2021年湖北省襄阳四中、襄阳五中自主招生物理试卷

这是一份2021年湖北省襄阳四中、襄阳五中自主招生物理试卷，共28页。试卷主要包含了单项选择题，填空与实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．（3分）我们平常用的白炽灯泡的灯丝常制成螺旋状，这样做的目的是（ ）
A．便于灯丝散热，防止灯丝熔断
B．尽量增加灯丝的电阻
C．可以减少灯丝在高温时的升华
D．可以减少灯丝散热，提高灯丝的温度
2．（3分）2018年1月31日20点51分至22点07分我国的中东部晴朗的地区看到了罕见的超级“红月亮”，下列对该天文现象的说法中正确的是（ ）
A．发生该现象时，太阳、地球、月球在一条线上，且月球位于两者之间
B．发生该现象时，月亮处于地球本影区即发生的是月全食现象
C．红月亮是因为太阳光中只有红光经过地球大气层的反射到达月球表面而形成的现象
D．超级红月亮可以发生在每月任意一天
3．（3分）如图所示，平面镜OM与ON夹角为θ，一条平行于平面镜ON的光线AB经过两个平面镜的30次反射后，恰好沿着BA的方向返回。则两平面镜之间的夹角θ为（ ）
A．3°B．6°C．9°D．12°
4．（3分）2019年8月，湖北多地实施人工降雨缓解持续干旱，其中用飞机向云层喷洒干冰（固体的CO2）是一种人工降雨的方法。以下列出几个物态变化过程：①干冰迅速吸热升华；②干冰吸热熔解；③云层中水蒸气遇冷液化成雨滴；④云层中水蒸气遇冷凝华成小冰晶；⑤水蒸气以干冰为核心凝结成雨滴；⑥小冰晶下落遇暖气流熔解成雨滴。在这种人工降雨过程中，发生的物态变化过程为（ ）
A．①③B．⑤C．②④⑥D．①④⑥
5．（3分）往保温瓶里灌开水的过程中，有经验的人往往听声音就能判断瓶里水位的高低，因为（ ）
A．灌水过程中音响越来越大
B．灌水过程中音响越来越小
C．灌水过程中音调逐渐升高
D．灌水过程中音调逐渐降低
6．（3分）如图所示为火灾报警器部分电路，A、B接在一个电压恒定的电源两端。R1为固定电阻，R2为热敏电阻，常温下两者阻值相同，温度升高时R2增大。当发生火灾时，R2的电功率（ ）
A．电功率减小
B．电功率增大
C．电功率不变
D．电功率可能减小也可能增大
7．（3分）现有一根带正电的玻璃棒和一根带等量负电荷的金属棒（带绝缘手柄），如果两棒仅在某一带电部位相互接触，则接触后（ ）
A．两棒都恢复成不带电的状态
B．两棒所带电荷均保持不变
C．两棒仍带等量的异种电荷，但每棒电荷量减少
D．金属棒将不带电，而玻璃棒仍带少量的电荷
8．（3分）如图所示，圆柱形容器内液面正好与容器口相齐，物块A和B用轻质细线悬挂，其中A漂浮在液面上，A、B体积之比为2：1。现剪断细线，稳定后液面下降了3cm；然后取出物块B，液面又下降了2cm；最后取出物块A，液面又下降了1cm。由此可判断A与B的密度比为（ ）
A．1：5B．1：6C．1：2D．1：10
9．（3分）如图所示，平直的长江上三个码头 A、B、C，AB、BC恰好都相距30km。甲、乙两船同时从AB码头起航向上游出发，且保持船速（在静水中的速度）不变，两船恰好同时到达码头C。若甲、乙两船仍以原来相同的船速同时从 C、B码头起航向下游出发，则（ ）
A．甲、乙两船同时到达码头A
B．乙船先到达码头A
C．甲船先到达码头A
D．不能确定哪条船先到达A
10．（3分）实验室常用的弹簧秤如图甲所示，弹簧秤最大量程为5N。弹簧的一端与连接有挂钩的拉杆相连，另一端固定在外壳上的O点，外壳上固定一个圆环，整个外壳重为1N，弹簧和拉杆的质量忽略不计。现将两弹簧秤以如图乙方式悬挂起来，下端挂一重为2N的砝码，则稳定后上、下两弹簧秤的读数分别为（ ）
A．2N，3NB．3N，3NC．2N，2ND．3N，2N
11．（3分）实验室规格为“2.5V 0.3A”的小灯泡和规格为“220V 15W”的白炽灯泡一起串联接入220V的家用电路，下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡和白炽灯泡都会发光
B．小灯泡和白炽灯泡都不会发光
C．刚接入电路时两个灯泡都发光，然后马上熄灭
D．小灯泡不会发光，白炽灯泡会发光
12．（3分）如图所示，甲、乙两个形状相同的容器都盛有部分水，将两块完全相同的木块放入两容器，这时两容器中的水面恰好相平，现在将两木块由图示位置匀速向下压到容器底部，则对木块做功多的是（ ）
A．乙B．甲C．一样多D．无法确定
（多选）13．（3分）两个外观完全相同的瓷碗和木碗（瓷碗密度比水大，木碗密度比水小），容积不同，瓷碗装满质量为m1的水后总重为G1；木碗装满质量为m2的水后总重为G2，下列关系不可能正确的是（ ）
A．G1＜G2，m1＜m2B．G1＞G2，m1＞m2
C．G1＜G2，m1＞m2D．G1＞G2，m1＜m2
14．（3分）如图所示，悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁位于螺线管正上方。闭合开关，待弹簧测力计示数稳定后，将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动时弹簧测力计读数变小，则电路接法是（ ）
