江西省吉安市吉安县县立中学九（下）第一次培优物理试卷
一、填空题（每空1分，共20分）
1. 2020年12月17日，“嫦娥五号”探测器的返回器携带月球样品返同地球，在内蒙古着陆。在返回器进入大气层后，加速下落，返回器温度升高，内能______（选填“增大”或“减少”），这是通过______的方式改变内能的。
2. 某单缸四冲程内燃机的其中一个冲程剖面图如图所示。由图可知，该内燃机是 ___________（填“汽油机”或“柴油机”）。若该内燃机一个工作循环对外做功30J，则燃料完全燃烧所放出的热量一定 ___________（填“大于”、“等于”或“小于”）30J。
3. 如图，是一种静电喷涂枪，通电后，可以使涂料微粒带上负电荷，当涂料喷出后，会形成分散的雾状，喷出后的涂料之所以会更分散的原因是___________，金属支架中会形成瞬时电流，其电流方向是_______（填“向上”或“向下“）。
4. 如图，电源电压保持不变，①②同为电压表或电流表．若开关S1、S2闭合后，两灯都能发光，且表①、表②的示数之比为2:3，那么L1、L2是__________联（选填“串”或“并”）；只闭合开关S1时，两灯仍能发光，则表①、表②的示数之比为__________．（不计温度对灯丝电阻的影响）．
5. 图为长方体电阻，将其按_____（选填“AB”“CD”或“EF”）方向接入电路，电流最大：若将分别标有“8V 8W”和“8V 4W”的甲、乙两个灯泡串联在电路中。保证电路安全的情况下，较亮的是_____灯。
6. 电阻R与灯泡L的I-U图像如图所示。当他们串联在电压为1.5V的电源上时，电路的总电阻是______Ω；若将它们并联连接到电压为1.5V的电源上，则干路的电流是______。
7. 如图所示，电源电压不变，R1=2Ω，R2=3Ω，R3=4Ω。只闭合S，电流表A1、A2示数之比为__________，再闭合S1、S2，电流表A1、A2示数之比为__________。
8. 小青同学想在家里安装一盏照明灯，如图所示是他设计的电路．图中虚线框1和2应连入开关和电灯；则开关应装在________虚线框中（选填“1“或“2”）．安装完毕后，用一只额定电压为220V的灯泡L0（检验灯泡）取代保险丝来检查新安装的照明灯是否正常，闭合开关后，发现灯泡L0发光呈暗红色，则说明安装的照明灯________（选填“正常”“断路”或“短路”）
9. 如图所示，A、B弹簧下方分别吊着软铁棒和条形磁铁，闭合开关，将滑动变阻器的滑片逐渐向左移动时，A弹簧的长度将________，B弹簧的长度将_____(选填“伸长”、“缩短”或“不变”)．
10. 如图所示，电源电压保持不变，L1、L2、L3是电阻保持不变的灯泡，L2、L3完全相同．第一次开关S、S1、S2都闭合时，L1的电功率为25W；第二次只闭合开关S时，L1的电功率是16W，此时L3的电功率为____W．当S、S1、S2都闭合时，总功率为____ W．
二、选择题（共26分，第11～16小题，每小题只有一个正确选项，每小题3分；第17、18小题为不定项选择，每小题有一个或几个正确选项，每小题3分，全部选择正确得4分，选择正确但不全是1分，不选、多选或错选得0分）
11. 关于内能，有以下四个观点，你认为正确的是（ ）
①物体温度越低，内能越小，0℃的物体没有内能
②改变物体内能的方法有很多，但本质上只有做功和热传递两种方式
③两物体相互接触时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④一切物体都具有内能，而不一定具有机械能
A. 只有①③ B. 只有②③ C. 只有①④ D. 只有②④
12. 如图 a 为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图 b 为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是（ ）
A. 图 a 中气缸内的蒸气体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B. 气缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小
C. 从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图甲所示的原理相似
D. 汽油机一个工作循环的正确顺序是，甲乙丙丁
13. 如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器R的滑片P缓慢向b端移动，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A. L与R是串联关系，A1测得是滑动变阻器R的电流
B. 电压表测电源电压，灯泡逐渐变暗
C. 电压表示数与电流表A2和A1示数差的比值不变
D. 电压表示数与电流示数A2示数的乘积变小
14. 要测量一个阻值约为600Ω的电阻Rx，提供的器材有：新干电池两节、学生用电压表、300Ω的定值电阻R0、电阻箱R1（0﹣9999Ω 5A）和滑动变阻器（200Ω 2A）各一个，开关三个，导线若干。下列设计的四种方案中，能测出Rx的阻值且最合理的是（ ）
A. 甲和乙 B. 甲和丙 C. 乙、丙和丁 D. 丙和丁
15. 如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，先后将两个电阻R1和R2以并联和串联的方式分别放入甲、乙、丙、丁容器中，其中R1>R2，若通电相同时间，则这四个容器中的水温从低到高的顺序是（ ）
A. 甲、乙、丙、丁 B. 丁、丙、甲、乙
C. 丙、丁、乙、甲 D. 甲、乙、丁、丙
16. 关于下列四幅图，说法正确的是（ ）
A. 甲图是发电机的模型图，扬声器的原理与之相同
B. 乙图是电动机的原理图，麦克风的原理与之相同
C. 丙图说明磁能生电
D. 丁图是发电机的模型图，其它条件不变，只将磁体南北极对调，流过灯泡的电流方向将改变
17. 如图所示电路，已知L1、L2中有一盏灯开路，以下说法正确的是（ ）
A. 电流表A的示数一定为零，若电压表V1有示数则L2开路
B. 电流表A的示数一定为零，若电压表V2有示数则L2开路
C. 电压表V1的示数可能为零，若电压表V2有示数则L2开路
D. 电压表V2的示数可能为零，若电压表V1有示数则L2开路
18. 如图所示是某同学在做“用滑动变阻器调节灯泡亮度”的实验电路图，电源电压恒为4.5V，电压表量程“0～3V”，电流表的量程“0～0.6A”，滑动变阻器规格“20Ω lA”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化），在不损坏电路各个元件的情况下，下列判断正确的是（ ）
A. 灯泡的最小功率是0.162W B. 该电路的最大功率是2.25W
C. 电压表的示数变化范围是2V～3V D. 滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω～10Ω
三、简答与计算题（共32分，第19小题6分，第20小题7分，第21小题9分，第22小题10分）
19. 如图是一款劣质墙壁插座，由于插头与插座接触不牢，导致插头与插座连接处比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾．请从物理学角度分析：
（1）连接处接触不牢电阻会如何变化？
（2）相同时间内连接处比插头导线更热的原因是什么？
