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祁阳市浯溪二中2025年中考物理实验探究题——电学重点实验 电功电能电热专题训练
实验一．电能表的计算
1．（一）图甲是小明购买的一款多功能插座，它可测量多个电学物理量。小明想用该仪器测量白炽灯工作时的一些数据，故进行了以下实验。
（1）小明在插座上连接灯泡后发现显示屏的数据如图乙所示，则此时测量的是 　 　 （填写物理量名称），它的读数是 　 　 。
（2）小明进行实验后，发现家中电能表的示数如图丙所示，则该表的分度值是 　 　 。
（二）（1）图丁是小明测量某定值电阻阻值的实物图，经检查发现电路中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。
（2）改正电路后，小明再次闭合开关，发现无论怎样移动滑片，电流表均无示数，电压表示数接近3V，则此电路的故障可能是 　 　 。
（3）排除故障后，小明进行了多次实验，并根据实验数据画出如图1所示的图像，由图像可知，该待测电阻R 的阻值为 　 　 Ω。
实验二．电功与电能的计算
2．电动自行车因为具有轻便、快捷和环保等优点备受大家喜爱，然而电动车带来的安全问题也很严重。2023年4月15日起，《电动自行车安全技术规范》开始实施。小明和学习小组同学展开了：“安全的电动车”的学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容：
【项目分解】
（1）了解电动车上的安全措施。
（2）设计安装车库充电插座。
【项目实施】
（1）了解“刹车系统”。电动自行车刹车时，电动机必须断电。因此，人们在电动自行车左右两刹车手柄中各安装了一只开关S1和S2，S是用钥匙控制的电源开关。在行驶中用任意一只手柄刹车时，开关S1或S2断开，电动机立即断电。下列电路中符合这一要求的是 　 　 ；
（2）了解“蓄电池”。电池说明书上的部分内容：
①额定电压：36V； ②“电池容量10A h”；③电能转化为机械能的效率η＝75%。电动车工作过程中最多能输出的机械能为 　 　 J。若这么多的机械能由效率为30%的汽油机提供，则需要燃烧汽油 　 　 kg（已知汽油的热值为4.5×106J/kg）。
（3）优化充电系统。电动自行车电池不能长时间充电，为了电动自行车的充电安全，小组设计了如图甲所示的定时充电器。用定时器控制充电时间，当定时器中有电流通过时，充电就会被断开。针对该充电器的设计方案，下面说法正确的是 　 　 ；
A．定时器与充电器串联 B．充电时定时器在电路中相当于一根导线
C．停止充电时充电器在电路中处于被短路状态
D．如果在b处安装一个开关S，断开此开关则停止充电
【项目拓展】
（4）①经查阅资料，小组发现近年电动车在楼道内充电造成火灾事故频发。很多小区已经禁止电动车进入楼内。小明想在自家的小车库内充电，发现车库内只安装了电灯，没有插座，于是小明想在如图乙所示的原有线路上安装一个双孔插座，应安装在 　 　 （填“ab”、“ac”或“bc”）之间。
②小明认为蓄电池一次充满电后最大行驶的路程与车的负重有关，负重越大，最大行驶的路程越小，小明作出猜想的理由是 　 　 。
3．近年来，多旋翼无人机发展迅速。由于其机动性和灵活性强，广泛应用在航拍领域、交通管理等方面。如图所示为某品牌四旋翼无人机，它采用4个电机带动旋翼（螺旋桨）转动，对下方空气施力的同时获得升力。该无人机设有一键起降和返航、空中悬停等功能，携带的摄像机可以进行高清拍摄并实时把信号传到遥控器显示器，它还拥有GPS卫星定位系统。下表是该无人机的部分参数：
整机质量 2kg 电池额定电压 15V
最大起飞海拔高度 5000m 电池容量 5000mA h
最大上升速度 6m/s 电动机工作电压 12V
最大下降速度 2m/s 悬停时每个电动机功率 50W
最大水平速度 16m/s 电动机数量 4
（1）根据上述内容，下列说法中不正确的是　 　
A．遥控无人机、卫星定位都是通过电磁波来传递信息的B．无人机利用了空气对旋翼的反作用力从而获得升力
C．无人机在拍摄地面图像时减小悬停高度可以使图像变大D．无人机在悬停时不消耗电能
（2）电动机在工作时要保持其两端电压为12V不变，通过电子调速器（简称电调）来控制电动机的电流从而改变电动机的功率，每一个电动机连接一个电调，那么电动机和电调的连接方式是　 　 （选填“并联”或“串联”）；若电源电压全部加在电动机和电调的两端，则电动机和电调的功率之比为　 　 。
（3）在电池满容量的情况下，该无人机参与某次火情的勘测时，需要从地面起飞，飞到火场上空60米高处，然后悬停观测（整个过程四个电动机同时工作）。由于无人机机动性和灵活性强，这一过程可视为以最大速度匀速直线上升，且达到60米高处时立即静止（悬停）。若无人机悬停观测10分钟，电动机将电能转化为机械能的效率为90%，无人机上升过程中所受的阻力为10N，通过计算回答下列问题：（g取10N/kg）
a．从起飞到悬停结束，电动机消耗多少电能？电调部分消耗多少电能？
b．若无人机从60米高处返回到地面，要求电池容量至少剩余10%，若不计其他能量损失，该无人机完成悬停观测后，能否安全返回？
实验三．电功的测量
4．微波炉是人们用来加热食品的常用灶具。微波是一种高频电磁波，能穿透陶瓷器、玻璃、耐热塑胶等材料，微波炉所使用的微波频率为2450MHz。
（1）为了用电安全，微波炉应该使用 　 　 （两脚/三脚）插头。
（2）用微波炉加热饭菜时，应选用 　 　 （不锈钢/铁/玻璃）容器来加热，加热过程中是将 　 　 能转化为内能。
（3）小明想知道微波炉的热效率，他用电能表（表头如图所示）、温度计等工具进行了如下实验：
A．在杯中装有质量为m的冷水，测出水的初温为t0；