A．c 接 e，b 接 fB．a 接 e，d 接 f
C．c 接 e，d 接 fD．a 接 e，b 接 f
二、填空与实验探究题（本题共6个小题，15-18题每空3分，19-20题每空2分，共34分，请将答案填写在答题卡相应的区域内）
15．（3分）小明和小华在学校400m跑道上进行跑步训练。两人同时从百米赛跑的起点出发逆时针方向开始运动，速度大小分别为2m/s和3m/s，第一次两人相遇后小华变为顺时针方向跑步，直到下次相遇小华再次变为逆时针跑步，以此类推，当两人第五次相遇时，经历的时间为 s。
16．（6分）如图甲所示是超声波测速的工作原理图，W为一个能发射超声波的固定小盒子，工作时小盒子W向匀速行驶的小车发出短暂的超声波脉冲，脉冲波遇到小车反射后又被W盒接收，从W盒发射超声波开始计时，经时间Δt0再次发射超声波脉冲，图乙是连续两次发射的超声波的位移—时间图像（位移x的大小表示超声波传播过程中离出发点W的距离），则超声波的速度为 ，小车的速度为 。
17．（6分）如图所示，B物重为30N，在物体A的作用下，物体B匀速上升1m，物体A受到的重力所做的功为40J。若在滑轮b下改挂重为50N的另一物体C时，使物体C在10s内匀速上升1m，则应在物体上再加向下 N的拉力F，拉力F的功率为 W。（不计绳重及轮轴间摩擦）
18．（3分）如图所示，水平桌面上底面积为S的薄壁圆柱形容器重为G1，容器中放入边长为a、重为G2的方形木块。在容器中缓慢加入水，直到木块刚要上浮时停止加水，则此时容器对桌面的压力大小为 。
19．（6分）如图所示，甲是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置，实验中让同一铜球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。乙是探究“阻力对运动物体的影响”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动，请回答下列问题：
（1）甲实验中，通过观察 ，从而判断钢球动能的大小。
（2）乙实验中，小车在粗糙程度不同的水平面上运动，摩擦力做功 （填“相等”或“不相等”）。
（3）两种实验都涉及同一种物理方法，叫做 法。
20．（10分）元旦晚会上，五光十色的小彩灯把教室点缀得绚丽多彩。小明和小华发现一串小彩灯（接在220V家用电路上）有一个灯泡不亮了，别的灯泡还亮着。于是，他们通过观察和查找资料，发现小彩灯内部结构如图，有两种情况；
（1）第一种情况，每个灯泡除了有灯丝（设电阻值为R1）以外，还有一个电阻（设电阻值为R2）并联在两个灯脚之间，显然R2 R1（填“远小于”或“远大于”“等于”）。当灯丝被烧毁后电流全部通过电阻，这样其它灯可以继续发光，亮度和原来相比 （填“暗一些”或“亮一些”或“相同”）；若这种情况中一串正常发光小彩灯的规格是“2.5V 0.25A”，且当R1的实际功率小于0.1W时，灯丝R1就不能发光，若超过10个小灯泡的灯丝损坏，其他小彩灯将不能发光，则R2＝ Ω；
（2）第二种情况，每个灯泡的灯丝两个脚上都并联了一段金属丝，是为了在灯泡的灯丝断了以后还能保证电流能从金属丝中流过，让其他彩灯继续发光。因为灯丝表面镀了氧化铜，有时会出现这种情况：如果这个灯泡坏了、电流会瞬间击穿氧化铜、短路此灯泡、其它灯泡仍可以发光，此时发光灯泡的电功率将 （填“变大”或“变小”或“不变”），所以，亮度和原来相比 （填“暗一些”或“亮一些”或“相同”）。
三、计算题（本题共3个小题，共24分，解答时应写出必要文字说明、方程式和重要步骤，只写出答案的不能得分）
21．（6分）粮油商店现有120包大米需要搬运，每包质量为5kg，某装卸工人通过走楼梯将它们搬上5m高处的库房，如图为工人可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像，若每次下楼时间是上楼时间的，为尽可能快地将大米搬上库房（g取10N/kg）：
（1）工人每次需要搬运几包大米？
（2）工人最快完成搬运任务并返回原地所用的时间是多少？
22．（8分）如图所示，电源电压保持不变，灯泡L的额定电压为3V，功率未知。闭合开关S1后，当开关S接“1”，滑片P在最左端时，电压表示数为7.5V，L此时的实际功率是额定功率的；当开关S接“2”时，P在滑动变阻器R正中央时，电压表示数为3V。若将L和电阻R1串联后直接接在该电源上时，电路中电流为0.3A，已知灯丝电阻不随温度改变，求：
（1）电源电压；
（2）灯泡L的阻值和电阻R1的阻值。
23．（10分）有一种电子体重秤的原理图如图中的虚线框所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻），显示体重大小的仪表A（实质是通过电流表的读数转化为体重的数值），其中：AO：BO＝5：1，压力传感器R表面能承受的最大压强为2.1×106Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示。
设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后。压力传感器两端的电压恒为4.8V，取g＝10N/kg。则：
