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2024年江苏省常州市金坛区中考一模物理试题（原卷版+解析版）
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1. 如图所示，手握铅球抬起手臂时，手臂在肱二头肌的拉力作用下绕肘关节转动.下列说法正确的是（ ）
A. 这是一个费力杠杆，并且费距离B. 这是一个费力杠杆，可以省距离
C. 这是一个省力杠杆，但是费距离D. 这是一个省力杠杆，可以省距离
【答案】B
【解析】
【详解】此时手臂可以视为一个杠杆，肘部为支点，肱二头肌对手臂斜向上的拉力为动力，铅球对物向下的压力为阻力。阻力臂大于动力臂，是一个费力的杠杆，可以省距离。故ACD错误，B正确。
故选B。
2. 下列情景中，人对物体做功的是（ ）
A. 女孩把一箱报刊搬起来
B. 举重运动员举着杠铃不动
C. 司机用力推汽车，汽车纹丝不动
D. 学生背着书包在水平路面上匀速前进
【答案】A
【解析】
【详解】A．女孩把一箱报刊搬起来，有一个向上的力，且物体沿向上的方向移动了一段距离，所以该过程中力做了功，故A符合题意；
B．举重运动员举着杠铃，对杠铃有力的作用，由于杠铃不动，杠铃在力的方向上没有距离，没有做功，故B不符合题意；
C．司机推车，车纹丝不动，对车有力的作用，车没有在力的方向通过距离，没有做功，故C不符合题意；
D．背着书包，人给书包一个竖直向上的力，而书包没有在力的方向上通过距离，所以没有做功，故D不符合题意。
故选A。
3. 用如图所示的三个装置先后提升同一个物体G，若不考虑滑轮的自重和摩擦，作用于绳子自由端的拉力F1、F2、F3的大小关系是（ ）
A. F1最小B. F2最小C. F3最小D. 一样大
【答案】C
【解析】
【详解】不计滑轮重力和摩擦，左边图中使用定滑轮不省力，也不省距离，所以F1=G；
不计滑轮重力和摩擦，中间图中与动滑轮相连的绳子有2股，故；
不计滑轮重力和摩擦，右边图中与动滑轮相连的绳子有3股，故。
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
4. 如图所示，“华龙一号”是我国具有自主知识产权的第三代核反应堆，设置了完善的严重事故预防和缓解措施，使核能的利用更安全，下列说法正确的是（ ）
A. 核能可直接转化为电能
B. 核能是一种可再生的能源
C. 核废料没有放射性，可以随意处置
D. 核反应堆是利用核材料发生核裂变且可控的链式反应装置
【答案】D
【解析】
【详解】AD．核电站的核心是核反应堆，它以铀为核燃料，核反应堆中发生的核裂变反应是可以控制的；核能会先转化为内能，然后内能转化为机械能，机械能再转化为电能，故A错误，D正确；
B．核能直接取自于地壳中的核物质，短时间得不到补充，是不可再生能源，故B错误；
C．核废料有放射性，不能随意处置，故C错误。
故选D。
5. 下列说法正确的是（ ）
A. 热量也有可能自发地从内能小的物体向内能大的物体转移
B. 0℃的冰变成0℃的水，温度不变，内能也不变
C. 50℃的水一定比20℃的水具有的内能多
D. 铝块的内能增加，它一定吸收了热量
【答案】A
【解析】
【详解】A．在热传递过程中，热量从温度高的物体传递给温度低的物体，内能小的物体可能温度高，内能大的物体可能温度低，故A正确；
B．0℃的冰变成0℃的水，在熔化过程中，从外界吸收热量，内能增大，但温度保持在熔点不变，故B错误；
C．内能的多少与物体的质量、温度、状态等因素有关，因此只有温度关系，不能确定其内能的关系，故C错误；
D．铝块的内能增加，可能是铝块吸收了热量，也可能是外界对铝块做功，故D错误。
故选A。
6. 一个质量约为50kg的中学生从一楼登上教学楼的三楼，所用时间为20s，在此过程中，他克服自身的重力做功的功率最接近于（ ）
A. 15WB. 150WC. 225WD. 1500W
【答案】B
【解析】
【详解】该同学的质量约为50kg，则该同学的重力为
G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N
一层楼的高度约为3m，则从一楼跑上三楼上升的高度为
h＝3m×2＝6m
则上楼时做功为
W＝Gh＝500N×6m＝3000J
所以他克服自身重力做功的功率约为
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
7. 如图所示，为某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲是做功冲程，内能转化为机械能
B. 图乙是压缩冲程，机械能转化为内能
C. 图丙是排气冲程，内能转化为机械能
D. 四个冲程的顺序应该是乙→甲→丁→丙
【答案】A
【解析】
【详解】A．图甲进气门和排气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，内能转化为机械能，故A正确；
B．图乙进气门打开，排气门关闭，是吸气冲程，故B错误；
C．图丙进气门关闭，排气门打开，是排气冲程，无能量转换，故C错误；
D．丁图进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，四个冲程正确的顺序是乙、丁、甲、丙，故D错误。
故选A。
8. 如图所示的电路中，闭合开关S1、S2，小灯泡L1和L2均正常发光，电流表和电压表均有示数，下列关于该电路的说法中正确的是（ ）
A. 电流表测量干路的电流
B. 电压表可以测量灯L1两端的电压
C. 只断开开关S2时，电压表的示数变小
D. 取下灯L2后，灯L1不能正常发光
【答案】B
【解析】
【详解】A．电流表测量灯泡L1的电流，故A错误；
B．两个灯泡并联，电压表可以测量灯L1两端的电压，也可以测量灯泡L2的电压，或者电源电压，故B正确；
C．只断开开关S2时，只有灯泡L1工作，电压表测量电源电压，故电压表的示数不变，故C错误；
D．两个灯泡并联，独立工作，取下灯L2后，灯L1能正常发光，故D错误。
故选B。
9. 如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置.下列说法中（ ）
①闭合开关、导体ab在磁场中上下运动会产生感应电流
②闭合开关，导体ab左右运动过程中电能转化为机械能
③利用该实验的原理可以制成发电机
④将电流计换成电源，可以研究通电导线在磁场中的受力情况
A. 只有①②正确B. 只有①③正确
C. 只有③④正确D. 只有②④正确
【答案】C
【解析】
【详解】①②闭合开关，导体ab在磁场中左右运动会产生感应电流；上下运动没有切割磁感线，不会产生电流，产生电流过程中机械能转化为电能，故①②错误；
③图中实验为电磁感应现象，利用该实验原理可以制成发电机，故③正确；
④将电流表换成电源，通电导体棒ab在磁场中受力而运动，故可以研究通电导线在磁场中的受力情况，故④正确。
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
10. 将规格均为“220V、200W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入家庭电路中，通电时间相同。下列说法中（ ）
①电烙铁产生的热量最多②三个用电器产生的热量一样多
③电烙铁消耗的电能最多④三个用电器消耗的电能一样多
A. 只有①②正确B. 只有①④正确
C. 只有②③正确D. 只有③④正确
【答案】B
【解析】
【详解】三个用电器中，电烙铁是利用电流的热效应来工作的，故电烙铁产生的热量最多，①正确；三个用电器功率相同，都正常工作，通电相同时间，根据可知消耗的电能相同，④正确；综上所述，只有①④正确，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
11. 已知水的比热容为，在一个标准大气压下，2kg、20℃的水吸收了4.2×105J的热量后，其温度升高了（ ）
A. 100℃B. 70℃C. 50℃D. 30℃
【答案】C
【解析】
【详解】升高的温度为
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
12. 小明用力斜向下将篮球掷向地面，篮球碰到地面后斜向上反弹，篮球在运动过程中经过A、B两点，如图所示.从A到B的过程中，下列数据可能正确的是（ ）
A. a=40，b=0B. a=60，b=0
