精品解析：江苏省无锡市宜兴市2024-2025学年九年级上学期期末考试物理试题

2024年秋学期宜兴市初中学业水平调研测试 九年级物理试题 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分，每小题给出的四个选项中只有一个正确） 1. 使用杠杆能给我们的生活带来便利，如图，下列杠杆和鱼竿原理相同的是（ ） A. 羊角锤 B. 核桃夹 C. 园艺剪 D. 食品夹 2. 如图，学校各教室都配置了饮水机，初三学生小芳将放置在地面上标有“17L”的一桶水安装到饮水机上，小芳所做的功最接近的是（ ） A. 17J B. 85J C. 170J D. 1700J 3. 《齐民要术》中对醋的制作工艺有记载：“作大豆千岁苦酒（醋）法：用大豆一斗，熟汰之，渍令泽炊。暴极燥，以酒醅灌之。任性多少，以此为率。”蒸煮是酿醋过程中的一个重要工序。如图所示是将大豆进行蒸煮的过程，则（　　） A. 煮大豆是通过做功的方式增加内能 B. 用火种引燃木柴是通过做功的方式改变内能 C. 灶里木柴燃烧的过程，将化学能转化成了内能 D. 将木柴架空一些，火能燃烧更旺，可以提高木柴的热值 4. 巡航导弹是导弹一种，具有突防能力强，难以拦截的有点。图示为某巡航导弹的飞行路线图，发射升空段，发动机点火，导弹以极快的速度穿出大气层升至高空；俯冲加速段，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，会被加速到极高的速度；巡航阶段，主发动机的推力与阻力平衡，弹翼的力与重力平衡，可以实现远距离“巡航状态”，最后精确打击目标。下列关于巡航导弹的说法正确的是（　　） A. O点到E点的过程中，机械能不变 B. E点到F点的过程中，机械能不变 C. G点到H点的过程中，机械能不变 D. I点到J点的过程中， 不消耗导弹携带的燃料 5. 如图所示是小区内电动汽车充电时的情景。小梦发现只有把电卡插入电槽中，电动汽车的充电电路才能有电，此电卡的作用相当于（　　） A. 导线 B. 开关 C. 用电器 D. 电源 6. 如图所示的电路，闭合开关，当滑片P向右移动的过程中，电流表示数和电压表示数的变化情况分别是（　　） A. 变大，变大 B. 变大，变小 C. 变小，变小 D. 变小，变大 7. 某同学在实验中连接了如图所示的电路，闭合开关S，发现灯L不亮。为检查电路的故障，他用电压表进行测量。结果是Uae=6V，Uab=0V，Uad=0V，Ude=6V，此电路故障可能是（　　） A. 开关S接触不良 B. L灯丝断了 C. bc间断路 D. R断路 8. 取口香糖锡纸，剪成如图所示形状，将带锡一面两端的M、N两点分别接触电池正、负两极，其中AB和CD段等长。发现锡纸条很快开始冒烟、着火，下列分析正确的是（　　） A. AB段的电流比CD段的小 B. 正常情况下，较细的AB段会先冒烟 C. AB段和CD段的电压相等 D. 因电池电压很低，故此实验无危险性 9. 如图是一个自动体重测试仪的工作原理图，有关它的说法正确的是（　　） A. 体重越大，体重显示表的示数越小 B. 体重测试仪电路由于缺少开关，始终处于通路 C. 体重测试仪所测体重越大，电路总功率越大 D. 体重显示表是用电压表改装成的 10. 如图所示为小明家中配电箱内的空气开关，①为总开关，②为控制照明灯的开关，③为控制插座的开关。下列分析正确的是（ ） A. 若①自动断开，可能是由于电路中的总电流过小 B. 若只有②自动断开，一定是由于照明灯断路 C. 若只有③自动断开，可能是插座中接入用电器的总电功率过大 D. 若某个空气开关自动断开，排除故障后需更换该空气开关 11. 为保证校园安全，学校门口安装车辆管理闸道。本校教师车辆经过闸道时，可以识别车牌号（S1闭合）开闸；外来车辆需进出校园，门卫可以手动（S2闭合）开闸。下列电路设计符合要求的是（　　） A. B. C. D. 12. 如图甲所示电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“25Ω 1A”，电流表量程“0~0.6A”，电压表量程“0~3V”，小灯泡标有“4.5V 0.3A”字样，其I-U图像如图乙所示，闭合开关S，为保证电路安全且小灯泡两端电压不超额定电压，在移动滑片P的过程中，下列选项正确的是（　　） A. 变阻器的调节范围是5Ω~12Ω B. 小灯泡的最小功率是0.6W C. 电压表示数范围0~3V D. 电流表示数范围是0.15A~0.3A 二、填空题（本题共12小题，每空1分，共36分） 13. 如图中的起瓶器，它属于__________杠杆（填“省力”或“费力”），A、B两点中__________点是支点，开瓶盖时在C点处施加__________（选填“向上”或“向下”）的力。 14. 如图所示，在光滑的斜面上，将物体G分别沿斜面AC和BC以相同的速度匀速拉到顶端C，所用的力F1______F2，所做的功W1______W2，功率的大小P1______P2。 15. “自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱，自嗨锅里面有一个由碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉等材料组合而成的加热包，只要注入冷水就可以加热到一定温度，如果里面的发热包在将500g水从10℃加热至100℃的过程中，提供给水的热量至少为_______J。如果是用酒精灯加热，至少需要_______g酒精。[、q酒精=3×107J/kg] 16. 图甲是四冲程汽油机工作过程中的________冲程，该过程的能量转化情况与图 乙_______（相同/不同）。若汽油机1s内对外做功20次，则其曲轴的转速为________ r/min。 17. 如图所示，电路中电源电压恒定，定值电阻R1＝12Ω，只闭合开关S1，电流表示数为0.3A，则电源电压是______V；同时闭合开关S1、S2，电流表示数为0.5A，则R2的阻值为______Ω。 18. 在研究串、并联电路的电流特点时，小明同学进行了以下操作： （1）实验时应将电流表与被测用电器________联在电路中，当无法估计被测电流大小时，应选用________ （大/小）量程试触； （2）如图乙中电流表测量的是通过灯________（L1/L2）的电流； （3）如图丙所示，小明同学在探究“并联电路中电流的特点”时，分别测出了A、B、C处的电流 IA、IB、Ic并记录下数据如表所示，接下来应该采取的操作是_______。（选填对应字母） 电流表的位置 A B C 电流I/A 0.15 0.15 0.30 A.