贵州省黔东南州教学资源共建共享实验基地2023-2024学年九年级上学期期中物理试卷

这是一份贵州省黔东南州教学资源共建共享实验基地2023-2024学年九年级上学期期中物理试卷，共23页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，简答题，实验与科学探究题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
1．（3分）物理学中一个基本的概念是“世界是物质组成的”，一百多年来，科学家们一直在微观领域不懈地探索着。下面关于微观粒子的尺度最小的是（ ）
A．分子B．原子C．原子核D．质子
2．（3分）火力发电厂通过燃烧煤而获得能量发电。若使用劣质煤，会因燃烧不充分而严重污染环境。质检部门检测煤的品质时主要是依据煤的下列哪种物理性质（ ）
A．弹性B．热值C．质量D．导热性
3．（3分）如图所示，“神舟十三号”载人飞船返回舱在进入大气层时有段时间舱外温度可达2000℃以上，返回舱“烧”成了一个大火球，而返回舱内的三名航天员却安然无恙。这是因为飞船外壳烧蚀层在高温下由固态直接变为气态，剩余的热量可以通过隔热层阻挡住，关于这一现象描述正确的是（ ）
A．飞船“燃烧”时只通过热传递的方式增加了内能
B．飞船“燃烧”时克服摩擦力做功，机械能转化为内能
C．飞船外壳材料导热性好，可以保护舱内航天员避免被高温灼伤
D．飞船外壳上的烧蚀层由固态直接变为气态，放出了大量的热保护了飞船
4．（3分）为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是（ ）
A．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全
B．在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失
C．尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D．尽量增加热机的工作时间
5．（3分）东汉思想家王充在《论衡》中记载了“顿牟掇（duō）芥（gài）”这一物理现象，即用毛皮擦拭过的龟壳能吸引芥菜籽粉末。关于这一现象下列说法正确的是（ ）
A．芥菜籽由于带有电荷吸引龟壳
B．龟壳与芥菜籽带有异种电荷
C．摩擦过的龟壳能吸引轻小物体
D．龟壳与芥菜籽带有同种电荷
6．（3分）如图所示电路中，当开关S1、S2均闭合后，则（ ）
A．L1、L2都能发光
B．L1、L2都不能发光
C．L1能发光，L2不能发光
D．L1不能发光，L2能发光
7．（3分）如图所示，将滑动变阻器连入电路，当滑片P向左移动时，能使连入电阻增大的是（ ）
A．甲和乙B．乙和丁C．乙和丙D．甲和丁
8．（3分）如图甲所示的电路中，闭合开关，两灯泡均发光，且两个完全相同的电流表指针偏转如图乙所示，则通过灯泡L1、L2的电流分别为（ ）
A．0.3A，1.5AB．0.3A，1.2AC．1.2A，1.5AD．1.2A，0.3A
（多选）9．（3分）如图所示的电路，同种元件的参数均相等，能利用滑动变阻器调节电灯亮度的电路是（ ）
A．B．
C．D．
（多选）10．（3分）如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像，下列说法正确的是（ ）
A．电阻乙为定值电阻
B．当电阻甲两端电压为2V时，R甲＝5Ω
C．只将电阻甲和乙串联，若电路电流为0.2A时，则甲、乙电阻之比为1：2
D．只将电阻甲和乙并联，若电源电压为2V时，则电路总电流为0.6A
二、填空题：本题4个小题、每空2分，共14分。
11．（4分）有一段导体，当两端电压为6V时，通过它的电流为1A，这段导体的电阻是 Ω。若所加电压增大到12V时，通过它的电流为 A。
12．（4分）如图所示，两个水果电池组成的“电池组”点亮了发光二极管，这个“电池组”在工作时将 能转化为电能，发光二极管的主要材料为 （选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）。
13．（4分）在“母亲节”这天，小唐同学为妈妈炖了一碗排骨汤，然后用盆子装了5kg的水，将装汤的碗放在水中进行冷却。小唐同学用水进行冷却主要是利用了水的 大。过了一会儿，水温由20℃升高到25℃，水吸收的热量为 J[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