C. a=70，b=20D. a=50，b=20
【答案】C
【解析】
【详解】篮球在运动过程中受到空气阻力作用，机械能逐渐减小，所以A点的机械能大于B点的机械能。
A．若a=40， b=0，则A点的机械能为
40J+60J=100J
B点的机械能为100J，与事实不符，故A错误；
B．若a=60， b=0，则A点的机械能为
60J+60J=120J
B点的机械能为
0J+100J=100J
但小球在B点时仍有一定速度，则动能不为0，与事实不符，故B错误；
C．若a=70， b=20，则A点的机械能为
70J+60J=130J
B点的机械能为
20J+100J=120J
与事实相符，故C正确；
D．若a=50 ，b=20，则A点的机械能为
50J+60J=110J
B点的机械能为
20J+100J=120J
与事实不符，故D错误。
故选C。
13. 如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，R1和R2中的某个电阻其“I-U”关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A. R1的阻值是20Ω
B. 滑动变阻器R2的最大阻值是30Ω
C. 电流表的示数变化范围是0~0.2A
D. 电压表V2的示数变化范围是0~4V
【答案】D
【解析】
【详解】由图甲可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电流表测电路中的电流，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压；由图乙可知，电阻两端的电压增大时，通过它的电流增大，且电流和电压为正比关系，说明该电阻为定值电阻，则该图象为定值电阻R1的I-U图象；
A．由图甲可知，滑片在最左端时，变阻器接入电路的电阻为0，只有定值电阻接入电路，电路中电流最大，由图乙可知最大电流为0.6A，此时定值电阻两端电压等于电源电压，由图乙可知电源电压U=6V；可知，R1的阻值
故A错误；
B．当滑片位于最右端时，变阻器接入电路的电阻最大，电路中电流最小，由图乙可知，电路中的最小电流I小=0.2A，此时定值电阻两端的电压U1=2V，由可知，滑动变阻器的最大阻值
故B错误；
C．由图乙可知，电流表示数变化范围为0.2A～0.6A，故C错误；
D．闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，由图乙可知，定值电阻两端的最小电压为U1小=2V，则滑动变阻器两端的最大电压
U2大=U-U1小=6V-2V=4V
当滑片在最左端时，变阻器接入电路的电阻为0，滑动变阻器两端电压最小为0V，所以电压表V2的示数变化范围是0～4V，故D正确。
故选D。
14. 小明学了电学知识之后，帮助检查家庭电路.如图所示是家庭电路的一部分，小明进行了如下检测：①闭合S1，灯L1亮；②再闭合S2，灯L1亮，灯L2不亮；③用测电笔测a、b、c、d四个接线点，测电笔在a、b、d点发光。若电路中只有一处故障，故障可能是（ ）
A. 灯L2短路B. c、d两点间断路
C. c点左侧的零线断路D. 灯L2所在支路断路
【答案】B
【解析】
【详解】闭合S1，灯L1亮，说明灯L1所在支路正常；闭合S2，灯L2不亮，然后用测电笔测a、b、c、d四个接线点，测电笔在a、b、d点发光，说明电流从a点到d点之间是通路，从d点到c点之间是断路，则故障为c、d两点间断路，故ACD不符合题，B符合题意。
故选B。
15. 如图所示电路，电源电压为6V。在a、b间接入“3V 1W”的灯，闭合开关，调节滑动变阻器使灯正常发光。断开开关后，取下灯，保持滑片P的位置不变，在a、b间接入“3V 3W”的灯后，闭合开关，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A. 灯正常发光B. 电压表的示数保持3V不变
C. 滑动变阻器接入电路的阻值为8ΩD. 灯的实际功率为0.75W
【答案】D
【解析】
【详解】根据知，两灯泡的电阻分别为
AB．灯正常发光时，其两端的电压为3V，保持滑片P的位置不变，接入灯，两灯的电阻不同，则ab间的电压会发生变化，所以灯不会正常发光，电压表的示数也不能保持3V不变，故AB错误；
CD．灯正常发光时的电流为
根据串联电路电压特点可知，滑动变阻器两端的电压为
由欧姆定律得，滑动变阻器接入电路的电阻为
换上后的总电阻为
此时电路中的电流为
灯的实际功率为
故D正确，C错误。
故选D。
二、填空与作图（第16-23题每空1分，第24、25题每图2分，共26分）
16. 小红先用100N的水平力推动水平地面上重500N的小车匀速直线前进5m，推力所做的功为________J。若用200N的水平力推动小车加速直线前进5m，则该加速过程中推力所做的功为________J。整个过程中，小车所受重力做的功为________J。
【答案】 ①. 500 ②. 1000 ③. 0
【解析】
【详解】[1]推力做的功为
[2]加速过程中推力所做的功为
[3]整个过程中，小车运动方向与重力方向垂直，故重力对小车不做功，即为0J。
17. 2024年1月17日22时27分，搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭在文昌航天发射场点火发射。火箭使用液态氢做燃料，是利用氢的________（热值/比热容）大。在加速升空过程中，飞船的重力势能________（变大/不变/变小），其机械能________（变大/不变/变小）。
【答案】 ① 热值 ②. 变大 ③. 变大
【解析】
【详解】[1] [2][3]火箭使用液态氢做为燃料，是利用了液体氢热值大的特点；火箭离开地面加速升空的过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大；机械能等于动能与势能之和，所以机械能变大。
18. 我国北斗三号全球卫星导航系统已全面提供定位、授时和短报文等服务。北斗卫星之间利用_________（次声波/电磁波/超声波）相互传递信息，实现“星间链路”，它在真空中的传播速度是_________m/s。若此波周期是10-8s，则频率是_________Hz。
【答案】 ①. 电磁波 ②. 3×108 ③. 1.0×108
【解析】
【详解】[1]太空是真空，声音无法传播，电磁波可以在真空中传播且能传递信息，因此北斗卫星是通过电磁波来传递信息的。
[2][3]电磁波在真空中的传播速度约等于光速，为3×108m/s；若此波周期是10-8s，则频率
19. 如图，闭合开关，导体受到磁场力的作用向左运动，这是由于磁场对______有力的作用，若改变电流方向，同时将磁铁磁极对调，导体棒将向______运动。
【答案】 ①. 电流 ②. 左
【解析】
【详解】[1]通电导体在磁场中会受到力的作用，这是由于磁场对电流有力的作用。
[2]通电导体在磁场中受到的力的方向与电流方向和磁场方向有关，若同时改变电流方向和磁场方向，则导体的受力方向改变两次又恢复到原状，因此导体棒将向左运动。
20. 如图甲，工人用250N的拉力将质量35kg的物体从地面运到楼上。物体上升高度h与时间t的关系如图乙所示，20s时间内，绳子自由端移动的距离s为________m，工人做功的功率为________W，此装置的机械效率为________%，g取10N/kg。
【答案】 ①. 10 ②. 125 ③. 70%
【解析】
【详解】[1]由图可知，n=2，绳子自由端20s移动的距离为
s=nh=2×5m=10m
[2]20s内工人做的总功为
W总=Fs=250N×10m=2500J
则工人拉力做功的功率为
[3]物体20s上升的高度为5m，工人做的有用功为
W有=Gh=mgh=35kg×10N/kg×5m=1750J
此装置的机械效率为
21. 用以下装置进行实验。图甲是探究“电阻丝产生的热量与电流大小的关系”的实验装置。
（1）若探究“电阻丝产生的热量与电阻大小的关系”，应选用图乙中的烧瓶________（A/B/C），并将其电阻与图甲中R串联，实验中通过________来比较电阻丝产生的热量。
（2）若探究“不同物质吸热升温的现象”，应选择图乙中的烧瓶________（A/B/C），并将其电阻与图甲中R串联或并联。
（3）若将图乙中三个烧瓶内的电阻并联起来接入电路，通电一段时间后，瓶中液体都没有沸腾，烧瓶________（A/B/C）中的液体升温最慢。
