2022-2023学年重庆市江津区九年级（上）期末物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2022-2023学年重庆市江津区九年级（上）期末物理试卷（含详细答案解析），共22页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.下列数据中最接近实际的是( )
A. 人体电阻约为1ΩB. 家庭电路的电压为380V
C. 家用电饭锅工作电流约为5AD. 液晶电视机的电功率约为10W
2.下列说法中正确的是( )
A. 水凝固成冰后比热容不变
B. 做功和热传递是改变物体内能的两种方式
C. 大雪飘飘说明分子在不停地做无规则运动
D. 热机使用的燃料热值越大，热机的效率就越高
3.取两个相同的验电器A和B，使A带正电，B不带电。如图所示，用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来，观察到A的金属箔张开角度减小，B金属箔由闭合变为张开。下列说法正确的是( )
A. 两金属箔片能够张开是因为带上了同种电荷
B. 金属杆是导体，容易导电的原因是其内部有可以自由移动的原子核
C. B验电器的金属箔带上正电荷的原因是：A的电子转移给了B
D. 实验中金属杆和金属球接触的一瞬间，金属杆中电流方向是从B流向A
4.如图所示，开关S1、S2、S3均处于断开状态，若要使灯L和电铃并联，应闭合开关( )
A. S1、S3
B. S2、S3
C. S2
D. S1、S2、S3
5.现代智能手机通常支持密码、指纹、人脸等多种解锁方式，任选一种方式解锁成功后即可正常使用手机。在如图所示的模拟电路中，S1表示密码解锁开关，S2表示指纹解锁开关，S3表示人脸解锁开关，灯泡L发光表示手机解锁成功，则以下电路图能实现上述功能的是( )
A. B.
C. D.
6.关于如图所示的实验，下列说法正确的是( )
A. 图甲中，分子热运动与内能有关，内能越大，分子热运动越剧烈
B. 图乙中，试管内的水沸腾后，水蒸气将软木塞推出，水蒸气的内能增加
C. 图丙中，压紧的两铅块，下面悬挂钩码而不分开，说明分子间存在引力
D. 图丁中，按压活塞对空气做功，硝化棉燃烧，与汽油机做功冲程的能量转化相同
7.如图所示，两只灯泡L1和L2上分别标有“16V，16W”和“8V，4W”字样，假设两灯灯丝电阻不随温度变化。将L1和L2串联后接在电压可在8∼16V之间调节的电源上，闭合开关S，下列说法正确的是( )
A. 灯L1两端的电压大于灯L2两端的电压
B. 当电源电压调节到16V时，灯泡L2正常发光
C. 在调节电源电压的过程中，灯L1始终比灯L2暗
D. 在调节电源电压的过程中，两灯的功率变化量不相同
8.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，下列说法不正确的是( )
A. R1的阻值为10Ω
B. 变阻器R2的最大阻值为20Ω
C. 该过程中变阻器R2的电功率先增大后减小
D. 电流表示数为0.2A时，R1、R2消耗功率之比P1：P2=1：2
二、填空题：本大题共5小题，共10分。
9.李白在《望庐山瀑布》中写道：“日照香炉生紫烟”，这是通过______(选填“做功”或“热传递”)的方式来改变“香炉”的内能。一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速为3600r/min，则在1s内该汽油机对外做功______次。
10.小明家电能表上个月底表盘数字如图甲所示，这个月底表盘数字如图乙所示，他家本月用电______kW⋅h。他断开其它用电器，只让电水壶工作，发现在10min内该电能表转盘转了600转，则该电水壶的实际功率为______ W。
11.把额定功率相同但额定电压不同的小灯泡L1和L2串联后接在同一电路中且两灯都发光(不考虑灯丝电阻的变化)，通过小灯泡L1和L2的电流I1______I2；若灯L1比L2亮，则小灯泡L1和L2的的额定电压U1______U2(两空均选填“>”、“=”或“<”)。
12.如图所示的电路中，小明制作了一个可显示拉力大小的拉力器，R0为一个定值电阻。闭合S，对拉环施加水平向右的拉力的过程中，电压表的示数______，电流表的示数______(两空均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
13.如图所示的电路中，电源电压恒定，小灯泡L标有“6V，4.8W”，不考虑灯丝电阻的变化，电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω，0.5A”。只闭合S1，将R2的滑片P置于最左端时灯L正常发光，则电源电压为______ V。只闭合S2，当滑片P置于最右端，10s内电路消耗的总电能为______ J。
三、作图题：本大题共2小题，共2分。
14.在如图所示的电路中的〇内填上适当的电表符号，使开关闭合S后，小灯泡L1和L2均能正常发光。
15.如图所示的油量表由电压表改装而成，请将电压表连入电路，使油量减少时电压表示数减小。
四、实验探究题：本大题共3小题，共22分。
16.小明用图甲所示装置比较食用油和水的吸热本领。
(1)加热前，在一个烧杯里倒入180mL的水，为了满足实验要求，需要在另一个相同烧杯里装入______ mL的食物油(ρ水=1.0g/cm3,ρ食用油=0.9g/cm3)，这是由于本实验需要采用______法进行探究。
