江西省南昌市联立学校2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷

这是一份江西省南昌市联立学校2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷，共26页。试卷主要包含了填空题，选择题，计算题，实验与探究题等内容，欢迎下载使用。

1．（2分）我国宋代学者沈括在《梦溪笔谈》中记述，地理的两极和地磁场的两极并不重合，地球的磁北极位于地理 极附近。地球上指南针静止时N极所指的是地理的 方。（均选填“北”或“南”）
2．（2分）2023年5月，我国首次按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式T线客机——C919圆满完成商业首飞。C919加速升空时，其动能 ，机械能 （均选填“增大”或“减小”）。
3．（2分）有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧（L型）更节能，排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比热值 （选填“更大”、“一样大”或“更小”）；为防止发动机温度过高，用水进行冷却 较大。
4．（2分）如图所示，这是小明用三合一充电器给三部手机同时充电的情景，手机里的电池相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”），若小明拔掉其中最上面那一部手机，则通过最下面那一部手机的电流将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
5．（2分）如图所示是演示点火爆炸实验装置，在演示前先给装置内喷少量的酒精，按动电火花发生器开关按钮，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的热气对外 ；这过程与图中汽油机图 （选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）工作冲程的能量转化相同。
6．（2分）如图是今年“3•15”晚会上曝光的劣质导线，不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根，劣质导线的电阻 （选填“较大”或“较小”），若在通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线产生的热量 （选填“较多”或“较少”）。
7．（2分）用石墨烯制成的湿敏电阻，其阻值会随含水量的升高而增大。如图所示，这是检测植物叶片含水量的电路，当叶片含水量升高时，电流表的示数 ，电压表的示数 。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）
8．（2分）如图所示的电路中，已知电阻R1＝20Ω，R2＝30Ω。甲、乙两表均为电压表，当开关S闭合时，R1与R2的连接方式是 （选填“串联”或“并联”），两表的示数之比U甲：U乙＝ 。
二、选择题（本大题共6小题，共14分。第9～12小题，每小题只有一个选项是最符合题目要求的，每小题2分；第13、14小题为多项选择，每小题至少有两个选项是符合题目要求的。每小题2分，全部选择正确得3分，选择正确但不全得1分，不选、多选或错选得0分）
9．（2分）下列对常见物理量的估计最符合实际的是（ ）
A．我国家庭电路的电压为36V
B．微波炉正常工作时的电流约为0.5A
C．家用电冰箱的额定功率约为200W
D．实验室用的小灯泡电阻约为2kΩ
10．（2分）如图所示是温度自动报警器的原理图，它运用了许多物理知识。以下说法中不正确的是（ ）
A．温度计中的水银是导体
B．温度计是根据液体的热胀冷缩性质工作
C．电磁继电器是一种电路开关
D．报警器的电磁铁运用了电流的热效应
11．（2分）如图所示的现象中，下列说法中不正确的是（ ）
A．甲图中，跟头发摩擦过的塑料梳子能够吸起碎纸屑，是因为梳子带了电
B．乙图中，验电器的两个金属箔片会张开一定的角度，是因为带上了异种电荷
C．丙图中，在通电导线附近的小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场
D．丁图中，悬挂的磁体发生转动，说明磁极间有相互作用
12．（2分）在如图所示的电路中，电源电压为6V，当开关闭合后，产生这一现象的原因是（ ）
A．灯L1短路B．灯L2短路C．灯L1断路D．灯L2断路
（多选）13．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．一切物体，不论温度高低，都具有内能
