安徽省芜湖市无为市2020-2021学年九年级上学期期末物理试卷（Word解析版）

2020-2021学年安徽省芜湖市无为市九年级（上）期末物理试卷
一、填空题（每空2分，共26分）
1．（2分）2020年12月17日1时9分嫦娥五号返回器携带着采集的月球样品安全着陆，这不仅标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成，也是人类时隔44年再次从月球带回月壤，更代表着我国探月工程绕、落、回三步走收官之战取得了圆满胜利。嫦娥五号返回器在返回降落时重力势能　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
2．（2分）如图所示，取两个相同的验电器A和B，使A带的电性与毛皮摩擦过的橡胶棒带的电性一样，B不带电，用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来，则连接的瞬间，金属棒中的电流方向是从　 　（选填“A→B”或“B→A”）。
3．（2分）如图所示，斜面长5m，高1m，把重为400N的物体匀速拉向斜面顶端，如果斜面不光滑，其斜面的机械效率为80%，则物体受到的摩擦力为 　 　N。
4．（2分）为践行“绿水青山就是金山银山”的理念，可将农作物的秸秆回收加工成秸秆煤。完全燃烧0.5kg的秸秆煤放出的热量若完全被质量为100kg，初温为30℃的水吸收，可使水温升高到　 　℃。[q秸秆煤＝2.1x107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
5．（2分）如图所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图所示，则4﹣6秒物体受到的摩擦力是　 　N。
6．（2分）某电水壶单独工作2min，使图示电能表的转盘转过120r，则电水壶的电功率为　 　W。
7．（4分）如图所示的电路中，电源电压恒定，R1＝30Ω，开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.8A；开关S1闭合、S2断开时，电流表示数变化了0.6A。则电源电压为　 　V，电阻R2的阻值为　 　Ω。
8．（4分）如图所示电路，电源电压保持不变，滑动变阻器最大阻值为20Ω，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P移到a端时，电流表的示数为0.8A，此时电阻R两端电压为　 　V，当滑动变阻器的滑片P移到b端时，电流表的示数为2.4A，则电阻R的阻值为　 　Ω。
9．（4分）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V，闭合开关S后，当滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的I﹣U图象如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　 　W，滑动变阻器的最大阻值为　 　Ω。
10．（2分）两个电阻R1、R2阻值相等，两者并联后总电阻为10Ω，则串联后总电阻为　 　Ω。
二、选择题（每题3分，共30分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意）
11．（3分）下面是小明同学“物理学习笔记”中的摘录，其中正确的是（　　）
A．做功和热传递在改变物体热量上是等效的
B．某种燃料在燃烧时所放出的热量叫做这种燃料的热值
C．热量是在传递过程中物体内能改变的多少
D．温度越高的物体具有的热量越多
12．（3分）现代人的生活已经离不开电，为了安全用电，我们对生活中一些“电”常识的了解必不可少。下列有关常见电压值的表述，错误的是（　　）
A．一节新干电池的电压是1.5V
B．对人体安全的电压是36V
C．手机电池电压是3.7V
D．我国家庭电路的电压是220V
13．（3分）在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了如图所示三个实验，质量为m和2m的小球分别沿同一斜面按照实验要求滚下，与水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。下列说法不正确的是（　　）
A．实验中所探究的“物体的动能”是指小球的动能
B．由甲、乙两图可知物体动能的大小与物体的高度有关
C．此实验中物体动能的大小是通过纸盒移动的距离来表示的
D．由甲、丙两图可知物体的动能大小与物体的质量大小有关
14．（3分）在自由下落过程中物体运动速度会越来越快。一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC，如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则下列关系正确的是（　　）
A．W1≠W2 P1≠P2 B．W1＝W2 P1＝P2
C．W1＝W2 P1＞P2 D．W1＝W2 P1＜P2
15．（3分）如图所示，电路中a、b是电表，闭合开关要使两灯都发光，则（　　）
A．a、b都是电流表 B．a、b都是电压表
C．a是电流表，b是电压表 D．a是电压表，b是电流表
16．（3分）如图所示，电源电压恒定不变，闭合开关S，滑片P向左移动，下列说法正确的是（　　）
A．电流表A1示数不变，电压表示数变大
B．电流表A1示数变大，电流表A2示数不变
C．电流表A1示数变小，电压表V示数变小
D．电流表A1示数变小，电压表V示数不变
17．（3分）有两个电路元件A、B，把它们串联在电路中，如图（乙）所示，流过元件的电流与其两端的电压关系如图（甲）所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.4A，则A、B两元件的电功率之比为（　　）