（1）该秤零起点（即踏板空载时）的刻度线应标在电流表刻度盘多少毫安处？
（2）如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为19.2mA，这个人的体重是多少kg？
（3）若该秤的最大称量值是210kg，则压杆与压力传感器之间的接触面积是多少cm2？
2021年湖北省襄阳四中、襄阳五中自主招生物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本题共14个小题，每小题3分，共42分，每个小题给出的四个选项中只有一个选项正确，多选、错选及不选均不得分）
1．（3分）我们平常用的白炽灯泡的灯丝常制成螺旋状，这样做的目的是（ ）
A．便于灯丝散热，防止灯丝熔断
B．尽量增加灯丝的电阻
C．可以减少灯丝在高温时的升华
D．可以减少灯丝散热，提高灯丝的温度
【分析】白炽灯泡是利用电能转化成内能和光能的原理做成的，把灯丝制成螺旋状，可以增加灯丝的长度，增加了灯丝的电阻，使得更多的电能转化为内能；还可以减少灯丝散热，提高灯丝的温度。
【解答】解：AD．白炽灯泡的灯丝制成螺旋状，螺旋内部热量不易散失，所以是为了减少灯丝散热，提高灯丝的温度，故A不正确，D正确；
B．导体的电阻与导体的形状无关，故灯丝制成螺旋状不能增加灯丝的电阻，故B不正确；
C．物体由固态直接变成气态是升华现象，灯丝制成螺旋状不影响物态变化，故C不正确。
故选：D。
2．（3分）2018年1月31日20点51分至22点07分我国的中东部晴朗的地区看到了罕见的超级“红月亮”，下列对该天文现象的说法中正确的是（ ）
A．发生该现象时，太阳、地球、月球在一条线上，且月球位于两者之间
B．发生该现象时，月亮处于地球本影区即发生的是月全食现象
C．红月亮是因为太阳光中只有红光经过地球大气层的反射到达月球表面而形成的现象
D．超级红月亮可以发生在每月任意一天
【分析】当太阳、地球和月亮处在同一条直线上，若月球处在地球的阴影区，则会出现月食；若地球处在月球的阴影去，则会出现日食；这些现象的形成都是因为光在直线传播时遇到障碍物形成阴影所致。月亮处于地球本影区即发生的是月全食现象。
【解答】解：AB．当发生月全食时，即当太阳、地球和月球处在一条直线上时，处在中间的地球挡住了太阳直接照射到月球上的光，月亮处于地球本影区（整个月球在地球的影子里），月亮处于地球本影区即发生的是月全食现象。故A错误，B正确；
CD．红月亮是穿过大气层的阳光中波长较短的蓝绿色光都被地球的大气层所吸收或散射射到月球上的光就主要以波长较长的红色和橙色光线为主，从而使月球表面呈现出橘红色，被称为“红月亮”，超级红月亮的月全食现象只会在特定时间会出现，故CD错误。
故选：B。
3．（3分）如图所示，平面镜OM与ON夹角为θ，一条平行于平面镜ON的光线AB经过两个平面镜的30次反射后，恰好沿着BA的方向返回。则两平面镜之间的夹角θ为（ ）
A．3°B．6°C．9°D．12°
【分析】根据光的反射定律，画出光的反射光路图进行分析。
【解答】解：光的反射光路图如下所示：
因为第一条入射光线平行于下面平面镜，所以第一条入射光线与上面平面镜的夹角为θ，光线第一次反射的入射角为：90°﹣θ，
结合几何知识可知：第二次入射时的入射角为：90°﹣2θ，
第三次的入射角为：90°﹣3θ，
第n次的入射角为：90°﹣nθ，
要想沿原来光路返回，需要光线某次反射的入射角为零，所以：90°﹣nθ＝0
解得：θ＝°，
由于n为30。代入上式解得θ＝3°，故BCD错误，A正确。
故选：A。
4．（3分）2019年8月，湖北多地实施人工降雨缓解持续干旱，其中用飞机向云层喷洒干冰（固体的CO2）是一种人工降雨的方法。以下列出几个物态变化过程：①干冰迅速吸热升华；②干冰吸热熔解；③云层中水蒸气遇冷液化成雨滴；④云层中水蒸气遇冷凝华成小冰晶；⑤水蒸气以干冰为核心凝结成雨滴；⑥小冰晶下落遇暖气流熔解成雨滴。在这种人工降雨过程中，发生的物态变化过程为（ ）
A．①③B．⑤C．②④⑥D．①④⑥
【分析】（1）物质由气态直接变为固态叫凝华；物质由固态直接变为气态叫升华；由气态变为液态叫液化，由液态变为气态叫汽化；由固态变为液态叫熔化，由液态变为固态叫凝固；
（2）物态变化中吸热的有：熔化、汽化和升华；放热的有：凝固、液化和凝华。
【解答】解：人工降雨是通过喷洒干冰（固态二氧化碳），干冰吸收热量升华，使云层温度降到零摄氏度以下，云层中的水蒸气遇冷凝华成小冰晶，小冰晶在空中下落遇到暖气流熔化成雨滴降落，故D正确。
故选：D。
5．（3分）往保温瓶里灌开水的过程中，有经验的人往往听声音就能判断瓶里水位的高低，因为（ ）
A．灌水过程中音响越来越大
B．灌水过程中音响越来越小
C．灌水过程中音调逐渐升高
D．灌水过程中音调逐渐降低
【分析】保温瓶里发出的声音是上方空气柱的振动产生的；音调的高低与发声体振动快慢有关，物体振动越快，音调就越高。
【解答】解：保温瓶里发出的声音是上方空气柱的振动产生的，保温瓶里灌开水的过程中，瓶中的水量增多，保温瓶中的空气柱长度变短，加水时，空气柱振动的频率变大，音调逐渐升高，故ABD错误，C正确。
故选：C。
