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2022-2023 学年江苏省南京市玄武区九年级（上）期末物理试卷
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. 下列工具属于省力杠杆的是（ ）
A. 食品夹
B. 瓶盖起子
C. 天平
D. 钓鱼竿
【答案】B
【解析】
【详解】A．食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意；
B．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B符合题意；
C．天平的实质是一个等臂杠杆，在使用过程中，动力臂等于阻力臂，故C不符合题意；
D．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
2. 下列数据符合生活实际的是（ ）
A. 小华跳绳的平均功率约为1500W
B. 人体的安全电压为220V
C. 教室内一盏日光灯工作时的电流约为1AD. 1度电可以使一盏100W的灯泡正常工作10h
【答案】D
【解析】
【详解】A．初中生体重大约为500N，跳绳高度大约5cm= 0.05m，1min大约跳100次，跳一次做的功
W= Gh= 500N× 0.05m= 25J
跳一次的时间为0.6s，则小华同学跳绳时的功率大约是
故A不符合题意；
B．经验表明，人体的安全电压为不高于36V，故B不符合题意；
C．教室内一盏日光灯工作时的电流约为0.2A，故C不符合题意；
D．1度电可以使一盏100W的灯泡正常工作的时间
故D符合题意 。
故选D。
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 炽热的铁水具有内能，冰冷的冰块不具有内能
B. 两物体相互接触时，热量可以从内能小的物体转移到内能大的物体
C. 物体吸收了热量，温度一定会升高
D. 10℃的水内能一定比50℃的水的内能少
【答案】B
【解析】
【详解】A．一切物体都有内能，冰冷的冰块和炽热的铁水都具有内能，故A错误；
B．内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，内能小的物体可能温度高，内能大的物体可能温度低，
因此内能小的物体可以将热量传给内能大的物体，故B正确；
C．物体吸收了热量，温度不一定会升高，晶体在熔化过程中，吸收热量，温度不变，但其内能增加，故
C错误；
D．内能的大小跟温度、质量、状态有关，10℃的水内能不一定比50℃的水的内能少，故D错误。
故选B。
4. 下图所示的几种情况，人对物体做了功的是（ ）A. 拉车向前运动 B. 搬而未动
C. 学生背着书包水平匀速前进 D. 将杠铃举着静止不动
【答案】A
【解析】
【详解】A．人给小车一个向前的拉力作用，小车在拉力作用下向前移动了距离，人对小车做功，故A符
合题意；
B．搬石头时，人给石头一个力的作用，石头在力的作用下没有移动距离，人对石头没有做功，故B不符
合题意；
C．学生背着书包水平匀速前进，学生给书包一个向上的力，但书包向上没有移动距离，人对书包没有做
功，故C不符合题意；
D．运动员将杠铃举起后不动，运动员给杠铃一个向上的力，杠铃向上没有移动距离，人对杠铃没有做功，
故D不符合题意。
故选A。
5. 图中四个事例的能量转化与其余三个不同的是（ ）
A. 瓶塞冲出 B. 做功冲程
C. 压缩气体 D. 盒盖飞出
【答案】C
【解析】
【详解】A．水蒸气将软木塞冲开，水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能会减小，此过程中内能转化为机械能；
B．做功冲程中，高温高压燃气对活塞做功，内能转化为机械能；
C．用力将活塞压下，活塞对空气做功，使筒内空气的内能增大、温度升高，达到了棉花的着火点，棉花
就会燃烧，此过程中机械能转化为内能；
D．盒内气体对盒盖做功，此过程中内能转为机械能；
综上分析，C选项的能量转化与其余三个不同。
故选C。
6. 两个完全相同的滑轮，分别以图示两种方式，将重为G的物体以相同的速度匀速竖直提升相同高度，不
计绳重和摩擦，甲、乙的机械效率为η、η，拉力F、F 做的功分别为W、W，功率分别为P、P，下列
1 2 1 2 1 2 1 2
判断正确的是（ ）
A. F=2F B. η>η C. W>W D. P=P
1 2 1 2 1 2 1 2
【答案】B
【解析】
【详解】A．甲是定滑轮，乙是动滑轮，不计绳重和摩擦，甲的拉力等于物体的重力，而乙的拉力等于物
体和滑轮总重的一半，故
F<2F
1 2
A错误；
BCD．不计绳重和摩擦，因为物重相同，提升的高度相同，故甲做的有用功等于乙做的有用功；因为甲用
定滑轮提升，乙用动滑轮提升，所以甲做的额外功为零，小于乙做的额外功，故甲做的总功小于乙做的总
功，即
W<W
1 2
因为机械效率是有用功与总功的比值，故甲的机械效率大于乙的机械效率，即
η>η
1 2
因为所用时间相同，由 可知甲的功率小于乙的功率，即
P<P
1 2
故B正确，CD错误。
故选B。7. 我国运动员朱雪莹曾获得奥运会女子蹦床的金牌，如图是朱雪莹比赛时的场景，下列说法正确的是（
）
A. 她刚接触蹦床时动能最大
B. 刚接触蹦床到运动到最低点的过程中，她的机械能减小
C. 刚接触蹦床到运动到最低点的过程中，她的动能转化为蹦床的弹性势能
D. 下落到最低点时，她受力平衡
【答案】B
【解析】
【详解】A．运动员从高处落下，在接触蹦床前，在重力的作用下做加速运动，接触蹦床后，受到蹦床竖
