2024年湖北省武汉市汉阳区中考物理模拟试卷（4月份）附解析

这是一份2024年湖北省武汉市汉阳区中考物理模拟试卷（4月份）附解析，共31页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．（3分）关于“影”的形成与对应的光学原理，下列说法正确的是（ ）
A．树下的“阴影”——光的折射
B．水中的“倒影”——光的反射
C．屏幕上的“投影”——光的直线传播
D．墙上的“手影”——光的色散
2．（3分）关于分子热运动和内能，下列说法正确的是（ ）
A．生物体内水的比例很高，因为水的比热容大，所以有助于调节生物体自身温度
B．液体不易被压缩，是因为液体分子间没有间隙
C．桂花香飘满园，是因为花粉颗粒在不停地做无规则运动
D．使用液态氢作为火箭发动机的燃料，是因为它燃烧放热多
3．（3分）关于声现象的描述，下列说法正确的是（ ）
A．声音是一种波，它在真空中传播的速度最大
B．通过接收次声波信息，可以判断火山爆发的方位和强度
C．敲击大小不同的编钟，发出声音的音调相同
D．戴上防噪声耳罩，是通过阻断噪声传播的方式控制噪声
4．（3分）我国研发的“玲龙一号”核电机组，是全球首个多功能模块化的小型核电机组。下列关于核能的说法正确的是（ ）
A．核能是一种化石能源，属于一次能源
B．核能是可再生能源，它是未来理想能源的一个重要发展方向
C．利用核能发电是直接将核能转化成电能
D．核电站的核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
5．（3分）如图是中国羽毛球队的两名队员在2023年苏迪曼杯半决赛中的精彩瞬间，在比分落后的情况下，队员们发扬顽强拼搏的团队精神，实现惊天逆转，闯进决赛。下列说法正确的是（ ）
A．击球时，球拍对球的力是球拍发生弹性形变产生的
B．击球时，球拍对球的力和球对球拍的力是一对平衡力
C．球离开球拍之后在空中继续飞行，是因为球受到惯性的作用
D．球离开球拍之后在空中继续飞行，球拍对球做了功
6．（3分）冰壶比赛运动员所穿的两只鞋的鞋底材质并不相同，蹬冰脚的鞋底为橡胶制成，而滑行脚的鞋底为塑料制成。为了说明其中的道理，小明同学在水平桌面上用如图所示的实验装置“探究影响滑动摩擦力大小的因素”，实验中用到了一个弹簧测力计、一个长方体木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。下列说法错误的是（ ）
A．用弹簧测力计沿水平长木板匀速拉动木块，就能测出滑动摩擦力
B．甲实验中，若加速拉动木块，木块受到的滑动摩擦力不变
C．乙实验中，匀速拉动木块时，砝码受到摩擦力的方向与木块运动方向相同
D．运动员所穿的两只鞋的鞋底材质不相同，其道理可用乙、丙得到的实验结论来解释
7．（3分）如图所示，在竖直平面内，小球从A点由静止释放，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点。下列对小球摆动过程分析正确的是（ ）
A．由A到B的过程中，小球的机械能增加
B．由B到C的过程中，小球的动能全部转化为重力势能
C．小球第二次经过B点的速度等于小球第一次经过B点的速度
D．小球从C点返回，摆到左侧的最大高度小于C点的高度
8．（3分）把铜片、铁片插入菠萝中，制成一个水果电池，用电压表测量它的电压，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．铁片是水果电池的正极
B．水果电池的电压为0.5V
C．水果电池是将内能转化为电能
D．导线a中的自由电子从铁片流向电压表的“﹣”接线柱
9．（3分）某同学用如图的装置探究通电螺线管外部的磁场分布，在螺线管的两端各放一个小磁针（涂黑的一端为N极），并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后轻敲纸板，铁屑的排列情况和小磁针的指向如图所示。关于通电螺线管的磁场，下列说法错误的是（ ）
A．利用这些铁屑的排列可以显示通电螺线管磁场的分布情况
B．利用小磁针的指向可以判断通电螺线管的左端为S极
C．若改变螺线管中的电流方向，则小磁针的指向改变，铁屑的分布情况改变
D．从实验中可得出：通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似
10．（3分）家庭电路中有时会出现这样的现象：原来各用电器都在正常工作，将额定功率为25W的台灯的插头插入插座，其它用电器依然正常工作，再闭合台灯开关时，空气开关跳闸了。出现上述现象的原因可能是（ ）
A．台灯的电功率太大了
B．插头插入这个插座之前，插座短路了
C．插头插入这个插座时，导致了短路
D．台灯的灯座处短路了
11．（3分）酒精测试仪用于检测司机是否酒驾，甲图所示是一种呼气式酒精测试仪，乙图所示是其内部简化电路。其中R1是气敏传感器，它的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，相关数据如下表所示R2是阻值为60Ω的定值电阻，电源电压恒为12V。司机喝酒后对着R1吹气，电流表和电压表的示数都会发生变化，所以两表都可以用来显示酒精气体的浓度值。若规定酒精气体浓度≥0.2mg/mL时判定为酒驾。根据以上信息，则下列说法正确的是（ ）
A．司机呼出的酒精气体浓度越高，则电压表示数越大，电流表示数越小
B．使用电流表显示酒精气体浓度值时，若它的示数为0.12A，可判定司机为酒驾
C．电压表的示数不超过4V，可判定司机为酒驾
D．电流表的示数不超过0.13A，可判定司机为酒驾
12．（3分）具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全，车主可通过旋钮开关实现功能切换。如图是该后视镜的加热原理图，其中电源电压为10V，四根电热丝的电阻相同。防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大，开启防雾功能时加热功率为5W。小明同学由此得到如下结论：
①开关旋至“3”挡时，开启的是防雾功能
②开关旋至“2”挡时，电路电阻为10Ω
③开关从防雾挡拨到除露挡，电路中总电流变化了1A
④开关置于化霜挡时，通电1min，电流产生1200J的热量
其中正确的是（ ）
