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2021-2022学年江苏省南京市建邺区九年级上学期物理期末考试题及答案
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这是一份2021-2022学年江苏省南京市建邺区九年级上学期物理期末考试题及答案，共29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。
1. 下列物理学家的名字用来作为能量单位的是（ ）
A. 牛顿
B. 伽利略
C. 帕斯卡
D. 焦耳
【1题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A．牛顿是经典力学的奠基人，后人为了纪念他用他的名字作为力的单位，故A不符合题意；
B．伽利略没被用作物理学中物理量的单位，故B不符合题意；
C．帕斯卡是表示压强的基本单位，故C不符合题意；
D．焦耳发现了热和机械功之间的关系当量关系，后人为了纪念他用他的名字作为能量的单位，故D符合题意。
故选D。
2. 给电动自行车充电时，电动自行车的电池相当于（ ）
A. 导线B. 开关C. 用电器D. 电源
【2题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】给电动自行车充电时，消耗了电能，获得了化学能，因此电动车的电池相当于用电器，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
3. 下列所提供的数据中符合实际的是（ ）
A. 对人体安全的电压是220V
B. 电冰箱正常工作时的功率约为1000W
C. 中学生正常走上楼时的功率约为150W
D. 一只鸡蛋从课桌面掉到地面，重力对它所做的功约为20J
【3题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A．对人体安全电压是不高于36V，故A不符合实际，A不符合题意；
B．电冰箱正常工作时的功率约为250W，故B不符合实际，B不符合题意；
C．中学生的体重约500N，一层楼高约为3m，上一层楼所用时间约为10s，中学生上楼时的功率约为
故C符合实际，C符合题意；
D．一只鸡蛋的重力大约为0.5N，课桌的高度大概为0.8m，从课桌面掉到地面，重力对它所做的功约为
故D不符合实际，D不符合题意。
故选C。
4. 以下描述的现象中，改变内能的方式与其他不同的是（ ）
A. 人晒太阳后暖和B. 双手互搓后暖和
C. 锯条锯木头后发热D. 铁丝反复弯折后发热
【4题答案】
【答案】A
【解析】
【详解】人晒太阳后暖和，这是通过热传递改变了人的内能；双手互搓后暖和，是通过做功改变手的内能的；锯条锯木头后发热，是通过做功改变锯条的内能的；铁丝反复弯折后发热，是通过做功改变铁丝的内能的，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
5. 关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（ ）
A. 0C物体内能为零
B 物体内能增大，一定吸收了热量
C. 物体的温度越低，它所含的热量就越少
D. 内能相同的两个物体之间可能发生热传递
【5题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A．一切物体都具有内能，故A错误；
B．改变内能的方法有做功和热传递。物体的内能增大，有可能是吸收了热量，也有可能是外界对它做了功，故B错误；
C．热量是一个过程量，不能说含有，故C错误；
D．只要两个接触的物体之间存在温度差就会发生热传递，内能相同的两个物体若温度不同就会发生热传递，故D正确。
故选D。
6. 科学研究中常常发现某一问题的两个相关量（x，y）之间存在一定的关系，且可用图线表示。下列相关的量之间不符合如图所示关系的是（ ）
A. 恒力对物体所做功与物体在力的方向上所通过距离的关系
B. 给某个初温不为0C的物体加热时，物体吸收的热量与温度的关系
C. 某种燃料完全燃烧所放出的热量与燃料质量的关系
D. 机械在输出功率不变时做的功与所用时间的关系
【6题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，图像中的相关量（x，y）之间存在正比关系。恒力对物体所做的作功W=Fs，当力F不变时，功W和力的方向上移动的距离s成正比，故A不符合题意；
B．根据物体吸收热量的公式Q=cmt可知，物体吸收的热量还与物体的比热容、质量有关，只有当物体的质量、比热容不变时，物体吸收的热量与物体升高的温度成正比，而不是与物体的温度成正比，故B符合题意；
C．某种燃料的热值是一定的，根据公式Q=mq可知，燃料完全燃烧放出的热量与其质量成正比，故C不符合题意；
D．根据机械功率可知，当功率不变时，物体所做的功与其所用时间的比值是一个定值，即物体所做的功与所用时间成正比，故D不符合题意。
故选B。
7. 用四个滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用它们匀速提起货物，在绳自由端施加竖直的拉力分别为F甲和F乙，物重分别为G甲和G乙，物体被提升高度分别为h甲、h乙，不计绳重及摩擦，则（ ）
A. 若F甲＝F乙且G甲＝G乙，则乙的机械效率比较低
B. 若F甲＝F乙且h甲＝h乙，则甲的机械效率比较低
C. 若G甲＝G乙且滑轮重均相同，则甲的机械效率比较低
D. 若F甲＝F乙且滑轮重均相同，则乙的机械效率比较低
【7题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A．甲、乙图绳子的有效段数（n）分别为3、2，甲滑轮组的机械效率为
①
乙滑轮组的机械效率为
②
若F甲＝F乙且G甲＝G乙，乙的机械效率大于甲的机械效率，故A不符合题意；
B．由①②知，机械效率与提升物体的高度无关，若F甲＝F乙，根据①②，因不知G甲与G乙的大小关系，故无法确定甲、乙机械效率大小，故B不符合题意；
C．不计绳重及摩擦，则克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源，因总功等于有用功与额外功之和，故甲、乙滑轮组的机械效率为
③
若G甲＝G乙且滑轮重均相同，可知甲、乙的机械效率相同，故C不符合题意；
D．甲、乙图绳子的有效段数（n）分别为3、2。不计绳重及摩擦，则作用在绳子自由端的拉力为
则提升物体的重力为
G=nF-G动
若F甲＝F乙且滑轮重均相同，则可知，甲滑轮组提升物体的重力较大，根据③式有
故可知甲的机械效率比乙高，故乙的机械效率比较低，故D符合题意。
故选D。
8. 滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然（不用力）变化，最有可能滑到滑台C处的是（ ）
A. B.
C. D.
【8题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】由图知道，运动员在滑台A处站立时，具有重力势能较大，不计滑台摩擦和空气阻力，机械能守恒，到达B处时，运动员全蹲时，重心的高度小于A处重心的高度，B处运动员的重力势能小于A处重力势能，由机械能守恒知道，运动员在B处具有一定的动能，能滑到滑台C处，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
9. 如图所示，电源电压为3V且恒定不变，当开关S闭合后，滑动变阻器的滑片P从a端滑向b端的过程中，三只电压表的示数变化的数值分别为、、，下列可能出现的情况是（ ）
A. 、、B. 、、
C. 、、D. 、、
【9题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】AD．由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测电源的电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，电压表V3测灯泡两端的电压。因电源的电压不变，所以，滑动变阻器的滑片P从a端滑向b端的过程中，电压表V1示数变化的，故AD不符合题意；
BC．设电源电压为U，因串联电路中总电压等于各分电压之和，滑动变阻器的滑片P在a端时电压表V2的示数为
U2=U-U3
滑片P在b端时电压表V2的示数为
U2′=U-U3′
两式相减得
即
故A不符合题意，B符合题意。
故选B。
10. 共享电瓶车上有一款智能头盔，只有戴上头盔扣上卡扣后，头盔上的信号发射器才能发出信号，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），电瓶车才能正常启动，下列电路符合要求的是（ ）
