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2023-2024学年辽宁省沈阳市铁西区九年级上学期物理期末试题及答案
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这是一份2023-2024学年辽宁省沈阳市铁西区九年级上学期物理期末试题及答案，共23页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
1. 下列家用电器或电子产品的有关数据，最符合实际的是（ ）
A. 家庭节能灯中电流约为10A
B. 手机电池的工作电压为220V
C. 手电筒小灯泡灯丝的电阻约为几欧到十几欧
D. 家用空调的功率约为50W
【答案】C
【解析】
【详解】A．家庭节能灯中的功率一般为22W左右，电流约为
故A不符合题意；
B．手机电池为低压电源，其工作电压为3.7V，故B不符合题意；
C．手电筒小灯泡额定电压一般为2.5V，额定电流为0.3A，灯丝的电阻约为
故C符合题意；
D．家用空调为大功率用电器，工作电流在5A左右，其功率约为
故D不符合题意。
故选C。
2. 家用小型风力发电机独特的尾翼结构，能使其旋翼自动迎风，如图甲所示。海边，仅在海陆风因素的影响下，图乙、图丙所示的情形通常分别发生在（ ）
A. 白天、夜晚B. 夜晚、白天C. 白天、白天D. 夜晚、夜晚
【答案】A
【解析】
【详解】水的比热容大于砂石和泥土的比热容，白天太阳照射时，海洋升温慢，陆地升温快，陆地的热空气就上升，地面附近海洋的空气来补充，气流就从海洋向陆地，即风从海洋吹向陆地；晚上陆地很快就冷却下来，而海洋则很慢，海洋的温度高，而陆地的温度低，地面气体就从陆地流向海洋，即风从陆地吹向海洋。因此白天，风力发电机翼朝向朝向大海，晚上，风力发电机翼朝向陆地。则图乙是白天，图丙是晚上。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3. 如图所示，在A、B两点间先后接入下列物体，闭合开关后，不能使小灯泡发光的是（ ）
A. 铝线B. 铜线C. 玻璃棒D. 铅笔芯
【答案】C
【解析】
【详解】AB．常见的导体有：人体、大地、各种金属、石墨、酸碱盐溶液等。常见的绝缘体有：橡胶、玻璃、塑料等。铝线、铜线是金属，容易导电，在A、B两点间接入铝线、铜线都能使小灯泡发光，故AB不符合题意；
C．在常温下，玻璃是绝缘体，不容易导电，在A、B两点间接入玻璃棒不能使小灯泡发光，故C符合题意；
D．铅笔芯的主要成分是石墨，是导体，容易导电，在A、B两点间接入铅笔芯能使小灯泡发光，故D不符合题意。
故选C。
4. 如图所示，电源电压恒为3V，灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”的字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是（ ）
A. L2不能正常发光，但要比L1亮一些
B 电压表不能测量电源电压
C. 电流表示数等于两灯电流大小之和
D. 若电流表无示数，但L2发光且电压表有示数，则可能是L1开路
【答案】D
【解析】
【详解】BC．由图知道，灯泡L1与L2并联，电流表在L1所在的支路上，测量通过灯泡L1的电流，电压表并联在L2两端，测量的是电源电压，故BC错误；
A．因为灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”的字样，所以，两的电阻是
由于电源电压恒为3V，灯泡L1与L2并联，且L1与L2的额定电压分别是3V和4V，所以，L2不能正常发光，两灯的功率分别是
由于 ，所以，L1更亮一些，故A错误；
D．若电流表无示数，说明L1所在的支路断路，L2发光且电压表有示数，说明电压表与电源连接部分没有故障，即可能是是L1开路，故D正确。
故选D。
5. 如图所示电路中，电源电压保持不变，和为定值电阻。先闭合开关S1，再闭合开关S2后，电流表和电压表的示数变化的情况是（ ）
A. 电流表示数增大，电压表示数不变B. 电流表示数增大，电压表示数减小
C. 电流表示数减小，电压表示数增大D. 电流表示数不变，电压表示数增大
【答案】A
【解析】
【详解】先闭合开关S1，电路中只有电阻R2工作，电流表测量电路中的电流，电压表测量电源电压；再闭S2后，两电阻并联，电流表测量干路的电流，电压表仍测量电源电压，由于电源电压不变，所以先闭合开关S1，再闭S2后，电压表示数不变；由于并联电路各支路互不影响，所以通过R2的电流不变，并联电路干路电流等于各支路电流的和，所以先闭合开关S1，再闭S2后，电流表示数变大，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6. “珍爱生命，安全用电”，下列操作正确的是（ ）
A. 小明用正在滴水的手打开台灯
B. 虽然家用电线外都有一层绝缘材料，但是也不能在家用电线上晾晒衣服
C. 家用冰箱三孔插头损坏了，换成两孔插头后只要冰箱能使用也无大碍
D. 家用照明电路中，开关可以装在零线上
【答案】B
【解析】
【详解】A．生活中的水不纯净，是导体，小明用正在滴水的手打开台灯，容易触电，故A错误；
B．在家用电线上晾晒衣服有可能将电线拉断或者使绝缘皮破损，所以虽然家用电线外都有一层绝缘材料，但是也不能在家用电线上晾晒衣服，否则容易发生触电事故，故B正确；
C．家用冰箱三孔插头可通过三孔插座与地线相连，当家用冰箱外壳带电时将电流导入大地，防止发生触电事故，如果换成两孔插头则在冰箱外壳带电时可能发生触电事故，故C错误；
D．家用照明电路中，开关可以应该接在火线上，断开开关时使灯与火线断开，防止触电事故发生，故D错误。
故选B。
7. 关于如图所示的热现象，说法正确的是（ ）
A. 图甲中炙热的铁水具有内能，冰冷的冰块没有内能
B. 图乙中冬天搓手取暖是将机械能转化为内能
C. 图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能
D. 图丁中能量转化与汽油机做功冲程能量转化都是机械能转化为内能
【答案】BC
【解析】
【详解】A．一切物体都具有内能，炙热的铁水和冰冷的冰块都具有内能，故A错误；
B．冬天搓手取暖是克服阻力做功，将机械能转化为内能，是手的内能增大，故B正确；
C．用湿毛巾冷敷时，毛巾从人体吸收热量，是通过热传递的方式减小人体的内能，起到降温作用的，故C正确；
D．图丁中，向下压缩活塞，对里面的气体做功，机械能转化为内能；汽油机做功冲程中燃气推动活塞对外做功，将内能转化为机械能，能量转化不同，故D错误。
故选BC。
8. 额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器，下列判断正确的是（ ）
A. 正常工作时，通过电饭锅的电流最小
B. 正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率大
C. 正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量多
D. 在一个月内，电热水壶消耗的电能一定最多
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由题可知，三个用电器的额定电压相等，因此正常工作时，其两端的实际电压都相等。根据公式可知，当电压和通电时间一定时，电流越大，电流做功越多。由图像可知，当时间一定时，电饭锅消耗的电能最少，所以电饭锅正常工作时通过的电流最小，故A正确；
B．根据公式可知，当通电时间一定时，消耗的电能越多，电功率越大。由图像可知，当时间一定时，电热水壶比电饭锅消耗的电能多，因此电热水壶比电饭锅的功率大，故B正确；