6．（3分）如图所示为火灾报警器部分电路，A、B接在一个电压恒定的电源两端。R1为固定电阻，R2为热敏电阻，常温下两者阻值相同，温度升高时R2增大。当发生火灾时，R2的电功率（ ）
A．电功率减小
B．电功率增大
C．电功率不变
D．电功率可能减小也可能增大
【分析】R1、R2串联，根据电阻的串联特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据P＝I2R表示出R2的电功率；最后根据R2的电阻值随温度的变化，进而判断R2的电功率的变化情况。
【解答】解：因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R1、R2串联时电路中的电流为：
I＝，
R2的功率为
当R1＝R2时，此时
R2的电功率最大；因为温度升高时R2增大，常温下两者阻值相同，所以，当发生火灾时，温度升高，R2的电阻会增大，R1＜R2，R2的电功率均小于P2，所以，当发生火灾时，R2的电功率会减小，故BCD错误，A正确。
故选：A。
7．（3分）现有一根带正电的玻璃棒和一根带等量负电荷的金属棒（带绝缘手柄），如果两棒仅在某一带电部位相互接触，则接触后（ ）
A．两棒都恢复成不带电的状态
B．两棒所带电荷均保持不变
C．两棒仍带等量的异种电荷，但每棒电荷量减少
D．金属棒将不带电，而玻璃棒仍带少量的电荷
【分析】（1）两者带异种电荷，接触时要发生中和现象。
（2）绝缘体中的电荷不能自由移动，由于接触的只是一个部位，只是接触部分的电荷发生了中和现象，不会全部中和。
【解答】解：两者带异种电荷，接触时要发生中和现象，玻璃棒为绝缘体，电荷不会自由移动，两棒接触后，接触点的电荷相中和，接触点外的电荷不会发生中和，因此两棒仍带等量的异种电荷，但每棒电荷量减少，故ABD错误，C正确。
故选：C。
8．（3分）如图所示，圆柱形容器内液面正好与容器口相齐，物块A和B用轻质细线悬挂，其中A漂浮在液面上，A、B体积之比为2：1。现剪断细线，稳定后液面下降了3cm；然后取出物块B，液面又下降了2cm；最后取出物块A，液面又下降了1cm。由此可判断A与B的密度比为（ ）
A．1：5B．1：6C．1：2D．1：10
【分析】当细线断开后，木块受到的浮力减小，减小的浮力等于金属块B的重力与金属块B所受浮力之差；根据此关系列出等式；
木块在液体中最后漂浮，受到的浮力等于自身重力，根据此关系列出等式从而得出结论。
【解答】解：由题意可知，细线剪断后，稳定后液面下降了h1＝3cm，此时物块A减小的浮力为F浮1＝ρ液gV排1＝ρ液gSh1，
然后取出物块B，液面又下降了h2＝2cm，则物块B的体积VB＝Sh2，
物块B的重力与物块B所受浮力的差值等于物块A减小的浮力，则GB﹣ρ液gSh2＝ρBgVB﹣ρ液gSh2＝ρ液gSh1，故ρBgVB＝ρ液gSh2+ρ液gSh1，
最后取出物块 A，液面又下降了h3＝1cm，当物块A漂浮在液面上时，受到的浮力等于自身的重力，即受到的浮力F浮2＝GA＝ρ液gSh3＝ρAgVA，
物块A、B体积之比为VA：VB＝2：1，
由上述可知，
物块A与B的密度比为，
由上分析可知，故D正确，ABC错误。
故选：D。
9．（3分）如图所示，平直的长江上三个码头 A、B、C，AB、BC恰好都相距30km。甲、乙两船同时从AB码头起航向上游出发，且保持船速（在静水中的速度）不变，两船恰好同时到达码头C。若甲、乙两船仍以原来相同的船速同时从 C、B码头起航向下游出发，则（ ）
A．甲、乙两船同时到达码头A
B．乙船先到达码头A
C．甲船先到达码头A
D．不能确定哪条船先到达A
【分析】设水流速度为v0，甲、乙两船的静水船速分别为每小时v1、v2，则甲、乙两船同时从A、B码头起航向上游出发，两船恰好同时到达码头C，由速度公式可得甲船和乙船到达码头A的时间，再进行比较。
【解答】解：设水流速度为v0，甲、乙两船的静水船速分别为每小时v1、v2，则甲、乙两船同时从A、B码头起航向上游出发，两船恰好同时到达码头C，
则有t＝＝，
化简得v1＝2v2﹣v0，
若甲、乙两船仍以原来相同的船速同时从C、B码头起航向下游出发，则甲船到达码头A的时间t甲＝＝＝，
乙船到达码头A的时间t乙＝，
由v2＞0，v0＞0可知t甲＝＞t乙＝，
所以乙船先到达码头A，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选：B。
10．（3分）实验室常用的弹簧秤如图甲所示，弹簧秤最大量程为5N。弹簧的一端与连接有挂钩的拉杆相连，另一端固定在外壳上的O点，外壳上固定一个圆环，整个外壳重为1N，弹簧和拉杆的质量忽略不计。现将两弹簧秤以如图乙方式悬挂起来，下端挂一重为2N的砝码，则稳定后上、下两弹簧秤的读数分别为（ ）
A．2N，3NB．3N，3NC．2N，2ND．3N，2N
【分析】分别分析出乙图放置方式中两个弹簧秤或者弹簧挂钩的受力情况，就可得出正确答案。
【解答】解：如图乙，上面的弹簧秤拉着2N的物体和1N的弹簧测力计，读数为3N，下面的弹簧被下面测力计的外壳和物体拉着，读数也为3N，故B正确。
故选：B。
