九年级物理学霸赛考卷06

九年级物理学霸赛考卷06（解析版）初中物理（考试时间：90分钟试卷满分：100分）注意事项：1．测试范围：人教版八年级下册第1320章。2．本卷平均难度系数0.2。第Ⅰ卷选择题一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1．下列过程中，物体内能改变的方式与其他三项不同的是（）A．放在热水里的汤勺，一会儿变热了 B．云中的小冰粒下落过程中温度越来越高，变成了雨滴 C．火箭发射过程中外壳与大气摩擦后温度越来越高 D．把铁丝反复弯折，弯折处的温度越来越高【答案】A。【解答】解：A、放在热水里的汤勺，一会儿变热了，是通过热传递改变物体的内能；B、云中的小冰粒下落过程中温度越来越高，变成了雨滴，是通过做功改变物体的内能；C、火箭发射过程中外壳与大气摩擦后温度越来越高，是通过做功改变物体的内能；D、把铁丝反复弯折，弯折处的温度越来越高，是通过做功改变物体的内能；所以，在改变物体内能的方式上与其他三个实例不同的是A。故选：A。2．如图所示电路V1，V2是相同的电压表，都有两个量程3V和15V。如果闭合开关后，两只电表的指针偏转角度相同，那么电阻R1、R2阻值可能是（）A．6Ω、20Ω B．10Ω、40Ω C．50Ω、12.5Ω D．30Ω、20Ω【答案】B。【解答】解：由电路图可知，电阻R1、R2串联，电压表V2测电源的电压，电压表V1测R1两端的电压；因为串联电路总电压等于各分电压之和，且两只电表的指针偏转角度相同，所以，V2的量程为0～15V，V1的量程为0～3V，因为大量程是小量程示数的5倍，所以U＝5U1，则U2＝4U1，因为串联电路各处的电流相等，所以，由欧姆定律可得：＝＝＝；A、＝＝，故A错误；B、＝＝，故B正确；C、＝＝，故C错误；D、＝＝，故D错误。故选：B。3．如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾）（）A．若m相同，Δt越小，燃料的热值越大 B．若Δt相同，m越大，燃料的热值越大 C．若m与Δt的比值越大，燃料的热值越大 D．若m与Δt的比值越小，燃料的热值越大【答案】D。【解答】解：燃料的热值大小不能直接测量，需要通过水吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而水吸收热量的多少跟水的质量和升高的温度有关，不考虑热量损失是，液体吸收的热量Q吸＝Q放，根据题意可知，液体吸收的热量Q吸＝c水m水Δt，燃料完全燃烧放出的热量Q放＝mq，则c水m水Δt＝mq，解得：q＝；A、若m相同，Δt越小，由q＝可知，燃料的热值越小，故A错误；B、若Δt相同，m越大，由q＝可知，燃料的热值越小，故B错误；C、若m与Δt的比值越大，即Δt与m的比值越小，由q＝可知，燃料的热值越小，故C错误；D、若m与Δt的比值越小，即Δt与m的比值越大，由q＝可知，燃料的热值越大，故D正确。故答案为：D。4．对于如图所示电路，下列说法正确的是（）A．图中干电池的连接方式可以使电源电压达到3V B．小灯泡是消耗电能的装置 C．电路接通后，干电池将电能转化为化学能 D．电路接通后，电流是从电源负极流出，通过小灯泡和开关，再流回电源正极【答案】B。【解答】解：（1）图中两节干电池是并联连接的，并联后的电压是1.5V，故A错误；（2）小灯泡是消耗电能的用电器，是将电能转化为光能和内能的，故B正确；（3）电路接通后，干电池对电路供电，是将化学能转化为电能的装置，故C错误；（4）电路接通后，在电源外部，电流是从电源正极流出，经开关、用电器（小灯泡）回到电源负极，故D错误。故答案为：B。5．现有一个验电器和若干带电情况未知的橡胶球，利用验电器我们可以检验出（）A．每个橡胶球是否带电以及是否带同种电荷 B．每个橡胶球是否带电以及大致判断带电的多少 C．每个橡胶球是否带电以及带何种电荷 D．以上各项均能检验出结果【答案】B。【解答】解：A、验电器的用途就是用来检验物体是否带电的装置；如果两次接触验电器金属球的是异种电荷，由于发生电中和现象，则金属箔的张角在最开始接触时会先减小，此后可能增大；如果两次接触验电器金属球的是同种电荷，因第二次与验电器金属球接触的橡胶球所带电荷量可能较多或较少，且接触时电子会发生转移，所以验电器金属箔的张角可能会增大或减小；由此可知，通过验电器的金属箔张角的变化情况，并不能判断所带的电荷是否是同种电荷，故A错误；B、因物体所带电荷越多，金属箔的张角越大，所以比较金属箔的张角大小能大致判断橡胶球带电的多少；具体操作方法为：先让一个橡胶球接触验电器的金属球，记下金属箔的张角；然后用手接触金属球，使金属箔恢复到不带电的状态；再用另一个橡胶球接触验电器的金属球，记下此时金属箔的张角，比较两次金属箔的张角大小可大致作出判断，故B正确；C、验电器是不能检验出物体带的是何种电荷的，故C错误；D、B是正确的，故D错误；故选：B。