精品解析：广东省东莞市袁崇焕中学2024-2025学年九年级上学期期末考试物理试题

2024-2025学年度第一学期期末质量自查九年级 物理试卷 （本试卷满分为100分，考试时间80分钟） 一、单选题（共7小题，每小题3分，共21分） 1. 下列数据中，最接近生活实际的是（　　） A. 手机充电器的工作电流约为20A B. 家用电视机的额定功率约为150W C. 一台家用空调工作一晚上消耗约100度电 D. 人体安全电压不高于60V 2. 下列过程中人对物体做功的是（　　） A. 冰壶离开手后在平滑的冰面上滑行 B 爱心志愿者齐心协力推着受困车辆前行 C. 学生用力抱着一摞书不动 D. 学生背着书包在水平路面匀速行走 3. 如图所示的四个事例中，利用热传递改变物体内能的是（　　） A. 搓手取暖 B. 压缩空气发热 C. 给冷水加热 D. 下滑时臀部发热 4. 如图所示，一小女孩头贴着塑料滑梯滑下来时，头发像蒲公英一样，来了个“根根立”。对这个现象的分析解释，下列说法正确的是（　　） A. 若从金属滑梯滑下来，这个现象更明显 B. 头发之间摩擦起电，使头发带上了异种电荷 C. 头发之间摩擦起电，使头发带上了同种电荷 D. 头发和塑料滑梯之间摩擦起电，头发带上了同种电荷 5. 两只小灯泡，甲灯标有“3V，9W”，乙灯标有“6V，3W”，若将它们并联后接在电压为3V的电源上，下列说法正确的是（ ） A. 甲灯一定比乙灯亮 B. 乙灯一定比甲灯亮 C. 两灯一样亮 D. 无法判断 6. 为了提高学生进出校门效率，校门口的闸机（如图所示）可实现自动识别。刷校园卡或者人脸识别成功时（相当于闭合开关S1或S2），电机M启动，闸门打开放行。下列电路设计符合要求的是（　　） A. B. C. D. 7. 两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示，由图可知（　　） A. 两个元件电阻的大小关系是：RA>RB B. A、B并联接在2.5V电源上时，干路电流为0.7A C. A、B并联连接时，若A断路，则B两端也没有电压 D. 将A、B串联，若该电路中电流为0.3A，则总功率是1.35W 二、填空题（共7小题，每个空1分，共21分） 8. 小明同学用15N的水平推力推动重为100N的超市购物车。购物车自静止开始在10s内沿水平方向前进了10m，松开手后，又滑行2m，在整个过程中重力做功__________J，推力做功__________ J，推力做功的功率为__________ W。 9. 如图所示的是神舟十五号载人飞船返回舱返回地面时的情景。打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作竖直向下的匀速运动，则返回舱在这段时间内动能________，重力势能________，机械能_______。（均选填“变大”“不变”或“变小”）。 10. 生活中我们经常看到司机往汽车发动机的水箱里灌水，这是因为水的__________大，相同条件下能带走更多的热量；已知水的比热容为，1kg初温为20℃的水吸收了的热量后，温度升高了__________℃；汽车行驶过程中，油箱中的汽油慢慢变少，剩余汽油的热值将__________（填“增大”“减小”或“不变”）。 11. 近年来全国电动自行车火灾事故频发，调查发现：大部分电动自行车着火都是由于自身线路发生 ___________导致电流过大造成的。只要将图中车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，但不会行驶。这时车钥匙其实就是一个 ___________；给电动车充电时，电瓶相当于 ___________（选填“电源”或“用电器”）。 12. 学习了家庭电路知识后，小明了解到，试电笔可以辨别火线和零线，如上图所示的两种握法，其中正确的是__________（选填“甲”或“乙”）；图丙中，电路中画”×”表示断路之处，开关闭合后，用测电笔测试A点，氖管__________（选填“会”或“不会”）发光；小明又观察到家中电能表如图丁所示，读数为__________ kW·h。 13. 在图1所示电路中，当闭合开关后，两个电压表指针偏转均为如图2所示，则电阻R1和R2两端的电压分别为______V和______V，通过R1和R2的电流之比是______。 14. 如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动过程中，电压表的示数___________，电流表A的示数___________（以上二空均选填“变小”“变大”或“不变”），小灯泡的亮度___________（选填“变亮”“变暗”或“不变”）。 三、作图题（共3题，2+2+3，共7分） 15. 画出实物电路的电路图（标出小灯、开关名称）。 16. 如图所示，如图甲为家用可调速吊扇，图乙是调速吊扇的模拟电路。 当逆时针旋转电位器的旋钮（滑片）时，电动机的扇叶转得更快，请把该电位器连入电路。 17. 如图是我国家庭电路的原理图，请你根据安全用电原则，在图中的虚线框内分别填入灯泡和开关的符号，并将两孔插座正确接入家庭电路中。 四、实验题（共3题，每空1分，6+5+7，共18分） 18. 如图是探究“动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。让小球从同一斜面由静止滚下，撞击水平面上的木块。（小球m和M质量不同） （1）实验中通过比较______来比较动能大小，这种研究方法是______； （2）动能是指（　　）（填序号） A. 小球在斜面上时的动能 B. 小球撞击木块时的动能 C. 小球撞击木块后的动能 D. 木块的动能 （3）比较图甲、乙是为了研究动能大小与______的关系； （4）根据图甲、丙得出结论：物体动能的大小与质量有关。这种看法是否正确？