【答案】 ①. C ②. 温度计上升的示数（煤油升高的温度） ③. A ④. B
【解析】
【详解】（1）[1][2]若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，根据控制变量法，要控制电流和通电时间相同，只改变电阻大小，故可选择乙图中“C”烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻串联；为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，根据转换法，实验通过比较温度计上升的示数，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。
（2）[3]探究“不同物质吸热升温的现象”的实验，应在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，并使甲、乙两烧瓶中电阻丝的阻值相同，所以选择图乙中的烧瓶A。
（3）[4]将图乙中三个烧瓶内的电阻并联起来，通电一段时间后，由Q=I2Rt可知，A中电阻较小，通过的电流较大，A中产生的热量最多，液体吸热最多，B、C中电阻丝产生的热量相同，由于A、B中都为水，因此产生热量多的温度计升高的示数就大，故TA＞TB；由Q=cmΔt可知，吸收的热量和质量都相同时，比热容越小，温度变化越快，因此煤油中温度计的示数大，故TC＞TB；由以上分析可得，烧瓶B中的液体升温最慢。
22. 如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变.闭合开关S后，滑片P从最左端移动到最右端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则R2的最大阻值为________Ω，R1的阻值为________Ω。
【答案】 ①. 20 ②. 10
【解析】
【详解】[1][2]由甲图可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。 当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，由图乙可知I1=0.6A，根据欧姆定律可得，电源的电压
①
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，由乙图可知，I2=0.2A， U2=4V。滑动变阻器的最大阻值
串联电路中总电压等于各分电压之和， 电源的电压
②
电源的电压不变， 则
解得： R1= 10Ω。
23. 如图所示电路，电阻R1标有“5Ω；1.4A”，R2标有“3Ω；2A”，电流表A1、A2的量程均为0~3A，电压表量程0~15V，在a、b间接入电压可调的直流电源.闭合开关S后，将电源电压调为3V，电流表A1示数为________A，为保证R1、R2及电表均不损坏，则允许加的电源电压不得超过________V。
【答案】 ①. 1.6 ②. 5.625
【解析】
【详解】由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R2支路的电流，电压表测电源的电压。
[1]电源电压调为3V时，通过两电阻的电流分别为
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流表A的示数
I=I1+I2=0.6A＋1A=1.6A
[2]由可得，两电阻两端允许所加最大电压分别为
因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，为了保护电阻R1，电源电压不能超过6V；此时干路电流为
所以，为保证电流表A1不损坏，干路电流最大为3A，根据并联电路的特点和欧姆定律可得电源电压最大为
24. 请在遵守安全用电原则的前提下，用笔画线代替导线将图中的插座、带开关的电灯正确接入电路。
【答案】
【解析】
【详解】插座接线遵循左零右火上接地，开关应该接在火线和用电器之间，所以电灯左端接零线，开关右端接火线，如下图所示：
25. 如图所示，根据小磁针静止时的指向，用箭头标出磁感线的方向，并在括号内标出电源的正或负极（用“+”或“﹣”表示）。
【答案】
【解析】
【详解】小磁针的右端为N极，左端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，螺线管的右端为N极，磁感线从磁体的N极流出回到S极，所以磁感线方向向左；根据安培定则可知，电流从螺线管的右端流入，左端流出，故电源的左端为负极，右端为正极。如下图所示：
三、解答与探究（26题6分，27题4分，28题9分，29题9分，30题8分，31题8分，共44分）计算题解答时要有必要的文字说明、公式和运算过程，直接写出结果不得分。
26. 小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码（m钩码=50g）若干个，g取10N/kg。
（1）实验前若向左调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，则调节之前杠杆________端高；
（2）图甲中，小明在A处挂2个钩码，为使杠杆在水平位置平衡，应在B处挂________个钩码。第二次实验，保持A处钩码不变，换用在C点用弹簧测力计竖直________（向上/向下）拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为________N；两次实验后，小明便得出了杠杆的平衡条件为：F1×l1=F2×l2。小张认为他这样得出的结论是不合理的，原因是：________。
（3）图乙中，杠杆平衡后，小明用一滑轮缓慢推动悬线，会发现杠杆________（左端下沉/仍然平衡/右端下沉）。
【答案】 ①. 左 ②. 1 ③. 向上 ④. 0.5 ⑤. 两次实验具有偶然性，应多次实验找寻普遍规律 ⑥. 右端下沉
【解析】
【详解】（1）[1]实验前向左调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，，说明杠杆往右边下沉，故左边高。
（2）[2][3][4]由图甲B点到支点的距离为A点到支点距离的两倍，根据杠杆平衡条件可知应在B处挂1个钩码；C点在A点的左侧，故弹簧测力计应向上拉杠杆，C点到支点的距离为A点到支点距离的两倍，两个钩码的重力为
故弹簧测力计的示数为0.5N。
[5]小明只做了两次实验，实验次数太少，实验结论具有偶然性，应多次实验找寻普遍规律。
（3）[6]小明用一滑轮缓慢推动悬线，导致左边拉力的力臂减小，左边力与力臂的乘积减小，右边力与力臂的乘积不变，故杠杆会往右端倾斜下沉。
27. 小明设计了如图甲所示的实验装置探究“动能大小与质量、速度的关系”，将小车从斜面上高h处由静止释放，运动至水平木板上后与木块相碰撞。通过在同一小车中增减砝码、改变小车释放高度等方式，得到了如图乙所示的三个实验场景。
（1）本实验通过比较木块被推距离的远近来比较小车动能的大小，下列例子中用到此方法的是_________；
A.研究电流时把它比作水流
B.电阻一定时，探究电流与电压的关系
C.根据磁体产生的作用来认识磁场
D.利用磁感线来描述磁场
（2）场景②、③可用来探究动能大小与________的关系，实验时小车中所放砝码的质量m2________（等于/不等于）100g；
（3）小明继续进行了实验。探究动能大小与另一个影响因素的关系。则场景①中小车高度h1、所放置砝码质量m1可为_________。
A.10cm；100g B.7cm；m2 C.10cm；50g D.10cm；m2
【答案】 ①. C ②. 质量 ③. 不等于 ④. B
【解析】
【详解】（1）[1] 本实验通过比较木块被推距离的远近来比较小车动能的大小，采用了转换法。
A．研究电流时用它与水流作比较，采用了类比法，故A不符合题意；
B．电阻一定，研究电流与电压的关系，采用了控制变量法，故B不符合题意；
C．利用磁体产生作用来认识磁场，采用了转换法，故C符合题意；
D．用磁感线来描述磁场大小和方向，采用了模型法，故D不符合题意
故选C。
（2）[2][3]由②、③可知小车的高度相同，故到达水平面的速度相同，所以可用来探究动能大小与质量的关系，要改变质量，小车中所放砝码的质量m2不能等于100g。