A. B. C. D.
【10题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意可知，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），车才能正常启动，这说明两个开关相互影响，必须都闭合时，电动车才能启动，因此S1、S2是串联在一起的，一起控制电动机，故D符合题意， ABC不符合题意。
故选D。
11. 如图是轿车油量表原理图，金属滑杆与油箱中的浮子通过绝缘细杆相连，滑杆可绕固定轴O转动。Q是轿车仪表盘上的油量表，可以提醒司机剩余油量情况，下列说法正确的是（ ）
A. Q实质是一个电流表，装置K实质是连接导线
B. Q实质是一个电压表，装置K实质是滑动变阻器
C. 油量减少，K连入电路电阻增大，电路中电流减小
D. 油量减少，K连入电路的电阻减小，电路中电流增大
【11题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由图可知，油量表Q、定值电阻R0、装置 K组成串联电路，所以油量表Q是由电流表改装而成的；油箱中的油量变化，油量表Q发生变化，即电路中的电流发生变化，浮子上升或下降使滑杆绕固定轴O在装置K上面上下滑动，改变了接入电路的阻值，从而改变电路中的电流，所以装置K实质是一个滑动变阻器，故AB错误；
CD．当油量减少时，浮子向下运动，杠杆逆时针转动，使装置K连入电路的电阻增大，电路总电阻增大，根据可知，电路中电流减小，故D错误，C正确。
故选C。
12. 如图所示，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为标有“20Ω，0.5A”的滑动变阻器，电压表V1的量程是，电压表V2的量程是 ，电流表A的量程为。闭合开关S，当R2接入允许最大阻值时，电流表示数为0.3A，电压表V2的示数为5.4V；再将R2调至允许接入最小阻值时，电压表V1的示数为1V。则在调节过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 电源电压是6VB. R0的阻值是8Ω
C. 电阻R1的电功率变化了0.32WD. 电压表V2的示数变化了1V
【12题答案】
【答案】A
【解析】
【详解】AB．由电路图可知，R0与R1、R2串联，电压表V2测 R2和R1两端的电压之和，电压表V1测R2两端的电压，因此电压表V2的示数大于电压表V1的示数；电流表测电路中的电流；当R2接入允许最大阻值时，R2分的电压最大，电压表V1达到最大值3V，电流表示数为0.3A，为电路的最小电流；电压表V2的示数为5.4V， 则R1两端的电压
R1的电阻
电源电压
①
将R2调至允许接入最小阻值时，电压表V1的示数为1V，此时电路中电流最大，根据电流表的量程为、滑动变阻器标有“20Ω，0.5A”可知，最大值为0.5A，则电源电压
②
联立①②解得
故A正确，B错误；
C．电阻R1的电功率变化
故C错误；
D．电流表示数为0.3A，电压表V2的示数为5.4V；电流最大值为0.5A时，电压表V2的示数
变化了0.4V，故D错误。
故选A。
二、填空题（本题共7小题，每空1分，共26分）
13. 在水平地面上铺一张白纸，将皮球的表面涂黑，使其分别从不同高度自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，这一过程可探究重力势能与______的关系，其中圆斑______（选填“A”或“B”）是皮球从较高处下落形成的。若皮球下落后，不再拍打皮球，皮球上升的高度会越来越小，这一过程中将______能转化为______能。
【13题答案】
【答案】 ①. 高度 ②. B ③. 重力势 ④. 内
【解析】
【详解】[1]同一皮球分别从不同高度处自由下落，皮球质量相同，下落高度不同，目的是探究重力势能大小与高度的关系。
[2]由图可知，黑色圆斑B较大，说明B球的形变大，原因是该球从较高处下落，原来球的重力势能较大，皮球与地面接触时，转化为的弹性势能大，球的形变大。
[3][4]皮球下落后，不再拍打皮球，皮球上升的高度会越来越小，质量不变高度变小，故皮球的重力势能变小，由于和空气摩擦，重力势能转化为皮球的内能。
14. 生活垃圾变废为宝，某垃圾处理厂每天完全燃烧800t的生活垃圾，放出热量______J。若放出热量的30%用来发电，每天可发电______kW•h。若放出热量的42%用来加热水供给附近小区，1标准大气压下，每天可将______kg的水由20 C恰好加热至沸腾。[q垃圾＝3×106J/kg，c水＝4.2×103J/(kg•C)]
【14题答案】
【答案】 ①. 2.4×1012 ②. 2×105 ③. 3×106
【解析】
【详解】[1]生活垃圾的质量
m=800t=800×103kg=8×105kg
生活垃圾的热值q垃圾=3×106J/kg，则完全燃烧这些垃圾所放出的热量
Q放=mq垃圾=8×105kg×3×106J/kg=2.4×1012J
[2] 若放出热量的30%用来发电，则转化成的电能
[3] 若放出热量的42%用来加热水，则水吸收的热量
Q吸=η′×Q放=42%×2.4×1012J=1.008×1012J
根据公式Q=cmt可得水的质量
15. 用如图所示滑轮组5s内将重为200N的物体匀速提升2m，动滑轮重为30N，滑轮组的机械效率为80%，则有用功为______J，额外功为______J，人对绳的拉力为______N，拉力的功率为______W。
【15题答案】
【答案】 ①. 400 ②. 100 ③. 125 ④. 100
【解析】
【详解】[1]拉力做的有用功
[2]由 可得拉力做的总功
拉力做的额外功
[3]由 可得人对绳的拉力
[4]拉力做功功率
16. 如图是使用手机和自拍杆自拍时的示意图，自拍杆可以看作是一个______（选填“省力”或“费力”）杠杆（O为支点）。已知自拍杆长1m（质量忽略不计），手机对杆竖直向下的作用力F2=3N，图中l1=10cm、l2=80cm，则手垂直于杆的动力F1=______N。若动力F1的方向变为水平向左，则动力F1＇=______N。拍摄需要伸长自拍杆时，若保持F1的作用点、方向及支点位置不变，则F1大小将______。
【16题答案】
【答案】 ①. 费力 ②. 24 ③. 40 ④. 变大
【解析】
【详解】[1]由图可知，O为支点，该杠杆的动力为手为杠杆的力，阻力为手机给杠杆的力，动力臂小于阻力臂，所以自拍杆可以看作是一个费力杠杆。
[2]由杠杆平衡条件可知，手垂直于杆的动力F1为
[3]
当动力F1的方向变为水平向左，新的力臂l1＇如上图所示，由题可知，OB=80cm，OA=100cm，由勾股定理可得
图中三角形OAB与三角形COD相似，所以
则OD的长度
即新的力臂l1＇的长度为6cm，由杠杆平衡条件可知，动力F1＇为
[4]保持F1的作用点、方向及支点位置不变，即动力大小以及动力臂大小不变，拍摄需要伸长自拍杆时，则阻力大小不变，阻力臂将增大，由杠杆平衡条件可知，此时F1大小将变大。
17. 某电吹风机单独工作6min时，电能表的指示灯闪烁了320次，电能表的表盘上标有3200imp/（kW•h），则该电吹风消耗的电能为______kW•h，实际功率为______W，这些电能可供一只“220V，10W”的LED灯正常工作______h。
【17题答案】
【答案】 ①. 0.1 ②. 1000 ③. 10
【解析】
【详解】[1]由电能表的表盘参数可知，用电器每消耗1kW·h电能，指示灯闪烁3200次，则闪烁320次用电器消耗的电能
电吹风消耗0.1kW·h电能所用时间
[2]电吹风的实际功率
[3] LED灯正常工作时的电功率
P′=10W=0.01kW
消耗0.1kW·h的电能可工作的时间
18. 如图所示，电源电压不变，R2=30Ω，R3=10Ω。只闭合S1，电流表A1示数为0.2A，电压表V示数为4.0V，则定值电阻R1为_______Ω，电源电压为_______V。闭合S1、S2、S3，电流表A1、A2示数之比为_______，通电lmin电阻R1产生的热量为_______J。
【18题答案】
【答案】 ①. 20 ②. 6 ③. 5︰2 ④. 108
【解析】
【详解】[1]只闭合S1，电阻R1、R3串联，电流表A1测电路中的电流，电压表V测量电阻R1两端的电压。由欧姆定律可得R1的阻值为
[2]根据串联电路的特点和欧姆定律可得，电源电压为
[3]闭合S1、S2、S3，电阻R1、R2并联，电流表A1测量干路中的总电流，A2测量通过R2的电流，电压表测量电源电压；则通过R1的电流为
通过R2的电流，即A2的示数为
干路中电流，即A1的示数为
电流表A1、A2示数之比为
[4]通电lmin电阻R1产生的热量
Q1＝I12R1t＝(0.3A)2×20Ω×60s＝108J
19. 如图甲所示的模拟调光灯电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光。此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示，则电源电压为______V，电路允许的最大功率为______W；小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min消耗的电能为______J；若R2的滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全，需串联一个阻值为______Ω的电阻。
【19题答案】
【答案】 ①. 4.5 ②. 1.125 ③. 1875 ④. 30
【解析】
【详解】[1]由电路图知，电压表V1并联在小灯泡的两端，通过小灯泡的电流随着电压表示数的增大而增大，所以图线①是小灯泡的I-U图象；图线②随着电压表示数的增大，电流表的示数减小，说明电压表一定测量滑动变阻器两端的电压，所以电压表可能只在滑动变阻器的两端，也可能在定值电阻和滑动变阻器的两端；根据串联电路总电压等于各用电器电压之和，图乙中对应不同的电流值，图象①②的电压之和不相等，说明电压表没有并联在定值电阻和滑动变阻器的两端，而是只并联在滑动变阻器的两端了。
