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广东省肇庆市怀集县2021-2022学年九年级上学期期末物理试题
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这是一份广东省肇庆市怀集县2021-2022学年九年级上学期期末物理试题，共19页。试卷主要包含了填空题，作图题，实验题，计算题，综合能力题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年广东省肇庆市怀集县九年级（上）期末物理试卷
一、单项选择题（本大题7小题，每小题3分，共21分）在每小题列出的四个选项中，只有一个是正确的，请把答题卡上对应题目所选的选项涂黑．
1．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．功率越大的机械做功越快
B．功率越大的机械做功越多
C．机械效率越高的机械做功越快
D．机械效率越高的机械做功越多
2．（3分）下面事例中，通过热传递方式改变物体内能的是（ ）
A．双手相互摩擦，手会变暖和
B．用热水袋焐手，手会变暖和
C．反复弯折铁丝，弯折处变热
D．水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起
3．（3分）许多家庭的卫生间都安装有照明灯和换气扇。使用时，有时需要各自独立工作，有时需要它们同时工作。如图所示的电路中，你认为符合上述要求的是（ ）
A． B．
C． D．
4．（3分）根据欧姆定律公式I＝U/R，可导出R＝U/I，下面说法正确的是（ ）
A．当导体两端电压为零时，导体的电阻也为零
B．导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
C．导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
D．导体电阻的大小跟导体两端的电流成反比
5．（3分）小梦同学是个爱动脑的孩子，她想知道家里电热水壶的实际功率多大，于是她将家里其他用电器都关闭，只让电热水壶单独工作了72s，如图的电能表转盘转了50转，下列说法正确的是（ ）
A．此电能表转盘每小时转过2500转
B．电能表是测量电路中用电器功率的仪器
C．此电能表所在电路的最大电功率为2200kW
D．该电热水壶的实际功率是1000W
6．（3分）为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，某同学使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实践，如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．要使电磁铁的磁性增强，滑动变阻器的滑片应向右滑动
B．用电磁铁吸引大头针的数目显示它的磁性强弱
C．两电磁铁的线圈串联是为了探究磁性强弱与电流的关系
D．B线圈的匝数多，说明通过B线圈的电流大于通过A线圈的电流
7．（3分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S由闭合变为断开时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表A1、A2的示数都变小
B．电流表A1的示数不变，A2的示数变大
C．灯泡L1亮度变暗，电路消耗的总功率变小
D．灯泡L1亮度不变，电路消耗的总功率变小
二、填空题（本大题7小题，每空1分，共21分）
8．（3分）在水平地面上、小琪同学用200N的水平推力推动重300N的箱子，6s内前进了6m，在这个过程中，木箱所受重力对木箱做功为 J；她对木箱做功为 J；她对木箱做功的功率为 W。
9．（3分）汽车在行驶过程中，发动机会发热，这是通过 的方式增加了内能，发动机工作时， 冲程把内能转化为机械能。一辆汽车一年行驶两万公里，消耗汽油2t，这些汽油完全燃烧放出 J的热量（q汽油＝4.6×107J/kg）。
10．（3分）一节干电池的电压为 V，对人体安全的电压不高于 V，我国家庭电路的电压为 V。
11．（3分）如图所示的电路中，闭合开关 时，L1和L2串联；闭合开关 时，L1和L2并联；同时闭合S1、S2、S3，将会发生 现象。
12．（3分）如图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系。物理学家 做了大量的实验，最先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，其表达式为 。
13．（3分）小明去地铁站时发现电梯空载运动较慢，有人站上去时运动较快。如图是电梯的动力装置示意图，小明分析：当人站在电梯上，压敏电阻R的阻值减小，电磁铁的磁性变 ，衔铁与触点 （填“1”或“2”）接触，带动电梯的电动机的转速变 。
14．（3分）在如图1所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V．闭合开关S后，当滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的I一U关系图象如图2所示。则小灯泡发光时的最小功率为 W，滑动变阻器的最大阻值为 Ω，整个电路的最大电功率为 W．
三、作图题（共8分）
15．（2分）如图已知螺线管的极性请画出小磁针的极性及电源极性。
16．（3分）根据实物图（如图），在方框内画出相应的电路图。
17．（3分）根据如图所示的电路图，用笔画线代替导线，连接实物电路（要求导线不能交叉）
四、实验题（本大题3小题，共19分）
18．（5分）在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况如图所示。
（1）在此实验中，研究对象是 （选填“铁块”或“木桩”），我们是通过观察 来比较研究对象重力势能的大小。
（2）若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是hA hB。
（3）若A、C两铁块下落的高度相同，则两铁块的质量关系是mA mC。
（4）下列实验用到的方法和问题（1）中相同的是 。
A．研究滑动摩擦力跟什么因素有关；
B．探究正在发声的音叉放入水中溅起水花；
C．探究杠杆的平衡条件；
D．牛顿第一定律的得出。
19．（6分）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相等，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过 来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）。
（2）比较不同物质吸热升温的特点，应选择 两图进行实验，比热容的概念采用比值定义法，物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的 之比，叫做比热容。
（3）如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，由图可以看出， 液体的温度升高得较快，升高相同的温度 液体吸收热量多。
