2025-2026学年广东省汕头市潮阳区多校联考九年级上学期1月期末物理试卷（解析版）

这是一份2025-2026学年广东省汕头市潮阳区多校联考九年级上学期1月期末物理试卷（解析版），共18页。试卷主要包含了考生必须保持答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。
本试卷共8页．满分100分．考试用时80分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必用黑色字迹的签字笔或钢笔将自己的姓名、准考证号等信息填写在答题卡上，再用2B铅笔在相应位置填涂自己的准考证号。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题号选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的签字笔或钢笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液．不按以上要求作答的答案无效。
4．考生必须保持答题卡的整洁．考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
一．选择题：本大题共7小题，每小题3分，共21分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
【物理与生活】手机等电子产品被广泛应用于社会生活，结合所学的知识完成1-4题。
1. 下列做法符合安全用电原则的是（ ）
A. 边充电，边使用手机B. 充电器不使用时应断开电源
C. 坚持使用破损的充电线D. 若充电时充电器自燃起火，应迅速浇水扑灭
【答案】B
【解析】一边充电，一边使用手机，充电器长时间工作会产生较多热量，同时手机在使用过程中也会发热，这样容易导致手机和充电器温度过高，可能引发火灾等安全事故。而且充电时使用手机，若手机出现漏电情况，还可能导致使用者触电。所以一边充电一边使用手机不符合安全用电原则，故A不符合题意；充电器不使用时及时断开电源，可避免待机耗电和潜在的电路故障风险，符合安全用电原则。故B符合题意；充电线破损时继续使用，易引发触电或短路事故，不符合安全用电原则，故C不符合题意；若充电器自燃起火，由于生活用水是导体，迅速浇水扑灭可能会导致电流通过水传导，使救援人员触电，同时还可能损坏其它电气设备，甚至引发更严重的火灾或爆炸。充电器自燃起火应先切断电源，再使用干粉灭火器等合适的灭火器材进行灭火。故D不符合题意。
2. 下列数据最符合手机正常工作时的情况是（ ）
A. 电流0.2AB. 电压1.5V
C. 每小时消耗电能360JD. 功率100W
【答案】A
【解析】手机正常工作时的电流很小，约为，故A符合题意；手机电池额定电压通常为3.7V，故B不符合题意；手机正常工作时的功率约1W，则每小时消耗的电能为，故C不符合题意。100W接近家用白炽灯的功率，远大于手机正常工作时的功率，故D不符合题意。
3. 手机各元件导电性能不同，下列说法正确的是（ ）
A. 手机屏幕是用玻璃制作的，该材料是导体
B. 芯片主要采用半导体材料制造
C. 芯片都是用超导材料制成的
D. 电池内部的金属电极是绝缘体
【答案】B
【解析】玻璃属于绝缘体，手机屏幕用玻璃制作正是利用其绝缘性，防止漏电，故A错误；半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，制作芯片的材料主要是半导体，故B正确，C错误；电池的金属电极作用是传导电流，不可能是绝缘体，故D错误。
4. 下列与比热容相关的知识正确的是（ ）
A. 冬天手机续航下降，因为低温下电池内部物质的比热容变小
B. 夏天手机容易发烫，因为手机外壳材料比热容较大，吸热后温度变化明显
C. 有些手机采用石墨烯散热，是利用石墨烯比热容小的特点
D. 手机电池充电时温度升高，因为电流做功产生热量，电池的比热容并未改变
【答案】D
【解析】冬天手机续航下降，因为低温会降低电池内部化学反应速率，并不是比热容变小，比热容是物质的固有属性，与温度变化无关，故A错误由可知，相同质量的物质吸收相同的热量，比热容越小，温度变化越大，手机外壳发烫，说明温度变化明显，故手机外壳材料比热容较小，故B错误；采用石墨烯散热，是利用石墨烯导热性好的特点，与比热容无关，故C错误；手机电池充电时，将电能转化为化学能，电流做功产生热量，导致温度升高；比热容是物质的固有属性，组成电池的物质种类不变，其比热容不变，故D正确。
