194，陕西省西安高新第一中学2023-2024学年九年级下学期开学物理试卷

这是一份194，陕西省西安高新第一中学2023-2024学年九年级下学期开学物理试卷，共33页。试卷主要包含了选择题，填空与作图题，实验与探究题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1．（2分）关于如图所示的四种简单机械使用时的分析，正确的是（ ）
A．使用撬棒可以省功
B．用瓶盖起子打开瓶盖时，手向上施加的力等于起子受到的阻力
C．使用筷子夹取食物时，筷子是省力杠杆
D．夹核桃时，核桃夹子的动力臂大于阻力臂
2．（2分）2023年10月31日，北京航天飞行控制中心通过地面测控站向神舟十六号飞船发出返回指令。神舟十六号载人飞船轨道舱与返回舱成功分离之后，返回舱返回火箭发动机点火（如图），然后返回舱着陆。下列有关说法正确的是（ ）您看到的资料都源自我们平台，20多万份试卷，家威杏 MXSJ663 每日最新，性比价最高
A．返回舱与大气摩擦形成高温“火球”的过程，将内能转化成机械能
B．返回舱的火箭发动机燃料燃烧的过程，将内能转化为化学能
C．返回舱的火箭选用液态氢作燃料，主要是因为氢具有较大的热值
D．返回舱着陆前，火箭发动机向下喷射燃气，返回舱进一步减速下降。这个过程中返回舱的机械能保持不变
3．（2分）下列所示事例中，利用热传递改变物体内能的是（ ）
A．钻木取火
B．烧水使水变热
C．汽油机汽缸内混合物被压缩，温度升高
D．从滑梯上滑下，屁股发“烫”
4．（2分）如图是某品牌榨汁机，为保障安全，该榨汁机设置了电源开关S和安全开关S1．当杯体放在主机上时，S1自动闭合，此时再闭合S，电动机才能启动（ ）
A．B．
C．D．
5．（2分）各种新材料的应用正在改变我们的生活，坚硬的纳米材料——石墨烯，就是其中的一种。石墨烯是人类已知强度最高的物质，并有着出色的导电性和导热性，许多方面可以用来替代硅材料（ ）
A．冰箱的保温层B．防弹衣的防弹夹层
C．电脑元件的散热器D．太阳能电池的电极
6．（2分）关于家庭电路和安全用电，下列说法中正确的是（ ）
A．测电笔在使用时手不能接触到测电笔的金属部分，否则会发生触电事故
B．发生触电事故时，应尽快用手将触电的人拉开
C．若人站在干木凳上触碰到零线和火线，漏电保护器不会自动切断电路
D．家庭电路中保险丝熔断，一定发生了短路现象
7．（2分）用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，在4s时间内，下列说法中正确的是（ ）
A．乙图中B线反映绳子自由端运动的情况
B．动滑轮重为40N，2s内对物体做的有用功为600J
C．滑轮组在0﹣2s内的机械效率小于2﹣4s内的机械效率
D．若用此滑轮组提升重为300N的物体，滑轮组的机械效率将变大
8．（2分）在探究“电流与电压关系”实验中，分别测量了定值电阻R和小灯泡L在不同电压下的电流值，并根据数据绘制了I﹣U图像（ ）
A．①是小灯泡的I﹣U图像
B．当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为4V电路中，R和L的总功率为3.6W
C．把定值电阻R和小灯泡L串联后接在电源电压恒为9V的电路中，电路中的电流是0.4A
D．当通过定值电阻R的电流为0.2A时，R消耗的电功率为0.2W
9．（2分）如图所示，在图甲电路中虚线框内接入一定值电阻，同时用一个电压表测电路中某部分电路两端的电压。滑动变阻器的滑片P在ab之间移动时（电源电压保持不变）。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为14V
B．定值电阻的阻值为70Ω
C．当滑动变阻器的滑片P向b点移动的过程中，电压表的示数变大
D．电源的总功率最大值为25.6W
10．（2分）小明设计了一个电梯自动报警模拟装置，如图﹣1所示。在控制电路中，电源电压为12V，R1为滑动变阻器，R2为压敏电阻，R2的阻值大小随压力F的变化关系如图﹣2所示。闭合开关S1和S2，当压敏电阻受到的压力达到4000N时，电磁铁线圈中的电流为0.1A，此时衔铁被吸下，同时与触点B接触，电动机停止工作（ ）
A．S1闭合时，电磁铁的上端为N极
B．当电梯自动报警铃声未响起时，控制电路的总功率大于18W
C．当电梯自动报警铃声开始响起时，R1的功率为0.4W
D．若控制电路电源电压降低，要保证电梯最大载重不变，应将R1的滑片P向左移
二、填空与作图题（每空1分，每图2分，计19分）
11．（3分）如图所示，用滑轮组将一正方体物块在5s内沿水平方向匀速拉动10m，绳自由端施加的拉力F大小为20N J，功率为 W。该滑轮组的机械效率为80%，物体受到的摩擦阻力为 N。
12．（2分）今年春节，小明一家去海南过节。期间印象最深的除了气温较高外，早晚温差也比较小，一阵阵风吹过，每个人都无比开心。
（1）沿海地区昼夜温差比内陆小，是因为 ；
（2）晚上站在海岸边，一般会感受到风 （选填“从海洋吹向陆地”或“从陆地吹向海洋”）。