B．钻木取火是利用做功来改变内能的
C．物体温度不变，内能一定不变
D．热传递可以改变物体的内能
（多选）14．（3分）如图所示电路，电源电压4.5V保持不变，灯L标有“2.5V 1.25W”字样，电压表的量程标有“0～3V”，滑动变阻器的最大阻值是20Ω。当开关S闭合后，假设灯丝电阻不随温度变化而变化，在保证电路安全的情况下（ ）
A．电流表的最大示数为0.6A
B．电压表的最小示数为0V
C．整个电路消耗的总功率最大为2.25W
D．灯L消耗的最小功率为0.45W
三、计算题（本大题共3小题，第15、16小题各7分，第17小题8分，共22分）
15．（7分）如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在10s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m，建筑材料的重力G为900N，求这个过程中：
（1）拉力做的功；
（2）拉力F的功率；
（3）此滑轮组的机械效率；
（4）请写出一条提高滑轮组机械效率的建议。
16．（7分）如图所示，R1为定值电阻，电源电压保持不变。当闭合开关S，滑片P在A端时，电流表的示数为0.6A；当滑动变阻器R2的滑片P在B端时，电流表的示数为0.2A。求：
（1）电源电压；
（2）电阻R1的阻值；
（3）滑动变阻器R2的最大阻值；
（4）当滑动变阻器R2的滑片P在B端时，通电1min内电阻R1产生的热量。
17．（8分）如图是某具有保温功能的电热水壶电路原理图，其额定电压为220V，加热功率为1000W，工作过程中不计温度对电热丝电阻的影响。某次该电热水壶正常工作时，将0.5kg的水从20℃加热到100℃所用时间为200s水＝4.2×103J/（kg•℃）]求：
（1）当开关S1、S2部闭合时，电热水壶处于 （选填“加热”或“保温”）状态，电阻R1的附值是多少；
（2）电阻R2的阻值是多少；
（3）这过程中0.5kg的水吸收了多少热量；
（4）这过程中电热水壶的加热效率是多少。
四、实验与探究题（本大题共4小题，每小题7分，共28分）
18．（7分）亲爱的同学，请你应用所学的物理知识解答下列问题。
（1）图甲是小欣同学家的电能表，此时电能表的示数为 kW•h；若她家只有一台空调机连续工作10min电能表转了500转，则这台空调的电功率是 W。
（2）小灵同学在上物理课时，老师用一个如图乙的仪器进行实验，老师说它是“多功能演示教学电表”，此时所测的物理量是 ，示数为 ，使用时应使该电表 联在电路中。
（3）如图丙所示是一种电阻箱，可以看出电阻箱是一种 （选填“能够”或“不能够”）连续性改变阻值的变阻器，此时电阻箱的示数是 Ω。
19．（7分）在“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中：
（1）小明在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撤满细铁屑，闭合开关后 玻璃板（填写操作方法），观察到细铁屑的排列如图甲所示，同时观察到小磁针发生偏转 ，此时，如果移走小磁针，该结论 （填“成立”或“不成立”）；
（2）把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁针 极的方向，这个方向就是该点的磁场方向；由此可以判断 磁体的磁场分布相似；
（3）在螺线管中插入软铁棒，制成电磁铁，下列设备中没有用到电磁铁的是 （选填字母）；
A.电磁继电器
B.电磁起重机
C.电炉
（4）接下来小明断开开关，对调电源的正负极，闭合开关后 的关系。
20．（7分）有如下器材：电压为3V的电源、电压表、电流表、定值电阻R（5Ω、10Ω、20Ω、30Ω）、标有“10Ω 1A”字样的滑动变阻器RP、开关及导线若干。
（1）在“探究电流与电压的关系实验时：
①请你用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整（要求滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路的阻值变大）；
②当连接完动后一根导线时，发现电流表和电压表都有示数，操作过程中存在的问题是 ；
③将滑片P移动到某一位置，记下电压表和电流表的示数，接下来的操作是 （选填字母）；
A.换用另一定值电阻，保持滑片P位置不变，记下电压表和电流表的示数
B.将滑片P移动到另外几个位置，分别记下对应的电压表和电流表的示数
④小明根据实验数据画出I﹣U图象如图乙所示，分析可知，电阻一定时 关系；
（2）在“探究电流与电阻的关系”实验时：
