泰州市第二中学附属初中2022-2023学年九年级上学期期末物理试题（含解析）

这是一份泰州市第二中学附属初中2022-2023学年九年级上学期期末物理试题（含解析），共30页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。

泰州市第二中学附属初中2022-2023学年九年级上学期期末物理试题
一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。每小题只有一个选项正确）
1. 下列数据中，最接近实际情况是（　 ）
A. 教室内日光灯的工作电流为2A
B. 中学生以正常速度骑自行车的功率为80W
C. 家用电风扇的额定功率为2000W
D. 中学生把一个鸡蛋从地面捡起并举过头顶做的功是10J
2. 下列图中的简单机械，不能省力但能省距离的是
A. 面包夹 B. 盘山公路
C. 动滑轮 D. 旗杆的滑轮
3. 关于内能、温度和热量，下列说法正确的是（　　）
A. 不同燃料燃烧时，放出热量越多的热值越大
B. 内能总是从内能多的物体向内能少的物体转移
C. 物体的内能跟物体的运动速度、物体的温度和物质状态都有关系
D. 质量和初温相同的水和煤油，吸收相同热量时煤油温度升高得多
4. 小明将铁丝快速弯折十余次，铁丝弯折处的温度会升高，以下四个事例中能量转化与之相同的是（　　）

A. 甲、丙 B. 甲、丁 C. 乙、丙 D. 乙、丁
5. 如图所示，用甲、乙滑轮组在相同时间内分别将A、B两物体匀速提升相同高度，已知物体受到的重力GA>GB，滑轮组的机械效率η甲<η乙，不计绳重和摩擦。下列判断正确的是（　　）

A. 两滑轮组绳端移动的速度相等 B. 甲滑轮组做的有用功比乙的少
C. 甲滑轮组拉力的总功率比乙的小 D. 甲滑轮组的动滑轮比乙的重
6. 疫情防控期间，学校安装了图中的人脸识别测温系统。闭合电源开关S1后，若红外测温数值在正常范围内，则S2会闭合；若人脸识别通过，则开关S3会闭合，只有当人脸识别通过且体温在正常范围时，系统才会启动电动机打开闸门。如图电路设计符合要求的是（　　）

A. B. C. D.
7. 如图所示的电路，闭合开关后，无论怎么移动滑动变阻器的滑片，灯都不亮，但电压表有示数。则该电路中存在的问题不可能是（　　）

A. 灯L短路
B. 灯L断路
C. 滑动变阻器断路
D. 滑动变阻器连接的是下面两个接线柱
8. 2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图，分析可知，足球（　　）

A. 在B点时动能为0
B. 在A、D两点动能可能相等
C. 由B点向D点运动过程中，动能不变，重力势能减小
D. 在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化
9. 如图所示的四个电路中，R0为已知阻值的定值电阻，不能测出未知电阻Rx的电路是（　　）
A. B.
C. D.
10. 白炽灯是日常生活中重要的光源，小峰对表中的白炽灯进行了仔细观察后，结合所学有关知识，分析以下说法中正确的是（　　）

A. 该灯泡发光时，它的实际功率一定是25W
B. 该灯泡只有在220V的电压下，才能发光
C 钨丝使用一段时间会变细，其额定功率会变大
D. 灯泡发光时，灯丝温度很高，这与电流流经导体时的热效应有关
11. 在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中，三个透明容器中密封着等量的空气，容器内的电阻连接情况如图所示，通电后，观察U形管中液面高度的变化，则（　　）

A. 甲、乙、丙三个容器内，流过三个电阻的电流相等
B. 要探究电流产生的热量与电阻的关系，需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化
C. 要探究电流产生的热量与电流的关系，需观察甲、乙两个U形管中液面高度的变化
D. 通电一段时间后，U形管中液面的高度变化最大的是乙
12. 如图所示，电源电压保持6V不变。电流表的量程为0~0.6A。电压表量程为0~3V，定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片P移动过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 电阻R1消耗的最小功率为0.9W
B. 电流表示数允许的变化范围为0.2A~0.3A
C. 变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~20Ω
D. 电路消耗的最大总功率3.6W
二、填空题（本题共7小题，每空1分，共26分）
13. 人骑电动自行车下坡时重力势能_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，机械能________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。刹车后很快停了下来，发现刹车片很烫，这是通过________的方式改变刹车片的内能。
14. 如图所示为人们所喜爱的电动自行车，它具有轻便、节能、环保等特点。只要将图中车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，但不会行驶。这车钥匙实质相当于一个______，跨上自行车将右手把向后旋转，车子就能前进，并且向后旋转的角度越大，车速就越快，右手把实质相当于一个______。给电动车充电时，电瓶相当于______（电源/用电器），将______能转化为______能。

15. 小华利用圆柱形的铅笔、全长15cm的钢尺以及重0.3N的橡皮组装成如图所示的杠杆，此时应沿______（顺/逆）时针方向旋动铅笔，调整钢尺到水平平衡；平衡时，发现橡皮的中心在钢尺2.5cm刻度处，铅笔在4.5cm刻度处，则钢尺的重力G=______N。

