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2021-2022学年江苏省南通市启东市九年级（上）期末物理试卷（含答案解析）
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这是一份2021-2022学年江苏省南通市启东市九年级（上）期末物理试卷（含答案解析），共26页。试卷主要包含了5V不变，【答案】B，【答案】A，【答案】D，【答案】C等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年江苏省南通市启东市九年级（上）期末物理试卷
1. 科技自立自强是国家发展的战略支撑，华为麒麟950芯片是华为有自主知识产权的芯片，制造芯片的主要材料是( )
A. 导体 B. 半导体 C. 绝缘体 D. 超导体
2. 下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是( )
A. 筷子 B. 瓶起子
C. 核桃夹 D. 撬棒
3. 下列关于热现象的说法中正确的是( )
A. 物体的温度越低，所含的热量越少
B. 同一个物体温度升高，其内能一定增加
C. 物体吸收热量，温度一定升高
D. 在热传递中，热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
4. 如图甲是某款电子测温仪，图乙是它内部的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，用于靠近人体测温，定值电阻R0为保护电阻；显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测人的体温时，显示仪的示数会随被测者体温的升高而增大，下列分析正确的是( )
A. 显示仪是由电流表改装成的
B. 被测温者温度越高，电路消耗的电功率越小
C. 热敏电阻R随着温度的升高阻值增大
D. 将R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变大
5. 关于生活中的一些电路连接，下列判断不正确的是( )
A. 蝶湖公园的路灯，晚上同时亮，早上同时灭，所以路灯间是串联的
B. 教室里的日光灯与控制它的开关是串联的
C. 教室墙上的三眼插座和日光灯是并联的
D. 教室外楼道的电灯是由声控开关和光控开关共同控制的，只有在天暗并且有声音时才能亮，所以声控开关、光控开关及灯是串联的
6. 如图所示是小明家的电能表表盘，下列说法正确的是( )
A. 电能表是直接测量电功率的仪表
B. 该电能表正常工作的最大功率不超过1100W
C. 电能表应安装在家庭电路的总开关之后
D. 一台100W的用电器正常工作5小时，电能表指示灯闪烁1600次
7. 在2021年东京奥运会女子蹦床决赛中，我国选手朱雪莹夺得金牌，如图是运动员从高处落到蹦床上又被弹起过程中的一瞬(不计空气阻力)，下列对运动员的说法正确的是( )
A. 接触到蹦床时动能最大
B. 运动员下降过程中机械能增大
C. 从最低点被弹起的过程中，机械能先变大后不变
D. 在最低点时速度为零，运动员受力平衡
8. 下列对物理量的估计符合实际情况的是( )
A. 学生节能LED台灯的功率约为100W
B. 家用普通电饭锅正常工作时的电流约为4A
C. 中学生爬上一层楼所做的功约为150J
D. 中学生正常骑自行车时功率约300W
9. 某同学利用如图1所示的电路进行探究“电流与电阻关系”的实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx，得到如图2所示的图像.以下叙述正确的是( )
A. 该实验过程，Rx两端电压不断减小
B. 实验中电压表的示数保持0.5V不变
C. 将Rx从5Ω换成10Ω后，应将滑片P向右移
D. 滑动变阻器阻值变化范围为5Ω∼25Ω
10. 如图所示，电源电压为U且恒定，定值电阻R0与滑动变阻器R串联的电路，已知：Rmax>R0，在滑动变阻器的滑片P移动过程中，下列表示R0和R消耗的电功率P0和PR随电压表示数U1的变化关系图线中，可能正确的是( )
A. B.
C. D.
11. 2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火升空.火箭发射塔下有一个深20米的水池，可装140吨的水，利用水的______大，水升温和汽化时可吸收大量的热，起到保护发射架的作用；火箭的燃料用液态氢，是因为它的______大；飞船在太空中从远地点向近地点运行，飞船的动能______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
12. 图甲所示的独轮车是生活中搬运泥土的轻便工具.某次搬运泥土时，车体和泥土的总重G=800N，重心如图乙所示，运泥土时从A点提起独轮车把手.图乙为独轮车被抬起到某位置静止时的示意图，已知：AO=1.2m，C为OB连线上一点，OC=0.3m，OB=1.0m.
(1)在图乙所示位置时，若竖直向上拉动A点提升把手，需要的拉力为______ N；若推动小车在水平路面前行了10米，则车体和泥土的重力做功______ J；
(2)在图乙所示位置时，要使施加在A点的力最小，作用力方向为______；
(3)图乙中，为了更轻便，可以把泥土适当向______(选填“左”或“右”)移动.
13. 图甲是某同学设计的温度报警电路，电压U恒为12V，R1为电阻箱，R2为热敏电阻，其中热敏电阻的阻值随温度变化的关系图线如图乙所示。
①输出电压随温度的升高而______(选填“增大”或“减小”)；
②当输出电压达到或超过4V时，便触发报警器(未画出)报警，若将电阻箱调至0.2kΩ，则电路开始报警的温度为______℃；输出电压为3V时，电路温度为8℃时，电阻箱的电阻为______Ω；
③使用一段时间后，电源电压会降低，为不改变电路开始报警的温度，则应调节电阻箱，使其阻值______(选填“升高”或“降低”)至适当值.
14. 国产品牌美的电器有款新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示，R1和R2均为电热丝。
(1)S、S1都闭合时为______(选填“加热烧煮”或“保温焖饭”)状态.
(2)煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，在电饭锅工作时，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示.保温焖饭时电饭锅的电功率为______ W；电热丝R2的阻值为______Ω；
(3)如果做一次饭用时30min，所消耗的电能用来加热水(1标准大气压)，加热效率为84%，则可以把______ kg的水从20℃加热到沸腾.[c水=4.2×103J/(kg⋅℃),结果保留一位小数]
15. 小明在测量滑轮组机械效率实验中，利用滑轮组进行了4次测量，测得数据如表所示。
次序
钩码的重力G/N
钩码提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
1
0.1
0.7
0.3
47.6%
2
2
0.1
1.1
0.3
60.6%
3
4
0.1
2.0
0.3
(1)实验中他应______向上拉动弹簧测力计.
(2)第3次实验测得的机械效率η=______。(结果保留一位小数)
(3)比较1、2两次实验数据可知，同一滑轮组，______越大，机械效率越高，第3次拉力做的额外功与第2次相比______(选填“增大”、“不变”或“减小”)，原因是______。
16. 如图所示高台上的工人提升重物，画出最省力的绳子绕法。
17. 小明用两个单刀双掷开关、一个LED灯和若干导线，设计一个楼梯灯电路，无论是楼上或楼下都可以任意开灯、灭灯，请你根据小明设计的意图，用笔画线代替导线完成如图所示的电路。
18. 请用笔画线表示导线，将下图中的电灯、开关和插座接入家庭电路。
19. 我国自主研制的“红旗HQ3”无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试，汽车以18m/s的速度匀速行驶了10min，已知汽车发动机的牵引力是1000N，发动机的效率是40%，(燃油的热值为4.5×107J/kg)试求：
(1)汽车牵引力所做的功是多少；
(2)发动机消耗燃油是多少。
20. 如图所示，灯泡L标有“6V3W”，R1的电阻为10Ω，变阻器标有“20Ω0.5A”的字样，电流表的量程为0∼3A，电压表的量程为0∼3V。当开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡L恰好正常发光(设灯泡电阻不随温度而改变)。求：
(1)灯泡L的电阻和电源电压；
(2)开关S1、S2、S3都闭合时，电路10秒消耗的电能；
(3)开关S1闭合，S2、S3断开时，在保证电路中各元件安全工作的情况下，电阻R1消耗的电功率范围。
21. 小王学习燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小。他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
(1)为了保证实验结论的可靠，小王同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油
的______相同及______相同；
(2)小王同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，除了图中的器材小王还需要补充的实验仪器是：______。利用此实验方法计算出的热值将比真实值______(选填“偏大”、“偏小”)；
(3)另一组同学用同样的装置进行实验，在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了，你能否比较出两种燃料的热值，并给出理由：______，为避免这种情况的出现，你可以对他们组提什么改进建议______。
22. 小明利用实验室提供的器材：学生电源、五个定值电阻(R1=5Ω、R2=10Ω、R3=12.5Ω、R4=20Ω、R5=25Ω)、标有“20Ω1A”的滑动变阻器R0等实验器材，探究“电流与电阻关系”的实验。
(1)图甲是连接的电路，其中有一根导线连接错误，请你在这根导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连线；闭合开关前，滑动变阻器R0滑片滑至最______(选填“右端”或“左端”)。
(2)连线正确后闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，可能的原因是______。
A.电阻R1短路
B.滑动变阻器R0短路
C.电阻R1断路
D.滑动变阻器R0断路
(3)排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P到某一位置，记录数据时，电流表示数如图乙中所示为______ A；再依次用剩下4个电阻替换5Ω的电阻，调节滑动变阻器滑片P，直到______，再记录另一只电表的读数。
(4)当接入R5时，无论如何调节滑动变阻器，均不能调到所需数值，为能完成实验，电源电压选取范围是______ V。调整电源后，多次实验的结果如表所示。
实验序号
1
2
3
4
5
电阻阻值R/Ω
5
10
12.5
20
25
电流表示数I/A
0.2
0.16
0.1
0.08
电阻倒数1R/1Ω
0.2
0.1
0.08
0.05
0.04
(5)处理数据描绘图像时，选取作______(选填“I−1R”或“I−R”)图线，这样做的优点是______。
23. 某小组同学发现钟摆的摆动似乎是有规律的。于是他们在细绳下面挂一小球制成了单摆，研究在摆动角度θ不大的情况下，单摆的周期T(T为单摆来回摆动一次所用的时间)与哪些因素有关。如图所示，l为单摆的摆长，m为单摆摆球的质量。为了减小误差，同学在实验中每次测量单摆摆动30次(30T)的时间。该小组同学的实验数据分别记录在下表中。
实验序号
摆长l/m
摆球的质量m/g
摆球角度θ/度
摆动30次时间t/s
1
1.0
30
4
60
2
1.0
40
4
60
3
1.0
30
3
60
4
0.8
40
4
54
5
0.6
40
4
46
(1)同学在实验中观察到单摆摆球从A摆至O过程中重力势能______，动能______；
(2)①分析比较序号为1、2的实验，得出的结论是：当单摆的摆长和摆动角度相同时，单摆的周期与摆球的质量______(选填“有关”或“无关”)；
②分析比较序号为______的实验，得出的结论是：当单摆的摆长和摆球质量相同时，单摆的周期与______；
(3)本实验中用到的科学探究方法是______；
(4)某同学查资料得单摆周期公式为T=2πlg，又知道重力加速度g会随纬度的增加而增大，他爸将北京走时准确的摆钟买回启东，他如何调节______，摆钟才会走时准确。
24. 阅读短文，回答问题。
风光互补路灯系统如图所示，我市某校园的路灯使用了风光互补路灯系统，它既可以通过太阳能电池板独立发电，也可以通过风力发电机独立发电，还可以两者同时发电，将电能储存在蓄电池内晚上供LED路灯照明时使用，蓄电池充满电后不再充电，使用时放电至少留20%就停止电能输出，这样可延长蓄电池的寿命.查得该型号风光互补路灯技术参数如下表。其中光电转换率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率；蓄电池的容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积；最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率.