C．正常工作时，电热器产生热量的多少和工作时间有关，没有控制工作时间一定，因此无法比较产生热量的多少，故C错误；
D．电热水壶消耗电能的多少和工作时间有关，没有说明在一个月中的工作时间，因此无法比较消耗电能的多少，故D错误。
故选AB。
9. 在如图所示的电路中，已知电源电压4.5V且保持不变，电压表的量程为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，某电路元件（图中用电阻表示）标有“2.5V 5Ω”字样，滑动变阻器标有“10Ω 1A”字样。在保证电路安全的前提下，下列判断正确的是（ ）
A. 电路中允许通过的最大电流为0.5A
B. 滑动变阻器允许调节的最小阻值为4Ω
C. 电压表的变化范围为1.5~3V
D. 定值电阻的最小电功率为0.5W
【答案】AB
【解析】
【详解】A．如题图所示，电阻R1和滑动变阻器R2串联，电压表测R1的两端电压，电流表测电路中电流。根据欧姆定律可得，电阻R1允许通过的最大电流为
电流表允许通过的最大电流为0.6A，滑动变阻器能通过的最大电流为1A，根据串联电路电流规律可知电路中允许通过的最大电流为I大=0.5A。故A正确；
B．当电路中电流最大时，电路中允许的最小总电阻为
滑动变阻器允许调节的最小阻值为
故B正确；
C．当电路中电流最大时，R1的两端电压即电压表的示数为
当滑动变阻器接入最大电阻时，电路中最小电流为
此时R1的两端电压最小为
所以电压表的变化范围为1.5~2.5V，故C错误；
D．根据可知，电阻一定，当电阻的两端电压最小时，电阻的电功率最小，因此电阻的最小电功率为
故D错误。
故选AB。
二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分）
10. 如图所示是四冲程汽油机其中一个冲程的示意图，这是 _______冲程；到加油站给汽车加油时，能闻到汽油味儿，这是 _______现象。
【答案】 ①. 做功
②. 扩散
【解析】
【详解】[1]由图可知，火花塞点火，使燃料燃烧，内能增大，对外做功，推动活塞向下运动，属于做功冲程。
[2]到加油站给汽车加油时，能闻到汽油味儿，这是汽油分子做不停息的无规则运动，扩散到空气当中，所以闻到了汽油的气味，这是扩散现象。
11. 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___________。
【答案】 ①. 电荷的转移 ②. 同种电荷相互排斥
【解析】
【详解】[1]不同物质原子的原子核对核外电子的束缚能力不同，物体摩擦时，对电子束缚能力强的得到电子，对电子束缚能力若的失去电子，故摩擦起电的本质是电荷的转移。
[2]带电的梳子接触验电器的金属小球后，金属箔片带同种电荷，同种电荷相互排斥而导致金属箔片张开。
12. 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，导致导线横截面积减小。对于长度相等的标准导线和劣质导线，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”）。
【答案】 ①. 较大 ②. 较多
【解析】
【详解】[1]导体电阻的大小不仅跟材料有关，还与其长度和横截面积有关。在材料相同时，导体的横截面积越大、长度越短，电阻越小。对于材料相等、长度相等的标准导线和劣质导线，由于劣质导线横截面积减小，所以电阻较大。
[2]根据Q=I2Rt可知，在通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线由于电阻大，所以产生的热量较多。
13. 在日常生活中，我们经常发现有居民将电线插座从窗口悬挂到室外，给电瓶车充电，如图所示。这种“飞线”充电方式存在着很大的安全隐患。其一，夜晚气温下降，空气中的水蒸气液化成小水珠附着在插座内部，含有杂质的液态水会导致电路______；其二，悬挂于室外的电线在风的作用下与窗台、外墙等摩擦，会导致绝缘皮破损，当人体接触______线绝缘皮破损处，会导致触电事故。
【答案】 ①. 短路 ②. 火
【解析】
【详解】[1] 含杂质的液态水是导体，插座进水后就会将火线与地线连接成通路造成短路。
[2] 家庭电路中，人体只要接触火线破损处就会发生触电事故，若只接触零线不会发生触电，因此悬挂于室外的电线与窗台、外墙等摩擦，会导致绝缘皮破损，人体接触火线绝缘皮破损处，导致触电事故。
14. 如图所示电路中，a、b、c分别是三只电表（电压表或电流表），R1=10Ω，R2=20Ω，电源电压恒为6V，闭合开关S。当电表a、b为电流表，c为电压表时，电表a的示数为___________A；当电表a、b为电压表，c为电流表，电表b的示数为___________V。
【答案】 ①. 0.3 ②. 4
【解析】
【详解】[1] 闭合开关S，当电表a、b为电流表，c为电压表时，R1、R2并联，电流表a测R2支路的电流，电流表b测量干路电流;根据并联电路的电压特点可知，R2两端的电压为
U2=U=6V
通过R2支路的电流
所以电表a的示数为0.3A。
[2]当电表a、b为电压表，c为电流表，R1、R2串联，电压表a测量电源电压，电压表b测量R2两端的电压;根据串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻
R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω
电路中的电流为
根据串联电路的电流特点可知，通过R2的电流为
I2′=I=0.2A
由可知，R2两端的电压为
U2′=I2′R2=0.2A×20Ω=4V
所以电表b的示数为4V。
15. 盛夏，室外温度达36℃，小宁将客厅空调的设定温度设置为28℃，发现空调正常工作时的工作周期：工作10min后会停止工作，5min后再重新工作……周而复始。从该空调铭牌上获悉，空调的制冷额定功率为2000W。
（1）空调正常工作时，一个工作周期内消耗的电能为______J；
（2）为了节能减排，小宁家换上了隔热保温性能更好的门窗。在工作电压、室外温度、空调的设定温度等条件均相同的情况下，空调新的一个工作周期内，工作时间会______（填“大于”“等于”或“小于”）10min。
【答案】 ①. ②. 小于
【解析】
【详解】（1）[1]由题意可知，一个工作周期内，工作10min，停止5min，空调的制冷额定功率为2000W，则一个工作周期内消耗的电能
一个工作周期内消耗的电能为。
（2）[2]由题意可知，小宁家换上了隔热保温性能更好的门窗，那么外界的热量会比较少地传递进来，在工作电压、室外温度、空调的设定温度等条件均相同的情况下，室内温度会降温更快，即空调新的一个工作周期内，工作时间会小于10min。
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
16. 小明学习了简单电路的连接后，回家观察到房间内有一个电风扇（用表示）、两只日光灯（用表示）和两个开关，其中一个开关S1控制电风扇，另一个开关S2同时控制两个日光灯，他还发现其中一个日光灯不亮时，另一只照常发光。请你在虚线框中画出对应的电路图（电源已画出）。
（ ）
【答案】
【解析】
【详解】由题意可知，其中一个日光灯不亮时，另一只照常发光，这说明两灯独立工作，互相不影响，这应该是并联，家庭电路的用电器之间是并联的，那么风扇和两灯之间也是并联，开关S1控制电风扇，那么开关S1与电风扇串联，开关S2同时控制两个日光灯，那么开关S2与两灯泡串联，即两灯泡并联后再与开关S2串联；根据上述画电路图，如下图所示。
