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2023年江苏省常州市武进区星辰实验学校中考物理模拟试卷(含答案）
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这是一份2023年江苏省常州市武进区星辰实验学校中考物理模拟试卷(含答案），共36页。
2023年江苏省常州市武进区星辰实验学校中考物理模拟试卷
一、单项选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分）每小题只有一个选项符合题意。
1．（2分）如图是我国空间站的机械臂，它类似于人的手臂，可以省距离，下列工具使用时与机械臂属同类型杠杆的是（ ）
A．用镊子夹砝码 B．用羊角锤起钉子
C．用钳子夹导线 D．用瓶盖起子起瓶盖
2．（2分）茶起源于中国，盛行于世界，饮茶是我国的传统文化。关于饮茶的过程，下列说法正确的是（ ）
A．泡茶时，茶叶内能是通过做功的方式改变的
B．茶水温度越高，含有的热量多
C．茶水的温度降低时，其内能减少
D．茶水温度降至室温时，茶水的内能减为0
3．（2分）电源《流浪地球2》引爆兔年电影春节档，影片中太空电梯的炫目特效让观众极为震撼。太空电梯加速升空过程中（ ）
A．动能不变，势能变大 B．动能变小，势能变小
C．动能变小，势能变大 D．动能变大，势能变大
4．（2分）如图所示，小华从地上拿起一个鸡蛋，用了大约2s的时间将它匀速举过头顶，在这2s内小华做的功和做功的功率分别约为（ ）
A．200J 100W B．100J 50W C．2J 1W D．1J 0.5W
5．（2分）用相同的电加热器加热相同质量的水和煤油的过程中，水和煤油的温度随时间变化的图象如图所示，关于这一过程，下列说法正确的是（ ）
A．煤油的温度高于水的温度，所以煤油的比热容大
B．20min后水的温度不变的过程中将不再吸收热量
C．煤油的温度升高的较快，说明煤油比热容比水比热容小
D．8min时间内煤油吸收的热量比水吸收的热量多
6．（2分）小磁针静止时的指向如图所示，由此可知（ ）
A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极
B．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极
C．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极
D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极
7．（2分）我国自主研发的长波雷达能探测到隐身飞机，这种雷达使用的电磁波频率在30MHz～300MHz之间。若某型号雷达使用频率为200MHz的电磁波，则该电磁波的周期为（ ）
A．5×10﹣9s B．2×10﹣8s C．5×10﹣6s D．5×10﹣3s
8．（2分）如图所示电路中，电表均为实验室学生用电表，当开关S闭合，甲、乙两表是电压表时，两表指针偏转角度相同，当开关S断开，甲、乙两表都是电流表时，则两表的示数之比I甲：I乙为（ ）
A．4：5 B．5：1 C．1：4 D．1：2
9．（2分）交通法规中明确规定，所有的摩托车、电动自行车上路驾驶员必须佩戴安全头盔，小佳想制作一款智能头盔，只有戴上头盔扣上卡扣后，头盔上的信号发射器才能发出信号，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），车才能正常启动，下列电路中符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（2分）2022年5月，天舟四号货运飞船与空间站核心舱顺利对接。小明通过查阅资料了解到，科技人员通常要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的检测电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为压力传感器，其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中。当舱体发生漏气时，下列说法错误的是（ ）
A．电压表示数变小
B．电路中电流变小
C．压力传感器R两端电压变大
D．电路消耗的总功率变大
11．（2分）有一天，张老师在课堂上用手机拍摄同学做实验的视频时，发现只剩2%的电量了。由于无法及时充电，张老师就开启了“低电量模式”，如图所示，延长了手机的使用时间。关于手机“低电量模式”开启后，下列说法中正确的是（ ）
A．增大了手机的电功率 B．减小了手机的电功率
C．增加了手机消耗的电能 D．减小了手机消耗的电能
12．（2分）奥斯特实验装置如图所示，下列操作及判断正确的是（ ）
A．将直导线与小磁针垂直放置，通电后实验效果最好
B．移去小磁针，通电直导线周围不会存在磁场
C．将小磁针移至直导线上方，通电后小磁针不会偏转
D．改变通电直导线中的电流方向，小磁针的偏转方向将发生改变
13．（2分）如图所示滑轮组，在50s内将重5000N货物匀速吊起10m高。绳的自由端受到的拉力大小是1500N。关于该滑轮组的说法错误的是（ ）
A．滑轮组的机械效率约为83.3%
B．绳的自由端移动的距离是40m
C．滑轮组所做有用功的功率是1000W
D．该装置中的动滑轮总重为1000N
14．（2分）在家庭电路中，有一盏白炽灯的连接如图所示，闭合开关，电灯不亮，下列关于电路故障的判断错误的是（ ）
A．若用试电笔接触D点时氖管发光，接触E点时氖管不发光，灯泡可能断路
B．若用试电笔接触B点时氖管发光，接触C点时氖管不发光，开关可能短路
C．若用试电笔接触A至F各点时氖管都发光，零线断路
D．若用试电笔接触A至F各点时氖管均不发光，火线断路
15．（2分）如图甲所示电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“25Ω 1A”，电流表量程选择“0～0.6A”，电压表量程选择“0～3V”，小灯泡标有“4.5V 0.3A”字样，其I﹣U图像如图乙所示，闭合开关S，为保证电路安全，在移动滑片P的过程中，下列选项正确的是（ ）
A．小灯泡的最小功率是0.75W
B．电路的最大功率是3.6W
C．电流表的最小示数是0.15A
D．变阻器的调节范围是12Ω～25Ω
二．填空作图题（第16～22小题每空格1分，第23、24小题各2分，共25分）
16．（2分）文文同学制作了如图所示的电磁跷跷板参加学校的科技节活动。该电磁跷跷板是在两端封闭的透明塑料管中放入一块磁铁，塑料管外绕有金属丝作为线圈，在线圈两端并联两个发光二极管，二极管具有单向导电性，演示时，让塑料管上下翘动，磁铁便在线圈中左右移动，发光二极管就会交替发光。发光二极管主要由 （填“超导体”“半导体”）材料制成的。此装置是根据 原理工作的。
17．（3分）如图所示，AC、BC为同一水平面上的两个光滑斜面，AC＞BC，∠CAB＝30°。在相等时间内把重为80N的同一物体从斜面底端分别沿AC、BC匀速推至C点，物体的机械能 （选填“增大”“减少”“不变”），若推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，则F1 F2，P1 P2（选填“＞”“＜”或“＝”）。
18．（3分）现阶段核潜艇的动力系统是由原子核 （选填“裂变”或“聚变”）提供的。泸州正加快对页岩气的安全开采，页岩气和核能都属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。若用燃气灶将一壶质量为3kg、初始温度为20℃的水加热到80℃，消耗了0.1m3的页岩气。已知水的比热容4.2×103J/（kg•℃），页岩气的热值为4.2×107J/m3，则该燃气灶烧水的效率为 %。
19．（4分）如图所示，科技馆展出的名为“叶子”的小型低碳化未来汽车，车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，车子的动力是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供的。光电转换器实际就是把光能转换成 能，开车时发动机是将空气的 能转化为机械能，该发动机原理与传统四冲程汽油机工作过程中的 冲程一样；若汽油机正常工作时，飞轮转速为3000r/min，则汽油机每秒对外做 次。
20．（3分）月底，小明对自家用电的情况进行调查，观察到电能表的表盘如图所示，小明家中用电器正常使用的总功率不能超过 W，用电器工作时消耗0.5kW•h的电能，电能表指示灯闪烁 次。若上月底电能表示数为1877.6kW•h，则本月消耗的电能为 kW•h。
21．（3分）如图所示情景中，不会发生触电事故的是图 ，发生触电事故时漏电保护器不会跳闸的是图 （以上两空填“甲”“乙”“丙”或“丁”），发生触电事故时电路中的空气开关 （填“会”或“不会”）跳闸。
22．（3分）“飞扬”兴趣小组的同学用一个88Ω的电阻R1、开关、导线等器材制作了一个电烤箱，先将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如甲所示，闭合开关，R1消耗的电功率为 W；小组发现烤热蛋糕耗费时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的电阻R2进行改装。你认为应按照图 （选填“乙”或“丙”）进行改装；闭合开关S后，通电1min，改装后电烤箱产生的热量为 J。
23．（2分）如图所示，图甲是一个门把手，握住门把手向下压就可以打开门，门把手可以看成如图乙所示的一个杠杆，O为支点，请你在图乙中画出阻力F2的力臂及B点施加的最小动力F1。
24．（2分）如图是简单的火警自动报警装置的部分电路，温控开关在常温时断开，绿灯亮；在温度升高到一定值时自动闭合，红灯亮、电铃响，发出报警信号。请你按上述要求，将电路图补充完整。（a、b、c为三个接线柱）
三．解答探究题（第25小题6分，第26小题9分，第27小题9分，第28小题6分，第29小题5分，第30小题10分，共45分）计算型问题解答时要有必要的文字说明、公式和运算过程，直接写出结果的不能得分。
25．（6分）由于油价上涨，燃油性价比升高，性能优越的油电混合动力汽车得到消费者的青睐。油电混动小汽车的汽油机既向车轮提供动力，又向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过驱动电机向车轮输送。某油电混动小汽车加上2kg的汽油匀速直线行驶。（假设汽油完全燃烧，且忽略蓄电池和电机的热损失，g＝10N/kg，q汽油＝4.6×107J/kg）
（1）质量为2kg的汽油完全燃烧释放出的能量是多少？
（2）汽油燃烧放出热量的40%用于驱动汽车行驶和蓄电池充电，其中向蓄电池充电的能量E为1.34×107J则驱动汽车行驶的能量是多少？
（3）若前进时功率为2×104W，求汽车在燃油提供驱动力的情况下，可以行驶的时间。
26．（9分）小红和小华用一只弹簧测力计，一根长度为1m、质量为1kg、粗细均匀、质量均匀分布的圆柱形螺纹钢AB，一只金属筐，制成了如图所示的机械装置。
（1）制作时，她们将金属筐系于螺纹钢上的B端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，他们这样操作的目的是 。
（2）测得OB＝10cm，则金属筐的质量为多大？
（3）称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端，使之再次在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为20N，则重物的质量是为多大。若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”，制成杆秤，从O点开始，沿OA每隔1cm标出对应的质量刻度，则该杆秤的分度值为多少kg（g取10N/kg）？
27．（9分）如图所示的电路，电源电压恒定，R1＝36Ω，滑动变阻器R2的规格为“48Ω 2A”，电流表的量程为“0～3A”，小灯泡L上标有“12V 6W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响。当只闭合开关S且R2连入的阻值为12Ω时，小灯泡正常发光。求：
（1）小灯泡正常工作的电流；
（2）电源电压；
（3）当闭合开关S，断开开关S1、S2，滑动变阻器R2接入电路的电阻值达到最大值时，小灯泡的实际功率；
（4）在保证电路安全的情况下，当电路消耗的电功率为最大值时，1min内滑动变阻器R2消耗的电能是多少J？
28．（6分）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知重物A、B、C的底面积相同，质量关系为：mA＝mB＜mC。三个完全相同的木桩和三个从不同高度处释放时的重物位置如图甲所示，木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示，重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。