A．①③B．②④C．②③D．③④
二、非选择题（本题包括12小题，共60分）
13．（3分）我国很多地区的农业已进入智能化时代，农用机械可以通过北斗导航系统实现精准作业。如图为一架无人机在农田中喷洒农药时的情景。
（1）北斗导航系统中是利用 波传递信息的。从无人机实时传回的视频中看到“大地扑面而来”，这是以 （填“大地”或“无人机”）为参照物。
（2）无人机所载农药的质量为20kg，每分钟喷洒的农药量为2kg。它将所载农药从开始喷洒到全部喷洒完毕的过程中，飞行的路程是3km。则无人机飞行的平均速度是 m/s。
14．（3分）为探究电和磁的关系，某同学利用如图1所示装置完成了下列实验。
（1）在ab之间接入灵敏电流计，闭合开关，灵敏电流计指针 （填“偏转”或“不偏转”）；保持开关闭合，使导体棒 （填“水平”或“上下”）运动，灵敏电流计指针偏转，说明在一定条件下可以实现“磁生电”。
（2）若在ab之间接入直流电源，闭合开关，导体棒运动起来，该实验可以说明如图2所示中 （填字母）的工作原理。
15．（4分）为了探究压力的作用效果跟哪些因素有关，小明同学利用小桌、海绵、砝码等器材做了如图所示的实验。
（1）在乙图中画出砝码对小桌压力的示意图。
（2）小明是通过比较海绵的 来比较压力的作用效果。
（3）甲、乙两次实验说明： 一定时，压力越大，压力的作用效果越明显。下列实例中，要用这个实验结论解释的有 （填序号）。
①有些课桌的边缘设计成圆弧形状
②交通管理部门规定，货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t
③菜刀经常要磨一磨
16．（4分）小明同学用如图所示的装置探究凸透镜成像规律，他选用了焦距为10cm的凸透镜A和焦距为15cm的凸透镜B进行实验。
（1）如图甲，光屏上恰好得到了一个清晰的像，则小明在实验中选用的是凸透镜 （填“A”或“B”）， （填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用该成像原理工作的。
（2）小明取来一副眼镜的镜片放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像变模糊了，他向左移动蜡烛，光屏上的像又变清晰了，说明该镜片可用来矫正 （填“近视眼”或“远视眼”）的。
（3）如图乙，当凸透镜位于光具座上e点时，光屏上恰好得到清晰的像，此时蜡烛与光屏间的距离为L0、与e点的距离为L1；在保持蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到某点，光屏上再次得到清晰的像，则透镜向右移动的距离s＝ （用L0、L表示）。
17．（4分）在探究水沸腾时温度变化的规律中，小明和小红使用完全相同的实验装置，如图1所示。
（1）实验时，当看到水中有大量气泡不断上升，变大，到水面破裂开来，里面的 散发到空气中，就表明水沸腾了。
（2）小明和小红根据自己测得的数据，各自绘制出了如图2所示的水温与时间关系的图象，他们绘制出来的图像不同的原因是 ；由图象可知，水沸腾时继续吸热，温度 。
（3）为进一步了解沸腾的条件，小明将实验装置做了改进，如图3所示。烧杯与试管内分别装入适量的水，甲、乙温度计分别测量烧杯和试管中的水温，当乙温度计示数达到99℃时，继续加热，试管中的水温不再升高且不能沸腾，当在烧杯的水中加入少量的食盐后，发现试管中的水能够沸腾，说明烧杯内水加入食盐后，沸点 。
18．（6分）小明同学利用如图所示的器材测量小灯泡的电阻，已知待测小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压保持4.5V不变。
（1）电路中还有几根导线没有连接，请你在图中用笔画线代替导线，完成电路的连接。（要求：导线不允许交叉）
（2）小明正确连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片，小灯泡不发光，电压表无示数。关于出现该现象的可能原因，他提出了以下观点：
①可能是由于小灯泡短路②可能是由于小灯泡断路③可能是由于滑动变阻器断路分析可知，观点 是错误的；若观察到电流表有示数，则说明观点 是正确的。（填标号）
（3）实验中，小明测出小灯泡正常发光时的电流为0.20A，此时小灯泡的电阻是 Ω。
小明接下来断开开关，将该灯泡换成了另一只标有“2.5V，1W”的新灯泡，闭合开关后直接读数，观察到电流表示数可能为 （填标号）。
19．（10分）港珠澳大桥海底沉管隧道是世界最长的公路沉管隧道，沉管的吊装是由我国制造的“振华30”起重船（如图甲）完成的。在吊装之前，沉管两端必须密封起来，某节沉管密封后的质量为7.5×104t，体积为8×104m3。拖船将该沉管运送到安装位置附近，便可由“振华30”进行吊装。它先将沉管从拖船甲板上缓慢吊起，水平移动至指定位置后，再将沉管缓慢投放到海水中，然后向沉管里的压载水箱内灌入海水，使沉管下沉至海底，完成与其它沉管的对接。
（1）为了使沉管下沉至海底，至少应向沉管的压载水箱内灌入多少m3的海水？
（2）吊装沉管时，可将起重船的结构简化为如图乙所示的模型，其中O为支点，OA为起重臂，OD的长度为160m、且OD与钢缆BD之间的夹角为30°。起重船将沉管投放至海水的过程中，钢缆BD的拉力减小了4.5×108N。
①在乙图中作出钢缆AC拉力的力臂。
②不考虑起重臂和钢缆的重力，求O点到钢缆AC的距离。
2024年湖北省武汉市汉阳区中考物理模拟试卷（4月份）
参考答案与试题解析
一、选择题（每小题只有一个选项符合题意。每小题3分）
1．（3分）关于“影”的形成与对应的光学原理，下列说法正确的是（ ）
A．树下的“阴影”——光的折射
B．水中的“倒影”——光的反射
C．屏幕上的“投影”——光的直线传播
D．墙上的“手影”——光的色散
【答案】B
【分析】（1）影子的形成、日月食以及小孔成像都是光沿直线传播形成的；
（2）“倒影”属于平面镜成像，是由于光的反射形成的；
（3）屏幕上的“投影”是利用凸透镜成像，属于光的折射。
【解答】解：A、树下的“阴影”是由于光的直线传播形成的，故A错误；
B、水中的“倒影”属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故B正确；
