安徽省六安市2024-2025学年第一学期九年级期末检测物理试题（含解析）

这是一份安徽省六安市2024-2025学年第一学期九年级期末检测物理试题（含解析），共20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.甲、乙、丙三个轻质泡沫小球用绝缘细线悬挂在天花板上，它们之间相互作用时的场景如图所示，已知丙球带负电，下列判断正确的是( )
A. 甲、乙两球均带正电B. 甲、乙两球均带负电
C. 甲球带负电，乙球可能不带电D. 甲球带负电，乙球一定带正电
2.用两个相同的电加热器分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的关系图象如图所示，下列说法正确的是( )
A. 甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B. 加热相同的时间，甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度
C. 加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D. 升高相同的温度，两液体吸收的热量相同
3.将质量为10g，热值为4.2×107J/kg的燃料完全燃烧后，放出的热量完全被质量为1kg的水吸收，水的初温20℃，在一标准大气压下(水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)水的温度将升高 ( )
A. 70℃B. 80℃C. 90℃D. 100℃
4.如图所示，通过L1的电流和通过L2的电流之比是2：1，则A1表和A2表的示数之比是( )
A. 2：3
B. 3：1
C. 1：2
D. 2：1
5.如图所示的实验，在软木塞冲出试管口的过程中，下列说法正确的是( )
A. 水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能增大
B. 水蒸气的内能转化为软木塞的机械能
C. 软木塞的机械能转化为水蒸气的内能
D. 能量的转化形式与热机压缩冲程相同
6.地磅是用来称量重型货车质量的工具。工作时，重物质量越小，电表的示数就越小，下列四幅电路图中，R′是滑动变阻器，R是定值电阻。其中符合地磅工作原理的是( )
A. B.
C. D.
7.小军采用如图所示的电路，研究“通过某导体的电流与它的电阻的关系”，分别用5 Ω和10 Ω的电阻做两次实验，当完成第一次实验后，小军将A、B两点间的电阻R由5 Ω更换为10 Ω，闭合开关后，滑动变阻器应该( )
A. 保持变阻器滑片不动B. 将变阻器滑片向左移动
C. 将变阻器滑片向右移动D. 更换阻值更大的滑动变阻器
二、填空题：本大题共9小题，共18分。
8.由欧姆定律的变形公式R=UI可知，要测出导体的电阻，只需要用________测出导体两端的电压，用________测出通过导体的电流，代入公式就可以求出这个导体的电阻了．这种测量电阻的方法叫伏安法．
9.如图所示，某手机移动电源(俗称充电宝)有两个输出端，通过电源线可以单独或同时为手机充电，这两个输出端的连接方式是______联；用移动电源为手机充电时，手机相当于电路中的______。
10.在“用电压表、电流表测电阻”的实验中，某一次测量时，电流表的示数如图所示，则通过待测电阻的电流为______A，若此时待测电阻两端电压表的示数为2V，则待测电阻的阻值为______Ω。
11.如图所示的“静电章鱼实验”中，与羊毛摩擦过的塑料细丝像章鱼脚一样分开，是由于细丝带上了______(选填“同种”或“异种”)电荷而相互______(选填“吸引”或“排斥”)。
12.如图所示电路，两只小灯泡L1和L2均正常发光，则甲是______表，乙是______表。
13.如图甲所示是灯泡L和电阻R的I−U图象，当将该灯泡L和R按照图乙所示方式连入电路时，电流表示数为0.4A，测此整个电路在1min时间内消耗的电能为______J。
14.在如图所示的电路中，开关S1和开关S2原来是断开的，如果将开关S1闭合，则电压表测量的是______两端的电压，如果将开关S2闭合，则电压表测量的是______两端的电压。
15.小林家5月底电能表示数如图所示，6月底电能表示数为100.0 kW·h，那么6月份他家消耗了 kW·h的电能。在某段时间内，转盘转过了400转，表示此段时间内他家用了 度电。
16.某一温度下，连接在电路中的两段导体A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。由图信息可知，A导体的电阻为______Ω.
