2023-2024学年河南省南阳市镇平县九年级（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年河南省南阳市镇平县九年级（上）期末物理试卷（含解析），共17页。


3.如图所示，用气筒向装有少量水的瓶内用力打气，瓶塞未跳出时，瓶内气体的内能______，瓶塞从瓶口处跳出时，观察到瓶内有白雾产生。该实验说明______可以改变物体的内能。
4.汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，大多数汽车里的发动机是以汽油为燃料的内燃机。使汽车获得动力的是______冲程；将机械能转化为内能的是______冲程。
5.梳过头发的塑料梳子，由于摩擦会带电，摩擦起电的本质是 (选填“电荷的转移”或“创造了电荷”);将带电的梳子接触验电器的金属小球后，金属箔片张开，金属箔片张开的原因是 。
6.某同学家的电能表面板如图所示，则他家同时使用的用电器总功率不能超过______W。图中电能表的示数为______kW⋅h。如将某用电器单独接在该电能表上工作10min，电能表上的指示灯闪烁了320次，那么该用电器的电功率为______W。
7.冬季的卫生保健很重要，在日常卫生工作中，测温、消毒、疫苗、防护服等成为常见词汇，下列有关说法正确的是( )
A. 水银温度计的原理为液体的热胀冷缩
B. 用酒精擦拭消毒后皮肤发冷是因为酒精蒸发放出热量所致
C. 疫苗放在冰箱内，冰箱冷冻室内发生的主要物态变化是升华
D. 医生穿着防护服时，眼罩内的雾气是由于水蒸气吸热液化而成
8.在探究“水沸腾的规律”的实验过程中，下列说法正确的是( )
A. 温度计直接放在烧杯中就行
B. 读数时如图所示，测量数据偏大
C. 温度计中的感温液体可能是酒精(酒精的沸点为78.5℃)
D. 读数时应该将温度计取出来，这样做更方便
9.关于温度、热量、和内能，下列说法正确的是( )
A. 温度高的物体内能一定大
B. 物体的温度越高，所含的热量越多
C. 物体的内能增大，一定是吸收了热量
D. 内能少的物体也可能将能量传给内能多的物体
10.关于热值和热机效率，下列说法正确的是( )
A. 使燃料燃烧更充分，可提高热机效率
B. 热机使用的燃料的热值越大，热机效率就越高
C. 1kg汽油在汽缸内燃烧放出的热量，就是汽油的热值
D. 火箭升空时燃料燃烧放出的热量全部转化为机械能
11.家庭常用的电吹风既能吹冷风又能吹热风。下列电路中最符合电吹风工作要求的是( )
A. B.
C. D.
12.如图所示，电源电压恒定，灯丝电阻不变，闭合开关S，当滑片P向右滑动时，下列说法错误的是( )
A. 电流表A的示数变大
B. 电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小
C. 电压表V1的示数与电流表A的示数乘积增大，灯泡变亮
D. 当滑片滑到最右端时，电压表V2的示数接近电源电压
13.如图所示电路中电源电压恒定。断开S1、S3，闭合S2两电表均有示数；再断开S2，闭合S1、S3，此时两电表的示数与前者相比( )
A. 电压表示数变大
B. 电流表示数变大
C. 电压表示数变小
D. 电流表示数变小
14.王老师把标有“PZ220V 40W”和“PZ220V 60W”的甲、乙两盏灯串联接在220V的电源上(设灯丝电阻不变)，则下列判断正确的是( )
A. 两盏灯的总功率等于100WB. 乙灯消耗的实际功率小于10W
C. 两盏灯的总功率小于40WD. 甲灯两端的实际电压小于120V
15.请你将某劳动实践基地室内的部分电路连接完整。
16.在图所示的电路中的〇处填入电表符号，使之成为正确的电路。
17.为了探究“不同物质的吸热能力”，在两个相同的容器中分别装入质量、初温都相同的两种液体A、B，并且用相同的装置加热，如图甲所示。
(1)实验中，可以通过比较______(选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映两种液体吸收热量的多少；
(2)加热到4min时，液体B的温度如图乙所示，此时温度计示数是______℃；