C、屏幕上的“投影”是利用凸透镜成像，是由光的折射形成的，故C错误；
D、墙上的“手影”是由于光的直线传播形成的，故D错误。
故选：B。
【点评】本题主要考查了光现象中的几种“影”，在学习过程中要注意区分，属于基础题。
2．（3分）关于分子热运动和内能，下列说法正确的是（ ）
A．生物体内水的比例很高，因为水的比热容大，所以有助于调节生物体自身温度
B．液体不易被压缩，是因为液体分子间没有间隙
C．桂花香飘满园，是因为花粉颗粒在不停地做无规则运动
D．使用液态氢作为火箭发动机的燃料，是因为它燃烧放热多
【答案】A
【分析】（1）水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；吸收或放出相同的热量，水升高或降低的温度少；
（2）分子间存在着相互作用的引力和斥力；
（3）不同物质互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象说明分子在不停地做无规则运动；
（4）氢具有较大的热值，相同质量的氢和其他燃料完全燃烧时，氢放出的热量多。
【解答】解：A、因为水的比热容比较大，在吸收或放出相同的热量时，水的温度变化小，因此生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，以免温度变化太快对生物体造成损害，故A正确；
B、液体很难被压缩，这是因为分子间存在斥力，故B错误；
C、桂花香飘满园是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故C错误；
D、发射火箭时常用液态氢作为燃料，是因为液态氢的热值大，燃烧放热的本领强，同等情况下，转化的内能多，故D错误。
故选：A。
【点评】此题考查了比热容、分子间的作用力、扩散现象、热值，涉及知识点较多，属综合题。
3．（3分）关于声现象的描述，下列说法正确的是（ ）
A．声音是一种波，它在真空中传播的速度最大
B．通过接收次声波信息，可以判断火山爆发的方位和强度
C．敲击大小不同的编钟，发出声音的音调相同
D．戴上防噪声耳罩，是通过阻断噪声传播的方式控制噪声
【答案】B
【分析】（1）声音空中的传播速度是340m/s，声音的传播需要介质，真空不能传声；
（2）地震、台风、海啸时会伴随着次声波的产生；
（3）声音的高低叫音调，音调的高低与振动的频率有关；
（4）减弱噪声的途径：在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱。
【解答】解：A、声音的传播需要介质，真空不能传声，故A错误；
B、通过接收次声波等信息，可以判断火山爆发的方位和强度，故B正确；
C、用相同的力，敲击大小不同的钟能发出声音的高低不同，即音调不同，故C错误；
D、戴上防噪声耳罩，是通过在人耳处减弱噪声，故D错误，
故选：B。
【点评】本题考查了声音的传播、减弱噪声的途径、音调、次声波等知识，理解知识点解答简单。
4．（3分）我国研发的“玲龙一号”核电机组，是全球首个多功能模块化的小型核电机组。下列关于核能的说法正确的是（ ）
A．核能是一种化石能源，属于一次能源
B．核能是可再生能源，它是未来理想能源的一个重要发展方向
C．利用核能发电是直接将核能转化成电能
D．核电站的核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
【答案】D
【分析】（1）能从自然界直接获取的叫一次能源，不能从自然界直接获取，需要消耗一次能源来转化的叫二次能源；
（2）化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源；而风能、水能、太阳能、生物质能，可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它们属于可再生能源；
（3）（4）核反应的过程分核聚变和核裂变。核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控裂变（链式反应）释放能量的。
【解答】解：
A、核能不是一种化石能源；核能可以直接从自然界获取，是一次能源，故A错误；
B、核能在地球上的储量是一定的，属于不可再生能源，而可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向，故B错误；
C、核电站主要是利用核的裂变进行发电的，其过程是将核能转化为内能，内能对外做功转化为机械能，然后带动发电机发电，机械能再转化为电能，故C错误；
D、核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控裂变（链式反应）释放能量的，故D正确。
故选：D。
【点评】核能分为裂变和聚变两种，裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，前者主要应用在核反应堆中，后者应用在原子弹中；聚变主要应用在氢弹上。
5．（3分）如图是中国羽毛球队的两名队员在2023年苏迪曼杯半决赛中的精彩瞬间，在比分落后的情况下，队员们发扬顽强拼搏的团队精神，实现惊天逆转，闯进决赛。下列说法正确的是（ ）
A．击球时，球拍对球的力是球拍发生弹性形变产生的
B．击球时，球拍对球的力和球对球拍的力是一对平衡力
C．球离开球拍之后在空中继续飞行，是因为球受到惯性的作用
D．球离开球拍之后在空中继续飞行，球拍对球做了功
【答案】A
【分析】（1）弹力是由于施力物体发生弹性形变而产生的。
（2）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。
（3）物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。
（4）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离。
【解答】解：A、击球时，球拍对乒乓球施加的力是球拍发生弹性形变产生的，故A正确；
B、击球时，拍对球的力和球对拍的力不是作用在同一物体上，不是一对平衡力，故B错误；
C、球离开球拍之后在空中继续飞行，是因为球具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性作用，故C错误；
