江苏省南通市海门市2024-2025学年九年级上学期期中考试物理试卷

这是一份江苏省南通市海门市2024-2025学年九年级上学期期中考试物理试卷，共36页。

A．金属套 橡皮B．木质笔杆 笔芯
C．木质笔杆 橡皮D．金属套 笔芯
2．（2分）如图所示的简单机械中，使用时能省力的是（ ）
A．
B．
C．
D．
3．（2分）下列关于热现象的说法正确的是（ ）
A．冰在熔化过程中温度不变内能也不变
B．一杯水的比热容比一桶水的比热容小
C．钻木取火是通过做功改变物体内能的
D．高温物体含有的热量比低温物体要多
4．（2分）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
5．（2分）在如图所示的滚摆实验中，发现滚摆每次上升的高度逐渐减小，此过程中能量的变化情况为（ ）
A．机械能增加，内能减小
B．机械能减小，内能增加
C．机械能减小，内能不变
D．机械能不变，内能增加
6．（2分）学校安装了人脸识别测温系统，如图。电源开关S1闭合后，若红外测温感知体温正常，开关S2闭合；若人脸识别通过，开关S3闭合；当体温正常且人脸识别通过时，闸门自动打开。选项中的电路设计符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
7．（2分）如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你认为排球运动的轨迹最有可能的是（ ）
A．B．
C．D．
8．（2分）在沿海地区炎热晴朗的天气里，易形成海陆风，这是由于陆地和海洋升温和降温的快慢不同，从而使空气对流形成的。如图四幅海陆风示意图中，对近地面大气运动方向的判断正确的是（ ）
A．①②B．②③C．③④D．①④
9．（2分）如图所示电路，闭合开关S，灯泡L不亮且电流表和电压表均无示数，用电压表检测电路，当电压表分别接a、b两点和b、d两点时，电压表均无示数，接c、d两点时电压表有示数，则可判定（ ）
A．变阻器短路B．灯泡短路
C．开关断路D．电流表断路
10．（2分）跨学科实践小组设计了如图甲所示的电路图来监测“智能种植园”内的温度变化，其中的“恒流源”是一个特殊电源，电流大小由电源内部结构决定，当电阻R变化时，通过R的电流大小保持不变。电阻R的阻值随温度的变化规律如图乙所示，通过数字电压表的示数可反映环境的温度。某次环境温度从15℃上升到25℃，电压表的示数变化了0.2V。下列说法正确的是（ ）
A．每升高1℃，R的阻值增大0.5Ω
B．此时电路中通过R的电流为2mA
C．环境温度为20℃时，电压表的示数为2.3V
D．增大恒流源电流值可增大该装置的灵敏度
二、第II卷共14小题，共110分.第21至25题为化学试题，第26至37题为物理试题.答案请按要求书写在答题卡上.
11．（3分）如图是小明同学用“思维导图”总结的知识要点，其中①、②、③内容空缺，请补充在图中空缺部分：① ；② ；③ 。
12．（3分）如图为人们所喜爱的电动自行车，它具有轻便、节能、环保等特点。只要将图中车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，但不会行驶。这车钥匙其实就是一个 ，跨上自行车将右把手向后旋转，车子就能前进，并且向后旋转的角度越大，车速就越快，其实这右把手就相当于一只 ，给电动车充电时，电瓶相当于 （选填“电源”或“用电器”）。
13．（4分）如图所示，有一根质量均匀的杠杆OA，B是OA的中点，在C处挂重为80N的物体，用竖直向上的力F大小为25N，杠杆可处于静止状态。若F的方向始终竖直，将物体匀速缓慢提升20cm，拉力F的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”），若拉力F移动的距离为80cm，杠杆的机械效率为 ，杠杆的重为 N。若将重物的质量适当增加，仍用该杠杆将重物提升相同高度，则杠杆的机械效率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）（不考虑摩擦）。
14．（4分）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，实验时要观察 来比较两种燃料的热值大小；
（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，液体a升温多，由此可知：质量相同的液体a与b，升高相同的温度时，液体a吸收的热量 （选填“大于”或“小于”）液体b吸收的热量；
（3）小红同学用同样的装置进行实验，发现在燃料燃尽之前水就沸腾了，无法比较出两种燃料的热值。为避免出现小红同学实验的情况，请提出一条改进建议： 。
15．（8分）汽车已经走进我们的家庭，结合已学知识解决下列关于汽车的问题：
（1）如图甲，是四冲程内燃机的 冲程，科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功。在推动活塞做功的过程中水蒸气的温度将 ，内能将 。如果这种单缸六冲程内燃机飞轮转速是1800r/min，则该内燃机每秒钟对外做功 次；
（2）若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图乙所示，则在0～10s时间内轿车发动机做功 J，轿车在水平方向以30m/s速度做匀速直线运动时受到的阻力是 N；
（3）小张利用测距传感器设计了一款测速仪，测距传感器的阻值R1与速度v的关系如图丙所示，设计的速度检测电路如图丁所示，R0为定值电阻，要使电表（实质是电流表或电压表）示数能随速度的增大而增大，则应将 表改装成速度表；若小张在取R0时不小心取了一个比R0阻值略小的电阻R0′，且仍以R0测算，这将会使测得的速度值与实际速度值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“一样大”）。
16．（2分）组装如图所示的滑轮组，使绳自由端拉力F的方向向下。