A．4：5 B．5：4 C．2：3 D．1：3
18．（3分）定值电阻两端的电压从2V增加到2.7V，通过该电阻的电流增加0.1A，则该电阻的阻值为（　　）
A．5Ω B．6Ω C．7Ω D．8Ω
19．（3分）某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx，得到如图乙所示的图象。以下有关叙述错误的是（　　）
A．该同学研究的是电流和电阻的关系
B．闭合开关，发现电流表示数过大，原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过小
C．实验中电压表的示数保持2.5V不变
D．将Rx从5Ω换成10Ω后，应将滑片P向左移
20．（3分）如图所示的相同容器中分别装有相同质量的水，水中的电阻丝分别为R1和R2，且R1＞R2，则闭合开关S后，a，b容器中水温升较快的是（　　）
A．a容器中的水
B．b容器中的水
C．b容器中的水温上升快慢一样
D．无法判断
三、实验题（本大题共3小题，21题8分，22题6分，23题8分，共22分
21．（8分）小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下：
次数 物重G/N 物体上升高度h/cm 拉力F/N 机械效率η/%
1 2 10 1.0
2 3 10 1.4 71.4
3 6 10 2.5 80.0
（1）实验中应竖直向上　 　拉动弹簧测力计；
（2）第一次实验的机械效率为　 　；
（3）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是　 　；
（4）小华用该滑轮组再次匀速提高同样多的钩码，但钩码上升的高度比原来高，则该滑轮组的机械效率将　 　（选填“变大”、“不变”或“变小”）
22．（6分）如图所示，是一位同学设计的风力测定仪，O是转动轴，OC是金属杆，下面连着一块受风板，无风时，OC是竖直的，风越大，OC杆偏转角度越大，AB是一段弧形电阻，P点是金属杆与弧形电阻相接触的点。
（1）金属杆OC与弧形电阻组合相当于一个　 　；
（2）测风力时，是通过观察　 　来知道风力的大小；
（3）如果风力变化不大，现象不明显，你想采取　 　措施使现象更明显。
23．（8分）如图甲所示是小刚“测小灯泡电功率”的实验电路。其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，滑动变阻器有A规格“10Ω，2A”、B规格“50Ω，1A”可选。
（1）本实验应该选择　 　（填“A”或“B”）规格的滑动变阻器。电路连结好后，在试触开关之前，滑动变阻器的滑片P应滑至　 　端（填“A”或“B”）。
（2）请用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整。
（3）闭合开关后，小刚发现电流表和电压表都有示数但都很小，且看不到小灯泡发光，其原因是　 　。
（4）当变阻器滑片P移到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为　 　V，要测小灯泡的额定功率，应将滑片P向　 　（选填“A”或“B”）端移动，使电压表示数为2.5V。
【拓展】如图所示电路中（R阻值已知），无电压表也能测出该灯泡额定功率的是　 　。
四、计算题。（本大题共3小题，24题7分，25题9分，26题6分，共22分）
24．（7分）某班学生在物理实验室中，探究滑轮组的相关知识，用如图所示的滑轮组将一个重12N的物体匀速提升30cm，所用的拉力为5N，不计绳重及摩擦。求：
（1）克服动滑轮重力做的功？
（2）滑轮组的机械效率？
（3）在绳子承受限度内，若用该滑轮组匀速提升4个同样都是12N的物体，通过计算说明此时滑轮组的效率如何变化？
25．（9分）下表是某家用电热壶的铭牌，假设电热壶电阻丝的电阻不随温度的变化而变化，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃），水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3。求：
（1）当实际电压为198V时，电热壶的实际功率？
（2）电热壶正常工作时，在一个标准大气压下，把1.2L水从20℃加热到沸腾所用时间为7min，则此1.2L水吸收的热量是多少？
（3）该电热壶正常工作时热效率为多少？
产品型号 DYH﹣2100D
额定电压 220V
额定功率 1000W
频率 50Hz
容量 1.2L
26．（6分）实验中，对于一些阻值很小的电阻，用伏安法直接测较困难，可以采用两个小量程电流表来测量，如图所示，这是一种测量小电阻的方法。电流表内部有电阻，当通过电流时，也遵循欧姆定律。已知电流表A1的内阻为0.1Ω，通过的电流为0.2A，电流表A2的内阻为1Ω，通过的电流为0.04A。
（1）电流表A2两端的电压U2？
（2）待测电阻Rx的阻值？
2020-2021学年安徽省芜湖市无为市九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（每空2分，共26分）
1．（2分）2020年12月17日1时9分嫦娥五号返回器携带着采集的月球样品安全着陆，这不仅标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成，也是人类时隔44年再次从月球带回月壤，更代表着我国探月工程绕、落、回三步走收官之战取得了圆满胜利。嫦娥五号返回器在返回降落时重力势能　减小　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
【分析】重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】解：嫦娥五号返回器在返回降落时，质量不变，高度减小，重力势能减小。
故答案为：减小。
