2024年新疆玛纳斯县第四中学初中学业水平考试物理模拟卷

这是一份2024年新疆玛纳斯县第四中学初中学业水平考试物理模拟卷，共27页。试卷主要包含了单项选择题，填空题，作图题，实验与探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．（2分）下列现象中与日食形成原理相同的是（ ）
A．小孔成像B．海市蜃楼C．镜花水月D．杯弓蛇影
2．（2分）升旗仪式上，师生高唱国歌。这里的“高”指的是声音的（ ）
A．响度B．音调C．音色D．振幅
3．（2分）地球表面任一点的磁子午圈同地理子午圈的夹角叫做地磁偏角，历史上最早发现它的科学家是（ ）
A．奥斯特B．法拉第C．张衡D．沈括
4．（2分）中国载人空间站“天宫”中的宇航员处于完全“失重”状态，在此状态时进行体能锻炼，可采用的是（ ）
A．举哑铃B．做俯卧撑
C．用单杠做引体向上D．用弹簧拉力器健身
5．（2分）关于安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．使用试电笔时，手应接触笔尾金属体
B．家用电器失火，先灭火后断电
C．有人触电时，应迅速拨打急救电话
D．空气开关跳闸，说明电路中出现了短路
6．（2分）某种“气凝胶”密度只有3kg/m3，但硬度却很大，如果用“气凝胶”做一尊仿真成人雕像，其质量相当于（ ）
A．一个鸡蛋B．一个苹果
C．一枚硬币D．一辆自行车
7．（2分）如图所示是一个乒乓球抛出后的部分运动轨迹，其中a、b、c为轨迹中的三个位置，a、b在同一高度，则下列说法中正确的是（ ）
A．乒乓球在b点时的动能为零
B．乒乓球在b、c两点时的重力势能相等
C．乒乓球在a点的机械能一定大于在b点的机械能
D．在整个运动过程中，由于机械能守恒，所以a、b、c三点的机械能都相等
8．（2分）工人师傅用动滑轮把一重物匀速提升到某一高度。若物体的重力与滑轮的重力之比G物：G轮＝5：1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为（ ）
A．75%B．80%C．83.3%D．87.5%
9．（2分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向右端滑动的过程中，有（ ）
A．电流表示数变大，灯L变亮
B．电压表示数变小，灯L变暗
C．电流表示数不变，灯L变亮
D．电压表示数变大，灯L变暗
10．（2分）已知列车匀速行驶时，所受阻力与速度的平方成正比，即f＝kv2，当列车分别以20m/s和36km/h的速度在水平轨道上匀速行驶时，机车牵引力的功率之比为（ ）
A．2：1B．5：9C．16：1D．8：1
11．（2分）如图所示，相同材料，但横截面积不同的两个圆柱形物块黏合在一起，较粗部分的横截面积是较细部分的2倍，较细部分的高度是10cm，在水中漂浮时，较细部分有5cm露出水面，当把较细的部分都截掉后，较粗的部分有1cm露出水面，则此木块的密度为（ ）
A．0.6g/cm3B．0.65g/cm3C．0.7g/cm3D．0.75g/cm3
12．（2分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，它们的滑片可移动的最大距离相等，已知滑动变阻器电阻丝的阻值与其长度成正比。开始时，R1、R2的滑片均位于变阻器的正中间，开关闭合后，电路的总功率为0.4W。若将R1的滑片向左移3cm，R2的滑片向右移动6cm，电路的总功率变为0.3W；若将R1的滑片向右移3cm，R2的滑片向右移动6cm，电路的总功率为0.5W，则滑动变阻器R1、R2的总电阻之比为（ ）
A．2：1B．4：1C．6：1D．8：1
二、填空题（本大题共4小题，每空1分，共26分。）
13．（5分）赛龙舟是我国端午节重要的节日民俗活动之一，在我国南方地区普遍存在。（1）比赛时，龙舟队鼓手敲鼓指挥，鼓声是由鼓面的 产生的，岸边的观众先看到敲鼓后听到鼓声，是因为在空气中光的传播速度比声音的传播速度 （填“快”或“慢”），运动员的体温会有所升高，身体辐射出的 （填“红外线”或“紫外线”）会增强。
（2）比赛时队员奋力向后划水，龙舟如箭穿行，说明力的作用是 的，某队龙舟和运动员总质量为2×103kg，则此时龙舟受到的浮力为 N。
14．（5分）随着科技的进步，各种智能小家电产品已经充斥生活每个角落。如图所示为电热水壶。
（1）加热盘上的指示灯是发光二极管，它是由 （填“半导体”或“超导体”）材料做成的，它对水加热过程中，是通过 （填“做功”或“热传递”）的方式增加水的内能。
（2）当壶里装水量达到最大值时，水对壶底的压力 （填“大于”“小于”或“等于”）水的重力，关闭其他用电器只让电热水壶工作，把1.8L初温为20℃的水加热到80℃，用时20min，若电热水壶的加热效率为90%，则电热水壶的实际电功率是 W。铭牌为3600revs/（kW•h）的电能表转盘转了 圈。[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
15．（7分）2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，取得圆满成功。
（1）“神舟十七号”载人飞船与“天和”核心舱进行快速交会对接。在对接过程中，“神舟十七号”载人飞船相对于“天和”核心舱是 （填“静止”或“运动”）的，对接成功后，“神舟十七号”采集的信息是通过 （填“超声波”或“电磁波”）从太空传回地球的，该波的频率越高，在相同时间内传递的信息就越 （填“多”或“少”）。
（2）空间站使用第三代柔性太阳翼把 （填“一”或“二”）次能源——太阳能转化为电能，太阳翼相当于电路中的 （填“电源”或“用电器”）。空间站以7.8×103m/s的速度运行十年，则其通过的路程为 光年。
（3）航天员为了适应太空生活需要在水中进行训练。在水面下约10m深处航天员每下潜1m，其手掌增加的压力约为 （选填“100N”“1000N”或“10000N”）。
16．（7分）新疆位于祖国的西北边陲，独特的气候和地形条件适合优质棉的种植。
（1）新疆长绒棉具有纤维柔长，质地柔软，手感舒适，弹性和吸水性良性等优势，如图甲所示，其棉纤维长度大约为38﹣39 。
