安徽省安庆市太湖县2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷-A4

这是一份安徽省安庆市太湖县2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷-A4，共26页。试卷主要包含了填空题，选择题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．（2分）如图是我国古代工匠发明的省油灯，灯壁内有中空夹层，夹层内贮水。灯点燃后，由于水的 较大，可通过吸热，减慢灯油的蒸发，达到省油的效果。
3．（2分）如图所示，甲、乙两种纳米材料相互摩擦后，甲的上表面和乙的下表面分别聚集了不同性质的电荷，将甲、乙接入电路后产生电流，则甲、乙整体上相当于电路中的 （填元件名称）。
4．（2分）用与毛皮摩擦过的橡胶棒接触不带电的验电器A后，再用带绝缘手柄的铜棒将带电的验电器A与不带电的验电器B相连，如图所示，瞬时电流的方向由 （选填“A到B”或“B到A”）。
5．（2分）如图所示的电路中，电源电压为3V，开关闭合时，电压表示数为1V，灯泡L2两端的电压为 V。
6．（2分）如图所示，电路中电源电压恒定，定值电阻R1＝20Ω，只闭合开关S1，电流表示数为0.3A，同时闭合开关S1、S2，电流表示数为0.5A，则R2的阻值为 Ω。
7．（2分）两个电阻的规格分别为“10Ω，0.4A”和“15Ω，0.2A”，如果把它们串联起来使用，电路两端允许加的最大电压是 V。
8．（2分）如图甲所示电路中，当开关S闭合后，两电流表指针偏转均如图乙所示，则通过两灯泡的电流比I1：I2＝ 。
9．（2分）如图所示，电源电压19V且恒定不变，小灯泡L正常发光时的电压为6V，图乙是小灯泡L的I﹣U图像，电流表量程0～3A，电压表量程0～15V；R1为定值电阻，滑动变阻器R2的铭牌标注“20Ω，2A”。闭合开关S和S2，保证各电器元件安全的前提下，滑动变阻器R2的调节范围是 Ω。
10．（2分）如图，电源电压为6V并保持不变，定值电阻R为10Ω，滑动变阻器R′标有“20Ω 0.5A”字样，电流表量程为“0～0.6A”电压表量程为“0～3V”，闭合开关，移动滑片P的过程中，为保证电路元件安全定值电阻R的最大功率为 W。
二、选择题（每小题2分，共14分）
11．（2分）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．0℃的水不具有内能
B．温度越高的物体，含有的热量越多
C．物体温度保持不变，内能一定不变
D．两个内能相同的物体相互接触时，也可能发生热传递
12．（2分）以下是小巴同学做的有关电学的笔记，描述正确的是（ ）
A．绝缘体无论在什么情况下都不能导电
B．串联的两盏灯，越亮的那盏灯流过的电流越大
C．电源是提供电压的装置，电压是形成电流的原因
D．在电源外部，电流的方向是从电源的负极流出经过用电器流向正极
13．（2分）电路元件A和B中的电流与两端电压的关系如图所示。可知，A、B串联后，当电路中的电流为0.1A时，电源电压为多少V？若将A、B并联后接在2V的电源两端，干路中的电流为多少A？以下答案正确的是（ ）
A．3；0.6B．1；0.4C．2；0.4D．2；0.6
14．（2分）实验是初中物理学习的重要途径，如图是电学中重要的实验电路图，利用此电路图可以完成多个初中电学实验。若电源电压保持不变，温度对灯丝电阻的影响不可忽略，闭合开关S，下列说法正确的是（ ）
A．若探究电流与电阻关系，定值电阻R由10Ω换成5Ω后，为完成实验，应将滑片左移
B．若要测量定值电阻R的值，可移动滑片记录多组数据，算出多个电阻值求其平均值，可以减小误差
C．若将定值电阻R换成小灯泡，可以探究电流与电压的关系
D．上述三个实验中，滑动变阻器的作用都是改变电阻两端的电压和通过的电流
15．（2分）如图所示，电源电压恒定不变，开关闭合后，当滑动变阻器的滑片P由最上端向中点滑动时。下列说法正确的是（ ）
A．电流表A1示数变大B．灯泡L的亮度变大
C．电流表A2示数不变D．电压表V示数变小
16．（2分）为减少碳排放，我国大力推行电动汽车。电动汽车中，利用接入电路的旋钮变阻器，可控制汽车中电动机的转速，图中OEF为变阻器的三个接线柱。当驾驶员踩下“油门”时车速仪示数增大，车速仪可由电路中的电压表或电流表改装而成。下列说法正确的是（ ）
A．车速仪是由电压表改装而成
B．车速仪中定值电阻R0工作时会消耗电能，可以不用接入电路
C．踩下油门的过程中，电压表的示数与电流表的示数比值增大
D．踩下油门的过程中，电压表的示数变化量与电流表的示数变化量的比值不变
17．（2分）如图，电源电压恒为4.5V，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～3V”，灯泡上标有“2.5V 1.25W”（不考虑灯丝电阻变化），滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，在保证电路安全的情况下，移动滑片P的过程中（ ）
A．电流表的示数最大为0.6A
B．滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω
C．电路消耗的最大总功率为2.7W
D．灯泡消耗的最小功率为0.126W
三、实验探究题（第18小题4分，第19小题6分，第20小题6分，共16分）
