九年级物理期末模拟卷02（全国通用，人教版第13~20章）-2023-2024学年初中上学期期末模拟考试

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（满分100分，时间90分钟）
一、选择题（13个小题。1-10题是单选题，每题2分；11-13题是多选题，每小题3分，少选得2分，选错不得分。共29分）
1.以下事例中，能说明“分子不停地做无规则运动”的是（ ）。
A．固体不容易被压缩B．酒香不怕巷子深
C．喷泉边水花四溅D．寒冬中雪花飞舞
【答案】B。
【解析】A、固体不容易被压缩是因为分子间存在着斥力，故A不合题意；
B、酒香不怕巷子深是酒分子在空气中无规则运动形成的，能说明分子不停地做无规则运动，故B符合题意。
C、喷泉边水花四溅是液体小水滴的运动，不是分子运动，故C不合题意；
D、寒冬中雪花飞舞，是固体颗粒运动，是机械运动，不是分子运动，故D不合题意。
故选：B。
2.关于图中所示的热现象，说法正确的是（ ）。
A．图甲中炙热的铁水具有内能，冰冷的冰块没有内能；
B．图乙中冬天搓手取暖是将内能转化为机械能；
C．图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能；
D．图丁中能量转化与汽油机做功冲程能量转化都是机械能转化为内能
【答案】C。
【解析】A、任何物体在任何情况下都具有内能。冰冷的冰块也有内能，故A错误；
B、搓手取暖是机械能转化为内能，故B错误；
C、湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能，故C正确；
D、汽油机做功冲程是内能转化为机械能，图丁中能量转化是机械能转化为内能，故D错误；
故选：C。
3.以下关于粒子和宇宙的描述错误的是（ ）。
A. 甲图：验电器的金属箔张开是由于同种电荷相互排斥；
B. 乙图：王亚平老师用水将两个塑料板连接起来，搭建了一座液体桥，说明分子间存在引力；
C. 丙图：原子是带正电的原子核和带负电的电子构成；
D. 丁图：行星绕着太阳旋转，太阳是宇宙的中心
【答案】D。
【解析】A、当验电器带电时，两片金属箔由于带同种电荷相互排斥而张开，故A正确；
B、水分子间有相互作用的引力才会形成水桥，故B正确；
C、原子是由位于原子中心的原子核和核外绕原子核做圆周运动的电子组成的，故C正确；
D、太阳是太阳系的中心，不是宇宙的中心，故D错误。
故选：D。
4.安全是幸福生活的保障！关于安全用电知识，下列说法正确的是（ ）。
A．可以用湿抹布擦插座；
B．开关应接在该用电器和火线之间；
C．家庭电路中空气开关跳闸，一定是发生了短路；
D．不能用手接触到测电笔的笔尾金属电极
【答案】B。
【解析】A、因为湿抹布是导体，用湿抹布擦拭带电的插座，容易发生触电事故，故A错误；
B、控制用电器的开关应接在该用电器和火线之间，开关断开时，用电器不带电，故B正确；
C、空气开关跳闸是由电路中电流过大造成的，可能是短路，也可能是用电器的总功率过大，故C错误；
D、使用测电笔时，手指应接触笔尾金属电极，因为试电笔中有高值电阻起保护作用，所以不会发生触电事故，故D错误。
故选：B。
5.如图所示为某单缸四冲程内燃机工作示意图，下列说法中正确的是（ ）。
A．只有甲冲程能获得动力，其他冲程都是靠惯性运转的；
B．乙冲程只吸入空气；
C．丙冲程中排出的废气不含任何能量；
D．丁冲程是做功冲程
【答案】A。
【解析】AD．甲图中两气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；乙图中进气门开启，排气门关闭，活塞向下运动，气体流入汽缸，是吸气冲程；丙图中进气门关闭，排气门开启，活塞向上运动，气体流出汽缸，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；甲冲程内能转化为机械能，能获得动力，其他冲程都是靠惯性运转的，故A正确，D错误；
B．由图可知，汽缸的顶部有个火花塞，该内燃机是汽油机，汽油机在吸气冲程中，吸入的是汽油和空气的混合气体，故B错误；
C．一切物体在任何温度下都有内能，丙冲程中排出的废气具有内能，故C错误。
故选A。
6.如图所示，旅客进入火车站通过刷脸机，当身份信息和人脸信息都符合时，电动机转动打开闸门，才能进入火车站。小金设计了电路模拟刷脸机，能达到相同效果的电路图是（ ）。