20. 如图所示四缸发动机工作原理，内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其他三个气缸分别在做吸气、压缩和排气工作。此四缸发动机的主要技术指标如下表所示，其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积是指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单杠排量，它取决于活塞的面积与活塞上下运动的距离，当发动机以最大功率工作时，曲轴转速为5500r/min，汽油的热值为4.6×107J/kg，求：
排量 1.6L
最大功率 66kW
（1）这辆发动机的单缸排量V0为多少？
（2）在做功冲程，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，当发动机以最大功率工作时，在每一个做功冲程里，燃气对活塞所做的功W1为多少？
（3）试求这辆汽车对发动机以最大功率工作时，做功冲程中燃气对活塞的平均压强？
21. 如图甲的电路中，电源电压保持不变．灯泡L的电流随电压U的变化关系如图乙．定值电阻R1=60Ω，R2为标有“90Ω 1A”的滑动变阻器．
（1）滑动变阻器的滑片在中点时，只闭合开关S2，电流表的示数为0.2A，求电源电压；
（2）若将滑动变阻器的滑片移至a端，只闭合开关S2、S3后，求电流表的示数；
（3）只闭合开关S1,若灯泡两端电压不能超过6V，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0-15V，为了保护电路的安全，求滑动变阻器R2的取值范围．
22. 如图所示，电源两端电压保持不变。小灯泡L标有“6V 3W”字样，当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P移到B端时，电流表示数为0.2A；当开关S1断开、S2闭合时，小灯泡正常发光，电压表V2的示数为8V。假设小灯泡阻值不变，在电路安全工作的情况下：
（1）求电源电压、R1阻值和滑动变阻器的最大阻值；
（2）当开关S1断开、S2闭合时，求电路中在10s内产生的热量；
（3）当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器消耗的功率为4W，求滑动变阻器连入电路的电阻。
四、实验与探究题（共32分，每小题8分）
23 盈盈同学设计一组实验（如图），请同学们一齐观察实验并完成填空∶
(1)如图甲所示，向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置，再注入酒精直至充满，封闭管口，并将玻璃管反复翻转，观察液面的位置，发现液体总体积变小，说明分子间存在______；
(2)如图乙所示的装置，其中一个瓶子装有索度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一个装有空气，则演示扩散现象时应该把装有二氧化氮气体的瓶子放在______（选填上或下）方；
(3)根据_______瓶（填上或下）内气体颜色会变红现象可知气体发生了扩散；
(4)若实验温度分别为①0℃，②4℃，③20℃，④30℃则在______（选填序号）温度下气体扩散最快；
(5)如图丙所示，盈盈同学把一块玻璃板用弹簧测力计拉出水面，在离开水面时，观察到弹簧测力计示数______离开水面后______（均选填变大、变小或不变），说明了______。
24. 【提出问题】水和空气哪种物质的导热性能好？
【猜想与假设】小明进行了如下猜想：
猜想一：水的导热性能好；
猜想二：空气的导热性能好。
【设计与进行实验】
小明用两个相同的牛奶瓶，都装入热牛奶，一个放在温度与室温相同的水中，另一个放在空气中，为了尽量减少其他因素的影响，他把两个瓶都用木块垫起来，放在同一个桌面上，如上图所示，实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数，得到的数据如下表：
时间/t 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
甲的示数/℃ 70 60 53 47 42 39 37 35 34 33
乙的示数/℃ 70 66 61 58 55 52 50 48 46 44
实验结论】
（1）分析表中数据，可得出结论：________；
【评估与交流】
（2）对甲、乙两个瓶中的牛奶，除了要控制它们的初温相同外，还要控制它们的________相同；
（3）热牛奶放在水中温度下降是通过________方式来________（选填“增加”或“减少”）内能；
（4）进一步分析表中甲的示数，小明又发现，在冷却过程中，牛奶冷却的快慢前后并不一致，是越来越________的。
【实验拓展】
（5）如果有一天，你要喝一杯奶茶，下列两种冷却方法中，效果较好的是________；
A.将滚烫的热茶冷却分钟，然后加适量冷牛奶
B.先将适量冷牛奶加进滚烫的热茶中，然后冷却
（6）物理学中我们用速度来表示物体运动的快慢，若小明用“冷却速度”来表示物体冷却快慢，则“冷却速度”可定义为：质量为千克的物体，________叫做冷却速度。
25. 小北利用如图甲的电路探究“电流与电压、电阻的关系”。已知电源电压为4.5V且保持不变，实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，滑动变阻器的规格为“050Ω”。
（1）用笔画线代替导线按图甲所示电路图将图乙中实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大，导线不得交叉）；（ ）
（2）闭合开关，发现电压表和电流表均无示数，小北利用另一只完好电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数；接在a、c之间，电压表无示数，如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是___________；
（3）问题解决后，他们接入阻值为10Ω的电阻进行实验，并得出如表中的数据，对数据进行分析后得出实验初步结论是：电阻一定时，通过电阻的电流与它两端的电压成___________；
电压U/V 1 1.5 2 2.5
电流I/A 0.1 0.15 0.2 0.25
（4）接下来他们再次对电流与电阻关系进行探究，为了用题目中提供的所有的定值电阻正确完成五次实验，应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持___________V不变。完成第一组实验___________，改接另一个定值电阻后，继续操作有以下四步：①闭合开关；②将滑动变阻器的滑片移到最右端；③记录电流表示数；④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑，正确的顺序是___________；
（5）小北同学每次随机选取一个定值电阻，进行了五次实验，根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图丙，且实验中各电路元件完好，读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定，根据图丙中的数据分析，阻值为 ___________Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片，这次实验之前的那一次实验，小北选取的是阻值为___________Ω的定值电阻。
