2022-2023学年河南省郑州市九年级（上）期末物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2022-2023学年河南省郑州市九年级（上）期末物理试卷（含详细答案解析），共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，作图题，实验探究题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1.下列学习用品中，属于绝缘体的是( )
A. 塑料直尺B. 铅笔芯
C. 碳墨水D. 金属圆规
2.关于温度、热量和内能，下列说法正确的是( )
A. 物体吸收了热量，温度一定升高B. 物体内能增加，不一定从外界吸收了热量
C. 0℃的冰没有内能，它的分子也不会运动D. 温度高的物体含有热量多
3.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
4.如图所示，小亮将两只相同的气球在自己的头发上摩擦后，就可以让一只气球在另一只气球上方“跳舞”，以下判断正确的是( )
A. 摩擦时，电子在头发与气球之间发生了转移
B. 上方的气球可能不带电
C. 若把气球靠近头发，气球与头发将互相排斥
D. 两个气球带的是异种电荷
5.如图所示，是小明用三合一充电器给三部手机同时充电的情景。下列说法错误的是( )
A. 这三部手机是并联连接的
B. 手机充电时，手机电池相当于用电器
C. 手机充电时，手机电池将电能转化为化学能
D. 若拔掉其中一部手机，则通过充电器的总电流变大
6.关于家庭电路与安全用电，下列做法中正确的是( )
A. 低压带电体和高压带电体都可以靠近
B. 发现家用电器或电线失火时，必须先切断电源，然后再救火
C. 使用试电笔时，手指应与笔尖接触
D. 发现有人触电后，应立即用手把触电人拉离电线
二、多选题：本大题共2小题，共6分。
7.如图所示电路中，电源电压保持不变。当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列说法正确的是( )
A. 电压表V1示数不变
B. 电压表V2示数变大
C. 电流表A的示数变大
D. 电压表V2与电流表A的示数之比变小
8.如图甲所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，R1、R2的I−U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的( )
A. 图线B是电阻R1的I−U关系图象B. 电源电压为18V
C. R1的阻值是20ΩD. 滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
三、填空题：本大题共6小题，共16分。
9.清晨在采摘橙子时，工人师傅观察到叶片上的几个小露珠靠近时会变成一个大水滴，这说明分子间存在相互作用的______；果园里弥漫着橙子的清香，这是______现象。
10.如图为2022年6月5日神舟十四号发射的场景，液态氢是火箭常用燃料的一种，主要是因为它的______大，火箭发射升空时，燃料燃烧的化学能转化为______能，再转化为火箭的机械能，这个过程中火箭的机械能______(选填“守恒”或“不守恒”)。
11.小明在两只相同的烧杯里分别装入______相等的水和食用油，用相同的电加热器分别给两个烧杯加热如图甲。加热相同的时间，水吸收的热量______(选填“大于”、“小于”或“等于”)食用油吸收的热量，他将实验数据做了记录，并把液体温度与加热时间的关系绘制成如图乙所示的图像，根据图像请你判断：______(选填“a”或“b”)物质是水。
12.如图甲所示电路中，当闭合开关后，两只电压表的指针偏转均如图乙所示，则灯泡L1两端的电压为______ V，灯泡L2两端的电压为______ V，电源电压是______ V。
13.如图甲所示是电阻R和灯泡L的I−U图像，当R两端的电压为0时，R的阻值是______Ω。将电阻R和灯泡L接在图乙电路中，S闭合，电流表示数为0.5A，则电源电压为______ V，此时小灯泡的阻值为______Ω。
14.如图所示，物理学家罗兰曾经做过一个实验，在圆形橡胶盘上注入某种电荷，当橡胶盘沿中心轴高速旋转时，圆盘上方原来静止的小磁针转动了。这个实验现象说明______；请你推断橡胶盘高速旋转时电荷有没有受到小磁针力的作用：______(选填“有”或“没有”)，你推断的依据是______。
四、作图题：本大题共2小题，共6分。
15.根据图中磁感线分布情况，标出条形磁体左端的磁极和电磁铁电源的“+”“-”极。
16.如图甲是宾馆床头柜上开关示意图，图乙是其控制的电路，其中S1为旋钮开关，单独控制台灯的通断和亮度，S2为单独控制电视插座的开关。在图乙中将电路图连接完整，要求符合安全用电原则。
五、实验探究题：本大题共2小题，共16分。
17.小彦探究“通电螺线管外部的磁场分布”。他在硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲纸板，铁肩的排列和小磁针的情况如图所示。请回答下列问题：
