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2023年陕西省西安市长安区中考物理一模试卷（含答案）
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这是一份2023年陕西省西安市长安区中考物理一模试卷（含答案），共32页。试卷主要包含了选择题，填空与作图题，实验与探究题，综合题等内容，欢迎下载使用。
2023年陕西省西安市长安区中考物理一模试卷
一、选择题（共10小题，每小题2分，计20分.每小题只有一个选项是符合题意的）
1．（2分）能源的开发和利用是人类社会发展面临的重要课题，以下属于可再生能源的是（ ）
A．太阳能 B．煤炭 C．核能 D．天然气
2．（2分）在今年的春晚上，来自部队的“张建国”带着要完成任务的坚决和执着，吹响了嘹亮的小号，这高亢的声音是革命年代里先辈冲锋陷阵、开天辟地的巨响。如图是他吹小号的场景。下列说法中正确的是（ ）
A．小号的声音不是由物体振动产生的
B．我们听到的小号声只能在空气中传播
C．嘹亮的小号声说明声音的速度很大
D．小号前端喇叭的作用是改变声音的响度
3．（2分）为了让市民度过一个喜庆的春节，包括我区在内的西安市6个区域精心准备了盛大的烟火燃放活动，共度欢乐中国年。以下场景解释不正确的是（ ）
A．图﹣1中，我们看到绚丽的烟花属于光源
B．图﹣2中，夜空中的光束说明光在同种均匀介质中沿直线传播
C．图﹣3中，烟花在水中的倒影是光的反射形成的
D．图﹣4中，湖边彩灯发出五颜六色的光是光的色散现象
4．（2分）如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（ ）
A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高
B．实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大
C．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气
D．“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程
5．（2分）投掷实心球是西安中考体育项目之一，如图所示是某同学掷出实心球的运动轨迹，B点是实心球刚离开手的位置，C点是实心球运动到最高点的位置，D点是实心球落地前瞬间的位置，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．静止在地上的实心球不具有任何能量
B．实心球从B运动到D的过程中，动能先减小后增大
C．实心球在B点的机械能大于在C点的机械能
D．实心球落在D点不能立刻停下来是因为它受到了惯性
6．（2分）在2022年卡塔尔世界杯决赛中，梅西带领的阿根廷队通过点球大战战胜了法国队夺冠，时隔36年重登世界之巅。如图是他在比赛中的情景。下列说法正确的是（ ）
A．足球的质量约为45g
B．足球被踢走，是因为脚对足球的力大于足球对脚的力
C．足球在空中飞行的过程中不受力的作用
D．守门员扑住飞来的足球，说明力可以改变物体运动状态
7．（2分）在疫情期间，学校利用如图﹣1所示的电子测温仪测体温，图﹣2是它工作的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，用于靠近人体测温。在测量体温时，显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大。则下列分析正确的是（ ）
A．显示仪是由电流表改装成的
B．热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大
C．被测温者体温越高，电路消耗的电功率越大
D．将R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变大
8．（2分）关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．电能表是测量消耗电能多少的仪表
B．家庭电路中的电冰箱和空调是串联的
C．导致家庭电路中电流过大的原因一定是短路
D．家用电器设备起火，可以用水直接灭火
9．（2分）小刚想把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，为了省力采用5m的长木板搭了一个如图所示的斜面。在沿斜面向上的拉力F＝1200N的作用下，5min内匀速将重物拉到车上。关于此简易斜面装置。下列说法中正确的是（g取10N/kg）（ ）
A．使用斜面拉物体可以省功
B．拉力F做功的功率为16W
C．该斜面装置的机械效率为80%
D．若只改变斜面的粗糙程度，斜面的机械效率不变
10．（2分）在科技节上，小明展示了一个“隔板推物”的节目，其原理如图所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路。用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动。对于这个过程，下列说法正确的是（ ）
A．甲线圈在电路中相当于电源
B．甲线圈摆动是因为通电导体在磁场中受力的作用
C．乙线圈摆动时是将机械能转化为电能
D．甲线圈运动的快慢不会影响乙线圈的运动快慢
二、填空与作图题（共8小题，计22分）
11．（2分）自然界中只有两种电荷，被丝绸摩擦过的玻璃棒带的是 电荷；验电器的原理是 。
12．（3分）为缓解交通压力，途径我区的西安外环高速公路已于2022年9月底通车，全长270km，设计最快速度120 ，西安也迎来大四环时代。如图为小王开车在该高速路上行驶的场景，若以路牌为参照物，车是 的。小王开车至少需要 h的时间能行驶完全程。
13．（3分）如图所示，在竖直方向上用手握住装有酒精的瓶子静止在空中，瓶子所受摩擦力的方向为 ，若用掉瓶中一部分酒精后，仍按如图方式保持静止，则瓶子所受摩擦力 （选填“增大”“不变”或“减小”）。打开瓶子我们闻到了酒精气味，是由于 。
14．（3分）如图﹣1所示是张琳为父母购买的一套蓝田玉茶具。图中同种材料的茶壶和茶杯具有相同的 。他利用已调平的杠杆测茶杯的质量，向图﹣2中的左瓶内加水63mL时，杠杆两边刚好平衡，则茶杯的质量为 g，接着他利用排水法测出茶杯的体积为21cm3，则该茶杯的密度为 kg/m3。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
15．（3分）如图所示是小飞家的电能表表盘，他家同时使用的用电器总功率不能超过 W。他让一个电暖气单独接入电路，使用高温挡工作2min，电能表指示灯刚好闪烁了80次，电暖气高温挡的实际功率为 W。电暖气换用低温挡加热时，电能表的指示灯闪烁会变 （选填“快”或“慢”）。
16．（4分）随着我国第三艘航母“福建舰”下水，人民海军正式迈入“三航母时代”。该舰满载时的排水量约为8×104t，则它满载时停靠在港口所受浮力约为 N，为解决重型飞机的起飞问题，“福建舰”配置了电磁弹射装置，将电能直接转化为 ，大大提高了能量的利用率。如图是航母从密度较小的港口驶达密度较大的远海时的情景，其所受浮力 （选填“变大”“变小”或“不变”），航母编队中的军舰都不能近距离并排行驶，原因是流速越大，压强越 。（g取10N/kg）
17．（2分）为营造过节气氛，春节期间部分小区在路灯下悬挂如图甲所示的灯笼，请在图乙中画出灯笼所受重力的示意图。
18．（2分）如图中，牙医借助平面镜观察牙齿的背面，请在图乙中画出能反映此过程的光路图。
三、实验与探究题（共4小题，计22分）
19．（4分）请完成下列填空。
（1）如图﹣1所示，物块长度为 cm。
（2）如图﹣2所示，在烧瓶中注入刚沸腾的水，塞紧瓶塞，将烧瓶倒置，再用冷水浇烧瓶的底部，发现水又重新沸腾，说明 。
（3）在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中，张华同学利用了多个完全相同的铁块和海绵进行了如图﹣3所示的实验。他是通过观察 来比较压力作用效果；对比甲、丙两图后，他得出结论：压力作用效果与压力大小无关。请说明你的观点及原因： 。
20．（5分）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
（1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调。
（2）将杠杆调成水平位置平衡后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，则应在B点挂 个钩码，才能使杠杆在水平位置再次平衡。（所用钩码的规格都相同）
（3）改变钩码的位置和个数，使杠杆平衡，收集多组数据，其目的是 。
（4）某次同学在A处挂了3个钩码（每个钩码50g，杠杆上每格的长度为10cm），如图丙所示，他将弹簧测力计沿着与水平方向夹角30°斜向下拉，使杠杆在水平位置再次平衡。此时杠杆为 （选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆，弹簧测力计的示数为 N。（g取10N/kg）
21．（7分）某实验小组用图甲所示器材测量小灯泡的电阻，电源电压恒为3V，待测小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）图甲是该实验小组没有连接完整的电路，请用笔画出导线，在图甲中完成电路连接，要求滑动变阻器的滑片向左移动时电阻变小，导线不允许交叉。
（2）电路连接完整后，闭合开关S，发现小灯泡不亮，电流表没有示数，电压表示数接近于3V，电路的故障可能是 。
（3）电路故障排除后，继续进行实验，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2V，电流表的示数如图乙所示，则此时灯泡的电阻为 Ω；为使灯泡正常发光，应该向 移动滑动变阻器的滑片。
（4）该实验小组根据实验测出的多组数据，绘制了如图丙所示的图像，则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω（结果保留两位小数）。
（5）另一小组的同学要测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，他们选用的器材有定值电阻R0、学生电源（电压恒为U）、电压表、滑动变阻器R等，设计了如图丁所示的电路图，并进行如下实验操作：
①按图丁连接电路，检查无误后，闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 ，灯泡正常发光；
②S处于闭合状态，滑片不动，断开S1、闭合S2，读出电压表示数为U0；
③小灯泡的额定功率：P额＝ （以上均用U、U额、U0、R0表示）。
22．（6分）为节约用水，学校在洗手池安装了如图所示的感应水龙头，当手伸进感应窗区域时，水龙头自动出水；当手离开感应窗区域，水龙头自动关水。