17. 请你用笔画线表示导线，将图中的照明灯、控制灯的开关及插座分别接入家庭电路中。
【答案】
【解析】
【详解】开关与灯泡应串联连接，开关接在火线的一端；三孔插座左孔接零线，右孔接火线，中间的孔接地线，如图所示：
四、实验题（本题共4小题，共24分）
18. 如图所示，在估测薯片热值的实验中，小军设计了两种对水加热的方式：
方式一：薯片在烧杯中燃烧；
方式二：薯片在燃烧皿中燃烧。
（1）两种加热方式中合理的是______；在进行实验时，要让薯片充分燃烧，操作是______；
（2）用天平量取水，并测出一片薯片的质量，用以上选取的方式燃尽薯片，并用温度计测出水升高的温度，所测出的薯片热值偏______，原因是______。
【答案】 ①. 方式二 ②. 把薯片碾碎 ③. 小
④. 薯片燃烧放出的热量没有被水全部吸收
【解析】
【详解】（1）[1]由于热空气上升，方式一中薯片燃烧产生的热量很大一部分损失到空气中，导致结果不准，所以两种加热方式中合理的是方式二。
[2]把薯片碾碎，增大了与空气的接触面积，可以使薯片充分燃烧。
（2）[3][4]由于薯片不能完全燃烧，且燃烧放出的热量不能全部被水吸收，导致水升高的温度偏低，计算出的热量偏小，根据公式可知，所测出的薯片热值偏小。
19. 某小组同学在学习了欧姆定律后，对探究实验“影响导体电阻大小的因素”进行了改良，结合实验室所提供的几种规格的导体（如表1），设计了如图1所示的电路图。
表1
（1）图1中，将三个电阻串联是为了保证___________三（选填“电压”或“电流”）相等；
（2）在探究“导体电阻与横截面积的关系”时，R1、R2、R3分别选用A、B、C三段导体。某次读数，电压表V1示数为1.5V、V2示数为0.7V，电压表V3示数如图2所示为___________V。由欧姆定律分析得出，电压表示数越大，导体电阻越___________（选填“大”或“小”）多次调节滑动变阻器重复读数，可得出结论：材料和长度相同时，横截面积越大，导体电阻越___________（选填“大”或“小”）；
（3）在探究“导体电阻与长度的关系”时，选用B、___________和___________（填导体代号），重复上述操作，可得出结论：材料和横截面积相同时，长度越长，导体电阻越大；
（4）本实验主要运用的物理方法是___________（选填“控制变量法”或“模型法”）。
【答案】 ①. 电流 ②. 0.5 ③. 大 ④. 小 ⑤. D ⑥. E ⑦. 控制变量法
【解析】
【详解】（1）[1]将三个电阻串联是为了保证电流相等，因为串联时，电流处处相等。
（2）[2][3][4]如图2所示为电压表，选择小量程，分度值为0.1V，故读数为0.5V；由欧姆定律分析得出，电阻之比为
电阻之比即为电压之比，电压表示数越大，导体电阻越大；电压表V1示数为1.5V、V2示数为0.7V，电压表V3示数为0.5V可知，导体的电阻越变越小，而从A、B、C三段导体横截面积越变越大，故可以得出结论：材料和长度相同时，横截面积越大，导体电阻越小。
（3）[5][6]在探究“导体电阻与长度的关系”时，应该控制材料和横截面积相同时，长度不同，故选择B、D、E三段导体进行实验。
（4）[7]探究“影响导体电阻大小的因素”，有材料、长度、粗细都影响电阻的大小，有多个变量影响实验结果，故需要采用控制变量法。
20. 小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管两侧液面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好，电源电压为6V。
（1）小杰根据图甲观察到的现象得到，在电阻和通电时间相同时，______，电阻产生的热量越多的结论；
（2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她的猜想的现象是______（填字母）
A.正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
B.接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
C.电熨斗发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
（3）为了验证猜想，小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示。闭合开关后，她发现较长时间后两个U形管两侧液面的高度差均不明显，原因是什么______（写出一个）？请你提出改进方法______（写出一个）。
【答案】 ①. 电流越大 ②. C ③. 见解析 ④. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]如图甲的装置中，右边两个5Ω的电阻并联后再与左边5Ω的电阻串联；根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即I右=I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点可知I右=I内+I外，比较可知I左﹥I内；两瓶中的电阻值相等（均为5Ω），通电时间相等，电流不同，故探究的是电流产生的热量跟电流的关系；电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多，故通电一段时间左瓶内的电阻丝产生的热量多。
（2）[2]小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，需要控制电流、通电时间相同，导体的电阻不同。
A．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮，根据上可知，此时两个灯泡的电流是不同的，故A不符合题意；
B．接线板上接入的用电器越多，导线中的电流越大，没有控制电流相同，故B不符合题意；
C．电熨斗工作时发热明显，此时铜电熨斗的电流、通电时间相同，电阻不同，符合控制变量法的压强，故C符合题意。
故选C。
（3）[3][4]较长时间后两个U形管的高度差均不明显，这说明导体产生的热量较少，其原因可能是电流中的电流太小或者是电源电压太低；为了使实验现象更明显，可以减小电阻的阻值或者增大电源电压。
21. 小明用如图甲所示电路，测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻，现有器材：电源（3V）、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω2A）、开关、导线若干。
（1）根据图甲所示电路图，用笔画线表示导线，将图乙中的实物图连接完整_________；
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应调至最__________端（选填“左”或“右”）；
（3）闭合开关，移动滑片P，发现灯泡始终不亮，电流表示数为零，电压表示数等于电源电压，可判断故障__________；
（4）排除故障后进行实验。移动滑片P，当电压表示数为2.2V时，电流表示数如图丙所示，为__________A，此时小灯泡的电阻为__________Ω（结果保留一位小数）；
（5）根据实验数据，分别画出小灯泡和滑动变阻器的图象，如图丁所示。则图象__________是灯泡的图象（选填“A”或“B”）；根据图象可知，当滑动变阻器电阻与小灯泡电阻相等时，小灯泡消耗的功率是__________W；
（6）小明发现无论如何移动滑片，小灯泡两端的电压都无法调到0.5V。请你帮助他分析可能的原因及解决办法__________。
