江苏省无锡市江阴市2024-2025学年九年级上学期期末物理试卷

2024-2025学年江苏省无锡市江阴市九年级（上）期末物理试卷 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．（2分）下列工具在正常使用时省力的是（　　） A．钢丝钳 B．天平 C．食品夹子 D．筷子 2．（2分）关于热量、温度、内能的概念，下面说法中正确的是（　　） ①物体的温度升高，具有的内能变大 ②物体的温度升高，一定吸收了热量 ③物体放出热量，温度一定降低 ④热量可以从内能小的物体传递到内能大的物体 A．①② B．②③ C．①②③ D．①④ 3．（2分）每周，同学们教室的座位会轮换，下列轮换座位时的情景中，同学没有做功的是（　　） A．同学沿水平地面推着课桌移动 B．同学沿水平地面拉着课桌移动 C．两同学一起抬着课桌水平移动 D．同学将课桌搬离地面 4．（2分）运动员经常喝功能饮料来补充能量，有一种功能饮料标有“能量密度：2.84kJ/mL”的字样，下列物理量中与“能量密度”的含义相似的是（　　） A．内能 B．热量 C．热值 D．比热容 5．（2分）如图所示的电路中，L2比L1亮，小明猜想是因为L2更靠近电源正极，电流更大。下列做法中，不能判断其猜想是否正确的是（　　） A．对调电源的正负极 B．交换L1和L2的位置 C．测量a、b、c三点的电流大小 D．测量L1及L2两端电压的大小 6．（2分）小明用如图所示实验装置探究影响电阻大小的因素，a、b为长度一样的镍铬合金丝，b比a的横截面积大，以下操作与判断正确的是（　　） A．镍铬合金丝a和b未接入电路时，电阻均为零 B．为准确比较两根合金丝的电阻，可以在电路中串联一只电压表 C．利用此装置只能探究导体电阻的大小与导体横截面积的关系 D．用夹子分别将a、b接入电路，接入a时小灯泡暗一些 7．（2分）如图所示，用充气的气球模拟“喷气火箭”，把封口的夹子松开，球内气体向左喷出，气球向右运动。此过程中（　　） A．气球的弹性势能增大 B．气球喷出的气体内能减小 C．气球内部温度升高 D．此过程的能量转化与汽油机压缩冲程的相同 8．（2分）如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。下列说法中正确的是（　　） A．从A点到B点的过程中，摆球的机械能先增大后减小 B．在B点时，摆球的动能最大 C．在O点时，摆球的重力势能最大 D．从A点到O点，摆球的动能增加 9．（2分）如图所示，某款直饮水机可通过刷卡（闭合“感应”开关S1）或投币（闭合“投币”开关S2）接通供水电机取水：光线较暗时“光控”开关S3自动闭合，提供照明。下列简化电路图，符合要求的是（　　） A． B． C． D． 10．（2分）小明和同学们在做电学实验过程中，他们经过讨论，依次改进了“探究电流跟电压的关系”的实验电路图，如图甲、乙、丙所示。下列说法正确的是（　　） A．图甲改进为图乙：为保证实验过程中电压这一因素不变 B．图乙改进为图丙：实现多次实验，得到电流跟电压之间的定量关系 C．图丙：移动滑动变阻器的目的是保持电阻R两端电压不变 D．图丙：实验的结论是：电流跟电压成反比 11．（2分）将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1＞G2，不计绳重和摩擦。则此过程中，下列判断正确的是（　　） A．拉力F1一定大于F2 B．乙滑轮组的机械效率较高 C．甲、乙两滑轮组完成的额外功相同 D．F1做功的功率大于F2做功的功率 12．（2分）如图所示电路，电源电压恒为9V．滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．闭合开关S，将变阻器滑片P从左端移至右端过程中，为保证两个电表均不超量程工作，定值电阻R2的阻值至少为（　　） A．15Ω B．20Ω C．30Ω D．40Ω 二、填空题（本题共12小题，每空1分，共36分） 13．（3分）学校举行以“2024新征程”为主题的升旗仪式，如图甲所示，旗杆顶端的滑轮是一种简单机械，升旗时使用这种滑轮的目的是改变力的 　 　，匀速上升时国旗的动能 　 　，如图乙是园艺工人修剪树枝时使用的剪刀，使用这种剪刀的好处是可以省力，如果树枝太硬不容易剪断，可以使树枝尽量 　 　（靠近/远离）支点O， 14．（3分）高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，对路面行人形成安全隐患，这是由于物体的重力势能与 　 　有关，物体下落过程中重力势能转化为动能；利用能量转化也可以造福人类，例如热机可以将 　 　能转化为机械能替代工人做功，若一台四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，则该汽油机1s对外做功 　 　次。 15．（2分）甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线。已知每条输电线每千米的电阻为0.2Ω，现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，检修员在甲地将电流表接入如图所示的电路，电压表应接在 　 　（选填“A、B”或“C、D”）两点之间；若电压表和电流表示数分别为4V和0.5A，则短路位置离甲地 　 　km。 16．（3分）如图所示，将两种金属片A、B分别插入柠檬制成“柠檬电池”，能使发光二极管发光，其中金属片 　 　（选填“A”或“B”）是电池的正极；发光二极管是由 　 　（选填“超导体”“绝缘体”或“半导体”）材料制成的，如果图中二极管断路，则电压表 　 　（选填“仍有”或“没有”）示数。 17．（3分）如图甲所示是高层建筑的墙体中有三根绞在一起的电线，可以用如图乙所示的“测量仪”连接在XYZ端把它们区分开。将A和C拧在一起时，当“测量仪”连接在X、Y两端，灯泡发光，则 　 　是同一根电线。接着拆开A和C，将A和B拧在一起，测量仪一端必须与 　 　（选填“X”、“Y”或“Z”）相连，另一端导线连接 　 　次电路能将导线辨别开。 18．（3分）如图所示，物体重210N，动滑轮重25N。工人用125N的拉力将物体匀速提升3m，此过程中有用功是 　 　J，滑轮的机械效率是 　 　%，克服绳重和摩擦做的额外功为 　 　J。 19．（3分）科技活动中，某同学设计了一种酒精测试仪，吸入酒精后与电池内的化学物质发生反应产生电压，其工作电路如图，已知RP的阻值为20Ω。酒精测试仪相当于电路器件中的 　 　；某次测试中，闭合开关，当电流表指针指向30mA时，酒精测试仪两端的电压为 　 　V。从完整性看，该同学设计的电路中值得改进之处是 　 　。 20．（3分）如图甲所示电路，电源由四节干电池串联而成，闭合开关，电压表的示数如图乙所示。 （1）灯L1与L2的连接方式是 　 　联，L2两端的电压为 　 　V； （2）为测量电源电压，小明直接将c点的导线改接到b点，实验没有成功，原因是 　 　。 21．（3分）“天问一号”是负责执行我国首次火星探测任务的探测器，由环绕器、着陆巡视器组成。如图甲着陆巡视器与环绕器分离后安全着陆火星表面，环绕器在如图乙所示的椭圆轨道无动力运行。 （1）火箭使用液态氢作为燃料，是因为液态氢的 　 　大； （2）当环绕器从“近火点”向“远火点”运行时，其动能 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）； （3）火星地表沙丘、砾石遍布，没有液态水，火星的昼夜温差应该 　 　（选填“较大”或“较小”）。 22．（3分）实验小组同学想探究使用斜面能否省功、省力。如图所示，已知斜面长s＝60cm，与之对应的高h＝30cm。现用弹簧测力计进行两次操作：第一次操作：沿竖直方向匀速提升小车；第二次操作：沿斜面方向匀速拉动同一辆小车。记录数据如表所示： （1）沿竖直方向匀速提升小车时，拉力F对小车所做的功为 　 　J； （2）分析数据可以初步发现：利用斜面不可以 　 　（选填“省力”或“省功”）； （3）根据表格数据可知，斜面机械效率为 　 　%。 测力计示数（N） 移动距离（cm） 竖直提升 10 30 沿斜面运动 5.5 60 23．（3分）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让a、b的两个小球分别从同一斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的同一木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。 （1）由甲、乙两图可以得到的结论是：　 　； （2）根据乙图和丙图实验可知，撞击木块时，a球和b球动能的大小，　 　（选填“a球大”“b球大”“一样大”或“无法比较”）； （3）小明同学根据乙图和丙图实验，判断出b小球质量更大，他判断的理由是：　 　。 24．（4分）某小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度，用电压表改装成检测仪，如图甲所示。已知电源电压为6V，定值电阻R0的规格是“3Ω，0.4A”，电压表的量程为“0～3V”，过氧乙酸气体传感器R1的阻值随过氧乙酸气体浓度ρ的变化关系如图乙所示。 （1）当过氧乙酸气体的浓度增大时，电压表的示数将 　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）； （2）当电压表的示数为0.9V时，教室内过氧乙酸气体的浓度将 　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）0.1g/m3； （3）当过氧乙酸气体浓度ρ变化时，电压表的最大示数为 　 　V； （4）检测仪长时间使用后，电池电压降低，小组未及时更换新电池，则测量的过氧乙酸气体的浓度值会偏 　 　（选填“大”或“小”）。 三、解答题（本题共8小题，共40分。其中26、30题应写出必要的解题过程） 25．（2分）如图所示，用杆和绳将电灯吊起，O点是支点。请画出绳上拉力F的力臂L及阻力F2的示意图。 26．（2分）如图所示，小明站在地面上，通过一根绳和两个滑轮匀速提升重物，请按要求画出滑轮组最省力的绕线。 27．（2分）如图所示电路，请在虚线框内填入电源、电压表或电流表的符号，使开关闭合后两灯并联。 28．（6分）“十一”假期，小明全家驾驶一辆油电混合动力汽车外出旅游，油电混合动力汽车工作原理如图所示。当它以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中，驱动汽车行驶所需的总能量W1＝3.3×107J，发动机工作的效率为40%，发动机获得的能量中，一部分为驱动汽车的能量W2＝2×107J，一部分用于充电的能量W3＝3×106J。若汽油在发动机汽缸内完全燃烧，汽车行驶过程中阻力不变，汽油热值q＝4.6×107J/kg，则油电混合动力汽车在匀速行驶过程中。 （1）驱动汽车的牵引力做功的功率为多少？ （2）汽车行驶时，受到的阻力为多少？ （3）此过程中，油电混合动力汽车消耗汽油的质量为多少？ 29．（7分）在探究“导体中的电流与电阻关系”的实验中，电源电压调为4.5V，滑动变阻器上标有“20Ω，2A”，定值电阻R1＝5Ω、R2＝10Ω、R3＝25Ω。 （1）小明连接的电路如图甲，电路还差一根导线没有连接，小华指出在连接最后一根导线之前，必须进行的一步操作是 　 　。请用笔画线代替导线，将电路补充完整，要求滑片向左移，电流表示数变大。 （2）正确连接电路，闭合开关后发现，无论怎样移动滑片P，电流表的指针几乎不动，电压表指针明显偏转，若仅是导线连接点发生故障，则可能是导线 　 　与R1的连接点接触不良。（选填“①”“②”或“③”） （3）故障排除后，为完成本实验小明实验操作如下： ①将R1接入电路，闭合开关调节滑片P，使电流表的示数如图乙所示，电流表示数为 　 　A，记录两电表示数。 ②用R2替换R1，调节滑片P，使 　 　（选填“电压”或“电流”）表示数不变，并记录两电表示数。 ③用R3替换R2，闭合开关后发现无论怎样调节滑片P，都无法完成实验。此时，调节滑片P过程中，小明观察发现，电压表示数的最小值为 　 　V。 （4）为完成上述③步骤的实验，小明应将电源电压调节到 　 　范围之内。 30．（7分）小丽利用如图1所示的甲、乙和丙三套装置完成热学实验，液体1和2的质量相同，燃料A和B的质量也相同。 （1）同时点燃三套装置的燃料，对液体进行加热，每隔半分钟记录液体升高的温度ΔT，直至燃料全部烧完。小丽根据记录的数据绘制出对应装置中液体升高温度ΔT与时间关系图线，如图2所示（设燃料完全燃烧且放出的热量全被液体吸收，同种燃料燃烧情况完全相同）。 ①通过图1中 　 　（选填“甲”“乙”或“丙”）两套装置，可比较燃料A和B的热值，燃料完全燃烧放出的热量，是通过 　 　（选填“温度计上升的示数”或“加热时间”）来反映； ②通过图1中的 　 　（选填“甲”“乙”或“丙”）两套装置，可比较液体1和液体2的比热容； ③图2中图线c表示的是燃料 　 　（选填“A”或“B”）对液体加热的过程； ④若液体1的比热容大于液体2的比热容，则乙装置对应的图线是图2中的 　 　（选填“a”“b”或“c”）。 （2）若图1甲烧杯中为500g水，用10g酒精完全燃烧，放出的热量全部被水吸收时，温度计示数升高了20℃，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），则酒精的热值是 　 　J/kg，实际由于酒精未完全燃烧及热量散失，这种方法测出的燃料热值比实际值 　 　（选填“大”或“小”）。 31．（7分）小明用如图所示装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。 （1）实验前杠杆位置如图甲所示，为使其在水平位置平衡，应将平衡螺母向 　 　调节； （2）给水平平衡的杠杆两侧挂上不同数量的钩码，设左侧钩码对杠杆施的力为动力F1，右侧钩码对杠杆施的力为阻力F2，测出杠杆水平平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次实验并把数据填入下表： 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 0.5 0.2 1.0 0.1 2 1.0 0.15 1.5 0.1 3 1.5 0.2 1.0 0.3 4 2.0 0.15 1.5 0.2 … 小明分析表格中的数据，初步得出杠杆的平衡条件为：　 　。 （3）实验完成后，小明撤去右侧钩码，改用弹簧测力计继续实验，如图乙所示。杠杆调节平衡后，在A处悬挂3个钩码，每个钩码重0.5N，如果在B处施加竖直向下的拉力，使杠杆在水平位置再次平衡，此时拉力的大小为 　 　N； （4）图乙中，若将弹簧测力计拉环固定在B点，沿图乙方向拉动弹簧测力计挂钩，当杠杆平衡时，弹簧测力计的示数与（3）中相比将 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”），此时杠杆的平衡条件将 　 　（选填“不成立”或“仍成立”）； （5）小明利用图丙所示装置，轻质杠杆OC可绕O转动，A点悬挂一重物M，B点受到电子测力计竖直向上的拉力F，杠杆水平静止。保持F方向不变，改变B点位置，记录拉力F的力臂l及F的大小，画出F与的关系图像如图丁①，则动力F和动力臂l的关系为 　 　；将M从A移至P，再重复上述步骤，得到新的关系图像为图丁中的 　 　（选填“①”或“②”或“③”或“④”）。 32．（7分）学校生物小组培育的植株的生长环境温度不能超过30℃，并且在20∼30℃之间需满足一定的湿度要求。科创小组为其设计的温、湿度报警触发电路如图甲所示。电源为特制的可调恒流电源（使所在电路中的电流恒等于“预先设定的电流”不变），完全相同的防水热敏电阻R1，R2的阻值随温度的变化规律如图乙所示。 （1）小组将“预先设定的电流”设置为2×10﹣3A，然后进行报警触发设置： ①温度报警触发设置：30℃时R1两端电压为3.6V，将该电压设为温度报警触发值U，当R1两端实际电压U实≥U时，触发温度报警。求温度报警刚达触发值时，热敏电阻R1的阻值； ②湿度报警触发设置：用一端浸在水中的湿纱布敷在R2上。由于湿纱布中的水蒸发，使R2温度降低，导致R2两端电压 　 　（选填“大于”或“小于”）R1两端电压，产生电压差ΔU。环境越干燥，水越容易蒸发，R2与R1的温差Δt越大，R2与R1的电压差ΔU越大，因此可用温差Δt表示湿度状况。若Δt≥5℃时需要湿度报警，则将Δt＝5℃时的电压差ΔU0设为湿度报警触发值，请计算ΔU0的值。 （2）现根据实际需要改变“预先设定的电流”，从而改变湿度报警触发值和温度报警触发值，使装置在Δt≥6℃且湿度报警触发值比ΔU0增大0.05V时触发湿度报警。求重新调节后30℃温度报警触发值U。 