锅炒制，主要是利用铁的比热容大
C. 在炒肉片过程中，肉片的温度升高，内能不变
D. 附着在肉片外的淀粉糊有效防止了肉片里水分的蒸发
家用小汽车是一种交通工具，关于汽车的知识下列说法正确的是( )
A. 汽油机汽缸顶部有喷油嘴
B. 汽车行驶时，汽油的热值不断减小
C. 汽车发动机的做功冲程将内能转化为机械能
D. 随着技术的提高，汽油机的效率可以达到100%
下列做法符合安全用电原则的是( )
A. 家庭电路中安装空气开关B. 未断开电源更换灯泡
C. 使用绝缘皮破损的电线D. 电线起火立即用水扑灭
如图，利用静电喷漆枪给物件上漆，涂料小液滴之间相互排斥，但被物件吸引。则( )
A. 物件一定带负电B. 物件一定不带电
C. 小液滴可能不带电D. 小液滴一定带同种电荷
如图是简化了的玩具警车的电路图，以下说法中正确的是( )
A. 开关S1控制整个电路
B. 电动机工作时，小灯泡可以不亮
C. 电动机与小灯泡工作时两端的电压不相等
D. S1和S2都闭合时，小灯泡和电动机的电流一定相等
如图是某小区的门禁系统，内部车辆出入，能够被自动识别栏杆抬起；外部车辆出入，需要门卫用按钮将栏杆抬起。若把车辆识别装置看作一个自动开关，按钮看作一个手动开关，下列电路图与门禁系统内部电路最接近的是( )
A. B.
C. D.
智能手机在现代生活中的作用越来越重要，频繁地使用会导致它的电能消耗很快，当手机“电量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间，这是通过以下哪种方式实现的？( )
A. 降低散热能力B. 减小电流C. 增大电池电压D. 增加总功率
如图甲所示，电源电压不变，闭合开关S，当变阻器R2的滑片P从b端滑到a端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示，则下列选项正确的是( )
①R1的阻值为10Ω
②变阻器R2的最大阻值为20Ω
③电压表示数为2.5V时，R2接入电路的阻值为10Ω
④电流表示数为0.2A时，R1、R2消耗功率之比P1：P2=2：1
A. 只有①②正确B. 只有②④正确C. 只有①②③正确D. 只有①②④正确
如图所示，无链条电动自行车被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它结合了电驱动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量，也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板可通过车上的发电机发电，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮使自行车前进，因此使骑行者更省力，同时减少了对环境的污染。图中所示这款无链条电动自行车，其锂电池容量为10Ah(电池容量是指放电电流与放电时间的乘积)、电压为30V。若骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，即仅靠“电力驱动”可正常行驶1.8×104m；若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，即“混合动力驱动”可连续行驶3.2×104m。
请找出一个与上述情景相关的物理信息，并指出对应的物理知识，不得与示例重复。
示例：物理信息：其锂电池容量为10Ah、电压为30V；
物理知识：这款车的锂电池最多所储存的电能约为1.08×106J。
作答：物理信息：______；
物理知识：______。
一根绳子系着一个泡沫小球，悬挂在一个带电体A右边，小球静止时与带电体A等高且不接触，请画出小球受力示意图。
请将电源、电流表、电压表三个元件的符号填入如图电路的虚线框内，并将电路补充完整。要求：开关S闭合后，电流方向如图所示，移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡L变亮时，电压表的示数变小。