（1）小林查阅资料发现这是由红外线控制的自动水龙头，他猜想：任何物体都会向外辐射红外线，水龙头自动出水可能是温度较高的物体辐射的红外线被红外感应头接收，从而出水。为验证猜想，他取3个相同的塑料杯分别装入相同质量，不同温度的水，以相同的方式将杯子逐渐靠近红外感应头，记录刚好出水时杯子与窗口的距离（最远出水距离）如表所示：
实验序号
水温/℃
出水时杯子与红外感应头的距离/cm
1
18
14.6
2
36
14.8
3
54
14.6
分析表格中的数据得出结论： 。
（2）为了进一步寻找原因，小林分析得到控制水龙头出水的红外线可能是由红外感应头发出的，于是他取了面积形状 的梳妆镜和玻璃，保持它们与红外感应头平行并逐渐靠近，测出最远出水距离分别为32cm、7cm。因此说明水龙头出水是因为红外感应头辐射的红外线被物体 到红外感应头内，接收到的光达到一定强度时，水龙头打开自动出水。
（3）得到出水原因后，他又进一步探究最远出水距离与哪些因素有关，设计并完成实验，数据记录如下：
实验序号
反射面的材料
面积/cm2
最远出水距离/cm
1
瓷砖
50
30.1
2
瓷砖
100
30.0
3
纸板
100
18.2
4
棉布
100
17.4
5
海绵
100
16.5
实验结果表明，水龙头的最远出水距离与 有关，此表中对红外线的反射效果最好的是 。
（4）实验后他查资料得知：有一种红外线夜视仪的原理是利用红外探照灯照射物体，接收反射的红外辐射形成图像，来看到物体。为使物体不易被暴露，应使其表面材料对红外线反射作用较 （选填“强”或“弱”）。
四、综合题（共2小题，计16分）
23．（7分）为做好农作物病虫害的防治工作，很多地方都使用植保无人机喷洒农药，深受农民群众欢迎。如图所示为某品牌植保无人机，加满农药和汽油后总质量为20kg，底部支架与水平地面的接触面积为50cm2。在某次喷洒作业中，该无人机匀速喷洒150s，消耗汽油100g。（q汽油＝4.6×107J/kg，g取10N/kg）
（1）工人手持遥控器，是通过 向植保无人机传递信息的。无人机在同一高度水平匀速喷洒农药的过程中，其动能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）植保无人机加满农药和汽油后，起飞前它对水平地面的压强是多少？
（3）若植保无人机的效率为30%，则它的输出功率为多少？
24．（9分）如图甲为科技小组设计的自动电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能。图甲中电磁继电器（电磁铁电阻不计）、热敏电阻R1、保护电阻R0、电压恒为6V的电源、导线等组成控制电路，其中R0＝10Ω，电阻R1置于热水器温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。注入冷水，开关S闭合后，电磁铁的衔铁被吸下，工作电路处于加热状态；当热水器中水温加热到100℃时，衔铁向上弹起，停止加热，开始保温。已知工作电路电压为220V。
（1）电磁铁是利用电流的 效应工作的，控制电路接通后，电磁铁的上端是 极（选填“N”或“S”）；
（2）刚停止加热时，控制电路中通过R0的电流为多少？
（3）当热水器处于加热挡位时，若加热所产生的热量全部被水吸收，在420s时间内能使5kg的水温度升高22℃。求正常工作时工作电路中R2的阻值。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（4）小组发现该热水器烧水的时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的加热电阻进行改装，你认为应按照图 （选填“丙”或“丁”）进行改装，改装后的加热功率为多少？
2023年陕西省西安市长安区中考物理一模试卷
（参考答案与详解）
一、选择题（共10小题，每小题2分，计20分.每小题只有一个选项是符合题意的）
1．（2分）能源的开发和利用是人类社会发展面临的重要课题，以下属于可再生能源的是（ ）
A．太阳能 B．煤炭 C．核能 D．天然气
【解答】解：太阳能属于可再生能源，天然气、煤炭、核能都属于不可再生能源。
故选：A。
2．（2分）在今年的春晚上，来自部队的“张建国”带着要完成任务的坚决和执着，吹响了嘹亮的小号，这高亢的声音是革命年代里先辈冲锋陷阵、开天辟地的巨响。如图是他吹小号的场景。下列说法中正确的是（ ）
A．小号的声音不是由物体振动产生的
B．我们听到的小号声只能在空气中传播
C．嘹亮的小号声说明声音的速度很大
D．小号前端喇叭的作用是改变声音的响度
【解答】解：A、小号声跟其它所有声音一样，都是由物体的振动产生，故A错误；
B、声音可以在空气、液体和固体中传播，故B错误；
C、“嘹亮”是指声音比较大，描述的是声音的响度，速度不会改变，故C错误；
D、小号前端喇叭的作用是增大声音的响度，故D正确。
故选：D。
3．（2分）为了让市民度过一个喜庆的春节，包括我区在内的西安市6个区域精心准备了盛大的烟火燃放活动，共度欢乐中国年。以下场景解释不正确的是（ ）
A．图﹣1中，我们看到绚丽的烟花属于光源
B．图﹣2中，夜空中的光束说明光在同种均匀介质中沿直线传播
C．图﹣3中，烟花在水中的倒影是光的反射形成的
D．图﹣4中，湖边彩灯发出五颜六色的光是光的色散现象
【解答】解：
A、我们看到绚丽的烟花属于光源，火焰是自己发光的，故A正确；
B、夜空中的光束说明光在同种均匀介质中沿直线传播，故B正确；
C、烟花在水中的倒影是光的反射形成的，故C正确；
D、彩灯发出五颜六色的光是因为其内部注入了一些特殊的气体，不属于光的色散，故D错误。
故选：D。
4．（2分）如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（ ）
A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高
B．实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大
C．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气
D．“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程
【解答】解：A、水在沸腾时，吸收热量，但温度保持在沸点不变，故A错误；
B、对水加热过程中是通过热传递使水的内能增大的，故B正确；
C、玻璃管口冒出的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故C错误；
D、“白气”使小叶轮转动的过程中，内能转化为机械能，相当于汽油机的做功冲程，故D错误。
故选：B。
5．（2分）投掷实心球是西安中考体育项目之一，如图所示是某同学掷出实心球的运动轨迹，B点是实心球刚离开手的位置，C点是实心球运动到最高点的位置，D点是实心球落地前瞬间的位置，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．静止在地上的实心球不具有任何能量
B．实心球从B运动到D的过程中，动能先减小后增大
C．实心球在B点的机械能大于在C点的机械能
D．实心球落在D点不能立刻停下来是因为它受到了惯性
【解答】解：
A、静止在地上的实心球具有内能，故A错误；
B、实心球从B运动到D的过程中，质量不变，速度先变小后变大，所以动能先减小后增大，故B正确；
C、不计空气阻力，实心球在空中运动的过程中机械能是守恒的，所以实心球在B点的机械能等于在C点的机械能，故C错误；
D、实心球落在D点不能立刻停下来是因为它具有惯性，惯性是一种性质，不能说受到了惯性，故D错误。
故选：B。
6．（2分）在2022年卡塔尔世界杯决赛中，梅西带领的阿根廷队通过点球大战战胜了法国队夺冠，时隔36年重登世界之巅。如图是他在比赛中的情景。下列说法正确的是（ ）
A．足球的质量约为45g
B．足球被踢走，是因为脚对足球的力大于足球对脚的力
C．足球在空中飞行的过程中不受力的作用
D．守门员扑住飞来的足球，说明力可以改变物体运动状态
【解答】解：A、足球的质量大约450g，故A错误；
B、脚踢球的力和足球对脚的作用力是一对相互作用力，两者大小相等，故B错误；
C、足球在空中飞行的过程中受到重力和空气阻力作用，故C错误；
D、守门员扑住飞来的足球，说明力可以改变物体运动状态，故D正确。
故选：D。
7．（2分）在疫情期间，学校利用如图﹣1所示的电子测温仪测体温，图﹣2是它工作的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，用于靠近人体测温。在测量体温时，显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大。则下列分析正确的是（ ）
A．显示仪是由电流表改装成的
B．热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大
C．被测温者体温越高，电路消耗的电功率越大
D．将R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变大
【解答】解：由电路图可知，热敏电阻R与显示仪并联后再与定值电阻R0串联。
A．由显示仪与热敏电阻R并联可知，显示仪是由电压表改装成的，故A错误；
B．在测量体温时，显示仪（电压表）的示数会随被测者体温的升高而变大，由串联电路的分压原理可知，热敏电阻的阻值变大，即热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大，故B正确；
C．被测温者体温越高，热敏电阻R的阻值增大，电路的总电阻增大，由P＝UI＝可知，电路消耗的电功率越小，故C错误；
D．相同温度时热敏电阻R的阻值不变，将R0更换为阻值更大的电阻，由串联电路的分压原理可知，R0两端分得的电压变大，根据串联电路的电压特点可知，R两端的电压变小，即显示仪示数变小，故D错误。
故选：B。
8．（2分）关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．电能表是测量消耗电能多少的仪表
B．家庭电路中的电冰箱和空调是串联的
C．导致家庭电路中电流过大的原因一定是短路
D．家用电器设备起火，可以用水直接灭火
【解答】解：A、电能表是测量电功或用电器消耗电能的仪表，故A正确；
B、家庭电路中电冰箱和空调工作时互不影响，为并联连接，故B错误；
C、导致家庭电路中电流过大的原因可能是发生了短路，也可能是用电器的总功率过大，故C错误；
D、水是导体，电器设备起火，不能用水直接灭火，容易引起触电或短路，故D错误。
故选：A。
9．（2分）小刚想把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，为了省力采用5m的长木板搭了一个如图所示的斜面。在沿斜面向上的拉力F＝1200N的作用下，5min内匀速将重物拉到车上。关于此简易斜面装置。下列说法中正确的是（g取10N/kg）（ ）
