2019-2020学年江苏省无锡江阴市九年级上学期物理期末试题及答案

这是一份2019-2020学年江苏省无锡江阴市九年级上学期物理期末试题及答案，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.下图中使用的工具，属于费力杠杆的是（ ）
A. 镊子B. 独轮车
C. 羊角锤D. 铜丝钳
【答案】A
【解析】
【分析】
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，再判断它是属于哪种类型的杠杆．
【详解】A．镊子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A符合题意为答案．
B．独轮车在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意．
C．羊角锤在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意．
D．钢丝钳在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意．
【点睛】根据功的原理，省力杠杆一定费距离，费力杠杆一定省距离．无论省力杠杆还是费力杠杆，在实际中有不同的应用，都是为了使用方便．
2.小玲家有能正常工作的电烤箱、电饭锅和电视机各一个，按照每度电0.6元的计费标准，将这三个用电器正常工作1小时的用电费用绘制成了如图所示的柱状图。则下列四个选项中，正确的是
A. 在这三个用电器中，电烤箱正常工作时的电压最高
B. 在这三个用电器中，电视机正常工作时的电压最低
C. 正常工作时，电烤箱的功率大于电视机的功率
D. 在一个月内，小玲家电烤箱的用电费用一定比电饭锅的用电费用多
【答案】C
【解析】
【详解】AB．家用电器并联，其电压均相等，为220V。故AB错误；
C．由图可知，在相同时间内，电烤箱消耗的电能大于电视机，由得，电烤箱的电功率大于电视机。故C正确；
D．在一个月内，小玲家电烤箱与电饭锅的使用时间t的关系不确定；由；电能的多少与电功率大小和时间长短有关；故电烤箱的用电费用不一定比电饭锅的用电费用多。故D错误。
3.汽车紧急刹车时，轮胎温度急剧升高，内能增大，图中四个事例中改变物体内能的方式与之相同的是
A. 钻木取火
B. 金属勺放在热汤中
C. 食品放入冰箱内
D. 物体放在取暖器旁
【答案】A
【解析】
【详解】汽车紧急刹车时，轮胎与地面摩擦，克服摩擦做功，轮胎温度急剧升高，内能增大，是通过做功的方式改变内能的；
A. 钻木取火是克服摩擦做功，属于做功改变物体的内能，故A项与题意相符；
B. 金属勺放在热汤中，金属勺吸收热量，是通过热传递改变内能，故B项与题意不相符；
C. 食品放入冰箱内，食品放出热量，属于热传递改变内能，故C与题意不相符；
D. 物体放在取暖器旁边，会吸收热量，属于热传递改变内能，故D项与题意不相符．
4.关于内能、热量和温度，下列说法中正确的是
A. 物体的内能减少，它的温度一定降低
B. 物体的温度不变，它的内能可能增加
C. 物体内能增加，一定是从外界吸收了热量
D. 温度高的物体一定比温度低的物体具有的内能多
【答案】B
【解析】
【详解】A．物体的内能减少，它的温度不一定降低，如晶体凝固时内能减少，温度不变，故A不符合题意；
B．物体的温度不变，它的内能可能增加，如晶体熔化过程，故B符合题意；
C．物体内能增加，不一定是从外界吸收了热量，也可能是对他做功，故C不符合题意；
D．物体的内能无法量度，故D不符合题意．
5.小明用图示装置“探究重力势能大小与质量的关系”，下列说法正确的是
A. 实验研究对象是三脚小桌B. 让质量不同的木块从不同的高度由静止下落
C. 让同一木块从三个不同的高度由静止下落D. 用三脚小桌下陷的深度表示木块重力势能的大小
【答案】D
【解析】
【详解】A．实验中让质量不同的木块从相同的高度落下，通过观察三角小桌下陷的深度来探究木块的动能大小与质量的关系，所以实验研究对象是木块，故A错误；
BC．探究重力势能大小与质量的关系，要控制木块所处的高度相同，质量不同，即让不同质量的木块从同一高度静止落下，故BC错误；
D．实验运用了转换法，通过观察三角小桌下陷的深度来探究木块的动能大小与质量的关系，故D正确。
6.小明用如图所示的滑轮组提升300N的重物，在绳子自由端施加的拉力为125N，4s内重物匀速上升2m，则下列说法正确的是
A. 绳子自由端移动的速度为0.5m/sB. 动滑轮重75N
C. 拉力做功的功率为150WD. 此过程滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图知，承担物重的绳子股数n=3，则绳子自由端移动的距离
，
绳子自由端移动的速度为
，
故A错误；
B．因不计绳子重和摩擦，则绳端的拉力
，
即：
，
