2023-2024学年陕西省西安市西北大学附中九年级（上）期末物理试卷
一、选择题（共12小题，每小题2分，计24分.每小题只有一个选项是符合题意的）
1．（2分）下列选项中属于电压的单位是（ ）
A．安培 B．欧姆 C．伏特 D．瓦特
2．（2分）下列家用电器中利用电流热效应工作的是（ ）
A．电视机 B．电风扇 C．电暖气 D．台灯
3．（2分）如图所示的简单机械，使用中属于省力杠杆的是（ ）
A．天平 B．铁皮剪
C．弯头镊子 D．筷子
4．（2分）安全用电，请从身边细节做起.下列做法符合安全用电的是（ ）
A．用电器或电线着火时应先断开电源再灭火
B．熔断丝熔断后可以用铜丝来代替
C．家用冰箱三孔插头损坏了，换成两孔插头也可正常使用
D．雷雨天可以在大树下避雨
5．（2分）如图所示，关于磁场，下列说法中正确的是（ ）
A．勺柄所指的方向是地理北方
B．该条形磁体的右端为S极，左端为 N极
C．当两个磁体的同名磁极靠近时，二者相互排斥
D．地球周围的磁感线是真实存在的
6．（2分）掷实心球是高中阶段学校招生体育考试的选考项目，如图所示是体育测试中某位同学投掷的实心球运动轨迹，以下分析中正确的是（不计空气阻力）（ ）
A．实心球在b点的动能最大
B．从b点到d点的过程中重力势能转化为动能
C．从d点到e点球在地面上滚动停下来的过程机械能增大
D．在a点和在c点的机械能不相等
7．（2分）2023年10月26日神舟十七号载人飞船发射成功，火箭上升过程中不断消耗燃料。下列说法不正确的是（ ）
A．燃料燃烧推动火箭升空过程中内能转化为机械能
B．进入太空后，飞船表面温度不断降低，但内能不会为零
C．火箭在上升过程中外壳与空气摩擦温度升高，这是通过做功改变内能的
D．当燃料不完全燃烧时，燃料的热值变小
8．（2分）今年冬天各种病毒虐，为了减轻医护人员的工作量，某物理兴趣小组设计了一种输液提示器，电表示数随之减小。下列符合要求的略图是（ ）
A．
B．
C．
D．
9．（2分）如图所示的电路，闭合开关S1、S2后，小灯泡L1和L2正常发光，电流表和电压表均有示数，下列说法正确的是（ ）
A．电流表测量通过L2的电流
B．电压表只能测L1两端的电压
C．取下L1时，L2也会熄灭
D．只断开开关S1时，电压表示数不变
10．（2分）如图所示是小明家的部分电路，下列说法正确的是（ ）
A．若将烧水壶接入到三孔插座，则烧水壶和灯泡串联
B．将开关断开的烧水壶插头接入电路后，保险丝熔断，则可能是烧水壶插头处短路
C．用测电笔测火线时氖管不发光
D．拆除保险丝，将标有“220V”的灯泡接在保险丝处，闭合开关时发光较暗，则说明灯L短路
11．（2分）小伍家在修建房屋时，用如图所示的滑轮组将重为700N的建筑材料，4s内匀速提升了2m（ ）
A．若让物体以更大的速度匀速上升，绳端拉力变大
B．改变绕绳方式可以增大滑轮组的机械效率
C．动滑轮所受的重力为150N
D．拉力F的功率是425W
12．（2分）如图所示为某种握力计和它的工作原理示意图。电源电压不变，握力计显示表是由电流表改装而成，定值电阻R2阻值为5Ω。不施加力时弹簧一端的滑片P在电阻R1的最上端（弹簧及连片的电阻不计）。使用握力计时电路中电流变化的范围为0.1～0.6A，则下列说法正确的是（ ）
A．握力减小时，电压表示数与电流表示数比值变小
B．握力最大时，电路中的电流为0.6A
C．R1连入电路的阻值变化范围是0～30Ω
D．电路消耗的总功率变化范围是0.3～1.8W
二、填空与作图题（共10小题，每空1分，每个作图2分，计27分）
13．（2分）1820年，丹麦物理学家奥斯特第一个发现了电与磁之间的关系，证实了电流周围存在 。我国家庭用电的电压为 。
14．（3分）如图所示是某四冲程汽油机工作循环中的 冲程，当3kg汽油完全燃烧时放出的热量是 J。若这台汽油机飞轮转速是4800r/min，则汽油机每秒钟对外做功 次。（汽油的热值为4.6×107J/kg）
15．（2分）电路如图所示，闭合开关，A端是电磁铁的 极。将滑片向 移动电磁铁磁性增强（填左或右）。
16．（3分）电能表是测量电路消耗 的仪表，如图所示分别是阿来家上月初和上月末电能表的示数，结合表盘上的信息。阿来算出了自家上月用电量为 度。若该电能表上指示灯闪烁320次，表示消耗电能 kW h。
17．（4分）重为450N的小明背着2kg的背包周末去麓山，他先在水平路面步行500m到达山脚、用了30min爬一座高150m的小山，则在水平路面上小明对背包做的功为 J，爬山过程中小明克服自身重力做的功为 J，功率为 W，而同班的小华同学只用了25min爬上了此山，则小华的功率 （选填“一定等于”“一定大于”或“可能小于”）小明的功率。
18．（3分）《墨经 经下》里记载的一种斜面引重车。如图所示系紧在后轮轴上的绳索，绕过斜面顶端的滑轮与斜面上的重物连接。若用该引重车将重为2000N的木箱从斜板底端匀速拉到顶端，已知斜板长2m（不计绳重、滑轮与绳间的摩擦），则该斜面的机械效率为 ，此木箱与斜板之间的摩擦力是 N；经实际测量，发现人施加在车上的推力比绳子上的拉力小很多 （选填“省力”、“费力”）机械。
