安徽省马鞍山市成功中学2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷-A4

这是一份安徽省马鞍山市成功中学2023-2024学年九年级上学期期末物理试卷-A4，共23页。试卷主要包含了填空题，选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、填空题（每空2分，共20分）。
1．（2分）如图所示，水平桌面上放一物体A，物体A在3N的水平推力F的作用下，运动0.2m，从甲图位置运动到乙图位置，在此过程中，推力F对物体A做功 J。
2．（2分）如图所示是投篮过程中篮球运动的轨迹示意图（空气阻力不能忽略），其中 A、B两点距离地面等高，则篮球在A点时的动能E1和B点时的动能E2的大小关系是E1 E2（选填“＞”“＝”或“＜”）。
3．（2分）如图所示，用平行于斜面的大小为500N的拉力F，将一物体沿斜面从底端匀速拉至顶端。已知斜面长4m，高2m，斜面的机械效率为80%，则该物体的重为 N。
4．（2分）如图所示，用动滑轮将物体匀速提升0.2m，绳子自由端的拉力F为6N。如果使用该滑轮提升更重的物体，机械效率会 （选填“增大”或“减小”）。
5．（2分）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花会立即燃烧，该能量转化过程与汽油机的 冲程相同。
6．（2分）涛涛同学购买了一款户外分体式燃气炉，准备去户外野炊，用该燃气炉烧水时，把初温为20℃的1kg水加热到100℃，燃烧了0.025m3天然气，假设天然气完全燃烧，则燃气炉烧水的效率为 [c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4×107J/m3）]。
7．（2分）将一杯质量为m的热水倒入容器内质量为2m的冷水中，容器内冷水温度升高8℃。如果再把一杯相同的热水倒入这个容器中，则容器内水温会再升高 ℃。（忽略热量损失）
8．（2分）如图所示，电源电压恒为3V。闭合开关S，电压表的示数为1V，则灯泡L1与L2的电阻之比为 。
9．（2分）如图所示的电路中，电阻R0＝3Ω，闭合开关S1，将单刀双掷开关S2掷于a端，电压表示数为2.5V；将S2切换到b端，电压表示数为1.5V，则电阻Rx的阻值为 Ω。
10．（2分）涛涛家的电能表如图所示。他关闭了家中的其它用电器，现用一台标有“220V，2000W”的电热水壶烧水，正常工作6min，则电能表的转盘转了 转。
二、选择题（每题2分，共14分）。
11．（2分）如图，大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，在这个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小孩对砖做功更多B．小孩对砖做功更快
C．大人对砖做功更多D．大人对砖做功更快
12．（2分）用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．物体A上升的速度为0.4m/s
B．滑轮组的有用功为2000J
C．拉力F的功率为100W
D．滑轮组的机械效率为80%
13．（2分）机械能和内能之间有着密切的联系，下列关于机械能和内能的说法中正确的是（ ）
A．质量相等的两个物体，速度大的那个物体内能一定大
B．坠落的陨石在空中划过一道亮光时，内能转化为机械能
C．物体具有内能，也可以同时具有机械能
D．做功和热传递都可以实现内能和机械能的相互转化
14．（2分）玻璃棒与丝绸摩擦后，玻璃棒带正电，丝绸带负电，在摩擦过程中（ ）
A．玻璃棒和丝绸都得到电子
B．玻璃棒和丝绸都失去电子
C．玻璃棒失去电子，丝绸得到电子
D．玻璃棒得到电子，丝绸失去电子
15．（2分）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L1或L2中有一个发生了短路故障。当开关S闭合时，下列现象中不可能出现的是（ ）
A．电压表和电流表都有示数
B．电压表和电流表都没有示数
C．电压表有示数，灯泡L2不发光
D．电压表无示数，灯泡L1不发光
16．（2分）如图所示，电阻R1、R2为定值电阻，电源电压保持不变。当开关S1闭合，S2接a端时，电流表示数为I；当开关S1闭合，S2接b端时，电流表示数为2I，则未知电阻Rx的阻值是（ ）
