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2024年湖北省武汉市武昌区中考（五调）物理试题（解析版）
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这是一份2024年湖北省武汉市武昌区中考（五调）物理试题（解析版），共21页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第Ⅰ卷（选择题 共60分）
一、选择题（本题包括20小题，每小题只有一个选项符合题意。每小题3分，共60分）
1. 如图是矗立在武汉市东湖湖面上的一只白鹤，当白鹤展翅起舞时，水面下的倒影也随之翩翩起舞，下列四幅图中与水中倒影成像原理相同的是（ ）
A 雨后彩虹B. 镜中猫咪
C. 墙上手影D. 海市蜃楼
【答案】B
【解析】
【详解】水中倒影，是平面镜成像，属于光的反射现象。
A．雨后彩虹是光的色散现象，本质是光的折射，故A不符合题意；
B．镜中猫咪是平面镜成像，是由于光的反射形成的，故B符合题意；
C．墙上手影是由于光沿直线传播形成的，故C不符合题意；
D．海市蜃楼是光在不均匀的大气中折射形成的，故D不符合题意。
故选B。
2. 关于声现象下列说法正确的是（ ）
A. 图甲：敲击大小不同的编钟，能发出不同音调的声音
B. 图乙：倒车雷达的原理是利用次声波回声定位
C. 图丙：古筝演奏时拨动琴弦越快，声音传播速度越快
D. 图丁：安装噪声检测装置能有效地阻断噪声的传播
【答案】A
【解析】
【详解】A．敲击大小不同的编钟，振动的快慢不同，能发出不同音调的声音，故A正确；
B．倒车雷达的原理是利用超声波方向性好的特点，进行回声定位，故B错误；
C．琴声传播速度的快慢与古筝演奏时拨动琴弦的速度无关，故C错误；
D．安装噪声检测装置只能监测噪声，不能有效地阻断噪声的传播，故D错误。
故选A。
3. 我国科学技术迅猛发展，在信息、能源和材料等领域取得了辉煌的成绩，下列说法正确的是（ ）
A. 5G通信用的电磁波比4G通讯用的电磁波传播速度更快
B. 神舟十四号飞船上的新型硅光电池板主要将太阳能转化为电能
C. 能量在转移和转化的过程中总量保持不变，因此我们不需要节约能源
D. 现在我国已建成的核电站主要是利用核聚变释放能量，核能属于不可再生能源
【答案】B
【解析】
【详解】A．5G通信技术的优点是能携带的信息更多，5G也是电磁波，其传播速度与其它电磁波的速度一样，故A错误；
B．神舟十四号飞船上的新型硅光电池板工作时，消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，故B正确；
C．根据能量守恒定律可知：能量在转化和转移过程中总量保持不变，能量转化有方向性的，因此我们需要节约能源，故C错误；
D．核电站主要应用核裂变释放出的能量来进行发电，而核能不可能在短期内从自然界得到补充的能源，属于不可再生能源，故D错误。
故选B。
4. 2024年3月24日上午，令人期待的“汉马”在汉口沿江大道拉开帷幕，在樱花盛开的季节里，来自不同地区、不同民族、不同国家的30000名选手随着发令枪响，燃情奔跑。关于比赛中涉及的物理知识，以下说法不正确的是（ ）
A. 运动员在奔跑超越时，相对前面的运动员是运动的
B. 运动员冲过终点不能立即停下来是因为运动员具有惯性
C. 运动员在奔跑时，运动员消耗的化学能只转化为机械能
D. 运动员站在领奖台上，所受重力和领奖台对其支持力一对平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】A．运动员在奔跑超越时，相对前面的运动员位置改变，是运动的，故A正确，不符合题意；
B．运动员冲过终点不能立即停下来是因为运动员具有惯性，仍要保持原来的运动状态不变，故B正确，不符合题意；
C．运动员在奔跑时，运动员消耗的化学能转化为机械能和内能，故C错误，符合题意；
D．运动员站在领奖台上，所受重力和领奖台对其支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上，是一对平衡力，故D正确，不符合题意。
故选C。
5. 如图所示，是我国自主研发的C919大飞机，关于客机的相关物理知识。下列说法不正确的是（ ）
A. 客机在空中斜向上匀速直线飞行时受到平衡力的作用
B. 客机所在高空大气压强比海平面附近的大气压强更小
C. 客机水平飞行时，客机所受的重力对飞机做了功
D. 客机在加速起飞阶段，飞机的机械能在不断地增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．客机在空中斜向上匀速直线飞行时处于平衡状态，受到平衡力的作用，故A正确，不符合题意；
B．海拔越高，气压越低，客机所在高空的大气压强比海平面附近的大气压强更小，故B正确，不符合题意；
C．客机水平飞行时，没有在重力的方向上移动距离，客机所受的重力没有对飞机做功，故C错误，符合题意；
D．客机在加速起飞阶段，质量不变，速度增大，则动能增大，高度增加，则重力势能变大，所以飞机的机械能在不断地增大，故D正确，不符合题意。
故选C。
6. 探究完浮力的大小跟哪些因素有关，小枫用如图所示的实验装置做了一个课外实验。
他将溢水杯放在电子秤上，向底面积为的溢水杯中加水（水没有到达溢水口），在表格中记录下测力计A、B及电子秤的第一次实验数据。然后他将小球缓慢下降，当物体的部分体积浸在水中时，记录下第二次实验数据。最后他剪断系在物体上的细线，将小球缓慢沉入到水底后，记录下第三次的实验数据。关于小枫的课外实验，下列说法正确的是（ ）
A. 小球浸没时所受到的浮力为0.8N
B. 小球的密度为
C. 第三次实验电子秤的示数为600g
D. 第三次实验水对溢水杯杯底的压强比第一次增大了20Pa
【答案】D
【解析】
【详解】A．小球浸没时，弹簧测力计B增大示数为
0.82N-0.02N=0.8N
第二次实验时，溢出液体的重力为
0.42N-0.02N=0.4N
而浮力为
2.00N-1.40N=0.6N
说明溢水杯中原来缺少
0.6N-0.4N=0.2N
水没有注满；即排开液体的重力为
0.8N+0.2N=1N
根据阿基米德原理知，所受到的浮力为1N，故A错误；
B．小球的重力G=2N，根据
G=mg=ρVg
得到
2N=ρVg
浸没时的浮力为1N，根据阿基米德原理知
1N=ρ水V排g
由于浸没
V排=V
解得
ρ=2ρ水=2×103kg/m3
故B错误；
C．第三次实验小球沉底；溢出水的重力为0.8N，则减少水的质量
小球的质量
从不满到满需要增大0.2N的水，因而增大的质量为
电子秤的示数为