19．（3分）现有灯泡L1和L2，分别标有“12V 6W”和“6V 6W”字样，若将他们并联在6V的电源两端，则 （选填“L1”或“L2”）较亮，此时干路中的电流是 A。若将他们串联在电源电压为12V的电路中，则灯泡L1的实际功率是 W。（忽略温度对灯丝电阻的影响）
20．（3分）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，图像中曲线 （选填“a”或“b”）表示灯泡两端电压与电流的关系，电源电压为 V，灯泡的额定功率为 W。
21．（2分）请根据“测量小灯泡的电阻”实验中的实物图在虚线框内画出对应的电路图。
22．（2分）如图所示为电热水壶的内部简化电路，请根据安全用电的原则，把电热水壶的3条接线连接到插头上。
三、实验与探究题（共4小题，计26分）
23．（4分）按要求填空。
（1）如图1所示，要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 调。
（2）如图2所示，甲、乙两次实验是为了探究 对动能大小的影响。
（3）如图3所示，在比较煤油和水的吸热能力实验中，相同质量的水和煤油在吸收相同热量后发现煤油升温快 （选填“强”或“弱”），如果想自制暖手袋，应选用二者中的 作为供暖物质效果更佳。
24．（7分）如图甲所示为某实验小组探究“电流通过导体产生热量与哪些因素有关”的实验装置。在两个相同的烧瓶中装满质量和初温均相同的煤油，插入两个相同的温度计、电阻丝R甲和R乙的阻值分别为10Ω和5Ω。
（1）甲图中两个电阻丝的连接方式为 联。
（2）闭合开关一段时间，观察到左瓶中煤油的温度高于右瓶，这表明：在 相同时， 越大，电流产生的热量越多。
（3）下面的探究实例中，与本实验过程中主要的研究方法控制变量法相同的是 。
A.在“探究影响导体电阻大小因素”实验时，通过电流大小反映导体电阻大小
B.探究电流与电压、电阻的关系
C.学习电压，我们可以通过对比水压来认识它
（4）同学们又设计了如图乙所示的实验装置进行了该实验，小明通过图乙中的实验装置 （选填“A”或“B”）来探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，该装置中电阻丝通过对瓶中 加热，使U形管两侧液面产生高度差，从而反映电阻产生热量的多少 （选填“是”或“不是””）连通器。
25．（8分）小华在“测量小灯泡的电功率”的实验中，选择了额定电压为2.5V的小灯泡，电源电压保持6V不变。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）连接电路时，开关应该处于 状态；闭合开关前滑动变阻器应该移动到最 （选填“左”或“右”）端。
（3）小华将电路连接好后，闭合开关，发现电流表示数为零，则出现的故障可能是 。
（4）排除故障后，移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率为 W。根据图像发现小灯泡的电阻是不断变化的，原因是小灯泡的电阻会随 的改变而改变。
（5）可以通过多次测量求小灯泡电功率的平均值的方法获取小灯泡的额定功率吗？ ，理由是 。
26．（7分）小明发现在探究导体导电性时通常使用的都是固体金属丝，小明提出如果用液体进行实验，得出的结论是否相同呢？于是小明和同桌小红将金属丝替换为食盐水，并用电流表、开关和电源（6V）组成如图甲所示实验装置。
（1）食盐水导电能力的强弱无法直接观察出来，小明和小红是根据 判断食盐水的导电能力的。
（2）在设计装置时小明和小红关于使用电流表还是小灯泡产生了不同的想法，小明提出 。所以使用电流表会更合适些，小红听后也同意了小明的想法。
（3）小明和小红得出的实验数据如下表所示：
实验序号 金属板间的距离/cm 食盐质量/g 食盐水温度/℃ 电流表示数/A
1 2 0 16 0.02
2 2 5 16 0.22
3 2 10 16 0.30
4 4 25 16
5 4 25 25 0.56
6 4 25 35 0.58
7 5 25 45 0.60
8 6 25 45 0.32
9 7 25 45 0.20
①第4次实验时电流表的示数如图乙所示，则相较于第1次实验时，电流表的示数变化了 A。
②分析第1，2、3组数据，可以验证食盐水导电性和 有关。
③分析第 组数据，可以得出结论：食盐水温度越高，其导电性越强。
（4）小明还想要探究液体导电性与接入电路中液体的横截面积大小的关系，他应该怎么操作 ；
（5）绝缘油是石油的一种分馏产物，呈黄色透明液体、其主要的作用是在变压器中散热和冷却，保持对绕组的绝缘状态，根据该实验结论，你认为应该如何增强绝缘油的绝缘性？ 。
四、综合题（共3小题，计23分）
27．（6分）如图，R1＝4Ω，R2＝6Ω，电源电压6V恒定，当闭合开关S。求：
（1）通过电阻R1的电流。
（2）电压表的示数。
（3）通电2min，电路消耗的总电能是多少。