A．R1+R2B．R1R2R1+R2C．2R1﹣R2D．R1﹣2R2
17．（2分）已知R1＝3Ω，R2＝5Ω，涛涛同学分别按图甲和图乙两种方式将两电阻连接在一起，则（ ）
A．图甲中R1与R2的电流比I1：I2＝3：5
B．图甲与图乙的总功率比P1：P2＝15：64
C．图乙中R1与R2的电压比U1：U2＝5：3
D．图甲与图乙的总功率比P1：P2＝64：15
三、实验题（18题6分、19题6分、20题8分，共20分）。
18．（6分）如图，小海在研究“物体的动能与哪些因素有关”时，将质量为m的小钢球从斜槽的某高度h处由静止释放，钢球运动到水平面时，将水平面上静止的木块撞出一段距离s。小海的部分实验数据和现象记录如下：
（1）上述3次实验中，第 次实验钢球滑到斜槽底端时动能最大；
（2）上述实验数据表明：当速度一定时，钢球的质量越大，动能越 ，这个结论可用于解释汽车 （选填“超速”或“超载”）带来的危害。
19．（6分）涛涛同学做小灯泡的亮度与实际功率关系的实验，小灯泡的额定电压为2.5V，实物电路连接如图所示。
（1）开关闭合后，会发现 （选填“电压表”或“电流表”）的指针反偏；
（2）将错误连接改正后，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为0.2V时，发现灯泡不亮，你认为其原因是 （填写选项前的字母序号）；
A.小灯泡断路
B.小灯泡的实际功率太小
（3）继续调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.5V，灯泡正常发光，电流表的示数为0.30A；再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3.0V，灯泡强烈发光，此时灯泡的实际功率 （选填“小于”或“等于”或“大于”）1.08W。
20．（8分）在“探究电流与电压的关系”实验中：
（1）请用笔画线代替导线，将甲图中电路连接完整，要求滑片P向B端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大（连线时导线不允许交叉）；
（2）小明排除故障后，移动滑片P到某一位置时电流表示数如乙图所示，此时通过电阻的电流为 A，若要增大电阻两端的电压，应将滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动；
（3）请根据表格数据，在图丙中绘制电阻R的I﹣U图像。
四、计算题（21题6分、22题4分、23题6分，共16分）。
21．（6分）用如图所示的滑轮组将重为300N的物体从地面匀速送到2m高处，所用拉力为150N，此过程中克服摩擦做功180J，求：
（1）工人做的有用功；
（2）此过程中该装置的机械效率；
（3）动滑轮的自重。
22．（4分）利用燃烧酒精给水加热，使质量为2kg的水温度升高30℃，已知q酒精＝3.0×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃），求：
（1）水吸收的热量是多少焦？
（2）若完全燃烧酒精产生的热量只有75%被水吸收，则需要完全燃烧多少kg的酒精？
23．（6分）如图所示电路，电阻R1为10Ω，电源电压为12V恒定不变，滑动变阻器R2最大阻值为40Ω。闭合开关S，求：
（1）通过R1的电流；
（2）电阻R1在100s内产生的热量；
（3）当干路电流为2A时，滑动变阻器R2消耗的功率。
2023-2024学年安徽省马鞍山市成功中学九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（每空2分，共20分）。
1．（2分）如图所示，水平桌面上放一物体A，物体A在3N的水平推力F的作用下，运动0.2m，从甲图位置运动到乙图位置，在此过程中，推力F对物体A做功 0.6 J。
【答案】0.6
【分析】根据W＝Fs计算推力F对物体A做功。
【解答】解：推力F对物体A做功W＝Fs＝3N×0.2m＝0.6J；
故答案为：0.6。
2．（2分）如图所示是投篮过程中篮球运动的轨迹示意图（空气阻力不能忽略），其中 A、B两点距离地面等高，则篮球在A点时的动能E1和B点时的动能E2的大小关系是E1 ＞ E2（选填“＞”“＝”或“＜”）。
【答案】＞