20．（8分）图甲是“探究电流与电压关系”的实验电路，三个小组的同学分别用5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻和两节干电池进行探究。
（1）请用笔画线代替缺少的2根导线，将图甲的电路连接完整（要求：导线不能交叉，滑片P向B端移动时，电路中的电流变大）。
（2）正确连接电路，闭合开关，移动滑片P，发现电流表无示数，电压表有示数。可能的故障是定值电阻R （选填“断路”或“短路”）；排除故障，缓慢移动滑片P到某位置时。电压表的示数如图乙所示，为 V。
（3）将不同小组的数据汇总后，得到表的数据，分析可得：在电阻一定的情况下，通过导体的电流和导体两端的电压成 比。
R1
5Ω
R2
10Ω
R3
15Ω
U/V
0.8
1.0
1.5
2.0
U/V
1.2
1.8
2.2
2.6
U/V
1.5
1.8
2.1
2.4
I/A
0.16
0.20
0.30
0.40
I/A
0.12
0.18
0.22
0.26
I/A
0.10
0.12
0.14
0.16
（4）在进一步探究“电流与电阻的关系”实验中：
①若保持定值电阻两端的电压为1.5V不变，在上表的数据中有 组可用于分析；
②为得到更多的实验数据，老师给每个小组再提供一个30Ω的定值电阻R0．某小组在实验中，无论怎样移动滑片P都不能将R0两端电压调为1.5V，其原因是滑动变阻器的最大阻值太 （选填“大”或“小”）。该小组所使用的滑动变阻器的规格可能 （选填下列选项前的字母）。
A.10Ω 3A
B.20Ω 2A
C.50Ω 1A
五、计算题（本大题2小题，共12分）
21．（6分）如图所示是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。某次操作中，工人用500N的拉力F在1min内将总重为1200N的泥土匀速提升5m。在这段时间内：
（1）拉力F所做的有用功是多少？
（2）拉力F做功的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多少？
22．（6分）某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V。图甲是其电路原理图。S0为温控开关，R1，R2为电热丝（阻值不变），某饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图像如图乙所示求：
（1）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能；
（2）饮水机处于保温挡时，通过R1的电流；
（3）R2的阻值。
六、综合能力题（本大题3小题，共19分）
23．（7分）运用知识解决问题：
（1）小明到海水浴场玩，他光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚，当身体进入水中时，觉得水比较凉，这是因为：水的比热容 ，海水和沙子相比，在同样受热时，沙子的温度变化比海水 。
（2）下列现象中，属于机械能转化为内能的是 （填字母）。
A.航天飞行器穿越大气层时表面发热
B.冬天用热水袋取暖
C.放爆竹时，爆竹腾空而起
D.电灯发出光和热
（3）火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的 小且 大。
（4）“嫦娥一号”卫星绕月飞行时在遭遇月食期间没有太阳光照射，卫星表面的温度会急剧下降， 减小，这是通过 的方式改变物体的内能。
24．（6分）如图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，且受定位挡板限制只能在电阻上滑动，当油面在A处时，滑动变阻器的滑片恰好在最下端；当油面在B处时，滑动变阻器的滑片在最上端。从油量表（由电流表改装而成，电流表的量程是0～0.6A）指针所指的刻度，可以知道油箱内油面的高度。现已知电源电压是U＝6V，定值电阻的阻值是R'＝10Ω。
（1）电阻R'的作用是 。
（2）已知电流增大时，电流表指针向右偏转，则油面 （选“上升”或“下降”）。
（3）当油面处在A处时，电流表示数为 A。
（4）当油量表指针指在刻度盘的中央时，定值电阻R'两端的电压为 V．此时，R滑动变阻器滑片刚好也在中央，滑动变阻器R连入的阻值是 Ω。
（5）当油量用完，油面在B处时，电流表示数为 A。
25．（6分）如图甲所示为某太阳能百叶窗的示意图，它既能遮阳，还能发电。它的构造特点是百叶窗的叶片为太阳能电池板（以下简称电池板），其工作电路示意图如图乙所示，电池板将太阳能转化为电能（转化效率为10%），为蓄电池充电，蓄电池再向节能灯供电，设太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1×103J（即为1×103W/m2），电池板对蓄电池充电的功率为60W。蓄电池充满电后，能够让10盏“12V 4W”节能灯正常工作6小时，不考虑蓄电池充电和供电时的电能损耗，则：
（1）电池板对蓄电池充电，是将电能转化为 能的过程。
（2）白天蓄电池处于充电不供电状态，在图乙中应闭合开关 。
（3）10盏“12V 4W”节能灯正常工作时的总电功率为 W。
（4）要将剩余一半电量的蓄电池充满电，电池板需对蓄电池充电 小时，若充电电压为25V，则充电电流为 A。
（5）该百叶窗电池板的面积为 m2。
2021-2022学年广东省肇庆市怀集县九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本大题7小题，每小题3分，共21分）在每小题列出的四个选项中，只有一个是正确的，请把答题卡上对应题目所选的选项涂黑．
1．【解答】解：物体做功的功率越大，表示这个物体做功越快，机械效率是有用功和总功的比值，和功率没有关系。
故选：A。
2．【解答】解：A、双手相互摩擦，手会变暖和，机械能转化为手的内能，是通过做功的方式改变物体的内能，故A不符合题意；
B、用热水袋焐手，手从热水袋上吸收热量，手会变暖和，是通过热传递改变了物体的内能，故B符合题意；
C、反复弯折铁丝，对铁丝做功，机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能，故C不符合题意；
D、水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，是通过做功的方式改变物体的内能，故D不符合题意。
故选：B。
3．【解答】解：
根据要求电灯与换气扇相互不影响，能独立工作，故应使电灯与风扇并联，有时需要各自独立工作，有时需要它们同时工作，所以各自的支路有一个开关控制，干路上没有开关。
故选：A。
4．【解答】解：公式R＝说明，导体电阻的大小是导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值，
电阻是导体本身的一种性质，与它两端的电压和通过的电流无关，当电压为0时，电阻大小不变。
故A、C、D说法错误，B说法正确。
故选：B。
5．【解答】解：A．2500r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，转盘转2500圈，故A错误；
B、电能表是测量电路中用电器消耗电能的仪器，故B错误；
C、此电能表所在电路的最大电功率P＝UI＝220V×20A＝4400W，故C错误
