2024届初三物理学情测试卷202403
第I卷（选择题共20分）
第I卷共20小题，每小题2分，共40分。每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。
1. 下列属于可再生能源的是（ ）
A. 核能 B. 煤碳 C. 潮汐能 D. 石油
2. 关于家庭电路，下列说法正确的是（ ）
A. 大功率用电器的金属外壳一定要接地
B. 空气开关自动断开，一定是某处出现了短路
C. 电能表测量的是家用电器的总功率
D. 使用测电笔时，手不能接触笔尾金属电极
3. 沿海地区的昼夜温差较小，而内陆地区（尤其是沙漠）的昼夜温差较大，这主要是因为（ ）
A. 水的内能多，沙石的内能少 B. 水的导热性好，沙石的导热性差
C. 水的比热容大，沙石的比热容小 D. 水吸收的热量多，沙石吸收的热量少
4. 如图所示实验中，小明拨动风扇叶片二极管发光，下图与其原理相同的是（ ）
A. B.
C. D.
5. 《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图）。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是（ ）
A. 这是一台“永动机”
B. 水在输送过程中重力势能不变
C. 转轮转速越快输水做功功率越大
D. 上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮
6. “生活处处有物理”，下列对生活中常见的物理量数值的估测正确的是（ ）
A. 中学生跳绳功率约为500W
B. 中学生从一楼爬到二楼做功约为500J
C. 将物理课本从地面拾起到桌面过程中，人对课本做功约为1.8J
D. 普通节能灯中正常工作，流过的电流约为1A
7. 如图，用四个完全相同的滑轮，组装成甲、乙两套滑轮组，用它们分别匀速提升物体G1、G2，已知G1>G2，其拉力分别为所F1、F2，滑轮组的机械效率分别为 1、 2。不计绳重和摩擦，下列选项中正确的是( )
A. F1>F2， 1= 2 B. F1
8. 在科技晚会上，小明给大家展示了一个“听话”的小瓶子，通过调节滑片，就可以让小瓶子上浮、下沉或悬停在水中，它的原理如图所示（磁铁固定在活塞上）闭合开关S后，移动滑片P，使小瓶子悬停在图示位置。对此，以下分析正确的是（ ）
A. 电磁铁的右端为S极
B. 若将滑片P向右移，小瓶子将会上浮
C. 小瓶子下沉时，小瓶子中的气体密度变小
D. 小瓶子上浮时，小瓶子的瓶口处受到水的压强保持不变
9. 如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器R的滑片P向右移动少许，在此过程中（ ）
A. 灯泡L实际功率变大，电压表V2示数变小
B. 电流表A示数变大，电压表V1示数不变
C. 电压表V1示数变大，电压表V2示数变大
D. 电压表V1示数变小，电路总功率变大
10. 图示电路中，E为电压恒定、输出功率P0可调的电源，R为特殊电阻，新型灯泡L的电阻与通过的电流I成反比。下列描述电路中的电阻R、R消耗的电功率P随输出功率P0变化关系的图线中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
11. （1）工地上太阳暴晒的钢筋热得烫手，钢筋内能是通过______的方式增加的，用切割机切割钢筋，切割片温度急剧上升，该过程内能变化情况与热机的______冲程相同；
（2）我国长征五号B运载火箭成功将新一代载人飞船试验船送入预定轨道。火箭发动机的燃料是氢，这是因为氢的______大，试验飞船由近地点向远地点运行的过程中动能将______（选填“增大”“减小”或“不变”）。飞船上的太阳能电池板将太阳能转化为______能。
12. 奥斯特实验的结论是：通电导体周围______；支持该结论的现象是______。如果移走小磁针，该结论______。（填“成立”或“不成立”）
13. 如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为，电热丝R阻值为。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的_______________效应实现高温封口，内产生的热量为_______________J，若使用时总把塑料袋烫坏，可以_______________（选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。
14. 小明用相同的酒精灯分别给200g水和煤油加热（图甲），探究水和煤油的吸热能力。
（1）本实验中盛放液体的容器选择______（选填“烧杯”或“易拉罐”）效果较好；
（2）加热5min，水吸收的热量______（选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量；
（3）根据实验数据，小明作出了温度随加热时间变化的图像（如图乙），由图像可得煤油的比热容为______， c水＝4.2×103；
（4）若小明想自制一个暖手袋，则应选择______（选填“水”或“煤油”）作为供热物质；
（5）小明发现到10min时每盏酒精灯消耗酒精5g，则该装置能量的转化效率约为______%。（q酒精＝3.0×107J/kg）