A．B．C． D．
【答案】A。
【解析】根据题意知，当身份信息开关和人脸信息开关同时闭合时，电动机才工作，说明两开关相互影响，即两开关、电动机串联，由各选项图知，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
7.如图，将强磁体靠近正在发光的白炽灯，观察到白炽灯的灯丝晃动，这说明通电导体在磁场中受力，由此原理可以制成下列哪些装置（ ）。
A．电磁铁 B．发电机
C．电动机 D．动圈式话筒
【答案】C。
【解析】A．电磁铁是利用电流的磁效应的原理，故A不正确；
B．发电机是根据电磁感应的原理制成的，故B不正确；
C．电动机是根据通电导体在磁场中受力的作用制成的，故C正确；
D．动圈式话筒是利用电磁感应来工作的，故D不正确。
故选：C。
8.如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，当开关S闭合后，灯L不发光，电压表指针有明显偏转。在移动滑动变阻器滑片的过程中，灯L时亮时灭。若电路中只有一处故障，以下对此电路故障的判断正确的是（ ）。
A．灯L断路 B．灯L短路 C．R1短路 D．R2接触不良
【答案】D。
【解析】此电路为串联电路，电压表测量R1R2串联后的总电压；
A．如果灯泡L断路，整个电路断路，灯泡不亮，电压表指针不偏转，故A错误；
B．如果灯泡L短路，灯L不发光，电压表指针有明显偏转，但在移动滑动变阻器滑片的过程中，灯L不会时亮时灭，故B错误；
C．如果定值电阻R1短路，灯L与R2串联，电压表指针偏转，说明灯泡中有电流通过，能发光，故C错误；
D．如果滑动变阻器R2接触不良，当开关S闭合后，电压表指针偏转，移动滑动变阻器滑片的过程中，电路时断时通，灯L时亮时灭，故D正确。
故选D。
9.如图所示的电路中，电压表测量的是（ ）。
A．灯L1两端的电压B．灯L2两端的电压
C．电源两端的电压D．开关S两端的电压
【答案】B。
【解析】由图知，闭合开关S，电流从电源正极出发，先后经过开关S、灯泡L2、灯泡L1回到负极，所以两只灯泡串联；电压表是并联在L2的两端的，测的是L2两端的电压。故选B。
10.如图甲所示，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，将滑片P从最右端逐步移到最左端，记录电流表、电压表的示数，并根据记录的数据作出R1和R2的“U﹣I”关系图象如图乙所示。则下列正确的是（ ）。
A．图Ⅱ为R2的“U﹣I”图象B．当R2＝R1时，电流的大小为0.2A
C．电源电压为8VD．R1的阻值为30Ω
【答案】C。
【解析】A．两电阻串联，电压表V1测R1的电压，电压表V2测R2的电压，滑片在最左端时，R2接入电路的阻值为零，因此此时电压表V2示数为零，由图象可得，图线I反映电压表V2示数（即R2的电压）随电流的变化，则图Ⅱ为R1的“U﹣I”图象，故A错误；
B．串联电路各处的电流相等，当 时，由 ，则两电阻的电压相同，由图乙知，即为两图线的交点，可知电流为0.4A，故B错误；
C．由图知，当电流为0.4A时，两电压表示数均4V，因电路的电压等于两电压表示数之和，即电源电压
C正确；
D．当滑片移动到最左端时，电路中只有R1，电压表V2示数为0，电路的电流最大为0.8A，由欧姆定律
故D错误。
故选C。
11.如图表示阻值不等的两个电阻的电流随电压变化的I-U图线，从图中判断正确的是（ ）。
A．R1＜R2；
B．R1、R2串联后的总电阻的I-U图线在区域Ⅱ；
C．R1、R2并联后的总电阻的I-U图线在区域Ⅲ；
D．R1、R2并联后的总电阻的I-U图线在区域Ⅰ
【答案】AD。
【解析】A．从图象上可以看出，当A和B两端的电压相同时，如下图所示：I1> I2
根据欧姆定律有，故有R1故A正确；
B．根据串联电阻的规律，两电阻串联后总电阻大于其中任何一个电阻，即串联后的总电阻大于较大的R2电阻的阻值，故在相同电压下，通过的电流比R2中的电流要小，故其图象应该Ⅲ区域，故B错误；
CD．由并联电阻的规律，两电阻并联后的总电阻小于其中任何一个电阻，即并串联后的总电阻小于较小的R1电阻的阻值，故在相同电压下，通过的电流比R1中的电流要大，故其图象应该在Ⅰ区域，故C错误，D正确。
故选AD。
12.为了增强学生体质，潍坊市将坐位体前屈作为中考体育考试项目之一、坐位体前屈测试仪原理如图所示，已知电源电压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。则（ ）。
