一、选择题（本大题共8小题，每小题2分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有项是符合题目要求的）
1．（2分）关于温度、热量、内能，下列说法中正确的是（ ）
A．物体温度越高，所含热量越多
B．50℃水的内能一定比10℃水的内能多
C．物体放出了热量，内能一定减少，温度一定降低
D．热传递过程中，吸热的物体温度一定比放热的物体温度低
2．（2分）"新材料"是相对于传统材料而言的，新材料的使用对推动社会进步正在发挥着越来越大的作用，下列关于"新材料"描述不正确的是（ ）
A．"超导材料"属于新材料
B．"超导材料"可以应用于电饭锅并使其效率提高
C．"半导体材料"的导电性会受温度、光照、杂质等外界因素的影响
D．"半导体材料"广泛应用于手机、电视机、电脑的元件及芯片
3．（2分）关于磁场、电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波在真空中传播的速度是3×105m/s
B．通电直导线周围存在磁场，通电弯曲导线周围不存在磁场
C．光纤通信是利用光经多次反射进行传输光信号的
D．小磁针在地球表面静止时N极所指的方向是地理的南极
4．（2分）关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．家庭电路的总开关应安装在熔断器的后面，控制用电器的开关要接在火线和用电器之问
B．有金属外壳的家用电器，金属外壳必须接地
C．使用测电笔时，手不要接触笔尾金属体，以免触电
D．空气开关"跳闸"，一定是发生了短路，立即闭合开关即可
5．（2分）据有关媒体报道，未来在我国航母上，将采用电磁弹射装置，它的弹射车与舰载机的前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通入强电流时，立即产生强大的推力，使舰载机快速起飞那么，在下列四个图中，与电磁弹射器的工作原理一致的是（ ）
A．
电风扇B．
手摇发电机
C．
磁悬浮列车D．
电磁起重机
6．（2分）如图，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的初温与质量也相同，不考虑热量损失，下列说法正确的是（ ）
A．对比甲、乙两图，如果燃料2的热值较高，最终图乙液体内能较小
B．对比乙、丙两图液体最终升高的温度，可以比较两种液体的比热容
C．对比乙、丙两图，如果液体b最终升温较高，说明燃料1的热值较大
D．对比甲、丙两图，如果液体b比热容比液体a大，那么要升高相同温度，图甲装置需要时间较短
7．（2分）将A、B两个灯泡，按图一、图二两种方式连接，已知RA＝4Ω、RB＝6Ω，电源电压相同，下面分析正确的是（ ）
A．图一中A灯比B灯亮
B．图二中A灯比B灯亮
C．图一中A灯比图二中A灯亮
D．图一中的总功率比图二中的总功率要大
8．（2分）如图甲所示为一个超声波加湿器，如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V，定值电阻R0的阻值为30Ω，电流表的量程为0～200mA，电压表的量程为0～9V．湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图象如图丙所示，其阻值最大为120Ω（图中未画出）。则在电路安全工作的前提下，下列说法正确的是（ ）
A．湿敏电阻R的电流最小值为80mA
B．定值电阻R0的电功率最小值为0.192W
C．电路消耗的总功率最大值为3.6W
D．此装置能监测的湿度最大值为80%
五、填空与作图题（共19分
9．（3分）2017年6月17日，京东快递从天而降，落在航天基地管委会广场，标志着京东无人机正式拉开了西安市常态化运营序幕。如图所示，无人机在带着包裹匀速上升过程中，包裹的动能 ，机械能 （填"变大"、"变小"或"不变"）接着，无人机带着包裹沿水平方向飞行了一段距离，此过程中无人机对包裹 功。（填"做"或"不做"）。
10．（4分）汽车是现代生活中最重要的交通运输工具汽油机是汽车的"心脏"，汽油机工作过程中将机械能转化为内能的是 冲程某汽油机飞轮转速是2400/min，在1s内汽油机完成了 个工作循环，目前的汽车绝大多数具有卫星定位导航系统，它与卫星之间是通过电磁波进行通信的。如图是一列这种波的波形图，A、B间的距离为75m，则这列波的波长为 m，频率为 Hz。