28．（9分）电梯为居民出入带来便利，小明查阅资料，了解到电梯都设置了超载自动报警系统，当电梯没有超载时，动触点K与静触点A接触，电动机正常工作；当电梯超载时，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，已知电源电压U＝6V，保护电阻R1＝100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R3的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（1）在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F减小时，压敏电阻R2的阻值 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。工作电路中，电铃应该在触点 （选填“A”或“B”）所在支路。
（2）某次电梯正常运行时，测得通过电磁铁线圈的电流为15mA，则此时电梯载重为多少？
（3）若电磁铁线圈电流达到20mA时，动触点K刚好接触静触点B，电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时（g取10N/kg）
（4）综合考虑安全和居民乘坐情况，现需提高电梯的限载，可以在控制电路中换用阻值更 （选填“大”或“小”）的保护电阻，请解释原因。
29．（8分）如图甲是某品牌养生壶，该养生壶有加热挡和保温挡两个挡位。其内部简化电路图如图乙。R1和R2均为发热电阻，其部分参数如表所示：
额定电压 220 V
额定功率 加热挡 1100 W
保温挡 300 W
容量 2L
（1）当开关S1闭合，S2断开时，养生壶处于 挡。
（2）加热挡工作2min消耗的电能是多少？电阻R2的阻值是多少？
（3）若将2L的水从12℃加热到100℃，至少需要加热多长时间？[水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，水的比热容c＝4.2×103J/（kg ℃）]
2023-2024学年陕西省西安市西北大学附中九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（共12小题，每小题2分，计24分.每小题只有一个选项是符合题意的）
1．（2分）下列选项中属于电压的单位是（ ）
A．安培 B．欧姆 C．伏特 D．瓦特
【答案】C
【解答】解：
A、安培是电流的单位；
B、欧姆是电阻的单位；
C、伏特是电压的单位；
D、瓦特是功率的单位。
故选：C。
2．（2分）下列家用电器中利用电流热效应工作的是（ ）
A．电视机 B．电风扇 C．电暖气 D．台灯
【答案】C
【解答】解：A、电视机主要是用来接收电视台的信号的，故A不符合题意；
B、电风扇主要是把电能转化为机械能的；
C、电暖气是利用电流来加热的设备；
D、台灯主要是把电能转化为光能的，故D不符合题意。
故选：C。
3．（2分）如图所示的简单机械，使用中属于省力杠杆的是（ ）
A．天平 B．铁皮剪
C．弯头镊子 D．筷子
【答案】B
【解答】解：A、天平在使用过程中，是等臂杠杆；
B、铁皮剪在使用过程中，是省力杠杆；
C、镊子在使用过程中，是费力杠杆；
D、筷子在使用过程中，是费力杠杆。
故选：B。
4．（2分）安全用电，请从身边细节做起.下列做法符合安全用电的是（ ）
A．用电器或电线着火时应先断开电源再灭火
B．熔断丝熔断后可以用铜丝来代替
C．家用冰箱三孔插头损坏了，换成两孔插头也可正常使用
D．雷雨天可以在大树下避雨
【答案】A
【解答】解：A．发现用电器失火时，再采取救火措施，容易造成人身伤害；
B、组成保险丝的材料是电阻率较大而熔点较低的铅锑合金，自动切断电路；铜导线的熔点很高，不能熔断起不到保护作用，故B不符合安全用电原则；
C、家用冰箱三脚插头损坏了，虽然冰箱能工作，容易发生触电事故；
D、大树高大，雷雨天在大树下避雨易引发雷击。
故选：A。
5．（2分）如图所示，关于磁场，下列说法中正确的是（ ）
A．勺柄所指的方向是地理北方
B．该条形磁体的右端为S极，左端为 N极
C．当两个磁体的同名磁极靠近时，二者相互排斥
D．地球周围的磁感线是真实存在的
【答案】C
【解答】解：
A、司南是用天然的磁石磨成的勺子，勺柄部分是S极，静自然静止时它的勺柄S指向南方；
B、由于在磁体的外部，回到S极，左端为S极；
C、根据磁极间的相互作用规律可知，二者相互排斥；
D、地球周围存在磁场，磁感线不是真实存在的；
故选：C。
6．（2分）掷实心球是高中阶段学校招生体育考试的选考项目，如图所示是体育测试中某位同学投掷的实心球运动轨迹，以下分析中正确的是（不计空气阻力）（ ）
A．实心球在b点的动能最大
B．从b点到d点的过程中重力势能转化为动能
C．从d点到e点球在地面上滚动停下来的过程机械能增大
D．在a点和在c点的机械能不相等
【答案】B
【解答】解：A、不计空气阻力，b点为最高点，动能最小；
B、从b点到d点时，重力势能减小，动能变大，故B正确；
C、由于地面有阻力，重力势能不变，故机械能减小；
D、不计空气阻力，在a点和在c点的机械能相等。
故选：B。
7．（2分）2023年10月26日神舟十七号载人飞船发射成功，火箭上升过程中不断消耗燃料。下列说法不正确的是（ ）
A．燃料燃烧推动火箭升空过程中内能转化为机械能
B．进入太空后，飞船表面温度不断降低，但内能不会为零
C．火箭在上升过程中外壳与空气摩擦温度升高，这是通过做功改变内能的