5. 若用“”表示不带电，“＋”表示带正电，“－”表示带负电，则下列选项中，原子及其构成的粒子所带电性及结构组成描述正确的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】原子是原子核和核外电子构成，由于原子核所带的正电荷数与电子所带的负电荷数相等，故原子不显电性，故AB错误；原子核带正电，原子核是由质子和中子构成，质子带正电，中子不带电，故Ｃ错误，D正确。
6. 小明利用如图的电路探究“导体中电流跟电阻的关系”，电源电压保持不变，更换阻值不同的电阻，调节滑动变阻器，记录电压表示数U和电流表示数I，描点画出的图像中，最接近实际的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】探究导体中电流与电阻的关系时，应控制定值电阻R2两端的电压U不变，由欧姆定律可知，在电压U不变时，电流I与电阻R成反比，即I-R2图像应为反比例曲线，故A符合题意；电路中R1与R2串联，由串联电路电压规律可知，R1两端的电压为，电源电压不变，且R2两端的电压U需保持不变，则R1两端的电压U1也不变，由欧姆定律可知，当U1一定时，I与R1成反比例关系，图中I不随R1变化，故B不符合题意；探究导体中电流与电阻的关系时，需控制R2两端的电压，即电压表示数U不变，故U-R2的图像应是一条与横坐标平行的水平线，故C不符合题意；电路中R1与R2串联，电流处处相等，且R2两端的电压U需保持不变，由欧姆定律可知，电路电流为
则R1与R2的关系为，由于U总、U均为定值，故R1与R2成正比例关系，即图像应为过原点的直线，故D不符合题意。
7. 如图所示，电源电压保持不变，为定值电阻，为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，下列判断正确的是（ ）
A. 电压表示数变大，电流表示数变小B. 定值电阻消耗的电功率变大
C. 滑动变阻器消耗的电功率变大D. 电压表与电流表示数之比变大
【答案】D
【解析】分析电路图可知，闭合开关S后，两电阻并联，电压表测量电源电压，电流表A测量R2所在支路的电流；当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时，其接入电阻增大，则滑动变阻器R2支路中的电流变小，则电流表A的示数变小；电压表测量电源电压，则电压表示数不变，故A错误；由并联电路中，各支路互不影响可知，定值电阻R1两端电压不变，通过定值电阻R1的电流不变，由可知，其消耗的电功率不变，故B错误；由并联电路中，各支路两端电压都等于电源电压可知，滑动变阻器R2两端电压不变；由于滑动变阻器R2支路中的电流变小，由可知，其消耗的电功率变小，故C错误；电压表示数不变，电流表的示数变小，所以电压表与电流表示数之比变大，故D正确。
二．填空题：本大题共7小题，每空1分，共21分。
8. 蚝烙是汕头特色美食之一，烹饪时香气四溢，这是______现象，说明分子在不停地做无规则运动，且温度越高，分子运动越______；清洗餐具时，油污附着在餐具上，是因为分子之间存在______力。
【答案】扩散 剧烈 引
【解析】蚝烙是汕头特色美食之一，烹饪时香气四溢，使远处的人闻到香味，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。
分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈。
分子之间存在引力和斥力。清洗餐具时，油污附着在餐具上，是因为分子之间存在引力。
9. 马路两边安装太阳能路灯．白天路灯不亮，太阳能光电板将太阳能转化为________能，并经由蓄电池转化为________能储存起来；晚上蓄电池对外供电，经LED灯重新将电能转化为________能，为道路提供照明。
【答案】电 化学 光
【解析】太阳能光电板将太阳能转化为电能；经由蓄电池将电能转化为化学能储存起来。
在夜晚时蓄电池对路灯供电照明，LED灯工作时，消耗电能，将电能转化为光能。
【科技和文化】中医药是中华文明的瑰宝，其典籍与理疗方式中蕴藏着丰富的智慧．请运用所学物理知识，解答10-11题。
10. 如图，刮痧时用刮痧板在皮肤上摩擦，使皮肤温度升高，是通过______的方式改变物体的内能；此过程，能量发生了______（选填“转化”或“转移”）；拔火罐时，要先将罐内的空气加热，这是通过______的方式来改变物体的内能。
【答案】做功 转化 热传递