15. 如图所示，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电压表示数为8V，10s内R0做功为20J，滑动变阻器的滑片P在中点时，电压表示数为6V，则：
（1）电源电压______V，滑片P在最右端时电流表示数为______A；
（2）滑动变阻器R最大阻值是______Ω；
（3）电路先后两次消耗的总电功率之比为______。
16. 按照题目的要求作图：如图，杠杆ABCD挂重为G的物体，为使杠杆在图示位置静止，请画出最小的动力F。
17. 如图是一个不完整的电路图，其中箭头所指的方向表示电路接通时的电流方向，请在图中的两个空缺的位置分别补画电池和电压表的符号，使之成为一个完整的串联电路。
18. 如图所示，小磁针静止在通电螺线管左侧，请标出磁感线方向及小磁针的N极．
19. 如图所示，滑轮组提起重500N的货物，绳子的自由端拉力F=200N，重物以0.2m/s的速度匀速上升，不考虑绳重和摩擦，求：
（1）此时滑轮组的机械效率（保留一位小数）；
（2）拉力做功功率；
（3）当所提货物重力为800N时，绳端的拉力为多大？
20. 如图甲，电源电压恒定，小灯泡L标有“6V，3W”字样，R为滑动变阻器。当S1闭合，单刀双掷开关S2接a，滑片P位于变阻器最右端时，灯泡L正常发光，电流表示数为0.8A，灯泡的电流与两端电压的关系如图乙。求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻；
（2）滑动变阻器的最大阻值；
（3）当S1断开，单刀双掷开关S2接b时，调节变阻器的滑片P，使电压表示数为4.5V时，变阻器在10min内消耗的电能；
（4）当S1断开，单刀双掷开关S2接b时，调节变阻器的滑片P，使电路中的电功率最小，其大小是多少？
21. 用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表：
次数 G物/N G动/N F/N η/%
1 6.0 0.3 2.2 90.9
2 6.0 0.8
3 6.0 1.9 2.9 690
4 6.0 3.2 3.4 58.8
（1）每次实验绳端移动距离为______cm；
（2）第2次实验中滑轮组机械效率为______%。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越______；
（3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将______；
（4）第一次实验中由摩擦引起的额外功为______J。本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
22. 小明利用如图装置研究做功与能量的转化关系。重物通过细绳与木块相连，细绳不可伸长。AQ为水平面，AP段长为L，表面光滑；PQ段粗糙。实验开始时，木块的细绳拉直，质量为M的木块位于P点，质量为m的重物恰好置于地面。将木块从P向右拉至A，放手后木块向左运动，最终停在B点，PB长为x。不计空气阻力、滑轮摩擦。
（1）木块在AB段运动过程中，重物的重力做功为（用字母表示）______；
（2）观察实验并联系生活实际，小明提出猜想：重物和木块获得的总动能与重物重力做功多少有关。为了验证猜想，小明做了以下实验。重物m=100g，木块M=900g，改变木块从P点右移的距离L，测得一组数据，记录如下：（g取10N/kg）
序号 1 2 3 4 5 6
PA的长L/m 0.1 0.15 0.2 0.35 0.45 0.5
木块在P点的速度平方v2/（m·s-1）2 0.2 0.3 0.4 0.7 0.9 1.0
①已知物体动能的表达式为，分析重物和木块获得的总动能与重物的重力做功的多少，可知猜想是______（选填“正确”或“错误”）的，得出的结论是______。在AP段滑行的过程中，该系统（重物和木块）的机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）；
②利用实验信息分析，当L=0.7m时，木块M在P点获得的动能是______J；
（3）如果上述结论具有普遍性，则一个物体从高为h的光滑斜面顶端，由静止开始滑下，不计空气阻力，物体滑到斜面底端时的速度v＝______（用字母表示）。
23. 在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲是小明测定灯泡电阻的实物电路图，请用笔画线代替导线将实物电路图修改正确。（ ）
(2)闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于_______（选填“A”或“B”）端。
(3)电路连接修改后，闭合开关，小明发现无论怎样调节滑动变阻器滑片P，小灯泡都不发光，电压表的示数为零。进一步观察并检查电路，发现电压表、电流表、导线及其连接均完好，针对电路中出现的小灯泡不发光的现象，他提出了如下猜想：
①小灯泡的灯丝断了；②小灯泡短路； ③滑动变阻器接触不良。
根据故障现象，猜想___________（填序号）是错误的；
如果观察到电流表的有示数，则猜想________（填序号）是正确的。
(4)排除故障后，闭合开关，移动滑片P到某一位置，电压表示数如图乙所示，读数为_______，此时应将滑片P向_______（选填“A”或“B”）端移到合适位置，读出电流表示数，即可测算出小灯泡正常发光时的电阻。