由图乙可知：当电流为0.1A时，电源电压为
①
当电流为0.25A时，电源电压为
②
联立①②得
，
[2]由图乙知，电路的最大电流为0.25A，电路的最大功率为
，
[3]由图乙知，小灯泡正常发光时的电流为0.25A， 定值电阻R1在1min内产生的热量为
[4]小灯泡正常发光的电阻为
因为R2的滑片可自由移动，且灯泡能正常发光，所以R2的电阻为0，即R2=0时，电路的电流为0.25A，此时电路的总电阻为
，
串联的电阻为
,
所以再串联一个3Ω的电阻后，R2的滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全。
三、解答题（本题共11小题，共50分、解答第27、28题时应有公式和解题过程）
20. 如图所示置于水平地面上的学生座椅，要在C点用最小的力F使座椅绕A点逆时针转动，请在图中画出最小力F及其力臂的示意图。
【20题答案】
【答案】
【解析】
【详解】由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。使座椅绕A点逆时针转动，所以图中支点在A点，要求在C点用力，连接AC，则AC就是最长的动力臂；由题意可知，要在C点用最小的力F使座椅绕A开始逆时针转动，则动力应垂直于力臂向左，据此可画出最小动力F的示意图；如图所示
21. 如图所示，请在两个空白圈内选填“电压表”或“电流表”的符号使两灯都能发光。
【21题答案】
【答案】
【解析】
【详解】若1、2同为电压表，1、2处都相当于断路，则L1不能发光，不符合题意；若1、2都为电流表，电路短路，两灯都不亮，不符合题意；若1为电压表，2为电流表，相当于1处断路，2和L1被短路，L1不发光，不符合题意；若1为电流表，2为电压表，L1、L2并联，1测量L1的电流，2测量电源电压，两灯同时发光，故1为电流表，2为电压表，如图所示：
22. 如图所示，请根据实物图画出电路图（在答题卡的虚线框内作答）。
【22题答案】
【答案】
【解析】
【详解】由实物图可知，三个电阻串联，闭合开关后，电流从电源正极流出，依次流过开关，滑动变阻器R3、电流表、电阻R2、电阻R1，最后流回负极，电压表并联在电阻R1和R2两端，测它们两端的总电压。电路图如图所示：
23. 探究动能的大小与哪些因素有关的实验中：
（1）实验中通过观察______来比较小球动能的大小；
（2）对比甲、丙两次实验，可探究动能大小与______的关系；
（3）探究动能大小与另一个因素的关系，应选择______两次实验。
【23题答案】
【答案】 ①. 木块移动的距离 ②. 速度 ③. 甲、乙
【解析】
【详解】（1）[1]从斜面滚下到水平面时小球具有动能，小球撞击木块，能对木块做功，小球具有的动能越多，对木块所做的功也越多，则木块移动的距离也越大。所以通过观察木块移动的距离来比较小球动能的大小。
（2）[2]甲、丙两次实验中，让同一小球从同一斜面的不同高度静止释放，则小球的质量相同，到达水平面的速度不同，其动能也不同，所以可探究动能大小与速度的关系。
（3）[3]动能大小与物体的质量和速度有关。第（2）小题探究动能与速度的关系，则现在要探究动能与另一因素即质量的关系，需保持小球到达水平面时的速度相同，所以应让质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，应选择甲、乙两次实验。
24. 在物理实践活动中，某小组设计并组装了如图所示的实验装置，A、B、C瓶内分别装有甲乙两种不同液体并插有温度计，电阻RA＝5Ω，RB＝RC＝2.5Ω。利用该装置可同时探究“物质吸热升温的情况”和“电阻大小对电热的影响”。
（1）为同时完成两个实验的探究，还需控制______相同；
（2）探究“物质吸热升温的情况”，应选择______（选填烧瓶序号）两个烧瓶中的液体做为研究对象；
（3）探究“电阻大小对电热的影响”，应选择______（选填选填烧瓶序号）两个烧瓶中的电阻做为研究对象，本实验可以通过______来反应电阻放出热量的多少。
【24题答案】
【答案】 ①. 液体质量 ②. BC ③. AB ④. 温度计示数的变化
【解析】
【详解】（1）[1] 探究“物质吸热升温的情况”和“电阻大小对电热的影响”都需要控制烧杯中所装液体的质量相等。
（2）[2] 探究“物质吸热升温的情况”的实验中，是两种不同的液体吸收的热量相同的情况下，比较温度计示数的升高情况，因此应该选择相同的电热丝，让它们在相同时间内放出的热量相同，故应选BC两烧杯。
（3）[3]探究“电阻大小对电热的影响”实验中，为了比较电热丝放出热量的多少，应选择相同的液体，不同的电热丝，比较温度计示数的变化，因此应选AB两烧杯。
[4]不同的电热丝放出的热量不同，则液体升高的温度不同，因此本实验可通过温度计示数的变化来反映电热丝放出热量的多少。
25. 利用轻质杠杆探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）杠杆静止时如图甲所示，要使杠杆在水平位置平衡，则应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节；
（2）如图乙所示，在A点挂4个钩码，在B点挂______个钩码，仍可使其在水平位置平衡；
（3）用弹簧测力计代替钩码，如图丙所示，不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小，使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力F与其力臂l1的图像如图丁所示。图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积______（选填“相等”或“不等”），其原因是______。
【25题答案】
【答案】 ①. 左 ②. 6 ③. 相等 ④.
【解析】
【详解】（1）[1]调节杠杆在水平位置平衡时，杠杆左端偏高，说明杠杆右侧偏重，则应将平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）[2]设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件 有
解得
在B点挂6个钩码，仍可使其在水平位置平衡。
（3）[3][4]图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积相等，原因是左侧钩码对杠杆的拉力与其力臂的乘积不变，要想使杠杆平衡，右侧的拉力与力臂的乘积需等于左侧拉力与其力臂的乘积；即左侧拉力与其力臂的乘积不变时，右侧拉力与其力臂的乘积成反比，表达式为
26. 探究导体的电流与电阻的关系实验如图所示，电源电压恒为6V，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，电阻箱的可调范围为0~9999Ω。
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到______（选填“A”或“B”）端；
（2）闭合开关后，电流表和电压表示数均为零，电路中的故障可能是______；
（3）排除故障后，调节电阻箱的阻值为5Ω，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P至某一位置，电流表示数如图乙所示，则电压表示数为______V。改变电阻箱接入电路的电阻R，调节滑动变阻器的滑片P，多次实验，为保证实验顺利完成，电阻箱接入电路的最大阻值为______Ω；
（4）图丙中以电流表示数I为纵坐标、以______为横坐标建立平面直角坐标系，通过图像一定可以直观地得出“导体两端电压一定时，导体中的电流与导体电阻成反比”的结论。
【26题答案】
【答案】 ①. B ②. 滑动变阻器断路 ③. 2 ④. 25 ⑤. 电阻箱的阻值R
【解析】
【详解】（1）[1]闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，起到保护电路的作用，图中滑动变阻器下端接入电路的是左边的接线柱，因此滑片移到B端接入电路的阻值最大。
（2）[2]闭合开关后，电流表无示数说明电路中出现了断路；电压表示数也为零，说明是电压表所测量的电阻箱以外的部分出现的断路，所以可能是滑动变阻器断路。
（3）[3][4]如图乙所示，电流表接的是小量程，指针指在0.4刻度线处，故电流表示数应为0.4A；电阻箱的阻值为5Ω，根据欧姆定律可得，电压表示数为
改变电阻箱接入电路的电阻R，调节滑动变阻器的滑片P，控制电压表的示数为2V不变；根据串联分压原理，当电阻箱的阻值调大时，滑动变阻器的阻值要随之调大，所以
则电阻箱接入电路的最大阻值为25Ω。
（4）[5]该实验是探究“导体的电流与电阻的关系”实验，要得出“导体两端电压一定时，导体中的电流与导体电阻成反比”的结论，图像应该反映的是电流随着电阻的变化而变化的关系，因此横坐标应该是电阻箱的阻值R。
27. 有两个阻值未知的定值电阻R1、R2，R1约为8欧，R2约为500欧。现有如下器材：电源电压恒为3V，实验室用电流表和电压表、最大阻值为20Ω的滑动变阻器、可调范围0~9999Ω的电阻箱、开关及导线若干。
（1）小明用图甲所示电路测量未知电阻R1的阻值：
①实验前开关应处于______状态；
②为使测量结果更准确，需要多次测量取平均值，实验中的具体操作是______；
③根据测得数据得到如图乙所示的U﹣I图像。由图可得电阻R1＝______Ω；
（2）像小华仅利用本实验中的器材测出了R2的阻值，实验电路如图丙所示，请在图中虚线框中画出对应的元件符号______。
【27题答案】
【答案】 ①. 断开 ②. 改变滑动变阻器阻值，从而得到多组实验数据 ③. 7.5Ω ④.