A．电阻丝R2的最大阻值为90Ω；
B．挡板P在A端时电压表的示数为4.5V；
C．电流表示数的大小能反映被测试者的成绩；
D．电压表示数为3V时，被测试者的成绩是20cm
【答案】ABD。
【解析】A．根据题意，如图所示，由于电压表接在滑片上，所以电流经过整个滑动变阻器，电压表测滑动变阻器右侧的电压，滑动变阻器相当于接入了最大阻值，电路中的总电阻为
由串联电路电阻的关系可得滑动变阻器的最大电阻为
故A符合题意；
B．当挡板P在A端时电压表测整个滑动变阻器两端的电压，其示数为
故B符合题意；
C．由于移动滑片无法改变滑动变阻器接入的阻值，根据欧姆定律，电路中的电流是一定的，没有变化，故C不符合题意；
D．电压表示数为3V时，则电压表测量的电阻为
则PB的长度为
故D符合题意。
故选ABD。
13.如图甲，电源电压恒为3V，小灯泡L标有“2.5V”、滑动变阻器R标有“10Ω 1A”的字样，灯L的I﹣U图线如图乙。闭合开关S，下列判断正确的是（ ）。
A．小灯泡正常发光时，电路总功率为0.75W；
B．滑片P处于b端时，电压表示数可能为1.5V；
C．用另一相同的灯L替换R，此时电路总电阻为20Ω；
D．为确保电路安全，R的变化范围为“2～10Ω”
【答案】AD。
【解析】A．滑动变阻器与灯泡串联，电压表测量灯两端电压，如图乙可知，小灯泡正常发光时，额定电流为0.25A，则电路总功率为
故A正确；
B．当滑片P处于b端时接入最大阻值，若电压表示数为1.5V，则由图乙可知电路中电流为0.2A，此时变阻器两端电压为
根据串联分压可知总电压为
超出电源电压，故B错误；
C．用另一相同的灯L替换R，此时两个灯泡串联，根据串联分压可知每个灯泡两端电压为1.5V，由图乙可知电路中电流为0.2A，则电路总电阻为
故C错误；
D．小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为U′=U-UL=3V-2.5V=0.5V
此时电路中电流为灯泡的额定电流0.25A，此时滑动变阻器接入阻值最小，为
滑动变阻器的阻值越大，电路总电阻越大，而电源电压不变，所以电路中电流越小，根据串联分压规律可知，小灯泡两端电压也越小，所以滑动变阻器可以接入它的最大阻值，故R的变化范围为“2～10Ω”，故D正确。
故选AD。
二、填空题（6小题，每空1分，共17分）
14.在修路工地上，经常看见工人师傅用切割机切割水泥路面，由于切割时锯片与路面不断摩擦，这是通过 的方式使锯片的内能增加，温度升高；为了保护锯片，就要不断地向锯片上浇水，这是通过 的方式使锯片的内能减少，温度降低。用水来降温是利用了水具有较大的 的性质。
【答案】做功；热传递；比热容。
【解析】[1]用锯片切割水泥路面时，克服摩擦做功，使锯片的内能增加、温度升高，是通过做功的方法改变物体内能的。
[2]向锯片浇水，水与锯片之间存在温差，发生热传递，使锯片的内能减少、温度降低。
[3]水的比热容最大，和其它物质比较，升高相同温度吸收热量最多，所以用水来降温是利用了水具有较大的比热容的特点。
15.如图是“静电章鱼”实验：用比塑料易失去电子的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管，然后把塑料丝往空中抛出后将塑料管放在下面，此时塑料丝静止在空中形状像章鱼，摩擦过程中毛皮失去电子而带______电；摩擦后的塑料丝与塑料管带______（选填“同种”或“异种”）电荷而相互______，故塑料丝能呈章鱼状并静止在空中。
【答案】正；同种；排斥。
【解析】[1]摩擦起电的实质：不同原子核束缚电子的本领不同，束缚电子本领弱的，容易失去电子而带正电，束缚电子本领强的，容易得到电子而带负电。毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管，毛皮比塑料易失去电子，所以毛皮失去电子带正电。
[2][3]塑料丝和塑料管都比毛皮容易得到电子，则它们与毛皮摩擦后都会因为得到电子而带上负电，即摩擦后的塑料丝与塑料管带同种电荷，根据“同种电荷相互排斥”可知，塑料丝与塑料丝之间带同种电荷相互排斥而形成章鱼状，塑料丝与塑料管之间带同种电荷相互排斥从而使塑料丝静止在空中。