11．（3分）实验室规格为“2.5V 0.3A”的小灯泡和规格为“220V 15W”的白炽灯泡一起串联接入220V的家用电路，下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡和白炽灯泡都会发光
B．小灯泡和白炽灯泡都不会发光
C．刚接入电路时两个灯泡都发光，然后马上熄灭
D．小灯泡不会发光，白炽灯泡会发光
【分析】结合小灯泡的铭牌，分别求得额定电流就电阻，进一步分析解答。
【解答】解：实验时小灯泡的电阻为，
白炽灯的额定电流为，
白炽灯的电阻为，
两灯泡串联后电路中的电流为≈0.068A，
此电流值远远小于实验时小灯泡的额定电流值，因此小灯泡不会发光；此电流值接近于白炽灯的额定电流值，白炽灯会发光，故ABC错误，D正确。
故选D。
12．（3分）如图所示，甲、乙两个形状相同的容器都盛有部分水，将两块完全相同的木块放入两容器，这时两容器中的水面恰好相平，现在将两木块由图示位置匀速向下压到容器底部，则对木块做功多的是（ ）
A．乙B．甲C．一样多D．无法确定
【分析】木块受到浮力与木块排开液体的体积相同，所以木块受到浮力相同，由W＝Fs分析做功大小关系。
【解答】解：将两块完全相同的木块放入两容器，容器都盛有水，两容器中的水面恰好相平，则木块距离容器底的高度相同，木块受到浮力与木块排开液体的体积相同，所以木块受到浮力相同，由W＝Fs可知，对木块做功相同，故C正确，ABD错误。
故选：C。
（多选）13．（3分）两个外观完全相同的瓷碗和木碗（瓷碗密度比水大，木碗密度比水小），容积不同，瓷碗装满质量为m1的水后总重为G1；木碗装满质量为m2的水后总重为G2，下列关系不可能正确的是（ ）
A．G1＜G2，m1＜m2B．G1＞G2，m1＞m2
C．G1＜G2，m1＞m2D．G1＞G2，m1＜m2
【分析】由于题中所给的条件是瓷碗和木碗的外部直径和高度相等，它们的重和各自装满水的质量都是一些不确定的因素，那么容器总重G1、G2和水的质量m1、m2之间的关系怎样，我们分别对几个选项进行分析得出正确答案。
【解答】解：AC．若G1＜G2，即瓷碗装满水后的总重小于木碗装满水后的总重，又因为瓷碗和木碗外观完全相同，则总体积相同。由重力计算公式G＝mg，密度计算公式m＝ρV可得，瓷碗装满水后的平均密度小于木碗装满水后的平均密度。又因为瓷碗密度比水大，木碗密度比水小，所以瓷碗装满水后的平均密度大于水，木碗装满水后的平均密度小于水。与瓷碗装满水后的平均密度小于木碗装满水后的平均密度矛盾。故G1不可能小于G2。故AC错误。
BD．若G1＞G2，即瓷碗装满水后的总重大于木碗装满水后的总重，又因为瓷碗和木碗外观完全相同，则总体积相同。由重力计算公式G＝mg，密度计算公式m＝ρV可得，瓷碗装满水后的平均密度大于木碗装满水后的平均密度。又因为瓷碗密度比水大，木碗密度比水小，所以瓷碗装满水后的平均密度大于水，木碗装满水后的平均密度小于水。则可能m1＞m2，也可能m1＜m2。故BD正确。
故选：AC。
14．（3分）如图所示，悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁位于螺线管正上方。闭合开关，待弹簧测力计示数稳定后，将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动时弹簧测力计读数变小，则电路接法是（ ）
A．c 接 e，b 接 fB．a 接 e，d 接 f
C．c 接 e，d 接 fD．a 接 e，b 接 f
【分析】由安培定则可得出螺线管上端磁极，由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测R两端的电压，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，则由磁极间的相互作用可知弹簧长度的变化。
【解答】解：闭合开关，由安培定则可知，螺线管上端为N极，即通电螺线管和条形磁铁是同名磁极相对，则它们之间有斥力，将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动时弹簧测力计读数变小，说明滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，两个磁极的斥力增大；
A．c 接 e，b 接 f时，将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动的过程中，变阻器接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性减弱，两个磁极的斥力减小，弹簧测力计示数增大，故A不正确；
B．a 接 e，d 接 f时，将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动的过程中，变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性增强，两个磁极的斥力增大，弹簧测力计读数变小，故B正确；
C．c 接 e，d 接 f时，滑动变阻器短路，电阻丝不能接入电路，无论滑片怎样滑动，电路中的电流不变，故C不正确；