所以动滑轮重：G动=75N，故B错误；
C．拉力做的功：
，
拉力的功率：
，
故C错误；
D．利用滑轮组所做有用功：
，
滑轮组的机械效率：
，
故D正确。
7.为探究串联电路电流特点，小华设计了如图的电路。下列关于实验的说法，正确的是
A. 最好选用型号相同、量程相同的三个电压表测量B. 最好选用型号相同、量程相同的三个电流表测量
C. Ll和L2应为型号不同的灯泡，通过灯泡亮暗判断电流大小D. Ll和L2应为型号相同的灯泡，通过灯泡亮暗判断电流大小
【答案】B
【解析】
【详解】AB．探究串联电路中各处电流的关系实验中，要用电流表分别测出电路中不同位置的电流，所以要选用电流表，因为不同量程的电流表的分度值不同，准确程度不同，并且不同型号的电流表的灵敏度也不一定相同，所以为了使测量的更准确，测a、b、c处电流时最好选用型号和量程相同的电流表，故A错误；B正确；
C．通过灯泡亮暗，只能判断实际功率的大小，不能判断出电流的大小，故C错误；
D．为了使实验具有普遍性，应选择型号不同的小灯泡，故D错误。
8.小明设计了一种停车位是否被占用的模拟提醒装置：用指示灯L发光的亮和暗分别表示车位被占用和未被占用，车位被占用时控制开关S闭合，下列能实现此功能的电路是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题知，车位被占用时控制开关S闭合，此时指示灯L发光较亮；车位未被占用时开关S断开，指示灯L发光较暗．
A．由图知，当开关S闭合时，此时R被短路，只有L接入电路，L两端的电压为电源电压，指示灯发光较亮；开关S断开时，L与R串联，总电阻较大，电流较小，指示灯发光较暗，故A符合题意；
B．由图知，当开关S闭合时，此时L被短路，指示灯不会发光，故B不符合题意；
C．由图知，当开关S闭合时，此时L与R串联，此时灯的亮度较暗；开关S断开时，灯泡不发光；故C不符合题意；
D．由图知，L与R并联，当开关S闭合或断开，L始终接入电路中，L两端的电压始终为电源电压，则灯泡发光的亮度不变，故D不符合题意．
故选A．
【点睛】注意熟练应用串、并联电路的电压和电流特点，都是电路的最基本规律，是分析电路的基础，一定要熟练掌握．
9.将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示．下列说法正确的是
A. 皮球经过同一高度A、B两点时，动能相等
B. 皮球第一次反弹后到达最高点P时，动能为零
C. 皮球在D点时的机械能大于在C点时的机械能
D. 若将皮球表面涂黑，则在地面M点的黑色圆斑大于N点的黑色圆斑
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小，在A点的机械能大于在B点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，在A、B两点高度相同则重力势能相同，所以在A点的动能大于在B点的动能；故A错误。
B．从轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度。小球在最高点时，竖直方向速度为零，但是仍然能往右运动，说明小球还具有水平方向速度，动能不为零；故B错误。
C．每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小。在C点在在D点之前，故在D点的机械能小于在C点的机械能；故C错误。
D．弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大。在M点与在N点小球的动能与重力势能都为零，又因为小球在M点机械能大于N点机械能，故小球在M点的弹性势能大于在N点的弹性势能，故在M点的圆斑要大于在N点的圆斑；故D正确。
10.甲、乙两只灯泡，其I－U关系图像如图所示．现将甲、乙两灯并联在电路中，当通过乙灯的电流为0.4A时，甲灯消耗的功率是
A. 1.2WB. 0.8WC. 1.8WD. 3W
【答案】C
【解析】
【详解】甲、乙两灯并联在电路中，由图像可知，当通过乙灯的电流为0.4A时，乙灯两端的电压U乙=3V，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，电源电压
，
由图像可知，甲灯两端的电压U甲=3V时，通过乙灯的电流I甲=0.6A，甲灯消耗的功率是
，
故选C。
11.某同学利用如图所示电路进行实验，闭合开关后，Ll、L2正常发光，两个电表都有示数．但过了一会儿后，两个电表的示数都变为零，这时电路发生的故障可能是
A. 电压表断路B. 电流表断路C. 灯泡L1断路D. 灯泡L2断路
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知，灯泡L1、L2并联，电流表测L1支路的电流，电压表并联在灯泡L1两端．