如图所示，A为家庭常用的墙壁插座实物图，为安全使用，设计了开关对插座进行控制，B为其电路图。请根据安全用电原则，将B图中的元件连接完整。
如图所示，甲、乙、丙三图装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温、质量相同。
(1)比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择______两图进行实验。
(2)通过实验得到的燃料热值与实际相比会偏______(选填“大”或“小”)，原因可能是______。
小强想知道“铅笔芯的电阻R随温度变化的关系”，设计了如图所示的电路(加热装置与测温装置未画出)。他选择的器材有定值电阻R0、电流表、开关、若干导线、酒精灯、电子温度计、一段2B铅笔芯和电压恒定的稳压电源。请根据探究问题和设计方案，回答下列问题：
(1)该实验要探究的问题中，需要改变的物理量是铅笔芯的______；
(2)同组的小敏看到小强设计的电路后，她认为“由于不知道铅笔芯两端的电压，从而无法判断其电阻是否发生变化”。你认为小敏的观点是______(选填“正确”或“错误”)的。
请陈述你的判断理由：______。
在探究“电流与电压的关系”的实验中，小明同学连接的电路如图所示，已知电源电压恒为6V，滑动变阻器规格为“50Ω，0.5A”。
(1)请将图中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向左滑动时电压表示数变大，且导线不允许交叉。
(2)实验前，电压表指针在零刻度线左侧，原因是______。将问题解决后，小明通过调节滑动变阻器的滑片P，测出通过定值电阻R的电流和对应的电压值，并记录在如表中。老师看了表中的实验数据后，却说其中有一次实验的数据是错误的。出错的是第______次。
(3)小明接着用该装置探究电流与电阻的关系，控制电压表的示数为2.5V保持不变，可供选择的定值电阻为4Ω、5Ω、6Ω、10Ω、30Ω、40Ω。他不能选用的定值电阻是______。
小明和小红在测量额定电压为3.8V的小灯泡电功率实验中，小明连接了如图甲所示的电路(电源电压6V保持不变，电路元件完好，接线柱接线牢固)。
(1)如图甲所示在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电压表的示数将______(选填“变化”或“不变”)。
(2)检查电路发现一处错误，指出连接错误的导线是______(填“a”、“b”、“c”或“d”)。
(3)排除故障后，继续实验，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制了如图乙所示的I−U图像。某次实验时电流表示数如图丙所示，电流表的示数为______ A，此时小灯泡的电阻是______Ω；当小灯泡正常发光时，它的额定功率是______ W。
(4)小红将电压表正确接在变阻器两端实验，经过正确的操作也测出了小灯泡的额定功率，你认为______的做法比较好，理由是______。
初一年级男同学小刚对体质健康测试中的坐位体前屈项目非常感兴趣。他利用家中器材自制了一个坐位体前屈项目测试仪，原理图如图所示，电源的电压6V，R1的电阻为30Ω。其中电阻丝R2粗细均匀，总长度为30cm，闭合开关，推挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0，电流表的示数为0.05A。推挡板P在A端时，坐位体前屈成绩为30cm。
(1)求电阻R2的阻值。
(2)求推动挡板P到A端时电压表示数。
(3)国家体质标准中初一年级男生坐位体前屈成绩大于14.8cm为优秀。小刚进行测试时电压表示数为3V时。请计算判断小刚同学成绩是否达到优秀？
19.小明设计了一个内有水箱的孵化箱。利用图甲所示电路，对水箱内的水加热。电路中R是阻值恒为40Ω的发热电阻，R0是阻值恒为160Ω的调控电阻；S为温控开关，当温度等于或低于37℃时闭合，温度等于或高于42℃时断开，使箱内温度维持在37℃到42℃之间；额定电压为220V。请完成下列问题：
(1)在额定电压下，发热电阻R工作的最大发热功率为多少？