17．（2分）请在如图所示电路图的虚线框中填入电流表和电压表的元件符号，使得开关闭合后，电路正常工作。
18．（2分）根据图甲所示的电路图，以笔画线代替导线连接图乙的实物图。
19．（6分）氢能源汽车具有零排放的环保优势。某款氢能源汽车在水平公路上匀速行驶时受到的阻力为1.2×103N，匀速行驶30km消耗氢0.6kg（q氢＝1.5×108J/kg）。求：
（1）汽车牵引力做的功；
（2）氢气完全燃烧释放的热量；
（3）汽车利用氢能的效率。
20．（7分）空气质量指数是确保实现碧水蓝天的重要指标，如表是按照空气质量指数AQI划分的空气质量等级。甲图是环保项目性学习小组设计的空气质量检测仪的电路，用电压表显示空气质量指数，气敏电阻R的倒数与空气质量指数AQI的关系如乙图。电源电压为6V且保持不变，定值电阻R0为2Ω。当闭合开关S后，电压表示数为2V时，求：
（1）通过R0的电流；
（2）电阻R的阻值；
（3）此时的空气质量等级。
21．（5分）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H＞h）静止开始放下，观察纸盒被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。
（1）小明通过观察 ，来判断小球动能的大小；
（2）由乙、丙两图，可得到的实验结论是：当速度一定时， ；
（3）小明根据甲、丙两图得出结论：物体的动能太小与速度有关，他的看法是否正确？ ；理由是： ；
（4）善于动脑的小明又设计了如图丁的方案：让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做 （填“能”或“不能”）验证动能与质量的关系。
22．（8分）小明用图甲实物电路探究“导体中电流跟电阻的关系”，提供的器材有：电压恒为9V的电源、电流表、电压表、电阻箱、滑动变阻器（最大阻值模糊不清）、开关、导线若干。
（1）小明连接的图甲电路中存在连线错误，只需改动一根导线，即可使连线正确。请在接错的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。
（2）正确连接电路后，闭合开关，电流表和电压表均有示数，但在移动变阻器滑片P时，两电表示数突然都变为零，则电路故障可能为 ；
（3）排除故障后，进行如下操作：
①将电阻箱的阻值调为5Ω，闭合开关，发现电流表示数为0.2A，可知滑动变阻器的最大阻值为 Ω；
②移动滑片使电压表示数为U0时，记录电流表示数；
③当电阻箱的阻值分别为10Ω、15Ω时，闭合开关，重复步骤②；
④利用测得的数据绘制出如图乙所示的图像，由图像可得出的结论为 ；
⑤在进行好第四次实验时，小明断开开关后直接将电阻箱的阻值从15Ω调为30Ω，没有调节滑动变阻器的滑片P，闭合开关后就直接读出电流表的示数，则此时电流表的示数可能是 A；
⑥当电阻箱阻值为Rx时，闭合开关，滑动变阻器无论怎么调节，电压表示数始终大于U0，记录滑动变阻器在最大阻值时电流表示数如图乙。则Rx的阻值为 Ω，仍使用原有器材，且预设电压仍为U0，则电阻箱的阻值最大可调为 Ω。
23．（6分）小明同学偶然观察到盛有水的杯子不慎掉落在地面上时，水会从杯子中迸溅出来，爱动脑思考问题的小明想到了如下问题：水所受反冲力的大小和什么因素有关呢？针对以上问题，小明提出了三个猜想：
猜想一：水所受的反冲力的大小与杯子材料有关；
猜想二：水所受的反冲力的大小与杯中水的多少有关；
猜想三：水所受的反冲力的大小与杯子下落的高度有关。
小明设计了如下实验：
【实验器材】一次性轻质纸杯、去盖的轻质易拉罐，两个乒乓球和水。
【实验设计】由于水所受反冲力的大小不易直接测量，小明将乒乓球放入杯中，观察乒乓球弹起的高度就可以直观比较反冲力的大小，在初中物理实验中也经常用到类似的方法，请举一例 ；
【实验过程】小明分别在纸杯和易拉罐中装入水和乒乓球，让纸杯和易拉罐从高处自由下落掉在地面上，测量乒乓球弹起的高度，记录实验数据如表所示：
【分析与交流】
（1）对比 两次实验可得到的结论是杯子材料和下落高度一定时，水量越多，水所受的反冲力越大；
（2）对比1和4两次实验可得到的结论是 ；
（3）对比2和3两次实验能否验证猜想一，并说出你判断的依据 ；
（4）从能量转化的角度来看，杯子下落的高度越高，乒乓球弹起的高度就越高，原因可能是： ；
（5）小明的实验还有一些不足之处，请你简要评价： 。
24．（10分）阅读短文，回答问题。
跨学科实践——制作简易油量表
【生活调查】小明发现家里新买的三轮摩托车的仪表盘没有油量表（如图甲）。
【任务要求】用所学的知识制作设计一个简易的油量表，来实时监测油量情况。
【知识储备】小明查阅资料，发现如图乙所示是一种自动测量油箱内油量的装置（其最大油量为50L）。
请你帮助小明完成以下问题：
（1）油量表是 表改装而成的，理由是 ，R0的作用是 ；
（2）已知电源电压为6V，当油箱内油面高度最高时，R的金属滑片在最下端，电路中电流为60mA，则R0阻值 Ω，当油箱内没有油时，R全部接入电路，若R＝200Ω，此时电流最小，则最小电流为 mA；当油箱内油面的高度降为最高油面一半时，滑片正好在R的中点，此时油量表的读数是 mA。
（3）若电阻R随油箱中油量V的变化如图丙，当电路中的电流为40mA时，油量为 L。
【设计优化】为科学评价学生的制作作品，老师设置了如下评价量表。
①小明和团队设计了如图丁所示的电路图，请你结合老师给出的“自制油量表评价量表”给该装置评价，并给出评价理由。该油量表指标： ，评价理由： 。
②小华和团队另取一个电压表，将其改装成油量表表盘，为使该油量表在“刻度”指标中为优秀等级，电压表应接在图戊所示电路中的 处（填序号）。
2024-2025学年江苏省南通市海门市九年级（上）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、第I卷共10小题，每小题2分，共40分.每小题给出的四个选项中只有一个选项正确.第1至10题为物理试题，第11至20题为化学试题.答案请按要求填涂在答题卡上.