16. 小芳家电能表铭牌上标有“220V 10（40）A 50Hz 2000r/kW•h”，她家同时使用的用电器总功率不能超过______W。她用1kW的电磁炉（其它用电器都断开）6min烧开一壶水的过程中，消耗电能______kW•h，电能表的转盘转______圈，它将一个电风扇单独接入电路中，10min内电能表的转盘转了32r，其功率为______W。
17. 一台汽油机飞轮的转速为3600r/min，在1s内汽油机对外做了 ___________次功。汽油机在一段时间内消耗了0.05kg汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量 ___________J，这些热量中的42%被4.6kg水吸收，则水温上升 ___________℃。汽油机用水作冷却液，是利用水的 ___________大的特点。[q汽油=4.6×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）]
18. 建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示。在匀速起吊重2.4×107N的物体时，物体在5s内上升了5m，此过程中有用功为______J，钢丝绳移动的速度为______m/s；若滑轮组的机械效率为80%，则额外功为______J，拉力F为______N，拉力F的功率为______W。

19. 如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，滑片从最右端滑至最左端时，小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙，则R0的阻值为___________Ω，电源电压为___________V，小灯泡的额定功率为___________W，滑动变阻器的最大阻值为___________Ω。

三、解答题（本题共10小题，共50分.解答21、22题时应有公式和解题过程）
20. 如图所示，画出杠杆平衡时施加在杠杆上的最小动力F1和绳子对杠杆拉力F2的力臂l2。

21. 人站在地面上用图所示滑轮组提起重物，画出绳子的绕法。

22. 如图是小华同学为自己房间设计的电路，请完成作图。

23. 电动汽车因其节能、环保而受到人们的青睐．某品牌电动汽车，驾驶员与车的总质量为1.6t．汽车在平直公路上以10m/s的速度匀速行驶20min，此时驱动电机的输入电压为300V，电流为60A，汽车所受阻力为驾驶员与车总重力的0.1倍，g取10N/kg．求：
（1）电动汽车匀速行驶过程中驱动电机消耗的电能；
（2）电动汽车匀速行驶过程中牵引力所做的功；
（3）该电动汽车的效率．
24. 某电热取暖器的简化电路如图所示，R1、R2为发热电阻。取暖器工作时，通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1320W，R1=55Ω。求：
（1）取暖器工作时通过R1的电流；
（2）取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量；
（3）R2的阻值。

25. 用钢球、木块和带有斜槽的长木板．探究物体的动能跟哪些因素有关。

（1）如图甲，让钢球从斜槽上的某一高度由 _____开始运动，撞击水平面上的木块。钢球撞击木块时具有的动能大小可通过 _______________________来反映；
（2）如图乙，将钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验。实验表明，钢球 _____一定时，从斜槽越高的位置开始运动，撞击木块的速度越大，钢球的动能越 _____；
（3）若用图丙的装置，可以探究动能大小与 ____________的关系（选填“质量”、“速度”或“质量、速度”）。
26 如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。

（1）比较不同燃料的热值，应选择 _____两图进行实验，实验时要观察 ___________（填“加热时间”或“升高的温度”，下同）比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择 _____两图进行实验，实验时通过观察 ______________反映物体吸热的多少；
（2）比较不同物质的比热容，选用如图合适装置加热相同一段时间后，绘制出温度﹣时间图像（如图丁），由图像可比较出，质量相等的a和b，升高相同的温度，_____需要加热更长时间，液体a的比热容 _____液体b的比热容（填“＞”或“＜”）。
27. 如图甲，是“探究电流与电阻关系”的实验电路图，已知电源电压U=6V。某同学将5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路中实验，根据实验数据作出如图乙所示的图像，以下是实验操作过程：

（1）先接入5Ω的电阻，滑片P移到 ____（选填“A”或“B”）端，闭合开关，移动滑片的同时，眼睛应注视 _____（选填“电流表”或“电压表”）使其示数为某一预设值；若用10Ω电阻代替5Ω电阻接入电路，应将滑片向 _____（选填“左”或“右”）端移动；
（2）若要保证实验成功，滑动变阻器的最大电阻至少要 _____Ω；
（3）实验中若滑动变阻器的规格是“30Ω 0.6A”，只能应用已有器材，并保证三次实验都要成功，请提出一种办法：____________________________。
28. 在“探究影响电流做功多少的因素”活动中，同学们设计了如图甲、乙两个电路：

（1）本实验通过比较 __________________来反映相同时间电流做功的多少；
（2）图中所选用的灯泡L1和L2的规格应 _______；
（3）应该选择图 __________所示的电路研究电流做功多少与电压大小的关系；两个小灯泡是 ______（选填“串联”或“并联”）的，这样连接是为了控制 _____________相等；
（4）小明发现，按图甲电路实验时L1比L2亮，同时观察到A1示数比A2大，这说明相同时间内 _____（L1/L2）的电功大，由此可得出的结论是 ___________________。接着他将这两个灯泡按图乙连接好观察到 _____（L1/L2）更亮；
（5）对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想，小明是否必须通过实验验证？你的看法是 _____（选填“不必”或“必须”），你的依据是 ________。
29. 在“测量小灯泡额定功率”实验中，小灯泡的额定电压U额=2.5V。