【解析】刮痧时用刮痧板在皮肤上摩擦，使皮肤的内能增加，温度升高，这是通过做功的方式来改变物体的内能的，此过程，机械能转化为内能，则能量发生了转化。
拔火罐时，要先将罐内的空气加热，空气吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式来改变物体的内能。
11. 在《本草纲目》中关于琥珀的记载：“琥珀如血色，以布拭热，吸得芥子者真也”，“拭”指摩擦，“芥子”指轻小的芥菜籽。
（1）琥珀与布摩擦过程中带了电，这种现象叫做______；
（2）摩擦后布和琥珀带的是______种电荷（选填“同”或“异”）；
（3）摩擦过的琥珀“吸得芥子”，说明带电体具有______的性质。
【答案】（1）摩擦起电 （2）异 （3）吸引轻小物体
【解析】（1）琥珀与布摩擦过程中带了电，这种通过摩擦使得物体带电的现象叫做摩擦起电。
（2）琥珀与布摩擦过程中发生电子的转移，得到电子带负电，失去电子带正电，因此布和琥珀带的是异种电荷。
（3）摩擦过的琥珀变成了带电体，能够吸引轻小的芥菜籽，说明带电体具有吸引轻小物体的性质。
12. 我国长征系列火箭以液态氢为燃料，是因为液态氢的热值______（选填“大”或“小”）；随着燃烧，燃料质量变小，其热值______（选填“增大”“减小”或“不变”）；火箭携带的液氢燃料完全燃烧能释放______J的热量。（液氢的热值取）
【答案】大 不变
【解析】我国长征系列火箭以液态氢为燃料，是因为液态氢的热值大，完全燃烧相同质量的液态氢时，可以释放出更多的热量。
燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，与质量和体积、以及燃烧情况无关，所以随着燃烧，燃料质量变小，其热值不变。
火箭携带的液氢燃料完全燃烧能释放的热量为
13. 如图甲是一种电脑键盘清洁器，它有一个照明用的小灯泡和一个吸尘用的电动机，工作电路简化图如图乙所示。
（1）闭合开关______时，它只吸尘不照明；闭合开关______时，它同时吸尘和照明；
（2）若在使用过程中灯泡烧断，电动机______（选填“能”或“不能”）正常工作。
【答案】（1） 、 （2）能
【解析】（1）分析电路可知，闭合开关时，只有电动机接入电路，电脑键盘清洁器只吸尘不照明；闭合开关、时，电动机和灯泡并联，电脑键盘清洁器同时吸尘和照明。
（2）并联电路中各支路独立工作、互不影响，若在使用过程中灯泡烧断，电动机仍能正常工作。
14. 如图甲，电源电压恒定，为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中，其电流I与电压U的关系图像如图乙所示，则电源电压为______V，消耗的最大功率是______W；将滑片移到b端并通电1min，电路消耗的总电能是______J。
【答案】3 1.8 36
【解析】分析电路可知，和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器的电压，电流表测电路中电流。由图乙可知，电流为0.6A时，变阻器电压为0V，则电源电压为 ①
电流为0.2A时，变阻器电压为2V，则电源电压为 ②
联立①②，解得电源电压，。
由图乙可知，电流最大为0.6A，则消耗的最大功率为
将滑片移到b端时，变阻器阻值最大，电路中电流最小为0.2A，则通电1min，电路消耗的总电能为
三．作图题：本题7分。
15. 作图
（1）如图，用笔画线代替导线连接电路，使并联，电流表测干路电流；
（2）如图，小灯泡和上分别标有“3V 0.28A”和“2.5V 0.25A”字样（灯丝电阻不随温度改变），请将电路图补充完整，使通过两灯泡的电流相等；
（3）如图，插座已正确接入家庭电路，电位器可调节灯泡亮度，a、b、c是电位器的三个接线柱，请将电路连接完整，要求顺时针旋转旋钮时，灯泡变亮。
【答案】（1） （2）
（3）
四．实验题：本大题共3小题，第16题8分，第17题6分，第18题6分，共20分。
16.（1）如图甲，电流表的读数是______A；如图乙，电阻箱的示数为______Ω；
（2）小明用身边的器材自制简易调光灯。如图，闭合开关，将铜环向左移动，灯泡亮度会变______（选填“亮”或“暗”）；若移动铜环的过程中，灯泡的亮度变化不明显，可以通过换更______（选填“粗”或“细”）的铅笔芯来改进；改进后，小明发现无论怎么调节灯泡均发光较暗，这时可考虑适当增大______；
（3）小明用干电池、金属丝、密闭容器和导线等器材组装了如图甲的装置。