16.如图所示为单相电子式电能表，该电能表允许接入的最大电功率是 W。关闭家里其它用电器，只让微波炉工作，当电能表的指示灯闪烁300次时，所用的时间为6min，则微波炉的电功率为 W。当小明用同样的方法测家中电热水器的电功率时，发现电能表指示灯闪烁更快，这说明电流通过电热水器做功 （选填“多”或“快”）一些。
【答案】8800；1000；快。
【解析】（1）电能表允许通过的最大电流是40A，该电能表允许接入的最大电功率：P＝IU＝40A×220V＝8800W；
（2）关闭家里其它用电器，只让微波炉工作，当电能表的指示灯闪烁300次时，所用的时间为6min，此阶段消耗电能为：；
电功率为：；
（3）因为用同样的方法测家中电热水器的电功率时，发现电能表红灯闪烁更快，则说明在相同的时间内，电热水器消耗的电能越多，由公式P＝可知，电热水器消耗的电功率比微波炉的电功率大，这说明电流通过电热水器做功快一些。
故答案为：8800；1000；快。
17.在研究小灯泡亮度时，小林同学分别让灯泡L1与灯泡L2正常工作，已知L1与L2的规格分别为“12V 3W”与“6V 3W”，则 （选填”L1更亮”、“L2更亮”或者“一样亮”）。仔细观察，灯丝长度相同，会发现 的灯丝比较粗，他将两灯串联接入电路中，则电路两端可加的最大电压为 V（忽略温度对电阻的影响）。
【答案】一样亮；L2；15。
【解析】灯泡L1与灯泡L2的额定功率都是3W，因此两灯泡正常工作时一样亮；
灯泡L1的电阻值为：R1＝＝＝48Ω；
灯泡L2的电阻值为：R2＝＝＝12Ω；
当灯丝的材料、长度、温度一定时，灯丝越粗，电阻值越小，因此L2的灯丝比较粗；
灯泡L1正常工作时的电流为：I1＝＝＝0.25A；
灯泡L2正常工作时的电流为：I2＝＝＝0.5A；
因此两灯串联接入电路中时，电路中电流最大不能超过0.25A，根据串联电路中的电阻规律和欧姆定律，此时电源电压即电路两端可加的最大电压为：
U＝IR＝I（R1+R2）＝0.25A×（48Ω+12Ω）＝15V。
故答案为：一样亮；L2；15。
18.如图所示电路，闭合开关S，滑动变阻器滑片P向右滑动过程中，电流表A1的示数 。电压表V与电流表A示数的比值 。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】不变；变大。
【解析】由电路图可知，R1和R2并联，电压表测量并联支路电压（电源电压），电流表A1测R2支路的电流，电流表A2测R1支路的电流，A测量干路的电流；
由于电源的电压不变，所以电压表V的示数不变；
因为并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以滑片移动时通过R2的电流不变，即电流表A1的示数不变；
当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路中的电阻变大，
因为并联电路中各支路两端的电压相等，根据欧姆定律可知，通过变阻器R1的电流变小；
根据并联电路的电流特点可知，干路电流表A示数也变小；
因为电压表示数不变，A的示数变小，所以电压表V与电流表A示数的比值变大。
故答案为：不变；变大。
19.甲、乙两灯的额定电压均为6V，测得两灯的电流与电压关系图像如图所示。甲灯正常工作时的电阻是 Ω；当乙灯的实际功率是2.4W时，它两端的实际电压是 V；当把甲、乙两灯串联接在7V的电源上时，电路消耗的总功率是 W。
【答案】20；4；2.1。
【解析】（1）甲灯的额定电压为6V，甲灯正常工作时的电压U乙＝6V，
由图可知，通过甲灯泡的电流I甲＝0.3A，
由I＝可得，甲灯泡的电阻：R甲＝＝＝20Ω；
（2）由图知，当乙灯的电压为4V时，通过的电流为0.6A，乙灯的实际功率：
P′＝U′I′＝4V×0.6A＝2.4W，故当乙灯的实际功率是2.4W时，它两端的实际电压是4V；
（3）当把两灯串联在7V电源上时，因串联电路的电流相等，由图知，只有当电路中的电流为0.3A，甲灯的实际电压为6V，乙灯的实际电压为1V时，由串联电路电压的特点，两灯的总电压等于电源电压7V，故电路消耗的总功率是：P＝UI实＝7V×0.3A＝2.1W。
故答案为：20；4；2.1。
三、作图题（2小题，每题3分，共6分）
20.小红家卧室安装了两盏“220V 1W”的壁灯L1、L2和一个三孔插座，把它们正确地连接在家庭电路中，要求开关S只控制两盏电灯且都能正常发光。
【解析】开关S控制两盏电灯且都能正常发光，两灯泡并联，开关S在干路上，
