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2021年江苏省常州市中考物理试卷
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这是一份2021年江苏省常州市中考物理试卷，共38页。试卷主要包含了填空作图题等内容，欢迎下载使用。
2021年江苏省常州市中考物理试卷
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）（2021•常州）常州民乐团合奏江苏名曲《茉莉花》时，观众能分辨出笛子、二胡、琵琶等乐器发出的声音，主要根据它们发出的声音有不同的（ ）
A．声速 B．响度 C．音调 D．音色
2．（2分）（2021•常州）小明想通过一个例子给同学讲解惯性，下列事例中最恰当的是（ ）
A．手压气球，气球变形
B．利用重垂线检查墙壁是否竖直
C．用手指压铅笔尖，手指感到疼痛
D．百米跑运动员抵达终点时难以立即停下
3．（2分）（2021•常州）夏季来临，瓶装水迎来销售旺季，大量废弃的塑料瓶污染环境。三位英国大学生用海藻提取物制成可食用薄膜，将水封装在薄膜中做成“水球”——Ooho，可直接吞服解渴，如图所示。图中薄膜没有破裂是因为（ ）
A．薄膜的分子间有引力 B．薄膜的分子间有斥力
C．薄膜的分子静止不动 D．薄膜的分子间没有空隙
4．（2分）（2021•常州）毛皮与橡胶棒摩擦后，橡胶棒带负电，这是因为摩擦使得（ ）
A．部分电子从毛皮转移到橡胶棒
B．部分电子从橡胶棒转移到毛皮
C．部分原子核从毛皮转移到橡胶棒
D．部分原子核从橡胶棒转移到毛皮
5．（2分）（2021•常州）如图所示，小鸭浮在水面上，它在水中的倒影正确的是（ ）
A． B． C． D．
6．（2分）（2021•常州）夜晚的红梅公园，悬挂在高处的灯筒在地面上投射出红花绿叶的美丽图案。灯筒结构如图所示：不透明外壳内有一白炽灯，灯筒底部为带有彩色图案的玻璃。若将灯筒内白炽灯更换为红色光源，灯筒将在地面上投射出（ ）
A．红花黑叶 B．黑花红叶 C．红花红叶 D．黑花黑叶
7．（2分）（2021•常州）光从室外透过玻璃进入室内，下列光路图中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．（2分）（2021•常州）近期，世界在建的最大规模水电站——中国白鹤滩水电站建设进展顺利。水能属于（ ）
①可再生能源
②不可再生能源
③常规能源
④新能源
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
9．（2分）（2021•常州）新冠疫情期间，下班时，某企业要求员工利用戳孔器把口罩打孔破坏后再丢弃。确保废弃口罩不会被重复使用，如图所示。双手共同作用对口罩施加竖直向下、等大的力。口罩受到钉子的压强最大的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（2分）（2021•常州）2021年1月，我国生物学家在浙江丽水发现两栖动物新物种—百山祖角蟾。由图可知，趴在成人大拇指上的百山祖角蟾体长约为（ ）
A．3m B．3dm C．3cm D．3mm
11．（2分）（2021•常州）1965年，美国发射通信卫星les﹣1，由于故障导致卫星进入太空后与地球失去联系，18年后，科学爱好者菲尔威廉偶然捕捉到les﹣1发出的频率为2.5×108Hz的信号。该信号（ ）
A．属超声波，周期为4×10﹣8s
B．属超声波，周期为4×10﹣9s
C．属电磁波，周期为4×10﹣8s
D．属电磁波，周期为4×10﹣9s
12．（2分）（2021•常州）电动汽车刹车时，汽车电动机“变身”为发电机，将汽车动能转化为电能，简称动能回收系统。下列实验中与动能回收系统原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
13．（2分）（2021•常州）2021年4月19日，“机智号”电动直升机在火星地表首飞成功，如图所示。在匀速上升、空中悬停、匀速下降阶段，“机智号”旋翼受到的升力分别为F1、F2、F3，不计机身受到的火星气体阻力，则（ ）
A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F1＝F3＞F2 D．F1＝F2＝F3
14．（2分）（2021•常州）2021年3月23日，巴拿马籍大型货轮“长赐号”在苏伊士运河搁浅，如图甲所示。28～29日，海水涨潮、运河水位持续上升，28日“长赐号”仍处于搁浅状态，29日“长赐号“脱离运河河底，随着水位上升船身逐渐升高，最终如图乙所示。28～29日，海水涨潮、运河水位持续上升过程中，“长赐号”受到的浮力（ ）
A．一直变大 B．先变大后不变
C．一直不变 D．先不变后变大
15．（2分）（2021•常州）青岛某住宅楼，夜间，每当地铁从高架桥上驶过，伴随着地铁行驶噪声，大楼除个别破损的灯泡外，左侧的楼道灯和右侧的走廊灯“自动”亮起，如图所示。白天地铁驶过，不会出现这种情况。已知S1为声控开关（有声闭合、无声断开），S2为光控开关（夜间闭合、白天断开），该大楼每层连接楼道灯L1、走廊灯L2的电路为图中的（ ）
A．
B．
C．
D．
二、填空作图题（每空格1分，每图2分共25分）
16．（3分）（2021•常州）《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝 好，拉弯的弓把箭射出去，是把弓的 能转化为箭的 能。
17．（3分）（2021•常州）2021年5月15日，中国探测器成功着陆火星、屈原在《天问》诗句中所表达的美好愿望成为现实，如图甲，“祝融号“火星车驶离平台的过程中，其后置照相机对着平台先后拍摄得到乙、丙、丁3张照片，照相机的镜头是一个 透镜，拍摄过程中相机镜头逐步 （向外伸/向内缩）。观看三张照片感觉平台是运动的，这是以 为参照物。
18．（2分）（2021•常州）如图所示的电路，R1的阻值为15Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.3A，电压表的示数为3V，则R2的阻值为 Ω，电路总功率为 W。
19．（3分）（2021•常州）丹顶鹤立立跟同伴打架，失去了上喙。华南理工大学技术团队利用3D打印做出塑料上喙的大致模样，接着手工打磨得到形状完美的塑料上喙，打磨过程中塑料上喙的质量 、密度 。又根据塑料上喙铸造得到同形状的金属钛上喙，帮助立立重获长久捕食能力。从塑料上喙到金属钛上喙，质量增加68g，已知ρ塑料＝1.1×103kg/m3，ρ钛＝4.5×103kg/m3，立立上喙的体积为 cm3。
20．（4分）（2021•常州）在汽车行业，“热融紧固”技术得到广泛应用，如图所示，①利用电动工具使螺钉高速旋转并压向金属板材；②螺钉尖端与板材表面摩擦生热，板材局部 （物态变化名）变软，螺钉尖端仍然坚硬，摩擦生热的能量转化方式与四冲程汽油机的 冲程相同；③螺纹完全拧入板材后螺钉停止转动，板材局部 （物质变化名）牢牢套住螺钉，利用该技术，铜螺钉可以拧如表格中 物质制作的板材。
物质
熔点/℃
铁
1535
铜
1083
铝
660
21．（3分）（2021•常州）中国科兴疫苗需保存在低于8℃的环境中。夏季，运输过程中为监测疫苗温度是否超标，应在冷藏箱内放置图中所示的温度计 。在接收点，为正确读数，验收人员 （能/不能）把温度计从冷藏箱中取出读数，温度计示数如图所示，表明疫苗 （安全/不安全）。
22．（3分）（2021•常州）生活垃圾的热值为3×106J/kg，位于武进区遥观镇的垃圾焚烧发电厂每天完全燃烧800t生活垃圾，放出热量 J，放出热量的30%用来发电，每天可发电 kW•h，放出热量的42%用来加热水供给附近小区，1标准大气压下，每天可将 kg的水由20℃恰好加热至沸腾。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
23．（2分）（2021•常州）请在图中画出使杠杆ABC保持平衡的最小动力F1及其力臂L1的示意图。
24．（2分）（2021•常州）请在图中以笔画线添加一根导线，使灯L1与灯L2并联。
三、探究解答题（第25题5分，第26题12分，第27题8分，第28题4分，第29题7分，第30题9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．（5分）（2021•常州）小明探究“重力势能与重物质量和下落高度的关系”，如图所示，重物质量m＜M。
实验步骤
具体操作
实验现象
（1）让重物自由下落到平放在细沙表面的小桌上，通过观察桌腿下陷的深度判断 （小桌/重物）的重力势能大小。
（2）由实验步骤 和 ，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系。
（3）小明认为由实验步骤B和C，可判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点 （正确/错误），理由是 。
26．（12分）（2021•常州）小组同学选择阻值不变的电阻丝，探究“电流通过电阻丝产生的热量（简称电热）与通电时间、电流、电阻的关系”。
（1）为探究电热与通电时间、电流的关系，在锥形瓶内装入适量煤油，设计电路如图甲所示，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 （A/B）端。
（a）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为0.5A，通电5分钟、温度计的示数升高了5℃。
（b）保持滑动变阻器滑片P的位置不变，通电10分钟、温度计的示数升高了9℃。
（a）、（b）对比可得结论： 。
（c）向 移动滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为1A，通电10分钟、温度计的示数升高了33℃，（b）、（c）对比可得结论： 。
（d）实验只能得到定性结论，主要原因是 。
（2）为探究电热与电阻的关系，并测出标签污损的电阻丝R2的阻值，在两个相同的锥形瓶内装入等质量的煤油，设计如图乙所示电路。开关闭合后，电压表有示数，但电流表无示数，电路故障是 ，排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P得到电表示数如图丙所示，则电压表示数为 Ⅴ，电流表示数为 A，R2阻值为 Ω。一段时间后，观察到电阻丝 所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多。
（3）请分析“电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显”：电炉丝的电流 导线的电流，电炉丝的电阻 导线的电阻。（选填：“大于”、“等于”、“小于”）
27．（8分）（2021•常州）常州某小学大门口，设有护学岗标志牌及其固定装置：铁杆左端固定在墙上、右端固定有铁夹，铁夹夹着重4N的护学岗标志牌，铁夹张开幅度越大，夹得越紧。放学时，值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出，此过程中，标志牌杆受到铁夹的摩擦力方向 、大小为 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力会发生怎样的变化？同学们展开合理猜想。
猜想1：考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大，理由是 。
猜想2：考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变小，理由是 。
同学们讨论后，认为猜想1、猜想2都合理，为确定哪一种猜想起主导作用，同学们先采用原始方案，测量时发现超出测力计的量程，于是设计出改进方案1、改进方案2，如图所示，每个滑轮重均为0.3N，不计绳重及滑轮处摩擦。
应采用改进方案 进行探究，实验时，匀速拔出过程中，测力计示数为4.4N，拔出后静止时，测力计示数为1.6N。淋湿、吸水后标志牌重为 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力为 N，猜想 起主导作用。
28．（4分）（2021•常州）常州地铁1号线的开通，为市民出行提供了极大的便利，如表为地铁1号线从茶山站到常州火车站的运行时刻表，问：
站名
茶山
清凉寺
同济桥
文化宫
博爱路
常州火车站
到站时刻/（时：分）
——
6：01
6：03
6：05
6：07
6：09
发车时间/（时：分）
6：00
6：02
6：04
6：06
6：08
——
路程/km
0
1.2
2.3
3.3
4.4
5.4
（1）地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站，用时多长？
（2）地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站，平均速度为多少千米每小时？合多少米每秒？
29．（7分）（2021•常州）2021年4月21日，印度尼西亚“南伽拉”402号潜艇在巴厘岛附近海域训练。
（1）下潜过程中，潜艇受到海水压强的变化情况为 。
（2）在某一深度，由于潜艇老旧，艇身破裂沉入海底，应印度尼西亚请求，中国派出“永兴岛”号打捞船展开救援。如图甲所示，打捞船向海底竖直发射超声波，1.1秒后收到回波信号，已知声音在海水中传播速度是1500m/s，海洋该处的深度是 m。
（3）打捞船利用绳子以0.5m/s的速度竖直向上匀速吊起一块潜艇残骸，绳子拉力F与时间t的关系如图乙所示，已知ρ海水＝1.1×103kg/m3，g取10N/kg，不计海水对残骸的阻力，问：
①残骸的密度有多大？
②拉力F功率的最大值有多大？
30．（9分）（2021•常州）如图所示的电路中，电源电压恒定，R1＝8Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω，1A”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表示数为0.5A，电压表示数为2V，灯泡L正常发光。问：
（1）电源电压有多大？
（2）灯泡L的额定功率有多大？
（3）断开开关S1，闭合开关S、S2，在不损坏电路元件的前提下，R2接入电路的阻值范围？
2021年江苏省常州市中考物理试卷
参考答案与试题解析
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）（2021•常州）常州民乐团合奏江苏名曲《茉莉花》时，观众能分辨出笛子、二胡、琵琶等乐器发出的声音，主要根据它们发出的声音有不同的（ ）
