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2021年陕西省西安市雁塔区高新一中中考物理模拟试卷（三）
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这是一份2021年陕西省西安市雁塔区高新一中中考物理模拟试卷（三），共39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。
1．（2分）下列有关声的说法中正确的是（ ）
A．发声的扬声器能让烛焰晃动，说明声音可以传递信息
B．超声导盲手杖，利用超声波遇到障碍物后不会发生反射现象的原理制成的
C．摩托车排气管上安装消声器是在传播过程中减弱噪声
D．“声聚焦”使远处传来的声音在其表面发生了反射而会聚，增大了声音的响度
2．（2分）下列说法中正确的是（ ）
A．夏天在食品运输车辆上放干冰，是利用干冰汽化吸热给食品降温
B．在寒冷的北方冬天，测量气温时不使用水银温度计，是因为水银的凝固点较低
C．把食材放在冰块上，利用冰块熔化吸热给食材降温
D．把食物放入冰箱内，利用冷凝剂液化吸热，使冰箱内部温度降低
3．（2分）在西安可以扫码乘坐公交车，只要下载长安通APP，注册后使用“长安通二维码”即可，扫码机通过扫描手机二维码即可完成支付，如图所示，上半部分为长安通刷卡区，下半部分为二维码支付区，下列有关说法中正确的是（ ）
A．二维码位于扫码机摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间
B．扫码机的摄像头相当于近视眼镜的镜片
C．二维码白色部分吸收所有色光，黑色部分反射所有色光
D．某次支付不成功，可能是二维码离扫码机摄像头太近，所成像太大超出识别范围
4．（2分）如图是电流表的内部结构示意图，当电流通过线圈时，线圈在磁场中转动从而带动指针偏转，下列说法中不正确的是（ ）
A．在电流方向不变时，将电流表内永磁体的N极与S极对调，线圈转动方向会改变
B．通电线圈转动时，主要将消耗的电能转化为机械能
C．电流表线圈转动的原理与电磁铁工作的原理类似
D．通电线圈由静止开始转动，是力改变了线圈的运动状态
5．（2分）2019年10月1日，在庆祝新中国成立70周年阅兵中，由陆、海、空三军航空兵组成的12个空中梯队，以前所未有的磅礴阵容接受检阅，如图所示是某架直升机悬挂党旗匀速通过天安门上空的情景，悬挂在直升机钢索上特制的党旗颜色鲜艳，状态舒展，又不摆动，有很好的展示效果。下列说法中正确的是（ ）
A．直升机飞行的速度越大，具有的惯性越大
B．直升机上的飞行员通过电磁波向地面控制中心传递信息
C．当直升机匀速降落过程中动能和重力势能均减小
D．直升机发动机驱动旋翼转动提供升力，是根据流体的流速越小，压强越小
6．（2分）下列有关力与运动的知识说法中正确的是（ ）
A．风吹树摇，风停树静，这说明力是物体运动的原因
B．人用水平推力推水平面上的桌子，没有推动，是因为推力小于摩擦力
C．静止在桌面上的书受到的重力和它对桌面的压力是一对相互作用力
D．守门员将足球踢出时对足球做了功
7．（2分）下列关于粒子和宇宙的认识，正确的是（ ）
A．面包容易被压缩能说明分子间有空隙
B．宇宙是一个有层次的天体结构系统，它在不断地膨胀
C．质子、中子和电子就像行星绕太阳运动一样在绕原子核运动
D．在探索比原子更小的微观粒子的历程中，汤姆生首先发现了质子
8．（2分）2019年12月27日，长征五号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，2000多秒后，与实践二十号卫星成功分离，将卫星先送入预定轨道，1月4日凌晨，经历七次轨道变轨后，卫星又成功抵达了地球同步轨道。关于该过程，下列说法中不正确的是（ ）
A．火箭升空过程主要将燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能
B．卫星内部工作系统所需的能量由卫星两翼的太阳能电池板提供
C．卫星抵达地球同步轨道后，绕地球做匀速圆周运动时受非平衡力作用
D．实践二十号卫星抵达预定轨道时，若以地球表面为参照物，实践二十号是静止的
9．（2分）下列关于生活用电的说法中正确的是（ ）
A．使用测电笔时，人体要接触笔尖金属体，但绝不能接触笔尾金属体
B．控制用电器的开关要连接在火线和用电器之间
C．家庭电路中空气开关跳闸，一定是由于电路短路引起的
D．人体的安全电压是36V
10．（2分）灯泡L上标有“6V 6W”字样，测得该灯泡的电流随电压变化的关系如图甲所示，现把灯泡L接入如图乙所示的电路中，若电源电压为10V不变，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～15V”，则下列说法正确的是（ ）
A．灯泡L正常发光时，电压表的示数为6V
B．灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大
C．当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为9V
D．为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为10W
二、填空与作图题（每空1分，每图2分，共计22分）
11．（2分）如图是新型“光导纤维照明系统”，让太阳光先通过可过滤部分紫外线的玻璃球罩，再通过透镜将光会聚到光导纤维里，将太阳光导入室内不同的地方，此系统具有安全性能高、不带电、能使植物进行光合作用的特点。系统中的透镜能对光线进行会聚，这种透镜一定是 （选填“凸”、“凹”）透镜，光通过光导纤维时，在其内部发生的是 （选填“反射”、“折射”）现象。
12．（3分）如图所示是PM2.5净化器的原理图，闭合开关S1、S2后，风扇旋转吸入含有PM2.5颗粒物空气，当颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网C时会被快速吸引过来，这是因为带电体具有 的性质：当颗粒物快速通过光洁金属网C后，会因为 （选填“得到”、“失去”）电子而带上负电，然后被带有正电荷的棉芯吸附住，这是因为 。
13．（5分）为了有效控制新冠肺炎疫情，西安市未雨绸缪、科学决策，在2020年2月中旬建成西安“火神山医院”西安市公共卫生中心，如图甲所示是该医院建造过程中工地上一台汽车起重机，汽车起重机整车质量约为15.1t，起重时汽车与地面接触总面积约为8000cm2。该车吊臂上的滑轮组如图乙所示，汽车起重机将重为9.0×103N的重物以0.5m/s的速度匀速提升10s，且作用在钢丝绳自由端C处的拉力为3.2×103N，动滑轮重为400N，汽车起重机在水平地面上吊起重为9.0×103N的重物时，汽车对地面的压强是 Pa，钢丝绳自由端拉力的功率为 W，滑轮组的机械效率为 ，滑轮组提升重物时所做的额外功是 J。其他条件不变，若提升物重变大，滑轮组的机械效率将 （g取10N/kg）（选填“变小”、“变大”或“不变”）。
14．（2分）科学家研制出一种新型陶瓷材料，可用作火箭等高速飞行器的表面覆盖层，可见其具有很好的 （选填“导热”或“隔热”）性，该陶瓷材料在常温下的密度为1.8×103kg/m3，从常温加热至900℃高温，体积收缩至原体积的90%，此时其密度为 kg/m3。
15．（2分）如图所示为汽车的倒车雷达，汽车挂倒挡倒车时，车尾的3﹣5个探头会同时发出并接收反射回来的超声波，从而确定车尾离障碍物的距离。人们在实践中发现，当其中某个探头损坏时，雷达仍可以使用，则可推断这些探头之间是 的（选填“串联”或“并联”），挂挡器相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”或“开关”）元件。
16．（2分）科学家正在研发一种“真空管道磁悬浮列车”。管道连接紧密，空气全部抽出，列车运行过程中将无空气阻力、无摩擦。
（1）这种“真空管道磁悬浮列车”在平直的管道中运行时，不再需要任何的牵引力。列车利用自身的 在真空管道中继续运行。
（2）这种列车的速度能达到6500千米/小时，这意味着环游地球一圈（40000千米）只需要 小时。
17．（2分）如图所示，清澈平静的水面下有一盏射灯A，水面上方有一块平面镜，人眼在B处，请画出一条从A发出的光通过折射和反射后进入人眼的完整光路图。（用反射定律和折射规律画图）
18．（2分）如图所示，当小车遇到障碍物而停止时，车上的木块向前倒，请画出此时木块受到的重力和木块上的A点所受支持力的示意图。
19．（2分）如图所示，在a、b、c的“〇“内填上适当的电表，且保证两灯均正常发光。
三、实验与探究题（每空1分，共计22分）
20．（5分）
（1）如图甲所示，在试管中加入少量的水，用嘴对着试管口吹气，使其发出声音，增加试管内的水量，会使声音的音调变 。
（2）如图乙所示，将两个表面光滑清洁的铅块相互紧压后，发现它们会粘在一起，这个现象说明分子间存在着 力。
（3）如图丙所示，探究“阻力对物体运动的影响”实验中，选用同一小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，目的是 。通过观察和比较小车运动的 （选填“距离”或“速度”），得出“阻力越小，运动速度减小得越慢”的实验结论。
（4）如图丁所示，是探究“电流通过导体产生的热量与 关系”的实验装置。
21．（9分）小明在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：弹簧测力计，高度为9cm、底面积为10cm2的实心圆柱体金属块，相同的平底大烧杯（烧杯底面积为60cm2）若干个，水，还有密度未知的某种液体，细线等。小明同学提出以下猜想：
猜想一：浮力的大小与液体的密度有关；
猜想二：浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关；
猜想三：浮力的大小与物体排开液体的体积有关；
猜想四：浮力的大小与物体的形状有关。
（1）小明进行了如图1所示的实验：A步骤所示弹簧测力计的示数为 N；用弹簧测力计挂着金属块缓慢地没入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示（液体均未溢出），并将其示数记录在下表中：
（2）分析实验步骤A、B、C、D，可以说明浮力大小跟 有关；为了验证猜想一，应选择实验步骤序号 分析即可。（填3个实验步骤序号）
（3）为了验证猜想四，小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图G、H所示的实验，由此小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关，你认为这个结论 （选填“可靠”或“不可靠”），主要原因是 。
（4）小明还想探究浮力与物体的密度关系，应选择 相同、密度不同的两个金属块进行实验。
（5）小明同学根据表格中的数据可以算出圆柱体金属块的密度是 kg/m3，步骤F中某种液体的密度是 kg/m3（计算结果保留两位小数）。
（6）小明用弹簧测力计吊着圆柱体金属块缓慢浸入水中，从金属块底面接触水面开始，直到金属块处于E图位置，图2中能正确表示物体所受浮力F与物体底面浸入水中深度h关系的图像是 。
22．（8分）小华同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是2.5V。
（1）如图甲所示为连接电路的实物图，其中忘画了一根导线，请你用笔画线代替导线将电路连接完整（要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大）。
（2）正确连接电路后，用开关进行试触，发现电压表指针不偏转，而电流表指针明显偏转。故障原因可能是 （选填“小灯泡短路”或“小灯泡断路”）。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器到某一位置，电压表示数如图乙所示为 V，为了测量灯泡额定功率，应向 （选填“左”或“右”）端移动滑片，最后小华根据测量数据绘制了灯泡的I﹣U图像，如图丙所示，则灯泡的额定电功率为 W，进一步分析灯泡的I﹣U图像为曲线，表明小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而 。
（4）完成实验后，小华提出不用电流表，也能测出另一个额定电流为Ⅰ额的小灯泡的额定功率，设计的电路图如图丁所示。请你将下列实验步骤补充完整，并计算出小灯泡的额定功率（电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0）。
①闭合开关S，S1连接触点“2”时，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 时，小灯泡正常发光；（用已知量和所测物理量符号表示）
②保持滑动变阻器滑片位置不动，闭合开关S，使开关S1连接触点“1”，这时电压表的示数为U1；小灯泡额定功率的表达式为P额＝ （用已知量和所测物理量符号表示）。
四、综合题（共2小题，20题8分，21题8分，共计16分）
23．（8分）电动汽车是未来汽车的一种发展方向，由于受电池技术的限制，混合动力汽车是一种较好的过渡产品。某油电混合动力汽车相关信息如下表，工作原理如图甲所示，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机就会启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，电动汽车所受阻力与车速的关系如图乙所示，在某次测试中，测试前蓄电池已储存的电能为1x108J，测试中全部由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度水平匀速行驶了1h，同时蓄电池的电能增加了25%，求：
（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转变为发电机给蓄电池充电，发电机的原理是 ，产生的电能是由汽车的 能转化而来的。
（2）在该次测试中，所用燃料的热值为4.5x107J/kg，测试过程中消耗10kg燃料，燃料完全燃烧释放的热量是多少J？
（3）在该次测试中，汽车牵引力做的功是多少J？
（4）在该次测试中，内燃机的效率是多少？（忽略蓄电池和驱动电机的热损失）
24．（8分）如图甲所示，是小华的爷爷购买的一台电热足浴器内部等效电路图，R1和R2均为电热丝，其中R1的阻值是80Ω，R2的阻值是44Ω，该足浴器有：低温、中温和高温挡3个挡位，其铭牌的部分参数如图乙所示，求：
（1）电热足浴器中的电热丝选用电阻率大，熔点 （选填“高”或“低”）的合金材料制成，电热足浴器中开关S0闭合、S接2时，电热足浴器处于 （选填“低温”、“高温”或“中温”）挡位工作。
（2）电热足浴器处于低温挡工作时电流是多少A？（小数点后保留一位）
（3）假设足浴器的加热效率为84%且保持不变，在足浴器中装入最大容量5L、初温为25℃的水，用高温挡正常加热到36℃时，则加热时间是多少秒？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（4）在某用电高峰期，若家庭电路中只有足浴器在中温挡工作，发现标有“3000imp/kW•h”的电能表的指示灯闪烁50次，共用时2min，求此时家庭电路两端的实际电压是多少V？