(2)用两个规格相同的电加热器来加热食用油和水，每隔1min记录一次温度，将记录的数据绘制成了如图乙所示的图象。分析图象可知，______是食用油(选填“a”或“b”)，食用油的吸热本领比水______(选填“大”或“小”)。
(3)下列事实能用上述实验结论解释的是______(选填字母)。
A.食用油比水难蒸发
B.食用油能漂浮在水面上
C.食用油能把食物炸黄，而水不能
D.同样情况下，食用油升温比水快
(4)小明用两个规格相同的电加热器又做了一次实验，得到如图丙所示的图像。若c物质在OB段吸收的热量为Qc，d物质在AB段吸收的热量为Qd，则Qc______Qd(选填“>”“<”“=”)。
17.小明探究“电流与电压、电阻的关系”，使用的实验器材有：电压为6V的电源，电流表、电压表各一个，开关一个，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个，“20Ω，1A”的滑动变阻器一个，导线若干。
(1)用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整(要求：向右移动滑片时，电路中的电流变小，且导线不能交叉)。
(2)电路连接正确后，将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大端，用开关进行“试触”时，发现电流表没有示数，电压表示数始终接近电源电压，接下来小明应该做的是______(选填字母)。
A.将电压表由大量程换成小量程
B.检查电流表的正负接线柱是否接反
C.检查定值电阻两接线柱是否接触好
D.检查滑动变阻器的接线柱是否松动
(3)在探究电流与电压的关系时，小明所测得的几组电流、电压值如表1所示。根据表1数据可得到结论：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压______。此实验中不能用小灯泡代替定值电阻进行探究，理由是______。
表1：
表2：
(4)探究电流与电阻的关系时，所测得的几组电流、电阻值如表2所示。
①由于操作不当，导致一组数据存在错误，请判断产生实验数据错误的原因是______。
②纠正错误以后，小明用30Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验，发现实验无法完成，为完成第4次实验，小明提出了下列解决方案，其中正确的是______(选填字母)。
A.换成电压为5V的电源
B.将电压表的量程换为0∼15V
C.将定值电阻两端的电压调为4.5V
D.换用规格为“25Ω，1A”的滑动变阻器
(5)如图乙所示A、B两图中能正确反映电流和电阻关系的图像是______(选填“A”或“B”)。
(6)实验中需要不断更换定值电阻，操作比较麻烦，可以改进为使用______(选填“电阻箱”或“滑动变阻器”)来代替定值电阻。
18.小明按照图甲所示的电路图测量小灯泡在不同电压下的电功率。已知小灯泡的额定电压为2.5V、电源电压恒为4.5V、滑动变阻器R1“20Ω，1A”、R2“50Ω，1A”、R3“100Ω，0.1A”。
(1)测量小灯泡电功率的实验原理是______(用公式表示)。
(2)在甲电路图中，小明闭合开关，移动滑片，电压表示数为2V，若要灯泡正常发光，则应向______(选填“A”或“B”)端移动滑片。当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.3A，小灯泡的额定功率为______ W。
(3)小明测量出了灯泡在不同电压下对应的电流，并把测得的数据填写在表中。根据表中数据可知，小明选择的滑动变阻器是______(选填“R1”、“R2”或“R3”)。
(4)小明根据表格中的数据描绘出小灯泡中的电流随它两端电压变化的图象如图乙所示，其中正确的是______(选填“①”、“②”或“③”)。
(5)若小灯泡的额定功率P0与某次工作时的实际功率P1满足P0=4P1，则以下关于额定电压U0与实际电压U1的数值关系，最有可能的是______(选填字母)。
A.U0=1.5U1
B.U0=2U1
C.U0=3U1
(6)对实验现象进一步分析可知：小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮。但小明发现：标有“220V，9W”的LED灯与标有“220V，60W”的普通白炽灯都正常发光时，亮度几乎相当。造成这一现象的原因可能是______(选填字母)。
A.两灯的实际功率相同
B.相同时间内，电流通过两灯做功不同
C.两灯将电能转化为光能的效率不同
(7)完成实验后，小明还想测量某一定值电阻Rx的阻值，用Rx替换了小灯泡，同时还发现电压表损坏，于是用如图丙所示的电路完成了实验，已知滑动变阻器的最大阻值为R0，他的实验步骤：
①闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至最右端，读出电流表示数为I1；
②将滑动变阻器的滑片移至最左端，读出电流表示数为l2；
则电阻Rx=______(用I1、I2、R0表示)。
五、计算题：本大题共3小题，共22分。
19.随着经济的发展，汽车已进入了普通百姓的家庭。求：
(1)若平均一辆汽车全年耗油1t，则一辆汽车全年消耗的汽油完全燃烧能释放多少热量(q汽油=4.6×107J/kg)？