当A导体和B导体串联在电路中时，通过的电流是0.3A.则电源电压为______V，电路消耗的总功率为______W。
三、作图题：本大题共1小题，共2分。
17.在“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”实验中：

(1)如图所示，用笔画线代替导线，将实验电路连接完整(要求滑片左移时，滑动变阻器接入电路的阻值变小)；
(2)在虚线框中画出实验电路图。
四、实验探究题：本大题共3小题，共18分。
18.某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见下表)。
(1)在安装。调整实验器材时，科学合理的顺序是(甲图中)：先调整固定______的位置，再调整固定______的位置(选填“A”或“B”)。
(2)为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和______、______。
(3)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______。
(4)1kg的菜籽油和2kg的菜籽油的热值______(选填“相同”或“不相同”)，所以燃料的热值与燃料的质量______(选填“有关”或“无关”)
19.如图所示，小明在“探究串联电路电压特点”的实验中：
(1)在连接电路的过程中，开关必须______，在串联电路中，开关可以控制所有用电器，开关位置的改变______(填“影响”或“不影响”)它对用电器的控制。
(2)某次测量时，电压表的示数如图乙所示，则此时灯L1两端的电压为______V。
(3)闭合开关后，小明发现L1、L2均不发光，电压表有示数且大小接近3V，则电路中出现的故障可能是L1发生了______(填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后，小明在测量了灯L1两端的电压后，断开开关，然后将AE导线的A端松开，接到D接线柱上，闭合开关测量灯L2两端的电压，小明的做法是______(填“正确”或“错误”)的，原因是______。
(5)小明更换了不同规格的小灯泡并多次实验，将得到的数据记录在下表中，分析实验数据，你可以得到串联电路中的电压规律：串联电路两端的总电压等于______。
(6)小明进行多次实验的主要目的是______(填序号)。
①寻找普遍规律 ②减小实验误差
20.同学们“探究电流与电阻的关系”时，实验室提供的器材有：电压恒为6V的电源一个，定值电阻5个(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)，规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器一个，电流表、电压表、开关各一个，导线若干。

(1)同学们设计并连接了如图甲所示的实验电路，想用电压表的3V量程测量定值电阻R两端的电压，请你用笔画线代替导线，帮助他们把电压表正确连接在电路中(导线不能交叉)。
(2)他们先将R=5Ω的电阻接在图甲中a、b间，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U0；保持滑片不动，用10Ω的电阻替换a、b间的电阻后，需将滑动变阻器的滑片P向______(选填“左”或“右”)端移动，才能保持a、b间的电压U0不变；再依次更换a、b间电阻为15Ω、20Ω继续实验。他们根据测量数据作出了电流表示数I与a、b间电阻R阻值的关系图像，如图乙所示。由乙图可知：a、b间电压U0的值为______V；a、b间电压一定时，通过a、b间导体的电流与导体的电阻成______比。
(3)当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，发现电压表示数始终不能调为U，为继续完成此次探究，同学们一起设计了如下方案，下列方案不正确的一项是______。
A.将滑动变阻器更换为“50Ω 1A”的滑动变阻器，其余不变
