2021年河北省中考物理试卷

这是一份2021年河北省中考物理试卷，共37页。试卷主要包含了选择题，填空及简答题，实验探究题，计算应用题等内容，欢迎下载使用。

2021年河北省中考物理试卷
一、选择题（本大题共13个小题，共31分。1～8小题为单选题，每小题的四个选项中，只有一个选项符合题意，每小题2分；9～13小题为多选题，每小题的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题意，每小题2分，全选对的得3分，选对但不全的得2分，有错选或不选的不得分）
1．（2分）（2021•河北）生活中的下列做法合理的是（　　）
A．雷雨天在大树下避雨
B．将霉变食物高温蒸熟后食用
C．发现天然气泄漏，立即关闭阀门并开窗通风
D．两名同学玩跷跷板时，质量小的同学离支点近些
2．（2分）（2021•河北）下列分类正确的是（　　）
A．非晶体：冰、松香、沥青
B．绝缘体：橡胶、玻璃、石墨
C．稀有气体：氦气、氖气、氩气
D．纯净物：液态氧、金刚石、矿泉水
3．（2分）（2021•河北）利用如图所示器材不能完成的实验是（　　）

A．甲：探究水的组成
B．乙：验证燃烧需要氧气
C．丙：检验物体是否带电
D．丁：探究电流通过导体产生热量的多少与电流大小的关系
4．（2分）（2021•河北）按如图所示进行实验，当观察到热水大面积变成红色时，冷水中只有品红周围变成红色。对该现象的微观解释合理的是（　　）

A．温度越高，分子质量越小
B．温度越高，分子体积越大
C．温度越高，分子间隔越小
D．温度越高，分子运动越快
5．（2分）（2021•河北）如图所示实验不能得出相应结论的是（　　）
A．加入肥皂水振荡，泡沫很少、浮渣多，说明试管中的水是硬水
B．对着玻璃片哈气，玻璃片上出现水雾，说明空气中含有水蒸气
C．在装满水的烧杯中向下按易拉罐，溢出水越多，手受到的压力越大，说明物体排开水的体积越大，物体受到的浮力越大
D．在材料、粗糙程度相同的水平面上匀速拉物体，物体越重，拉力越大，说明在其他条件不变时，压力越大，滑动摩擦力越大
6．（2分）（2021•河北）下列数据最接近实际情况的是（　　）
A．人正常体温约为37.8℃
B．初中语文课本的长度约为26cm
C．一个苹果的质量约为1.2kg
D．正常人脉搏跳动10次所用时间约为1min
7．（2分）（2021•河北）如图所示是我国春秋战国时代的乐器﹣﹣编钟。关于编钟下列说法正确的是（　　）

A．悠扬的编钟声是由钟的振动产生的
B．大小不同的钟振动幅度相同时，发声的音调相同
C．敲钟时，用力越大钟声在空气中的传播速度越大
D．通过钟声能判断钟是否破损只利用了声波传递能量
8．（2分）（2021•河北）下列光现象与物理知识对应正确的是（　　）
A．在平静的湖面看到蓝天白云﹣﹣光的直线传播
B．游泳池注水后看上去好像变浅了﹣﹣光的反射
C．日出时，看到在地平线以下的太阳﹣﹣光的折射
D．阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成圆形光斑﹣﹣光的反射
9．（3分）（2021•河北）如图所示是探究电磁感应的实验装置。关于电磁感应现象，下列说法正确的是（　　）

A．奥斯特发现了电磁感应现象
B．利用电磁感应现象制作了电动机
C．导线在磁场中沿不同方向运动，导线中都会有感应电流产生
D．如果磁感线和切割磁感线方向都变得相反，导线中感应电流的方向不发生改变
10．（3分）（2021•河北）如图所示的做法中符合安全原则的是（　　）
A．用湿抹布擦发光的灯泡
B．发现有人触电迅速切断电源
C．用手指触碰插座的插孔
D．多个大功率用电器同时用一个插座
11．（3分）（2021•河北）我国北方秋、冬两季的清晨，树枝上常出现雾凇，那么雾凇是怎样形成的？小明做了如图所示实验来进行探究，将冰块放于易拉罐中并加入适量的盐，用筷子搅拌一会儿，发现易拉罐内有冰与盐水混合物、底部出现了白霜。则下列说法正确的是（　　）

A．雾凇是水蒸气凝华形成的
B．白霜是水蒸气凝固形成的
C．雾凇形成过程中放出热量
D．易拉罐内冰与盐水混合物的温度低于0℃
12．（3分）（2021•河北）如图所示能够说明流体压强与流速关系的是（　　）
A．拦河坝设计成上窄下宽
B．向下吹气，乒乓球不下落
C．用吸盘搬运玻璃
D．站在安全线以外候车
13．（3分）（2021•河北）如图所示电路，电源电压不变，滑动变阻器R2的最大阻值与R1的阻值均为R0，a、b、c分别为电阻（阻值为R0）、电流表、电压表其中之一，且不相同。当S1、S3闭合时，移动滑片P，电路中消耗的功率始终为I02R0。下列有关说法正确的是（　　）

A．b一定是电流表，c一定是电压表
B．开关都闭合时，电路消耗功率为2I02R0
C．只闭合S1，若b为电压表，P向右移动，b的示数可能变小
D．将a、c互换，开关都闭合时，电路中的电流可能为3I0
二、填空及简答题（本大题共5个小题：第16小题3分，其他小题每空1分，共14分）
14．（2分）（2021•河北）2021年5月15日7时18分，我国自主研发的“天问一号”探测器稳稳着陆在火星上，使我国成为世界上第二个成功着陆火星的国家。地面控制中心通过发射 　 　向“天问一号”传达指令。指南针是我国古代四大发明之一。指南针能够指南北，是因为指南针受到了 　 　的作用。
15．（3分）（2021•河北）如图所示是一幅撑竿跳高的图片。关于撑竿跳高运动涉及的物理知识，回答下列问题。
（1）问题：运动员对竿的力的作用效果是什么？
回答：　 　。
（2）请从机械能角度提出一个问题并回答。
问题：　 　？
回答：　 　。

16．（3分）（2021•河北）斧子的斧头变松了，人们常用撞击斧柄下端的方法使斧头紧套在斧柄上（如图所示），这是因为 　 　。这样斧头就会牢牢地套在斧柄上了。斧柄下端撞击木墩时，以斧柄为参照物，斧头是 　 　（选填“运动”或“静止”）的。请在图中画出斧头所受重力的示意图。