13．（3分）如图为太阳能交通指示灯。指示灯上方有一块太阳能电池板接收太阳能为电路中的蓄电池充电，此时蓄电池相当于电路中的 。夜晚蓄电池为指示灯供电，指示灯发光，此时蓄电池相当于电路中 的。指示板上某一个LED灯珠熄灭后其余LED灯珠仍可正常工作，则指示板上的LED灯珠之间的连接方式是 。
14．（4分）如图甲是一款家用空气净化器，其内部有一个空气质量监测装置，图乙为该监测装置的简化电路图，定值电阻R0的阻值为180Ω，传感器R的最小阻值为60Ω，电压表的量程为0～15V。
（1）电压表示数随粉尘浓度增大而 （选填“增大”或“减小”），电流表的最小示数约为 A；
（2）传感器R允许的最大阻值为 Ω，整个电路的最大总功率为 W。
15．（3分）小芳家的电子式电能表表盘上标有“3000imp/（kW•h）”的字样，她把家中的其他用电器都与电源断开，发现电能表指示灯闪烁了60次。该电热器在上述时间内消耗的电能为 kW•h，实际功率为 W，若该电热器的所标参数正确，则小芳家的实际电压为 V。
16．（2分）在如图中，画出人提起重物的最小动力时的绳子绕线方式。
17．（2分）在图中，根据图中小磁针静止时的指向，用笔画线代替导线将如图所示的实物连线图补充完整（要求：①滑动变阻器的滑片向A端移动时通电螺线管的磁性减弱；②画出穿过螺线管内部的一条磁感线并用箭头标明磁感线方向）。
三、实验与探究题（共4小题，每空1分，每图1分，计26分）
18．（5分）根据下列有关实验，完成下列问题：
（1）如图甲所示，滚摆上下往复摆动的现象说明 ；
（2）如图乙所示，在“探究串联电路电压规律”的实验中，为了让实验结论具有普遍性 （选填“相同”或“不同”）的小灯泡；
（3）如图丙所示，在探究线圈数对电磁铁磁性强弱的影响时，被电磁铁吸引的大头针彼此散开的原因是 ；
（4）如图丁所示，物理学家 利用该实验装置进行实验，得到的结论是 。
19．（5分）在“探究杠杆平衡条件的实验”中：
（1）如图甲所示，实验前杠杆左端下沉，则应将右端的平衡螺母向 调节（选填“左”或“右”），直到杠杆保持水平平衡状态，实验中仍要使杠杆水平平衡 ；
（2）如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个相同钩码，应在B点挂2个相同的钩码；当杠杆平衡后，则杠杆将 （选填“顺时针转动”“逆时针转动”或“保持静止”）；
（3）如图乙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在C点施加拉力F，F的最小值 （选填“大于”、“等于”或“小于”）上面（2）中在B点挂2个钩码的总重力；
（4）若不计杠杆重和摩擦，在C点施加一个始终竖直向上的拉力使C端缓慢上抬的过程中，拉力F大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
20．（7分）实验小组在“测量小灯泡的额定功率”实验中，用到的实验器材有：电压恒定为6V的电源、电流表、电压表、额定电压U额＝2.5V的小灯泡（正常发光时灯丝的电阻约为10Ω）、滑动变阻器、开关和导线若干。
（1）请根据小组同学设计的电路图（如图﹣1所示），将图﹣2所示的电路连接完整。
（2）检查电路连接无误后，应将滑动变阻器的滑片P移到左端，然后再闭合开关S。这样做的目的是 。
（3）小灯泡正常发光时，电流表的示数如图﹣3所示，电流表的读数为 A，小灯泡的额定功率为 W。
（4）另一小组实验前发现电压表损坏，小组同学经过讨论后，选用阻值为R0的定值电阻进行实验，设计如图﹣4所示的电路也测出了小灯泡的额定功率。请将实验步骤补充完整。
① （描述开关的通断情况），移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为 ；
②保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S、S2，断开开关S1，读出电流表的示数为I；
③小灯泡的额定功率的表达式：P额＝ 。（以上两空均用U额、I、R0表示）
21．（9分）在学习了电加热器后，老师在课堂上用如图甲所示的烧水壶探究“影响加热效率大小的因素”实验。小组同学提出了“烧水壶的加热效率可能与水的质量有关”的问题。他和同组同学找来烧水壶，在老师的帮助下展开了如下探究（标准大气压下进行）。
（1）在相同的环境条件下，使用相同的加热功率，先后将初温 而质量 （以上两空均选填“相同”或“不同”）的水加热至沸牌，并将测得的数据记录如下：
（2）上述实验中，小明所使用的水的初温为44℃，当将800g水加热至沸腾时水所吸收的热量为 ，加热过程中插座显示（如图乙）功率值为800W，加热时间5min ，此次加热过程中烧水壶的效率为 ；（已知水的比热容为c＝4.2×103J/（kg•℃））
（3）分析数据可知，在其它条件相同时，随着被加热水的质量的增加 ；
（4）依据上述实验结论，若要在上述相同条件下，想要得到1.6kg的开水以供饮用 ；
（5）同组的同学又提出“烧水壶的效率可能和加热功率大小有关”并展开实验。实验过程中考虑到每次将水加热至沸腾所需要的时间较长，于是小明提出在同样的环境条件下，将一定质量的水用不同加热功率
