2020-2021学年广东省广州市荔湾区九年级（上）期末物理试卷+答案解析

这是一份2020-2021学年广东省广州市荔湾区九年级（上）期末物理试卷+答案解析，共25页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题，实验探究题等内容，欢迎下载使用。
1．（3分）小云从实验室找到四只电能表，其规格参数如图所示，她将四只完全相同的白炽灯分别与四只电能表相连并接入照明电路，则电能表表盘转得最快的是（ ）
A．B．
C．D．
2．（3分）在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机关工作过程中的两个冲程示意图。其中表示做功冲程原理相同的演示实验图，表示汽油机利用将机械能转化为内能的冲程示意图对应正确的是（ ）
A．乙、丙B．甲、丁C．甲、丙D．乙、丁
3．（3分）下列有关热和能的说法中，正确的是（ ）
A．发生热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体
B．夏天在室内洒水降温，利用了水的比热容较大的性质
C．内燃机的压缩冲程，主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能
D．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，温度不变，内能变大
4．（3分）如图甲所示，大小为6N的水平拉力F1将重力G为9N的物体沿水平直线匀速拉动s1的距离，做功为W1；如图乙所示，借助滑轮组，在绳端用拉力F2使同一物体在同一水平地面上匀速直线运动同样的距离s1，F2所拉绳端的上升距离为s2，做功W2。则（ ）
A．W2一定小于W1
B．此滑轮组的机械效率是η＝
C．F2一定大于
D．s2一定等于s1
5．（3分）用相同的电加热器分别对质量相等的甲和乙两种液体（不计热量损失）进行加热。如图是甲和乙的温度随加热时间变化的图象，下列说法正确的是（ ）
A．甲的比热容与乙的比热容之比为2：1
B．甲的比热容与乙的比热容之比为2：3
C．都加热t时间，乙吸收热量比甲吸收热量多
D．甲和乙升高相同的温度，甲吸收热量较少
6．（3分）如图（a）所示电路中，当闭合开关后，两个电压表指针偏转均为图（b）所示，则电阻R1和电阻R2两端电压分别为（ ）
A．4.8V 1.2VB．6V 1.2V
C．1.2V 6VD．1.2V 4.8V
7．（3分）如图所示是某起重机示意图。若主梁始终保持水平，当重物由主梁左端靠近支点O的位置出发，缓慢向右移动的过程中，拉力F与重物到支点O的距离s的关系图像是（ ）
A．B．
C．D．
8．（3分）汽车安全带未系提示器是由压力传感器和开关设计而成。当乘客坐上去，满足设置的压力条件时，座椅下的开关S1闭合，若未系安全带（安全带控制开关S2断开）则语音提示：“请系好安全带”，系上安全带后，安全带控制开关S2闭合，语音提示器不工作。下图中R是限流电阻，能够满足要求的是（ ）
A．B．
C．D．
9．（3分）疫情期间，手持式电子测温仪最为常见，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；在测人的体温时，当被测温者体温较高时，显示仪的示数也会变大.正常条件下关于此测温仪，下列分析正确的是（ ）
A．显示仪是由电流表改装成的
B．热敏电阻R随着温度的升高阻值增大
C．被测温者温度越高，电路消耗的电功率越大
D．将更换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变小
10．（3分）学生体测的其中一个项目是坐位体前屈，就是利用“坐位体前屈测试仪”进行身体柔韧性测试。测试者向前推动固定在滑动变阻器滑片上的滑块，滑块被推动的距离越大，仪器的示数就越大（为了确保电路安全，测试仪电路中的滑动变阻器作了不可调至零阻值的设置）。以下的四幅图中肯定不能符合“坐位体前屈测试仪”设计要求的电路是（ ）
A．B．
C．D．
二、填空题（本大题共6小题，共16分）
11．（3分）根据图中所示的两盏白炽灯的铭牌，可以知道：
①甲灯上的参数“100W”意思是： 。
②二者均正常发光时，甲灯的电阻 乙灯的电阻。选填“大于”、“小于”或“等于”）
③二者均正常发光半小时，甲灯消耗的电能是乙灯的 倍。
12．（2分）如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机，已知AB长40cm，BC长50cm。室外机的质量为30kg，室外机的重力作用线正好通过AB中点，则A处钉受到的水平拉力F为 N（支架重力不计）。为了安全，从力学的角度分析，室外机的位置应尽量 （选填“靠近”或“远离”）墙壁。