17．（3分）（2021•河北）小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度﹣时间图象如图所示，由图可知，甲物质比热容 　 　（选填“＞”“＜”或“＝”）乙物质比热容。用酒精灯给物体加热，物体内能增大、温度升高，这是通过 　 　方式实现的。实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。

18．（3分）（2021•河北）太阳能是 　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源，直接利用太阳能可有效地减少碳排放，如图所示是一辆低碳化未来汽车，车顶部装有高效光电转换器，它可将 　 　能转化为电能；车轮的轮毂其实是风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为 　 　能。


三、实验探究题（本大题共4个小题：第19小题4分，第20小题6分，第21小题各7分，共17分）
19．（2021•河北）小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材，探究凸透镜成像的规律。

（1）实验前，使 　 　在同一水平高度。
（2）当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示位置时，光屏上出现了等大清晰的像，此凸透镜的焦距为 　 　cm。
（3）保持凸透镜位置不动，在（2）实验基础上，想要在光屏上得到缩小清晰的烛焰像，接下来的操作是 　 　。
（4）保持凸透镜位置不动，把蜡烛移到45cm处，无论怎样移动光屏，光屏上始终接收不到像。小明观察到像的方法是 　 　。
20．（2021•河北）小明和小红对具有吸水性的小石块的密度进行了测量。（ρ水已知）
（1）小明的实验过程如下：
①将天平放置于水平桌面上，游码放到标尺左端的零刻度线处，天平上指针的位置如图所示，下一步的操作是 　 　。
②用调节好的天平测出小石块的质量为m；
③往量筒中倒入适量的水，读出水面对应的刻度值为V1；
④用细线系好小石块将其浸没在量筒里的水中，读出水面对应的刻度值为V2；
⑤小石块的密度：ρ石＝　 　。
（2）小红的实验过程如下：
①将用细线系好的小石块挂在弹簧测力计下，测出小石块重为G；
②将挂在弹簧测力计下的小石块 　 　在水中，读出弹簧测力计示数为F；
③小石块的密度：ρ石＝　 　。
（3）对小明和小红的实验进行分析与论证，可知小明实验的测量值比小石块密度的真实值 　 　（选填“偏大”或“偏小”）。为了使测量结果更准确，可以在完成小明的实验步骤②后，将 　 　，再继续进行实验。
21．（2021•河北）小明利用图1所示的电路来探究串联电路的部分特点，已知R1＝2Ω、R2＝4Ω、R3＝5Ω、R4＝10Ω，电源电压可调。

（1）请根据图1所示电路图用笔画线代替导线将图2所示实物图补充完整。（此时电源电压为3V）
（2）电路连接完成后，闭合开关S，发现电压表、电流表均无示数；小明又将电压表并联在R2两端，闭合开关S，发现电压表有示数、电流表无示数。则电路中一定存在的故障是 　 　（选填字母）。
A.R1处短路
B.R2处断路
C.电流表处短路
（3）排除故障后，继续实验，实验中，小明调节了电源电压，换用了规格不同的电阻，分别将电压表并联在AB、BC和AC两端，收集的数据如表。

I/A
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
R1与R2串联
0.5
1
2
3
2
R2与R3串联
0.2
0.8
1
1.8
3
R3与R4串联
0.3
1.5
3
4.5
4
R1与R4串联

1
5
6
①表格中第4次实验空格处的数据为 　 　。
②探究串联电路中电压的关系时，分析表中数据可得其规律是 　 　。
③探究串联电路中电阻的关系时，分析表中数据可得其规律是 　 　。
④探究串联电路中电压与电阻关系时，分析表中数据可得其关系是 　 　。
【拓展】完成实验后，小红连接了如图3所示电路，已知Rx＞R1。调整电源电压，将电压表分别并联在AB、BC和AC两端，电压表指针三次偏转中，其中一次满偏，一次偏转的角度为满偏的三分之二。则所有符合上述情况的Rx的最大值与最小值之比是 　 　。
四、计算应用题（本大题共2个小题：第22小题6分，第23小题7分，共13分，解答时，要求有必要的文字说明，公式和计算步骤等，只写最后结果不得分）
22．（2021•河北）图甲是一辆起重车的图片，起重车的质量为9.6t。有四个支撑脚，每个支撑脚的面积为0.3m2，起重时汽车轮胎离开地面，图乙是起重机吊臂上的滑轮组在某次作业中将质量为1200kg的货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的拉力F为5000N，货物上升过程中的s﹣t图象如图丙所示。（不考虑绳重，g取10N/kg）求：
（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强；
（2）拉力F的功率；
（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。

23．（2021•河北）如图所示，小灯泡L规格为“5V 1W”，R0＝50Ω，电源电压不变，电流表的量程为“0～0.6A”、“0～3A”，闭合开关，小灯泡L正常发光。
（1）求R0的功率和电源电压；
（2）拆除小灯泡L，从规格分别为“10Ω 1A”、“100Ω 0.5A”的滑动变阻器中选择其中之一，以及若干导线连入电路。选择哪种规格的变阻器电路消耗的功率最大？最大功率是多少？


2021年河北省中考物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题共13个小题，共31分。1～8小题为单选题，每小题的四个选项中，只有一个选项符合题意，每小题2分；9～13小题为多选题，每小题的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题意，每小题2分，全选对的得3分，选对但不全的得2分，有错选或不选的不得分）
1．（2分）（2021•河北）生活中的下列做法合理的是（　　）
A．雷雨天在大树下避雨
B．将霉变食物高温蒸熟后食用
C．发现天然气泄漏，立即关闭阀门并开窗通风
D．两名同学玩跷跷板时，质量小的同学离支点近些
【分析】（1）雷雨时，特别要小心的是，一定不能到高耸的物体（如旗杆、大树、烟囱、电杆等）下站立，这些地方最容易遭遇雷电袭击。
（2）发霉的食物里面会含有大量霉菌，霉菌会直接在细胞里面大量的扩散，即使使用高温加热也不能彻底的把霉菌杀死。
（3）天然气泄漏，迅速关闭阀门并开窗通风，可以稀释燃气、降低温度，防止发生燃烧或爆炸。
（4）跷跷板就是杠杆的应用，它是通过改变力的大小或者力臂的长度使杠杆发生转动的。
【解答】解：A、在户外遇到雷雨天气，为了避免遭雷击，就不能在大树下避雨，不合题意。
B、发霉的食物里面会含有大量霉菌，霉菌会直接在细胞里面大量的扩散，即使使用高温加热也不能彻底的把霉菌杀死，因此霉变食物高温蒸熟后也不能食用，不合题意。
C、关闭阀门是截止气源避免继续泄漏，开窗通风是为了降低空气中的天然气浓度，防止遇到明火爆燃，符合题意。
D、两名同学玩跷跷板时，根据杠杆平衡条件可知，质量小的同学离支点远一些。不合题意。
故选：C。
【点评】本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识，杠杆平衡条件的应等物理常识，难度不大，属于基础知识。
2．（2分）（2021•河北）下列分类正确的是（　　）
A．非晶体：冰、松香、沥青
B．绝缘体：橡胶、玻璃、石墨
C．稀有气体：氦气、氖气、氩气
D．纯净物：液态氧、金刚石、矿泉水
【分析】（1）晶体有固定的熔点，熔化过程中吸收热量，温度保持不变；非晶体没有熔点，熔化过程中不断吸收热量，温度逐渐升高。
（2）不容易导电的物体叫绝缘体，常见绝缘体中包括：玻璃、陶瓷、塑料、各种油等；容易导电的物体叫导体．常见的导体：各种金属、石墨、以及酸碱盐的溶液等；
（3）稀有气体有氦气、氖气、氩气等；
（4）纯净物由一种物质组成，混合物由两种或两种以上的物质组成。
【解答】解：
A、冰有固定的熔点，是晶体；松香、沥青没有固定的熔点，是非晶体，故A错误；
B、橡胶、玻璃不容易导电，是绝缘体，石墨容易导电，是导体，故B错误；
C、氦气、氖气、氩气都属于稀有气体，故C正确；
D、液态氧、金刚石是纯净物，矿泉水是混合物，故D错误。
故选：C。
【点评】此题考查我们对常见物质的分类，在平时要注意观察，注意积累。
3．（2分）（2021•河北）利用如图所示器材不能完成的实验是（　　）