（2）棉花的种植过程采用膜下种植，滴灌浇水，这样既保证了土壤温度不会太低，也有效防止土壤内部水分 （填物态变化名称）过快，导致旱苗现象的发生。
（3）利用电动植保无人机对棉田进行低空喷洒农药，可以有效防治病虫害的侵袭。如图乙是一种电动“四旋翼”植保无人机，它的质量为28kg，匀速水平飞行的过程中，其一个旋翼产生的升力为 N。当它在对棉田喷药作业时，它具有的惯性将 （填“变大”“变小”或“不变”）。电动植保无人机的旋翼是利用通电线圈在 中受力转动的原理工作的。增大线圈中的电流，旋翼的转速会 （填“变快”或“变慢”）。在空中飞行时，只要增加 侧两个旋翼的转速，就能使该无人机右侧抬升，向左倾斜飞行。
（4）棉花的种植到采摘过程都已实现了机械化。如图所示丙某型号采棉机发动机的功率约为280马力（1马力≈735W），采棉量为300亩/12h，油耗为2.4kg/亩，则此采棉机的效率是 %。（已知柴油的热值为4.3×107J/kg，结果保留整数）。
三、作图题：（本大题有3小题，每题2分，共6分）
17．（2分）根据图中给出的折射光线，请画出对应的入射光线。
18．（2分）请在图中画出动力F的力臂L。
19．（2分）根据图中小磁针的指向，请标出通电螺线管的极性和电源的正负极。
四、实验与探究题：（本大题有3小题，每空2分，共26分）
20．（8分）某兴趣小组的同学们在做“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验，如图所示是同学们做实验时的情景。
（1）要测出木块与长木板之间滑动摩擦力的大小，可用弹簧测力计拉着木块沿水平长木板做 运动，此时滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
（2）比较 两次实验，可得到结论：当压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
（3）在图甲中，当小砝码随木块加速向右运动时，小砝码受到的摩擦力 （选填“为0”、“方向向左”或“方向向右”）。
（4）如图丁所示小明同学沿斜向上的方向拉着弹簧测力计进行实验，那么在此运动过程中滑动摩擦力的大小将 （填“变大”“变小”或“不变”）。
21．（8分）在“用伏安法测小灯泡电功率”的实验中，待测小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒为3V不变。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整，要求滑动变阻器的滑片向右移动时，灯泡亮度变亮。
（2）正确连接好电路，闭合开关发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是小灯泡发生了 （选填“短路”或“断路”）。
（3）排除故障后，小丽同学闭合开关，移动滑片到某一位置时，电压表示数如图乙所示，若她想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 （填“左”或“右”）移动，使电压表的示数为2.5V。
（4）小丽同学移动滑片，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I﹣U图象，由图象可计算出小灯泡的额定功率为 W。
22．（10分）物理小组的同学们利用蜡烛、凸透镜、光屏、光具座等器材进行探究“凸透镜成像特点”的实验。
（1）实验中为了使烛焰的像成在光屏中央，要让烛焰、凸透镜、光屏三者中心在 。
（2）当烛焰、凸透镜、光屏在光具座标尺上的位置如图所示时，光屏上出现清晰的像，应用这一原理的是 。
A.照相机
B.投影仪
C.放大镜
（3）把蜡烛向左移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了；
①小明为了使光屏上再次得到清晰的像，应调整光屏向 移动（选填“左”或“右”）。
②小芳不移动光屏，她将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像也变清晰了，则该眼镜片是 （选填“近视”或“远视”）眼镜的镜片。
（4）小明发现，当蜡烛火焰向左飘动时，它的像飘动方向向 （填“左”或“右”）。
五、计算题（本大题有2小题21题5分，22题5分，共10分）
23．（5分）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S，电流表A1的示数为0.3A，电流表A2的示数为0.2A。求：
（1）电源电压U；
（2）电阻R2的阻值；
（3）通电2min，整个电路产生的热量。
24．（5分）如图所示，在水平桌面上有一质量为4.8kg的实心金属块和一足够高薄壁圆柱形容器，容器中装有水。现将金属块轻轻放入容器后，金属块浸没在水中并静止在容器底部，水未溢出。分别测出金属块放入前后水对容器底部的压强分别为2500Pa和3000Pa，容器对水平桌面的压强分别为3500Pa和4700Pa。求：
（1）金属块的重力；
（2）容器的底面积；
（3）假设水足够多，利用密度为0.2g/cm3的泡沫，让金属块恰好浮起来，求需要该泡沫的最小质量。
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分。请按答题卷中的要求作答）
1．（2分）下列现象中与日食形成原理相同的是（ ）
A．小孔成像B．海市蜃楼C．镜花水月D．杯弓蛇影
【分析】（1）光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，激光准直、日晷应用的是光的直线传播原理；
（2）当光照射到两种介质界面上时，有一部分光被反射回原来介质的现象是光的反射现象，例如：平面镜成像、水中倒影等；
（3）当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会偏折，发生折射现象，如：看水里的鱼比实际位置浅等。
【解答】解：日食形成的原因是由于光在同一种均匀介质中沿直线传播；