(3)冬天，如果你想自制暖手袋，应选液体______(选填“A”或“B”)作为供暖物质，其效果更佳；
(4)上述实验中，主要用到的科学探究方法有转换法和______法。
18.在电阻一定时“探究电流与电压关系”的实验中，小凯所在的兴趣小组用导线将开关、电源、定值电阻、电流表、电压表和规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器连接成如图所示的电路。
(1)连接电路时，开关应处于______状态。连接好电路闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于______(选填“A”或“B”)端。
(2)小凯正准备闭合开关时，旁边的小兰急忙告诉他，电路连接有错，只要改接一根导线就可以了。请你在图中把小凯接错的那根导线找出来，并打上“×”符号，再用画线代替导线连接到正确的位置上。
(3)小凯排除故障闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如表所示。
①实验中，调节滑动变阻器滑片P的目的是______。
②分析表格中的数据可得出结论：______。
(4)小凯想将定值电阻换成小灯泡完成以上实验，但这种方案其实是不可行的，其原因主要是______。
19.某同学在“探究小灯泡亮度与实际功率关系”的实验中，找来了电压为3V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，电流表、电压表各一只，滑动变阻器一个，开关一个，导线若干，组装电路。
(1)如图甲所示，当滑动变阻器的滑片向右滑动时灯泡变亮，请你用笔画线代替导线将电路图正确连接；
(2)该同学共进行了3次测量，并将相关数据记录在下面表格中，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W；
(3)根据实验目的分析实验数据及现象，可以得出结论：小灯泡的亮度随着实际功率的增大而变______(选填“亮”或“暗”)；
(4)通过分析还可以得出结论：小灯泡的电阻随着实际功率的增大而变______(选填“大”或“小”)。
20.如图所示电路中，小灯泡L标有“6V6W”字样，R2=3Ω，当S1、S2都闭合时，电流表示数为1.2A，这时小灯泡L正常发光，求：
(1)电源电压U。
(2)电阻R1的阻值。
(3)当S1、S2都断开时，小灯泡L消耗的功率。(小灯泡电阻不受温度影响)
21.如图所示，图甲(表格)、图乙分别为某烧水壶的铭牌和简化电路图，R1和R2为发热丝，S1为总开关，S2为温控开关，1、2分别为开关的两个接触点，丙图为某次将满壶水加热、保温过程的总功率与时间的关系图像，已知ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg⋅℃)。求：
(1)这满壶水从25℃加热至100℃所吸收的热量；
(2)本次工作过程共消耗的电能；
(3)R1和R2的阻值。
答案和解析
1.【答案】体温 37.6℃
【解析】解：观察图中温度计的结构可知其玻璃泡的上方有一段非常细的缩口，说明是体温计，可用来测量体温，再结合体温计的分度值为0.1℃，可知此时图中温度计的读数为37.6℃。
故答案为：体温；37.6℃。
①体温计玻璃泡的上方有一段非常细的缩口，它可以使体温计玻璃泡上方的水银不能很快的流回玻璃泡中，所以体温计可以离开人体读数，同时体温计在使用前要用力甩一下，将水银甩回玻璃泡中；
②使用体温计测量体温时，先要弄清楚体温计的量程和分度值，读数时视线与液柱最末端所对刻度相垂直。
本题考查了体温计的认识与读数问题，属于基础题，难度不大。
2.【答案】液化 放 升高
【解析】解：当用酒精灯给烧瓶中的水加热时，瓶中的水吸热会发生汽化现象，水变成水蒸气，瓶内的水减少；
烧瓶中汽化的水蒸气上升遇到温度较低的金属盘就会液化形成小水滴；液化过程要向低温物体放热，所以导致金属盘的温度升高。
故答案为：液化；放；升高。
物质从气态变为液态的过程叫液化，液化放热。
了解液化的现象，知道液化放热，可顺利解答。
3.【答案】增大 做功