B.将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源，其余不变
C.只调节滑动变阻器，使U0为2.3V
五、计算题：本大题共3小题，共24分。
21.如图，电源电压U=6V，定值电阻R0=20Ω，电压表量程为0～15V，
(1)滑片P在a端时，电压表示数为6V，求通过R0的电流；
(2)滑片P在b端时，电压表示数为2V，求R的最大阻值；
(3)求闭合开关时，电路中电流的最小值。
22.“绿色出行，低碳生活”，新能源汽车靠电池提供能量，具有环保节能、高效等优势，如图所示是一款新型电动汽车，该电动汽车内部的电池能量为45kW⋅h，电动机工作时把80%的电能转化为动能后需重新充电。(已知q汽油=4.6×107J/kg，g=10N/kg，1kW⋅h=3.6×106J)求：
(1)该汽车电池充满电后使用，最多能提供多少动能；
(2)该汽车电池充满电后使用，以36km/h的速度在9.6kW的额定功率下最多可以匀速行驶的路程；
(3)燃油汽车把汽油燃烧放出的能量转化为动能的效率为25%。与燃油汽车相比电动汽车内部的电池充满一次电来提供动能，燃油汽车需要燃烧多少千克的汽油(结果保留一位小数)。
23.如图甲所示，是小乔同学从废弃的电热器上拆下的加热部件，该部件由阻值不变的两根电阻丝R1、R2构成，小乔设计了图乙的电路对该部件进行检测，其中R0=22Ω，M、N为接线柱。
(1)用导线把M和N连接，只闭合开关S1，电流表示数为1A，求电源电压；
(2)把M接A，N接B，只闭合开关S1，电流表示数为0.5A，求R1的阻值；
(3)用导线把B和C连接，然后将M接A，N接B，闭合开关S1和S2，电流表示数为1.5A；检测结束后，小乔利用该部件重新组装一个加热器，求新加热器接入220V电路中能达到的最大电功率。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】由图中可知，甲球与丙球靠近时相互排斥，已知丙球带负电，根据同种电荷相互排斥可知，甲球一定带负电；甲球与乙球靠近时相互吸引，根据异种电荷相互吸引可知，乙球可能带正电；但带电体能够吸引不带电的轻小物体，所以乙球也可能不带电；综合分析可知，乙球可能带正电，也可能不带电。故ABD错误，C正确。
故选C。
2.【答案】B
【解析】解：
(1)由题知，用两个相同的电加热器加热，在相等时间内液体吸收的热量相等，故C错；
(2)由图象可以看出，当加热时间相同时，即吸收的热量相同时，甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度，故B正确；
(3)由图象可以看出，升高相同的温度，乙的加热时间长，乙吸收的热量多，故D错；
(4)根据Q吸=cm△t可知，在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下，谁的温度升高得多，它的比热容小；在其它条件相同时，甲液体升高的温度较高，所以甲液体的比热容小于乙液体的比热容，故A错。
故选：B。
由题意可知，甲乙两种液体液体质量相等、初温相同，用两个相同的电加热器加热，在相等时间内液体吸收的热量相等；
在图象中，取相同的加热时间，即吸收相同的热量，确定两种液体末温大小关系，得出两种液体的升高温度的大小关系，再利用吸热公式比较两种液体的比热容大小关系。
此题考查的是利用图象比较不同物质的比热容，得到正确结论的前提是读懂图象提供的信息，理解比热容的物理意义。
3.【答案】B
【解析】解：燃料完全燃烧释放的热量：
Q=m′q=0.01kg×4.2×107J/kg=4.2×105J，
∵Q=cm△t，
∴水升高的温度：
△t=Qcm=4.2×105J4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg=100℃，
水的末温t=t0+△t=20℃+100℃=120℃，
在一标准大气压下，水的沸点是100℃，水的最高温度为100℃，不会达到120℃，
水升高的温度为100℃−20℃=80℃；
故选：B。
由燃烧值公式求出燃料完全燃烧释放的热量；由热量公式的变形公式求出水升高的温度，然后答题。