2021年陕西省西安市雁塔区高新一中中考物理模拟试卷（三）
参考答案与试题解析
一、选择题（共10小题，每小题2分，共计20分，每小题只有-一个选项是符合题意的）
1．（2分）下列有关声的说法中正确的是（ ）
A．发声的扬声器能让烛焰晃动，说明声音可以传递信息
B．超声导盲手杖，利用超声波遇到障碍物后不会发生反射现象的原理制成的
C．摩托车排气管上安装消声器是在传播过程中减弱噪声
D．“声聚焦”使远处传来的声音在其表面发生了反射而会聚，增大了声音的响度
【分析】（1）声音可以传递信息和能量；
（2）声波在传播的过程中遇到障碍物会反射回来，称为回声；
（3）减弱噪声的方法有：在声源处减弱噪声、在传播过程中减弱噪声、在人耳处减弱噪声；
（4）将声聚焦就是使声音经过反射会聚，增大即改变响度。
【解答】解：
A、扬声器发声时，放在旁边的烛焰晃动，说明声音能传递能量，故A错误；
B、超声导盲手杖是利用回声定位来探测道路上的障碍物，与蝙蝠的定位原理相同，声音会发生反射，故B错误；
C、在摩托车的排气管上安装消声器，是在声源处减弱噪声，故C错误；
D、声聚焦装置，使远处传来的声音在其表面发生了反射而会聚，从而增大了声音的响度，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了声现象的有关知识，难度不大。
2．（2分）下列说法中正确的是（ ）
A．夏天在食品运输车辆上放干冰，是利用干冰汽化吸热给食品降温
B．在寒冷的北方冬天，测量气温时不使用水银温度计，是因为水银的凝固点较低
C．把食材放在冰块上，利用冰块熔化吸热给食材降温
D．把食物放入冰箱内，利用冷凝剂液化吸热，使冰箱内部温度降低
【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）六种物态变化过程中，都伴随着吸热或放热；其中放出热量的物态变化有：凝固、液化、凝华；吸热的有：熔化、汽化、升华。
【解答】解：A、在食品运输车辆上放干冰，是利用干冰升华吸热给食品降温，故A错误。
B、寒冷的北方冬天，测量气温时不使用水银温度计，是因为水银的凝固点较高，水银会凝固为固态，故B错误。
C、把食材放在冰块上，利用冰块熔化吸热给食材降温，故C正确。
D、食物放入冰箱内，利用冷凝剂汽化吸热，使冰箱内部温度降低，故D错误。
故选：C。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化，关键要看清物态变化前后，物质各处于什么状态；另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
3．（2分）在西安可以扫码乘坐公交车，只要下载长安通APP，注册后使用“长安通二维码”即可，扫码机通过扫描手机二维码即可完成支付，如图所示，上半部分为长安通刷卡区，下半部分为二维码支付区，下列有关说法中正确的是（ ）
A．二维码位于扫码机摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间
B．扫码机的摄像头相当于近视眼镜的镜片
C．二维码白色部分吸收所有色光，黑色部分反射所有色光
D．某次支付不成功，可能是二维码离扫码机摄像头太近，所成像太大超出识别范围
【分析】ABD、根据凸透镜（即远视镜）成像规律，物距大于二倍焦距时，成倒立缩小的实像；物距大于一倍焦距离小于二倍焦距时，成倒立放大的实像，物近像远像变大，
C、白色物体反射所有色光，黑色物体吸收所有色光。
【解答】解：A、扫码机摄像头扫描二维码所成的是倒立缩小的实像，故二维码位于扫码机摄像头的二倍焦距之外，故A错误；
B、扫码机的摄像头相当于凸透镜的镜片，B错误；
C、黑色条纹吸收所有光线，故黑色条纹不反射色光，而白色条纹能够反射所有色光，C错误；
D、根据凸透镜成像规律，物距大于一倍焦距离小于二倍焦距的条件下成倒立放大的实像，物近像远像变大，即物体离焦点的距离越小，成的像越大，某次支付不成功，可能是二维码离扫码机摄像头太近，导致物距小于焦距，成正立放大的虚像，所成像太大超出识别范围，D正确。
故选：D。
【点评】本题根据凸透镜成像规律及有关物体颜色的知识，要掌握。
4．（2分）如图是电流表的内部结构示意图，当电流通过线圈时，线圈在磁场中转动从而带动指针偏转，下列说法中不正确的是（ ）
A．在电流方向不变时，将电流表内永磁体的N极与S极对调，线圈转动方向会改变
B．通电线圈转动时，主要将消耗的电能转化为机械能
C．电流表线圈转动的原理与电磁铁工作的原理类似
D．通电线圈由静止开始转动，是力改变了线圈的运动状态
【分析】首先利用图示的装置分析出其制成原理，即通电线圈在磁场中受力转动，线圈的转动可以带动指针的偏转。
【解答】解：A、通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场的方向有关，在电流方向不变时，将电流表内永磁体的N极与S极对调，线圈转动方向会改变，故A正确；
B、通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，此过程中电能转化为机械能，故B正确；
C、电磁铁的原理是电流的磁效应，与电流表的原理不同，故C错误；
D、通电线圈由静止开始转动，是因为受到了力的作用，力改变了线圈的运动状态；故D正确。
故选：C。
【点评】在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理；对不同测量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握。
5．（2分）2019年10月1日，在庆祝新中国成立70周年阅兵中，由陆、海、空三军航空兵组成的12个空中梯队，以前所未有的磅礴阵容接受检阅，如图所示是某架直升机悬挂党旗匀速通过天安门上空的情景，悬挂在直升机钢索上特制的党旗颜色鲜艳，状态舒展，又不摆动，有很好的展示效果。下列说法中正确的是（ ）
A．直升机飞行的速度越大，具有的惯性越大
B．直升机上的飞行员通过电磁波向地面控制中心传递信息
C．当直升机匀速降落过程中动能和重力势能均减小
D．直升机发动机驱动旋翼转动提供升力，是根据流体的流速越小，压强越小
【分析】（1）惯性大小只跟物体的质量大小有关，跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系，质量越大，惯性越大。
（2）飞机是利用电磁波与地面联系的。
（3）动能大小的影响因素：质量、速度；质量越大、速度越大，物体的动能越大；
重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度；质量越大、高度越高，物体的重力势能越大。
（4）流体压强与流速的关系：流速越大，压强越小；流速越小，压强越大。
【解答】解：A、惯性大小只跟物体的质量大小有关，与速度大小无关，直升机的质量不变，具有的惯性大小不变，故A错误。
B、直升机上的飞行员通过电磁波向地面控制中心传递信息，故B正确。
C、当直升机匀速降落过程中质量不变，高度降低，速度不变，故其重力势能减小，动能不变，故C错误。
D、直升机发动机驱动旋翼转动提供升力，是因为其上方空气流速越大压强越小，下方空气流速越小压强越大，机翼下方的气压大于上方的气压，便形成向上的升力，故D错误。
故选：B。
【点评】此题考查惯性大小的影响因素、电磁波的传播与应用、动能和势能的大小变化、流体压强和流速的关系等，涉及到的知识点多，综合性强，但总体难度不大，掌握基础知识即可正确解题。
6．（2分）下列有关力与运动的知识说法中正确的是（ ）
A．风吹树摇，风停树静，这说明力是物体运动的原因
B．人用水平推力推水平面上的桌子，没有推动，是因为推力小于摩擦力
C．静止在桌面上的书受到的重力和它对桌面的压力是一对相互作用力
D．守门员将足球踢出时对足球做了功
【分析】（1）力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因；
（2）静止和匀速直线运动的物体受平衡力的作用；
（3）相互作用力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在两个物体上；
（4）做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离。
【解答】解：
A、风吹树摇，风停由于受到枝杆的阻力而静止，说明力是改变物体运动状态的原因，故A错误；
B、人沿水平方向推水平地面上的桌子，没有推动，处于静止状态，推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，则推力等于摩擦力，故B错误；
C、静止在桌面上的书受到的重力和它对桌面的压力，这两个力的方向相同，不是一对相互作用力，故C错误；
D、守门员将足球踢出时，足球在力的方向上通过了距离，对足球做了功，故D正确。
故选：D。
【点评】本题综合性较强，考查了力与运动的关系、运动和静止的相对性、平衡力和相互作用力的判断、做功的条件。
7．（2分）下列关于粒子和宇宙的认识，正确的是（ ）
A．面包容易被压缩能说明分子间有空隙
B．宇宙是一个有层次的天体结构系统，它在不断地膨胀
C．质子、中子和电子就像行星绕太阳运动一样在绕原子核运动
D．在探索比原子更小的微观粒子的历程中，汤姆生首先发现了质子
【分析】（1）面包是多孔结构的物体；
（2）宇宙是有层次的天体系统，它的层次结构：行星﹣﹣太阳系﹣﹣银河系﹣﹣星系团﹣﹣超星系团﹣﹣总星系；
（3）原子由带正电的原子核和带负电的核外电子组成，原子核由带正电的质子和不带电的中子组成；电子就像行星绕太阳运动一样在绕原子核运动；
（4）汤姆生发现电子后，人们认识到原子是由位于原子中央的原子核和核外电子组成。
【解答】解：
A、面包里面有气孔，用手捏时面包里的空气跑出来，则面包的体积变小了，但不能说明分子间有间隙。故A错误；
B、宇宙是由物质组成的，宇宙中有很多的星系，星系中又有很多星体，宇宙是一个有层次的天体结构系，并且处于不断的膨胀演化过程中。故B正确；
C、原子核由带正电的质子和不带电的中子组成；电子就像行星绕太阳运动一样在绕原子核运动。故C错误；
D、在探索比分子更小的微观粒子的历程中汤姆生首先发现了电子。故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了微观到宏观的尺度和光年的概念等内容，是一道基础题，熟练掌握基础知识是正确解题的前提与关键。
8．（2分）2019年12月27日，长征五号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，2000多秒后，与实践二十号卫星成功分离，将卫星先送入预定轨道，1月4日凌晨，经历七次轨道变轨后，卫星又成功抵达了地球同步轨道。关于该过程，下列说法中不正确的是（ ）
A．火箭升空过程主要将燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能
B．卫星内部工作系统所需的能量由卫星两翼的太阳能电池板提供
C．卫星抵达地球同步轨道后，绕地球做匀速圆周运动时受非平衡力作用
D．实践二十号卫星抵达预定轨道时，若以地球表面为参照物，实践二十号是静止的
【分析】（1）判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的。
（2）升空的卫星都是靠太阳能电池板来提供动力的。
（3）处于非平衡状态的物体，受到非平衡力的作用。
（4）在研究物体运动时，要选择参照的标准，即参照物，物体的位置相对于参照物发生变化，则运动，不发生变化，则静止。
【解答】解：A、火箭升空过程，消耗了燃料化学能，得到了机械能，故能量的转化是：化学能转化为内能，内能又转化为机械能，故A正确。
B、太阳能电池板吸收太阳能，转化为电能，电能转化为机械能，为卫星内部工作系统提供动力，故B正确。
C、卫星抵达地球同步轨道后，绕地球做匀速圆周运动时，处于非平衡状态，所以受非平衡力作用，故C正确。
D、实践二十号卫星抵达预定轨道时，若以地球表面为参照物，实践二十号与地球表面之间的位置不断发生变化，所以实践二十号是运动的，故D错误。
故选：D。
【点评】此题主要考查了能量的转化、力与运动的关系、运动和静止的相对性，具有较强的综合性。注意：在判断物体运动和静止时，关键看物体相对于参照物的位置是否发生了变化。
9．（2分）下列关于生活用电的说法中正确的是（ ）
A．使用测电笔时，人体要接触笔尖金属体，但绝不能接触笔尾金属体
B．控制用电器的开关要连接在火线和用电器之间
C．家庭电路中空气开关跳闸，一定是由于电路短路引起的
D．人体的安全电压是36V
【分析】（1）使用测电笔时，人体接触笔尾金属体，不能接触笔尖金属体；
（2）控制用电器的开关要连接在火线和用电器之间；
（3）家庭电路中空气开关跳闸的原因是电路中电流过大，电流过大的原因一是短路，二是用电器总功率过大；
（4）人体的安全电压是不高于36V。
【解答】解：
A、使用测电笔时，人体要接触笔尾金属体，在检测火线时，使火线、保护电阻、人体、大地形成回路，氖管发光；若接触笔尖金属体，在检测火线时，使火线、人体、大地形成回路，电路中无保护电阻，会造成人触电，故A错误；
B、控制用电器的开关要连接在火线和用电器之间，这样在断开开关时，使用电器和火线断开，人在接触用电器时不会触电，故B正确；
C、家庭电路中空气开关跳闸的原因是电路中电流过大，电流过大的原因一是短路，二是用电器总功率过大；所以，空气开关跳闸不一定是由于电路短路引起的，也可能是用电器总功率过大造成的，故C错误；
D、人体的安全电压是不高于36V，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查学生对安全用电知识的了解，是物理知识在生活中的实际应用，要灵活掌握。
10．（2分）灯泡L上标有“6V 6W”字样，测得该灯泡的电流随电压变化的关系如图甲所示，现把灯泡L接入如图乙所示的电路中，若电源电压为10V不变，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～15V”，则下列说法正确的是（ ）
A．灯泡L正常发光时，电压表的示数为6V
B．灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大
C．当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为9V
D．为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为10W
【分析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出电压表的示数；
（2）根据图像读出几组数据，根据欧姆定律求出灯泡对应的电阻，利用串联电路的电压特点得出电压表的示数，然后归纳得出灯泡L的电阻值与电压表的示数关系；
（3）根据图像读出当电流表示数为0.4A时灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电压表的示数；
