精品解析：陕西省西安市莲湖区五校联考2025-2026学年九年级上学期期中物理试卷

2025-2026学年度第一学期期中质量评价 九年级物理试题 （时间：80分钟，满分80分） 注意：本试卷包含第一部分（选择题）和第二部分（非选择题），第一部分选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第二部分为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。 第一部分（选择题 共20分） 一、选择题—单选题（共8小题，每小题2分，计16分，每小题只有一个选项符合题意） 1. 下列工具在使用时，属于费力杠杆的是（　　） A. 钓鱼竿 B. 瓶盖起子 C. 核桃夹 D. 托盘天平 2. 校园生活中处处皆有物理。如图所示的情景中，人对物体做功的是（　　） A. 背着书包在水平路面上匀速行走 B. 科代表将一摞书从一楼搬至三楼 C. 将篮球投出后，球在空中飞行的过程 D. 值日生用力推黑板，但黑板卡住 3. 如图所示是简单机械在生活中应用的实例，下列关于这些实例的说法正确的是（　　） A. 此时甲图中的盘山公路属于斜面，可以起到省力的作用 B. 忽略绳和滑轮重及摩擦，乙图中绳子自由端的拉力 C. 使用丙图中的轮轴门把手，能够省力同时也能省距离 D. 丁图中的筷子在使用时可以省功 4. 图中，能直接测量通过灯L1电流的电路是（　　） A. B. C. D. 5. 跨学科 下列实例中，与“水的比热容较大”这一特性无关的是（ ） A. 让热水流过散热器供暖 B. 用循环水冷却汽车发动机 C. 夏天在房间内洒水降温 D. 城市建造人工湖来调节气温 6. 如图所示，这是《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程，大致分为“制模、熔炼、浇铸、脱模、打磨”五个步骤。下列说法正确的是（　　） A. 加热时推动鼓风机可以提高燃料的热值 B. 熔炼过程中，铜的温度不变，内能不变 C. 浇铸过程中，铜所含热量不断减少 D. 打磨过程中，铜的温度升高，是由于做功改变了它的内能 7. 如图是我国国庆阅兵某军车参加本次阅兵活动的场景。关于各种车型所使用的内燃机，下列说法正确的是（　　） A. 压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能 B. 装甲车燃料燃烧得越充分，热值越大 C. 散热过程中，冷却液吸收发动机的热量，冷却液内能减少 D. 只要技术进步，内燃机的效率可以达到100% 8. 电吹风是常用的家用小电器，它既可吹冷风又可吹热风，如图所示，A是电热丝、B是风扇的电动机，有关电吹风的说法正确的是（ ） ①断开开关、闭合开关，电路中只有A工作，吹热风 ②断开开关、闭合开关，电路中只有B工作，吹冷风 ③同时闭合开关、，A、B是串联，吹冷风 ④同时闭合开关、，A、B是并联，吹热风 A. ①③ B. ②④ C. ②③ D. ①④ 二、双选题（共2小题，每小题2分，计4分，每小题有两个选项符合题意） 9. 如图所示，工人师傅在5s时间内，利用斜面将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F=300N，拉动的距离s=5m，物体提升的高度h=2m。下面说法正确的是（　　） A. 工人做的有用功大小为1500J B. 斜面的机械效率是80% C. 物体受到的摩擦力为300N D. 拉力做功的功率为300W 10. 如图所示，电源电压恒定不变，关于电路的工作情况，下列说法不正确的是（　　） A. 同时闭合S1、S2时，两只灯泡是并联的 B. 若闭合S1断开S2，通过灯泡L1、L2的电流相同 C. 若先闭合S1再闭合S2，电压表、电流表示数都变大 D. 若电压表和电流表位置对调，闭合S1、S2后，两表都不会被烧坏 第二部分（非选择题 共60分） 三、填空与作图题（共6小题，每空一分，每图2分，计18分） 11. 一节干电池的电压是______V，家庭电路中的电冰箱､电视机､洗衣机等用电器的连接方式是______联。 12. 电动自行车是现在人们使用较多的出行工具，它具有轻便、节能、环保等特点，只要将车钥匙插入锁孔旋转一下，车子就通电了，车钥匙的作用相当于电路中的______，给电动车充电时，蓄电池相当于电路中的______，将电能转化为______储存起来。 13. 汽油机是热机的一种，如图-1所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在______冲程，其能量转化情况与______（选填“图-2”或“图-3”）相同，如果此汽油机每秒内对外做功20次，则汽油机每秒内完成______个冲程。 