11．（2分）高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线A端受到的拉力大小为 N．若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了 cm．（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）
12．（2分）图﹣1是小强"探究通过导体的电流与电阻关系"的实验电路（电源电压保持不变），图﹣2是他依据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象由图象可知R两端电压为 V；当R的电阻从10Ω更换为15Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压不变，滑动变阻器的滑片P应向 （选填"a"或"b）端滑动。
13．（4分）如今己是电气化时代，小芳同学回到家中会同时使用多种家用电器。当她每多接通一个家用电器，家庭电路的总电阻 （选填"变大"或"变小"）。电热水器（铭牌如图甲）是利用电流的
工作的图乙的电能表允许接入的最大功率是 W；若只有电热水器接入电路且正常工作12min，电能表的转盘转过 转。
14．（2分）如图甲为探究电流做功与电流大小的关系的装置，请用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接图补充完整。
15．（2分）如图所示，请根据通电螺线管周围磁感线的方向判断电源的" "、"﹣"极和小磁针的N极，并在图中标出。
六、实验探究题（共3小题，计19分）
16．（4分）按要求完成填空：
（1）如图﹣1，探究的是小球的动能与 的关系实验。
（2）如图﹣2，将V字型的铝箔条水平架在针的顶端制成一个验电器，当带电的塑料棒靠近铝箔条的一端时，铝箔条会偏转是由于 。
（3）如图﹣3，电阻箱的读数为 Ω。
（4）如图﹣4，该实验证明电磁波存在的现象是 。
17．（7分）在测量小灯泡额定功率的实验中，所用电源由两节新干电池串联组成，小灯泡上标有"2.5V"字样（小灯泡额定功率约为08W）
（1）小明同学实验时连接的电路如图甲，如果他闭合开关，将会观察到：电压表的示数约为 V，电流表的示数约为 A，小灯泡的发光情况为 （远填"正常发光"、"亮度较暗"或"不发光"）。
（2）小华在小明连接的电路中只改变了某根导线一端的接点位置，电路就能测量小灯泡额定功率。改接好电路后，小明同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数并绘制成图乙的I﹣U关系图象根据图象可知：小灯泡的额定功率是 W，图中阴影部分的面积表示 ；
（3）小华设计了如图丙的电路也完成了该实验，请完成下列填空（电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大电阻为R0）
①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R2，使电压表的示数为2.5V。
②闭合开关S、S2断开开关S1，调节 ，使电压表的示数仍为2.5V。
③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，则小灯泡额定功率的表达式PM＝ （用U额、R0、U1、U2表示）
18．（8分）如图﹣1小明观察到电工师傅在攀爬电线杆检修电路时，脚上套有如图﹣2的"神奇装备"﹣﹣脚扣，当脚踩上去时它竞能被电线杆紧紧"锁住"而不下滑为了探究其中的奥秘，他设计了如图﹣3的实验装置其中，塑料套筒上固定有横杆，套筒可以沿竖杆上下自由滑动，那么影响套简被锁住的因素有哪些呢？小明做出了如下猜想
猜想一：可能与套筒上所挂的物重有关；
猜想二：可能与所挂物体距竖杆的距离有关
他的探究过程及分析如下：
（1）实验时，先在横杆上挂相同个数的钧码，改变悬挂位置，观察现象并记录，这是为了验证猜想 是否正确
（2）改变钩码个数，移动悬挂位置，分别记录三次套筒被锁住时钩码离竖杆的最小距离实验现象及数据如表
（3）由前四次实验可知：当横杆上挂相同重物时，重物距竖杆越 ，越容易被锁住，分析第5、6、7次实验数据发现，横杆上所挂的物重越小，被锁住的最小距离越 ，验证了猜想是 正确的
（4）小明结合所学知识对其中的道理进行了如下分析：套简及横杆相当于一个杠杆，如图﹣4，当套筒被锁住时，A为支点，L1、L2为动力臂和阻力臂，根据 条件，当F1和L2一定时，L1越大，套筒上B点受到竖杆的支持力F2就越大，因为物体间力的作用是相互的，所以套筒对竖杆的压力也越大，从而使竖杆给套筒 的越大，这个力的方向是 最终可阻碍套下滑，从而将它锁住。
