山东省德州市天衢新区2022-2023学年九年级上学期期末考试物理试题(含答案)

这是一份山东省德州市天衢新区2022-2023学年九年级上学期期末考试物理试题(含答案)，共29页。试卷主要包含了单项选择题，填空题，作图实验与探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年山东省德州市天衢新区九年级（上）期末物理试卷
一、单项选择题（36分）
1．（3分）关于分子动理论，下列认识中不正确的是（　　）
A．水和酒精混合后体积变小，说明分子之间存在引力
B．书法课上，教室里弥漫着墨香，这说明分子在不停地做热运动
C．通常情况下，炒菜比腌菜入味快，说明分子热运动快慢跟温度有关
D．“破镜难以重圆”，是因为碎片间的距离太大，超过了分子间发生相互吸引的距离
2．（3分）关于温度热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．物体的内能增加，温度一定升高
B．物体温度升高，一定吸收了热量
C．物体温度降低，内能一定减少
D．物体吸收了热量，温度一定升高
3．（3分）用相同的加热装置对a、b两种液态的物质加热时，它们的温度随时间变化的图象如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．如果a、b是同种物质，则a的质量更小
B．如果a、b质量相等，则a的吸热能力更强
C．温度从t1升高到t2时，a、b吸收的热量Qa＝Qb
D．在加热过程中，利用做功的方式改变了ab的内能
4．（3分）小明家的智能锁需通过“密码+指纹”两次识别成功才能开锁。第一次识别成功时S1闭合，发声器发出声音，但不开锁；第二次识别成功时S2闭合，有电流通过电动机，开锁成功。下列电路设计符合要求的是（　　）
A．
B．
C．
D．
5．（3分）在如图所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S后，下列说法中正确的是（　　）

A．电流表A1的示数变大
B．电压表V的示数变大
C．电压表V与电流表A2的示数之比变大
D．电流表A2与A1的示数之差变大
6．（3分）年仅24岁的成都青年曹原，解决了困扰世界物理学家多年的难题，取得了在石墨烯超导领域中的重大突破。超导材料不能用来制作（　　）
A．电热丝 B．电磁铁 C．电动机线圈 D．输电导线
7．（3分）如图甲所示电路，闭合开关后，两个电流表指针偏转均为图乙所示1与L2的电流分别是（　　）

A．2.2A 0.44A B．1.76A 0.44A
C．0.44A 1.76A D．0.42A 2.2A
8．（3分）关于电压、电流和电阻，下列说法正确的是（　　）
A．电路中有电流时它两端一定有电压
B．电荷移动就能形成电流
C．导体的电阻由它两端电压和通过的电流决定
D．电压的作用是电路中产生自由电荷
9．（3分）下列有关家庭电路和安全用电的说法正确的是（　　）
A．使用试电笔时，不能接触笔尾金属体
B．站在地面上的人，因碰火线而触电时，漏电保护器会切断电路
C．用电器的开关发生短路时，会造成空气开关自动断开
D．冰箱使用三脚插头，是为了防止电流过大引起火灾
10．（3分）如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后1、L2都能正常发光，甲、乙两只电表的示数之比为3：5，则L1、L2的额定功率之比是（　　）

A．2：3 B．3：2 C．5：3 D．3：5
11．（3分）对下列四幅图解释正确的是（　　）

A．图1中水平放置的指南针受地磁场影响，指针N极总是指向地理南方
B．图2中通电螺线管右端为N极
C．图3为电动机工作原理图
D．图4说明了电磁铁磁性强弱与电流大小有关
12．（3分）下列关于信息、能源的相关说法错误的是（　　）
A．电磁波可以在真空中传播
B．在使用能源的过程中，需要节约能源
C．风能、水能以及太阳能属于可再生能源
D．手机主要通过超声波传递信息
二、填空题（13分）
13．（2分）用豆浆机做豆浆时，能闻到浓浓的豆浆香味，这是 　 　现象；豆浆机工作时加热和打浆能够交替进行，说明加热器和电动机的连接方式是 　 　。
14．（3分）电路元件A和B中的电流与两端电压的关系如图所示，由图可得A的电阻为　 　Ω，若将A、B并联后接在电压为2V的电源两端，干路中的电流是　 　A；若将A、B串联后接在3V电路中，电路中的电流是　 　A。