D．当燃料不完全燃烧时，燃料的热值变小
【答案】D
【解答】解：A、火箭加速升空过程中，速度增大；高度增加；燃料燃烧产生的内能转化为机械能；
B、进入太空后，任何温度下的物体都具有内能，故B正确；
C、火箭在上升过程中外壳与空气摩擦，这是通过做功的方式改变内能的；
D、热值是燃料的特性，火箭发射时燃料不能够完全燃烧，故D错误。
故选：D。
8．（2分）今年冬天各种病毒虐，为了减轻医护人员的工作量，某物理兴趣小组设计了一种输液提示器，电表示数随之减小。下列符合要求的略图是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解答】解：当袋中药液量减少时，整个药液袋的重力减小，弹簧的伸长量减小；
A、由图可知，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，变阻器两端的电压不变，故A不符合要求；
B、由图可知，电流表测电路中电流，当袋中药液量减少时，变阻器连入电路的电阻变小，电路中电流变大，故B不符合要求；
C、由图可知，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，根据串联电路的分压特点可知，即电压表的示数变小；
D、由图可知，电压表测量电源电压，所以，电压表的示数不变。
故选：C。
9．（2分）如图所示的电路，闭合开关S1、S2后，小灯泡L1和L2正常发光，电流表和电压表均有示数，下列说法正确的是（ ）
A．电流表测量通过L2的电流
B．电压表只能测L1两端的电压
C．取下L1时，L2也会熄灭
D．只断开开关S1时，电压表示数不变
【答案】A
【解答】解：A、如图所示，电流表和灯泡L2串联，所以电流表测量灯泡L2的电流，故A正确；
B、如图所示，电压表也是和两个灯泡并联的，也是每一只灯泡两端的电压；
C、两灯泡并联5时，不会影响另一条支路中灯泡L2正常发光，故C错误；
D、只断开开关S1时，电压表无法与电源的两极连接，故D错误。
故选：A。
10．（2分）如图所示是小明家的部分电路，下列说法正确的是（ ）
A．若将烧水壶接入到三孔插座，则烧水壶和灯泡串联
B．将开关断开的烧水壶插头接入电路后，保险丝熔断，则可能是烧水壶插头处短路
C．用测电笔测火线时氖管不发光
D．拆除保险丝，将标有“220V”的灯泡接在保险丝处，闭合开关时发光较暗，则说明灯L短路
【答案】B
【解答】解：A、若将烧水壶接入到三孔插座，故A错误；
B、将开关断开的烧水壶插头接入电路后，则可能是烧水壶插头处短路，故B正确；
C、用测电笔测火线时氖管发光；
D、拆除保险丝，等于与其他用电器串联，则说明灯泡L也接入电路分压，故D错误。
故选：B。
11．（2分）小伍家在修建房屋时，用如图所示的滑轮组将重为700N的建筑材料，4s内匀速提升了2m（ ）
A．若让物体以更大的速度匀速上升，绳端拉力变大
B．改变绕绳方式可以增大滑轮组的机械效率
C．动滑轮所受的重力为150N
D．拉力F的功率是425W
【答案】D
【解答】解：AB、增大提升的物重，而额外功几乎不变，滑轮组的机械效率增大、增大匀速拉绳的速度，不会改变滑轮组的机械效率；
C、若不计摩擦力时，由W额＝G动h得动滑轮所受的重力为：G动＝＝＝150N，所以动滑轮的重力不为150N；
D、有用功为：W有用＝Gh＝700N×2m＝1400J，总功为：W总＝W有用+W额＝1400J+300J＝1700J，拉力F的功率是：P＝＝，故D正确。
故选：D。
12．（2分）如图所示为某种握力计和它的工作原理示意图。电源电压不变，握力计显示表是由电流表改装而成，定值电阻R2阻值为5Ω。不施加力时弹簧一端的滑片P在电阻R1的最上端（弹簧及连片的电阻不计）。使用握力计时电路中电流变化的范围为0.1～0.6A，则下列说法正确的是（ ）
A．握力减小时，电压表示数与电流表示数比值变小
B．握力最大时，电路中的电流为0.6A
C．R1连入电路的阻值变化范围是0～30Ω
D．电路消耗的总功率变化范围是0.3～1.8W
【答案】D
【解答】解：由电路图可知，两电阻串联接入电路2两端的电压，电流表测电路中的电流；
A、R2为定值电阻，其阻值不变，电压表与电流表示数的比值为R3的阻值，即电压表示数与电流表示数的比值不变；
B、由电路图可知，滑动变阻器阻值全部接入电路，由欧姆定律可知，由题意可知，故B错误；
C、由电路图可知，只有R2接入电路，电路中电阻最小，由I＝，电源电压：U＝U2＝I最大R8＝0.6A×5Ω＝3V，滑动变阻器阻值全部接入电路时，由I＝总＝＝＝30Ω，
滑动变阻器接入电路的最大阻值：R1＝R总﹣R5＝30Ω﹣5Ω＝25Ω，所以R1连入电路的阻值变化范围7～25Ω，故C错误；
D、电路消耗的总功率最大为：P大＝UI最大＝3V×0.2A＝1.8W，电路消耗的总功率最小为：P小＝UI最小＝6V×0.1A＝3.3W，所以电路消耗的总功率变化范围是0.2W～1.8W。
故选：D。
二、填空与作图题（共10小题，每空1分，每个作图2分，计27分）
13．（2分）1820年，丹麦物理学家奥斯特第一个发现了电与磁之间的关系，证实了电流周围存在 磁场 。我国家庭用电的电压为 220V 。
【答案】磁场；220V。