（5）你认为影响套筒被锁住的因素还有 （写一条即可）
七、综合题（共2题，共计16分）
19．（8分）工人用图示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m，此过程中拉力的功率为120W．（g取10N/kg）求：
（1）有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为300N，额外功占总功的20%，工人提升货物的重。
20．（8分）小洋妈妈在国外旅游时买了一台家用智能电热马桶盖（如图甲），小洋从此立志学好物理，长大后创新设计推进"中国造"。图乙是小洋设计的便座加热电路，R1和R2是两个定值电阻（表示两个电热丝），单刀双掷开关S2可接a或b，该电路通过开关S1和S2的不同接法组合，实现"高温挡、中温挡、低温挡"三种加热功能（见下表）。
（1）求R1和R2的阻值；
（2）求出表中的"Px"；
（3）老年人在冬天坐上冰冷的马桶是很难受的，假设小洋想让马桶圈的温度升高4℃，则用"中温挡"加热的方式需要多长时间。（设电热丝发热全部被马桶圈吸收，马桶圈的质量m＝500g，马桶圈材料的比热容c＝0.44×103J/（kg•℃））
2018-2019学年陕西省西安交大附中九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题共8小题，每小题2分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有项是符合题目要求的）
1．（2分）关于温度、热量、内能，下列说法中正确的是（ ）
A．物体温度越高，所含热量越多
B．50℃水的内能一定比10℃水的内能多
C．物体放出了热量，内能一定减少，温度一定降低
D．热传递过程中，吸热的物体温度一定比放热的物体温度低
【解答】解：A、热量是一个过程量，不能说含有多少热量，故A错误；
B、内能的大小与物体的质量、温度有关；所以只知道温度，不知道质量的关系，无法比较内能的大小，故B错误；
C、物体放出了热量，内能一定减少，内能减少，可能表现在温度降低，也可以表现发生物态变化。故C错误；
D、发生热传递的条件是：存在温差；故热传递过程中，吸热的物体温度一定比放热的物体温度低，故D正确；
故选：D。
2．（2分）"新材料"是相对于传统材料而言的，新材料的使用对推动社会进步正在发挥着越来越大的作用，下列关于"新材料"描述不正确的是（ ）
A．"超导材料"属于新材料
B．"超导材料"可以应用于电饭锅并使其效率提高
C．"半导体材料"的导电性会受温度、光照、杂质等外界因素的影响
D．"半导体材料"广泛应用于手机、电视机、电脑的元件及芯片
【解答】解：
A、"超导材料"属于新材料，故A说法正确；
B、超导体是零电阻，所有利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作，所以超导体不能应用在电饭锅上，故B说法不正确；
C、半导体的导电性能受温度、光照、杂质等外界因素的影响远比导体、绝缘体大得多，压敏电阻和光敏电阻就是利用半导体这一特性制成的。故C说法正确；
D、手机、电视机、电脑的元件及芯片都应用了"半导体材料"，故D说法正确。
故选：B。
3．（2分）关于磁场、电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波在真空中传播的速度是3×105m/s
B．通电直导线周围存在磁场，通电弯曲导线周围不存在磁场
C．光纤通信是利用光经多次反射进行传输光信号的
D．小磁针在地球表面静止时N极所指的方向是地理的南极
【解答】解：A、电磁波在真空中传播的速度是3×108m/s，故A错误；
B、通电的直导线和弯曲导线周围都存在磁场，通电弯曲导线叫线圈，它的磁场和条形磁铁的磁场相似，故B错误；
C、光纤通信是利用激光在光导纤维多次反射进行传输光信号的，故C正确；
D、在地表附近的小磁针，静止时南极指向地理的南极，北极指向地理的北极，故D错误。
故选：C。
4．（2分）关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．家庭电路的总开关应安装在熔断器的后面，控制用电器的开关要接在火线和用电器之问
B．有金属外壳的家用电器，金属外壳必须接地
C．使用测电笔时，手不要接触笔尾金属体，以免触电
D．空气开关"跳闸"，一定是发生了短路，立即闭合开关即可