【点评】掌握动能、重力势能的影响因素，利用控制变量法判断动能和重力势能变化。
2．（2分）如图所示，取两个相同的验电器A和B，使A带的电性与毛皮摩擦过的橡胶棒带的电性一样，B不带电，用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来，则连接的瞬间，金属棒中的电流方向是从　B→A　（选填“A→B”或“B→A”）。
【分析】与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的是负电荷；自由电荷的定向移动形成电流；其中规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，自由电子的定向移动方向与电流方向相反。
【解答】解：与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的是负电荷，A带的电性与毛皮摩擦过的橡胶棒带的电性一样，A带负电是因为多余电子；B不带电，是因为原子核带的正电荷数等于核外电子带的负电荷数。用一根带有绝缘柄的金属棒把A、B连接起来，自由电子会由A到B发生定向移动，而带负电的自由电子的定向移动方向与电流方向相反，所以金属棒中的电流方向由B到A。
故答案为：B→A。
【点评】明确形成电流的条件和电流方向的规定，是解答此题的关键。
3．（2分）如图所示，斜面长5m，高1m，把重为400N的物体匀速拉向斜面顶端，如果斜面不光滑，其斜面的机械效率为80%，则物体受到的摩擦力为 　20　N。
【分析】根据W＝Gh求出有用功，根据η＝可求出总功。总功减去有用功等于额外功，额外功为克服摩擦力所做的功，根据W＝fs求出摩擦力的大小。
【解答】解：物体的有用功为：
W有＝Gh＝400N×1m＝400J，
如果斜面不光滑，其斜面的机械效率为80%，
根据η＝可得此时的总功：
W总＝＝＝500J，
因为W总＝W额+W有，
所以W额＝W总﹣W有＝500J﹣400J＝100J，
根据W额＝fs可得摩擦力的大小：
f＝＝＝20N。
故答案为：20。
【点评】本题考查摩擦力的大小计算，重点考查功和机械效率公式的应用，关键是知道额外功为克服斜面的摩擦力所做的功。
4．（2分）为践行“绿水青山就是金山银山”的理念，可将农作物的秸秆回收加工成秸秆煤。完全燃烧0.5kg的秸秆煤放出的热量若完全被质量为100kg，初温为30℃的水吸收，可使水温升高到　55　℃。[q秸秆煤＝2.1x107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【分析】已知秸秆煤的质量和秸秆煤的热值，利用公式Q放＝mq可计算秸秆煤完全燃烧放出的热量；又知道水的质量、水的比热容，根据公式Q放＝Q吸＝cm△t可计算水升高的温度，再计算水的末温。
【解答】解：秸秆煤完全燃烧释放的热量：
Q放＝m秸秆煤q秸秆煤＝0.5kg×2.1×107J/kg＝1.05×107J。
由题意可知，水吸收的热量为：
Q吸＝Q放＝1.05×107J，
由Q吸＝cm△t可得，水升高的温度：
△t＝＝＝25℃，
则水的末温：
t＝t0+△t＝30℃+25℃＝55℃。
故答案为：55。
【点评】本题考查了学生对吸热公式Q吸＝cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q放＝qm的掌握和运用，因条件已给出，难度不大。
5．（2分）如图所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图所示，则4﹣6秒物体受到的摩擦力是　2　N。
【分析】由F﹣t图象可知4～6s内推力的大小，由v﹣t图象可知物体的状态，根据二力平衡条件求出摩擦力的大小。
【解答】解：由F﹣t图象可知，4～6s物体受到的推力：F＝2N，
由v﹣t图象可知，4～6s物体做匀速直线运动，处于平衡状态，
因此物体受到的滑动摩擦力等于推力，即f＝F＝2N。
故答案为：2。
【点评】本类型题的关键是会分析题目中提供的图示，判断出不同状态下的受力情况和速度的变化。
6．（2分）某电水壶单独工作2min，使图示电能表的转盘转过120r，则电水壶的电功率为　1200　W。
【分析】由图可知，电路中每消耗1kW h的电能电能表的表盘就转过3000r，可求转过120转消耗的电能，根据公式P＝可求电水壶的功率。
【解答】解：电水壶消耗的电能W＝kW h×120＝0.04kW h；
电水壶的功率P＝＝＝1.2kW＝1200W。
故答案为：1200。
【点评】本题考查电能和电功率的计算，重点是理解电能表参数的物理意义，解题过程中还要注意单位的换算。
7．（4分）如图所示的电路中，电源电压恒定，R1＝30Ω，开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.8A；开关S1闭合、S2断开时，电流表示数变化了0.6A。则电源电压为　6　V，电阻R2的阻值为　10　Ω。
【分析】（1）分析开关转换时电路的连接和电流表的测量，根据并联电路各支路互不影响及并联电路电流的规律求出通过R1的电流，由并联电路电压的规律和欧姆定律求出电源电压；
（2）由欧姆定律求出电阻R2的阻值。
【解答】解：（1）S1、S2都闭合时，两电阻并联，电流表的示数为0.8A，电流表测干路电流；
开关S1闭合、S2断开时，电路为R1的简单电路，电流表示数变化了0.6A，即为R2的电流，
由并联电路电流的规律，通过R1的电流为：
I1＝I﹣I2＝0.8A﹣0.6A＝0.2A，
由并联电路电压的规律和欧姆定律可知，R1的电压即电源电压，则：
U＝U1＝I1R1＝0.2A×30Ω＝6V；
（2）由欧姆定律得，电阻R2的阻值为：
R2＝＝＝10Ω。
故答案为：6；10。
【点评】本题考查并联电路的规律及特点和欧姆定律的运用，关键是明确通过通过R1的电流不变。
