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2022年江苏省常州市中考冲刺二模苏科版物理模拟试题二(解析版)
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2022年江苏省常州市中考冲刺二模
苏科版物理模拟试题二
2022.5
注意事项：
1. 本试卷共6页，全卷满分120分，考试时间为120分钟。考生应将答案全部填写在答题卡相应位置上，写在本试卷上无效。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。考试时不允许使用计算器。
2. 答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷上，并填写好答题卡上的考生信息。
3. 作图必须用2B铅笔作答，并请加黑加粗，描写清楚
一、 选择题（本题包括15小题，共30分.每小题只有一个选项符合题意.请将正确答案前的序号按对应的题号填写在答题卡上）
1. 下列是初中物理的几个探究实例：①探究“液体内部的压强与哪些因素有关”；②探究“平面镜成像的特点”；③探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”；④探究磁场时，引入“磁感线”。其中，采用了“控制变量法”的是( )
A. ①和③ B.②和③ C.①和④ D.②和④
2. 吉他上的弦绷紧时发声的音调比它不紧时高，则绷紧的弦发声比它不紧时（ ）
A. 振幅一定更大 B. 振幅一定更小
C. 振动频率一定更低 D. 每秒内振动次数一定更多
3. 如图是某网友在四月拍摄的某地雪景：积雪初融后，在某停车场上出现了一个个“雪馒头”，甚为奇特。雪堆正下方是方形地砖，每块方形地砖周围是条形砖。气象专家调研发现：四周条形砖比中间方形地砖具有更好的导热性和渗水性。关于形成“雪馒头”景观的解释肯定不合理的是（ ）
A. 空气温度较低是“雪馒头”得以保留的原因之一
B. 方形地砖导热性差是形成“雪馒头”景观的原因之一
C. 太阳辐射导致条形砖上方的雪比方形地砖上方的雪更易熔化
D. 地表热量易通过条形砖及四周缝隙传递，使条形砖上的雪更易熔化
4. 下列关于电学知识说法正确的是（ ）
A. 验电器的工作原理是异种电荷相互排斥
B. 金属靠自由电子导电
C. 导体的电阻大小只跟导体的长度、横截面积有关
D. 电学中规定正电荷的运动方向为电流的方向
5. 质量相同的甲、乙两物体，分别在竖直向上的拉力作用下，从同一位置同时向上运动，两物体运动的s﹣t图象如图所示，下列判断正确的是（ ）
A. 第4s时两者相距16m B. 甲受到的拉力比乙大
C. 甲做速度为4m/s的匀速运动 D. 以甲为参照物乙竖直向下运动
6. 2020年12月23日凌晨，我国成功利用长征五号丙运载火箭将“嫦娥五”号中继卫星发射升空，迈出了人类航天器月背登陆第一步！下列有关说法正确的是（ ）
A. 火箭点火升空过程中，内能转化为机械能
B. 火箭点火升空过程中，火箭的惯性消失
C. 火箭加速上升过程中，重力势能转化为动能
D. 火箭加速上升过程中，只受到重力和空气阻力
7. 两个底面积相同形状不同的容器A、B（GA=GB），盛有不同的液体放置在水平桌面上，现将甲、乙两个相同的物块分别放入两容器中，当两物块静止时，两容器中液面恰好相平，两物块所处的位置如图所示（忽略液体的损失），下列说法正确的是（ ）
A. 甲物块受到的浮力大于乙物块受到的浮力
B. 两容器底受到的液体压强相等
C. 取出两物块后，B容器底受到液体的压强大于A容器底受到液体的压强
D. 取出两物块后，B容器对桌面的压强小于A容器对桌面的压强
8. 如图所示的电路中，电源电压恒为3V，灯泡L的电阻为10Ω且保持不变。闭合开关S后，滑片P由b端向a端滑动的过程中，下列判断正确的是（ ）
A. 灯泡L亮度变暗
B. 电压表示数变大，电流表示数变小
C. 电压表与电流表示数的比值变小
D. 灯泡L的最大功率为0.9W
9. 一凸透镜的焦距为15cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜40cm处沿主光轴移到20cm处的过程中，像的大小和像距的变化情况是（ ）
A. 像变大，像距变大 B. 像变小，像距变小
C. 像变大，像距变小 D. 像变小，像距变大
10. 下列关于温度、热量和内能的说法正确的是（ ）
A. 物体吸收热量，温度一定升高
B. 60℃的水一定比30℃的水含有的热量多
C. 热传递过程中，热量由高温物体传向低温物体
D. 物体的内能增加，一定从外界吸收热量
11. 水平桌面上的薄壁圆柱形容器中盛有某种液体，容器底面积为80cm2，用细线拴着体积为为100cm3的金属球沉入容器底，这时液体深度为10cm，它对容器底的压力为1.9N，如图所示。现将金属球从液体中取出，液体对容器底的压强改变了100Pa，从容器中取出金属球时，表面所沾液体与细线的体积均不计。则下列判断正确的是（ ）
A． 金属球在液体中所受浮力大小为1N
B． 容器中液体所受重力大小为6.4N
C． 取出金属球后，容器对桌面的压强减小了100Pa
D． 金属球的密度为2.7×103kg/m3
12. 如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）。则下列说法正确的是（ ）
A. 斜面上的摩擦力是50N B. 拉力的功率是50W
C. 拉力所做的功是300J D. 斜面的机械效率是80%
13. 如图所示，闭合开关S后，发现电灯L不亮，且保险丝没有熔断．用试电笔测试灯头的两端C、D，发现这两处都能使试电笔的氖管发光，再用试电笔测试B处氖管不发光．若电路中只有一处故障，则( )
A．AC段某处断路 B．BD段某处断路 C．电灯L断路 D．电灯L短路
14. 许多城市都在推广利用太阳能，城市交通指示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能，下列关于太阳能的说法不正确的是（ ）
A. 太阳是一个巨大的“核能火炉” B. 太阳能为二次能源
C. 太阳能属于可再生能源 D. 太阳能清洁，无污染
15. 如图所示，电源电压，灯丝电阻不变，当S1，S2都断开时，电压表的示数为U1，电阻R1消耗的功率为0.1W，只闭合S1时，电压表示数为U2，电流表的示数为0.2A，只闭合S2时，电阻R1消耗的功率为3.6W．当S1，S2都闭合时，灯L正常发光。已知U1：U2＝1：2，则下列结论错误的是（ ）
A．灯L的额定功率为1.8W B．电阻R2的阻值为30Ω
C．电源电压8V D．S1，S2都断开和S1，S2都闭合时，灯L消耗的功率之比为1：9
二、 填空与作图（16~25题，每空1分，每图2分，共27分）
16. 小丽同学用水平力F拉动如图所示装置，使重100N的A物体4s内在水平地面上匀速运动了80cm，物体B重50N（物体B与A始终接触），此过程中地面受到的摩擦力为10N，弹簧测力计的示数为8N．若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为_____m/s，物体A受到B施加的摩擦力_____（选填“水平向左”、“水平向右”或“为零”），水平拉力F为_____N，水平拉力F的功率为_____W。
17. 如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中图________是将内能转化为机械能的冲程。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为2400r/min,这次汽油机每秒钟内完成_______个冲程，对外做了________次功。
18. 小华去森林探险，看见阳光透过树叶的缝隙在地上留下圆形光斑，光斑的成像原理是____（填光学原理）。同时看见树林边溪水中的“蓝天白云”，这是____（填光学原理）在水中所成的虚像。小华想利用平面镜将太阳光束反射进一个水平山洞（如图所示），则他应将平面镜与水平地面成____夹角放置。
19. 图为一种电磁仪表的部分装置，闭合开关后，磁铁 N 极向上转动（箭头所示）。则通电线圈上端为_____（填“S”或“N”）极，电池右端为_____（填“正”或“负”）极。
20. 两个电阻的电流随电压变化的关系图象如图甲所示，将它们连接在如图乙所示的电路中。当闭合开关S1，断开开关S2、S3时，电阻R1、R2两端的电压之比为_____；当断开开关S1，闭合开关S2、S3时，经过一段时间，电流通过电阻R1、R2产生的热量之比为_____。
21. 如图所示，长为40cm、重为10N的匀质杠杆可绕着O点转动，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置（忽略摩擦阻力），在这个过程中，力F的大小将_____（选填“增大”、“不变”或“减小”），力F所做的功为_____J。
22. 如图，利用定滑轮和两个完全相同的小桶，测量一块蓝田玉坠的密度，将玉坠放入左侧小桶，向右侧小桶内逐渐加水至19.5mL时，滑轮两侧平衡，则玉坠的质量为__________g，取下右侧小桶置于水平桌面上，将玉坠浸没在水中如图所示，此时液面示数是________mL，玉坠的体积是_________mL，由此可得该玉坠的密度为__________g/cm3（ρ水=1.0×103kg/m3）。
23. 小英家6月底电能表的示数如图甲所示，7月底表盘示数如图乙所示，由图可知她家7月份用电器消耗的电能为_____kW•h；电子式单相电能表她家现在已经接人用电器的总功率为3600W，则最多还可以连接_____W的用电器同时工作。将铭牌已模糊的饮水机单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了160次，则饮水机的额定功率是_____W。
24. 如图所示，请画出重物G的阻力臂，并画出作用在c点且能使杠杆保持平衡的最小力。
25. 将图中的三孔插座(带保险盒)正确的接入电路。
三、 解答与探究（共6小题，44分）
26. （8分）如图所示是蒙华铁路荆州段长江大桥施工现场，工程师用起吊装置在江中起吊工件. 己知工件重4000N，每个滑轮重500N，声音在水中的传播速度是1500m/s.在水面上用超声测位仪向江底的工件垂直发射超声波，经过0.02s后收到回波.（不计绳重和摩擦，g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3)
（1）求工件在水下的深度；
（2）不计工件的高度，求水对工件产生的压强；
（3）当工件在水面下匀速上升时，绳子自由端的拉力为500N，求工件的体积；
（4）不计动滑轮体积，求工件在水下匀速上升时滑轮组的机械效率（结果在小数点后保留一位数字）.