①将R＝5Ω的定值电阻接入图甲所示电路中，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为2V，断开开关。将电阻R由5Ω换成10Ω，闭合开关 （选填“大”或“小”），从而达到控制变量的目的。再将电阻R由10Ω换成20Ω，重复上面的实验 （选填字母）；
A.多次测量，寻找普遍规律
B.多次测量取平均值，减小实验误差
②将电阻R换成30Ω进行实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P都无法使电压表的示数为2V，此时可以 （选填“增大”或“减小”）电源电压来完成实验。
21．（7分）如图所示，在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为6V；
（1）连接好电路，检查无误后，闭合开关前需将滑动变阻器的滑片调节到 端（选填“A”或“B”），接着闭合开关试触，观察到电压表的示数超过2.5V （选填“太小”或“太大”）；
（2）解决问题后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P；小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示 W。若要使小灯泡变得更亮一些，滑动变阻器的滑片应向 （选填“左”或“右”）移动；
（3）将如表数据填完整后进行分析。发现小灯泡亮度是变化的，其亮度是由 （选填“实际功率”或“额定功率”）决定的；
（4）观察表中的数据发现。虽然是同一小灯泡，但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比，其原因是 ；
（5）在没有电流表的情况下，用如图丙所示的实验电路，也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额定值电阻的阻值为R，实验步骤如下：
①只闭合开关S、S1，调节滑片，使电压表示数为U额；
②保持滑片位置不变，只闭合开关S、S2，此时电压表的示数为U；
可知小灯泡的额定功率P额＝ （用U额、U和R表示）。
2023-2024学年江西省南昌市联立学校联考九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（本大题共8小题，每空1分，共16分）
1．（2分）我国宋代学者沈括在《梦溪笔谈》中记述，地理的两极和地磁场的两极并不重合，地球的磁北极位于地理 南 极附近。地球上指南针静止时N极所指的是地理的 北 方。（均选填“北”或“南”）
【答案】南；北。
【解答】解：地理的两极和地磁场的两极并不重合，地球的磁北极位于地理南极附近，因此地球上指南针静止时N极所指的是地理的北方。
故答案为：南；北。
2．（2分）2023年5月，我国首次按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式T线客机——C919圆满完成商业首飞。C919加速升空时，其动能 增大 ，机械能 增大 （均选填“增大”或“减小”）。
【答案】增大；增大。
【解答】解：C919加速升空时，C919的质量不变，高度变高，重力势能增大。
故答案为：增大；增大。
3．（2分）有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧（L型）更节能，排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比热值 一样大 （选填“更大”、“一样大”或“更小”）；为防止发动机温度过高，用水进行冷却 比热容 较大。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）热值只与燃料的种类有关，与燃烧情况无关；
（2）用水做冷却剂是因为质量和升高相同的温度时，能带走更多的热量。
故答案为：一样大；比热容。
4．（2分）如图所示，这是小明用三合一充电器给三部手机同时充电的情景，手机里的电池相当于电路中的 用电器 （选填“电源”或“用电器”），若小明拔掉其中最上面那一部手机，则通过最下面那一部手机的电流将 不变 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】用电器；不变。
【解答】解：（1）给手机充电时，手机消耗电能，所以手机电池相当于用电器；
（2）并联电路各支路之间互不影响，因此，则通过最下面那一部手机的电流将不变。
故答案为：用电器；不变。