13．（3分）如图所示是同种物质的三种不同状态下的分子结构，其中丙图表示物质处于 态（选填“固”、“液”或“气”），物质从丙图变化到乙图时，组成物质的体积变大，分子间作用力 （选填“变大”、“变小”或“不变”），在这一变化过程中要 （选填“吸收”或“放出”）热量。
14．（4分）牛肉面是全省人民“舌尖上的美食”。端上一碗牛肉面，香味扑鼻而来，是由于分子的 造成的；端碗时很烫手，是通过 方式增加了手的内能。
15．（2分）如图所示，验电器A带正电，B不带电。拿一根带绝缘手柄的金属棒把A、B两个验电器的金属球连接起来，在连接瞬间，电流的方向是 。（选填“由A到B”或“由B到A”）。
16．（2分）甲、乙两个带电的气球，悬挂在天花板上的同一个点上，静止时呈现如图所示情形。其中甲球带的电与用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电相同，则乙气球带的是 电，甲球对乙球的力记为F1，乙球对甲球的力记为F2，可以判断F1 F2（选填“＞”、“＜”或者“＝”）。
三、计算题（本大题共2小题，共19分）
17．（8分）如图甲所示为一个超声波加湿器，如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V，定值电阻R0的阻值为30Ω，电流表的量程为0～200mA，电压表的量程为0～9V，湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图象如图丙所示。则在电路安全工作的前提下，请计算出：
（1）当电流表的示数为100mA时，求R接入电路中的阻值；
（2）当湿度RH＝60%时，求电压表示数；
（3）当湿度RH＝60%时，加湿器消耗的总功率；
（4）当电压表示数为6V时，求湿度RH的值。
18．（11分）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图象，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值约为3×107J/kg，求：
（1）经过4min时间加热，水所吸收的热量；
（2）若煤炉烧水时的热效率为5%，则4min内完全燃烧了多少千克的煤？
四、实验探究题（本大题共3小题，共25分）
19．（8分）某兴趣小组设计了一款“发光滑动变阻器”，通过发光二极管的发光情况显示变阻器接入部分和电流通过的路径，利用此变阻器做了如下研究。
（1）对照图甲，请将图乙中的电路图补充完整。
（2）这种变阻器在使用过程中要注意电流的流向，这与发光二极管的 特性有关。实验中发现电压表、电流表均无示数，若电路中只有一处故障，可能是 。（选填“R1断路”、“R2短路”或“R断路”）
（3）闭合开关，移动滑片，记录发光二极管的发光个数以及电压表、电流表的示数如下表，可算出单个发光二极管代表的变阻器阻值是 Ω。
20．（10分）在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，有如下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池、定值电阻R（分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）导线若干。美裕在实验时连接的电路如图所示：
（1）在探究“电流与电压的关系”实验中：
①闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至 （填“A”或“B”）端；
②闭合开关S，无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约为3V，此时，电路出现的故障可能是 ，美裕排除故障后继续实验。
（2）在探究“电流与电阻的关系”实验中：
①静仪先将R＝10Ω的电阻接入，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流表示数；接着在滑动变阻器的滑片位置不变，把R换为15Ω的电阻时，应向 （填“A”或“B”）方向移动滑动变阻器的滑片P，才能使电压表示数为2.5V，同时记下电流表的示数；
②若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验，应该选取至少标有 Ω的滑动变阻器；
（3）若继续使用该实验电路，还可以进行的实验有 。（只要求填写一个实验名称）
21．（7分）生活中我们经常使用简单机械。
（1）如图甲所示的滑轮组将重85N的物体匀速提升2m，拉力大小为50N，滑轮组的机械效率 ，根据这些已知量条件，以下四个物理量：①动滑轮的重力②动滑轮提升的高度③额外功④拉力的功率，其中能求出的有 和 （填写序号）．
（2）如图乙所示，质量2kg的物体在沿斜面向上的拉力F作用下，从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面高为h，斜面长为s，且s＝2h，斜面的机械效率为80%，则物体所受到的拉力F＝ N，受到的摩擦力f＝ N．