【解答】解：
A、总开关的作用是便于在检修电路和更换电路元件时切断电路，总开关应安装在熔断器的前面，控制用电器的开关要接在火线和控制用电器之间，故A错误；
B、家用电器的金属外壳必须接地，防止金属外壳漏电时发生触电事故，故B正确；
C、使用测电笔辨别火线时，一定要用手接触笔尾金属体（接触笔尾金属体是不会触电的），否则容易造成误判，认为带电体不带电是十分危险的，故C错误；
D、空气开关"跳闸"，可能是发生了短路，也可能是用电器总功率过大，找到原因后再闭合开关，故D错误。
故选：B。
5．（2分）据有关媒体报道，未来在我国航母上，将采用电磁弹射装置，它的弹射车与舰载机的前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通入强电流时，立即产生强大的推力，使舰载机快速起飞那么，在下列四个图中，与电磁弹射器的工作原理一致的是（ ）
A．
电风扇B．
手摇发电机
C．
磁悬浮列车D．
电磁起重机
【解答】解：
由题意可知，电磁弹射器的弹射车与舰载机的前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A、电风扇的主要部件是电动机，是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的，故A符合题意；
B、手摇发电机的工作原理是电磁感应现象，故B不符合题意；
C、磁悬浮列车是利用了磁极间的相互作用规律来工作的，故C不符合题意；
D、电磁起重机是利用电流的磁效应工作的，故D不符合题意。
故选：A。
6．（2分）如图，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的初温与质量也相同，不考虑热量损失，下列说法正确的是（ ）
A．对比甲、乙两图，如果燃料2的热值较高，最终图乙液体内能较小
B．对比乙、丙两图液体最终升高的温度，可以比较两种液体的比热容
C．对比乙、丙两图，如果液体b最终升温较高，说明燃料1的热值较大
D．对比甲、丙两图，如果液体b比热容比液体a大，那么要升高相同温度，图甲装置需要时间较短
【解答】解：
A、对比甲乙两图，液体的初温与质量相同，且燃料的质量相同，若燃料2的热值较高，最终燃料2放出的热量多，则乙图液体吸收的热量多，液体的末温更高，所以图乙液体内能更大，故A错误；
B、比较两种液体的比热容大小，要控制热源（加热器）相同，即燃料应相同，而乙、丙两图中燃料不同，放出的热量不相等，不能比较比热容大小，故B错误；
C、对比乙、丙两图，燃料不同、液体的种类不同（比热容不同），不能判断液体a、b吸收热量的多少，则不能判断燃料1、2放出热量的多少，所以不能判断热值大小，故C错误；
D、对比甲、丙两图，燃料相同，相同时间内放出的热量相同；若液体b比热容比液体a大，则液体b升温慢、液体a升温快，那么要升高相同温度，甲图装置需要时间较短，故D正确。
故选：D。
7．（2分）将A、B两个灯泡，按图一、图二两种方式连接，已知RA＝4Ω、RB＝6Ω，电源电压相同，下面分析正确的是（ ）
A．图一中A灯比B灯亮
B．图二中A灯比B灯亮
C．图一中A灯比图二中A灯亮
D．图一中的总功率比图二中的总功率要大
【解答】解：
A．图一中，两灯泡串联，
因串联电路中各处的电流相等，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，
A灯泡的电阻较小，由P＝UI＝I2R可知，A灯泡的实际功率较小，即A灯比B灯暗，故A错误；
B．图二中，两灯泡并联，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由P＝UI＝
可知，A灯泡的电阻较小，其实际功率较大，A灯比B灯亮，故B正确；
C．由于图一中A灯泡两端的电压小于电源电压，图二中A灯泡两端的电压等于电源的电压，
所以，由P＝UI＝
可知，图一中A灯泡的实际功率较小，灯泡较暗，即图一中A灯比图二中A灯暗，故C错误；
D．因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，
所以，图一中的总电阻大于图二中的总电阻，
由P＝UI＝
可知，图一中的总功率比图二中的总功率要小，故D错误。
故选：B。
8．（2分）如图甲所示为一个超声波加湿器，如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V，定值电阻R0的阻值为30Ω，电流表的量程为0～200mA，电压表的量程为0～9V．湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图象如图丙所示，其阻值最大为120Ω（图中未画出）。则在电路安全工作的前提下，下列说法正确的是（ ）