A、小孔成像是由于光的直线传播形成的，故A符合题意；
B、海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，是由于空气的密度不均匀而引起的，故B不符合题意；
CD、镜花水月，杯弓蛇影属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故CD不符合题意。
故选：A。
【点评】本题考查光的直线传播的具体生活实例，需要利用生活和物理之间的联系进行判断；还要区分三种光现象：光的直线传播、光的反射、光的折射。
2．（2分）升旗仪式上，师生高唱国歌。这里的“高”指的是声音的（ ）
A．响度B．音调C．音色D．振幅
【分析】声音的三个特性：音调指声音的高低，由振动频率决定；响度指声音的强弱或大小，与振幅和距发声体的远近有关；音色指声音的品质与特色，与发声体的材料和结构有关。
【解答】解：在周一的升旗仪式上，师生高唱国歌，指的是唱国歌的声音非常大，即声音的响度大。
故选：A。
【点评】本题考查了对声音特性的理解与辨别，属声学基础题，难度不大。
3．（2分）地球表面任一点的磁子午圈同地理子午圈的夹角叫做地磁偏角，历史上最早发现它的科学家是（ ）
A．奥斯特B．法拉第C．张衡D．沈括
【分析】中国宋代的沈括第一个清楚、准确地论述了磁偏角。
【解答】解：中国宋代的沈括是最早研究地磁偏角的科学家，故ABC错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了学生对物理学家及其贡献的了解，多了解物理学史对培养我们学习物理的兴趣是有帮助的。
4．（2分）中国载人空间站“天宫”中的宇航员处于完全“失重”状态，在此状态时进行体能锻炼，可采用的是（ ）
A．举哑铃B．做俯卧撑
C．用单杠做引体向上D．用弹簧拉力器健身
【分析】（1）物体由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。
（2）在失重状态下，与重力有关的体能锻炼不能进行，但是与拉力有关的体能锻炼可以进行。
【解答】解：A、举哑铃在失重状态下不能进行体能锻炼，故A不符合题意；
B、做俯卧撑在失重状态下不能进行体能锻炼，故B不符合题意；
C、用单杠做引体向上在失重状态下不能进行体能锻炼，故C不符合题意；
D、用弹簧拉力器健身在失重状态下可以进行体能锻炼，故D符合题意。
故选：D。
【点评】知道重力的概念和失重情况下与重力有关的体能锻炼起不到锻炼作用。
5．（2分）关于安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．使用试电笔时，手应接触笔尾金属体
B．家用电器失火，先灭火后断电
C．有人触电时，应迅速拨打急救电话
D．空气开关跳闸，说明电路中出现了短路
【分析】（1）试电笔在使用时手必须接触笔尾金属体，不能接触笔尖金属体。
（2）家用电器失火时，首先应该切断电源。
（3）有人触点时，应首先切断电源。
（4）空气开关跳闸时，可能是发生了短路，也可能是用电器的总功率过大。
【解答】解：A、使用试电笔时，手应接触笔尾金属体，故A正确；
B、家用电器失火，先断电后灭火，故B错误；
C、有人触电时，应迅速切断电源，再拨打急救电话，故C错误；
D、空气开关跳闸，可能是电路中出现了短路，也可能是用电器的总功率过大，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查的是试电笔的使用规则；知道安全用电的原则和触电的急救；知道家庭电路中电流过大的原因和空气开关的作用。
6．（2分）某种“气凝胶”密度只有3kg/m3，但硬度却很大，如果用“气凝胶”做一尊仿真成人雕像，其质量相当于（ ）
A．一个鸡蛋B．一个苹果
C．一枚硬币D．一辆自行车
【分析】首先根据人体密度和一般质量得到人体体积，然后根据气凝胶密度和人体体积得到需要气凝胶的质量，最后根据对日常生活中常见物体和质量单位的认识，选出符合题意的选项。
【解答】解：水的密度是1.0×103kg/m3，人体密度与水的密度差不多，在1.0×103kg/m3左右；人体质量在60kg左右。
因为ρ＝，
所以人体体积为V＝＝＝0.06m3，
假设以气凝胶为材料，需要的气凝胶质量为m2＝ρ2V＝3kg/m3×0.06m3＝0.18kg＝180g。
A、一个鸡蛋的质量在50g左右。故A不符合题意；
B、一个苹果的质量在180g左右。故B符合题意；
C、一枚硬币的质量在6g左右。故C不符合题意；
D、一辆自行车的质量在15kg左右。故D不符合题意。
故选：B。
【点评】质量的估测，需要我们熟悉常见物体的质量大小，以它们为标准对研究对象的质量作出判断。如：一个鸡蛋的质量在60g左右，一个苹果的质量在200g左右，一杯水的质量在0.5kg左右，中学生的质量在50kg左右，大象的质量在5t左右，等等。
7．（2分）如图所示是一个乒乓球抛出后的部分运动轨迹，其中a、b、c为轨迹中的三个位置，a、b在同一高度，则下列说法中正确的是（ ）
A．乒乓球在b点时的动能为零
B．乒乓球在b、c两点时的重力势能相等
C．乒乓球在a点的机械能一定大于在b点的机械能
D．在整个运动过程中，由于机械能守恒，所以a、b、c三点的机械能都相等
【分析】分析乒乓球运动时的速度及高度的变化，则可知动能及重力势能的变化；根据机械能等于动能和势能之和判断机械能的变化。
乒乓球在运动的过程中克服空气阻力做功，与地面碰撞做功，机械能减少，不守恒。
【解答】解：A、乒乓球在b点时的速度不为零，动能不为零，故A错误；
B、乒乓球在b、c两点时的高度不同，重力势能不相等，故B错误；
CD、在整个运动过程中，乒乓球克服空气阻力做功，与地面碰撞做功，机械能逐渐减小，乒乓球在a点的机械能一定大于在b点的机械能，a、b、c三点的机械能不相等，故C正确，D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了机械能的定义及动能和重力势能的相互转化，注意只有在不计空气阻力和摩擦时，机械能总量是保持不变的。
8．（2分）工人师傅用动滑轮把一重物匀速提升到某一高度。若物体的重力与滑轮的重力之比G物：G轮＝5：1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为（ ）