①请你评估小明的实验方案（缺点）： 。
②请你提出一条缩短实验时间的可行性方法： 。
四、综合题（21题5分，22题10分，计15分）
22．（5分）为了提高高速公路通行效率，高速收费站建有ETC专用通道，专用通道需要汽车安装ETC卡（如图甲所示），当汽车进入ETC卡读取器识别范围的时候，卡上的信息被读取，汽车无需停车就实现了缴费，大大节约了通站时间。
（1）汽车在运动时ETC卡相对于汽车是 （选填“运动”或“静止”）的；
（2）某一ETC通道，栏杆机的横杆在位置一（如图丙所示）时距地面高度1.2m，并立即启动横杆水平段沿竖直方向以0.2m/s的速度匀速抬起（不计读取信息及传递控制信号所用时间，横杆完全提起高度为2.2m）。某人驾驶一台高为1.6m的面包车通过该ETC通道，车速太快、横杆抬起高度不够，会撞杆违章。请你运用题目所给的条件（不违章）的最快速度是多少m/s？
23．（10分）如图甲所示是某电饭锅的电路图，R1、R2为电热丝，S为温控开关，A、B两点接在家庭电路上。当S闭合时，加热功率为1100W；当S断开时，保温功率为275W。求：
（1）电热丝R1、R2的阻值；
（2）电饭锅保温5min，电热丝R2产生的热量；
（3）已知该电饭锅的加热效率是80%，将2kg的粥用加热挡从20℃加热到86℃需要多长时间？（已知粥的比热容c＝4.0×103J/（kg•℃））
（4）若在使用过程中，电热丝R1损坏了，小明想用滑动变阻器R实现发热电功率的调节（加热和保温功率不变，且只使用R2作为发热体）。请通过计算求出电饭锅在保温、加热挡时，对应的滑动变阻器的阻值分别是多少？
2023-2024学年陕西省西安市高新一中九年级（下）开学物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（共10题，每小题2分，计20分。每小题只有一个选项符合题意）
1．（2分）关于如图所示的四种简单机械使用时的分析，正确的是（ ）
A．使用撬棒可以省功
B．用瓶盖起子打开瓶盖时，手向上施加的力等于起子受到的阻力
C．使用筷子夹取食物时，筷子是省力杠杆
D．夹核桃时，核桃夹子的动力臂大于阻力臂
【答案】D
【解答】解：
A、使用撬棒可以省力，故A错误；
B、用瓶盖起子打开瓶盖时，可以省力，故B错误；
C、使用筷子夹取食物时，所以是费力杠杆；
D、夹核桃时，属于省力杠杆。
故选：D。
2．（2分）2023年10月31日，北京航天飞行控制中心通过地面测控站向神舟十六号飞船发出返回指令。神舟十六号载人飞船轨道舱与返回舱成功分离之后，返回舱返回火箭发动机点火（如图），然后返回舱着陆。下列有关说法正确的是（ ）
A．返回舱与大气摩擦形成高温“火球”的过程，将内能转化成机械能
B．返回舱的火箭发动机燃料燃烧的过程，将内能转化为化学能
C．返回舱的火箭选用液态氢作燃料，主要是因为氢具有较大的热值
D．返回舱着陆前，火箭发动机向下喷射燃气，返回舱进一步减速下降。这个过程中返回舱的机械能保持不变
【答案】C
【解答】解：A、返回舱与大气摩擦升温，故A错误；
B、燃料燃烧是化学变化，故B错误；
C、火箭的发动机选用液态氢作燃料，完全燃烧相同质量的氢可以释放出更多的热量；
D、火箭发动机向下喷射燃气，速度变小，则动能变小，所以机械能变小。
故选：C。
3．（2分）下列所示事例中，利用热传递改变物体内能的是（ ）
A．钻木取火
B．烧水使水变热
C．汽油机汽缸内混合物被压缩，温度升高
D．从滑梯上滑下，屁股发“烫”
【答案】B
【解答】解：
A、钻木取火，是通过做功的方法改变了物体的内能；
B、烧水使水变热、内能增大，故B符合题意；
C、汽缸内混合物被压缩时，将机械能转化为混合物的内能，故C不符合题意。
D、从滑梯上滑下，是通过做功的方法改变了物体的内能。
故选：B。
4．（2分）如图是某品牌榨汁机，为保障安全，该榨汁机设置了电源开关S和安全开关S1．当杯体放在主机上时，S1自动闭合，此时再闭合S，电动机才能启动（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【解答】解：
由题意可知，只有开关S1、S都闭合后，才开始榨汁，说明两开关相互影响，两开关是串联的、电动机与电源组成串联电路，B正确。
故选：B。
5．（2分）各种新材料的应用正在改变我们的生活，坚硬的纳米材料——石墨烯，就是其中的一种。石墨烯是人类已知强度最高的物质，并有着出色的导电性和导热性，许多方面可以用来替代硅材料（ ）
A．冰箱的保温层B．防弹衣的防弹夹层
C．电脑元件的散热器D．太阳能电池的电极
【答案】A
【解答】解：由材料知石墨烯具有坚硬、透明、导热性等物理性质；
A、保温层要求导热性能差，不适合做保温隔热材料；
B、防弹衣要求强度高，故B符合题意；
C、石墨烯有着出色的导热性，故C符合题意；
D、石墨烯可用于制造更耐热的太阳能电池。
故选：A。
6．（2分）关于家庭电路和安全用电，下列说法中正确的是（ ）
A．测电笔在使用时手不能接触到测电笔的金属部分，否则会发生触电事故
B．发生触电事故时，应尽快用手将触电的人拉开
