江苏省南通市如皋市2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷

2024-2025学年江苏省南通市如皋市九年级（上）期末物理试卷 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纸上。 1．（2分）某品牌饼干成分表上标有“每100g能量1960kJ”。下列物理量与该标识含义相似的是（　　） A．比热容 B．热量 C．热值 D．温度 2．（2分）小明按人类对磁的认识历程，对“电磁转换”一章知识进行梳理，图中对应位置的内容填写正确的是（　　） A．奥斯特 B．电动机 C．电磁起重机 D．磁体周围有磁场 3．（2分）掷实心球是我市中考体测项目之一。不计空气阻力，投掷后的实心球在上升过程中（　　） A．动能变大，重力势能变大 B．动能变小，重力势能变小 C．动能变小，重力势能变大 D．动能变大，重力势能变小 4．（2分）寿喜烧将中国的生蛋吃法发扬光大，牛肉被铁板煎熟后直接随无菌生鸡蛋食用，既可使牛肉迅速降温防止烫嘴，又可保存更多营养和嫩滑感。下列说法中正确的是（　　） A．煎肉是利用热传递来改变内能，铁板会让牛肉受热更均匀 B．煎肉是利用热传递来改变内能，牛肉吸热是因为其热量较小 C．煎熟的牛肉会烫嘴，说明牛肉的内能大于嘴的内能 D．煎熟的牛肉接触生鸡蛋后，会将温度传递给生鸡蛋 5．（2分）如图所示，小军利用铜片、铁片、菠萝自制了一个水果电池，并用电压表测其电压。下列说法正确的是（　　） A．菠萝是用电器 B．水果电池的电压是0.5V C．此时电压表大小量程都可以选择 D．插在菠萝左边的铜片是电源正极 6．（2分）在综合实践活动中，小李用测电笔来判断家里电灯的开关是接在火线上还是接在零线上。闭合开关，灯泡正常发光，用测电笔分别检测开关的两个接线柱，发现氖管两次都发光，根据此现象（　　） A．可以确定开关接在火线上 B．可以确定开关接在零线上 C．需断开开关再检测才能判断 D．无法确定开关接在哪根线上 7．（2分）为了让护士能在护士站观察到药液量的变化，某物理兴趣小组设计了一种输液提示器。当袋中药液量减少时，电表示数随之减小，符合要求的电路图是（　　） A． B． C． D． 8．（2分）图甲是一种测力装置部分结构的示意图。横梁OA上下表面各贴一张完全一样的应变电阻片R1和R2，应变电阻片的阻值被拉伸或压缩时会由于长度及横截面积的变化而变化，将R1和R2串联在有恒定电流的电路中（图乙）。在A端施加向下的力F，横梁向下弯曲，R1被拉伸，R2被压缩，根据它们两端电压的差值即可测量力F的大小。下列说法中（　　） ①R1的电阻增大；②R2的电阻增大；③R1两端的电压小于R2两端的电压；④R1和R2两端电压的差值越大，A端受到的压力越大 A．只有①②正确 B．只有②③正确 C．只有③④正确 D．只有①④正确 9．（2分）如图所示为甲、乙、丙三部汽油机燃料完全燃烧释放的内能和输出机械能的二维柱状图。根据图中的信息，下列说法正确的是（　　） A．与丙相比，甲输出的机械能多，效率高 B．在输出相同的机械能时，乙比丙消耗更多的同种燃料 C．在消耗质量相同的同种燃料时，乙输出机械能与甲一样多 D．三部汽油机中，乙的效率最高 （多选）10．（2分）图甲中，电源电压为12V、电流表（0～0.6A）、电压表（0～15V）、滑动变阻器标有“？Ω；1A”字样，虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡（6V；0.5A），闭合开关，在元件安全的情况下，使滑片P移动范围最大，得到滑动变阻器的I﹣U图像如图乙。则以上结论正确的有（　　） A．虚线框内是小灯泡 B．电路的最大功率为6W C．虚线框内元件和滑动变阻器的功率相等时，滑动变阻器的阻值为10Ω D．滑动变阻器最大阻值为20Ω 二、非选择题，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纸上。 11．（3分）芯片体积小，元件密集。当芯片中有电流通过时，由于芯片元件有 　 　，不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的 　 　效应。为了不影响芯片的性能，通常让散热部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过 　 　的方式改变芯片内能。 12．（4分）世界上很多发明都是由生活现象启发而萌生的创意，如：蒸汽机和汽油机，它们工作时，由 　 　能转化为 　 　能，图 　 　是汽油机的工作原理图。一台四冲程内燃机飞轮转速为3600r/min，在1秒钟内内燃机的活塞做 　 　次功。 13．（4分）小夏一家外出旅游，家中只有一个网络摄像头和一个路由器在工作，其实际功率分别为5W和15W。出发前和回家时，电能表示数如图所示，若其它元件损耗电能不计，这段时间内小夏家消耗的电能为 　 　kW•h，小夏一家外出 　 　h。小夏想利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常，他观察家中的电能表，上面标有3200imp/（kW•h），现仅接通一台如表所示的电热水器，观察到电能表指示灯1min内闪烁80次，则1min内消耗电能为 　 　J，其两端电压 　 　220V。 品名：电热水器 额定电压：220V 额定功率：1500W 14．（5分）用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，匀速拉动绳子使物体每次上升距离均为10cm，不计绳重，实验数据如表。 次数 G物/N G动/N F/N η/% 1 6.0 0.3 2.2 90.9 2 6.0 1.0 3 6.0 1.9 2.9 69.0 4 6.0 3.2 3.4 58.8 （1）绳端移动距离为 　 　cm； （2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为 　 　N，第2次实验滑轮组的机械效率为 　 　%。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越 　 　； （3）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 15．（5分）寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小红制作了恒温箱系统，原理如图。控制电路由电磁继电器、滑动变阻器R1、热敏电阻R2、低压电池等组成。R2安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小。加热电路由电源、电热丝R3和R4等组成。调好R1阻值，闭合开关S1、S2，箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动，且降温阶段降温比较平缓。 （1）通电线圈上端是 　 　极，温度升高时，电磁铁磁性 　 　； （2）R3　 　R4（选填“大于”、“等于”或“小于”）； （3）当使用时间长了以后，恒温箱控制的最高温度会 　 　（选填“上升”、“下降”或“不变”），如果要求恒温箱所控制的最高温度不变，可以采取的措施是 　 　。 16．（2分）如图，杠杆AOB保持静止，O为支点，请作出动力F1的力臂l1和阻力F2。 17．（2分）如图1所示是一种带USB接口的新型插线板，开关同时控制USB接口和插孔，插座和USB接口可以独立工作。如图2为该插线板内部的部分电路示意图，试根据该插线板的功能将图中的电路连接完整。 18．（2分）如图，小磁针静止在通电螺线管左侧，请标出小磁针的N极和电源的正负极。 19．（6分）如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2L初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了25g丁烷气体（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），丁烷的热值为4.8×107J/kg）。