15．（2分）如图所示，电源电压保持不变，电阻R1＝R2＝R3＝10Ω，若只使R2、R3并联接入电路，则应闭合开关 　 　，此时电流表的示数为I1；要使R1、R2串联，应断开开关S1、S2，此时电流表的示数为I2，则I1：I2＝　 　。

16．（2分）如图是游客在科技馆触碰静电球的情景，她的头发蓬松飞扬，是因为　 　（选填“同种”或“异种”）电荷互相排斥；为了安全，整个过程中游客需要踩在橡胶垫上　 　（选填“导体”或“绝缘体”）。

17．（2分）如图是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时光源发出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，电磁铁的磁性 　 　（选填“减弱”“不变”或“增强”），在衔铁的作用下，开启自动除尘模式。若图中a、b一个是除尘器，则 　 　是除尘器。

18．（2分）某同学有一个小电动机，其外壳上标有“3V 1.5W”的字样，经检测其电阻为2Ω，消耗的电能为　 　J，产生的热量为　 　J。
三、作图实验与探究题（26分）
19．（2分）请用笔画线表示导线，将图中的电灯、开关和插座正确接入家庭电路中。

20．（3分）如图甲所示是一个磁悬浮地球仪，球体内有一个条形磁体，其磁场方向与地磁场磁场方向相同，通过磁极间的相互作用使地球仪悬浮在空中，图乙是其内部结构示意图。请在图中标出：
（1）球体内条形磁体的N极；
（2）开关闭合后，电磁铁的磁感线方向；
（3）电源的“+、﹣”极。

21．（5分）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g
（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）若液体a的质量为m1，液体b的质量为m2，为了完成实验，则需m2　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）m1。

（3）质量和初始温度均相同的A、B两种液体吸热后，它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，由图可以看出，　 　液体的比热容较大。若其中比热容较大的液体是水，则另一种液体的比热容为 　 　J/（kg•℃）。
22．（4分）小雪用图所示的实验器材探究“电阻的大小与哪些因素有关”，其中电源电压机定，灯丝电阻的变化忽略不计。她提出以下猜想：
①导体的电阻与导体的长度有关；
②导体的电阻与导体的横截面积有关；
③导体的电阻与导体的材料有关。

导体
A
B
C
D
电流
0.3A
0.26A
0.16A
0.4A
（1）实验中小雪通过观察 　 　来比较金属丝电阻的大小更准确；
（2）为了实验安全，电路甲中的小灯泡能否用导线代替？　 　；（选填“能”或“不能”）
（3）小雪分别将图乙中的四根金属丝的两端接到电路甲中M、N处，并将测得的电流值记在了表格丙中；
（4）为了验证猜想②，需比较表格中B和 　 　两个电流值；比较表格中B和C两个电流值，是为了验证猜想 　 　。
23．（8分）如图甲，是研究小灯泡电阻的实验装置，灯泡的额定电压为2.5V，电源电压保持6V不变。

（1）用笔画线代替导线，将图中的器材连接成完整的电路。
（2）连接完电路后，闭合开关，发现小灯泡发光较暗，小灯泡的亮度都不变，则原因可能是　 　。
A．开关开路
B．电压表短路
C．滑动变阻器接的是下端两接线柱
（3）正确连接后，闭合开关，移动滑片P，电压表示数为1.5V时，要使小灯泡正常发光，应　 　（选填“增大”或“减小”）滑动变阻器接入电路中的阻值。
（4）将所测数据绘制成如图乙所示的U﹣I图像。由图可知：小灯泡的电阻是变化的，主要是因为小灯泡灯丝的　 　（选填“温度”、“长度”或“横截面积”）发生了变化；此小灯泡的额定功率是　 　W。
（5）利用此装置还可以探究电流与电阻的关系，只需将图甲中的小灯泡换成不同阻值的定值电阻，并使定值电阻两端的电压保持不变
①接入某定值电阻后，闭合开关，移动变阻器的滑片P，电流表的示数如图丙所示，为　 　A，则接入的定值电阻的阻值为　 　Ω。
②实验时，为了确保不同定值电阻两端的电压能达到并保持2V不变，换用的定值电阻阻值不能大于　 　Ω。
24．（4分）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，A、B两U形管内液面相平。
（1）实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的　 　不相等；
（2）由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是　 　；
（3）通过对比观察，　 　（选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越　 　，导体产生的热量越多。