C．若人站在干木凳上触碰到零线和火线，漏电保护器不会自动切断电路
D．家庭电路中保险丝熔断，一定发生了短路现象
【答案】C
【解答】解：A、使用测电笔时，不能用手触及测电笔前端的金属探头，故A错误；
B、当发现有人触电时，不能用手拉触电的人，故B错误；
C、人站在绝缘物上单手触摸火线和零线1和流出的电流I2相等，漏电保护器不会切断电路；
D、家庭电路中的保险丝熔断，也可能是电路中的总功率过大。
故选：C。
7．（2分）用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，在4s时间内，下列说法中正确的是（ ）
A．乙图中B线反映绳子自由端运动的情况
B．动滑轮重为40N，2s内对物体做的有用功为600J
C．滑轮组在0﹣2s内的机械效率小于2﹣4s内的机械效率
D．若用此滑轮组提升重为300N的物体，滑轮组的机械效率将变大
【答案】D
【解答】解：A、由甲图知，绳子自由端移动距离s＝nh＝3h，反映物体被提升情况的是B线；
B、不计绳重和摩擦（G+G动），动滑轮的重力G动＝nF﹣G＝2×80N﹣200N＝40N；
由图乙得出2s内物体被提升的高度h＝1m，拉力做的有用功W有用＝Gh＝200N×7m＝200J，故B错误；
C、滑轮组的机械效率η＝＝＝＝，滑轮组在0﹣2s内的机械效率等于3﹣4s内的机械效率；
D、不计绳重和摩擦＝＝＝，若用此滑轮组提升重为300N的物体，滑轮组的机械效率将变大。
故选：D。
8．（2分）在探究“电流与电压关系”实验中，分别测量了定值电阻R和小灯泡L在不同电压下的电流值，并根据数据绘制了I﹣U图像（ ）
A．①是小灯泡的I﹣U图像
B．当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为4V电路中，R和L的总功率为3.6W
C．把定值电阻R和小灯泡L串联后接在电源电压恒为9V的电路中，电路中的电流是0.4A
D．当通过定值电阻R的电流为0.2A时，R消耗的电功率为0.2W
【答案】B
【解答】解：A、R为定值电阻，故电流与电压成正比；而灯的电阻随温度的变化而变化，①是定值电阻的I﹣U图像，故A错误；
B、当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为4V电路中，R和灯的电压都为4V，R和灯的电流分别为3.4A和0.6A，
由并联电路电流的规律，电路中总电流为：I＝I1+I2＝8.4A+0.3A＝0.9A，
电路消耗的电功率：P＝UI＝6V×0.9A＝8.6W，故B正确；
C、两电阻串联，由图知，灯的电压为4V，由串联电路电压的规律，故把定值电阻R和小灯泡L串联后接在电源电压恒为7V的电路中，故C错误；
D、由图知，对应的电压大小为2V，
此时R消耗的电功率为：PR＝URIR＝2V×7.2A＝0.4W，故D错误。
故选：B。
9．（2分）如图所示，在图甲电路中虚线框内接入一定值电阻，同时用一个电压表测电路中某部分电路两端的电压。滑动变阻器的滑片P在ab之间移动时（电源电压保持不变）。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为14V
B．定值电阻的阻值为70Ω
C．当滑动变阻器的滑片P向b点移动的过程中，电压表的示数变大
D．电源的总功率最大值为25.6W
【答案】D
【解答】解：由图甲可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电流。
当滑片P由b端向a端缓慢移动的过程中，滑动变阻器接入电阻变大，根据欧姆定律知电路中电流变小，由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压变大，电压表示数变小；
AB、当滑动变阻器的滑片滑b端时2的简单电路，电路中的电流最大，
由图乙可知，电路中的电流I1＝1.4A，
由I＝可得1R2＝6.6A×R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑动变阻器的滑片滑到a端时，电路中的电流最小，
由图乙可知，电路中的电流I4＝0.2A，R7两端的电压U1＝14V，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以1+I8R2＝14V+0.5A×R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
因电源的电压不变，
所以，1.5A×R2＝14V+0.8AR2，
解得：R2＝10Ω，
电源的电压U＝I5R1＝1.8A×10Ω＝16V，故AB错误；
C、当滑动变阻器的滑片P向b点移动的过程中，由串联电路的分压作用知电压表的示数变小；
D、由图知电路中的最大电流为1.6A
P＝UI2＝16V×1.6A＝25.8W，故D正确。
故选：D。
10．（2分）小明设计了一个电梯自动报警模拟装置，如图﹣1所示。在控制电路中，电源电压为12V，R1为滑动变阻器，R2为压敏电阻，R2的阻值大小随压力F的变化关系如图﹣2所示。闭合开关S1和S2，当压敏电阻受到的压力达到4000N时，电磁铁线圈中的电流为0.1A，此时衔铁被吸下，同时与触点B接触，电动机停止工作（ ）
