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2022年河南省平顶山市中考物理一模试卷
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这是一份2022年河南省平顶山市中考物理一模试卷，共26页。试卷主要包含了填空题，选择题，作图题，实验探究题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
2022年河南省平顶山市中考物理一模试卷
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）如图甲所示为温度计的一部分，该温度计的示数为 ℃；如图乙所示，用刻度尺所测物体的长度为 cm。
2．（2分）宋代王安石《梅花》中有诗句“遥知不是雪，为有暗香来。”，能从不同方向看到梅花，是因为光发生了 反射，淡淡花香飘散在空气中，这是 现象。
3．（2分）如图所示是四冲程汽油机内部剖面图，此为 冲程；汽油机需要用冷却液进行降温，是利用了冷却液的 大的特性。
4．（2分）目前核能已经被广泛和平利用于核能发电，核电站是利用 （选填“裂变”或“聚变”）时释放出大量的核能来发电的，核能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。
5．（4分）如图所示，有三个实心圆柱体甲、乙、丙，放在水平地面上，其中甲、乙高度相同，乙、丙的底面积相同，三者对地面的压强相等，则ρ甲 ρ乙 ρ丙，m甲 m乙 m丙（均选填“＞”、“＝”或“＜”）。
6．（2分）如图所示，是某科技小组设计的监测河水流速变化的装置原理图，机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动，电源电压保持不变。闭合开关S，当水流的速度变大时，电压表示数与电流表示数的比值 （选填“变大”、“变小”或“不变”），电路消耗的总功率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题每小题只有一个选项符合题目要求，第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
7．（2分）小军同学对教室中一些物理量的估测，合理的是（ ）
A．黑板擦受到的重力约为15N
B．课桌的高度约为8dm
C．教室内一盏日光灯的功率约为400W
D．教室内的大气压强约为103Pa
8．（2分）下列声现象中，能说明声音的传播需要介质的是（ ）
A．蝙蝠靠超声波发现昆虫 B．倒车雷达
C．超声波清洗机 D．真空罩中的闹钟
9．（2分）如图物态变化需要吸热的是（ ）
A．冰雪消融 B．露珠的形成
C．霜打枝头 D．冰的形成
10．（2分）如图所示是在一个标准大气压下完成的托里拆利实验，原来玻璃管竖直，后来让玻璃管倾斜，水银充满全管，有关尺寸如图所示。下列说法中错误的是（ ）
A．玻璃管倾斜后，水银对玻璃管上端有压强
B．外界大气压强等于76cm高水银柱所产生压强
C．玻璃管竖直时，上端无水银的部分肯定是真空
D．玻璃管倾斜后，若不慎将上端碰出一小孔，则水银会向上喷出
11．（2分）小林像往常一样将台灯的插头插入书房插座，闭合台灯开关时，家里空气开关跳闸，你认为小林家发生短路的部位最有可能的是（ ）
A．书房插座 B．台灯插头 C．台灯灯座 D．台灯开关
12．（2分）如图所示，下列描绘物理现象或规律正确的是（ ）
A．甲图中闭合开关后看到的现象称为电磁感应现象
B．乙图展示了电动机的原理
C．丙图也可把拉线开关与灯的位置互换
D．丁图用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电是由于毛皮束缚电子的能力比较强
（多选）13．（2分）用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为100N，每次运送的量不定，图乙是整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像。当某次运送4件货物时，不考虑绳重和摩擦，则下列判断正确的是（ ）
A．动滑轮重为100N
B．滑轮组的机械效率为80%
C．拉绳子的力F为300N
D．有用功为4000J
（多选）14．（2分）小伟为了监测家人体重，设计了一个简易体重计，电路如图甲所示。已知：电源电压6V；定值电阻R0＝6Ω；R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示；电压表量程为0∼3V，改装后用于显示被测人体重，分析题中信息可以得出（踏板重力不计）（ ）
A．体重越大，电压表示数越大
B．电压表2V刻度处应标为500N
C．该电路消耗的最小功率为3W
D．该体重计能测量的最大体重为600N
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）完成光路图，根据图中的入射光线或折射光线作出相应的折射光线或入射光线。
16．（2分）如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。拉杆旅行箱在图示位置静止，画出在A点的最小拉力F及它的力臂L。
四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题8分，共18分）
17．（4分）在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）图甲中光屏上能成清晰的像，生活中 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理制成的。
（2）如图乙，线段AB为凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系，则凸透镜焦距为 cm。
（3）当光屏上呈现清晰的像时，不改变图甲中蜡烛和透镜位置：
①若将凸透镜换成焦距相同、镜面较小的凸透镜，再次做实验，光屏上所成的像与原来相比 （选填“变小”、“变暗”或“变不完整”）了。
②实验过程中，某同学随手把他自己戴的近视镜放到蜡烛及凸透镜之间，光屏上的像变模糊了，要想再次看到清晰的像，则需将光屏 （选填“向左”或“向右”）移动。
18．（6分）小陈同学在老师的指导下完成了以下实验：
①用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力，如图甲所示；
②用手拿着这个盖紧瓶盖的空玻璃瓶浸没在水中，放手后发现玻璃瓶上浮；
③将一个铁块装入玻璃瓶并盖紧盖子，放入水中放手后发现玻璃瓶下沉；
④取出玻璃瓶并擦干瓶上的水，挂在弹簧测力计上，保持玻璃瓶竖直，然后从图乙所示位置慢慢浸入水中，并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h的关系图象如图丙所示。
（1）装有铁块的玻璃瓶全部浸没在水中时受到的浮力是 N。
（2）BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度 （选填“有关”、“无关）。
（3）在第②操作步骤中空玻璃瓶浸没在水中时受到的浮力为 N。
（4）小陈认真分析以上实验数据和现象后发现，物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关，其中上浮的条件是 。
（5）若圆柱形容器的底面积为100cm2，在乙图中，当玻璃瓶浸没后，水又对容器底的压强增加了 Pa。
（6）细心的小陈同学发现玻璃瓶上还标有100mL的字样，于是在装有铁块的玻璃瓶内装满水并盖上瓶盖，再用弹簧测力计测出总重力，如图丁所示，此时弹簧测力计示数为3.1N，根据以上数据他算出了铁块的密度为 kg/m3。
19．（8分）小王用如图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率时，电源电压为3V，若所用器材均能满足实验需要。
（1）用笔画线替代导线，将实物电路连接完整：
（2）连接电路时，开关要 （选填“断开”或“闭合”）；滑动变阻器滑片应该移到连入电路阻值 位置；
（3）实验过程中，当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光，由图乙可知，此时电流表的示数为 A，小灯泡正常发光时的电阻为 Ω，小灯泡的额定功率为 W；
（4）小王受此实验启发，想测定电动自行车上用作照明的LED（发光二极管）额定功率。在老师的帮助下通过实验得到该LED的I﹣U图象如图丙所示。由图象可知LED灯的电阻随电压的增大而 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。查阅资料知道该LED的额定电压为3V，结合图象可得该LED的额定功率为 W。
五、综合应用题（本题共2小题，每小题9分，共18分）
20．（9分）如图所示是警察骑两轮电动平衡车在天安门广场巡逻的情景。警用两轮电动平衡车的质量为40kg，每个车轮与水平地面的接触面积为30cm2，额定电压60V，最大电功率1200W。（g取10N/kg，q汽油＝4.6×107J/kg）求：
（1）若车胎能承受的最大压强为4×105Pa，该车在水平地面时的最大载重质量是多少？
（2）若该车以最大功率行驶时的速度为10m/s，所受到的阻力为96N，行驶了10min，该电动平衡车的效率是多大？
（3）若电动车以920W的电功率行驶10min所耗的电能全部由燃烧汽油来获得，则需要消耗多少千克汽油？（不计能量损失）
21．（9分）父亲节到了，小明妈妈为爷爷买了一个电热足浴盆，内部由加热系统和按摩系统两部分组成，加热系统的加热电阻额定电压为220V，额定功率为605W。求：
（1）该电热足浴盆加热系统是利用电流的 工作的。
（2）小明帮爷爷泡脚前，向足浴盆中加入6kg初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作15min将水加热到40℃，则此加热过程中水吸收的热量是多少？（水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃））
（3）加热系统的加热电阻正常工作15min消耗的电能是多少？
（4）当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际电功率是多少？（忽略温度对电阻的影响）
参考答案
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）如图甲所示为温度计的一部分，该温度计的示数为 ﹣4 ℃；如图乙所示，用刻度尺所测物体的长度为 2.60 cm。