风力发电机
太阳能电池板
蓄电池
LED灯
最大限制风速
12m/s
电池板面积
0.5m2
蓄电池容量
90Ah
额定电压
12V
最大输出功率
400W
光电转换效率
10%
额定电压
12V
额定功率
60W
(1)风光互补路灯上风力发电机的输出功率与风速关系如图所示，下列说法正确的是______。
A.只要有风，机组就能产生电能
B.风速越大，机组产生的电功率一定越大
C.当夜晚气温为0℃时，风力发电机和太阳能电池板均没有内能
D.风力发电机启动后，将风的动能转化为电能，再转化为化学能存储在蓄电池
(2)该LED路灯正常发光时的电流为______ A，充满电的蓄电池以额定电压对LED路灯供电，为使蓄电池的使用寿命更长，持续供电时间不能超过______ h，和普通白炽灯相比，LED路灯与300W的白炽灯亮度相当，则可节能______%；
(3)当阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时，太阳能电池板的输出总功率为______ W；
已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比(风速在规定范围内)，当风速为6m/s时，风力发电机的输出功率为______ W；若以这样的风速与光照，给蓄电池充50%的电需要______h.
(4)我市某校园的路灯采用该风光互补路灯来照明，已知路灯共20盏，每天正常工作10h，则一年按开灯300天计算，消耗的电能如果用烧煤发出的电对该路灯供电(已知煤电转换关系为β=0.4kg/kW⋅h)；则节约煤多少千克.(写出具体解答过程)
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：芯片主要是由半导体材料制成的。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选：B。
根据导电性的不同，材料可分为导体，半导体，绝缘体三大类，容易导电的物体叫导体，如：人体、大地、各种金属、石墨、酸碱盐的溶液等；
不容易导电的物体叫绝缘体，如：玻璃、陶瓷、橡胶、塑料等；
导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体，常见半导体材料有：锗、硅、砷化镓等。
本题考查半导体的应用，属于基础知识。
2.【答案】A
【解析】解：A、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；
B、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；
C、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D、撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选：A。
结合图片和生活经验，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。
此题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
3.【答案】B
【解析】解：A、热量是一个过程量，不能说含有多少热量，故A错误；
B、同一物体质量一定，温度越高，内能越大，故B正确；
C、物体吸收热量，内能一定增加，但温度不一定升高，故晶体熔化过程，吸收热量，内能增加，温度不变，故C错误；
D、发生热传递的条件是：有温度差，所以热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，可能从内能大的物体向内能小的物体传递，也可能从内能小的物体向内能大的物体传递，还可能是内能相同的两个物体间进行传递，故D错误。
故选：B。
①温度指物体的冷热程度；热量是指在热传递的过程中，内能改变的多少；
②发生热传递的条件是两物体间有温度差：高温物体放热，低温物体吸热；
③一切物体都具有内能，同一物体质量一定，温度越高，内能越大；物体吸收热量，内能一定增加，但温度可能升高也可能不变。
要正确理解温度、热量与内能的关系。解决问题的诀窍是：物体吸热或温度升高，内能一定增大；但物体的内能增大，不一定是由物体吸热或温度升高引起的。
4.【答案】D
【解析】解：根据电路图可知，R与R0串联，显示仪与R0并联；
A、因为显示仪与R0并联，所以显示仪是电压表，故A错误；
B、被测温者温度越高，说明电压表示数越大，由欧姆定律可知，电路电流越大，由P=UI可知，电路消耗的功率也越大，故B错误；
C、被测温者温度越高，说明电压表示数越大，由欧姆定律可知，电路电流变大，由串联电路电压特点可知，R两端电压越小，由R=UI可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，故C错误；
D、温度相同，说明热敏电阻的阻值不变，将R0更换为阻值更大的电阻，由串联电路分压特点可知，R0两端分得的电压变大，因此显示仪示数会变大，故D正确。
故选：D。
根据电路图可知，R与R0串联，显示仪与R0并联；
(1)根据电流表和电压表的正确使用确定显示仪是电流表还是电压表；
(2)根据电压表示数和欧姆定律可知电路电流的变化，再根据P=UI可知电路消耗的电功率的变化；
(3)根据串联电路分压的特点和欧姆定律可知热敏电阻随温度的变化；
(4)当温度相同，说明热敏电阻的阻值不变，若将R0更换为阻值更大的电阻，由串联电路分压特点可知显示仪示数的变化。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，关键是题干中获取有效的信息，难度不大。
5.【答案】A
【解析】解：
A、路灯晚上同时亮，早上同时灭，但如果一盏灯坏掉，不会影响其它路灯，所以各灯是并联的，故A错误；
B、教室里的日光灯之间都是并联的，控制灯的开关与灯是串联的，故B正确；
C、教室墙上的三眼插座和日光灯，使用时互不影响，所以它们是并联的，故C正确；
D、楼道里的声控开关和光控开关只有同时闭合时，电路才会接通，所以两个开关与灯是串联的，故D正确。
故选：A。
电流只有一条路径的则是串联电路，用电器只能同时工作，开关控制整个电路；有两条或两条以上路径的则是并联电路，用电器可以独立工作，干路开关控制整个电路，支路开关只控制其所在的支路。
此题主要考查了家庭电路中各用电器的连接形式以及开关作用的认识。
6.【答案】D
【解析】解：
A、电能表是测量一定时间内用电器消耗电能(电功)的仪表，不是测量电功率，故A错误；
B、5(20)A表示此电能表平时工作允许通过的最大电流不应超过20A，所以允许使用的用电器的最大电功率P最大=UI最大=220V×20A=4400W，故B错误；
C、为了防止偷电，电能表应安装在家庭电路的总开关之前，故C错误；
D、一台100W的用电器正常工作5小时，消耗的电能为：W=Pt=0.1kW×5h=0.5kW⋅h，电能表指示灯闪烁的次数：3200imp/(kW⋅h)×0.5kW⋅h=1600次，故D正确。
故选：D。
(1)电能表是测量一定时间内用电器消耗电能(电功)的仪表；
(2)5(20)A，其中5A表示电能表的标定电流，20A表示此电能表平时工作的最大电流，根据P=UI求出最大功率；
(3)电能表应安装在家庭电路的总开关之前；
(4)根据转数=消耗的电能×电能表的参数即可求出电能表的指示灯闪烁的次数。
本题考查了电功率的计算以及电能表相关参数的理解，属于基础题目。
7.【答案】C
【解析】解：
A、运动员接触蹦床后，蹦床的弹力从零开始不断增大，蹦床的弹力先小于人的重力，后大于人的重力，则人的合力先向下，后向上，则人先向下加速，后向下减速，所以运动员的动能先增大后减小，在弹力等于重力时动能最大，运动员速度最大，故A错误；
B、运动员下降过程中，运动员的机械能转化为蹦床的弹性势能，所以运动员的机械能减小，故B错误；
C、从最低点被弹起的过程中，蹦床的弹性势能转化为运动员的机械能，运动员离开蹦床后，不计空气阻力，机械能保持不变，所以从最低点被弹起的过程中，机械能先变大后不变，故C正确；
D、运动员在最低点时，蹦床向上的弹力大于运动员的重力，合力不为0，也就是运动员受力不平衡，故D错误。
故选：C。
在整个过程中，对运动员进行受力分析，在蹦床的弹力等于人的重力之前，人一直是加速的，蹦床的弹力等于人的重力之后，人开始做减速运动，根据人的运动过程分析可以知道其中能量的转化，进而得出结论。
人在下降的过程中受力的分析是解决本题的关键，绷床的弹力等于人的重力这是一个临界点。
8.【答案】B
【解析】解：
A、学生节能LED台灯的功率约为10W，故A不符合实际。
B、家用普通电饭锅属于大功率用电器，正常工作时的电流约为4A，故B符合实际；
C、人的重力为500N，楼高位3m，人爬上一层楼所做的功约为：W=Gh=500N×3m=1500J，故C不符合实际；
D、正常骑自行车时速度为5m/s，作用力为15N，功率约为P=Fv=15N×5m/s=75W，故D不符合实际。
故选：B。
不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最符合实际的是哪一个。
物理学中，对各种物理量的估算能力，是我们应该加强锻炼的重要能力之一，这种能力的提高，对我们的生活同样具有很大的现实意义。
9.【答案】C
【解析】解：A、B、由题意和图像可知，该同学研究的是电流和电阻的关系，实验中要控制Rx两端的电压不变(即电压表示数不变)；
由图乙知，电流与电阻之积(即Rx两端的电压)：U=IRx=0.5A×5Ω=0.1A×25Ω=2.5V，即电压表保持2.5V不变，故A、B错误；
C、根据串联分压原理可知，将Rx从5Ω换成10Ω后，Rx电阻增大，其分得的电压增大(大于2.5V)；
探究电流与电阻的实验中应控制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使电压表的示数减小为2.5V，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，故C正确；
D、由图乙知，电流最大为0.5A时，对应的电阻为5Ω，根据欧姆定律和串联电路的规律，变阻器连入电路中的电阻：R滑1=R总−R1=U1I1−R1=3V0.5A−5Ω=1Ω；
由图乙知，电流最小为0.1A时，对应的电阻为25Ω，根据欧姆定律和串联电路的规律，变阻器连入电路中的电阻：
R滑2=R总′−R2=UI2−R2=3V0.1A−25Ω=5Ω；所以，滑动变阻器阻值变化范围为1Ω∼5Ω，故D错误。
故选：C。
(1)根据串联电路的分压规律分析电压的大小；
(2)由图乙可知，通过定值电阻的电流随其阻值的变化而变化，但电流和电阻的乘积不变，据此判断实验研究的问题和电压表的示数；
(3)根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；
(4)由图乙知，电流为0.5A时，对应的电阻为5Ω；电流为0.1A时，对应的电阻为25Ω，根据欧姆定律和串联电路的规律求出变阻器连入电路中的电阻变化范围。
本题考查串联电路的规律和欧姆定律及控制变量法的运用，会分析实验数据得出有用的信息是关键。
10.【答案】D
【解析】解：
AB、定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压；
由串联电路电压的规律，根据P=U2R可得定值电阻R0消耗的电功率为：
P0=U02R0=(U−U1)2R0，
R0和U为常数，由数学知识可知，电功率P0随电压表示数U1的变化关系图线为抛物线，故A错误；
当U1无限接近电源电压时，R0消耗的电功率为0，故B错误；
CD、由串联电路电压的规律，U0=U−U1，由欧姆定律，电路的电流：I=U0R0，
根据P=UI，滑动变阻器R消耗的电功率为：
PR=U1×U−U1R0=−1R0×U12+UR0×U1，
R0和U为常数，滑动变阻器R的电功率PR为U1的一元二次函数，因−1R0<0，抛物线开口向下，
当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，由分压原理，电压表的示数最大，根据P=U2R，滑动变阻器的电功率不可能为0，故C错误；
由数学知识，当U1=−UR02×(−1R0)=0.5U时，PR有最大值，故D正确。
故选：D。
AB、定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压；
由串联电路电压的规律，根据P=U2R得出定值电阻R0消耗的电功率表达式，由数学知识分析；
