2023-2024学年广东省广州市天河区九年级上学期期末物理试卷（含答案）.docx

2023-2024 学年广东省广州市天河区九年级（上）期末物理试卷
一、选择题：本题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项最符合题目要求。
1．（3 分）金秋时节，金桂飘香，这说明（ ）
A．分子间存在引力
B．分子在不停地做无规则运动C．分子间存在斥力
D．分子可以再分
2．（3 分）如图中的电风扇（ ）
A．是一种热机 B．把机械能转化为电能
C．效率不能达到 100% D．能量不守恒
3．（3 分）如图中显示的是天然气热水器的参数，则它的热效率是（ ）
A．75% B．50% C．333% D．20%
4．（3 分）如图，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速下压活塞，观察到硝化棉燃烧起来，在下压活塞的过程中（ ）
A．气体的内能转化为活塞的机械能
B．能量转化情况与汽油机的做功冲程相同C．筒内气体的内能不变
D．活塞对筒内气体做了功
5．（3 分）如图 1，小明分别使用甲、乙两种机械匀速提升物体 M（绳长不变），做功情况如图 2，则（ ）
A．甲的总功大于乙
B．甲的机械效率等于乙
C．甲的机械效率高于乙
D．甲提升 M 的高度小于乙
6．（3 分）如图 1，将热汤放在冷水中，图 2
反映两者的温度变化，则（ ）
A． 在 0﹣6min，热汤的内能不断增加B．通过做功的方式改变热汤的内能
B． 冷水和热汤的比热容大小由图可知D．图 2 甲曲线是热汤，乙曲线是冷水

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7．（3 分）如图，纸与橡胶棒M 均不带电，用纸摩擦M 后，M 与带负电的塑料管互相排斥，则（ ）
A．M 带正电
B．M 不带电
C．纸摩擦 M 时，纸失去了正电荷
D．纸摩擦 M 时，电子从纸转移到 M
8．（3 分）将阻值为 10Ω 的定值电阻 R1 与最大阻值为 20Ω 的滑动变阻器 R2 按图示电路图连接，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某一位置，则下列一定成立的是（ ）
A．U1＜U2 B．I1＝I2 C．U1＝U2 D．I1＞I2
9．（3 分）电动车左右两刹车手柄开关分别为S1、S2，行驶中用任意一只手柄刹车时，该手柄上的开关就断开，电动机停止工作。如图所示电路设计符合要求的是（ ）
A． B． C． D．
10．（3 分）用太阳能电池（SC）和光敏电阻（LDR）组成的电路如图，在光照时，随着光照强度的增大，电压表示数会明显增大，而 LDR 的阻值会急剧减小到几百欧，先在黑暗环境中闭合开关，再开灯时（ ）

A．可能导致短路 B．LDR 阻值增大
C．LDR 功率增大 D．电流表示数不变二、非选择题：本题共 5 小题，共 60 分。按题目要求作答
11．（5 分）《天工开物》记载的一种捣谷用的摏如图 1，其简化图如图 2，摏的重心在 A 点，用脚在 B 点施加一个力 F1 使摏静止，不计摩擦。

（1） 在图 2 中画出摏的重力 G 及 F1 的力臂 l1。
（2） 根据杠杆的平衡条件 可知，此时 F1 G（选填“＞”“＝”“＜”），摏属于 （选填“省力”“费力”“等臂”）杠杆。

12．（4 分）小文分别采用图中甲、乙两种方式，将重为 300N 的货物从地面匀速搬运到同一辆汽车上，乙方式中绳子对货物的拉力 F＝200N 平行于斜面。
（1） 两方式中对货物所做有用功分别为 W 甲、W 乙，则 W 甲＝ J，W 甲 W 乙（选填“＞” “＝”“＜”）。
（2） 乙方式中，拉力所做的功为 J，机械效率 η 乙＝ 。
13．（5 分）甲、乙两液体冷却过程中的温度与时间关系如图，两液体在相同时间内放出的热量相等，m 甲
＜m 乙。
（1） 乙所在的环境温度可能是 。
A.0℃ B.20℃ C.30℃ D.40℃
（2） 甲的比热容 （选填“＞”“＝”“＜”）乙的比热容，依据是 。
14．（6 分）小明家近期的用电量如图 1，居民用电阶梯收费标准如表格。

