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河南省南阳市南阳市名校联考2023-2024学年九年级下学期4月期中物理试题（原卷版+解析版）
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1．本试卷共6页，五个大题，满分70分，考试时间60分钟。
2．本试卷上不要答题，请按答题卡上的考生须知的要求，直接把答案填写在答题卡上。答在试卷上的答案无效。
一、填空题（本题共6个小题，每空1分，共14分。）
1. 地震发生前期，由于地壳轻微的______会产生次声波，这些次声波会使一些动物有异常表现，而人却听不到，说明人能听到声音的______范围和动物不同。
【答案】 ①. 振动 ②. 频率
【解析】
【详解】[1][2]地壳的不稳定及地震前较小的振动等，引起的次声波；次声波的频率较低，不在人类可听到的声频率范围内，但某些动物听觉范围大，可以听到，说明人和动物能听到声音的频率范围不同。
2. 如图，我国“天一号”成功着陆火星，火星上迎来第一面五星红旗。“天问一号”在火星表面留下了明显的压痕，说明了力可以改变物体的______，火星表面对它的支持力与它对火星表面的压力是一对______（填“平衡力”或“相互作用力”）。火星车的电池板所接收的太阳能是______（填“可再生”或“不可再生”）能源。
【答案】 ①. 形状 ②. 相互作用力 ③. 可再生
【解析】
【分析】
【详解】[1]力的作用效果，一是可以改变物体的运动状态，二是可使物体发生形变。“天问一号”在火星表面留下了明显的压痕，说明了力可以改变物体的形状。
[2]火星表面对它的支持力作用在火星车上，它对火星表面的压力作用在火星上，即二力分别作用在不同的物体上，且这两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，故火星表面对它的支持力与它对火星表面的压力是一对相互作用力。
[3]太阳能取之不尽，用之不竭，故火星车电池板所接收的太阳能是可再生能源。
3. 在干燥的天气里，小美同学站在平面镜前用塑料梳子梳头，发现越梳头发越蓬松，这是因为头发带上了同种电荷而相互______。如果梳子带负电，则梳头发时的电流方向是______（选填“由梳子到头发”或“由头发到梳子”）。
【答案】 ①. 排斥 ②. 由梳子到头发
【解析】
【详解】[1]同种电荷相互排斥，用塑料梳子梳头，会使头发带上同种电荷，相互排斥而蓬松。
[2]用塑料梳子梳头，头发失去电子带正电，梳子得到电子带负电，电子从头发到梳子，而电流的方向与电子的移动方向相反，即电流的方向是由梳子到头发。
4. 妈妈用天然气烧水做饭，天然气燃烧时把______转化为内能；灶上的锅中装有2kg初温30℃的水，当水吸收了7.56×105J的热量后，水温升高了______℃（当地为标准大气压）。
【答案】 ①. 化学能 ②. 70
【解析】
【详解】[1]天然气燃烧时，消耗自身化学能向外释放能量，是将化学能转化为内能。
[2]由题意及可得，水温升高的度数为
由于初温是30℃，温度变化为90℃，所以末温应该为
30℃+90℃=120℃
但由于标准大气压下，水的沸点为100℃，所以吸收热量后，水温的变化量为
100℃-30℃=70℃
5. 如图做一个纸风车。如果把风车放在点燃的酒精灯上方，风车能转动起来。这是因为点燃的酒精灯上方空气受热，热空气的密度_______（选填“增大”、“减小”或“不变”），热空气_______（选填“上升”或“下降”）而形成气流，带动扇叶转起来；根据体密度的这种变化规律，房间里的暖气一般都安装在窗户_______（选填“上面”或“下面”）。
【答案】 ①. 减小 ②. 上升 ③. 下面
【解析】
【详解】[1][2]点燃酒精灯，上方的空气吸收热量，温度升高，体积膨胀，密度变小，密度小的热空气上升，形成对流，气流流过纸风车扇叶时，带动扇叶转起来。
[3]实验说明温度能够改变气体的密度，根据气体的这种变化规律，房间里的暖气一般都安装在窗户下方，暖气周围的热气会上升，使房间的空气迅速流动起来从而变热。
6. 小明观察到家里的电能表如图所示。他只将一个电热水器接入家庭电路正常工作，观察到电能表指示灯闪烁80次用时48秒，则这段时间内，电热水器消耗的电能为 ____________J，电热水器电阻丝阻值为 _________Ω；该热水器连续工作30min，电能表示数将变为 ___________kW·h。
【答案】 ①. 9.6×104 ②. 24.2 ③. 5219.1
【解析】
【详解】[1]48秒内电热水器消耗的电能为
[2]由式子和W=Pt可得电热水器电阻丝阻值
[3]热水器的电功率
该热水器连续工作30min消耗的电能
W＝Pt＝2kW×0.5h＝1kW·h
电能表示数将变为
5218.1kW·h+1kW·h＝5219.1kW·h
二、选择题（本题共 8 小题，每小题2分，共16分．第7～12 题每小题只有一个选项符合题目要求，第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全得1分，有错选的得0分。）
7. 有古文献记载：“取大镜高悬，置水盆于其下，则见四邻矣”。下列实例涉及的光学知识与文中所述原理相同的是（ ）
A. 三棱镜分解太阳光B. 树荫下的圆形光斑
C. 潜望镜观察外部环境D. 凹透镜矫正近视眼
【答案】C
【解析】
【详解】“取大镜高悬，置水盆于其下，则见四邻矣”，这是利用平面镜成像特点，属于光的反射现象。
A．三棱镜分解白光是光的色散现象，属于光的折射，故A不符合题意；
B．树荫下的圆形光斑是小孔成像现象，是光的直线传播形成的，故B不符合题意；
C．潜望镜观察外部环境，潜望镜是两块平面镜，利用平面镜成像，属于光的反射现象，故C符合题意；