(5)小华打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过简单操作（开关S接“a”、“b”各一次）来测量小灯泡正常发光时的电阻。图丙、丁是她设计的两种不同方案的电路图。则以下判断正确的是___________（填字母）。
A．两种方案都能
B．两种方案都不能
C．丙方案能，丁方案不能
D．丙方案不能，丁方案能
24. 阅读短文，回答问题。
LED照明
为节能减排，生活中的照明灯逐步由白炽灯替换为LED灯。如图甲所示为某款家用LED吸顶灯，其结构主要由12颗发光二极管组成的灯带和LED驱动器组成。发光二极管主要由硅、砷等材料制成，具有光效高、寿命长、无闪烁等优点，还具有单向导电性，图乙是发光二极管的元件实物及符号，当电流从它的正极流入时，处于通路状态，反之处于断路状态。把图甲灯带中一颗发光二极管接入图丙电路，调节变阻器滑片，记录多组电压、电流数据，描绘出如图丁所示的I﹣U图像。LED驱动器的输入端直接接入家庭电路，输出端连接灯带。驱动器会根据发光二极管的接入个数和连接方式，智能调控“恒流”输出值或“恒压”输出值模式，以确保每个二极管正常发光。图甲吸顶灯配置的LED驱动器参数如表，其中驱动效率指其输出功率和输入功率的比值。
输入电压 220V
输出电压 15﹣25V
输出电流 1﹣4A
驱动效率 90%
（1）发光二极管主要由 ___________（选填“导体”、“半导体”或“超导体”）材料制成；LED驱动器应输出 ___________（选填“直流”或“交流”）电。
（2）分析图丙、丁，下列判断正确的是 ___________。
A．二极管的电阻随两端电压的增大而增大
B．二极管的电功率随两端电压的增大而减小
C．图丙中闭合S，滑片P左移，电压表示数增大
D．图丙中对调电源正负极再闭合S，电压表示数为零
（3）已知图丙中电源电压恒为4.5V，发光二极管额定电压为3.0V。为确保正常照明，12颗二极管应 _______（选填“串联”或“并联”），工作中驱动器会选择 _______（选填“恒压”或“恒流”）输出模式，此吸顶灯的额定输入功率为 _______W。
（4）经测试一间教室中20盏白炽灯全部打开，照明1min，标有“1200r/（kW h）”的电能表转盘转了16r。现全部更换成该款吸顶灯照明，平均每天照明10h，求一间教室平均每月（按30天计）能节省的电能。___________（写出计算过程）2024届初三物理学情测试卷202403
第I卷（选择题共20分）
第I卷共20小题，每小题2分，共40分。每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。
1. 下列属于可再生能源的是（ ）
A. 核能 B. 煤碳 C. 潮汐能 D. 石油
【答案】C
【解析】
【详解】核能、煤碳、石油消耗后短时间内不能恢复，均属于不可再生能源 ，潮汐能可以源源不断得到，属于可再生能源。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2. 关于家庭电路，下列说法正确的是（ ）
A. 大功率用电器的金属外壳一定要接地
B. 空气开关自动断开，一定是某处出现了短路
C. 电能表测量的是家用电器的总功率
D. 使用测电笔时，手不能接触笔尾的金属电极
【答案】A
【解析】
【详解】A．用电器的金属外壳一定要接地，避免用电器金属外壳漏电时发生触电事故，故A正确；
B．空气开关自动断开，可能是电路出现了短路，也可能是用电器的总功率过大，故B错误；
C．电能表是测量电路消耗电能（或测量电功）的仪表，故C错误；
D．使用测电笔辨别火线和零线时，手必须接触笔尾金属体，不能接触笔尖金属体，故D错误。
故选A。
3. 沿海地区昼夜温差较小，而内陆地区（尤其是沙漠）的昼夜温差较大，这主要是因为（ ）
A. 水的内能多，沙石的内能少 B. 水的导热性好，沙石的导热性差
C. 水的比热容大，沙石的比热容小 D. 水吸收的热量多，沙石吸收的热量少
【答案】C
【解析】
【详解】沿海地区水多，内陆地区（尤其是沙漠）水少、沙石多，因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小，故 ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
4. 如图所示实验中，小明拨动风扇叶片二极管发光，下图与其原理相同的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】微型电扇中装有电动机，电动机主要是由磁体和线圈组成，用手旋转叶片时，线圈恰好在磁场中做切割磁感线运动，此时会产生电流，发光二极管发光了，该现象是电磁感应现象；
AD．图中通电线圈（直导体）在磁场中受力转动，是电动机的工作原理，故AD不符合题意；
B．图中闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生了感应电流（可从电流表指针发生偏转来体现），这是电磁感应现象，故B符合题意；
C．图中导体通电后小磁针会偏转，说明通电导体周围有磁场，是奥斯特实验，故C不符合题意。
故选B。
5. 《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图）。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是（ ）