直向上的弹力的作用，开始弹力小于重力，运动运动员继续向下做加速运动，当弹力等于重力时，速度最
大，动能最大，故A错误；
的
BC．从刚接触蹦床到运动到最低点 过程中，蹦床的形变程度逐渐变大，弹性势能变大，运动员的机械能
转化为蹦床的弹性势能，所以运动员的机械能减小，故B正确，C错误；
D．下落到最低点时，她受到的弹力大于重力，受力不平衡，故D错误。
故选B。
8. 如图所示，甲、乙、丙三个完全相同的烧瓶中分别装有质量相等、初温相同的液体，烧瓶中电阻丝的阻
值大小关系为R <R =R ，烧瓶内插入相同的温度计，下列说法正确的是（ ）
甲 乙 丙
A. 甲、丙可探究电阻丝产生热量的多少与电阻大小的关系
B. 乙、丙可探究不同物质的吸热升温现象，物质吸热的多少可用温度计示数的升高来表示
C. 上述A、B选项中两个实验的研究对象都是瓶内的液体，且都还需要天平和秒表D. 通电相同时间，水和煤油都没有沸腾，温度计示数T <T <T
甲 乙 丙
【答案】D
【解析】
【详解】A．因为电阻和加热的液体均不相同，存在多个变量，所以不能探究电阻丝产生电热的多少与电
阻大小的关系，故A错误；
B．为了比较水和煤油吸热的多少，应采用相同的加热装置，通过比较加热时间来比较物体吸收热量的多
少，采用的是转换法，因为R =R ，且串联电路中电流处处相等，根据Q=I2Rt，相同时间内乙丙放出的
乙 丙
热量相同，所以乙丙两瓶吸热的多少是通过加热时间判断的，故B错误；
C．A选项的研究对象是电阻，因为三者串联，所以加热时间相同，不用秒表也可以探究电阻丝产生热量
的多少与电阻大小的关系，故C错误；
D．因为R <R ，根据Q=I2Rt，乙产热多，又因为都是加热相同质量的水，所以T <T ，因为R =R ，
甲 乙 甲 乙 乙 丙
根据Q=I2Rt，产热一样，但水的比热容大于煤油，根据 ，丙升温多，所以T <T ，所以温度计
乙 丙
示数的大小关系为T <T <T ，故D正确。
甲 乙 丙
故选D。
9. 某款手持式电子测温仪如图甲所示，图乙是它工作的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，
用于靠近人体测温，定值电阻R 为保护电阻，显示仪是由电流表或电压表改装而成，在测量人的体温时显
0
示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，则下列说法正确的是（ ）
A. 图乙中的显示仪是由电流表改装成的
B. 热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
C. 被测温者体温越高，定值电阻R 两端的电压越小
0
D. 将R 换成阻值更大的电阻，测相同温度时，显示仪的示数将变大
0
【答案】C
【解析】
【详解】A．由电路图可知，R 与R串联，显示仪与R并联，则显示仪是由电压表改装成的，故A错误；
0
B．由题意可知，人的体温越高，电压表的示数越大，由串联电路的分压特点可知，R的阻值变大，则热
敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大，故B错误；C．人的体温越高时，R的阻值越大，总电阻越大，根据欧姆定律可知，电路中的电流越小，根据U=IR可
知，定值电阻R 两端的电压越小，故C正确；
0
D．测相同温度时，R的阻值不变，将R 更换为阻值更大的电阻后，电路的总电阻变大，由 可知，
0
电路中的电流变小，由U=IR可知，R两端的电压变小，即显示仪示数变小，故D错误。
故选C。
10. 如图所示，将标有“12V 6W”的灯泡L 和“6V 6W”的灯泡L 并联后，接在6V的电源上（设灯丝电
1 2
阻不变），则闭合开关S，下列说法正确的是（ ）
A. 两灯的实际功率之和等于12W
B. 灯泡L 比灯泡L 亮
2 1
C. 灯泡L 电阻是灯泡L 电阻的二倍
1 2
D. 通过灯泡L 的电流为0.5A
1
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．灯泡L 的电阻
1
灯泡L 的电阻
2
灯泡L 电阻是灯泡L 电阻的4倍；并联接在6V的电源上，（设灯丝电阻不变），由并联电路电压的规律
1 2
两个灯泡两端的电压都等于电源电压，灯泡L 的实际功率
1
L 的实际电压等于其额定电压，故灯泡L 的实际功率P =6W；因为灯泡的亮度取决于实际功率，故灯泡
2 2 实2
L 比灯泡L 暗，即灯泡L 比灯泡L 亮，两灯的实际功率之和为
1 2 2 1P =P +P =1.5W+6W=7.5W
总 实1 实2
故B正确，AC错误；
D．通过灯泡L 的电流
1
故D错误。
故选B。
11. 图甲中电源电压保持不变，滑动变阻器R 标有“50Ω 0.5A”的字样，R＝10Ω，灯泡L上标有“5V”
1 2
的字样，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A．将R 的滑片P移至b端，仅闭合开关S、S，调节
1 1
R 的滑片P，并绘制出电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙所示。在保证电路安全的前提下，
1
下列说法正确的是（ ）
A. 仅闭合开关S、S，滑动变阻器接入电路中的最小阻值是5Ω
1
B. 仅闭合开关S、S，电路总功率的变化范围是0.5W~1.5W
1
C. 若将电压表量程换为0~3V，仅闭合开关S、S，电流表示数的变化范围是0.1A~0.5A
2
D. 若将电压表量程换为0~3V，仅闭合开关S、S，R 的功率变化范围是0.1W~0.9W
2 2
【答案】D
【解析】
【详解】由电路图知闭合开关S、S，滑动变阻器R 与小灯泡L串联，电压表测量小灯泡两端的电压，电