【解析】解：用气筒向装有少量水的瓶内用力打气，将机械能转化为内能，所以，瓶塞未跳出时瓶内气体的内能增大；
当瓶塞跳起时，此过程瓶上方的气体对瓶塞做功，瓶内气体的内能减少，瓶塞的机械能增大，即内能转化为机械能，该实验说明做功可以改变物体的内能。
故答案为：增大；做功。
做功可以使内能与机械能之间发生相互转化，对物体做功，物体的内能会增加；物体对外做功，物体的内能会减少。
知道做功可以改变物体的内能，并能准确判断其能量的转化过程是解答该题的关键。
4.【答案】做功 压缩
【解析】解：在做功冲程中的能量转化关系是内能转化机械能，使汽车获得动力；在压缩冲程中，活塞向上运动，压缩汽油和空气的混合物，将机械能转化为内能。
故答案为：做功；压缩。
在内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能，在此冲程汽车获得动力。
本题考查了汽油机的四个冲程，使汽车获得动力的冲程是做功冲程。
5.【答案】电荷的转移 同种电荷相互排斥
【解析】解：(1)摩擦起电实质是电荷的转移，一种物质失去多少电子，另一种物质就得到多少电子；
(2)用验电器检验物体是否带电时，金属箔片因带同种电荷相互排斥而出现夹角，其工作原理是同种电荷相互排斥。
故答案为：电荷的转移；同种电荷相互排斥。
(1)摩擦起电的实质是电子发生了转移，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电；
(2)电荷之间的作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
本题考查了摩擦起电的实质、电荷间相互作用的规律，属于基础题。
6.【答案】2200 219.6 600
【解析】解：(1)“220V”表示电能表应该接在220V的电路中；
“10A”是指电能表平时工作时允许通过的最大电流，则该同学家同时使用的用电器最大总电功率：
P最大=UI最大=220V×10A=2200W；
(2)电能表的读数时最后一位是小数，单位kW⋅h，所以电能表的示数为219.6kW⋅h；
(3)“3200imp/kW⋅h”表示每消耗1kW⋅h的电能电能表的指示灯闪烁3200次，
电能表上的指示灯闪烁了320次消耗的电能：
W=3203200×1kW⋅h=0.1kW⋅h=3.6×105J；
用电器的电功率：
P=Wt=3.6×105J10×60s=600W。
故答案为：2200；219.6；600。
(1)表盘上“220V”是指电能表的工作电压；10A是指电能表平时工作时允许通过的最大电流，利用P=UI求该同学家同时使用的用电器最大总电功率；
(2)电能表的读数时注意最后一位是小数，单位kW⋅h；
(3)电能表上标有“3200imp/kW⋅h”表示每消耗1kW⋅h的电能电能表的指示灯闪烁3200次，现在知道指示灯闪烁320转，可以求出该用电器在10min内消耗的电能，再利用P=Wt求出该用电器的电功率。
本题考查了电能表的读数方法、消耗电能和电功率的计算，理解电能表相关参数的含义是关键。
7.【答案】A
【解析】解：A.温度计的工作原理为液体的热胀冷缩，故A正确；
B.酒精擦拭消毒后，皮肤发冷的原因是酒精蒸发吸热，故B错误；
C.冰箱冷冻室内发生的是凝华现象，故C错误；
D.眼罩内的雾气是由于水蒸气遇冷液化会放出热量，故D错误。
故选：A。
(1)液体具有热胀冷缩的性质，所以我们可以利用液体的这种性质来测量温度，液体温度计就是根据液体的热胀冷缩原理制成的；
(2)熔化是指物质从固态变为液态的过程，需要吸热；凝固是物质从液态变为固态的过程，会放出热量；
汽化是物质从液态变为气态的过程，需要吸热；液化是指物质从气态变为液态，会放出热量；
升华是物质从固态直接变为气态的过程，需要吸热；凝华是指物质从气态直接变为固态的过程，会放出热量。
在解答这类试题时，我们要从物质变化前后所处的状态出发，分析物质发生的是哪种物态变化及其吸放热情况。
8.【答案】B
【解析】解：A、温度计直接放在烧杯中，温度计的玻璃泡接触了烧杯底，故A错误；
B、如图所示为俯视读数，会使测量值偏大，故B正确；
C、一标准大气压下水的沸点为100℃，酒精的沸点低于水的沸点，温度计不能使用，故C错误；