A. 这是一台“永动机”
B. 水在输送过程中重力势能不变
C. 转轮转速越快输水做功功率越大
D. 上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮
【答案】C
【解析】
【详解】A．“高转筒车”转动时，需要水能提供动力，如果没有水能，它将不能转动，因此不是“永动机”，根据能量守恒定律可知，世界上不存在“永动机”，故A错误；
B．水从河里被输送到上方的田里，高度增加了，因此水的重力势能变大，故B错误；
C．转轮转速越快，相同时间内对水做的功越多，根据公式可知，功率越大，故C正确；
D．上、下两个转轮的轴都是固定不动的，因此都可看做定滑轮，故D错误。
故选C。
6. “生活处处有物理”，下列对生活中常见的物理量数值的估测正确的是（ ）
A. 中学生跳绳功率约为500W
B. 中学生从一楼爬到二楼做功约为500J
C. 将物理课本从地面拾起到桌面过程中，人对课本做功约为1.8J
D. 普通节能灯中正常工作，流过的电流约为1A
【答案】C
【解析】
【详解】A．中学生跳绳功率约为60W左右。500W，功率太大，不符合实际，故A错误；
B．中学生从一楼爬到二楼做功约为500J，中学生体重约500N，一层楼高3m，根据功的计算可知，克服重力做功为1500J，故B错误；
C．将物理课本从地面拾起到桌面过程中，课本重约2N，课桌高约0.8m，根据功的计算可知，人对课本做功约为1.6J，接近1.8J。故C正确；
D．普通节能灯中正常工作，流过的电流约为0.1A。1A，电流太大。故D错误。
故选C。
7. 如图，用四个完全相同的滑轮，组装成甲、乙两套滑轮组，用它们分别匀速提升物体G1、G2，已知G1>G2，其拉力分别为所F1、F2，滑轮组的机械效率分别为 1、 2。不计绳重和摩擦，下列选项中正确的是( )
A. F1>F2， 1= 2 B. F1
【答案】D
【解析】
【详解】因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端所受的拉力F、拉着动滑轮绳子的段数n，物体的重力G物，动滑轮的重力G动的关系为，两个装置动滑轮重力相同，甲图拉着动滑轮绳子的段数为2，乙图拉着动滑轮绳子的段数为3，且G1>G2，则F1>F2；因不计绳重和摩擦，所以滑轮组的机械效率和动滑轮重力，所提升物体重力有关，因为G1>G2，甲装置所提升物体的重力大，所以其效率高。
故选D。
8. 在科技晚会上，小明给大家展示了一个“听话”小瓶子，通过调节滑片，就可以让小瓶子上浮、下沉或悬停在水中，它的原理如图所示（磁铁固定在活塞上）闭合开关S后，移动滑片P，使小瓶子悬停在图示位置。对此，以下分析正确的是（ ）
A. 电磁铁的右端为S极
B. 若将滑片P向右移，小瓶子将会上浮
C. 小瓶子下沉时，小瓶子中的气体密度变小
D. 小瓶子上浮时，小瓶子的瓶口处受到水的压强保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，该电路为串联电路，电流从螺线管右侧流入，根据安培定则可知，电磁铁的右端是N极，故A错误；
B．若将滑片P向右移，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路的电流变小，电磁铁的磁性变弱，电磁铁与磁铁排斥作用变小，活塞向左运动，大瓶内空气气压变小，小瓶子的水会挤出来，小瓶子重力变小，重力小于浮力，小瓶子将上浮，故B正确；
C．小瓶子进水重力大于浮力下沉时，故小瓶子上面的空气的体积会变小，质量不变，故密度变大，故C错误；
D．小瓶子上浮时，根据可知小瓶子的瓶口处受到水的压强变小，故D错误。
故选B。
9. 如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器R的滑片P向右移动少许，在此过程中（ ）
A. 灯泡L实际功率变大，电压表V2示数变小
B. 电流表A示数变大，电压表V1示数不变
C. 电压表V1示数变大，电压表V2示数变大
D. 电压表V1示数变小，电路总功率变大
【答案】A
【解析】
【详解】ABC．由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表V1测灯泡L两端的电压，电压表V2测变阻器R两端的电压，电流表测电路中的电流。将滑动变阻器R的滑片P向右移动时，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，由欧姆定律可知电路中的电流变大，即电流表A的示数变大，由U=IR可知，灯泡两端的电压变大，即电压表V1的示数变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器R两端的电压变小，即电压表V2的示数变小，由P=UI可知，灯泡的实际功率变大，故A符合题意，BC不符合题意；
D．电压表V1的示数变大，电路中的电流变大，由P=UI可知，电路总功率变大，故D不符合题意。
故选A。
10. 图示电路中，E为电压恒定、输出功率P0可调的电源，R为特殊电阻，新型灯泡L的电阻与通过的电流I成反比。下列描述电路中的电阻R、R消耗的电功率P随输出功率P0变化关系的图线中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AB. 设电源的输出电压为E，输出功率为P0，则电路中的电流为
根据欧姆定律可知和串联电路电压规律，可知