改变电流表的量程再测量 B.换其他电流表再测量 C.换用不同规格的灯泡再测量 19. 小明利用如图甲所示电路进行“探究电流与电阻关系”实验，已知电源电压为6V，实验用到的电阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，实验中所得数据画出乙图所示的图像。 （1）根据图像，实验中应保持R两端电压为_______V不变； （2）为完成整个实验应选取最大阻值不小于________Ω的滑动变阻器； （3）若滑动变阻器的最大阻值为50Ω，要完成上述实验，定值电阻两端电压的最小预设值是________V。 20. 某型号的电热毯有高温和低温两个挡，其内部电路原理图如图所示，当开关S闭合时，电热毯处于_______ （高温/低温）挡，已知电热毯的额定电压为220V，R1的阻值恒为400Ω，电热毯低温挡的功率P1为44W，家庭电路的电压U为220V。当电热毯正常工作时，高温挡的功率P1为_______W，定值电阻R2的阻值为_______。 21. 如图所示，这是小明家的电能表。学习了电能表的相关知识后，小明关闭家中其他用电器，只让电热水壶工作，他发现电能表的指示灯6min 内闪烁了 300次，此时水吸收的热量为3.024×105J，电热水壶消耗的电能为_________J，电热水壶的实际功率为________W，电热水壶的加热效率为________ 。 22. 一只额定电压为220V，额定功率为4.4W的LED灯泡，其正常工作时电流是_________A。若它每天正常发光5h，一个月（30天）消耗的电能是_________kW·h；若该LED灯与功率为44W的白炽灯亮度相当，则用该LED灯代替白炽灯可以节约_________%的电能。 23. 如图所示电路中，灯L标有“6V，3W”字样，S为单刀双掷开关。电源电压为12V且保持不变，电阻R2的阻值为20Ω，如图是灯L的U-I图像。 （1）当S接a时，灯L恰能正常发光，R1的阻值为________Ω； （2）当S接b时，求电阻R2通电1min产生的热量为_________J； （3）S接a与S接b两种情况下，求电路消耗的总功率之比为________。 24. 目前电动汽车主流的充电方式为智能充电，充电电压U和充电电流I的变化如图所示，第一阶段为限流段，即为预充阶段；第二阶段为恒流段，该过程充电电流保持不变，充电电压稳定增加；第三阶段为恒功率段，该过程充电功率保持恒定；第四阶段为恒压段，即浮充阶段，充电电流不断减小，直至充满，电动车需紧急出行而电量不足时，应选择________（交流/直流）充电方式，电池充电限流段充电电压不断增加，充电电流不断_______（增加/减小），电池充满电后，理论续航里程为_______km，整个充电过程中，充电功率的变化是________。 电池系统可用能量 72kW·h 电量—里程转换率 16kW·h/100km 充电时间 交流慢充 6h 直流快充 0.6h 三、解答题（本题共6小题，共40分，其中26题应写出必要的解题过程） 25. 按要求作图： （1）某剧组为拍摄需要，设计了如下图所示的装置来改变照明灯的高度。轻质杠杆ABO可绕O点转动。在图中画出杠杆所受拉力的力臂L以及杠杆所受阻力F2的示意图。 （2）图a是自行车的手闸，其中ABO可视为一种杠杆，简化示意图如图b，O为支点，F2为阻力。请在图b中画出作用在A点的最小动力F1的示意图及其力臂l1。 （3）按照图甲实物电路，在图乙虚线框内画出其电路图。 26. 如图所示，重550N的工人站在水平地面上用滑轮组提起重760N的货物，货物匀速上升2m用的时间为10s，提升过程中工人的拉力为400N，提升过程中不计绳重和摩擦。求： （1）在这次提升过程中，工人的拉力的功率； （2）在这次提升过程中，滑轮组的机械效率； （3）若该滑轮组所用绳子能承担的最大拉力为600N，该工人用这个滑轮组能提升的最大物重。 27. 探究“杠杆的平衡条件”的实验，如图所示。 （1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，如图甲所示，此时，应把杠杆两端的平衡螺母向_______（左/右）调节，使杠杆在不挂钩码时能在_______位置平衡，接着在此杠杆左端挂了4个质量相同的钩码，此时要使杠杆处于如图平衡状态，则在右端A位置挂________个质量相同的钩码； （2）如图丙所示，用弹簧测力计在B点处竖直向上拉，此时发现测得的拉力与已得出的杠杆平衡条件不相符，其最可能的原因是________； （3）如图丁所示是我们家中常用的杆秤，这个杆秤有两个提纽，当小刚使用提纽1时杆秤最大能称量10kg的物体，当他使用提纽2时杆秤能称量物体的最大质量会________（大于/小于/等于）10kg。使用这两个提纽时，零刻度线的位置________ （相同/不相同）。若某次称量时小刚只使用了提纽1称量了同一物体两次，当他第二次换用质量更大的秤砣时，第二次秤砣在杆秤上的位置会________（靠近/远离）提纽的位置。 28. 为了探究“不同物质的吸热能力”，实验小组在两个相同的容器中分别装入初温相同的两种液体A、B，并且用相同的装置加热，如图甲所示。 （1）实验中，应该向两个烧杯中加入_______ （质量/体积）相同的两种不同液体；可以通过比较_______（升高的温度/加热时间）来反映两种液体吸收热量的多少； （2）由图像乙可知，在相同加热时间内，A升高的温度比B的小，说明________的吸热能力更好； （3）若液体A是水，则液体B的比热容为________。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]小明还想利用图丙装置来比较不同液体燃料的热值，他应该在质量相同的燃料燃烧_______（相同时间/完毕）后，通过比较_______（温度计示数变化/加热时间）来得出结论；小明选用了燃料1和燃料2进行实验。当燃料燃尽后，小明根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图丁所示的图像a、b（燃料1的图像为a，燃料2的图像为b），则可初步判断燃料________（1/2）的热值大。 29. 小明在实验室发现一个标有“2.5V”字样的小灯泡，想利用如图甲所示的电路测量小灯泡正常发光的电阻，所使用的电源电压恒为4.5V，滑动变阻器R上标有“20Ω 1A”字样。 （1）该电路中有一根导线连接错误，请在接错的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的实物电路连接图________； （2）闭合开关S后，发现小灯泡不发光，但电流表和电压表均有示数，接下来首先应该操作的是_______； A. 