资源简介

苏科版初中物理九年级下册期中模拟测试卷B卷
一、单选题（每题2分，共14分）
1．如图，图甲中用水平拉力F1拉着重为G的物体在水平面上匀速直线运动，图乙中水平拉力通过滑轮拉着该物体，也在同一水平面上匀速直线运动，两次物块速度相同。不计滑轮重、绳重及滑轮处的摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．图甲中物体受到的摩擦力为
B．图乙中使用滑轮是为了改变力的方向
C．拉力的大小等于拉力的二倍
D．拉力的功率大于拉力的功率
2．如图甲所示的电路中，电源电压为6V，闭合开关，移动滑动变阻器滑片到中间位置，电表指针如图乙所示。则滑动变阻器的规格可能是（　　）
A．“5Ω2A” B．“30Ω2A” C．“50Ω1A” D．“100Ω1A”
3．2月8日，在哈尔滨亚冬会自由式滑雪女子U形场地技巧决赛中，我国选手李方慧以95.25分的成绩夺得了金牌。如图所示是她比赛时的场景，下列说法正确的是（　　）
A．她脚下的单板表面光滑是为了减小与雪地的摩擦力
B．她跳起后在空中飞行过程中受平衡力的作用
C．她能在空中持续向前运动是由于受到惯性作用
D．她在空中下落的过程中动能转化为重力势能
4．安全用电是每一位公民的必备素养。在家庭电路中，下列做法符合安全用电原则的是（　　）
A．更换灯泡时不断开开关 B．用正在充电的电热水袋取暖
C．电路着火不用水扑灭 D．用湿抹布擦拭工作中的台灯
5．如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（　　）
A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能增大
B．图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增大
C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出，与汽油机的压缩冲程能量转化相同
D．图丁；内燃机的一个工作循环，活塞往返2次，燃气对活塞做功2次
6．如图甲是某品牌的插座面板，将其正确接入家庭电路后，如图乙所示。当闭合开关后，下列说法正确的是（　　）
A．洗衣机可以接在该插座上使用
B．若指示灯断路，该插座还可以使用
C．用试电笔测试插座的右孔，氖管不发光
D．为了保持清洁，可用湿抹布擦拭插座面板
7．如图是四冲程内燃机的工作示意图，下列说法正确的是（　　）
A．汽油机吸气冲程吸入的只有空气
B．自行车急刹时，轮胎与地面摩擦，温度会升高，能量转化过程与丙图相同
C．内燃机完成一个工作循环的顺序是丁、甲、丙、乙
D．图丁，该冲程使汽车获得了动力
二、填空题（每空1分，共20分）
8．有甲、乙两只不同规格的灯泡，分别标有“12V 6W” “6V 6W”的字样，不考虑灯丝电阻的变化，若将两只灯泡并联后接在6V的电源上，则　 　（选填“甲”或“乙”）灯更亮；若将两只灯泡串联后接在6V的电源上，则甲、乙两灯泡的电压之比为　 　。
9．如图所示的电路，将A、B两端接入5V电源，电压表示数为2V，拆去A、B两端电源，再将C、D两端接入5V电源，电压表示数为3V，则　 　。
10．茶道起源于中国，中国人饮茶大约始于汉而兴与唐。茶不仅是一种饮料而且已经代表了中国的传统文化和智慧。茶文化中有许多的物理知识，例如：
（1）通过加热使新鲜茶叶中的水分快速　 　（填物态变化名称），这是制茶业中的“杀青”；
（2）合适高温的水能很快的泡出茶香、茶色，这是因为温度越高，　 　现象越明显；
（3）热茶倒入杯中，杯子上方“白气袅袅”，这些“白气”是水蒸气遇冷　 　（填物态变化名称）形成的。装有热茶的杯子也变热了，这是通过的　 　方式改变了杯子的内能，这种方式发生的条件是：相互接触的两个物体，它们的　 　不同。
11．如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。实验时将开关、电流表与导线AB串联起来组成　 　（填：“闭合”或“断开”）回路。若磁体保持静止，导线AB做　 　运动时，电流表指针偏转，此时导线AB　 　（填“受到”或“不受”）磁场对它的力的作用。
12．俗话说“酒香不怕巷子深”，这属于　 　现象；化纤衣服在冬季因摩擦而吸附灰尘，这是　 　现象；如图验电器的工作原理是　 　。
13．在家庭电路中热水器单独工作3min，如图所示的电能表的转盘转了100r，热水器的实际功率为　 　W；若不计能量损失，这段时间内热水器中50L的水可升温　 　℃（保留两位小数）。由于热水器的功率远大于冰箱，从安全用电的角度考虑，热水器的电源线比冰箱的要　 　一些（选填“粗”或“细”）。[已知ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃）]。
14．如图所示，电路中电源电压U及定值电阻R0的阻值均不变。闭合开关S，电压表示数为4V；第二次使用阻值是R阻值两倍的定值电阻代替R，电压表示数为3V；第三次使用阻值比第二次大4Ω的定值电阻代替R，电压表示数为2V。则电源电压为　 　V，定值电阻R0的阻值为　 　Ω，第三次电路中的电流为　 　A。
三、实验探究题（共3题，共14分）
15．小华在探究“通过导体的电流与电压的关系”时，设计了图甲所示的电路。电源电压不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”的字样。
（1）两电阻　 　（选填“串”或“并”）联在电路中。按图甲连接好电路并闭合开关后，小华发现电流表指针如图乙所示，则应对电流表进行的操作是　 　；
（2）纠正错误后，小华开始实验并记录了多组电流表A和电压表V1、V2的示数，作出如图丙的A、B两条曲线，其中表示通过R1的电流和R1两端电压关系的曲线是　 　；
（3）由图丙数据可知，实验中所使用电源的电压为　 　；
（4）本实验和下列实验都需要经过多次测量，其目的与本实验不同的有　 　（填序号）。
①研究杠杆平衡条件
②用直尺秒表测平均速度
③研究导体的电阻与长度的关系
16．小鹏在探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”时，电路如图甲所示，电源电压保持不变，R为定值电阻。
（1）请用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路完成，且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大。　 　
（2）连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是　 　 （填字母）。
A．电阻断路
B．电流表坏了
C．滑动变阻器短路
D．电阻短路
（3）排除故障后，小鹏又取了两个定值电阻，想利用这些器材继续探究“电压不变时，电流与电阻的关系”。实验中所用电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，电源电压为6V，分别接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，记录数据，得到了如图丙所示的图像。
（4）上述实验中：①小鹏用5Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把R换成10Ω的电阻接入电路，闭合开关，应向　 　 （选填“左”或“右”）端移动滑片，直至电压表示数为　 　 V时，读出电流表的示数。
②为完成整个实验，应该选取滑动变阻器　 　 （选填字母）。
A．“50Ω，1.0A”
B．“30Ω，1.0A”
C．“20Ω，1.0A”