B．把杯子放进微波炉，并选择高温挡；
C．将微波炉定时器旋转到两分钟的位置，同时记录电能表指示灯在这个时间内闪烁的次数n；
D．加热结束后，迅速测出水的末温t。
①以上实验中，还缺少一个步骤，请你补上这个步骤：　 　 。
②电能表指示灯闪烁一次，用电器消耗的电能E0＝　 　 J．
③微波炉热效率的表达式η＝　 　 。（用字母表示）
实验四．电功率的综合计算
5．阅读短文，回答问题：
太阳能路灯
图甲是我市333省道两边的太阳能路灯，它由太阳能电池板、控制器、24V的蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成。它的结构示意图如图乙，工作时能量流程图如图丙。
LED发光二极管是一种半导体器件，它具有工作电压低（2～4V）、耗能少、寿命长、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点。它与普通的白炽灯发光原理不同，可以把电直接转化为光。实验测得LED发光二极管两端加不同电压时的电流，数据如下表：
电压/V 1 1.5 2.0 2.3 2.5 2.8 3.0 3.3 3.5 3.6 3.7
电流/mA 0 0 0 5 10 60 160 380 690 900 1250
（1）关于流程①和②的能量转化，下列说法正确的是 　 　
A．流程①是将太阳能转化为电能，流程②是将电能转化为光能
B．流程①是将电能转化为化学能，流程②是将电能转化为光能
C．流程①是将电能转化为化学能，流程②是将化学能转化为电能
D．流程①是将太阳能转化为电能，流程②是将化学能转化为光能
（2）为使额定电压为3.3V的LED发光二极管正常工作，应将 　 　 个LED发光二极管串联才能安全使用。
（3）如图乙所示，一般情况下关于控制开关S的接通状态下列说法正确的是 　 　
A．白天S与a接通，夜晚S与b接通 B．白天S与a接通，夜晚S与c接通
C．白天S与b接通，夜晚S与c接通 D．白天S与c接通，夜晚S与a接通
（4）这种LED发光二极管的电压从3.3V变化到3.5V时，LED的电功率增加了 　 　 W。
（5）下列哪一幅图象所反映的关系符合LED发光二极管的特征？　 　
实验五．探究影响电流通过导体时产生热量的因素
6．如图甲和乙所示，是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。
（1）在该实验中，通过观察U形管中液面的 　 　 来反映电阻丝产生热量的多少，这种研究方法叫 　 　 法。
（2）在图甲中，通过两电阻丝的电流 　 　 ，该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的 　 　 的关系。
（3）在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与 　 　 的关系，通电一段时间后，　 　 侧容器U形管液面高度差较大，这说明 　 　 。
（4）英国物理学家焦耳通过大量实验，首先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟 　 　 成正比，跟导体的电阻正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律。
（5）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与其相连的导线却不怎么热”，这一现象可用 　 　 装置（选“甲”或“乙”）的实验结论解释。
7．如图甲所示是“研究不同物质吸热能力”实验，乙图是“研究电流放出的热量与哪些因素有关”实验装置。在判断热量方面，两者有类似的思路。对比总结两者相关内容。
研究不同物质吸热能力实验 研究电流放出热量实验
转换的方法 水和铁砂吸热的多少通过酒精灯放热多少判断，需要控制同一酒精灯，加热时间越长，放出的热量越多，所以，用可以测量的 　 　 判断吸热的多少。 电流放热的多少通过瓶内空气吸收的热量判断，需要控制瓶内空气 　 　 一定，空气吸收的热量越多，升高的温度越高，气体膨胀的体积越大，通过观察 　 　 判断电流放出的热量。
现象明显的方法 / 根据吸热公式可知，在被加热物质吸收相同热量时，被加热物质在 　 　 的条件下，温度变化明显，效果更好
理论依据 Q放＝mq，同一酒精灯，热值一定，燃烧速度相同，燃烧时间越长，Q放越大。 根据公式：Q吸＝cm（t﹣t0），在 　 　 一定，　 　 ，空气吸收的热量越多。
8．小明在电学学习中，对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏，他通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。
实验一：如图甲所示，在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材：电压恒为6V的电源，阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个，导线若干。
（1）在检查电路时，他发现有一根导线连接错误，请你在甲图中将连接错误的那条导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。
（2）要完成该实验，滑动变阻器应该选用以下哪种规格：　 　 （填下列选项前的字母）。
A.20Ω，0.5A；B.40Ω，0.2A；C.50Ω，1A。