A．甲：探究水的组成
B．乙：验证燃烧需要氧气
C．丙：检验物体是否带电
D．丁：探究电流通过导体产生热量的多少与电流大小的关系
【分析】A、电解水生成氢气和氧气；
B、蜡烛燃烧一段时间后熄灭，是因为烧杯中的氧气耗尽，说明燃烧需要氧气；
C、验电器可以用来检验物体是否带电，如果金属球带电荷，则金属箔张开；
D、探究电流通过导体产生热量的多少与电流大小的关系，需要改变电路中的电流大小，控制导体电阻和通电时间相同。
【解答】解：A、电解水生成氢气和氧气，说明水由氢元素和氧元素组成，该选项能够完成；
B、蜡烛燃烧一段时间后熄灭，是因为烧杯中的氧气耗尽，说明燃烧需要氧气，该选项能够完成；
C、图示是验电器，可以用来完成检验物体是否带电，该选项能够完成；
D、图丁R1与R2串联，开关闭合时，根据串联电路电流规律可知，通过R1与R2的电流相等，同时通电时间也相等，故可以探究电流通过导体产生热量的多少与电阻大小的关系，该选项不能完成。
故选：D。
【点评】本题主要考查物质的性质、验电器的作用、探究电热的影响因素，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。
4．（2分）（2021•河北）按如图所示进行实验，当观察到热水大面积变成红色时，冷水中只有品红周围变成红色。对该现象的微观解释合理的是（　　）

A．温度越高，分子质量越小
B．温度越高，分子体积越大
C．温度越高，分子间隔越小
D．温度越高，分子运动越快
【分析】根据分子的性质进行分析，分子在不断地运动，分子的运动与温度有关．
【解答】解：分子在不断地运动，分子的运动与温度有关，温度高时，分子的运动快，温度低时，分子的运动慢，故当热水大面积变成红色时，冷水中只有品红周围的溶液变成了红色。
故选：D。
【点评】本题考查了分子的性质，完成此题，可以依据已有的知识进行．
5．（2分）（2021•河北）如图所示实验不能得出相应结论的是（　　）
A．加入肥皂水振荡，泡沫很少、浮渣多，说明试管中的水是硬水
B．对着玻璃片哈气，玻璃片上出现水雾，说明空气中含有水蒸气
C．在装满水的烧杯中向下按易拉罐，溢出水越多，手受到的压力越大，说明物体排开水的体积越大，物体受到的浮力越大
D．在材料、粗糙程度相同的水平面上匀速拉物体，物体越重，拉力越大，说明在其他条件不变时，压力越大，滑动摩擦力越大
【分析】（1）硬水中含有较多的可溶性钙镁化合物，软水中不含或含有少量的可溶性钙镁化合物，硬水能与肥皂水混合产生浮渣多，泡沫少；软水与肥皂水混合产生泡沫多，浮渣少，故可以使用肥皂水鉴别硬水和软水；降低水的硬度的方法是：加热煮沸、蒸馏，生活中常用加热煮沸的方法来降低水的硬度，自来水中含有水、消毒剂、微生物等属于混合物；制备自来水过程中，常用活性炭的吸附性来去色除味。
（2）水雾是温度高的水蒸气遇冷液化形成的；
（3）根据图中易拉罐排开水的体积和受到的浮力关系结合控制变量法，分析能否得出选项中的结论；
（4）根据图中压力和摩擦力的关系结合控制变量法，分析能否得出选项中的结论。
【解答】解：A、取水样加入肥皂水，振荡，若泡沫少、浮渣多，则为硬水，浮渣少，泡沫多就是软水，故A正确；
B、对着玻璃片哈气，玻璃片上出现水雾，是从口中呼出的水蒸气遇冷液化，不能说明空气中含有水蒸气，故B错误；
C、将空易拉罐缓缓压入到盛水烧杯中的过程中，易拉罐排开水的体积增大，易拉罐受到的浮力增大，由此可知，物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大，故C正确
D、在材料、粗糙程度相同的水平面上匀速拉物体，物体越重，压力越大；拉力越大，说明滑动摩擦力越大，可得结论：在其他条件不变时，压力越大，滑动摩擦力越大，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查了硬水和软水的区别方法、液化现象、探究浮力的影响因素、滑动摩擦力的影响因素，要求认真分析、准确判断，易错题！
6．（2分）（2021•河北）下列数据最接近实际情况的是（　　）
A．人正常体温约为37.8℃
B．初中语文课本的长度约为26cm
C．一个苹果的质量约为1.2kg
D．正常人脉搏跳动10次所用时间约为1min
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。
【解答】解：A、正常情况下，人的体温在37℃左右，变化幅度很小。故A不符合实际；
B、一根筷子的长度约25cm，初中语文课本的长度略大于此数值，在26cm左右。故B符合实际；
C、三个苹果的质量约1斤，而1斤＝500g，所以一个苹果的质量在160g＝0.16kg左右。故C不符合实际；
D、正常情况下，人的脉搏跳动一次的时间接近1s，跳动10次的时间在8s左右。故D不符合实际。
故选：B。
【点评】估测法是利用物理概念、规律、物理常数和常识对物理量的数值、数量级进行快速计算以及对取值范围合理估测的方法。
7．（2分）（2021•河北）如图所示是我国春秋战国时代的乐器﹣﹣编钟。关于编钟下列说法正确的是（　　）