【答案】 ①. ②. 右 ③. 小灯泡断路 ④. 0.24 ⑤. 9.2 ⑥. A ⑦. 0.3 ⑧. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]灯泡额定电压2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端；滑动变阻器上下各选一个接线柱与电源串联在电路中，如图所示：
（2）[2]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片P应调至阻值最大处，即最右端。
（3）[3]闭合开关，移动滑片P，发现灯泡始终不亮，电流表示数为零，因电路为串联电路，则电路可能断路。电压表示数等于电源电压，说明电压表与电源两极相通，即与电压表并联的电路以外的电路是通路，可得与电压表并联的支路断路，则可判断故障是小灯泡断路。
（4）[4][5]由图丙可知，电流表使用的小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A。电灯泡电阻为
（5）[6]当滑动变阻器的滑片移动使滑动变阻器接入电阻变小时，电路总电阻变小，电路中的电流变大，灯泡两端的电压变大，滑动变阻器两端的电压变小，因此A图线是小灯泡的I﹣U图像，B图线是滑动变阻器的I﹣U图象。
[7]当滑动变阻器电阻与小灯泡电阻相等时，根据串联分压规律可知，它们两端的电压和通过的电流均相等，即
由图丁可知，此时灯泡通过的电流I灯＝0.2A，由P＝UI可得，灯泡的实际电功率
（6）[8]由于滑动变阻器的最大阻值较小，在接入电路的定值电阻最大时，滑动变阻器可以分得的电压偏小，使灯泡两端电压无法调低至0.5V，因此可以更换最大阻值更大的变阻器或串联一个适当限值的定值电阻。
五、综合应用题（本题共3小题，共22分）
22. 如图所示为某种固体酒精炉，固体酒精炉比液体酒精炉使用时更安全。为了测定该固体酒精炉的热效率，在炉中放入40g的固体酒精，当固体酒精燃烧完后，锅中1kg的水温度从20℃升高到了70℃。已知固体酒精的热值为1.5×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。
（1）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是多少？
（2）水吸收的热量是多少？
（3）小明测得固体酒精炉的热效率是多大？
（4）请写出固体酒精炉热效率不高的一个原因。
【答案】（1）6×105J；（2）2.1×105J；（3）35%；（4）见解析
【解析】
【详解】解：（1）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是
（2）水吸收的热量为
（3）小明测得固体酒精炉的热效率为
（4）燃烧不完全；部分热量散发到空气中；锅吸收一部分热量。
答：（1）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是6×105J；
（2）水吸收的热量是2.1×105J；
（3）小明测得固体酒精炉的热效率是35%；
（4）燃烧不完全；部分热量散发到空气中；锅吸收一部分热量。
23. 商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座（如图甲所示）计费，某摊位使用空气炸锅（如图乙所示）烹制食物，如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻和为发热体，其中。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个档位的调节（S1、S2不会同时闭合），只闭合S3时为中温档，额定功率为440W。求：
（1）的电阻；
（2）高温档正常工作100s，电流通过产生的电热；
（3）只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲、丁所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率（已知商用电费单价为0.75元/kW·h）。
【答案】（1）110Ω；（2）1.21×105J；（3）320W
【解析】
【详解】解：（1）当开关S1、S3闭合、S2断开时，两电阻并联，总电阻最小，根据可知，此时总功率最大，为高温挡；只闭合S3时，电路为R2的简单电路，总电阻较小，根据可知，此时总功率较大，为中温档；当开关S1、S3断开、S2闭合时，两电阻串联，总电阻最大，根据可知此时总功率最小，为低温挡。则R2的电阻
（2）高温挡时R1功率为
电流通过R1产生的电热
Q1=W1=P1t1=1210W×100s=1.21×105J
（3）空气炸锅消耗的电能
空气炸锅工作的时间
t=9∶25-9∶10=15min=0.25h
空气炸锅的电功率
答：（1） R2 的电阻为110Ω；
（2）高温档正常工作100s，电流通过 R1 产生的电热为1.21×105J；
（3）空气炸锅消耗的电功率为320W。
24. 为培养学生学习兴趣，我区某校建成一个“水培种植小屋”，尝试在屋内种植蔬菜，蔬菜适宜生长的温度在10～30℃之间，小明所在的项目式学习小组利用热敏电阻和电阻箱设计温度报警电路，电阻箱是可以调节并显示阻值的变阻器。
（1）小组先利用图甲所示电路探究热敏电阻阻值随环境温度t变化的规律。
①根据图甲连接电路的过程中，将电阻箱的阻值调至最大，起到______的作用；
②将热敏电阻置于0℃的环境中，闭合、断开，记录电流表示数，然后______（描述开关状态），调节电阻箱直至电流表示数为______，此；
③将热敏电阻置于不同温度的环境中，重复步骤②，测得的数据如下表：
（2）根据上述探究结果，小组设计报警电路。实验器材：电源（恒为12V）、热敏电阻、电阻箱（0～9999Ω）、数字电压表（时报警）、数字电流表（时报警）、开关一个、导线若干。设计要求：水培种植小屋温度或时都会有一个电表报警。
①如图乙所示，虚线框中的电路图是学习小组设计的报警电路，但它不能完全满足要求，请你根据设计要求将电路图补画完整______；
②小组设计的电路中，电阻箱应调为______Ω；当温度降低到10℃时电路报警，此时电流表的示数为______mA。
【答案】 ①. 保护电路 ②. 断开、闭合 ③. ④. ⑤. 1200 ⑥. 4
【解析】
【详解】（1）①[1]连接电路时，为了保护电路，应将开关断开，同时将电阻箱的阻值调至最大。
②[2][3]在实验过程中，当流过热敏电阻的电流等于流过电阻箱的电流时，由欧姆定律可得，此时热敏电阻的阻值等于电阻箱的阻值，故可知此时应断开、闭合，调节电阻箱直至电流表示数为，则此时热敏电阻的阻值等于电阻箱的示数。这用到了等效替代法。
（2）①[4]由表中数据可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。由图乙可知，此时与串联，当温度过高时，此时的阻值减小，电路中电流增大，会触发报警，但温度过低时不会触发报警，由串联电路分压原理可知，此时应将电压表并联在两端进行改进，当温度过低时，的阻值变大，电压表示数变大，会触发报警。故电路连接如下图所示：
②[5][6]由题意可知，当温度降低到10℃时电路报警，此时两端电压为，此时的阻值为，由欧姆定律可得，此时电路中电流为
由串联电路电压规律可得，此时电阻箱两端电压为
故由欧姆定律可得，此时电阻箱的阻值为
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
A
1.0
0.2
锰铜
B
1.0
0.4
锰铜