m'=m1+m球-m=500g+200g-80g+m加=640g
故C错误；
D．第三次实验与第2次液面高度相同；从不满到满增大0.2N，柱形杯子，液体的压力等于重力，压力增大0.2N，与水对溢水杯杯底的压强比第一次增大了
故D正确。
故选D。
7. 如图所示，运动员进行蹦床比赛（不计空气阻力）。下列说法中正确的是（ ）
A. 运动员离开蹦床后上升过程中，蹦床对运动员做了功
B. 运动员在空中下落过程中（未接触蹦床前），重力势能转化为动能
C. 运动员从蹦床接触到下落到最低点过程中，运动员减少的重力势能等于蹦床增加的弹性势能
D. 运动员落到蹦床上继续向下运动的过程中，动能一直在减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．运动员离开蹦床后上升过程中，由于惯性向上运动，没有力对运动员做功，故A错误；
B．运动员在空中下落过程中（未接触蹦床前），不计空气阻力，质量不变，高度降低，速度变大，动能变大，重力势能变小，故重力势能转化成动能，故B正确；
C．运动员接触到蹦床时，有一定的速度，即有动能，运动员从蹦床接触到下落到最低点过程中，不计空气阻力，运动员减少的重力势能和动能之和等于蹦床增加的弹性势能，故C错误；
D．运动员落到蹦床上继续向下运动的过程中，重力势能先转化成动能和弹性势能，当速度达到最大后，动能再转化为弹性势能，所以动能先增大后减小，故D错误。
故选B。
8. 将如图所示三个串联的灯泡与电源连接，灯泡、发光，不发光，电压表有示数。下列说法正确的是（ ）
A. 导线①中自由电子定向移动的方向是从c到b
B. a接线柱接电源正极，f接线柱接电源负极
C. 灯泡不发光不可能是短路
D. 灯泡不发光可能是通过的电流比通过、的电流小
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据电压表的使用时，电流必须从正接线柱流入，因而右侧f接线柱接电源正极，a接线柱接电源负极，电流方向向左，自由电子定向移动的方向与电流方向相反，导线①中自由电子定向移动的方向是从b到c，故AB错误；
C．灯泡L1、L3发光，L2不发光，电压表测量L2的电压，电压表有示数，可能是L2的实际功率太小，不可能L2短路，故C正确；
D．串联电路中的电流处处相等，通过L1、L3电流与L2一样大，故D错误。
故选C。
9. 如图是一款运动手环，手环内置一空心密闭的塑料管，管内有一小块可移动的磁铁，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时磁铁在管内反复运动，线圈中便会产生电流，液晶屏上就会显示出运动的步数。下列与运动手环工作原理相同的是（ ）
A. 扬声器B. 动圈式话筒
C. 电铃D. 电动机
【答案】B
【解析】
【详解】根据“运动手环”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反复运动，切割线圈而产生电流。因此，计步器的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化成了电能。
A．图中扬声器将电信号转化为声信号，它是利用磁场对通电导体有的力的作用的原理来工作的，故A不符合题意；
B．图中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B符合题意；
C．图中电铃的主要部件是电磁铁，电磁铁的原理是电流的磁效应，故C不符合题意；
D．图中是电动机，原理是通电导体在磁场中受力运动，电能转化为机械能，故D不符合题意。
故选B。
10. 如图是测量小灯泡（）电阻的电路，如表是实验记录的有关数据。电源电压恒为4V，有三个滑动变阻器：“20Ω 1A”、“40Ω 0.5A”、“50Ω 0.2A”。下列说法正确的是（ ）
A. 实验中，滑片P向左滑动时电灯变亮
B. 实验中，滑动变阻器除了保护电路外，还控制灯泡电压不变
C. 实验中，要多次测量求平均值，减小误差
D. 为了完成这5次实验，只能选取的滑动变阻器是
【答案】D
【解析】
【详解】A．滑片P向左滑动时远离下接线柱，变阻器连入电路的电阻变大，由串联分压可知变阻器两端电压变大，由串联电路电压的规律可知灯泡两端的电压变小，电路的总电阻变大，由可知电路中的电流变小，根据P=UI可知灯泡的电功率减小，电灯变暗，故A错误；
B．闭合开关前，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处，电路的总电阻最大，由可知电路中的电流最小，对电路起保护作用；移动滑动变阻器的滑片，改变灯泡的电压和电流，计算灯泡电阻，完成多次实验，以便寻找灯泡电阻与温度的关系，故B错误；
C．由表中数据可知第一次的电阻为
第二次的电阻为
第三次的电阻为
可见电压越大，电流越大，灯泡的功率越大，温度越高，电阻越大，即灯泡的灯丝电阻随温度的降低而减小，不能多次测量求平均值，故C错误；
D．当灯泡两端的电压最小UL=0.5V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，滑动变阻器两端的电压
U滑=U-UL=4V-0.5V=3.5V
串联电路中各处的电流相等，所以滑动变阻器接入电路中的电阻
故滑动变阻器的最大阻值不小于35Ω，由于R3“50Ω 0.2A”允许通过的电流太小，故选用R2，故D正确。
故选D。
11. 如图是小枫家的部分电路，若小枫将电热水壶的插头插入插座，然后闭合开关时，A处空气开关跳闸，小枫分析了以下原因：①三孔插座中接火线和零线的线头相碰；②电热水壶插头内两个线头相碰；③电热水壶开关内两个线头相碰；④电路中用电器总功率过大；⑤电热水壶内部工作电路短路。其中可能是（ ）
A. ④⑤B. ②③C. ①②D. ③④⑤
【答案】A
【解析】
【详解】空气开关之所以跳闸，无非是因为经过它的电流太大了，而家庭电路中造成电流过大的原因主要是两种：过载和短路。
①若三孔插座中接火线和零线的线头相碰导致短路，则插入电热水壶的插头之前就会造成空气开关跳闸；
②若电热水壶插头内两个线头相碰，将插头插入插座时立即造成电源短路，在没有闭合开关前，空气开关就会跳闸；
③若电热水壶开关内两个线头相碰，插入电热水壶时就会马上工作，而不是闭合开后才会造成电流过大；
④电热水壶属于大功率用电器，将电热水壶的插头插入插座，然后闭合开关，此时电路中增加了大功率用电器，会使得电路中的电流增大，造成空气开关跳闸；
⑤电热水壶内部工作电路短路，则将电热水壶的插头插入插座，然后闭合开关，电路中零线和火线直接相连，会造成空气开关跳闸。
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
