江苏省南通市海门市2023-2024学年九年级上学期期末物理试题（原卷+解析）

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1. 下列物品中，通常情况下属于导体的是（ ）
A. 橡胶棒B. 铅笔芯C. 玻璃棒D. 塑料尺
【答案】B
【解析】
【详解】A．橡胶棒的材料是橡胶，属于绝缘体，故A不符合题意；
B．铅笔芯的材料是石墨，属于导体，故B符合题意；
C．玻璃棒的材料是玻璃，属于绝缘体，故C不符合题意；
D．塑料尺的材料是塑料属于绝缘体，故D不符合题意。
故选B。
2. 下列四个现象中，属于内能转化机械能的是（ ）
A. 压缩点燃棉花B. 蒸汽顶起壶盖
C. 冬天哈气取暖D. 压缩冲程
【答案】B
【解析】
【详解】A．压缩点燃棉花，机械能转化为内能，内能增大，温度升高，棉花燃烧，故A不符合题意；
B．蒸汽顶起壶盖，蒸气的内能转化为壶盖的机械能，故B符合题意；
C．冬天哈气取暖，是热传递的过程，发生了内能的转移，不是能量的转化，故C不符合题意；
D．压缩冲程，汽缸内气体被压缩，气体内能增加，机械能转化为内能，故D不符合题意。
故选B。
3. 将铜片、铁片插入橙子中，再与电压表两接线柱分别连接，发现电压表指针的偏转情况如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 橙子电池电压为0.1VB. 电压表能提供电压
C. 水果电池将内能转化为电能D. 铜片是水果电池的负极
【答案】A
【解析】
【详解】A．由图可知，电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，水果电池的电压为0.1V，故A正确；
B．电压表可以测量电压的大小，电源提供电压，故B错误；
C．水果电池将化学能转化为电能，故C错误；
D．电压表指针正向偏转，说明电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出，即电压表的正接线柱与电源的正极相连接，由图可知铜片与电压表的正接线柱连接，因此铜电极为正极，故D错误。
故选A。
4. 关于安全用电常识，下列说法正确的是（ ）
A. 可以在高压线下放风筝
B. 可以用湿抹布擦拭亮着的灯泡
C. 家用电器漏电时，漏电保护器自动切断电源
D. 空气开关跳闸一定是因为电路中出现了短路
【答案】C
【解析】
【详解】A．安全用电的基本原则是不接触低压带电体，不靠近高压带电体。在高压线下放风筝，非常容易造成触电事故，故A错误；
B．生活用水属于导体，所以用湿抹布擦拭亮着的灯泡，可能会发生触电事故，故B错误；
C．漏电保护器俗称漏电开关，是用于在电路或电器绝缘受损发生对地短路或漏电时防人身触电的保护电器。漏电保护器在电路发生漏电现象时会自动跳闸，所以由于漏电而发生触电事故时，漏电保护器会自动切断电路，故C正确；
D．家庭电路中，空气开关跳闸说明电路中电流过大，可能是电路短路了，也有可能是使用用电器的总功率过大，故D错误。
故选C。
5. 如图，用滑轮组匀速竖直向上提升重物，不计摩擦，下列措施不能提高滑轮组机械效率的是（ ）
A. 增加重物的重力B. 减小滑轮的重力
C. 减小绳子的重力D. 减少绳子的股数
【答案】D
【解析】
【详解】用滑轮组竖直向上提升重物时，所做有用功：W有＝G物h；不计摩擦，所做额外功
W额＝(G动+G绳)h
所做总功
W总＝W有+W额＝G物h+G动h+G绳h
则滑轮组的机械效率
由上式可知：增大重物的重力，可增加有用功；减小动滑轮和绳子的重力，可减小额外功，通过增大有用功和减小额外功都可以提高滑轮组的机械效率，增加或减小绳子的股数对滑轮组的机械效率没有影响，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
6. 如图所示的手摇电筒，沿图中箭头方向来回摇动手电筒时，灯泡发光，图中工作原理与其相同的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】来回摇动手电筒时，灯泡发光，是机械能转化为电能，利用的电磁感应。