D．a 接 e，b 接 f时，滑动变阻器的电阻全部接入电路，移动滑片，无法改变电阻的大小，电路中的电流也不会变化，故D不正确。
故选：B。
二、填空与实验探究题（本题共6个小题，15-18题每空3分，19-20题每空2分，共34分，请将答案填写在答题卡相应的区域内）
15．（3分）小明和小华在学校400m跑道上进行跑步训练。两人同时从百米赛跑的起点出发逆时针方向开始运动，速度大小分别为2m/s和3m/s，第一次两人相遇后小华变为顺时针方向跑步，直到下次相遇小华再次变为逆时针跑步，以此类推，当两人第五次相遇时，经历的时间为 1360 s。
【分析】由题意可知，第一次相遇，小华比小明多跑一圈，可得路程与两人速度的表达式，相遇后小华变为顺时针方向跑步，再次相遇，小华和小明一起跑完一圈，从而可得路程与两人速度的表达式，第三、五次相遇与第一次相遇需要时间相同，第四次相遇与第二次相遇需要时间相同，可得第五次相遇时一共经历的时间。
【解答】解：两人同时从百米赛跑的起点出发逆时针方向开始运动，速度大小分别为2m/s和3m/s，
第一次相遇，小华比小明多跑一圈，即s1＝（v华﹣v明）t1＝（3m/s﹣2m/s）t1＝400m，
解得t1＝400s，
相遇后小华变为顺时针方向跑步，
再次相遇，小华和小明一起跑完一圈，即s2＝（v华+v明）t2＝400m，
解得t2＝80s，
第三、五次相遇与第一次相遇需要时间相同，第四次相遇与第二次相遇需要时间相同，则第五次相遇时，经历的时间
t＝3t1+2t2＝3×400s+2×80s＝1360s。
故答案为：1360。
16．（6分）如图甲所示是超声波测速的工作原理图，W为一个能发射超声波的固定小盒子，工作时小盒子W向匀速行驶的小车发出短暂的超声波脉冲，脉冲波遇到小车反射后又被W盒接收，从W盒发射超声波开始计时，经时间Δt0再次发射超声波脉冲，图乙是连续两次发射的超声波的位移—时间图像（位移x的大小表示超声波传播过程中离出发点W的距离），则超声波的速度为 ，小车的速度为 。
【分析】超声波在空中匀速传播，根据发射和接收的时间差求出速度；物体通过的路程为x2﹣x1时，所用时间为：﹣++Δt0，再求解物体的平均速度。
【解答】解：由乙图可知，超声波在时间内通过路程为x1，则超声波的速度为：
v声＝＝；
物体通过的路程为x2﹣x1时，所用时间为﹣+Δt0＝（t2﹣t1+Δt0），物体的平均速度：
＝＝。
故答案为：；。
17．（6分）如图所示，B物重为30N，在物体A的作用下，物体B匀速上升1m，物体A受到的重力所做的功为40J。若在滑轮b下改挂重为50N的另一物体C时，使物体C在10s内匀速上升1m，则应在物体上再加向下 10 N的拉力F，拉力F的功率为 2 W。（不计绳重及轮轴间摩擦）
【分析】由图可知，绳子的股数为2，由s＝nh可得物体A下降的距离，由W＝Fs可得物体A的重力，根据可知动滑轮自重，若在滑轮b下改挂重为50N的另一物体C时，使物体C在10s内匀速上升1m，需要施加一个力F，根据可得拉力F，物体C在10s内匀速上升1m，可得绳子自由端移动的距离，由P＝可得拉力F的功率。
【解答】解：由图可知，绳子的股数为2，则物体A下降的距离为
sA＝nsB＝2×1m＝2m，
物体A的重力为
根据，
可知，动滑轮自重为
G动＝nGA﹣GB＝2×20N﹣30N＝10N，
若在滑轮b下改挂重为50N的另一物体C时，使物体C在10s内匀速上升1m，需要施加一个力F，此时可得到
拉力F为，
物体C在10s内匀速上升1m，则绳子自由端移动的距离为
s＝nsC＝2×1m＝2m，
拉力F的功率为。
故答案为：10；2。
18．（3分）如图所示，水平桌面上底面积为S的薄壁圆柱形容器重为G1，容器中放入边长为a、重为G2的方形木块。在容器中缓慢加入水，直到木块刚要上浮时停止加水，则此时容器对桌面的压力大小为 。
【分析】阿基米德原理得，浸入水中木块的体积等于排开水的体积，由V＝Sh可得水的深度，从而可知水的体积，由和G＝mg得水的重力，再求出此时容器对桌面的压力。
【解答】解：木块刚要上浮时，受到的浮力等于木块的重力，由阿基米德原理得，浸入水中木块的体积等于排开水的体积，即V浸＝V排＝＝，
水的深度为，
水的体积，
由和G＝mg得，
此时容器对桌面的压力大小为。
故答案为：。
19．（6分）如图所示，甲是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置，实验中让同一铜球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。乙是探究“阻力对运动物体的影响”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动，请回答下列问题：
（1）甲实验中，通过观察 木块被推动的距离 ，从而判断钢球动能的大小。
（2）乙实验中，小车在粗糙程度不同的水平面上运动，摩擦力做功 相等 （填“相等”或“不相等”）。
（3）两种实验都涉及同一种物理方法，叫做 控制变量 法。
【分析】（1）探究“动能的大小与什么因素有关”时，小球动能的大小是通过小球对外做功的多少来体现，实验中通过观察木块被小球推开的距离反映做功的多少，这种研究问题的方法叫转换法。
（2）根据机械能的转化分析。