2024-2025学年江苏省无锡市江阴市九年级（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 10 11 答案 A D C C D D B D C B C 题号 12 答案 D 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．（2分）下列工具在正常使用时省力的是（　　） A．钢丝钳 B．天平 C．食品夹子 D．筷子 【分析】动力臂比阻力臂长的杠杆是省力杠杆；动力臂比阻力臂短的杠杆是费力杠杆；动力臂和阻力臂相等的是等臂杠杆。 【解答】解：A、钢丝钳的动力臂比阻力臂长，属于省力杠杆，故A符合题意； B、天平的动力臂和阻力臂相等，故B不符合题意； CD、食品夹子和筷子的动力臂比阻力臂短，都属于费力杠杆，故CD不符合题意。 故选：A。 【点评】本题考查的是杠杆的分类；会根据动力臂和阻力臂的大小关系进行分类。 2．（2分）关于热量、温度、内能的概念，下面说法中正确的是（　　） ①物体的温度升高，具有的内能变大 ②物体的温度升高，一定吸收了热量 ③物体放出热量，温度一定降低 ④热量可以从内能小的物体传递到内能大的物体 A．①② B．②③ C．①②③ D．①④ 【分析】（1）物体的温度改变，内能一定改变；改变物体内能的方式有做功和热传递两种，这两种方式是等效的。 （2）热传递过程中，高温物体放出热量温度降低，低温物体吸收热量温度升高；晶体凝固过程放出热量温度不变。 （3）物体的内能取决于物体的温度、质量和状态。 【解答】解：①物体的温度升高时内能增加，温度降低时内能减小，故①正确； ②物体的温度升高，可能吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故②错误； ③晶体凝固时放热，但温度不变，故③错误； ④内能小的物体温度也可能比内能大的物体温度高，根据发生热传递的条件可知，内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体，故④正确。 故①④正确，②③错误。故D正确，ABC错误。 故选：D。 【点评】要正确理解温度、热量与内能的关系，改变物体内能的两种方法是等效的。 还要注意：物体吸热或温度升高，内能一定增大；但物体吸收了热量，不一定是用来升高温度。反之也如此。如晶体熔化、晶体凝固、液体沸腾这几个特殊例子。 3．（2分）每周，同学们教室的座位会轮换，下列轮换座位时的情景中，同学没有做功的是（　　） A．同学沿水平地面推着课桌移动 B．同学沿水平地面拉着课桌移动 C．两同学一起抬着课桌水平移动 D．同学将课桌搬离地面 【分析】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。 【解答】解：A、同学沿水平地面推着课桌移动，有力作用在课桌上，课桌在力的方向上通过了距离，所以人对课桌做了功，故A不合题意； B、同学沿水平地面拉着课桌移动，有力作用在课桌上，课桌在力的方向上通过了距离，所以人对课桌做了功，故B不合题意； C、两同学一起抬着课桌水平移动，力的方向竖直向上，而课桌在水平方向移动，所以人对课桌不做功，故C符合题意； D、同学将课桌搬离地面，有力作用在课桌上，课桌在力的方向上通过了距离，所以人对课桌做了功，故D不合题意。 故选：C。 【点评】明确三种不做功的情况：一是有力没距离；二是有距离没力；三是有力有距离，但力的方向与通过距离相互垂直。 4．（2分）运动员经常喝功能饮料来补充能量，有一种功能饮料标有“能量密度：2.84kJ/mL”的字样，下列物理量中与“能量密度”的含义相似的是（　　） A．内能 B．热量 C．热值 D．比热容 【分析】1kg或1m3某种燃料完全燃烧放出的热量，叫这种燃料的热值，单位J/kg或J/m3。 【解答】解：盒上标有“能量：284kJ/100mL”，表示完喝100mL牛奶可以获得284kJ的热量，所以其中“能量”的含义与热值相似。 故选：C。 【点评】本题考查对热值特性的理解，属于基础题目。 5．（2分）如图所示的电路中，L2比L1亮，小明猜想是因为L2更靠近电源正极，电流更大。下列做法中，不能判断其猜想是否正确的是（　　） A．对调电源的正负极 B．交换L1和L2的位置 C．测量a、b、c三点的电流大小 D．测量L1及L2两端电压的大小 【分析】猜想灯泡的亮度跟灯泡所处的位置有关，在设计实验步骤时应依据控制变量的思想，保持其他条件不变，只改变两灯泡的位置进行实验探究。 【解答】解：A．对调电源的正负极，则L1靠近电源正极，可以判断其猜想是否正确，故A错误； B．交换L1和L2的位置，则L1靠近电源正极，可以判断其猜想是否正确，故B错误； C．测量a、b、c三点的电流大小，比较示数，可以判断其猜想是否正确，故C错误； D．测量L1及L2两端电压的大小，不能判断其猜想是否正确，故D正确。 故选：D。 【点评】此题考查了串联电路的电流特点，属于基础知识。 6．（2分）小明用如图所示实验装置探究影响电阻大小的因素，a、b为长度一样的镍铬合金丝，b比a的横截面积大，以下操作与判断正确的是（　　） A．镍铬合金丝a和b未接入电路时，电阻均为零 B．为准确比较两根合金丝的电阻，可以在电路中串联一只电压表 C．利用此装置只能探究导体电阻的大小与导体横截面积的关系 D．用夹子分别将a、b接入电路，接入a时小灯泡暗一些 【分析】（1）在此实验装置中，运用转换法，电阻的大小通过比较小灯泡的亮度来判断，但是现象不是很明显，效果不好，为了准确比较电阻的大小，可以在电路中串联一只电流表； （2）因为两根电阻丝的材料一样，故运用控制变量法，可以探究导体的电阻大小和横截面积、长度的关系。 【解答】解： A、镍铬合金丝a和b未接入电路时，电阻不为零，故A错误； B、为了准确比较电阻的大小，可以在电路中串联一只电流表，故B错误； C、利用此装置中的一根电阻丝，用移动夹子来改变接入电阻丝的长度，也可以探究导体电阻大小和长度的关系；已知a、b为长度一样的镍铬合金丝，b 比a的横截面积大，所以利用此装置能探究导体电阻大小和横截面积的关系，故C错误； D、为a、b为长度一样的镍铬合金丝，b比a的横截面积大，故b的电阻小于a的电阻，故用夹子分别将a、b接入电路，接入a时小灯泡暗一些，故D正确。 故选：D。 【点评】此题主要考查的是电阻大小的影响因素和转换法、控制变量法在物理实验中的熟练运用，是中考的常见题型。 7．（2分）如图所示，用充气的气球模拟“喷气火箭”，把封口的夹子松开，球内气体向左喷出，气球向右运动。此过程中（　　） A．气球的弹性势能增大 B．气球喷出的气体内能减小 C．气球内部温度升高 D．此过程的能量转化与汽油机压缩冲程的相同 【分析】功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小。 汽油机工作过程中能量的转化： ①压缩冲程：机械能→内能； ②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能。 【解答】解：A.喷气过程中，气球的形变变小，弹性势能减小，故A错误； B.气球喷出的气体内能减小，内能转化为机械能，故B正确； C.气球内部温度降低，故C错误； D.此过程的能量转化与汽油机做功冲程的相同，故D错误； 故选：B。 【点评】本题考查做功改变内能及四冲程能量转化，属于基础题。 8．（2分）如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。下列说法中正确的是（　　） A．从A点到B点的过程中，摆球的机械能先增大后减小 B．在B点时，摆球的动能最大 C．在O点时，摆球的重力势能最大 D．从A点到O点，摆球的动能增加 【分析】（1）A、B两点等高，摆球从A点到B点的过程中机械能守恒；（2）在最高点时速度为零，动能为零；（3）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度，如果质量越大，高度越高，重力势能越大；（4）动能大小的影响因素：质量和速度，质量相同时，速度越大，动能越大。 【解答】解：A、如果A点到B点的过程中机械能守恒，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点的过程中没有能量损失，那么A、B两点等高，故A错误； B、当小球摆至B点时，高度最高，速度为零，动能最小，故B错误； C、由图可知，摆球在O点时高度最低，则重力势能最小，故C错误； D、摆球从A点到O点质量不变，高度降低，速度变大，则重力势能减少，动能增大，故D正确。 