______；（选填“正确”或“错误”） （5）假设斜面光滑，如果增大斜面的倾角，仍让同一钢球从同一高度处由静止滑下，如图丁所示，则木块在水平面上移动的距离将______（选填“变大”“不变”或“变小”）（不计空气阻力）。 19. 在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验数据如下表： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η 1 05 10 0.4 30 41.7% 2 1.5 10 0.8 30 62.5% 3 0.5 10 05 40 25.0% 4 1.5 10 0.7 40 53.6% （1）实验时，应竖直向上___________拉动滑轮组；根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是___________（选填“甲”或“乙”）滑轮组。 （2）通过比较___________两次实验数据可以得出：同一滑轮组，物重越大，机械效率___________（选填“越大”“越小”或“不变”）。 （3）在忽略摩擦和绳重的前提下，通过第四次数据可算出动滑轮的总重为 ___________N。 20. 在“测定小灯泡电功率”实验中，电源电压为6V，灯泡L1的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为12Ω，灯泡L2的额定电流为I额。 （1）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整。 （2）闭合开关进行实验时，发现电流表无示数，电压表有较大示数，则可能的电路故障为___________； （3）实验中，观察到小灯泡L1的电压为2.0V时，为了测量其额定功率，滑动变阻器的滑片应向___________（选填“A”或“B”）端移动；通过小灯泡L1的电流随它两端电压变化的关系如图乙所示，分析图像可知小灯泡L1的额定功率为___________W，I-U图像不是一条直线的原因是___________。 （4）实验中滑动变阻器有两种规格，分别为“10　2A”和“20　1A”，应选用 ___________规格的滑动变阻器。 （5）完成上述实验后，另有同学设计了如图丙所示的电路，测出了额定电流为I额的小灯泡L2的额定功率。电源电压不变（大小未知），图中R为电阻箱，R0为阻值已知的定值电阻。实验方案如下： ①将开关接a，移动滑动变阻器滑片P至某一位置，调节电阻箱直至电流表示数为I额，此时电阻箱的示数为R1。 ②将开关接b，保持滑动变阻器滑片P不变，调节电阻箱直至电流表示数为I额，此时电阻箱的示数为R2。 ③小灯泡L2的额定功率表达式为P额=________（用I额、R0、R1、R2表示）。 五、计算题（共2题，6+7，共13分） 21. 图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图乙所示。某次吊升过程中，工人及工具的总重为2000N，电动机对绳子的拉力为1000N，吊篮在30s内匀速上升了6m。若不计滑轮重、绳重和摩擦，求： （1）电动机对吊篮、人及工具所做的功； （2）电动机对吊篮、人及工具做功的功率； （3）电动机对吊篮做的功为额外功，对人和工具做的功为有用功，则机械效率是多少？ 22. 图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图像如图丙所示。求： （1）电饭煲运行在高温挡时，电路中的总电流； （2）R1的阻值； （3）0~15min电饭煲产生的总热量。 六、综合能力题（共3小题，8+5+7，共20分） 23. 学校物理探究小组进行了以下三个热学实验： （1）“比较不同燃料燃烧时放出的热量”，应选择______两图进行实验，通过______来反映燃料放出热量的多少； （2）在“探究不同物质的吸热能力”时，应控制两个烧杯中的液体______（选择“体积”或“质量”）相同，通过______来反映物质吸收热量的多少；如图是某同学根据实验数据作出的液体a和b温度随时间变化的图像，分析图像可知，液体______的吸热能力更强（选填“a”或“b”）； （3）图丁可探究电流产生的热量与______的关系；若要利用图戊探究电流产生的热量与电流大小的关系，右边密闭容器中电阻R2的大小应是______，通电一段时间后，图戊中______U形管两侧液面高度差更明显（选填“A”或“B”）。 24. 阅读短文，并回答问题． 第四代电光源﹣﹣﹣﹣﹣LED光源 如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯，它的主要部分是高亮度白色发光二极管，这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成，具有光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点，是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源，是极具发展前途的新光源．LED的发光原理与白炽灯先发热后发光的原理截然不同，是直接把电能转换成光能的器件，因而其发光效率较高，是新一代固体冷光源，将逐步取代传统光源．图乙是LED的元件实物及符号． 由于二极管具有单向导电性，使用时必须将它的正极与电源正极相连，二极管才能处于导通状态，否则处于截止状态．