【解析】
【详解】（1）[1]为保证实验安全，实验前开关应该断开。
[2]为使测量结果更准确，需要多次测量取平均值，实验中的具体操作是：改变滑动变阻器阻值，从而得到多组实验数据。
[3]由甲图可知，电压表测R1电压，电流表测R1电流，故根据欧姆定律，从乙图数据可得R1的阻值为
（2）[4]R2约为500欧，电源电压恒为3V，根据欧姆定律，这时电路中电流最大为
电流太小故不能选用电流表，所以应该把变阻箱与R2串联，通过串联电路的分压特点：电阻之比等于电压之比，再通过开关控制电压表，分别测量出变阻箱R、R2的总电压U1与R2电压U2，故有
R2阻值为
电路图如下所示：
【点睛】
28. 两只铭牌模糊的小灯泡L1、L2，仅能看清分别标有“2.5V”和“3.8V”字样。
（1）图甲是小明测量小灯泡L1电功率时连接实物图；
①请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整______；
②电路连接正确后，闭合开关，小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是______（填序号）；
A．更换小灯泡
B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
③问题解决后，移动滑片P，记录多组数据，绘制成如图乙所示的I-U图像，由此可知小灯泡的额定功率是______W；
（2）小华利用图丙所示的电路测出了小灯泡L2的额定功率；
①闭合开关S，S1接______，将滑动变阻器R1的滑片P移至最左端，调节电阻箱使电压表的示数为3.8V；
②闭合开关S，S1接______调节滑动变阻器R1的滑片P，使电压表的示数仍为3.8V；
③保持滑动变阻器R1的滑片P不动，将电阻箱的调为0，读出电压表的示数U1，再将电阻箱调为10Ω，记为R0，读出电压表的示数U2；
④小灯额定功率的表达式为______（用U额、U1、U2、R0表示）；
⑤为了更简单地测出小灯泡的额定功率，只需将______和______互换位置。
【28题答案】
【答案】 ①. ②. C ③. 0.625 ④. 1 ⑤. 2 ⑥. ⑦. R1 ⑧. R2
【解析】
【详解】（1）[1]伏安法测灯泡电功率实验中灯泡和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，所以电路图如图所示
[2]AB．闭合开关，小灯泡不亮，但是电流表有示数，说明电路是通路，各电路元件完好，所以AB操作不必要，故AB不符合题意；
C．电路中有电流，但是灯泡不亮的原因是灯泡实际功率太小，所以应该移动滑动变阻器滑片，增大电路中电流，增大灯泡的实际功率，观察灯泡是否正常发光，故C符合题意。
故选C。
[3]由图乙可知当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.25A，所以小灯泡L1的额定功率为
（2）[4]闭合开关S，S1接1，滑动变阻器R1的滑片P移至最左端，灯泡L1和R2串联，电压表测灯泡两端电压。调节电阻箱，当电压表的示数为3.8V，此时灯泡正常发光，灯泡的电功率为额定功率。
[5]闭合开关S，S1接2，R1和R2串联，电压表测R1两端电压。由于电阻箱阻值没有改变，当调节滑动变阻器R1的滑片P，使电压表的示数仍为3.8V时，电阻R1接入电路的电阻等于灯泡的额定电压下的电阻，即。
[6]闭合开关S，S1接2，R1和R2串联，保持滑动变阻器R1的滑片P不动，将电阻箱的调为0，电压表的示数U1为电源电压。再将电阻箱调为10Ω，记为R0，电压表的示数U2。此时电路中中电流为
滑动变阻器R1两端电压为
此时滑动变阻器R1接入电阻的阻值为
又，所以灯泡额定功率为
[7][8]从小华的实验过程来看，使用一个电阻替代小灯泡额定电压下的电阻。关键是要知道等效电阻的阻值大小，所以可以将R1和R2互换位置，互换后，操作过程如下：
①闭合开关S，S1接2，将电阻箱R2阻值调为0。灯泡L1和R1串联，电压表测量小灯泡两端电压，调节滑动变阻器R1的滑片P，使电压表的示数为3.8V，灯泡正常发光。
②闭合开关S，S1接1，此时电压表测量电阻箱R2两端电压。保持滑动变阻器R1的滑片P不动，调节电阻箱的阻值，使电压表的示数为U额=3.8V，此时R2的电阻等于灯泡的额定电压下的电阻。读出电阻箱的示数R。
所以灯泡的额定功率为
29. 某功率恒为69kW的汽车，以34.5m/s的速度在平直公路上匀速行驶10min，完全燃烧了2.3kg汽油（q汽油＝4.5×107J/kg）。求该车在此过程中：
（1）牵引力多大？
（2）发动机的效率是多少？
【29题答案】
【答案】（1）2000N；（2）40%
【解析】
【详解】解：（1）汽车做匀速直线运动，则
（2）汽油完全燃烧放出的热量为
Q=mq=2.3kg×4.5×107J/kg=1.035×108J
汽车做的功为
W=Pt=69000W×10×60s=4.14×107J
则效率为
答：（1）该汽车行驶过程中所受到的牵引力为2000N；
（2）该汽车发动机效率为40%。
30. 如图为某品牌电饭煲的工作电路示意图，“T”字形开关S1可以拨至触点“1”同时与a、b相连，或拨至触点“2”只与c相连（红灯，绿灯为指示打，不计电阻）。该电饭煲具有加热、保温功能，在加热挡时总功率为2640W，在保温挡时的总功率为110W，且R2＝R3。请根据以上信息解答下列问题：
（1）将开关S1拨至触点“1”时，______发光（选填“红灯”或“绿灯”），此时电饭煲处于______状态（选填“加热”或“保温”）；
（2）R1的阻值是多少Ω______？
（3）如果在不改变某一个挡位电功率的基础上，将电路中一个电阻替换成导线，则另一个挡位的功率会提升多少W______？
（4）如果在不改变原来两个挡位电功率的基础上，要增加一个更大功率的挡位来加热物体，请在图中合适的位置添加一个开关S2，作图并用简要的文字说明如何调至该挡位______。
【30题答案】
【答案】 ①. 红灯 ②. 加热 ③. 20 ④. 110 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]将开关S1拨至触点“1”时，同时与a、b相连，此时R1于R2并联，和R1串联的红灯亮。
[2]因为R2和R3相等，R1和R2并联后的总电阻一定小于R2的电阻，当开关拨至触点“2”时，电路中R2和R3串联，总电阻比R1和R2并联时大，根据公式可知，开关S1拨至触点“1”时，电饭煲处于加热挡。
（2）[3] 当开关拨至触点“2”时，R2和R3串联，此时电饭煲处于保温状态，总功率为110W，根据公式可得R2的电阻
因为R2=R3，故有
2R2=440Ω
则
R2=220Ω
当开关拨至触点“1”时，R2的功率
则R1的功率
P1=P-P2=2640W-220W=2420W
R1的电阻
（3）[4] 根据题意，如果在不改变某一个挡位电功率的基础上，将电路中一个电阻替换成导线，只能是将R3替换为导线，此时不会影响加热挡的功率，而保温档的功率为
保温挡提升的功率
P=P保′-P保=220W-110W=110W
（4）[5]要增加一个更大功率的挡位，可将R3并联在原加热挡的电路中，挡S2闭合时，R1、R2、R3并联，则电功率更大，如下图所示：
1. 下列物理学家的名字用来作为能量单位的是（ ）
A. 牛顿
B. 伽利略
C. 帕斯卡
D. 焦耳
【1题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A．牛顿是经典力学的奠基人，后人为了纪念他用他的名字作为力的单位，故A不符合题意；
B．伽利略没被用作物理学中物理量的单位，故B不符合题意；
C．帕斯卡是表示压强的基本单位，故C不符合题意；