①装置通电时，金属丝快速变红，这是电流的______效应；
②为探究“电流通过导体时产生热量的影响因素”，小明将装置改装成如图乙所示电路，可通过比较______来反映电流产生热量的多少；
③已知三段金属丝阻值关系：，闭合开关，开关接A，经过一段时间后，上方温度计示数为70℃；断开开关，待装置冷却到室温后，闭合开关，开关接B，经过相同时间后，上方温度计示数可能是______℃（选填“65”“70”或“75”）。
【答案】（1）0.26 1973 （2）亮 细 电源电压
（3）①. 热 ②. 温度计升高的示数 ③. 75
【解析】（1）如图甲，电流表选用小量程，分度值为0.02A，读数是0.26A。
如图乙，电阻箱的示数为
（2）如图，闭合开关，将铜环向左移动，铅笔芯连入电路的长度变短，电阻变小，则电路中电流变大，灯泡亮度会变亮。
其它条件相同时，横截面积越小，导体电阻越大。若移动铜环的过程中，灯泡的亮度变化不明显，可以通过换更细的铅笔芯来改进，移动铜环时电阻变化更明显。
改进后，小明发现无论怎么调节灯泡均发光较暗，这时可考虑适当增大电源电压，从而增大电路中电流。
（3）装置通电时，金属丝快速变红，说明金属丝发热，这是电流的热效应。
为探究“电流通过导体时产生热量的影响因素”，小明将装置改装成如图乙所示电路，根据转换法，可通过比较温度计升高的示数来反映电流产生热量的多少。
闭合开关，开关接A，、串联，总电阻为；断开开关，待装置冷却到室温后，闭合开关，开关接B，此时、串联，总电阻为。，所以总电阻变小，电源电压不变，根据可知电路中电流变大，根据可知，经过相同时间后，产生的热量变多，所以上方温度计示数大于70℃，则可能是75℃。
17. 小明在“探究串联电路电压的规律”实验中设计了如图甲所示电路图。
（1）小明根据图甲连接好实验电路如图乙所示，此时电压表测量______（选填“AB”、“BC”或“AC”）两点之间的电压；
（2）闭合开关后，两个灯泡都不亮，电压表示数接近电源电压。接下来最合理的操作是：断开开关，________（选填下列字母），然后闭合开关，观察电压表示数；
A. 立即更换两个灯泡
B. 拧紧两端的接线柱
C. 拧紧两端的接线柱
（3）排除故障后，闭合开关，电压表示数如图丙所示，为使测量结果更精确，应______；
（4）完善电路后，记录实验数据如下表：
①为使结论更具普遍性，小明用不同方法按甲图电路进行多次实验，对比实验次数______，是通过改变灯泡规格的方法进行多次实验；
②分析表格数据可得结论：______（用字母公式表示）；
③小明发现第一次实验的数据=2.9V比第二次实验的数据=2.8V大，是不合理的，而小红则认为两组数据都是合理的，你同意______（选填“小明”或“小红”）的观点。
【答案】（1）BC （2）B （3）断开开关，换用小量程
（4）①. 1、2 ②. ③. 小红
【解析】（1）如图乙所示，此时电压表与并联，所以测量BC两点之间的电压。
（2）闭合开关后，两个灯泡都不亮，说明发生断路，电压表示数接近电源电压，则电压表两端与电源相通，则故障是灯处断路，这可能是两端的接线柱松动导致的。所以接下来最合理的操作是：断开开关，拧紧两端的接线柱，然后闭合开关，观察电压表示数，故B符合题意，AC不符合题意。
（3）排除故障后，闭合开关，电压表示数如图丙所示，电压表选用大量程，分度值为0.5V，示数小于3V，为使测量结果更精确，应断开开关，换用小量程。
（4）对比实验次数1、2，基本不变，使用的小灯泡不同，所以是通过改变灯泡规格的方法进行多次实验。
分析表格数据则有
则可得结论
第一次实验的数据=2.9V比第二次实验的数据=2.8V大，但是在误差允许的范围内，两组数据都是合理的，小红的观点正确。
18. 小明在做“测量小灯泡在不同电压下电阻”的实验中，所用器材如下：两节新干电池，标有2.5V的小灯泡，两个滑动变阻器“10Ω、1A”、“20Ω、2A”，电流表，电压表，开关，导线若干。
（1）如甲图连接电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，依次测得数据如下表所示，第4次实验时灯泡电阻应为________Ω．由表可知，小明选用的滑动变阻器应是________（选填“”或“”）；
（2）从实验数据得出结论：当电压表示数增大时，小灯泡的电阻________（选填“变大”、“变小”或“不变”），这是因为________；
（3）小明想知道小灯泡不工作时的电阻是否符合上述实验的结论，因此，他找来数字多用表如乙图，并将丙图白色旋钮调到测电阻的________挡位，测量该小灯泡的电阻，数字多用表的示数如丁图所示，该小灯泡不工作时的电阻为________Ω，符合以上结论。