本题考查了求水升高的温度，应用燃烧值公式与热量公式即可正确解题，解题时要注意，求的是升高的温度，不是水的温度。
4.【答案】B
【解析】【分析】
由电路分析可得两灯为并联关系，则由并联电路的电流规律可求得两表的示数之比。
本题应首先明确两电流表与哪一部分串联，即明确电流表测量的是哪一部分电路的电流，然后根据电路连接特点进行分析。
【解答】
由电路分析得，两灯并联，A2测量的为L2中电流，A1测总电流，
设L2中电流为I，则L1中的电流为2I，则由并联电路电流规律的特点(干路电流等于各支路电流之和)可知总电流为3I，故两表的示数之比为3：1。故B正确，ACD错误。
故选B。
5.【答案】B
【解析】【分析】
(1)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；
(2)内燃机的压缩冲程中，将机械能转化为内能；做功冲程中，将内能转化为机械能。
本题考查了能量的转化、热机的工作原理，属于基础性题目。
【解答】
ABC、图中的水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，水蒸气的内能减小，软木塞的机械能增加，故AC错误，B正确；
D、图中的能量转化是内能转化为机械能，与热机的做功冲程能量转化相同，故D错误。
6.【答案】B
【解析】A.由图可知，定值电阻R和滑动变阻器R′串联，电流表测电路中的电流；重物质量越小，滑片向上滑动，变阻器R′接入电路的电阻变小，由欧姆定律可知，电路中电流变大，则电流表读数变大，故A不符合题意；
B.由图可知，定值电阻R和滑动变阻器R′串联，电压表测定值电阻R两端的电压；重物质量越小，滑片向上滑动，变阻器R′接入电路的电阻变大，由欧姆定律可知，电路中电流变小，由U=IR可知定值电阻R两端电压变小，即电压表示数变小，故B符合题意；
C.由图可知，电流表把变阻器R′短路，电流不经过R′，所以无论重物怎么变化，电流表的读数都不变，故C不符合题意；
D.由图可知，电压表串联接入电路，电压表相当于测电源电压，所以无论重物怎么变化，电压表的读数都不变，故D不符合题意。
故选B。
7.【答案】C
【解析】解：(1)将AB两点间5Ω的电阻更换为10Ω的电阻，闭合开关，电路总电阻变大，电流变小(电流表示数减小)AB间的电压增大(电压表的示数增大)；
(2)为保持AB间的电压不变，要移动滑片使AB间的电压减小：当滑动变阻器连入电路的电阻增大时，即将变阻器滑片向右移动，电路中电流变小，由U=IR可知，AB间的电压减小；
故选：C。
要研究导体中的电流与电阻的关系，由控制变量法的思路可知，需要保证导体两端的电压不变，当电路中的电阻由5Ω换成10Ω时，导体两端的电压是否变化，怎样变化是此题的解题思路。
电源电压不变，两串联电阻，当其中一个电阻增大时，其两端电压也增大，另一个电阻两端的电压同时减小。
8.【答案】电压表电流表
【解析】略
9.【答案】并 用电器
【解析】解：
(1)移动电源给手机充电过程中，各手机间互不影响，所以输出端的连接方式是并联。
(2)用移动电源为手机充电时，手机消耗电能，则手机相当于电路中的用电器。
故答案为：并；用电器。
(1)移动电源给手机充电过程中，各手机应互不影响，根据串、并电路特点分析手机的连接方式；
(2)移动电源为手机充电时，移动电源相当于电路中的电源；手机相当于用电器。
此题考查的是我们对“充电宝”有关信息的掌握和应用，体现了物理与日常生活的密切联系。
10.【答案】0.2 10
【解析】解：由图可知，电流表选择0～0.6A的量程，则最小分度为0.02A，指针所指刻度为0.2A；
由欧姆定律得，待测电阻的阻值R=UI=2V0.2A=10Ω；
故答案为：0.2，10。
由图中接入的接线柱可知电流表所选量程，则求得最小分度即可得出指针所示的示数；
已知待测电阻两端的电压，则由欧姆定律可求得电阻的阻值。
伏安法测电阻的原理是利用欧姆定律求电阻，故只需得出电压值和电流值即可由R=UI求得电阻。
11.【答案】同种 排斥
【解析】解：由实验现象可知，与羊毛摩擦过的塑料细丝像章鱼脚一样分开，这是由于细丝带上了同种电荷而相互排斥造成的。