（4）根据图像可知灯泡正常工作时的额定电流，并与电流表的量程相比较得出电路的最大电流，根据P＝UI求出电路消耗的最大电功率。
【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
A、灯泡正常发光时的电压UL＝6V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以灯泡L正常发光时，电压表的示数UR＝U﹣UL＝10V﹣6V＝4V，故A错误；
B、由图甲可知，当灯泡两端的电压为1V、2V时，通过的电流分别为0.4A、0.6A，由I＝的变形式R＝可得，对应的电阻分别为2.5Ω、3.3Ω，
电压表对应的示数分别为9V、8V，则灯泡L的电阻值随电压表的示数的减小而增大，故B错误；
C、由图像可知，当电流表示数为I＝0.4A时，灯泡两端的电压UL＝1V，则电压表的示数UR＝U﹣UL＝10V﹣1V＝9V，故C正确；
D、由图像可知，当灯泡正常发光（UL＝6V）时，电路中的电流为1A＞0.6A，所以电路中的最大电流I大＝0.6A，则电路消耗的最大电功率P大＝UI大＝10V×0.6A＝6W，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是根据灯泡的额定电流和电流表的量程确定电路中的最大电流，这也是学生比较容易出错的地方。
二、填空与作图题（每空1分，每图2分，共计22分）
11．（2分）如图是新型“光导纤维照明系统”，让太阳光先通过可过滤部分紫外线的玻璃球罩，再通过透镜将光会聚到光导纤维里，将太阳光导入室内不同的地方，此系统具有安全性能高、不带电、能使植物进行光合作用的特点。系统中的透镜能对光线进行会聚，这种透镜一定是 凸 （选填“凸”、“凹”）透镜，光通过光导纤维时，在其内部发生的是 反射 （选填“反射”、“折射”）现象。
【分析】凸透镜对光线有会聚作用；光纤通信利用激光传递信号，激光在光导纤维中经多次反射向前传播。
【解答】解：系统中的透镜能对光线进行会聚，这种透镜一定是凸透镜，光通过光导纤维时，在其内部发生的是反射现象。
故答案为：凸；反射。
【点评】本题考查的是凸透镜和光纤通信的相关知识，难度不大，属于基础考查。
12．（3分）如图所示是PM2.5净化器的原理图，闭合开关S1、S2后，风扇旋转吸入含有PM2.5颗粒物空气，当颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网C时会被快速吸引过来，这是因为带电体具有 吸引轻小物体 的性质：当颗粒物快速通过光洁金属网C后，会因为 得到 （选填“得到”、“失去”）电子而带上负电，然后被带有正电荷的棉芯吸附住，这是因为 异种电荷相互吸引 。
【分析】带电体具有吸引轻小物体的性质；电荷间的作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
【解答】解：当颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网C时会被快速吸引过来，这是因为带电体具有吸引轻小物体的性质；
当颗粒物快速通过光洁金属网C后，会带上负电荷，然后被带有正电荷的棉芯D吸附住，这是因为异种电荷相互吸引。
故答案为：吸引轻小物体；得到；异种电荷相互吸引。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系、带电体的性质、电荷间的相互作用，是一道基础题。
13．（5分）为了有效控制新冠肺炎疫情，西安市未雨绸缪、科学决策，在2020年2月中旬建成西安“火神山医院”西安市公共卫生中心，如图甲所示是该医院建造过程中工地上一台汽车起重机，汽车起重机整车质量约为15.1t，起重时汽车与地面接触总面积约为8000cm2。该车吊臂上的滑轮组如图乙所示，汽车起重机将重为9.0×103N的重物以0.5m/s的速度匀速提升10s，且作用在钢丝绳自由端C处的拉力为3.2×103N，动滑轮重为400N，汽车起重机在水平地面上吊起重为9.0×103N的重物时，汽车对地面的压强是 2×105 Pa，钢丝绳自由端拉力的功率为 4.8×103 W，滑轮组的机械效率为 93.75% ，滑轮组提升重物时所做的额外功是 3×103 J。其他条件不变，若提升物重变大，滑轮组的机械效率将 变大 （g取10N/kg）（选填“变小”、“变大”或“不变”）。
【分析】（1）知道汽车起重机整车的质量，根据G＝mg求出其重力，汽车起重机在水平地面上吊起重为9.0×103N的重物时，汽车对地面的压力等于汽车起重机整车的重力与重物的重力之和，根据p＝求出汽车对地面的压强；
（2）根据s＝vt求出重物匀速上升的高度，根据图可知滑轮组钢丝绳的有效股数，利用s＝nh求出钢丝绳自由端移动的距离，利用W＝Fs求出钢丝绳拉力所做的总功，再利用P＝求出钢丝绳自由端拉力的功率，根据W＝Gh求出钢丝绳拉力所做的有用功，再根据η＝×100%求出滑轮组的机械效率，滑轮组提升重物时所做的额外功等于总功减去有用功；
（3）滑轮组的机械效率与被提升的物体重力、动滑轮的重力、绳子与滑轮间的摩擦有关，其他条件不变时，被提升的物体越重，机械效率越高。
【解答】解：（1）汽车起重机整车重力：
G车＝m车g＝15.1×103kg×10N/kg＝1.51×105N，
汽车起重机在水平地面上吊起重为9.0×103N的重物时，汽车对地面的压力：
F压＝G车+G物＝1.51×105N+9×103N＝1.6×105N，
汽车对地面的压强：
p＝＝＝2×105Pa；
（2）由v＝可得，重物匀速上升的高度：
h＝vt＝0.5m/s×10s＝5m，
由图可知，滑轮组钢丝绳的有效股数n＝3，则钢丝绳自由端移动的距离：
s＝nh＝3×5m＝15m，
钢丝绳拉力所做的总功：
W总＝Fs＝3.2×103N×15m＝4.8×104J，
钢丝绳自由端拉力的功率：
P＝＝＝4.8×103W，
钢丝绳拉力所做的有用功：
W有＝G物h＝9×103N×5m＝4.5×104J，
则滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%≈93.75%；
滑轮组提升重物时所做的额外功：
W额＝W总﹣W有＝4.8×104J﹣4.5×104J＝3×103J；
（3）其他条件不变，若提升物重变大，额外功不变，有用功增加，则有用功在总功中所占的比值增大，机械效率变大。
故答案为：2×105；4.8×103；93.75%；3×103；变大。
【点评】本题考查了重力公式、压强公式、速度公式、做功公式、功率公式、滑轮组机械效率公式的综合应用，分清汽车起重机对地面的压力和有用功、总功是关键。
14．（2分）科学家研制出一种新型陶瓷材料，可用作火箭等高速飞行器的表面覆盖层，可见其具有很好的 隔热 （选填“导热”或“隔热”）性，该陶瓷材料在常温下的密度为1.8×103kg/m3，从常温加热至900℃高温，体积收缩至原体积的90%，此时其密度为 2×103 kg/m3。
【分析】（1）火箭在高速飞行时会与大气层摩擦生热，温度升高，为保持一定的温度，表面覆盖层要具有良好的隔热性能；
（2）设出常温下该陶瓷材料的体积，根据ρ＝表示出材料的质量，加热至900℃高温时其质量不变，体积收缩至原体积的90%，利用ρ＝求出此时材料的密度。
【解答】解：（1）火箭在高速飞行时，与大气层摩擦生热，温度升高，
为了保护内部结构，在火箭的表面覆盖一层隔热性能好的材料，
所以新型陶瓷材料具有很好的隔热性；
（2）设常温下该陶瓷材料的体积为V，由ρ＝可得该材料的质量m＝ρV，
加热至900℃高温时，其质量不变，而体积变为V×90%，
则此时其密度为：ρ′＝＝＝ρ＝×1.8×103kg/m3＝2×103kg/m3。
故答案为：隔热；2×103。
【点评】本题考查了物质的基本属性和密度公式的应用以及计算，要注意加热前后材料的质量不变。
15．（2分）如图所示为汽车的倒车雷达，汽车挂倒挡倒车时，车尾的3﹣5个探头会同时发出并接收反射回来的超声波，从而确定车尾离障碍物的距离。人们在实践中发现，当其中某个探头损坏时，雷达仍可以使用，则可推断这些探头之间是 并联 的（选填“串联”或“并联”），挂挡器相当于电路中的 开关 （选填“电源”或“用电器”或“开关”）元件。
【分析】串联电路中各元件相互影响，并联电路中各元件互不影响。
开关控制电路的通断。
【解答】解：汽车都配有倒车雷达，车尾有3﹣﹣5个探头，当其中某个探头损坏时，雷达仍可以使用，说明这些探头能够独立工作，则这些探头是并联的；
倒车时挂入倒车挡，车尾的探头通过发出并接收反射回来的超声波，从而确定车尾离障碍物的距离并能通过蜂鸣器发出警告音，此时挂挡器相当于电路中的开关。
故答案为：并联；开关。
【点评】本题考查了电路的连接和开关的作用，是一道理论联系实际的好题。
16．（2分）科学家正在研发一种“真空管道磁悬浮列车”。管道连接紧密，空气全部抽出，列车运行过程中将无空气阻力、无摩擦。
（1）这种“真空管道磁悬浮列车”在平直的管道中运行时，不再需要任何的牵引力。列车利用自身的 惯性 在真空管道中继续运行。
（2）这种列车的速度能达到6500千米/小时，这意味着环游地球一圈（40000千米）只需要 6.15 小时。
【分析】（1）一切物体都具有惯性；
（2）已知距离和速度，根据公式t＝可求时间。
【解答】解：（1）列车利用自身的惯性在真空管道中继续运行；
（2）时间t＝＝≈6.15h。
故答案为：惯性；6.15。
【点评】本题考查惯性和时间的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要知道一切物体都具有惯性。
17．（2分）如图所示，清澈平静的水面下有一盏射灯A，水面上方有一块平面镜，人眼在B处，请画出一条从A发出的光通过折射和反射后进入人眼的完整光路图。（用反射定律和折射规律画图）
【分析】折射规律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于入射角；
平面镜成像时，像与物关于平面镜对称；光射平面镜时，若入射光线延长过物体的像点，则光反射后一定过物体。由此作图。
【解答】解：
经分析，根据平面镜成像时，物体与像关于平面镜对称，作B点的像点B'，连接B'与A的连线，由于水中A点的光射向空气时中在水面时发生折射，且折射角大于入射角，故在B'A 连线的右侧选一点O为入射点，连接入射点O与B'的连线交平面镜于一点C，则OC为AO的折射光线，连接CB为反射后能进入人眼B的反射光线，如图所示：
【点评】本题考查根据反射定律和折射规律的作图，确定射到水面和平面镜的入射点是关键。
18．（2分）如图所示，当小车遇到障碍物而停止时，车上的木块向前倒，请画出此时木块受到的重力和木块上的A点所受支持力的示意图。
【分析】力的示意图是用一条带箭头的线段把力的大小、方向、作用点三个要素表示出来，线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，线段起点或终点表示力的作用点。明确木块所受重力、支持力的作用点和方向，然后按照力的示意图的画法作图。
【解答】解：木块受到的重力的作用点在木块的重心上，方向竖直向下；木块A点所受支持力的作用点在A点，方向垂直于小车上表面向上。从重力和支持力的作用点开始，沿而立的方向分别画一条有向线段，并分别用G和F表示，如图所示：
【点评】画力的示意图的一般步骤为：一画简图二定点，三画线，四画尖，五把力的符号标尖边．按照这个作图步骤，很容易能够画出指定力的示意图。
19．（2分）如图所示，在a、b、c的“〇“内填上适当的电表，且保证两灯均正常发光。
【分析】电流表串联在电路中，电压表并联在电路中；注意不要形成短路。
【解答】解：由图可知，a表与L1并联，b表与L2并联，c表与L2串联；
电流表的电阻很小，相当于导线；电压表的电阻很大，相当于断路；
则为了避免短路，则a、b不能为电流表；为避免断路，c不能为电压表，因此a是电压表，b是电压表，c是电流表；
【点评】本题需要知道电压表和电流表的使用外，还要知道电流表的电阻很小，相当于导线；电压表的电阻很大，相当于断路。
三、实验与探究题（每空1分，共计22分）
20．（5分）
（1）如图甲所示，在试管中加入少量的水，用嘴对着试管口吹气，使其发出声音，增加试管内的水量，会使声音的音调变 高 。
（2）如图乙所示，将两个表面光滑清洁的铅块相互紧压后，发现它们会粘在一起，这个现象说明分子间存在着 引 力。
（3）如图丙所示，探究“阻力对物体运动的影响”实验中，选用同一小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，目的是 控制小车到达水平面时的初速度相同 。通过观察和比较小车运动的 距离 （选填“距离”或“速度”），得出“阻力越小，运动速度减小得越慢”的实验结论。
（4）如图丁所示，是探究“电流通过导体产生的热量与 电流 关系”的实验装置。
【分析】（1）振动的频率越高，音调越高；
（2）分子间同时存在着引力和斥力，当分子距离较近时表现为斥力，当分子间距离较远时表现为引力；
（3）探究“阻力对物体运动的影响”的实验时，需要控制小车的初速度相同；接触面越光滑，阻力越小，小车运动的距离越远，说明小车速度减小的慢；
（4）电流通过电阻丝产生的热量与电流大小、通电时间和电阻大小有关，根据控制变量法分析。
【解答】解：（1）用嘴贴着管口吹气，振动发声的是由于试管内空气柱的振动发出的，当水量增加时，空气柱长度越短振动越快，音调越高；
（2）将两个表面光滑的铅块相互紧压，它们会粘在一起，这个现象说明分子间存在引力；
（3）探究“阻力对物体运动的影响”的实验时，需要控制小车到达水平面时的初速度相同，即每次都让小车从斜面同一高度处由静止开始下滑；由图可知水平面越光滑，小车受到的阻力越小，运动的距离越远，说明小车速度减小的越慢；
（4）丙装置中，两电阻阻值相同，通电时间相同，但电流不同，故研究探究电流通过电阻丝产生的热量与电流大小的关系。
故答案为：（1）高；（2）引；（3）控制小车到达水平面时的初速度相同；距离；（4）电流。
【点评】本题考查了声音的特征、分子动理论、阻力对物体运动的影响、电流产生的热量的相关因素的探究实验，考查的知识点多，难度不大。
21．（9分）小明在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：弹簧测力计，高度为9cm、底面积为10cm2的实心圆柱体金属块，相同的平底大烧杯（烧杯底面积为60cm2）若干个，水，还有密度未知的某种液体，细线等。小明同学提出以下猜想：
猜想一：浮力的大小与液体的密度有关；
猜想二：浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关；
猜想三：浮力的大小与物体排开液体的体积有关；
猜想四：浮力的大小与物体的形状有关。
（1）小明进行了如图1所示的实验：A步骤所示弹簧测力计的示数为 2.7 N；用弹簧测力计挂着金属块缓慢地没入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示（液体均未溢出），并将其示数记录在下表中：
（2）分析实验步骤A、B、C、D，可以说明浮力大小跟 物体排开液体的体积 有关；为了验证猜想一，应选择实验步骤序号 A、E、F 分析即可。（填3个实验步骤序号）