(2)设计完成后，小明对孵化箱进行了工作测试。从孵化箱温度刚刚变为42℃开始计时，电路中的电流随时间变化的图像如图乙，测试时的实际电压为多少？
(3)假设在这一实际电压下的一次升温过程中，水箱装了0.4kg的水，当温度从37℃升高到42℃。请根据图乙中的信息，计算孵化箱的热效率。已知c水=4.2×103J/(kg⋅℃)。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：
A、牛顿在力学方面的贡献最大，发现了牛顿三定律，被称为力学之父，故A不符合题意；
B、英国物理学家焦耳在大量实验的基础上，精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系，即发现了焦耳定律，故B符合题意；
C、欧姆通过实验得出电流与电压、电阻的关系，总结得出了著名的欧姆定律，故C不符合题意；
D、法拉第发现了电磁感应现象，故D不符合题意。
故选：B。
根据各物理学家的主要贡献分析答题。
本题考查了物理学常识，是一道基础题，平时要注意物理学常识知识的积累。
2.【答案】B
【解析】解：诗句中描述的情景能用“分子动理论”解释的一句是春风花草香，说明花香分子在不停地做无规则运动。
故ACD错误，B正确。
故选：B。
构成物质的分子总在不停地做无规则运动，从而产生扩散现象。
深入理解分子动理论的内容，可解答此题。
3.【答案】D
【解析】解：A、在炒肉片过程中，肉片内能增加是通过热传递实现的，故A错误；
B、炒锅一般用铁制造，主要利用了铁的导热性好，而不是比热容大，故B错误；
C、在炒肉片过程中，肉片的温度升高，内能增加，故C错误；
D、附着在肉片外的淀粉糊有效控制了肉片的蒸发面积，可防止肉片里水分的蒸发，故D正确。
故选：D。
(1)改变物体内能的方法有做功和热传递，做功是能量的转化过程，热传递是能量的转移过程；
(2)铁的导热性好，是做成铁锅的主要原因；
(3)一定质量的物体，温度升高时，内能增加；
(4)影响蒸发快慢的因素有液体的温度、液体的表面积、液体表面空气的流动速度等。
本题考查了改变物体内能的方法、影响蒸发快慢的因素、比热容的概念，体现了物理与实际生活的联系，要求我们要平时要多观察、多积累，难度不大。
4.【答案】C
【解析】解：A、柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的气缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，故A错误；
B.热值是燃料的一种特性，与燃料的质量无关，所以汽车行驶时，汽油的热值不变，故B错误；
C.汽车发动机的做功冲程中将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，故C正确；
D.热机工作时，要散失热量、要克服摩擦做功，使得燃料完全燃烧放出的热量并不能全用来做有用功，所以热机的效率总小于100%，故D错误。
故选：C。
(1)汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，在压缩冲程中，机械能转化为内能，内能增大，温度升高，汽油机气缸顶端有个火花塞，此时火花塞喷出电火花，点燃汽油，产生高温高压的燃气推动活塞做功；
(2)热值是燃料的一种特性，其大小与燃料的种类有关，而与燃料的质量大小无关；
(3)在内燃机的四个冲程中做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程压缩气体的过程中，将机械能转换为内能；
(4)热机工作时，要散失热量、要克服摩擦做功，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比叫热机的效率。
本题考查了学生对热机的结构及工作过程中能量的转化、热值、热机效率的了解与掌握，是一道基础题目。
5.【答案】A
【解析】解：A、为防止因为干路电流过大引起火灾，家庭电路中必须安装保险丝或空气开关，故A符合安全用电原则；
B、在未断开电源开关的情况下更换灯泡容易发生触电事故，故B不符合安全用电原则；