17．小宝做“测定小灯泡的电功率”实验，所用器材有电源（电压有4伏和8伏两挡）、待测小灯（额定电压为“2.5V”或“4.5V”）、滑动变阻器（分别标有“20Ω 2A”“50Ω 1A”字样）、电压表、电流表、开关以及导线若干。他选用某挡电源电压，正确串联实验器材，并将电压表并联在电路中。闭合开关后，将变阻器滑片从一端向另一端移动的过程中，观察到小灯的亮度逐渐增加，但始终较暗，电压表的示数逐渐变小。
（1）请通过以上信息判断小宝同学将电压表并联在　 　（选填“电源”“待测小灯”或“滑动变阻器”）两端。
（2）经过思考，小宝仅对电源的挡位进行调整，重新实验，当变阻器的滑片位于中点附近时，小灯正常发光，电流表的示数如图所示。请通过计算说明：
（Ⅰ）电流表的示数。　 　。
（Ⅱ）小灯的额定功率。　 　。
（Ⅲ）所用滑动变阻器规格。　 　。
四、综合题（共8分）
18．在学习“焦耳定律”时，我们先用如图所示的装置分别探究了电流通过导体时产生的热量与电阻和电流的关系，进而学习“焦耳定律”，请你完成下列任务：
【定性实验探究】
通过图乙所示的实验，可探究 电流通过导体时产生的热量与　 　的关系。
【课文回顾】英国物理学家焦耳于1840年最先确定了电流通过导体时产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，随即给出了焦耳定律。即电流通过导体时产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，此关系是　 　。
【定量理论推导】
第一步：建立模型——选取一段导体进行研究，如图所示，已知导体电阻和通过导体的电流；
第二步：理论推导——在导体消耗的电能全部用来产生热量的情况下，利用电热与电能的关系进行推导；
请你写出推导过程：　 　。
【定律应用】小龙在妈妈指导下用电熨斗熨烫衣服，他首先阅读说明书，知道电熨斗有“低温”和“高温”两个挡位，其简化电路如图所示，、是电热丝，且，为旋转式开关。则相同时间内，高温挡与低温挡位产生的热量之比是　 　。
五、作图题（共6分）
19．小明同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置，此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示，不计墙壁对手掌的摩擦力。
（1）请画出小明所受重力的示意图；
（2）以O为支点，请在图中作出动力F的力臂l。
六、计算题（共2题，共19分）
20．某型号电热水壶内部简化电路如图乙，额定电压为220V，具有加热、保温两挡。保温挡的额定功率为100W，双触点开关只能在触点1和2、2和3及3和4之间切换。、是两个阻值不变的发热元件，其中。现将此电热水壶装入0.9kg初温为20℃的水，接到220V的家庭电路中，选用加热挡加热至100℃。已知该电热水壶加热效率为70%，。求：
（1）电热水壶中水吸收的热量；
（2）加热挡的电功率；
（3）需要的加热时间。
21．如图甲所示，轻质杠杆可绕O点无摩擦转动，；不计绳重和摩擦的滑轮组，滑轮上所有绳子都是竖直的，绳子拉在小明的手上。小明两只脚与地面接触的总面积为，小明不拉绳子站立在水平面上的时候对地面的压强为；当小明通过该装置提起重为的重物并保持杠杆水平静止时，人对地面的压强改变了；将如图乙的底面积为的柱形容器移动到重物正下方并让重物完全浸没在容器的液体中（液体未溢出）；此时人对地面的压强再次改变了。
求：
（1）小明的质量；
（2）动滑轮的重力；
（3）容器中液体对杯底的压强变化量。
七、科普阅读题（共2题，共19分）
22．阅读短文，回答问题
无链条电动自行车
无链条电动自行车，被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。如图所示为一种在售的无链条电动自行车。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量，也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能，可转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进。因此使骑行者骑得更省力，同时也能减少对环境的污染。
为了保证电动车的续航能力，该车采用了能量密度大的锂电池，其能量密度达160W h/kg。能量密度为存储能量与电池质量的比值。
整车 整车质量 40kg
最大车速 26km/h
最大噪声 ≤30dB
锂电池 电压 36V
容量 10A h
电动机 额定功率 180W
（1）无链条电动自行车可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过发电机转化为电能，然后电能又转化为　 　能存储在车的锂电池中。
（2）与汽车相比，电动自行车启动较快的原因之一是电动自行车质量小，具有的　 　较小。
（3）图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为　 　J，锂电池的质量为　 　kg。
（4）若测试时质量为60kg的骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.04倍，在平直路面上可连续匀速行驶2.7×104m所做的功为　 　J，此时电动机的效率为　 　。（结果保留小数点后一位）（g取10N/kg）
23．阅读短文，回答问题
四足机器人
题图甲为我国研制生产的某款工业级四足机器人（以下简称机器人）.用户可以通过红外线遥控器控制机器人，该机器人奔跑速度最大可达到6m/s，最大跳跃高度约为0.7m.机器人装配有容量为2.25kW·h的电池，当它在低速模式下工作时，工作电流为4.5A，可以持续使用10h机器人在负载20kg条件下持续匀速水平行走的里程不少于15km
某科技小组对机器人进行跳跃测试，实验中机器人跳起并落回原地，与地面碰撞后继续起跳，机器人每次与地面碰撞前后，速度的方向相反，大小之比k（）不变，机器人跳起的最大高度与起疏速度的平方成正比。小组成员利用传感器记录的机器人三次跳起的高度h与所用时间：的关系如图乙所示
（1）此机器人通过　 　（选填“超声波”或“电磁波”）来接收信息；其在低速模式下工作时的电压为　 　V
（2）机器人跳跃时，用脚避地而获得向上升空的力，说明力的作用是　 　的
（3）机器人以最大速度奔跑15s，所跑路程为　 　m
（4）若机器人在负载20kg条件下持续匀速水平行走15km时，电池（满电状态）中60%的电能转化为机械能，则其所受的最大阻力为　 　N
（5）由图乙分析可知k=　 　，第二次跌起上升的最大高度是　 　m
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算
2．【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
3．【答案】A
【知识点】机械能及其转化；惯性及其现象；二力平衡的条件及其应用；探究影响摩擦力大小因素的实验
4．【答案】C
【知识点】安全用电原则
5．【答案】A
【知识点】做功改变物体内能；热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】A．图甲中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故A正确；
B、图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，内能转化为机械能，空气的内能减小，故B错误；
C．图丙中试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，与汽油机的做功冲程能量转化相同，故C错误；