A．S1闭合时，电磁铁的上端为N极
B．当电梯自动报警铃声未响起时，控制电路的总功率大于18W
C．当电梯自动报警铃声开始响起时，R1的功率为0.4W
D．若控制电路电源电压降低，要保证电梯最大载重不变，应将R1的滑片P向左移
【答案】D
【解答】解：A、由安培定则可知，电磁铁下端为N极；
B、控制电路中，由图﹣2可知压敏电阻的阻值随压力的增大而减小，压敏电阻受到的压力越大，根据欧姆定律可知通过电路的电流越大；
C、当压敏电阻受到的压力达到4000N时，根据欧姆定律可得此时电路总电阻R＝＝，
由图﹣2可知此时压敏电阻的阻值R2＝40Ω，因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和4接入电路的阻值R1＝R﹣R2＝120Ω﹣40Ω＝80Ω，
此时R2的功率为：P1＝I2R4＝（0.1A）6×80Ω＝0.8W，故C错误；
D、要保证电梯最大载重不变，控制电路电源电压降低，根据串联电路电阻规律可知需减小滑动变阻器接入电路的阻值8的滑片P向左移，故D正确。
故选：D。
二、填空与作图题（每空1分，每图2分，计19分）
11．（3分）如图所示，用滑轮组将一正方体物块在5s内沿水平方向匀速拉动10m，绳自由端施加的拉力F大小为20N 400 J，功率为 80 W。该滑轮组的机械效率为80%，物体受到的摩擦阻力为 32 N。
【答案】400；80；32
【解答】解：
（1）由图可知，n＝2物＝2×10m＝20m，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝20N×20m＝400J；
（2）拉力做功功率：
P＝＝＝80W；
（3）滑轮组的机械效率η＝＝＝＝，
物体受到的摩擦力：
f＝nηF＝2×80%×20N＝32N。
故答案为：400；80。
12．（2分）今年春节，小明一家去海南过节。期间印象最深的除了气温较高外，早晚温差也比较小，一阵阵风吹过，每个人都无比开心。
（1）沿海地区昼夜温差比内陆小，是因为 水的比热容较大 ；
（2）晚上站在海岸边，一般会感受到风 从陆地吹向海洋 （选填“从海洋吹向陆地”或“从陆地吹向海洋”）。
【答案】（1）水的比热容较大；（2）从陆地吹向海洋
【解答】解：（1）沿海地区水多；内陆地区水少。因为水的比热容较大，相同质量的水和干泥土比较，水的温度升高的少；
夜晚，放出相同的热量，使得沿海地区昼夜的温差小；
（2）海水的比热容大于陆地的比热容，晚上放出相同的热量后，所以，海洋上方空气的气压低。
故答案为：（1）水的比热容较大；（2）从陆地吹向海洋。
13．（3分）如图为太阳能交通指示灯。指示灯上方有一块太阳能电池板接收太阳能为电路中的蓄电池充电，此时蓄电池相当于电路中的 用电器 。夜晚蓄电池为指示灯供电，指示灯发光，此时蓄电池相当于电路中 电源 的。指示板上某一个LED灯珠熄灭后其余LED灯珠仍可正常工作，则指示板上的LED灯珠之间的连接方式是 并联 。
【答案】用电器；电源；并联。
【解答】解：为电路中的蓄电池充电，将电能转化成化学能储存起来；
夜晚蓄电池为指示灯供电，只是将化学能转化成电能，则蓄电池相当于电源，
由题意知，指示板上某一个LED灯熄灭后其余灯泡仍可正常工作，因此。
故答案为：用电器；电源。
14．（4分）如图甲是一款家用空气净化器，其内部有一个空气质量监测装置，图乙为该监测装置的简化电路图，定值电阻R0的阻值为180Ω，传感器R的最小阻值为60Ω，电压表的量程为0～15V。
（1）电压表示数随粉尘浓度增大而 减小 （选填“增大”或“减小”），电流表的最小示数约为 0.05 A；
（2）传感器R允许的最大阻值为 300 Ω，整个电路的最大总功率为 2.4 W。
【答案】（1）减小；0.05；（2）300；2.4。
【解答】解：（1）由图乙可知：R与R0串联，电压表测量R两端的电压，传感器R的阻值减小，电路中的总电阻变小，
由I＝可知，由U＝IR可知，R0两端的电压变大，由于电源电压一定，即电压表的示数变小；
当R的阻值最大时，电路中的电流最小，则R两端的最大电压为：UR＝15V，
则串联电路两端的总电压等于各用电器两端的电压之和可知：
R3两端的电压为：U0＝U﹣UR＝24V﹣15V＝9V，
则电路中的最小电流为：I＝I5＝＝＝0.05A；
（2）则电阻器R允许的最大阻值为：
R大＝＝＝300Ω，
当传感器R的阻值最小为60Ω时，电路中的总电阻最小，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电流表的最大示数：I'＝＝，
电路的最大总功率为：P＝UI'＝24V×0.1A＝2.4W。
故答案为：（1）减小；0.05；7.4。
15．（3分）小芳家的电子式电能表表盘上标有“3000imp/（kW•h）”的字样，她把家中的其他用电器都与电源断开，发现电能表指示灯闪烁了60次。该电热器在上述时间内消耗的电能为 0.02 kW•h，实际功率为 400 W，若该电热器的所标参数正确，则小芳家的实际电压为 200 V。