灯泡接法：火线先进入开关，这样在断开开关时，能切断火线与灯泡的连接，接触灯泡不会发生触电事故。三孔插座的接法，左边接零线，右边接火线，中间接地线。如图所示：
21.按要求连接好电路。要求当闭合开关时小磁针静止时（如图所示），且当滑动变阻器的滑片向左滑动螺线管周围的磁场逐渐减弱。
【解析】闭合开关，要使小磁针静止如图位置，由磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的右端是S极，左端是N极，由电源正负极可知，电流从电磁铁的右端流入，左端流出；
向左移动滑动变阻器滑片时，通电螺线管周围的磁场逐渐减弱，说明电路中电流变小，变阻器接入电路的电阻变大，如图所示：
四、实验题（3小题，共20分）
22．（6分）小明同学“探究不同物质吸热升温的现象”，同时又“探究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“探究不同燃料燃烧的放热能力”应选用 （选填“甲”或“乙”）组器材；
（2）除了图中已经呈现的器材，还需要用到其他测量工具。你认为两个实验都还要用到的其他测量工具是 ；
（3）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；
（4）小明购买了一盒薯片，取出几片用上述方法测出薯片的热值为1.4×107J/kg，他又观察到包装盒上印有“质量：100g”，他据此算出了整盒喜片能提供的热量为 J。这个结果与包装盒上注明的“能量：2.1×106”不等，原因可能是 。
【答案】乙；天平；加热时间；水升高的温度；1.4×106J；见解析。
【解析】（1）[1]研究不同燃料燃烧放热能力应用不同的燃料，加热相同的物体，因此选乙组器材。
（2）[2]观察甲、乙两图，物质的质量都必须相等，因此还要用天平称量质量，即要用到相同的器材是天平。
（3）[3]甲组实验用相同的加热装置，所以是通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少。
[4]乙组燃料放出热量的多少不易直接测量,所以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。
（4）[5]包装盒上印有质量为m= 100g=0.1kg
整盒薯片能提供的热量为Q放=mq=0.1kg×1.4×107J/kg=1.4×106J=1400kJ
[6]用实验中测得的薯片的热值，计算出整盒薯片能提供的热量小于包装盒上注明的能量，原因可能是实验中有部分热量直接散发到了空气中，所以存在热量的损失，且实验时薯片可能没有完全燃烧。
23．（6分）如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。
（1）实验中，AB棒的材料可能是 ___________（填“塑料”或“铝”）。
（2）我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路申是否有感应电流产生：还可以通过指针偏转的方向判断 ___________。
（3）闭合开关，实验探究过程记录如表所示：
根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做 ___________运动，在该运动过程中，主要将机械能转化为 ___________能。
（4）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与 ___________的关系。
（5）若将此装置中灵敏电流计换成 ___________，可进一步探究电动机的工作原理。
【答案】铝；电流方向；切割磁感线；电；磁场方向；电源。
【解析】（1）[1]在“探究感应电流产生的条件”实验中，AB棒会产生感应电流，材料是导体，故可能是铝。
（2）[2]当灵敏电流表指针发生偏转时有感应电流产生，指针不发生偏转时没有感应电流产生，指针可以左偏或右偏，可以通过指针偏转的方向判断电流方向。
（3）[3][4]根据实验现象，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中才有感应电流产生，此过程是机械能转化为电能。
（4）[5]由于感应电流的方向与导体的运动方向和磁场方向有关，保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，根据控制变量法，是为了探究感应电流方向与磁场方向的关系。