D．图丁中内燃机的一个工作循环，活塞往返2次，燃气对活塞做功1次，故D错误。
故选A。
【分析】（1）做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小；
（2）内燃机做功冲程，燃气推动活塞做功，燃气内能转化为机械能。
（3）内燃机的完成四个冲程是一个工作循环，活塞往返2次，曲轴转2转燃气对活塞做功1次，据此分析判断。
6．【答案】B
【知识点】家庭电路的组成；家庭电路的连接；测电笔的使用；安全用电原则
【解析】【解答】A．洗衣机有金属外壳，应接入三孔插座使外壳接地，不可以接在两孔插座上，故A错误；
B．图中，指示灯和插座并联，工作时互不干扰，指示灯断路，插座仍能使用，故B正确；
C．图中，插座的右孔接相线，试电笔测试插座的右孔，氖管会发光，故C错误；
D．生活用水是导体，用湿抹布擦拭插座面板，可能会导致触电事故。故D错误。
故选B。
【分析】有金属外壳的用电器，要利用三孔插座使外壳接地；相线使测电笔的氖管发光；各用电器并联，互不影响；不可用湿抹布擦拭插座。
7．【答案】C
【知识点】做功改变物体内能；热机；热机的四个冲程
8．【答案】乙；
【知识点】串联电路的电压规律；并联电路的电压规律；实际功率
9．【答案】9∶4
【知识点】欧姆定律及其应用
10．【答案】汽化；扩散；液化；热传递；温度
【知识点】物质的三态；热传递改变物体内能；分子热运动
11．【答案】闭合；切割磁感线；受到
【知识点】磁场对通电导线的作用；产生感应电流的条件
【解析】【解答】“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置，需要闭合回路；导体做切割磁感线运动，电路中有感应电流；通电导线AB处于磁场中，受到磁场施加的力的作用。
综上 第1空、闭合； 第2空、切割磁感线； 第3空、受到。
【分析】1、电磁感应定律的应用，闭合回路中的导体不断做切割磁感线的运动，导体中就会产生感应电流的现象就是电磁感应现象。
2、利用电磁感应制作的机械有：发电机，能量转化为机械能转化为电能。
12．【答案】扩散；摩擦起电；同种电荷相互排斥
【知识点】两种电荷；验电器的原理及使用；分子热运动
13．【答案】1000；0.86；粗
【知识点】热量的计算；电能表参数的理解；电功率的计算
【解析】【解答】（1）电能表的转盘转100r，电热水器消耗的电能：W=kW h=0.05kW h；
工作时间t=3min=h，
则该电热水器的实际功率：。
（2）电热水器消耗的电能：W′=Pt=1000W×3×60s=1.8×105J，
水的质量：m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.05-3m3=50kg；
因为不计能量损失，所以水吸收的热量：Q吸=W′=1.8×105J，
水升高的温度：。
（3）由于电热水器的功率远大于冰箱，根据P=UI可知，电热水器工作时的电流远大于冰箱，相同条件下热水器导线上产生的热量较多。
为保证线路安全，在电流和通电时间一定时，电热水器选择较粗的电源线，可以减小导线电阻，
根据Q=I2Rt可知，电源线产生的热量减少，可防止电源线快速老化而引发安全事故。
【分析】（1）首先根据W=kW h求出电热水器消耗的电能，然后根据求出该电热水器的实际功率；
（2）根据W=Pt求出电热水器消耗的电能，因为不计能量损失，Q吸=W，再利用Q=cmΔt求出水升高的温度；
（3）利用P=UI、Q=I2Rt以及影响导体电阻大小的因素来分析即可。
14．【答案】6；4；0.5
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R0两端的电压，第一次闭合开关S，电压表示数为4V，因串联电路中电流处处相等，所以，电路中的电流I1=
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源电压U=I1(R0+R)= (R0+R)①
第二次使用阻值是R阻值两倍的定值电阻代替R，电压表示数为3V；此时电路中的电流I2=
电源电压U=I2(R0+2R)= (R0+2R)②
第三次使用阻值比第二次大4Ω的定值电阻代替R，电压表示数为2V。此时电路中的电流I3=
电源电压U=I3(R0+2R+4Ω)= (R0+2R+4Ω)③
因电源电压不变，由①②可得 (R0+R)= (R0+2R)
R= R0④
把④式代入①式可得U= (R0+ R0)=6V把U=6V和④式代入③式可得6V= (R0+2× R0+4Ω)
R0=4Ω第三次电路中的电流为 =0.5A
【分析】分析电路结构，两个定值电阻是串联关系，电流相等，用电器电压之和为电源电压，明确电流表和电压表的测量对象，利用串联电路电压规律和欧姆定律求解即可。
15．【答案】串；交换电流表正负接线的连接；A；6V；②
【知识点】串联电路的电压规律；探究电流与电压、电阻的关系实验；欧姆定律及其应用
【解析】【解答】（1）①根据甲图可知，定值电阻R1和变阻器R2首尾相连，故两电阻串联在电路中。
②如图乙所示，闭合开关后，电流表指针反向偏转，说明电流表正负接线柱接反了，则应对电流表进行的操作是交换电流表正负接线。
（2）根据甲图可知，电压表V1测R1的电压，电压表V1测R2的电压。根据U=IR可知，当电路中的电流变大时，电阻R1的电压也变大，故其中表示通过R1的电流和R1两端电压关系的曲线是A。
（3）由图丙可知，当电路中的电流为0.2A时，R1、R2对应的电压为2V和4V，则电源电压U=U1+U2=2V+4V=6V；
（4）根据题意可知，探究通过导体的电流与电压的关系实验中，多次测量的目的是避免实验的偶然性得普遍性的结论。
①研究杠杆平衡条件，多次测量是为了得出普遍性的结论，故①不符合题意；
②用直尺秒表测平均速度，多次测量是为了取平均值减小误差，故②符合题意；
③研究导体的电阻与长度的关系，多次测量是为了得出普遍性的结论，故③不符合题意；
故选②。
【分析】 （1）①用电器首尾相连为串联，并排连接为并联；
②用电流表测量电流时，应使电流从正接线柱流入，从负接线柱流出；
（2）当滑片向右移动时判断变阻器连入电路中的电阻变化，由电阻的串联和欧姆定律确定电路中的电流变化，根据U=IR，判断电阻R1的电压变化，由串联电路电压规律可判断R2的电压变化；
（3）根据串联电路电压的规律，电源电压等于两电压表示数之和，求电源电压；
（4）逐一分析每个选项中多次测量的目的，与这个实验对照，从而找出符合题意的答案。
16．【答案】 ；A；左；2.5；A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
17．【答案】（1）滑动变阻器
（2）0.3A；1.35W；20Ω 2A
【知识点】探究用电器的电功率实验
18．【答案】电流；.；.；
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】【定性实验探究】根据乙图可知，容器中两个电阻的阻值相等，左边的电阻在干路上，右边的电阻在支路上，那么二者通过的电流大小不同，因此探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
【课文回顾】电流通过导体时产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，此关系是 。
【定量理论推导】 根据热量等于电功得到：Q=W=UIt，根据欧姆定律得到U=IR，那么得到：。
【定律应用】根据图片可知，当开关在1和2之间时，只有R1单独工作，此时电功率小为低温档；
当开关在2和3之间时，两个电阻并联，此时电功率大为高温档；
那么高温档和低温档产生的热量之比：Q低：Q高=（）：（）=（）：（）=2：3，则Q高：Q低=3：2.