14．（2分）高速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费，某同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图。称重表相当于一个电流表，电路中的R1作用是 。
三、作图题：本题3个小题、每题2分，共6分。
15．（2分）两个带电小球A和B，用细线吊着，静止时如图所示，请在图中画出B球所受力的示意图；
16．（2分）用笔划线代替导线，将图中的电路连接完整。要求：L1灯和L2灯并联；开关控制整个电路，电流表测量通过L2灯的电流。
17．（2分）根据如图所示的实物连接图，请在虚框内画出对应的电路图。
四、简答题：本题共2个小题，每小题3分，共6分。
18．（3分）中医是中华文化的瑰宝。熬制中药汤药的做法是：将草药浸水，用陶罐（或砂锅）做容器慢慢煎熬，直至精粹溶于水成浓浓药汁治病救人。如图，在中，陶罐盖子在不断的跳动，同时空气中弥漫着浓浓的中药味道。请你用所学的物理知识解释这两个现象。
19．（3分）石墨炸弹是将石墨粉或石墨丝装入炸弹，并在其中装上炸药的一种“软炸弹”，因其不以杀伤敌方兵员为目的而得名；又因其对供电系统的强大破坏力而被称为断电炸弹，俗称“电力杀手”。 请用所学的物理知识解释这一原理。
五、实验与科学探究题：本题3个小题，第20、21题各10分、第22题8分，共28分。
20．（10分）同学们为了“探究串联电路的电压关系”，设计的实验电路如图甲所示。
（1）根据电路图甲，小明进行电路连接，当他连接好最后一根导线时两灯立即发光，小明实验过程中操作不当之处是 ，为了使探究得出的结论具有普遍意义，L1、L2 应该选择 （选填“相同”或“不同”）的小灯泡；
（2）小明根据图甲正确连接好电路，闭合开关，电压表示数如图乙所示，为了使实验结果更准确，接下来他应该 ；
（3）某小组测量完成后，记录了下表所示的数据，分析表格后同学们发现有一个数据记录错误，该数据是 ，经过讨论他们发现错误的数据是由于电压表的量程读错引起的，纠正错误后，他们根据表格得出的结论是 。
21．（10分）为了探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”，小明采用了如图甲所示的实物图。实验供选择的定值电阻有5个，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器的最大阻值为30Ω。
（1）请将电路连接完整，要求：电压表测定值电阻两端电压，滑片向左移动电流表示数变大；
（2）小明首先用5Ω电阻实验，闭合开关后发现，无论怎么移动滑片，电流表指针无偏转，电压表指针迅速满偏，则电路中的故障可能是 。排除故障后，小明根据实验数据在乙图中描出第一个点，则此时定值电阻两端电压为 V；
（3）第2次实验中，他将5Ω电阻换成10Ω，如果滑片仍然停留在第1次实验的位置，小明应向 （选填“A”或“B”）端移动滑片；
（4）只用30Ω的滑动变阻器 （选填“能”或“不能”）直接完成5次实验。理由是： 。
22．（8分）小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如图所示：
（1）你认为研究不同燃料燃烧的放热能力应选用 （选填“甲”或“乙”）组器材。
（2）观察甲、乙两图，除了图中相同的器材，还要用到的相同器材是 。
（3）秒表是用在 （选填“甲”或“乙”）组实验中，甲组实验是通过 来反映物质吸收热量的多少，乙组是通过 来反映燃料放出热量的多少。
六、综合应用题：本题2个小题，每小题8分，共16分。
23．（8分）如图所示的电路中，电源两端电压U＝5V保持不变，电阻R1＝2Ω，当开关S闭合时，电压表示数为2V。求：
（1）电流表的示数I；
（2）电阻R2两端的电压U2；
（3）电阻R2的阻值。
24．（8分）随着人们生活水平的提高，汽车已经进入千家万户，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展；请你解答：
（1）当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率会 （选填“升高”、“降低”或“不变”）；
（2）汽车发动机的一个工作循环包括如图1所示的四个冲程；请按一个工作循环的过程，将四个冲程图重新排序： ；