（5）[6]利用磁场对电流的作用这一原理来工作的主要是电动机，若将此装置中灵敏电流计换成电源，可进一步探究电动机的工作原理。
24．（8分）探究“电流与电阻的关系”时，可供实验器材有：三节新的干电池（电压为4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω 2A”字样）、定值电阻5个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω），开关一个，导线若干。小静等同学设计了如图甲所示的电路图：
（1）请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整，要求：滑片向右移动时电阻变大。
（2）闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，并接近电源电压，则故障原因是： 。
（3）排除故障后，将定值电阻由5Ω更换为10Ω时，应向 （选填“左”或“右”）适当调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变。
（4）图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I﹣R图像，其中阴影部分面积表示的物理量是 ，其数值为 。
（5）实验中，在接入50Ω的定值电阻后，小静同学无论怎样移动滑片，都不能使电压表示数达到原来的数值，为了能完成这次实验，小静采取的措施可行的是 。（多选）
A.调高电源电压
B.更换一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器
C.再串联一个10Ω的电阻
D.将电压表改接到滑动变阻器两端
（6）如图图像中能大致反应本实验中各物理量之间关系的是 。
【答案】（1）见解答图；（2）定值电阻断路；（3）右；（4）电阻两端的电压；3V；（5）BC；（6）C。
【解析】（1）滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中，按照甲电路图知滑动变阻器接左下接线柱，如下图所示：
（2）若电流表没有示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源相连，所以故障为与电压表并联的定值电阻断路；
（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；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，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，所以滑片应向右端移动，使电压表示数恢复到原来的值；
（4）根据画出I﹣R图象（如图乙）知，图中阴影面积为长方形，其面积等于IR，由欧姆定律得，U＝IR，阴影面积表示的物理量是电阻两端的电压，其数值为U＝IR＝0.6A×5Ω＝3V；
（5）A、设电源电压为U，定值电阻两端的电压为UV，当接入50Ω的定值电阻时，则＝，即＝，解得电源电压为：U＝4.2V，所以降低电源电压可以完成这次实验，故A错误；
BC、为了能完成这次实验，滑动变阻器的最小电阻为：＝，即＝，
解得滑动变阻器的最大电阻为：R滑大＝25Ω，所以更换一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器可以完成这次实验，故B正确；
再串联一个电阻的阻值可以为：30Ω﹣20Ω＝10Ω，故C正确；
D.将电压表改接到滑动变阻器两端，不能改变电阻的分压作用，无论怎样移动滑片，都不能使电压表示数达到原来的数值，所以不能完成这次实验，故D错误；故选：BC；
（6）A、因电压表示数不变，即电流与R之积为一定值，故电流随R的变化关系为反比例函数，故A错误；
B、换用不同的电阻时，电压表示数不变，故B错误；
C、定值电阻的电压为2V，变阻器的电压为1V，由分压原理，变阻器与R的比值为1：2，故变阻器连入电路的电阻与R的关系为一过原点的直线，故C正确；
D、根据P＝UI＝，定值电阻的功率：PR＝＝，即电阻的电功率与R之积为一定值，电阻的电功率随R变化关系为反比例函数，故D错误。故选：C。
