苏州市2023-2024学年第二学期九年级物理开学测试模拟卷1
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选项符合题意）
1. 通过实验发现电流、电压、电阻三个物理量规律的科学家是（ ）
A.法国的安培 B.德国的欧姆 C.意大利的伏特 D.英国的焦耳
2. 为了减少碳排放，国家大力推行电动汽车。小明家新购置了一辆电动汽车，其速度由流经电动机的电流大小控制，当驾驶员松开“油门”踏板时，改变接入电路的变阻器阻值，车速降低。下列是该电动汽车的模拟电路，其中符合要求的是（ ）
A. B. C. D.
3. 野外生存取火时，可用随身携带的引燃装置，在铜制活塞上放少量易燃物，将金属筒套在活塞上迅速下压，即可点燃易燃物，当用竖直向下、大小为F=200N的力将筒套从如图所示位置迅速下压至最底端过程中，力F做的功约为（ ）
A. 1J B. 10J C. 50J D. 100J
4. 如图是深圳某住宅小区门口栏杆的示意图，当在A处施加一个动力时，可将栏杆逆时针拉起来，如图四个选项中的杠杆与它类型一致的是（ ）
A. 钓鱼竿 B. 核桃夹
C. 天平 D. 开瓶器
5. 如图所示电路，下列说法不正确的是（ ）
A. 当断开S1、闭合S2时，电路处于断路状态
B. 当闭合S1，断开S2时，L1发光，L2不会发光
C. 当闭合S1、S2时，只有L1会发光
D. 只闭合S1，发现L1和L2都不发光，则故障可能是L2断路
6. 在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（ ）
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
7. 在番茄上相隔一定距离分别插入铜片和锌片，制成番茄电池将铜片、锌片与电压表相连，电压表有偏转（如图所示）。下列说法正确的是（ ）
A. 锌片是番茄电池的正极
B. 电压表直接接在番茄电池上，会损坏电压表
C. 番茄电池对外供电时，电流将从锌片流出
D. 番茄电池可将化学能转化为电能
8. 如图是一个RGB灯珠，内含三个分别能发红、绿、蓝三种色光的发光元件，将该灯珠连接进电路中时，可以通过电路的控制使其发出各种色光，也可令三个发光元件同时工作使三种色光等比例混合发出白光。你认为下列说法正确的是（ ）
A. 停电时，三个发光元件同时熄灭，由此可知它们是串联的
B. 若灯珠内发红光的元件损坏，该灯珠将不能发出任何色光
C. 若灯珠内发绿光的元件损坏，该灯珠将不能发出白光
D. 该灯珠工作时，通过三个发光元件的电流一定相等
9. 一小球从某高度由静止释放后，利用安装在手机中具有录音和显示声音波形的APP（软件），记录小球碰撞地面发出的声音随时间变化的波形如图所示。则小球（ ）
A. 每次下落过程重力做功均相同
B. 每次弹起时的动能逐渐减小
C. 每次碰撞的最大形变程度逐渐增大
D. 下落过程中重力势能全部转化为动能
10. 如图1所示电路中，电源为恒流源，能提供大小恒定电流，电压U可调，R1是电阻箱，R2是定值电阻，改变R1的阻值，两电流表示数与R1关系图像如图2所示。则U与R1关系图像正确的是（ ）
A. B. C. D.
11. 如图（a）所示，电源电压保持不变，闭合开关S，调节电阻箱，电压装示数与电流表示数关系图像如图（b）所示，是电阻箱阻值为零时的电流，则下列说法正确的是（ ）
A. 定值电阻R0阻值大小为
B. 电阻箱两端电压随电流增大而增大
C. 电路消耗总功率最大值在数值上等于图形S3与S4的面积之和
D. 电阻箱消耗电功率最大值在数值上等于图形S1的面积
12. 汽油机甲，飞轮每分钟转2400转，汽油机的汽缸容积为150cm3，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为2.0×106Pa，且甲汽油机一分钟消耗25g汽油。汽油机甲与汽油机乙的效率比值为5∶4，汽油机甲的功率是乙的2.5倍，则汽油机甲的功率和甲、乙汽油机相同时间的油耗之比为（ ）（汽油的热值为4.8×107J/kg）
A. 3.6×106W；2∶1 B. 6000W；2∶1
C. 3.6×106W；1∶2 D. 6000W；1∶2
二、填空题（本题共9小题，每空1分，共28分）
13. 电源是提供________的装置，一节新干电池电压为________伏；电视机正常工作时的电流约为500_______（填写单位）。
14. 如图甲所示的是插入式电阻箱的结构示意图，则A、B两个接线柱之间的电阻值是___________。如图乙欧姆表的示数是___________Ω，如图丙电阻箱的示数___________Ω。
15. 电能表是测量___________的仪表。小明家的电能表如图所示，他想知道这个电能表是否准确，只将一只标“220V 60W”的灯泡接入电路，此时灯泡正常发光，检测中发现2min电能表的转盘转了7转。由此判断转盘转速___________（选填“偏快”、“偏慢”或“准确”）。小明又将一只容积为1.2L的电热水壶接入家庭电路中，通电7min烧开了这壶水，若这一过程中电热水壶的效率是90%。则电热水壶的实际功率是___________W。[标准大气压下，水的初温25℃，]
16. 如图甲所示是一个特制的直径为12m的巨型气球，利用高速摄像机拍摄了巨型气球爆炸的瞬间如图乙所示，发现爆炸后在原位置形成了一层薄薄的气球状水雾，气球爆炸时，球内气体膨胀对外___________，将___________能转化为机械能，导致温度___________（选填“升高”或“降低”），形成水雾。
17. 如图甲所示，测量废旧日光灯丝的电阻，电源电压3V恒定不变。测量后作出了U-I图像如图乙，在实验中同学们发现刚过B点，灯丝就开始发红，当达到C点时出现明显的红炽状态。同学们此时好奇地轻轻吹了一下日光灯丝，此时电流表的示数___________（选填“增大”、“减小”或“不变”），于是他们继续保持滑动变阻器滑片不动，将日光灯丝吹到刚好不发红，则此时电流表的示数应为___________A，此时对灯丝功率是___________W。
18. 标有“2V 0.1W”字样的LED灯正常发光时的电流为_____A，电源电压为6V，为使LED灯正常发光，需串联一只______Ω的电阻，与普通的小灯泡相比，在达到相同亮度的条件下，假设LED灯可以节约90%的电能，则该LED灯与_____W的小灯泡亮度相当。LED 灯主要是用___________（选填“纳米材料”“超导材料”或“半导体材料”）制成的。
19. 如图所示为一拉杆旅行箱的示意图．将其视为杠杆，O为支点，B为重心，BC为竖直方向，A为拉杆端点．已知箱重为250N，OA为120cm，OC为24cm.