【解答】解：奥斯特最早发现了电与磁之间的联系，证实了电流周围存在磁场；
我国家庭用电的电压为220V。
故答案为：磁场；220V。
14．（3分）如图所示是某四冲程汽油机工作循环中的 压缩 冲程，当3kg汽油完全燃烧时放出的热量是 1.38×108 J。若这台汽油机飞轮转速是4800r/min，则汽油机每秒钟对外做功 40 次。（汽油的热值为4.6×107J/kg）
【答案】压缩；1.38×108；40。
【解答】解：图中两气门关闭，活塞向上运动；
3kg汽油完全燃烧时放出的热量Q放＝mq＝3kg×6.6×107J/kg＝5.38×108J；
已知该汽油机飞轮的转速是4800r/min＝80r/s，则该汽油机每秒可完成40个工作循环。
故答案为：压缩；1.38×102；40。
15．（2分）电路如图所示，闭合开关，A端是电磁铁的 S 极。将滑片向 左 移动电磁铁磁性增强（填左或右）。
【答案】S；左。
【解答】解：如图，电流从通电螺线管上端流入，根据安培定则可知。
将滑片向左移动，滑动变阻器电阻变小，电磁铁磁性增强。
故答案为：S；左。
16．（3分）电能表是测量电路消耗 电能多少 的仪表，如图所示分别是阿来家上月初和上月末电能表的示数，结合表盘上的信息。阿来算出了自家上月用电量为 101.1 度。若该电能表上指示灯闪烁320次，表示消耗电能 0.2 kW h。
【答案】电能多少；101.1；0.2。
【解答】解：电能表是测量电路消耗电能多少的仪表；
阿来家上月用电量为5647.8kW h﹣5546.7kW h＝101.kW h＝101.3度；
1600imp/kW h表示电路中用电器每消耗1kW h的电能，电能表的指示灯闪烁1600次，家庭电路中消耗的电能：
W＝kW h＝0.4kW h。
故答案为：电能多少；101.1。
17．（4分）重为450N的小明背着2kg的背包周末去麓山，他先在水平路面步行500m到达山脚、用了30min爬一座高150m的小山，则在水平路面上小明对背包做的功为 0 J，爬山过程中小明克服自身重力做的功为 6.75×104 J，功率为 37.5 W，而同班的小华同学只用了25min爬上了此山，则小华的功率 可能小于 （选填“一定等于”“一定大于”或“可能小于”）小明的功率。
【答案】0；6.75×104；37.5；可能小于。
【解答】解：（1）小明在水平路面步行500m到达山脚时，在重力的方向上没有移动距离；
小明克服自身重力做的功：W＝Gh＝450N×150m＝6.75×104J；
做功的功率：P＝＝＝37.5W；
（2）由于不知道小华的重力，由P＝＝，小华的功率可能小于小明的功率。
故答案为：0；7.75×104；37.5；可能小于。
18．（3分）《墨经 经下》里记载的一种斜面引重车。如图所示系紧在后轮轴上的绳索，绕过斜面顶端的滑轮与斜面上的重物连接。若用该引重车将重为2000N的木箱从斜板底端匀速拉到顶端，已知斜板长2m（不计绳重、滑轮与绳间的摩擦），则该斜面的机械效率为 80% ，此木箱与斜板之间的摩擦力是 200 N；经实际测量，发现人施加在车上的推力比绳子上的拉力小很多 省力 （选填“省力”、“费力”）机械。
【答案】80%；200；省力
【解答】解：（1）拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝2000N×0.8m＝1600J；
拉力做的总功：
W总＝Fs＝1000N×7m＝2000J，
斜面的机械效率：
η＝×100%＝；
（2）克服木箱在斜板上受到摩擦力做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝2000J﹣1600J＝400J，
由W额＝fs可得，木箱与斜板之间的摩擦力：
f＝＝＝200N；
（3）车子后轮在该装置中是一个轮轴，人施加在车上的推力作用在轮上，并且施加在车上的推力小于绳子上的拉力。
故答案为：80%；200。
19．（3分）现有灯泡L1和L2，分别标有“12V 6W”和“6V 6W”字样，若将他们并联在6V的电源两端，则 L2 （选填“L1”或“L2”）较亮，此时干路中的电流是 1.25 A。若将他们串联在电源电压为12V的电路中，则灯泡L1的实际功率是 3.84 W。（忽略温度对灯丝电阻的影响）
【答案】L2；1.25；3.84。
【解答】解：灯泡L1、L2上分别标有“12V，4W”“6V，
由P＝UI可得两灯泡的额定电流分别为：I1＝＝＝3.5A，I2＝＝＝1A，
两灯泡的电阻：R1＝＝＝24Ω，R2＝＝＝6Ω，
若将它们并联在6V的电路中，并联电路各支路两端电压相等可知，L8的亮度较亮；
此时L1的实际电流：I1′＝＝＝3.25A，
此时干路中的电流是：I＝I1′+I2＝3.25A+1A＝1.25A；
两只灯泡串联使用时，由于串联电路中各处的电流相等
I′＝＝＝＝7.4A；
灯泡L1的实际功率：P7′＝I′2R1＝（2.4A）2×24Ω＝7.84W。
故答案为：L2；1.25；5.84。
20．（3分）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，图像中曲线 a （选填“a”或“b”）表示灯泡两端电压与电流的关系，电源电压为 9 V，灯泡的额定功率为 3 W。