求： （1）壶中水的质量； （2）水吸收的热量； （3）卡式炉的加热效率。 20．（7分）如图甲，R1阻值为20Ω，图乙为小灯泡L的U﹣I图像。闭合开关S、S1，断开S2，电流表示数为0.4A，再闭合开关S2，电流表示数变为0.6A。求： （1）电源电压； （2）R2的阻值； （3）若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量。 21．（7分）小红同学做“探究不同物质比热容大小”的实验。如图甲，她先将石棉网放在铁圈上，然后将质量相等的沙子和水分别装在相同的烧杯中，测出沙子和水的初温，并同时将烧杯放在石棉网上，再用相同的酒精灯加热并不断搅拌，每隔0.5min记录一次温度。实验记录如表所示。 时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 温度/℃ 沙子 20 22 24 28 32 36 40 44 48 水 20 20.5 21 22 23 24 25 26 27 （1）按照实验规范要求，调整铁圈确定其高度时，　 　（选填“需要”或“不需要”）点燃酒精灯。实验中，用 　 　（选填“加热时间的长短”或“温度计示数的变化量”）间接反映物体吸收热量的多少。分析表中数据可知，如果使质量和初温都相同的沙子和水的最后温度相同，则沙子吸收的热量 　 　水吸收的热量；该实验表明 　 　吸热的能力更强。 （2）温度较高处的空气受热膨胀会上升，周边温度较低处的空气便流过来补充，这样就会形成风。据此可知，在海边白天风会吹向 　 　（选填“海洋”或“陆地”）。 （3）给1kg某物质加热时温度随时间变化的图象如图乙所示，已知该物质在液态下的比热容c1＝4.2×103J/（kg•℃），设物质相同时间内从热源吸收的热量恒定不变，根据图象解答下列问题： （a）该物质在固态下的比热容是 　 　J/（kg•℃）； （b）若不计能量和质量的损失，该物质加热到第4min时的内能 　 　第8min时的内能。 22．（7分）甲、乙两小组探究“电流与电压和电阻的关系”。实验室提供的实验器材有：电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一个，开关一个，四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），两只滑动变阻器（规格分别为“20Ω，2A”和“50Ω，1A”），小灯泡一只（正常发光时电压为2.5V），导线若干。 （1）甲小组探究“电流与电压的关系”。 ①请用笔画线代替导线将甲图连接完整，要求：滑片P向右移动时，变阻器接入电路的阻值变大。 ②他们将5Ω的电阻接入电路，检查无误后闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，造成这一现象的原因可能是 　 　（写出一条即可）。 ③排除故障后进行实验，应调节滑动变阻器滑片P，使电阻R两端电压由1.0V逐渐增大到1.5V、2V、3V，读出所对应的电流值，实验数据如表所示，画出的U﹣I图像如图乙所示。由此可得到的实验结论是 　 　。 电压 1.0 1.5 2.0 3.0 电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.6 （2）乙小组探究“电流与电阻的关系”。 ①将5Ω的电阻接入电路，检查无误后闭合开关，移动滑片P使电压表示数为1.5V，请在图丙中标出指针的位置，记下相应的电流值；将5Ω电阻换成10Ω，按规范调整电路，继续操作，使电压表示数仍为1.5V。 ②为了让四个定值电阻均能进行实验，应选择滑动变阻器的规格是 　 　。 ③用小灯泡换下定值电阻，再次实验测得数据后发现小灯泡两端电压与通过的电流关系如图丁。若闭合开关S，小灯泡发光，滑片P滑动过程中，小灯泡阻值的变化量大小为ΔR1，滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小为ΔR2，则ΔR1　 　ΔR2。 23．（6分）小明同学骑自行车上学途中，要经过一段上坡路。他思考：物体以相同初速度冲上斜坡后运动的最大距离可能跟哪些因素有关呢？他和小华商量后提出以下猜想： 猜想一：可能与斜坡的粗糙程度有关； 猜想二：可能与物体的质量大小有关； 猜想三：可能与斜坡的倾角大小有关。 他们将与水平面平滑连接的长木板以角度θ（可改变）倾斜固定，并找来质量不同的小木块若干、光滑的斜面M（物块在斜面M上滑动时可忽略物块所受的摩擦力）和轻弹簧P等实验器材进行探究。 （1）他们上网查找得知：初速度相同的汽车关闭发动机后在路面滑行时，路面越粗糙，汽车滑行的距离越短。由此他们认为猜想一是 　 　的。 （2）为了验证猜想二，小明在老师的帮助下一起设计了如图甲所示的装置。实验时将质量不同的小木块从斜面M的同一高度自由滑下，就可以使木块以 　 　的初始速度滑上长木板，通过比较木块冲上长木板的 　 　就可以验证猜想二。 小华设计了如图乙所示的装置进行实验，他认为只要让不同质量的小木块分别将同一弹簧压缩到相同程度后自由释放，也可以验证猜想二。老师告诉小华这一设计方案是不可行的，理由是：　 　。 （3）他们保持长木板的粗糙程度和木块的初速度相同，分别改变木块的质量m和长木板的倾角θ，测得木块冲上长木板后运动的最大距离x，实验数据如表。分析数据可知： ①最大距离x与质量m 　 　（选填“有关”或“无关”）； ②最大距离x随长木板倾角θ变化的关系是：θ角增大时，　 　。 m/kg 1.2 1.0 0.5 0.3 θ/度 10 20 30 30 40 45 45 50 55 55 60 65 x/m 1.76 1.57 1.45 1.45 1.38 1.37 1.37 1.36 1.37 1.37 1.39 1.42 24．（10分）阅读短文，回答问题。 自动驾驶汽车 2022年北京冬奥会开启了自动驾驶汽车的里程碑。自动驾驶汽车控制系统能根据路面情况作出应对，确保车辆正常行驶。上坡时，会自动切换到低速挡，使汽车的行驶速度减小并根据斜坡陡峭程度选择是否沿S型轨迹行驶。车轮遇到小石块时会自动改变牵引力越过障碍。前方有紧急情况时会自动断断续续地刹车，以防车轮抱死，减小刹车片磨损。由于车辆座椅材质上乘，刹车时乘客几乎感受不到颠簸。 车辆采用传统的燃油机和电动机作为动力源，电动力系统中包括高效电动机、发电机和蓄电池，行驶中燃油机既向车轮提供动力，又给蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送，由燃油机和电动机共同驱动车辆前进，具有省油、能量利用率高等特点。车内安装有测量汽车水平运动时速度变化的装置，其结构原理图如图甲，在箱体的前、后壁各安装一个压力传感器A和B，中间用两根相同的轻质弹簧连接一滑块，滑块可沿箱底无摩擦滑动，车辆静止时，弹簧均处于压缩状态，已知弹簧的弹力与其形变量成正比。测试时，该车在同一水平道路由静止开始加速到速度为v的过程中，牵引力做功W与速度v的对应关系如表。汽车在自动驾驶模式下，需要保持稳定的信号，尽管自动驾驶系统可以自主行驶，驾驶员仍需保持警觉，随时准备接管控制权。 v/m•s﹣1 5 10 17.5 20 25 W/J 2.0×105 8.0×105 2.45×106 3.2×106 5.0×106 （1）技术人员在解释刹车“不颠簸”原因时做了如下实验：用相同的力把两个相同金属球分别在硬板凳和软垫上按压，其中图乙左侧水渍较大的是在 　 　上按压留下的。 （2）下列关于自动驾驶汽车的说法中，正确的是（ 　 　） A.汽车上坡选择沿S型轨迹行驶是为了省功 B.汽车上坡换挡，使行驶速度减小的目的是增大牵引力 C.汽车关闭油门后在水平路面滑行过程中，内能转化为机械能 D.汽车静止时，速度变化装置中两弹簧具有的弹性势能不相同 （3）汽车匀速运动时，水平运动速度变化装置中传感器A、B的示数均为10N。当车加速行驶时，传感器A的示数为8N，则汽车在 　 　（选填“向左”或“向右”）行驶，传感器B的示数为 　 　N。 （4）根据表中数据在图丙中作出汽车牵引力做功W与速度v的关系图像。由图像可知两者的关系是W＝ 　 　。 （5）汽车在上述道路由静止加速刚达到15m/s的测试过程中，给蓄电池充入了6×105J的电能（忽略能量损失），该车燃油机的效率为40%，则该过程牵引力做的功为 　 　J，需完全燃烧 　 　g的燃油。（q燃油＝4.0×107J/kg） 2024-2025学年江苏省南通市如皋市九年级（上）期末物理试卷 参考答案与试题解析 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 C A C A D A B D D 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纸上。 1．（2分）某品牌饼干成分表上标有“每100g能量1960kJ”。下列物理量与该标识含义相似的是（　　） A．比热容 B．热量 C．热值 D．温度 【分析】燃料的热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 【解答】解：某品牌饼干成分表上标有“每100g能量1960kJ”。该标识含义是指热值，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 【点评】本题考查热值的概念，属于基础题。 2．（2分）小明按人类对磁的认识历程，对“电磁转换”一章知识进行梳理，图中对应位置的内容填写正确的是（　　） A．奥斯特 B．电动机 C．电磁起重机 D．磁体周围有磁场 【分析】（1）奥斯特发现通电导体周围存在磁场； （2）电动机的原理是通电导体周围存在磁场； （3）法拉第发现了电磁感应现象。 【解答】解：A、奥斯特发现通电导体周围存在磁场，故A正确； B、电动机的原理是通电导体周围存在磁场，故B错误； C、电磁起重机利用了电流的磁效应，故C错误； D、法拉第发现了电磁感应现象，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了电磁相互作用，属于基础题。 3．（2分）掷实心球是我市中考体测项目之一。不计空气阻力，投掷后的实心球在上升过程中（　　） A．动能变大，重力势能变大 B．动能变小，重力势能变小 C．动能变小，重力势能变大 D．动能变大，重力势能变小 【分析】动能的大小和物体的质量及速度有关，重力势能的大小和物体的质量以及高度有关。 【解答】解：不计空气阻力，投掷后的实心球在上升过程中，质量不变，速度越来越慢，所以动能越来越小；高度在逐渐的增大，质量不变，所以重力势能增大。 故选：C。 【点评】质量不变时要判断动能的大小看速度的变化，要判断重力势能的大小看高度的变化情况。 4．（2分）寿喜烧将中国的生蛋吃法发扬光大，牛肉被铁板煎熟后直接随无菌生鸡蛋食用，既可使牛肉迅速降温防止烫嘴，又可保存更多营养和嫩滑感。下列说法中正确的是（　　） A．煎肉是利用热传递来改变内能，铁板会让牛肉受热更均匀 B．煎肉是利用热传递来改变内能，牛肉吸热是因为其热量较小 C．煎熟的牛肉会烫嘴，说明牛肉的内能大于嘴的内能 D．煎熟的牛肉接触生鸡蛋后，会将温度传递给生鸡蛋 【分析】（1）做功和热传递都可以改变物体的内能；从受热均匀的角度可比较发热丝与铁板加热的区别； （2）发生热传递的条件是存在温度差； （3）温度表示物体的冷热程度，“烫嘴”表示的是温度高； （4）在热传递过程中，传递的是热量，改变的是内能。 【解答】解：A、煎肉是利用热传递来改变内能，铁板会让牛肉受热更均匀，故A正确； B、煎肉是利用热传递来改变内能，牛肉吸热是因为温度比铁板低，二者之间才会发生热传递，故B错误； C、煎熟的牛肉会烫嘴，说明牛肉的温度高，而不是内能大于嘴的内能，故C错误； D、煎熟的牛肉接触生鸡蛋后，会将热量传递给生鸡蛋，传递的不是温度，故D错误。 故选：A。 【点评】本题围绕生活场景考查了对热传递的了解，对内能、温度和热量概念的认识，属热学基础题。 5．（2分）如图所示，小军利用铜片、铁片、菠萝自制了一个水果电池，并用电压表测其电压。下列说法正确的是（　　） A．菠萝是用电器 B．水果电池的电压是0.5V C．此时电压表大小量程都可以选择 D．插在菠萝左边的铜片是电源正极 【分析】（1）根据电路的组成分析； （2）先确定电压表的量程和分度值，再根据指针位置读数； （3）自制菠萝水果电池的电压较低； （4）根据电压表的指针偏转情况及正确使用方法（电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出），确定电源的正负极。 【解答】解：A、菠萝能提供电压，是电源，故A错误； B、由图知电压表的量程为0﹣3V，分度值为0.1V，水果电池的电压为0.1V，故B错误； C、自制菠萝水果电池的电压较低，因此应选用电压表的小量程测其电压，故C错误； D、电压表指针正向偏转，说明电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出，即电压表的正接线柱与电源的正极相连接，由图知铜片与电压表的正接线柱连接，因此铜电极为正极，故D正确。 故选：D。 【点评】本题利用了电压表的使用方法来判断电源的正负极、电池的电压以及电源的作用，知识点较多，难度不大。 6．（2分）在综合实践活动中，小李用测电笔来判断家里电灯的开关是接在火线上还是接在零线上。闭合开关，灯泡正常发光，用测电笔分别检测开关的两个接线柱，发现氖管两次都发光，根据此现象（　　） A．可以确定开关接在火线上 B．可以确定开关接在零线上 C．需断开开关再检测才能判断 D．无法确定开关接在哪根线上 【分析】在家庭电路中，开关应接在用电器和火线之间；当测电笔的笔尖接触到火线时，氖管会亮。 【解答】解：闭合开关，灯泡正常发光，用测电笔分别检测开关的两个接线柱，发现氖管两次都发光，这说明开关的两个接线柱都与火线直接相连，故可以确定开关接在火线上； 如果开关接在零线上，闭合开关，用测电笔分别检测开关的两个接线柱，相当于用测电笔检测零线，所以氖管不发光，不符合题意； 由此可知只有A正确。 故选：A。 【点评】本题考查了家庭电路中电路的连接方式，属于基础题。 7．（2分）为了让护士能在护士站观察到药液量的变化，某物理兴趣小组设计了一种输液提示器。当袋中药液量减少时，电表示数随之减小，符合要求的电路图是（　　） A． B． C． D． 【分析】当袋中药液量减少时，整个药液袋的重力减小，对弹簧的拉力减小，弹簧的伸长量减小，则滑片会向上移动； 分析各图中电路的连接情况，判断药液量减少时电阻的变化情况，根据电路的连接情况以及电路特点判断电表示数的变化。 【解答】解：当袋中药液量减少时，整个药液袋的重力减小，对弹簧的拉力减小，弹簧的伸长量减小，所以滑片会向上移动； A、由图可知，变阻器与灯泡串联，电压表测变阻器两端的电压； 当袋中药液量减少时，滑片的上移不会改变变阻器连入电路的电阻，则电路中的电流不变，变阻器两端的电压不变，即电压表的示数也不变，故A不符合要求； B、由图可知，变阻器与灯泡串联，电压表测变阻器两端的电压； 当袋中药液量减少时，滑片向上移动，变阻器连入电路的电阻变小，根据串联电路的分压特点可知，变阻器两端的电压变小，即电压表的示数变小，故B符合要求； C、由图可知，变阻器与灯泡并联，电压表测量电源电压，由于电源电压不变，所以，当袋中药液量减少时，电压表的示数不变，故C不符合要求； D、由图可知，变阻器与灯泡串联，电流表测电路中电流，所以，当袋中药液量减少时，滑片向上移动，变阻器连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，电路中电流变大，即电流表示数变大，故D不符合要求。 故选：B。 【点评】本题主要考查了欧姆定律的应用，正确分析电路，知道药液量减少时滑片会向上移动判断变阻器连入电路的阻值变化是解题的关键。 8．（2分）图甲是一种测力装置部分结构的示意图。横梁OA上下表面各贴一张完全一样的应变电阻片R1和R2，应变电阻片的阻值被拉伸或压缩时会由于长度及横截面积的变化而变化，将R1和R2串联在有恒定电流的电路中（图乙）。在A端施加向下的力F，横梁向下弯曲，R1被拉伸，R2被压缩，根据它们两端电压的差值即可测量力F的大小。