A．使用斜面拉物体可以省功
B．拉力F做功的功率为16W
C．该斜面装置的机械效率为80%
D．若只改变斜面的粗糙程度，斜面的机械效率不变
【解答】解：A、使用斜面时可以省力，由于要克服摩擦多做额外功，不能省功，故A错误；
B、拉力做的总功：W总＝Fs＝1200N×5m＝6000J，
拉力做功的功率：P＝＝＝20W，故B错误；
C、物体的重力：G＝mg＝240kg×10N/kg＝2400N，
拉力做的有用功：W有用＝Gh＝2400N×2m＝4800J，
该斜面装置的机械效率：η＝＝×100%＝80%，故C正确；
D、若只改变斜面的粗糙程度，改变了物体受到的摩擦力，改变了拉力做的额外功，而有用功不变，则改变了拉力做的总功，由η＝可知斜面的机械效率会变化，故D错误。
故选：C。
10．（2分）在科技节上，小明展示了一个“隔板推物”的节目，其原理如图所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路。用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动。对于这个过程，下列说法正确的是（ ）
A．甲线圈在电路中相当于电源
B．甲线圈摆动是因为通电导体在磁场中受力的作用
C．乙线圈摆动时是将机械能转化为电能
D．甲线圈运动的快慢不会影响乙线圈的运动快慢
【解答】解：A、甲线圈摆动时，切割磁感线运动，线圈中会产生电流，这种现象叫作电磁感应现象，此过程中机械能转化为电能，甲线圈提供了电能，相当于电源，故A正确；
BC、电流流经乙线圈时，乙线圈就会受到磁场力的作用而开始摆动，此过程中电能转化为机械能，故BC错误；
D、甲线圈运动的快慢会导致产生电流的大小，电流流经乙线圈大小发生变化，通电导体在磁场中受力的大小变化，运动快慢会发生变化，故D错误。
故选：A。
二、填空与作图题（共8小题，计22分）
11．（2分）自然界中只有两种电荷，被丝绸摩擦过的玻璃棒带的是 正 电荷；验电器的原理是 同种电荷相互排斥 。
【解答】解：自然界只存在两种电荷：正电荷和负电荷；用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷，叫做正电荷。用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷，叫做负电荷；
验电器是检验物体是否带电的仪器，其制作原理是：同种电荷相互排斥。
故答案为：正；同种电荷相互排斥。
12．（3分）为缓解交通压力，途径我区的西安外环高速公路已于2022年9月底通车，全长270km，设计最快速度120 km/h ，西安也迎来大四环时代。如图为小王开车在该高速路上行驶的场景，若以路牌为参照物，车是 运动 的。小王开车至少需要 2.25 h的时间能行驶完全程。
【解答】解：西安外环高速公路全长270km，设计最快速度120km/h；小王开车在该高速路上行驶，若以路牌为参照物，车的位置不断变化，车是运动的；
根据速度公式，小王开车行驶完全程至少需要的时间为：t＝＝＝2.25h。
故答案为：km/h；运动；2.25。
13．（3分）如图所示，在竖直方向上用手握住装有酒精的瓶子静止在空中，瓶子所受摩擦力的方向为 竖直向上 ，若用掉瓶中一部分酒精后，仍按如图方式保持静止，则瓶子所受摩擦力 减小 （选填“增大”“不变”或“减小”）。打开瓶子我们闻到了酒精气味，是由于 分子在永不停息地做无规则运动 。
【解答】解：在竖直方向上用手握住装有酒精的瓶子静止在空中时，瓶子受到的摩擦力与重力是一对平衡力重力的方向竖直向下，故瓶子所受摩擦力的方向为竖直向上；用掉瓶中一部分酒精后，酒精的重力减小，瓶子受到的摩擦力与重力是一对平衡力，故摩擦力也减小；打开瓶子我们闻到了酒精气味，是由于分子在永不停息地做无规则运动。
故答案为：竖直向上；减小；分子在永不停息地做无规则运动。
14．（3分）如图﹣1所示是张琳为父母购买的一套蓝田玉茶具。图中同种材料的茶壶和茶杯具有相同的 密度 。他利用已调平的杠杆测茶杯的质量，向图﹣2中的左瓶内加水63mL时，杠杆两边刚好平衡，则茶杯的质量为 63 g，接着他利用排水法测出茶杯的体积为21cm3，则该茶杯的密度为 3×103 kg/m3。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
【解答】解：（1）由题意可知，茶壶和茶杯都是由同种材料制成，故它们的密度是相同的；
（2）设空塑料瓶的质量为m0，杠杆一个格为L，
水的体积为：V水＝63mL＝63cm3，
由密度公式ρ＝可得，水的质量为：m水＝ρ水V水＝1g/cm3×63cm3＝63g；
根据杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2可得，（m0+0.063kg）g×3L＝（m0+m）g×3L，
则m＝0.063kg＝63g，
该茶杯的密度为：ρ＝＝＝3g/cm3＝3×103kg/m3。
故答案为：密度；63；3×103。
15．（3分）如图所示是小飞家的电能表表盘，他家同时使用的用电器总功率不能超过 8800 W。他让一个电暖气单独接入电路，使用高温挡工作2min，电能表指示灯刚好闪烁了80次，电暖气高温挡的实际功率为 1500 W。电暖气换用低温挡加热时，电能表的指示灯闪烁会变 慢 （选填“快”或“慢”）。
【解答】解：（1）由电能表铭牌可知，此电能表的正常工作电压为220V，最大电流为40A，则他家同时使用的用电器总功率不能超过P大＝UI大＝220V×40A＝8800W；
（2）电能表表盘上的1600imp/（kW•h），表示被测量的用电器每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，
电能表闪烁80次，表示消耗的电能为W＝kW•h＝kW•h，
则电暖气高温挡的实际功率为P＝＝＝1.5kW＝1500W；
（3）被测量的用电器，实际功率越大，指示灯闪烁越快，电暖气换用低温挡加热时，实际功率变小，指示灯闪烁会变慢。
故答案为：8800；1500；慢。
16．（4分）随着我国第三艘航母“福建舰”下水，人民海军正式迈入“三航母时代”。该舰满载时的排水量约为8×104t，则它满载时停靠在港口所受浮力约为 8×108 N，为解决重型飞机的起飞问题，“福建舰”配置了电磁弹射装置，将电能直接转化为 机械能 ，大大提高了能量的利用率。如图是航母从密度较小的港口驶达密度较大的远海时的情景，其所受浮力 不变 （选填“变大”“变小”或“不变”），航母编队中的军舰都不能近距离并排行驶，原因是流速越大，压强越 小 。（g取10N/kg）
【解答】解：满载排水量约为8×104t＝8×107kg；根据阿基米德原理可知，满载时的浮力F浮＝G排＝mg＝8×107kg×10N/kg＝8×108N；
“福建舰”配置了电磁弹射装置的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，是把电能转化为机械能；
航母从密度较小的港口驶达密度较大的远海时始终处于漂浮状态，浮力等于自身的重力，自身重力不变，浮力不变；
航母编队中的军舰都不能近距离并排行驶，原因是两船中间的水的流速大、压强越小，在压强差下都向中间行驶，容易发生撞船现象。
故答案为：8×108；机械能；不变；小。
17．（2分）为营造过节气氛，春节期间部分小区在路灯下悬挂如图甲所示的灯笼，请在图乙中画出灯笼所受重力的示意图。
【解答】解：重力的方向是竖直向下的，从灯笼的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，如图所示：
18．（2分）如图中，牙医借助平面镜观察牙齿的背面，请在图乙中画出能反映此过程的光路图。
【解答】解：先作出牙齿A关于平面镜的对称点A′，即像的位置，连接像A′和眼睛B与平面镜交于O点，即为入射点，连接AO为入射光线，OB为反射光线，如图所示：
三、实验与探究题（共4小题，计22分）
19．（4分）请完成下列填空。
（1）如图﹣1所示，物块长度为 2.90 cm。
（2）如图﹣2所示，在烧瓶中注入刚沸腾的水，塞紧瓶塞，将烧瓶倒置，再用冷水浇烧瓶的底部，发现水又重新沸腾，说明 用冷水浇烧瓶的底部，瓶内空气遇冷收缩，水蒸气液化导致气压降低，水的沸点降低 。
（3）在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中，张华同学利用了多个完全相同的铁块和海绵进行了如图﹣3所示的实验。他是通过观察 海绵的凹陷程度 来比较压力作用效果；对比甲、丙两图后，他得出结论：压力作用效果与压力大小无关。请说明你的观点及原因： 错误；没有控制受力面积相同 。
【解答】解：（1）由图﹣1所示，刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm＝1mm，即此刻度尺的分度值为1mm；物体左侧与2.00cm对齐，右侧与4.90cm对齐，故物体的长度为4.90cm﹣2.00cm＝2.90cm；
（2）在烧瓶中注入刚沸腾的水，塞紧瓶塞，将烧瓶倒置，再用冷水浇烧瓶的底部，可以看到水又重新沸腾起来．请解释其中的道理：用冷水浇烧瓶的底部，瓶内空气遇冷收缩，水蒸气液化导致气压降低，水的沸点降低，水重新沸腾；
（3）实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果，这种物理学研究方法叫转换法：对比甲、丙两图，得到“压力的作用效果与压力大小无关”的结论是错误的，因为实验过程中没有控制受力面积相同。
故答案为：（1）2.90；（2）用冷水浇烧瓶的底部，瓶内空气遇冷收缩，水蒸气液化导致气压降低，水的沸点降低；（3）海绵的凹陷程度；错误；没有控制受力面积相同。
20．（5分）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
（1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向 左 （选填“左”或“右”）调。
（2）将杠杆调成水平位置平衡后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，则应在B点挂 2 个钩码，才能使杠杆在水平位置再次平衡。（所用钩码的规格都相同）
（3）改变钩码的位置和个数，使杠杆平衡，收集多组数据，其目的是 避免偶然性，寻找普遍规律 。
（4）某次同学在A处挂了3个钩码（每个钩码50g，杠杆上每格的长度为10cm），如图丙所示，他将弹簧测力计沿着与水平方向夹角30°斜向下拉，使杠杆在水平位置再次平衡。此时杠杆为 费力 （选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆，弹簧测力计的示数为 2 N。（g取10N/kg）
【解答】解：（1）如图杠杆的左端上翘，平衡螺母向上翘的左端移动，使杠杆在水平位置平衡；
（2）设杠杆分度值是L，一个钩码重是G，设在B处挂了n个钩码，
根据杠杆平衡条件得，3G×2L＝nG×3L，解得：n＝2，应在B点挂2个钩码；