1．（2分）铅笔是我们常用的文具。如图所示是铅笔各组成部分，下列选项中通常情况下全部属于导体的是（ ）
A．金属套 橡皮B．木质笔杆 笔芯
C．木质笔杆 橡皮D．金属套 笔芯
【分析】容易导电的物体叫做导体，例如：石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液；不容易导电的物体叫做绝缘体，如：橡胶、玻璃、塑料等。
【解答】解：通常情况下，橡皮和木质笔杆不容易导电，属于绝缘体；金属套和笔芯容易导电，属于导体，故ABC错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了导体和绝缘体的概念；对于常见的导体和绝缘体可以联系它们在日常生活和工业生产中的应用来记忆，不要死记硬背；如塑料，橡胶，陶瓷等常用来制作用电器的外壳，以防止触电，它们都是绝缘体；而电线芯用金属来做，因为金属容易导电，是导体，酸碱盐的水溶液是导体。
2．（2分）如图所示的简单机械中，使用时能省力的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】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。
【解答】解：A．使用筷子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，即费力省距离，故A不正确；
B．瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力费距离，故B正确；
C．定滑轮实质上是一个等臂杠杆，即动力臂等于阻力臂，既不省距离，也不费距离，故C不正确；
D．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力省距离，故D不正确。
故选：B。
【点评】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。
3．（2分）下列关于热现象的说法正确的是（ ）
A．冰在熔化过程中温度不变内能也不变
B．一杯水的比热容比一桶水的比热容小
C．钻木取火是通过做功改变物体内能的
D．高温物体含有的热量比低温物体要多
【分析】比热容是物质的一种特性；物质的比热容只跟物质的种类和状态有关，与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。
热量是一个过程量，不能说含有多少热量。
【解答】解：A.冰在熔化过程中温度不变，但是要吸收热量内能增加，故A错误；
B.一杯水的比热容与一桶水的比热容相同，因为比热容是物质的一种特性；物质的比热容只跟物质的种类和状态有关，与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。故B错误；
C.钻木取火是通过做功改变物体内能的，故C正确；
D.热量是一个过程量，不能说含有多少热量，故D错误；
故选：C。
【点评】本题主要考查学生对比热容概念的理解，改变内能的两种方式，熔化特点等知识点。
4．（2分）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
【分析】其它形式的能转化为机械能的事例有个共同的特点，最后使物体运动，例如：电能转化为机械能的电动机；内能转化为机械能的做功冲程，燃气推动活塞运动等。
【解答】解：A、压下引火仪中活塞时，要克服空气阻力做功，是机械能转化为内能，故A错误；
B、蒸汽顶起壶盖，将内能转化为机械能，故B正确；
C、冬天哈气取暖，通过热传递的方式改变物体的内能，故C错误；
D、活塞压缩燃气，是机械能转化为内能，故D错误。
故选：B。
【点评】掌握机械能与其它形式能之间的转化，知道做功时能量转化的方向是解答的关键。
5．（2分）在如图所示的滚摆实验中，发现滚摆每次上升的高度逐渐减小，此过程中能量的变化情况为（ ）
A．机械能增加，内能减小
B．机械能减小，内能增加
C．机械能减小，内能不变
D．机械能不变，内能增加
【分析】物体的动能和势能可以相互转化，而且在转化过程中，如果不受阻力，机械能的总量保持不变，如果有阻力作用，则机械能减小，内能增加。
【解答】解：发现滚摆每次上升的高度逐渐减小，故重力势能减小，则机械能也减小，阻力做功，所以内能增加，故ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】本题考查机械能的转化，有阻力做功时，机械能减小，内能增加。
6．（2分）学校安装了人脸识别测温系统，如图。电源开关S1闭合后，若红外测温感知体温正常，开关S2闭合；若人脸识别通过，开关S3闭合；当体温正常且人脸识别通过时，闸门自动打开。选项中的电路设计符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】由题意可知，电源开关S1闭合后，只有当人脸识别通过、体温在正常范围都满足时，系统才会启动电动机打开闸门，说明开关S1、S2、S2相互影响、不能独立工作即为串联，据此进行解答。
【解答】解：电源开关S1闭合后，只有当人脸识别通过、体温在正常范围都满足时，系统才会启动电动机打开闸门，当人脸识别不通过或体温不正常时，闸门就不会打开，这说明三个开关是相互影响的，所以三个开关是串联的，故B正确。
故选：B。
【点评】本题考查根据要求设计电路，关键是明确串联和并联电路中开关的作用。
7．（2分）如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你认为排球运动的轨迹最有可能的是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，由于草地松软，损失的机械能较多，弹起的高度变低较多，同理分析水泥地的能的变化。
【解答】解：从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，由于草地松软，撞击时损失的机械能较多，弹起的高度比原来的高度低较多，当第二次从水泥地上弹起时，水泥地坚硬，撞击损失的能量较少，反弹后最大高度降低较小，但一定比草地上反弹最大高度小。故B正确，ACD错误；
故选：B。
【点评】本题考查机械能的转化，属于基础题。
8．（2分）在沿海地区炎热晴朗的天气里，易形成海陆风，这是由于陆地和海洋升温和降温的快慢不同，从而使空气对流形成的。如图四幅海陆风示意图中，对近地面大气运动方向的判断正确的是（ ）
A．①②B．②③C．③④D．①④
【分析】根据水的比热容比泥土、沙石的比热容大的特点以及风是从高压区吹向低压区来分析海风的形成过程。
【解答】解：由于地面和海水的比热容不同，海水的比热容大于陆地的比热容，在同样太阳光的照射下，地面和大海升温和降温的快慢不同，从而使空气形成对流，白天，地面比大海升温快，地面热空气密度较小，热空气上升，海面较冷的空气就会来补充，于是冷空气沿海面吹向陆地，形成海风，故③是海风，②是陆风。
故选B。
【点评】本题主要考查学生对水的比热容较大的应用的了解和掌握，涉及到海陆风的形成。
9．（2分）如图所示电路，闭合开关S，灯泡L不亮且电流表和电压表均无示数，用电压表检测电路，当电压表分别接a、b两点和b、d两点时，电压表均无示数，接c、d两点时电压表有示数，则可判定（ ）
A．变阻器短路B．灯泡短路
C．开关断路D．电流表断路
【分析】开关闭合后，灯泡L不发光，电流表无示数，说明电路是断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连。
【解答】解：A、如果变阻器短路，灯泡发光，电流表有示数，故A不符合题意；
B、如果灯泡短路不能发光，电流表有示数，故B不符合题意；
C、如果开关断路，电压表接a、b两点和b、d两点时，均无示数，接c、d两点时有示数，故C符合题意；
D、如果电流表断路，电压表接c、d两点时无示数，故D不符合题意。
故选：C。
【点评】本题考查了根据电流表和电压表的示数情况判断串联电路的故障，电流表示数为零说明故障是断路，电压表有示数，说明断路位置在电压表的两接线柱之间。
10．（2分）跨学科实践小组设计了如图甲所示的电路图来监测“智能种植园”内的温度变化，其中的“恒流源”是一个特殊电源，电流大小由电源内部结构决定，当电阻R变化时，通过R的电流大小保持不变。电阻R的阻值随温度的变化规律如图乙所示，通过数字电压表的示数可反映环境的温度。某次环境温度从15℃上升到25℃，电压表的示数变化了0.2V。下列说法正确的是（ ）
A．每升高1℃，R的阻值增大0.5Ω
B．此时电路中通过R的电流为2mA
C．环境温度为20℃时，电压表的示数为2.3V
D．增大恒流源电流值可增大该装置的灵敏度
【分析】电路中的电源不是常规的“恒压”电源，而是“恒流”电源，这样通过R的电流是保持不变的，其两端电压就会随着电阻的变化而发生变化。然后进行计算即可。
【解答】解：根据图像，温度上升80℃，对应电阻增大80Ω，故每升高1℃，R的阻值增大值为80Ω÷80＝1Ω。故A错误。
根据欧姆定律，在恒定电流状态下，U与R成正比，故电压变化量ΔU与电阻变化量ΔR成正比，即I＝，两者的比值即为恒定电流的值。从15℃上升到25℃，电阻增加量为1×10Ω＝10Ω，故恒定电流值为I＝＝＝0.02A＝20mA，故B错误。
C、环境温度变为20℃时，电阻为120Ω，电流不变仍为20mA，故电压U＝IR＝A×120Ω＝2.4V，故C错误；
D、为了增大改装置的灵敏度，应该在温度变化量相同时，变化更大的电压，根据欧姆定律变形公式U＝IR可知，恒流状态下，电流I越大，电压U变化量越大，装置更灵敏，故应该换一个电流更大的恒流源，D选项错误。
故选：D。
【点评】本题考查了恒流源与欧姆定律的综合分析，属于有一定难度的问题。
二、第II卷共14小题，共110分.第21至25题为化学试题，第26至37题为物理试题.答案请按要求书写在答题卡上.