D．凹透镜矫正近视眼，属于光的折射现象，故D不符合题意。
故选C。
8. 冬天，室外佩戴口罩，眼镜片上会出现白雾。下列现象与上述“白雾”的成因相同的是（ ）
A. 吃冰棒时常出现冰棒粘舌头的现象B. 冬天，大巴车窗内侧出现冰花
C. 放置在冰箱外的蔬菜水果容易变蔫D. 水烧开后，壶嘴上方有大量白气冒出
【答案】D
【解析】
【详解】室外佩戴口罩，眼镜片上会出现白雾是水蒸气遇冷液化成小水珠，属于液化现象。
A．冰棒粘舌头是唾液凝固，属于凝固现象，故A不符合题意；
B．冬天，大巴车窗内侧出现冰花是水蒸气遇冷凝华，属于凝华现象，故B不符合题意；
C．放置在冰箱外的蔬菜水果容易变蔫，是水果蔬菜中的水分蒸发造成的，故C不符合题意；
D．水烧开后，壶嘴上方有大量白气冒出，是壶里高温的水蒸气跑出口后遇到冷空气液化成小水珠，属于液化现象，故D符合题意。
故选D。
9. 关于材料和技术的应用，下列说法中不正确的是（ ）
A. 岩棉保温板利用了岩棉导热性好的特点
B. 制作集成电路芯片所使用的晶圆属于半导体材料
C. 用密度小、强度高的铝合金材料制作飞机蒙皮
D. 汽车轮胎利用了橡胶材料弹性好的特点
【答案】A
【解析】
【详解】A．岩棉保温板利用了岩棉隔热性好的特点，故A错误，符合题意；
B．导电性能介于导体和绝缘体之间的是半导体，制作集成电路芯片所使用的晶圆是由半导体材料制成的，故B正确，不符合题意；
C．飞机采用的材料应该具有的性能是密度小、强度大，可以制成飞机蒙皮，故C正确，不符合题意；
D．用橡胶做汽车轮胎，主要是因为橡胶常温下有高的弹性，减小汽车的振动与颠簸，故D正确，不符合题意。
故选A。
10. 为了适应生存环境，许多动物的身体部位进化出了不同的功能。对此，从物理学角度解释不正确的是（ ）
A. 蚊子尖尖的口器可以轻松插入皮肤吸吮血液，是通过减小受力面积来增大压强的
B. 乌贼遇到危险时墨囊会喷出墨汁，借助墨汁的反冲推力迅速逃生
C. 鸟类有时不用拍打翅膀也能翱翔天空是应用了流速大压强大的原理
D. 蝙蝠利用回声定位能够在夜间自由飞行和捕捉食物
【答案】C
【解析】
【详解】A．蚊子尖尖的口器，在压力一定时，减小受力面积来增大压强，从而插入皮肤来吸吮血液，故A正确，不符合题意；
B．乌贼遇到危险时墨囊会喷出墨汁，由于力的作用是相互的，墨汁的反冲推力迅速逃生，故B正确，不符合题意；
C．鸟类有时不用拍打翅膀也能翱翔天空是应用了流速大压强小的原理，故C错误，符合题意；
D．蝙蝠在飞行时能够发出超声波，超声波碰到蛾子、蚊子等昆虫或其它的障碍物反射回来，蝙蝠根据反射回来的超声波就可以对前方的物体做出判断，这叫回声定位，故D正确，不符合题意。
故选C。
11. 跳水项目一直以来都是我国的王牌实力项目，关于跳水运动员从跳板起跳到落入水中的过程，下列分析不正确的是（ ）
A. 跳板被压弯，说明力可以改变物体的形状
B. 运动员腾空上升阶段，动能转化为重力势能
C. 运动员入水后继续下降，水对脸部的压强逐渐增大
D. 运动员入水后随着速度的减慢，惯性不断减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．跳水运动员站在跳板上时，跳板被压弯，是运动员对跳板的压力改变了跳板的形状，故A正确，不符合题意；
B．运动员腾空上升阶段，质量不变，速度减小，高度增大，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能，故B正确，不符合题意；
C．运动员入水后继续下降，深度增大，由p=ρgh可知水对脸部的压强逐渐增大，故C正确，不符合题意；
D．惯性与质量有关，运动员入水后随着速度的减慢，惯性的质量不变，惯性不变，故D错误，符合题意。
故选D。
12. 国产新型电动汽车具有各种“超能力”：其“动力系统”是由四个独立驱动电机构成的；“能量回收系统”可以将车辆制动时部分能量转化为电能，储存在蓄电池中，下列说法正确的是（ ）
A. 驱动电机与发电机的原理相同
B. 四个独立驱动电机是并联的
C. 能量回收系统与电动机的原理相同
D. 能量回收时，蓄电池相当于电源
【答案】B
【解析】
【详解】A．驱动电机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，发电机原理是电磁感应现象，二者原理不同，故A错误；
B．四个独立驱动电机工作时互不影响，可以独立工作，是并联的，故B正确；
C．能量回收系统是把机械能转化为电能，电动机是把电能转化为机械能，原理不同，故C错误；
D．能量回收时，把部分能量转化为电能，给蓄电池充电，转化为化学能，蓄电池相当于用电器，故D错误。
故选B。
13. 标准体重是反映和衡量一个人健康状况的重要标志之一。过胖和过瘦都不利于健康，也不会给人以健美感。如图是体重秤的原理图，下列说法正确的是（ ）
A. 计数器是用电压表改装的B. 体重计电路缺少开关，始终处于通路状态
C. 体重过轻，灯泡的亮度会较亮D. 体重越重，电路消耗的总功率越大
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由电路图可知，计数器并联接入电路，所以计数器是用电压表改装的，故A正确；
B．当体重测量仪不工作时，滑片位于绝缘体的位置，电路断路，故B错误；
C．当测量仪所测体重越小时，滑片下移，滑动变阻器接入电路的电阻越大，总电阻变大，电路中的电流越小，小灯泡越暗，故C错误；
D．由上述分析可得，当测量仪所测体重越大时，电路中的电流越大，电源电压不变，由P=UI可得，体重越重，电路消耗的总功率越大，故D正确。
故选AD。
14. 如图所示，用滑轮组将重为6N的物体匀速提升10cm，绳端的拉力F为2.5N，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（ ）
A. 绳子自由端移动的距离为30cm