18．（4分）在“比较酒精和碎纸片的热值”实验中，小明用如图甲所示的装置进行实验，图中燃烧皿、烧杯a和b、温度计均完全相同，烧杯中盛有相同质量的水。实验时，分别点燃放在两个燃烧皿中的酒精和碎纸片，通过石棉网给烧杯加热，直至酒精和碎纸片完全烧尽。
实验中通过比较 来反映酒精和碎纸片燃烧放出的热量多少的。小明记下了各个时刻a、b烧杯中水的温度，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断 的热值较大。
19．（6分）科技小组用如图甲所示电路测量定值电阻的阻值。
（1）请用笔画线代替导线，将图中的器材连接成完整电路。要求：
①滑片P向B端移动时，电流表示数变小；
②连线不能交叉。
（2）闭合开关，滑片P移动到某一位置时，电压表的示数为2.5V，电流表的示数如图乙所示，则电阻R的阻值是 Ω。
（3）另一小组的同学利用已知电阻R0，设计并连接了如图丙所示的电路来测量未知定值电阻Rx的阻值，主要实验步骤如下：
①闭合开关S1和S2，电压表的示数为U1；
②只断开开关S2，电压表的示数为U2；
③由此可得电阻Rx＝ （以上两空均用字母U1、U2、R0表示）。
20．（6分）小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个、小灯泡（额定电压为2.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）如图甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
（2）小丽同学正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，但电压表示数较大。接下来正确的操作是 。
A.检查电路是否短路；
B.更换电流表；
C.检查小灯泡是否接触良好或损坏；
D.移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光。
（3）小丽根据测量的多组电压、电流值画出的小灯泡的I﹣U图像如图乙所示，用该实验装置能否探究电流与电压的关系并说明理由 。
四、计算题（第21小题6分，第22小题6分，第23小题8分，共20分）
21．（6分）如图所示，我国自主研制的大型水陆两栖灭火机“鲲龙”号在进行低空投水表演，若航行1200s，飞机消耗航空燃油900kg，发动机的平均功率为1.5×107W，航空燃油的热值为5×107J/kg。求：
（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量；
（2）发动机所做的功；
（3）发动机的效率。
22．（6分）如图甲所示为一个超声波加湿器，如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V，定值电阻R0的阻值为20Ω。湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系图象如图丙所示，其阻值最大为120Ω（图中未画出）。在电路安全工作的前提下，求：
（1）当环境湿度为20%时，湿敏电阻R的阻值是多少？
（2）当电流表的示数为0.2A时，电压表的示数是多少？
（3）当电压表示数为9V时，通过R0的电流是多少A？空气中的湿度是多少？
23．（8分）如图1所示是小明家厨房新装的即热式电热水龙头，它的特点是即开即有热水，无需提前预热，而且可以通过调节水流大小调节水温，不需要调节加热电阻大小。其部分参数如下表所示（忽略温度对电阻的影响）。
（1）该水龙头正常工作时电路中的电流多大？该水龙头正常工作时的电阻多大？
（2）该产品的电气技术参数中规定：合格产品的电功率偏差应小于或等于200W。小明将该款水龙头单独接在220V电路中工作时，观察到如图2所示的电能表的铝盘在5分钟内转了120圈。则该水龙头是不是合格产品？
（3）在（2）的条件下1.5kg的水由25℃升高到了35℃，求加热效率？
2023-2024学年安徽省安庆市太湖县九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（每空2分，共20分）
1．（2分）如图是我国古代工匠发明的省油灯，灯壁内有中空夹层，夹层内贮水。灯点燃后，由于水的 比热容 较大，可通过吸热，减慢灯油的蒸发，达到省油的效果。
【分析】水的比热容较大，相同质量的水和其它物质相比，在吸收相同的热量时，温度变化不大。
【解答】解：在夹层中加水，因为水的比热容较大，可以吸收更多的热量，使油的温度升高的较慢些，灯油蒸发较慢，达到省油的目的。
故答案为：比热容。
【点评】此题考查了水的比热容的理解与应用，对蒸发现象的认识，会利用这些知识解释一些简单现象。
3．（2分）如图所示，甲、乙两种纳米材料相互摩擦后，甲的上表面和乙的下表面分别聚集了不同性质的电荷，将甲、乙接入电路后产生电流，则甲、乙整体上相当于电路中的 电源 （填元件名称）。
【分析】电源是为电路提供电能的装置。
【解答】解：甲的上表面和乙的下表面分别聚集了不同性质的电荷，将甲、乙接入电路后产生电流，则甲、乙整体上相当于电路中的电源。
故答案为：电源。
【点评】本题考查了电路的组成，属于基础题目。
4．（2分）用与毛皮摩擦过的橡胶棒接触不带电的验电器A后，再用带绝缘手柄的铜棒将带电的验电器A与不带电的验电器B相连，如图所示，瞬时电流的方向由 B到A （选填“A到B”或“B到A”）。