【分析】动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关；机械能为动能、势能的和。
【解答】解：篮球运动过程中，由于受到空气阻力的作用，一部分机械能增转化为内能，使得篮球的机械能逐渐减小，所以A点的机械能大于B点的机械能；由于A、B等高，篮球的质量不变，所以A、B点篮球的重力势能相同，则A点的动能大于B点的动能，即E1＞E2。
故答案为：＞。
3．（2分）如图所示，用平行于斜面的大小为500N的拉力F，将一物体沿斜面从底端匀速拉至顶端。已知斜面长4m，高2m，斜面的机械效率为80%，则该物体的重为 800 N。
【答案】800。
【分析】斜面的总功W总＝Fs，由η=W有W总×100%求出有用功，由W有＝Gh求出该物体的重力。
【解答】解：斜面的总功：W总＝Fs＝500N×4m＝2000J，
由η=W有W总×100%得，有用功为W有＝ηW总＝80%×2000J＝1600J，
由W有＝Gh得，该物体的重为G=W有h=1600J2m=800N。
故答案为：800。
4．（2分）如图所示，用动滑轮将物体匀速提升0.2m，绳子自由端的拉力F为6N。如果使用该滑轮提升更重的物体，机械效率会 增大 （选填“增大”或“减小”）。
【答案】增大。
【分析】根据W有＝Gh分析有用功的变化，根据η=W有W总=W有W有+W额外=11+W额外W有分析机械效率的变化。
【解答】解：提升更重的物体，由W有＝Gh可知，有用功W有增大，额外功W额外几乎不变；
由η=W有W总=W有W有+W额外=11+W额外W有可知，有用功W有增大，额外功W额外几乎不变时，机械效率增大。
故答案为：增大。
5．（2分）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花会立即燃烧，该能量转化过程与汽油机的 压缩 冲程相同。
【答案】压缩。
【分析】改变内能的方法有：做功和热传递；当对物体做功，物体的内能将增大，温度升高；内燃机有四个冲程，在压缩冲程中，活塞压缩空气做功，将机械能转化为内能。
【解答】解：在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增大，温度升高；压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能，故该过程中，与内燃机的压缩冲程相同。
故答案为：压缩。
6．（2分）涛涛同学购买了一款户外分体式燃气炉，准备去户外野炊，用该燃气炉烧水时，把初温为20℃的1kg水加热到100℃，燃烧了0.025m3天然气，假设天然气完全燃烧，则燃气炉烧水的效率为 33.6% [c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4×107J/m3）]。
【答案】33.6%。
【分析】根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，根据Q放＝Vq求出天然气完全燃烧放出的热量，根据效率公式求出燃气炉烧水的效率。
【解答】解：水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J；
天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝0.025m3×4×107J/m3＝1×106J，
燃气炉烧水的效率：η=Q吸Q放=3.36×105J1×106J=33.6%。
故答案为：33.6%。
7．（2分）将一杯质量为m的热水倒入容器内质量为2m的冷水中，容器内冷水温度升高8℃。如果再把一杯相同的热水倒入这个容器中，则容器内水温会再升高 4 ℃。（忽略热量损失）
【答案】4
【分析】忽略热量损失，冷水吸收的热量等于热水放出的热量，根据Q＝cmΔt求容器内水温再升高的温度。
【解答】解：忽略热量损失，冷水吸收的热量等于热水放出的热量，即Q吸＝Q放，
将一杯质量为m的热水倒入容器内质量为2m的冷水中，容器内冷水温度升高8℃，
根据Q＝cmΔt可得：c×m×（t热﹣t冷﹣8℃）＝c×2m×8℃……①
再把一杯相同的热水倒入这个容器中，有：c×m×（t热﹣t冷﹣8℃﹣Δt）＝c×3m×Δt……②
由①②解得：Δt＝4℃。
故答案为：4。
8．（2分）如图所示，电源电压恒为3V。闭合开关S，电压表的示数为1V，则灯泡L1与L2的电阻之比为 1：2 。
【答案】1：2