A．悠扬的编钟声是由钟的振动产生的
B．大小不同的钟振动幅度相同时，发声的音调相同
C．敲钟时，用力越大钟声在空气中的传播速度越大
D．通过钟声能判断钟是否破损只利用了声波传递能量
【分析】（1）声音是由物体的振动产生的；
（2）物理学中把声音的高低称为音调，音调的高低与发声体的振动快慢有关，物体振动越快，音调就越高；
人耳能感觉到的声音的强弱称为响度，响度与声音的振幅有关，振幅越大，响度越大，振幅越小，响度越小；
（3）声音在同温度的同种均匀介质中传播速度是相同的；
（4）音色反映了声音的品质和特色，不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同。
【解答】解：
A、敲击钟时发出的声音是由钟振动而产生的，故A正确；
B、大小不同的钟振动幅度相同时，发声的音调不同，故B错误；
C、敲钟时，用力越大，钟声的响度越大，而响度不同的钟声在空气中的传播速度是相同的，故C错误；
D、通过钟声能判断钟是否破损是利用了声音可以传递信息，故D错误。
故选：A。
【点评】本题通过“编钟”考查声音的产生、乐音的响度、音色和音调的区别，注重了物理知识应用能力的考查。
8．（2分）（2021•河北）下列光现象与物理知识对应正确的是（　　）
A．在平静的湖面看到蓝天白云﹣﹣光的直线传播
B．游泳池注水后看上去好像变浅了﹣﹣光的反射
C．日出时，看到在地平线以下的太阳﹣﹣光的折射
D．阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成圆形光斑﹣﹣光的反射
【分析】光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向会发生偏折，如：透镜的应用、池水变浅了等。
光在同一均匀介质中是沿直线传播的，应用的实例有：小孔成像、影子的形成、日食和月食现象；
光的反射是指光线遇到障碍物被反射回来的现象，比如我们平时看到的物体，平面镜成像等。
【解答】解：A、在平静的湖面可以看到蓝天白云是平面镜成像，属于光的反射现象，故A错误；
B、游泳池注水后，看上去好像变浅了，这是由于光的折射造成的，故B错误；
C、日出时，看到在地平线以下的太阳，这是由于光在不均匀的大气中传播时发生折射形成的，故C正确；
D、阳光透过树叶间的缝隙射到地面上，形成圆形光斑，是通过小孔成的太阳的像，是利用光的直线传播的原理形成的，故D错误。
故选：C。
【点评】本题主要考查学生利用光学知识解释生活中常见的物理现象，此题与实际生活联系密切，体现了生活处处是物理的理念。
9．（3分）（2021•河北）如图所示是探究电磁感应的实验装置。关于电磁感应现象，下列说法正确的是（　　）

A．奥斯特发现了电磁感应现象
B．利用电磁感应现象制作了电动机
C．导线在磁场中沿不同方向运动，导线中都会有感应电流产生
D．如果磁感线和切割磁感线方向都变得相反，导线中感应电流的方向不发生改变
【分析】产生感应电流的条件：①闭合电路中一部分导体；②在磁场中做切割磁感应线运动，电磁感应现象首先由法拉第发现；感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关。
【解答】解：A、奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，故A错误；
B、人们利用电磁感应现象制作了发电机，故B错误；
C、导线在磁场中只有做切割磁感线运动时，导线才会有感应电流产生，故C错误；
D、感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关，如果磁感线和切割磁感线方向都变得相反，则导线中感应电流的方向不发生改变，故D正确。
故选：D。
【点评】电磁感应现象的学习重在理解两点：①产生感应电流的条件：闭合、部分、切割；②典型应用于：发电机、动圈式话筒。
10．（3分）（2021•河北）如图所示的做法中符合安全原则的是（　　）
A．用湿抹布擦发光的灯泡
B．发现有人触电迅速切断电源
C．用手指触碰插座的插孔
D．多个大功率用电器同时用一个插座
【分析】（1）生活用水是导体；
（2）有人触电时不能用手拉他，应立刻切断电源或用干燥的木棒将人和电线分开；
（3）安全用电的原则是不靠近高压带电体，不接触低压带电体；
（4）同一插座上连接的用电器不能过多，否则会引起电路电流过大，造成火灾。
【解答】解：A、由于生活用水是导体，所以用湿抹布擦发光的灯泡很容易使得人触电。故A不符合安全用电原则；
B、发现有人触电，施救时应先将触电者与带电体分离，切断电源或用干燥竹竿等绝缘体将电线跳开。故B符合安全用电原则；
C、用手指触碰插座的插孔的做法是很危险的，很容易碰到里面的火线而触电。故C不符合安全用电原则；
D、插座板负载过多，干路电流过大，会造成火灾。故D不符合安全用电原则。
故选：B。
【点评】本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、多积累，加强安全意识，不能违反。
11．（3分）（2021•河北）我国北方秋、冬两季的清晨，树枝上常出现雾凇，那么雾凇是怎样形成的？小明做了如图所示实验来进行探究，将冰块放于易拉罐中并加入适量的盐，用筷子搅拌一会儿，发现易拉罐内有冰与盐水混合物、底部出现了白霜。则下列说法正确的是（　　）