四、计算题（6+9+10分）
25．（6分）小明家新安装了一台盛有50千克水的太阳能热水器，经过4h阳光照射，水温从20℃升高到40℃。问：
（1）在这4h内水吸收了多少热量？（c水＝4.2×103J/（kg•℃））
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧天然气来提供，则需要燃烧多少立方米的天然气？（q＝3.0×107J/m3）
26．（9分）如图所示电路中，滑动变阻器铭牌上标有“50Ω 1A“字样，电压表量程0～15V．闭合开关S1、S2，断开开关S3，调节变阻器滑片P至某位置，电压表示数为6.0V，电流表示数为0.50A；再闭合开关S3，电流表示数变为0.75A．求：
（1）变阻器接入电路的阻值；
（2）灯泡的额定功率；
（3）只闭合开关S1、S2，改变电源电压并移动滑片P，使电路安全工作，电路20s消耗的最大电能。

27．（10分）如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为70Ω。当只闭合S1时为低温挡，低温挡电烤箱的电功率为440W。求：

（1）低温挡工作时，电路中的电流是多少？
（2）发热电阻R1的阻值是多少？
（3）小明发现傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他猜想是用电高峰时电压偏低所致，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？（不考虑电阻值随温度的变化）

2022-2023学年山东省德州市天衢新区九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（36分）
1．（3分）关于分子动理论，下列认识中不正确的是（　　）
A．水和酒精混合后体积变小，说明分子之间存在引力
B．书法课上，教室里弥漫着墨香，这说明分子在不停地做热运动
C．通常情况下，炒菜比腌菜入味快，说明分子热运动快慢跟温度有关
D．“破镜难以重圆”，是因为碎片间的距离太大，超过了分子间发生相互吸引的距离
【解答】解：A、水和酒精混合后体积变小，故A错误；
B、教室里弥漫着墨香，故B正确；
C、温度越高分子运动越剧烈，故C正确；
D、“破镜难以重圆”，分子力非常微弱，故D正确。
故选：A。
2．（3分）关于温度热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．物体的内能增加，温度一定升高
B．物体温度升高，一定吸收了热量
C．物体温度降低，内能一定减少
D．物体吸收了热量，温度一定升高
【解答】解：A、在晶体熔化或液体沸腾的过程中，但温度不变；
B、做功和热传递都可以改变物体的内能，可能是吸收了热量，也可能是由于其它物体对它做功造成的；
C、对于同一物体来说，内能一定减少；
D、物体吸收了热量，其也可能表现在体积的变化上，故D错误。
故选：C。
3．（3分）用相同的加热装置对a、b两种液态的物质加热时，它们的温度随时间变化的图象如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．如果a、b是同种物质，则a的质量更小
B．如果a、b质量相等，则a的吸热能力更强
C．温度从t1升高到t2时，a、b吸收的热量Qa＝Qb
D．在加热过程中，利用做功的方式改变了ab的内能
【解答】解：用相同的加热装置对a、b两种物质加热时；
A、如果a，且状态相同，由图象可知，a的温度升高的快，故A正确；
B、如果a，加热相同的时间（即吸收的热量相同），说明a的比热容小，故B错误；
C、由图象可知1升高到t2时，a的加热时间短，即Qa＜Qb，故C错误；
D、在加热过程中，故D错误。
故选：A。
4．（3分）小明家的智能锁需通过“密码+指纹”两次识别成功才能开锁。第一次识别成功时S1闭合，发声器发出声音，但不开锁；第二次识别成功时S2闭合，有电流通过电动机，开锁成功。下列电路设计符合要求的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【解答】解：根据题意可知，闭合开关S1，只有发声器工作；两个开关都闭合时，这说明两个开关都闭合时；
A、由图可知1，只有发声器接入电路，发声器工作4，电动机和发声器并联接入电路中，有电流通过电动机；
B、由图可知1，发声器没有接入电路，发声器不工作，发声器和电动机都工作；
C、由图可知，两个开关并联，发声器和电动机都工作；
D、由图可知1，只有电动机接入电路，电动机工作8，电动机和发声器并联接入电路中，有电流通过发声器。
故选：A。
5．（3分）在如图所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S后，下列说法中正确的是（　　）