11．（3分）如图是小明同学用“思维导图”总结的知识要点，其中①、②、③内容空缺，请补充在图中空缺部分：① 做功 ；② 热传递 ；③ 化学能 。
【分析】燃料燃烧时的能量转化是化学能转化为内能。
改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，做功过程是能量的转化过程。
【解答】解：燃料燃烧时的能量转化是化学能转化为内能，故③为化学能。
改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，做功过程是能量的转化过程。故①做功；②热传递。
故答案为：①做功；②热传递；③化学能。
【点评】此题是考查燃料燃烧的能量转化以及对做功和热传递改变物体内能的辨别，是中考热点，属于易错题目。
12．（3分）如图为人们所喜爱的电动自行车，它具有轻便、节能、环保等特点。只要将图中车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，但不会行驶。这车钥匙其实就是一个 开关 ，跨上自行车将右把手向后旋转，车子就能前进，并且向后旋转的角度越大，车速就越快，其实这右把手就相当于一只 滑动变阻器 ，给电动车充电时，电瓶相当于 用电器 （选填“电源”或“用电器”）。
【分析】（1）开关串联电路中，能起到控制电路中电流通断的作用；
（2）滑动变阻器可以改变通过用电器的电流；
（3）给电池充电的过程，消耗电能，获得化学能。
【解答】解：
（1）电动自行车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，所以这车钥匙其实就是一个开关，
（2）电动自行车将右手把向后旋转，车子就能前进，并且向后旋转的角度越大，车速就越快，所以这右手把就相当于一只滑动变阻器；
（3）给电瓶充电时是将电能转化为化学能，此时电瓶相当于用电器；
故答案为：开关；滑动变阻器；用电器。
【点评】本题考查了电路的组成、滑动变阻器的调节作用、能量的转化，属于基础知识。
13．（4分）如图所示，有一根质量均匀的杠杆OA，B是OA的中点，在C处挂重为80N的物体，用竖直向上的力F大小为25N，杠杆可处于静止状态。若F的方向始终竖直，将物体匀速缓慢提升20cm，拉力F的大小将 不变 （选填“变大”“变小”或“不变”），若拉力F移动的距离为80cm，杠杆的机械效率为 80% ，杠杆的重为 10 N。若将重物的质量适当增加，仍用该杠杆将重物提升相同高度，则杠杆的机械效率将 变大 （选填“变大”“变小”或“不变”）（不考虑摩擦）。
【分析】根据杠杆平衡条件可知，F的方向始终竖直，阻力大小不变，阻力臂和动力臂比值不变；根据机械效率公式可以求得杠杆的机械效率以及杠杆的自重；若将重物的质量适当增加，仍用该杠杆将重物提升相同高度，额外功不变，有用功增加。
【解答】解：设杠杆与竖直方向夹角为θ，根据杠杆平衡条件可知，Fsinθ×OA＝G物×OCsinθ+G杠×OBsinθ，F的方向始终竖直，阻力大小不变，阻力臂和动力臂比值不变，因此F的大小不变；
W有＝G物h＝80N×0.2m＝16J，W总＝Fh＝25N×0.8m＝20J，根据机械效率公式可以求得杠杆的机械效率：η＝；
杠杆的自重：B是OA的中点，h杠＝×0.8m＝0.4m，W杠＝G杠h杠＝W总﹣W有；G杠×0.4m＝20J﹣16J，则G杠＝10N；
若将重物的质量适当增加，仍用该杠杆将重物提升相同高度，额外功不变，有用功增加，则杠杆的机械效率将变大。
故答案为：不变；80%；10；变大。
【点评】本题考查杠杆平衡原理，机械效率的计算。
14．（4分）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 甲和乙 两图进行实验，实验时要观察 液体a上升的温度 来比较两种燃料的热值大小；
（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，液体a升温多，由此可知：质量相同的液体a与b，升高相同的温度时，液体a吸收的热量 小于 （选填“大于”或“小于”）液体b吸收的热量；
（3）小红同学用同样的装置进行实验，发现在燃料燃尽之前水就沸腾了，无法比较出两种燃料的热值。为避免出现小红同学实验的情况，请提出一条改进建议： 增加烧杯中水的质量 。
【分析】（1）要比较燃料的热值大小，需要控制相同的加热装置，两种不同燃料的质量相同，烧杯中同种液体且液体的初温和的质量相同，根据燃料烧尽后，液体上升的温度来反映燃料热值的大小；
（2）要比较两种液体的比热容，要控制相同的加热装置，同种燃料且质量相同，两种液体的种类不相同，液体的质量和初温也相同，可通过相等时间内，液体上升的温度来比较比热容的大小，温度上升的快，液体的比热容小，两种液体上升相同的温度时，比热容小的液体吸收的热量少；
（3）由Q＝cmΔt可知，Δt一定时要吸热较大的热量，可以增加水的质量。
【解答】解：（1）要比较燃料的热值大小，需要控制相同的加热装置，两种不同燃料的质量相同，烧杯中同种液体且液体的初温和的质量相同，故选甲和乙；根据燃料烧尽后，液体a上升的温度来比较两种燃料热值的大小；
（2）要比较两种液体的比热容，要控制相同的加热装置，燃料相同，两种液体的种类不相同，液体的质量和初温也相同，可通过相等时间内，液体上升的温度来比较比热容的大小，温度上升的快，液体的比热容小，故a的比热容小，所以上升相同的温度时，比热容小的a液体吸收的热量少；
（3）一定质量的燃料烧尽，放出的热量一定，水要吸热这些热量，假设水的初温一定，要让水不沸腾，则上升的温度Δt一定，由Q＝cmΔt可知，可以增加水的质量。
故答案为：（1）甲和乙；液体a上升的温度；（2）小于；（3）增加烧杯中水的质量。
【点评】本题考的了控制变量法在比较燃料热值和液体比热容大小的实验中的应用。
15．（8分）汽车已经走进我们的家庭，结合已学知识解决下列关于汽车的问题：
（1）如图甲，是四冲程内燃机的 做功 冲程，科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功。在推动活塞做功的过程中水蒸气的温度将 降低 ，内能将 减少 。如果这种单缸六冲程内燃机飞轮转速是1800r/min，则该内燃机每秒钟对外做功 20 次；