C、电线的绝缘皮破损时应及时更换，否则容易发生触电事故，故C不符合安全用电原则；
D、电线起火立即关闭电源再救火，故D不符合安全用电原则。
故选：A。
(1)电线的绝缘皮破损时容易造成触电事故；
(2)更换灯泡时，应先断开开关；
(3)根据保险丝或空气开关的作用分析；
(4)生活用水是导体。
本题考查了安全用电的常识，属于基础知识，在日常生活中一定要养成安全用电的习惯。
6.【答案】D
【解析】解：喷枪喷出的涂料小液滴相互排斥而散开，所以带同种电荷；
涂料小液滴被喷涂的物件吸引，物件有两种可能：①带电，因异种电荷相互吸引；但由于涂料的电荷种类不知，故无法判断物件带何种电荷。②不带电，因带电体能够吸引轻小物体，力的作用是相互的，物体可能带电，带与涂料相反的电荷，也可以不带电；
综上分析，D正确，ABC错误。
故选：D。
7.【答案】B
【解析】解：
A、由图知，开关S1在小灯泡的支路中，因此开关S1控制小灯泡所在的支路，故A错误；
B、由图知，开关S1、S2都闭合时，电动机与小灯泡是并联连接的，所以电动机与小灯泡工作时互不影响，电动机工作时，小灯泡可以不亮，故B正确；
C、因为并联电路中各支路两端电压相等，所以电动机与小灯泡工作时两端的电压相等，故C错误；
D、S1和S2都闭合时，小灯泡和电动机并联，由于小灯泡和电动机是不同的用电器，其电阻不一定相同，根据欧姆定律可知，通过小灯泡和电动机的电流不一定相等，故D错误。
故选：B。
根据电路图可知，电动机和小灯泡并联，开关S1控制小灯泡，开关S2控制电动机；根据并联电路中各支路互不影响、并联电路电压的特点以及开关所在并联电路中的位置决定其作用；根据欧姆定律分析通过小灯泡和电动机的电流是否相同。
本题考查并联电路的特点、电压规律以及并联电路中开关的作用等内容，属于基础知识考查范围。
8.【答案】C
【解析】解：由题知，小区内部车辆门禁系统可以自动识别将门打开，外部车辆需要门卫人员按动按钮才能将门打开，若将门禁系统看做一个自动开关，按钮看做一个手动开关，则两个开关都能单独打开门，即两开关并联后再与电动机串联，只有C图正确。
故选：C。
根据题意确定两开关的连接方式；开关控制电动机时，应与电动机串联。
本题结合生活实际考查了根据要求设计电路图，关键是确定两开关的连接方式。
9.【答案】B
【解析】解：当手机“电量”所剩无几时，即W一定，由P=Wt可得，W=Pt，要延长使用时间t，则减小总功率P，根据P=UI可知，电源电压不变，功率变小，电路中的电流变小，因此手机的“省电模式”来是通过减小总电流的方式来延长使用时间的。
故选：B。
省电模式是切断个人手机部件供电以实现省电的功能，根据P=Wt和P=UI分析。
此题通过智能手机的“省电模式”来考查学生对电功率、与电能、时间的关系的理解和掌握，此题与我们的实际生活联系密切，是一道好题。
10.【答案】D
【解析】解：由电路图可知：闭合开关，R1与R2串联，电压表测量电阻R1两端的电压，电流表测量串联电路的电流；
(1)根据图象可知：电阻R1两端电压U1=1V时电流I1=0.1A，
由I=UR可得，定值电阻R1=U1I1=1V0.1A=10Ω；故①正确；
(2)由电路图可知：当滑片P位于b端时，电路为R1的简单电路，此时电路中的电流最大，电压表测电源的电压，由图象可知，电压表的示数为3V，即电源的电压为3V；
当滑片P位于a端时，R1与R2串联，此时电路中的电流最小，电压表测电源的电压，由图象可知，U1=1V时电流I1=0.1A，
则根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得：
U2=U−U1=3V−2V=1V，
所以由I=UR可得，R2=U2I1=2V0.1A=20Ω；故②正确；
(3)电压表示数为2.5V时，根据欧姆定律可知电路中的电流I=UVR1=2.5V10Ω=0.25A，
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知R2接入电路的阻值R2′=U2′I=3V−Ω，
故③错误；
(4)当电路中的电流为0.2A时，电阻R1两端电压U1′=2V，