【分析】（1）温度计的读数：首先确定零上还是零下，确定每一个大格和每一个小格各代表的示数，从小数字读向大数字；
（2）刻度尺上最小的一格代表的长度是刻度尺的分度值，使用刻度尺测量物体长度之前，要明确其分度值；测量时要观察是否从0刻度线量起，起始端没从0开始，要以某一刻度当作“0”刻度，读出末端刻度值，减去前面的刻度即为物体长度，注意刻度尺要估读到分度值的下一位。
【解答】解：
（1）温度计上10℃之间有10个小格，一个小格代表1℃，所以此体温计的分度值为1℃；液面在0℃以下，示数为﹣4℃；
（2）刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm，即此刻度尺的分度值为0.1cm＝1mm；物体左侧与0.0cm刻度线对齐，读作0.00cm；右侧与2.6cm刻度线对齐，读作2.60cm，所以物体的长度为L＝2.60cm﹣0.00cm＝2.60cm。
故答案为：﹣4；2.60。
2．（2分）宋代王安石《梅花》中有诗句“遥知不是雪，为有暗香来。”，能从不同方向看到梅花，是因为光发生了 漫 反射，淡淡花香飘散在空气中，这是 扩散 现象。
【分析】（1）镜面反射是平行光线射到物体表面上时，反射光线仍是平行的，射向了同一方向，而漫反射是由于物体表面粗糙时，反射光线的方向变得是向各个方向反射。能从不同方向看清物体，发生的是漫反射。
（2）不同物质接触时分子彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象是分子运动的结果，分子的运动无法用肉眼直接看到，但可以通过气味、颜色的变化来体现。
【解答】解：（1）能从不同方向看到作者画在纸上的梅花，是因为光照到花上发生了漫反射；
（2）淡淡墨香飘散在空气中，是因为墨香分子在不停地做无规则运动，属于扩散现象。
故答案为：漫；扩散。
3．（2分）如图所示是四冲程汽油机内部剖面图，此为 做功 冲程；汽油机需要用冷却液进行降温，是利用了冷却液的 比热容 大的特性。
【分析】（1）四冲程汽油机工作时，活塞在气缸中往复运动两次，完成一个工作循环，做一次功，共计四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；
（2）水的比热容较大，相同质量的水和其他物质，在升高相同温度的情况下，水吸收的热量最多。
【解答】解：四冲程汽油机工作时，只有在做功冲程中将燃料燃烧产生燃气的内能转化为机械能，为内燃机工作提供动力，其它三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的；
汽油机工作时会产生大量热，一般用水做冷却剂，是因为水的比热容比较大，在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，降低发动机的温度。
故答案为：做功；比热容。
4．（2分）目前核能已经被广泛和平利用于核能发电，核电站是利用 裂变 （选填“裂变”或“聚变”）时释放出大量的核能来发电的，核能属于 一次 （选填“一次”或“二次”）能源。
【分析】（1）核裂变和核聚变都能释放能量，但是又有区别，核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量。
（2）可以从自然界直接获取的能源叫一次能源，不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源。
【解答】解：
核电站是利用原子核发生可控制的裂变释放出的核能来发电的；
核能可以从自然界直接获取，属于一次能源。
故答案为：裂变；一次。
5．（4分）如图所示，有三个实心圆柱体甲、乙、丙，放在水平地面上，其中甲、乙高度相同，乙、丙的底面积相同，三者对地面的压强相等，则ρ甲 ＝ ρ乙 ＞ ρ丙，m甲 ＜ m乙 ＝ m丙（均选填“＞”、“＝”或“＜”）。
【分析】（1）甲、乙、丙都是实心圆柱体，对水平地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρgh；
知道甲、乙、丙高度关系，三者对地面的压强相等，利用p＝ρgh比较甲、乙、丙的密度大小关系；
（2）知道甲、乙的底面积大小关系，可得体积关系，知道密度关系，可求质量关系；知道乙、丙的底面积大小关系，对地面的压强相等，利用p=FS=GS=mgS可得乙、丙的质量关系，进而得出三圆柱体的质量关系。
【解答】解：
（1）因为甲、乙、丙都是实心圆柱体，
对水平地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρgh；
由图知，甲、乙、丙的高度h甲＝h乙＜h丙，且三者对地面的压强相等，
由p＝ρgh可知，三圆柱体的密度关系为：ρ甲＝ρ乙＞ρ丙；
（2）由图知，甲、乙的底面积关系为：S甲＜S乙，高度关系为：h甲＝h乙，
由V＝Sh可知，甲、乙的体积关系为：V甲＜V乙，
因为ρ甲＝ρ乙，由m＝ρV可知，甲、乙圆柱体的质量关系为：m甲＜m乙；
已知乙、丙的底面积关系为：S乙＝S丙，它们对地面的压强相等，
由p=FS=GS=mgS可知，乙、丙圆柱体的质量关系：m乙＝m丙，
综上可知，三圆柱体的质量关系为：m甲＜m乙＝m丙。
故答案为：＝；＞；＜；＝。
6．（2分）如图所示，是某科技小组设计的监测河水流速变化的装置原理图，机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动，电源电压保持不变。闭合开关S，当水流的速度变大时，电压表示数与电流表示数的比值 变小 （选填“变大”、“变小”或“不变”），电路消耗的总功率 变大 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。根据流体的压强跟流速的关系可知机翼状探头的上、下表面会产生向上的压力差，据此得出水流的速度变大时压力差的变化，从而得出滑片移动的方向，进一步得出变阻器接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律结合R2接入电路的阻值得出电压表示数与电流表示数的比值变化；电源电压保持不变，根据P＝UI=U2R得出电路消耗的总功率变化。
【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
因流体的压强跟流速有关，流速越大的位置，压强越小，
所以，机翼状探头的上表面水的流速大于下表面水的流速时，下表面受到的压强大于上表面受到的压强，会产生向上的压力差，
当水流的速度变大时，机翼状探头受到向上的压力差变大，导致R2的滑片上移，变阻器接入电路的阻值减小，电路的总电阻减小，
由R=UI可知，电压表示数与电流表示数的比值等于R2接入电路的阻值可知，其比值变小；
电源电压保持不变，由P＝UI=U2R可知，电路消耗的总功率变大。
故答案为：变小；变大。
二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题每小题只有一个选项符合题目要求，第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
7．（2分）小军同学对教室中一些物理量的估测，合理的是（ ）
A．黑板擦受到的重力约为15N
B．课桌的高度约为8dm
C．教室内一盏日光灯的功率约为400W
D．教室内的大气压强约为103Pa
【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、黑板擦受到的重力约为1.5N，故A错误；
B、课桌的高度约为80cm，即8dm，故B正确；
C、日光灯的功率约为40W，故C错误；
D、教室内的大气压强约为标准大气压，即约为105Pa，故D错误。
故选：B。
8．（2分）下列声现象中，能说明声音的传播需要介质的是（ ）
A．蝙蝠靠超声波发现昆虫 B．倒车雷达
C．超声波清洗机 D．真空罩中的闹钟
【分析】①声音在传播过程中遇到障碍物，从而反射回来的现象叫回声；
②声音能够传递能量；
③声音传播需要介质，真空不能传声。
【解答】解：
A、蝙蝠是靠发出的超声波被昆虫反射发现目标的，此现象说明声音能够反射，形成回声。不符合题意；
B、倒车雷达是靠发出的超声波被障碍物反射发现车后物体的，此现象说明声音能够反射，形成回声。不符合题意；
C、利用超声波可以清洗精密仪器，说明声音能够传递能量。不符合题意；
D、当逐渐抽掉罩内空气时，闹钟声音减小，由此可以推论，当罩内是真空时，声音将完全消失。说明声音的传播需要介质。符合题意。
故选：D。
9．（2分）如图物态变化需要吸热的是（ ）
A．冰雪消融 B．露珠的形成
C．霜打枝头 D．冰的形成
【分析】（1）物质从固态到液态的过程叫做熔化，物质从液态变成固态的过程叫做凝固；物质从液态变为气态叫做做汽化，物质从气态变为液态叫做液化；物质从固态直接变成气态叫升华，物质从气态直接变成固态叫凝华。
（2）六种物态变化中，需要吸热的是：熔化、汽化和升华；需要放热的是：凝固、液化和凝华。
【解答】解：A、冰雪消融，是固态冰变为液态水的熔化现象，熔化吸热，故A符合题意。
B、露珠是水蒸气遇冷液化形成的小水滴现象，液化放热，故B不符合题意。
C、霜是水蒸气凝华形成的，凝华放热，故C不符合题意。
D、冰的形成是液态的水变为冰凝固形成的，凝固放热，故D不符合题意。
故选：A。
10．（2分）如图所示是在一个标准大气压下完成的托里拆利实验，原来玻璃管竖直，后来让玻璃管倾斜，水银充满全管，有关尺寸如图所示。下列说法中错误的是（ ）
A．玻璃管倾斜后，水银对玻璃管上端有压强
B．外界大气压强等于76cm高水银柱所产生压强
C．玻璃管竖直时，上端无水银的部分肯定是真空
D．玻璃管倾斜后，若不慎将上端碰出一小孔，则水银会向上喷出
【分析】在托里拆利实验中，玻璃管内外水银面高度差取决于外界大气压的大小，在正常测量时，外界大气压不变，水银柱的高度差就不会改变。
【解答】解：由图知，玻璃管竖直时，水银柱高为76cm，倾斜后水银高为74cm。
A、大气压不变，仍能支持76cm的水银柱，而倾斜后水银充满全管，水银高为74cm，水银柱产生压强减小，所以水银对玻璃管上端有压强，故A正确；
B、由图知，玻璃管竖直时，水银柱高为76cm，所以外界大气压强等于76cm高水银柱所产生压强，故B正确；
C、玻璃管倾斜后能够充满全管，说明上端无水银的部分肯定是真空，若不是真空，管内水银不会充满全管，故C正确；
D、玻璃管倾斜后，上端碰出一小孔，试管上端也存在大气压强，管内水银在重力作用下会下降，而不会向上喷，故D错误。
故选：D。
11．（2分）小林像往常一样将台灯的插头插入书房插座，闭合台灯开关时，家里空气开关跳闸，你认为小林家发生短路的部位最有可能的是（ ）