（3）改正电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑至最 　 　 （选填“左”或“右”）端。闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数较大；移动滑动变阻器的滑片，两表的示数无变化，可能是定值电阻发生 　 　 （填“断路”或“短路”）。
（4）更换正常电阻后，A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I﹣R图像，分析图像，你认为 　 　 （选填“A”或“B”）同学的实验操作是错误的，他操作中的问题是：　 　 。
（5）改正错误后，他们都正确完成了实验，并记录相关数据，描绘出合理的图像，据此得出结论：在电压一定时，　 　 。
实验二：为了探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关，设计了如图所示的实验装置（电源、开关未画出）。
（6）图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同，探究 　 　 对产生热量多少的影响；图丁是控制导体电阻和通电时间相同，探究 　 　 对产生热量多少的影响。这两套装置进行实验的过程中都采用的研究方法是 　 　 。
实验六．电阻产生热量多少的表现
9．如图所示小蕾同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时，采用了如图所示的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
（1）实验中通过观察U形管中　 　 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。这种实验方法叫　 　 。下面实验也用这种实验方法的是　 　 。
A．认识电压时，我们用水压来类比 B．用光线来描述光通过的路径
C．把敲响的音叉来接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动
D．用斜面和小车来研究阻力对物体的影响
（2）甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与　 　 的关系，通电一段时间，　 　 （选填“a”或“b”）容器中电流产生的热量较多。
（3）乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与　 　 的关系，通电一段时间，　 　 （选填“c”或“d”）容器中电流产生的热量多。
实验七．电流产生的热量与电阻的关系
10．如图，分别是教材中三个有关于“热”的实验：
（1）除图中器材外，三个实验中都必须用到的测量器材为 　 　 ；
（2）这些实验中可利用加热时间进行的实验有 　 　 （甲、乙/乙、丙/甲、丙）；
（3）图乙实验，酒精和碎纸片的热值之比不等于升高温度之比是因为：　 　 ；
（4）图丙实验，发现右烧瓶中温度计的示数升高快，据此可得出初步结论：　 　 ，产生的热量越多。
11．（1）如图1所示，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，两个容器中的电阻丝串联起来接电源两端，一段时间后，　 　 （选填“甲”或“乙”）容器连接的U形管液面高度差较大，实验表明电流通过导体产生的热量跟 　 　 （选填“电流”或“电阻”）有关，图1中的U形管 　 　 （选填“是”或“不是”）连通器。
（2）为了比较甲、乙两种不同液体吸热情况，某同学做了如图2所示的探究实验，并在实验过程中记录在表中的数据。
液体 质量/g 温度升高10℃所需时间/s 温度升高20℃所需时间/s 温度升高30℃所需时间/s
甲 30 96 202 323
乙 30 64 133 212
①该实验中，在两个相同的烧杯中分别装上质量、初温都相同的液体甲和液体乙，并用两个相同的酒精灯对其加热，运用了常用的物理科学方法，即 　 　 ；用相同的酒精灯加热是为了保证相同时间内两种液体 　 　 相同。
②分析表中数据，液体乙的比热容 　 　 液体甲的比热容（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
③结论：液体 　 　 （选填“甲”或“乙”）的吸热能力强。
12．某同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时，采用如图所示的实验装置，请观察甲、乙两图并回答下列问题：
（1）在甲图实验中，R1、R2采用 　 　 的连接方法，通过它们的电流相等；若通电时间相同，发现B玻璃管内液面高度变化较大，这表明：在电流相同、通电时间相同的情况下，导体的 　 　 越大，产生的热量越多。实验中主要运用了 　 　 和 　 　 两种物理学方法。
（2）乙图的装置是用来研究电阻丝产生的热量与 　 　 的关系。在实验中观察到左、右两侧U形管中液面都很快出现高度差而且高度差相等，原因是电阻丝 　 　 断路。排除故障后，重新利用乙装置进行实验，要使实验现象更明显，应该将R3换成阻值更 　 　 的电阻（选填“大”或“小”）。
实验八．电热的利用
13．阅读短文，回答问题：
电热毯
电热毯，又名电褥。是一种床上用的取暖器具，主要用于人们睡眠时提高被窝里的温度来达到取暖的目的。除此以外，还可用于被褥的去潮除湿。它耗电量少、温度可调节、使用方便、广泛，功率一般在60～120W之间。
电热毯是一种接触式电暖器具。普通型电热毯，使用的电热合金丝是直线状的，但更多的是呈螺旋状缠绕在耐热芯线上，外面涂覆一层耐热树脂，通电时即发出热量。
电热毯按面积分为儿童型、单人型和双人型，按控温性能分为普通型和自动调温型。普通型不带控温元件，使用者可按需要接通或切断电源来控制温度；自动调温型带控温元件，能自动使电热毯处于预定的温度范围内。