A．声速 B．响度 C．音调 D．音色
【分析】声音的三个特征分别是：音调、响度、音色，是从不同角度描述声音的，音调指声音的高低，由振动频率决定；响度指声音的强弱或大小，与振幅和距声源的距离有关；音色反映了声音的品质与特色，是由发声体本身决定的一个特性。
【解答】解：观众能分辨出笛子、二胡、琵琶等乐器发出的声音，主要根据它们发出的声音有不同的音色。
故ABC错误，D正确。
故选：D。
【点评】声音的特征有音调、响度、音色；三个特征是从三个不同角度描述声音的，且影响三个特征的因素各不相同。
2．（2分）（2021•常州）小明想通过一个例子给同学讲解惯性，下列事例中最恰当的是（ ）
A．手压气球，气球变形
B．利用重垂线检查墙壁是否竖直
C．用手指压铅笔尖，手指感到疼痛
D．百米跑运动员抵达终点时难以立即停下
【分析】物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，一切物体都有惯性。
【解答】解：A、手压气球，气球会变形，表明力可以改变物体的形状，与惯性无关，故A不符合题意；
B、利用重垂线检查墙壁是否竖直所依据的物理知识是重力的方向总是竖直向下的，与惯性无关，故B不符合题意；
C、手对铅笔尖施加力的作用的同时，受到铅笔尖的反作用力，手指感到疼，说明力的作用是相互的，与惯性无关，故C不符合题意；
D、百米跑运动员抵达终点时无法停下来，是因为运动员具有惯性，仍要保持原来的运动状态，故D符合题意。
故选：D。
【点评】新课改要求学习物理知识时要多联系生活实际，提高利用所学物理知识分析实际问题的能力，考试中像此类利用物理知识解释生活现象的题目经常出现。
3．（2分）（2021•常州）夏季来临，瓶装水迎来销售旺季，大量废弃的塑料瓶污染环境。三位英国大学生用海藻提取物制成可食用薄膜，将水封装在薄膜中做成“水球”——Ooho，可直接吞服解渴，如图所示。图中薄膜没有破裂是因为（ ）
A．薄膜的分子间有引力 B．薄膜的分子间有斥力
C．薄膜的分子静止不动 D．薄膜的分子间没有空隙
【分析】分子间存在着相互作用的引力和斥力。如固体和液体能保持一定的体积表明分子间存在引力；分子间的斥力使分子离得很近的固体和液体很难进一步被压缩．当分子距离很小时，分子间作用力表现为斥力；当分子间距离稍大时，分子间作用力表现为引力。
【解答】解：AB、当分子距离很小时，分子间作用力表现为斥力；当分子间距离稍大时，分子间作用力表现为引力，图中薄膜没有破裂是因为分子间有引力，所以A正确，B错误；
CD、物质是由大量分子、原子组成的，分子间有空隙，分子永不停息的做无规则运动，故CD错误。
故选：A。
【点评】本题考查了分子间的作用力，属于基础题型。
4．（2分）（2021•常州）毛皮与橡胶棒摩擦后，橡胶棒带负电，这是因为摩擦使得（ ）
A．部分电子从毛皮转移到橡胶棒
B．部分电子从橡胶棒转移到毛皮
C．部分原子核从毛皮转移到橡胶棒
D．部分原子核从橡胶棒转移到毛皮
【分析】摩擦起电实质是电荷的转移，原子核束缚电子的能力强，得到电子带负电，原子核束缚电子的能力弱，失去电子带正电。
【解答】解：毛皮跟橡胶棒摩擦过程中，由于橡胶棒原子核束缚电子的本领强，部分电子从毛皮转移到橡胶棒，橡胶棒得到电子带负电，毛皮因失去电子带正电，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查摩擦起电现象，摩擦起电不是创造了电，而是电荷发生转移的结果。
5．（2分）（2021•常州）如图所示，小鸭浮在水面上，它在水中的倒影正确的是（ ）
A． B． C． D．
【分析】平面镜成像的特点：所成的像是虚像；像和物体形状、大小相同；像和物体各对应点的连线与平面镜垂直；像和物体各对应点到平面镜间距离相等。
【解答】解：根据平面镜成像的特点，像和物体各对应点到平面镜间距离相等；
平静的湖面相当于平面镜，可使小鸭通过湖面成像，小鸭像与小鸭本身关于湖面对称，故只有B图符合要求。
故选：B。
【点评】本题主要考查的是平面镜成像特点的应用，属于基础知识考查，难度不大。
6．（2分）（2021•常州）夜晚的红梅公园，悬挂在高处的灯筒在地面上投射出红花绿叶的美丽图案。灯筒结构如图所示：不透明外壳内有一白炽灯，灯筒底部为带有彩色图案的玻璃。若将灯筒内白炽灯更换为红色光源，灯筒将在地面上投射出（ ）
A．红花黑叶 B．黑花红叶 C．红花红叶 D．黑花黑叶
【分析】透明物体的颜色由它透过的色光决定，只透过与它颜色相同的光，其他色光都吸收。
【解答】解：由题意可知灯筒底部的玻璃图案是红花绿叶，白炽灯发出的是七种色光混合而成白光，照射到红色的花，只透过红光，绿色的叶上只透过绿光，所以会出现红花绿叶的图案；当白炽灯更换为红色光源时，照射到红色的花上，透过红光，所以能看到红花，照射到绿叶上时，红光被吸收，没有色光透过，所以叶成了黑色，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查学生光学知识，要知道是透明物体颜色是由什么决定。
7．（2分）（2021•常州）光从室外透过玻璃进入室内，下列光路图中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】光线通过玻璃再进入空气发生两次折射：第一次是从空气斜射进入玻璃，折射光线应该靠近法线偏折，折射角小于入射角；第二次是从玻璃斜射进入空气，折射光线应该远离法线偏折，折射角大于入射角。
由于玻璃上下表面垂直，第二次折射的入射角等于第一次折射的折射角，所以第二次折射的折射角等于第一次折射的入射角，最后的出射光线与入射光线相比，只是做了平移，即出射光线与入射光线平行。
【解答】解：第一次折射：先过入射点O垂直玻璃右表面作出法线，再在玻璃内部法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角：
第二次折射：先过O′点垂直玻璃左表面作出法线，再在玻璃的左侧空气中作出折射光线，注意折射角大于入射角，折射光线与玻璃右表面的入射光线平行，如图所示：
故选：B。
【点评】考查光的折射定律中：当光从空气进入水、玻璃等透明介质时，折射角小于入射角；当光从水、玻璃进入空气中时，折射角大于入射角。
8．（2分）（2021•常州）近期，世界在建的最大规模水电站——中国白鹤滩水电站建设进展顺利。水能属于（ ）
①可再生能源
②不可再生能源
③常规能源
④新能源
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【分析】（1）能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；
（2）常规能源，人类利用多年且广泛使用的能源，如煤、石油、天然气、水能等；新能源又称非常规能源，是新近才开始使用的能源，如核能、太阳能、地热能、潮汐能。
【解答】解：水是能够源源不断的从自然界得到的能源，是可再生能源；水是人类利用多年且广泛使用的能源，属于常规能源；所以①③正确，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题主要考查学生对能源的分类的了解和掌握，是基础性的题目。
9．（2分）（2021•常州）新冠疫情期间，下班时，某企业要求员工利用戳孔器把口罩打孔破坏后再丢弃。确保废弃口罩不会被重复使用，如图所示。双手共同作用对口罩施加竖直向下、等大的力。口罩受到钉子的压强最大的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】压强的大小与压力大小、受力面积的大小有关，据此分析。
【解答】解：双手共同作用对口罩施加竖直向下，力的大小相同，根据p＝可知，当受力面积最小时，压强是最大的，由图可知，A中的受力面积最小，压强最大。
故选：A。
【点评】本题考查了影响压强大小的因素，属于基础题。
10．（2分）（2021•常州）2021年1月，我国生物学家在浙江丽水发现两栖动物新物种—百山祖角蟾。由图可知，趴在成人大拇指上的百山祖角蟾体长约为（ ）
A．3m B．3dm C．3cm D．3mm
【分析】对生活中常见物体的长度有所了解，同时明确各个长度单位间的关系。
【解答】解：由图可知，趴在成人大拇指上的百山祖角蟾，其体长约为拇指甲长度的2倍，即约3cm。
故ABD错误，C正确。
故选：C。
【点评】常识性了解物体的长度，可解答此题。
11．（2分）（2021•常州）1965年，美国发射通信卫星les﹣1，由于故障导致卫星进入太空后与地球失去联系，18年后，科学爱好者菲尔威廉偶然捕捉到les﹣1发出的频率为2.5×108Hz的信号。该信号（ ）
A．属超声波，周期为4×10﹣8s
B．属超声波，周期为4×10﹣9s
C．属电磁波，周期为4×10﹣8s
D．属电磁波，周期为4×10﹣9s
【分析】电磁波可以传递信息；根据频率的大小，利用T＝求出周期。
【解答】解：电磁波能在真空中传播，卫星发出的是电磁波；
频率为2.5×108Hz的信号的周期为：T＝＝＝4×10﹣9s。
故选：D。
【点评】本题考查了电磁波的应用、频率和周期的关系，属于基础题。
12．（2分）（2021•常州）电动汽车刹车时，汽车电动机“变身”为发电机，将汽车动能转化为电能，简称动能回收系统。下列实验中与动能回收系统原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这是电磁感应现象，此过程中机械能转化为电能。
【解答】解：汽车电动机“变身”为发电机，将汽车动能转化为电能，利用的是电磁感应的原理；
A探究的是磁场对磁体的作用；B是奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场；C是电动机的原理图，其原理是通电导体在磁场中受力运动；D是发电机的原理图，其原理是电磁感应现象，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了发电机的原理，明确各个图的原理是解题的关键。
13．（2分）（2021•常州）2021年4月19日，“机智号”电动直升机在火星地表首飞成功，如图所示。在匀速上升、空中悬停、匀速下降阶段，“机智号”旋翼受到的升力分别为F1、F2、F3，不计机身受到的火星气体阻力，则（ ）
A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F1＝F3＞F2 D．F1＝F2＝F3
【分析】物体处于平衡状态时，受平衡力，据此分析“机智号”旋翼受到的升力的大小。
【解答】解：由题意可知，“机智号”每次都是处于静止或匀速直线运动状态（即平衡状态），因此，“机智号”受到的是平衡力，不考虑阻力，则升力与重力平衡，二力的大小相等，物体的重力不变，所以升力都相等且都等于重力，即F1＝F2＝F3，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了二力平衡的应用，难度不大，属于基础性题目。
14．（2分）（2021•常州）2021年3月23日，巴拿马籍大型货轮“长赐号”在苏伊士运河搁浅，如图甲所示。28～29日，海水涨潮、运河水位持续上升，28日“长赐号”仍处于搁浅状态，29日“长赐号“脱离运河河底，随着水位上升船身逐渐升高，最终如图乙所示。28～29日，海水涨潮、运河水位持续上升过程中，“长赐号”受到的浮力（ ）
A．一直变大 B．先变大后不变
C．一直不变 D．先不变后变大
【分析】根据阿基米德原理F浮＝ρgV排可知，浮力的大小与液体的密度和排开的液体的体积有关；据此分析涨潮时长赐号脱离运河河底前和脱离运河河底后排开水的体积变化，根据阿基米德原理分析浮力大小的变化。
【解答】解：图甲中“长赐号”搁浅时受力平衡，受到三个力的作用：竖直向下的重力、竖直向上的支持力和浮力，则受到的浮力小于重力；
随着水位上升，在“长赐号“脱离运河河底漂浮前的过程中，长赐号排开的水的体积逐渐变大，根据阿基米德原理F浮＝ρgV排可知，受到的浮力逐渐变大；
图乙中“长赐号“漂浮后，随着水位继续上升的过程中，船身逐渐升高，但排开水的体积不变，受到的浮力不变。
故选：B。
【点评】本题考查了阿基米德原理的灵活应用，正确判断排开水的体积变化是解题的关键。
15．（2分）（2021•常州）青岛某住宅楼，夜间，每当地铁从高架桥上驶过，伴随着地铁行驶噪声，大楼除个别破损的灯泡外，左侧的楼道灯和右侧的走廊灯“自动”亮起，如图所示。白天地铁驶过，不会出现这种情况。已知S1为声控开关（有声闭合、无声断开），S2为光控开关（夜间闭合、白天断开），该大楼每层连接楼道灯L1、走廊灯L2的电路为图中的（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】根据题意可知，只有当“光控开关”、“声控开关”都闭合了灯才能亮，否则灯泡不亮；这说明两开关共同控制电路，即为串联；家庭电路中，用电器是并联的，工作时互不影响。
【解答】解：根据题意可得，当光控开关和声控开关都闭合后，灯泡都会亮起，只闭合一个开关，灯泡都不亮，这说明两个开关是串联的；大楼除个别破损的灯泡外，左侧的楼道灯和右侧的走廊灯“自动”亮起，这说明走廊灯能独立工作，是并联的，故C正确。
故选：C。
【点评】本题的关键是根据灯泡的工作条件确定开关的连接方式，然后根据串、并联的特点得出符合题意的电路图。
二、填空作图题（每空格1分，每图2分共25分）
16．（3分）（2021•常州）《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝 弹性 好，拉弯的弓把箭射出去，是把弓的 弹性势 能转化为箭的 动 能。
【分析】物体由于运动而具有的能叫做动能；物体由于被举高而具有的能叫做重力势能；发生弹性形变的物体所具有的能叫做弹性势能；根据能量的影响因素分析能量的转化情况。
【解答】解：在拉弓时，弦会发生弹性形变，用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝弹性好；拉弯的弓具有弹性势能，箭射出去后具有机械能，这一过程中是弓的弹性势能转化为箭的动能。
故答案为：弹性；弹性势；动。
【点评】对于判断能量转化的题目，我们可以从影响能量大小的因素来分析能量的变化，找到能量转化的方向。
17．（3分）（2021•常州）2021年5月15日，中国探测器成功着陆火星、屈原在《天问》诗句中所表达的美好愿望成为现实，如图甲，“祝融号“火星车驶离平台的过程中，其后置照相机对着平台先后拍摄得到乙、丙、丁3张照片，照相机的镜头是一个 凸 透镜，拍摄过程中相机镜头逐步 向内缩 （向外伸/向内缩）。观看三张照片感觉平台是运动的，这是以 照相机 为参照物。
【分析】照相机的镜头是一个凸透镜，可以成倒立、缩小的实像；凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大；