（3）[4]动能的大小还和物体的速度有关，为了探究动能大小与物体速度的关系应让质量相同的物体从不同的高度由静止释放，故选B。
28. 小明在实验室做“测量小灯泡电功率”的实验，如图所示，电源（电压恒为4.5V），小灯泡（额定电压为2.5V），电流表、电压表各一个，滑动变阻器（20Ω2A），开关，导线若干。
（1）甲图是小明连接的错误电路，请在应改动的一根导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法_________。
（2）正确连线后，应将滑片移到最________（左/右）端。闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路故障可能是小灯泡________（短路/断路）。
（3）排除故障后，逐步移动滑片，看到如乙图所示的电压表示数，其读数为________V，为使灯泡正常发光，应向________（左/右）端移动滑片P。丙图为灯泡的I-U图象，可知灯泡的额定电功率为________W。
（4）利用上述器材，在不改变电路的情况下，小明认为还可以探究：电阻一定时，电流与电压的关系，他的想法是________（正确/错误）的。
（5）为探究“电流与电阻的关系”，小明找来四个定值电阻（5Ω、20Ω、40Ω、60Ω），将灯泡依次换成以上定值电阻，并设定其两端电压恒为3V，在将60Ω电阻接入电路时，发现无论怎样移动滑片，都无法使电压表示数变为3V，于是小明想在前面已使用的三个电阻中选一个串联接入电路来继续实验，下列说法正确的是_________。
A.只能选20Ω的
B.只能在20Ω或40Ω中任选一个
C.在5Ω、20Ω、40Ω中任选一个
D.无论选哪一个接入电路都无法完成实验
【答案】 ①. ②. 左 ③. 断路 ④. 2.2 ⑤. 右 ⑥. 0.5 ⑦. 错误 ⑧. A
【解析】
【详解】（1）[1]由图可知电压表测滑动变阻器和小灯泡两端电压，电压表应只能测量小灯泡两端电压，如下图：
（2）[2]滑动变阻器滑片应放在阻值最大的位置，由图甲可知为最左端。
[3]电流表无示数，说明电路断路；电压表有示数，说明电压表与电源间是连通的，与电压表并联的电路部分发生了断路，因此故障可能是小灯泡断路。
（3）[4] [5]由图乙可知电压表示数为2.2V；此时电压低于小灯泡额定电压，为了使小灯泡正常发光，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，由图甲可知应向右端移动滑片P。
[6]由图丙可知当电压为2.5V时，电路中电流为0.2A，则小灯泡的额定功率为
（4）[7]由图丙知，通过灯泡的电流与电压不成正比，即灯泡电阻是变化的；电流与电压和电阻有关，在探究电流与电压关系时应保持电阻不变，但灯泡在不同电压下电阻是不同的，所以不改变电路的情况下，无法探究电流与电压的关系，小明的想法是错误的。
（5）[8]由题知，探究电流与电阻的关系，定值电阻两端电压恒为3V，由串联电路特点和欧姆定律有IR=I，即
若将60Ω电阻连入电阻中，即
解得，变阻器连入阻值和串联入电阻之和
R1=R总-R=90Ω-60Ω=30Ω
已知滑动变阻器的最大阻值为20Ω，所以当滑动变阻器接入电路阻值为10Ω时，可以选择20Ω的定值电阻。
故选A。
29. 油电混合动力汽车是新型节能汽车，这种汽车以高速匀速行驶时，内燃机启动，此时在向车轮输送能量的同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号混合动力汽车所用的动力蓄电池可储存的最大电能为1.0×108J，测试人员驾驶该车在平直公路上以80km/h的车速匀速行驶0.5h，内燃机消耗燃油2.5kg，蓄电池组的电能增加了最大电能的10%；汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。
（1）观察图像，当汽车以80km/h的车速行驶时，汽车牵引力多大？
（2）0.5h内，汽车行驶的路程为多少？此过程中牵引力做功多少？
（3）该汽车测试行驶中，2.5kg燃油完全燃烧可放出多少热量？（燃油的热值为4.6×107J/kg）
（4）求汽车内燃机的效率。
【答案】（1）900N
（2）40km，3.6×107J
（3）1.15×108J
（4）40%
【解析】
【小问1详解】
由图像可知，汽车以80km/h做匀速直线运动时受到的阻力为900N，由于匀速行驶，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以牵引力大小为
F=f=900N
【小问2详解】
汽车在平直公路上以80km/h的速度匀速行驶0.5h，行驶的距离为
s＝vt＝80km/h×0.5h＝40km＝40km=40000m
该汽车测试行驶中牵引力做的功为
W＝Fs＝900N×40000m＝3.6×107J
【小问3详解】
内燃机消耗燃油2.5kg，燃油放出的热量为
Q放＝mq油＝2.5kg×4.6×107J/kg＝1.15×108J
【小问4详解】
蓄电池增加的电能为
W1＝ηW2＝10%×10×108J＝1.0×107J
有效利用的能量为
W有＝W+W1＝3.6×107J+1.0×107J＝4.6×107J
内燃机的效率为
30. 图甲是可自动调节亮度的台灯的电路图.灯泡标有“24V；12W”字样，R1为光敏电阻，其阻值随光照强度的变化如图乙所示，滑动变阻器R2最大阻值为50Ω。当光照强度为E1时，R2连入电路的阻值为24Ω，此时灯泡正常发光，不计温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯泡正常发光时的电流和灯丝的电阻；
（2）灯泡正常发光5min消耗的电能；
（3）电源电压；
（4）光照强度为E2时，滑动变阻器R2的滑片移到最右端，灯泡的实际功率。
【答案】（1）0.5A；48Ω；（2）3600J；（3）42V；（4）4.32W
【解析】
【详解】解：（1）由P=UI可得灯泡正常发光时的电流
由欧姆定律可得灯泡的电阻
（2）由电能公式得灯泡消耗的电能
（3）由电路图可知，光敏电阻R1、灯泡L、滑动变阻器R2串联， 由图乙可知，当光照强度为E1时，R1=12Ω，已知此时R2=24Ω，且此时灯泡正常发光，则电路的总电阻
此时电路中的电流I=0.5A，由欧姆定律可得电源电压
U=IR总 =0.5A×84Ω=42V
（4）由图乙可知，光照强度为E2时，光敏电阻的阻值R1'=42Ω，且R2的滑片移到最右端，则变阻器连入电路的阻值为R2大=50Ω，不计温度对灯丝电阻的影响，则灯泡的电阻仍然为48Ω，此时电路的总电阻为
此时电路中的电流
则此时灯泡的实际功率为
答：（1）灯泡正常发光时的电流为0.5A，灯丝的电阻为48Ω；
（2）灯泡正常发光5min消耗的电能为3600J；
（3）电源电压为42V；
（4）光照强度为E2时，滑动变阻器R2的滑片移到最右端，灯泡的实际功率为4.32W。
31. 干手器是先进的卫生清洁器具。它主要运用于宾馆、科研机构、医院等场所的卫生间。图甲为某款全自动感应干手器，其工作原理简化图如图乙所示，工作电路中，加热电阻丝阻值为44Ω。
（1）控制电路中的电磁铁主要是利用了电流的___________（热/磁）效应，当手放到红外线感应区域范围内，R的阻值就会减小___________（增大/减小/不变），衔铁被吸下，工作电路开始工作。
（2）该干手器正常工作10s，求加热电阻丝产生的热量___________；
（3）若电路中仅接入一台该款感应千手器，使其正常工作，电路中的电能表（如图丙）的转盘10s内转了10r，求工作电路中的总功率和电动机M的功率___________。
【答案】（1） ①. 磁 ②. 增大
（2）11000J （3）1440W、340W
【解析】
【小问1详解】
[1]电磁继电器的核心元件是电磁铁，当电磁铁中通有电流时，电磁铁具有磁性，当电磁铁中没有电流时，电磁铁磁性消失，所以控制电路中的电磁继电器主要是利用了电流的磁效应。
[2]当手放到红外线感应区域范围内，R的阻值就会减小，由可知，当电压不变时，控制电路的电流增大，电磁铁磁性增强，吸下衔铁，使工作电路开始工作。
【小问2详解】
由
可得，干手器正常工作10s，加热电阻丝产生的热量为
【小问3详解】
电能表的转盘转了10转，电路消耗的电能为
工作电路中的总功率
加热电阻丝消耗的电能为
W1＝Q＝11000J
则电动机M消耗的电能为
W2＝W总﹣W1＝14400J﹣11000J＝3400J