（3）小明同学阅读了某型号汽车发动机的说明书后，将发动机的能量流向制成了如图2所示的图表，请根据给出的信息计算；完全燃烧0.2kg的汽油能够获得多少J的能量？（汽油的热值为4.6×107J/kg）
（4）这些能量能产生多少J的有用功？
2023-2024学年贵州省黔东南州教学资源共建共享实验基地九年级（上）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：本题共10个小题，每小题3分，共30分。第1～8题为单项选择题，第9、10题为多项选择题，在每题给出的四个选项中，至少有两项是符合题目要求的，全选对的得3分，选对但不全得1分，选错或不选得0分。
1．（3分）物理学中一个基本的概念是“世界是物质组成的”，一百多年来，科学家们一直在微观领域不懈地探索着。下面关于微观粒子的尺度最小的是（ ）
A．分子B．原子C．原子核D．质子
【解答】解：分子是由原子组成的，原子是由原子核和核外电子组成的，原子核是由质子和中子组成的，所以质子是体积最小的。
故选：D。
2．（3分）火力发电厂通过燃烧煤而获得能量发电。若使用劣质煤，会因燃烧不充分而严重污染环境。质检部门检测煤的品质时主要是依据煤的下列哪种物理性质（ ）
A．弹性B．热值C．质量D．导热性
【解答】解：热值是燃料的一种特性，相同质量的不同燃料，热值越大，完全燃烧时放出的热量越多。所以常用热值来区分煤炭的优劣，故B正确、ACD错误。
故选：B。
3．（3分）如图所示，“神舟十三号”载人飞船返回舱在进入大气层时有段时间舱外温度可达2000℃以上，返回舱“烧”成了一个大火球，而返回舱内的三名航天员却安然无恙。这是因为飞船外壳烧蚀层在高温下由固态直接变为气态，剩余的热量可以通过隔热层阻挡住，关于这一现象描述正确的是（ ）
A．飞船“燃烧”时只通过热传递的方式增加了内能
B．飞船“燃烧”时克服摩擦力做功，机械能转化为内能
C．飞船外壳材料导热性好，可以保护舱内航天员避免被高温灼伤
D．飞船外壳上的烧蚀层由固态直接变为气态，放出了大量的热保护了飞船
【解答】解：AB、返回舱在进入大气层时，飞船克服摩擦力做功，机械能转化为飞船的内能，温度升高，所以飞船“燃烧”通过做功的方式增加内能，故A错误、B正确；
CD、为保护舱内航天员避免被高温灼伤，飞船用了绝热材料，导热性能差，并且外壳上有一层烧蚀层，先熔化后汽化，从飞船上吸收了大量的热，保护了飞船，故CD错误。
故选：B。
4．（3分）为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是（ ）
A．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全
B．在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失
C．尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D．尽量增加热机的工作时间
【解答】解：热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。所以减少热量的损失可以提高热机的效率。所以使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率。故ABC正确；
增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，故D错误。
故选：D。
5．（3分）东汉思想家王充在《论衡》中记载了“顿牟掇（duō）芥（gài）”这一物理现象，即用毛皮擦拭过的龟壳能吸引芥菜籽粉末。关于这一现象下列说法正确的是（ ）
A．芥菜籽由于带有电荷吸引龟壳
B．龟壳与芥菜籽带有异种电荷
C．摩擦过的龟壳能吸引轻小物体
D．龟壳与芥菜籽带有同种电荷
【解答】解：摩擦起电是指用摩擦的方法使物体带电，带电体的基本性质是能吸引轻小物体；故“顿牟掇芥”这一现象分析正确的是带电体具有吸引轻小物体的性质，故C正确、AB错误；
同种电荷相互排斥，故D错误。
故选：C。
6．（3分）如图所示电路中，当开关S1、S2均闭合后，则（ ）
A．L1、L2都能发光
B．L1、L2都不能发光
C．L1能发光，L2不能发光
D．L1不能发光，L2能发光
【解答】解：当开关S1、S2均闭合后，L1、L2都被短路，则两个灯泡都不亮，同时会造成电源短路，会烧坏电源。
故选：B。