CD、由串联电路电压的规律及欧姆定律，根据P=UI得出滑动变阻器R消耗的电功率表达式，由数学知识分析；
当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，由分压原理，电压表的示数最大，此时滑动变阻器的电功率不可能为0。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，体现了数学知识在物理中的运用。
11.【答案】比热容 热值 增大
【解析】解：在酒泉卫星发射中心点火升空.火箭发射塔下有一个深20米的水池，可装140吨的水，利用水的比热容大，水升温和汽化时可吸收大量的热，起到保护发射架的作用；
火箭的燃料用液态氢，是因为它的热值大；
飞船在太空中从远地点向近地点运行，飞船的质量不变，速度变大，所以动能增大。
故答案为：比热容；热值；增大。
(1)水的比热容较大，吸热能力较强；
(2)液态氢的热值大，与其它燃料相比，质量相同时，完全燃烧放出的热量较多；
(3)动能的大小与质量和速度有关，质量一定时，物体的速度越大，动能越大。
本题考查了比热容和热值的应用以及动能的变化，属于基础知识的考查，难度不大。
12.【答案】240 0 垂直于OA向上 左
【解析】解：(1)在图乙所示位置时，若竖直向上拉动A点提升把手，由杠杆平衡条件可得：
F×OB=G×OC，
代入数据得：F×1.0m=800N×0.3m，
解之得：F=240N；
物体水平移动，在重力方向上没有移动距离，重力做功为0；
(2)根据杠杆的平衡条件，在阻力和阻力臂不变的情况下，当动力臂最长时，动力最小，故当在A点垂直于OA向上用力，此时动力臂最长，动力最小；
(3)为了更轻便，可以把车厢内泥土适当向左移动，减小了阻力臂，动力也会减小，能达到省力的目的。
故答案为：(1)240；0；(2)垂直于OA向上；(3)左。
(1)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可以求出作用在把手上竖直向上的力的大小；物体水平移动，在重力方向上没有移动距离，重力不做功；
(2)根据杠杆的平衡条件，阻力和阻力臂一定时，动力臂最长，动力最小；
(3)根据杠杆的平衡条件进行判断。
此题主要考查的是杠杆平衡条件的应用和功的计算，难度不大。
13.【答案】增大 36 9000 升高
【解析】解：①由电路图可知，闭合开关，热敏电阻和电阻箱串联，输出电压为电阻箱两端的电压。由图乙可知当温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据串联电路的分压原理可知热敏电阻两端的电压也减小，根据串联电路的电压规律可知，电阻箱两端电压变大，所以输出电压随温度的升高而增大；
②当输出电压达到或超过4V时，便触发报警器(未画出)报警，若将电阻箱调至0.2kΩ，则电路中的电流为：I=U1R1=4V0.2×1000Ω=0.02A，
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得热敏电阻的阻值：R2=U2I=U−U1I=12V−4V0.02A=400Ω=0.4kΩ，
由图象可知开始报警的温度为36℃；
由乙图可知电路温度为8℃时，热敏电阻的阻值为3kΩ，输出电压为3V时，热敏电阻两端的电压：U2′=U−U1′=4V−3V=1V，
此时通过电路的电流：I′=U2′R2′=1V3kΩ=13000A，
电阻箱的阻值：R1′=U1′I′=3V13000A=9000Ω；
③使用一段时间后，电源电压会降低，在其它相同情况下，电路中电流会偏小，会使输出电压两端的电压变低；为不改变电路开始报警的温度，即使输出电压两端的电压不变，则应提高输出电压两端的电压，根据串联电路的分压特点可知应提高电阻箱连入电路的阻值，即要使其阻值升高至适当值。
故答案为：①增大；②36；9000；③升高。
①由电路图可知，闭合开关，热敏电阻和电阻箱串联。由图乙可知当温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据串联电路的分压原理可知热敏电阻两端的电压也减小，根据串联电路电压规律可知输出电压的变化；
②若将电阻箱调至0.4kΩ，根据欧姆定律求出电路中的电流，然后根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出热敏电阻的阻值，根据图象得出开始报警的温度；
由乙图可知电路温度为8℃时，热敏电阻的阻值，根据串联电路电压规律计算热敏电阻两端的电压，根据欧姆定律计算此时通过电路的电流，进一步计算电阻箱的阻值；
③电源电压越小，在其它相同情况下，电路中电流会偏小，电阻箱两端电压会偏小，所以要使输出电压两端的电压不变，应使电阻箱的阻值变大。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是能够从图象中得出相关的信息。
14.【答案】加热烧煮 4402202.5
【解析】解：(1)由电路图可知，S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联，电路中的电流最大，根据P=UI可知此时的电功率最大，所以S、S1都闭合时为加热烧煮状态；
(2)由电路图可知，只闭合S时，电路为R1的简单电路，电路的电流最小，此时为保温焖饭状态，
由乙图可知，通过R1的电流I1=2A，则此时电饭锅的电功率：P1=UI1=220V×2A=440W；
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，电阻R1与R2并联时，通过R1的电流值不变，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R2的电流：I2=I大−I1=3A−2A=1A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以由欧姆定律可得，电热丝R2的阻值：R2=UI2=220V1A=220Ω；
(3)由乙图可知，电流值I大=3A，则此时电饭锅的电功率：P大=UI大=220V×3A=660W；
如果做一次饭用时30min，由乙图可知，加热烧煮时间t=15min=900s，保温焖饭时间t=15min=900s，
则30min内消耗的电能：W=(P1+P大)t=(440W+660W)×900s=9.9×105J，
由η=Q吸W×100%可得，水吸收的热量：Q吸=Wη=9.9×105J×84%=831600J，
由Q吸=cmΔt可得，水的质量：m=Q吸cΔt=831600J4.2×103J/(kg⋅℃)×(100℃−20℃)≈2.5kg。
故答案为：(1)加热烧煮；(2)440；220；(3)2.5。
(1)由电路图可知，S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联，电路中的电流最大，根据P=UI可知电功率最大，进一步确定电路状态；
(3)由电路图可知，只闭合S时，电路为R1的简单的电路，电路的电流最小，根据P=UI可知电功率最小，据此确定电路状态，根据电功率公式计算保温焖饭时电饭锅的电功率；
由乙图可知两电阻并联时通过电路的电流和通过R1的电流值，根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流，然后根据欧姆定律即可求出R2的阻值；
(4)先根据W=Pt求出30min消耗的电能，然后根据η=Q吸W×100%求出水吸收的热量，再根据Q吸=cmΔt求出水的质量。
本题考查了电功率公式、欧姆定律、电功公式、吸热公式、效率公式的综合应用，从图象中获取有用的信息是关键，有一定的难度。
15.【答案】匀速 66.7%提升物体的重力 增大 物重增大，摩擦力变大，额外功增加
【解析】解：(1)实验中应该竖直向上匀速拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定，便于读数，此时拉力的大小等于弹簧测力计的示数；
(2)由表格第3次实验数据可得机械效率的大小为：η=W有用W总=GhFs×100%=4N×0.1m2.0N×0.3m×100%≈66.7%；
(3)分析1、2两次实验数据可知，提升物体的重力不同，而提升的高度相同，滑轮组的机械效率不同，且物体重力越大，滑轮组的机械效率越大，故可得结论：同一滑轮组，物重越大，机械效率越高；
根据W额=W总−W有=Fs−Gh可得2、3两次实验的额外功分别为：
W额2=F2s−G2h=1.1N×0.3m−2N×0.1m=0.13J，
W额3=F3s−G3h=2.0N×0.3m−4N×0.1m=0.2J，
所以第3次拉力做的额外功与第2次相比增大了，增大的原因是随着物重增大，摩擦力变大，额外功增加。
故答案为：(1)匀速；(2)66.7%；(3)提升物体的重力；增大；物重增大，摩擦力变大，额外功增加。
(1)只有在匀速直线拉动时，拉力的大小等于弹簧测力计的示数，才能准确测出拉力的大小；
(2)根据η=W有用W总=GhFs×100%计算机械效率；
(3)由第1、2实验数据，找到不变量和改变的量，分析机械效率的影响因素；
根据W额=W总−W有=Fs−Gh计算2、3两次实验的额外功的大小比较，根据物重增大，摩擦力变大分析额外功变化的原因。
在此实验中，对滑轮组的分析、机械效率公式的运用是实验的基础，同时实验中分别探究了机械效率高低与提升物体重力等多个量的关系，因此控制变量法的运用也十分关键。
16.【答案】解：图中滑轮组有一个定滑轮和一个动滑轮组成，要求最省力，从动滑轮上挂钩开始，依次绕过定滑轮和动滑轮，绳端回到人的手中，提升物体绳子条数为3，是最省力的绕法，如图所示：
【解析】最省力的绕绳方法即是承担物重的绳子段数最多，先分析出应由3段绳子承担物重，才按照“奇动偶定”的原则确定绕绳方案。
此题考查滑轮组的设计与组装，省力多少和绳子的绕法，决定滑轮组的使用效果。动滑轮被几根绳子承担，拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一。
17.【答案】解：
由题知，无论是楼上或楼下都可以任意开灯、灭灯，既可以在楼下开灯到楼上灭灯，又可以在楼上开灯到楼下灭灯，这说明楼上开关和楼下开关是串联的；
如图所示：
【解析】楼上和楼下都是单刀双掷开关，根据楼上或楼下都可以开灯或灭灯分析电路的连接。
本题考查了实物电路图的连接和电路图的设计，在由两个开关控制一盏灯时，开关和灯泡的连接方法是串联。两个开关的连接方法只有两种方法--串联或并联，可以画出电路后，看是否符合题意。
18.【答案】
【解析】解：首先辨别上面三根线：火线、零线、地线。
(1)灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点；零线直接接入灯泡的螺旋套，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故，既能控制灯泡，又能更安全。
(2)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
掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法，同时考虑使用性和安全性。
19.【答案】解：(1)由v=st可得汽车行驶的距离：
s=vt=18m/s×10×60s=1.08×104m，
汽车牵引力所做的功(有用功)：
W=Fs=1000N×1.08×104m=1.08×107J；
(2)由η=WQ放得燃油完全燃烧放出的热量：
Q放=Wη=1.08×107J40%=2.7×107J，
由Q放=mq得发动机消耗燃油的质量：
m=Q放q=2.7×107J4.5×107J/kg=0.6kg。
答：(1)汽车牵引力所做的功是1.08×107J；
(2)发动机消耗燃油是0.6kg。
【解析】(1)知道汽车速度大小、行驶时间，利用s=vt求行驶的距离；知道牵引力大小，利用W=Fs求汽车牵引力所做的功(有用功)；
(2)知道发动机的效率，利用η=WQ放求燃油完全燃烧放出的热量，再利用Q放=mq求发动机消耗燃油的质量。
本题考查了速度公式、功的公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的综合应用，掌握好相应的公式不难解答。
20.【答案】解：(1)由P=UI可得，灯泡L正常工作时的电流：
IL=PLUL=3W6V=0.5A，
由欧姆定律可得，灯泡的电阻：
RL=ULIL=6V0.5A=12Ω；