A．闭合电路一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，故A符合题意；
B．导线中有电流通过，说明电流周围产生磁场，是奥斯特的发现，故B不符合题意；
C．闭合开关，导体运动，说明磁场对电流有力的作用，是电动机的工作原理，故C不符合题意；
D．图中实验研究的是影响电磁铁磁性强弱因素，故D不符合题意。
故选A。
7. 下列图中箭头表示空气流动的方向。炎热晴朗的夏夜，我市老坝港海边的陆地与海面之间空气循环流动的示意图表示正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】海洋中水的比热容较大，夏季夜晚放出热量，比热容大的海水温度降低得较少，海面温度较高，空气密度较小，海面上方的热空气上升；而陆地多比热容较小的沙石，夜晚放出相同的热量，比热容小的沙石温度降低得更多，近地空气温度低，气体密度大，盛行下行气流；同时同一水平面出现气压差异，空气由高气压流向低气压，即近地由陆地流向海洋，从而循环流动，故ACD错误，B正确。
故选B。
8. 如图，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，O点是弹簧保持原长时小球的位置，压缩弹簧使小球至A位置，小球就在A、B间做往复运动（已知AO＝OB）。下列说法正确的是（ ）
A. 小球在往复运动过程中机械能守恒
B. 从B到A弹簧的弹性势能一直减小
C. 小球在O点时，动能最大
D. 小球从A往B运动过程中，弹性势能转化为动能
【答案】C
【解析】
【详解】A．小球在光滑的水平台面上AB间做往复运动，这表明小球和弹簧的整体机械能是守恒的，小球的动能与弹簧的弹性势能的总和保持不变，故A错误；
B．小球从B到O再到A的过程中，弹簧的形变程度先变小后变大，所以小球从B到A弹簧的弹性势能先变小后变大，故B错误；
CD．小球从A（或B）位置运动到O位置的过程中，弹性势能变小，动能变大；到达O点时，弹性势能为0；从O到B（或A）的过程中，弹性势能变大，所以整个过程中小球在O点动能最大，综上分析知，故C正确，D错误。
故选C。
9. 北京冬奥会上，运动员孔凡影从斜坡上A点沿直线滑到B点过程中，拍摄的频闪照片如图所示，若相机每隔0.2s闪拍一次，则孔凡影在AB间，重力做功的功率最接近于（ ）
A. 7WB. 70WC. 700WD. 7000W
【答案】D
【解析】
【详解】运动员的身高约为1.7m，由图可知，AB间高度差约为3个运动员的身高，根据题意可知相机每隔0.2s闪拍一次，则运动时间
t=2×0.2s=0.4s
运动时竖直向下的平均速度
孔凡影的重力约600N，重力做功的功率
故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
10. 如图甲为小明设计的身高体重测量仪，其电路原理如图乙所示，电源电压保持不变，R1为压敏电阻，其阻值与压力F成反比；R2为均匀电阻丝，电阻与长度成正比，滑片P随身高的增加而上滑。当开关S闭合后，则下列描述电压表示数U随身高h、电流表示数I随体重G的变化关系图像中可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由电路图可知，滑动变阻器与压敏电阻R并联，电流表测R1支路的电流；因电压表的内阻很大，在电路中相当于断路，R2接入电路中的电阻不变，由欧姆定律可知通过R2的电流不变；
AB．人的身高越高，滑片会向上移动，根据可知电压表示数变大，与电压表并联部分的电阻最大，当人的身高偏低时，电压表示数为0，电压表示数U随身高h图线的起点不是在原点，应在身高的轴上，故AB错误；
CD．R1为压敏电阻，其阻值与压力F成反比，则,根据欧姆定律可知通过压敏电阻的电流
电流表示数I随体重G的变化关系图像是正比例函数，故C正确，D错误。
故选C。
二、填空题（共14小题，每小题3分，满分70分）
11. 如图是按时间顺序梳理的关于电与磁知识结构图，请你补充完整①________；②___________；③________。