利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性：把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4.5V的电路，闭合开关S，LED即处于导通状态，调节变阻器滑片，改变LED两端的电压和电路中电流，记录多组电压、电流数据，可以得到电压表与电流表示数关系，如丁所示． （1）LED灯主要由 _____ （导体/半导体/超导体）材料制成；它之所以节能，被称为冷光源，是因为电热转换损耗的能量较白炽灯 _____ （高/低）； （2）在图丙中，闭合S，调节滑动变阻器，使LED正常发光；断开S，改变电源正负极后再闭合S，LED _____ （能/不能）发光；此时两电表的示数为 _____ A.4.5V 20mA B.3V 20mA C.4.5V 0mA D.3V 0mA （3）某个家庭原来全部用白炽灯来照明，平均每月照明用电50kW•h，现全部改用LED灯．相同情况下可节能约70%．已知每消耗l度电相当于排入1.1kg的二氧化碳，则改用LED灯后，这个家庭平均每月能减排二氧化碳约 _____ kg． 25. 随着经济的发展，汽车已成为人们常用的交通工具，截至2020年9月，全国机动车保有量达3.65亿辆，其中汽车保有量2.75亿辆。某物理小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号汽车在额定功率下行驶时单位时间的能量流向图，请你参与讨论有关问题。 （1）根据图中的能量流向，若将机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，由图中提供的数据可得，该轿车的能量转化效率为___________。 （2）图1为该汽车四冲程内燃机的各冲程示意图，一个工作循环合理的顺序应为___________（填字母），其中___________（填字母）冲程将机械能转化为内能；若一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800r/min，此汽油机每秒钟完成___________个做功冲程。 （3）一辆使用汽油为燃料的小汽车，在路面水平的高速公路上以100km/h的速度匀速行驶时，百公里油耗为8L，发动机的效率为25%，汽油的密度ρ=0.75×103kg/m3，汽油热值为q=4.5×107J/kg。则汽车通过50km的路程消耗的汽油完全燃烧释放的热量是__________J，该路段上发动机给汽车行驶提供的牵引力为__________N。 （4）汽车如图2所示的电路，其中上端带有金属细杆的金属滑块M与两侧金属弹簧相连接并接入电路，金属滑块M与弹簧套在光滑绝缘的水平细杆上，当汽车静止时，滑块M上的金属细杆与红绿灯一端的触头（图中箭头）都不接触，当汽车急刹时，__________灯先亮（选填“红”或“绿”）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度第一学期期末质量自查九年级 物理试卷 （本试卷满分为100分，考试时间80分钟） 一、单选题（共7小题，每小题3分，共21分） 1. 下列数据中，最接近生活实际的是（　　） A. 手机充电器的工作电流约为20A B. 家用电视机的额定功率约为150W C. 一台家用空调工作一晚上消耗约100度电 D. 人体安全电压不高于60V 【答案】B 【解析】 【详解】A．手机电源适配器的输出电压是5V，输出电流为2A，故A不符合实际； B．家用电视机的额定功率约为150W左右，故B符合实际； C．家用空调正常情况下工作一晚消耗电能约3度，故C不符合实际； D．经验证明，只有不高于36V的电压对人体才是安全的，故D不符合实际。 故选D。 2. 下列过程中人对物体做功的是（　　） A. 冰壶离开手后在平滑的冰面上滑行 B. 爱心志愿者齐心协力推着受困车辆前行 C. 学生用力抱着一摞书不动 D. 学生背着书包在水平路面匀速行走 【答案】B 【解析】 【详解】A．冰壶离开手后在平滑的冰面上滑行，人对冰壶没有力的作用，冰壶由于惯性通过了距离，故人对冰壶没有做功，故A错误； B．爱心志愿者齐心协力推着受困车辆前行，此过程中，有力作用在车上，并且在力的方向上移动了距离，对车辆做了功，故B正确； C．学生用力抱着一摞书不动，人对书有一个向上的力，但书不动，没有通过距离，故没有做功，故C错误； D．学生背着书包在水平路面匀速行走，此过程中，书包在力的方向上没有移动距离，力对书包没有做功，故D错误。 故选B。 3. 如图所示的四个事例中，利用热传递改变物体内能的是（　　） A. 搓手取暖 B. 压缩空气发热 C. 给冷水加热 D. 下滑时臀部发热 【答案】C 【解析】 【详解】A．冬天搓手取暖，搓手时克服摩擦做功，机械能转化为内能，使手的内能增加、温度升高，是通过做功的方式改变物体的内能，故A不符合题意； B．压缩空气时，对空气做功，空气的内能增大、温度升高，是通过做功的方式改变物体的内能，故B不符合题意； C．给冷水加热时，水吸收热量温度升高，是通过热传递的方式改变物体内能的，故C符合题意； D．从滑梯上滑下时，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能，故D不符合题意。 故选C 。 4. 如图所示，一小女孩头贴着塑料滑梯滑下来时，头发像蒲公英一样，来了个“根根立”。对这个现象分析解释，下列说法正确的是（　　） A. 若从金属滑梯滑下来，这个现象更明显 B. 头发之间摩擦起电，使头发带上了异种电荷 C. 头发之间摩擦起电，使头发带上了同种电荷 D. 头发和塑料滑梯之间摩擦起电，头发带上了同种电荷 【答案】D 【解析】 【详解】A．金属可以导电，若从金属滑梯滑下来，摩擦产生的电荷会很快通过金属滑梯和人体被导走，这个现象会不明显，故A错误； BC．摩擦起电并不是创造了电荷而是电荷的转移，从塑料滑梯滑下来时，小女孩与滑梯摩擦起电，不是头发之间摩擦起电，小女孩和滑梯带异种电荷，故BC错误； D．小女孩与滑梯摩擦起电，小女孩的头发上会带上同种电荷，由于同种电荷相互排斥，头发会竖起来，故D正确。 故选D。 5. 两只小灯泡，甲灯标有“3V，9W”，乙灯标有“6V，3W”，若将它们并联后接在电压为3V的电源上，下列说法正确的是（ ） A. 