D．焦耳发现了热和机械功之间的关系当量关系，后人为了纪念他用他的名字作为能量的单位，故D符合题意。
故选D。
2. 给电动自行车充电时，电动自行车的电池相当于（ ）
A. 导线B. 开关C. 用电器D. 电源
【2题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】给电动自行车充电时，消耗了电能，获得了化学能，因此电动车的电池相当于用电器，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
3. 下列所提供的数据中符合实际的是（ ）
A. 对人体安全的电压是220V
B. 电冰箱正常工作时的功率约为1000W
C. 中学生正常走上楼时的功率约为150W
D. 一只鸡蛋从课桌面掉到地面，重力对它所做的功约为20J
【3题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A．对人体安全电压是不高于36V，故A不符合实际，A不符合题意；
B．电冰箱正常工作时的功率约为250W，故B不符合实际，B不符合题意；
C．中学生的体重约500N，一层楼高约为3m，上一层楼所用时间约为10s，中学生上楼时的功率约为
故C符合实际，C符合题意；
D．一只鸡蛋的重力大约为0.5N，课桌的高度大概为0.8m，从课桌面掉到地面，重力对它所做的功约为
故D不符合实际，D不符合题意。
故选C。
4. 以下描述的现象中，改变内能的方式与其他不同的是（ ）
A. 人晒太阳后暖和B. 双手互搓后暖和
C. 锯条锯木头后发热D. 铁丝反复弯折后发热
【4题答案】
【答案】A
【解析】
【详解】人晒太阳后暖和，这是通过热传递改变了人的内能；双手互搓后暖和，是通过做功改变手的内能的；锯条锯木头后发热，是通过做功改变锯条的内能的；铁丝反复弯折后发热，是通过做功改变铁丝的内能的，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
5. 关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（ ）
A. 0C物体内能为零
B 物体内能增大，一定吸收了热量
C. 物体的温度越低，它所含的热量就越少
D. 内能相同的两个物体之间可能发生热传递
【5题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A．一切物体都具有内能，故A错误；
B．改变内能的方法有做功和热传递。物体的内能增大，有可能是吸收了热量，也有可能是外界对它做了功，故B错误；
C．热量是一个过程量，不能说含有，故C错误；
D．只要两个接触的物体之间存在温度差就会发生热传递，内能相同的两个物体若温度不同就会发生热传递，故D正确。
故选D。
6. 科学研究中常常发现某一问题的两个相关量（x，y）之间存在一定的关系，且可用图线表示。下列相关的量之间不符合如图所示关系的是（ ）
A. 恒力对物体所做功与物体在力的方向上所通过距离的关系
B. 给某个初温不为0C的物体加热时，物体吸收的热量与温度的关系
C. 某种燃料完全燃烧所放出的热量与燃料质量的关系
D. 机械在输出功率不变时做的功与所用时间的关系
【6题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，图像中的相关量（x，y）之间存在正比关系。恒力对物体所做的作功W=Fs，当力F不变时，功W和力的方向上移动的距离s成正比，故A不符合题意；
B．根据物体吸收热量的公式Q=cmt可知，物体吸收的热量还与物体的比热容、质量有关，只有当物体的质量、比热容不变时，物体吸收的热量与物体升高的温度成正比，而不是与物体的温度成正比，故B符合题意；
C．某种燃料的热值是一定的，根据公式Q=mq可知，燃料完全燃烧放出的热量与其质量成正比，故C不符合题意；
D．根据机械功率可知，当功率不变时，物体所做的功与其所用时间的比值是一个定值，即物体所做的功与所用时间成正比，故D不符合题意。
故选B。
7. 用四个滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用它们匀速提起货物，在绳自由端施加竖直的拉力分别为F甲和F乙，物重分别为G甲和G乙，物体被提升高度分别为h甲、h乙，不计绳重及摩擦，则（ ）
A. 若F甲＝F乙且G甲＝G乙，则乙的机械效率比较低
B. 若F甲＝F乙且h甲＝h乙，则甲的机械效率比较低
C. 若G甲＝G乙且滑轮重均相同，则甲的机械效率比较低
D. 若F甲＝F乙且滑轮重均相同，则乙的机械效率比较低
【7题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A．甲、乙图绳子的有效段数（n）分别为3、2，甲滑轮组的机械效率为
①
乙滑轮组的机械效率为
②
若F甲＝F乙且G甲＝G乙，乙的机械效率大于甲的机械效率，故A不符合题意；
B．由①②知，机械效率与提升物体的高度无关，若F甲＝F乙，根据①②，因不知G甲与G乙的大小关系，故无法确定甲、乙机械效率大小，故B不符合题意；
C．不计绳重及摩擦，则克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源，因总功等于有用功与额外功之和，故甲、乙滑轮组的机械效率为
③
若G甲＝G乙且滑轮重均相同，可知甲、乙的机械效率相同，故C不符合题意；
D．甲、乙图绳子的有效段数（n）分别为3、2。不计绳重及摩擦，则作用在绳子自由端的拉力为
则提升物体的重力为
G=nF-G动
若F甲＝F乙且滑轮重均相同，则可知，甲滑轮组提升物体的重力较大，根据③式有
故可知甲的机械效率比乙高，故乙的机械效率比较低，故D符合题意。
故选D。
8. 滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然（不用力）变化，最有可能滑到滑台C处的是（ ）
A. B.
C. D.
【8题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】由图知道，运动员在滑台A处站立时，具有重力势能较大，不计滑台摩擦和空气阻力，机械能守恒，到达B处时，运动员全蹲时，重心的高度小于A处重心的高度，B处运动员的重力势能小于A处重力势能，由机械能守恒知道，运动员在B处具有一定的动能，能滑到滑台C处，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
9. 如图所示，电源电压为3V且恒定不变，当开关S闭合后，滑动变阻器的滑片P从a端滑向b端的过程中，三只电压表的示数变化的数值分别为、、，下列可能出现的情况是（ ）
A. 、、B. 、、
C. 、、D. 、、
【9题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】AD．由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测电源的电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，电压表V3测灯泡两端的电压。因电源的电压不变，所以，滑动变阻器的滑片P从a端滑向b端的过程中，电压表V1示数变化的，故AD不符合题意；
BC．设电源电压为U，因串联电路中总电压等于各分电压之和，滑动变阻器的滑片P在a端时电压表V2的示数为
U2=U-U3
滑片P在b端时电压表V2的示数为
U2′=U-U3′
两式相减得
即
故A不符合题意，B符合题意。
故选B。
10. 共享电瓶车上有一款智能头盔，只有戴上头盔扣上卡扣后，头盔上的信号发射器才能发出信号，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），电瓶车才能正常启动，下列电路符合要求的是（ ）