D、读数时温度计玻璃泡不能离开被测液体，故D错误。
故选：B。
(1)温度计在使用时玻璃泡要全部浸没在被测液体中，玻璃泡不能接触容器壁和底；
(2)读数时，视线与温度计液面相平；
(3)液体温度计所测温度应高于温度计内液体的凝固点，低于液体的沸点；
(4)读数时温度计玻璃泡不能离开被测液体。
本题考查了温度计的使用，是一道基础题。
9.【答案】D
【解析】解：A、内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，温度高的物体内能不一定大；故A错误；
B、热量是热传递过程中吸收或放出热量的多少，是一个过程量，不能说含有多少热量；故B错误；
C、物体内能增大，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做功；故C错误；
D、内能少的物体有可能比内能大的物体温度高，所以有可能将热量传递给内能多的物体；故D正确。
故选：D。
(1)内能包括分子动能和分子势能，所以，内能的大小与物体的温度、质量和体积有关。
(2)热量是热传递过程中吸收或放出热量的多少。
(3)改变物体内能的方式有做功和热传递。
(4)热传递的条件是存在温度差。
本题综合考查了内能、热量、温度的关系，以及物体内能的改变、热传递的条件等知识，要深入理解相关的概念及其关系，避免出错。
10.【答案】A
【解析】解：A、使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故A正确；
B、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B错误；
C、1kg汽油完全燃烧放出的热量叫做汽油的热值，热值是燃料的一种特性，和燃料是否燃烧、是否完全燃烧、燃料的质量等无关，故C错误；
D、火箭升空时燃料燃烧放出的热量一部分转化为机械能，一部分转化为其他形式的能量，故D错误；
故选：A。
(1)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；
(2)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关；
(3)火箭升空时燃料燃烧放出的热量一部分转化为机械能，一部分转化为其他形式的能量。
本题考查了学生对热值概念和热机效率的了解与掌握，明确热值是燃料的一种特性(只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等无关)是本题的关键。
11.【答案】A
【解析】解：
A、由图知，S1闭合时只有电动机工作，吹冷风；再闭合S2时，加热器和电动机并联，两者都能工作，此时吹热风，故A符合题意；
B、由图知，S1闭合时只有加热器工作，两开关都闭合加热器和电动机同时工作，只有热风没有冷风，故B不合题意；
C、由图知，S1闭合时加热器与电动机串联，再闭合S2时，只有电动机工作，但电动机和加热器串联时两者相互影响，故C不合题意；
D、由图知，加热器与电动机并联，如果只闭合S2，加热器，工作，不吹风，会使得吹风机的温度升高，容易发生火灾，故D不合题意。
故选：A。
由题知，电吹风能吹冷风又能吹热风，即电路中电动机可以单独工作，也可以是电动机和电热丝同时工作。由此分析各选项解答即可。
电吹风吹出来的是热风，还是冷风关键是看电动机和电热丝的工作状态，即分析是哪部分连入电路，有电流经过的部分，才能工作。
12.【答案】D
【解析】解：由图可知，灯L与变阻器R串联，电压表V1测灯L两端电压，电压表V2测变阻器R两端电压，电流表A测电路中电流。
A、闭合开关S，当滑片P向右滑动时，变阻器接入电路中的电阻变小，电路的总电阻变小，由I=UR可知，电路中的电流变大，即电流表A的示数变大，故A正确；
B、电压表V2的示数与电流表A的示数之比等于变阻器R的阻值，所以当滑片P向右滑动时，变阻器接入电路中的电阻变小，电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小，故B正确；
C、当滑片P向右滑动时，电流表A示数变大，由I=UR和灯丝电阻不变可知，电压表V1的示数变大，则两者的乘积增大，即灯L实际功率变大，故C正确；