（1）图中在A点沿图示方向施加动力F，箱子静止.则动力力臂为________cm，大小为_______ N；
（2）使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为_______ N；
（3）生活中，常把箱内较重物品靠近O点摆放，这样使拉杆箱在图示位置静止的最小动力将_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）.
20. 如图是螺旋千顶的原理图，实质是一个绕在圆柱体上的_____（填一种简单机械名称），螺距为h，手柄末端A点到螺旋轴线的距离为L，将力F作用在A点且始终与手柄垂直，用力旋转手柄一圈，重为G的物体会升高h。若不计机械自重和摩擦，则作用在A点的力F＝_____；若考虑机械自重和摩擦，此时的机械效率η＝_____。（圆周率用π表示）
21. 如图甲，已知电源电压可调，滑动变阻器R0的最大值为20欧，“电学元件”处可接入小灯泡L、定值电阻R1或定值电阻R2，图乙中线1、2、3分别表示R1、R2和L的电流随它两端电压变化的图像。
（1）电源电压调为6伏，将小灯泡L接入电路，并把R0的滑片P移至最右端，结合像可求得此时小灯泡的电阻是_________欧；
（2）将电源电压调到一定值，然后进行下列操作并观察电流表示数的变化。
①当用R1接入电路，R0的滑片P在最右端时，电流表的示数为I1；
②再用R2接入电路与R1并联，并把R0的滑片P移至最左端时，电流表的示数为I2。若I1+I2＝0.7A，求此时的电源电压_________。
三、解答题（本题共10小题，共48分。第25，26题需要写出必要的解答过程）
22. 如图所示在水平位置平衡的轻质衣服挂，搭上一条毛巾后，要使其在此位置仍保持平衡，请在A点画出应施加的最小力F与力臂l。
23. 如图所示小聪同学根据所学的知识，设计一个电子身高计，他的设想是把电压表改成身高计，电压表的示数越大，表示人的身高越高，利用图中的器材连接了部分电路，请你帮助小聪按要求补全电路（R2是滑动变阻器，O 点是连接滑片的接线柱）。
24. 左、右两灯分别代表小汽车的左、右转向灯，请你用笔画线完成图中用单刀双掷开关控制这两盏灯的电路。
25. 工人利用如图所示的滑轮组匀速提升重700N的货物，绳子自由端被竖直向上拉起 6m，所做的额外功为600J，不计绳重和摩擦。求：
（1）拉力所做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）当另一重物被提起相同高度时，滑轮组的机械效率增加了10%，求此时被提升重物的重力。
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选项符合题意）
1. 通过实验发现电流、电压、电阻三个物理量规律的科学家是（ ）
A.法国的安培 B.德国的欧姆 C.意大利的伏特 D.英国的焦耳
【答案】B
【解析】
【详解】欧姆通过大量的实验，发现了电流与电压、电阻三者间的关系，即欧姆定律。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
2. 为了减少碳排放，国家大力推行电动汽车。小明家新购置了一辆电动汽车，其速度由流经电动机的电流大小控制，当驾驶员松开“油门”踏板时，改变接入电路的变阻器阻值，车速降低。下列是该电动汽车的模拟电路，其中符合要求的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意知，改变接入电路的变阻器的阻值，电路中的电流发生改变，车速也随着改变，所以变阻器与电动机串联连接，踏板向下踏时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路中的总阻值变小，据欧姆定律知，电路中的电流变大，电动机的转速变快，车速变大，松开油门踏板时，变阻器接入电路的阻值变大，电路中的电流变小，电动机的转速变慢，车速变慢，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
3. 野外生存取火时，可用随身携带的引燃装置，在铜制活塞上放少量易燃物，将金属筒套在活塞上迅速下压，即可点燃易燃物，当用竖直向下、大小为F=200N的力将筒套从如图所示位置迅速下压至最底端过程中，力F做的功约为（ ）
A. 1J B. 10J C. 50J D. 100J
【答案】B
【解析】
【详解】由图知，筒套压下的距离大约为手掌宽度的一半，手掌宽度大约10cm，所以筒套压下的距离约
s=5cm=0.05m
所以力F做的功约为
W=Fs=200N×0.05m=10J
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
4. 如图是深圳某住宅小区门口栏杆的示意图，当在A处施加一个动力时，可将栏杆逆时针拉起来，如图四个选项中的杠杆与它类型一致的是（ ）
A. 钓鱼竿 B. 核桃夹
C. 天平 D. 开瓶器
【答案】A
【解析】
【详解】小区门口栏杆是一个杠杆，A点是动力作用点，阻力是杠杆的重力。栏杆在位置时，其作用点离杠杆的支点比A点距支点的距离大，即这个栏杆是费力杠杆。
A．钓鱼杆使用时，根据其受力分析可以知道，它是费力杠杆。故A符合题意；
B．核桃夹子是省力杠杆，故B不符合题意；
C．天平是等臂杠杆，不省力也不费力，故C不符合题意；
D．开瓶器是省力杠杆，故D不符合题意。
故选A。
5. 如图所示电路，下列说法不正确的是（ ）
A. 当断开S1、闭合S2时，电路处于断路状态
B. 当闭合S1，断开S2时，L1发光，L2不会发光
C. 当闭合S1、S2时，只有L1会发光
D. 只闭合S1，发现L1和L2都不发光，则故障可能是L2断路
【答案】B
【解析】
【详解】A．当断开S1时，电流将无法从正极出发回到负极，无论S2断开还是闭合电路都处在断路状态。故A正确，A不符合题意；