B. 拉力所做的功为0.25J
C. 滑轮组的机械效率为75%
D. 若只增加所提物体的重力，则滑轮组的机械效率将增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A．滑轮组
绳子自由端移动距离为
故A正确；
B．拉力所做的功为
故B错误；
C．有用功
滑轮组的机械效率为
故C错误；
D．若只增加所提物体的重力，有用功变大，额外功不变，由
得，滑轮组的机械效率将增大，故D正确。
故选AD。
三、作图题（本题共2个小题，共4分。）
15. 如图所示的避险车道内铺有厚厚的碎石，失控车辆一旦冲入就会因陡坡、碎石摩擦而快速停下，这在很大程度上保护了驾乘人员和车辆的安全。正因如此，避险车道被称为高速公路上的“救命道”。请在简化图中画出失控车辆冲入避险车道减速滑行时的受力示意图。
【答案】
【解析】
【详解】失控车辆冲入避险车道减速滑行时受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向下的阻力；三个力的作用点可画在车的重心上，沿三个力的方向分别画一条带箭头的线段，并分别在线段末尾标上相关字母，如图所示：
16. 如图所示，请用笔画线代替导线将电路连接完整，并在括号中标出小磁针静止时右端的磁极名称（要求闭合开关，移动滑片P能改变螺线管磁性强弱）。
【答案】
【解析】
【详解】因为要求闭合开关，移动滑片P能改变螺线管磁性强弱，所以滑动变阻器接入电路采用一上一下接法，图中上接线柱已有，故只要接一个下接线柱；电路从左侧往上流入螺线管，根据安培定则，螺线管右侧为N极，左侧为S极，所以小磁针右边为N极。如图所示：
四、实验探究题（15小题4分，16小题6分，17小题8分，共18分。）
17. 在“探究平面镜成像的特点”实验中：
（1）用透明玻璃板替代平面镜是便于确定像的___________和比较像与物的大小。
（2）如图所示，将玻璃板___________放置在水平白纸上，把点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，能看到它在玻璃板后面的像。再拿一支与A完全相同的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直至与A的像完全重合，此现象说明___________。
（3）想要判断蜡烛A的像是虚像还是实像，你的办法是___________。
【答案】 ①. 位置 ②. 垂直 ③. 平面镜所成像的大小与物体的大小相等 ④. ）观察像能否成在光屏上
【解析】
【详解】（1）[1]利用透明玻璃板代替平面镜，能在观察到A蜡烛像的同时还可以透过玻璃清楚的看到放在后面的B蜡烛，便于确定像的位置和比较像与物的大小。
（2）[2]实验时应将白纸放在水平桌面上，将玻璃板垂直放在白纸上，这样做便于找到像的位置。
[3]实验时要另外拿一支相同的未点燃的蜡烛在玻璃板后面移动，直到在镜前看上去蜡烛B与镜前的蜡烛在镜中成的像完全重合时，说明平面镜成的像与物体大小相等。
（3）[4]想要判断蜡烛A的像是虚像还是实像，在蜡烛B的位置放一个光屏，眼睛在B侧观察光屏，光屏上没有蜡烛的像，则平面镜所成的像为虚像；光屏上有蜡烛的像，则平面镜所成的像为实像。
18. 小明在做“研究影响摩擦力大小的因素”实验时，利用一套器材依次完成图所示的实验，其中甲、乙图中长木板正面朝上，丙图中长木板反面朝上，长木板的反面比正面粗糙。
（1）小明提出如下猜想：①滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关：②滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。如果小明要验证猜想①，他应该选择___________两图所示的实验来操作；如果小明要验证猜想②，他应该选择___________两图所示的实验来操作；
（2）实验中，小明用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板做匀速直线运动，此时弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等，这是利用了___________的知识；
（3）小明分别对猜想①②进行了实验验证。在图甲、丙实验中弹簧测力计的示数分别为0.8N、1.2N，在图乙实验中，弹簧测力计的示数如图所示，示数为___________N。小明多次实验后得出结论：接触面所受的压力越大，滑动摩擦力越大；接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（4）许多情况下摩擦是有用的，人们常常设法增大它。请写出一个通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的实例：___________；
（5）实验后，小明和同学们对实验中存在的问题进行了交流，改进了实验方案，设计了如图所示的实验装置：将弹簧测力计固定不动，木块挂在弹簧测力计的挂钩上：不拉木块，改为拉动长木板，使长木板与木块相对运动。再次验证了猜想①②得出相同结论。针对实验改进，同学们提出了以下观点，其中不正确的是___________（选填序号）。
A.改进后，拉动长木板时不必保持匀速运动，更易于操作
B.改进后，弹簧测力计示数较稳定，容易读出正确的数值
C.改进后，木块稳定时受到的滑动摩擦力小于弹簧测力计对木块的拉力
【答案】 ①. 甲、乙 ②. 乙、丙 ③. 二力平衡 ④. 1.0 ⑤. 自行车轮胎上制有凹凸的花纹（答案不唯一） ⑥. C
【解析】
【详解】（1）[1]小明要验证猜想①，需控制接触面的粗糙程度相同，改变压力的大小，由图可知，甲、乙两图接触面粗糙程度相同，压力大小不同，所以他应该选择甲、乙两图所示的实验来操作.