D、当滑片滑到最右端时，变阻器没连入电路，则电压表V2的示数为0，故D错误。
故选：D。
由图可知，灯L与变阻器R串联，电压表V1测灯L两端电压，电压表V2测变阻器R两端电压，电流表A测电路中电流。根据滑片的移动可知变阻器接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和灯L两端的电压变化，利用串联电路的电压特点可知电压表V2示数的变化；根据欧姆定律结合R阻值变化可知电压表V1示数与电流表A示数比值变化；然后分析电压表V1示数与电流表A示数的乘积的变化。
本题考查了电路的动态分析，涉及到串联电路的特点和欧姆定律的应用，分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
13.【答案】AB
【解析】解：由电路图可知，断开S1、S3，闭合S2，两电阻串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流；
再断开S2，闭合S1、S3，两电阻并联，电流表测R1支路的电流，电压表测电源的电压。
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，此时电压表的示数变大；
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，
所以，电流表所测电路的电阻变小，且此时R1两端的电压等于电源电压，
由I=UR可知，电流表所在电路的电流变大，即电流表的示数变大，故AB正确，CD错误。
故选：AB。
由电路图可知，断开S1、S3，闭合S2，两电阻串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流；再断开S2，闭合S1、S3，两电阻并联，电流表测R1支路的电流，电压表测电源的电压。
本题考查了电路的动态分析，分析好开关闭合、断开时电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
14.【答案】BC
【解析】解：两灯功率不是额定功率，所以总功率不是两灯额定功率之和，故A错。
甲灯的电阻为：R1=U12P1=(220V)240W=1210Ω。
乙灯的电阻为：R2=U22P2=(220V)260W≈806.7Ω
此时电路中的电流为：I=UR1+R2=220V1210Ω+806.7Ω≈0.11A，
则，甲灯两端的实际电压为：U1实=IR1=0.11A×1210Ω=131.99V>120V，故D错；
乙灯的实际功率为：P2实=I2R2=(0.11A)2×806.7Ω=9.76W<10W，故B正确；
甲灯的实际功率为：P1实=I2R1=(0.11A)2×1210Ω=14.641W，
两灯的总功率为：P=9.76W+14.641W=24.401W<40W，故C正确；
故选：BC。
已知两灯额定电压和额定功率可求两灯的电阻，再根据电阻求出串联电路中的电流，从而求出各灯的实际功率。
本题考查电功率的计算，以及欧姆定律的应用，解决此题关键是求出两灯电阻和串联电路电流。
15.【答案】解：灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套。三孔插座的接法：左边接零线，右边接火线，中间接地线。据此连接电路，如图。

【解析】灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套。三孔插座的接法，左边接零线，右边接火线，中间接地线。据此连接电路。
本题考查家庭电路的连接，属于对基础知识的考查，难度不大。
16.【答案】解：由图可知，开关闭合后，上面的电表与电源并联，所以上面的电表为电压表；
最左面的电表与灯泡串联在电路中，为电流表；最右面的电表与电阻并联，为电压表，如图所示：

【解析】根据电流表与被测电路串联，电压表与被测电路并联即可完成电路。
本题考查了电流表和电压表的使用，关键是知道电流表与被测电路串联，电压表与被测电路并联。
17.【答案】加热时间 42 A 控制变量