A．雾凇是水蒸气凝华形成的
B．白霜是水蒸气凝固形成的
C．雾凇形成过程中放出热量
D．易拉罐内冰与盐水混合物的温度低于0℃
【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。
（3）根据易拉罐底部白霜的形成条件分析冰与盐水混合物的温度。
【解答】解：A、雾凇是空气中的水蒸气凝华形成的小冰晶，故A说法正确；
B、白霜是空气中的水蒸气凝华形成的小冰晶，故B说法不正确；
C、雾凇形成过程属于凝华，凝华过程放出热量，故C说法正确；
D、是由水蒸气温度下降到0℃以下凝华形成的，即要形成霜温度必须要低于0℃，因此易拉罐内冰与盐水混合物的温度低于0℃，故D正确。
故选：ACD。
【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。
12．（3分）（2021•河北）如图所示能够说明流体压强与流速关系的是（　　）
A．拦河坝设计成上窄下宽
B．向下吹气，乒乓球不下落
C．用吸盘搬运玻璃
D．站在安全线以外候车
【分析】（1）液体内部压强随着深度的增加而增大；
（2）流体流速越大的位置，压强越小。
（3）吸盘是利用了大气压的作用；
（4）空气流速越快的位置压强越小。。
【解答】解：A、液体内部压强随着深度的增加而增大，即越往下面，河水的压强越大，所以拦河坝设计成下宽上窄，故A不合题意；
B、对着漏斗吹气，乒乓球上方的空气流速变大，压强变小，小于下部的气压，产生了一个向上的压强差，将乒乓球托住，故B符合题意；
C、吸盘要固定在玻璃上，需要先用力挤压吸盘，把盘内的空气挤出，然后吸盘就被外界的大气压紧压在了玻璃上，利用的是大气压，故C不合题意；
D、在站台上的乘客要站在安全线以外候车，是因为空气流速越快的位置压强越小，故D符合题意。
故选：BD。
【点评】本题四个选项考查了多个方面的知识，此类选择题是中考题中最常见的，是能较全面的考查基础知识的综合题。
13．（3分）（2021•河北）如图所示电路，电源电压不变，滑动变阻器R2的最大阻值与R1的阻值均为R0，a、b、c分别为电阻（阻值为R0）、电流表、电压表其中之一，且不相同。当S1、S3闭合时，移动滑片P，电路中消耗的功率始终为I02R0。下列有关说法正确的是（　　）

A．b一定是电流表，c一定是电压表
B．开关都闭合时，电路消耗功率为2I02R0
C．只闭合S1，若b为电压表，P向右移动，b的示数可能变小
D．将a、c互换，开关都闭合时，电路中的电流可能为3I0
【分析】（1）当S1、S3闭合时，移动滑片P，电路中消耗的功率始终为I02R0，说明滑动变阻器没有接入电路，a和c串联接入电路，据此分析出a是电阻，c与b都是既可能为电流表，也可能为电压表，且电源电压U＝I0R0；
（2）开关都闭合时，滑动变阻器被短路，a和R1串联，根据欧姆定律得出此时总电阻和电流，根据P＝I2R得出电路消耗的功率；
（3）只闭合S1，a和滑动变阻器串联，电压表b测量滑动变阻器两端的电压，P向右移动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联分压特点可知b的示数变大；
（4）a是电阻，c是电流表，若将a、c互换，开关都闭合时，a与R2并联，根据欧姆定律可知则通过a的电流为I0，若电路中的电流为3I0，根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流为：3I0﹣I0﹣2I0，根据欧姆定律得出此时滑动变阻器接入电路的阻值为，并与滑动变阻器的最大阻值R0比较分析是否符合实际。
【解答】解：A、当S1、S3闭合时，移动滑片P，电路中消耗的功率始终为I02R0，说明滑动变阻器没有接入电路，a和c串联接入电路，据此分析出a是电阻，c与b都是既可能为电流表，也可能为电压表，且电源电压U＝I0R0，故A错误；
B、开关都闭合时，滑动变阻器被短路，a和R1并联，此时总电阻R总＝，I＝＝＝2I0，P＝I2R＝（2I0）2×＝2I02R0，故B正确；
C、只闭合S1，a和滑动变阻器串联，电压表b测量滑动变阻器两端的电压，P向右移动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联分压特点可知b的示数变大，故C错误；
D、a是电阻，c可能是电流表，也可能是电压表，当c为电流表时，若将a、c互换，开关都闭合时，a与R2并联，则通过a的电流为I0，若电路中的电流为3I0，根据并联电路的电流特点可知通过R2的电流为：3I0﹣I0＝2I0，
此时滑动变阻器接入电路的阻值为R2′＝＝，小于滑动变阻器的最大阻值R0，故D正确。
故选：BD。
【点评】本题考查电流表和电压表的使用、等效电路分析、欧姆定律的应用、电功率的计算等问题，难度较大。
二、填空及简答题（本大题共5个小题：第16小题3分，其他小题每空1分，共14分）
14．（2分）（2021•河北）2021年5月15日7时18分，我国自主研发的“天问一号”探测器稳稳着陆在火星上，使我国成为世界上第二个成功着陆火星的国家。地面控制中心通过发射 　电磁波　向“天问一号”传达指令。指南针是我国古代四大发明之一。指南针能够指南北，是因为指南针受到了 　地磁场　的作用。
【分析】（1）电磁波能在真空中传播。
（2）地磁场：地球是个大磁体。由地球产生的磁场叫地磁场。
（3）磁极间的作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
【解答】解：“天问一号”火星探测器着陆火星，进行火星探测，火星与地球之间相距远，真空的环境目前采用电磁波的方式进行信息的传输。
指南针指南北方向，是由于受地磁场的作用，依据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，指南针的N极指向地磁的南极（即地理北方），指南针的S极指向地磁的北极（即地理的南方）。
故答案为：电磁波，地磁场。
【点评】本题考查信息传递的方式和地磁场，基础知识考查。
15．（3分）（2021•河北）如图所示是一幅撑竿跳高的图片。关于撑竿跳高运动涉及的物理知识，回答下列问题。
（1）问题：运动员对竿的力的作用效果是什么？
回答：　改变了撑杆的形状　。
（2）请从机械能角度提出一个问题并回答。
问题：　当运动员从越过横杆从最高点后下落的过程中，运动员的重力势能怎样变化　？
回答：　当运动员从越过横杆从最高点后下落的过程中，重力势能不断减小　。

【分析】（1）力的作用效果：一是力可以改变物体的形状，二是力可以改变物体的运动状态；
（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度；
【解答】解：（1）运动员对撑杆施力的时候，受力物体撑杆，撑杆变弯，说明运动员对竿的力的作用效果改变了撑杆的形状；
（2）当运动员从越过横杆从最高点后下落的过程中，运动员的质量不变，但高度不断降低，所以重力势能不断减小。
故答案为：改变了撑杆的形状；当运动员从越过横杆从最高点后下落的过程中，运动员的重力势能怎样变化；当运动员从越过横杆从最高点后下落的过程中，重力势能不断减小。
【点评】在分析力的作用效果时，一定要明确研究对象，不要盲目答题，此题得难点开放性问答的方式，使学生不知如何提出问题和回答问题。
16．（3分）（2021•河北）斧子的斧头变松了，人们常用撞击斧柄下端的方法使斧头紧套在斧柄上（如图所示），这是因为 　斧头具有惯性　。这样斧头就会牢牢地套在斧柄上了。斧柄下端撞击木墩时，以斧柄为参照物，斧头是 　运动　（选填“运动”或“静止”）的。请在图中画出斧头所受重力的示意图。