6．图中，用最大阻值较小的滑动变阻器来控制6伏小灯的亮暗。要求从正常发光到完全熄灭连续变化，电源为4节干电池，应采取的接法是（）A．C接M，B接N B．A接M，B接N，D接N C．A接Q，C接M，B接N D．A接N，B接Q，C接M，M接N【答案】C。【解答】解：选项的连接如下图所示：A、C接M，B接N，当滑片移到右端时接入电路的电阻为0，此时灯泡正常发光，当滑片向左移动时灯泡两端分得的电压变小，灯泡变暗，不能使灯泡完全熄灭，故A不符合题意；B、A接M，B接N，D接N，当滑片移到左端时接入电路的电阻为0，此时灯泡正常发光，当滑片向右移动时灯泡两端分得的电压变小，灯泡变暗，不能使灯泡完全熄灭，故B不符合题意；C、A接Q，C接M，B接N，灯泡与滑动变阻器AP部分并联后与PB部分串联，当滑片P移至A端时灯泡被短路熄灭，当滑片从A端向B端移动时灯泡两端分得的电压变大，灯泡由熄灭变亮，当移至B端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值并联灯泡正常发光，故C符合题意；D、A接N，B接Q，C接M，M接N，滑动变阻器与灯泡并联，滑片的移动（接入电路的阻值不为0时）不能改变灯泡两端的电压，即灯泡的亮暗不变；当变阻器接入电路的阻值为0时，会造成电源短路，故D不符合题意。故选：C。7．迄今为止，广西新能源汽车保有量突破30万辆，仅2022年4月，全区建成投运的公用充电桩共2140个。关于充电桩及其使用，符合安全用电的是（）A．不用安装漏电保护器 B．在未断开电源的情况下进行检修 C．充电桩的金属外壳与大地相连 D．充电插头的绝缘层破损后仍继续使用【答案】C。【解答】解：ABD、安全用电原则要求不接触低压带电物体，不用安装漏电保护器、在未断开电源的情况下进行检修、充电插头的绝缘层破损后仍继续使用都可能有触电危险，故ABD错误；C、充电桩的金属外壳与大地相连，防止外壳漏电，发生触电事故。故C正确。故选：C。8．下列关于电磁现象的表述，错误的是（）A．甲图闭合开关，线圈转动，说明磁场对电流有力的作用 B．乙图给导线通电，导线附近磁针发生偏转，电磁铁根据这个原理制成的 C．丙图闭合电路的部分导体ab在磁场中左右运动，灵敏电流计指针会偏转 D．丁图此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是电流大小【答案】D。【解答】解：A、当闭合开关后，线圈转动，说明磁场对电流有力的作用，故A正确；B、给导线通电，导线附近的磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场，电磁铁根据这个原理制成的，故B正确；C、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流；图中导体ab在磁场中左右运动时，切割磁感线，产生感应电流，灵敏电流计指针会偏转，故C正确；D、电磁铁A和电磁铁B的匝数不同，吸引大头针的数目不同，说明影响电磁铁磁性强弱的因素是线圈的匝数，故D错误。本题选错误的，故选：D。9．如图，电源电压保持不变，R为定值电阻。闭合开关S，将滑片P从右端向左端移动过程中，下列说法正确的是（）A．V1和V2示数不变，A示数变大 B．V2和A示数的乘积先变大后变小 C．V1和A示数之比不变 D．V2和A示数之比变小【答案】D。【解答】解：A、由图可知滑动变阻器和定值电阻是串联的，电压表V1测滑动变阻器两端的电压，电压表V2测滑动变阻器和定值电阻两端的电压，电流表测串联电路的电流。当滑片P从右端向左端移动的过程中，连入电路中的阻值变小，总电阻变小，由欧姆定律I＝可知，整个电路中的电流变大，所以电流表A的示数逐渐变大；电压表V2测滑动变阻器和定值电阻两端的电压，也就是电源电压，是不变的，因电压表V1测滑动变阻器两端的电压，即：U1＝U﹣IR，电源电压不变，定值电阻阻值不变，所以当电流变大时，电压表V1的示数变小，故A错误；B、由上分析知，电压表V2不变，电流表A的示数逐渐变大，V2和A示数的乘积变大，故B错误；C、结合实物图图，再根据欧姆定律I＝可知，V1和A示数之比就是滑动变阻器的阻值，滑片P从右端向左端移动的过程中，连入电路中的阻值变小，故C错误；D、结合实物图图，再根据欧姆定律I＝可知，V2和A示数之比就是滑动变阻器的阻值和定值电阻的总阻值，滑片P从右端向左端移动的过程中，连入电路中的总阻值变小，故D正确。故选：D。10．如图所示电路，电源两端电压U保持不变，闭合开关S。当开关S1闭合时，电路消耗的电功率为P，电压表V1、V2的示数分别为U1和U2；开关S1断开时，电路消耗的电功率为P'，电压表V1、V2的示数分别为U1'和U2'，电阻R3消耗的电功率为6W。