甲灯一定比乙灯亮 B. 乙灯一定比甲灯亮 C. 两灯一样亮 D. 无法判断 【答案】A 【解析】 【详解】两灯并联后，接在电压为3V的电源上，并联电路各并联支路两端电压相等，所以甲、乙两灯电压均为3V，甲灯标有“3V 9W”，甲两端的电压为额定电压，甲灯正常发光，其实际功率等于额定功率9W，乙灯的电阻 乙的实际功率 甲灯泡的实际功率大于乙灯泡的实际功率，甲灯比乙灯亮。 故选A。 6. 为了提高学生进出校门效率，校门口的闸机（如图所示）可实现自动识别。刷校园卡或者人脸识别成功时（相当于闭合开关S1或S2），电机M启动，闸门打开放行。下列电路设计符合要求的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】分析题意可知，开关S1和S2任意闭合一个，均可以使得电动机工作，所以开关、并联后与电动机串联，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 7. 两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示，由图可知（　　） A. 两个元件电阻的大小关系是：RA>RB B. A、B并联接在2.5V电源上时，干路电流为0.7A C. A、B并联连接时，若A断路，则B两端也没有电压 D. 将A、B串联，若该电路中电流为0.3A，则总功率是1.35W 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，RA电阻的阻值为 RB电阻的阻值为 所以RA<RB，故A不符合题意； B．A、B并联接在2.5V电源上时，根据并联电路，各用电器两端电压相等的特点，通过干路的电流为 故B不符合题意； C．并联电路各支路相互独立互不影响，A、B并联连接时，若A断路，B两端有电压且等于电源电压，故C不符合题意； D．将A、B串联，若该电路中电流为0.3A，由图可知，电路元件A两端的电压为1.5V，电路元件B两端的电压为3V；则总功率为 故D符合题意。 故选D 二、填空题（共7小题，每个空1分，共21分） 8. 小明同学用15N的水平推力推动重为100N的超市购物车。购物车自静止开始在10s内沿水平方向前进了10m，松开手后，又滑行2m，在整个过程中重力做功__________J，推力做功__________ J，推力做功的功率为__________ W。 【答案】 ①. 0 ②. 150 ③. 15 【解析】 【详解】[1]购物车在水平地面上运动，购物车在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，即做功为0J。 [2]松手后购物车由于惯性继续滑行2米，此过程推力不做功，则在整个过程中推力做功 [3]推力做功的功率 9. 如图所示的是神舟十五号载人飞船返回舱返回地面时的情景。打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作竖直向下的匀速运动，则返回舱在这段时间内动能________，重力势能________，机械能_______。（均选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】 ①. 不变 ②. 变小 ③. 变小 【解析】 【详解】[1]动能与质量和速度有关，返回舱做匀速运动，质量不变，速度不变，故动能不变。 [2]重力势能与质量和高度有关，返回舱做竖直向下的匀速运动，质量不变，高度变小，故重力势能变小。 [3]机械能是动能和势能的总和，因为动能不变，重力势能变小，所以机械能变小。 10. 生活中我们经常看到司机往汽车发动机的水箱里灌水，这是因为水的__________大，相同条件下能带走更多的热量；已知水的比热容为，1kg初温为20℃的水吸收了的热量后，温度升高了__________℃；汽车行驶过程中，油箱中的汽油慢慢变少，剩余汽油的热值将__________（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 ①. 比热容 ②. 50 ③. 不变 【解析】 【详解】[1]因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以用水冷却发动机，冷却效果好。 [2]水升高的温度 [3]热值是燃料的一种特性，与质量无关，汽车油箱中的汽油减少，剩下的汽油的热值不变。 11. 近年来全国电动自行车火灾事故频发，调查发现：大部分电动自行车着火都是由于自身线路发生 ___________导致电流过大造成的。只要将图中车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，但不会行驶。这时车钥匙其实就是一个 ___________；给电动车充电时，电瓶相当于 ___________（选填“电源”或“用电器”）。 【答案】 ①. 短路 ②. 开关 ③. 用电器 【解析】 【详解】[1]导线绝缘皮由于时间久或其它因素老化龟裂，通电时发生短路，电路中的电阻几乎为零，根据欧姆定律可知，家庭电路电压一定，电阻较小时，会造成电流过大。因此大部分电动自行车着火都是由于自身线路发生短路导致电流过大造成的。 [2]电动自行车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，可知车钥匙控制电路的通断，因此这车钥匙其实就是一个开关。 [3]给电瓶充电时是将电能转化为化学能，此时电瓶相当于用电器。 12. 学习了家庭电路知识后，小明了解到，试电笔可以辨别火线和零线，如上图所示的两种握法，其中正确的是__________（选填“甲”或“乙”）；图丙中，电路中画”×”表示断路之处，开关闭合后，用测电笔测试A点，氖管__________（选填“会”或“不会”）发光；小明又观察到家中电能表如图丁所示，读数为__________ kW·h。 