A．书房插座 B．台灯插头 C．台灯灯座 D．台灯开关
【分析】空气开关“跳闸”的原因有两个：发生短路或用电器的总功率过大，题目中明确告知属于短路的情况，结合选项作答即可。
【解答】解：A.若是插座处原来有短路，则在没有插入台灯之前，空气开关就已经跳闸了，故A错误；
B.若是台灯的插头处有短路，则在台灯插头插入插座时，电路就会出现短路，而不会等到闭合台灯开关时才跳闸，故B错误；
C.若是灯座发生了短路，则在台灯插头插入插座，并且闭合台灯开关时，电路出现短路，空气开关跳闸，故C正确；
D.若是开关发生了短路，则电路是接通的，对原来室内正常发光的电灯没有影响，也不会跳闸，故D错误。
故选：C。
12．（2分）如图所示，下列描绘物理现象或规律正确的是（ ）
A．甲图中闭合开关后看到的现象称为电磁感应现象
B．乙图展示了电动机的原理
C．丙图也可把拉线开关与灯的位置互换
D．丁图用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电是由于毛皮束缚电子的能力比较强
【分析】（1）奥斯特实验说明通电导体周围有磁场；
（2）电动机中有电源，是根据通电导体在磁场中受力运动工作的；
（3）在家庭电路中，开关应该接在火线和用电器之间；
（4）不同的物质原子核束缚核外电子的本领有强有弱，两种物质相互摩擦时，原子核束缚核外电子本领强的夺得电子，因多余电子带负电；原子核束缚核外电子本领弱的失去电子，因缺少电子带正电。摩擦起电的实质不是创造了电，而是电子的转移。
【解答】解：
A、甲图是奥斯特实验，说明通电导体周围有磁场，故A错误；
B、图中由电源，是电动机的原理图，是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，故B正确；
C、从安全用电的角度分析，把拉线开关接在灯和火线之间更能保证用电安全，故C错误；
D、用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒的原子核束缚核外电子本领强、夺得电子，因有了多余电子带负电，毛皮的原子核束缚核外电子的本领弱，就会失去电子，因缺少电子带正电。故D错误；
故选：B。
（多选）13．（2分）用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为100N，每次运送的量不定，图乙是整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像。当某次运送4件货物时，不考虑绳重和摩擦，则下列判断正确的是（ ）
A．动滑轮重为100N
B．滑轮组的机械效率为80%
C．拉绳子的力F为300N
D．有用功为4000J
【分析】（1）由图乙可知，运送一件货物时滑轮组的机械效率，不考虑绳重和摩擦，根据η=W有用W总=Gℎ(G+G轮)ℎ=GG+G轮求出动滑轮的重；
（2）由图可知，滑轮组绳子的有效股数，不考虑绳重和摩擦，根据F=1n（G+G动）求出运送4件货物时绳子的拉力，再利用η=W有用W总=Gℎ(G+G轮)ℎ=GG+G轮求滑轮组的机械效率；
（3）根据W＝Gh分析出有用功。
【解答】解：
（1）由图乙可知，运送一件货物G＝100N时，滑轮组的机械效率η＝50%，
不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率：
η=W有用W总=Gℎ(G+G轮)ℎ=GG+G轮=100N100N+G轮=50%，
解得：G动＝100N，故A正确；
（2）由图可知，n＝2，不计绳重和摩擦，运送4件货物时绳子的拉力：
F=12（4G+G动）=12×（4×100N+100N）＝250N，故C错误；
不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率：
η′=W有用'W总'=4G4G+G轮=4×100N4×100N+100N×100%＝80%，故B正确；
（3）由于不知道物体升高的高度，根据W＝Gh知，不能计算出有用功，故D错误。
故选：AB。
（多选）14．（2分）小伟为了监测家人体重，设计了一个简易体重计，电路如图甲所示。已知：电源电压6V；定值电阻R0＝6Ω；R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示；电压表量程为0∼3V，改装后用于显示被测人体重，分析题中信息可以得出（踏板重力不计）（ ）
A．体重越大，电压表示数越大
B．电压表2V刻度处应标为500N
C．该电路消耗的最小功率为3W
D．该体重计能测量的最大体重为600N
【分析】（1）由图甲可知，该电路为R和R0的串联电路，电压表测R0两端的电压；串联电路具有分压的规律，用电器电阻越大，分压越多，据此结合图乙中的信息判断体重与电压表示数的关系；
（2）已知电压表的示数，即R0两端的电压，串联电路中电源电压等于各个用电器两端的电压之和，据此求出压敏电阻R两端的电压；利用欧姆定律求出通过R0的电流，即电路中的电流，再根据I=UR的变形式求出压敏电阻的阻值，由图乙可读出此时的压力大小；
（3）由图乙可知压敏电阻的最大阻值，串联电路的总电阻等于各个用电器的电阻之和，利用P=U2R可求出电路消耗的最小功率；
（4）由图乙知压敏电阻的阻值越小，可测得的压力越大；已知电压表的量程，即R0两端的最大电压，由串联电路的电压特点可得出此时压敏电阻两端的最小电压；利用欧姆定律求出电路中的电流，再根据I=UR求出压敏电阻的最小阻值，根据图乙可知此时的压力，即该体重计能测量的最大体重。
【解答】解：A、由图甲可知，该电路为R和R0的串联电路，电压表测R0两端的电压；由图乙可知，压敏电阻所受的压力越大，阻值越小，由串联电路的分压规律可知，压敏电阻两端的电压越小，由串联电路的电压特点可知R0两端的电压越大，即电压表示数越大，故A正确；
B、若电压表示数为2V，即R0两端的电压为U0＝2V，
由串联电路的电压特点可知压敏电阻R两端的电压为：UR＝U﹣U0＝6V﹣2V＝4V，
电路中的电流为：I＝I0=U0R0=2V6Ω=13A，
由I=UR可知压敏电阻的阻值为：R=URI=4V13A=12Ω，由图乙可知此时压力为300N，故B错误；
C、由图乙可知，压敏电阻的阻值最大为R大＝24Ω，
由串联电路的电阻特点可知电路总电阻最大为：R总大＝R大+R0＝24Ω+6Ω＝30Ω，
则电路消耗的最小功率为：P小=U2R总大=(6V)230Ω=1.2W，故C错误；
D、电压表量程为0～3V，即R0两端的电压最大为U0大＝3V，
由串联电路的电压特点可知压敏电阻两端的电压最小为：UR小＝U﹣U0大＝6V﹣3V＝3V，
此时电路中的电流最大为：I大=U0大R0=3V6Ω=0.5A，
由I=UR可知压敏电阻的最小阻值为：R小=UR小I大=3V0.5A=6Ω，由图乙可知此时压力为600N，
则该体重计能测量的最大体重为600N，故D正确。
故选：AD。
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）完成光路图，根据图中的入射光线或折射光线作出相应的折射光线或入射光线。
【分析】在作凸透镜、凹透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解答】解：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；通过二倍焦距点的光线经凸透镜折射后过二倍焦距点，如图所示：
16．（2分）如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。拉杆旅行箱在图示位置静止，画出在A点的最小拉力F及它的力臂L。
【分析】根据杠杆的平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定的情况下，动力臂最大，动力最小；先确定支点，再确定力的作用线，最后从支点向力的作用线作垂线段。
【解答】解：根据杠杆的平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定的情况下，动力臂最大，动力最小，当AO为动力臂时，此时的动力臂是最大的，拉力是最小的，拉力作用在A点，垂直于OA斜向上；如图所示：
四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题8分，共18分）
17．（4分）在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）图甲中光屏上能成清晰的像，生活中 投影仪 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理制成的。
（2）如图乙，线段AB为凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系，则凸透镜焦距为 10 cm。
（3）当光屏上呈现清晰的像时，不改变图甲中蜡烛和透镜位置：
①若将凸透镜换成焦距相同、镜面较小的凸透镜，再次做实验，光屏上所成的像与原来相比 变暗 （选填“变小”、“变暗”或“变不完整”）了。
②实验过程中，某同学随手把他自己戴的近视镜放到蜡烛及凸透镜之间，光屏上的像变模糊了，要想再次看到清晰的像，则需将光屏 向右 （选填“向左”或“向右”）移动。
【分析】（1）物距在一倍焦距和二倍焦距之间，像距应大于二倍焦距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪或幻灯机；
（2）物距等于二倍焦距成倒立等大实像；
（3）①用焦距相同、镜面直径较小的凸透镜，发光体发出的光透过凸透镜的光线少；
②近视眼镜为凹透镜，对光线具有发散作用。
【解答】解：（1）由图可知，此时的物距小于像距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪；
（2）凸透镜成实像时，u＝v＝2f时，成倒立、等大的实像，此时的1u=1v=5m−1，则u＝v＝0.2m＝20cm＝2f，故f＝10cm；
（3）①用另一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，成像大小不会变化，但经凸透镜的光线变少，所成的像与原来的像相比，比原来暗；
②实验过程中，某同学随手把他自己戴的近视镜放到蜡烛及凸透镜之间，近视眼镜为凹透镜，对光线具有发散作用，会延迟光线的会聚，所以要想再次看到清晰的像，则需将光屏向右移动。
故答案为：（1）投影仪；（2）10；（3）①变暗；②向右。
18．（6分）小陈同学在老师的指导下完成了以下实验：
①用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力，如图甲所示；