D．因2500r/kW•h表示转盘转1圈，电路中消耗kW•h的电能，所以，电能表转盘转了50r消耗的电能：
W＝kW•h＝0.02kW•h，
电热水壶的实际功率：
P＝＝＝1kW＝1000W，故D正确。
故选：D。
6．【解答】解：
A、由图可知，变阻器的滑片向左滑动，电阻的阻值减小，电路中的电流增大，所以电磁铁的磁性增强，故A错误；
B、在实验中电磁铁的磁性强弱无法直接看出，通过吸引大头针的多少来进行判断。吸引的大头针越多，说明电磁铁的磁性越强，否则越弱，故B正确；
CD、两电磁铁的线圈串联是为了使通过两线圈的电流相等，研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数之间的关系，故CD错误。
故选：B。
7．【解答】解：由电路图可知，开关闭合时，两灯泡并联，电流表A1测L1支路的电流，电流表A2测干路电流。
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，当开关S由闭合变为断开时，L1两端电压和通过的电流不变，即电流表A1的示数不变，L1亮暗不变；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，开关断开后，只有L1发光，干路电流变小，即电流表A2的示数变小；
由P＝UI可知，电路消耗的总功率变小，综上所述，D正确。
故选：D。
二、填空题（本大题7小题，每空1分，共21分）
8．【解答】解：（1）由题知，箱子在水平地面上运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力做功为0J；
（2）小琪对木箱做功：W＝Fs＝200N×6m＝1200J；
（3）小琪的功率：P＝＝＝200W。
故答案为：0；1200；200。
9．【解答】解：
汽车在行驶过程中，发动机会发热，这是通过热传递的方式增加了内能，发动机的做功冲程中把内能转化为机械能；
完全燃烧2t汽油放出的热量：Q＝mq＝2×103kg×4.6×107J/kg＝9.2×1010J。
故答案为：热传递；做功；9.2×1010。
10．【解答】解：一节干电池的电压为1.5V；
对人体安全的电压不高于36V；
我国家庭电路的电压为220V。
故答案为：1.5；36；220。
11．【解答】解：要使灯泡L1、L2串联，则电流只有一条路径：正极→L1→S2→L2→负极，所以应只闭合开关S2；
要使电灯L1和L2并联，那么电流从电源正极出发后，分别经过灯泡L1、L2，然后汇合一点后回到电源的负极，由图知应闭合开关S1、S3；
如果电路同时将开关S1、S2、S3闭合，电流会不经过灯泡直接流回电源的负极，形成电源短路，会损坏电源。
故答案为：S2；S1、S3；电源短路。
12．【解答】解：（1）电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关；图中两电阻串联中，通过的电流和通电时间相同，而电阻大小不同，所以该装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系；
（2）物理学家焦耳做了大量的实验，最先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，关系式为Q＝I2Rt。
故答案为：电阻；焦耳；Q＝I2Rt。
13．【解答】当有人走上电梯后，压敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，电磁铁磁性变强，则衔铁被吸下，与触点2接触，则电阻R1被短路，电动机两端电压增大为电源电压，通过电动机的电流变大，电动机转速变快，使电梯运动变快。
故答案为：强；2；快。
14．【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑片P位于左端时，电路为L的简单电路，电压表测电源的电压，电路的电流最大，
由图象可知，电路中的最大电流I大＝2A，电压表的最大示数即电源的电压U＝12V，
则整个电路的最大电功率：
P＝UI＝12V×2A＝24W；
当滑片P位于右端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，
由图象可知，电路中的电流I小＝1A，UL＝3V，
则小灯泡发光时的最小功率：
PL＝ULI小＝3V×1A＝3W，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
UR＝U﹣UL＝12V﹣3V＝9V，
由I＝可得，滑动变阻器的最大阻值：
R＝＝＝9Ω。
故答案为：3；9；24。
三、作图题（共8分）
15．【解答】解：（1）小磁针在磁场力的作用下自由静止时，其左端靠近螺线管的N极，右端靠近螺线管的S极，说明小磁针的左端为S极，右端为N极。
（2）螺线管的左端为N极，右端为S极，结合图示的线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向是从螺线管的右端流入左端流出。
在电源的外部，电流从电源的正极流出，经过外电路回到负极，故电源的左端为正极，右端为负极。
答案如下图所示：
16．【解答】解：由实物图可知：从电源的正极开始，流出的电流，依次经滑动变阻器、灯泡、电流表、开关后流回电源的负极，电压表并联在灯泡和滑动变阻器的两端，如下图：
17．【解答】解：由电路图可知，两灯泡并联，电流表位于干路，开关S1位于干路，开关S2位于L2支路，
从电源的正极出发，依次经S1、电流表、L2、S2回到电源的负极，然后把L1并联在L2和S2两端，如下图所示：
四、实验题（本大题3小题，共19分）
18．【解答】解：
（1）在此实验中，铁块撞击木桩时，铁块的重力势能转化为木桩的动能，故研究对象是铁块；铁块的重力势能就越大，说明木桩获得的能量就越多，木桩陷入沙坑越深，即我们是通过观察木桩陷入沙坑中的深度来比较铁块重力势能的大小；
（2）由图可知，B撞击木桩陷入沙坑的深度大，说明B的重力势能大，若A、B两铁块质量相等，则铁块B下落的高度大，即hA＜hB；
（3）若A、C两铁块下落的高度相等，C撞击木桩陷入沙坑的深度大，说明C的重力势能大，则铁块C的质量大，即mA＜mC；
（4）由（1）知此实验用到了转换法；
A、影响滑动摩擦力的因素有：压力和接触面的粗糙程度，则研究滑动摩擦力跟什么因素有关时，用到了控制变量法，故A不符合题意；
B．音叉的振动看不见，用看得见的“水花溅起”来说明音叉的振动，用到了转换法，故B符合题意；
C．探究杠杆的平衡条件，用到了归纳法，故C不符合题意；
D．牛顿第一定律的得出用到了实验推理法，故D不符合题意。
故选B。
故答案为：（1）铁块；木桩陷入沙坑中的深度；（ 2）＜；（3）＜；（4）B。
19．【解答】解：（1）为了比较不同燃料的热值，要用相同质量的不同燃料，加热质量相同的同种液体，根据Q＝cmΔt，液体升温越高，则燃料完全燃烧放出的热量越多，这种燃料热值越大，故应选择甲、乙两图进行实验，燃料完全燃烧放出热量的多少，是通过温度计示数的变化来反映的；
（2）比较不同物质吸热升温的特点：应控制燃料相同而吸热物质不同，选择甲、丙两图进行实验；
物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比，叫做比热容；