D、乒乓球在飞行过程中，虽然通过了距离，但没有再受到球拍力的作用，所以球拍对球没有做功，故D错误。
故选：A。
【点评】此题考查了平衡力和相互作用力辨别、弹力、惯性、力是否做功的判断等知识，是一道综合性较强的题目，但难度不大。
6．（3分）冰壶比赛运动员所穿的两只鞋的鞋底材质并不相同，蹬冰脚的鞋底为橡胶制成，而滑行脚的鞋底为塑料制成。为了说明其中的道理，小明同学在水平桌面上用如图所示的实验装置“探究影响滑动摩擦力大小的因素”，实验中用到了一个弹簧测力计、一个长方体木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。下列说法错误的是（ ）
A．用弹簧测力计沿水平长木板匀速拉动木块，就能测出滑动摩擦力
B．甲实验中，若加速拉动木块，木块受到的滑动摩擦力不变
C．乙实验中，匀速拉动木块时，砝码受到摩擦力的方向与木块运动方向相同
D．运动员所穿的两只鞋的鞋底材质不相同，其道理可用乙、丙得到的实验结论来解释
【答案】C
【分析】（1）根据二力平衡原理分析。
（2）滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关；
（3）根据产生摩擦力的条件分析；
（4）根据物体的运动情况判断出拉力与摩擦力的关系。
【解答】解：
A、沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡的知识，拉力大小才等于摩擦力的大小，故A正确；
B、甲实验中木块做加速运动时，由于压力和接触面的粗糙程度不变，所以木块所受的木板的摩擦力不变，故B正确；
C、乙实验中，匀速拉动木块时，砝码与木块没有发生相对运动趋势，砝码与木块间没有摩擦力，故C错误；
D、运动员所穿的两只鞋的鞋底材质不相同，接触面的粗糙程度不同，压力大小相同，其道理可用乙、丙得到的实验结论来解释，故D正确。
故选：C。
【点评】本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，考查实验原理、摩擦力的判断及控制变量法的运用，体现了对过程和方法的考查。
7．（3分）如图所示，在竖直平面内，小球从A点由静止释放，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点。下列对小球摆动过程分析正确的是（ ）
A．由A到B的过程中，小球的机械能增加
B．由B到C的过程中，小球的动能全部转化为重力势能
C．小球第二次经过B点的速度等于小球第一次经过B点的速度
D．小球从C点返回，摆到左侧的最大高度小于C点的高度
【答案】D
【分析】物体的动能由质量和速度决定，重力势能由质量和高度决定，分析摆动过程中质量、速度、高度的变化，判断出动能和重力势能的转化；机械能守恒的条件：只有动能和势能的相互转化或者只有重力做功，机械能才守恒。
【解答】解：A、由A到B的过程中，小球需要克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，故机械能减小。故A错误；
B、由B到C的过程中，小球的质量不变，高度升高，故动能变小，重力势能变大，但在此过程中，小球需要克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，故动能一部分转化为重力势能。故B错误；
C、小球第二次经过B 点时的机械能要小于第一次经过B点时的机械能，在B点时重力势能为0，则小球第二次经过B 点时的动能小于第一次经过B 点时的动能，动能小，速度小。故C错误；
D、小球从C点返回，摆到左侧的最大高度时的机械能小于在C点时的机械能，在左侧的最大高度时速度为0，动能为0，则此时的重力势能小于在C点时的重力势能，故小球从C点返回，摆到左侧的最大高度小于C点的高度，故D正确。
故选：D。
【点评】掌握动能、重力势能的影响因素，理解重力势能和动能的转化可从高度和速度来理解，可以帮助我们更好的理解能量的转化。
8．（3分）把铜片、铁片插入菠萝中，制成一个水果电池，用电压表测量它的电压，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．铁片是水果电池的正极
B．水果电池的电压为0.5V
C．水果电池是将内能转化为电能
D．导线a中的自由电子从铁片流向电压表的“﹣”接线柱
【答案】D
【分析】（1）电压表在测量电源电压时，电压表正接线柱接正极，负接线柱接负极；
（2）根据电压表的量程和分度值，可读出电压值；
（3）水果电池可将化学能转化为电能；
（4）电荷的定向移动形成电流，正负电荷定向移动方向相反，规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
【解答】解：A、电压表指针正向偏转，铜片连接了电压表的正接线柱，所以铜片是水果电池的正极，则铁片是水果电池的负极，故A错误；
B、由图可知，电压表选用的是小量程，分度值为0.1V，水果电池的电压为0.1V，故B错误；
C、水果电池是将化学能转化为电能，故C错误；
D、根据图示可知，因为铜片与电压表的正接线柱相连，因此铜片为盐水电池的正极；电流从电源的正极流出，经过电压表回到电源的负极；自由电子定向移动的方向与电流的方向相反，所以导线a中自由电子从铁片移动到电压表“﹣”接线柱，故D正确。
故选：D。
【点评】本题利用了电压表的使用方法来判断电源的正负极、能量的转化以及电流方向判断，属于基础题。
9．（3分）某同学用如图的装置探究通电螺线管外部的磁场分布，在螺线管的两端各放一个小磁针（涂黑的一端为N极），并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后轻敲纸板，铁屑的排列情况和小磁针的指向如图所示。关于通电螺线管的磁场，下列说法错误的是（ ）
A．利用这些铁屑的排列可以显示通电螺线管磁场的分布情况
B．利用小磁针的指向可以判断通电螺线管的左端为S极
C．若改变螺线管中的电流方向，则小磁针的指向改变，铁屑的分布情况改变
D．从实验中可得出：通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似
【答案】C
【分析】（1）通电螺线管周围的铁屑会被磁化，每一个小铁屑都相当于一个小磁针；根据铁屑受力转动后的分布情况，就可以知道通电螺线管的磁场分布特点。