(2)若这些热量全部由额定功率为1000W的电加热器来提供且无热量损失，则需要电加热器正常通电多长时间？
20.小明家有一台电火锅，其内部电路如图所示，加热装置由电阻丝R1和R2组成，通过控制两开关的开闭实现高温、中温、低温三挡的调节。如表是电火锅正常工作一次的数据，其中选用高温挡将水烧开，中温挡煮食物，最后选用低温挡保温[水的比热容为c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]。求：
(1)R1的阻值是多少？
(2)此次电火锅工作12min消耗的电能是多少？
(3)用电火锅高温挡在额定电压下烧水5min，电热丝产生热量的90%被水吸收，在1个标准大气压下，能使1kg初温为20℃的水温度升高到多少(结果保留整数)？
21.如图所示的电路中，电源电压为4.5V且保持不变，电阻R1=5Ω，滑动变阻器R2的最大值为20Ω，电流表量程为0∼0.6A，电压表量程为0∼3V。为保证电路安全，求：
(1)滑动变阻器连入电路的阻值范围是多少？
(2)电压表示数的最小值是多少？
(3)电阻R1的电功率最小值和滑动变阻器R2的电功率最大值分别是多少？
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A、人体的电阻较大，约为2000Ω，故A不符合实际；
B、不同国家的生活用电电压可能不同，我国家庭电路的电压为220V，故B不符合题意；
C、家用电饭锅的功率在1000W左右，工作电流约为I=PU=1000W220V≈5A，故C 符合题意。
D、液晶电视机正常工作的电流约0.45A，其功率约为P=UI=220V×0.45A≈100W，故B符合题意；
故选：C。
不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断不符合实际的是哪一个。
此题考查对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出符合实际的选项即可。
2.【答案】B
【解析】解：A、比热容的大小与状态有关；水凝固成冰后，比热容变小，故A错误；
B、改变物体内能的方式有做功和热传递两种，故B正确；
C、大雪飘飘属于机械运动，不能说明分子在不停地做无规则运动，故C错误；
D、热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，与燃料的热值无关，故D错误。
故选：B。
(1)比热容的大小与状态有关；
(2)改变物体内能的方式：做功、热传递；
(3)分子运动是看不见的，在不知不觉中发生了变化，一般通过气味、颜色的变化反映出来，分子运动属于扩散现象；
(4)热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率，在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高。
本题考查了热机效率、分子运动、物体内能的改变和比热容的概念等知识的了解和掌握，是一道基础题。
3.【答案】A
【解析】解：A.验电器A的两金属箔片能够张开，是因为两箔片带上了同种电荷，同种电荷相互排斥而张开，故A正确；
B.金属杆是导体，容易导电的原因是其内部有可以自由移动的自由电子，故B错误；
CD.金属杆和金属球接触的一瞬间，B验电器上的负电荷转移到A验电器，验电器B中的金属箔片带上了正电荷，金属杆中电流方向是自A流向B，故CD错误。
故选：A。
(1)电荷间的作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；
(2)容易导电的物体叫导体，金属导体容易导电的原因是其内部有大量的可以自由移动的电子；
(3)电荷的定向移动形成电流。正电荷定向移动的方向是电流的方向，自由电子的定向移动方向与电流方向相反。
知道导体容易导电的原因、理解电荷间的作用规律、明确电荷的转移情况以及电流方向的规定，可解答此题。
4.【答案】A
【解析】解：由图可知，若要使灯L和电铃并联，应只闭合开关S1、S3，断开S2。
故选：A。
串联电路中，电流只有一条路径，并联电路中，电流有多条路径。结合图中的情形，可判断开关的闭合情况。
了解串、并联电路的特点，会根据电路图判断电路的连接情况，是解答的关键。
5.【答案】D
【解析】解：
由题意可知，密码解锁开关S1、指纹解锁开关S2、人脸解锁开关S3，都可以解锁手机，都能使灯泡L发光，说明三个开关可以独立工作，互不影响，即为并联，灯泡在干路上，由各选项电路图知，D符合要求。
故选：D。
由题意分析三个开关的连接方式、灯泡的连接方式，然后选出正确的电路图。
本题考查电路的设计，掌握好串联和并联电路特点，正确分析开关的连接方式是关键。
6.【答案】C
【解析】解：A、图甲中，分子热运动与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈，故A错误；
B、试管内的水沸腾后，水蒸气将软木塞推出，自身的内能减少，温度降低，故B错误；
C、压紧的两铅块，下面悬挂钩码而不分开，说明分子间存在引力，故C正确；
D、当活塞迅速压下去时，活塞对气体做功，使气体的内能增大，温度升高，达到棉花的着火点，因此棉花燃烧起来，机械能转化为内能，与汽油机压缩冲程的能量转化相同，故D错误。
故选：C。
(1)物体的温度越高，组成物体的分子运动越快；