（3）如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，由图可以看出，a液体的温度升高得较快；
升高相同的温度时，b液体需要加热的时间长，所以b液体吸收热量多。
故答案为：（1）甲、乙；温度计升高的示数；（2）甲、丙；质量和升高温度的乘积；（3）a；b。
20．【解答】解：（1）滑片P向B端移动时，电路中的电流变大，即电阻变小，故变阻器右下接柱连入电路中，电源电压为3V，由欧姆定律，电路的最大电流：
I大＝＝＝0.6A，故电流表选用小量程与电阻串联；
（2）正确连接电路，闭合开关，移动滑片P，发现电流表无示数，电路可能断路，电压表有示数，电压表与电源连通，可能的故障是定值电阻R断路；
排除故障，缓慢移动滑片P到某位置时，电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，为1.8V；
（3）将不同小组的数据汇总后，对R1而言，＝﹣﹣﹣﹣＝5Ω，同理，对R2、R3也有类似的结论，即电压与对应的电流之比为一定值，故可得：在电阻一定的情况下，通过导体的电流和导体两端的电压成正比；
（4）在进一步探究“电流与电阻的关系”实验中：
①若保持定值电阻两端的电压为1.5V不变，由上表的数据中有2组可用于分析；
②当R3＝15Ω时，若电压表为1.5V，因电源电压为3V，则变阻器的电压为1.5V，由分压原理，变阻器连入电路的电阻为15Ω；
同理，当用一个30Ω的定值电阻R0实验时，要控制电压不变，变阻器的电阻为30Ω，故无论怎样移动滑片P都不能将R0两端电压调为1.5V（大于1.5V），其原因是滑动变阻器的最大阻值太小（小于30Ω）；
该小组所使用的滑动变阻器的规格可能20Ω 2A，选B。
故答案为：（1）如上所示；（2）断路；1.8；（3）正；（4）①2；②小；B。
五、计算题（本大题2小题，共12分）
21．【解答】解：（1）拉力F所做的有用功：W有＝Gh＝1200N×5m＝6000J；
（2）由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×5m＝15m，
拉力F做的总功：W总＝Fs＝500N×15m＝7500J，
拉力F做功的功率：P＝＝＝125W；
（3）滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%。
答：（1）拉力F所做的有用功是6000J；
（2）拉力F做功的功率是125W；
（3）滑轮组的机械效率是80%。
22．【解答】解：
（1）由图乙知，加热挡的功率为P加热＝484W，加热时间为t＝5min＝300s，
饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为：W＝P加热t＝484W×300s＝1.452×105J；
（2）当开关S、S0闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，根据P＝可知，饮水机的总功率最大，此时为加热状态；
当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，饮水机处于保温状态；
根据图乙知保温挡的功率为44W，
根据P＝UI知，保温挡时通过R1的电流为：
I＝＝＝0.2A；
（3）因电路的总功率等于各用电器功率之和，
所以，加热时电阻丝R2的电功率：
P2＝P加热﹣P1＝P加热﹣P保温＝484W﹣44W＝440W，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
由P＝可得，电阻R2的阻值：
R2＝＝＝110Ω。
答：（1）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为1.452×105J；
（2）饮水机处于保温挡时，通过R1的电流为0.2A；
（3）R2的阻值为110Ω。
六、综合能力题（本大题3小题，共19分）
23．【解答】解：
（1）根据Q＝cm△t可知，质量相同的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的温度改变较小；
水的比热容较大，同样受热的情况下，吸收相同热量，沙子的温度变化比海水大，因此，小明光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚，当身体进入水中时，觉得水比较凉；
（2）A、航天飞行器穿越大气层时，与大气层发生摩擦，表面发热内能增加，属于通过做功的方式使内能增加，机械能转化为内能，故A符合题意；
B、冬天用热水袋取暖，是通过热传递的方式增加物体的内能，故B不符合题意；
C、爆竹点燃后腾空升起，是爆炸产生的气体的内能转化为爆竹的机械能，故C不符合题意；
D、电灯消耗电能发出光和热，是电能转化为光能和内能，故D不符合题意。
（3）火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的密度小，单位体积质量小，且热值大，在同样情况下，可以释放更多的热量；
（4）没有太阳光照射时的卫星表面的温度会急剧下降，即其质量不变，温度降低，内能减小，这是通过热传递的方式改变物体内能的。
故答案为：（1）大；（2）A；（3）密度；热值；（4）内能；热传递。
24．【解答】解：（1）如果油箱中的油越来越多的时候，滑动变阻器的阻值就会越来越小，此时电路中的电流就会越来越大，为了防止由于电流过大而烧坏油量表（电流表），应该给电路中串联一个定值电阻，这样就可以防止电路中的电流过大而烧坏仪表；
（2）当电流增大时，电路中的总电阻减小，即滑动变阻器接入电路中的电阻减小，滑片下移，由图可知油面上升；
（3）当油面在A处时，电路为R′的简单电路，电流表的示数：
I＝＝＝0.6A；
（4）因电流表的量程为0～0.6A，
所以，当油量表指针指在刻度盘的中央时，电路中的电流I′＝0.3A，
定值电阻R′两端的电压：
U′＝I′R′＝0.3A×10Ω＝3V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器R两端的电压：
UR＝U﹣U′＝6V﹣3V＝3V，
此时滑动变阻器R接入的阻值：
R＝＝＝10Ω；
（5）由于当油量表指针指在刻度盘的中央时，R滑动变阻器滑片刚好也在中央，
滑动变阻器的最大电阻为：R滑大＝2R＝2×10Ω＝20Ω，
油用完时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中电流表的示数：
I′＝＝＝0.2A。
答：（1）保护电路；（2）上升；（3）0.6；（4）3；10；（5）0.2。
25．【解答】解：（1）电池板对蓄电池充电，消耗了电能，获得了化学能，是将电能转化为化学能的过程；
（2）白天蓄电池处于充电状态，蓄电池相当于用电器，太阳能电池、蓄电池、开关S1构成通路，故在图乙中应闭合开关S1；
（3）10盏“12V 4W”节能灯正常工作时的总电功率为：P总＝10P＝10×4W＝40W；
（4）蓄电池充满电后，能够让10盏“12V 4W”节能灯正常工作6小时，蓄电池充满电的电能为：W＝P总t＝40×10﹣3kW×6h＝0.24kW•h；
由可知，要将剩余一半电量的蓄电池充满电，电池板需对蓄电池充电时间为：；
若充电电压为25V，由P＝UI可得，则充电电流为：；