（2）若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图乙所示，则在0～10s时间内轿车发动机做功 9×105 J，轿车在水平方向以30m/s速度做匀速直线运动时受到的阻力是 3000 N；
（3）小张利用测距传感器设计了一款测速仪，测距传感器的阻值R1与速度v的关系如图丙所示，设计的速度检测电路如图丁所示，R0为定值电阻，要使电表（实质是电流表或电压表）示数能随速度的增大而增大，则应将 电压 表改装成速度表；若小张在取R0时不小心取了一个比R0阻值略小的电阻R0′，且仍以R0测算，这将会使测得的速度值与实际速度值相比 偏大 （选填“偏大”、“偏小”或“一样大”）。
【分析】（1）根据气门和活塞的情况判断出是哪个冲程；
水蒸气对外做功，内能减小，温度降低；根据这种单缸六冲程内燃机飞轮转速求出飞轮每秒的转数；单缸六冲程内燃机的一个工作循环完成6个冲程，飞轮和曲轴转3圈，对外做功2次，据此求出该汽油机每秒钟对外做功的次数；
（2）知道轿车以90kW的恒定功率做直线运动，利用W＝Pt求轿车发动机做功，再利用P＝Fv求汽车牵引力，而汽车匀速行驶、受平衡力，根据二力平衡条件求汽车受到的阻力；
检测电路采用了“稳流电源”由此知高度表应是电压表；根据欧姆定律进行分析。
【解答】解：（1）图中进气门和排气门关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程；
高温、高压水蒸气，推动活塞做功，把水蒸气的内能转化为活塞的机械能，水的内能减少，温度降低；
单缸六冲程内燃机飞轮转速是1800r/min＝30s，即飞轮每秒钟转过30圈，
由于单缸六冲程内燃机的一个工作循环完成6个冲程，飞轮和曲轴转3圈，对外做功2次，所以该汽油机每秒钟对外做功20次；
（2）轿车以90kW的恒定功率做直线运动，在10s内做功：W＝Pt＝90×103W×10s＝9×105J；
由于轿车匀速运动，则根据P＝＝＝Fv可得：汽车牵引力F＝＝＝3000N，
汽车受到的阻力：f＝F＝3000N；
（3）由图丁可知：R0与R1串联，由图丙说明R1与速度v成一次函数关系，则速度增大时，R1的阻值增大，电路中的总电阻增大，根据欧姆定律可知电路中的电流减小，即电流表示数减小，根据串联电路的分压特点可知R1两端的电压增大，由于要使速度表示数能随速度的增大而增大，所以速度计应是电压表；
若小张在取R0时不小心取了一个比R0阻值略小的电阻R0′，此时电路的总电阻变小，由欧姆定律得电路中电流变大，将会使测得的速度值与实际速度值相比偏大。
故答案为：（1）做功；降低；减少；20；（2）9×105；3000；（3）电压；偏大。
【点评】本题为物理知识在生产生活中的应用题，题目中给出了必要的信息，应注意提取有用信息并结合相关物理知识求解，关键是从大量文字材料中抓住核心信息，考查学生基本的学习能力；此题是一道综合性的难题。
16．（2分）组装如图所示的滑轮组，使绳自由端拉力F的方向向下。
【分析】滑轮组绳子的绕法有两种：
一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，然后再绕过下面的动滑轮再向上绕到定滑轮上，依次反复绕，这种绕法有偶数段绳子承担物重；
二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后再绕过上面的定滑轮再向下，依次反复绕，这种绕法有奇数段绳子承担物重。
【解答】解：对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，可绕线方法有两股和三股两种，两种方法都达到了省力的目的，但拉力的方向不同，有三股绕线的方法拉力方向向上；有两股绕线的方法拉力方向向下，根据题意可知是这一种。具体图形如下：
【点评】此题主要考查滑轮组承担物重绳子股数，滑轮组的绕线方法不同，达到省力程度不同，拉力的方向也不同。
17．（2分）请在如图所示电路图的虚线框中填入电流表和电压表的元件符号，使得开关闭合后，电路正常工作。
【分析】根据“电压表要并联在电路中、电流表要串联在电路中”分析即可。
【解答】解：由图可知，下面的电表串联接入电路中，为电流表；上面的电表与灯泡L2并联，则为电压表，如图所示：
【点评】电压表、电流表在使用时有相似的地方，比如：电流都是从正接线柱流入，负接线柱流出；也有不同的地方，比如：电流表在电路中相当于导线，则必须串联在电路中；电压表在电路中相当于开路，则必须并联在电路中。
18．（2分）根据图甲所示的电路图，以笔画线代替导线连接图乙的实物图。
【分析】根据电路图连接实物图，可以根据电流流向法，从电源的正极出发，按一条支路依次串联，然后把并联的部分并联到相应的位置即可。
【解答】解：根据电路图连接实物图，可以根据电流流向法，从电源的正极经过开关进行分支，一支经过灯泡L1，另一支经过灯泡L2，然后共同回到电源负极。如下图所示：
【点评】本题考查了实物图的连接以及电路的识别，这些知识都是电学知识的基本的技能，也是中考常考的内容。
19．（6分）氢能源汽车具有零排放的环保优势。某款氢能源汽车在水平公路上匀速行驶时受到的阻力为1.2×103N，匀速行驶30km消耗氢0.6kg（q氢＝1.5×108J/kg）。求：
（1）汽车牵引力做的功；
（2）氢气完全燃烧释放的热量；
（3）汽车利用氢能的效率。
【分析】（1）根据二力平衡条件可得汽车受到的牵引力，根据W＝Fs求得牵引力做的功；
（2）根据Q放＝mq求氢气完全燃烧释放的热量；
（3）根据求汽车利用氢能的效率。
【解答】解：（1）汽车在水平公路上匀速行驶时，受到的牵引力与阻力平衡，由二力平衡条件可知，
此过程中汽车受到的牵引力：F＝f＝1.2×103N，
汽车牵引力做的功：W＝Fs＝1.2×103N×30×103m＝3.6×107J；
（2）0.6kg氢气完全燃烧释放的热量：Q放＝mq氢＝0.6kg×1.5×108J/kg＝9×107J；
（3）汽车利用氢能的效率：。
答：（1）汽车牵引力做的功为3.6×107J；
（2）氢气完全燃烧释放的热量为9×107J；
（3）汽车利用氢能的效率为40%。
【点评】本题考查热量、功和机械效率的相关计算，难度一般。