14. 神舟二十一号载人飞船于2025年10月31日23时44分，由长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，如图所示，火箭加速升空时，机械能________（选填“增大”、“减小”或“不变”），同时，火箭的金属外壳温度会升高，内能________（选填“增大”、“减小”或“不变”），这是通过________的方式改变了它的内能。 15. 如今太阳能是重点开发利用的能源之一，某家庭太阳能热水器如图所示，其有效接收太阳能的面积为2m2，若每平方米每小时平均接收太阳能为2.5×106J，每天日晒8h，可以使80kg的水温度从20℃升高到70℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），在上述过程中太阳能热水器内的水吸收的热量为_________J,该太阳能热水器日晒8h共接收到的太阳能是_______J,该太阳能热水器的效率是_______。 16. （1）如图1是《天工开物》中的舂米工具图，图2是其结构示意图，请在图2中画出舂米时，脚作用在A点的最小力和力臂。 （2）小明家的智能门锁，可通过指纹识别开关S1或密码识别开关S2控制电动机开锁，请在图中完成其简化电路设计。 四、实验探究题（共4小题，计22分） 17. 请完成与下列实验有关的填空。 （1）如图所示，可以探究钢球动能的大小与_______的关系； （2）如图所示，橡皮筋两头分别固定在罐子两端，中间系一个钩码，就制成了一个“魔罐”，“魔罐”能自动滚回来，在水平面上滚回的过程中________能转化为动能； （3）如图所示，将________（选填“质量”或“体积”）相同的水和沙子用红外灯同时开始加热相同时间，___________（选填“水”或“沙子”）升温快。 18. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中，如图所示的杠杆刻度均匀，每个钩码重力均为0.5N。 （1）实验前如图甲所示杠杆静止，实验中应将杠杆的平衡螺母向__________（填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是便于测量__________； （2）小明进行了3次实验，杠杆水平平衡时的数据已填入表中，分析实验数据可归纳出杠杆的平衡条件是__________（用表格中的物理量符号表示）； 实验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 1.5 20 2 15 2 2 20 1 40 3 2 30 1.5 40 （3）小刚所在小组做了如图丙所示的实验，则弹簧测力计在图中竖直位置，保持杠杆平衡，测力计示数F1=__________N；测力计从竖直位置转到倾斜位置，保持杠杆平衡，测力计示数为F2，则F2________（选填“>”、“<”或“=”）F1； （4）小明想要继续探究动力和阻力在支点同侧时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是利用如图丁所示装置进行实验探究，弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码处绳子的拉力为阻力F2，杠杆在水平位置平衡时_________（选填“>”“<”或“=”），其原因是：______________。 19. 物理实验小组在“探究串联电路电压的规律”实验中设计了如图所示的电路。 （1）图乙是他们按照图甲电路图连接的部分实物电路，请利用笔划线代替导线帮助他们完成电路连接。 （2）连好电路闭合开关后，小西发现两个灯泡都不亮，电压表的示数接近电源电压。小西接下来应首先进行的操作是：断开开关， （选填下列字母），然后闭合开关，观察电压表示数。 A. 立即更换两个灯泡 B. 拧紧L1两端的接线柱 C. 拧紧L2两端的接线柱 （3）排除故障后，闭合开关，测得AB两点间电压如图丙所示，电压表示数为______V。 （4）小西和小湖在实验过程中进行了讨论交流，小湖提出利用原来的电路图，电压表所接的B点不动，只将A点改接到C点上，便可测出L2两端的电压，小西认为这个方法不可行，原因是_____。 （5）下表是他们实验测量的数据，分析表格中的实验数据： 实验次数 UAB UBC UAC 1 0.8 2.2 3.0 2 1.0 2.0 3.0 3 1.2 1.8 3.0 小湖设计的表格中存在的不足之处是_____； 完善表格后，分析表格数据可以得出结论：串联电路中，_____；（用字母表述） 由表中实验数据可知：他们主要通过_____（选填下列字母）方式来多次实验； A．