（3）为了验证猜想四，小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图G、H所示的实验，由此小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关，你认为这个结论 不可靠 （选填“可靠”或“不可靠”），主要原因是 未控制物体排开液体的体积相同 。
（4）小明还想探究浮力与物体的密度关系，应选择 体积 相同、密度不同的两个金属块进行实验。
（5）小明同学根据表格中的数据可以算出圆柱体金属块的密度是 3×103 kg/m3，步骤F中某种液体的密度是 1.33×103 kg/m3（计算结果保留两位小数）。
（6）小明用弹簧测力计吊着圆柱体金属块缓慢浸入水中，从金属块底面接触水面开始，直到金属块处于E图位置，图2中能正确表示物体所受浮力F与物体底面浸入水中深度h关系的图像是 D 。
【分析】（1）根据测力计分度值来读数；
（2）结合图片和表格中的数据，根据称重法求浮力，比较浮力的大小可得出结论；
要验证猜想一，应控制排开液体的体积相同，改变液体的密度；
（3）利用控制变量法分析小明同学的方案，即可判断不可靠的原因；
（4）根据控制变量法，要探究浮力与物体的密度关系，应控制金属块的体积相同，这样浸没时的排水体积才相同；
（5）由实验AD得出物体浸没在水中受到的浮力；根据阿基米德原理：F浮水＝ρ水gV排＝ρ水gV物，得出V物；
根据ρ＝求出金属块的密度；
由AF得出物体浸没在液体中受到的浮力；
根据阿基米德原理：F浮液＝ρ液gV物，因物体的体积不变，求出某种液体的密度；
（6）用测力计吊着物体缓慢浸入水中，从物体底面接触水面开始，到物体继续向下浸没的过程中，根据F浮＝ρ水gV排，分析浮力大小变化回答。
【解答】解：（1）如图1，A中测力计分度值为0.1N，所示弹簧测力计的示数为2.7N；
（2）分析实验步骤A、B、C、D，结合表中数据可以看出，物体排开液体体积越大，测力计示数越小，由称重法可知，此时浮力越大，因此可以说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关；
为了验证猜想一，应控制排开液体的体积相同，改变液体的密度，因此，应选择实验步骤序号A、E、F进行分析。
（3）在验证猜想四的实验中，小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关。这个结论是不可靠的，这主要是因为未控制物体排开液体的体积相同，不符合控制变量法的要求。
（4）若想探究浮力与物体的密度关系，应控制不同物体的排水体积相同，因此，应选择体积相同、密度不同的两个金属块进行实验。
（5）由实验AD，物体浸没在水中受到的浮力：F浮水＝2.7N﹣1.8N＝0.9N；
根据阿基米德原理：F浮水＝ρ水gV排＝ρ水gV物，
V物＝；
金属块的密度为：
ρ＝＝＝•ρ水＝×1.0×103kg/m3＝3×103kg/m3
由AF，物体浸没在液体中受到的浮力：F浮液＝2.7N﹣1.5N＝1.2N；
根据阿基米德原理：F浮液＝ρ液gV物，因物体的体积不变，故有：
V物＝＝，
某种液体的密度是：
ρ液＝•ρ水＝×1.0×103kg/m3≈1.33×103kg/m3。
（6）用测力计吊着物体缓慢浸入水中，从物体底面接触水面开始，到刚浸没在水中的过程中，物体排开液体的体积逐渐变大，受到浮力变大；完全浸没后，到物体继续浸没到达E图位置的过程中，排开液体的体积不变，受到的浮力大小不变，故能正确表示物体所受浮力F与物体底面浸入水中深度h关系的图像是图2中的D。
故答案为：（1）2.7；（2）物体排开液体的体积；A、E、F；（3）不可靠；未控制物体排开液体的体积相同；（4）体积；（5）3×103；1.33×103；（6）D。
【点评】本题探究浮力大小与哪些因素有关，考查称重法测浮力、控制变量法的运用、数据分析、阿基米德原理、密度公式的运用及利用浮力测密度的方法等，综合性强，有一定难度。
22．（8分）小华同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是2.5V。
（1）如图甲所示为连接电路的实物图，其中忘画了一根导线，请你用笔画线代替导线将电路连接完整（要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大）。
（2）正确连接电路后，用开关进行试触，发现电压表指针不偏转，而电流表指针明显偏转。故障原因可能是 小灯泡短路 （选填“小灯泡短路”或“小灯泡断路”）。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器到某一位置，电压表示数如图乙所示为 2.2 V，为了测量灯泡额定功率，应向 左 （选填“左”或“右”）端移动滑片，最后小华根据测量数据绘制了灯泡的I﹣U图像，如图丙所示，则灯泡的额定电功率为 0.5 W，进一步分析灯泡的I﹣U图像为曲线，表明小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而 增大 。
（4）完成实验后，小华提出不用电流表，也能测出另一个额定电流为Ⅰ额的小灯泡的额定功率，设计的电路图如图丁所示。请你将下列实验步骤补充完整，并计算出小灯泡的额定功率（电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0）。
①闭合开关S，S1连接触点“2”时，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 I额R0 时，小灯泡正常发光；（用已知量和所测物理量符号表示）
②保持滑动变阻器滑片位置不动，闭合开关S，使开关S1连接触点“1”，这时电压表的示数为U1；小灯泡额定功率的表达式为P额＝ （U﹣U1）I额 （用已知量和所测物理量符号表示）。
【分析】（1）本实验中滑动变阻器应串联入电路，根据滑片P向左移动时电流表的示数变大，确定接线柱；
（2）电流表有示数说明电路为通路，电压表无示数说明电压表被短路；
（3）灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表选用的小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；
根据绘制的小灯泡的I﹣U图像得出灯在额定电压下的电流，根据P＝UI得出小灯泡的额定功率；
小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（4）由丁图可知，没有电流表的情况下，利用定值电阻和电压表代替电流表与灯泡串联，首先使定值电阻两端的电压为I额R0，再测出滑动变阻器和定值电阻的总电压，用电源电压减去滑动变阻器和定值电阻的总电压就是灯泡两端的额定电压，根据P＝UI计算出灯泡的额定电功率。
【解答】解：（1）测量小灯泡电阻的实验中滑动变阻器应“一上一下”串联入电路中，滑片P向左移动时电流表的示数变大，说明变阻器电阻变小，故应将左接线柱接入电路中，如图所示：
；
（2）电流表有示数说明电路为通路，电压表无示数示数说明与电压表并联部分被短路，即小灯泡短路；
（3）图乙电压表的量程为0﹣3V，示数为2.2V，灯在额定电压下正常发光，示数为2.2V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左端移动，直到电压表示数为额定电压，当电压表的读数是2.5V时，记下此时电流表的示数；
根据绘制的小灯泡的I﹣U图像知，灯在额定电压下的电流为0.2A，小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
由图知小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（4）①开关S闭合，开关S1连接触点“2”时，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为I额R0时，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，S2接“1”，读出电压表示数U1；
因电阻的连接没有改变，各用电器的电阻、电压没有改变，灯仍正常发光，由串联电路电压的规律，
此时小灯泡两端的电压为：U额＝U﹣U1，
则小灯泡额定功率：P额＝U额I额＝（U﹣U1）I额。
故答案为：（1）见上图；（2）小灯泡短路；（3）2.2；左；0.5；增大； （4）①I额R0；②（U﹣U1）I额。
【点评】本题是测定小灯泡电功率的实验，考查了电路连接、故障分析、操作过程、功率计算及特殊的方法测量小灯泡的电功率。
四、综合题（共2小题，20题8分，21题8分，共计16分）
23．（8分）电动汽车是未来汽车的一种发展方向，由于受电池技术的限制，混合动力汽车是一种较好的过渡产品。某油电混合动力汽车相关信息如下表，工作原理如图甲所示，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机就会启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，电动汽车所受阻力与车速的关系如图乙所示，在某次测试中，测试前蓄电池已储存的电能为1x108J，测试中全部由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度水平匀速行驶了1h，同时蓄电池的电能增加了25%，求：
（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转变为发电机给蓄电池充电，发电机的原理是 电磁感应 ，产生的电能是由汽车的 机械 能转化而来的。
（2）在该次测试中，所用燃料的热值为4.5x107J/kg，测试过程中消耗10kg燃料，燃料完全燃烧释放的热量是多少J？
（3）在该次测试中，汽车牵引力做的功是多少J？
（4）在该次测试中，内燃机的效率是多少？（忽略蓄电池和驱动电机的热损失）
【分析】（1）发电机的原理是电磁感应，工作时将机械能转化为电能；
（2）由公式Q放＝mq计算燃料完全燃烧释放的热量；
（3）由公式求得行驶的路程，根据图乙可知汽车以50km/h的速度匀速直线行驶时所受阻力的大小即牵引力的大小，由公式W＝Fs求得汽车做的功；
（4）由公式η＝计算内燃机的效率。
【解答】解：（1）驱动电机会反转变为发电机给蓄电池充电，发电机的原理是电磁感应，产生的电能是由汽车的机械能转化而来的；
（2）燃料完全燃烧释放的热量为：Q放＝mq＝10kg×4.5x107J/kg＝4.5×108J；
（3）汽车以50km/h的速度水平匀速行驶了1h时，由乙图像可知：F牵＝f＝4000N，
汽车行驶的路程为：s＝vt＝50km/h×1h＝50km＝50000m，
汽车牵引力做的功为：W＝F牵s＝4000N×50000m＝2×108J；
（4）内燃机的效率为：η＝＝＝44.4%。
答：（1）电磁感应；机械；
（2）燃料完全燃烧释放的热量为4.5×108J；
（3）车牵引力做的功为2×108J；
（4）内燃机的效率为44.4%。
【点评】本题考查了发电机的原理及能量转化及热量、功和内燃机效率的计算，难度不大。
24．（8分）如图甲所示，是小华的爷爷购买的一台电热足浴器内部等效电路图，R1和R2均为电热丝，其中R1的阻值是80Ω，R2的阻值是44Ω，该足浴器有：低温、中温和高温挡3个挡位，其铭牌的部分参数如图乙所示，求：
（1）电热足浴器中的电热丝选用电阻率大，熔点 高 （选填“高”或“低”）的合金材料制成，电热足浴器中开关S0闭合、S接2时，电热足浴器处于 中温 （选填“低温”、“高温”或“中温”）挡位工作。
（2）电热足浴器处于低温挡工作时电流是多少A？（小数点后保留一位）
（3）假设足浴器的加热效率为84%且保持不变，在足浴器中装入最大容量5L、初温为25℃的水，用高温挡正常加热到36℃时，则加热时间是多少秒？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（4）在某用电高峰期，若家庭电路中只有足浴器在中温挡工作，发现标有“3000imp/kW•h”的电能表的指示灯闪烁50次，共用时2min，求此时家庭电路两端的实际电压是多少V？
【分析】（1）电热丝的电阻率大熔点高；
根据P＝UI＝可知，在电压一定的条件下，电阻最小时，功率最大，要使加热电路处于高挡位，则电路中的电阻最小，根据电阻的连接方式得出开关所处的状态；
（2）分析开关转换时电路连接，由题意知电热足浴器开关S0闭合、S接1时的功率，根据I＝算出电热足浴器处于低温挡工作时电流；
（3）已知足浴器装入最大容量，根据m＝ρV求出水的质量；根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量；
根据η＝×100%求出消耗的电能，由P＝算出加热时间；
（4）3000imp/（kW•h），是指每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁了3000次，据此求指示灯闪烁81次，电热足浴器消耗的电能，知道做功时间，利用P＝求电热足浴器的实际功率，再利用P＝求实际电压。
【解答】解：（1）电热丝的电阻率大熔点高；
根据P＝UI＝可知，在电压一定的条件下，电阻最小时，功率最大，要使加热电路处于高挡位，则电路中的电阻最小；当电热足浴器中开关S0闭合、S接3时，只有R2工作，因为R1＞R2，所以电热足浴器处于高温挡位；当电热足浴器中开关S0闭合、S接2时，只有R1工作，因为R1＞R2，所以电热足浴器处于中温挡位；当电热足浴器中开关S0闭合、S接1时，两电阻串联，电路中的总电阻最大，电路的功率最小，处于低温挡；
（2）低温挡的电流为：
I低＝＝≈1.8A；
（3）根据密度公式ρ＝得，水的质量为：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3＝5kg，
水所吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（36℃﹣25℃）＝2.31×105J；
高温挡的功率为：
P高＝＝＝1100W，
根据η＝×100%知消耗的电能为：
W＝＝＝2.75×105J，
由P＝算出加热时间为：
t＝＝＝250s；
（4）3 000 imp/（kW•h）是指每消耗1 kW•h的电能，电能表指示灯闪烁3 000次。指示灯闪烁50次，电烤箱消耗的电能为：
W′＝kW•h＝kW•h＝6×104J；
时间t′＝2 min＝120 s，
电烤箱的实际功率：P实际＝＝＝500W，
由P＝可得，此时家庭电路两端的实际电压：
U实际＝＝＝200V。
答：（1）高；中温；
（2）电热足浴器处于低温挡工作时电流是1.8A；
（3）假设足浴器的加热效率为84%且保持不变，在足浴器中装入最大容量5L、初温为25℃的水，用高温挡正常加热到36℃时，则加热时间是250s；
（4）在某用电高峰期，若家庭电路中只有足浴器在中温挡工作，发现标有“3000imp/kW•h”的电能表的指示灯闪烁50次，共用时2min，此时家庭电路两端的实际电压是200V。
【点评】本题考查串联电路的规律、电功和电功率公式的运用及密度公式和效率公式的运用，综合性强。
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日期：2022/3/8 17:34:39；用户：董老师；邮箱：dngxyh@xyh.cm；学号：37106138实验步骤