已知电阻R1＝2Ω，U1：U1'＝3：2，U2：U2'＝15：16。则下列判断正确的是（）A．R3＝10Ω，R1：R2＝1：5 B．R2＝10Ω，R2：R3＝3：5 C．U＝18V，P'＝18W D．P＝27W，P：P'＝3：1【答案】C。【解答】解：闭合开关S，当开关S1闭合时，R1和R2串联接入电路，电压表V1测电阻R1两端的电压，电压表V2测电阻R2两端的电压，设此时通过电路的电流为I1；开关S1断开时，三个电阻串联接入电路，电压表V1测电阻R1两端的电压，电压表V2测电阻R2和R3两端的电压，设此时通过电路的电流为I2，由欧姆定律可得：＝＝，则＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②可得：＝，故B错误；由上式可得R2＝R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③因电源的电压不变，由欧姆定律和串联电路的电阻规律可得：U＝I1（R1+R2）＝I2（R1+R2+R3），整理可得可得＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④，把R1＝2Ω和③式代入④式可得：＝，解得：R3＝6Ω，故A错误；将R3＝6Ω代入③式可得R2＝10Ω，当S闭合，S1断开时，电阻R3消耗的电功率为6W，即I22R3＝I22×6Ω＝6W，解得I2＝1A，将I2＝1A代入①式得I1＝1.5A，电源的电压：U＝I2（R1+R2+R3）＝1A×（2Ω+10Ω+6Ω）＝18V；前后两次电路的总功率分别为：P＝UI1＝18V×1.5A＝27W，P'＝UI2＝18V×1A＝18W，所以P：P'＝27W：18W＝3：2．故C正确，D错误。故选：C。11．将两个不同阻值的电阻R1、R2连成如图甲所示的电路，当闭合开关S后，电流表的示数为0.5A，现将图甲中的电阻改接成如图乙所示的电路，则闭合开关S后，电流表的示数（）A．一定大于2A B．一定大于0.5A，但小于1A C．一定小于0.5A D．一定大于1A，但小于2A【答案】A。【解答】解：由甲电路图可知，R1、R2串联，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中电流表的示数：I1＝，由乙电路图可知，R1、R2并联，电流表测干路电流，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路的总电阻：R＝，干路中电流表的示数：I2＝＝，则＝＝＝＝＝＝+4，因R1≠R2，所以，＞4，即I2＞4I1＝4×0.5A＝2A。故选：A。12．如图所示，电源电压U保持不变。当开关S1闭合、S2和S3断开，滑动变阻器R0的滑片在最右端时，电压表示数是U1，R1的功率是P1；当开关S2闭合、S1和S3断开，滑动变阻器的滑片在最左端时，电压表示数是U1′，R2和R3的功率之和是1.6W；当开关S1和S3都闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片在最左端时，R1的功率是P1′；再闭合开关S2，电流表示数变化了0.4A，R2、R3的功率分别为P2、P3，已知P2：P3＝1：3，U1：U1′＝1：2，P1：P1′＝1：36。下列结论正确的是（）A．滑动变阻器R0的最大阻值是100Ω B．电源电压是15V C．R1：R2＝1：2 D．该电路的最小功率2.4W【答案】A。【解答】解：（1）当开关S1闭合、S2和S3断开，滑动变阻器R0的滑片在最右端时，等效电路图如图1所示；当开关S2闭合、S1和S3断开，滑动变阻器的滑片在最左端时，等效电路图如图2所示；当开关S1和S3都闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片在最左端时，等效电路图如图3所示，再闭合开关S2，等效电路图如图4所示：图1和图2中，两电压表的示数之比：＝＝＝，因电源的电压不变，所以，＝＝，整理可得：R0＝R1+2R2+2R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣①图1中，R1的电功率：P1＝，图3中，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，R1的电功率：P1′＝，则＝＝＝，即＝，图1中，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，＝＝＝＝，整理可得：R0＝5R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②图4中，＝＝＝，整理可得：R2＝3R