A．如果是电压表断路，则电路是连通的，两灯泡正常发光，电流表有示数，故A不符合题意；
B．如果是电流表断路，说明L1支路断路，则灯L1不能发光，电流表和电压表都没有示数，故B符合题意为答案；
C．如果是L1断路，则灯泡L1不能发光，电流表无示数，电压表与电源两极连接，有示数仍为电源电压，故C不符合题意；
D．如果是L2断路，则灯L2不能发光，并联电路各支路互不影响，L1正常发光，电流表、电压表都有示数，故D不符合题意；
12.如图为一种测量酒精气体浓度的工作原理图，电源电压恒为6V，定值电阻R=10Ω，R0是酒精气敏电阻，阻值随酒精气体的浓度增大而减小，其阻值变化范围为10Ω～20Ω，电压表接入电路的量程为0～3V，电流表接入电路的量程为0～0.6A．闭合开关S，当环境的酒精气体的浓度增大时，下列说法正确的是
①电流表的示数变小
②电压表的示数变大
③电压表示数的范围为1V～3V
④电阻R0消耗的电功率范围为0.8W～0.9W
A. 只有①②正确B. 只有②④正确C. 只有②③正确D. 只有②③④正确
【答案】B
【解析】
【详解】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
①当环境的酒精气体的浓度增大时，R0阻值随酒精气体的浓度增大而减小，由可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故①错误；
②因为电路中的电流变大，由可知，电压表示数变大，故②正确；
③④当R0=10Ω时，电路中的总电阻最小，电路中的电流最大，即经过R0的电流最大，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，经过R0的电流最大，
，
则电压表的最大示数为：
，
R0消耗的电功率：
，
当R0大=20Ω时，电路中的总电阻最大，电路中的电流最小，电路中的最小电流：
，
则电压表的最小示数为：
，
所以，电压表示数的范围为2V～3V，故③错误；
R0消耗的电功率：
，
所以，电阻R0消耗的功率范围为0.8W～0.9W，故④正确。
故选B。
二、填空题
13.根据实验现象，完成问题：
（1）如图甲所示，红墨水在热水中比在冷水中扩散得_______（选填“快”或“慢”），由此说明物体内能的大小与物体的_______有关．
（2）如图乙所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾后，塞子被试管内的水蒸气推出，此现象相当于四冲程汽油机的_______冲程．
（3）如图丙所示是笔记本电脑的三脚插头，该三脚插头的脚_______（选填“A”、“B”或“C”）与笔记本电脑的金属外壳相连，插头插入三孔插座后，以防外壳带电对人造成伤害．
【答案】 (1). 快 (2). 温度 (3). 做功 (4). A
【解析】
【详解】(1)[1][2]红墨水在热水中扩散的比冷水中快，说明温度越高，分子无规则运动越剧烈，内能越大；
(2)[3]水沸腾后，塞子被试管内的水蒸气推出，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，此现象相当于四冲程汽油机的做功冲程；
(3)[4]三孔插座的接法是左零右火上接地，所以该三脚插头的B脚接火线，A脚与笔记本电脑的金属外壳相连，这样当三脚插头插入三孔插座时，三脚插头的A脚与三孔插座对应孔相连，即：使笔记本电脑金属外壳与室外大地相连通，这样若金属外壳若带电，电流会通过地线导入大地，防止造成触电事故的发生。
14.夏天为了遮阳，人们常在窗前挂有竹帘，如图所示．其顶部安装有两个_______（选填“定”或“动”）滑轮，这种滑轮的作用是_______．
【答案】 (1). 定 (2). 改变力的方向
【解析】
【详解】[1]由图可知，两个滑轮的轮轴都是固定在墙壁上的，所以两个滑轮应该都是定滑轮；
[2]使用定滑轮的特点是不省力，这种滑轮的作用是可以改变力的方向。
15.如图为宾馆的“插卡取电器”。它有两种类型：第一种，无论插入哪种房卡都能使房间通电；第二种，用专门的磁卡插入或靠近都能使房间通电。为房间供电的照明电路电压为_______V，使房间通电的卡片，其作用相当于一个_______（填电路元件名称），“取电器”应接在房间照明电路的_______（选填“支路”或“干路”）中。取专门磁卡插入“取电器”，若能通电，_______（选填“能”或“不能”）确定该房间为第二种类型。
【答案】 (1). 220 (2). 开关 (3). 干路 (4). 不能
【解析】
【详解】[1]由课本知，我国家庭电路的电压为220V；
[2][3]只有把房卡插入槽中或靠近时，房间内的灯和插座才能有电，这说明：房卡相当于开关，可以控制房间内的灯和插座，不插入插槽中，所有房间内的灯和插座都不工作；所以房卡相当于接在干路上的开关。