【答案】a；9；3。
【解答】解：由图知，灯泡和滑动变阻器串联，电压表V1测量灯泡两端的电压，电压表V2测量滑动变阻器两端的电压，通过灯泡的电流随其两端的电压的增大而增大；
由图知，在I＝2.2A时，UL＝2V，UP＝7V，则电源电压U＝UL+UP＝2V+7V＝3V；
当灯泡正常发光时，电路电流为I'＝0.5AP＝8V，灯泡两端的电压U'L＝U﹣U'P＝9V﹣3V＝6V，灯泡的额定功率为PL额＝U'LI'L＝6V×0.6A＝3W。
故答案为：a；9；2。
21．（2分）请根据“测量小灯泡的电阻”实验中的实物图在虚线框内画出对应的电路图。
【答案】见解答图
【解答】解：由实物图知，开关、灯L1、电流表、滑动变阻器依次串联在电源两极上，电路图如图所示：
22．（2分）如图所示为电热水壶的内部简化电路，请根据安全用电的原则，把电热水壶的3条接线连接到插头上。
【答案】
【解答】解：根据安全用电的基本原则和三线插头的正确接法是“左零右火上接地”；保险丝要接在火线上。
电热水壶的用电部分分别接在火线和零线上，金属外壳接地线
。
三、实验与探究题（共4小题，计26分）
23．（4分）按要求填空。
（1）如图1所示，要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 左 调。
（2）如图2所示，甲、乙两次实验是为了探究 速度 对动能大小的影响。
（3）如图3所示，在比较煤油和水的吸热能力实验中，相同质量的水和煤油在吸收相同热量后发现煤油升温快 弱 （选填“强”或“弱”），如果想自制暖手袋，应选用二者中的 水 作为供暖物质效果更佳。
【答案】（1）左；（2）速度；（3）弱；水。
【解答】解：（1）杠杆静止时，杠杆右端下沉，平衡螺母需向左调节；
（2）根据图示可知，小球的质量不变，到达水平面时的速度不同；
（3）加热相同时间，吸收相同的热量，这表明水的吸热能力更强，根据Q＝cmΔt，水放热多，应选用水作为供暖物质效果更佳。
故答案为：（1）左；（2）速度；水。
24．（7分）如图甲所示为某实验小组探究“电流通过导体产生热量与哪些因素有关”的实验装置。在两个相同的烧瓶中装满质量和初温均相同的煤油，插入两个相同的温度计、电阻丝R甲和R乙的阻值分别为10Ω和5Ω。
（1）甲图中两个电阻丝的连接方式为 串 联。
（2）闭合开关一段时间，观察到左瓶中煤油的温度高于右瓶，这表明：在 电流和通电时间 相同时， 电阻 越大，电流产生的热量越多。
（3）下面的探究实例中，与本实验过程中主要的研究方法控制变量法相同的是 B 。
A.在“探究影响导体电阻大小因素”实验时，通过电流大小反映导体电阻大小
B.探究电流与电压、电阻的关系
C.学习电压，我们可以通过对比水压来认识它
（4）同学们又设计了如图乙所示的实验装置进行了该实验，小明通过图乙中的实验装置 B （选填“A”或“B”）来探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，该装置中电阻丝通过对瓶中 气体 加热，使U形管两侧液面产生高度差，从而反映电阻产生热量的多少 不是 （选填“是”或“不是””）连通器。
【答案】（1）串；（2）电流和通电时间；电阻；（3）B；（4）B；气体；不是。
【解答】解：（1）甲图中两个电阻丝的连接方式为串联。
（2）串联电路各处的电流相等，闭合开关一段时间，这表明：在电流和通电时间相同时，电流产生的热量越多。
（3）A.在“探究影响导体电阻大小因素”实验时，通过电流大小反映导体电阻大小；
B.探究电流与电压、电阻的关系；
C.学习电压，我们可以通过对比水压来认识它；
故选：B；
（4）如图乙所示的B实验，右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，根据并联和串联电路电流的规律，而通电时间相同，该装置中电阻丝通过对瓶中气体加热，从而反映电阻产生热量的多少；
因图中的U形管一端封闭，不是连通器。
故答案为：（1）串；（2）电流和通电时间；（3）B；气体。
25．（8分）小华在“测量小灯泡的电功率”的实验中，选择了额定电压为2.5V的小灯泡，电源电压保持6V不变。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）连接电路时，开关应该处于 断开 状态；闭合开关前滑动变阻器应该移动到最 左 （选填“左”或“右”）端。
（3）小华将电路连接好后，闭合开关，发现电流表示数为零，则出现的故障可能是 小灯泡断路 。
（4）排除故障后，移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率为 0.625 W。根据图像发现小灯泡的电阻是不断变化的，原因是小灯泡的电阻会随 温度 的改变而改变。
（5）可以通过多次测量求小灯泡电功率的平均值的方法获取小灯泡的额定功率吗？ 不能 ，理由是 灯在额定电压下的功率为额定功率，不同电压下灯泡的实际功率不同 。
【答案】（1）如图所示；（2）断开；左；（3）小灯泡断路；（4）0.625；温度；（5）不能；灯在额定电压下的功率为额定功率，不同电压下灯的实际功率不同。