【解析】解：(1)实验中选用相同电加热器，相同的时间内放出的热量相同，液体吸收的热量相同；
(2)温度计分度值为0.1℃，读数为42℃；
(3)由丙图可知吸收相同的热量，A的温度变化慢，说明A的比热容大；冬天要选比热容大的液体作为供暖物质，故选A；
(4)上述实验中，主要用到的科学探究方法有转换法和控制变量法。
故答案为：(1)加热时间；(2)42；(3)A；(4)控制变量。
(1)相同加热器加热相同时间，加热器放出的热量相等，甲乙吸收的热量相等；
(2)温度计读数要注意分度值，并注意液面在0℃上方还是下方；
(3)由丙图可知吸收相同的热量，A的温度变化慢，说明A的比热容大；
(4)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；
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，这种方法叫做控制变量法。
本题考查了控制变量法来探究比热容的相关实验，难度一般。
18.【答案】断开 A 改变通过定值电阻的电流和两端的电压 电阻一定时，电流与电压成正比 灯泡的电阻随温度的变化而变化
【解析】解：(1)在连接实物图的时候，要把开关断开，滑动变阻器滑片滑到阻值最大处，图中下接线在B点，故滑片P应置于A处；
(2)图中电流表和定值电阻并联，要改为串联，如图所示；
；
(3)①探究电流和电压关系，滑动变阻器的作用是改变通过定值电阻的电流和两端的电压；
②分析表格中的数据可知：电压和电流的比值为定值，故结论为：电阻一定时，电流与电压成正比；
(4)小灯泡的阻值随温度的变化而变化，其电阻不是定值，所以这种方案其实是不可行的。
故答案为：(1)断开；A；(2)如图所示；(3)①改变通过定值电阻的电流和两端的电压；②电阻一定时，电流与电压成正比；(4)灯泡的电阻随温度的变化而变化。
(1)在连接实物图的时候，要把开关断开，滑动变阻器滑片滑到阻值最大处；
(2)图中电流表和定值电阻并联，要改为串联；
(3)①探究电流和电压关系，滑动变阻器的作用是改变通过定值电阻的电流和两端的电压；
②分析表格中的数据可知：电压和电流的比值为定值；
(4)小灯泡的阻值随温度的变化而变化，不是一定值。
本题考查了探究电流与电压关系的实验，重点掌握滑动变阻器的作用和定值电阻与小灯泡的区别。
19.【答案】0.75 亮 大
【解析】解：(1)滑动变阻器与小灯泡串联，滑片向右滑动时灯泡变亮，说明电路中的电流变大，滑动变阻器连入电路的电阻变小，故滑动变阻器右下接线柱连入电路中，如图所示：
；
(2)图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡的额定功率是：P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W；
(3)由表中数据可知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮，因此可得结论：小灯泡的亮度随着实际功率的增大而变亮；
(4)由表中可知，小灯泡两端的电压增大，通过小灯泡的电流也增大，但小灯泡两端的电压增加比通过小灯泡的电流增加的更快，由欧姆定律可知，小灯泡的电阻随电压增大而增大，由P=UI可知，电压和电流都增大时，电功率增大，说明小灯泡的电阻随着实际功率的增大而变大。
故答案为：(1)如图所示；(2)0.75；(3)亮；(4)大。
(1)滑动变阻器与小灯泡串联，滑片向右滑动时灯泡变亮，说明电路中的电流变大，滑动变阻器连入电路的电阻变小，从而确定滑动变阻器接入的接线柱；
(2)根据电流表选用小量程确定分度值读出示数，根据P=UI可求出灯泡的额定功率；
(3)分析表中小灯泡的亮度与实际功率得出结论；
(4)由表中数据可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流也增大，但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加的更快，根据欧姆定律和P=UI分析小灯泡的电阻随着实际功率的变化。
本题探究小灯泡亮度与实际功率关系，考查电路连接、电流表读数、电功率的计算、欧姆定律的应用和分析数据归纳结论的能力。