故选：D。 【点评】此题考查动能和势能的转化与守恒、平衡状态的判断，掌握动能、重力势能的影响因素是解答此题的关键。 9．（2分）如图所示，某款直饮水机可通过刷卡（闭合“感应”开关S1）或投币（闭合“投币”开关S2）接通供水电机取水：光线较暗时“光控”开关S3自动闭合，提供照明。下列简化电路图，符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【分析】由题知，闭合“感应”开关S1或“投币”开关S2都能接通供水电机取水，说明两开关互不影响，为并联方式；“光控”开关S3自动闭合，提供照明。据此分析解答。 【解答】解：由题知，直饮水机既可以通过刷卡闭合感应开关S1，接通供水电机取水，也可以通过投币闭合投币开关S2，这说明刷卡和投币互不影响，故感应开关S1和投币开关S2应是并联的，S1、S2都能控制电动机； 光线较暗时光控开关S3自动闭合，接通灯泡提供照明，这说明灯泡能独立工作，故灯泡与电动机是并联的。只有C图符合题意。 故选：C。 【点评】根据考查根据要求设计电路图，明确并联电路各支路互不影响及开关与控制的电路串联是关键。 10．（2分）小明和同学们在做电学实验过程中，他们经过讨论，依次改进了“探究电流跟电压的关系”的实验电路图，如图甲、乙、丙所示。下列说法正确的是（　　） A．图甲改进为图乙：为保证实验过程中电压这一因素不变 B．图乙改进为图丙：实现多次实验，得到电流跟电压之间的定量关系 C．图丙：移动滑动变阻器的目的是保持电阻R两端电压不变 D．图丙：实验的结论是：电流跟电压成反比 【分析】ABC、探究“电流与电压的关系实验中，应控制电阻的阻值不变，通过移动滑动变阻器的滑片改变电阻两端电压； D、电阻不变时通过导体的电流与导体两端的电压成正比，据此判断。 【解答】A．探究“电流与电压的关系”实验中，应控制电阻不变，而灯的电阻随温度的改变而改变，由图甲改进为图乙是为保证实验过程中电阻这—因素不变，故A错误； B．由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路，又能通过调节滑动变阻器的滑片使定值电阻R两端的电压改变，得到电流跟电压之间的定量关系，故B正确； C．探究电流跟电压的关系实验中，需多次改变电流和电压的数值，移动滑动变阻器目的是改变电阻两端电压和通过电阻的电流，故C错误； D．在“探究电流跟电压关系”的实验中，电阻不变时通过导体的电流与导体两端的电压成正比，故D错误。 故选B。 【点评】本题探究“电流的大小与哪些因素有关”的实验，考查控制变量法、归纳法的运用。 11．（2分）将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1＞G2，不计绳重和摩擦。则此过程中，下列判断正确的是（　　） A．拉力F1一定大于F2 B．乙滑轮组的机械效率较高 C．甲、乙两滑轮组完成的额外功相同 D．F1做功的功率大于F2做功的功率 【分析】（1）由图可知，甲有三段绳子拉着动滑轮，乙有两段绳子拉着动滑轮，根据F＝（G+G动）可比较拉力大小； （2）（3）根据W＝Gh分析有用功的大小；两个物体上升相同的高度，根据W＝Gh可知，额外功相同，据此分析机械效率的大小； （4）根据P＝分析做功的功率。 【解答】解：A、物重G1＞G2，动滑轮重G动相同，由图可知，甲、乙动滑轮上绳子股数n分别为3和2，由公式F＝（G+G动）可知，F1与F2的大小关系不能确定； BC、已知物体上升的高度h相同，且物重G1＞G2，动滑轮重G动相同，由公式W有＝Gh，W额＝G动h可知，甲的有用功大于乙的有用功，两者的额外功相同，则拉力F1所做的总功较大，甲有用功占总功的比值大，即甲滑轮组的机械效率较高，故B错误、C正确； D、由P＝可知，不知道做功时间，不能比较功率大小，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了滑轮组绳子拉力公式和做功公式、机械效率、功率公式的应用，明确滑轮组的有用功和总功是关键。 12．（2分）如图所示电路，电源电压恒为9V．滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，电流表量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．闭合开关S，将变阻器滑片P从左端移至右端过程中，为保证两个电表均不超量程工作，定值电阻R2的阻值至少为（　　） A．15Ω B．20Ω C．30Ω D．40Ω 【分析】根据电压表量程和电流表的量程确定电路中的最大电流；然后结合串联电路的特点和欧姆定律的应用计算定值电阻R2的最小阻值。 【解答】解： 当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω，电压表的示数为3V时， 电路中的最大电流I＝＝＝0.15A＜0.6A， 所以电路中的最大电流为0.15A； 因为串联电路中，串联电路两端电压等于各部分电压之和， 所以定值电阻R2两端的电压U2＝U﹣U1＝9V﹣3V＝6V， 根据公式I＝得定值电阻R2的最小阻值： R2＝＝＝40Ω。 故选：D。 【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的计算，关键是根据电流表和电压表的最大值计算电路能正常工作时电路中的最大电流。 二、填空题（本题共12小题，每空1分，共36分） 13．（3分）学校举行以“2024新征程”为主题的升旗仪式，如图甲所示，旗杆顶端的滑轮是一种简单机械，升旗时使用这种滑轮的目的是改变力的 　方向　，匀速上升时国旗的动能 　不变　，如图乙是园艺工人修剪树枝时使用的剪刀，使用这种剪刀的好处是可以省力，如果树枝太硬不容易剪断，可以使树枝尽量 　靠近　（靠近/远离）支点O， 【分析】（1）定滑轮不省力，但可以改变用力方向； （2）动能的大小与质量和速度大小有关； （3）利用杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，阻力和动力臂不变，动力随阻力臂的增大而增大。 【解答】解：（1）旗杆顶端的滑轮是一种简单机械，升旗时不随红旗一起升降为定滑轮，使用这种滑轮的目的是改变力的方向； （2）由于物体匀速运动，速度大小不变，质量不变，故动能不变； （3）园艺工人剪树枝时，使树枝靠近支点O，减小了阻力臂，而阻力和动力臂不变，由F1L1＝F2L2可知，动力会变小，因此可以省力。 故答案为：方向；不变；靠近。 【点评】本题考查了定滑轮、动能大小的判断以及杠杆平衡条件的应用，难度不大。 14．（3分）高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，对路面行人形成安全隐患，这是由于物体的重力势能与 　高度　有关，物体下落过程中重力势能转化为动能；利用能量转化也可以造福人类，例如热机可以将 　内　能转化为机械能替代工人做功，若一台四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，则该汽油机1s对外做功 　15　次。 【分析】（1）物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能，重力势能与物体的质量和高度有关； （2）热机是利用燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置； （3）四冲程汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次。 【解答】解：（1）重力势能的大小与质量和高度有关，质量一定时，物体高度越高，具有的重力势能越大。 （2）热机是通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置； （3）若一台四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min＝30r/s，即汽油机飞轮每秒转30圈， 应用四冲程汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽油机1s对外做功15次。 故答案为：高度；内；15次。 【点评】本题考查重力势能的影响因素、热机的概念以及热机的有关计算，难度不大。 15．（2分）甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线。