[4]由题知，专门磁卡插入，第一种取电器会通电，第二种也会通电，所以不能判断是哪种类型。
16.如图所示是一种立体停车场，一辆1.2吨的汽车被升降机匀速提升4m的过程中，汽车的机械能将_______（选填“增大”、“减小”或“不变”），升降机对该汽车做_______J的功（g取10N/kg）。
【答案】 (1). 增大 (2). 4.8×104
【解析】
【详解】[1]在汽车被匀速提升的过程中，汽车的质量不变、速度不变，其动能不变；质量不变、高度增大，重力势能增大；而机械能为动能和势能的和，所以汽车的机械能增大；
[2]升降机对该汽车做的功：
。
17.如图所示，小明在燃烧皿中放入10g酒精，点燃后对质量为200g的水加热．充分燃烧后，水温升高50℃．已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，此过程中水吸收的热量为_______J，水的内能_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）．根据实验数据计算得到的酒精热值明显偏小，其原因是_______．
【答案】 (1). 4.2×104 (2). 增大 (3). 有热量的损失
【解析】
【详解】[1]水的质量
，
水吸收的热量：
；
[2]水吸收热量，其温度升高、内能增大；
[3]小明是按下面方法来计算酒精的热值：酒精完全燃烧放出的热量，完全被水吸收，即，再利用计算酒精的热值；实际上酒精不可能完全燃烧，并且酒精完全燃烧放出的热量不能完全被水吸收，所以该实验计算得到的酒精热值明显偏小。
18.“弓开如满月，箭去似流星”用来形容射箭运动员拉弓放箭情形，那么在这个过程中，弓的弹性势能转化为箭的_______能，同时也说明了物体弹性势能大小与物体的_______有关。
【答案】 (1). 动 (2). 弹性形变的大小
【解析】
【详解】[1]拉弯的弓具有弹性势能，箭射出去后具有动能，这一过程中是弓的弹性势能转化为箭的动能；
[2]同时也说明了弹性势能的影响因素是物体的弹性形变程度。
19.如图所示，电源电压不变，R1=2Ω，R2=3Ω，R3=4Ω．只闭合S，电压表V1、V2示数之比为____，再闭合开关S1和S2，电流表A1、A2示数之比为____，电压表V2和电流表A1示数之比将_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
【答案】 (1). 3:1 (2). 3:5 (3). 不变
【解析】
【详解】[1]只闭合S，R1与R3串联，电流表A1、A2都测量串联电路中的电流，电压表V2测量R1两端的电压，电压表V1测量R1与R3两端的总电压；串联电路中电流处处相等，根据 可得，电压表V1、V2示数之比：
；
[2]再闭合S1、S2，R1与R2并联，电压表V1、V2都测量并联电路两端的电压，电流表A1测量R1的电流，电流表A2测量干路电流；由于并联电路两端电压相等，所以根据可得电流表A1、A2示数之比为：
；
[3]电压表V2和电流表A1示数之比等于定值电阻R1的阻值，所以不变。
20.如图所示是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，其中甲、乙两次实验将同一个铁球放在同一斜面的不同高度。甲、乙两次实验是探究铁球动能的大小与_____的关系；甲、乙两次实验可以初步得出结论_____，若想使实验效果更为明显，应使用质量_____（选填“大”或“小”）的木块。
【答案】 (1). 速度 (2). 质量一定时，物体的速度越大，动能越大 (3). 小
【解析】
【详解】[1]让同一铁球沿斜面不同高度静止滚下撞击水平板上的木块，这是控制了质量相同，目的是探究物体的动能与速度的关系；
[2]由图示实验可知，甲、乙两次实验，球的质量相同，甲滚下的高度大于乙滚下的高度，甲将纸盒推动得更远，说明动能更大，可得出结论：质量一定时，物体的速度越大，动能越大；
[3]该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小的，这种方法是转换法，想使实验效果更为明显，应使用质量小的木块。
21.小明想知道灯丝电阻随温度变化的规律，他利用实验室的器材设计了如图甲所示的电路。
（1）闭合开关后，小明发现小灯泡不发光，经检查是由于某根导线断了。小明利用图乙的电路进行检测。检测时，他应将图甲中的开关_______，将图乙电路接线柱先后连接图甲电路各根导线的两端，若检验灯发光，说明被检测导线_______（选填“断了”或“没断”）。
（2）更换导线后，正确进行实验并将数据填入表格（电源电压恒为4V）。分析实验数据发现：温度越高，灯丝电阻越____．根据表中的数据分析，下列滑动变阻器的规格符合实验要求的是____（填序号）。
①“30Ω 0.2A”；②“20Ω 1A”；③“10Ω 1A”
【答案】 (1). 断开 (2). 没断 (3). 大 (4). ②