2020-2021学年广东省广州市荔湾区九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题共10小题，共30分）
1．（3分）小云从实验室找到四只电能表，其规格参数如图所示，她将四只完全相同的白炽灯分别与四只电能表相连并接入照明电路，则电能表表盘转得最快的是（ ）
A．B．
C．D．
【解答】解：
她将四只完全相同的白炽灯分别与四只电能表相连并接入照明电路，由W＝Pt可知，在相同时间内四只白炽灯消耗的电能相等。
A、1300r/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能，表盘就转过1300r；
B、1800r/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，表盘就转过1800r；
C、2600r/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能，表盘就转过2600r；
D、3600r/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能，表盘就转过3600r；
比较可知，消耗1kW•h电能时，D电能表的表盘转动的圈数最多，也就是说在相同时间内消耗相同的电能时，D电能表的表盘转动得最快。
故选：D。
2．（3分）在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机关工作过程中的两个冲程示意图。其中表示做功冲程原理相同的演示实验图，表示汽油机利用将机械能转化为内能的冲程示意图对应正确的是（ ）
A．乙、丙B．甲、丁C．甲、丙D．乙、丁
【解答】解：
甲图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；
乙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；
丙图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能；
丁图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能的过程；
由以上分析可知看出与做功冲程原理相同的是甲，表示汽油机利用将机械能转化为内能的冲程示意图对应正确的是丁图。
故选：B。
3．（3分）下列有关热和能的说法中，正确的是（ ）
A．发生热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体
B．夏天在室内洒水降温，利用了水的比热容较大的性质
C．内燃机的压缩冲程，主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能
D．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，温度不变，内能变大
【解答】解：
A、发生热传递时，传递的是热量而不是温度，故A错误；
B、夏天在室内酒水，水汽化（蒸发）吸收热量，起到降温的作用，不是利用了水的比热容较大的性质，故B错误；
C、内燃机的压缩冲程，活塞压缩气缸内物质，机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能，故C错误：
D、一块0℃的冰熔化成0℃的水后，吸收热量，温度不变，内能增加，故D正确
故选：D。
4．（3分）如图甲所示，大小为6N的水平拉力F1将重力G为9N的物体沿水平直线匀速拉动s1的距离，做功为W1；如图乙所示，借助滑轮组，在绳端用拉力F2使同一物体在同一水平地面上匀速直线运动同样的距离s1，F2所拉绳端的上升距离为s2，做功W2。则（ ）
A．W2一定小于W1
B．此滑轮组的机械效率是η＝
C．F2一定大于
D．s2一定等于s1
【解答】解：
A.图甲中拉力做的功W1＝F1s1，图乙中拉力F2做的有用功为直接用力F1将物体沿直线匀速拉动s1的距离做的功，即W有＝W1＝F1s1，
又因拉力F2需要克服动滑轮重、绳重和摩擦所做的额外功，
所以，由W总＝W有+W额可得，拉力F2做的功W2一定大于W1，故A错误；
B.此滑轮组的机械效率是η＝＝，故B正确；
C.由题意可知，F1＜G，不考虑动滑轮重、绳重和摩擦，图乙中拉力F2＝F1＜G，
考虑动滑轮重、绳重和摩擦，图乙中拉力F2＞F1，则F2不一定大于G，故C错误；
D.图乙中滑轮组绳子的有效股数n＝3，F2所拉绳端上升的距离s2＝ns1＝3s1，即s2一定大于s1 ，故D错误。
故选：B。
5．（3分）用相同的电加热器分别对质量相等的甲和乙两种液体（不计热量损失）进行加热。如图是甲和乙的温度随加热时间变化的图象，下列说法正确的是（ ）