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知：
R2两端电压U2′=U−U1′=3V−2V=1V；
R1与R2消耗的电功率：P1P2=I′U1′I′U2′=U1′U2′=2V1V=21，故④正确。
故选：D。
由电路图可知：R1与R2串联，电压表测量电阻R1两端的电压，电流表测量串联电路的电流；
(1)根据图象读出电阻R1两端电压和电流，根据欧姆定律求出定值电阻R1的阻值；
(2)当滑片P位于b端时，电路为R1的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，此时电路中的电流最大，根据图象读出最大电流和电压表的示数，据此可知电源的电压；
当滑片P位于a端时，R1与R2串联，根据图象读出最小电流和最小电压，根据串联电路的特点和欧姆定律即可求出R2的最大阻值；
(3)电压表示数为2.5V时，根据欧姆定律可知电路中的电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知R2接入电路的阻值；
(4)根据串联电路的电压特点求出R2两端电压，根据P=UI即可求出电功率之比。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是根据图象读出电流和电压的对应值。
11.【答案】骑行者踩脚踏板可通过车上的发电机发电 机械能转化为电能
【解析】解：物理信息：骑行者踩脚踏板可通过车上的发电机发电；
物理知识：机械能转化为电能。
故答案为：骑行者踩脚踏板可通过车上的发电机发电；机械能转化为电能。
发电机的工作原理是电磁感应现象，其特点是电路中无电源；发电机将机械能转化为电能。
本题考查能量的转化，要学会根据题中信息分析解答问题是关键。
12.【答案】解：由题意可知小球静止，处于平衡状态，它受到三个力，分别是：带电体A对它的吸引力、自身的重力、绳子对它的拉力；
带电体对它的引力水平向左，重力的方向竖直向下，拉力的方向沿绳子向上，作用点可都画在小球的球心上，如图所示：

【解析】首先判断小球的受几个力，然后把判断出的这几个力的大小、方向、作用点，三个力要在同一作用点，绳子拉力的方向沿绳子向上，带电体对它的引力水平向左，重力的方向竖直向下，最后用带箭头的线段表示出这几个力。
受力示意图要能体现出物体受力的三要素：大小、方向、作用点。画示意图时，不同力的大小要用线段长度来区分。
13.【答案】解：要滑动变阻器改变灯泡的亮度，所以电源、滑动变阻器、灯泡和电流表串联；灯泡变亮时，说明通过灯泡的电流变大，由U=IR可知灯泡两端电压变大，而题中要求电压表示数变小，说明电压表和滑动变阻器并联；所以，电源在最右端的虚线框内，且上端为负极，这样可以满足电流方向如图所示；电压表和滑动变阻器并联，填在中间的虚线框内；电流表和滑动变阻器串联，应填在最左端的虚线框内；如下图所示：

【解析】滑动变阻器改变灯泡的亮度，所以滑动变阻器和灯泡、电流表串联；灯泡变亮时其两端电压变大，而电压表示数变小，说明电压表和滑动变阻器并联，据此填充元件。
此类型题目要求对电路中各元件的作用及使用方法要非常明确，然后根据串并联电路的特点正确连接电路。
14.【答案】解：据题意可知，开关对插座进行控制，从安全用电角度考虑应将开关接在火线和三孔插座之间；三孔插座上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线，如下图所示：

【解析】(1)家庭电路中开关应接在火线和用电器之间，开关断开时，用电器不会带电。
(2)三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。
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。
15.【答案】甲、乙 甲、丙 小 燃料没有完全燃烧且燃烧放出的热量没有全被水吸收
【解析】解：(1)比较不同燃料的热值，应选择不同的燃料加热相同的物质，即用甲、乙两图进行实验；
比较不同物质的比热容，应控制燃料相同而吸热物质不同，应选择甲、丙两图进行实验；