下列说法中（　　） ①R1的电阻增大；②R2的电阻增大；③R1两端的电压小于R2两端的电压；④R1和R2两端电压的差值越大，A端受到的压力越大 A．只有①②正确 B．只有②③正确 C．只有③④正确 D．只有①④正确 【分析】由电路图可知，R1、R2串联；导体电阻的大小与导体的长度、材料、横截面积和温度有关，据此判定电阻的变化，根据欧姆定律判定电阻两端的电压大小关系，从而判断压力的变化情况。 【解答】解： ①②、在压力的作用下，横梁向下弯曲，R1被拉伸，R2被压缩，即R1变长，横截面积变小，电阻变大；R2变短，横截面积变大，电阻变小，故①正确，②错误； ③、在R1和R2发生形变前是完全一样的，即R1和R2发生形变前的电阻相同，因此发生形变后，R1的电阻大于R2的电阻，通过两个电阻的电流相同，根据U＝IR可知，R1两端的电压大于R2两端的电压，故③错误； ④、根据欧姆定律可知，R1和R2两端电压的差值越大，说明R1和R2的阻值的差值越大，所以R1被拉伸的更长，R2被压缩的越短，从而说明A端受到的压力越大，故④正确； 综合上述分析可知，①④正确。 故选：D。 【点评】本题考查了影响电阻大小的因素、欧姆定律的应用，难度不大。 9．（2分）如图所示为甲、乙、丙三部汽油机燃料完全燃烧释放的内能和输出机械能的二维柱状图。根据图中的信息，下列说法正确的是（　　） A．与丙相比，甲输出的机械能多，效率高 B．在输出相同的机械能时，乙比丙消耗更多的同种燃料 C．在消耗质量相同的同种燃料时，乙输出机械能与甲一样多 D．三部汽油机中，乙的效率最高 【分析】热机工作时，将内能转化为机械能，其效率大小等于热机输出的机械能与燃料完全燃烧释放的内能之比，表达式为：η＝×100%。 【解答】解：如图所示，假设纵坐标轴的单位长度为1。 A、由公式η＝×100%可得，甲的效率为：η甲 ＝×100%＝×100%＝25%， 乙的效率为：η乙 ＝×100%＝×100%＝50%， 丙的效率为η丙 ＝×100%＝×100%＝25%， 可见，三部汽油机中，乙的效率最高，甲、丙的效率相同，故A错误，D正确； B、由图可知，在消耗燃料质量相同时，乙输出的机械能最多，故B错误； C、由图可知，在输出的机械能相同时，乙消耗的燃料最少，故C错误。 故选：D。 【点评】本题考查对热机效率定义的理解，关键是能从图示中获取知识解决问题，难度不大。 （多选）10．（2分）图甲中，电源电压为12V、电流表（0～0.6A）、电压表（0～15V）、滑动变阻器标有“？Ω；1A”字样，虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡（6V；0.5A），闭合开关，在元件安全的情况下，使滑片P移动范围最大，得到滑动变阻器的I﹣U图像如图乙。则以上结论正确的有（　　） A．虚线框内是小灯泡 B．电路的最大功率为6W C．虚线框内元件和滑动变阻器的功率相等时，滑动变阻器的阻值为10Ω D．滑动变阻器最大阻值为20Ω 【分析】由电路图可知，定值电阻或小灯泡与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。 （1）结合图像特征得出结论； （2）由于电压表最大量程大于电源电压，故滑动变阻器的滑片可以移动到最大阻值处，根据欧姆定律和图像数据求出滑动变阻器的最大阻值；根据串联电路的分压规律求出定值电阻两端的电压，根据欧姆定律求出定值电阻的阻值，当滑动变阻器两端的电压最小时，根据串联电路的电压规律求出定值电阻两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的最大电流，根据P＝UI求出电路的最大功率。 （3）串联电路各处电流相等，当P定＝P滑时，由P＝UI＝I2R可知滑动变阻器接入电路的阻值与定值电阻的阻值关系。 【解答】解：分析电路可知，虚线框内元件和变阻器串联，电压表测变阻器电压，电流表测电路电流。 A、由图乙可知，变阻器的电流和电压成一次函数线性关系，根据串联分压规律可知虚线框内元件的电流和电压也成一次函数线性关系，而灯泡的电阻是变化的，所以虚线框内是定值电阻，故A错误； B、定值电阻的电阻为：R＝＝＝10Ω， 由图乙可知，电流最大时，变阻器电压为6V，则此时虚线框内定值电阻的电压：U定＝U﹣U滑＝12V﹣6V＝6V； 电路中的最大电流为：I大＝＝＝0.6A， 则电路的最大功率为：Pmax＝UImax＝12V×0.6A＝7.2W，故B错误； C、根据P＝I2R可知变阻器和定值电阻串联，电流相等，所以虚线框内定值电阻和滑动变阻器的功率相等时，二者电阻相等，即此时滑动变阻器的阻值为10Ω，故C正确； D、由于电压表最大量程大于电源电压，故滑动变阻器的滑片可以移动到最大阻值处， 由图乙可知，滑动变阻器两端的电压最大为Umax＝8V，通过电路的最小电流为Imin＝0.4A， 此时滑动变阻器阻值最大为：RH大＝＝＝20Ω，故D正确。 故选：CD。 【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律和电功率公式的综合应用，难度较大。 二、非选择题，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纸上。 11．（3分）芯片体积小，元件密集。当芯片中有电流通过时，由于芯片元件有 　电阻　，不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的 　热　效应。为了不影响芯片的性能，通常让散热部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过 　热传递　的方式改变芯片内能。 【分析】电流通过导体时，导体都会发热，这种现象叫电流的热效应。 改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。 【解答】解：由于芯片元件有电阻，不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的热效应。为了不影响芯片的性能，通常让散热部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过热传递的方式改变芯片内能。 故答案为：电阻；热；热传递。 【点评】本题考查的是电流的热效应；知道改变物体内能的两种方式。 12．（4分）世界上很多发明都是由生活现象启发而萌生的创意，如：蒸汽机和汽油机，它们工作时，由 　内　能转化为 　机械　能，图 　乙　是汽油机的工作原理图。一台四冲程内燃机飞轮转速为3600r/min，在1秒钟内内燃机的活塞做 　30　次功。 【分析】（1）热机是将内能转化为机械能的机器，蒸汽机和汽油机都属于热机，分析图中装置的能量转化过程进行回答； （2）四冲程内燃机飞轮每转2圈，完成4个冲程，对外做功1次。 【解答】解：（1）蒸汽机和汽油机都属于热机，热机是将内能转化为机械能的机器； 由图甲可知，燃料燃烧，将燃料的化学能转化为水和水蒸气的内能，从玻璃管口喷出的水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气会对叶轮做功，将水蒸气的内能转化为叶轮的机械能；此过程与蒸汽机的工作过程相似，反映了蒸汽机的工作原理。 在图乙中，火焰使上方空气温度升高、上升，热空气带动叶轮转动，内能转化为机械能；汽油机在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，内能转化为机械能；所以图乙反映了汽油机的工作原理。 （2）四冲程内燃机飞轮转速为3600r/min＝60r/s，即每秒钟飞轮转60圈； 因为飞轮每转2圈，对外做功1次，所以在1秒钟内做功的次数为＝30次。 故答案为：内；机械；乙；30。 【点评】本题考查了热机工作时能量转化过程、汽油机的工作原理、四冲程内燃机的做功次数与飞轮转数之间的关系；关键要知道：一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次。 13．（4分）小夏一家外出旅游，家中只有一个网络摄像头和一个路由器在工作，其实际功率分别为5W和15W。