分档
单价（元/度）
11～4 月
一
0.6
≤200 度
二
0.64
200～400 度
三
0.9
＞400 度
（1）12 月需缴电费 元。
（2） 小明测量空调制热时的功率，在 10℃室内将空调单独接入电能表，如图 2，使空调开始制热，观察到脉冲灯在 15min 内闪烁了 600 次，则空调消耗电能 kW•h，平均功率 W， 再将空调接入监测仪，示数如图 3，图中显示空调工作电流为 A，是否超出图 2 电能表的额定最大电流？ 。（选填“是”“否”）
（3） 将空调切换到制冷模式，发现脉冲灯闪烁速度变慢，说明空调制冷时比制热时 （选填“消耗电能较小”“消耗电能较慢”“效率较低”）。

15．（9 分）图 1 中 L 和 LED 均标有“3.8V”，将它们与其他器材连接了图 2 的实物图，其中电源可提供不同的电压并显示出来。
实验测得的数据和亮度如下表：
电源电压示数 U/V
1.0
2.0
3.0
3.8
5.0
8
电流表 A1 示数/A
0.144
0.206
0.254
0.290
0.332
0.417
L 亮度
看不到发光
微亮
较亮
亮
很亮
非常亮
电流表 A2 示数/A
0.000
0.000
0.006
0.01
0.026
0.038
LED 亮度
看不到发光
较暗
亮
很亮
很亮
非常亮
（1） 在方框中画出图 2 对应的电路图（用“”、“”表示数字电流表 A1 和 A2）。
（2） 当 U＝1.0V 时，L 不发光，有没有电流流过 L？ 。
（3） 当 L 正常发光时，LED 是否正常发光？ ，依据是 ，此时 L 的功率 LED 的功率（选填“＞”“＜”“＝”），干路电流为 A。
三、计算题：16～17 题结合题目要求，涉及计算的，应写出必要的文字说明，公式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，演算过程及结果都要在数字后面写上正确的单位。
16．（10 分）小明看到一则新闻（材料一），若该汽车行驶过程中牵引力保持 1400N 不变，q 氢＝1.4×108J/kg，求，
材料一
氢能源汽车明年 1 月开跑
跨时代核心科技——氢燃料发动机，采用全新绿色氢能源，真正实现零排放! 加满 5kg 氢可跑 400 公里！

材料二
内燃机种类
效率范围
汽油机
20%﹣30%
柴油机
30%﹣45%
氢燃料发动机
35%﹣50%
（1）5kg 氢完全燃烧放出的热量。
（2） 该汽车行驶 400km 牵引力所做的功。
（3） 该汽车氢燃料发动机的效率。
（4） 小明再查阅了大量资料，总结各种内燃机的效率范围如材料二，据此判断，（3）中算出的效率是否符合材料二？ （选填“是”“否”）。

17．（16 分）分别用甲、乙两款充电器通过同一根数据线给手机充电，示意图及简化电路如图 1，从电池电量 0%充电至 100%过程中，数据线两端电压 U、数据线和手机的总功率 P 与充电时间t 的关系如图 2。
（1） 求甲充电时，0﹣2min，数据线和手机消耗的总电能。
（2） 用甲、乙充电时，10～20min，流经数据线的电流分别为 I 甲、I 乙，数据线产生的热量分别为 Q 甲、
Q 乙，数据线阻值可认为不变，
①求 I 甲。
②图 1 数据线 AB 阻值为 0.001Ω，流经电流为 I 甲，求 AB 间电压UAB。
③判断 I 甲 I 乙（选填“＞”“＜”“＝”）。
④通过分析，比较Q 甲Q 乙大小。
（3） 用红外成像测温仪拍摄充电时的手机背面，0min 和 10min 的画面和温度如图 3，0～10min，背面三种材料，哪一种材料温度变化最大？塑料板的温度升高多少？

18．（5 分）我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。
（1） 如图 1，质量忽略不计的杆秤水平静止，O 为支点，则被测物体的质量为 kg，若被测物体质量增大，应该调节秤砣悬挂点向 （选填“左”“右”）移动才能使杆秤再次平衡。
（2） 小星想自制一个杆秤，设计图为图 2，要求：①测量范围为 0﹣300g；②分度值为 20g；③在筷子上做刻度，相邻两刻度之间的距离相等且适当大一些。
现有一根总长 18cm 的轻质一次性筷子、纸盘、细绳，以及钩码 50g、80g、400g 各一。
小星通过计算得出，若纸盘放上 300g 的物体，当杆秤水平静止时，钩码质量 m 与图中 l1 的关系如表格。请你帮小星选一个最合适的钩码作为秤砣，并说明不选择其他钩码的理由。
m/g
50
80
400
l1/cm
18.00
11.25
2.25