【答案】0.02；400；200。
【解答】解：（1）由电能表的盘上标有参数：N＝3000imp/（kW•h），可知电路中每消耗1kW•h的电能；
指示灯闪烁n＝60次消耗的电能：
W＝＝＝0.02kW•h；
（2）电热器工作时间：t＝8min＝h，
则电热器实际电功率：P＝＝＝0.4kW＝400W；
（3）由P＝UI＝可得
R＝＝，
所以电热器两端的实际电压：U＝•U额＝×220V＝200V。
故答案为：6.02；400。
16．（2分）在如图中，画出人提起重物的最小动力时的绳子绕线方式。
【答案】
【解答】解：一个动滑轮最多可以连接3股绳子，从动滑轮上挂钩开始，绳端回到人的手中，如图所示：
17．（2分）在图中，根据图中小磁针静止时的指向，用笔画线代替导线将如图所示的实物连线图补充完整（要求：①滑动变阻器的滑片向A端移动时通电螺线管的磁性减弱；②画出穿过螺线管内部的一条磁感线并用箭头标明磁感线方向）。
【答案】
【解答】解：（1）因为小磁针静止时，右端为N极，右端为N极，伸出右手，四指弯曲所指的方向为电流的方向，电流由通电螺线管的左端流入；
（2）滑动变阻器的滑片向A端移动后，通电螺线管的磁性减弱，电路中的电流变小，所以下面的接线柱应该选择B点。
磁体外部的磁感线从N极出发，进入S极
三、实验与探究题（共4小题，每空1分，每图1分，计26分）
18．（5分）根据下列有关实验，完成下列问题：
（1）如图甲所示，滚摆上下往复摆动的现象说明 物体的动能和势能可以相互转化 ；
（2）如图乙所示，在“探究串联电路电压规律”的实验中，为了让实验结论具有普遍性 不同 （选填“相同”或“不同”）的小灯泡；
（3）如图丙所示，在探究线圈数对电磁铁磁性强弱的影响时，被电磁铁吸引的大头针彼此散开的原因是 同名磁极互相排斥 ；
（4）如图丁所示，物理学家 安培 利用该实验装置进行实验，得到的结论是 通电导体在磁场中受到力的作用 。
【答案】（1）物体的动能和势能可以相互转化；
（2）不同；
（3）同名磁极互相排斥；
（4）安培；通电导体在磁场中受到力的作用。
【解答】解：（1）滚摆上下往复摆动的现象说明物体的动能和势能可以相互转化；
（2）在“探究串联电路电压规律”的实验中，为了使实验结论具有普遍性，应选用不同规格的灯泡进行实验；
（3）在探究线圈数对电磁铁磁性强弱的影响时，被电磁铁吸引的大头针被电磁铁磁化，互相排斥；
（4）物理学家安培利用图丁中的实验装置进行实验，得到的结论是通电导体在磁场中受到力的作用。
故答案为：（1）物体的动能和势能可以相互转化；
（2）不同；
（3）同名磁极互相排斥；
（4）安培；通电导体在磁场中受到力的作用。
19．（5分）在“探究杠杆平衡条件的实验”中：
（1）如图甲所示，实验前杠杆左端下沉，则应将右端的平衡螺母向 右 调节（选填“左”或“右”），直到杠杆保持水平平衡状态，实验中仍要使杠杆水平平衡 便于测量力臂，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响 ；
（2）如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个相同钩码，应在B点挂2个相同的钩码；当杠杆平衡后，则杠杆将 逆时针转动 （选填“顺时针转动”“逆时针转动”或“保持静止”）；
（3）如图乙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在C点施加拉力F，F的最小值 小于 （选填“大于”、“等于”或“小于”）上面（2）中在B点挂2个钩码的总重力；
（4）若不计杠杆重和摩擦，在C点施加一个始终竖直向上的拉力使C端缓慢上抬的过程中，拉力F大小 不变 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1）右；便于测量力臂，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；（2）逆时针转动；（3）小于；（4）不变。
【解答】解：（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂；
（2）设若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格，右侧2G×5L＝10GL，所以杠杆不能平衡；
（3）设一个钩码重为G，杠杆一个小格长为L3L1＝F2L2知，
4G×2L＝F8×5L，解得，F2＝6.6G，
则F的最小值小于上面（2）中在B点挂2个钩码的总重力；
（4）在乙图中C点施加一个始终竖直向上的拉力使C端上抬的过程中，因为动力，
所以动力臂与阻力臂的比值不变；
又因为阻力（物重G）不变，
所以根据杠杆的平衡条件，竖直向上的拉力使C端上抬的过程中。
故答案为：（1）右；便于测量力臂；（2）逆时针转动；（4）不变。
20．（7分）实验小组在“测量小灯泡的额定功率”实验中，用到的实验器材有：电压恒定为6V的电源、电流表、电压表、额定电压U额＝2.5V的小灯泡（正常发光时灯丝的电阻约为10Ω）、滑动变阻器、开关和导线若干。