【答案】 ①. 奥斯特 ②. 电磁感应现象 ③. 电磁铁
【解析】
【详解】[1]奥斯特最早发现电流周围存在磁场，揭示了电流的磁效应。
[2]法拉第发现了电磁感应现象，并发明了第一台发电机。
[3]利用电流的磁效应可以制成电磁铁。
12. 如图所示，用一条中间较窄的锡箔纸把两节新干电池正负极相连，其总电压为_____V，稍候发现锡箔纸较窄处的纸先燃烧起来。这是电流的_____效应，由于锡箔纸较窄处与较宽处的 _______（选填“电流”或“电阻”）不同，产生的热量不同。
【答案】 ①. 3 ②. 热 ③. 电阻
【解析】
【详解】[1]一节干电池的电压为1.5V，用一条中间较窄的锡箔纸把两节新干电池正负极相连，则两节干电池串联，其总电压为3V。
[2]锡箔纸较窄处的纸先燃烧起来，这是电能转化为内能。当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应。
[3]锡箔纸串联在电路中，因串联电路中各处的电流相等，材料和长度相同时，根据Q=I2Rt可知，电阻越大，产生的热量越多。
13. 某家用吸尘器额定电压为220V，额定电流为5A。其额定功率为 _________W，正常工作10min，消耗的电能为 ____________J，可使标有“1800imp/(kW·h)”的电能表指示灯闪烁 ________次。若吸尘器正常工作时，电动机的发热功率为100W，则电动机线圈的电阻为 _____Ω。
【答案】 ①. 1100 ②. 6.6×105 ③. 330 ④. 4
【解析】
【详解】[1]吸尘器的额定功率为
P＝UI＝220V×5A＝1100W
[2]正常工作10min消耗的电能为
W＝Pt＝1100W×10×60s＝6.6×105J
[3]电能表指示灯共闪烁次数为
[4]根据P热＝I2R得电动机线圈电阻为
14. 如图甲所示，混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，混合动力汽车启动时，蓄电池通过电机向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，向车轮输送能量，并通过电机给蓄电池充电请回答下列问题。
（1）该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机，如图乙是汽油机的 _______冲程，此冲程是利用 _______方式改变内能；
（2）若飞轮转速是2400r/min，则每秒对外做功 _______次；
（3）驾驶员踩刹车踏板时，可以通过车轮带动电机发电，再将产生的电能转化为 _______能储存在蓄电池中；
（4）假设一辆发动机效率为30%的汽车一年消耗燃油400kg，将发动机的效率从30%提高到40%每年可以节省汽油 ________kg。
【答案】 ①. 做功 ②. 做功 ③. 20 ④. 化学 ⑤. 100
【解析】
【详解】（1）[1]两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程。
[2]在做功冲程中，高温、高压的燃气对外做功，将内能转化为机械能。
（2）[3]四冲程内燃机的飞轮转速是2400r/min=40r/s，即汽油机飞轮每秒转40圈，对外做功20次。
（3）[4]驾驶员踩刹车踏板时，可以通过车轮带动发电机发电，机械能转化为电能，再将产生的电能转化为化学能储存在蓄电池中。
（4）[5]设每年可以节省汽油x%，有用功相同，根据W有=Q放η和Q放=mq，则有
mq×30%=m×(1－x%)q×40%
解得x%=25%，即可以节省25%的汽油，所以节省的汽油的质量为
Δm=25%×400kg=100kg
15. 如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度。
（1）油量表是由 _______（选填“电压”或“电流”）表改装而成的，理由是 ________；
（2）图中有一个定值电阻R0，R0在电路中的作用是当油面较高时，滑动变阻器R的阻值为0时，保证电路不被 _______（填“短路”或“断路”），从而保护电路；