27. （6分）光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应，而将光能直接转化为电能的一种技术，其发电系统主要有太阳能电池板，控制器和逆变器三大部分组成，其简化电路如图所示，当太阳光照射太阳能电池板发电时，控制信号将S1闭合，S2断开，蓄电池充电，当控制信号将S2闭合后，向外供电。光伏发电广泛应用于小型电源，中型供电系统和大型发电站。
(1)李湾村新建的文化广场上，有很多以光伏发电为电源的路灯，若某路灯电源的输出电压为20V，电流为0.5A，则输出功率是多大_______？输出电路中的电阻是多少___________？
(2)该村还建成了一座扶贫光伏发电站，总功率为5×104kW，其一天的发电量是多少千瓦时_________？(一天的有效光照时间按8小时计算)
(3)光伏发电站发的电用于灌溉农田，可将低处河水抽到高处灌溉渠中，若高低落差为10m，抽水机的效率为60%，则每度电可抽取河水多少立方米________ ？(ρ河水=1×103kg/m3,g取10N/kg)
(4)根据你所学的知识，请写出一条光伏发电的优点：(科学合理即可)______。
28. （7分）宁宁用如图所示的实验装置探究“凸透镜成像的规律”，所用凸透镜的焦距为10cm。
（1）蜡烛和凸透镜的位置如图所示，宁宁将光屏移动到60～70cm之间的某一位置时，光屏上得到一个清晰的像，生活中的_____（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一规律制成的。此时若将蜡烛和光屏位置对调，光屏上_____（选填“能”或“不能”）得到清晰的像。
（2）宁宁把近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间的合适位置，调节光屏的位置，使光屏上得到烛焰清晰的像，此时光在光屏上发生的是_____（选填“镜面”或“漫”）反射。取走近视眼镜，保持凸透镜和光屏位置不变，为使光屏上再次得到清晰的像，应将蜡烛_____（选填“远离”或“靠近”）凸透镜。
（3）烛焰通过凸透镜成正立的像时，宁宁的眼睛应该在____（选填“蜡烛”或“光屏”）一侧向凸透镜方向进行观察。
（4）实验过程中，蜡烛燃烧逐渐变短，蜡烛对底座的压强_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。为使烛焰的像仍成在光屏的中央，应将凸透镜向_____（选填“上”或“下”）调整。
29. （6分）小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆（如图所示），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220V，额定功率605W．问：
（1）小明帮奶奶泡脚时，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℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？消耗的电能是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
（2）当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际功率是多少？
（3）足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流为4A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？
30. （8分）为响应常州市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AB：BO=4：1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为220V）
（1）当水位在安全位置以下时绿灯亮，排水泵不工作；当水位达到安全位置上限时红灯亮，同时排水泵正常工作。请按要求完成图中工作电路的连接_____。
（2）“发电玻璃”光电转化率接近18%．要求在5h内对控制电路的蓄电池充满电，则选用的“发电玻璃”面积至少为_____m2．（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1000W计算，计算结果精确到0.1m2）
（3）按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；当水位回落到浮体只有体积浸入水中时，硬质杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA，排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体______？
（4）在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向_____（填“左”或“右“）移动。
31. （8分）小芳利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值，阻值大约为5Ω。
（1） 请你根据电路图，用笔画线代替导线，在如图中完成实验电路的连接______。
（2） 闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于___________端（选填“A”或“B”）。
（3） 闭合开关，发现电压表和电流表均无示数。小芳利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数；接在a、c之间，电压表无示数。如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是__________。
（4） 排除故障后，调节滑动变阻器，记录多组数据。画出了待测电阻Rx的I-U图像，如图所示。由图像可得Rx=__________Ω。
（5）小芳又设计了一种方案，也测出了Rx的阻值。电路如图所示，R0为阻值已知的定值电阻，电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下：
①当开关__________时，电流表读书为I1;
②当开关S1、S2都闭合时，电流表读书为I2；
③待测电阻Rx=__________。（用已知和测出的物理量符号表示）
附加题
32. （12分）图甲是温度自动报警器。控制电路中，电源电压U控=5V，热敏电阻R2的阻值与温度的关系如图乙所示；工作电路中，灯泡L标有“9V 0.3A”的字样，R4为电子嗡鸣器，它的电流达到某一固定值时就会发声报警，其阻值R4=10Ω。在R2温度为20℃的情况下，小明依次进行如下操作：闭合开关S1和S2，灯泡L恰好正常发光，此时R0的电功率为P0；将R1的滑片调到最左端时，继电器的衔铁刚好被吸下，使动触点与下方静触点接触；调节R3的滑片，当R3与R4的电压之比U3：U4=4:1时，电子嗡鸣器恰好能发声，此时R0的电功率为，。已知电源电压、灯丝电阻都不变，线圈电阻忽略不计。求：
（1）灯泡L的额定功率；
（2）当衔铁刚好被吸下时，控制电路的电流；
（3）将报警温度设为50℃时，R1接入电路的阻值；
（4）工作电路的电源电压Ux。
常州外国语中学2020-2021学年第二学期九年级一模考试
物理试题解析
2021.4
注意事项：
4. 本试卷共6页，全卷满分120分，考试时间为120分钟。考生应将答案全部填写在答题卡相应位置上，写在本试卷上无效。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。考试时不允许使用计算器。
5. 答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷上，并填写好答题卡上的考生信息。
6. 作图必须用2B铅笔作答，并请加黑加粗，描写清楚
四、 选择题（本题包括15小题，共30分.每小题只有一个选项符合题意.请将正确答案前的序号按对应的题号填写在答题卡上）
1. 下列是初中物理的几个探究实例：①探究“液体内部的压强与哪些因素有关”；②探究“平面镜成像的特点”；③探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”；④探究磁场时，引入“磁感线”。其中，采用了“控制变量法”的是( )
B. ①和③ B.②和③ C.①和④ D.②和④
【答案】A
【解析】探究“液体内部的压强与哪些因素有关”，需要保持液体密度或深度一定，研究深度或密度对液体压强的影响，采用的是控制变量法；探究“平面镜成像的特点”，利用未点燃的蜡烛确定了已点燃的蜡烛的虚像的位置，采用的是转换法；探究“电阻上的电源跟两端电压的关系”，需要保持电阻或电压一定，研究电压或电阻对电流的影响，采用的是控制变量法；探究磁场时，引入“磁感线”，用实际不存在的磁感线形象地描述磁场的特点，采用的是模型法。故选A。
2. 吉他上的弦绷紧时发声的音调比它不紧时高，则绷紧的弦发声比它不紧时（ ）
A. 振幅一定更大 B. 振幅一定更小
C. 振动频率一定更低 D. 每秒内振动次数一定更多
【答案】D
【解析】对于弦乐器来说，弦的松紧影响音调的高低，同样用力的情况下，弦绷紧时振动快，频率快，发声的音调高；反之则弦绷的不紧时振慢，频率低，发声的音调低故答案为D.
3. 如图是某网友在四月拍摄的某地雪景：积雪初融后，在某停车场上出现了一个个“雪馒头”，甚为奇特。雪堆正下方是方形地砖，每块方形地砖周围是条形砖。气象专家调研发现：四周条形砖比中间方形地砖具有更好的导热性和渗水性。关于形成“雪馒头”景观的解释肯定不合理的是（ ）
A. 空气温度较低是“雪馒头”得以保留的原因之一
B. 方形地砖导热性差是形成“雪馒头”景观的原因之一
C. 太阳辐射导致条形砖上方的雪比方形地砖上方的雪更易熔化
D. 地表热量易通过条形砖及四周缝隙传递，使条形砖上的雪更易熔化
【答案】C
【解析】A、雪馒头是固态的雪、温度较低，低于熔点，才会出现；B方形地砖导热性差，地面温度不同，才会形成；C太阳对条形砖和方形砖辐射相同，所以C错误
故选：C。
4. 下列关于电学知识说法正确的是（ ）
A. 验电器的工作原理是异种电荷相互排斥
B. 金属靠自由电子导电
C. 导体的电阻大小只跟导体的长度、横截面积有关
D. 电学中规定正电荷的运动方向为电流的方向
【答案】B
【解析】分析：（1）用电器的原理：同种电荷相排斥；
（2）电荷的定向移动会形成电流；
（3）影响电阻大小的因素有：材料、长度、横截面积和温度。
（4）物理学中电流方向的规定；所以选B
5. 质量相同的甲、乙两物体，分别在竖直向上的拉力作用下，从同一位置同时向上运动，两物体运动的s﹣t图象如图所示，下列判断正确的是（ ）
A. 第4s时两者相距16m B. 甲受到的拉力比乙大
C. 甲做速度为4m/s的匀速运动 D. 以甲为参照物乙竖直向下运动
【答案】D
【解析】由图像知道，佳怡物体都做匀速直线运动，第4S时甲运动了12m,乙运动了4m，由于甲乙从同一位置向上运动，所以4s相距8m，所以A错误；因为甲乙都二力平衡，所以拉力相同，所以B错误；由图像斜率表示速度可知，V甲>V乙；所以C错误，D正确
6. 2020年12月23日凌晨，我国成功利用长征五号丙运载火箭将“嫦娥五”号中继卫星发射升空，迈出了人类航天器月背登陆第一步！下列有关说法正确的是（ ）
A. 火箭点火升空过程中，内能转化为机械能
B. 火箭点火升空过程中，火箭的惯性消失
C. 火箭加速上升过程中，重力势能转化为动能
D. 火箭加速上升过程中，只受到重力和空气阻力
【答案】A
【解析】分析：（1）火箭是热机的一种，工作时，燃料的化学能转化为燃气的内能，高温高压的燃气推动火箭升空，燃气的内能转化成火箭的机械能；
（2）惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质，任何物体都具有惯性，惯性是物体本身的一种性质；
（3）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，当动能转化成重力势能时，动能减小，重力势能增加；
（4）火箭加速运动时，不受平衡力，受到重力，摩擦力还有推力作用。
解答：A、火箭点火发射时，产生的燃气内能转化为火箭升空的机械能，故A正确；
B、火箭点火升空过程中，仍然具有惯性，因为惯性是物体本身的一种性质，故B错误；
C、火箭加速上升的过程，质量不变，速度增加，故动能增加，同时高度增加，重力势能增大，故不是重力势能和动能的转化，故C错误；
D、火箭加速上升，受力不平衡，火箭受的向上的推力大于向下的重力，合力向上，火箭加速上升，故D错误。
故选：A。
7. 两个底面积相同形状不同的容器A、B（GA=GB），盛有不同的液体放置在水平桌面上，现将甲、乙两个相同的物块分别放入两容器中，当两物块静止时，两容器中液面恰好相平，两物块所处的位置如图所示（忽略液体的损失），下列说法正确的是（ ）
A. 甲物块受到的浮力大于乙物块受到的浮力
B. 两容器底受到的液体压强相等
C. 取出两物块后，B容器底受到液体的压强大于A容器底受到液体的压强
D. 取出两物块后，B容器对桌面的压强小于A容器对桌面的压强
【答案】C
【解析】A、甲悬浮，F浮甲＝G排甲＝G；乙漂浮，则F浮乙＝G排乙＝G，可知F浮甲＝F浮乙，故A错误；B、物体在甲中悬浮，则ρ甲＝ρ物，在乙中漂浮，则ρ乙＞ρ物，可知乙的密度较大，已知深度相同，由p＝ρ液gh可知，B液体对容器底的压强大，故B错误；C、取出物块后，由于容器底所受压力减少量△F＝△G，放入两容器中两个的物块相同，所以减少的压力△F甲＝△F乙，所以减少的压强△p甲＝△p乙，故取出两物块后，B容器底受到液体的压强大于A容器底受到液体的压强，故C正确；D、B容器液体密度大于A液体密度，甲排开A的体积大于乙排开B的体积，取出后物体后B液体体积大于A液体体积，B液体的重力大于A液体重力，由压强公式p＝FS得，取出两物块后，B容器对桌面的压强大于A容器对桌面的压强。故D错误。故选：C。
8. 如图所示的电路中，电源电压恒为3V，灯泡L的电阻为10Ω且保持不变。闭合开关S后，滑片P由b端向a端滑动的过程中，下列判断正确的是（ ）
A. 灯泡L亮度变暗
B. 电压表示数变大，电流表示数变小
C. 电压表与电流表示数的比值变小
D. 灯泡L的最大功率为0.9W
【答案】D
【解析】D、根据P=U2R，当变阻器连入电路中的电阻为0时，灯的电压为电源电压3V，并求出此时灯的最大功率。
解答：AB、由图知，灯泡与变阻器串联，电压表测灯泡的电压，电流表测电路的电流；滑片P由b端向a端滑动的过程中，变阻器连入电路的电阻变小，根据电阻的串联，总电阻变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大，故B错误；根据P=I2R可知，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮，故A错误；
C、由欧姆定律可知，电压表与电流表示数的比值等于灯泡的电阻（且灯泡电阻不变），则该比值不变，故C错误；
D、当变阻器连入电路中的电阻为0时，灯泡的电压最大（等于电源电压3V），灯泡L的最大功率：PL大=U2RL=3V210Ω=0.9W，故D正确。
故选：D。
9. 一凸透镜的焦距为15cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜40cm处沿主光轴移到20cm处的过程中，像的大小和像距的变化情况是（ ）
A. 像变大，像距变大 B. 像变小，像距变小
C. 像变大，像距变小 D. 像变小，像距变大
【答案】A
【解析】根据凸透镜的成像规律分析解答。
凸透镜成像时，当U＞2f时，f
U＜f，成正立、放大的虚像；
故A正确。
10. 下列关于温度、热量和内能的说法正确的是（ ）
A. 物体吸收热量，温度一定升高
B. 60℃的水一定比30℃的水含有的热量多
C. 热传递过程中，热量由高温物体传向低温物体
D. 物体的内能增加，一定从外界吸收热量
【答案】C
【解析】物体吸收热量，温度不一定升高，例如，晶体在熔化过程中，吸收热量，但温度不变，故A错误；热量是指热传递过程中传递能量的多少，是过程量，不能说含有热量，故B错误；热传递的条件是存在温度差，热传递过程中，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，即热量是由高温物体传向低温物体，故C正确；改变内能的方法有两个：做功和热传递。所以，物体的内能增加，可能是从外界吸收热量，也可能是外界对物体做功，故D错误，故选C.