【解答】解：（1）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源、电流表、灯泡串联，小灯泡的额定电压为2.5V小于3V，滑动变阻器一上一下接入电路
；
（2）为了保护电路，连接电路时开关应断开，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，滑片左侧电阻丝接入电路；
（3）电流表示数突然变为0，说明电路可能断路，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路断路了；
（4）根据图乙所示的I﹣U图像，小灯泡的额定电压为2.6V时，小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×5.25A＝0.625W；
通过灯泡的电流随其两端电压增加而增加，由P＝UI知，温度升高；
（5）灯在额定电压下的功率为额定功率，不同电压下灯的实际功率不同。
故答案为：（1）如图所示；（2）断开；左；（4）0.625；（5）不能，不同电压下灯的实际功率不同。
26．（7分）小明发现在探究导体导电性时通常使用的都是固体金属丝，小明提出如果用液体进行实验，得出的结论是否相同呢？于是小明和同桌小红将金属丝替换为食盐水，并用电流表、开关和电源（6V）组成如图甲所示实验装置。
（1）食盐水导电能力的强弱无法直接观察出来，小明和小红是根据 电流表示数 判断食盐水的导电能力的。
（2）在设计装置时小明和小红关于使用电流表还是小灯泡产生了不同的想法，小明提出 电流表可以精确测量电流，而灯泡在电阻变化不大时无法显示电阻大小 。所以使用电流表会更合适些，小红听后也同意了小明的想法。
（3）小明和小红得出的实验数据如下表所示：
实验序号 金属板间的距离/cm 食盐质量/g 食盐水温度/℃ 电流表示数/A
1 2 0 16 0.02
2 2 5 16 0.22
3 2 10 16 0.30
4 4 25 16
5 4 25 25 0.56
6 4 25 35 0.58
7 5 25 45 0.60
8 6 25 45 0.32
9 7 25 45 0.20
①第4次实验时电流表的示数如图乙所示，则相较于第1次实验时，电流表的示数变化了 0.5 A。
②分析第1，2、3组数据，可以验证食盐水导电性和 盐水浓度 有关。
③分析第 4、5、6 组数据，可以得出结论：食盐水温度越高，其导电性越强。
（4）小明还想要探究液体导电性与接入电路中液体的横截面积大小的关系，他应该怎么操作 使用同一个杯盐水，改变极板插入盐水的深度，观察电流表的示数 ；
（5）绝缘油是石油的一种分馏产物，呈黄色透明液体、其主要的作用是在变压器中散热和冷却，保持对绕组的绝缘状态，根据该实验结论，你认为应该如何增强绝缘油的绝缘性？ 降低绝缘油的温度、增大绝缘油的长度、减少杂质 。
【答案】（1）电流表示数；（2）电流表可以精确测量电流，而灯泡在电阻变化不大时无法显示电阻大小；（3）①0.5；②盐水的浓度；③4、5、6；（4）使用同一个杯装盐水，改变极板插入盐水的深度，观察电流表的示数；（5）降低绝缘油的温度、增大绝缘油的长度、减少杂质。
【解答】解：（1）食盐水导电能力的强弱无法直接观察出来，根据电流表的示数判断食盐水的导电能力的。
（2）在设计装置时小明和小红关于使用电流表还是小灯泡产生了不同的想法，小明提出电流表可以精确测量电流。所以使用电流表会更合适些。
（3）①第4次实验时电流表的示数如图乙所示，量程为0﹣2.6A，示数为0.52A，电流表的示数变化了7.52A﹣0.02A＝0.4A。
②分析第1，2、7组数据，改变了盐水的浓度，电流越大，可以验证食盐水导电性和盐水的浓度有关。
③分析第4、5、5数据，保持了其他因素不变，其导电性越强。
（4）小明还想要探究液体导电性与接入电路中液体的横截面积大小的关系，应该控制极板间距离，改变横截面积，改变极板插入盐水的深度；
（5）根据7、8、6数据，电流越小，保持对绕组的绝缘状态，根据该实验结论、增大绝缘油的长度。
故答案为：（1）电流表示数；（2）电流表可以精确测量电流；（3）①0.5；③8、5、6，改变极板插入盐水的深度；（5）降低绝缘油的温度、减少杂质。
四、综合题（共3小题，计23分）
27．（6分）如图，R1＝4Ω，R2＝6Ω，电源电压6V恒定，当闭合开关S。求：
（1）通过电阻R1的电流。
（2）电压表的示数。
（3）通电2min，电路消耗的总电能是多少。
【答案】（1）通过电阻R1的电流为0.6A；
（2）电压表的示数为3.6V；
（3）通电2min，电路消耗的总电能是432J。
【解答】解：根据电路图分析可知，两电阻是串联的2两端的电压，电流表测的是通过两个电阻的电流；
（1）由串联电路电阻和规律和欧姆定律知通过电阻R1的电流为：
I＝＝＝0.8A；
（2）R2两端的电压为：
U2＝IR8＝0.6A×8Ω＝3.6V，即电压表的示数为5.6V；
（3）通电2min，电路消耗的总电能是：
W＝UIt＝3V×0.6A×7×60s＝432J。
答：（1）通过电阻R1的电流为0.8A；
（2）电压表的示数为3.6V；
（3）通电6min，电路消耗的总电能是432J。