(2)因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，所以测得的热值会偏小。
故答案为：(1)甲、乙；甲、丙；(2)小；燃料没有完全燃烧且燃烧放出的热量没有全被水吸收。
(1)比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同；比较不同物质吸热升温的特点，应控制燃料相同而吸热物质不同；
(4)通过实验得到的燃料热值与实际相比会偏小，有两个原因，一是“烧杯、空气也吸收热量”，二是“燃料不可能完全燃烧”。
本题比较不同物质的比热容大小和比较不同燃料的热值，考查两实验相同处和不同处及转换法和控制变量法的运用。
16.【答案】温度 错误 电路中电源电压及定值电阻R0不变，若电流变大，则总电阻变小，说明铅笔芯电阻变小；若电流变小，则总电阻变大，说明铅笔芯电阻变大
【解析】解：(1)探究“铅笔芯的电阻R随温度变化的关系”时，需要控制其他量不变，改变铅笔芯的温度；
(2)小敏的观点是错误的；根据转换法可知，实验中通过电流表的示数来反映电阻的大小；电路中电源电压及定值电阻R0不变，若电流变大，则总电阻变小，说明铅笔芯电阻变小；若电流变小，则总电阻变大，说明铅笔芯电阻变大。
故答案为：(1)温度；(2)错误；电路中电源电压及定值电阻R0不变，若电流变大，则总电阻变小，说明铅笔芯电阻变小；若电流变小，则总电阻变大，说明铅笔芯电阻变大。
(1)影响电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积和温度，根据控制变量法分析；
(2)实验中通过电流表的示数来反映电阻的大小，这是转换法的应用。
本题考查了影响电阻大小的因素的探究实验，属于基础题。
17.【答案】电压表没调零 14Ω、40Ω
【解析】解：(1)滑动变阻器的滑片向左滑动时电压表示数变大，由I=UR可知，电路中的电流变大，因此变阻器下面的接线柱是左边接线柱接入电路，且与电阻串联，如图所示：
；
(2)开关闭合前，若发现电压表的指针在零刻度线左侧，则原因是电压表没调零；
根据实验数据可知，当U1=0.5V时，I1=0.1A，根据欧姆定律可知，定值电阻的阻值为：
R1=U1I1=Ω，
小明同学把5Ω的电阻接入电路中，而变阻器的最大电阻为50Ω时，由电阻的串联和欧姆定律，电路的最小电流为：
I小=UR滑大+R1=6V50Ω+5Ω≈0.11A>0.10A，故出错的是第1次实验的数据；
(3)滑动变阻器规格为“50Ω0.5A”，表示变阻器的最大电阻为50Ω，允许通过的最大电流为0.5A：
电阻两端的电压始终保持UV=2.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑=U−UV=6V−2.5V=3.5V，定值电阻分得的电压为变阻器分得电压倍，根据分压原理，当变阻器的最大电阻50Ω接入电路中时，定值电阻对应的最大值为：
R大=57×50Ω≈35.7Ω----①；
变阻器允许通过的最大电流为0.5A小于电流表的允许通过的最大电流，故电路中的最大电流为0.5A，由欧姆定律，此时的电路的最小电阻：
R串小=UI大=6V0.5A=12Ω；
由分压原理，定值电阻的阻值为变阻器连入电阻的分得57倍，
故定值电阻允许的最小电阻为：
R定小=55+7×12Ω=5Ω----②，
由①②知，他不能选用的定值电阻是4Ω、40Ω。
故答案为：(1)如上图所示；(2)电压表没有调零；1；(3)4Ω、40Ω。
(1)根据滑动变阻器的滑片向左滑动时电压表示数变大结合欧姆定律分析得出电路中的电流变大，进而确定变阻器下面的接线柱是左边接线柱接入电路，且与电阻串联；
(2)电压表使用前要调零；根据实验数据和欧姆定律计算定值电阻的阻值，而变阻器的最大电阻为50Ω时，由电阻的串联和欧姆定律求出电路的最小电流分析；
(3)可知滑动变阻器规格为“50Ω0.5A”的含义，电阻两端的电压始终保持UV=2.5V，根据串联电路电压的规律得出变阻器分得的电压，由分压原理求出当变阻器最大电阻50Ω接入电路中时对应的定值电阻最大值；