11. 水平桌面上的薄壁圆柱形容器中盛有某种液体，容器底面积为80cm2，用细线拴着体积为为100cm3的金属球沉入容器底，这时液体深度为10cm，它对容器底的压力为1.9N，如图所示。现将金属球从液体中取出，液体对容器底的压强改变了100Pa，从容器中取出金属球时，表面所沾液体与细线的体积均不计。则下列判断正确的是（ ）
A． 金属球在液体中所受浮力大小为1N
B． 容器中液体所受重力大小为6.4N
C． 取出金属球后，容器对桌面的压强减小了100Pa
D． 金属球的密度为2.7×103kg/m3
【答案】D
【解析】取出小球后，液面下降：△ℎ=100cm380cm2=1.25cm=0.0125m
将金属球从液体中取出，液体对容器底的压强改变了100Pa，根据p=ρgℎ得：
ρ液=△pg△ℎ=100Pa10N/kg×0.0125m=0.8×103kg/m3；
A. 金属球在液体中所受浮力大小为：
F浮=ρ液gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×100×10−6m3=0.8N，故A错误；
B. 容器中液体体积为：V液=80cm3×10cm﹣100cm3=700cm3=7×10﹣4m3；
流体重为：G液=m液g=ρ液V液g=0.8×103kg/m3×7×10﹣4m3×10N/kg=5.6N，故B错误。
C. 金属球的重为：G球=F压+F浮=1.9N+0.8N=2.7N；
取出金属球后，容器对桌面减小的压强为：△p'=G球S=2.7N80×10−4m2=3375Pa，故C错误；
D. 金属球的密度为：ρ球=G球gV球=2.7N10N/kg×100×10−6m3=2.7×103kg/m3，故D正确；
故选D。
12. 如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）。则下列说法正确的是（ ）
A. 斜面上的摩擦力是50N B. 拉力的功率是50W
C. 拉力所做的功是300J D. 斜面的机械效率是80%
【答案】A
【解析】（1）拉力F做功W=FS=150×3m=450J，有用功W有=Gh=500×0.6=300J，额外功W额=
W总-W额=450-=300=150J，所以由W额=fs得，f=W额/s=150/3=50N ,所以A正确，C错误；
（2）拉力功率，P=W总/t=450/5=75W，所以B错；效率=W有/W总=300/450=66.7%
13. 如图所示，闭合开关S后，发现电灯L不亮，且保险丝没有熔断．用试电笔测试灯头的两端C、D，发现这两处都能使试电笔的氖管发光，再用试电笔测试B处氖管不发光．若电路中只有一处故障，则( )
A．AC段某处断路 B．BD段某处断路 C．电灯L断路 D．电灯L短路
【答案】B
【解析】解决此题要知道保险丝没有熔断，说明没有发生电流过大的情况；测量火线氖管发光，证明进户火线正常；测量零线不发光，说明零线也正常．
A．AC段某处断路时，则试电笔接触D点时，氖管不发光，故A错误；
B．BD段某处断路，则试电笔接触CD点时，氖管发光，接触B点时不发光，故B正确；
C．电灯L断路，则试电笔接触D点时，氖管不发光，故C错误；
D．电灯L短路，则电源短路，电路中电流过大，保险丝会熔断，与题意不符，故D错误．
14. 许多城市都在推广利用太阳能，城市交通指示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能，下列关于太阳能的说法不正确的是（ ）
A. 太阳是一个巨大的“核能火炉” B. 太阳能为二次能源
C. 太阳能属于可再生能源 D. 太阳能清洁，无污染
【答案】B
【解析】A. 太阳是一个巨大的“核能火炉”，因为太阳上一刻不停的进行着氢核聚变，聚变提供巨大的能量，故A正确；
B. 太阳能可以直接从自然界获得，是一次能源，故B错误；
C. 太阳能取之不尽、用之不竭，属于可再生能源，故C正确；
D. 太阳能的使用，不会带来环境污染的问题，所以属于清洁，无污染的新型能源，故D正确；
故B错误，符合题意。
15. 如图所示，电源电压，灯丝电阻不变，当S1，S2都断开时，电压表的示数为U1，电阻R1消耗的功率为0.1W，只闭合S1时，电压表示数为U2，电流表的示数为0.2A，只闭合S2时，电阻R1消耗的功率为3.6W．当S1，S2都闭合时，灯L正常发光。已知U1：U2＝1：2，则下列结论错误的是（ ）
A．灯L的额定功率为1.8W B．电阻R2的阻值为30Ω
C．电源电压8V D．S1，S2都断开和S1，S2都闭合时，灯L消耗的功率之比为1：9
【答案】C。
【解析】：当两个开关都断开时，等效电路图如图甲所示；
当只闭合开关S1时，等效电路图如图乙所示；
当只闭合开关S2时，等效电路图如图丙所示；
当两个开关都闭合时，等效电路图如图丁所示。
（1）在甲、乙两图中，电阻R2不变，I1I2=U1U2=12；
所以I1=12I2=12×0.2A＝0.1A，
R1=P1I12=0.1W(0.1A)2=10Ω；
因总电压U一定，
所以I1I2=R2R1+R2+RL=12，即R2＝R1+RL﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
在甲、丙两图中，电阻R1不变P1P1'=I12I32=0.1W3.6W=136，
则：I1I3=16；
因总电压U一定，
所以I1I3=R1R1+R2+RL=16，即5R1＝R2+RL﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①、②得：5R1＝R1+RL+RL＝R1+2RL，
RL＝2R1＝2×10Ω＝20Ω，
R2＝R1+RL＝10Ω+20Ω＝30Ω，故B正确；
（2）在图乙中，U＝U2＝I2R2＝0.2A×30Ω＝6V，
在图丁中，灯L的额定功率PL=U2RL=(6V)220Ω=1.8W，故A正确；
（3）电源电压：U＝I2R2＝0.2A×30Ω＝6V，故C错误；
（4）由图甲、丁所示电路图可知，S1，S2都断开和S1，S2都闭合时，灯L消耗的功率之比：
PL'PL=I12RLPL=(0.1A)2×20Ω1.8W=19，故D正确；
五、 填空与作图（16~25题，每空1分，每图2分，共27分）
16. 小丽同学用水平力F拉动如图所示装置，使重100N的A物体4s内在水平地面上匀速运动了80cm，物体B重50N（物体B与A始终接触），此过程中地面受到的摩擦力为10N，弹簧测力计的示数为8N．若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为_____m/s，物体A受到B施加的摩擦力_____（选填“水平向左”、“水平向右”或“为零”），水平拉力F为_____N，水平拉力F的功率为_____W。
【答案】0.1 水平向右 36 7.2
【解析】（1）物体移动的速度v物=s物t物=0.8m4s=0.2m/s，滑轮移动的速度
v轮=12v物=12×0.2m/s=0.1m/s；
（2）因为力的作用是相互的，相互作用力大小相等，方向相反，而物体B受到A的摩擦力
fB=8N，所以，物体A受到B施加的摩擦力fB=fB=8N，方向水平向右。
（3）物体A受到向左的拉力等于地面对A的摩擦力f地加上物体A受到B施加的摩擦力fA，F左=f地+fA=10N+8N=18N，滑轮为动滑轮，水平拉力F为F左的2倍，故
F=2F左=2×18N=36N，则拉力做功功率P=Wt=Fst=Fv=36N×0.2m/s=7.2W；
故答案为：0.1；水平向右：36：7.2。
17. 如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中图________是将内能转化为机械能的冲程。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为2400r/min,这次汽油机每秒钟内完成_______个冲程，对外做了________次功。
【答案】丙；80；20
【解析】飞轮的转速为2400r/min=40r/s，在一个工作循环中，飞轮转动2转，对外做功一次，所以此汽油机每秒钟内完成20个工作循环。每个工作循环完成四个冲程，共完成80个冲程，对外做功20次。
18. 小华去森林探险，看见阳光透过树叶的缝隙在地上留下圆形光斑，光斑的成像原理是____（填光学原理）。同时看见树林边溪水中的“蓝天白云”，这是____（填光学原理）在水中所成的虚像。小华想利用平面镜将太阳光束反射进一个水平山洞（如图所示），则他应将平面镜与水平地面成____夹角放置。
【答案】光的直线传播光的反射30°或150°
【解析】如图
19. 图为一种电磁仪表的部分装置，闭合开关后，磁铁 N 极向上转动（箭头所示）。则通电线圈上端为_____（填“S”或“N”）极，电池右端为_____（填“正”或“负”）极。
【答案】N负
【解析】根据题意，闭合开关后，磁铁 N 极向上转动，根据同名磁极相互排斥的特点可知，通电线圈上端为N极；
再根据安培定则判断，右手大母指向上，即指向N极握住螺线管，四指弯曲指向电流的方向，则电流由线圈的下端流入，上端流出；
故电源的左端为正极，右端为负极。
20. 两个电阻的电流随电压变化的关系图象如图甲所示，将它们连接在如图乙所示的电路中。当闭合开关S1，断开开关S2、S3时，电阻R1、R2两端的电压之比为_____；当断开开关S1，闭合开关S2、S3时，经过一段时间，电流通过电阻R1、R2产生的热量之比为_____。
【答案】2：1 1：2
【解析】根据图甲的数据，利用欧姆定律得：
R1=U1I1=12V0.6A=20Ω；R2=U2I2=6V0.6A=10Ω；
如图乙，当闭合开关S1，断开开关S2、S3时，电阻R1、R2串联在电路中。
串联电路中电流处处相等，根据U=IR可得，电阻R1、R2两端电压之比为：
U1U2=IR1IR2=R1R2=20Ω10Ω=21；
当断开开关S1，闭合开关S2、S3时，两电阻并联，并联时电压相等，根据W=UIt，再结合I=UR可得电阻R1、R2产生的热量之比为：
W1W2=UI1tUI2t=I1I2=UR1UR2=R2R1=10Ω20Ω=12。
21. 如图所示，长为40cm、重为10N的匀质杠杆可绕着O点转动，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置（忽略摩擦阻力），在这个过程中，力F的大小将_____（选填“增大”、“不变”或“减小”），力F所做的功为_____J。
【答案】增大 1
【解析】解：（1）因为拉力F始终与杠杆垂直所以拉至水平位置的过程中，动力臂L的长度不变， G的大小不变，而阻力臂L却逐渐增大；根据：F•L＝G•L′，当L、G不变时，L′越大，那么F越大，因此拉力F在这个过程中逐渐增大；（2）物体重心上升的高度h＝12Lsin30°＝1240cm×12＝10cm＝0.1m， W＝Gh＝10N×0.1m＝1J。
22. 如图，利用定滑轮和两个完全相同的小桶，测量一块蓝田玉坠的密度，将玉坠放入左侧小桶，向右侧小桶内逐渐加水至19.5mL时，滑轮两侧平衡，则玉坠的质量为__________g，取下右侧小桶置于水平桌面上，将玉坠浸没在水中如图所示，此时液面示数是________mL，玉坠的体积是_________mL，由此可得该玉坠的密度为__________g/cm3（ρ水=1.0×103kg/m3）。
【答案】19.5 26 6.5 3
【解析】（1）使用定滑轮既不省力也不费力，两侧小桶完全相同，两侧平衡时，玉坠质量等于右侧桶中水的质量，由密度公式可得玉坠质量
m=m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×19.5×10−6m3=0.0195kg=19.5g；
（2）已知右侧小桶中水的体积V水=19.5mL，由图2可知，量筒的分度值为1mL，此时液面示数是26mL，则玉坠和水的总体积V总=26mL，所以玉坠的体积
V=V总-V水=26mL-19.5mL=6.5mL=6.5cm3；
（3）玉坠的密度ρ=mV=19.5g6.5cm3=3g/cm3；
23. 小英家6月底电能表的示数如图甲所示，7月底表盘示数如图乙所示，由图可知她家7月份用电器消耗的电能为_____kW•h；电子式单相电能表她家现在已经接人用电器的总功率为3600W，则最多还可以连接_____W的用电器同时工作。将铭牌已模糊的饮水机单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了160次，则饮水机的额定功率是_____W。
【答案】140 3000 1000
【解析】表的指示灯闪烁3200次，则电能表指示灯闪烁160次时，饮水机消耗的电能：W＝1603200kW•h＝0.05kW•h，饮水机的实际功率：P＝Wt＝0.05kW•h360ℎ＝1kW＝1000W。因为饮水机正常工作，所以饮水机的实际功率等于额定功率，则饮水机的额定功率是1000W。
点睛：（1）电能表显示的数字中最后一位是小数，单位为kW•h，两次示数只差即为本月用的电。（2）由电能表的参数可知工作电压和允许工作的最大电流，根据P＝UI求出电能表允许用电器工作的最大总功率；（3）3200imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁3200次，据此可求出当电能表指示灯闪烁160次消耗的电能，又知道工作时间，根据公式P＝Wt求出该用电器消耗的功率。
24. 如图所示，请画出重物G的阻力臂，并画出作用在c点且能使杠杆保持平衡的最小力。
【答案】如图所示。
【解析】已知O是杠杆的支点，从支点向重力的作用线作垂线，垂线段的长即为阻力臂L2；动力作用在C点，则连接OC就是最长的动力臂L，根据杠杆平衡的条件，此时所用的动力最小；要使杠杆平衡，动力的方向应垂直于OC向下，据此可画出最小力F的示意图。
25. 将图中的三孔插座(带保险盒)正确的接入电路。
【答案】
【解析】连接三也插座，依据是“左零、右火、上地”；
只有一个保险盒时，保险丝应连接在火线上，这样一旦因为电流过大而烧断时，火线与插座断开，更安全，所以作图如下：
六、 解答与探究（共6小题，44分）
26. （8分）如图所示是蒙华铁路荆州段长江大桥施工现场，工程师用起吊装置在江中起吊工件. 己知工件重4000N，每个滑轮重500N，声音在水中的传播速度是1500m/s.在水面上用超声测位仪向江底的工件垂直发射超声波，经过0.02s后收到回波.（不计绳重和摩擦，g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3)
（1）求工件在水下的深度；
（2）不计工件的高度，求水对工件产生的压强；
（3）当工件在水面下匀速上升时，绳子自由端的拉力为500N，求工件的体积；
（4）不计动滑轮体积，求工件在水下匀速上升时滑轮组的机械效率（结果在小数点后保留一位数字）.