（1）图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图。图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正______；
（2）闭合开关，移动滑片P直到电压表示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示为 _____A，则小灯泡的额定功率为 _____W；
（3）小华设计了如图丙所示的电路也完成了该实验。电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大阻值为R0，请完成下列填空；
①闭合开关S、S1，调节R2，使电压表的示数为2.5V；
②断开开关 ______，闭合开关 _____调节 _____________，使电压表的示数仍为25V；
③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1，再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2。则小灯泡额定功率的表达式P额＝_____（用U额、R0、U1、U2表示）。
答案与解析
一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。每小题只有一个选项正确）
1. 下列数据中，最接近实际情况的是（　 ）
A. 教室内日光灯的工作电流为2A
B. 中学生以正常速度骑自行车的功率为80W
C. 家用电风扇的额定功率为2000W
D. 中学生把一个鸡蛋从地面捡起并举过头顶做的功是10J
【答案】B
【解析】
【详解】A．教室里一盏日光灯的功率约为40W，其正常工作电流约为

故A不符合题意；
B．中学生以正常速度骑自行车的功率较小，在80W左右，故B符合题意；
C．根据常见用电器的工作功率可知，一台家用电风扇的额定功率在40W左右，故C 不符合题意；
D．1个鸡蛋的重约0.5N，把1个鸡蛋从地面捡起并举过头顶做功约为
W=Gh=0.5N×2m=1J
故D不符合题意。
故选B。
2. 下列图中的简单机械，不能省力但能省距离的是
A. 面包夹 B. 盘山公路
C. 动滑轮 D. 旗杆的滑轮
【答案】A
【解析】
【详解】A. 面包夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力但能省距离，故A正确；B. 盘山公路的实质是斜面，能省力但费距离，故B错误；C. 动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，能省力但费距离，故C错误；D. 定滑轮的实质是动力臂等于阻力臂的杠杆，不省力也不省距离，但可以改变力的方向，故D错误．故选A．
【点睛】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是否省力、省距离．
3. 关于内能、温度和热量，下列说法正确的是（　　）
A. 不同燃料燃烧时，放出热量越多的热值越大
B. 内能总是从内能多的物体向内能少的物体转移
C. 物体的内能跟物体的运动速度、物体的温度和物质状态都有关系
D. 质量和初温相同的水和煤油，吸收相同热量时煤油温度升高得多
【答案】D
【解析】
【详解】A．燃料的热值是燃料本身的一种性质，与燃料的种类有关，与放热的多少无关，故A错误；
B．根据热传递的定义可知，内能总是从温度高的物体向温度低的物体转移或者从物体的高温部分传到低温部分，故B错误；
C．物体的内能跟物体的质量、温度和物质状态都有关系，跟物体的运动速度无关，故C错误；
D．因为煤油的比热容小于水的比热容，所以质量和初温相同的水和煤油，吸收相同热量时，煤油温度升高得多，故D正确。
故选D。
4. 小明将铁丝快速弯折十余次，铁丝弯折处的温度会升高，以下四个事例中能量转化与之相同的是（　　）

A. 甲、丙 B. 甲、丁 C. 乙、丙 D. 乙、丁
【答案】A
【解析】
【详解】反复弯折铁丝，铁丝弯折处温度升高，机械能转化为内能，使铁丝的内能增加．甲图中，用力将活塞压下，活塞对空气做功，筒内空气的内能增大、温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，此过程中机械能转化为内能，正确；乙图中，按动电火花发生器按钮，盒盖飞出，此过程内能转化为机械能，错误；丙图中，汽油机压缩冲程过程中机械能转化为内能，正确；丁图中，汽油机做功冲程中，高温高压的燃气对外做功，此过程中内能转化为机械能，错误．故选A．
5. 如图所示，用甲、乙滑轮组在相同时间内分别将A、B两物体匀速提升相同高度，已知物体受到的重力GA>GB，滑轮组的机械效率η甲<η乙，不计绳重和摩擦。下列判断正确的是（　　）

A. 两滑轮组绳端移动的速度相等 B. 甲滑轮组做的有用功比乙的少
C. 甲滑轮组拉力的总功率比乙的小 D. 甲滑轮组的动滑轮比乙的重
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图知，甲、乙滑轮组承担重物绳子的段数n甲=3，n乙=2，由题知，甲、乙滑轮组在相同时间内分别将A、B两物体匀速提升相同高度，所以两物体上升速度相同，即vA=vB，由v=nv物知，绳端的速度v甲=3vA，v乙=2vB，所以v甲>v乙，故A错误；
B．由题知，hA=hB，GA>GB，由W有=Gh知，两滑轮组做的有用功W有甲>W有乙，故B错误；
C．滑轮组的机械效率η甲<η乙，有用功W有甲>W有乙，根据知， ，所以甲滑轮组拉力做的总功比乙的大，又时间相同，由可知，甲滑轮组的总功率比乙的大，故C错误；
D．不计绳重和摩擦，根据

可得
，
因为GA>GB，η甲<η乙，所以甲滑轮组的动滑轮比乙的重，故D正确。
故选D。
6. 疫情防控期间，学校安装了图中的人脸识别测温系统。闭合电源开关S1后，若红外测温数值在正常范围内，则S2会闭合；若人脸识别通过，则开关S3会闭合，只有当人脸识别通过且体温在正常范围时，系统才会启动电动机打开闸门。如图电路设计符合要求的是（　　）

A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】闭合电源开关S1后，只有当人脸识别通过、体温在正常范围都满足时，系统才会启动电动机打开闸门，当人脸识别不通过或体温不正常时，闸门就不会打开，这说明三个开关是相互影响的，所以S1、S2、S3与电动机串联接入电路中，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
7. 如图所示的电路，闭合开关后，无论怎么移动滑动变阻器的滑片，灯都不亮，但电压表有示数。则该电路中存在的问题不可能是（　　）