12. 如图甲所示，是一款暖奶器，它有着高温消毒，中温加热和低档保温的功能。其等效电路结构如图乙所示。S、闭合，通过控制的通断，可以使电器处于高温档或中温档，高温档与中温档时S处电流之比为5∶3，电路在高温档工作比中温档工作时，开关S处电流增大了0.6A。S闭合，、均断开时，电器处于低温档，移动滑片，可以手动调节低温档的加热功率。当滑片在中点时电压表的示数为，当滑片在最右端时电压表的示数为。已知：，和为发热电阻，是限流电阻，是规格为“20Ω 5A”的滑动变阻器。下列说法正确的是（ ）
A. 的阻值为20Ω
B. 该暖奶器的工作电压为24V
C. 手动调节低温档的加热功率时，电路中电流变化范围为0.4~0.6A
D. 低温档的最小加热功率为14.4W
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由图乙可知，当S、、S2均闭合，R1、R2并联，此时电路中总电阻较小，由可知，电功率较大，为高温挡。此时S处电流，即干路电流为
当S、闭合，S2断开时，只有R1接入电路，此时为中温档，中温档电流为
由题意可知，高温档与中温档时S处电流之比为5∶3，电路在高温档工作比中温档工作时，开关S处电流增大了0.6A。则
①
②
由①②可得
，
S闭合，、均断开时，由图乙可知，此时R1与R3串联，电流表测电路中电流，电压表测R3两端电压。已知是限流电阻，是规格为“20Ω 5A”的滑动变阻器。当滑片在中点时，R3接入电路的电阻为10Ω，电压表的示数为，即
③
当滑片在最右端时，R3接入电路的电阻为20Ω，此时电压表的示数为，即
④
因
⑤
由③④⑤可得。则电源电压为
故AB错误；
C．、均断开时，电器处于低温档，此时R1与R3串联，当R3接入电路的电阻最大时，电路中电流最小，为
当R3接入电路的阻值为0时，电路中电阻最小，电流最大，为
因此电路中电流变化范围为0.6~0.9A，故C错误；
D．因R3是限流电阻，不发热，低温档时只有R1发热，则低温挡的最小加热功率为
故D正确。
故选D。
第Ⅱ卷（非选择题 共60分）
二、非选择题（本题包括12小题，共60分）
13. 武汉下了一场大雪之后，整个武汉江滩被冰雪覆盖，不少市民“因地制宜”利用斜坡，自备器具，制成各种滑雪神器，开启了一场别开生面的“滑雪运动”，如图是小枫在江滩滑雪情景。
（1）坡长15m，从坡顶滑到坡底所需时间为12s，滑完全程的平均速度为______m/s；
（2）小枫在游玩过程中，闻到了武汉小吃的阵阵香味，说明分子______；
（3）人们常说下雪不冷化雪冷，说明雪在熔化过程中______。
【答案】 ①. 1.25 ②. 在不停做无规则运动 ③. 吸热
【解析】
【详解】（1）[1] 滑完全程的平均速度为
（2）[2] 闻到了武汉小吃的阵阵香味，这是扩散现象，说明分子在不停做无规则运动。
（3）[3] 雪在熔化过程中持续吸热，使得空气温度降低，所以“化雪冷”。
14. 如图所示是我国自主研发的一款新能源汽车，该车全时四轮驱动，可以原地调头，在涉水时还可以水上浮渡。
（1）该车在水平公路上高速行驶时，后轮对地面摩擦力的方向___________（填“向前”或“向后”），车轮对地面的压强___________（填“大于”“等于”或“小于”）静止时对地面的压强；
（2）当该车在水面浮渡时，车轮在水中扮演着螺旋桨的角色，能够向前加速和转弯，利用了力可以___________。
【答案】 ①. 向后 ②. 小于 ③. 改变物体的运动状态
【解析】
【详解】（1）[1]该车为四轮驱动，在水平公路上高速行驶时，后轮相对地面有向后运动的趋势，地面对后轮的摩擦力向前，因此后轮对地面摩擦力的方向向后。
[2]该汽车车顶凸起，下方平直，在高速行驶过程中，车子上方空气的流速大于车子下方空气的流速，因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强，轿车上、下方所受到的压力差形成向上的升力，从而使得轿车对地面的压力变小，因此车轮对地面的压强小于静止时对地面的压强。
（2）[3]车轮在水中扮演着螺旋桨的角色，使车能够向前加速和转弯，使车的运动状态发生改变，说明力可以改变物体的运动状态。
15. 在探究影响压力作用效果的因素的实验中，甲图中小桌放在海绵上，乙图中在桌面上放一个砝码，丙图中桌面朝下，并在其上放一个同样的砝码。
（1）比较乙、丙两图，可以探究压力作用效果与______的关系，下列应用可以用该探究实验结论解释的是______；
A.载重汽车有很多个宽大的车轮
B.冰刀鞋的刀刃做得很薄
C.破窗锤的敲击端做成锥状
D.切蛋器上的不锈钢丝做得很细
（2）图丙中，砝码和小桌的质量分别为500g和100g，砝码的底面积和小桌桌面的面积分别为和，砝码对小桌的压强和小桌对海绵的压强之比为______；
（3）在图乙中画出砝码对小桌作用力示意图。______
【答案】 ①. 受力面积 ②. ABCD ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1][2] 比较乙、丙两图，压力相同，受力面积不同，可以探究压力作用效果与受力面积的关系。丙中受力面积较大，压力的作用效果比较不明显，说明：当压力大小一定时，受力面积越大，压力的作用效果将越不明显。
A．载重汽车有很多个宽大的车轮，是通过增大受力面积减小压强，故A符合题意；
B．冰刀鞋的刀刃做得很薄，是通过减小受力面积，增大压强，故B符合题意；
C．破窗锤的敲击端做成锥状，是通过减小受力面积，增大压强，故C符合题意；
D．切蛋器上的不锈钢丝做得很细，是通过减小受力面积，增大压强，故D符合题意。
故选ABCD。
（2）[3] 砝码对小桌的压强为
小桌对海绵的压强为
则砝码对小桌的压强和小桌对海绵的压强之比为
（3）[4] 图乙中砝码对小桌作用力为压力，垂直于桌面且指向桌面，作图如下：
16. 小明利用如图甲所示的实验装置来探究冰的熔化特点。
（1）将装有适量碎冰的试管置于烧杯内的温水中，这样做使碎冰______；
（2）实验中某时刻温度计示数如图乙所示，碎冰此时的温度______℃；
（3）根据实验数据画出冰熔化过程的“温度-时间”图像（如图丙），由图像可知，冰属于______（选填“晶体”或“非晶体”）；
（4）小明分析图像还发现：0至时段内的温度变化比时刻后的温度变化快，其主要原因是______。
【答案】 ①. 受热均匀 ②. -3 ③. 晶体 ④. 水的比热容大于冰的比热容
【解析】
【详解】（1）[1]将装有适量碎冰的试管置于烧杯内的温水中，这叫做水浴法，可以使碎冰受热均匀，碎冰熔化比较缓慢，便于记录各时刻的温度并观察冰的状态。
（2）[2]如图乙，温度计的分度值是1℃，液面在0刻度以下第3格，所以读数为-3℃。