【答案】见解析所示
【解析】（1）h=vt=1/2×1500×0.02=15m
（2） P=ρgh=1×103×10×15=1.5×105Pa
（3） F拉=1/n（G物+G轮+F浮），F浮=G物+G拉-nF拉=4500+500-3×500=3000N，F浮=ρ水gV排，所以V排=3000/1000×10=0.3m3
（4） 工件在水中匀速上升时，效率=4000-3000/1500=66.7%
27. （6分）光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应，而将光能直接转化为电能的一种技术，其发电系统主要有太阳能电池板，控制器和逆变器三大部分组成，其简化电路如图所示，当太阳光照射太阳能电池板发电时，控制信号将S1闭合，S2断开，蓄电池充电，当控制信号将S2闭合后，向外供电。光伏发电广泛应用于小型电源，中型供电系统和大型发电站。
(1)李湾村新建的文化广场上，有很多以光伏发电为电源的路灯，若某路灯电源的输出电压为20V，电流为0.5A，则输出功率是多大_______？输出电路中的电阻是多少___________？
(2)该村还建成了一座扶贫光伏发电站，总功率为5×104kW，其一天的发电量是多少千瓦时_________？(一天的有效光照时间按8小时计算)
(3)光伏发电站发的电用于灌溉农田，可将低处河水抽到高处灌溉渠中，若高低落差为10m，抽水机的效率为60%，则每度电可抽取河水多少立方米________ ？(ρ河水=1×103kg/m3,g取10N/kg)
(4)根据你所学的知识，请写出一条光伏发电的优点：(科学合理即可)______。
【答案】见解析
【解析】(1)电源的输出功率：P=UI=20V×0.5A=10W；
由I=UR得，输出电路中的电阻：R=UI=20V0.5A=40Ω。
(2)光伏发电站一天的发电量：
W总=P总t=5×104kW×8h=4×105kW⋅h。
(3)W电=1kW⋅h=3.6×106J，
由η=W机械W电×100%得，将低处河水抽到高处克服重力做的功：
W机械=ηW电=60%×3.6×106J=2.16×106J，
由W=Gℎ=mgℎ得，水的质量：
m=W机械gℎ=2.16×106J10N/kg×10m=2.16×104kg，
由ρ=mV得，水的体积：
V=m河水ρ河水=2.16×104kg1×103kg/m3=21.6m3。
(4)光伏发电的优点：不会污染环境，即清洁无污染；取之不尽、用之不竭，可再生；节约传统的化石能源。
28. （7分）宁宁用如图所示的实验装置探究“凸透镜成像的规律”，所用凸透镜的焦距为10cm。
（1）蜡烛和凸透镜的位置如图所示，宁宁将光屏移动到60～70cm之间的某一位置时，光屏上得到一个清晰的像，生活中的_____（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一规律制成的。此时若将蜡烛和光屏位置对调，光屏上_____（选填“能”或“不能”）得到清晰的像。
（2）宁宁把近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间的合适位置，调节光屏的位置，使光屏上得到烛焰清晰的像，此时光在光屏上发生的是_____（选填“镜面”或“漫”）反射。取走近视眼镜，保持凸透镜和光屏位置不变，为使光屏上再次得到清晰的像，应将蜡烛_____（选填“远离”或“靠近”）凸透镜。
（3）烛焰通过凸透镜成正立的像时，宁宁的眼睛应该在____（选填“蜡烛”或“光屏”）一侧向凸透镜方向进行观察。
（4）实验过程中，蜡烛燃烧逐渐变短，蜡烛对底座的压强_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。为使烛焰的像仍成在光屏的中央，应将凸透镜向_____（选填“上”或“下”）调整。
【答案】照相机；能；漫；靠近；光屏；变小；下
【解析】（1）由图知道，此时物距是：u=50cm-20cm=30cm，又因为凸透镜的焦距约是：f=10cm，由凸透镜成像规律知道，当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，生活中的照相机就是利用这一规律制成的；根据光路的可逆性知道，此时若将蜡烛和光屏位置对调，光屏上能得到清晰的像。
（2）由于光屏的表面粗糙，所以发生的是漫反射；由于近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，所以，当给凸透镜戴上近视眼镜后，为使光屏上呈清晰像，应将光屏向右移动，即像远了；当取走近视眼镜，在保持凸透镜和光屏位置不变时，若使光屏上再次得到清晰的像，则根据物近像远知道，应将蜡烛靠近凸透镜；
（3）当将蜡烛向凸透镜移近，u＜f时，成的是正立、放大的虚像，即不能成在光屏上，所以，只能用眼睛在光屏一侧透过观察像；
（4）在蜡烛燃烧逐渐变短时，由于蜡烛对底座的压力变小，受力面积不变，所以，蜡烛对底座的压强变小；在凸透镜成倒立的实像时，由于蜡烛由于燃烧逐渐变短，即相对于凸透镜向下移动，所以像会逐渐向上移动，所以为了使烛焰的像仍成在光屏的中央，应将凸透镜向下调整。
29. （6分）小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆（如图所示），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220V，额定功率605W．问：
（1）小明帮奶奶泡脚时，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℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？消耗的电能是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
（2）当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际功率是多少？
（3）足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流为4A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？
【答案】（1）5.04×105J； 5.445×105J；（2）500W；（3）8W。
【解析】（1）水吸收的热量：
Q吸=c水m（t−t0）=4.2×103J/（kg•℃）×6kg×（40℃−20℃）=5.04×105J；加热时间
t'=15min=900s，足浴盆加热时消耗的电能：W=P额t'=605W×900s=5.445×105J。
（2）由P=U2R得，加热电阻的阻值：R=U额2P=220V2605W=80Ω，当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际功率：P实=U实2R=200V280Ω=500W。
（3）电动机工作中因发热损失的功率：P损=I2R'=（4A）2×0.5Ω=8W。
30. （8分）为响应常州市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AB：BO=4：1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为220V）
（1）当水位在安全位置以下时绿灯亮，排水泵不工作；当水位达到安全位置上限时红灯亮，同时排水泵正常工作。请按要求完成图中工作电路的连接_____。
（2）“发电玻璃”光电转化率接近18%．要求在5h内对控制电路的蓄电池充满电，则选用的“发电玻璃”面积至少为_____m2．（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1000W计算，计算结果精确到0.1m2）
（3）按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；当水位回落到浮体只有体积浸入水中时，硬质杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA，排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体______？
（4）在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向_____（填“左”或“右“）移动。
【答案】 见解析 1.3 应选择重力为8N的浮体 右
【解析】由题知，绿灯亮，排水泵不工作，红灯亮，同时排水泵正常工作，说明绿灯与红灯、水泵间互不影响，即为并联，红灯与水泵同时工作，同时停止工作，且它们的额定电压均为220V，所以红灯与水泵间并联，由此画出工作电路图连接情况如图所示：
；
（2）蓄电池充满电时储存的电能：W=UIt=12V×100A×3600s=4.32×106J=1.2kW•h，
由题知，发电玻璃光电转化率接近18%，在5h内对控制电路的蓄电池充满电，太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率1000W=1kW，设“发电玻璃”面积至少为S，所以有18%×1kW/m2×S×5h=1.2kW•h，
解得：S≈1.3m2；
（3）当浮体刚好浸没时，压敏电阻受到压力为360N，由表中数据知，此时压敏电阻的阻值R=80Ω，
控制电路中R与R0串联，措施控制电路中的电流I=100mA=0.1A，
由串联电路特点和欧姆定律可得，定值电阻的阻值：
R0=R总−R=12V0.1A−R=120Ω−80Ω=40Ω
设此时连杆对A端的作用力为FA，压敏电阻对B处的作用力为FB，
已知AB：BO=4：1，则AO：BO=5：1，
根据杠杆的平衡条件有：FA×LOA=FB×LOB，
则：FA=FB×LOBLOA=360N×15=72N，
A端对浮力向下的压力FA’=FA=72N
F浮=G+FA’=G+72N
当物体只有2/5浸入水中时，F浮’=2/5F浮
此时控制电路中电流为30mA=0.03A，由串联电路特点和欧姆定律得：
R'=R总'﹣R0=12V0.03A﹣40Ω=360Ω，
由表中数据知，压敏电阻受到压力FB'=120N，
由杠杆平衡条件有：FA'×LOA=FB'×LOB，
所以：FA'=FB'×LOBLOA=120N×15=24N，
同理可得，此时浮体受到的浮力：F浮'=G+FA'，
即：25F浮=G+24N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解①②可得：F浮=80N，G=8N；
所以，应选择重力为8N的浮体。
（4）水位已达到安全位置上限，排水装置还未启动（说明控制电路的电流偏小），由欧姆定律可知，应减小控制电路中的电阻以增大控制电路中电流，从而使电磁铁磁性增强吸下衔铁，
而其他条件保持不变，要减小压敏电阻R的阻值，根据表格数据可知，应增大压敏电阻受到的压力；在A端作用力和动力臂不变的情况下，由杠杆平衡条件知，将压板向右移动时，减小了阻力臂，则阻力增大，即增大对压敏电阻的压力。
31. （8分）小芳利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值，阻值大约为5Ω。
（1） 请你根据电路图，用笔画线代替导线，在如图中完成实验电路的连接______。
（2） 闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于___________端（选填“A”或“B”）。
（3） 闭合开关，发现电压表和电流表均无示数。小芳利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数；接在a、c之间，电压表无示数。如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是__________。
（4） 排除故障后，调节滑动变阻器，记录多组数据。画出了待测电阻Rx的I-U图像，如图所示。由图像可得Rx=__________Ω。
（5）小芳又设计了一种方案，也测出了Rx的阻值。电路如图所示，R0为阻值已知的定值电阻，电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下：
①当开关__________时，电流表读书为I1;
②当开关S1、S2都闭合时，电流表读书为I2；
③待测电阻Rx=__________。（用已知和测出的物理量符号表示）
【答案】 ；B ；滑动变阻器断路；4；S1闭合、S2断开；I2−I1I1R0
【解析】（1）电源为两节干电池，最大电压3V，所以电压表应选0—3V，根据图像可以看出电路中的最大电流为0.6A，所以电流表应选0—0.6A量程；答案如下图：
（2）连接电路时，应断开开关，闭合开关前滑片应置于阻值最大处。根据滑动变阻器的接法，滑片滑到B端阻值最大；