A. 灯L短路
B. 灯L断路
C. 滑动变阻器断路
D. 滑动变阻器连接的是下面两个接线柱
【答案】B
【解析】
【详解】AC．由图可知，该电路为串联电路，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压。闭合开关后，无论怎么移动滑动变阻器的滑片，灯都不亮，这表明灯泡短路或灯泡的实际功率过小或电路出现了断路现象；电压表有示数，说明电压表与电源之间是接通的，所以故障可能是灯泡短路或滑动变阻器断路，故AC不符合题意；
B．若灯泡断路，则电压表无示数，故B符合题意；
D．滑动变阻器连接的是下面两个接线柱，此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，移动滑片，滑动变阻器接入电路的电阻不变，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流是最小的，灯泡的功率最小，达不到发光的亮度，灯泡不发光，故D不符合题意。
故选B
8. 2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图，分析可知，足球（　　）

A. 在B点时动能为0
B. 在A、D两点动能可能相等
C. 由B点向D点运动的过程中，动能不变，重力势能减小
D. 在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化
【答案】B
【解析】
【详解】A．在B点时，水平方向上有一定的速度，小球有质量，所以在B点时动能不为零，故A错误；
B．图中小球的高度越来越小，说明有机械能的损失，则D点的机械能一定小于A点的机械能；机械能等于动能与势能之和。D点比A点低，所以D点的重力势能小，则其动能有可能与A点的动能相等，故B正确；
C．由B点向D点运动的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，动能变大，故C错误；
D．在运动过程中，其机械能在减小，因此不只存在动能和势能的相互转化，还存在机械能与内能的转化，故D错误。
故选B。
9. 如图所示的四个电路中，R0为已知阻值的定值电阻，不能测出未知电阻Rx的电路是（　　）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．开关S闭合时，R0短路，电压表测量电源电压；开关S断开时，电压表测量Rx两端的电压；根据串联电路总电压等于各分电压之和，可求出R0两端的电压，根据求出通过R0的电流；根据串联电路电流处处相等，通过Rx电流等于通过定值电阻电流Ix＝I0，根据可求出Rx的电阻，故A不符合题意；
B．由电路图可知，当S断开时，电路为R0的简单电路，电流表测R0的电流，根据欧姆定律可求电源的电压；当开关S闭合时R0、Rx并联，电流表测总电流，R0的电压始终为电源电压保持不变，由并联电路电流特点可求得通过Rx的电流，并且Rx两端电压等于电源电压，所以可以根据可求出Rx的阻值，故B不符合题意；
C．由电路图可知，当开关S闭合时，电路为R0的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；当开关S断开时两电阻串联，电流表测串联电路的电流，根据欧姆定律求出电路的总电阻，再根据电阻的串联可以求出Rx的阻值，故C不符合题意；
D．开关S闭合时，Rx短路，电压表测量电源电压；开关S断开时，电压表测量电源电压；所以无法得到电路中电流，所以不能计算出Rx的值，故D符合题意。
故选D。
10. 白炽灯是日常生活中重要的光源，小峰对表中的白炽灯进行了仔细观察后，结合所学有关知识，分析以下说法中正确的是（　　）

A. 该灯泡发光时，它的实际功率一定是25W
B. 该灯泡只有在220V的电压下，才能发光
C. 钨丝使用一段时间会变细，其额定功率会变大
D. 灯泡发光时，灯丝温度很高，这与电流流经导体时的热效应有关
【答案】D
【解析】
【详解】A．灯泡的额定功率为25W，不同电压下灯泡的实际功率不同，所以灯泡的实际功率不一定是25W。故A错误；
B．由图知，灯泡的额定电压是220V，说明该灯泡在220V时会正常发光；如果灯泡两端电压不是220V，灯泡仍然发光，但不是正常发光状态。故B错误；
C．钨丝使用一段时间会变细，其电阻阻值变大，根据可知，额定电压不变时，电阻变大，其额定功率变小。故C错误；
D．灯丝具有电阻，由公式Q=I²Rt知，电流通过灯丝时会产生热量，这叫做电流热效应。故D 正确。
故选D。
11. 在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中，三个透明容器中密封着等量的空气，容器内的电阻连接情况如图所示，通电后，观察U形管中液面高度的变化，则（　　）