由图知，当S1、S2、S3均闭合时，R1与L并联，灯泡L恰好正常发光，
由并联电路电压特点知电源电压：U=U1=UL=6V；
(2)当S1、S2、S3均闭合时，R1与L并联，电流表测干路电流，R2被短路，
灯泡正常发光，通过灯泡的电流IL=0.5A，
通过R1的电流：I1=UR1=6V10Ω=0.6A，
由并联电路电流特点可得干路电流：
I=I1+IL=0.6A+0.5A=1.1A，
则电路10秒消耗的电能：W=UIt=6V×1.1A×10s=66J；
(3)当S1闭合，S2、S3断开时，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，
电压表的量程为0∼3V，所以当电压表的示数U2=3V时，变阻器接入电路的阻值最大，电路中的电流最小，R1功率最小，
此时R1两端的最小电压：
U1最小=U−U2最大=6V−3V=3V，
则R1的最小总功率：
P1最小=U1最小2R1=(3V)210Ω=0.9W；
由于变阻器标有“20Ω0.5A”的字样，则变阻器接入电路的阻值不能为0，所以电路中最大电流为0.5A，
此时R1功率最大，则R1最大功率为：
P1最大=I最大2R1=(0.5A)2×10Ω=2.5W，
所以，电阻R1消耗的电功率范围为0.9W∼2.5W。
答：(1)灯泡L的电阻为12Ω；电源电压为6V；
(2)开关S1、S2、S3都闭合时，电路10秒消耗的电能为66J；
(3)开关S1闭合，S2、S3断开时，在保证电路中各元件安全工作的情况下，电阻R1消耗的电功率范围为0.9W∼2.5W。
【解析】(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据P=UI求出通过灯泡的电流，再根据欧姆定律求出灯泡的电阻；
开关S1、S2、S3都闭合时，R1与L并联，灯泡L恰好正常发光，由此可得电源电压；
(2)当S1、S2、S3均闭合时，R1与L并联，电流表测干路电流，电压表被短路，根据并联电路特点和欧姆定律球干路电流，然后利用W=UIt求出电路10秒消耗的电能；
(3)当S1闭合，S2、S3断开时，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，当电压表的示数最大时电路中的电流最小，R1消耗功率最小，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，利用P=UI求出R1的最小功率；由于变阻器标有“20Ω0.5A”的字样，则变阻器接入电路的阻值不能为0，电路中的最大电流为0.5A，此时R1功率最大，利用P=I2R即可求出R1最大功率。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
21.【答案】质量 两杯水的质量和初温 天平 偏小 不能；水沸腾后吸热温度保持不变，因此无法比较燃料放出热量的多少 增加水的质量或减少燃料的质量
【解析】解：
(1)为了保证实验的可靠性，需要控制煤油和菜籽油的质量相同，两杯水的质量和初温也相同；
(2)要计算煤油和菜籽油的热值，需要测量煤油、菜籽油和水的质量，需要用天平来测量质量；
由于燃料并不可能完全燃烧，燃料燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，所以依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些；
(3)因为水沸腾后吸热温度保持不变，因此无法比较燃料放出热量的多少，所以在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了，将不能比较两种燃料的热值；为避免出现在实验中水沸腾的现象，应增加水的质量或减少燃料的质量。
故答案为：(1)质量；两杯水的质量和初温；(2)天平；偏小；(3)不能；水沸腾后吸热温度保持不变，因此无法比较燃料放出热量的多少；增加水的质量或减少燃料的质量。
(1)探究两种燃料的热值时，需要控制燃料的质量、水的质量和初温相同；
(2)要计算煤油和菜籽油的热值，需要测量煤油、菜籽油和水的质量，据此进行分析需要的测量工具；
燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小；
(3)液体沸腾后吸热温度保持不变，据此进行分析。
此类实验问题，要结合控制变量法进行分析研究，通过观察温度的变化判断燃料热值的大小。
22.【答案】右端 C0.4电压表示数为2V时 2∼3.6I−1R 能直观判断出I与R的关系
【解析】解：(1)电流表应与定值电阻串联，电压表应与定值电阻并联，正确的连线如图所示：
；
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右端；
(2)电流表无示数，说明电路可能断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，与电压表并联的定值电阻断路了，故选：C；
(3)由图乙可知，电流表的量程为0∼0.6A，分度值为0.02A，示数为0.4A，由表中数据可知，定值电阻两端的电压为：UV=IR=0.4A×5Ω=2V，根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压相同，因此再依次用剩下4个电阻替换5Ω的电阻，调节滑动变阻器滑片P，直到电压表示数为2V时，再记录另一只电表的读数；
(4)由串联电路的特点可知，当滑动变阻器接入电路的电阻为零时，此时电源电压为最小：U最小=UV=2V，
当电阻最大为25Ω且变阻器接入最大阻值时，电源电压为最大，由分压原理可得：UVU最大=R5R5+R0，所以电源电压最大值：U最大=R5+R0R5×UV=25Ω+20Ω25Ω×2V=3.6V，因此选取电源电压为2∼3.6V；
(5)由I=UR可知，电压保持不变时，电流与电阻成反比，I−R图像为曲线，不便直观判断I与R的定量关系，根据I=UR=U⋅1R可知，电压不变时，电流I与电阻的倒数1R成正比，故将横坐标R变为1R，作出I−1R的图像为一条直线，能直观判断出I与R的关系。
(1)电流表应与定值电阻串联，电压表应与定值电阻并联，据此分析找出电路连接错误，并改正；为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处；
(2)电流表无示数，说明电路可能断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，与电压表并联的支路断路了；
(3)根据图乙电流表所选量程确定分度值读数；根据表中数据利用欧姆定律的变形式U=IR求出定值电阻两端的电压，根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压相同；
(4)根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制电压表示数不变，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压也不变，由串联电路电压的规律及分压原理求出最大电源电压和最小电源电压，据此确定电源电压选取的范围；
(5)根据I=UR可知，电压保持不变时，电流与电阻成反比关系，即电压保持不变时，电流I与电阻的倒数成正比分析。
本题探究“电流与电阻关系”，考查电路连接、故障分析、操作过程、控制变量法、串联电路的规律及欧姆定律的运用，有一定的难度。
23.【答案】减小 增大 无关 1、4、5 摆长有关 控制变量法 减小摆长l
【解析】解：(1)单摆摆球从A摆至O过程中质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，速度增大；
(2)①由表中实验序号为l、2的实验数据可知，摆长与摆角相等而摆球质量不同，单摆的周期相同，由此可知：当单摆的摆长和摆动角度相同时，单摆的周期与摆球的质量无关；
②由表中实验序号为2、4、5的实验数据可知，质量相同，摆长越长单摆的周期越大，由此可得：当单摆的摆长和摆球质量相同时，单摆的周期与摆长有关；
(3)本实验中用到的科学探究方法是控制变量法；
(4)由北京移至启东，重力加速度变大，纬度降低，重力加速度g会随纬度的增加而增大，所以重力加速度减小，根据T=2πlg可知，周期变长，钟变慢，要使它准确应该使T减小，即减小摆长。
故答案为：(1)减小；增大；(2)无关；(3)2、4、5；摆长；(4)控制变量法；(5)减小摆长。
(1)重力势能与质量和高度有关，动能与质量和速度有关；
(2)探究影响单摆周期的因素要应用控制变量法，根据变量法的要求分析表中实验数据，根据实验控制的变量与实验数据分析答题；
(3)根据周期公式，确定是增加摆长还是减小摆长。
本题考查了实验数据分析，应用控制变量法分析表中实验数据即可正确解题。
24.【答案】D514.48050505.4
【解析】解：(1)AB、由图可知，风速大于V2，小于V1时不产生电能，故AB错误；
C、内能是指物体内所有分子动能和分子势能的总和，所以一切物体都具有内能，故C错误；
D、风力发电机启动后，将风的动能转化为电能，而后给蓄电池充电，电能又转化为化学能存储在蓄电池，故D正确；
故选：D。
(2)由P=UI可得，路灯正常发光时的电流为ILED=PLEDULED=60W12V=5A；
蓄电池的容量Q=90Ah，放电时至少留20%停止输出，则可放电的容量Q放=90Ah×(1−20%)=72Ah，
又Q=It，所以持续供电时间t供=Q放ILED=72Ah5A=14.4h；
60W的LED灯与300W的白炽灯亮度相当，可节能P白t−PLEDtP白t×100%=300W−60W300W×100%=80%；
(3)由太阳能电池板的参数可知，太阳能电池板的输出功率P太=P01m2×0.5m2×10%=1000W×0.5×10%=50W；
风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比(风速在规定范围内)，即P风=kv3，
当vm=12m/s时的功率Pm=400W，则k=400W(12m/s)3；
当v=6m/s时，风力发电的输出功率P风′=400W(12m/s)3×(6m/s)3=50W；
若以这样的风速与光照，给蓄电池充50%的电，则有：(P太+P风′)t充=QU×50%，
代入数据得：(50W+50W)×t充=90Ah×12V×50%，
解得：t充=5.4h；
(4)路灯共20盏，每天正常工作10h，需要消耗的电能为E=20×60W×10h=12KW⋅h；
一年按开灯300天计算，则消耗的电能为E总=300×12KW⋅h=3600KW⋅h；
又由煤电转换关系可得，一年节约煤的质量m=E总×β=3600KW⋅h×0.4kg/KW⋅h=1440kg。
故答案为：(1)D；(2)5；14.4；80；(3)50；50；5.4；(4)节约煤1440kg。
(1)①由图可知，风速很大或很小，都不能产生电能；
②一切物体都具有内能；
③风力发电是将机械能转化为电能，给蓄电池充电的过程是电能转化为化学能；
(2)依据P=UI可求电流；依据题意可知，蓄电池可输出的容量为90Ah×(1−20%)=72Ah，进而可求工作时间；在相同时间内消耗电能的差值为节约的电能，即可求节能的百分比；
(3)太阳能电池板接收太阳能与光电转化比的乘积为输出的能量；利用P风=kv3和vm=12m/s时的功率Pm=400W求k，进而可求v=6m/s时的功率；由P太t+P风t=90Ah×12V×50%可求时间t；
(4)路灯的总功率×照明时间=一天消耗的电能，再由煤电转换关系求需要煤的质量，进而可求一年需要煤的质量。
本题属于综合题，难度较大，涉及的知识点较多，明确电功率的计算、能量的转换关系是解答本题的关键。
2021-2022学年江苏省南通市启东市九年级（上）期末物理试卷
1. 科技自立自强是国家发展的战略支撑，华为麒麟950芯片是华为有自主知识产权的芯片，制造芯片的主要材料是( )
A. 导体 B. 半导体 C. 绝缘体 D. 超导体
2. 下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是( )
A. 筷子 B. 瓶起子
C. 核桃夹 D. 撬棒
3. 下列关于热现象的说法中正确的是( )
A. 物体的温度越低，所含的热量越少
B. 同一个物体温度升高，其内能一定增加
C. 物体吸收热量，温度一定升高
D. 在热传递中，热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