更换不同规格的小灯泡 B．更换不同的电源 C．同时更换了电源和小灯泡 20. 小安在物理课上学习到水果电池后，想详细地了解水果电池的电压与哪些因素有关，于是和其他同学合作，提出了以下猜想： 猜想一：水果电池电压与两个电极的材料有关； 猜想二：水果电池电压与两电极间的距离有关。 为了验证猜想是否正确，小安找来一些橙子，进行实验并得到表格中的数据。请回答下列问题。 序号 电极材料 电极间距/cm 电压/V 1 铜-铁 2 2.0 2 铜-铁 2.5 1.7 3 铜-铝 2 2.3 （1）小安实验时发现电压表指针如图所示，则 A 金属片相当于水果电池的___________（选填“正”或“负”）极； （2）由 1、2 两组实验对比可知，其他条件相同时，___________，水果电池电压越大； （3）由___________两组实验对比可知，水果电池电压与电极材料有关；于是向老师寻求帮助，了解到两个电极的金属活动性相差越大，和水果内的酸的反应就越快，产生的电压就越高，然后在图书馆查阅文献，发现常见的金属活动性顺序为：钾钙钠镁铝，锌铁锡铅氢，铜汞银铂金，则使用铜制电极和___________（选填“锡”、“银”、“镁”）制电极产生的电压最大。 五、综合题（共3小题，计20分） 21. 如图甲所示，已知电源电压为3V保持不变，闭合开关，两表指针指在同一位置，如图乙所示。求： （1）灯泡L1两端的电压； （2）通过灯泡L2的电流。 22. 如图所示，重500N工人用竖直向下200N拉力将320N的建筑材料在10s内匀速提升2m，不计绳重与摩擦，求： （1）滑轮A的作用是_________； （2）工人做功的功率； （3）滑轮组的机械效率； （4）若绳子可承受最大拉力900N，求工人用此滑轮组提升物体的最大机械效率。 23. 小明的爸爸驾驶一辆质量为1200 kg的汽车从西安前往重庆，途径汉中。已知西安到汉中的路程为300 km，汉中到重庆的路程为450 km。汽车在公路上以90 km/h的速度匀速行驶，汽车发动机的功率恒为15kW。汽油的热值为 4.0×107J/kg 。试求： （1）汽车从西安到汉中过程中，牵引力所做的功。 （2）若从西安到汉中消耗了15kg汽油，则汽车发动机的效率是多少？ （3）若发动机效率不变，从西安出发前油箱中有30kg汽油，则汽车到达汉中后，是否需要中途加油才能到达重庆？如果需要，至少需要加多少kg汽油？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度第一学期期中质量评价 九年级物理试题 （时间：80分钟，满分80分） 注意：本试卷包含第一部分（选择题）和第二部分（非选择题），第一部分选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第二部分为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。 第一部分（选择题 共20分） 一、选择题—单选题（共8小题，每小题2分，计16分，每小题只有一个选项符合题意） 1. 下列工具在使用时，属于费力杠杆的是（　　） A. 钓鱼竿 B. 瓶盖起子 C. 核桃夹 D. 托盘天平 【答案】A 【解析】 【详解】钓鱼竿在使用过程中动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；瓶盖起子和核桃夹在使用过程中动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；托盘天平在使用过程中动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2. 校园生活中处处皆有物理。如图所示的情景中，人对物体做功的是（　　） A. 背着书包在水平路面上匀速行走 B. 科代表将一摞书从一楼搬至三楼 C. 将篮球投出后，球在空中飞行的过程 D. 值日生用力推黑板，但黑板卡住 【答案】B 【解析】 【详解】A．背着书包在水平路面上匀速行走时，人对书包的力竖直向上，而书包的运动方向水平向前，力的方向与运动方向垂直，人对书包不做功，故A不符合题意； B．科代表将一摞书从一楼搬至三楼时，人对书的力竖直向上，书也沿竖直方向移动了距离，力的方向与运动方向一致，人对书做功，故B符合题意； C．将篮球投出后，球在空中飞行的过程中，人不再对篮球施加力，人对篮球不做功，故C不符合题意； D．值日生用力推黑板，但黑板卡住，黑板没有在力的方向上移动距离，人对黑板不做功，故D不符合题意。 故选B。 3. 如图所示是简单机械在生活中应用的实例，下列关于这些实例的说法正确的是（　　） A. 