【解析】
【详解】(1)[1]为了防止甲图中的检验灯被烧坏，检测时要将甲图中的开关断开；
[2]若导线的两个接头之间的电路连通时，就能使检验灯亮，说明被检测导线没断；
(2)[3]由表中数据看出，灯两端的电压越高、灯丝的电阻越大，而灯两端的电压越高、实际电功率越大，灯泡越亮、温度越高，可见灯丝温度越高，灯丝电阻越大；
[4]根据表中的数据可知，从第一次到第四次实验，小灯泡两端的电压减小，电流减小，说明滑动变阻器阻值变大，故从第一次到第四次实验，小明是将滑片逐渐向右端移动；由表中第四列数据，设此时变阻器连入电路的电阻为R，，即：
，
∴滑动变阻器连入电路的电阻为15Ω，由表中数据看出，电路中的电流最小为0.2A，①③滑动变阻器不符合要求，故只有②滑动变阻器符合要求。
22.如图甲所示的电路，电源电压保持不变，将滑动变阻器R＇的滑片由最右端向左移动，直至灯泡正常工作，记录了电压表和电流表的示数，并绘制了如图乙的I—U关系图像，已知灯泡L的额定电压为2.5V。则电源电压为_______V，灯泡的额定功率为_______W，当小灯泡的实际功率与滑动变阻器消耗的功率相等时，电路的总功率为_______W。
【答案】 (1). 3 (2). 0.625 (3). 0.6
【解析】
【详解】[1]如图甲所示，灯泡L和滑动变阻器R＇串联，电压表是测滑动变阻器R＇的电压，滑动变阻器R＇的滑片由最右端向左移动，直至灯泡正常工作，记录了电压表和电流表的示数，并绘制了如图乙的I—U关系图像，当滑动变阻器R＇的滑片在最右端时，电路中的电流最小为0.1A，当电流为0.25A，电压表示数为0.5V时，灯泡正常工作，所以电源电压为
；
[2] 灯泡的额定功率为
；
[3]灯泡L和滑动变阻器R＇是串联的，当小灯泡的实际功率与滑动变阻器消耗的功率相等时，他们的电压电流都一样，电源电压为3V，所以他们的电压都为3V，由乙图可知，当时的电流为0.2A，所以电路的总功率为
。
三、解答题
23.在图中画出使杠杆OA平衡时最小动力F1的方向和阻力F2的力臂L2．
（ ）
【答案】略
【解析】
【详解】①连接OA就是最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡动力方向向上，据此可画出最小的动力；
②O为支点，点O到F2的垂线段就是F2的力臂，如图：
【点睛】做出杠杆中的最小动力，可以按照以下几个步骤进行
1、确定杠杆中的支点和动力作用点的位置
2、连接支点与动力作用点，得到最长的线段
3、经过动力作用点做出与该线段垂直的直线
4、根据杠杆平衡原理，确定出使杠杆平衡的动力方向．
24.如图为一款新国标插线板的实物图，请用笔画线代替导线，把线框内插座单元的电路补充完整并接入家庭电路。（要求：开关同时控制两个插座）
（ ）
【答案】
【解析】
【详解】开关同时控制两个插座，开关应接在干路上，且开关要与火线相连，两个插座应并联接入电路；三孔插座的接法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线。两孔插座的接法：左孔接零线，右孔接火线；如图所示：
25.用图示装置探究“斜面的机械效率”，实验记录如表：

（1）沿斜面拉动物体时，应使其做_____运动．
（2）根据图中测力计示数，可知第2次实验的机械效率为_____%．由实验可得初步结论：
①利用斜面可以省_____（选填“力”或“功”）；
②斜面倾斜程度相同时，_____越小，机械效率越大．
（3）第2次实验中，木块所受摩擦力为_____N．
【答案】 (1). 匀速 (2). 75 (3). 力 (4). 摩擦力 (5). 0.2
【解析】
【详解】(1)[1]沿斜面拉动物体时，为使弹簧测力计的示数稳定，便于读数，所以应尽量使物体做匀速直线运动。
(2)[2]由图可知，第2次实验弹簧测力计的示数即拉力F=0.8N，则斜面的机械效率：
。
①[3]因0.8N和1N都小于4N，故利用斜面可以省力；（因机械效率小于1，故利用机械做的功大于直接用手做的功，不能省功）
②[4]比较两次的机械效率可知，第2次机械效率大，斜面的倾斜程度相同；因在同样条件下，滚动摩擦小于滑动摩擦，即小车所受的摩擦力小，由此可得结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越小，机械效率越大。
(3)[5]由第2次实验的数据可知，沿斜面拉木块做的有用功：
，
拉力做的总功：
，
则额外功
，
由得，木块所受摩擦力：
。
26.如图甲是某款电热水龙头，即开即热、冷热兼用。图乙是它的原理电路图，R1、R2为电热丝．通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换。有关参数如表，不考虑温度对电阻丝阻值的影响。
（1）当开关与1、2触点接通时，电路中的电流是多大_________?