A．电流表A1的示数变大
B．电压表V的示数变大
C．电压表V与电流表A2的示数之比变大
D．电流表A2与A1的示数之差变大
【解答】解：由电路图可知，R1与R2并联，电压表测电源两端的电压7测R2支路的电流，电流表A2测干路电流。
A、因并联电路中各支路独立工作，所以，通过R6的电流不变，即电流表A1的示数不变，故A错误；
B、因电源电压恒定，滑片移动时，故B错误；
C、将滑动变阻器的滑片P向右移动，由I＝，通过R1的电流变大，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，即电流表A6的示数变大，则电压表与电流表A2的示数之比变小，故C错误；
D、由电流表A2与A5的示数之差等于通过R1的电流可知，两电流表的示数之差变大。
故选：D。
6．（3分）年仅24岁的成都青年曹原，解决了困扰世界物理学家多年的难题，取得了在石墨烯超导领域中的重大突破。超导材料不能用来制作（　　）
A．电热丝 B．电磁铁 C．电动机线圈 D．输电导线
【解答】解：
A、电热丝用电阻较大的材料制成，不能工作；
B、电磁铁的线圈是利用电流的磁效应来工作的，节约能源，故B不符合要求；
C、电动机的线圈若用超导体材料制作将会降低工作过程中的电能损耗，故电动机的线圈可以用超导材料制作；
D、远距离输电中的输电导线若用超导体材料制成，节约能源，故D不符合要求。
故选：A。
7．（3分）如图甲所示电路，闭合开关后，两个电流表指针偏转均为图乙所示1与L2的电流分别是（　　）

A．2.2A 0.44A B．1.76A 0.44A
C．0.44A 1.76A D．0.42A 2.2A
【解答】解：由图可知，两灯并联，电流表A1测的是L1所在支路的电流；
由于并联电路中，干路中的电流等于各支路电流之和，
所以电流表A选用的应该是大量程（3～3A），分度值为0.7A，即干路电流为I总＝2.2A；
电流表A5选择的量程是0～0.7A，分度值是0.02A1＝5.44A，即通过灯L1的电流为0.44A；
通过灯L4的电流大小为：I2＝I总﹣I1＝2.2A﹣0.44A＝3.76A。
故选：C。
8．（3分）关于电压、电流和电阻，下列说法正确的是（　　）
A．电路中有电流时它两端一定有电压
B．电荷移动就能形成电流
C．导体的电阻由它两端电压和通过的电流决定
D．电压的作用是电路中产生自由电荷
【解答】解：
AD、电压使电荷发生定向移动；电路中有电流时，故A正确。
B、只有电荷的定向移动才能形成电流；
C、导体的电阻是导体本身的一种性质、横截面积、温度有关，故C错误。
故选：A。
9．（3分）下列有关家庭电路和安全用电的说法正确的是（　　）
A．使用试电笔时，不能接触笔尾金属体
B．站在地面上的人，因碰火线而触电时，漏电保护器会切断电路
C．用电器的开关发生短路时，会造成空气开关自动断开
D．冰箱使用三脚插头，是为了防止电流过大引起火灾
【解答】解：A、使用试电笔时，这样才能正确辨别火线和零线；
B、站在地上的人接触三孔插座里的火线发生触电时，不流回零线。故B正确；
C、用电器的开关发生短路时，用电器正常工作。故C错误；
D、冰箱使用三脚插头，防止因外壳漏电而发生触电事故。
故选：B。
10．（3分）如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后1、L2都能正常发光，甲、乙两只电表的示数之比为3：5，则L1、L2的额定功率之比是（　　）