根据变阻器允许通过的最大电流为0.5A确定电路中的最大电流，由欧姆定律求出此时的电路的最小电阻；由分压原理，求出定值电阻允许的最小电阻，从而确定实验不能用的电阻值。
本题探究电流与电压的关系，考查电路连接、数据分析、串联电路的规律及欧姆定律的运用和控制变量法，其中对器材选择的要求难度较大。
18.【答案】不变 小红 用电压表小量程测量电压能提高测量的准确程度，从而减小误差
【解析】解：(1)如图甲所示，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测量的是电源电压，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电压表的示数将不变；
(2)根据实验要求，电压表应测量的是灯泡的电压，故连接错误的导线是d；
(3)如图丙所示，电流表选用的是小量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.18A，如图乙可知此时灯泡的电压为1.8V，由欧姆定律可得小灯泡的电阻为：R=UI=Ω，当小灯泡正常发光时，灯泡的电压为额定电压3.8V，如图乙可知此时灯泡的电流为0.28A，由P=UI计算灯泡的额定功率为：P额=U额I额=3.8V×0.28A=1.064W；
(4)因电源电压为6V，使小灯泡正常发光时电压为额定电压3.8V，根据串联分压原理可知滑动变阻器分得的电压为2.2V，若改变电压表量程，选用0∼3V量程接在滑动变阻器两端，电压表的分度值为0.1V，读数更加精确，故小红的做法比较好，理由是用电压表小量程测量电压能提高测量的准确程度，从而减小误差；
故答案为：(1)不变；(2)d；(3)0.18；10；1.064；(4)小红；用电压表小量程测量电压能提高测量的准确程度，从而减小误差。
(1)分析电路可知电压表测量的是电源电压，无论如何调节滑动变阻器滑片，电压表的示数都不变；
(2)根据实验要求，电压表应测量的是灯泡的电压，分析连接错误的导线；
(3)根据电流表的分度值读出电流表的示数，由欧姆定律计算电阻，由P=UI计算功率；
(4)根据串联分压原理可得滑动变阻器两端的电压，选择合适的电压表量程，提高测量的准确程度。
本题考查了小灯泡电功率的实验，主要考查电路连接的注意事项、串联电路中电压的规律、欧姆定律及功率计算等知识，属中考的热点题
19.【答案】解：闭合开关，R1和R2串联，电压表测量与R2并联部分两端的电压，电流表测量电路电流，电压表相当于断路，挡板移动过程中，电路中电流不变。
(1)电流表的示数为0.05A，
根据欧姆定律可知R1两端的电压U1=IR1=0.05A×30Ω=1.5V，
R2两端的电压U2=6V−1.5V=4.5V，
电阻R2的阻值R2=U2I=Ω；
(2)推动挡板P到A端时，电压表并联在R2两端，测量R2的电压，示数为4.5V；
(3)小刚进行测试时电压表示数为3V，此时电压表所并联的电阻丝的阻值R2′=U2′I=3V0.05A=60Ω，
已知推挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0，推挡板P在A端时，坐位体前屈成绩为30cm，
故小刚同学的成绩为：60Ω90Ω×30cm=20cm>14.8cm，故成绩达到优秀。
答：(1)电阻R2的阻值为90Ω。
(2)推动挡板P到A端时电压表示数为4.5V。
(3)小刚同学成绩达到优秀。
【解析】闭合开关，R1和R2串联，电压表测量与R2并联部分两端的电压，电流表测量电路电流，电压表相当于断路，挡板移动过程中，电路中电流不变。
(1)电流表的示数为0.05A，根据欧姆定律可知R1两端的电压，根据串联电路的电压特点可得出R2两端的电压，根据欧姆定律得出电阻R2的阻值；
(2)推动挡板P到A端时，电压表并联在R2两端，测量R2的电压，根据(1)中分析可知电压表示数；
(3)小刚进行测试时电压表示数为3V，根据欧姆定律可得出此时电压表所并联的电阻丝的阻值，
已知推挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0，推挡板P在A端时，坐位体前屈成绩为30cm，据此可得出小刚同学的成绩，并与14.8cm比较即可判断小刚同学成绩是否达到优秀。