(1)由图示情景可判断通电螺线管的右端是______极(选填“N”或“S”)。当小彦改变螺线管中电流的方向时，小磁针的指向也会发生改变，说明通电螺线管磁场的______与电流方向有关；
(2)下列对实验有关现象的分析正确的是______；
A.撒铁屑的目的是为了显示磁场中的磁感线
B.撒铁屑目的是为了显示根本就不存在的磁场
C.铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体，可由铁屑的分布情况判断螺线管的磁场方向
D.根据铁屑的分布情况可知通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场相似
(3)请写出一个增强通电螺线管磁场的方法：______。
18.如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
(1)实验中通过观察______的变化来反映电阻产生热量的多少，下列实验中，也运用了这种实验方法的是______(填序号)；
①探究物质吸热能力跟哪些因素有关
②探究杠杆的平衡条件
(2)乙图中R3与R2并联，R1和R2为5Ω的电阻，但是接入R3时发现没有5Ω电阻了，是否可以用一个10Ω电阻代替处完成实验：______(选填“可以”或“不可以”)；
(3)某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好，你认为可能的原因：______。
六、计算题：本大题共1小题，共10分。
19.图示电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20Ω.当开关S1闭合、S2断开时，电流表示数为0.3A；当开关S1、S2均闭合时，电流表示数变为0.5A.求：
(1)电源电压；
(2)电阻R2的阻值；
(3)当开关S1、S2均闭合时，电路消耗的总功率．
七、综合题：本大题共1小题，共16分。
20.如图甲所示是一款小浣熊电煮锅，可以通过控制开关S实现高、中、低三挡加热，其简化电路图如图乙所示，R1、R2、R3均为电热丝(R1>R2)，已知R1=78Ω，小浣熊电煮锅的部分参数如表，求：
(1)S接1时，电煮锅处于______(选填“高温”“中温”或“低温”)挡；在额定电压下使用中温挡加热时，电路中的电流是______ A。
(2)R2、R3的阻值是多少？
(3)小浣熊电煮锅的低温挡功率是多少？
(4)若不计热量损失，电煮锅在额定电压下使用高温挡加热，2L水从20℃升高到100℃，需要多长时间？[c水=4.2×103J/(kg⋅℃),ρ水=1.0×103kg/m3](结果保留整数)
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：A、塑料直尺的材料是塑料，属于绝缘体，故A正确；
B、铅笔芯的材料是石墨，属于导体，故B错误；
C、碳墨水的材料是水溶液，属于导体，故C错误；
D、金属圆规的材料是金属，属于导体，故D错误。
故选：A。
容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、塑料、玻璃、橡胶、油等；导体和绝缘体没有绝对的界限。
此题考查了导体与绝缘体的概念以及生活中常见的实例；生活中哪些物体为导体，哪些物体为绝缘体，属于识记的内容，比较简单。
2.【答案】B
【解析】解：A、物体吸收热量，温度不一定升高，如晶体熔化时，吸热但温度不变，故A错误；
B、物体内能增加，不一定从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故B正确；
C、一切物体都有内能，0℃的冰也有内能，它的分子也在不停地做无规则运动，故C错误；
D、热量是一个过程量，不能说物体含有热量的多少，故D错误。
故选：B。
(1)物体吸热时温度不一定升高，如晶体熔化；
(2)做功和热传递都可以改变物体的内能；
(3)组成物质的分子一直不停地做无规则运动，一切物体都有内能；
(4)热量是一个过程量，不能用含有、具有来修饰。
本题主要考查了对温度、热量、内能概念的理解，以及各个量之间关系的认识，属热学基础题。
3.【答案】A
【解析】解：
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，气体流入汽缸，是吸气冲程；丙图中排气门开启，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，气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、丙冲程中排出的废气具有内能，故C错误。
故选：A。
(1)(4)内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。根据曲轴的转动方向判断活塞的运行方向，再根据气门的关闭情况就可以确定是哪一个冲程；只有做功冲程把内能转化为机械能，对外提供动力，其它三个冲程靠飞轮的惯性完成；
(2)汽油机在吸气冲程中，吸入的是汽油和空气的混合气体；
(3)任何物体都有内能。
此题考查了内燃机四个冲程及其能量转化，属于基础题目。
4.【答案】A
【解析】解：A.摩擦起电的实质是电荷的转移，故A正确；
BD.两气球带同种电荷相互排斥才能出现“跳舞”现象，故BD错误；