（2）当开关与2、3触点接通时，电路工作1min消耗的电能是多少______ ?R2的电阻值是多大____?
（3）根据实际需要，某物理兴趣小组同学尝试把热水额定功率降为3080W，而温水额定功率不变。则，可以将电热丝_____（选填“R1”或“R2”）改为阻值_____Ω的电阻丝。
【答案】 (1). 10A (2). 1.98×105 (3). 44Ω (4). R2 (5). 55Ω
【解析】
【详解】(1)开关与 1、2 接触时，只有R1工作，水龙头放出的是温水，由表格数据可知，温水功率P温=2200W，由可得，此时电路中的电流：
；
(2)开关与 2、3 接触时，水龙头放出的是热水，由表格数据可知，热水功率P热=3300W，由可得，工作1min消耗的电能：
；
由图知，开关与 1、2 接触时，电路为R1的简单电路，此时为温水档；开关与 2、3 接触时，R1与R2并联，此时为热水档；因电路的总功率等于各用电器功率之和，且R1在两种状态下消耗的功率不变，所以，电阻R2的功率：
，
由可得，R2的电阻值：
(3)要求温水额定功率不变，热水额定功率降为P热′=3080W，则需要改装的电阻为R2，改装后其功率为
，
所以，改装后R2′的电阻值
，
即R2换用阻值为55Ω的电阻。
答：(1)开关与 1、2 接触时，电路中的电流是10A；
(2)开关与 2、3 接触时，水龙头工作1min消耗的电能是1.98×105J，R2的电阻值是44Ω；
(3)R2换用阻值为55Ω的电阻。
27.小明想利用如图甲所示电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压6V，选用的定值电阻的阻值分别为5Ω、15Ω和30Ω，滑动变阻器规格为“25Ω1A”。
（1）如图乙是根据图甲连接的实物图，请在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线连接正确。
（ ）
（2）在连接电路的过程中开关应该_____。
（3）小明排除实物图的错误后，将5Ω电阻接入电路，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为某预设值，记下电流表示数为0.5A。完成第一次实验后，在没有移动滑动变阻器滑片的情况下，小明把5Ω的电阻换成15Ω的电阻后闭合开关，此时电压表示数将会比预设的电压值_____（选填“高”或“低”），电流表示数将会比第一次电流0.5A_____（选填“大”或“小”），小明应向_____（选填“左”或“右”）移动变阻器滑片，使_____（选填“电压表”或“电流表”）示数不变，才能完成这次实验。
（4）小明继续实验，他发现接入30Ω的电阻进行实验时，不管怎样移动滑片，都不能使电压表的示数变为预设的定值。小明利用现有器材解决了上述问题，并完成了实验。他采取的操作可能是_____（列举一种方法即可）。
【答案】 (1). 见解析所示 (2). 断开 (3). 高 (4). 小 (5). 左 (6). 电压表 (7). 减少一节干电池
【解析】
【详解】(1)[1]原电路中，电阻和电压表短路了，电阻应与变阻器串联，电压表应与电阻并联，如下改正：
(2)[2]在连接电路的过程中，为保护电路，开关应该断开；
(3)[3][4]根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成15Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；此时电源电压不变，总电阻变大，电流表示数将会比第一次电流0.5A小；
[5][6]探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，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才能完成下一次实验；
(4)[7]由欧姆定律，电压表示数：
；
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为：6V-2.5V=3.5V，由分压原理，在接入30Ω的电阻进行实验时，变阻器连入电路中的电阻至少为42Ω＞25Ω，故不管怎样移动滑片，都不能使电压表的示数变为2.5V（大于2.5V），故可减少一节干电池完成实验。
28.小华想探究“电流通过导体产生的热量跟电阻大小是否有关”．实验桌上有三个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量和初温都相同的煤油、完全相同的温度计，其中两个烧瓶内分别装有阻值为5Ω的电阻丝，第三个烧瓶内装有阻值为10Ω的电阻丝。实验桌上还有满足实验要求的电源、开关、滑动变阻器和导线若干．小华选取合适的器材，设计了如图1所示的实验装置。