A. B. C. D.
【10题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意可知，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），车才能正常启动，这说明两个开关相互影响，必须都闭合时，电动车才能启动，因此S1、S2是串联在一起的，一起控制电动机，故D符合题意， ABC不符合题意。
故选D。
11. 如图是轿车油量表原理图，金属滑杆与油箱中的浮子通过绝缘细杆相连，滑杆可绕固定轴O转动。Q是轿车仪表盘上的油量表，可以提醒司机剩余油量情况，下列说法正确的是（ ）
A. Q实质是一个电流表，装置K实质是连接导线
B. Q实质是一个电压表，装置K实质是滑动变阻器
C. 油量减少，K连入电路电阻增大，电路中电流减小
D. 油量减少，K连入电路的电阻减小，电路中电流增大
【11题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由图可知，油量表Q、定值电阻R0、装置 K组成串联电路，所以油量表Q是由电流表改装而成的；油箱中的油量变化，油量表Q发生变化，即电路中的电流发生变化，浮子上升或下降使滑杆绕固定轴O在装置K上面上下滑动，改变了接入电路的阻值，从而改变电路中的电流，所以装置K实质是一个滑动变阻器，故AB错误；
CD．当油量减少时，浮子向下运动，杠杆逆时针转动，使装置K连入电路的电阻增大，电路总电阻增大，根据可知，电路中电流减小，故D错误，C正确。
故选C。
12. 如图所示，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为标有“20Ω，0.5A”的滑动变阻器，电压表V1的量程是，电压表V2的量程是 ，电流表A的量程为。闭合开关S，当R2接入允许最大阻值时，电流表示数为0.3A，电压表V2的示数为5.4V；再将R2调至允许接入最小阻值时，电压表V1的示数为1V。则在调节过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 电源电压是6VB. R0的阻值是8Ω
C. 电阻R1的电功率变化了0.32WD. 电压表V2的示数变化了1V
【12题答案】
【答案】A
【解析】
【详解】AB．由电路图可知，R0与R1、R2串联，电压表V2测 R2和R1两端的电压之和，电压表V1测R2两端的电压，因此电压表V2的示数大于电压表V1的示数；电流表测电路中的电流；当R2接入允许最大阻值时，R2分的电压最大，电压表V1达到最大值3V，电流表示数为0.3A，为电路的最小电流；电压表V2的示数为5.4V， 则R1两端的电压
R1的电阻
电源电压
①
将R2调至允许接入最小阻值时，电压表V1的示数为1V，此时电路中电流最大，根据电流表的量程为、滑动变阻器标有“20Ω，0.5A”可知，最大值为0.5A，则电源电压
②
联立①②解得
故A正确，B错误；
C．电阻R1的电功率变化
故C错误；
D．电流表示数为0.3A，电压表V2的示数为5.4V；电流最大值为0.5A时，电压表V2的示数
变化了0.4V，故D错误。
故选A。
二、填空题（本题共7小题，每空1分，共26分）
13. 在水平地面上铺一张白纸，将皮球的表面涂黑，使其分别从不同高度自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，这一过程可探究重力势能与______的关系，其中圆斑______（选填“A”或“B”）是皮球从较高处下落形成的。若皮球下落后，不再拍打皮球，皮球上升的高度会越来越小，这一过程中将______能转化为______能。
【13题答案】
【答案】 ①. 高度 ②. B ③. 重力势 ④. 内
【解析】
【详解】[1]同一皮球分别从不同高度处自由下落，皮球质量相同，下落高度不同，目的是探究重力势能大小与高度的关系。
[2]由图可知，黑色圆斑B较大，说明B球的形变大，原因是该球从较高处下落，原来球的重力势能较大，皮球与地面接触时，转化为的弹性势能大，球的形变大。
[3][4]皮球下落后，不再拍打皮球，皮球上升的高度会越来越小，质量不变高度变小，故皮球的重力势能变小，由于和空气摩擦，重力势能转化为皮球的内能。
14. 生活垃圾变废为宝，某垃圾处理厂每天完全燃烧800t的生活垃圾，放出热量______J。若放出热量的30%用来发电，每天可发电______kW•h。若放出热量的42%用来加热水供给附近小区，1标准大气压下，每天可将______kg的水由20 C恰好加热至沸腾。[q垃圾＝3×106J/kg，c水＝4.2×103J/(kg•C)]
【14题答案】
【答案】 ①. 2.4×1012 ②. 2×105 ③. 3×106
【解析】
【详解】[1]生活垃圾的质量
m=800t=800×103kg=8×105kg
生活垃圾的热值q垃圾=3×106J/kg，则完全燃烧这些垃圾所放出的热量
Q放=mq垃圾=8×105kg×3×106J/kg=2.4×1012J
[2] 若放出热量的30%用来发电，则转化成的电能
[3] 若放出热量的42%用来加热水，则水吸收的热量
Q吸=η′×Q放=42%×2.4×1012J=1.008×1012J
根据公式Q=cmt可得水的质量
15. 用如图所示滑轮组5s内将重为200N的物体匀速提升2m，动滑轮重为30N，滑轮组的机械效率为80%，则有用功为______J，额外功为______J，人对绳的拉力为______N，拉力的功率为______W。
【15题答案】
【答案】 ①. 400 ②. 100 ③. 125 ④. 100
【解析】
【详解】[1]拉力做的有用功
[2]由 可得拉力做的总功
拉力做的额外功
[3]由 可得人对绳的拉力
[4]拉力做功功率
16. 如图是使用手机和自拍杆自拍时的示意图，自拍杆可以看作是一个______（选填“省力”或“费力”）杠杆（O为支点）。已知自拍杆长1m（质量忽略不计），手机对杆竖直向下的作用力F2=3N，图中l1=10cm、l2=80cm，则手垂直于杆的动力F1=______N。若动力F1的方向变为水平向左，则动力F1＇=______N。拍摄需要伸长自拍杆时，若保持F1的作用点、方向及支点位置不变，则F1大小将______。
【16题答案】
【答案】 ①. 费力 ②. 24 ③. 40 ④. 变大
【解析】
【详解】[1]由图可知，O为支点，该杠杆的动力为手为杠杆的力，阻力为手机给杠杆的力，动力臂小于阻力臂，所以自拍杆可以看作是一个费力杠杆。
[2]由杠杆平衡条件可知，手垂直于杆的动力F1为
[3]
当动力F1的方向变为水平向左，新的力臂l1＇如上图所示，由题可知，OB=80cm，OA=100cm，由勾股定理可得
图中三角形OAB与三角形COD相似，所以
则OD的长度
即新的力臂l1＇的长度为6cm，由杠杆平衡条件可知，动力F1＇为
[4]保持F1的作用点、方向及支点位置不变，即动力大小以及动力臂大小不变，拍摄需要伸长自拍杆时，则阻力大小不变，阻力臂将增大，由杠杆平衡条件可知，此时F1大小将变大。
17. 某电吹风机单独工作6min时，电能表的指示灯闪烁了320次，电能表的表盘上标有3200imp/（kW•h），则该电吹风消耗的电能为______kW•h，实际功率为______W，这些电能可供一只“220V，10W”的LED灯正常工作______h。
【17题答案】
【答案】 ①. 0.1 ②. 1000 ③. 10
【解析】
【详解】[1]由电能表的表盘参数可知，用电器每消耗1kW·h电能，指示灯闪烁3200次，则闪烁320次用电器消耗的电能
电吹风消耗0.1kW·h电能所用时间
[2]电吹风的实际功率
[3] LED灯正常工作时的电功率
P′=10W=0.01kW
消耗0.1kW·h的电能可工作的时间
18. 如图所示，电源电压不变，R2=30Ω，R3=10Ω。只闭合S1，电流表A1示数为0.2A，电压表V示数为4.0V，则定值电阻R1为_______Ω，电源电压为_______V。闭合S1、S2、S3，电流表A1、A2示数之比为_______，通电lmin电阻R1产生的热量为_______J。
【18题答案】
【答案】 ①. 20 ②. 6 ③. 5︰2 ④. 108
【解析】
【详解】[1]只闭合S1，电阻R1、R3串联，电流表A1测电路中的电流，电压表V测量电阻R1两端的电压。由欧姆定律可得R1的阻值为
[2]根据串联电路的特点和欧姆定律可得，电源电压为
[3]闭合S1、S2、S3，电阻R1、R2并联，电流表A1测量干路中的总电流，A2测量通过R2的电流，电压表测量电源电压；则通过R1的电流为
通过R2的电流，即A2的示数为
干路中电流，即A1的示数为
电流表A1、A2示数之比为
[4]通电lmin电阻R1产生的热量
Q1＝I12R1t＝(0.3A)2×20Ω×60s＝108J
19. 如图甲所示的模拟调光灯电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光。此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示，则电源电压为______V，电路允许的最大功率为______W；小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min消耗的电能为______J；若R2的滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全，需串联一个阻值为______Ω的电阻。
【19题答案】
【答案】 ①. 4.5 ②. 1.125 ③. 1875 ④. 30
【解析】
【详解】[1]由电路图知，电压表V1并联在小灯泡的两端，通过小灯泡的电流随着电压表示数的增大而增大，所以图线①是小灯泡的I-U图象；图线②随着电压表示数的增大，电流表的示数减小，说明电压表一定测量滑动变阻器两端的电压，所以电压表可能只在滑动变阻器的两端，也可能在定值电阻和滑动变阻器的两端；根据串联电路总电压等于各用电器电压之和，图乙中对应不同的电流值，图象①②的电压之和不相等，说明电压表没有并联在定值电阻和滑动变阻器的两端，而是只并联在滑动变阻器的两端了。