（3）[3]由图丙可知，冰在熔化的过程中，吸收热量，温度保持0℃不变，有固定的熔点，故冰为晶体。
（4）[4]取0至时段与时刻后一段相等时间观察，吸热相等，物质由固态冰变为液态水的过程中质量保持不变，水的比热容比冰大，根据可知，升高的温度不同，水升温比冰要慢，所以0至时段内的温度变化比时刻后的温度变化快。
17. 小枫用如下图器材，探究凸透镜成像的规律。
（1）点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像，___________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是根据这一原理制成的；
（2）凸透镜位置不变，将蜡烛移到40cm刻度线处，向右移动光屏，光屏上___________（选填“能”或“不能”）得到烛焰清晰的像；
（3）蜡烛燃烧一段时间后，发现光屏上的像向___________移动，此时要使像仍在光屏中央，小枫应向___________调节凸透镜。
【答案】 ①. 照相机 ②. 不能 ③. 上 ④. 下
【解析】
【详解】（1）[1]由图可知，物距为
像距为
物距大于像距，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立缩小的实像，照相机就是根据这一原理制成的。
（2）[2]由凸透镜成像规律可知，当物距大于2倍焦距时，像距在1倍焦距与2倍焦距之间，即
①
②
由①②可得
凸透镜位置不变，将蜡烛移到40cm刻度线处，此时物距为
根据凸透镜成像规律可知，当物距小于1倍焦距时，成正立放大的虚像，虚像不能在光屏上呈现，因此向右移动光屏，光屏上不能得到烛焰清晰的像。
（3）[3][4]凸透镜成实像是倒立的，蜡烛燃烧变短时，烛焰向下移动，根据通过光心的方向不变，那么光屏上的像要向上移动，为了能让所成清晰的像回到光屏中央，可将凸透镜向下移动。
18. 为了探究电流与电阻的关系，小枫设计了如图甲所示的电路图。实验器材如下：学生电源，五个定值电阻R分别为：5Ω、10Ω、15Ω、20Ω及25Ω，滑动变阻器“50Ω 0.5A”、电压表、电流表、开关各1个，导线若干。
（1）图甲有一根导线接错了，请在错的那根导线上画“×”，并画出正确的电路连接；___________
（2）改正好电路后，闭合开关前发现电流表出现如图乙所示情况，造成该现象的原因是___________；
（3）当学生电源电压调为3V，小枫把5Ω的电阻接入电路后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2V时，记录电流表示数。接着他断开开关，保持滑片位置不变，用10Ω的电阻替换5Ω，再次闭合开关，发现电压表的示数为___________V。小枫经过思考后指出：正确操作应是先断开开关，将滑动变阻调到最大阻值，用10Ω的电阻替换5Ω，再次闭合开关，调节滑片使电压表的示数仍为2V；
（4）为了使以上5个定值电阻均能完成上述实验，小枫选择的电源电压范围是___________V，五次实验中，电路中最大和最小电流之比为___________。
【答案】 ①. ②. 见解析 ③. 2.4 ④. 2~6 ⑤. 5∶1
【解析】
【详解】（1）[1]原电路图中，变阻器与定值电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，在探究电流与电阻的关系实验中，定值电阻、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在定值电阻两端，如图所示：
（2）[2]闭合开关前发现电流表出现如图乙所示，指针偏向零刻度线左侧，没有调零。
（3）[3]小枫把5Ω的电阻接入电路后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2V时，此时电流表的示数是
由串联电路电压的规律和欧姆定律得到变阻器连入电路的电阻
他断开开关，保持滑片位置不变，用10Ω的电阻替换5Ω，再次闭合开关，电路中的电流
电压表的示数
U2=I2R2=0.24A×10Ω=2.4V
（4）[4]由串联电路的规律及分压原理有
等式左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入电路的电阻最大时，对应的定值电阻应最大，此时，变阻器分得的电压最大，电源电压最大，即
U大=6V
当滑动变阻器的阻值为零时，电压表的示数为2V，此时只有一个用电器，电压表也测量电源电压，故电源电压最小值为2V，故电源电压需要控制在2~6V。
[5]五次实验中，电路中最大和最小电流之比
19. 随着我国城镇化建设的快速发展，在城市排污过程中有时会面临着地下管道堵塞现象，需要进行清淤作业。但人工作业，面临着难度大、效率低，有时还发生中毒等危险。水下清淤机器人可以很好的解决这一难题。如图甲是我国自主研发一款水下履带式清淤机器人，可通过计算机控制的视频探头对管道内堵塞情况进行探查，应用专业设备对堵塞进行行清除。其质量为500kg，最大功率为5000W，清淤时最大行驶速度为1.8km/h。
（1）当该清淤机器人以最大功率，沿平直管道以最快速度匀速前进时，机器人行进时的牵引力是多少？
（2）当该机器人在水下作业时，履带对受力面的压强为2500Pa，受力面积为，求机器人此时受到的浮力是多少？
（3）在某次水下作业中时，该机器人的机械臂抓起质量为30kg的石块，如图乙：AO与BO垂直，AO长40cm，BO长30cm，CO长1.2m，CO与水平面夹角为60°，液压杆AB对OC的作用力沿AB方向，石块的重心在C点的正下方。求此时液压杆对机械臂OC的作用力是多少？（不计机械臂所受到的重力和浮力，石块的密度为）
【答案】（1）；（2）2300N；（3）500N
【解析】
【详解】解：（1）根据，机器人行进时的牵引力为
（2）履带对受力面的压力为
履带对受力面的压力和受到的支持力是相互作用力，则支持力为
机器人受到向上的浮力和支持力，以及向下的重力，重力为
根据力的平衡条件，则浮力为
（3）石块的重力为
石块的体积为
则石块受到的浮力为
则杠杆C点受到的阻力为
液压杆对机械臂OC的作用力为动力。在图中分别作出动力、动力臂、阻力和阻力臂，如下图所示：
运用数学三角函数和相似的知识可求得动力臂，阻力臂，根据杠杆平衡条件，则此时液压杆对机械臂OC的作用力为
答：（1）机器人行进时的牵引力为；
（2）当该机器人在水下作业时，受到的浮力为2300N；
（3）液压杆对机械臂OC的作用力为500N。
测力计A/N
测力计B/N
电子秤/g
1
2.00
0.02
500.00
2
1.40
0.42
520.00
3
0