A．75%B．80%C．83.3%D．87.5%
【分析】忽略绳重与摩擦的影响，则克服动滑轮重力所做的功为额外功，机械效率η＝＝＝＝可求。
【解答】解：物体的重力与滑轮的重力之比G物：G轮＝5：1，则G物＝5G轮，
忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率：
η＝＝＝＝＝≈83.3%。
故选：C。
【点评】本题考查了动滑轮机械效率，常见题目。
9．（2分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向右端滑动的过程中，有（ ）
A．电流表示数变大，灯L变亮
B．电压表示数变小，灯L变暗
C．电流表示数不变，灯L变亮
D．电压表示数变大，灯L变暗
【分析】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压；
（1）根据滑片的移动确定接入电路电阻的变化和总电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化；
（2）根据串联电路电阻的分压特点可知，电压表示数的变化和灯泡两端电压的变化；
（3）根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小和P＝可知灯泡亮暗的变化。
【解答】解：（1）当滑动变阻器的滑片P向右端滑动的过程中，接入电路的电阻变大、电路的总电阻变大；
∵I＝，
∴电路中的电流变小，即电流表的示数变小；
（2）∵串联电路电阻越大分得的电压越大，反之越小，
∴灯泡两端分得的电压变小，滑动变阻器分得的电压变大，即电压表的示数变大；
（3）∵P＝，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，
∴灯泡的实际功率变小，亮度变暗。
故选：D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活运用，关键是会分析滑动变阻器滑片的移动对电路的应用以及知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。
10．（2分）已知列车匀速行驶时，所受阻力与速度的平方成正比，即f＝kv2，当列车分别以20m/s和36km/h的速度在水平轨道上匀速行驶时，机车牵引力的功率之比为（ ）
A．2：1B．5：9C．16：1D．8：1
【分析】当机车匀速前进时，机车的牵引力等于机车所受的阻力，机车牵引力功率可以用公式P＝Fv求解。
【解答】解：已知列车匀速行驶时所受阻力与速度平方成正比，即f＝kv2，
当列车在水平轨道上匀速行驶时，牵引力等于阻力，即F＝f＝kv2，
由P＝＝＝Fv＝kv3可得当列车分别以20m/s和36km/h＝10m/s的速度在水平轨道上匀速行驶时机车牵引力的功率之比为：＝＝＝。
故选：D。
【点评】对于这类求解机车牵引力功率的问题，经常用到公式P＝Fv，所以在选择功率公式时很重要。
11．（2分）如图所示，相同材料，但横截面积不同的两个圆柱形物块黏合在一起，较粗部分的横截面积是较细部分的2倍，较细部分的高度是10cm，在水中漂浮时，较细部分有5cm露出水面，当把较细的部分都截掉后，较粗的部分有1cm露出水面，则此木块的密度为（ ）
A．0.6g/cm3B．0.65g/cm3C．0.7g/cm3D．0.75g/cm3
【分析】物体漂浮在液体中时，受到的浮力等于物体的重力，其中F浮＝ρ液gV排，G＝mg＝ρ物gV物，据此列出关系式求出密度的大小。
【解答】解：设细木块的横截面积为S，则粗木棒的横截面积为2S，木块始终漂浮在水面上，所以浮力始终等于其重力。
由于截去一部分后，重力减小，所以浮力减小，减小的浮力大小等于截去木块的重力，则：
细木块在水中的长度为V1＝0.1m﹣0.05m＝0.05m；
ρ水g（V1+V2）＝G细，
即1.0×103kg/m3×10N/kg×（S×0.05m+2S×0.01m）＝ρ木×10N/kg×S×0.1m，
解得：ρ木＝0.7×103kg/m3＝0.7g/cm3。
故选：C。
【点评】此题考查了有关浮沉条件的应用，要熟练掌握浮力的计算公式及密度公式，能够判断出减小的浮力大小等于截去木块的重力是解决该题的关键。
12．（2分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，它们的滑片可移动的最大距离相等，已知滑动变阻器电阻丝的阻值与其长度成正比。开始时，R1、R2的滑片均位于变阻器的正中间，开关闭合后，电路的总功率为0.4W。若将R1的滑片向左移3cm，R2的滑片向右移动6cm，电路的总功率变为0.3W；若将R1的滑片向右移3cm，R2的滑片向右移动6cm，电路的总功率为0.5W，则滑动变阻器R1、R2的总电阻之比为（ ）
A．2：1B．4：1C．6：1D．8：1
【分析】设R1、R2的长度为Lcm，则两个变阻器1cm长的电阻分别为、，根据U2＝PR得出R、R2的滑片均位于变阻器的正中间，电路的总功率为0.4得U2＝，将R1的滑片向左移3cm，R2的滑片向右移动6cm，电路的总功率变为0.3W得，U2＝；可得出L与R1、R2之间得关系，同样将R1的滑片向右移3cm，R2的滑片向右移动6cm，电路的总功率为0.5W得出U2＝＝，把L的值，及功率的值代入，就可以得到R1、R2之间。
【解答】解：设R1、R2的长度为Lcm，则两个变阻器1cm长的电阻分别为、，由R1、R2的滑片均位于变阻器的正中间，电路的总功率为P1＝0.4W得
U2＝＝，
若将R1的滑片向左移3cm，R2的滑片向右移动6cm，电路的总功率变为P2＝0.3W得
U2＝；
所以U2＝＝＝，
把P1＝0.4W、P2＝0.3W代入得L＝，
将R1的滑片向右移3cm，R2的滑片向右移动6cm，电路的总功率为P3＝0.5W得
U2＝＝，
把P3＝0.5W、P1＝0.4W、L＝代入得R1：R2＝8：1，
故选：D。
【点评】本题考查了串联电路的电功率的计算，及滑动变阻器的工作原理。
二、填空题（本大题共4小题，每空1分，共26分。）