（3）多次改变力和力臂的大小，得到了多组实验数据，得出了杠杆平衡条件。该实验测量多组数据的目的是得出的结论避免偶然性，寻找普遍规律；
（4）如图乙，用弹簧测力计代替右侧钩码，沿与水平方向成30°角斜向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡。若把左侧钩码的拉力作为阻力，右侧弹簧测力计的拉力作为动力，画出此时拉力F的力臂L，每个小格长10cm，如下图：
L＝×3×10cm＝15cm＜20cm，动力臂小于阻力臂是费力杠杆；
根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2，3×0.05kg×10N/kg×20cm＝F2×30cm×，解得F2＝2N。
故答案为：（1）左；（2）2；（3）避免偶然性，寻找普遍规律；（4）费力；2。
21．（7分）某实验小组用图甲所示器材测量小灯泡的电阻，电源电压恒为3V，待测小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）图甲是该实验小组没有连接完整的电路，请用笔画出导线，在图甲中完成电路连接，要求滑动变阻器的滑片向左移动时电阻变小，导线不允许交叉。
（2）电路连接完整后，闭合开关S，发现小灯泡不亮，电流表没有示数，电压表示数接近于3V，电路的故障可能是 小灯泡断路 。
（3）电路故障排除后，继续进行实验，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2V，电流表的示数如图乙所示，则此时灯泡的电阻为 10 Ω；为使灯泡正常发光，应该向 左 移动滑动变阻器的滑片。
（4）该实验小组根据实验测出的多组数据，绘制了如图丙所示的图像，则小灯泡正常发光时的电阻是 8.33 Ω（结果保留两位小数）。
（5）另一小组的同学要测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，他们选用的器材有定值电阻R0、学生电源（电压恒为U）、电压表、滑动变阻器R等，设计了如图丁所示的电路图，并进行如下实验操作：
①按图丁连接电路，检查无误后，闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 U﹣U额 ，灯泡正常发光；
②S处于闭合状态，滑片不动，断开S1、闭合S2，读出电压表示数为U0；
③小灯泡的额定功率：P额＝ U额• （以上均用U、U额、U0、R0表示）。
【解答】解：（1）滑片向左滑动时，电阻变小，故滑动变阻器左下接线柱连入电路中，如图所示：
；
（2）小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，与电压表并联的小灯泡断路了；
（3）图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.2A，由欧姆定律可知，此时灯泡的电阻：R1＝＝＝10Ω；
灯在额定电压下正常发光，灯泡的实际电压2V小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V；
（4）由图丙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图象知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.3A，由欧姆定律可知，小灯泡正常发光时的阻值：RL＝＝≈8.33Ω；
（5）①只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器R1，当电压表示数为U01＝U﹣U额时，小灯泡正常发光；
②S处于闭合状态，滑片不动，断开S1、闭合S2，读出电压表示数为U0；
③在①中，L与R、R0串联，电压表测R0与R串联电路两端总电压U01，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为：U01＝U﹣U额，根据串联电路电压特点可知，小灯泡两端的电压为额定电压，正常发光；
在②中，保持滑动变阻器滑片位置不变时，R0、R1与L串联，电路中电压表测量定值电阻R0两端的电压为U0，灯泡两端的电压U额不变，
由串联电路中的电流规律可知，灯的额定电流：I额＝I0＝，
则小灯泡的额定功率表达式为：P额＝U额I额＝U额•。
故答案为：（1）见解答图；（2）小灯泡断路；（3）10；左；（4）8.33；（5）①U﹣U额；③U额•。
22．（6分）为节约用水，学校在洗手池安装了如图所示的感应水龙头，当手伸进感应窗区域时，水龙头自动出水；当手离开感应窗区域，水龙头自动关水。
（1）小林查阅资料发现这是由红外线控制的自动水龙头，他猜想：任何物体都会向外辐射红外线，水龙头自动出水可能是温度较高的物体辐射的红外线被红外感应头接收，从而出水。为验证猜想，他取3个相同的塑料杯分别装入相同质量，不同温度的水，以相同的方式将杯子逐渐靠近红外感应头，记录刚好出水时杯子与窗口的距离（最远出水距离）如表所示：
实验序号
水温/℃
出水时杯子与红外感应头的距离/cm
1
18
14.6
2
36
14.8
3
54
14.6
分析表格中的数据得出结论： 水龙头出水的距离与物体的温度高低无关 。
（2）为了进一步寻找原因，小林分析得到控制水龙头出水的红外线可能是由红外感应头发出的，于是他取了面积形状 相同 的梳妆镜和玻璃，保持它们与红外感应头平行并逐渐靠近，测出最远出水距离分别为32cm、7cm。因此说明水龙头出水是因为红外感应头辐射的红外线被物体 反射 到红外感应头内，接收到的光达到一定强度时，水龙头打开自动出水。
（3）得到出水原因后，他又进一步探究最远出水距离与哪些因素有关，设计并完成实验，数据记录如下：
实验序号
反射面的材料
面积/cm2
最远出水距离/cm
1
瓷砖
50
30.1
2
瓷砖
100
30.0
3
纸板
100
18.2
4
棉布
100
17.4
5
海绵
100
16.5
实验结果表明，水龙头的最远出水距离与 反射面材料 有关，此表中对红外线的反射效果最好的是 瓷砖 。
（4）实验后他查资料得知：有一种红外线夜视仪的原理是利用红外探照灯照射物体，接收反射的红外辐射形成图像，来看到物体。为使物体不易被暴露，应使其表面材料对红外线反射作用较 弱 （选填“强”或“弱”）。
【解答】解：（1）由表中的数据可知，其他条件相同时，温度不同的物体靠近水龙头，出水时杯子与红外感应头的距离相同，因此得出结论：水龙头出水的距离与物体的温度高低无关；
（2）根据控制变量法可知，应选取面积形状相同的梳妆镜和玻璃，保持它们与红外感应头平行并逐渐靠近，测出最远出水距离分别为32cm、7cm。因此说明水龙头出水是因为红外感应头辐射的红外线被物体反射到红外感应头内，接收到的光达到一定强度时，水龙头打开自动出水；
（3）由记录的数据可知，反射面的材料不同，最远出水距离不同，因此由实验结果表明，水龙头的最远出水距离与反射面的材料有关，以瓷砖为反射面，最远出水距离最大，因此对红外线的反射效果最好的是瓷砖；
（4）为使物体不易被暴露，应使其表面材料对红外线反射作用较弱，这样反射的红外辐射不容易接收成像，也就不容易被发现。
故答案为：（1）水龙头出水的距离与物体的温度高低无关；（2）相同；反射；（3）反射面材料；瓷砖；（4）弱。
四、综合题（共2小题，计16分）
23．（7分）为做好农作物病虫害的防治工作，很多地方都使用植保无人机喷洒农药，深受农民群众欢迎。如图所示为某品牌植保无人机，加满农药和汽油后总质量为20kg，底部支架与水平地面的接触面积为50cm2。在某次喷洒作业中，该无人机匀速喷洒150s，消耗汽油100g。（q汽油＝4.6×107J/kg，g取10N/kg）
（1）工人手持遥控器，是通过 电磁波 向植保无人机传递信息的。无人机在同一高度水平匀速喷洒农药的过程中，其动能 变小 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）植保无人机加满农药和汽油后，起飞前它对水平地面的压强是多少？
（3）若植保无人机的效率为30%，则它的输出功率为多少？
【解答】解：（1）工人手持遥控器，是通过电磁波向植保无人机传递信息的；
无人机在同一高度水平匀速喷洒农药的过程中，质量减小，速度不变，所以动能变小；
（2）飞机对地面的压力：F＝G＝m总g＝20kg×10N/kg＝200N，
对水平地面的压强：p＝＝＝4×104Pa；
（3）150s内消耗的汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝qm＝4.6×107J/kg×0.1kg＝4.6×106J；
无人机的机械功W＝30%Q放＝0.3×4.6×106J＝1.38×106J；
无人机的输出功率P＝＝＝9200W。
答：（1）电磁波；变小；
（2）植保无人机加满农药和汽油后，起飞前它对水平地面的压强是4×104Pa；
（3）若植保无人机的效率为30%，则它的输出功率为9200W。
24．（9分）如图甲为科技小组设计的自动电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能。图甲中电磁继电器（电磁铁电阻不计）、热敏电阻R1、保护电阻R0、电压恒为6V的电源、导线等组成控制电路，其中R0＝10Ω，电阻R1置于热水器温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。注入冷水，开关S闭合后，电磁铁的衔铁被吸下，工作电路处于加热状态；当热水器中水温加热到100℃时，衔铁向上弹起，停止加热，开始保温。已知工作电路电压为220V。
（1）电磁铁是利用电流的 磁 效应工作的，控制电路接通后，电磁铁的上端是 N 极（选填“N”或“S”）；
（2）刚停止加热时，控制电路中通过R0的电流为多少？
（3）当热水器处于加热挡位时，若加热所产生的热量全部被水吸收，在420s时间内能使5kg的水温度升高22℃。求正常工作时工作电路中R2的阻值。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（4）小组发现该热水器烧水的时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的加热电阻进行改装，你认为应按照图 丙 （选填“丙”或“丁”）进行改装，改装后的加热功率为多少？
【解答】解：（1）电磁铁是利用电流的磁效应工作的，控制电路接通后，根据安培定则，电磁铁的上端是N极。
（2）刚停止加热时，根据图乙可知，此时热敏电阻R1＝30Ω，控制电路中两个电阻串联，总电阻为：R＝R1+R0＝30Ω+10Ω＝40Ω；
电路中的电流为：。
（3）当热水器处于加热挡位时，若加热所产生的热量全部被水吸收，此时水吸收的热量为：＝4.62×105J。
加热时电阻R2接入电路，此时电流所做的功为：；电阻。
（4）小组发现该热水器烧水的时间过长，根据W＝Pt可知：说明加热功率太小，根据可知：在电压一定时，减小电阻可以增大加热功率，而将两个相同的电阻并联，总电阻会减小，所以为解决这个问题应该选择图丙。