【答案】（1）8 （2）变大 见解析 （3）欧姆 1.2
【解析】（1）根据欧姆定律，第4次实验中，，
电源为2节新干电池，总电压。第1次实验中，灯泡电压，电流，滑动变阻器两端电压
滑动变阻器接入电阻
因为，所以选用的滑动变阻器是​（“20Ω、2A”）。
（2）电压升高时，电流增大，灯丝温度升高，电阻变大，小灯泡的电阻随温度升高而变大。
（3）要测量电阻，需将数字多用表的白色旋钮调到测电阻的欧姆挡。
从丁图中可以看出，数字多用表的示数为1.2，单位是Ω，所以该小灯泡不工作时的电阻为1.2Ω。
五．计算题：本大题共2小题，第19题6分，第20题7分，共13分。
19. 如图所示，电源电压恒定，．当只闭合开关 时，电流表的示数为；此时再闭合开关，电流表A示数变为，求：
（1）电源电压；
（2）的阻值。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）当只闭合开关时，电路为的简单电路，根据欧姆定律可得，电源电压：
（2）当再闭合开关时，电阻和并联，电流表测量干路电流，电流表测量通过的电流。根据并联电路的电流特点可知，通过的电流：
因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以两端的电压。根据欧姆定律可得，的阻值：
20. 图甲是小明家的电热锅，它具有双挡功能，高温挡的电功率是。图乙是电热锅的内部简化电路图，已知．用高温挡将初温为20℃的汤加热至100℃，耗时．汤的比热容取，求：
（1）的电阻；
（2）低温挡的电功率；
（3）电热锅的效率．（结果保留小数点后一位）
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）根据电路图乙，当开关接时，只有电阻接入电路，电路总电阻最小。根据可知，此时电路的电功率最大，为高温挡。当开关接时，电阻和电阻串联接入电路，电路总电阻较大。根据可知，此时电路的电功率最小，为低温挡。
的电阻为：
（2）低温档时电路的总电阻为：
低温档的电功率为：
（3）用高温档加热时，汤吸收的热量为
电热锅消耗的电能为
电热锅的效率为
六．综合能力题：本大题共3小题，每小题6分，共18分。
21. 如图甲是小明在学习了热机知识后，利用塑料瓶、少量酒精、电子打火器制作了一个简易的内燃机模型，其工作过程如图乙。请回答下列问题：
（1）向瓶内喷入雾化酒精使其与空气混合，该工作原理与四冲程汽油机的______冲程相似；
（2）电子打火器点燃混合气体时产生的燃气将瓶盖冲开，该过程相当于四冲程汽油机的______冲程，将内能转化为______能；
（3）瓶盖被冲开后，瓶内出现“白气”，瓶内气体内能______（选填“增加”、“减少”或“不变”），温度______，发生了液化现象；
（4）该模型在完成一次工作后，要模拟下一工作循环，需先将燃烧后的废气排出并吸入新鲜混合气，“排出废气”的过程与图丙中________（选填字母）所示热机工作冲程相同。
A. B.
C. D.
【答案】（1）吸气 （2）做功 机械 （3）减少 降低 （4）C
【解析】（1）向瓶内喷入雾化酒精使其与空气混合，该工作原理与四冲程汽油机的吸气冲程相似，都是使燃料和空气的混合物进入燃烧室中。
（2）电子打火器点燃混合气体时产生的燃气将瓶盖冲开，此过程中，燃气对瓶盖做功，内能转化为机械能，该过程相当于四冲程汽油机的做功冲程，二者能量转化相同。
（3）瓶盖被冲开时，瓶内气体对瓶盖做功，瓶内气体的内能减小，温度降低，瓶内气体中的水蒸气遇冷液化形成小水滴就出现了“白气”。
（4）图中气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，内能转化为机械能，故A不符合题意；图中进气门打开，排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程，故B不符合题意；图中进气门关闭，排气门打开，活塞上行，是排气冲程，将汽缸内的废气排出，故C符合题意；图中气门都关闭，活塞上行，是压缩冲程，机械能转化为内能，故D不符合题意。
22. 每个家庭的用电情况不一样，科技学习小组想设计一个简单的家庭电路方案模型。
【项目实施】
（1）他们查阅了几款用电器的铭牌或者说明书，重点关注它们的______信息，并记录在《用电器调查细目表》中；
用电器调查细目表