已知每条输电线每千米的电阻为0.2Ω，现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，检修员在甲地将电流表接入如图所示的电路，电压表应接在 　A、B　（选填“A、B”或“C、D”）两点之间；若电压表和电流表示数分别为4V和0.5A，则短路位置离甲地 　20　km。 【分析】知道电表的示数，根据欧姆定律求出导线的总电阻，又知道每千米导线的电阻值，可求导线的长度，然后除以2即可求出短路位置离甲地的距离。 【解答】解： （1）图中CD为短路位置，若电压表接在CD两点之间，则电压表也被短路，电压表示数为0，不能确定短路的位置；要确定短路位置，需要测出AC、BD两输电线串联的总电阻，电压表应测总电压，所以电压表应接在AB两点之间； （2）由I＝可得，导线电阻：R＝＝＝8Ω， 由输电线每千米的电阻为0.2Ω可得，输电线的长度：L＝＝40km， 因两条输电线是并排架设的， 所以短路位置离甲地的距离：s＝L＝×40km＝20km。 故答案为：A、B；20。 【点评】本题考查了欧姆定律的及其运用，知道出短路的地点离甲地的距离为导线总长度的一半是本题的关键。 16．（3分）如图所示，将两种金属片A、B分别插入柠檬制成“柠檬电池”，能使发光二极管发光，其中金属片 　B　（选填“A”或“B”）是电池的正极；发光二极管是由 　半导体　（选填“超导体”“绝缘体”或“半导体”）材料制成的，如果图中二极管断路，则电压表 　仍有　（选填“仍有”或“没有”）示数。 【分析】根据电压表的使用方法分析；二极管发光主要由半导体材料制成，电压表可以直接接在电源两端测电源电压。 【解答】解：电压表接入电路中时，电流从电压表的正接线柱流入，所以A端为负极、B端为正极；二极管发光主要由半导体材料制成；二极管断路，则电压表测电源电压，仍有示数。 故答案为：B；半导体；仍有。 【点评】本题考查了电压表的使用、材料的应用，难度不大。 17．（3分）如图甲所示是高层建筑的墙体中有三根绞在一起的电线，可以用如图乙所示的“测量仪”连接在XYZ端把它们区分开。将A和C拧在一起时，当“测量仪”连接在X、Y两端，灯泡发光，则 　BZ　是同一根电线。接着拆开A和C，将A和B拧在一起，测量仪一端必须与 　Z　（选填“X”、“Y”或“Z”）相连，另一端导线连接 　1　次电路能将导线辨别开。 【分析】通过题意进行分析，根据电路的通断分辨导线。 【解答】解：（1）将A、C连在一起时，将“测量仪”连接在X、Y两端，灯泡发光，则ACXY连通，由此可以确定剩下的B和Z是同一根电线的两端，即是同一根电线； （2）接着拆开A和C，将A和B拧在一起，由于B和Z是同一根电线，故测量仪一端必须与Z相连，另一端连接X、Y其中一根导线，若连接X端，灯泡发光，说明AX是一根导线，若灯泡不发光则说明AY是同一根导线，故只需连接导线1次就能将导线分辨开。 故答案为：BZ；Z；1。 【点评】本题考查电路连接问题，属于基础题型。 18．（3分）如图所示，物体重210N，动滑轮重25N。工人用125N的拉力将物体匀速提升3m，此过程中有用功是 　630　J，滑轮的机械效率是 　84　%，克服绳重和摩擦做的额外功为 　45　J。 【分析】（1）根据W有＝Gh求出拉力做的有用功； （2）动滑轮绳子股数为2，根据W总＝Fs＝Fnh求出拉力做的总功，利用η＝求出滑轮的机械效率； （3）根据W动＝G动h求出克服动滑轮重做的功，利用W总＝W有+W额求出额外功，根据W额＝W动+Wf求出克服绳重和摩擦做的额外功。 【解答】解：拉力做的有用功为： W有＝Gh＝210N×3m＝630J； 动滑轮绳子股数为2，拉力做的总功为： W总＝Fs＝Fnh＝125N×2×3m＝750J， 滑轮的机械效率为： η＝＝×100%＝84%； 克服动滑轮重做的功为： W动＝G动h＝25N×3m＝75J， 拉力做的额外功为： W额＝W总﹣W有＝750J﹣630J＝120J， 则克服绳重和摩擦做的额外功为： Wf＝W额﹣W动＝120J﹣75J＝45J。 故答案为：630；84；45。 【点评】本题考查了做功公式和滑轮组机械效率公式的应用，明确额外功和滑轮组绳子的有效股数是关键。 19．（3分）科技活动中，某同学设计了一种酒精测试仪，吸入酒精后与电池内的化学物质发生反应产生电压，其工作电路如图，已知RP的阻值为20Ω。酒精测试仪相当于电路器件中的 　电源　；某次测试中，闭合开关，当电流表指针指向30mA时，酒精测试仪两端的电压为 　0.6　V。从完整性看，该同学设计的电路中值得改进之处是 　在电路中串联一个开关　。 【分析】（1）电源为电路提供电压； （2）电路的电阻和电流已知，利用欧姆定律得到酒精测试仪两端的电压； （3）一个完整的电路由电源、开关、用电器和导线等组成。 【解答】解：（1）酒精测试仪吸入酒精后与电池内的化学物质发生反应产生电压，酒精测试仪相当于电路器件中的电源； （2）根据欧姆定律可得当电流表指针指向30mA时，酒精测试仪两端的电压为：U＝IRP＝30×10﹣3A×20Ω＝0.6V； （3）一个完整的电路还要有开关，所以应在电路中串联一个开关。 故答案为：电源；0.6；在电路中串联一个开关。 【点评】本题考查电路的组成、欧姆定律的灵活运用。 20．（3分）如图甲所示电路，电源由四节干电池串联而成，闭合开关，电压表的示数如图乙所示。 （1）灯L1与L2的连接方式是 　串　联，L2两端的电压为 　1.8　V； （2）为测量电源电压，小明直接将c点的导线改接到b点，实验没有成功，原因是 　电源电压大于电压表的小量程，电压表会超量程，无法读数　。 【分析】（1）由图可知，闭合开关，两灯串联，电压表测L2两端的电压。一节干电池的电压为1.5V，根据串联电路的电压特点可知电源的电压；根据电压表的指针位置确定其所选量程，并读出L2两端的电压； （2）由于电源电压大于电压表的小量程，所以不能用小量程直接测电源电压。 【解答】解：（1）由电路图可知，电路只有一条电流的路径，即两灯串联，电压表测L2两端的电压。 一节干电池的电压为1.5V，由于串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和， 所以四节干电池串联组成的电源电压为U＝4×1.5V＝6V， 由图乙电压表的指针位置可知，电压表选择的是小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V， 即L2两端的电压为U2＝1.8V； （2）小明直接将c点的导线改接到b点，电压表测电源电压。由于电源电压大于电压表的小量程，所以电压表会超量程，无法读数。 故答案为：1.8；电源电压大于电压表的小量程，电压表会超量程，无法读数。 【点评】本题考查串联电路的电压规律和电压表的使用，难度不大。 21．（3分）“天问一号”是负责执行我国首次火星探测任务的探测器，由环绕器、着陆巡视器组成。如图甲着陆巡视器与环绕器分离后安全着陆火星表面，环绕器在如图乙所示的椭圆轨道无动力运行。 （1）火箭使用液态氢作为燃料，是因为液态氢的 　热值　大； （2）当环绕器从“近火点”向“远火点”运行时，其动能 　变小　（选填“变大”“变小”或“不变”）； （3）火星地表沙丘、砾石遍布，没有液态水，火星的昼夜温差应该 　较大　（选填“较大”或“较小”）。 【分析】（1）热值是燃料的一种特性，在完全燃烧相同质量的燃料时，热值越大的燃料，释放出的热量越多； （2）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大； （3）对物质比热容小的理解：相同质量的不同物质，吸收相同的热量后，比热容小的温度升高的多；放出相同的热量后，比热容小的温度下降的多。 【解答】解：（1）火箭使用液态氢作为燃料，是因为液态氢的热值大，与其它相同质量的燃料相比，完全燃烧后，氢可以放出较多热量； （2）当环绕器从“近火点”向“远火点”运行时，质量不变，速度变小，其动能变小； （2）火星地表沙丘、砾石遍布，没有液态水，火星的昼夜温差应该较大，因为沙石的比热容较小。 故答案为：（1）热值；（2）变小；（3）较大。 【点评】本题考查了对热值特性的理解、影响动能大小的因素、比热容的掌握等，特别注意能量的转化过程。 22．（3分）实验小组同学想探究使用斜面能否省功、省力。如图所示，已知斜面长s＝60cm，与之对应的高h＝30cm。现用弹簧测力计进行两次操作：第一次操作：沿竖直方向匀速提升小车；第二次操作：沿斜面方向匀速拉动同一辆小车。