13．（5分）赛龙舟是我国端午节重要的节日民俗活动之一，在我国南方地区普遍存在。（1）比赛时，龙舟队鼓手敲鼓指挥，鼓声是由鼓面的 振动 产生的，岸边的观众先看到敲鼓后听到鼓声，是因为在空气中光的传播速度比声音的传播速度 快 （填“快”或“慢”），运动员的体温会有所升高，身体辐射出的 红外线 （填“红外线”或“紫外线”）会增强。
（2）比赛时队员奋力向后划水，龙舟如箭穿行，说明力的作用是 相互 的，某队龙舟和运动员总质量为2×103kg，则此时龙舟受到的浮力为 2×104 N。
【分析】（1）声音是由物体的振动产生的；
声音在空气中的传播速度小于光在空气中的传播速度；
红外线是一种不可见光；红外线具有热效应，所以温度越高的物体，辐射的红外线越强；
（2）力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的；
根据物体的漂浮条件和重力公式求龙舟和人的总重以及浮力。
【解答】解：（1）声音是由振动产生的，敲鼓时听到鼓声是由鼓面的振动产生的；
在空气中，声音的传播速度约为340m/s，光的传播速度约为3×108m/s，先看到敲鼓后听到鼓声是因为光的传播速度比声音的传播速度要快；
温度越高的物体辐射出的红外线越强；
（2）人向后划水给水以向后的作用力，水给龙舟向前的力，使龙舟向前运动，这说明物体间力的作用是相互的；
因为龙舟漂浮，浮力等于重力，即F浮＝G＝mg＝2×103kg×10N/kg＝2×104N。
故答案为：（1）振动；快；红外线；（2）相互；2×104。
【点评】本题考查了声音的产生和传播、红外线的特点、物体间力的作用是相互的以及重力公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用，虽知识点多，但都属于基础，难度不大。
14．（5分）随着科技的进步，各种智能小家电产品已经充斥生活每个角落。如图所示为电热水壶。
（1）加热盘上的指示灯是发光二极管，它是由 半导体 （填“半导体”或“超导体”）材料做成的，它对水加热过程中，是通过 热传递 （填“做功”或“热传递”）的方式增加水的内能。
（2）当壶里装水量达到最大值时，水对壶底的压力 小于 （填“大于”“小于”或“等于”）水的重力，关闭其他用电器只让电热水壶工作，把1.8L初温为20℃的水加热到80℃，用时20min，若电热水壶的加热效率为90%，则电热水壶的实际电功率是 420 W。铭牌为3600revs/（kW•h）的电能表转盘转了 504 圈。[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【分析】（1）二极管是由半导体材料做成的；热传递的实质是能量的转移，做功的实质是能量的转化；
（2）规则容器中液体对容器底部的压力等于自身的重力，容器的形状上窄下宽，液体对容器底部的压力大于自身的重力，容器的形状上宽下窄，液体对容器底部的压力小于自身的重力；
根据密度公式求出水的质量，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，根据η＝求出电热水壶实际消耗的电能，根据P＝求出电热水壶的实际电功率；
3600revs/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，据此求出电能表的转盘转的圈数。
【解答】解：（1）二极管是由半导体材料做成的；
它对水加热的过程中，是将加热盘的内能转移给水，使水的内能增加，因此对水加热过程中，是通过热传递的方式增加水的内能；
（2）根据水壶的形状可知水壶的侧壁承担了一部分压力，所以水对壶底的压力小于水的重力；
水的质量为：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.8×10﹣3m3＝1.8kg，
水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.8kg×（80℃﹣20℃）＝4.536×105J，
由η＝可知，电热水壶实际消耗的电能：W＝＝＝5.04×105J＝0.14kW•h，
电热水壶的实际电功率：P实＝＝＝420W，
3600revs/（kW•h）表示电路中每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，
则电热水壶消耗0.14kW•h的电能，电能表的转盘转的圈数：n＝3600revs/（kW•h）×0.14kW•h＝504revs。
故答案为：（1）半导体；热传递； （2）大于；420；504。
【点评】本题考查半导体的应用、串并联电路的特点、改变内能的方式、密度公式、热量公式、效率公式和电功率公式的应用，属于综合题。
15．（7分）2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，取得圆满成功。
（1）“神舟十七号”载人飞船与“天和”核心舱进行快速交会对接。在对接过程中，“神舟十七号”载人飞船相对于“天和”核心舱是 静止 （填“静止”或“运动”）的，对接成功后，“神舟十七号”采集的信息是通过 电磁波 （填“超声波”或“电磁波”）从太空传回地球的，该波的频率越高，在相同时间内传递的信息就越 多 （填“多”或“少”）。
（2）空间站使用第三代柔性太阳翼把 一 （填“一”或“二”）次能源——太阳能转化为电能，太阳翼相当于电路中的 电源 （填“电源”或“用电器”）。空间站以7.8×103m/s的速度运行十年，则其通过的路程为 2.6×10﹣4 光年。
（3）航天员为了适应太空生活需要在水中进行训练。在水面下约10m深处航天员每下潜1m，其手掌增加的压力约为 100N （选填“100N”“1000N”或“10000N”）。
【分析】（1）物体相对于参照物位置变化了，物体是运动的；物体相对于参照物位置不变，物体是静止的；
电磁波可以传递信息；电磁波的频率越高，可以传递信息的容量越大。
（2）太阳能属于一次能源，电能属于二次能源；太阳翼相当于电源；根据速度公式进行计算。
（3）根据压强公式进行计算。