（1）让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断 （选填“重物”“木桩”）的重力势能大小，这种研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）。
（2）比较 两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和高度的关系，得出的结论是：在 一定时，物体的高度越 ，重力势能越大。
（3）结合（2）中的实验结论，通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度，我们 （选填“能”或“不能”）得出物体的重力势能与其质量有关的结论。
29．（5分）在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中：
（1）在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撤满细铁屑，闭合开关后 （填写操作方法）玻璃板，细铁屑的排列如图甲所示，在实验中 （填“可以”或“不可以”）用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
（2）闭合开关后，到螺线管周围的小磁针发生偏转，如图乙所示，说明此观察时通电螺线管周围存在 ；把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁针 极的方向，这个方向就是该点的磁场方向。
（3）若将电源的正负极对调，闭合开关，铁屑的分布情况 （填“会”或“不会”）改变。
30．（10分）已知电源电压恒为6V，小灯泡正常工作时的电压为3.8V，电阻约为12Ω，滑动变阻器最大阻值为10Ω。
（1）小明利用如图所给的实验器材“测量小灯泡的额定功率”。
①请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接；闭合开关，移动滑片P，当电压表的示数为 V时，小灯泡正常发光。
②正确连接电路后，用开关试触，小明发现灯泡不亮，电压表瞬间满偏，电流表指针几乎不动，图甲电路发生的故障是 。（电路只有一处故障）
③小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定电流为 A，则小灯泡L1的额定功率为 W。
④测量完灯泡的额定功率后，小明又测量了几组数据，计算后发现灯丝电阻随其两端电压的增大而增大，原因是 。
（2）小强利用如图丙的实验电路图“探究电流与电阻的关系”，他选用了4Ω、8Ω、10Ω、20Ω四个定值电阻。
①正确连接电路后，闭合开关，移动滑片，当选用4Ω的电阻时，电流表示数为0.5A；以后每更换一个阻值更大的电阻后，闭合开关，应向 （选填“左”或“右”）端移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 ，同时记下对应的电流值。
②根据实验数据，小强做出了如图丁所示的I﹣R图象，由于此图线为曲线，小强认为不便直观判断I与R的定量关系，于是对图象中的坐标进行了巧妙变换，从而直观判断出了I与R的关系。你认为小强的改进方法是： 。
2023年江苏省常州市武进区星辰实验学校中考物理模拟试卷
（参考答案与详解）
一、单项选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分）每小题只有一个选项符合题意。
1．（2分）如图是我国空间站的机械臂，它类似于人的手臂，可以省距离，下列工具使用时与机械臂属同类型杠杆的是（ ）
A．用镊子夹砝码 B．用羊角锤起钉子
C．用钳子夹导线 D．用瓶盖起子起瓶盖
【解答】解：人的手臂和机械臂使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，与镊子属于同一类杠杆；羊角锤、钳子、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；故BCD错误、A正确。
故选：A。
2．（2分）茶起源于中国，盛行于世界，饮茶是我国的传统文化。关于饮茶的过程，下列说法正确的是（ ）
A．泡茶时，茶叶内能是通过做功的方式改变的
B．茶水温度越高，含有的热量多
C．茶水的温度降低时，其内能减少
D．茶水温度降至室温时，茶水的内能减为0
【解答】解：A、泡茶时，茶叶的内能是通过热传递的方式改变的，故A错误；
B、热量是一个过程量，不能说含有或者具有热量，故B错误；
C、对于同一物体，质量不变，其温度降低，内能一定减少，茶水的温度降低时，其内能减少，故C正确；
D、一切物体都有内能，茶水温度降至室温时，茶水的内能不为0，故D错误。
故选：C。
3．（2分）电源《流浪地球2》引爆兔年电影春节档，影片中太空电梯的炫目特效让观众极为震撼。太空电梯加速升空过程中（ ）
A．动能不变，势能变大 B．动能变小，势能变小
C．动能变小，势能变大 D．动能变大，势能变大
【解答】解：太空电梯在加速升空过程中，太空电梯的质量不变，速度增大，动能变大；质量不变，高度增大，重力势能变大。
故选：D。
4．（2分）如图所示，小华从地上拿起一个鸡蛋，用了大约2s的时间将它匀速举过头顶，在这2s内小华做的功和做功的功率分别约为（ ）
A．200J 100W B．100J 50W C．2J 1W D．1J 0.5W
【解答】解：一个鸡蛋的重力约为0.5N，鸡蛋上升的高度约为2m，
把它匀速举过头顶时所做的功：
W＝Gh＝0.5N×2m＝1J，
小华做功的功率约为：
P＝＝＝0.5W。
故选：D。
5．（2分）用相同的电加热器加热相同质量的水和煤油的过程中，水和煤油的温度随时间变化的图象如图所示，关于这一过程，下列说法正确的是（ ）
A．煤油的温度高于水的温度，所以煤油的比热容大
B．20min后水的温度不变的过程中将不再吸收热量
C．煤油的温度升高的较快，说明煤油比热容比水比热容小
D．8min时间内煤油吸收的热量比水吸收的热量多
【解答】解：A、比热容的大小与温度无关，故A错误；
B、20min后，水已经沸腾，水沸腾过程中，吸热温度不变，故B错误；
C、通电相同时间，水和煤油吸收热量相同，煤油升高的温度比水快，说明水的吸热能力更强，煤油的比热容比水小，故C正确；
D、相同时间内，水和煤油吸收的热量相同，故D错误。
故选：C。
6．（2分）小磁针静止时的指向如图所示，由此可知（ ）
A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极
B．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极
C．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极
D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极
【解答】解：（1）由图可知，小磁针的左端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的b端为S极、a端为N极，根据安培定则可知，电流从螺线管的左端流入，所以c端为正极，故ACD错误，B正确。
故选：B。
7．（2分）我国自主研发的长波雷达能探测到隐身飞机，这种雷达使用的电磁波频率在30MHz～300MHz之间。若某型号雷达使用频率为200MHz的电磁波，则该电磁波的周期为（ ）
A．5×10﹣9s B．2×10﹣8s C．5×10﹣6s D．5×10﹣3s
【解答】解：已知f＝200MHz＝2×108Hz，
根据周期和频率的关系可知该电磁波的周期：
T＝＝＝5×10﹣9s；
故选：A。
8．（2分）如图所示电路中，电表均为实验室学生用电表，当开关S闭合，甲、乙两表是电压表时，两表指针偏转角度相同，当开关S断开，甲、乙两表都是电流表时，则两表的示数之比I甲：I乙为（ ）
A．4：5 B．5：1 C．1：4 D．1：2
【解答】解：当甲、乙均为电压表时，闭合开关S，R1和R2串联，甲测电源的电压，乙测R2两端的电压；
已知两表指针偏转角度相同，根据串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和可知，
甲表的示数大于乙表的示数，所以，甲表使用的是大量程，乙表使用的是小量程，
根据大量程的分度值是小量程的5倍可知：U甲＝5U乙，
则：U＝5U乙，U2＝U乙，
所以，U1：U2＝（U﹣U2）：U2＝（5U乙﹣U乙）：U乙＝4：1；
根据串联电路各部分电压之比等于电阻之比可知，R1：R2＝U1：U2＝4：1；
当甲、乙均为电流表时，断开开关S，R1和R2并联，甲电流表测量R2的电流，乙电流表测量R1和R2总电流；
根据并联电路中各支路电流之比等于各电阻的反比可得，
I1：I2＝R2：R1＝1：4，
则：I甲：I乙＝I2：I＝I2：（I1+I2）＝4：（1+4）＝4：5。
故选：A。
9．（2分）交通法规中明确规定，所有的摩托车、电动自行车上路驾驶员必须佩戴安全头盔，小佳想制作一款智能头盔，只有戴上头盔扣上卡扣后，头盔上的信号发射器才能发出信号，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），车才能正常启动，下列电路中符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：根据题意可知，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），车才能正常启动，这说明两个开关相互影响，是串联在一起的，一起控制电动机，故A正确、BCD错误。
故选：A。
10．（2分）2022年5月，天舟四号货运飞船与空间站核心舱顺利对接。小明通过查阅资料了解到，科技人员通常要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的检测电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为压力传感器，其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中。当舱体发生漏气时，下列说法错误的是（ ）
A．电压表示数变小
B．电路中电流变小
C．压力传感器R两端电压变大
D．电路消耗的总功率变大
【解答】解：根据电路图可知，定值电阻与R串联接入电路中，电压表测量定值电阻两端的电压；
舱体漏气时，即舱体内的部分气体泄漏到真空室内，舱体内的气压变小，根据图乙可知，R接入电路的电阻变大，电路的总电阻变大；根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电流表示数变小；
根据U＝IR可知，定值电阻两端的电压变小，电压表示数变小；
根据串联电路的电压规律可知，R两端的电压变大；
根据P＝UI可知，电路消耗的总功率变小；
综上所述，ABC正确、D错误。
故选：D。
11．（2分）有一天，张老师在课堂上用手机拍摄同学做实验的视频时，发现只剩2%的电量了。由于无法及时充电，张老师就开启了“低电量模式”，如图所示，延长了手机的使用时间。关于手机“低电量模式”开启后，下列说法中正确的是（ ）
A．增大了手机的电功率 B．减小了手机的电功率
C．增加了手机消耗的电能 D．减小了手机消耗的电能
【解答】解：当手机“电量”所剩无几时，即W一定，由P＝可得，要延长使用时间t，则减小总功率P，因此手机的“省电模式”来是通过减小总功率的方式来延长使用时间的。
故选：B。
12．（2分）奥斯特实验装置如图所示，下列操作及判断正确的是（ ）
A．将直导线与小磁针垂直放置，通电后实验效果最好
B．移去小磁针，通电直导线周围不会存在磁场
C．将小磁针移至直导线上方，通电后小磁针不会偏转
D．改变通电直导线中的电流方向，小磁针的偏转方向将发生改变
【解答】解：
A、为了避免地磁场对该实验的影响，实验中导线与小磁针平行放置效果最好，故A错误；
B、奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场，小磁针受到磁场的作用发生偏转，将小磁针移走，磁场仍然存在，不因小磁针的消失而消失，故B错误；
C、将小磁针移至直导线上方，通电后小磁针会发生偏转，故C错误；
D、改变导线中的电流方向，通电导线周围的磁场方向改变，小磁针的偏转方向也会改变，故D正确。
故选：D。
13．（2分）如图所示滑轮组，在50s内将重5000N货物匀速吊起10m高。绳的自由端受到的拉力大小是1500N。关于该滑轮组的说法错误的是（ ）
A．滑轮组的机械效率约为83.3%
B．绳的自由端移动的距离是40m
C．滑轮组所做有用功的功率是1000W
D．该装置中的动滑轮总重为1000N
【解答】解：B、由图可知，通过动滑轮绳子的段数n＝4，绳自由端移动的距离：s＝nh＝4×10m＝40m，故B正确；