（3）闭合开关，发现电压表和电流表均无示数。说明电路开路；小芳利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数，接在a、c之间，电压表无示数。说明根据上述现象，就可以判断出滑动变阻器断路；
（4）从图像取一个点（2.0,0.5），根据欧姆定律就可以算出R=UI=2.0V0.5A=4Ω；
（5）由图可知，闭合开关S1，断开开关S2，则两个电阻串联，此时R0两端的电压U0=I1R0，当两个开关均闭合时，电阻Rx被短路，则电源电压U=I2R0，则Rx两端的电压Ux=U−U0=I2R0−I1R0；则Rx=UxIx=I2R0−I1R0I1=I2−I1R0I1。
故答案为： (1). (2). B (3). 滑动变阻器断路 (4). 4 (5). S1闭合、S2断开(6). I2−I1R0I1
附加题
32. （12分）图甲是温度自动报警器。控制电路中，电源电压U控=5V，热敏电阻R2的阻值与温度的关系如图乙所示；工作电路中，灯泡L标有“9V 0.3A”的字样，R4为电子嗡鸣器，它的电流达到某一固定值时就会发声报警，其阻值R4=10Ω。在R2温度为20℃的情况下，小明依次进行如下操作：闭合开关S1和S2，灯泡L恰好正常发光，此时R0的电功率为P0；将R1的滑片调到最左端时，继电器的衔铁刚好被吸下，使动触点与下方静触点接触；调节R3的滑片，当R3与R4的电压之比U3：U4=4:1时，电子嗡鸣器恰好能发声，此时R0的电功率为，。已知电源电压、灯丝电阻都不变，线圈电阻忽略不计。求：
（1）灯泡L的额定功率；
（2）当衔铁刚好被吸下时，控制电路的电流；
（3）将报警温度设为50℃时，R1接入电路的阻值；
（4）工作电路的电源电压Ux。
【答案】（1）2.7W（2）0.2A（3）15Ω（4）12V
【解析】（1）灯泡L的额定功率为 P额=U额×I额=9V×0.3A=2.7W
（2）当衔铁刚好被吸下时，变阻器R1接入电路的阻值刚好为0 由图乙知温度为20℃时R2的阻值为R2=25Ω 控制电路的电流为
（3）当将报警温度设为50℃时，由图乙知，R2的阻值变为10Ω， 此时控制电路的电流仍然为I=0.2A
+¢=
（4）当继电器的衔铁还没被吸下时， 电路中的电流为I额=0.3A，则有P0=I额2R0
当继电器的衔铁被吸下时，
设此时电路的电流为I，则有P0’=I2R0
由P0’：P0=4:9，即I2R0/I额2R0=4:9课得I=0.2A
此时U4=IR4=0.2×10=2V
而U3/U4=4:1，则U3=8V
因为U0’2/R0:U02/R0=4:9，则U0’:U0=2:3
即Ux-U3-U4/Ux-U额=2:3，
解得Ux=12V
2022年江苏省常州市中考冲刺二模
苏科版物理模拟试题二
2022.5
注意事项：
1. 本试卷共6页，全卷满分120分，考试时间为120分钟。考生应将答案全部填写在答题卡相应位置上，写在本试卷上无效。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。考试时不允许使用计算器。
2. 答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷上，并填写好答题卡上的考生信息。
3. 作图必须用2B铅笔作答，并请加黑加粗，描写清楚
一、 选择题（本题包括15小题，共30分.每小题只有一个选项符合题意.请将正确答案前的序号按对应的题号填写在答题卡上）
1. 下列是初中物理的几个探究实例：①探究“液体内部的压强与哪些因素有关”；②探究“平面镜成像的特点”；③探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”；④探究磁场时，引入“磁感线”。其中，采用了“控制变量法”的是( )
A. ①和③ B.②和③ C.①和④ D.②和④
2. 吉他上的弦绷紧时发声的音调比它不紧时高，则绷紧的弦发声比它不紧时（ ）
A. 振幅一定更大 B. 振幅一定更小
C. 振动频率一定更低 D. 每秒内振动次数一定更多
3. 如图是某网友在四月拍摄的某地雪景：积雪初融后，在某停车场上出现了一个个“雪馒头”，甚为奇特。雪堆正下方是方形地砖，每块方形地砖周围是条形砖。气象专家调研发现：四周条形砖比中间方形地砖具有更好的导热性和渗水性。关于形成“雪馒头”景观的解释肯定不合理的是（ ）
A. 空气温度较低是“雪馒头”得以保留的原因之一
B. 方形地砖导热性差是形成“雪馒头”景观的原因之一
C. 太阳辐射导致条形砖上方的雪比方形地砖上方的雪更易熔化
D. 地表热量易通过条形砖及四周缝隙传递，使条形砖上的雪更易熔化
4. 下列关于电学知识说法正确的是（ ）
A. 验电器的工作原理是异种电荷相互排斥
B. 金属靠自由电子导电
C. 导体的电阻大小只跟导体的长度、横截面积有关
D. 电学中规定正电荷的运动方向为电流的方向
5. 质量相同的甲、乙两物体，分别在竖直向上的拉力作用下，从同一位置同时向上运动，两物体运动的s﹣t图象如图所示，下列判断正确的是（ ）
A. 第4s时两者相距16m B. 甲受到的拉力比乙大
C. 甲做速度为4m/s的匀速运动 D. 以甲为参照物乙竖直向下运动
6. 2020年12月23日凌晨，我国成功利用长征五号丙运载火箭将“嫦娥五”号中继卫星发射升空，迈出了人类航天器月背登陆第一步！下列有关说法正确的是（ ）
A. 火箭点火升空过程中，内能转化为机械能
B. 火箭点火升空过程中，火箭的惯性消失
C. 火箭加速上升过程中，重力势能转化为动能
D. 火箭加速上升过程中，只受到重力和空气阻力
7. 两个底面积相同形状不同的容器A、B（GA=GB），盛有不同的液体放置在水平桌面上，现将甲、乙两个相同的物块分别放入两容器中，当两物块静止时，两容器中液面恰好相平，两物块所处的位置如图所示（忽略液体的损失），下列说法正确的是（ ）
A. 甲物块受到的浮力大于乙物块受到的浮力
B. 两容器底受到的液体压强相等
C. 取出两物块后，B容器底受到液体的压强大于A容器底受到液体的压强
D. 取出两物块后，B容器对桌面的压强小于A容器对桌面的压强
8. 如图所示的电路中，电源电压恒为3V，灯泡L的电阻为10Ω且保持不变。闭合开关S后，滑片P由b端向a端滑动的过程中，下列判断正确的是（ ）
A. 灯泡L亮度变暗
B. 电压表示数变大，电流表示数变小
C. 电压表与电流表示数的比值变小
D. 灯泡L的最大功率为0.9W
9. 一凸透镜的焦距为15cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜40cm处沿主光轴移到20cm处的过程中，像的大小和像距的变化情况是（ ）
A. 像变大，像距变大 B. 像变小，像距变小
C. 像变大，像距变小 D. 像变小，像距变大
10. 下列关于温度、热量和内能的说法正确的是（ ）
A. 物体吸收热量，温度一定升高
B. 60℃的水一定比30℃的水含有的热量多
C. 热传递过程中，热量由高温物体传向低温物体
D. 物体的内能增加，一定从外界吸收热量
11. 水平桌面上的薄壁圆柱形容器中盛有某种液体，容器底面积为80cm2，用细线拴着体积为为100cm3的金属球沉入容器底，这时液体深度为10cm，它对容器底的压力为1.9N，如图所示。现将金属球从液体中取出，液体对容器底的压强改变了100Pa，从容器中取出金属球时，表面所沾液体与细线的体积均不计。则下列判断正确的是（ ）
A． 金属球在液体中所受浮力大小为1N
B． 容器中液体所受重力大小为6.4N
C． 取出金属球后，容器对桌面的压强减小了100Pa
D． 金属球的密度为2.7×103kg/m3
12. 如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）。则下列说法正确的是（ ）
A. 斜面上的摩擦力是50N B. 拉力的功率是50W
C. 拉力所做的功是300J D. 斜面的机械效率是80%
13. 如图所示，闭合开关S后，发现电灯L不亮，且保险丝没有熔断．用试电笔测试灯头的两端C、D，发现这两处都能使试电笔的氖管发光，再用试电笔测试B处氖管不发光．若电路中只有一处故障，则( )
A．AC段某处断路 B．BD段某处断路 C．电灯L断路 D．电灯L短路
14. 许多城市都在推广利用太阳能，城市交通指示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能，下列关于太阳能的说法不正确的是（ ）
A. 太阳是一个巨大的“核能火炉” B. 太阳能为二次能源
C. 太阳能属于可再生能源 D. 太阳能清洁，无污染
15. 如图所示，电源电压，灯丝电阻不变，当S1，S2都断开时，电压表的示数为U1，电阻R1消耗的功率为0.1W，只闭合S1时，电压表示数为U2，电流表的示数为0.2A，只闭合S2时，电阻R1消耗的功率为3.6W．当S1，S2都闭合时，灯L正常发光。已知U1：U2＝1：2，则下列结论错误的是（ ）
A．灯L的额定功率为1.8W B．电阻R2的阻值为30Ω
C．电源电压8V D．S1，S2都断开和S1，S2都闭合时，灯L消耗的功率之比为1：9
二、 填空与作图（16~25题，每空1分，每图2分，共27分）
16. 小丽同学用水平力F拉动如图所示装置，使重100N的A物体4s内在水平地面上匀速运动了80cm，物体B重50N（物体B与A始终接触），此过程中地面受到的摩擦力为10N，弹簧测力计的示数为8N．若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为_____m/s，物体A受到B施加的摩擦力_____（选填“水平向左”、“水平向右”或“为零”），水平拉力F为_____N，水平拉力F的功率为_____W。
17. 如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中图________是将内能转化为机械能的冲程。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为2400r/min,这次汽油机每秒钟内完成_______个冲程，对外做了________次功。
18. 小华去森林探险，看见阳光透过树叶的缝隙在地上留下圆形光斑，光斑的成像原理是____（填光学原理）。同时看见树林边溪水中的“蓝天白云”，这是____（填光学原理）在水中所成的虚像。小华想利用平面镜将太阳光束反射进一个水平山洞（如图所示），则他应将平面镜与水平地面成____夹角放置。
19. 图为一种电磁仪表的部分装置，闭合开关后，磁铁 N 极向上转动（箭头所示）。则通电线圈上端为_____（填“S”或“N”）极，电池右端为_____（填“正”或“负”）极。
20. 两个电阻的电流随电压变化的关系图象如图甲所示，将它们连接在如图乙所示的电路中。当闭合开关S1，断开开关S2、S3时，电阻R1、R2两端的电压之比为_____；当断开开关S1，闭合开关S2、S3时，经过一段时间，电流通过电阻R1、R2产生的热量之比为_____。
21. 如图所示，长为40cm、重为10N的匀质杠杆可绕着O点转动，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置（忽略摩擦阻力），在这个过程中，力F的大小将_____（选填“增大”、“不变”或“减小”），力F所做的功为_____J。
22. 如图，利用定滑轮和两个完全相同的小桶，测量一块蓝田玉坠的密度，将玉坠放入左侧小桶，向右侧小桶内逐渐加水至19.5mL时，滑轮两侧平衡，则玉坠的质量为__________g，取下右侧小桶置于水平桌面上，将玉坠浸没在水中如图所示，此时液面示数是________mL，玉坠的体积是_________mL，由此可得该玉坠的密度为__________g/cm3（ρ水=1.0×103kg/m3）。
23. 小英家6月底电能表的示数如图甲所示，7月底表盘示数如图乙所示，由图可知她家7月份用电器消耗的电能为_____kW•h；电子式单相电能表她家现在已经接人用电器的总功率为3600W，则最多还可以连接_____W的用电器同时工作。将铭牌已模糊的饮水机单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了160次，则饮水机的额定功率是_____W。
24. 如图所示，请画出重物G的阻力臂，并画出作用在c点且能使杠杆保持平衡的最小力。
25. 将图中的三孔插座(带保险盒)正确的接入电路。
三、 解答与探究（共6小题，44分）
26. （8分）如图所示是蒙华铁路荆州段长江大桥施工现场，工程师用起吊装置在江中起吊工件. 己知工件重4000N，每个滑轮重500N，声音在水中的传播速度是1500m/s.在水面上用超声测位仪向江底的工件垂直发射超声波，经过0.02s后收到回波.（不计绳重和摩擦，g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3)
（1）求工件在水下的深度；
（2）不计工件的高度，求水对工件产生的压强；
（3）当工件在水面下匀速上升时，绳子自由端的拉力为500N，求工件的体积；
（4）不计动滑轮体积，求工件在水下匀速上升时滑轮组的机械效率（结果在小数点后保留一位数字）.