(2)做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小；
(3)分子间存在着相互作用的引力和斥力。
本题考查了分子动理论的知识以及做功改变物体内能，是一道综合性较强的题目，但总体难度不大，掌握基础知识即可正确解题。
7.【答案】B
【解析】解：由P=U2R可得，两灯泡的电阻分别为：
R1=U12P1=(16V)216W=16Ω，R2=U22P2=(8V)24W=16Ω；
A、两灯泡串联，通过灯L1的电流等于通过灯L2的电流，由U=IR可知，灯L1两端的电压等于灯L2两端的电压，故A错误；
B、当电源电压调节到16V时，两灯泡的电阻相同，分得的电压相同，所以两灯泡分得的电压都为8V，所以灯泡L1不能正常发光，灯泡L2正常发光，故B正确；
C、在调节电源电压的过程中，由P=I2R可知，两灯泡的实际功率相等，两灯泡一样亮，故C错误；
D、两灯泡串联，在调节电源电压的过程中，通过两灯泡的电流变化相同，两灯泡电阻相同，由P=I2R可知，灯泡功率的变化量相同，故D错误。
故选：B。
(1)知道两灯泡的额定电压和额定功率，根据P=U2R求出两灯泡的电阻；串联电路电流处处相等，由U=IR可得两灯泡两端的电压关系；
(2)当电源电压调节到16V时，根据两灯泡电阻的关系和串联电路的分压作用，并与灯泡的额定电压相比，判断出灯泡是否正常发光；
(3)根据串联电路的电流特点和P=I2R得出两灯泡实际功率之间的关系，再根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小比较两灯泡的亮暗；
(4)根据串联电路特点与P=I2R分析两灯的功率变化量。
本题考查了串联电路的电流特点和电压特点以及欧姆定律、电功率公式的应用，关键是知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。
8.【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；
A、根据图象可知：电阻R1两端电压U1=1V时电流I1=0.1A，
由欧姆定律可得，定值电阻R1=U1I1=1V0.1A=10Ω；故A正确；
B、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−1V=2V，
所以由欧姆定律可得，R2=U2I1=2V0.1A=20Ω；故B正确；
C、滑动变阻器的电功率P滑=I2R2=(UR1+R2)2×R2=U2R2(R1−R2)2+4R1R2=U2(R1−R2)2R2+4R1，
当R2=R1=10Ω时，滑动变阻器的功率最大，故该过程中变阻器R2的电功率先增大后减小，故C正确；
D、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=U1′I′U2′I′=U1′U2′=2V1V=21，故D错误。
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)根据P滑=I2R2=(UR1+R2)2×R2=U2R2(R1−R2)2+4R1R2=U2(R1−R2)2R2+4R1，分析滑动变阻器的电功率的变化情况；
(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。
9.【答案】热传递 30
【解析】解：“香炉”吸收太阳的热量，内能增加，温度升高，这是通过热传递的方式来改变“香炉”的内能；
单缸四冲程汽油机飞轮的转速为3600r/min=60r/s，即汽油机飞轮每秒转60圈，
由于四冲程汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以在1s内该汽油机对外做功30次。
故答案为：热传递；30。
(1)做功和热传递都可以改变物体的内能；
(2)四冲程汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次。
本题考查改变物体内能的方式以及热机的有关计算，是一道基础题。
10.【答案】100 10
【解析】解：
(1)由甲图可知，上个月底电能表示数W1=1212.5kW⋅h，由图乙可知，本月底电能表示数W2=1312.5kW⋅h，
小明家本月用电：W=W2−W1=1312.5kW⋅h−1212.5kW⋅h=100kW⋅h；
(2)电能表转盘转动600r，电路中用电器消耗的电能：W′=6003000kW⋅h=0.2kW⋅h，
该电水壶消耗的实际功率：P=W′t=0.2kW⋅h1060h=1.2kW=1200W。
故答案为：100；1200。
(1)小明家本月用电的计算方法：本月底的示数减去上月底的示数，电能表的读数时注意最后一位是小数，单位kW⋅h；
(2)3000r/kW⋅h表示的是电路中每消耗1kW⋅h的电能，电能表的转盘转3000r，据此求出转盘转600r电路中用电器消耗的电能，再利用P=Wt求出电水壶的实际功率。
本题考查了电能表的读数方法、消耗电能的求法和电功率的计算，理解“3000r/kW⋅h”的含义是关键。
11.【答案】=>
【解析】解：由于两灯串联在电路中，所以通过小灯泡的电流相同，即I1=I2；
已知灯L1比L2亮，说明前者的实际功率大，
由P=I2R知，电流相同时，功率越大，阻值越大，因此灯L1的阻值要大于灯L2的阻值，即R1>R2；