C
1.0
0.6
锰铜
D
0.5
0.4
锰铜
E
1.5
0.4
锰铜
F
1.0
0.6
镍铬合金
G
1.0
0.6
铁
温度t/℃
0
10
20
30
40
阻值
2800
1800
1200
800
600
1. 下列家用电器或电子产品的有关数据，最符合实际的是（ ）
A. 家庭节能灯中电流约为10A
B. 手机电池的工作电压为220V
C. 手电筒小灯泡灯丝的电阻约为几欧到十几欧
D. 家用空调的功率约为50W
【答案】C
【解析】
【详解】A．家庭节能灯中的功率一般为22W左右，电流约为
故A不符合题意；
B．手机电池为低压电源，其工作电压为3.7V，故B不符合题意；
C．手电筒小灯泡额定电压一般为2.5V，额定电流为0.3A，灯丝的电阻约为
故C符合题意；
D．家用空调为大功率用电器，工作电流在5A左右，其功率约为
故D不符合题意。
故选C。
2. 家用小型风力发电机独特的尾翼结构，能使其旋翼自动迎风，如图甲所示。海边，仅在海陆风因素的影响下，图乙、图丙所示的情形通常分别发生在（ ）
A. 白天、夜晚B. 夜晚、白天C. 白天、白天D. 夜晚、夜晚
【答案】A
【解析】
【详解】水的比热容大于砂石和泥土的比热容，白天太阳照射时，海洋升温慢，陆地升温快，陆地的热空气就上升，地面附近海洋的空气来补充，气流就从海洋向陆地，即风从海洋吹向陆地；晚上陆地很快就冷却下来，而海洋则很慢，海洋的温度高，而陆地的温度低，地面气体就从陆地流向海洋，即风从陆地吹向海洋。因此白天，风力发电机翼朝向朝向大海，晚上，风力发电机翼朝向陆地。则图乙是白天，图丙是晚上。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3. 如图所示，在A、B两点间先后接入下列物体，闭合开关后，不能使小灯泡发光的是（ ）
A. 铝线B. 铜线C. 玻璃棒D. 铅笔芯
【答案】C
【解析】
【详解】AB．常见的导体有：人体、大地、各种金属、石墨、酸碱盐溶液等。常见的绝缘体有：橡胶、玻璃、塑料等。铝线、铜线是金属，容易导电，在A、B两点间接入铝线、铜线都能使小灯泡发光，故AB不符合题意；
C．在常温下，玻璃是绝缘体，不容易导电，在A、B两点间接入玻璃棒不能使小灯泡发光，故C符合题意；
D．铅笔芯的主要成分是石墨，是导体，容易导电，在A、B两点间接入铅笔芯能使小灯泡发光，故D不符合题意。
故选C。
4. 如图所示，电源电压恒为3V，灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”的字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是（ ）
A. L2不能正常发光，但要比L1亮一些
B 电压表不能测量电源电压
C. 电流表示数等于两灯电流大小之和
D. 若电流表无示数，但L2发光且电压表有示数，则可能是L1开路
【答案】D
【解析】
【详解】BC．由图知道，灯泡L1与L2并联，电流表在L1所在的支路上，测量通过灯泡L1的电流，电压表并联在L2两端，测量的是电源电压，故BC错误；
A．因为灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”的字样，所以，两的电阻是
由于电源电压恒为3V，灯泡L1与L2并联，且L1与L2的额定电压分别是3V和4V，所以，L2不能正常发光，两灯的功率分别是
由于 ，所以，L1更亮一些，故A错误；
D．若电流表无示数，说明L1所在的支路断路，L2发光且电压表有示数，说明电压表与电源连接部分没有故障，即可能是是L1开路，故D正确。
故选D。
5. 如图所示电路中，电源电压保持不变，和为定值电阻。先闭合开关S1，再闭合开关S2后，电流表和电压表的示数变化的情况是（ ）
A. 电流表示数增大，电压表示数不变B. 电流表示数增大，电压表示数减小
C. 电流表示数减小，电压表示数增大D. 电流表示数不变，电压表示数增大
【答案】A
【解析】
【详解】先闭合开关S1，电路中只有电阻R2工作，电流表测量电路中的电流，电压表测量电源电压；再闭S2后，两电阻并联，电流表测量干路的电流，电压表仍测量电源电压，由于电源电压不变，所以先闭合开关S1，再闭S2后，电压表示数不变；由于并联电路各支路互不影响，所以通过R2的电流不变，并联电路干路电流等于各支路电流的和，所以先闭合开关S1，再闭S2后，电流表示数变大，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6. “珍爱生命，安全用电”，下列操作正确的是（ ）
A. 小明用正在滴水的手打开台灯
B. 虽然家用电线外都有一层绝缘材料，但是也不能在家用电线上晾晒衣服
C. 家用冰箱三孔插头损坏了，换成两孔插头后只要冰箱能使用也无大碍
D. 家用照明电路中，开关可以装在零线上
【答案】B
【解析】
【详解】A．生活中的水不纯净，是导体，小明用正在滴水的手打开台灯，容易触电，故A错误；
B．在家用电线上晾晒衣服有可能将电线拉断或者使绝缘皮破损，所以虽然家用电线外都有一层绝缘材料，但是也不能在家用电线上晾晒衣服，否则容易发生触电事故，故B正确；
C．家用冰箱三孔插头可通过三孔插座与地线相连，当家用冰箱外壳带电时将电流导入大地，防止发生触电事故，如果换成两孔插头则在冰箱外壳带电时可能发生触电事故，故C错误；
D．家用照明电路中，开关可以应该接在火线上，断开开关时使灯与火线断开，防止触电事故发生，故D错误。
故选B。
7. 关于如图所示的热现象，说法正确的是（ ）
A. 图甲中炙热的铁水具有内能，冰冷的冰块没有内能
B. 图乙中冬天搓手取暖是将机械能转化为内能
C. 图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能
D. 图丁中能量转化与汽油机做功冲程能量转化都是机械能转化为内能
【答案】BC
【解析】
【详解】A．一切物体都具有内能，炙热的铁水和冰冷的冰块都具有内能，故A错误；
B．冬天搓手取暖是克服阻力做功，将机械能转化为内能，是手的内能增大，故B正确；
C．用湿毛巾冷敷时，毛巾从人体吸收热量，是通过热传递的方式减小人体的内能，起到降温作用的，故C正确；
D．图丁中，向下压缩活塞，对里面的气体做功，机械能转化为内能；汽油机做功冲程中燃气推动活塞对外做功，将内能转化为机械能，能量转化不同，故D错误。
故选BC。
8. 额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器，下列判断正确的是（ ）
A. 正常工作时，通过电饭锅的电流最小
B. 正常工作时，电热水壶比电饭锅的功率大
C. 正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量多
D. 在一个月内，电热水壶消耗的电能一定最多
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由题可知，三个用电器的额定电压相等，因此正常工作时，其两端的实际电压都相等。根据公式可知，当电压和通电时间一定时，电流越大，电流做功越多。由图像可知，当时间一定时，电饭锅消耗的电能最少，所以电饭锅正常工作时通过的电流最小，故A正确；
B．根据公式可知，当通电时间一定时，消耗的电能越多，电功率越大。由图像可知，当时间一定时，电热水壶比电饭锅消耗的电能多，因此电热水壶比电饭锅的功率大，故B正确；
C．正常工作时，电热器产生热量的多少和工作时间有关，没有控制工作时间一定，因此无法比较产生热量的多少，故C错误；
D．电热水壶消耗电能的多少和工作时间有关，没有说明在一个月中的工作时间，因此无法比较消耗电能的多少，故D错误。
故选AB。