（3）从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当油面上升时，油量表的示数_______（填“变大”或“变小”），此油量表的刻度自左向右 _________（选填“均匀”或“先密后疏”或“先疏后密”）。
【答案】 ①. 电流 ②. 油量表与电路串联 ③. 短路 ④. 变大 ⑤. 先密后疏
【解析】
【详解】（1）[1][2]由图可知，油量表串联在电路中，则油量表是由电流表改装而成的。
（2）[3]由电路图可知，定值电阻R0串联接在电路中，防止滑动变阻器接入电路的阻值为0时造成电源短路，起到保护电路的作用。
（3）[4]当油箱内油面上升时，浮标上移，变阻器接入电路中的电阻变小，由可知，电路中的电流变大。
[5]此时油量表的示数，当油面上升相同高度时，则油量表示数的变化量为
由于U、R0、是定值，所以，油量越少，滑动变阻器阻值R越大，的积越大，的值越小，则此油量表的刻度自左向右先密后疏。
16. 如图，在杠杆中画出其受到的阻力及能使其保持平衡的最小动力F的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OR作为动力臂最长，由图知动力的方向应该向上，过R点垂直于OR做向上的力，即为使轻质杠杆保持平衡的最小的动力F的示意图；阻力F阻是重物G对杠杆的拉力，作用点在杠杆上，方向竖直向下，如下图所示：
17. 如图所示，用笔画线代替导线将电灯和开关接到电路中。

【答案】
【解析】
【详解】开关控制灯泡时和灯泡串联，为了保证用电安全，开关应接到火线上，灯泡的另一端接到零线上，如图所示：

18. 如图，小磁针静止在通电螺线管左侧，请标出小磁针的S极和电源负极。
【答案】
【解析】
【详解】因磁体外部磁感线由N极指向S极，故图中通电螺线管的左端为N极，根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，可判定小磁针的左端为N极、右端为S极。由安培定则可知电流应从螺线管的右端流入，故电源右端是正极，如下图所示：
19. 如图，塔式起重机上的滑轮组匀速吊起重物时，所用的拉力为1×103N，重物升高3m，此过程中滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。求：
（1）拉力做的总功；
（2）拉力做的有用功；
（3）当动滑轮重200N，克服摩擦和钢绳重所做的功。
【答案】（1）9×103J；（2）7.2×103J；（3）1200J
【解析】
【详解】解：（1）由图可知，有效承担物重的绳子段数n＝3，则绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
W总＝Fs＝1×103N×9m＝9×103J
（2）有用功为为
W有＝ηW总＝80%×9×103J＝7.2×103J
（3）动滑轮克服重力做功为
W动＝G动h＝200N×3m＝600J
则克服摩擦和钢绳重所做的功为
W摩擦+钢绳重＝W总﹣W有﹣W动＝9×103J﹣7.2×103J﹣600J＝1200J
答：（1）拉力做的总功为9×103J；
（2）拉力做的有用功为7.2×103J；
（3）当动滑轮重200N，克服摩擦和钢绳重所做的功为1200J。
20. 如图，L是标有“3V，1.2W”字样的小灯泡2，闭合开关S1和S3，灯泡正常发光，电流表的示数为0.7A。求：
（1）灯泡正常发光时的电流；
（2）定值电阻R的阻值；
（3）断开开关S1和S3，闭合开关S2，改变电源电压，当灯泡仍正常发光时电路的总功率。
【答案】（1）0.4A；（2）10Ω；（3）2.8W
【解析】
【详解】解：（1）由题意知，灯泡正常发光时的电流
（2）闭合开关S1和S3，L和R并联，电流表测干路电流且电流表的示数为0.7A，灯泡正常发光。根据并联电路电流特点知，通过定值电阻R的电流
根据并联电路电压特点知，定值电阻R两端的电压
根据知，定值电阻R的阻值