出发前和回家时，电能表示数如图所示，若其它元件损耗电能不计，这段时间内小夏家消耗的电能为 　2.4　kW•h，小夏一家外出 　120　h。小夏想利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常，他观察家中的电能表，上面标有3200imp/（kW•h），现仅接通一台如表所示的电热水器，观察到电能表指示灯1min内闪烁80次，则1min内消耗电能为 　90000　J，其两端电压 　等于　220V。 品名：电热水器 额定电压：220V 额定功率：1500W 【分析】电能表读数时，单位是kW•h，根据电能表前、后示数得出这段时间内小夏家消耗的电能；根据P＝求小夏一家外出的时间； 3200imp/（kW•h）表示用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁3200次，由此可得该电能表指示灯闪烁80次时，电热水壶消耗的电能，根据P＝求该电水壶的实际电功率，与额定功率比较可知它两端的实际电压与额定电压的关系。 【解答】解：这段时间内小夏家消耗的电能：ΔW＝1908.92kW•h﹣1906.52kW•h＝2.4kW•h， 小夏一家的外出时间：t＝＝＝120h； 3200imp/（kW•h）表示用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁3200次， 由此可得该电能表指示灯闪烁80次时，电热水壶消耗的电能为 W＝＝0.025kW•h＝0.025×3.6×106J＝90000J， 该电热水壶的实际电功率为P＝＝＝1500W， 比较可知，该电热水壶的实际电功率等于额定功率，所以其两端电压等于额定电压220V。 故答案为：2.4；120；90000；等于。 【点评】本题考查电能表的使用和电能、电功率的计算，明确电能表相关参数的含义是关键之一。 14．（5分）用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，匀速拉动绳子使物体每次上升距离均为10cm，不计绳重，实验数据如表。 次数 G物/N G动/N F/N η/% 1 6.0 0.3 2.2 90.9 2 6.0 1.0 3 6.0 1.9 2.9 69.0 4 6.0 3.2 3.4 58.8 （1）绳端移动距离为 　30　cm； （2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为 　2.5　N，第2次实验滑轮组的机械效率为 　80　%。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越 　低　； （3）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例 　变小　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【分析】（1）从图中可知n＝3，根据s＝nh得出每次实验绳端移动距离； （2）测力计的分度值为0.1N，据此得出读数； 根据η＝＝＝＝得出第2次实验滑轮组的机械效率； 分析数据可知：在物重不变的情况下，从实验1至实验4，动滑轮的重力逐渐变大，滑轮组的机械效率逐渐变小，据此得出结论； （3）四次实验中，根据W有用＝Gh得出有用功；根据W动＝G动h得出克服动滑轮的重力所做的额外功，根据W总＝Fs得出总功，根据W摩＝W总﹣W有用﹣W动得出摩擦引起的额外功，进而分别得出四次实验中摩擦引起的额外功占总额外功的比例，进而得出结论。 【解答】解：（1）从图中可知n＝3，每次实验绳端移动距离s＝nh＝3×10cm＝30cm＝0.3m； （2）测力计的分度值为0.1N，读数为2.5N，第2次实验滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝＝80%； 分析数据可知：在物重不变的情况下，从实验1至实验4，动滑轮的重力逐渐变大，滑轮组的机械效率逐渐变小，故动滑轮越重滑轮组的机械效率越低； （3）四次实验中，物体上升的高度h＝10cm＝0.1m，有用功W有用＝Gh＝6.0N×0.1m＝0.6J， 第1次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功W动1＝G动1h＝0.3N×0.1m＝0.03J， 总功W总1＝F1s＝2.2N×0.3m＝0.66J， 摩擦引起的额外功W摩1＝W总1﹣W有用﹣W动1＝0.66J﹣0.6J﹣0.03J＝0.03J， 摩擦引起的额外功占总额外功的比例为：＝＝50%； .............. 第4次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功W动4＝G动4h＝3.2N×0.1m＝0.32J， 总功W总4＝F4s＝3.4N×0.3m＝1.02J， 摩擦引起的额外功W摩4＝W总4﹣W有用﹣W动4＝1.02J﹣0.6J﹣0.32J＝0.1J， 摩擦引起的额外功占总额外功的比例为：＝≈24%； 本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例变小。 故答案为：（1）30；（2）2.5；80；低；（3）变小。 【点评】本题“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”，综合性强，难度较大。 15．（5分）寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小红制作了恒温箱系统，原理如图。控制电路由电磁继电器、滑动变阻器R1、热敏电阻R2、低压电池等组成。R2安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小。加热电路由电源、电热丝R3和R4等组成。调好R1阻值，闭合开关S1、S2，箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动，且降温阶段降温比较平缓。 （1）通电线圈上端是 　（1）N　极，温度升高时，电磁铁磁性 　增强　； （2）R3　小于　R4（选填“大于”、“等于”或“小于”）； （3）当使用时间长了以后，恒温箱控制的最高温度会 　上升　（选填“上升”、“下降”或“不变”），如果要求恒温箱所控制的最高温度不变，可以采取的措施是 　将R1的阻值稍微调小一些　。 【分析】（1）根据安培定则判断通过后电磁铁的极性；根据热敏电阻阻值随温度的变化关系，结合欧姆定律分析电路中电流的变化，从而判断出电磁铁磁性的变化； （2）温度升高时，电磁铁磁性增强，吸引衔铁，使R4电路接通，此时恒温箱处于保温状态；温度降低时，电磁铁磁性减弱，衔铁在左侧弹簧作用下被拉起，使R3电路接通，此时恒温箱处于加热状态；根据P＝UI＝分析R3与R4的阻值大小； （3）控制电路的电压U降低，根据欧姆定律分析。 【解答】解：（1）闭合开关S1，电流从电磁铁上端流入，下端流出，由安培定则可知，线圈的上端为N极，下端为S极； 温度升高时，热敏电阻R2的阻值随温度升高而显著减小，根据欧姆定律，电路中电流变大，电磁铁的磁性增强； （2）温度升高时，电磁铁磁性增强，吸引衔铁，使R4电路接通，此时恒温箱处于保温状态；温度降低时，电磁铁磁性减弱，衔铁在左侧弹簧作用下被拉起，使R3电路接通，此时恒温箱处于加热状态；因加热功率大于保温功率，且电源电压不变，由P＝UI＝可知，R3阻值小于R4阻值； （3）控制电路的电压U降低，由欧姆定律可知，控制电路的总电阻减小，由串联电路的电阻特点可知，R2的阻值减小，所控制的最高温度会上升；电磁铁吸引衔铁时的电流不变，控制电路电源电压变小，根据欧姆定律可知，控制电路的总电阻变小，将R1的阻值稍微调小一些；故答案为：（1）N；增强；（2）小于；（3）上升；将R1的阻值稍微调小一些。 【点评】本题通过电磁继电器的应用考查了对电磁铁的认识和理解，知道电磁继电器实质是一个开关，对电磁继电器电路的工作过程进行分析，一般的思路是，先明确控制电路与工作电路，再从控制电路入手，看电磁铁磁性的有无对工作电路触点连接情况的影响，最后确定工作电路中的工作情况。 