②用手拿着这个盖紧瓶盖的空玻璃瓶浸没在水中，放手后发现玻璃瓶上浮；
③将一个铁块装入玻璃瓶并盖紧盖子，放入水中放手后发现玻璃瓶下沉；
④取出玻璃瓶并擦干瓶上的水，挂在弹簧测力计上，保持玻璃瓶竖直，然后从图乙所示位置慢慢浸入水中，并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h的关系图象如图丙所示。
（1）装有铁块的玻璃瓶全部浸没在水中时受到的浮力是 1.6 N。
（2）BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度 无关 （选填“有关”、“无关）。
（3）在第②操作步骤中空玻璃瓶浸没在水中时受到的浮力为 1.6 N。
（4）小陈认真分析以上实验数据和现象后发现，物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关，其中上浮的条件是 F浮＞G 。
（5）若圆柱形容器的底面积为100cm2，在乙图中，当玻璃瓶浸没后，水又对容器底的压强增加了 160 Pa。
（6）细心的小陈同学发现玻璃瓶上还标有100mL的字样，于是在装有铁块的玻璃瓶内装满水并盖上瓶盖，再用弹簧测力计测出总重力，如图丁所示，此时弹簧测力计示数为3.1N，根据以上数据他算出了铁块的密度为 8×103 kg/m3。
【分析】（1）分析图象，由根据F浮＝G﹣F求浮力大小；
（2）根据图象分析解答即可；
（3）根据浮力大小的影响因素分析解答；
（4）根据浮沉条件解答；
（5）由阿基米德原理计算瓶子浸入水中体积，从而得出液面上升的高度，可计算压强的增加量；
（6）由图甲知，瓶子重力，从而计算铁块重力，计算出瓶中加入水的重力，由密度公式可得加入水的体积，从而得到铁块体积，由密度公式计算铁块的密度大小。
【解答】解：
（1）由图象知，当瓶子浸入深度为0时，弹簧测力计示数为瓶子和铁块的总重力，即G＝2.2N；
当瓶子浸入深度达到6cm后弹簧测力计不再减小，说明瓶子浸没在水中，示数为0.6N，所以受到的浮力：F浮＝G﹣F＝2.2N﹣0.6N＝1.6N；
（2）由图象知，BC段瓶子受到的弹簧测力计拉力不变，所以受到的浮力不变，说明物体受到的浮力大小与浸没的深度无关；
（3）浮力的大小与液体密度和物体浸入液体的体积有关，空玻璃瓶浸没在水中与装有铁块的瓶子浸没在水中时浸入水中体积相等，所以受到的浮力相等，都为1.6N；
（4）物体上浮的条件是物体受到浮力大于物体重力，即F浮＞G；
（5）由阿基米德原理可得，当玻璃瓶浸没后，瓶子排开水中体积：
V排=F浮ρ水g=1.6N1.0×103kg/m3×10N/kg=1.6×10﹣4m3，
容器中水面上升体积与V排相等，即：△V＝V排＝S△h，
所以容器中水面上升高度：△h=△VS=1.6×10−4m3100×10−4m2=1.6×10﹣2m，
所以水又对容器底的压强增加了：△p＝ρ水g△h＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.6×10﹣2m＝160Pa；
（6）由图甲知，空瓶的重力G瓶＝1.4N，瓶子和铁块的总重力G＝2.2N，
铁块重力：G铁＝G﹣G瓶＝2.2N﹣1.4N＝0.8N，
由题知，图丁中时弹簧测力计示数，即瓶子、水和铁块的总重力：G总＝3.1N，
所以装入水的重力：G水＝G总﹣G＝3.1N﹣2.2N＝0.9N，
加入水的体积：V水=G水ρ水g=0.9N1.0×103kg/m3×10N/kg=9×10﹣5m3＝90cm3，
铁块的体积：V＝V容积﹣V水＝100cm3﹣90cm3＝10cm3，
所以铁块密度：ρ=G铁Vg=0.8N10×10−6m3×10N/kg=8×103kg/m3。
故答案为：（1）1.6；（2）无关；（3）1.6；（4）F浮＞G；（5）160（6）8×103。
19．（8分）小王用如图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率时，电源电压为3V，若所用器材均能满足实验需要。
（1）用笔画线替代导线，将实物电路连接完整：
（2）连接电路时，开关要 断开 （选填“断开”或“闭合”）；滑动变阻器滑片应该移到连入电路阻值 最大 位置；
（3）实验过程中，当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光，由图乙可知，此时电流表的示数为 0.3 A，小灯泡正常发光时的电阻为 8.33 Ω，小灯泡的额定功率为 0.75 W；
（4）小王受此实验启发，想测定电动自行车上用作照明的LED（发光二极管）额定功率。在老师的帮助下通过实验得到该LED的I﹣U图象如图丙所示。由图象可知LED灯的电阻随电压的增大而 减小 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。查阅资料知道该LED的额定电压为3V，结合图象可得该LED的额定功率为 0.072 W。
【分析】（1）根据题目要求确定滑动变阻器的接法，然后根据要求连接实物电路图；
（2）在电学实验中，为保护电路，连接电路时开关应该断开，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；
（3）确定电流表的量程和分度值，读出示数，根据R=UI求出小灯泡的电阻，根据公式P＝UI计算出额定功率；
（4）根据图1确定灯泡的额定电压，由图3确定额定电流，根据P＝UI计算出额定功率
【解答】解：（1）灯泡与滑动变阻器应串联，电压表并联到灯泡的两端，灯泡的额定电压为2.5V，则电压表选用小量程；电流表选用小量程，实物电路图如图所示：
；
（2）在连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器滑片应该移到连入电路阻值最大的位置；
（3）由图乙知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以示数为0.3A；
根据欧姆定律可知，小灯泡的电阻为：R=ULIL=2.5V0.3A≈8.33Ω；
灯泡的额定功率为：P＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）由图象丙知，U﹣I图像不是一条直线，随着电压的升高，电流变大，电压的变化量要小于电流的变化量，则LED灯的电阻随电压的增大而减小；
当电压为3V时，电流为24mA＝0.024A，则P＝UI＝3V×0.024A＝0.072W。
故答案为：（1）见上图；（2）断开；最大；（3）0.3；8.33；0.75；（4）减小；0.072。
五、综合应用题（本题共2小题，每小题9分，共18分）
20．（9分）如图所示是警察骑两轮电动平衡车在天安门广场巡逻的情景。警用两轮电动平衡车的质量为40kg，每个车轮与水平地面的接触面积为30cm2，额定电压60V，最大电功率1200W。（g取10N/kg，q汽油＝4.6×107J/kg）求：
（1）若车胎能承受的最大压强为4×105Pa，该车在水平地面时的最大载重质量是多少？
（2）若该车以最大功率行驶时的速度为10m/s，所受到的阻力为96N，行驶了10min，该电动平衡车的效率是多大？
（3）若电动车以920W的电功率行驶10min所耗的电能全部由燃烧汽油来获得，则需要消耗多少千克汽油？（不计能量损失）
【分析】（1）用F＝pS求出车对地面的最大压力，车对地面的压力等于最大载物的重力和平衡车的重力之和；根据G＝mg求出平衡车重力，可得最大载物的重力，进而求出最大载重质量；
（2）已知匀速行驶时受到的阻力，根据二力平衡条件求出牵引力的大小，利用P机械=Wt=Fst=F′v算出机械功率，根据η=W有W总×100%=P机械tP电t×100%=P机械P电×100%求出两轮电动平衡车的效率；
（3）先根据W＝Pt求出电动车消耗的电能，然后根据Q放＝W和Q放＝mq求出消耗汽油的质量。
【解答】解：（1）受力面积：S＝2×30cm2＝60cm2＝0.006m2，
由p=FS可得车对地面的压力：
F＝pS＝4×105Pa×0.006m2＝2400N；
因为在水平地面上，所以G＝F＝2400N，
根据G＝mg知平衡车的总质量为：
m=Gg=2400N10N/kg=240kg，
该车的最大载重量：m物＝m﹣m车＝240kg﹣40kg＝200kg；
（2）两轮电动平衡车匀速行驶时，受平衡力作用，则牵引力F′＝f＝96N，
两轮电动平衡车的机械功率：
P机械=Wt=Fst=F′v＝96N×10m/s＝960W，
两轮电动平衡车的效率：
η=W有W总×100%=P机械tP电t×100%=P机械P电×100%=960W1200W×100%＝80%；
（3）由P=Wt可得，动车消耗的电能：W＝P电′t＝920W×10×60s＝5.52.76×105J，
由Q放＝W和Q放＝mq可得完全燃烧汽油的质量为：
m′=Wq汽油=5.52×105J4.6×107J/kg=1.2×10﹣2kg。
答：（1）该车在水平地面时的最大载重量是200kg；
（2）该电动平衡车的效率是80%；
（3）需要消1.2×10﹣2kg的汽油。
21．（9分）父亲节到了，小明妈妈为爷爷买了一个电热足浴盆，内部由加热系统和按摩系统两部分组成，加热系统的加热电阻额定电压为220V，额定功率为605W。求：
（1）该电热足浴盆加热系统是利用电流的 热效应 工作的。
（2）小明帮爷爷泡脚前，向足浴盆中加入6kg初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作15min将水加热到40℃，则此加热过程中水吸收的热量是多少？（水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃））
（3）加热系统的加热电阻正常工作15min消耗的电能是多少？
（4）当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际电功率是多少？（忽略温度对电阻的影响）
【分析】（1）电流有热效应、磁效应和化学效应；
（2）利用吸热公式直接计算即可；
（3）利用电能公式直接计算即可；
（4）先利用P=U2R计算出加热电阻，再利用P=(U实)2R可计算出其在200V下的实际电功率。
【解答】解：（1）电热足浴盆加热系统是利用电流的热效应工作的；
（2）水吸收的热量Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×6kg×（40℃﹣20℃）＝5.04×105J；
（3）加热系统消耗电能为W＝Pt＝605W×900s＝5.445×105J；
（4）由P=U2R可知加热电阻R=U2P=(220V)2605W=80Ω，
当实际电压为200V时，加热电阻的实际功率为P=(U实)2R=(200V)280Ω=500W。
