精品解析：安徽省合肥市包河区2024-2025学年九年级上学期期末物理试题

安徽省合肥市包河区2024-2025学年九年级上学期 期末物理试卷 一、填空题（每小题2分，共20分，将答案直接写在横线上，不必写出解题过程） 1. 在神舟十六号飞船返回舱重返大气层的过程中，返回舱与其周围空气急剧摩擦使返回舱变成一个“火球”，如图所示。该过程中是通过_________改变返回舱的内能，导致返回舱的内能急剧增大。 【答案】做功 【解析】 【详解】摩擦生热的过程是通过做功的方式将机械能转化为内能。 2. 一只灯泡的铭牌上标有“220V；40W”字样，其中“40W”所表示的具体物理含义是：________。 【答案】灯泡的额定功率为40W 【解析】 【详解】灯泡上标有“220V 40W”的字样，其中“220”表示灯泡的额定电压为220V，40W表示灯泡的额定功率为40W。 3. 如图所示，干燥的橡胶棒和毛皮相互摩擦能使二者都带上电荷，在二者相互摩擦的过程中________（选填“毛皮”或“橡胶棒”）失去电子。 【答案】毛皮 【解析】 【详解】摩擦起电的实质是电子的转移，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电；毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，则毛皮失去电子带正电，橡胶棒得到电子带负电。 4. 如图所示，将一根粗直导线沿南北方向水平悬空放置，小磁针置于直导线的正下方与其平行且保持静止状态。当闭合开关的一瞬间，从导线上方俯视时，观察到小磁针顺时针旋转：如果仅对调电源的正负极位置，再次闭合开关的一瞬间，俯视时小磁针将________（选填“逆时针”或“顺时针”）旋转。 【答案】逆时针 【解析】 【详解】通电导体周围磁场的方向与电流的方向有关，当电流方向改变时，产生的磁场方向也改变；如图，当闭合开关的一瞬间，从导线上方俯视时，观察到小磁针顺时针旋转：如果仅对调电源的正负极位置，再次闭合开关的一瞬间，导线中电流方向改变，电流的磁场方向与原来相反，电流的磁场与小磁针的磁场相互作用，使小磁针与原来的旋转方向相反，即俯视时小磁针将逆时针旋转。 5. 如果在一个标准大气压下，将质量为1.5kg的水烧开需吸收热量为5.04×105J，则水的初温为________℃。[已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 【答案】20 【解析】 【详解】在一个标准大气压下，水的沸点为100℃，根据Q吸=c水m水(t﹣t0)可知，水的初温为 6. 如图所示，电源电压为4.5V且保持不变，闭合开关S后，电压表的示数为2V，则加在灯泡L2两端的电压为________V。 【答案】2 【解析】 【详解】由电路图可知，两灯泡串联，电压表测L2两端的电压，已知电压表的示数为2V，即L2两端的电压U2＝2V。 7. 在如图所示的电路中，电源电压为6V保持不变，电阻R1的阻值为10Ω，闭合开关S，电流表示数为1.6A。则电阻R2的阻值为________Ω。 【答案】6 【解析】 【详解】由图可知，闭合开关S，电阻R1与R2并联，电流表A测干路电流；根据并联电路的电压规律可得，R1与R2两端的电压 根据欧姆定律可得，通过R1的电流 根据并联电路的电流规律可得，通过R2的电流 根据欧姆定律可得电阻R2的阻值 8. 如图所示，电源的a端为________（选填“正”或“负”）极。 【答案】正 【解析】 【详解】由图可知，通电螺线管的右端是N极，左端是S极，由安培定则可知，电流从螺线管的左侧流入，右侧流出，所以电源a端为正极。 9. 图甲是一款养生壶，它内部简化电路如图乙所示。该养生壶有“加热”和“保温”两个挡位，其额定电压为220V，已知电阻丝R2的阻值为88Ω，该养生壶正常工作时其“加热”和“保温”挡的电功率之比为3：1，则电阻丝R1的阻值为________Ω。（忽略温度对电阻丝阻值的影响） 【答案】44 【解析】 【详解】由图乙可知，当开关S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，养生壶处于保温挡，根据串联电路的电阻特点和可知，养生壶保温挡的电功率为 当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，电路的总电阻最小，总功率最大，养生壶处于加热挡，加热挡的电功率为 根据题意可知，养生壶正常工作时其“加热”和“保温”挡的电功率之比为3：1，即 则 10. 图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑片P由端点a移到端点b的过程中，电压表示数U及滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。