26. 在“测量小灯泡的功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）如图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图（不完整）。请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整；（ ）
（2）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于 ___________（填“A”或“B”）端。其目的是：___________；
（3）连接好电路后，闭合开关，小明发现移动滑动变阻器滑片P，小灯泡不发光，电压表的示数为零。进一步观察并检查电路，发现电压表、电流表、导线及其连接均完好。针对电路中出现的小灯泡不发光的故障现象，他提出了如下猜想，①小灯泡短路；②小灯泡的灯丝断了；③滑动变阻器断路。根据故障现象，猜想 ___________（填序号，下同）是错误的。如果观察到电流表有示数，则猜想 ___________是正确的；
（4）排除故障，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置，电压表示数如图乙所示，为测量小灯泡的额定功率，此时应将滑片P向 ___________（填“A”或“B”）端移动合适位置，再读出电流表示数如图丙所示，算出小灯泡的额定功率是 ___________W；
（5）小明打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过图中操作（开关S接“a”、“b”各一次）来测量小灯泡的额定功率。图丁、戊是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是 ___________（填字母）。
A．两种方案都能
B．两种方案都不能
C．丁方案能，戊方案不能
D．丁方案不能，戊方案能
参考答案与详细解析
一、填空题（每空1分，共20分）
1. 2020年12月17日，“嫦娥五号”探测器的返回器携带月球样品返同地球，在内蒙古着陆。在返回器进入大气层后，加速下落，返回器温度升高，内能______（选填“增大”或“减少”），这是通过______的方式改变内能的。
【答案】 ①. 增大 ②. 做功
【解析】
【详解】[1][2]在返回器进入大气层后，加速下落，和空气之间存在摩擦，克服摩擦做功，内能增大，温度升高，通过改变做功的方法改变物体的内能。
2. 某单缸四冲程内燃机的其中一个冲程剖面图如图所示。由图可知，该内燃机是 ___________（填“汽油机”或“柴油机”）。若该内燃机一个工作循环对外做功30J，则燃料完全燃烧所放出的热量一定 ___________（填“大于”、“等于”或“小于”）30J。
【答案】 ①. 汽油机 ②. 大于
【解析】
【详解】[1]由图可知，内燃机的顶端是火花塞，所以该内燃机是汽油机。
[2]热机在工作过程中，排放废气等会带走大量的热量，所以内燃机一个工作循环对外做功30J，则燃料完全燃烧所放出的热量一定大于30J。
3. 如图，是一种静电喷涂枪，通电后，可以使涂料微粒带上负电荷，当涂料喷出后，会形成分散的雾状，喷出后的涂料之所以会更分散的原因是___________，金属支架中会形成瞬时电流，其电流方向是_______（填“向上”或“向下“）。
【答案】 ①. 同种电荷相互排斥 ②. 向上
【解析】
【详解】[1]涂料微粒带上负电荷，当涂料喷出后，由于同种电荷相互排斥，会形成分散的雾状。
[2]涂料上的电子的运动方向是向下，由于物理学规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的反方向为电流的方向，即向上。
4. 如图，电源电压保持不变，①②同为电压表或电流表．若开关S1、S2闭合后，两灯都能发光，且表①、表②的示数之比为2:3，那么L1、L2是__________联（选填“串”或“并”）；只闭合开关S1时，两灯仍能发光，则表①、表②的示数之比为__________．（不计温度对灯丝电阻的影响）．
【答案】 ①. 串 ②. 3:1
【解析】
【详解】[1]如果①②表是电流表，开关S1、S2闭合后，电源被短路，两个灯泡不发光；开关S1、S2闭合后，①②表必须是相当于开路的电压表，这样电流才能通过灯泡L2、L1，灯L1、L2都能发光；此时两灯泡串联；电压表①测L2两端的电压，电压表②测电源的电压，表①、表②的示数之比为2:3，串联电路中总电压等于各分电压之和，两灯泡两端的电压之比：
，
串联电路中各处的电流相等，两个灯泡的电阻之比
；
[2]只闭合开关S1时，两灯仍能发光，说明①②表是电流表，两灯泡并联，①电流表测干路电流，②电流表测L2支路的电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过两灯泡的电流之比：
，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，两电流表的示数之比：
．
5. 图为长方体电阻，将其按_____（选填“AB”“CD”或“EF”）方向接入电路，电流最大：若将分别标有“8V 8W”和“8V 4W”的甲、乙两个灯泡串联在电路中。保证电路安全的情况下，较亮的是_____灯。
【答案】 ①. EF ②. 乙
【解析】
【分析】
【详解】[1]导体的电阻取决于导体的长度、材料、横截面积以及温度，在温度相同，材料相同的情况下，导体越长、横截面积越小，导体的电阻越大，由图示可知，沿EF方向接入电路时，长度最短，横截面积最大，因此电阻最小，沿AB方向接入电路时，长度介于EF，CD之间，横截面积介于EF、CD之间，沿CD方向接入电路时，长度最长，横截面积最小，电阻最大。由可得电阻最小时，通过电路的电流最大，所以应将其按EF方向接入电路。
[2]两灯泡允许通过的最大电流分别为
I甲＝＝1A
I乙＝＝0.5A
两灯泡的阻值分别为
R甲＝＝8Ω
R乙＝＝16Ω
因串联电路中各处的电流相等，所以，保证电路安全的情况下，灯泡乙正常工作，电路中的电流
I＝I乙＝0.5A
灯泡乙的实际功率等于额定功率即
P乙实际＝P乙额定＝4W
灯泡甲的实际功率
P甲实际＝I2R甲＝(0.5A)2×8Ω＝2W
所以
P甲实际＜P乙实际
也就是灯泡乙亮。
6. 电阻R与灯泡L的I-U图像如图所示。当他们串联在电压为1.5V的电源上时，电路的总电阻是______Ω；若将它们并联连接到电压为1.5V的电源上，则干路的电流是______。
【答案】 ①. 15 ②. 0.45
【解析】
【详解】[1]当他们串联在电压为1.5V的电源上时，通过的电流相同，各自两端电压之和等于总电压，由图可知电路中的电流为0.1A，则电路的总电阻是
[2]若将它们并联连接到电压为1.5V的电源上，两端电压相同，根据并联分流可知干路的电流是
7. 如图所示，电源电压不变，R1=2Ω，R2=3Ω，R3=4Ω。只闭合S，电流表A1、A2示数之比为__________，再闭合S1、S2，电流表A1、A2示数之比为__________。
【答案】 ①. 1∶1 ②. 3∶5
【解析】
【详解】[1][2]只闭合开关S，R1、R3串联，因为串联电路各处的电流相等，所以电流表A1、A2示数之比为1∶1。再闭合S1、S2时，电阻R3被短路，R1、R2并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A2测干路的电流．根据欧姆定律得，通过电阻R1的电流，即电流表A1的示数