1 1
流表测量电路中的电流；
A．由图乙可得电路中的电流最小时，滑动变阻器连入电路的电阻最大，最大为50Ω，此时电路中的电流
为I=0.1A，小灯泡两端的电压为U =1V，电源电压为
1 L
U=U + IR = 1V +0.1A × 50Ω=6V
L 1 1大
当电路中的电流最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，此时小灯泡两端的电压为U ʹ=5V，电路中的电
L
流为I=0.25A，滑动变阻器接入电路的电阻最小为
2故A错误；
B．由图乙知电路中的电流为0.1A~ 0.25 A，根据P=UI知，最大电功率
P =UI =6V×0.25A=1.5W
大 大
最小电功率
P =UI =6V×0.1A=0.6W
小 小
则电路总功率的变化范围是0.6~ 1.5 W，故B错误；
CD．闭合开关S、S，定值电阻R 和滑动变阻器R 串联，电压表测量定值电阻R 两端的电压，电流表测
2 2 1 2
量电路中的电流，若将电压表量程换为0~3V，则R 两端的电压最大为3V，电路中的最大电流为
2
电路中的电流最小时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路中的最小电流为
所以电流表示数的变化范围是0.1A~0.3A：
R 的最大功率为
2
P =I 2R = (0.3A)2×10Ω= 0.9W
2大 max 2
R 的最小功率为
2
P =I 2R = (0.1 A)2×10Ω= 0.1W
2小 min 2
所以R 的功率变化范围是0.1W~0.9W，故C错误，D正确。
2
故选D
12. 如图所示，电源电压不变，R 为定值电阻，R 为滑动变阻器（a、b为其两端点），当滑片P在b点时，
1 2
电流表示数为0.1A，R 消耗的功率为1W；当滑片P移动至某一位置时，电流表示数为0.3A，R 消耗的功
2 2
率为1.8W。当滑片P从a移到b的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. R 的最大阻值为10Ω
2B. 电压表示数变化了12V
C. R 消耗的电功率变化了7W
1
D. 电路消耗的总功率变化了7.2W
【答案】C
【解析】
【详解】由电路图可知， R 与R 串联，电压表测R 两端的电压，电流表测电路中的电流；当滑片P位于
1 2 2
b端，滑动变阻器接入电路的阻值最大，由P=UI可得，R 两端的电压
2
由 可得，滑动变阻器的最大阻值
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源电压
U= IR +U= 0.1A×R + 10V
1 1 2 1
当滑片P移动至某一位置时，电流表示数为0.3A，滑动变阻器两端的电压
所以电源电压
U= IR +U= 0.3A×R + 6V
2 1 2 1
因电源的电压不变，所以
0.1A×R + 10V= 0.3A×R + 6V
1 1
解得R = 20Ω，U=12V。当P在a端时， R 连入阻值为0，则电压表的示数为0，电路为R 的简单电路；
1 2 1
电流表最大示数
R 消耗的电功率与电路消耗的总功率相等，所以
1
P= P=UI= 12V×0.6A= 7.2W
1
当P在b端时，电路中的电流I'= 0.1A，电压表示数U= 10V，R 消耗的电功率
2 1
Pʹ= (Iʹ)2R= (0.1A)2×20Ω= 0.2W
1 1
电路消耗的总功率Pʹ=UI'= 12V×0.1A= 1.2W
当滑片P从a移到b的过程中：电压表变化了
ΔU=10V-0V=10V
2
R 消耗的电功率变化了
1
ΔP= P -Pʹ=7.2W-0.2W=7W
1 1 1
电路消耗的总功率变化了
ΔP= P-Pʹ=7.2W-1.2W=6W
故选C。
二、填空题（本题共7小题，每空1分，共26分）
13. 小明骑电动自行车下坡时重力势能将______；到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，机械能将
______。刹车后很快停了下来，发现刹车片很烫，这是通过______的方式改变刹车片的内能，汽车内燃机
四个工作冲程中，______冲程的能量转化情况与之相同。
【答案】 ①. 减小 ②. 不变 ③. 做功 ④. 压缩
【解析】
【详解】[1]小明骑电动自行车下坡时，质量不变，高度减小，所以重力势能减小。
[2]到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，动能不变，重力势能不变，所以机械能不变。
[3][4]发现刹车片很烫，这是由于刹车片和地面摩擦生热，机械能转化为内能，这是通过做功的方式改变了
刹车片的内能。汽车内燃机四个工作冲程中，压缩冲程是将机械能转化为内能，所以压缩冲程的能量转化
情况与之相同。
14. 如图所示，将铜片和锌片分别插入橙子中，制成“水果电池”，闭合开关，发光二极管发光，电流方
向如图所示，则铜片是水果电池的______极，水果电池供电时，______能转化为电能，发光二极管是由
______（选填“超导体”、“绝缘体”或“半导体”）材料制成的，图中将三个橙子串联起来接入电路，
目的是增大二极管两端的______。
【答案】 ①. 正 ②. 化学 ③. 半导体 ④. 电压
【解析】
【详解】[1]根据发光二极管具有单向导电性可知，铜片是水果电池的正极，锌片是负极。，
[2]橙子电池工作时，消耗化学能，产生电能，将化学能能转化为电能。[3]导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体，发光二极管是由半导体材料制成的。