检查电路是否断路 B. 检查电路是否短路 C. 移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡是否发光 （3）实验过程中，移动变阻器滑片P 的同时，眼睛应注视________（电流表示数/电压表示数/变阻器的滑片），当滑片P移到某处，电压表示数为1.5V时，要使小灯泡正常发光，应将滑动变 阻器滑片向________（左/右）移动；当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示为_______A，此时测量的待测小灯泡电阻的阻值为 ________Ω（保留一位小数）； （4）在工程技术中用不同颜色的环对电阻进行标记（如图丙），阻值是两位数以内的电阻可以根据前两环的颜色来判断阻值；如图丁：已知色环含义及电阻A（5Ω）、电阻B（10Ω）的色环，则电阻C为_______Ω。 30. 随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。消耗的电能中有50%用于克服摩擦力做功。如图甲是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，请回答下列有关问题： （1）该扫地机器人铭牌上的部分内容如表所示，则机器人充满电后，电池所储存的电能是________J，机器人正常工作的电流是_______A，机器人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电，充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为________min。 项目 指标参数 工作电压 12V 净重 3kg 最大积尘量 1kg 功率 36W 电池容量 2000mAh （2）已知集尘盒空置时机器人运动过程中受到的摩擦阻力为15N，查阅资料显示摩擦力与压力成正比，则达到最大集尘量时机器人受到的摩擦阻力为________N，此时机器人运动的速度为________m/s。 （3）光敏电阻是制作灰尘传感器常用元件。图乙为某光敏电阻的控制电路，电源电压U0恒定，Rc为光敏电阻，其阻值随空气透光程度的变化而变化，R0为定值电阻。当光敏电阻分别为6Ω和18Ω时，电压表的示数分别为6V和3V，则U0为_______V，R0为________Ω。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024年秋学期宜兴市初中学业水平调研测试 九年级物理试题 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分，每小题给出的四个选项中只有一个正确） 1. 使用杠杆能给我们的生活带来便利，如图，下列杠杆和鱼竿原理相同的是（ ） A. 羊角锤 B. 核桃夹 C. 园艺剪 D. 食品夹 【答案】D 【解析】 【详解】钓鱼竿在使用过程中动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 ABC．羊角锤、核桃夹、园艺剪在使用过程中动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故ABC不符合题意； D．食品夹在使用过程中动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D符合题意。 故选D。 2. 如图，学校各教室都配置了饮水机，初三学生小芳将放置在地面上标有“17L”的一桶水安装到饮水机上，小芳所做的功最接近的是（ ） A. 17J B. 85J C. 170J D. 1700J 【答案】C 【解析】 【详解】水的体积为 V=17L=0.017m3 水的质量为 m=ρV=1.0×103kg/m3×0.017m3=17kg 其重力为 G=mg=17kg×10N/kg=170N 小芳身高约为1.60米，故饮水机的高度约为h=1m，小芳做功约为 W=Gh=170N×1m=170J 故选C。 3. 《齐民要术》中对醋的制作工艺有记载：“作大豆千岁苦酒（醋）法：用大豆一斗，熟汰之，渍令泽炊。暴极燥，以酒醅灌之。任性多少，以此为率。”蒸煮是酿醋过程中的一个重要工序。如图所示是将大豆进行蒸煮的过程，则（　　） A. 煮大豆是通过做功的方式增加内能 B. 用火种引燃木柴是通过做功的方式改变内能 C. 灶里木柴燃烧的过程，将化学能转化成了内能 D. 将木柴架空一些，火能燃烧更旺，可以提高木柴的热值 【答案】C 【解析】 【详解】A．煮大豆时大豆从外界吸热，是通过热传递的方式增加内能，故A不符合题意； B．用火种引燃木柴，木柴从火种吸热达到燃点，是通过热传递的方式改变内能，故B不符合题意； C．灶里木柴燃烧的过程，发生化学反应，将化学能转化成了内能，故C符合题意； D．热值是燃料的一种特性，只与燃料种类有关，将木柴架空一些，火能燃烧更旺，不能提高木柴的热值，故D不符合题意。 故选C。 4. 巡航导弹是导弹的一种，具有突防能力强，难以拦截的有点。图示为某巡航导弹的飞行路线图，发射升空段，发动机点火，导弹以极快的速度穿出大气层升至高空；俯冲加速段，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，会被加速到极高的速度；巡航阶段，主发动机的推力与阻力平衡，弹翼的力与重力平衡，可以实现远距离“巡航状态”，最后精确打击目标。下列关于巡航导弹的说法正确的是（　　） A. O点到E点的过程中，机械能不变 B. E点到F点的过程中，机械能不变 C. G点到H点的过程中，机械能不变 D. I点到J点的过程中， 不消耗导弹携带的燃料 【答案】C 【解析】 【详解】AB．O点到E点的过程中，以及E点到F点的过程中，发动机点火加速升空，巡航导弹速度在增大，则其动能在增大，高度在增大，则其重力势能在增大，则机械能在增大，故AB错误； C．G点到H点的过程中，在太空层，因此不受空气阻力，此时发动机关闭，没有对巡航导弹做功，只有重力在做功，减少的重力势能等于增加的动能，则可知机械能不变，故C正确； D．由题意可知，I点到J点的过程中，发动机处于打开状态，要对巡航导弹做功，可知其消耗导弹携带的燃料，故D错误。 故选C。 5. 如图所示是小区内电动汽车充电时的情景。小梦发现只有把电卡插入电槽中，电动汽车的充电电路才能有电，此电卡的作用相当于（　　） A. 导线 B. 开关 C. 用电器 D. 