【分析】在金属导体内能够自由移动的是自由电子，是负电荷；正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，与自由电子定向移动的方向相反。
【解答】解：与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，接触验电器A后，验电器A带负电；再用带绝缘手柄的铜棒将带电的验电器A与不带电的验电器B相连，带负电的电子由验电器A通过铜棒向验电器B移动，负电荷定向移动的方向与电流方向相反，所以，瞬时电流的方向由B到A。
故答案为：B到A。
【点评】解决此类问题的关键是金属导体内能够自由移动的是自由电子，电流的方向与电子定向移动方向相反，是一道基础题。
5．（2分）如图所示的电路中，电源电压为3V，开关闭合时，电压表示数为1V，灯泡L2两端的电压为 1 V。
【分析】由电路图可知，开关闭合时，灯泡L1、L2串联，电压表测L2两端的电压，即电压表的示数为L2两端的电压。
【解答】解：由电路图可知，开关闭合时，两灯泡串联，电压表并联在L2两端，故电压表的示数即为L2两端的电压，电压表示数为1V，即灯泡L2两端的电压U2＝1V。
故答案为：1。
【点评】本题考查了电压表的使用，属于基础题。
6．（2分）如图所示，电路中电源电压恒定，定值电阻R1＝20Ω，只闭合开关S1，电流表示数为0.3A，同时闭合开关S1、S2，电流表示数为0.5A，则R2的阻值为 30 Ω。
【分析】只闭合开关S1，为R1的简单电路，已知电流表示数，由欧姆定律求出电源电压；
同时闭合开关S1、S2，两灯并联，电流表测干路的电流，并联电路各支路互不影响，由并联电路电流的规律求出通过R2的电流，由欧姆定律求出R2的阻值。
【解答】解：电路中电源电压恒定，定值电阻R1＝20Ω，只闭合开关S1，为R1的简单电路，电流表示数为0.3A，由欧姆定律I＝可得电源电压为：U＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V；
同时闭合开关S1、S2，两灯并联，电流表测干路的电流，电流表示数为0.5A，
由并联电路各支路互不影响，通过R1的电流不变，并联电路干路电流等于各支路电流之和，
所以通过R2的电流为：
I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.3A＝0.2A，
由欧姆定律可得R2的阻值：R2＝＝＝30Ω。
故答案为：30。
【点评】本题考查并联电路的特点和欧姆定律的运用，题目难度不大，要掌握。
7．（2分）两个电阻的规格分别为“10Ω，0.4A”和“15Ω，0.2A”，如果把它们串联起来使用，电路两端允许加的最大电压是 5 V。
【分析】串联电路电流处处相等。若将两个电阻串联起来，则电流只能取0.2A，因为取0.4A，乙电阻会被烧坏；然后算出两个电阻的总电阻，最后用公式U＝IR算出电源电压。
【解答】解：若两电阻串联起来，则电流只可取允许的最大电流中较小的0.2A。
电路的总电阻：R总＝R甲+R乙＝10Ω+15Ω＝25Ω，
电路的最大电压：U总＝IR总＝0.2A×25Ω＝5V。
故答案为：5。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用，为保证安全，电阻串联时流过电路的电流应为电阻允许电流中的较小者。
8．（2分）如图甲所示电路中，当开关S闭合后，两电流表指针偏转均如图乙所示，则通过两灯泡的电流比I1：I2＝ 4：1 。
【分析】由电路图可知，两灯泡并联，电流表A1测干路的电流，A2测量L2的电流，根据并联电路的电流特点确定电流表的量程，再确定分度值，根据电流表指针的位置，读出示数，计算电流和比值。
【解答】解：由电路图可知，两灯泡并联，电流表A1测干路的电流，A2测量L2的电流；
已知两只电流表的指针偏转幅度相同，且并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以电流表A1的量程为0～3A，分度值为0.1A，示数为1.5A；
电流表A2的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A；通过L2的电流I2＝0.3A；
则通过电阻R1的电流为：I1＝I﹣I2＝1.5A﹣0.3A＝1.2A。
通过L1、L2两灯泡的电流比I1：I2＝1.2A：0.3A＝4：1。
故答案为：4：1。
【点评】本题考查了并联电路电流规律和电流表的正确连接的判断和读数方法，属于基础题。
9．（2分）如图所示，电源电压19V且恒定不变，小灯泡L正常发光时的电压为6V，图乙是小灯泡L的I﹣U图像，电流表量程0～3A，电压表量程0～15V；R1为定值电阻，滑动变阻器R2的铭牌标注“20Ω，2A”。闭合开关S和S2，保证各电器元件安全的前提下，滑动变阻器R2的调节范围是 13～18.75 Ω。
【分析】（1）由图甲可知，闭合开关S和S2，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测量电路中的电流，根据灯泡的额定电压和图乙可知电路中的最大电流；由串联电路规律和欧姆定律计算变阻器的最小接入电阻值；
（2）根据电压表的量程和串联电路规律可知灯泡两端的实际电压，由乙图可得灯泡中的电流，根据串联电路规律和欧姆定律计算变阻器的最大接入电阻值