（5）太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1.0×103J（即为1.0×103W/m2），电池板将太阳能转化为电能（转化效率为10%），
则有，
解得：S＝0.6m2。
故答案为：（1）化学；（2）S1；（3）40；（4）2；2.4；（5）0.6。
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2021-2022学年广东省肇庆市怀集县九年级（上）期末物理试卷
一、单项选择题（本大题7小题，每小题3分，共21分）在每小题列出的四个选项中，只有一个是正确的，请把答题卡上对应题目所选的选项涂黑．
1．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．功率越大的机械做功越快
B．功率越大的机械做功越多
C．机械效率越高的机械做功越快
D．机械效率越高的机械做功越多
2．（3分）下面事例中，通过热传递方式改变物体内能的是（ ）
A．双手相互摩擦，手会变暖和
B．用热水袋焐手，手会变暖和
C．反复弯折铁丝，弯折处变热
D．水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起
3．（3分）许多家庭的卫生间都安装有照明灯和换气扇。使用时，有时需要各自独立工作，有时需要它们同时工作。如图所示的电路中，你认为符合上述要求的是（ ）
A． B．
C． D．
4．（3分）根据欧姆定律公式I＝U/R，可导出R＝U/I，下面说法正确的是（ ）
A．当导体两端电压为零时，导体的电阻也为零
B．导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
C．导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
D．导体电阻的大小跟导体两端的电流成反比
5．（3分）小梦同学是个爱动脑的孩子，她想知道家里电热水壶的实际功率多大，于是她将家里其他用电器都关闭，只让电热水壶单独工作了72s，如图的电能表转盘转了50转，下列说法正确的是（ ）
A．此电能表转盘每小时转过2500转
B．电能表是测量电路中用电器功率的仪器
C．此电能表所在电路的最大电功率为2200kW
D．该电热水壶的实际功率是1000W
6．（3分）为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，某同学使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实践，如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．要使电磁铁的磁性增强，滑动变阻器的滑片应向右滑动
B．用电磁铁吸引大头针的数目显示它的磁性强弱
C．两电磁铁的线圈串联是为了探究磁性强弱与电流的关系
D．B线圈的匝数多，说明通过B线圈的电流大于通过A线圈的电流
7．（3分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S由闭合变为断开时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表A1、A2的示数都变小
B．电流表A1的示数不变，A2的示数变大
C．灯泡L1亮度变暗，电路消耗的总功率变小
D．灯泡L1亮度不变，电路消耗的总功率变小
二、填空题（本大题7小题，每空1分，共21分）
8．（3分）在水平地面上、小琪同学用200N的水平推力推动重300N的箱子，6s内前进了6m，在这个过程中，木箱所受重力对木箱做功为 J；她对木箱做功为 J；她对木箱做功的功率为 W。
9．（3分）汽车在行驶过程中，发动机会发热，这是通过 的方式增加了内能，发动机工作时， 冲程把内能转化为机械能。一辆汽车一年行驶两万公里，消耗汽油2t，这些汽油完全燃烧放出 J的热量（q汽油＝4.6×107J/kg）。
10．（3分）一节干电池的电压为 V，对人体安全的电压不高于 V，我国家庭电路的电压为 V。
11．（3分）如图所示的电路中，闭合开关 时，L1和L2串联；闭合开关 时，L1和L2并联；同时闭合S1、S2、S3，将会发生 现象。
12．（3分）如图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系。物理学家 做了大量的实验，最先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，其表达式为 。
13．（3分）小明去地铁站时发现电梯空载运动较慢，有人站上去时运动较快。如图是电梯的动力装置示意图，小明分析：当人站在电梯上，压敏电阻R的阻值减小，电磁铁的磁性变 ，衔铁与触点 （填“1”或“2”）接触，带动电梯的电动机的转速变 。
14．（3分）在如图1所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V．闭合开关S后，当滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的I一U关系图象如图2所示。则小灯泡发光时的最小功率为 W，滑动变阻器的最大阻值为 Ω，整个电路的最大电功率为 W．
三、作图题（共8分）
15．（2分）如图已知螺线管的极性请画出小磁针的极性及电源极性。
16．（3分）根据实物图（如图），在方框内画出相应的电路图。
17．（3分）根据如图所示的电路图，用笔画线代替导线，连接实物电路（要求导线不能交叉）
四、实验题（本大题3小题，共19分）
18．（5分）在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况如图所示。
（1）在此实验中，研究对象是 （选填“铁块”或“木桩”），我们是通过观察 来比较研究对象重力势能的大小。
（2）若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是hA hB。
（3）若A、C两铁块下落的高度相同，则两铁块的质量关系是mA mC。
（4）下列实验用到的方法和问题（1）中相同的是 。
A．研究滑动摩擦力跟什么因素有关；
B．探究正在发声的音叉放入水中溅起水花；
C．探究杠杆的平衡条件；
D．牛顿第一定律的得出。
19．（6分）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相等，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过 来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）。
（2）比较不同物质吸热升温的特点，应选择 两图进行实验，比热容的概念采用比值定义法，物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的 之比，叫做比热容。
（3）如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，由图可以看出， 液体的温度升高得较快，升高相同的温度 液体吸收热量多。
20．（8分）图甲是“探究电流与电压关系”的实验电路，三个小组的同学分别用5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻和两节干电池进行探究。