（1）电热毯是利用　 　 原理工作的，在工作过程中，电能转化成　 　 能。
（2）电热毯中使用的合金丝的电阻　 　 （大于/等于/小于）与它同种长度和规格的导线电阻，合金丝外面涂覆的耐热树脂属于　 　 （导体/绝缘体）。
（3）自动调电热毯中的控温元件材料应选择　 　 （导体/超导体/半导体）来制作。小明家电热毯的合金丝断了，他把合金丝接上后继续使用，一段时间后发现接头处烧焦了，这是因为接头处合金丝的电阻　 　 （变小/变大/不变）。
（4）如图是电热毯工作时合金丝的电阻随温度变化关系的图象，正确的是（　　）
（5）如图是小明学习电学后设计的高、中、低三个挡位电热毯的原理图，其中图中虚线框内有两处是电阻，一处是开关（S1），请你用元件符号将电路图补充完整。
实验九．电热的多挡问题
14．（1）某次实验中，小明同学连接如图1所示电路，
①请根据实物图在方框内画出对应的电路图；
②小明进行了实验，电表读数及已知数据分别记录如下表，求R2的阻值。
操作 电压表读数 电流表读数 R1 R2
闭合S1和S2 2.0V 0.24A 50Ω 待求
（2）下表为某款电炉的铭牌。小明做出模拟电路如图2，R1、R2均为电阻丝，流过R1电流为I，已知R1＝44Ω，求：
①处于低温挡时，　 　 （选填“S2闭合”“S2断开”），并说明依据 　 　 ；
②电炉在低温挡正常工作时，流过R1电流I＝　 　 A，电炉在高温挡正常工作1min产生的热能是 　 　 J；
③若调节开关发现只能在低温挡正常工作，不能在高温挡工作，原因是 　 　 （选填“R2短路”“R1断路”“S2断路”）。
额定电压 220V
额定功率 高温挡 看不清
低温挡 440W
电源频率 50Hz
实验十．电热的综合计算
15．阅读短文，回答问题。
温热饮水机
如图甲，是学校饮水间安装的某款温热饮水机。该饮水机既能提供温度为100℃的开水，也能提供温度可直接饮用的温开水。该饮水机的相关参数见表。
温热饮水机型号 ×××
贮水箱容量 24L
功率 3kW
电源 380V 50HZ
该饮水机内部结构如图乙所示。首次使用时，经紫外线灯照射的20℃冷水，从冷水进口A处流入，经热交换器进入贮水箱。水箱加满水开始加热，加热至100℃．此后正常使用时，打开开水出口阀门，冷水阀门自动打开，当20℃冷水进入贮水箱后，电热丝通电可加热至100℃；打开温水出口阀门，通过加压使贮水箱中的开水进入热交换器内，此时冷水由进口阀门先进入热交换器，通过热交换器后水温升至85℃，进入贮水箱继续加热至100℃．这时，温水出口流出的就是35℃的温开水。如此正常工作，就可不断得到开水和温开水。
（1）在热交换器中冷水内能改变的方式是　 　 ，饮水机的脚柱底面上有很多花纹是为了　 　 。
（2）下列关于该饮水机的说法，错误的是　 　
A．正常使用时，图乙B位置的水温是35℃
B．用紫外线灯照射冷水是为了杀菌消毒
C．冬天放开水时的“白气”是空气中的水蒸气液化成的
D．水箱水位控制可以通过感知液体压强大小变化来实现
（3）首次使用，图乙中D位置的水温是　 　 ℃，需要经过　 　 min可以喝到开水。在用电高峰时，饮水机的实际工作电压只有342V，（忽略温度对电阻的影响），饮水机的实际电功率为　 　 kW。
（4）若某学校学生1h所需的开水和温开水的质量之比是1：4，若不计热损失，饮水机正常工作1h最多供应开水　 　 L．（结果取整数）
（5）如图丙所示为饮水机温控装置原理图，控制水箱中加热丝，R为热敏电阻，R'为可调电阻，当线圈的电流大于或等于某一值时，继电器的衔铁被吸下。图丁为热敏电阻R﹣t图象。
①应该把贮水箱内的电热丝接在　 　 （选填“A、B间”或“C、D间”）。
②使用久了，为线圈供电的电源电压会减小，如果要使贮水箱内的温度保持100℃，可调电阻R'的阻值应　 　 （选填“调大”、“不变”或“调小”）。
实验十一．非纯电阻电路的相关计算
16．如图甲是某品牌家用电吹风，其电路如图乙所示，R1、R2为电阻丝，M为电动机。通过调节开关，可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。
（1）要使电吹风正常工作，图甲中的A处应安装 　 　 ，B处应安装 　 　 。（选填“电动机”或“电阻丝”）
（2）如图乙，要使电吹风处于“冷风”状态，应闭合开关 　 　 ，要使电吹风处于“暖风”状态，应闭合开关 　 　 。
（3）已知电吹风处于“暖风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了20℃；处于“热风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了30℃。假设这两种状态下的热效率相同，相同时间内吹出的空气质量相同，则R1：R2＝　 　 。
（4）电吹风用了几年后，由于电阻丝的升华，实际发热功率会 　 　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
参考答案与试题解析
1．（一）（1）电功率；12.72W；
（2）0.1kW h；
（二）（1）电路图如下：
；
（2）电阻断路；
（3）5。
【解析】（一）（1）根据图乙显示屏的数据单位，可以判断所测的物理量是电功率；读数为12.72W；
（2）图丙所示电能表的小数部分可知该表的分度值为0.1kW h；
（二）（1）电压表应该测量电阻电压，电路图如下：
；
（2）根据电流表均无示数，可以判断可能是断路，电压表示数接近3V，说明可能是电阻断路；
（3）由图1所示的图像，当U＝2.5V时，I＝0.5A，根据R可求得电阻阻值为：
。