电动机M的功率为
篮球位置
A
B
重力势能/J
60
100
动能/J
a
b
1. 如图所示，手握铅球抬起手臂时，手臂在肱二头肌的拉力作用下绕肘关节转动.下列说法正确的是（ ）
A. 这是一个费力杠杆，并且费距离B. 这是一个费力杠杆，可以省距离
C. 这是一个省力杠杆，但是费距离D. 这是一个省力杠杆，可以省距离
【答案】B
【解析】
【详解】此时手臂可以视为一个杠杆，肘部为支点，肱二头肌对手臂斜向上的拉力为动力，铅球对物向下的压力为阻力。阻力臂大于动力臂，是一个费力的杠杆，可以省距离。故ACD错误，B正确。
故选B。
2. 下列情景中，人对物体做功的是（ ）
A. 女孩把一箱报刊搬起来
B. 举重运动员举着杠铃不动
C. 司机用力推汽车，汽车纹丝不动
D. 学生背着书包在水平路面上匀速前进
【答案】A
【解析】
【详解】A．女孩把一箱报刊搬起来，有一个向上的力，且物体沿向上的方向移动了一段距离，所以该过程中力做了功，故A符合题意；
B．举重运动员举着杠铃，对杠铃有力的作用，由于杠铃不动，杠铃在力的方向上没有距离，没有做功，故B不符合题意；
C．司机推车，车纹丝不动，对车有力的作用，车没有在力的方向通过距离，没有做功，故C不符合题意；
D．背着书包，人给书包一个竖直向上的力，而书包没有在力的方向上通过距离，所以没有做功，故D不符合题意。
故选A。
3. 用如图所示的三个装置先后提升同一个物体G，若不考虑滑轮的自重和摩擦，作用于绳子自由端的拉力F1、F2、F3的大小关系是（ ）
A. F1最小B. F2最小C. F3最小D. 一样大
【答案】C
【解析】
【详解】不计滑轮重力和摩擦，左边图中使用定滑轮不省力，也不省距离，所以F1=G；
不计滑轮重力和摩擦，中间图中与动滑轮相连的绳子有2股，故；
不计滑轮重力和摩擦，右边图中与动滑轮相连的绳子有3股，故。
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
4. 如图所示，“华龙一号”是我国具有自主知识产权的第三代核反应堆，设置了完善的严重事故预防和缓解措施，使核能的利用更安全，下列说法正确的是（ ）
A. 核能可直接转化为电能
B. 核能是一种可再生的能源
C. 核废料没有放射性，可以随意处置
D. 核反应堆是利用核材料发生核裂变且可控的链式反应装置
【答案】D
【解析】
【详解】AD．核电站的核心是核反应堆，它以铀为核燃料，核反应堆中发生的核裂变反应是可以控制的；核能会先转化为内能，然后内能转化为机械能，机械能再转化为电能，故A错误，D正确；
B．核能直接取自于地壳中的核物质，短时间得不到补充，是不可再生能源，故B错误；
C．核废料有放射性，不能随意处置，故C错误。
故选D。
5. 下列说法正确的是（ ）
A. 热量也有可能自发地从内能小的物体向内能大的物体转移
B. 0℃的冰变成0℃的水，温度不变，内能也不变
C. 50℃的水一定比20℃的水具有的内能多
D. 铝块的内能增加，它一定吸收了热量
【答案】A
【解析】
【详解】A．在热传递过程中，热量从温度高的物体传递给温度低的物体，内能小的物体可能温度高，内能大的物体可能温度低，故A正确；
B．0℃的冰变成0℃的水，在熔化过程中，从外界吸收热量，内能增大，但温度保持在熔点不变，故B错误；
C．内能的多少与物体的质量、温度、状态等因素有关，因此只有温度关系，不能确定其内能的关系，故C错误；
D．铝块的内能增加，可能是铝块吸收了热量，也可能是外界对铝块做功，故D错误。
故选A。
6. 一个质量约为50kg的中学生从一楼登上教学楼的三楼，所用时间为20s，在此过程中，他克服自身的重力做功的功率最接近于（ ）
A. 15WB. 150WC. 225WD. 1500W
【答案】B
【解析】
【详解】该同学的质量约为50kg，则该同学的重力为
G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N
一层楼的高度约为3m，则从一楼跑上三楼上升的高度为
h＝3m×2＝6m
则上楼时做功为
W＝Gh＝500N×6m＝3000J
所以他克服自身重力做功的功率约为
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
7. 如图所示，为某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲是做功冲程，内能转化为机械能
B. 图乙是压缩冲程，机械能转化为内能
C. 图丙是排气冲程，内能转化为机械能
D. 四个冲程的顺序应该是乙→甲→丁→丙
【答案】A
【解析】
【详解】A．图甲进气门和排气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，内能转化为机械能，故A正确；
B．图乙进气门打开，排气门关闭，是吸气冲程，故B错误；
C．图丙进气门关闭，排气门打开，是排气冲程，无能量转换，故C错误；
D．丁图进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，四个冲程正确的顺序是乙、丁、甲、丙，故D错误。
故选A。
8. 如图所示的电路中，闭合开关S1、S2，小灯泡L1和L2均正常发光，电流表和电压表均有示数，下列关于该电路的说法中正确的是（ ）
A. 电流表测量干路的电流
B. 电压表可以测量灯L1两端的电压
C. 只断开开关S2时，电压表的示数变小
D. 取下灯L2后，灯L1不能正常发光
【答案】B
【解析】
【详解】A．电流表测量灯泡L1的电流，故A错误；
B．两个灯泡并联，电压表可以测量灯L1两端的电压，也可以测量灯泡L2的电压，或者电源电压，故B正确；
C．只断开开关S2时，只有灯泡L1工作，电压表测量电源电压，故电压表的示数不变，故C错误；
D．两个灯泡并联，独立工作，取下灯L2后，灯L1能正常发光，故D错误。
故选B。
9. 如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置.下列说法中（ ）
①闭合开关、导体ab在磁场中上下运动会产生感应电流
②闭合开关，导体ab左右运动过程中电能转化为机械能
③利用该实验的原理可以制成发电机
④将电流计换成电源，可以研究通电导线在磁场中的受力情况
A. 只有①②正确B. 只有①③正确
C. 只有③④正确D. 只有②④正确
【答案】C
【解析】
【详解】①②闭合开关，导体ab在磁场中左右运动会产生感应电流；上下运动没有切割磁感线，不会产生电流，产生电流过程中机械能转化为电能，故①②错误；
③图中实验为电磁感应现象，利用该实验原理可以制成发电机，故③正确；
④将电流表换成电源，通电导体棒ab在磁场中受力而运动，故可以研究通电导线在磁场中的受力情况，故④正确。
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
10. 将规格均为“220V、200W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入家庭电路中，通电时间相同。下列说法中（ ）
①电烙铁产生的热量最多②三个用电器产生的热量一样多
③电烙铁消耗的电能最多④三个用电器消耗的电能一样多
A. 只有①②正确B. 只有①④正确
C. 只有②③正确D. 只有③④正确
【答案】B
【解析】
【详解】三个用电器中，电烙铁是利用电流的热效应来工作的，故电烙铁产生的热量最多，①正确；三个用电器功率相同，都正常工作，通电相同时间，根据可知消耗的电能相同，④正确；综上所述，只有①④正确，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
11. 已知水的比热容为，在一个标准大气压下，2kg、20℃的水吸收了4.2×105J的热量后，其温度升高了（ ）
A. 100℃B. 70℃C. 50℃D. 30℃
【答案】C
【解析】
【详解】升高的温度为
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
12. 小明用力斜向下将篮球掷向地面，篮球碰到地面后斜向上反弹，篮球在运动过程中经过A、B两点，如图所示.从A到B的过程中，下列数据可能正确的是（ ）
A. a=40，b=0B. a=60，b=0
C. a=70，b=20D. a=50，b=20
【答案】C
【解析】
【详解】篮球在运动过程中受到空气阻力作用，机械能逐渐减小，所以A点的机械能大于B点的机械能。