答：（1）热效应；
（2）水吸收的热量是5.04×105J；
（3）加热系统的加热电阻正常工作15min消耗的电能是5.445×105J
（4）加热电阻工作的实际电功率是500W。
2022年河南省平顶山市中考物理一模试卷
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）如图甲所示为温度计的一部分，该温度计的示数为 ℃；如图乙所示，用刻度尺所测物体的长度为 cm。
2．（2分）宋代王安石《梅花》中有诗句“遥知不是雪，为有暗香来。”，能从不同方向看到梅花，是因为光发生了 反射，淡淡花香飘散在空气中，这是 现象。
3．（2分）如图所示是四冲程汽油机内部剖面图，此为 冲程；汽油机需要用冷却液进行降温，是利用了冷却液的 大的特性。
4．（2分）目前核能已经被广泛和平利用于核能发电，核电站是利用 （选填“裂变”或“聚变”）时释放出大量的核能来发电的，核能属于 （选填“一次”或“二次”）能源。
5．（4分）如图所示，有三个实心圆柱体甲、乙、丙，放在水平地面上，其中甲、乙高度相同，乙、丙的底面积相同，三者对地面的压强相等，则ρ甲 ρ乙 ρ丙，m甲 m乙 m丙（均选填“＞”、“＝”或“＜”）。
6．（2分）如图所示，是某科技小组设计的监测河水流速变化的装置原理图，机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动，电源电压保持不变。闭合开关S，当水流的速度变大时，电压表示数与电流表示数的比值 （选填“变大”、“变小”或“不变”），电路消耗的总功率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题每小题只有一个选项符合题目要求，第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
7．（2分）小军同学对教室中一些物理量的估测，合理的是（ ）
A．黑板擦受到的重力约为15N
B．课桌的高度约为8dm
C．教室内一盏日光灯的功率约为400W
D．教室内的大气压强约为103Pa
8．（2分）下列声现象中，能说明声音的传播需要介质的是（ ）
A．蝙蝠靠超声波发现昆虫 B．倒车雷达
C．超声波清洗机 D．真空罩中的闹钟
9．（2分）如图物态变化需要吸热的是（ ）
A．冰雪消融 B．露珠的形成
C．霜打枝头 D．冰的形成
10．（2分）如图所示是在一个标准大气压下完成的托里拆利实验，原来玻璃管竖直，后来让玻璃管倾斜，水银充满全管，有关尺寸如图所示。下列说法中错误的是（ ）
A．玻璃管倾斜后，水银对玻璃管上端有压强
B．外界大气压强等于76cm高水银柱所产生压强
C．玻璃管竖直时，上端无水银的部分肯定是真空
D．玻璃管倾斜后，若不慎将上端碰出一小孔，则水银会向上喷出
11．（2分）小林像往常一样将台灯的插头插入书房插座，闭合台灯开关时，家里空气开关跳闸，你认为小林家发生短路的部位最有可能的是（ ）
A．书房插座 B．台灯插头 C．台灯灯座 D．台灯开关
12．（2分）如图所示，下列描绘物理现象或规律正确的是（ ）
A．甲图中闭合开关后看到的现象称为电磁感应现象
B．乙图展示了电动机的原理
C．丙图也可把拉线开关与灯的位置互换
D．丁图用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电是由于毛皮束缚电子的能力比较强
（多选）13．（2分）用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为100N，每次运送的量不定，图乙是整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像。当某次运送4件货物时，不考虑绳重和摩擦，则下列判断正确的是（ ）
A．动滑轮重为100N
B．滑轮组的机械效率为80%
C．拉绳子的力F为300N
D．有用功为4000J
（多选）14．（2分）小伟为了监测家人体重，设计了一个简易体重计，电路如图甲所示。已知：电源电压6V；定值电阻R0＝6Ω；R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示；电压表量程为0∼3V，改装后用于显示被测人体重，分析题中信息可以得出（踏板重力不计）（ ）
A．体重越大，电压表示数越大
B．电压表2V刻度处应标为500N
C．该电路消耗的最小功率为3W
D．该体重计能测量的最大体重为600N
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）完成光路图，根据图中的入射光线或折射光线作出相应的折射光线或入射光线。
16．（2分）如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。拉杆旅行箱在图示位置静止，画出在A点的最小拉力F及它的力臂L。
四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题8分，共18分）
17．（4分）在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）图甲中光屏上能成清晰的像，生活中 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理制成的。
（2）如图乙，线段AB为凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系，则凸透镜焦距为 cm。
（3）当光屏上呈现清晰的像时，不改变图甲中蜡烛和透镜位置：
①若将凸透镜换成焦距相同、镜面较小的凸透镜，再次做实验，光屏上所成的像与原来相比 （选填“变小”、“变暗”或“变不完整”）了。
②实验过程中，某同学随手把他自己戴的近视镜放到蜡烛及凸透镜之间，光屏上的像变模糊了，要想再次看到清晰的像，则需将光屏 （选填“向左”或“向右”）移动。
18．（6分）小陈同学在老师的指导下完成了以下实验：
①用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力，如图甲所示；
②用手拿着这个盖紧瓶盖的空玻璃瓶浸没在水中，放手后发现玻璃瓶上浮；
③将一个铁块装入玻璃瓶并盖紧盖子，放入水中放手后发现玻璃瓶下沉；
④取出玻璃瓶并擦干瓶上的水，挂在弹簧测力计上，保持玻璃瓶竖直，然后从图乙所示位置慢慢浸入水中，并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h的关系图象如图丙所示。
（1）装有铁块的玻璃瓶全部浸没在水中时受到的浮力是 N。
（2）BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度 （选填“有关”、“无关）。
（3）在第②操作步骤中空玻璃瓶浸没在水中时受到的浮力为 N。
（4）小陈认真分析以上实验数据和现象后发现，物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关，其中上浮的条件是 。
（5）若圆柱形容器的底面积为100cm2，在乙图中，当玻璃瓶浸没后，水又对容器底的压强增加了 Pa。
（6）细心的小陈同学发现玻璃瓶上还标有100mL的字样，于是在装有铁块的玻璃瓶内装满水并盖上瓶盖，再用弹簧测力计测出总重力，如图丁所示，此时弹簧测力计示数为3.1N，根据以上数据他算出了铁块的密度为 kg/m3。
19．（8分）小王用如图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率时，电源电压为3V，若所用器材均能满足实验需要。
（1）用笔画线替代导线，将实物电路连接完整：
（2）连接电路时，开关要 （选填“断开”或“闭合”）；滑动变阻器滑片应该移到连入电路阻值 位置；
（3）实验过程中，当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光，由图乙可知，此时电流表的示数为 A，小灯泡正常发光时的电阻为 Ω，小灯泡的额定功率为 W；
（4）小王受此实验启发，想测定电动自行车上用作照明的LED（发光二极管）额定功率。在老师的帮助下通过实验得到该LED的I﹣U图象如图丙所示。由图象可知LED灯的电阻随电压的增大而 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。查阅资料知道该LED的额定电压为3V，结合图象可得该LED的额定功率为 W。
五、综合应用题（本题共2小题，每小题9分，共18分）
20．（9分）如图所示是警察骑两轮电动平衡车在天安门广场巡逻的情景。警用两轮电动平衡车的质量为40kg，每个车轮与水平地面的接触面积为30cm2，额定电压60V，最大电功率1200W。（g取10N/kg，q汽油＝4.6×107J/kg）求：
（1）若车胎能承受的最大压强为4×105Pa，该车在水平地面时的最大载重质量是多少？
（2）若该车以最大功率行驶时的速度为10m/s，所受到的阻力为96N，行驶了10min，该电动平衡车的效率是多大？
（3）若电动车以920W的电功率行驶10min所耗的电能全部由燃烧汽油来获得，则需要消耗多少千克汽油？（不计能量损失）
21．（9分）父亲节到了，小明妈妈为爷爷买了一个电热足浴盆，内部由加热系统和按摩系统两部分组成，加热系统的加热电阻额定电压为220V，额定功率为605W。求：
（1）该电热足浴盆加热系统是利用电流的 工作的。
（2）小明帮爷爷泡脚前，向足浴盆中加入6kg初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作15min将水加热到40℃，则此加热过程中水吸收的热量是多少？（水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃））
（3）加热系统的加热电阻正常工作15min消耗的电能是多少？
（4）当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际电功率是多少？（忽略温度对电阻的影响）
参考答案
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）如图甲所示为温度计的一部分，该温度计的示数为 ﹣4 ℃；如图乙所示，用刻度尺所测物体的长度为 2.60 cm。
【分析】（1）温度计的读数：首先确定零上还是零下，确定每一个大格和每一个小格各代表的示数，从小数字读向大数字；
（2）刻度尺上最小的一格代表的长度是刻度尺的分度值，使用刻度尺测量物体长度之前，要明确其分度值；测量时要观察是否从0刻度线量起，起始端没从0开始，要以某一刻度当作“0”刻度，读出末端刻度值，减去前面的刻度即为物体长度，注意刻度尺要估读到分度值的下一位。