（3）断开开关S1和S3，闭合开关S2，L和R串联，灯泡正常发光，通过定值电阻R和电路的电流
定值电阻R两端的电压
电路两端总电压
电路的总功率
答：（1）灯泡正常发光时的电流为0.4A；
（2）定值电阻R的阻值为10Ω；
（3）断开开关S1和S3，闭合开关S2，改变电源电压，当灯泡仍正常发光时电路的总功率为2.8W。
21. 如图是完全相同的装置甲、乙、丙，兴趣小组用这些装置来比较不同物质的比热容或不同燃料的热值。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）为了比较不同物质的比热容，应选择 ________两图进行实验；实验通过 __________反映物体吸热的多少（选填“升高的温度”或“加热的时间”）；
（2）比较不同物质的比热容，选用合适装置加热相同一段时间后，绘制出温度﹣时间图像（如图丁），则液体a的比热容_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）液体b的比热容；
（3）小华用图甲装置，根据酒精燃烧后水升高的温度，测出酒精的热值。这种方法测出的热值比“标准值”_______（选填“偏大”、“偏小”或“一样”），理由是 ________；
（4）小明选用甲、乙两个装置比较不同燃料的热值过程中，甲烧杯内液体沸腾时下面的燃料还未燃尽，而乙烧杯中液体在燃料燃尽时都未沸腾（两种燃料燃烧过程中都充分燃烧），你觉得这样判断的理由是 ________。
【答案】 ①. 甲、丙 ②. 加热的时间 ③. 大于 ④. 偏小 ⑤. 见解析 ⑥. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]比较不同物质的比热容，应该用相同的加热源，所以选甲、丙两图进行实验。
[2]相同的加热源在相同时间内放出相同的热量，物质在相同时间内吸收相同的热量，所以用加热时间反映物体吸热的多少，应用了转换法。
（2）[3]根据绘制出温度﹣时间图象（如上图丁），质量和初温都相同的a、b两种物质，升高相同的温度，a加热的时间较长，a吸收的热量较多。
（3）[4][5]在加热的过程中，酒精未完全燃烧及酒精产生的热量部分被烧杯和石棉网吸收还有一部分被空气吸收，所以计算出酒精放出的热量比“标准值”偏小。
（4）[6]初温和质量相同的的同种液体，甲装置中的液体升高的温度大于乙装置中的液体升高的温度，所以甲装置中液体吸收的热量大于乙装置中液体吸收的热量。说明燃料1的热值较大。
22. 为测定标有“3.8V”字样小灯泡正常发光时的电阻（约为10Ω），小明设计了如图甲所示的电路，电源电压6V保持不变，滑动变阻器规格为“20Ω1A”。
（1）他发现电路中有一根导线连接错误，请在该导线上画上“×”，用笔画线代替导线，画出正确的连线______；
（2）正确连接电路后，闭合开关发现小灯泡不亮，电压表有示数、电流表无示数，发生这种现象的原因可能是 _________；
（3）排除故障后，接着继续用上述电路测该小灯泡正常发光时的电阻。
①该小组数据处理的过程是否正确？_______，为什么？______；
②小明看了上述实验测量后发现，这样测量小灯泡正常发光时的电阻，误差较大，为减小误差，可将电压表并联在_______的两端，并移动滑动变阻器，使电压表示数为 _______V，此时观察到电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为 _______Ω。
【答案】 ①. ②. 灯泡断路 ③. 正确 ④. 因为三次测量是同一个灯泡同一状态下的电阻，可以将计算结果进行取平均来减小误差 ⑤. 滑动变阻器 ⑥. 2.2 ⑦. 10
【解析】
【详解】（1）[1]原电路图中，电流表和滑动变阻器串联后与灯泡并联，在测小灯泡正常发光时的电阻实验中，小灯泡、滑动变阻器和电流表串联。
（2）[2]正确连接电路后，闭合开关发现小灯泡不亮，说明电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路断路了，即灯泡断路。