7．（3分）如图所示，将滑动变阻器连入电路，当滑片P向左移动时，能使连入电阻增大的是（ ）
A．甲和乙B．乙和丁C．乙和丙D．甲和丁
【解答】解：甲、丙中接入电路的是左半部分，当滑片向左移动时，接入电路的电阻丝变短，电阻变小；乙、丁接入电路的是右半部分，当滑片向左移动时，接入电路的电阻丝变长，电阻变大。
故选：B。
8．（3分）如图甲所示的电路中，闭合开关，两灯泡均发光，且两个完全相同的电流表指针偏转如图乙所示，则通过灯泡L1、L2的电流分别为（ ）
A．0.3A，1.5AB．0.3A，1.2AC．1.2A，1.5AD．1.2A，0.3A
【解答】解：由电路图可知，两灯泡并联，电流表A2测干路电流，电流表A1测L2支路电流；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且两个电流表的指针在同一个位置，
所以，干路电流表A2的量程为0～3A，分度值为0.1A，示数1.5A，即干路中的电流为I＝1.5A；
L2支路电流表A1的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数0.3A，即通过L2的电流为I2＝0.3A，
则灯L1中的电流：I1＝I﹣I2＝1.5A﹣0.3A＝1.2A，故D正确。
故选：D。
（多选）9．（3分）如图所示的电路，同种元件的参数均相等，能利用滑动变阻器调节电灯亮度的电路是（ ）
A．B．
C．D．
【解答】解：
A．由图可知，滑动变阻器与灯泡并联，因并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，滑片移动时不影响灯泡的亮暗，且滑动变阻器接入电路中的电阻过小时会造成电路中的电流过大，烧坏电路元件，故A不符合题意；
B．由图像可知，滑动变阻器与灯泡串联，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，通过灯泡的电流最小，灯泡的实际功率最小，能利用滑动变阻器调节电灯亮度，故B符合题意；
C．由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，滑片P使灯泡处于短路状态，无论怎样滑动滑片灯泡都不亮，故C不符合题意；
D．由电路图可知，变阻器左侧部分串联在干路，右侧部分与灯泡并联，当滑片P滑到右端时，会引起灯泡短路，实现灯泡由亮到熄灭，能利用滑动变阻器调节电灯亮度，故D符合题意。
故选：BD。
（多选）10．（3分）如图所示是电阻甲和乙的I﹣U图像，下列说法正确的是（ ）
A．电阻乙为定值电阻
B．当电阻甲两端电压为2V时，R甲＝5Ω
C．只将电阻甲和乙串联，若电路电流为0.2A时，则甲、乙电阻之比为1：2
D．只将电阻甲和乙并联，若电源电压为2V时，则电路总电流为0.6A
【解答】解：A、由图像可知，通过乙的电流与电压不成正比，根据欧姆定律可知，乙电阻的阻值在变化，不是定值电阻，故A错误；
B、由图像可知，当甲两端电压为2V时，通过甲的电流为0.4A，由欧姆定律可得R甲＝＝＝5Ω，故B正确；
C、甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，通过甲、乙的电流均为0.2A，由图像可知，U甲＝1V，U乙＝2V，
根据欧姆定可得甲、乙的电阻之比＝＝＝＝，故C正确；
D、甲、乙并联在电路中，并联电路各支路两端电压相等，当电源电压为2V时，两电阻两端的电压都为2V，由图像可知，I甲＝0.4A，I乙＝0.2A，
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以电路总电流I＝I甲+I乙＝0.4A+0.2A＝0.6A，故D正确。
故选：BCD。
二、填空题：本题4个小题、每空2分，共14分。
11．（4分）有一段导体，当两端电压为6V时，通过它的电流为1A，这段导体的电阻是 6 Ω。若所加电压增大到12V时，通过它的电流为 2 A。
【解答】解：根据欧姆定律可得导体的电阻：R＝＝＝6Ω；
因为导体的电阻与两端的电压和通过的电流无关，所以当所加电压增大到12V时，导体的电阻不变，仍为6Ω，
根据欧姆定律导体中的电流：I′＝＝＝2A。
故答案为：6；2。
12．（4分）如图所示，两个水果电池组成的“电池组”点亮了发光二极管，这个“电池组”在工作时将 化学 能转化为电能，发光二极管的主要材料为 半导体 （选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）。