电源 【答案】B 【解析】 【详解】把电卡插入电槽中，电动汽车的充电电路才能有电，即控制电路的通断，与电路中开关的作用是相同的，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6. 如图所示的电路，闭合开关，当滑片P向右移动的过程中，电流表示数和电压表示数的变化情况分别是（　　） A. 变大，变大 B. 变大，变小 C. 变小，变小 D. 变小，变大 【答案】D 【解析】 【详解】由电路图可知，R与L串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；当滑片P向右移动，R接入电路的阻值变大，电路总阻值变大，由可知，电路中的电流变小，所以电流表示数变小；当滑片P向右移动，R接入电路的阻值变大，由串联分压原理可知，R两端的电压变大，所以电压表示数变大。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 7. 某同学在实验中连接了如图所示的电路，闭合开关S，发现灯L不亮。为检查电路的故障，他用电压表进行测量。结果是Uae=6V，Uab=0V，Uad=0V，Ude=6V，此电路故障可能是（　　） A. 开关S接触不良 B. L灯丝断了 C. bc间断路 D. R断路 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】如图所示电路为串联电路，闭合开关，灯L不亮，则电路可能出现了断路。用电压表测量ae间电压，Uae=6V，则从a到电源到e间没有断路，ab间电压为0，则从a到电源到b之间出现了断路，同理从a到电源到d之间出现了断路，而de间电压为6V，从a到开关到d间没有断路，那么是电阻R断路了，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 8. 取口香糖锡纸，剪成如图所示形状，将带锡一面两端的M、N两点分别接触电池正、负两极，其中AB和CD段等长。发现锡纸条很快开始冒烟、着火，下列分析正确的是（　　） A. AB段的电流比CD段的小 B. 正常情况下，较细的AB段会先冒烟 C. AB段和CD段的电压相等 D. 因电池电压很低，故此实验无危险性 【答案】B 【解析】 【详解】A．AB和CD段锡纸串联电路中，由于串联电路中的电流处处相等， 所以通过AB和CD段的电流相等， 故A错误； BC．在材料和长度相同时，导体的横截面积越小，电阻越大。由图可知，AB段的横截面积小于CD段的横截面积，所以AB段的电阻大于CD段的电阻，根据串联电路的分压原理可知， AB段的电压大于CD段的电压；根据Q=I2Rt可知，在电流和通电时间一定时， AB段产生的热量多，温度高，先着火，故B正确，C错误； D．锡纸电阻很小，将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，形成了电源短路，此时电路中迅速产生大量热量使温度达到锡纸的着火点而使之燃烧，具有危险性，故D错误。 故选B。 9. 如图是一个自动体重测试仪的工作原理图，有关它的说法正确的是（　　） A. 体重越大，体重显示表的示数越小 B. 体重测试仪电路由于缺少开关，始终处于通路 C. 体重测试仪所测体重越大，电路总功率越大 D. 体重显示表是用电压表改装成的 【答案】C 【解析】 【详解】从图中可以看到，右侧电路图为一个串联电路，滑片向上滑，接入电路的电阻变小，滑片在绝缘层时，电路断开，体重显示表没有示数。 A．体重越大，从图中可以看到，绝缘体是一个杠杆，滑片向上移动越高，滑动变阻器接入电路的电阻小，电路的总电阻越小，电路的电流越大，体重显示表串联在电路中，它是用电流表改装成的，则体重显示表的示数越大，故A错误； B．从电路图可以看到，体重测试仪电路缺少开关，但是当滑片处于绝缘层时，绝缘层是不导电的，电路没有电流，电路处于断路，所以不是始终处于通路，故B错误； C．体重测试仪所测体重越大，滑片向上移动越高，滑动变阻器接入电路的电阻越小，电路的总电阻越小，电路的电流越大，根据电功率公式可知，电路总功率越大，故C正确； D．由A解析可知，体重显示表是用电流表改装成的，不是电压表，故D错误。 故选C。 10. 如图所示为小明家中配电箱内的空气开关，①为总开关，②为控制照明灯的开关，③为控制插座的开关。下列分析正确的是（ ） A. 若①自动断开，可能是由于电路中的总电流过小 B. 若只有②自动断开，一定是由于照明灯断路 C. 若只有③自动断开，可能是插座中接入用电器的总电功率过大 D. 若某个空气开关自动断开，排除故障后需更换该空气开关 【答案】C 【解析】 【详解】A．若①自动断开，是由于电路中的总电流过大，可能是电路出现了短路，也可能是用电器的总功率过大，故A错误； B．若只有②自动断开，即控制照明灯的开关自动断开，可能是照明灯短路，也可能是照明灯总功率过大，故B错误； C．若只有③自动断开，即控制插座的开关自动断开，可能是插座中接入用电器的总电功率过大，故C正确； D．家中空气开关跳闸断开后，应该排除故障后再将其闭合，不需要更换该空气开关，故D错误。 故选C。 11. 为保证校园安全，学校门口安装车辆管理闸道。本校教师车辆经过闸道时，可以识别车牌号（S1闭合）开闸；外来车辆需进出校园，门卫可以手动（S2闭合）开闸。下列电路设计符合要求的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据题目要求可知，开关S1和S2任意一个闭合，都可开闸放行车辆，即两开关并联后控制同一用电器，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 12. 如图甲所示电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“25Ω 1A”，电流表量程“0~0.6A”，电压表量程“0~3V”，小灯泡标有“4.5V 0.3A”字样，其I-U图像如图乙所示，闭合开关S，为保证电路安全且小灯泡两端电压不超额定电压，在移动滑片P的过程中，下列选项正确的是（　　） A. 变阻器的调节范围是5Ω~12Ω B. 小灯泡的最小功率是0.6W C. 电压表示数范围是0~3V D. 电流表示数范围是0.15A~0.3A 【答案】A 【解析】 【详解】A．小灯泡标有“4.5V 0.3A”字样，即电路中的最大电流为0.3A时，小灯泡两端的电压为4.5V，根据串联电路电压的规律知，滑动变阻器两端的最小电压为 ① 滑动变阻器允许接入的最小电阻为 ② 电压表量程“0~3V”，所以，电压表的示数最大为3V时，根据串联电路电压特点知，小灯泡两端的最小电压为 由图乙知，此时，电流最小为0.25A，滑动变阻器允许接入的最大电阻为 ③ 由②③得，变阻器的调节范围是5Ω~12Ω，故A正确； B．