【解答】解：（1）“神舟十七号”载人飞船与“天和”核心舱进行快速交会对接。在对接过程中，“神舟十七号”载人飞船相对于“天和”核心舱位置不变，是静止的，对接成功后，“神舟十七号”采集的信息是通过电磁波的从太空传回地球的，该波的频率越高，在相同时间内传递的信息就越多。
（2）空间站使用第三代柔性太阳翼把一次能源——太阳能转化为电能，太阳翼相当于电路中的电源。空间站以7.8×103m/s的速度运行十年，则其通过的路程为：s＝vt＝7.8×103m/s×10×365×24×3600s＝2.493972×1011m≈2.6×10﹣4光年。
（3）水面下约10m深处航天员每下潜1m，水的压强增加Δp＝ρgΔh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1m＝104Pa；
手掌的面积约100cm2；手掌增加的压力为：ΔF＝Δp•S＝104Pa×100×10﹣4m2＝100N。
故答案为：（1）静止；电磁波；多；（2）2 电源 2.6×10﹣4；（3）100N。
【点评】本题考查的是运动和静止的相对性；知道电磁波的特点及应用；会根据液体的压强公式计算压强。
16．（7分）新疆位于祖国的西北边陲，独特的气候和地形条件适合优质棉的种植。
（1）新疆长绒棉具有纤维柔长，质地柔软，手感舒适，弹性和吸水性良性等优势，如图甲所示，其棉纤维长度大约为38﹣39 mm 。
（2）棉花的种植过程采用膜下种植，滴灌浇水，这样既保证了土壤温度不会太低，也有效防止土壤内部水分 汽化 （填物态变化名称）过快，导致旱苗现象的发生。
（3）利用电动植保无人机对棉田进行低空喷洒农药，可以有效防治病虫害的侵袭。如图乙是一种电动“四旋翼”植保无人机，它的质量为28kg，匀速水平飞行的过程中，其一个旋翼产生的升力为 70 N。当它在对棉田喷药作业时，它具有的惯性将 变小 （填“变大”“变小”或“不变”）。电动植保无人机的旋翼是利用通电线圈在 磁场 中受力转动的原理工作的。增大线圈中的电流，旋翼的转速会 变快 （填“变快”或“变慢”）。在空中飞行时，只要增加 右 侧两个旋翼的转速，就能使该无人机右侧抬升，向左倾斜飞行。
（4）棉花的种植到采摘过程都已实现了机械化。如图所示丙某型号采棉机发动机的功率约为280马力（1马力≈735W），采棉量为300亩/12h，油耗为2.4kg/亩，则此采棉机的效率是 29 %。（已知柴油的热值为4.3×107J/kg，结果保留整数）。
【分析】（1）根据图甲结合生活经验分析回答；
（2）物质由液态变为气态的过程叫做汽化；
（3）由公式G＝mg可以求出无人机的总重力，即可求出一个旋翼产生的升力；
一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性，惯性的大小只与物体的质量有关；
通电导体在磁场中受到磁力作用，磁力的大小与电流大小有关；
物体间力的作用是相互的；
（4）根据P＝求出发动机做的机械功，利用Q放＝mq求出柴油完全燃烧发出的热量，根据η＝×100%求出采棉机的效率。
【解答】解：（1）由图甲可知，棉纤维长度大约为38﹣39mm；
（2）滴灌浇水，可以减少土壤内部水分汽化；
（3）无人机匀速运动过程中受力是平衡的，受到竖直向上的升力和竖直向下的重力，升力等于重力，即F＝G＝mg＝28kg×10N/kg＝280N；由于无人机有四个旋翼，则一个旋翼产生的升力为：F'＝F＝×280N＝70N；
当它在对棉田喷药作业时，其质量变小，因此它具有的惯性将变小；
电动植保无人机的旋翼是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的，增大线圈中的电流，则磁力变大，旋翼的转速会变快；
若增大右侧两个旋翼的转速，使右侧旋翼对空气向下的作用力变大，根据物体间力的作用是相互的，从而使空气对右侧旋翼向上作用力变大，使右侧抬升，向左倾斜飞行；
（4）采棉量为300亩/12h，采摘1亩地需要的时间为t＝h＝0.04h＝144s，则发动机做的机械功为：
W＝Pt＝280×735W×144s＝29635200J，
油耗为2.4kg/亩，柴油完全燃烧发出的热量为：
Q放＝mq＝2.4kg×4.3×107J/kg＝1.032×108J，
则此采棉机的效率为：
η＝×100%＝×100%≈29%。
故答案为：（1）mm；（2）汽化；（3）70；变小；磁场；变快；右；（4）29%。
【点评】本题考查的知识点较多，综合性较强，有一定的难度。
三、作图题：（本大题有3小题，每题2分，共6分）
17．（2分）根据图中给出的折射光线，请画出对应的入射光线。
【分析】光的折射规律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧，光由空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角，据此画图。
【解答】解：首先过折射点垂直于界面作出法线，然后根据光由空气斜射进入水中时折射光线向法线偏折，折射角小于入射角作出入射光线，如图所示：
【点评】在两种透明介质的界面上，折射和反射一般是同时发生的，反射光线与入射光线在同种介质中，折射光线和入射光线在不同种介质中。
18．（2分）请在图中画出动力F的力臂L。
【分析】由支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度即为力臂。
【解答】解：延长力F的作用线，由支点O向F的作用线作垂线，垂线段的长度为F的力臂L如下图所示：
【点评】画力臂的方法：首先确定支点，然后找到动力和阻力，并用虚线延长动力和阻力的作用线。
19．（2分）根据图中小磁针的指向，请标出通电螺线管的极性和电源的正负极。
【分析】（1）根据磁极间的相互作用规律判断出通电螺线管的磁极；
（2）根据安培定则判断出电流的方向从而找到电源的正负极。
【解答】解：（1）根据异名磁极相互吸引的规律可知，通电螺线管靠近小磁针N极的右端为S极，则通电螺线管的左端为N极；
（2）根据安培定则，伸出右手握住螺线管使大拇指指示通电螺线管的N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流由螺线管的左端流入，即电源的左端为正极，电源右端是负极。如下图所示：