8．（4分）如图所示电路，电源电压保持不变，滑动变阻器最大阻值为20Ω，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P移到a端时，电流表的示数为0.8A，此时电阻R两端电压为　0　V，当滑动变阻器的滑片P移到b端时，电流表的示数为2.4A，则电阻R的阻值为　10　Ω。
【分析】（1）当滑动变阻器的滑片P移到a端时，电阻R被短路，电路为R1最大阻值的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；
（2）当滑动变阻器的滑片P移到b端时，R与R1的最大阻值并联，电流表测干路电流，根据滑动变阻器两端的电压不变、阻值不变可知通过的电流不变，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电源的电压，根据并联电路的电流特点求出通过R的电流，利用欧姆定律求出电阻R的电阻值。
【解答】解：
（1）当滑动变阻器的滑片P移到a端时，电阻R被短路，此时电阻R两端电压为0V；
（2）当滑片P移到a端时，电路为R1最大阻值的简单电路，电流表测电路中的电流，
由I＝可得，电源的电压：
U＝I1R1＝0.8A×20Ω＝16V；
当滑动变阻器的滑片P移到b端时，R与R1的最大阻值并联，电流表测干路电流，
因滑动变阻器两端的电压不变、阻值不变，
所以，此时通过滑动变阻器的电流仍为I1＝0.8A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过电阻R的电流：
IR＝I﹣I1＝2.4A﹣0.8A＝1.6A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
则由欧姆定律可得电阻R的电阻值：
R＝＝＝10Ω。
故答案为：0；10。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用，分清滑片位于不同位置时电路的连接方式是关键。
9．（4分）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V，闭合开关S后，当滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的I﹣U图象如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　24　W，滑动变阻器的最大阻值为　18　Ω。
【分析】（1）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，当滑片位于左端时，电路中的电流最大，灯泡两端的电压为12V，根据图象读出对应的电流，利用P＝UI求出灯泡的额定功率；
（2）当滑片位于右端时，电路中的电流最小，根据图象读出电路中的电流和灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值。
【解答】解：（1）当滑片位于左端时，电路中的电流最大，灯泡两端的电压为12V，
由图象可知，通过灯泡的电流I＝2.0A，
灯泡的额定功率：
P＝UI＝12V×2.0A＝24W；
（2）当滑片位于右端时，电路中的电流最小，
由图象可知，UL＝3V，I′＝0.5A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
UR＝U﹣UL＝12V﹣3V＝9V，
由I＝可得，滑动变阻器的最大阻值：
R＝＝＝18Ω。
故答案为：24；18。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是知道额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等。
10．（2分）两个电阻R1、R2阻值相等，两者并联后总电阻为10Ω，则串联后总电阻为　40　Ω。
【分析】先根据2个阻值相同的总电阻并联后的总电阻为R求出定值电阻的阻值，然后根据n个阻值相同的电阻串联后总电阻是nR求出串联后的总电阻。
【解答】解：根据2个阻值相同的总电阻并联后的总电阻为R可知：
每个定值电阻R＝2R并＝2×10Ω＝20Ω；
由于n个阻值相同的电阻并联后的总电阻是nR，则它们串联后的总电阻R串＝2R＝2×20Ω＝40Ω。
故答案为：40
【点评】本题考查了电阻的串并联，掌握导体的电阻决定于导体的长度、横截面积和材料，导线越长、横截面积越小，电阻越大。串联电路的总电阻等于各串联电阻之和，并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和。
二、选择题（每题3分，共30分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意）
11．（3分）下面是小明同学“物理学习笔记”中的摘录，其中正确的是（　　）
A．做功和热传递在改变物体热量上是等效的
B．某种燃料在燃烧时所放出的热量叫做这种燃料的热值
C．热量是在传递过程中物体内能改变的多少
D．温度越高的物体具有的热量越多
【分析】做功与热传递是改变物体内能的两种方式，它们在改变物体内能的效果上是等效的；单位质量的燃料完全燃烧时释放出的热量是燃料的热值；热量是能量转化的量度，它是一个过程量。
【解答】解：A、做功与热传递可以改变物体的内能，不是改变物体的热量，做功与热传递在改变物体内能的效果上是等效的，故A错误；
B、单位质量的燃料完全燃烧时释放出的热量是燃料的热值，故B错误；
C、热量是在传递过程中物体内能改变的多少，故C正确；
D、温度是过程量，不是状态量，温度越高的物体具有的内能越多，并不是热量越多，故D错误；
故选：C。
【点评】热量是过程量，不是状态量，做功与热传递是改变物体内能的两种方式。
12．（3分）现代人的生活已经离不开电，为了安全用电，我们对生活中一些“电”常识的了解必不可少。下列有关常见电压值的表述，错误的是（　　）
A．一节新干电池的电压是1.5V
B．对人体安全的电压是36V
C．手机电池电压是3.7V
D．我国家庭电路的电压是220V