在额定功率相同时，由U= PR可得出阻值越大，其额定电压越大，即灯L1的额定电压要大于灯L2的额定电压，也就是U1>U2。
故答案为：=；>。
(1)在串联电路中，电流处处相等：
(2)灯泡的亮度由其实际功率决定，由电功率的计算式P=I2R可知，在电流一定时，实际功率大的电阻较大，即亮度大的阻值大；已知两灯的额定功率相等，由公式U= PR知，在额定功率一定时，电阻越大，额定电压越大。
此题考查了串联电路的电流规律，欧姆定律以及电功率等公式的灵活变形和应用，综合性较强，需要仔细认真分析。
12.【答案】减小 增大
【解析】解：电路中，变阻器R与定值电阻R0串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路的电流，对拉环施加水平向右的拉力的过程中，变阻器连入电路的电阻减小，根据电阻的串联规律可知，电路的总电阻减小，根据欧姆定律I=UR可知，电路中的电流增大，电流表示数增大，根据U=IR可知，定值电阻两端的电压增大，由串联电路电压的规律可知，滑动变阻器两端的电压减小，电压表示数减小。
故答案为：减小；增大。
电路中，R与定值电阻串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路的电流，对拉环施加水平向右的拉力的过程中，分析变阻器连入电路的电阻变化，根据电阻的串联规律确定电路的电阻变化，根据欧姆定律I=UR分析电流表示数变化，根据U=IR判断定值电阻的电压变化，由串联电路电压的规律可知电压表示数变化。
本题为电路动态分析题，考查串联电路的规律及欧姆定律的运用，关键是电路结构的分析。
13.【答案】6 12
【解析】解：只闭合S1，将R2的滑片P置于最左端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω，电路为灯泡的简单电路，电流表测量电路电流，灯L正常发光，则电源电压U=UL=6V；
只闭合S2，当滑片P置于最右端，滑动变阻器接入电路的阻值最大，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，10s内电路消耗的总电能W=U2R1+R2t=(6V)210Ω+20Ω×10s=12J。
故答案为：6；12。
只闭合S1，将R2的滑片P置于最左端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω，电路为灯泡的简单电路，电流表测量电路电流，灯L正常发光，根据U=UL得出电源电压；
只闭合S2，当滑片P置于最右端，滑动变阻器接入电路的阻值最大，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，根据W=U2R1+R2t得出10s内电路消耗的总电能。
本题考查串联电路的特点和电能的计算，是一道综合题。
14.【答案】解：要使两灯都能发光，左边的“〇”中应填入电流表，右边的“〇”中应填入电压表，这样电流分别经过L1、L2，两灯并联且都能发光，如下图：

【解析】要使两灯均能正常发光，则电流必须得经过两个灯泡，且不能出现断路或短路。
此题考查了学生对于电流表和电压表的使用方法是否有了清楚的认识：学生不仅要清楚的知道电流表要和用电器串联、电压表要和用电器并联，还应了解若电流表与用电器并联会造成用电器短路、电压表与用电器串联会造成用电器开路。
15.【答案】解：由图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，油量减少时，滑片会向上移动，R接入电路的电阻变大，由串联电路电阻的变化规律知电路的总电阻变大，根据I=UR可知，电路中电流变小，由U=IR知定值电阻两端的电压变小，由题意知油量减少时，电压表示数减小，所以电压表并联在定值电阻R0的两端，如下图所示：
。
【解析】由图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，油量减少时，滑片会向上移动，R接入电路的电阻变大，根据欧姆定律判断出电路中的电流和定值电阻两端电压的变化，据此判断出电压表的位置。
本题考查了电路图的设计，明确电压表的位置是解题的关键。
16.【答案】200 控制变量 a 小 D=
【解析】解：(1)根据比较吸热能力的方法，要控制食用油和水的质量相同，根据密度变形公式有：
m=ρ水V水=ρ食用油V食用油；
在一个烧杯里倒入180mL的水，故需要在另一个相同烧杯里装入食物油的体积为
V食用油=ρ水V水ρ食用油=1.0g/cm3×180cm30.9g/cm3=200cm3；
这是由于本实验需要采用控制变量法进行探究。
(2)用两个规格相同的电加热器来加热食用油和水，相同时间食用油和水吸热相同，根据如图乙所示的图象知，升高相同的温度，a加热时间短，故a的比热容小，因水的比热容大，故分析图象可知，a是食用油，b是水，食用油的吸热本领比水小。
(3)A、油比水难蒸发，说明相同条件下蒸发可能与液体的种类有关，与比热容无关，故A不符合题意；
B、油能漂在水面上，说明油的密度小于水的密度，与比热容无关，故B不符合题意；
C、油能把食物炸黄而水不能，说明食用油比水的沸点高，与比热容无关，故C不符合题意；
D、同样情况下，油升温比水快，说明水的吸热能力强，水的比热容大，故D符合题意。
故选D；
(4)小明用两个规格相同的电加热器，相同时间放出的热量相同，根据如图丙所示的图像，因c物质在OB段和d物质在AB段加热时间相同，则Qc=Qd。