4. 如图甲是某款电子测温仪，图乙是它内部的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，用于靠近人体测温，定值电阻R0为保护电阻；显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测人的体温时，显示仪的示数会随被测者体温的升高而增大，下列分析正确的是( )
A. 显示仪是由电流表改装成的
B. 被测温者温度越高，电路消耗的电功率越小
C. 热敏电阻R随着温度的升高阻值增大
D. 将R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变大
5. 关于生活中的一些电路连接，下列判断不正确的是( )
A. 蝶湖公园的路灯，晚上同时亮，早上同时灭，所以路灯间是串联的
B. 教室里的日光灯与控制它的开关是串联的
C. 教室墙上的三眼插座和日光灯是并联的
D. 教室外楼道的电灯是由声控开关和光控开关共同控制的，只有在天暗并且有声音时才能亮，所以声控开关、光控开关及灯是串联的
6. 如图所示是小明家的电能表表盘，下列说法正确的是( )
A. 电能表是直接测量电功率的仪表
B. 该电能表正常工作的最大功率不超过1100W
C. 电能表应安装在家庭电路的总开关之后
D. 一台100W的用电器正常工作5小时，电能表指示灯闪烁1600次
7. 在2021年东京奥运会女子蹦床决赛中，我国选手朱雪莹夺得金牌，如图是运动员从高处落到蹦床上又被弹起过程中的一瞬(不计空气阻力)，下列对运动员的说法正确的是( )
A. 接触到蹦床时动能最大
B. 运动员下降过程中机械能增大
C. 从最低点被弹起的过程中，机械能先变大后不变
D. 在最低点时速度为零，运动员受力平衡
8. 下列对物理量的估计符合实际情况的是( )
A. 学生节能LED台灯的功率约为100W
B. 家用普通电饭锅正常工作时的电流约为4A
C. 中学生爬上一层楼所做的功约为150J
D. 中学生正常骑自行车时功率约300W
9. 某同学利用如图1所示的电路进行探究“电流与电阻关系”的实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx，得到如图2所示的图像.以下叙述正确的是( )
A. 该实验过程，Rx两端电压不断减小
B. 实验中电压表的示数保持0.5V不变
C. 将Rx从5Ω换成10Ω后，应将滑片P向右移
D. 滑动变阻器阻值变化范围为5Ω∼25Ω
10. 如图所示，电源电压为U且恒定，定值电阻R0与滑动变阻器R串联的电路，已知：Rmax>R0，在滑动变阻器的滑片P移动过程中，下列表示R0和R消耗的电功率P0和PR随电压表示数U1的变化关系图线中，可能正确的是( )
A. B.
C. D.
11. 2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火升空.火箭发射塔下有一个深20米的水池，可装140吨的水，利用水的______大，水升温和汽化时可吸收大量的热，起到保护发射架的作用；火箭的燃料用液态氢，是因为它的______大；飞船在太空中从远地点向近地点运行，飞船的动能______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
12. 图甲所示的独轮车是生活中搬运泥土的轻便工具.某次搬运泥土时，车体和泥土的总重G=800N，重心如图乙所示，运泥土时从A点提起独轮车把手.图乙为独轮车被抬起到某位置静止时的示意图，已知：AO=1.2m，C为OB连线上一点，OC=0.3m，OB=1.0m.
(1)在图乙所示位置时，若竖直向上拉动A点提升把手，需要的拉力为______ N；若推动小车在水平路面前行了10米，则车体和泥土的重力做功______ J；
(2)在图乙所示位置时，要使施加在A点的力最小，作用力方向为______；
(3)图乙中，为了更轻便，可以把泥土适当向______(选填“左”或“右”)移动.
13. 图甲是某同学设计的温度报警电路，电压U恒为12V，R1为电阻箱，R2为热敏电阻，其中热敏电阻的阻值随温度变化的关系图线如图乙所示。
①输出电压随温度的升高而______(选填“增大”或“减小”)；
②当输出电压达到或超过4V时，便触发报警器(未画出)报警，若将电阻箱调至0.2kΩ，则电路开始报警的温度为______℃；输出电压为3V时，电路温度为8℃时，电阻箱的电阻为______Ω；
③使用一段时间后，电源电压会降低，为不改变电路开始报警的温度，则应调节电阻箱，使其阻值______(选填“升高”或“降低”)至适当值.
14. 国产品牌美的电器有款新型电饭锅采用“聪明火”技术，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示，R1和R2均为电热丝。
(1)S、S1都闭合时为______(选填“加热烧煮”或“保温焖饭”)状态.
(2)煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，在电饭锅工作时，电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示.保温焖饭时电饭锅的电功率为______ W；电热丝R2的阻值为______Ω；
(3)如果做一次饭用时30min，所消耗的电能用来加热水(1标准大气压)，加热效率为84%，则可以把______ kg的水从20℃加热到沸腾.[c水=4.2×103J/(kg⋅℃),结果保留一位小数]
15. 小明在测量滑轮组机械效率实验中，利用滑轮组进行了4次测量，测得数据如表所示。
次序
钩码的重力G/N
钩码提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
1
0.1
0.7
0.3
47.6%
2
2
0.1
1.1
0.3
60.6%
3
4
0.1
2.0
0.3
(1)实验中他应______向上拉动弹簧测力计.
(2)第3次实验测得的机械效率η=______。(结果保留一位小数)
(3)比较1、2两次实验数据可知，同一滑轮组，______越大，机械效率越高，第3次拉力做的额外功与第2次相比______(选填“增大”、“不变”或“减小”)，原因是______。
16. 如图所示高台上的工人提升重物，画出最省力的绳子绕法。
17. 小明用两个单刀双掷开关、一个LED灯和若干导线，设计一个楼梯灯电路，无论是楼上或楼下都可以任意开灯、灭灯，请你根据小明设计的意图，用笔画线代替导线完成如图所示的电路。
18. 请用笔画线表示导线，将下图中的电灯、开关和插座接入家庭电路。
19. 我国自主研制的“红旗HQ3”无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试，汽车以18m/s的速度匀速行驶了10min，已知汽车发动机的牵引力是1000N，发动机的效率是40%，(燃油的热值为4.5×107J/kg)试求：
(1)汽车牵引力所做的功是多少；
(2)发动机消耗燃油是多少。
20. 如图所示，灯泡L标有“6V3W”，R1的电阻为10Ω，变阻器标有“20Ω0.5A”的字样，电流表的量程为0∼3A，电压表的量程为0∼3V。当开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡L恰好正常发光(设灯泡电阻不随温度而改变)。求：
(1)灯泡L的电阻和电源电压；
(2)开关S1、S2、S3都闭合时，电路10秒消耗的电能；
(3)开关S1闭合，S2、S3断开时，在保证电路中各元件安全工作的情况下，电阻R1消耗的电功率范围。
21. 小王学习燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小。他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
(1)为了保证实验结论的可靠，小王同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油
的______相同及______相同；
(2)小王同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，除了图中的器材小王还需要补充的实验仪器是：______。利用此实验方法计算出的热值将比真实值______(选填“偏大”、“偏小”)；
(3)另一组同学用同样的装置进行实验，在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了，你能否比较出两种燃料的热值，并给出理由：______，为避免这种情况的出现，你可以对他们组提什么改进建议______。
22. 小明利用实验室提供的器材：学生电源、五个定值电阻(R1=5Ω、R2=10Ω、R3=12.5Ω、R4=20Ω、R5=25Ω)、标有“20Ω1A”的滑动变阻器R0等实验器材，探究“电流与电阻关系”的实验。
(1)图甲是连接的电路，其中有一根导线连接错误，请你在这根导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连线；闭合开关前，滑动变阻器R0滑片滑至最______(选填“右端”或“左端”)。
(2)连线正确后闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，可能的原因是______。
A.电阻R1短路
B.滑动变阻器R0短路
C.电阻R1断路
D.滑动变阻器R0断路
(3)排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P到某一位置，记录数据时，电流表示数如图乙中所示为______ A；再依次用剩下4个电阻替换5Ω的电阻，调节滑动变阻器滑片P，直到______，再记录另一只电表的读数。
(4)当接入R5时，无论如何调节滑动变阻器，均不能调到所需数值，为能完成实验，电源电压选取范围是______ V。调整电源后，多次实验的结果如表所示。
实验序号
1
2
3
4
5
电阻阻值R/Ω
5
10
12.5
20
25
电流表示数I/A
0.2
0.16
0.1
0.08
电阻倒数1R/1Ω
0.2
0.1
0.08
0.05
0.04
(5)处理数据描绘图像时，选取作______(选填“I−1R”或“I−R”)图线，这样做的优点是______。
23. 某小组同学发现钟摆的摆动似乎是有规律的。于是他们在细绳下面挂一小球制成了单摆，研究在摆动角度θ不大的情况下，单摆的周期T(T为单摆来回摆动一次所用的时间)与哪些因素有关。如图所示，l为单摆的摆长，m为单摆摆球的质量。为了减小误差，同学在实验中每次测量单摆摆动30次(30T)的时间。该小组同学的实验数据分别记录在下表中。
实验序号
摆长l/m
摆球的质量m/g
摆球角度θ/度
摆动30次时间t/s
1
1.0
30
4
60
2
1.0
40
4
60
3
1.0
30
3
60
4
0.8
40
4
54
5
0.6
40
4
46
(1)同学在实验中观察到单摆摆球从A摆至O过程中重力势能______，动能______；
(2)①分析比较序号为1、2的实验，得出的结论是：当单摆的摆长和摆动角度相同时，单摆的周期与摆球的质量______(选填“有关”或“无关”)；
②分析比较序号为______的实验，得出的结论是：当单摆的摆长和摆球质量相同时，单摆的周期与______；
(3)本实验中用到的科学探究方法是______；
(4)某同学查资料得单摆周期公式为T=2πlg，又知道重力加速度g会随纬度的增加而增大，他爸将北京走时准确的摆钟买回启东，他如何调节______，摆钟才会走时准确。
24. 阅读短文，回答问题。
风光互补路灯系统如图所示，我市某校园的路灯使用了风光互补路灯系统，它既可以通过太阳能电池板独立发电，也可以通过风力发电机独立发电，还可以两者同时发电，将电能储存在蓄电池内晚上供LED路灯照明时使用，蓄电池充满电后不再充电，使用时放电至少留20%就停止电能输出，这样可延长蓄电池的寿命.查得该型号风光互补路灯技术参数如下表。其中光电转换率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率；蓄电池的容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积；最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率.