（1）请根据小组同学设计的电路图（如图﹣1所示），将图﹣2所示的电路连接完整。
（2）检查电路连接无误后，应将滑动变阻器的滑片P移到左端，然后再闭合开关S。这样做的目的是 保护电路 。
（3）小灯泡正常发光时，电流表的示数如图﹣3所示，电流表的读数为 0.2 A，小灯泡的额定功率为 0.5 W。
（4）另一小组实验前发现电压表损坏，小组同学经过讨论后，选用阻值为R0的定值电阻进行实验，设计如图﹣4所示的电路也测出了小灯泡的额定功率。请将实验步骤补充完整。
① 闭合S、S1 （描述开关的通断情况），移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为 ；
②保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S、S2，断开开关S1，读出电流表的示数为I；
③小灯泡的额定功率的表达式：P额＝ U额（I﹣） 。（以上两空均用U额、I、R0表示）
【答案】（1）见解答图；（2）保护电路；（3）0.2；0.5；（4）①闭合S、S1；；③U额（I﹣）。
【解答】解：（1）小灯泡额定电压为2.5V，正常发光时灯丝的电阻约为10Ω，灯的额定电流约为：
I'＝＝＝0.25A，电压表选用小量程并联在灯泡两端
；
（2）为了保护电路，闭合开关前，即左端；
（3）由（1）可知，电流表选用小量程，电流表的示数如图﹣8所示，其示数为0.2A
PL＝ULIL＝6.5V×0.7A＝0.5W；
（4）实验步骤：
①闭合S、S8，移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为；
②保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S、S2，断开开关S6，读出电流表的示数为I；
③在步骤①中，灯泡和R0并联，电流表测定值电阻的电流，定值电阻的电压为：
U0＝I4R0＝×R2＝U额，根据并联电路电压的规律，灯两端的电压为额定电压；
在步骤②中，电流表测灯与R0并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，灯仍正常发光，灯的额定电流：
I额＝I﹣I0＝I﹣，
则小灯泡额定功率的表达式：
P额＝U额I额＝U额（I﹣）。
故答案为：（1）见解答图；（2）保护电路；0.6、S1；；③U额（I﹣）。
21．（9分）在学习了电加热器后，老师在课堂上用如图甲所示的烧水壶探究“影响加热效率大小的因素”实验。小组同学提出了“烧水壶的加热效率可能与水的质量有关”的问题。他和同组同学找来烧水壶，在老师的帮助下展开了如下探究（标准大气压下进行）。
（1）在相同的环境条件下，使用相同的加热功率，先后将初温 相同 而质量 不同 （以上两空均选填“相同”或“不同”）的水加热至沸牌，并将测得的数据记录如下：
（2）上述实验中，小明所使用的水的初温为44℃，当将800g水加热至沸腾时水所吸收的热量为 188160J ，加热过程中插座显示（如图乙）功率值为800W，加热时间5min 2.4×105J ，此次加热过程中烧水壶的效率为 78.4% ；（已知水的比热容为c＝4.2×103J/（kg•℃））
（3）分析数据可知，在其它条件相同时，随着被加热水的质量的增加 先变大后变小 ；
（4）依据上述实验结论，若要在上述相同条件下，想要得到1.6kg的开水以供饮用 分成两次加热 ；
（5）同组的同学又提出“烧水壶的效率可能和加热功率大小有关”并展开实验。实验过程中考虑到每次将水加热至沸腾所需要的时间较长，于是小明提出在同样的环境条件下，将一定质量的水用不同加热功率
①请你评估小明的实验方案（缺点）： 没有控制水的初温相同 。
②请你提出一条缩短实验时间的可行性方法： 减少水的质量；提高水的初温 。
【答案】（1）相同；不同；
（2）188160J；2.4×105J；78.4%；
（3）先变大后变小；
（4）由于0.8kg时效率最高，因而分成两次加热效果最好；
（5）没有控制水的初温相同；减少水的质量；增加水的初温。
【解答】解：（1）由Q＝cm（t﹣t0）可知：影响水吸收的热量的因素有：水的质量、初温，使用相同的加热功率、质量不同的水加热至沸腾；
（2）Q吸＝c水m（t﹣t0）＝7.2×103J/（kg•℃）×6.8kg×（100℃﹣44℃）＝188160J；
消耗的电能：W＝Pt＝800W×5×60s＝5.4×105J，
热效率为：η＝＝×100%＝78.4%。
（3）由数据直接可知：随着被加热水的质量的增加，电磁炉效率的变化情况是：先变大后变小；
（4）因为由实验数据说明，随着被加热水的质量增加，且5.8kg时效率最高；
（5）在同样的环境条件下，将一定质量的水用不同加热功率，所以评估意见：没有控制水的初温相同；
缩短实验时间的可行的改进方法：减少水的质量；增加水的初温。
故答案为：
（1）相同；不同；
（2）188160J；2.6×105J；78.4%；
（3）先变大后变小；
（4）由于2.8kg时效率最高，因而分成两次加热效果最好；