A．湿敏电阻R的电流最小值为80mA
B．定值电阻R0的电功率最小值为0.192W
C．电路消耗的总功率最大值为3.6W
D．此装置能监测的湿度最大值为80%
【解答】解：由图可知，定值电阻R0与湿敏电阻R串联，电压表测量湿敏电阻R两端的电压，电流表测量电路中的电流；
A、若湿敏电阻R的阻值最大为120Ω，此时电路中的电流最小，
则此时最大总电阻：R总＝R0 R最大＝30Ω 120Ω＝150Ω，
所以最小电流为I最小＝
＝
＝0.08A＝80mA；
此时湿敏电阻R两端的电压：UR＝I最小R最大＝0.08A×120Ω＝9.6V＞9V，
由于电压表量程为0～9V，则电流为80mA时湿敏电阻R两端的电压会超过电压表的量程，所以电路中的最小电流不能为80mA，故A错误；
B、根据串联电路的分压原理可知，湿敏电阻R的阻值越大，其两端的电压也越大，由于电压表量程为0～9V，则湿敏电阻R两端的电压最大为9V时，此时湿敏电阻R的阻值最大，电路中的电流最小；
则根据串联电路总电压等于各电阻两端的电压之和可知，R0两端的电压：
U0最小＝U﹣UR最大＝12V﹣9V＝3V，
则R0的最小电功率：P0最小＝
＝
＝0.3W，故B错误；
C、由于电流表的量程为0～200mA，则电路中的最大电流I最大＝200mA＝0.2A，所以电路消耗的总功率最大值为P最大＝UI最大＝12V×0.2A＝2.4W，故C错误；
D、当湿敏电阻R两端的电压最大为9V，电路中的电流：I最小＝
＝
＝0.1A，
根据欧姆定律可知，R的最大电阻为：
R最大＝
＝
＝90Ω；
由图象可知，当湿敏电阻的阻值为90Ω时，此装置能监测的湿度最大值为80%．故D正确。
故选：D。
五、填空与作图题（共19分
9．（3分）2017年6月17日，京东快递从天而降，落在航天基地管委会广场，标志着京东无人机正式拉开了西安市常态化运营序幕。如图所示，无人机在带着包裹匀速上升过程中，包裹的动能 不变 ，机械能 变大 （填"变大"、"变小"或"不变"）接着，无人机带着包裹沿水平方向飞行了一段距离，此过程中无人机对包裹 不做 功。（填"做"或"不做"）。
【解答】解：（1）包裹在匀速上升过程中，其质量不变、速度不变，所以其动能不变；同时高度变大，所以其重力势能变大；因机械能等于动能与势能的总和，所以其机械能变大；
（2）无人机带着包裹沿水平方向飞行了一段距离，无人机对包裹的作用力是竖直向上的，但包裹在竖直方向上没有移动距离，所以这个过程中无人机对包裹不做功。
故答案为：不变；变大；不做。
10．（4分）汽车是现代生活中最重要的交通运输工具汽油机是汽车的"心脏"，汽油机工作过程中将机械能转化为内能的是 压缩 冲程某汽油机飞轮转速是2400/min，在1s内汽油机完成了 20 个工作循环，目前的汽车绝大多数具有卫星定位导航系统，它与卫星之间是通过电磁波进行通信的。如图是一列这种波的波形图，A、B间的距离为75m，则这列波的波长为 30 m，频率为 1×107 Hz。
【解答】解：
（1）汽油机的四个冲程为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；在做功冲程中是内能转化为机械能，在压缩冲程中是机械能转化为内能；
（2）飞轮转速是2400r/min，表示每秒钟飞轮转动40圈，完成20个工作循环，对外做功20次；
（3）两个相邻波峰或者波谷之间的距离叫做一个波长，由图可知，AB之间有2.5个波长，
一个波的长度为：λ＝
＝30m，
波速、频率与波长的关系式c＝λf，
其频率：f＝
＝
＝1×107Hz。
故答案为：压缩；20；30；1×107。
11．（2分）高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线A端受到的拉力大小为 1×104 N．若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了 15 cm．（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）
【解答】解：
（1）20个坠砣的总重力：
G＝mg＝25kg×20×10N/kg＝5000N，
由图知，使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数n＝2，