电压表量程“0~3V”，当电压表的示数最大为3V时，根据串联电路电压特点知，小灯泡两端的电压最小为 由图乙可知，此时流过小灯泡的最小电流是0.25A（即电流表的最小示数为0.25A），则小灯泡的最小功率 故B错误； C．小灯泡标有“4.5V 0.3A”字样，即电路中的最大电流为0.3A时，小灯泡两端的电压为4.5V，根据串联电路电压的规律知，滑动变阻器两端的最小电压为 电压表量程“0~3V”，电压表的示数最大为3V，所以电压表示数范围是1.5~3V，故C错误； D．小灯泡标有“4.5V 0.3A”字样，即电路中的最大电流为0.3A；当电压表的示数最大为3V时，小灯泡两端的最小电压为 由图乙知，此时电路中最小电流为0.25A，所以电流表示数范围是0.25A~0.3A，故D错误。 故选A。 二、填空题（本题共12小题，每空1分，共36分） 13. 如图中的起瓶器，它属于__________杠杆（填“省力”或“费力”），A、B两点中__________点是支点，开瓶盖时在C点处施加__________（选填“向上”或“向下”）的力。 【答案】 ①. 省力 ②. A ③. 向上 【解析】 【详解】[1][2][3]用如图所示，使用“开瓶起子”时，整根杠杆绕A点转动，即A点是支点，B点是阻力的作用点，开瓶盖时在C点处施加向上的动力，动力臂比阻力臂长，是省力杠杆。 14. 如图所示，在光滑的斜面上，将物体G分别沿斜面AC和BC以相同的速度匀速拉到顶端C，所用的力F1______F2，所做的功W1______W2，功率的大小P1______P2。 【答案】 ①. < ②. = ③. < 【解析】 【详解】[1][2]由于斜面光滑，没有摩擦力，则使用两斜面的过程中没有额外功，拉力所作的功等于物体克服重力做的功；克服重力所作的功 W=Gh 由于物体的重力G不变，上升的高度h相同，所以克服重力做的功相同，即 W1=W2=Gh 在两个斜面上，拉力F1、F2所作的功为 W1=F1LAC W2=F2LBC 已知 LAC>LBC 故 F1<F2 [3]已知功率计算公式 已知物体在两个斜面运动速度相同，受到的拉力大小关系为 F1<F2 则拉力沿AC运动时拉力F2做功的功率较大，即 P1<P2 15. “自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱，自嗨锅里面有一个由碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉等材料组合而成的加热包，只要注入冷水就可以加热到一定温度，如果里面的发热包在将500g水从10℃加热至100℃的过程中，提供给水的热量至少为_______J。如果是用酒精灯加热，至少需要_______g酒精。[、q酒精=3×107J/kg] 【答案】 ①. ②. 6.3 【解析】 【详解】[1]发热包在将500g水从10℃加热至100℃的过程中，提供给水的热量至少为 [2]当酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收时，需要的燃烧的酒精的质量最少，即，至少需要的酒精的质量为 16. 图甲是四冲程汽油机工作过程中的________冲程，该过程的能量转化情况与图 乙_______（相同/不同）。若汽油机1s内对外做功20次，则其曲轴的转速为________ r/min。 【答案】 ①. 做功 ②. 相同 ③. 2400 【解析】 【详解】[1]由图甲知道，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，因此是做功冲程，此过程中内能转化为机械能。 [2]乙图中电火花打火时，酒精气体燃烧膨胀做功，最后内能转化为盒盖的机械能，可以看到盒盖飞出；内能转化为盒盖的机械能。因此乙图与做功冲程的能量转化情况相同。 [3]汽油机1s内对外做功20次，则一分钟对外做功的次数 n=20次/s×60s=1200次 每对外做功一次，飞轮转动两周，所以曲轴一分钟转动 1200×2=2400转 即飞轮转速为2400r/min。 17. 如图所示，电路中电源电压恒定，定值电阻R1＝12Ω，只闭合开关S1，电流表示数为0.3A，则电源电压是______V；同时闭合开关S1、S2，电流表示数为0.5A，则R2的阻值为______Ω。 【答案】 ①. 3.6 ②. 18 【解析】 【详解】[1]电路中电源电压恒定，定值电阻R1＝12Ω，只闭合开关S1，为R1的简单电路，电流表示数为0.3A，则电源电压为 U＝I1R1＝0.3A×12Ω＝3.6V [2]同时闭合开关S1、S2，两灯并联，电流表测干路的电流，电流表示数为0.5A，由并联电路各支路互不影响，通过R1的电流不变，由并联电路电流的规律，R2的电流为 I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.3A＝0.2A 由欧姆定律得到R2的阻值为 18. 在研究串、并联电路的电流特点时，小明同学进行了以下操作： （1）实验时应将电流表与被测用电器________联在电路中，当无法估计被测电流大小时，应选用________ （大/小）量程试触； （2）如图乙中电流表测量的是通过灯________（L1/L2）的电流； （3）如图丙所示，小明同学在探究“并联电路中电流的特点”时，分别测出了A、B、C处的电流 IA、IB、Ic并记录下数据如表所示，接下来应该采取的操作是_______。（选填对应字母） 电流表的位置 A B C 电流I/A 0.15 0.15 0.30 A.改变电流表的量程再测量 B.换其他电流表再测量 C.换用不同规格灯泡再测量 【答案】（1） ①. 串 ②. 大 （2）L1 （3）C 【解析】 【小问1详解】 [1]根据电流表使用规则可知，应将电流表与被测用电器串联在电路中，且使电流从电流表的正接线柱流入，负接线柱流出。 [2]在使用电流表时，若不知被测电路中的电流值的取值范围，为了防止烧坏电流表，需要用大量程进行试触。 【小问2详解】 图乙中L1与L2并联，电流表位于L1支路，测量的是通过灯L1的电流。 【小问3详解】 根据一组数据得出的结论有偶然性，为得出普遍结论，实验时应采用不同规格的灯泡进行多次实验，故接下来应该采取的操作是换用不同规格的小灯泡多次测量。 故选C。 19. 小明利用如图甲所示电路进行“探究电流与电阻关系”的实验，已知电源电压为6V，实验用到的电阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，实验中所得数据画出乙图所示的图像。 （1）根据图像，实验中应保持R两端的电压为_______V不变； （2）为完成整个实验应选取最大阻值不小于________Ω的滑动变阻器； （3）若滑动变阻器最大阻值为50Ω，要完成上述实验，定值电阻两端电压的最小预设值是________V。 【答案】（1）2.5 （2）35 （3）2 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，电阻R两端的电压为 UV=I1R1=0.5A×5Ω=2.5V 【小问2详解】 实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV=2.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为 U滑=U-UV=6V-2.5V=3.5V 当接入25Ω电阻时，根据分压原理得到 R滑=35Ω 所选择的变阻器的最大阻值不能小于35Ω。 【小问3详解】 探究电流与电阻关系时，滑动变阻器和定值电阻串联接入电路，串联电路总电压等于各分电压之和，由串联电路分压原理结合欧姆定律可得 式子左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入的电阻最大时对应的定值电阻也最大，此时电压表的示数最小，即 U′V=2V 定值电阻两端电压的最小预设值是2V。 20. 某型号的电热毯有高温和低温两个挡，其内部电路原理图如图所示，当开关S闭合时，电热毯处于_______ （高温/低温）挡，已知电热毯的额定电压为220V，R1的阻值恒为400Ω，电热毯低温挡的功率P1为44W，家庭电路的电压U为220V。当电热毯正常工作时，高温挡的功率P1为_______W，定值电阻R2的阻值为_______。 【答案】 ①. 高 ②. 121 ③. 700 【解析】 【详解】[1][2]由图可知，当开关S闭合时，电阻R2被短路，电路中只有R1，电阻较小，根据可知，电热毯功率较大，处于高温档；当开关S断开时，两电阻串联，电路中总电阻较大，根据，电热毯功率较小，处于低温档；高温档的功率 [3]低温档的总电阻为 定值电阻R2的阻值 R2=R总-R1=1100Ω-400Ω=700Ω 21. 如图所示，这是小明家的电能表。学习了电能表的相关知识后，小明关闭家中其他用电器，只让电热水壶工作，他发现电能表的指示灯6min 内闪烁了 300次，此时水吸收的热量为3.024×105J，电热水壶消耗的电能为_________J，电热水壶的实际功率为________W，电热水壶的加热效率为________ 。 【答案】 ①. ②. 1000 ③. 84% 【解析】 【详解】[1]电热水壶消耗的电能为 [2]电热水壶的实际功率为 [3]电热水壶的加热效率为 22. 一只额定电压为220V，额定功率为4.4W的LED灯泡，其正常工作时电流是_________A。若它每天正常发光5h，一个月（30天）消耗的电能是_________kW·h；若该LED灯与功率为44W的白炽灯亮度相当，则用该LED灯代替白炽灯可以节约_________%的电能。 【答案】 ①. 0.02 ②. 0.66 ③. 90 【解析】 【详解】[1]由可得，节能灯的额定电流 [2]由可得，节能灯一个月消耗的电能 [3]设两种灯泡正常发光的时间为t，则LED消耗的电能 白炽灯消耗的电能为 在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约的电能 23. 如图所示电路中，灯L标有“6V，3W”字样，S为单刀双掷开关。电源电压为12V且保持不变，电阻R2的阻值为20Ω，如图是灯L的U-I图像。 （1）当S接a时，灯L恰能正常发光，R1的阻值为________Ω； （2）当S接b时，求电阻R2通电1min产生的热量为_________J； （3）S接a与S接b两种情况下，求电路消耗的总功率之比为________。 【答案】（1）12 （2）192 （3）5︰4 【解析】 【小问1详解】 当S接a时，电阻R1与灯泡串联，灯泡正常发光时的电压为6V，功率为3W，串联电路中各处的电路相等，根据欧姆定律可得，电路中的电流 串联电路中的总电压等于各分电压之和，R1两端的电压 U1=U-UL=12V-6V=6V 此时电阻R1的阻值 【小问2详解】 当S接b时，灯泡L和电阻R2串联，电源电压为12V且保持不变，电阻R2的阻值为20Ω，由图像可知，当电流为0.4A时，灯泡电压为4V，由串联电路电流的规律和欧姆定律得到定值电阻R2的电压为 U2=I′R2=0.4A×20Ω=8V 灯泡和R2电压之和为 4V+8V=12V 与电源电压相等，故此时电路中的电流为I′=0.4A，电阻R2通电1min产生的热量为 Q=I′2R2t=(0.4A)2×20Ω×1×60s=192J 【小问3详解】 S接a时，电路总功率为 Pa=UI=12V×05A=6W S接b时，电路总功率为 Pb=UI′=12V×0.4A=4.8W 电路消耗的总功率之比 Pa︰Pb=6W︰4.8W=5︰4 24. 目前电动汽车主流的充电方式为智能充电，充电电压U和充电电流I的变化如图所示，第一阶段为限流段，即为预充阶段；第二阶段为恒流段，该过程充电电流保持不变，充电电压稳定增加；第三阶段为恒功率段，该过程充电功率保持恒定；第四阶段为恒压段，即浮充阶段，充电电流不断减小，直至充满，电动车需紧急出行而电量不足时，应选择________（交流/直流）充电方式，电池充电限流段充电电压不断增加，充电电流不断_______（增加/减小），电池充满电后，理论续航里程为_______km，整个充电过程中，充电功率的变化是________。 电池系统可用能量 72kW·h 电量—里程转换率 16kW·h/100km 充电时间 交流慢充 6h 直流快充 0.6h 【答案】 ①. 直流 ②. 增加 ③. 450 ④. 先增大，后不变，最后减小 【解析】 【详解】[1]由表格数据可得，交流慢充为6h，直流快充为0.6h，故直流电充电更加迅速，电动车需紧急出行而电量不足时，应选择直流充电方式。 [2]由图可知，电池充电限流段，充电电压不断增加，充电电流不断增加。 [3]电池系统可用能量为72kW·h，电量—里程转换率为16kW·h/100km，故电池充满电后，理论续航里程为 [4]整个充电过程中，电路中电流先增大，后不变，最后减小，所以根据P=UI可知充电功率先增大，后不变，最后减小。 三、解答题（本题共6小题，共40分，其中26题应写出必要的解题过程） 25. 