故答案为：(1)200；控制变量；(2)a；小；(3)D；(4)=。
(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(即比较加热时间)，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(即加热相同的时间)，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；结合密度的公式分析；
(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；结合比较不同物质吸热能力的方法，结合水的比热容大分析回答；
(3)逐一分析每个选项，找出符合题意的答案；
(4)根据图丙结合转换法分析。
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及密度公式的运用，为热学中的重要实验。
17.【答案】C 成正比 灯丝电阻随温度的升高而增大 没有移动变阻器的滑片控制电阻的电压不变 D B 电阻箱
【解析】解：(1)向右移动滑动变阻器滑片时，电路中的电流变小，由欧姆定律可知电路总电阻变大，说明滑动变阻器的阻值变大，所以滑动变阻器左下接线柱连入电路。完整的实物电路图如下图所示：
(2)开关进行“试触”时，发现电流表指针没有偏转，说明电路断路，电压表示数有示数，说明定值电阻处断路，故选：C；
(3)根据表1数据可知，电压为原来的几倍，通过的电流也为原来的几倍，故可得到结论：电阻一定时，电流与电压成正比；灯丝电阻随温度的升高而增大，因此不能用小灯泡代替定值电阻进行探究；
(4)①探究电流与电阻的关系时，要控制电阻的电压不变，由表2数据知，
U=IR=0.6A×5Ω=0.3A×10Ω≠0.24A×15Ω
第3次实验的数据存在错误；产生实验数据错误的原因是没有移动变阻器的滑片控制电阻的电压不变；
②由图知，电阻两端的电压始终保持UV=3V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑=U−UV=6V−3V=3V，变阻器分得的电压为电压表示数的1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=1×30Ω=30Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少30Ω的滑动变阻器，而现有变阻器的最大电阻为20Ω小于30Ω：
A.换成电压为5V的电源，不可行；
B.将电压表的量程换为0∼15V，不可行
C.将定值电阻两端的电压调为4.5V，不可行；
D.换用规格为“25Ω，1A”的滑动变阻器，可行。
故选：D；
(5)因电压表示数不变，即电流I与电阻R之积为一定值，故电流随1R的变化关系为反比例函数，故B正确；
(6)探究电流与电阻的关系时，需要改变电阻的阻值，控制电阻的电压不变，可用电阻箱可以改变电阻大小且能读出阻值的大小，移动滑动变阻器的滑片可以控制电阻箱两端的电压不变。
故答案为：(1)如解答图所示；(2)C；(3)成正比；灯丝电阻随温度的升高而增大；(4)①没有控制定值电阻两端的电压不变；②A；(5)B；(6)电阻箱。
(1)向右移动滑动变阻器滑片时，电路中的电流变小，由欧姆定律可知电路总电阻变大，进而可判断滑动变阻器的阻值变大，即可确定滑动变阻器的连接情况；
(2)根据电压表、电流表是否有示数分析判断电路故障；
(3)根据表1数据，纵向分析表中数据得出结论；灯丝电阻随温度的升高而增大分析解答；
(4)①探究电流与电阻的关系时，要控制电阻的电压不变，由表2数据求出每次实验的电压分析；②由表中数据知电阻两端的电压，根据串联电路电压的规律得出变阻器分得的电压，根据分压原理求出当接入30Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻，据此分析每个选项；
(5)根据表中电流与电阻之积为一定值分析得出结论，进而选择合适的图像；
(6)探究电流与电阻的关系时，需要改变电阻的阻值，控制电阻的电压不变，据此分析。
本题考查了探究“电流与电压、电阻关系”，考查电流表读数、数据分析、控制变量法、串联电路的规律及欧姆定律的运用和对器材的要求。
18.【答案】P=UIA0.75R2 ③ CCI2R0I1−I2
【解析】解：(1)测量小灯泡电功率的实验原理是P=UI
(2)闭合开关，移动滑片，电压表示数为2V小于小灯泡的额定电压2.5V，若要灯泡正常发光，根据串联电路电压规律，应增大灯泡两端电压，减小变阻器两端电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，故应向A端移动滑片；
当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.3A，小灯泡的额定功率为：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
(3)由表中数据可知，当灯泡两端的电压UL=0.5V时，电路中的电流I=0.16A，
由串联电路的电压特点可知，此时滑动变阻器两端的电压：
U滑=U−UL=4.5V−0.5V=4V，
由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的电阻：