16．（2分）如图，杠杆AOB保持静止，O为支点，请作出动力F1的力臂l1和阻力F2。 【分析】先确定阻力作用点（即B点），然后过阻力作用点表示阻力的方向（即竖直向下）； 力臂的画法：首先确定支点O，再由支点向动力作用线作垂线，标出L1。 【解答】解：阻力F2的作用点在点B，方向竖直向下； 过支点作力F1作用线的垂线段，即可做出力臂L1，如图所示； 【点评】关键是掌握杠杆五要素，然后根据杠杆的五要素作出相应的作用力或力臂。 17．（2分）如图1所示是一种带USB接口的新型插线板，开关同时控制USB接口和插孔，插座和USB接口可以独立工作。如图2为该插线板内部的部分电路示意图，试根据该插线板的功能将图中的电路连接完整。 【分析】（1）并联电路各支路用电器互不影响，由此可知，三孔插座和USB接口的连接方式；根据开关作用确定其在电路中的位置； （2）三孔插座的接法：上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线。 【解答】解：由题知，三孔插座和USB接口可以独立工作，即两者是并联的，而三孔插座和USB接口由总开关控制，说明开关在干路上，三孔插座的接法是“左零右火上地”，由此按家庭电路连接的要求补画电路如图所示： 【点评】本题考查了家庭电路的连接，属于基础题目。 18．（2分）如图，小磁针静止在通电螺线管左侧，请标出小磁针的N极和电源的正负极。 【分析】根据磁感线方向可确定螺线管的极性，根据磁极间的相互作用，可以判断小磁针的磁极；根据安培定则可确定螺线管中电流的方向，从而判断电源正极。 【解答】解：因磁体外部磁感线由N极指向S极，故图中通电螺线管的左端为N极，右端为S极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可判定小磁针的左端为N极、右端为S极。由安培定则可知电流应从螺线管的右端流入，左端流出，故电源右端是正极，左端是负极，如下图所示： 。 【点评】知道螺线管的电流方向、磁极、小磁针的磁极、磁感线中的任意一者，都可以根据磁极间的作用和安培定则判断另外几者。 19．（6分）如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2L初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了25g丁烷气体（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），丁烷的热值为4.8×107J/kg）。求： （1）壶中水的质量； （2）水吸收的热量； （3）卡式炉的加热效率。 【分析】（1）利用ρ＝的变形公式先计算出水的质量； （2）然后利用Q吸＝cm（t﹣t0）计算出水吸收的热量； （3）利用Q放＝mq计算出丁烷气体完全燃烧放出的热量，然后利用η＝计算出天然气的体积。 【解答】解：（1）由ρ＝可知，水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg； （2）水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣25℃）＝6.3×105J； （3）丁烷气体完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝2.5×10﹣2kg×4.8×107J/kg＝1.2×106J； 卡式炉的加热效率：η＝×100%＝×100%＝52.5%。 答：（1）壶中水的质量是2kg； （2）水吸收热量是6.3×105J； （3）卡式炉的加热效为52.5%。 【点评】本题考查热量的计算，主要有水吸热公式、密度公式、燃料燃烧放热公式以及热效率公式的应用。 20．（7分）如图甲，R1阻值为20Ω，图乙为小灯泡L的U﹣I图像。闭合开关S、S1，断开S2，电流表示数为0.4A，再闭合开关S2，电流表示数变为0.6A。求： （1）电源电压； （2）R2的阻值； （3）若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量。 【分析】（1）闭合开关S、S1，断开S2，灯泡被短路，只有R1接入电路，根据电流表示数和欧姆定律计算电源电压； （2）再闭合开关S2，R1与R2并联，根据并联电路特点计算R2上的电流，根据欧姆定律计算R2的电阻； （3）若只闭合S，灯泡L与R1串联，根据串联电流相等，结合图像，分析电流大小，利用Q＝I2Rt计算热量。 【解答】解：（1）闭合开关S、S1，断开S2，灯泡被短路，只有R1接入电路，电流表示数为0.4A， 由I＝可得，电源电压：U＝U1＝I1R1＝0.4A×20Ω＝8V； （2）再闭合开关S2，R1与R2并联，根据并联不相互影响知，R1的电流不变， 根据并联电路的电流规律知，R2上的电流：I2＝I﹣I1＝0.6A﹣0.4A＝0.2A； 由I＝可得，R2的阻值 （3）若只闭合S，灯泡L与R1串联，根据串联电流相等，当通过R1的电流I'＝0.3A时，R1的电压U＝IR1＝0.3A×20Ω＝6V，灯泡的电压为2V，恰好满足电源电压U＝2V+6V＝8V， 1min内电阻R1产生的热量Q＝I2R1t＝（0.3A）2×20Ω×60s＝108J。 答：（1）电源电压8V； （2）R2的阻值是40Ω； （3）若只闭合S，1min内电阻R1产生的热量108J。 【点评】本题考查串并联电路的特点、欧姆定律、焦耳定律，难点是结合图像分析串联的电压关系。 21．（7分）小红同学做“探究不同物质比热容大小”的实验。如图甲，她先将石棉网放在铁圈上，然后将质量相等的沙子和水分别装在相同的烧杯中，测出沙子和水的初温，并同时将烧杯放在石棉网上，再用相同的酒精灯加热并不断搅拌，每隔0.5min记录一次温度。实验记录如表所示。 时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 温度/℃ 沙子 20 22 24 28 32 36 40 44 48 水 20 20.5 21 22 23 24 25 26 27 （1）按照实验规范要求，调整铁圈确定其高度时，　需要　（选填“需要”或“不需要”）点燃酒精灯。实验中，用 　加热时间　（选填“加热时间的长短”或“温度计示数的变化量”）间接反映物体吸收热量的多少。分析表中数据可知，如果使质量和初温都相同的沙子和水的最后温度相同，则沙子吸收的热量 　小于　水吸收的热量；该实验表明 　水　吸热的能力更强。 （2）温度较高处的空气受热膨胀会上升，周边温度较低处的空气便流过来补充，这样就会形成风。据此可知，在海边白天风会吹向 　陆地　（选填“海洋”或“陆地”）。 （3）给1kg某物质加热时温度随时间变化的图象如图乙所示，已知该物质在液态下的比热容c1＝4.2×103J/（kg•℃），设物质相同时间内从热源吸收的热量恒定不变，根据图象解答下列问题： （a）该物质在固态下的比热容是 　2.1×103　J/（kg•℃）； （b）若不计能量和质量的损失，该物质加热到第4min时的内能 　小于　第8min时的内能。 【分析】（1）为了利用酒精灯的外焰加热，调整铁圈B，确定其高度时应点燃酒精灯； 实验中通过加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少，采用的是转换法； 用相同的加热装置对沙子和水加热，在相等时间内水与食用油吸热的热量相等，加热时间越长，液体吸收的热量越多； 在加热时间相同时，物质温度升高的越低，表明比热容越大，吸热能力越强； （2）空气由高气压处流向低气压处，形成风； （3）（a）根据图像，利用公式Q＝cmΔt分析液态是比热容的大小； （b）物质吸收热量，内能变大。 