风力发电机
太阳能电池板
蓄电池
LED灯
最大限制风速
12m/s
电池板面积
0.5m2
蓄电池容量
90Ah
额定电压
12V
最大输出功率
400W
光电转换效率
10%
额定电压
12V
额定功率
60W
(1)风光互补路灯上风力发电机的输出功率与风速关系如图所示，下列说法正确的是______。
A.只要有风，机组就能产生电能
B.风速越大，机组产生的电功率一定越大
C.当夜晚气温为0℃时，风力发电机和太阳能电池板均没有内能
D.风力发电机启动后，将风的动能转化为电能，再转化为化学能存储在蓄电池
(2)该LED路灯正常发光时的电流为______ A，充满电的蓄电池以额定电压对LED路灯供电，为使蓄电池的使用寿命更长，持续供电时间不能超过______ h，和普通白炽灯相比，LED路灯与300W的白炽灯亮度相当，则可节能______%；
(3)当阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时，太阳能电池板的输出总功率为______ W；
已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比(风速在规定范围内)，当风速为6m/s时，风力发电机的输出功率为______ W；若以这样的风速与光照，给蓄电池充50%的电需要______h.
(4)我市某校园的路灯采用该风光互补路灯来照明，已知路灯共20盏，每天正常工作10h，则一年按开灯300天计算，消耗的电能如果用烧煤发出的电对该路灯供电(已知煤电转换关系为β=0.4kg/kW⋅h)；则节约煤多少千克.(写出具体解答过程)
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：芯片主要是由半导体材料制成的。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选：B。
根据导电性的不同，材料可分为导体，半导体，绝缘体三大类，容易导电的物体叫导体，如：人体、大地、各种金属、石墨、酸碱盐的溶液等；
不容易导电的物体叫绝缘体，如：玻璃、陶瓷、橡胶、塑料等；
导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体，常见半导体材料有：锗、硅、砷化镓等。
本题考查半导体的应用，属于基础知识。
2.【答案】A
【解析】解：A、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；
B、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；
C、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D、撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选：A。
结合图片和生活经验，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。
此题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
3.【答案】B
【解析】解：A、热量是一个过程量，不能说含有多少热量，故A错误；
B、同一物体质量一定，温度越高，内能越大，故B正确；
C、物体吸收热量，内能一定增加，但温度不一定升高，故晶体熔化过程，吸收热量，内能增加，温度不变，故C错误；
D、发生热传递的条件是：有温度差，所以热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，可能从内能大的物体向内能小的物体传递，也可能从内能小的物体向内能大的物体传递，还可能是内能相同的两个物体间进行传递，故D错误。
故选：B。
①温度指物体的冷热程度；热量是指在热传递的过程中，内能改变的多少；
②发生热传递的条件是两物体间有温度差：高温物体放热，低温物体吸热；
③一切物体都具有内能，同一物体质量一定，温度越高，内能越大；物体吸收热量，内能一定增加，但温度可能升高也可能不变。
要正确理解温度、热量与内能的关系。解决问题的诀窍是：物体吸热或温度升高，内能一定增大；但物体的内能增大，不一定是由物体吸热或温度升高引起的。
4.【答案】D
【解析】解：根据电路图可知，R与R0串联，显示仪与R0并联；
A、因为显示仪与R0并联，所以显示仪是电压表，故A错误；
B、被测温者温度越高，说明电压表示数越大，由欧姆定律可知，电路电流越大，由P=UI可知，电路消耗的功率也越大，故B错误；
C、被测温者温度越高，说明电压表示数越大，由欧姆定律可知，电路电流变大，由串联电路电压特点可知，R两端电压越小，由R=UI可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，故C错误；
D、温度相同，说明热敏电阻的阻值不变，将R0更换为阻值更大的电阻，由串联电路分压特点可知，R0两端分得的电压变大，因此显示仪示数会变大，故D正确。
故选：D。
根据电路图可知，R与R0串联，显示仪与R0并联；
(1)根据电流表和电压表的正确使用确定显示仪是电流表还是电压表；
(2)根据电压表示数和欧姆定律可知电路电流的变化，再根据P=UI可知电路消耗的电功率的变化；
(3)根据串联电路分压的特点和欧姆定律可知热敏电阻随温度的变化；
(4)当温度相同，说明热敏电阻的阻值不变，若将R0更换为阻值更大的电阻，由串联电路分压特点可知显示仪示数的变化。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，关键是题干中获取有效的信息，难度不大。
5.【答案】A
【解析】解：
A、路灯晚上同时亮，早上同时灭，但如果一盏灯坏掉，不会影响其它路灯，所以各灯是并联的，故A错误；
B、教室里的日光灯之间都是并联的，控制灯的开关与灯是串联的，故B正确；
C、教室墙上的三眼插座和日光灯，使用时互不影响，所以它们是并联的，故C正确；
D、楼道里的声控开关和光控开关只有同时闭合时，电路才会接通，所以两个开关与灯是串联的，故D正确。
故选：A。
电流只有一条路径的则是串联电路，用电器只能同时工作，开关控制整个电路；有两条或两条以上路径的则是并联电路，用电器可以独立工作，干路开关控制整个电路，支路开关只控制其所在的支路。
此题主要考查了家庭电路中各用电器的连接形式以及开关作用的认识。
6.【答案】D
【解析】解：
A、电能表是测量一定时间内用电器消耗电能(电功)的仪表，不是测量电功率，故A错误；
B、5(20)A表示此电能表平时工作允许通过的最大电流不应超过20A，所以允许使用的用电器的最大电功率P最大=UI最大=220V×20A=4400W，故B错误；
C、为了防止偷电，电能表应安装在家庭电路的总开关之前，故C错误；
D、一台100W的用电器正常工作5小时，消耗的电能为：W=Pt=0.1kW×5h=0.5kW⋅h，电能表指示灯闪烁的次数：3200imp/(kW⋅h)×0.5kW⋅h=1600次，故D正确。
故选：D。
(1)电能表是测量一定时间内用电器消耗电能(电功)的仪表；
(2)5(20)A，其中5A表示电能表的标定电流，20A表示此电能表平时工作的最大电流，根据P=UI求出最大功率；
(3)电能表应安装在家庭电路的总开关之前；
(4)根据转数=消耗的电能×电能表的参数即可求出电能表的指示灯闪烁的次数。
本题考查了电功率的计算以及电能表相关参数的理解，属于基础题目。
7.【答案】C
【解析】解：
A、运动员接触蹦床后，蹦床的弹力从零开始不断增大，蹦床的弹力先小于人的重力，后大于人的重力，则人的合力先向下，后向上，则人先向下加速，后向下减速，所以运动员的动能先增大后减小，在弹力等于重力时动能最大，运动员速度最大，故A错误；
B、运动员下降过程中，运动员的机械能转化为蹦床的弹性势能，所以运动员的机械能减小，故B错误；
C、从最低点被弹起的过程中，蹦床的弹性势能转化为运动员的机械能，运动员离开蹦床后，不计空气阻力，机械能保持不变，所以从最低点被弹起的过程中，机械能先变大后不变，故C正确；
D、运动员在最低点时，蹦床向上的弹力大于运动员的重力，合力不为0，也就是运动员受力不平衡，故D错误。
故选：C。
在整个过程中，对运动员进行受力分析，在蹦床的弹力等于人的重力之前，人一直是加速的，蹦床的弹力等于人的重力之后，人开始做减速运动，根据人的运动过程分析可以知道其中能量的转化，进而得出结论。
人在下降的过程中受力的分析是解决本题的关键，绷床的弹力等于人的重力这是一个临界点。
8.【答案】B
【解析】解：
A、学生节能LED台灯的功率约为10W，故A不符合实际。
B、家用普通电饭锅属于大功率用电器，正常工作时的电流约为4A，故B符合实际；
C、人的重力为500N，楼高位3m，人爬上一层楼所做的功约为：W=Gh=500N×3m=1500J，故C不符合实际；
D、正常骑自行车时速度为5m/s，作用力为15N，功率约为P=Fv=15N×5m/s=75W，故D不符合实际。
故选：B。
不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最符合实际的是哪一个。
物理学中，对各种物理量的估算能力，是我们应该加强锻炼的重要能力之一，这种能力的提高，对我们的生活同样具有很大的现实意义。
9.【答案】C
【解析】解：A、B、由题意和图像可知，该同学研究的是电流和电阻的关系，实验中要控制Rx两端的电压不变(即电压表示数不变)；
由图乙知，电流与电阻之积(即Rx两端的电压)：U=IRx=0.5A×5Ω=0.1A×25Ω=2.5V，即电压表保持2.5V不变，故A、B错误；
C、根据串联分压原理可知，将Rx从5Ω换成10Ω后，Rx电阻增大，其分得的电压增大(大于2.5V)；
探究电流与电阻的实验中应控制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使电压表的示数减小为2.5V，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，故C正确；
D、由图乙知，电流最大为0.5A时，对应的电阻为5Ω，根据欧姆定律和串联电路的规律，变阻器连入电路中的电阻：R滑1=R总−R1=U1I1−R1=3V0.5A−5Ω=1Ω；
由图乙知，电流最小为0.1A时，对应的电阻为25Ω，根据欧姆定律和串联电路的规律，变阻器连入电路中的电阻：
R滑2=R总′−R2=UI2−R2=3V0.1A−25Ω=5Ω；所以，滑动变阻器阻值变化范围为1Ω∼5Ω，故D错误。
故选：C。
(1)根据串联电路的分压规律分析电压的大小；
(2)由图乙可知，通过定值电阻的电流随其阻值的变化而变化，但电流和电阻的乘积不变，据此判断实验研究的问题和电压表的示数；
(3)根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；
(4)由图乙知，电流为0.5A时，对应的电阻为5Ω；电流为0.1A时，对应的电阻为25Ω，根据欧姆定律和串联电路的规律求出变阻器连入电路中的电阻变化范围。
本题考查串联电路的规律和欧姆定律及控制变量法的运用，会分析实验数据得出有用的信息是关键。
10.【答案】D
【解析】解：
AB、定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压；
由串联电路电压的规律，根据P=U2R可得定值电阻R0消耗的电功率为：
P0=U02R0=(U−U1)2R0，
R0和U为常数，由数学知识可知，电功率P0随电压表示数U1的变化关系图线为抛物线，故A错误；
当U1无限接近电源电压时，R0消耗的电功率为0，故B错误；
CD、由串联电路电压的规律，U0=U−U1，由欧姆定律，电路的电流：I=U0R0，
根据P=UI，滑动变阻器R消耗的电功率为：
PR=U1×U−U1R0=−1R0×U12+UR0×U1，
R0和U为常数，滑动变阻器R的电功率PR为U1的一元二次函数，因−1R0<0，抛物线开口向下，
当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，由分压原理，电压表的示数最大，根据P=U2R，滑动变阻器的电功率不可能为0，故C错误；
由数学知识，当U1=−UR02×(−1R0)=0.5U时，PR有最大值，故D正确。