【答案】 ①. 甲 ②. 会 ③. 7624.7 【解析】 【详解】[1]使用试电笔时，笔尖接触被测导线，手接触尾部金属体，故甲图操作正确，乙图操作错误。 [2]由丙图可知，零线开路了，开关闭合后，用试电笔测试电路中的A点，A点与火线相连通，试电笔氖管会发光。 [3]计数器最后一位表示小数，所以电能表读数为7624.7kW·h。 13. 在图1所示电路中，当闭合开关后，两个电压表指针偏转均为如图2所示，则电阻R1和R2两端的电压分别为______V和______V，通过R1和R2的电流之比是______。 【答案】 ①. 7.2 ②. 1.8 ③. 1∶1 【解析】 【详解】[1][2][3]由图1可知，R1和R2串联，电压表V1测电源电压，电压表V2测的是R2两端的电压，因为串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和，所以电压表V1的示数比V2的示数大，而两电压表指针偏转相同，所以V1选用是0~15V的量程，分度值为0.5V，由图2知，电压表V1读数，即电源电压为U=9V，V2选用是0~3V的量程，分度值为0.1V，电压表V2读数，即R2两端电压U2=1.8V，所以R1两端的电压为 U1=U-U2=9V-1.8V=7.2V 因为串联电路中电流处处相等，所以通过R1和R2的电流之比为1∶1。 14. 如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动过程中，电压表的示数___________，电流表A的示数___________（以上二空均选填“变小”“变大”或“不变”），小灯泡的亮度___________（选填“变亮”“变暗”或“不变”）。 【答案】 ①. 不变 ②. 变小 ③. 不变 【解析】 【详解】[1][2][3]如图，小灯泡和滑动变阻器并联，电流表测干路电路，电压表测电源两端电压。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动过程中，电源电压不变，电压表示数不变；滑动变阻器阻值变大，通过滑动变阻器的电流变小；并联电路各支路之间互不影响，所以，通过小灯泡的电流不变，小灯泡亮度不变；根据并联电路电流规律可知，干路电流变小，电流表示数变小。 三、作图题（共3题，2+2+3，共7分） 15. 画出实物电路的电路图（标出小灯、开关名称）。 【答案】 【解析】 【详解】由实物图知，两灯并联，开关S1在干路上，S2在L2支路上，电流从电源正极流出，流过开关S1后分成两支：一支流过灯L1后流回电源负极；一支流过开关S2，灯L2后流回负极。电路图如图所示： 16. 如图所示，如图甲为家用可调速吊扇，图乙是调速吊扇的模拟电路。 当逆时针旋转电位器的旋钮（滑片）时，电动机的扇叶转得更快，请把该电位器连入电路。 【答案】 【解析】 【详解】滑片逆时针旋转滑片时，电扇变快，原因是电流变大，电源电压不变，由欧姆定律可知电位器连入电路的电阻变小，连入电路的电阻丝变短，应连入a和b接线柱，如图所示： 17. 如图是我国家庭电路的原理图，请你根据安全用电原则，在图中的虚线框内分别填入灯泡和开关的符号，并将两孔插座正确接入家庭电路中。 【答案】 【解析】 【详解】根据安全用电原则，火线首先接入开关，然后开关连接灯泡后，连接零线。插座左孔接零线，右孔接火线，如图所示： 四、实验题（共3题，每空1分，6+5+7，共18分） 18. 如图是探究“动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。让小球从同一斜面由静止滚下，撞击水平面上的木块。（小球m和M质量不同） （1）实验中通过比较______来比较动能大小，这种研究方法是______； （2）动能是指（　　）（填序号） A. 小球在斜面上时的动能 B. 小球撞击木块时的动能 C. 小球撞击木块后的动能 D. 木块的动能 （3）比较图甲、乙是为了研究动能大小与______的关系； （4）根据图甲、丙得出结论：物体动能的大小与质量有关。这种看法是否正确？______；（选填“正确”或“错误”） （5）假设斜面光滑，如果增大斜面的倾角，仍让同一钢球从同一高度处由静止滑下，如图丁所示，则木块在水平面上移动的距离将______（选填“变大”“不变”或“变小”）（不计空气阻力）。 【答案】（1） ①. 木块移动的距离 ②. 转换法 （2）B （3）速度 （4）错误 （5）不变 【解析】 【小问1详解】 [1][2]根据转换法，实验中通过比较木块移动的距离来比较动能大小，木块移动的距离越远，说明小球动能越大。 【小问2详解】 本实验中研究对象是小球，通过小球推动水平面上的木块运动的距离来间接反映小球的动能的大小，故探究是小球撞击木块时的动能，故选B。 【小问3详解】 比较图甲、乙，让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，质量相同，到达水平面的速度不同，根据控制变量法，目的是探究小球的动能大小与速度的关系。 【小问4详解】 比较甲、丙两图，小球的质量不同，高度不同，到达水平面的速度不同，根据控制变量法，不能探究动能大小与质量的关系，所以看法是错误的。 【小问5详解】 假设斜面光滑，小球在斜面下滑时机械能守恒，重力势能全部转化为动能。如果增大斜面的倾角，仍让同一钢球从同一高度处由静止滑下，则小球初始的重力势能相同，则小球撞击木块时的动能相同，所以木块在水平面上移动的距离不变。 19. 