记录数据如表所示： （1）沿竖直方向匀速提升小车时，拉力F对小车所做的功为 　3　J； （2）分析数据可以初步发现：利用斜面不可以 　省功　（选填“省力”或“省功”）； （3）根据表格数据可知，斜面机械效率为 　90.9　%。 测力计示数（N） 移动距离（cm） 竖直提升 10 30 沿斜面运动 5.5 60 【分析】（1）沿竖直方向匀速提升物体时拉力大小等于测力计示数，利用W＝Fs求拉力F对小车做的功； （2）根据表中数据，比较两种情况下测力计示数，得出利用斜面是否省力；利用W＝Fs计算利用斜面时拉力做的功，与（1）比较得出是否省功； （3）利用斜面做的有用功等于直接沿竖直方向对小车做的功，斜面的机械效率等于有用功与总功的比值。 【解答】解：（1）沿竖直方向匀速提升物体时拉力大小F＝F示＝10N，s＝30cm＝0.3m， 拉力F对小车做的功： W1＝Fs＝10N×0.3m＝3J； （2）由表中数据，利用斜面时拉力F′＝5.5N＜10N，所以利用斜面可以省力； 直接沿竖直方向匀速提升物体时，拉力F对小车做的功W1＝3J， 利用斜面做功： W2＝F′s′＝5.5N×0.6m＝3.3J； 因为利用斜面做功W2＞W1，所以使用斜面不能省功； （3）利用斜面做的有用功等于直接沿竖直方向对小车做的功，则W有用＝W1＝3J， 利用斜面拉力做的总功W总＝W2＝3.3J， 斜面的机械效率： η＝×100%＝×100%≈90.9%。 故答案为：（1）3； （2）省功； （3）90.9。 【点评】本题考查了功和机械效率的计算，以及斜面的特点，关键是区分有用功、总功。 23．（3分）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让a、b的两个小球分别从同一斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的同一木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。 （1）由甲、乙两图可以得到的结论是：　当物体质量一定时，物体速度越大，动能越大　； （2）根据乙图和丙图实验可知，撞击木块时，a球和b球动能的大小，　b球大　（选填“a球大”“b球大”“一样大”或“无法比较”）； （3）小明同学根据乙图和丙图实验，判断出b小球质量更大，他判断的理由是：　b球速度小动能反而大，说明b小球的质量更大　。 【分析】（1）为了探究动能大小与速度的关系应控小球的制质量不变，改变小球的速度，结合题干中甲、乙两图分析小球质量和高度的关系，便可得出结论； （2）动能的大小与质量、速度有关，据此分析。 【解答】解：（1）在甲、乙两图中，使用同一个小球放置在不同的高度，控制了质量一定，改变了速度，所以甲、乙两图可以探究动能大小与速度的关系，得出的结论是：当物体质量一定时，物体速度越大，动能越大。 （2）（3）根据乙图和丙图所示的实验，能比较出a、b两个小球哪个质量更大，判断的理由是b小球在斜面的高度比a小球要小，因此b小球在水平面的初速度比a小球小，但b小球推动小木块滑行的距离比a球的大，因此b球速度小动能反而大，说明b小球的质量更大；a小球的速度大动能反而小，说明a小球的质量更小。 故答案为：（1）当物体质量一定时，物体速度越大，动能越大；（2）b球大；（3）b球速度小动能反而大，说明b小球的质量更大。 【点评】本题考查了学生对物理学方法和牛顿第一定律的了解与掌握，要注意动能大小与物体的速度和质量有关，在探究过程中要用到控制变量法，实验中通过物块被推动的距离来反映钢球动能的大小，用到了转换法。 24．（4分）某小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度，用电压表改装成检测仪，如图甲所示。已知电源电压为6V，定值电阻R0的规格是“3Ω，0.4A”，电压表的量程为“0～3V”，过氧乙酸气体传感器R1的阻值随过氧乙酸气体浓度ρ的变化关系如图乙所示。 （1）当过氧乙酸气体的浓度增大时，电压表的示数将 　增大　（选填“增大”“减小”或“不变”）； （2）当电压表的示数为0.9V时，教室内过氧乙酸气体的浓度将 　大于　（选填“大于”“小于”或“等于”）0.1g/m3； （3）当过氧乙酸气体浓度ρ变化时，电压表的最大示数为 　1.2　V； （4）检测仪长时间使用后，电池电压降低，小组未及时更换新电池，则测量的过氧乙酸气体的浓度值会偏 　小　（选填“大”或“小”）。 【分析】（1）由图甲可知，定值电阻R0与过氧乙酸气体传感器Rt串联接入电路，电压表测量定值电阻R0两端的电压，由图乙可知，当过氧乙酸气体浓度越大时，过氧乙酸气体传感器Rt的越小，根据串联电路电阻规律可知电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，根据U＝IR可知，定值电阻R0两端的电压变大； （2）当电压表的示数为0.9V时，根据欧姆定律可求出通过电阻R0的电流，根据串联电路电流规律可求出电路中的电流，根据欧姆定律可求出电路中的总电阻，根据串联电路电阻规律可求出过氧乙酸气体传感器Rt的阻值，根据图乙可确定教室内过氧乙酸气体的浓度是否达到消毒要求； （3）检测仪处在所能测量的最大值状态下工作时，Rt最小，电路中电流最大，R0允许通过的最大电流， Imax＝0.4A，根据U＝IR得出R0两端的电压，并与电压表量程比较，根据欧姆定律和串联电路电压的规律算出过氧乙酸气体传感器Rt的阻值； （4）根据实验原理结合电路构造分析出测量值和真实值的大小关系。 【解答】解：（1）由图甲可知，定值电阻R0与过氧乙酸气体传感器Rt串联接入电路，电压表测量定值电阻R0两端的电压，由图乙可知，当过氧乙酸气体浓度越大时，过氧乙酸气体传感器Rt的越小，根据串联电路电阻规律可知电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，根据U＝IR可知，定值电阻R0两端的电压变大； （2）当电压表的示数为U1＝0.9V时，通过电阻R0的电流I0＝＝＝0.3A， 根据串联电路电流规律可知，电路中的电流I＝I0＝0.3A， 电路中的总电阻R＝＝＝20Ω； 传感器的阻值Rt1＝R﹣R0＝20Ω﹣3Ω＝17Ω， 查图乙知，此时过氧乙酸气体浓度大于0.1g/m3； （3）检测仪处在所能测量的最大值状态下工作时，Rt最小，电路中电流最大，R0允许通过的最大电流， Imax＝0.4A，R0两端的电压U0′＝ImaxR0＝0.4A×3Ω＝1.2V＜3V电压表安全； （4）检测仪长时间使用后，因电源电压变小，根据I＝可知，R0两端的电压偏小，由于过氧乙酸气体浓度越大时定值电阻R0两端的电压越大，所以测量值会偏小。 故答案为：（1）增大；（2）大于；（3）1.3；（4）小。 【点评】本题主要考查欧姆定律的应用，串联电路电流、电压、电阻规律的应用，属于电学综合题，有一定的难度。 三、解答题（本题共8小题，共40分。其中26、30题应写出必要的解题过程） 25．（2分）如图所示，用杆和绳将电灯吊起，O点是支点。请画出绳上拉力F的力臂L及阻力F2的示意图。 【分析】力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，从支点向动力作用线和阻力作用线引垂线段，线段的长度即为动力臂和阻力臂。 【解答】解：从支点作动力F作用线的垂线段，线段的长度即为动力臂；电灯对杠杆的拉力是阻力，方向竖直向下，由此画出阻力F2的示意图，如图所示： 【点评】明确力臂的概念，从支点向力的作用线画垂线，即可找出力臂的位置，阻力是阻碍杠杆转动的力，明确了这些基本概念便不难解决。 26．（2分）如图所示，小明站在地面上，通过一根绳和两个滑轮匀速提升重物，请按要求画出滑轮组最省力的绕线。 【分析】滑轮组绳子的绕法有两种：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮。本题中人站在地面上用滑轮组提升重物，则n＝2是最省力的绕法。 【解答】解：因为人站在地面上用滑轮组提升重物，所以，由2段绳子承担物体和动滑轮重是最省力的绕绳方法，则绳子先系在定滑轮的固定挂钩上。如图所示： 【点评】此题考查了滑轮组的设计与组装，滑轮组的绕线方法不同，拉力的方向不同，达到省力程度也不同，动滑轮上绳子股数越多越省力。 27．（2分）如图所示电路，请在虚线框内填入电源、电压表或电流表的符号，使开关闭合后两灯并联。 【分析】电流表在电路中串联使用相当于导线，电压表在电路中并联使用相当于开路；要使两灯组成并联电路，电路中电流有两条路径。 