（2）首先，他们将家庭电路的配电分支设计如图，每条分支回路都有专门的开关控制通断，例如：在照明分支回路采用了______；在插座分支回路加装了漏电保护器，在漏电时，它会迅速切断电路。其次，选择器材时该模型的总断路器的额定电流不能低于______A（结果保留整数），空调等总功率大的分支回路的导线要选______（选填“粗”或“细”）一些；
【展示交流】
（3）家庭电路中安装了各种保险装置，但它们还是有可能出现故障。当电热水壶的插头接入电路时，插座分支的熔断器熔断，该故障的原因可能是______；
【项目拓展】
（4）组调查得知大部分家用电器的待机功率为0.3W，若以该调查结果进行计算，某用电器一年待机约7000小时，将浪费电能______kW·h。请减少家用电器的待机时间，为环保节能贡献一份力量。
【答案】（1）额定功率 （2）空气开关 12 粗 （3）电热水壶的插头短路
（4）2.1
【解析】（1）“W”是功率的单位，用电器调查细目表中记录了各个用电器的电功率和数量，说明科技学习小组重点关注的是用电器的额定功率。
（2）如图，在照明分支回路采用了空气开关，电流过大时可以自动跳闸，保护电路。
由表可知，所有用电器的总功率为
则总电流最大为
所以选择器材时该模型的总断路器的额定电流不能低于12A。
根据，空调等总功率大的分支回路的电流较大，为减小电热，防止发生火灾等危险，根据，导线要选粗一些的，电阻较小。
（3）当电热水壶的插头接入电路时，插座分支的熔断器熔断，该故障的原因可能是电热水壶的插头短路，使得电路中电流过大。
（4）浪费的电能为
23. 阅读短文，回答问题。
无人驾驶载人航空器
低空经济是国家“十五五”规划中的科技重点发展领域．近日，如图所示的某款“飞行汽车”（无人驾驶载人航空器）正式亮相．该航空器采用大量碳纤维材料减重，使用16个电动机驱动旋翼工作，在未来将缓解人们出行拥堵的问题，部分参数如表所示。
（1）该航空器应用了碳纤维材料________小的物理特性。
（2）质量能量密度（储存的能量与电池质量之比）是衡量电池性能的指标，该航空器的固态电池参数如下表所示．
①若充电桩以12.5kW的功率为航空器充电，从无电状态到完全充满需要________h（忽略充电时电池发热）．若充电电压恒为400V，则充电时的电流为________A。
②该电池的质量能量密度为________Wh/kg。
（3）某次垂直起降测试中，满载的航空器从地面以10m/s的速度匀速上升到最大飞行高度：
①航空器所受的空气阻力和飞行速度的平方的关系如图所示，该过程中航空器克服重力和空气阻力所做的功为________J。
②该过程共消耗了15%的满充电量，则电动机将电能转化为机械能的效率为________%。
【答案】（1）密度 （2）①. 1.6 31.25 ②. 400
（3）①. ②. 75
【解析】（1）由题意可知“该航空器采用大量碳纤维材料减重”，是指碳纤维材料的密度小，在体积不变时，航空器的质量较小，能有效减轻航空器的自重。
（2）由表格数据可知，电池的总容量为
由可知，从无电状态到完全充满需要的时间为
由可知，若充电电压恒为400V，则充电时的电流为
由题意可知，质量能量密度是指储存的能量与电池质量之比，故该电池的质量能量密度为
（3）由图像可知，物体所受空气阻力与速度的平方成正比，且当速度为5m/s时，所受空气阻力为400N，故当速度为10m/s时，物体所受空气阻力为
由题意可知，航空器满载时的总质量为
则航空器满载时的总重力为
航空器竖直向上匀速飞行，受到竖直向下的重力和空气阻力、竖直向上升力的作用，则航空器受到的重力和空气阻力的合力为
则满载的航空器从地面以10m/s的速度匀速上升到最大飞行高度时，克服重力和阻力做的功为
由题意可知，该过程中消耗的电能为
则电动机将电能转化为机械能的效率为实验次数
灯泡
/V
/V
/V
1
、
1.0
1.9
2.9
2
、
1.2
1.6
2.8
3
、
0.5
0.9
1.4
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
20
2.5
2.8
电流I/A
0.16
0.2
0.22
0.25
0.28
0.29
电阻R/Ω
3.1
5
6.8
8.9
9.7
家用电器
*/W
数量/个
照明灯
30
2
空调
1500
1
风扇
60
1
电热水壶
1000
1
空载质量
最大载重
续航里程
最大飞行高度
最大时速
450kg
200kg
30km
1000m
130km/h
单组电池容量/（kW·h）
1
电池组数
20
电池总质量/kg
50