20．（7分）空气质量指数是确保实现碧水蓝天的重要指标，如表是按照空气质量指数AQI划分的空气质量等级。甲图是环保项目性学习小组设计的空气质量检测仪的电路，用电压表显示空气质量指数，气敏电阻R的倒数与空气质量指数AQI的关系如乙图。电源电压为6V且保持不变，定值电阻R0为2Ω。当闭合开关S后，电压表示数为2V时，求：
（1）通过R0的电流；
（2）电阻R的阻值；
（3）此时的空气质量等级。
【分析】（1）当S闭合时，R和R0串联，电压表测R0两端的电压，根据欧姆定律可知流过R2的电流为；
（2）根据串联电路的电压特点可知R两端电压，根据欧姆定律可知电阻R的阻值；
（3）由2可得电阻R的倒数，由图像可知此时空气质量指数，根据表格数据可知对应的空气质量等级。
【解答】解：（1）当S闭合时，R和R0串联，电压表测R0两端的电压为 U0＝2V，
根据欧姆定律可知流过R2的电流为；
（2）根据串联电路的电压特点可知R两端电压UR＝U总﹣U0＝6V﹣2V＝4V，
根据欧姆定律可知电阻R的阻值；
（3）由2可得：电阻R的阻值R⁻1＝0.25Ω⁻1，
由图像可知此时空气质量指数AQI为62.5，在51～100之间，根据表格数据可知对应的空气质量等级为良。
答：（1）通过R0的电流为1A；
（2）电阻R的阻值为4Ω；
（3）此时的空气质量等级为良。
【点评】本题考查欧姆定律的应用，是一道综合题。
21．（5分）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H＞h）静止开始放下，观察纸盒被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。
（1）小明通过观察 纸盒被撞击后移动的距离 ，来判断小球动能的大小；
（2）由乙、丙两图，可得到的实验结论是：当速度一定时， 质量越大，动能越大 ；
（3）小明根据甲、丙两图得出结论：物体的动能太小与速度有关，他的看法是否正确？ 不正确 ；理由是： 图丙移动距离比甲图移动距离大，无法判
断是受速度影响还是质量影响 ；
（4）善于动脑的小明又设计了如图丁的方案：让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做 不能 （填“能”或“不能”）验证动能与质量的关系。
【分析】（1）掌握转换法在实验中的应用，实验中通过观察纸盒被推动的距离来比较小球动能的大小；
（2）（3）动能大小跟质量和速度有关；在探究动能大小跟质量关系时，控制速度大小不变；在探究动能大小跟速度关系时，控制质量不变；
（4）弹簧的弹性势能与弹簧的形变有关，形变相同时动能相等。
【解答】解：（1）实验中通过观察纸盒移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。
（2）乙、丙两图中小球的质量不同，初始高度相同，到达水平面时的速度相同，对纸盒做功多少不同，丙图小球的质量大，纸盒被推动的距离远，故可以得出结论：当速度一定时，质量越大，动能越大。
（3）小明根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与速度有关看法不正确，因为甲、丙两图小球的质量和小球下落的高度均不同，图丙移动距离比甲图移动距离大，无法判断是受速度影响还是质量影响。
（4）若用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击放在同一位置的木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹性势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验的。
故答案为：（1）纸盒被撞击后移动的距离；（2）质量越大，动能越大；（3）不正确；图丙移动距离比甲图移动距离大，无法判断是受速度影响还是质量影响；（4）不能。
【点评】本题考查了动能大小的影响因素，利用控制变量法和转换法来探究动能大小跟各因素之间的关系。
22．（8分）小明用图甲实物电路探究“导体中电流跟电阻的关系”，提供的器材有：电压恒为9V的电源、电流表、电压表、电阻箱、滑动变阻器（最大阻值模糊不清）、开关、导线若干。
（1）小明连接的图甲电路中存在连线错误，只需改动一根导线，即可使连线正确。请在接错的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。
（2）正确连接电路后，闭合开关，电流表和电压表均有示数，但在移动变阻器滑片P时，两电表示数突然都变为零，则电路故障可能为 滑动变阻器断路（或接触不良） ；
（3）排除故障后，进行如下操作：
①将电阻箱的阻值调为5Ω，闭合开关，发现电流表示数为0.2A，可知滑动变阻器的最大阻值为 40 Ω；
②移动滑片使电压表示数为U0时，记录电流表示数；
③当电阻箱的阻值分别为10Ω、15Ω时，闭合开关，重复步骤②；
④利用测得的数据绘制出如图乙所示的图像，由图像可得出的结论为 导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 ；
⑤在进行好第四次实验时，小明断开开关后直接将电阻箱的阻值从15Ω调为30Ω，没有调节滑动变阻器的滑片P，闭合开关后就直接读出电流表的示数，则此时电流表的示数可能是 0.15 A；
⑥当电阻箱阻值为Rx时，闭合开关，滑动变阻器无论怎么调节，电压表示数始终大于U0，记录滑动变阻器在最大阻值时电流表示数如图乙。则Rx的阻值为 50 Ω，仍使用原有器材，且预设电压仍为U0，则电阻箱的阻值最大可调为 20 Ω。
【分析】（1）电压表应与电阻箱并联，电流表应与电阻箱串联；
（2）正确连接电路后，闭合开关，电流表和电压表均有示数说明此时电路正常，移动滑动变阻器滑片P时，两电表示数突然都变为零说明电路存在断路，根据电压表示数为零判断断路的位置；
（3）①根据欧姆定律求出电路中的总电阻，根据串联电路的电阻特点求出滑动变阻器的最大阻值；
④根据图像中电流与电阻之积为一定值分析得出结论；
⑤根据图像求出电阻箱两端所控制的电压，根据串联电路的分压原理求出电阻箱接入电路的阻值为15Ω时滑动变阻器接入电路的电阻，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电阻箱接入电路的电阻为30Ω，没有调节滑动变阻器的滑片P，闭合开关后电流表的示数；