（1）请用笔画线代替缺少的2根导线，将图甲的电路连接完整（要求：导线不能交叉，滑片P向B端移动时，电路中的电流变大）。
（2）正确连接电路，闭合开关，移动滑片P，发现电流表无示数，电压表有示数。可能的故障是定值电阻R （选填“断路”或“短路”）；排除故障，缓慢移动滑片P到某位置时。电压表的示数如图乙所示，为 V。
（3）将不同小组的数据汇总后，得到表的数据，分析可得：在电阻一定的情况下，通过导体的电流和导体两端的电压成 比。
R1
5Ω
R2
10Ω
R3
15Ω
U/V
0.8
1.0
1.5
2.0
U/V
1.2
1.8
2.2
2.6
U/V
1.5
1.8
2.1
2.4
I/A
0.16
0.20
0.30
0.40
I/A
0.12
0.18
0.22
0.26
I/A
0.10
0.12
0.14
0.16
（4）在进一步探究“电流与电阻的关系”实验中：
①若保持定值电阻两端的电压为1.5V不变，在上表的数据中有 组可用于分析；
②为得到更多的实验数据，老师给每个小组再提供一个30Ω的定值电阻R0．某小组在实验中，无论怎样移动滑片P都不能将R0两端电压调为1.5V，其原因是滑动变阻器的最大阻值太 （选填“大”或“小”）。该小组所使用的滑动变阻器的规格可能 （选填下列选项前的字母）。
A.10Ω 3A
B.20Ω 2A
C.50Ω 1A
五、计算题（本大题2小题，共12分）
21．（6分）如图所示是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。某次操作中，工人用500N的拉力F在1min内将总重为1200N的泥土匀速提升5m。在这段时间内：
（1）拉力F所做的有用功是多少？
（2）拉力F做功的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多少？
22．（6分）某款电热饮水机具有加热和保温两挡，额定电压为220V。图甲是其电路原理图。S0为温控开关，R1，R2为电热丝（阻值不变），某饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图像如图乙所示求：
（1）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能；
（2）饮水机处于保温挡时，通过R1的电流；
（3）R2的阻值。
六、综合能力题（本大题3小题，共19分）
23．（7分）运用知识解决问题：
（1）小明到海水浴场玩，他光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚，当身体进入水中时，觉得水比较凉，这是因为：水的比热容 ，海水和沙子相比，在同样受热时，沙子的温度变化比海水 。
（2）下列现象中，属于机械能转化为内能的是 （填字母）。
A.航天飞行器穿越大气层时表面发热
B.冬天用热水袋取暖
C.放爆竹时，爆竹腾空而起
D.电灯发出光和热
（3）火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的 小且 大。
（4）“嫦娥一号”卫星绕月飞行时在遭遇月食期间没有太阳光照射，卫星表面的温度会急剧下降， 减小，这是通过 的方式改变物体的内能。
24．（6分）如图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，且受定位挡板限制只能在电阻上滑动，当油面在A处时，滑动变阻器的滑片恰好在最下端；当油面在B处时，滑动变阻器的滑片在最上端。从油量表（由电流表改装而成，电流表的量程是0～0.6A）指针所指的刻度，可以知道油箱内油面的高度。现已知电源电压是U＝6V，定值电阻的阻值是R'＝10Ω。
（1）电阻R'的作用是 。
（2）已知电流增大时，电流表指针向右偏转，则油面 （选“上升”或“下降”）。
（3）当油面处在A处时，电流表示数为 A。
（4）当油量表指针指在刻度盘的中央时，定值电阻R'两端的电压为 V．此时，R滑动变阻器滑片刚好也在中央，滑动变阻器R连入的阻值是 Ω。
（5）当油量用完，油面在B处时，电流表示数为 A。
25．（6分）如图甲所示为某太阳能百叶窗的示意图，它既能遮阳，还能发电。它的构造特点是百叶窗的叶片为太阳能电池板（以下简称电池板），其工作电路示意图如图乙所示，电池板将太阳能转化为电能（转化效率为10%），为蓄电池充电，蓄电池再向节能灯供电，设太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1×103J（即为1×103W/m2），电池板对蓄电池充电的功率为60W。蓄电池充满电后，能够让10盏“12V 4W”节能灯正常工作6小时，不考虑蓄电池充电和供电时的电能损耗，则：
（1）电池板对蓄电池充电，是将电能转化为 能的过程。
（2）白天蓄电池处于充电不供电状态，在图乙中应闭合开关 。
（3）10盏“12V 4W”节能灯正常工作时的总电功率为 W。
（4）要将剩余一半电量的蓄电池充满电，电池板需对蓄电池充电 小时，若充电电压为25V，则充电电流为 A。
（5）该百叶窗电池板的面积为 m2。
2021-2022学年广东省肇庆市怀集县九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本大题7小题，每小题3分，共21分）在每小题列出的四个选项中，只有一个是正确的，请把答题卡上对应题目所选的选项涂黑．
1．【解答】解：物体做功的功率越大，表示这个物体做功越快，机械效率是有用功和总功的比值，和功率没有关系。
故选：A。
2．【解答】解：A、双手相互摩擦，手会变暖和，机械能转化为手的内能，是通过做功的方式改变物体的内能，故A不符合题意；
B、用热水袋焐手，手从热水袋上吸收热量，手会变暖和，是通过热传递改变了物体的内能，故B符合题意；
C、反复弯折铁丝，对铁丝做功，机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能，故C不符合题意；
D、水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，是通过做功的方式改变物体的内能，故D不符合题意。
故选：B。
3．【解答】解：
根据要求电灯与换气扇相互不影响，能独立工作，故应使电灯与风扇并联，有时需要各自独立工作，有时需要它们同时工作，所以各自的支路有一个开关控制，干路上没有开关。
故选：A。
4．【解答】解：公式R＝说明，导体电阻的大小是导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值，
电阻是导体本身的一种性质，与它两端的电压和通过的电流无关，当电压为0时，电阻大小不变。
故A、C、D说法错误，B说法正确。
故选：B。
5．【解答】解：A．2500r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能，转盘转2500圈，故A错误；
B、电能表是测量电路中用电器消耗电能的仪器，故B错误；
C、此电能表所在电路的最大电功率P＝UI＝220V×20A＝4400W，故C错误
D．因2500r/kW•h表示转盘转1圈，电路中消耗kW•h的电能，所以，电能表转盘转了50r消耗的电能：
W＝kW•h＝0.02kW•h，
电热水壶的实际功率：
P＝＝＝1kW＝1000W，故D正确。
故选：D。