C.气球在自己的头发上摩擦后带了电荷，气球和头发一个失去电子，一个得到电子，带的是异种电荷，若把气球靠近头发，气球与头发将互相吸引，故C错误。
故选：A。
用摩擦的方法可以使物体带电；同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
掌握摩擦起电的实质、现象，并能运用摩擦起电现象解释生活中的问题。
5.【答案】D
【解析】解：A、用三合一充电器给三部手机同时充电时，互不影响，所以它们是并联的，故A正确；
B、给手机充电时，手机消耗电能，转化为化学能存储在电池中，所以手机电池相当于用电器，故B正确；
C、当充电器与手机相连时，充电器相当于该电路的电源，给手机提供电能，在这个过程中，充电器电池中的化学能转化为电能，故C正确；
D、因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，因此，若拔掉其中一部手机，则总电流将变小，故D错误。
故答案为：D。
(1)三部手机在充电时互不影响，所以它们是并联的；
(2)用电器是指消耗电能的元件；
(3)充电器充电的过程中电能转化为化学能，对外供电的过程中化学能转化为电能；
(4)再根据并联电路电流的特点判断电流的大小变化。
此题考查了并联电路的特点和能量转化问题，是一道联系实际的应用题，难度不大。
6.【答案】B
【解析】解：
A、安全用电原则：不靠近高压带电体，不接触低压带电体，故A错误；
B、发现家用电器或电线失火时，必须先切断电源，然后再救火，故B正确；
C、使用试电笔时，手要碰到笔尾的金属，不能碰到笔尖的金属，故C错误；
D、发现有人触电后，绝对不能直接用手拉触电者，应立即切断电源再施救，故D错误。
故选：B。
(1)安全用电原则：不靠近高压带电体，不接触低压带电；
(2)发现家用电器或电线失火时，首先切断电源，再实行救援措施；
(3)试电笔中的氖管发光与否是判断火线和零线的主要依据，发光则为火线，不发光则为零线。但手一定要接触笔尾金属体，笔尖接触被测物体，这样才能和大地连成通路，使电流通过，氖管才有可能发光；
(4)发现有人触电后，应立即切断电源再施救。
本题考查了安全用电的要求。遇到有人发生触电事故，千万不要直接用手去拉触电人，要首先切断电源，然后进行抢救。
7.【答案】CD
【解析】解：由电路图可知，两电阻串联，电压表V1测R2两端的电压，V2测电源的电压，电流表测电路中的电流；
因电源的电压不变，所以电压表V2的示数不变；
当滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小；根据I=UR可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；
根据U=IR可知，R1两端的电压变大；根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知，滑动变阻器两端的电压减小，即压表V1的示数变小，
电压表V2示数不变，电流表示数变大，则电压表V2与电流表A的示数之比变小；
综上所述，CD正确。
故选：CD。
由电路图可知，两电阻串联，电压表V1测R2两端的电压，V2测电源的电压，电流表测电路中的电流；根据滑片的移动确定电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压变化；根据电压表V2、电流表A的示数变化分析其比值的变化。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是滑片移动时接入电路电阻变化的判断和电压表所测电路元件的判断。
8.【答案】ABC
【解析】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，R1两端的电压最大，R2两端的电压为0，
由图象可知，图线A为滑动变阻器R2的I−U关系图象，图线B为电阻R1的I−U图象，故A正确；
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
由I−U图象可知，电路中的最小电流I=0.2A，此时R1两端的电压U1=4V，R2两端的电压U2=14V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源电压：U=U1+U2=14V+4V=18V，故B正确；
由I=UR可得，定值电阻R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值分别为：
R1=U1I=4V0.2A=20Ω，R2=U2I=14V0.2A=70Ω，故C正确、D错误。
故选：ABC。
由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流．
(1)根据电压变化的范围进行判断，定值电阻两端电压不会等于零；
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电阻R1的功率最小，根据图象读出电路中的最小电流和两电阻两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压，根据欧姆定律求出R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值。