本题考查欧姆定律的应用，关键是分析得出电路中电流不变这一信息。
20.【答案】解：(1)由图甲可知，当温控开关S闭合时，只有发热电阻R接入电路，调控电阻R0被短路，此时电路中的电阻最小，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流最大，根据P=UI可知此时发热电阻R工作时的功率最大；
当温控开关S断开时，发热电阻R和调控电阻R0串联接入电路，此时电路中的电阻最大，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流最小，根据P=UI可知此时发热电阻R工作时的功率最小；
所以在额定电压下，发热电阻R工作的最大发热功率P最大=UI最大=U2R最小=(220V)240Ω=1210W；
(2)由图乙可知，在0∼40s内，电路中的电流为1A，电路中的电流最小，由(1)分析可知，此时电路中的电阻最大，所以在0∼40s内温控开关S断开，孵化箱处于保温状态，所以测试时的实际电压U实=I保R总=I保(R发热+R0)=1A×(40Ω+160Ω)=200V
在40∼50s内，电路中的电流为5A，电路中的电流最大，由(1)分析可知，此时电路中的电阻最小，所以在40∼50s内温控开关S闭合，孵化箱处于加热状态，测试时的实际电压U实=I加热R0=5A×40Ω=200V；
所以小明对孵化箱进行测试时的实际电压为200V；
(3)水箱装了0.4kg的水，当温度从37℃升高到42℃，水箱中的水吸收的热量Q吸=c水m水Δt水=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.4kg×(42℃−37℃)=8.4×103J，
此时温控开关S闭合，由图乙可知此过程通电10s，加热电流为5A，由(2)可知测试时的实际电压U=200V，测试时的实际功率P=UI=200×5A=1000W，工作10s消耗的电能W=Pt=1000W×10s=1×104J，
孵化箱的热效率η=Q吸W×100%=8.4×103J1×104J×100%=84%。
答：(1)在额定电压下，发热电阻R工作的最大发热功率是1210W；
(2)小明对孵化箱进行测试时的实际电压为200V；
(3)孵化箱的热效率为84%。
【解析】(1)由图甲可知，当温控开关S闭合时，只有发热电阻R接入电路，调控电阻R0被短路，此时电路中的电阻最小，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流最大，根据P=UI可知此时发热电阻R工作时的功率最大；当温控开关S断开时，发热电阻R和调控电阻R0串联接入电路，此时电路中的电阻最大，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流最小，根据P=UI可知此时发热电阻R工作时的功率最小；由此可求出在额定电压下，发热电阻R工作的最大发热功率；
(2)由图乙可知，在0∼40s内，电路中的电流为1A，电路中的电流最小，由(1)分析可知，此时电路中的电阻最大，所以在0∼40s内温控开关S断开，孵化箱处于保温状态；
在40∼50s内，电路中的电流为5A，电路中的电流最大，由(1)分析可知，此时电路中的电阻最小，所以在40∼50s内温控开关S闭合，孵化箱处于加热状态，
根据欧姆定律可求出测试时的实际电压；
(3)水箱装了0.4kg的水，当温度从37℃升高到42℃，根据Q吸=cmΔt可求出水箱中的水吸收的热量，此时温控开关S闭合，由图乙可知此过程通电10s，电路中的电流为5A，由(2)可知测试时的实际电压，根据P=UI可求出测试时的实际功率，根据W=Pt可求出消耗的电能，利用η=Q吸W×100%可求出孵化箱的热效率。
本题主要考查电功率公式的应用，欧姆定律的应用，热量的计算公式的应用，其中求解测试的实际电压是解本题的难点。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.21
0.3
0.39
0.5