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。
【解答】解：A、一节新干电池的电压是1.5V，符合实际，故A说法正确。
B、对人体安全的电压是不高于36V，故B说法错误。
C、手机电池电压是3.7V，符合实际，故C说法正确。
D、我国家庭电路的电压是220V，符合实际，故D正确。
故选：B。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出符合实际的选项即可。
13．（3分）在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了如图所示三个实验，质量为m和2m的小球分别沿同一斜面按照实验要求滚下，与水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。下列说法不正确的是（　　）
A．实验中所探究的“物体的动能”是指小球的动能
B．由甲、乙两图可知物体动能的大小与物体的高度有关
C．此实验中物体动能的大小是通过纸盒移动的距离来表示的
D．由甲、丙两图可知物体的动能大小与物体的质量大小有关
【分析】AC、根据转换法，小球的动能大小是通过观察小球推动纸盒运动距离的远近来体现的，实验中研究对象是小球；
BD、物体的动能大小与物体的质量和速度有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变；
小球运动到水平面的速度由小球自由下滑的高度决定，据此分析回答。
【解答】解：AC、在物理学中，能够做功的多少表示物体具有能量的大小，实验中小球能够做功体现在推动纸盒运动的距离长短，推动纸盒移动的距离越远，说明小球能够做的功越多，小球具有的动能就越大，所以通过观察纸盒被推动的距离的大小，可以判断小球动能的大小，故A正确，C正确；
B、甲、乙两次实验，小球的质量相同，B由静止自由滚下的高度大于A滚下的高度，B运动到水平面时速度较大，B球将纸盒推动得更远，说明动能更大，可得：质量相同的物体，运动速度越大，它具有的动能就越大，由甲、乙两图可知物体动能的大小与物体的速度有关，故B错误；
D、甲、丙两图中，让质量不同的小球从相同高度自由下滑，目的是控制小球运动到水平面时的速度相同，根据控制变量法，可探究动能大小与质量的关系，由甲、丙两图实验现象可知，丙图中小球的动能大，故由甲、丙两图可知物体的动能大小与物体的质量大小有关，D正确。
故选：B。
【点评】本题探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验，主要考查转换法和控制变量法和数据分析，要掌握。
14．（3分）在自由下落过程中物体运动速度会越来越快。一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC，如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则下列关系正确的是（　　）
A．W1≠W2 P1≠P2 B．W1＝W2 P1＝P2
C．W1＝W2 P1＞P2 D．W1＝W2 P1＜P2
【分析】（1）已知AB＝BC，根据W＝Gh可知这两段物体做的功相等；
（2）因为小球在自由下落时做加速下落运动，所以根据速度公式可知经过相同路程的时间关系，再根据功率公式得出它们的功率关系。
【解答】解：
由题AB＝BC，
根据W＝Gh可知，物体在AB段和BC段做的功相等，即W1＝W2；
由于小球在自由下落时做加速运动，
根据t＝可知，小球在BC段运动的时间短，
根据公式P＝可知，物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P1＜P2。
故选：D。
【点评】本题考查了做功公式、功率公式的灵活运用以及牛顿第一定律的理解，关键是知道自由下落物体的运动是加速下落，从而得到AB和BC段的时间关系。
15．（3分）如图所示，电路中a、b是电表，闭合开关要使两灯都发光，则（　　）
A．a、b都是电流表 B．a、b都是电压表
C．a是电流表，b是电压表 D．a是电压表，b是电流表
【分析】根据电流表和电压表的使用规则去分析判断：电流表应该与灯泡串联，若与灯泡并联，则会造成电源短路，烧坏电源和电流表，灯泡不发光；电压表应该与灯泡并联，若与灯泡串联，则会造成灯泡不发光，而电压表会有明显的示数。
【解答】解：由图可知，表b与灯泡串联，表a与灯泡L1并联，根据电流表和电压表的使用规则可知，与灯泡串联的是电流表，与灯泡并联的是电压表，所以表a是电压表，表b是电流表。因此ABC不符合题意，D符合题意。
故选：D。
【点评】本题考查了电流表和电压表的使用规则，在实验时，一定要按照电流表和电压表的使用规则进行操作。
16．（3分）如图所示，电源电压恒定不变，闭合开关S，滑片P向左移动，下列说法正确的是（　　）
A．电流表A1示数不变，电压表示数变大
B．电流表A1示数变大，电流表A2示数不变
C．电流表A1示数变小，电压表V示数变小
D．电流表A1示数变小，电压表V示数不变
【分析】由电路图可知，R1与R2并联，电流表A2测R1支路的电流，电流表A1测干路电流，电压表测滑片右侧电阻丝的电压；
根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律判定通过滑动变阻器电流的变化和电压表示数的变化；
根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1的电流不变，利用并联电路的电流特点可知干路电流变化。
【解答】解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A2测R1支路的电流，电流表A1测干路电流，电压表测滑片右侧电阻丝的电压；
闭合开关S，滑片P向左移动，因电压表在电路中相当于断路，则滑片移动时变阻器接入电路的电阻不变，通过滑动变阻器的电流不变；滑片P向左移动时，滑片右侧电阻丝的电阻变大，根据U＝IR可知，电压表的示数变大；
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以通过R1的电流不变，即电流表A2示数不变；
由并联电路的电流特点可知，干路中的电流不变，即电流表A1示数不变；
综上所述，A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用，分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
17．（3分）有两个电路元件A、B，把它们串联在电路中，如图（乙）所示，流过元件的电流与其两端的电压关系如图（甲）所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.4A，则A、B两元件的电功率之比为（　　）
A．4：5 B．5：4 C．2：3 D．1：3
【分析】由图示图象求出两元件两端的电压，然后应用电功率公式求出两元件的电功率之比。
【解答】解：由图示电路图可知，两元件串联，通过它们的电流相等，
由图甲所示图象可知，电流为0.4A时，A、B两元件两端的电压分别为2.0V、2.5V，
两元件的电功率之比：＝＝＝；
故选：A。
【点评】本题考查了串联电路的特点和电功率公式的应用，关键是根据图象读出电流对应的电压值。
18．（3分）定值电阻两端的电压从2V增加到2.7V，通过该电阻的电流增加0.1A，则该电阻的阻值为（　　）
A．5Ω B．6Ω C．7Ω D．8Ω
【分析】定值电阻的阻值不变，根据欧姆定律表示出电压从2V增加到2.7V时通过电阻电流的变化量即可得出答案。
【解答】解：定值电阻两端的电压从2V增加到2.7V，通过该电阻的电流增加：
△I＝I2﹣I1＝﹣＝﹣＝0.1A，
解得：R＝7Ω。
故选：C。
【点评】本题考查了欧姆定律的简单应用，是一道基础题目。
19．（3分）某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为3V，更换5个定值电阻Rx，得到如图乙所示的图象。以下有关叙述错误的是（　　）
A．该同学研究的是电流和电阻的关系
B．闭合开关，发现电流表示数过大，原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过小
C．实验中电压表的示数保持2.5V不变
D．将Rx从5Ω换成10Ω后，应将滑片P向左移
【分析】AC、电流与电阻和电压有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变；由图乙求出电流与电阻之积分析；
B、闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器连入电路阻值要最大；
D、根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
【解答】解：
AC、由图乙知，电流与电阻之积为：
U＝IR＝0.5A×5Ω＝﹣﹣﹣0.1A×25Ω＝2.5V，即控制电阻的电压不变；
由题意，更换5个定值电阻Rx，改变电阻大小，故是研究电流与电阻关系，A正确，C正确；
B、闭合开关，发现电流表示数过大，原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过小，B正确；
D、根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2.5V，D错误。
故选：D。
【点评】本题研究电流与电阻和电压的关系，考查控制变量法、数据分析及操作过程。
20．（3分）如图所示的相同容器中分别装有相同质量的水，水中的电阻丝分别为R1和R2，且R1＞R2，则闭合开关S后，a，b容器中水温升较快的是（　　）
A．a容器中的水
B．b容器中的水
C．b容器中的水温上升快慢一样
D．无法判断
【分析】电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻的大小和通电时间成正比，因此在分析电流通过导体产热多少时应用控制变量法。即当电流、通电时间相等时，电阻越大产生的热量越多。
【解答】解：由图可知，电阻丝R1和R2串联，且R1＞R2，因此通过a、b电阻丝的电流和通电时间相同，故电阻丝R1产生的热量多，即a容器中水温上升较快。
故选：A。
【点评】本题主要考查控制变量法的掌握情况，本题的重点是知道决定通电导体产生热量的因素。
三、实验题（本大题共3小题，21题8分，22题6分，23题8分，共22分
21．（8分）小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下：
次数 物重G/N 物体上升高度h/cm 拉力F/N 机械效率η/%
1 2 10 1.0
2 3 10 1.4 71.4
3 6 10 2.5 80.0
（1）实验中应竖直向上　匀速缓慢　拉动弹簧测力计；
（2）第一次实验的机械效率为　66.7%　；
（3）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是　增加提升物体的重力　；
（4）小华用该滑轮组再次匀速提高同样多的钩码，但钩码上升的高度比原来高，则该滑轮组的机械效率将　不变　（选填“变大”、“不变”或“变小”）
【分析】（1）实验中应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计；
（2）确定图中绳子的有效段数，根据η＝＝×100%得出第一次实验的机械效率；
（3）纵向分析表中数据得出结论，据此分析回答；
（4）根据（2）知，滑轮组的机械效率为η＝＝＝×100%，据此分析。
【解答】解：（1）实验中应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力的大小；
（2）图中绳子的有效段数为n＝3，第一次实验的机械效率：
η＝＝＝＝×100%≈66.7%；
（3）纵向分析表中数据可知，同一滑轮组提升物体的重力越大，机械效率越高，故提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是增加提升物体的重力；
（4）根据（2）知，滑轮组的机械效率为：η＝＝＝×100%，与提升的物体的高度无关，小华用该滑轮组再次匀速提高同样多的钩码，但钩码上升的高度比原来高，则该滑轮组的机械效率将不变。
故答案为：（1）匀速缓慢；（2）66.7%；（3）增加提升物体的重力；（4）不变。
【点评】本题探究滑轮组的机械效率，考查注意事项、机械效率的计算、数据分析及影响机械效率大小的因素。
22．（6分）如图所示，是一位同学设计的风力测定仪，O是转动轴，OC是金属杆，下面连着一块受风板，无风时，OC是竖直的，风越大，OC杆偏转角度越大，AB是一段弧形电阻，P点是金属杆与弧形电阻相接触的点。
（1）金属杆OC与弧形电阻组合相当于一个　滑动变阻器　；
（2）测风力时，是通过观察　灯泡亮度　来知道风力的大小；
（3）如果风力变化不大，现象不明显，你想采取　在电路中串联一个电流表　措施使现象更明显。
【分析】在电路中能改变电阻大小的是滑动变阻器，风力能改变连入电路电阻的大小，所以风力测定仪相当于滑动变阻器。风力改变，连入电路的电阻改变，电源电压不变，电路中的电流改变，灯泡的亮度改变，通过灯泡的亮度判断风力的大小，为了提高反映风力的性能，用电流表更准确。
【解答】解：（1）无风时OC是竖直的，连入电路的电阻是AB段，有风时，OC杆偏转一定的角度，连入电路的电阻变为BP段，连入电路的电阻随风的大小而改变，风力测定仪相当于滑动变阻器。
（2）风越强，OC杆偏转的角度越大，BP段越小，电阻变小，电源电压不变，电路中的电流变大，灯泡越亮，所以通过灯泡的亮度判断风力的大小。
（3）观察灯泡的亮度的微小变化，眼睛不能判断，所以电路中串联一个电流表能准确反映风力的大小，提高风力测定仪的性能。
故答案为：（1）滑动变阻器；（2）灯泡亮度；（3）在电路中串联一个电流表。
【点评】（1）生活中有很多变形的滑动变阻器，实质是相同的。
（2）灯泡亮度只能粗略反映电流大小，电流表是准确测量电流大小的工具。
23．（8分）如图甲所示是小刚“测小灯泡电功率”的实验电路。其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，滑动变阻器有A规格“10Ω，2A”、B规格“50Ω，1A”可选。
（1）本实验应该选择　 　（填“A”或“B”）规格的滑动变阻器。电路连结好后，在试触开关之前，滑动变阻器的滑片P应滑至　 　端（填“A”或“B”）。
（2）请用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整。
（3）闭合开关后，小刚发现电流表和电压表都有示数但都很小，且看不到小灯泡发光，其原因是　滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率太小　。
（4）当变阻器滑片P移到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为　1.8　V，要测小灯泡的额定功率，应将滑片P向　A　（选填“A”或“B”）端移动，使电压表示数为2.5V。
【拓展】如图所示电路中（R阻值已知），无电压表也能测出该灯泡额定功率的是　C　。
【分析】（1）根据串分压的知识判断变阻器的规格；
（2）将电压表与灯泡并联，根据灯泡的额定电压确定其量程；
（3）刚闭合开关时，变阻器的阻值最大，此时电路中的电流很小；
（4）根据图乙读出电压表的示数；
要增大灯泡两端的电压，应减小变阻器的阻值；
要测出小灯泡的额定功率，需使其两端的电压为额定电压。因为没有电压表，所以可以用电流表和定值电阻来代替，并且与电灯并联。当通过电阻的电流为时，小灯泡会正常发光，然后测出通过灯泡的电流即可。可用到并联电路电流的关系。
【解答】解：（1）由串分压的知识可知：
＝
解得：R滑＝14Ω，可知变阻器可选择0～50Ω的，即B规格的；
为保护电路，在闭合开关前，应将滑片移至最右端即B端，使其阻值最大；
（2）将电压表与灯泡并联，灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表可选择0～3V的量程，如图所示：
（3）闭合开关后，小刚发现电流表和电压表有示数但都很小，且看不到小灯泡发光，说明灯泡分得的电压太小，其实际功率过小，电路中的电阻过大造成的。
（4）由图乙知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为1.8V；
要测小灯泡的额定功率，应减小变阻器的阻值，将滑片向A端滑动，使电压表的示数为2.5V；
（5）没有电压表，所以应将电阻与灯泡并联，要得知小灯泡正常发光，必须使灯泡两端的电压等于3.8V，根据并联电路的电压相等，当电阻两端的电压为3.8V时，通过它的电流为I＝，所以电流表的接法中即能直接单独测出电阻的电流，又能间接测出通过灯泡的电流。
A、无法得知小灯泡是否正常发光，所以A不正确；
B、无法得知灯泡两端的电压是否为3.8V，所以B不正确；
C、电流表可直接与电阻串联，可根据I＝得知两端的电压是否为3.8V，所以C正确；
D、电路在接法上与A类似，所以D不正确。
故答案为：（1）B；B；（2）见上图；（3）滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率太小；（4）1.8；A；C。
【点评】本题是一道电学综合实验题，要求掌握连接实物电路的基本技能，包括电流、电压表、滑动变阻器的正确接法，保护电路的做法；会判断因功率问题引起电路故障或特殊现象；理解求额定功率的数据处理方法。同时考查了一种特殊测量功率的方法，与测电阻类似，要学会变通。
四、计算题。（本大题共3小题，24题7分，25题9分，26题6分，共22分）