B．当闭合S1，断开S2时，电路中L1与L2串联，所以都能发光，故B错误，B符合题意；
C．当闭合S1、S2时，L2处于短路状态，L2不能发光；电流可以经过L1，L1可以发光，故C正确，C不符合题意；
D．只闭合S1，电路中L1与L2串联，当两灯都不亮表明电路中存在断路，可能是L1断路，也可能是L2断路，故D正确，D不符合题意。
故选B。
6. 在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（ ）
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
【答案】C
【解析】
【详解】将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机使放电针放电，电火花将汽油点燃，汽油燃烧产生高温高压燃气对软木塞做功，将燃气的内能转化为软木塞的机械能，所以软木塞被冲出。四冲程汽油机的做功冲程也是将燃气的内能转化为活塞的机械能，故这一过程是模拟四冲程汽油机的做功冲程。
故选C。
7. 在番茄上相隔一定距离分别插入铜片和锌片，制成番茄电池将铜片、锌片与电压表相连，电压表有偏转（如图所示）。下列说法正确的是（ ）
A. 锌片是番茄电池的正极
B. 电压表直接接在番茄电池上，会损坏电压表
C. 番茄电池对外供电时，电流将从锌片流出
D. 番茄电池可将化学能转化为电能
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，与电压表正接线柱“3”相连的为铜片，且图中电压表指针正向偏转，所以铜片为番茄电池的正极，故A错误；
B．由图可知，电压表示数较小，小于电压表的量程，因此将电压表直接接在该番茄电池上，不会损坏电压表，故B错误；
C．铜片为番茄电池的正极，锌片为番茄电池的负极，根据电源外部的电流方向可知，则番茄电池形成通路后，电流从铜片流出、从锌片流入，故C错误；
D．番茄电池中储存有化学能，工作时将化学能转化为电能，故D正确。
故选D。
8. 如图是一个RGB灯珠，内含三个分别能发红、绿、蓝三种色光的发光元件，将该灯珠连接进电路中时，可以通过电路的控制使其发出各种色光，也可令三个发光元件同时工作使三种色光等比例混合发出白光。你认为下列说法正确的是（ ）
A. 停电时，三个发光元件同时熄灭，由此可知它们是串联的
B. 若灯珠内发红光的元件损坏，该灯珠将不能发出任何色光
C. 若灯珠内发绿光的元件损坏，该灯珠将不能发出白光
D. 该灯珠工作时，通过三个发光元件的电流一定相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．将该灯珠连接进电路中时，可以通过电路的控制使其发出各种色光，说明三个发光元件可以独立工作，所以它们是并联关系，故A错误；
B．因为并联电路各支路之间互不影响，如果灯珠内发红光的元件损坏，该灯珠还可以发出绿色光和蓝色光，故B错误；
C．色光的三原色是红、绿、蓝，如果灯珠内发绿光的元件损坏，该灯珠只能发出红色光和蓝色光，不能再合成白色光，故C正确；
D．该灯珠工作时，能发红、绿、蓝三种色光的发光元件是并联关系，但不能确定通过三个发光元件的电流一定相等，故D错误。
故选C。
9. 一小球从某高度由静止释放后，利用安装在手机中具有录音和显示声音波形的APP（软件），记录小球碰撞地面发出的声音随时间变化的波形如图所示。则小球（ ）
A. 每次下落过程重力做功均相同
B. 每次弹起时的动能逐渐减小
C. 每次碰撞的最大形变程度逐渐增大
D. 下落过程中重力势能全部转化为动能
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据图像可知，乒乓球每次发声的时间逐渐变短，这说明乒乓球在空中运动的时间变短，乒乓球上升的高度逐渐变小，根据可知，每次下落过程重力做功不相同，故A不符合题意；
BCD．根据波形图可知，乒乓球每次发声时的振幅变小，乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度变小，这说明弹性势能是减小的；此过程中乒乓球的动能和重力势能转化为弹性势能，弹性势能减小，说明机械能逐渐变小；乒乓球的弹性势能变小，转化为的动能逐渐变小；下落过程中，乒乓球克服阻力做功，机械能逐渐减小，所以，下落过程中重力势能没有全部转化为动能，故B符合题意，CD不符合题意。
故选B。
10. 如图1所示电路中，电源为恒流源，能提供大小恒定的电流，电压U可调，R1是电阻箱，R2是定值电阻，改变R1的阻值，两电流表示数与R1关系图像如图2所示。则U与R1关系图像正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图1可知两电阻并联接入电路，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过R1的电流，由于电源为恒流源，则电流表A1示数不变，即干路电流不变，所以图2中，①是电流表A1示数与R1关系的图像，②是电流表A2示数与R1关系的图像，根据并联电路干路电流等于各支路电流之和及欧姆定律可知，电源电压为
U=(IA1-IA2)R2=IA1R2-IA2R2
由图2可知电流表A2示数随R1的增大而变小且变化越来越慢，由上式可知，当R1变大时，并联电路两端的电压逐渐变大且变化越来越慢，故B正确，ACD错误。
故选B。
11. 如图（a）所示，电源电压保持不变，闭合开关S，调节电阻箱，电压装示数与电流表示数关系图像如图（b）所示，是电阻箱阻值为零时的电流，则下列说法正确的是（ ）
A. 定值电阻R0阻值大小为
B. 电阻箱两端电压随电流增大而增大
C. 电路消耗的总功率最大值在数值上等于图形S3与S4的面积之和
D. 电阻箱消耗的电功率最大值在数值上等于图形S1的面积
【答案】D
【解析】