6．【解答】解：
A、由图可知，变阻器的滑片向左滑动，电阻的阻值减小，电路中的电流增大，所以电磁铁的磁性增强，故A错误；
B、在实验中电磁铁的磁性强弱无法直接看出，通过吸引大头针的多少来进行判断。吸引的大头针越多，说明电磁铁的磁性越强，否则越弱，故B正确；
CD、两电磁铁的线圈串联是为了使通过两线圈的电流相等，研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数之间的关系，故CD错误。
故选：B。
7．【解答】解：由电路图可知，开关闭合时，两灯泡并联，电流表A1测L1支路的电流，电流表A2测干路电流。
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，当开关S由闭合变为断开时，L1两端电压和通过的电流不变，即电流表A1的示数不变，L1亮暗不变；
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，开关断开后，只有L1发光，干路电流变小，即电流表A2的示数变小；
由P＝UI可知，电路消耗的总功率变小，综上所述，D正确。
故选：D。
二、填空题（本大题7小题，每空1分，共21分）
8．【解答】解：（1）由题知，箱子在水平地面上运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力做功为0J；
（2）小琪对木箱做功：W＝Fs＝200N×6m＝1200J；
（3）小琪的功率：P＝＝＝200W。
故答案为：0；1200；200。
9．【解答】解：
汽车在行驶过程中，发动机会发热，这是通过热传递的方式增加了内能，发动机的做功冲程中把内能转化为机械能；
完全燃烧2t汽油放出的热量：Q＝mq＝2×103kg×4.6×107J/kg＝9.2×1010J。
故答案为：热传递；做功；9.2×1010。
10．【解答】解：一节干电池的电压为1.5V；
对人体安全的电压不高于36V；
我国家庭电路的电压为220V。
故答案为：1.5；36；220。
11．【解答】解：要使灯泡L1、L2串联，则电流只有一条路径：正极→L1→S2→L2→负极，所以应只闭合开关S2；
要使电灯L1和L2并联，那么电流从电源正极出发后，分别经过灯泡L1、L2，然后汇合一点后回到电源的负极，由图知应闭合开关S1、S3；
如果电路同时将开关S1、S2、S3闭合，电流会不经过灯泡直接流回电源的负极，形成电源短路，会损坏电源。
故答案为：S2；S1、S3；电源短路。
12．【解答】解：（1）电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关；图中两电阻串联中，通过的电流和通电时间相同，而电阻大小不同，所以该装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系；
（2）物理学家焦耳做了大量的实验，最先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，关系式为Q＝I2Rt。
故答案为：电阻；焦耳；Q＝I2Rt。
13．【解答】当有人走上电梯后，压敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，电磁铁磁性变强，则衔铁被吸下，与触点2接触，则电阻R1被短路，电动机两端电压增大为电源电压，通过电动机的电流变大，电动机转速变快，使电梯运动变快。
故答案为：强；2；快。
14．【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑片P位于左端时，电路为L的简单电路，电压表测电源的电压，电路的电流最大，
由图象可知，电路中的最大电流I大＝2A，电压表的最大示数即电源的电压U＝12V，
则整个电路的最大电功率：
P＝UI＝12V×2A＝24W；
当滑片P位于右端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，
由图象可知，电路中的电流I小＝1A，UL＝3V，
则小灯泡发光时的最小功率：
PL＝ULI小＝3V×1A＝3W，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
UR＝U﹣UL＝12V﹣3V＝9V，
由I＝可得，滑动变阻器的最大阻值：
R＝＝＝9Ω。
故答案为：3；9；24。
三、作图题（共8分）
15．【解答】解：（1）小磁针在磁场力的作用下自由静止时，其左端靠近螺线管的N极，右端靠近螺线管的S极，说明小磁针的左端为S极，右端为N极。
（2）螺线管的左端为N极，右端为S极，结合图示的线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向是从螺线管的右端流入左端流出。
在电源的外部，电流从电源的正极流出，经过外电路回到负极，故电源的左端为正极，右端为负极。
答案如下图所示：
16．【解答】解：由实物图可知：从电源的正极开始，流出的电流，依次经滑动变阻器、灯泡、电流表、开关后流回电源的负极，电压表并联在灯泡和滑动变阻器的两端，如下图：
17．【解答】解：由电路图可知，两灯泡并联，电流表位于干路，开关S1位于干路，开关S2位于L2支路，
从电源的正极出发，依次经S1、电流表、L2、S2回到电源的负极，然后把L1并联在L2和S2两端，如下图所示：
四、实验题（本大题3小题，共19分）
18．【解答】解：
（1）在此实验中，铁块撞击木桩时，铁块的重力势能转化为木桩的动能，故研究对象是铁块；铁块的重力势能就越大，说明木桩获得的能量就越多，木桩陷入沙坑越深，即我们是通过观察木桩陷入沙坑中的深度来比较铁块重力势能的大小；
（2）由图可知，B撞击木桩陷入沙坑的深度大，说明B的重力势能大，若A、B两铁块质量相等，则铁块B下落的高度大，即hA＜hB；
（3）若A、C两铁块下落的高度相等，C撞击木桩陷入沙坑的深度大，说明C的重力势能大，则铁块C的质量大，即mA＜mC；
（4）由（1）知此实验用到了转换法；
A、影响滑动摩擦力的因素有：压力和接触面的粗糙程度，则研究滑动摩擦力跟什么因素有关时，用到了控制变量法，故A不符合题意；
B．音叉的振动看不见，用看得见的“水花溅起”来说明音叉的振动，用到了转换法，故B符合题意；
C．探究杠杆的平衡条件，用到了归纳法，故C不符合题意；
D．牛顿第一定律的得出用到了实验推理法，故D不符合题意。
故选B。
故答案为：（1）铁块；木桩陷入沙坑中的深度；（ 2）＜；（3）＜；（4）B。
19．【解答】解：（1）为了比较不同燃料的热值，要用相同质量的不同燃料，加热质量相同的同种液体，根据Q＝cmΔt，液体升温越高，则燃料完全燃烧放出的热量越多，这种燃料热值越大，故应选择甲、乙两图进行实验，燃料完全燃烧放出热量的多少，是通过温度计示数的变化来反映的；
（2）比较不同物质吸热升温的特点：应控制燃料相同而吸热物质不同，选择甲、丙两图进行实验；
物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比，叫做比热容；
（3）如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，由图可以看出，a液体的温度升高得较快；
升高相同的温度时，b液体需要加热的时间长，所以b液体吸收热量多。
故答案为：（1）甲、乙；温度计升高的示数；（2）甲、丙；质量和升高温度的乘积；（3）a；b。