27. （6分）光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应，而将光能直接转化为电能的一种技术，其发电系统主要有太阳能电池板，控制器和逆变器三大部分组成，其简化电路如图所示，当太阳光照射太阳能电池板发电时，控制信号将S1闭合，S2断开，蓄电池充电，当控制信号将S2闭合后，向外供电。光伏发电广泛应用于小型电源，中型供电系统和大型发电站。
(1)李湾村新建的文化广场上，有很多以光伏发电为电源的路灯，若某路灯电源的输出电压为20V，电流为0.5A，则输出功率是多大_______？输出电路中的电阻是多少___________？
(2)该村还建成了一座扶贫光伏发电站，总功率为5×104kW，其一天的发电量是多少千瓦时_________？(一天的有效光照时间按8小时计算)
(3)光伏发电站发的电用于灌溉农田，可将低处河水抽到高处灌溉渠中，若高低落差为10m，抽水机的效率为60%，则每度电可抽取河水多少立方米________ ？(ρ河水=1×103kg/m3,g取10N/kg)
(4)根据你所学的知识，请写出一条光伏发电的优点：(科学合理即可)______。
28. （7分）宁宁用如图所示的实验装置探究“凸透镜成像的规律”，所用凸透镜的焦距为10cm。
（1）蜡烛和凸透镜的位置如图所示，宁宁将光屏移动到60～70cm之间的某一位置时，光屏上得到一个清晰的像，生活中的_____（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一规律制成的。此时若将蜡烛和光屏位置对调，光屏上_____（选填“能”或“不能”）得到清晰的像。
（2）宁宁把近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间的合适位置，调节光屏的位置，使光屏上得到烛焰清晰的像，此时光在光屏上发生的是_____（选填“镜面”或“漫”）反射。取走近视眼镜，保持凸透镜和光屏位置不变，为使光屏上再次得到清晰的像，应将蜡烛_____（选填“远离”或“靠近”）凸透镜。
（3）烛焰通过凸透镜成正立的像时，宁宁的眼睛应该在____（选填“蜡烛”或“光屏”）一侧向凸透镜方向进行观察。
（4）实验过程中，蜡烛燃烧逐渐变短，蜡烛对底座的压强_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。为使烛焰的像仍成在光屏的中央，应将凸透镜向_____（选填“上”或“下”）调整。
29. （6分）小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆（如图所示），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220V，额定功率605W．问：
（1）小明帮奶奶泡脚时，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℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？消耗的电能是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
（2）当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际功率是多少？
（3）足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流为4A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？
30. （8分）为响应常州市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AB：BO=4：1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为220V）
（1）当水位在安全位置以下时绿灯亮，排水泵不工作；当水位达到安全位置上限时红灯亮，同时排水泵正常工作。请按要求完成图中工作电路的连接_____。
（2）“发电玻璃”光电转化率接近18%．要求在5h内对控制电路的蓄电池充满电，则选用的“发电玻璃”面积至少为_____m2．（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1000W计算，计算结果精确到0.1m2）
（3）按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；当水位回落到浮体只有体积浸入水中时，硬质杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA，排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体______？
（4）在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向_____（填“左”或“右“）移动。
31. （8分）小芳利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值，阻值大约为5Ω。
（1） 请你根据电路图，用笔画线代替导线，在如图中完成实验电路的连接______。
（2） 闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于___________端（选填“A”或“B”）。
（3） 闭合开关，发现电压表和电流表均无示数。小芳利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数；接在a、c之间，电压表无示数。如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是__________。
（4） 排除故障后，调节滑动变阻器，记录多组数据。画出了待测电阻Rx的I-U图像，如图所示。由图像可得Rx=__________Ω。
（5）小芳又设计了一种方案，也测出了Rx的阻值。电路如图所示，R0为阻值已知的定值电阻，电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下：
①当开关__________时，电流表读书为I1;
②当开关S1、S2都闭合时，电流表读书为I2；
③待测电阻Rx=__________。（用已知和测出的物理量符号表示）
附加题
32. （12分）图甲是温度自动报警器。控制电路中，电源电压U控=5V，热敏电阻R2的阻值与温度的关系如图乙所示；工作电路中，灯泡L标有“9V 0.3A”的字样，R4为电子嗡鸣器，它的电流达到某一固定值时就会发声报警，其阻值R4=10Ω。在R2温度为20℃的情况下，小明依次进行如下操作：闭合开关S1和S2，灯泡L恰好正常发光，此时R0的电功率为P0；将R1的滑片调到最左端时，继电器的衔铁刚好被吸下，使动触点与下方静触点接触；调节R3的滑片，当R3与R4的电压之比U3：U4=4:1时，电子嗡鸣器恰好能发声，此时R0的电功率为，。已知电源电压、灯丝电阻都不变，线圈电阻忽略不计。求：
（1）灯泡L的额定功率；
（2）当衔铁刚好被吸下时，控制电路的电流；
（3）将报警温度设为50℃时，R1接入电路的阻值；
（4）工作电路的电源电压Ux。
常州外国语中学2020-2021学年第二学期九年级一模考试
物理试题解析
2021.4
注意事项：
4. 本试卷共6页，全卷满分120分，考试时间为120分钟。考生应将答案全部填写在答题卡相应位置上，写在本试卷上无效。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。考试时不允许使用计算器。
5. 答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷上，并填写好答题卡上的考生信息。
6. 作图必须用2B铅笔作答，并请加黑加粗，描写清楚
四、 选择题（本题包括15小题，共30分.每小题只有一个选项符合题意.请将正确答案前的序号按对应的题号填写在答题卡上）
1. 下列是初中物理的几个探究实例：①探究“液体内部的压强与哪些因素有关”；②探究“平面镜成像的特点”；③探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”；④探究磁场时，引入“磁感线”。其中，采用了“控制变量法”的是( )
B. ①和③ B.②和③ C.①和④ D.②和④
【答案】A
【解析】探究“液体内部的压强与哪些因素有关”，需要保持液体密度或深度一定，研究深度或密度对液体压强的影响，采用的是控制变量法；探究“平面镜成像的特点”，利用未点燃的蜡烛确定了已点燃的蜡烛的虚像的位置，采用的是转换法；探究“电阻上的电源跟两端电压的关系”，需要保持电阻或电压一定，研究电压或电阻对电流的影响，采用的是控制变量法；探究磁场时，引入“磁感线”，用实际不存在的磁感线形象地描述磁场的特点，采用的是模型法。故选A。
2. 吉他上的弦绷紧时发声的音调比它不紧时高，则绷紧的弦发声比它不紧时（ ）
A. 振幅一定更大 B. 振幅一定更小
C. 振动频率一定更低 D. 每秒内振动次数一定更多
【答案】D
【解析】对于弦乐器来说，弦的松紧影响音调的高低，同样用力的情况下，弦绷紧时振动快，频率快，发声的音调高；反之则弦绷的不紧时振慢，频率低，发声的音调低故答案为D.
3. 如图是某网友在四月拍摄的某地雪景：积雪初融后，在某停车场上出现了一个个“雪馒头”，甚为奇特。雪堆正下方是方形地砖，每块方形地砖周围是条形砖。气象专家调研发现：四周条形砖比中间方形地砖具有更好的导热性和渗水性。关于形成“雪馒头”景观的解释肯定不合理的是（ ）
A. 空气温度较低是“雪馒头”得以保留的原因之一
B. 方形地砖导热性差是形成“雪馒头”景观的原因之一
C. 太阳辐射导致条形砖上方的雪比方形地砖上方的雪更易熔化
D. 地表热量易通过条形砖及四周缝隙传递，使条形砖上的雪更易熔化
【答案】C
【解析】A、雪馒头是固态的雪、温度较低，低于熔点，才会出现；B方形地砖导热性差，地面温度不同，才会形成；C太阳对条形砖和方形砖辐射相同，所以C错误
故选：C。
4. 下列关于电学知识说法正确的是（ ）
A. 验电器的工作原理是异种电荷相互排斥
B. 金属靠自由电子导电
C. 导体的电阻大小只跟导体的长度、横截面积有关
D. 电学中规定正电荷的运动方向为电流的方向
【答案】B
【解析】分析：（1）用电器的原理：同种电荷相排斥；
（2）电荷的定向移动会形成电流；
（3）影响电阻大小的因素有：材料、长度、横截面积和温度。
（4）物理学中电流方向的规定；所以选B
5. 质量相同的甲、乙两物体，分别在竖直向上的拉力作用下，从同一位置同时向上运动，两物体运动的s﹣t图象如图所示，下列判断正确的是（ ）
A. 第4s时两者相距16m B. 甲受到的拉力比乙大
C. 甲做速度为4m/s的匀速运动 D. 以甲为参照物乙竖直向下运动
【答案】D
【解析】由图像知道，佳怡物体都做匀速直线运动，第4S时甲运动了12m,乙运动了4m，由于甲乙从同一位置向上运动，所以4s相距8m，所以A错误；因为甲乙都二力平衡，所以拉力相同，所以B错误；由图像斜率表示速度可知，V甲>V乙；所以C错误，D正确
6. 2020年12月23日凌晨，我国成功利用长征五号丙运载火箭将“嫦娥五”号中继卫星发射升空，迈出了人类航天器月背登陆第一步！下列有关说法正确的是（ ）
A. 火箭点火升空过程中，内能转化为机械能
B. 火箭点火升空过程中，火箭的惯性消失
C. 火箭加速上升过程中，重力势能转化为动能
D. 火箭加速上升过程中，只受到重力和空气阻力
【答案】A
【解析】分析：（1）火箭是热机的一种，工作时，燃料的化学能转化为燃气的内能，高温高压的燃气推动火箭升空，燃气的内能转化成火箭的机械能；
（2）惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质，任何物体都具有惯性，惯性是物体本身的一种性质；
（3）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，当动能转化成重力势能时，动能减小，重力势能增加；
（4）火箭加速运动时，不受平衡力，受到重力，摩擦力还有推力作用。
解答：A、火箭点火发射时，产生的燃气内能转化为火箭升空的机械能，故A正确；
B、火箭点火升空过程中，仍然具有惯性，因为惯性是物体本身的一种性质，故B错误；
C、火箭加速上升的过程，质量不变，速度增加，故动能增加，同时高度增加，重力势能增大，故不是重力势能和动能的转化，故C错误；
D、火箭加速上升，受力不平衡，火箭受的向上的推力大于向下的重力，合力向上，火箭加速上升，故D错误。
故选：A。
7. 两个底面积相同形状不同的容器A、B（GA=GB），盛有不同的液体放置在水平桌面上，现将甲、乙两个相同的物块分别放入两容器中，当两物块静止时，两容器中液面恰好相平，两物块所处的位置如图所示（忽略液体的损失），下列说法正确的是（ ）
A. 甲物块受到的浮力大于乙物块受到的浮力
B. 两容器底受到的液体压强相等
C. 取出两物块后，B容器底受到液体的压强大于A容器底受到液体的压强
D. 取出两物块后，B容器对桌面的压强小于A容器对桌面的压强
【答案】C
【解析】A、甲悬浮，F浮甲＝G排甲＝G；乙漂浮，则F浮乙＝G排乙＝G，可知F浮甲＝F浮乙，故A错误；B、物体在甲中悬浮，则ρ甲＝ρ物，在乙中漂浮，则ρ乙＞ρ物，可知乙的密度较大，已知深度相同，由p＝ρ液gh可知，B液体对容器底的压强大，故B错误；C、取出物块后，由于容器底所受压力减少量△F＝△G，放入两容器中两个的物块相同，所以减少的压力△F甲＝△F乙，所以减少的压强△p甲＝△p乙，故取出两物块后，B容器底受到液体的压强大于A容器底受到液体的压强，故C正确；D、B容器液体密度大于A液体密度，甲排开A的体积大于乙排开B的体积，取出后物体后B液体体积大于A液体体积，B液体的重力大于A液体重力，由压强公式p＝FS得，取出两物块后，B容器对桌面的压强大于A容器对桌面的压强。故D错误。故选：C。
8. 如图所示的电路中，电源电压恒为3V，灯泡L的电阻为10Ω且保持不变。闭合开关S后，滑片P由b端向a端滑动的过程中，下列判断正确的是（ ）
A. 灯泡L亮度变暗
B. 电压表示数变大，电流表示数变小
C. 电压表与电流表示数的比值变小
D. 灯泡L的最大功率为0.9W
【答案】D
【解析】D、根据P=U2R，当变阻器连入电路中的电阻为0时，灯的电压为电源电压3V，并求出此时灯的最大功率。
解答：AB、由图知，灯泡与变阻器串联，电压表测灯泡的电压，电流表测电路的电流；滑片P由b端向a端滑动的过程中，变阻器连入电路的电阻变小，根据电阻的串联，总电阻变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大，故B错误；根据P=I2R可知，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮，故A错误；
C、由欧姆定律可知，电压表与电流表示数的比值等于灯泡的电阻（且灯泡电阻不变），则该比值不变，故C错误；
D、当变阻器连入电路中的电阻为0时，灯泡的电压最大（等于电源电压3V），灯泡L的最大功率：PL大=U2RL=3V210Ω=0.9W，故D正确。
故选：D。
9. 一凸透镜的焦距为15cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜40cm处沿主光轴移到20cm处的过程中，像的大小和像距的变化情况是（ ）
A. 像变大，像距变大 B. 像变小，像距变小
C. 像变大，像距变小 D. 像变小，像距变大
【答案】A
【解析】根据凸透镜的成像规律分析解答。
凸透镜成像时，当U＞2f时，f
U＜f，成正立、放大的虚像；
故A正确。
10. 下列关于温度、热量和内能的说法正确的是（ ）
A. 物体吸收热量，温度一定升高
B. 60℃的水一定比30℃的水含有的热量多
C. 热传递过程中，热量由高温物体传向低温物体
D. 物体的内能增加，一定从外界吸收热量
【答案】C
【解析】物体吸收热量，温度不一定升高，例如，晶体在熔化过程中，吸收热量，但温度不变，故A错误；热量是指热传递过程中传递能量的多少，是过程量，不能说含有热量，故B错误；热传递的条件是存在温度差，热传递过程中，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，即热量是由高温物体传向低温物体，故C正确；改变内能的方法有两个：做功和热传递。所以，物体的内能增加，可能是从外界吸收热量，也可能是外界对物体做功，故D错误，故选C.