由图乙可知：当电流为0.1A时，电源电压为
①
当电流为0.25A时，电源电压为
②
联立①②得
，
[2]由图乙知，电路的最大电流为0.25A，电路的最大功率为
，
[3]由图乙知，小灯泡正常发光时的电流为0.25A， 定值电阻R1在1min内产生的热量为
[4]小灯泡正常发光的电阻为
因为R2的滑片可自由移动，且灯泡能正常发光，所以R2的电阻为0，即R2=0时，电路的电流为0.25A，此时电路的总电阻为
，
串联的电阻为
,
所以再串联一个3Ω的电阻后，R2的滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全。
三、解答题（本题共11小题，共50分、解答第27、28题时应有公式和解题过程）
20. 如图所示置于水平地面上的学生座椅，要在C点用最小的力F使座椅绕A点逆时针转动，请在图中画出最小力F及其力臂的示意图。
【20题答案】
【答案】
【解析】
【详解】由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。使座椅绕A点逆时针转动，所以图中支点在A点，要求在C点用力，连接AC，则AC就是最长的动力臂；由题意可知，要在C点用最小的力F使座椅绕A开始逆时针转动，则动力应垂直于力臂向左，据此可画出最小动力F的示意图；如图所示
21. 如图所示，请在两个空白圈内选填“电压表”或“电流表”的符号使两灯都能发光。
【21题答案】
【答案】
【解析】
【详解】若1、2同为电压表，1、2处都相当于断路，则L1不能发光，不符合题意；若1、2都为电流表，电路短路，两灯都不亮，不符合题意；若1为电压表，2为电流表，相当于1处断路，2和L1被短路，L1不发光，不符合题意；若1为电流表，2为电压表，L1、L2并联，1测量L1的电流，2测量电源电压，两灯同时发光，故1为电流表，2为电压表，如图所示：
22. 如图所示，请根据实物图画出电路图（在答题卡的虚线框内作答）。
【22题答案】
【答案】
【解析】
【详解】由实物图可知，三个电阻串联，闭合开关后，电流从电源正极流出，依次流过开关，滑动变阻器R3、电流表、电阻R2、电阻R1，最后流回负极，电压表并联在电阻R1和R2两端，测它们两端的总电压。电路图如图所示：
23. 探究动能的大小与哪些因素有关的实验中：
（1）实验中通过观察______来比较小球动能的大小；
（2）对比甲、丙两次实验，可探究动能大小与______的关系；
（3）探究动能大小与另一个因素的关系，应选择______两次实验。
【23题答案】
【答案】 ①. 木块移动的距离 ②. 速度 ③. 甲、乙
【解析】
【详解】（1）[1]从斜面滚下到水平面时小球具有动能，小球撞击木块，能对木块做功，小球具有的动能越多，对木块所做的功也越多，则木块移动的距离也越大。所以通过观察木块移动的距离来比较小球动能的大小。
（2）[2]甲、丙两次实验中，让同一小球从同一斜面的不同高度静止释放，则小球的质量相同，到达水平面的速度不同，其动能也不同，所以可探究动能大小与速度的关系。
（3）[3]动能大小与物体的质量和速度有关。第（2）小题探究动能与速度的关系，则现在要探究动能与另一因素即质量的关系，需保持小球到达水平面时的速度相同，所以应让质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，应选择甲、乙两次实验。
24. 在物理实践活动中，某小组设计并组装了如图所示的实验装置，A、B、C瓶内分别装有甲乙两种不同液体并插有温度计，电阻RA＝5Ω，RB＝RC＝2.5Ω。利用该装置可同时探究“物质吸热升温的情况”和“电阻大小对电热的影响”。
（1）为同时完成两个实验的探究，还需控制______相同；
（2）探究“物质吸热升温的情况”，应选择______（选填烧瓶序号）两个烧瓶中的液体做为研究对象；
（3）探究“电阻大小对电热的影响”，应选择______（选填选填烧瓶序号）两个烧瓶中的电阻做为研究对象，本实验可以通过______来反应电阻放出热量的多少。
【24题答案】
【答案】 ①. 液体质量 ②. BC ③. AB ④. 温度计示数的变化
【解析】
【详解】（1）[1] 探究“物质吸热升温的情况”和“电阻大小对电热的影响”都需要控制烧杯中所装液体的质量相等。
（2）[2] 探究“物质吸热升温的情况”的实验中，是两种不同的液体吸收的热量相同的情况下，比较温度计示数的升高情况，因此应该选择相同的电热丝，让它们在相同时间内放出的热量相同，故应选BC两烧杯。
（3）[3]探究“电阻大小对电热的影响”实验中，为了比较电热丝放出热量的多少，应选择相同的液体，不同的电热丝，比较温度计示数的变化，因此应选AB两烧杯。
[4]不同的电热丝放出的热量不同，则液体升高的温度不同，因此本实验可通过温度计示数的变化来反映电热丝放出热量的多少。
25. 利用轻质杠杆探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）杠杆静止时如图甲所示，要使杠杆在水平位置平衡，则应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节；
（2）如图乙所示，在A点挂4个钩码，在B点挂______个钩码，仍可使其在水平位置平衡；
（3）用弹簧测力计代替钩码，如图丙所示，不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小，使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力F与其力臂l1的图像如图丁所示。图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积______（选填“相等”或“不等”），其原因是______。
【25题答案】
【答案】 ①. 左 ②. 6 ③. 相等 ④.
【解析】
【详解】（1）[1]调节杠杆在水平位置平衡时，杠杆左端偏高，说明杠杆右侧偏重，则应将平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）[2]设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件 有
解得
在B点挂6个钩码，仍可使其在水平位置平衡。
（3）[3][4]图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积相等，原因是左侧钩码对杠杆的拉力与其力臂的乘积不变，要想使杠杆平衡，右侧的拉力与力臂的乘积需等于左侧拉力与其力臂的乘积；即左侧拉力与其力臂的乘积不变时，右侧拉力与其力臂的乘积成反比，表达式为
26. 探究导体的电流与电阻的关系实验如图所示，电源电压恒为6V，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，电阻箱的可调范围为0~9999Ω。
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到______（选填“A”或“B”）端；
（2）闭合开关后，电流表和电压表示数均为零，电路中的故障可能是______；
（3）排除故障后，调节电阻箱的阻值为5Ω，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P至某一位置，电流表示数如图乙所示，则电压表示数为______V。改变电阻箱接入电路的电阻R，调节滑动变阻器的滑片P，多次实验，为保证实验顺利完成，电阻箱接入电路的最大阻值为______Ω；
（4）图丙中以电流表示数I为纵坐标、以______为横坐标建立平面直角坐标系，通过图像一定可以直观地得出“导体两端电压一定时，导体中的电流与导体电阻成反比”的结论。
【26题答案】
【答案】 ①. B ②. 滑动变阻器断路 ③. 2 ④. 25 ⑤. 电阻箱的阻值R
【解析】
【详解】（1）[1]闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，起到保护电路的作用，图中滑动变阻器下端接入电路的是左边的接线柱，因此滑片移到B端接入电路的阻值最大。
（2）[2]闭合开关后，电流表无示数说明电路中出现了断路；电压表示数也为零，说明是电压表所测量的电阻箱以外的部分出现的断路，所以可能是滑动变阻器断路。
（3）[3][4]如图乙所示，电流表接的是小量程，指针指在0.4刻度线处，故电流表示数应为0.4A；电阻箱的阻值为5Ω，根据欧姆定律可得，电压表示数为
改变电阻箱接入电路的电阻R，调节滑动变阻器的滑片P，控制电压表的示数为2V不变；根据串联分压原理，当电阻箱的阻值调大时，滑动变阻器的阻值要随之调大，所以
则电阻箱接入电路的最大阻值为25Ω。
（4）[5]该实验是探究“导体的电流与电阻的关系”实验，要得出“导体两端电压一定时，导体中的电流与导体电阻成反比”的结论，图像应该反映的是电流随着电阻的变化而变化的关系，因此横坐标应该是电阻箱的阻值R。
27. 有两个阻值未知的定值电阻R1、R2，R1约为8欧，R2约为500欧。现有如下器材：电源电压恒为3V，实验室用电流表和电压表、最大阻值为20Ω的滑动变阻器、可调范围0~9999Ω的电阻箱、开关及导线若干。
（1）小明用图甲所示电路测量未知电阻R1的阻值：
①实验前开关应处于______状态；
②为使测量结果更准确，需要多次测量取平均值，实验中的具体操作是______；
③根据测得数据得到如图乙所示的U﹣I图像。由图可得电阻R1＝______Ω；
（2）像小华仅利用本实验中的器材测出了R2的阻值，实验电路如图丙所示，请在图中虚线框中画出对应的元件符号______。
【27题答案】
【答案】 ①. 断开 ②. 改变滑动变阻器阻值，从而得到多组实验数据 ③. 7.5Ω ④.