【详解】A．电阻箱阻值为零时的电流为I0，此时电路中只接入了R0，电压表示数为U0，根据公式，可得R0的电阻为，故A错误；
B．电路中的电流越大，电路中电阻箱接入电路中的阻值越小，电阻箱两端的电压越小，故B错误；
C．当电阻箱接入电路阻值为零时，电路消耗的电功率最大，根据公式P=UI可知，电路消耗的最大电功率
P最大=U0I0
图形S3与S4的面积之和为，故C错误；
D．如图所示，电阻箱与定值电阻串联，电阻箱的最大功率
当接入电路中的电阻箱的阻值等于R0时，电阻箱消耗的电功率最大，此时电路中的电流为，电路中的电阻箱消耗的最大电功率
图形S1的面积
故D正确。
故选D。
12. 汽油机甲，飞轮每分钟转2400转，汽油机的汽缸容积为150cm3，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为2.0×106Pa，且甲汽油机一分钟消耗25g汽油。汽油机甲与汽油机乙的效率比值为5∶4，汽油机甲的功率是乙的2.5倍，则汽油机甲的功率和甲、乙汽油机相同时间的油耗之比为（ ）（汽油的热值为4.8×107J/kg）
A. 3.6×106W；2∶1 B. 6000W；2∶1
C. 3.6×106W；1∶2 D. 6000W；1∶2
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意知道，一个做功冲程中燃气对活塞做的功
曲轴每转两圈对外做功一次，所以1min转动2400转，完成1200个工作循环，对外做功1200次，则1min对外做的总功
汽油机甲的热功率
甲的功率为P甲，乙的功率为P乙，效率为η甲，效率为η乙，汽油的热值为q，做功时间为t，甲在时间t内做的有用功
W甲=P甲t
则由题意知道，汽油机甲的功率是乙的2.5倍，汽油机甲与汽油机乙的效率比值为5:4，则甲在时间t内消耗的总能量
甲在时间t内的耗油量
同理可以得到乙在时间t内的耗油量的表达式
甲、乙两汽油机在相同时间内的耗油量之比就等于两表达式之比
故B正确。
故选B。
二、填空题（本题共9小题，每空1分，共28分）
13. 电源是提供________的装置，一节新干电池电压为________伏；电视机正常工作时的电流约为500_______（填写单位）。
【答案】 ①. 电压 ②. 1.5 ③. mA
【解析】
【详解】[1]电源是提供电压的装置，有电源才会有电压。
[2]市面上，一节新干电池电压为为1.5V。
[3]电视机的电功率约110W，电视机正常工作时的电流约为
14. 如图甲所示的是插入式电阻箱的结构示意图，则A、B两个接线柱之间的电阻值是___________。如图乙欧姆表的示数是___________Ω，如图丙电阻箱的示数___________Ω。
【答案】 ①. 7Ω ②. 32 ③. 1969.2
【解析】
【详解】[1]由图甲知，接入电路的阻值为5Ω、2Ω，所以AB两个接线柱之间的电阻是
RAB=5Ω+2Ω=7Ω
[2]由图乙知，欧姆表的30Ω到40Ω之间的分度值为2Ω，示数为32Ω。
[3]图丙中，电阻箱的示数
R=1×1000Ω+9×100Ω+6×10Ω+9×1Ω+2×0.1Ω=1969.2Ω
15. 电能表是测量___________的仪表。小明家的电能表如图所示，他想知道这个电能表是否准确，只将一只标“220V 60W”的灯泡接入电路，此时灯泡正常发光，检测中发现2min电能表的转盘转了7转。由此判断转盘转速___________（选填“偏快”、“偏慢”或“准确”）。小明又将一只容积为1.2L的电热水壶接入家庭电路中，通电7min烧开了这壶水，若这一过程中电热水壶的效率是90%。则电热水壶的实际功率是___________W。[标准大气压下，水的初温25℃，]
【答案】 ①. 电路中消耗电能多少 ②. 偏快 ③. 1000
【解析】
【详解】[1]电能表是测量家庭电路中各用电器总共消耗多少电能的仪表。
[2]只将一只标“220V 60W”的灯泡接入电路，灯泡正常发光2min消耗的电能
电能表的转盘上标有“”，电能表的转盘转了7转，则电路中消耗的电能
由于电能表计量灯泡消耗的电能大于灯泡正常发光消耗的电能，所以转盘转速偏快。
[3]容积为1.2L的电热水壶装有水的质量
水的初温25℃，直至烧开吸收的热量
电热水壶的效率是90%，则电热水壶放出热量
通电7min烧开了这壶水，则电热水壶的实际功率
16. 如图甲所示是一个特制的直径为12m的巨型气球，利用高速摄像机拍摄了巨型气球爆炸的瞬间如图乙所示，发现爆炸后在原位置形成了一层薄薄的气球状水雾，气球爆炸时，球内气体膨胀对外___________，将___________能转化为机械能，导致温度___________（选填“升高”或“降低”），形成水雾。
【答案】 ①. 做功 ②. 内 ③. 降低
【解析】
【详解】[1][2][3]气球爆炸时，球内气体膨胀，对气球做功，将气球撑破，球内气体的内能转化为气球爆炸的机械能，球内气体的内能减小，温度降低，水蒸气遇冷液化成小水滴。
17. 如图甲所示，测量废旧日光灯丝的电阻，电源电压3V恒定不变。测量后作出了U-I图像如图乙，在实验中同学们发现刚过B点，灯丝就开始发红，当达到C点时出现明显的红炽状态。同学们此时好奇地轻轻吹了一下日光灯丝，此时电流表的示数___________（选填“增大”、“减小”或“不变”），于是他们继续保持滑动变阻器滑片不动，将日光灯丝吹到刚好不发红，则此时电流表的示数应为___________A，此时对灯丝功率是___________W。
【答案】 ①增大 ②. 1 ③. 3
【解析】
【详解】[1]由图甲可知，灯丝与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量灯丝两端的电压。图乙是灯丝的U-I图像，由图中数据利用欧姆定律可知，滑片位于A、B两点时（图中没有标出A、B两点）灯丝的电阻分别为2.5Ω、3Ω，由题意可知滑片从A移动到B的过程中，灯丝的温度逐渐升高，所以可知灯丝的电阻随温度的升高而增大；轻轻吹一下日光灯丝时，加快了散热，则灯丝的温度降低，灯丝的电阻变小，根据串联电阻的规律可知，电路的总电阻变小，由欧姆定律可知，此时电路中的电流增大，即电流表的示数增大。