（5）没有控制水的初温相同；减少水的质量。
四、综合题（21题5分，22题10分，计15分）
22．（5分）为了提高高速公路通行效率，高速收费站建有ETC专用通道，专用通道需要汽车安装ETC卡（如图甲所示），当汽车进入ETC卡读取器识别范围的时候，卡上的信息被读取，汽车无需停车就实现了缴费，大大节约了通站时间。
（1）汽车在运动时ETC卡相对于汽车是 静止 （选填“运动”或“静止”）的；
（2）某一ETC通道，栏杆机的横杆在位置一（如图丙所示）时距地面高度1.2m，并立即启动横杆水平段沿竖直方向以0.2m/s的速度匀速抬起（不计读取信息及传递控制信号所用时间，横杆完全提起高度为2.2m）。某人驾驶一台高为1.6m的面包车通过该ETC通道，车速太快、横杆抬起高度不够，会撞杆违章。请你运用题目所给的条件（不违章）的最快速度是多少m/s？
【答案】（1）静止；
（2）该面包车匀速顺利通过通道（不违章）的最快速度是7.5m/s。
【解答】解：（1）汽车在运动时，ETC卡固定在车上，此时ETC卡是静止的；
（2）面包车的高度为1.6m，当横杆距离地面的高度为7.6m时，
则此过程中横杆上升的高度为：h＝1.5m﹣1.2m＝6.4m，
根据v＝可知＝＝5s；
由题意可知，在读取信息时面包车到横杆的距离为：s＝5m+10m＝15m，
则面包车的最大速度为：v′＝＝＝7.5m/s。
答：（1）静止；
（2）该面包车匀速顺利通过通道（不违章）的最快速度是7.3m/s。
23．（10分）如图甲所示是某电饭锅的电路图，R1、R2为电热丝，S为温控开关，A、B两点接在家庭电路上。当S闭合时，加热功率为1100W；当S断开时，保温功率为275W。求：
（1）电热丝R1、R2的阻值；
（2）电饭锅保温5min，电热丝R2产生的热量；
（3）已知该电饭锅的加热效率是80%，将2kg的粥用加热挡从20℃加热到86℃需要多长时间？（已知粥的比热容c＝4.0×103J/（kg•℃））
（4）若在使用过程中，电热丝R1损坏了，小明想用滑动变阻器R实现发热电功率的调节（加热和保温功率不变，且只使用R2作为发热体）。请通过计算求出电饭锅在保温、加热挡时，对应的滑动变阻器的阻值分别是多少？
【答案】（1）电热丝R1、R2的阻值分别为44Ω、132Ω；
（2）电饭锅保温5min，电热丝R2产生的热量为20625J；
（3）已知该电饭锅的加热效率是80%，将2kg的粥用加热挡从20℃加热到86℃需要的时间为600s；
（4）电饭锅在保温、加热挡时，对应的滑动变阻器的阻值分别是0Ω、44Ω。
【解答】解：（1）当S闭合时，电饭锅处于加热状态，此时电路中只有R2工作，
由P＝可知，R7的阻值：R2＝＝＝44Ω；
当S断开时，电饭锅处于保温状态，R1、R2串联，
由P＝可知，R1、R2的串联总电阻：R＝＝＝176Ω；
根据串联电路的电阻特点可知，R1的阻值：R5＝R﹣R2＝176Ω﹣44Ω＝132Ω；
（2）由P＝UI可知，保温状态时电路中的电流：I＝＝，
电饭锅保温5min，电热丝R5产生的热量：Q2＝I2R7t＝（1.25A）2×44Ω×7×60s＝20625J；
（3）将2kg的粥用高温挡从20℃加热到86℃时粥吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝3.0×103J/（kg•℃）×5kg×（86℃﹣20℃）＝5.28×105J；
根据η＝可知＝＝6.6×103J；
由P＝可得＝＝600s；
（4）由于电饭锅加热挡和保温挡的电功率不变，且只使用R8作为发热体，
由P＝I2R可知，电饭锅加热挡时电路中的电流：I加热＝＝＝3A，
由I＝可知加热＝＝＝44Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，此时滑动变阻器接入电路的阻值：R滑＝R加热﹣R2＝44Ω﹣44Ω＝6Ω；
电饭锅保温挡时电路中的电流：I保温＝＝＝2.5A，
电饭锅保温挡时电路中的总电阻：R保温＝＝＝88Ω，
则滑动变阻器接入电路的阻值：R滑′＝R保温﹣R2＝88Ω﹣44Ω＝44Ω。
答：（1）电热丝R5、R2的阻值分别为44Ω、132Ω；
（2）电饭锅保温5min，电热丝R8产生的热量为20625J；
（3）已知该电饭锅的加热效率是80%，将2kg的粥用加热挡从20℃加热到86℃需要的时间为600s；
（4）电饭锅在保温、加热挡时、44Ω。
声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/3/7 18:51:39；用户：物色里；邮箱：17680465072；学号：48039009质量（m/g）
效率（%）
质量（m/g）
效率（%）
200
61
700
77
300
64
800
400
67
900
72
500
69
1000
70
600
74
1100
67
质量（m/g）
效率（%）
质量（m/g）
效率（%）
200
61
700
77
300
64
800
400
67
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