在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验数据如下表： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η 1 0.5 10 0.4 30 41.7% 2 1.5 10 0.8 30 62.5% 3 0.5 10 0.5 40 25.0% 4 1.5 10 0.7 40 53.6% （1）实验时，应竖直向上___________拉动滑轮组；根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是___________（选填“甲”或“乙”）滑轮组。 （2）通过比较___________两次实验数据可以得出：同一滑轮组，物重越大，机械效率___________（选填“越大”“越小”或“不变”）。 （3）在忽略摩擦和绳重的前提下，通过第四次数据可算出动滑轮的总重为 ___________N。 【答案】（1） ①. 匀速 ②. 甲 （2） ①. 1、2 ②. 越大 （3）1.3 【解析】 小问1详解】 [1]实验中，当竖直向上匀速拉动滑轮组时，系统处于平衡状态，测力计示数稳定，便于读数。 [2]由甲、乙两图可知，根据表中数据可知，承担重物的绳子股数分别为n甲=3，n乙=4。物体上升的距离为h=10cm，绳端移动的距离s=30cm，所以承担重物的绳子股数为 所以第一次实验所选择的是甲滑轮组。 【小问2详解】 [1][2]因第2次实验中，承担重物的绳子股数为 故1、2两次实验都是用甲装置做的，故第2次实验提起的物体更重，机械效率更大，所以由第1、2两次实验可得出结论：同一滑轮组，物重越大，机械效率越大。 【小问3详解】 第4次实验中，克服物体重力所做的有用功W有=Gh=1.5N×0.1m=0.15J 所做的总功为W总=Fs=0.7N×0.4m=0.28J 所做的额外功W额=W总-W有=0.28J-0.15J=0.13J 忽略摩擦和绳重的前提下，通过第四次数据克服动滑轮的总重力做的额外功W额=0.13J，动滑轮的总重力为 20. 在“测定小灯泡电功率”的实验中，电源电压为6V，灯泡L1的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为12Ω，灯泡L2的额定电流为I额。 （1）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整。 （2）闭合开关进行实验时，发现电流表无示数，电压表有较大示数，则可能的电路故障为___________； （3）实验中，观察到小灯泡L1的电压为2.0V时，为了测量其额定功率，滑动变阻器的滑片应向___________（选填“A”或“B”）端移动；通过小灯泡L1的电流随它两端电压变化的关系如图乙所示，分析图像可知小灯泡L1的额定功率为___________W，I-U图像不是一条直线的原因是___________。 （4）实验中滑动变阻器有两种规格，分别为“10　2A”和“20　1A”，应选用 ___________规格的滑动变阻器。 （5）完成上述实验后，另有同学设计了如图丙所示的电路，测出了额定电流为I额的小灯泡L2的额定功率。电源电压不变（大小未知），图中R为电阻箱，R0为阻值已知的定值电阻。实验方案如下： ①将开关接a，移动滑动变阻器滑片P至某一位置，调节电阻箱直至电流表示数为I额，此时电阻箱的示数为R1。 ②将开关接b，保持滑动变阻器滑片P不变，调节电阻箱直至电流表示数为I额，此时电阻箱的示数为R2。 ③小灯泡L2的额定功率表达式为P额=________（用I额、R0、R1、R2表示）。 【答案】（1） （2）灯泡L1断路 （3） ①. A ②. 0.5 ③. 灯丝电阻随温度的变化而变化 （4）20　1A （5）I额2（R2+R0-R1） 【解析】 【小问1详解】 在“测定小灯泡电功率”的实验中，滑动变阻器和电流表、灯泡L1应串联，灯泡L1的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为12Ω，由欧姆定律，灯泡的额定电流约为 故电流表接小量程，电压表选用0~3V的量程与灯泡并联，滑动变阻器接“一上一下”接入电路中，如下所示： 【小问2详解】 闭合开关进行实验时，发现电流表无示数，电路可能存在断路；电压表有较大示数，说明电压表能接到电源两端测电源电压，故可能的电路故障为灯泡L1断路。 【小问3详解】 [1]要测量其额定功率，需使电压表示数为2.5V，需增大小灯泡两端的电压，根据串联正比分压可知，需要减小滑动变阻器接入的电阻，需将滑片应向A端移动。 [2]由图像可知，小灯泡L1的额定电压为2.5V时，通过小灯泡L1的电流为0.2A，所以额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。 [3]由于灯丝电阻随温度的变化而变化，所以小灯泡的I-U图像不是一条直线。 【小问4详解】 小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为U滑=U-U额=6V-2.5V=3.5V，正常发光的电流为0.2A，所以滑动变阻器需接入的阻值为 故滑动变阻器应选“20Ω 1A”的。 【小问5详解】 将开关接a，灯泡L2与电阻箱、滑动变阻器串联，移动滑动变阻器滑片P至某一位置，调节电阻箱直至电流表示数为I额，此时电阻箱的示数为R1，电源电压为U=I额（R1+RL+R滑）……① 将开关接b，定值电阻R0与电阻箱、滑动变阻器仍串联，保持滑动变阻器滑片P不变，滑动变阻器接入的电阻R滑不变，调节电阻箱直至电流表示数为I额，此时电阻箱的示数为R2，电源电压为U=I额（R0+R2+R滑）……② 比较①②两式可得，RL+R1=R2+R0，灯泡L2正常发光时的电阻为RL= R2+R0-R1 故小灯泡L2的额定功率表达式为P额=I额2RL= I额2（R2+R0-R1） 五、计算题（共2题，6+7，共13分） 21. 图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图乙所示。