故答案为：（1）见解答图；（2）定值电阻断路；（3）右；（4）电阻两端的电压；3V；（5）BC；（6）C。
五、综合题（4小题，共28分）
25．（6分）小明家有一台额定电压为220V的加湿器，说明书上的电路图为图甲。R1、R2为发热电阻，且R2＝3R1，S为旋转型开关。1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的转换（低挡为小功率加热，高挡为大功率加热），其高挡功率为440W。
（1）求高挡工作时，电路中的电流；
（2）求加湿器处于低挡时的电功率；
（3）加湿器的P﹣t关系如图乙所示，加湿器工作30分钟消耗的电能为多少？
【解析】（1）已知加湿器的高挡功率为440W，由P＝UI可知，高挡工作时，电路中的电流：I＝＝＝2A；
（2）由电路图可知，当旋转开关接3、4触点时，电路为R1的简单电路，此时电路的总电阻最小，由P＝UI＝可知，电源的电压一定时，电路的总功率最大，加湿器处于高挡，
由P＝UI＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝110Ω，
因R2＝3R1，所以R2的阻值：R2＝3R1＝3×110Ω＝330Ω，
旋转开关接2、3触点时，R1与R2串联，此时电路的总电阻最大，由P＝UI＝可知，电源的电压一定时，电路的总功率最小，加湿器处于低挡，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以此时电路的总电阻：
所以，R＝R1+R2＝110Ω+330Ω＝440Ω，
则加湿器处于低挡时的电功率：P低挡＝＝＝110W；
（3）由图乙可知，加湿器工作30min内，高挡工作的时间为10min，低挡工作的时间为20min，
由P＝可得，加湿器工作30分钟消耗的电能：W＝P高t高+P低t低＝440W×10×60s+110W×20×60s＝3.96×105J。
答：（1）高挡工作时，电路中的电流为2A；（2）加湿器处于低挡时的电功率为110W；（3）加湿器工作30分钟消耗的电能为3.96×105J。
26．（7分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡L的规格为“6V，3.6W”（灯丝电阻不随温度变化），滑动变阻器R标有“50Ω，1A”字样，电压表量程为0～15V。求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少；
（2）若电源电压为15V，当R取最大值时，求电路总功率；
（3）若将灯泡换成等阻值的定值电阻，闭合开关S后，将滑动变阻器R的滑片P从距左端三分之一处移动到最右端的过程中，发现电表示数均不小于所选量程最大值的三分之一，且保证电路安全，求电源电压U的取值范围。
【解析】由电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流。
（1）根据P＝可得小灯泡正常发光时的电阻为：RL＝＝＝10Ω；
（2）当R取最大值时，则电路中的总电阻R总＝R+RL＝50Ω+10Ω＝60Ω，
则电路总功率：P总＝＝＝3.75W；
（3）将滑动变阻器R2的滑片P从距左端三分之一处向右端移动的过程中，电表示数均不小于三分之一，
所以，由滑动变阻器的规格可知，电流表的量程为0～0.6A，电路中电流的变化范围为0.2A～0.6A，
当电路中的电流为0.2A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电源的电压：U＝I（R1+R2）＝0.2A×（10Ω+50Ω）＝12V，
当电路中的电流为0.6A时，滑动变阻器接入电路中的电阻为Ω，
此时电源的电压：U＝I（R1+R2′）＝0.6A×（10Ω+Ω）＝16V，
所以，电源的电压范围为12V～16V；
由电压表的量程为0～15V可知，电压表示数的变化范围为5V～15V，
当电压表的示数为5V时，滑动变阻器接入电路中的电阻为Ω，
此时电源的电压：U′＝×（R1+R2）＝×（10Ω+Ω）＝8V，
当电压表的示数为15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻为50Ω，
此时电源的电压：U′＝×（R1+R2）＝×（10Ω+50Ω）＝18V，
所以，电源的电压范围为8V～18V；