【解答】解：由图甲可知，闭合开关S和S2，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测量电路中的电流。
由图乙可知，小灯泡允许通过的最大电流为1A，
因为串联电路中电流处处相等，由电流表的量程0～3A、变阻器允许通过的最大电流2A和灯泡正常工作电流可知电路中最大电流为1A，
此时小灯泡两端的电压为6V，滑动变阻器阻值最小，最小阻值为：
；
由串联电路分压特点可知，滑动变阻器阻值越大，其两端分到的电压越大，由于电压表量程为0～15V，故滑动变阻器两端最大电压为Umax＝15V，
根据串联电路电压规律可得，此时小灯泡两端的电压为：U'L＝U﹣Umax＝19V﹣15V＝4V，
由图乙可知，此时电路中电流为Imin＝0.8A，故滑动变阻器最大值为：
所以，滑动变阻器的取值范围为13～18.75Ω。
故答案为：13～18.75。
【点评】本题考查串联电路规律和欧姆定律的应用，是基础题，排除定值电阻R1的干扰，弄清电路的连接方式是关键之一。
10．（2分）如图，电源电压为6V并保持不变，定值电阻R为10Ω，滑动变阻器R′标有“20Ω 0.5A”字样，电流表量程为“0～0.6A”电压表量程为“0～3V”，闭合开关，移动滑片P的过程中，为保证电路元件安全定值电阻R的最大功率为 0.9 W。
【分析】由电路图可知，R与R′串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；
根据电压表的量程确定定值电阻R两端的最大电压，然后根据串联电路的电压的特点，确定滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律计算电路中的最大电流，根据公式P＝UI计算定值电阻的功率最大值。
【解答】解：由电路图可知，R与R′串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；
电压表量程为“0～3V”，所以定值电阻R两端的最高电压为：UR＝3V，
此时滑动变阻器两端的电压为：UR′＝U﹣UR＝6V﹣3V＝3V；
电路中电压表示数最大时，电流最大，此时电路中的最大电流为：I＝＝＝0.3A；
定值电阻R的最大功率：P＝URI＝3V×0.3A＝0.9W。
故答案为：0.9。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，属于电学综合题。
二、选择题（每小题2分，共14分）
11．（2分）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．0℃的水不具有内能
B．温度越高的物体，含有的热量越多
C．物体温度保持不变，内能一定不变
D．两个内能相同的物体相互接触时，也可能发生热传递
【分析】（1）物体在任何情况下都具有内能；
（2）热量是指热传递过程中传递能量的多少，是过程量，可以说放出或吸收多少热量，但不能说含有多少热量；
（3）物体吸收热量时，可能导致物体的温度发生变化，也可能导致物体的状态发生变化；
（4）发生热传递的条件是存在温度差。
【解答】解：A、0℃的水仍然具有内能，故A错误；
B、热量是过程量，不能说物体含有热量的多少，故B错误；
C、晶体熔化时吸收热量，温度不变，内能增加，故C错误；
D、在热传递过程中，热量总从温度高的物体转移到温度低的物体，或者从同一物体的高度部分传递到低温部分。两个内能相同的物体如果温度不同，相互接触时也会发生热传递，故D正确。
故选：D。
【点评】此题考查了热传递的条件以及温度、热量与内能的关系，是一道综合题。
12．（2分）以下是小巴同学做的有关电学的笔记，描述正确的是（ ）
A．绝缘体无论在什么情况下都不能导电
B．串联的两盏灯，越亮的那盏灯流过的电流越大
C．电源是提供电压的装置，电压是形成电流的原因
D．在电源外部，电流的方向是从电源的负极流出经过用电器流向正极
【分析】（1）导体和绝缘体之间没有绝对的界限，在一定条件下，绝缘体可能变成导体；
（2）串联电路电流处处相等；
（3）电源的作用是提供电能，电压是形成电流的原因；
（4）在电源外部，电流的方向是从电源的正极流出经过用电器流向负极。
【解答】解：A．绝缘体在某些条件下也会转变为导体，如常温下的玻璃是绝缘体，但烧红的玻璃是导体，故A错误；
B．串联电路电流处处相等，所以流过两灯的电流是相等的，亮的那盏是实际功率较大，故B错误；
C．能向外输出电流的装置称为电源，电压是形成电流的原因，但并不是有电压就一定会有电流，电路中有电流还需要形成闭合回路，故C正确；
D．在电源外部，电流的方向是从电源的正极流出经过用电器流向负极，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了导体与绝缘体、串联电路的电流关系、电源的作用和电流的方向，属于基础题。
13．（2分）电路元件A和B中的电流与两端电压的关系如图所示。可知，A、B串联后，当电路中的电流为0.1A时，电源电压为多少V？若将A、B并联后接在2V的电源两端，干路中的电流为多少A？以下答案正确的是（ ）
A．3；0.6B．1；0.4C．2；0.4D．2；0.6
【分析】（1）先根据I﹣U图象读出当A、B串联后，电路中电流为0.1A时元件A和B的电压分别是多少，再根据串联电路的电压规律求出电源电压；