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由①②③可得：R2＝1.5R1，R3＝0.5R1，则R1：R2＝2：3，故C错误；图2中，电路的电流：I2＝＝＝＝，R2和R3的功率之和：P23＝I22（R2+R3）＝（）2（0.5R1+1.5R1）＝＝1.6W﹣﹣﹣﹣④图3和图4中，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，且电流表示数变化了0.4A，所以，IR2＝0.4A，即＝＝＝0.4A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤由④⑤可得：U＝12V，R1＝20Ω，故B错误；滑动变阻器R0的最大阻值：R0＝5R1＝5×20Ω＝100Ω，故A正确；（2）当开关S2闭合、S1和S3断开，滑动变阻器的滑片在最右端时，R1、R2、R3与R0的最大阻值串联，此时电路的总电阻最大，总功率最小，该电路的最小功率：P小＝＝＝＝＝＝0.9W，故D错误。故选：A。第Ⅱ卷非选择题二．填空题（本题共6小题，每题3分，共18分）13．如表中列出几种燃料的热值，单位是J/kg，我国航天事业用氢气作燃料是因为氢气的热值大，放出2.8×108J热量需要完全燃烧2kg氢气，相当于完全燃烧23.3kg干木柴。干木柴无烟煤酒精煤油氢气1.2×1073.4×1073.0×1074.6×1071.4×108J/m3【答案】热值；2；23.3。【解答】解：根据表格中数据可知氢气的热值大，且燃烧后对环境无污染；由Q放＝mq得，需要氢气的质量：m氢气＝＝＝2kg；需要干木材的质量：m干木材＝＝23.3kg。故答案为：热值；2；23.3。14．现有质量和初温均相同的两高温金属球甲和乙（金属种类相同）。先将甲放入一杯冷水中，热平衡后水温升高4℃；将甲取出后，再将乙放入这杯水中，热平衡后水温又升高2℃。则两次热平衡过程中，水吸收的热量之比为2：1。若开始时同时将两高温金属球甲和乙一起放入冷水中，不计各种热量损失，热平衡时会使水温升高5.3℃。【答案】2：1；5.3。【解答】解：（1）先将甲放入一杯冷水中，热平衡后水温升高Δt1＝4℃，则水吸收的热量Q吸1＝c水m水Δt1，再将乙放入这杯水中，热平衡后水温又升高Δt2＝2℃，则水吸收的热量Q吸2＝c水m水Δt2，则两次热平衡过程中，水吸收的热量之比Q吸1：Q吸2＝c水m水Δt1：c水m水Δt2＝Δt1：Δt2＝4℃：2℃＝2：1；（2）设金属球甲和乙的质量为m，初温为t0，比热容为c，将甲投入一杯冷水中，热平衡后水的温度升高了4℃，则水的末温为t0水+4℃，金属球甲温度的变化量为t0﹣（t0水+4℃）＝t0﹣t0水﹣4℃，由Q＝cmΔt可得：cm（t0﹣t0水﹣4℃）＝c水m水×4℃﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①迅速取出甲球，再将乙球投入这一杯水中，热平衡后又使水的温度升高了2℃，则水的末温为（t0水+4℃）+2℃＝t0水+6℃，金属球乙温度的变化量为t0﹣（t0水+6℃）＝t0﹣t0水﹣6℃，由Q＝cmΔt可得：cm（t0﹣t0水﹣6℃）＝c水m水×2℃﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由可得：＝，解得：t0﹣t0水＝8℃，开始时是将两高温金属球甲和乙一起投入最初的冷水中，热平衡后使水的温度升高了Δt，则水的末温t0水+Δt，两金属球温度的变化量t0﹣（t0水+Δt）＝t0﹣t0水﹣Δt，由Q＝cm△t可得：2cm（t0﹣t0水﹣Δt）＝c水m水Δt﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由可得：＝，即＝，解得：Δt≈5.3℃。故答案为：2：1；5.3。15．如图甲所示，小灯泡标有“3V？A”字样，滑动变阻器标有“？Ω2A”字样。只闭合开关S2、S4时，在电路安全的情况下调节滑动变阻器的滑片，绘制了电流表与电压表示数关系的图象如图乙所示，该电路的电源电压为3V，当灯泡两端电压为3V时，流经灯泡的电流为I1，保持滑动变阻器滑片不动，断开S4，此时流经灯泡的电流为I2，已知I1：I2＝8：3；只闭合开关S1、S3和S4，在电路安全的情况下最大范围调节滑动变阻器滑片，绘制了电流表示数与滑动变阻器连入阻值关系的图象如图丙所示，只闭合开关S2、S3时，电流表A的最小示数为0.12A。（灯丝的电阻不随温度的变化而变化）【答案】3；0.12。