[4]串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和，因此图中将三个橙子串联起来接入电路，目的是
增大二极管两端的电压。
15. 如图所示装置中，空吊篮A重30N，绳子承受的最大拉力为100N。当拉力F为20N时，空吊篮以
2m/s速度匀速上升，忽略绳重、摩擦和空气阻力，则动滑轮的重力为______N，2s内克服动滑轮重做的额
外功为______J，用此装置提升货物的最大机械效率为______%，当此装置效率最大时，动滑轮上的挂钩受
到的向下拉力是______N。
【答案】 ①. 10 ②. 40 ③. 80 ④. 190
【解析】
【详解】[1]由图可知，空吊篮和动滑轮的重力由2段绳子承担
G =2F- G = 2×20 N-30 N=10 N
动 吊篮
[2] 2 s内克服动滑轮重力做的额外功为
W =G h=10 N×2 m/s×2 s=40 J
额 动
[3][4]当拉力为100N时，机械效率最大，此时提起重物的最大重力为
G =2F -G - G =2×100N-10 N-30N=160N
最大 最大 动 吊篮
装置的最大机械效率为
当机械效率最大时，动滑轮上的挂钩受到向下的拉力等于物体和吊篮的总重力，即
F = G + G = 160 N+30 N=190 N
拉 最大 吊篮
16. 冬天来临，小明用自己的零花钱给奶奶购买了一电热暖手袋，如图所示．其内部液体比热容是
4.2×103J/(kg·℃)，若暖手袋里装热水取暖，是利用了水______大的性质；若该暖手袋内液体质量为1kg、
初温为10℃，通电5min后液体温度升高了40℃，设此过程中电流做功为2.1×105J，则该暖手袋的电功率
为______W，袋内液体吸收热量为______J。【答案】 ①. 比热容 ②. 700 ③. 1.68×105
【解析】
【详解】[1]暖手袋里装热水取暖，是利用了水比热容大的性质，因为相同质量的水和其它物质相比，降低
相同的温度，水能放出更多的热量。
[2]暖手袋的电功率
[3]袋内液体吸收的热量
Q =cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×40℃=1.68×105J
吸
17. 如图甲是一种新型插座，它能即时显示接在该插座上的用电器的工作电压和所耗电费等．小明将装有
质量为2kg、初温为10℃水的电水壶插在该插座上．这时插座屏幕上的显示如图乙所示，当水烧开至
100℃时，插座屏幕上的显示如图丙所示，则电水壶的实际功率为______kW，电水壶在烧水过程中的效率
为______%；已知电能表常数为3200imp/kW·h，则这段时间内电能表指示灯闪烁______次。[已知电费单
价：0.5元/kW·h；c ＝4.2×103J/(kg·℃)]
水
【答案】 ①. 2 ②. 52.5 ③. 1280
【解析】
【详解】[1]水吸收的热量为
Q =c m(t-t)=4.2×103 J/(kg·℃)×2kg×(100℃-10℃)=7.56×105J
吸 水 0
由图乙、丙结合题意可得，这段时间内消耗的电能为
电水壶的实际功率为
[2]电水壶在烧水过程中的效率[3]耗电为0.4kW·h时，电能表指示灯闪烁的次数
18. 如图所示电路图，电源电压恒定。当开关S、S 断开，S 闭合时，电流表的读数为0.2A，电压表的读
1 2 3
数为2V；当开关S、S 闭合，S 断开时，电压表的读数为6V，此时电流表示数为______A；R 的阻值为
1 2 3 2
______Ω，电源电压为______V，电阻R 在前后两种电路情况下消耗的电功率之比是______。
1
【答案】 ①. 0.9 ②. 10 ③. 6 ④. 4∶9
【解析】
【详解】[1][2][3]由图可知，当开关S、S 闭合，S 断开时，电阻R、R 并联，电流表测干路中的电流，
1 2 3 1 2
电压表测电源电压，电压表的读数为6V，电源电压U=6V。当开关S、S 断开，S 闭合时，R、R 串联，
1 2 3 1 2
电流表测电路中的电流，电压表测量R 两端的电压，电压表的读数为R 两端电压，即U=2V，串联电路中
2 2 2
电流处处相等，R 的阻值
2
由串联电路电压特点可知，电阻R 两端的电压
1
U=U-U=6V-2V=4V
1 2
由欧姆定律可得，R 的阻值
1
当开关S、S 闭合，S 断开时，电阻R、R 并联，干路中的电流
1 2 3 1 2
此时电流表示数为0.9A。
[4]两电阻串联时，电阻R 消耗的电功率
1
P=UI=4V×0.2A=0.8W
1 1
两电阻并联时，电阻R 消耗的电功率
1电阻R 在前后两种电路情况下消耗的功率之比
1
P∶P′=0.8W∶1.8W=4∶9
1 1
19. 如图甲是某生产流水线上均匀正方体产品的输送及计数装置示意图，其中S为激光源，R 为光敏电阻
1
（有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大），R＝400Ω。水平传送带匀速前进，每当传送带上的
2
产品通过S与R 之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住。电压表示数随时间变化的关系如图乙所示。
1
已知电源电压恒为6V，则有光照射时光敏电阻R 的阻值为______Ω，有光照射和无光照射时保护电阻R
1 2
两端的电压之比为______，每小时通过S与R 之间的产品个数为______个，每小时电流通过R 做的功是
1 2
______J。
【答案】 ①. 200 ②. 1∶2 ③. 6000 ④. 108
【解析】