（2）实验通过小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场，根据磁极间的相互作用可知通电螺线管的极性；
（3）通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向和线圈的绕法有关；
（4）通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似。
【解答】解：A、闭合开关将螺线管通电，用手轻敲击纸板，观察铁屑的分布；由于通电螺线管周围的铁屑会被磁化，每一个小铁屑都相当于一个小磁针；铁屑受到磁场的作用力而有规律地排列，因此我们用铁屑来显示通电螺线管磁场的分布，故A正确。
B、根据磁极间的相互作用，由小磁针的指向可判断通电螺线管的左端为S极，故B正确；
C、通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关，如果改变螺线管中的电流方向，小磁针指向发生改变，但磁场分布不变，铁屑的分布情况不变，故C错误；
D、由图可看出，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查通电螺线管周围的磁场探究，属于基础题。
10．（3分）家庭电路中有时会出现这样的现象：原来各用电器都在正常工作，将额定功率为25W的台灯的插头插入插座，其它用电器依然正常工作，再闭合台灯开关时，空气开关跳闸了。出现上述现象的原因可能是（ ）
A．台灯的电功率太大了
B．插头插入这个插座之前，插座短路了
C．插头插入这个插座时，导致了短路
D．台灯的灯座处短路了
【答案】D
【分析】空气开关跳闸的原因是电流过大，可能情况：一是用电器的总功率过大，另一个是发生短路。
【解答】解：A．台灯的额定电功率只有25W，功率不是太大了，故A错误；
B．如图插头插入这个插座之前，插座短路了，此时电流过大，应该空气开关跳闸了，故B错误；
C．插头插入这个插座时，如果导致了短路，不需要等到闭合开关才跳闸，应该插入时跳闸，故C错误；
D．插入时没有跳闸，说明插头正常，闭合开关跳闸，说明台灯的灯座处短路了，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查家庭电路的故障分析，属于中档题。
11．（3分）酒精测试仪用于检测司机是否酒驾，甲图所示是一种呼气式酒精测试仪，乙图所示是其内部简化电路。其中R1是气敏传感器，它的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，相关数据如下表所示R2是阻值为60Ω的定值电阻，电源电压恒为12V。司机喝酒后对着R1吹气，电流表和电压表的示数都会发生变化，所以两表都可以用来显示酒精气体的浓度值。若规定酒精气体浓度≥0.2mg/mL时判定为酒驾。根据以上信息，则下列说法正确的是（ ）
A．司机呼出的酒精气体浓度越高，则电压表示数越大，电流表示数越小
B．使用电流表显示酒精气体浓度值时，若它的示数为0.12A，可判定司机为酒驾
C．电压表的示数不超过4V，可判定司机为酒驾
D．电流表的示数不超过0.13A，可判定司机为酒驾
【答案】C
【分析】（1）根据电路图可知，气敏电阻R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，
根据表格数据可知气敏电阻随酒精气体浓度的变化；据此可知酒精气体浓度越高时R1的阻值变化，由串联电路电阻特点以及欧姆定律可判断电路中的电流大小，根据欧姆定律判断R2两端的电压，进一步判断电压表示数大小；
（2）使用电流表显示酒精气体浓度值时，若它的示数为0.12A，根据欧姆定律和电阻的串联特点求出此时气敏电阻R1的阻值，由表格数据即可判断司机是否为酒驾；
（3）由于规定酒精气体浓度≥0.2mg/mL时判定为酒驾，由表格可知酒精气体浓度为0.2mg•mL﹣1时气敏电阻R1的阻值，根据欧姆定律和串联电路的特点求出电流表和电压的示数，然后根据酒精气体浓度越高时电压表示数越小，电流表示数越大判断司机为酒驾时电压表的示数和电流表的示数的范围。
【解答】解：由电路图可知，气敏电阻R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，
A、由表格数据可知，气敏电阻R1随着酒精气体浓度的增大而减小；则司机呼出的酒精气体浓度越高时气敏电阻R1的阻值越小，电路中的总电阻越小，由I＝可知，电路中的电流越大，即电流表示数越大，由U2＝IR2可知R2两端的电压越大，根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可知电压表的示数越小；故A错误；
B、使用电流表显示酒精气体浓度值时，若它的示数为0.12A，根据I＝可得总电阻R＝＝＝100Ω，根据串联电路的总电阻等于各用电器的阻值之和可知此时气敏电阻R1的阻值为：R1＝R﹣R2＝100Ω﹣60Ω＝40Ω，由表格可知酒精气体浓度为0.1mg•mL﹣1＜0.2mg/mL，所以不是酒驾，故B错误；
CD、由于规定酒精气体浓度≥0.2mg/mL时判定为酒驾，由表格可知酒精气体浓度为0.2mg•mL﹣1时气敏电阻R1的阻值为30Ω，则总电阻R总＝R1′+R2＝30Ω+60Ω＝90Ω，电路中电流为：I′＝＝＝A≈0.13A，此时电压表示数为：U1′＝IR1′＝A×30Ω＝4V，
由于酒精气体浓度越高时电压表示数越小，电流表示数越大，所以，电压表的示数不超过4V，电流表的示数超过0.13A，可判定司机为酒驾，故C正确，D错误。
故选：C。
【点评】本1题考查了串联电路的特点和欧姆定律公式的应用，从文字和表格中获取有用的信息是解题的关键。
12．（3分）具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全，车主可通过旋钮开关实现功能切换。如图是该后视镜的加热原理图，其中电源电压为10V，四根电热丝的电阻相同。防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大，开启防雾功能时加热功率为5W。小明同学由此得到如下结论：
①开关旋至“3”挡时，开启的是防雾功能
②开关旋至“2”挡时，电路电阻为10Ω