故选：D。
AB、定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压；
由串联电路电压的规律，根据P=U2R得出定值电阻R0消耗的电功率表达式，由数学知识分析；
CD、由串联电路电压的规律及欧姆定律，根据P=UI得出滑动变阻器R消耗的电功率表达式，由数学知识分析；
当滑动变阻器连入电路的电阻最大时，由分压原理，电压表的示数最大，此时滑动变阻器的电功率不可能为0。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，体现了数学知识在物理中的运用。
11.【答案】比热容 热值 增大
【解析】解：在酒泉卫星发射中心点火升空.火箭发射塔下有一个深20米的水池，可装140吨的水，利用水的比热容大，水升温和汽化时可吸收大量的热，起到保护发射架的作用；
火箭的燃料用液态氢，是因为它的热值大；
飞船在太空中从远地点向近地点运行，飞船的质量不变，速度变大，所以动能增大。
故答案为：比热容；热值；增大。
(1)水的比热容较大，吸热能力较强；
(2)液态氢的热值大，与其它燃料相比，质量相同时，完全燃烧放出的热量较多；
(3)动能的大小与质量和速度有关，质量一定时，物体的速度越大，动能越大。
本题考查了比热容和热值的应用以及动能的变化，属于基础知识的考查，难度不大。
12.【答案】240 0 垂直于OA向上 左
【解析】解：(1)在图乙所示位置时，若竖直向上拉动A点提升把手，由杠杆平衡条件可得：
F×OB=G×OC，
代入数据得：F×1.0m=800N×0.3m，
解之得：F=240N；
物体水平移动，在重力方向上没有移动距离，重力做功为0；
(2)根据杠杆的平衡条件，在阻力和阻力臂不变的情况下，当动力臂最长时，动力最小，故当在A点垂直于OA向上用力，此时动力臂最长，动力最小；
(3)为了更轻便，可以把车厢内泥土适当向左移动，减小了阻力臂，动力也会减小，能达到省力的目的。
故答案为：(1)240；0；(2)垂直于OA向上；(3)左。
(1)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可以求出作用在把手上竖直向上的力的大小；物体水平移动，在重力方向上没有移动距离，重力不做功；
(2)根据杠杆的平衡条件，阻力和阻力臂一定时，动力臂最长，动力最小；
(3)根据杠杆的平衡条件进行判断。
此题主要考查的是杠杆平衡条件的应用和功的计算，难度不大。
13.【答案】增大 36 9000 升高
【解析】解：①由电路图可知，闭合开关，热敏电阻和电阻箱串联，输出电压为电阻箱两端的电压。由图乙可知当温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据串联电路的分压原理可知热敏电阻两端的电压也减小，根据串联电路的电压规律可知，电阻箱两端电压变大，所以输出电压随温度的升高而增大；
②当输出电压达到或超过4V时，便触发报警器(未画出)报警，若将电阻箱调至0.2kΩ，则电路中的电流为：I=U1R1=4V0.2×1000Ω=0.02A，
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得热敏电阻的阻值：R2=U2I=U−U1I=12V−4V0.02A=400Ω=0.4kΩ，
由图象可知开始报警的温度为36℃；
由乙图可知电路温度为8℃时，热敏电阻的阻值为3kΩ，输出电压为3V时，热敏电阻两端的电压：U2′=U−U1′=4V−3V=1V，
此时通过电路的电流：I′=U2′R2′=1V3kΩ=13000A，
电阻箱的阻值：R1′=U1′I′=3V13000A=9000Ω；
③使用一段时间后，电源电压会降低，在其它相同情况下，电路中电流会偏小，会使输出电压两端的电压变低；为不改变电路开始报警的温度，即使输出电压两端的电压不变，则应提高输出电压两端的电压，根据串联电路的分压特点可知应提高电阻箱连入电路的阻值，即要使其阻值升高至适当值。
故答案为：①增大；②36；9000；③升高。
①由电路图可知，闭合开关，热敏电阻和电阻箱串联。由图乙可知当温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据串联电路的分压原理可知热敏电阻两端的电压也减小，根据串联电路电压规律可知输出电压的变化；
②若将电阻箱调至0.4kΩ，根据欧姆定律求出电路中的电流，然后根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出热敏电阻的阻值，根据图象得出开始报警的温度；
由乙图可知电路温度为8℃时，热敏电阻的阻值，根据串联电路电压规律计算热敏电阻两端的电压，根据欧姆定律计算此时通过电路的电流，进一步计算电阻箱的阻值；
③电源电压越小，在其它相同情况下，电路中电流会偏小，电阻箱两端电压会偏小，所以要使输出电压两端的电压不变，应使电阻箱的阻值变大。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是能够从图象中得出相关的信息。
14.【答案】加热烧煮 4402202.5
【解析】解：(1)由电路图可知，S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联，电路中的电流最大，根据P=UI可知此时的电功率最大，所以S、S1都闭合时为加热烧煮状态；
(2)由电路图可知，只闭合S时，电路为R1的简单电路，电路的电流最小，此时为保温焖饭状态，
由乙图可知，通过R1的电流I1=2A，则此时电饭锅的电功率：P1=UI1=220V×2A=440W；
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，电阻R1与R2并联时，通过R1的电流值不变，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R2的电流：I2=I大−I1=3A−2A=1A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以由欧姆定律可得，电热丝R2的阻值：R2=UI2=220V1A=220Ω；
(3)由乙图可知，电流值I大=3A，则此时电饭锅的电功率：P大=UI大=220V×3A=660W；
如果做一次饭用时30min，由乙图可知，加热烧煮时间t=15min=900s，保温焖饭时间t=15min=900s，
则30min内消耗的电能：W=(P1+P大)t=(440W+660W)×900s=9.9×105J，
由η=Q吸W×100%可得，水吸收的热量：Q吸=Wη=9.9×105J×84%=831600J，
由Q吸=cmΔt可得，水的质量：m=Q吸cΔt=831600J4.2×103J/(kg⋅℃)×(100℃−20℃)≈2.5kg。
故答案为：(1)加热烧煮；(2)440；220；(3)2.5。
(1)由电路图可知，S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联，电路中的电流最大，根据P=UI可知电功率最大，进一步确定电路状态；
(3)由电路图可知，只闭合S时，电路为R1的简单的电路，电路的电流最小，根据P=UI可知电功率最小，据此确定电路状态，根据电功率公式计算保温焖饭时电饭锅的电功率；
由乙图可知两电阻并联时通过电路的电流和通过R1的电流值，根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流，然后根据欧姆定律即可求出R2的阻值；
(4)先根据W=Pt求出30min消耗的电能，然后根据η=Q吸W×100%求出水吸收的热量，再根据Q吸=cmΔt求出水的质量。
本题考查了电功率公式、欧姆定律、电功公式、吸热公式、效率公式的综合应用，从图象中获取有用的信息是关键，有一定的难度。
15.【答案】匀速 66.7%提升物体的重力 增大 物重增大，摩擦力变大，额外功增加
【解析】解：(1)实验中应该竖直向上匀速拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定，便于读数，此时拉力的大小等于弹簧测力计的示数；
(2)由表格第3次实验数据可得机械效率的大小为：η=W有用W总=GhFs×100%=4N×0.1m2.0N×0.3m×100%≈66.7%；
(3)分析1、2两次实验数据可知，提升物体的重力不同，而提升的高度相同，滑轮组的机械效率不同，且物体重力越大，滑轮组的机械效率越大，故可得结论：同一滑轮组，物重越大，机械效率越高；
根据W额=W总−W有=Fs−Gh可得2、3两次实验的额外功分别为：
W额2=F2s−G2h=1.1N×0.3m−2N×0.1m=0.13J，
W额3=F3s−G3h=2.0N×0.3m−4N×0.1m=0.2J，
所以第3次拉力做的额外功与第2次相比增大了，增大的原因是随着物重增大，摩擦力变大，额外功增加。
故答案为：(1)匀速；(2)66.7%；(3)提升物体的重力；增大；物重增大，摩擦力变大，额外功增加。
(1)只有在匀速直线拉动时，拉力的大小等于弹簧测力计的示数，才能准确测出拉力的大小；
(2)根据η=W有用W总=GhFs×100%计算机械效率；
(3)由第1、2实验数据，找到不变量和改变的量，分析机械效率的影响因素；
根据W额=W总−W有=Fs−Gh计算2、3两次实验的额外功的大小比较，根据物重增大，摩擦力变大分析额外功变化的原因。
在此实验中，对滑轮组的分析、机械效率公式的运用是实验的基础，同时实验中分别探究了机械效率高低与提升物体重力等多个量的关系，因此控制变量法的运用也十分关键。
16.【答案】解：图中滑轮组有一个定滑轮和一个动滑轮组成，要求最省力，从动滑轮上挂钩开始，依次绕过定滑轮和动滑轮，绳端回到人的手中，提升物体绳子条数为3，是最省力的绕法，如图所示：
【解析】最省力的绕绳方法即是承担物重的绳子段数最多，先分析出应由3段绳子承担物重，才按照“奇动偶定”的原则确定绕绳方案。
此题考查滑轮组的设计与组装，省力多少和绳子的绕法，决定滑轮组的使用效果。动滑轮被几根绳子承担，拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一。
17.【答案】解：
由题知，无论是楼上或楼下都可以任意开灯、灭灯，既可以在楼下开灯到楼上灭灯，又可以在楼上开灯到楼下灭灯，这说明楼上开关和楼下开关是串联的；
如图所示：
【解析】楼上和楼下都是单刀双掷开关，根据楼上或楼下都可以开灯或灭灯分析电路的连接。
本题考查了实物电路图的连接和电路图的设计，在由两个开关控制一盏灯时，开关和灯泡的连接方法是串联。两个开关的连接方法只有两种方法--串联或并联，可以画出电路后，看是否符合题意。
18.【答案】
【解析】解：首先辨别上面三根线：火线、零线、地线。
(1)灯泡的接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点；零线直接接入灯泡的螺旋套，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故，既能控制灯泡，又能更安全。
(2)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
掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法，同时考虑使用性和安全性。
19.【答案】解：(1)由v=st可得汽车行驶的距离：
s=vt=18m/s×10×60s=1.08×104m，
汽车牵引力所做的功(有用功)：
W=Fs=1000N×1.08×104m=1.08×107J；
(2)由η=WQ放得燃油完全燃烧放出的热量：
Q放=Wη=1.08×107J40%=2.7×107J，
由Q放=mq得发动机消耗燃油的质量：
m=Q放q=2.7×107J4.5×107J/kg=0.6kg。
答：(1)汽车牵引力所做的功是1.08×107J；
(2)发动机消耗燃油是0.6kg。
【解析】(1)知道汽车速度大小、行驶时间，利用s=vt求行驶的距离；知道牵引力大小，利用W=Fs求汽车牵引力所做的功(有用功)；
(2)知道发动机的效率，利用η=WQ放求燃油完全燃烧放出的热量，再利用Q放=mq求发动机消耗燃油的质量。