0.82
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流I/A
0.25
0.22
0.19
0.16
0.10
第Ⅰ卷（选择题 共60分）
一、选择题（本题包括20小题，每小题只有一个选项符合题意。每小题3分，共60分）
1. 如图是矗立在武汉市东湖湖面上的一只白鹤，当白鹤展翅起舞时，水面下的倒影也随之翩翩起舞，下列四幅图中与水中倒影成像原理相同的是（ ）
A 雨后彩虹B. 镜中猫咪
C. 墙上手影D. 海市蜃楼
【答案】B
【解析】
【详解】水中倒影，是平面镜成像，属于光的反射现象。
A．雨后彩虹是光的色散现象，本质是光的折射，故A不符合题意；
B．镜中猫咪是平面镜成像，是由于光的反射形成的，故B符合题意；
C．墙上手影是由于光沿直线传播形成的，故C不符合题意；
D．海市蜃楼是光在不均匀的大气中折射形成的，故D不符合题意。
故选B。
2. 关于声现象下列说法正确的是（ ）
A. 图甲：敲击大小不同的编钟，能发出不同音调的声音
B. 图乙：倒车雷达的原理是利用次声波回声定位
C. 图丙：古筝演奏时拨动琴弦越快，声音传播速度越快
D. 图丁：安装噪声检测装置能有效地阻断噪声的传播
【答案】A
【解析】
【详解】A．敲击大小不同的编钟，振动的快慢不同，能发出不同音调的声音，故A正确；
B．倒车雷达的原理是利用超声波方向性好的特点，进行回声定位，故B错误；
C．琴声传播速度的快慢与古筝演奏时拨动琴弦的速度无关，故C错误；
D．安装噪声检测装置只能监测噪声，不能有效地阻断噪声的传播，故D错误。
故选A。
3. 我国科学技术迅猛发展，在信息、能源和材料等领域取得了辉煌的成绩，下列说法正确的是（ ）
A. 5G通信用的电磁波比4G通讯用的电磁波传播速度更快
B. 神舟十四号飞船上的新型硅光电池板主要将太阳能转化为电能
C. 能量在转移和转化的过程中总量保持不变，因此我们不需要节约能源
D. 现在我国已建成的核电站主要是利用核聚变释放能量，核能属于不可再生能源
【答案】B
【解析】
【详解】A．5G通信技术的优点是能携带的信息更多，5G也是电磁波，其传播速度与其它电磁波的速度一样，故A错误；
B．神舟十四号飞船上的新型硅光电池板工作时，消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，故B正确；
C．根据能量守恒定律可知：能量在转化和转移过程中总量保持不变，能量转化有方向性的，因此我们需要节约能源，故C错误；
D．核电站主要应用核裂变释放出的能量来进行发电，而核能不可能在短期内从自然界得到补充的能源，属于不可再生能源，故D错误。
故选B。
4. 2024年3月24日上午，令人期待的“汉马”在汉口沿江大道拉开帷幕，在樱花盛开的季节里，来自不同地区、不同民族、不同国家的30000名选手随着发令枪响，燃情奔跑。关于比赛中涉及的物理知识，以下说法不正确的是（ ）
A. 运动员在奔跑超越时，相对前面的运动员是运动的
B. 运动员冲过终点不能立即停下来是因为运动员具有惯性
C. 运动员在奔跑时，运动员消耗的化学能只转化为机械能
D. 运动员站在领奖台上，所受重力和领奖台对其支持力一对平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】A．运动员在奔跑超越时，相对前面的运动员位置改变，是运动的，故A正确，不符合题意；
B．运动员冲过终点不能立即停下来是因为运动员具有惯性，仍要保持原来的运动状态不变，故B正确，不符合题意；
C．运动员在奔跑时，运动员消耗的化学能转化为机械能和内能，故C错误，符合题意；
D．运动员站在领奖台上，所受重力和领奖台对其支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上，是一对平衡力，故D正确，不符合题意。
故选C。
5. 如图所示，是我国自主研发的C919大飞机，关于客机的相关物理知识。下列说法不正确的是（ ）
A. 客机在空中斜向上匀速直线飞行时受到平衡力的作用
B. 客机所在高空大气压强比海平面附近的大气压强更小
C. 客机水平飞行时，客机所受的重力对飞机做了功
D. 客机在加速起飞阶段，飞机的机械能在不断地增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．客机在空中斜向上匀速直线飞行时处于平衡状态，受到平衡力的作用，故A正确，不符合题意；
B．海拔越高，气压越低，客机所在高空的大气压强比海平面附近的大气压强更小，故B正确，不符合题意；
C．客机水平飞行时，没有在重力的方向上移动距离，客机所受的重力没有对飞机做功，故C错误，符合题意；
D．客机在加速起飞阶段，质量不变，速度增大，则动能增大，高度增加，则重力势能变大，所以飞机的机械能在不断地增大，故D正确，不符合题意。
故选C。
6. 探究完浮力的大小跟哪些因素有关，小枫用如图所示的实验装置做了一个课外实验。
他将溢水杯放在电子秤上，向底面积为的溢水杯中加水（水没有到达溢水口），在表格中记录下测力计A、B及电子秤的第一次实验数据。然后他将小球缓慢下降，当物体的部分体积浸在水中时，记录下第二次实验数据。最后他剪断系在物体上的细线，将小球缓慢沉入到水底后，记录下第三次的实验数据。关于小枫的课外实验，下列说法正确的是（ ）
A. 小球浸没时所受到的浮力为0.8N
B. 小球的密度为
C. 第三次实验电子秤的示数为600g
D. 第三次实验水对溢水杯杯底的压强比第一次增大了20Pa
【答案】D
【解析】
【详解】A．小球浸没时，弹簧测力计B增大示数为
0.82N-0.02N=0.8N
第二次实验时，溢出液体的重力为
0.42N-0.02N=0.4N
而浮力为
2.00N-1.40N=0.6N
说明溢水杯中原来缺少
0.6N-0.4N=0.2N
水没有注满；即排开液体的重力为
0.8N+0.2N=1N
根据阿基米德原理知，所受到的浮力为1N，故A错误；
B．小球的重力G=2N，根据
G=mg=ρVg
得到
2N=ρVg
浸没时的浮力为1N，根据阿基米德原理知
1N=ρ水V排g
由于浸没
V排=V
解得
ρ=2ρ水=2×103kg/m3
故B错误；
C．第三次实验小球沉底；溢出水的重力为0.8N，则减少水的质量
小球的质量
从不满到满需要增大0.2N的水，因而增大的质量为
电子秤的示数为
m'=m1+m球-m=500g+200g-80g+m加=640g
故C错误；
D．第三次实验与第2次液面高度相同；从不满到满增大0.2N，柱形杯子，液体的压力等于重力，压力增大0.2N，与水对溢水杯杯底的压强比第一次增大了
故D正确。
故选D。
7. 如图所示，运动员进行蹦床比赛（不计空气阻力）。下列说法中正确的是（ ）