[2]如果小明要验证猜想②，需控制压力的大小相同，改变接触面的粗糙程度，由图可知，乙、丙两图压力大小相同，接触面粗糙程度不同，所以他应该选择乙、丙两图所示的实验来操作。
（2）[3]实验中，小明用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板做匀速直线运动，此时木块在水平方向上受到拉力和摩擦力两个力的作用，由于木块做匀速直线运动，所以木块受到拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡的知识可知，拉力与滑动摩擦力二力大小相等。
（3）[4]由图可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，所以测力计示数为1.0N。
（4）[5]通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的实例很多，如：自行车轮胎上制有凹凸的花纹、塑料瓶盖刻竖条纹、结冰路面撒些煤渣等。
（5）[6]A．因为压力不变，接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，滑动摩擦力的大小与速度无关，实验时不需要做匀速直线运动，更易于操作，故A正确，不符合题意；
B．改进后，测力计静止，弹簧测力计示数较稳定，容易读出正确的数值，方便读数，故B正确，不符合题意；
C．图中固定弹簧测力计，拉动木板做相对运动，拉动木板时，木块受到向左的摩擦力，由于木块相对地面静止，则摩擦力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力，弹簧测力计的示数等于木板对木块的摩擦力，故C不正确，符合题意。
故选C。
19. 在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，小明利用可调电压电源（可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V之一）、5个定值电阻（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω）、滑动变阻器（10Ω1A）、电压表和电流表做了如下实验：
（1）他根据图甲所示电路图连接成了图乙所示的实物电路，其中只有一根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并用笔重新画一根正确连接的导线；（连线不要交叉）___________
（2）改正图乙电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于___________端；
（3）实验时小明设计了如下表格，通过表格可以看出，他的实验目的是探究通过导体的电流与___________的关系；
（4）小明将电源电压调为3V时，按（3）设计的方案进行实验；
①图是第2次实验时电流表的示数，示数为___________A；
②当其中某个定值电阻接入电路时，无法满足实验条件，这个定值电阻的阻值为___________Ω；
（5）小明根据实验数据描绘出了如图所示的图像，可以得出结论：___________；
【拓展】小红利用现有器材又做了下面的实验：
①按图甲连接电路，将电源电压调到某个值，在电路安全条件下闭合开关，移动滑片直到电压表示数为2.5V；
②保持滑片不动，换接入另一个定值电阻，调节电源电压，在电路安全条件下闭合开关，发现电压表示数恰好为2.5V；
通过以上实验现象可以推断：此时滑动变阻器接入电路的阻值为___________Ω。
【答案】 ①. ②. 最左端 ③. 电阻 ④. 0.2 ⑤. 30 ⑥. 当导体两端电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 ⑦. 4Ω
【解析】
【详解】（1）[1]由图甲可知，电阻处发生了短路，同时将电压表短路，由变阻器到电阻的导线连接错误，应将变阻器的左端连接到电压表的负接线柱，如图所示：
（2）[2]闭合开关前，滑动变阻器应处于最大阻值处，由电路图可知，当滑片移到最左端时，变阻器阻值最大，故滑动变阻器的滑片应置于最左端。
（3）[3]由表格中数据可知，实验时改变导体的电阻，测量电路中通过电流的大小，故小明是探究电流与电阻的关系。
（4）[4]由图乙可知，电流表所选量程为0~0.6A，分度值为0.02A，则电流表的示数为0.2A。
[5]由①可知，开关闭合，定值电阻与变阻器串联，电路中电流为0.2A，此时定值电阻两端的电压为
若选用30Ω的电阻，则变阻器两端的电压为
此时电路中的电流为
则滑动变阻器的阻值为
15Ω大于滑动变阻器的最大阻值10Ω，所以无法满足实验条件，故这个定值电阻的阻值为30Ω。
（5）[6]由图可知，电流与电阻的倒数的关系为一条过原点的直线，则电流与电阻的倒数成正比，所以电流与电阻成反比，故可得出结论：当导体两端电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[7]设当电源电压调为U前时，定值电阻阻值为R前，更换后的定值电阻阻值为R后，电源电压为U后，当电压表调到2.5V，即定值电阻两端电压为2.5V，则滑动变阻器两端电压为（或），保持滑片不动，则滑动变阻器阻值不变，根据
则可得出
化简后得定值电阻前后的比值为
电源可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V，其中1.5V小于2.5V，舍去。
①当U前=3V、U后=4.5V时，则定值电阻前后的比值为
定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，通过观察可知，R前=20Ω、R后=5Ω符合要求，当定值电阻为R前=20Ω时，电路中电流为
滑动变阻器阻值为
②当U前=3V、U后=6V时，则定值电阻前后的比值为
定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，此时没有满足比值的定值电阻，故舍去。
③当U前=4.5V、U后=6V时，则定值电阻前后的比值为
定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，此时没有满足比值的定值电阻，故舍去。
综上所述，此时滑动变阻器接入电路的阻值为4Ω。
五、综合应用题（本题共2小题，20小题9分，21小题9分，共18分，解题应写出必要的文字说明、步骤和公式，只写出最后结果的不能给分。）