【解答】解：（1）为了利用酒精灯的外焰加热，组装实验装置时，需要点燃酒精灯，观察火焰的外焰与铁圈的位置来调整铁圈B的高度； 实验中通过加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少； 在此实验中，如果要使质量和初温都相同的沙子和水的最后温度相同，需要给水加热更长的时间，而选用相同的酒精灯加热，所以加热时间长的吸收的热量多，即水吸收的热量大于沙子吸收的热量； 由Q＝cmΔt知：在质量和加热时间相同时，水的温度升高的低，表明水的比热容大，吸热能力强； （2）因为沙子的比热小，如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，沙子升高的温度更高；白天在阳光的照射下，沙子升温快，海滩升温快，气压低，海水升温慢气压高，因此会吹海风，风会吹向陆地； （3）（a）物质相同时间内从热源吸收的热量恒定不变，物质的质量不变，在升高的温度相同时，液态时的加热时间是固态时加热时间的2倍，根据Q＝cmΔt可知，液态时的比热容是固态时的比热容的二倍，即固体时的比热容为：c2＝c1＝×4.2×103J/（kg•℃）＝2.1×103J/（kg•℃）； （b）该物质在熔化的过程中，吸收热量，内能变大，所以第4min时的内能小于第8min时的内能。 故答案为：（1）需要；加热时间；转换；小于；水；（2）陆地；（3）（a）2.1×103；（b）小于。 【点评】此题是探究比热容的实验，考查了我们对于实验数据的分析能力，还一定注意应用控制变量法来考虑。我们要能够根据相关的实验数据得出需要的结论，并能够将这些知识应用于生活。 22．（7分）甲、乙两小组探究“电流与电压和电阻的关系”。实验室提供的实验器材有：电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一个，开关一个，四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），两只滑动变阻器（规格分别为“20Ω，2A”和“50Ω，1A”），小灯泡一只（正常发光时电压为2.5V），导线若干。 （1）甲小组探究“电流与电压的关系”。 ①请用笔画线代替导线将甲图连接完整，要求：滑片P向右移动时，变阻器接入电路的阻值变大。 ②他们将5Ω的电阻接入电路，检查无误后闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，造成这一现象的原因可能是 　电阻R短路（或电压表短路或电压表断路）　（写出一条即可）。 ③排除故障后进行实验，应调节滑动变阻器滑片P，使电阻R两端电压由1.0V逐渐增大到1.5V、2V、3V，读出所对应的电流值，实验数据如表所示，画出的U﹣I图像如图乙所示。由此可得到的实验结论是 　电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比　。 电压 1.0 1.5 2.0 3.0 电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.6 （2）乙小组探究“电流与电阻的关系”。 ①将5Ω的电阻接入电路，检查无误后闭合开关，移动滑片P使电压表示数为1.5V，请在图丙中标出指针的位置，记下相应的电流值；将5Ω电阻换成10Ω，按规范调整电路，继续操作，使电压表示数仍为1.5V。 ②为了让四个定值电阻均能进行实验，应选择滑动变阻器的规格是 　“50Ω 1A”　。 ③用小灯泡换下定值电阻，再次实验测得数据后发现小灯泡两端电压与通过的电流关系如图丁。若闭合开关S，小灯泡发光，滑片P滑动过程中，小灯泡阻值的变化量大小为ΔR1，滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小为ΔR2，则ΔR1　小于　ΔR2。 【分析】（1）①将电压表并联到定值电阻两端；滑片P向右移动时，变阻器接入电路的阻值变大，据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱； ②电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路； ③根据表中数据分析得出结论； （2）②由串联电路电压规律和分压原理求出滑动变阻器接入电路的阻值，进而选择合适的滑动变阻器； ③因电源电压不变，根据欧姆定律先判断出两种情况下总电阻的变化，再根据灯的电阻随温度的升高而增大和串联电阻的规律分析回答。 【解答】解：（1）①将电压表并联到定值电阻两端；滑片P向右移动时，变阻器接入电路的阻值变大，故滑动变阻器选用左下接线柱与电阻R串联在电路中，如下图所示： ； ②电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路，即造成这一现象的原因可能是电阻R短路，或电压表短路，或电压表断路； ③由表中数据可知，当电压为原来的几倍，通过的电流也变为原来的几倍，故可得出结论是：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比； （2）②因电压表示数保持1.5V不变，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压为U滑＝U﹣UV＝4.5V﹣1.5V＝3V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的＝2倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝2×20Ω＝40Ω，即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于40Ω，故应选择滑动变阻器的规格是“50Ω 1A”； ③原来电路中的电流为I1（即通过灯的电流），设滑片往左滑一段距离后电路中的电流为I2（即通过灯电流），根据分压原理，滑动变阻器分得电压变小，由串联电路电压的规律，此时灯的电压增大，通过灯的电流也增大，所以I1＜I2，所以＜（U为电源总电压），根据欧姆定律，即R总2＜R总1； 滑片向左移动后电路的总电阻小于原来的电路总电阻，根据P＝UI灯功率增大，灯丝的温度升高，小灯泡阻值随温度的升高而变大，由电阻的串联规律可知：小灯泡阻值增大的值ΔR1小于滑动变阻器连入电路中减小的值ΔR2，即小灯泡阻值的变化量大小为ΔR1小于滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小为ΔR2。 故答案为：（1）①见解答图；②电阻R短路（或电压表短路或电压表断路）；③电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（2）②“50Ω 1A”；③小于。 【点评】此题为探究“电流与电压和电阻的关系”实验，考查学生对电路的连接、电路故障的分析、数据分析能力、操作过程、电阻的计算、器材的选择及控制变量法的运用等知识，综合性强，难度较大，是中考常见题型。 23．（6分）小明同学骑自行车上学途中，要经过一段上坡路。他思考：物体以相同初速度冲上斜坡后运动的最大距离可能跟哪些因素有关呢？他和小华商量后提出以下猜想： 猜想一：可能与斜坡的粗糙程度有关； 猜想二：可能与物体的质量大小有关； 猜想三：可能与斜坡的倾角大小有关。 他们将与水平面平滑连接的长木板以角度θ（可改变）倾斜固定，并找来质量不同的小木块若干、光滑的斜面M（物块在斜面M上滑动时可忽略物块所受的摩擦力）和轻弹簧P等实验器材进行探究。 （1）他们上网查找得知：初速度相同的汽车关闭发动机后在路面滑行时，路面越粗糙，汽车滑行的距离越短。由此他们认为猜想一是 　正确　的。 （2）为了验证猜想二，小明在老师的帮助下一起设计了如图甲所示的装置。实验时将质量不同的小木块从斜面M的同一高度自由滑下，就可以使木块以 　相同　的初始速度滑上长木板，通过比较木块冲上长木板的 　最大距离　就可以验证猜想二。 小华设计了如图乙所示的装置进行实验，他认为只要让不同质量的小木块分别将同一弹簧压缩到相同程度后自由释放，也可以验证猜想二。老师告诉小华这一设计方案是不可行的，理由是：　同一弹簧压缩到相同程度后弹性势能相等，弹出的小球动能也相等，则质量大的小球速度小，无法控制小木块初速度相等　。 （3）他们保持长木板的粗糙程度和木块的初速度相同，分别改变木块的质量m和长木板的倾角θ，测得木块冲上长木板后运动的最大距离x，实验数据如表。分析数据可知： ①最大距离x与质量m 　无关　（选填“有关”或“无关”）； ②最大距离x随长木板倾角θ变化的关系是：θ角增大时，　最大距离x随木块的质量减小而先减小后增大　。 