B
c
D
E
F
弹簧测力计示数N
2.4
2.1
1.8
1.8
1.5
实验步骤
B
c
D
E
F
弹簧测力计示数N
2.4
2.1
1.8
1.8
1.5
1．（2分）下列有关声的说法中正确的是（ ）
A．发声的扬声器能让烛焰晃动，说明声音可以传递信息
B．超声导盲手杖，利用超声波遇到障碍物后不会发生反射现象的原理制成的
C．摩托车排气管上安装消声器是在传播过程中减弱噪声
D．“声聚焦”使远处传来的声音在其表面发生了反射而会聚，增大了声音的响度
2．（2分）下列说法中正确的是（ ）
A．夏天在食品运输车辆上放干冰，是利用干冰汽化吸热给食品降温
B．在寒冷的北方冬天，测量气温时不使用水银温度计，是因为水银的凝固点较低
C．把食材放在冰块上，利用冰块熔化吸热给食材降温
D．把食物放入冰箱内，利用冷凝剂液化吸热，使冰箱内部温度降低
3．（2分）在西安可以扫码乘坐公交车，只要下载长安通APP，注册后使用“长安通二维码”即可，扫码机通过扫描手机二维码即可完成支付，如图所示，上半部分为长安通刷卡区，下半部分为二维码支付区，下列有关说法中正确的是（ ）
A．二维码位于扫码机摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间
B．扫码机的摄像头相当于近视眼镜的镜片
C．二维码白色部分吸收所有色光，黑色部分反射所有色光
D．某次支付不成功，可能是二维码离扫码机摄像头太近，所成像太大超出识别范围
4．（2分）如图是电流表的内部结构示意图，当电流通过线圈时，线圈在磁场中转动从而带动指针偏转，下列说法中不正确的是（ ）
A．在电流方向不变时，将电流表内永磁体的N极与S极对调，线圈转动方向会改变
B．通电线圈转动时，主要将消耗的电能转化为机械能
C．电流表线圈转动的原理与电磁铁工作的原理类似
D．通电线圈由静止开始转动，是力改变了线圈的运动状态
5．（2分）2019年10月1日，在庆祝新中国成立70周年阅兵中，由陆、海、空三军航空兵组成的12个空中梯队，以前所未有的磅礴阵容接受检阅，如图所示是某架直升机悬挂党旗匀速通过天安门上空的情景，悬挂在直升机钢索上特制的党旗颜色鲜艳，状态舒展，又不摆动，有很好的展示效果。下列说法中正确的是（ ）
A．直升机飞行的速度越大，具有的惯性越大
B．直升机上的飞行员通过电磁波向地面控制中心传递信息
C．当直升机匀速降落过程中动能和重力势能均减小
D．直升机发动机驱动旋翼转动提供升力，是根据流体的流速越小，压强越小
6．（2分）下列有关力与运动的知识说法中正确的是（ ）
A．风吹树摇，风停树静，这说明力是物体运动的原因
B．人用水平推力推水平面上的桌子，没有推动，是因为推力小于摩擦力
C．静止在桌面上的书受到的重力和它对桌面的压力是一对相互作用力
D．守门员将足球踢出时对足球做了功
7．（2分）下列关于粒子和宇宙的认识，正确的是（ ）
A．面包容易被压缩能说明分子间有空隙
B．宇宙是一个有层次的天体结构系统，它在不断地膨胀
C．质子、中子和电子就像行星绕太阳运动一样在绕原子核运动
D．在探索比原子更小的微观粒子的历程中，汤姆生首先发现了质子
8．（2分）2019年12月27日，长征五号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，2000多秒后，与实践二十号卫星成功分离，将卫星先送入预定轨道，1月4日凌晨，经历七次轨道变轨后，卫星又成功抵达了地球同步轨道。关于该过程，下列说法中不正确的是（ ）
A．火箭升空过程主要将燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能
B．卫星内部工作系统所需的能量由卫星两翼的太阳能电池板提供
C．卫星抵达地球同步轨道后，绕地球做匀速圆周运动时受非平衡力作用
D．实践二十号卫星抵达预定轨道时，若以地球表面为参照物，实践二十号是静止的
9．（2分）下列关于生活用电的说法中正确的是（ ）
A．使用测电笔时，人体要接触笔尖金属体，但绝不能接触笔尾金属体
B．控制用电器的开关要连接在火线和用电器之间
C．家庭电路中空气开关跳闸，一定是由于电路短路引起的
D．人体的安全电压是36V
10．（2分）灯泡L上标有“6V 6W”字样，测得该灯泡的电流随电压变化的关系如图甲所示，现把灯泡L接入如图乙所示的电路中，若电源电压为10V不变，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～15V”，则下列说法正确的是（ ）
A．灯泡L正常发光时，电压表的示数为6V
B．灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大
C．当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为9V
D．为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为10W
二、填空与作图题（每空1分，每图2分，共计22分）
11．（2分）如图是新型“光导纤维照明系统”，让太阳光先通过可过滤部分紫外线的玻璃球罩，再通过透镜将光会聚到光导纤维里，将太阳光导入室内不同的地方，此系统具有安全性能高、不带电、能使植物进行光合作用的特点。系统中的透镜能对光线进行会聚，这种透镜一定是 （选填“凸”、“凹”）透镜，光通过光导纤维时，在其内部发生的是 （选填“反射”、“折射”）现象。
12．（3分）如图所示是PM2.5净化器的原理图，闭合开关S1、S2后，风扇旋转吸入含有PM2.5颗粒物空气，当颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网C时会被快速吸引过来，这是因为带电体具有 的性质：当颗粒物快速通过光洁金属网C后，会因为 （选填“得到”、“失去”）电子而带上负电，然后被带有正电荷的棉芯吸附住，这是因为 。
13．（5分）为了有效控制新冠肺炎疫情，西安市未雨绸缪、科学决策，在2020年2月中旬建成西安“火神山医院”西安市公共卫生中心，如图甲所示是该医院建造过程中工地上一台汽车起重机，汽车起重机整车质量约为15.1t，起重时汽车与地面接触总面积约为8000cm2。该车吊臂上的滑轮组如图乙所示，汽车起重机将重为9.0×103N的重物以0.5m/s的速度匀速提升10s，且作用在钢丝绳自由端C处的拉力为3.2×103N，动滑轮重为400N，汽车起重机在水平地面上吊起重为9.0×103N的重物时，汽车对地面的压强是 Pa，钢丝绳自由端拉力的功率为 W，滑轮组的机械效率为 ，滑轮组提升重物时所做的额外功是 J。其他条件不变，若提升物重变大，滑轮组的机械效率将 （g取10N/kg）（选填“变小”、“变大”或“不变”）。
14．（2分）科学家研制出一种新型陶瓷材料，可用作火箭等高速飞行器的表面覆盖层，可见其具有很好的 （选填“导热”或“隔热”）性，该陶瓷材料在常温下的密度为1.8×103kg/m3，从常温加热至900℃高温，体积收缩至原体积的90%，此时其密度为 kg/m3。
15．（2分）如图所示为汽车的倒车雷达，汽车挂倒挡倒车时，车尾的3﹣5个探头会同时发出并接收反射回来的超声波，从而确定车尾离障碍物的距离。人们在实践中发现，当其中某个探头损坏时，雷达仍可以使用，则可推断这些探头之间是 的（选填“串联”或“并联”），挂挡器相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”或“开关”）元件。
16．（2分）科学家正在研发一种“真空管道磁悬浮列车”。管道连接紧密，空气全部抽出，列车运行过程中将无空气阻力、无摩擦。
（1）这种“真空管道磁悬浮列车”在平直的管道中运行时，不再需要任何的牵引力。列车利用自身的 在真空管道中继续运行。
（2）这种列车的速度能达到6500千米/小时，这意味着环游地球一圈（40000千米）只需要 小时。
17．（2分）如图所示，清澈平静的水面下有一盏射灯A，水面上方有一块平面镜，人眼在B处，请画出一条从A发出的光通过折射和反射后进入人眼的完整光路图。（用反射定律和折射规律画图）
18．（2分）如图所示，当小车遇到障碍物而停止时，车上的木块向前倒，请画出此时木块受到的重力和木块上的A点所受支持力的示意图。
19．（2分）如图所示，在a、b、c的“〇“内填上适当的电表，且保证两灯均正常发光。
三、实验与探究题（每空1分，共计22分）
20．（5分）
（1）如图甲所示，在试管中加入少量的水，用嘴对着试管口吹气，使其发出声音，增加试管内的水量，会使声音的音调变 。
（2）如图乙所示，将两个表面光滑清洁的铅块相互紧压后，发现它们会粘在一起，这个现象说明分子间存在着 力。
（3）如图丙所示，探究“阻力对物体运动的影响”实验中，选用同一小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，目的是 。通过观察和比较小车运动的 （选填“距离”或“速度”），得出“阻力越小，运动速度减小得越慢”的实验结论。
（4）如图丁所示，是探究“电流通过导体产生的热量与 关系”的实验装置。
21．（9分）小明在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：弹簧测力计，高度为9cm、底面积为10cm2的实心圆柱体金属块，相同的平底大烧杯（烧杯底面积为60cm2）若干个，水，还有密度未知的某种液体，细线等。小明同学提出以下猜想：
猜想一：浮力的大小与液体的密度有关；
猜想二：浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关；
猜想三：浮力的大小与物体排开液体的体积有关；
猜想四：浮力的大小与物体的形状有关。
（1）小明进行了如图1所示的实验：A步骤所示弹簧测力计的示数为 N；用弹簧测力计挂着金属块缓慢地没入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示（液体均未溢出），并将其示数记录在下表中：
（2）分析实验步骤A、B、C、D，可以说明浮力大小跟 有关；为了验证猜想一，应选择实验步骤序号 分析即可。（填3个实验步骤序号）
（3）为了验证猜想四，小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图G、H所示的实验，由此小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关，你认为这个结论 （选填“可靠”或“不可靠”），主要原因是 。
（4）小明还想探究浮力与物体的密度关系，应选择 相同、密度不同的两个金属块进行实验。
（5）小明同学根据表格中的数据可以算出圆柱体金属块的密度是 kg/m3，步骤F中某种液体的密度是 kg/m3（计算结果保留两位小数）。
（6）小明用弹簧测力计吊着圆柱体金属块缓慢浸入水中，从金属块底面接触水面开始，直到金属块处于E图位置，图2中能正确表示物体所受浮力F与物体底面浸入水中深度h关系的图像是 。
22．（8分）小华同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是2.5V。
（1）如图甲所示为连接电路的实物图，其中忘画了一根导线，请你用笔画线代替导线将电路连接完整（要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大）。
（2）正确连接电路后，用开关进行试触，发现电压表指针不偏转，而电流表指针明显偏转。故障原因可能是 （选填“小灯泡短路”或“小灯泡断路”）。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器到某一位置，电压表示数如图乙所示为 V，为了测量灯泡额定功率，应向 （选填“左”或“右”）端移动滑片，最后小华根据测量数据绘制了灯泡的I﹣U图像，如图丙所示，则灯泡的额定电功率为 W，进一步分析灯泡的I﹣U图像为曲线，表明小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而 。
（4）完成实验后，小华提出不用电流表，也能测出另一个额定电流为Ⅰ额的小灯泡的额定功率，设计的电路图如图丁所示。请你将下列实验步骤补充完整，并计算出小灯泡的额定功率（电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0）。
①闭合开关S，S1连接触点“2”时，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 时，小灯泡正常发光；（用已知量和所测物理量符号表示）
②保持滑动变阻器滑片位置不动，闭合开关S，使开关S1连接触点“1”，这时电压表的示数为U1；小灯泡额定功率的表达式为P额＝ （用已知量和所测物理量符号表示）。
四、综合题（共2小题，20题8分，21题8分，共计16分）
23．（8分）电动汽车是未来汽车的一种发展方向，由于受电池技术的限制，混合动力汽车是一种较好的过渡产品。某油电混合动力汽车相关信息如下表，工作原理如图甲所示，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机就会启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，电动汽车所受阻力与车速的关系如图乙所示，在某次测试中，测试前蓄电池已储存的电能为1x108J，测试中全部由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度水平匀速行驶了1h，同时蓄电池的电能增加了25%，求：
（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转变为发电机给蓄电池充电，发电机的原理是 ，产生的电能是由汽车的 能转化而来的。
（2）在该次测试中，所用燃料的热值为4.5x107J/kg，测试过程中消耗10kg燃料，燃料完全燃烧释放的热量是多少J？
（3）在该次测试中，汽车牵引力做的功是多少J？
（4）在该次测试中，内燃机的效率是多少？（忽略蓄电池和驱动电机的热损失）
24．（8分）如图甲所示，是小华的爷爷购买的一台电热足浴器内部等效电路图，R1和R2均为电热丝，其中R1的阻值是80Ω，R2的阻值是44Ω，该足浴器有：低温、中温和高温挡3个挡位，其铭牌的部分参数如图乙所示，求：
（1）电热足浴器中的电热丝选用电阻率大，熔点 （选填“高”或“低”）的合金材料制成，电热足浴器中开关S0闭合、S接2时，电热足浴器处于 （选填“低温”、“高温”或“中温”）挡位工作。
（2）电热足浴器处于低温挡工作时电流是多少A？（小数点后保留一位）
（3）假设足浴器的加热效率为84%且保持不变，在足浴器中装入最大容量5L、初温为25℃的水，用高温挡正常加热到36℃时，则加热时间是多少秒？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（4）在某用电高峰期，若家庭电路中只有足浴器在中温挡工作，发现标有“3000imp/kW•h”的电能表的指示灯闪烁50次，共用时2min，求此时家庭电路两端的实际电压是多少V？
2021年陕西省西安市雁塔区高新一中中考物理模拟试卷（三）