5．（2分）如图所示是演示点火爆炸实验装置，在演示前先给装置内喷少量的酒精，按动电火花发生器开关按钮，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的热气对外 做功 ；这过程与图中汽油机图 丙 （选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）工作冲程的能量转化相同。
【答案】做功；丙。
【解答】解：酒精燃烧后的燃气对盒盖做功，将燃气的内能转化为盒盖的机械能，将内能转化为机械能，乙是压缩冲程，丁是吸气冲程。
故答案为：做功；丙。
6．（2分）如图是今年“3•15”晚会上曝光的劣质导线，不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根，劣质导线的电阻 较大 （选填“较大”或“较小”），若在通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线产生的热量 较多 （选填“较多”或“较少”）。
【答案】较大；较多。
【解答】解：不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根，在长度，横截面积越小，所以劣质导线的电阻较大；
根据焦耳定律公式Q＝I2Rt知，在电流，电阻较大，温度较高。
故答案为：较大；较多。
7．（2分）用石墨烯制成的湿敏电阻，其阻值会随含水量的升高而增大。如图所示，这是检测植物叶片含水量的电路，当叶片含水量升高时，电流表的示数 变小 ，电压表的示数 变小 。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】变小；变小。
【解答】解：由电路图可知，湿敏电阻R与定值电阻R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
因湿敏电阻的阻值会随含水量的升高而增大，
所以，当叶片含水量升高时，电路的总电阻变大，
由I＝可知，即电流表的示数变小；
由U＝IR可知，R7两端的电压变小，即电压表的示数变小。
故答案为：变小；变小。
8．（2分）如图所示的电路中，已知电阻R1＝20Ω，R2＝30Ω。甲、乙两表均为电压表，当开关S闭合时，R1与R2的连接方式是 串联 （选填“串联”或“并联”），两表的示数之比U甲：U乙＝ 2：5 。
【答案】串联；2：5。
【解答】解：由电路图可知，当甲，两电阻串联1两端的电压，乙电压表测电源的电压；
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，且各处的电流相等，
所以根据欧姆定律可得：
＝＝＝＝＝＝。
故答案为：串联；2：6。
二、选择题（本大题共6小题，共14分。第9～12小题，每小题只有一个选项是最符合题目要求的，每小题2分；第13、14小题为多项选择，每小题至少有两个选项是符合题目要求的。每小题2分，全部选择正确得3分，选择正确但不全得1分，不选、多选或错选得0分）
9．（2分）下列对常见物理量的估计最符合实际的是（ ）
A．我国家庭电路的电压为36V
B．微波炉正常工作时的电流约为0.5A
C．家用电冰箱的额定功率约为200W
D．实验室用的小灯泡电阻约为2kΩ
【答案】C
【解答】解：
A．我国家庭电路的电压为220V；
B．微波炉正常工作时的电功率在500W到900W范围内，微波炉正常工作时的电流约为2.27A到4.09A的范围；
C．家用电冰箱的额定功率约为200W；
D．实验室用的小灯泡电阻约为10Ω。
故选：C。
10．（2分）如图所示是温度自动报警器的原理图，它运用了许多物理知识。以下说法中不正确的是（ ）
A．温度计中的水银是导体
B．温度计是根据液体的热胀冷缩性质工作
C．电磁继电器是一种电路开关
D．报警器的电磁铁运用了电流的热效应
【答案】D
【解答】解：
A、温度计中的液体是水银，温度计内水银上升，控制电路会接通，将衔铁吸引，电铃响，故A正确；
B、温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的；
C、电磁继电器的实质就是一个由电磁铁控制电路通断的开关；
D、电磁铁是运用电流的磁效应，故D错误。
故选：D。
11．（2分）如图所示的现象中，下列说法中不正确的是（ ）
A．甲图中，跟头发摩擦过的塑料梳子能够吸起碎纸屑，是因为梳子带了电
B．乙图中，验电器的两个金属箔片会张开一定的角度，是因为带上了异种电荷
C．丙图中，在通电导线附近的小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场
D．丁图中，悬挂的磁体发生转动，说明磁极间有相互作用
【答案】B
【解答】解：A．跟头发摩擦过的塑料梳子能够吸引碎纸屑，故A正确；
B．将带电橡胶棒接触不带电的验电器的金属球，这是因为两个金属箔片带上了同种电荷，故B错误；