A．2：3 B．3：2 C．5：3 D．3：5
【解答】解：由电路图可知，开关S闭合后，将会造成电源短路，则L2被短路、不能工作；
所以，甲、乙均为电压表1、L2串联连接，电压表甲测L2两端电压，电压表乙测电源电压；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，两灯泡两端的电压之比：
＝＝＝，
因串联电路中各处的电流相等，且灯泡L4、L2都能正常发光，
所以，由P＝UI可得
＝＝＝。
故选：A。
11．（3分）对下列四幅图解释正确的是（　　）

A．图1中水平放置的指南针受地磁场影响，指针N极总是指向地理南方
B．图2中通电螺线管右端为N极
C．图3为电动机工作原理图
D．图4说明了电磁铁磁性强弱与电流大小有关
【解答】解：A、图1中水平放置的指南针受地磁场影响；故A错误；
B、图2电流从电源正极流向负极，前面流下，右端为N极；
C、图4是电磁感应现象；故C错误；
D、图4中两电磁铁串联，螺线管匝数不同，说明了电磁铁磁性强弱与螺线管匝数有关。
故选：B。
12．（3分）下列关于信息、能源的相关说法错误的是（　　）
A．电磁波可以在真空中传播
B．在使用能源的过程中，需要节约能源
C．风能、水能以及太阳能属于可再生能源
D．手机主要通过超声波传递信息
【解答】解：
A、电磁波不需要介质。故A正确；
B、在能量转化和转移过程中能量总量虽然守恒，所以我们能利用的能源是有限的。故B正确；
C、风能，所以都是可再生能源；
D、手机是利用电磁波来传递信息的。
故选：D。
二、填空题（13分）
13．（2分）用豆浆机做豆浆时，能闻到浓浓的豆浆香味，这是 　扩散　现象；豆浆机工作时加热和打浆能够交替进行，说明加热器和电动机的连接方式是 　并联　。
【解答】解：（1）用豆浆机做豆浆时，豆浆分子运动到空气中，这是扩散现象。
（2）豆浆机工作时加热和打浆能够交替进行，加热器和电动机互不影响。
故答案为：扩散；并联。
14．（3分）电路元件A和B中的电流与两端电压的关系如图所示，由图可得A的电阻为　5　Ω，若将A、B并联后接在电压为2V的电源两端，干路中的电流是　0.6　A；若将A、B串联后接在3V电路中，电路中的电流是　0.2　A。

【解答】解：（1）由图象可知，当UA＝3V，IA＝0.7A，
根据欧姆定律可得，元件A的电阻：
RA＝＝＝5Ω；
（2）∵并联电路中各支路两端的电压相等，
∴A和B并联后接在2V的电源两端时，UA＝UB＝5V，
由图象可知，此时通过元件A的电流IA＝0.4A，此时通过元件B的电流IB＝6.2A，
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
∴干路中的电流：
I＝IA+IB＝0.7A+0.2A＝4.6A；
（3）两元件串联在电压为3V的电源两端时，
则I＝IA＝IB，UA+UB＝8V，
结合图象可知，当I＝0.2A时满足以上条件。
故答案为：6；0.6。
15．（2分）如图所示，电源电压保持不变，电阻R1＝R2＝R3＝10Ω，若只使R2、R3并联接入电路，则应闭合开关 　S1、S2　，此时电流表的示数为I1；要使R1、R2串联，应断开开关S1、S2，此时电流表的示数为I2，则I1：I2＝　4：1　。

【解答】解：如图所示，要使电阻R2、R3并联，则电阻R7、R3中必须有电流通过，
所以应闭合开关S1、S3，此时电流表测干路电流，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，电路中的总电阻：
R＝＝＝5Ω，
根据欧姆定律可知此时电流表的示数：
I7＝＝；
断开开关S1、S4时，R1、R2串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
根据欧姆定律可知此时电流表的示数：
I2＝＝＝，
所以，I8：I2＝：＝8：1。
故答案为：S1、S6；4：1。
16．（2分）如图是游客在科技馆触碰静电球的情景，她的头发蓬松飞扬，是因为　同种　（选填“同种”或“异种”）电荷互相排斥；为了安全，整个过程中游客需要踩在橡胶垫上　绝缘体　（选填“导体”或“绝缘体”）。