A．甲的比热容与乙的比热容之比为2：1
B．甲的比热容与乙的比热容之比为2：3
C．都加热t时间，乙吸收热量比甲吸收热量多
D．甲和乙升高相同的温度，甲吸收热量较少
【解答】解：（1）由图象可知，吸收热量相同时（即加热时间相同），甲的温度变化为△t甲＝20℃，乙的温度变化为△t乙＝40℃，
由Q吸＝cm△t得c＝，因Q吸、m均相同，比热容与升高的温度成反比，则c甲：c乙＝△t乙：△t甲＝40℃：20℃＝2：1，故A正确、B错误；
（2）用相同的电加热器分别对质量相等的甲和乙两种液体加热时，在相同的时间t内电热器产生的热量相等，不计热量损失，则甲、乙吸收的热量相等，故C错误；
（3）由图象可知，甲、乙升高相同的温度，甲的加热时间长，则甲吸收的热量多，故D错误。
故选：A。
6．（3分）如图（a）所示电路中，当闭合开关后，两个电压表指针偏转均为图（b）所示，则电阻R1和电阻R2两端电压分别为（ ）
A．4.8V 1.2VB．6V 1.2V
C．1.2V 6VD．1.2V 4.8V
【解答】解：由题中的图可知：V1测的是电源电压；V2测的是R2两端的电压。即V1的示数应大于V2的示数；
而两个电压表的指针偏转角度相同，所以V1选的量程应是0～15V，其分度值是0.5V，读数（即电源电压）为6V；
V2选的量程应是0～3V，其分度值是0.1V，读数（即R2两端的电压）为1.2V；
所以，电阻R1两端的电压为：U1＝U﹣U2＝6V﹣1.2＝4.8V；
故选：A。
7．（3分）如图所示是某起重机示意图。若主梁始终保持水平，当重物由主梁左端靠近支点O的位置出发，缓慢向右移动的过程中，拉力F与重物到支点O的距离s的关系图像是（ ）
A．B．
C．D．
【解答】解：假设主梁需要拉力F作用，减去平衡主梁重力的力F2后，剩下的力设为F1，当重物由主梁支点O向右端缓慢移动的过程中，拉力F1为动力，重物对杠杆的拉力大小等于物体的重力G，动力臂为整个主梁的长度，设为L，阻力臂为s，根据杠杆的平衡条件得：F1L＝Gs，故F1＝，因F＝F1+F2，故F＝+F2，
由关系式知：拉力F与重物到支点O的距离s成一次函数关系，且拉力随s的增大而增大，故A符合题意。
故选：A。
8．（3分）汽车安全带未系提示器是由压力传感器和开关设计而成。当乘客坐上去，满足设置的压力条件时，座椅下的开关S1闭合，若未系安全带（安全带控制开关S2断开）则语音提示：“请系好安全带”，系上安全带后，安全带控制开关S2闭合，语音提示器不工作。下图中R是限流电阻，能够满足要求的是（ ）
A．B．
C．D．
【解答】解：当乘客坐上去，满足设置的压力条件时，座椅下的开关S1闭合，若未系安全带，即安全带控制开关S2断开，则语音提示：“请系好安全带”；系上安全带后，安全带控制开关S2闭合，语音提示器不工作，则将语音提示器短路了，只有C正确。
故选：C。
9．（3分）疫情期间，手持式电子测温仪最为常见，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；在测人的体温时，当被测温者体温较高时，显示仪的示数也会变大.正常条件下关于此测温仪，下列分析正确的是（ ）
A．显示仪是由电流表改装成的
B．热敏电阻R随着温度的升高阻值增大
C．被测温者温度越高，电路消耗的电功率越大
D．将更换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变小
【解答】解：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，电路电流变大，由串联电路电压特点可知，R两端电压越小，由R＝可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，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，电路电流越大，由P＝UI可知，电路消耗的功率也越大，故C正确；
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错误。
故选：C。
10．（3分）学生体测的其中一个项目是坐位体前屈，就是利用“坐位体前屈测试仪”进行身体柔韧性测试。测试者向前推动固定在滑动变阻器滑片上的滑块，滑块被推动的距离越大，仪器的示数就越大（为了确保电路安全，测试仪电路中的滑动变阻器作了不可调至零阻值的设置）。以下的四幅图中肯定不能符合“坐位体前屈测试仪”设计要求的电路是（ ）
A．B．
C．D．
【解答】解：
A．电路为并联电路，电流表测变阻器支路的电流，若滑片向左移动，滑块被推动的距离越大，则接入电路的阻值减小，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以由I＝可知，电流表的示数增大，故A图可以符合要求；