R滑=U滑I=4V0.16A=25Ω>20Ω，由表中数据可知，电路中的电流大于0.1A，故选择的滑动变阻器是R2“50Ω1A”；
(4)根据表中数据，第1次灯的电阻为：
R1=U1I1=≈3.1Ω，同理，第2、3次……6次的电阻分别为5Ω、5.9Ω……和8.3Ω，灯的电阻随温度的升高而变大；
图丙中②表示电流与电压成正比，电阻为一定值，与②相比，相同电压下，通过灯的电流应变小，其中正确的是③；
(5)当P0=4P1时，假设灯泡的电阻不变，根据P=U2R知，此时灯的额定电压应为实际电压的2倍，但实际小灯泡的电阻随温度的升高而变大，所以当实际电压为额定电压的12时，温度变低，这时灯的实际电阻小于灯正常发光时的电阻，则实际电压要小于额定电压的12，即额定电压要大于实际电压的两倍，即U0>2U1，因此U0=3U1比较接近事实，故选C；
(6)标有“220V 9W”的LED灯与标有“220V 60W”的普通白炽灯都正常发光时，亮度几乎相当，即转化为的光能相同，普通白炽灯转化为的内能更多，消耗的电能多、LED灯消耗的电能少，即LED灯电能转化为光能的效率更高，故选C；
(7)实验步骤：
①闭合开关，将滑片移至最右端，读出电流表示数为I1；
②将滑片移至最左端，读出电流表示数为I2；
将滑片移至最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0，通过定值电阻Rx的电流为I1，根据欧姆定律可得电源电压为：U=I1Rx；
将滑片移至最左端时，滑动变阻器接入电路的阻值为最大电阻R0，此时电路中的电流为I2，根据串联电路中电压规律和欧姆定律可得电源电压为：U=I2(Rx+R0)，
由电源电压相等可以得出：I1Rx=I2(Rx+R0)，解得：Rx=I2R0I1−I2。
故答案为：(1)P=UI；(2)A；0.75；(3)R2；(4)③；(5)C；(6)C；(7)I2R0I1−I2。
(1)测量小灯泡电功率的实验原理是P=UI；
(2)比较灯泡电压与额定电压的大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定变阻器滑片移动方向；根据P=UI算出小灯泡的额定功率；
(3)根据串联电路的特点和欧姆定律计算出电路中电流最小时滑动变阻器接入电路的电阻，进而确定滑动变阻器的规格；
(4)由欧姆定律得出第1次灯的电阻R1，同理得出第2、3次……6次的电阻大小，灯的电阻随温度的升高而变大，由图象分析解答；
(5)根据灯泡的电阻随温度的升高而增大，分析当小灯泡的额定功率为实际功率的4倍时电压的大小关系；
(6)“220V 9W”的LED灯与标有“220V 60W”的普通白炽灯都正常发光时，亮度几乎相当，说明电能转化为的光能相同，但是普通白炽灯转化为内能更多、节能灯转化为内能更少，据此分析；
(7)在没有电压表时，根据串联电路中电压和电流规律和欧姆定律计算电阻。
本题测量小灯泡在不同电压下的电功率，考查实验原理、实验操作、功率计算、欧姆定律的应用、影响电阻大小的因素、数据分析及特殊的方法测量电阻等知识，难度较大。
19.【答案】解：(1)汽油质量m汽油=1t=1×103kg；
则一辆汽车全年消耗的汽油充分燃烧能释放的热量：Q汽油=m汽油q汽油=1×103kg×4.6×107J/kg=4.6×1010J；
(2)这些热量全部由电加热器来提供且无热量损失时，消耗的电能：
W=Q吸=4.6×1010J，
由P=Wt可知，需要的加热时间：
t=WP=4.6×1010J1000W=4.2×107s。
答：(1)一辆汽车全年消耗的汽油完全燃烧能释放4.6×1010J的热量；
(2)需要电加热器正常通电4.2×107s。
【解析】(1)已知一辆汽车全年耗油1t，根据Q=mq计算一辆汽车全年消耗的汽油充分燃烧能释放的热量；
(2)根据W=Q吸=Pt求出需要加热器正常通电的时间。
本题考查燃料燃烧放出热量公式、电功率公式应用。
20.【答案】解：(1)由图甲知当S1断开，S2接a时，两电阻串联，总电阻最大，根据P=U2R知总功率最小，电火锅为低温挡；当S1闭合，S2接b时，两电阻并联电路，总电阻最小，根据P=U2R知总功率最大，电火锅为高温挡；当S1断开，S2接b时，电路为R2的简单电路，电火锅为中温挡；
根据P=U2R知，电热丝R1和R2的总电阻为：R=U2P低=(220V)2220W=220Ω，
电热丝R2的电阻为：R2=U2P中=(220V)2440W=110Ω；
由串联电路电阻的规律知电热丝R1的电阻为：R1=R−R2=220Ω−110Ω=110Ω：
(2)由图乙可知，12min内电火锅高温挡工作时间t1=6min=360s，高温挡的功率P高=880W，
由P=Wt可知，电火锅高温挡消耗的电能：W1=P高t1=880W×360s=3.168×105J，
中温挡工作时间t2=4min=240s，
电火锅中温挡消耗的电能：W2=P中t2=440W×240s=1.056×105J，
低温挡工作时间t3=2min=120s，
电火锅低温挡消耗的电能：W3=P低t1=220W×120s=2.64×104J，
此次电火锅工作12min消耗的电能：W总=W1+W2+W3=3.168×105J+1.056×105J+2.64×104J=4.488×105J；
(3)所用时间t高′=5min=300s，
水吸收的热量：Q水=ηW高′=ηP高t高′=90%×880W×300s=2.376×105J，