图中坠砣挂在钢绳的自由端，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得G＝
FA，
则输电线A端受到的拉力大小：
FA＝2G＝2×5000N＝1×104N；
（2）图中坠砣挂在钢绳的自由端，则坠砣串下降高度h＝2sA，
则输电线A端向左移动的距离：
sA＝
h＝
×30cm＝15cm。
故答案为：1×104；15。
12．（2分）图﹣1是小强"探究通过导体的电流与电阻关系"的实验电路（电源电压保持不变），图﹣2是他依据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象由图象可知R两端电压为 3 V；当R的电阻从10Ω更换为15Ω时，闭合开关后，为使R两端的电压不变，滑动变阻器的滑片P应向 b （选填"a"或"b）端滑动。
【解答】解：（1）探究通过导体的电流与电阻关系时，应控制电阻两端的电压不变，
由图2可知，当电路电流I＝0.6A时，对应的电阻值R＝5Ω，
由I＝
可得，电阻两端的电压：UR＝IR＝0.6A×5Ω＝3V；
（2）当R的电阻由10Ω更换为15Ω时，电路中的总电阻变大，
由I＝
可知，电路中的电流变小，
由U＝IR可知，滑片不动时，变阻器两端的电压变小，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电阻R两端的电压变大，
根据实验目的和要求可知，应使电阻R两端的电压减小为原来的电压值，
所以应减小电路中的电流，增大滑动变阻器接入电路中的电阻，故滑片向b端移动。
故答案为：3；b。
13．（4分）如今己是电气化时代，小芳同学回到家中会同时使用多种家用电器。当她每多接通一个家用电器，家庭电路的总电阻 变小 （选填"变大"或"变小"）。电热水器（铭牌如图甲）是利用电流的 热效应
工作的图乙的电能表允许接入的最大功率是 4400 W；若只有电热水器接入电路且正常工作12min，电能表的转盘转过 1200 转。
【解答】解：
（1）家庭电路中各用电器的连接方式为并联，家庭电路中并联的用电器越多，相当于并联电阻的横截面积越大，电阻越小，所以，多接通一个家用电器，家庭电路的总电阻变小；
（2）电热水器工作时，电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的；
（3）10（20）A中，20A是指电能表平时工作时允许通过的最大电流，电能表允许接入的最大功率：
P＝UI＝220V×20A＝4400W；
（4）由图甲可知，电热水器正常工作时的功率P＝P额＝2000W＝2kW，
正常工作12min消耗的电能：
W＝Pt＝2kW×
h＝0.4kW•h，
则该过程中电能表转盘转过转数：
n＝3000r/kW•h×0.4kW•h＝1200r。
故答案为：变小；热效应；4400；1200。
14．（2分）如图甲为探究电流做功与电流大小的关系的装置，请用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接图补充完整。
【解答】解：探究电流做功跟电流的大小之间的关系时，要保持电压相同、通电时间相同，即要将两电阻并联，用两只电流表测出通过两电阻的电流，电流表可选用小量程，开关应接在干路上，如图所示：
15．（2分）如图所示，请根据通电螺线管周围磁感线的方向判断电源的" "、"﹣"极和小磁针的N极，并在图中标出。
【解答】解：在磁体外部，磁感线总是从磁体的N极发出，最后回到S极，所以螺线管的下端为N极、上端为S极；
根据磁极间的相互作用可以判断出小磁针的上端为N极、下端为S极；
根据安培定则，伸出右手，使右手大拇指指示通电螺线管的N极（右端），则四指弯曲所指的方向为电流的方向，即电流是从螺线管的上端流入的、下端流出，所以电源的上端为正极、下端为负极。如图所示：
六、实验探究题（共3小题，计19分）
16．（4分）按要求完成填空：
（1）如图﹣1，探究的是小球的动能与 速度 的关系实验。
（2）如图﹣2，将V字型的铝箔条水平架在针的顶端制成一个验电器，当带电的塑料棒靠近铝箔条的一端时，铝箔条会偏转是由于 带电体吸引轻小物体 。
（3）如图﹣3，电阻箱的读数为 514 Ω。
（4）如图﹣4，该实验证明电磁波存在的现象是 收音机出现杂音 。
【解答】解：（1）动能的大小跟质量和速度有关，实验中，小球的质量不变，球从斜面的不同高度由静止下滑，小球到达斜面底端时的速度不同，所以本实验探究的是小球的动能与速度的关系；