（1）实验装置中，甲、乙两烧瓶中的电阻丝串联，目的是_____，其中甲烧瓶中装有5Ω的电阻丝，乙烧瓶中的电阻丝阻值应为_____Ω（选填“5Ω”或“10Ω”）；
（2）烧瓶内装煤油，而不是水，原因是煤油的_____较小，吸收相同的热量，温度的变化较_____；
（3）通过该实验探究得出的结论，可以解释下列现象_____(填序号)；
①电炉丝通过导线连接到电路中，电炉丝热得发红而导线几乎不发热
②家庭电路功率过大时，导线会发热，容易发生火灾事故
③冬天，房间使用电取暖器时，通电越久，房间温度越高
（4）如果要探究“电流通过导体产生的热量跟电流大小是否有关”，小华认为：可在图1的基础上添加一个实验器材_____，通过调节图1中滑动变阻器的滑片位置，改变电流的大小，比较在电流不同、通电时间相等时，_______（选填“同一”或“不同”）根电阻丝产生热量的多少可得出结论；
（5）学习了本部分内容后，小华上网查找资料发现了如下应用：为避免因线路结冰而倒杆断线，提高电网对极端气候、重大自然灾害的抵御能力，国家电网公司研制了直流熔冰装置。该装置需要1至2万千瓦的功率，最大熔冰电流可达6000安，最长熔冰距离可达200公里。如图2所示，为位于某电网线路上相距几十公里的A、B两地之间输电线路和固定在B地的熔冰装置。熔冰装置上的“+”、“-”是两个接线端子（相当于电源的正负极）。若要对A、B两地之间的“2”和“3”两根输电线进行熔冰，下面操作中，切实可行的是_____．（进行熔冰时，输电线上的高压交流电已切断）
A．分别将“2”和“3”两根输电线单独接在电源“+”、“-”两个接线端子上
B．将“2”和“3”两根输电线并联后接在电源“+”、“-”两个接线端子上
C．将“2”和“3”两根输电线串联后接在电源“+”、“-”两个接线端子上
【答案】 (1). 使电流相等 (2). 10 (3). 比热容 (4). 大 (5). ① (6). 秒表 (7). 同一 (8). C
【解析】
【详解】(1)[1][2]因为电流通过导体时产生热量的多少与电阻和电流及通电时间有关，根据控制变量法，应控制通过电阻丝的电流和电阻丝的通电时间相同，而使电阻不同。甲、乙两烧瓶中的电阻丝串联，目的是控制通过电阻丝的电流和电阻丝的通电时间相同；实验中要控制电阻不同，因此，甲烧瓶中装有5Ω的电阻丝，乙烧瓶中应装阻值为10Ω的电阻丝；
(2)[3][4]实验中用的是煤油而不是水，主要是因为煤油的比热容小于水的比热容，相同条件下，煤油比水温度变化量大，实验更明显。
(3)[5]实验结论为：电流产生热量的多少与电阻的大小有关，在其他条件相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多；
①电炉丝通过导线连接到电路中，电炉丝热得发红而导线几乎不发热，是因为在其他条件相同时，电炉丝和导线的电阻不一样，符合题意；
②家庭电路功率过大时，导线会发热，容易发生火灾事故；是因为导线电阻相同，电流不同而造成的，不符合题意；
③冬天在房间里使用电取暖器时，电流和电阻大小不变，通电越久，电流产生的热量越多，房间里温度会越高，不符合题意；
(4)[6][7]要探究“电流通过导体产生的热量跟电流大小是否有关”，应保证电阻和通电时间都一样，电流不同，所以应该选用同一电阻进行观察，而缺少测量时间的秒表；通过调节图1中滑动变阻器的滑片位置，改变电流的大小，比较在电流不同、通电时间相等时，同一根电阻丝产生热量的多少可得出结论。
(5)[8]由题意可知，A、B两地相距几十公里，用同一个熔冰电源，不可能把两条电线单独接在电源两极上，也不可能将它们并联，因此，只能将“2”和“3”两根输电线串联后接在电源“+”、“-”两个接线端子上，故只有C方法是可行的，故选C。
29.在“测量小灯泡功率”的实验中，老师给小明提供的器材有：额定电流为“0.3A”的小灯泡、电池组、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）如图甲所示为小明连接的实验电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于_____（选填“左”或“右”）端．电路连接正确后，闭合开关发现小灯泡不亮，但电流表有示数，小明接下来应进行的操作是_____。
A．更换小灯泡 B．检查开关是否闭合
C．移动滑动变阻器滑片 D．检查电压表是否断路
（2）为了测量小灯泡的额定功率，小明移动变阻器的滑片，直至电流表示数为0.3A，此时电压表示数如图乙所示，其值为_____V，小灯泡的额定功率为_____W。
（3）在实验过程中，电压表发生故障，现增加电阻箱和单刀双掷开关，小明设计了如图丙、丁两种方案来测量小灯泡的额定功率，以下判断正确的是_____（填字母）。