20. 随着人们生活水平的提高，房车旅游受到了大众的青睐，某公司推出了如图所示的小型房车，小林和父母参观车展时试驾了该车，该车在平直公路上以54km/h的速度匀速行驶了3600m，已知车轮与水平地面总接触面积为0.4m2，试驾时车和人总质量为4×103kg，阻力是车重的0.1倍。（假定汽车静止时对地面的压力大小等于汽车总重力，汽车匀速行驶时牵引力等于阻力，g取10N/kg。）求：
（1）该房车匀速行驶了多长时间？
（2）该房车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（3）该房车匀速行驶时牵引力做功的功率是多大？
【答案】（1）240s；（2）1×105Pa；（3）6×104W
【解析】
【详解】解：（1）由题意可知，试驾的路程为s=3600m，试驾时的速度为
v=54km/h=15m/s
故由可得，试驾所用的时间为
（2）房车的总质量为m=4×103kg，故房车的重力为
G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N
由可得，房车对地面的压强为
（3）由题意可得，房车所受阻力为
f=0.1G=0.1×4×104N=4×103N
房车在水平路面匀速行驶，处于受力平衡状态，故由二力平衡可得，房车所受牵引力大小
F牵=f=4×103N
由P=Fv可得，牵引力的功率为
P=F牵v=4×103N×15m/s=6×104W
答：（1）该房车匀速行驶了240s；
（2）该房车静止在水平地面上时，对地面的压强为1×105Pa；
（3）该房车匀速行驶时牵引力做功的功率为6×104W。
21. 题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景，打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化；加热电路简化后如图所示，电源电压恒为6V，R1和R2为发热电阻丝，只闭合S1时低温挡工作，S1、S2都闭合时高温挡工作，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，R1=4Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化，求
（1）低温档工作时，通过R1的电流；
（2）低温挡的功率；
（3）R2的电阻值。
【答案】（1）1.5A；（2）9W；（3）12Ω
【解析】
【详解】解：（1）由题意可知，电源电压恒为6V，只闭合S1时，电路中只有R1一个用电器，则R1两端电压为6V，R1=4Ω，根据欧姆定律可得
（2）只闭合S1时低温挡工作，电压为6V，则低温档的电功率为
（3）S1、S2都闭合时高温挡工作，R1和R2并联，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，即
则高温档的功率为
电路并联，总功率等于各支路功率之和，即
则R2的电功率为
根据
可得，R2的电阻值为
答：（1）低温挡工作时，通过R1的电流为1.5A；
（2）低温挡的功率为9W；
（3）R2的电阻值为12Ω。实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
1．本试卷共6页，五个大题，满分70分，考试时间60分钟。
2．本试卷上不要答题，请按答题卡上的考生须知的要求，直接把答案填写在答题卡上。答在试卷上的答案无效。
一、填空题（本题共6个小题，每空1分，共14分。）
1. 地震发生前期，由于地壳轻微的______会产生次声波，这些次声波会使一些动物有异常表现，而人却听不到，说明人能听到声音的______范围和动物不同。
【答案】 ①. 振动 ②. 频率
【解析】
【详解】[1][2]地壳的不稳定及地震前较小的振动等，引起的次声波；次声波的频率较低，不在人类可听到的声频率范围内，但某些动物听觉范围大，可以听到，说明人和动物能听到声音的频率范围不同。
2. 如图，我国“天一号”成功着陆火星，火星上迎来第一面五星红旗。“天问一号”在火星表面留下了明显的压痕，说明了力可以改变物体的______，火星表面对它的支持力与它对火星表面的压力是一对______（填“平衡力”或“相互作用力”）。火星车的电池板所接收的太阳能是______（填“可再生”或“不可再生”）能源。
【答案】 ①. 形状 ②. 相互作用力 ③. 可再生
【解析】
【分析】
【详解】[1]力的作用效果，一是可以改变物体的运动状态，二是可使物体发生形变。“天问一号”在火星表面留下了明显的压痕，说明了力可以改变物体的形状。
[2]火星表面对它的支持力作用在火星车上，它对火星表面的压力作用在火星上，即二力分别作用在不同的物体上，且这两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，故火星表面对它的支持力与它对火星表面的压力是一对相互作用力。
[3]太阳能取之不尽，用之不竭，故火星车电池板所接收的太阳能是可再生能源。
3. 在干燥的天气里，小美同学站在平面镜前用塑料梳子梳头，发现越梳头发越蓬松，这是因为头发带上了同种电荷而相互______。如果梳子带负电，则梳头发时的电流方向是______（选填“由梳子到头发”或“由头发到梳子”）。
【答案】 ①. 排斥 ②. 由梳子到头发
【解析】
【详解】[1]同种电荷相互排斥，用塑料梳子梳头，会使头发带上同种电荷，相互排斥而蓬松。
[2]用塑料梳子梳头，头发失去电子带正电，梳子得到电子带负电，电子从头发到梳子，而电流的方向与电子的移动方向相反，即电流的方向是由梳子到头发。
4. 妈妈用天然气烧水做饭，天然气燃烧时把______转化为内能；灶上的锅中装有2kg初温30℃的水，当水吸收了7.56×105J的热量后，水温升高了______℃（当地为标准大气压）。
【答案】 ①. 化学能 ②. 70
【解析】
【详解】[1]天然气燃烧时，消耗自身化学能向外释放能量，是将化学能转化为内能。
[2]由题意及可得，水温升高的度数为
由于初温是30℃，温度变化为90℃，所以末温应该为
30℃+90℃=120℃
但由于标准大气压下，水的沸点为100℃，所以吸收热量后，水温的变化量为
100℃-30℃=70℃
5. 如图做一个纸风车。如果把风车放在点燃的酒精灯上方，风车能转动起来。这是因为点燃的酒精灯上方空气受热，热空气的密度_______（选填“增大”、“减小”或“不变”），热空气_______（选填“上升”或“下降”）而形成气流，带动扇叶转起来；根据体密度的这种变化规律，房间里的暖气一般都安装在窗户_______（选填“上面”或“下面”）。
【答案】 ①. 减小 ②. 上升 ③. 下面
【解析】
【详解】[1][2]点燃酒精灯，上方的空气吸收热量，温度升高，体积膨胀，密度变小，密度小的热空气上升，形成对流，气流流过纸风车扇叶时，带动扇叶转起来。