干路的电流，即电流表A2的示数为
所以，电流表A1、A2示数之比为
8. 小青同学想在家里安装一盏照明灯，如图所示是他设计的电路．图中虚线框1和2应连入开关和电灯；则开关应装在________虚线框中（选填“1“或“2”）．安装完毕后，用一只额定电压为220V的灯泡L0（检验灯泡）取代保险丝来检查新安装的照明灯是否正常，闭合开关后，发现灯泡L0发光呈暗红色，则说明安装的照明灯________（选填“正常”“断路”或“短路”）
【答案】 ①. 2 ②. 正常
【解析】
【分析】（1）为了用电的安全，开关应接在火线与电灯之间．
（2）检验灯安在保险丝处后，当开关闭合时若电灯正常，则检验灯与电灯串联，得到的电压小于220V，实际功率小于额定功率，发暗红色光，若电灯短路，则检验灯得到额定电压，正常发光，若电灯断路，则检验灯不亮．
【详解】（1）为了用电的安全，开关应接在火线与电灯之间，因此开关应装在2处；
（2）若保险丝处用一只额定电压为220V的灯泡L0替换，此时两灯泡串联；
闭合开关后，发现灯泡L0发光呈暗红色，说明检验灯两端的电压小于220V，也说明新安装的照明灯分得一部分电压，则安装的照明灯是正常的．
9. 如图所示，A、B弹簧下方分别吊着软铁棒和条形磁铁，闭合开关，将滑动变阻器的滑片逐渐向左移动时，A弹簧的长度将________，B弹簧的长度将_____(选填“伸长”、“缩短”或“不变”)．
【答案】 ①. 缩短 ②. 伸长
【解析】
【分析】本题抓住影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小，线圈的匝数．滑动变阻器滑片移动，如何引起电流的变化，如何影响电磁铁的磁性强弱，根据右手定则判断通电螺线管的极性．
【详解】开关闭合，通电螺线管具有磁性，将软铁棒A吸引，闭合开关，将滑动变阻器的滑片逐渐向左移动时，电路中的电流变小，电磁铁磁性减弱，故A弹簧的长度将缩短；
开关闭合，根据右手定则判断通电螺线管的上端为S极，同名磁极相互排斥，变阻器滑片向左移动时，电路中的电流变小，电磁铁磁性减弱，对条形磁铁B的排斥力减小，所以弹簧测力计的示数将变大，弹簧长度会伸长．
10. 如图所示，电源电压保持不变，L1、L2、L3是电阻保持不变的灯泡，L2、L3完全相同．第一次开关S、S1、S2都闭合时，L1的电功率为25W；第二次只闭合开关S时，L1的电功率是16W，此时L3的电功率为____W．当S、S1、S2都闭合时，总功率为____ W．
【答案】 ①. 4 ②. 125
【解析】
【详解】由图知，开关S、S1、S2都闭合时，L1、L2并联，
此时L1的电功率： ---------------①
由图知，只闭合开关S时，L1、L3串联，
此时L1的电功率： ---------------------②
由①和②得到，
由串联电路的电压特点可得，L1、L3的电压之比：，
由串联电路的分压原理可知：，
L2、L3是完全相同，则L1、L2的电阻之比：，
只闭合开关S时，L1、L3串联，两灯的电流相等，
所以L1、L3的电功率之比：，
因为P1=16W，所以L3的电功率：，
开关S、S1、S2都闭合时，L1、L2并联，两灯的电功率之比：，
所以L2的电功率：P2=4P1=4×25W=100W，此时的总功率：P=P1+P2=25W+100W=125W．
二、选择题（共26分，第11～16小题，每小题只有一个正确选项，每小题3分；第17、18小题为不定项选择，每小题有一个或几个正确选项，每小题3分，全部选择正确得4分，选择正确但不全是1分，不选、多选或错选得0分）
11. 关于内能，有以下四个观点，你认为正确的是（ ）
①物体温度越低，内能越小，0℃的物体没有内能
②改变物体内能方法有很多，但本质上只有做功和热传递两种方式
③两物体相互接触时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④一切物体都具有内能，而不一定具有机械能
A. 只有①③ B. 只有②③ C. 只有①④ D. 只有②④
【答案】D
【解析】
【详解】①一切物体在任何温度下都具有内能，所以0℃的物体仍具有内能，故①错误；
②改变物体内能的方法有很多，但本质上只有做功和热传递两种方式，它们在改变内能能达到相同的效果，故②正确；
③发生热传递的条件是：有温度差，所以内能可自动地从高温物体转移到低温物体，故③错误；
④一切物体都具有内能，而不一定具有机械能，故④正确。
故选D。
12. 如图 a 为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图 b 为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是（ ）
A. 图 a 中气缸内的蒸气体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B. 气缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小
C. 从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图甲所示的原理相似
D. 汽油机一个工作循环的正确顺序是，甲乙丙丁
【答案】C
【解析】
【详解】A．图 a 中气缸内的蒸气体积膨胀，从而推动活塞，拉动牵引绳，使舰载机获得牵引力，故A正确，不符合题意；
B．气缸内的蒸汽推动活塞时，气体对外做功，内能减小，故 B正确，不符合题意；
C．蒸汽弹射装置是内能转化为机械能， 与丙图做功冲程相似，故C错误，符合题意；
D．甲是吸气冲程、乙是压缩冲程、丙是做功冲程、丁是排气冲程，故D正确，不符合题意。
故选C。
13. 如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器R的滑片P缓慢向b端移动，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A. L与R是串联关系，A1测得是滑动变阻器R的电流
B. 电压表测电源电压，灯泡逐渐变暗
C. 电压表示数与电流表A2和A1示数差的比值不变
D. 电压表示数与电流示数A2示数的乘积变小
【答案】D
【解析】
【详解】A．由电路图可知，开关S闭合后，电流从电源的正极出发，经开关后分支，一支经电流表A1、灯泡L，另一支经变阻器R后汇合经电流表A2回到电源的负极，电压表并联在电源两端，所以L与R并联，电流表A1测L支路电流，电流表A2测干路电流，电压表测电源两端的电压，故A错误；
B．因电源电压保持不变，所以滑片移动时电压表的示数不变，因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L的电流和L的实际功率不变，灯泡的亮暗不变，故B错误；
CD．将滑动变阻器R的滑片P缓慢向b端移动，接入电路中的电阻变大，由可知，通过R的电流变小，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流变小，则电压表示数与电流示数A2示数的乘积变小，故D正确；
因电流表A2和A1示数差等于通过R的电流，所以，电压表示数与电流表A2和A1示数差的比值变大，故C错误。
故选D。
14. 要测量一个阻值约为600Ω的电阻Rx，提供的器材有：新干电池两节、学生用电压表、300Ω的定值电阻R0、电阻箱R1（0﹣9999Ω 5A）和滑动变阻器（200Ω 2A）各一个，开关三个，导线若干。下列设计的四种方案中，能测出Rx的阻值且最合理的是（ ）
A. 甲和乙 B. 甲和丙 C. 乙、丙和丁 D. 丙和丁
【答案】C