【解答】解：
（1）温度计上10℃之间有10个小格，一个小格代表1℃，所以此体温计的分度值为1℃；液面在0℃以下，示数为﹣4℃；
（2）刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm，即此刻度尺的分度值为0.1cm＝1mm；物体左侧与0.0cm刻度线对齐，读作0.00cm；右侧与2.6cm刻度线对齐，读作2.60cm，所以物体的长度为L＝2.60cm﹣0.00cm＝2.60cm。
故答案为：﹣4；2.60。
2．（2分）宋代王安石《梅花》中有诗句“遥知不是雪，为有暗香来。”，能从不同方向看到梅花，是因为光发生了 漫 反射，淡淡花香飘散在空气中，这是 扩散 现象。
【分析】（1）镜面反射是平行光线射到物体表面上时，反射光线仍是平行的，射向了同一方向，而漫反射是由于物体表面粗糙时，反射光线的方向变得是向各个方向反射。能从不同方向看清物体，发生的是漫反射。
（2）不同物质接触时分子彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象是分子运动的结果，分子的运动无法用肉眼直接看到，但可以通过气味、颜色的变化来体现。
【解答】解：（1）能从不同方向看到作者画在纸上的梅花，是因为光照到花上发生了漫反射；
（2）淡淡墨香飘散在空气中，是因为墨香分子在不停地做无规则运动，属于扩散现象。
故答案为：漫；扩散。
3．（2分）如图所示是四冲程汽油机内部剖面图，此为 做功 冲程；汽油机需要用冷却液进行降温，是利用了冷却液的 比热容 大的特性。
【分析】（1）四冲程汽油机工作时，活塞在气缸中往复运动两次，完成一个工作循环，做一次功，共计四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；
（2）水的比热容较大，相同质量的水和其他物质，在升高相同温度的情况下，水吸收的热量最多。
【解答】解：四冲程汽油机工作时，只有在做功冲程中将燃料燃烧产生燃气的内能转化为机械能，为内燃机工作提供动力，其它三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的；
汽油机工作时会产生大量热，一般用水做冷却剂，是因为水的比热容比较大，在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，降低发动机的温度。
故答案为：做功；比热容。
4．（2分）目前核能已经被广泛和平利用于核能发电，核电站是利用 裂变 （选填“裂变”或“聚变”）时释放出大量的核能来发电的，核能属于 一次 （选填“一次”或“二次”）能源。
【分析】（1）核裂变和核聚变都能释放能量，但是又有区别，核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量。
（2）可以从自然界直接获取的能源叫一次能源，不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源。
【解答】解：
核电站是利用原子核发生可控制的裂变释放出的核能来发电的；
核能可以从自然界直接获取，属于一次能源。
故答案为：裂变；一次。
5．（4分）如图所示，有三个实心圆柱体甲、乙、丙，放在水平地面上，其中甲、乙高度相同，乙、丙的底面积相同，三者对地面的压强相等，则ρ甲 ＝ ρ乙 ＞ ρ丙，m甲 ＜ m乙 ＝ m丙（均选填“＞”、“＝”或“＜”）。
【分析】（1）甲、乙、丙都是实心圆柱体，对水平地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρgh；
知道甲、乙、丙高度关系，三者对地面的压强相等，利用p＝ρgh比较甲、乙、丙的密度大小关系；
（2）知道甲、乙的底面积大小关系，可得体积关系，知道密度关系，可求质量关系；知道乙、丙的底面积大小关系，对地面的压强相等，利用p=FS=GS=mgS可得乙、丙的质量关系，进而得出三圆柱体的质量关系。
【解答】解：
（1）因为甲、乙、丙都是实心圆柱体，
对水平地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρgh；
由图知，甲、乙、丙的高度h甲＝h乙＜h丙，且三者对地面的压强相等，
由p＝ρgh可知，三圆柱体的密度关系为：ρ甲＝ρ乙＞ρ丙；
（2）由图知，甲、乙的底面积关系为：S甲＜S乙，高度关系为：h甲＝h乙，
由V＝Sh可知，甲、乙的体积关系为：V甲＜V乙，
因为ρ甲＝ρ乙，由m＝ρV可知，甲、乙圆柱体的质量关系为：m甲＜m乙；
已知乙、丙的底面积关系为：S乙＝S丙，它们对地面的压强相等，
由p=FS=GS=mgS可知，乙、丙圆柱体的质量关系：m乙＝m丙，
综上可知，三圆柱体的质量关系为：m甲＜m乙＝m丙。
故答案为：＝；＞；＜；＝。
6．（2分）如图所示，是某科技小组设计的监测河水流速变化的装置原理图，机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动，电源电压保持不变。闭合开关S，当水流的速度变大时，电压表示数与电流表示数的比值 变小 （选填“变大”、“变小”或“不变”），电路消耗的总功率 变大 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。根据流体的压强跟流速的关系可知机翼状探头的上、下表面会产生向上的压力差，据此得出水流的速度变大时压力差的变化，从而得出滑片移动的方向，进一步得出变阻器接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律结合R2接入电路的阻值得出电压表示数与电流表示数的比值变化；电源电压保持不变，根据P＝UI=U2R得出电路消耗的总功率变化。
【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
因流体的压强跟流速有关，流速越大的位置，压强越小，
所以，机翼状探头的上表面水的流速大于下表面水的流速时，下表面受到的压强大于上表面受到的压强，会产生向上的压力差，
当水流的速度变大时，机翼状探头受到向上的压力差变大，导致R2的滑片上移，变阻器接入电路的阻值减小，电路的总电阻减小，
由R=UI可知，电压表示数与电流表示数的比值等于R2接入电路的阻值可知，其比值变小；
电源电压保持不变，由P＝UI=U2R可知，电路消耗的总功率变大。
故答案为：变小；变大。
二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题每小题只有一个选项符合题目要求，第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
7．（2分）小军同学对教室中一些物理量的估测，合理的是（ ）
A．黑板擦受到的重力约为15N
B．课桌的高度约为8dm
C．教室内一盏日光灯的功率约为400W
D．教室内的大气压强约为103Pa
【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、黑板擦受到的重力约为1.5N，故A错误；
B、课桌的高度约为80cm，即8dm，故B正确；
C、日光灯的功率约为40W，故C错误；
D、教室内的大气压强约为标准大气压，即约为105Pa，故D错误。
故选：B。
8．（2分）下列声现象中，能说明声音的传播需要介质的是（ ）
A．蝙蝠靠超声波发现昆虫 B．倒车雷达
C．超声波清洗机 D．真空罩中的闹钟
【分析】①声音在传播过程中遇到障碍物，从而反射回来的现象叫回声；
②声音能够传递能量；
③声音传播需要介质，真空不能传声。
【解答】解：
A、蝙蝠是靠发出的超声波被昆虫反射发现目标的，此现象说明声音能够反射，形成回声。不符合题意；
B、倒车雷达是靠发出的超声波被障碍物反射发现车后物体的，此现象说明声音能够反射，形成回声。不符合题意；
C、利用超声波可以清洗精密仪器，说明声音能够传递能量。不符合题意；
D、当逐渐抽掉罩内空气时，闹钟声音减小，由此可以推论，当罩内是真空时，声音将完全消失。说明声音的传播需要介质。符合题意。
故选：D。
9．（2分）如图物态变化需要吸热的是（ ）
A．冰雪消融 B．露珠的形成
C．霜打枝头 D．冰的形成
【分析】（1）物质从固态到液态的过程叫做熔化，物质从液态变成固态的过程叫做凝固；物质从液态变为气态叫做做汽化，物质从气态变为液态叫做液化；物质从固态直接变成气态叫升华，物质从气态直接变成固态叫凝华。
（2）六种物态变化中，需要吸热的是：熔化、汽化和升华；需要放热的是：凝固、液化和凝华。
【解答】解：A、冰雪消融，是固态冰变为液态水的熔化现象，熔化吸热，故A符合题意。
B、露珠是水蒸气遇冷液化形成的小水滴现象，液化放热，故B不符合题意。
C、霜是水蒸气凝华形成的，凝华放热，故C不符合题意。
D、冰的形成是液态的水变为冰凝固形成的，凝固放热，故D不符合题意。
故选：A。
10．（2分）如图所示是在一个标准大气压下完成的托里拆利实验，原来玻璃管竖直，后来让玻璃管倾斜，水银充满全管，有关尺寸如图所示。下列说法中错误的是（ ）
A．玻璃管倾斜后，水银对玻璃管上端有压强
B．外界大气压强等于76cm高水银柱所产生压强
C．玻璃管竖直时，上端无水银的部分肯定是真空
D．玻璃管倾斜后，若不慎将上端碰出一小孔，则水银会向上喷出
【分析】在托里拆利实验中，玻璃管内外水银面高度差取决于外界大气压的大小，在正常测量时，外界大气压不变，水银柱的高度差就不会改变。
【解答】解：由图知，玻璃管竖直时，水银柱高为76cm，倾斜后水银高为74cm。
A、大气压不变，仍能支持76cm的水银柱，而倾斜后水银充满全管，水银高为74cm，水银柱产生压强减小，所以水银对玻璃管上端有压强，故A正确；
B、由图知，玻璃管竖直时，水银柱高为76cm，所以外界大气压强等于76cm高水银柱所产生压强，故B正确；
C、玻璃管倾斜后能够充满全管，说明上端无水银的部分肯定是真空，若不是真空，管内水银不会充满全管，故C正确；
D、玻璃管倾斜后，上端碰出一小孔，试管上端也存在大气压强，管内水银在重力作用下会下降，而不会向上喷，故D错误。
故选：D。
11．（2分）小林像往常一样将台灯的插头插入书房插座，闭合台灯开关时，家里空气开关跳闸，你认为小林家发生短路的部位最有可能的是（ ）
A．书房插座 B．台灯插头 C．台灯灯座 D．台灯开关
【分析】空气开关“跳闸”的原因有两个：发生短路或用电器的总功率过大，题目中明确告知属于短路的情况，结合选项作答即可。
【解答】解：A.若是插座处原来有短路，则在没有插入台灯之前，空气开关就已经跳闸了，故A错误；
B.若是台灯的插头处有短路，则在台灯插头插入插座时，电路就会出现短路，而不会等到闭合台灯开关时才跳闸，故B错误；