9. 在如图所示的电路中，已知电源电压4.5V且保持不变，电压表的量程为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，某电路元件（图中用电阻表示）标有“2.5V 5Ω”字样，滑动变阻器标有“10Ω 1A”字样。在保证电路安全的前提下，下列判断正确的是（ ）
A. 电路中允许通过的最大电流为0.5A
B. 滑动变阻器允许调节的最小阻值为4Ω
C. 电压表的变化范围为1.5~3V
D. 定值电阻的最小电功率为0.5W
【答案】AB
【解析】
【详解】A．如题图所示，电阻R1和滑动变阻器R2串联，电压表测R1的两端电压，电流表测电路中电流。根据欧姆定律可得，电阻R1允许通过的最大电流为
电流表允许通过的最大电流为0.6A，滑动变阻器能通过的最大电流为1A，根据串联电路电流规律可知电路中允许通过的最大电流为I大=0.5A。故A正确；
B．当电路中电流最大时，电路中允许的最小总电阻为
滑动变阻器允许调节的最小阻值为
故B正确；
C．当电路中电流最大时，R1的两端电压即电压表的示数为
当滑动变阻器接入最大电阻时，电路中最小电流为
此时R1的两端电压最小为
所以电压表的变化范围为1.5~2.5V，故C错误；
D．根据可知，电阻一定，当电阻的两端电压最小时，电阻的电功率最小，因此电阻的最小电功率为
故D错误。
故选AB。
二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分）
10. 如图所示是四冲程汽油机其中一个冲程的示意图，这是 _______冲程；到加油站给汽车加油时，能闻到汽油味儿，这是 _______现象。
【答案】 ①. 做功
②. 扩散
【解析】
【详解】[1]由图可知，火花塞点火，使燃料燃烧，内能增大，对外做功，推动活塞向下运动，属于做功冲程。
[2]到加油站给汽车加油时，能闻到汽油味儿，这是汽油分子做不停息的无规则运动，扩散到空气当中，所以闻到了汽油的气味，这是扩散现象。
11. 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___________。
【答案】 ①. 电荷的转移 ②. 同种电荷相互排斥
【解析】
【详解】[1]不同物质原子的原子核对核外电子的束缚能力不同，物体摩擦时，对电子束缚能力强的得到电子，对电子束缚能力若的失去电子，故摩擦起电的本质是电荷的转移。
[2]带电的梳子接触验电器的金属小球后，金属箔片带同种电荷，同种电荷相互排斥而导致金属箔片张开。
12. 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，导致导线横截面积减小。对于长度相等的标准导线和劣质导线，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”）。
【答案】 ①. 较大 ②. 较多
【解析】
【详解】[1]导体电阻的大小不仅跟材料有关，还与其长度和横截面积有关。在材料相同时，导体的横截面积越大、长度越短，电阻越小。对于材料相等、长度相等的标准导线和劣质导线，由于劣质导线横截面积减小，所以电阻较大。
[2]根据Q=I2Rt可知，在通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线由于电阻大，所以产生的热量较多。
13. 在日常生活中，我们经常发现有居民将电线插座从窗口悬挂到室外，给电瓶车充电，如图所示。这种“飞线”充电方式存在着很大的安全隐患。其一，夜晚气温下降，空气中的水蒸气液化成小水珠附着在插座内部，含有杂质的液态水会导致电路______；其二，悬挂于室外的电线在风的作用下与窗台、外墙等摩擦，会导致绝缘皮破损，当人体接触______线绝缘皮破损处，会导致触电事故。
【答案】 ①. 短路 ②. 火
【解析】
【详解】[1] 含杂质的液态水是导体，插座进水后就会将火线与地线连接成通路造成短路。
[2] 家庭电路中，人体只要接触火线破损处就会发生触电事故，若只接触零线不会发生触电，因此悬挂于室外的电线与窗台、外墙等摩擦，会导致绝缘皮破损，人体接触火线绝缘皮破损处，导致触电事故。
14. 如图所示电路中，a、b、c分别是三只电表（电压表或电流表），R1=10Ω，R2=20Ω，电源电压恒为6V，闭合开关S。当电表a、b为电流表，c为电压表时，电表a的示数为___________A；当电表a、b为电压表，c为电流表，电表b的示数为___________V。
【答案】 ①. 0.3 ②. 4
【解析】
【详解】[1] 闭合开关S，当电表a、b为电流表，c为电压表时，R1、R2并联，电流表a测R2支路的电流，电流表b测量干路电流;根据并联电路的电压特点可知，R2两端的电压为
U2=U=6V
通过R2支路的电流
所以电表a的示数为0.3A。
[2]当电表a、b为电压表，c为电流表，R1、R2串联，电压表a测量电源电压，电压表b测量R2两端的电压;根据串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻
R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω
电路中的电流为
根据串联电路的电流特点可知，通过R2的电流为
I2′=I=0.2A
由可知，R2两端的电压为
U2′=I2′R2=0.2A×20Ω=4V
所以电表b的示数为4V。
15. 盛夏，室外温度达36℃，小宁将客厅空调的设定温度设置为28℃，发现空调正常工作时的工作周期：工作10min后会停止工作，5min后再重新工作……周而复始。从该空调铭牌上获悉，空调的制冷额定功率为2000W。
（1）空调正常工作时，一个工作周期内消耗的电能为______J；
（2）为了节能减排，小宁家换上了隔热保温性能更好的门窗。在工作电压、室外温度、空调的设定温度等条件均相同的情况下，空调新的一个工作周期内，工作时间会______（填“大于”“等于”或“小于”）10min。
【答案】 ①. ②. 小于
【解析】
【详解】（1）[1]由题意可知，一个工作周期内，工作10min，停止5min，空调的制冷额定功率为2000W，则一个工作周期内消耗的电能
一个工作周期内消耗的电能为。
（2）[2]由题意可知，小宁家换上了隔热保温性能更好的门窗，那么外界的热量会比较少地传递进来，在工作电压、室外温度、空调的设定温度等条件均相同的情况下，室内温度会降温更快，即空调新的一个工作周期内，工作时间会小于10min。
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
16. 小明学习了简单电路的连接后，回家观察到房间内有一个电风扇（用表示）、两只日光灯（用表示）和两个开关，其中一个开关S1控制电风扇，另一个开关S2同时控制两个日光灯，他还发现其中一个日光灯不亮时，另一只照常发光。请你在虚线框中画出对应的电路图（电源已画出）。
（ ）
【答案】
【解析】
【详解】由题意可知，其中一个日光灯不亮时，另一只照常发光，这说明两灯独立工作，互相不影响，这应该是并联，家庭电路的用电器之间是并联的，那么风扇和两灯之间也是并联，开关S1控制电风扇，那么开关S1与电风扇串联，开关S2同时控制两个日光灯，那么开关S2与两灯泡串联，即两灯泡并联后再与开关S2串联；根据上述画电路图，如下图所示。
17. 请你用笔画线表示导线，将图中的照明灯、控制灯的开关及插座分别接入家庭电路中。
【答案】
【解析】
【详解】开关与灯泡应串联连接，开关接在火线的一端；三孔插座左孔接零线，右孔接火线，中间的孔接地线，如图所示：
四、实验题（本题共4小题，共24分）
18. 如图所示，在估测薯片热值的实验中，小军设计了两种对水加热的方式：