[2][3]在B点时（灯丝刚好不发红），由图乙可知，此时电流表的示数为0.2A，灯丝两端的电压为0.6V，则此时灯丝的电阻为
由图乙可知，在C点时，灯丝两端电压为3V，等于电源电压，说明滑动变阻器接入的电阻为零，再继续保持滑动变阻器滑片不动，将日光灯丝小心地吹到刚好不发红，故灯丝的电阻不变仍为3Ω，由欧姆定律可得此时电流表的示数（即通过灯丝的电流）为
此时灯丝功率为
P=UI=3V×1A=3W
18. 标有“2V 0.1W”字样的LED灯正常发光时的电流为_____A，电源电压为6V，为使LED灯正常发光，需串联一只______Ω的电阻，与普通的小灯泡相比，在达到相同亮度的条件下，假设LED灯可以节约90%的电能，则该LED灯与_____W的小灯泡亮度相当。LED 灯主要是用___________（选填“纳米材料”“超导材料”或“半导体材料”）制成的。
【答案】 ①. 0.05A ②. 80 ③. 1 ④. 半导体材料
【解析】
【详解】[1]由P=UI知道，LED灯正常发光时的电流
[2]电源的电压U=6V时，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，串联电阻两端的电压
UR=U-ULED=6V-2V=4V
因串联电路中各处的电流相等，所以，由知道，串联电阻的阻值
[3]设两种灯泡正常发光的时间为t，由知道，LED消耗的电能为
WLED=PLEDt=0.1W×t
小灯泡消耗的电能为WL=PLt，因在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约90%的电能，所以
解得
PL=1W
[4]LED灯是由半导体做成的器件，它具有单向导电性。
19. 如图所示为一拉杆旅行箱的示意图．将其视为杠杆，O为支点，B为重心，BC为竖直方向，A为拉杆端点．已知箱重为250N，OA为120cm，OC为24cm.
（1）图中在A点沿图示方向施加动力F，箱子静止.则动力的力臂为________cm，大小为_______ N；
（2）使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为_______ N；
（3）生活中，常把箱内较重物品靠近O点摆放，这样使拉杆箱在图示位置静止的最小动力将_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）.
【答案】①. 60 ②. 100 ③. 50 ④. 变小
【解析】
【详解】（1）图中在A点沿图示方向施加动力F，延长动力F的作用线，从支点O向F的作用线作垂线，如图：利用几何知识可得动力的力臂是OA长度的一半，即动力的力臂为L=60cm，由杠杆平衡条件可得： 代入数值250N×0.24m=F×0.6m可得：F=100N；
（2）在端点A的动力最小，则应是动力臂最长，则支点O到动力作用点A的距离作为动力臂最长，为使杠杆平衡，动力的方向垂直于动力臂向上，如图所示：
杠杆平衡条件可得，G×OB=F’×OA，即：250N×0.24m=F’×1.2m，解得：F’=50N；
（3）生活中，常把箱内较重物品靠近O点摆放，这样物体重心降低，阻力臂会变小，阻力不变，动力臂不变．由杠杆平衡条件可得，最小动力将变小．
20. 如图是螺旋千顶的原理图，实质是一个绕在圆柱体上的_____（填一种简单机械名称），螺距为h，手柄末端A点到螺旋轴线的距离为L，将力F作用在A点且始终与手柄垂直，用力旋转手柄一圈，重为G的物体会升高h。若不计机械自重和摩擦，则作用在A点的力F＝_____；若考虑机械自重和摩擦，此时的机械效率η＝_____。（圆周率用π表示）
【答案】 ①. 斜面 ②. ③.
【解析】
【详解】[1]螺旋千斤顶实质是一个绕在圆柱体上的斜面；它可以省力。
[2]根据题意可知，不计机械自重和摩擦，总功等于有用功，当作用在手柄末端上的最小力为F时，此时力臂为L，当螺旋旋转一周时，F移动的距离为
螺旋旋转一周时，有用功为
若不计机械自重和摩擦，此时总功等于有用功，则力F为
[3]若考虑机械自重和摩擦，此时的机械效率为
21. 如图甲，已知电源电压可调，滑动变阻器R0的最大值为20欧，“电学元件”处可接入小灯泡L、定值电阻R1或定值电阻R2，图乙中线1、2、3分别表示R1、R2和L的电流随它两端电压变化的图像。
（1）电源电压调为6伏，将小灯泡L接入电路，并把R0的滑片P移至最右端，结合像可求得此时小灯泡的电阻是_________欧；
（2）将电源电压调到一定值，然后进行下列操作并观察电流表示数的变化。
①当用R1接入电路，R0的滑片P在最右端时，电流表的示数为I1；
②再用R2接入电路与R1并联，并把R0的滑片P移至最左端时，电流表的示数为I2。若I1+I2＝0.7A，求此时的电源电压_________。
【答案】 ①. 4 ②. 4V
【解析】
【详解】（1）[1]电源电压调为6伏，将小灯泡L接入电路，并把R0的滑片P移至最右端时，小灯泡L与滑动变阻器的最大电阻串联，由于串联电路电流处处相等，且总电压等于各部分电压的和，由图像知当电路中的电流为0.25A时，小灯泡两端的电压为
滑动变阻器两端的电压为
电源电压为
符合题意，所以此时小灯泡两端的电压为1V，电流为0.25A，由欧姆定律得，小灯泡的电阻为
（2）[2]由图像和欧姆动率知，R1的阻值为
R2的电阻为
当用R1接入电路，R0的滑片P在最右端时，R1和R0串联，电流表测量电路的电流，电流表的示数
再用R2接入电路与R1并联，并把R0的滑片P移至最左端时，滑动变阻器的电阻为零，R1和R2并联，电流表测量R1和R2的电流，电流表的示数
若
则