【分析】由图可知，闭合开关S，灯泡L1与L2串联，电压表测灯泡L1两端的电压。根据串联电路的电压规律求得L2两端的电压，根据串联电路的分压原理可得两灯的电阻之比。
【解答】解：由图可知，闭合开关S，灯泡L1与L2串联，电压表测灯泡L1两端的电压。
已知电源电压为U＝3V，电压表的示数，即灯泡L1两端的电压为U1＝1V，
由于串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和，
所以灯泡L2两端的电压为U2＝U﹣U1＝3V﹣1V＝2V，
根据串联电路的分压原理可得，两灯的电阻之比为R1：R2＝U1：U2＝1V：2V＝1：2。
故答案为：1：2。
9．（2分）如图所示的电路中，电阻R0＝3Ω，闭合开关S1，将单刀双掷开关S2掷于a端，电压表示数为2.5V；将S2切换到b端，电压表示数为1.5V，则电阻Rx的阻值为 2 Ω。
【答案】2。
【分析】已知电阻R0与Rx串联，闭合开关S1，将单刀双掷开关S2掷于a端时，电压表测量总电压，即电源电压；
将S2切换到b端时，电压表测量电阻R0两端的电压，根据串联电路的电压规律和串联分压原理求出电阻Rx的阻值。
【解答】解：由图得，闭合开关S1，将单刀双掷开关S2，掷于a端，两电阻串联，电压表测量总电压，所以电源电压U＝2.5V；
将S2切换到b端，电路连接方式不变，电压表测量R0电压，电压表示数为1.5V，即U0＝1.5V，
则Ux＝U﹣U0＝2.5V﹣1.5V＝1V，
由串联电路的分压规律可得：U0Ux=R0Rx，
则：Rx=UxU0×R0=1V1.5V×3Ω＝2Ω。
故答案为：2。
10．（2分）涛涛家的电能表如图所示。他关闭了家中的其它用电器，现用一台标有“220V，2000W”的电热水壶烧水，正常工作6min，则电能表的转盘转了 600 转。
【答案】600。
【分析】根据W＝Pt求出电热水壶消耗的电能；电能表中3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转了3000转；据此求出电热水壶消耗的电能使电能表转盘转过的转数。
【解答】解：根据P=Wt得，用电热水壶烧水，正常工作5min，消耗的电能为：W＝Pt＝2000W×6×60s＝7.2×105J＝0.2kW•h；
电能表中3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转了3000转，
则消耗0.2kW•h，电能表转盘转过的转数：n＝0.2kW•h×3000r/（kW•h）＝600r。
故答案为：600。
二、选择题（每题2分，共14分）。
11．（2分）如图，大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，在这个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小孩对砖做功更多B．小孩对砖做功更快
C．大人对砖做功更多D．大人对砖做功更快
【答案】D
【分析】（1）两人分别将5块完全相同的砖从一楼运到三楼，根据公式W＝Gh比较大人和小孩对砖做功的多少；
（2）根据功率的公式P=Wt比较大人和小孩对砖做功的功率大小。
【解答】解：两人分别将5块完全相同的砖从一楼运到二楼，砖的总重力相同，砖上升的高度相同，根据公式W＝Gh可知，大人和小孩对砖所做的功相同；
运砖时上升的高度相同，小孩用的时间比大人多，大人和小孩对砖所做的功相同，根据公式P=Wt可知，大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率大，大人对砖做功更快，故D正确。
故选：D。
12．（2分）用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．物体A上升的速度为0.4m/s
B．滑轮组的有用功为2000J
C．拉力F的功率为100W
D．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【分析】（1）已知物体上升的时间和距离，利用速度公式求物体A上升的速度；
（2）利用W＝Gh求拉力做的有用功；
（3）由图知，滑轮组承担物重的绳子有效股数n＝2，不计绳重和轮与轴间的摩擦，拉力F=12（G物+G动）；拉力端移动距离s＝2h，利用W＝Fs求拉力做的总功，再利用P=Wt求拉力F做功的功率；