E=IR+IRL
新型灯泡L的电阻RL与通过的电流I成反比，则IRL为定值k，则有
E=IR+k=
解得
根据数学关系可知，R-P0图象为曲线，故A错误，B正确；
CD．R消耗的电功率为
P=I2R=
所以R消耗的电功率P与P0成正比，故CD错误。
故选B。
11. （1）工地上太阳暴晒的钢筋热得烫手，钢筋内能是通过______的方式增加的，用切割机切割钢筋，切割片温度急剧上升，该过程内能变化情况与热机的______冲程相同；
（2）我国长征五号B运载火箭成功将新一代载人飞船试验船送入预定轨道。火箭发动机的燃料是氢，这是因为氢的______大，试验飞船由近地点向远地点运行的过程中动能将______（选填“增大”“减小”或“不变”）。飞船上的太阳能电池板将太阳能转化为______能。
【答案】 ① 热传递 ②. 压缩 ③. 热值 ④. 减小 ⑤. 电
【解析】
【详解】（1）[1]热传递和做功都能改变物体的内能，工地上太阳暴晒的钢筋热得烫手，钢筋内能是通过热传递的方式增加的。
[3]切割机切割钢筋时，切割片克服摩擦做功，机械能转化为内能，使切割片的内能增加、温度升高，该过程内能变化情况与热机的压缩冲程相同。
（2）[3]火箭发动机的燃料是氢，这是因为氢的热值大，相同质量的氢与其他燃料相比，完全燃烧放出的热量多。
[4]试验飞船由近地点向远地点运行的过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能减小。
[5]太阳能电池板吸收太阳能，产生电能，能量转化是将太阳能转化为电能。
12. 奥斯特实验的结论是：通电导体周围______；支持该结论的现象是______。如果移走小磁针，该结论______。（填“成立”或“不成立”）
【答案】 ①. 存在磁场 ②. 与通电直导线平行放置的小磁针发生偏转 ③. 成立
【解析】
【详解】[1]奥斯特实验说明电能生磁，即通电导体周围存在磁场。
[2]如图：
通电后，小磁针发生偏转。即与通电直导线平行放置的小磁针发生偏转，说明周围由磁场。
[3]磁场是真实存在的，故如果移走小磁针，该结论仍成立。
13. 如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为，电热丝R阻值为。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的_______________效应实现高温封口，内产生的热量为_______________J，若使用时总把塑料袋烫坏，可以_______________（选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。
【答案】 ①. 热 ②. 75
③. 增大
【解析】
【详解】[1]塑料袋封口夹是当电热丝有电流通过时，电热丝能发出热量，所以利用电流的热效应实现高温封口的。
[2]电源电压为 5V ，电热丝R阻值为 1Ω ，则3s 内产生的热量
[3]使用时总把塑料袋烫坏，即产生热量过多，则需要减小电热丝的功率，由可知，电压一定时，增大电阻，可以减小电热丝的功率。
14. 小明用相同的酒精灯分别给200g水和煤油加热（图甲），探究水和煤油的吸热能力。
（1）本实验中盛放液体的容器选择______（选填“烧杯”或“易拉罐”）效果较好；
（2）加热5min，水吸收的热量______（选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量；
（3）根据实验数据，小明作出了温度随加热时间变化的图像（如图乙），由图像可得煤油的比热容为______， c水＝4.2×103；
（4）若小明想自制一个暖手袋，则应选择______（选填“水”或“煤油”）作为供热物质；
（5）小明发现到10min时每盏酒精灯消耗酒精5g，则该装置能量的转化效率约为______%。（q酒精＝3.0×107J/kg）
【答案】 ①. 易拉罐 ②. 等于 ③. 2.1×103 ④. 水 ⑤. 8.4%
【解析】
【详解】（1）[1]易拉罐是金属材料，具有良好的导热性，这样实验结果会更明显，故选易拉罐。
（2）[2]加热时间相同，则酒精灯燃烧释放的热量相同，那么相同时间煤油和水吸收的热量也相同。
（3）[3]加热时间相同，则酒精灯燃烧释放的热量相同，根据乙图，升高相同的温度到达98℃水加热20min而煤油加热10min，故Q水＝2Q煤油， c煤油＝2.1×103。
（4）[4]水的比热容比酒精大，所以选择水。
（5）[5]消耗酒精5g，则这些酒精完全燃烧放出的热量是
Q放＝mq酒精＝0.005kg×3.0×107J/kg＝1.5×105J
10min煤油吸收的热量是
Q煤油＝c煤油mΔt＝2.1×103×0.2kg×30℃＝1.26×104J
转化效率为
则该装置能量的转化效率约为8.4%。
15. 如图所示，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电压表示数为8V，10s内R0做功为20J，滑动变阻器的滑片P在中点时，电压表示数为6V，则：
（1）电源电压为______V，滑片P在最右端时电流表示数为______A；
（2）滑动变阻器R的最大阻值是______Ω；
（3）电路先后两次消耗的总电功率之比为______。
【答案】 ①. 12 ②. 0.5 ③. 16 ④. 2∶3
【解析】