（2）根据并联电路电压特点可知两电阻并联时两端的电压，再根据图象读出对应的电流，根据并联电路的电流特点求出干路电流。
【解答】解：（1）当A、B串联后，当电路中电流为0.1A时，IA＝IB＝0.1A，由图象可知，UA＝0.5V，UB＝1.5V，
由于串联电路中电源电压等于各部分电路两端的电压之和，所以电源电压为：
U＝UA+UB＝0.5V+1.5V＝2V；
（2）将元件A、B并联后接在电压为2V的电源两端时，UA＝UB＝2V，
由图象可知，IA＝0.4A，IB＝0.2A，
由于并联电路中干路的电流等于各支路电流之和，则干路电流为：I＝IA+IB＝0.4A+0.2A＝0.6A。
故选：D。
【点评】本题要求学生正确应用图象获得必要信息，并能结合串、并联电路的特点进行计算。
14．（2分）实验是初中物理学习的重要途径，如图是电学中重要的实验电路图，利用此电路图可以完成多个初中电学实验。若电源电压保持不变，温度对灯丝电阻的影响不可忽略，闭合开关S，下列说法正确的是（ ）
A．若探究电流与电阻关系，定值电阻R由10Ω换成5Ω后，为完成实验，应将滑片左移
B．若要测量定值电阻R的值，可移动滑片记录多组数据，算出多个电阻值求其平均值，可以减小误差
C．若将定值电阻R换成小灯泡，可以探究电流与电压的关系
D．上述三个实验中，滑动变阻器的作用都是改变电阻两端的电压和通过的电流
【分析】（1）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，当换上小电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑动变阻器滑片移动的方向；
（2）若要测量定值电阻R的值，为减小误差，可移动滑片记录多组数据，算出多个电阻值求其平均值；
（3）探究电流与电压的关系，应控制定值电阻的阻值不变，灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（4）探究电流与电阻关系，滑动变阻器的作用是应控制定值电阻两端的电压不变；探究电流与电压的关系，和测量定值电阻R的阻值，滑动变阻器的作用是改变电阻两端的电压和通过的电流。
【解答】解：A．研究电流与电阻关系时要控制电压不变，定值电阻R由10Ω换成5Ω后，根据分压原理，电阻两端的电压变小，根据串联电路电压的规律，要减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要减小滑动变阻器电阻阻值，故应把滑动变阻器滑片向右滑动，故A不符合题意；
B．若要测量定值电阻R的值，为减小误差，可移动滑片记录多组数据，算出多个电阻值求其平均值，故B符合题意；
C．探究电流与电压的关系，应控制定值电阻的阻值不变，灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，故C不符合题意；
D．探究电流与电阻关系，滑动变阻器的作用是控制定值电阻两端的电压不变；
探究电流与电压的关系，滑动变阻器的作用是改变电阻两端的电压；
测量定值电阻R的阻值的实验中，滑动变阻器的作用是改变电阻两端的电压和通过的电流，故D不符合题意。
故选：B。
【点评】本题考查探究电流与电阻关系、探究电流与电压的关系和测量定值电阻R的值的实验，考查综合分析能力，有一定难度。
15．（2分）如图所示，电源电压恒定不变，开关闭合后，当滑动变阻器的滑片P由最上端向中点滑动时。下列说法正确的是（ ）
A．电流表A1示数变大B．灯泡L的亮度变大
C．电流表A2示数不变D．电压表V示数变小
【分析】由电路图可知，滑动变阻器和灯泡并联，电压表测量并联电路两端的电压（电源电压），电流表A1测滑动变阻器的电流，电流表A2测干路中的电流；
根据电源电压可知电压表示数的变化，当滑动变阻器的滑片P由最上端向中点滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知通过滑动变阻器电流的变化；
根据并联电路的特点分析通过灯泡电流的变化和灯泡亮度的变化，根据并联电路的电流规律判定干路中电流的变化。
【解答】解：由电路图可知，滑动变阻器和灯泡并联，电压表测量并联电路两端的电压（电源电压），电流表A1测滑动变阻器的电流，电流表A2测干路中的电流；
由于电源电压不变，所以滑片移动时电压表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灯泡的电流不变，灯泡亮度不变；
当滑动变阻器的滑片P由最上端向中点滑动时，变阻器接入电路中的电阻变小，根据欧姆定律可知，通过变阻器支路的电流变大，即电流表A1的示数变大；
根据并联电路的电流特点可知，干路电流变大，即电流表A2示数变大；
故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查了学生对欧姆定律及其变形公式的掌握和运用，分析电路图得出电路的连接方式和三表的测量对象是本题的突破口，灵活运用并联特点和欧姆定律是关键。
16．（2分）为减少碳排放，我国大力推行电动汽车。电动汽车中，利用接入电路的旋钮变阻器，可控制汽车中电动机的转速，图中OEF为变阻器的三个接线柱。当驾驶员踩下“油门”时车速仪示数增大，车速仪可由电路中的电压表或电流表改装而成。下列说法正确的是（ ）
A．车速仪是由电压表改装而成
B．车速仪中定值电阻R0工作时会消耗电能，可以不用接入电路