m/kg 1.2 1.0 0.5 0.3 θ/度 10 20 30 30 40 45 45 50 55 55 60 65 x/m 1.76 1.57 1.45 1.45 1.38 1.37 1.37 1.36 1.37 1.37 1.39 1.42 【分析】（1）路面越粗糙，汽车滑行距离越短，这说明最大距离与粗糙程度有关，因此猜想一正确。 （2）猜想二是验证最大距离与物体质量大小有关，因此应当控制其他量不变，只改变质量进行比较。若用图乙做实验，则因为同一弹簧压缩到相同程度后弹性势能相等，弹出的小球动能也相等，则质量大的小球速度小，无法控制小木块初速度相等。 （3）根据相同斜面倾角、不同质量的小球滑行距离相等，可知最大距离与质量无关。 【解答】解： （1）根据路面越粗糙汽车滑行距离越短，可以说明最大距离与粗糙程度有关，因此猜想一正确。 （2）猜想二是验证最大距离与物体质量大小有关，因此应当控制其他量不变，即控制斜面倾角、释放位置相同，只改变质量，通过比较木块冲上长木板的最大距离就可以验证猜想二。 若用图乙做实验，则因为同一弹簧压缩到相同程度后弹性势能相等，弹出的小球动能也相等，则质量大的小球速度小，无法控制小木块初速度相等。 （3）①分析30°时质量为1.2kg、1.0kg，45°时质量为1.0kg、0.5kg，55°时质量为0.5kg、0.3kg，这几组的滑行距离相等，因此说明最大距离与质量无关。 ②最大距离x随长木板倾角θ变化的关系是：θ角增大时，最大距离x随木块的质量减小而先减小后增大。 故答案为：（1）正确；（2）相同；最大距离；同一弹簧压缩到相同程度后弹性势能相等，弹出的小球动能也相等，则质量大的小球速度小，无法控制小木块初速度相等；（3）①无关。②最大距离x随木块的质量减小而先减小后增大。 【点评】本题属于探究型实验，着重考查了控制变量思想在题目中的应用，结合了动能、弹性势能的知识进行解答，有一定的综合性。 24．（10分）阅读短文，回答问题。 自动驾驶汽车 2022年北京冬奥会开启了自动驾驶汽车的里程碑。自动驾驶汽车控制系统能根据路面情况作出应对，确保车辆正常行驶。上坡时，会自动切换到低速挡，使汽车的行驶速度减小并根据斜坡陡峭程度选择是否沿S型轨迹行驶。车轮遇到小石块时会自动改变牵引力越过障碍。前方有紧急情况时会自动断断续续地刹车，以防车轮抱死，减小刹车片磨损。由于车辆座椅材质上乘，刹车时乘客几乎感受不到颠簸。 车辆采用传统的燃油机和电动机作为动力源，电动力系统中包括高效电动机、发电机和蓄电池，行驶中燃油机既向车轮提供动力，又给蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送，由燃油机和电动机共同驱动车辆前进，具有省油、能量利用率高等特点。车内安装有测量汽车水平运动时速度变化的装置，其结构原理图如图甲，在箱体的前、后壁各安装一个压力传感器A和B，中间用两根相同的轻质弹簧连接一滑块，滑块可沿箱底无摩擦滑动，车辆静止时，弹簧均处于压缩状态，已知弹簧的弹力与其形变量成正比。测试时，该车在同一水平道路由静止开始加速到速度为v的过程中，牵引力做功W与速度v的对应关系如表。汽车在自动驾驶模式下，需要保持稳定的信号，尽管自动驾驶系统可以自主行驶，驾驶员仍需保持警觉，随时准备接管控制权。 v/m•s﹣1 5 10 17.5 20 25 W/J 2.0×105 8.0×105 2.45×106 3.2×106 5.0×106 （1）技术人员在解释刹车“不颠簸”原因时做了如下实验：用相同的力把两个相同金属球分别在硬板凳和软垫上按压，其中图乙左侧水渍较大的是在 　软垫　上按压留下的。 （2）下列关于自动驾驶汽车的说法中，正确的是（ 　B　） A.汽车上坡选择沿S型轨迹行驶是为了省功 B.汽车上坡换挡，使行驶速度减小的目的是增大牵引力 C.汽车关闭油门后在水平路面滑行过程中，内能转化为机械能 D.汽车静止时，速度变化装置中两弹簧具有的弹性势能不相同 （3）汽车匀速运动时，水平运动速度变化装置中传感器A、B的示数均为10N。当车加速行驶时，传感器A的示数为8N，则汽车在 　向右　（选填“向左”或“向右”）行驶，传感器B的示数为 　12　N。 （4）根据表中数据在图丙中作出汽车牵引力做功W与速度v的关系图像。由图像可知两者的关系是W＝ 　8×103×v2　。 （5）汽车在上述道路由静止加速刚达到15m/s的测试过程中，给蓄电池充入了6×105J的电能（忽略能量损失），该车燃油机的效率为40%，则该过程牵引力做的功为 　1.8×106　J，需完全燃烧 　150　g的燃油。（q燃油＝4.0×107J/kg） 【分析】（1）在压力相同时，受力面积越大，压强越小； （2）高度一定时，斜面越长越省力；由P＝Fv知在功率一定时，行驶速度减小会增大牵引力；克服摩擦做功，机械能转化为内能；相同的两个弹簧处于相同的压缩状态时具有的弹性势能相同； （3）当车加速行驶时，由于滑块具有惯性导致滑块运动滞后，滑块向后方移动导致车前进方向弹簧压缩程度减小，另一侧弹簧压缩程度增大，根据传感器B的示数变化，可推知车行驶的方向； 对于相同的弹簧，弹力的大小与弹簧弹性形变程度成正比，静止时左右两侧的弹簧形变程度是相同的，加速时一侧弹性形变程度减少多少，另一侧的弹性形变程度要增加相同的量，所以传感器B的示数变化量与传感器A的示数变化量相同； （4）根据表中数据在图丙中分别作出对应的坐标点，再用平滑的曲线作出汽车牵引力做功W与速度v的关系图像；由表格数据分析可知汽车牵引力做功W与速度v的平方成正比； （5）对比15m/s与5m/s的倍数关系及对应数据可得到汽车牵引力做的功，车牵引力做的功加上给蓄电池充入的电能可得到汽车所做的有用功，再由η＝×100%可得到测试过程中需完全燃烧燃油的质量。 【解答】解：（1）用相同的力把两个相同的金属球分别在硬板凳和软垫上按压，软垫与金属球的接触面积大，导致产生的压强较小，其中图乙左侧水渍较大的是在软垫上按压留下的； （2）A、高度一定时，斜面越长越省力，汽车上坡选择沿S型轨迹行驶是为了省力，而使用任何机械都不省功，故A错误； B、由P＝Fv可知，在功率一定时，汽车上坡换挡，使行驶速度减小的目的是增大牵引力，故B正确； C、汽车关闭油门后在水平路面滑行过程中，汽车克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故C错误； D、由图乙知汽车静止时，两个相同的弹簧均处于相同的压缩状态，则速度变化装置中两弹簧具有的弹性势能相同，故D错误； 故选：B； （3）汽车匀速运动时，水平运动速度变化装置中传感器A、B的示数均为10N；当车加速行驶时，由于滑块具有惯性导致滑块运动滞后，滑块向后方移动会导致车前进方向弹簧压缩程度减小，而另一侧弹簧压缩程度增大，由右侧传感器A的示数由10N变为8N，可知车向右行驶； 对于相同的弹簧，弹力的大小与弹性形变程度成正比，静止时左右两侧的弹簧形变程度是相同的，加速时一侧弹性形变程度减少多少，另一侧的弹性形变程度要增加相同的量，所以当传感器A的示数由10N变为8N，减少2N时，传感器B的数值要增加2N，故传感器B的示数为10N+2N＝12N； （4）根据表中数据，在图戊中作出汽车牵引力做功W与速度v的关系图像如下图所示： ； 由表格数据分析可知汽车牵引力做功W与速度v的平方成正比，即W＝8×103×v2； （5）汽车在上述道路由静止加速刚达到15m/s的测试过程中，15m/s是5m/s的3倍，则此时汽车牵引力做功W是加速到5m/s时做功的9倍，加速到5m/s时做功为2.0×105J，则加速到15m/s时做功为W＝9×2.0×105J＝1.8×106J； 此过程中汽车做的有用功为W有＝W+E＝1.8×106J+6×105J＝2.4×106J； 该车燃油机的效率为40%， 由η＝＝×100%得，该过程需完全燃烧燃油的质量： m＝＝0.15kg＝150g。 故答案为：（1）软垫；（2）B；（3）向右；12；（4）见解答图；8×103×v2；（5）1.8×106；150。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$