【解答】解：（1）水果电池工作时，将消耗化学能，产生电能，所以是将化学能转化为电能的过程；
（2）发光二极管是由半导体材料制成的。
故答案为：化学；半导体。
13．（4分）在“母亲节”这天，小唐同学为妈妈炖了一碗排骨汤，然后用盆子装了5kg的水，将装汤的碗放在水中进行冷却。小唐同学用水进行冷却主要是利用了水的 比热容 大。过了一会儿，水温由20℃升高到25℃，水吸收的热量为 1.05×105 J[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
【解答】解：（1）由于水的比热容大，质量相同的水和其它物质相比，升高相同的温度，水吸热多，冷却效果好，所以，将装汤的碗放在水中进行冷却就是利用水的比热容大这一特性；
（2）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（25℃﹣20℃）＝1.05×105J。
故答案为：比热容；1.05×105。
14．（2分）高速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费，某同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图。称重表相当于一个电流表，电路中的R1作用是 保护电路 。
【解答】解：当物体很重、滑片滑到最下端时，如果没有电阻R1，会造成电路中的电流很大，可能烧坏电源或称重计，因此电路中的R1具有保护电路的作用。
故答案为：保护电路。
三、作图题：本题3个小题、每题2分，共6分。
15．（2分）两个带电小球A和B，用细线吊着，静止时如图所示，请在图中画出B球所受力的示意图；
【解答】解：
由图两小球间相互排斥，小球除受到重力还受到沿绳子的拉力F1和A对它向右的排斥力F2，根据力示意图的表示方法画出各力的示意图。如图所示：
16．（2分）用笔划线代替导线，将图中的电路连接完整。要求：L1灯和L2灯并联；开关控制整个电路，电流表测量通过L2灯的电流。
【解答】解：根据电流流向法连接电路，电流从电源正极经开关后开始分支，一支电流经过灯泡L1回到电源负极，另一支路电流流过L2后，再流经电流表到电源负极，如图所示：
。
17．（2分）根据如图所示的实物连接图，请在虚框内画出对应的电路图。
【解答】解，由实物连接图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，电流从电源正极流出，依次经过开关、定值电阻、电流表、滑动变阻器，回到电源负极，电压表并联在定值电阻两端，对应的电路图如图所示：
四、简答题：本题共2个小题，每小题3分，共6分。
18．（3分）中医是中华文化的瑰宝。熬制中药汤药的做法是：将草药浸水，用陶罐（或砂锅）做容器慢慢煎熬，直至精粹溶于水成浓浓药汁治病救人。如图，在中，陶罐盖子在不断的跳动，同时空气中弥漫着浓浓的中药味道。请你用所学的物理知识解释这两个现象。
【解答】答：在熬制中药过程中，陶罐内的气体对盖子做功，内能转化为盖子的机械能，所以盖子会不断的跳动；
空气中弥漫着浓浓的中药味道，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。
19．（3分）石墨炸弹是将石墨粉或石墨丝装入炸弹，并在其中装上炸药的一种“软炸弹”，因其不以杀伤敌方兵员为目的而得名；又因其对供电系统的强大破坏力而被称为断电炸弹，俗称“电力杀手”。 请用所学的物理知识解释这一原理。
【解答】答：因为石墨是导体，石墨絮状物使电路短路，使供电系统遭到破坏，所以大片地区停电。
五、实验与科学探究题：本题3个小题，第20、21题各10分、第22题8分，共28分。
20．（10分）同学们为了“探究串联电路的电压关系”，设计的实验电路如图甲所示。
（1）根据电路图甲，小明进行电路连接，当他连接好最后一根导线时两灯立即发光，小明实验过程中操作不当之处是 连接电路时，开关没有断开 ，为了使探究得出的结论具有普遍意义，L1、L2 应该选择 不同 （选填“相同”或“不同”）的小灯泡；
（2）小明根据图甲正确连接好电路，闭合开关，电压表示数如图乙所示，为了使实验结果更准确，接下来他应该 换接电压表小量程 ；