A．两种方案都能 B．两种方案都不能
C．丙方案能，丁方案不能 D．丙方案不能，丁方案能
【答案】 (1). 左 (2). C (3). 2.5 (4). 0.75 (5). D
【解析】
【详解】(1)[1]为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处，即左端；
[2]电路连接正确后，闭合开关发现电流表有示数，说明电路为通路，小灯泡不亮，则电路中电流过小，电路的电阻过大，接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片，观察灯是否发光；故选C；
(2)[3][4]为了测量小灯泡的额定功率，移动变阻器的滑片，使电流表示数为0.3A，此时电压表示数如图乙所示，图中电压表选用小量程，分度值为0.1V，其值为2.5V，小灯泡的额定功率为：
；
(3)[5]丙图中，电流表与灯串联，无论S2置于a、b，电流表示数都等于：，故不能使灯正常发光，不能测出灯泡额定功率；
丁图中，将S2置于b，移动滑片，使电流表示数为0.3A，则灯正常发光；保持滑片的位置不动，将S2置于a，调节电阻箱的旋钮，记下电阻箱连入电路中的电阻大小R箱，使电流表的示数仍为0.3A，则灯正常发光时的电阻等于R箱，则灯的额定功率：
，
故选D。
30.如图为快递界的智能分拣机器人——“小黄人”，它工作时能通过“看”地面上粘贴的二维码给自己定位和认路。当派件员将快件放在托盘上，“小黄人”会在一秒内迅速扫码识别信息，读取出其位置译码和目的地信息，每个地址对应不同的下落口，每个下落口对应一个地级市。“小黄人”依照后台计算生成的结果，规划好机器人要走的路线，实现对包裹路径信息的追踪记录，真正实现了扫码、称重、分拣功能“三合一”。据悉，1个机器人，可实现1小时内分拣50个快件的作业总量。
（1）①“小黄人”将快件运到对应的下落口时，就推开托盘，将快件“扔”进下落口（如图2）。如果将“扔”快件的托盘抽象为如图4的示意图，“小黄人”对托盘的推力F始终垂直托盘向上，在水平位置时快件与托盘的重心在同一竖直线上（快件和托盘的质量分布是均匀的）。请根据所学知识分析判断，“小黄人”在“扔”快件的过程中所用推力F_____（选填“逐渐变大”、“保持不变”或“逐渐变小”）。
②托盘的质量400g，OB长为30cm，OA长为5cm．若某快件的质量为3kg，为了将快件“扔”进下落口，请计算“小黄人”此时对托盘推力F至少为多大________。（g取10N/kg）
（2）如图是某款“小黄人”铭牌上的部分参数。电池容量“4000mAh”是指当工作电流为4000mA时，能持续供电1小时。若充满电后，所有电能用于正常工作，则可供机器人持续正常工作多长时间____？
（3）如图3，“小黄人”设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电．若返回过程中受到的阻力为27牛，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时，机器人离充电座不能超过多少米______？（剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功）
【答案】 (1). 逐渐变小 (2). 102N (3). 2h (4). 320m
【解析】
【详解】(1)①在如图所示，推力F始终垂直托盘向上，可知动力臂OA与阻力大小F2保持不变，在绕O点向上转的过程中，F2的力臂l2逐渐变小，由可知，推力F逐渐变小；
；
②托盘在水平位置时快件与托盘的重心在同一竖直线上，可得：
，
阻力的大小为：
；
如图所示，所需的推力
；
(2)电池的容量为
，
由得：
；
(3)克服摩擦力做到功为：
；
根据得：
；
答：(1) ①“小黄人”在“扔”快件的过程中所用推力F逐渐变小；②小黄人此时对托盘至少需要102N的推力才能将快件“扔”进下落口；
(2)可供机器人持续正常工作2h；
(3)需要充电时离充电座不能超过320m。次数
1
2
3
4
U/V
2.5
2.0
1.5
10
I/A
0.30
0.26
0.24
0.20
R/Ω
8.3
7.7
6.3
5.0
实验次数
物体种类
物重G/N
斜面高h/cm
沿斜面拉力F/N
斜面长s/cm
机械效率η/%
1
木块
4
15
1
100
60
2
小车
4
15
100
产品名称
即热式热水龙头
应用场所
厨房、卫生间
额定功率
温水 2200W
热水 3300W
额定电压
220V
额定频率
50Hz
防触电类型
Ⅰ类（最高等级）
项目
指标参数
工作电压
15V
功率
30W
电池容量
4000mAh