此时甲图中的盘山公路属于斜面，可以起到省力的作用 B. 忽略绳和滑轮重及摩擦，乙图中绳子自由端的拉力 C. 使用丙图中的轮轴门把手，能够省力同时也能省距离 D. 丁图中的筷子在使用时可以省功 【答案】A 【解析】 【详解】A．盘山公路属于斜面，根据斜面的省力原理，在高度一定时，斜面越长越省力，盘山公路通过延长路程来减小坡度，能起到省力的作用，故A正确； B．‌乙图是滑轮组，承担物重的绳子段数为2段，忽略绳和滑轮重及摩擦时，绳子自由端的拉力，不是，故B错误； C．‌轮轴门把手属于轮轴，轮轴可以省力，但根据功的原理，省力的同时会费距离，无法同时省距离，故C错误； D．‌筷子属于费力杠杆，使用时费力但省距离，而且根据功的原理，使用任何机械都不省功，故D错误。 故选A。 4. 图中，能直接测量通过灯L1电流的电路是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．图中电流表在干路上，电流表测干路电流，故A不符合题意； B．图中电流表与L1串联，但电流表的正负接线柱接反了，不能测L1的电流，故B不符合题意； C．图中两灯泡并联，电流表与L2串联，电流表测L2支路的电流，不能直接测量通过灯L1的电流，故C不符合题意； D．图中电流表与L1串联，电流表的正负接线柱正确，能直接测量通过灯L1的电流，故D符合题意。 故选D。 5. 跨学科 下列实例中，与“水的比热容较大”这一特性无关的是（ ） A. 让热水流过散热器供暖 B. 用循环水冷却汽车发动机 C. 夏天在房间内洒水降温 D. 城市建造人工湖来调节气温 【答案】C 【解析】 【详解】A．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度时，水放出的热量多，所以让热水流过散热器供暖，故A不符合题意； B．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度时，水吸收的热量多，所以汽车发动机用循环水冷却，故B不符合题意； C．炎热的夏天，在室内地面上洒水，水蒸发时会从周围吸热而降低周围环境的温度，使人感到凉爽，不是利用水的比热容大的特点，故C符合题意； D．城市建造人工湖来调节气温，是由于水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量时，温度变化较小，故D不符合题意。 故选C。 6. 如图所示，这是《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程，大致分为“制模、熔炼、浇铸、脱模、打磨”五个步骤。下列说法正确的是（　　） A. 加热时推动鼓风机可以提高燃料的热值 B. 熔炼过程中，铜的温度不变，内能不变 C. 浇铸过程中，铜所含热量不断减少 D. 打磨过程中，铜的温度升高，是由于做功改变了它的内能 【答案】D 【解析】 【详解】A．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧等因素无关。故A错误； B．铜是晶体，在熔炼（熔化）过程中，虽然温度不变，但需要吸收热量，吸收热量内能会增大，故B错误； C．热量是一个过程量，是在热传递过程中传递能量的多少，不能说物体“含有”热量，故C错误； D．打磨过程中，铜与打磨工具之间存在摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使铜的内能增加，温度升高，这是通过做功的方式改变了铜的内能，所以故D正确。 故选D。 7. 如图是我国国庆阅兵某军车参加本次阅兵活动的场景。关于各种车型所使用的内燃机，下列说法正确的是（　　） A. 压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能 B. 装甲车燃料燃烧得越充分，热值越大 C. 散热过程中，冷却液吸收发动机的热量，冷却液内能减少 D. 只要技术进步，内燃机的效率可以达到100% 【答案】A 【解析】 【详解】A．压缩冲程活塞向上运动，活塞对压缩气体做功，将机械能转化为内能，主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能，故A正确； B．燃料的热值是一个定值，与燃烧的充分与否没有关系，故B错误； C．散热过程中，冷却液吸收发动机的热量，冷却液内能增加，故C错误； D．内燃机工作时，废气会带走大量的热量，效率不可能达到100%，故D错误。 故选A。 8. 