【详解】（1）[1][2] 分析电路可知，和变阻器串联，电压表测变阻器电压。滑动变阻器的滑片P在最右端时，电压表示数为8V，此时和变阻器最大阻值R串联，则电路电流为，则有
①
滑动变阻器的滑片P在中点时，电压表示数为6V，此时变阻器连入电路的阻值为且和串联，则电路电流为，则有
②
由①②可得， ，。当滑片P在最右端时，电压表的示数为8V，两端电压为
此时10s内R0做功为20J，根据得此时电流为
（2）[3] 滑动变阻器的最大阻值为
（3）[4] ，根据可知，电源电压不变，则总功率和总电阻成反比，则电路先后两次消耗的总电功率之比为
16. 按照题目的要求作图：如图，杠杆ABCD挂重为G的物体，为使杠杆在图示位置静止，请画出最小的动力F。
【答案】
【解析】
【详解】经分析，支点为A点，阻力大小等于所挂物体的重力，故阻力、阻力臂都不变，根据杠杆平衡条件，阻力×阻力臂=动力×动力臂，可知动力臂越大，动力越小。首先连接AD，即为最大动力臂，此时对应的动力即为最小动力F，如图所示：
17. 如图是一个不完整的电路图，其中箭头所指的方向表示电路接通时的电流方向，请在图中的两个空缺的位置分别补画电池和电压表的符号，使之成为一个完整的串联电路。
【答案】
【解析】
【详解】电源在左侧，根据电流的方向可以确定出下为负极上为正极，右侧为电压表，电路图如下图所示。
18. 如图所示，小磁针静止在通电螺线管左侧，请标出磁感线方向及小磁针的N极．
【答案】
【解析】
【详解】由安培定则可知，图中通电螺线管的右端为N极，左端为S极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可判定小磁针的右端为N极、左端为S极．根据磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极，可以标出磁感线的方向，如上图所示。
19. 如图所示，滑轮组提起重500N的货物，绳子的自由端拉力F=200N，重物以0.2m/s的速度匀速上升，不考虑绳重和摩擦，求：
（1）此时滑轮组的机械效率（保留一位小数）；
（2）拉力做功功率；
（3）当所提货物重力为800N时，绳端的拉力为多大？
【答案】（1）83.3%；（2）120W；（3）300N
【解析】
【详解】解：（1）由图可知，绳子段数n=3，故自由端移动距离s与物体提升高度h的关系
s=nh=3h
对物体做的有用功
W有=Gh
拉力做的总功
W总=Fs=3Fh
此时滑轮组的机械效率
（2）重物以0.2m/s的速度匀速上升，则绳端速度为
V=3V物=3×0.2m/s=0.6m/s
拉力做功功率
（3）不考虑绳重和摩擦，则动滑轮重为
当所提货物重力为800N时，不考虑绳重和摩擦，则绳端的拉力为
答：（1）此时滑轮组机械效率83.3%；
（2）拉力做功功率120W；
（3）当所提货物重力为800N时，绳端的拉力为300N。
20. 如图甲，电源电压恒定，小灯泡L标有“6V，3W”字样，R为滑动变阻器。当S1闭合，单刀双掷开关S2接a，滑片P位于变阻器最右端时，灯泡L正常发光，电流表示数为0.8A，灯泡的电流与两端电压的关系如图乙。求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻；
（2）滑动变阻器的最大阻值；
（3）当S1断开，单刀双掷开关S2接b时，调节变阻器的滑片P，使电压表示数为4.5V时，变阻器在10min内消耗的电能；
（4）当S1断开，单刀双掷开关S2接b时，调节变阻器的滑片P，使电路中的电功率最小，其大小是多少？
【答案】（1）12Ω；（2）20Ω；（3）810J；（4）1.5W
【解析】
【详解】解：（1）小灯泡正常发光的电阻
（2）当S1闭合，单刀双掷开关S2接a，滑片P位于变阻器的最右端时，灯泡和变阻器的最大阻值并联，由灯泡正常发光，可知电源电压
通过灯泡的电流
由并联电路的特点可得，通过变阻器的电流
则滑动变阻器R的最大电阻值
（3）当S1断开，单刀双掷开关S2接b时，灯泡和变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电压表示数为4.5V，则灯泡两端的电压
从乙图可以看出，灯泡两端电压为1.5V时，通过灯泡的电流为0.3A（即串联电路的电流）；则变阻器在10min内消耗的电能
（4）当S1断开，单刀双掷开关S2接b时，灯泡和变阻器串联，电路中功率最小时，变阻器接入电路的电阻最大为20Ω；由乙图可知，电流为0.25A时，灯泡的电压为1V，此时变阻器两端的电压
恰好满足灯泡和变阻器的总电压恰好为6V，由此可知电路中的电流为0.25A。电路中的最小功率
答：（1）小灯泡正常发光时的电阻12Ω；
（2）滑动变阻器的最大阻值20Ω；
（3）当S1断开，单刀双掷开关S2接b时，调节变阻器的滑片P，使电压表示数为4.5V时，变阻器在10min内消耗的电能810J；
（4）当S1断开，单刀双掷开关S2接b时，调节变阻器的滑片P，使电路中的电功率最小，其大小是1.5W。
21. 用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表：
次数 G物/N G动/N F/N η/%
1 6.0 0.3 2.2 90.9
2 6.0 0.8
3 6.0 1.9 2.9 69.0
4 6.0 3.2 3.4 58.8
（1）每次实验绳端移动距离为______cm；
（2）第2次实验中滑轮组的机械效率为______%。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越______；