【分析】（1）物体具有保持原来运动状态不变的性质叫做惯性，任何物体都具有惯性。
（2）如果物体相对于参照物的位置保持不变，则物体是静止的；如果物体相对于参照物的位置不断变化，则物体是运动的。
（3）重力的方向是竖直向下的，重力的作用点在重心，据此可作出斧头所受重力的示意图。
【解答】解：
（1）斧子的斧头变松了，用斧柄撞击树墩时，斧柄由于受到树墩对它的阻力而停止运动；而斧头由于具有惯性，会保持原来的运动状态继续向下运动；这样磕了几下之后，斧头就紧套在斧柄上。
（2）斧柄下端撞击木墩时，斧头相对于斧柄的位置发生了变化，故以斧柄为参照物，斧头是运动的。
重力的方向是竖直向下的，过斧头的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，如图所示：

故答案为：斧头具有惯性；运动；见上图。
【点评】本题考查了学生对惯性、运动和静止的相对性、重力的示意图的作法等知识的理解和掌握情况，虽然涉及的知识点较多，但都比较简单。
17．（3分）（2021•河北）小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度﹣时间图象如图所示，由图可知，甲物质比热容 　＜　（选填“＞”“＜”或“＝”）乙物质比热容。用酒精灯给物体加热，物体内能增大、温度升高，这是通过 　热传递　方式实现的。实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值 　不变　（选填“变大”“变小”或“不变”）。

【分析】（1）知道用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热，观察图象，在相同时间内，甲物质比乙物质的温度升高的快，根据吸热公式Q＝cm△t可知，甲、乙物质的比热容大小关系；
（2）改变物体内能的方式有做功和热传递；
（3）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值，热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类和状态有关。
【解答】解：（1）用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热时，相同时间内，两种物质吸收的热量相同；由图象可知，甲物质比乙物质的温度升高的快，根据吸热公式Q＝cm△t，可知甲物质的比热容小于乙物质的比热容；
（2）用酒精灯给物体加热，物体吸收热量，内能增大，这是通过热传递的方式实现的；
（3）热值是燃料的一种特性，不随质量的改变而改变，故酒精灯中剩余的酒精热值不变。
故答案为：＜；热传递；不变。
【点评】本题考查了吸热公式Q＝cm△t的应用，对改变物体内能方式和热值概念等知识的理解，要知道用相同的酒精灯加热，在相同时间内，物质吸收的热量相同，能从图象得出相关信息是关键。
18．（3分）（2021•河北）太阳能是 　可再生　（选填“可再生”或“不可再生”）能源，直接利用太阳能可有效地减少碳排放，如图所示是一辆低碳化未来汽车，车顶部装有高效光电转换器，它可将 　太阳　能转化为电能；车轮的轮毂其实是风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为 　电　能。


【分析】根据能源的分类来分析；高效光电转换器是把太阳能转化成电能的装置；风力发电机是将风能转化为电能的装置。
【解答】解：太阳能是可再生能源，清洁无污染。车顶部装有高效光电转换器，它是把太阳能转化为电能的装置；风力发电机，它是将风能转化为电能的装置。
故答案为：可再生；太阳；电。
【点评】此题主要考查的是人们对太阳能利用的认识以及使用太阳能的有点﹣﹣环保低碳、无污染。充分体现了物理来源于生活，又服务于社会的新课程理念。
三、实验探究题（本大题共4个小题：第19小题4分，第20小题6分，第21小题各7分，共17分）
19．（2021•河北）小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材，探究凸透镜成像的规律。

（1）实验前，使 　烛焰、凸透镜、光屏的中心　在同一水平高度。
（2）当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示位置时，光屏上出现了等大清晰的像，此凸透镜的焦距为 　10　cm。
（3）保持凸透镜位置不动，在（2）实验基础上，想要在光屏上得到缩小清晰的烛焰像，接下来的操作是 　将蜡烛适当向左移动，并将光屏适当向左移动，使之位置于1倍焦距和2倍焦距之间　。
（4）保持凸透镜位置不动，把蜡烛移到45cm处，无论怎样移动光屏，光屏上始终接收不到像。小明观察到像的方法是 　从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察　。
【分析】（1）需将凸透镜放在蜡烛和光屏的中间，为了使烛焰的像能成在光屏的中心，需要调节烛焰、光心和光屏的中心在同一高度。
（2）凸透镜成像时，当u＝2f，成倒立、等大的实像，由此根据图示分析解答。
（3）凸透镜成像时，物距变大，像距变小，像变小，由此分析解答。
（4）当物体处于一倍焦距之内时，成的是一个正立、放大的虚像，而虚像不能在光屏上呈现，此时像物在同一侧。
【解答】解：（1）实验前，应使蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，这样做的目的是为使烛焰的像成在光屏的中央。
（2）凸透镜成像时，蜡烛放在距离凸透镜20cm处时，即u＝20.0cm，光屏上得到倒立、等大的实像，则u＝20.0cm＝2f，所以f＝10cm。
（3）在（2）中成倒立、等大的实像，为使光屏上得到缩小清晰的烛焰像，蜡烛应向左移动一定距离，这样物距变大，像距变小，成的像也变小，因此想要在光屏上得到烛焰缩小、清晰的像，接下来的操作是将蜡烛适当向左移动，并将光屏适当向左移动，使之位置于1倍焦距和2倍焦距之间；
需满足u＞2f＝20cm，f＜v＜2f，即10cm＜v＜20cm，所以在（2）实验基础上，接下来的操作是将蜡烛和光屏向左移动。
（4）保持凸透镜位置不动，把蜡烛移到45cm处时，u＝5cm＜f，成的是一个正立、放大的虚像，且像和物在凸透镜的同一侧，因此要想看到这个像，应从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察。
故答案为：（1）烛焰、凸透镜、光屏的中心；（2）10；（3）将蜡烛适当向左移动，并将光屏适当向左移动，使之位置于1倍焦距和2倍焦距之间；（4）从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察。
【点评】本题是凸透镜成像规律的探究实验，考查了实验操作，成像规律的应用，掌握成像特点与物距、像距之间的关系是解决此题的关键。
20．（2021•河北）小明和小红对具有吸水性的小石块的密度进行了测量。（ρ水已知）
（1）小明的实验过程如下：
①将天平放置于水平桌面上，游码放到标尺左端的零刻度线处，天平上指针的位置如图所示，下一步的操作是 　将平衡螺母向左端调节，使天平横梁水平平衡　。
②用调节好的天平测出小石块的质量为m；
③往量筒中倒入适量的水，读出水面对应的刻度值为V1；
④用细线系好小石块将其浸没在量筒里的水中，读出水面对应的刻度值为V2；
⑤小石块的密度：ρ石＝　　。
（2）小红的实验过程如下：
①将用细线系好的小石块挂在弹簧测力计下，测出小石块重为G；
②将挂在弹簧测力计下的小石块 　浸没　在水中，读出弹簧测力计示数为F；
③小石块的密度：ρ石＝　ρ水　。
（3）对小明和小红的实验进行分析与论证，可知小明实验的测量值比小石块密度的真实值 　偏大　（选填“偏大”或“偏小”）。为了使测量结果更准确，可以在完成小明的实验步骤②后，将 　让石块吸足水　，再继续进行实验。
【分析】（1）天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻度处，平衡螺母向上翘的一端调节，使天平的横梁水平平衡；
石块的体积等于石块和水的总体积减去水的体积，根据密度公式ρ＝求石块的密度；
（2）由m＝求得石块的质量；石块浸没在水中，则石块排开水的体积等于石块的体积；根据密度公式ρ＝求石块的密度；
（3）因石块放在水中时会吸水，测体积前可以让石块吸足水，或在石块的外部包一层薄保鲜膜，或采用排沙法测体积。
【解答】解：（1）如图，横梁上的指针指在分度盘的右侧，说明天平的左端上翘，所以应将平衡螺母向左端调节，使天平横梁水平平衡；
石块的体积：V＝V2﹣V1，由密度公式可得，石块的密度：ρ石＝＝；
（2）石块的重力为G，则质量：m＝，
石块浸没在水中，弹簧测力计的示数为F，则石块浸没时受到的浮力：F浮＝G﹣F，
根据阿基米德原理，石块排开水的体积：V排＝＝，
石块浸没在水中，石块的体积：V＝V排＝，
所以石块的密度：ρ石＝＝＝ρ水；
（5）石块放入水中后，因其具有吸水性，导致液面下降，所测体积偏小，由密度公式ρ＝可知，密度的测量值偏大；为避免这一影响，测体积前可以让石块吸足水，或可在具有吸水性的石块的外部包一层薄保鲜膜，或采用排沙法测体积。
故答案为：（1）①将平衡螺母向左端调节，使天平横梁水平平衡；⑤；（2）②浸没；③ρ水；（3）偏大；让石块吸足水。
【点评】此题是测量固体物体的密度实验，考查了等效替代法的应用，密度的计算是基础，有关物体体积的测量是难点。要掌握两种测量体积的方法，特别是利用阿基米德原理测量物体的体积更为重点。
21．（2021•河北）小明利用图1所示的电路来探究串联电路的部分特点，已知R1＝2Ω、R2＝4Ω、R3＝5Ω、R4＝10Ω，电源电压可调。