（3）两实验中都用到的实验方法有控制变量法。
【解答】解：（1）甲图实验是通过观察木块移动的距离来判断钢球动能大小的，运用了转换法；
（2）同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，到达水平面时的速度相同，动能相同；小车在粗糙程度不同的水平面上由运动到静止过程中，克服摩擦做功，动能转化为内能，由于动能相同，所以克服摩擦力所做的功也相等；
（3）两种实验都涉及同一种物理方法，叫做控制变量法。
故答案为：（1）木块被推动的距离；（2）相等；（3）控制变量。
20．（10分）元旦晚会上，五光十色的小彩灯把教室点缀得绚丽多彩。小明和小华发现一串小彩灯（接在220V家用电路上）有一个灯泡不亮了，别的灯泡还亮着。于是，他们通过观察和查找资料，发现小彩灯内部结构如图，有两种情况；
（1）第一种情况，每个灯泡除了有灯丝（设电阻值为R1）以外，还有一个电阻（设电阻值为R2）并联在两个灯脚之间，显然R2 远大于 R1（填“远小于”或“远大于”“等于”）。当灯丝被烧毁后电流全部通过电阻，这样其它灯可以继续发光，亮度和原来相比 暗一些 （填“暗一些”或“亮一些”或“相同”）；若这种情况中一串正常发光小彩灯的规格是“2.5V 0.25A”，且当R1的实际功率小于0.1W时，灯丝R1就不能发光，若超过10个小灯泡的灯丝损坏，其他小彩灯将不能发光，则R2＝ 142 Ω；
（2）第二种情况，每个灯泡的灯丝两个脚上都并联了一段金属丝，是为了在灯泡的灯丝断了以后还能保证电流能从金属丝中流过，让其他彩灯继续发光。因为灯丝表面镀了氧化铜，有时会出现这种情况：如果这个灯泡坏了、电流会瞬间击穿氧化铜、短路此灯泡、其它灯泡仍可以发光，此时发光灯泡的电功率将 变大 （填“变大”或“变小”或“不变”），所以，亮度和原来相比 亮一些 （填“暗一些”或“亮一些”或“相同”）。
【分析】（1）R1与R2并联，根据电阻消耗的电功率应非常小分析；
出现故障处的电阻与正常相比变大了，由欧姆定律可知电路中的总电流减小，其他灯亮度要暗一些；
根据n＝可求出电路串联的小灯个数，由欧姆定律可得一个小灯的电阻，根据P＝I2R可得，当小灯不能发光时电路中电流，由欧姆定律可得电路中的总电阻，因R2阻值远大于灯丝电阻，故灯泡完好时，可认为通过R2的电流为0，则根据串联电路的电阻特点可知R2的阻值；
（2）一个小灯正常工作时，电阻为10Ω，当灯丝断了后，电流击穿氧化铜，铜丝连接在小灯两脚间，铜丝的电阻为0，一串小灯的电阻减小，在总电压不变的情况下，电路中的电流增大，由P＝I2R知每个小灯的实际功率增大。
【解答】解：（1）所有小灯是串联的。R1与R2并联，灯是主要的用电器，基于节能目的，电阻消耗的电功率应非常小，即通过它的电流较小，故它的电阻远大于灯丝电阻。以出现故障的小灯为研究对象，原来是灯丝与电阻并联，总电阻远远地小于灯丝电阻；后来灯丝断路，定值电阻连接在电路中，此时小灯处电阻等于定值电阻阻值。故出现故障处的电阻与正常相比变大了，电路中的总电流减小，故其他灯亮度是减小的，要暗一些。
电路串联的小灯个数是n＝＝88，
一个小灯的电阻为R0＝＝＝10Ω，
当小灯不能发光时，电路中电流为I＝＝＝0.1A，
电路中的总电阻为R＝＝＝2200Ω，
因R2阻值远大于灯丝电阻，故灯泡完好时，可认为通过R2的电流为0，则根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值为R2＝＝142Ω，
（2）一个小灯正常工作时，电阻为10Ω，当灯丝断了后，电流击穿氧化铜，铜丝连接在小灯两脚间，铜丝的电阻为0。即小灯出现故障后，电阻减小为0。则一串小灯的电阻减小，在总电压不变的情况下，电路中的电流增大，每个小灯的实际功率增大，单位时间内转化的光能增多，灯要变亮。
故答案为：（1）远大于；暗一些；142；（2）变大；亮一些。
三、计算题（本题共3个小题，共24分，解答时应写出必要文字说明、方程式和重要步骤，只写出答案的不能得分）
21．（6分）粮油商店现有120包大米需要搬运，每包质量为5kg，某装卸工人通过走楼梯将它们搬上5m高处的库房，如图为工人可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像，若每次下楼时间是上楼时间的，为尽可能快地将大米搬上库房（g取10N/kg）：
（1）工人每次需要搬运几包大米？
（2）工人最快完成搬运任务并返回原地所用的时间是多少？
【分析】（1）过图线知，顶点的输出功率最大，找出输出功率最大时对应的质量，进而得出每次搬运的包数；
（2）由于总功一定，根据W＝Pt得出何种情况下搬运的时间最短。利用W＝Gh求每次搬运做功；
知道最大输出功率，可求每次上楼时间，再求出下楼时间，进而得出一次搬动大米总共用的时间。
【解答】解：（1）由图可知，搬运的最大功率为50W，由P＝可知，用最大功率搬运时用时最少，搬运质量为15kg，每包质量为5kg，
则每次需要搬运数量n＝＝3包；
（2）需要搬运120包大米，每包质量为5kg，某装卸工人通过走楼梯将它们搬上5m高处的库房，
则需要做功W＝Gh＝120×5kg×10N/kg×5m＝30000J；
上楼需要时间t上＝＝＝600s，