[3]实验说明温度能够改变气体的密度，根据气体的这种变化规律，房间里的暖气一般都安装在窗户下方，暖气周围的热气会上升，使房间的空气迅速流动起来从而变热。
6. 小明观察到家里的电能表如图所示。他只将一个电热水器接入家庭电路正常工作，观察到电能表指示灯闪烁80次用时48秒，则这段时间内，电热水器消耗的电能为 ____________J，电热水器电阻丝阻值为 _________Ω；该热水器连续工作30min，电能表示数将变为 ___________kW·h。
【答案】 ①. 9.6×104 ②. 24.2 ③. 5219.1
【解析】
【详解】[1]48秒内电热水器消耗的电能为
[2]由式子和W=Pt可得电热水器电阻丝阻值
[3]热水器的电功率
该热水器连续工作30min消耗的电能
W＝Pt＝2kW×0.5h＝1kW·h
电能表示数将变为
5218.1kW·h+1kW·h＝5219.1kW·h
二、选择题（本题共 8 小题，每小题2分，共16分．第7～12 题每小题只有一个选项符合题目要求，第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全得1分，有错选的得0分。）
7. 有古文献记载：“取大镜高悬，置水盆于其下，则见四邻矣”。下列实例涉及的光学知识与文中所述原理相同的是（ ）
A. 三棱镜分解太阳光B. 树荫下的圆形光斑
C. 潜望镜观察外部环境D. 凹透镜矫正近视眼
【答案】C
【解析】
【详解】“取大镜高悬，置水盆于其下，则见四邻矣”，这是利用平面镜成像特点，属于光的反射现象。
A．三棱镜分解白光是光的色散现象，属于光的折射，故A不符合题意；
B．树荫下的圆形光斑是小孔成像现象，是光的直线传播形成的，故B不符合题意；
C．潜望镜观察外部环境，潜望镜是两块平面镜，利用平面镜成像，属于光的反射现象，故C符合题意；
D．凹透镜矫正近视眼，属于光的折射现象，故D不符合题意。
故选C。
8. 冬天，室外佩戴口罩，眼镜片上会出现白雾。下列现象与上述“白雾”的成因相同的是（ ）
A. 吃冰棒时常出现冰棒粘舌头的现象B. 冬天，大巴车窗内侧出现冰花
C. 放置在冰箱外的蔬菜水果容易变蔫D. 水烧开后，壶嘴上方有大量白气冒出
【答案】D
【解析】
【详解】室外佩戴口罩，眼镜片上会出现白雾是水蒸气遇冷液化成小水珠，属于液化现象。
A．冰棒粘舌头是唾液凝固，属于凝固现象，故A不符合题意；
B．冬天，大巴车窗内侧出现冰花是水蒸气遇冷凝华，属于凝华现象，故B不符合题意；
C．放置在冰箱外的蔬菜水果容易变蔫，是水果蔬菜中的水分蒸发造成的，故C不符合题意；
D．水烧开后，壶嘴上方有大量白气冒出，是壶里高温的水蒸气跑出口后遇到冷空气液化成小水珠，属于液化现象，故D符合题意。
故选D。
9. 关于材料和技术的应用，下列说法中不正确的是（ ）
A. 岩棉保温板利用了岩棉导热性好的特点
B. 制作集成电路芯片所使用的晶圆属于半导体材料
C. 用密度小、强度高的铝合金材料制作飞机蒙皮
D. 汽车轮胎利用了橡胶材料弹性好的特点
【答案】A
【解析】
【详解】A．岩棉保温板利用了岩棉隔热性好的特点，故A错误，符合题意；
B．导电性能介于导体和绝缘体之间的是半导体，制作集成电路芯片所使用的晶圆是由半导体材料制成的，故B正确，不符合题意；
C．飞机采用的材料应该具有的性能是密度小、强度大，可以制成飞机蒙皮，故C正确，不符合题意；
D．用橡胶做汽车轮胎，主要是因为橡胶常温下有高的弹性，减小汽车的振动与颠簸，故D正确，不符合题意。
故选A。
10. 为了适应生存环境，许多动物的身体部位进化出了不同的功能。对此，从物理学角度解释不正确的是（ ）
A. 蚊子尖尖的口器可以轻松插入皮肤吸吮血液，是通过减小受力面积来增大压强的
B. 乌贼遇到危险时墨囊会喷出墨汁，借助墨汁的反冲推力迅速逃生
C. 鸟类有时不用拍打翅膀也能翱翔天空是应用了流速大压强大的原理
D. 蝙蝠利用回声定位能够在夜间自由飞行和捕捉食物
【答案】C
【解析】
【详解】A．蚊子尖尖的口器，在压力一定时，减小受力面积来增大压强，从而插入皮肤来吸吮血液，故A正确，不符合题意；
B．乌贼遇到危险时墨囊会喷出墨汁，由于力的作用是相互的，墨汁的反冲推力迅速逃生，故B正确，不符合题意；
C．鸟类有时不用拍打翅膀也能翱翔天空是应用了流速大压强小的原理，故C错误，符合题意；
D．蝙蝠在飞行时能够发出超声波，超声波碰到蛾子、蚊子等昆虫或其它的障碍物反射回来，蝙蝠根据反射回来的超声波就可以对前方的物体做出判断，这叫回声定位，故D正确，不符合题意。
故选C。
11. 跳水项目一直以来都是我国的王牌实力项目，关于跳水运动员从跳板起跳到落入水中的过程，下列分析不正确的是（ ）
A. 跳板被压弯，说明力可以改变物体的形状
B. 运动员腾空上升阶段，动能转化为重力势能
C. 运动员入水后继续下降，水对脸部的压强逐渐增大
D. 运动员入水后随着速度的减慢，惯性不断减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．跳水运动员站在跳板上时，跳板被压弯，是运动员对跳板的压力改变了跳板的形状，故A正确，不符合题意；
B．运动员腾空上升阶段，质量不变，速度减小，高度增大，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能，故B正确，不符合题意；
C．运动员入水后继续下降，深度增大，由p=ρgh可知水对脸部的压强逐渐增大，故C正确，不符合题意；
D．惯性与质量有关，运动员入水后随着速度的减慢，惯性的质量不变，惯性不变，故D错误，符合题意。
故选D。
12. 国产新型电动汽车具有各种“超能力”：其“动力系统”是由四个独立驱动电机构成的；“能量回收系统”可以将车辆制动时部分能量转化为电能，储存在蓄电池中，下列说法正确的是（ ）
A. 驱动电机与发电机的原理相同
B. 四个独立驱动电机是并联的
C. 能量回收系统与电动机的原理相同
D. 能量回收时，蓄电池相当于电源
【答案】B
【解析】
【详解】A．驱动电机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，发电机原理是电磁感应现象，二者原理不同，故A错误；
B．四个独立驱动电机工作时互不影响，可以独立工作，是并联的，故B正确；
C．能量回收系统是把机械能转化为电能，电动机是把电能转化为机械能，原理不同，故C错误；
D．能量回收时，把部分能量转化为电能，给蓄电池充电，转化为化学能，蓄电池相当于用电器，故D错误。
故选B。
13. 标准体重是反映和衡量一个人健康状况的重要标志之一。过胖和过瘦都不利于健康，也不会给人以健美感。如图是体重秤的原理图，下列说法正确的是（ ）
A. 计数器是用电压表改装的B. 体重计电路缺少开关，始终处于通路状态
C. 体重过轻，灯泡的亮度会较亮D. 体重越重，电路消耗的总功率越大