解得电源电压为
三、解答题（本题共10小题，共48分。第25，26题需要写出必要的解答过程）
22. 如图所示在水平位置平衡的轻质衣服挂，搭上一条毛巾后，要使其在此位置仍保持平衡，请在A点画出应施加的最小力F与力臂l。
【答案】
【解析】
【详解】衣架围绕着O点转动，故O是支点，而A是力的作用点，根据杠杆平衡原理可知，阻力乘以阻力臂是一个定值，动力乘以动力臂也是一个定值，要使动力最小，则动力臂需要最大，最大的动力臂为OA，故连接OA，即为阻力臂l，过A点做虚线的垂线，即为力臂F，故如下图所示
23. 如图所示小聪同学根据所学的知识，设计一个电子身高计，他的设想是把电压表改成身高计，电压表的示数越大，表示人的身高越高，利用图中的器材连接了部分电路，请你帮助小聪按要求补全电路（R2是滑动变阻器，O 点是连接滑片的接线柱）。
【答案】见解析
【解析】
【详解】由图得，滑动变阻器的滑片接在人的头顶上，当升高变高时，滑片向上移动。依题意得，电压表示数随滑动变阻器接入阻值的改变而改变，所以滑动变阻器应与电阻串联：
若电压表测量定值电阻电压，则电压表示数变大，说明滑片向上移动，电路中电流变大，则此时滑动变阻器接入电路中电阻变小，滑动变阻器的上面接入电路中，如图所示：
若电压表测量滑动变阻器的电压，说明滑片向上移动，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，电压表示数变大，则此时滑动变阻器的下面接入电路中，如图所示：
24. 左、右两灯分别代表小汽车的左、右转向灯，请你用笔画线完成图中用单刀双掷开关控制这两盏灯的电路。
【答案】
【详解】由题意可知，单刀双掷开关向左闭合时，左转向灯与电源组成电路；单刀双掷开关向右闭合时，右转向灯与电源组成电路，则实物图的连接如下图所示
25. 工人利用如图所示的滑轮组匀速提升重700N的货物，绳子自由端被竖直向上拉起 6m，所做的额外功为600J，不计绳重和摩擦。求：
（1）拉力所做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）当另一重物被提起相同高度时，滑轮组的机械效率增加了10%，求此时被提升重物的重力。
【答案】（1）1400J；（2）70%；（3）1200N
【详解】解：（1）由图可知，该滑轮组绳子的承重段数n=3，根据公式s绳=nh可得，物体上升的距离为
所以拉力做的有用功为
W有=Gh=700N×2m=1400J
（2）因为有用功为1400J，额外功为600J，所以滑轮组的机械效率为
（3）不计绳重和摩擦，由W额=Gh可得，动滑轮的重力为
当另一种物被提起相同高度时，滑轮组的机械效率增加了10%，则此时滑轮组的机械效率为
应克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，所以滑轮组的机械效率为
解得：G＇=1200N。
答：（1）拉力所做的有用功为1400J；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）当另一重物被提起相同高度时，滑轮组的机械效率增加了10%，此时被提升重物的重力为1200N。
26. 某小组设计了如图所示的电路。已知电源电压不变，小灯泡LI、L2、L3的铭牌依次是“9V 4.05W”、“6V 1.2W”、“3V 0.9W”（灯丝电阻均不变），滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，A、B、C、D是四个接线柱。实验时，将AD两个接线柱接在电源两端（电源电压保恒定不变），滑动变阻器的滑片移到最上端，此时有一个小灯泡正常工作，另一个灯泡未达到额定电压。
（1）求小灯泡L3正常工作时的电流；
（2）求电源电压；
（3）某同学将三个小灯泡取下来后，再随机接入电路中原来三个小灯泡所在位置进行实验。把AD两个按线柱接在同一电源两端，调节滑动变阻器的滑片P到某一点，电路图中L2位置的灯恰好正常发光，此时L1位置的小灯泡实际功率为其额定功率的，求此时滑动变阻器的电功率。
【答案】（1）0.3A；（2）10V；（3）0.4W
【解析】
【详解】（1）由可得，灯泡L3正常工作时的电流为
（2）将AD两个接线柱接在电源两端，滑动变阻器的滑片移到最上端时，灯L1和L2串联，滑动变阻器接入电路的电阻为0Ω。L1的额定电流
L2的额定电流
此时，只有一个灯泡正常工作，另一只灯泡未达到额定电压，而I2
（3）由（1）（2）可知，L1、L2、L3的额定电流分别为
I1=0.45A，I2=0.2A，I3=0.3A
把AD两个接线柱接在同一电源两端，调节滑动变阻器的滑片P到某一点，电路图中L2位置的灯恰好正常发光，则此时电路中的两灯串联，分情况讨论如下：若是L2正常发光，则L1的位置是可能是灯泡L1和灯泡L3，此时电路中电流为
I=I2=0.2A
若为L1，则实际功率为
而L1的额定功率4.05W，实际功率不是额定功率的，因此不满足题意；若为L3，则
实际功率为
L3的额定功率为0.9W，实际功率等于额定功率的，满足题意；若是L3正常发光，则电路中电流为0.3A，L1的位置只能是L1，若为L2，由于L2的额定电流为0.2A，会被烧坏，此时L1的实际功率
L1的额定功率为4.05W，实际功率不是额定功率的，因此不满足题意；若是灯泡L3正常发光，由于L3的额定电流最大，因此此时L1和L2会被烧坏，不满足题意。故灯泡L1的位置是L3，灯泡L2的位置上是L2。此时电路中电流为0.2A。
电源电压为10V，故滑动变阻器两端电压
滑动变阻器接入电路中的阻值
滑动变阻器的电功率
答：（1）小灯泡L3正常工作时的电流为0.3A；
（2）电源电压为10V；
（3）滑动变阻器的电功率为0.4W。
27. 如图所示的甲、乙、丙三个实验中。
（1）通过比较温度计示数的变化量来比较吸（放）热多少的有___________；需要有计时器的实验有___________；