参照物与被研究的物体之间的相对位置，如果发生改变，则物体是运动的；如果未发生变化，则物体是静止的。
【解答】解：照相机的镜头是一个凸透镜；由图可知，像越来越小，这说明像距是变小的，物距变大，即照相机的镜头向内缩；
此过程中，照相机与平台之间发生了位置的变化，以照相机为参照物，感觉平台是运动的。
故答案为：凸；向内缩；照相机。
【点评】本题考查了凸透镜成像规律的应用、参照物的选择，属于基础题。
18．（2分）（2021•常州）如图所示的电路，R1的阻值为15Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.3A，电压表的示数为3V，则R2的阻值为 10 Ω，电路总功率为 1.5 W。
【分析】闭合开关S，两电阻并联，电压表测量电源电压，电流表测量通过R2的电流，
根据欧姆定律可知R2的阻值和通过R1的电流，根据并联电路的电流特点可知总电流I，根据P＝UI得出电路总功率。
【解答】解：闭合开关S，两电阻并联，电压表测量电源电压，电流表测量通过R2的电流，
根据欧姆定律可知R2的阻值R2＝＝＝10Ω，通过R1的电流I1＝＝＝0.2A，
根据并联电路的电流特点可知总电流I＝0.2A+0.3A＝0.5A，
电路总功率P＝UI＝3V×0.5A＝1.5W。
故答案为：10；1.5。
【点评】本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算，是一道较为简单的应用题。
19．（3分）（2021•常州）丹顶鹤立立跟同伴打架，失去了上喙。华南理工大学技术团队利用3D打印做出塑料上喙的大致模样，接着手工打磨得到形状完美的塑料上喙，打磨过程中塑料上喙的质量 变小 、密度 不变 。又根据塑料上喙铸造得到同形状的金属钛上喙，帮助立立重获长久捕食能力。从塑料上喙到金属钛上喙，质量增加68g，已知ρ塑料＝1.1×103kg/m3，ρ钛＝4.5×103kg/m3，立立上喙的体积为 20 cm3。
【分析】（1）物体所含物质的多少叫质量，质量大，物体含有物质多；质量小，物体含有物质少；
单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度，密度是物质的一种特性，决定于物质的种类、状态和温度，不随物质的质量或体积的变化而变化；
（2）在体积相同时，物体质量与其密度成正比。根据上喙的体积相同及不同材料引起的质量变化列方程求解上喙的体积。
【解答】解：打磨过程中，组成塑料上喙的物质减少，所以其质量变小；但物质种类、状态和温度不变，所以密度不变；
设立立上喙的体积为V，
由ρ＝得，
ρ钛V﹣ρ塑料V＝△m，
代入数值得
4.5g/cm3•V﹣1.1g/cm3•V＝68g，
解得V＝20cm3。
故答案为：变小；不变；20。
【点评】此题考查了质量、密度的特点及密度变形公式的应用。根据体积一定列出符合题意的方程，是求解上喙体积的关键。
20．（4分）（2021•常州）在汽车行业，“热融紧固”技术得到广泛应用，如图所示，①利用电动工具使螺钉高速旋转并压向金属板材；②螺钉尖端与板材表面摩擦生热，板材局部 熔化 （物态变化名）变软，螺钉尖端仍然坚硬，摩擦生热的能量转化方式与四冲程汽油机的 压缩 冲程相同；③螺纹完全拧入板材后螺钉停止转动，板材局部 凝固 （物质变化名）牢牢套住螺钉，利用该技术，铜螺钉可以拧如表格中 铝 物质制作的板材。
物质
熔点/℃
铁
1535
铜
1083
铝
660
【分析】（1）物质由固态变为液态叫做熔化；改变内能的方法有两种：做功和热传递；内燃机的压缩冲程中，机械能转化为内能；
（2）物质由液态变为固态叫做凝固；
（3）根据铜、铁、铝的熔点分析。
【解答】解：②螺钉尖端与板材表面摩擦生热，板材局部会熔化为液态；摩擦生热的能量转化方式是通过做功的方式使机械能转化为内能；内燃机的压缩冲程中，机械能转化为内能，所以内燃机的压缩冲程的能量转化相同；
③螺纹完全拧入板材后螺钉停止转动，板材局部的温度变低，由液态变为凝固为固态，牢牢套住螺钉；
④由表格中的数据可知，铜的熔点为1083℃，而铁的熔点要高于铜的熔点，铝的熔点低于铜的熔点，所以铜螺钉不能拧铁物质制作的板材，可以拧铝物质制作的板材。
故答案为：熔化；压缩；凝固；铝。
【点评】本题考查了物态变化、改变内能的方法、内燃机工作过程中能量的转化，难度不大。
21．（3分）（2021•常州）中国科兴疫苗需保存在低于8℃的环境中。夏季，运输过程中为监测疫苗温度是否超标，应在冷藏箱内放置图中所示的温度计 乙 。在接收点，为正确读数，验收人员 不能 （能/不能）把温度计从冷藏箱中取出读数，温度计示数如图所示，表明疫苗 安全 （安全/不安全）。
【分析】本题考查体温计的构造和原理、温度计的读数，可根据这两点进行解答。
【解答】解：（1）由题疫苗需保存在低于8℃的环境中，即保存环境温度最高为8℃。甲温度计是普通温度计，乙温度计的构造类似于体温计。根据体温计的构造特点，温度升高后水银柱升高，不会再降下去，可以测定最高温度。故应在冷藏箱内放置温度计乙。（2）体温计可以离开被测物体读数，但外界温度高，体温计示数会升高，故验收人员不能把温度计从冷藏箱中取出读数。（3）由图乙可知：温度计的分度值为1℃，示数为5℃。根据疫苗存放要求需保存在低于8℃的环境中，表明疫苗安全。故答案为：乙；不能；安全。
【点评】掌握体温计的构造特点是解答本题的关键，在对温度计进行读数时，首先要观察温度计的量程和分度值，并且视线要与温度计的液柱上表面持平。
22．（3分）（2021•常州）生活垃圾的热值为3×106J/kg，位于武进区遥观镇的垃圾焚烧发电厂每天完全燃烧800t生活垃圾，放出热量 2.4×1012 J，放出热量的30%用来发电，每天可发电 2×105 kW•h，放出热量的42%用来加热水供给附近小区，1标准大气压下，每天可将 3×106 kg的水由20℃恰好加热至沸腾。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【分析】（1）运用公式Q＝mq，可求出放出的热量。
（2）运用η＝变形后求出电能，1kW•h＝3.6×106J。
（3）运用η＝变形求出水吸收的热量，再根据Q吸＝cmΔt变形求出水的质量。
【解答】解：生活垃圾的质量为：m＝800t＝8×105kg，生活垃圾的热值为：q＝3×106J/kg，
燃烧放出的热量为：Q放＝mq＝8×105kg×3×106J/kg＝2.4×1012J；
放出热量的30%用来发电，则电能为：W电＝ηQ放＝30%×2.4×1012J＝7.2×1011J＝2×105kW•h；
水吸收的热量为：Q吸＝η′Q放＝42%×2.4×1012J＝1.008×1012J，
由Q吸＝cmΔt得，水的质量为：m水＝＝＝3×106kg；
故答案为：2.4×1012；2×105；3×106。
【点评】熟练运用热值、比热容的计算公式，明确效率的含义，是解答此题的关键。
23．（2分）（2021•常州）请在图中画出使杠杆ABC保持平衡的最小动力F1及其力臂L1的示意图。
【分析】（1）根据杠杆平衡的条件可知，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长。
（2）在通常情况下，连接杠杆支点和动力作用点这两点所得到的线段最长，以此为动力臂，最省力。
【解答】解：杠杆ABC的支点在O点，连接OA，若在A端施力F1，当F1的方向与OB垂直时动力臂最大，此时最省力，OA为其力臂L1；
根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡，动力方向斜向下，据此可画出最小的动力，如图所示：
【点评】杠杆中的最小动力，可以按照以下几个步骤进行：
（1）确定杠杆中的支点和动力作用点的位置；
（2）连接支点与动力作用点，得到最长的线段；
（3）经过动力作用点做出与该线段垂直的直线；
（4）根据杠杆平衡原理，确定出使杠杆平衡的动力方向。
24．（2分）（2021•常州）请在图中以笔画线添加一根导线，使灯L1与灯L2并联。
【分析】两灯并联，则电流的路径有两条，据此连接即可。
【解答】解：由图可知，要使两灯并联，则电流的路径有两条，此时电压表测量的是电源的电压，故应增加的导线是：灯泡L1右端连接到灯泡L2左端的导线；如图所示：
【点评】本题考查实物图的连接，是学习电学的基础，难度不大。
三、探究解答题（第25题5分，第26题12分，第27题8分，第28题4分，第29题7分，第30题9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．（5分）（2021•常州）小明探究“重力势能与重物质量和下落高度的关系”，如图所示，重物质量m＜M。
实验步骤
具体操作
实验现象
（1）让重物自由下落到平放在细沙表面的小桌上，通过观察桌腿下陷的深度判断 重物 （小桌/重物）的重力势能大小。
（2）由实验步骤 A 和 ，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系。
（3）小明认为由实验步骤B和C，可判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点 错误 （正确/错误），理由是 重物的质量、高度两个都是变量，无法比较 。
【分析】（1）用控制变量法研究重力势能大小的影响因素。用转换法表示重力势能大小。
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度。质量一定时，高度越高，重力势能越大；高度相同时，质量越大，重力势能越大。
【解答】解：（1）在实验探究过程中，通过观察桌腿下陷的深度来比较重物的重力势能的大小；
（2）研究重力势能大小和高度的关系时，保证质量不变，改变小球的高度。由图知：步骤A、B可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系；
（3）小明认为由实验步骤B和C，可判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点是错误的，因为B、C步骤中重物的质量、高度两个都是变量，无法比较。
故答案为：（1）重物；（2）A；B；（3）重物的质量、高度两个都是变量，无法比较。
【点评】本题考查了用控制变量法和转换法研究动能、重力势能大小的影响因素。掌握动能、重力势能影响因素是解题的关键。
26．（12分）（2021•常州）小组同学选择阻值不变的电阻丝，探究“电流通过电阻丝产生的热量（简称电热）与通电时间、电流、电阻的关系”。
（1）为探究电热与通电时间、电流的关系，在锥形瓶内装入适量煤油，设计电路如图甲所示，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 （A/B）端。
（a）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为0.5A，通电5分钟、温度计的示数升高了5℃。
（b）保持滑动变阻器滑片P的位置不变，通电10分钟、温度计的示数升高了9℃。
（a）、（b）对比可得结论： 在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多 。
（c）向 A端 移动滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为1A，通电10分钟、温度计的示数升高了33℃，（b）、（c）对比可得结论： 在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多 。
（d）实验只能得到定性结论，主要原因是 实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量 。
（2）为探究电热与电阻的关系，并测出标签污损的电阻丝R2的阻值，在两个相同的锥形瓶内装入等质量的煤油，设计如图乙所示电路。开关闭合后，电压表有示数，但电流表无示数，电路故障是 R2断路 ，排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P得到电表示数如图丙所示，则电压表示数为 8 Ⅴ，电流表示数为 0.5 A，R2阻值为 16 Ω。一段时间后，观察到电阻丝 R2 所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多。
（3）请分析“电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显”：电炉丝的电流 等于 导线的电流，电炉丝的电阻 大于 导线的电阻。（选填：“大于”、“等于”、“小于”）
【分析】（1）滑动变阻器有保护电路的作用，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处，据此分析；
（b）两次实验中，电阻和电流大小均相同，通电时间不同，（b）实验中温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，据此得出结论；
（c）（c）实验中电流表示数变大，根据欧姆定律可知电路中的总电阻变小，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，据此分析滑片的移动方向；
（b）、（c）两次实验中，电阻大小和通电时间均相同，（c）中电流大于（b）中电流，且温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，据此得出结论；
（d）实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量，据此分析；
（2）开关闭合后，电压表有示数，说明电压表与电源接通，但电流表无示数，说明电路中有断路的地方，与电压表并联的元件断路；
从图乙中可知，闭合开关后，两电阻丝和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压。
先看清电压表、电流表的量程和分度值，再读出示数；
根据欧姆定律可知R2的阻值；
比较R1、R2的电阻大小关系，根据Q＝I2Rt分析通电一段时间后，哪个电阻丝产生的热量多，电阻丝所在锥形瓶中的温度计示数升高的多；
（3）电炉丝和导线串联，故电炉丝的电流等于导线的电流，电炉丝的电阻大于导线的电阻，根据Q＝I2Rt可知通电相同时间，电炉丝产生的热量大于导线产生的热量。
【解答】解：（1）滑动变阻器有保护电路的作用，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处，故位于B端；
（b）两次实验中，电阻和电流大小均相同，通电时间不同，（b）中温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，可得结论：在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多；
（c）（c）实验中电流表示数变大，根据欧姆定律可知电路中的总电阻变小，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，故应向A端移动滑片；
（b）、（c）两次实验中，电阻大小和通电时间均相同，（c）中电流大于（b）中电流，且温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，可得结论：在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多；
（d）实验只能得到定性结论，主要原因是实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量；
（2）开关闭合后，电压表有示数，说明电压表与电源接通，但电流表无示数，说明电路中有断路的地方，电路故障是R2断路；
从图乙中可知，闭合开关后，两电阻丝和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压。
电压表选择大量程，分度值为0.5V，示数为8V，电流表选择小量程，分度值为0.02A，示数为0.5A；
根据欧姆定律可知R2的阻值R2＝＝＝16Ω；
已知R1＝10Ω＜R2，根据Q＝I2Rt可知一段时间后，电阻丝R2产生的热量多，故观察到电阻丝R2所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多；
（3）电炉丝和导线串联，故电炉丝的电流等于导线的电流，电炉丝的电阻大于导线的电阻，根据Q＝I2Rt可知通电相同时间，电炉丝产生的热量大于导线产生的热量，故电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显。
故答案为：（1）B；（b）在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多；（c）A端；在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多；（d）实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量；
（2）R2断路；8；0.5；16；R2；（3）等于；大于。
【点评】本题考查探究“电流通过电阻丝产生的热量与通电时间、电流、电阻的关系”，重点考查滑动变阻器的使用，实验故障分析、欧姆定律的应用和控制变量法的应用等知识。
27．（8分）（2021•常州）常州某小学大门口，设有护学岗标志牌及其固定装置：铁杆左端固定在墙上、右端固定有铁夹，铁夹夹着重4N的护学岗标志牌，铁夹张开幅度越大，夹得越紧。放学时，值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出，此过程中，标志牌杆受到铁夹的摩擦力方向 竖直向下 、大小为 9 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力会发生怎样的变化？同学们展开合理猜想。
猜想1：考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大，理由是 铁夹张开幅度越大，压力越大，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变大 。
猜想2：考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变小，理由是 接触面的粗糙程度变小，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变小 。
同学们讨论后，认为猜想1、猜想2都合理，为确定哪一种猜想起主导作用，同学们先采用原始方案，测量时发现超出测力计的量程，于是设计出改进方案1、改进方案2，如图所示，每个滑轮重均为0.3N，不计绳重及滑轮处摩擦。
应采用改进方案 2 进行探究，实验时，匀速拔出过程中，测力计示数为4.4N，拔出后静止时，测力计示数为1.6N。淋湿、吸水后标志牌重为 4.5 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力为 8.4 N，猜想 2 起主导作用。
【分析】（1）根据二力平衡条件分析摩擦力的大小和方向；
（2）滑动摩擦力的大小与压力的大小、接触面的粗糙程度有关；
（3）定滑轮在使用的过程中，不能改变力的大小，可以改变力的方向；使用滑轮组时，可以改变力的大小；据此分析实验中采用的方案；
根据F＝（f+G动）求出摩擦力的大小；根据F＝（G+G动）求出物体吸水后的重力。
【解答】解：（1）放学时，值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出，标志牌在竖直方向上受到的竖直向下的摩擦力和重力、竖直向上的拉力的作用，三个力平衡，大小相等，所以摩擦力的大小为13N﹣4N＝9N，方向是竖直向下的；
（2）猜想1：考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”，则铁夹张开幅度越大，夹得越紧，即压力越大，则标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大；
考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”，在压力不变时，接触面的粗糙程度变小，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变小；
（3）使用定滑轮不能改变力的大小，使用动滑轮可以省力；物体的重力为4N，拔出标志牌后，测力计示数为1.6N，要小于标志牌的重力，所以采用是实验方案2；
实验时，由图可知，滑轮组有3段绳子拉着动滑轮，拔出后静止时，测力计示数为1.6N，则F'＝（G'+G动），吸水后的标志牌的重力为：G'＝nF'﹣G动＝3×1.6N﹣0.3N＝4.5N；
匀速拔出过程中，测力计示数为4.4N，不计绳重及滑轮处摩擦，则：F＝（FG+G动），标志牌受到向上的拉力为：FG＝nF﹣G动＝3×4.4N﹣0.3N＝12.9N，则受到的摩擦力为：f＝FG﹣G＝12.9N﹣4.5N＝8.4N；
由此可知，摩擦力变小了，即猜想2起主导作用。
故答案为：竖直向下；9；铁夹张开幅度越大，压力越大，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变大；接触面的粗糙程度变小，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变小；2；4.5；8.4；2。
【点评】本题考查了影响滑动摩擦力大小的因素、求滑动摩擦力的大小、滑轮组的特点、滑轮组拉力公式的应用，有一定的难度。
28．（4分）（2021•常州）常州地铁1号线的开通，为市民出行提供了极大的便利，如表为地铁1号线从茶山站到常州火车站的运行时刻表，问：
站名
茶山
清凉寺
同济桥
文化宫
博爱路
常州火车站
到站时刻/（时：分）
——
6：01
6：03
6：05
6：07
6：09
发车时间/（时：分）
6：00
6：02
6：04
6：06
6：08
——
路程/km
0
1.2
2.3
3.3
4.4
5.4
（1）地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站，用时多长？
（2）地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站，平均速度为多少千米每小时？合多少米每秒？
【分析】（1）从表中找出地铁从茶山站出发的时刻和抵达常州火车站的时刻，进而得出所用时间；
（2）地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站的路程，根据v＝得出平均速度；3.6km/h＝1m/s。
【解答】解：（1）地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站，用时t＝6：09﹣6：00＝9min＝0.15h；
（2）地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站，路程s＝5.4km，
平均速度v＝＝＝36km/h＝10m/s。
答：（1）地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站，用时0.15h；
（2）地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站，平均速度为36千米每小时，合10米每秒。
【点评】本题考查速度的计算，关键是从表格得出有用信息。
29．（7分）（2021•常州）2021年4月21日，印度尼西亚“南伽拉”402号潜艇在巴厘岛附近海域训练。
（1）下潜过程中，潜艇受到海水压强的变化情况为 变大 。
（2）在某一深度，由于潜艇老旧，艇身破裂沉入海底，应印度尼西亚请求，中国派出“永兴岛”号打捞船展开救援。如图甲所示，打捞船向海底竖直发射超声波，1.1秒后收到回波信号，已知声音在海水中传播速度是1500m/s，海洋该处的深度是 825 m。
（3）打捞船利用绳子以0.5m/s的速度竖直向上匀速吊起一块潜艇残骸，绳子拉力F与时间t的关系如图乙所示，已知ρ海水＝1.1×103kg/m3，g取10N/kg，不计海水对残骸的阻力，问：
①残骸的密度有多大？
②拉力F功率的最大值有多大？
【分析】（1）下潜过程中，深度变大，根据p＝ρgh可知潜艇受到海水压强的变化情况；
（2）根据速度公式得出海洋该处的深度；
（3）①从图中可知残骸的重力为7.9×103N，根据G＝mg得出残骸的质量，残骸全部浸没时的拉力为6.8×103N，根据F浮＝G﹣F得出残骸全部浸没所受浮力，
根据阿基米德原理得出残骸全部浸没排开海水的体积，进而得出残骸的体积，根据密度公式得出残骸的密度；
②根据P＝＝＝Fv可知拉力F功率的最大值。
【解答】解：（1）下潜过程中，深度变大，根据p＝ρgh可知潜艇受到海水压强的变大；
（2）海洋该处的深度h＝vt＝×1500m/s×1.1s＝825m；
（3）①从图中可知残骸的重力为7.9×103N，
残骸的质量m＝＝＝790kg，
残骸全部浸没时的拉力为6.8×103N，
残骸全部浸没所受浮力F浮＝G﹣F＝7.9×103N﹣6.8×103N＝1.1×103N，
残骸的体积V＝V排＝＝＝0.1m3，
残骸的密度ρ＝＝＝7.9×103kg/m3；
②根据P＝＝＝Fv可知拉力F功率的最大值P＝F大v＝7.9×103N×0.5m/s＝3950W。
故答案为：（1）变大；（2）825；（3）①残骸的密度有7.9×103kg/m3；
②拉力F功率的最大值有3950W。
【点评】本题考查压强、浮力、密度、功的有关计算，考查知识点多，综合性强。
30．（9分）（2021•常州）如图所示的电路中，电源电压恒定，R1＝8Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω，1A”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表示数为0.5A，电压表示数为2V，灯泡L正常发光。问：
（1）电源电压有多大？
（2）灯泡L的额定功率有多大？
（3）断开开关S1，闭合开关S、S2，在不损坏电路元件的前提下，R2接入电路的阻值范围？
【分析】（1）断开开关S2，闭合开关S、S1，灯泡和电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测灯泡两端的电压，根据串联电路电流特点结合欧姆定律可得电阻两端的电压，根据串联电路电压规律可得电源电压；
（2）电流表示数为0.5A，电压表示数为2V，灯泡L正常发光，根据电功率公式P＝UI计算灯泡L的额定功率；
（3）断开开关S1，闭合开关S、S2，定值电阻和滑动变阻器串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，根据串联电路分压原理可知当电压表示数最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电压表的量程为0～3V，根据串联电路电压规律计算当电压表的示数为3V时，电阻两端的电压，根据欧姆定律计算此时滑动变阻器接入电路的阻值，电流表的量程为0～0.6A，当通过电路的电流为0.6A时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，由欧姆定律可得此时电路的电阻，根据串联电路电阻规律计算滑动变阻器此时接入电路的电阻，最后明确滑动变阻器接入电路的阻值范围。
【解答】解：（1）断开开关S2，闭合开关S、S1，灯泡和电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测灯泡两端的电压，
串联电路各处电流相等，由欧姆定律可得电阻两端的电压：U1＝IR1＝0.5A×8Ω＝4V，
串联电路总电压等于各部分电压之和，所以电源电压：U＝UL+U1＝2V+4V＝6V；
（2）电流表示数为0.5A，电压表示数为2V，灯泡L正常发光，灯泡L的额定功率：P＝ULI＝2V×0.5A＝1W；
（3）断开开关S1，闭合开关S、S2，定值电阻和滑动变阻器串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，根据串联电路分压原理可知当电压表示数最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，由电阻的串联和欧姆定律可知此时通过电路的电流最小，
电压表的量程为0～3V，当电压表的示数为3V时，电阻两端的电压：U1′＝U﹣U2＝6V﹣3V＝3V，
由欧姆定律可得：＝，即＝，解得：R2＝8Ω，
电流表的量程为0～0.6A，当通过电路的电流为0.6A时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，此时电路的电阻最小为：R′＝＝＝10Ω，
根据串联电路电阻规律可得滑动变阻器接入电路的最小阻值：R2′＝R′﹣R1＝10Ω﹣8Ω＝2Ω，
所以滑动变阻器接入电路的阻值范围为2Ω～8Ω。
答：（1）电源电压为6V；
（2）灯泡L的额定功率为1W；
（3）断开开关S1，闭合开关S、S2，在不损坏电路元件的前提下，R2接入电路的阻值范围为2Ω～8Ω。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用，最后一问有一定难度。
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日期：2021/9/30 14:54:57；用户：周达；邮箱：sjhzxyh13@xyh.com；学号：37802003
2021年江苏省常州市中考物理试卷
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）（2021•常州）常州民乐团合奏江苏名曲《茉莉花》时，观众能分辨出笛子、二胡、琵琶等乐器发出的声音，主要根据它们发出的声音有不同的（ ）
A．声速 B．响度 C．音调 D．音色
2．（2分）（2021•常州）小明想通过一个例子给同学讲解惯性，下列事例中最恰当的是（ ）
A．手压气球，气球变形
B．利用重垂线检查墙壁是否竖直
C．用手指压铅笔尖，手指感到疼痛
D．百米跑运动员抵达终点时难以立即停下
3．（2分）（2021•常州）夏季来临，瓶装水迎来销售旺季，大量废弃的塑料瓶污染环境。三位英国大学生用海藻提取物制成可食用薄膜，将水封装在薄膜中做成“水球”——Ooho，可直接吞服解渴，如图所示。图中薄膜没有破裂是因为（ ）
A．薄膜的分子间有引力 B．薄膜的分子间有斥力
C．薄膜的分子静止不动 D．薄膜的分子间没有空隙
4．（2分）（2021•常州）毛皮与橡胶棒摩擦后，橡胶棒带负电，这是因为摩擦使得（ ）
A．部分电子从毛皮转移到橡胶棒
B．部分电子从橡胶棒转移到毛皮
C．部分原子核从毛皮转移到橡胶棒
D．部分原子核从橡胶棒转移到毛皮
5．（2分）（2021•常州）如图所示，小鸭浮在水面上，它在水中的倒影正确的是（ ）
A． B． C． D．
6．（2分）（2021•常州）夜晚的红梅公园，悬挂在高处的灯筒在地面上投射出红花绿叶的美丽图案。灯筒结构如图所示：不透明外壳内有一白炽灯，灯筒底部为带有彩色图案的玻璃。若将灯筒内白炽灯更换为红色光源，灯筒将在地面上投射出（ ）
A．红花黑叶 B．黑花红叶 C．红花红叶 D．黑花黑叶
7．（2分）（2021•常州）光从室外透过玻璃进入室内，下列光路图中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．（2分）（2021•常州）近期，世界在建的最大规模水电站——中国白鹤滩水电站建设进展顺利。水能属于（ ）
①可再生能源
②不可再生能源
③常规能源
④新能源
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
9．（2分）（2021•常州）新冠疫情期间，下班时，某企业要求员工利用戳孔器把口罩打孔破坏后再丢弃。确保废弃口罩不会被重复使用，如图所示。双手共同作用对口罩施加竖直向下、等大的力。口罩受到钉子的压强最大的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（2分）（2021•常州）2021年1月，我国生物学家在浙江丽水发现两栖动物新物种—百山祖角蟾。由图可知，趴在成人大拇指上的百山祖角蟾体长约为（ ）
A．3m B．3dm C．3cm D．3mm
11．（2分）（2021•常州）1965年，美国发射通信卫星les﹣1，由于故障导致卫星进入太空后与地球失去联系，18年后，科学爱好者菲尔威廉偶然捕捉到les﹣1发出的频率为2.5×108Hz的信号。该信号（ ）
A．属超声波，周期为4×10﹣8s
B．属超声波，周期为4×10﹣9s
C．属电磁波，周期为4×10﹣8s
D．属电磁波，周期为4×10﹣9s
12．（2分）（2021•常州）电动汽车刹车时，汽车电动机“变身”为发电机，将汽车动能转化为电能，简称动能回收系统。下列实验中与动能回收系统原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
13．（2分）（2021•常州）2021年4月19日，“机智号”电动直升机在火星地表首飞成功，如图所示。在匀速上升、空中悬停、匀速下降阶段，“机智号”旋翼受到的升力分别为F1、F2、F3，不计机身受到的火星气体阻力，则（ ）
A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F1＝F3＞F2 D．F1＝F2＝F3
14．（2分）（2021•常州）2021年3月23日，巴拿马籍大型货轮“长赐号”在苏伊士运河搁浅，如图甲所示。28～29日，海水涨潮、运河水位持续上升，28日“长赐号”仍处于搁浅状态，29日“长赐号“脱离运河河底，随着水位上升船身逐渐升高，最终如图乙所示。28～29日，海水涨潮、运河水位持续上升过程中，“长赐号”受到的浮力（ ）
A．一直变大 B．先变大后不变
C．一直不变 D．先不变后变大
15．（2分）（2021•常州）青岛某住宅楼，夜间，每当地铁从高架桥上驶过，伴随着地铁行驶噪声，大楼除个别破损的灯泡外，左侧的楼道灯和右侧的走廊灯“自动”亮起，如图所示。白天地铁驶过，不会出现这种情况。已知S1为声控开关（有声闭合、无声断开），S2为光控开关（夜间闭合、白天断开），该大楼每层连接楼道灯L1、走廊灯L2的电路为图中的（ ）
A．
B．
C．
D．
二、填空作图题（每空格1分，每图2分共25分）
16．（3分）（2021•常州）《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝 好，拉弯的弓把箭射出去，是把弓的 能转化为箭的 能。
17．（3分）（2021•常州）2021年5月15日，中国探测器成功着陆火星、屈原在《天问》诗句中所表达的美好愿望成为现实，如图甲，“祝融号“火星车驶离平台的过程中，其后置照相机对着平台先后拍摄得到乙、丙、丁3张照片，照相机的镜头是一个 透镜，拍摄过程中相机镜头逐步 （向外伸/向内缩）。观看三张照片感觉平台是运动的，这是以 为参照物。
18．（2分）（2021•常州）如图所示的电路，R1的阻值为15Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.3A，电压表的示数为3V，则R2的阻值为 Ω，电路总功率为 W。
19．（3分）（2021•常州）丹顶鹤立立跟同伴打架，失去了上喙。华南理工大学技术团队利用3D打印做出塑料上喙的大致模样，接着手工打磨得到形状完美的塑料上喙，打磨过程中塑料上喙的质量 、密度 。又根据塑料上喙铸造得到同形状的金属钛上喙，帮助立立重获长久捕食能力。从塑料上喙到金属钛上喙，质量增加68g，已知ρ塑料＝1.1×103kg/m3，ρ钛＝4.5×103kg/m3，立立上喙的体积为 cm3。
20．（4分）（2021•常州）在汽车行业，“热融紧固”技术得到广泛应用，如图所示，①利用电动工具使螺钉高速旋转并压向金属板材；②螺钉尖端与板材表面摩擦生热，板材局部 （物态变化名）变软，螺钉尖端仍然坚硬，摩擦生热的能量转化方式与四冲程汽油机的 冲程相同；③螺纹完全拧入板材后螺钉停止转动，板材局部 （物质变化名）牢牢套住螺钉，利用该技术，铜螺钉可以拧如表格中 物质制作的板材。
物质
熔点/℃
铁
1535
铜
1083
铝
660
21．（3分）（2021•常州）中国科兴疫苗需保存在低于8℃的环境中。夏季，运输过程中为监测疫苗温度是否超标，应在冷藏箱内放置图中所示的温度计 。在接收点，为正确读数，验收人员 （能/不能）把温度计从冷藏箱中取出读数，温度计示数如图所示，表明疫苗 （安全/不安全）。
22．（3分）（2021•常州）生活垃圾的热值为3×106J/kg，位于武进区遥观镇的垃圾焚烧发电厂每天完全燃烧800t生活垃圾，放出热量 J，放出热量的30%用来发电，每天可发电 kW•h，放出热量的42%用来加热水供给附近小区，1标准大气压下，每天可将 kg的水由20℃恰好加热至沸腾。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
23．（2分）（2021•常州）请在图中画出使杠杆ABC保持平衡的最小动力F1及其力臂L1的示意图。
24．（2分）（2021•常州）请在图中以笔画线添加一根导线，使灯L1与灯L2并联。
三、探究解答题（第25题5分，第26题12分，第27题8分，第28题4分，第29题7分，第30题9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．（5分）（2021•常州）小明探究“重力势能与重物质量和下落高度的关系”，如图所示，重物质量m＜M。
实验步骤
具体操作
实验现象
（1）让重物自由下落到平放在细沙表面的小桌上，通过观察桌腿下陷的深度判断 （小桌/重物）的重力势能大小。
（2）由实验步骤 和 ，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系。
（3）小明认为由实验步骤B和C，可判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点 （正确/错误），理由是 。
26．（12分）（2021•常州）小组同学选择阻值不变的电阻丝，探究“电流通过电阻丝产生的热量（简称电热）与通电时间、电流、电阻的关系”。
（1）为探究电热与通电时间、电流的关系，在锥形瓶内装入适量煤油，设计电路如图甲所示，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 （A/B）端。
（a）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为0.5A，通电5分钟、温度计的示数升高了5℃。
（b）保持滑动变阻器滑片P的位置不变，通电10分钟、温度计的示数升高了9℃。
（a）、（b）对比可得结论： 。
（c）向 移动滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为1A，通电10分钟、温度计的示数升高了33℃，（b）、（c）对比可得结论： 。
（d）实验只能得到定性结论，主要原因是 。
（2）为探究电热与电阻的关系，并测出标签污损的电阻丝R2的阻值，在两个相同的锥形瓶内装入等质量的煤油，设计如图乙所示电路。开关闭合后，电压表有示数，但电流表无示数，电路故障是 ，排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P得到电表示数如图丙所示，则电压表示数为 Ⅴ，电流表示数为 A，R2阻值为 Ω。一段时间后，观察到电阻丝 所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多。
（3）请分析“电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显”：电炉丝的电流 导线的电流，电炉丝的电阻 导线的电阻。（选填：“大于”、“等于”、“小于”）
27．（8分）（2021•常州）常州某小学大门口，设有护学岗标志牌及其固定装置：铁杆左端固定在墙上、右端固定有铁夹，铁夹夹着重4N的护学岗标志牌，铁夹张开幅度越大，夹得越紧。放学时，值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出，此过程中，标志牌杆受到铁夹的摩擦力方向 、大小为 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力会发生怎样的变化？同学们展开合理猜想。
猜想1：考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大，理由是 。
猜想2：考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变小，理由是 。
同学们讨论后，认为猜想1、猜想2都合理，为确定哪一种猜想起主导作用，同学们先采用原始方案，测量时发现超出测力计的量程，于是设计出改进方案1、改进方案2，如图所示，每个滑轮重均为0.3N，不计绳重及滑轮处摩擦。
应采用改进方案 进行探究，实验时，匀速拔出过程中，测力计示数为4.4N，拔出后静止时，测力计示数为1.6N。淋湿、吸水后标志牌重为 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力为 N，猜想 起主导作用。
28．（4分）（2021•常州）常州地铁1号线的开通，为市民出行提供了极大的便利，如表为地铁1号线从茶山站到常州火车站的运行时刻表，问：
站名
茶山
清凉寺
同济桥
文化宫
博爱路
常州火车站
到站时刻/（时：分）
——
6：01
6：03
6：05
6：07
6：09
发车时间/（时：分）
6：00
6：02
6：04
6：06
6：08
——
路程/km
0
1.2
2.3
3.3
4.4
5.4
（1）地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站，用时多长？
（2）地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站，平均速度为多少千米每小时？合多少米每秒？
29．（7分）（2021•常州）2021年4月21日，印度尼西亚“南伽拉”402号潜艇在巴厘岛附近海域训练。
（1）下潜过程中，潜艇受到海水压强的变化情况为 。
（2）在某一深度，由于潜艇老旧，艇身破裂沉入海底，应印度尼西亚请求，中国派出“永兴岛”号打捞船展开救援。如图甲所示，打捞船向海底竖直发射超声波，1.1秒后收到回波信号，已知声音在海水中传播速度是1500m/s，海洋该处的深度是 m。
（3）打捞船利用绳子以0.5m/s的速度竖直向上匀速吊起一块潜艇残骸，绳子拉力F与时间t的关系如图乙所示，已知ρ海水＝1.1×103kg/m3，g取10N/kg，不计海水对残骸的阻力，问：
①残骸的密度有多大？
②拉力F功率的最大值有多大？
30．（9分）（2021•常州）如图所示的电路中，电源电压恒定，R1＝8Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω，1A”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表示数为0.5A，电压表示数为2V，灯泡L正常发光。问：
（1）电源电压有多大？
（2）灯泡L的额定功率有多大？
（3）断开开关S1，闭合开关S、S2，在不损坏电路元件的前提下，R2接入电路的阻值范围？
2021年江苏省常州市中考物理试卷
参考答案与试题解析
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）（2021•常州）常州民乐团合奏江苏名曲《茉莉花》时，观众能分辨出笛子、二胡、琵琶等乐器发出的声音，主要根据它们发出的声音有不同的（ ）
A．声速 B．响度 C．音调 D．音色
【分析】声音的三个特征分别是：音调、响度、音色，是从不同角度描述声音的，音调指声音的高低，由振动频率决定；响度指声音的强弱或大小，与振幅和距声源的距离有关；音色反映了声音的品质与特色，是由发声体本身决定的一个特性。
【解答】解：观众能分辨出笛子、二胡、琵琶等乐器发出的声音，主要根据它们发出的声音有不同的音色。
故ABC错误，D正确。
故选：D。
【点评】声音的特征有音调、响度、音色；三个特征是从三个不同角度描述声音的，且影响三个特征的因素各不相同。
2．（2分）（2021•常州）小明想通过一个例子给同学讲解惯性，下列事例中最恰当的是（ ）
A．手压气球，气球变形
B．利用重垂线检查墙壁是否竖直
C．用手指压铅笔尖，手指感到疼痛
D．百米跑运动员抵达终点时难以立即停下
【分析】物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，一切物体都有惯性。
【解答】解：A、手压气球，气球会变形，表明力可以改变物体的形状，与惯性无关，故A不符合题意；
B、利用重垂线检查墙壁是否竖直所依据的物理知识是重力的方向总是竖直向下的，与惯性无关，故B不符合题意；
C、手对铅笔尖施加力的作用的同时，受到铅笔尖的反作用力，手指感到疼，说明力的作用是相互的，与惯性无关，故C不符合题意；
D、百米跑运动员抵达终点时无法停下来，是因为运动员具有惯性，仍要保持原来的运动状态，故D符合题意。
故选：D。
【点评】新课改要求学习物理知识时要多联系生活实际，提高利用所学物理知识分析实际问题的能力，考试中像此类利用物理知识解释生活现象的题目经常出现。
3．（2分）（2021•常州）夏季来临，瓶装水迎来销售旺季，大量废弃的塑料瓶污染环境。三位英国大学生用海藻提取物制成可食用薄膜，将水封装在薄膜中做成“水球”——Ooho，可直接吞服解渴，如图所示。图中薄膜没有破裂是因为（ ）
A．薄膜的分子间有引力 B．薄膜的分子间有斥力
C．薄膜的分子静止不动 D．薄膜的分子间没有空隙
【分析】分子间存在着相互作用的引力和斥力。如固体和液体能保持一定的体积表明分子间存在引力；分子间的斥力使分子离得很近的固体和液体很难进一步被压缩．当分子距离很小时，分子间作用力表现为斥力；当分子间距离稍大时，分子间作用力表现为引力。
【解答】解：AB、当分子距离很小时，分子间作用力表现为斥力；当分子间距离稍大时，分子间作用力表现为引力，图中薄膜没有破裂是因为分子间有引力，所以A正确，B错误；
CD、物质是由大量分子、原子组成的，分子间有空隙，分子永不停息的做无规则运动，故CD错误。
故选：A。
【点评】本题考查了分子间的作用力，属于基础题型。
4．（2分）（2021•常州）毛皮与橡胶棒摩擦后，橡胶棒带负电，这是因为摩擦使得（ ）
A．部分电子从毛皮转移到橡胶棒
B．部分电子从橡胶棒转移到毛皮
C．部分原子核从毛皮转移到橡胶棒
D．部分原子核从橡胶棒转移到毛皮
【分析】摩擦起电实质是电荷的转移，原子核束缚电子的能力强，得到电子带负电，原子核束缚电子的能力弱，失去电子带正电。
【解答】解：毛皮跟橡胶棒摩擦过程中，由于橡胶棒原子核束缚电子的本领强，部分电子从毛皮转移到橡胶棒，橡胶棒得到电子带负电，毛皮因失去电子带正电，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查摩擦起电现象，摩擦起电不是创造了电，而是电荷发生转移的结果。
5．（2分）（2021•常州）如图所示，小鸭浮在水面上，它在水中的倒影正确的是（ ）
A． B． C． D．
【分析】平面镜成像的特点：所成的像是虚像；像和物体形状、大小相同；像和物体各对应点的连线与平面镜垂直；像和物体各对应点到平面镜间距离相等。
【解答】解：根据平面镜成像的特点，像和物体各对应点到平面镜间距离相等；
平静的湖面相当于平面镜，可使小鸭通过湖面成像，小鸭像与小鸭本身关于湖面对称，故只有B图符合要求。
故选：B。
【点评】本题主要考查的是平面镜成像特点的应用，属于基础知识考查，难度不大。
6．（2分）（2021•常州）夜晚的红梅公园，悬挂在高处的灯筒在地面上投射出红花绿叶的美丽图案。灯筒结构如图所示：不透明外壳内有一白炽灯，灯筒底部为带有彩色图案的玻璃。若将灯筒内白炽灯更换为红色光源，灯筒将在地面上投射出（ ）
A．红花黑叶 B．黑花红叶 C．红花红叶 D．黑花黑叶
【分析】透明物体的颜色由它透过的色光决定，只透过与它颜色相同的光，其他色光都吸收。
【解答】解：由题意可知灯筒底部的玻璃图案是红花绿叶，白炽灯发出的是七种色光混合而成白光，照射到红色的花，只透过红光，绿色的叶上只透过绿光，所以会出现红花绿叶的图案；当白炽灯更换为红色光源时，照射到红色的花上，透过红光，所以能看到红花，照射到绿叶上时，红光被吸收，没有色光透过，所以叶成了黑色，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查学生光学知识，要知道是透明物体颜色是由什么决定。
7．（2分）（2021•常州）光从室外透过玻璃进入室内，下列光路图中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】光线通过玻璃再进入空气发生两次折射：第一次是从空气斜射进入玻璃，折射光线应该靠近法线偏折，折射角小于入射角；第二次是从玻璃斜射进入空气，折射光线应该远离法线偏折，折射角大于入射角。
由于玻璃上下表面垂直，第二次折射的入射角等于第一次折射的折射角，所以第二次折射的折射角等于第一次折射的入射角，最后的出射光线与入射光线相比，只是做了平移，即出射光线与入射光线平行。
【解答】解：第一次折射：先过入射点O垂直玻璃右表面作出法线，再在玻璃内部法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角：
第二次折射：先过O′点垂直玻璃左表面作出法线，再在玻璃的左侧空气中作出折射光线，注意折射角大于入射角，折射光线与玻璃右表面的入射光线平行，如图所示：
故选：B。
【点评】考查光的折射定律中：当光从空气进入水、玻璃等透明介质时，折射角小于入射角；当光从水、玻璃进入空气中时，折射角大于入射角。
8．（2分）（2021•常州）近期，世界在建的最大规模水电站——中国白鹤滩水电站建设进展顺利。水能属于（ ）
①可再生能源
②不可再生能源
③常规能源
④新能源
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【分析】（1）能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；
（2）常规能源，人类利用多年且广泛使用的能源，如煤、石油、天然气、水能等；新能源又称非常规能源，是新近才开始使用的能源，如核能、太阳能、地热能、潮汐能。
【解答】解：水是能够源源不断的从自然界得到的能源，是可再生能源；水是人类利用多年且广泛使用的能源，属于常规能源；所以①③正确，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题主要考查学生对能源的分类的了解和掌握，是基础性的题目。
9．（2分）（2021•常州）新冠疫情期间，下班时，某企业要求员工利用戳孔器把口罩打孔破坏后再丢弃。确保废弃口罩不会被重复使用，如图所示。双手共同作用对口罩施加竖直向下、等大的力。口罩受到钉子的压强最大的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】压强的大小与压力大小、受力面积的大小有关，据此分析。
【解答】解：双手共同作用对口罩施加竖直向下，力的大小相同，根据p＝可知，当受力面积最小时，压强是最大的，由图可知，A中的受力面积最小，压强最大。
故选：A。
【点评】本题考查了影响压强大小的因素，属于基础题。
10．（2分）（2021•常州）2021年1月，我国生物学家在浙江丽水发现两栖动物新物种—百山祖角蟾。由图可知，趴在成人大拇指上的百山祖角蟾体长约为（ ）
A．3m B．3dm C．3cm D．3mm
【分析】对生活中常见物体的长度有所了解，同时明确各个长度单位间的关系。
【解答】解：由图可知，趴在成人大拇指上的百山祖角蟾，其体长约为拇指甲长度的2倍，即约3cm。
故ABD错误，C正确。
故选：C。
【点评】常识性了解物体的长度，可解答此题。
11．（2分）（2021•常州）1965年，美国发射通信卫星les﹣1，由于故障导致卫星进入太空后与地球失去联系，18年后，科学爱好者菲尔威廉偶然捕捉到les﹣1发出的频率为2.5×108Hz的信号。该信号（ ）
A．属超声波，周期为4×10﹣8s
B．属超声波，周期为4×10﹣9s
C．属电磁波，周期为4×10﹣8s
D．属电磁波，周期为4×10﹣9s
【分析】电磁波可以传递信息；根据频率的大小，利用T＝求出周期。
【解答】解：电磁波能在真空中传播，卫星发出的是电磁波；
频率为2.5×108Hz的信号的周期为：T＝＝＝4×10﹣9s。
故选：D。
【点评】本题考查了电磁波的应用、频率和周期的关系，属于基础题。
12．（2分）（2021•常州）电动汽车刹车时，汽车电动机“变身”为发电机，将汽车动能转化为电能，简称动能回收系统。下列实验中与动能回收系统原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这是电磁感应现象，此过程中机械能转化为电能。
【解答】解：汽车电动机“变身”为发电机，将汽车动能转化为电能，利用的是电磁感应的原理；
A探究的是磁场对磁体的作用；B是奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场；C是电动机的原理图，其原理是通电导体在磁场中受力运动；D是发电机的原理图，其原理是电磁感应现象，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了发电机的原理，明确各个图的原理是解题的关键。
13．（2分）（2021•常州）2021年4月19日，“机智号”电动直升机在火星地表首飞成功，如图所示。在匀速上升、空中悬停、匀速下降阶段，“机智号”旋翼受到的升力分别为F1、F2、F3，不计机身受到的火星气体阻力，则（ ）
A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F1＝F3＞F2 D．F1＝F2＝F3
【分析】物体处于平衡状态时，受平衡力，据此分析“机智号”旋翼受到的升力的大小。
【解答】解：由题意可知，“机智号”每次都是处于静止或匀速直线运动状态（即平衡状态），因此，“机智号”受到的是平衡力，不考虑阻力，则升力与重力平衡，二力的大小相等，物体的重力不变，所以升力都相等且都等于重力，即F1＝F2＝F3，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了二力平衡的应用，难度不大，属于基础性题目。
14．（2分）（2021•常州）2021年3月23日，巴拿马籍大型货轮“长赐号”在苏伊士运河搁浅，如图甲所示。28～29日，海水涨潮、运河水位持续上升，28日“长赐号”仍处于搁浅状态，29日“长赐号“脱离运河河底，随着水位上升船身逐渐升高，最终如图乙所示。28～29日，海水涨潮、运河水位持续上升过程中，“长赐号”受到的浮力（ ）
A．一直变大 B．先变大后不变
C．一直不变 D．先不变后变大
【分析】根据阿基米德原理F浮＝ρgV排可知，浮力的大小与液体的密度和排开的液体的体积有关；据此分析涨潮时长赐号脱离运河河底前和脱离运河河底后排开水的体积变化，根据阿基米德原理分析浮力大小的变化。
【解答】解：图甲中“长赐号”搁浅时受力平衡，受到三个力的作用：竖直向下的重力、竖直向上的支持力和浮力，则受到的浮力小于重力；
随着水位上升，在“长赐号“脱离运河河底漂浮前的过程中，长赐号排开的水的体积逐渐变大，根据阿基米德原理F浮＝ρgV排可知，受到的浮力逐渐变大；
图乙中“长赐号“漂浮后，随着水位继续上升的过程中，船身逐渐升高，但排开水的体积不变，受到的浮力不变。
故选：B。
【点评】本题考查了阿基米德原理的灵活应用，正确判断排开水的体积变化是解题的关键。
15．（2分）（2021•常州）青岛某住宅楼，夜间，每当地铁从高架桥上驶过，伴随着地铁行驶噪声，大楼除个别破损的灯泡外，左侧的楼道灯和右侧的走廊灯“自动”亮起，如图所示。白天地铁驶过，不会出现这种情况。已知S1为声控开关（有声闭合、无声断开），S2为光控开关（夜间闭合、白天断开），该大楼每层连接楼道灯L1、走廊灯L2的电路为图中的（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】根据题意可知，只有当“光控开关”、“声控开关”都闭合了灯才能亮，否则灯泡不亮；这说明两开关共同控制电路，即为串联；家庭电路中，用电器是并联的，工作时互不影响。
【解答】解：根据题意可得，当光控开关和声控开关都闭合后，灯泡都会亮起，只闭合一个开关，灯泡都不亮，这说明两个开关是串联的；大楼除个别破损的灯泡外，左侧的楼道灯和右侧的走廊灯“自动”亮起，这说明走廊灯能独立工作，是并联的，故C正确。
故选：C。
【点评】本题的关键是根据灯泡的工作条件确定开关的连接方式，然后根据串、并联的特点得出符合题意的电路图。
二、填空作图题（每空格1分，每图2分共25分）
16．（3分）（2021•常州）《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝 弹性 好，拉弯的弓把箭射出去，是把弓的 弹性势 能转化为箭的 动 能。
【分析】物体由于运动而具有的能叫做动能；物体由于被举高而具有的能叫做重力势能；发生弹性形变的物体所具有的能叫做弹性势能；根据能量的影响因素分析能量的转化情况。
【解答】解：在拉弓时，弦会发生弹性形变，用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝弹性好；拉弯的弓具有弹性势能，箭射出去后具有机械能，这一过程中是弓的弹性势能转化为箭的动能。
故答案为：弹性；弹性势；动。
【点评】对于判断能量转化的题目，我们可以从影响能量大小的因素来分析能量的变化，找到能量转化的方向。
17．（3分）（2021•常州）2021年5月15日，中国探测器成功着陆火星、屈原在《天问》诗句中所表达的美好愿望成为现实，如图甲，“祝融号“火星车驶离平台的过程中，其后置照相机对着平台先后拍摄得到乙、丙、丁3张照片，照相机的镜头是一个 凸 透镜，拍摄过程中相机镜头逐步 向内缩 （向外伸/向内缩）。观看三张照片感觉平台是运动的，这是以 照相机 为参照物。
【分析】照相机的镜头是一个凸透镜，可以成倒立、缩小的实像；凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大；
参照物与被研究的物体之间的相对位置，如果发生改变，则物体是运动的；如果未发生变化，则物体是静止的。
【解答】解：照相机的镜头是一个凸透镜；由图可知，像越来越小，这说明像距是变小的，物距变大，即照相机的镜头向内缩；
此过程中，照相机与平台之间发生了位置的变化，以照相机为参照物，感觉平台是运动的。
故答案为：凸；向内缩；照相机。
【点评】本题考查了凸透镜成像规律的应用、参照物的选择，属于基础题。
18．（2分）（2021•常州）如图所示的电路，R1的阻值为15Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.3A，电压表的示数为3V，则R2的阻值为 10 Ω，电路总功率为 1.5 W。
【分析】闭合开关S，两电阻并联，电压表测量电源电压，电流表测量通过R2的电流，
根据欧姆定律可知R2的阻值和通过R1的电流，根据并联电路的电流特点可知总电流I，根据P＝UI得出电路总功率。
【解答】解：闭合开关S，两电阻并联，电压表测量电源电压，电流表测量通过R2的电流，
根据欧姆定律可知R2的阻值R2＝＝＝10Ω，通过R1的电流I1＝＝＝0.2A，
根据并联电路的电流特点可知总电流I＝0.2A+0.3A＝0.5A，
电路总功率P＝UI＝3V×0.5A＝1.5W。
故答案为：10；1.5。
【点评】本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算，是一道较为简单的应用题。
19．（3分）（2021•常州）丹顶鹤立立跟同伴打架，失去了上喙。华南理工大学技术团队利用3D打印做出塑料上喙的大致模样，接着手工打磨得到形状完美的塑料上喙，打磨过程中塑料上喙的质量 变小 、密度 不变 。又根据塑料上喙铸造得到同形状的金属钛上喙，帮助立立重获长久捕食能力。从塑料上喙到金属钛上喙，质量增加68g，已知ρ塑料＝1.1×103kg/m3，ρ钛＝4.5×103kg/m3，立立上喙的体积为 20 cm3。
【分析】（1）物体所含物质的多少叫质量，质量大，物体含有物质多；质量小，物体含有物质少；
单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度，密度是物质的一种特性，决定于物质的种类、状态和温度，不随物质的质量或体积的变化而变化；
（2）在体积相同时，物体质量与其密度成正比。根据上喙的体积相同及不同材料引起的质量变化列方程求解上喙的体积。
【解答】解：打磨过程中，组成塑料上喙的物质减少，所以其质量变小；但物质种类、状态和温度不变，所以密度不变；
设立立上喙的体积为V，
由ρ＝得，
ρ钛V﹣ρ塑料V＝△m，
代入数值得
4.5g/cm3•V﹣1.1g/cm3•V＝68g，
解得V＝20cm3。
故答案为：变小；不变；20。
【点评】此题考查了质量、密度的特点及密度变形公式的应用。根据体积一定列出符合题意的方程，是求解上喙体积的关键。
20．（4分）（2021•常州）在汽车行业，“热融紧固”技术得到广泛应用，如图所示，①利用电动工具使螺钉高速旋转并压向金属板材；②螺钉尖端与板材表面摩擦生热，板材局部 熔化 （物态变化名）变软，螺钉尖端仍然坚硬，摩擦生热的能量转化方式与四冲程汽油机的 压缩 冲程相同；③螺纹完全拧入板材后螺钉停止转动，板材局部 凝固 （物质变化名）牢牢套住螺钉，利用该技术，铜螺钉可以拧如表格中 铝 物质制作的板材。
物质
熔点/℃
铁
1535
铜
1083
铝
660
【分析】（1）物质由固态变为液态叫做熔化；改变内能的方法有两种：做功和热传递；内燃机的压缩冲程中，机械能转化为内能；
（2）物质由液态变为固态叫做凝固；
（3）根据铜、铁、铝的熔点分析。
【解答】解：②螺钉尖端与板材表面摩擦生热，板材局部会熔化为液态；摩擦生热的能量转化方式是通过做功的方式使机械能转化为内能；内燃机的压缩冲程中，机械能转化为内能，所以内燃机的压缩冲程的能量转化相同；
③螺纹完全拧入板材后螺钉停止转动，板材局部的温度变低，由液态变为凝固为固态，牢牢套住螺钉；
④由表格中的数据可知，铜的熔点为1083℃，而铁的熔点要高于铜的熔点，铝的熔点低于铜的熔点，所以铜螺钉不能拧铁物质制作的板材，可以拧铝物质制作的板材。
故答案为：熔化；压缩；凝固；铝。
【点评】本题考查了物态变化、改变内能的方法、内燃机工作过程中能量的转化，难度不大。
21．（3分）（2021•常州）中国科兴疫苗需保存在低于8℃的环境中。夏季，运输过程中为监测疫苗温度是否超标，应在冷藏箱内放置图中所示的温度计 乙 。在接收点，为正确读数，验收人员 不能 （能/不能）把温度计从冷藏箱中取出读数，温度计示数如图所示，表明疫苗 安全 （安全/不安全）。
【分析】本题考查体温计的构造和原理、温度计的读数，可根据这两点进行解答。
【解答】解：（1）由题疫苗需保存在低于8℃的环境中，即保存环境温度最高为8℃。甲温度计是普通温度计，乙温度计的构造类似于体温计。根据体温计的构造特点，温度升高后水银柱升高，不会再降下去，可以测定最高温度。故应在冷藏箱内放置温度计乙。（2）体温计可以离开被测物体读数，但外界温度高，体温计示数会升高，故验收人员不能把温度计从冷藏箱中取出读数。（3）由图乙可知：温度计的分度值为1℃，示数为5℃。根据疫苗存放要求需保存在低于8℃的环境中，表明疫苗安全。故答案为：乙；不能；安全。
【点评】掌握体温计的构造特点是解答本题的关键，在对温度计进行读数时，首先要观察温度计的量程和分度值，并且视线要与温度计的液柱上表面持平。
22．（3分）（2021•常州）生活垃圾的热值为3×106J/kg，位于武进区遥观镇的垃圾焚烧发电厂每天完全燃烧800t生活垃圾，放出热量 2.4×1012 J，放出热量的30%用来发电，每天可发电 2×105 kW•h，放出热量的42%用来加热水供给附近小区，1标准大气压下，每天可将 3×106 kg的水由20℃恰好加热至沸腾。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【分析】（1）运用公式Q＝mq，可求出放出的热量。
（2）运用η＝变形后求出电能，1kW•h＝3.6×106J。
（3）运用η＝变形求出水吸收的热量，再根据Q吸＝cmΔt变形求出水的质量。
【解答】解：生活垃圾的质量为：m＝800t＝8×105kg，生活垃圾的热值为：q＝3×106J/kg，
燃烧放出的热量为：Q放＝mq＝8×105kg×3×106J/kg＝2.4×1012J；
放出热量的30%用来发电，则电能为：W电＝ηQ放＝30%×2.4×1012J＝7.2×1011J＝2×105kW•h；
水吸收的热量为：Q吸＝η′Q放＝42%×2.4×1012J＝1.008×1012J，
由Q吸＝cmΔt得，水的质量为：m水＝＝＝3×106kg；
故答案为：2.4×1012；2×105；3×106。
【点评】熟练运用热值、比热容的计算公式，明确效率的含义，是解答此题的关键。
23．（2分）（2021•常州）请在图中画出使杠杆ABC保持平衡的最小动力F1及其力臂L1的示意图。
【分析】（1）根据杠杆平衡的条件可知，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长。
（2）在通常情况下，连接杠杆支点和动力作用点这两点所得到的线段最长，以此为动力臂，最省力。
【解答】解：杠杆ABC的支点在O点，连接OA，若在A端施力F1，当F1的方向与OB垂直时动力臂最大，此时最省力，OA为其力臂L1；
根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡，动力方向斜向下，据此可画出最小的动力，如图所示：
【点评】杠杆中的最小动力，可以按照以下几个步骤进行：
（1）确定杠杆中的支点和动力作用点的位置；
（2）连接支点与动力作用点，得到最长的线段；
（3）经过动力作用点做出与该线段垂直的直线；
（4）根据杠杆平衡原理，确定出使杠杆平衡的动力方向。
24．（2分）（2021•常州）请在图中以笔画线添加一根导线，使灯L1与灯L2并联。
【分析】两灯并联，则电流的路径有两条，据此连接即可。
【解答】解：由图可知，要使两灯并联，则电流的路径有两条，此时电压表测量的是电源的电压，故应增加的导线是：灯泡L1右端连接到灯泡L2左端的导线；如图所示：
【点评】本题考查实物图的连接，是学习电学的基础，难度不大。
三、探究解答题（第25题5分，第26题12分，第27题8分，第28题4分，第29题7分，第30题9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．（5分）（2021•常州）小明探究“重力势能与重物质量和下落高度的关系”，如图所示，重物质量m＜M。
实验步骤
具体操作
实验现象
（1）让重物自由下落到平放在细沙表面的小桌上，通过观察桌腿下陷的深度判断 重物 （小桌/重物）的重力势能大小。
（2）由实验步骤 A 和 ，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系。
（3）小明认为由实验步骤B和C，可判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点 错误 （正确/错误），理由是 重物的质量、高度两个都是变量，无法比较 。
【分析】（1）用控制变量法研究重力势能大小的影响因素。用转换法表示重力势能大小。
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度。质量一定时，高度越高，重力势能越大；高度相同时，质量越大，重力势能越大。
【解答】解：（1）在实验探究过程中，通过观察桌腿下陷的深度来比较重物的重力势能的大小；
（2）研究重力势能大小和高度的关系时，保证质量不变，改变小球的高度。由图知：步骤A、B可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系；
（3）小明认为由实验步骤B和C，可判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点是错误的，因为B、C步骤中重物的质量、高度两个都是变量，无法比较。
故答案为：（1）重物；（2）A；B；（3）重物的质量、高度两个都是变量，无法比较。
【点评】本题考查了用控制变量法和转换法研究动能、重力势能大小的影响因素。掌握动能、重力势能影响因素是解题的关键。
26．（12分）（2021•常州）小组同学选择阻值不变的电阻丝，探究“电流通过电阻丝产生的热量（简称电热）与通电时间、电流、电阻的关系”。
（1）为探究电热与通电时间、电流的关系，在锥形瓶内装入适量煤油，设计电路如图甲所示，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 （A/B）端。
（a）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为0.5A，通电5分钟、温度计的示数升高了5℃。
（b）保持滑动变阻器滑片P的位置不变，通电10分钟、温度计的示数升高了9℃。
（a）、（b）对比可得结论： 在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多 。
（c）向 A端 移动滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为1A，通电10分钟、温度计的示数升高了33℃，（b）、（c）对比可得结论： 在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多 。
（d）实验只能得到定性结论，主要原因是 实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量 。
（2）为探究电热与电阻的关系，并测出标签污损的电阻丝R2的阻值，在两个相同的锥形瓶内装入等质量的煤油，设计如图乙所示电路。开关闭合后，电压表有示数，但电流表无示数，电路故障是 R2断路 ，排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P得到电表示数如图丙所示，则电压表示数为 8 Ⅴ，电流表示数为 0.5 A，R2阻值为 16 Ω。一段时间后，观察到电阻丝 R2 所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多。
（3）请分析“电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显”：电炉丝的电流 等于 导线的电流，电炉丝的电阻 大于 导线的电阻。（选填：“大于”、“等于”、“小于”）
【分析】（1）滑动变阻器有保护电路的作用，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处，据此分析；
（b）两次实验中，电阻和电流大小均相同，通电时间不同，（b）实验中温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，据此得出结论；
（c）（c）实验中电流表示数变大，根据欧姆定律可知电路中的总电阻变小，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，据此分析滑片的移动方向；
（b）、（c）两次实验中，电阻大小和通电时间均相同，（c）中电流大于（b）中电流，且温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，据此得出结论；
（d）实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量，据此分析；
（2）开关闭合后，电压表有示数，说明电压表与电源接通，但电流表无示数，说明电路中有断路的地方，与电压表并联的元件断路；
从图乙中可知，闭合开关后，两电阻丝和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压。
先看清电压表、电流表的量程和分度值，再读出示数；
根据欧姆定律可知R2的阻值；
比较R1、R2的电阻大小关系，根据Q＝I2Rt分析通电一段时间后，哪个电阻丝产生的热量多，电阻丝所在锥形瓶中的温度计示数升高的多；
（3）电炉丝和导线串联，故电炉丝的电流等于导线的电流，电炉丝的电阻大于导线的电阻，根据Q＝I2Rt可知通电相同时间，电炉丝产生的热量大于导线产生的热量。
【解答】解：（1）滑动变阻器有保护电路的作用，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处，故位于B端；
（b）两次实验中，电阻和电流大小均相同，通电时间不同，（b）中温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，可得结论：在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多；
（c）（c）实验中电流表示数变大，根据欧姆定律可知电路中的总电阻变小，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，故应向A端移动滑片；
（b）、（c）两次实验中，电阻大小和通电时间均相同，（c）中电流大于（b）中电流，且温度计升高的示数较大，说明电流通过电阻产生的热量多，可得结论：在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多；
（d）实验只能得到定性结论，主要原因是实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量；
（2）开关闭合后，电压表有示数，说明电压表与电源接通，但电流表无示数，说明电路中有断路的地方，电路故障是R2断路；
从图乙中可知，闭合开关后，两电阻丝和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2两端的电压。
电压表选择大量程，分度值为0.5V，示数为8V，电流表选择小量程，分度值为0.02A，示数为0.5A；
根据欧姆定律可知R2的阻值R2＝＝＝16Ω；
已知R1＝10Ω＜R2，根据Q＝I2Rt可知一段时间后，电阻丝R2产生的热量多，故观察到电阻丝R2所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多；
（3）电炉丝和导线串联，故电炉丝的电流等于导线的电流，电炉丝的电阻大于导线的电阻，根据Q＝I2Rt可知通电相同时间，电炉丝产生的热量大于导线产生的热量，故电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显。
故答案为：（1）B；（b）在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多；（c）A端；在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多；（d）实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量；
（2）R2断路；8；0.5；16；R2；（3）等于；大于。
【点评】本题考查探究“电流通过电阻丝产生的热量与通电时间、电流、电阻的关系”，重点考查滑动变阻器的使用，实验故障分析、欧姆定律的应用和控制变量法的应用等知识。
27．（8分）（2021•常州）常州某小学大门口，设有护学岗标志牌及其固定装置：铁杆左端固定在墙上、右端固定有铁夹，铁夹夹着重4N的护学岗标志牌，铁夹张开幅度越大，夹得越紧。放学时，值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出，此过程中，标志牌杆受到铁夹的摩擦力方向 竖直向下 、大小为 9 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力会发生怎样的变化？同学们展开合理猜想。
猜想1：考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大，理由是 铁夹张开幅度越大，压力越大，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变大 。
猜想2：考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变小，理由是 接触面的粗糙程度变小，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变小 。
同学们讨论后，认为猜想1、猜想2都合理，为确定哪一种猜想起主导作用，同学们先采用原始方案，测量时发现超出测力计的量程，于是设计出改进方案1、改进方案2，如图所示，每个滑轮重均为0.3N，不计绳重及滑轮处摩擦。
应采用改进方案 2 进行探究，实验时，匀速拔出过程中，测力计示数为4.4N，拔出后静止时，测力计示数为1.6N。淋湿、吸水后标志牌重为 4.5 N。雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力为 8.4 N，猜想 2 起主导作用。
【分析】（1）根据二力平衡条件分析摩擦力的大小和方向；
（2）滑动摩擦力的大小与压力的大小、接触面的粗糙程度有关；
（3）定滑轮在使用的过程中，不能改变力的大小，可以改变力的方向；使用滑轮组时，可以改变力的大小；据此分析实验中采用的方案；
根据F＝（f+G动）求出摩擦力的大小；根据F＝（G+G动）求出物体吸水后的重力。
【解答】解：（1）放学时，值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出，标志牌在竖直方向上受到的竖直向下的摩擦力和重力、竖直向上的拉力的作用，三个力平衡，大小相等，所以摩擦力的大小为13N﹣4N＝9N，方向是竖直向下的；
（2）猜想1：考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”，则铁夹张开幅度越大，夹得越紧，即压力越大，则标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大；
考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”，在压力不变时，接触面的粗糙程度变小，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变小；
（3）使用定滑轮不能改变力的大小，使用动滑轮可以省力；物体的重力为4N，拔出标志牌后，测力计示数为1.6N，要小于标志牌的重力，所以采用是实验方案2；
实验时，由图可知，滑轮组有3段绳子拉着动滑轮，拔出后静止时，测力计示数为1.6N，则F'＝（G'+G动），吸水后的标志牌的重力为：G'＝nF'﹣G动＝3×1.6N﹣0.3N＝4.5N；
匀速拔出过程中，测力计示数为4.4N，不计绳重及滑轮处摩擦，则：F＝（FG+G动），标志牌受到向上的拉力为：FG＝nF﹣G动＝3×4.4N﹣0.3N＝12.9N，则受到的摩擦力为：f＝FG﹣G＝12.9N﹣4.5N＝8.4N；
由此可知，摩擦力变小了，即猜想2起主导作用。
故答案为：竖直向下；9；铁夹张开幅度越大，压力越大，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变大；接触面的粗糙程度变小，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变小；2；4.5；8.4；2。
【点评】本题考查了影响滑动摩擦力大小的因素、求滑动摩擦力的大小、滑轮组的特点、滑轮组拉力公式的应用，有一定的难度。
28．（4分）（2021•常州）常州地铁1号线的开通，为市民出行提供了极大的便利，如表为地铁1号线从茶山站到常州火车站的运行时刻表，问：
站名
茶山
清凉寺
同济桥
文化宫
博爱路
常州火车站
到站时刻/（时：分）
——
6：01
6：03
6：05
6：07
6：09
发车时间/（时：分）
6：00
6：02
6：04
6：06
6：08
——
路程/km
0
1.2
2.3
3.3
4.4
5.4
（1）地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站，用时多长？
（2）地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站，平均速度为多少千米每小时？合多少米每秒？
【分析】（1）从表中找出地铁从茶山站出发的时刻和抵达常州火车站的时刻，进而得出所用时间；
（2）地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站的路程，根据v＝得出平均速度；3.6km/h＝1m/s。
【解答】解：（1）地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站，用时t＝6：09﹣6：00＝9min＝0.15h；
（2）地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站，路程s＝5.4km，
平均速度v＝＝＝36km/h＝10m/s。
答：（1）地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站，用时0.15h；
（2）地铁从茶山站出发直至抵达常州火车站，平均速度为36千米每小时，合10米每秒。
【点评】本题考查速度的计算，关键是从表格得出有用信息。
29．（7分）（2021•常州）2021年4月21日，印度尼西亚“南伽拉”402号潜艇在巴厘岛附近海域训练。
（1）下潜过程中，潜艇受到海水压强的变化情况为 变大 。
（2）在某一深度，由于潜艇老旧，艇身破裂沉入海底，应印度尼西亚请求，中国派出“永兴岛”号打捞船展开救援。如图甲所示，打捞船向海底竖直发射超声波，1.1秒后收到回波信号，已知声音在海水中传播速度是1500m/s，海洋该处的深度是 825 m。
（3）打捞船利用绳子以0.5m/s的速度竖直向上匀速吊起一块潜艇残骸，绳子拉力F与时间t的关系如图乙所示，已知ρ海水＝1.1×103kg/m3，g取10N/kg，不计海水对残骸的阻力，问：
①残骸的密度有多大？
②拉力F功率的最大值有多大？
【分析】（1）下潜过程中，深度变大，根据p＝ρgh可知潜艇受到海水压强的变化情况；
（2）根据速度公式得出海洋该处的深度；
（3）①从图中可知残骸的重力为7.9×103N，根据G＝mg得出残骸的质量，残骸全部浸没时的拉力为6.8×103N，根据F浮＝G﹣F得出残骸全部浸没所受浮力，
根据阿基米德原理得出残骸全部浸没排开海水的体积，进而得出残骸的体积，根据密度公式得出残骸的密度；
②根据P＝＝＝Fv可知拉力F功率的最大值。
【解答】解：（1）下潜过程中，深度变大，根据p＝ρgh可知潜艇受到海水压强的变大；
（2）海洋该处的深度h＝vt＝×1500m/s×1.1s＝825m；
（3）①从图中可知残骸的重力为7.9×103N，
残骸的质量m＝＝＝790kg，
残骸全部浸没时的拉力为6.8×103N，
残骸全部浸没所受浮力F浮＝G﹣F＝7.9×103N﹣6.8×103N＝1.1×103N，
残骸的体积V＝V排＝＝＝0.1m3，
残骸的密度ρ＝＝＝7.9×103kg/m3；
②根据P＝＝＝Fv可知拉力F功率的最大值P＝F大v＝7.9×103N×0.5m/s＝3950W。
故答案为：（1）变大；（2）825；（3）①残骸的密度有7.9×103kg/m3；
②拉力F功率的最大值有3950W。
【点评】本题考查压强、浮力、密度、功的有关计算，考查知识点多，综合性强。
30．（9分）（2021•常州）如图所示的电路中，电源电压恒定，R1＝8Ω，滑动变阻器R2标有“20Ω，1A”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表示数为0.5A，电压表示数为2V，灯泡L正常发光。问：
（1）电源电压有多大？
（2）灯泡L的额定功率有多大？
（3）断开开关S1，闭合开关S、S2，在不损坏电路元件的前提下，R2接入电路的阻值范围？
【分析】（1）断开开关S2，闭合开关S、S1，灯泡和电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测灯泡两端的电压，根据串联电路电流特点结合欧姆定律可得电阻两端的电压，根据串联电路电压规律可得电源电压；
（2）电流表示数为0.5A，电压表示数为2V，灯泡L正常发光，根据电功率公式P＝UI计算灯泡L的额定功率；
（3）断开开关S1，闭合开关S、S2，定值电阻和滑动变阻器串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，根据串联电路分压原理可知当电压表示数最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电压表的量程为0～3V，根据串联电路电压规律计算当电压表的示数为3V时，电阻两端的电压，根据欧姆定律计算此时滑动变阻器接入电路的阻值，电流表的量程为0～0.6A，当通过电路的电流为0.6A时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，由欧姆定律可得此时电路的电阻，根据串联电路电阻规律计算滑动变阻器此时接入电路的电阻，最后明确滑动变阻器接入电路的阻值范围。
【解答】解：（1）断开开关S2，闭合开关S、S1，灯泡和电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电压表测灯泡两端的电压，
串联电路各处电流相等，由欧姆定律可得电阻两端的电压：U1＝IR1＝0.5A×8Ω＝4V，
串联电路总电压等于各部分电压之和，所以电源电压：U＝UL+U1＝2V+4V＝6V；
（2）电流表示数为0.5A，电压表示数为2V，灯泡L正常发光，灯泡L的额定功率：P＝ULI＝2V×0.5A＝1W；
（3）断开开关S1，闭合开关S、S2，定值电阻和滑动变阻器串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，根据串联电路分压原理可知当电压表示数最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，由电阻的串联和欧姆定律可知此时通过电路的电流最小，
电压表的量程为0～3V，当电压表的示数为3V时，电阻两端的电压：U1′＝U﹣U2＝6V﹣3V＝3V，
由欧姆定律可得：＝，即＝，解得：R2＝8Ω，
电流表的量程为0～0.6A，当通过电路的电流为0.6A时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，此时电路的电阻最小为：R′＝＝＝10Ω，
根据串联电路电阻规律可得滑动变阻器接入电路的最小阻值：R2′＝R′﹣R1＝10Ω﹣8Ω＝2Ω，
所以滑动变阻器接入电路的阻值范围为2Ω～8Ω。
答：（1）电源电压为6V；
（2）灯泡L的额定功率为1W；
（3）断开开关S1，闭合开关S、S2，在不损坏电路元件的前提下，R2接入电路的阻值范围为2Ω～8Ω。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用，最后一问有一定难度。
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日期：2021/9/30 14:54:57；用户：周达；邮箱：sjhzxyh13@xyh.com；学号：37802003
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