（3）[3][4]该小组数据处理的过程是正确的，因为三次测量灯泡两端电压相同，是同一个灯泡同一状态下的电阻，可以将计算结果进行取平均来减小误差。
[5][6]当灯泡正常发光时其两端电压为3.8V，若电压表并联在灯泡两端，应使用大量程，误差较大，根据串联电路电压规律，因此为了减小误差，可将电压表并联在滑动变阻器两端，当电压表示数为
6V-3.8V=2.2V
时灯泡正常发光，此时电压表可选择小量程，误差较小。
[7]由图甲可知，电流表选用小量程，电流表分度值0.02A，即灯泡的额定电流为0.38A，则小灯泡正常发光时的电阻
小灯泡正常发光时的电阻为10Ω。
23. 在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根较轻的金属棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示。
（1）在做实验前，为了排除其他因素的干扰，应选择 _____（选填“铁”或“铝”）棒为好；
（2）在（1）中提供的金属棒中，选择合适金属棒ab进行实验，看到金属棒ab稳定时如图乙所示，这说明通电导体在磁场中受到_____的作用；在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时，小明先仅对调磁极位置，观察到金属棒ab稳定时如图丙所示，由此可知通电导线在磁场中受力的方向与_______方向有关。然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将金属棒ab两端对调后接入电路，发现金属棒ab的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。你认为小明的做法错在哪里？_______；
（3）小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关呢？为此小明决定在图丙所示的实验基础上，在电路中串入电流表（已知铜的密度均大于铁和铝的密度）来改变电路中的电流，进行对比实验。
①实验过程中，小明应根据 _______（选填“电流表的示数”或“导线摆动角度”）来推断通电导线在磁场中的受力大小；
②闭合开关，小明发现铜棒稳定时的位置都如图丁所示，与丙图实验现象相比，小明得出结论：“在同一磁场中，通过导线的电流越大，磁场对导线的作用力就越小”。小明的这种说法是 _______（选填“正确”或“错误”）的，理由是 ________。
【答案】 ①. 铝 ②. 力 ③. 磁场 ④. 没有改变铝棒中电流方向 ⑤. 导线摆动的角度 ⑥. 错误 ⑦. 铜棒的质量和原先的金属棒不同
【解析】
【详解】（1）[1]因为磁铁可以吸引铁钴镍，因此在做实验前，为了防止铁棒被磁体吸引着而影响实验，因此应选择铝棒。
（2）[2]在（1）中提供的金属棒中，选择合适金属棒ab进行实验，看到金属棒ab稳定时如图乙所示，运动状态改变了，说明通电导体在磁场中受到力的作用。
[3]在探究导线在磁场中受力方向与电流方向，小明先仅对调磁极位置，再闭合开关，受力方向改变，由此可知通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向有关。
[4]小明保持图甲中的磁极位置不动，将金属棒ab两端对调后接入电路，发现金属棒ab的摆动方向依然如图乙所示，此时没有改变铝棒中电流方向，所以小明的做法错误。
（3）[5]实验过程中，小明应根据导线摆动角度来推断通电导线在磁场中的受力大小。
[6][7]闭合开关，小明发现铜棒稳定时的位置都如图丁所示，与丙图实验现象相比，由于导体棒变为了铜棒，质量变大，重力变大，摆动角度相同，但受到的力不同，因此小明的这种说法是错误。
24. 阅读短文，回答问题。
南通轨道交通2号线
2023年12月27日，南通轨道交通2号线正式开通运营，2号线具有安全、节能、舒适、智能等亮点，采用的全电制动能极大减少闸瓦的磨耗（闸瓦是指制动时，压紧在车轮踏面上以产生制动作用的制动块）；舒适：车厢内增设USB充电装置和无线充电装置；环保：列车采用全LED照明，LED是一种发光二极管，具有光效高、寿命长、无闪烁等优点，还具有单向导电性。