（4）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
【解答】解：
A、物体A上升的速度为：v=ht=2m10s=0.2m/s，故A错误；
B、拉力做的有用功：W有用＝Gh＝800N×2m＝1600J，故B错误；
C、由图知，n＝2，不计绳重和轮与轴间的摩擦，拉力：F=12（G物+G动）=12（800N+200N）＝500N；
拉力端移动距离：s＝2h＝2×2m＝4m，
拉力做总功：W总＝Fs＝500N×4m＝2000J；
拉力做功功率：P=W总t=2000J10s=200W，故C错误；
D、动滑轮提升物体A的机械效率：η=W有用W总×100%=1600J2000J×100%＝80%。
故选：D。
13．（2分）机械能和内能之间有着密切的联系，下列关于机械能和内能的说法中正确的是（ ）
A．质量相等的两个物体，速度大的那个物体内能一定大
B．坠落的陨石在空中划过一道亮光时，内能转化为机械能
C．物体具有内能，也可以同时具有机械能
D．做功和热传递都可以实现内能和机械能的相互转化
【答案】C
【分析】（1）内能是指物体内所有做无规则运动的分子的动能和分子势能的总和。内能的大小跟物体的温度、质量和状态有关。
（2）机械能是物体由于机械运动而具有的能。包括动能、重力势能和弹性势能。
（3）内能和机械能是两种不同形式的能，但二者可以在一定条件下相互转化。
【解答】解：A、动能与物体的质量和速度有关，质量相等的两个物体，速度大的那个物体动能一定大，但内能与物体的运动情况没有关系，故A错误；
B、坠落的陨石在空中划过一道亮光时与大气层摩擦做功，将机械能转化为内能，故B错误；
C、内能和机械能是两种不同形式的能，物体具有内能，也可以同时具有机械能，故C正确；
D、做功可以实现内能和机械能的相互转化，但热传递只是能量的转移，不是能量的转化，故D错误。
故选：C。
14．（2分）玻璃棒与丝绸摩擦后，玻璃棒带正电，丝绸带负电，在摩擦过程中（ ）
A．玻璃棒和丝绸都得到电子
B．玻璃棒和丝绸都失去电子
C．玻璃棒失去电子，丝绸得到电子
D．玻璃棒得到电子，丝绸失去电子
【答案】C
【分析】摩擦起电是两个物体在摩擦过程中，电子发生了转移，它从一个物体转移到另一个物体上，使失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电。
【解答】解：用丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒失去电子而带正电，丝绸得到电子而带负电；故C正确，ABD错误。
故选：C。
15．（2分）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L1或L2中有一个发生了短路故障。当开关S闭合时，下列现象中不可能出现的是（ ）
A．电压表和电流表都有示数
B．电压表和电流表都没有示数
C．电压表有示数，灯泡L2不发光
D．电压表无示数，灯泡L1不发光
【答案】B
【分析】由图知，两个灯泡串联，电压表测量L1两端电压，电流表测量电路中的电流，假设故障的位置分析仪表指针的偏转情况以及灯泡发光情况。
【解答】解：由图知，两个灯泡串联，电压表测量L1两端的电压，电流表测量电路中的电流；
（1）假设L1短路，则闭合开关后，由于电压表也被短路，则电压表示数为零，电流表有较大的示数，灯泡L2发光，灯泡L1不发光；
（2）假设L2短路，则闭合开关后，电压表示数等于电源电压，电流表有较大的示数，灯泡L1发光，灯泡L2不发光；
综合上述分析可知，ACD均有可能，B选项是不可能的。
故选：B。
16．（2分）如图所示，电阻R1、R2为定值电阻，电源电压保持不变。当开关S1闭合，S2接a端时，电流表示数为I；当开关S1闭合，S2接b端时，电流表示数为2I，则未知电阻Rx的阻值是（ ）
A．R1+R2B．R1R2R1+R2C．2R1﹣R2D．R1﹣2R2
【答案】D
【分析】当开关S1闭合，S2接a端时，R1和待测电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电流表示数为I，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律表示电源电压；