C．图中是奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场；
D．将磁体的一端靠近另一悬挂起来的磁体的一端时，说明磁体间有相互作用，故D正确。
故选：B。
12．（2分）在如图所示的电路中，电源电压为6V，当开关闭合后，产生这一现象的原因是（ ）
A．灯L1短路B．灯L2短路C．灯L1断路D．灯L2断路
【答案】C
【解答】解：
A．灯L1短路时，电压表被短路无示数，故A错误；
B．灯L2短路时，电路为L3的简单电路，L1能发光，与题意不符；
C．灯L1断路时，电路断路，电压表串联在电路中测电源的电压，故C正确；
D．灯L2断路时，电路断路，两灯泡不亮且电压表无示数，故D错误。
故选：C。
（多选）13．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．一切物体，不论温度高低，都具有内能
B．钻木取火是利用做功来改变内能的
C．物体温度不变，内能一定不变
D．热传递可以改变物体的内能
【答案】ABD
【解答】解：A、一切物体都具有内能，都具有内能；
B、钻木取火是克服摩擦做功、温度升高，故B正确；
C、内能的大小跟质量、状态有关，内能可能该变，温度不变，故C错误；
D、热传递可以改变物体的内能。
故选：ABD。
（多选）14．（3分）如图所示电路，电源电压4.5V保持不变，灯L标有“2.5V 1.25W”字样，电压表的量程标有“0～3V”，滑动变阻器的最大阻值是20Ω。当开关S闭合后，假设灯丝电阻不随温度变化而变化，在保证电路安全的情况下（ ）
A．电流表的最大示数为0.6A
B．电压表的最小示数为0V
C．整个电路消耗的总功率最大为2.25W
D．灯L消耗的最小功率为0.45W
【答案】CD
【解答】解：（1）灯泡L正常工作时的电流为：
IL＝＝＝0.5A；
灯泡的电阻为：
RL＝＝＝5Ω，
为了保证电路中各元件安全工作，电路中的最大电流I最大＝0.5A，故A错误；
整个电路消耗的总功率最大为：P最大＝UI最大＝4.5V×3.5A＝2.25W，故C正确；
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以电压表的最小示数：U滑min＝U﹣UL＝2.5V﹣2.3V＝2V，故B错误；
（2）当电压表的示数最大U滑′＝3V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，灯L消耗的功率最小，
此时灯泡两端的电压：
UL′＝U﹣U滑′＝8.5V﹣3V＝4.5V，
灯泡消耗的最小功率：
PLmin＝＝＝0.45W。
故选：CD。
三、计算题（本大题共3小题，第15、16小题各7分，第17小题8分，共22分）
15．（7分）如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在10s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m，建筑材料的重力G为900N，求这个过程中：
（1）拉力做的功；
（2）拉力F的功率；
（3）此滑轮组的机械效率；
（4）请写出一条提高滑轮组机械效率的建议。
【答案】（1）拉力做的功1200J；
（2）拉力F的功率120W；
（3）此滑轮组的机械效率75%；
（4）增大建筑材料的重力来增大机械效率。
【解答】解：（1）由图可知，n＝3；
总功：W总＝Fs＝400N×3m＝1200J；
（2）拉力F的功率：
P＝＝＝120W；
（3）有用功：W有＝Gh＝900N×8m＝900J，
此滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝；
（4）提高滑轮组的机械效率的方法有，增大提升物体的重力，减小动滑轮的重力等。
答：（1）拉力做的功1200J；
（2）拉力F的功率120W；
（3）此滑轮组的机械效率75%；
（4）增大建筑材料的重力来增大机械效率。
16．（7分）如图所示，R1为定值电阻，电源电压保持不变。当闭合开关S，滑片P在A端时，电流表的示数为0.6A；当滑动变阻器R2的滑片P在B端时，电流表的示数为0.2A。求：
（1）电源电压；
（2）电阻R1的阻值；
（3）滑动变阻器R2的最大阻值；
（4）当滑动变阻器R2的滑片P在B端时，通电1min内电阻R1产生的热量。
【答案】（1）电源电压为6V；
（2）电阻R1的阻值为10Ω；
（3）滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω；
（4）当滑动变阻器R2的滑片P在B端时，通电1min内电阻R1产生的热量为24J。