A. 运动员离开蹦床后上升过程中，蹦床对运动员做了功
B. 运动员在空中下落过程中（未接触蹦床前），重力势能转化为动能
C. 运动员从蹦床接触到下落到最低点过程中，运动员减少的重力势能等于蹦床增加的弹性势能
D. 运动员落到蹦床上继续向下运动的过程中，动能一直在减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．运动员离开蹦床后上升过程中，由于惯性向上运动，没有力对运动员做功，故A错误；
B．运动员在空中下落过程中（未接触蹦床前），不计空气阻力，质量不变，高度降低，速度变大，动能变大，重力势能变小，故重力势能转化成动能，故B正确；
C．运动员接触到蹦床时，有一定的速度，即有动能，运动员从蹦床接触到下落到最低点过程中，不计空气阻力，运动员减少的重力势能和动能之和等于蹦床增加的弹性势能，故C错误；
D．运动员落到蹦床上继续向下运动的过程中，重力势能先转化成动能和弹性势能，当速度达到最大后，动能再转化为弹性势能，所以动能先增大后减小，故D错误。
故选B。
8. 将如图所示三个串联的灯泡与电源连接，灯泡、发光，不发光，电压表有示数。下列说法正确的是（ ）
A. 导线①中自由电子定向移动的方向是从c到b
B. a接线柱接电源正极，f接线柱接电源负极
C. 灯泡不发光不可能是短路
D. 灯泡不发光可能是通过的电流比通过、的电流小
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据电压表的使用时，电流必须从正接线柱流入，因而右侧f接线柱接电源正极，a接线柱接电源负极，电流方向向左，自由电子定向移动的方向与电流方向相反，导线①中自由电子定向移动的方向是从b到c，故AB错误；
C．灯泡L1、L3发光，L2不发光，电压表测量L2的电压，电压表有示数，可能是L2的实际功率太小，不可能L2短路，故C正确；
D．串联电路中的电流处处相等，通过L1、L3电流与L2一样大，故D错误。
故选C。
9. 如图是一款运动手环，手环内置一空心密闭的塑料管，管内有一小块可移动的磁铁，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时磁铁在管内反复运动，线圈中便会产生电流，液晶屏上就会显示出运动的步数。下列与运动手环工作原理相同的是（ ）
A. 扬声器B. 动圈式话筒
C. 电铃D. 电动机
【答案】B
【解析】
【详解】根据“运动手环”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反复运动，切割线圈而产生电流。因此，计步器的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化成了电能。
A．图中扬声器将电信号转化为声信号，它是利用磁场对通电导体有的力的作用的原理来工作的，故A不符合题意；
B．图中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B符合题意；
C．图中电铃的主要部件是电磁铁，电磁铁的原理是电流的磁效应，故C不符合题意；
D．图中是电动机，原理是通电导体在磁场中受力运动，电能转化为机械能，故D不符合题意。
故选B。
10. 如图是测量小灯泡（）电阻的电路，如表是实验记录的有关数据。电源电压恒为4V，有三个滑动变阻器：“20Ω 1A”、“40Ω 0.5A”、“50Ω 0.2A”。下列说法正确的是（ ）
A. 实验中，滑片P向左滑动时电灯变亮
B. 实验中，滑动变阻器除了保护电路外，还控制灯泡电压不变
C. 实验中，要多次测量求平均值，减小误差
D. 为了完成这5次实验，只能选取的滑动变阻器是
【答案】D
【解析】
【详解】A．滑片P向左滑动时远离下接线柱，变阻器连入电路的电阻变大，由串联分压可知变阻器两端电压变大，由串联电路电压的规律可知灯泡两端的电压变小，电路的总电阻变大，由可知电路中的电流变小，根据P=UI可知灯泡的电功率减小，电灯变暗，故A错误；
B．闭合开关前，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处，电路的总电阻最大，由可知电路中的电流最小，对电路起保护作用；移动滑动变阻器的滑片，改变灯泡的电压和电流，计算灯泡电阻，完成多次实验，以便寻找灯泡电阻与温度的关系，故B错误；
C．由表中数据可知第一次的电阻为
第二次的电阻为
第三次的电阻为
可见电压越大，电流越大，灯泡的功率越大，温度越高，电阻越大，即灯泡的灯丝电阻随温度的降低而减小，不能多次测量求平均值，故C错误；
D．当灯泡两端的电压最小UL=0.5V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，滑动变阻器两端的电压
U滑=U-UL=4V-0.5V=3.5V
串联电路中各处的电流相等，所以滑动变阻器接入电路中的电阻
故滑动变阻器的最大阻值不小于35Ω，由于R3“50Ω 0.2A”允许通过的电流太小，故选用R2，故D正确。
故选D。
11. 如图是小枫家的部分电路，若小枫将电热水壶的插头插入插座，然后闭合开关时，A处空气开关跳闸，小枫分析了以下原因：①三孔插座中接火线和零线的线头相碰；②电热水壶插头内两个线头相碰；③电热水壶开关内两个线头相碰；④电路中用电器总功率过大；⑤电热水壶内部工作电路短路。其中可能是（ ）
A. ④⑤B. ②③C. ①②D. ③④⑤
【答案】A
【解析】
【详解】空气开关之所以跳闸，无非是因为经过它的电流太大了，而家庭电路中造成电流过大的原因主要是两种：过载和短路。
①若三孔插座中接火线和零线的线头相碰导致短路，则插入电热水壶的插头之前就会造成空气开关跳闸；
②若电热水壶插头内两个线头相碰，将插头插入插座时立即造成电源短路，在没有闭合开关前，空气开关就会跳闸；
③若电热水壶开关内两个线头相碰，插入电热水壶时就会马上工作，而不是闭合开后才会造成电流过大；
④电热水壶属于大功率用电器，将电热水壶的插头插入插座，然后闭合开关，此时电路中增加了大功率用电器，会使得电路中的电流增大，造成空气开关跳闸；
⑤电热水壶内部工作电路短路，则将电热水壶的插头插入插座，然后闭合开关，电路中零线和火线直接相连，会造成空气开关跳闸。
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
12. 如图甲所示，是一款暖奶器，它有着高温消毒，中温加热和低档保温的功能。其等效电路结构如图乙所示。S、闭合，通过控制的通断，可以使电器处于高温档或中温档，高温档与中温档时S处电流之比为5∶3，电路在高温档工作比中温档工作时，开关S处电流增大了0.6A。S闭合，、均断开时，电器处于低温档，移动滑片，可以手动调节低温档的加热功率。当滑片在中点时电压表的示数为，当滑片在最右端时电压表的示数为。已知：，和为发热电阻，是限流电阻，是规格为“20Ω 5A”的滑动变阻器。下列说法正确的是（ ）