进站时，工作人员用手持式安检仪检测乘客是否携带违禁金属物品。手持式安检仪的电池容量为2×103mAh，额定电压为9V，额定功率为0.36W；当剩余电量减为电池容量的10%时，安检仪不能正常工作（如图甲所示）。
（1）地铁进口的闸机可用刷脸、刷卡和扫二维码中的任一方法让乘客通过，闸机识别相当于电路中的 _______（选填“电源”、“开关”或“用电器”），这三种识别方式构成的电路元件之间是采取 _____联的连接方式；
（2）关于南通轨道交通2号线的特点，下列说法错误的是 _____；
A．车厢内，USB充电接口给手机提供的电压是220V
B．闸瓦与车轮踏面摩擦时，机械能转化为内能
C．列车采用轻量化设计是为了减小车身质量达到节能
D．发光二极管主要是由半导体制作而成
（3）手持式安检仪正常工作时的电流为 _______mA，电池充满电后，安检仪能正常工作的最长时间为 _______h；
（4）“安全驾驶，严禁超速！”为确保道路交通安全，地铁带有超速报警装置。科技小组的同学设计了一个车速提醒装置，电源电压保持不变；RV为可变电阻，阻值与车速关系的图像如图丙所示。当车速从0加速到80km/h的过程中，RV消耗的电功率随电流变化的图像如图丁所示。若行驶速度达80km/h（即电流表的示数达0.6A）时提醒驾驶员车速过快，需要减速。试问：
①当汽车行驶的速度变大时，RV的阻值 _______，电压表的示数 _______（均选填“变大”、“变小”或“不变”）；
②该电路的电源电压是 _______V，当电流为0.3A时，行驶的速度是 _______km/h。
【答案】 ①. 开关 ②. 并 ③. A ④. 40 ⑤. 45 ⑥. 变小 ⑦. 变小 ⑧. 12 ⑨. 40
【解析】
【详解】（1）[1]闸机识别可以控制电路的通断，相当于电路中的开关。
[2]三种识别方式任一种都可以让乘客通过，所以是并联的。
（2）[3]A．车厢内，USB充电接口给手机提供的电压小于220V，故A错误，符合题意；
B．闸瓦与车轮踏面摩擦时，克服摩擦力做功，产生热量，将机械能转化为内能，故B正确，不符合题意；
C．列车采用轻量化设计可以减小车身质量，从而达到节能目的，故C正确，不符合题意；
D．发光二极管的主要材料是半导体材料，故D正确，不符合题意。
故选A。
（3）[4]手持式安检仪正常工作时的电流为
[5]电池充满电后，安检仪能正常工作的最长时间为
（4）①[6]由图丙Rv的阻值与车速关系图像可知，汽车行驶的速度变大时，Rv的阻值变小。
[7]由图甲可知，闭合开关，定值电阻R与可变电阻Rv串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量可变电阻两端的电压，当可变电阻的阻值变小时，电路中的总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律可知电路中的电流变大，由U定=IR可知定值电阻两端的电压变大，由串联电路的电压规律可知可变电阻两端的电压变小，即电压表的示数变小。
②[8]由图丙可知，当车速为80km/h时可变电阻的阻值为Rv=10Ω，此时电路中的电流大小为I=0.6A，根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可得，电源电压为
U=IR总=I(R+Rv)=0.6A×(R+10Ω)···①
由图丁可知通过电路的电流为0.3A时，可变电阻的电功率为2.7W，则
串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定律可得电源电压
U=I'R+Uv=0.3A×R+9V···②
①②联立可得U=12V，R=10Ω。
[9]根据欧姆定律可得此时可变电阻接入电路的阻值
由图丙可知
RV=50－0.5v
代入数据可得
序号
电压表示数/V
电流表示数/A
电阻/Ω
正常发光时电阻RL/Ω
1
3.8
0.38
10
RL＝＝9.67
2
3.8
0.40
9.5
3
3.8
0.40
9.5