A. 甲、乙、丙三个容器内，流过三个电阻的电流相等
B. 要探究电流产生的热量与电阻的关系，需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化
C. 要探究电流产生的热量与电流的关系，需观察甲、乙两个U形管中液面高度的变化
D. 通电一段时间后，U形管中液面的高度变化最大的是乙
【答案】D
【解析】
【详解】由图得，容器丙中5Ω的电阻丝与容器外5Ω的电阻丝并联后，与容器甲5Ω的电阻丝、容器乙10Ω的电阻丝串联。
A．甲、乙容器内，电阻丝的电流相同，且电流大于丙容器中电阻丝的电流，故A不符合题意；
B．要探究电流产生的热量与电阻的关系，要控制电流相同，改变电阻的大小，需观察甲、乙两个U形管中液面高度的变化，故B不符合题意；
C．要探究电流产生的热量与电流的关系，要控制电阻相同，改变电流大小，需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化，故C不符合题意；
D．通电一段时间后，由得，乙容器中电阻大于甲，电流相同，乙电阻丝产生热量大于甲，甲与丙电阻相同，甲在干路上，电流大于丙，甲电阻丝产生的热量比丙多，即相同时间产生热量最多的是乙电阻丝，因此U形管中液面的高度变化最大的是乙，故D符合题意。
故选D。
12. 如图所示，电源电压保持6V不变。电流表的量程为0~0.6A。电压表量程为0~3V，定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片P移动过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 电阻R1消耗的最小功率为0.9W
B. 电流表示数允许的变化范围为0.2A~0.3A
C. 变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~20Ω
D. 电路消耗的最大总功率3.6W
【答案】B
【解析】
【详解】根据电路图可知，滑动变阻器R2与定值电阻R1串联，电压表测量定值电阻R1两端的电压，电流表测量电路中的电流；
C．当电压表的示数达到最大值3V时，即定值电阻R1两端的最大电压U1=3V；电路中的电流

由
0.3A＜0.5A＜0.6A
知，电路中的最大电流为0.3A；此时滑动变阻器两端的电压
U2min=U﹣U1=6V﹣3V=3V
由得，滑动变阻器接入电路的最小电阻

当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最小，整个电路是安全的，则变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为10Ω~20Ω，故C错误；
D．电路中的电流最大时，电路的总功率最大，电路消耗的最大功率
Pmax=UI=6V×0.3A=1.8W
故D错误；
B．当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，则最大总电阻为
Rmax=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω
电路中的最小电流

则电路中电流的变化范围为0.2A~0.3A，即电流表示数允许的变化范围为0.2A~0.3A，故B正确；
A．R1消耗的最小电功率
P1′=Imin2R1=(0.2A）2×10Ω=0.4W
故A错误。
故选B。
二、填空题（本题共7小题，每空1分，共26分）
13. 人骑电动自行车下坡时重力势能_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，机械能________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。刹车后很快停了下来，发现刹车片很烫，这是通过________的方式改变刹车片的内能。
【答案】 ①. 减小 ②. 不变 ③. 做功
【解析】
【分析】
【详解】[1]人骑电动自行车下坡时，质量不变，高度减小，重力势能减小。
[2]到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，质量不变，速度不变，动能不变，机械能不变。
[3]刹车后很快停了下来，发现刹车片很烫，摩擦生热，通过做功的方式改变物体的内能。
14. 如图所示为人们所喜爱的电动自行车，它具有轻便、节能、环保等特点。只要将图中车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，但不会行驶。这车钥匙实质相当于一个______，跨上自行车将右手把向后旋转，车子就能前进，并且向后旋转的角度越大，车速就越快，右手把实质相当于一个______。给电动车充电时，电瓶相当于______（电源/用电器），将______能转化为______能。

【答案】 ①. 开关 ②. 滑动变阻器 ③. 用电器 ④. 电 ⑤. 化学
【解析】
【详解】[1]电动自行车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，车钥匙控制电路的通断，所以这车钥匙其实就是一个开关。
[2]电动自行车将右手把向后旋转，车子就能前进，并且向后旋转的角度越大，车速就越快，说明这右手把能改变电路中的电流，则这右手把就相当于一只滑动变阻器。
[3][4][5]给电动车的电瓶充电时，电瓶消耗电能，是将电能转化为化学能，此时电瓶相当于用电器。
15. 小华利用圆柱形的铅笔、全长15cm的钢尺以及重0.3N的橡皮组装成如图所示的杠杆，此时应沿______（顺/逆）时针方向旋动铅笔，调整钢尺到水平平衡；平衡时，发现橡皮的中心在钢尺2.5cm刻度处，铅笔在4.5cm刻度处，则钢尺的重力G=______N。

【答案】 ①. 逆 ②. 0.2
【解析】
【详解】[1]由图可知，此时以铅笔为支点，右端下沉，为了使钢尺在水平位置平衡，应使得橡皮的压力的力臂变大，钢尺的重力的力臂减小，所以使铅笔逆时针转动。
[2]钢尺在水平位置平衡时，以铅笔为支点，根据杠杆的平衡条件可得

则钢尺的重力为
G=
16. 小芳家电能表铭牌上标有“220V 10（40）A 50Hz 2000r/kW•h”，她家同时使用的用电器总功率不能超过______W。她用1kW的电磁炉（其它用电器都断开）6min烧开一壶水的过程中，消耗电能______kW•h，电能表的转盘转______圈，它将一个电风扇单独接入电路中，10min内电能表的转盘转了32r，其功率为______W。
【答案】 ①. 8800 ②. 0.1 ③. 200 ④. 96
【解析】
【详解】[1]根据电能表铭牌上标有“220V 10（40）A”，该电能表允许的最大额定电流为40A，她家同时使用的用电器最大总功率为