（3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将______；
（4）第一次实验中由摩擦引起的额外功为______J。本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 ①. 30cm ②. 83.3 ③. 低 ④. 不变 ⑤. 0.03J ⑥. 变小
【解析】
【详解】（1）[1]由图知道，n=3，故每次实验绳端移动距离
（2）[2]测力计的分度值为0.1N，读数为2.4N，第2次实验滑轮组的机械效率
[3]分析数据知道，在物重不变的情况下，从实验1至实验4，动滑轮的重力逐渐变大，滑轮组的机械效率逐渐变小，故动滑轮越重滑轮组的机械效率越低。
（3）[4]实验中若仅增大绳端移动的距离，由于
所以，滑轮组的机械效率将不变。
（4）[5][6]四次实验中，物体上升的高度
h=10cm=0.1m
有用功
第1次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功
总功
摩擦引起的额外功
第4次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功
总功
摩擦引起的额外功
本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功变大。
22. 小明利用如图装置研究做功与能量的转化关系。重物通过细绳与木块相连，细绳不可伸长。AQ为水平面，AP段长为L，表面光滑；PQ段粗糙。实验开始时，木块的细绳拉直，质量为M的木块位于P点，质量为m的重物恰好置于地面。将木块从P向右拉至A，放手后木块向左运动，最终停在B点，PB长为x。不计空气阻力、滑轮摩擦。
（1）木块在AB段运动过程中，重物的重力做功为（用字母表示）______；
（2）观察实验并联系生活实际，小明提出猜想：重物和木块获得的总动能与重物重力做功多少有关。为了验证猜想，小明做了以下实验。重物m=100g，木块M=900g，改变木块从P点右移的距离L，测得一组数据，记录如下：（g取10N/kg）
序号 1 2 3 4 5 6
PA的长L/m 0.1 0.15 0.2 0.35 0.45 0.5
木块在P点的速度平方v2/（m·s-1）2 0.2 0.3 0.4 0.7 0.9 1.0
①已知物体动能的表达式为，分析重物和木块获得的总动能与重物的重力做功的多少，可知猜想是______（选填“正确”或“错误”）的，得出的结论是______。在AP段滑行的过程中，该系统（重物和木块）的机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）；
②利用实验信息分析，当L=0.7m时，木块M在P点获得的动能是______J；
（3）如果上述结论具有普遍性，则一个物体从高为h的光滑斜面顶端，由静止开始滑下，不计空气阻力，物体滑到斜面底端时的速度v＝______（用字母表示）。
【答案】 ①. mgL ②. 正确 ③. 重物与木块获得的总动能等于重物的重力做功 ④. 守恒 ⑤. 0.63 ⑥.
【解析】
【详解】（1）[1]由于细绳不可伸长，因此在木块被拉至A点时，重物也相应的被提高了AP段距离L的高度，因此在木块运动时，重物的重力做功为
W=Fs=mgL
（2）[2][3][4]由表格数据看出，PA距离越大，木块在P点的速度越大，动能越大，因此猜想是正确的；第1次实验中重物和与木块获得的总动能
重物的重力做功
W1=mgL1=0.1kg×10N/kg×0.1m=0.1J
第2次实验中重物和与木块获得的总动能
重物的重力做功
W2=mgL2=0.1kg×10N/kg×0.15m=0.15J
故可以得出结论，重物与木块获得的总动能等于重物的重力做功；AP段光滑，因此势能完全转化为动能，系统机械能守恒。
（3）[5]横向比较表中数据，由v2与L成正比，且当L=0.1m时，v2=0.2m2/s2，即
0.2m2/s2=k×0.1m
解得k=2m/s2，所以
v2=2m/s2×L
所以当L=0.7m时
v2=2m/s2×0.7m=1.4m2/s2
则木块在P点获得的动能
（4）[6]一个物体从高为h的光滑斜面顶端，由静止开始滑下，不计空气阻力，则机械能守恒，物体重力做功转化为动能，则得出以下等式
23. 在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲是小明测定灯泡电阻的实物电路图，请用笔画线代替导线将实物电路图修改正确。（ ）
(2)闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于_______（选填“A”或“B”）端。
(3)电路连接修改后，闭合开关，小明发现无论怎样调节滑动变阻器滑片P，小灯泡都不发光，电压表的示数为零。进一步观察并检查电路，发现电压表、电流表、导线及其连接均完好，针对电路中出现的小灯泡不发光的现象，他提出了如下猜想：
①小灯泡的灯丝断了；②小灯泡短路； ③滑动变阻器接触不良。
根据故障现象，猜想___________（填序号）是错误的；
如果观察到电流表的有示数，则猜想________（填序号）是正确的。
(4)排除故障后，闭合开关，移动滑片P到某一位置，电压表示数如图乙所示，读数为_______，此时应将滑片P向_______（选填“A”或“B”）端移到合适位置，读出电流表示数，即可测算出小灯泡正常发光时的电阻。