A. 的阻值为20Ω
B. 该暖奶器的工作电压为24V
C. 手动调节低温档的加热功率时，电路中电流变化范围为0.4~0.6A
D. 低温档的最小加热功率为14.4W
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由图乙可知，当S、、S2均闭合，R1、R2并联，此时电路中总电阻较小，由可知，电功率较大，为高温挡。此时S处电流，即干路电流为
当S、闭合，S2断开时，只有R1接入电路，此时为中温档，中温档电流为
由题意可知，高温档与中温档时S处电流之比为5∶3，电路在高温档工作比中温档工作时，开关S处电流增大了0.6A。则
①
②
由①②可得
，
S闭合，、均断开时，由图乙可知，此时R1与R3串联，电流表测电路中电流，电压表测R3两端电压。已知是限流电阻，是规格为“20Ω 5A”的滑动变阻器。当滑片在中点时，R3接入电路的电阻为10Ω，电压表的示数为，即
③
当滑片在最右端时，R3接入电路的电阻为20Ω，此时电压表的示数为，即
④
因
⑤
由③④⑤可得。则电源电压为
故AB错误；
C．、均断开时，电器处于低温档，此时R1与R3串联，当R3接入电路的电阻最大时，电路中电流最小，为
当R3接入电路的阻值为0时，电路中电阻最小，电流最大，为
因此电路中电流变化范围为0.6~0.9A，故C错误；
D．因R3是限流电阻，不发热，低温档时只有R1发热，则低温挡的最小加热功率为
故D正确。
故选D。
第Ⅱ卷（非选择题 共60分）
二、非选择题（本题包括12小题，共60分）
13. 武汉下了一场大雪之后，整个武汉江滩被冰雪覆盖，不少市民“因地制宜”利用斜坡，自备器具，制成各种滑雪神器，开启了一场别开生面的“滑雪运动”，如图是小枫在江滩滑雪情景。
（1）坡长15m，从坡顶滑到坡底所需时间为12s，滑完全程的平均速度为______m/s；
（2）小枫在游玩过程中，闻到了武汉小吃的阵阵香味，说明分子______；
（3）人们常说下雪不冷化雪冷，说明雪在熔化过程中______。
【答案】 ①. 1.25 ②. 在不停做无规则运动 ③. 吸热
【解析】
【详解】（1）[1] 滑完全程的平均速度为
（2）[2] 闻到了武汉小吃的阵阵香味，这是扩散现象，说明分子在不停做无规则运动。
（3）[3] 雪在熔化过程中持续吸热，使得空气温度降低，所以“化雪冷”。
14. 如图所示是我国自主研发的一款新能源汽车，该车全时四轮驱动，可以原地调头，在涉水时还可以水上浮渡。
（1）该车在水平公路上高速行驶时，后轮对地面摩擦力的方向___________（填“向前”或“向后”），车轮对地面的压强___________（填“大于”“等于”或“小于”）静止时对地面的压强；
（2）当该车在水面浮渡时，车轮在水中扮演着螺旋桨的角色，能够向前加速和转弯，利用了力可以___________。
【答案】 ①. 向后 ②. 小于 ③. 改变物体的运动状态
【解析】
【详解】（1）[1]该车为四轮驱动，在水平公路上高速行驶时，后轮相对地面有向后运动的趋势，地面对后轮的摩擦力向前，因此后轮对地面摩擦力的方向向后。
[2]该汽车车顶凸起，下方平直，在高速行驶过程中，车子上方空气的流速大于车子下方空气的流速，因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强，轿车上、下方所受到的压力差形成向上的升力，从而使得轿车对地面的压力变小，因此车轮对地面的压强小于静止时对地面的压强。
（2）[3]车轮在水中扮演着螺旋桨的角色，使车能够向前加速和转弯，使车的运动状态发生改变，说明力可以改变物体的运动状态。
15. 在探究影响压力作用效果的因素的实验中，甲图中小桌放在海绵上，乙图中在桌面上放一个砝码，丙图中桌面朝下，并在其上放一个同样的砝码。
（1）比较乙、丙两图，可以探究压力作用效果与______的关系，下列应用可以用该探究实验结论解释的是______；
A.载重汽车有很多个宽大的车轮
B.冰刀鞋的刀刃做得很薄
C.破窗锤的敲击端做成锥状
D.切蛋器上的不锈钢丝做得很细
（2）图丙中，砝码和小桌的质量分别为500g和100g，砝码的底面积和小桌桌面的面积分别为和，砝码对小桌的压强和小桌对海绵的压强之比为______；
（3）在图乙中画出砝码对小桌作用力示意图。______
【答案】 ①. 受力面积 ②. ABCD ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1][2] 比较乙、丙两图，压力相同，受力面积不同，可以探究压力作用效果与受力面积的关系。丙中受力面积较大，压力的作用效果比较不明显，说明：当压力大小一定时，受力面积越大，压力的作用效果将越不明显。
A．载重汽车有很多个宽大的车轮，是通过增大受力面积减小压强，故A符合题意；
B．冰刀鞋的刀刃做得很薄，是通过减小受力面积，增大压强，故B符合题意；
C．破窗锤的敲击端做成锥状，是通过减小受力面积，增大压强，故C符合题意；
D．切蛋器上的不锈钢丝做得很细，是通过减小受力面积，增大压强，故D符合题意。
故选ABCD。
（2）[3] 砝码对小桌的压强为
小桌对海绵的压强为
则砝码对小桌的压强和小桌对海绵的压强之比为
（3）[4] 图乙中砝码对小桌作用力为压力，垂直于桌面且指向桌面，作图如下：
16. 小明利用如图甲所示的实验装置来探究冰的熔化特点。
（1）将装有适量碎冰的试管置于烧杯内的温水中，这样做使碎冰______；
（2）实验中某时刻温度计示数如图乙所示，碎冰此时的温度______℃；
（3）根据实验数据画出冰熔化过程的“温度-时间”图像（如图丙），由图像可知，冰属于______（选填“晶体”或“非晶体”）；
（4）小明分析图像还发现：0至时段内的温度变化比时刻后的温度变化快，其主要原因是______。
【答案】 ①. 受热均匀 ②. -3 ③. 晶体 ④. 水的比热容大于冰的比热容
【解析】
【详解】（1）[1]将装有适量碎冰的试管置于烧杯内的温水中，这叫做水浴法，可以使碎冰受热均匀，碎冰熔化比较缓慢，便于记录各时刻的温度并观察冰的状态。
（2）[2]如图乙，温度计的分度值是1℃，液面在0刻度以下第3格，所以读数为-3℃。
（3）[3]由图丙可知，冰在熔化的过程中，吸收热量，温度保持0℃不变，有固定的熔点，故冰为晶体。
（4）[4]取0至时段与时刻后一段相等时间观察，吸热相等，物质由固态冰变为液态水的过程中质量保持不变，水的比热容比冰大，根据可知，升高的温度不同，水升温比冰要慢，所以0至时段内的温度变化比时刻后的温度变化快。