C、有用功：W有＝Gh＝5000N×10m＝5×104J；
滑轮组所做有用功的功率：P有＝＝＝1000W，故C正确；
A、总功：W总＝Fs＝1500N×40m＝6×104J，
机械效率：η＝×100%＝×100%≈83.3%，故A正确；
D、当不计绳重及摩擦时，W额＝W总﹣W有＝G动h，
则动滑轮重：G动＝＝＝1000N，
而题目条件中没有“不计绳重及摩擦”这个条件，因此该装置中的动滑轮总重不等于1000N，故D错误。
故选：D。
14．（2分）在家庭电路中，有一盏白炽灯的连接如图所示，闭合开关，电灯不亮，下列关于电路故障的判断错误的是（ ）
A．若用试电笔接触D点时氖管发光，接触E点时氖管不发光，灯泡可能断路
B．若用试电笔接触B点时氖管发光，接触C点时氖管不发光，开关可能短路
C．若用试电笔接触A至F各点时氖管都发光，零线断路
D．若用试电笔接触A至F各点时氖管均不发光，火线断路
【解答】解：A、用试电笔接触D点时氖管发光，接触E点时氖管不发光，说明D与火线相连，E与火线不相连，灯不亮，原因只能是灯泡断路了，故A正确；
B、若用试电笔接触B点时氖管发光，接触C点时氖管不发光，说明C与火线之间是断开的，故障是开关可能断路，故B错误；
C、若用试电笔接触A至F各点时氖管都发光，说明从A到F是通路，灯不亮的原因是零线断了，即零线断路，故C正确；
D、若用试电笔接触A至F各点时氖管都不发光，说明连接不到火线，故障是火线可能断路，故D正确。
故选：B。
15．（2分）如图甲所示电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“25Ω 1A”，电流表量程选择“0～0.6A”，电压表量程选择“0～3V”，小灯泡标有“4.5V 0.3A”字样，其I﹣U图像如图乙所示，闭合开关S，为保证电路安全，在移动滑片P的过程中，下列选项正确的是（ ）
A．小灯泡的最小功率是0.75W
B．电路的最大功率是3.6W
C．电流表的最小示数是0.15A
D．变阻器的调节范围是12Ω～25Ω
【解答】解：
由图甲可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；
B、因串联电路中电流处处相等，所以为了保证电路安全，电路中允许通过的最大电流I大＝IL额＝0.3A，
则电路的最大功率：P＝UI大＝6V×0.3A＝1.8W，故B错误；
AC、由串联电路的分压特点可知，滑动变阻器接入电路的电阻越大，变阻器两端的电压越大（即电压表示数越大），则灯泡两端的电压越小，且此时流过小灯泡的电流也越小，灯泡消耗的功率越小；
所以，当电压表的示数最大为3V时，小灯泡的电功率最小，
此时小灯泡两端的电压为：UL′＝U﹣U滑′＝6V﹣3V＝3V，
由图乙可知，此时流过小灯泡的最小电流是0.25A（即电流表的最小示数为0.25A），
则小灯泡的最小功率：PL小＝UL′I小＝3V×0.25A＝0.75W，故A正确，C错误；
D、小灯泡标有“4.5V 0.3A”字样，即电路中的最大电流为0.3A时，小灯泡两端的电压为4.5V，
根据串联电路电压的规律知，滑动变阻器两端的最小电压为：
U滑小＝U﹣UL＝6V﹣4.5V＝1.5V，
滑动变阻器允许接入的最小电阻为：
R滑小＝＝＝5Ω，
当电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入的电阻最大，电流最小为0.25A，
滑动变阻器允许接入的最大电阻为：
R滑大＝＝＝12Ω，
所以变阻器的调节范围是5Ω～12Ω，故D错误。
故选：A。
二．填空作图题（第16～22小题每空格1分，第23、24小题各2分，共25分）
16．（2分）文文同学制作了如图所示的电磁跷跷板参加学校的科技节活动。该电磁跷跷板是在两端封闭的透明塑料管中放入一块磁铁，塑料管外绕有金属丝作为线圈，在线圈两端并联两个发光二极管，二极管具有单向导电性，演示时，让塑料管上下翘动，磁铁便在线圈中左右移动，发光二极管就会交替发光。发光二极管主要由 半导体 （填“超导体”“半导体”）材料制成的。此装置是根据 电磁感应 原理工作的。
【解答】解：发光二极管是由半导体材料制成的；
塑料管中的磁铁来回运动，使线圈相对于磁铁做切割磁感线运动产生感应电流，这是电磁感应现象；所以电磁翘翘板中发光二极管轮流发光是根据电磁感应原理工作的。
故答案为：半导体；电磁感应。
17．（3分）如图所示，AC、BC为同一水平面上的两个光滑斜面，AC＞BC，∠CAB＝30°。在相等时间内把重为80N的同一物体从斜面底端分别沿AC、BC匀速推至C点，物体的机械能 增大 （选填“增大”“减少”“不变”），若推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，则F1 ＜ F2，P1 ＝ P2（选填“＞”“＜”或“＝”）。
【解答】解：物体匀速运动，物体的动能不变，物体的高度增加，物体的重力势能增大，机械能等于动能与势能的总和，则物体的机械能增大，AC＞BC，∠CAB＝30°，由图可知斜面AC倾斜角度小于BC的倾角，所以物体沿AC运动时推力较小，即F1＜F2；
由题知，AC和BC是两个光滑的斜面，额外功为0，根据W＝Gh可知推力在两斜面上做功相同，即W1＝W2，所用时间相等，根据功率公式P＝可知P1＝P2。
故答案为：增大；＜；＝。
18．（3分）现阶段核潜艇的动力系统是由原子核 裂变 （选填“裂变”或“聚变”）提供的。泸州正加快对页岩气的安全开采，页岩气和核能都属于 不可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。若用燃气灶将一壶质量为3kg、初始温度为20℃的水加热到80℃，消耗了0.1m3的页岩气。已知水的比热容4.2×103J/（kg•℃），页岩气的热值为4.2×107J/m3，则该燃气灶烧水的效率为 18 %。
【解答】解：（1）核潜艇的动力系统是由原子核裂变提供。
（2）页岩气和核能，使用后不能在短期内从自然界得到补充，都属于不可再生能源。
（3）水吸收的热量为：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（80℃﹣20℃）＝7.56×105J，
页岩气燃烧放出的热量为：
Q放＝qV＝4.2×107J/m3×0.1m3＝4.2×106J，
燃气灶烧水的效率为：
η＝＝×100%＝18%。
故答案为：裂变；不可再生；18。
19．（4分）如图所示，科技馆展出的名为“叶子”的小型低碳化未来汽车，车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，车子的动力是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供的。光电转换器实际就是把光能转换成 电 能，开车时发动机是将空气的 内 能转化为机械能，该发动机原理与传统四冲程汽油机工作过程中的 做功 冲程一样；若汽油机正常工作时，飞轮转速为3000r/min，则汽油机每秒对外做 25 次。
【解答】解：叶子车的顶部安装的是高效光电转换器，光电转换器实际就是把光能转换成电能；
开车时，车子的动力是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供的，将空气的内能转化为车的机械能，该发动机原理与传统四冲程汽油机工作过程中的做功冲程一样；
四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min＝50r/s，则该飞轮每秒钟转50圈。因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以1s内飞轮转50圈，共25个工作循环，共做功25次。
故答案为：电；内；做功；25。
20．（3分）月底，小明对自家用电的情况进行调查，观察到电能表的表盘如图所示，小明家中用电器正常使用的总功率不能超过 8800 W，用电器工作时消耗0.5kW•h的电能，电能表指示灯闪烁 1600 次。若上月底电能表示数为1877.6kW•h，则本月消耗的电能为 140 kW•h。
【解答】解：
（1）由图可知，通过电能表的最大电流为40A，小明家中用电器正常使用的总功率的最大值
P最大＝UI最大＝220V×40A＝8800W；
（2）已知用电器工作时消耗0.5kW•h的电能，
则电能表指示灯闪烁的次数：
3200imp/（kW•h）×0.5kW•h＝1600imp；
（3）由图可知，电能表的示数为2017.6kW•h，
本月消耗的电能：
W＝2017.6kW•h﹣1877.6kW•h＝140kW•h。
故答案为：8800；1600；140。
21．（3分）如图所示情景中，不会发生触电事故的是图 乙 ，发生触电事故时漏电保护器不会跳闸的是图 甲 （以上两空填“甲”“乙”“丙”或“丁”），发生触电事故时电路中的空气开关 不会 （填“会”或“不会”）跳闸。
【解答】解：人体触电，原因是有电流流过，形成通路。人体为导体，一边与火线相接，一边与零线相接或与大地相接，都会形成通路，图甲中有电流流过人体，会触电；图乙中没有电流流过人体，不会触电；图丙中有电流流过人体，会触电；图丁中有电流流过人体，会触电；
故答案为：乙；甲；不会。
22．（3分）“飞扬”兴趣小组的同学用一个88Ω的电阻R1、开关、导线等器材制作了一个电烤箱，先将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如甲所示，闭合开关，R1消耗的电功率为 550 W；小组发现烤热蛋糕耗费时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的电阻R2进行改装。你认为应按照图 乙 （选填“乙”或“丙”）进行改装；闭合开关S后，通电1min，改装后电烤箱产生的热量为 66000 J。
【解答】解：（1）闭合开关，R1消耗的电功率：P1＝＝＝550W；
（2）由P＝UI＝可知，电压一定时，电阻越小，电功率越大，图乙中两电阻并联，图丙中两电阻串联，由串并联电路的电阻特点可知，图乙中电路的总电阻小于图丙中的总电阻，因此应按照图乙进行改装；
由并联电路的特点可知，改装后电烤箱R1消耗的电功率不变，
改装后电烤箱R2消耗的电功率：P2＝＝＝550W；
所以改装后电烤箱的电功率：P＝P1+P2＝550W+550W＝1100W，
通电1min，改装后电烤箱产生的热量：W＝Pt＝1100W×1×60s＝66000J。
故答案为：550；乙；66000。
23．（2分）如图所示，图甲是一个门把手，握住门把手向下压就可以打开门，门把手可以看成如图乙所示的一个杠杆，O为支点，请你在图乙中画出阻力F2的力臂及B点施加的最小动力F1。
【解答】解：
（1）由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OB作为动力臂L1最长；动力的方向应该向下，过点B垂直于OB向右作出最小动力F1的示意图。
（2）从支点O作阻力F2作用线的垂线，支点到垂足的距离为阻力臂L2；如图所示：
24．（2分）如图是简单的火警自动报警装置的部分电路，温控开关在常温时断开，绿灯亮；在温度升高到一定值时自动闭合，红灯亮、电铃响，发出报警信号。请你按上述要求，将电路图补充完整。（a、b、c为三个接线柱）
【解答】解：温控开关在常温时断开，电磁铁没有磁性，衔铁被弹簧拉起，动触头和上面的静触头接通，电源和绿灯组成电路，绿灯亮；
在温度升高到一定值时自动闭合，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，动触头和下面的静触头接通，电源和红灯、电铃组成电路，绿灯亮，电铃响；
或
故答案为：如上图。
三．解答探究题（第25小题6分，第26小题9分，第27小题9分，第28小题6分，第29小题5分，第30小题10分，共45分）计算型问题解答时要有必要的文字说明、公式和运算过程，直接写出结果的不能得分。
25．（6分）由于油价上涨，燃油性价比升高，性能优越的油电混合动力汽车得到消费者的青睐。油电混动小汽车的汽油机既向车轮提供动力，又向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过驱动电机向车轮输送。某油电混动小汽车加上2kg的汽油匀速直线行驶。（假设汽油完全燃烧，且忽略蓄电池和电机的热损失，g＝10N/kg，q汽油＝4.6×107J/kg）
（1）质量为2kg的汽油完全燃烧释放出的能量是多少？
（2）汽油燃烧放出热量的40%用于驱动汽车行驶和蓄电池充电，其中向蓄电池充电的能量E为1.34×107J则驱动汽车行驶的能量是多少？
（3）若前进时功率为2×104W，求汽车在燃油提供驱动力的情况下，可以行驶的时间。
【解答】解：（1）汽油完全燃烧释放出的能量：Q放＝mq汽油＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J；
（2）由η＝可知，用于驱动汽车行驶和蓄电池充电的总能量W＝ηQ放＝40%×9.2×107J＝3.68×107J；