[2][3]她用1kW的电磁炉（其它用电器都断开）6min烧开一壶水的过程中，消耗电能为

根据电能表铭牌的信息可知，此过程中电能表的转盘转过的圈数为

[4]它将一个电风扇单独接入电路中，10min内电能表的转盘转了32r，此过程中消耗的电能为

其功率为

17. 一台汽油机飞轮的转速为3600r/min，在1s内汽油机对外做了 ___________次功。汽油机在一段时间内消耗了0.05kg汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量 ___________J，这些热量中的42%被4.6kg水吸收，则水温上升 ___________℃。汽油机用水作冷却液，是利用水的 ___________大的特点。[q汽油=4.6×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】 ①. 30 ②. 2.3×106 ③. 50 ④. 比热容
【解析】
【详解】[1]汽油机在一个工作循环中，经历4个冲程，飞轮转动2r，活塞往复2次，对外做功1次。由题意可知，飞轮转速是3600r/min=60r/s，每秒钟飞轮转动60圈，完成30个工作循环，对外做功30次。
[2]汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=mq汽油=0.05kg×4.6×107J/kg=2.3×106J
[3]由题意和可知，水吸收的热量为
Q吸=ηQ放=42%×2.3×106J=9.66×105J
由Q吸=cmΔt得，水升高的温度为

[4]由于水的比热容较大，在相同质量和升高温度相同时，水吸收热量较多，故用水作为冷却液。
18. 建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示。在匀速起吊重2.4×107N的物体时，物体在5s内上升了5m，此过程中有用功为______J，钢丝绳移动的速度为______m/s；若滑轮组的机械效率为80%，则额外功为______J，拉力F为______N，拉力F的功率为______W。

【答案】 ①. 1.2×108 ②. 3 ③. 3×107 ④. 1×107 ⑤. 3×107
【解析】
【详解】[1]拉力做的有用功为

[2]由图知，绳子承重股数为n=3，绳子自由端移动的距离为

则钢丝绳移动的速度为

[3]由可得，总功为

则额外功为

[4]由可得，拉力F为

[5]由可得，拉力F的功率为

19. 如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，滑片从最右端滑至最左端时，小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙，则R0的阻值为___________Ω，电源电压为___________V，小灯泡的额定功率为___________W，滑动变阻器的最大阻值为___________Ω。

【答案】 ①. 6 ②. 12 ③. 6 ④. 14
【解析】
【详解】[1][2]由图可知，该电路为灯泡、R0和R的串联电路，电流表测电路中的电流，电压表V1测灯泡和R0两端的电压，电压表V2测R0两端的电压，因此V1的示数大于V2的示数；当滑动变阻器的滑片在最左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，电路总电阻最小，由可知，电路中的电流最大，此时电压表V1测电源电压，其示数最大，由图乙可知，当电流最大为1A时，电压表示数最大为12V，即电源电压为U=12V，此时电压表V2的示数为6V，即R0两端的电压为U0=6V，则R0的阻值为

[3]此时小灯泡恰好正常发光，由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，此时灯泡两端的电压为

则灯泡的额定功率为

[4]当滑动变阻器的滑片在最右端时，连入电路的阻值最大，电路总电阻最大，由可知，电路中的电流最小，由图乙可知最小电流为I小=0.5A，此时电压表V1的示数为U1=5V，由串联电路的电压特点可知此时滑动变阻器两端的电压为

则滑动变阻器的最大阻值为

三、解答题（本题共10小题，共50分.解答21、22题时应有公式和解题过程）
20. 如图所示，画出杠杆平衡时施加在杠杆上的最小动力F1和绳子对杠杆拉力F2的力臂l2。

【答案】
【解析】
【详解】由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OA作为动力臂最长，由图知动力的方向应该向上，过A点垂直于OA向上作出最小动力F1的示意图；
绳子对杠杆拉力作用在杠杆上，方向与重力方向相同，反向延长拉力F2的作用线，从O点向拉力的作用线引垂线段，垂线段的长即为其力臂l2。如下图所示：

21. 人站在地面上用图所示滑轮组提起重物，画出绳子的绕法。

【答案】
【解析】
【详解】解：人站在地面上用滑轮组提升重物，力的方向向下，则绳子起始端应固定在定滑轮框架钩上，依次画出绳子的绕线，如图所示：

22. 如图是小华同学为自己房间设计的电路，请完成作图。

【答案】
【解析】
【详解】开关与灯泡的接法：火线先进开关，再接入灯泡顶端的金属点，零线直接接在灯泡的螺旋套上；三孔插座的接法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线。如图所示：

【点睛】在家庭电路中灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、电能表、保险丝的接法是我们经常遇到的问题，应熟练掌握其要求。
23. 电动汽车因其节能、环保而受到人们的青睐．某品牌电动汽车，驾驶员与车的总质量为1.6t．汽车在平直公路上以10m/s的速度匀速行驶20min，此时驱动电机的输入电压为300V，电流为60A，汽车所受阻力为驾驶员与车总重力的0.1倍，g取10N/kg．求：
（1）电动汽车匀速行驶过程中驱动电机消耗的电能；
（2）电动汽车匀速行驶过程中牵引力所做的功；
（3）该电动汽车的效率．
【答案】（1）2.16×107J；（2）1.92×107J；（3）88.9%．
【解析】
【详解】(1)电动汽车匀速行驶过程中驱动电机消耗的电能：
W电＝UIt＝300V×60A×20×60s＝2.16×107 J
(2)因电动汽车匀速行驶过程中处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，电动汽车匀速行驶过程中的牵引力：
F＝f＝0.1G＝0.1mg＝0.1×1.6×103kg×10N/kg＝1.6×103N
由v＝可得，电动汽车行驶的距离：
s＝vt＝10m/s×20×60s＝1.2×104m
牵引力所做的功：
W＝Fs＝1.6×103N×1.2×104m＝1.92×107J
(3)该电动汽车的效率：
η＝×100%＝×100%≈88.9%
答：(1)电动汽车匀速行驶过程中驱动电机消耗的电能2.16×107J；
(2)电动汽车匀速行驶过程中牵引力所做的功为1.92×107J；
(3)该电动汽车的效率约为88.9%．
24. 某电热取暖器的简化电路如图所示，R1、R2为发热电阻。取暖器工作时，通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1320W，R1=55Ω。求：
（1）取暖器工作时通过R1的电流；
（2）取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量；
（3）R2的阻值。