⑥根据欧姆定律和串联电路的电阻特点求出Rx的阻值；探究电流与电阻的关系，应保持电阻箱两端的电压不变；根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当变阻器连入电路中的电阻最大时，电阻箱接入电路的阻值，进而确定电阻箱可调的最大阻值。
【解答】解：（1）原图中，电压表串联在电路中，电流表并联在电阻箱两端，这是错误的，电压表应与电阻箱并联，电流表应与电阻箱串联，如图所示：
；
（2）正确连接电路后，闭合开关，电流表和电压表均有示数说明此时电路正常，移动滑动变阻器滑片P时，两电表示数突然都变为零说明电路存在断路，由电压表示数为零可知，电压表所测量的电阻箱以外的部分出现的断路，由于是移动滑动变阻器滑片P后，两表的示数为零，故电路故障为滑动变阻器断路（或接触不良）；
（3）①此时电阻箱与滑动变阻器的最大阻值串联，由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R总1＝＝＝45Ω，由串联电路的电阻特点可知，滑动变阻器的最大阻值：R大＝R总1﹣R01＝45Ω﹣5Ω＝40Ω；
④由图像可知，导体的电阻增大，通过导体的电流减小，通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变，故可得出结论：导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
⑤由图像可知，电阻箱两端所控制的电压：U0＝IR＝0.2A×15Ω＝…＝0.6A×5Ω＝3V；
由串联电路的分压原理可知：＝＝，此时电阻箱接入电路的阻值为15Ω时滑动变阻器接入电路的电阻：R'＝×R02＝×15Ω＝30Ω，
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，电阻箱接入电路的电阻为30Ω，没有调节滑动变阻器的滑片P，闭合开关后电流表的示数：I′＝＝＝0.15A；
⑥由图像可知，此时电流表的示数为0.1A，由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻：R总4＝＝＝90Ω，由串联电路的电阻特点可知，Rx的阻值：Rx＝R总4﹣R大＝90Ω﹣40Ω＝50Ω；
电阻箱两端的电压始终保持U0＝3V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝9V﹣3V＝6V，电压表示数为滑动变阻器分得电压的＝0.5倍，根据分压原理，当滑动变阻器连入电路中的电阻为40Ω时，电阻箱接入电路的阻值：R0大＝0.5×40Ω＝20Ω，即电阻箱的阻值最大可调为20Ω。
故答案为：（1）见解答图；（2）滑动变阻器断路（或接触不良）；（3）①40；④导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；⑤0.15；⑥50；20。
【点评】本题探究“导体中电流跟电阻的关系”，考查电路连接、故障分析、控制变量法、欧姆定律的应用和分析图像归纳结论的能力。
23．（6分）小明同学偶然观察到盛有水的杯子不慎掉落在地面上时，水会从杯子中迸溅出来，爱动脑思考问题的小明想到了如下问题：水所受反冲力的大小和什么因素有关呢？针对以上问题，小明提出了三个猜想：
猜想一：水所受的反冲力的大小与杯子材料有关；
猜想二：水所受的反冲力的大小与杯中水的多少有关；
猜想三：水所受的反冲力的大小与杯子下落的高度有关。
小明设计了如下实验：
【实验器材】一次性轻质纸杯、去盖的轻质易拉罐，两个乒乓球和水。
【实验设计】由于水所受反冲力的大小不易直接测量，小明将乒乓球放入杯中，观察乒乓球弹起的高度就可以直观比较反冲力的大小，在初中物理实验中也经常用到类似的方法，请举一例 探究动能的影响因素 ；
【实验过程】小明分别在纸杯和易拉罐中装入水和乒乓球，让纸杯和易拉罐从高处自由下落掉在地面上，测量乒乓球弹起的高度，记录实验数据如表所示：
【分析与交流】
（1）对比 1、2 两次实验可得到的结论是杯子材料和下落高度一定时，水量越多，水所受的反冲力越大；
（2）对比1和4两次实验可得到的结论是 杯子材料和水量一定时，下落高度越高，水所受的反冲力越大 ；
（3）对比2和3两次实验能否验证猜想一，并说出你判断的依据 能，因为铝质杯子下落高度低，乒乓球弹起的高度反而更高 ；
（4）从能量转化的角度来看，杯子下落的高度越高，乒乓球弹起的高度就越高，原因可能是： 高度较大时重力势能大，转化为动能大，使得乒乓球重力势能大 ；
（5）小明的实验还有一些不足之处，请你简要评价： 没有换用多种材质的杯子进行多次测量，且与杯子的形状是否有关，没有探究 。
【分析】物理学中对于多因素或多变量的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题．每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法．
【解答】解：【实验设计】由于水所受反冲力的大小不易直接测量，小明将乒乓球放入杯中，观察乒乓球弹起的高度就可以直观比较反冲力的大小，在初中物理实验中也经常用到类似的方法，如：；
【分析与交流】
（1）对比1、2两次实验可得到的结论是杯子材料和下落高度一定时，水量越多，水所受的反冲力越大；
（2）对比1和4两次实验可得到的结论是杯子材料和水量一定时，下落高度越高，水所受的反冲力越大；
（3）对比2和3两次实验能否验证猜想一，并说出你判断的依据：能，因为铝质杯子下落高度低，乒乓球弹起的高度反而更高；
（4）从能量转化的角度来看，杯子下落的高度越高，乒乓球弹起的高度就越高，原因可能是：高度较大时重力势能大，转化为动能大，使得乒乓球重力势能大；
（5）小明的实验还有一些不足之处，请你简要评价：没有换用多种材质的杯子进行多次测量，且与杯子的形状是否有关，没有探究。
故答案为：探究动能的影响因素等；（1）1、2；（2）杯子材料和水量一定时，下落高度越高，水所受的反冲力越大；（3）能，因为铝质杯子下落高度低，乒乓球弹起的高度反而更高；（4）高度较大时重力势能大，转化为动能大，使得乒乓球重力势能大；（5）没有换用多种材质的杯子进行多次测量，且与杯子的形状是否有关，没有探究。