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由电路图可知，计数器并联接入电路，所以计数器是用电压表改装的，故A正确；
B．当体重测量仪不工作时，滑片位于绝缘体的位置，电路断路，故B错误；
C．当测量仪所测体重越小时，滑片下移，滑动变阻器接入电路的电阻越大，总电阻变大，电路中的电流越小，小灯泡越暗，故C错误；
D．由上述分析可得，当测量仪所测体重越大时，电路中的电流越大，电源电压不变，由P=UI可得，体重越重，电路消耗的总功率越大，故D正确。
故选AD。
14. 如图所示，用滑轮组将重为6N的物体匀速提升10cm，绳端的拉力F为2.5N，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（ ）
A. 绳子自由端移动的距离为30cm
B. 拉力所做的功为0.25J
C. 滑轮组的机械效率为75%
D. 若只增加所提物体的重力，则滑轮组的机械效率将增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A．滑轮组
绳子自由端移动距离为
故A正确；
B．拉力所做的功为
故B错误；
C．有用功
滑轮组的机械效率为
故C错误；
D．若只增加所提物体的重力，有用功变大，额外功不变，由
得，滑轮组的机械效率将增大，故D正确。
故选AD。
三、作图题（本题共2个小题，共4分。）
15. 如图所示的避险车道内铺有厚厚的碎石，失控车辆一旦冲入就会因陡坡、碎石摩擦而快速停下，这在很大程度上保护了驾乘人员和车辆的安全。正因如此，避险车道被称为高速公路上的“救命道”。请在简化图中画出失控车辆冲入避险车道减速滑行时的受力示意图。
【答案】
【解析】
【详解】失控车辆冲入避险车道减速滑行时受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向下的阻力；三个力的作用点可画在车的重心上，沿三个力的方向分别画一条带箭头的线段，并分别在线段末尾标上相关字母，如图所示：
16. 如图所示，请用笔画线代替导线将电路连接完整，并在括号中标出小磁针静止时右端的磁极名称（要求闭合开关，移动滑片P能改变螺线管磁性强弱）。
【答案】
【解析】
【详解】因为要求闭合开关，移动滑片P能改变螺线管磁性强弱，所以滑动变阻器接入电路采用一上一下接法，图中上接线柱已有，故只要接一个下接线柱；电路从左侧往上流入螺线管，根据安培定则，螺线管右侧为N极，左侧为S极，所以小磁针右边为N极。如图所示：
四、实验探究题（15小题4分，16小题6分，17小题8分，共18分。）
17. 在“探究平面镜成像的特点”实验中：
（1）用透明玻璃板替代平面镜是便于确定像的___________和比较像与物的大小。
（2）如图所示，将玻璃板___________放置在水平白纸上，把点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，能看到它在玻璃板后面的像。再拿一支与A完全相同的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直至与A的像完全重合，此现象说明___________。
（3）想要判断蜡烛A的像是虚像还是实像，你的办法是___________。
【答案】 ①. 位置 ②. 垂直 ③. 平面镜所成像的大小与物体的大小相等 ④. ）观察像能否成在光屏上
【解析】
【详解】（1）[1]利用透明玻璃板代替平面镜，能在观察到A蜡烛像的同时还可以透过玻璃清楚的看到放在后面的B蜡烛，便于确定像的位置和比较像与物的大小。
（2）[2]实验时应将白纸放在水平桌面上，将玻璃板垂直放在白纸上，这样做便于找到像的位置。
[3]实验时要另外拿一支相同的未点燃的蜡烛在玻璃板后面移动，直到在镜前看上去蜡烛B与镜前的蜡烛在镜中成的像完全重合时，说明平面镜成的像与物体大小相等。
（3）[4]想要判断蜡烛A的像是虚像还是实像，在蜡烛B的位置放一个光屏，眼睛在B侧观察光屏，光屏上没有蜡烛的像，则平面镜所成的像为虚像；光屏上有蜡烛的像，则平面镜所成的像为实像。
18. 小明在做“研究影响摩擦力大小的因素”实验时，利用一套器材依次完成图所示的实验，其中甲、乙图中长木板正面朝上，丙图中长木板反面朝上，长木板的反面比正面粗糙。
（1）小明提出如下猜想：①滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关：②滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。如果小明要验证猜想①，他应该选择___________两图所示的实验来操作；如果小明要验证猜想②，他应该选择___________两图所示的实验来操作；
（2）实验中，小明用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板做匀速直线运动，此时弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等，这是利用了___________的知识；
（3）小明分别对猜想①②进行了实验验证。在图甲、丙实验中弹簧测力计的示数分别为0.8N、1.2N，在图乙实验中，弹簧测力计的示数如图所示，示数为___________N。小明多次实验后得出结论：接触面所受的压力越大，滑动摩擦力越大；接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（4）许多情况下摩擦是有用的，人们常常设法增大它。请写出一个通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的实例：___________；
（5）实验后，小明和同学们对实验中存在的问题进行了交流，改进了实验方案，设计了如图所示的实验装置：将弹簧测力计固定不动，木块挂在弹簧测力计的挂钩上：不拉木块，改为拉动长木板，使长木板与木块相对运动。再次验证了猜想①②得出相同结论。针对实验改进，同学们提出了以下观点，其中不正确的是___________（选填序号）。
A.改进后，拉动长木板时不必保持匀速运动，更易于操作
B.改进后，弹簧测力计示数较稳定，容易读出正确的数值
C.改进后，木块稳定时受到的滑动摩擦力小于弹簧测力计对木块的拉力
【答案】 ①. 甲、乙 ②. 乙、丙 ③. 二力平衡 ④. 1.0 ⑤. 自行车轮胎上制有凹凸的花纹（答案不唯一） ⑥. C
【解析】
【详解】（1）[1]小明要验证猜想①，需控制接触面的粗糙程度相同，改变压力的大小，由图可知，甲、乙两图接触面粗糙程度相同，压力大小不同，所以他应该选择甲、乙两图所示的实验来操作.