【解答】解：（1）游客在科技馆触碰静电球的情景，她的头发蓬松飞扬，同种电荷相互排斥。
（2）绝缘体指是的：不容易导电的物体，常见的绝缘体有：橡胶、沥青、玻璃、纯净水；游客需要踩在橡胶垫上，防止人发生触电。
故答案为：同种；绝缘体。
17．（2分）如图是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时光源发出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，电磁铁的磁性 　增强　（选填“减弱”“不变”或“增强”），在衔铁的作用下，开启自动除尘模式。若图中a、b一个是除尘器，则 　b　是除尘器。

【解答】解：当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，光敏电阻的阻值减小，电磁铁的磁性增强，使动触点和下面的静触点接触，所以下面的b是除尘器。
故答案为：增强；b。
18．（2分）某同学有一个小电动机，其外壳上标有“3V 1.5W”的字样，经检测其电阻为2Ω，消耗的电能为　90　J，产生的热量为　30　J。
【解答】解：由P＝可得
W＝Pt＝1.5W×60s＝90J。
由P＝UI可得，通过电动机的电流：
I＝＝＝7.5A，
电动机产生的热量：
Q＝I2Rt＝（5.5A）2×7Ω×60s＝30J。
故答案为：90；30。
三、作图实验与探究题（26分）
19．（2分）请用笔画线表示导线，将图中的电灯、开关和插座正确接入家庭电路中。

【解答】解：（1）灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，这样在断开开关能切断火线；
（2）三孔插座的接法：上孔接地线、左孔接零线，如下图所示：

20．（3分）如图甲所示是一个磁悬浮地球仪，球体内有一个条形磁体，其磁场方向与地磁场磁场方向相同，通过磁极间的相互作用使地球仪悬浮在空中，图乙是其内部结构示意图。请在图中标出：
（1）球体内条形磁体的N极；
（2）开关闭合后，电磁铁的磁感线方向；
（3）电源的“+、﹣”极。

【解答】解：（1）由题知，球体内条形磁体的磁场方向与地磁场磁场方向相同，
地球地理上的上北下南，又因为地磁南极在地理北极附近，所以条形磁体的上端的S极，如图所示：
（2）因为地球仪悬浮，所以条形磁体和电磁铁相互靠近的部分为同名磁极，下端是S极，回到S极，如图所示：
（3）根据安培定则，可以判断电流从下端进入电磁铁，所以电源的下端是正极，如图所示：

21．（5分）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g
（1）比较不同燃料的热值，应选择 　甲、乙　两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择 　甲、丙　两图进行实验。
（2）若液体a的质量为m1，液体b的质量为m2，为了完成实验，则需m2　等于　（选填“大于”、“小于”或“等于”）m1。

（3）质量和初始温度均相同的A、B两种液体吸热后，它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，由图可以看出，　B　液体的比热容较大。若其中比热容较大的液体是水，则另一种液体的比热容为 　2.1×103　J/（kg•℃）。
【解答】解：（1）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，通过温度计的示数高低得出吸热多少，应选择甲和乙两图进行实验。
比较不同物质的比热容，应控制液体种类不同，由图可知，甲；
（2）为了完成实验，比较质量相同的不同液体、丙两图所示实验中的液体的质量ma＝mb。
（3）如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，由图丁所示可知，B升高的温度低，B液体的比热容较大；
由图像知温度都升高到80℃时，A需要10min，故B吸收的热量是A的2倍，B的比热容是A的2倍倍。
若比热容较大的液体是水，则另一种液体的比热容为c＝c水＝×2.2×103J/（kg•℃）＝7.1×103J/（kg•℃）。
故答案为：（1）甲、乙；甲、丙；（2）等于；2.1×103。
22．（4分）小雪用图所示的实验器材探究“电阻的大小与哪些因素有关”，其中电源电压机定，灯丝电阻的变化忽略不计。她提出以下猜想：
①导体的电阻与导体的长度有关；
②导体的电阻与导体的横截面积有关；
③导体的电阻与导体的材料有关。