本题考查串联电路电流和电压的规律以及滑动变阻器的使用，关键是欧姆定律的应用，要明白电路各个用电器的连接情况，还要会看“I−U”关系图象．在电学中，有些题目的信息是通过图象给出的，所以要会读电路图中的信息和U−I图象中的信息。
9.【答案】引力 扩散
【解析】解：叶片上的露水会在滚动过程中汇合成一滴较大水滴，这说明分子之间存在引力。
果园里弥漫着橙子的清香，这是香味分子扩散到空气中，这种现象说明了分子在不停地做无规则的运动。
故答案为：引力；扩散。
(1)分子间同时存在斥力和引力；
(2)两种物质接触时，分子彼此进入对方的现象叫扩散，扩散表明一切物质的分子都是不停地做无规则运动。
此题主要考查的是分子间的作用力和扩散现象在生活中的运用，结合生活中的实际问题，考查学生应用物理知识解决实际问题的能力。
10.【答案】热值 内 不守恒
【解析】解：(1)由于液态氢的热值较大，因此火箭中，采用液态氢作燃料；
(2)燃料燃烧过程中，将化学能转化为燃气的内能，又将内能转化为火箭的机械能；
(3)火箭发射升空时，燃料燃烧的内能转化为火箭的机械能，因此火箭的机械变大，机械能不守恒。
故答案为：热值；内；不守恒。
液态氢的热值较大，完全燃烧相同质量的液态氢和其他燃料相比，液态氢放出的热量更多；
发射火箭时，燃料燃烧将化学能转化为内能，又将内能转化为火箭的机械能；
燃料燃烧的内能转化为火箭的机械能，火箭的机械变大。
本题考查了对热值热值特性的理解、燃料燃烧过程中的能量转化、机械能的变化分析，属于基础题目。
11.【答案】质量和初温 等于 b
【解析】解：(1)根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，故小明在两只相同的烧杯里分别装入质量相等的水和食用油，考虑到散热因素，故水和食用油的初温应相同；
(2)用相同的电加热器分别给两个烧杯加热如图甲，根据转换法，加热相同的时间，水吸收的热量等于食用油吸收的热量；
(3)根据如图乙液体温度与加热时间的关系知，升高相同的温度，b加热时间长，吸热多，根据比较吸热能力的方法，b物质吸热能力强，比热容大，因水的比热容大，故b物质是水。
故答案为：质量和初温；等于；b。
(1)比较物质吸热能力的2种方法：使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量，吸收热量多的吸热能力强；或使相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；考虑到散热因素，据此分析；
(2)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
(3)根据如图乙液体温度与加热时间的关系，根据比较吸热能力的方法结合转换法分析。
本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法，为热学中的重要实验。
12.【答案】61.57.5
【解析】解：
由电路图可知：电灯L1、L2串联，电压表V2测电源电压，电压表V1测L2两端的电压。
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电压表V2的示数应大于V1的示数；
而两个电压表指针偏转相同，所以电压表V2的量程是0∼15V，分度值为0.5V，示数为7.5V，即电源电压U=7.5V；
电压表V1的量程是0∼3V，分度值为0.1V，示数1.5V，即L2两端的电压U2=1.5V，
由串联电路的特点可知：L1两端的电压U1=U−U2=7.5V−1.5V=6V。
故答案为：6；1.5；7.5。
由电路图分析电路的连接方式和电压表的作用，根据电路的电压特点确定电压表的量程并读数从而得到两灯电压的大小。
本题考查串联电路的电压特点的理解和应用，解题的关键是正确分析电路，确定两电压表的量程。
13.【答案】10 7 4
【解析】解：(1)根据图象可知，R为定值电阻，由I=UR可得电阻R的阻值：R=URIR=6V0.6A=10Ω；
(2)由电路图可知，电阻R和灯泡L串联，电流表测电路中的电流，
串联电路中各处的电流相等，由图象可知，当电流I=0.5A时，UL=2V，UR=5V，
则电源电压：U=UL+UR=2V+5V=7V；
此时灯泡的电阻RL=ULI=2V0.5A=4Ω。
故答案为：10；7；4。
由图示图象可知，R的电流与电压成正比，即R为定值电阻，根据图像得出电阻两端电压与对应的电流，然后由欧姆定律求出电阻阻值；
由图示图象求出电流对应的电阻与灯泡两端电压，然后由串联电路特点求出电源电压，根据欧姆定律得出灯泡的电阻。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律公式的应用，关键是能从图象中得出正确的信息。
14.【答案】电流的周围存在磁场 有 由于力的作用是相互的，电流产生的磁场对小磁针产生力的作用的同时，小磁针对高速旋转时的电荷也有力的作用
【解析】解：当橡胶盘沿中心轴高速旋转时，橡胶盘上注入的某种电荷沿一定方向运动，所以会形成电流；
由奥斯特实验知，电流周围存在磁场，所以小磁针在电流周围磁场的作用下转动；
由于力的作用是相互的，电流产生的磁场对小磁针产生力的作用的同时，小磁针对高速旋转时的电荷也有力的作用。