【点评】本题主要考查了控制变量法。
24．（10分）阅读短文，回答问题。
跨学科实践——制作简易油量表
【生活调查】小明发现家里新买的三轮摩托车的仪表盘没有油量表（如图甲）。
【任务要求】用所学的知识制作设计一个简易的油量表，来实时监测油量情况。
【知识储备】小明查阅资料，发现如图乙所示是一种自动测量油箱内油量的装置（其最大油量为50L）。
请你帮助小明完成以下问题：
（1）油量表是 电流 表改装而成的，理由是 油量表串联在电路中 ，R0的作用是 保护电路 ；
（2）已知电源电压为6V，当油箱内油面高度最高时，R的金属滑片在最下端，电路中电流为60mA，则R0阻值 100 Ω，当油箱内没有油时，R全部接入电路，若R＝200Ω，此时电流最小，则最小电流为 20 mA；当油箱内油面的高度降为最高油面一半时，滑片正好在R的中点，此时油量表的读数是 30 mA。
（3）若电阻R随油箱中油量V的变化如图丙，当电路中的电流为40mA时，油量为 37.5 L。
【设计优化】为科学评价学生的制作作品，老师设置了如下评价量表。
①小明和团队设计了如图丁所示的电路图，请你结合老师给出的“自制油量表评价量表”给该装置评价，并给出评价理由。该油量表指标： 合格 ，评价理由： 油面越高，油量表示数越大，油量表刻度线示数不均匀、零刻度线上油量不为零 。
②小华和团队另取一个电压表，将其改装成油量表表盘，为使该油量表在“刻度”指标中为优秀等级，电压表应接在图戊所示电路中的 ④ 处（填序号）。
【分析】（1）电流表串联接入电路，按照设计电路，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，线路中的电流过大，会烧坏电流表，因此串联接入一个定值电阻，对电路起保护作用；
（2）当油箱内油面高度最高时，R的金属滑片在最下端，根据欧姆定律计算R0阻值；
当油箱内没有油时，R全部接入电路，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算最小电流；
当油箱内油面的高度降为最高油面一半时，滑片正好在R的中点，根据欧姆定律计算此时油量表的读数；
（3）根据串联电路电阻规律结合计算当电路中的电流为40mA时滑动变阻器接入电路的电阻，进一步计算油量；
（4）丁图中滑动变阻器接入电路的阻值随油量的增大而减小，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流变大，油量为零时，滑动变阻器接入电路最大阻值，根据I＝可知油量表刻度线示数不均匀、零刻度线上油量不为零；
图戊所示电路中，电压表接入④的位置，滑动变阻器接入电路的阻值不变，根据欧姆定律可知通过电路的电流不变，电压表测滑片以下部分电阻两端的电压，根据U＝IR可知油面越高油量表示数越大，油量表刻度线示数均匀，零刻度线表示油量为零。
【解答】解：（1）油量表串联接入电路，所以油量表是电流表，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，线路中的电流过大，会烧坏电流表，因此串联接入一个定值电阻，对电路起保护作用；
（2）已知电源电压为6V，当油箱内油面高度最高时，R的金属滑片在最下端，电路中电流为60mA，根据欧姆定律可得R0阻值：R0＝＝＝100Ω；
当油箱内没有油时，R全部接入电路，若R＝200Ω，此时电流最小，
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得最小电流为：I′＝＝＝0.02A＝20mA；
当油箱内油面的高度降为最高油面一半时，滑片正好在R的中点，根据欧姆定律可得此时油量表的读数是：I″＝＝＝0.03A＝30mA；
（3）当电路中的电流为40mA时，此时滑动变阻器接入电路的电阻：R′＝﹣R0＝﹣100Ω＝50Ω，
油量为50L×＝37.5L；
（4）丁图中滑动变阻器接入电路的阻值随油量的增大而减小，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的电流变大，油量为零时，滑动变阻器接入电路最大阻值，根据I＝可知油量表刻度线示数不均匀、零刻度线上油量不为零，故合格；
图戊所示电路中，电压表接入④的位置，滑动变阻器接入电路的阻值不变，根据欧姆定律可知通过电路的电流不变，电压表测滑片以下部分电阻两端的电压，根据U＝IR可知油面越高油量表示数越大，油量表刻度线示数均匀，零刻度线表示油量为零，故优秀。
故答案为：（1）电流表；油量表串联在电路中；保护电路；（2）100；20；30；（3）37.5；（4）①合格；油面越高油量表示数越大，但油量表刻度线示数不均匀，零刻度线上油量不为零；④。AQI
质量等级
0～50
优
51～100
良
101～150
轻度污染
151～210
中度污染
211～300
重度污染
次数
杯子材料
杯子下落的高度/cm
杯中水的多少/mL
乒乓球弹起的高度/cm
1
纸
50
150
15
2
纸
50
100
10
3
铝
40
100
12
4
纸
30
150
9
自制油量表评价量表（部分节选）
指标
优秀（5分）
合格（3分）
待改进（0分）
正相关性
油面越高油量表示数越大
油面越高油量表示数越大
油量表无法反映油面高低
刻度
油量表刻度线示数均匀，零刻度线表示油量为零
油量表刻度线示数不均匀零刻度线上油量不为零
油量表刻度线示数不均匀零刻度线上油量不为零
AQI
质量等级
0～50
优
51～100
良
101～150
轻度污染
151～210
中度污染
211～300
重度污染
次数
杯子材料
杯子下落的高度/cm
杯中水的多少/mL
乒乓球弹起的高度/cm
1
纸
50
150
15
2
纸
50
100
10
3
铝
40
100
12
4
纸
30
150
9
自制油量表评价量表（部分节选）
指标
优秀（5分）
合格（3分）
待改进（0分）
正相关性
油面越高油量表示数越大
油面越高油量表示数越大
油量表无法反映油面高低
刻度
油量表刻度线示数均匀，零刻度线表示油量为零
油量表刻度线示数不均匀零刻度线上油量不为零
油量表刻度线示数不均匀零刻度线上油量不为零