【点评】本题考查安培定则及磁极间的相互作用，要求学生不但要会由安培定则判断磁极的方向，还要会由安培定则判断电流方向。
四、实验与探究题：（本大题有3小题，每空2分，共26分）
20．（8分）某兴趣小组的同学们在做“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验，如图所示是同学们做实验时的情景。
（1）要测出木块与长木板之间滑动摩擦力的大小，可用弹簧测力计拉着木块沿水平长木板做 匀速直线 运动，此时滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
（2）比较 甲、丙 两次实验，可得到结论：当压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
（3）在图甲中，当小砝码随木块加速向右运动时，小砝码受到的摩擦力 方向向右 （选填“为0”、“方向向左”或“方向向右”）。
（4）如图丁所示小明同学沿斜向上的方向拉着弹簧测力计进行实验，那么在此运动过程中滑动摩擦力的大小将 变小 （填“变大”“变小”或“不变”）。
【分析】（1）弹簧测力计拉动木块时，弹簧测力计显示拉力大小，要使滑动摩擦力等于拉力大小，木块一定要进行匀速直线运动；
（2）要探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系需要控制压力大小相同，改变接触面的粗糙程度，据此分析解答；
（3）摩擦力的产生条件，两物体相互接触，并且物体之间要发生或已经发生了相对运动；
（4）根据影响摩擦力的因素分析出摩擦力的大小。
【解答】解：
（1）弹簧测力计显示拉力大小，要使滑动摩擦力等于拉力大小，木块一定要进行匀速直线运动，木块进行匀速直线运动，木块受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件得到滑动摩擦力等于拉力；
（2）要得到“当压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大”需要控制压力大小相同，改变接触面的粗糙程度，图甲和丙符合题意；
（3）小砝码随木块加速向右运动时，砝码受到向右的力的作用，此作用力为木块给砝码的摩擦力，方向向右；
（4）如图戊所示，若斜向上拉动木块A做匀速直线运动，此时拉力斜向上，木块对地面的压力小于水平匀速拉动时的压力，木块A受到的滑动摩擦力将变小。
故答案为：（1）匀速直线；（2）甲、丙；（3）方向向右；（4）变小。
【点评】此题考查影响滑动摩擦力大小因素的探究，在探究摩擦力的大小与哪些因素有关时，要用到两种研究方法：转换法，通过测力计的示数即拉力的大小来反映摩擦力的大小；控制变量法，控制其他因素相同研究与不同因素的关系。
21．（8分）在“用伏安法测小灯泡电功率”的实验中，待测小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒为3V不变。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整，要求滑动变阻器的滑片向右移动时，灯泡亮度变亮。
（2）正确连接好电路，闭合开关发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是小灯泡发生了 短路 （选填“短路”或“断路”）。
（3）排除故障后，小丽同学闭合开关，移动滑片到某一位置时，电压表示数如图乙所示，若她想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 右 （填“左”或“右”）移动，使电压表的示数为2.5V。
（4）小丽同学移动滑片，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I﹣U图象，由图象可计算出小灯泡的额定功率为 0.5 W。
【分析】（1）根据要求滑动变阻器的滑片向右移动时，灯泡亮度变亮，连接电路。
（2）正确连接好电路，闭合开关发现小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，可以判断故障位置；
（3）根据电压表示数如图乙所示，可知此时小灯泡电压小于额定电压，若她想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器电阻减小；
（4）由图丙所示可知，小灯泡的额定电压和额定电流，根据P＝UI可以求得小灯泡的额定功率。
【解答】解：（1）根据要求滑动变阻器的滑片向右移动时，灯泡亮度变亮，应该把滑动变阻器接右下方接线柱接入电路，连接电路如下：
；
（2）正确连接好电路，闭合开关发现小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，可以判断故障位置，可能是小灯泡发生了短路；
（3）根据电压表示数如图乙所示，可知此时小灯泡电压小于额定电压，若她想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器电阻减小，因此应将滑片向右移；
（4）由图丙所示可知，小灯泡的额定电压U额＝2.5V和额定电流I额＝0.2A，根据P＝UI可以求得小灯泡的额定功率：
P额＝U额×I额＝2.5V×0.2A＝0.5W。
故答案为：（1）
；
（2）短路；
（3）右；
（4）0.5。
【点评】本题考查电路的连接，滑动变阻器的应用，电路故障分析，电功率的计算。
22．（10分）物理小组的同学们利用蜡烛、凸透镜、光屏、光具座等器材进行探究“凸透镜成像特点”的实验。
（1）实验中为了使烛焰的像成在光屏中央，要让烛焰、凸透镜、光屏三者中心在 同一高度 。
（2）当烛焰、凸透镜、光屏在光具座标尺上的位置如图所示时，光屏上出现清晰的像，应用这一原理的是 A 。
A.照相机
B.投影仪
C.放大镜
（3）把蜡烛向左移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了；
①小明为了使光屏上再次得到清晰的像，应调整光屏向 左 移动（选填“左”或“右”）。