电吹风是常用的家用小电器，它既可吹冷风又可吹热风，如图所示，A是电热丝、B是风扇的电动机，有关电吹风的说法正确的是（ ） ①断开开关、闭合开关，电路中只有A工作，吹热风 ②断开开关、闭合开关，电路中只有B工作，吹冷风 ③同时闭合开关、，A、B是串联，吹冷风 ④同时闭合开关、，A、B是并联，吹热风 A. ①③ B. ②④ C. ②③ D. ①④ 【答案】B 【解析】 【详解】分析电路图可知，开关S1在干路上，控制整个电路，开关S2控制电热丝A所在支路；电动机B和电热丝A并联。 ① 断开开关S1、闭合开关S2，由于S1在干路上，整个电路是断路，电热丝A和电动机B都不工作。故①错误。 ② 断开开关S2、闭合开关S1，S1闭合使电路接通，S2断开使电热丝A所在的支路断开，只有电动机B工作，风扇转动，吹出的是冷风。故②正确。 ③④ 同时闭合开关S1、S2，电流从电源正极流出，经过S1后分成两路，一路经过电动机B，另一路经过开关S2和电热丝A，然后汇合流回负极。所以A和B是并联关系，不是串联。此时电动机和电热丝都工作，吹出的是热风。故③错误，④正确。 综上所述，正确的说法是②和④。 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选 B。 二、双选题（共2小题，每小题2分，计4分，每小题有两个选项符合题意） 9. 如图所示，工人师傅在5s时间内，利用斜面将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F=300N，拉动的距离s=5m，物体提升的高度h=2m。下面说法正确的是（　　） A. 工人做的有用功大小为1500J B. 斜面的机械效率是80% C. 物体受到的摩擦力为300N D. 拉力做功的功率为300W 【答案】BD 【解析】 【详解】A．工人做的有用功为，故A错误； B．拉力做功为 斜面的机械效率为 故B正确； C．斜面的额外功为 物体受到的摩擦力为 故C错误； D．拉力做功的功率为，故D正确 故选BD。 10. 如图所示，电源电压恒定不变，关于电路的工作情况，下列说法不正确的是（　　） A. 同时闭合S1、S2时，两只灯泡是并联的 B. 若闭合S1断开S2，通过灯泡L1、L2的电流相同 C. 若先闭合S1再闭合S2，电压表、电流表示数都变大 D. 若电压表和电流表位置对调，闭合S1、S2后，两表都不会被烧坏 【答案】BC 【解析】 【详解】A．同时闭合​、时，电流从电源正极流出后，分为两条独立支路，分别经过、回到电源负极，因此两只灯泡是并联，故A正确，不符合题意； B．闭合​、断开​时，只有接入电路，没有电流通过，因此通过、的电流不相同，故B不正确，符合题意； C．先闭合断开时，只有接入电路，电压表测电源电压，电压表示数等于电源电压，电流表示数；闭合​后，两灯并联，电压表仍然测电源电压，电压表示数不变，电流表测干路电流，电流表示数变大，故C不正确，符合题意； D．若电压表和电流表位置对调，闭合、后，电压表串联在电路中，由于电压表内阻极大，电路电流极小，因此两表都不会被烧坏，故D说法正确，不符合题意。 故选BC。 第二部分（非选择题 共60分） 三、填空与作图题（共6小题，每空一分，每图2分，计18分） 11. 一节干电池的电压是______V，家庭电路中的电冰箱､电视机､洗衣机等用电器的连接方式是______联。 【答案】 ①. 1.5 ②. 并 【解析】 【详解】[1]一节新的干电池的电压为1.5V。 [2]家庭电路中的用电器工作时，相互之间不影响，所以连接方式是并联。 12. 电动自行车是现在人们使用较多的出行工具，它具有轻便、节能、环保等特点，只要将车钥匙插入锁孔旋转一下，车子就通电了，车钥匙的作用相当于电路中的______，给电动车充电时，蓄电池相当于电路中的______，将电能转化为______储存起来。 【答案】 ①. 开关 ②. 用电器 ③. 化学能 【解析】 【详解】[1]只要将车钥匙插入锁孔旋转一下，车子就通电了，车钥匙起到控制电路通断的作用，相当于电路中的开关。 [2][3]给电动车充电时，蓄电池消耗电能，相当于电路中的用电器，将电能转化为化学能储存起来。 13. 汽油机是热机的一种，如图-1所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在______冲程，其能量转化情况与______（选填“图-2”或“图-3”）相同，如果此汽油机每秒内对外做功20次，则汽油机每秒内完成______个冲程。 【答案】 ①. 做功 ②. 乙 ③. 80 【解析】 【详解】[1][2]由图示甲可知，两气门闭合活塞向下运动，所是此时处于做功冲程状态，在做功冲程中，内能转化为机械能；图乙试管内气体对瓶塞做功，将内能转化为机械能，图丙中压缩气体做功，将机械能转化为内能，因此与乙图中的能量转化相同。 [3]四种程内燃机做一次功完成4个冲程，飞轮转两圈，每秒内对外做功20次，则汽油机每秒内完成80个冲程。 14. 神舟二十一号载人飞船于2025年10月31日23时44分，由长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，如图所示，火箭加速升空时，机械能________（选填“增大”、“减小”或“不变”），同时，火箭的金属外壳温度会升高，内能________（选填“增大”、“减小”或“不变”），这是通过________的方式改变了它的内能。 【答案】 ①. 增大 ②. 增大 ③. 做功 【解析】 【详解】[1]机械能是动能与重力势能的总和。火箭加速升空时，质量不变，速度增大，因此动能增大；同时高度不断升高，重力势能增大，所以总机械能增大。 [2][3]火箭发射过程中，其外壳与大气摩擦后，温度升高，内能增大，这是通过做功的方式来改变火箭内能的。 15. 如今太阳能是重点开发利用的能源之一，某家庭太阳能热水器如图所示，其有效接收太阳能的面积为2m2，若每平方米每小时平均接收太阳能为2.5×106J，每天日晒8h，可以使80kg的水温度从20℃升高到70℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），在上述过程中太阳能热水器内的水吸收的热量为_________J,该太阳能热水器日晒8h共接收到的太阳能是_______J,该太阳能热水器的效率是_______。 【答案】 ①. 1.68×107 ②. 4×107 ③. 42% 【解析】 【详解】[1]太阳能热水器内的水吸收的热量 [2]由题意可得，该太阳能热水器日晒8h共接收到的太阳能为 [3]该太阳能热水器的效率为 16. （1）如图1是《天工开物》中的舂米工具图，图2是其结构示意图，请在图2中画出舂米时，脚作用在A点的最小力和力臂。 （2）小明家的智能门锁，可通过指纹识别开关S1或密码识别开关S2控制电动机开锁，请在图中完成其简化电路设计。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 阻力和阻力臂不变，以OA为动力臂时，动力臂最长，根据杠杆平衡条件可知需要的动力最小。阻力使得杠杆顺时针旋转，则动力应使得杠杆逆时针旋转。过点A作垂直于OA向下的力即为最小动力F，AO即为最小动力F的力臂L，据此作图。 【小问2详解】 由题可知，指纹识别或密码识别，只要其中一种方式识别成功，则相应开关闭合从而控制电动机开锁，所以两个开关应并联后再与电动机串联在电源上，据此作图。 四、实验探究题（共4小题，计22分） 17. 请完成与下列实验有关的填空。 （1）如图所示，可以探究钢球动能的大小与_______的关系； （2）如图所示，橡皮筋两头分别固定在罐子两端，中间系一个钩码，就制成了一个“魔罐”，“魔罐”能自动滚回来，在水平面上滚回的过程中________能转化为动能； （3）如图所示，将________（选填“质量”或“体积”）相同的水和沙子用红外灯同时开始加热相同时间，___________（选填“水”或“沙子”）升温快。 【答案】（1）速度 （2）弹性势 （3） ①. 质量 ②. 沙子 【解析】 【小问1详解】 两次实验中钢球的质量相同，从斜面不同高度滑下，到达水平面时速度不同，因此该实验探究钢球动能的大小与速度的关系。 【小问2详解】 “魔罐”向外滚动时，橡皮筋被扭转拉伸，储存了弹性势能；滚回过程中，橡皮筋恢复形变，弹性势能减小，罐子的动能增加，因此是弹性势能转化为动能。 【小问3详解】 [1]探究不同物质的吸热能力时，需要控制两种物质的质量相同，吸收相同热量比较升温。 [2]水的比热容大于沙子的比热容，根据，质量相同、吸收相同热量时，比热容更小的沙子温度升高更快。 18. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中，如图所示的杠杆刻度均匀，每个钩码重力均为0.5N。 （1）实验前如图甲所示杠杆静止，实验中应将杠杆的平衡螺母向__________（填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是便于测量__________； （2）小明进行了3次实验，杠杆水平平衡时的数据已填入表中，分析实验数据可归纳出杠杆的平衡条件是__________（用表格中的物理量符号表示）； 实验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 1.5 20 2 15 2 2 20 1 40 3 2 30 1.5 40 （3）小刚所在小组做了如图丙所示的实验，则弹簧测力计在图中竖直位置，保持杠杆平衡，测力计示数F1=__________N；测力计从竖直位置转到倾斜位置，保持杠杆平衡，测力计示数为F2，则F2________（选填“>”、“<”或“=”）F1； （4）小明想要继续探究动力和阻力在支点同侧时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是利用如图丁所示装置进行实验探究，弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码处绳子的拉力为阻力F2，杠杆在水平位置平衡时_________（选填“>”“<”或“=”），其原因是：______________。 【答案】（1） ①. 右 ②. 力臂 （2） （3） ①. 1 ②. > （4） ①. > ②. 杠杆自重对实验有影响 【解析】 【小问1详解】 [1]实验前如图甲所示杠杆静止，杠杆左端下沉，为使杠杆在水平位置平衡，应该将杠杆的平衡螺母向右调。 [2]当杠杆在水平位置平衡时，钩码悬挂点到杠杆支点的距离即为力臂，可以直接从杠杆上的刻度线上读出力臂，便于测量力臂。 【小问2详解】 根据实验数据分析总结得出结论：动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，即 【小问3详解】 [1]当弹簧测力计在图中竖直位置，保持杠杆在水平位置平衡时，根据杠杆的平衡条件可知，左边力与力臂的乘积等于右边力与力臂的乘积，即 则此时弹簧测力计的示数为 [2]当测力计从竖直位置转到倾斜位置，依然保持杠杆在水平位置平衡，因为杠杆还在水平位置保持平衡，所以力与力臂的乘积保持不变；当测力计从竖直位置转到倾斜位置时，测力计的拉力的力臂会变小，因为力与力臂的乘积不变，所以测力计的拉力会变大，即 【小问4详解】 [1][2]设杠杆自重为G，其重心在杠杆支点，因为支点不在杠杆中点，所以杠杆自重的力臂为LG并不为零。根据杠杆的平衡条件可知，此时向上的力与力臂的乘积等于向下的力与力臂的乘积，即 即 19. 物理实验小组在“探究串联电路电压的规律”实验中设计了如图所示的电路。 （1）图乙是他们按照图甲电路图连接的部分实物电路，请利用笔划线代替导线帮助他们完成电路连接。 （2）连好电路闭合开关后，小西发现两个灯泡都不亮，电压表的示数接近电源电压。小西接下来应首先进行的操作是：断开开关， （选填下列字母），然后闭合开关，观察电压表示数。 A. 立即更换两个灯泡 B. 拧紧L1两端的接线柱 C. 拧紧L2两端的接线柱 （3）排除故障后，闭合开关，测得AB两点间电压如图丙所示，电压表示数为______V。 （4）小西和小湖在实验过程中进行了讨论交流，小湖提出利用原来的电路图，电压表所接的B点不动，只将A点改接到C点上，便可测出L2两端的电压，小西认为这个方法不可行，原因是_____。 （5）下表是他们实验测量的数据，分析表格中的实验数据： 实验次数 UAB UBC UAC 1 0.8 2.2 3.0 2 1.0 2.0 3.0 3 1.2 1.8 3.0 小湖设计的表格中存在的不足之处是_____； 完善表格后，分析表格数据可以得出结论：串联电路中，_____；（用字母表述） 由表中实验数据可知：他们主要通过_____（选填下列字母）方式来多次实验； A．更换不同规格的小灯泡 B．更换不同的电源 C．同时更换了电源和小灯泡 【答案】（1） （2）B （3）1.2 （4）电压表正负接线柱接反 （5） ①. 物理量未带单位 ②. ③. A 【解析】 【小问1详解】 根据甲图，L1、L2串联，电压表测L1电压。将L2的右接线柱连接到L1的左接线柱，使两灯串联，电压表选择0~3V量程，并联在L1两端，即电压表正接线柱与L1右接线柱连接，据此作图。 【小问2详解】 两灯都不亮，说明电路断路；电压表示数接近电源电压，说明和电压表并联的L1断路，最可能是接线接触不良，因此首先应拧紧L1两端接线柱检查，故选B。 【小问3详解】 电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，指针示数为1.2V。 【小问4详解】 改接接线后，电流会从电压表负接线柱流入、正接线柱流出，即电压表正负接线柱接反，无法正常测量。 【小问5详解】 [1]表格只记录了电压的数值，没有标注单位，是表格设计的不足。 [2]分析数据可得：串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和，即。 [3]三次实验总电压始终为3.0V，说明电源电压不变，通过更换不同规格的小灯泡改变分压得到多组数据，故选A。 20. 