24．（7分）某班学生在物理实验室中，探究滑轮组的相关知识，用如图所示的滑轮组将一个重12N的物体匀速提升30cm，所用的拉力为5N，不计绳重及摩擦。求：
（1）克服动滑轮重力做的功？
（2）滑轮组的机械效率？
（3）在绳子承受限度内，若用该滑轮组匀速提升4个同样都是12N的物体，通过计算说明此时滑轮组的效率如何变化？
【分析】（1）将一个重12N的物体匀速提升30cm＝0.3m，根据W有＝Gh得出所做的有用功；
（2）由图可知绳子的有效段数n，根据s＝nh得出拉力端移动的距离，根据W总＝Fs得出拉力做的总功；
根据η＝×100%求出滑轮组的机械效率；
（3）不计绳重及摩擦，根据F＝得出动滑轮的重力，实验中，克服动滑轮重力做的功为额外功的唯一来源，根据η′＝＝＝×100%得出若用该滑轮组匀速提升4个同样都是12N的物体的机械效率，据此分析回答。
【解答】解：（1）将一个重12N的物体匀速提升30cm＝0.3m，所做的有用功：
W有＝Gh＝12N×0.3m＝3.6J；
（2）由图知，绳子的有效段数n＝3，拉力端移动距离为：
s＝3h＝3×0.3m＝0.9m；
拉力做功为：
W总＝Fs＝5N×0.9m＝4.5J；
滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%＝80%；
（3）不计绳重及摩擦，作用在绳子自由端的拉力：
F＝，
动滑轮的重力：
G动＝3F﹣G＝3×5N﹣12N＝3N；
本实验中，克服动滑轮重力做的功为额外功的唯一来源，若用该滑轮组匀速提升4个同样都是12N的物体，滑轮组的机械效率：
η′＝＝＝＝×100%≈94.1%，
故此时滑轮组的效率变大。
答：（1）克服动滑轮重做的功为3.6J；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）在绳子承受限度内，若用该滑轮组匀速提升4个同样都是12N的物体，通过计算可知此时滑轮组的效率变大。
【点评】本题考查功的公式、s＝nh、机械效率公式及F＝的运用，若不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功的唯一来源。
25．（9分）下表是某家用电热壶的铭牌，假设电热壶电阻丝的电阻不随温度的变化而变化，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃），水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3。求：
（1）当实际电压为198V时，电热壶的实际功率？
（2）电热壶正常工作时，在一个标准大气压下，把1.2L水从20℃加热到沸腾所用时间为7min，则此1.2L水吸收的热量是多少？
（3）该电热壶正常工作时热效率为多少？
产品型号 DYH﹣2100D
额定电压 220V
额定功率 1000W
频率 50Hz
容量 1.2L
【分析】（1）由家用电热壶的铭牌可知额定电压和额定功率，根据P＝UI＝求出其电阻，再根据P＝UI＝求出当电压为200V时电热壶的实际功率；
（2）知道水的体积，根据m＝ρV求出水的质量，又知道水的初温、末温以及比热容，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（3）根据P＝求出消耗的电能，利用η＝×100%求出此壶正常工作时的加热效率。
【解答】解：（1）由家用电热壶的铭牌可知，额定电压U＝220V，额定功率P＝1000W，
由P＝UI＝可得，电热壶的电阻：R＝＝＝48.4Ω，
当电压为198V时电热壶的实际功率：P实＝＝＝810W；
（2）水的体积：V＝1.2L＝1.2dm3＝1.2×10﹣3m3，
由ρ＝可得，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.2×10﹣3m3＝1.2kg，
水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1.2kg×（100℃﹣20℃）＝4.032×105J；
（3）由P＝可得，电热壶正常工作6分钟消耗的电能：W＝Pt＝1000W×7×60s＝4.2×105J；
此壶正常工作时的加热效率：η＝×100%＝×100%＝96%。
答：（1）电热壶的实际功率为810W；
（2）水吸收的热量是4.032×105J；
（3）此壶正常工作时的加热效率是96%。
【点评】本题考查了电功率公式、密度公式、吸热公式、电功公式、效率公式的应用，计算过程要注意单位的换算。
26．（6分）实验中，对于一些阻值很小的电阻，用伏安法直接测较困难，可以采用两个小量程电流表来测量，如图所示，这是一种测量小电阻的方法。电流表内部有电阻，当通过电流时，也遵循欧姆定律。已知电流表A1的内阻为0.1Ω，通过的电流为0.2A，电流表A2的内阻为1Ω，通过的电流为0.04A。
（1）电流表A2两端的电压U2？
（2）待测电阻Rx的阻值？
【分析】（1）由图知，电流表A1与Rx串联再与A2并联，已知两电流表示数，由欧姆定律计算电流表A2两端的电压；
（2）根据并联电路特点可得电流表A1支路的电压，由欧姆定律计算电流表A1支路的总电阻；根据电阻的串联求出待测电阻Rx的阻值。
【解答】解：
（1）由图知，电流表A1与Rx串联再与A2并联，
由I＝可得，电流表A2两端的电压：
U2＝I2R2＝0.04A×1Ω＝0.04V；
（2）因为并联电路各支路电压相等且等于电源电压，
所以电源电压为：U＝UA2＝0.04V；
根据I＝可得，电流表A1支路的总电阻为：
R总＝＝＝0.2Ω，
因为串联电路的总电阻等于各电阻之和，
所以待测电阻Rx的阻值：Rx＝R总﹣R1＝0.2Ω﹣0.1Ω＝0.1Ω。
答：（1）电流表A2两端的电压U2为0.04V；
（2）待测电阻Rx的阻值为0.1Ω。
【点评】本题考查了并联电路的电压和电流特点、欧姆定律公式的应用，根据题意要把电流表看成一个能测电流的电阻。