【解析】
【详解】（1）[1]为保证实验安全，实验前开关应该断开。
[2]为使测量结果更准确，需要多次测量取平均值，实验中的具体操作是：改变滑动变阻器阻值，从而得到多组实验数据。
[3]由甲图可知，电压表测R1电压，电流表测R1电流，故根据欧姆定律，从乙图数据可得R1的阻值为
（2）[4]R2约为500欧，电源电压恒为3V，根据欧姆定律，这时电路中电流最大为
电流太小故不能选用电流表，所以应该把变阻箱与R2串联，通过串联电路的分压特点：电阻之比等于电压之比，再通过开关控制电压表，分别测量出变阻箱R、R2的总电压U1与R2电压U2，故有
R2阻值为
电路图如下所示：
【点睛】
28. 两只铭牌模糊的小灯泡L1、L2，仅能看清分别标有“2.5V”和“3.8V”字样。
（1）图甲是小明测量小灯泡L1电功率时连接实物图；
①请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整______；
②电路连接正确后，闭合开关，小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是______（填序号）；
A．更换小灯泡
B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
③问题解决后，移动滑片P，记录多组数据，绘制成如图乙所示的I-U图像，由此可知小灯泡的额定功率是______W；
（2）小华利用图丙所示的电路测出了小灯泡L2的额定功率；
①闭合开关S，S1接______，将滑动变阻器R1的滑片P移至最左端，调节电阻箱使电压表的示数为3.8V；
②闭合开关S，S1接______调节滑动变阻器R1的滑片P，使电压表的示数仍为3.8V；
③保持滑动变阻器R1的滑片P不动，将电阻箱的调为0，读出电压表的示数U1，再将电阻箱调为10Ω，记为R0，读出电压表的示数U2；
④小灯额定功率的表达式为______（用U额、U1、U2、R0表示）；
⑤为了更简单地测出小灯泡的额定功率，只需将______和______互换位置。
【28题答案】
【答案】 ①. ②. C ③. 0.625 ④. 1 ⑤. 2 ⑥. ⑦. R1 ⑧. R2
【解析】
【详解】（1）[1]伏安法测灯泡电功率实验中灯泡和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，所以电路图如图所示
[2]AB．闭合开关，小灯泡不亮，但是电流表有示数，说明电路是通路，各电路元件完好，所以AB操作不必要，故AB不符合题意；
C．电路中有电流，但是灯泡不亮的原因是灯泡实际功率太小，所以应该移动滑动变阻器滑片，增大电路中电流，增大灯泡的实际功率，观察灯泡是否正常发光，故C符合题意。
故选C。
[3]由图乙可知当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.25A，所以小灯泡L1的额定功率为
（2）[4]闭合开关S，S1接1，滑动变阻器R1的滑片P移至最左端，灯泡L1和R2串联，电压表测灯泡两端电压。调节电阻箱，当电压表的示数为3.8V，此时灯泡正常发光，灯泡的电功率为额定功率。
[5]闭合开关S，S1接2，R1和R2串联，电压表测R1两端电压。由于电阻箱阻值没有改变，当调节滑动变阻器R1的滑片P，使电压表的示数仍为3.8V时，电阻R1接入电路的电阻等于灯泡的额定电压下的电阻，即。
[6]闭合开关S，S1接2，R1和R2串联，保持滑动变阻器R1的滑片P不动，将电阻箱的调为0，电压表的示数U1为电源电压。再将电阻箱调为10Ω，记为R0，电压表的示数U2。此时电路中中电流为
滑动变阻器R1两端电压为
此时滑动变阻器R1接入电阻的阻值为
又，所以灯泡额定功率为
[7][8]从小华的实验过程来看，使用一个电阻替代小灯泡额定电压下的电阻。关键是要知道等效电阻的阻值大小，所以可以将R1和R2互换位置，互换后，操作过程如下：
①闭合开关S，S1接2，将电阻箱R2阻值调为0。灯泡L1和R1串联，电压表测量小灯泡两端电压，调节滑动变阻器R1的滑片P，使电压表的示数为3.8V，灯泡正常发光。
②闭合开关S，S1接1，此时电压表测量电阻箱R2两端电压。保持滑动变阻器R1的滑片P不动，调节电阻箱的阻值，使电压表的示数为U额=3.8V，此时R2的电阻等于灯泡的额定电压下的电阻。读出电阻箱的示数R。
所以灯泡的额定功率为
29. 某功率恒为69kW的汽车，以34.5m/s的速度在平直公路上匀速行驶10min，完全燃烧了2.3kg汽油（q汽油＝4.5×107J/kg）。求该车在此过程中：
（1）牵引力多大？
（2）发动机的效率是多少？
【29题答案】
【答案】（1）2000N；（2）40%
【解析】
【详解】解：（1）汽车做匀速直线运动，则
（2）汽油完全燃烧放出的热量为
Q=mq=2.3kg×4.5×107J/kg=1.035×108J
汽车做的功为
W=Pt=69000W×10×60s=4.14×107J
则效率为
答：（1）该汽车行驶过程中所受到的牵引力为2000N；
（2）该汽车发动机效率为40%。
30. 如图为某品牌电饭煲的工作电路示意图，“T”字形开关S1可以拨至触点“1”同时与a、b相连，或拨至触点“2”只与c相连（红灯，绿灯为指示打，不计电阻）。该电饭煲具有加热、保温功能，在加热挡时总功率为2640W，在保温挡时的总功率为110W，且R2＝R3。请根据以上信息解答下列问题：
（1）将开关S1拨至触点“1”时，______发光（选填“红灯”或“绿灯”），此时电饭煲处于______状态（选填“加热”或“保温”）；
（2）R1的阻值是多少Ω______？
（3）如果在不改变某一个挡位电功率的基础上，将电路中一个电阻替换成导线，则另一个挡位的功率会提升多少W______？
（4）如果在不改变原来两个挡位电功率的基础上，要增加一个更大功率的挡位来加热物体，请在图中合适的位置添加一个开关S2，作图并用简要的文字说明如何调至该挡位______。
【30题答案】
【答案】 ①. 红灯 ②. 加热 ③. 20 ④. 110 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]将开关S1拨至触点“1”时，同时与a、b相连，此时R1于R2并联，和R1串联的红灯亮。
[2]因为R2和R3相等，R1和R2并联后的总电阻一定小于R2的电阻，当开关拨至触点“2”时，电路中R2和R3串联，总电阻比R1和R2并联时大，根据公式可知，开关S1拨至触点“1”时，电饭煲处于加热挡。
（2）[3] 当开关拨至触点“2”时，R2和R3串联，此时电饭煲处于保温状态，总功率为110W，根据公式可得R2的电阻
因为R2=R3，故有
2R2=440Ω
则
R2=220Ω
当开关拨至触点“1”时，R2的功率
则R1的功率
P1=P-P2=2640W-220W=2420W
R1的电阻
（3）[4] 根据题意，如果在不改变某一个挡位电功率的基础上，将电路中一个电阻替换成导线，只能是将R3替换为导线，此时不会影响加热挡的功率，而保温档的功率为
保温挡提升的功率
P=P保′-P保=220W-110W=110W
（4）[5]要增加一个更大功率的挡位，可将R3并联在原加热挡的电路中，挡S2闭合时，R1、R2、R3并联，则电功率更大，如下图所示：
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