导体
A
B
C
D
电流
0.3A
0.26A
0.16A
0.4A
（1）实验中小雪通过观察 　电流表示数　来比较金属丝电阻的大小更准确；
（2）为了实验安全，电路甲中的小灯泡能否用导线代替？　不能　；（选填“能”或“不能”）
（3）小雪分别将图乙中的四根金属丝的两端接到电路甲中M、N处，并将测得的电流值记在了表格丙中；
（4）为了验证猜想②，需比较表格中B和 　D　两个电流值；比较表格中B和C两个电流值，是为了验证猜想 　①　。
【解答】解：（1）在M、N之间分别接上不同的导体，更能反映导体电阻的大小；
（2）电流表的内阻很小，应与被测电路串联，相当于电流表直接接在电源两极上，因此电路甲中的小灯泡不能用导线代替；
（4）为了验证猜想②，即导体的电阻与导体的横截面积有关，而横截面积不同，即比较B和D对应的两个电流值；
B和C中金属丝的横截面积和材料相同，C是弯曲的，其长度不同，因此比较表格中B和C两个电流值。
故答案为：（1）电流表示数；（2）不能；①。
23．（8分）如图甲，是研究小灯泡电阻的实验装置，灯泡的额定电压为2.5V，电源电压保持6V不变。

（1）用笔画线代替导线，将图中的器材连接成完整的电路。
（2）连接完电路后，闭合开关，发现小灯泡发光较暗，小灯泡的亮度都不变，则原因可能是　C　。
A．开关开路
B．电压表短路
C．滑动变阻器接的是下端两接线柱
（3）正确连接后，闭合开关，移动滑片P，电压表示数为1.5V时，要使小灯泡正常发光，应　减小　（选填“增大”或“减小”）滑动变阻器接入电路中的阻值。
（4）将所测数据绘制成如图乙所示的U﹣I图像。由图可知：小灯泡的电阻是变化的，主要是因为小灯泡灯丝的　温度　（选填“温度”、“长度”或“横截面积”）发生了变化；此小灯泡的额定功率是　0.75　W。
（5）利用此装置还可以探究电流与电阻的关系，只需将图甲中的小灯泡换成不同阻值的定值电阻，并使定值电阻两端的电压保持不变
①接入某定值电阻后，闭合开关，移动变阻器的滑片P，电流表的示数如图丙所示，为　0.4　A，则接入的定值电阻的阻值为　5　Ω。
②实验时，为了确保不同定值电阻两端的电压能达到并保持2V不变，换用的定值电阻阻值不能大于　25　Ω。
【解答】解：（1）因为灯的额定电压为2.5V，电压表选用小量程与灯并联，如下所示：

（2）连好电路闭合开关后，发现小灯泡发光较暗，电流较小，无论如何移动滑动变阻器滑片P，说明变阻器没有变阻的作用，故C符合题意；
故选：C；
（3）当电压表示数为8.5V时，电压表示数小于灯泡额定电压，应向右端移动滑动变阻器滑片来减小滑动变阻器的电阻，直到电压表示数等于灯泡额定电压2.7V为止；
（4）小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化；
如图乙所示的U﹣I图像知，灯的电压为2.5V时，小灯泡的额定功率是：
PL＝ULIL＝8.5V×0.8A＝0.75W；
（5）①闭合开关，移动变阻器的滑片P，此时电流表的示数如图丙，分度值为0.02A，由欧姆定律
R＝＝＝4Ω。
②探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律
6V﹣2V＝4V，由分压原理＝，则更换的定值电阻的阻值不能大于 。
故答案为：（1）如上所示；（2）C；（4）温度；（5）①0.4；4。
24．（4分）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，A、B两U形管内液面相平。
（1）实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的　电流　不相等；
（2）由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是　转换法　；
（3）通过对比观察，　甲　（选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越　大　，导体产生的热量越多。