根据题意可知，驱动汽车行驶的能量：W机械＝W﹣E＝3.68×107J﹣1.34×107J＝2.34×107J；
（3）由P＝可知，汽车在燃油提供驱动力的情况下，可以行驶的时间：t＝＝＝1170s。
答：（1）质量为2kg的汽油完全燃烧释放出的能量是9.2×107J；
（2）驱动汽车行驶的能量是2.34×107J；
（3）汽车在燃油提供驱动力的情况下，可以行驶的时间为1170s。
26．（9分）小红和小华用一只弹簧测力计，一根长度为1m、质量为1kg、粗细均匀、质量均匀分布的圆柱形螺纹钢AB，一只金属筐，制成了如图所示的机械装置。
（1）制作时，她们将金属筐系于螺纹钢上的B端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，他们这样操作的目的是 便于测量力臂的大小 。
（2）测得OB＝10cm，则金属筐的质量为多大？
（3）称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端，使之再次在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为20N，则重物的质量是为多大。若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”，制成杆秤，从O点开始，沿OA每隔1cm标出对应的质量刻度，则该杆秤的分度值为多少kg（g取10N/kg）？
【解答】解：（1）螺纹钢在水平位置平衡，他们这样操作的目的是便于测量力臂的大小；
（2）将金属筐系于螺纹钢上的B端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，测得OB＝10cm；
圆柱型螺纹钢AB质量分布均匀，则其重心的位置到O点的距离为：L＝﹣10cm＝40cm；
则OA＝100cm﹣10cm＝90cm；
根据杠杆的平衡条件可知：m螺gL＝m筐g×OB，
代入数据：1kg×g×40m＝m筐×g×10cm，
解得：m筐＝4kg；
（3）称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端，使之再次在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为20N；
根据杠杆的平衡条件可知：F×OA＝m重g×OB，
代入数据：20N×（100cm﹣10cm）＝m重×10N/kg×10cm，
解得：m重＝18kg；
若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”，根据杠杆的平衡条件可知，当秤砣在A点时，所测物体的重力最大，即质量最大：
m秤砣g×OA＝m'重g×OB，
代入数据：1kg×10N/kg×（100cm﹣10cm）＝m'重×10N/kg×10cm，
解得：m'重＝9kg；
即秤砣在A处时对应的物体的质量是9kg，则该杆秤的分度值为 ＝0.1kg。
答：（1）便于测量力臂的大小；
（2）金属筐的质量为4kg；
（3）用20N竖直向下拉住螺纹钢的A端时，金属筐中重物的质量是为18kg；该杆秤的分度值为0.1kg。
27．（9分）如图所示的电路，电源电压恒定，R1＝36Ω，滑动变阻器R2的规格为“48Ω 2A”，电流表的量程为“0～3A”，小灯泡L上标有“12V 6W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响。当只闭合开关S且R2连入的阻值为12Ω时，小灯泡正常发光。求：
（1）小灯泡正常工作的电流；
（2）电源电压；
（3）当闭合开关S，断开开关S1、S2，滑动变阻器R2接入电路的电阻值达到最大值时，小灯泡的实际功率；
（4）在保证电路安全的情况下，当电路消耗的电功率为最大值时，1min内滑动变阻器R2消耗的电能是多少J？
【解答】解：（1）小灯泡L上标有“12V 6W”字样，小灯泡正常工作的电流：IL＝＝＝0.5A；
（2）只闭合开关S，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，R2连入的阻值为12Ω时，小灯泡正常发光，
串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得R2两端电压：U2＝IR2＝ILR2＝0.5A×12Ω＝6V，
串联电路总电压等于各部分电压之和，则电源电压：U＝UL+U2＝12V+6V＝18V；
（3）小灯泡L的电阻：RL＝＝＝24Ω，
当闭合开关S，断开开关S1、S2，滑动变阻器R2接入电路的电阻值达到最大值时，小灯泡L与R2串联，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得此时电路电流：I＝＝＝＝0.25A，
小灯泡的实际功率：P1＝I2RL＝（0.25A）2×24Ω＝1.5W；
（4）当S、S1、S2都闭合，R1、R2并联，小灯泡短路时，由P＝UI＝可知，电路总电阻越小，电路中的电流越大，电路消耗的功率越大，
此时通过定值电阻的电流：I1＝＝＝0.5A，
当通过R2的电流达到允许通过的最大电流2A时，因为并联电路干路电流等于各支路电流之和，
所以电路的最大电流：I大＝I1+I2大＝0.5A+2A＝2.5A＜3A，电路安全，
由P＝UI可知，此时电路的总功率最大，
则1min内滑动变阻器R2消耗的电能：W2＝UI2大t＝18V×2A×1×60s＝2160J。
答：（1）小灯泡正常工作的电流为0.5A；
（2）电源电压为18V；
（3）当闭合开关S，断开开关S1、S2，滑动变阻器R2接入电路的电阻值达到最大值时，小灯泡的实际功率为1.5W；
（4）在保证电路安全的情况下，当电路消耗的电功率为最大值时，1min内滑动变阻器R2消耗的电能时2160J。
28．（6分）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知重物A、B、C的底面积相同，质量关系为：mA＝mB＜mC。三个完全相同的木桩和三个从不同高度处释放时的重物位置如图甲所示，木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示，重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。
（1）让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断 重物 （选填“重物”“木桩”）的重力势能大小，这种研究方法是 转换法 （选填“控制变量法”或“转换法”）。
（2）比较 A、B 两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和高度的关系，得出的结论是：在 质量 一定时，物体的高度越 高 ，重力势能越大。
（3）结合（2）中的实验结论，通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度，我们 能 （选填“能”或“不能”）得出物体的重力势能与其质量有关的结论。
【解答】解：（1）让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断重物的重力势能大小，运用了转换法；
（2）由图可知：A、B的质量是相同的，物块B的高度大于A的高度，B撞击木桩的深度大于A撞击木桩的深度，所以结论为：物体的质量一定时，物体的高度越大，具有的重力势能就越大；
（3）木桩陷入沙中的深度相同，则重力势能是相同的，B和C的质量不同，所以能得出结论。
故答案为：（1）重物；转换法；（2）A、B；质量；高；（3）能。
29．（5分）在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中：
（1）在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撤满细铁屑，闭合开关后 轻敲 （填写操作方法）玻璃板，细铁屑的排列如图甲所示，在实验中 不可以 （填“可以”或“不可以”）用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
（2）闭合开关后，到螺线管周围的小磁针发生偏转，如图乙所示，说明此观察时通电螺线管周围存在 磁场 ；把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁针 N 极的方向，这个方向就是该点的磁场方向。
（3）若将电源的正负极对调，闭合开关，铁屑的分布情况 不会 （填“会”或“不会”）改变。
【解答】解：（1）在嵌入螺线管的有机玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后需要轻敲有机玻璃板，这样做的目的是克服摩擦力的影响，使细铁屑可以自由移动；
铜是非磁性物质，在实验中不可以用铜屑代替铁屑显示磁场分布；
（2）磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用，闭合开关，观察到螺线管周围的小磁针由于受到磁场的作用而发生偏转，说明了通电螺线管周围存在磁场；
物理学中规定，自由小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向，故把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后，小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向；
（3）只改变电流方向，则磁场方向发生改变，但磁感线的形状不变，将电源的正负极对调后，铁屑的分布情况不会改变。
故答案为：（1）轻敲；不可以；（2）磁场；N；（3）不会。
30．（10分）已知电源电压恒为6V，小灯泡正常工作时的电压为3.8V，电阻约为12Ω，滑动变阻器最大阻值为10Ω。
（1）小明利用如图所给的实验器材“测量小灯泡的额定功率”。
①请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接；闭合开关，移动滑片P，当电压表的示数为 2.2 V时，小灯泡正常发光。
②正确连接电路后，用开关试触，小明发现灯泡不亮，电压表瞬间满偏，电流表指针几乎不动，图甲电路发生的故障是 滑动变阻器断路 。（电路只有一处故障）
③小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定电流为 0.3 A，则小灯泡L1的额定功率为 1.14 W。
④测量完灯泡的额定功率后，小明又测量了几组数据，计算后发现灯丝电阻随其两端电压的增大而增大，原因是 灯丝电阻随温度的升高而变大 。
（2）小强利用如图丙的实验电路图“探究电流与电阻的关系”，他选用了4Ω、8Ω、10Ω、20Ω四个定值电阻。
①正确连接电路后，闭合开关，移动滑片，当选用4Ω的电阻时，电流表示数为0.5A；以后每更换一个阻值更大的电阻后，闭合开关，应向 右 （选填“左”或“右”）端移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 2V ，同时记下对应的电流值。
②根据实验数据，小强做出了如图丁所示的I﹣R图象，由于此图线为曲线，小强认为不便直观判断I与R的定量关系，于是对图象中的坐标进行了巧妙变换，从而直观判断出了I与R的关系。你认为小强的改进方法是： 将横坐标R变为（或R﹣1） 。
【解答】解：（1）①电路图连接如下：
由于电源电压为6V，小灯泡额定电压为3.8V，则滑动变阻器两端电压为2.2V时，小灯泡正常发光；
②正确连接电路后，用开关试触，灯泡不亮，电流表指针几乎不动，说明电路可能有断路，电压表瞬间满偏，说明电压表到电源间是通路，所以电路的故障是与电压表并联的滑动变阻器断路了；
③根据图乙，电流表的量程为0～0.6A，其分度值为0.02A，所以灯泡正常发光时的电流为0.3A，则灯泡的额定功率：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W；
④随着电压的变大，通过灯丝的电流变大，灯泡的电功率变大，相同时间内灯丝产生的热量变大，灯丝的温度升高，灯丝的电阻值变大，即灯丝电阻随温度升高而增大；
（2）①由欧姆定律，定值电阻的电压为：U′＝I′R′＝0.4A×5Ω＝2V；以后每更换一个阻值更大的电阻后，根据串联分压规律可知，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，即应保持定值电阻两端的电压不变，根据串联电路分压的规律可知，应增大滑动变阻器分得的电压，则应增大滑动变阻器连入电路中的电阻值，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2V，同时记下对应的电流值；
②小强做出了如图丁所示的I﹣R图象，由于此图线为曲线，不便直观判断I与R的定量关系，
根据I＝＝U•知，电压不变时，电流I与电阻的倒数成正比，故将横坐标R变为 （或R﹣1），从而直观判断出了I与R的关系；