按要求作图： （1）某剧组为拍摄需要，设计了如下图所示的装置来改变照明灯的高度。轻质杠杆ABO可绕O点转动。在图中画出杠杆所受拉力的力臂L以及杠杆所受阻力F2的示意图。 （2）图a是自行车的手闸，其中ABO可视为一种杠杆，简化示意图如图b，O为支点，F2为阻力。请在图b中画出作用在A点的最小动力F1的示意图及其力臂l1。 （3）按照图甲实物电路，在图乙虚线框内画出其电路图。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 过A点作竖直向下的力（即阻力F2）；过支点O作垂直于动力作用线的垂线段（即动力臂L）。如图所示： 【小问2详解】 由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OA作为动力臂l1最长；动力的方向应该向下，过点A垂直于OA向下作出最小动力F1的示意图，如图所示： 【小问3详解】 由实物图可知，闭合两开关后，电流从正极出发，经开关S1开始分支，一支经灯泡L1，另一支经灯泡L2、开关S2，然后两支汇合共同回到电源负极电路图如图所示： 26. 如图所示，重550N的工人站在水平地面上用滑轮组提起重760N的货物，货物匀速上升2m用的时间为10s，提升过程中工人的拉力为400N，提升过程中不计绳重和摩擦。求： （1）在这次提升过程中，工人的拉力的功率； （2）在这次提升过程中，滑轮组的机械效率； （3）若该滑轮组所用绳子能承担的最大拉力为600N，该工人用这个滑轮组能提升的最大物重。 【答案】（1）160W （2）95% （3）1060N 【解析】 【小问1详解】 由图可知，承担物重的绳子股数为2，绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 提升过程中，工人的拉力的功率 【小问2详解】 有用功为 滑轮组的机械效率 【小问3详解】 由 提升过程中不计绳重和摩擦，可得动滑轮重为 若该滑轮组所用绳子能承担的最大拉力为600N，工人重550N，故工人对绳子的最大拉力为F最大＝550N，所以能提升的最大物重为 27. 探究“杠杆的平衡条件”的实验，如图所示。 （1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，如图甲所示，此时，应把杠杆两端的平衡螺母向_______（左/右）调节，使杠杆在不挂钩码时能在_______位置平衡，接着在此杠杆左端挂了4个质量相同的钩码，此时要使杠杆处于如图平衡状态，则在右端A位置挂________个质量相同的钩码； （2）如图丙所示，用弹簧测力计在B点处竖直向上拉，此时发现测得的拉力与已得出的杠杆平衡条件不相符，其最可能的原因是________； （3）如图丁所示是我们家中常用的杆秤，这个杆秤有两个提纽，当小刚使用提纽1时杆秤最大能称量10kg的物体，当他使用提纽2时杆秤能称量物体的最大质量会________（大于/小于/等于）10kg。使用这两个提纽时，零刻度线的位置________ （相同/不相同）。若某次称量时小刚只使用了提纽1称量了同一物体两次，当他第二次换用质量更大的秤砣时，第二次秤砣在杆秤上的位置会________（靠近/远离）提纽的位置。 【答案】（1） ①. 右 ②. 水平 ③. 3 （2）杠杆的自重对杠杆平衡有影响 （3） ①. 小于 ②. 不相同 ③. 靠近 【解析】 【小问1详解】 [1][2]由图甲可知，杠杆左端下沉，说明杠杆左侧重，因此应将平衡螺母向右移动，使杠杆在水平位置平衡，此时此时力臂恰好沿着杠杆的方向，可以直接从杠杆上读出力臂，便于测量力臂，同时可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。 [3]若杠杆上1小格为l，则由杠杆平衡条件可得 即 解得n=3。则要使杠杆处于如图平衡状态，应在右端A位置挂3个质量相同的钩码。 【小问2详解】 利用如图丙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响，因此测得的拉力与已得出的杠杆平衡条件不相符。 【小问3详解】 [1]由图丁和杠杆平衡条件可得 则 当使用的提纽从1变为2时，变小，变大，不变，则变小，由可知，能称量物体的最大质量会小于10kg。 [2]当秤钩上不挂物体时，秤砣的位置在零刻度线处。由杠杆平衡条件可知 当使用不同的提纽时，秤的重力的力臂l右​会发生变化，所以秤砣的力臂l左​也会发生变化，，因此使用不同的提纽时零刻度线的位置不同‌。 [3]由杠杆平衡条件可知 当他第二次换用质量更大的秤砣时，增大，和不变，由杠杆平衡条件可知，减小，因此第二次秤砣在杆秤上的位置会靠近提纽的位置。 28. 为了探究“不同物质的吸热能力”，实验小组在两个相同的容器中分别装入初温相同的两种液体A、B，并且用相同的装置加热，如图甲所示。 （1）实验中，应该向两个烧杯中加入_______ （质量/体积）相同的两种不同液体；可以通过比较_______（升高的温度/加热时间）来反映两种液体吸收热量的多少； （2）由图像乙可知，在相同加热时间内，A升高的温度比B的小，说明________的吸热能力更好； （3）若液体A是水，则液体B的比热容为________。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]小明还想利用图丙装置来比较不同液体燃料的热值，他应该在质量相同的燃料燃烧_______（相同时间/完毕）后，通过比较_______（温度计示数变化/加热时间）来得出结论；小明选用了燃料1和燃料2进行实验。当燃料燃尽后，小明根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图丁所示的图像a、b（燃料1的图像为a，燃料2的图像为b），则可初步判断燃料________（1/2）的热值大。 【答案】（1） ①. 质量 ②. 加热时间 （2）A （3） ①. 2.1×103J/(kg·℃) ②. 完毕 ③. 温度计示数变化 ④. 2 【解析】 【小问1详解】 [1][2]由于物体吸热多少与物体的质量有关，根据控制变量法，实验中应控制两种不同液体的质量相等；由于热量无法直接观察测量，可以通过比较加热时间来反映两种液体吸收热量的多少，这种方法叫转换法。 【小问2详解】 由图乙可知，在相同加热时间内，即吸收相同的热量，A升高的温度比B的小，说明A的吸热能力强，B的吸热能力弱。 