改装后的加热功率为：。
故答案为：（1）磁；N；（2）刚停止加热时，控制电路中通过R0的电流为0.15A；（3）正常工作时工作电路中R2的阻值为44Ω；（4）丙；改装后的加热功率为2200W。
2023年陕西省西安市长安区中考物理一模试卷
一、选择题（共10小题，每小题2分，计20分.每小题只有一个选项是符合题意的）
1．（2分）能源的开发和利用是人类社会发展面临的重要课题，以下属于可再生能源的是（ ）
A．太阳能 B．煤炭 C．核能 D．天然气
2．（2分）在今年的春晚上，来自部队的“张建国”带着要完成任务的坚决和执着，吹响了嘹亮的小号，这高亢的声音是革命年代里先辈冲锋陷阵、开天辟地的巨响。如图是他吹小号的场景。下列说法中正确的是（ ）
A．小号的声音不是由物体振动产生的
B．我们听到的小号声只能在空气中传播
C．嘹亮的小号声说明声音的速度很大
D．小号前端喇叭的作用是改变声音的响度
3．（2分）为了让市民度过一个喜庆的春节，包括我区在内的西安市6个区域精心准备了盛大的烟火燃放活动，共度欢乐中国年。以下场景解释不正确的是（ ）
A．图﹣1中，我们看到绚丽的烟花属于光源
B．图﹣2中，夜空中的光束说明光在同种均匀介质中沿直线传播
C．图﹣3中，烟花在水中的倒影是光的反射形成的
D．图﹣4中，湖边彩灯发出五颜六色的光是光的色散现象
4．（2分）如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（ ）
A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高
B．实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大
C．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气
D．“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程
5．（2分）投掷实心球是西安中考体育项目之一，如图所示是某同学掷出实心球的运动轨迹，B点是实心球刚离开手的位置，C点是实心球运动到最高点的位置，D点是实心球落地前瞬间的位置，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．静止在地上的实心球不具有任何能量
B．实心球从B运动到D的过程中，动能先减小后增大
C．实心球在B点的机械能大于在C点的机械能
D．实心球落在D点不能立刻停下来是因为它受到了惯性
6．（2分）在2022年卡塔尔世界杯决赛中，梅西带领的阿根廷队通过点球大战战胜了法国队夺冠，时隔36年重登世界之巅。如图是他在比赛中的情景。下列说法正确的是（ ）
A．足球的质量约为45g
B．足球被踢走，是因为脚对足球的力大于足球对脚的力
C．足球在空中飞行的过程中不受力的作用
D．守门员扑住飞来的足球，说明力可以改变物体运动状态
7．（2分）在疫情期间，学校利用如图﹣1所示的电子测温仪测体温，图﹣2是它工作的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，用于靠近人体测温。在测量体温时，显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大。则下列分析正确的是（ ）
A．显示仪是由电流表改装成的
B．热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大
C．被测温者体温越高，电路消耗的电功率越大
D．将R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变大
8．（2分）关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．电能表是测量消耗电能多少的仪表
B．家庭电路中的电冰箱和空调是串联的
C．导致家庭电路中电流过大的原因一定是短路
D．家用电器设备起火，可以用水直接灭火
9．（2分）小刚想把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，为了省力采用5m的长木板搭了一个如图所示的斜面。在沿斜面向上的拉力F＝1200N的作用下，5min内匀速将重物拉到车上。关于此简易斜面装置。下列说法中正确的是（g取10N/kg）（ ）
A．使用斜面拉物体可以省功
B．拉力F做功的功率为16W
C．该斜面装置的机械效率为80%
D．若只改变斜面的粗糙程度，斜面的机械效率不变
10．（2分）在科技节上，小明展示了一个“隔板推物”的节目，其原理如图所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路。用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动。对于这个过程，下列说法正确的是（ ）
A．甲线圈在电路中相当于电源
B．甲线圈摆动是因为通电导体在磁场中受力的作用
C．乙线圈摆动时是将机械能转化为电能
D．甲线圈运动的快慢不会影响乙线圈的运动快慢
二、填空与作图题（共8小题，计22分）
11．（2分）自然界中只有两种电荷，被丝绸摩擦过的玻璃棒带的是 电荷；验电器的原理是 。
12．（3分）为缓解交通压力，途径我区的西安外环高速公路已于2022年9月底通车，全长270km，设计最快速度120 ，西安也迎来大四环时代。如图为小王开车在该高速路上行驶的场景，若以路牌为参照物，车是 的。小王开车至少需要 h的时间能行驶完全程。
13．（3分）如图所示，在竖直方向上用手握住装有酒精的瓶子静止在空中，瓶子所受摩擦力的方向为 ，若用掉瓶中一部分酒精后，仍按如图方式保持静止，则瓶子所受摩擦力 （选填“增大”“不变”或“减小”）。打开瓶子我们闻到了酒精气味，是由于 。
14．（3分）如图﹣1所示是张琳为父母购买的一套蓝田玉茶具。图中同种材料的茶壶和茶杯具有相同的 。他利用已调平的杠杆测茶杯的质量，向图﹣2中的左瓶内加水63mL时，杠杆两边刚好平衡，则茶杯的质量为 g，接着他利用排水法测出茶杯的体积为21cm3，则该茶杯的密度为 kg/m3。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
15．（3分）如图所示是小飞家的电能表表盘，他家同时使用的用电器总功率不能超过 W。他让一个电暖气单独接入电路，使用高温挡工作2min，电能表指示灯刚好闪烁了80次，电暖气高温挡的实际功率为 W。电暖气换用低温挡加热时，电能表的指示灯闪烁会变 （选填“快”或“慢”）。
16．（4分）随着我国第三艘航母“福建舰”下水，人民海军正式迈入“三航母时代”。该舰满载时的排水量约为8×104t，则它满载时停靠在港口所受浮力约为 N，为解决重型飞机的起飞问题，“福建舰”配置了电磁弹射装置，将电能直接转化为 ，大大提高了能量的利用率。如图是航母从密度较小的港口驶达密度较大的远海时的情景，其所受浮力 （选填“变大”“变小”或“不变”），航母编队中的军舰都不能近距离并排行驶，原因是流速越大，压强越 。（g取10N/kg）
17．（2分）为营造过节气氛，春节期间部分小区在路灯下悬挂如图甲所示的灯笼，请在图乙中画出灯笼所受重力的示意图。
18．（2分）如图中，牙医借助平面镜观察牙齿的背面，请在图乙中画出能反映此过程的光路图。
三、实验与探究题（共4小题，计22分）
19．（4分）请完成下列填空。
（1）如图﹣1所示，物块长度为 cm。
（2）如图﹣2所示，在烧瓶中注入刚沸腾的水，塞紧瓶塞，将烧瓶倒置，再用冷水浇烧瓶的底部，发现水又重新沸腾，说明 。
（3）在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中，张华同学利用了多个完全相同的铁块和海绵进行了如图﹣3所示的实验。他是通过观察 来比较压力作用效果；对比甲、丙两图后，他得出结论：压力作用效果与压力大小无关。请说明你的观点及原因： 。
20．（5分）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
（1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调。
（2）将杠杆调成水平位置平衡后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，则应在B点挂 个钩码，才能使杠杆在水平位置再次平衡。（所用钩码的规格都相同）
（3）改变钩码的位置和个数，使杠杆平衡，收集多组数据，其目的是 。
（4）某次同学在A处挂了3个钩码（每个钩码50g，杠杆上每格的长度为10cm），如图丙所示，他将弹簧测力计沿着与水平方向夹角30°斜向下拉，使杠杆在水平位置再次平衡。此时杠杆为 （选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆，弹簧测力计的示数为 N。（g取10N/kg）
21．（7分）某实验小组用图甲所示器材测量小灯泡的电阻，电源电压恒为3V，待测小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）图甲是该实验小组没有连接完整的电路，请用笔画出导线，在图甲中完成电路连接，要求滑动变阻器的滑片向左移动时电阻变小，导线不允许交叉。
（2）电路连接完整后，闭合开关S，发现小灯泡不亮，电流表没有示数，电压表示数接近于3V，电路的故障可能是 。
（3）电路故障排除后，继续进行实验，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2V，电流表的示数如图乙所示，则此时灯泡的电阻为 Ω；为使灯泡正常发光，应该向 移动滑动变阻器的滑片。
（4）该实验小组根据实验测出的多组数据，绘制了如图丙所示的图像，则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω（结果保留两位小数）。
（5）另一小组的同学要测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，他们选用的器材有定值电阻R0、学生电源（电压恒为U）、电压表、滑动变阻器R等，设计了如图丁所示的电路图，并进行如下实验操作：
①按图丁连接电路，检查无误后，闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 ，灯泡正常发光；
②S处于闭合状态，滑片不动，断开S1、闭合S2，读出电压表示数为U0；
③小灯泡的额定功率：P额＝ （以上均用U、U额、U0、R0表示）。
22．（6分）为节约用水，学校在洗手池安装了如图所示的感应水龙头，当手伸进感应窗区域时，水龙头自动出水；当手离开感应窗区域，水龙头自动关水。
（1）小林查阅资料发现这是由红外线控制的自动水龙头，他猜想：任何物体都会向外辐射红外线，水龙头自动出水可能是温度较高的物体辐射的红外线被红外感应头接收，从而出水。为验证猜想，他取3个相同的塑料杯分别装入相同质量，不同温度的水，以相同的方式将杯子逐渐靠近红外感应头，记录刚好出水时杯子与窗口的距离（最远出水距离）如表所示：