【答案】（1）4A；（2）52800J；（3）110Ω
【解析】
【详解】解：（1）由电路图知，两个开关都闭合时，两个电阻并联在电路中，电路中的总电阻较小，据 知，电路中的总电功率较大，处于高温挡；S1闭合、S2断开时，电路中只有R1工作，电路中的电阻较大，据 知，电路中的总电功率较小，处于低温挡。此时通过R1的电流

（2）电热取暖器处于低温挡时，功率
P低温=UI1=220V×4A=880W
工作1min产生的热量
Q=P低温t=880W×60s=52800J
（3）高温挡工作，R2消耗的功率
P2=P高温-P低温=1320W-880W=440W
所以R2的阻值

答：（1）取暖器工作时通过R1的电流为4A；
（2）取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量为52800J；
（3）R2的阻值为110Ω。
25 用钢球、木块和带有斜槽的长木板．探究物体的动能跟哪些因素有关。

（1）如图甲，让钢球从斜槽上的某一高度由 _____开始运动，撞击水平面上的木块。钢球撞击木块时具有的动能大小可通过 _______________________来反映；
（2）如图乙，将钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验。实验表明，钢球 _____一定时，从斜槽越高的位置开始运动，撞击木块的速度越大，钢球的动能越 _____；
（3）若用图丙的装置，可以探究动能大小与 ____________的关系（选填“质量”、“速度”或“质量、速度”）。
【答案】 ①. 静止 ②. 木块移动的距离 ③. 质量 ④. 大 ⑤. 速度
【解析】
【详解】（1）[1][2]为了能用高度来间接控制速度，让钢球从斜槽上的某一高度由静止下滑，撞击水平面上的木块，动能的大小无法直接测量，钢球撞击木块时具有的动能大小可通过木块移动的距离来反映，这用到了转换法。
（2）[3][4]如图乙，将钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验，钢球到达斜面底端的速度增大，木块被推得越远，说明钢球的动能越大，根据控制变量法，可以得出：钢球质量一定时，撞击木块的速度越大，钢球的动能越大。
（3）[5]由图可知，小球的质量一定， 弹簧的压缩程度不同，具有的弹性势能不同，转化为小球的动能不同，小球运动的速度不同，所以可以探究动能跟速度的关系。
26. 如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。

（1）比较不同燃料的热值，应选择 _____两图进行实验，实验时要观察 ___________（填“加热时间”或“升高的温度”，下同）比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择 _____两图进行实验，实验时通过观察 ______________反映物体吸热的多少；
（2）比较不同物质的比热容，选用如图合适装置加热相同一段时间后，绘制出温度﹣时间图像（如图丁），由图像可比较出，质量相等的a和b，升高相同的温度，_____需要加热更长时间，液体a的比热容 _____液体b的比热容（填“＞”或“＜”）。
【答案】 ①. 甲、乙 ②. 升高的温度 ③. 甲、丙 ④. 加热时间 ⑤. b ⑥. ＜
【解析】
【详解】（1）[1]根据控制变量法可知，比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同；故应选择甲、乙两图进行实验。
[2]根据转换法可知，燃料质量相同，同时点燃燃料后，需等待燃料燃尽后然后通过观察比较烧杯内液体升高的温度来比较两种燃料热值大小。
[3]根据控制变量法可知，比较不同物质的比热容，应控制物质的质量、燃料相同和加热时间相同而吸热的物质种类不同，故应甲、丙两图进行实验。
[4]根据转换法可知，相同的热源，实验中通过加热时间反映吸收热量的多少。
（2）[5][6]由图丁可知，质量相同的a、b液体，升高相同的温度，a加热时间短，吸收的热量少，b加热时间长，吸收热量多，说明液体a 的吸热能力弱，液体a的比热容小于液体b的比热容。
27. 如图甲，是“探究电流与电阻关系”的实验电路图，已知电源电压U=6V。某同学将5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路中实验，根据实验数据作出如图乙所示的图像，以下是实验操作过程：

（1）先接入5Ω的电阻，滑片P移到 ____（选填“A”或“B”）端，闭合开关，移动滑片的同时，眼睛应注视 _____（选填“电流表”或“电压表”）使其示数为某一预设值；若用10Ω电阻代替5Ω电阻接入电路，应将滑片向 _____（选填“左”或“右”）端移动；
（2）若要保证实验成功，滑动变阻器的最大电阻至少要 _____Ω；
（3）实验中若滑动变阻器的规格是“30Ω 0.6A”，只能应用已有器材，并保证三次实验都要成功，请提出一种办法：____________________________。
【答案】 ①. A ②. 电压表 ③. 左 ④. 40 ⑤. 增大电阻两端电压的预设值
【解析】
【详解】（1）[1]为了保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，由图知，滑片左侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的A端。
[2]探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，因此移动滑片的同时，眼睛应注视电压表，达到电压的预设值。
[3]若用10Ω电阻代替5Ω电阻接入电路，根据串联电路电压的规律可知，电压表的示数会变大，为了保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压，由串联分压的分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数不变。
（2）[4]实验中使用的定值电阻阻值最大为20Ω，定值电阻两端的电压始终保持