（2）甲实验，沙子和水的质量相等，加热相同的时间，沙子温度升高得多，表明沙子的吸热能力比水___________（强/弱）；
（3）乙实验中，燃料质量相等，烧杯中水的质量和初温均相等，发现用酒精加热的烧杯中水温度升得快，___________（能/不能）说明酒精的热值大；
（4）利用丙图探究“电流热效应与电阻大小的关系”时，两电阻的阻值要___________（相等/不相等），将两电阻串联的目的是___________；
（5）现将丙装置改装后可比较水和煤油吸热升温的快慢，与甲相比，其好处是___________。实验时分别向两个烧瓶中加入初温均为20℃、质量均为200g的水和煤油，通电4min后，分别读出温度计示数为t水=35℃，t煤油=50℃，则煤油的比热容c煤油=___________ J/(kg·℃) [c水=4.2×103J/(kg·℃)，不计热量的损失]。
【答案】①. 乙、丙 ②. 甲、丙 ③. 弱 ④. 不能 ⑤. 不相等 ⑥. 控制通过电流相等 ⑦. 见解析 ⑧. 2.1×103
【解析】
【详解】（1）[1]图甲中，通过温度计示数变化比较的是物质吸热能力，实验中物体吸热多少通过加热时间来比较；图乙中，水吸收热量越多，温度升高越高，所以是通过温度计示数变化来比较吸（放）热的多少；图丙中，烧瓶中液体吸收热量越多，温度计示数变化越大，所以是通过温度计示数变化来比较吸（放）热的多少。
[2]图甲中，需要通过加热时间来比较吸收热量的多少，所需要计时器；图丙中，电流产生热量的多少与通电时间有关，需要用计时器。
（2）[3]图甲中，加热相同时间，质量相等的沙子和水吸收的热量相同，但升温不同，沙子升温较多，说明沙子的吸热能力比水的较弱。
（3）[4]图乙中，给质量及初温相同的水加热，燃烧相同质量的燃料，酒精加热的水升温快，但此烧杯中的水升温不一定就多，所以无法说明酒精的热值大。
（4）[5]要探究电流热效应与电阻的关系，据控制变量法，应控制电流大小及通电时间相同，电阻的阻值不同。
[6]图丙中，将两个电阻串联在电路中，据串联电路的电流特点，可控制通过电阻的电流相等。
（5）[7]图丙中，烧瓶中的液体密闭，与电阻丝紧密接触，可避免加热过程中能量损失对实验的影响，能保证水和煤油吸收的热量相同。
[8]通电时间相同时，电热丝放出的热量相同，则水和煤油吸收的热量相同，据Q吸=cm t得
4.2×103J/(kg ℃)×m×(35-20)℃=c煤油m×(50-20)℃
解得，煤油的比热容c煤油=2.1×103J/(kg ℃)。
28. 在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块搬出一段距离。如图甲所示，请回答下列问题：
（1）实验中所探究物体的动能是指___________（铁球/木块）的动能。该实验是通过观察___________的大小来比较动能的大小；
（2）让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放的目的，是控制___________不变时，探究动能大小与___________的关系；
（3）有同学将实验装置改进成图乙所示，用铁球将同一弹簧压缩后释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较。该装置不可以探究动能大小与______（质量/速度）的关系，理由是___________；
（4）甲、乙两组实验分别是利用重力势能和___________能来转化成动能的。
【答案】 ①. 铁球 ②. 木块移动距离 ③. 速度 ④. 质量 ⑤. 质量 ⑥. 见解析 ⑦. 弹性势
【解析】
【详解】（1）[1][2]从斜面滚下的铁球具有动能，其动能不同，对木块做功就不同，木块移动的距离也不同，所以探究的是铁球的动能。通过观察木块移动的距离来反映铁球具有动能的大小。
（2）[3][4]让质量不同的铁球从斜面的同一高度静止释放，则铁球到达水平面的速度相同。控制到达水平面的速度相同的铁球，其质量不同，据控制变量法，探究的是动能大小与质量的关系。
（3）[5][6]图乙中，将同一铁球压缩到弹簧的不同形变处，弹簧的弹性势能不同，释放后撞击木块时，铁球具有的动能不同，而铁球的质量不变，则其速度不同，通过比较木块移动的距离，可探究动能大小与速度的关系。将质量不同的铁球压缩到弹簧的同一形变处，弹簧的弹性势能相同，铁球撞击木块时，动能相同，对木块做功相同，移动的距离相同，此时铁球的质量不同，速度也不同，无法探究动能与质量的关系。因为无法控制速度的大小相同，所以无法探究动能大小与质量的关系。
（4）[7]图甲中，静止在斜面上的铁球具有重力势能，在滚下的过程中，重力势能转化为动能；图乙中，被压缩的弹簧具有弹性势能，释放后，弹性势能转化为动能。
29. 在“探究电流与电阻关系”实验中，提供器材有电源（恒为4.5V），定值电阻R1（5Ω）、R2（10Ω）、R3（15Ω）、R4（20Ω）、R5（25Ω），变阻器R'“50Ω 1A”、电压表（0~3V、0~15V）、电流表（0~0.6A）、开关、导线若干。小燕设计了如图甲所示的电路进行实验。
（1）电路连接完毕，闭合开关S，发现电流表有示数、电压表无示数，若电路故障只出现在R1和R′上，则电路故障是___________；
（2）排除电路故障后，将滑动变阻器的滑片P移到最___________（左/右）端，闭合开关，调节滑片P，使电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，为___________A；
（3）保持滑片P位置不变，断开开关，用R2，替换R1，再闭合开关，发现电压表示数变___________（大/小），应向___________（左/右）移动滑片 P 才能满足实验要求；
（4）将电阻R3、R4、R5，依次替换R2，重复实验，并绘制出l-R图像如图两所示，由图像可得出的结论是：___________；