参考答案与试题解析
一、选择题（共10小题，每小题2分，共计20分，每小题只有-一个选项是符合题意的）
1．（2分）下列有关声的说法中正确的是（ ）
A．发声的扬声器能让烛焰晃动，说明声音可以传递信息
B．超声导盲手杖，利用超声波遇到障碍物后不会发生反射现象的原理制成的
C．摩托车排气管上安装消声器是在传播过程中减弱噪声
D．“声聚焦”使远处传来的声音在其表面发生了反射而会聚，增大了声音的响度
【分析】（1）声音可以传递信息和能量；
（2）声波在传播的过程中遇到障碍物会反射回来，称为回声；
（3）减弱噪声的方法有：在声源处减弱噪声、在传播过程中减弱噪声、在人耳处减弱噪声；
（4）将声聚焦就是使声音经过反射会聚，增大即改变响度。
【解答】解：
A、扬声器发声时，放在旁边的烛焰晃动，说明声音能传递能量，故A错误；
B、超声导盲手杖是利用回声定位来探测道路上的障碍物，与蝙蝠的定位原理相同，声音会发生反射，故B错误；
C、在摩托车的排气管上安装消声器，是在声源处减弱噪声，故C错误；
D、声聚焦装置，使远处传来的声音在其表面发生了反射而会聚，从而增大了声音的响度，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了声现象的有关知识，难度不大。
2．（2分）下列说法中正确的是（ ）
A．夏天在食品运输车辆上放干冰，是利用干冰汽化吸热给食品降温
B．在寒冷的北方冬天，测量气温时不使用水银温度计，是因为水银的凝固点较低
C．把食材放在冰块上，利用冰块熔化吸热给食材降温
D．把食物放入冰箱内，利用冷凝剂液化吸热，使冰箱内部温度降低
【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）六种物态变化过程中，都伴随着吸热或放热；其中放出热量的物态变化有：凝固、液化、凝华；吸热的有：熔化、汽化、升华。
【解答】解：A、在食品运输车辆上放干冰，是利用干冰升华吸热给食品降温，故A错误。
B、寒冷的北方冬天，测量气温时不使用水银温度计，是因为水银的凝固点较高，水银会凝固为固态，故B错误。
C、把食材放在冰块上，利用冰块熔化吸热给食材降温，故C正确。
D、食物放入冰箱内，利用冷凝剂汽化吸热，使冰箱内部温度降低，故D错误。
故选：C。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化，关键要看清物态变化前后，物质各处于什么状态；另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
3．（2分）在西安可以扫码乘坐公交车，只要下载长安通APP，注册后使用“长安通二维码”即可，扫码机通过扫描手机二维码即可完成支付，如图所示，上半部分为长安通刷卡区，下半部分为二维码支付区，下列有关说法中正确的是（ ）
A．二维码位于扫码机摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间
B．扫码机的摄像头相当于近视眼镜的镜片
C．二维码白色部分吸收所有色光，黑色部分反射所有色光
D．某次支付不成功，可能是二维码离扫码机摄像头太近，所成像太大超出识别范围
【分析】ABD、根据凸透镜（即远视镜）成像规律，物距大于二倍焦距时，成倒立缩小的实像；物距大于一倍焦距离小于二倍焦距时，成倒立放大的实像，物近像远像变大，
C、白色物体反射所有色光，黑色物体吸收所有色光。
【解答】解：A、扫码机摄像头扫描二维码所成的是倒立缩小的实像，故二维码位于扫码机摄像头的二倍焦距之外，故A错误；
B、扫码机的摄像头相当于凸透镜的镜片，B错误；
C、黑色条纹吸收所有光线，故黑色条纹不反射色光，而白色条纹能够反射所有色光，C错误；
D、根据凸透镜成像规律，物距大于一倍焦距离小于二倍焦距的条件下成倒立放大的实像，物近像远像变大，即物体离焦点的距离越小，成的像越大，某次支付不成功，可能是二维码离扫码机摄像头太近，导致物距小于焦距，成正立放大的虚像，所成像太大超出识别范围，D正确。
故选：D。
【点评】本题根据凸透镜成像规律及有关物体颜色的知识，要掌握。
4．（2分）如图是电流表的内部结构示意图，当电流通过线圈时，线圈在磁场中转动从而带动指针偏转，下列说法中不正确的是（ ）
A．在电流方向不变时，将电流表内永磁体的N极与S极对调，线圈转动方向会改变
B．通电线圈转动时，主要将消耗的电能转化为机械能
C．电流表线圈转动的原理与电磁铁工作的原理类似
D．通电线圈由静止开始转动，是力改变了线圈的运动状态
【分析】首先利用图示的装置分析出其制成原理，即通电线圈在磁场中受力转动，线圈的转动可以带动指针的偏转。
【解答】解：A、通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场的方向有关，在电流方向不变时，将电流表内永磁体的N极与S极对调，线圈转动方向会改变，故A正确；
B、通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，此过程中电能转化为机械能，故B正确；
C、电磁铁的原理是电流的磁效应，与电流表的原理不同，故C错误；
D、通电线圈由静止开始转动，是因为受到了力的作用，力改变了线圈的运动状态；故D正确。
故选：C。
【点评】在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理；对不同测量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握。
5．（2分）2019年10月1日，在庆祝新中国成立70周年阅兵中，由陆、海、空三军航空兵组成的12个空中梯队，以前所未有的磅礴阵容接受检阅，如图所示是某架直升机悬挂党旗匀速通过天安门上空的情景，悬挂在直升机钢索上特制的党旗颜色鲜艳，状态舒展，又不摆动，有很好的展示效果。下列说法中正确的是（ ）
A．直升机飞行的速度越大，具有的惯性越大
B．直升机上的飞行员通过电磁波向地面控制中心传递信息
C．当直升机匀速降落过程中动能和重力势能均减小
D．直升机发动机驱动旋翼转动提供升力，是根据流体的流速越小，压强越小
【分析】（1）惯性大小只跟物体的质量大小有关，跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系，质量越大，惯性越大。
（2）飞机是利用电磁波与地面联系的。
（3）动能大小的影响因素：质量、速度；质量越大、速度越大，物体的动能越大；
重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度；质量越大、高度越高，物体的重力势能越大。
（4）流体压强与流速的关系：流速越大，压强越小；流速越小，压强越大。
【解答】解：A、惯性大小只跟物体的质量大小有关，与速度大小无关，直升机的质量不变，具有的惯性大小不变，故A错误。
B、直升机上的飞行员通过电磁波向地面控制中心传递信息，故B正确。
C、当直升机匀速降落过程中质量不变，高度降低，速度不变，故其重力势能减小，动能不变，故C错误。
D、直升机发动机驱动旋翼转动提供升力，是因为其上方空气流速越大压强越小，下方空气流速越小压强越大，机翼下方的气压大于上方的气压，便形成向上的升力，故D错误。
故选：B。
【点评】此题考查惯性大小的影响因素、电磁波的传播与应用、动能和势能的大小变化、流体压强和流速的关系等，涉及到的知识点多，综合性强，但总体难度不大，掌握基础知识即可正确解题。
6．（2分）下列有关力与运动的知识说法中正确的是（ ）
A．风吹树摇，风停树静，这说明力是物体运动的原因
B．人用水平推力推水平面上的桌子，没有推动，是因为推力小于摩擦力
C．静止在桌面上的书受到的重力和它对桌面的压力是一对相互作用力
D．守门员将足球踢出时对足球做了功
【分析】（1）力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因；
（2）静止和匀速直线运动的物体受平衡力的作用；
（3）相互作用力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在两个物体上；
（4）做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离。
【解答】解：
A、风吹树摇，风停由于受到枝杆的阻力而静止，说明力是改变物体运动状态的原因，故A错误；
B、人沿水平方向推水平地面上的桌子，没有推动，处于静止状态，推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，则推力等于摩擦力，故B错误；
C、静止在桌面上的书受到的重力和它对桌面的压力，这两个力的方向相同，不是一对相互作用力，故C错误；
D、守门员将足球踢出时，足球在力的方向上通过了距离，对足球做了功，故D正确。
故选：D。
【点评】本题综合性较强，考查了力与运动的关系、运动和静止的相对性、平衡力和相互作用力的判断、做功的条件。
7．（2分）下列关于粒子和宇宙的认识，正确的是（ ）
A．面包容易被压缩能说明分子间有空隙
B．宇宙是一个有层次的天体结构系统，它在不断地膨胀
C．质子、中子和电子就像行星绕太阳运动一样在绕原子核运动
D．在探索比原子更小的微观粒子的历程中，汤姆生首先发现了质子
【分析】（1）面包是多孔结构的物体；
（2）宇宙是有层次的天体系统，它的层次结构：行星﹣﹣太阳系﹣﹣银河系﹣﹣星系团﹣﹣超星系团﹣﹣总星系；
（3）原子由带正电的原子核和带负电的核外电子组成，原子核由带正电的质子和不带电的中子组成；电子就像行星绕太阳运动一样在绕原子核运动；
（4）汤姆生发现电子后，人们认识到原子是由位于原子中央的原子核和核外电子组成。
【解答】解：
A、面包里面有气孔，用手捏时面包里的空气跑出来，则面包的体积变小了，但不能说明分子间有间隙。故A错误；
B、宇宙是由物质组成的，宇宙中有很多的星系，星系中又有很多星体，宇宙是一个有层次的天体结构系，并且处于不断的膨胀演化过程中。故B正确；
C、原子核由带正电的质子和不带电的中子组成；电子就像行星绕太阳运动一样在绕原子核运动。故C错误；
D、在探索比分子更小的微观粒子的历程中汤姆生首先发现了电子。故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了微观到宏观的尺度和光年的概念等内容，是一道基础题，熟练掌握基础知识是正确解题的前提与关键。
8．（2分）2019年12月27日，长征五号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，2000多秒后，与实践二十号卫星成功分离，将卫星先送入预定轨道，1月4日凌晨，经历七次轨道变轨后，卫星又成功抵达了地球同步轨道。关于该过程，下列说法中不正确的是（ ）
A．火箭升空过程主要将燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能
B．卫星内部工作系统所需的能量由卫星两翼的太阳能电池板提供
C．卫星抵达地球同步轨道后，绕地球做匀速圆周运动时受非平衡力作用
D．实践二十号卫星抵达预定轨道时，若以地球表面为参照物，实践二十号是静止的
【分析】（1）判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的。
（2）升空的卫星都是靠太阳能电池板来提供动力的。
（3）处于非平衡状态的物体，受到非平衡力的作用。
（4）在研究物体运动时，要选择参照的标准，即参照物，物体的位置相对于参照物发生变化，则运动，不发生变化，则静止。
【解答】解：A、火箭升空过程，消耗了燃料化学能，得到了机械能，故能量的转化是：化学能转化为内能，内能又转化为机械能，故A正确。
B、太阳能电池板吸收太阳能，转化为电能，电能转化为机械能，为卫星内部工作系统提供动力，故B正确。
C、卫星抵达地球同步轨道后，绕地球做匀速圆周运动时，处于非平衡状态，所以受非平衡力作用，故C正确。
D、实践二十号卫星抵达预定轨道时，若以地球表面为参照物，实践二十号与地球表面之间的位置不断发生变化，所以实践二十号是运动的，故D错误。
故选：D。
【点评】此题主要考查了能量的转化、力与运动的关系、运动和静止的相对性，具有较强的综合性。注意：在判断物体运动和静止时，关键看物体相对于参照物的位置是否发生了变化。
9．（2分）下列关于生活用电的说法中正确的是（ ）
A．使用测电笔时，人体要接触笔尖金属体，但绝不能接触笔尾金属体
B．控制用电器的开关要连接在火线和用电器之间
C．家庭电路中空气开关跳闸，一定是由于电路短路引起的
D．人体的安全电压是36V
【分析】（1）使用测电笔时，人体接触笔尾金属体，不能接触笔尖金属体；
（2）控制用电器的开关要连接在火线和用电器之间；
（3）家庭电路中空气开关跳闸的原因是电路中电流过大，电流过大的原因一是短路，二是用电器总功率过大；
（4）人体的安全电压是不高于36V。
【解答】解：
A、使用测电笔时，人体要接触笔尾金属体，在检测火线时，使火线、保护电阻、人体、大地形成回路，氖管发光；若接触笔尖金属体，在检测火线时，使火线、人体、大地形成回路，电路中无保护电阻，会造成人触电，故A错误；
B、控制用电器的开关要连接在火线和用电器之间，这样在断开开关时，使用电器和火线断开，人在接触用电器时不会触电，故B正确；
C、家庭电路中空气开关跳闸的原因是电路中电流过大，电流过大的原因一是短路，二是用电器总功率过大；所以，空气开关跳闸不一定是由于电路短路引起的，也可能是用电器总功率过大造成的，故C错误；
D、人体的安全电压是不高于36V，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查学生对安全用电知识的了解，是物理知识在生活中的实际应用，要灵活掌握。
10．（2分）灯泡L上标有“6V 6W”字样，测得该灯泡的电流随电压变化的关系如图甲所示，现把灯泡L接入如图乙所示的电路中，若电源电压为10V不变，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～15V”，则下列说法正确的是（ ）
A．灯泡L正常发光时，电压表的示数为6V
B．灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大
C．当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为9V
D．为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为10W
【分析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出电压表的示数；
（2）根据图像读出几组数据，根据欧姆定律求出灯泡对应的电阻，利用串联电路的电压特点得出电压表的示数，然后归纳得出灯泡L的电阻值与电压表的示数关系；
（3）根据图像读出当电流表示数为0.4A时灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电压表的示数；
（4）根据图像可知灯泡正常工作时的额定电流，并与电流表的量程相比较得出电路的最大电流，根据P＝UI求出电路消耗的最大电功率。
【解答】解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
A、灯泡正常发光时的电压UL＝6V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以灯泡L正常发光时，电压表的示数UR＝U﹣UL＝10V﹣6V＝4V，故A错误；
B、由图甲可知，当灯泡两端的电压为1V、2V时，通过的电流分别为0.4A、0.6A，由I＝的变形式R＝可得，对应的电阻分别为2.5Ω、3.3Ω，
电压表对应的示数分别为9V、8V，则灯泡L的电阻值随电压表的示数的减小而增大，故B错误；
C、由图像可知，当电流表示数为I＝0.4A时，灯泡两端的电压UL＝1V，则电压表的示数UR＝U﹣UL＝10V﹣1V＝9V，故C正确；
D、由图像可知，当灯泡正常发光（UL＝6V）时，电路中的电流为1A＞0.6A，所以电路中的最大电流I大＝0.6A，则电路消耗的最大电功率P大＝UI大＝10V×0.6A＝6W，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是根据灯泡的额定电流和电流表的量程确定电路中的最大电流，这也是学生比较容易出错的地方。
二、填空与作图题（每空1分，每图2分，共计22分）
11．（2分）如图是新型“光导纤维照明系统”，让太阳光先通过可过滤部分紫外线的玻璃球罩，再通过透镜将光会聚到光导纤维里，将太阳光导入室内不同的地方，此系统具有安全性能高、不带电、能使植物进行光合作用的特点。系统中的透镜能对光线进行会聚，这种透镜一定是 凸 （选填“凸”、“凹”）透镜，光通过光导纤维时，在其内部发生的是 反射 （选填“反射”、“折射”）现象。
【分析】凸透镜对光线有会聚作用；光纤通信利用激光传递信号，激光在光导纤维中经多次反射向前传播。
【解答】解：系统中的透镜能对光线进行会聚，这种透镜一定是凸透镜，光通过光导纤维时，在其内部发生的是反射现象。
故答案为：凸；反射。
【点评】本题考查的是凸透镜和光纤通信的相关知识，难度不大，属于基础考查。
12．（3分）如图所示是PM2.5净化器的原理图，闭合开关S1、S2后，风扇旋转吸入含有PM2.5颗粒物空气，当颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网C时会被快速吸引过来，这是因为带电体具有 吸引轻小物体 的性质：当颗粒物快速通过光洁金属网C后，会因为 得到 （选填“得到”、“失去”）电子而带上负电，然后被带有正电荷的棉芯吸附住，这是因为 异种电荷相互吸引 。
【分析】带电体具有吸引轻小物体的性质；电荷间的作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
【解答】解：当颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网C时会被快速吸引过来，这是因为带电体具有吸引轻小物体的性质；
当颗粒物快速通过光洁金属网C后，会带上负电荷，然后被带有正电荷的棉芯D吸附住，这是因为异种电荷相互吸引。
故答案为：吸引轻小物体；得到；异种电荷相互吸引。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系、带电体的性质、电荷间的相互作用，是一道基础题。
13．（5分）为了有效控制新冠肺炎疫情，西安市未雨绸缪、科学决策，在2020年2月中旬建成西安“火神山医院”西安市公共卫生中心，如图甲所示是该医院建造过程中工地上一台汽车起重机，汽车起重机整车质量约为15.1t，起重时汽车与地面接触总面积约为8000cm2。该车吊臂上的滑轮组如图乙所示，汽车起重机将重为9.0×103N的重物以0.5m/s的速度匀速提升10s，且作用在钢丝绳自由端C处的拉力为3.2×103N，动滑轮重为400N，汽车起重机在水平地面上吊起重为9.0×103N的重物时，汽车对地面的压强是 2×105 Pa，钢丝绳自由端拉力的功率为 4.8×103 W，滑轮组的机械效率为 93.75% ，滑轮组提升重物时所做的额外功是 3×103 J。其他条件不变，若提升物重变大，滑轮组的机械效率将 变大 （g取10N/kg）（选填“变小”、“变大”或“不变”）。
【分析】（1）知道汽车起重机整车的质量，根据G＝mg求出其重力，汽车起重机在水平地面上吊起重为9.0×103N的重物时，汽车对地面的压力等于汽车起重机整车的重力与重物的重力之和，根据p＝求出汽车对地面的压强；
（2）根据s＝vt求出重物匀速上升的高度，根据图可知滑轮组钢丝绳的有效股数，利用s＝nh求出钢丝绳自由端移动的距离，利用W＝Fs求出钢丝绳拉力所做的总功，再利用P＝求出钢丝绳自由端拉力的功率，根据W＝Gh求出钢丝绳拉力所做的有用功，再根据η＝×100%求出滑轮组的机械效率，滑轮组提升重物时所做的额外功等于总功减去有用功；
（3）滑轮组的机械效率与被提升的物体重力、动滑轮的重力、绳子与滑轮间的摩擦有关，其他条件不变时，被提升的物体越重，机械效率越高。
【解答】解：（1）汽车起重机整车重力：
G车＝m车g＝15.1×103kg×10N/kg＝1.51×105N，
汽车起重机在水平地面上吊起重为9.0×103N的重物时，汽车对地面的压力：
F压＝G车+G物＝1.51×105N+9×103N＝1.6×105N，
汽车对地面的压强：
p＝＝＝2×105Pa；
（2）由v＝可得，重物匀速上升的高度：
h＝vt＝0.5m/s×10s＝5m，
由图可知，滑轮组钢丝绳的有效股数n＝3，则钢丝绳自由端移动的距离：
s＝nh＝3×5m＝15m，
钢丝绳拉力所做的总功：
W总＝Fs＝3.2×103N×15m＝4.8×104J，
钢丝绳自由端拉力的功率：
P＝＝＝4.8×103W，
钢丝绳拉力所做的有用功：
W有＝G物h＝9×103N×5m＝4.5×104J，
则滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%≈93.75%；
滑轮组提升重物时所做的额外功：
W额＝W总﹣W有＝4.8×104J﹣4.5×104J＝3×103J；
（3）其他条件不变，若提升物重变大，额外功不变，有用功增加，则有用功在总功中所占的比值增大，机械效率变大。
故答案为：2×105；4.8×103；93.75%；3×103；变大。
【点评】本题考查了重力公式、压强公式、速度公式、做功公式、功率公式、滑轮组机械效率公式的综合应用，分清汽车起重机对地面的压力和有用功、总功是关键。
14．（2分）科学家研制出一种新型陶瓷材料，可用作火箭等高速飞行器的表面覆盖层，可见其具有很好的 隔热 （选填“导热”或“隔热”）性，该陶瓷材料在常温下的密度为1.8×103kg/m3，从常温加热至900℃高温，体积收缩至原体积的90%，此时其密度为 2×103 kg/m3。
【分析】（1）火箭在高速飞行时会与大气层摩擦生热，温度升高，为保持一定的温度，表面覆盖层要具有良好的隔热性能；
（2）设出常温下该陶瓷材料的体积，根据ρ＝表示出材料的质量，加热至900℃高温时其质量不变，体积收缩至原体积的90%，利用ρ＝求出此时材料的密度。
【解答】解：（1）火箭在高速飞行时，与大气层摩擦生热，温度升高，
为了保护内部结构，在火箭的表面覆盖一层隔热性能好的材料，
所以新型陶瓷材料具有很好的隔热性；
（2）设常温下该陶瓷材料的体积为V，由ρ＝可得该材料的质量m＝ρV，
加热至900℃高温时，其质量不变，而体积变为V×90%，
则此时其密度为：ρ′＝＝＝ρ＝×1.8×103kg/m3＝2×103kg/m3。
故答案为：隔热；2×103。
【点评】本题考查了物质的基本属性和密度公式的应用以及计算，要注意加热前后材料的质量不变。
15．（2分）如图所示为汽车的倒车雷达，汽车挂倒挡倒车时，车尾的3﹣5个探头会同时发出并接收反射回来的超声波，从而确定车尾离障碍物的距离。人们在实践中发现，当其中某个探头损坏时，雷达仍可以使用，则可推断这些探头之间是 并联 的（选填“串联”或“并联”），挂挡器相当于电路中的 开关 （选填“电源”或“用电器”或“开关”）元件。
【分析】串联电路中各元件相互影响，并联电路中各元件互不影响。
开关控制电路的通断。
【解答】解：汽车都配有倒车雷达，车尾有3﹣﹣5个探头，当其中某个探头损坏时，雷达仍可以使用，说明这些探头能够独立工作，则这些探头是并联的；
倒车时挂入倒车挡，车尾的探头通过发出并接收反射回来的超声波，从而确定车尾离障碍物的距离并能通过蜂鸣器发出警告音，此时挂挡器相当于电路中的开关。
故答案为：并联；开关。
【点评】本题考查了电路的连接和开关的作用，是一道理论联系实际的好题。
16．（2分）科学家正在研发一种“真空管道磁悬浮列车”。管道连接紧密，空气全部抽出，列车运行过程中将无空气阻力、无摩擦。
（1）这种“真空管道磁悬浮列车”在平直的管道中运行时，不再需要任何的牵引力。列车利用自身的 惯性 在真空管道中继续运行。
（2）这种列车的速度能达到6500千米/小时，这意味着环游地球一圈（40000千米）只需要 6.15 小时。
【分析】（1）一切物体都具有惯性；
（2）已知距离和速度，根据公式t＝可求时间。
【解答】解：（1）列车利用自身的惯性在真空管道中继续运行；
（2）时间t＝＝≈6.15h。
故答案为：惯性；6.15。
【点评】本题考查惯性和时间的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要知道一切物体都具有惯性。
17．（2分）如图所示，清澈平静的水面下有一盏射灯A，水面上方有一块平面镜，人眼在B处，请画出一条从A发出的光通过折射和反射后进入人眼的完整光路图。（用反射定律和折射规律画图）
【分析】折射规律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于入射角；
平面镜成像时，像与物关于平面镜对称；光射平面镜时，若入射光线延长过物体的像点，则光反射后一定过物体。由此作图。
【解答】解：
经分析，根据平面镜成像时，物体与像关于平面镜对称，作B点的像点B'，连接B'与A的连线，由于水中A点的光射向空气时中在水面时发生折射，且折射角大于入射角，故在B'A 连线的右侧选一点O为入射点，连接入射点O与B'的连线交平面镜于一点C，则OC为AO的折射光线，连接CB为反射后能进入人眼B的反射光线，如图所示：
【点评】本题考查根据反射定律和折射规律的作图，确定射到水面和平面镜的入射点是关键。
18．（2分）如图所示，当小车遇到障碍物而停止时，车上的木块向前倒，请画出此时木块受到的重力和木块上的A点所受支持力的示意图。
【分析】力的示意图是用一条带箭头的线段把力的大小、方向、作用点三个要素表示出来，线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，线段起点或终点表示力的作用点。明确木块所受重力、支持力的作用点和方向，然后按照力的示意图的画法作图。
【解答】解：木块受到的重力的作用点在木块的重心上，方向竖直向下；木块A点所受支持力的作用点在A点，方向垂直于小车上表面向上。从重力和支持力的作用点开始，沿而立的方向分别画一条有向线段，并分别用G和F表示，如图所示：
【点评】画力的示意图的一般步骤为：一画简图二定点，三画线，四画尖，五把力的符号标尖边．按照这个作图步骤，很容易能够画出指定力的示意图。
19．（2分）如图所示，在a、b、c的“〇“内填上适当的电表，且保证两灯均正常发光。
【分析】电流表串联在电路中，电压表并联在电路中；注意不要形成短路。
【解答】解：由图可知，a表与L1并联，b表与L2并联，c表与L2串联；
电流表的电阻很小，相当于导线；电压表的电阻很大，相当于断路；
则为了避免短路，则a、b不能为电流表；为避免断路，c不能为电压表，因此a是电压表，b是电压表，c是电流表；
【点评】本题需要知道电压表和电流表的使用外，还要知道电流表的电阻很小，相当于导线；电压表的电阻很大，相当于断路。
三、实验与探究题（每空1分，共计22分）
20．（5分）
（1）如图甲所示，在试管中加入少量的水，用嘴对着试管口吹气，使其发出声音，增加试管内的水量，会使声音的音调变 高 。
（2）如图乙所示，将两个表面光滑清洁的铅块相互紧压后，发现它们会粘在一起，这个现象说明分子间存在着 引 力。
（3）如图丙所示，探究“阻力对物体运动的影响”实验中，选用同一小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，目的是 控制小车到达水平面时的初速度相同 。通过观察和比较小车运动的 距离 （选填“距离”或“速度”），得出“阻力越小，运动速度减小得越慢”的实验结论。
（4）如图丁所示，是探究“电流通过导体产生的热量与 电流 关系”的实验装置。
【分析】（1）振动的频率越高，音调越高；
（2）分子间同时存在着引力和斥力，当分子距离较近时表现为斥力，当分子间距离较远时表现为引力；
（3）探究“阻力对物体运动的影响”的实验时，需要控制小车的初速度相同；接触面越光滑，阻力越小，小车运动的距离越远，说明小车速度减小的慢；
（4）电流通过电阻丝产生的热量与电流大小、通电时间和电阻大小有关，根据控制变量法分析。
【解答】解：（1）用嘴贴着管口吹气，振动发声的是由于试管内空气柱的振动发出的，当水量增加时，空气柱长度越短振动越快，音调越高；
（2）将两个表面光滑的铅块相互紧压，它们会粘在一起，这个现象说明分子间存在引力；
（3）探究“阻力对物体运动的影响”的实验时，需要控制小车到达水平面时的初速度相同，即每次都让小车从斜面同一高度处由静止开始下滑；由图可知水平面越光滑，小车受到的阻力越小，运动的距离越远，说明小车速度减小的越慢；
（4）丙装置中，两电阻阻值相同，通电时间相同，但电流不同，故研究探究电流通过电阻丝产生的热量与电流大小的关系。
故答案为：（1）高；（2）引；（3）控制小车到达水平面时的初速度相同；距离；（4）电流。
【点评】本题考查了声音的特征、分子动理论、阻力对物体运动的影响、电流产生的热量的相关因素的探究实验，考查的知识点多，难度不大。
21．（9分）小明在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：弹簧测力计，高度为9cm、底面积为10cm2的实心圆柱体金属块，相同的平底大烧杯（烧杯底面积为60cm2）若干个，水，还有密度未知的某种液体，细线等。小明同学提出以下猜想：
猜想一：浮力的大小与液体的密度有关；
猜想二：浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关；
猜想三：浮力的大小与物体排开液体的体积有关；
猜想四：浮力的大小与物体的形状有关。
（1）小明进行了如图1所示的实验：A步骤所示弹簧测力计的示数为 2.7 N；用弹簧测力计挂着金属块缓慢地没入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示（液体均未溢出），并将其示数记录在下表中：
（2）分析实验步骤A、B、C、D，可以说明浮力大小跟 物体排开液体的体积 有关；为了验证猜想一，应选择实验步骤序号 A、E、F 分析即可。（填3个实验步骤序号）
（3）为了验证猜想四，小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图G、H所示的实验，由此小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关，你认为这个结论 不可靠 （选填“可靠”或“不可靠”），主要原因是 未控制物体排开液体的体积相同 。