【详解】[1]由图甲可知，R 与R 串联，R 为光敏电阻，有光照射时，阻值较小，无光照射时，阻值较大，
1 2 1
根据串联分压原理可知有光照射时光敏电阻两端的电压较小，由图象可得有激光照射R 时，U=2V，根据
1 1
串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得定值电阻两端的电压
U=U-U=6V-2V=4V
2 1
串联电路的电流处处相等，根据欧姆定律可得通过电路的电流
根据欧姆定律可得此时光敏电阻的阻值
[2][3][4]无激光照射R 时，由图象可得，U′=4V，根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得
1 1
定值电阻两端的电压
U′=U-U′=6V-4V=2V
2 1有光照射和无光照射时保护电阻R 两端的电压之比为
2
U∶U′=4V∶2V=2∶1
2 2
根据欧姆定律可知此时通过电路的电流
由图象可知每经过0.6s，就有一个产品通过计数装置，则每1h通过S与R 之间的产品个数为
1
1h内电流通过R 做的功
2
三、解答题（本题共11小题，共50分．解答27、28题时应有公式和解题过程）
20. 如图所示是一台金属切割机，工人用该机切割A点下方的钢管时，用力压B点，机器OAB部分可绕O
点转动。请在图中画出作用在B点的最小动力 及阻力 的力臂 。
【答案】
【解析】
【详解】依题意O点为支点，从O点作F 作用线的垂线，支点到垂足的距离为阻力臂L；由杠杆平衡条
2 2
件，在阻力、阻力臂一定时，动力臂越长，越省力，若动力作用在B点，以OB为动力臂是最长的力臂，
此时力最小，则连接OB为最长力臂，再过B点作OB的垂线，即动力F 的作用线，以O为支点，F 与F
1 1 2
作用效果相反，F 使杠杆逆时针转动，则F 使杠杆顺时针转动，F 的方向向下，如图所示：
2 1 121. 在建筑工地上，师傅利用滑轮组运送建筑材料。请在图中画出最省力的绕绳方法。
【答案】
【解析】
【详解】从动滑轮的上挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子承担物重，这就是最省力的绕法，如图所示：22. 请将电源、电流表，电压表三个元件的符号填入下图电路的虚线框内，并将电路补充完整．要求：开
关S闭合后，电流方向如图所示，移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡L变亮时，电压表的示数变小．
【答案】
【解析】
【分析】滑动变阻器改变灯泡的亮度，所以滑动变阻器和灯泡、电流表串联；灯泡变亮时其两端电压变大，
而电压表示数变小，说明电压表和滑动变阻器并联，据此填充元件．
【详解】根据电压表应与被测用电器并联，读图可知，左右两个位置不可能是电压表，则电压表应在中间
的位置．根据移动滑动变阻器的滑片P，小灯L变亮时，电压表的示数变小，说明电压表测的是滑动变阻
器两端的电压，则左侧的位置应该是电源，右侧的位置应该是电流表．且电源的正极朝下．如下图所示：【点睛】根据电压表应与被测用电器并联，电流表应与用电器串联，再结合移动滑动变阻器的滑片P，小
灯L变亮时，电压表的示数变小可判断各元件的位置．
23. 小明用如图所示装置做“探究杠杆的平衡条件”实验．
（1）安装好装置后，杠杆位置如图甲所示，为使其在水平位置平衡，应将平衡螺母向______调节。
（2）如图乙所示，杠杆调节平衡后，在A处悬挂3个钩码，每个钩码重0.5N，如果在B处施加一个拉力
使杠杆在水平位置再次平衡，拉力最小时，大小为______N。
（3）得到实验结论后，利用图丙所示装置，轻质杠杆可绕O转动，A点悬挂一重物M，B点受到电子测力
计竖直向上的拉力F，杠杆水平静止。保持F方向不变，F的力臂记为l，改变B点位置，F与______的关
系图像为图丁中的①；将M从A移至P，再重复上述步骤，F与______的关系图像为图丁中的______（选
填“①”或“②”或“③”或“④”）。
【答案】 ①. 右 ②. 2 ③. ④. ⑤. ④
【解析】
【详解】（1）[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态都为杠杆的平衡状态；如图甲所示，杠杆左端下沉，
其右端偏高，应将平衡螺母向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡。（2）[2]根据杠杆的平衡条件可知，要使力最小，需要使力臂最大，当力的方向竖直向下时，力臂最长，
力最小；在A点悬挂3个钩码，则由杠杆的平衡条件得3G×4l=F ×3l，解得最小的力
B
F =4G=4×0.5N=2N
B
（3）[3][4][5]由题意可知，保持杠杆水平静止，将F作用点从B移至C，此过程中F方向保持不变，根据
杠杆平衡条件可得F×l=G×OA，解得
将M从A移至P，由杠杆平衡条件可得F×l=G×OP，解得
由数学知识可知，①②两式中拉力F与 的关系图线均为正比例函数，由图1可知，OP<OA，则②式的斜
率小于①式的斜率，因此将M从A移至P，F与 的关系图线为过原点且斜率比图线①小的图线④。
24. 在探究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，如图甲所示，将钢球从某一高度由静止释放，钢球
摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。
（1）实验中控制了钢球的______相同，从而探究动能与______的关系；
（2）小华将实验装置改进成图乙所示，利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击