【解答】解：只闭合开关S2、S4时，R与L串联，R1短路，电压表测电源电压，如图乙所示，电压表示数就是电源电压，即电源电压为3V；只闭合开关S1、S3和S4，R与L并联，电流表测干路电流，由图丙可知通过电路的最大电流为2.5A，滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，根据并联电路电流规律可知通过灯泡的电流为：IL＝I﹣IR＝2.5A﹣2A＝0.5A，根据并联电路电压规律可知此时灯泡两端的电压等于额定电压3V，所以灯泡的额定电流为0.5A，则当灯泡两端电压为3V时，流经灯泡的电流为I1为0.5A，此时滑动变阻器接入电路的电阻为0，保持滑动变阻器滑片不动，断开S4，此时滑动变阻器、灯泡与R1串联串联接入电路，此时流经灯泡的电流为I2，已知I1：I2＝8：3，则I2＝＝＝A，由欧姆定律可知此时电路中总电阻为R总＝＝＝16Ω，灯泡的电阻：RL＝＝＝6Ω，由串联电路的电阻规律可知R1的阻值为：R1＝R总﹣RL＝16Ω﹣6Ω＝10Ω，只闭合开关S1、S3和S4，R与L并联，电流表测干路电流，由图丙可知通过电路的最小电流为0.7A，并联电路各支路互不影响，此时通过滑动变阻器的最小电流：IR′＝I′﹣IL＝0.7A﹣0.5A＝0.2A，则滑动变阻器的最大阻值：R＝＝＝15Ω，只闭合开关S2，S3时，L短路，R1与R串联，电流表测电路电流，滑动变阻器接入电路中的阻值为最大值时，通过电路的电流最小，所以电流表示数最小为：I″＝＝＝0.12A。故答案为：3；0.12。16．如图所示，闭合开关，铁块、弹簧在图中位置静止，电磁铁的上端为N极（选填“N”或“S”），小磁针N极顺时针旋转（选填“顺”或“逆”）；当滑动变阻器的滑片向右移动时，弹簧的长度将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）。并在图上标出一端磁感线的方向。【答案】N；顺；变大；见上图。【解答】解：（1）根据安培定则可得，右手握住螺线管，四肢指向电流的方向，大拇指指向螺线管的上端为N极，下端为S极，由磁极间的相互作用可知，磁针N极顺时针旋转；（2）若将变阻器的滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，所以电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强；故对铁块的吸引力增大，即弹簧长度应变大。（3）在磁体外部，磁感线的方向都是从N极指向S极。如图所示：故答案为：N；顺；变大；见上图。17．如图所示，当只闭合开关S，滑片P滑至a端时，电流表A的示数为I1，电压表的示数为U1，电阻R1的电功率P1为20W；当闭合开关S、S2时，电流表A的示数为I2，电压表的示数为U2，且I1：I2＝1：2，则U1：U2＝1：2，R1：R2＝1：1；当开关S、S1、S2都闭合且滑片P在b端时，电流表A的示数为I，电流表A1的示数为I3，且I：I3＝2：1，此时滑动变阻器R3的功率为P3，则P3＝160W。【答案】1：2；1：1；160。【解答】解：（1）当只闭合开关S，滑片P滑至a端时，电阻R1和R2串联接入电路，电压表测电阻R1的电压，电流表测通过电路的电流，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则电路总电阻为R1+R2，由欧姆定律可得电流表A的示数：I1＝，则：U1＝I1R1＝×R1，当闭合开关S、S2时，电路为R1的简单电路，电压表测电阻R1的电压，电流表测通过电路的电流，电压表的示数为U2即为电源电压U，电流表A的示数：I2＝，已知I1：I2＝1：2，则：＝，整理得：R1：R2＝1：1；则：＝＝＝＝；（2）由R1：R2＝1：1可得：R1＝R2，R1和R2串联时的总电阻：R串＝R1+R2＝R2+R2＝2R2，则电阻R1和R2串联时的功率之比：＝＝＝，两电阻串联时电阻R1的电功率P1为20W，所以电阻R2的电功率：P2＝P1＝20W，则两电阻串联时的总功率：P串＝P1+P2＝20W+20W＝40W，由P＝UI＝可得电源电压：U2＝P串R串＝40W×2R2＝80W×R2，R1和R2并联时的总电阻：R并＝＝＝R2，则两电阻并联时的总功率：P并＝＝＝160W，当开关S、S1、S2都闭合且滑片P在b端时，电阻R1、R2、R3并联接入电路，电流表A测干路电流，电流表A1测R1和R2的总电流，通过滑动变阻器的电流为I0，则干路电流为：I＝I1′+I2′+I0，电流表A1的示数：I3＝I1′+I2′，由I：I3＝2：1可得：＝，化简整理得：＝，R3消耗的电功率P3与两电阻并联时的总功率P并之比：＝＝＝，则R3消耗的电功率：P3＝P并＝160W。故答案为：1：2；1：1；160。18．如图所示，当把B、D两点接在电源两端，闭合S1断开S2和S3，电路中电流为I1，R1两端电压为U1，当把E、F两点接在同一电源两端，闭合S3，断开S1和S2，通过电源的电流为I2，EF两点间电压为U2；当把F、D两点接入同一电源两端，闭合S1，断开S2和S3时，R2的功率为2.7W，已知U1：U2＝3：4，I1：I2＝1：4，则R1：R2＝3：1；当把B、F两点接在同一电源两端，S1、S2、S3均断开，R3的功率P3＝1.25W。