每次下楼时间是上楼时间的 ，则最快完成搬运任务并返回原地所用的时间t＝t上+t下＝600s+×600s＝1000s。
答：（1）工人每次需要搬运3包大米；
（2）所用的时间是1000s。
22．（8分）如图所示，电源电压保持不变，灯泡L的额定电压为3V，功率未知。闭合开关S1后，当开关S接“1”，滑片P在最左端时，电压表示数为7.5V，L此时的实际功率是额定功率的；当开关S接“2”时，P在滑动变阻器R正中央时，电压表示数为3V。若将L和电阻R1串联后直接接在该电源上时，电路中电流为0.3A，已知灯丝电阻不随温度改变，求：
（1）电源电压；
（2）灯泡L的阻值和电阻R1的阻值。
【分析】（1）闭合开关S1后，当开关S接“1”，滑片P在最左端时，滑动变阻器与灯泡L1串联，电阻两端的电压与灯泡两端的电压之和等于电源电压；
（2）当开关S接2时，P在中点，滑动变阻器阻值的一半接入电路，与灯泡L2串联，此时电阻两端的电压与灯泡两端的电压之和也等于电源电压；将L1和L2串联后接在该电源上时，电路中电流为0.3A，根据以上已知条件，列出方程，问题就可以解决。
【解答】解：（1）闭合开关S1，开关S接“1”，分析电路图可知，滑动变阻器与灯泡L串联，电压表测滑动变阻器两端电压，滑片P在最左端时，电压表示数为7.5V，L此时的实际功率是额定功率的，灯泡L的额定电压为3V，由可知，
则灯泡的实际电压，
由串联电路电压特点可得电源电压U源＝U滑+U灯＝7.5V+1.5V＝9V；
（2）[2][3]滑动变阻器最大阻值与灯泡串联时，滑动变阻器两端电压为7.5V，灯泡两端电压为1.5V，由串联分压特点可得①
当开关S接2时，P在滑动变阻器R正中央时，滑动变阻器与R1串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电压表示数为3V，由串联分压特点可得，
解得R＝R1 ②
将L和电阻R1串联后直接接在该电源上时，电路中电流为0.3A，则③
联立①②③，解得RL＝5Ω，R＝R1＝25Ω。
答：（1）电源电压为9V；
（2）灯泡L的阻值为5Ω；电阻R1的阻值为25Ω。
23．（10分）有一种电子体重秤的原理图如图中的虚线框所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻），显示体重大小的仪表A（实质是通过电流表的读数转化为体重的数值），其中：AO：BO＝5：1，压力传感器R表面能承受的最大压强为2.1×106Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示。
设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后。压力传感器两端的电压恒为4.8V，取g＝10N/kg。则：
（1）该秤零起点（即踏板空载时）的刻度线应标在电流表刻度盘多少毫安处？
（2）如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为19.2mA，这个人的体重是多少kg？
（3）若该秤的最大称量值是210kg，则压杆与压力传感器之间的接触面积是多少cm2？
【分析】（1）踏板空载时，压力为0，从表中可知电阻的大小，根据欧姆定律求出电路中的电流即可得出答案；
（2）根据欧姆定律求出电路中的电阻，再依据表中的变化规律可求出此时作用在A点的压力的大小，根据杠杆的平衡条件得出作用在B点人的重力，根据G＝mg求出其体重；
（3）该秤的最大称量值是210kg，由G＝mg可和最大称量重力，根据杠杆的平衡条件求出压力转感器承受的最大压力。
【解答】解：（1）由表格数据可知，当压力F＝0N时，压力传感器的电阻R＝300Ω，由于压力传感器两端的电压恒为 4.8 V，此时电流表的示数为
（2）电流表刻度盘的示数为19.2mA，此时压力传感器的电阻为
设电阻R随压力F变化的函数关系式为
R＝kF+b
代入其中两组数据可得
280＝40k+b……①
260＝80k+b……②
可得：k＝﹣0.5，b＝300，代入可得电阻R随压力F变化的函数关系式为
R＝300﹣0.5F
把R2＝250Ω代入上式可得，F＝100N，设人的重力为G，已知AO：BO＝5：1，根据杠杆平衡条件得
F×AO＝G×BO
人的重力为
这个人的体重是
（3）该秤的最大称量值是210kg，最大称量重力为
G1＝m1g＝210kg×10N/kg＝2100N
根据杠杆的平衡条件，压力转感器承受的最大压力为
已知，压力传感器R表面能承受的最大压强为2.1×106Pa，则压杆与压力传感器之间的接触面积为
答：（1）应标在电流表刻度盘16毫安处；
（2）这个人的体重是50 kg；
（3）压杆与压力传感器之间的接触面积是2cm2。
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0
40
80
120
160
200
240
……
电阻R/Ω
300
280
260
240
220
200
180
……
压力F/N
0
40
80
120
160
200
240
……
电阻R/Ω
300
280
260
240
220
200
180
……