故答案为：（1）①如图所示；2.2；②滑动变阻器断路；③0.3；1.14；④灯丝电阻随温度的升高而变大；（2）①右；2V；②将横坐标R变为（或R﹣1）。
2023年江苏省常州市武进区星辰实验学校中考物理模拟试卷
一、单项选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分）每小题只有一个选项符合题意。
1．（2分）如图是我国空间站的机械臂，它类似于人的手臂，可以省距离，下列工具使用时与机械臂属同类型杠杆的是（ ）
A．用镊子夹砝码 B．用羊角锤起钉子
C．用钳子夹导线 D．用瓶盖起子起瓶盖
2．（2分）茶起源于中国，盛行于世界，饮茶是我国的传统文化。关于饮茶的过程，下列说法正确的是（ ）
A．泡茶时，茶叶内能是通过做功的方式改变的
B．茶水温度越高，含有的热量多
C．茶水的温度降低时，其内能减少
D．茶水温度降至室温时，茶水的内能减为0
3．（2分）电源《流浪地球2》引爆兔年电影春节档，影片中太空电梯的炫目特效让观众极为震撼。太空电梯加速升空过程中（ ）
A．动能不变，势能变大 B．动能变小，势能变小
C．动能变小，势能变大 D．动能变大，势能变大
4．（2分）如图所示，小华从地上拿起一个鸡蛋，用了大约2s的时间将它匀速举过头顶，在这2s内小华做的功和做功的功率分别约为（ ）
A．200J 100W B．100J 50W C．2J 1W D．1J 0.5W
5．（2分）用相同的电加热器加热相同质量的水和煤油的过程中，水和煤油的温度随时间变化的图象如图所示，关于这一过程，下列说法正确的是（ ）
A．煤油的温度高于水的温度，所以煤油的比热容大
B．20min后水的温度不变的过程中将不再吸收热量
C．煤油的温度升高的较快，说明煤油比热容比水比热容小
D．8min时间内煤油吸收的热量比水吸收的热量多
6．（2分）小磁针静止时的指向如图所示，由此可知（ ）
A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极
B．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极
C．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极
D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极
7．（2分）我国自主研发的长波雷达能探测到隐身飞机，这种雷达使用的电磁波频率在30MHz～300MHz之间。若某型号雷达使用频率为200MHz的电磁波，则该电磁波的周期为（ ）
A．5×10﹣9s B．2×10﹣8s C．5×10﹣6s D．5×10﹣3s
8．（2分）如图所示电路中，电表均为实验室学生用电表，当开关S闭合，甲、乙两表是电压表时，两表指针偏转角度相同，当开关S断开，甲、乙两表都是电流表时，则两表的示数之比I甲：I乙为（ ）
A．4：5 B．5：1 C．1：4 D．1：2
9．（2分）交通法规中明确规定，所有的摩托车、电动自行车上路驾驶员必须佩戴安全头盔，小佳想制作一款智能头盔，只有戴上头盔扣上卡扣后，头盔上的信号发射器才能发出信号，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），车才能正常启动，下列电路中符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（2分）2022年5月，天舟四号货运飞船与空间站核心舱顺利对接。小明通过查阅资料了解到，科技人员通常要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的检测电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为压力传感器，其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中。当舱体发生漏气时，下列说法错误的是（ ）
A．电压表示数变小
B．电路中电流变小
C．压力传感器R两端电压变大
D．电路消耗的总功率变大
11．（2分）有一天，张老师在课堂上用手机拍摄同学做实验的视频时，发现只剩2%的电量了。由于无法及时充电，张老师就开启了“低电量模式”，如图所示，延长了手机的使用时间。关于手机“低电量模式”开启后，下列说法中正确的是（ ）
A．增大了手机的电功率 B．减小了手机的电功率
C．增加了手机消耗的电能 D．减小了手机消耗的电能
12．（2分）奥斯特实验装置如图所示，下列操作及判断正确的是（ ）
A．将直导线与小磁针垂直放置，通电后实验效果最好
B．移去小磁针，通电直导线周围不会存在磁场
C．将小磁针移至直导线上方，通电后小磁针不会偏转
D．改变通电直导线中的电流方向，小磁针的偏转方向将发生改变
13．（2分）如图所示滑轮组，在50s内将重5000N货物匀速吊起10m高。绳的自由端受到的拉力大小是1500N。关于该滑轮组的说法错误的是（ ）
A．滑轮组的机械效率约为83.3%
B．绳的自由端移动的距离是40m
C．滑轮组所做有用功的功率是1000W
D．该装置中的动滑轮总重为1000N
14．（2分）在家庭电路中，有一盏白炽灯的连接如图所示，闭合开关，电灯不亮，下列关于电路故障的判断错误的是（ ）
A．若用试电笔接触D点时氖管发光，接触E点时氖管不发光，灯泡可能断路
B．若用试电笔接触B点时氖管发光，接触C点时氖管不发光，开关可能短路
C．若用试电笔接触A至F各点时氖管都发光，零线断路
D．若用试电笔接触A至F各点时氖管均不发光，火线断路
15．（2分）如图甲所示电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“25Ω 1A”，电流表量程选择“0～0.6A”，电压表量程选择“0～3V”，小灯泡标有“4.5V 0.3A”字样，其I﹣U图像如图乙所示，闭合开关S，为保证电路安全，在移动滑片P的过程中，下列选项正确的是（ ）
A．小灯泡的最小功率是0.75W
B．电路的最大功率是3.6W
C．电流表的最小示数是0.15A
D．变阻器的调节范围是12Ω～25Ω
二．填空作图题（第16～22小题每空格1分，第23、24小题各2分，共25分）
16．（2分）文文同学制作了如图所示的电磁跷跷板参加学校的科技节活动。该电磁跷跷板是在两端封闭的透明塑料管中放入一块磁铁，塑料管外绕有金属丝作为线圈，在线圈两端并联两个发光二极管，二极管具有单向导电性，演示时，让塑料管上下翘动，磁铁便在线圈中左右移动，发光二极管就会交替发光。发光二极管主要由 （填“超导体”“半导体”）材料制成的。此装置是根据 原理工作的。
17．（3分）如图所示，AC、BC为同一水平面上的两个光滑斜面，AC＞BC，∠CAB＝30°。在相等时间内把重为80N的同一物体从斜面底端分别沿AC、BC匀速推至C点，物体的机械能 （选填“增大”“减少”“不变”），若推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，则F1 F2，P1 P2（选填“＞”“＜”或“＝”）。
18．（3分）现阶段核潜艇的动力系统是由原子核 （选填“裂变”或“聚变”）提供的。泸州正加快对页岩气的安全开采，页岩气和核能都属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。若用燃气灶将一壶质量为3kg、初始温度为20℃的水加热到80℃，消耗了0.1m3的页岩气。已知水的比热容4.2×103J/（kg•℃），页岩气的热值为4.2×107J/m3，则该燃气灶烧水的效率为 %。
19．（4分）如图所示，科技馆展出的名为“叶子”的小型低碳化未来汽车，车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，车子的动力是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供的。光电转换器实际就是把光能转换成 能，开车时发动机是将空气的 能转化为机械能，该发动机原理与传统四冲程汽油机工作过程中的 冲程一样；若汽油机正常工作时，飞轮转速为3000r/min，则汽油机每秒对外做 次。
20．（3分）月底，小明对自家用电的情况进行调查，观察到电能表的表盘如图所示，小明家中用电器正常使用的总功率不能超过 W，用电器工作时消耗0.5kW•h的电能，电能表指示灯闪烁 次。若上月底电能表示数为1877.6kW•h，则本月消耗的电能为 kW•h。
21．（3分）如图所示情景中，不会发生触电事故的是图 ，发生触电事故时漏电保护器不会跳闸的是图 （以上两空填“甲”“乙”“丙”或“丁”），发生触电事故时电路中的空气开关 （填“会”或“不会”）跳闸。
22．（3分）“飞扬”兴趣小组的同学用一个88Ω的电阻R1、开关、导线等器材制作了一个电烤箱，先将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如甲所示，闭合开关，R1消耗的电功率为 W；小组发现烤热蛋糕耗费时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的电阻R2进行改装。你认为应按照图 （选填“乙”或“丙”）进行改装；闭合开关S后，通电1min，改装后电烤箱产生的热量为 J。
23．（2分）如图所示，图甲是一个门把手，握住门把手向下压就可以打开门，门把手可以看成如图乙所示的一个杠杆，O为支点，请你在图乙中画出阻力F2的力臂及B点施加的最小动力F1。
24．（2分）如图是简单的火警自动报警装置的部分电路，温控开关在常温时断开，绿灯亮；在温度升高到一定值时自动闭合，红灯亮、电铃响，发出报警信号。请你按上述要求，将电路图补充完整。（a、b、c为三个接线柱）
三．解答探究题（第25小题6分，第26小题9分，第27小题9分，第28小题6分，第29小题5分，第30小题10分，共45分）计算型问题解答时要有必要的文字说明、公式和运算过程，直接写出结果的不能得分。
25．（6分）由于油价上涨，燃油性价比升高，性能优越的油电混合动力汽车得到消费者的青睐。油电混动小汽车的汽油机既向车轮提供动力，又向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过驱动电机向车轮输送。某油电混动小汽车加上2kg的汽油匀速直线行驶。（假设汽油完全燃烧，且忽略蓄电池和电机的热损失，g＝10N/kg，q汽油＝4.6×107J/kg）
（1）质量为2kg的汽油完全燃烧释放出的能量是多少？
（2）汽油燃烧放出热量的40%用于驱动汽车行驶和蓄电池充电，其中向蓄电池充电的能量E为1.34×107J则驱动汽车行驶的能量是多少？
（3）若前进时功率为2×104W，求汽车在燃油提供驱动力的情况下，可以行驶的时间。
26．（9分）小红和小华用一只弹簧测力计，一根长度为1m、质量为1kg、粗细均匀、质量均匀分布的圆柱形螺纹钢AB，一只金属筐，制成了如图所示的机械装置。
（1）制作时，她们将金属筐系于螺纹钢上的B端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，他们这样操作的目的是 。
（2）测得OB＝10cm，则金属筐的质量为多大？
（3）称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端，使之再次在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为20N，则重物的质量是为多大。若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”，制成杆秤，从O点开始，沿OA每隔1cm标出对应的质量刻度，则该杆秤的分度值为多少kg（g取10N/kg）？
27．（9分）如图所示的电路，电源电压恒定，R1＝36Ω，滑动变阻器R2的规格为“48Ω 2A”，电流表的量程为“0～3A”，小灯泡L上标有“12V 6W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响。当只闭合开关S且R2连入的阻值为12Ω时，小灯泡正常发光。求：
（1）小灯泡正常工作的电流；
（2）电源电压；
（3）当闭合开关S，断开开关S1、S2，滑动变阻器R2接入电路的电阻值达到最大值时，小灯泡的实际功率；
（4）在保证电路安全的情况下，当电路消耗的电功率为最大值时，1min内滑动变阻器R2消耗的电能是多少J？
28．（6分）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知重物A、B、C的底面积相同，质量关系为：mA＝mB＜mC。三个完全相同的木桩和三个从不同高度处释放时的重物位置如图甲所示，木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示，重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。
（1）让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断 （选填“重物”“木桩”）的重力势能大小，这种研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）。
（2）比较 两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和高度的关系，得出的结论是：在 一定时，物体的高度越 ，重力势能越大。
（3）结合（2）中的实验结论，通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度，我们 （选填“能”或“不能”）得出物体的重力势能与其质量有关的结论。
29．（5分）在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中：
（1）在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撤满细铁屑，闭合开关后 （填写操作方法）玻璃板，细铁屑的排列如图甲所示，在实验中 （填“可以”或“不可以”）用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
（2）闭合开关后，到螺线管周围的小磁针发生偏转，如图乙所示，说明此观察时通电螺线管周围存在 ；把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁针 极的方向，这个方向就是该点的磁场方向。
（3）若将电源的正负极对调，闭合开关，铁屑的分布情况 （填“会”或“不会”）改变。
30．（10分）已知电源电压恒为6V，小灯泡正常工作时的电压为3.8V，电阻约为12Ω，滑动变阻器最大阻值为10Ω。
（1）小明利用如图所给的实验器材“测量小灯泡的额定功率”。
①请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接；闭合开关，移动滑片P，当电压表的示数为 V时，小灯泡正常发光。
②正确连接电路后，用开关试触，小明发现灯泡不亮，电压表瞬间满偏，电流表指针几乎不动，图甲电路发生的故障是 。（电路只有一处故障）
③小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定电流为 A，则小灯泡L1的额定功率为 W。
④测量完灯泡的额定功率后，小明又测量了几组数据，计算后发现灯丝电阻随其两端电压的增大而增大，原因是 。
（2）小强利用如图丙的实验电路图“探究电流与电阻的关系”，他选用了4Ω、8Ω、10Ω、20Ω四个定值电阻。
①正确连接电路后，闭合开关，移动滑片，当选用4Ω的电阻时，电流表示数为0.5A；以后每更换一个阻值更大的电阻后，闭合开关，应向 （选填“左”或“右”）端移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 ，同时记下对应的电流值。
②根据实验数据，小强做出了如图丁所示的I﹣R图象，由于此图线为曲线，小强认为不便直观判断I与R的定量关系，于是对图象中的坐标进行了巧妙变换，从而直观判断出了I与R的关系。你认为小强的改进方法是： 。
2023年江苏省常州市武进区星辰实验学校中考物理模拟试卷
（参考答案与详解）
一、单项选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分）每小题只有一个选项符合题意。
1．（2分）如图是我国空间站的机械臂，它类似于人的手臂，可以省距离，下列工具使用时与机械臂属同类型杠杆的是（ ）
A．用镊子夹砝码 B．用羊角锤起钉子
C．用钳子夹导线 D．用瓶盖起子起瓶盖
【解答】解：人的手臂和机械臂使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，与镊子属于同一类杠杆；羊角锤、钳子、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；故BCD错误、A正确。
故选：A。
2．（2分）茶起源于中国，盛行于世界，饮茶是我国的传统文化。关于饮茶的过程，下列说法正确的是（ ）
A．泡茶时，茶叶内能是通过做功的方式改变的
B．茶水温度越高，含有的热量多
C．茶水的温度降低时，其内能减少
D．茶水温度降至室温时，茶水的内能减为0
【解答】解：A、泡茶时，茶叶的内能是通过热传递的方式改变的，故A错误；
B、热量是一个过程量，不能说含有或者具有热量，故B错误；
C、对于同一物体，质量不变，其温度降低，内能一定减少，茶水的温度降低时，其内能减少，故C正确；
D、一切物体都有内能，茶水温度降至室温时，茶水的内能不为0，故D错误。
故选：C。
3．（2分）电源《流浪地球2》引爆兔年电影春节档，影片中太空电梯的炫目特效让观众极为震撼。太空电梯加速升空过程中（ ）
A．动能不变，势能变大 B．动能变小，势能变小
C．动能变小，势能变大 D．动能变大，势能变大
【解答】解：太空电梯在加速升空过程中，太空电梯的质量不变，速度增大，动能变大；质量不变，高度增大，重力势能变大。
故选：D。
4．（2分）如图所示，小华从地上拿起一个鸡蛋，用了大约2s的时间将它匀速举过头顶，在这2s内小华做的功和做功的功率分别约为（ ）
A．200J 100W B．100J 50W C．2J 1W D．1J 0.5W
【解答】解：一个鸡蛋的重力约为0.5N，鸡蛋上升的高度约为2m，
把它匀速举过头顶时所做的功：
W＝Gh＝0.5N×2m＝1J，
小华做功的功率约为：
P＝＝＝0.5W。
故选：D。
5．（2分）用相同的电加热器加热相同质量的水和煤油的过程中，水和煤油的温度随时间变化的图象如图所示，关于这一过程，下列说法正确的是（ ）
A．煤油的温度高于水的温度，所以煤油的比热容大
B．20min后水的温度不变的过程中将不再吸收热量
C．煤油的温度升高的较快，说明煤油比热容比水比热容小
D．8min时间内煤油吸收的热量比水吸收的热量多
【解答】解：A、比热容的大小与温度无关，故A错误；
B、20min后，水已经沸腾，水沸腾过程中，吸热温度不变，故B错误；
C、通电相同时间，水和煤油吸收热量相同，煤油升高的温度比水快，说明水的吸热能力更强，煤油的比热容比水小，故C正确；
D、相同时间内，水和煤油吸收的热量相同，故D错误。
故选：C。
6．（2分）小磁针静止时的指向如图所示，由此可知（ ）
A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极
B．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极
C．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极
D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极
【解答】解：（1）由图可知，小磁针的左端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的b端为S极、a端为N极，根据安培定则可知，电流从螺线管的左端流入，所以c端为正极，故ACD错误，B正确。
故选：B。
7．（2分）我国自主研发的长波雷达能探测到隐身飞机，这种雷达使用的电磁波频率在30MHz～300MHz之间。若某型号雷达使用频率为200MHz的电磁波，则该电磁波的周期为（ ）
A．5×10﹣9s B．2×10﹣8s C．5×10﹣6s D．5×10﹣3s
【解答】解：已知f＝200MHz＝2×108Hz，
根据周期和频率的关系可知该电磁波的周期：
T＝＝＝5×10﹣9s；
故选：A。
8．（2分）如图所示电路中，电表均为实验室学生用电表，当开关S闭合，甲、乙两表是电压表时，两表指针偏转角度相同，当开关S断开，甲、乙两表都是电流表时，则两表的示数之比I甲：I乙为（ ）
A．4：5 B．5：1 C．1：4 D．1：2
【解答】解：当甲、乙均为电压表时，闭合开关S，R1和R2串联，甲测电源的电压，乙测R2两端的电压；
已知两表指针偏转角度相同，根据串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和可知，
甲表的示数大于乙表的示数，所以，甲表使用的是大量程，乙表使用的是小量程，
根据大量程的分度值是小量程的5倍可知：U甲＝5U乙，
则：U＝5U乙，U2＝U乙，
所以，U1：U2＝（U﹣U2）：U2＝（5U乙﹣U乙）：U乙＝4：1；
根据串联电路各部分电压之比等于电阻之比可知，R1：R2＝U1：U2＝4：1；
当甲、乙均为电流表时，断开开关S，R1和R2并联，甲电流表测量R2的电流，乙电流表测量R1和R2总电流；
根据并联电路中各支路电流之比等于各电阻的反比可得，
I1：I2＝R2：R1＝1：4，
则：I甲：I乙＝I2：I＝I2：（I1+I2）＝4：（1+4）＝4：5。
故选：A。
9．（2分）交通法规中明确规定，所有的摩托车、电动自行车上路驾驶员必须佩戴安全头盔，小佳想制作一款智能头盔，只有戴上头盔扣上卡扣后，头盔上的信号发射器才能发出信号，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），车才能正常启动，下列电路中符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：根据题意可知，当电动车上的信号接收器（S1）接收到信号，再转动电动车钥匙（S2），车才能正常启动，这说明两个开关相互影响，是串联在一起的，一起控制电动机，故A正确、BCD错误。
故选：A。
10．（2分）2022年5月，天舟四号货运飞船与空间站核心舱顺利对接。小明通过查阅资料了解到，科技人员通常要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的检测电路，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为压力传感器，其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中。当舱体发生漏气时，下列说法错误的是（ ）
A．电压表示数变小
B．电路中电流变小
C．压力传感器R两端电压变大
D．电路消耗的总功率变大
【解答】解：根据电路图可知，定值电阻与R串联接入电路中，电压表测量定值电阻两端的电压；
舱体漏气时，即舱体内的部分气体泄漏到真空室内，舱体内的气压变小，根据图乙可知，R接入电路的电阻变大，电路的总电阻变大；根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电流表示数变小；
根据U＝IR可知，定值电阻两端的电压变小，电压表示数变小；
根据串联电路的电压规律可知，R两端的电压变大；
根据P＝UI可知，电路消耗的总功率变小；
综上所述，ABC正确、D错误。
故选：D。
11．（2分）有一天，张老师在课堂上用手机拍摄同学做实验的视频时，发现只剩2%的电量了。由于无法及时充电，张老师就开启了“低电量模式”，如图所示，延长了手机的使用时间。关于手机“低电量模式”开启后，下列说法中正确的是（ ）
A．增大了手机的电功率 B．减小了手机的电功率
C．增加了手机消耗的电能 D．减小了手机消耗的电能
【解答】解：当手机“电量”所剩无几时，即W一定，由P＝可得，要延长使用时间t，则减小总功率P，因此手机的“省电模式”来是通过减小总功率的方式来延长使用时间的。
故选：B。
12．（2分）奥斯特实验装置如图所示，下列操作及判断正确的是（ ）
A．将直导线与小磁针垂直放置，通电后实验效果最好
B．移去小磁针，通电直导线周围不会存在磁场
C．将小磁针移至直导线上方，通电后小磁针不会偏转
D．改变通电直导线中的电流方向，小磁针的偏转方向将发生改变
【解答】解：
A、为了避免地磁场对该实验的影响，实验中导线与小磁针平行放置效果最好，故A错误；
B、奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场，小磁针受到磁场的作用发生偏转，将小磁针移走，磁场仍然存在，不因小磁针的消失而消失，故B错误；
C、将小磁针移至直导线上方，通电后小磁针会发生偏转，故C错误；
D、改变导线中的电流方向，通电导线周围的磁场方向改变，小磁针的偏转方向也会改变，故D正确。
故选：D。
13．（2分）如图所示滑轮组，在50s内将重5000N货物匀速吊起10m高。绳的自由端受到的拉力大小是1500N。关于该滑轮组的说法错误的是（ ）
A．滑轮组的机械效率约为83.3%
B．绳的自由端移动的距离是40m
C．滑轮组所做有用功的功率是1000W
D．该装置中的动滑轮总重为1000N
【解答】解：B、由图可知，通过动滑轮绳子的段数n＝4，绳自由端移动的距离：s＝nh＝4×10m＝40m，故B正确；
C、有用功：W有＝Gh＝5000N×10m＝5×104J；
滑轮组所做有用功的功率：P有＝＝＝1000W，故C正确；
A、总功：W总＝Fs＝1500N×40m＝6×104J，
机械效率：η＝×100%＝×100%≈83.3%，故A正确；
D、当不计绳重及摩擦时，W额＝W总﹣W有＝G动h，
则动滑轮重：G动＝＝＝1000N，
而题目条件中没有“不计绳重及摩擦”这个条件，因此该装置中的动滑轮总重不等于1000N，故D错误。
故选：D。
14．（2分）在家庭电路中，有一盏白炽灯的连接如图所示，闭合开关，电灯不亮，下列关于电路故障的判断错误的是（ ）
A．若用试电笔接触D点时氖管发光，接触E点时氖管不发光，灯泡可能断路
B．若用试电笔接触B点时氖管发光，接触C点时氖管不发光，开关可能短路
C．若用试电笔接触A至F各点时氖管都发光，零线断路
D．若用试电笔接触A至F各点时氖管均不发光，火线断路
【解答】解：A、用试电笔接触D点时氖管发光，接触E点时氖管不发光，说明D与火线相连，E与火线不相连，灯不亮，原因只能是灯泡断路了，故A正确；
B、若用试电笔接触B点时氖管发光，接触C点时氖管不发光，说明C与火线之间是断开的，故障是开关可能断路，故B错误；
C、若用试电笔接触A至F各点时氖管都发光，说明从A到F是通路，灯不亮的原因是零线断了，即零线断路，故C正确；
D、若用试电笔接触A至F各点时氖管都不发光，说明连接不到火线，故障是火线可能断路，故D正确。
故选：B。
15．（2分）如图甲所示电路，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“25Ω 1A”，电流表量程选择“0～0.6A”，电压表量程选择“0～3V”，小灯泡标有“4.5V 0.3A”字样，其I﹣U图像如图乙所示，闭合开关S，为保证电路安全，在移动滑片P的过程中，下列选项正确的是（ ）
A．小灯泡的最小功率是0.75W
B．电路的最大功率是3.6W
C．电流表的最小示数是0.15A
D．变阻器的调节范围是12Ω～25Ω
【解答】解：
由图甲可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；
B、因串联电路中电流处处相等，所以为了保证电路安全，电路中允许通过的最大电流I大＝IL额＝0.3A，
则电路的最大功率：P＝UI大＝6V×0.3A＝1.8W，故B错误；
AC、由串联电路的分压特点可知，滑动变阻器接入电路的电阻越大，变阻器两端的电压越大（即电压表示数越大），则灯泡两端的电压越小，且此时流过小灯泡的电流也越小，灯泡消耗的功率越小；
所以，当电压表的示数最大为3V时，小灯泡的电功率最小，
此时小灯泡两端的电压为：UL′＝U﹣U滑′＝6V﹣3V＝3V，
由图乙可知，此时流过小灯泡的最小电流是0.25A（即电流表的最小示数为0.25A），
则小灯泡的最小功率：PL小＝UL′I小＝3V×0.25A＝0.75W，故A正确，C错误；
D、小灯泡标有“4.5V 0.3A”字样，即电路中的最大电流为0.3A时，小灯泡两端的电压为4.5V，
根据串联电路电压的规律知，滑动变阻器两端的最小电压为：
U滑小＝U﹣UL＝6V﹣4.5V＝1.5V，
滑动变阻器允许接入的最小电阻为：
R滑小＝＝＝5Ω，
当电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入的电阻最大，电流最小为0.25A，
滑动变阻器允许接入的最大电阻为：
R滑大＝＝＝12Ω，
所以变阻器的调节范围是5Ω～12Ω，故D错误。
故选：A。
二．填空作图题（第16～22小题每空格1分，第23、24小题各2分，共25分）
16．（2分）文文同学制作了如图所示的电磁跷跷板参加学校的科技节活动。该电磁跷跷板是在两端封闭的透明塑料管中放入一块磁铁，塑料管外绕有金属丝作为线圈，在线圈两端并联两个发光二极管，二极管具有单向导电性，演示时，让塑料管上下翘动，磁铁便在线圈中左右移动，发光二极管就会交替发光。发光二极管主要由 半导体 （填“超导体”“半导体”）材料制成的。此装置是根据 电磁感应 原理工作的。
【解答】解：发光二极管是由半导体材料制成的；
塑料管中的磁铁来回运动，使线圈相对于磁铁做切割磁感线运动产生感应电流，这是电磁感应现象；所以电磁翘翘板中发光二极管轮流发光是根据电磁感应原理工作的。
故答案为：半导体；电磁感应。
17．（3分）如图所示，AC、BC为同一水平面上的两个光滑斜面，AC＞BC，∠CAB＝30°。在相等时间内把重为80N的同一物体从斜面底端分别沿AC、BC匀速推至C点，物体的机械能 增大 （选填“增大”“减少”“不变”），若推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，则F1 ＜ F2，P1 ＝ P2（选填“＞”“＜”或“＝”）。
【解答】解：物体匀速运动，物体的动能不变，物体的高度增加，物体的重力势能增大，机械能等于动能与势能的总和，则物体的机械能增大，AC＞BC，∠CAB＝30°，由图可知斜面AC倾斜角度小于BC的倾角，所以物体沿AC运动时推力较小，即F1＜F2；
由题知，AC和BC是两个光滑的斜面，额外功为0，根据W＝Gh可知推力在两斜面上做功相同，即W1＝W2，所用时间相等，根据功率公式P＝可知P1＝P2。
故答案为：增大；＜；＝。
18．（3分）现阶段核潜艇的动力系统是由原子核 裂变 （选填“裂变”或“聚变”）提供的。泸州正加快对页岩气的安全开采，页岩气和核能都属于 不可再生 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。若用燃气灶将一壶质量为3kg、初始温度为20℃的水加热到80℃，消耗了0.1m3的页岩气。已知水的比热容4.2×103J/（kg•℃），页岩气的热值为4.2×107J/m3，则该燃气灶烧水的效率为 18 %。
【解答】解：（1）核潜艇的动力系统是由原子核裂变提供。
（2）页岩气和核能，使用后不能在短期内从自然界得到补充，都属于不可再生能源。
（3）水吸收的热量为：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（80℃﹣20℃）＝7.56×105J，
页岩气燃烧放出的热量为：
Q放＝qV＝4.2×107J/m3×0.1m3＝4.2×106J，
燃气灶烧水的效率为：
η＝＝×100%＝18%。
故答案为：裂变；不可再生；18。
19．（4分）如图所示，科技馆展出的名为“叶子”的小型低碳化未来汽车，车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，车子的动力是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供的。光电转换器实际就是把光能转换成 电 能，开车时发动机是将空气的 内 能转化为机械能，该发动机原理与传统四冲程汽油机工作过程中的 做功 冲程一样；若汽油机正常工作时，飞轮转速为3000r/min，则汽油机每秒对外做 25 次。
【解答】解：叶子车的顶部安装的是高效光电转换器，光电转换器实际就是把光能转换成电能；
开车时，车子的动力是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供的，将空气的内能转化为车的机械能，该发动机原理与传统四冲程汽油机工作过程中的做功冲程一样；
四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min＝50r/s，则该飞轮每秒钟转50圈。因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以1s内飞轮转50圈，共25个工作循环，共做功25次。
故答案为：电；内；做功；25。
20．（3分）月底，小明对自家用电的情况进行调查，观察到电能表的表盘如图所示，小明家中用电器正常使用的总功率不能超过 8800 W，用电器工作时消耗0.5kW•h的电能，电能表指示灯闪烁 1600 次。若上月底电能表示数为1877.6kW•h，则本月消耗的电能为 140 kW•h。
【解答】解：
（1）由图可知，通过电能表的最大电流为40A，小明家中用电器正常使用的总功率的最大值
P最大＝UI最大＝220V×40A＝8800W；
（2）已知用电器工作时消耗0.5kW•h的电能，
则电能表指示灯闪烁的次数：
3200imp/（kW•h）×0.5kW•h＝1600imp；
（3）由图可知，电能表的示数为2017.6kW•h，
本月消耗的电能：
W＝2017.6kW•h﹣1877.6kW•h＝140kW•h。
故答案为：8800；1600；140。
21．（3分）如图所示情景中，不会发生触电事故的是图 乙 ，发生触电事故时漏电保护器不会跳闸的是图 甲 （以上两空填“甲”“乙”“丙”或“丁”），发生触电事故时电路中的空气开关 不会 （填“会”或“不会”）跳闸。
【解答】解：人体触电，原因是有电流流过，形成通路。人体为导体，一边与火线相接，一边与零线相接或与大地相接，都会形成通路，图甲中有电流流过人体，会触电；图乙中没有电流流过人体，不会触电；图丙中有电流流过人体，会触电；图丁中有电流流过人体，会触电；
故答案为：乙；甲；不会。
22．（3分）“飞扬”兴趣小组的同学用一个88Ω的电阻R1、开关、导线等器材制作了一个电烤箱，先将电烤箱接入电压为220V的家庭电路，简化电路如甲所示，闭合开关，R1消耗的电功率为 550 W；小组发现烤热蛋糕耗费时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的电阻R2进行改装。你认为应按照图 乙 （选填“乙”或“丙”）进行改装；闭合开关S后，通电1min，改装后电烤箱产生的热量为 66000 J。
【解答】解：（1）闭合开关，R1消耗的电功率：P1＝＝＝550W；
（2）由P＝UI＝可知，电压一定时，电阻越小，电功率越大，图乙中两电阻并联，图丙中两电阻串联，由串并联电路的电阻特点可知，图乙中电路的总电阻小于图丙中的总电阻，因此应按照图乙进行改装；
由并联电路的特点可知，改装后电烤箱R1消耗的电功率不变，
改装后电烤箱R2消耗的电功率：P2＝＝＝550W；
所以改装后电烤箱的电功率：P＝P1+P2＝550W+550W＝1100W，
通电1min，改装后电烤箱产生的热量：W＝Pt＝1100W×1×60s＝66000J。
故答案为：550；乙；66000。
23．（2分）如图所示，图甲是一个门把手，握住门把手向下压就可以打开门，门把手可以看成如图乙所示的一个杠杆，O为支点，请你在图乙中画出阻力F2的力臂及B点施加的最小动力F1。
【解答】解：
（1）由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OB作为动力臂L1最长；动力的方向应该向下，过点B垂直于OB向右作出最小动力F1的示意图。
（2）从支点O作阻力F2作用线的垂线，支点到垂足的距离为阻力臂L2；如图所示：
24．（2分）如图是简单的火警自动报警装置的部分电路，温控开关在常温时断开，绿灯亮；在温度升高到一定值时自动闭合，红灯亮、电铃响，发出报警信号。请你按上述要求，将电路图补充完整。（a、b、c为三个接线柱）
【解答】解：温控开关在常温时断开，电磁铁没有磁性，衔铁被弹簧拉起，动触头和上面的静触头接通，电源和绿灯组成电路，绿灯亮；
在温度升高到一定值时自动闭合，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，动触头和下面的静触头接通，电源和红灯、电铃组成电路，绿灯亮，电铃响；
或
故答案为：如上图。
三．解答探究题（第25小题6分，第26小题9分，第27小题9分，第28小题6分，第29小题5分，第30小题10分，共45分）计算型问题解答时要有必要的文字说明、公式和运算过程，直接写出结果的不能得分。
25．（6分）由于油价上涨，燃油性价比升高，性能优越的油电混合动力汽车得到消费者的青睐。油电混动小汽车的汽油机既向车轮提供动力，又向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过驱动电机向车轮输送。某油电混动小汽车加上2kg的汽油匀速直线行驶。（假设汽油完全燃烧，且忽略蓄电池和电机的热损失，g＝10N/kg，q汽油＝4.6×107J/kg）
（1）质量为2kg的汽油完全燃烧释放出的能量是多少？
（2）汽油燃烧放出热量的40%用于驱动汽车行驶和蓄电池充电，其中向蓄电池充电的能量E为1.34×107J则驱动汽车行驶的能量是多少？
（3）若前进时功率为2×104W，求汽车在燃油提供驱动力的情况下，可以行驶的时间。
【解答】解：（1）汽油完全燃烧释放出的能量：Q放＝mq汽油＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J；
（2）由η＝可知，用于驱动汽车行驶和蓄电池充电的总能量W＝ηQ放＝40%×9.2×107J＝3.68×107J；
根据题意可知，驱动汽车行驶的能量：W机械＝W﹣E＝3.68×107J﹣1.34×107J＝2.34×107J；
（3）由P＝可知，汽车在燃油提供驱动力的情况下，可以行驶的时间：t＝＝＝1170s。
答：（1）质量为2kg的汽油完全燃烧释放出的能量是9.2×107J；
（2）驱动汽车行驶的能量是2.34×107J；
（3）汽车在燃油提供驱动力的情况下，可以行驶的时间为1170s。
26．（9分）小红和小华用一只弹簧测力计，一根长度为1m、质量为1kg、粗细均匀、质量均匀分布的圆柱形螺纹钢AB，一只金属筐，制成了如图所示的机械装置。
（1）制作时，她们将金属筐系于螺纹钢上的B端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，他们这样操作的目的是 便于测量力臂的大小 。
（2）测得OB＝10cm，则金属筐的质量为多大？
（3）称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端，使之再次在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为20N，则重物的质量是为多大。若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”，制成杆秤，从O点开始，沿OA每隔1cm标出对应的质量刻度，则该杆秤的分度值为多少kg（g取10N/kg）？
【解答】解：（1）螺纹钢在水平位置平衡，他们这样操作的目的是便于测量力臂的大小；
（2）将金属筐系于螺纹钢上的B端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，测得OB＝10cm；
圆柱型螺纹钢AB质量分布均匀，则其重心的位置到O点的距离为：L＝﹣10cm＝40cm；
则OA＝100cm﹣10cm＝90cm；
根据杠杆的平衡条件可知：m螺gL＝m筐g×OB，
代入数据：1kg×g×40m＝m筐×g×10cm，
解得：m筐＝4kg；
（3）称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端，使之再次在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为20N；
根据杠杆的平衡条件可知：F×OA＝m重g×OB，
代入数据：20N×（100cm﹣10cm）＝m重×10N/kg×10cm，
解得：m重＝18kg；
若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”，根据杠杆的平衡条件可知，当秤砣在A点时，所测物体的重力最大，即质量最大：
m秤砣g×OA＝m'重g×OB，
代入数据：1kg×10N/kg×（100cm﹣10cm）＝m'重×10N/kg×10cm，
解得：m'重＝9kg；
即秤砣在A处时对应的物体的质量是9kg，则该杆秤的分度值为 ＝0.1kg。
答：（1）便于测量力臂的大小；
（2）金属筐的质量为4kg；
（3）用20N竖直向下拉住螺纹钢的A端时，金属筐中重物的质量是为18kg；该杆秤的分度值为0.1kg。
27．（9分）如图所示的电路，电源电压恒定，R1＝36Ω，滑动变阻器R2的规格为“48Ω 2A”，电流表的量程为“0～3A”，小灯泡L上标有“12V 6W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响。当只闭合开关S且R2连入的阻值为12Ω时，小灯泡正常发光。求：
（1）小灯泡正常工作的电流；
（2）电源电压；
（3）当闭合开关S，断开开关S1、S2，滑动变阻器R2接入电路的电阻值达到最大值时，小灯泡的实际功率；
（4）在保证电路安全的情况下，当电路消耗的电功率为最大值时，1min内滑动变阻器R2消耗的电能是多少J？
【解答】解：（1）小灯泡L上标有“12V 6W”字样，小灯泡正常工作的电流：IL＝＝＝0.5A；
（2）只闭合开关S，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，R2连入的阻值为12Ω时，小灯泡正常发光，
串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得R2两端电压：U2＝IR2＝ILR2＝0.5A×12Ω＝6V，
串联电路总电压等于各部分电压之和，则电源电压：U＝UL+U2＝12V+6V＝18V；
（3）小灯泡L的电阻：RL＝＝＝24Ω，
当闭合开关S，断开开关S1、S2，滑动变阻器R2接入电路的电阻值达到最大值时，小灯泡L与R2串联，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得此时电路电流：I＝＝＝＝0.25A，
小灯泡的实际功率：P1＝I2RL＝（0.25A）2×24Ω＝1.5W；
（4）当S、S1、S2都闭合，R1、R2并联，小灯泡短路时，由P＝UI＝可知，电路总电阻越小，电路中的电流越大，电路消耗的功率越大，
此时通过定值电阻的电流：I1＝＝＝0.5A，
当通过R2的电流达到允许通过的最大电流2A时，因为并联电路干路电流等于各支路电流之和，
所以电路的最大电流：I大＝I1+I2大＝0.5A+2A＝2.5A＜3A，电路安全，
由P＝UI可知，此时电路的总功率最大，
则1min内滑动变阻器R2消耗的电能：W2＝UI2大t＝18V×2A×1×60s＝2160J。
答：（1）小灯泡正常工作的电流为0.5A；
（2）电源电压为18V；
（3）当闭合开关S，断开开关S1、S2，滑动变阻器R2接入电路的电阻值达到最大值时，小灯泡的实际功率为1.5W；
（4）在保证电路安全的情况下，当电路消耗的电功率为最大值时，1min内滑动变阻器R2消耗的电能时2160J。
28．（6分）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知重物A、B、C的底面积相同，质量关系为：mA＝mB＜mC。三个完全相同的木桩和三个从不同高度处释放时的重物位置如图甲所示，木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示，重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。
（1）让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断 重物 （选填“重物”“木桩”）的重力势能大小，这种研究方法是 转换法 （选填“控制变量法”或“转换法”）。
（2）比较 A、B 两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和高度的关系，得出的结论是：在 质量 一定时，物体的高度越 高 ，重力势能越大。
（3）结合（2）中的实验结论，通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度，我们 能 （选填“能”或“不能”）得出物体的重力势能与其质量有关的结论。
【解答】解：（1）让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断重物的重力势能大小，运用了转换法；
（2）由图可知：A、B的质量是相同的，物块B的高度大于A的高度，B撞击木桩的深度大于A撞击木桩的深度，所以结论为：物体的质量一定时，物体的高度越大，具有的重力势能就越大；
（3）木桩陷入沙中的深度相同，则重力势能是相同的，B和C的质量不同，所以能得出结论。
故答案为：（1）重物；转换法；（2）A、B；质量；高；（3）能。
29．（5分）在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中：
（1）在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撤满细铁屑，闭合开关后 轻敲 （填写操作方法）玻璃板，细铁屑的排列如图甲所示，在实验中 不可以 （填“可以”或“不可以”）用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
（2）闭合开关后，到螺线管周围的小磁针发生偏转，如图乙所示，说明此观察时通电螺线管周围存在 磁场 ；把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁针 N 极的方向，这个方向就是该点的磁场方向。
（3）若将电源的正负极对调，闭合开关，铁屑的分布情况 不会 （填“会”或“不会”）改变。
【解答】解：（1）在嵌入螺线管的有机玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后需要轻敲有机玻璃板，这样做的目的是克服摩擦力的影响，使细铁屑可以自由移动；
铜是非磁性物质，在实验中不可以用铜屑代替铁屑显示磁场分布；
（2）磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用，闭合开关，观察到螺线管周围的小磁针由于受到磁场的作用而发生偏转，说明了通电螺线管周围存在磁场；
物理学中规定，自由小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向，故把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后，小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向；
（3）只改变电流方向，则磁场方向发生改变，但磁感线的形状不变，将电源的正负极对调后，铁屑的分布情况不会改变。
故答案为：（1）轻敲；不可以；（2）磁场；N；（3）不会。
30．（10分）已知电源电压恒为6V，小灯泡正常工作时的电压为3.8V，电阻约为12Ω，滑动变阻器最大阻值为10Ω。
（1）小明利用如图所给的实验器材“测量小灯泡的额定功率”。
①请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接；闭合开关，移动滑片P，当电压表的示数为 2.2 V时，小灯泡正常发光。
②正确连接电路后，用开关试触，小明发现灯泡不亮，电压表瞬间满偏，电流表指针几乎不动，图甲电路发生的故障是 滑动变阻器断路 。（电路只有一处故障）
③小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定电流为 0.3 A，则小灯泡L1的额定功率为 1.14 W。
④测量完灯泡的额定功率后，小明又测量了几组数据，计算后发现灯丝电阻随其两端电压的增大而增大，原因是 灯丝电阻随温度的升高而变大 。
（2）小强利用如图丙的实验电路图“探究电流与电阻的关系”，他选用了4Ω、8Ω、10Ω、20Ω四个定值电阻。
①正确连接电路后，闭合开关，移动滑片，当选用4Ω的电阻时，电流表示数为0.5A；以后每更换一个阻值更大的电阻后，闭合开关，应向 右 （选填“左”或“右”）端移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 2V ，同时记下对应的电流值。
②根据实验数据，小强做出了如图丁所示的I﹣R图象，由于此图线为曲线，小强认为不便直观判断I与R的定量关系，于是对图象中的坐标进行了巧妙变换，从而直观判断出了I与R的关系。你认为小强的改进方法是： 将横坐标R变为（或R﹣1） 。
【解答】解：（1）①电路图连接如下：
由于电源电压为6V，小灯泡额定电压为3.8V，则滑动变阻器两端电压为2.2V时，小灯泡正常发光；
②正确连接电路后，用开关试触，灯泡不亮，电流表指针几乎不动，说明电路可能有断路，电压表瞬间满偏，说明电压表到电源间是通路，所以电路的故障是与电压表并联的滑动变阻器断路了；
③根据图乙，电流表的量程为0～0.6A，其分度值为0.02A，所以灯泡正常发光时的电流为0.3A，则灯泡的额定功率：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W；
④随着电压的变大，通过灯丝的电流变大，灯泡的电功率变大，相同时间内灯丝产生的热量变大，灯丝的温度升高，灯丝的电阻值变大，即灯丝电阻随温度升高而增大；
（2）①由欧姆定律，定值电阻的电压为：U′＝I′R′＝0.4A×5Ω＝2V；以后每更换一个阻值更大的电阻后，根据串联分压规律可知，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，即应保持定值电阻两端的电压不变，根据串联电路分压的规律可知，应增大滑动变阻器分得的电压，则应增大滑动变阻器连入电路中的电阻值，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2V，同时记下对应的电流值；
②小强做出了如图丁所示的I﹣R图象，由于此图线为曲线，不便直观判断I与R的定量关系，
根据I＝＝U•知，电压不变时，电流I与电阻的倒数成正比，故将横坐标R变为 （或R﹣1），从而直观判断出了I与R的关系；
故答案为：（1）①如图所示；2.2；②滑动变阻器断路；③0.3；1.14；④灯丝电阻随温度的升高而变大；（2）①右；2V；②将横坐标R变为（或R﹣1）。
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