同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，来研究铁球动能大小与______的关系；
（3）小华还想用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究铁球的动
能大小与质量的关系，这个设计方案是______（选填“正确”或“错误”）。
【答案】 ①. 速度 ②. 质量 ③. 速度 ④. 错误
【解析】
【详解】（1）[1][2]与从斜面上滚下类似，质量不同的钢球从相同高度处摆下，摆线竖直时，钢球的速度
是相同的；钢球的速度相同而质量不同，是探究动能与质量的关系。（2）[3]质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行
比较，此时质量相同，速度不相同，所以可以研究铁球的动能大小与速度的关系。
（3）[4]观察图乙的装置可知，若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，
撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧的弹性势能相
同，转化成的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验目的。
的
25. 如图所示，甲、乙、丙三图中 装置完全相同，燃料的质量、烧杯内的液体质量和初始温度也都相同，
当燃料燃烧完时立即读取相应温度计的读数，分别为T 、T 和T ，且有T >T >T 。
甲 乙 丙 甲 乙 丙
（1）比较不同物质的比热容，应选择______两图进行实验；
（2）比较不同物质的热值，应选择______两图进行实验，燃料1的热值q 与燃料2的热值q 相比，有
1 2
q______q（选填“>”、“=”、“<”）；
1 2
（3）若在燃料燃烧完前，甲图中的液体a已处于沸腾状态，且燃料燃烧完时温度计读数仍然为T >T >T
甲 乙
，液体b没有沸腾，则c______c（选填“>”、“=”、“<”或“无法判断”）。
丙 a b
【答案】 ①. 甲丙 ②. 甲乙 ③. > ④. <
【解析】
【详解】（1）[1]为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相
同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验。
的
（2）[2][3]为了比较热值大小，要用不同 燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示
数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲、乙两图进行实验；甲、乙两实验烧杯中液体的初温
相等，末温
T >T
甲 乙
温度变化量
Δt >Δt
甲 乙
由图甲、乙所示实验可知，两烧杯中的液体种类即比热容c、质量m都相等，由热量公式Q=cmΔt可知吸收的热量
Q >Q
甲 乙
燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则燃料释放的热量
Q>Q
1 2
由于甲、乙两实验所使用的燃料质量m相同而种类不同，由Q=mq可知
q>q
1 2
（3）[4]在燃料燃烧完前，甲图中的液体a已处于沸腾状态，且燃料燃烧完时温度计读数为
T >T >T
甲 乙 丙
液体b没有沸腾，甲、丙所示实验所用燃料相同，则吸收相等的热量时，a液体升高的温度大于b液体升
高的温度，a、b两液体质量相同，由热量公式Q=cmΔt可知，液体a的比热容小于液体b的比热容。
26. 用5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻完成“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验，电源电压为6V，
滑动变阻器最大阻值为100Ω。
（1）请用笔画线代替导线将图甲所示电路连接完整______（滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数
变大）；
（2）先将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关后，电流表有示数，电压表无示数，可能是定值电阻______
路；排除故障后进行实验，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数如图乙所示时记录数据，则本实验中
设定的定值电阻两端的电压为______V；
（3）断开开关，将10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向______
（选填“左”或“右”）端移动；移动滑片的过程中，眼睛应观察______表的示数。根据实验数据描绘出
电流与电阻倒数的图像如图丙所示，由图像可知，电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成______比；
（4）除了5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻之外，若还想增加一个25Ω的定值电阻继续进行实验，则设定
的定值电阻两端的电压应不小于______V。【答案】 ①. ②. 短路 ③. 2 ④. 左 ⑤. 电压 ⑥. 反
⑦. 1.2
【解析】