方式一：薯片在烧杯中燃烧；
方式二：薯片在燃烧皿中燃烧。
（1）两种加热方式中合理的是______；在进行实验时，要让薯片充分燃烧，操作是______；
（2）用天平量取水，并测出一片薯片的质量，用以上选取的方式燃尽薯片，并用温度计测出水升高的温度，所测出的薯片热值偏______，原因是______。
【答案】 ①. 方式二 ②. 把薯片碾碎 ③. 小
④. 薯片燃烧放出的热量没有被水全部吸收
【解析】
【详解】（1）[1]由于热空气上升，方式一中薯片燃烧产生的热量很大一部分损失到空气中，导致结果不准，所以两种加热方式中合理的是方式二。
[2]把薯片碾碎，增大了与空气的接触面积，可以使薯片充分燃烧。
（2）[3][4]由于薯片不能完全燃烧，且燃烧放出的热量不能全部被水吸收，导致水升高的温度偏低，计算出的热量偏小，根据公式可知，所测出的薯片热值偏小。
19. 某小组同学在学习了欧姆定律后，对探究实验“影响导体电阻大小的因素”进行了改良，结合实验室所提供的几种规格的导体（如表1），设计了如图1所示的电路图。
表1
（1）图1中，将三个电阻串联是为了保证___________三（选填“电压”或“电流”）相等；
（2）在探究“导体电阻与横截面积的关系”时，R1、R2、R3分别选用A、B、C三段导体。某次读数，电压表V1示数为1.5V、V2示数为0.7V，电压表V3示数如图2所示为___________V。由欧姆定律分析得出，电压表示数越大，导体电阻越___________（选填“大”或“小”）多次调节滑动变阻器重复读数，可得出结论：材料和长度相同时，横截面积越大，导体电阻越___________（选填“大”或“小”）；
（3）在探究“导体电阻与长度的关系”时，选用B、___________和___________（填导体代号），重复上述操作，可得出结论：材料和横截面积相同时，长度越长，导体电阻越大；
（4）本实验主要运用的物理方法是___________（选填“控制变量法”或“模型法”）。
【答案】 ①. 电流 ②. 0.5 ③. 大 ④. 小 ⑤. D ⑥. E ⑦. 控制变量法
【解析】
【详解】（1）[1]将三个电阻串联是为了保证电流相等，因为串联时，电流处处相等。
（2）[2][3][4]如图2所示为电压表，选择小量程，分度值为0.1V，故读数为0.5V；由欧姆定律分析得出，电阻之比为
电阻之比即为电压之比，电压表示数越大，导体电阻越大；电压表V1示数为1.5V、V2示数为0.7V，电压表V3示数为0.5V可知，导体的电阻越变越小，而从A、B、C三段导体横截面积越变越大，故可以得出结论：材料和长度相同时，横截面积越大，导体电阻越小。
（3）[5][6]在探究“导体电阻与长度的关系”时，应该控制材料和横截面积相同时，长度不同，故选择B、D、E三段导体进行实验。
（4）[7]探究“影响导体电阻大小的因素”，有材料、长度、粗细都影响电阻的大小，有多个变量影响实验结果，故需要采用控制变量法。
20. 小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管两侧液面的高度差来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好，电源电压为6V。
（1）小杰根据图甲观察到的现象得到，在电阻和通电时间相同时，______，电阻产生的热量越多的结论；
（2）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她的猜想的现象是______（填字母）
A.正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
B.接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
C.电熨斗发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
（3）为了验证猜想，小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示。闭合开关后，她发现较长时间后两个U形管两侧液面的高度差均不明显，原因是什么______（写出一个）？请你提出改进方法______（写出一个）。
【答案】 ①. 电流越大 ②. C ③. 见解析 ④. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]如图甲的装置中，右边两个5Ω的电阻并联后再与左边5Ω的电阻串联；根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即I右=I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点可知I右=I内+I外，比较可知I左﹥I内；两瓶中的电阻值相等（均为5Ω），通电时间相等，电流不同，故探究的是电流产生的热量跟电流的关系；电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多，故通电一段时间左瓶内的电阻丝产生的热量多。
（2）[2]小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，需要控制电流、通电时间相同，导体的电阻不同。
A．正常工作时，“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮，根据上可知，此时两个灯泡的电流是不同的，故A不符合题意；
B．接线板上接入的用电器越多，导线中的电流越大，没有控制电流相同，故B不符合题意；
C．电熨斗工作时发热明显，此时铜电熨斗的电流、通电时间相同，电阻不同，符合控制变量法的压强，故C符合题意。
故选C。
（3）[3][4]较长时间后两个U形管的高度差均不明显，这说明导体产生的热量较少，其原因可能是电流中的电流太小或者是电源电压太低；为了使实验现象更明显，可以减小电阻的阻值或者增大电源电压。
21. 小明用如图甲所示电路，测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻，现有器材：电源（3V）、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω2A）、开关、导线若干。
（1）根据图甲所示电路图，用笔画线表示导线，将图乙中的实物图连接完整_________；
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应调至最__________端（选填“左”或“右”）；
（3）闭合开关，移动滑片P，发现灯泡始终不亮，电流表示数为零，电压表示数等于电源电压，可判断故障__________；
（4）排除故障后进行实验。移动滑片P，当电压表示数为2.2V时，电流表示数如图丙所示，为__________A，此时小灯泡的电阻为__________Ω（结果保留一位小数）；
（5）根据实验数据，分别画出小灯泡和滑动变阻器的图象，如图丁所示。则图象__________是灯泡的图象（选填“A”或“B”）；根据图象可知，当滑动变阻器电阻与小灯泡电阻相等时，小灯泡消耗的功率是__________W；
（6）小明发现无论如何移动滑片，小灯泡两端的电压都无法调到0.5V。请你帮助他分析可能的原因及解决办法__________。
【答案】 ①. ②. 右 ③. 小灯泡断路 ④. 0.24 ⑤. 9.2 ⑥. A ⑦. 0.3 ⑧. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]灯泡额定电压2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端；滑动变阻器上下各选一个接线柱与电源串联在电路中，如图所示：