故答案为：同种；排斥。
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，据此判断。
本题考查了对摩擦起电现象和电荷间相互作用的认识，属基础题。
12.【答案】电流 电压
【解析】解：若甲是电压表，乙是电流表，导线会将灯泡L2短路，不发光；
若甲、乙都是电流表，则L1和L2都短路，都不能正常发光；
若甲和乙都是电压表，灯泡L2和电压表甲串联，不发光。
故甲是电流表，乙是电压表，灯泡L1和L2并联，两灯发光，电流表测L2电流，电压表测电源电压；
故答案为：电流；电压。
电流表要和被测用电器串联，电压表和被测用电器并联。
可以根据电流表和电压表的使用方法进行逐个排除。
本题考查的是电压表和电流表的连接对电路产生影响的判断，这是电学中最基本的东西，需要掌握。
13.【答案】120
【解析】解：闭合开关，灯泡和定值电阻串联，电流表测量电路电流。
电流表示数为0.4A，根据串联电路的电流特点可知通过定值电阻和灯泡的电流均为0.4A，从图中可知灯泡和定值电阻两端的电压分别为1V、4V，根据串联电路的电压特点可知电源电压U=U1+U2=1V+4V=5V，
整个电路在1min时间内消耗的电能W=UIt=5V×0.4A×60s=120J。
故答案为：120。
闭合开关，灯泡和定值电阻串联，电流表测量电路电流。
电流表示数为0.4A，根据串联电路的电流特点可知通过定值电阻和灯泡的电流，从图中可知灯泡和定值电阻两端的电压，根据串联电路的电压特点可知电源电压，根据W=UIt得出整个电路在1min时间内消耗的电能。
本题考查电能的计算，是一道综合题。
14.【答案】L1 电源
【解析】解：
由图知，当开关S1闭合、S2断开时，两灯泡串联，电压表测量L1两端电压；
如果再将开关S2闭合，则灯泡L2被短路，电路中只有L1工作，此时电压表测量电源电压。
故答案为：L1；电源。
根据开关不同组合时，判断电路的连接性质，并根据电压表与被测电路并联进行判断。
本题考查了电压表的使用以及电路的识别，属于基础题。
15.【答案】68.0
0.16

【解析】解：
电能表的最右框中示数是小数位，所以图中电能表的示数是320 kW·h，则6月份小林家消耗的电能W=W2−W1=100.0 kW·h−32.0 kW·h=68.0 kW·h。电能表表盘上的2500 r/(kW·h)表示用电器每消耗1 kW·h的电能，电能表上的转盘转2500 r。在某段时间内电能表转盘转过400 r，则用电器消耗的电能为W′=400×12500kW⋅h=0.16kW⋅h。
16.【答案】5；4.5；1.35
【解析】解：(1)由图象可知，当UA=3V时，IA=0.6A，
所以RA=UAIA=3V0.6A=5Ω；
(2)当A、B串联时，IA=IB=I=0.3A，
由图象可知：UA=1.5V，UB=3V，
所以电源的电压U=UA+UB=1.5V+3V=4.5V，
电路消耗的总功率P=UI=4.5V×0.3A=1.35W。
故答案为：5；4.5；1.35。
解决本题要会正确从图象中读出对应的物理量，会灵活应用欧姆定律、电功率公式和串联电路的特点是解决本题的关键。
17.【答案】解：(1)因滑片左移时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，即应将变阻器滑片左边电阻丝连入电路中，如下左图所示；
(2)根据实物图画出电路图，如下图右图所示：

【解析】(1)根据滑片左移时，滑动变阻器接入电路的阻值变小确定变阻器接线柱的连接，并与电阻串联在电路中；
(2)根据实物图画出电路图
本题探究通过定值电阻的电流与电压的关系，考查电路的连接，要注意两者的一一对应性。
18.【答案】B A 水的质量 水的初温 煤油 相同 无关
【解析】解：
(1)为了利用火焰的外焰给烧杯充分加热，安装器材时需要先固定B的位置，然后再调整A的位置，并且注意温度计的玻璃泡不要碰到烧杯壁和烧杯底；
(2)为了保证实验的可靠性，需要控制水的质量和水的初温相同，并且热源的加热时间也要相同；
(3)分析表格数据可知，甲杯水的温度升高的较快，说明煤油燃烧产生的热量多，所以其热值大；