当开关S1闭合，S2接b端时，R2和待测电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电流表示数为2I，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律表示电源电压；
联立解方程可得待测电阻的阻值。
【解答】解：当开关S1闭合，S2接a端时，R1和待测电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电流表示数为I，
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得电源电压U＝I（R1+Rx）﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；
当开关S1闭合，S2接b端时，R2和待测电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电流表示数为2I，
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得电源电压U＝2I（R2+Rx）﹣﹣﹣﹣﹣﹣②；
①②联立可得Rx＝R1﹣2R2。
故选：D。
17．（2分）已知R1＝3Ω，R2＝5Ω，涛涛同学分别按图甲和图乙两种方式将两电阻连接在一起，则（ ）
A．图甲中R1与R2的电流比I1：I2＝3：5
B．图甲与图乙的总功率比P1：P2＝15：64
C．图乙中R1与R2的电压比U1：U2＝5：3
D．图甲与图乙的总功率比P1：P2＝64：15
【答案】B
【分析】（1）由图甲可知，R1、R2串联，根据串联电路的电流特点可知图甲中R1与R2的电流之比；
（2）根据串并联电路的特点分别求出图甲和图乙中的电路总电阻，根据P=U2R求出图甲与图乙的总功率之比；
（3）由图乙可知，R1、R2并联，根据并联电路的电压特点可知图乙中R1与R2的电压之比。
【解答】解：A、由图甲可知，R1、R2串联，根据串联电路的电流特点可知，图甲中R1与R2的电流相等，即图甲中R1与R2的电流之比：I1：I2＝1：1，故A错误；
BD、根据串联电路的电阻特点可知，图甲中的总电阻：R甲＝R1+R2＝3Ω+5Ω＝8Ω，图甲的电路总功率：P1=U2R甲=U28Ω，
图乙中，R1、R2并联，根据并联电路的电阻的可知，图乙中的总电阻：R乙=R1R2R1+R2=3Ω×5Ω3Ω+5Ω=158Ω，图乙中的电路总功率：P2=U2R乙=U2158Ω=8U215Ω，
则图甲与图乙的总功率之比：P1：P2=U28Ω：8U215Ω=15：64，故B正确、D错误；
C、由图乙可知，R1、R2并联，根据并联电路的电压特点可知，R1、R2两端的电压相等，即图乙中R1与R2的电压之比为1：1，故C错误。
故选：B。
三、实验题（18题6分、19题6分、20题8分，共20分）。
18．（6分）如图，小海在研究“物体的动能与哪些因素有关”时，将质量为m的小钢球从斜槽的某高度h处由静止释放，钢球运动到水平面时，将水平面上静止的木块撞出一段距离s。小海的部分实验数据和现象记录如下：
（1）上述3次实验中，第 3 次实验钢球滑到斜槽底端时动能最大；
（2）上述实验数据表明：当速度一定时，钢球的质量越大，动能越 大 ，这个结论可用于解释汽车 超载 （选填“超速”或“超载”）带来的危害。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）不同质量的物体从相同高度自由下滑到达斜面底端的速度是相同的。
（2）从动能大小的影响因素判断。动能大小跟质量、速度有关。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。
【解答】解：（1）因为不同质量的物体从相同高度自由下滑到达斜面底端的速度是相同的。三个小球从斜槽的某高度h处由静止释放，钢球运动到水平面时速度相同，三个小球的质量越大，推动木块运动越远，对木块做功越大，说明小球的动能越大，所以第三次实验中小球动能最大。
（2）上面数据得出：当速度一定时，钢球的质量越大，动能越大。汽车超速是因为速度大造成动能大，汽车超载是因为质量大造成的动能大。
故答案为：（1）3；（2）大；超载。
19．（6分）涛涛同学做小灯泡的亮度与实际功率关系的实验，小灯泡的额定电压为2.5V，实物电路连接如图所示。
（1）开关闭合后，会发现 电压表 （选填“电压表”或“电流表”）的指针反偏；