【解答】解：
（1）由电路图可知，滑动变阻器滑片P在A端时1的简单电路，电压表测量电源电压；
（2）由I＝可知1的阻值：
R8＝＝＝10Ω；
（3）滑动变阻器的滑片P在B端时，R1与R2的最大阻值串联，电压表测R4两端的电压，电流表测电路中的电流；
此时的总电阻为：
R＝＝＝30Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以滑动变阻器最大阻值：R2＝R﹣R1＝30Ω﹣10Ω＝20Ω；
（4）当滑动变阻器R6的滑片P在B端时，通电1min内电阻R1产生的热量为：
Q8＝I′2R1t＝（5.2A）2×10Ω×60s＝24J。
答：（1）电源电压为3V；
（2）电阻R1的阻值为10Ω；
（3）滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω；
（4）当滑动变阻器R7的滑片P在B端时，通电1min内电阻R1产生的热量为24J。
17．（8分）如图是某具有保温功能的电热水壶电路原理图，其额定电压为220V，加热功率为1000W，工作过程中不计温度对电热丝电阻的影响。某次该电热水壶正常工作时，将0.5kg的水从20℃加热到100℃所用时间为200s水＝4.2×103J/（kg•℃）]求：
（1）当开关S1、S2部闭合时，电热水壶处于 加热 （选填“加热”或“保温”）状态，电阻R1的附值是多少；
（2）电阻R2的阻值是多少；
（3）这过程中0.5kg的水吸收了多少热量；
（4）这过程中电热水壶的加热效率是多少。
【答案】（1）加热；R1的阻值为48.4Ω；
（2）电阻R2的阻值是1161.6Ω；
（3）这过程中0.5kg的水吸收了1.68×105J的热量；
（4）这过程中电热水壶的加热效率是84%。
【解答】解：（1）由图可知，当开关S1闭合、S2断开时，R2、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，由P＝，电路中的总功率最小；
当开关S6、S2都闭合时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，电热水壶处于加热状态；
由P＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝48.4Ω；
（2）由P＝可知，R1、R2的串联总电阻：R＝＝＝1210Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R7＝R﹣R1＝1210Ω﹣48.4Ω＝1161.7Ω；
（3）水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×105J；
（4）电热水壶消耗的电能：W＝P加t′＝′000W×200s＝7×105J，
这过程中电热水壶的加热效率：η＝×100%＝。
答：（1）加热；R1的阻值为48.4Ω；
（2）电阻R8的阻值是1161.6Ω；
（3）这过程中0.5kg的水吸收了1.68×105J的热量；
（4）这过程中电热水壶的加热效率是84%。
四、实验与探究题（本大题共4小题，每小题7分，共28分）
18．（7分）亲爱的同学，请你应用所学的物理知识解答下列问题。
（1）图甲是小欣同学家的电能表，此时电能表的示数为 202.1 kW•h；若她家只有一台空调机连续工作10min电能表转了500转，则这台空调的电功率是 1000 W。
（2）小灵同学在上物理课时，老师用一个如图乙的仪器进行实验，老师说它是“多功能演示教学电表”，此时所测的物理量是 电压 ，示数为 4V ，使用时应使该电表 并 联在电路中。
（3）如图丙所示是一种电阻箱，可以看出电阻箱是一种 不能够 （选填“能够”或“不能够”）连续性改变阻值的变阻器，此时电阻箱的示数是 640 Ω。
【答案】（1）202.1；1000；（2）电压；4V；并；（3）不能够；640。
【解答】解：（1）电能表的最后一位数是小数，单位是kW•h；
3000r/kW•h表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的铝盘转动3000r，
电能表的转盘转500r时，空调消耗的电能：
W＝kW•h＝，
空调的电功率：
P＝＝＝3kW＝1000W；
（2）由图乙可知，连接的是“﹣”，此时电表所测的物理量是电压，分度值为0.4V；使用时；
（3）图丙中的电阻箱只能读出2、1Ω、3Ω……9999Ω的电阻值，此时电阻箱的示数是：R＝4×1000Ω+6×100Ω+4×10Ω+8×1Ω＝640Ω。
故答案为：（1）202.1；1000；8V；并；640。