【详解】（1）[1]变阻器上下接线柱各接一个接入电路中，要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示
数变大，即电阻变小，则滑动变阻器右下接线柱接入电路，如下所示：
（2）[2]闭合开关，小刚发现电流表有示数，表示电路为通路，电压表无示数，可能是 +定值电阻发生了
短路。
[3]由图乙可知，电流表量程为0~0.6 A，分度值为0.02A，示数为0.4A，所以此时此定值电阻两端的电压
U=IR= 0.4A×5Ω= 2V
则本实验中控制的定值电阻两端的电压为2V。
（3）[4][5]探究“电流与电阻关系”时要控制定值电阻两端的电压不变，每次更换电阻后，都要移动滑动
变阻器的滑片，此时眼睛应注意观察电压表示数。实验中控制定值电阻两端的电压为2V，根据串联分压
原理可知，将定值电阻由5Ω改换成10Ω的电阻，定值电阻增大，其分得的电压增大，要控制定值电阻两
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，由分压原理知，应增大滑动
变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数仍为2V。
[6]由图丙知，电流与电阻的乘积为
U= 1R = 0.1A×20Ω=0.2A×10Ω=0.4A×5Ω=2V
故由图像可以得出结论：电阻两端电压一定时，导体中的电流跟电阻成反比。
（4）[7]根据分压原理当接入25Ω电阻时，假设变阻器全部连入电路，电阻为100Ω，则
此时定值电阻两端 的电压所以设定的定值电阻两端的电压应不小于1.2V。
27. 小明用如甲图所示的电路，测量定值电阻R 的阻值。电源电压有4.5V和6V两挡可选，R 的阻值约为
x x
10Ω，滑动变阻器有（a：“15Ω 3A”和b：“50Ω 3A”）两种规格.。
（1）小明发现甲图连接的电路有一处错误，请把接错的那一根导线找出来打“×”，用笔画线代替导线
画出正确的连接______；
（2）小明正确连接电路后，将滑动变阻器的滑片P移至最右端，闭合开关后，电压表示数为1V，电流表
示数为0.1A，由此判断电源电压选择的是______（选填“4.5V”或“6V”）档，滑动变阻器选择的是
______（选填“a”或“b”）规格；
（3）继续移动滑动变阻器的滑片P完成后续测量，第3次实验时，电流表的示数如乙图所示，请根据实验
过程将表格填写完整，并将a处的数据填写上（R 的平均值精确到0.1Ω）。
x
实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω R 平均值/Ω
x x x x
① 1 0.1 10
② 2.5 0.24 10.4
a______
③ 2.8 ______ ______
【答案】 ①. ②. 6V ③. b ④. 0.3 ⑤. 9.3 ⑥. 9.9
【解析】
【详解】（1）[1]图中电压表被短路，所以要删除连接电压表右端的线，并将该线改成连在定值电阻左边
接线柱，如图所示：（2）[2][3]电源电压有4.5V和6V两挡可选，R 的阻值约为10Ω，正确连接导线后，将滑动变阻器的滑片
x
P移至最右端，闭合开关后，电压表示数为1V，电流表示数为0.1A，若电源电压为4V，则变阻器分得的
电压为
U =U-U=4.5V-1V=3.5V
滑 x
根据串联分压原理可得
滑动变阻器的最小阻值为R =35Ω，故滑动变阻器b符合题意；若电源电压为6V，则变阻器分得的电压
滑小
为
U′ =U-U′ =6V-1V=5V
滑 x
根据串联分压原理可得
滑动变阻器的最小阻值为R′ =50Ω，故电源电压不能为6V，电源电压为4V。
滑小
（3）[4][5][6]由图乙知电流表选用0~0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，第三次的电阻为
平均阻值为
28. 某物理实验小组在“测量小灯泡的功率”的实验中，选用器材连接了如图甲所示的电路，其中电源电
压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。（1）所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表
均有示数，小灯泡不发光，原因是______；
（2）三次实验记录如表，在完成第①次实验后，要测量小灯泡的额定功率，则需将滑动变阻器的滑片向
______（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡
的额定功率为______W；
实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 灯泡亮暗情况
① 1.4 0.20 0.28 较暗
② 2.5 正常发光
③ 2.8 0.30 0.84 很亮
（3）另一组的同学设计了如图丙所示的电路，测出了小灯泡的额定功率。电源电压未知但恒定不变，小
灯泡的额定电压为U ，R 和R 为滑动变阻器，R 的最大阻值为R，实验步骤如下：
额 1 2 1 0
①只闭合开关S、S，调节R 的阻值，使电压表的示数为U ；
1 1 额
②只闭合开关S、S，调节______，使______；
2
③保持R 的阻值不变，将R 的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U，再将R 的滑片P调至最右端，
2 1 1 1
记下电压表的示数U，则小灯泡的额定功率P ＝______（用U 、U、U、R 表示）。
2 额 额 1 2 0
【答案】 ①. 变阻器接入阻值太大，灯泡实际功率太小 ②. B ③. 0.7 ④. R 的滑片 ⑤.
2
使电压表示数仍为U ⑥.