实验序号
水温/℃
出水时杯子与红外感应头的距离/cm
1
18
14.6
2
36
14.8
3
54
14.6
分析表格中的数据得出结论： 。
（2）为了进一步寻找原因，小林分析得到控制水龙头出水的红外线可能是由红外感应头发出的，于是他取了面积形状 的梳妆镜和玻璃，保持它们与红外感应头平行并逐渐靠近，测出最远出水距离分别为32cm、7cm。因此说明水龙头出水是因为红外感应头辐射的红外线被物体 到红外感应头内，接收到的光达到一定强度时，水龙头打开自动出水。
（3）得到出水原因后，他又进一步探究最远出水距离与哪些因素有关，设计并完成实验，数据记录如下：
实验序号
反射面的材料
面积/cm2
最远出水距离/cm
1
瓷砖
50
30.1
2
瓷砖
100
30.0
3
纸板
100
18.2
4
棉布
100
17.4
5
海绵
100
16.5
实验结果表明，水龙头的最远出水距离与 有关，此表中对红外线的反射效果最好的是 。
（4）实验后他查资料得知：有一种红外线夜视仪的原理是利用红外探照灯照射物体，接收反射的红外辐射形成图像，来看到物体。为使物体不易被暴露，应使其表面材料对红外线反射作用较 （选填“强”或“弱”）。
四、综合题（共2小题，计16分）
23．（7分）为做好农作物病虫害的防治工作，很多地方都使用植保无人机喷洒农药，深受农民群众欢迎。如图所示为某品牌植保无人机，加满农药和汽油后总质量为20kg，底部支架与水平地面的接触面积为50cm2。在某次喷洒作业中，该无人机匀速喷洒150s，消耗汽油100g。（q汽油＝4.6×107J/kg，g取10N/kg）
（1）工人手持遥控器，是通过 向植保无人机传递信息的。无人机在同一高度水平匀速喷洒农药的过程中，其动能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）植保无人机加满农药和汽油后，起飞前它对水平地面的压强是多少？
（3）若植保无人机的效率为30%，则它的输出功率为多少？
24．（9分）如图甲为科技小组设计的自动电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能。图甲中电磁继电器（电磁铁电阻不计）、热敏电阻R1、保护电阻R0、电压恒为6V的电源、导线等组成控制电路，其中R0＝10Ω，电阻R1置于热水器温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。注入冷水，开关S闭合后，电磁铁的衔铁被吸下，工作电路处于加热状态；当热水器中水温加热到100℃时，衔铁向上弹起，停止加热，开始保温。已知工作电路电压为220V。
（1）电磁铁是利用电流的 效应工作的，控制电路接通后，电磁铁的上端是 极（选填“N”或“S”）；
（2）刚停止加热时，控制电路中通过R0的电流为多少？
（3）当热水器处于加热挡位时，若加热所产生的热量全部被水吸收，在420s时间内能使5kg的水温度升高22℃。求正常工作时工作电路中R2的阻值。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（4）小组发现该热水器烧水的时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的加热电阻进行改装，你认为应按照图 （选填“丙”或“丁”）进行改装，改装后的加热功率为多少？
2023年陕西省西安市长安区中考物理一模试卷
（参考答案与详解）
一、选择题（共10小题，每小题2分，计20分.每小题只有一个选项是符合题意的）
1．（2分）能源的开发和利用是人类社会发展面临的重要课题，以下属于可再生能源的是（ ）
A．太阳能 B．煤炭 C．核能 D．天然气
【解答】解：太阳能属于可再生能源，天然气、煤炭、核能都属于不可再生能源。
故选：A。
2．（2分）在今年的春晚上，来自部队的“张建国”带着要完成任务的坚决和执着，吹响了嘹亮的小号，这高亢的声音是革命年代里先辈冲锋陷阵、开天辟地的巨响。如图是他吹小号的场景。下列说法中正确的是（ ）
A．小号的声音不是由物体振动产生的
B．我们听到的小号声只能在空气中传播
C．嘹亮的小号声说明声音的速度很大
D．小号前端喇叭的作用是改变声音的响度
【解答】解：A、小号声跟其它所有声音一样，都是由物体的振动产生，故A错误；
B、声音可以在空气、液体和固体中传播，故B错误；
C、“嘹亮”是指声音比较大，描述的是声音的响度，速度不会改变，故C错误；
D、小号前端喇叭的作用是增大声音的响度，故D正确。
故选：D。
3．（2分）为了让市民度过一个喜庆的春节，包括我区在内的西安市6个区域精心准备了盛大的烟火燃放活动，共度欢乐中国年。以下场景解释不正确的是（ ）
A．图﹣1中，我们看到绚丽的烟花属于光源
B．图﹣2中，夜空中的光束说明光在同种均匀介质中沿直线传播
C．图﹣3中，烟花在水中的倒影是光的反射形成的
D．图﹣4中，湖边彩灯发出五颜六色的光是光的色散现象
【解答】解：
A、我们看到绚丽的烟花属于光源，火焰是自己发光的，故A正确；
B、夜空中的光束说明光在同种均匀介质中沿直线传播，故B正确；
C、烟花在水中的倒影是光的反射形成的，故C正确；
D、彩灯发出五颜六色的光是因为其内部注入了一些特殊的气体，不属于光的色散，故D错误。
故选：D。
4．（2分）如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（ ）
A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高
B．实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大
C．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气
D．“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程
【解答】解：A、水在沸腾时，吸收热量，但温度保持在沸点不变，故A错误；
B、对水加热过程中是通过热传递使水的内能增大的，故B正确；
C、玻璃管口冒出的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故C错误；
D、“白气”使小叶轮转动的过程中，内能转化为机械能，相当于汽油机的做功冲程，故D错误。
故选：B。
5．（2分）投掷实心球是西安中考体育项目之一，如图所示是某同学掷出实心球的运动轨迹，B点是实心球刚离开手的位置，C点是实心球运动到最高点的位置，D点是实心球落地前瞬间的位置，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．静止在地上的实心球不具有任何能量
B．实心球从B运动到D的过程中，动能先减小后增大
C．实心球在B点的机械能大于在C点的机械能
D．实心球落在D点不能立刻停下来是因为它受到了惯性
【解答】解：
A、静止在地上的实心球具有内能，故A错误；
B、实心球从B运动到D的过程中，质量不变，速度先变小后变大，所以动能先减小后增大，故B正确；
C、不计空气阻力，实心球在空中运动的过程中机械能是守恒的，所以实心球在B点的机械能等于在C点的机械能，故C错误；
D、实心球落在D点不能立刻停下来是因为它具有惯性，惯性是一种性质，不能说受到了惯性，故D错误。
故选：B。
6．（2分）在2022年卡塔尔世界杯决赛中，梅西带领的阿根廷队通过点球大战战胜了法国队夺冠，时隔36年重登世界之巅。如图是他在比赛中的情景。下列说法正确的是（ ）
A．足球的质量约为45g
B．足球被踢走，是因为脚对足球的力大于足球对脚的力
C．足球在空中飞行的过程中不受力的作用
D．守门员扑住飞来的足球，说明力可以改变物体运动状态
【解答】解：A、足球的质量大约450g，故A错误；
B、脚踢球的力和足球对脚的作用力是一对相互作用力，两者大小相等，故B错误；
C、足球在空中飞行的过程中受到重力和空气阻力作用，故C错误；
D、守门员扑住飞来的足球，说明力可以改变物体运动状态，故D正确。
故选：D。
7．（2分）在疫情期间，学校利用如图﹣1所示的电子测温仪测体温，图﹣2是它工作的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，用于靠近人体测温。在测量体温时，显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大。则下列分析正确的是（ ）
A．显示仪是由电流表改装成的
B．热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大
C．被测温者体温越高，电路消耗的电功率越大
D．将R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变大
【解答】解：由电路图可知，热敏电阻R与显示仪并联后再与定值电阻R0串联。
A．由显示仪与热敏电阻R并联可知，显示仪是由电压表改装成的，故A错误；
B．在测量体温时，显示仪（电压表）的示数会随被测者体温的升高而变大，由串联电路的分压原理可知，热敏电阻的阻值变大，即热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大，故B正确；
C．被测温者体温越高，热敏电阻R的阻值增大，电路的总电阻增大，由P＝UI＝可知，电路消耗的电功率越小，故C错误；
D．相同温度时热敏电阻R的阻值不变，将R0更换为阻值更大的电阻，由串联电路的分压原理可知，R0两端分得的电压变大，根据串联电路的电压特点可知，R两端的电压变小，即显示仪示数变小，故D错误。
故选：B。
8．（2分）关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．电能表是测量消耗电能多少的仪表
B．家庭电路中的电冰箱和空调是串联的
C．导致家庭电路中电流过大的原因一定是短路
D．家用电器设备起火，可以用水直接灭火
【解答】解：A、电能表是测量电功或用电器消耗电能的仪表，故A正确；
B、家庭电路中电冰箱和空调工作时互不影响，为并联连接，故B错误；
C、导致家庭电路中电流过大的原因可能是发生了短路，也可能是用电器的总功率过大，故C错误；
D、水是导体，电器设备起火，不能用水直接灭火，容易引起触电或短路，故D错误。
故选：A。
9．（2分）小刚想把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，为了省力采用5m的长木板搭了一个如图所示的斜面。在沿斜面向上的拉力F＝1200N的作用下，5min内匀速将重物拉到车上。关于此简易斜面装置。下列说法中正确的是（g取10N/kg）（ ）
A．使用斜面拉物体可以省功
B．拉力F做功的功率为16W
C．该斜面装置的机械效率为80%
D．若只改变斜面的粗糙程度，斜面的机械效率不变
【解答】解：A、使用斜面时可以省力，由于要克服摩擦多做额外功，不能省功，故A错误；