2．（1）B；（2）9.72×105；0.72；（3）C；（4）ac；蓄电池一次充满电后的能量一定，所做总功一定，负重越大，所受的阻力越大，最大行驶的路程越小；由于W＝Fs，所以，影响车子运动时受到的阻力会影响电动车充满电后的最大行驶路程。
【解析】（1）由题知，任一只手柄刹车时，该手柄上的开关立即断开，电动机停止工作，说明两开关相互影响、不能独立工作，所以两个开关、电动机以及S应串联接在电路中，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选：B。
（2）“蓄电池”储存的电能为W＝UIt＝36V×10×3600A s＝1.296×106J；最多能输出的机械能为W机＝Wη＝1.296×106J×75%＝9.72×105J；汽油完全燃烧放出的热量为；需要燃烧汽油的质量为；
（3）A．由电路图可知，定时器与充电器并联，故A错误；B．充电时定时器中不能有电流通过，所以定时器在电路中相当断路，故B错误；C．当定时器中有电流通过时，充电就会被断开，将充电器短路，使充电器不能工作，故C正确；D．如果在b处安装一个开关S，断开此开关，由于定时器与充电器并联，则充电器仍然连入电路，故充电器不会停止充电，故D错误；故选：C。（4）插座按照左零右火接线，故右边接在c处，因为开关只控制灯泡，故左边接在a处，应安装在ac之间。蓄电池一次充满电后的能量一定，所做总功一定，负重越大，所受的阻力越大，最大行驶的路程越小；由于W＝Fs，所以，影响车子运动时受到的阻力会影响电动车充满电后的最大行驶路程。
3．（1）D；（2）串；4：1；（3）a．从起飞到悬停结束，电动机消耗122000J电能；电调部分消耗30500J电能；b．不计其他能量损失，该无人机完成悬停观测后，能安全返回。
【解析】（1）A、电磁波可以在真空中传播，可以传递信息，遥控无人机、卫星定位都是通过电磁波来传递信息的，故A正确；
B、四旋翼无人机，当电机带动旋翼（螺旋桨）转动，对下方空气施加向下的作用力，根据物体间力的作用是相互的，空气对它施加向上的反作用力，即为升力，故B正确；
C、摄像机的镜头是凸透镜，成倒立缩小的实像，当拍摄地面图像时减小悬停高度即物距减小，像距变大，所成的像也变大，故C正确；
D、无人机在悬停时电动机仍在工作，每个电动机功率为50W，仍要消耗电能，故D不正确。
故选：D。
（2）由题意知，每一个电动机连接一个电调，通过电子调速器（简称电调）来控制电动机的电流从而改变电动机的功率，
故电动机和电调的连接方式是 串联。
根据串联电路电压规律可知，电调两端的电压：
U电调＝U﹣U电动机＝15V﹣12V＝3V，
则电动机和电调的电压之比：
U电动机：U电调＝12V：3V＝4：1，
由P＝UI得，电动机和电调的功率之比：
P电动机：P电调＝U电动机I：U电调I＝U电动机：U电调＝4：1。
（3）a、上升过程做功：
W＝Fs＝（G+f）s＝（mg+f）s＝（2kg×10N/kg+10N）×60m＝1800J，
由η100%得，上升过程中电动机消耗电能：
W12000J，
（由速度公式得，该无人机飞到火场上空60米高处所用的时间：
t10s，
电动机总功率：P＝50W×4＝200W，
则上升过程中电动机消耗电能：W1＝Pt1＝200W×10s＝2000J。）
悬停时电动机总功率：P＝50W×4＝200W，
悬停时间t＝10min＝600s，
悬停时电动机消耗电能：
W2＝Pt＝200W×600s＝1.2×105J，
则起飞到悬停结束电动机共消耗电能：
W电动机＝W1+W2＝2000J+1.2×105J＝122000J。
因为W电动机：W电调＝P电动机t：P电调t＝P电动机：P电调＝4：1，
所以电调消耗电能：
W电调W电动机122000J＝30500J。
b、Q＝5000mAh＝5A×3600s
电池满容量储存的电能：
W电池＝UIt＝15V×5A×3600s＝270000J，
开始返回前能消耗最大电能：
W＝W电池 （1﹣10%）＝270000J×（1﹣10%）＝243000J，
现已消耗电能：W′＝W电动机+W电调＝122000J+30500J＝152500J，
因为W′＜W，所以无人机可以安全返回。
4．（1）三脚； （2）玻璃；电；（3）①关闭家内其他用电器，只让微波炉工作；②1.125×103；③；
【解析】（1）大功率用电器金属外壳需要接地，以确保安全，因此电磁炉应使用三脚插头；
（2）微波是一种高频电磁波，它能穿透陶瓷、玻璃、耐热塑胶等材料，因此用微波炉加热饭菜时，应选用玻璃容器来加热；加热过程中将电能转化为内能；
（3）根据微波炉的热效率公式可知，要测出微波炉的热效率，应分别求出水吸收的热量和微波炉消耗的电能；
①以上实验中，还缺少一个步骤：关闭家内其他用电器，只让微波炉工作；
②电能3200imp/kW h，表示电能表指示灯闪烁3200次，消耗的电能为1kW h，闪烁一次用电器消耗的电能为：
E03.6×106J＝1.125×103J；
③水吸收的热量为Q＝cm（t﹣t0），
消耗得电能为E＝nE0；
故微波炉的效率为：η；
5．（1）C； （2）8； （3）B；（4）1.161；（5）A。
【解析】（1）由图可知，流程①是太阳能电池板对蓄电池充电的过程，是将电能转化为化学能，储存在电池中；流程②蓄电池给灯泡供电过程，是将化学能转化为电能；故选C；
（2）由于太阳能电池板产生的电压较大，而LED发光二极管是一种半导体器件，它工作电压低（2～4V），所以将它们串联接在电路中，则串联的个数n8（进一法）。
（3）由图可知，当开关S与a点接触时，太阳能电池板对蓄电池充电，此时LED灯断路，不工作；
当开关S与c点接触时，LED灯才接入电路正常工作；
所以白天S与a接通，夜晚S与c接通，故选B。