（2）当带电的塑料棒靠近铝箔条的一端时，铝箔条会偏转并且是向靠近塑料棒的方向转动，是因为带电体具有吸引轻小物体的性质；
（3）根据电阻箱的读书方法：0×1000Ω 5×100Ω 1×10Ω 4×1Ω＝514Ω；
（4）用导线让电池短路，并用导线在电池的任意一极不停摩擦，靠近打开的收音机，若出现杂音，则证明电磁波的存在。
故答案为：（1）速度；（2）带电体吸引轻小物体；（3）514；（4）收音机出现杂音。
17．（7分）在测量小灯泡额定功率的实验中，所用电源由两节新干电池串联组成，小灯泡上标有"2.5V"字样（小灯泡额定功率约为08W）
（1）小明同学实验时连接的电路如图甲，如果他闭合开关，将会观察到：电压表的示数约为 3 V，电流表的示数约为 0 A，小灯泡的发光情况为 不发光 （远填"正常发光"、"亮度较暗"或"不发光"）。
（2）小华在小明连接的电路中只改变了某根导线一端的接点位置，电路就能测量小灯泡额定功率。改接好电路后，小明同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数并绘制成图乙的I﹣U关系图象根据图象可知：小灯泡的额定功率是 0.75 W，图中阴影部分的面积表示 电功率 ；
（3）小华设计了如图丙的电路也完成了该实验，请完成下列填空（电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大电阻为R0）
①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R2，使电压表的示数为2.5V。
②闭合开关S、S2断开开关S1，调节 R1的滑片 ，使电压表的示数仍为2.5V。
③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，则小灯泡额定功率的表达式PM＝
（用U额、R0、U1、U2表示）
【解答】解：
（1）电路如图甲，电流表与灯并联，电压表串联在电路中，此时电压表测电源电压，将会观察到电压表的示数约为3V，因电压表内阻很大，所以电路中电流非常小，则电流表的示数约为0A，小灯泡不发光；
（2）根据绘制成图乙的I﹣U关系图象可知，小灯泡在额定电压下的电流为0.3A，则灯的额定功率：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
图中阴影部分的面积等于电压与电流的乘积，根据P＝UI可知，阴影部分的面积表示电功率；
（3）①只闭合小灯泡所在支路，即闭合S、S1，通过调节滑动变阻器R2使灯泡两端电压为额定电压2.5V；
②利用等效替代法，只闭合R1所在支路，即闭合S、S2，通过调节滑动变阻器R1的滑片，使R1两端电压等于小灯泡的额定电压2.5V，则此时R1＝RL；
③将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2；
在③中，将R2的滑片P调至最左端，R2连入电路中的电阻为0，电压表的示数U1即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R1的电压，
根据串联电路电压的规律和欧姆定律有：
I＝
＝
，
解得，R1＝
﹣﹣﹣﹣﹣①；
小灯泡额定功率的表达式：
PM＝
＝
﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②得：
PM＝
。
故答案为：（1）3；0；不发光；（2）0.75；电功率；（3）②R1的滑片；③
。
18．（8分）如图﹣1小明观察到电工师傅在攀爬电线杆检修电路时，脚上套有如图﹣2的"神奇装备"﹣﹣脚扣，当脚踩上去时它竞能被电线杆紧紧"锁住"而不下滑为了探究其中的奥秘，他设计了如图﹣3的实验装置其中，塑料套筒上固定有横杆，套筒可以沿竖杆上下自由滑动，那么影响套简被锁住的因素有哪些呢？小明做出了如下猜想
猜想一：可能与套筒上所挂的物重有关；
猜想二：可能与所挂物体距竖杆的距离有关
他的探究过程及分析如下：
（1）实验时，先在横杆上挂相同个数的钧码，改变悬挂位置，观察现象并记录，这是为了验证猜想 二 是否正确
（2）改变钩码个数，移动悬挂位置，分别记录三次套筒被锁住时钩码离竖杆的最小距离实验现象及数据如表
（3）由前四次实验可知：当横杆上挂相同重物时，重物距竖杆越 远 ，越容易被锁住，分析第5、6、7次实验数据发现，横杆上所挂的物重越小，被锁住的最小距离越 小 ，验证了猜想是 一 正确的