2023-2024 学年广东省广州市天河区九年级（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：本题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项最符合题目要求。
1．（3 分）金秋时节，金桂飘香，这说明（ ）
A．分子间存在引力
B．分子在不停地做无规则运动C．分子间存在斥力
D．分子可以再分
【解答】解：金秋时节，金桂飘香的香味，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。故 B 正确、ACD 错误。
故选：B。
2．（3 分）如图中的电风扇（ ）
A．是一种热机 B．把机械能转化为电能
C．效率不能达到 100% D．能量不守恒
【解答】解：A、电风扇的主要部件是电动机，不是热机，故 A 错误；
B、电风扇工作时主要把电能转化为机械能，故 B 错误；
C、由于存在能量散失等，所以电风扇的工作效率不能达到 100%，故 C 正确；
D、自然界中一切能量的转化和转移都是守恒的，故D 错误。故选：C。
3．（3 分）如图中显示的是天然气热水器的参数，则它的热效率是（ ）

A．75% B．50% C．33.3% D．20%
【解答】解：从图中可知总能量 W＝W1+W2＝500J+1500J＝2000J，
它的热效率η= 𝑊2 = 1500𝐽 =75%。

故选：A。
𝑊 2000𝐽

4．（3 分）如图，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速下压活塞，观察到硝化棉燃烧起来，在下压活塞的过程中（ ）

A．气体的内能转化为活塞的机械能
B．能量转化情况与汽油机的做功冲程相同C．筒内气体的内能不变
D．活塞对筒内气体做了功
【解答】解：AB、下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，使气体的内能增加，汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能，与压缩冲程相同，故 AB 错误；
CD、下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，使气体的内能增加、故 D 正确，
C 错误。故选：D。
5．（3 分）如图 1，小明分别使用甲、乙两种机械匀速提升物体 M（绳长不变），做功情况如图 2，则（ ）
A．甲的总功大于乙
B．甲的机械效率等于乙
C．甲的机械效率高于乙
D．甲提升 M 的高度小于乙
【解答】解：A、由图 2 可知，甲、乙两种机械做的有用功：W 甲有＝W 乙有，额外功：W 甲额＜W 乙额，所以总功：W 甲总＜W 乙总，故A 错误；
𝑊有

BC、由 η= 𝑊
总
可知，甲的机械效率高于乙，故 B 错误，C 正确；

D、根据W＝Gh 可知，有用功相同，则物体上升的高度相同，故D 错误。故选：C。
6．（3 分）如图 1，将热汤放在冷水中，图 2 反映两者的温度变化，则（ ）

A． 在 0﹣6min，热汤的内能不断增加B．通过做功的方式改变热汤的内能

B． 冷水和热汤的比热容大小由图可知D．图 2 甲曲线是热汤，乙曲线是冷水
【解答】解：A、在 0﹣6min，热汤的热量传递给冷水，温度降低，热汤的内能不断减小，故 A 错误。
B、通过热传递的方式改变热汤的内能，故 B 错误。
C、水和热汤的比热容大小由图不可以求出，故 C 错误。
D、从图中可以看出，图 2 甲曲线是热汤，乙曲线是冷水，故D 正确。故选：D。
7．（3 分）如图，纸与橡胶棒M 均不带电，用纸摩擦M 后，M 与带负电的塑料管互相排斥，则（ ）

A．M 带正电
B．M 不带电
C．纸摩擦 M 时，纸失去了正电荷
D．纸摩擦 M 时，电子从纸转移到 M
【解答】解：据题知 M 与带负电的塑料管互相排斥，说明 M 带负电，而 M 带电是由于与纸摩擦造成的，根据摩擦起电的实质是电子的转移，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电，由此可知在摩擦过程中M 得到电子，纸失去电子，即电子从纸转移到 M，故ABC 错误，D 正确。
故选：D。
8．（3 分）将阻值为 10Ω 的定值电阻 R1 与最大阻值为 20Ω 的滑动变阻器 R2 按图示电路图连接，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某一位置，则下列一定成立的是（ ）

A．U1＜U2 B．I1＝I2 C．U1＝U2 D．I1＞I2
【解答】解：闭合开关，两电阻串联，串联电路中电流处处相等，故 B 正确、D 错误；
根据串联分压特点可知，两电阻相同时，所分电压相等，且滑动变阻器接入电路的阻值与定值电阻的阻值不一定相等，故二者所分电压不一定相等，故AC 错误。
故选：B。
9．（3 分）电动车左右两刹车手柄开关分别为S1、S2，行驶中用任意一只手柄刹车时，该手柄上的开关就断开，电动机停止工作。如图所示电路设计符合要求的是（ ）

A． B．

C． D．
【解答】解：由题知，任一只手柄刹车时，该手柄上的开关立即断开，电动机停止工作，说明两开关相互影响、不能独立工作，所以两开关应串联接在电路中，且与电动机保险电阻串联，比较可知 A 符合题意。
故选：A。
10．（3 分）用太阳能电池（SC）和光敏电阻（LDR）组成的电路如图，在光照时，随着光照强度的增大， 电压表示数会明显增大，而 LDR 的阻值会急剧减小到几百欧，先在黑暗环境中闭合开关，再开灯时（ ）

A．可能导致短路 B．LDR 阻值增大
C．LDR 功率增大 D．电流表示数不变
【解答】解：先在黑暗环境中闭合开关，再开灯时光照强度增大，电压表示数会明显增大，LDR 的阻
值会急剧减小到几百欧，由 I= 𝑈知电路中的电流增大，电流表示数增大，但不会造成短路，由于 LDR
𝑅
两端的电压和通过的电流都变大，由 P＝UI 知 LDR 的功率会增大，故 C 正确，ABD 错误。故选：C。
二、非选择题：本题共 5 小题，共 60 分。按题目要求作答。
11．（5 分）《天工开物》记载的一种捣谷用的摏如图 1，其简化图如图 2，摏的重心在 A 点，用脚在 B 点施加一个力 F1 使摏静止，不计摩擦。
（1） 在图 2 中画出摏的重力 G 及 F1 的力臂 l1。
（2） 根据杠杆的平衡条件 F1l1＝F2l2 可知，此时 F1 ＞ G（选填“＞”“＝”“＜”），摏属于 费力 （选填“省力”“费力”“等臂”）杠杆。
【解答】解：（1）根据重力的方向竖直向下且结合摏的重心在 A 点可作出摏的重力的示意图如下图所示；
反向延长力 F1 画出力 F1 的作用线，再由 O 向 F1 的作用线作垂线段，即为该力的力臂 l1，如下图所示：
；
（2）根据杠杆平衡条件 F1l1＝F2l2，因为摏在使用过程中，是以 O 为支点，此时动力臂 l1 明显小于摏的重力 G 的阻力臂的大小，因此根据杠杆的平衡条件可知摏属于费力杠杆。
故答案为：（1）见上图；（2）F1l1＝F2l2；＞；费力。
12．（4 分）小文分别采用图中甲、乙两种方式，将重为 300N 的货物从地面匀速搬运到同一辆汽车上，乙

方式中绳子对货物的拉力 F＝200N 平行于斜面。

（1） 两方式中对货物所做有用功分别为 W 甲、W 乙，则 W 甲＝ 300 J，W 甲 ＝ W 乙（选填“＞” “＝”“＜”）。
（2） 乙方式中，拉力所做的功为 500 J，机械效率 η 乙＝ 60% 。
【解答】解：（1）两方式中对货物所做有用功分别为：
W 甲＝Gh＝300N×1m＝300J；
W 乙＝Gh＝300N×1m＝300J；即 W 甲＝W 乙；
（2）乙方式中，拉力所做的功：
W 总＝Fs＝200N×2.5m＝500J，

机械效率 η 乙=
𝑊有用

𝑊总
= 300𝐽 60%。
500𝐽

故答案为：（1）300；＝；（2）500；60%。
13．（5 分）甲、乙两液体冷却过程中的温度与时间关系如图，两液体在相同时间内放出的热量相等，m 甲
＜m 乙。
（1） 乙所在的环境温度可能是 A 。
A.0℃ B.20℃ C.30℃ D.40℃
（2） 甲的比热容 ＞ （选填“＞”“＝”“＜”）乙的比热容，依据是 由图可知液体的初温是 60℃，放热 15 分钟后甲液体的未温是 40℃，乙的末温为 20℃，相同时间甲、乙放出的热量相等，根据热量的计算公式Q＝cmΔt 可得Q 放＝c 甲m 甲（60℃﹣40℃）＝c 乙m 乙（60℃﹣20℃）化简可得：c 甲m 甲×20℃
＝c 乙m 乙×40℃由题意可知，m 甲＜m 乙，所以c 甲＞c 乙，即甲的比热容更大 。
【解答】解：由图可知，乙的温度可以降到 10℃以下，说明周围环境温度低于 10℃，故 A 符合题意，
BCD 不符合题意。
由图可知液体的初温是 60℃，放热 15 分钟后甲液体的未温是 40℃，乙的末温为 20℃，相同时间甲、乙放出的热量相等，根据热量的计算公式 Q＝cmΔt 可得 Q 放＝c 甲m 甲（60℃﹣40℃）＝c 乙m 乙（60℃
﹣20℃）化简可得：c 甲m 甲×20℃＝c 乙m 乙×40℃由题意可知，m 甲＜m 乙，所以c 甲＞c 乙，即甲的比热
容更大。
故答案为：（1）A；（2）＞；由图可知液体的初温是 60℃，放热 15 分钟后甲液体的未温是 40℃，乙的

末温为 20℃，相同时间甲、乙放出的热量相等，根据热量的计算公式 Q＝cmΔt 可得 Q 放＝c 甲m 甲（60℃
﹣40℃）＝c 乙m 乙（60℃﹣20℃）化简可得：c 甲m 甲×20℃＝c 乙m 乙×40℃由题意可知，m 甲＜m 乙， 所以 c 甲＞c 乙，即甲的比热容更大。
14．（6 分）小明家近期的用电量如图 1，居民用电阶梯收费标准如表格。

分档
单价（元/度）
11～4 月
一
0.6
≤200 度
二
0.64
200～400 度
三
0.9
＞400 度
（1）12 月需缴电费 120 元。
（2） 小明测量空调制热时的功率，在 10℃室内将空调单独接入电能表，如图 2，使空调开始制热，观察到脉冲灯在 15min 内闪烁了 600 次，则空调消耗电能 0.5 kW•h，平均功率 2000 W，再将空调接入监测仪，示数如图 3，图中显示空调工作电流为 20 A，是否超出图 2 电能表的额定最大电流？ 否 。（选填“是”“否”）
（3） 将空调切换到制冷模式，发现脉冲灯闪烁速度变慢，说明空调制冷时比制热时 消耗电能较慢
（选填“消耗电能较小”“消耗电能较慢”“效率较低”）。
【解答】解：（1）由图可知，12 月份用电 200 度，由表可知用电量≤200 度时，电的单价 0.6 元/度，12月需缴电费 0.6 元/度×200 度＝120 元；
（2） 电能表的指示灯在 15min 内闪烁 600 次消耗的电能：
W= 600 kW•h＝0.5kW•h，
1200
则空调的实际功率：
P= 𝑊 = 0.5𝑘𝑊⋅ℎ =2kW＝2000W；
ℎ
𝑡 15
60
图 3 中显示空调工作电流 20A，不超过最大电流 60A；
（3） 脉冲灯闪烁速度变慢，说明功率越小，说明空调制冷时比制热时消耗电能较慢。故答案为：（1）120；（2）0.5；2000；20；否；（3）消耗电能较慢。
15．（9 分）图 1 中 L 和 LED 均标有“3.8V”，将它们与其他器材连接了图 2 的实物图，其中电源可提供不

同的电压并显示出来。
实验测得的数据和亮度如下表：
电源电压示数 U/V
1.0
2.0
3.0
3.8
5.0
8
电流表 A1 示数/A
0.144
0.206
0.254
0.290
0.332
0.417
L 亮度
看不到发光
微亮
较亮
亮
很亮
非常亮
电流表 A2 示数/A
0.000
0000
0.006
0.01
0.026
0.038
LED 亮度
看不到发光
较暗
亮
很亮
很亮
非常亮
（1） 在方框中画出图 2 对应的电路图（用“”、“”表示数字电流表 A1 和 A2）。
（2） 当 U＝1.0V 时，L 不发光，有没有电流流过 L？ 有 。
（3） 当 L 正常发光时，LED 是否正常发光？ 正常 ，依据是 LED 两端的实际电压与 LED 的额定电压相等 ，此时 L 的功率 ＞ LED 的功率（选填“＞”“＜”“＝”），干路电流为 0.3 A。
【解答】解：（1）分析实物图可知，灯泡 L1 和 LED 小灯泡 L2 并联，电流表 A1 测量通过 L1 的电流，电流表 A2 测量通过L2 的电流，电压表测量 L1 两端的电压。图 2 对应的电路图如图所示：
（2） 根据表格可知当 U＝1.0V 时时电流表A1 的示数为 0.144A，所以有电流流过L；
（3） 由于 LED 的电压为 3.8V，根据表格可知当 L 正常发光时，电源电压为 3.8V，所以 LED 两端的实际电压与 LED 的额定电压相等，则 LED 正常发光；
根据表格可知此时通过 L 的电流为 0.290A，大于通过 LED 的电流为 0.01A，根据 P＝UI 可知L 的功率大于 LED 的功率；
干路电流 I＝IL+ILED＝0290A+0.01A＝0.3A。
故答案为：（1）见解答图；（2）有；（3）正常；LED 两端的实际电压与 LED 的额定电压相等；＞；0.3。三、计算题：16～17 题结合题目要求，涉及计算的，应写出必要的文字说明，公式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，演算过程及结果都要在数字后面写上正确的单位。
16．（10 分）小明看到一则新闻（材料一），若该汽车行驶过程中牵引力保持 1400N 不变，q 氢＝1.4×108J/kg，求，
材料一

氢能源汽车明年 1 月开跑
跨时代核心科技——氢燃料发动机，采用全新绿色氢能源，真正实现零排放! 加满 5kg 氢可跑 400 公里！

材料二
内燃机种类
效率范围
汽油机
20%﹣30%
柴油机
30%﹣45%
氢燃料发动机
35%﹣50%
（1）5kg 氢完全燃烧放出的热量。
（2） 该汽车行驶 400km 牵引力所做的功。
（3） 该汽车氢燃料发动机的效率。
（4） 小明再查阅了大量资料，总结各种内燃机的效率范围如材料二，据此判断，（3）中算出的效率是否符合材料二？ 否 （选填“是”“否”）。
【解答】解：（1）5kg 氢完全燃烧放出的热量为：
Q 放＝mq 氢＝5kg×1.4×108J/kg＝7×108J；
（2） 牵引力所做的功为：
W＝Fs＝1400N×400×103m＝5.6×108J；
（3） 该汽车氢燃料发动机的效率为：

η= 𝑊
𝑄
放
×100%=
5.6×108𝐽
8 ×100%＝80%；
7×10 𝐽

（4） 由表中数据可知，氢燃料发动机效率为 35%﹣50%，而（3）中算出的效率为 80%，故（3）中算出的效率不符合材料二。
答：（1）5kg 氢完全燃烧放出的热量为 7×108J；
（2） 该汽车行驶 400km 牵引力所做的功为 5.6×108J；
（3） 该汽车氢燃料发动机的效率为 80%；
（4） 否。
17．16 分）分别用甲、乙两款充电器通过同一根数据线给手机充电，示意图及简化电路如图 1，从电池电量 0%充电至 100%过程中，数据线两端电压 U、数据线和手机的总功率 P 与充电时间t 的关系如图 2。

（1） 求甲充电时，0﹣2min，数据线和手机消耗的总电能。
（2） 用甲、乙充电时，10～20min，流经数据线的电流分别为 I 甲、I 乙，数据线产生的热量分别为 Q 甲、
Q 乙，数据线阻值可认为不变，
①求 I 甲。
②图 1 数据线 AB 阻值为 0.001Ω，流经电流为 I 甲，求 AB 间电压UAB。
③判断 I 甲 ＜ I 乙（选填“＞”“＜”“＝”）。
④通过分析，比较Q 甲、Q 乙大小。
（3） 用红外成像测温仪拍摄充电时的手机背面，0min 和 10min 的画面和温度如图 3，0～10min，背面

三种材料，哪一种材料温度变化最大？塑料板的温度升高多少？
【解答】解：（1）由图 2 甲充电的功率﹣时间图像可知，0﹣2min，数据线和手机消耗的总功率 P1＝80W，则充电时，0﹣2min，数据线和手机消耗的总电能：W1＝P1t＝80W×2×60s＝9600J；
（2） ①由图 2 甲充电图像可知，10～20min，甲充电时的功率 P 甲＝36W，充电电压U 甲＝9V，
𝑃
由 P＝UI 可知，流经数据线的电流 I = 甲 = 36𝑊 =4A；

甲 𝑈
甲
9𝑉

𝑅
②由 I= 𝑈可知，AB 间电压 UAB＝I 甲RAB＝4A×0.001Ω＝0.004V；
③由图 2 乙充电图像可知，10～20min，乙充电时的功率 P 乙＝56W，充电电压 U 甲＝9V，
𝑃
由 P＝UI 可知，流经数据线的电流 I = 乙 = 56𝑊 ≈6.2A，

所以 I 甲＜I 乙；
乙 𝑈
乙
9𝑉

④数据线的电阻相同，流经数据线的电流 I 甲＜I 乙，由焦耳定律 Q＝I2Rt 可知，相同时间内数据线产生的热量 Q 甲＜Q 乙；
（3） 由图可知，0min 时，背面三种材料的温度均为 25℃，第 10min 时，玻璃板的温度为 30℃，塑料
板的温度为 35℃，玻纤板的温度 40℃， 所以玻纤板材料的温度变化最大；
塑料板升高的温度Δt＝35℃﹣25℃＝10℃。
答：（1）甲充电时，0﹣2min，数据线和手机消耗的总电能为 9600J；
（2） ①I 甲为 4A；
②AB 间电压UAB 为 0.004V；
③＜；
④数据线的电阻相同，流经数据线的电流 I 甲＜I 乙，由焦耳定律 Q＝I2Rt 可知，相同时间内数据线产生的热量 Q 甲＜Q 乙；
（3） 玻纤板材料的温度变化最大；塑料板升高的温度为 10℃。
18．（5 分）我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。
（1） 如图 1，质量忽略不计的杆秤水平静止，O 为支点，则被测物体的质量为 0.4 kg，若被测物体质量增大，应该调节秤砣悬挂点向 右 （选填“左”“右”）移动才能使杆秤再次平衡。
（2） 小星想自制一个杆秤，设计图为图 2，要求：①测量范围为 0﹣300g；②分度值为 20g；③在筷子上做刻度，相邻两刻度之间的距离相等且适当大一些。
现有一根总长 18cm 的轻质一次性筷子、纸盘、细绳，以及钩码 50g、80g、400g 各一。
小星通过计算得出，若纸盘放上 300g 的物体，当杆秤水平静止时，钩码质量 m 与图中 l1 的关系如表格。请你帮小星选一个最合适的钩码作为秤砣，并说明不选择其他钩码的理由。
m/g
50
80
400
l1/cm
18.00
11.25
2.25

【解答】解：（1）由杠杆平衡，可得 G1L1＝G2L2，即 m1gL1＝m2gL2，m1= 𝑚2𝐿2 = 0.1𝑘𝑔×0.2𝑚 =0.4kg；

𝐿1
0.05&119898;

若被测物体质量增大，L2 不变，G1 不变，由杠杆平衡，可知 L1 增大，故应该调节秤砣悬挂点向右移动。
（2）由图可知，LAB＝3cm，钩码的最大力臂为LBC＝15cm，被测物最大值质量为 300g＝0.3kg，
𝑚
物𝐿𝐴𝐵 0.3𝑘𝑔×3𝑐𝑚
则钩码的最小质量为 m = = =0.06kg＝60g；

钩码 𝐿𝐵𝐶
15𝑐𝑚

50g 钩码所对应力臂是 18cm，杆秤的长度不够；400g 钩码对应力臂是 2.25cm，因为要求在筷子上所做刻度之间的距离相等且适当大一些，故不符合要求；80g 钩码对用力臂是 11.25cm 最合适，故选 80g 钩码。
故答案为：（1）0.4；右；
（2）选择 80g 钩码；
由图可知，LAB＝3cm，钩码的最大力臂为 LBC＝15cm，被测物最大值质量为 300g＝0.3kg，
𝑚
物𝐿𝐴𝐵 0.3𝑘𝑔×3𝑐𝑚
则钩码的最小质量为 m = = =0.06kg＝60g；

钩码 𝐿𝐵𝐶
15𝑐𝑚

50g 钩码所对应力臂是 18cm，杆秤的长度不够；400g 钩码对应力臂是 2.25cm，因为要求在筷子上所做刻度之间的距离相等且适当大一些，故不符合要求；80g 钩码对用力臂是 11.25cm 最合适，故选 80g 钩码。