③开关从防雾挡拨到除露挡，电路中总电流变化了1A
④开关置于化霜挡时，通电1min，电流产生1200J的热量
其中正确的是（ ）
A．①③B．②④C．②③D．③④
【答案】B
【分析】（1）由图可知，当旋钮开关旋至“1”时，两个电阻串联，当旋至“2”时，只有一个电阻工作，当旋至“3”时，两个电阻并联；根据串并联电路的特点和P＝可知智能后视镜不同挡位的电路连接；
（2）知道防雾功能的电功率，根据P＝可求出防雾功能时电路中的总电阻，根据串联电路的电阻特点求出每个电阻的阻值；据此可知开关旋至“2”挡时，电路电阻；
（3）根据欧姆定律分别求出防雾功能和除露功能时电路中的电流，据此求出开关从防雾档拨到除露档，电路中总电流的变化情况；
（4）根据P＝可求出开关置于化霜挡时的电功率，根据Q＝W＝Pt求出开关置于化霜档时，通电1min，电流产生的热量。
【解答】解：①由图可知，当旋钮开关旋至“1”时，两个电阻串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P＝可知，电路中的总功率最小，智能后视镜处于防雾挡；
当旋至“3”时，两个电阻并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，总功率最大，智能后视镜处于化霜挡；
当旋至“2”时，只有一个电阻工作，智能后视镜处于除露挡，故①错误；
②由据P＝可知，防雾功能时电路中的总电阻：R总＝＝＝20Ω，
根据题意可知，四根电热丝完全相同，所以每一根电热丝的阻值：R＝R总＝×20Ω＝10Ω，
所以开关旋至“2”挡时，电路电阻为10Ω，故②正确；
③防雾挡时电路中的电流：I雾＝＝＝0.5A，
除露挡时电路中的电流：I露＝＝＝1A，
则开关从防雾档拨到除露档，电路中总电流的变化：ΔI＝I露﹣I雾＝1A﹣0.5A＝0.5A，故③错误；
④开关置于化霜挡时的电功率：P霜＝+＝+＝20W，
开关置于化霜档时，通电1min，电流产生的热量：Q＝W＝P霜t＝20W×1×60s＝1200J，故④正确。
故选：B。
【点评】本题考查串并联电路的特点、电功率公式、欧姆定律以及焦耳定律的应用，是一道电学综合题，有一定的难度。
二、非选择题（本题包括12小题，共60分）
13．（3分）我国很多地区的农业已进入智能化时代，农用机械可以通过北斗导航系统实现精准作业。如图为一架无人机在农田中喷洒农药时的情景。
（1）北斗导航系统中是利用 电磁 波传递信息的。从无人机实时传回的视频中看到“大地扑面而来”，这是以 无人机 （填“大地”或“无人机”）为参照物。
（2）无人机所载农药的质量为20kg，每分钟喷洒的农药量为2kg。它将所载农药从开始喷洒到全部喷洒完毕的过程中，飞行的路程是3km。则无人机飞行的平均速度是 5 m/s。
【答案】（1）电磁；无人机；（2）5。
【分析】（1）电磁波可以传递信息；物体相对于参照物的位置变化了，物体是运动的，相对于参照物的位置不变，物体是静止的。
（2）根据速度公式进行计算。
【解答】解：（1）北斗导航系统中是利用电磁波传递信息的。从无人机实时传回的视频中看到“大地扑面而来”，这是以无人机为参照物，大地与无人机的位置发生变化。
（2）将农药喷洒完毕所用的时间为：，
无人机飞行的平均速度为：。
故答案为：（1）电磁；无人机；（2）5。
【点评】本题考查的是电磁波的应用；知道运动和静止的相对性；会根据速度公式进行计算。
14．（3分）为探究电和磁的关系，某同学利用如图1所示装置完成了下列实验。
（1）在ab之间接入灵敏电流计，闭合开关，灵敏电流计指针 不偏转 （填“偏转”或“不偏转”）；保持开关闭合，使导体棒 水平 （填“水平”或“上下”）运动，灵敏电流计指针偏转，说明在一定条件下可以实现“磁生电”。
（2）若在ab之间接入直流电源，闭合开关，导体棒运动起来，该实验可以说明如图2所示中 B （填字母）的工作原理。
【答案】（1）不偏转；水平；（2）B。
【分析】（1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应现象。发电机和动圈式话筒是利用该原理制成的。
（2）通电导体在磁场中会受到力的作用，电动机和扬声器是利用该原理制成的。
【解答】解：（1）在ab之间接入灵敏电流计，闭合开关，灵敏电流计指针不偏转，因为此时导体棒不做切割磁感线运动。
保持开关闭合，使导体棒水平运动，此时导体棒做切割磁感线运动，灵敏电流计指针偏转，说明在一定条件下可以实现“磁生电”。
（2）若在ab之间接入直流电源，闭合开关，导体棒运动起来，说明通电导体在磁场中会受到力的作用，扬声器就是利用该原理制成的，电铃是利用电流的磁效应来工作的，动圈式话筒是利用电磁感应现象来工作的，故B符合题意，AC不符合题意。
故答案为：（1）不偏转；水平；（2）B。
【点评】本题考查的是电磁感应现象和通电导体在磁场中受到力的作用；知道产生感应电流的条件；知道发电机和电动机、动圈式话筒和扬声器的基本原理。
15．（4分）为了探究压力的作用效果跟哪些因素有关，小明同学利用小桌、海绵、砝码等器材做了如图所示的实验。
（1）在乙图中画出砝码对小桌压力的示意图。
（2）小明是通过比较海绵的 凹陷程度 来比较压力的作用效果。
（3）甲、乙两次实验说明： 受力面积 一定时，压力越大，压力的作用效果越明显。下列实例中，要用这个实验结论解释的有 ② （填序号）。
①有些课桌的边缘设计成圆弧形状
②交通管理部门规定，货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t
③菜刀经常要磨一磨
【答案】（1）如图所示；（2）凹陷程度；（3）受力面积；②。
【分析】（1）砝码对小桌的压力作用在接触面上，方向垂直于小桌向下，根据力的示意图的画法画出这个力即可；
（2）压力的作用效果主要体现在物体的形变上，被压物体的形变程度越大，说明压力的作用效果越明显；
（3）压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关，实验时应采用控制变量法，即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变，探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变。
【解答】解：（1）砝码对小桌的压力作用在接触面上，方向垂直于小桌向下，如图所示：