20．【解答】解：（1）滑片P向B端移动时，电路中的电流变大，即电阻变小，故变阻器右下接柱连入电路中，电源电压为3V，由欧姆定律，电路的最大电流：
I大＝＝＝0.6A，故电流表选用小量程与电阻串联；
（2）正确连接电路，闭合开关，移动滑片P，发现电流表无示数，电路可能断路，电压表有示数，电压表与电源连通，可能的故障是定值电阻R断路；
排除故障，缓慢移动滑片P到某位置时，电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，为1.8V；
（3）将不同小组的数据汇总后，对R1而言，＝﹣﹣﹣﹣＝5Ω，同理，对R2、R3也有类似的结论，即电压与对应的电流之比为一定值，故可得：在电阻一定的情况下，通过导体的电流和导体两端的电压成正比；
（4）在进一步探究“电流与电阻的关系”实验中：
①若保持定值电阻两端的电压为1.5V不变，由上表的数据中有2组可用于分析；
②当R3＝15Ω时，若电压表为1.5V，因电源电压为3V，则变阻器的电压为1.5V，由分压原理，变阻器连入电路的电阻为15Ω；
同理，当用一个30Ω的定值电阻R0实验时，要控制电压不变，变阻器的电阻为30Ω，故无论怎样移动滑片P都不能将R0两端电压调为1.5V（大于1.5V），其原因是滑动变阻器的最大阻值太小（小于30Ω）；
该小组所使用的滑动变阻器的规格可能20Ω 2A，选B。
故答案为：（1）如上所示；（2）断路；1.8；（3）正；（4）①2；②小；B。
五、计算题（本大题2小题，共12分）
21．【解答】解：（1）拉力F所做的有用功：W有＝Gh＝1200N×5m＝6000J；
（2）由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×5m＝15m，
拉力F做的总功：W总＝Fs＝500N×15m＝7500J，
拉力F做功的功率：P＝＝＝125W；
（3）滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%。
答：（1）拉力F所做的有用功是6000J；
（2）拉力F做功的功率是125W；
（3）滑轮组的机械效率是80%。
22．【解答】解：
（1）由图乙知，加热挡的功率为P加热＝484W，加热时间为t＝5min＝300s，
饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为：W＝P加热t＝484W×300s＝1.452×105J；
（2）当开关S、S0闭合时，R1与R2并联，电路中的总电阻最小，根据P＝可知，饮水机的总功率最大，此时为加热状态；
当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，饮水机处于保温状态；
根据图乙知保温挡的功率为44W，
根据P＝UI知，保温挡时通过R1的电流为：
I＝＝＝0.2A；
（3）因电路的总功率等于各用电器功率之和，
所以，加热时电阻丝R2的电功率：
P2＝P加热﹣P1＝P加热﹣P保温＝484W﹣44W＝440W，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
由P＝可得，电阻R2的阻值：
R2＝＝＝110Ω。
答：（1）饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为1.452×105J；
（2）饮水机处于保温挡时，通过R1的电流为0.2A；
（3）R2的阻值为110Ω。
六、综合能力题（本大题3小题，共19分）
23．【解答】解：
（1）根据Q＝cm△t可知，质量相同的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的温度改变较小；
水的比热容较大，同样受热的情况下，吸收相同热量，沙子的温度变化比海水大，因此，小明光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚，当身体进入水中时，觉得水比较凉；
（2）A、航天飞行器穿越大气层时，与大气层发生摩擦，表面发热内能增加，属于通过做功的方式使内能增加，机械能转化为内能，故A符合题意；
B、冬天用热水袋取暖，是通过热传递的方式增加物体的内能，故B不符合题意；
C、爆竹点燃后腾空升起，是爆炸产生的气体的内能转化为爆竹的机械能，故C不符合题意；
D、电灯消耗电能发出光和热，是电能转化为光能和内能，故D不符合题意。
（3）火箭的燃料使用液态氢，主要是因为它的密度小，单位体积质量小，且热值大，在同样情况下，可以释放更多的热量；
（4）没有太阳光照射时的卫星表面的温度会急剧下降，即其质量不变，温度降低，内能减小，这是通过热传递的方式改变物体内能的。
故答案为：（1）大；（2）A；（3）密度；热值；（4）内能；热传递。
24．【解答】解：（1）如果油箱中的油越来越多的时候，滑动变阻器的阻值就会越来越小，此时电路中的电流就会越来越大，为了防止由于电流过大而烧坏油量表（电流表），应该给电路中串联一个定值电阻，这样就可以防止电路中的电流过大而烧坏仪表；
（2）当电流增大时，电路中的总电阻减小，即滑动变阻器接入电路中的电阻减小，滑片下移，由图可知油面上升；
（3）当油面在A处时，电路为R′的简单电路，电流表的示数：
I＝＝＝0.6A；
（4）因电流表的量程为0～0.6A，
所以，当油量表指针指在刻度盘的中央时，电路中的电流I′＝0.3A，
定值电阻R′两端的电压：
U′＝I′R′＝0.3A×10Ω＝3V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器R两端的电压：
UR＝U﹣U′＝6V﹣3V＝3V，
此时滑动变阻器R接入的阻值：
R＝＝＝10Ω；
（5）由于当油量表指针指在刻度盘的中央时，R滑动变阻器滑片刚好也在中央，
滑动变阻器的最大电阻为：R滑大＝2R＝2×10Ω＝20Ω，
油用完时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中电流表的示数：
I′＝＝＝0.2A。
答：（1）保护电路；（2）上升；（3）0.6；（4）3；10；（5）0.2。
25．【解答】解：（1）电池板对蓄电池充电，消耗了电能，获得了化学能，是将电能转化为化学能的过程；
（2）白天蓄电池处于充电状态，蓄电池相当于用电器，太阳能电池、蓄电池、开关S1构成通路，故在图乙中应闭合开关S1；
（3）10盏“12V 4W”节能灯正常工作时的总电功率为：P总＝10P＝10×4W＝40W；
（4）蓄电池充满电后，能够让10盏“12V 4W”节能灯正常工作6小时，蓄电池充满电的电能为：W＝P总t＝40×10﹣3kW×6h＝0.24kW•h；
由可知，要将剩余一半电量的蓄电池充满电，电池板需对蓄电池充电时间为：；
若充电电压为25V，由P＝UI可得，则充电电流为：；
（5）太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1.0×103J（即为1.0×103W/m2），电池板将太阳能转化为电能（转化效率为10%），
则有，
解得：S＝0.6m2。
故答案为：（1）化学；（2）S1；（3）40；（4）2；2.4；（5）0.6。
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