（3）某小组测量完成后，记录了下表所示的数据，分析表格后同学们发现有一个数据记录错误，该数据是 0.9 ，经过讨论他们发现错误的数据是由于电压表的量程读错引起的，纠正错误后，他们根据表格得出的结论是 串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和 。
【解答】解：（1）根据电路图甲，小明进行电路连接，当他连接好最后一根导线时两灯立即发光，小明实验过程中操作不当之处是没有断开开关，为了使探究得出的结论具有普遍意义，L1、L2应该选择规格不同的小灯泡；
（2）小明根据图甲正确连接好电路，闭合开关，电压表示数如图乙所示，指针偏转角度过小，为了使实验结果更准确，接下来他应该断开开关，换接电压表小量程；
（3）分析表中前2组数据可知
1.5V+3.0V＝4.5V；
1.2V+1.8V＝3.0V；
第3组数据不足这个规律，
数据记录的数据是 0.9V；根据电压表大小量程之比为5：1，正确的读数为0.9V×5＝4.5V，即选用电压表小量程，却按大量程读数了，
因1.5V+4.5V＝6V；
故得出的结论是：串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
故答案为：（1）连接电路时，开关没有断开；不同；（2）换接电压表小量程；（3）0.9；串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
21．（10分）为了探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”，小明采用了如图甲所示的实物图。实验供选择的定值电阻有5个，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器的最大阻值为30Ω。
（1）请将电路连接完整，要求：电压表测定值电阻两端电压，滑片向左移动电流表示数变大；
（2）小明首先用5Ω电阻实验，闭合开关后发现，无论怎么移动滑片，电流表指针无偏转，电压表指针迅速满偏，则电路中的故障可能是 定值电阻断路 。排除故障后，小明根据实验数据在乙图中描出第一个点，则此时定值电阻两端电压为 2 V；
（3）第2次实验中，他将5Ω电阻换成10Ω，如果滑片仍然停留在第1次实验的位置，小明应向 B （选填“A”或“B”）端移动滑片；
（4）只用30Ω的滑动变阻器 不能 （选填“能”或“不能”）直接完成5次实验。理由是： 滑动变阻器的最大阻值太小，不能使30Ω定值电阻两端的电压为2V 。
【解答】解：（1）电压表并联在定值电阻两端，将电压表的“﹣”接线柱与定值电阻的左接线柱连接；要求滑片向左移动时电流表的示数变大，滑动变阻器连入电路的电阻变小，将下边的A接线柱与定值电阻的右接线柱连接，如图所示：
（2）闭合开关后发现，无论怎么移动滑片，电流表指针无偏转，说明电路发生了断路故障，再结合电压表指针迅速满偏，说明与电压表并联之外的电路是通路，则可能发生的故障是与电压表并联部分，由此判断可能的电路故障是定值电阻断路；
小明根据实验数据在乙图中描点，则阴影部分的面积为IR，根据U＝IR，故阴影部分表示电阻两端的电压，其数值为：U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V；
（3）根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻关系的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向B端移动，眼睛应注视电压表示数，使电压表的示数为2V；
（4）电阻两端的电压始终保持UV＝2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑＝U﹣UV＝4.5V﹣2V＝2.5V，变阻器分得的电压为电压表示数的1.25倍，根据分压原理，当接入30Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑＝1.25×30Ω＝37.5Ω，
所以30Ω滑动变阻器最大阻值太小，不能使30Ω定值电阻两端的电压为2V，不能直接完成5次实验。
故答案为：（1）如图所示；（2）定值电阻断路；2；（3）B；（4）不能；滑动变阻器的最大阻值太小，不能使30Ω定值电阻两端的电压为2V。
22．（8分）小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如图所示：
（1）你认为研究不同燃料燃烧的放热能力应选用 乙 （选填“甲”或“乙”）组器材。