19．（7分）在“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中：
（1）小明在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撤满细铁屑，闭合开关后 轻敲 玻璃板（填写操作方法），观察到细铁屑的排列如图甲所示，同时观察到小磁针发生偏转 磁场 ，此时，如果移走小磁针，该结论 仍成立 （填“成立”或“不成立”）；
（2）把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁针 N 极的方向，这个方向就是该点的磁场方向；由此可以判断 条形 磁体的磁场分布相似；
（3）在螺线管中插入软铁棒，制成电磁铁，下列设备中没有用到电磁铁的是 C （选填字母）；
A.电磁继电器
B.电磁起重机
C.电炉
（4）接下来小明断开开关，对调电源的正负极，闭合开关后 电流方向 的关系。
【答案】（1）轻敲；磁场；仍成立；（2）N；条形；（3）C；（4）电流方向。
【解答】解：（1）在嵌入螺线管的有机玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后需要轻敲有机玻璃板，使细铁屑可以自由移动。
磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用，闭合开关，说明了通电螺线管周围存在磁场。
闭合开关后，发现无论小磁针放在螺线管周围的那个位置，说明通电螺线管周围存在磁场，不会由于小磁针的有无而消失。
（2）物理学中规定，自由小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向，螺线管通电后。
在通电螺线管外部多放置一些细铁屑，可以形象的显示出通电螺线管周围的细铁屑的排列与条形磁铁周围的细铁屑排列相似，通电螺线管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似。
（3）A．电磁继电器是通过控制电磁铁中电流有无来控制另外电流更大的电器开关，故A不符合题意；
B．电磁起重机的主要部件是电磁铁；
C．电炉是利用电流的热效应工作的，故C符合题意。
故选：C。
（4）在其它因素不变的情况下，改变通过螺线管的电流方向，观察小磁针的指向有无改变。
故答案为：（1）轻敲；磁场；（2）N；（3）C。
20．（7分）有如下器材：电压为3V的电源、电压表、电流表、定值电阻R（5Ω、10Ω、20Ω、30Ω）、标有“10Ω 1A”字样的滑动变阻器RP、开关及导线若干。
（1）在“探究电流与电压的关系实验时：
①请你用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整（要求滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路的阻值变大）；
②当连接完动后一根导线时，发现电流表和电压表都有示数，操作过程中存在的问题是 连接电路时，开关没有断开 ；
③将滑片P移动到某一位置，记下电压表和电流表的示数，接下来的操作是 B （选填字母）；
A.换用另一定值电阻，保持滑片P位置不变，记下电压表和电流表的示数
B.将滑片P移动到另外几个位置，分别记下对应的电压表和电流表的示数
④小明根据实验数据画出I﹣U图象如图乙所示，分析可知，电阻一定时 正比 关系；
（2）在“探究电流与电阻的关系”实验时：
①将R＝5Ω的定值电阻接入图甲所示电路中，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为2V，断开开关。将电阻R由5Ω换成10Ω，闭合开关 大 （选填“大”或“小”），从而达到控制变量的目的。再将电阻R由10Ω换成20Ω，重复上面的实验 A （选填字母）；
A.多次测量，寻找普遍规律
B.多次测量取平均值，减小实验误差
②将电阻R换成30Ω进行实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P都无法使电压表的示数为2V，此时可以 减小 （选填“增大”或“减小”）电源电压来完成实验。
【答案】（1）①见解析中的图；②连接电路时，开关没有断开；③B；④正比；（2）①大；A；②减小。
【解答】解：（1）①要求滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路的阻值变大，如下所示：
②当连接完动后一根导线时，发现电流表和电压表都有示数，开关没有断开；
③将滑片P移动到某一位置，记下电压表和电流表的示数，接下来的操作是：将滑片P移动到另外几个位置，故选：B；