B、拉力做的总功：W总＝Fs＝1200N×5m＝6000J，
拉力做功的功率：P＝＝＝20W，故B错误；
C、物体的重力：G＝mg＝240kg×10N/kg＝2400N，
拉力做的有用功：W有用＝Gh＝2400N×2m＝4800J，
该斜面装置的机械效率：η＝＝×100%＝80%，故C正确；
D、若只改变斜面的粗糙程度，改变了物体受到的摩擦力，改变了拉力做的额外功，而有用功不变，则改变了拉力做的总功，由η＝可知斜面的机械效率会变化，故D错误。
故选：C。
10．（2分）在科技节上，小明展示了一个“隔板推物”的节目，其原理如图所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路。用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动。对于这个过程，下列说法正确的是（ ）
A．甲线圈在电路中相当于电源
B．甲线圈摆动是因为通电导体在磁场中受力的作用
C．乙线圈摆动时是将机械能转化为电能
D．甲线圈运动的快慢不会影响乙线圈的运动快慢
【解答】解：A、甲线圈摆动时，切割磁感线运动，线圈中会产生电流，这种现象叫作电磁感应现象，此过程中机械能转化为电能，甲线圈提供了电能，相当于电源，故A正确；
BC、电流流经乙线圈时，乙线圈就会受到磁场力的作用而开始摆动，此过程中电能转化为机械能，故BC错误；
D、甲线圈运动的快慢会导致产生电流的大小，电流流经乙线圈大小发生变化，通电导体在磁场中受力的大小变化，运动快慢会发生变化，故D错误。
故选：A。
二、填空与作图题（共8小题，计22分）
11．（2分）自然界中只有两种电荷，被丝绸摩擦过的玻璃棒带的是 正 电荷；验电器的原理是 同种电荷相互排斥 。
【解答】解：自然界只存在两种电荷：正电荷和负电荷；用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷，叫做正电荷。用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷，叫做负电荷；
验电器是检验物体是否带电的仪器，其制作原理是：同种电荷相互排斥。
故答案为：正；同种电荷相互排斥。
12．（3分）为缓解交通压力，途径我区的西安外环高速公路已于2022年9月底通车，全长270km，设计最快速度120 km/h ，西安也迎来大四环时代。如图为小王开车在该高速路上行驶的场景，若以路牌为参照物，车是 运动 的。小王开车至少需要 2.25 h的时间能行驶完全程。
【解答】解：西安外环高速公路全长270km，设计最快速度120km/h；小王开车在该高速路上行驶，若以路牌为参照物，车的位置不断变化，车是运动的；
根据速度公式，小王开车行驶完全程至少需要的时间为：t＝＝＝2.25h。
故答案为：km/h；运动；2.25。
13．（3分）如图所示，在竖直方向上用手握住装有酒精的瓶子静止在空中，瓶子所受摩擦力的方向为 竖直向上 ，若用掉瓶中一部分酒精后，仍按如图方式保持静止，则瓶子所受摩擦力 减小 （选填“增大”“不变”或“减小”）。打开瓶子我们闻到了酒精气味，是由于 分子在永不停息地做无规则运动 。
【解答】解：在竖直方向上用手握住装有酒精的瓶子静止在空中时，瓶子受到的摩擦力与重力是一对平衡力重力的方向竖直向下，故瓶子所受摩擦力的方向为竖直向上；用掉瓶中一部分酒精后，酒精的重力减小，瓶子受到的摩擦力与重力是一对平衡力，故摩擦力也减小；打开瓶子我们闻到了酒精气味，是由于分子在永不停息地做无规则运动。
故答案为：竖直向上；减小；分子在永不停息地做无规则运动。
14．（3分）如图﹣1所示是张琳为父母购买的一套蓝田玉茶具。图中同种材料的茶壶和茶杯具有相同的 密度 。他利用已调平的杠杆测茶杯的质量，向图﹣2中的左瓶内加水63mL时，杠杆两边刚好平衡，则茶杯的质量为 63 g，接着他利用排水法测出茶杯的体积为21cm3，则该茶杯的密度为 3×103 kg/m3。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
【解答】解：（1）由题意可知，茶壶和茶杯都是由同种材料制成，故它们的密度是相同的；
（2）设空塑料瓶的质量为m0，杠杆一个格为L，
水的体积为：V水＝63mL＝63cm3，
由密度公式ρ＝可得，水的质量为：m水＝ρ水V水＝1g/cm3×63cm3＝63g；
根据杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2可得，（m0+0.063kg）g×3L＝（m0+m）g×3L，
则m＝0.063kg＝63g，
该茶杯的密度为：ρ＝＝＝3g/cm3＝3×103kg/m3。
故答案为：密度；63；3×103。
15．（3分）如图所示是小飞家的电能表表盘，他家同时使用的用电器总功率不能超过 8800 W。他让一个电暖气单独接入电路，使用高温挡工作2min，电能表指示灯刚好闪烁了80次，电暖气高温挡的实际功率为 1500 W。电暖气换用低温挡加热时，电能表的指示灯闪烁会变 慢 （选填“快”或“慢”）。
【解答】解：（1）由电能表铭牌可知，此电能表的正常工作电压为220V，最大电流为40A，则他家同时使用的用电器总功率不能超过P大＝UI大＝220V×40A＝8800W；
（2）电能表表盘上的1600imp/（kW•h），表示被测量的用电器每消耗1kW•h的电能，指示灯闪烁1600次，
电能表闪烁80次，表示消耗的电能为W＝kW•h＝kW•h，
则电暖气高温挡的实际功率为P＝＝＝1.5kW＝1500W；
（3）被测量的用电器，实际功率越大，指示灯闪烁越快，电暖气换用低温挡加热时，实际功率变小，指示灯闪烁会变慢。
故答案为：8800；1500；慢。
16．（4分）随着我国第三艘航母“福建舰”下水，人民海军正式迈入“三航母时代”。该舰满载时的排水量约为8×104t，则它满载时停靠在港口所受浮力约为 8×108 N，为解决重型飞机的起飞问题，“福建舰”配置了电磁弹射装置，将电能直接转化为 机械能 ，大大提高了能量的利用率。如图是航母从密度较小的港口驶达密度较大的远海时的情景，其所受浮力 不变 （选填“变大”“变小”或“不变”），航母编队中的军舰都不能近距离并排行驶，原因是流速越大，压强越 小 。（g取10N/kg）
【解答】解：满载排水量约为8×104t＝8×107kg；根据阿基米德原理可知，满载时的浮力F浮＝G排＝mg＝8×107kg×10N/kg＝8×108N；
“福建舰”配置了电磁弹射装置的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，是把电能转化为机械能；
航母从密度较小的港口驶达密度较大的远海时始终处于漂浮状态，浮力等于自身的重力，自身重力不变，浮力不变；
航母编队中的军舰都不能近距离并排行驶，原因是两船中间的水的流速大、压强越小，在压强差下都向中间行驶，容易发生撞船现象。
故答案为：8×108；机械能；不变；小。
17．（2分）为营造过节气氛，春节期间部分小区在路灯下悬挂如图甲所示的灯笼，请在图乙中画出灯笼所受重力的示意图。
【解答】解：重力的方向是竖直向下的，从灯笼的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，如图所示：
18．（2分）如图中，牙医借助平面镜观察牙齿的背面，请在图乙中画出能反映此过程的光路图。
【解答】解：先作出牙齿A关于平面镜的对称点A′，即像的位置，连接像A′和眼睛B与平面镜交于O点，即为入射点，连接AO为入射光线，OB为反射光线，如图所示：
三、实验与探究题（共4小题，计22分）
19．（4分）请完成下列填空。
（1）如图﹣1所示，物块长度为 2.90 cm。
（2）如图﹣2所示，在烧瓶中注入刚沸腾的水，塞紧瓶塞，将烧瓶倒置，再用冷水浇烧瓶的底部，发现水又重新沸腾，说明 用冷水浇烧瓶的底部，瓶内空气遇冷收缩，水蒸气液化导致气压降低，水的沸点降低 。
（3）在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中，张华同学利用了多个完全相同的铁块和海绵进行了如图﹣3所示的实验。他是通过观察 海绵的凹陷程度 来比较压力作用效果；对比甲、丙两图后，他得出结论：压力作用效果与压力大小无关。请说明你的观点及原因： 错误；没有控制受力面积相同 。
【解答】解：（1）由图﹣1所示，刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm＝1mm，即此刻度尺的分度值为1mm；物体左侧与2.00cm对齐，右侧与4.90cm对齐，故物体的长度为4.90cm﹣2.00cm＝2.90cm；
（2）在烧瓶中注入刚沸腾的水，塞紧瓶塞，将烧瓶倒置，再用冷水浇烧瓶的底部，可以看到水又重新沸腾起来．请解释其中的道理：用冷水浇烧瓶的底部，瓶内空气遇冷收缩，水蒸气液化导致气压降低，水的沸点降低，水重新沸腾；
（3）实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果，这种物理学研究方法叫转换法：对比甲、丙两图，得到“压力的作用效果与压力大小无关”的结论是错误的，因为实验过程中没有控制受力面积相同。
故答案为：（1）2.90；（2）用冷水浇烧瓶的底部，瓶内空气遇冷收缩，水蒸气液化导致气压降低，水的沸点降低；（3）海绵的凹陷程度；错误；没有控制受力面积相同。
20．（5分）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
（1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向 左 （选填“左”或“右”）调。
（2）将杠杆调成水平位置平衡后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，则应在B点挂 2 个钩码，才能使杠杆在水平位置再次平衡。（所用钩码的规格都相同）
（3）改变钩码的位置和个数，使杠杆平衡，收集多组数据，其目的是 避免偶然性，寻找普遍规律 。
（4）某次同学在A处挂了3个钩码（每个钩码50g，杠杆上每格的长度为10cm），如图丙所示，他将弹簧测力计沿着与水平方向夹角30°斜向下拉，使杠杆在水平位置再次平衡。此时杠杆为 费力 （选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆，弹簧测力计的示数为 2 N。（g取10N/kg）
【解答】解：（1）如图杠杆的左端上翘，平衡螺母向上翘的左端移动，使杠杆在水平位置平衡；
（2）设杠杆分度值是L，一个钩码重是G，设在B处挂了n个钩码，
根据杠杆平衡条件得，3G×2L＝nG×3L，解得：n＝2，应在B点挂2个钩码；
（3）多次改变力和力臂的大小，得到了多组实验数据，得出了杠杆平衡条件。该实验测量多组数据的目的是得出的结论避免偶然性，寻找普遍规律；
（4）如图乙，用弹簧测力计代替右侧钩码，沿与水平方向成30°角斜向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡。若把左侧钩码的拉力作为阻力，右侧弹簧测力计的拉力作为动力，画出此时拉力F的力臂L，每个小格长10cm，如下图：