[2]如果小明要验证猜想②，需控制压力的大小相同，改变接触面的粗糙程度，由图可知，乙、丙两图压力大小相同，接触面粗糙程度不同，所以他应该选择乙、丙两图所示的实验来操作。
（2）[3]实验中，小明用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板做匀速直线运动，此时木块在水平方向上受到拉力和摩擦力两个力的作用，由于木块做匀速直线运动，所以木块受到拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡的知识可知，拉力与滑动摩擦力二力大小相等。
（3）[4]由图可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，所以测力计示数为1.0N。
（4）[5]通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的实例很多，如：自行车轮胎上制有凹凸的花纹、塑料瓶盖刻竖条纹、结冰路面撒些煤渣等。
（5）[6]A．因为压力不变，接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，滑动摩擦力的大小与速度无关，实验时不需要做匀速直线运动，更易于操作，故A正确，不符合题意；
B．改进后，测力计静止，弹簧测力计示数较稳定，容易读出正确的数值，方便读数，故B正确，不符合题意；
C．图中固定弹簧测力计，拉动木板做相对运动，拉动木板时，木块受到向左的摩擦力，由于木块相对地面静止，则摩擦力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力，弹簧测力计的示数等于木板对木块的摩擦力，故C不正确，符合题意。
故选C。
19. 在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，小明利用可调电压电源（可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V之一）、5个定值电阻（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω）、滑动变阻器（10Ω1A）、电压表和电流表做了如下实验：
（1）他根据图甲所示电路图连接成了图乙所示的实物电路，其中只有一根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并用笔重新画一根正确连接的导线；（连线不要交叉）___________
（2）改正图乙电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于___________端；
（3）实验时小明设计了如下表格，通过表格可以看出，他的实验目的是探究通过导体的电流与___________的关系；
（4）小明将电源电压调为3V时，按（3）设计的方案进行实验；
①图是第2次实验时电流表的示数，示数为___________A；
②当其中某个定值电阻接入电路时，无法满足实验条件，这个定值电阻的阻值为___________Ω；
（5）小明根据实验数据描绘出了如图所示的图像，可以得出结论：___________；
【拓展】小红利用现有器材又做了下面的实验：
①按图甲连接电路，将电源电压调到某个值，在电路安全条件下闭合开关，移动滑片直到电压表示数为2.5V；
②保持滑片不动，换接入另一个定值电阻，调节电源电压，在电路安全条件下闭合开关，发现电压表示数恰好为2.5V；
通过以上实验现象可以推断：此时滑动变阻器接入电路的阻值为___________Ω。
【答案】 ①. ②. 最左端 ③. 电阻 ④. 0.2 ⑤. 30 ⑥. 当导体两端电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 ⑦. 4Ω
【解析】
【详解】（1）[1]由图甲可知，电阻处发生了短路，同时将电压表短路，由变阻器到电阻的导线连接错误，应将变阻器的左端连接到电压表的负接线柱，如图所示：
（2）[2]闭合开关前，滑动变阻器应处于最大阻值处，由电路图可知，当滑片移到最左端时，变阻器阻值最大，故滑动变阻器的滑片应置于最左端。
（3）[3]由表格中数据可知，实验时改变导体的电阻，测量电路中通过电流的大小，故小明是探究电流与电阻的关系。
（4）[4]由图乙可知，电流表所选量程为0~0.6A，分度值为0.02A，则电流表的示数为0.2A。
[5]由①可知，开关闭合，定值电阻与变阻器串联，电路中电流为0.2A，此时定值电阻两端的电压为
若选用30Ω的电阻，则变阻器两端的电压为
此时电路中的电流为
则滑动变阻器的阻值为
15Ω大于滑动变阻器的最大阻值10Ω，所以无法满足实验条件，故这个定值电阻的阻值为30Ω。
（5）[6]由图可知，电流与电阻的倒数的关系为一条过原点的直线，则电流与电阻的倒数成正比，所以电流与电阻成反比，故可得出结论：当导体两端电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[7]设当电源电压调为U前时，定值电阻阻值为R前，更换后的定值电阻阻值为R后，电源电压为U后，当电压表调到2.5V，即定值电阻两端电压为2.5V，则滑动变阻器两端电压为（或），保持滑片不动，则滑动变阻器阻值不变，根据
则可得出
化简后得定值电阻前后的比值为
电源可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V，其中1.5V小于2.5V，舍去。
①当U前=3V、U后=4.5V时，则定值电阻前后的比值为
定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，通过观察可知，R前=20Ω、R后=5Ω符合要求，当定值电阻为R前=20Ω时，电路中电流为
滑动变阻器阻值为
②当U前=3V、U后=6V时，则定值电阻前后的比值为
定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，此时没有满足比值的定值电阻，故舍去。
③当U前=4.5V、U后=6V时，则定值电阻前后的比值为
定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，此时没有满足比值的定值电阻，故舍去。
综上所述，此时滑动变阻器接入电路的阻值为4Ω。
五、综合应用题（本题共2小题，20小题9分，21小题9分，共18分，解题应写出必要的文字说明、步骤和公式，只写出最后结果的不能给分。）
20. 随着人们生活水平的提高，房车旅游受到了大众的青睐，某公司推出了如图所示的小型房车，小林和父母参观车展时试驾了该车，该车在平直公路上以54km/h的速度匀速行驶了3600m，已知车轮与水平地面总接触面积为0.4m2，试驾时车和人总质量为4×103kg，阻力是车重的0.1倍。（假定汽车静止时对地面的压力大小等于汽车总重力，汽车匀速行驶时牵引力等于阻力，g取10N/kg。）求：
（1）该房车匀速行驶了多长时间？
（2）该房车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（3）该房车匀速行驶时牵引力做功的功率是多大？
【答案】（1）240s；（2）1×105Pa；（3）6×104W
【解析】
【详解】解：（1）由题意可知，试驾的路程为s=3600m，试驾时的速度为
v=54km/h=15m/s
故由可得，试驾所用的时间为
（2）房车的总质量为m=4×103kg，故房车的重力为
G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N
由可得，房车对地面的压强为
（3）由题意可得，房车所受阻力为
f=0.1G=0.1×4×104N=4×103N
房车在水平路面匀速行驶，处于受力平衡状态，故由二力平衡可得，房车所受牵引力大小
F牵=f=4×103N
由P=Fv可得，牵引力的功率为
P=F牵v=4×103N×15m/s=6×104W
答：（1）该房车匀速行驶了240s；
（2）该房车静止在水平地面上时，对地面的压强为1×105Pa；
（3）该房车匀速行驶时牵引力做功的功率为6×104W。
21. 题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景，打印笔通电后，笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化；加热电路简化后如图所示，电源电压恒为6V，R1和R2为发热电阻丝，只闭合S1时低温挡工作，S1、S2都闭合时高温挡工作，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，R1=4Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化，求
（1）低温档工作时，通过R1的电流；
（2）低温挡的功率；
（3）R2的电阻值。
【答案】（1）1.5A；（2）9W；（3）12Ω
【解析】
【详解】解：（1）由题意可知，电源电压恒为6V，只闭合S1时，电路中只有R1一个用电器，则R1两端电压为6V，R1=4Ω，根据欧姆定律可得
（2）只闭合S1时低温挡工作，电压为6V，则低温档的电功率为
（3）S1、S2都闭合时高温挡工作，R1和R2并联，高温挡和低温挡的功率比为4∶3，即
则高温档的功率为
电路并联，总功率等于各支路功率之和，即
则R2的电功率为
根据
可得，R2的电阻值为
答：（1）低温挡工作时，通过R1的电流为1.5A；
（2）低温挡的功率为9W；
（3）R2的电阻值为12Ω。实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
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