(4)热值是燃料本身的一种特性，与燃料的种类有关，与质量无关，故1kg的菜籽油和2kg的菜籽油的热值是相同的。
故答案为：(1)B；A；(2)水的质量；水的初温；(3)煤油；(4)相同；无关。
(1)安装实验器材时需要先固定B的位置，能够利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热；然后再调整A的位置，使温度计的玻璃泡完全接触水，并且不要碰到烧杯壁和烧杯底；
(2)探究两种燃料的热值时，需要控制水的质量和水的初温相同，并且酒精灯的加热时间也要相同；
(3)由表格数据可知，在其它条件相同时，甲杯水的温度升高的较快，即甲酒精灯燃烧产生的热量多，所以其热值大；
(4)热值是燃料本身的一种特性，与燃料的种类有关，与质量无关。
此类实验问题，要结合控制变量法进行分析研究，通过观察温度的变化判断燃料热值的大小。
19.【答案】(1)断开；不影响；(2)1.9；(3)断路；(4)错误；电压表的正负接线柱接反了；(5)各串联电阻两端的电压之和；(6)①。
【解析】解：(1)在连接电路的过程中，为保证电路安全，开关必须断开；在串联电路中，开关可以控制所有用电器，开关位置的改变不改变它对所有用电器的控制作用；
(2)由图甲可知，电源电压大约3V，因此图乙电压表选用的是小量程，其分度值是0.1V，故此时电压表的示数是1.9V。
(3)闭合开关S后，灯L1、L2均不发光，而电压表的示数大小接近电源电压3V，说明此时电压表的正负接线柱与电源两极相连，故灯L1发生断路。
(4)如图，如果将AE导线的A端松开，接到D接线柱上来测量灯L2两端的电压，这样电流从电压表的“−”接线柱流入，从“+”接线柱流出了，电压表的正负接线柱接反了；
(5)由表格可知：次数1：1.9V+1.1V=3.0V；次数2：1.0V+2.0V=3.0V；次数3：1.2V+1.8V=3.0V；因此可以得出：串联电路两端的总电压等于各串联电阻两端的电压之和，即U=U1+U2；
(6)多次实验分析数据是为了寻找普遍规律，故填①。
(1)在串联电路中，一个开关可以控制所有用电器，开关位置改变，控制作用不变
(2)据实物图判断出电压表的量程，而后判断出分度值，进而读出电压表的示数即可；
(3)闭合开关灯泡不亮，原因有两个：断路或短路。具体原因从电流表、电压表有无示数判断故障；
(3)电学实验中，电压表并联在待测电路两端，电流从“+”接线柱流入，从“−”接线柱流出，不能接反了；
(5)根据表中的数据，分别计算出每一次实验中的U1+U2，再和相对应的U的电压值比较，得出结论。
(6)在物理实验过程中，多次测量的目的有两个：将测量数据取平均值，减小误差；总结规律，避免结论的片面性。
本题主要考查电压表的使用及电路故障分析，重点是电压表的使用：电压表检验电路故障时，将电压表与用电器并联，电压表有较大示数(接近电源电压)，此处用电器断路或与之串联的用电器短路；电压表无示数，此处用电器短路或与之串联的用电器断路。
20.【答案】(1)；(2)右；2；反；(3)C
【解析】解：(1)电压表与定值电阻并联接入电路，注意接线柱正进负出，由图乙可知控制电压为2V，正接线柱选择“3“接线柱，如下图所示：
；
(2)实验中，用10Ω的电阻替换5Ω，根据分压原理，电阻两端的电压变大，即电压表示数变大；研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大变阻器两端的电压，由分压原理，要增大变阻器电阻阻值，故应向右移动滑片才能达到实验要求；
根据图乙所示的图象可知，a、b两端的电压为：U=IR=0.4A×5Ω=---=0.1A×20Ω=2V，为一定值，
故可得出：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
(3)A、由图可知，电源电压为6V，定值电阻两端电压为2V，滑动变阻器两端电压为4V，根据串联分压原理得R定：R变=UV：U变=2V：4V=1：2，滑动变阻器的阻值是定值电阻的2倍，当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，则解得R变=50Ω，如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值至少为50Ω，因此该方法可行，故A不符合题意；