（2）将错误连接改正后，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为0.2V时，发现灯泡不亮，你认为其原因是 B （填写选项前的字母序号）；
A.小灯泡断路
B.小灯泡的实际功率太小
（3）继续调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.5V，灯泡正常发光，电流表的示数为0.30A；再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3.0V，灯泡强烈发光，此时灯泡的实际功率 小于 （选填“小于”或“等于”或“大于”）1.08W。
【答案】（1）电压表；（2）B；（3）小于。
【分析】（1）电流从电压表正接线柱流入，从负接线柱流出，否则电压表的指针反偏；
（2）根据灯的额定电压为2.5V远大于0.2V分析；
（3）电压表的示数为2.5V，电流表的示数为0.30A，根据P＝UI求出灯的额定功率；
根据P=U2R，在电阻不变时，电功率与电压的平方成正比，得出灯泡的实际功率，但因灯的电阻随温度的升高而变大，根据P=U2R确定答案；
【解答】解：（1）电流从电压表负接线柱流入了，故开关闭合后，会发现电压表的指针反偏；
（2）灯的额定电压为2.5V，而灯的实际电压为0.2V时，故灯的实际电流很小，根据P＝UI灯的功率太小，灯不发光，选B；
③电压表的示数为2.5V，灯泡正常发光，电流表的示数为0.30A，灯的额定功率：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
根据P=U2R，在电阻不变时，电功率与电压的平方成正比，电压表的示数达到3.0V为额定电压的倍，若灯的电阻不变，则灯泡的实际功率为：
P实＝（1.2）2×0.75W＝1.08W，但因灯的电阻随温度的升高而变大，根据P=U2R，故此时灯泡的实际功率小于1.08W。
故答案为：（1）电压表；（2）B；（3）小于。
20．（8分）在“探究电流与电压的关系”实验中：
（1）请用笔画线代替导线，将甲图中电路连接完整，要求滑片P向B端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大（连线时导线不允许交叉）；
（2）小明排除故障后，移动滑片P到某一位置时电流表示数如乙图所示，此时通过电阻的电流为 0.12 A，若要增大电阻两端的电压，应将滑片P向 A （选填“A”或“B”）端移动；
（3）请根据表格数据，在图丙中绘制电阻R的I﹣U图像。
【答案】（1）；（2）0.12；A；（3）。
【分析】（1）根据滑片P向B端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大确定变阻器左下接线柱连入电路中；
（2）根据电流表选用小量程确定分度值读数，要增大电阻两端的电压，根据欧姆定律分析；
（3）根据表格数据，描点连线。
【解答】解：（1）要求滑片P向B端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
（2）小明排除故障后，移动滑片P到某一位置时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，此时通过电阻的电流为0.12A，若要增大电阻两端的电压，根据U＝IR，即应增大电路的电流，由欧姆定律，应减小变阻器连入电路的电阻，故应将滑片P向A端移动；
（3）根据表格数据，描点联系，绘制出电阻R的I﹣U图象如下图所示：
。
故答案为：（1）；（2）0.12；A；（3）。
四、计算题（21题6分、22题4分、23题6分，共16分）。
21．（6分）用如图所示的滑轮组将重为300N的物体从地面匀速送到2m高处，所用拉力为150N，此过程中克服摩擦做功180J，求：
（1）工人做的有用功；
（2）此过程中该装置的机械效率；
（3）动滑轮的自重。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）知道物体的重力和提升的高度，根据W＝Gh求出工人做的有用功；
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳端移动的距离，利用W＝Fs求出拉力做的总功，再根据η=W有W总×100%求出此过程中该装置的机械效率；