A．若a=40， b=0，则A点的机械能为
40J+60J=100J
B点的机械能为100J，与事实不符，故A错误；
B．若a=60， b=0，则A点的机械能为
60J+60J=120J
B点的机械能为
0J+100J=100J
但小球在B点时仍有一定速度，则动能不为0，与事实不符，故B错误；
C．若a=70， b=20，则A点的机械能为
70J+60J=130J
B点的机械能为
20J+100J=120J
与事实相符，故C正确；
D．若a=50 ，b=20，则A点的机械能为
50J+60J=110J
B点的机械能为
20J+100J=120J
与事实不符，故D错误。
故选C。
13. 如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，R1和R2中的某个电阻其“I-U”关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A. R1的阻值是20Ω
B. 滑动变阻器R2的最大阻值是30Ω
C. 电流表的示数变化范围是0~0.2A
D. 电压表V2的示数变化范围是0~4V
【答案】D
【解析】
【详解】由图甲可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电流表测电路中的电流，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压；由图乙可知，电阻两端的电压增大时，通过它的电流增大，且电流和电压为正比关系，说明该电阻为定值电阻，则该图象为定值电阻R1的I-U图象；
A．由图甲可知，滑片在最左端时，变阻器接入电路的电阻为0，只有定值电阻接入电路，电路中电流最大，由图乙可知最大电流为0.6A，此时定值电阻两端电压等于电源电压，由图乙可知电源电压U=6V；可知，R1的阻值
故A错误；
B．当滑片位于最右端时，变阻器接入电路的电阻最大，电路中电流最小，由图乙可知，电路中的最小电流I小=0.2A，此时定值电阻两端的电压U1=2V，由可知，滑动变阻器的最大阻值
故B错误；
C．由图乙可知，电流表示数变化范围为0.2A～0.6A，故C错误；
D．闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，由图乙可知，定值电阻两端的最小电压为U1小=2V，则滑动变阻器两端的最大电压
U2大=U-U1小=6V-2V=4V
当滑片在最左端时，变阻器接入电路的电阻为0，滑动变阻器两端电压最小为0V，所以电压表V2的示数变化范围是0～4V，故D正确。
故选D。
14. 小明学了电学知识之后，帮助检查家庭电路.如图所示是家庭电路的一部分，小明进行了如下检测：①闭合S1，灯L1亮；②再闭合S2，灯L1亮，灯L2不亮；③用测电笔测a、b、c、d四个接线点，测电笔在a、b、d点发光。若电路中只有一处故障，故障可能是（ ）
A. 灯L2短路B. c、d两点间断路
C. c点左侧的零线断路D. 灯L2所在支路断路
【答案】B
【解析】
【详解】闭合S1，灯L1亮，说明灯L1所在支路正常；闭合S2，灯L2不亮，然后用测电笔测a、b、c、d四个接线点，测电笔在a、b、d点发光，说明电流从a点到d点之间是通路，从d点到c点之间是断路，则故障为c、d两点间断路，故ACD不符合题，B符合题意。
故选B。
15. 如图所示电路，电源电压为6V。在a、b间接入“3V 1W”的灯，闭合开关，调节滑动变阻器使灯正常发光。断开开关后，取下灯，保持滑片P的位置不变，在a、b间接入“3V 3W”的灯后，闭合开关，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A. 灯正常发光B. 电压表的示数保持3V不变
C. 滑动变阻器接入电路的阻值为8ΩD. 灯的实际功率为0.75W
【答案】D
【解析】
【详解】根据知，两灯泡的电阻分别为
AB．灯正常发光时，其两端的电压为3V，保持滑片P的位置不变，接入灯，两灯的电阻不同，则ab间的电压会发生变化，所以灯不会正常发光，电压表的示数也不能保持3V不变，故AB错误；
CD．灯正常发光时的电流为
根据串联电路电压特点可知，滑动变阻器两端的电压为
由欧姆定律得，滑动变阻器接入电路的电阻为
换上后的总电阻为
此时电路中的电流为
灯的实际功率为
故D正确，C错误。
故选D。
二、填空与作图（第16-23题每空1分，第24、25题每图2分，共26分）
16. 小红先用100N的水平力推动水平地面上重500N的小车匀速直线前进5m，推力所做的功为________J。若用200N的水平力推动小车加速直线前进5m，则该加速过程中推力所做的功为________J。整个过程中，小车所受重力做的功为________J。
【答案】 ①. 500 ②. 1000 ③. 0
【解析】
【详解】[1]推力做的功为
[2]加速过程中推力所做的功为
[3]整个过程中，小车运动方向与重力方向垂直，故重力对小车不做功，即为0J。
17. 2024年1月17日22时27分，搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭在文昌航天发射场点火发射。火箭使用液态氢做燃料，是利用氢的________（热值/比热容）大。在加速升空过程中，飞船的重力势能________（变大/不变/变小），其机械能________（变大/不变/变小）。
【答案】 ① 热值 ②. 变大 ③. 变大
【解析】
【详解】[1] [2][3]火箭使用液态氢做为燃料，是利用了液体氢热值大的特点；火箭离开地面加速升空的过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大；机械能等于动能与势能之和，所以机械能变大。
18. 我国北斗三号全球卫星导航系统已全面提供定位、授时和短报文等服务。北斗卫星之间利用_________（次声波/电磁波/超声波）相互传递信息，实现“星间链路”，它在真空中的传播速度是_________m/s。若此波周期是10-8s，则频率是_________Hz。
【答案】 ①. 电磁波 ②. 3×108 ③. 1.0×108
【解析】
【详解】[1]太空是真空，声音无法传播，电磁波可以在真空中传播且能传递信息，因此北斗卫星是通过电磁波来传递信息的。
[2][3]电磁波在真空中的传播速度约等于光速，为3×108m/s；若此波周期是10-8s，则频率
19. 如图，闭合开关，导体受到磁场力的作用向左运动，这是由于磁场对______有力的作用，若改变电流方向，同时将磁铁磁极对调，导体棒将向______运动。
【答案】 ①. 电流 ②. 左
【解析】
【详解】[1]通电导体在磁场中会受到力的作用，这是由于磁场对电流有力的作用。
[2]通电导体在磁场中受到的力的方向与电流方向和磁场方向有关，若同时改变电流方向和磁场方向，则导体的受力方向改变两次又恢复到原状，因此导体棒将向左运动。
20. 如图甲，工人用250N的拉力将质量35kg的物体从地面运到楼上。物体上升高度h与时间t的关系如图乙所示，20s时间内，绳子自由端移动的距离s为________m，工人做功的功率为________W，此装置的机械效率为________%，g取10N/kg。
【答案】 ①. 10 ②. 125 ③. 70%
【解析】
【详解】[1]由图可知，n=2，绳子自由端20s移动的距离为
s=nh=2×5m=10m
[2]20s内工人做的总功为
W总=Fs=250N×10m=2500J
则工人拉力做功的功率为
[3]物体20s上升的高度为5m，工人做的有用功为
W有=Gh=mgh=35kg×10N/kg×5m=1750J
此装置的机械效率为
21. 用以下装置进行实验。图甲是探究“电阻丝产生的热量与电流大小的关系”的实验装置。
（1）若探究“电阻丝产生的热量与电阻大小的关系”，应选用图乙中的烧瓶________（A/B/C），并将其电阻与图甲中R串联，实验中通过________来比较电阻丝产生的热量。
（2）若探究“不同物质吸热升温的现象”，应选择图乙中的烧瓶________（A/B/C），并将其电阻与图甲中R串联或并联。
（3）若将图乙中三个烧瓶内的电阻并联起来接入电路，通电一段时间后，瓶中液体都没有沸腾，烧瓶________（A/B/C）中的液体升温最慢。
【答案】 ①. C ②. 温度计上升的示数（煤油升高的温度） ③. A ④. B
【解析】