C.若是灯座发生了短路，则在台灯插头插入插座，并且闭合台灯开关时，电路出现短路，空气开关跳闸，故C正确；
D.若是开关发生了短路，则电路是接通的，对原来室内正常发光的电灯没有影响，也不会跳闸，故D错误。
故选：C。
12．（2分）如图所示，下列描绘物理现象或规律正确的是（ ）
A．甲图中闭合开关后看到的现象称为电磁感应现象
B．乙图展示了电动机的原理
C．丙图也可把拉线开关与灯的位置互换
D．丁图用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电是由于毛皮束缚电子的能力比较强
【分析】（1）奥斯特实验说明通电导体周围有磁场；
（2）电动机中有电源，是根据通电导体在磁场中受力运动工作的；
（3）在家庭电路中，开关应该接在火线和用电器之间；
（4）不同的物质原子核束缚核外电子的本领有强有弱，两种物质相互摩擦时，原子核束缚核外电子本领强的夺得电子，因多余电子带负电；原子核束缚核外电子本领弱的失去电子，因缺少电子带正电。摩擦起电的实质不是创造了电，而是电子的转移。
【解答】解：
A、甲图是奥斯特实验，说明通电导体周围有磁场，故A错误；
B、图中由电源，是电动机的原理图，是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，故B正确；
C、从安全用电的角度分析，把拉线开关接在灯和火线之间更能保证用电安全，故C错误；
D、用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒的原子核束缚核外电子本领强、夺得电子，因有了多余电子带负电，毛皮的原子核束缚核外电子的本领弱，就会失去电子，因缺少电子带正电。故D错误；
故选：B。
（多选）13．（2分）用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为100N，每次运送的量不定，图乙是整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像。当某次运送4件货物时，不考虑绳重和摩擦，则下列判断正确的是（ ）
A．动滑轮重为100N
B．滑轮组的机械效率为80%
C．拉绳子的力F为300N
D．有用功为4000J
【分析】（1）由图乙可知，运送一件货物时滑轮组的机械效率，不考虑绳重和摩擦，根据η=W有用W总=Gℎ(G+G轮)ℎ=GG+G轮求出动滑轮的重；
（2）由图可知，滑轮组绳子的有效股数，不考虑绳重和摩擦，根据F=1n（G+G动）求出运送4件货物时绳子的拉力，再利用η=W有用W总=Gℎ(G+G轮)ℎ=GG+G轮求滑轮组的机械效率；
（3）根据W＝Gh分析出有用功。
【解答】解：
（1）由图乙可知，运送一件货物G＝100N时，滑轮组的机械效率η＝50%，
不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率：
η=W有用W总=Gℎ(G+G轮)ℎ=GG+G轮=100N100N+G轮=50%，
解得：G动＝100N，故A正确；
（2）由图可知，n＝2，不计绳重和摩擦，运送4件货物时绳子的拉力：
F=12（4G+G动）=12×（4×100N+100N）＝250N，故C错误；
不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率：
η′=W有用'W总'=4G4G+G轮=4×100N4×100N+100N×100%＝80%，故B正确；
（3）由于不知道物体升高的高度，根据W＝Gh知，不能计算出有用功，故D错误。
故选：AB。
（多选）14．（2分）小伟为了监测家人体重，设计了一个简易体重计，电路如图甲所示。已知：电源电压6V；定值电阻R0＝6Ω；R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示；电压表量程为0∼3V，改装后用于显示被测人体重，分析题中信息可以得出（踏板重力不计）（ ）
A．体重越大，电压表示数越大
B．电压表2V刻度处应标为500N
C．该电路消耗的最小功率为3W
D．该体重计能测量的最大体重为600N
【分析】（1）由图甲可知，该电路为R和R0的串联电路，电压表测R0两端的电压；串联电路具有分压的规律，用电器电阻越大，分压越多，据此结合图乙中的信息判断体重与电压表示数的关系；
（2）已知电压表的示数，即R0两端的电压，串联电路中电源电压等于各个用电器两端的电压之和，据此求出压敏电阻R两端的电压；利用欧姆定律求出通过R0的电流，即电路中的电流，再根据I=UR的变形式求出压敏电阻的阻值，由图乙可读出此时的压力大小；
（3）由图乙可知压敏电阻的最大阻值，串联电路的总电阻等于各个用电器的电阻之和，利用P=U2R可求出电路消耗的最小功率；
（4）由图乙知压敏电阻的阻值越小，可测得的压力越大；已知电压表的量程，即R0两端的最大电压，由串联电路的电压特点可得出此时压敏电阻两端的最小电压；利用欧姆定律求出电路中的电流，再根据I=UR求出压敏电阻的最小阻值，根据图乙可知此时的压力，即该体重计能测量的最大体重。
【解答】解：A、由图甲可知，该电路为R和R0的串联电路，电压表测R0两端的电压；由图乙可知，压敏电阻所受的压力越大，阻值越小，由串联电路的分压规律可知，压敏电阻两端的电压越小，由串联电路的电压特点可知R0两端的电压越大，即电压表示数越大，故A正确；
B、若电压表示数为2V，即R0两端的电压为U0＝2V，
由串联电路的电压特点可知压敏电阻R两端的电压为：UR＝U﹣U0＝6V﹣2V＝4V，
电路中的电流为：I＝I0=U0R0=2V6Ω=13A，
由I=UR可知压敏电阻的阻值为：R=URI=4V13A=12Ω，由图乙可知此时压力为300N，故B错误；
C、由图乙可知，压敏电阻的阻值最大为R大＝24Ω，
由串联电路的电阻特点可知电路总电阻最大为：R总大＝R大+R0＝24Ω+6Ω＝30Ω，
则电路消耗的最小功率为：P小=U2R总大=(6V)230Ω=1.2W，故C错误；
D、电压表量程为0～3V，即R0两端的电压最大为U0大＝3V，
由串联电路的电压特点可知压敏电阻两端的电压最小为：UR小＝U﹣U0大＝6V﹣3V＝3V，
此时电路中的电流最大为：I大=U0大R0=3V6Ω=0.5A，
由I=UR可知压敏电阻的最小阻值为：R小=UR小I大=3V0.5A=6Ω，由图乙可知此时压力为600N，
则该体重计能测量的最大体重为600N，故D正确。
故选：AD。
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
15．（2分）完成光路图，根据图中的入射光线或折射光线作出相应的折射光线或入射光线。
【分析】在作凸透镜、凹透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解答】解：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；通过二倍焦距点的光线经凸透镜折射后过二倍焦距点，如图所示：
16．（2分）如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。拉杆旅行箱在图示位置静止，画出在A点的最小拉力F及它的力臂L。
【分析】根据杠杆的平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定的情况下，动力臂最大，动力最小；先确定支点，再确定力的作用线，最后从支点向力的作用线作垂线段。
【解答】解：根据杠杆的平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定的情况下，动力臂最大，动力最小，当AO为动力臂时，此时的动力臂是最大的，拉力是最小的，拉力作用在A点，垂直于OA斜向上；如图所示：
四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题8分，共18分）
17．（4分）在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）图甲中光屏上能成清晰的像，生活中 投影仪 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理制成的。
（2）如图乙，线段AB为凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系，则凸透镜焦距为 10 cm。
（3）当光屏上呈现清晰的像时，不改变图甲中蜡烛和透镜位置：
①若将凸透镜换成焦距相同、镜面较小的凸透镜，再次做实验，光屏上所成的像与原来相比 变暗 （选填“变小”、“变暗”或“变不完整”）了。
②实验过程中，某同学随手把他自己戴的近视镜放到蜡烛及凸透镜之间，光屏上的像变模糊了，要想再次看到清晰的像，则需将光屏 向右 （选填“向左”或“向右”）移动。
【分析】（1）物距在一倍焦距和二倍焦距之间，像距应大于二倍焦距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪或幻灯机；
（2）物距等于二倍焦距成倒立等大实像；
（3）①用焦距相同、镜面直径较小的凸透镜，发光体发出的光透过凸透镜的光线少；
②近视眼镜为凹透镜，对光线具有发散作用。
【解答】解：（1）由图可知，此时的物距小于像距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪；
（2）凸透镜成实像时，u＝v＝2f时，成倒立、等大的实像，此时的1u=1v=5m−1，则u＝v＝0.2m＝20cm＝2f，故f＝10cm；
（3）①用另一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，成像大小不会变化，但经凸透镜的光线变少，所成的像与原来的像相比，比原来暗；
②实验过程中，某同学随手把他自己戴的近视镜放到蜡烛及凸透镜之间，近视眼镜为凹透镜，对光线具有发散作用，会延迟光线的会聚，所以要想再次看到清晰的像，则需将光屏向右移动。
故答案为：（1）投影仪；（2）10；（3）①变暗；②向右。
18．（6分）小陈同学在老师的指导下完成了以下实验：
①用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力，如图甲所示；
②用手拿着这个盖紧瓶盖的空玻璃瓶浸没在水中，放手后发现玻璃瓶上浮；
③将一个铁块装入玻璃瓶并盖紧盖子，放入水中放手后发现玻璃瓶下沉；
④取出玻璃瓶并擦干瓶上的水，挂在弹簧测力计上，保持玻璃瓶竖直，然后从图乙所示位置慢慢浸入水中，并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h的关系图象如图丙所示。