C．踩下油门的过程中，电压表的示数与电流表的示数比值增大
D．踩下油门的过程中，电压表的示数变化量与电流表的示数变化量的比值不变
【分析】分析电路可知，变阻器和R0串联，电压表测变阻器的电压；
（1）当驾驶员踩下“油门”时，根据滑动变阻器接入电路中电阻的变化分析总电阻的变化，根据欧姆定律分析电路中电流的变化；根据串联电路的分压规律分析电压表示数的变化；根据电压表示数和电流表示数分析电压表与电流表示数比值的变化；
（2）从保护电路的角度分析R0的作用；
（3）根据欧姆定律得出电压表示数变化量的关系式，然后根据R＝分析电压表的示数变化量与电流表的示数变化量的比值的变化。
【解答】解：根据电路图可知，变阻器和R0串联，电压表测变阻器的电压，电流表测量电路中的电流。
AC．踩下油门的过程中，变阻器接入电路的电阻变小，根据串联电路的分压规律可知，变阻器分担的电压减小，所以电压表示数减小；变阻器的电阻变小，电路总电阻变小，根据可知电流变大，即电流表示数变大；当驾驶员踩下油门时车速仪示数增大，所以车速仪是由电流表改装而成；电压表示数变小，电流表示数变大，则电压表的示数与电流表的示数比值变小，故AC错误；
B．定值电阻R0可以防止电路中电流过大，烧坏仪表，起到保护电路的作用，故B错误；
D．由于串联电路的分压作用，电压表的示数变化量即为定值电阻电压的变化量。对于定值电阻R0，设某时刻下电压为U1，电流为I1，根据欧姆定律则有：U1＝I1R0 ①
设另一时刻下电压为U2，电流为I2，根据欧姆定律则有：U2＝I2R0 ②
②﹣①则有U2﹣U1＝（I2﹣I1）R0，则有：；因为R0是定值电阻，所以踩下油门的过程中，电压表的示数变化量与电流表的示数变化量的比值不变，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了电路的动态分析、欧姆定律的应用，属于基础题。
17．（2分）如图，电源电压恒为4.5V，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～3V”，灯泡上标有“2.5V 1.25W”（不考虑灯丝电阻变化），滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，在保证电路安全的情况下，移动滑片P的过程中（ ）
A．电流表的示数最大为0.6A
B．滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω
C．电路消耗的最大总功率为2.7W
D．灯泡消耗的最小功率为0.126W
【分析】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P＝UI求出灯泡的额定电流，然后结合电流表的量程确定电路中的最大电流，根据P＝UI求出该电路的最大功率；
根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；
（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，灯泡的功率最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，利用P＝I2R求出灯泡的最小功率。
【解答】解：由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
ABC、由P＝UI可得，灯的额定电流：
IL额＝＝＝0.5A，
因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，
所以，电路中的最大电流（即电流表的最大示数）为Imax＝IL额＝0.5A，故A错误；
该电路的最大功率：
Pmax＝UImax＝4.5V×0.5A＝2.25W，故C错误；
由I＝可得，灯泡的电阻：
RL＝＝＝5Ω，
电流最大时，电路中的总电阻：
R＝＝＝9Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
R滑＝R﹣RL＝9Ω﹣5Ω＝4Ω，故B正确。
D、当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中电流最小，灯泡的功率最小，
则电路中的最小电流：
Imin＝＝＝0.18A，
则灯泡的最小功率：
PLmin＝（Imin）2RL＝（0.18A）2×5Ω＝0.162W，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据灯泡的额定电压和电流表的量程确定电路中的最大电流。
三、实验探究题（第18小题4分，第19小题6分，第20小题6分，共16分）
18．（4分）在“比较酒精和碎纸片的热值”实验中，小明用如图甲所示的装置进行实验，图中燃烧皿、烧杯a和b、温度计均完全相同，烧杯中盛有相同质量的水。实验时，分别点燃放在两个燃烧皿中的酒精和碎纸片，通过石棉网给烧杯加热，直至酒精和碎纸片完全烧尽。
实验中通过比较 温度计的示数 来反映酒精和碎纸片燃烧放出的热量多少的。小明记下了各个时刻a、b烧杯中水的温度，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断 a 的热值较大。
【分析】实验中，使质量相同的酒精和碎纸片完全燃烧，加热质量相同的水，通过比较水升高的温度来比较酒精和碎纸片燃烧放出的热量多少；