【答案】3：1；1.25。【解答】解：（1）当把B、D两点接在电源两端，闭合S1，断开S2和S3，R1、R2串联，等效电路如图1：根据电阻的串联特点和欧姆定律可得：I1＝＝，R1两端电压为U1＝I1R1＝；当把E、F两点接在同一电源两端，闭合S3，断开S1和S2，R1、R3并联，等效电路如图2：根据欧姆定律和并联电路的电流规律可得：I2＝I1′+I3′＝+，EF两点间电压：U2＝U；已知U1：U2＝3：4，则：：U＝3：4，化简得：R1＝3R2，所以，R1：R2＝3：1；（2）由R1＝3R2可知：图1中，I1＝＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，图2中，I2＝+＝+﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②又已知：I1：I2＝1：4﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，把以上①②代入③可求得：R3＝1.5R2；当把F、D两点接入同一电源两端，闭合S1，断开S2和S3时，R2、R3串联，等效电路如图3：则由R3＝1.5R2可得，电路的电流：I3＝＝＝＝；R2的功率：P2＝I32R2；当把B、F两点接在同一电源两端，S1、S2、S3均断开，R1、R3串联，等效电路如图4：电路的电流：I4＝＝＝＝；所以，I3：I4＝：＝9：5；R3的功率：P3＝I42R3，则：＝＝（）2×＝（）2×＝，由于P2＝2.7W，则R3的功率P3＝×P2＝×2.7W＝1.25W。故答案为：3：1；1.25。三．解答题（本题共6小题，共46分）19．（2分）如图所示，现提供如下实验器材，分别为两节干电池、开关、小灯泡（标有3V、0.5A）、小电动机、电流表和电压表。要求小灯泡与小电动机并联，电流表测量通过小灯泡的电流，电压表测量小灯泡两端电压，开关闭合两个用电器同时开始工作。（1）根据要求在虚线框中画出电路图；（2）根据电路图连接实物图。【解答】解：（1）由题意可知，小灯泡与电动机并联，电流表与小灯泡串联，电压表与小灯泡并联，开关位于干路，然后与电源组成电路，如下图所示：（2）从电源的正极出发，经开关后分支，一支经电动机，另一支经灯泡、电流表后汇合回到电源的负极，电压表并联在灯泡两端，由小灯泡的铭牌可知，灯泡的额定电压为3V，额定电流为0.5A，则电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，如下图所示：20．（6分）小禹在复习“探究导体的电阻与哪些因素有关”的实验时，产生了一些疑惑：实验中为什么选择不常见的镍铬合金作为研究的导体，而不选用常见的铜丝？难道选用钢丝会不利于探究？带着这些思考，小禹决定进行实验验证；（1）为了能够更好地反映出电阻的变化，小禹可以在如图所示的电路中接入电流表，且与研究导体串联。（2）连接电路时，开关必须处于断开状态。（3）实验中，选择一根带鳄鱼夹的导线，主要是为了方便改变接入导体的长度。（4）分别用铜丝、镍铬合金丝进行实验，记录实验结果于下表，对比实验记录，发现用铜丝作为研究导体，实验现象不明显。不明显之处是：铜丝电阻小，电流变化小。研究导体铜丝镍铬合金丝长度/cm10080501001008050100直径/mm0.50.50.50.70.50.50.50.7灯泡亮度很亮很亮很亮很亮较亮较亮亮亮电流/A0.420.420.430.430.240.260.310.30【答案】（1）电流表；串；（2）断开；（3）接入导体的长度；（4）铜丝；铜丝电阻小，电流变化小。【解答】解：（1）电阻的大小是不便于直接观察的，所以我们将电阻的大小转化为电流表的示数来观察，即在电压一定时，电流越大，表明电阻越小，即通过观察电流表的示数来比较导体电阻的大小；电流表应与研究导体串联；（2）为保护电路，连接电路时，开关必须处于断开状态；（3）实验中，选择带鳄鱼夹的导线，主要是为了方便改变接入导体的长度；（4）由于铜的电阻率小，所以由表格数据可知，长度变化时，发现通过铜丝的电流变化不明显，原因是铜导线的电阻小，在电压一定时，通过铜丝的电流变化很小；故答案为：（1）电流表；串；（2）断开；（3）接入导体的长度；（4）铜丝；铜丝电阻小，电流变化小。21．（5分）小东同学用如图所示的电路，探究“通过导体的电流与电阻的关系”，电源电压保持6V不变。实验中逐次将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻R接入电路中，每次闭合开关前，滑动变阻器的滑片均移到接入阻值最大值处。