28．（9分）电梯为居民出入带来便利，小明查阅资料，了解到电梯都设置了超载自动报警系统，当电梯没有超载时，动触点K与静触点A接触，电动机正常工作；当电梯超载时，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，已知电源电压U＝6V，保护电阻R1＝100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R3的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（1）在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F减小时，压敏电阻R2的阻值 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。工作电路中，电铃应该在触点 B （选填“A”或“B”）所在支路。
（2）某次电梯正常运行时，测得通过电磁铁线圈的电流为15mA，则此时电梯载重为多少？
（3）若电磁铁线圈电流达到20mA时，动触点K刚好接触静触点B，电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时（g取10N/kg）
（4）综合考虑安全和居民乘坐情况，现需提高电梯的限载，可以在控制电路中换用阻值更 大 （选填“大”或“小”）的保护电阻，请解释原因。
【答案】（1）增大；B；
（2）电梯载重为8×103 N；
（3）当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，电梯超载；
（4）大。
【解答】解：（1）由图象知，在控制电路中，R1、R2 和电磁铁线圈串联，
当压敏电阻 R7受到的压力 F 减小时，控制电路中的总电阻增大；
控制电路中，当乘客增多时，根据欧姆定律可知：控制电路中的电流增大；工作电路中。
（2）由 I＝，通过电磁铁线圈的电流为12mA时控制电路的总电阻：
R＝＝＝400Ω，
电磁铁线圈的阻值不计，根据串联电路电阻特点可知
R5＝R﹣R1＝400Ω﹣100Ω＝300Ω，
由图乙可知此时压敏电阻所受的压力为 F1＝2×103 N，电梯自重不计3 N。
（3）电梯厢内站立总质量为 1000kg ，电梯受到的压力等于乘客的重力，
即 F6＝G'＝mg＝1000 kg×10 4 N；
由题图乙可知，当压力 F2＝108 N 时，对应的压敏电阻阻值 R2'＝100Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则控制电路中的电流；
I'＝＝＝0.03A＝30mA＞20 ，所以电梯超载；
（4）综合考虑安全和居民乘坐情况，现需提高电梯的限载，保证衔铁吸合时的电流不变。
答：（1）增大；B；
（2）电梯载重为7×103 N；
（3）当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，电梯超载；
（4）大。
29．（8分）如图甲是某品牌养生壶，该养生壶有加热挡和保温挡两个挡位。其内部简化电路图如图乙。R1和R2均为发热电阻，其部分参数如表所示：
额定电压 220 V
额定功率 加热挡 1100 W
保温挡 300 W
容量 2L
（1）当开关S1闭合，S2断开时，养生壶处于 保温 挡。
（2）加热挡工作2min消耗的电能是多少？电阻R2的阻值是多少？
（3）若将2L的水从12℃加热到100℃，至少需要加热多长时间？[水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，水的比热容c＝4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】（1）保温；
（2）加热挡工作2min消耗的电能是1.32×105J；电阻R2的阻值是60.5Ω；
（3）若将2L的水从12℃加热到100℃，至少需要加热672s。
【解答】解：（1）由电路图可知，闭合开关S1、S2时，电阻R2与R2并联；当开关S1闭合，S7断开时，电路为R1的简单电路，此时电路中的总电阻较大（比并联的总电阻大）可知，处于保温挡；
（2）根据P＝得加热挡工作5min消耗的电能为：
W＝Pt＝1100W×2×60s＝1.32×102J；
R2的电功率为：
P2＝P加热﹣P保温＝1100W﹣300W＝800W，
由P＝得R2的电阻为：
R2＝＝＝60.6Ω；
（3）由ρ＝得水的质量为：
m＝ρ水V＝1.0×107kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg，
标准大气压下水的沸点为100℃，加热过程水吸收的热量为：
Q吸＝cmΔt＝5.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃ 12℃）＝7.392×105J；
加热的最少时间为：
t＝＝＝＝672s。
答：（1）保温；
（2）加热挡工作2min消耗的电能是1.32×102J；电阻R2的阻值是60.5Ω；
（3）若将5L的水从12℃加热到100℃，至少需要加热672s。