本题考查了速度公式、功的公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的综合应用，掌握好相应的公式不难解答。
20.【答案】解：(1)由P=UI可得，灯泡L正常工作时的电流：
IL=PLUL=3W6V=0.5A，
由欧姆定律可得，灯泡的电阻：
RL=ULIL=6V0.5A=12Ω；
由图知，当S1、S2、S3均闭合时，R1与L并联，灯泡L恰好正常发光，
由并联电路电压特点知电源电压：U=U1=UL=6V；
(2)当S1、S2、S3均闭合时，R1与L并联，电流表测干路电流，R2被短路，
灯泡正常发光，通过灯泡的电流IL=0.5A，
通过R1的电流：I1=UR1=6V10Ω=0.6A，
由并联电路电流特点可得干路电流：
I=I1+IL=0.6A+0.5A=1.1A，
则电路10秒消耗的电能：W=UIt=6V×1.1A×10s=66J；
(3)当S1闭合，S2、S3断开时，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，
电压表的量程为0∼3V，所以当电压表的示数U2=3V时，变阻器接入电路的阻值最大，电路中的电流最小，R1功率最小，
此时R1两端的最小电压：
U1最小=U−U2最大=6V−3V=3V，
则R1的最小总功率：
P1最小=U1最小2R1=(3V)210Ω=0.9W；
由于变阻器标有“20Ω0.5A”的字样，则变阻器接入电路的阻值不能为0，所以电路中最大电流为0.5A，
此时R1功率最大，则R1最大功率为：
P1最大=I最大2R1=(0.5A)2×10Ω=2.5W，
所以，电阻R1消耗的电功率范围为0.9W∼2.5W。
答：(1)灯泡L的电阻为12Ω；电源电压为6V；
(2)开关S1、S2、S3都闭合时，电路10秒消耗的电能为66J；
(3)开关S1闭合，S2、S3断开时，在保证电路中各元件安全工作的情况下，电阻R1消耗的电功率范围为0.9W∼2.5W。
【解析】(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据P=UI求出通过灯泡的电流，再根据欧姆定律求出灯泡的电阻；
开关S1、S2、S3都闭合时，R1与L并联，灯泡L恰好正常发光，由此可得电源电压；
(2)当S1、S2、S3均闭合时，R1与L并联，电流表测干路电流，电压表被短路，根据并联电路特点和欧姆定律球干路电流，然后利用W=UIt求出电路10秒消耗的电能；
(3)当S1闭合，S2、S3断开时，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，当电压表的示数最大时电路中的电流最小，R1消耗功率最小，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，利用P=UI求出R1的最小功率；由于变阻器标有“20Ω0.5A”的字样，则变阻器接入电路的阻值不能为0，电路中的最大电流为0.5A，此时R1功率最大，利用P=I2R即可求出R1最大功率。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
21.【答案】质量 两杯水的质量和初温 天平 偏小 不能；水沸腾后吸热温度保持不变，因此无法比较燃料放出热量的多少 增加水的质量或减少燃料的质量
【解析】解：
(1)为了保证实验的可靠性，需要控制煤油和菜籽油的质量相同，两杯水的质量和初温也相同；
(2)要计算煤油和菜籽油的热值，需要测量煤油、菜籽油和水的质量，需要用天平来测量质量；
由于燃料并不可能完全燃烧，燃料燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，所以依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些；
(3)因为水沸腾后吸热温度保持不变，因此无法比较燃料放出热量的多少，所以在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了，将不能比较两种燃料的热值；为避免出现在实验中水沸腾的现象，应增加水的质量或减少燃料的质量。
故答案为：(1)质量；两杯水的质量和初温；(2)天平；偏小；(3)不能；水沸腾后吸热温度保持不变，因此无法比较燃料放出热量的多少；增加水的质量或减少燃料的质量。
(1)探究两种燃料的热值时，需要控制燃料的质量、水的质量和初温相同；
(2)要计算煤油和菜籽油的热值，需要测量煤油、菜籽油和水的质量，据此进行分析需要的测量工具；
燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小；
(3)液体沸腾后吸热温度保持不变，据此进行分析。
此类实验问题，要结合控制变量法进行分析研究，通过观察温度的变化判断燃料热值的大小。
22.【答案】右端 C0.4电压表示数为2V时 2∼3.6I−1R 能直观判断出I与R的关系
【解析】解：(1)电流表应与定值电阻串联，电压表应与定值电阻并联，正确的连线如图所示：
；
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右端；
(2)电流表无示数，说明电路可能断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，与电压表并联的定值电阻断路了，故选：C；
(3)由图乙可知，电流表的量程为0∼0.6A，分度值为0.02A，示数为0.4A，由表中数据可知，定值电阻两端的电压为：UV=IR=0.4A×5Ω=2V，根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压相同，因此再依次用剩下4个电阻替换5Ω的电阻，调节滑动变阻器滑片P，直到电压表示数为2V时，再记录另一只电表的读数；
(4)由串联电路的特点可知，当滑动变阻器接入电路的电阻为零时，此时电源电压为最小：U最小=UV=2V，
当电阻最大为25Ω且变阻器接入最大阻值时，电源电压为最大，由分压原理可得：UVU最大=R5R5+R0，所以电源电压最大值：U最大=R5+R0R5×UV=25Ω+20Ω25Ω×2V=3.6V，因此选取电源电压为2∼3.6V；
(5)由I=UR可知，电压保持不变时，电流与电阻成反比，I−R图像为曲线，不便直观判断I与R的定量关系，根据I=UR=U⋅1R可知，电压不变时，电流I与电阻的倒数1R成正比，故将横坐标R变为1R，作出I−1R的图像为一条直线，能直观判断出I与R的关系。
(1)电流表应与定值电阻串联，电压表应与定值电阻并联，据此分析找出电路连接错误，并改正；为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处；
(2)电流表无示数，说明电路可能断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，与电压表并联的支路断路了；
(3)根据图乙电流表所选量程确定分度值读数；根据表中数据利用欧姆定律的变形式U=IR求出定值电阻两端的电压，根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压相同；
(4)根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制电压表示数不变，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压也不变，由串联电路电压的规律及分压原理求出最大电源电压和最小电源电压，据此确定电源电压选取的范围；
(5)根据I=UR可知，电压保持不变时，电流与电阻成反比关系，即电压保持不变时，电流I与电阻的倒数成正比分析。
本题探究“电流与电阻关系”，考查电路连接、故障分析、操作过程、控制变量法、串联电路的规律及欧姆定律的运用，有一定的难度。
23.【答案】减小 增大 无关 1、4、5 摆长有关 控制变量法 减小摆长l
【解析】解：(1)单摆摆球从A摆至O过程中质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，速度增大；
(2)①由表中实验序号为l、2的实验数据可知，摆长与摆角相等而摆球质量不同，单摆的周期相同，由此可知：当单摆的摆长和摆动角度相同时，单摆的周期与摆球的质量无关；
②由表中实验序号为2、4、5的实验数据可知，质量相同，摆长越长单摆的周期越大，由此可得：当单摆的摆长和摆球质量相同时，单摆的周期与摆长有关；
(3)本实验中用到的科学探究方法是控制变量法；
(4)由北京移至启东，重力加速度变大，纬度降低，重力加速度g会随纬度的增加而增大，所以重力加速度减小，根据T=2πlg可知，周期变长，钟变慢，要使它准确应该使T减小，即减小摆长。
故答案为：(1)减小；增大；(2)无关；(3)2、4、5；摆长；(4)控制变量法；(5)减小摆长。
(1)重力势能与质量和高度有关，动能与质量和速度有关；
(2)探究影响单摆周期的因素要应用控制变量法，根据变量法的要求分析表中实验数据，根据实验控制的变量与实验数据分析答题；
(3)根据周期公式，确定是增加摆长还是减小摆长。
本题考查了实验数据分析，应用控制变量法分析表中实验数据即可正确解题。
24.【答案】D514.48050505.4
【解析】解：(1)AB、由图可知，风速大于V2，小于V1时不产生电能，故AB错误；
C、内能是指物体内所有分子动能和分子势能的总和，所以一切物体都具有内能，故C错误；
D、风力发电机启动后，将风的动能转化为电能，而后给蓄电池充电，电能又转化为化学能存储在蓄电池，故D正确；
故选：D。
(2)由P=UI可得，路灯正常发光时的电流为ILED=PLEDULED=60W12V=5A；
蓄电池的容量Q=90Ah，放电时至少留20%停止输出，则可放电的容量Q放=90Ah×(1−20%)=72Ah，
又Q=It，所以持续供电时间t供=Q放ILED=72Ah5A=14.4h；
60W的LED灯与300W的白炽灯亮度相当，可节能P白t−PLEDtP白t×100%=300W−60W300W×100%=80%；
(3)由太阳能电池板的参数可知，太阳能电池板的输出功率P太=P01m2×0.5m2×10%=1000W×0.5×10%=50W；
风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比(风速在规定范围内)，即P风=kv3，
当vm=12m/s时的功率Pm=400W，则k=400W(12m/s)3；
当v=6m/s时，风力发电的输出功率P风′=400W(12m/s)3×(6m/s)3=50W；
若以这样的风速与光照，给蓄电池充50%的电，则有：(P太+P风′)t充=QU×50%，
代入数据得：(50W+50W)×t充=90Ah×12V×50%，
解得：t充=5.4h；
(4)路灯共20盏，每天正常工作10h，需要消耗的电能为E=20×60W×10h=12KW⋅h；
一年按开灯300天计算，则消耗的电能为E总=300×12KW⋅h=3600KW⋅h；
又由煤电转换关系可得，一年节约煤的质量m=E总×β=3600KW⋅h×0.4kg/KW⋅h=1440kg。
故答案为：(1)D；(2)5；14.4；80；(3)50；50；5.4；(4)节约煤1440kg。
(1)①由图可知，风速很大或很小，都不能产生电能；
②一切物体都具有内能；
③风力发电是将机械能转化为电能，给蓄电池充电的过程是电能转化为化学能；
(2)依据P=UI可求电流；依据题意可知，蓄电池可输出的容量为90Ah×(1−20%)=72Ah，进而可求工作时间；在相同时间内消耗电能的差值为节约的电能，即可求节能的百分比；
(3)太阳能电池板接收太阳能与光电转化比的乘积为输出的能量；利用P风=kv3和vm=12m/s时的功率Pm=400W求k，进而可求v=6m/s时的功率；由P太t+P风t=90Ah×12V×50%可求时间t；
(4)路灯的总功率×照明时间=一天消耗的电能，再由煤电转换关系求需要煤的质量，进而可求一年需要煤的质量。
本题属于综合题，难度较大，涉及的知识点较多，明确电功率的计算、能量的转换关系是解答本题的关键。
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