【分析】 【定性实验探究】 根据乙图分析影响电流产生热量的哪个因素不同即可。
【课文回顾】 根据焦耳定律的公式解答。
【定量理论推导】 根据热量等于电功，结合电功的计算式和欧姆定律分析推导即可。
【定律应用】 根据Q=W=计算高温档和低温档的产生热量之比。
19．【答案】
【知识点】重力示意图；力臂的画法
20．【答案】（1）解：水吸收的热量为。
（2）解：根据电功率公式可知，在电源电压一定时，电路的总电阻越小，电功率越大。因此，加热挡应对应电路总电阻最小的工作状态，保温挡对应电路总电阻最大的工作状态。分析电路可知，当R1和R2并联时，总电阻最小，电功率最大，为加热挡；当只有单个电阻工作时，电阻较大，功率较小，为保温挡。双触点开关只能在触点1和2、2和3及3和4之间切换，则保温挡为R1单独接入电路时，即。
电阻R2单独工作的电功率为，加热挡时，R1和R2并联工作，总功率等于各部分功率之和。即为。
（3）解：电热水壶在加热挡工作时消耗的电能为需要的加热时间为。
【知识点】比热容的定义及其计算公式；电功率的计算；能量的利用效率
【解析】【分析】（1）根据计算水吸收的热量；
（2）根据电功率公式可知，在电源电压一定时，电路的总电阻越小，电功率越大。因此，加热挡应对应电路总电阻最小的工作状态，保温挡对应电路总电阻最大的工作状态。分析电路可知，当R1和R2并联时，总电阻最小，电功率最大，为加热挡；当只有单个电阻工作时，电阻较大，功率较小，为保温挡。双触点开关只能在触点1和2、2和3及3和4之间切换，则保温挡为R1单独接入电路时，电阻R2单独工作的电功率为，加热挡时，R1和R2并联工作，总功率等于各部分功率之和。即为；
（3）加热效率为70%，根据效率公式计算可知电热水壶在加热挡工作时消耗的电能，根据电功率的计算公式计算需要的加热时间。
（1）水吸收的热量为
（2）根据电功率公式可知，在电源电压一定时，电路的总电阻越小，电功率越大。因此，加热挡应对应电路总电阻最小的工作状态，保温挡对应电路总电阻最大的工作状态。
分析电路可知，当R1和R2并联时，总电阻最小，电功率最大，为加热挡；当只有单个电阻工作时，电阻较大，功率较小，为保温挡。双触点开关只能在触点1和2、2和3及3和4之间切换，则保温挡为R1单独接入电路时，即。
电阻R2单独工作的电功率为
加热挡时，R1和R2并联工作，总功率等于各部分功率之和。即为
（3）电热水壶在加热挡工作时消耗的电能为
需要的加热时间为
21．【答案】（1）解：小明对地面的压力
小明站立在水平面上，小明对地面的压力等于重力的大小，即G人=F人=600N
则小明的质量为m人===60kg
答：小明的质量为60kg；
（2）解：通过该装置提起重为480N的重物并保持杠杆水平静止时，根据杠杆平衡原理得
杠杆B点受到的力为
人对绳子的拉力与人对地面减小的压力相等，即
动滑轮上有三段绳子，即n=3，则滑轮组有
则动滑轮的重力
答：动滑轮的重力为40N；
（3）解：当物体完全浸没在乙中的液体时，人对地面的压强再次改变了6×102Pa，则人对地面的压力变化量为：ΔF'=Δp'S人=6×102Pa×0.05m2=30N，
则此时绳子对人的拉力为： F'=120N-30N=90N，
设此时杠杆B端对滑轮的拉力为FB'，则有F'=(G动+FB')，解得FB'=3F'-G动=3×90N-40N=230N，
由杠杆平衡关系可知： FA·OA= FB'·OB，则此时杠杆A端受到的拉力为：
而物体完全浸没在液体中，对物体进行受力分析可知物体受到的浮力为： F浮=G- FA= 480N- 345N= 135N，
根据力作用的相互性可知物体对液体的压力为F压=F浮= 135N，即液体对杯底增加的压力为：ΔF压= 135N，
则液体对杯底增加的压强为：
答：容器中液体对杯底的压强变化量为6750Pa。
【知识点】压强的大小及其计算；阿基米德原理；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）利用F=pS可求出小明对地面的压力，即小明的重力，再利用G=mg可求出小明的质量。
（2）当小明通过该装置提起重物并保持杠杆水平静止时，小明受到绳子给的向上的拉力，已知此时小明对地面的压强变化量，根据F=pS求出小明对地面的压力变化量，即绳子对小明的拉力大小，根据杠杆平衡关系求出杠杆B端对滑轮的拉力，再由滑轮组结构表示出杠杆B端对滑轮的拉力和动滑轮的重力以及绳子自由端的拉力之间的关系式，以此求出动滑轮的重力。
（3）物体完全浸没时，已知此时人对地面的压强变化量，根据F=pS求出此时人对地面的压力变化量，从而求出此时绳子对人的拉力大小，由滑轮组结构求出此时杠杆B端对滑轮的拉力大小，再由杠杆平衡关系求出此时杠杆A端受到的拉力，对物体进行受力分析可求出物体在液体中受到的浮力，由力作用的相互性可知液体受到物体给的压力大小就是物体受到的浮力大小，即杯底增加的压力大小，最后利用p＝求出液体对杯底增加的压强。
22．【答案】（1）化学
（2）惯性
（3）1.296×106；2.25
（4）1.08×106；83.3%
【知识点】二力平衡的条件及其应用；电功的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）骑行者踩脚踏板的动能，通过发电机可转化为电能，然后电能又转化为化学能存储在车的锂电池中。
（2）与汽车相比，电动自行车的质量较小，具有的惯性较小，运动状态容易改变，所以电动自行车启动较快。
（3）由表格数据可知，锂电池的电压为36V，容量为10A h，则这款车的锂电池最多所储存的电能W＝UIt＝36V×10Ah＝360Wh＝360W×3600s＝1.296×106J
根据能量密度的定义，由能量密度达160Wh/kg可得，锂电池的质量
（4）因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，电动自行车在平直路面上匀速行驶对地面的压力F＝G总＝（m车+m人）g＝（40kg+60kg）×10N/kg＝1000N
因电动自行车在平直路面上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，电动机的牵引力F牵＝f＝0.04F＝0.04×1000N＝40N
电动机牵引力做的功W′＝F牵s＝40N×2.7×104m＝1.08×106J
则电动机的效率：
【分析】（1）发电机的工作原理是电磁感应现象，发电机将机械能转化为电能；给电池充电时将电能转化为化学能。
（2）物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，惯性大小只跟物体的质量大小有关。
（3）由表格数据可知锂电池的电压和容量，根据W=UIt求出这款车的锂电池最多所储存的电能，利用能量密度达160W h/kg求出锂电池的质量。
（4）电动自行车在平直路面上匀速行驶对地面的压力等于自身的重力，根据F=G=mg求出其大小，电动自行车在平直路面上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据F=f=0.04F压求出电动机的牵引力，利用W=Fs求出电动机牵引力做的功，利用效率公式求出电动机的效率。
23．【答案】（1）电磁波；50
（2）相互
（3）90
（4）324
（5）2；0.16
【知识点】速度公式及其应用；力作用的相互性；电功计算公式的应用；电磁波在日常生活中的应用；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）由材料可知，用户可以通过红外线遥控器控制机器人，红外线属于电磁波，所以此机器人通过电磁波来接收信息；
由题意，机器人装配有容量为2.25kW·h=8.1 x 106J的电池，当它在低速模式下工作时，工作电流为4.5A，可以持续使用10h=3.6 x 104s，工作电压为：
（2）机器人跳跃时，用脚避地而获得向上升空的力，说明力的作用是相互的。
（3）机器人奔跑速度最大可达到6m/s，奔跑15s行驶的路程为：
s=vt=6m/s x 15s=90m
（4）机器人装配有容量为2.25kW·h=8.1 x 106J的电池，则机械能为：
W机=8.1 x 106J x 60%= 4.86 x 106J
机器人受到的牵引力为：
机器人匀速水平行走，受到的最大阻力为：
f=F牵=324N
（5）机器人跳起的最大高度h与起跳速度v的平方成正比，设h=av2（a为比例系数），由图乙可知，第一次起跳，设起跳速度为v1 ，最大高度h1 =64cm，则64=av12 ①
第一次与地面碰撞后速度变为v1后，根据，则
第二次起跳速度为，设第二次跳起最大高度为h2 ，则②
第三次起跳的速度为，最大高度h3=4cm，则③
由①③可得：k=2
由①②及k=2，可得h2=16cm=0.16m
【分析】（1）红外线属于电磁波；
已知电池的电能，低速模式工作电流和工作时间，利用求出低速模式的工作电压；
（2）物体间里的作用是相互的；
（3）已知机器人奔跑的速度和时间，根据s=vt求出奔跑的路程；
（4）根据电池满电状态的电能和转化效率，求出机械能，根据求出机器人运动时的牵引力，由于机器人匀速水平行走，根据f=F求出机器人所受的最大阻力；
（5）由于机器人跳起的最大高度h与起跳速度v的平方成正比，设h=av2；