因电流表、电压表能同时偏转相同的角度，
所以，电源的电压范围为12V～16V。
答：（1）小灯泡正常发光时的电阻是10Ω；（2）若电源电压为15V，当R取最大值时，电路总功率为3.75W；（3）电源电压U的取值范围为12V～16V。
27.（8分）有一功率为92kW、热机效率为20%的汽车正在一平直的公路上行驶，此时油箱中仅剩下10kg的汽油，汽车以72km/h的速度向前匀速沿直线行驶，问：
（1）汽车运行过程中，若汽缸内汽油燃烧不充分时，排气管会冒“黑烟”，此时汽油的热值 ，汽油机的效率将 。（两空均选填“变大”“不变”或“变小”）
（2）完全燃烧10kg的汽油能放出多少热量 ？（q汽油＝4.6×107J/kg）
（3）汽车还可以前进多远 ？
（4）完全燃烧10kg的汽油放出的热量用来加热质量2000kg初温为5℃的水，能使水温升到多少℃ ？[结果保留到整数位，不考虑能量损失，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】不变；变小；4.6×108J；20km；16。
【解析】（1）[1]热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，所以若汽缸内汽油燃烧不充分时，排气管会冒“黑烟”，此时汽油的热值不变。
[2]汽油燃烧不充分时，汽油机能做的有用功将减少，而燃烧完全燃烧放出的热量不变，根据可知，汽油机的效率将变小。
（2）[3]完全燃烧10kg的汽油能放出的热量
（3）由可知，汽车所做的有用功
由可知，汽车还能行驶的时间
由可知，汽车还可以前进的路程
（4）不考虑能量损失，水吸收的热量
由可知，水的末温
答：（1）不变；变小；（2）完全燃烧10kg的汽油能放出4.6×108J的热量；（3）汽车还可以前进20km；（4）完全燃烧10kg的汽油放出的热量用来加热质量2000kg初温为5℃的水，能使水温升到16℃。
28．（7分）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、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示。控制电路中，电压U1=3V，定值电阻R0=50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图象如图乙所示；工作电路中，电压U2=220V，R1=836Ω，R2=44Ω。已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
（1）随着温度的升高，热敏电阻的阻值______（选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______（选填“增强”或“减弱”），当温度增大到一定值时，衔铁会跳起；
（2）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流______；
（3）求工作电路在保温状态下的电功率______；
（4）当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率______。
【答案】增大；减弱；0.02A；55W；4.62×105J，84%。
【解析】（1）[1][2]由图可知，随着温度的升高，热敏电阻R阻值变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，当温度增大到一定值时，衔铁会跳起，与触点a连接。
（2）[3]图甲中，定值电阻R0和热敏电阻R串联，水温达到80℃时衔铁会跳起，由图乙可知，热敏电阻R=100Ω，通过电磁铁线圈的电流
（3）[4]衔铁跳起，与触点a连接，电阻R1和R2串联，电路的总电阻最大，由可知电路的总功率最小，处于保温状态，在保温状态下的电功率
（4）[5]水吸收的热量Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(80℃-25℃)=4.62×105J
衔铁与触点b连接，只有电阻R2接入电路，电路的总电阻最小，由可知电路的总功率最大，恒温调奶器处于加热状态，500s内消耗的电能
恒温调奶器的加热效率。次数
AB棒在磁场中的运动情况
是否有感应电流
1
静止
无
2
沿磁场方向运动（不切割磁感线运动）
无
3
切割磁感线运动
有