④根据实验数据画出I﹣U图象为一过原点的直线，分析可知，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比关系；
（2）①“探究电流与电阻关系”实验时，要控制电压不变，移动滑动变阻器的滑片P，读出电流表示数。将电阻R由5Ω换成10Ω，此时应将滑动变阻器的阻值调大。
根据一组数据得出的结论有偶然性，再将电阻R由10Ω换成20Ω，这样做的目的是多次测量，故选：A；
②根据串联电路的规律及分压原理有：
；
方程左边为一定值，故右边也为一定值，对应的定值电阻也最大，即
；
电源电压最大为：
U≈2.67V。
现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P都无法使电压表的示数为2V，此时可以减小电源电压来完成实验。
故答案为：（1）①见解析中的图；②连接电路时；③B；（2）①大；A。
21．（7分）如图所示，在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为6V；
（1）连接好电路，检查无误后，闭合开关前需将滑动变阻器的滑片调节到 B 端（选填“A”或“B”），接着闭合开关试触，观察到电压表的示数超过2.5V 太小 （选填“太小”或“太大”）；
（2）解决问题后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P；小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示 0.75 W。若要使小灯泡变得更亮一些，滑动变阻器的滑片应向 左 （选填“左”或“右”）移动；
（3）将如表数据填完整后进行分析。发现小灯泡亮度是变化的，其亮度是由 实际功率 （选填“实际功率”或“额定功率”）决定的；
（4）观察表中的数据发现。虽然是同一小灯泡，但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比，其原因是 灯丝的电阻随温度的升高而增大 ；
（5）在没有电流表的情况下，用如图丙所示的实验电路，也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额定值电阻的阻值为R，实验步骤如下：
①只闭合开关S、S1，调节滑片，使电压表示数为U额；
②保持滑片位置不变，只闭合开关S、S2，此时电压表的示数为U；
可知小灯泡的额定功率P额＝ •U额 （用U额、U和R表示）。
【答案】（1）B；太小；（2）0.75；左；（3）实际功率；（4）灯丝的电阻随温度的升高而增大；（5）•U额。
【解答】解：（1）为了保护电路，闭合开关前需将滑动变阻器的滑片调节到阻值最大处；
闭合开关试触，观察到电压表的示数超过2.5V；根据串联电路分压原理可知；
（2）小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，分度值3.02A，则小灯泡额定功率为：
PL＝ULIL＝2.5V×7.3A＝0.75W；
若要使小灯泡变得更亮一些，即灯泡两端电压变大，应减小滑动变阻器两端电压，应减小滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）由表中数据可知，灯泡实际功率越大，故小灯泡亮度是由实际功率决定的；
（4）由表中数据可知，灯泡两端电压增大，根据P＝UI可知，温度升高，故通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比；
（5）在步骤①中，灯与定值电阻串联后再与滑动变阻器串联，调节滑动变阻器的滑片额，灯正常发光；
在步骤②中，保持滑片位置不变4两端的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，根据串联电路电压的规律
U0＝U﹣U额，由串联电路电流特点和欧姆定律可知，电路中的电流为：
I额＝I0＝＝，小灯泡的额定功率表达式：
P额＝U额I额＝•U额。
故答案为：（1）B；太小；左；（3）实际功率；（5）额。实验次数
小灯泡两端的电压U/V
通过小灯泡的电流I/A
小灯泡的亮度
小灯泡的电功率P/W
1
2.2
0.28
比正常发光暗
0.62
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.32
比正常发光亮
0.90
实验次数
小灯泡两端的电压U/V
通过小灯泡的电流I/A
小灯泡的亮度
小灯泡的电功率P/W
1
2.2
0.28
比正常发光暗
0.62
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.32
比正常发光亮
0.90