某次吊升过程中，工人及工具的总重为2000N，电动机对绳子的拉力为1000N，吊篮在30s内匀速上升了6m。若不计滑轮重、绳重和摩擦，求： （1）电动机对吊篮、人及工具所做的功； （2）电动机对吊篮、人及工具做功的功率； （3）电动机对吊篮做的功为额外功，对人和工具做的功为有用功，则机械效率是多少？ 【答案】（1）；（2）800W；（3）50% 【解析】 【详解】解：（1）由图可知，绳端移动的距离 电动机对吊篮、人及工具所做的功 （2）电动机对吊篮、人及工具所做的功率 （3）有用功 机械效率 答：（1）电动机对吊篮、人及工具所做的功为2.4×104J； （2）电动机对吊篮、人及工具做功的功率为800W； （3）电动机的机械效率是50%。 22. 图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图像如图丙所示。求： （1）电饭煲运行在高温挡时，电路中的总电流； （2）R1的阻值； （3）0~15min电饭煲产生的总热量。 【答案】（1）3A （2）110Ω （3） 【解析】 【小问1详解】 由电路图乙可知，当开关S和S1都闭合时，电阻R1和R2并联，电路总电阻最小。根据电功率公式可知，在电压一定时，总电阻越小，总功率越大，此时电饭煲处于高温挡。由图丙可知，电饭煲在高温挡时的功率 P高 = 660W，额定电压U= 220V。根据电功率公式可得，高温挡时电路中的总电流 【小问2详解】 当开关S闭合、S1断开时，电路为R1的简单电路，电路总电阻较大，总功率较小，电饭煲处于低温挡。由图丙可知，电饭煲在低温挡时的功率P低 = 440W，此即为R1的功率。根据电功率公式可得，R1的阻值 【小问3详解】 由图丙可知，在0~15min内，电饭煲的工作分为两个阶段：在0~10min 时间内，电饭煲处于高温挡，工作时间 在10~15min时间内，电饭煲处于低温挡，工作时间 电饭煲是纯电阻用电器，产生的热量等于消耗的电能，在0~15min内电饭煲产生的总热量 六、综合能力题（共3小题，8+5+7，共20分） 23. 学校物理探究小组进行了以下三个热学实验： （1）“比较不同燃料燃烧时放出的热量”，应选择______两图进行实验，通过______来反映燃料放出热量的多少； （2）在“探究不同物质的吸热能力”时，应控制两个烧杯中的液体______（选择“体积”或“质量”）相同，通过______来反映物质吸收热量的多少；如图是某同学根据实验数据作出的液体a和b温度随时间变化的图像，分析图像可知，液体______的吸热能力更强（选填“a”或“b”）； （3）图丁可探究电流产生的热量与______的关系；若要利用图戊探究电流产生的热量与电流大小的关系，右边密闭容器中电阻R2的大小应是______，通电一段时间后，图戊中______U形管两侧液面高度差更明显（选填“A”或“B”）。 【答案】（1） ①. 甲乙 ②. 温度计升高的示数 （2） ①. 质量 ②. 加热时间 ③. b （3） ①. 电阻 ②. 5 ③. A 【解析】 【小问1详解】 [1][2]“比较不同燃料燃烧时放出的热量”，要用不同的燃料，加热质量相同的同一种液体，故应选择甲、乙两图进行实验；燃料燃烧放出的热量多少不能直接看出，根据转换法，可以通过温度计升高的示数来反映。 【小问2详解】 [1]在“探究不同物质的吸热能力”时，根据控制变量法，只需改变被加热物质种类，应控制两个烧杯中的液体质量等其他变量相同。 [2]实验中用相同的加热器加热，相同时间内两个烧杯中的液体吸收热量相同，所以可以通过加热时间来反映物质吸收热量的多少。 [3]由图像可知，升高相同的温度，液体b需要的时间更长，吸收热量更多，则液体b的吸热能力更强。 【小问3详解】 [1]图丁中，左右两个容器中电阻串联，电流相同，电阻大小不同，可探究电流产生的热量与电阻的关系。 [2][3]若要利用图戊探究电流产生的热量与电流大小的关系，根据控制变量法，左右两个容器中电阻应电阻相同，所以右边密闭容器中电阻R2的大小应是。图戊中，、并联后与串联，根据串联电流规律，左侧密闭容器中电阻的电流较大，根据焦耳定律可知通电一段时间后，左侧密闭容器中电阻产生的热量较多，所以AU形管两侧液面高度差更明显。 24 阅读短文，并回答问题． 第四代电光源﹣﹣﹣﹣﹣LED光源 如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯，它的主要部分是高亮度白色发光二极管，这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成，具有光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点，是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源，是极具发展前途的新光源．LED的发光原理与白炽灯先发热后发光的原理截然不同，是直接把电能转换成光能的器件，因而其发光效率较高，是新一代固体冷光源，将逐步取代传统光源．图乙是LED的元件实物及符号． 由于二极管具有单向导电性，使用时必须将它的正极与电源正极相连，二极管才能处于导通状态，否则处于截止状态．利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性：把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4.5V的电路，闭合开关S，LED即处于导通状态，调节变阻器滑片，改变LED两端的电压和电路中电流，记录多组电压、电流数据，可以得到电压表与电流表示数关系，如丁所示． （1）LED灯主要由 _____ （导体/半导体/超导体）材料制成；它之所以节能，被称为冷光源，是因为电热转换损耗的能量较白炽灯 _____ （高/低）； （2）在图丙中，闭合S，调节滑动变阻器，使LED正常发光；断开S，改变电源的正负极后再闭合S，LED _____ （能/不能）发光；此时两电表的示数为 _____ A.4.5V 20mA B.3V 20mA C.4.5V 0mA D.3V 0mA （3）某个家庭原来全部用白炽灯来照明，平均每月照明用电50kW•h，现全部改用LED灯．