B、如果重新开始实验，只更换电源，将电压为6V的电源更换为电压为5.2V的电源，定值电阻两端电压保持不变为2V，滑动变阻器两端电压为3.2V，根据串联分压原理得R定：R变=UV：U变=2V：3.2V=1：1.6，滑动变阻器的阻值是定值电阻的1.6倍，当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，则解得R变=40Ω，因此该方法可行，故B不符合题意；
C、如果重新开始实验，只改变控制电压U0，使U0为2.3V，电源电压为6V，定值电阻两端电压为2.3V，滑动变阻器两端电压为3.7V，根据串联分压原理得R定：R变=UV：U变=2.3V：3.7V=23：37，滑动变阻器的阻值是定值电阻的3723倍，当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，则解得R变=25Ω×3723≈40.2Ω，因此该方法不可行，故C不正确，符合题意。
故答案为：(1)如上图所示；(2)右；2；反；(3)C。
(1)电压表与定值电阻并联接入电路，注意接线柱正进负出；
(2)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，当换上大电阻时，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变阻器滑片移动的方向；根据图乙求出电流与电阻之积，据此分析；
(3)逐项分析设计的方案。
本题探究电流与电阻的关系，考查了电路连接、实验操作，同时考查了研究电流与电阻关系中控制变量法的应用，特别是最后一问难度较大。
21.【答案】(1)0.3A；(2)40Ω；(3)0.1A
【详解】解：(1)滑片P在a端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，根据欧姆定律可得通过R0的电流
I0=UR0=6V20Ω=0.3A
(2)定值电阻和滑动变阻器串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知此时通过电路的电流最小，串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流
I 0′=U 0′R0=2V20Ω=0.1A
串联电路总电压等于各部分电压之和，滑动变阻器两端的电压
UR=U−U0=6V−2V=4V
滑动变阻器的最大阻值
R大=UVI 0′=4V0.1A=40Ω
(3)由(2)知，电路中的最小电流为
I小=I 0′=0.1A

【解析】(1)0.3A；(2)40Ω；(3)0.1A
【详解】解：(1)滑片P在a端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，根据欧姆定律可得通过R0的电流
I0=UR0=6V20Ω=0.3A
(2)定值电阻和滑动变阻器串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知此时通过电路的电流最小，串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流
I 0′=U 0′R0=2V20Ω=0.1A
串联电路总电压等于各部分电压之和，滑动变阻器两端的电压
UR=U−U0=6V−2V=4V
滑动变阻器的最大阻值
R大=UVI 0′=4V0.1A=40Ω
(3)由(2)知，电路中的最小电流为
I小=I 0′=0.1A
22.【答案】解：(1)电池储存电能的最大容量E容=45×3.6×106J=1.62×108J，
最多能提供的动能W=80%E容=80%×1.62×108J=1.296×108J；
(2)汽车行驶的速度：v=36km/h=10m/s，
由P=Wt=Fst=Fv可得所受的牵引力：F=Pv=9600W10m/s=960N；
汽车在电池充满电的情况下以36km/h最多可行驶的路程：