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倍数为

根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为

即滑动变阻器的最大电阻至少要40Ω。
（3）[5]实验中滑动变阻器的最大电阻变小了，由分压原理可知，滑动变阻器分得的电压也变小，根据串联电路的电压特点可知，定值电阻两端的电压变大了，因此可以增大电阻两端电压的预设值，或者减小电源电压。
28. 在“探究影响电流做功多少的因素”活动中，同学们设计了如图甲、乙两个电路：

（1）本实验通过比较 __________________来反映相同时间电流做功的多少；
（2）图中所选用的灯泡L1和L2的规格应 _______；
（3）应该选择图 __________所示的电路研究电流做功多少与电压大小的关系；两个小灯泡是 ______（选填“串联”或“并联”）的，这样连接是为了控制 _____________相等；
（4）小明发现，按图甲电路实验时L1比L2亮，同时观察到A1示数比A2大，这说明相同时间内 _____（L1/L2）的电功大，由此可得出的结论是 ___________________。接着他将这两个灯泡按图乙连接好观察到 _____（L1/L2）更亮；
（5）对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想，小明是否必须通过实验验证？你的看法是 _____（选填“不必”或“必须”），你的依据是 ________。
【答案】 ①. 灯泡的亮度 ②. 不相同 ③. 乙 ④. 串联 ⑤. 电流 ⑥. L1 ⑦. 见详解 ⑧. L2 ⑨. 不必 ⑩. 见详解
【解析】
【详解】（1）[1]根据功率的公式W=Pt可知，在相同时间电流所做的功与功率成正比，而灯泡的亮度与实际功率有关，所以本实验通过比较灯泡的亮度来反映相同时间电流做功的多少。
（2）[2]灯泡的规格如果相同，无论是串并联，其亮度都是相同的，相同时间所做的功相同，无法进行比较，所以图中所选用的灯泡L1和L2的规格应不相同。
（3）[3][4][5]根据控制变量法，研究电流做功多少与电压大小的关系，应保持电流一定，根据串联电路电流规律，两个小灯泡应该串联，故选择图乙所示的电路；这样连接是为了控制电流相等。
（4）[6][7][8]按图甲电路实验时，两灯并联，L1比L2亮，同时观察到A1示数比A2大，表明电压和通电时间相同时，通过导体的电流越大，电流做功越多。根据欧姆定律，电压一定时，则L1的电阻较小，根据W=Pt可知，相同时间内L1的电功大，当L1的电阻小于L2时，接着他将这两个灯泡按图乙连接，即两灯串联，电流相同，根据公式可知， L2的实际功率更大，更亮。
（5）[9][10]当功率一定时，根据W=Pt可知，电流所做功与通电时间成正比，可以直接根据时间的长短判断电流所做的功的多少，故不必通过实验来验证这一结论。
29. 在“测量小灯泡额定功率”实验中，小灯泡的额定电压U额=2.5V。

（1）图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图。图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正______；
（2）闭合开关，移动滑片P直到电压表示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示为 _____A，则小灯泡的额定功率为 _____W；
（3）小华设计了如图丙所示的电路也完成了该实验。电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大阻值为R0，请完成下列填空；
①闭合开关S、S1，调节R2，使电压表的示数为2.5V；
②断开开关 ______，闭合开关 _____调节 _____________，使电压表的示数仍为2.5V；
③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1，再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2。则小灯泡额定功率的表达式P额＝_____（用U额、R0、U1、U2表示）。
【答案】 ①. ②. 0.26 ③. 0.65 ④. S1 ⑤. S、S2 ⑥. R1 ⑦.
【解析】
【详解】（1）[1]如图甲所示，灯泡、滑动变变阻器、电流表应串联，电压表应与小灯泡并联，改正的方法如图所示

（2）[2][3]闭合开关，此时电流表示数如图乙所示，接入的量程为0~0.6A，分度为0.02A，故读数为0.26A，则小灯泡的额定功率为

（3）小华设计了如图丙所示的电路也完成了该实验。实验中应用了等效替代法，使R1与灯泡正常发光时的电阻相同，再测出R1接入的电阻大小，计算灯泡的额定功率，步骤如下：
①闭合开关S、S1，灯泡与R2串联，调节R2，使电压表的示数为2.5V；
②[4][5][6]断开开关S1，闭合开关S、S2，则R1与R2串联，调节R1，使电压表的示数仍为2.5V，则此时R1接入的电阻等于灯泡正常发光时的电阻；
③[7]接着将R2的滑片P调至最左端，R2接入阻值为0，记下电压表的示数为U1，则电源电压为U1，再将R2的滑片P调至最右端，R2接入最大阻值，记下电压表的示数为U2，则R1两端电压为U2，所以此时R2两端电压为

根据串联电路电流的规律及欧姆定律可得

则R1接入的电阻为

则小灯泡额定功率的表达式为