17. 小枫用如下图器材，探究凸透镜成像的规律。
（1）点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像，___________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是根据这一原理制成的；
（2）凸透镜位置不变，将蜡烛移到40cm刻度线处，向右移动光屏，光屏上___________（选填“能”或“不能”）得到烛焰清晰的像；
（3）蜡烛燃烧一段时间后，发现光屏上的像向___________移动，此时要使像仍在光屏中央，小枫应向___________调节凸透镜。
【答案】 ①. 照相机 ②. 不能 ③. 上 ④. 下
【解析】
【详解】（1）[1]由图可知，物距为
像距为
物距大于像距，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立缩小的实像，照相机就是根据这一原理制成的。
（2）[2]由凸透镜成像规律可知，当物距大于2倍焦距时，像距在1倍焦距与2倍焦距之间，即
①
②
由①②可得
凸透镜位置不变，将蜡烛移到40cm刻度线处，此时物距为
根据凸透镜成像规律可知，当物距小于1倍焦距时，成正立放大的虚像，虚像不能在光屏上呈现，因此向右移动光屏，光屏上不能得到烛焰清晰的像。
（3）[3][4]凸透镜成实像是倒立的，蜡烛燃烧变短时，烛焰向下移动，根据通过光心的方向不变，那么光屏上的像要向上移动，为了能让所成清晰的像回到光屏中央，可将凸透镜向下移动。
18. 为了探究电流与电阻的关系，小枫设计了如图甲所示的电路图。实验器材如下：学生电源，五个定值电阻R分别为：5Ω、10Ω、15Ω、20Ω及25Ω，滑动变阻器“50Ω 0.5A”、电压表、电流表、开关各1个，导线若干。
（1）图甲有一根导线接错了，请在错的那根导线上画“×”，并画出正确的电路连接；___________
（2）改正好电路后，闭合开关前发现电流表出现如图乙所示情况，造成该现象的原因是___________；
（3）当学生电源电压调为3V，小枫把5Ω的电阻接入电路后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2V时，记录电流表示数。接着他断开开关，保持滑片位置不变，用10Ω的电阻替换5Ω，再次闭合开关，发现电压表的示数为___________V。小枫经过思考后指出：正确操作应是先断开开关，将滑动变阻调到最大阻值，用10Ω的电阻替换5Ω，再次闭合开关，调节滑片使电压表的示数仍为2V；
（4）为了使以上5个定值电阻均能完成上述实验，小枫选择的电源电压范围是___________V，五次实验中，电路中最大和最小电流之比为___________。
【答案】 ①. ②. 见解析 ③. 2.4 ④. 2~6 ⑤. 5∶1
【解析】
【详解】（1）[1]原电路图中，变阻器与定值电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，在探究电流与电阻的关系实验中，定值电阻、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在定值电阻两端，如图所示：
（2）[2]闭合开关前发现电流表出现如图乙所示，指针偏向零刻度线左侧，没有调零。
（3）[3]小枫把5Ω的电阻接入电路后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2V时，此时电流表的示数是
由串联电路电压的规律和欧姆定律得到变阻器连入电路的电阻
他断开开关，保持滑片位置不变，用10Ω的电阻替换5Ω，再次闭合开关，电路中的电流
电压表的示数
U2=I2R2=0.24A×10Ω=2.4V
（4）[4]由串联电路的规律及分压原理有
等式左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入电路的电阻最大时，对应的定值电阻应最大，此时，变阻器分得的电压最大，电源电压最大，即
U大=6V
当滑动变阻器的阻值为零时，电压表的示数为2V，此时只有一个用电器，电压表也测量电源电压，故电源电压最小值为2V，故电源电压需要控制在2~6V。
[5]五次实验中，电路中最大和最小电流之比
19. 随着我国城镇化建设的快速发展，在城市排污过程中有时会面临着地下管道堵塞现象，需要进行清淤作业。但人工作业，面临着难度大、效率低，有时还发生中毒等危险。水下清淤机器人可以很好的解决这一难题。如图甲是我国自主研发一款水下履带式清淤机器人，可通过计算机控制的视频探头对管道内堵塞情况进行探查，应用专业设备对堵塞进行行清除。其质量为500kg，最大功率为5000W，清淤时最大行驶速度为1.8km/h。
（1）当该清淤机器人以最大功率，沿平直管道以最快速度匀速前进时，机器人行进时的牵引力是多少？
（2）当该机器人在水下作业时，履带对受力面的压强为2500Pa，受力面积为，求机器人此时受到的浮力是多少？
（3）在某次水下作业中时，该机器人的机械臂抓起质量为30kg的石块，如图乙：AO与BO垂直，AO长40cm，BO长30cm，CO长1.2m，CO与水平面夹角为60°，液压杆AB对OC的作用力沿AB方向，石块的重心在C点的正下方。求此时液压杆对机械臂OC的作用力是多少？（不计机械臂所受到的重力和浮力，石块的密度为）
【答案】（1）；（2）2300N；（3）500N
【解析】
【详解】解：（1）根据，机器人行进时的牵引力为
（2）履带对受力面的压力为
履带对受力面的压力和受到的支持力是相互作用力，则支持力为
机器人受到向上的浮力和支持力，以及向下的重力，重力为
根据力的平衡条件，则浮力为
（3）石块的重力为
石块的体积为
则石块受到的浮力为
则杠杆C点受到的阻力为
液压杆对机械臂OC的作用力为动力。在图中分别作出动力、动力臂、阻力和阻力臂，如下图所示：
运用数学三角函数和相似的知识可求得动力臂，阻力臂，根据杠杆平衡条件，则此时液压杆对机械臂OC的作用力为
答：（1）机器人行进时的牵引力为；
（2）当该机器人在水下作业时，受到的浮力为2300N；
（3）液压杆对机械臂OC的作用力为500N。
测力计A/N
测力计B/N
电子秤/g
1
2.00
0.02
500.00
2
1.40
0.42
520.00
3
0
0.82
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流I/A
0.25
0.22
0.19
0.16
0.10
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