（1）装有铁块的玻璃瓶全部浸没在水中时受到的浮力是 1.6 N。
（2）BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度 无关 （选填“有关”、“无关）。
（3）在第②操作步骤中空玻璃瓶浸没在水中时受到的浮力为 1.6 N。
（4）小陈认真分析以上实验数据和现象后发现，物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关，其中上浮的条件是 F浮＞G 。
（5）若圆柱形容器的底面积为100cm2，在乙图中，当玻璃瓶浸没后，水又对容器底的压强增加了 160 Pa。
（6）细心的小陈同学发现玻璃瓶上还标有100mL的字样，于是在装有铁块的玻璃瓶内装满水并盖上瓶盖，再用弹簧测力计测出总重力，如图丁所示，此时弹簧测力计示数为3.1N，根据以上数据他算出了铁块的密度为 8×103 kg/m3。
【分析】（1）分析图象，由根据F浮＝G﹣F求浮力大小；
（2）根据图象分析解答即可；
（3）根据浮力大小的影响因素分析解答；
（4）根据浮沉条件解答；
（5）由阿基米德原理计算瓶子浸入水中体积，从而得出液面上升的高度，可计算压强的增加量；
（6）由图甲知，瓶子重力，从而计算铁块重力，计算出瓶中加入水的重力，由密度公式可得加入水的体积，从而得到铁块体积，由密度公式计算铁块的密度大小。
【解答】解：
（1）由图象知，当瓶子浸入深度为0时，弹簧测力计示数为瓶子和铁块的总重力，即G＝2.2N；
当瓶子浸入深度达到6cm后弹簧测力计不再减小，说明瓶子浸没在水中，示数为0.6N，所以受到的浮力：F浮＝G﹣F＝2.2N﹣0.6N＝1.6N；
（2）由图象知，BC段瓶子受到的弹簧测力计拉力不变，所以受到的浮力不变，说明物体受到的浮力大小与浸没的深度无关；
（3）浮力的大小与液体密度和物体浸入液体的体积有关，空玻璃瓶浸没在水中与装有铁块的瓶子浸没在水中时浸入水中体积相等，所以受到的浮力相等，都为1.6N；
（4）物体上浮的条件是物体受到浮力大于物体重力，即F浮＞G；
（5）由阿基米德原理可得，当玻璃瓶浸没后，瓶子排开水中体积：
V排=F浮ρ水g=1.6N1.0×103kg/m3×10N/kg=1.6×10﹣4m3，
容器中水面上升体积与V排相等，即：△V＝V排＝S△h，
所以容器中水面上升高度：△h=△VS=1.6×10−4m3100×10−4m2=1.6×10﹣2m，
所以水又对容器底的压强增加了：△p＝ρ水g△h＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.6×10﹣2m＝160Pa；
（6）由图甲知，空瓶的重力G瓶＝1.4N，瓶子和铁块的总重力G＝2.2N，
铁块重力：G铁＝G﹣G瓶＝2.2N﹣1.4N＝0.8N，
由题知，图丁中时弹簧测力计示数，即瓶子、水和铁块的总重力：G总＝3.1N，
所以装入水的重力：G水＝G总﹣G＝3.1N﹣2.2N＝0.9N，
加入水的体积：V水=G水ρ水g=0.9N1.0×103kg/m3×10N/kg=9×10﹣5m3＝90cm3，
铁块的体积：V＝V容积﹣V水＝100cm3﹣90cm3＝10cm3，
所以铁块密度：ρ=G铁Vg=0.8N10×10−6m3×10N/kg=8×103kg/m3。
故答案为：（1）1.6；（2）无关；（3）1.6；（4）F浮＞G；（5）160（6）8×103。
19．（8分）小王用如图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率时，电源电压为3V，若所用器材均能满足实验需要。
（1）用笔画线替代导线，将实物电路连接完整：
（2）连接电路时，开关要 断开 （选填“断开”或“闭合”）；滑动变阻器滑片应该移到连入电路阻值 最大 位置；
（3）实验过程中，当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光，由图乙可知，此时电流表的示数为 0.3 A，小灯泡正常发光时的电阻为 8.33 Ω，小灯泡的额定功率为 0.75 W；
（4）小王受此实验启发，想测定电动自行车上用作照明的LED（发光二极管）额定功率。在老师的帮助下通过实验得到该LED的I﹣U图象如图丙所示。由图象可知LED灯的电阻随电压的增大而 减小 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。查阅资料知道该LED的额定电压为3V，结合图象可得该LED的额定功率为 0.072 W。
【分析】（1）根据题目要求确定滑动变阻器的接法，然后根据要求连接实物电路图；
（2）在电学实验中，为保护电路，连接电路时开关应该断开，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；
（3）确定电流表的量程和分度值，读出示数，根据R=UI求出小灯泡的电阻，根据公式P＝UI计算出额定功率；
（4）根据图1确定灯泡的额定电压，由图3确定额定电流，根据P＝UI计算出额定功率
【解答】解：（1）灯泡与滑动变阻器应串联，电压表并联到灯泡的两端，灯泡的额定电压为2.5V，则电压表选用小量程；电流表选用小量程，实物电路图如图所示：
；
（2）在连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器滑片应该移到连入电路阻值最大的位置；
（3）由图乙知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以示数为0.3A；
根据欧姆定律可知，小灯泡的电阻为：R=ULIL=2.5V0.3A≈8.33Ω；
灯泡的额定功率为：P＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）由图象丙知，U﹣I图像不是一条直线，随着电压的升高，电流变大，电压的变化量要小于电流的变化量，则LED灯的电阻随电压的增大而减小；
当电压为3V时，电流为24mA＝0.024A，则P＝UI＝3V×0.024A＝0.072W。
故答案为：（1）见上图；（2）断开；最大；（3）0.3；8.33；0.75；（4）减小；0.072。
五、综合应用题（本题共2小题，每小题9分，共18分）
20．（9分）如图所示是警察骑两轮电动平衡车在天安门广场巡逻的情景。警用两轮电动平衡车的质量为40kg，每个车轮与水平地面的接触面积为30cm2，额定电压60V，最大电功率1200W。（g取10N/kg，q汽油＝4.6×107J/kg）求：
（1）若车胎能承受的最大压强为4×105Pa，该车在水平地面时的最大载重质量是多少？
（2）若该车以最大功率行驶时的速度为10m/s，所受到的阻力为96N，行驶了10min，该电动平衡车的效率是多大？
（3）若电动车以920W的电功率行驶10min所耗的电能全部由燃烧汽油来获得，则需要消耗多少千克汽油？（不计能量损失）
【分析】（1）用F＝pS求出车对地面的最大压力，车对地面的压力等于最大载物的重力和平衡车的重力之和；根据G＝mg求出平衡车重力，可得最大载物的重力，进而求出最大载重质量；
（2）已知匀速行驶时受到的阻力，根据二力平衡条件求出牵引力的大小，利用P机械=Wt=Fst=F′v算出机械功率，根据η=W有W总×100%=P机械tP电t×100%=P机械P电×100%求出两轮电动平衡车的效率；
（3）先根据W＝Pt求出电动车消耗的电能，然后根据Q放＝W和Q放＝mq求出消耗汽油的质量。
【解答】解：（1）受力面积：S＝2×30cm2＝60cm2＝0.006m2，
由p=FS可得车对地面的压力：
F＝pS＝4×105Pa×0.006m2＝2400N；
因为在水平地面上，所以G＝F＝2400N，
根据G＝mg知平衡车的总质量为：
m=Gg=2400N10N/kg=240kg，
该车的最大载重量：m物＝m﹣m车＝240kg﹣40kg＝200kg；
（2）两轮电动平衡车匀速行驶时，受平衡力作用，则牵引力F′＝f＝96N，
两轮电动平衡车的机械功率：
P机械=Wt=Fst=F′v＝96N×10m/s＝960W，
两轮电动平衡车的效率：
η=W有W总×100%=P机械tP电t×100%=P机械P电×100%=960W1200W×100%＝80%；
（3）由P=Wt可得，动车消耗的电能：W＝P电′t＝920W×10×60s＝5.52.76×105J，
由Q放＝W和Q放＝mq可得完全燃烧汽油的质量为：
m′=Wq汽油=5.52×105J4.6×107J/kg=1.2×10﹣2kg。
答：（1）该车在水平地面时的最大载重量是200kg；
（2）该电动平衡车的效率是80%；
（3）需要消1.2×10﹣2kg的汽油。
21．（9分）父亲节到了，小明妈妈为爷爷买了一个电热足浴盆，内部由加热系统和按摩系统两部分组成，加热系统的加热电阻额定电压为220V，额定功率为605W。求：
（1）该电热足浴盆加热系统是利用电流的 热效应 工作的。
（2）小明帮爷爷泡脚前，向足浴盆中加入6kg初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作15min将水加热到40℃，则此加热过程中水吸收的热量是多少？（水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃））
（3）加热系统的加热电阻正常工作15min消耗的电能是多少？
（4）当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际电功率是多少？（忽略温度对电阻的影响）
【分析】（1）电流有热效应、磁效应和化学效应；
（2）利用吸热公式直接计算即可；
（3）利用电能公式直接计算即可；
（4）先利用P=U2R计算出加热电阻，再利用P=(U实)2R可计算出其在200V下的实际电功率。
【解答】解：（1）电热足浴盆加热系统是利用电流的热效应工作的；
（2）水吸收的热量Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×6kg×（40℃﹣20℃）＝5.04×105J；
（3）加热系统消耗电能为W＝Pt＝605W×900s＝5.445×105J；
（4）由P=U2R可知加热电阻R=U2P=(220V)2605W=80Ω，
当实际电压为200V时，加热电阻的实际功率为P=(U实)2R=(200V)280Ω=500W。
答：（1）热效应；
（2）水吸收的热量是5.04×105J；
（3）加热系统的加热电阻正常工作15min消耗的电能是5.445×105J
（4）加热电阻工作的实际电功率是500W。
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