（1）请根据图1所示电路图用笔画线代替导线将图2所示实物图补充完整。（此时电源电压为3V）
（2）电路连接完成后，闭合开关S，发现电压表、电流表均无示数；小明又将电压表并联在R2两端，闭合开关S，发现电压表有示数、电流表无示数。则电路中一定存在的故障是 　 　（选填字母）。
A.R1处短路
B.R2处断路
C.电流表处短路
（3）排除故障后，继续实验，实验中，小明调节了电源电压，换用了规格不同的电阻，分别将电压表并联在AB、BC和AC两端，收集的数据如表。

I/A
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
R1与R2串联
0.5
1
2
3
2
R2与R3串联
0.2
0.8
1
1.8
3
R3与R4串联
0.3
1.5
3
4.5
4
R1与R4串联

1
5
6
①表格中第4次实验空格处的数据为 　0.5　。
②探究串联电路中电压的关系时，分析表中数据可得其规律是 　串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和　。
③探究串联电路中电阻的关系时，分析表中数据可得其规律是 　串联电路的总电阻等于各分电阻之和　。
④探究串联电路中电压与电阻关系时，分析表中数据可得其关系是 　在串联电路中，各部分电路两端电压之比等于各电路的电阻之比　。
【拓展】完成实验后，小红连接了如图3所示电路，已知Rx＞R1。调整电源电压，将电压表分别并联在AB、BC和AC两端，电压表指针三次偏转中，其中一次满偏，一次偏转的角度为满偏的三分之二。则所有符合上述情况的Rx的最大值与最小值之比是 　13：3　。
【分析】（1）电流表要串联接入电路，且电流要从“+”接线柱流入，“﹣”接线柱流出。
（2）当电流表无示数而电压表有示数时，表明是与电压表并联的这部分电路发生了断路。
（3）分析表格时，要多组数据分析，以防出现片面的认知。
（4）电压表满偏的情况下示数为3V或15V；偏转的角度为满偏的三分之二时示数为2V或10V。
【解答】解：（1）已知电源电压为3V，当R1、R2串联接入电路时，电路中的总电阻最小，则此时电路中的电流最大，为I＝＝＝＝0.5A＜0.6A，所以电流表选用的量程为0～0.6A。电流表要串联接入电路，且电流要从“+”接线柱流入，“﹣”接线柱流出，如图所示。

（2）电路连接完成后，电压表测R1两端电压，闭合开关S，发现电压表、电流表均无示数，说明电路中存在断路；将电压表并联在R2两端，电压表测R2两端电压，闭合开关S，发现电压表有示数、电流表无示数，说明电压表所在电路是通路，与电压表并联的这部分电路存在断路。
（3）①当R1、R4串联接入电路时，通过它们的电流相等，为。
②探究串联电路中电压的关系时，分析表中数据可以发现：UAC＝UAB+UBC，则可得出结论：串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和。
③探究串联电路中电阻的关系时，分析表中数据可以发现：RAC＝RAB+RBC，则可得出结论：串联电路的总电阻等于各分电阻之和。
④在串联电路中，通过电路的电流为I＝＝，则可得：＝。将表格中数据代入上式子后，可以确认关系成立。故可得出结论：在串联电路中，各部分电路两端电压之比等于各电路的电阻之比。
【拓展】已知Rx＞R1，则Rx两端电压＞R1两端电压。
①当电压表选用0～3V量程时，若UAC＝3V，UBC＝2V，则UAB＝1V，符合题意。根据＝、R1＝2Ω、UBC＝2V、UAB＝1V可求得RBC＝4Ω，即Rx＝4Ω。
②当电压表选用0～15V量程时，若UAC＝15V，UBC＝10V，则UAB＝5V，符合题意。根据＝、R1＝2Ω、UBC＝10V、UAB＝5V可求得RBC＝4Ω，即Rx＝4Ω。
③当测量UAC使用0～15V量程，测量UAB使用0～3V量程时，若UAC＝15V、UAB＝2V，则UBC＝13V，同上求得RBC＝13Ω，即Rx＝13Ω；若UAC＝10V、UAB＝3V，则UBC＝7V，同上求得RBC＝，即Rx＝；若UBC＝10V、UAB＝3V，则UAC＝13V，同上求得RBC＝Ω，即Rx＝Ω；若UAB＝2V（0～3V量程）、UBC＝3V（0～3V量程），则UAB＝5V，同上求得RBC＝3Ω，即Rx＝3Ω。
综上所述，Rx最小为3Ω，最大为13Ω。则Rx的最大值与最小值之比是13：3。
故答案为：（1）如上图所示。
（2）B。
（3）①0.5；②串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和；③串联电路的总电阻等于各分电阻之和；④在串联电路中，各部分电路两端电压之比等于各电路的电阻之比。
【拓展】13：3。
【点评】（1）本题中，我们还可以通过表格中电流的大小判断出电流表所用的量程。
（2）在没有明确说明的情况下，用文字说明或用关系式表达物理量之间的关系都是正确的。
（3）在解答类似“拓展”的试题时，关键是把每种可能罗列出来。
四、计算应用题（本大题共2个小题：第22小题6分，第23小题7分，共13分，解答时，要求有必要的文字说明，公式和计算步骤等，只写最后结果不得分）
22．（2021•河北）图甲是一辆起重车的图片，起重车的质量为9.6t。有四个支撑脚，每个支撑脚的面积为0.3m2，起重时汽车轮胎离开地面，图乙是起重机吊臂上的滑轮组在某次作业中将质量为1200kg的货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的拉力F为5000N，货物上升过程中的s﹣t图象如图丙所示。（不考虑绳重，g取10N/kg）求：
（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强；
（2）拉力F的功率；
（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。