；
（2）实验中，海绵的凹陷程度越大，压力作用效果越明显，用海绵的凹陷程度来反映压力作用效果，这应用了转换法；
（3）甲图和乙图相比，相同的因素是受力面积，不同的因素是压力。比较甲、乙两图，可得出的结论是受力面积一定时，压力越大压力作用效果越明显；
①有些课桌的边缘设计成圆弧形状，增大受力面积，减小压强，故①不合题意；
②交通管理部门规定，货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t，是受力面积一定时，减小压力，减小压强，故②符合题意；
③菜刀经常要磨一磨，减小受力面积，增大压强，故③不合题意。
故选②。
故答案为：（1）如图所示；（2）凹陷程度；（3）受力面积；②。
【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验，主要考查控制变量法及转换法的应用，体现了对过程和方法的考查。
16．（4分）小明同学用如图所示的装置探究凸透镜成像规律，他选用了焦距为10cm的凸透镜A和焦距为15cm的凸透镜B进行实验。
（1）如图甲，光屏上恰好得到了一个清晰的像，则小明在实验中选用的是凸透镜 A （填“A”或“B”）， 照相机 （填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用该成像原理工作的。
（2）小明取来一副眼镜的镜片放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像变模糊了，他向左移动蜡烛，光屏上的像又变清晰了，说明该镜片可用来矫正 近视眼 （填“近视眼”或“远视眼”）的。
（3）如图乙，当凸透镜位于光具座上e点时，光屏上恰好得到清晰的像，此时蜡烛与光屏间的距离为L0、与e点的距离为L1；在保持蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到某点，光屏上再次得到清晰的像，则透镜向右移动的距离s＝ L0﹣L （用L0、L表示）。
【答案】（1）A；照相机；（2）远视眼；（3）L0﹣L。
【分析】（1）根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，与照相机成像原理一致；
（2）凹透镜对光线具有发散作用，近视眼镜是凹透镜；
（3）根据折射现象中，光路可逆进行分析。
【解答】解：（1）由图可知，u＞v，且成像，说明u＝30cm＞2f，2f＞＝15cm＞f，故15cm＞f＞7.5cm，则小明选择的是A凸透镜；
此时成倒立、缩小的实像，与照相机成像原理一致；
（2）小明将一副镜片放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像变模糊了，向左移动蜡烛又出现清晰的像，说明该镜片对光线具有发散作用，推迟光线会聚成像，故老师戴的镜片是凹透镜，近视眼镜；
（3）当凸透镜位于光具座上e点时，光屏上恰好得到清晰的像，此时蜡烛与光屏间的距离为L0、与e点的距离为L，则物距为L，像距为L0﹣L，根据折射现象中，光路可逆可知，在保持蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右的距离为L0﹣L，即此时的物距等于原来的像距，此时的像距等于原来的物距，光屏上再次得到清晰的像。
故答案为：（1）A；照相机；（2）远视眼；（3）L0﹣L。
【点评】本题探究凸透镜成像规律实验，掌握凸透镜成像规律是解题关键。
17．（4分）在探究水沸腾时温度变化的规律中，小明和小红使用完全相同的实验装置，如图1所示。
（1）实验时，当看到水中有大量气泡不断上升，变大，到水面破裂开来，里面的 水蒸气 散发到空气中，就表明水沸腾了。
（2）小明和小红根据自己测得的数据，各自绘制出了如图2所示的水温与时间关系的图象，他们绘制出来的图像不同的原因是 水的初温不同 ；由图象可知，水沸腾时继续吸热，温度 保持不变 。
（3）为进一步了解沸腾的条件，小明将实验装置做了改进，如图3所示。烧杯与试管内分别装入适量的水，甲、乙温度计分别测量烧杯和试管中的水温，当乙温度计示数达到99℃时，继续加热，试管中的水温不再升高且不能沸腾，当在烧杯的水中加入少量的食盐后，发现试管中的水能够沸腾，说明烧杯内水加入食盐后，沸点 升高 。
【答案】（1）水蒸气；（2）水的初温不同；保持不变；（3）升高。
【分析】（1）当水沸腾时，水中形成大量的气泡上升到水面破裂开来，里面的水蒸气散发到空气中；
（2）a、b图象不同的原因是水的初温不同；掌握沸腾的特点：吸收热量但温度保持不变；
（3）加入食盐后，水的沸点升高。
【解答】解：（1）当水沸腾时，水中形成大量的气泡上升到水面破裂开来，里面的水蒸气散发到空气中；
（2）由图象可知a、b图象不同的原因是水的初温不同；
水沸腾的特点是吸热温度保持不变；
（3）在烧杯的水中加入少量的食盐后，发现试管中的水能够沸腾，说明烧杯中水的沸点高于99℃，即加入食盐后，水的沸点升高。
故答案为：（1）水蒸气；（2）水的初温不同；保持不变；（3）升高。
【点评】本题考查了液体沸腾的条件、数据分析、影响加热时间的因素等知识，基础题目。
18．（6分）小明同学利用如图所示的器材测量小灯泡的电阻，已知待测小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压保持4.5V不变。
（1）电路中还有几根导线没有连接，请你在图中用笔画线代替导线，完成电路的连接。（要求：导线不允许交叉）
（2）小明正确连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片，小灯泡不发光，电压表无示数。关于出现该现象的可能原因，他提出了以下观点：
①可能是由于小灯泡短路②可能是由于小灯泡断路③可能是由于滑动变阻器断路分析可知，观点 ② 是错误的；若观察到电流表有示数，则说明观点 ① 是正确的。（填标号）
（3）实验中，小明测出小灯泡正常发光时的电流为0.20A，此时小灯泡的电阻是 12.5 Ω。
小明接下来断开开关，将该灯泡换成了另一只标有“2.5V，1W”的新灯泡，闭合开关后直接读数，观察到电流表示数可能为 C （填标号）。
【答案】（1）见解答图；（2）②；①；（3）12.5；C。