根据图乙，表示出第1次起跳高度与速度的关系式；根据表示出第2次起跳的速度，再根据图像表示出第2次起跳高度与速度的关系式；根据表示出第3次起跳的速度，再根据图像表示出第3次起跳高度与速度的关系式，据此解出答案。
1 / 1苏科版初中物理九年级下册期中模拟测试卷B卷
一、单选题（每题2分，共14分）
1．如图，图甲中用水平拉力F1拉着重为G的物体在水平面上匀速直线运动，图乙中水平拉力通过滑轮拉着该物体，也在同一水平面上匀速直线运动，两次物块速度相同。不计滑轮重、绳重及滑轮处的摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．图甲中物体受到的摩擦力为
B．图乙中使用滑轮是为了改变力的方向
C．拉力的大小等于拉力的二倍
D．拉力的功率大于拉力的功率
【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算
2．如图甲所示的电路中，电源电压为6V，闭合开关，移动滑动变阻器滑片到中间位置，电表指针如图乙所示。则滑动变阻器的规格可能是（　　）
A．“5Ω2A” B．“30Ω2A” C．“50Ω1A” D．“100Ω1A”
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
3．2月8日，在哈尔滨亚冬会自由式滑雪女子U形场地技巧决赛中，我国选手李方慧以95.25分的成绩夺得了金牌。如图所示是她比赛时的场景，下列说法正确的是（　　）
A．她脚下的单板表面光滑是为了减小与雪地的摩擦力
B．她跳起后在空中飞行过程中受平衡力的作用
C．她能在空中持续向前运动是由于受到惯性作用
D．她在空中下落的过程中动能转化为重力势能
【答案】A
【知识点】机械能及其转化；惯性及其现象；二力平衡的条件及其应用；探究影响摩擦力大小因素的实验
4．安全用电是每一位公民的必备素养。在家庭电路中，下列做法符合安全用电原则的是（　　）
A．更换灯泡时不断开开关 B．用正在充电的电热水袋取暖
C．电路着火不用水扑灭 D．用湿抹布擦拭工作中的台灯
【答案】C
【知识点】安全用电原则
5．如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（　　）
A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能增大
B．图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增大
C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出，与汽油机的压缩冲程能量转化相同
D．图丁；内燃机的一个工作循环，活塞往返2次，燃气对活塞做功2次
【答案】A
【知识点】做功改变物体内能；热机；热机的四个冲程
【解析】【解答】A．图甲中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故A正确；
B、图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，内能转化为机械能，空气的内能减小，故B错误；
C．图丙中试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，与汽油机的做功冲程能量转化相同，故C错误；
D．图丁中内燃机的一个工作循环，活塞往返2次，燃气对活塞做功1次，故D错误。
故选A。
【分析】（1）做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小；
（2）内燃机做功冲程，燃气推动活塞做功，燃气内能转化为机械能。
（3）内燃机的完成四个冲程是一个工作循环，活塞往返2次，曲轴转2转燃气对活塞做功1次，据此分析判断。
6．如图甲是某品牌的插座面板，将其正确接入家庭电路后，如图乙所示。当闭合开关后，下列说法正确的是（　　）
A．洗衣机可以接在该插座上使用
B．若指示灯断路，该插座还可以使用
C．用试电笔测试插座的右孔，氖管不发光
D．为了保持清洁，可用湿抹布擦拭插座面板
【答案】B
【知识点】家庭电路的组成；家庭电路的连接；测电笔的使用；安全用电原则
【解析】【解答】A．洗衣机有金属外壳，应接入三孔插座使外壳接地，不可以接在两孔插座上，故A错误；
B．图中，指示灯和插座并联，工作时互不干扰，指示灯断路，插座仍能使用，故B正确；
C．图中，插座的右孔接相线，试电笔测试插座的右孔，氖管会发光，故C错误；
D．生活用水是导体，用湿抹布擦拭插座面板，可能会导致触电事故。故D错误。
故选B。
【分析】有金属外壳的用电器，要利用三孔插座使外壳接地；相线使测电笔的氖管发光；各用电器并联，互不影响；不可用湿抹布擦拭插座。
7．如图是四冲程内燃机的工作示意图，下列说法正确的是（　　）
A．汽油机吸气冲程吸入的只有空气
B．自行车急刹时，轮胎与地面摩擦，温度会升高，能量转化过程与丙图相同
C．内燃机完成一个工作循环的顺序是丁、甲、丙、乙
D．图丁，该冲程使汽车获得了动力
【答案】C
【知识点】做功改变物体内能；热机；热机的四个冲程
二、填空题（每空1分，共20分）
8．有甲、乙两只不同规格的灯泡，分别标有“12V 6W” “6V 6W”的字样，不考虑灯丝电阻的变化，若将两只灯泡并联后接在6V的电源上，则　 　（选填“甲”或“乙”）灯更亮；若将两只灯泡串联后接在6V的电源上，则甲、乙两灯泡的电压之比为　 　。
【答案】乙；
【知识点】串联电路的电压规律；并联电路的电压规律；实际功率
9．如图所示的电路，将A、B两端接入5V电源，电压表示数为2V，拆去A、B两端电源，再将C、D两端接入5V电源，电压表示数为3V，则　 　。
【答案】9∶4
【知识点】欧姆定律及其应用
10．茶道起源于中国，中国人饮茶大约始于汉而兴与唐。茶不仅是一种饮料而且已经代表了中国的传统文化和智慧。茶文化中有许多的物理知识，例如：
（1）通过加热使新鲜茶叶中的水分快速　 　（填物态变化名称），这是制茶业中的“杀青”；
（2）合适高温的水能很快的泡出茶香、茶色，这是因为温度越高，　 　现象越明显；
（3）热茶倒入杯中，杯子上方“白气袅袅”，这些“白气”是水蒸气遇冷　 　（填物态变化名称）形成的。装有热茶的杯子也变热了，这是通过的　 　方式改变了杯子的内能，这种方式发生的条件是：相互接触的两个物体，它们的　 　不同。
【答案】汽化；扩散；液化；热传递；温度
【知识点】物质的三态；热传递改变物体内能；分子热运动
11．如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。实验时将开关、电流表与导线AB串联起来组成　 　（填：“闭合”或“断开”）回路。若磁体保持静止，导线AB做　 　运动时，电流表指针偏转，此时导线AB　 　（填“受到”或“不受”）磁场对它的力的作用。
【答案】闭合；切割磁感线；受到
【知识点】磁场对通电导线的作用；产生感应电流的条件
【解析】【解答】“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置，需要闭合回路；导体做切割磁感线运动，电路中有感应电流；通电导线AB处于磁场中，受到磁场施加的力的作用。
综上 第1空、闭合； 第2空、切割磁感线； 第3空、受到。
【分析】1、电磁感应定律的应用，闭合回路中的导体不断做切割磁感线的运动，导体中就会产生感应电流的现象就是电磁感应现象。
2、利用电磁感应制作的机械有：发电机，能量转化为机械能转化为电能。
12．俗话说“酒香不怕巷子深”，这属于　 　现象；化纤衣服在冬季因摩擦而吸附灰尘，这是　 　现象；如图验电器的工作原理是　 　。
【答案】扩散；摩擦起电；同种电荷相互排斥
【知识点】两种电荷；验电器的原理及使用；分子热运动
13．在家庭电路中热水器单独工作3min，如图所示的电能表的转盘转了100r，热水器的实际功率为　 　W；若不计能量损失，这段时间内热水器中50L的水可升温　 　℃（保留两位小数）。由于热水器的功率远大于冰箱，从安全用电的角度考虑，热水器的电源线比冰箱的要　 　一些（选填“粗”或“细”）。[已知ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃）]。
【答案】1000；0.86；粗
【知识点】热量的计算；电能表参数的理解；电功率的计算
【解析】【解答】（1）电能表的转盘转100r，电热水器消耗的电能：W=kW h=0.05kW h；
工作时间t=3min=h，
则该电热水器的实际功率：。
（2）电热水器消耗的电能：W′=Pt=1000W×3×60s=1.8×105J，
水的质量：m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.05-3m3=50kg；
因为不计能量损失，所以水吸收的热量：Q吸=W′=1.8×105J，
水升高的温度：。
（3）由于电热水器的功率远大于冰箱，根据P=UI可知，电热水器工作时的电流远大于冰箱，相同条件下热水器导线上产生的热量较多。
为保证线路安全，在电流和通电时间一定时，电热水器选择较粗的电源线，可以减小导线电阻，
根据Q=I2Rt可知，电源线产生的热量减少，可防止电源线快速老化而引发安全事故。
【分析】（1）首先根据W=kW h求出电热水器消耗的电能，然后根据求出该电热水器的实际功率；