②小芳不移动光屏，她将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像也变清晰了，则该眼镜片是 近视 （选填“近视”或“远视”）眼镜的镜片。
（4）小明发现，当蜡烛火焰向左飘动时，它的像飘动方向向 右 （填“左”或“右”）。
【分析】（1）在做凸透镜成像的实验中，为了使烛焰的像成在光屏上，在依次放置好蜡烛、凸透镜、光屏后，就需要对三者的高度进行调节；
（2）根据凸透镜成像的几种情况和应用进行判断：u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，应用于照相机和摄像机等；
（3）①当物距增大时，像距减小，光屏靠近凸透镜；由物远像近像变小，物近像远像变大；
②凹透镜对光线有发散作用，凸透镜对光线有会聚作用；
（4）理解成“倒立的像”的含义，即上下、左右均相反。
【解答】解：（1）要使烛焰的像能够成在光屏的中心，就要调整烛焰、凸透镜、光屏，使三者的中心大致在同一高度上；
（2）此时物距为50cm﹣30cm＝20cm，v＝75cm﹣50cm＝15cm，此时物距大于像距，即u＞2f，由凸透镜成像规律可知，在光屏上能成倒立、缩小的实像，应用于照相机，故选：A；
（3）①把蜡烛向左移动一小段距离，物距增大，像距减小，故应调整光屏向左移动，像变小。应向左移动；
②若不移动光屏，应使光线发散一些，所以在蜡烛和透镜之间放置一个合适的凹透镜，光屏上的像又变清晰，近视眼的矫正原理与此相同；
（4）实验时，当蜡烛的火焰向左摆动，根据“倒立的像”的含义，即上下、左右均相反，则光屏上烛焰的像将向右摆动
故答案为：（1）同一高度；（2）A；（3）①左；②近视；（4）右。
【点评】本题考查学生对凸透镜成像规律的掌握程度，对凸透镜的成像规律必须牢固掌握。并且考查了凸透镜成像规律的应用。
五、计算题（本大题有2小题21题5分，22题5分，共10分）
23．（5分）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S，电流表A1的示数为0.3A，电流表A2的示数为0.2A。求：
（1）电源电压U；
（2）电阻R2的阻值；
（3）通电2min，整个电路产生的热量。
【分析】由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A2测R2支路的电流。
（1）根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电源的电压；
（2）根据欧姆定律求出电阻R2的阻值；
（3）根据Q＝W＝UIt求出通电2min电阻R1产生的热量。
【解答】解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A2测R2支路的电流。
（1）因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I＝可得，电源的电压：
U＝U1＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V；
（2）电阻R2的阻值：
R2＝＝＝30Ω，
（3）干路中电流I＝I1+I2＝0.3A+0.2A＝0.5A；
通电2min电阻R1产生的热量：Q＝W＝UIt＝6V×0.5A×120s＝360J。
答：（1）电源电压U为6V；
（2）电阻R2的阻值是30Ω；
（3）通电2min，整个电路产生的热量是360J。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电热公式公式的应用，是一道较为简单的应用题。
24．（5分）如图所示，在水平桌面上有一质量为4.8kg的实心金属块和一足够高薄壁圆柱形容器，容器中装有水。现将金属块轻轻放入容器后，金属块浸没在水中并静止在容器底部，水未溢出。分别测出金属块放入前后水对容器底部的压强分别为2500Pa和3000Pa，容器对水平桌面的压强分别为3500Pa和4700Pa。求：
（1）金属块的重力；
（2）容器的底面积；
（3）假设水足够多，利用密度为0.2g/cm3的泡沫，让金属块恰好浮起来，求需要该泡沫的最小质量。
【分析】（1）根据G＝mg求金属块的重力；
（2）已知放入金属块前后容器对水平面桌面的压强分别为3500Pa和4700Pa，可得金属块放入前后的压强差Δp，根据S＝＝求容器的底面积；
（3）已知金属块放入前后水对容器底部的压强分别为2500Pa和3000Pa，可得金属块放入前后的容器底的压强差Δp1，根据ΔF＝Δp1×S求容器的受到水的压力差即为金属块受到的浮力；要让金属块要浮起来，至少需要的力为金属块的重力减去浮力，根据力的作用是相互的，可求金属块对泡沫的压力，泡沫恰好全部浸没时，其质量最小。
【解答】解：（1）已知金属块的质量m＝4.8kg，则金属块的重力G＝mg＝4.8kg×10N/kg＝48N；
（2）已知放入金属块前后容器对水平面桌面的压强分别为3500Pa和4700Pa，则金属块放入前后的压强差Δp＝4700Pa﹣3500Pa＝1200Pa，金属块放入容器前后容器对桌面的压力差F＝G＝48N，则容器的底面积S＝＝＝＝0.04m2；
（3）已知金属块放入前后水对容器底部的压强分别为2500Pa和3000Pa，则金属块放入前后的容器底的压强差Δp1＝3000Pa﹣2500Pa＝500Pa，则水对容器底的压力差ΔF＝Δp1×S＝500Pa×0.04m2＝20N，即金属块受到的浮力F浮＝ΔF＝20N；
要使金属块浮起来，则需要泡沫对金属块至少施加向上的力F′＝G﹣F浮＝48N﹣20N＝28N；故当泡沫块刚好浸没时，此时泡沫块的质量最小，故泡沫块的重力+金属块对泡沫的压力＝泡沫块的浮力，则ρ泡gV+28N＝ρ水gV，可得泡沫块的体积V＝＝3.5×10﹣3m3＝3.5×103cm3；泡沫的质量m＝ρV＝0.2g/cm×3.5×103cm3＝700g。
答：（1）金属块的重力为48N；
（2）容器的底面积0.04m2；
（3）该泡沫的最小质量为700g。
【点评】本题为力学综合题，考查了重力公式、密度公式、液体压强公式、压强定义式的应用，受力分析及阿基米德原理，灵活运用公式是关键。