B．电路为串联电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，若滑块向右移动，滑块被推动的距离越大，变阻器接入电路的电阻增大，由串联电路的分压特点可知，电压表的示数增大，故B图可以符合要求；
C．电路为并联电路，电流表测通过定值电阻的电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以滑片移动时电流表的示数不变，故C图不符合要求；
D．电路为串联电路，电压表测定值电阻两端的电压，若滑片向左移动，滑块被推动的距离越大，接入电路的电阻减小，电路中的电流增大，电压表的示数变大，故D图可以符合要求。
故选：C。
二、填空题（本大题共6小题，共16分）
11．（3分）根据图中所示的两盏白炽灯的铭牌，可以知道：
①甲灯上的参数“100W”意思是： 甲灯的额定功率为100W 。
②二者均正常发光时，甲灯的电阻 小于 乙灯的电阻。选填“大于”、“小于”或“等于”）
③二者均正常发光半小时，甲灯消耗的电能是乙灯的 4 倍。
【解答】解：①甲灯上的参数“100W”意思是：甲灯的额定功率为100W；
②两灯泡正常发光时，它们两端的电压均为220V，甲灯的电功率P甲＝100W＞P乙＝25W，
由P＝UI＝的变形式R＝可知，甲灯的电阻小于乙灯的电阻；
③两灯泡均正常发光半小时，消耗的电能之比＝＝＝＝，
即甲灯消耗的电能是乙灯的4倍。
故答案为：①甲灯的额定功率为100W；②小于；③4。
12．（2分）如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机，已知AB长40cm，BC长50cm。室外机的质量为30kg，室外机的重力作用线正好通过AB中点，则A处钉受到的水平拉力F为 200 N（支架重力不计）。为了安全，从力学的角度分析，室外机的位置应尽量 靠近 （选填“靠近”或“远离”）墙壁。
【解答】解：由勾股定理可得，AC＝＝＝30cm。
由题意可知，以C为支点，ABC是一个杠杆。AC为A处螺钉水平拉力的力臂，室外机对其压力的力臂为AB长的，
由杠杆平衡条件可得：F×AC＝G×AB；
即：F×30cm＝300N××40cm；
解得：F＝200N；
为了安全，应减小A处的拉力（若拉力过大，支架对螺钉拉力会使螺钉松动而造成危险）；
在A处拉力和阻力G一定时，室外机的位置越靠近墙壁，室外机对支架压力力臂越小，根据杠杆平衡条件可知，A处的拉力将减小，以保证支架和室外机的安全。
故答案为：200；靠近。
13．（3分）如图所示是同种物质的三种不同状态下的分子结构，其中丙图表示物质处于 液 态（选填“固”、“液”或“气”），物质从丙图变化到乙图时，组成物质的体积变大，分子间作用力 变小 （选填“变大”、“变小”或“不变”），在这一变化过程中要 吸收 （选填“吸收”或“放出”）热量。
【解答】解：由图知，甲为固态物质的分子结构，乙为液气态物质的分子结构、丙为液态物质的分子结构，故丙图表示物质处于液态。物质从丙图变化到乙图时，即物质由液态变为气态，分子的间隙变大，物质的体积变大，分子间的作用力变小，这一变化过程中要吸收热量。
故答案为：液；变小；吸收。
14．（4分）牛肉面是全省人民“舌尖上的美食”。端上一碗牛肉面，香味扑鼻而来，是由于分子的 无规则运动 造成的；端碗时很烫手，是通过 热传递 方式增加了手的内能。
【解答】解：
端上一碗牛肉面，香味扑鼻而来，这时扩散现象，说明分子在不停做无规则运动；
端碗时很烫手，手从碗上吸收了热量，是通过热传递方式增加了手的内能。
故答案为：无规则运动；热传递。
15．（2分）如图所示，验电器A带正电，B不带电。拿一根带绝缘手柄的金属棒把A、B两个验电器的金属球连接起来，在连接瞬间，电流的方向是 由A到B 。（选填“由A到B”或“由B到A”）。
【解答】解：A带正电，B不带电，用一根带有绝缘柄的金属棒把A、B连接起来，自由电子由B到A，自由电子的定向移动方向与电流方向相反，故电流方向由A到B。
故答案为：由A到B。
16．（2分）甲、乙两个带电的气球，悬挂在天花板上的同一个点上，静止时呈现如图所示情形。其中甲球带的电与用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电相同，则乙气球带的是 正 电，甲球对乙球的力记为F1，乙球对甲球的力记为F2，可以判断F1 ＝ F2（选填“＞”、“＜”或者“＝”）。
【解答】解：图中两个气球相互排斥，根据电荷间相互作用规律可知两个气球都带电，并且带的是同种电荷；由于甲球带的电与用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电（带正电）相同，所以乙气球也带正电；
甲球对乙球的力F1与乙球对甲球的力F2是一对相互作用力，两者大小相等，方向相反。
故答案为：正；＝。
三、计算题（本大题共2小题，共19分）