（2）根据W=Pt求出电热水器消耗的电能，因为不计能量损失，Q吸=W，再利用Q=cmΔt求出水升高的温度；
（3）利用P=UI、Q=I2Rt以及影响导体电阻大小的因素来分析即可。
14．如图所示，电路中电源电压U及定值电阻R0的阻值均不变。闭合开关S，电压表示数为4V；第二次使用阻值是R阻值两倍的定值电阻代替R，电压表示数为3V；第三次使用阻值比第二次大4Ω的定值电阻代替R，电压表示数为2V。则电源电压为　 　V，定值电阻R0的阻值为　 　Ω，第三次电路中的电流为　 　A。
【答案】6；4；0.5
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R0两端的电压，第一次闭合开关S，电压表示数为4V，因串联电路中电流处处相等，所以，电路中的电流I1=
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源电压U=I1(R0+R)= (R0+R)①
第二次使用阻值是R阻值两倍的定值电阻代替R，电压表示数为3V；此时电路中的电流I2=
电源电压U=I2(R0+2R)= (R0+2R)②
第三次使用阻值比第二次大4Ω的定值电阻代替R，电压表示数为2V。此时电路中的电流I3=
电源电压U=I3(R0+2R+4Ω)= (R0+2R+4Ω)③
因电源电压不变，由①②可得 (R0+R)= (R0+2R)
R= R0④
把④式代入①式可得U= (R0+ R0)=6V把U=6V和④式代入③式可得6V= (R0+2× R0+4Ω)
R0=4Ω第三次电路中的电流为 =0.5A
【分析】分析电路结构，两个定值电阻是串联关系，电流相等，用电器电压之和为电源电压，明确电流表和电压表的测量对象，利用串联电路电压规律和欧姆定律求解即可。
三、实验探究题（共3题，共14分）
15．小华在探究“通过导体的电流与电压的关系”时，设计了图甲所示的电路。电源电压不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”的字样。
（1）两电阻　 　（选填“串”或“并”）联在电路中。按图甲连接好电路并闭合开关后，小华发现电流表指针如图乙所示，则应对电流表进行的操作是　 　；
（2）纠正错误后，小华开始实验并记录了多组电流表A和电压表V1、V2的示数，作出如图丙的A、B两条曲线，其中表示通过R1的电流和R1两端电压关系的曲线是　 　；
（3）由图丙数据可知，实验中所使用电源的电压为　 　；
（4）本实验和下列实验都需要经过多次测量，其目的与本实验不同的有　 　（填序号）。
①研究杠杆平衡条件
②用直尺秒表测平均速度
③研究导体的电阻与长度的关系
【答案】串；交换电流表正负接线的连接；A；6V；②
【知识点】串联电路的电压规律；探究电流与电压、电阻的关系实验；欧姆定律及其应用
【解析】【解答】（1）①根据甲图可知，定值电阻R1和变阻器R2首尾相连，故两电阻串联在电路中。
②如图乙所示，闭合开关后，电流表指针反向偏转，说明电流表正负接线柱接反了，则应对电流表进行的操作是交换电流表正负接线。
（2）根据甲图可知，电压表V1测R1的电压，电压表V1测R2的电压。根据U=IR可知，当电路中的电流变大时，电阻R1的电压也变大，故其中表示通过R1的电流和R1两端电压关系的曲线是A。
（3）由图丙可知，当电路中的电流为0.2A时，R1、R2对应的电压为2V和4V，则电源电压U=U1+U2=2V+4V=6V；
（4）根据题意可知，探究通过导体的电流与电压的关系实验中，多次测量的目的是避免实验的偶然性得普遍性的结论。
①研究杠杆平衡条件，多次测量是为了得出普遍性的结论，故①不符合题意；
②用直尺秒表测平均速度，多次测量是为了取平均值减小误差，故②符合题意；
③研究导体的电阻与长度的关系，多次测量是为了得出普遍性的结论，故③不符合题意；
故选②。
【分析】 （1）①用电器首尾相连为串联，并排连接为并联；
②用电流表测量电流时，应使电流从正接线柱流入，从负接线柱流出；
（2）当滑片向右移动时判断变阻器连入电路中的电阻变化，由电阻的串联和欧姆定律确定电路中的电流变化，根据U=IR，判断电阻R1的电压变化，由串联电路电压规律可判断R2的电压变化；
（3）根据串联电路电压的规律，电源电压等于两电压表示数之和，求电源电压；
（4）逐一分析每个选项中多次测量的目的，与这个实验对照，从而找出符合题意的答案。
16．小鹏在探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”时，电路如图甲所示，电源电压保持不变，R为定值电阻。
（1）请用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路完成，且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大。　 　
（2）连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是　 　 （填字母）。
A．电阻断路
B．电流表坏了
C．滑动变阻器短路
D．电阻短路
（3）排除故障后，小鹏又取了两个定值电阻，想利用这些器材继续探究“电压不变时，电流与电阻的关系”。实验中所用电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，电源电压为6V，分别接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，记录数据，得到了如图丙所示的图像。
（4）上述实验中：①小鹏用5Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把R换成10Ω的电阻接入电路，闭合开关，应向　 　 （选填“左”或“右”）端移动滑片，直至电压表示数为　 　 V时，读出电流表的示数。
②为完成整个实验，应该选取滑动变阻器　 　 （选填字母）。
A．“50Ω，1.0A”
B．“30Ω，1.0A”
C．“20Ω，1.0A”
【答案】 ；A；左；2.5；A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
17．小宝做“测定小灯泡的电功率”实验，所用器材有电源（电压有4伏和8伏两挡）、待测小灯（额定电压为“2.5V”或“4.5V”）、滑动变阻器（分别标有“20Ω 2A”“50Ω 1A”字样）、电压表、电流表、开关以及导线若干。他选用某挡电源电压，正确串联实验器材，并将电压表并联在电路中。闭合开关后，将变阻器滑片从一端向另一端移动的过程中，观察到小灯的亮度逐渐增加，但始终较暗，电压表的示数逐渐变小。
（1）请通过以上信息判断小宝同学将电压表并联在　 　（选填“电源”“待测小灯”或“滑动变阻器”）两端。
（2）经过思考，小宝仅对电源的挡位进行调整，重新实验，当变阻器的滑片位于中点附近时，小灯正常发光，电流表的示数如图所示。请通过计算说明：
（Ⅰ）电流表的示数。　 　。
（Ⅱ）小灯的额定功率。　 　。
（Ⅲ）所用滑动变阻器规格。　 　。
【答案】（1）滑动变阻器
（2）0.3A；1.35W；20Ω 2A
【知识点】探究用电器的电功率实验
四、综合题（共8分）
18．在学习“焦耳定律”时，我们先用如图所示的装置分别探究了电流通过导体时产生的热量与电阻和电流的关系，进而学习“焦耳定律”，请你完成下列任务：
【定性实验探究】
通过图乙所示的实验，可探究 电流通过导体时产生的热量与　 　的关系。
【课文回顾】英国物理学家焦耳于1840年最先确定了电流通过导体时产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，随即给出了焦耳定律。即电流通过导体时产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，此关系是　 　。
【定量理论推导】
第一步：建立模型——选取一段导体进行研究，如图所示，已知导体电阻和通过导体的电流；
第二步：理论推导——在导体消耗的电能全部用来产生热量的情况下，利用电热与电能的关系进行推导；
请你写出推导过程：　 　。
【定律应用】小龙在妈妈指导下用电熨斗熨烫衣服，他首先阅读说明书，知道电熨斗有“低温”和“高温”两个挡位，其简化电路如图所示，、是电热丝，且，为旋转式开关。则相同时间内，高温挡与低温挡位产生的热量之比是　 　。
【答案】电流；.；.；
【知识点】焦耳定律
【解析】【解答】【定性实验探究】根据乙图可知，容器中两个电阻的阻值相等，左边的电阻在干路上，右边的电阻在支路上，那么二者通过的电流大小不同，因此探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
【课文回顾】电流通过导体时产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，此关系是 。
【定量理论推导】 根据热量等于电功得到：Q=W=UIt，根据欧姆定律得到U=IR，那么得到：。
【定律应用】根据图片可知，当开关在1和2之间时，只有R1单独工作，此时电功率小为低温档；
当开关在2和3之间时，两个电阻并联，此时电功率大为高温档；
那么高温档和低温档产生的热量之比：Q低：Q高=（）：（）=（）：（）=2：3，则Q高：Q低=3：2.
【分析】 【定性实验探究】 根据乙图分析影响电流产生热量的哪个因素不同即可。
【课文回顾】 根据焦耳定律的公式解答。
【定量理论推导】 根据热量等于电功，结合电功的计算式和欧姆定律分析推导即可。
【定律应用】 根据Q=W=计算高温档和低温档的产生热量之比。
五、作图题（共6分）
19．小明同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置，此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示，不计墙壁对手掌的摩擦力。
（1）请画出小明所受重力的示意图；
（2）以O为支点，请在图中作出动力F的力臂l。
【答案】
【知识点】重力示意图；力臂的画法
六、计算题（共2题，共19分）
20．某型号电热水壶内部简化电路如图乙，额定电压为220V，具有加热、保温两挡。保温挡的额定功率为100W，双触点开关只能在触点1和2、2和3及3和4之间切换。、是两个阻值不变的发热元件，其中。现将此电热水壶装入0.9kg初温为20℃的水，接到220V的家庭电路中，选用加热挡加热至100℃。已知该电热水壶加热效率为70%，。求：
（1）电热水壶中水吸收的热量；
（2）加热挡的电功率；
（3）需要的加热时间。
【答案】（1）解：水吸收的热量为。
（2）解：根据电功率公式可知，在电源电压一定时，电路的总电阻越小，电功率越大。因此，加热挡应对应电路总电阻最小的工作状态，保温挡对应电路总电阻最大的工作状态。分析电路可知，当R1和R2并联时，总电阻最小，电功率最大，为加热挡；当只有单个电阻工作时，电阻较大，功率较小，为保温挡。双触点开关只能在触点1和2、2和3及3和4之间切换，则保温挡为R1单独接入电路时，即。
电阻R2单独工作的电功率为，加热挡时，R1和R2并联工作，总功率等于各部分功率之和。即为。
（3）解：电热水壶在加热挡工作时消耗的电能为需要的加热时间为。
【知识点】比热容的定义及其计算公式；电功率的计算；能量的利用效率
【解析】【分析】（1）根据计算水吸收的热量；
（2）根据电功率公式可知，在电源电压一定时，电路的总电阻越小，电功率越大。因此，加热挡应对应电路总电阻最小的工作状态，保温挡对应电路总电阻最大的工作状态。分析电路可知，当R1和R2并联时，总电阻最小，电功率最大，为加热挡；当只有单个电阻工作时，电阻较大，功率较小，为保温挡。双触点开关只能在触点1和2、2和3及3和4之间切换，则保温挡为R1单独接入电路时，电阻R2单独工作的电功率为，加热挡时，R1和R2并联工作，总功率等于各部分功率之和。即为；
（3）加热效率为70%，根据效率公式计算可知电热水壶在加热挡工作时消耗的电能，根据电功率的计算公式计算需要的加热时间。
（1）水吸收的热量为
（2）根据电功率公式可知，在电源电压一定时，电路的总电阻越小，电功率越大。因此，加热挡应对应电路总电阻最小的工作状态，保温挡对应电路总电阻最大的工作状态。
分析电路可知，当R1和R2并联时，总电阻最小，电功率最大，为加热挡；当只有单个电阻工作时，电阻较大，功率较小，为保温挡。双触点开关只能在触点1和2、2和3及3和4之间切换，则保温挡为R1单独接入电路时，即。
电阻R2单独工作的电功率为
加热挡时，R1和R2并联工作，总功率等于各部分功率之和。即为
（3）电热水壶在加热挡工作时消耗的电能为
需要的加热时间为
21．如图甲所示，轻质杠杆可绕O点无摩擦转动，；不计绳重和摩擦的滑轮组，滑轮上所有绳子都是竖直的，绳子拉在小明的手上。小明两只脚与地面接触的总面积为，小明不拉绳子站立在水平面上的时候对地面的压强为；当小明通过该装置提起重为的重物并保持杠杆水平静止时，人对地面的压强改变了；将如图乙的底面积为的柱形容器移动到重物正下方并让重物完全浸没在容器的液体中（液体未溢出）；此时人对地面的压强再次改变了。
求：
（1）小明的质量；
（2）动滑轮的重力；
（3）容器中液体对杯底的压强变化量。
【答案】（1）解：小明对地面的压力
小明站立在水平面上，小明对地面的压力等于重力的大小，即G人=F人=600N
则小明的质量为m人===60kg
答：小明的质量为60kg；
（2）解：通过该装置提起重为480N的重物并保持杠杆水平静止时，根据杠杆平衡原理得
杠杆B点受到的力为
人对绳子的拉力与人对地面减小的压力相等，即
动滑轮上有三段绳子，即n=3，则滑轮组有
则动滑轮的重力
答：动滑轮的重力为40N；
（3）解：当物体完全浸没在乙中的液体时，人对地面的压强再次改变了6×102Pa，则人对地面的压力变化量为：ΔF'=Δp'S人=6×102Pa×0.05m2=30N，
则此时绳子对人的拉力为： F'=120N-30N=90N，
设此时杠杆B端对滑轮的拉力为FB'，则有F'=(G动+FB')，解得FB'=3F'-G动=3×90N-40N=230N，
由杠杆平衡关系可知： FA·OA= FB'·OB，则此时杠杆A端受到的拉力为：
而物体完全浸没在液体中，对物体进行受力分析可知物体受到的浮力为： F浮=G- FA= 480N- 345N= 135N，
根据力作用的相互性可知物体对液体的压力为F压=F浮= 135N，即液体对杯底增加的压力为：ΔF压= 135N，
则液体对杯底增加的压强为：
答：容器中液体对杯底的压强变化量为6750Pa。
【知识点】压强的大小及其计算；阿基米德原理；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）利用F=pS可求出小明对地面的压力，即小明的重力，再利用G=mg可求出小明的质量。
（2）当小明通过该装置提起重物并保持杠杆水平静止时，小明受到绳子给的向上的拉力，已知此时小明对地面的压强变化量，根据F=pS求出小明对地面的压力变化量，即绳子对小明的拉力大小，根据杠杆平衡关系求出杠杆B端对滑轮的拉力，再由滑轮组结构表示出杠杆B端对滑轮的拉力和动滑轮的重力以及绳子自由端的拉力之间的关系式，以此求出动滑轮的重力。
（3）物体完全浸没时，已知此时人对地面的压强变化量，根据F=pS求出此时人对地面的压力变化量，从而求出此时绳子对人的拉力大小，由滑轮组结构求出此时杠杆B端对滑轮的拉力大小，再由杠杆平衡关系求出此时杠杆A端受到的拉力，对物体进行受力分析可求出物体在液体中受到的浮力，由力作用的相互性可知液体受到物体给的压力大小就是物体受到的浮力大小，即杯底增加的压力大小，最后利用p＝求出液体对杯底增加的压强。
七、科普阅读题（共2题，共19分）
22．阅读短文，回答问题
无链条电动自行车
无链条电动自行车，被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。如图所示为一种在售的无链条电动自行车。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量，也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能，可转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进。因此使骑行者骑得更省力，同时也能减少对环境的污染。
为了保证电动车的续航能力，该车采用了能量密度大的锂电池，其能量密度达160W h/kg。能量密度为存储能量与电池质量的比值。
整车 整车质量 40kg
最大车速 26km/h
最大噪声 ≤30dB
锂电池 电压 36V
容量 10A h
电动机 额定功率 180W
（1）无链条电动自行车可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过发电机转化为电能，然后电能又转化为　 　能存储在车的锂电池中。
（2）与汽车相比，电动自行车启动较快的原因之一是电动自行车质量小，具有的　 　较小。
（3）图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为　 　J，锂电池的质量为　 　kg。
（4）若测试时质量为60kg的骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.04倍，在平直路面上可连续匀速行驶2.7×104m所做的功为　 　J，此时电动机的效率为　 　。（结果保留小数点后一位）（g取10N/kg）
【答案】（1）化学
（2）惯性
（3）1.296×106；2.25
（4）1.08×106；83.3%
【知识点】二力平衡的条件及其应用；电功的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）骑行者踩脚踏板的动能，通过发电机可转化为电能，然后电能又转化为化学能存储在车的锂电池中。
（2）与汽车相比，电动自行车的质量较小，具有的惯性较小，运动状态容易改变，所以电动自行车启动较快。
（3）由表格数据可知，锂电池的电压为36V，容量为10A h，则这款车的锂电池最多所储存的电能W＝UIt＝36V×10Ah＝360Wh＝360W×3600s＝1.296×106J
根据能量密度的定义，由能量密度达160Wh/kg可得，锂电池的质量
（4）因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，电动自行车在平直路面上匀速行驶对地面的压力F＝G总＝（m车+m人）g＝（40kg+60kg）×10N/kg＝1000N
因电动自行车在平直路面上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，电动机的牵引力F牵＝f＝0.04F＝0.04×1000N＝40N
电动机牵引力做的功W′＝F牵s＝40N×2.7×104m＝1.08×106J
则电动机的效率：
【分析】（1）发电机的工作原理是电磁感应现象，发电机将机械能转化为电能；给电池充电时将电能转化为化学能。
（2）物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，惯性大小只跟物体的质量大小有关。
（3）由表格数据可知锂电池的电压和容量，根据W=UIt求出这款车的锂电池最多所储存的电能，利用能量密度达160W h/kg求出锂电池的质量。
（4）电动自行车在平直路面上匀速行驶对地面的压力等于自身的重力，根据F=G=mg求出其大小，电动自行车在平直路面上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据F=f=0.04F压求出电动机的牵引力，利用W=Fs求出电动机牵引力做的功，利用效率公式求出电动机的效率。
23．阅读短文，回答问题
四足机器人
题图甲为我国研制生产的某款工业级四足机器人（以下简称机器人）.用户可以通过红外线遥控器控制机器人，该机器人奔跑速度最大可达到6m/s，最大跳跃高度约为0.7m.机器人装配有容量为2.25kW·h的电池，当它在低速模式下工作时，工作电流为4.5A，可以持续使用10h机器人在负载20kg条件下持续匀速水平行走的里程不少于15km
某科技小组对机器人进行跳跃测试，实验中机器人跳起并落回原地，与地面碰撞后继续起跳，机器人每次与地面碰撞前后，速度的方向相反，大小之比k（）不变，机器人跳起的最大高度与起疏速度的平方成正比。小组成员利用传感器记录的机器人三次跳起的高度h与所用时间：的关系如图乙所示
（1）此机器人通过　 　（选填“超声波”或“电磁波”）来接收信息；其在低速模式下工作时的电压为　 　V
（2）机器人跳跃时，用脚避地而获得向上升空的力，说明力的作用是　 　的
（3）机器人以最大速度奔跑15s，所跑路程为　 　m
（4）若机器人在负载20kg条件下持续匀速水平行走15km时，电池（满电状态）中60%的电能转化为机械能，则其所受的最大阻力为　 　N
（5）由图乙分析可知k=　 　，第二次跌起上升的最大高度是　 　m
【答案】（1）电磁波；50
（2）相互
（3）90
（4）324
（5）2；0.16
【知识点】速度公式及其应用；力作用的相互性；电功计算公式的应用；电磁波在日常生活中的应用；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）由材料可知，用户可以通过红外线遥控器控制机器人，红外线属于电磁波，所以此机器人通过电磁波来接收信息；
由题意，机器人装配有容量为2.25kW·h=8.1 x 106J的电池，当它在低速模式下工作时，工作电流为4.5A，可以持续使用10h=3.6 x 104s，工作电压为：
（2）机器人跳跃时，用脚避地而获得向上升空的力，说明力的作用是相互的。
（3）机器人奔跑速度最大可达到6m/s，奔跑15s行驶的路程为：
s=vt=6m/s x 15s=90m
（4）机器人装配有容量为2.25kW·h=8.1 x 106J的电池，则机械能为：
W机=8.1 x 106J x 60%= 4.86 x 106J
机器人受到的牵引力为：
机器人匀速水平行走，受到的最大阻力为：
f=F牵=324N
（5）机器人跳起的最大高度h与起跳速度v的平方成正比，设h=av2（a为比例系数），由图乙可知，第一次起跳，设起跳速度为v1 ，最大高度h1 =64cm，则64=av12 ①
第一次与地面碰撞后速度变为v1后，根据，则
第二次起跳速度为，设第二次跳起最大高度为h2 ，则②
第三次起跳的速度为，最大高度h3=4cm，则③
由①③可得：k=2
由①②及k=2，可得h2=16cm=0.16m
【分析】（1）红外线属于电磁波；
已知电池的电能，低速模式工作电流和工作时间，利用求出低速模式的工作电压；
（2）物体间里的作用是相互的；
（3）已知机器人奔跑的速度和时间，根据s=vt求出奔跑的路程；
（4）根据电池满电状态的电能和转化效率，求出机械能，根据求出机器人运动时的牵引力，由于机器人匀速水平行走，根据f=F求出机器人所受的最大阻力；
（5）由于机器人跳起的最大高度h与起跳速度v的平方成正比，设h=av2；
根据图乙，表示出第1次起跳高度与速度的关系式；根据表示出第2次起跳的速度，再根据图像表示出第2次起跳高度与速度的关系式；根据表示出第3次起跳的速度，再根据图像表示出第3次起跳高度与速度的关系式，据此解出答案。
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