【详解】（1）[1][2]若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，根据控制变量法，要控制电流和通电时间相同，只改变电阻大小，故可选择乙图中“C”烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻串联；为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，根据转换法，实验通过比较温度计上升的示数，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。
（2）[3]探究“不同物质吸热升温的现象”的实验，应在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，并使甲、乙两烧瓶中电阻丝的阻值相同，所以选择图乙中的烧瓶A。
（3）[4]将图乙中三个烧瓶内的电阻并联起来，通电一段时间后，由Q=I2Rt可知，A中电阻较小，通过的电流较大，A中产生的热量最多，液体吸热最多，B、C中电阻丝产生的热量相同，由于A、B中都为水，因此产生热量多的温度计升高的示数就大，故TA＞TB；由Q=cmΔt可知，吸收的热量和质量都相同时，比热容越小，温度变化越快，因此煤油中温度计的示数大，故TC＞TB；由以上分析可得，烧瓶B中的液体升温最慢。
22. 如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变.闭合开关S后，滑片P从最左端移动到最右端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则R2的最大阻值为________Ω，R1的阻值为________Ω。
【答案】 ①. 20 ②. 10
【解析】
【详解】[1][2]由甲图可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。 当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，由图乙可知I1=0.6A，根据欧姆定律可得，电源的电压
①
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，由乙图可知，I2=0.2A， U2=4V。滑动变阻器的最大阻值
串联电路中总电压等于各分电压之和， 电源的电压
②
电源的电压不变， 则
解得： R1= 10Ω。
23. 如图所示电路，电阻R1标有“5Ω；1.4A”，R2标有“3Ω；2A”，电流表A1、A2的量程均为0~3A，电压表量程0~15V，在a、b间接入电压可调的直流电源.闭合开关S后，将电源电压调为3V，电流表A1示数为________A，为保证R1、R2及电表均不损坏，则允许加的电源电压不得超过________V。
【答案】 ①. 1.6 ②. 5.625
【解析】
【详解】由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R2支路的电流，电压表测电源的电压。
[1]电源电压调为3V时，通过两电阻的电流分别为
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流表A的示数
I=I1+I2=0.6A＋1A=1.6A
[2]由可得，两电阻两端允许所加最大电压分别为
因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，为了保护电阻R1，电源电压不能超过6V；此时干路电流为
所以，为保证电流表A1不损坏，干路电流最大为3A，根据并联电路的特点和欧姆定律可得电源电压最大为
24. 请在遵守安全用电原则的前提下，用笔画线代替导线将图中的插座、带开关的电灯正确接入电路。
【答案】
【解析】
【详解】插座接线遵循左零右火上接地，开关应该接在火线和用电器之间，所以电灯左端接零线，开关右端接火线，如下图所示：
25. 如图所示，根据小磁针静止时的指向，用箭头标出磁感线的方向，并在括号内标出电源的正或负极（用“+”或“﹣”表示）。
【答案】
【解析】
【详解】小磁针的右端为N极，左端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，螺线管的右端为N极，磁感线从磁体的N极流出回到S极，所以磁感线方向向左；根据安培定则可知，电流从螺线管的右端流入，左端流出，故电源的左端为负极，右端为正极。如下图所示：
三、解答与探究（26题6分，27题4分，28题9分，29题9分，30题8分，31题8分，共44分）计算题解答时要有必要的文字说明、公式和运算过程，直接写出结果不得分。
26. 小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码（m钩码=50g）若干个，g取10N/kg。
（1）实验前若向左调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，则调节之前杠杆________端高；
（2）图甲中，小明在A处挂2个钩码，为使杠杆在水平位置平衡，应在B处挂________个钩码。第二次实验，保持A处钩码不变，换用在C点用弹簧测力计竖直________（向上/向下）拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为________N；两次实验后，小明便得出了杠杆的平衡条件为：F1×l1=F2×l2。小张认为他这样得出的结论是不合理的，原因是：________。
（3）图乙中，杠杆平衡后，小明用一滑轮缓慢推动悬线，会发现杠杆________（左端下沉/仍然平衡/右端下沉）。
【答案】 ①. 左 ②. 1 ③. 向上 ④. 0.5 ⑤. 两次实验具有偶然性，应多次实验找寻普遍规律 ⑥. 右端下沉
【解析】
【详解】（1）[1]实验前向左调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，，说明杠杆往右边下沉，故左边高。
（2）[2][3][4]由图甲B点到支点的距离为A点到支点距离的两倍，根据杠杆平衡条件可知应在B处挂1个钩码；C点在A点的左侧，故弹簧测力计应向上拉杠杆，C点到支点的距离为A点到支点距离的两倍，两个钩码的重力为
故弹簧测力计的示数为0.5N。
[5]小明只做了两次实验，实验次数太少，实验结论具有偶然性，应多次实验找寻普遍规律。
（3）[6]小明用一滑轮缓慢推动悬线，导致左边拉力的力臂减小，左边力与力臂的乘积减小，右边力与力臂的乘积不变，故杠杆会往右端倾斜下沉。
27. 小明设计了如图甲所示的实验装置探究“动能大小与质量、速度的关系”，将小车从斜面上高h处由静止释放，运动至水平木板上后与木块相碰撞。通过在同一小车中增减砝码、改变小车释放高度等方式，得到了如图乙所示的三个实验场景。
（1）本实验通过比较木块被推距离的远近来比较小车动能的大小，下列例子中用到此方法的是_________；
A.研究电流时把它比作水流
B.电阻一定时，探究电流与电压的关系
C.根据磁体产生的作用来认识磁场
D.利用磁感线来描述磁场
（2）场景②、③可用来探究动能大小与________的关系，实验时小车中所放砝码的质量m2________（等于/不等于）100g；
（3）小明继续进行了实验。探究动能大小与另一个影响因素的关系。则场景①中小车高度h1、所放置砝码质量m1可为_________。
A.10cm；100g B.7cm；m2 C.10cm；50g D.10cm；m2
【答案】 ①. C ②. 质量 ③. 不等于 ④. B
【解析】
【详解】（1）[1] 本实验通过比较木块被推距离的远近来比较小车动能的大小，采用了转换法。
A．研究电流时用它与水流作比较，采用了类比法，故A不符合题意；
B．电阻一定，研究电流与电压的关系，采用了控制变量法，故B不符合题意；
C．利用磁体产生作用来认识磁场，采用了转换法，故C符合题意；
D．用磁感线来描述磁场大小和方向，采用了模型法，故D不符合题意
故选C。
（2）[2][3]由②、③可知小车的高度相同，故到达水平面的速度相同，所以可用来探究动能大小与质量的关系，要改变质量，小车中所放砝码的质量m2不能等于100g。
（3）[4]动能的大小还和物体的速度有关，为了探究动能大小与物体速度的关系应让质量相同的物体从不同的高度由静止释放，故选B。