（4）小明还想探究浮力与物体的密度关系，应选择 体积 相同、密度不同的两个金属块进行实验。
（5）小明同学根据表格中的数据可以算出圆柱体金属块的密度是 3×103 kg/m3，步骤F中某种液体的密度是 1.33×103 kg/m3（计算结果保留两位小数）。
（6）小明用弹簧测力计吊着圆柱体金属块缓慢浸入水中，从金属块底面接触水面开始，直到金属块处于E图位置，图2中能正确表示物体所受浮力F与物体底面浸入水中深度h关系的图像是 D 。
【分析】（1）根据测力计分度值来读数；
（2）结合图片和表格中的数据，根据称重法求浮力，比较浮力的大小可得出结论；
要验证猜想一，应控制排开液体的体积相同，改变液体的密度；
（3）利用控制变量法分析小明同学的方案，即可判断不可靠的原因；
（4）根据控制变量法，要探究浮力与物体的密度关系，应控制金属块的体积相同，这样浸没时的排水体积才相同；
（5）由实验AD得出物体浸没在水中受到的浮力；根据阿基米德原理：F浮水＝ρ水gV排＝ρ水gV物，得出V物；
根据ρ＝求出金属块的密度；
由AF得出物体浸没在液体中受到的浮力；
根据阿基米德原理：F浮液＝ρ液gV物，因物体的体积不变，求出某种液体的密度；
（6）用测力计吊着物体缓慢浸入水中，从物体底面接触水面开始，到物体继续向下浸没的过程中，根据F浮＝ρ水gV排，分析浮力大小变化回答。
【解答】解：（1）如图1，A中测力计分度值为0.1N，所示弹簧测力计的示数为2.7N；
（2）分析实验步骤A、B、C、D，结合表中数据可以看出，物体排开液体体积越大，测力计示数越小，由称重法可知，此时浮力越大，因此可以说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关；
为了验证猜想一，应控制排开液体的体积相同，改变液体的密度，因此，应选择实验步骤序号A、E、F进行分析。
（3）在验证猜想四的实验中，小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关。这个结论是不可靠的，这主要是因为未控制物体排开液体的体积相同，不符合控制变量法的要求。
（4）若想探究浮力与物体的密度关系，应控制不同物体的排水体积相同，因此，应选择体积相同、密度不同的两个金属块进行实验。
（5）由实验AD，物体浸没在水中受到的浮力：F浮水＝2.7N﹣1.8N＝0.9N；
根据阿基米德原理：F浮水＝ρ水gV排＝ρ水gV物，
V物＝；
金属块的密度为：
ρ＝＝＝•ρ水＝×1.0×103kg/m3＝3×103kg/m3
由AF，物体浸没在液体中受到的浮力：F浮液＝2.7N﹣1.5N＝1.2N；
根据阿基米德原理：F浮液＝ρ液gV物，因物体的体积不变，故有：
V物＝＝，
某种液体的密度是：
ρ液＝•ρ水＝×1.0×103kg/m3≈1.33×103kg/m3。
（6）用测力计吊着物体缓慢浸入水中，从物体底面接触水面开始，到刚浸没在水中的过程中，物体排开液体的体积逐渐变大，受到浮力变大；完全浸没后，到物体继续浸没到达E图位置的过程中，排开液体的体积不变，受到的浮力大小不变，故能正确表示物体所受浮力F与物体底面浸入水中深度h关系的图像是图2中的D。
故答案为：（1）2.7；（2）物体排开液体的体积；A、E、F；（3）不可靠；未控制物体排开液体的体积相同；（4）体积；（5）3×103；1.33×103；（6）D。
【点评】本题探究浮力大小与哪些因素有关，考查称重法测浮力、控制变量法的运用、数据分析、阿基米德原理、密度公式的运用及利用浮力测密度的方法等，综合性强，有一定难度。
22．（8分）小华同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是2.5V。
（1）如图甲所示为连接电路的实物图，其中忘画了一根导线，请你用笔画线代替导线将电路连接完整（要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大）。
（2）正确连接电路后，用开关进行试触，发现电压表指针不偏转，而电流表指针明显偏转。故障原因可能是 小灯泡短路 （选填“小灯泡短路”或“小灯泡断路”）。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器到某一位置，电压表示数如图乙所示为 2.2 V，为了测量灯泡额定功率，应向 左 （选填“左”或“右”）端移动滑片，最后小华根据测量数据绘制了灯泡的I﹣U图像，如图丙所示，则灯泡的额定电功率为 0.5 W，进一步分析灯泡的I﹣U图像为曲线，表明小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而 增大 。
（4）完成实验后，小华提出不用电流表，也能测出另一个额定电流为Ⅰ额的小灯泡的额定功率，设计的电路图如图丁所示。请你将下列实验步骤补充完整，并计算出小灯泡的额定功率（电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0）。
①闭合开关S，S1连接触点“2”时，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 I额R0 时，小灯泡正常发光；（用已知量和所测物理量符号表示）
②保持滑动变阻器滑片位置不动，闭合开关S，使开关S1连接触点“1”，这时电压表的示数为U1；小灯泡额定功率的表达式为P额＝ （U﹣U1）I额 （用已知量和所测物理量符号表示）。
【分析】（1）本实验中滑动变阻器应串联入电路，根据滑片P向左移动时电流表的示数变大，确定接线柱；
（2）电流表有示数说明电路为通路，电压表无示数说明电压表被短路；
（3）灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表选用的小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；
根据绘制的小灯泡的I﹣U图像得出灯在额定电压下的电流，根据P＝UI得出小灯泡的额定功率；
小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（4）由丁图可知，没有电流表的情况下，利用定值电阻和电压表代替电流表与灯泡串联，首先使定值电阻两端的电压为I额R0，再测出滑动变阻器和定值电阻的总电压，用电源电压减去滑动变阻器和定值电阻的总电压就是灯泡两端的额定电压，根据P＝UI计算出灯泡的额定电功率。
【解答】解：（1）测量小灯泡电阻的实验中滑动变阻器应“一上一下”串联入电路中，滑片P向左移动时电流表的示数变大，说明变阻器电阻变小，故应将左接线柱接入电路中，如图所示：
；
（2）电流表有示数说明电路为通路，电压表无示数示数说明与电压表并联部分被短路，即小灯泡短路；
（3）图乙电压表的量程为0﹣3V，示数为2.2V，灯在额定电压下正常发光，示数为2.2V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左端移动，直到电压表示数为额定电压，当电压表的读数是2.5V时，记下此时电流表的示数；
根据绘制的小灯泡的I﹣U图像知，灯在额定电压下的电流为0.2A，小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
由图知小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（4）①开关S闭合，开关S1连接触点“2”时，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为I额R0时，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，S2接“1”，读出电压表示数U1；
因电阻的连接没有改变，各用电器的电阻、电压没有改变，灯仍正常发光，由串联电路电压的规律，
此时小灯泡两端的电压为：U额＝U﹣U1，
则小灯泡额定功率：P额＝U额I额＝（U﹣U1）I额。
故答案为：（1）见上图；（2）小灯泡短路；（3）2.2；左；0.5；增大； （4）①I额R0；②（U﹣U1）I额。
【点评】本题是测定小灯泡电功率的实验，考查了电路连接、故障分析、操作过程、功率计算及特殊的方法测量小灯泡的电功率。
四、综合题（共2小题，20题8分，21题8分，共计16分）
23．（8分）电动汽车是未来汽车的一种发展方向，由于受电池技术的限制，混合动力汽车是一种较好的过渡产品。某油电混合动力汽车相关信息如下表，工作原理如图甲所示，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机就会启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，电动汽车所受阻力与车速的关系如图乙所示，在某次测试中，测试前蓄电池已储存的电能为1x108J，测试中全部由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度水平匀速行驶了1h，同时蓄电池的电能增加了25%，求：
（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转变为发电机给蓄电池充电，发电机的原理是 电磁感应 ，产生的电能是由汽车的 机械 能转化而来的。
（2）在该次测试中，所用燃料的热值为4.5x107J/kg，测试过程中消耗10kg燃料，燃料完全燃烧释放的热量是多少J？
（3）在该次测试中，汽车牵引力做的功是多少J？
（4）在该次测试中，内燃机的效率是多少？（忽略蓄电池和驱动电机的热损失）
【分析】（1）发电机的原理是电磁感应，工作时将机械能转化为电能；
（2）由公式Q放＝mq计算燃料完全燃烧释放的热量；
（3）由公式求得行驶的路程，根据图乙可知汽车以50km/h的速度匀速直线行驶时所受阻力的大小即牵引力的大小，由公式W＝Fs求得汽车做的功；
（4）由公式η＝计算内燃机的效率。
【解答】解：（1）驱动电机会反转变为发电机给蓄电池充电，发电机的原理是电磁感应，产生的电能是由汽车的机械能转化而来的；
（2）燃料完全燃烧释放的热量为：Q放＝mq＝10kg×4.5x107J/kg＝4.5×108J；
（3）汽车以50km/h的速度水平匀速行驶了1h时，由乙图像可知：F牵＝f＝4000N，
汽车行驶的路程为：s＝vt＝50km/h×1h＝50km＝50000m，
汽车牵引力做的功为：W＝F牵s＝4000N×50000m＝2×108J；
（4）内燃机的效率为：η＝＝＝44.4%。
答：（1）电磁感应；机械；
（2）燃料完全燃烧释放的热量为4.5×108J；
（3）车牵引力做的功为2×108J；
（4）内燃机的效率为44.4%。
【点评】本题考查了发电机的原理及能量转化及热量、功和内燃机效率的计算，难度不大。
24．（8分）如图甲所示，是小华的爷爷购买的一台电热足浴器内部等效电路图，R1和R2均为电热丝，其中R1的阻值是80Ω，R2的阻值是44Ω，该足浴器有：低温、中温和高温挡3个挡位，其铭牌的部分参数如图乙所示，求：
（1）电热足浴器中的电热丝选用电阻率大，熔点 高 （选填“高”或“低”）的合金材料制成，电热足浴器中开关S0闭合、S接2时，电热足浴器处于 中温 （选填“低温”、“高温”或“中温”）挡位工作。
（2）电热足浴器处于低温挡工作时电流是多少A？（小数点后保留一位）
（3）假设足浴器的加热效率为84%且保持不变，在足浴器中装入最大容量5L、初温为25℃的水，用高温挡正常加热到36℃时，则加热时间是多少秒？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（4）在某用电高峰期，若家庭电路中只有足浴器在中温挡工作，发现标有“3000imp/kW•h”的电能表的指示灯闪烁50次，共用时2min，求此时家庭电路两端的实际电压是多少V？
【分析】（1）电热丝的电阻率大熔点高；
根据P＝UI＝可知，在电压一定的条件下，电阻最小时，功率最大，要使加热电路处于高挡位，则电路中的电阻最小，根据电阻的连接方式得出开关所处的状态；
（2）分析开关转换时电路连接，由题意知电热足浴器开关S0闭合、S接1时的功率，根据I＝算出电热足浴器处于低温挡工作时电流；
（3）已知足浴器装入最大容量，根据m＝ρV求出水的质量；根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量；
根据η＝×100%求出消耗的电能，由P＝算出加热时间；
（4）3000imp/（kW•h），是指每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁了3000次，据此求指示灯闪烁81次，电热足浴器消耗的电能，知道做功时间，利用P＝求电热足浴器的实际功率，再利用P＝求实际电压。
【解答】解：（1）电热丝的电阻率大熔点高；
根据P＝UI＝可知，在电压一定的条件下，电阻最小时，功率最大，要使加热电路处于高挡位，则电路中的电阻最小；当电热足浴器中开关S0闭合、S接3时，只有R2工作，因为R1＞R2，所以电热足浴器处于高温挡位；当电热足浴器中开关S0闭合、S接2时，只有R1工作，因为R1＞R2，所以电热足浴器处于中温挡位；当电热足浴器中开关S0闭合、S接1时，两电阻串联，电路中的总电阻最大，电路的功率最小，处于低温挡；
（2）低温挡的电流为：
I低＝＝≈1.8A；
（3）根据密度公式ρ＝得，水的质量为：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3＝5kg，
水所吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（36℃﹣25℃）＝2.31×105J；
高温挡的功率为：
P高＝＝＝1100W，
根据η＝×100%知消耗的电能为：
W＝＝＝2.75×105J，
由P＝算出加热时间为：
t＝＝＝250s；
（4）3 000 imp/（kW•h）是指每消耗1 kW•h的电能，电能表指示灯闪烁3 000次。指示灯闪烁50次，电烤箱消耗的电能为：
W′＝kW•h＝kW•h＝6×104J；
时间t′＝2 min＝120 s，
电烤箱的实际功率：P实际＝＝＝500W，
由P＝可得，此时家庭电路两端的实际电压：
U实际＝＝＝200V。
答：（1）高；中温；
（2）电热足浴器处于低温挡工作时电流是1.8A；
（3）假设足浴器的加热效率为84%且保持不变，在足浴器中装入最大容量5L、初温为25℃的水，用高温挡正常加热到36℃时，则加热时间是250s；
（4）在某用电高峰期，若家庭电路中只有足浴器在中温挡工作，发现标有“3000imp/kW•h”的电能表的指示灯闪烁50次，共用时2min，此时家庭电路两端的实际电压是200V。
【点评】本题考查串联电路的规律、电功和电功率公式的运用及密度公式和效率公式的运用，综合性强。
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日期：2022/3/8 17:34:39；用户：董老师；邮箱：dngxyh@xyh.cm；学号：37106138实验步骤
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