（2）观察甲、乙两图，除了图中相同的器材，还要用到的相同器材是 天平 。
（3）秒表是用在 甲 （选填“甲”或“乙”）组实验中，甲组实验是通过 加热时间的多少 来反映物质吸收热量的多少，乙组是通过 水温升高的度数或水温的变化 来反映燃料放出热量的多少。
【解答】解：（1）研究不同燃料燃烧放热能力应用不同的燃料，因此选乙组器材。
（2）观察甲、乙两图，甲中要控制水和沙子的质量必须相等，乙中两杯水的质量必须相等，酒精和碎纸的质量也要相等，因此还要用天平称量质量，即要用到相同的器材是天平；
（3）甲组实验是通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少，故需要秒表；乙组是通过水温升高的度数或水温的变化来反映燃料放出热量的多少。
故答案为：（1）乙；（2）天平；（3）甲；加热时间的多少；水温升高的度数或水温的变化。
六、综合应用题：本题2个小题，每小题8分，共16分。
23．（8分）如图所示的电路中，电源两端电压U＝5V保持不变，电阻R1＝2Ω，当开关S闭合时，电压表示数为2V。求：
（1）电流表的示数I；
（2）电阻R2两端的电压U2；
（3）电阻R2的阻值。
【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）因串联电路中各处的电流相等，
所以，电流表的示数：I＝I1＝＝＝1A；
（2）由串联电路的电压规律知，电阻R2两端的电压U2＝U﹣U1＝5V﹣2V＝3V；
（3）因串联电路各处电流相等，所以通过R2的电流：I2＝I＝1A，
电阻R2的阻值：R2＝＝＝3Ω。
答：（1）电流表的示数I为1A；
（2）电阻R2两端的电压U2为3V；
（3）电阻R2的阻值为3Ω。
24．（8分）随着人们生活水平的提高，汽车已经进入千家万户，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展；请你解答：
（1）当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率会 降低 （选填“升高”、“降低”或“不变”）；
（2）汽车发动机的一个工作循环包括如图1所示的四个冲程；请按一个工作循环的过程，将四个冲程图重新排序： 丙、甲、丁、乙 ；
（3）小明同学阅读了某型号汽车发动机的说明书后，将发动机的能量流向制成了如图2所示的图表，请根据给出的信息计算；完全燃烧0.2kg的汽油能够获得多少J的能量？（汽油的热值为4.6×107J/kg）
（4）这些能量能产生多少J的有用功？
【解答】解：（1）汽车发动机工作时将内能转化为机械能，冒“黑烟”说明燃料燃烧不充分，做相同的有用功，消耗的燃料增多，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量的比值变小，效率降低；
（2）甲图中的两个阀门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程；乙图中的进气阀门打开，活塞向下运动，为吸气冲程；丙图中的排气阀门打开，活塞向上运动，为排气冲程；丁图中的两个阀门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程；汽车发动机的一个工作循环包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，按此顺序排列，先后顺序为：乙、甲、丁、丙；
做功冲程，即丁冲程，将内能转化为机械能，给汽车提供动力；
（3）完全燃烧0.2kg的汽油产生的热量：Q放＝mq＝0.2kg×4.6×107J/kg＝9.2×106J，
（4）由图可知，输出的有用功占总能量的比例为：100%﹣33%﹣30%﹣7%＝30%，即效率为η＝30%，
产生的有用功为：W＝ηQ放＝30%×9.2×106J＝2.76×106J。
故答案为：（1）降低；（2）丙、甲、丁、乙；（3）完全燃烧0.2kg的汽油能够获得9.2×106J的能量；（4）这些能量能产生2.76×106J的有用功。
实验小组
L1两端电压/V
L2两端电压/V
串联总电压/V
1
1.5
3.0
4.5
2
1.2
1.8
3.0
3
1.5
0.9
6.0
实验小组
L1两端电压/V
L2两端电压/V
串联总电压/V
1
1.5
3.0
4.5
2
1.2
1.8
3.0
3
1.5
0.9
6.0