28. 小明在实验室做“测量小灯泡电功率”的实验，如图所示，电源（电压恒为4.5V），小灯泡（额定电压为2.5V），电流表、电压表各一个，滑动变阻器（20Ω2A），开关，导线若干。
（1）甲图是小明连接的错误电路，请在应改动的一根导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法_________。
（2）正确连线后，应将滑片移到最________（左/右）端。闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路故障可能是小灯泡________（短路/断路）。
（3）排除故障后，逐步移动滑片，看到如乙图所示的电压表示数，其读数为________V，为使灯泡正常发光，应向________（左/右）端移动滑片P。丙图为灯泡的I-U图象，可知灯泡的额定电功率为________W。
（4）利用上述器材，在不改变电路的情况下，小明认为还可以探究：电阻一定时，电流与电压的关系，他的想法是________（正确/错误）的。
（5）为探究“电流与电阻的关系”，小明找来四个定值电阻（5Ω、20Ω、40Ω、60Ω），将灯泡依次换成以上定值电阻，并设定其两端电压恒为3V，在将60Ω电阻接入电路时，发现无论怎样移动滑片，都无法使电压表示数变为3V，于是小明想在前面已使用的三个电阻中选一个串联接入电路来继续实验，下列说法正确的是_________。
A.只能选20Ω的
B.只能在20Ω或40Ω中任选一个
C.在5Ω、20Ω、40Ω中任选一个
D.无论选哪一个接入电路都无法完成实验
【答案】 ①. ②. 左 ③. 断路 ④. 2.2 ⑤. 右 ⑥. 0.5 ⑦. 错误 ⑧. A
【解析】
【详解】（1）[1]由图可知电压表测滑动变阻器和小灯泡两端电压，电压表应只能测量小灯泡两端电压，如下图：
（2）[2]滑动变阻器滑片应放在阻值最大的位置，由图甲可知为最左端。
[3]电流表无示数，说明电路断路；电压表有示数，说明电压表与电源间是连通的，与电压表并联的电路部分发生了断路，因此故障可能是小灯泡断路。
（3）[4] [5]由图乙可知电压表示数为2.2V；此时电压低于小灯泡额定电压，为了使小灯泡正常发光，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，由图甲可知应向右端移动滑片P。
[6]由图丙可知当电压为2.5V时，电路中电流为0.2A，则小灯泡的额定功率为
（4）[7]由图丙知，通过灯泡的电流与电压不成正比，即灯泡电阻是变化的；电流与电压和电阻有关，在探究电流与电压关系时应保持电阻不变，但灯泡在不同电压下电阻是不同的，所以不改变电路的情况下，无法探究电流与电压的关系，小明的想法是错误的。
（5）[8]由题知，探究电流与电阻的关系，定值电阻两端电压恒为3V，由串联电路特点和欧姆定律有IR=I，即
若将60Ω电阻连入电阻中，即
解得，变阻器连入阻值和串联入电阻之和
R1=R总-R=90Ω-60Ω=30Ω
已知滑动变阻器的最大阻值为20Ω，所以当滑动变阻器接入电路阻值为10Ω时，可以选择20Ω的定值电阻。
故选A。
29. 油电混合动力汽车是新型节能汽车，这种汽车以高速匀速行驶时，内燃机启动，此时在向车轮输送能量的同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号混合动力汽车所用的动力蓄电池可储存的最大电能为1.0×108J，测试人员驾驶该车在平直公路上以80km/h的车速匀速行驶0.5h，内燃机消耗燃油2.5kg，蓄电池组的电能增加了最大电能的10%；汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。
（1）观察图像，当汽车以80km/h的车速行驶时，汽车牵引力多大？
（2）0.5h内，汽车行驶的路程为多少？此过程中牵引力做功多少？
（3）该汽车测试行驶中，2.5kg燃油完全燃烧可放出多少热量？（燃油的热值为4.6×107J/kg）
（4）求汽车内燃机的效率。
【答案】（1）900N
（2）40km，3.6×107J
（3）1.15×108J
（4）40%
【解析】
【小问1详解】
由图像可知，汽车以80km/h做匀速直线运动时受到的阻力为900N，由于匀速行驶，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以牵引力大小为
F=f=900N
【小问2详解】
汽车在平直公路上以80km/h的速度匀速行驶0.5h，行驶的距离为
s＝vt＝80km/h×0.5h＝40km＝40km=40000m
该汽车测试行驶中牵引力做的功为
W＝Fs＝900N×40000m＝3.6×107J
【小问3详解】
内燃机消耗燃油2.5kg，燃油放出的热量为
Q放＝mq油＝2.5kg×4.6×107J/kg＝1.15×108J
【小问4详解】
蓄电池增加的电能为
W1＝ηW2＝10%×10×108J＝1.0×107J
有效利用的能量为
W有＝W+W1＝3.6×107J+1.0×107J＝4.6×107J
内燃机的效率为
30. 图甲是可自动调节亮度的台灯的电路图.灯泡标有“24V；12W”字样，R1为光敏电阻，其阻值随光照强度的变化如图乙所示，滑动变阻器R2最大阻值为50Ω。当光照强度为E1时，R2连入电路的阻值为24Ω，此时灯泡正常发光，不计温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯泡正常发光时的电流和灯丝的电阻；
（2）灯泡正常发光5min消耗的电能；
（3）电源电压；
（4）光照强度为E2时，滑动变阻器R2的滑片移到最右端，灯泡的实际功率。
【答案】（1）0.5A；48Ω；（2）3600J；（3）42V；（4）4.32W
【解析】
【详解】解：（1）由P=UI可得灯泡正常发光时的电流
由欧姆定律可得灯泡的电阻
（2）由电能公式得灯泡消耗的电能
（3）由电路图可知，光敏电阻R1、灯泡L、滑动变阻器R2串联， 由图乙可知，当光照强度为E1时，R1=12Ω，已知此时R2=24Ω，且此时灯泡正常发光，则电路的总电阻
此时电路中的电流I=0.5A，由欧姆定律可得电源电压
U=IR总 =0.5A×84Ω=42V
（4）由图乙可知，光照强度为E2时，光敏电阻的阻值R1'=42Ω，且R2的滑片移到最右端，则变阻器连入电路的阻值为R2大=50Ω，不计温度对灯丝电阻的影响，则灯泡的电阻仍然为48Ω，此时电路的总电阻为
此时电路中的电流
则此时灯泡的实际功率为
答：（1）灯泡正常发光时的电流为0.5A，灯丝的电阻为48Ω；
（2）灯泡正常发光5min消耗的电能为3600J；
（3）电源电压为42V；
（4）光照强度为E2时，滑动变阻器R2的滑片移到最右端，灯泡的实际功率为4.32W。
31. 干手器是先进的卫生清洁器具。它主要运用于宾馆、科研机构、医院等场所的卫生间。图甲为某款全自动感应干手器，其工作原理简化图如图乙所示，工作电路中，加热电阻丝阻值为44Ω。
（1）控制电路中的电磁铁主要是利用了电流的___________（热/磁）效应，当手放到红外线感应区域范围内，R的阻值就会减小___________（增大/减小/不变），衔铁被吸下，工作电路开始工作。
（2）该干手器正常工作10s，求加热电阻丝产生的热量___________；
（3）若电路中仅接入一台该款感应千手器，使其正常工作，电路中的电能表（如图丙）的转盘10s内转了10r，求工作电路中的总功率和电动机M的功率___________。
【答案】（1） ①. 磁 ②. 增大
（2）11000J （3）1440W、340W
【解析】
【小问1详解】
[1]电磁继电器的核心元件是电磁铁，当电磁铁中通有电流时，电磁铁具有磁性，当电磁铁中没有电流时，电磁铁磁性消失，所以控制电路中的电磁继电器主要是利用了电流的磁效应。
[2]当手放到红外线感应区域范围内，R的阻值就会减小，由可知，当电压不变时，控制电路的电流增大，电磁铁磁性增强，吸下衔铁，使工作电路开始工作。
【小问2详解】
由
可得，干手器正常工作10s，加热电阻丝产生的热量为
【小问3详解】
电能表的转盘转了10转，电路消耗的电能为
工作电路中的总功率
加热电阻丝消耗的电能为
W1＝Q＝11000J
则电动机M消耗的电能为
W2＝W总﹣W1＝14400J﹣11000J＝3400J
电动机M的功率为
篮球位置
A
B
重力势能/J
60
100
动能/J
a
b
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