（1）小东按图甲电路图正确连接线路，首先接入电阻R为5Ω的电阻，闭合开关时，发现电流表无示数，电压表示数为6V，移动滑片，两表指针保持不动。若电路中只有一处故障，则该故障是R断路；（2）排除故障后，闭合开关，此时电流表示数为0.3A，移动滑片，当电压表示数为3V时，读出电流表示数并记入如表中；实验次数1234R/Ω5101520I/A0.60.30.2（3）接着小东只将接入的电阻R换为10Ω（未进行其它操作），发现此时电压表的示数为4V。小东同学及时更正操作错误，正确完成实验后，得出第2次的实验数据是电流0.3A；（4）第3次将R的阻值换为15Ω后，正确实验得出数据记入表格。完成三次实验后，通过分析实验数据，得出的结论是电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（5）根据以上测量数据，还可求出滑动变阻器的最大阻值为15Ω；（6）进行第4次实验时，将接入电阻R的阻值换为20Ω，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能将电压表的示数调到3V。为达实验目的，接下去进行操作可以是①④（填序号；多选）。①换用最大阻值更大的滑动变阻器②换用最大阻值更小的滑动变阻器③增大电源电压④减小电源电压【答案】（1）R断路（3）4（4）电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（5）15；（6）①④。【解答】解：（1）电路闭合开关，发现电流表无示数，电压表有较大示数，且导线及相关连接处均完好，说明电压表并联的部分断路即定值电阻R断路；（2）换上好的R定1＝5Ω电阻后，电流表示数为I＝0.3A，电源电压为U＝6V，则R总1＝，则滑动变阻器的阻值为R滑＝R总1﹣R定1＝20Ω﹣5Ω＝15Ω，当电压表示数为U1＝3V时，需将R滑调节为R滑1＝5Ω；（3）小东将10Ω电阻接入电路，R总2＝R定2+R滑1＝15Ω，此时电压表的示数为U2＝；（4）由表格数据可知，在电压（电压表示数为3V）一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（5）因为每次闭合开关前，滑片移到最大阻值处，由（2）解得R滑＝15Ω即为滑动变阻器的最大阻值，故所求滑动变阻器的最大阻值为15Ω；（6）当R定4＝20Ω时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能将电压表的示数调到3V，一方面需要更换最大阻值更大的滑动变阻器，另一方面若20Ω的阻值分担电压为3V，则15Ω的滑动变阻器需分担电压为，则总电压变为5.25V，所以还可以减小电源电压来达到实验目的，接下去的操作是①④；故答案为：（1）R断路（3）4（4）电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（5）15；（6）①④。22．（9分）小琪同学在做“测量小灯泡的电功率”的实验时，实验器材有：电源（三节新的干电池），额定电压为2.5V的小灯泡、规格不同的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。图甲是没有连接完整的电路。（1）请用笔画线代替导线按要求将电路（图甲）连接完整（要求：向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，导线不交叉）。（2）正确连接电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是小灯泡断路。（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某位置，电压表示数如图乙所示，此时电压为2.2V。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向A（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为2.5V。（4）小琪在进行实验数据处理时，计算出了小灯泡的平均电功率（如表），你认为她这样处理数据是不合理（选填“合理”或“不合理”）的，理由是小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没意义。实验序号电压U/V电流I/A功率P/W平均功率P/W12.00.260.520.7122.50.280.7033.00.300.90（5）实验提供的滑动变阻器规格为R1“5Ω2A”、R2“20Ω1A”、R3“100Ω0.1A”，小琪选择的是R2（选填“R1”、“R2”或“R3”）完成了上述实验。