17．（8分）如图甲所示为一个超声波加湿器，如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V，定值电阻R0的阻值为30Ω，电流表的量程为0～200mA，电压表的量程为0～9V，湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图象如图丙所示。则在电路安全工作的前提下，请计算出：
（1）当电流表的示数为100mA时，求R接入电路中的阻值；
（2）当湿度RH＝60%时，求电压表示数；
（3）当湿度RH＝60%时，加湿器消耗的总功率；
（4）当电压表示数为6V时，求湿度RH的值。
【解答】解：（1）当I＝100mA＝0.1A时，
由I＝得，电路总电阻：
R＝＝＝120Ω，
因串联电路总电阻等于各分电阻之和，
则此时R接入电路中的阻值为：
R＝R总﹣R0＝120Ω﹣30Ω＝90Ω。
（2）当RH＝60%时，由图象可知，R1＝70Ω，
则总电阻：R总＝R0+R1＝30Ω+70Ω＝100Ω，
所以电流为：I1＝＝＝0.12A，
则湿敏电阻两端的电压U1＝I1R1＝0.12A×70Ω＝8.4V。
（3）当湿度RH＝60%时，加湿器消耗的总功率为：
P总＝UI1＝12V×0.12A＝1.44W；
（4）当电压表示数为6V时，即：U′＝6V，
由串联电路分压特点可知，R0两端的电压：U0＝U﹣U′＝12V﹣6V＝6V，
则电路中电流I′＝＝＝0.2A，
由I＝得，此时湿敏电阻的阻值：
R′＝＝＝30Ω；
由图象可知，当R′＝30Ω时，此时湿度RH的值为20%。
答：（1）当电流表的示数为100mA时，R接入电路中的阻值90Ω；
（2）当湿度RH＝60%时，电压表示数为8.4V；
（3）当湿度RH＝60%时，加湿器消耗的总功率为1.44W；
（4）当电压表示数为6V时，湿度RH的值20%。
18．（11分）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图象，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值约为3×107J/kg，求：
（1）经过4min时间加热，水所吸收的热量；
（2）若煤炉烧水时的热效率为5%，则4min内完全燃烧了多少千克的煤？
【解答】解：（1）水的温度变化：△t＝70℃﹣20℃＝50℃，
水吸收热量为：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×50℃＝2.1×106J。
（2）煤完全燃烧放出的热量Q放＝＝＝4.2×107J，
煤的质量m煤＝＝＝1.4kg。
答：（1）经过4min时间加热，水所吸收的热量为2.1×106J。
（2）若煤炉烧水时的热效率为5%，则4min内完全燃烧了1.4千克的煤。
四、实验探究题（本大题共3小题，共25分）
19．（8分）某兴趣小组设计了一款“发光滑动变阻器”，通过发光二极管的发光情况显示变阻器接入部分和电流通过的路径，利用此变阻器做了如下研究。
（1）对照图甲，请将图乙中的电路图补充完整。
（2）这种变阻器在使用过程中要注意电流的流向，这与发光二极管的 单向导电 特性有关。实验中发现电压表、电流表均无示数，若电路中只有一处故障，可能是 R1断路 。（选填“R1断路”、“R2短路”或“R断路”）
（3）闭合开关，移动滑片，记录发光二极管的发光个数以及电压表、电流表的示数如下表，可算出单个发光二极管代表的变阻器阻值是 2 Ω。
【解答】解：（1）甲中电压表与变阻器并联，据此画出如下电路图：
（2）这种变阻器在使用过程中要注意电流的流向，这与发光二极管的单向导电特性有关；
若R1断路，则整个电路断路，两表都没有示数，符合题意；
若R1短路，电路为通路，两表都有示数，不符合题意；
若R断路，电流表没有示数，则电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数，不符合题意；
故实验中发现电压表、电流表均无示数，若电路中只有一处故障，可能是R1接触不良；
（3）由表中第1组数据，根据欧姆定律知，5个发光二极管的电阻为：
R＝＝＝10Ω，故单个发光二极管代表的变阻器阻值是2Ω。
故答案为：（1）如上；（2）单向导电；R1断路；（3）2。
20．（10分）在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，有如下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池、定值电阻R（分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）导线若干。美裕在实验时连接的电路如图所示：
（1）在探究“电流与电压的关系”实验中：
①闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至 A （填“A”或“B”）端；