11. 水平桌面上的薄壁圆柱形容器中盛有某种液体，容器底面积为80cm2，用细线拴着体积为为100cm3的金属球沉入容器底，这时液体深度为10cm，它对容器底的压力为1.9N，如图所示。现将金属球从液体中取出，液体对容器底的压强改变了100Pa，从容器中取出金属球时，表面所沾液体与细线的体积均不计。则下列判断正确的是（ ）
A． 金属球在液体中所受浮力大小为1N
B． 容器中液体所受重力大小为6.4N
C． 取出金属球后，容器对桌面的压强减小了100Pa
D． 金属球的密度为2.7×103kg/m3
【答案】D
【解析】取出小球后，液面下降：△ℎ=100cm380cm2=1.25cm=0.0125m
将金属球从液体中取出，液体对容器底的压强改变了100Pa，根据p=ρgℎ得：
ρ液=△pg△ℎ=100Pa10N/kg×0.0125m=0.8×103kg/m3；
A. 金属球在液体中所受浮力大小为：
F浮=ρ液gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×100×10−6m3=0.8N，故A错误；
B. 容器中液体体积为：V液=80cm3×10cm﹣100cm3=700cm3=7×10﹣4m3；
流体重为：G液=m液g=ρ液V液g=0.8×103kg/m3×7×10﹣4m3×10N/kg=5.6N，故B错误。
C. 金属球的重为：G球=F压+F浮=1.9N+0.8N=2.7N；
取出金属球后，容器对桌面减小的压强为：△p'=G球S=2.7N80×10−4m2=3375Pa，故C错误；
D. 金属球的密度为：ρ球=G球gV球=2.7N10N/kg×100×10−6m3=2.7×103kg/m3，故D正确；
故选D。
12. 如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）。则下列说法正确的是（ ）
A. 斜面上的摩擦力是50N B. 拉力的功率是50W
C. 拉力所做的功是300J D. 斜面的机械效率是80%
【答案】A
【解析】（1）拉力F做功W=FS=150×3m=450J，有用功W有=Gh=500×0.6=300J，额外功W额=
W总-W额=450-=300=150J，所以由W额=fs得，f=W额/s=150/3=50N ,所以A正确，C错误；
（2）拉力功率，P=W总/t=450/5=75W，所以B错；效率=W有/W总=300/450=66.7%
13. 如图所示，闭合开关S后，发现电灯L不亮，且保险丝没有熔断．用试电笔测试灯头的两端C、D，发现这两处都能使试电笔的氖管发光，再用试电笔测试B处氖管不发光．若电路中只有一处故障，则( )
A．AC段某处断路 B．BD段某处断路 C．电灯L断路 D．电灯L短路
【答案】B
【解析】解决此题要知道保险丝没有熔断，说明没有发生电流过大的情况；测量火线氖管发光，证明进户火线正常；测量零线不发光，说明零线也正常．
A．AC段某处断路时，则试电笔接触D点时，氖管不发光，故A错误；
B．BD段某处断路，则试电笔接触CD点时，氖管发光，接触B点时不发光，故B正确；
C．电灯L断路，则试电笔接触D点时，氖管不发光，故C错误；
D．电灯L短路，则电源短路，电路中电流过大，保险丝会熔断，与题意不符，故D错误．
14. 许多城市都在推广利用太阳能，城市交通指示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能，下列关于太阳能的说法不正确的是（ ）
A. 太阳是一个巨大的“核能火炉” B. 太阳能为二次能源
C. 太阳能属于可再生能源 D. 太阳能清洁，无污染
【答案】B
【解析】A. 太阳是一个巨大的“核能火炉”，因为太阳上一刻不停的进行着氢核聚变，聚变提供巨大的能量，故A正确；
B. 太阳能可以直接从自然界获得，是一次能源，故B错误；
C. 太阳能取之不尽、用之不竭，属于可再生能源，故C正确；
D. 太阳能的使用，不会带来环境污染的问题，所以属于清洁，无污染的新型能源，故D正确；
故B错误，符合题意。
15. 如图所示，电源电压，灯丝电阻不变，当S1，S2都断开时，电压表的示数为U1，电阻R1消耗的功率为0.1W，只闭合S1时，电压表示数为U2，电流表的示数为0.2A，只闭合S2时，电阻R1消耗的功率为3.6W．当S1，S2都闭合时，灯L正常发光。已知U1：U2＝1：2，则下列结论错误的是（ ）
A．灯L的额定功率为1.8W B．电阻R2的阻值为30Ω
C．电源电压8V D．S1，S2都断开和S1，S2都闭合时，灯L消耗的功率之比为1：9
【答案】C。
【解析】：当两个开关都断开时，等效电路图如图甲所示；
当只闭合开关S1时，等效电路图如图乙所示；
当只闭合开关S2时，等效电路图如图丙所示；
当两个开关都闭合时，等效电路图如图丁所示。
（1）在甲、乙两图中，电阻R2不变，I1I2=U1U2=12；
所以I1=12I2=12×0.2A＝0.1A，
R1=P1I12=0.1W(0.1A)2=10Ω；
因总电压U一定，
所以I1I2=R2R1+R2+RL=12，即R2＝R1+RL﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
在甲、丙两图中，电阻R1不变P1P1'=I12I32=0.1W3.6W=136，
则：I1I3=16；
因总电压U一定，
所以I1I3=R1R1+R2+RL=16，即5R1＝R2+RL﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①、②得：5R1＝R1+RL+RL＝R1+2RL，
RL＝2R1＝2×10Ω＝20Ω，
R2＝R1+RL＝10Ω+20Ω＝30Ω，故B正确；
（2）在图乙中，U＝U2＝I2R2＝0.2A×30Ω＝6V，
在图丁中，灯L的额定功率PL=U2RL=(6V)220Ω=1.8W，故A正确；
（3）电源电压：U＝I2R2＝0.2A×30Ω＝6V，故C错误；
（4）由图甲、丁所示电路图可知，S1，S2都断开和S1，S2都闭合时，灯L消耗的功率之比：
PL'PL=I12RLPL=(0.1A)2×20Ω1.8W=19，故D正确；
五、 填空与作图（16~25题，每空1分，每图2分，共27分）
16. 小丽同学用水平力F拉动如图所示装置，使重100N的A物体4s内在水平地面上匀速运动了80cm，物体B重50N（物体B与A始终接触），此过程中地面受到的摩擦力为10N，弹簧测力计的示数为8N．若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为_____m/s，物体A受到B施加的摩擦力_____（选填“水平向左”、“水平向右”或“为零”），水平拉力F为_____N，水平拉力F的功率为_____W。
【答案】0.1 水平向右 36 7.2
【解析】（1）物体移动的速度v物=s物t物=0.8m4s=0.2m/s，滑轮移动的速度
v轮=12v物=12×0.2m/s=0.1m/s；
（2）因为力的作用是相互的，相互作用力大小相等，方向相反，而物体B受到A的摩擦力
fB=8N，所以，物体A受到B施加的摩擦力fB=fB=8N，方向水平向右。
（3）物体A受到向左的拉力等于地面对A的摩擦力f地加上物体A受到B施加的摩擦力fA，F左=f地+fA=10N+8N=18N，滑轮为动滑轮，水平拉力F为F左的2倍，故
F=2F左=2×18N=36N，则拉力做功功率P=Wt=Fst=Fv=36N×0.2m/s=7.2W；
故答案为：0.1；水平向右：36：7.2。
17. 如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中图________是将内能转化为机械能的冲程。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为2400r/min,这次汽油机每秒钟内完成_______个冲程，对外做了________次功。
【答案】丙；80；20
【解析】飞轮的转速为2400r/min=40r/s，在一个工作循环中，飞轮转动2转，对外做功一次，所以此汽油机每秒钟内完成20个工作循环。每个工作循环完成四个冲程，共完成80个冲程，对外做功20次。
18. 小华去森林探险，看见阳光透过树叶的缝隙在地上留下圆形光斑，光斑的成像原理是____（填光学原理）。同时看见树林边溪水中的“蓝天白云”，这是____（填光学原理）在水中所成的虚像。小华想利用平面镜将太阳光束反射进一个水平山洞（如图所示），则他应将平面镜与水平地面成____夹角放置。
【答案】光的直线传播光的反射30°或150°
【解析】如图
19. 图为一种电磁仪表的部分装置，闭合开关后，磁铁 N 极向上转动（箭头所示）。则通电线圈上端为_____（填“S”或“N”）极，电池右端为_____（填“正”或“负”）极。
【答案】N负
【解析】根据题意，闭合开关后，磁铁 N 极向上转动，根据同名磁极相互排斥的特点可知，通电线圈上端为N极；
再根据安培定则判断，右手大母指向上，即指向N极握住螺线管，四指弯曲指向电流的方向，则电流由线圈的下端流入，上端流出；
故电源的左端为正极，右端为负极。
20. 两个电阻的电流随电压变化的关系图象如图甲所示，将它们连接在如图乙所示的电路中。当闭合开关S1，断开开关S2、S3时，电阻R1、R2两端的电压之比为_____；当断开开关S1，闭合开关S2、S3时，经过一段时间，电流通过电阻R1、R2产生的热量之比为_____。
【答案】2：1 1：2
【解析】根据图甲的数据，利用欧姆定律得：
R1=U1I1=12V0.6A=20Ω；R2=U2I2=6V0.6A=10Ω；
如图乙，当闭合开关S1，断开开关S2、S3时，电阻R1、R2串联在电路中。
串联电路中电流处处相等，根据U=IR可得，电阻R1、R2两端电压之比为：
U1U2=IR1IR2=R1R2=20Ω10Ω=21；
当断开开关S1，闭合开关S2、S3时，两电阻并联，并联时电压相等，根据W=UIt，再结合I=UR可得电阻R1、R2产生的热量之比为：
W1W2=UI1tUI2t=I1I2=UR1UR2=R2R1=10Ω20Ω=12。
21. 如图所示，长为40cm、重为10N的匀质杠杆可绕着O点转动，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置（忽略摩擦阻力），在这个过程中，力F的大小将_____（选填“增大”、“不变”或“减小”），力F所做的功为_____J。
【答案】增大 1
【解析】解：（1）因为拉力F始终与杠杆垂直所以拉至水平位置的过程中，动力臂L的长度不变， G的大小不变，而阻力臂L却逐渐增大；根据：F•L＝G•L′，当L、G不变时，L′越大，那么F越大，因此拉力F在这个过程中逐渐增大；（2）物体重心上升的高度h＝12Lsin30°＝1240cm×12＝10cm＝0.1m， W＝Gh＝10N×0.1m＝1J。
22. 如图，利用定滑轮和两个完全相同的小桶，测量一块蓝田玉坠的密度，将玉坠放入左侧小桶，向右侧小桶内逐渐加水至19.5mL时，滑轮两侧平衡，则玉坠的质量为__________g，取下右侧小桶置于水平桌面上，将玉坠浸没在水中如图所示，此时液面示数是________mL，玉坠的体积是_________mL，由此可得该玉坠的密度为__________g/cm3（ρ水=1.0×103kg/m3）。
【答案】19.5 26 6.5 3
【解析】（1）使用定滑轮既不省力也不费力，两侧小桶完全相同，两侧平衡时，玉坠质量等于右侧桶中水的质量，由密度公式可得玉坠质量
m=m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×19.5×10−6m3=0.0195kg=19.5g；
（2）已知右侧小桶中水的体积V水=19.5mL，由图2可知，量筒的分度值为1mL，此时液面示数是26mL，则玉坠和水的总体积V总=26mL，所以玉坠的体积
V=V总-V水=26mL-19.5mL=6.5mL=6.5cm3；
（3）玉坠的密度ρ=mV=19.5g6.5cm3=3g/cm3；
23. 小英家6月底电能表的示数如图甲所示，7月底表盘示数如图乙所示，由图可知她家7月份用电器消耗的电能为_____kW•h；电子式单相电能表她家现在已经接人用电器的总功率为3600W，则最多还可以连接_____W的用电器同时工作。将铭牌已模糊的饮水机单独接在该电能表上正常工作3min，电能表指示灯闪烁了160次，则饮水机的额定功率是_____W。
【答案】140 3000 1000
【解析】表的指示灯闪烁3200次，则电能表指示灯闪烁160次时，饮水机消耗的电能：W＝1603200kW•h＝0.05kW•h，饮水机的实际功率：P＝Wt＝0.05kW•h360ℎ＝1kW＝1000W。因为饮水机正常工作，所以饮水机的实际功率等于额定功率，则饮水机的额定功率是1000W。
点睛：（1）电能表显示的数字中最后一位是小数，单位为kW•h，两次示数只差即为本月用的电。（2）由电能表的参数可知工作电压和允许工作的最大电流，根据P＝UI求出电能表允许用电器工作的最大总功率；（3）3200imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁3200次，据此可求出当电能表指示灯闪烁160次消耗的电能，又知道工作时间，根据公式P＝Wt求出该用电器消耗的功率。
24. 如图所示，请画出重物G的阻力臂，并画出作用在c点且能使杠杆保持平衡的最小力。
【答案】如图所示。
【解析】已知O是杠杆的支点，从支点向重力的作用线作垂线，垂线段的长即为阻力臂L2；动力作用在C点，则连接OC就是最长的动力臂L，根据杠杆平衡的条件，此时所用的动力最小；要使杠杆平衡，动力的方向应垂直于OC向下，据此可画出最小力F的示意图。
25. 将图中的三孔插座(带保险盒)正确的接入电路。
【答案】
【解析】连接三也插座，依据是“左零、右火、上地”；
只有一个保险盒时，保险丝应连接在火线上，这样一旦因为电流过大而烧断时，火线与插座断开，更安全，所以作图如下：
六、 解答与探究（共6小题，44分）
26. （8分）如图所示是蒙华铁路荆州段长江大桥施工现场，工程师用起吊装置在江中起吊工件. 己知工件重4000N，每个滑轮重500N，声音在水中的传播速度是1500m/s.在水面上用超声测位仪向江底的工件垂直发射超声波，经过0.02s后收到回波.（不计绳重和摩擦，g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3)
（1）求工件在水下的深度；
（2）不计工件的高度，求水对工件产生的压强；
（3）当工件在水面下匀速上升时，绳子自由端的拉力为500N，求工件的体积；
（4）不计动滑轮体积，求工件在水下匀速上升时滑轮组的机械效率（结果在小数点后保留一位数字）.