由图乙可知，酒精和碎纸片完全燃烧时，烧杯a中水的温度升高的较多。
【解答】解：实验中，使质量相同的酒精和碎纸片完全燃烧，加热质量相同的水，通过比较水升高的温度来比较酒精和碎纸片燃烧放出的热量多少，使用了转换法；
由图乙可知，酒精和碎纸片完全燃烧时，烧杯a中水的温度升高的较多，说明质量相同的酒精和碎纸片完全燃烧后，酒精放出的热量多，因此酒精的热值较大。
故答案为：温度计的示数；a。
【点评】本题考查比较酒精和碎纸片的热值，物质的吸热能力，热值大小比较。
19．（6分）科技小组用如图甲所示电路测量定值电阻的阻值。
（1）请用笔画线代替导线，将图中的器材连接成完整电路。要求：
①滑片P向B端移动时，电流表示数变小；
②连线不能交叉。
（2）闭合开关，滑片P移动到某一位置时，电压表的示数为2.5V，电流表的示数如图乙所示，则电阻R的阻值是 5 Ω。
（3）另一小组的同学利用已知电阻R0，设计并连接了如图丙所示的电路来测量未知定值电阻Rx的阻值，主要实验步骤如下：
①闭合开关S1和S2，电压表的示数为U1；
②只断开开关S2，电压表的示数为U2；
③由此可得电阻Rx＝ （以上两空均用字母U1、U2、R0表示）。
【分析】（1）滑动变阻器串联在电路中，根据滑片P向B端移动时，电流表示数变小，电阻变大画图；
（2）根据电流表的量程和分度值读数，根据欧姆定律计算电阻；
（3）根据不同状态的电压表测量对象分析，根据串联电路的特点和欧姆定律计算电阻。
【解答】解：（1）滑动变阻器串联在电路中，滑片P向B端移动时，电流表示数变小，变阻器连入电路的电阻变大，所以选择左下接线柱串联接入电路，如图：
（2）由图乙可知，电流表选用小量程，分度值是0.02A，示数为0.5A，根据I＝
可得R的阻值为；
（3）闭合开关S1和S2，只有Rx的简单电路，电压表的示数为U1，电压表测量电源电压；只断开开关S2，两个电阻串联，电压表的示数为U2，根据串联电路总电压等于各部分电压之和，由串联电路的电压特点可知，R0两端的电压U0＝U1﹣U2；
通过R0的电流；通过Rx的电流为
；
Rx的阻值为
。
故答案为：（1）见解答；
（2）5；
（3）。
【点评】本题考查伏安法测电阻与特殊方法测电阻，属于中档题。
20．（6分）小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个、小灯泡（额定电压为2.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）如图甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
（2）小丽同学正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，但电压表示数较大。接下来正确的操作是 C 。
A.检查电路是否短路；
B.更换电流表；
C.检查小灯泡是否接触良好或损坏；
D.移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光。
（3）小丽根据测量的多组电压、电流值画出的小灯泡的I﹣U图像如图乙所示，用该实验装置能否探究电流与电压的关系并说明理由 小灯泡灯丝的电阻是变化的，用该实验装置不能探究电流与电压的关系 。
【分析】（1）根据电路连接和电表的使用分析回答；
（2）小丽同学正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表示数较大，说明电压表与电源连通，电压表被串联在电路中，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；
（3）灯泡的电阻随温度的升高而增大，据此结合控制变量法进行分析。
【解答】解：（1）原电路图中，电流表与灯泡并联，电压表串联在电路中是错误的，在“测量小灯泡的电功率”实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示：
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，说明电路是断路，但电压表示数较大，电压表与电源相通，说明与电压表并联的小灯泡断路，接下来应检查小灯泡是否接触良好或损坏，故选C。
（3）探究电流与电压的关系，需保持导体的电阻不变，实验中用的小灯泡，小灯泡灯丝的电阻随温度变化，所以用该实验装置不能探究电流与电压的关系。
故答案为：（1）见上图；（2）C；（3）小灯泡灯丝的电阻是变化的，用该实验装置不能探究电流与电压的关系。
【点评】本题测小灯泡的电功率实验，考查了电路连接、电路故障的分析和控制变量法的理解。
四、计算题（第21小题6分，第22小题6分，第23小题8分，共20分）
21．（6分）如图所示，我国自主研制的大型水陆两栖灭火机“鲲龙”号在进行低空投水表演，若航行1200s，飞机消耗航空燃油900kg，发动机的平均功率为1.5×107W，航空燃油的热值为5×107J/kg。求：
（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量；
（2）发动机所做的功；
（3）发动机的效率。
【分析】（1）利用Q放＝m燃油q求航空燃油完全燃烧放出的热量；
（2）根据W＝Pt求出飞机发动机做的功；
（3）根据η＝求出发动机的效率。