【小问3详解】 [1]由图乙可知，加热5min，A、B两种液体吸收相同的热量，A液体升高的温度 ΔtA=30℃-10℃=20℃ B液体升高的温度为 ΔtB=50℃-10℃=40℃ 即B升高的温度是A升高温度的2倍，且A、B质量相同，根据公式可知，B液体的比热容是水的一半，B液体的比热容为 [2][3]比较不同液体燃料的热值，实验时应比较相同质量的燃料1和燃料2完全燃尽后液体升高的温度，即根据温度计上升的示数比较燃料热值的大小。 [4]由图丁可知，燃料完全燃烧后，燃料2加热的液体升高的温度越高，说明燃料2释放的热量较多，燃料的质量相等，由Q放=mq得，燃料2的热值大。 29. 小明在实验室发现一个标有“2.5V”字样的小灯泡，想利用如图甲所示的电路测量小灯泡正常发光的电阻，所使用的电源电压恒为4.5V，滑动变阻器R上标有“20Ω 1A”字样。 （1）该电路中有一根导线连接错误，请在接错的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的实物电路连接图________； （2）闭合开关S后，发现小灯泡不发光，但电流表和电压表均有示数，接下来首先应该操作的是_______； A. 检查电路是否断路 B. 检查电路是否短路 C. 移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡是否发光 （3）实验过程中，移动变阻器滑片P 的同时，眼睛应注视________（电流表示数/电压表示数/变阻器的滑片），当滑片P移到某处，电压表示数为1.5V时，要使小灯泡正常发光，应将滑动变 阻器滑片向________（左/右）移动；当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示为_______A，此时测量的待测小灯泡电阻的阻值为 ________Ω（保留一位小数）； （4）在工程技术中用不同颜色的环对电阻进行标记（如图丙），阻值是两位数以内的电阻可以根据前两环的颜色来判断阻值；如图丁：已知色环含义及电阻A（5Ω）、电阻B（10Ω）的色环，则电阻C为_______Ω。 【答案】（1） （2）C （3） ①. 电压表示数 ②. 左 ③. 0.26 ④. 9.6 （4）15 【解析】 【小问1详解】 实验中，电流表串联在电路中，滑动变阻器与灯泡串联，电压表并联在灯泡两端，正确的电路图如图所示： 【小问2详解】 闭合开关S后，发现小灯泡不发光，电流表和电压表均有示数，说明电路不存在断路，且小灯泡没有短路，小灯泡不发光，可能的滑动变阻器接入电路的阻值太大，电路中电流太小导致的，因此应该移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡是否发光。故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 【小问3详解】 [1]要测灯泡正常发光时的电阻，应该测出灯泡在额定电压下的电流，因此实验时移动变阻器滑片P 的同时，眼睛应注视电压表的示数，使电压表的示数为2.5V。 [2]当滑片P移到某处，电压表示数为1.5V时，要使小灯泡正常发光，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压特点，应减小滑动变阻器两端电压，根据串联分压，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，因此应将滑片向左移动。 [3][4]图乙中电流表使用小量程，分度值为0.02A，示数为0.26A，则灯泡正常发光时的电阻为 【小问4详解】 图丁中A的阻值为5Ω，则十位为0，个位为5，因此黑色代表0，绿色代表5，同理B电阻，棕色代表1，因此C电阻十位是棕色环1，个位是绿色环5，即C为15Ω电阻。 30. 随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。消耗的电能中有50%用于克服摩擦力做功。如图甲是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，请回答下列有关问题： （1）该扫地机器人铭牌上的部分内容如表所示，则机器人充满电后，电池所储存的电能是________J，机器人正常工作的电流是_______A，机器人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电，充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为________min。 项目 指标参数 工作电压 12V 净重 3kg 最大积尘量 1kg 功率 36W 电池容量 2000mAh （2）已知集尘盒空置时机器人运动过程中受到的摩擦阻力为15N，查阅资料显示摩擦力与压力成正比，则达到最大集尘量时机器人受到的摩擦阻力为________N，此时机器人运动的速度为________m/s。 （3）光敏电阻是制作灰尘传感器的常用元件。图乙为某光敏电阻的控制电路，电源电压U0恒定，Rc为光敏电阻，其阻值随空气透光程度的变化而变化，R0为定值电阻。当光敏电阻分别为6Ω和18Ω时，电压表的示数分别为6V和3V，则U0为_______V，R0为________Ω。 【答案】（1） ①. 8.64×104 ②. 3 ③. 36 （2） ①. 20 ②. 0.9 （3） ①. 12 ②. 6 【解析】 【小问1详解】 [1]由表中数据可知，机器人充满电后电池所储存的电能为 W=UIt=12V×2A×3600s=8.64×104J [2]由表中数据可知，机器人的工作电压为12V，额定功率为36W，则其正常工作的电流为 [3]当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电，则充满电后至下一次自动充电前消耗的电能为 W消耗=（1-10%）W=90%×8.64×104J=77760J 能够连续正常工作的最长时间为 【小问2详解】 [1]因为摩擦力与压力成正比，而扫地机器人对地面压力的大小等于其所受重力的大小，所以可得 代入数据可得达到最大集尘量时机器人受到的摩擦阻力为 f满=20N 因为消耗的电能中有50%用于克服摩擦力做功，所以可知克服摩擦力做功的功率为 Pf=50%P=50%×36W=18W 则可得机器人运动的速度为 【小问3详解】 由电路图可知，光敏电阻与定值电阻串联，电压表测量定值电阻两端电压，则根据欧姆定律及串联电路的电流规律有 当光敏电阻阻值为6Ω、电压表示数为6V时，有 当光敏电阻阻值为18Ω、电压表的示数为3V时，有 联立以上两式，可解得 U0=12V R0=6Ω 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$