【解析】
【详解】甲：由电路图可知，只闭合S和S1时，电阻Rx与定值电阻R0串联，电压表测量电源电压，只闭合S和S2时，电阻Rx与定值电阻R0仍串联，电压表测量Rx两端的电压，根据串联电路特点可知定值电阻R0两端的电压，已知定值电阻R0两端的电压和电阻，根据欧姆定律即可求出电路中的电流，最后利用即可求出被测电阻，但不能多次测量求平均值，减小误差，故甲不符合题意；
乙：由电路图可知，只闭合S和S1时，电阻Rx与电阻箱R1串联，电压表测量电源电压，只闭合S和S2时，电阻Rx与电阻箱R1仍串联，电压表测量Rx两端的电压，根据串联电路特点可知电阻箱R1两端的电压，已知电阻箱的阻值和两端电压，根据欧姆定律即可求出电路中的电流，最后利用即可求出被测电阻，由于电阻箱的阻值变化范围比较大，可以改变电阻箱的位置，多次测量求平均值，减小误差，故乙符合题意；
丙：由电路图可知，闭合开关S和S1时，未知电阻Rx与滑动变阻器串联，电压表测量Rx两端电压，读出电压表示数Ux；只闭合S和S2时，滑动变阻器与定值电阻R0串联，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表的示数为U1，此时电路的电流为，将滑动变阻器的滑片移到最左边，电压表测量电源电压，示数为U，则只闭合S和S2，保持滑动变阻器的滑片不动时，滑动变阻器两端的电压为U﹣U1，电路的电流为，则滑动变阻器的阻值为
则未知电阻
移动滑动变阻器可以实现多次测量求平均值，减小误差，故丙符合题意；
丁：由电路图可知，电阻箱与被测电阻Rx并联后再与滑动变阻器串联，闭合开关S和S1时，未知电阻Rx与滑动变阻器串联，电压表测量Rx两端电压，读出电压表示数；只闭合S和S2时，滑动变阻器与电阻箱R1串联，保持滑动变阻器的滑片不动，调节电阻箱R1的阻值，使电压表示数与原来的示数相同，读出电阻箱R1值，即为Rx的阻值，移动滑动变阻器可以多次测量求平均值，减小误差，故丁符合题意；
综合分析乙丙丁符合题意。
故选C。
15. 如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，先后将两个电阻R1和R2以并联和串联的方式分别放入甲、乙、丙、丁容器中，其中R1>R2，若通电相同时间，则这四个容器中的水温从低到高的顺序是（ ）
A 甲、乙、丙、丁 B. 丁、丙、甲、乙
C. 丙、丁、乙、甲 D. 甲、乙、丁、丙
【答案】B
【解析】
【详解】甲乙中两电阻并联，两端电压相同，两电阻功率分别为
由于R1>R2，则P2>P1；丙丁中两电阻串联，电路中的电流相同，两电阻功率分别为
则P3>P4；由于
则通电相同时间后，根据可知
W2>W1>W3>W4
则这四个容器中的水温从低到高的顺序是丁、丙、甲、乙。
故选B。
16. 关于下列四幅图，说法正确的是（ ）
A. 甲图是发电机的模型图，扬声器的原理与之相同
B. 乙图是电动机的原理图，麦克风的原理与之相同
C. 丙图说明磁能生电
D. 丁图是发电机的模型图，其它条件不变，只将磁体南北极对调，流过灯泡的电流方向将改变
【答案】D
【解析】
【详解】A．甲图属于通电导体在磁场中受力的作用，是电动机的模型图，电能转化为机械能，扬声器原理与之相同，故A错误；
B．乙图属于通电导体在磁场中受力的作用，是电动机的实物连接图，电能转化为机械能，麦克风是把声信号转换成电信号，即把机械能转化为电能，故B错误；
C．丙图是奥斯特发现了电流的磁效应的实验原理图，不能说明磁生电，故C错误；
D．丁图是发电机的模型图，发电机电流方向与磁场方向和导体运动方向有关，其它条件不变，只将磁体南北极对调，磁场方向改变，流过灯泡的电流方向将改变，故D正确。
故选D。
【点睛】本题考查的是电流的磁效应、电动机和发电机的原理图，要求同学们能深刻理解原理，注意原理图的相同点和不同点。
17. 如图所示电路，已知L1、L2中有一盏灯开路，以下说法正确的是（ ）
A. 电流表A的示数一定为零，若电压表V1有示数则L2开路
B. 电流表A的示数一定为零，若电压表V2有示数则L2开路
C. 电压表V1的示数可能为零，若电压表V2有示数则L2开路
D. 电压表V2的示数可能为零，若电压表V1有示数则L2开路
【答案】BC
【解析】
【详解】由图可知，两灯泡串联在电路中，由四个选项可知，若灯泡L2开路，电流表A的示数一定为零，电压表V1的示数可能为零，电压表V2一定有示数且等于电源电压，故AD不符合题意，BC符合题意。
故选BC。
18. 如图所示是某同学在做“用滑动变阻器调节灯泡亮度”的实验电路图，电源电压恒为4.5V，电压表量程“0～3V”，电流表的量程“0～0.6A”，滑动变阻器规格“20Ω lA”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化），在不损坏电路各个元件的情况下，下列判断正确的是（ ）
A. 灯泡的最小功率是0.162W B. 该电路的最大功率是2.25W
C. 电压表的示数变化范围是2V～3V D. 滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω～10Ω
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。灯泡的电阻为
灯泡两端的电压为
UL′=U-U滑max=4.5V-3V=1.5V
电路中的最小电流
灯泡的最小功率
PL′=（Imin）2RL=（0.3A）2×5Ω=0.45W
故A错误；
B．灯泡正常发光时的电压为2.5V，功率为1.25W，根据P=UI可得，灯泡正常发光时电路中的电流为
因为串联电路总电压等于各分电压之和，所以灯泡正常发光时电压表的最小示数为
U滑小=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V
因为2V＜3V，没有超出电压表的量程，所以灯泡两端的电压可以达到2.5V，因为串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表的量程“0～0.6A”，灯泡的额定电流为0.5A，所以电路中的最大电流
Imax=IL=0.5A
电路的最大电功率
Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W
故B正确；
C．由题意及上述分析可得，当电压表的示数最大为3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，所以电压表的示数变化范围是2V～3V，故C正确；
D．滑动变阻器接入电路中的最大阻值
由B中分析可得，当滑动变阻器两端电压最小，通过变阻器电流最大时，滑动变阻器电阻最小，为
所以滑动变阻器阻值变化的范围是4Ω～10Ω，故D错误。
故选BC。
三、简答与计算题（共32分，第19小题6分，第20小题7分，第21小题9分，第22小题10分）
19. 如图是一款劣质墙壁插座，由于插头与插座接触不牢，导致插头与插座连接处比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾．请从物理学角度分析：
（1）连接处接触不牢电阻会如何变化？
（2）相同时间内连接处比插头导线更热的原因是什么？
【答案】（1）连接处接触不牢电阻变大；（2）电流和通电时间相等时，接触处电阻大，产生热量多，所以容易发生火灾．
【解析】
【详解】(1)在家庭电路中,导线相互连接处因接触不良,该处的电阻较大;
(2)因为导线连接处与导线串联在电路中,通过的电流相等、通电时间相等,
根据,连接处产生的热量较多,往往比别处更容易发热,加速导线老化,甚至引起火灾.
因此，本题正确答案是:(1)连接处接触不牢电阻变大;(2)电流和通电时间相等时,接触处电阻大,产生热量多,所以容易发生火灾.
【点睛】由焦耳定律知道,电流通过导体产生热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比.导线相互连接处因为接触不良,易造成电阻变大,因为导线连接处与其他导线串联在电路中,通电时间是相同的,由焦耳定律可以知道电阻大的产生的热量越多,据此分析.
20. 如图所示四缸发动机工作原理，内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其他三个气缸分别在做吸气、压缩和排气工作。此四缸发动机的主要技术指标如下表所示，其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积是指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单杠排量，它取决于活塞的面积与活塞上下运动的距离，当发动机以最大功率工作时，曲轴转速为5500r/min，汽油的热值为4.6×107J/kg，求：
排量 1.6L
最大功率 66kW
（1）这辆发动机的单缸排量V0为多少？
（2）在做功冲程，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，当发动机以最大功率工作时，在每一个做功冲程里，燃气对活塞所做的功W1为多少？
（3）试求这辆汽车对发动机以最大功率工作时，做功冲程中燃气对活塞平均压强？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【分析】
【详解】解：（1）这辆发动机的单缸排量V0为
（2）当发动机以最大功率工作时，曲轴转速为5500r/min，则1min曲轴转动了5500r，由于一个工作循环，曲轴转动2圈，做功一次，则做功的次数为2750次，做的总功为
则做一次功为
（3）这辆汽车对发动机以最大功率工作时，设做功冲程中燃气对活塞的平均压强p，活塞的面积为S，一次冲程的路程为L，则该气缸做一次功为
则做功冲程中燃气对活塞的平均压强
答：（1）这辆发动机的单缸排量V0为；
（2）在每一个做功冲程里，燃气对活塞所做的功W1为；
（3）做功冲程中燃气对活塞的平均压强。
21. 如图甲的电路中，电源电压保持不变．灯泡L的电流随电压U的变化关系如图乙．定值电阻R1=60Ω，R2为标有“90Ω 1A”的滑动变阻器．
（1）滑动变阻器的滑片在中点时，只闭合开关S2，电流表的示数为0.2A，求电源电压；
（2）若将滑动变阻器的滑片移至a端，只闭合开关S2、S3后，求电流表的示数；
（3）只闭合开关S1,若灯泡两端电压不能超过6V，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0-15V，为了保护电路的安全，求滑动变阻器R2的取值范围．
【答案】(1) 18V；(2) 05A；(3) 24Ω-50Ω．
【解析】
【详解】(1)电压表看成断路，滑动变阻器的滑片在中点时，只闭合开关S2，将变阻器R2的最大电阻接入电路中，电流表测量通过变阻器的电流，电源电压
U=IR滑=0.2A×90Ω=18V；
(2)若将滑动变阻器的滑片移至a端，变阻器连入电路的电阻最大，只闭合开关S2、S3后，灯泡L被短路，电阻R1和变阻器R2并联，电流表测量干路中的电流，电流表的示数
I总=I1+I2==0.3A+0.2A=0.5A；
(3)只闭合开关S1，灯泡和变阻器串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流，由图乙可知，灯泡两端电压是6V时，通过灯泡的电流是0.5A，当灯泡正常发光时电路中的电流最大，滑动变阻器的阻值最小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压：
UR小=U-UL=18V-6V=12V，
滑动变阻器的最小值
R最小==24Ω，
电压表的量程为0-15V，当电压表的示数15V时，滑动变阻器的取值最大，电路中的电流最小；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡两端的电压：
UL小=U-UR大=18V-15V=3V，
由图乙可知，此时电流为I最小=0.3A，滑动变阻器的最大值
R最大==50Ω，
滑动变阻器R2的取值范围是24Ω-50Ω．
答：(1)电源电压是18V；
(2)电流表的示数是0.5A；
(3)滑动变阻器R2的取值范围是24Ω-50Ω．
22. 如图所示，电源两端电压保持不变。小灯泡L标有“6V 3W”字样，当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P移到B端时，电流表示数为0.2A；当开关S1断开、S2闭合时，小灯泡正常发光，电压表V2的示数为8V。假设小灯泡阻值不变，在电路安全工作的情况下：
（1）求电源电压、R1阻值和滑动变阻器的最大阻值；
（2）当开关S1断开、S2闭合时，求电路中在10s内产生的热量；
（3）当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器消耗的功率为4W，求滑动变阻器连入电路的电阻。
【答案】（1）14V、16Ω、58Ω；（2）70J；（3）16Ω
【解析】
【详解】解：（1）当开关S1断开、S2闭合时，R1与灯泡L串联，电压表V2测R1两端的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯泡正常发光，所以，电源的电压为
U=UL+U1=6V+8V=14V
因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，所以，电路中的电流
由可得，R1的阻值
灯泡的电阻为
当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P移到B端时，灯泡L与滑动变阻器的最大阻值串联，电流表测电路中的电流，此时电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器的最大阻值
R2大=R总﹣RL=70Ω﹣12Ω=58Ω
（2）当开关S1断开、S2闭合时，电路中的电流I=0.5A，则电路中在10s内产生的热量：
Q=W=UIt=14V×0.5A×10s=70J
（3）当开关S1闭合、S2断开时，灯泡L与滑动变阻器R2串联，电路中的电流
滑动变阻器消耗的电功率
解得
R2=9Ω或R2=16Ω
当R2=9Ω时，电路中的电流
即电流超过了灯泡的额定电流，此种情况不允许；当R2=16Ω时，电路中的电流
此种情况允许，所以，滑动变阻器消耗的功率为4W时，滑动变阻器连入电路的电阻为16Ω。
答：（1）电源电压为14V、R1阻值为16Ω、滑动变阻器的最大阻值为58Ω；
（2）当开关S1断开、S2闭合时，电路中在10s内产生的热量为70J；
（3）当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器消耗的功率为4W，滑动变阻器连入电路的电阻为16Ω。
四、实验与探究题（共32分，每小题8分）
23. 盈盈同学设计一组实验（如图），请同学们一齐观察实验并完成填空∶
(1)如图甲所示，向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置，再注入酒精直至充满，封闭管口，并将玻璃管反复翻转，观察液面的位置，发现液体总体积变小，说明分子间存在______；
(2)如图乙所示的装置，其中一个瓶子装有索度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一个装有空气，则演示扩散现象时应该把装有二氧化氮气体的瓶子放在______（选填上或下）方；
(3)根据_______瓶（填上或下）内的气体颜色会变红现象可知气体发生了扩散；
(4)若实验温度分别为①0℃，②4℃，③20℃，④30℃则在______（选填序号）温度下气体扩散最快；
(5)如图丙所示，盈盈同学把一块玻璃板用弹簧测力计拉出水面，在离开水面时，观察到弹簧测力计示数______离开水面后______（均选填变大、变小或不变），说明了______。
【答案】 ①. 间隙（或空隙） ②. 下 ③. 上 ④. ④ ⑤. 变大 ⑥. 变小 ⑦. 分子间存在引力
【解析】
【详解】(1)[1]如图甲所示，向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置，再注入酒精直至充满，封闭管口，并将玻璃管反复翻转，观察液面的位置，发现液体总体积变小，说明分子间存在间隙，分子和分子之间不是紧密靠在一起的，而是之间留有空隙。
(2)[2]如图乙所示的装置，其中一个瓶子装有索度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一个装有空气，二氧化氮气体的密度大于空气的密度，则演示扩散现象时应该把装有二氧化氮气体的瓶子放在下方，二氧化氮气体在重力作用下不会向上运动，但由于扩散现象可以向上运动。
(3)[3]二氧化氮气体在重力作用下不会向上运动，但由于扩散现象可以向上运动，所以根据上瓶内的气体颜色会变红现象可知气体发生了扩散。
(4)[4]分子热运动激烈程度与温度有关，若实验温度分别为①0℃，②4℃，③20℃，④30℃，则在最高温度④下气体扩散最快。
(5)[5][6][7]如图丙所示，盈盈同学把一块玻璃板用弹簧测力计拉出水面，由于分子间存在引力，在离开水面时受水分子的引力作用，弹簧测力计的示数等于竖直向下的物体重力、吸引力之和，所以观察到弹簧测力计示数变大，离开水面后测力计示数为物体的重力，会变小。
24. 【提出问题】水和空气哪种物质的导热性能好？
【猜想与假设】小明进行了如下猜想：
猜想一：水的导热性能好；
猜想二：空气的导热性能好。
【设计与进行实验】
小明用两个相同的牛奶瓶，都装入热牛奶，一个放在温度与室温相同的水中，另一个放在空气中，为了尽量减少其他因素的影响，他把两个瓶都用木块垫起来，放在同一个桌面上，如上图所示，实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数，得到的数据如下表：
时间/t 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
甲的示数/℃ 70 60 53 47 42 39 37 35 34 33
乙的示数/℃ 70 66 61 58 55 52 50 48 46 44
【实验结论】
（1）分析表中数据，可得出结论：________；
【评估与交流】
（2）对甲、乙两个瓶中的牛奶，除了要控制它们的初温相同外，还要控制它们的________相同；
（3）热牛奶放在水中温度下降是通过________方式来________（选填“增加”或“减少”）内能；
（4）进一步分析表中甲的示数，小明又发现，在冷却过程中，牛奶冷却的快慢前后并不一致，是越来越________的。
【实验拓展】
（5）如果有一天，你要喝一杯奶茶，下列两种冷却方法中，效果较好的是________；
A.将滚烫的热茶冷却分钟，然后加适量冷牛奶
B.先将适量的冷牛奶加进滚烫的热茶中，然后冷却
（6）物理学中我们用速度来表示物体运动的快慢，若小明用“冷却速度”来表示物体冷却快慢，则“冷却速度”可定义为：质量为千克的物体，________叫做冷却速度。
【答案】 ①. 见解析 ②. 质量 ③. 热传递 ④. 减少 ⑤. 慢 ⑥. A ⑦. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]根据表格数据知道，如果温度计温度越低，说明冷却效果越好；相同时间内，由于水中浸泡的牛奶温度较低，说明放在水中冷却比在空气中冷却效果要好。
（2）[2]影响牛奶降温的因素很多，比如牛奶的质量、初温等等，但只能保证其中一个发生改变，所以对甲、乙两个牛奶瓶中的牛奶，除了要控制它们的初温相同外，还要控制它们的质量相同。
（3）[3][4]做功和热传递都可以改变物体的内能，热传递改变物体的内能是能量的转移，做功改变物体的内能是能量的转化；热牛奶放在水中温度下降时，热牛奶放出了热量，内能减少，是通过热传递的方式改变牛奶的内能。
（4）[5]根据表格数据可以通过在相同的时间内比较温度下降的多少，来比较牛奶冷却快慢的程度。小明发现，在冷却过程中，牛奶冷却的快慢前后并不一致，越往后，牛奶冷却越慢。
（5）[6]根据水在自然冷却的过程中温度在降低，而且开始时温度降低很快，后来温度降低很慢，所以采用第A种办法效果更好。故A符合题意，B不符合题意。
故选A。
（6）[7]根据题意可以，定义“冷却速度”为：质量为1千克的物体，单位时间内降低的温度叫做冷却速度。
25. 小北利用如图甲的电路探究“电流与电压、电阻的关系”。已知电源电压为4.5V且保持不变，实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，滑动变阻器的规格为“050Ω”。
（1）用笔画线代替导线按图甲所示电路图将图乙中实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片P向左移动，电路中电流变大，导线不得交叉）；（ ）
（2）闭合开关，发现电压表和电流表均无示数，小北利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数；接在a、c之间，电压表无示数，如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是___________；
（3）问题解决后，他们接入阻值为10Ω的电阻进行实验，并得出如表中的数据，对数据进行分析后得出实验初步结论是：电阻一定时，通过电阻的电流与它两端的电压成___________；
电压U/V 1 1.5 2 2.5
电流I/A 0.1 0.15 0.2 0.25
（4）接下来他们再次对电流与电阻关系进行探究，为了用题目中提供的所有的定值电阻正确完成五次实验，应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持___________V不变。完成第一组实验___________，改接另一个定值电阻后，继续操作有以下四步：①闭合开关；②将滑动变阻器的滑片移到最右端；③记录电流表示数；④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑，正确的顺序是___________；
（5）小北同学每次随机选取一个定值电阻，进行了五次实验，根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图丙，且实验中各电路元件完好，读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定，根据图丙中的数据分析，阻值为 ___________Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片，这次实验之前的那一次实验，小北选取的是阻值为___________Ω的定值电阻。
【答案】 ①. ②. 滑动变阻器断路 ③. 正比 ④. 1.5 ⑤. 断开开关 ⑥. ②①④③ ⑦. 20 ⑧. 5
【解析】
【详解】（1）[1]由甲电路图可知，定值电阻Rx与滑动变阻器串联，电压表测Rx两端的电压，电流表测电路中的电流，为了准确读数，电压表和电流均选小量程，滑动变阻器的左下方接线柱与任何上方接线柱串联在电路中时，滑片P向左移动，电路中电流变大，如下图所示：
（2）[2]闭合开关，电压表和电流表均无示数，说明电路断路；把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数，说明cab部分是通路，接在a、c之间，电压表无示数，说明bc之间断路，如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是滑动变阻器断路。
（3）[3]由题意可知，定值电阻的阻值为10Ω，分析表格数据可知，通过定值电阻电流的变化倍数等于其两端电压的变化倍数，故可得结论：电阻一定时，通过电阻的电流与它两端的电压成正比。
（4）[4]设控制定值电阻两端的电压至少保持UV，由串联电路的规律和分压原理有
当定值电阻最大时，对应的变阻器连入电路最大，电压表示数最小，即
故UV=1.5V。
[5][6]断开开关，改接另一个定值电阻后，从安全和规范角度考虑，应先把滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，然后闭合开关，滑片移到适当位置，记录电流表的示数，故正确的顺序为②①④③。
（5）[7]由图丙画出的电流与电阻关系图像可知，除定值电阻为20Ω外，电流与电阻之积为均为3V不变，所以阻值为20Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片；由串联电路的规律和欧姆定律可得，变阻器接入电路中的电阻
根据分压原理，定值电阻的电压为变阻器的2倍，定值电阻为
2×2.5Ω=5Ω
这次实验之前的那一次实验，小北选取的是阻值为5Ω的定值电阻。
26. 在“测量小灯泡的功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）如图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图（不完整）。请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整；（ ）
（2）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于 ___________（填“A”或“B”）端。其目的是：___________；
（3）连接好电路后，闭合开关，小明发现移动滑动变阻器滑片P，小灯泡不发光，电压表的示数为零。进一步观察并检查电路，发现电压表、电流表、导线及其连接均完好。针对电路中出现的小灯泡不发光的故障现象，他提出了如下猜想，①小灯泡短路；②小灯泡的灯丝断了；③滑动变阻器断路。根据故障现象，猜想 ___________（填序号，下同）是错误的。如果观察到电流表有示数，则猜想 ___________是正确的；
（4）排除故障，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置，电压表示数如图乙所示，为测量小灯泡的额定功率，此时应将滑片P向 ___________（填“A”或“B”）端移动合适位置，再读出电流表示数如图丙所示，算出小灯泡的额定功率是 ___________W；
（5）小明打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过图中操作（开关S接“a”、“b”各一次）来测量小灯泡的额定功率。图丁、戊是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是 ___________（填字母）。
A．两种方案都能
B．两种方案都不能
C．丁方案能，戊方案不能
D．丁方案不能，戊方案能
【答案】 ①. ②. B ③. 保护电路 ④. ② ⑤. ① ⑥. A ⑦. 0.8 ⑧. D
【解析】
【详解】（1）[1]将灯与变阻器串联在电路中，电压表与灯并联，如下所示：
（2）[2][3]由图知，滑动变阻器的左下接线柱连入电路，为保护电路，在闭合开关之前，应将滑片移至最右端即B端，使其阻值最大。
（3）[4][5]连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，小灯泡不发光，电压表示数为零：
①如果小灯泡短路，小灯泡不发光，相当于一根导线，电压表示数为0，电流表有示数，符合题意；
②如果小灯泡的灯丝断了，则电压表与电路中其它元件串联，因电压表内阻很大，根据欧姆定律，电流表示数接近0，电压表示数接近电源电压，小灯泡分得的电压很小，不发光，不符合题意；
③如果滑动变阻器断路，整个电路断路，则电压表、电流表均无示数，小灯泡不发光，符合题意；
故猜想②是错误的，如果观察到电流表有示数，则猜想①是正确的。
（4）[6][7]灯在额定电压下正常发光，由图乙知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为1.4V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向A端移动，直到电压表示数为额定电压；再读出电流表示数如图丙所示，图丙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流大小为0.32A，小灯泡的额定功率是
P=UI=2.5V×0.32A=0.8W
（5）[8]图丁中，无论S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光，丁方案不能测定小灯泡的额定电功率；戊方案中，R0、小灯泡、变阻器三者串联，S接a时，电压表测定灯泡两端的电压，可调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.5V，此时灯泡正常发光；然后保持滑片的位置不动，当S接b时电压表测灯和定值电阻的总电压U总，因电路的连接关系没有改变，各电阻大小不变，灯与各电阻的电压不变，根据串联电路电压的规律，定值电阻两端的电压
U定=U总-2.5V
由欧姆定律可计算出通过R0的电流，根据串联电路电流的规律，可得，通过R0的电流即灯的额定电流，所以，戊方案能测出小灯泡的额定功率。
故选D。