（3）总功减去有用功、克服摩擦做功即为克服动滑轮重力所做的额外功，根据W动＝G动h求出动滑轮的重力。
【解答】解：（1）工人做的有用功：
W有＝Gh＝300N×2m＝600J；
（2）由图可知，n＝3，则绳端移动的距离：
s＝nh＝3×2m＝6m，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝150N×6m＝900J，
此过程中该装置的机械效率：
η=W有W总×100%=600J900J×100%≈66.7%；
（3）克服动滑轮重力所做的额外功：
W动＝W总﹣W有﹣Wf＝900J﹣600J﹣180J＝120J，
由W动＝G动h可得，动滑轮的重力：
G动=W动h=120J2m=60N。
答：（1）工人做的有用功为600J；
（2）此过程中该装置的机械效率为66.7%；
（3）动滑轮的自重为60N。
22．（4分）利用燃烧酒精给水加热，使质量为2kg的水温度升高30℃，已知q酒精＝3.0×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃），求：
（1）水吸收的热量是多少焦？
（2）若完全燃烧酒精产生的热量只有75%被水吸收，则需要完全燃烧多少kg的酒精？
【答案】（1）水吸收的热量是2.52×105J；
（2）若完全燃烧酒精产生的热量只有75%被水吸收，则需要完全燃烧0.0112kg的酒精
【分析】（1）根据Q吸＝cmΔt可求得水吸收的热量；
（2）利用效率可以求出酒精完全燃烧放出的热量；已知酒精的热值，利用公式m=Q放q得到酒精的质量。
【解答】解：（1）水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×30℃＝2.52×105J；
（2）若完全燃烧酒精产生的热量只有75%被水吸收，则酒精完全燃烧放出的热量为：
Q'放=Q吸η=2.52×105J75%=3.36×105J；
由Q放＝mq得，需要酒精的质量：m酒精=Q'放q酒精=3.36×105J3.0×107J/kg=0.0112kg。
答：（1）水吸收的热量是2.52×105J；
（2）若完全燃烧酒精产生的热量只有75%被水吸收，则需要完全燃烧0.0112kg的酒精。
23．（6分）如图所示电路，电阻R1为10Ω，电源电压为12V恒定不变，滑动变阻器R2最大阻值为40Ω。闭合开关S，求：
（1）通过R1的电流；
（2）电阻R1在100s内产生的热量；
（3）当干路电流为2A时，滑动变阻器R2消耗的功率。
【答案】（1）通过R1的电流为1.2A；
（2）阻R1在100s内产生的热量为1440J；
（3）当干路电流为2A时，滑动变阻器R2消耗的功率为9.6W。
【分析】（1）由图可知R1与滑动变阻器R2并联；根据并联电路的电压特点可知R1两端的电压，根据欧姆定律求出通过R1的电流；
（2）根据焦耳定律Q＝I2Rt求出电阻R1在100s内产生的热量；
（3）根据并联电路的电流特点求出当干路电流为2A时，通过滑动变阻器R2的电流；根据P＝UI求出滑动变阻器R2消耗的功率。
【解答】解：（1）由图可知，R1与滑动变阻器R2并联；
根据并联电路的电压特点可知，R1两端的电压：U1＝U2＝U＝12V，
通过R1的电流：I1=U1R1=12V10Ω=1.2A；
（2）电阻R1在100s内产生的热量：Q1=I12R1t＝（1.2A）2×10Ω×100s＝1440J；
（3）当干路电流为2A时，根据并联电路的电流特点可知，通过滑动变阻器R2的电流：I2＝I﹣I1＝2A﹣1.2A＝0.8A，
滑动变阻器R2消耗的功率：P2＝U2I2＝12V×0.8A＝9.6W。
答：（1）通过R1的电流为1.2A；
（2）阻R1在100s内产生的热量为1440J；
实验次数
1
2
3
钢球质量m/g
20
40
60
钢球下落高度h/cm
20
20
20
木块滑行距离s
近
较远
远
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
题号
11
12
13
14
15
16
17
答案
D
D
C
C
B
D
B
实验次数
1
2
3
钢球质量m/g
20
40
60
钢球下落高度h/cm
20
20
20
木块滑行距离s
近
较远
远
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5