【解答】解：（1）航空燃油完全燃烧放出的热量：Q放＝m燃油q＝900kg×5×107J/kg＝4.5×1010J；
（2）根据P＝得，飞机发动机做的功：W＝Pt＝1.5×107W×20×60s＝1.8×1010J；
（3）发动机的效率：η＝×100%＝×100%＝40%。
答：（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为4.5×1010J；
（2）飞机发动机做的功为1.8×1010J；
（3）发动机的效率为40%。
【点评】本题为力学和热学的综合题，考查了燃料完全燃烧放热公式、热机效率公式的掌握和运用，属于基础性题目。
22．（6分）如图甲所示为一个超声波加湿器，如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V，定值电阻R0的阻值为20Ω。湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系图象如图丙所示，其阻值最大为120Ω（图中未画出）。在电路安全工作的前提下，求：
（1）当环境湿度为20%时，湿敏电阻R的阻值是多少？
（2）当电流表的示数为0.2A时，电压表的示数是多少？
（3）当电压表示数为9V时，通过R0的电流是多少A？空气中的湿度是多少？
【分析】（1）从图丙可知，环境湿度为20%时，湿敏电阻的阻值；
（2）当电流表的示数为0.2A时，利用欧姆定律即可求出此时电路中的总电阻，然后根据串联电路的电阻特点求出R接入电路中的阻值，由U＝IR可求得电压表的示数；
（3）当电压表示数为9V时，根据串联电路的电压特点求出R0两端的电压，利用欧姆定律求出通过R0的电流；根据欧姆定律可求得此时湿敏电阻R的阻值，然后由图丙可知空气中的湿度是多少。
【解答】解：（1）从图丙可知，环境湿度为20%时，湿敏电阻的阻值为30Ω；
（2）由图可知，定值电阻R0与湿敏电阻R串联，电压表测量湿敏电阻R两端的电压，电流表测量电路中的电流；
当电流表的示数为0.2A时，由I＝可得，此时的总电阻：
R总＝＝＝60Ω，
因串联电路总电阻等于各电阻之和，
所以，此时R接入电路中的阻值：
R＝R总﹣R0＝60Ω﹣20Ω＝40Ω；
由I＝可得，电压表的示数UR＝IR＝0.2A×40Ω＝8V；
（3）当电压表示数为9V时，由串联电路的电压特点可得，R0两端的电压：
U0＝U﹣UR′＝12V﹣9V＝3V，
此时通过R0的电流：
I′＝＝＝0.15A；
根据欧姆定律可知，R的电阻为：R′＝＝＝60Ω，
由图丙可知，空气中的湿度是50%。
答：（1）当环境湿度为20%时，湿敏电阻R的阻值是30Ω；
（2）当电流表的示数为0.2A时，电压表的示数是8V；
（3）当电压表示数为9V时，通过R0的电流是0.15A；空气中的湿度是50%。
【点评】本题是一道综合应用题，认真审题、根据题意获取所需信息，熟练应用串联电路特点、欧姆定律即可正确解题，难度不大。
23．（8分）如图1所示是小明家厨房新装的即热式电热水龙头，它的特点是即开即有热水，无需提前预热，而且可以通过调节水流大小调节水温，不需要调节加热电阻大小。其部分参数如下表所示（忽略温度对电阻的影响）。
（1）该水龙头正常工作时电路中的电流多大？该水龙头正常工作时的电阻多大？
（2）该产品的电气技术参数中规定：合格产品的电功率偏差应小于或等于200W。小明将该款水龙头单独接在220V电路中工作时，观察到如图2所示的电能表的铝盘在5分钟内转了120圈。则该水龙头是不是合格产品？
（3）在（2）的条件下1.5kg的水由25℃升高到了35℃，求加热效率？
【分析】（1）由表格参数可知电热水龙头的额定电压和额定功率，根据P＝UI求出该水龙头正常工作时电路中的电流；根据P＝求出该水龙头正常工作时的电阻；
（2）600r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的铝盘转过600转，据此求出铝盘转过120转，水龙头消耗的电能，根据电功率公式求出水龙头的功率，据此判断是否合格；
（3）根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，根据效率公式求出水龙头的加热效率。
【解答】解：（1）由表格参数可知，电热水龙头的额定电压U＝220V，额定功率P＝2200W，
由P＝UI可知，该水龙头正常工作时电路中的电流：I＝＝＝10A；
由P＝可知，该水龙头正常工作时的电阻；R＝＝＝22Ω；
（2）600r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的铝盘转过600转，
则铝盘转过120转，水龙头消耗的电能：W＝＝0.2kW•h＝7.2×105J，
水龙头的功率：P实＝＝＝2400W，
电功率偏差ΔP＝P实﹣P＝2400W﹣2200W＝200W，根据题意可知，该水龙头合格；
（3）水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（35℃﹣25℃）＝6.3×104J，
水龙头的加热效率：η＝×100%＝×100%＝8.75%。
答：（1）该水龙头正常工作时电路中的电流为10A；该水龙头正常工作时的电阻为22Ω；
（2）该水龙头合格；
（3）水龙头的加热效率为8.75%。
额定电压
220V
额定功率
2200W
最高水温
35℃
额定电压
220V
额定功率
2200W
最高水温
35℃