(5)小华打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过简单操作（开关S接“a”、“b”各一次）来测量小灯泡正常发光时的电阻。图丙、丁是她设计的两种不同方案的电路图。则以下判断正确的是___________（填字母）。
A．两种方案都能
B．两种方案都不能
C．丙方案能，丁方案不能
D．丙方案不能，丁方案能
【答案】 ①. ②. B ③. ① ④. ② ⑤. 1.4V ⑥. A ⑦. B
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]电流表应该和灯串联，电压表应和灯并联。
(2)[2]为保护电路，在闭合开关之前，应将滑片移至最左端即B端，使其阻值最大。
(3)[3]如果小灯泡的灯丝断了，则电压表与电路中其它元件串联，因电压表内阻很大，根据欧姆定律，电流表示数接近0，电压表示数接近电源电压，小灯泡分得的电压很小，不发光，故①错误。
[4]如果观察到电流表有示数，则为通路，电压表无示数，可能灯泡短路。
(4)[5][6]电压表用小量程，分度值0.1V，示数为1.4V，小于2.5V，所以需要增大灯泡分压，根据串联分压规律，需减小变阻器分压，减小变阻器电阻，滑片向A移动。
(5)[7]图丁中，无论S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光，丁方案不能测定小灯泡的额定电功率；丙方案中，R0、小灯泡、变阻器三者串联，S接b时，电压表测灯的电压，S接a时测灯和定值电阻的总电压，没有变阻器不能调节灯的电压，故丁方案也不可行，故选B。
24. 阅读短文，回答问题。
LED照明
为节能减排，生活中的照明灯逐步由白炽灯替换为LED灯。如图甲所示为某款家用LED吸顶灯，其结构主要由12颗发光二极管组成的灯带和LED驱动器组成。发光二极管主要由硅、砷等材料制成，具有光效高、寿命长、无闪烁等优点，还具有单向导电性，图乙是发光二极管的元件实物及符号，当电流从它的正极流入时，处于通路状态，反之处于断路状态。把图甲灯带中一颗发光二极管接入图丙电路，调节变阻器滑片，记录多组电压、电流数据，描绘出如图丁所示的I﹣U图像。LED驱动器的输入端直接接入家庭电路，输出端连接灯带。驱动器会根据发光二极管的接入个数和连接方式，智能调控“恒流”输出值或“恒压”输出值模式，以确保每个二极管正常发光。图甲吸顶灯配置的LED驱动器参数如表，其中驱动效率指其输出功率和输入功率的比值。
输入电压 220V
输出电压 15﹣25V
输出电流 1﹣4A
驱动效率 90%
（1）发光二极管主要由 ___________（选填“导体”、“半导体”或“超导体”）材料制成；LED驱动器应输出 ___________（选填“直流”或“交流”）电。
（2）分析图丙、丁，下列判断正确的是 ___________。
A．二极管的电阻随两端电压的增大而增大
B．二极管的电功率随两端电压的增大而减小
C．图丙中闭合S，滑片P左移，电压表示数增大
D．图丙中对调电源正负极再闭合S，电压表示数为零
（3）已知图丙中电源电压恒为4.5V，发光二极管额定电压为3.0V。为确保正常照明，12颗二极管应 _______（选填“串联”或“并联”），工作中驱动器会选择 _______（选填“恒压”或“恒流”）输出模式，此吸顶灯的额定输入功率为 _______W。
（4）经测试一间教室中20盏白炽灯全部打开，照明1min，标有“1200r/（kW h）”的电能表转盘转了16r。现全部更换成该款吸顶灯照明，平均每天照明10h，求一间教室平均每月（按30天计）能节省的电能。___________（写出计算过程）
【答案】 ①. 半导体 ②. 直流 ③. C ④. 并联 ⑤. 恒流 ⑥. 8
⑦. 196.8kW h
【解析】
【详解】（1）[1][2]发光二极管主要由半导体材料制成，由于二极管具有单向导电性，所以选用直流电。
（2）[3]AB．由图丁可知，当U1=2.5V时，通过二极管的电流I1=50mA=0.05A，根据欧姆定律可知，此时二极管的电阻
此时二极管的电功率
当U2=3V时，通过二极管的电流I1=200mA=0.2A，根据欧姆定律可知，此时二极管的电阻
此时二极管的电功率
故AB错误；
C．由图丙可知，二极管和滑动变阻器串联，滑动变阻器滑片向左移，接入电路的阻值变小，根据串联分压的特点可知，滑动变阻器两端的电压减小，则二极管两端的电压会变大，故C正确；
D．根据二极管的单向导电性可知，图丙中对调电源正负极再闭合S，电路处于断路状态，电路中没有电流，电压表测量电源电压，电压表示数不为零，故D错误。
故选C。
（3）[4][5][6]根据串联电路的电压特点可知，12颗二极管串联，则总电压等于12颗二极管两端的电压之和，会大于电源电压，所以不可能串联，而应该是并联；工作中驱动器会选择并联恒流的输出模式，可保证电流稳定在20mA，则一个发光二极管的额定输出功率
故此吸顶灯的额定输出功率
则此吸顶灯的额定输入功率为
（4）[7]1200r/（kW h）表示电路中用电器每消耗1kW h电能，电能表的转盘转过1200r，则电能表转盘转了16r，20盏白炽灯消耗的电能
20盏灯的总功率
一间教室20盏白炽灯平均每月消耗的电能
全部更换成该款吸顶灯照明，平均每月消耗的电能
一间教室平均每月（按30天计）能节省的电能