故答案为：电流的周围存在磁场；有；由于力的作用是相互的，电流产生的磁场对小磁针产生力的作用的同时，小磁针对高速旋转时的电荷也有力的作用。
电荷的定向移动形成电流，电流的周围存在磁场；磁场对放入其中的磁体有力的作用；物体间力的作用是相互的。
此题综合性较强，涉及的知识点较多，考查我们对知识的整合及应用能力。
15.【答案】解：磁体外部的磁感线都是从N极出来的，所以条形磁体的左端为N极，电磁铁的右端是N极，其左端为S极；
根据安培定则可知，电流从电磁铁的左端流入、右端流出，所以电源的左端是正极，右端是负极。如图所示：

【解析】根据磁体周围的磁感线从N极出来回到S极，判断电磁铁和条形磁体的极性；由电磁铁的磁极，根据安培定则判断电流方向，最后根据电源外部的电流方向可判断电源的正负极。
本题考查了磁体周围的磁感线、安培定则的应用，属于常考题，难度不大。
16.【答案】解：火线先进台灯的开关，然后变阻器与灯泡串联，而零线直接接在灯泡上；开关S2应与插座串联，开关S2接在火线上，电视插座的上端直接接在零线上。如图所示：

【解析】灯泡的接法：火线首先过开关，再接入灯泡，零线直接接入灯泡；S2为单独控制电视插座的开关，则S2应与电视插座串联；
本题考查了家庭电路的连接，要掌握灯泡、开关、插座的接法，掌握安全用电的原则。
17.【答案】N 方向 D 增大通电螺线管中的电流
【解析】解：(1)图中右侧小磁针的右端为N极，左端为S极，由磁极间的相互作用规律可知，螺线管的右端相当于条形磁铁的N极；
改变螺线管中的电流方向时，小磁针的指向会改变，说明通电螺线管外部磁场方向与电流的方向有关；
(2)AB、磁体周围始终存在磁场，借助细铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点，但不是将原来不存在的磁场显示出来，故AB错误；
C、铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体，可以显示磁场的分布，但不能判断螺线管的磁场方向，故C错误；
D、根据铁屑的分布情况可知通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场是相似的，故D正确；
故选：D；
(3)想增强通电螺线管的磁场，可以增大螺线管中的电流、增加线圈匝数。
故答案为：(1)N；方向；(2)D；(3)增大通电螺线管中的电流。
(1)根据磁极间的相互作用规律判断通电螺线管的N极和S极；通电螺线管的磁场方向和电流方向有关；
(2)在磁体周围空间存在一种特殊的物质，这种物质能对放入其中的磁体产生力的作用，这就是磁场；铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体，可以显示磁场的分布；
(3)影响通电螺线管磁性强弱的因素：螺线管中的电流大小、线圈匝数的多少。
本题考查了磁极间的相互作用规律、通电螺线管的磁场大小和方向，难度不大。
18.【答案】U形管中液面高度差 ① 可以 电阻R3断路
【解析】解：(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，根据转换法，实验中通过观察U形管液面高度的变化来反映电阻产生热量的多少；
①探究物体吸热能力跟那些因素有关的实验中，通过温度计示数的变化反映物质吸热能力的大小，这用到了转换法，故①符合题意；
②探究杠杆的平衡条件多次实验找普遍规律，没有采用转换法，故②不符合题意；
(2)乙图中R3与R2并联，R1和R2为5Ω的电阻，接入R3时发现没有5Ω电阻了，若用一个10Ω电阻代替，根据并联电路的电流规律可知，通过R1和R2的电流不相等，所以可以完成实验探究；
(3)某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，说明左右两侧产生的热量相同，因为R1=R2，且R1和R2产生的热量相同，说明R3中没有电流，故可能电阻R3断路了。
故答案为：(1)U形管中液面高度差； ①；(2)可以；(3)电阻R3断路。
(1)电阻丝产生的热量不易直接观察，可给等质量的气体加热，气体吸热越多，气体膨胀程度越大，U形管内的液面高度差越大，采用了转换法；逐一分析每个选项，找出符合题意的答案；
(2)探究电流通过导体时产生的热量与电流的关系时，需要控制电阻和通电时间相同，电流的大小不同；
(3)根据液面上升高度相同分析出左右两侧产生的热量相同，进而分析左右两侧U形管液面上升高度相同的原因。
本题研究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”，考查控制变量法和转换法的运用、串联电路电流的规律、反常现象的分析，综合性较强。
19.【答案】解：(1)当开关S1闭合、S2断开时，电路为R1的简单电路，
电源的电压U=I1R1=0.3A×20Ω=6V；
(2)当开关S1、S2均闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电流规律可知，通过电阻R2的电流
I2=I−I1=0.5A−0.3A=0.2A，
R2=UI2=6V0.2A=30Ω；
(3)当开关S1、S2均闭合时，电路消耗的总功率，
P=UI=6V×0.5A=3W.