【解答】解：因为要求两灯并联，所以上方是电源，下方只能填电流表，此时两灯并联，如图所示： 【点评】此类型题目要求对电路中各元件的作用及使用方法要非常明确，然后根据串并联电路的特点正确连接电路，要注意填入元件后电路不能出现断路或短路。 28．（6分）“十一”假期，小明全家驾驶一辆油电混合动力汽车外出旅游，油电混合动力汽车工作原理如图所示。当它以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中，驱动汽车行驶所需的总能量W1＝3.3×107J，发动机工作的效率为40%，发动机获得的能量中，一部分为驱动汽车的能量W2＝2×107J，一部分用于充电的能量W3＝3×106J。若汽油在发动机汽缸内完全燃烧，汽车行驶过程中阻力不变，汽油热值q＝4.6×107J/kg，则油电混合动力汽车在匀速行驶过程中。 （1）驱动汽车的牵引力做功的功率为多少？ （2）汽车行驶时，受到的阻力为多少？ （3）此过程中，油电混合动力汽车消耗汽油的质量为多少？ 【分析】（1）根据P＝求出驱动汽车的牵引力做功的功率； （2）根据速度公式求出汽车匀速行驶10min行驶的路程，利用W＝Fs求出牵引力，根据二力平衡求出汽车行驶时受到的阻力； （3）根据η＝求出汽油完全燃烧放出的热量，利用Q放＝mq求出此过程中，油电混合动力汽车消耗汽油的质量。 【解答】解：（1）发动机获得的能量中，驱动汽车的能量为W2＝2×107J，则驱动汽车的牵引力做功的功率为： P＝＝≈33333.3W； （2）汽车匀速行驶10min行驶的路程为： s＝vt＝90km/h×h＝15km＝15000m， 汽车行驶时受到的牵引力为： F＝＝≈1333.3N， 因汽车匀速行驶，根据二力平衡可知，f＝F＝1333.3N； （3）汽油完全燃烧放出的热量为： Q放＝＝＝8.25×107J， 此过程中，油电混合动力汽车消耗汽油的质量为： m＝＝≈1.8kg。 答：（1）驱动汽车的牵引力做功的功率为33333.3W； （2）汽车行驶时，受到的阻力为1333.3N； （3）此过程中，油电混合动力汽车消耗汽油的质量为1.8kg。 【点评】本题考查了热机效率、功、功率和热量的计算，属于基本公式的应用。 29．（7分）在探究“导体中的电流与电阻关系”的实验中，电源电压调为4.5V，滑动变阻器上标有“20Ω，2A”，定值电阻R1＝5Ω、R2＝10Ω、R3＝25Ω。 （1）小明连接的电路如图甲，电路还差一根导线没有连接，小华指出在连接最后一根导线之前，必须进行的一步操作是 　断开开关，滑动变阻器滑片处于最大值端　。请用笔画线代替导线，将电路补充完整，要求滑片向左移，电流表示数变大。 （2）正确连接电路，闭合开关后发现，无论怎样移动滑片P，电流表的指针几乎不动，电压表指针明显偏转，若仅是导线连接点发生故障，则可能是导线 　①　与R1的连接点接触不良。（选填“①”“②”或“③”） （3）故障排除后，为完成本实验小明实验操作如下： ①将R1接入电路，闭合开关调节滑片P，使电流表的示数如图乙所示，电流表示数为 　0.3　A，记录两电表示数。 ②用R2替换R1，调节滑片P，使 　电压　（选填“电压”或“电流”）表示数不变，并记录两电表示数。 ③用R3替换R2，闭合开关后发现无论怎样调节滑片P，都无法完成实验。此时，调节滑片P过程中，小明观察发现，电压表示数的最小值为 　2.5　V。 （4）为完成上述③步骤的实验，小明应将电源电压调节到 　1.5V～2.7V　范围之内。 【分析】（1）小明连接的电路如图甲，由甲图可知，开关处于闭合状态，为了电路安全，在连接最后一根导线之前，必须进行的一步操作是断开开关，将滑动变阻器滑片处于最大值端； （2）正确连接电路，闭合开关后发现，无论怎样移动滑片P，电流表的指针几乎不动，说明电路可能断路，电压表指针明显偏转，电压表两个接线柱到电源两端接通，由此判断故障原因； （3）①接入的电阻R1的最值已知，图乙中电流表所选量程已知，分度值可知，读取电流的大小，定值两端的电压U＝IR； ②探究“导体中的电流与电阻关系”的实验，应控制定值电阻两端的电压不变。用R2替换R1，调节滑片P使电压表示数不变。 ③用R3替换R2，由串联电路的分压规律，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，定值电阻R3两端的电压最小； （4）小明为完成上述③步骤的实验，当接入电阻R3＝25Ω，滑动变阻器接入最大值20Ω时的电源电压是最大电源电压，最小电源电压等于定值电阻两端电压1.5V。 【解答】解：（1）小明连接的电路如图甲，开关处于闭合状态，题目中要求滑动变阻器滑片向左移动，电流表示数变大，应把滑动变阻器滑左下接线柱接入电路，故小华指出在连接最后一根导线之前，必须进行的一步操作是断开开关把滑动变阻器处于最右端，连接电路如下： （2）正确连接电路，闭合开关后发现，无论怎样移动滑片P，电流表的指针几乎不动，说明电路可能断路，电压表指针明显偏转，电压表两个接线柱和电源接通，若仅是导线连接点发生故障，则可能是导线①与R1的连接点接触不良。 （3）①将R1接入电路，电流表的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表示数为0.3A， ②探究“导体中的电流与电阻关系”的实验，应控制定值电阻两端的电压不变，故用R3替换R2，调节滑片P，是电压表示数不变； ③用R3替换R2，由串联电路的分压规律，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，定值电阻R3两端的电压最小，设最小电压为U3小； 由串联电路的分压规律得：， ， 解得：U3小＝2.5V； （4）小明为完成上述③步骤的实验，电源电压的最大值U大′， 实验中电阻电阻两端的电压U0＝R1I1＝5Ω×0.3A＝1.5F 由串联电路的分压规律得：， ， U大′＝2.7V，电源电压最小值为U0＝1.5V 故电源电压调节到1.5V～2.7V。 故答案为：（1）断开开关，将滑动变阻器滑片处于最右端；连接电路见解答；（2）①；（3）①0.3；②电压；0.3；③2.5；（4）1.5V～2.7V。 【点评】本题为探究“导体中的电流与电阻关系”的实验，考查电路连接、故障分析，欧姆定律的应用，串联电路中电压的分配规律。 30．（7分）小丽利用如图1所示的甲、乙和丙三套装置完成热学实验，液体1和2的质量相同，燃料A和B的质量也相同。 （1）同时点燃三套装置的燃料，对液体进行加热，每隔半分钟记录液体升高的温度ΔT，直至燃料全部烧完。小丽根据记录的数据绘制出对应装置中液体升高温度ΔT与时间关系图线，如图2所示（设燃料完全燃烧且放出的热量全被液体吸收，同种燃料燃烧情况完全相同）。 ①通过图1中 　甲、丙　（选填“甲”“乙”或“丙”）两套装置，可比较燃料A和B的热值，燃料完全燃烧放出的热量，是通过 　温度计上升的示数　（选填“温度计上升的示数”或“加热时间”）来反映； ②通过图1中的 　甲、乙　（选填“甲”“乙”或“丙”）两套装置，可比较液体1和液体2的比热容； ③图2中图线c表示的是燃料 　B　（选填“A”或“B”）对液体加热的过程； ④若液体1的比热容大于液体2的比热容，则乙装置对应的图线是图2中的 　b　（选填“a”“b”或“c”）。 （2）若图1甲烧杯中为500g水，用10g酒精完全燃烧，放出的热量全部被水吸收时，温度计示数升高了20℃，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），则酒精的热值是 　4.2×106　J/kg，实际由于酒精未完全燃烧及热量散失，这种方法测出的燃料热值比实际值 　小　（选填“大”或“小”）。 【分析】（1）①为了比较热值大小，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，比较燃料燃尽后液体升温升高的温度，液体升温越高，则燃料放出的热量越多，这种燃料热值越大； ②比较两种液体的吸热能力，则需要燃烧相同的燃料（确保相同时间放出的热量相同），加热相同的时间，比较质量和初温相同的液体升高的温度，温度升高越多，则吸热能力越小； ③根据已知条件，因a、b对应的加热时间相同，确定所用用的燃料； ④使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；加热3分钟，a对应的液体升温慢，根据比较吸热能力的方法，a对应的液体比热容大，据此分析； （2）根据Q＝cmΔt求出水吸收的热量； 由于酒精未完全燃烧及热量散失，由Q＝qm可分析。 