L＝×3×10cm＝15cm＜20cm，动力臂小于阻力臂是费力杠杆；
根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2，3×0.05kg×10N/kg×20cm＝F2×30cm×，解得F2＝2N。
故答案为：（1）左；（2）2；（3）避免偶然性，寻找普遍规律；（4）费力；2。
21．（7分）某实验小组用图甲所示器材测量小灯泡的电阻，电源电压恒为3V，待测小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）图甲是该实验小组没有连接完整的电路，请用笔画出导线，在图甲中完成电路连接，要求滑动变阻器的滑片向左移动时电阻变小，导线不允许交叉。
（2）电路连接完整后，闭合开关S，发现小灯泡不亮，电流表没有示数，电压表示数接近于3V，电路的故障可能是 小灯泡断路 。
（3）电路故障排除后，继续进行实验，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2V，电流表的示数如图乙所示，则此时灯泡的电阻为 10 Ω；为使灯泡正常发光，应该向 左 移动滑动变阻器的滑片。
（4）该实验小组根据实验测出的多组数据，绘制了如图丙所示的图像，则小灯泡正常发光时的电阻是 8.33 Ω（结果保留两位小数）。
（5）另一小组的同学要测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，他们选用的器材有定值电阻R0、学生电源（电压恒为U）、电压表、滑动变阻器R等，设计了如图丁所示的电路图，并进行如下实验操作：
①按图丁连接电路，检查无误后，闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 U﹣U额 ，灯泡正常发光；
②S处于闭合状态，滑片不动，断开S1、闭合S2，读出电压表示数为U0；
③小灯泡的额定功率：P额＝ U额• （以上均用U、U额、U0、R0表示）。
【解答】解：（1）滑片向左滑动时，电阻变小，故滑动变阻器左下接线柱连入电路中，如图所示：
；
（2）小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，与电压表并联的小灯泡断路了；
（3）图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.2A，由欧姆定律可知，此时灯泡的电阻：R1＝＝＝10Ω；
灯在额定电压下正常发光，灯泡的实际电压2V小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V；
（4）由图丙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图象知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.3A，由欧姆定律可知，小灯泡正常发光时的阻值：RL＝＝≈8.33Ω；
（5）①只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器R1，当电压表示数为U01＝U﹣U额时，小灯泡正常发光；
②S处于闭合状态，滑片不动，断开S1、闭合S2，读出电压表示数为U0；
③在①中，L与R、R0串联，电压表测R0与R串联电路两端总电压U01，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为：U01＝U﹣U额，根据串联电路电压特点可知，小灯泡两端的电压为额定电压，正常发光；
在②中，保持滑动变阻器滑片位置不变时，R0、R1与L串联，电路中电压表测量定值电阻R0两端的电压为U0，灯泡两端的电压U额不变，
由串联电路中的电流规律可知，灯的额定电流：I额＝I0＝，
则小灯泡的额定功率表达式为：P额＝U额I额＝U额•。
故答案为：（1）见解答图；（2）小灯泡断路；（3）10；左；（4）8.33；（5）①U﹣U额；③U额•。
22．（6分）为节约用水，学校在洗手池安装了如图所示的感应水龙头，当手伸进感应窗区域时，水龙头自动出水；当手离开感应窗区域，水龙头自动关水。
（1）小林查阅资料发现这是由红外线控制的自动水龙头，他猜想：任何物体都会向外辐射红外线，水龙头自动出水可能是温度较高的物体辐射的红外线被红外感应头接收，从而出水。为验证猜想，他取3个相同的塑料杯分别装入相同质量，不同温度的水，以相同的方式将杯子逐渐靠近红外感应头，记录刚好出水时杯子与窗口的距离（最远出水距离）如表所示：
实验序号
水温/℃
出水时杯子与红外感应头的距离/cm
1
18
14.6
2
36
14.8
3
54
14.6
分析表格中的数据得出结论： 水龙头出水的距离与物体的温度高低无关 。
（2）为了进一步寻找原因，小林分析得到控制水龙头出水的红外线可能是由红外感应头发出的，于是他取了面积形状 相同 的梳妆镜和玻璃，保持它们与红外感应头平行并逐渐靠近，测出最远出水距离分别为32cm、7cm。因此说明水龙头出水是因为红外感应头辐射的红外线被物体 反射 到红外感应头内，接收到的光达到一定强度时，水龙头打开自动出水。
（3）得到出水原因后，他又进一步探究最远出水距离与哪些因素有关，设计并完成实验，数据记录如下：
实验序号
反射面的材料
面积/cm2
最远出水距离/cm
1
瓷砖
50
30.1
2
瓷砖
100
30.0
3
纸板
100
18.2
4
棉布
100
17.4
5
海绵
100
16.5
实验结果表明，水龙头的最远出水距离与 反射面材料 有关，此表中对红外线的反射效果最好的是 瓷砖 。
（4）实验后他查资料得知：有一种红外线夜视仪的原理是利用红外探照灯照射物体，接收反射的红外辐射形成图像，来看到物体。为使物体不易被暴露，应使其表面材料对红外线反射作用较 弱 （选填“强”或“弱”）。
【解答】解：（1）由表中的数据可知，其他条件相同时，温度不同的物体靠近水龙头，出水时杯子与红外感应头的距离相同，因此得出结论：水龙头出水的距离与物体的温度高低无关；
（2）根据控制变量法可知，应选取面积形状相同的梳妆镜和玻璃，保持它们与红外感应头平行并逐渐靠近，测出最远出水距离分别为32cm、7cm。因此说明水龙头出水是因为红外感应头辐射的红外线被物体反射到红外感应头内，接收到的光达到一定强度时，水龙头打开自动出水；
（3）由记录的数据可知，反射面的材料不同，最远出水距离不同，因此由实验结果表明，水龙头的最远出水距离与反射面的材料有关，以瓷砖为反射面，最远出水距离最大，因此对红外线的反射效果最好的是瓷砖；
（4）为使物体不易被暴露，应使其表面材料对红外线反射作用较弱，这样反射的红外辐射不容易接收成像，也就不容易被发现。
故答案为：（1）水龙头出水的距离与物体的温度高低无关；（2）相同；反射；（3）反射面材料；瓷砖；（4）弱。
四、综合题（共2小题，计16分）
23．（7分）为做好农作物病虫害的防治工作，很多地方都使用植保无人机喷洒农药，深受农民群众欢迎。如图所示为某品牌植保无人机，加满农药和汽油后总质量为20kg，底部支架与水平地面的接触面积为50cm2。在某次喷洒作业中，该无人机匀速喷洒150s，消耗汽油100g。（q汽油＝4.6×107J/kg，g取10N/kg）
（1）工人手持遥控器，是通过 电磁波 向植保无人机传递信息的。无人机在同一高度水平匀速喷洒农药的过程中，其动能 变小 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）植保无人机加满农药和汽油后，起飞前它对水平地面的压强是多少？
（3）若植保无人机的效率为30%，则它的输出功率为多少？
【解答】解：（1）工人手持遥控器，是通过电磁波向植保无人机传递信息的；
无人机在同一高度水平匀速喷洒农药的过程中，质量减小，速度不变，所以动能变小；
（2）飞机对地面的压力：F＝G＝m总g＝20kg×10N/kg＝200N，
对水平地面的压强：p＝＝＝4×104Pa；
（3）150s内消耗的汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝qm＝4.6×107J/kg×0.1kg＝4.6×106J；
无人机的机械功W＝30%Q放＝0.3×4.6×106J＝1.38×106J；
无人机的输出功率P＝＝＝9200W。
答：（1）电磁波；变小；
（2）植保无人机加满农药和汽油后，起飞前它对水平地面的压强是4×104Pa；
（3）若植保无人机的效率为30%，则它的输出功率为9200W。
24．（9分）如图甲为科技小组设计的自动电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能。图甲中电磁继电器（电磁铁电阻不计）、热敏电阻R1、保护电阻R0、电压恒为6V的电源、导线等组成控制电路，其中R0＝10Ω，电阻R1置于热水器温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。注入冷水，开关S闭合后，电磁铁的衔铁被吸下，工作电路处于加热状态；当热水器中水温加热到100℃时，衔铁向上弹起，停止加热，开始保温。已知工作电路电压为220V。
（1）电磁铁是利用电流的 磁 效应工作的，控制电路接通后，电磁铁的上端是 N 极（选填“N”或“S”）；
（2）刚停止加热时，控制电路中通过R0的电流为多少？
（3）当热水器处于加热挡位时，若加热所产生的热量全部被水吸收，在420s时间内能使5kg的水温度升高22℃。求正常工作时工作电路中R2的阻值。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（4）小组发现该热水器烧水的时间过长，为解决这个问题，小组找来一个相同规格的加热电阻进行改装，你认为应按照图 丙 （选填“丙”或“丁”）进行改装，改装后的加热功率为多少？
【解答】解：（1）电磁铁是利用电流的磁效应工作的，控制电路接通后，根据安培定则，电磁铁的上端是N极。
（2）刚停止加热时，根据图乙可知，此时热敏电阻R1＝30Ω，控制电路中两个电阻串联，总电阻为：R＝R1+R0＝30Ω+10Ω＝40Ω；
电路中的电流为：。
（3）当热水器处于加热挡位时，若加热所产生的热量全部被水吸收，此时水吸收的热量为：＝4.62×105J。
加热时电阻R2接入电路，此时电流所做的功为：；电阻。
（4）小组发现该热水器烧水的时间过长，根据W＝Pt可知：说明加热功率太小，根据可知：在电压一定时，减小电阻可以增大加热功率，而将两个相同的电阻并联，总电阻会减小，所以为解决这个问题应该选择图丙。
改装后的加热功率为：。
故答案为：（1）磁；N；（2）刚停止加热时，控制电路中通过R0的电流为0.15A；（3）正常工作时工作电路中R2的阻值为44Ω；（4）丙；改装后的加热功率为2200W。
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