s=WF=1.296×108J960N=1.35×105m=135km；
(3)汽车的有用能量W=1.296×108J，
汽油完全燃烧所需放出的热量Q=Wη=1.296×108J25%=5.184×108J，
由Q=mq可得，所需汽油的质量：m=Qq=5.184×108J4.6×107J/kg≈ 11.3kg。
答：(1)最多能提供1.296×108J的动能；
(2)最多可以匀速行驶的路程为135km；
(3)燃油汽车需要燃烧11.3kg的汽油。
【解析】(1)利用W=80%E容求出最多能提供的动能；
(2)根据P=Wt=Fst=Fv求出所受的牵引力；根据W=Fs求出汽车在电池充满电的情况下以36km/h最多可行驶的路程；
(3)利用η=W有Q可求得燃烧汽油所需能量，再利用Q=mq求得汽油的质量。
本题考查了功率、效率公式的应用等，涉及到的知识点较多，综合性强，有一定的难度。
23.【答案】解：(1)用导线把M和N连接，只闭合开关S1，电路为R0接在电源上的简单电路：
由I=UR得，电源电压：U=U0=I1R0=1A×22Ω=22V
(2)把M接A，N接B，只闭合开关S1，R1和R0串联：
由R=UI可知，电路的总电阻：R总=UI2=22V0.5A=44Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，R1的阻值：R1=R总−R0=44Ω−22Ω=22Ω；
(3)用导线把B和C连接，然后将M接A，N接B，闭合开关S1和S2，R1与R2并联，R0被短接，电流表测干路的电流：
R1与R2并联的电阻：R并=UI3=22V1.5A=443Ω，
当用该部件组装加热器接入家庭电路，根据P=U2R可知，部件的接入电阻最小时，加热器的功率最大；
所以R1与R2并联接入时，加热器最大加热功率：
P=U市2R并=(220V)2443Ω=3300W。
答：(1)电源电压为22V；
(2)R1的阻值是22Ω；
(3)加热器的最大加热功率是3300W。
【解析】(1)用导线把M和N连接，只闭合开关S1，电路为R0接在电源上的简单电路：
由I=UR得，电源电压：U=U0=I1R0=1A×22Ω=22V
(2)把M接A，N接B，只闭合开关S1，R1和R0串联：
由R=UI可知，电路的总电阻：R总=UI2=22V0.5A=44Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，R1的阻值：R1=R总−R0=44Ω−22Ω=22Ω；
(3)用导线把B和C连接，然后将M接A，N接B，闭合开关S1和S2，R1与R2并联，R0被短接，电流表测干路的电流：
R1与R2并联的电阻：R并=UI3=22V1.5A=443Ω，
当用该部件组装加热器接入家庭电路，根据P=U2R可知，部件的接入电阻最小时，加热器的功率最大；
所以R1与R2并联接入时，加热器最大加热功率：
P=U市2R并=(220V)2443Ω=3300W。
答：(1)电源电压为22V；
(2)R1的阻值是22Ω；
(3)加热器的最大加热功率是3300W。
分析：(1)用导线把M和N连接，只闭合开关S1，电路为R0接在电源上的简单电路，根据欧姆定律变形公式U=IR，求解电源电压；
(2)根据接线判断电路为R1与R0串联，由R=UI求串联电路的总电阻，根据串联电路电阻特点求得R1；
(3)根据检测电路的接线，判断并求解R1与R2并联的总电阻值；在组装的实际电路中由P=U2R判断最大功率时的电阻连接情况，并由此求解最大功率。
本题考查了串联、并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，根据接线情况判断电路的连接是本题的解题关键。加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
甲杯水温/℃
25
27
29
32
34
36
38
乙杯水温/℃
25
26
27
28
29
30
31
实验次数
UAB/V
UCD/V
UAD/V
1
1.9
1.1
3.0
2
1.0
2.0
3.0
3
1.2
1.8
3.0