（4）小明结合所学知识对其中的道理进行了如下分析：套简及横杆相当于一个杠杆，如图﹣4，当套筒被锁住时，A为支点，L1、L2为动力臂和阻力臂，根据 杠杆的平衡 条件，当F1和L2一定时，L1越大，套筒上B点受到竖杆的支持力F2就越大，因为物体间力的作用是相互的，所以套筒对竖杆的压力也越大，从而使竖杆给套筒 摩擦力 的越大，这个力的方向是 竖直向上 最终可阻碍套下滑，从而将它锁住。
（5）你认为影响套筒被锁住的因素还有 电线杆的粗糙程度 （写一条即可）
【解答】解：（1）实验时，先在横杆上挂相同个数的钧码，改变悬挂位置，观察现象并记录，这是为了验证猜想二是否正确；
（3）由前四次实验可知：钩码数量相同，当横杆上挂相同重物时，重物距竖杆越远，越容易被锁住，分析第5、6、7次实验数据发现，横杆上所挂的物重越小，被锁住的最小距离越小，验证了猜想是一正确的；
（4）小明结合所学知识对其中的道理进行了如下分析：套简及横杆相当于一个杠杆，如图﹣4，当套筒被锁住时，A为支点，L1、L2为动力臂和阻力臂，根据杠杆的平衡条件：F1×L1＝F2×L2；
故F2＝
×F1，可知当F1和L2一定时，L1越大，套筒上B点受到竖杆的支持力F2就越大，因为物体间力的作用是相互的，所以套筒对竖杆的压力也越大，根据影响滑动摩擦力大小的因素，从而使竖杆给套筒的摩擦力越大，因物体有向下运动的趋势，故这个力的方向是竖直向上，最终可阻碍套下滑，从而将它锁住；
（5）根据影响滑动摩擦力大小的因素，影响套筒被锁住的因素还有电线杆的粗糙程度。
故答案为：（1）二；（3）远；小；一；（4）杠杆的平衡；摩擦力；竖直向上；（5）电线杆的粗糙程度。
七、综合题（共2题，共计16分）
19．（8分）工人用图示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m，此过程中拉力的功率为120W．（g取10N/kg）求：
（1）有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为300N，额外功占总功的20%，工人提升货物的重。
【解答】解：
（1）货物的重力：G＝mg＝45kg×10N/kg＝450N；
有用功：W有用＝Gh＝450N×2m＝900J；
（2）拉力做的总功：W总＝Pt＝120W×10s＝1200J；
滑轮组的机械效率：η＝
×100%＝
×100%＝75%；
（3）由图可知n＝3，
已知额外功占总功的20%，则此时的机械效率η′＝1﹣20%＝80%；
此时的机械效率：η′＝
＝
＝
＝
，
所以提升物体的重力：G＝η′nF＝80%×3×300N＝720N。
答：（1）有用功为900J；
（2）滑轮组的机械效率为75%；
（3）工人提升货物的重为720N。
20．（8分）小洋妈妈在国外旅游时买了一台家用智能电热马桶盖（如图甲），小洋从此立志学好物理，长大后创新设计推进"中国造"。图乙是小洋设计的便座加热电路，R1和R2是两个定值电阻（表示两个电热丝），单刀双掷开关S2可接a或b，该电路通过开关S1和S2的不同接法组合，实现"高温挡、中温挡、低温挡"三种加热功能（见下表）。
（1）求R1和R2的阻值；
（2）求出表中的"Px"；
（3）老年人在冬天坐上冰冷的马桶是很难受的，假设小洋想让马桶圈的温度升高4℃，则用"中温挡"加热的方式需要多长时间。（设电热丝发热全部被马桶圈吸收，马桶圈的质量m＝500g，马桶圈材料的比热容c＝0.44×103J/（kg•℃））
【解答】解：
（1）由题中表格和电路图可知，当断开S1，将S2接a点时，定值电阻R1和R2串联，电路功率P1＝22W，
由串联电路特点和P＝
可得，
P1＝
＝
＝22W，
所以R1 R2＝2200Ω，
当开关S1闭合、S2接a时，电路为R1的简单电路，电路功率P2＝44W，
由P＝
可得：R1＝
＝
＝1100Ω，
所以R2＝2200Ω﹣R1＝2200Ω﹣1100Ω＝1100Ω；
（2）由题中表格和电路图可知，当开关S1闭合、S2接b时，R1与R2并联，
由并联电路特点和P＝
可得：
Px＝
＝
＝88W；
（3）马桶圈吸收的热量：
Q＝cm△t＝0.44×103J/（kg•℃）×0.5kg×4℃＝880J，
中温挡加热功率P中温＝P2＝44W，
电热丝发热全部被马桶圈吸收，由P＝
可得用"中温挡"加热的方式需要的时间：
t＝
＝
＝
＝20s。
答：（1）R1和R2的阻值都为1100Ω；
（2）表中的Px＝88W；
（3）想让马桶圈的温度升高4℃，用"中温挡"加热的方式需要20s。
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