【解答】解：
（1）乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等，因为左右容器内两导体的阻值相等。
（2）实验中是通过观察“U”形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化；
（3）由图知，A管的液面高度差比B管的液面高度差大，温度上升得较高；两个电阻的阻值相同，但电流不同；
由此可得：在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流产生的热量越多。
故答案为：（1）电流；（2）转换法；大。
四、计算题（6+9+10分）
25．（6分）小明家新安装了一台盛有50千克水的太阳能热水器，经过4h阳光照射，水温从20℃升高到40℃。问：
（1）在这4h内水吸收了多少热量？（c水＝4.2×103J/（kg•℃））
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧天然气来提供，则需要燃烧多少立方米的天然气？（q＝3.0×107J/m3）
【解答】解：（1）在这4h内水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝8.2×103J/（kg•℃）×50kg×（40℃﹣20℃）＝8.2×106J；
（2）由η＝×100%可得
Q放＝＝＝2.7×107J，
由Q放＝Vq可得，需要燃烧天然气的体积：
V＝＝＝0.7m6。
答：（1）在这4h内水吸收了4.7×106J的热量；
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧天然气来提供，则需要燃烧0.5m3的天然气。
26．（9分）如图所示电路中，滑动变阻器铭牌上标有“50Ω 1A“字样，电压表量程0～15V．闭合开关S1、S2，断开开关S3，调节变阻器滑片P至某位置，电压表示数为6.0V，电流表示数为0.50A；再闭合开关S3，电流表示数变为0.75A．求：
（1）变阻器接入电路的阻值；
（2）灯泡的额定功率；
（3）只闭合开关S1、S2，改变电源电压并移动滑片P，使电路安全工作，电路20s消耗的最大电能。

【解答】解：
（1）当闭合开关S1、S2，断开开关S3时，灯泡L与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，
滑片P至某位置，电压表示数为6.0V，
由I＝可得滑＝＝＝12Ω；
（2）再闭合开关S2时，电路为滑动变阻器的简单电路（其接入阻值仍为12Ω），此时电流变为0.75A，
则电源的电压：U＝I′R滑＝0.75A×12Ω＝3V，
当闭合开关S1、S2，断开开关S2，且电路中的电流为0.50A时，灯泡正常发光，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，灯泡两端的电压（即灯泡的额定电压）：UL＝U﹣U滑＝9V﹣7V＝3V，
则灯泡的额定功率：PL＝ULI＝3V×2.50A＝1.5W；
（3）只闭合开关S8、S2，改变电源电压并移动滑片P，使电路安全工作，
当灯泡正常发光（电流最大）且电压表的示数最大为15V时，变阻器接入电路中的电阻：
R滑′＝＝＝30Ω＜50Ω，
则电源的最大电压：U大＝UL+U滑大＝3V+15V＝18V，
所以，电路20s消耗的最大电能：W＝U大It＝18V×0.50A×20s＝180J。
答：（1）变阻器接入电路的阻值为12Ω；
（2）灯泡的额定功率为2.5W；
（3）只闭合开关S1、S2，改变电源电压并移动滑片P，使电路安全工作。
27．（10分）如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为70Ω。当只闭合S1时为低温挡，低温挡电烤箱的电功率为440W。求：

（1）低温挡工作时，电路中的电流是多少？
（2）发热电阻R1的阻值是多少？
（3）小明发现傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他猜想是用电高峰时电压偏低所致，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？（不考虑电阻值随温度的变化）
【解答】解：（1）低温挡工作时电路中的电流：I＝＝＝2A；
（2）当只闭合S1时，R5、R2串联，处于低温挡
R＝＝＝110Ω；
根据串联电路的电阻关系可知，发热电阻R1的阻值：R1＝R﹣R7＝110Ω﹣70Ω＝40Ω；
（3）“3000r/（kW•h）”表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000转，
电能表转盘转25转消耗的电能：W＝kW•h＝6J＝7×104J；
电烤箱的实际功率：P＝＝＝1000W；
根据P＝可知实＝＝＝200V。
答：（1）低温挡工作时，电路中的电流是2A；
（2）发热电阻R7的阻值是40Ω；
（3）用电高峰时家庭电路的实际电压为200V。