②闭合开关S，无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表示数几乎为零，电压表示数约为3V，此时，电路出现的故障可能是 定值电阻R断路 ，美裕排除故障后继续实验。
（2）在探究“电流与电阻的关系”实验中：
①静仪先将R＝10Ω的电阻接入，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流表示数；接着在滑动变阻器的滑片位置不变，把R换为15Ω的电阻时，应向 A （填“A”或“B”）方向移动滑动变阻器的滑片P，才能使电压表示数为2.5V，同时记下电流表的示数；
②若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验，应该选取至少标有 5 Ω的滑动变阻器；
（3）若继续使用该实验电路，还可以进行的实验有 测量定值电阻的电功率 。（只要求填写一个实验名称）
【解答】解：（1）在探究“电流与电压的关系”实验中：
①闭合开关前，保护电路的滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处的A端；
②由电流表示数几乎为零、电压表示数约为3V可知，电路故障可能为电压表并联的定值电阻R断路；
（2）在探究“电流与电阻的关系”实验中：
①探究“电流与电阻的关系”时应控制定值电阻两端的电压不变，静仪将R＝10Ω的电阻换为15Ω的电阻时，由串联电路的分压特点可知，定值电阻两端的电压变大，要使电压表示数为2.5V不变，应减小定值电阻两端的电压，增大滑动变阻器两端的电压，由分压特点可知，应增大滑动变阻器接入电路中的电阻，即滑片右移；
②一节干电池的电压为1.5V，两节干电池串联组成电源的电压：U＝3V，
由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，定值电阻和滑动变阻器接入电路中的阻值之比：＝＝＝5，
当R＝25Ω时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大：R滑大＝R＝×25Ω＝5Ω，即应该选取至少标有5Ω的滑动变阻器；
（3）若继续使用该实验电路，由P＝UI可知，还可以进行的实验有测量定值电阻的电功率。
故答案为：（1）①A；②定值电阻R断路；（2）①A；②5；（3）测量定值电阻的电功率。
21．（7分）生活中我们经常使用简单机械。
（1）如图甲所示的滑轮组将重85N的物体匀速提升2m，拉力大小为50N，滑轮组的机械效率 85% ，根据这些已知量条件，以下四个物理量：①动滑轮的重力②动滑轮提升的高度③额外功④拉力的功率，其中能求出的有 ② 和 ③ （填写序号）．
（2）如图乙所示，质量2kg的物体在沿斜面向上的拉力F作用下，从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面高为h，斜面长为s，且s＝2h，斜面的机械效率为80%，则物体所受到的拉力F＝ 12.5 N，受到的摩擦力f＝ 2.5 N．
【解答】解：
（1）拉力做的有用功：W有＝Gh＝85N×2m＝170J；
由图可知，n＝2，拉力端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝50N×4m＝200J；
滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%＝85%；
①存在摩擦和绳重，无法求出动滑轮的重力；
②因为动滑轮和物体一起运动，动滑轮上升的高度等于物体上升的高度，大小为2m；
③额外功等于总功减去有用功，W额＝W总﹣W有用＝200J﹣170J＝30J；
④因为不知道做功时间，所以无法计算拉力的功率；
可见，还能求出的有②、③。
（2）根据η＝＝＝＝，
则物体所受到的拉力：
F＝＝＝＝12.5N，
s＝2h，若不计摩擦，直接用手做的功等于利用机械做的功，Gh＝F′l，
沿斜面把物体拉上去的力：F′＝×G＝×20N＝10N，
故受到的摩擦力：f＝12.5N﹣10N＝2.5N.
故答案为：（1）85%；②；③； （2）12.5；2.5。
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日期：2021/5/20 17:48:07；用户：18727515989；邮箱：18727515989；学号：22506600实验次数
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2
3
二极管发光个数
5
4
2
电压表示数/V
2.5
2.4
2
电流表示数/A
0.25
0.3
0.5
实验次数
1
2
3
二极管发光个数
5
4
2
电压表示数/V
2.5
2.4
2
电流表示数/A
0.25
0.3
0.5