则当滑片P位于a端时，电阻R1在2min内产生的热量为________J。 【答案】48 【解析】 【详解】图甲可知，当滑片P移到b端时，变阻器接入电路中的电阻为零，电路为R1的简单电路，电压表测电源电压，由图象可知此时电压表的示数为6V，即电源电压U＝6V；由图甲可知，滑片P移到a端时，电阻R1与滑动变阻器的最大阻值串联， 由图象可知，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，此时电压表的示数U1＝2V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时滑动变阻器两端的电压为 因串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流为 R1在2min内产生的热量为 二、选择题（每小题2分，共14分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意，在答题卷上用28铅笔将表示正确答案的字母填涂完整） 11. 下列属于液化现象的是（　　） A. 草尖露珠 B. 树上雾凇 C. 浓雾消散 D. 冰雪消融 【答案】A 【解析】 【详解】A．露珠是空气中的水蒸气遇冷形成的小水滴。水蒸气是气态，小水滴是液态，物质由气态变为液态的过程叫做液化，所以草尖露珠的形成属于液化现象。故A符合题意； B．雾凇是空气中的水蒸气遇冷直接变成的固态小冰晶。物质由气态直接变为固态的过程叫做凝华，所以树上雾凇的形成属于凝华现象，而不是液化现象。故B不符合题意； C．浓雾是由大量的小水滴组成的，浓雾消散是小水滴变成了水蒸气，物质由液态变为气态的过程叫做汽化，所以浓雾消散属于汽化现象，并非液化现象。故C不符合题意； D．冰雪是固态的，冰雪消融是固态的冰变成液态的水的过程，物质由固态变为液态的过程叫做熔化，所以冰雪消融属于熔化现象，不是液化现象。故D不符合题意。 故选A。 12. 下列说法中正确的是（　　） A. 磁场是由无数条磁感线所组成的 B. 比热容越小的物质，吸热升温越慢 C. 磁场中不同的点，磁场方向可能相同 D. 一个物体的内能增大，其温度就会升高 【答案】C 【解析】 【详解】A．磁感线是理想化的物理模型，实际上并不存在，故A错误； B．由Q=cmΔt可知，在质量一定时，物体吸收相同热量，比热容越小，升温越快，故B错误； C．磁场是有方向的，在磁场的不同位置，其磁场方向可能相同，例如：条形磁体上方和下方的磁场方向相同，故C正确； D．一个物体的内能增大，其温度不一定升高，例如：晶体熔化时，吸收热量，内能增加，温度不变，故D错误。 故选C。 13. 图示是家庭电路一部分，闭合开关S1、S2时，灯泡L1亮，灯泡L2不亮，用测电笔测量d点氖管发光，电路中只有一处故障，则该故障可能是（　　） A. bc间断路 B. ab间断路 C. cd间断路 D. 灯泡L2被短路 【答案】B 【解析】 【详解】闭合开关S1、S2时，灯泡L1亮，灯泡L2不亮，说明灯泡L2不会被短路；如果短路，灯泡L1也不会亮；则电路故障是断路，如果bc间断路，灯泡L1不会亮；如果cd间断路，用测电笔测量d点氖管不会发光；ab间断路，灯泡L2不能构成通路，但用测电笔测量d点氖管发光，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 14. 描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线分布情况如图所示。下列说法中正确的是（　　） A. 由P到Q磁场越来越弱 B. a点与b点磁场方向不相同 C. a点磁场强度比b点磁场强度强一些 D. a点与b点的磁场强度相同 【答案】B 【解析】 【详解】ACD．磁感线越密说明磁场越强，由P到Q磁场越来越强，a点磁场强度比b点磁场强度弱一些，故ACD错误； B．磁感线上某点的切线方向与该点的磁场方向一致，a点与b点位于同一曲线的不同位置上，切线方向不同，磁场方向不相同，故B正确。 故选B。 15. 如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P由图示位置缓慢向右移动的过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 电压表示数变小，电流表示数变小 B. 电压表示数变大，电流表示数不变 C. 电压表示数与电流表示数乘积变大 D. 电压表示数与电流表示数之比变大 【答案】D 【解析】 【详解】由实物电路图可知，闭合开关S，定值电阻R与滑动变阻器并联，电流表测干路电流，电压表测电源两端的电压。 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，滑片移动时通过定值电阻R的电流不变；将滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动的过程中，变阻器接入电路中的电阻变大，由可知，通过滑动变阻器的电流变小；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，即电流表的示数变小，所以电压表示数与电流表示数乘积变小，电压表示数与电流表示数之比变大，故D正确，ABC错误。 故选D。 16. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数从0.5A变为0.8A，电压表的示数变化了3V。则该定值电阻R的阻值和电阻R所消耗电功率的变化量分别为（　　） A 5Ω、0.9W B. 6Ω、1.5W C. 8Ω、2.4W D. 10Ω、3.9W 【答案】D 【解析】 【详解】由图可知闭合开关S，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量定值电阻两端的电压。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数从0.5A变为0.8A，电压表的示数变化了3V，根据欧姆定律可知 解得R＝10Ω，U＝5V 根据可知电阻R所消耗电功率的变化量 故选D 17. 标有“6V3.6W”的小灯泡，通过它的电流随其两端电压的变化关系如图所示。如果将这种规格的两只灯泡串联在6V的电源两端，闭合开关，让两只灯泡发光，则每只灯泡的实际功率和通电1min两个灯泡消耗的总电能分别为（　　） A. 0.9W、108J B. 1.2W、90J C. 1.5W、180J D. 2.4W、360J 【答案】C 【解析】 【详解】把同种规格的两只灯泡串联接在6V的电源两端，由串联分压的规律可知，每只灯泡分得的电压都为3V，由图像可知，此时通过灯泡的电流为0.5A，每只灯泡的实际功率为 两个灯泡消耗的总电能为 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 三、实验题（第18小题4分，第19小题4分，第20小题8分，每空2分，共16分） 18. 利用如图所示的实验装置“探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关”。其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等的煤油，电阻丝R1、R2的阻值分别为5Ω和10Ω。闭合开关一段时间后，记录此时两个温度计的示数。 （1）本实验中用________来反映电阻丝产生热量多少； （2）本实验探究的问题是：________（正确写出一个探究问题即可）。 【答案】（1）温度计示数变化的大小 （2）电流通过电阻时产生的热量与电阻的关系 【解析】 【小问1详解】 本实验中，电流通过电阻时产生的热量不能直接观察，通过温度计示数变化的大小间接反映，利用了转换法。 【小问2详解】 两电阻串联，故通过两电阻的电流和通电时间相同，电阻阻值不同，故可探究电流通过电阻时产生的热量与电阻的关系。 19. 在探究“通电螺线管外部的磁场分布”实验过程中： （1）根据小磁针指向判断磁场的方向，通过观察铁屑分布的密集程度判断磁场的强弱，这里所用的实验方法是：________； （2）实验过程中，在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撤满细铁屑，闭合开关，为更好地显示通电螺线管周围的磁场分布情况，接下来应该进行的操作是：________； （3）实验中，观察到细铁屑的排列如图所示，同时观察到小磁针发生偏转且静止时其N极（涂黑色的一端），如图所示。则由此可知，通电螺线管外部的磁场与________磁体的磁场相似。 【答案】（1）转换法 （2）轻敲玻璃板 （3）条形 【解析】 【小问1详解】 根据小磁针的指向判断磁场的方向，通过观察铁屑分布的密集程度判断磁场的强弱，把不便于观察的现象转换为便于观察的现象，这里所用的实验方法是转换法。 【小问2详解】 在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后需要轻敲有机玻璃板，这样做的目的是克服摩擦力的影响，使细铁屑可以自由移动。 【小问3详解】 实验中，观察到细铁屑的排列如图所示，形状与用条形磁体实验时铁屑分布相似，根据小磁针N极指向可知，通电螺线管外部的磁场也是从N极出发回到S极，所以，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。 20. 