相同情况下可节能约70%．已知每消耗l度电相当于排入1.1kg的二氧化碳，则改用LED灯后，这个家庭平均每月能减排二氧化碳约 _____ kg． 【答案】 ①. 半导体 ②. 低 ③. 不能 ④. C ⑤. 38.5 【解析】 【分析】（1）发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成，具有光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点．（2）由电路图可知LED灯与滑动变阻器串联，根据LED的单向导电性，判断电路所处的状态，然后根据电表所测的量判断示数，（3）先求出全部改用LED灯后的节约的电能，再计算减少排放的二氧化碳的质量． 【详解】(1)由材料可知：二极管是由半导体做成的器件；发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成，具有光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点，所以，LED灯主要由半导体材料制成；节能被称为冷光源，是因为电热转换损耗的能量较白炽灯低； (2)闭合开关S，LED发光；断开S，改变电源的正负极后闭合S，LED由于具有单向导电性，所以电路处于开路状态，LED不能发光；此时电压表示数为电源电压4.5V，电流表的示数为0，故选C.(3)全部改用LED灯后节约电能△E＝50kW⋅h×70%＝35kW⋅h，可减排二氧化碳△m＝△E×1kg/kW⋅h＝35kW⋅h×1.1kg/kW⋅h＝38.5kg， 25. 随着经济的发展，汽车已成为人们常用的交通工具，截至2020年9月，全国机动车保有量达3.65亿辆，其中汽车保有量2.75亿辆。某物理小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号汽车在额定功率下行驶时单位时间的能量流向图，请你参与讨论有关问题。 （1）根据图中的能量流向，若将机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，由图中提供的数据可得，该轿车的能量转化效率为___________。 （2）图1为该汽车四冲程内燃机的各冲程示意图，一个工作循环合理的顺序应为___________（填字母），其中___________（填字母）冲程将机械能转化为内能；若一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800r/min，此汽油机每秒钟完成___________个做功冲程。 （3）一辆使用汽油为燃料的小汽车，在路面水平的高速公路上以100km/h的速度匀速行驶时，百公里油耗为8L，发动机的效率为25%，汽油的密度ρ=0.75×103kg/m3，汽油热值为q=4.5×107J/kg。则汽车通过50km的路程消耗的汽油完全燃烧释放的热量是__________J，该路段上发动机给汽车行驶提供的牵引力为__________N。 （4）汽车如图2所示的电路，其中上端带有金属细杆的金属滑块M与两侧金属弹簧相连接并接入电路，金属滑块M与弹簧套在光滑绝缘的水平细杆上，当汽车静止时，滑块M上的金属细杆与红绿灯一端的触头（图中箭头）都不接触，当汽车急刹时，__________灯先亮（选填“红”或“绿”）。 【答案】（1）12.5% （2） ①. BDAC ②. 压缩 ③. 15 （3） ①. 1.35×108 ②. 675 （4）红 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，能量转化效率是指机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值，故该轿车的能量转化效率为 小问2详解】 [1]汽车四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程。 A．图中的进气门、排气门都关闭，火花塞点火，是做功冲程； B．图中的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，因此是吸气冲程； C．图中的进气门关闭，排气门打开，活塞上行，因此是排气冲程； D．图中的进气门、排气门都关闭，活塞上行，因此这是压缩冲程。 故顺序为BDAC。 [2]汽油机的四个冲程中，压缩冲程活塞向上运动，压缩气缸中的燃气，使燃气内能增大，温度升高，将机械能转化为内能。 [3]四冲程汽油机的一个工作循环中曲轴转动2周，对外做功1次。四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800r/min=30r/s，此汽油机每秒钟完成个做功冲程。 【小问3详解】 [1]根据题意可知，汽车百公里油耗为8L，汽车通过50km的路程消耗汽油的体积V=4L=4dm3=0.004m3 据可得，消耗的汽油的质量为m=ρV=0.75×103kg/m3×0.004m3=3kg 消耗的汽油完全燃烧释放的热量为Q=mq=4.5×107J/kg×3kg=1.35×108J [2]发动机的效率为25%，发动机所做的有用功为W=ηQ放=25%×1.35×108J=3.375×107J 据W=Fs可知，发动机给汽车行驶提供的牵引力为 【小问4详解】 当汽车急刹车时，由于惯性，滑块要保持原来的运动状态继续向前运动，使红灯与电源组成闭合电路，红灯亮。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $