2022年广东省深圳市中考物理适应性试卷（三）(word版含答案)

这是一份2022年广东省深圳市中考物理适应性试卷（三）(word版含答案)，共38页。试卷主要包含了单项选择题，双选题，作图题，填空及实验探究题，计算题，综合分析题等内容，欢迎下载使用。
2022年广东省深圳市中考物理适应性试卷（三）
一、单项选择题（本题共5小题，每题2分，共10分）
1．对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（　　）
A．第一位准确测量大气压强的物理学家是牛顿
B．欧姆通过实验最先得到电流与电压、电阻的关系
C．第一位证明电流周围有磁场的科学家是法拉第
D．物理学家奥斯特通过大量实验探究，揭示了磁场产生电流的条件和规律
2．下列数据，最接近实际情况的是（　　）
A．一瓶未开启的矿泉水的质量约为50g
B．成年人正常步行的速度约为1.1m/s
C．人感觉舒适的环境温度约为37℃
D．手机电池的电压为220V
3．甲、乙两车，从同一起点出发，沿平直公路行驶到相同终点。甲车在前二分之一时间里以速度v1做匀速直线运动，后二分之一时间里以速度v2做匀速直线运动；乙车在前二分之一路程中以速度v1做匀速直线运动，后二分之一路程中以速度v2做匀速直线运动，v1≠v2，则（　　）
A．乙车先到达 B．甲车先到达
C．甲、乙同时到达 D．不能确定
4．（2分）如图所示，北京冬奥会开幕式上，小演员们双手举着“和平鸽”，随着脚步的移动，脚下盛开出一朵朵晶莹洁白的雪花，这一创意来自于冰面倒影。从物理学来看，关于“冰面倒影”中的影的形成，下列说法正确的是（　　）

A．光的直线传播形成的 B．光的反射形成的
C．光的折射形成的 D．光的色散形成的
5．（2分）如图所示，电源电压恒定，R是“0﹣20Ù”的滑动变阻器，a、b是其两个端点。当S1闭合，S2、S3断开，滑片P位于b端时，电压表示数为2V；当闭合S2，断开S1、S3，滑片P在a端时，电压表示数为1V，R2的功率为P2，R3的功率为P3。已知P2：P3＝1：2，R1：R3＝1：6，则下列选项正确的是（　　）

A．R1的阻值为10Ù
B．P2的大小为1.2W
C．闭合S1、S2、S3，P在a端时，电压表示数为10V
D．闭合S2，断开S1、S3，P在b端时，整个电路消耗的功率最大
二、双选题（有错选不得分、有漏选得1分，本题共5小题、每题2分，共10分）
（多选）6．（2分）如图是烟雾报警器的简化原理图，光敏电阻R的阻值随光照强度增大而减小，闭合开关，逐渐增大烟雾，则下列判断正确的是（　　）


A．电流表、电压表的示数均减小
B．电流表、电压表的示数均增大
C．电流表的示数减小，电压表的示数增大
D．定值电阻 R0的功率变小
（多选）7．（2分）为迎接建党100周年，学校在多功能报告厅开展了党史知识抢答赛活动，关于其中使用的多媒体设备蕴含的物理知识，下列说法正确的是（　　）
A．音响中的扬声器是把声信号转换成电信号的一种装置
B．调节音响上的音量按钮，是为了改变声音的响度
C．话筒的原理是电磁感应现象
D．使用的投影仪，成的是正立、放大的虚像
（多选）8．（2分）共享单车的出现方便了大家的出行，关于单车的物理知识，下列说法正确的是（　　）

A．车胎上有大量凹凸不平的花纹，这是为了增大摩擦
B．共享单车的车座做成宽大而扁平的马鞍形是为了增大压强
C．转弯时转动车把，此时车把属于省力机械
D．骑车下坡时，重力势能全部转化为动能
（多选）9．（2分）下列各组实验器材完好，初始状态如图所示，其中说法不正确的是（　　）
A．如图所示，该容器倾斜一定角度后，各管内液面仍将保持相平
B．如图所示，压强计探头进入水中越深，U形管两侧液面高度差越大
C．如图所示，玻璃管倾斜时，玻璃管内外水银面的高度差变大
D．如图所示，向吸管B用力吹气后，吸管A内液面将保持不变
（多选）10．（2分）以下各图中成虚像的是（　　）
A．用放大镜观察邮票
B．用照相机拍摄景物
C．用投影仪在银幕上投影
D．用平面镜矫正姿势
三、作图题（本题共2小题，每题2分，共4分）
11．（2分）如图所示的电路中，有两根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上。要求：
①电压表测小灯泡两端电压；
②闭合开关S，向右端移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡变亮。

12．（2分）请在图中画出使杠杆ABC在此位置保持平衡的最小动力F1的示意图。

四、填空及实验探究题（共4小题，每空1分，满分22分）
13．（2分）如图是中国古代的计程车“计里鼓车”。当车走一里时，车上的木人就敲一下鼓，鼓面由于 　 　发声，当车走到十里时，车上的木人就敲一下镯（古代的乐器），人们由鼓和镯发声次数确定车行驶的里程，能区分鼓声和镯声是依据声音的 　 　（选填“响度”“音调”或“音色”）不同。

14．（2分）汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此冲程的能量转化情况与 　 　（选填“乙”或“丙”）图相同，若该汽油机飞轮的转速是3600r/min，则汽油机每秒钟对外做功 　 　次。

15．（9分）小强同学为了测量某种液体的密度，进行了以下实验：
（1）首先将天平放在　 　桌面上，游码移到标尺左端零刻线，调节天平横梁平衡，发现指针偏向分度盘中央的右侧，此时应向　 　（选填“左”或“右”）移动平衡螺母。
（2）调节天平平衡后，小强又进行了以下三项操作
A．用天平测量烧杯和剩余液体的总质量；
B．将待测液体倒入烧杯中，用天平测出烧杯和液体的总质量；
C．将烧杯中液体的一部分倒入量筒，测出这部分液体的体积；

如图所示，以上操作的正确顺序是　 　（填字母代号）。
（3）由上图可得：量筒内液体的质量为　 　g，该液体的密度为　 　kg/m
（4）根据你的生活经验判断，该种液体可能是下面四种液体中的　 　（填字母代号）。
A．水 B．水银 C．香油 D．盐水
（5）小强不小心将量筒打碎了，老师说只用天平也能测量出液体的密度。于是小强添加两个完全相同的烧杯和适量的水，设计了如下实验步骤，请你补充完整。
①调好天平，用天平测出空烧杯质量为m0
②将一个烧杯　 　，用天平测出烧杯和水的总质量为m1
③用另一个烧杯装满酱油，用天平测出烧杯和液体的总质量为m2
④则酱油的密度表达式ñ＝　 　（已知水的密度为ñ水）
（6）小明针对（5）中小强的实验设计进行评估后，认为小华设计的操作过程有不妥之处，你认为该不妥之处是：　 　
16．（9分）小明用图甲所示的电路，探究“电流与电阻的关系”，电源电压为3V且保持不变，滑动变阻器规格为“50Ù，2A”，定值电阻10Ù、20Ù、30Ù、50Ù的各一个。

（1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路。
（2）小明首先用10Ù电阻实验，闭合开关后发现，无论怎么移动滑片，电流表指针无偏转，电压表指针迅速满偏，则电路中的故障可能是 　 　（填字母）。
A.开关断路
B.滑片接触不良
C.电阻断路
D.电流表短路
（3）排除故障后，小明在移动滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注意观察 　 　（选填“电流表”、“电压表”或“滑动变阻器”），之后将10Ù电阻换成20Ù电阻，继续调节滑动变阻器滑片向 　 　端（选填“A”或“B”）移动，直至 　 　。
（4）小明根据记录的实验数据，绘制成了图丙所示的图像，由此可得结论：　 　。
（5）小明又想测量某未知电阻Rx的阻值，设计了如图丁所示的电路（R0为已知阻值为R0的定值电阻），并设计了如下实验步骤，请帮助他把缺少的步骤补全，并写出Rx的表达式。

实验步骤：
A.按照设计的电路图连接电路。
B.开关S断开时，读出电流表的示数，记为I1。
C.　 　。
表达式：Rx＝　 　（用已知物理量和测量出的物理量符号表示）。
五、计算题（共2小题，16分）
17．（8分）目前“节能减排”已引起全球的关注。如何减少能耗、提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视，大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶。发动机的效率是汽车的经济性能指标之一，厂家提供的汽车部分参数如下。
测试数据：汽车质量1.5t，四个轮胎与地面接触的总面积为0.1m2，在平直公路上以100km/h的速度匀速行驶时，百公里耗油量为10L，发动机输出功率为28kW，使用的92号汽油的热值为4.5×107J/kg，密度为0.7×103kg/m3。（g取10N/kg）求：
（1）汽车静止时对水平地面的压强是多少？
（2）在测试条件下，该汽车发动机的效率是多少？
18．（8分）如图甲是一个简易保温箱原理图，虚线框内为加热电路部分，闭合开关S，加热电路给保温箱加热，R1为定值电阻，R2为可变电阻；L是电阻不计的温度传感器，作用相当于一个温控开关，当温度高于某一设定值时，传感器发出信号，电源断开，停止加热：当温度低于某一设定值时，传感器发出信号，接通电源加热，从而使箱内温度保持在一定范围内。已知，电源电压恒为24V，保温箱工作时加热电路的最大功率为144W，最小功率为24W。

（1）求该电路在最大功率下工作时，通过电路的电流。
（2）求可变电阻R2的最大阻值。
（3）调节可变电阻R2为某一阻值，闭合开关一段时间后，观察发现加热电路工作20s后温度传感器会切断电源，停止工作10s后，温度传感器又接通电源加热，如此反复工作程序如图乙所示，在此工作程序下，加热电路工作时的功率保持48W不变，5min内保温箱消耗电能多少焦耳？
六、综合分析题（请同学们在19-A和19-B中任选1题完成，并在答题卡上填涂你准备完成的题号，每空1分，共8分）
19．（8分）无链条电动自行车，被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它相比传统自行车具有很多优点如：省力、耐用、安静、灵便、结构简单等，因此，无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。如图1所示为一种在售的无链条电动自行车。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量；也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能，可转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进。因此使骑行者骑得更省力，同时能减少对环境的污染。为了保证电动车的续航能力，该车采用了能量密度大的锂电池，其能量密度达160Wh/kg。能量密度为存储能量与电池质量的比值。

整车
整车质量
40kg
最大车速
26km/h
最大噪声
＜30dB
锂电池
电压
36V
容量
10Ah
电动机
额定功率
180W
（1）脚踩踏板获得的能量转变为电能，与其工作原理相同的是 　 　；

（2）电动车行驶时极为安静，这是从 　 　（选填“声源处”或“传播途中”）减弱噪声，与汽车相比，电动车启动较快的原因之一是因为其质量小，具有的 　 　较小；
（3）图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为 　 　J，锂电池的质量为 　 　kg。
（4）测试时若质量为60kg的骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，在平直路面上可连续匀速行驶2.7×104m，已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.04倍，电动机的效率为 　 　。若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，这种“混合动力驱动”可使车连续匀速行驶3.6×104m，则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为 　 　（g取10N/kg）。
（5）如图2为充电器过热保护的模拟控制电路。R1是滑动变阻器，R2是热敏电阻，其阻值随温度升高而减小。当R1两端电压U1增大到一定值时，控制电路将切断充电电路，实现对充电器的保护。电源电压设定为10V，当R1接入电路的阻值为6Ù时，R2的电功率为4W，此时加热电路恰好被切断。若预设的充电器的温度相对较低，则控制电压U1是 　 　V。
20．阅读下列短文，回答问题：
人类实现御剑飞行不是梦
国外发明了一款飞行板，它的设计是基于传统的喷水板，是用强大的水射流把人抬到空中，该装备配备了以煤油为燃料的喷气发动机，脚底是一部小型的喷气式发动机的背部背负燃料以及控制系统与飞行器连接，从而摆脱了连接设备与地面的不必要的管道和电缆，飞行员用手握住控制面板就能没有束缚自由飞行。在不浪费太多燃油的情况下，飞行板上的空气动力可产生高达3000N的水平牵引力，在6分钟内以40m/s的速度飞行，今后，设计师们希望在时速、续航能力和负载方面进行改进，这样的飞行器你是否也想拥有一台呢？
以色列的科学家向人们展示了一项研究，使用量子悬浮技术可以使物体悬浮起来，一个超导体小晶片，冷却到﹣185℃，就能悬浮在一排磁铁上方，无论磁铁总面积大小，小晶片总能在与磁铁平行的上方、下方甚至侧面悬浮。如果将一个“量子超导体”放在磁场中，它会在磁场中保持原有位置不变；如果磁场是均匀的，那么当用力给这个“量子超导体”一个初速度的时候，它将在均匀磁场中一直按这个速度运动下去。如果这样的技术改造成熟后，人类御剑飞行就不再是个梦了。
（1）文中飞行板中用的是喷气式发动机的工作原理，跟图2中的原理是类似的 　 　（选填“甲”或“乙”）。图3中是汽油机的 　 　冲程。
（2）当人和设备的总重为800N，使用文中飞行板在空中匀速上升时，向上的举力 　 　800N（选填“大于”“等于”或“小于”）。当飞行员水平匀速飞行时，飞行板的最大功率是 　 　W。
（3）超导体小晶体在磁铁上方悬浮飞行时，云雾一直围绕着小晶体，这是因为在小晶体的周围，空气中的水蒸气 　 　（填物态变化的名称）形成了小水滴。
（4）超导是指导电材料在温度降到足够低时，电阻为 　 　的性质。超导体有一个重要特性就是抗磁性。如果把超导体放在磁场中冷却到一定程度时，磁感应线将从超导体中排出，不能通过超导体这种现象称为抗磁性，对单晶锡球进行实验发现球过渡到超导态时，图4中 　 　（选填“A”或“B”）的描述符合单晶锡球的抗磁性特性。
（5）飞行板上的空气动力可产生高达3000N的水平牵引力，在6分钟内以40m/s的速度飞行，其飞行距离为 　 　m。

2022年广东省深圳市中考物理适应性试卷（三）
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本题共5小题，每题2分，共10分）
1．（2分）对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（　　）
A．第一位准确测量大气压强的物理学家是牛顿
B．欧姆通过实验最先得到电流与电压、电阻的关系
C．第一位证明电流周围有磁场的科学家是法拉第
D．物理学家奥斯特通过大量实验探究，揭示了磁场产生电流的条件和规律
【分析】根据对物理学家成就及物理规律发现过程的掌握作答。
【解答】解：A、托里拆利第一个准确测量大气压强，牛顿在伽利略等科学家的基础上提出了牛顿第一定律，故A错误；
B、通过导体的电流与导体两端电压成正比，与导体的电阻成反比，这一规律最早的德国物理学家欧姆发现的，被后人命名为欧姆定律，故B正确；
C、奥斯特发现了电流的磁效应，第一个揭示了电现象和磁现象之间的联系，法拉第发现了电磁感应现象，进一步揭示了磁现象和电现象之间的联系，故C错误；
D、在奥斯特发现电流产生磁场的基础上，英国物理学家法拉第最早通过磁场得到了电流，也就是电磁感应现象，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了有关物理学史的知识，对于这部分知识注意是注意平时加强积累和记忆。
2．（2分）下列数据，最接近实际情况的是（　　）
A．一瓶未开启的矿泉水的质量约为50g
B．成年人正常步行的速度约为1.1m/s
C．人感觉舒适的环境温度约为37℃
D．手机电池的电压为220V
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。
【解答】解：A、一瓶未开启的矿泉水的质量约为500g，故A错误；
B、成年人正常步行的速度约为1.1m/s，符合实际，故B正确；
C、人感觉舒适的环境温度约为25℃，故C错误；
D、手机电池的电压为3.7V，故D错误。
故选：B。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出符合实际的选项即可。
3．（2分）甲、乙两车，从同一起点出发，沿平直公路行驶到相同终点。甲车在前二分之一时间里以速度v1做匀速直线运动，后二分之一时间里以速度v2做匀速直线运动；乙车在前二分之一路程中以速度v1做匀速直线运动，后二分之一路程中以速度v2做匀速直线运动，v1≠v2，则（　　）
A．乙车先到达 B．甲车先到达
C．甲、乙同时到达 D．不能确定
【分析】将两地设为A、B；A、B两地间的距离看成1，再设甲从A地出发到达B地所用的时间为t1，乙从A地出发到达B地所用的时间为t2，分别列出t1和t2的表达式，最后作差比较它们的大小即得。
【解答】解：将A、B两地间的距离看成1，设甲从A地出发到达B地所用的时间为t1，乙从A地出发到达B地所用的时间为t2，
因为甲车在前一半时间里以速度v1做匀速直线运动，后一半时间里以速度v2做匀速直线运动；
所以根据v＝可得：t1v1+t1v2＝1
则甲从A地出发到达B地所用的时间t1＝，
因为乙车在前一半路程中以速度v1做匀速直线运动，后一半路程中以速度v2做匀速直线运动；
所以乙从A地出发到达B地所用的时间t2＝+＝，
则 t1﹣t2＝﹣＝＜0，
即t1＜t2
所以甲车先到达。
故选：B。
【点评】本题主要考查速度公式的应用和函数模型的选择与应用、比较法等基础知识，考查数学建模能力，有一定难度。
4．（2分）如图所示，北京冬奥会开幕式上，小演员们双手举着“和平鸽”，随着脚步的移动，脚下盛开出一朵朵晶莹洁白的雪花，这一创意来自于冰面倒影。从物理学来看，关于“冰面倒影”中的影的形成，下列说法正确的是（　　）

A．光的直线传播形成的 B．光的反射形成的
C．光的折射形成的 D．光的色散形成的
【分析】光在传播到不同物质时，在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象就是光的反射。
【解答】解：“冰面倒影”中的影属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了光的反射在生活中的应用，比较简单，属于基础知识。
5．（2分）如图所示，电源电压恒定，R是“0﹣20Ù”的滑动变阻器，a、b是其两个端点。当S1闭合，S2、S3断开，滑片P位于b端时，电压表示数为2V；当闭合S2，断开S1、S3，滑片P在a端时，电压表示数为1V，R2的功率为P2，R3的功率为P3。已知P2：P3＝1：2，R1：R3＝1：6，则下列选项正确的是（　　）

A．R1的阻值为10Ù
B．P2的大小为1.2W
C．闭合S1、S2、S3，P在a端时，电压表示数为10V
D．闭合S2，断开S1、S3，P在b端时，整个电路消耗的功率最大
【分析】（1）设电源电压为U，当S1闭合，S2、S3断开，R、R1串联，滑片P位于b端时，滑动变阻器接入电路的阻值为20Ù，电压表示数为2V，电流表测量电路电流，电压表测量R1两端的电压，根据欧姆定律可知电路中的电流，根据串联电路的电压关系得出电源电压的表达式；
当S2闭合，S1、S3断开，P在a端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0，R1、R2、R3串联，电压表示数为1V，电压表测量R1两端的电压，
R2和R3的功率之比P2：P3＝1：2，根据欧姆定律得出电路中的电流，根据P＝UI＝I2R得出R2和R3的功率之比的表达式和电源电压的表达式；
联立各式可得电源电压值、R1的阻值、R2和R3的阻值；
（2）根据欧姆定律求出电路中电流，根据P＝UI＝I2R求R2的功率为P2；
（3）闭合S1、S2、S3，P在a端时，R1、R2、R3并联，电压表测电源电压，据此分析电压表的示数；
（4）闭合S2，断开S1、S3，P在b端时，滑动变阻器的最大阻值与R1、R2、R3串联，根据串联电路的电阻特点可知此时电路中的电阻最大，由欧姆定律可知，电路中的电流最小，由P＝UI分析整个电路消耗功率的情况。
【解答】解：A、设电源电压为U，当S1闭合，S2、S3断开，R、R1串联，滑片P位于b端时，滑动变阻器接入电路的阻值为20Ù，电压表示数为2V，电流表测量电路电流，电压表测量R1两端的电压，
则电路中的电流：I＝＝，电源电压：
U＝U1+UR＝2V+×20Ù……①，
当S2闭合，S1、S3断开，P在a端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0，R1、R2、R3串联，电压表示数为1V，电压表测量R1两端的电压，
R2和R3的功率之比：
＝＝＝……②，
电路中的电流I′＝＝，电源电压：
U＝U1'+U2'+U3'＝1V+×R2+×R3……③，
R1：R3＝1：6……④
由①②③④解得：U＝10V，R1＝5Ù，R2＝15Ù，R3＝30Ù，故A错误；
B、当S2闭合，S1、S3断开，P在a端时，电路中的电流：
I′＝＝＝0.2A，
R2的功率为P2＝I′2R2＝（0.2A）2×15Ù＝0.6W，故B错误；
C、闭合S1、S2、S3，P在a端时，R1、R2、R3并联，电压表测电源电压，因此电压表的示数为10V，故C正确；
D、闭合S2，断开S1、S3，P在b端时，滑动变阻器的最大阻值与R1、R2、R3串联，由串联电路的电阻特点可知，此时电路中的电阻最大，由欧姆定律可知，电路中的电流最小，由P＝UI可知，整个电路消耗的功率最小，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查电路分析、串并联电路的特点、欧姆定律的应用和电功率的计算，综合性强，难度较大。
二、双选题（有错选不得分、有漏选得1分，本题共5小题、每题2分，共10分）
（多选）6．（2分）如图是烟雾报警器的简化原理图，光敏电阻R的阻值随光照强度增大而减小，闭合开关，逐渐增大烟雾，则下列判断正确的是（　　）


A．电流表、电压表的示数均减小
B．电流表、电压表的示数均增大
C．电流表的示数减小，电压表的示数增大
D．定值电阻 R0的功率变小
【分析】ABC、由图可知，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流，电压表测量光敏电阻两端的电压；
由于光敏电阻R的阻值随光照强度的增大而减小，当有烟雾时，光敏电阻的阻值会增大，由串联分压原理可知其两端的电压变化，根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变化，根据欧姆定律可知通过电路的电流变化；
D、根据串联电路电压规律和电功率公式可知定值电阻的功率变化。
【解答】解：ABC、由图可知，该电路为串联电路，电流表测量电路中的电流，电压表测量光敏电阻两端的电压；
由于光敏电阻R的阻值随光照强度的增大而减小，当有烟雾时，光敏电阻的阻值会增大，总电阻会增大，由串联电路分压原理可知其两端的电压变大，即电压表示数变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，即电流表示数变小，故AB错误，C正确；
D、因为电路中的电流变小，由P＝UI＝I2R可知，定值电阻R0的阻值一定，其消耗的电功率变小，故D正确。
故选：CD。
【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。
（多选）7．（2分）为迎接建党100周年，学校在多功能报告厅开展了党史知识抢答赛活动，关于其中使用的多媒体设备蕴含的物理知识，下列说法正确的是（　　）
A．音响中的扬声器是把声信号转换成电信号的一种装置
B．调节音响上的音量按钮，是为了改变声音的响度
C．话筒的原理是电磁感应现象
D．使用的投影仪，成的是正立、放大的虚像
【分析】（1）扬声器是把电信号转换成声音信号的一种装置；
（2）响度是指声音的大小；
（3）动圈式话筒是根据电磁感应原理制成的；
（4）2f＞u＞f时，凸透镜成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪。
【解答】解：
A、扬声器是把电信号转换成声音信号的一种装置，动圈式话筒（麦克风）是把声信号转换为电信号，故A错误；
B、调节音量按钮是为了改变声音的响度，故B正确；
C、动圈式话筒是把声信号转变成电信号的，声信号的振动带动线圈在磁场中振动，产生电流，是电磁感应现象原理，故C正确；
D、投影仪是利用凸透镜成倒立、放大的实像的原理工作的，故D错误。
故选：BC。
【点评】本题考查了扬声器和话筒的工作原理、响度、凸透镜成像等知识，属于基础题。
（多选）8．（2分）共享单车的出现方便了大家的出行，关于单车的物理知识，下列说法正确的是（　　）

A．车胎上有大量凹凸不平的花纹，这是为了增大摩擦
B．共享单车的车座做成宽大而扁平的马鞍形是为了增大压强
C．转弯时转动车把，此时车把属于省力机械
D．骑车下坡时，重力势能全部转化为动能
【分析】（1）有益摩擦要增大，增大摩擦力的方法：增大压力和增大接触面的粗糙程度；有害摩擦要减小，减小摩擦的方法：减小压力，减小接触面的粗糙程度，使接触面脱离，用滚动代替滑动；
（2）压强的大小与压力的大小和受力面积的大小有关；
（3）判断是哪种类型的杠杆，主要看动力臂、阻力臂的大小关系，动力臂大于阻力臂是省力杠杆，动力臂小于阻力臂是费力杠杆，动力臂等于阻力臂既不省力也不费力；
（4）机械能包括动能和势能；动能的大小与质量和速度有关；重力势能大小与质量和高度有关；克服摩擦力做功，机械能转化为内能。
【解答】解：A、车胎上有大量凹凸不平的花纹，这是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故A正确；
B、共享单车的车座做成宽大而扁平的马鞍形，是在压力一定时，通过增大受力面积的方法来减小压强的，故B错误；
C、自行车的车把实质是轮轴装置，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C正确；
D、骑车下坡时，需要克服摩擦做功，部分重力势能转化为内能，所以重力势能不可能全部转化为动能，故D错误。
故选：AC。
【点评】自行车是日常生活中最常见的交通工具，从自行车的结构和使用来看，应用了非常多的物理知识，包括力学、杠杆等方面，平时多注意观察，将其知识活学活用。
（多选）9．（2分）下列各组实验器材完好，初始状态如图所示，其中说法不正确的是（　　）
A．如图所示，该容器倾斜一定角度后，各管内液面仍将保持相平
B．如图所示，压强计探头进入水中越深，U形管两侧液面高度差越大
C．如图所示，玻璃管倾斜时，玻璃管内外水银面的高度差变大
D．如图所示，向吸管B用力吹气后，吸管A内液面将保持不变
【分析】（1）几个上端开口底部互相连通的容器，注入同一种液体，在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持在同一水平面上，这就是连通器的原理。
（2）液体的压强与液体密度和深度都有关系，探头在液体中受到压强的大小不能直接观察，此处应用的是转换法；
（3）进行托里拆利实验时，玻璃管的粗细、玻璃管的长度（大于76cm）、玻璃管是否倾斜、玻璃管上提下压都不影响玻璃管内外水银面的高度差；
（4）当向B管吹气时，A管上方的空气流动速度增大，压强减小，A管下方压强不变，A管内的液体受到向上的压强大，液面上升。
【解答】解：A、如图甲所示，该容器上端开口底部互相连通，构成连通器，根据连通器原理可知，该容器倾斜一定角度后，各管内液面仍将保持相平，故A正确；
B、在探究液体压强实验中，探头在液体中受到压强的大小不能直接观察，而是通过U形管两边的液面差来体现的，如图乙所示，压强计探头进入水中越深，U形管两侧液面高度差越大，故B正确；
C、在外界大气压强不变的情况下，玻璃管倾斜时，玻璃管内外水银面的高度差不变，故C错误；
D、往B管中轻轻吹气，可以看到A管中的水面上升，原因是：往B管中吹气，吸管A上方空气的流速增大，压强减小，A管中液体受到向上的压强大于向下的压强，所以A管的水上升，故D错误。
故选：CD。
【点评】此题通过几个小实验考查学生对连通器原理、液体压强特点、大气压强的测量、流体压强和流速的关系的理解和掌握，难易程度适中。
（多选）10．（2分）以下各图中成虚像的是（　　）
A．用放大镜观察邮票
B．用照相机拍摄景物
C．用投影仪在银幕上投影
D．用平面镜矫正姿势
【分析】物体在平面镜中成正立、等大的虚像，其成像原理是光的反射。
凸透镜成像的三种情况和应用：
u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机。
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪。
u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜。
【解答】解：
A、用放大镜观察邮票时，邮票在凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像，故A符合题意；
B、用照相机拍摄景物，是利用物体在凸透镜的二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像的原理来工作的，故B不符合题意；
C、用投影仪在荧幕上投影，是利用物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像的原理来工作的，故C不符合题意；
D、舞蹈演员在平面镜前矫正姿势，平面镜成正立、等大的虚像，故D符合题意。
故选：AD。
【点评】解答这类题的关键是要掌握平面镜、凸透镜对光线的作用和成像情况，本题的难度不大。
三、作图题（本题共2小题，每题2分，共4分）
11．（2分）如图所示的电路中，有两根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上。要求：
①电压表测小灯泡两端电压；
②闭合开关S，向右端移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡变亮。

【分析】电压表应与被用电器并联，滑动变阻器应与被控制用电器串联，根据向右端移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡变亮，分析判断变阻器的接线柱。
【解答】解：为使电压表测小灯泡两端电压，应将电压表并联在灯泡两端；
闭合开关S，向右端移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡变亮，说明电路中电流变大，电阻变小，所以滑动变阻器应选择b接线柱与灯泡串联。实物连接如图所示：
。
【点评】本题考查根据要求连接实物图，掌握好电压表和滑动变阻器的使用要求是关键。
12．（2分）请在图中画出使杠杆ABC在此位置保持平衡的最小动力F1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OA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。
四、填空及实验探究题（共4小题，每空1分，满分22分）
13．（2分）如图是中国古代的计程车“计里鼓车”。当车走一里时，车上的木人就敲一下鼓，鼓面由于 　振动　发声，当车走到十里时，车上的木人就敲一下镯（古代的乐器），人们由鼓和镯发声次数确定车行驶的里程，能区分鼓声和镯声是依据声音的 　音色　（选填“响度”“音调”或“音色”）不同。

【分析】（1）声音由物体的振动产生。
（2）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，与振幅和距发声体的距离有关；音色是由发声体本身决定的一个特性。
【解答】解：声音由物体的振动产生，鼓面由于振动发声；
不同发声体发出声音的音色不同，能区分鼓声和镯声是依据声音的音色不同。
故答案为：振动；音色。
【点评】理解声音的产生条件，区分声音的三个特征，可解答此题。
14．（2分）汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此冲程的能量转化情况与 　乙　（选填“乙”或“丙”）图相同，若该汽油机飞轮的转速是3600r/min，则汽油机每秒钟对外做功 　30　次。

【分析】（1）图甲所示为汽油机的做功冲程，此过程中，燃气的内能转化为活塞的机械能；图乙中，高温水蒸气将塞子冲出时，将内能转化为机械能；图丙中，活塞压缩筒内气体，机械能转化为内能，使气体内能增加，温度升高；对比三图所示情景的能量转化情况得出答案；
（2）汽油机的一个工作循环中，经历四个冲程，飞轮转动两周，对外做功一次，结合该汽油机飞轮的转速大小可知每秒内对外做功的次数。
【解答】解：（1）图甲所示冲程中，进气门和排气门关闭，活塞向下运动，火花塞产生电火花，故此冲程为汽油机的做功冲程，在此过程中，燃气的内能转化为活塞的机械能；图乙中，高温水蒸气将塞子冲出时，将内能转化为机械能；图丙中，活塞压缩筒内气体，机械能转化为内能，使气体内能增加，温度升高。对比三图所示情景的能量转化情况可知，图甲所示冲程的能量转化情况与乙图所示情景的能量转化相同；
（2）汽油机的一个工作循环中，经历四个冲程，飞轮转动两周，对外做功一次，
因为该汽油机飞轮的转速是3600r/min＝60r/s，所以飞轮每秒转动60周，则汽油机每秒钟对外做功30次。
故答案为：乙；30。
【点评】本题考查做功改变内能的能量转化情况以及汽油机中有关量的计算，知道汽油机的一个工作循环中，经历四个冲程，飞轮转动两周，对外做功一次是解题的一个关键。
15．（9分）小强同学为了测量某种液体的密度，进行了以下实验：
（1）首先将天平放在　水平　桌面上，游码移到标尺左端零刻线，调节天平横梁平衡，发现指针偏向分度盘中央的右侧，此时应向　左　（选填“左”或“右”）移动平衡螺母。
（2）调节天平平衡后，小强又进行了以下三项操作
A．用天平测量烧杯和剩余液体的总质量；
B．将待测液体倒入烧杯中，用天平测出烧杯和液体的总质量；
C．将烧杯中液体的一部分倒入量筒，测出这部分液体的体积；

如图所示，以上操作的正确顺序是　B、C、A　（填字母代号）。
（3）由上图可得：量筒内液体的质量为　44　g，该液体的密度为　1.1×103　kg/m
（4）根据你的生活经验判断，该种液体可能是下面四种液体中的　D　（填字母代号）。
A．水 B．水银 C．香油 D．盐水
（5）小强不小心将量筒打碎了，老师说只用天平也能测量出液体的密度。于是小强添加两个完全相同的烧杯和适量的水，设计了如下实验步骤，请你补充完整。
①调好天平，用天平测出空烧杯质量为m0
②将一个烧杯　装满水　，用天平测出烧杯和水的总质量为m1
③用另一个烧杯装满酱油，用天平测出烧杯和液体的总质量为m2
④则酱油的密度表达式ñ＝　•ñ水　（已知水的密度为ñ水）
（6）小明针对（5）中小强的实验设计进行评估后，认为小华设计的操作过程有不妥之处，你认为该不妥之处是：　烧杯装满水，易洒出，不方便操作　
【分析】（1）在天平使用时，应先将天平放在水平的桌面上，而后将天平的游码归零，后根据指针的偏转方向判断天平哪端下沉，调节过程中，调节天平平衡时，平衡螺母向上翘的方向移动。
（2）测液体密度的基本方法是：先用天平测出液体和烧杯的总质量m1，再将适量液体倒入量筒，读出体积为V，并用天平测出剩余液体和烧杯的质量m2，得到倒入量筒中的液体的质量；已知液体质量和体积，利用公式ñ＝得到液体密度。
（3）读取量筒中液体体积时，首先明确量筒的分度值，读数时视线与液体最凹处所对刻度线相垂直；使用天平测量物体质量时，被测物体质量＝砝码的质量+游码对应的刻度值，已知烧杯和液体的总质量以及烧杯和剩余液体的质量，两者之差是量筒中液体的质量；已知液体质量和体积，利用公式ñ＝得到液体密度。
（4）根据液体密度的测量结果和对常见液体密度的了解进行判断；
（5）只有天平，没有量筒，可以利用等体积的水和酱油，称量水和酱油的质量，根据体积相等列出等式求出酱油的密度；
（6）要考虑整个过程中对水的质量和体积有影响的地方。
【解答】解：
（1）在天平使用时，应先将天平放在水平的桌面上，在调节过程中，若指针偏向分度盘的左侧，应将平衡螺母向右边调节；
（2）要测量液体的密度，正确的过程是：将待测液体倒入烧杯中，用天平测出烧杯和液体的总质量；将烧杯中液体的一部分倒入量筒，测出这部分液体的体积；用天平测量烧杯和剩余液体的总质量。所以正确的实验顺序是B、C、A。
（3）在量筒上，10ml之间有5个小格，所以1个小格代表2ml，即量筒的分度值为2ml＝2cm3，液体的体积为V＝40cm3；
烧杯和液体的总质量为50g+20g+10g+2.4g＝82.4g，烧杯和剩余液体的质量为20g+10g+5g+3.4g＝38.4g，
量筒中液体的质量为m＝82.4g﹣38.4g＝44g，
液体的密度为ñ＝＝＝1.1g/cm3＝1.1×103kg/m3；
（4）水的密度是1.0×103kg/m3，水银的密度远大于水，香油的密度小于水，所以此中液体可能是盐水，密度略大于水。故选D；
（5）小华不小心将量筒打碎了，用天平也能测量出酱油的密度：
①调好天平，用天平测出空烧杯质量为m0。
②将一个烧杯装满水，用天平测出烧杯和水的总质量为m1。
则水的质量m水＝m1﹣m0，
由ñ＝得，水的体积V＝，
③用另一个烧杯装满水，用天平测出烧杯和液体的总质量为m2。
则水的质量m水＝m2﹣m0，
烧杯内水的体积等于酱油的体积
④则酱油的密度表达式ñ＝＝＝•ñ水。
（6）烧杯装满水，易洒出，不方便操作。
故答案为：（1）右； （2）B、C、A；（3）44；1.1×103；（4）D；（5）装满水；•ñ水；（6）烧杯装满水，易洒出，不方便操作。
【点评】用天平和量筒来测液体的密度，是实验室中最常用的方法，重点应掌握天平的调节与使用方法、量筒的读数、密度公式的运用等。
16．（9分）小明用图甲所示的电路，探究“电流与电阻的关系”，电源电压为3V且保持不变，滑动变阻器规格为“50Ù，2A”，定值电阻10Ù、20Ù、30Ù、50Ù的各一个。

（1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路。
（2）小明首先用10Ù电阻实验，闭合开关后发现，无论怎么移动滑片，电流表指针无偏转，电压表指针迅速满偏，则电路中的故障可能是 　C　（填字母）。
A.开关断路
B.滑片接触不良
C.电阻断路
D.电流表短路
（3）排除故障后，小明在移动滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注意观察 　电压表　（选填“电流表”、“电压表”或“滑动变阻器”），之后将10Ù电阻换成20Ù电阻，继续调节滑动变阻器滑片向 　A　端（选填“A”或“B”）移动，直至 　电压表的示数为2V　。
（4）小明根据记录的实验数据，绘制成了图丙所示的图像，由此可得结论：　电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比　。
（5）小明又想测量某未知电阻Rx的阻值，设计了如图丁所示的电路（R0为已知阻值为R0的定值电阻），并设计了如下实验步骤，请帮助他把缺少的步骤补全，并写出Rx的表达式。

实验步骤：
A.按照设计的电路图连接电路。
B.开关S断开时，读出电流表的示数，记为I1。
C.　闭合开关S，读出电流表的示数，记为I2　。
表达式：Rx＝　•R0　（用已知物理量和测量出的物理量符号表示）。
【分析】（1）由电路图可知，电压表与定值电阻并联，滑动变阻器采用“一上一下”的原则与定值电阻串联；
（2）电流表无示数，说明电路可能断路；电压表指针迅速满偏，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，与电压表并联的支路断路了；
（3）根据图丙中的数据利用欧姆定律求出定值电阻两端的电压，根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；
（4）根据图像中电流与电阻之积为一定值分析得出结论；
（5）在没有电压表时，定值电阻与待测电阻串联，利用电源电压不变，根据电流表示数和定值电阻的阻值利用U＝IR得出电源电压的表达式，然后组成等式解答。
【解答】解：（1）由电路图可知，电压表与定值电阻并联，滑动变阻器采用“一上一下”的原则与定值电阻串联，如图所示：
；
（2）电流表无示数，说明电路可能断路；电压表指针迅速满偏，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，与电压表并联的定值电阻断路了，故选C；
（3）由图象可知，电阻两端的电压：UV＝IR＝0.1A×2Ù＝﹣﹣﹣﹣﹣＝0.4A×5Ù＝2V，
根据串联电路的分压原理可知，将定值电阻由10Ù改接成20Ù的电阻，电阻增大，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，根据串联电路电压的规律可知，为了保持定值电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分得的电压，由串联分压的分压原理可知，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向A端移动，眼睛注意观察电压表，使电压表的示数为2V不变；
（4）由图像可知，导体的电阻增大，通过导体的电流减小，通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变，故可得出结论：电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比；
（5）实验步骤：
A、按照设计的电路图连接电路。
B、开关S断开时，读出电流表的示数，记为I1，此时定值电阻与待测电阻串联，由电阻的串联特点可知：R串＝Rx+R0，由欧姆定律可得：U＝I1（Rx+R0）；
C、闭合开关S，读出电流表的示数，记为I2，此时只有待测电阻连入电路，由欧姆定律可得：U＝I2Rx。
电源电压不变，所以有：I2Rx＝I1（Rx+R0），
解得：Rx＝•R0。
故答案为：（1）如图所示；（2）C；（3）电压表；A；电压表的示数为2V；（4）电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比；（5）闭合开关S，读出电流表的示数，记为I2；•R0。
【点评】本题探究“电流与电阻的关系”，考查电路连接、故障分析、实验操作、欧姆定律的应用、分析数据得出结论和特殊方法测电阻的能力。
五、计算题（共2小题，16分）
17．（8分）目前“节能减排”已引起全球的关注。如何减少能耗、提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视，大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶。发动机的效率是汽车的经济性能指标之一，厂家提供的汽车部分参数如下。
测试数据：汽车质量1.5t，四个轮胎与地面接触的总面积为0.1m2，在平直公路上以100km/h的速度匀速行驶时，百公里耗油量为10L，发动机输出功率为28kW，使用的92号汽油的热值为4.5×107J/kg，密度为0.7×103kg/m3。（g取10N/kg）求：
（1）汽车静止时对水平地面的压强是多少？
（2）在测试条件下，该汽车发动机的效率是多少？
【分析】（1）根据G＝mg求汽车的重力，汽车对水平地面的压力等于汽车的重力，即F＝G，根据p＝求压强大小；
（2）100km/h的速度匀速直线行驶，百公里汽车行驶1h，根据W有＝Pt求发动机做的有用功；由密度公式算出汽油的质量，根据Q放＝qm求行驶1h汽油完全燃烧放出的热量，根据ç＝×100%求发动机的效率。
【解答】解：（1）汽车的重力为：
G＝mg＝1.5×103kg×10 N/kg＝15000N，
汽车对水平地面的压力为：F＝G＝15000N，
汽车对地面的压强为：p＝＝＝1.5×105pa；
（2）100km/h的速度匀速直线行驶，百公里汽车行驶1h，
发动机做的有用功：
W有＝Pt＝28kW×1h＝28000w×3600s＝1.008×108J，
耗油V＝10L＝0.01 m3，
由密度公式ñ＝知汽油的质量为：
m＝ñV＝0.7×103kg/m3×0.01 m3＝7kg，
汽油完全燃烧放出的热量为：
Q放＝qm＝4.5×107J/kg×7kg＝3.15×108J，
发动机的效率：
ç＝×100%＝×100%＝32%。
故答案为：（1）汽车静止时对水平地面的压强为1.5×105pa；
（2）在测试条件下，该汽车发动机的效率为32%。
【点评】本题考查压强、功、热值、效率的计算，难度中等。
18．（8分）如图甲是一个简易保温箱原理图，虚线框内为加热电路部分，闭合开关S，加热电路给保温箱加热，R1为定值电阻，R2为可变电阻；L是电阻不计的温度传感器，作用相当于一个温控开关，当温度高于某一设定值时，传感器发出信号，电源断开，停止加热：当温度低于某一设定值时，传感器发出信号，接通电源加热，从而使箱内温度保持在一定范围内。已知，电源电压恒为24V，保温箱工作时加热电路的最大功率为144W，最小功率为24W。

（1）求该电路在最大功率下工作时，通过电路的电流。
（2）求可变电阻R2的最大阻值。
（3）调节可变电阻R2为某一阻值，闭合开关一段时间后，观察发现加热电路工作20s后温度传感器会切断电源，停止工作10s后，温度传感器又接通电源加热，如此反复工作程序如图乙所示，在此工作程序下，加热电路工作时的功率保持48W不变，5min内保温箱消耗电能多少焦耳？
【分析】（1）该电路在最大功率下工作时，根据P＝UI求出通过电路的电流；
（2）当可变电阻接入电路中的电阻为零时，加热电路的功率最大，根据P＝UI＝求出定值电阻R1的阻值；当可变电阻接入电路中的电阻最大时，加热电路的功率最小，根据P＝UI＝求出此时电路的总电阻，利用电阻的串联求出可变电阻R2的最大阻值；
（3）由图乙可知，每30s内加热电路工作20s，据此求出5min内加热电路工作的时间，根据W＝Pt求出5min内保温箱消耗电能。
【解答】解：（1）该电路在最大功率下工作时，
由P＝UI可得，通过电路的电流：I＝＝＝6A；
（2）当可变电阻接入电路中的电阻为零时，加热电路的功率最大，
由P＝UI＝可得，定值电阻的阻值：R1＝＝＝4Ù，
当可变电阻接入电路中的电阻最大时，加热电路的功率最小，
此时电路的总电阻：R总＝＝＝24Ù，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，可变电阻R2的最大阻值：R2＝R总﹣R1＝24Ù﹣4Ù＝20Ù；
（3）由图乙可知，每30s内加热电路工作20s，
则5min内加热电路工作的时间：t＝×20s＝200s，
由P＝可得，5min内保温箱消耗电能：W＝Pt＝48W×5×60s＝9600J。
答：（1）该电路在最大功率下工作时，通过电路的电流为6A；
（2）可变电阻R2的最大阻值为20Ù；
（3）5min内保温箱消耗电能为9600J。
【点评】本题考查了电功率公式和串联电路的特点、电功的公式的应用，正确得出5min内加热电路工作的时间是关键。
六、综合分析题（请同学们在19-A和19-B中任选1题完成，并在答题卡上填涂你准备完成的题号，每空1分，共8分）
19．（8分）无链条电动自行车，被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它相比传统自行车具有很多优点如：省力、耐用、安静、灵便、结构简单等，因此，无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。如图1所示为一种在售的无链条电动自行车。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量；也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能，可转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进。因此使骑行者骑得更省力，同时能减少对环境的污染。为了保证电动车的续航能力，该车采用了能量密度大的锂电池，其能量密度达160Wh/kg。能量密度为存储能量与电池质量的比值。

整车
整车质量
40kg
最大车速
26km/h
最大噪声
＜30dB
锂电池
电压
36V
容量
10Ah
电动机
额定功率
180W
（1）脚踩踏板获得的能量转变为电能，与其工作原理相同的是 　D　；

（2）电动车行驶时极为安静，这是从 　声源处　（选填“声源处”或“传播途中”）减弱噪声，与汽车相比，电动车启动较快的原因之一是因为其质量小，具有的 　惯性　较小；
（3）图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为 　1.296×106　J，锂电池的质量为 　2　kg。
（4）测试时若质量为60kg的骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，在平直路面上可连续匀速行驶2.7×104m，已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.04倍，电动机的效率为 　83.3%　。若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，这种“混合动力驱动”可使车连续匀速行驶3.6×104m，则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为 　1：3　（g取10N/kg）。
（5）如图2为充电器过热保护的模拟控制电路。R1是滑动变阻器，R2是热敏电阻，其阻值随温度升高而减小。当R1两端电压U1增大到一定值时，控制电路将切断充电电路，实现对充电器的保护。电源电压设定为10V，当R1接入电路的阻值为6Ù时，R2的电功率为4W，此时加热电路恰好被切断。若预设的充电器的温度相对较低，则控制电压U1是 　4　V。
【分析】（1）脚踩踏板获得的能量转变为电能是安装了发电装置，原理是利用电磁感应现象制成的；
（2）减弱噪声有三条途径，即在三个不同位置—声源处、传播过程中、人耳处；惯性是物质本身的一种属性，惯性的大小只与物体的质量有关；
（3）由题中所给材料可知，该锂电池的电压和容量，根据公式W＝UIt可求充足电后所储存的电能；知道能量的密度，根据存储能量求出电池的质量；
（4）根据阻力的大小求出动力，利用W＝Fs求出所做的机械功，利用效率公式求出电动机的效率；根据阻力的大小求出动力，利用W＝Fs求出所做的机械功，利用效率公式求出电动机的效率；根据“混合动力驱动”时人所提供的能量等于总能量减去“电力驱动”时锂电池提供的能量，然后即可求出二者之比；
（5）根据欧姆定律和串联电路的电压特点，利用P＝UI可求得U1。
【解答】解：（1）脚踩踏板获得的能量转变为电能是发电装置，发电机是根据电磁感应现象制成的；A是奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场；B是通电导体在磁场中受力运动；C是探究影响电磁铁磁性大小的因素，其原理是电流的磁效应；D是探究电磁感应现象的实验，故D正确；
（2）电动自行车行驶时本身发出的声音极为安静，故是在声源处减弱噪声的；
惯性是物质本身的一种属性，惯性的大小只与物体的质量有关，电动车与汽车相比，电动车质量小，具有的惯性小，所以启动较快；
（3）由题中图表可知，这款车的锂电池最多所能储存的电能为：W＝UIt＝36V×10A•h＝360Wh＝360W×3600s＝1.296×106J，
电池的质量为：m＝＝＝2kg；
（4）由于电动车在平直路面上可持续匀速行驶，则电动车的牵引力为：
F＝f＝0.04F'＝0.04（G车+G人）＝0.04（m车g+m人g）＝0.04×（40kg×10N/kg+60kg×10N/kg）＝40N，
牵引力所做的功为：W1＝Fs1＝40N×2.7×104m＝1.08×106J，
那么电动机的效率：ç＝＝×100%≈83.3%；
混合动力驱动时提供的能量：W2＝Fs2＝40N×3.6×104m＝1.44×106J，
“混合动力驱动”时人所提供的能量：W3＝W2﹣W1＝1.44×106J﹣1.08×106J＝0.36×106J，
“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比：＝＝1：3；
（5）当R1＝6Ù时的电压U1，电路中的电流为I＝，热敏电阻的电压U2＝U﹣U1＝10V﹣U1，
电功率P＝U2I，则有4W＝（10V﹣U1）×，
解得U1＝4V或U1＝6V，若预设的充电器的温度相对较低，则R2的电阻较大，电路中的电流较小，则必须使得U1较小，设计为4V。
故答案为：（1）D；（2）声源处；惯性；（3）1.296×106；2；（4）83.3%；1：3；（5）4。
【点评】本题考查电磁感应现象、减弱噪声的途径、惯性的定义的理解、密度公式的应用、电能的计算以及能量的利用效率，涉及知识点多，有一定的难度。
20．阅读下列短文，回答问题：
人类实现御剑飞行不是梦
国外发明了一款飞行板，它的设计是基于传统的喷水板，是用强大的水射流把人抬到空中，该装备配备了以煤油为燃料的喷气发动机，脚底是一部小型的喷气式发动机的背部背负燃料以及控制系统与飞行器连接，从而摆脱了连接设备与地面的不必要的管道和电缆，飞行员用手握住控制面板就能没有束缚自由飞行。在不浪费太多燃油的情况下，飞行板上的空气动力可产生高达3000N的水平牵引力，在6分钟内以40m/s的速度飞行，今后，设计师们希望在时速、续航能力和负载方面进行改进，这样的飞行器你是否也想拥有一台呢？
以色列的科学家向人们展示了一项研究，使用量子悬浮技术可以使物体悬浮起来，一个超导体小晶片，冷却到﹣185℃，就能悬浮在一排磁铁上方，无论磁铁总面积大小，小晶片总能在与磁铁平行的上方、下方甚至侧面悬浮。如果将一个“量子超导体”放在磁场中，它会在磁场中保持原有位置不变；如果磁场是均匀的，那么当用力给这个“量子超导体”一个初速度的时候，它将在均匀磁场中一直按这个速度运动下去。如果这样的技术改造成熟后，人类御剑飞行就不再是个梦了。
（1）文中飞行板中用的是喷气式发动机的工作原理，跟图2中的原理是类似的 　甲　（选填“甲”或“乙”）。图3中是汽油机的 　压缩　冲程。
（2）当人和设备的总重为800N，使用文中飞行板在空中匀速上升时，向上的举力 　等于　800N（选填“大于”“等于”或“小于”）。当飞行员水平匀速飞行时，飞行板的最大功率是 　1.2×105　W。
（3）超导体小晶体在磁铁上方悬浮飞行时，云雾一直围绕着小晶体，这是因为在小晶体的周围，空气中的水蒸气 　液化　（填物态变化的名称）形成了小水滴。
（4）超导是指导电材料在温度降到足够低时，电阻为 　零　的性质。超导体有一个重要特性就是抗磁性。如果把超导体放在磁场中冷却到一定程度时，磁感应线将从超导体中排出，不能通过超导体这种现象称为抗磁性，对单晶锡球进行实验发现球过渡到超导态时，图4中 　B　（选填“A”或“B”）的描述符合单晶锡球的抗磁性特性。
（5）飞行板上的空气动力可产生高达3000N的水平牵引力，在6分钟内以40m/s的速度飞行，其飞行距离为 　1.44×105　m。
【分析】（1）热机是利用内能来做功的机械，工作时将内能转化为机械能，根据热机各个冲程分析解答；
（2）物体处于静止状态或匀速直线运动状态，物体受到平衡力的作用；
二力平衡的条件：大小相等、方向相反，作用在同一个物体上，作用在同一条直线上；
根据P＝＝＝Fv求出飞行板的最大功率；
（3）物质由气态变成液态的过程为液化；
（4）当温度降到足够低时，导体的电阻为零，这种现象叫超导现象；根据题中信息分析解答；
（5）由v＝计算飞行距离。
【解答】解：（1）图甲蒸汽将瓶塞顶起时，内能转化为机械能，图乙中活塞压缩空气将机械能转化为内能；
文中飞行板中用的是喷气式发动机，工作时将内能转化为机械能，所以飞行板中用的喷气式发动机的工作原理与图甲的原理是类似；
图中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；
（2）飞行板在空中匀速上升时，处于平衡状态，受到的重力和举力是一对平衡力，大小相等，所以向上的举力等于800N；
当飞行员水平匀速飞行时，飞行板的最大功率：P＝Fv＝3000N×40m/s＝1.2×105W；
（3）云雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成了小水滴；
（4）超导是指导电材料在温度降到足够低时，电阻为零的性质；
如果把超导体放在磁场中冷却到一定程度时，磁感应线将从超导体中排出，不能通过超导体这种现象称为抗磁性，图B的描述符合单晶锡球的抗磁性特性；
（5）在6分钟内以40m/s的速度飞行，其飞行距离s＝vt＝40m/s×6×60s＝1.44×105m。
故答案为：（1）甲；压缩；（2）等于；1.2×105；（3）液化；（4）零；B；（5）1.44×105。
【点评】本题考查了热机的工作过程、平衡力的应用、功率的计算以及超导体的定义等知识，根据题中信息分析解答是解题的关键。