小安在物理课上学习到水果电池后，想详细地了解水果电池的电压与哪些因素有关，于是和其他同学合作，提出了以下猜想： 猜想一：水果电池电压与两个电极的材料有关； 猜想二：水果电池电压与两电极间的距离有关。 为了验证猜想是否正确，小安找来一些橙子，进行实验并得到表格中的数据。请回答下列问题。 序号 电极材料 电极间距/cm 电压/V 1 铜-铁 2 2.0 2 铜-铁 2.5 1.7 3 铜-铝 2 2.3 （1）小安实验时发现电压表指针如图所示，则 A 金属片相当于水果电池的___________（选填“正”或“负”）极； （2）由 1、2 两组实验对比可知，其他条件相同时，___________，水果电池电压越大； （3）由___________两组实验对比可知，水果电池电压与电极材料有关；于是向老师寻求帮助，了解到两个电极的金属活动性相差越大，和水果内的酸的反应就越快，产生的电压就越高，然后在图书馆查阅文献，发现常见的金属活动性顺序为：钾钙钠镁铝，锌铁锡铅氢，铜汞银铂金，则使用铜制电极和___________（选填“锡”、“银”、“镁”）制电极产生的电压最大。 【答案】（1）正 （2）电极间距越小 （3） ①. 1和3 ②. 镁 【解析】 【小问1详解】 电压表使用时要求电流从正接线柱流入、负接线柱流出，指针正偏；本题中电压表指针反向偏转，说明正负接线柱接反：A接电压表的负接线柱，因此A是水果电池的正极。 【小问2详解】 对比1、2组数据：电极材料相同，电极间距2cm时电压2.0V，间距2.5cm时电压1.7V，可得结论：其他条件相同时，两电极间距离越小，水果电池电压越大。 【小问3详解】 [1]验证水果电池电压与电极材料有关，需要控制电极间距相同，改变电极材料，因此选1、3两组实验。 [2]根据题意，两个电极金属活动性相差越大，产生电压越高。金属活动性顺序中，镁、锡、银和铜相比，镁和铜的活动性相差最大，因此用铜和镁制电极产生的电压最大。 五、综合题（共3小题，计20分） 21. 如图甲所示，已知电源电压为3V保持不变，闭合开关，两表指针指在同一位置，如图乙所示。求： （1）灯泡L1两端的电压； （2）通过灯泡L2的电流。 【答案】（1）3V （2）1.28A 【解析】 【小问1详解】 由图可知与并联，可得 【小问2详解】 并联电路干路电流一定大于支路电流，两表指针位置相同，因此两表量程不同： ​测支路电流，使用0∼0.6 A量程，分度值0.02 A，读数得​的电流； ​测干路电流，使用0∼3 A量程，分度值0.1 A，读数得干路总电流I=1.6 A。 通过​的电流  22. 如图所示，重500N工人用竖直向下200N拉力将320N的建筑材料在10s内匀速提升2m，不计绳重与摩擦，求： （1）滑轮A的作用是_________； （2）工人做功的功率； （3）滑轮组的机械效率； （4）若绳子可承受最大拉力900N，求工人用此滑轮组提升物体的最大机械效率。 【答案】（1）改变力的方向 （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 滑轮A是定滑轮，作用是改变力的方向。 【小问2详解】 由图可知，动滑轮上绳子段数，绳子自由端移动距离 工人做的总功 功率 【小问3详解】 对物体做的有用功 机械效率 【小问4详解】 不计绳重与摩擦，由​​，先求动滑轮重力 工人站在地面上，最大拉力等于自身体重（小于绳子承受的最大拉力900N，故取500N），最大物重 最大机械效率 23. 小明的爸爸驾驶一辆质量为1200 kg的汽车从西安前往重庆，途径汉中。已知西安到汉中的路程为300 km，汉中到重庆的路程为450 km。汽车在公路上以90 km/h的速度匀速行驶，汽车发动机的功率恒为15kW。汽油的热值为 4.0×107J/kg 。试求： （1）汽车从西安到汉中过程中，牵引力所做的功。 （2）若从西安到汉中消耗了15kg汽油，则汽车发动机的效率是多少？ （3）若发动机效率不变，从西安出发前油箱中有30kg汽油，则汽车到达汉中后，是否需要中途加油才能到达重庆？如果需要，至少需要加多少kg汽油？ 【答案】（1） （2） （3）需要加油，至少加汽油。 【解析】 【小问1详解】 汽车匀速行驶，发动机功率恒定。功率 时间 牵引力做功 【小问2详解】 15kg汽油总完全燃烧放出热量 发动机效率 【小问3详解】 由于汽车匀速行驶，且发动机输出功率恒定，则牵引力恒定，因此牵引力所做的功（有用功）与路程成正比，又因发动机效率不变，故汽油消耗质量与路程成正比。西安到汉中路程 ，消耗汽油。汉中到重庆路程 ，需消耗汽油 出发前油箱有汽油，到汉中后剩余汽油为 需要汽油能到达重庆，因此需要加油。至少加油量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $