江苏省南通市海门区2025-2026学年九年级上学期2月期末物理试题（试卷+解析）

这是一份江苏省南通市海门区2025-2026学年九年级上学期2月期末物理试题（试卷+解析），共30页。试卷主要包含了 使用空气炸锅， 洁净空气量等内容，欢迎下载使用。
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。第1至10题为物理试题，第11至20题为化学试题。答案请按要求填涂在答题卡上。
1. 下列设备是利用电流的热效应这一原理工作的是（ ）
A. 电冰箱B. 电视机C. 电热毯D. 电风扇
2. 下列获取电能的几种能源中，其中属于不可再生能源的是（ ）
A. 潮汐能B. 石油C. 地热能D. 太阳能
3. 如图所示，小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中，小明的（ ）
A 重力势能减小，机械能不变B. 重力势能减小，机械能增大
C 动能不变，机械能不变D. 动能不变，机械能减小
4. 机器狗能帮助人们搬运重物；不计空气阻力，下列四种情境中，机器狗对重物A做功的是（ ）
A. 蹲着不动B. 托举重物匀速竖直上升
C. 站着不动D. 承载重物匀速水平移动
5. 使用空气炸锅（如图所示）时发现：同时闭合定时开关和温控开关产生热风，仅闭合定时开关产生冷风，不会只发热不吹风。则其电路可能是（ ）
A. B.
C. D.
6. 为探究动能大小的影响因素，利用如图的器材在同一水平面上开展了探究，下列分析正确的是（ ）
A. 该实验探究的是钢球的动能
B. 甲、丙探究的是物体动能与速度的关系
C. 若水平面光滑，实验效果更明显
D. 甲、乙探究的是物体动能与质量的关系
7. 如图是小科利用实验室常用仪器，设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路，电源电压恒定且未知，R0是已知阻值的定值电阻，滑动变阻器R最大阻值未知，实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片，其中能够测量出Rx阻值的电路（ ）
A. 只有②B. 只有①②C. 只有①②④D. ①②③④均可以
8. 洁净空气量（CADR）是反映空气净化器净化能力的性能指标，某空气净化器的CADR为180m3/h（1小时能使180m3空间的污染物的浓度下降90%），额定功率为60W。用该净化器净化20m2的卧室使房间污染物浓度下降90%，需要消耗的电能约为（ ）
A. B. C. D.
9. 电流按照图甲方向流入LED，LED被点亮，接通图乙电路，LED亮，将LED换成灯泡，灯泡不亮，已知制作水果电池的锌片为负极、铜片为正极，则此过程（ ）
A. M为锌片B. 灯泡消耗的功率一定比LED小
C. 灯泡一定是坏了D. 水果及金属片相当于电源
10. 如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变。电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。只闭合S1，将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中，电流表随电压表示数变化的情况如图乙中的A。小灯泡的额定电压为2.5V，其电流随电压变化如图乙中的B。下列说法错误的是（ ）
A. 电源电压是4.5VB. 小灯泡的额定功率是1.25W
C. R1的阻值是7.5ΩD. R1的最大功率是0.9W
11. 我国红沿河核电站核能供暖示范项目，利用核能发电的同时实现了清洁供暖。
（1）核电站利用原子核_______（填“聚变”或“裂变”）释放的核能发电；
（2）核电站利用发电过程中产生的余热进行供暖，提高了能量的利用率。供暖时，用水做输送能量的介质，是因为水的_______大；
（3）在供暖过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反，这一现象说明能量的转移具有_______。
12. 如图所示，小张同学给试管中的水加热，这是通过_______的方式使水的内能增加，一段时间后发现试管口的塞子被试管内水蒸气推出，水蒸气的_______能转化为塞子的机械能，图_______（选填“乙”或“丙”）中单缸四冲程汽油机的工作过程与这一实验过程中原理是一致的，已知汽油机飞轮的转速为3000r/min，则1s内对外做功_______次。
13. 为了提高学生户外生存技能，学校开展取火和自制指南针实践活动，据此完成下题。
（1）将包装口香糖的锡箔纸剪成如图甲形状，其他条件相同时，C处的横截面积小，电阻______，A、B两端分别与电池正负极接触，使电池发生______路，导致电流过大；结合焦耳定律可发现A、B、C三处中，______处更易起火。
（2）将回形针掰直，磁化后放在树叶上，漂浮于水面，回形针在地球的_________作用下，静止后总是指向南北，参照冬季午间小草的影子偏向北方，进一步推测A端是回形针磁体的_________极。
14. 学习了家庭电路知识后，小明对家庭用电进行了调查研究。
（1）为了用电安全，电水壶应该使用______线插头；
（2）电水壶单独工作6min，标有“2400imp/（kW·h）”字样的电能表指示灯闪烁了240次，该电水壶消耗的电能为______ kW·h，电功率为______ W。如果这些电能的91%被水吸收，可使初温为10°C、质量为1kg水的温度升高_______℃。[环境气压为一标准大气压、]
（3）规格为“220V 40W”的白炽灯与“220V 5W”的LED灯正常发光时亮度相当，白炽灯正常发光效率约为12%，则LED灯正常发光效率约为_______ %。
15. 科技小组设计了如图所示的无土栽培营养液自动添加装置简图。控制电路电源电压U=12V，电磁铁线圈电阻R0=40Ω；当线圈中的电流I1⩾40mA时，衔铁被吸合，当线圈中的电流I2⩽24mA时，衔铁被释放。R2是阻值为600Ω的半圆形（O为圆心）电阻丝，其阻值与长度成正比；QP为电阻不计可绕O点转动的金属细杆，P端可在R2上滑动且接触良好，QO长40cm。当液面到达最低位置A处时，QO与水平面成30°夹角，添加营养液的电动水泵开始工作。（当杆QP水平时P位于R2中点）
（1）电磁铁通电时下端为_______极。电动水泵应接在_______（填字母）处；
（2）最低液面在A处时，电阻箱R1的阻值为________Ω；
（3）当液面从最低位置A处上升_________cm时停止添加营养液；（设浮球随液面升降时，浸入液体中的体积不变，且细杆NQ始终处于竖直方向）
（4）测试中发现，营养液最高液面设置太高容易把营养液溅出去，为减少浪费，应适当降低最高液面位置，请提出一种解决措施_________，这样操作的理由是_________。
16. 按题目要求作图。
（1）如图甲，通过滑轮组向下用力提升物体，请画出滑轮组的绕线；
（2）如图乙，将插座和控制插座的开关正确接入电路；
（3）如图丙，小磁针静止在通电螺线管右侧，请标出磁感线的方向和小磁针的S极。
17. 如图，氢能源汽车具有零排放的环保优势，某氢能源汽车35min内在的牵引力作用下匀速直线行驶30km消耗0.6kg的氢，已知氢的热值为。求：
（1）牵引力做的功；
（2）牵引力做功的功率；
（3）汽车利用氢能的效率。
18. 如图为电吹风的电路原理图，其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，当选择开关O接在C、D位置时，电吹风处于关停状态。已知电吹风冷风挡的额定功率为44W，电吹风热风挡的额定功率为924W，额定电压均为220V。当电吹风处于正常工作状态时，求：
（1）电热丝正常工作时的功率；
（2）电热丝正常工作时的电阻；
（3）吹热风时，电路中每小时耗电量。
19. 在探究杠杆平衡条件的实验中。
（1）如图甲是实验前状态，需向_________调节平衡螺母使杠杆处于水平位置平衡；
（2）如图乙，杠杆水平平衡后，在杠杆C点挂3个钩码，则在杠杆的D点挂_________个钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡；
（3）保持C点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂l1和动力F1数据绘制了l1-F1的关系图像，如图丙所示。由图像可知，当F1为1N时，l1为_________；
（4）如图丁，用始终竖直向上的力匀速拉动质量分布均匀的另一杠杆，杠杆转动过程中，拉力F的大小将_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。现用竖直向上的拉力将重为10N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为5N；拉力移动的距离为25cm，此时杠杆的机械效率为_________ %。若仅将重物的悬挂点由B点（为第1次）向右移至A点（为第2次），将物体提升相同高度，则第_________次杠杆的机械效率高。
20. 小明采用甲图所示的仪器进行实验，其中电源电压恒为6V。
（1）小明采用甲图探究“电流与电阻的关系”
①连接电路时，先要_________开关，并将滑动变阻器滑片P移到最_________端的位置；
②实验时，闭合开关发现电压表无示数，电流表有示数，原因可能是_________；
③排除故障后小明利用甲图开始实验，当R0调为10Ω时，移动滑动变阻器，使电压表示数为3V，记录电流表示数。随后断开开关，直接将R0调为20Ω，再闭合开关，此时电流表示数为_________ A，接下来小明该如何操作？_________
（2）小明又用甲图电路测量未知电阻Rx的阻值，进行实验，将实验数据通过描点作出其U-I图像如乙图中Rx，但是其延长线不过原点，由此分析电压表未调零，且调零前指针在零刻线_________侧。将电压表调零后重做实验，将正确的数据在图乙中描点A、B、C，由此可知待测电阻为_________Ω。
21. 小明发现夏天经过太阳的暴晒后，位于顶楼的屋内非常闷热，于是开展了“设计隔热房屋”跨学科实践活动。
（1）为了比较材料的隔热性能，小明找到厚度_________（选填“相等”或“不相等”）的三种材料，制成大小、形状和结构均相同的房屋模型，用红外灯模拟太阳光，房屋位置如图甲所示（三间房屋模型间隔相同距离放在一直线上，红外灯在中间房屋模型的正上方），将温度传感器分别放在房屋模型_________（选填“内部”或“外部”）的相同位置，并测出温度传感器的示数随时间变化如图乙所示；
（2）仔细的小明发现甲图中三个小屋的摆放位置不合理，原因是_________不相等；
（3）聪明的小华分析甲、乙两图后，通过比较发现_________作为屋顶隔热材料最好，理由是_________。
22. 阅读短文，回答问题。
项目化学习——智能机器人环境作业的优化
【项目背景】
为优化智能机器人在复杂环境的作业能力，学校科学小组提出两个优化的维度：（1）防搬运负载过大系统。（2）电机驱动精准提升系统。
【项目学习】
如图甲是某5G智能机器人“小Q”，它通过无线通讯实现远程遥控，部分参数如下表，图乙为“小Q”承受重力的过载保护电路原理图，图中R为压力传感器，阻值随所受压力变化图像如图丙，触发器电阻忽略不计。
智能机器人具有精准驱动系统，关节传动比是电机输入转速与输出转速之比，其中搬运臂转动角度θ与工作时间t的关系为[k取（0.01°/（r·min-1·s），n为电机输出转速]。
【项目分析】
（1）电路中的压力传感器所用的材料是_________（选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”），机器人正常工作时的电流是_________ A，该机器人通过_________波实现远程遥控。
（2）电机驱动系统的核心元件是电动机，下图与电动机工作原理一样的是（ ）
A. B.
C D.
（3）该机器人最多能获得_____ J的机械能，为防止搬运负载过大而损坏“小Q”，当电路通过的电流超过0.6A时就触发电动机停止工作，放弃执行搬书指令，因此电阻箱R0的阻值至少应为______Ω。
（4）根据数据可知，该电机正常工作时，输出转速n=_______r/min。在精准驱动系统测试中，搬运臂预设要在50s内转动12°，根据以上参数，搬运臂实际转动的角度为______°。
【项目改进】
（5）在以上测试中，搬运臂转动角度不符合电机定位精度，聪明的小张查阅资料，要达到预设要求，可以调整关节传动比为_______。考生在答题前请认真阅读本注意事项：
1.本卷共12页，满分为150分，考试时间为150分钟。考试结束后，请务必将答题纸交回。
2.答题前，请务必将自己的姓名、考试证号用0.5毫米黑色字迹的签字笔填写在试卷及答题卡上指定的位置。
3.答案必须按要求填涂、书写在答题卡上。在试卷、草稿纸上答题一律无效。
电源电压/V
48
电池容量/Ah
10
最大负重/N
200
额定功率/W
120
额定输入转速/r·min-1
600
电能转化为机械能的效率
50%
关节传动比
20:1
电机定位精度
±1°
九年级 物理
第I卷（选择题 共40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。第1至10题为物理试题，第11至20题为化学试题。答案请按要求填涂在答题卡上。
1. 下列设备是利用电流的热效应这一原理工作的是（ ）
A. 电冰箱B. 电视机C. 电热毯D. 电风扇
【答案】C
【解析】
【详解】A．电冰箱主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故A不符合题意；
B．电视机主要是把电能转化为声能和光能，不是利用电流的热效应工作的，故B不符合题意；
C．电热毯主要是把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故C符合题意；
D．电风扇主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故D不符合题意。
故选C。
2. 下列获取电能的几种能源中，其中属于不可再生能源的是（ ）
A. 潮汐能B. 石油C. 地热能D. 太阳能
【答案】B
【解析】
【详解】B．石油是化石能源的一种，属于不可再生能源，故B符合题意。
ACD．潮汐能、地热能、太阳能都属于可再生能源，故ACD不符合题意。
故选B。
3. 如图所示，小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中，小明的（ ）
A. 重力势能减小，机械能不变B. 重力势能减小，机械能增大
C. 动能不变，机械能不变D. 动能不变，机械能减小
【答案】D
【解析】
【详解】动能大小的影响因素是质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素是质量、高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中，受到摩擦力的作用，要克服摩擦力做功，机械能减小，下滑过程中，速度不变，则动能不变，高度减小，则重力势能减小，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
4. 机器狗能帮助人们搬运重物；不计空气阻力，下列四种情境中，机器狗对重物A做功的是（ ）
A. 蹲着不动B. 托举重物匀速竖直上升
C. 站着不动D. 承载重物匀速水平移动
【答案】B
【解析】
【详解】对重物A受力分析可知，机器狗对重物A有竖直向上的支持力的作用，根据力做功的两个必要因素可知，需要在竖直方向上移动一定的距离，因此需要托举重物匀速竖直上升，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
5. 使用空气炸锅（如图所示）时发现：同时闭合定时开关和温控开关产生热风，仅闭合定时开关产生冷风，不会只发热不吹风。则其电路可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】同时闭合定时开关和温控开关产生热风，仅闭合定时开关产生冷风，不会只发热不吹风，说明发热管和电动机并联，定时开关在干路中，温控开关和发热管一条支路。
A．仅闭合定时开关，发热管和电动机串联，它们同时工作，产生热风，故A不符合题意；
B．发热管和电动机并联，闭合定时开关和温控开关，发热管和电动机同时工作，产生热风，闭合定时开关电动机工作，只闭合温控开关，发热管工作，故B不符合题意；
C．发热管和电动机并联，温控开关在干路中，定时开关和电动机在一条支路，只闭合定时开关，电动机不会工作，故C不符合题意；
D．发热管和电动机并联，定时开关在干路中，温控开关和发热管一条支路，同时闭合定时开关和温控开关产生热风，仅闭合定时开关产生冷风，不会只发热不吹风，故D符合题意。
故选D。
6. 为探究动能大小的影响因素，利用如图的器材在同一水平面上开展了探究，下列分析正确的是（ ）
A. 该实验探究的是钢球的动能
B. 甲、丙探究的是物体动能与速度的关系
C. 若水平面光滑，实验效果更明显
D. 甲、乙探究的是物体动能与质量的关系
【答案】A
【解析】
【详解】A．该实验的探究对象是滚下后运动的钢球的动能，通过木块移动的距离体现动能的大小，故A正确；
B．甲、丙两图，让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，两球滑到斜面底端的速度相同，由图知丙球的质量大，木块移动的距离大，钢球的动能大，所以甲、丙两图探究的是物体动能与质量的关系，故B错误；
C．实验通过木块移动的距离反映钢球动能的大小，若水平面光滑，木块将做匀速直线运动，不能通过木块移动的距离来比较动能的大小，故C错误；
D．甲、乙两图，钢球的质量相同，甲图钢球所处位置高，滑到斜面底端的速度大，木块移动的距离大，钢球的动能大。所以甲、乙两图探究的是物体动能与速度的关系，故D错误。
故选A。
7. 如图是小科利用实验室常用仪器，设计测量未知电阻Rx阻值的四种电路，电源电压恒定且未知，R0是已知阻值的定值电阻，滑动变阻器R最大阻值未知，实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片，其中能够测量出Rx阻值的电路（ ）
A 只有②B. 只有①②C. 只有①②④D. ①②③④均可以
【答案】B
【解析】
【详解】①闭合S1、S2时，电路是只有Rx的基本电路，电流表测量通过Rx的电流Ix；闭合S1、断开S2，两电阻串联，电流表测电路中电流I；根据电源电压不变列式
可求出Rx的阻值，故①可行；
②根据图可知，闭合S1、S2，电路为Rx的简单电路，电压表测量电源的电压U；只闭合开关S1，两只电阻串联，电压表测量Rx两端电压为Ux；根据串联电路的电压关系可知，定值电阻两端的电压为
此时电路中的电流为
根据串联电路的电流关系可知，通过Rx的电流为，则根据Rx两端的电压和电流可以求出Rx阻值，故②可行；
③由电路图可知，S接1或2时，通过电压表的电流的方向会发生变化，电压表的指针会反向偏转，无法读取电压表的示数，故③不可行；
④利用等效替代法，将开关位于1时，移动滑动变阻器使电压表读数为，将开关位于2，保持滑动变阻器的滑片位置不动，调节电阻箱的阻值，使电压表示数仍然为，此时电阻箱的阻值等于未知电阻阻值，但题干中有说明只能闭合、断开开关或者调节滑动变阻器，所以图四无法完成测量。故④不可行。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
8. 洁净空气量（CADR）是反映空气净化器净化能力的性能指标，某空气净化器的CADR为180m3/h（1小时能使180m3空间的污染物的浓度下降90%），额定功率为60W。用该净化器净化20m2的卧室使房间污染物浓度下降90%，需要消耗的电能约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】一般民用房间的高度约为3m，该卧室的体积约
净化该卧室需要耗时
需要消耗电能
与最接近，故A符合题意，BCD不符合题意
故选A。
9. 电流按照图甲方向流入LED，LED被点亮，接通图乙电路，LED亮，将LED换成灯泡，灯泡不亮，已知制作水果电池的锌片为负极、铜片为正极，则此过程（ ）
A. M为锌片B. 灯泡消耗的功率一定比LED小
C. 灯泡一定是坏了D. 水果及金属片相当于电源
【答案】D
【解析】
【详解】A．电流按照图甲方向流入LED，LED被点亮，说明长脚是发光二极管的正极，接通图乙电路，LED亮，则图乙中的M是正极，为铜片，N是负极，为锌片，故A不符合题意；
B．灯泡不亮，可能是因为水果电池提供的电压或电流太小，不足以让灯泡达到发光的功率，而不是灯泡本身消耗的功率更小。实际上，在额定条件下，灯泡的额定功率通常远大于LED。因此 “一定” 这个说法是错误的，故B不符合题意；
C．灯泡发光需要的电压较高，而水果电池提供的电压比较低，实际功率太小，灯泡不亮，不一定是灯泡坏了，故C不符合题意；
D．能量由水果及金属片装置提供，水果电池相当于电源，故D符合题意。
故选D。
10. 如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变。电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。只闭合S1，将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中，电流表随电压表示数变化的情况如图乙中的A。小灯泡的额定电压为2.5V，其电流随电压变化如图乙中的B。下列说法错误的是（ ）
A. 电源电压是4.5VB. 小灯泡的额定功率是1.25W
C. R1的阻值是7.5ΩD. R1的最大功率是0.9W
【答案】D
【解析】
【详解】AC．由甲图可知，当S1闭合、S2断开时，R1和R2串联，电压表测量R2两端电压，电流表测量干路电流。当滑动变阻器滑片在最右端时，变阻器的阻值最小为0，此时电路电流最大为0.6A，根据欧姆定律可知，电源电压
当滑片在最左端时，变阻器的阻值最大，此时电路电流最小为0.2A，R2两端电压为3V，根据欧姆定律和串联电路的电压规律可知，电源电压
电源电压不变，联立①②可得，，故AC正确，不符合题意；
B．小灯泡的额定电压为2.5V，由图乙中的B可知，对应的额定电流为0.5A，故灯泡的额定功率
故B正确，不符合题意；
D、当S1闭合、S2断开时，滑动变阻器与定值电阻R1串联，由图知当电压表的示数为零时，电路中的最大电流为0.6A，此时滑动变阻器接入电路的电阻为0，此时R1的功率最大，为
故D错误，符合题意。
故选D。
11. 我国红沿河核电站核能供暖示范项目，利用核能发电的同时实现了清洁供暖。
（1）核电站利用原子核_______（填“聚变”或“裂变”）释放的核能发电；
（2）核电站利用发电过程中产生的余热进行供暖，提高了能量的利用率。供暖时，用水做输送能量的介质，是因为水的_______大；
（3）在供暖过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反，这一现象说明能量的转移具有_______。
【答案】（1）裂变 （2）比热容
（3）方向性
【解析】
【小问1详解】
核裂变是重原子核（如铀），在中子轰击下，分裂成两个或多个较轻原子核，同时放出大量能量和新中子的过程。核电站就是利用中子轰击铀原子核，铀原子核分裂成两个小原子，同时放出巨大热量和新中子，新中子再轰击其他铀原子，形成链式反应，持续放热，所以，核电站利用原子核的裂变释放的核能来发电的
【小问2详解】
比热容是反映物体吸热能力强弱的物理量，相同质量的水在升高或降低相同温度时，能吸收或放出更多的热量，因此用水做输运能量的介质，是因为水的比热容大。
【小问3详解】
热量自发从高温到低温，说明方向固定，而不能反向自发进行，所以说能量的转移和转化具有方向性的。
12. 如图所示，小张同学给试管中的水加热，这是通过_______的方式使水的内能增加，一段时间后发现试管口的塞子被试管内水蒸气推出，水蒸气的_______能转化为塞子的机械能，图_______（选填“乙”或“丙”）中单缸四冲程汽油机的工作过程与这一实验过程中原理是一致的，已知汽油机飞轮的转速为3000r/min，则1s内对外做功_______次。
【答案】 ①. 热传递 ②. 内 ③. 丙 ④. 25
【解析】
【详解】[1]给水加热是通过热传递的方式使水的内能增加。热传递是物体之间由于温度差异而发生的内能转移过程。
[2]如图甲，当试管内的水蒸气达到一定压力时，水蒸气对塞子做功，将塞子推出，水蒸气的内能转化为机械能。
[3]对比汽油机的工作过程，可以发现这与汽油机的做功冲程原理是一致的。在汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，也是内能转化为机械能的过程；乙图中排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；丙图中进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；因此，与实验过程原理一致的是丙图。
[4]汽油机飞轮转速为，由于汽油机的工作循环包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程，飞轮每转两圈完成一个工作循环，对外做功一次，因此，1秒内飞轮转50圈，完成25个工作循环，对外做功25次。
13. 为了提高学生户外生存技能，学校开展取火和自制指南针实践活动，据此完成下题。
（1）将包装口香糖的锡箔纸剪成如图甲形状，其他条件相同时，C处的横截面积小，电阻______，A、B两端分别与电池正负极接触，使电池发生______路，导致电流过大；结合焦耳定律可发现A、B、C三处中，______处更易起火。
（2）将回形针掰直，磁化后放在树叶上，漂浮于水面，回形针在地球的_________作用下，静止后总是指向南北，参照冬季午间小草的影子偏向北方，进一步推测A端是回形针磁体的_________极。
【答案】（1） ①. 大 ②. 短 ③. C
（2） ①. 地磁场##磁场 ②. S##南
【解析】
【小问1详解】
[1]电阻的材料，长度相同时，横截面积越小，电阻越大，因此C处横截面积小，电阻大。
[2]口香糖的锡箔纸是金属，属于导体，用导体连接电池两极时，会发生短路，导致电流过大。
[3]根据，当电流相等时，电阻越大，产生电热的功率越大，越容易发热点燃，而A、B、C在串联电路中，因此电流相等，而C横截面积最小，电阻最大，电功率最高，因此最容易点燃。
【小问2详解】
[1]地球是一个巨大的磁体，磁化后的回形针具有磁性，将其放在树叶上，漂浮于水面，则回形针在地球磁场的作用下，静止后会指南北两个方向。
[2]小草的影子偏向北方，根据光的直线传播原理可知太阳在小草的南方。地理南极附近是地磁北极，根据磁极间的相互作用规律可知回形针磁体指向南方的是S极，所以推测A端是回形针磁体的S（南）极。
14. 学习了家庭电路知识后，小明对家庭用电进行了调查研究。
（1）为了用电安全，电水壶应该使用______线插头；
（2）电水壶单独工作6min，标有“2400imp/（kW·h）”字样的电能表指示灯闪烁了240次，该电水壶消耗的电能为______ kW·h，电功率为______ W。如果这些电能的91%被水吸收，可使初温为10°C、质量为1kg水的温度升高_______℃。[环境气压为一标准大气压、]
（3）规格为“220V 40W”的白炽灯与“220V 5W”的LED灯正常发光时亮度相当，白炽灯正常发光效率约为12%，则LED灯正常发光效率约为_______ %。
【答案】（1）三 （2） ①. 0.1 ②. 1000 ③. 78
（3）96
【解析】
【小问1详解】
[1]电热水壶外壳通常是金属制成的，为了用电安全，防止触电，电水壶应该使用三线插头。
【小问2详解】
[2]表示接入电路的用电器消耗电能，电能表的指示灯闪烁2400imp，电能表指示灯闪烁了240次，电水壶消耗的电能为
电水壶的功率
[3]水吸收的热量
水吸热后升高的温度
【小问3详解】
白炽灯正常发光时的功率为40W，白炽灯正常发光效率约为12%，转化成光能的功率为
40W白炽灯与5W的LED灯正常发光时亮度相当，则LED灯转化成光能的功率为
则LED灯正常发光效率约
15. 科技小组设计了如图所示的无土栽培营养液自动添加装置简图。控制电路电源电压U=12V，电磁铁线圈电阻R0=40Ω；当线圈中的电流I1⩾40mA时，衔铁被吸合，当线圈中的电流I2⩽24mA时，衔铁被释放。R2是阻值为600Ω的半圆形（O为圆心）电阻丝，其阻值与长度成正比；QP为电阻不计可绕O点转动的金属细杆，P端可在R2上滑动且接触良好，QO长40cm。当液面到达最低位置A处时，QO与水平面成30°夹角，添加营养液的电动水泵开始工作。（当杆QP水平时P位于R2中点）
（1）电磁铁通电时下端为_______极。电动水泵应接在_______（填字母）处；
（2）最低液面在A处时，电阻箱R1的阻值为________Ω；
（3）当液面从最低位置A处上升_________cm时停止添加营养液；（设浮球随液面升降时，浸入液体中的体积不变，且细杆NQ始终处于竖直方向）
（4）测试中发现，营养液最高液面设置太高容易把营养液溅出去，为减少浪费，应适当降低最高液面位置，请提出一种解决措施_________，这样操作的理由是_________。
【答案】（1） ①. N ②. C
（2）60 （3）40
（4） ①. 减小I1设置值 ②. 因为减小I1后，停止加液体时的总电阻变大，R2接入的电阻也变大，最高液面下降
【解析】
【小问1详解】
[1]当开关S闭合，电流从电磁铁的下端流入，根据安培定则可知，电磁铁通电时，上端为N极。
[2]由图可知，水位越高，接入电路中的阻值越小，则控制电路中电流越大；当达到最小值时，衔铁被吸合，应断开水泵，所以电动水泵应接在C之间。
【小问2详解】
当线圈中的电流时，衔铁被释放，添加营养液的电动水泵开始工作。已知是阻值为600Ω的半圆形（O为圆心）电阻丝，其阻值与长度成正比，则每100Ω的阻值对应的圆心角为30°。当液面到达最低位置A处时，QO与水平面成30°夹角，此时接入电路中的电阻对应的圆心角为120°，由比例关系可知，此时电阻丝接入电路中的阻值
最低液面在A处时，，电流达到最大值，即
依据欧姆定律得控制电路的总电阻
所以电阻箱的阻值
【小问3详解】
电流达到最小值，即
由欧姆定律可得
则控制电路的总电阻
所以电阻丝接入电路中的阻值
由比例关系可知，此时电阻丝接入电路中的电阻对应的圆心角为60°，则QP绕O逆时针旋转30°角，而液面到达最低位置A处时，QO与水平面成30°夹角，即OQ末态位置与初始位置夹角为60°，根据几何关系（等边三角形）可知，Q点上升的高度
所以当液面从最低位置A处上升40cm时停止添加营养液。
【小问4详解】
因为减小后，停止加液体时的总电阻变大，根据控制电路中的总电阻
可知，在和不变的情况，接入的电阻也变大，即QP绕O顺时针旋转，因此最高液面下降。
16. 按题目要求作图。
（1）如图甲，通过滑轮组向下用力提升物体，请画出滑轮组的绕线；
（2）如图乙，将插座和控制插座的开关正确接入电路；
（3）如图丙，小磁针静止在通电螺线管右侧，请标出磁感线的方向和小磁针的S极。
【答案】（1） （2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
由题意可知，要向下用力提升物体，则动滑轮上需要有两股绳子承重，而定滑轮的作用是改变施力的方向，因此滑轮组的绕线如图所示：
【小问2详解】
三孔插座应遵循“左零右火上接地”的原则，而开关与三孔插座串联，右接火线，左接三孔插座右孔，因此电路连接如图所示：
【小问3详解】
由图中可知，电流从通电螺线管的右端流入，故由安培定则可知，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，可知小磁针的右端为N极，左端为S极，在磁体外部磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极，由此标出磁感线的方向向左，如图所示：
17. 如图，氢能源汽车具有零排放的环保优势，某氢能源汽车35min内在的牵引力作用下匀速直线行驶30km消耗0.6kg的氢，已知氢的热值为。求：
（1）牵引力做的功；
（2）牵引力做功的功率；
（3）汽车利用氢能的效率。
【答案】（1）
（2）
（3）50%
【解析】
【小问1详解】
汽车行驶的距离
牵引力，牵引力做的功为
【小问2详解】
汽车行驶的时间
牵引力做的功，牵引力做功的功率为
【小问3详解】
消耗氢的质量，氢的热值，氢完全燃烧放出的热量为
牵引力做的功为有用功
汽车利用氢能的效率为
18. 如图为电吹风的电路原理图，其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，当选择开关O接在C、D位置时，电吹风处于关停状态。已知电吹风冷风挡的额定功率为44W，电吹风热风挡的额定功率为924W，额定电压均为220V。当电吹风处于正常工作状态时，求：
（1）电热丝正常工作时的功率；
（2）电热丝正常工作时的电阻；
（3）吹热风时，电路中每小时耗电量。
【答案】（1）880W
（2）
（3）0.924kW·h
【解析】
【小问1详解】
根据电路图可知，电吹风吹热风时，电动机和电热丝并联，此时电路的总功率等于电动机和电热丝的功率之和。电吹风吹冷风时，只有电动机工作；电吹风吹冷风时的功率为
电热丝正常工作时的功率为
【小问2详解】
电热丝正常工作时，其两端的电压等于额定电压；电热丝正常工作时的电阻为
【小问3详解】
吹热风时，电路的总功率为，工作时间
电路中每小时消耗的电能为
19. 在探究杠杆平衡条件的实验中。
（1）如图甲是实验前的状态，需向_________调节平衡螺母使杠杆处于水平位置平衡；
（2）如图乙，杠杆水平平衡后，在杠杆C点挂3个钩码，则在杠杆的D点挂_________个钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡；
（3）保持C点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂l1和动力F1数据绘制了l1-F1的关系图像，如图丙所示。由图像可知，当F1为1N时，l1为_________；
（4）如图丁，用始终竖直向上的力匀速拉动质量分布均匀的另一杠杆，杠杆转动过程中，拉力F的大小将_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。现用竖直向上的拉力将重为10N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为5N；拉力移动的距离为25cm，此时杠杆的机械效率为_________ %。若仅将重物的悬挂点由B点（为第1次）向右移至A点（为第2次），将物体提升相同高度，则第_________次杠杆的机械效率高。
【答案】（1）右 （2）2
（3）0.3 （4） ①. 不变 ②. 80 ③. 1
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知，杠杆左端向下倾斜，右端上翘，由左偏右调可知，应向右调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
【小问2详解】
设一个钩码的重力为G，一格长度为L，根据杠杆平衡条件可得
解得：n=2，所以需在D点挂2个钩码。
【小问3详解】
由于题中的阻力和阻力臂不变，利用图像中任意一组数据都能得
若当为1N时，
【小问4详解】
[1]当重物被提升的过程中，根据数学知识可知，动力臂与阻力臂的比值不变，且重物的重力不变，由杠杆平衡条件可知，拉力F的大小将不变。
[2]物体上升的高度
拉力移动的距离
此时杠杆的机械效率
[3]杠杆提升物体时，对物体做有用功，克服杠杆重力做额外功，并且
设杠杆重心升高的距离为h，所以有，G不变，h1不变，G杠杆不变，物体从B点到A点，物体还升高相同的高度，有用功不变，即两次所做的有用功相等；杠杆上旋的角度增大，杠杆升高的距离h变大，克服杠杆重力所做的额外功变大，则变大，所以Fh2也变大，由
可知，总功变大，有用功不变，所以机械效率变小，即第1次杠杆的机械效率高。
20. 小明采用甲图所示的仪器进行实验，其中电源电压恒为6V。
（1）小明采用甲图探究“电流与电阻的关系”
①连接电路时，先要_________开关，并将滑动变阻器滑片P移到最_________端的位置；
②实验时，闭合开关发现电压表无示数，电流表有示数，原因可能是_________；
③排除故障后小明利用甲图开始实验，当R0调为10Ω时，移动滑动变阻器，使电压表示数为3V，记录电流表示数。随后断开开关，直接将R0调为20Ω，再闭合开关，此时电流表示数为_________ A，接下来小明该如何操作？_________
（2）小明又用甲图的电路测量未知电阻Rx的阻值，进行实验，将实验数据通过描点作出其U-I图像如乙图中Rx，但是其延长线不过原点，由此分析电压表未调零，且调零前指针在零刻线_________侧。将电压表调零后重做实验，将正确的数据在图乙中描点A、B、C，由此可知待测电阻为_________Ω。
【答案】（1） ①. 断开 ②. 右 ③. R0断路 ④. 0.2 ⑤. 向右移动滑动变阻器，使电压表为3V
（2） ①. 右 ②. 5
【解析】
【小问1详解】
[1][2]连接电路时，先要断开开关，并将滑动变阻器移动到阻值最大处，即最右端的位置。
[3]闭合开关后，发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数为6V（等于电源电压），说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电阻箱R0断路了。
[4]当R0调为10Ω时，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为3V，记录电流表示数。此时滑动变阻器的电压为
与定值电阻的电压相等，根据串联分压规律知，滑动变阻器的电阻与定值电阻相等，即为10Ω；将R0调为20Ω时，电路的总电阻
此时电路中的电流
[5]将R0调为20Ω时，R0两端电压，即此时电压表的示数为
大于设定的电压3V，根据串联分压特点，需要增大滑动变阻器的电压，即将滑动变阻器的滑片向右移动，使电压表示数为3V。
【小问2详解】
[1]根据图像可知，当电路中的电流为0.4A时，所测的电压比正确测量的电压偏大，即电压表调零前指针在零刻线右侧。
[2]根据正确测量的数据知
21. 小明发现夏天经过太阳的暴晒后，位于顶楼的屋内非常闷热，于是开展了“设计隔热房屋”跨学科实践活动。
（1）为了比较材料的隔热性能，小明找到厚度_________（选填“相等”或“不相等”）的三种材料，制成大小、形状和结构均相同的房屋模型，用红外灯模拟太阳光，房屋位置如图甲所示（三间房屋模型间隔相同距离放在一直线上，红外灯在中间房屋模型的正上方），将温度传感器分别放在房屋模型_________（选填“内部”或“外部”）的相同位置，并测出温度传感器的示数随时间变化如图乙所示；
（2）仔细的小明发现甲图中三个小屋的摆放位置不合理，原因是_________不相等；
（3）聪明的小华分析甲、乙两图后，通过比较发现_________作为屋顶隔热材料最好，理由是_________。
【答案】（1） ①. 相等 ②. 内部
（2）红外灯到小屋的距离
（3） ①. 泡沫板 ②. 见解析
【解析】
【小问1详解】
[1][2]为了比较材料的隔热性能，需要控制变量，除了材料不同外，其他条件应相同，所以材料厚度要相等。应将温度传感器放在房屋模型内部的相同位置，这样才能测量不同材料对屋内温度的影响。
【小问2详解】
如果灯到屋顶距离不同，那么照射到房屋模型上的热量就不同，会影响实验结果，无法准确比较材料的隔热性能，图甲中三个小屋的摆放位置不合理，是因为没有控制灯到屋顶的距离相等。
【小问3详解】
[1][2]由图乙可知，在相同时间内，泡沫板距离红外灯最近，接受光照最多，但温度升高最慢，说明泡沫板隔热效果最佳，因此可以选用泡沫板作为屋顶隔热材料。
22. 阅读短文，回答问题。
项目化学习——智能机器人环境作业的优化
【项目背景】
为优化智能机器人在复杂环境的作业能力，学校科学小组提出两个优化的维度：（1）防搬运负载过大系统。（2）电机驱动精准提升系统。
【项目学习】
如图甲是某5G智能机器人“小Q”，它通过无线通讯实现远程遥控，部分参数如下表，图乙为“小Q”承受重力的过载保护电路原理图，图中R为压力传感器，阻值随所受压力变化图像如图丙，触发器电阻忽略不计。
智能机器人具有精准驱动系统，关节传动比是电机输入转速与输出转速之比，其中搬运臂转动角度θ与工作时间t的关系为[k取（0.01°/（r·min-1·s），n为电机输出转速]。
【项目分析】
（1）电路中的压力传感器所用的材料是_________（选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”），机器人正常工作时的电流是_________ A，该机器人通过_________波实现远程遥控。
（2）电机驱动系统的核心元件是电动机，下图与电动机工作原理一样的是（ ）
A. B.
C. D.
（3）该机器人最多能获得_____ J的机械能，为防止搬运负载过大而损坏“小Q”，当电路通过的电流超过0.6A时就触发电动机停止工作，放弃执行搬书指令，因此电阻箱R0的阻值至少应为______Ω。
（4）根据数据可知，该电机正常工作时，输出转速n=_______r/min。在精准驱动系统测试中，搬运臂预设要在50s内转动12°，根据以上参数，搬运臂实际转动的角度为______°。
【项目改进】
（5）在以上测试中，搬运臂转动角度不符合电机定位精度，聪明小张查阅资料，要达到预设要求，可以调整关节传动比为_______。
【答案】（1） ①. 半导体 ②. 2.5 ③. 电磁 （2）C
（3） ①. 8.64×105 ②. 65
（4） ①. 30 ②. 15
（5）25:1
【解析】
【小问1详解】
[1]压力传感器会根据压力变化改变自身电阻，通过测量其阻值的变化来反映压力的变化，因此不能选择导体，也不能选择绝缘体，否则无法通过电流，因此选择导电能力介于导体和绝缘体之间的半导体。
[2]根据，机器人正常工作时的电流
[3]机器人通过电磁波进行远程操控。
【小问2详解】
A．用通电导线缠绕螺丝钉吸起了小螺丝，说明导体通电后产生了磁场，是电生磁原理，而电动机工作原理是通电导体在磁场中会受到力的作用，故A不符合题意；
B．导体在平行于磁感线的方向运动，灵敏电流计无示数，说明闭合回路中磁场中的一段导体如果没有做切割磁感线运动，则不会产生感应电流，此装置探究的是感应电流产生的条件，故B不符合题意；
C．图中一段通电导体在磁场中受到了力的作用，开始运动，其原理是通电导体在磁场中会受到力的作用，也是电动机的原理，故C符合题意；
D．通电导线附近指南针发生了偏转，说明通电导线周围产生了磁场，是电生磁原理，故D不符合题意。
故选C。
【小问3详解】
[1]机器人电池容量
而电能转化为机械能的效率为50%，因此机器人最多获得机械能
[2]由电路图，电阻箱R0与R串联，由题意，压力增大，压力传感器电阻R阻值减小，电路总电阻减小，电源电压一定，由欧姆定律，电路电流增大，由图丙，当机器人负重达到200N，压力传感器电阻为15Ω，电路电流为0.6A时，触发电动机停止工作，此时电路总电阻
因此R0的阻值
所以电阻箱R0的阻值至少应为65Ω。
【小问4详解】
[1]输出转速
[2]实际转动角度
【小问5详解】
根据，转速
因此关节传动比考生在答题前请认真阅读本注意事项：
1.本卷共12页，满分为150分，考试时间为150分钟。考试结束后，请务必将答题纸交回。
2.答题前，请务必将自己的姓名、考试证号用0.5毫米黑色字迹的签字笔填写在试卷及答题卡上指定的位置。
3.答案必须按要求填涂、书写在答题卡上。在试卷、草稿纸上答题一律无效。
电源电压/V
48
电池容量/Ah
10
最大负重/N
200
额定功率/W
120
额定输入转速/r·min-1
600
电能转化为机械能的效率
50%
关节传动比
20:1
电机定位精度
±1°