（4）当电压为3.3V时，电流为380mA，LED的电功率P1＝U1II＝3.3V×0.38A＝1.254W，
当电压为3.5V时，电流为690mA，此时LED的电功率P2＝U2I2＝3.5V×0.69A＝2.415W，
LED增加的电功率ΔP＝P2﹣P1＝2.415W﹣1.251W＝1.161W。
（5）根据表中数据可知，当电压在2V或低于2V时，通过灯泡的电流为0，即此时二极管的电阻趋向无穷大；在电压超过2V后，电流随电压的增大而迅速增大，由欧姆定律可知，二极管的电阻逐渐减小，故A正确。
6．（1）高度差；转换；（2）相等；电阻；（3）电流；左；在其它情况相同时，电流越大，电流产生的热量越多；（4）电流的平方；（5）甲
【解析】（1）电流通过电阻丝产生热量，容器内空气吸收热量温度升高，体积变大，U形管内液面产生高度差。电热越多，U形管内液面高度差越大。
用容易观测的液面高度差来间接反映电热多少，是转换法。
（2）两电阻丝串联，通过它们电流相等。
两容器电阻丝中电流相等，通电时间相等，只是两个电阻丝电阻不同，这是探究电热与电阻关系。
（3）左右两容器中电阻丝电阻相等，通电时间相等，因为右侧容器外电阻丝分流作用，右侧容器中电阻丝中电流小于左侧，这是探究电热与电流关系。
一段时间后，会发现左侧U形管内液面高度差大，这说明，在电阻与通电时间都相同时，电流越大，电热越大。
（4）最先准确研究影响电热多少因素的科学家是焦耳，该结论被称为焦耳定律，内容为：电流通过导体产生热量的多少与电流的平方成正比，与电阻成正比，与通电时间成正比。数学表达式为Q＝I2Rt。
（5）导线与电炉丝串联，电流相等，通电时间相等，只是电炉丝电阻大于导线电阻，所以电流通过电炉丝产生的电热大。这可以用甲装置的实验结论来解释。
7．
研究不同物质吸热能力实验 研究电流放出热量实验
转换的方法 加热时间 质量；液柱上升的高度
现象明显 比热容与质量的乘积小
理论依据 比热容与质量；温度升高的越大
【解析】转换的方法：
（1）由图甲可知，使用相同加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法。
（2）图乙中利用控制变量法可知，需要控制瓶内空气质量一定，空气吸收的热量越多，升高的温度越高，气体膨胀的体积越大，通过观察液柱上升的高度判断电流放出的热量。
现象明显的方法：
（3）由Q＝cmΔt可知，Q一定时，c与m的乘积越小，温度变化明显，效果更好；
理论依据：
（4）根据公式：Q吸＝cm（t﹣t0）可知，c与m一定时，温度变化量越大，空气吸收的热量越多。
8．（1）见解答图；（2）C；（3）左；断路；（4）A；没有控制定值电阻两端的电压不变；（5）通过导体的电流与其电阻成反比；（6）电阻大小；电流；控制变量法。
【解析】（1）原电路图中，电压表和滑动变阻器串联后与定值电阻并联是错误的，在“探究电流与电阻关系”的实验中，定值电阻、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在定值电阻两端，如下图所示：
；
（4）探究电流与电阻关系时要控制电阻的电压不变，由图乙A的I﹣R图像可知，定值电阻两端的电压：UV＝IR＝0.3A×10Ω≠…≠0.5A×5Ω，
由图乙B的I﹣R图像可知，定值电阻两端的电压：UV＝IR＝0.1A×20Ω＝…＝0.2A×10Ω＝2V，即A同学没有控制定值电阻两端的电压不变，B同学控制定值电阻两端的电压不变，因此A同学的实验操作是错误的；
（2）定值电阻两端的电压始终保持UV＝2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2V＝4V，变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，
根据分压原理，当接入25Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝2×25Ω＝50Ω＞40Ω，故选：C；
（5）由图乙B的I﹣R图像可知，导体的电阻增大，通过导体的电流减小，通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变，故可得出结论：在电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比；
（3）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处，即最左端；
闭合开关，发现电流表无示数，说明电路可能断路，电压表示数较大；说明电压表与电源连通，电压表被串联在电路中，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即可能是定值电阻发生断路；
（6）图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同，探究电流产生的热量与电阻大小的关系；图丁是控制导体电阻和通电时间相同，研究电流产生的热量与电流的关系；因此这两套装置进行实验的过程中都采用控制变量法。
9．（1）液面高度差；转换法；C；（2）电阻；b；（3）电流；c。
【解析】（1）实验中通过观察U形管中液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种研究方法叫转换法；
A、认识电压时，我们用水压来类比，采用的是类比法；
B、用光线来描述光通过的路径，采用的是模型法；
C、把敲响的音叉接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动，把音叉的振动通过水花来体现，运用了转换法；
D、水平面越光滑，小车所受阻力越小，运动距离越远，如果小车不受力，小车将做匀速直线运动；本实验用到了实验推理的研究方法；
故选：C；
（2）图甲中，两容器内的电阻串联，通过的电流和通电时间相同，而5Ω＜10Ω，故甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系；通电一段时间，根据Q＝I2Rt，b容器中电流产生的热量较多；
（3）图乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I内+I外，所以，I左＞I内，烧瓶内的电阻值都是5Ω，阻值相等，通电时间相等，电流不同，故探究电流产生热量跟电流的关系；通过一段时间，根据Q＝I2Rt，c容器中电流产生的热量多。
10．（1）天平；（2）甲、丙；（3）加热过程有热量散失；（4）通电时间和电流一定时，电阻阻值越大。
【解析】（1）“探究不同物质吸热升温现象”、“比较不同燃料燃烧时放出的热量”、“探究影响电流热效应的因素”这三个热学实验都需要控制被加热物质质量相等，故需要天平；
（2）在“探究不同物质吸热升温现象”、“探究影响电流热效应的因素”都可以利用加热时间相同比较质量相同的物质升高的温度来得出实验结论，而“比较不同燃料燃烧 时放出的热量”实验中应该让质量相同的燃料完全燃烧后，比较放出热量的多少，而相同质量的燃料不一定能够在相同时间内完全燃烧完，因此不能通过加热相同的时间比较燃料燃烧时热值的大小，所以这些实验中可利用加热相同时间进行实验的有甲、丙；
（3）图乙实验中，酒精和碎纸片完全燃烧放出的热量，一部分散失到空气中，不能全部被加热液体吸收，故酒精和碎纸片的热值之比不等于升高温度之比；
（4）图丙实验，两电阻串联，通电时间和电流相同，发现右烧瓶中温度计的示数升高快，说明右侧电阻产生的热量多，故可得结论：通电时间和电流一定时，电阻阻值越大，产生的热量越多。
11．（1）甲；电阻；不是；（2）①控制变量法；吸收的热量； ②小于； ③甲。
【解析】（1）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，由图可知，甲乙中的电阻串联在电路中，电流和通电时间相同，电阻越大，产生的热量越多，所以甲中产生的热量多，U形管液面高度较大，即电流通过导体产生的热量跟电阻有关；
图中的U形管的一端是不开口的，所以不是连通器；
（2）①在两个相同的烧杯中分别装上质量、初温都相同的液体甲和液体乙，并用两个相同的酒精灯对其加热，则两种物质在相同的时间吸收的热量是相同的，这种实验的方法是控制变量法；用相同的酒精灯加热是为了保证相同时间内两种液体吸收的热量相同；
②根据表格中的数据可知，质量、初温都相同的液体甲和液体乙，在升高相同的温度时，甲的加热时间长，即甲吸热多，甲的比热容大，乙的比热容小；
③升高相同的温度，加热时间越长的，吸热越多，比热容越大，吸热能力强，故液体甲的吸热能力强。
12．（1）串联；电阻；控制变量法；转换法；（2）电流大小；R3；小。
【解析】（1）在甲图实验中，两电阻串联，通过的电流相同，若通电时间相同，发现B玻璃管内液面高度变化较大，根据转换法，10Ω电阻丝产生的热量多，而10Ω＞5Ω，这表明：在电流相同、通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多；实验主要用到了控制变量法和转换法；
（2）图乙容器中，右容器中两个5Ω的电阻并联后再与左容器中一个5Ω的电阻串联，
根据并联电路的电流特点可知，通过左容器内电阻丝的电流大于通过右容器内电阻丝的电流大，I左＞I内，而烧瓶内的电阻值都是5Ω，电阻相同，通电时间相等，故乙图的装置是用来研究电阻丝产生的热量与电流大小的关系；
在实验中观察到左、右两侧U形管中液面都很快出现高度差而且高度差相等，根据转换法，说明两容器内电阻丝产生的热量相同，因两电阻丝大小和通电时间相同，由Q＝I2Rt知，通过两电阻丝的电流也相同，故原因是电阻丝R3断路；
排除故障后，重新利用乙装置进行实验，要使实验现象更明显，即右容器中电阻丝产生热量更小一些，根据Q＝I2Rt知，应让通过右容器中电阻丝的电流更小一些，根据串联、并联电路电流的规律知，通过R3的电流应更大一些，根据并联电路电压的规律和欧姆定律，应该将R3换成电阻更小的电阻。
故答案为：（1）串联；电阻；控制变量法；转换法；（2）电流大小；R3；小。
13．（1）电流的热效应；内；（2）大于；绝缘体；（3）半导体；变大；
（4）D；（5）如右图两种作法都可以（见图）。
【解析】（1）电热毯工作时是利用电流热效应工作的，工作时消耗电能，得到内能，所以主要把电能转化为内能；
（2）电热毯中使用的合金丝与导线串联，通过的电流相同，由Q＝I2Rt可知，合金丝是发热体，其电阻应远远大于与它同种长度和规格的导线电阻；使用电热毯时为防止发生触电危险，合金丝外面涂覆的耐热树脂属于绝缘体；
（3）自动调电热毯中的控温元件材料应选择半导体来制作；由Q＝I2Rt可得出，R，
因为相同时间内热量增多，而接头处与电阻线中的电流相同，所以小明猜测接头处的电阻在变大；
（4）电热毯的发热材料是金属丝，未通电时有电阻，通电后其阻值随温度的升高而增大，故D图正确。
（5）电热毯有高、中、低三个挡位，实际功率不同，由P可知，电压一定时，电阻越大时，实际功率越小；电阻越小时，实际功率越大，则如下图所示电路：
处于低温挡时，接入电路中的电阻最大，两电阻串联接入电路；左图断开S1，开关S2处于a位置；右图断开S1，开关S2处于b位置。
处于中温挡时，接入电路中电阻次之，接入一个电阻；左右两图只闭合S1；
处于高温挡时，接入电路中的电阻最小，两电阻并联接入电路；左图中闭合开关S1，开关S2处于b位置；右图中闭合开关S1，开关S2处于a位置。
14．（1）①