【解答】解：（1）①为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过升高的温度得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和丙两图进行实验； ②比较液体1和液体2的比热容，应选用相同的加热装置加热相同时间，观察两种物质的温度变化量，则应选用甲、乙两个装置； ③同时点燃三套装置的燃料对液体进行加热，已知燃料完全燃烧且放出的热量全被液体吸收，同种燃料燃烧情况完全相同，因a、b对应的加热时间相同，故可知用的燃料A，故图2中图线c表示的是燃料B对液体加热的过程； ④加热3分钟，a对应的液体升温慢，根据比较吸热能力的方法，b对应的液体比热容小，若液体1的比热容大于液体2，乙装置对应的图线是图3中的b； （2）甲杯中水吸收的热量为：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×20℃＝4.2×104J， 酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则酒精完全燃烧放出的热量为Q放＝Q吸＝4.2×104J， 酒精的热值为：q＝＝＝4.2×106J/kg； 实际由于酒精未完全燃烧及热量散失，所以算出的热值比标准值偏小。 故答案为：（1）①甲、丙；温度计上升的示数；②甲、乙； ③B； ④b；（2）4.2×106；小。 【点评】本题考查比热容和热值的有关知识，综合性强，难度较大。 31．（7分）小明用如图所示装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。 （1）实验前杠杆位置如图甲所示，为使其在水平位置平衡，应将平衡螺母向 　右　调节； （2）给水平平衡的杠杆两侧挂上不同数量的钩码，设左侧钩码对杠杆施的力为动力F1，右侧钩码对杠杆施的力为阻力F2，测出杠杆水平平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次实验并把数据填入下表： 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 0.5 0.2 1.0 0.1 2 1.0 0.15 1.5 0.1 3 1.5 0.2 1.0 0.3 4 2.0 0.15 1.5 0.2 … 小明分析表格中的数据，初步得出杠杆的平衡条件为：　F1l1＝F2l2　。 （3）实验完成后，小明撤去右侧钩码，改用弹簧测力计继续实验，如图乙所示。杠杆调节平衡后，在A处悬挂3个钩码，每个钩码重0.5N，如果在B处施加竖直向下的拉力，使杠杆在水平位置再次平衡，此时拉力的大小为 　2　N； （4）图乙中，若将弹簧测力计拉环固定在B点，沿图乙方向拉动弹簧测力计挂钩，当杠杆平衡时，弹簧测力计的示数与（3）中相比将 　变小　（选填“变大”“变小”或“不变”），此时杠杆的平衡条件将 　不成立　（选填“不成立”或“仍成立”）； （5）小明利用图丙所示装置，轻质杠杆OC可绕O转动，A点悬挂一重物M，B点受到电子测力计竖直向上的拉力F，杠杆水平静止。保持F方向不变，改变B点位置，记录拉力F的力臂l及F的大小，画出F与的关系图像如图丁①，则动力F和动力臂l的关系为 　正比例函数　；将M从A移至P，再重复上述步骤，得到新的关系图像为图丁中的 　④　（选填“①”或“②”或“③”或“④”）。 【分析】（1）调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动； （2）杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1l1＝F2l2； （3）根据杠杆的平衡条件，可得出可使杠杆保持水平平衡的最小力； （4）根据杠杆平衡条件和测力计本身重力分析； （5）根据杠杆平衡条件列出两次F与的数学表达式，结合数学知识分析判断。 【解答】解：（1）如图甲所示，杠杆左端下沉，其右端偏高，应将平衡螺母向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡； （2）分析数据得出杠杆平衡的条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1l1＝F2l2； （3）根据杠杆的平衡条件，F1l1＝F2l2知要使力最小，需要使力臂最大，当力的方向竖直向下时，力臂最长，力最小； 在A点悬挂3个钩码，则由杠杆的平衡条件得：3G×4l＝FB×3l， 解得：最小的力FB＝4G＝4×0.5N＝2N； （4）因为（3）中的示数是竖直向下拉的，拉力在B点竖直向下时最小，而到了（4）中变成斜向右下拉，拉力是变大的，但是又把测力计倒过来了，无法判断与（3）中拉力的大小关系，此时杠杆的平衡条件不成立； （5）由题意可知，保持杠杆水平静止，将F作用点从B移至C，此过程中F方向保持不变， 根据杠杆平衡条件可得：F×l＝G×OA， 解得：F＝G×OA×……① 将M从A移至P，由杠杆平衡条件可得：F×l＝G×OP， 解得：F＝G×OP×……② 由数学知识可知，①②两式中拉力F与的关系图线均为反比例函数， 由图1可知，OP＜OA，则②式的斜率小于①式的斜率， 因此将M从A移至P，F与的关系图线为过原点且斜率比图线①小的图线④。 故答案为：（1）右；（2）F1l1＝F2l2；（3）2；（4）变小；不成立；（5）反比例函数；④。 【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用和数学正比例函数相关的知识，关键是根据杠杆平衡条件列出两次F与的数学表达式。 32．（7分）学校生物小组培育的植株的生长环境温度不能超过30℃，并且在20∼30℃之间需满足一定的湿度要求。科创小组为其设计的温、湿度报警触发电路如图甲所示。电源为特制的可调恒流电源（使所在电路中的电流恒等于“预先设定的电流”不变），完全相同的防水热敏电阻R1，R2的阻值随温度的变化规律如图乙所示。 （1）小组将“预先设定的电流”设置为2×10﹣3A，然后进行报警触发设置： ①温度报警触发设置：30℃时R1两端电压为3.6V，将该电压设为温度报警触发值U，当R1两端实际电压U实≥U时，触发温度报警。求温度报警刚达触发值时，热敏电阻R1的阻值； ②湿度报警触发设置：用一端浸在水中的湿纱布敷在R2上。由于湿纱布中的水蒸发，使R2温度降低，导致R2两端电压 　大于　（选填“大于”或“小于”）R1两端电压，产生电压差ΔU。环境越干燥，水越容易蒸发，R2与R1的温差Δt越大，R2与R1的电压差ΔU越大，因此可用温差Δt表示湿度状况。若Δt≥5℃时需要湿度报警，则将Δt＝5℃时的电压差ΔU0设为湿度报警触发值，请计算ΔU0的值。 （2）现根据实际需要改变“预先设定的电流”，从而改变湿度报警触发值和温度报警触发值，使装置在Δt≥6℃且湿度报警触发值比ΔU0增大0.05V时触发湿度报警。求重新调节后30℃温度报警触发值U。 【分析】（1）电源不是常规恒压电源，而是“恒流源”，可以根据电流和电压信息得到电阻在30℃时的阻值。再根据图像得到电阻阻值随温度变化的函数关系进一步分析ΔU0的大小。 （2）根据Δt的改变量来获得新的电流值，然后根据ΔU0的变化量计算出R1两端电压即可得到报警触发值。 【解答】解：（1）根据30℃时R1两端电压为3.6V，以及2×10﹣3A，得到30℃时R1阻值为 R1＝＝＝1800Ω，初始两个电阻阻值相同，电压相同，均为3.6V。 随着R2上的湿纱布水的蒸发吸热，R2阻值增大，根据串联分压特点知，分得的电压增大，故R2两端电压大于R1两端电压， 根据图像是直线知，故每降低1℃，电阻阻值增加量为：＝75Ω/℃；当Δt＝5℃时，R2阻值增加量为ΔR2＝5℃×75Ω/℃＝375Ω，故其电压增加量为Ω，故ΔU0＝0.75V。 （2）新的ΔU'0增大0.05V，故新的ΔU'0＝0.75V+0.05V＝0.8V。 当Δt＝6℃时，电阻增加量为ΔR'2＝6℃×75Ω/℃＝450Ω， 此时电流为I'＝＝＝A；当温度为30℃时，电阻R1两端电压为U'＝I'R＝A×1800Ω＝3.2V。 故答案为：（1）①热敏电阻R1的阻值是1800Ω；②大于；ΔU0的值是0.75V； （2）重新调节后30℃温度报警触发值U为3.2V。 【点评】本题考查了在“恒流”情况下的欧姆定律的综合分析，有一定的难度。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$