【分析】（1）电流表与灯泡串联，电压表应并联在灯泡两端，滑动变阻器上下各选一个接线柱与灯泡串联在电路中；
（2）闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片，小灯泡不发光，电压表无示数，说明电压表并联的电路可能短路，或电压表没有与电源连通；
（3）根据R＝求出小灯泡的电阻；
根据串联电路电压规律和分压原理求出滑动变阻器接入电路的阻值；利用新灯泡的铭牌求出新灯泡的额定电流和电阻，根据串联分压原理确定新灯泡是否正常发光，据此确定电路中的最大电流；假设新灯泡电阻不变，利用欧姆定律结合灯丝电阻随温度的变化确定电路中最小电流，据此分析。
【解答】解：（1）在测小灯泡的电阻实验中，电流表与灯泡串联，电压表应并联在灯泡两端，滑动变阻器上下各选一个接线柱与灯泡串联在电路中，如下图所示：
；
（2）闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片，小灯泡不发光，电压表无示数，说明电压表并联的电路可能短路，或电压表没有与电源连通，即电路故障可能是小灯泡短路，或滑动变阻器断路，故观点②是错误的；
若观察到电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明电压表并联的电路短路，即电路故障可能是小灯泡短路，故观点①是正确的；
（3）实验中，小明测出小灯泡正常发光时的电流为0.20A，此时小灯泡的电阻为：
RL＝＝＝12.5Ω；
当小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为4.5V﹣2.5＝2V，此时滑动变阻器分得的电压为电压表示数的＝0.8倍，根据分压原理，滑动变阻器接入电路的阻值为R滑＝0.8RL＝0.8×12.5Ω＝10Ω；
根据P＝UI可知，“2.5V 1W”的新灯泡额定电流为：
I'＝＝＝0.4A，
新灯泡正常发光时的电阻为：
R'＝＝＝6.25Ω，
当换上标有“2.5V 1W”的新灯泡后，因新灯泡正常发光时的电阻小于原来灯泡正常发光时的电阻，根据串联分压原理可知，新灯泡两端电压小于额定电压，新灯泡不能正常发光，此时电路中的电流应小于0.4A；
因滑动变阻器接入电路的阻值不变，假设新灯泡电阻不变，此时电路中的总电阻为R总＝R滑+R'＝6.25Ω+10Ω＝16.25Ω，
电路中的电流为：
I''＝＝≈0.28A，
因灯丝的电阻随温度的降低而减小，因此电路的电流应大于0.28A，故选：C。
故答案为：（1）见解答图；（2）②；①；（3）12.5；C。
【点评】本题测小灯泡的电阻实验，考查了电路连接、故障分析、电阻的计算、影响电阻大小因素、电功率公式和欧姆定律的应用等知识。
19．（10分）港珠澳大桥海底沉管隧道是世界最长的公路沉管隧道，沉管的吊装是由我国制造的“振华30”起重船（如图甲）完成的。在吊装之前，沉管两端必须密封起来，某节沉管密封后的质量为7.5×104t，体积为8×104m3。拖船将该沉管运送到安装位置附近，便可由“振华30”进行吊装。它先将沉管从拖船甲板上缓慢吊起，水平移动至指定位置后，再将沉管缓慢投放到海水中，然后向沉管里的压载水箱内灌入海水，使沉管下沉至海底，完成与其它沉管的对接。
（1）为了使沉管下沉至海底，至少应向沉管的压载水箱内灌入多少m3的海水？
（2）吊装沉管时，可将起重船的结构简化为如图乙所示的模型，其中O为支点，OA为起重臂，OD的长度为160m、且OD与钢缆BD之间的夹角为30°。起重船将沉管投放至海水的过程中，钢缆BD的拉力减小了4.5×108N。
①在乙图中作出钢缆AC拉力的力臂。
②不考虑起重臂和钢缆的重力，求O点到钢缆AC的距离。
【答案】（1）为了使沉管下沉至海底，至少应向沉管的压载水箱内灌入5000m3的海水；
（2）①
②不考虑起重臂和钢缆的重力，O点到钢缆AC的距离为45m。
【分析】（1）沉管下沉至海底时，处于悬浮状态，故浮力等于沉管和压载水箱内海水的总重力，根据阿基米德原理求出所受浮力，根据G＝mg求出总重力，即可求出压载水箱内海水的重力，再结合密度公式即可求出压载水箱内海水的体积；
（2）①根据力臂的画法，先找支点，再画力的作用线，然后过支点作垂直于力的作用线的垂线，即为力臂；
②根据杠杆平衡条件求出钢缆BD的拉力，然后求出钢缆AC的拉力，再根据杠杆平衡条件求出O点到钢缆AC的距离。
【解答】解：（1）沉管下沉至海底时，处于悬浮状态，则F浮＝G总＝G管+G海水＝m管g+m海水g＝7.5×107kg×10N/kg+m海水g＝7.5×108N+m海水g；
由阿基米德原理F浮＝ρ海水gV排＝ρ海水gV管＝1.0×103kg/m3×10N/kg×8×104m3＝8×108N，故G总＝8×108N，则G海水＝G总﹣G管＝8×108N﹣7.5×108N＝5×107N；
由G＝mg＝ρgV得，压载水箱内海水的体积为：V海水＝＝＝5000m3；
（2）①过支点O作AC的垂线，即为钢缆AC的力臂，如图所示：
②起重船将沉管投放至海水的过程中，钢缆BD的拉力减小了4.5×108N，说明起重船将沉管投放至海水前钢缆BD的拉力为FBD＝4.5×108N；起重船将沉管投放至海水前钢缆AC所受拉力FAC＝G总＝8×108N；
过支点O作BD的垂线，即为钢缆BD的力臂，如图所示：
因为OD的长度为160m、且OD与钢缆BD之间的夹角为30°，因此LBD＝OD＝×160m＝80m；
根据杠杆平衡条件可知FBD×LBD＝FAC×LAC；
代入数据得4.5×108N×80m＝8×108N×LAC；
解得LAC＝45m。
答：（1）为了使沉管下沉至海底，至少应向沉管的压载水箱内灌入5000m3的海水；
（2）①见解答图；
②不考虑起重臂和钢缆的重力，O点到钢缆AC的距离为45m。
【点评】此题考查了重力的计算、阿基米德原理、力臂的画法、杠杆的平衡条件等知识点，有一定难度，属综合题。
酒精气体浓度mg•mL﹣1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
气敏传感器电阻/Ω
60
40
30
20
15
12
11
10
酒精气体浓度mg•mL﹣1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
气敏传感器电阻/Ω
60
40
30
20
15
12
11
10