（5）为完成该实验探究，滑动变阻器连入电路的最小阻值为___________；
（6）以现有的实验器材实验，定值电阻两端的预设电压可取的范围为___________V；
（7）小燕利用甲电路图测量某未知电阻时，发现由于电表本身电阻的影响，选成测量结果有误差。现采用图丁所示电路，能较准确的测量Rx的阻值，已知C、D之间的电压U保持不变。当S接通c时，电压表示数为10V，电流表示数为0.2A，当S接通d时，电压表示数为12V，电流表示数为0.15A，则待测电阻Rx的阻值为___________Ω。
【答案】 ①. R1短路 ②. 右 ③. 0.5 ④. 大 ⑤. 右 ⑥. 见解析 ⑦. 4Ω ⑧. 1.5V~3V ⑨. 70
【解析】
【详解】（1）[1]由图甲知，实验电路是串联电路，电压表测定值电阻两端电压，电流表测电路中的电流。闭合开关，电流有示数，说明电路无断路，电压表无示数，若故障只出现在R1和R′上，则可能是电压表并联的R1短路了，电压表相当于并在导线两端，示数为0。
（2）[2]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值处，即甲电路中，变阻器的最右端。
[3]由图乙知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.5A。
（3）[4][5]用电阻较大的电阻R2替代R1，滑片位置不变时，据串联电路的分压特点，R2分去的电压变大，所以电压表示数变大，应向右移动滑片，让变阻器接入电路的阻值变大，分去的电压变大，保持定值电阻两端的电压不变，才能探究电流与电阻的关系。
（4）[6]由图丙知，每组对应的电流与电阻的乘积是一个定值，所以得出的结论是：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（5）[7]定值电阻两端的电压不变，为2.5V，则滑片变阻器两端的电压
U滑=U总-U=4.5V-2.5V=2V
由串联电路的分压特点知，当定值电阻的阻值最小时，变阻器接入电路的阻值也最小，则有
解得，变阻器接入电阻的最小阻值R小=4Ω。
（6）[8]由题意知，当定值电阻接入电路的阻值为最小5Ω，其两端的电压为最大值时，电路的电流最大，为0.6A。所以定值电阻两端的最大电压
U最大=I最大R1=0.6A×5Ω=3V
据串联电路的分压特点知，当定值电阻接入电路的阻值最大，变阻器接入电路的阻值也最大，则有
解得，变阻器接入电路的最大阻值
R大=12.5Ω<50Ω
所以U最大=3V满足题意。当变阻器及定值电阻接入电路的阻值都是最大，电路中的电流最小为
此时定值电阻两端的电压最小
U小=I小R5=0.06A×25Ω=1.5V
所以定值电阻两端的预设电压范围为1.5V~3V。
（7）[9]由图丁知，当S接通c时，电压表测未知电阻两端的电压，电流表测通过未知电阻及电压表的总电流；当S接通d时，电流表测通过未知电阻的电流，电压表测未知电阻及电流表两端的总电压，即电源电压。所以电源电压为12V，当电路中的电流为0.2A时，有
12V=10V+0.2A×RA
当电流为0.15A时，有
12V=0.15A×(Rx+RA)
解以上两式得待测电阻Rx=70Ω。
30. 小红家有一支电子体温计，查阅说明书得知，电子体温计的探测器是热敏电阻，其阻值随着温度的变化而变化。小红买来一个热敏电阻，准备设计和制作一支模拟电子体温计，她计划先测出此热敏电阻在不同温度时的阻值，按照图甲所示连接了实验电路。RT为热敏电阻，实验时，RT置于温控箱（图中虚线区域）中。电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为电阻箱（0~9999Ω），S2单刀双掷开关，开关S1和S2闭合前，小红将电阻箱R2的阻值调到最大。
（1）小红首先调节温控箱的温度，使RT温度为42.0℃，闭合S1，将S2接2，读出电压表的示数为3V。
①为测量此时RT的阻值，接下来的操作是：将S2接___________（1/2），调节电阻箱R2的阻值，使电压表示数为___________V，读出此时R2的阻值即为42.0℃时RT的阻值；
②逐渐降低温控箱的温度，根据上述方法测量出RT在不同温度时的阻值，若依据小红所测数据画出的RT的阻值随温度变化的图象如图乙所示，且当RT的温度降至32.0℃时，闭合S1，将S2接2，电压表示数为2.4V。电阻R的阻值为___________Ω。
（2）在获得如图乙所示的RT阻值随温度变化的关系后，为了自制模拟电子体温计，小红将S2始终接2，闭合S1后，通过电压表的示数大小来显示温度高低。如果将RT用绝缘布包好后置于正常人腋窝中央（体温37℃），保持腋窝合拢，闭合S1，当电压表示数稳定后，电压表示数为___________V（保留三位有效数字）。
【答案】 ①. 1 ②. 3 ③. 400 ④. 2.67
【解析】
【详解】（1）①[1][2]由图甲知，开关S2接2时，定值电阻R1与RT串联连接，电压表测R1两端的电压。将RT的温度设定后，接下来应将开关S2接1，则电阻箱与R1串联，电压表测R1两端的电压，调节电阻箱直到电压表的示数为3V，则此时电阻箱的阻值与RT的阻值相等。即可测量RT在设定温度下的阻值。
②[3]由图乙知，当RT的温度为42℃时，其阻值为400欧，设电源电压为U，据欧姆定律有
当RT的温度为32℃时，其阻值为600欧，则有
解以上两式得，电阻R1=400Ω，电源电压U=6V。
（2）[4]由图象乙知，RT的阻值随温度变化图线是一倾斜直线，37℃在32℃至42℃的中间，则其对应的阻值在400Ω至600Ω的中间，即测量温度为37℃时，RT的阻值为500Ω，当S2始终接入2，闭合开关S1后，R1与RT串联在电路中，电压表测R1两端的电压。据串联电路的特点得，电路的总电阻
R总=R1+RT=400Ω+500Ω=900Ω
电路中的电流
R1两端的电压，即电压表示数