某实验小组在“测定小灯泡正常发光时的电阻和其额定电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V保持不变，小灯泡额定电压为2.5V（小灯泡正常发光灯丝电阻约为12Ω），可供选择的滑动变阻器有两种规格（R1标有“10Ω；0.5A”字样，R2标有“20Ω；0.5A”字样）。 （1）为了能顺利完成该实验探究，应选用滑动变阻器________（选填“R1”或“R2”）； （2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑动变阻器的滑片向________（选填“A”或“B”）端缓慢移动至恰当的位置； （3）在实验过程中，如果突然电流表坏了。但手头上有一只大小合适的已知阻值的定值电阻R0，同学们设计了如图丙所示的电路图，并连接好实物电路测量该小灯泡的额定电功率。实验操作步骤如下： ①断开开关S1，闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，断开开关S2，闭合开关S1，记下此时电压表示数为U，则该小灯泡的额定电功率P额＝________。（用含有U额、U和R0的表达式表示） 【答案】（1）R2 （2）B （3） 【解析】 【小问1详解】 小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为12Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为 当灯正常发光时，根据串联电路的规律及欧姆定律可知，滑动变阻器连入电路中的电阻为 故为了能够顺利完成实验探究，应选用“20Ω 0.5A”的滑动变阻器R2。 【小问2详解】 电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.2V，小于灯泡额定电压2.5V，为了测量小灯泡正常发光时的电阻，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑动变阻器的滑片向B端移动。 【小问3详解】 利用电压表和一定值电阻测量小灯泡功率，先用电压表测量小灯泡的电压U额，然后测量小灯泡和电阻的电压U，此过程中要保持滑动变阻器的滑片位置不变，则定值电阻两端的电压U0＝U﹣U额 通过电阻的电流 小灯泡额定功表达式 四、计算题（第21小题5分，第22小题7分，第23小题8分，共20分；解答要有必要的式和过程） 21. 为保卫祖国边防安全，边防战士们每天驾驶科技元素满满的新式国产边防逐逻车，在边境巡逻的情景如图所示，已知该巡逻车行驶20km所做的有用功为1.6×108J，所消耗的燃油为8kg（燃油的热值为5×107J/kg）。求： （1）所消耗的燃油完全燃烧释放的热量； （2）上述过程中，该巡逻车的热机效率。 【答案】（1）4×108J （2）40% 【解析】 【小问1详解】 根据可知燃油完全燃烧释放的热量为 【小问2详解】 该巡逻车的热机效率为 22. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻R1和R2的阻值分别为12Ω和24Ω，闭合开关S后，电流表A的示数为0.6A。求： （1）电阻R1两端的电压； （2）电流表A1的示数； （3）通电5min电阻R2所消耗的电能大小。 【答案】（1）4.8V （2）0.4A （3）288J 【解析】 【小问1详解】 根据并联电路的电流特点可得 根据并联电路的电压特点可知，带入题中数据可得 求出电压U＝4.8V，所以电阻R1两端的电压 【小问2详解】 根据欧姆定律可知通过R1的电流 【小问3详解】 根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流 则通电5min电阻R2所消耗的电能 23. 小明同学在跨学科实践活动中设计的模拟调光灯电路图，如图所示。他选用的电源电压为12V且保持不变，小灯泡上标有“6V；6W”字样，滑动变阻器上标有“20Ω；2A”字样。不考虑温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S后。求： （1）小灯泡正常发光时灯丝电阻的阻值； （2）当滑动变阻器的滑片P位于中点时，电路所消耗的总功率大小； （3）利用所学的物理知识分析：当滑动变阻器的滑片P移至a端时，电路会出现的情况是什么？针对所出现的情况，请通过分析与计算，在原电路的基础上对小明的设计电路提出一个合理具体的改进方案。（要求：1.可实现调光且小灯泡能正常发光；2.确保电路安全） 【答案】（1）6Ω （2）9W （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 小灯泡正常发光时灯丝电阻的阻值为 【小问2详解】 当滑动变阻器的滑片P位于中点时，滑动变阻器的阻值为 图中灯泡和滑动变阻器串联，则此时电路所消耗的总功率为 【小问3详解】 根据欧姆定律可知灯泡的额定电流 当滑动变阻器的滑片P移到a端时，电路为灯泡的简单电路，电源电压大于灯泡的额定电压，小灯泡会被烧坏；为了防止灯泡被烧坏，可以在电路中串联一只保护电阻，为确保电路安全，电路中电流最大为1A，则总电阻至少为 为确保小灯泡能正常发光，则串联的保护电阻阻值应为 即为了防止灯泡被烧坏，可以在电路中串联一只6Ω的保护电阻。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 安徽省合肥市包河区2024-2025学年九年级上学期 期末物理试卷 一、填空题（每小题2分，共20分，将答案直接写在横线上，不必写出解题过程） 1. 在神舟十六号飞船返回舱重返大气层的过程中，返回舱与其周围空气急剧摩擦使返回舱变成一个“火球”，如图所示。该过程中是通过_________改变返回舱的内能，导致返回舱的内能急剧增大。 2. 一只灯泡的铭牌上标有“220V；40W”字样，其中“40W”所表示的具体物理含义是：________。 3. 如图所示，干燥的橡胶棒和毛皮相互摩擦能使二者都带上电荷，在二者相互摩擦的过程中________（选填“毛皮”或“橡胶棒”）失去电子。 4. 如图所示，将一根粗直导线沿南北方向水平悬空放置，小磁针置于直导线的正下方与其平行且保持静止状态。当闭合开关的一瞬间，从导线上方俯视时，观察到小磁针顺时针旋转：如果仅对调电源的正负极位置，再次闭合开关的一瞬间，俯视时小磁针将________（选填“逆时针”或“顺时针”）旋转。 5. 如果在一个标准大气压下，将质量为1.5kg的水烧开需吸收热量为5.04×105J，则水的初温为________℃。[已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 6. 如图所示，电源电压为4.5V且保持不变，闭合开关S后，电压表的示数为2V，则加在灯泡L2两端的电压为________V。 7. 在如图所示的电路中，电源电压为6V保持不变，电阻R1的阻值为10Ω，闭合开关S，电流表示数为1.6A。则电阻R2的阻值为________Ω。 8. 如图所示，电源的a端为________（选填“正”或“负”）极。 9. 图甲是一款养生壶，它内部简化电路如图乙所示。该养生壶有“加热”和“保温”两个挡位，其额定电压为220V，已知电阻丝R2的阻值为88Ω，该养生壶正常工作时其“加热”和“保温”挡的电功率之比为3：1，则电阻丝R1的阻值为________Ω。（忽略温度对电阻丝阻值的影响） 10. 图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑片P由端点a移到端点b的过程中，电压表示数U及滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。则当滑片P位于a端时，电阻R1在2min内产生的热量为________J。 二、选择题（每小题2分，共14分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意，在答题卷上用28铅笔将表示正确答案的字母填涂完整） 11. 下列属于液化现象是（　　） A. 草尖露珠 B. 树上雾凇 C. 浓雾消散 D. 冰雪消融 12. 下列说法中正确的是（　　） A. 磁场是由无数条磁感线所组成的 B. 比热容越小的物质，吸热升温越慢 C. 磁场中不同的点，磁场方向可能相同 D. 一个物体的内能增大，其温度就会升高 13. 图示是家庭电路的一部分，闭合开关S1、S2时，灯泡L1亮，灯泡L2不亮，用测电笔测量d点氖管发光，电路中只有一处故障，则该故障可能是（　　） A. bc间断路 B. ab间断路 C. cd间断路 D. 灯泡L2被短路 14. 描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线分布情况如图所示。下列说法中正确的是（　　） A. 由P到Q磁场越来越弱 B. a点与b点磁场方向不相同 C a点磁场强度比b点磁场强度强一些 D. a点与b点的磁场强度相同 15. 如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P由图示位置缓慢向右移动的过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 电压表示数变小，电流表示数变小 B. 电压表示数变大，电流表示数不变 C. 电压表示数与电流表示数乘积变大 D. 电压表示数与电流表示数之比变大 16. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数从0.5A变为0.8A，电压表的示数变化了3V。则该定值电阻R的阻值和电阻R所消耗电功率的变化量分别为（　　） A. 5Ω、0.9W B. 6Ω、1.5W C 8Ω、2.4W D. 10Ω、3.9W 17. 标有“6V3.6W”的小灯泡，通过它的电流随其两端电压的变化关系如图所示。如果将这种规格的两只灯泡串联在6V的电源两端，闭合开关，让两只灯泡发光，则每只灯泡的实际功率和通电1min两个灯泡消耗的总电能分别为（　　） A. 0.9W、108J B. 1.2W、90J C. 1.5W、180J D. 2.4W、360J 三、实验题（第18小题4分，第19小题4分，第20小题8分，每空2分，共16分） 18. 利用如图所示实验装置“探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关”。其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等的煤油，电阻丝R1、R2的阻值分别为5Ω和10Ω。闭合开关一段时间后，记录此时两个温度计的示数。 （1）本实验中用________来反映电阻丝产生热量的多少； （2）本实验探究的问题是：________（正确写出一个探究问题即可）。 19. 在探究“通电螺线管外部的磁场分布”实验过程中： （1）根据小磁针的指向判断磁场的方向，通过观察铁屑分布的密集程度判断磁场的强弱，这里所用的实验方法是：________； （2）实验过程中，在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撤满细铁屑，闭合开关，为更好地显示通电螺线管周围的磁场分布情况，接下来应该进行的操作是：________； （3）实验中，观察到细铁屑的排列如图所示，同时观察到小磁针发生偏转且静止时其N极（涂黑色的一端），如图所示。则由此可知，通电螺线管外部的磁场与________磁体的磁场相似。 20. 某实验小组在“测定小灯泡正常发光时电阻和其额定电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V保持不变，小灯泡额定电压为2.5V（小灯泡正常发光灯丝电阻约为12Ω），可供选择的滑动变阻器有两种规格（R1标有“10Ω；0.5A”字样，R2标有“20Ω；0.5A”字样）。 （1）为了能顺利完成该实验探究，应选用滑动变阻器________（选填“R1”或“R2”）； （2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑动变阻器的滑片向________（选填“A”或“B”）端缓慢移动至恰当的位置； （3）在实验过程中，如果突然电流表坏了。但手头上有一只大小合适的已知阻值的定值电阻R0，同学们设计了如图丙所示的电路图，并连接好实物电路测量该小灯泡的额定电功率。实验操作步骤如下： ①断开开关S1，闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，断开开关S2，闭合开关S1，记下此时电压表示数为U，则该小灯泡的额定电功率P额＝________。（用含有U额、U和R0的表达式表示） 四、计算题（第21小题5分，第22小题7分，第23小题8分，共20分；解答要有必要的式和过程） 21. 为保卫祖国边防安全，边防战士们每天驾驶科技元素满满的新式国产边防逐逻车，在边境巡逻的情景如图所示，已知该巡逻车行驶20km所做的有用功为1.6×108J，所消耗的燃油为8kg（燃油的热值为5×107J/kg）。求： （1）所消耗的燃油完全燃烧释放的热量； （2）上述过程中，该巡逻车的热机效率。 22. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻R1和R2的阻值分别为12Ω和24Ω，闭合开关S后，电流表A的示数为0.6A。求： （1）电阻R1两端的电压； （2）电流表A1的示数； （3）通电5min电阻R2所消耗的电能大小。 23. 小明同学在跨学科实践活动中设计的模拟调光灯电路图，如图所示。他选用的电源电压为12V且保持不变，小灯泡上标有“6V；6W”字样，滑动变阻器上标有“20Ω；2A”字样。不考虑温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S后。求： （1）小灯泡正常发光时灯丝电阻的阻值； （2）当滑动变阻器的滑片P位于中点时，电路所消耗的总功率大小； （3）利用所学的物理知识分析：当滑动变阻器的滑片P移至a端时，电路会出现的情况是什么？针对所出现的情况，请通过分析与计算，在原电路的基础上对小明的设计电路提出一个合理具体的改进方案。（要求：1.可实现调光且小灯泡能正常发光；2.确保电路安全） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$