答：(1)电源电压为6V；
(2)电阻R2的阻值为30Ω；
(3)当开关S1、S2均闭合时，电路消耗的总功率为3W.
【解析】(1)当开关S1闭合、S2断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；
(2)当开关S1、S2均闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流；根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流，根据欧姆定律求出电阻R2的阻值；
(3)根据P=UI求出当开关S1、S2均闭合时，电路消耗的总功率．
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活运用，关键是开关闭合前后电路连接的判断，是一道难度不大的计算题．
20.【答案】高温 4
【解析】解：(1)当S接1时，为R3的简单电路，当S接2时，R2、R3串联；S接3时，R1、R3串联；
根据串联电阻大于其中任一电阻，故S接1时，为R3的简单电路，电路中的电阻最小，根据P=U2R可知，此时电路的功率最大，为高温挡(即S接1时为高温挡)；
又R1>R2，故当S接2时，R2、R3串联，电路的总电阻较小，根据P=U2R可知，此时电路的功率较大，为中温挡，即S接2时为中温挡，
则S接3时，R1、R3串联，为低温挡；
由表格参数可知，中温挡的功率P中=880W，
由P=UI可知，在额定电压下使用中温挡加热时，电路中的电流：I=P中U=880W220V=4A；
(2)由表格参数可知，高温挡的功率P高=2200W，
由P=U2R可知，R3的阻值：R3=U2P高=(220V)22200W=22Ω；
R2、R3串联的总电阻：R=U2P中=(220V)2880W=55Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2=R−R3=55Ω−22Ω=33Ω；
(3)S接3时，R1、R3串联，为低温挡，小浣熊电煮锅的低温挡功率：P低=U2R1+R3=(220V)222Ω+78Ω=484W；
(4)水的体积：V=2L=2dm3=2×10−3m3，
由ρ=mV可知，水的质量：m=ρ水V=1.0×103kg/m3×2×10−3m3=2kg
水吸收的热量：Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(100℃−20℃)=6.72×105J，
不计热量损失，消耗的电能：W=Q吸=6.72×105J，
由P=Wt可知，加热时间：t′=WP高=6.72×105J2200W≈305s。
故答案为：(1)高温；4；
(2)R2的阻值是33Ω；R3的阻值是22Ω；
(3)小浣熊电煮锅的低温挡功率是484W；
(4)若不计热量损失，电煮锅在额定电压下使用高温挡加热，2L水从20℃升高到100℃，需要305s。
(1)当S接1时，为R3的简单电路，当S接2时，R2、R3串联；S接3时，R1、R3串联；根据串联电路的电阻特点和P=U2R可知高温挡、中温挡和低温挡的电路连接；由表格参数可知中温挡的功率，利用P=UI求出在额定电压下使用中温挡加热时，电路中的电流；
(2)由表格参数可知高温挡的功率，利用P=U2R求出R3的阻值；根据中温挡功率和P=U2R求出R2、R3的串联总电阻，根据串联电路的电阻特点求出R2的电阻；
(3)S接3时，R1、R3串联，为低温挡，利用P=U2R求出小浣熊电煮锅的低温挡功率；
(4)利用密度公式求出2L水的质量，利用Q吸=cm(t−t0)求出水吸收的热量，不计热量损失，消耗的电能等于水吸收的热量，利用P=Wt求出加热时间。
本题是一道电热综合题，考查了串联电路的特点、电功率公式、密度公式以及吸热公式综合应用，判断出加热杯处于不同状态时电路的连接方式是关键。额定电压
220V
高温挡功率
2200W
中温挡功率
880W
低温挡功率
容量
2L