【答案】见解析所示
【解析】（1）h=vt=1/2×1500×0.02=15m
（2） P=ρgh=1×103×10×15=1.5×105Pa
（3） F拉=1/n（G物+G轮+F浮），F浮=G物+G拉-nF拉=4500+500-3×500=3000N，F浮=ρ水gV排，所以V排=3000/1000×10=0.3m3
（4） 工件在水中匀速上升时，效率=4000-3000/1500=66.7%
27. （6分）光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应，而将光能直接转化为电能的一种技术，其发电系统主要有太阳能电池板，控制器和逆变器三大部分组成，其简化电路如图所示，当太阳光照射太阳能电池板发电时，控制信号将S1闭合，S2断开，蓄电池充电，当控制信号将S2闭合后，向外供电。光伏发电广泛应用于小型电源，中型供电系统和大型发电站。
(1)李湾村新建的文化广场上，有很多以光伏发电为电源的路灯，若某路灯电源的输出电压为20V，电流为0.5A，则输出功率是多大_______？输出电路中的电阻是多少___________？
(2)该村还建成了一座扶贫光伏发电站，总功率为5×104kW，其一天的发电量是多少千瓦时_________？(一天的有效光照时间按8小时计算)
(3)光伏发电站发的电用于灌溉农田，可将低处河水抽到高处灌溉渠中，若高低落差为10m，抽水机的效率为60%，则每度电可抽取河水多少立方米________ ？(ρ河水=1×103kg/m3,g取10N/kg)
(4)根据你所学的知识，请写出一条光伏发电的优点：(科学合理即可)______。
【答案】见解析
【解析】(1)电源的输出功率：P=UI=20V×0.5A=10W；
由I=UR得，输出电路中的电阻：R=UI=20V0.5A=40Ω。
(2)光伏发电站一天的发电量：
W总=P总t=5×104kW×8h=4×105kW⋅h。
(3)W电=1kW⋅h=3.6×106J，
由η=W机械W电×100%得，将低处河水抽到高处克服重力做的功：
W机械=ηW电=60%×3.6×106J=2.16×106J，
由W=Gℎ=mgℎ得，水的质量：
m=W机械gℎ=2.16×106J10N/kg×10m=2.16×104kg，
由ρ=mV得，水的体积：
V=m河水ρ河水=2.16×104kg1×103kg/m3=21.6m3。
(4)光伏发电的优点：不会污染环境，即清洁无污染；取之不尽、用之不竭，可再生；节约传统的化石能源。
28. （7分）宁宁用如图所示的实验装置探究“凸透镜成像的规律”，所用凸透镜的焦距为10cm。
（1）蜡烛和凸透镜的位置如图所示，宁宁将光屏移动到60～70cm之间的某一位置时，光屏上得到一个清晰的像，生活中的_____（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一规律制成的。此时若将蜡烛和光屏位置对调，光屏上_____（选填“能”或“不能”）得到清晰的像。
（2）宁宁把近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间的合适位置，调节光屏的位置，使光屏上得到烛焰清晰的像，此时光在光屏上发生的是_____（选填“镜面”或“漫”）反射。取走近视眼镜，保持凸透镜和光屏位置不变，为使光屏上再次得到清晰的像，应将蜡烛_____（选填“远离”或“靠近”）凸透镜。
（3）烛焰通过凸透镜成正立的像时，宁宁的眼睛应该在____（选填“蜡烛”或“光屏”）一侧向凸透镜方向进行观察。
（4）实验过程中，蜡烛燃烧逐渐变短，蜡烛对底座的压强_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。为使烛焰的像仍成在光屏的中央，应将凸透镜向_____（选填“上”或“下”）调整。
【答案】照相机；能；漫；靠近；光屏；变小；下
【解析】（1）由图知道，此时物距是：u=50cm-20cm=30cm，又因为凸透镜的焦距约是：f=10cm，由凸透镜成像规律知道，当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，生活中的照相机就是利用这一规律制成的；根据光路的可逆性知道，此时若将蜡烛和光屏位置对调，光屏上能得到清晰的像。
（2）由于光屏的表面粗糙，所以发生的是漫反射；由于近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，所以，当给凸透镜戴上近视眼镜后，为使光屏上呈清晰像，应将光屏向右移动，即像远了；当取走近视眼镜，在保持凸透镜和光屏位置不变时，若使光屏上再次得到清晰的像，则根据物近像远知道，应将蜡烛靠近凸透镜；
（3）当将蜡烛向凸透镜移近，u＜f时，成的是正立、放大的虚像，即不能成在光屏上，所以，只能用眼睛在光屏一侧透过观察像；
（4）在蜡烛燃烧逐渐变短时，由于蜡烛对底座的压力变小，受力面积不变，所以，蜡烛对底座的压强变小；在凸透镜成倒立的实像时，由于蜡烛由于燃烧逐渐变短，即相对于凸透镜向下移动，所以像会逐渐向上移动，所以为了使烛焰的像仍成在光屏的中央，应将凸透镜向下调整。
29. （6分）小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆（如图所示），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220V，额定功率605W．问：
（1）小明帮奶奶泡脚时，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℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？消耗的电能是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
（2）当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际功率是多少？
（3）足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流为4A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？
【答案】（1）5.04×105J； 5.445×105J；（2）500W；（3）8W。
【解析】（1）水吸收的热量：
Q吸=c水m（t−t0）=4.2×103J/（kg•℃）×6kg×（40℃−20℃）=5.04×105J；加热时间
t'=15min=900s，足浴盆加热时消耗的电能：W=P额t'=605W×900s=5.445×105J。
（2）由P=U2R得，加热电阻的阻值：R=U额2P=220V2605W=80Ω，当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际功率：P实=U实2R=200V280Ω=500W。
（3）电动机工作中因发热损失的功率：P损=I2R'=（4A）2×0.5Ω=8W。
30. （8分）为响应常州市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AB：BO=4：1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为220V）
（1）当水位在安全位置以下时绿灯亮，排水泵不工作；当水位达到安全位置上限时红灯亮，同时排水泵正常工作。请按要求完成图中工作电路的连接_____。
（2）“发电玻璃”光电转化率接近18%．要求在5h内对控制电路的蓄电池充满电，则选用的“发电玻璃”面积至少为_____m2．（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1000W计算，计算结果精确到0.1m2）
（3）按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；当水位回落到浮体只有体积浸入水中时，硬质杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA，排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体______？
（4）在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向_____（填“左”或“右“）移动。
【答案】 见解析 1.3 应选择重力为8N的浮体 右
【解析】由题知，绿灯亮，排水泵不工作，红灯亮，同时排水泵正常工作，说明绿灯与红灯、水泵间互不影响，即为并联，红灯与水泵同时工作，同时停止工作，且它们的额定电压均为220V，所以红灯与水泵间并联，由此画出工作电路图连接情况如图所示：
；
（2）蓄电池充满电时储存的电能：W=UIt=12V×100A×3600s=4.32×106J=1.2kW•h，
由题知，发电玻璃光电转化率接近18%，在5h内对控制电路的蓄电池充满电，太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率1000W=1kW，设“发电玻璃”面积至少为S，所以有18%×1kW/m2×S×5h=1.2kW•h，
解得：S≈1.3m2；
（3）当浮体刚好浸没时，压敏电阻受到压力为360N，由表中数据知，此时压敏电阻的阻值R=80Ω，
控制电路中R与R0串联，措施控制电路中的电流I=100mA=0.1A，
由串联电路特点和欧姆定律可得，定值电阻的阻值：
R0=R总−R=12V0.1A−R=120Ω−80Ω=40Ω
设此时连杆对A端的作用力为FA，压敏电阻对B处的作用力为FB，
已知AB：BO=4：1，则AO：BO=5：1，
根据杠杆的平衡条件有：FA×LOA=FB×LOB，
则：FA=FB×LOBLOA=360N×15=72N，
A端对浮力向下的压力FA’=FA=72N
F浮=G+FA’=G+72N
当物体只有2/5浸入水中时，F浮’=2/5F浮
此时控制电路中电流为30mA=0.03A，由串联电路特点和欧姆定律得：
R'=R总'﹣R0=12V0.03A﹣40Ω=360Ω，
由表中数据知，压敏电阻受到压力FB'=120N，
由杠杆平衡条件有：FA'×LOA=FB'×LOB，
所以：FA'=FB'×LOBLOA=120N×15=24N，
同理可得，此时浮体受到的浮力：F浮'=G+FA'，
即：25F浮=G+24N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解①②可得：F浮=80N，G=8N；
所以，应选择重力为8N的浮体。
（4）水位已达到安全位置上限，排水装置还未启动（说明控制电路的电流偏小），由欧姆定律可知，应减小控制电路中的电阻以增大控制电路中电流，从而使电磁铁磁性增强吸下衔铁，
而其他条件保持不变，要减小压敏电阻R的阻值，根据表格数据可知，应增大压敏电阻受到的压力；在A端作用力和动力臂不变的情况下，由杠杆平衡条件知，将压板向右移动时，减小了阻力臂，则阻力增大，即增大对压敏电阻的压力。
31. （8分）小芳利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的阻值，阻值大约为5Ω。
（1） 请你根据电路图，用笔画线代替导线，在如图中完成实验电路的连接______。
（2） 闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于___________端（选填“A”或“B”）。
（3） 闭合开关，发现电压表和电流表均无示数。小芳利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数；接在a、c之间，电压表无示数。如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是__________。
（4） 排除故障后，调节滑动变阻器，记录多组数据。画出了待测电阻Rx的I-U图像，如图所示。由图像可得Rx=__________Ω。
（5）小芳又设计了一种方案，也测出了Rx的阻值。电路如图所示，R0为阻值已知的定值电阻，电源电压未知且恒定不变。测量步骤如下：
①当开关__________时，电流表读书为I1;
②当开关S1、S2都闭合时，电流表读书为I2；
③待测电阻Rx=__________。（用已知和测出的物理量符号表示）
【答案】 ；B ；滑动变阻器断路；4；S1闭合、S2断开；I2−I1I1R0
【解析】（1）电源为两节干电池，最大电压3V，所以电压表应选0—3V，根据图像可以看出电路中的最大电流为0.6A，所以电流表应选0—0.6A量程；答案如下图：
（2）连接电路时，应断开开关，闭合开关前滑片应置于阻值最大处。根据滑动变阻器的接法，滑片滑到B端阻值最大；
（3）闭合开关，发现电压表和电流表均无示数。说明电路开路；小芳利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数，接在a、c之间，电压表无示数。说明根据上述现象，就可以判断出滑动变阻器断路；
（4）从图像取一个点（2.0,0.5），根据欧姆定律就可以算出R=UI=2.0V0.5A=4Ω；
（5）由图可知，闭合开关S1，断开开关S2，则两个电阻串联，此时R0两端的电压U0=I1R0，当两个开关均闭合时，电阻Rx被短路，则电源电压U=I2R0，则Rx两端的电压Ux=U−U0=I2R0−I1R0；则Rx=UxIx=I2R0−I1R0I1=I2−I1R0I1。
故答案为： (1). (2). B (3). 滑动变阻器断路 (4). 4 (5). S1闭合、S2断开(6). I2−I1R0I1
附加题
32. （12分）图甲是温度自动报警器。控制电路中，电源电压U控=5V，热敏电阻R2的阻值与温度的关系如图乙所示；工作电路中，灯泡L标有“9V 0.3A”的字样，R4为电子嗡鸣器，它的电流达到某一固定值时就会发声报警，其阻值R4=10Ω。在R2温度为20℃的情况下，小明依次进行如下操作：闭合开关S1和S2，灯泡L恰好正常发光，此时R0的电功率为P0；将R1的滑片调到最左端时，继电器的衔铁刚好被吸下，使动触点与下方静触点接触；调节R3的滑片，当R3与R4的电压之比U3：U4=4:1时，电子嗡鸣器恰好能发声，此时R0的电功率为，。已知电源电压、灯丝电阻都不变，线圈电阻忽略不计。求：
（1）灯泡L的额定功率；
（2）当衔铁刚好被吸下时，控制电路的电流；
（3）将报警温度设为50℃时，R1接入电路的阻值；
（4）工作电路的电源电压Ux。
【答案】（1）2.7W（2）0.2A（3）15Ω（4）12V
【解析】（1）灯泡L的额定功率为 P额=U额×I额=9V×0.3A=2.7W
（2）当衔铁刚好被吸下时，变阻器R1接入电路的阻值刚好为0 由图乙知温度为20℃时R2的阻值为R2=25Ω 控制电路的电流为
（3）当将报警温度设为50℃时，由图乙知，R2的阻值变为10Ω， 此时控制电路的电流仍然为I=0.2A
+¢=
（4）当继电器的衔铁还没被吸下时， 电路中的电流为I额=0.3A，则有P0=I额2R0
当继电器的衔铁被吸下时，
设此时电路的电流为I，则有P0’=I2R0
由P0’：P0=4:9，即I2R0/I额2R0=4:9课得I=0.2A
此时U4=IR4=0.2×10=2V
而U3/U4=4:1，则U3=8V
因为U0’2/R0:U02/R0=4:9，则U0’:U0=2:3
即Ux-U3-U4/Ux-U额=2:3，
解得Ux=12V
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