20.【答案】解：(1)当S1、S2都闭合时，R2短路，R1与L并联接入电源两端，如上图，
∵L正常发光，
∴电源电压U=UL=6V，
(2)∵P=IU，
∴IL=P额U额=6W6V=1A，
∵I=IL+I1，
∴I1=I−IL=1.2A−1A=0.2A，
R1=U1I1=6V0.2A=30Ω；
(3)当S1、S2都断开时，R2与L串联在此电路中，如下图，
RL=U额2P额=(6V)26W=6Ω，
小灯泡电阻不受温度影响，电路中的电流：
I=UR=UR2+RL=6V3Ω+6Ω=23A，
小灯泡L消耗的功率：
PL=I2RL=(23A)2×6Ω≈2.67W。
答：(1)电源电压为6V；
(2)电阻R1的阻值为30Ω；
(3)小灯泡L消耗的功率为2.67W。
【解析】(1)分析电路图，当S1、S2都闭合时，R2短路，R1与L并联接入电源两端，由灯正常发光知道灯两端的电压即电源电压；
(2)由灯的铭牌得出灯的额定电压和额定功率，利用P=UI求出灯正常发光时的电流，再利用并联电路的电流关系和欧姆定律求R1的阻值；
(3)小灯泡电阻不受温度影响，当S1、S2都断开时，R2与L串联在此电路中，由灯的铭牌，利用P=U2R求出灯的电阻，利用欧姆定律求此时电路中的电流，再利用P=I2R求小灯泡的电功率。
本题关键：一是电功率公式P=UI及其变形公式P=I2R、P=U2R的灵活运用，二是分析电路图得出开关都断开、都闭合时电路连接情况。
21.【答案】解：
(1)满壶水的质量：m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1×10−3m3=1kg；
水吸收的热量：
Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100℃−25℃)=3.15×105J；
(2)由图丙可知，加热功率为1210W，加热时间为5min，保温功率为40W，保温时间为10min；
加热消耗的电能为：W加=P加t1=1210W×5×60s=3.63×105J，
保温消耗的电能为：W保=P保t2=40W×10×60s=0.24×105J，
则本次工作过程共消耗的电能为：
W=W加+W保=3.63×105J+0.24×105J=3.87×105J；
(3)当开关S1闭合时，S2与1连接时，电路为R2的简单电路，此时处于加热状态；
根据P=U2R可知R2的阻值为：R2=U2P加热=(220V)21210W=40Ω；
当开关S1闭合时，S2与2连接时，为保温状态，两电阻串联，电路的总电阻：R总=U2P保温=(220V)240W=1210Ω，
根据电阻的串联可知，R1的阻值为：R1=R总−R2=1210Ω−40Ω=1170Ω；
答：(1)这满壶水从25℃加热至100℃所吸收的热量为3.15×105J；
(2)本次工作过程共消耗的电能为3.87×105J；
(3)R1和R2的阻值分别为1170Ω和40Ω。
【解析】(1)根据密度公式求出满壶水的质量；根据Q吸=cm(t−t0)求出水吸收的热量；
(2)先根据图丙读出加热功率、保温功率以及加热时间和保温时间，然后根据W=Pt分别求出保温消耗的电能和加热消耗的电能，两者之和为消耗的总电能；
(3)当开关S1闭合时，S2与1连接时，电路为R2的简单电路，电路中的总电阻最小，根据P=U2R可知烧水壶处于加热状态，根据加热功率和电压求出R2电阻；
当开关S1闭合时，S2与2连接时，该电路为串联电路，总电阻最大，根据P=U2R可知烧水壶处于保温状态，根据保温功率和电压求出电路的电阻，根据串联电路的电阻关系求出的电阻值。
本题考查了热量的计算、电功和电功率公式的运用、串联电路的规律，利用好电功率的计算公式是解题的关键。数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电功率P/W
灯泡的亮度
1
1.5
0.24
6.25
0.36
较暗
2
2.5
正常
3
3.0
0.32
9.38
0.96
很亮
型号
SDS−15X05
容量
1L
额定电压
220V
额定频率
50Hz
加热功率
1210W
保温功率
40W