；②R2的阻值为10Ω；（2）①S2断开；由图2电路图可知，当开关S1闭合，S2断开时，电阻丝R1与R2串联，电路中的总电阻大；S2闭合时，R2短路，电路为R1的简单电路，电路中的总电阻小，根据P可知，在电压一定时，当开关S1闭合，S2断开时，电路消耗的功率小，电炉处于低温挡，S2闭合时，电路消耗的功率大，电炉处于高温挡；②2；66000；③S2断路。
【解析】（1））①由图1所示实物电路可知，R1与R2并联，开关S1在干路上，电流表测量干路中的电流，S2在R1支路上，电压表并联在R2两端，电路图如下图所示：；
②由表中数据可知电压表的示数为2V，因为并联电路各支路两端的电压相等，两电阻两端的电压大小均为2V，即：U1＝U2＝2V，则通过R1的电流大小为：I10.04A，
由表中数据可知，干路中的电流为：I总＝0.24A，
因为并联电路干路中的电流等于各支路电流之和，所以通过R2的电流为：I2＝I总﹣I1＝0.24A﹣0.04A＝0.2A，
R2的阻值大小为：R210Ω；
（2）①由图2电路图可知，当开关S1闭合，S2断开时，电阻丝R1与R2串联，电路中的总电阻大；S2闭合时，R2短路，电路为R1的简单电路，电路中的总电阻小，根据P可知，在电压一定时，当开关S1闭合，S2断开时，电路消耗的功率小，电炉处于低温挡，S2闭合时，电路消耗的功率大，电炉处于高温挡；
②电炉在低温挡正常工作时，流过R1的电流即电路中的电流大小为：I＝I低2A；电炉在高温挡正常工作1min产生的热量为：Q66000J；
③由①可知，电炉能在低温挡正常工作，不能在高温挡工作，说明除了开关S2不能正常工作外，其它元件正常，由此可知故障原因是S2断路。
15．（1）热传递；增大摩擦；（2）C；（3）20；44.8；2.43；（4）18；（5）①A、B间；②调小。
【解析】（1）在热交换器中，开水的内能转移到冷水中，是通过热传递的方式改变内能的；
饮水机的脚柱底面上有很多花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的。
（2）A．由图乙可知，B位置与温水出口之间没有加热或散热装置，两处的水温相同，由温水出口流出的是35℃的温开水可知，B位置的水温是35℃，故A正确；
B．用紫外线灯照射冷水，是利用紫外线具有杀菌消毒作用，故B正确；
C．冬天放开水时的“白气”，是出水口出来的高温水蒸气（不是空气中的水蒸气）遇冷液化形成的，故C错误；
D．水箱内水位不同，同一位置的液体压强不同，可以通过感知液体压强大小变化来实现水位的控制，故D正确；
故选C。
（3）首次使用时，经紫外线灯照射的20℃冷水，从冷水进口A处流入，经热交换器进入贮水箱，水箱加满水才开始加热，所以首次使用时图乙中D位置的水温是20℃，
贮水箱中水的体积：V＝24L＝24dm3＝0.024m3，
由ρ可得，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.024m3＝24kg，
则将水烧开需要吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×24kg×（100℃﹣20℃）＝8.064×106J，
不计热损失时，由W＝Q吸＝Pt可得，需要的加热时间：t′2688s＝44.8min；
由P＝UI可得，电热丝的电阻R（U、P均为额定值），
饮水机的实际工作电压只有342V时的实际功率：P实P3000W＝2430W＝2.43kW；
（4）若某学校学生1h所需的开水和温开水的质量之比是1：4，设开水的质量为m′，则温水的质量为4m′，
若不计热损失，
则有：Pt″＝cm′（t﹣t0）+c×4m′（t﹣t0′），
即3000W×3600s＝4.2×103J/（kg ℃）×m′×（100℃﹣20℃）+4.2×103J/（kg ℃）×4m′×（100℃﹣85℃），
解得：m′≈18kg，
热水的体积V′18×10﹣3m3＝18dm3＝18L；
（5）①由图丁可知，温度升高时，热敏电阻R的阻值减小，控制电路的电流增大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下，此时饮水机应停止加热，所以应该把贮水箱内的电热丝接在A、B间；
②使用久了，线圈供电的电源电压会减小，如果要使贮水箱内的温度保持100℃，而衔铁刚好吸下时控制电路中的电流不变，由欧姆定律可知，应减小控制电路中的总电阻，所以应把可调电阻R'的阻值调小。
16．（1）电阻丝；电动机；（2）S；S、S1；（3）1：2；（4）变小。
【解析】（1）电吹风是利用电动机将被加热电阻附近的空气吹出而产生热风的，所以A处应为电阻丝，B处应为电动机；
（2）要使电吹风处于“冷风”状态，则内部加热电阻不能接入电路，即只闭合开关S，不闭合其他开关。
要使电吹风处于“加热”状态，需要将加热电阻接入电路，分析图像可知，当S、S1闭合后仅电阻丝R1工作，此时是暖风状态；当S、S1、S2闭合后电阻丝R1与R2并联工作，此时是热风状态；
（3）设电阻丝R1的功率为P1，电阻丝R2的功率为P2，热风挡电阻丝R1与R2总功率为P1+P2，暖风挡电阻丝总功率为P1，
加热t时间后暖风挡消耗电能W1＝P1t，空气吸收热量Q1＝cmΔt1，
热风挡消耗电能W2＝（P1+P2）t，空气吸收热量Q2＝cmΔt2，
若加热效率相同，则η，即（），即，整理可得P1＝2P2，
由电功率公式可知P1，P2，将其代入P1＝2P2可得，即R1：R2＝1：2。
（4）由于电阻丝的升华，会导致电阻丝变细，由影响电阻大小因素可知电阻横截面积越小，电阻越大，结合电功率公式P可知此时电功率减小。
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