由Q水=c水mΔt水有：2.376×105J=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×Δt水则：Δt水≈57℃，
水的末温t=t0+Δt水=20℃+57℃=77℃，
1个标准大气压下，水的沸点是100℃，77℃<100℃，t=77℃。
答：(1)电阻丝R1的阻值为110Ω；
(2)此次电火锅工作12min内消耗的电能为4.488×105J；
(3)能使1kg初温为20℃的水温度升高到77℃。
【解析】(1)由图甲知当S1断开，S2接a时，两电阻串联；当S1闭合，S2接b时，两电阻并联电路；当S1断开，S2接b时，电路为只有R2工作；根据串并联电路的特点和P=U2R知电火锅高温挡、中温挡和低温挡的电路连接；利用P=U2R求出电热丝R1和R2的总电阻和电热丝R2的电阻，由串联电路电阻的规律算出电热丝R1的电阻；
(2)由图乙可知12min内电火锅高温挡、中温挡和低温挡的工作时间，利用P=Wt分别求出高温挡、中温挡和低温挡消耗的电能，据此可知此次电火锅工作12min1消耗的电能；
(3)根据Q水=ηW高′=ηP高t高′得出水吸收的热量，由Q水=c水mΔt水得出水的温度变化量，结合1个标准大气压下，水的沸点是100℃确定水的末温。
本题考查消耗的电能、吸收的热量、热效率等有关问题，解题过程中要注意单位的换算。明确不同电路的电阻情况，熟练运用电功率的公式，准确判断电路的连接方式，是解答此题的关键。
21.【答案】解：当开关闭合时，R1和R2串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流，
(1)为了保护电路，电流表的示数最大为0.6A，根据欧姆定律I=UR知，电流最大时电阻最小，所以电路的总电阻最小为R总小=UI大=Ω，
根据串联电路电阻的规律知滑动变阻器连入电路的阻值最小为R2小=R总小−R1=7.5Ω−5Ω=2.5Ω，
根据串联分压原理可知当电压表示数最大时滑动变阻器连入电路的阻值最大，电压表接入电路的是大量程，所以当电压表的示数为3V时，滑动变阻器连入电路的阻值最大，此时R1两端的电压为U1=U−U2=4.5V−3V=1.5V，
电路中的电流最小为I′=I1=U1R1=1.5V5Ω=0.3A，
滑动变阻器连入电路的最大阻值为R2=U2I=3V0.3A=10Ω，
所以滑动变阻器连入电路的阻值范围是2.5∼10Ω；
(2)由U=IR知电路中的电流最大时，定值电阻R1两端的电压最大，根据串联电路电压的规律知，此时电压表示数最小为U2小=I大R2小=0.6A×2.5Ω=1.5V；
(3)根据P=I2R可知通过电路的电流最小时，定值电阻R1的电功率最小，由(1)可知通过电路的最小电流为0.3A，
则定值电阻R1的最小电功率为P1=I′2R1=(0.3A)2×5Ω=0.45W，
滑动变阻器R2的电功率等于电路总功率与定值电阻的电功率之差，即P=UI−I2R1=4.5V×I−I2×5Ω，根据抛物线的性质可知当I=b−2a=4.5V−2×(−5Ω)=0.45A时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大为P=4ac−b24a=−(4.5V)24×(−5Ω)=1.0125W。
答：(1)滑动变阻器连入电路的阻值范围是2.5∼10Ω；
(2)电压表示数的最小值是1.5V；
(3)电阻R1的电功率最小值为0.45W，滑动变阻器R2的电功率最大值为1.0125W。
【解析】当开关闭合时，R1和R2串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流，
(1)为了保护电路，根据电流表接入电路的量程确定电流表的最大示数，根据欧姆定律I=UR知，电流最大时电阻最小，据此计算电路的最小总电阻，根据串联电路电阻的规律计算滑动变阻器连入电路的最小阻值，
根据串联分压原理可知当电压表示数最大时滑动变阻器连入电路的阻值最大，根据串联电路电压规律计算此时R1两端的电压，根据欧姆定律计算电路中的最小电流，
进一步计算滑动变阻器连入电路的最大阻值，据此确定滑动变阻器连入电路的阻值范围；
(2)由U=IR知电路中的电流最大时，定值电阻R1两端的电压最大，根据串联电路电压的规律知此时电压表示数最小，据此计算电压表示数的最小值；
(3)根据P=I2R可知通过电路的电流最小时，定值电阻R1的电功率最小，由(1)可知通过电路的最小电流，进一步计算定值电阻R1的最小电功率，
滑动变阻器R2的电功率等于电路总功率与定值电阻的电功率之差，根据抛物线的性质计算滑动变阻器消耗的最大电功率。
本题考查串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用，确定通过电路的最大电流和最小电流是解题的关键。实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.3
0.4
0.5
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.6
0.3
0.24
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.16
0.18
0.22
0.24
0.26
0.3
实际功率P/W
0.08
0.162
0.286
0.408
0.546
电热器挡位
额定电压
额定功率
加热时间
高温
220V
880W
6min
中温
440W
4min
低温
220W
2min