额
【解析】
【详解】（1）[1]所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流
表和电压表均有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，其原因是滑动变阻器连入
电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小。
（2）[2]灯在额定电压下正常发光，由表中数据可知第1次实验中，灯泡两端的电压为1.4V，小于灯泡的
额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分
压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B移动，直到电压表示数为灯泡的额定
电压2.5V。[3]图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.28A，则小灯泡的额定功率是
P =U I =2.5V×0.28A=0.7W
灯 灯 灯
（3）根据①可知，变阻器R 与灯串联，电压表则灯的电压，调节R 的阻值，使电压表的示数为U ，灯
1 1 额
泡正常发光，根据 可知，求出小灯泡灯正常发光时的电阻即可。可根据等效替代法求灯泡灯正常
发光时的电阻：通过开关的转换，使两变阻器串联（R 的滑片位置不动），电压表测R 的电压，通过移动
1 2
R 的滑片，使电压表示数仍为U 时，R 连入电路中的电阻大小等于小灯泡灯正常发光时的电阻的大小；
2 额 2
在③中，根据串联电路的电压规律以及分压原理可以求出R 连入电路中的电阻大小即小灯泡灯正常发光时
2
的电阻的大小，故可求出小灯泡额定功率。
②[4][5]只闭合开关S、S，调节R 的滑片，使使电压表示数仍为U 。
2 2 额
③[6]保持R 的阻值不变，将R 的滑片P调至最左端，则R 的最大电阻R 与R 串联，电压表测R 的电压，
2 1 1 0 2 2
记下电压表的示数U，再将R 的滑片P调至最右端，电路为R 的简单电路，记下电压表的示数U，即电
1 1 2 2
源电压，根据串联电路电压的规律，则两变阻器串联时，则最大电阻R 的电压为
0
U=U-U
0 2 1
根据分压原理有
故有
即小灯泡正常发光的电阻，故小灯泡的额定功率为
29. 2022年北京冬奥会，氢燃料客车、纯电动客车等新能源车辆的使用比例为历届冬奥会之最。
（1）若某款电动客车在平直公路上匀速行驶时，假设百公里耗电30kW·h，电能转化为机械能的效率为
90%，客车匀速行驶时受到的阻力是多少？
（2）若另有一台氢燃料汽车以恒定功率匀速直线行驶，其热机效率为50%，燃烧0.6kg的氢燃料可使车行
驶350s，则此车匀速直线行驶时的功率是多少？（已知q =1.4×108J/kg）
氢【答案】（1）972N；（2）1.2×105W
【解析】
【详解】解：（1）电动客车牵引力做的功
W=ηW =90%×30kW·h=27kW·h=27×3.6×106J=9.72×107J
1 1 总
行驶距离
s=100公里=100km=1×105m
由W=Fs可得牵引力
因为电动客车在平直公路上匀速行驶，阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，所以阻力大小
f=F=972N
（2）氢燃料完全燃烧放出的热量
Q =mq =0.6kg×1.4×108J/kg=8.4×107J
放 氢
氢燃料汽车牵引力做的功
W=ηQ =50%×8.4×107J=4.2×107J
2 2 放
氢燃料汽车匀速行驶时的功率
答：（1）客车匀速行驶时受到的阻力是972N；
（2）氢燃料汽车匀速直线行驶时的功率是1.2×105W。
30. 额定电压为220V的某型号电加热器有高、低温两挡，内部电路由发热电阻R、R 和开关S 组成，其
1 2 1
中R=44Ω。
1
（1）在不拆解内部电路的情况下，小明用图甲电路对其进行测试：先闭合S，电流表的示数为1A，再闭合S，电流表的示数变为5A，则R=______Ω；
1 2
（2）小明又增加了一个单刀双掷开关S，利用原有元件对该电加热器的内部电路改装，改装后的电路如
2
图乙，要使改装后的电加热器处于高温挡，开关S 和S 的状态应分别是______，改装后高温挡的功率提升
1 2
______%；将改装后的电加热器接入电路，高温挡工作10min消耗的电能为多少焦耳？（ ）
【答案】 ①. 176 ②. S 闭合、S 拨到b ③. 25 ④. 8.25×105J
1 2
【解析】
【详解】（1）[1]若R 单独接入电路中，则电路中的电流
1
因先闭合开关S时电流表的示数为1A（低温挡），再闭合S 时电流表的示数变为5A（高温挡），所以，
1
高温挡时电路为R 的简单电路，低温挡时，电路中的电流较小（为 1A），由欧姆定律可知此时电路的总
1
电阻较大，则此时电路是R 与R 串联，由以上分析可知，该电加热器的内部电路如下图所示：
1 2
低温挡时R 与R 串联，电路中的总电阻
1 2
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R 的阻值
2
R=R-R=220Ω-44Ω=176Ω
2 1
（2）[2][3]由乙图可知，开关S 闭合且S 接b时，R 与R 并联，电路的总电阻最小，由 可知总功
1 2 1 2
率最大，电加热器处于高温挡；开关S 断开且S 接a时，R 与R 串联，电路的总电阻最大，由
1 2 1 2
可知总功率最小，电加热器处于低温挡，因并联电路中各支路两端的电压相等，且电路的总功率等于各用
电器功率之和，所以，改装后的高温挡功率
改装前的高温挡功率P =UI =220V×5A=1100W
高 1
改装后高温挡的功率提升
[4]改装后的电加热器接入电路且高温挡正常工作10min,消耗的电能为
W=P′ t=1375W×10×60s=8.25×105J
高