（6）上述实验完成后，小琪又用阻值已知为R0的定值电阻来测量未知电阻Rx的阻值，实验电路图如图丙所示。由于原电源不符合实验要求，又换用另一电源，电压未知且恒定。电路正确连接后：①当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表示数为I1；②当开关S、S1闭合，S2断开时，电流表示数为I2；③未知电阻的阻值Rx＝（用已知量和测量量的符号表示）。【答案】（1）如图所示；（2）小灯泡断路；（3）2.2；A；（4）不合理；小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没意义；（5）R2；（6）S、S1；S2；。【解答】解：（1）向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，即滑动变阻器接入阻值变小，所以应接左下接线柱，如图所示；；（2）电流表无示数，说明电路断路，电压表有示数，可能为小灯泡断路；（3）电压表量程为0～3V，分度值为0.1V，读数为2.2V；还未达到2.5V，所以滑动变阻器向A滑，阻值减小，电流变大，小灯泡两端电压会达到2.5V；（4）计算小灯泡的平均电功率是不合理的，因为小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没意义；（5）灯泡正常发光时电压为2.5V，电源电压为4.5V，变阻器分得的电压：U变＝4.5V﹣2.5V＝2V；此时滑动变阻器阻值Rp＝＝≈7.1Ω；再结合电流表的量程，故选R2；（6）实验电路图如图丙所示，操作思路为两电阻并联，当开关S、S2闭合，S1断开时，先测干路电流I1；然后单独测R0的电流，所以开关S、S1闭合，S2断开时，电流表测的是R0的电流为I2；并联电路中，各支路电压相等，所以Rx两端的电压Ux＝U0＝I2R0；通过Rx的电流Ix＝I1﹣I2；根据欧姆定律可得Rx＝＝。故答案为：（1）如图所示；（2）小灯泡断路；（3）2.2；A；（4）不合理；小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没意义；（5）R2；（6）S、S1；S2；。23．（8分）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10L的水加热，在6min内完全燃烧了2kg的煤，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图象。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值约为3×107J/kg]求：（1）煤完全燃烧产生的热量；（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；（3）煤炉烧水时的热效率。【解答】解：（1）煤完全燃烧产生的热量：Q放＝mq＝2kg×3×107J/kg＝6×107J；（2）10L水的质量为：m＝ρv＝1×103kg/m3×10×10﹣3m3＝10kg；由图知，经过6min时间加热，水升高的温度值△t＝80℃﹣20℃＝60℃，水所吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×60℃＝2.52×106J；（3）煤炉烧水时的热效率：η＝＝×100%＝4.2%。答：（1）煤完全燃烧产生的热量为6×107J；（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×106J；（3）煤炉烧水时的热效率为4.2%。24．（8分）现有一个粗细均匀的金属圆环，它是由一段铜丝和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性，小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时，小科先将触点M与圆环上的A点连接，再移动滑动变阻器R1的滑片P，移至最右端后，闭合开关S，将触点N从A开始沿逆时针方向滑动一周，在触点N滑动的过程中，触点M、N之间的电阻等效于一个变化的电阻，记为RMN。设滑过弧MN的长为x，电流表示数I与x之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为4.5V，铜丝的阻值不计，触点接触良好。粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。（1）由图乙可知，该金属圆环中铜丝的长度是10cm。（2）在触点P滑动过程中，RMN的最大值是多少？（3）每1cm电阻丝的阻值是0.4Ω。（提示：图甲中M、N之间的电阻等效于M、N之间两段弧形金属丝并联后的总电阻）（4）如图丙所示，把