（2）[2]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片P应调至阻值最大处，即最右端。
（3）[3]闭合开关，移动滑片P，发现灯泡始终不亮，电流表示数为零，因电路为串联电路，则电路可能断路。电压表示数等于电源电压，说明电压表与电源两极相通，即与电压表并联的电路以外的电路是通路，可得与电压表并联的支路断路，则可判断故障是小灯泡断路。
（4）[4][5]由图丙可知，电流表使用的小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A。电灯泡电阻为
（5）[6]当滑动变阻器的滑片移动使滑动变阻器接入电阻变小时，电路总电阻变小，电路中的电流变大，灯泡两端的电压变大，滑动变阻器两端的电压变小，因此A图线是小灯泡的I﹣U图像，B图线是滑动变阻器的I﹣U图象。
[7]当滑动变阻器电阻与小灯泡电阻相等时，根据串联分压规律可知，它们两端的电压和通过的电流均相等，即
由图丁可知，此时灯泡通过的电流I灯＝0.2A，由P＝UI可得，灯泡的实际电功率
（6）[8]由于滑动变阻器的最大阻值较小，在接入电路的定值电阻最大时，滑动变阻器可以分得的电压偏小，使灯泡两端电压无法调低至0.5V，因此可以更换最大阻值更大的变阻器或串联一个适当限值的定值电阻。
五、综合应用题（本题共3小题，共22分）
22. 如图所示为某种固体酒精炉，固体酒精炉比液体酒精炉使用时更安全。为了测定该固体酒精炉的热效率，在炉中放入40g的固体酒精，当固体酒精燃烧完后，锅中1kg的水温度从20℃升高到了70℃。已知固体酒精的热值为1.5×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。
（1）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是多少？
（2）水吸收的热量是多少？
（3）小明测得固体酒精炉的热效率是多大？
（4）请写出固体酒精炉热效率不高的一个原因。
【答案】（1）6×105J；（2）2.1×105J；（3）35%；（4）见解析
【解析】
【详解】解：（1）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是
（2）水吸收的热量为
（3）小明测得固体酒精炉的热效率为
（4）燃烧不完全；部分热量散发到空气中；锅吸收一部分热量。
答：（1）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是6×105J；
（2）水吸收的热量是2.1×105J；
（3）小明测得固体酒精炉的热效率是35%；
（4）燃烧不完全；部分热量散发到空气中；锅吸收一部分热量。
23. 商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座（如图甲所示）计费，某摊位使用空气炸锅（如图乙所示）烹制食物，如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路图，其额定电压为220V，定值电阻和为发热体，其中。开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个档位的调节（S1、S2不会同时闭合），只闭合S3时为中温档，额定功率为440W。求：
（1）的电阻；
（2）高温档正常工作100s，电流通过产生的电热；
（3）只有空气炸锅单独工作，表盘示数使用前后如图甲、丁所示，通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率（已知商用电费单价为0.75元/kW·h）。
【答案】（1）110Ω；（2）1.21×105J；（3）320W
【解析】
【详解】解：（1）当开关S1、S3闭合、S2断开时，两电阻并联，总电阻最小，根据可知，此时总功率最大，为高温挡；只闭合S3时，电路为R2的简单电路，总电阻较小，根据可知，此时总功率较大，为中温档；当开关S1、S3断开、S2闭合时，两电阻串联，总电阻最大，根据可知此时总功率最小，为低温挡。则R2的电阻
（2）高温挡时R1功率为
电流通过R1产生的电热
Q1=W1=P1t1=1210W×100s=1.21×105J
（3）空气炸锅消耗的电能
空气炸锅工作的时间
t=9∶25-9∶10=15min=0.25h
空气炸锅的电功率
答：（1） R2 的电阻为110Ω；
（2）高温档正常工作100s，电流通过 R1 产生的电热为1.21×105J；
（3）空气炸锅消耗的电功率为320W。
24. 为培养学生学习兴趣，我区某校建成一个“水培种植小屋”，尝试在屋内种植蔬菜，蔬菜适宜生长的温度在10～30℃之间，小明所在的项目式学习小组利用热敏电阻和电阻箱设计温度报警电路，电阻箱是可以调节并显示阻值的变阻器。
（1）小组先利用图甲所示电路探究热敏电阻阻值随环境温度t变化的规律。
①根据图甲连接电路的过程中，将电阻箱的阻值调至最大，起到______的作用；
②将热敏电阻置于0℃的环境中，闭合、断开，记录电流表示数，然后______（描述开关状态），调节电阻箱直至电流表示数为______，此；
③将热敏电阻置于不同温度的环境中，重复步骤②，测得的数据如下表：
（2）根据上述探究结果，小组设计报警电路。实验器材：电源（恒为12V）、热敏电阻、电阻箱（0～9999Ω）、数字电压表（时报警）、数字电流表（时报警）、开关一个、导线若干。设计要求：水培种植小屋温度或时都会有一个电表报警。
①如图乙所示，虚线框中的电路图是学习小组设计的报警电路，但它不能完全满足要求，请你根据设计要求将电路图补画完整______；
②小组设计的电路中，电阻箱应调为______Ω；当温度降低到10℃时电路报警，此时电流表的示数为______mA。
【答案】 ①. 保护电路 ②. 断开、闭合 ③. ④. ⑤. 1200 ⑥. 4
【解析】
【详解】（1）①[1]连接电路时，为了保护电路，应将开关断开，同时将电阻箱的阻值调至最大。
②[2][3]在实验过程中，当流过热敏电阻的电流等于流过电阻箱的电流时，由欧姆定律可得，此时热敏电阻的阻值等于电阻箱的阻值，故可知此时应断开、闭合，调节电阻箱直至电流表示数为，则此时热敏电阻的阻值等于电阻箱的示数。这用到了等效替代法。
（2）①[4]由表中数据可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。由图乙可知，此时与串联，当温度过高时，此时的阻值减小，电路中电流增大，会触发报警，但温度过低时不会触发报警，由串联电路分压原理可知，此时应将电压表并联在两端进行改进，当温度过低时，的阻值变大，电压表示数变大，会触发报警。故电路连接如下图所示：
②[5][6]由题意可知，当温度降低到10℃时电路报警，此时两端电压为，此时的阻值为，由欧姆定律可得，此时电路中电流为
由串联电路电压规律可得，此时电阻箱两端电压为
故由欧姆定律可得，此时电阻箱的阻值为
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
A
1.0
0.2
锰铜
B
1.0
0.4
锰铜
C
1.0
0.6
锰铜
D
0.5
0.4
锰铜
E
1.5
0.4
锰铜
F
1.0
0.6
镍铬合金
G
1.0
0.6
铁
温度t/℃
0
10
20
30
40
阻值
2800
1800
1200
800
600
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