【分析】（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压力等于起重车和货物的重力之和，受力面积等于4个支撑脚的面积之和，利用p＝求出提升货物过程中起重车对水平地面的压强；
（2）根据图乙读出滑轮组钢丝绳的有效股数，根据图丙读出货物在t＝10s内上升的高度，利用s＝nh求出钢丝绳移动的距离，利用W＝Fs求出拉力F做的功，再利用P＝求出拉力F的功率；
（3）根据W＝Gh＝mgh求出拉力F在10s内所做的有用功，利用η＝×100%求出提升货物过程中滑轮组的机械效率。
【解答】解：（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压力：
F压＝G总＝（m车+m货物）g＝（9.6×103kg+1200kg）×10N/kg＝1.08×105N，
受力面积：
S＝4×0.3m2＝1.2m2，
提升货物过程中起重车对水平地面的压强：
p＝＝＝9×104Pa；
（2）由图乙可知，滑轮组钢丝绳的有效股数n＝3，
由图丙可知，货物在t＝10s内上升的高度h＝s＝2.5m，则钢丝绳移动的距离：
s绳＝nh＝3×2.5m＝7.5m，
拉力F做的功：
W总＝Fs绳＝5000N×7.5m＝3.75×104J，
拉力F的功率：
P＝＝＝3.75×103W；
（3）拉力F在10s内所做的有用功：
W有＝G货物h＝m货物gh＝1200kg×10N/kg×2.5m＝3×104J，
提升货物过程中滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝80%。
答：（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强为9×104Pa；
（2）拉力F的功率为3.75×103W；
（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率为80%。
【点评】本题考查了重力公式和压强公式、做功公式、功率公式以及滑轮组机械效率公式的应用，要注意提升货物过程中起重车对水平地面的压力等于总重力。
23．（2021•河北）如图所示，小灯泡L规格为“5V 1W”，R0＝50Ω，电源电压不变，电流表的量程为“0～0.6A”、“0～3A”，闭合开关，小灯泡L正常发光。
（1）求R0的功率和电源电压；
（2）拆除小灯泡L，从规格分别为“10Ω 1A”、“100Ω 0.5A”的滑动变阻器中选择其中之一，以及若干导线连入电路。选择哪种规格的变阻器电路消耗的功率最大？最大功率是多少？

【分析】由电路图可知，闭合开关，灯泡L与定值电阻R0串联，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、功率和额定功率相等，根据串联电路的电流特点和P＝UI求出电路中的电流，利用欧姆定律求出R0两端的电压，利用P＝UI求出R0的功率，再利用串联电路的电压特点求出电源电压；
（2）若定值电阻R0与滑动变阻器R串联，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，根据欧姆定律求出电路的最大电流；若定值电阻R0与滑动变阻器R并联时，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过滑动变阻器的最小电流，然后与滑动变阻器允许通过的最大电流相比较确定可以与定值电阻R0并联的滑动变阻器，然后根据并联电路的电流特点和欧姆定律结合变阻器允许通过的最大电流确定电路的最大电流，同时要注意电流表的量程和连接的位置，利用P＝UI求出电路的最大总功率。
【解答】解：由电路图可知，闭合开关，灯泡L与定值电阻R0串联，电流表测电路中的电流。
（1）灯泡正常发光时其两端的电压UL＝5V，功率PL＝1W，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P＝UI可得，电路中的电流I1＝＝＝0.2A，
由I＝可得，R0两端的电压U0＝I1R0＝0.2A×50Ω＝10V，
R0的功率P0＝U0I1＝10V×0.2A＝2W，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源电压U＝U0+UL＝10V+5V＝15V；
（2）若定值电阻R0与滑动变阻器R串联时，
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，最大电流I大＝＝＝0.3A；
若定值电阻R0与滑动变阻器R并联时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，通过滑动变阻器的最小电流分别为IR＝＝＝1.5A，IR′＝＝＝0.15A，
因“10Ω 1A”的滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，且小于1.5A，
所以，该规格的滑动变阻器不能与定值电阻R0并联，
因“100Ω 0.5A”的滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A，且大于0.15A，
所以，该规格的滑动变阻器能与定值电阻R0并联，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，此时电路的最大总电流I大′＝I大+IR大＝0.3A+0.5A＝0.8A，
综上可知，当“100Ω 0.5A”的滑动变阻器与定值电阻R0并联，且电流表（选0～0.6A量程时位于两支路之一或选0～3A的量程位于干路）时，电路的总功率最大，
则电路消耗的最大功率P滑大＝UI大′＝15V×0.8A＝12W。
答：（1）R0的功率为2W，电源电压为15V；
（2）选择“100Ω 0.5A”规格的变阻器与定值电阻R0并联、且电流表选0～0.6A量程位于两支路之一或选0～3A的量程位于干路时，电路消耗的总功率最大，最大功率是12W。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，正确确定最后一问中电路的最大电流是关键。
声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布
日期：2021/9/30 14:58:57；用户：周达；邮箱：sjhzxyh13@xyh.com；学号：37802003